同步训练 3.3阿基米德原理（基础知识+好题精练+能力提升）

第三节阿基米德原理
1．下面关于浮力的说法中，正确的是（　　）
A．只要液体的密度大，对浸在其中物体的浮力就一定大
B．同一木块在北京和广州浸入湖水中所受的浮力不同
C．只要物体的体积大，所受的浮力就一定大
D．阿基米德原理适用于气体
2．用图象来描述物理过程或物理规律是很直观的。如右图（a）一立方体木块，下面用一段细线与之相连，细线另一端固定在在容器底（容器高比细线与木块边长之和大得多）．现向容器中慢慢加水，如右图（b）所示。若细线中的拉力用F表示，容器中水的深度用h表示。那么，在下图中可以正确描述拉力F随随深度h的变化关系的图象是（　　）
A．B．C．D．
3．水平桌面上的大烧杯内装有水，轻轻放入一个小球后，从烧杯中溢出100g的水，则下列判断中正确的是（　　）21世纪教育网版权所有
A．小球所受浮力可能等于0.98N
B．小球的质量可能小于100g
C．小球的体积一定等于100cm3
D．水对烧杯底的压强一定增大
4．关于浮力下列说法中正确的是（　　）
A．浮力就是浸在液体中的物体受力的合力，合力的方向就是浮力的方向
B．浸在气体中的物体受到气体向上的浮力，浮力的大小等于物体排开气体受到的重力
C．水中的圆柱形桥墩同样受水的浮力
D．浸在液体中的物体受到液体对其上、下表面压力的作用，同时受到液体对它的浮力作用
5．如图所示，用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行试验，下列结果正确的是（g＝10N/kg）（　　）21cnjy.com
A．木块的质量是12g
B．木块受到的浮力是0.4N
C．小桶受到的重力是0.2N
D．木块排开水的体积是120cm3
6．如图两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体，把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中，两球沉底如图甲所示；放入乙液体中，两球静止时的情况如图乙所示，两容器中液面刚好相平，则下列说法正确的是（　　）2·1·c·n·j·
A．小球A 的质量大于小球 B 的质量
B．甲液体的密度大于乙液体的密度
C．小球A 在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中的浮力
D．甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强
7．如图所示，海洋世界里的海豚正在顽皮的吐泡泡。在气泡上升的过程中，下列说法合理的是（　　）
A．气泡上升是因为气泡具有惯性
B．气泡上升时气泡内的气体内能转化为机械能
C．气泡上升时气泡所受的浮力保持不变
D．气泡上升时气泡内部的压强保持不变
8．如图，用弹簧测力计将玻璃板从水中缓慢提起，关于测力计示数的说法正确的是（　　）
A．玻璃板浸没在水中时最大 B．玻璃板全部在空气中时最大
C．玻璃板即将离开水面时最大 D．整个过程中测力计示数不变
9．小曾将一个浮在水面上的不锈钢碗用力向下按压，直到碗全部浸没并沉入盆底，在这个过程中受到的浮力为F，则（　　）21·世纪*教育网
A．F一直增大 B．F先增大后不变
C．F先增大后减小，最后不变 D．F保持不变
10．如图所示，将重力为20牛的物体浸没在水中，物体排开水的体积为2×10﹣3米3，则物体受到的浮力为　 　牛；它所受重力和浮力的合力大小为　 　牛；增大物体在水中的深度，它受到的浮力将　 　（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
