人教版物理八年级下学期 10.2 阿基米德原理 同步练习有答案

10.2
阿基米德原理
一．选择题（共15小题，满分30分，每小题2分）
1．（2分）图为“阿基米德原理”一节的知识结构图，其中（a）（b）（c）（d）四项标有划线的内容中错误的是（　　）
A．（a）
B．（b）
C．（c）
D．（d）
2．（2分）用弹簧测力计悬挂重为3N的物体，将其浸在水中静止时如图所示。该物体所受浮力为（　　）
A．0.8N
B．0.9N
C．1.2N
D．2.2N
3．（2分）下列关于浮力的说法正确的是（　　）
A．在水中下沉的石块不受浮力作用
B．潜水艇在水面以下下潜时，所受浮力变大
C．浸在水中的乒乓球所受浮力的施力物体是盛水容器
D．浮力的方向总是竖直向上的
4．（2分）如图甲所示，长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下，从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动。上升到离水面一定的高度处，图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象。根据图象信息，下列判断正确的是（　　）
A．该金属块重力的大小为136N
B．浸没在水中的金属块受到的浮力大小是136N
C．该金属块的密度是7.8×103kg/m3
D．在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
5．（2分）如图，浸没在水中一定深度的木块，从开始上浮到最后静止在水面上一段时间。这一过程浮力的变化是（　　）
A．先减少，后不变
B．先不变，后减少，再保持不变
C．先不变，后减少
D．先不变，后增大，再保持不变
6．（2分）水球运动员把漂在水面上的水球慢慢压入水下0.5m的过程中，水球受到的浮力变化情况是（　　）
A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．始终不变
D．先增大后不变
7．（2分）将一个重为G的鸡蛋放进盛有浓盐水的杯中，鸡蛋漂浮，然后逐渐向杯中加入清水，当鸡蛋下沉至杯底静止时停止加水，如图所示，图中的图象能粗略描述这个过程中浮力随时间变化关系的是（　　）
A．
B．
C．
D．
8．（2分）将一不规则小石块从空气中慢慢浸没在水中，放手后小石块沉入杯底。在小石块刚接触水面直到沉底的过程中，下列分析正确的是（　　）
A．浮力变小
B．浮力变大
C．浮力大于重力
D．浮力先变大后不变
9．（2分）如图甲所示，长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动，上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间/变化的图象，结合图象中的信息，下列判断不正确的是（　　）
A．该金属块的重力为54N
B．浸没在水中时金属块受到的浮力大小是20N
C．5～9s时物体受到的浮力不断变小
D．若在第6s末剪断细绳后金属块会上浮到水面上
10．（2分）一石块在空气中用弹簧秤称得示数为G，浸没在水中（ρ1）时示数为G1，浸没在密度为ρ2的液体中示数为G2，则ρ2的值为（　　）
A．
B．
C．
D．
11．（2分）如图（1），边长为10cm的立方体木块A通过细线与圆柱形容器底部相连，容器中液面与A上表面齐平。从打开容器底部的抽液机匀速向外排液开始计时，细线中拉力F随时间t的变化图象如图2．木块密度ρ＝0.6×103kg/m3，容器的底面积为200cm2．下列说法中正确的是（　　）
A．木块的重力是9N
B．容器中的液体是水
C．第30s时，木块露出液面的高度是4cm
D．抽液机每秒钟排出液体的质量是10g
