10.2 阿基米德原理 同步练习（含答案） 2023_2024学年人教版物理八年级下册
文档属性
| 名称 | 10.2 阿基米德原理 同步练习（含答案） 2023_2024学年人教版物理八年级下册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 618.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-02-23 23:39:11 | ||
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文档简介
10.2 阿基米德原理
知识梳理
1、内容：浸在液体中的物体受到向 的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的 。
2、.原理式：F浮＝ ;表达式：F浮＝ 。变形公式：V排＝ ，可以求出物体排开液体的体积；ρ液＝ ，可以求出液体的密度。
3、适用范围：阿基米德原理适用于 和 。
同步练习
一、选择题
1．潜水艇由水面下25米处下潜到50米深处时，它所受到的压强和浮力的变化情况是（ ）
A．压强不变，浮力增大 B．压强增大，浮力不变
C．压强不变，浮力减小 D．压强减小，浮力减小
2．甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同的小球而材质不同的小球，把它们放入水中静止后的情况如图所示，则它们在水中所受浮力相等的是（ ）
A．甲和乙 B．乙和丙 C．丙和丁 D．甲和丁
3．如图所示，三个相同的柱形容器中盛有体积相同的水或盐水，将重为3.0N的圆柱体依次放入这三个容器中。下列说法错误的是（ ）
A．图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差大于0.7N
B．图丙和图乙中容器底受到液体的压力之差等于0.1N
C．图丙中盐水的密度是1.1×103kg/m3
D．圆柱体的密度是3.0×103kg/m3
4．“奋斗者”号深潜器坐底10909米，创造了中国载人深潜新记录。喜欢动手的小文制作了一个深潜器模型，用弹簧测力计测量它受到的浮力。先测出它的重力为G，然后将模型浸没于水中静止（如图所示），弹簧测力计受到的拉力为F，棋型所受的浮力为F浮。则下列说法正确的是（ ）
A．拉力F与重力G是一对平衡力 B．模型所受浮力大小F浮=G-F
C．模型从图示位置下移，浮力变大 D．将模型逐渐提离水面，拉力不变
5．如图甲，盛有水的柱形容器放置在水平桌面上，木块用细线固定在容器底部且浸没，细线对木块的拉力为4N。将细线剪断，木块最终漂浮且有的体积露出水面，如图乙。下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两图中，水对容器底部的压强大小相等
B．木块密度为0.4g/cm3
C．乙图中容器对桌面的压力小于甲图
D．乙图中水对容器底的压力比甲图小4N
6．如图所示，一个边长为0.1m的正方体竖直悬浮在某液体中，其上表面受到液体的压力F1为6N，下表面受到液体的压力F2为14N（g取10N/kg）。下列说法中错误的是（ ）
A．正方体受到的浮力为8N
B．液体的密度为0.8×103kg/m3
C．正方体上表面到液面的距离h=0.06m
D．液体对正方体下表面的压强为1.4×103Pa
7．测量工具为我们的工作和生活带来了极大的便利，而成功制作测量工具需要科技人员的创造性劳动。小慧想通过自制密度计，体验动手与动脑相结合的劳动过程。她在粗细均匀的木棒一端缠绕一些细钢丝制成简易密度计（未标刻度）。该密度计放在水和酒精中时均竖直漂浮，露出液面的长度用L表示（如图所示），已知酒精的密度为0.8g/cm3，水的密度为1.0g/cm3为了给简易密度计标刻度，小慧将该密度计放入酒精中，密度计静止时L为6cm，她在密度计上距顶端6m处标记刻度线，该刻度线对应的密度值为0.8g/cm3；小慧将该密度计放入水中，密度计静止时L为8cm，她在密度计上距顶端8cm处标记刻度线。该刻度线对应的密度值为1.0g/cm3利用上述数据，可计算出该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为（ ）
A．9.2cm B．9.6cm C．10cm D．10.4cm
8．如图所示，潜水员正潜没在海水中，他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气，以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是（ ）
A．向海底下潜过程中，受到海水的压强变大
B．海水中水平游动时，受到海水的压强变小
