人教版八年级下册 10.2 阿基米德原理 同步练习
一、单选题
1.某物体重为0.8N,把它放在盛满水的烧杯中。静止时,溢出的水重为0.5N,则它受到的浮力( )
A.一定为0.5N B.可能为0.6N C.一定为0.8N D.可能为1.3N
2.浸在液体中的物体所受到的浮力,大小等于( )
A.物体的体积 B.物体排开液体的体积
C.物体的重力 D.物体排开液体的重力
3.把重6N、体积为8×10﹣4m3的物体投入足够多的水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是( )
A.物体漂浮,F浮=8N B.物体悬浮,F浮=6N
C.物体漂浮,F浮=6N D.物体沉在水底,F浮=8N
4.如图所示,两只完全相同的盛水容器放在台秤上,用细线悬挂质量相同的实心铅球和铝球(ρ铅>ρ铝),两球全部没入水中,此时容器中水面高度相同,设绳的拉力分别为T1和T2,台秤的示数分别为F1和F2,则( )
A.F1=F2,T1=T2 B.F1T2
C.F1=F2,T1>T2 D.F1>F2,T15.用弹簧测力计拉着一个物块,把物块从水中慢慢提离水面(从物块上表面刚离开水面开始到物块底部完全离开),在这个过程中浮力与物块上升高度h的关系图像是( )
A. B. C. D.
6.如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象,取g=10N/kg。根据图象信息,下列判断不正确的是( )
A.该金属块重力的大小为54N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20N
C.在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
D.该金属块的密度是2.7×103kg/m3
7.跳水运动员入水过程中所受的浮力是变化的,同学们画出了此过程中浮力F随深度h变化的关系图像如图所示。你认为正确的是( )
A. B. C. D.
8.如图(a)所示,在水面漂浮的木块上放一个质量为4kg的物体M,木块正好全部没入水中。如图(b)所示,取下M在该木块下挂一个密度为5×103kg/m3的合金块N,放在原容器中木块悬浮在水中,无水溢出。(g取10N/kg)下列说法正确的是( )
A.合金块N的体积为1×104m
B.合金块N的质量为45kg
C.图(b)中容器底所受水的压强比图(a)中容器底所受水的压强大
D.在图(a)和图(b)中木块均悬浮于水中所以木块的密度等于水的密度
9.如图所示,甲、乙、丙三只实心球的体积相等,在同种液体中静止,由图中三个球的位置可知( )
A.甲球受的浮力最小 B.甲球受的浮力最大
C.丙球受的浮力最小 D.三个球受到的浮力大小相等
10.如图甲所示,将一金属圆柱体挂在弹簧测力计下缓慢浸入水中(水足够深且不考虑水面上升),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处深度h和弹簧测力计相应的示数F,图乙是根据记录数据作出的F和h关系的图象(g取10N/kg)。由图象可知( )
A.该金属圆柱体的高度是12cm
B.该金属圆柱体的横截面积是60cm2
C.该金属圆柱体的体积是2103m3
D.该金属圆柱体的密度是4103kg/m3
二、填空题
11.浸没在水中的长方体金属块,上、下表面受到水的压力分别为2N、10N,该金属块受到的浮力为______N,若上表面距离水面的深度为0.4m,现用把金属块提升0.1m,此时金属块受到的浮力将______(选填“变大”“不变”或“变小”)(g取10N/kg)。
12.把正方体合金块用细线系在弹簧测力计下,弹簧测力计在空气中的示数为10牛,再把合金块浸没在盛满水的容器中,弹簧测力计的示数减小了4牛。该合金块在水中受到的浮力大小为______牛。已知酒精的密度小于水的密度,现将该金属块浸没在酒精中,则跟其浸没在水中相比,该金属块受到的浮力 ______,其受到重力和浮力的合力______(后两格均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
