3.3 阿基米德原理 同步练习（解析版）

八年级上册 3.3 阿基米德原理
一、基础知识
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（?? ）
A.?小球所受浮力可能等于0.98N??????????????????????????????B.?小球的质量可能小于100gC.?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）（?? ）
A.?木块的质量是12g B.?木块受到的浮力是0.4NC.?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（?? ）
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（?? ）
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
二、精选好题
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”）。
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）
三、能力提升
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。

答案解析部分
一、基础知识
1.【答案】 D
【解析】（1）根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积大小有关； （2）当物体漂浮时，它受到的浮力等于自身重力； （3）阿基米德原理适用于液体和气体。 【解答】A.如果液体的密度大，但排开液体的体积小，那么物体受到的浮力可能相等，故A错误；】 B.同一木块在水中漂浮，浮力等于重力；由于它的重力在北京和广州时不变，因此它受到的浮力相等，故B错误； C.物体受到的浮力与物体的体积无关，故C错误； D.阿基米德原理同样适用于气体和液体，故D正确。 故选D。
2.【答案】 C
【解析】（1）水面上升的过程大致分为三个阶段，细线被拉直前，细线被拉直后和物体全部浸没后； （2）当细线被拉直后，那么它受到的浮力F浮+G=F拉 ， 可根据浮力的变化判断细绳拉力的变化。 【解答】（1）向容器中慢慢加水，一开始，物体受到的浮力小于重力，细线没有被拉直，因此细线的拉力为0；随着水的增多，排开水的体积越来越大，物体受到的浮力逐渐增大；当物体受到的浮力等于物体重力时，物体开始随着水面上升；当细线刚好被拉直时，这时细绳的拉力仍然为0； （2）当细绳被拉直后，物体不再上升，随着水面的上升，物体排开水的体积增大，受到的浮力增大，那么细绳的拉力增大。 （3）当物体全部浸入水中时，排开水的体积不变，它受到的浮力不变，那么细线的拉力不变。 由此可见细线的拉力是先为0，再不断增大，最后保持不变。 故选C。
3.【答案】 A
【解析】假设大烧杯装满水，那么小球可以漂浮在水面上，也可以在水里处于下沉状态，结合浮沉条件和阿基米德原理对各个问题进行分析判断即可。 【解答】如果烧杯原来装满水，且小球漂浮在水面上， 那么小球受到的浮力F浮=G排=m排g=0.1kg×9.8N/kg=0.98N； 故A正确； 如果小球漂浮在水面上， 那么它排开水的体积：； 那么小球的体积可能大于100cm3； 故C错误； 放入小球后水深不变，对容器底的压强不变； 如果大烧杯原来装满水，且小球沉入水底， 小球所受浮力：F浮=G排=m排g=0.98N， 根据浮沉条件可知，此时F浮4.【答案】 B
【解析】（1）浮力等于浸在液体里面物体上下两个表面的压力差，浮力的方向是竖直向上的； （2）根据阿基米德原理的内容判断即可； （3）如果物体的下表面没有水，那么它就不会受到浮力； （4）根据浮力产生的原因分析即可。 【解答】A.浮力是浸在液体中物体上下两个表面压力的合力，这两个力的合力方向竖直向上，因此浮力的方向是竖直向上的，故A错误； B.根据阿基米德原理可知，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； C.水中的圆柱形桥墩下端埋在泥土中，并没有水，因此不受水向上的压力，因此它不受浮力，故C错误； D.浸在液体中的物体受到液体对其上、下表面压力的作用就是它受到的浮力，二者其实是一个力，故D错误。 故选B。
5.【答案】 D
【解析】（1）根据第二幅图测量木块重力，利用G=mg求其质量； （2）根据物体的漂浮条件计算木块受到的浮力； （3）由阿基米德原理可知小桶内排开水的重力，而第四幅图测力计的示数是小桶的重力和排开水的总重力，二者之差就是小桶的重力； （4）利用阿基米德原理F浮=ρ水V排g求木块排开水的体积。 【解答】A.由第二幅图可知，木块重力G=1.2N， 木块质量， 故A错误； B.因为木块漂浮，所以木块受到的浮力F浮=G=1.2N，故B错误； 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错误； D.由F浮=ρ水V排g可得木块排开水的体积， 故D正确。 故选D。
6.【答案】 D
【解析】（1）根据浮沉条件可知，当物体漂浮和悬浮时，F浮=G；当物体下沉时，F浮ρ物；当物体悬浮时，ρ液=ρ物；当物体下沉时，ρ液<ρ物； （4）根据液体压强公式p=ρgh判断容器底部受到液体压强的变化。 【解答】A.在乙液体中，A漂浮，根据浮沉条件可知，A的密度小于乙液体的密度；B下沉，则B的密度大于乙液体的密度，即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.根据浮沉条件可知，小球A在甲液体中下沉，则甲液体的密度均小于A的密度；小球A在乙液体中漂浮，则乙液体的密度大于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.小球A在甲液体中下沉，则F浮甲7.【答案】 B
【解析】（1）根据浮沉条件判断气泡上升的原因； （2）重力势能与质量和高度有关，动能与质量和速度有关，据此判断气泡上升时机械能的变化；而气体膨胀对外做功，内能转化为机械能；气体缩小，外界对它做功，机械能转化为内能； （3）根据气泡上升时的体积变化判断浮力的变化； （4）根据气泡上升过程中的深度变化判断压强变化。 【解答】A.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； B.气泡上升时，高度和速度都越来越大，那么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； C.气泡上升过程中，体积不断增大，由F浮=ρV排g可知，气泡上升时气泡所受的浮力变大，故C错误； D.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，故D错误。 故选B。
