10.2 阿基米德原理 同步练习（Word版，含解析）

10.2阿基米德原理
一、选择题
1．（2020·山东济南市·八年级期末）如图中A、B、C、D是个体积、形状相同而材料不同的球，把它们投入水中静止后的情况。它们中所受浮力最小的是（　　）
A．A球 B．B球 C．C球 D．D球
【答案】A
【详解】
四个小球的体积相同，由图可知，A小球排开液体的体积最小，又因为四个小球浸在同种液体中，由可知，A小球受到的浮力最小。
故选A。
2．（2020·广西桂林市·中考真题）深海潜水是一项危险的运动，其中一个危险因素是下潜越深受到的（　　）
A．浮力越小 B．浮力越大 C．压强越小 D．压强越大
【答案】D
【详解】
AB．当人潜水时，即人完全浸没在水中，根据可知，人在海水中受到的浮力大小不变，故AB不符合题意；
CD．当人潜水时，根据可知，深度越深液体压强越大，所以下潜的越深，越危险，故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
3．（2020·上海普陀区·九年级月考）将体积相等的木块和石块浸没在水中时，比较两者所受的浮力大小（　　）
A．木块受到的浮力较大 B．石块受到的浮力较大
C．两者受到的浮力一样大 D．条件不足无法比较
【答案】C
【详解】
将体积相等的木块和石块浸没在水中时，石块排开液体的体积等于木块排开液体的体积，根据阿基米德原理公式F浮＝ρ液gV排可知，石块所受的浮力等于木块所受的浮力。故ABD错误，不符合题意；C正确，符合题意。
故选C。
4．（2020·四川眉山市·八年级期末）以下关于浮力大小的比较，正确的是（　　）（ρ铜＞ρ铝＞ρ水＞ρ煤油）
A．同样重的两个实心铜块甲和乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，所受浮力一样大
B．同样重的实心铝块和铜块，都浸没在煤油中，所受浮力一样大
C．同样重的实心铝块和铜块，铜块浸没在煤油中，铝块浸没在水中，所受浮力一样大
D．体积相等的空心铝块和铜块，都浸没在水中，铝块悬浮，铜块下沉，所受浮力一样大
【答案】D
【详解】
A．由
G＝mg＝ρVg
的变形式V＝知，同样重的两个实心铜块甲和乙的体积相等，甲浸没在水中和乙浸没在煤油中时排开液体的体积相等，由F浮＝ρ液gV排和
ρ煤油＜ρ水
知，甲受到的浮力大，故A错误；
B．由
G＝mg＝ρVg
的变形式V＝和
ρ铝＜ρ铜
知，同样重的实心铝块和铜块，铝块的体积大，都浸没在煤油中，铝块排开煤油的体积大，由F浮＝ρ液gV排知，铝块受到的浮力大，故B错误；
C．由
G＝mg＝ρVg
的变形式V＝和
ρ铝＜ρ铜
知，同样重的实心铝块和铜块，铝块的体积大，铜块浸没在煤油中和铝块浸没在水中时，铝块排开水的体积大，由F浮＝ρ液gV排知，铝块受到的浮力大，故C错误；
D．体积相等的空心铝块和铜块，都浸没在水中（铝块悬浮，铜块下沉）时，排开水的体积相等，由F浮＝ρ液gV排知，所受浮力一样大，故D正确。
故选D。
5．（2020·山东省济南汇文实验学校八年级期末）将重为4N的物体投入一装满水的溢水杯中，溢出水3N。若不计水的阻力，当物体静止时，下列判断正确的是（　　）（g取10N/kg）
A．F浮=7N，物体上浮 B．F浮=4N，物体悬浮，
C．F浮=4N，物体漂浮 D．F浮=3N，物体沉在水底
【答案】D
【详解】
根据阿基米德原理。物体受到的浮力
F浮=G排=3N
物体的重为
G=4N
得
G物>F浮
所以物体沉在水底。故ABC错误，D正确。
故选D。
6．（2020·辽宁本溪市·八年级月考）将一圆柱形木块用细线栓在容器底部，容器中开始没有水，往容器中逐渐加水至如图甲所示位置，在这一过程中，木块受到的浮力随容器中水的深度的变化如图所示，则由图像乙得出的以下信息正确的是（　　）
A．木块是重力为10N
B．木块的底面积为200cm2
C．细线对容器底部的最大拉力为6N
D．木块的密度为
【答案】D
【详解】
A．由图像可知，当容器中水的高度为时，木块处于漂浮状态，受到的浮力和重力相等，因此木块的重力为6N，故A错误；
B．由图像可知，当木块刚好漂浮时，木块被淹没的高度为6cm，此时木块受到的浮力为6N，由可知木块的底面积为
故B错误；
C．细线对容器底部的最大拉力
F=F浮-G=
故C错误；
D．由图像可知，木块全部淹没受到的浮力为10N，由可知，木块的体积
则木块的密度
故D正确。