11．用细绳悬挂一重为10牛的A物体浸没在水中，细绳的拉力为0.2牛，A物体受到水的浮力为　 　牛，A物体的体积为　 　米3；向水中加盐时，A物体受到的浮力将　 　（选填“变小”、“不变”或“变大”）。21教育名师原创作品
12．2018年12月8日，载人潜水器支持母船﹣﹣“深海一号”顺利下水，这是我国自主设计建造的第一艘大吨位深海载人潜水器专业母船。如图，船长90.2米、型宽16.8米，设计吃水5.8米、型深8.3米，设计续航力超过12000海里，满载时排水量10000吨，可在全球无限航区执行下潜作业。则该船满载时受到的浮力为　 　牛，浮力的方向是　 　，卸去船上的货物后船受到的浮力将　 　（选填“不变”、“变大”、“变小”）。
13．如图是我国自主研制的首款大型水陆两栖飞机“鲲龙AG600”，某次执行任务时它的质量为38t，当它停在水面上时，排开水的体积是　 　m3，受到的浮力为　 　N．（g＝10N/kg，ρ水＝1×103kg/m3）21*cnjy*com
14．在“验证阿基米德原理”的实验中，请完成空格处的内容。
实验目的：用实验定量研究，浸没在液体中的物体受到的浮力与它排开的液体所受重力之间的关系
实验器材：　 　，量筒，金属块，细线，水。
实验步骤：①在弹簧测力计下端用细线悬挂一块金属块，静止时，记下测力计的示数F1及金属块所受的重力G，则F1　 　G（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
②在量筒中倒入适量的水，记下水面的示数V1。
③将金属块完全浸没在量筒的水中，记下此时量筒中水面的示数V2和弹簧测力计的示数F2。
…
思考并回答：弹簧测力计的两次示数差（F1﹣F2）表示　 　；
量筒中水面两次示数差（V2﹣V1）表示　 　；
如果实验正确，可以得到两者之间（F1﹣F2、V2﹣V1）的关系式为：　 　（水的密度用ρ水表示）。
15．小明帮爷爷浇菜园。他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多，提桶的力就越大。由此他猜想：浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图所示的探究。
（1）分析图中弹簧测力计示数的变化可知，物体排开液体的体积越大，所受的浮力　 　。
（2）实验结束后，小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线，如图所示。（ρ水＝1.0×103kg/m3，取g＝10N/kg）
分析图象可知：
①曲线　 　（选填“a”或“b”）描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况。
②该金属圆柱体所受的重力为　 　N，金属圆柱体的密度为　 　kg/m3。

参考答案
1．解：A、影响浮力大小的因素是排开的液体或气体的密度和物体排开液体或气体的体积，只说一个条件是不正确的，故A错误。【出处：21教育名师】
B、液体密度不变时，物体所受的浮力大小与其排开的液体的体积有关，与物体的体积大小无关，故B错误；
C、同一木块在北京和广州浸入湖水中，排开水的体积相等，都等于木块的体积，湖水的密度相等，则根据阿基米德原理可知，所受的浮力相同。故C错误；
D、阿基米德原理适用于液体，同样适用于气体。故D正确。
故选：D。
2．解：向容器中慢慢加水，物体浸入水中，一开始因为排开水的体积小，物体受到的浮力小于重力，细线没有被拉直，拉力为0，随着水的增多，排开水的体积越来越大，当物体受到的浮力大于物体重时，物体开始上升，当细线被拉直，细绳的拉力增大，当物体全浸入水中，排开水的体积不变，浮力不变，细线的拉力不变，由此可见细线的拉力是先为0，不断增大，最后不变。www-2-1-cnjy-com
故选：C。
3．解：（1）假设烧杯原来装满水，小球漂浮在水面上，