C．对背心进行放气后，受到海水的浮力变大
D．对背心进行充气后，受到海水的浮力变小
二、填空题
9．充入气体后的飞艇的体积是。飞艇悬浮在空中时，飞艇总重力和它受到空气的浮力是一对 （选填“平衡力”或“相互作用力”）。空气密度按计算，飞艇受到空气的浮力大小为 。（取）
10．在泸州长江六桥的施工过程中，需要向江中沉放大量的构件。如图甲所示，某长方体构件以0.2m/s的速度匀速吊入江水中，构件受到钢绳的拉力、水对构件的浮力随时间的变化关系如图乙所示。构件刚浸没时，下表面受江水的压强为 Pa，构件浸没后匀速下降的过程中，所受到的重力和钢绳的拉力 （选填“是”或“不是”）一对平衡力，该构件的密度为 kg/m3。（已知江水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
11．如图所示，某物块用细线系在弹簧测力计下，在空气中测量时示数是4N，浸没在水中测量时示数是1N，则此时物块受到水的浮力为 N，如果物块继续下沉，此物块所受到的浮力 （选填“增大”“减小”或“不变”），已知水的密度为，则物块的密度为 kg/m3。（结果保留2位小数）
12．一个装有水的圆柱形容器（容器壁厚度忽略不计）放在水平桌面上。往容器中放入一个正方体和一个球体（假设两物体都不沾水），两物体静止后状态如图所示。此时容器对桌面的压强为3000Pa，已知正方体和球体的体积比为2∶1。现将正方体取出，液面下降了4cm。再把球体取出，液面又下降了2.5cm。此时容器底对桌面的压强为2200Pa。则正方体的密度是 kg/m3，球体的密度是 kg/m3。（g取10N/kg）
13．沪苏通大桥施工时，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，正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示（g取10N/kg）．则浮力F1随h变化的图线是图乙中的 图线，构件的边长为 m；正方体构件所受的重力为 N。
三、实验题
14．酒精消毒液已成为居家必备用品。小强利用天平、量筒等实验器材测量某酒精消毒液的密度。
（1）将天平放在 上，将游码移至标尺左端的零刻度线处，此时指针位置如图甲所示，应向 调节平衡螺母直至天平平衡；
（2）测量步骤如下：
①在烧杯中倒入适量消毒液，用天平测出烧杯和消毒液的总质量为78g；
②将烧杯中部分消毒液倒入量筒，液面位置如图乙所示，量筒内消毒液的体积为 cm3；
③用天平测出烧杯和剩余消毒液的质量如图丙所示，则其质量为 g；
④消毒液的密度为 g/cm3。
（3）小强测量一个木块（ρ木<ρ水）的密度，由于木块体积较大无法放入量筒，于是利用电子秤、一根细钢针、烧杯和水设计如下实验，测出了木块的密度；
①如图A所示向烧杯中倒入适量水，电子秤的示数为m1；
②如图B所示将木块放在水中，静止时电子秤的示数为m2；
③ ，电子秤的示数为m3；
④木块密度ρ木= （用m1、m2、m3和ρ水表示）。
（4）测完密度后，小强发现由于电子秤没调零，每次测量结果都偏大2g，则测得的木块密度 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
15．甲、乙两位同学现要测定一小块不规则矿石的密度。实验室提供的器材有：托盘天平（带砝码）、量筒、弹簧测力计、细线和足量的水。
（1）甲同学的实验过程如下：
①把天平放在水平台面上，将游码移至标尺左端的零刻线处，发现指针指向如甲图所示，他应该向 调节平衡螺母使横梁平衡；
②测量矿石质量时，右盘中的砝码和游码的位置如乙图所示，矿石的质量为 g；
③用细线系住矿石放入盛水的量筒中，如丙图所示，则矿石的密度为 kg/m3；
（2）乙同学认为水的密度ρ水通常可作为已知量，他设计了以下实验方案：
①用弹簧测力计测出矿石的重力为G；
②把用弹簧测力计挂着的矿石悬浮在水中，静止后读出弹簧测力计的示数为F，矿石在水中受到的浮力F浮= ；
③矿石的密度ρ= （用ρ水、G和F表示）。
四、计算题
16．如图甲，小明用弹簧测力计拴着一个正方体物块匀速放入底面积为10-2m2的容器中，直至物块浸没在水中（未接触容器底部）。物块下降过程中，所受拉力F随h的变化关系如图乙所示。（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）求：
（1）物块的质量；
（2）物块的密度；
（3）物块从下表面到达水面开始，直至完全放入水中的过程中，由于水面升高，容器底面受到水的压强的增加量。
17．如图甲，用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下，静止时测力计读数为3N；如图乙，将该木块静置于平放的盛水容器中，木块有的体积露出水面；如图丙，用竖直向下的力F压该木块时，木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为，g取10N/kg，求：