故选D。
7．（2020·四川眉山市·八年级期末）如图甲所示，某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块，使其缓慢匀速下降，并将其浸入平静的游泳池水中，弹簧测力计的示数F与金属块下表面下降高度h的变化关系如图乙所示，忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化，已知池水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg，则下列说法中错误的是（　　）
A．金属块所受重力大小为46N
B．金属块的密度为2.3×103kg/m3
C．金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为20N
D．金属块恰好完全浸没时，金属块下表面所受水的压强为5×103Pa
【答案】D
【详解】
A．由图象可知，当h为0～30cm时，弹簧测力计示数为46N，此时金属块处于空气中，根据二力平衡条件可知，金属块的重力
G＝F拉1＝46N
故A正确，不符合题意
BC．由图象可知，当h＝50cm之后，弹簧测力计示数F2＝26N不变，此时金属块浸没水中，则金属块浸没时受到的浮力
F浮＝G﹣F拉2＝46N﹣26N＝20N
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，由F浮＝ρ液gV排可得，金属块的体积
V＝V排＝＝2×10-3m3
由G＝mg可得，金属块的质量
m＝＝4.6kg
则金属块的密度
ρ＝＝2.3×103kg/m3
故BC正确，不符合题意；
D．忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化，由图象可知，金属块刚浸没时底部所处的深度
h＝50cm﹣30cm＝20cm＝0.2m
金属块下底面受到水的压强
p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2000Pa
故D错误，符合题意。
故选D。
8．（2020·江苏苏州市·苏州湾实验初级中学八年级期末）如图所示，用弹簧测力计、大烧杯、小水桶、铜块（附悬挂线）、小垫块和水验证阿基米德原理实验中（　　）
A．铜块一定要浸没到水中
B．铜块浸在水中时小水桶中水的质量等于铝块的质量
C．铜块浸在水中时弹簧测力计示数等于它所受的浮力
D．铜块在空气和水中弹簧测力计读数差与小水桶中水的重力大小相等，即可验证阿基米德原理
【答案】D
【详解】
A．该实验中，铜块可以全部浸在水中，也可以部分浸在水中，故A不符合题意；
BC．根据称重法可知，铜块受到的浮力等于铜块的重力减去排开水的重力，因此铜块的重力与小水桶中水的重力不一定相等，即小水桶中水的质量不等于铜块的质量，故BC不符合题意；
D．根据称重法求出铜块受到的浮力，再根据小水桶和排开水的总重力以及小水桶的重力求出排开水的重力，比较其大小，并得出正确结论，故D符合题意。
故选D。
9．（2020·山东淄博市·九年级二模）如图所示，压在杯底的乒乓球，上浮时会弹离水面后又落回水面。下列说法正确的是（　　）
A．乒乓球上浮过程中，受到的浮力始终不变
B．乒乓球弹离水面后上升，是由于水的浮力作用
C．乒乓球上浮过程中，水对杯底的压强始终不变
D．乒乓球上浮过程中，水对杯底的压强先不变后减小
【答案】D
【详解】
A．乒乓球在上浮过程中，先是全浸入水中的上升过程，此过程排开水的体积不变，由知道，受到的浮力不变；然后是露出水面到脱离水面，此过程排开水的体积变小，由知道，受到的浮力变小；所以乒乓球在上浮过程中，受到的浮力先不变、后变小，故A错误；
B．乒乓球弹离水面后不再受浮力作用，由于惯性将继续上升，故B错误；
CD．乒乓球上浮过程中，先是全浸入水中的上升过程，此过程排开水的体积不变，水的深度不变，由知道，水对杯底的压强不变；然后是露出水面到脱离水面，此过程排开水的体积变小，水的深度变小，由知道，水对杯底的压强变小；所以乒乓球在上浮过程中，水对杯底的压强先不变、后变小，故C错误、D正确。
故选D。
10．（2020·广东九年级其他模拟）网上流传着一种说法，鸡蛋能否沉入水底可以鉴别其是否新鲜．为了验证其真实性，小亮买了些新鲜鸡蛋，并拿其中一颗进行实验．第一天放入水中的鸡蛋沉入水底（如图甲），取出鸡蛋擦干放置50天后，再放入水中时鸡蛋漂浮在水面（如图乙），看来网传是真的．下列分析正确的是
