人教版八年级下10.2阿基米德原理 同步练习（有解析）

人教版八年级下 10.2 阿基米德原理
一、单选题
1．一个密封的空玻璃瓶漂浮在水面上，空玻璃瓶重5N，某同学将空玻璃瓶缓慢按入水中，当空玻璃瓶浸没在水中后，继续向下压一段距离，共用时t0，在此过程中，空玻璃瓶所受浮力随时间变化的图像可能是下图中的（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示一个圆柱形容器的底面积为200cm2，容器的质量为1kg，容器足够高，厚度忽略。装有体积为3800cm3的清水，旁边放有一个体积为800cm3，质量为0.48kg的正方体木块。下列说法中正确的是（　　）
A．甲图中水对容器底部的压强为2000Pa
B．乙图木块放入容器，有露在水面外，放入木块前后水对容器底部压强的变化量为160Pa
C．乙图木块放入容器中，有露在水面外，放入木块后容器对桌面的压强为2640Pa
D．丙图对木块上表面施加压力，使木块完全浸没在水中，此时容器容器对桌面压力为52.8N
3．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，用弹簧测力计悬挂A缓慢浸入水中、他根据数据作出的弹簧测力计示数F与物体下表面浸入水中的深度h的关系图像如图乙，下列说法错误的是（　　）
A．当物体浸没在水中时受到的浮力为2N
B．圆柱体A的高为8cm
C．该物体的密度为
D．当h在0 8cm范围内，浸入液体的物体所受的浮力大小与深度成正比
4．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
5．海水密度会随温度变化产生细微变化，科学家用某种方法测量不同温度下的海水密度，如图1所示。当海水温度从上升到时，把测力计下悬挂的质量和体积都不变的实心小球浸没在海水中，小球一直处于静止状态，测得测力计示数F和海水温度t关系如图2所示，此过程中由于蒸发，海水的质量变小，但小球一直都浸没在海水中，下列选项中能正确反映海水的密度和水温t的关系的是（　　）
A． B．
C． D．
6．如图，A、B、C三个体积相同的小球，放在液体中静止，它们受到的浮力大小分别为FA、FB、FC，则（　　）
A．FA＞FB＞FC B．FA＜FB＜FC
C．FA＝FB＞FC D．FA＝FB＜FC
7．在一个底面积为200cm2、高度为20cm的圆柱形薄壁玻璃容器底部，放入一个边长为10cm的实心正方体物块，然后逐渐向容器中倒入某种液体。如图反映了物块对容器底部压力的大小F与容器中倒入液体的深度h（0~5cm）之间的关系。以下结论正确的是（g取10N/kg）（　　）
A．正方体物块的密度为1.2×103kg/m3
B．液体的密度为1.25×103kg/m3
C．h为15cm时，物块对容器的底部压力的大小为7N
D．h为15cm时，物块对容器的底部压力的大小为13N
8．两个相同的烧杯、中分别盛有两种不同液体，将两个完全相同的小球分别放入两烧杯中，当两小球静止时所处位置如图所示，且两烧杯中液面相平，液体对烧杯底部的压强和，它们的大小关系是（　　）
A． B． C． D．无法确定
9．海权握，国则兴。建设一支强大海军是实现中国梦的有力保障，潜水艇是海军的战略重器。如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海水中悬浮、上浮、漂浮的训练过程。下列对此潜水艇分析正确的是（　　）
A．漂浮时潜水艇底部所受海水压强最大 B．悬浮和漂浮时受到的浮力相等
C．上浮过程中所受浮力逐渐变大 D．漂浮时排开的海水所受的重力最小
10．如图甲所示，用弹簧测力计将一长方体物体从装有水的杯子中匀速拉出，物体的底面积为20cm2，杯子的底面积为100cm2，拉力随时间的变化关系如图乙所示。则下列说法正确的是（　　）
①物体的密度为2.5g/cm3
②t＝1s时，水对杯底的压力为24N
③物体上升的速度为8cm/s
④当物体有一半露出水面时，受到的浮力为1N
A．①② B．①②③ C．①③④ D．③④
11．如图所示，置于水平地面上的容器中盛有密度为的液体，将质量为3kg、边长为10cm的正方体放入容器后，此时液体的深度为30cm，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　）
A．正方体的密度为 B．正方体在液体中受到的浮力为10N
C．该液体对正方体底面的压力为20N D．正方体对容器底的压力为22N