小球的质量：
m球＝m排＝100g＝0.1kg，
小球所受浮力：
F浮＝G排＝m排g＝0.1kg×9.8N/kg＝0.98N，
因F浮＝G排＝m排g＝G球＝m球g，
所以，排开水的体积：
V排＝＝＝100cm3＜V球，
放入小球后水深不变，对容器底的压强不变；
（2）假设大烧杯原来装满水，小球沉入水底，
小球所受浮力：
F浮＝G排＝m排g＝0.98N，
因F浮＝G排＝m排g＜G球＝m球g，
小球的质量：
m球＞m排＝100g，
排开水的体积：
V排′′＝＝＝100cm3＝V球，
放入小球后水深不变，对容器底的压强不变。
（3）假设大烧杯原来没有装满水，排开水的质量比100g大，小球受到的浮力、小球的质量和体积、容器底受到的压强都要变大。21教育网
综上所述，小球的质量肯定大于或等于100g，小球的体积可能等于或小于100cm3，对容器底的压强可能增大或不变，小球所受浮力可能等于或大于0.98N。
故选：A。
4．解：A、浸在液体中的物体受重力和浮力的作用，合力等于重力与浮力之差；浮力等于液体对物体压力的总和，即液体对物体压力的合力，故A错；21*cnjy*com
B、阿基米德原理也适用于气体，浸在气体中的物体受到气体向上的浮力，浮力的大小等于物体排开气体受到的重力，故B正确；【来源：21cnj*y.co*m】
C、桥墩是插入水底的，其下表面受到水的压力为0，桥墩不受浮力，故C错；
D、浸在液体中的物体受到液体对其上、下表面压力的作用，这上下表面的压力差就是物体受到的浮力，故D错。21·cn·jy·com
故选：B。
5．解：A、由第二幅图可知，木块重力G＝1.2N，
木块质量m＝＝＝0.12kg＝120g，故A错；
B、因为木块漂浮，所以木块受到的浮力F浮＝G＝1.2N，故B错；
C、由阿基米德原理可知，排开水的重力G排＝F浮＝1.2N，
结合第一、四幅图可得小桶受到的重力G桶＝G总﹣G排＝1.6N﹣1.2N＝0.4N，故C错；
D、由F浮＝ρ水V排g可得木块排开水的体积V排＝＝＝1.2×10﹣4m3＝120cm3，故D正确。【来源：21·世纪·教育·网】
故选：D。
6．解：A、在乙液体中，A漂浮，则A的密度小于乙液体的密度；B下沉，B的密度大于乙液体的密度；比较可知，A的密度小于B的密度；两个小球的体积相同，根据m＝ρV可知，A的质量小于B的质量，故A错误；
B、A、B实心小球在甲液体中均下沉，则甲液体的密度均小于两个小球的密度，由A项解答可知，乙液体的密度大于A的密度，所以甲液体的密度小于乙液体的密度，故B错误；
C、由图可知，在甲液体中A球下沉，则GA＞F浮甲，在乙液体中A球漂浮，则GA＝F浮乙，所以F浮甲＜F浮乙，故C错误；
D、甲液体的密度小于乙液体的密度，两容器中液面相平，根据p＝ρgh可知，甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强。故D正确。
故选：D。
7．解：（1）气泡上升是因为受到的浮力大于自身的重力，而不是由于具有惯性造成的，故A错误；
（2）气泡在上升时，所处深度h变小，
由p＝ρgh可知，气泡受到水的压强变小，气泡内压强大于外部压强，气泡体积变大，直至气泡内外压强相等，
由F浮＝ρV排g可知，气泡上升时气泡所受的浮力变大，故CD错误；
（3）气泡上升时，高度和速度越来越大，重力势能和动能变大，故机械能变大，
同时，气体体积变大时对外做功，内能减少，
所以，此过程中气泡内气体的内能转化为机械能，故B正确。
故选：B。
8．解：玻璃板浸没在水中时，弹簧测力计的示数等于玻璃板的重力减去浮力；
玻璃板全部在空气中时，弹簧测力计的示数等于玻璃板重力；
玻璃板即将离开水面时，玻璃板除了受向下的重力、向上的拉力外，还受到水分子对它向下的引力，此时弹簧测力计的示数等于玻璃板的重力加上分子间的引力。