13.如图所示,质量为300g的小球放入盛水的杯子中,静止后小球对杯子底部的压力为2N,则小球的体积为______m3;若将此小球放入某种液体中,浸没时排开液体重力为1.2N,则该液体的密度为______kg/m3。(g取10N/kg)
14.如图甲所示,盛有水的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器的底面积为S,弹簧测力计下悬挂一个长方体金属块,从水面开始缓慢浸入水中,在金属块未触底且水未溢出的过程中,测力计示数F随金属块浸入水中深度h的关系图象如图乙;则:金属块逐渐浸入水中直到没入的过程中,受到的浮力一直在 ______(选填“增大”、“不变”或“减小”);金属块的高度为 ______;金属块的密度为 ______;金属块浸没后与入水前相比,水平桌面受到的压强增加了 ______。(填写含S、F1、F2、h1和ρ水的结果)
三、简答题
15.如图所示,一正方体木块漂浮在水面上,若正方体木块边长为L,木块浸入水中深度为h,请通过推导证明:木块受到的浮力F浮等于木块下表面受到的水对木块向上的压力F。
16.如图所示,一冰块漂浮在水面上,当冰块完全熔化后,请你有关知识证明冰块熔化后水面不升不降.(不考虑水的蒸发)
四、综合题
17.如图甲所示,利用缆绳把水下一个圆柱形的物体,以较小的速度匀速打捞出水面。图乙是此过程中拉力F随时间t的变化关系,设t=0时开始拉物体(不计绳重和水的阻力,g取10N/kg)。试回答:
(1)乙图中 ______(选填“AB”、“BC”或“CD”)段表示物体被打捞完全离开了水面;在从A到B的过程中,物体下表面受到水的压强逐渐 ______(选填“变大”或“变小”)。
(2)圆柱形物体的质量为多少______?
(3)圆柱形物体完全浸没在水中受到的浮力为多大______?
(4)圆柱体的密度是多少______?(ρ水=1.0×103kg/m3)
18.在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底面接触为止,如图乙是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象;求:
(1)分析图象可知,圆柱体重力是______N;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是______N;
(3)圆柱体的密度是______kg/m3;
(4)分析图象BC段可得结论:物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越______(选填“大”或“小”);
(5)分析图象CD段可得结论______。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
【解析】
【分析】
【详解】
由阿基米德原理可知,物体受到的浮力
F浮=G排=G溢=0.5N
故选A。
2.D
【解析】
【详解】
根据阿基米德原理,物体在液体中受到的浮力等于物体排开液体的重力,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.C
【解析】
【详解】
设物体浸没水中,则所受浮力为
F浮′=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3=8N
物体的重力
G=6N
则有
F浮′>G
因此物体将上浮,最后漂浮于水面上,由浮沉条件得:漂浮时物体受到的浮力等于重力,即
F浮=G=6N
故ABD错误,C正确。
故选C。
4.C
【解析】
【分析】
【详解】
对于悬吊在水中的球来说,它受到自身的重力G、水对它的浮力F和悬线对它的拉力T三个力的作用而处于平衡,则此三力间应有关系是
以题述的铅球和铝球相比较,由于两者是质量相等的实心球,故G1=G2,由于铅的密度大于铝的密度,则铅球的体积小于铝球的体积,由于两者均浸没于水中,所以铅球所受水的浮力F浮1小于铝球所受水的浮力F浮2,即F浮1T2;
