人教版物理八年级下册同步训练 10.2阿基米德原理（WORD版，含答案与解析）

10.2阿基米德原理
一．选择题（共22小题）
1．潜水员逐渐从水底浮起到水面的过程中，他受到的浮力和压强的变化正确的是（　　）
A．浮力、压强逐渐都增大 B．浮力、压强都逐渐减小
C．浮力不变、压强减小 D．浮力减小、压强增大
2．小糖同学将两个物体分别挂在弹簧测力计上，然后都浸没于水中，发现两只弹簧测力计的示数都减小了5N，那么这两个物体（　　）
A．密度一定相同 B．质量一定相同
C．体积一定相同 D．一定都是实心物体
3．如图所示，体积相同而材料不同的四个小球甲、乙、丙、丁静止在水中，这四个小球所受的浮力分别为F甲、F乙、F丙、F丁，则（　　）
A．F甲＝F乙 B．F甲＜F丁 C．F乙＞F丙 D．F甲＞F乙
4．根据图示实验情景可以知道该同学这次操作的目的（　　）
A．探究浮力与液体质量的关系
B．探究浮力与液体体积的关系
C．探究浮力与液体密度的关系
D．探究浮力与液体深度的关系
5．某物体重0.5N，把它放入盛有水的烧杯中，溢出重为0.3N的水，则它们受到的浮力（　　）
A．一定为0.3N B．一定为0.5N C．可能为0.2N D．可能为0.4N
6．如图所示，悬吊的实心金属球缓慢浸没于盛满水的大烧杯水中，沉到底部，则从大烧杯溢出流入小烧杯中的水和此金属球的关系是（　　）
A．两者体积和质量都不相等
B．两者体积相等，小烧杯中水的质量较大
C．两者体积相等，小烧杯中水的质量较小
D．两者质量相等，小烧杯中的水体积较大
7．在做浮力实验时，小萍同学将质量为240g、体积为400cm3的木块投入到足够深的水中，下列说法中错误的是（　　）
A．木块静止时处于漂浮状态
B．木块静止时露出水面的体积为240cm3
C．木块静止时受到的浮力为2.4N
D．木块的密度为0.6×103kg/m3
8．体积相同的铜块、铝球和木块，浸在液体中的情况如图所示，则比较它们受到的浮力（　　）
A．铝球受到的浮力最大 B．木块受到的浮力最大
C．铜块受到的浮力最大 D．它们受到的浮力一样大
9．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，则由图象乙得出的以下信息正确的只有（　　）
①木块的重力为10N
②木块的体积为1×10﹣3m3
③细线对容器底部的最大拉力为6N
④木块的密度为0.6×103kg/m3
A．①③ B．②④ C．①②③ D．②③④
10．小华用如图甲所示进行实验“探究影响浮力大小的因素”，A是实心圆柱体，根据数据作出的弹簧测力计示数F与物体浸入水中的深度h的关系图像如图乙，从图乙可知（　　）
A．物体受到的重力为2N
B．当物体浸没在水中时受到的浮力为2N
C．该物体的密度为1.0×103kg/m3
D．浸入液体的物体所受的浮力大小与深度成正比
11．如图所示，小鱼儿口中吐出的气泡在升至水面的过程中，体积会逐渐变大，气泡受到的浮力和气泡受到水的压强的变化情况是（　　）
A．浮力不变，压强变小 B．浮力变大，压强变小
C．浮力变大，压强变大 D．浮力变小，压强变大
12．如图所示的连通器内装有一定量的水，将一石块缓慢浸入水中，下列分析正确的是（　　）
A．石块浸没前，左边液面高
B．石块浸没前，左边液面低。
C．石块浸没后，左边液面高
D．左右两边液面始终相平
13．甲、乙两个金属块密度之比为1：3，质量之比是2：3．把甲浸没在水中，把乙浸没在酒精中，则甲、乙两金属块受到的浮力之比为（ρ酒精＝0.8×103千克/米3）（　　）
A．5：2 B．2：1 C．5：8 D．5：18
14．如图所示的图象能反映跳水运动员入水的过程中所受浮力F随深度h变化的关系的是（　　）
A． B．
C． D．
15．在探究“物体浮力的大小跟它排开液体重力的关系”实验时，具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示。为方便操作和减小测量误差，最合理操作步骤应该是（　　）