（1）图乙中木块所受的浮力大小；
（2）木块的体积；
（3）木块的密度；
（4）图丙中F的大小。
18．如图所示，小明将一个体积为120cm3，密度为0.95×103kg/m3的桔子放在水中，处于漂浮状态，（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）桔子在水中受到的浮力；
（2）桔子浸入水中的体积；
（3）若想将其刚好压至浸没，需要至少在桔子上方施加多大的力。
参考答案：
1．B
2．C
3．B
4．B
5．D
6．C
7．B
8．A
9． 平衡力 1.95×104
10． 2×104 不是 2×103
11． 3 不变
12．
13． ② 2 2×105
14． 水平台面 左 40 44 0.85 用细钢针将木块压入水中，使其浸没 不变
15． 右 84 4.2×103 G-F
16．解：（1）由图乙知，弹簧测力计的示数为12N时，物块未浸入水中，此时测力计示数是物块的重力，物块的质量
（2）由图乙知，测力计示数为4N后，示数不变，说明物块所受的浮力不变，物块浸没水中，所受的浮力
F浮=G-F示=12N-4N=8N
浸没时，物块排开水的体积等于物块的体积，据阿基米德原理有
物块的密度
（3）物块从下表面到达水面，直到完全浸没，水对容器底面的压力的增加量
容器底面受到的水的压强的增加量
答：（1）物块的质量为1.2kg；
（2）物块的密度为1.5×103kg/m3；
（3）容器底面受到水的压强的增加量为800Pa。
17．解：（1）因为弹簧测力计的示数是3N，又因为木块漂浮，故G=F浮，所以乙图中木块的浮力为3N。
（2）因为，则木块的体积为
（3）木块的质量
木块的密度
（4）用竖直向下的力F将木块缓慢压入水中,静止时,木块上表面恰好与水面相平，此时物体排开水的体积
此时时物体受到的浮力
根据可知，竖直向下的力
答: （1）图甲中木块受到浮力的大小为3N 。
（2）木块的体积为0.5×10-3m3。
（3）木块的密度为0.6×103kg/m3 。
（4）竖直向下的力F的大小为2N。
18．解（1）桔子体积为
密度为
根据公式可得其质量和重力
因为桔子密度小于水的密度，故其静下来一定是漂浮，故其所受浮力等于自身重力
（2）桔子浸入水中的体积为，根据阿基米德原理
故
（3）若想将其刚好压至浸没，此时排开液体的体积为，根据阿基米德原理可得其受到浮力为
此时根据受力平衡
由上式可得
答：（1）桔子在水中受到的浮力；
（2）桔子浸入水中的体积；
（3）若想将其刚好压至浸没，需要至少在桔子上方施加力。
知识梳理
1、内容：浸在液体中的物体受到向 的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的 。
2、.原理式：F浮＝ ;表达式：F浮＝ 。变形公式：V排＝ ，可以求出物体排开液体的体积；ρ液＝ ，可以求出液体的密度。
3、适用范围：阿基米德原理适用于 和 。
同步练习
一、选择题
1．潜水艇由水面下25米处下潜到50米深处时，它所受到的压强和浮力的变化情况是（ ）
A．压强不变，浮力增大 B．压强增大，浮力不变
C．压强不变，浮力减小 D．压强减小，浮力减小
2．甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同的小球而材质不同的小球，把它们放入水中静止后的情况如图所示，则它们在水中所受浮力相等的是（ ）
A．甲和乙 B．乙和丙 C．丙和丁 D．甲和丁
3．如图所示，三个相同的柱形容器中盛有体积相同的水或盐水，将重为3.0N的圆柱体依次放入这三个容器中。下列说法错误的是（ ）
A．图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差大于0.7N
B．图丙和图乙中容器底受到液体的压力之差等于0.1N
C．图丙中盐水的密度是1.1×103kg/m3
D．圆柱体的密度是3.0×103kg/m3
4．“奋斗者”号深潜器坐底10909米，创造了中国载人深潜新记录。喜欢动手的小文制作了一个深潜器模型，用弹簧测力计测量它受到的浮力。先测出它的重力为G，然后将模型浸没于水中静止（如图所示），弹簧测力计受到的拉力为F，棋型所受的浮力为F浮。则下列说法正确的是（ ）
A．拉力F与重力G是一对平衡力 B．模型所受浮力大小F浮=G-F
C．模型从图示位置下移，浮力变大 D．将模型逐渐提离水面，拉力不变
5．如图甲，盛有水的柱形容器放置在水平桌面上，木块用细线固定在容器底部且浸没，细线对木块的拉力为4N。将细线剪断，木块最终漂浮且有的体积露出水面，如图乙。下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两图中，水对容器底部的压强大小相等