因为液面高度相同,由p=ρgh可知,容器底受到的压强相等,又因为F=pS,所以容器底受到的压力相等,则磅秤示数等于容器底受到的压力和容器自身的重力,故F1=F2;
综上所述,F1=F2,T1>T2。
故选C。
5.B
【解析】
【分析】
【详解】
物块从上表面露出水面到下表面离开水面,物块排开水的体积变小,根据F浮=ρ水V排g可知:物块受到的浮力变小;所以物块从水中慢慢提离水面(从物块上表面刚离开水面开始到物块底部完全离开),在这个过程中浮力逐渐变小,下表面离开水面时浮力为0N。
A.A图表示浮力先下降后不变,故A不符合题意;
B.B图表示浮力变小,直至为0,故B符合题意;
C.C图表示浮力增大,故C不符合题意;
D.D图表示浮力先增大后不变,故D不符合题意。
故选B。
6.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.当金属块完全露出液面时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,由图可知,该金属块重力为
G=F拉=54N
故A正确,不符合题意;
B.当金属块未露出液面时,即为图中的AB段,由图中可知,此时绳子的拉力为34N,则金属块浸没时受到的浮力为
F浮=G﹣F拉=54N﹣34N=20N
故B正确,不符合题意;
C.从图可知,绳子的拉力在t1至t2时间段内逐渐变大,由F浮=G﹣F拉可知,浮力逐渐变小,故C错误,符合题意;
D.由F浮=ρgV排可得,金属块的体积为
由G=mg可得,金属块的质量为
故金属块的密度为
故D正确,不符合题意。
故选C。
7.A
【解析】
【分析】
【详解】
在运动员入水的过程中,排开水的体积V排先增大后不变,由F浮=ρ水gV排可知运动员受到的浮力先增大,后不变,故A正确,BCD错误。
故选A。
8.C
【解析】
【详解】
AB.设木块的质量为,木块所受的浮力为,合金块的体积为,
则有
代入数据,联立可得
则可解得
故A错误;
则合金块的质量
故B错误;
C.由(a)(b)图知b中排开液体的体积大于a中排开液体的体积,由知(b)图的液面高,由可知图(b)中容器底所受水的压强比图(a)中容器底部所受水的压强大,故C正确;
D.(a)图中木块与一起漂浮,所以
所以
即
有,故D错误。
故选C。
9.A
【解析】
【详解】
已知三只球的体积是相等的,甲漂浮,乙悬浮,丙沉入液体底部,由图知,三个球排开液体的体积关系为
V甲排因为F浮=ρ液gV排,所以三球受到的浮力
F甲即甲球受的浮力最小,乙球和丙球受到的浮力相等。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.B
【解析】
【详解】
A.由图乙知,h为10cm时,圆柱体所受弹簧测力计的示数保持不变,即所受浮力的大小保持不变,说明圆柱体此时刚好浸没在水中,所以其高度为10cm,故A不符合题意;
BC.由图乙知,圆柱体浸入前,测力计的示数为8N,那么圆柱体的重力为8N,浸没在水中后,受到的浮力
F浮=G-F=8N-2N=6N
据阿基米德原理知,浸没后,排开水的体积即圆柱体的体积
那么圆柱体的底面积
故B符合题意,C不符合题意;
D.圆柱体的质量
它的密度
故D不符合题意。
故选B。
11. 8 不变
【解析】
【详解】
[1] 根据压力差法,金属块受到的浮力为
F浮=F向上-F向下=10N-2N=8N
即金属块受到的浮力为8N。
[2]把金属块提升0.1m,金属块未露出水面,排开水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,金属块受到水的浮力不变。
12. 4 变小 变大
【解析】
【详解】
[1]弹簧测力计在空气中的示数为10N,即G10N,把合金块浸没在盛满水的容器中时,弹簧测力计的示数减小了4牛,则测力计的示数为
F拉=10N﹣4N=6N
合金块浸没在水中受到的浮力
F浮=G﹣F拉=10N﹣6N=4N
[2]已知酒精的密度小于水的密度,合金块浸没在水中或酒精中,排开液体的体积相同,由F浮=ρ液gV排可得,合金块浸没在酒精中受到的浮力小于浸没在水中受到的浮力,即合金块浸没在酒精中受到的浮力将变小。