A．鸡蛋两次所受的浮力一样大
B．甲图中鸡蛋排开水的重力大
C．乙图中鸡蛋所受浮力大于重力
D．放置50天后的鸡蛋密度变大
【答案】B
【详解】
A．由图可知：在甲中下沉，V甲排＝V鸡蛋，在乙中漂浮，V乙排＜V鸡蛋；由于是同一个鸡蛋，则鸡蛋的体积相同，则V甲排＞V乙排，由浮力的公式F浮＝ρgV排可知：鸡蛋所受的浮力：F甲＞F乙，故A错误；
B．根据F浮＝G排可知：鸡蛋排开水的重力：G甲排＞G乙排，故B正确；
C．鸡蛋在乙中漂浮，根据漂浮条件可知：浮力等于其重力，故C错误；
D．因为鸡蛋在甲中下沉，则ρ甲＞ρ水，在乙中漂浮，则ρ乙＜ρ水，所以ρ甲＞ρ乙，即放置50天后的鸡蛋密度变小了，故D错误．
11．（2020·北京师范大学常州附属学校九年级开学考试）用弹簧测力计竖直拉一个物体浸入水中，当该物体体积的露出水面时，弹簧测力计示数为4N；当该物体体积的浸入水中时，弹簧测力计示数为1N，取下该物体放入水中，该物体静止时受到的浮力是（　　）
A．18N B．14N C．8N D．10N
【答案】D
【详解】
用弹簧测力计竖直拉一个物体浸入水中，当该物体体积的露出水面时，弹簧测力计示数为4N可得
①
用弹簧测力计竖直拉一个物体浸入水中，当该物体体积的浸入水中时，弹簧测力计示数为1N可得
②
联立①②可得
G=10N，ρ水gV=18N
当物体全部浸入水中时所受浮力为18N，大于重力，物体会上浮，当物体静止时，处于漂浮状态，浮力等于重力。
故选D。
12．（多选）（2020·山东济南市·八年级期末）鱼鳔是鱼体内可以胀缩的气囊，是鱼类的沉浮器官。借助鱼鳔的胀缩实现其浮沉的过程中，下列哪个物理量会发生变化（　　）
A．鱼的重力 B．鱼所受的浮力 C．鱼排开水的体积 D．鱼受到的压强
【答案】BCD
【详解】
A．鱼在浮沉过程中，本身的质量并未改变，所以重力不变，故A不符合题意；
BC．根据可知，鱼鳔的胀缩改变排开水的体积，从而改变了自身的浮力大小，故BC符合题意；
D．根据可知，当鱼上浮时，鱼受到的压强减小，下沉时，压强增大，故D符合题意。
故选BCD。
二、填空题
13．（2020·上海市民办新竹园中学九年级月考）在“验证阿基米德原理”实验中，需要验证浸在液体中的物体受到的_____大小与它排开液体受到的_____大小是否相等，实验还需用_____（选填“相同”或“不同”）的固体和液体进行多次实验。这样做的目的是_____。
【答案】浮力重力不同得出普遍规律
【详解】
[1][2]在“验证阿基米德原理”实验中，需要验证浸在液体中的物体受到的浮力与它排开液体受到的重力大小是否相等。
[3][4]在“验证阿基米德原理”实验中，应选用不同的固体和液体并进行多次实验，其目的是减小偶然性，使实验得出的实验规律更具有普遍性，所以本实验的目的是寻找普遍规律。
14．（2020·苏州市吴江区黎里中学）将重20N的物体浸没在水中，物体排开水的体积为1×10-3m3，则物体受到的浮力为____N；增大物体在水中的深度，它受到的浮力将______（选填“变大”“不变”或“变小”）。（g取10N/kg）
【答案】10不变
【详解】
[1]由知道，物体受到的浮力
F浮 =ρ水gV排 =1×103 kg/m3 ×10N/kg×1×10-3m3 =10N
[2]物体浸没在水中，增大物体在水中的深度，物体排开水的体积不变，所以，受到的浮力不变。
15．（2020·苏州市吴江区震泽初级中学八年级期末）把一蜡块放入盛满酒精的容器中，溢出酒精的质量是4g；若把该蜡块放入盛满水的容器中，（已知，，g=10N/kg，且容器足够大），则溢出水的质量是_______g 。
【答案】4.5
【详解】
蜡的密度比酒精的密度大，在酒精中下沉，完全浸没在酒精中，排开的酒精的体积就是蜡块的体积，蜡块体积蜡块的质量
蜡的密度比水的密度小，在水中漂浮，因此浮力等于蜡的重力，即
因此排开水的质量和蜡块的质量相等，为4.5g。
16．（2020·江苏苏州市·苏州湾实验初级中学八年级期末）在海上航行时，两艘并排行驶的轮船不能靠的太近，这是因为在流体中流速越大的位置压强越______，压力差会使两船发生碰撞。某轮船满载排水量约为5000t。它满载时所受的浮力约为______N。当船由大海驶入内河后，船受到浮力______（选填变大/变小/不变），船相对于水面将___（选填上浮/下沉/不变）。（g=10N/kg）
【答案】小5×107不变下沉