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、甲、乙、丙
C．乙、甲、丙、丁 D．乙、甲、丁、丙
16．如图所示，烧杯的底面积是200cm2，里面装有一定量水（图甲），水面在A处，用弹簧测力计吊着未知物体，先将物体浸没在水中（图乙），水位升高到B处，示数是18N；再将物体缓慢提出，使水位下降到AB的中点C处，示数是23N（不计物体带出的水）。（g取10N/kg），下列判断中正确的是（　　）
①物体的质量是2.8kg；
②物体的体积是1×10﹣3m3；
③物体浸没时受到的浮力是15N；
④从乙到丙，水对烧杯底面的压强减小了250Pa。
A．只有①、④正确 B．只有②、④正确
C．只有①、②、④正确 D．①、②、③、④全正确
17．一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处慢慢下降，然后将圆柱体逐渐浸入水中。如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象。（g取10N/kg）下列说法不正确的是（　　）
A．圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
B．圆柱体受到的重力是12N
C．圆柱体受到的最大浮力是8N
D．当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为700pa
18．如图所示，一个铁球分别放在水中、盐水中和水银中，受到的浮力最大的是（　　）
A．在水中 B．在盐水中
C．在水银中 D．条件不足，无法确定
19．把一个体积为100cm3，质量为60g的物体放入水中，物体静止时，它所受到的浮力为（　　）
A．0.4N B．0.6N C．1.0N D．1.6N
20．如图所示，用弹簧测力计悬挂重10N的金属块浸入水中，静止时弹簧测力计的示数为6N．此时金属块所受浮力的大小和方向是（　　）
A．6N 竖直向上 B．6N 竖直向下
C．4N 竖直向下 D．4N 竖直向上
21．将两质量相等的物体分别挂在弹簧测力计下，让它们同时浸没在水中时，两弹簧测力计示数F甲大于F乙，则下列说法正确的是（　　）
A．甲所受浮力大于乙受到的浮力
B．甲乙物体密度相同
C．甲乙具有相同的体积
D．甲物体体积小于乙物体体积
22．某大桥施工时，要向江中沉放大量的施工构件。假设一正方体构件被缓缓吊入江水中（如图甲），在沉入过程中，其下表面到水面的距离h逐渐增大，随着h的增大，构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示，g取10N/kg。下列选项正确的是（　　）
①浮力F1随h变化的图线是图乙中的2图线
②构件的重力为2.2×105N
③构件所受的最大浮力为2×105N
④构件的密度为2.5×103kg/m3
A．①②③④都正确 B．只有①②③正确
C．只有③④正确 D．只有①④正确
二．实验探究题（共2小题）
23．如图所示。为验证阿基米德原理，小明选用实验器材：弹簧测量计、大烧杯、小水桶、小石块、小垫块和水；完成以下几个测量步骤：
A．用弹簧测力计测出石块的重力G物；
B．将石块浸没在烧杯的水中，读出此时弹簧测力计示数F；
C．用弹簧测力计测出小水桶和水的总重力G总；
D．用弹簧测力计测出空水桶的重力G0；
（1）最佳测量步骤为：　 　。
（2）实验过程中，若斜置在小垫块上的大烧杯中水没有装满，小水桶承接到的水的重力　 　被石块排开的水的重力（填“大于”、“等于”或“小于”）。
（3）石块浸没在水中所受的浮力表达式　 　；被石块排开的水的重力表达式　 　（用已测得的物理量表示），比较F浮与G排的大小。
24．某同学按照如图所示的操作，探究影响浮力大小的因素。