[3]由F合=G﹣F浮可知,因为金属块在酒精中的浮力变小,所以金属块在酒精中受到的重力和浮力的合力变大。
13. 1.0×10-4 1.2×103
【解析】
【详解】
[1]小球的重力为
G=mg=300×10-3kg×10N/kg=3N
因为小球对杯子底部的压力与杯子对小球的支持力是一对相互作用力,大小相等,所以杯子对小球的支持力为
F支持力=F压=2N
因为小球静止,处于平衡状态,小球受到的重力、支持力和浮力的合力为0,所以小球受到的浮力为
F浮=G-F支持力=3N-2N=1N
根据公式F浮=ρ液gV排可得,小球的体积为
[2]根据阿基米德原理可得,小球放入某种液体中,浸没时受到的浮力为
F浮1=G排1=1.2N
根据公式F浮=ρ液gV排可得,液体的密度为
14. 增大 h1 ρ水
【解析】
【分析】
【详解】
[1]金属块逐渐浸入到没入水中的过程,排开水的体积先变大,根据F浮=ρ液V排g可知,金属块受到的浮力一直在增大。
[2]由图象可知,金属块浸入水中的深度为h1后,圆柱体受到的拉力不变、即金属块刚刚浸没,所以金属块的高度等于此时金属块浸入水中的深度h1。
[3]由图象可知,当h=0时金属块处于空气中,弹簧测力计示数为F1,则金属块重力
G=F1
金属块质量
m=
金属块浸没水中,圆柱体受到的最大浮力
F浮=F1-F2
根据F浮=ρ液V排g可得
V=V排=
金属块密度
ρ== ρ水
[4]金属块浸没后与入水前相比,水平桌面受到的压力
F=F浮=F1-F2
所以,水平桌面受到的压强变化量
p==
15.见解析
【解析】
【详解】
由阿基米德原理得木块受到的浮力为
由结合液体压强的计算公式得木块下表面受到的水对木块向上的压力为
联立两式可得
16.详见解析
【解析】
【详解】
∵冰块漂浮,
∴F浮=G冰,ρ水V排g=G冰,V排=;
∵冰熔化前后质量不变
∴G冰=G冰化水=ρ水V冰化水g,V冰化水=,
V排和V冰化水相等,
∴冰熔化前后水面不升也不降.
17. CD 变小 60kg 200N 3×103kg/m3
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]物体被打捞完全离开水面后,只受到重力和缆绳的拉力作用,此时缆绳的拉力最大,由图乙可知,CD段符合。
[2]在从A到B的过程中,物体下表面所处的深度变小,由p=ρ水gh可知,物体下表面受到水的压强逐渐变小。
(2)[3]由图乙可知,CD段缆绳的拉力F=600N不变,此时圆柱体在空气中,由二力平衡条件可得,圆柱体的重力G=600N,由G=mg可得,圆柱体的质量
m==60kg
(3)[4]由图乙可知,圆柱体完全浸没时,缆绳的拉力F′=400N不变,则圆柱形物体完全浸没在水中受到的浮力
F浮=G﹣F′=600N﹣400N=200N
(4)[5]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,圆柱体的体积
V=V排==2×10-2m3
圆柱体的密度
ρ==3×103kg/m3
18. 12 8 1.5×103 大 见解析
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体还没浸在水中,根据二力平衡条件可知
G=F=12N
(2)[2]从h=7cm开始,弹簧测力计示数为4N不变,说明此时圆柱体已经完全浸没在水中,此时圆柱体所受浮力
F浮=G﹣F拉=12N﹣4N=8N
(3)[3]由阿基米德原理得物体排开液体的体积
V排==8×10﹣4m3
物体的体积
V物=V排=8×10﹣4m3
物体的质量
m==1.2kg
物体的密度
ρ物===1.5×103kg/m3
(4)[4]分析图象BC段,物体在液体中的深度逐渐增加,测力计读数在减小,说明物体在慢慢浸入水中前,V排在逐渐增大,物体受到的浮力也在逐渐增大。
(5)[5]分析图象CD段,深度在增加,而测力计的读数不变,说明物体全部浸没水中,V排不变,浮力不变。
答案第1页,共2页
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