人教版·八年级下册——第十章 浮力第2节　阿基米德原理随堂练习（含答案）

人教版·八年级下册——第十章 浮力
第2节　阿基米德原理
测试时间:20分钟
一、选择题
1.有一物体受到的重力为5 N,把它浸没在盛满水的烧杯中,溢出的水所受到的重力为3 N,则物体受到的浮力(　　)
A.一定为5 N B.可能为4 N C.一定为3 N D.可能为2 N
1.答案　C　烧杯中水是满的,溢出烧杯的水重为3 N,即物体排开的水重为3 N,根据阿基米德原理,浮力等于3 N。
2.一个烧杯中盛有500 g水,现将一物体放入烧杯中,物体受到的浮力(g取10 N/kg)(　　)
A.一定小于5 N B.一定等于5 N
C.可能大于5 N D.以上说法都不对
2.答案　C　G水=mg=0.5 kg×10 N/kg=5 N。由阿基米德原理可知,物体受到水的浮力F浮=ρ水V排g;根据ρ=、G=mg可得容器中的水重:G水=ρ水V水g。如图甲,当物体浸入水中的体积大于水的体积,即V排>V水时,物体受到的浮力大于水重,即F浮>5 N。如图乙,当物体浸入水中的体积小于水的体积,即V排
3.一个很薄的塑料袋装满水,袋口扎紧后挂在弹簧测力计下,读数是6 N,若使塑料袋体积的浸在水中称,弹簧测力计的读数接近于(　　)
A.0 N B.6 N C.4 N D.2 N
3.答案　D　6 N水的体积是:V===6×10-4 m3;塑料袋的浸入水中,受到的浮力是:F浮=ρgV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg××6×10-4 m3=4 N。所以弹簧测力计的示数为F=G-F浮=6 N-4 N=2 N。
4.如图所示,弹簧测力计每小格为0.5 N,将一金属块挂在弹簧测力计上静止时如图甲所示;然后将金属块浸没于水中静止时如图乙所示。g取10 N/kg,则金属块的密度为(　　)

A.4 kg/m3 B.2.0×103 kg/m3 C.4.0×103 kg/m3 D.1.0×103 kg/m3
4.答案　C　由图知,金属块受到的重力为G=4×0.5 N=2 N,浸没在水中受到的拉力为F=3×0.5 N=1.5 N,金属块受到的浮力为F浮=G-F=2 N-1.5 N=0.5 N;金属块的体积为V=V排===5×10-5 m3;金属块的密度ρ====4×103 kg/m3。
5.如图所示,一装有水的容器放在水平面上,容器与水的总重为50 N,用测力计吊着一个体积为300 cm3的实心金属球,将金属球缓慢浸没在水中,使其在水中静止,且不与容器壁、容器底接触,此时测力计的示数为12 N。则下列说法不正确的是(g取10 N/kg)(　　)

A.金属球所受浮力为3 N B.金属球的重力为15 N
C.金属球的密度为5×103 kg/m3 D.桶对水平面的压力为65 N
5.答案　D　金属球受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×3×10-4 m3=3 N,故A选项正确;金属球的重力:G=F浮+F示=3 N+12 N=15 N,则m===1.5 kg,ρ===5×103 kg/m3,故B、C选项正确;桶对水平面的压力为F=50 N+15 N-12 N=53 N,故D选项错误。
二、填空题
6.如图所示,将一个饮料罐慢慢按入水中,随着溢出的水越来越多,感觉用力越来越大,由此得出猜想:浮力的大小随着排开水的体积的增大而　　　　。?

6.答案　增大
解析　用手把饮料罐慢慢按入水中,随着溢出的水越来越多,即排开的水的体积越来越大,感觉用力越来越大,说明饮料罐所受的浮力越来越大,即浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大。
7.人身体的体积大约是60 dm3,人游泳时身体的浸在水中,这时人受到的浮力大约是　　　　N。大桥桥墩没入水下部分的体积为10 m3,桥墩受到的浮力是　　　　N。(g取10 N/kg)?
7.答案　540　0
解析　人游泳时排开水的体积:V排=V人=×60 dm3=54 dm3=0.054 m3,人受到的浮力:F浮=ρgV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.054 m3=540 N;桥墩下部埋入泥中很深,下部没有水,所以桥墩的下部不受水的压力作用,由浮力产生的原因知桥墩不受浮力。
8.把挂在弹簧测力计下、体积为5×10-5 m3的合金块浸没在盛水容器中,合金块受到的浮力为　　　　N,已知合金块的密度为4×103 kg/m3,这时弹簧测力计的示数为　　　　N。(g取10 N/kg)?
8.答案　0.5　1.5
解析　合金块浸没在水中受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×10-5 m3=0.5 N;合金块的重力:G合金=m合金g=ρ合金V合金g=4×103 kg/m3×5×10-5 m3×10 N/kg=2 N;弹簧测力计的示数:F=G合金-F浮=2 N-0.5 N=1.5 N。
三、实验探究题
9.如图所示是小明同学验证阿基米德原理的一个实验过程图,已知弹簧测力计每小格为1 N,请根据小明的实验过程回答下列问题:

