2023浙教版科学八年级上册暑假“胜人一筹”专题训练（三）：浮力的产生、阿基米德原理【含解析】

浮力的产生、阿基米德原理
1．以下情景中没有受到浮力的物体是(　 　)
A．在太空遨游的飞船　 B．上升的热气球 C．航行的“辽宁号”　 D．下潜的“蛟龙号”
2. 小明同学在探究“浮力的大小等于什么”时，做了如图所示的实验，四步实验中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，下列等式正确的是( )
A.F浮＝F3－F2 B.F浮＝F4－F3 C.F浮＝F4－F1 D.F浮＝F2－F4
3.下图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程，其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是（ ）
A.①→② B.②→③ C.③→④ D.④→⑤
4.小明将一只鸡蛋放在盛有水的烧杯中，然后向烧杯中逐渐加食盐，观察到鸡蛋的浮沉变化如图所示。甲、乙、丙中鸡蛋所受的浮力分别为F甲、F乙、F丙，它们的大小关系正确的是(　D　)
A．F甲＝F乙＝F丙 B．F甲＝F乙C．F甲5.在高台跳水比赛中，常看到运动员高高跳起在空中完成各项动作后跃入水中，然后在水面下游过一段距离后再露出水面游向池边。下列图像中能粗略反映运动员从跳起到跃入水中再游向池边这段时间内所受水的浮力大小的图像是(　 　)
　　　　　　A．　　　　　　B．　　　　　　C．　　　　　　D．
6.弹簧测力计下挂一长方体物体，将物体从盛有适量水的烧杯(可看成柱形)上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中，如图甲；图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像，则下列说法错误的是( )
A.物体的体积是400cm
B.物体的密度是2.25×103kg/m3
C.物体刚浸没时下表面受到水的压力是4N
D.物体完全浸没后与最初时相比，烧杯底部受到水的压力增大了5N
7.如图所示，A.B是自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的一部分，现往容器里注入一些水，则一定不受浮力的是（ ）
A.A B.B C.C D.D
8．小柯和家人一起去死海旅游，小柯为躺在水面上的爸爸拍了一张照片，如图所示。下列对爸爸受到的浮力分析，正确的是（　　）
A．排开海水的体积越大，受到的浮力越大
B．爸爸受到的浮力大于他的重力
C．海水的密度等于小柯爸爸身体的密度
D．浮力的方向是垂直向上
9.用图中实验装置验证阿基米德原理，当物块浸入溢水杯时，水会流入空桶中。下列说法正确的是(g取10N/kg) (　　)
A．实验前溢水杯未装满水，对实验结果没有影响
B．物块浸入水中越深，水对溢水杯底部的压强越大
C．物块浸入水中越深，左侧弹簧测力计的示数越大
D．通过计算可知实验所用物块的密度为2×103kg/m3
10．如图，室温下气球下面用细绳吊一铁块悬浮在水中静止不动，若将水升温至50℃，气球和铁块会（　　）
A．一起向上运动 B．一起向下运动
C．静止不动 D．条件不足，无法判断
11.如图所示，放在水平桌面上的溢水杯盛满水，用弹簧测力计挂一实心铁块，示数为F1将铁块缓慢浸没于水中(未接触溢水杯)，溢出的水流入小烧杯，弹簧测力计的示数为F2。下列说法正确的是（ ）
A.水对溢水杯底部的压强p甲B.溢水杯对桌面的压力保持不变
C.图乙中铁块下表面受到向上的压力F压=F1-F2
D.铁块受到的浮力与铁块受到的重力是一对平衡力
12.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部接触为止，如图所示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变化的图像。求：
（1）分析图像可知，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）分析图像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”）；
（4）圆柱体的密度是________kg/m3
13.如图是探究浮力大小影响因素的实验。
（1）丁图中圆柱体所受浮力为________牛。
（2）换用饱和食盐水或酒精重复上述实验，可以探究浮力大小跟________的关系。
（3）要探究浮力大小和排开液体的重力的关系，还应进行的实验操作是________。
【答案】（1）5
（2）液体密度（或“液体种类”）
（3）先用测力计测出空桶的重，再测出圆柱体浸入水中时桶和排开水的总重