（1）物体受到的重力为　 　N。
（2）物体全部浸没在水中时，受到的浮力是　 　N。
（3）由　 　两图可得出结论：物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
（4）由　 　两图可得出结论：物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
（5）由D、E两图可得出结论：物体受到的浮力大小与液体的　 　有关。
三．计算题（共3小题）
25．体积1×10﹣3m3，重6N的木块，用线系在底面积为S＝400cm2圆柱形容器的底部，当倒入足够的水使木块浸没，求：（g＝10N/kg）
（1）木块受的浮力？
（2）剪断系线后A静止时，排开水的体积？
（3）木块A露出水面后，容器底受水的压强减少多少帕？
26．中国首艘国产航母001A于2017年4月26日正式下水（如图）。下水方式采用了漂浮式下水，这也是现代航母建造中普遍使用的下水方式。漂浮式下水是打开闸门让海水注入船坞（停泊、修理或制造船只的地方），船依靠浮力浮起后驶离船坞。（g取10N/kg，海水密度取1.0×103kg/m3）问：
（1）航母001A设计满载排水量约7万吨，那么它满载时受到的浮力是多少；
（2）水面下4m处海水产生的压强是多少；
（3）一位质量为60kg的歼15舰载机飞行员来到航母的水平甲板上，若双脚与甲板的接触面积是400cm2，则他双脚站立时对甲板的压强是多少。
27．重为8N的物体挂在弹簧测力计下面，浸没在如图所示圆柱形容器的水中，此时弹簧测力计的示数为6N，求：
（1）物体受到的浮力；
（2）物体的体积；
（3）物体的密度。
参考答案
一．选择题（共22小题）
1．【解析】解：潜水员逐渐从水底浮起到水面的过程中，海水的密度ρ海水不变，排开水的体积不变，根据F浮＝ρ海水v排g知，潜水员受到的浮力不变；
因为p＝ρ海水gh，潜水员所处的深度h变小，所以潜水员受到的海水的压强变小。
【答案】C。
2．【解析】解：
根据称重法可知：两只弹簧测力计示数的减小值相同，说明两物体所受浮力相同；
根据F浮＝ρ水V排g可知，两物体排开水的体积相同，
因为两物体都浸没在水中，则排开水的体积与物体体积相同，所以两个物体一定有相同的体积，故C正确；
仅知道物体受浮力的大小关系，据F浮＝G﹣F′不能确定物体的质量、物体的密度、物体是否为实心，故ABD错。
【答案】C。
3．【解析】解：由图知，四个球排开水的体积：
V甲＜V乙＜V丙＝V丁，
根据F浮＝ρ水V排g可知四个球受到的浮力：
F甲＜F乙＜F丙＝F丁。
由此可知：B正确，ACD错误。
【答案】B。
4．【解析】解：根据图示可以知道两图中两物的体积相同，两物体都完全浸没在液体中，所以排开的液体体积相同，而一种液体是水、另一种是酒精，两种液体的密度不同，它们所受的浮力不同，所以该同学这次操作的目的是：探究物体所受浮力与液体密度的关系，故C正确，ABD错误；
【答案】C。
5．【解析】解：
当烧杯中盛满水时，由阿基米德原理可知，物体所受的浮力大小等于溢出的水重，所以物体所受浮力的最小值为F浮小＝G排＝G溢＝0.3N；
当烧杯中原来没有盛满水，把它放入后才溢出水，这时若物体漂浮或悬浮在液体中时，物体所受的浮力最大等于物重，即F浮大＝G物＝0.5N；
所以，它受到的浮力范围为：0.3N～0.5N，由选项可知，D选项正确。
【答案】D。
6．【解析】解：由题知，金属球被悬吊着，缓慢浸没于盛满水的大烧杯中，
V排＝V球，F浮＜G球，
由阿基米德原理可知：
F浮＝G排，
所以，G排＜G球，
即：m排＜m球
【答案】C。
7．【解析】解：木块密度为ρ木0.6g/cm3＝0.6×103kg/m3，因ρ木＜ρ水，所以木块静止时处于漂浮状态，则受到的浮力F浮＝G＝mg＝0.24kg×10N/kg＝2.4N；
根据阿基米德原理F浮＝G排＝ρ液gV排得：V排2.4×10﹣4m3＝240cm3，