(1)图中　　　　(填写字母符号)两个步骤是为了测量浮力的大小,由图可知物体所受浮力为　　　　N。?
(2)小明在实验操作中遗漏的一个步骤是:　　　　　　　　　　　　。?
(3)指出小明在实验操作中的一处错误:　　　　　　　　;由于这个错误操作,导致实验中测得的浮力F浮与溢出水的重力G的大小关系为F浮　　　　G(选填“大于”、“小于”或“等于”)。?
(4)改正实验中的错漏之处后,小明顺利完成实验,他对实验过程进行了如下分析,其中错误的是　　　　(选填“甲”、“乙”或“丙”)。?
甲、在步骤C的操作中,如果只将石块的一部分浸入水中,也能得到正确的结论
乙、在步骤C的操作中,如果石块碰到容器底且对底部产生压力,对实验结果有影响
丙、实验前,没挂重物时弹簧测力计的指针就指在0.2 N的位置,如果没有调零就进行了四次测量(均未超过量程),对实验结果有影响
9.答案　(1)A、C　1　(2)测量空桶的重力
(3)没有将溢水杯中的水倒满　大于　(4)丙
解析　(1)图A测出了物体的重力,图C测量的是物体浸在水中弹簧测力计的拉力,物体受到的浮力等于重力减去物体浸在水中时弹簧测力计的示数,所以图中A、C两个步骤是为了测量浮力的大小;已知弹簧测力计每小格为1 N,所以物体受到的浮力为:F浮=4 N-3 N=1 N;(2)为了测量物体排开水的重力,在小桶接水前,应先测出空桶的重力,小明在实验操作中遗漏了这一个步骤;(3)观察图示可知,溢水杯内的水没有盛满,也就是说溢出的水的重力G小于物体排开水的重力,根据阿基米德原理可知,物体所受浮力等于其排开水的重力,所以,F浮>G。(4)在步骤C的操作中,将石块的一部分浸入水中,排开水的体积减小,受到的浮力也会减小,同样可以探究浮力大小与排开液体所受重力的关系,故甲正确;如果石块碰到容器底且对底部产生压力,弹簧测力计的示数会减小,测量出的浮力值会偏大,对实验结果造成影响,故乙正确;实验前测力计未调零,示数为0.2 N,四次的测量结果均未超过量程,测量值都会增大0.2 N,由于F浮=F1-F2、G排=F3-F4,故不会对F浮、G排的测量结果造成影响,即不会对实验造成影响,故丙错误。
10.小明在探究“浮力的大小与什么因素有关”实验中,利用一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图甲所示的探究。

甲
(1)图甲中金属圆柱体在浸入液体中时测力计的示数变小,说明了物体受到的浮力方向是　　　　。?
(2)比较A、B、C、D图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与　　　　有关;比较D、E图能说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小与　　　　有关;比较E、F图能够说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小与　　　　无关。?
(3)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水中深度变化的曲线,如图乙所示。(ρ水=1.0×103 kg/m3,取g=10 N/kg)分析图象可知:

乙
①图线　　　　(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。?
③实验时应先测金属圆柱体的重力,再放入水中测拉力,改变操作先后顺序会使浮力的测量结果　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。?
10.答案　(1)竖直向上　(2)排开液体的体积　液体密度　深度　(3)①a　②2.7　2.7×103　③偏大
解析　(1)图甲中金属圆柱体在浸入液体中时测力计的示数变小,说明了物体受到的浮力方向是竖直向上的。(2)比较A、B、C、D图可知,物体排开水的体积不同,浮力不同,说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关;比较D、E两图可知,物体浸没在液体中,排开液体的体积相同,液体的密度不同,浮力不同,说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小与液体密度有关;比较E、F图可知,液体密度相同,排开液体的体积相同,浸没的深度不同,而物体受的浮力相同,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。(3)①因为在圆柱体浸没前,浸入水中的深度越深,排开水的体积越大,浮力越大;圆柱体浸没后,排开水的体积不变,根据F浮=ρ水gV排可知,浮力不再变化;所以图线a符合金属圆柱体所受浮力和浸入深度的关系;②图线b是弹簧测力计对金属圆柱体的拉力变化图象,h=0时的拉力等于物体的重力,G=2.7 N,由图线a可知,圆柱体浸没后,所受的浮力为F浮=1.0 N,由F浮=ρ水gV排可知,圆柱体的体积V=V排==1×10-4 m3,重力:G=mg=ρgV,则圆柱体的密度:ρ===2.7×103 kg/m3;③若先放入水中测拉力再测重力,由于圆柱体上面沾有水,所测重力值偏大,根据公式F浮=G-F,所测浮力也会偏大。
四、计算题
11.用一根能承受2 t物体的拉力的钢绳,能否把沉没在水中、体积为1 m3、密度是2.6×103 kg/m3的大石块提起?如果能提起,当石块提到露出水面多大体积时,钢绳就要断?(g取10 N/kg)
11.答案　能把沉没在水中的大石块提起　0.4 m3
解析　石块重力为G=mg=ρVg=2.6×103 kg/m3×1 m3×10 N/kg=2.6×104 N,沉没在水中时石块受到的浮力:F浮1=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1 m3=1.0×104 N,此时提起石块需要的拉力:F拉=2.6×104 N-1.0×104 N=1.6×104 N。钢绳能承受的拉力F=G承受=2×103 kg×10 N/kg=2×104 N>1.6×104 N,所以可以将石块提起。当钢绳的拉力达到20 000 N时,石块所受的浮力为:F浮2=G-F=2.6×104 N-2×104 N=6 000 N,此时石块排开水的体积:V排'===0.6 m3,石块露出水面的体积:V露=V-V排'=1 m3-0.6 m3=0.4 m3。
12.弹簧测力计下挂一个金属块,当金属块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为29.4 N,这个金属块所受的重力是多大?(已知金属块的密度为7.0×103 kg/m3)
12.答案　34.3 N
解析　金属块的重力:G=mg=ρVg,因为金属块浸没在水中时排开水的体积和自身的体积相等,所以金属块浸没时受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水gV;因为物体受到的浮力F浮=G-F,所以弹簧测力计的示数:F=G-F浮=ρVg-ρ水gV=(ρ-ρ水)gV,则金属块的体积:V=,金属块的重力:G=mg=ρVg=ρ××g===34.3 N。