12．伟大的物理学家们是整个人类的财富，下列关于物理学家及其贡献的说法不正确的是（　　）
A．帕斯卡热爱数学和物理，在物理学上，压强单位就是用他的名字来命名的
B．牛顿第一定律可以通过实验直接得出
C．阿基米德发现了浸在液体中物体所受浮力的大小等于物体排开液体的重力
D．伽利略开创了以实验事实为基础的近代科学，被誉为“近代科学之父”
二、填空题
13．弹簧测力计下吊着重力为12N的金属块,当金属块浸没在水中时,弹簧测力的示数为8N,则水对金属块的浮力是_________N,金属块的体积是__________m3,金属块的密度为_____ ．
14．意大利科学家______首先用水银做实验测定了大气压的值；如图（a）所示，轮船在通过大坝时，需经过船闸才能完成“跳坝”的壮举，船闸是利用了_________原理；如图（b）所示，液体密度计是利用二力平衡知识和______原理来判断液体密度大小的。
15．如图所示水平地面上有底面积为300cm2，质量不计的薄壁柱形盛水容器A，内有质量为400g，边长为10cm，质量分布均匀的正方体物块B，通过一根10cm的细线与容器底部相连，此时水面距容器底30cm，此时容器对桌面的压强为_________Pa。剪断绳子后，木块最终静止时有的体积露出水面。待物块静止后漂浮在水面上，水对容器底部的压强变化了_________Pa。
16．图所示是验证阿基米德原理的实验情景，图中弹簧测力计的示数____________（选填“大于”“等于”或“小于”）。为验证阿基米德原理，需用________的固体和液体进行多次实验（选填“相同”或“不同”），是为了_______________。
三、综合题
17．如左图所示，一物块静止在水面上，已知物块的体积为5×10-4m3，排开水的重力为2N（ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg）：
(1)请在右图代表物块的A点中画出其静止在水面时所受到的力；
(2)求物块静止在水面时所受到的浮力；
(3)求物块浸在水中的体积；
(4)用一细铁丝将物块完全压入水中，求静止时物块所受到的浮力。
18．如图甲是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体下表面离水面的距离h的关系实验装置。其中A是底面积为25cm2的实心均匀圆柱形物体。用弹簧测力计提着物体A，使其缓慢浸入水中（水未溢出），得到F与h的关系图像如图乙中实线所示。（g取10N/kg）
（1）物体A重为_________N，将它放在水平桌面上时对桌面的压强为_________Pa。
（2）浸没前，在物体A逐渐浸入水的过程中，水对容器底部压强_________。浸没时受到水的浮力为_______。
（3）完全浸没时，A受到水的浮力_________N，体积为_________cm3，密度为_________kg/m3。
（4）已知容器底面积为100cm2，A浸水中后，容器对水平桌面的压强增大_________Pa。
（5）小勇换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图乙虚线所示图像，则该液体密度为__________kg/m3。
19．预计2019年通车的青山长江大桥施工时，要向江中沉放大量的施工构件．假设一正方体构件从江面被缓缓吊入江水中（如图甲），在沉入过程中，其下表面到水面的距离h逐渐增大，构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示．
图中反映钢丝绳拉力F2随h变化的图线是_______（填序号），并求出正方体构件所受的最大浮力及正方体构件的质量．
20．轮船的大小通常用排水量表示，排水量是轮船满载时排开水的质量。
(1)若轮船的排水量记为m排，满载时船货总质量记为m船，请通过推导说明m排=m船，要求写出相关物理原理和表达式。
(2)某条船的排水量为500t，该船满载从海水驶入江水中，其排水量变大、变小、还是不变？该船排开江水的体积是多少？（=1.03×103kg/m3，=1×103kg/m3）
21．094型弹道导弹核潜艇是我国正在服役的先进核潜艇，其水上排水量为8000吨，水下排水量为9000吨。
(1)当该潜艇发射一枚鱼雷后，应在水仓中_____（选填“充水”或“排水”）。
(2)此时潜艇受到的浮力为多少______？（海水密度取1.0×103kg/m3）