14．如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和过程，其中弹簧测力计所挂的是同一金属块。
（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是 　 　N。
（2）分析图丙、丁可知，浮力大小跟物体浸没在水中的深度 　 　（选填“有关”或“无关”）。
（3）分析 　 两图可知，没在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。
（4）根据上述实验过程，可得戊图中盐水的密度是 　 kg/m3。如果在实验中不小心使戊图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用，此时测量出的盐水密度值将 　 　（填“变小”、“变大”或“不变”）
（5）为了使实验结论更加具有普遍性，应 　 　。
A．多次测量取平均值
B.换用其他液体多次实验
15.小金利用如图所示的装置验证阿基米德原理，回答下列问题（g取10N/kg）：
（1）小物体受到的浮力为 　 　牛。
（2）若小金的实验验证了阿基米德原理，则F4＝　 牛。
（3）根据实验数据可知，小物体的密度是 　 　千克/米3。
（4）若实验前溢水杯中的水未装满，能否验证阿基米德原理，理由：　 　。
16.石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，直至全部没入水中，钢绳拉力随时间t变化的图像如图所示，若不计水的阻力(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)，求：
(1)石料全部没入水中时受到的浮力。
(2)石料的密度。
答案及解析
1．A
【解析】根据浮力的定义：浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）竖直向上托起的力叫浮力。
解：A、太空中没有空气，故太空中运行的飞船不受到浮力；故A符合题意；
B、空中上升的热气球受到空气的浮力；故B不符合题意；
C、浮力是浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）向上托起的力，航行的“辽宁号”受到水的向上托起的力，即受到浮力；故C不符合题意；
D、下潜的“蛟龙”号在水中，但仍然受到水对它向上的浮力，故D不符合题意。
2. C
【解析】根据图片可知，物体的重力G=F2，完全浸没在水中时测力计的拉力F3，根据F浮=G-F拉可知，物体受到的浮力F浮=F2-F3。
空桶的重力为F1，桶和排开水的重力之和为F4，那么排开水的重力为：G排=F4-F1；
根据阿基米德原理F浮=G排得到：F浮=F2-F3=F4-F1。
3.A
【解析】根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知，当浮力增大时，人排开水的体积肯定在不断增大。根据图片可知，在从①→②的过程中，人排开水的体积不断增大，从②→③→④，人排开水的体积不变，从④→⑤，人排开水的体积减小，因此运动员受到浮力不断增大的阶段是①→②，故A正确，而B、C、D错误
4.D
【解析】图甲中鸡蛋处于沉底状态，则浮力小于重力；图乙中鸡蛋悬浮在液体中时，浮力等于重力；图丙中鸡蛋漂浮，所受浮力等于鸡蛋自身重力，所以三种状态下浮力的大小关系是F甲＜F乙=F丙。
5.C
【解析】运动员高高跳起在空中完成各项动作后跃入水中之前没有收到水的浮力；在运动员开始接触水面到全部没入水中之前，排开水的体积不断变大，根据F浮=ρgV排可知，受到水的浮力不断变大；在运动员在水面下游过一段距离的过程中，排开水的体积不变，根据F浮=ρgV排可知，受到水的浮力大小不变；在运动员露出水面游向池边的过程中，排开水的体积不断变小，根据F浮=ρgV排可知，受到水的浮力不断变小。综上分析可知，只有C图象符合要求。
6.D
【解析】根据图象，分析出物体的重力G，完全浸没时的拉力F，从而可根据F浮=G-F求出完全浸没时的浮力，即最大浮力，利用阿基米德原理求完全浸没时排开液体的体积，即物体的体积；利用物体的重力求出质量，根据密度公式得出物体的密度；物体刚浸没时上表面受到水的压力为0N，物体受到的浮力F浮=F下-F上，据此求物体下表面受到的液体压力；烧杯底部受到水的压力的增大值其实等于浸没时物体受到的浮力，据此分析计算即可。
由图象知，当物体未浸入水中时，弹簧测力计的示数为9N，则物体重力G=9N；
当物体完全浸没时，拉力F=5N，
则该物体受到的最大浮力：F浮=G-F=9N-5N=4N；
物体的体积：；
故A正确不合题意；
物体的质量：；
物体的密度：；
故B正确不合题意；
物体刚浸没时上表面受到水的压力为0N，