所以木块静止时露出水面的体积为V露＝V﹣V排＝400cm3﹣240cm3＝160cm3。
由此分析可知：A、C、D正确，B错误。
【答案】B。
8．【解析】解：由图可知，铜球、铝球和木块均浸没在液体中，
因物体浸没时排开液体的体积相等，
所以，体积相同的铜球、铝球和木块排开液体的体积相等，
由F浮＝G排＝ρ液gV排可知，它们受到的浮力一样大。
【答案】D。
9．【解析】解：
①由图象可知，当容器中水的高度为6cm～12cm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①错误；
②由图象可知，木块全部浸没时，受到的浮力为10N，由F浮＝ρ水gV排可知，木块的体积V＝V排1×10﹣3m3，故②正确；
③木块全部浸没时，细线的拉力最大，对容器底部的拉力最大，此时木块受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和绳子的拉力，
由力的平衡条件可得，F浮＝G+F，细线对容器底部的最大拉力F＝F浮﹣G＝10N﹣6N＝4N，故③错误；
④木块的密度：ρ0.6×103kg/m3，故④正确。
综上可知，②④正确。
【答案】B。
10．【解析】解：A、由图示图像可知，物体没有浸入液体时测力计示数为4N，则物体重力：G＝4N，故A错误；
B、由图示图像可知，物体完全浸没在水中时受到的浮力：F浮＝G﹣F＝4N﹣2N＝2N，故B正确；
C、由浮力公式：F浮＝ρgV排可知，物体的体积：V＝V排2×10﹣4m3，
由G＝mg可知，物体的质量：m0.4kg，物体的密度：ρ物体2×103kg/m3，故C错误；
D、由图示图像可知，物体没有完全浸没在液体中前受到的浮力与物体浸入液体的深度成正比，物体完全进入液体后受到的浮力不变，故D错误；
【答案】B。
11．【解析】解：
（1）气泡在上升过程中，气泡的体积在不断变大，排开水的体积等于气泡的体积，则排开水的体积变大，根据F浮＝ρgV排可知，气泡受到的浮力在不断变大；
（2）气泡在上升过程中，距离液面越来越近，即深度h越来越小，根据p＝ρgh可知，气泡受到水的压强在不断减小；故B正确，ACD错误；
【答案】B。
12．【解析】解：AB、由题可知，连通器装有同种液体水，根据连通器原理，在放入石块前，U形管两边的液面是相平的，故AB不正确；
CD、石块浸没后，U形管还是连通器，由于石块排出一部分水而使液面上升，但根据连通器原理，两边的液面始终是相平的，故C不正确，D正确。
【答案】D。
13．【解析】解：甲、乙两个金属块密度之比为1：3，质量之比是2：3，
由ρ得，
甲、乙两金属块的体积之比为：
2：1；
金属块浸没在液体中，V排＝V金，
由阿基米德原理可得两金属块受到的浮力之比：5：2。
【答案】A。
14．【解析】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。
【答案】A。
15．【解析】解：
为方便操作和减小测量误差，合理的实验顺序是：
丁、测出空桶所受的重力，再把空桶置于溢水杯口的正下方；
甲、用弹簧测力计测出物体所受的重力；
乙、用弹簧测力计吊着物体浸没在装满水的溢水杯中，读出此时弹簧测力计的示数；
丙、测出桶和排开水所受的总重力。
【答案】B。
16．【解析】解：
（1）设物体重为G，当物体浸没水中时，F示+F浮＝G，可得弹簧测力计的示数：
F示＝G﹣F浮＝18N，﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
将物体缓慢提出，当水位下降到AB的中点C时，排开水的体积减半，浮力减半，
此时弹簧测力计的示数：
F示′＝GF浮＝23N，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
②﹣①得：
F浮＝23N﹣18N＝5N，
当物体浸没水中时，受到的浮力F浮＝10N，故③错误；