(3)当该潜艇漂浮时，露出水面的体积为多少立方米______？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【分析】
【详解】
空玻璃瓶开始时是漂浮在水面上，根据漂浮条件可知，此时空玻璃瓶受到的浮力与其重力相等，即
F浮＝G＝5N
将空玻璃瓶缓慢按入水中到空玻璃瓶刚刚浸没的过程中，排开水的体积逐渐变大，根据公式F浮＝ρ水gV排可知，空玻璃瓶所受浮力逐渐增加；当空玻璃瓶浸没后，继续向下压一段距离，排开水的体积不再变化，其受到的浮力保持不变，由分析可知，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
2．C
【解析】
【详解】
A．3800cm3水的高度为
则水对容器底的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.19m=1.9×103Pa
故A错误；
B．乙图木块放入容器中，有露在水面外，则木块体积的在水下面，即木块排开水的体积为
木块排开的这些水能让容器中水位上升的高度为
则放入木块前后水对容器底部压强的变化量为
故B错误；
C．容器中水的质量
m水=ρ水V水=1.0g/cm3×3800cm3=3800g=3.8kg
容器、水、木块对桌面的压力大小等于三者的总重力
F总=G总=m总g=(m容+m水+m木)g=(1kg+3.8kg+0.48kg)×10N/kg=52.8N
则放入木块后容器对桌面的压强为
故C正确；
D．根据阿基米德原理可知，将木块压入水中的力的大小应等于木块露在水面外的部分被压入水中所受的浮力，即
此时容器对桌面的压力为
F压′=F总+F压=52.8N+3.2N=56N
故D错误。
故选C。
3．C
【解析】
【详解】
A．由图示图像可知，物体没有浸入液体时测力计示数为4N，则物体重力为，物体完全浸没在水中时受到的浮力为
故A正确，不符合题意；
B．由图示图像可知，圆柱体A从接触水面到完全浸没的高度为8cm，即圆柱体A的高为8cm，故B正确，不符合题意；
C．完全浸没时，物体的体积和排开水的体积相同，由可知，物体的体积为
由可知，物体的质量为
物体的密度为
故C错误，符合题意；
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，物体完全浸入液体后受到的浮力不变，故D正确，不符合题意。
故选C。
4．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。
5．B
【解析】
【分析】
【详解】
小球在海水中受到三个力的作用：竖直向下的重力G、竖直向上的浮力F浮、弹簧测力计的拉力F，由于小球处于静止状态，所以有
F浮+ F=G
其中G一定，由图象知，F先变小后变大，所以浮力先变大后变小；而小球排开海水体积V排一定，根据F浮=ρ液gV排知，液体密度先变大后变小，即液体密度随温度先变大后变小，故B符合题意。
故选B。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
由图知，相同体积的三个小球在同种液体中静止，则液体的密度相同；A和B都浸没，排开液体的体积相同且大于C排开液体的体积，由公式F浮=ρ液gV排知，A、B两球受到的浮力相同，C球受到的浮力较小，即
FA=FB＞FC
故选Ｃ。
7．D
【解析】
【详解】
A．由得物块的密度
故A错误；
B．由图知，当倒入液体深度为0时，物块的重力与物块对容器底的压力相等，即G＝F＝25N，当倒入液体深度h＝5cm＝0.05m时，物块对容器底的压力F′＝19N，因，所以
由得液体的密度
故B错误；
CD．因为，所以当倒入液体的深度时，物块将浸没在液体中并沉入容器底
对容器的底部压力的大小
故C错误，D正确。
故选D。
8．A
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知，A烧杯中小球漂浮，B烧杯中小球悬浮，所以两球受到的浮力都等于各自的重力，而两个小球是相同的，重力相等，因为A烧杯中小球漂浮，所以
A>球
因为B烧杯中小球悬浮，所以
B=球
则两种液体的密度大小关系是:
A>B
因为两容器液面等高，根据液体压强计算公式 p=gh，可得液体对容器底部的压强大小关系为
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
9．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．潜艇漂浮时其底部所处深度最小，根据p=ρgh可知，此时潜艇底部所受海水压强最小，故A错误；
