2020－2021学年人教版八年级物理 10.2阿基米德原理达标练习（含解析）

10.2阿基米德原理达标练习
学校:___________姓名：___________班级：___________
选择题（1-10为单选题，11-12为多选题）
1．晓晨进行了验证阿基米德原理的实验，其正确操作过程如图所示，图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。下列说法正确的是（　　）
A．物块受到的浮力F浮>F1?F2
B．F2C．物块排开的液体受到的重力G排液=F4
D．若F1?F2=F4?F3，则说明本次实验结果符合阿基米德原理
2．首先用实验测出大气压值的科学家是（　　）
A．帕斯卡
B．牛顿
C．阿基米德
D．托里拆利
3．浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开液体的（　　）
A．质量
B．体积
C．密度
D．重力
4．将一个体育测试用的实心球和一个乒乓球同时没入水中，放手后发现：实心球沉入水底。而乒乓球浮出水面，如图所示。比较实心球和乒乓球没入水中时受到的浮力大小，则（　　）
A．实心球受到的浮力大
B．乒乓球受到的浮力大
C．它们受到的浮力一样大
D．不能确定
5．如图所示，用弹簧测力计、大烧杯、小水桶、铜块（附悬挂线）、小垫块和水验证阿基米德原理实验中（　　）
A．铜块一定要浸没到水中
B．铜块浸在水中时小水桶中水的质量等于铝块的质量
C．铜块浸在水中时弹簧测力计示数等于它所受的浮力
D．铜块在空气和水中弹簧测力计读数差与小水桶中水的重力大小相等，即可验证阿基米德原理
6．如图中A、B、C、D是个体积、形状相同而材料不同的球，把它们投入水中静止后的情况。它们中所受浮力最小的是（　　）
A．A球
B．B球
C．C球
D．D球
7．将重为5牛的物体放入盛满水的容器中，容器溢出3牛重的水，物体受到的浮力（　　）
A．可能等于2牛
B．可能等于4牛
C．一定等于3牛
D．一定等于5牛
8．把一个质量为10
g的小球放入盛满水的溢水杯中它沉入杯底，从溢水杯中溢出的水的质量(　
　)
A．等于10
g
B．小于10
g
C．大于10
g
D．无法判断
9．水平桌面上有一个圆柱形容器，现将一个物块A放入容器中，物块有的体积露出水面，如图甲所示；当用0.1N的力向下压物体，物块A刚好与水面相平，如图乙所示；把A、B用细线相连放入水中时，两物体恰好悬浮，且B体积是A体积的，如图丙所示。（g取10N/kg，水的密度kg/m3）则下列说法正确的是（　　）
A．物体A的密度是0.2×103kg/m3
B．物体A浸没时受到的浮力是0.4N
C．绳对B的拉力大于0.1N
D．物体B的密度是3×103kg/m3
10．实心正方体木块（不吸水）漂浮在水上，如图所示，此时浸入水中的体积为，然后在其上表面放置一个重的铝块，静止后木块上表面刚好与水面相平（g取，）则该木块（　　）
①木块重力是
②木块的体积是
③木块的密度是
④放置铝块后，木块下表面受到水的压强增大了
A．只有①②
B．只有②③
C．只有③④
D．只有②④
11．长方形物体A受到的重力为G
，放入水中后如图所示处于漂浮状态，A的下表面距容器底的高度为h
，露出水面的体积为物体A总体积的。若用一个竖直向下的压力F1
压物体A，使其浸没在水中后静止，这时物体A的下表面受到水竖直向上的压力为F2。下列说法正确的是（　　）
A．物体A
漂浮时，下表面受到水的压强为
ρ水
gh
B．竖直向下的压力
F1
和重力G
的比值为
2∶3
C．物体A
浸没后，水对它作用力的合力大于G
D．F1、F2
的合力等于G
12．弹簧测力计竖直悬挂一个正方体铜块，在0到6秒内一直匀速下降直至完全浸没于水中，下图是拉力随时间变化的图像，则下列说法中错误的是（　　）
A．整个过程中，物体受到的重力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力
B．2秒至3秒过程中物体所受浮力一直变大
C．物体在3秒至6秒过程中，其下表面受到水的压强不变
D．若将该物体放在密度大于水的液体中进行上述实验，当完全浸没时，弹簧测力计示数F2将变大
二、填空题
13．2018年4月20日，我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”（如图）成功首潜。潜水器长3.5m，高1.5m，扁形身体，外形象条大胖鱼，体积约5.4m3，下潜最大深度达3900m。
（1）假设海水密度不随深度变化，潜水器在上浮且未浮出水面过程中，受到水的浮力______，所受水的压强______；（均选填：变小/不变/变大）
（2）潜水器悬浮在海水中，所受到的浮力为______N。（海水密度约1.0×103kg/m3）
14．放在水平桌面上的量筒中盛有120cm3的水，当把挂在弹簧测力计下的小金属块完全浸入量筒里的水中后，量筒的水面上升到160cm3刻度处，弹簧测力计的示数为3.4N，则金属块的体积为______cm3，所受浮力为______N，金属块的质量为______kg。
15．烧杯中装有一定量的水，水位如图(a)所示，用细绳将物体拴住浸没在水中，水位如图(b)所示，此时细绳所受拉力为10牛，将物体缓慢上提，当水位如图(c)所示时（其中C处是AB