【详解】
[1]流速大的地方压强小，压力差会使两船发生碰撞，所以两艘并排行驶的轮船不能靠的太近。
[2]由阿基米德原理可知，满载时所受到的
[3][4]当船由大海驶入内河后，船受到浮力不变等于船重力，但液体密度变小，排开液体的体积变大，所以会下沉。
三、实验题
17．（2020·山东济南市·八年级期末）某中学的刘昊同学用一个弹簧测力计、一个圆柱体金属块、两个相同的烧杯（分别装有一定量的水和酒精），对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。如图表示探究过程及有关数据。
(1)在第②步中圆柱体金属块所受浮力F浮＝______N；
(2)分析②、③、④三步，说明浮力大小跟______有关；
(3)分析______步，说明浮力大小跟液体的密度有关；
(4)刘昊边做边思考，觉得浮力可能还和以下因素有关：
①跟物体的重力有关；
②跟物体的形状有关；
于是刘昊利用上面实验中的器材，同时又找来了体积相同的实心铁块和铝块，一团橡皮泥，设计了实验进行探究，实验过程如下，请你帮他把实验步骤补充完整。
①用弹簧测力计分别测出铁块和铝块的重力为G1、G2；
②用弹簧测力计分别拉着铁块和铝块浸没在水中，读出弹簧测力计的示数分别为F1、F2；
③用细线拴住橡皮泥挂在弹簧测力计挂钩上，把橡皮泥浸没到烧杯的水中，读出弹簧测力计的示数为F3；
④把橡皮泥拉出来，然后______，再把橡皮泥浸没到烧杯的水中，读出弹簧测力计的示数为F4；
⑤实验结束后，刘昊认真分析了数据发现：F3＝F4，由此得出结论：浮力与物体的形状______（选填“有关”、“无关”）。
若G1、G2、F1、F2满足______等式关系时，我们可以得出浮力与物体的重力无关的结论。
【答案】1 物体排开液体的体积④⑤改变橡皮泥的形状无关G1﹣F1＝G2﹣F2
【详解】
(1)[1]图①金属块受到的重力G=10N；图②中物体所受的浮力
F浮=G-F1=10N-9N=1N
(2)[2]分析②、③、④可知，是同种液体，只是物体排开液体的体积不同，弹簧测力计的示数也不同，浮力大小不同，说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
(3)[3]要比较浮力与液体密度的关系，需要控制其排开液体的体积相同，只改变液体的密度，图④、⑤符合探究的要求。
(4)④[4]把橡皮泥拉出来，然后改变橡皮泥的形状，再把橡皮泥浸没到烧杯的水中，读出弹簧测力计的示数为F4。
⑤[5]实验结束后，分析了数据发现
F3=F4
由称重法可知浮力大小相等，说明浮力与物体的形状无关。
[6]由实验数据可知
G1﹣F1＝G2﹣F2
F浮铁=F浮铝
说明浮力与物体的重力无关。
四、计算题
18．（2020·江苏苏州市·苏州湾实验初级中学八年级期末）如图所示，实心正方体木块质地均匀，边长为4cm，将该木块轻轻地放入侧倾放置且酒精已满的大烧杯内，待木块静止时，从杯中溢出32g酒精。，求：
(1)木块受到的浮力；
(2)木块排开水的体积；
(3)木块的密度。
【答案】(1)0.32N；(2)40cm3；(3)
【详解】
(1)由阿基米德原理知，木块受到的浮力
(2)木块排开水的体积
(3)木块在静止时处于漂浮状态，则
木块的体积
木块的密度
答：(1)木块受到的浮力0.32N；
(2)木块排开水的体积40cm3；
(3)木块的密度。
19．（2020·北京丰台区·八年级期末）如图所示，盛有水的平底薄壁容器放在水平桌面上静止，容器底面积为，容器和水总重为4N。用细线将一个重为3N的实心金属块浸没在水中（水未溢出），已知金属块的体积为，水的密度为，g取10N/kg。求：
(1)金属块浸没时受到的浮力；
(2)金属块浸没时细线对金属块的拉力；
(3)若剪断细线，当金属块沉底时，烧杯对桌面的压强变化量。
【答案】（1）；（2）2N；（3）40Pa
【详解】
(1)金属受到的浮力为
(2)此时金属静止所以受力平衡，金属受到细线拉力向上浮力向上重力向下，所以细线拉力为
(3)将金属、水和烧杯看成一个整体，此时整体受到重力向下，桌面支持力向上，还有细线拉力向下，当剪断细线，此时桌面支持力会等于重力，支持力变化量就是细线拉力大小为2N ，所以压强变化量为
答：(1)金属块浸没时受到的浮力为。
(2)金属块浸没时细线对金属块的拉力为2N。
(3)若剪断细线，当金属块沉底时，烧杯对桌面的压强变化量为40Pa。