12．（2分）火星离太阳比地球离太阳略远，但火星赤道上中午气温仍可上升到0℃以上，一个在地球表面重500N的物体在火星表面重190N．若地球表面g取10N/kg，不计火星大气压的影响，在火星中午的赤道地面上（温度与地球表面相同），有一个盛水容器，水中悬浮着一个质量为1千克的物体，则此时物体受到水的浮力（　　）
A．大于10N
B．仍等于10N
C．小于10N
D．无法计算
13．（2分）如图所示，三个完全相同的玻璃缸，缸①装满了水，缸②装满了水且漂浮着一只小鸭子，缸③装满了酒精且漂浮着一只大鸭子（大小鸭子的密度相同）。若将三个缸分别放到台秤上称量，则台秤的示数大小（　　）
A．①比②大
B．②比①大
C．③最小
D．②③一样大
14．（2分）如图甲，将金属球和木球用细绳相连放入水中时，木球露出液面的体积为它自身体积的．当把细绳剪断后，金属球沉底，木球露出液面的体积是它自身体积的一半，这时金属球受到池底对它的支持力为2N，如图乙。若已知金属球和木球的体积之比是1：8，则（　　）
A．金属球的重力为2N
B．绳子剪断前，木球所受的浮力为8N
C．金属球的密度为3×103kg/m3
D．绳子剪断前后，两球所受的总浮力相差1N
15．（2分）将四个形状不同、高度均为L的实心金属块，用细线拉着。匀速缓慢地放入水深为L的盛水容器中，直至容器底部，此时水未溢出。四个实验中与下图所描绘的浮力大小F与金属块浸入水中深度h的关系一致的是（　　）
A．
B．
C．
D．
二．多选题（共5小题，满分20分，每小题4分）
16．（4分）水面在烧杯的a位置（如图甲），若将A用细绳悬挂在B的下方，仍放入该烧杯中静止，水面在烧杯的b位置（如图乙，忽略绳子的影响）。若烧杯放于水平桌面上，则可知（　　）
A．B物体浸入水中的体积不变
B．A物体的密度大于水的密度
C．水平桌面受到烧杯的压强将变小
D．烧杯底部受到水的压力不变
17．（4分）先在溢水杯中装满水（水面与溢水口齐平），将物块轻轻放入溢水杯中，当物块在水中静止时的情况如图所示，称得小烧杯中溢出水的重力为10N，则以下说法正确的是：（　　）
A．物块排开水的质量为10
kg
B．物块受到的重力为10N
C．物块受到的合力为10N
D．物块下表面比上表面受到液体的压力大10N
18．（4分）如图所示，将一个体积为1.0×10﹣3m3、重6N的木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器的底部。当容器中倒入足够的水使木块浸没时。下列说法正确的是（　　）
A．木块浸没在水中时受到水对它向上的压力为10N
B．剪断细线后，木块静止时所受浮力为6N
C．剪断细线后，木块静止时，容器底部所受水的压强减小100Pa
D．剪断细线后，木块静止时，容器对桌面的压力减小了4N
19．（4分）阿基米德原理的说法中正确的是（　　）
A．阿基米德原理只适用于液体
B．阿基米德原理适用于漂浮、悬浮、悬挂、沉底等各种状态的物体
C．阿基米德原理揭示了浮力大小的影响因素是液体的密度以及排开液体的体积
D．阿基米德原理揭示了浮力与物体浸没的深度无关
20．（4分）如图甲所示，用弹簧测力计、细线、水和圆柱体研究浮力，把圆柱体从水中匀速拉出水面，不计圆柱体带出的水，得到测力计示数随时间变化的图象如图乙所示，根据图象下列说法正确的是（　　）
A．浮力与液体的密度有关
B．浮力与圆柱体浸没的深度无关
C．圆柱体在AC段所受的浮力先不变后增大
D．圆柱体在BC段所受的浮力与物体排开液体的体积成正比
三．实验探究题（共3小题，满分38分）
21．（10分）下列A、B、C、D四幅图是“验证阿基米德原理”的过程情景，请根据图示完成下面的填空。
（1）实验中的所用圆柱体的重力为　
　N。
（2）在情景图B中存在的错误是　
　。
（3）纠正错误后，继续实验，在情景C中，圆柱受到的力F＝　
　N
（4）圆柱体排开的水所受的重力G排＝　
　N。