物体受到的浮力F浮=F下-F上=4N，
物体下表面受到的液体压力：F下=F浮=4N，故C正确不合题意；
物体完全浸没后与最初时相比，烧杯底部增大的压力其实就等于物体受到的浮力，即压力增大了4N，故D错误符合题意。
7.D
【解析】浸在液体里的物体受到向上的浮力，这个浮力来源于物体上下两个表面的压力差。
A、B、C三个物体，下表面都有液体，都受到向上的压力，无论上表面是否受到压力，根据F浮力=F向上-F向下可知，肯定都受到浮力，故A、B、C不合题意；
物体D下表面没有液体，肯定不受向上的压力，根据F浮力=F向上-F向下可知，它肯定不受浮力，故D符合题意。
8．A
解：
A、海水的密度不变，排开海水的体积越大，根据阿基米德原理F浮＝ρ液V排g可知，受到的浮力越大，故A正确；
B、爸爸在水中处于漂浮状态，受到的浮力等于他的重力，故B错误；
C、爸爸在水中处于漂浮状态，则海水的密度大于小柯爸爸身体的密度，故C错误；
D、浮力的方向是竖直向上的，故D错误。
故选：A。
9.D
【解析】物块放入水中前，溢水杯应该是满水的，否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积。物块浸没水中后，随着深度的增加，排开水的体积不变，液体的高度不变，故水对容器底部的压强不变。在物块完全浸没水中前，随着物块浸入水中深度的增加，排开水的体积增大，溢出的水增多，左侧弹簧测力计的示数变小；物块完全浸没水中，排开水的体积不变，左侧弹簧测力计的示数不再变化。由弹簧测力计的示数可知，物体的重力：G＝2N，物体的质量：m＝＝＝0.2kg；物体浸没水中后的浮力：F浮＝G－G′＝2N－1N＝1N，物体的体积：V＝V排＝＝＝1×10－4m3，物体的密度：ρ＝＝＝2×103kg/m3
10．A
解：
原来气球和金属块悬浮在水中，F浮＝G，若将水升温至50℃，由于气球体积受热膨胀，由阿基米德原理F浮＝ρ液gV排得，气球和铁块总体所受的浮力变大，重力不变，故应一起向上运动，故A正确、BCD错误。
故选：A。
11.B
【解析】（1）根据液体压强公式p=ρ液gh分析；
（2）水平面上受到的压力等于上面所有物体的重力之和，据此判断；
（3）物体受到的浮力等于上下两个表面的压力差，即F浮=F向上-F向下；
（4）平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上。
【解答】A.放入铁块后，溢水杯中水面的高度不变，根据液体压强公式p=ρ液gh可知，水对溢水杯底部的压强不变，即p甲=p乙 ， 故A错误；
B.图甲中，溢水杯对桌面的压力F=G杯+G水；
图乙中，溢水杯对桌面的压力F'=G杯+G水-G排+F铁；
根据阿基米德原理可知，铁块受到的浮力F浮=G排；
根据相互作用力原理可知，铁块对水的压力等与铁块受到的浮力，即F铁=F浮；
那么G排=F铁 ， 因此溢水杯对桌面的压力保持不变，故B正确；
C.根据称量法可知，铁块受到的浮力F浮=F1-F2；
根据浮力产生的原因可知，铁块受到的浮力F浮=F压-F向下；
即F1-F2=F压-F向下； 则F压=F1-F2+F向下。 故C错误；
D.铁块受到的浮力小于重力，二者肯定不是平衡力，故D错误。
12.（1）12 （2）8 （3）大 （4）1.5×103kg/m3
【解析】分析由题知，物体缓慢下落，整个过程中物体受力平衡，图象反映的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的变化关系：
（1）分析图象AB段，物体还未浸入水中，由二力平衡知此时弹簧对圆柱体的拉力即为物重；
（2）分析图象CD段，物体全部浸没水中，对物体受力分析（如右图所示）求其受到的浮力；
（3）分析BC段，为物体慢慢浸入液体，至到浸没的过程，弹簧测力计的读数逐渐变小，由图知浮
力的变化；
（4）由阿基米德原理求出V排，V物=V排；由公式G=mg求出质量，再由m求出物体的密度。
【解答】（1）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=12N。
（2）从h=7cm开始，弹簧测力计示数不变，说明此时圆柱体已经浸没在水中，对圆柱体受力分析可知，G-F拉=12N-4N=8N。
（3）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，啡在逐渐增大，物体受到的浮力也在逐渐增大。
（4）由阿基米德原理F浮=液gV排，得V排=8N÷1.0×103kg/m3×10N/kg=8×10-4m3，因为物体是全部浸没，所以V物=V排=8×10-4m3；根据公式G=mg，m=V，可得
13.（1）5
（2）液体密度（或“液体种类”）
（3）先用测力计测出空桶的重，再测出圆柱体浸入水中时桶和排开水的总重