B．图可知，悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积，由F浮=ρ液gV排可知，潜艇悬浮时所受浮力大，故B错误；
C．潜艇上浮过程中，露出水面前，V排不变，根据F浮=ρ液gV排可知，潜艇所受浮力不变，逐渐露出水面时，V排减小，潜艇所受浮力减小，故C错误；
D．根据阿基米德原理可知，浮力等于排开液体所受的重力，根据F浮=ρ液gV排可知，漂浮V排最小，浮力最小，排开的海水所受的重力最小，故D正确。
故选D。
10．C
【解析】
【详解】
①由图像可知，物体完全露出水面后，绳子的拉力即物体的重力G＝5N，未露出水面时，物体受到的拉力F＝3N，所以浸没时物体受到的浮力
F浮＝G﹣F＝5N﹣3N＝2N
由F浮＝ρ水gV排得物体的体积
V＝V排＝＝2×10-4 m3
物体的质量
m＝＝0.5kg
所以物体的密度
ρ＝＝2.5×103kg/m3＝2.5g/cm3
所以①正确；
②和③根据图像可得下图：
t＝0s时长方体物体沉在杯底，t＝2s时长方体物体上表面到达水面，t＝3s时长方体物体下表面离开水面；由图像可以知道，物体露出水面的整个过程用时
t′＝3s﹣2s＝1s
因为长方体物体体积
V＝2×10-4 m3＝200cm3
则长方体物体的高度
h＝＝10cm
此时，因为长方体物体离开水面，水面下降高度为
Δh＝＝2cm
以物体上表面为标准，物体露出水面的整个过程向上移动的距离为
s＝h﹣Δh＝10cm﹣2cm＝8cm
所以物体的运动速度
v＝＝8cm/s
则物体从杯底到上表面到达水面时运动的距离
s′＝vt2＝8cm/s×2s＝16cm
则最初水的深度
h′＝s′+h＝16cm+10cm＝26cm＝0.26m
由图像可以知道，当t＝1s时，长方体物体处于浸没状态，水的深度不变，所以水对容器底的压强
p＝ρgh′＝1×103kg/m3×10N/kg×0.26m＝2.6×103Pa
水对容器底的压力
F＝pS杯＝2.6×103Pa×100×10﹣4 m2＝26N
故②错误，③正确；
④当物体有一半露出水面时，物体受到的浮力
F浮′＝ρ水gV′排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.5×2×10﹣4 m3＝1N
所以④正确。
综上可知①③④正确。
11．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．正方体的体积为
正方体的密度
故A错误；
B．因为正方体浸没在液体中，则
故B错误；
C．该液体对正方体底面的压力
故C错误；
D．正方体对容器底的压力为22N
故D正确。
故选D。
12．B
【解析】
【详解】
A．帕斯卡是法国数学家、物理学家，为纪念他，人们将帕斯卡命名为压强的基本单位，故A正确，不符合题意；
B．牛顿第一定律是在实验的基础上，通过科学的推理概括得出的，不可以通过实验直接得出，故B错误，符合题意；
C．浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开液体的重力，即F浮=G排，这是阿基米德研究发现的，称为阿基米德原理，故C正确，不符合题意；
D．伽利略开创了以实验事实为基础的近代科学，为牛顿的理论体系的建立奠定了基础，被誉为“近代科学之父”，故D正确，不符合题意。
故选B。
13． 4N 4×10-3m3 3×103kg/m3
【解析】
【详解】
[1]根据称重法测浮力，水对金属块的浮力为：
F浮=G-F示=12N-8N=4N．
[2]由于金属块是浸没的，则金属块的体积等于其排开水的体积．根据，金属块的体积为：
V=V排===4×10-4m3．
[3]金属块的质量为：
m===1.2kg，
则金属块的密度为：
ρ===3×103kg/m3．
14． 托里拆利 连通器 阿基米德
【解析】
【详解】
[1]意大利科学家托里拆利，利用一根玻璃管测出了大气压所能支持的水银柱的高度，即76cm，约，这也就是后来规定的1个标准大气压的大小。
[2]闸室和上下游上端是开口的，下端有阀门，阀门打开时，上游与闸室或下游与闸室相连，当上游与闸室或下游与闸室水面流动到相平时，船就可以通过了，完成“跳坝”的壮举，故这是利用了连通器原理。
[3]密度计工作时漂浮在液体中，根据二力平衡，，由阿基米德原理，密度计重力一定，即浮力一定，排开液体的体积与密度成反比，即浸入体积越大，表明液体密度越小。