可见，玻璃板即将离开水面时，弹簧测力计的示数最大。
故选：C。
9．解：碗从漂浮到刚好浸没前这一过程中，碗排开水的体积逐渐增大，由F浮＝ρ液gV排可知碗受到的浮力增大；
碗刚好浸没时，排开水的体积为钢的体积，所以V排减小，浮力减小；
从碗浸没到沉入盆底的过程中，排开水的体积绐终等于钢的体积不变，所以浮力不变。
由上分析可知，整个过程碗受到的浮力先增大后减小，最后不变。故ABD错误，C正确。
故选：C。
10．解：（1）当物体浸没水中时，物体排开水的体积等于物体的体积，
物体受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV物体＝1.0×103kg/m3×9.8N/kg×2×10﹣3m3＝19.6N；
合力为F合＝F浮﹣G＝20N﹣19.6N＝0.4N。
（2）当物体所处的深度增加时，V排不变，
由F浮＝ρ水gV排，可知，物体受到的浮力不变。
故答案为：19.6；0.4；不变。
11．解：（1）物体受到的浮力：F浮＝G﹣F示＝10N﹣0.2N＝9.8N；
根据F浮＝G排＝ρ液gV排可得，物体排开水的体积：
V排＝＝＝1×10﹣3m3；
因为物体浸没在水中，
所以物体的体积V＝V排＝1×10﹣3m3。
（2）向水中加盐时，排开水的体积不变，盐水的密度变大、由F浮＝ρ液gV排可知它受到的浮力变大。
故答案为：9.8；1×10﹣3；变大。
12．解：由阿基米德原理可得，该轮船满载时受到的浮力：
F浮＝G排＝m排g＝10000×103kg×9.8N/kg＝9.8×107N；
浮力的方向是竖直向上的；
由于轮船处于漂浮状态，所以根据漂浮条件可知F浮＝G；如果把船上货物卸下一些，重力减小，则船受到的浮力将变小。www.21-cn-jy.com
故答案为：9.8×107；竖直向上；变小。
13．解：当飞机停在水面上时，由漂浮条件可得飞机受到的浮力：
F浮＝G＝mg＝38×103kg×10N/kg＝3.8×105N，
根据F浮＝ρ水gV排可得排开水的体积：
V排＝＝＝38m3。
故答案为：38；3.8×105。
14．解：（1）实验器材除了量筒、金属块、细线和水外，还需要用弹簧测力计测量物体的重力和浸没水中时弹簧测力计的示数；【版权所有：21教育】
（2）在弹簧测力计下端用细线悬挂一块金属块，静止时，拉力与重力是一对平衡力，故F1等于G；
（3）物体受到的浮力等于物体的重力减掉浸没水中时弹簧测力计的示数，即F浮＝F1﹣F2；
（4）量筒中水面两次示数差（V2﹣V1）表示金属块排开水的体积；
（5）根据ρ＝和G＝mg可得，金属块排开水所受重力的表达式为G排＝m排g＝ρ水gV排＝ρ水g（V2﹣V1）。2-1-c-n-j-y
又在为F浮＝G排，
则可得，F1﹣F2＝ρ水g（V2﹣V1）。
故答案为：弹簧测力计； 等于；金属块所受的浮力；金属块排开水的体积；F1﹣F2＝ρ水g（V2﹣V1）。
15．解：（1）根据图中物体浸入到液体中的体积和弹簧测力计示数的变化，物体进入到液体中的体积越大，即排开液体的体积越大，弹簧测力计的拉力越小，根据F浮＝G﹣F拉可知，物体重力不变，物体受的浮力会越大；
（2）①因为在物体全部浸没前，物体进入到液体中的深度越深。排开液体的体积越大，浮力越大；物体全部浸没后，排开液体的体积不变，根据F浮＝ρgV排可知，浮力不再变化；所以图象a符合金属圆柱体所受浮力和浸入深度的关系；
②图象b是弹簧测力计对金属圆柱体的拉力变化图象，物体没有浸入到水中前的拉力即为物体的重力G＝F＝2.7N；
由图象a可知，圆柱体完全浸没后，圆柱体受的浮力为F浮＝1.0N，
∵F浮＝ρ水gV排
∴物体的体积V＝V排＝＝＝1×10﹣4m3，
∵G＝mg＝ρgV，
∴物体的密度：
ρ物＝＝＝2.7×103kg/m3。
故答案为：（1）越大；（2）①a；②2.7；2.7×103。