【解析】（1）通过甲图得到圆柱体的重力G，然后根据丙图利用F 浮力=G-F拉计算浮力；
（2）哪个因素发生变化，就是探究浮力和它的关系；
（3）浮力的大小已经计算出来，关键是测得排开水的重力，可利用装水小桶的总重力和空桶重力之差计算。
【解答】（1）根据甲图可知，圆柱体的重力为6N，
因为浮力与排开水的体积大小有关，与深度无关，
所以丁图中和丙图中浮力相等，即：F浮力=G-F拉=6N-1N=5N；
（2）换用饱和食盐水或酒精重复上述实验，因为液体的密度发生变化，所以探究浮力大小与液体密度的关系；
（3）要探究浮力大小和排开液体的重力的关系，还应进行的实验操作是 ： 先用测力计测出空桶的重，再测出圆柱体浸入水中时桶和排开水的总重 。
14．解：（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是：
F水＝G﹣GC＝4.8N﹣2.8N＝2N；
（2）分析丙、丁两图，当金属块完全浸没在水中后，金属块的深度不同，但测量力计示数相同，根据称重法测浮力：F浮＝G﹣G′知，所受浮力的大小大小相同，故得出当金属块浸没在水中后，所受浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关；
（3）比较图丁戊，排开液体的体积相同，而排开液体的密度不同，两图中，测力计示不同，根据称重法，可知金属块受到的浮力不同，故由实验数据可得到的结论是：浸在液体中的物体受到浮力的大小与液体密度有关；
（4）金属块浸没在水中受到的浮力：F水＝2N﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
根据阿基米德原理有：
F水＝ρ水gV排水＝ρ水gV物﹣﹣﹣﹣﹣②，
由图甲戊知，金属块浸没在盐水中受到的浮力：
F盐水＝4.8N﹣2N＝2.8N﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，
根据阿基米德原理有：
F盐水＝ρ盐水gV排盐水＝ρ盐水gV物﹣﹣﹣﹣﹣﹣④，
由②④得：
ρ盐水ρ水﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤；
将①③代入⑤得：
ρ盐水ρ水＝1.4×103 kg/m3；
如果他在实验中不小心使戊图中物体接触了容器底且与容器底有力的作用，则测力计示数变小，导致F示盐水变小，根据称重法，故F浸盐水变大，根据ρ盐水ρ水知，测量的盐水密度值将偏大。
（5）为了使实验结论更加具有普遍性，应换用其他液体多次实验，故B正确。
故答案为：（1）2；（2）无关；（3）丁、戊；（4）1.4×103；变大；（5）B。
15.解：（1）由图示可知，小物体的重力：G＝F1＝2.0N，
小物体完全浸没在水中，弹簧测力计的示数为F3，所以根据称重法可知，小物体浸没在水中受到的浮力F浮＝G﹣F3＝2.0N﹣1.0N＝1.0N；
（2）小物体排开水受到的重力：G排＝F4﹣F2；若G﹣F3＝F4﹣F2，则表明物体受到的浮力等于其排开的液体的重力，且验证了阿基米德原理，则F4＝G﹣F3+F2＝2.0N﹣1.0N+0.5N＝1.5N；
（3）由F浮＝ρ水gV排可得，小物体的体积：V＝V排10﹣4m3，
由G＝mg可得，小物体的质量：m0.2kg，
小物体的密度：ρ2×103kg/m3；
（4）若实验前溢水杯中的水未装满，小物体排开的水不会全部收集到小烧杯中，有部分水不会溢出到小烧杯中，所以测量小烧杯中收集水的重力时，会小于小物体排开水的重力，所以不能验证阿基米德原理。
故答案为：（1）1.0；（2）1.5；（3）2×103；小物体排开的水不会全部收集到小烧杯中，有部分水不会溢出到小烧杯中，所以测量小烧杯中收集水的重力时，会小于小物体排开水的重力，所以不能验证阿基米德原理。
16.解：(1)由题图可知，当石料没有浸入水中时，拉力等于重力，即：F＝G＝1 400 N，
石料的质量：m石＝＝＝140 kg，
当石料完全浸入后，所受浮力：F浮＝G－F′＝1 400 N－900 N＝500 N。
(2)根据阿基米德原理F浮＝ρ水gV排，得：V排＝＝＝5×10－2 m3，
因为石料完全浸没，石料的体积： V石＝V排＝5×10－2 m3；
石料的密度：ρ石＝＝＝2.8×103 kg/m3。
答： (1)石料全部没入水中时受到的浮力为500 N。
(2)石料的密度是2.8×103 kg/m3。
【解析】（1）分析钢绳拉力随时间t变化的图象，石料以恒定的速度下降，当石块没有浸入水中时，拉力等于重力，据此求出小石料的质量；当石块完全浸入后，浮力等于重力减去拉力，据此求出石料受到的浮力；
（2）根据阿基米德原理求石料排开水的体积（石料的体积）；知道石料重，利用重力公式求石料的质量，最后利用密度公式求石料的密度。