由F浮＝ρ水V排g得金属体的体积：
V＝V排1×10﹣3m3，故②正确；
②×2﹣①得：
G＝28N，
物体的质量：
m2.8kg，故①正确；
（2）从乙到丙，物体少排开水的体积等于物体体积的一半：
V排1×10﹣3m3＝0.5×10﹣3m3，
容器内水位降低高度：
△h0.025m，
减小的压强：
△p＝ρ水g△h＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.025m＝250Pa．故④正确；
综上所述选项C正确，ABD错误。
【答案】C。
17．【解析】解：A、图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况，此时圆柱体受到的拉力F＝4N，则圆柱体受到的浮力F浮＝G﹣F＝12N﹣4N＝8N。
由F浮＝ρ水gV排可知：
V物＝V排8×10﹣4m3，
由公式G＝mg可求出物体的质量m1.2kg，
则圆柱体密度ρ物1.5×103kg/m3，故A正确；
B、由图象可知，当h＝0时，弹簧测力计示数为12N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知，G＝F拉＝12N，故B正确；
C、由图象CD段可知物体浸没后排开水的体积不再改变，受到的浮力不再改变，则圆柱体受到的浮力F浮＝G﹣F＝12N﹣4N＝8N．故C正确；
D、下表面受到水的压强p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m＝400Pa．故D错误。
【答案】D。
18．【解析】解：铁球在水、盐水中下沉，可知浮力小于重力；在水银中漂浮，可知浮力等于重力。
【答案】C。
19．【解析】解：
物体的密度：
ρ0.6g/cm3，
因为物体的密度小于水的密度，
所以物体将上浮，最后静止时漂浮，物体受到的浮力大小：
F浮＝G＝mg＝0.06kg×10N/kg＝0.6N。
故B正确、ACD错误。
【答案】B。
20．【解析】解：由题意可知，金属块重G＝10N，金属块浸在水中时弹簧测力计的示数F示＝6N，
此时金属块所受浮力：F浮＝G﹣F示＝10N﹣6N＝4N，
浮力的方向是竖直向上。
【答案】D。
21．【解析】解：
A、由于两物体的质量相等，则G甲＝G乙；
已知测力计示数F甲＞F乙，根据F浮＝G﹣F可知：F甲浮＜F乙浮，故A错误；
BCD、由于两物体均浸没在水中，则根据V＝V排可知：V甲＜V乙；故C错误，D正确；
已知两物体质量相等，V甲＜V乙，根据ρ可得：ρ甲＞ρ乙；故B错误。
【答案】D。
22．【解析】解：①由图可知，构件在浸入水中的过程是排开的水的体积变大，所以浮力逐渐变大；当构件浸没后排开水的体积不变，所以浮力不变，因此浮力F1随h变化的图线是图乙中的②；故①正确；
④构件完全淹没时，V排＝2m×2m×2m＝8m3，F2＝1.2×105 N；则有：
F浮＝G﹣F2，
ρ水gV排＝ρgV﹣F2，
1×103kg/m3×10N/kg×8m3＝ρ×10N/kg×8m3﹣1.2×105 N
ρ＝2.5×103kg/m3．故④正确；
②从乙图中可以看出，当构件完全淹没时的高度为2m，则构件边长为2m，构件体积V＝8m3，由ρ可得，m＝ρV＝2.5×103kg/m3×8m3＝2×104kg，
则构件的重力G＝mg＝2×104kg×10N/kg＝2×105N；故②错误。
③当构件完全淹没时受到的浮力最大，从乙图中可以看出，构件所受的最大浮力为G﹣F2＝2×105N﹣1.2×105 N＝8×104N；故③错误；
综上分析可知，选项ABC错误，D正确，
【答案】D。
二．实验探究题（共2小题）
23．【解析】解：
（1）实验中需先测量出空桶和石块的重力，然后将石块完全浸没在水中，读出测力计示数，最后测出桶和排出水的总重力，故测量步骤为：DABC；