（5）实验结果表明：浸在水中的物体受到的力　
　物体排开水所受到的重力。（选填“大于”、“等于”或“小于”）
22．（16分）小明想测量盐水和石块的密度，于是他和小华在老师的指导下用两套实验装置做了如下实验。小明和小华讨论后，分别设计了如下实验方案，请你补充完整。
（一）小明使用天平、量筒等实验器材测量盐水的密度（ρ水＝1.0×103kg/m3）。
（1）小明将天平放在　
　台上，将游码移到标尺左端的　
　处，此时，指针在分度盘上的位置如图甲所示，他应将平衡螺母向　
　端调节，使天平平衡；
（2）将质量为32g的烧杯放在天平的左盘上，取适量的盐倒入烧杯中，向右盘加减砝码并调节游码，直至天平平衡，如图乙所示，盐的质量是　
　g；
（3）用量筒量出水的体积，如图丙所示，然后将烧杯中的盐倒入量筒中，待盐完全溶解后，量筒中液面的位置如图丁所示，盐水的体积是　
　cm3，配制盐水的密度是　
　kg/m3。
（二）小华使用弹簧测力计、水、烧杯、细线、等器材测量待测石块和待测盐水密度（已知水的密度ρ水）：
（1）小华使用弹簧测力计测出石块在空气中的重力G；
（2）用弹簧测力计悬挂着石块，将其完全浸没在盛有水的烧杯内，此时示数为F1；
（3）计算出待测石块的密度：　
　；
（4）小华将石块从水中取出擦拭干净，再浸没在待测盐水中，测出测力计的拉力F2；
（5）计算出待测盐水的密度：　
　。
23．（12分）如图所示，辽宁舰是我国第一艘航空母舰，舰长304m，舰宽70.5m，航母吃水深度10.5m，满载时排水量为67500t，可搭载各类战机，设海水的密度约为1.0×103kg/m3，取g＝10N/kg。
（1）辽宁舰满载时所受浮力为　
　N，此时舰底所受水的压强约为　
　Pa。
（2）当战机歼﹣15飞离航空母舰后，航空母舰受到的浮力　
　，舰底受到水的压强　
　（填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）战机机翼的横截面设计成图乙所示的形状，利用在气体中流速大的地方压强　
　的原理给飞机提供升力，战机起飞时应让飞机　
　（填“逆风”或“顺风”）起飞。
四．计算题（共2小题，满分9分）
24．（3分）将体积V＝0.2×l0﹣3m3的物块A竖直挂在弹簧测力计下，在空气中静止时弹簧测力计的示数F1＝2.6N．将物块A浸没在水中，静止时弹簧测力计的示数为F2，如图所示。已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。
求：（1）物块A浸没在水中受到的浮力F浮；
（2）弹簧测力计的示数为F2；
（3）物块A的密度ρA。
25．（6分）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变化的图象。求：（g取值10N/kg）
（1）完全浸没时，圆柱体受到的浮力？
（2）圆柱体的密度是多少？
（3）该圆柱体的底面积为多少？
五．综合能力题（共1小题，满分3分，每小题3分）
26．（3分）请阅读《“鲲龙”AG600：海天之间来了艘“会飞的船”》回答题。
“鲲龙”AG600：海天之间来了艘“会飞的船”
水陆两栖飞机“鲲龙”AG600，是继“运﹣20”实现交付列装、C919实现首飞之后，国产大飞机领域取得的又一项重大突破，填补了我国大型水陆两栖飞机的研制空白。
2018年10月20日，湖北荆门的漳河水上机场，一架底部设计如船的“鲲龙”AG600，从机场陆上跑道开始滑行，随即入水，划开深蓝色的水面后，迅速加速并昂起机头，从水面踏浪而起，飞上云霄（如图）。随后，再下降至水面完成贴水滑行并回归陆上跑道。“鲲龙”AG600水上首飞验证成功，是其研制过程中一座重要的里程碑。