8.【答案】 C
【解析】对各个选项中的玻璃板进行受力分析，判断测力计的示数的计算方法，最后进行比较即可。 【解答】当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，即F拉=G-F浮； 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，即F拉=G； 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，即F拉=G+F引； 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.【答案】 C
【解析】注意分析从开始用力按碗到碗沉入水底的过程中，碗排开水的体积大小变化，然后根据阿基米德原理判断浮力的变化即可。 【解答】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； 当碗刚好浸没时，排开水的体积为构成碗的材料钢的体积，所以V排减小，受到的浮力减小； 从碗浸没到沉入盆底的过程中，排开水的体积保持不变，所以受到的浮力不变。 因此整个过程碗受到的浮力先增大后减小，最后不变，故A、B、D错误，而C正确。 故选C。
二、精选好题
10.【答案】 19.6；0.4；不变
【解析】（1）已知物体排开水的体积根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可以求出物体受到的浮力；同一直线上的合力，方向相同时用加法，方向相反时用减法； （2）当物体所处的深度增加时，判断物体排开水的体积是否变化，然后由阿基米德原理判断浮力变化情况。 【解答】（1）当物体浸没水中时， 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； 物体受到的合力为：F合=F浮-G=20N-19.6N=0.4N。 （2）当物体所处的深度增加时，它排开水的体积V排不变，根据F浮=ρ水gV排可知，物体受到的浮力不变。 ?
11.【答案】 9.8；1×10﹣3；变大
【解析】（1）根据F浮=G-F示计算物体受到的浮力，然后再利用F浮=ρ液gV排求出物体排开水的体积，最后根据浸没时物体体积等于V排计算即可； （2）根据F浮=G排=ρ液gV排可知，当排开液体的体积不变时，液体密度越大，物体受到的浮力越大。 【解答】（1）物体受到的浮力：F浮=G-F示=10N-0.2N=9.8N； 物体排开水的体积：； 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，盐水的密度变大，当物体排开水的体积不变，根据F浮=ρ液gV排可知，它受到的浮力变大。
12.【答案】 9.8×107；竖直向上；变小
【解析】（1）已知轮船的排水量根据利用F浮=G排计算轮船满载时受到的浮力； （2）根据浮力的方向解答； （3）当物体漂浮时，它受到的浮力等于自身重力，据此分析轮船浮力的变化。 【解答】（1）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； （2）浮力的方向是竖直向上的； （3）由于轮船处于漂浮状态，所以它受到的浮力等于船和货物的总重力；如果把船上货物卸下一些，总重力减小，则船受到的浮力将变小。
13.【答案】 38；3.8×105
【解析】当它停在水面上时处于漂浮状态，根据漂浮条件即可求出浮力，然后根据F浮=ρgV排可得排开水的体积。 【解答】当飞机停在水面上时，它受到浮力等于重力， 即：F浮=G=mg=38×103kg×10N/kg=3.8×105N， 那么它排开水的体积： ?
三、能力提升
14.【答案】 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）
【解析】（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； （2）根据平衡力的知识判断F1与G的关系； （3）根据称量法测量浮力判断（F1﹣F2）表示的物理量； （4）金属块排开水的体积等于量筒前后两次的示数之差； （5）根据阿基米德原理和称量法测量浮力可以得到对应的关系式。 【解答】（1）实验器材：弹簧测力计，量筒，金属块，细线，水。 （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） 思考并回答：弹簧测力计的两次示数差（F1﹣F2）表示 金属块受到的浮力； （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）金属块排开水所受重力为：G排=m排g=ρ水gV排=ρ水g（V2-V1）。 根据阿基米德原理可知：F浮=G排； 根据称量法测浮力可知：F浮=F1-F2； 因此：F1-F2=ρ水g（V2-V1）。
15.【答案】 （1）越大（2）a；2.7；2.7×103
【解析】（1）根据图中物体浸入深度的变化判断浸入液体体积的变化，然后根据物体浸入到液体中的体积和弹簧测力计示数的变化，结合F浮=G-F拉分析浮力大小和排开液体体积之间的关系； （2）①判断浮力和拉力的大小变化趋势，然后与图像比对即可； ②根据拉力变化的图象可知，物体没有浸入到水中前的拉力即为物体的重力G；根据浮力变化的图象可得物体完全浸没时的浮力，根据F浮=ρ水gV排求出物体的体积，再根据G=mg=ρgV求出物体的密度。 【解答】（1）根据图片可知，物体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，那么物体受的浮力会越大，所以浮力的大小与排开液体的体积有关； （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，根据F浮=ρgV排可知，物体受到的浮力越大；当物体全部浸没后，排开液体的体积不变，则浮力不再变化，因此浮力的变化趋势为先变大后不变，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， 当物体没有浸入到水中时，拉力与重力相等，即物体的重力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， 物体的体积； 则物体的密度：。 ?