（2）若斜置在小垫块上的大烧杯中水没有装满，则小石块排开的水没有全部溢出，因此小水桶承接到的水的重力小于被石块排开水的重力；
（3）石块的重力为G物，浸没在水中时的拉力为F，则F浮＝G物﹣F；
被石块排开水的重力等于桶和水的总重与空桶重力之差，则G排＝G总﹣G0；
【答案】（1）DABC；（2）小于；（3）G物﹣F；G总﹣G0。
24．【解析】解：
（1）测力计拉着物体静止在空气中的示数为物体的重力：G＝4N；
（2）由图可知，物体浸没在水中时受到的浮力：F水＝G﹣F＝4N﹣3N＝1N；
（3）探究物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积的关系时，应控制液体的密度相同，排开液体的体积不同，故选B、C两图进行比较；
（4）探究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系时，应控制液体的密度、排开液体的体积相同，深度不同，故选C、D两图进行比较；
（5）物体浸没在水中受到的浮力F水＝G﹣F＝4N﹣3N＝1N，
物体浸没在酒精中受到的浮力F酒＝G﹣F′＝4N﹣3.2N＝0.8N，
所以，在排开液体的体积相同的情况下，液体的密度不同，受到的浮力不同，则物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
【答案】（1）4；（2）1；（3）B、C；（4）C、D；（5）密度。
三．计算题（共3小题）
25．【解析】解：
（1）木块浸没在水中时受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0×10﹣3m3＝10N；
（2）因为木块浸没在水中时的浮力大于木块的重力，
所以剪断细线后，木块会上浮直至漂浮在水面上，
由于漂浮，所以F浮′＝G＝6N，
由F浮＝ρ液gV排得此时排开水的体积：
V排′6×10﹣4m3，
（3）木块露出水面的体积：
V露＝V﹣V排＝1.0×10﹣3m3﹣6×10﹣4m3＝4×10﹣4m3；
木块露出水面处于静止后，水面下降的高度：
△h0.01m，
则容器底部所受水的压强减小了：
△p＝ρ水g△h＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m＝100Pa。
答：（1）木块受到的浮力为10N。
（2）剪断系线后A静止时，排开水的体积为6×10﹣4m3。
（3）木块露出水面处于静止后，容器底部所受水的压强减小了100Pa。
26．【解析】解：（1）满载时排水量：m排＝70000t＝7×107kg，
航母满载时受到的浮力：F浮＝G排＝m排g＝7×107kg×10N/kg＝7×108N；
（2）水面下4m处海水产生的压强：
p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4m＝4×104pa。
（3）在水平甲板上，对地面的压力：F＝G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，
站立时着地面积：S＝0.04m2，
双脚站立时对甲板的压强：
p1.5×104Pa；
答：（1）航母001A设计满载排水量约7万吨，那么它满载时受到的浮力是7×108N；
（2）水面下4m处海水产生的压强是4×104pa。
（3）他双脚站立时对甲板的压强是1.5×104Pa。
27．【解析】解：
（1）由图知，物体浸没在水中时，弹簧测力计的示数F示＝6N，
物体受到的浮力：
F浮＝G﹣F示＝8N﹣6N＝2N；
（2）物体的质量：
m0.8kg，
由F浮＝ρ水V排g得排开水的体积：
V排2×10﹣4m3，
因为物体浸没在水中，
所以物体的体积：V＝V排＝2×10﹣4m3，
（3）物体密度：
ρ4×103kg/m3；
答：（1）物体受到的浮力为2N；
（2）物体的体积为2×10﹣4m3；
（3）物体的密度为4×103kg/m3