“鲲龙”AG600要求在岸上是飞机，在水上是大船。研发过程中科学家一直面临巨大的挑战。比如它的机身、翼展与目前的大型客机差不多，最大起飞质量可达到53.5吨，在水面时需要保证机体结构不漏水；普通船只航行速度大约30节（1节＝1海里/时，即1.852km/h），相比之下，“鲲龙”AG600水面起飞速度达到100节以上，因此水面会对船底结构产生巨大压力；在水面风力、波浪的影响下，飞机状态必须稳定。这些都是研发过程中必须攻克的难题。
“鲲龙”AG600配备的WJ﹣6涡轮螺旋桨发动机为我国自主研制，单台最大功率高达3120kW．这种带6个叶片的螺旋桨发动机通过消耗燃油使飞机获得动力，其核心结构有压气机、燃烧室、燃气涡轮、尾喷管等喷气动力系统，在涡轮轴的前端还有一个与之相连的多叶片状的螺旋桨。螺旋桨转动时会对飞机产生向前的拉力，高温高压燃气从尾喷管冲出时会对飞机产生向前的推力，一拉一推共同驱动飞机快速向前飞行。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）“鲲龙”AG600水面起飞速度最接近　
　（选填选项前的字母）
A．5m/s
B．50m/s
C．100m/s
D．180m/s
（2）“鲲龙”AG600以最大起飞质量静止在水面时受到的浮力可达　
　N（g取10N/kg）；飞机飞行时所获得向前的动力将　
　（选填“小于”“等于”或“大于”）由于高温高压燃气从尾喷管冲出时对飞机产生的向前的推力。
参考答案
一．选择题（共15小题，满分30分，每小题2分）
1．
A。
2．
C。
3．
D。
4．
C。
5．
B。
6．
D。
7．
D。
8．
D。
9．
D。
10．
A。
11．
D。
12．
C。
13．
C。
14．
C。
15．
A。
二．多选题（共5小题，满分20分，每小题4分）
16．
BD。
17．
BD。
18．
BC。
19．
BCD。
20．
BD。
三．实验探究题（共3小题，满分38分）
21．
（1）4；（2）溢水杯未注满水；（3）1；（4）1；（5）等于。
22．解：
（一）（1）小明将天平放在水平台上，将游码移到标尺左端的零刻线处，此时，指针在分度盘上的位置如图甲所示，即左端上翘，他应将平衡螺母向左端调节，使天平平衡；
（2）标尺的分度值为0.2g，烧杯和盐的总质量：m1＝20g+20g+5g+4g＝49g；
则盐的质量为：m＝49g﹣32g＝17g；
（3）如图丙所示，量筒的分度值为1mL，用量筒量出水的体积：V＝40mL＝40cm3，
由公式ρ＝可得水的质量：m2＝ρ水V＝1.0g/cm3×40cm3＝40g，
则盐水的总质量为：m3＝40g+17g＝57g，
将烧杯中的盐倒入量筒中，待盐完全溶解后，量筒中液面的位置如图丁所示，盐水的体积为V3＝50cm3，
配制盐水的密度是：
ρ＝＝＝1.14g/cm3＝1.14×103
kg/m3；
（二）（1）小华使用弹簧测力计测出石块在空气中的重力G；
（2）用弹簧测力计悬挂着石块，将其完全浸没在盛有水的烧杯内，此时示数为F1；
（3）由称重法测浮力可得，石块完全浸没在盛有水的烧杯内受到的浮力：
F浮＝G﹣F1﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
由阿基米德原理可得：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV物﹣﹣﹣﹣﹣②，
待测石块的密度：
ρ石＝＝﹣﹣﹣﹣③；
由①②③得：
ρ石＝ρ水
；
（4）小华将石块从水中取出擦拭干净，再浸没在待测盐水中，测出测力计的拉力F2；
石块浸没在盐水受到浮力：
F浮′＝G﹣F2﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
由阿基米德原理可得：F浮′＝ρ盐水gV排＝ρ盐水gV物，
则V物＝﹣﹣﹣﹣﹣⑤
因石块排开液体的体积不变，由①②④⑤得：
＝，
故待测盐水的密度：
ρ盐水＝ρ水。
故答案为：