15． #2800 200
【解析】
【详解】
[1]容器内水的体积为
容器内水的质量为
因水平面上物体的压力和自身的重力相等，且薄壁柱形盛水容器A的质量不计，所以，剪断绳子前，容器对水平地面的压力为
此时容器对桌面的压强
[2]剪断绳子后木块露出的体积
水面下降的高度
水对容器底部的压强变化
16． 大于 不同 得出普遍规律
【解析】
【分析】
【详解】
[1]在空气中称量时，物体受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力，所以
在水中称量时，物体受到3个力，竖直向上的拉力和竖直向上的浮力以及竖直向下的重力，所以
故 。
[2][3]为验证阿基米德原理，需要改变固体和液体种类进行多次实验，来得出阿基米德原理的普遍规律。
17．(1)；(2)2N；(3)2 10-4m3；(4)5N
【解析】
【详解】
(1)物块静止在水面时，受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F，二者大小相等、方向相反，作用在同一直线上，作用点在物体的重心，示意图如图所示：
。
(2)根据阿基米德原理，物块静止在水面时所受到的浮力等于排开水的重力，即
(3)根据阿基米德原理，即
则物块浸在水中的体积为
(4)用一细铁丝将物块完全压入水中，得静止时物块所受到的浮力为
答：(1)物块的A点中画出其静止在水面时所受到的力见解析；
(2)物块静止在水面时所受到的浮力为2N；
(3)物块浸在水中的体积为2 10-4m3；
(4)用一细铁丝将物块完全压入水中，静止时物块所受到的浮力为5N。
18． 3 1200 增大 2N 2 200 1.5×103 200 0.75×103
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]未浸入液体时测力计示数3N，所以重力3N，将它放在水平桌面上时对桌面的压强为
（2）[3][4]浸没前，物体A逐渐浸入水的过程中，水面会上升，容器内水的深度增大，由p=ρgh可知，水对容器底部的压强增大；浸没时受到水的浮力为
F浮=3N-1N=2N
（3）[5][6][7]完全浸没时，A受到水的浮力为2N，物体A的体积
物体A的质量为
物体A密度为
（4）[8]完全浸没浮力为2N，根据力的作用是相互的，物体对液体压力2N，容器对水平桌面的压力增大2N，所以容器对水平桌面的压强增大
（5）[9]完全浸没在另一种液体中，浮力为
F浮′=G-F″=3N-1.5N=1.5N
该液体的密度
19．①；8×104N；2.4×104kg
【解析】
【详解】
由图乙可知，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；根据F=G-F浮可知拉力逐渐变小，当构件浸没后排开水的体积不变，所以浮力不变，拉力不变，因此钢丝绳拉力F2随h变化的图线是图乙中的①；
从图乙中得到构件完全浸没时下表面到水面的距离是2m，则构件边长为2m，构件体积V=2m×2m×2m=8m3，构件完全浸没时，V排=V=8m3，受到的最大浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N；
由称重法得到构件的重力：G =F浮+F2=8×104N+1.6×105N=2.4×105N，
构件的质量：m==2.4×104kg．
20．见解析
【解析】
【详解】
(1)由阿基米德原理可知，排出水的重量为
F浮=G排
轮船漂浮在水上，由二力平衡原理可知
F浮=G船
代换可得
G排=G船
由重力与质量关系式可得
m排=m船
(2)由上述计算可知，该船满载从海水驶入江水中时质量不变时，排水量不变；由密度公式可知该船排开江水的体积为
答：(1)m排=m船，相关物理原理和表达式见解析；
(2)该船满载从海水驶入江水中，其排水量不变，排开江水的体积是。
21． 充水 9×107N 1×103
【解析】
【详解】
(1)[1]当该潜艇发射一枚鱼雷后，潜艇受到的浮力不变，重力变小，为保证浮力和重力相等，保持悬浮状态，应在水仓中充水。
(2)[2]潜艇在水下时
(3)[3]潜艇在水下时
潜艇漂浮时
则当该潜艇漂浮时
答：(1)当该潜艇发射一枚鱼雷后，应在水仓中充水；
(2)此时潜艇受到的浮力为9×107N；
(3)当该潜艇漂浮时，露出水面的体积为1×103立方米。
答案第1页，共2页
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