B．木块密度为0.4g/cm3
C．乙图中容器对桌面的压力小于甲图
D．乙图中水对容器底的压力比甲图小4N
6．如图所示，一个边长为0.1m的正方体竖直悬浮在某液体中，其上表面受到液体的压力F1为6N，下表面受到液体的压力F2为14N（g取10N/kg）。下列说法中错误的是（ ）
A．正方体受到的浮力为8N
B．液体的密度为0.8×103kg/m3
C．正方体上表面到液面的距离h=0.06m
D．液体对正方体下表面的压强为1.4×103Pa
7．测量工具为我们的工作和生活带来了极大的便利，而成功制作测量工具需要科技人员的创造性劳动。小慧想通过自制密度计，体验动手与动脑相结合的劳动过程。她在粗细均匀的木棒一端缠绕一些细钢丝制成简易密度计（未标刻度）。该密度计放在水和酒精中时均竖直漂浮，露出液面的长度用L表示（如图所示），已知酒精的密度为0.8g/cm3，水的密度为1.0g/cm3为了给简易密度计标刻度，小慧将该密度计放入酒精中，密度计静止时L为6cm，她在密度计上距顶端6m处标记刻度线，该刻度线对应的密度值为0.8g/cm3；小慧将该密度计放入水中，密度计静止时L为8cm，她在密度计上距顶端8cm处标记刻度线。该刻度线对应的密度值为1.0g/cm3利用上述数据，可计算出该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为（ ）
A．9.2cm B．9.6cm C．10cm D．10.4cm
8．如图所示，潜水员正潜没在海水中，他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气，以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是（ ）
A．向海底下潜过程中，受到海水的压强变大
B．海水中水平游动时，受到海水的压强变小
C．对背心进行放气后，受到海水的浮力变大
D．对背心进行充气后，受到海水的浮力变小
二、填空题
9．充入气体后的飞艇的体积是。飞艇悬浮在空中时，飞艇总重力和它受到空气的浮力是一对 （选填“平衡力”或“相互作用力”）。空气密度按计算，飞艇受到空气的浮力大小为 。（取）
10．在泸州长江六桥的施工过程中，需要向江中沉放大量的构件。如图甲所示，某长方体构件以0.2m/s的速度匀速吊入江水中，构件受到钢绳的拉力、水对构件的浮力随时间的变化关系如图乙所示。构件刚浸没时，下表面受江水的压强为 Pa，构件浸没后匀速下降的过程中，所受到的重力和钢绳的拉力 （选填“是”或“不是”）一对平衡力，该构件的密度为 kg/m3。（已知江水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
11．如图所示，某物块用细线系在弹簧测力计下，在空气中测量时示数是4N，浸没在水中测量时示数是1N，则此时物块受到水的浮力为 N，如果物块继续下沉，此物块所受到的浮力 （选填“增大”“减小”或“不变”），已知水的密度为，则物块的密度为 kg/m3。（结果保留2位小数）
12．一个装有水的圆柱形容器（容器壁厚度忽略不计）放在水平桌面上。往容器中放入一个正方体和一个球体（假设两物体都不沾水），两物体静止后状态如图所示。此时容器对桌面的压强为3000Pa，已知正方体和球体的体积比为2∶1。现将正方体取出，液面下降了4cm。再把球体取出，液面又下降了2.5cm。此时容器底对桌面的压强为2200Pa。则正方体的密度是 kg/m3，球体的密度是 kg/m3。（g取10N/kg）
13．沪苏通大桥施工时，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，正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示（g取10N/kg）．则浮力F1随h变化的图线是图乙中的 图线，构件的边长为 m；正方体构件所受的重力为 N。
三、实验题
14．酒精消毒液已成为居家必备用品。小强利用天平、量筒等实验器材测量某酒精消毒液的密度。
（1）将天平放在 上，将游码移至标尺左端的零刻度线处，此时指针位置如图甲所示，应向 调节平衡螺母直至天平平衡；
（2）测量步骤如下：
①在烧杯中倒入适量消毒液，用天平测出烧杯和消毒液的总质量为78g；
②将烧杯中部分消毒液倒入量筒，液面位置如图乙所示，量筒内消毒液的体积为 cm3；
③用天平测出烧杯和剩余消毒液的质量如图丙所示，则其质量为 g；
④消毒液的密度为 g/cm3。
（3）小强测量一个木块（ρ木<ρ水）的密度，由于木块体积较大无法放入量筒，于是利用电子秤、一根细钢针、烧杯和水设计如下实验，测出了木块的密度；