（一）（1）水平；零刻线；左；（2）17；（3）50；1.14×103；
（二）（3）ρ石＝ρ水
；（5）ρ盐水＝ρ水。
23．解：
（1）由阿基米德原理可得，辽宁舰满载时所受浮力：
F浮＝G排＝m排g＝67500×103kg×10N/kg＝6.75×108N；
满载时舰底所受水的压强：
p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10.5m＝1.05×105Pa；
（2）当战机歼﹣15飞离航空母舰后，航母仍漂浮，浮力等于重力，但自重G减小，因此航母所受浮力减小；
浮力减小，则排开水的体积减小，航母的舰体会略微上浮一些，其底部在水中的深度减小，根据p＝ρgh可知，舰底受到水的压强变小。
（3）机翼的横截面形状上凸下平，利用了在气体中流速越大的地方压强越小的原理给飞机提供升力；
当飞机逆风起飞时，飞机的速度不需要加速到很大，飞机就可相对空气有一个较大的相对速度，从而获得足够的升力。
故答案为：（1）6.75×108；1.05×105；（2）变小；变小；（3）小；逆风。
四．计算题（共2小题，满分9分）
24．解：（1）因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，物块A浸没在水中受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2×l0﹣3m3＝2N；
（2）在空气中静止时弹簧测力计的示数F1＝2.6N，即物体A的重力G＝F1＝2.6N，
由F浮＝G﹣F示可得，将物块A浸没在水中静止时弹簧测力计的示数：
F2＝G﹣F浮＝2.6N﹣2N＝0.6N；
（3）由G＝mg可得，物块A的质量：
m＝＝＝0.26kg，
则物块A的密度：
ρA＝＝＝1.3×103kg/m3。
答：（1）物块A浸没在水中受到的浮力为2N；
（2）弹簧测力计的示数为0.6N；
（3）物块A的密度为1.3×103kg/m3。
25．解：（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拉＝12N；
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，根据平衡关系可知，F浮＝G﹣F拉＝12N﹣4N＝8N；
（2）由阿基米德原理F浮＝ρ液gV排得：
V排＝＝＝8×10﹣4m3，
因为物体全部浸没，
所以物体的体积等于排开液体的体积，即V物＝V排＝8×10﹣4m3
物体的质量：
m＝＝＝1.2kg，
圆柱体的密度：
ρ＝＝＝1.5×103kg/m3；
（3）由图知BC段为物体慢慢浸入液体，至到浸没的过程，BC段的距离就是物体的高度，所以h＝7cm﹣3cm＝4cm＝0.04m，
根据V＝Sh知，
该圆柱体的底面积：S＝＝＝0.02m2。
答：（1）完全浸没时，圆柱体受到的浮力为8N；
（2）圆柱体的密度是1.5×103kg/m3；
（3）该圆柱体的底面积为0.02m2。
五．综合能力题（共1小题，满分3分，每小题3分）
26．解：
（1）普通船只航行速度大约30节（1节＝1海里/时，即1.852km/h），“鲲龙”AG600水面起飞速度达到100节以上，
故“鲲龙”AG600水面起飞速度为v鲲龙＝100v船＝100×1.852km/h＝185.2km/h≈51.4m/s，故应选B。
（2）“鲲龙”AG600以最大起飞质量静止在水面时处于漂浮状态，故受到的浮力：
F浮＝G＝mg＝53.5×103kg×10N/kg＝5.35×105N；
根据飞机飞行时所获得向前的动力等于螺旋桨转动时会对飞机产生向前的拉力与高温高压燃气从尾喷管冲出时会对飞机产生向前的推力之和，
所以飞机飞行时所获得向前的动力将大于由于高温高压燃气从尾喷管冲出时对飞机产生的向前的推力。
故答案为：（1）B；（2）5.35×105；大于。