①如图A所示向烧杯中倒入适量水，电子秤的示数为m1；
②如图B所示将木块放在水中，静止时电子秤的示数为m2；
③ ，电子秤的示数为m3；
④木块密度ρ木= （用m1、m2、m3和ρ水表示）。
（4）测完密度后，小强发现由于电子秤没调零，每次测量结果都偏大2g，则测得的木块密度 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
15．甲、乙两位同学现要测定一小块不规则矿石的密度。实验室提供的器材有：托盘天平（带砝码）、量筒、弹簧测力计、细线和足量的水。
（1）甲同学的实验过程如下：
①把天平放在水平台面上，将游码移至标尺左端的零刻线处，发现指针指向如甲图所示，他应该向 调节平衡螺母使横梁平衡；
②测量矿石质量时，右盘中的砝码和游码的位置如乙图所示，矿石的质量为 g；
③用细线系住矿石放入盛水的量筒中，如丙图所示，则矿石的密度为 kg/m3；
（2）乙同学认为水的密度ρ水通常可作为已知量，他设计了以下实验方案：
①用弹簧测力计测出矿石的重力为G；
②把用弹簧测力计挂着的矿石悬浮在水中，静止后读出弹簧测力计的示数为F，矿石在水中受到的浮力F浮= ；
③矿石的密度ρ= （用ρ水、G和F表示）。
四、计算题
16．如图甲，小明用弹簧测力计拴着一个正方体物块匀速放入底面积为10-2m2的容器中，直至物块浸没在水中（未接触容器底部）。物块下降过程中，所受拉力F随h的变化关系如图乙所示。（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）求：
（1）物块的质量；
（2）物块的密度；
（3）物块从下表面到达水面开始，直至完全放入水中的过程中，由于水面升高，容器底面受到水的压强的增加量。
17．如图甲，用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下，静止时测力计读数为3N；如图乙，将该木块静置于平放的盛水容器中，木块有的体积露出水面；如图丙，用竖直向下的力F压该木块时，木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为，g取10N/kg，求：
（1）图乙中木块所受的浮力大小；
（2）木块的体积；
（3）木块的密度；
（4）图丙中F的大小。
18．如图所示，小明将一个体积为120cm3，密度为0.95×103kg/m3的桔子放在水中，处于漂浮状态，（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）桔子在水中受到的浮力；
（2）桔子浸入水中的体积；
（3）若想将其刚好压至浸没，需要至少在桔子上方施加多大的力。
参考答案：
1．B
2．C
3．B
4．B
5．D
6．C
7．B
8．A
9． 平衡力 1.95×104
10． 2×104 不是 2×103
11． 3 不变
12．
13． ② 2 2×105
14． 水平台面 左 40 44 0.85 用细钢针将木块压入水中，使其浸没 不变
15． 右 84 4.2×103 G-F
16．解：（1）由图乙知，弹簧测力计的示数为12N时，物块未浸入水中，此时测力计示数是物块的重力，物块的质量
（2）由图乙知，测力计示数为4N后，示数不变，说明物块所受的浮力不变，物块浸没水中，所受的浮力
F浮=G-F示=12N-4N=8N
浸没时，物块排开水的体积等于物块的体积，据阿基米德原理有
物块的密度
（3）物块从下表面到达水面，直到完全浸没，水对容器底面的压力的增加量
容器底面受到的水的压强的增加量
答：（1）物块的质量为1.2kg；
（2）物块的密度为1.5×103kg/m3；
（3）容器底面受到水的压强的增加量为800Pa。
17．解：（1）因为弹簧测力计的示数是3N，又因为木块漂浮，故G=F浮，所以乙图中木块的浮力为3N。
（2）因为，则木块的体积为
（3）木块的质量
木块的密度
（4）用竖直向下的力F将木块缓慢压入水中,静止时,木块上表面恰好与水面相平，此时物体排开水的体积
此时时物体受到的浮力
根据可知，竖直向下的力
答: （1）图甲中木块受到浮力的大小为3N 。
（2）木块的体积为0.5×10-3m3。
（3）木块的密度为0.6×103kg/m3 。
（4）竖直向下的力F的大小为2N。
18．解（1）桔子体积为
密度为
根据公式可得其质量和重力
因为桔子密度小于水的密度，故其静下来一定是漂浮，故其所受浮力等于自身重力
（2）桔子浸入水中的体积为，根据阿基米德原理
故
（3）若想将其刚好压至浸没，此时排开液体的体积为，根据阿基米德原理可得其受到浮力为
此时根据受力平衡
由上式可得
答：（1）桔子在水中受到的浮力；
（2）桔子浸入水中的体积；
（3）若想将其刚好压至浸没，需要至少在桔子上方施加力。