的三分之一位置），细绳所受的拉力为16牛，此时物体所受浮力为_______牛，物体所受重力为______牛，比较图(a)和(b)，烧杯底部受到水的压力差为______牛。
16．甲、乙两个正方体对水平地面的压力相同，它们的面积分别为S甲、S乙。若S甲大于S乙，则对地面压强较大的是______，密度较大的是______；将它们浸没在水中，受到浮力较大的是______。（均选填“甲”或“乙”）
17．在“验证阿基米德原理”实验中，需要验证浸在液体中的物体受到的_____大小与它排开液体受到的_____大小是否相等，实验还需用_____（选填“相同”或“不同”）的固体和液体进行多次实验。这样做的目的是_____。
18．小明用细线系住重为3N的物体，使其一半体积浸入盛满水的溢水杯中，物体排开水重0.8N，此时物理所受的浮力为______N；将物体浸没水中，此时物体所受的浮力为______N，此时物体排开水的体积为______cm3。
三、实验题
19．某组同学利用如下器材和步骤验证“阿基米德原理”
(1)为验证阿基米德原理，实验需要比较的物理量是_______。
(2)如图是验证阿基米德原理的一个实验过程图，通过图中______两个步骤测出了浮力（选填代号即可）。
(3)在进行步骤C时看到的现象是：_______。
(4)DE两步可以算出小桶中水的重力，这个重力跟________相等。
20．为了测定某种液体的密度，同学们分成两组分别进行实验。
(1)第一小组同学用到的实验器材有天平、量筒、烧杯等，她们的操作步骤如下：
①首先将天平放置于水平桌面上，观察到天平是_______（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆；
②将游码放到标尺左端的零刻度线处，发现天平分度盘的指针如图甲所示，此时应将平衡螺母向___
（选填
“左”或“右”）调节，直至天平横梁平衡；
③将待测液体倒入空烧杯中，用天平测量出烧杯和待测液体的总质量m1=92.6g，然后将烧杯中适量的待测液体倒入空量筒中，如图乙所示，则量筒中待测液体的体积为V=____
mL，
再次用天平测量出烧杯和剩下待测液体的总质量m2=59.8g，则量筒中待测液体的质量为_______g；
④通过以上步骤，测得这种待测液体的密度为__________kg/m3；
(2)第二小组同学用到的实验器材有弹簧测力计、烧杯、细线、体积为V0的物体等，他们的方法如下：
①将物体用细线挂在弹簧测力计下，如图丙所示，静止时弹簧测力计的示数为F1；
②然后将弹簧测力计下的物体浸没到装有待测液体的烧杯中，如图丁所示，静止时弹簧测力计的示数为F2；
③该组同学测出待测液体密度的表达式为ρ=_______（请用
F1、F2、V0、g表示）。
四、计算题
21．如图所示，将质量为2kg的正方体物块，放入盛有水的水槽内，待物块静止时，其下表面距水面6cm。求：（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）物块受到水的浮力大小；
（2）水对物块下表面的压强大小。
22．如图所示，一个实心长方体物块重30N，用细绳吊着浸入盛水的容器中，物块浸入水的体积为1×10-3
m3，此时容器中水面高度为0.3m。（g=10N/kg、ρ水=1.0×103kg/m3）求：
(1)物块受到的浮力；
(2)绳子对物块的拉力；
(3)水对容器底部的压强。
试卷第4页，总6页
试卷第3页，总6页
参考答案
1．D
【详解】
A．由图可知F1=G，F2为石块浸没在水中时弹簧测力计的示数，所以物块受到的浮力
F浮=F1?F2
A错误；
B．物块受到的重力与质量有关，质量不变，重力也没有变，可知B错误；
C．物块排开的液体受到的重力
G排液=F4-F3
C错误；
D．若
F1-F2=F4-F3
则说明物块受到的浮力等于物块排开的液体受到的重力，即本次实验结果符合阿基米德原理，D正确。
故选D。
2．D
【详解】
A．帕斯卡在运动和力的关系、压强等领域取得卓越的成就，发现了著名的帕斯卡定律。故A不符合题意；
B．牛顿发现了牛顿第一定律，故B不符合题意；
C．阿基米德是著名的学者、物理学家，发现了杠杆的平衡条件和阿基米德原理。故C不符合题意；
D．意大利科学家托里拆利首先测出了大气压的数值，此实验命名为托里拆利实验，故D符合题意。
故选D。
3．D
【详解】
根据阿基米德原理可知，浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开液体所受的重力，故D选项正确。
故选D。
4．A
【详解】
根据阿基米德原理，浮力与液体密度和排开液体的体积有关，如图都在水中时，液体密度相同，实心球的体积大于乒乓球的体积，且乒乓球部分还露出水面，即实心球排开水的体积大，所以浮力大。故A正确，BCD错误。
故选A。
5．D
【详解】
A．该实验中，铜块可以全部浸在水中，也可以部分浸在水中，故A不符合题意；
BC．根据称重法可知，铜块受到的浮力等于铜块的重力减去排开水的重力，因此铜块的重力与小水桶中水的重力不一定相等，即小水桶中水的质量不等于铜块的质量，故BC不符合题意；
D．根据称重法求出铜块受到的浮力，再根据小水桶和排开水的总重力以及小水桶的重力求出排开水的重力，比较其大小，并得出正确结论，故D符合题意。
故选D。
6．A
【详解】
四个小球的体积相同，由图可知，A小球排开液体的体积最小，又因为四个小球浸在同种液体中，由可知，A小球受到的浮力最小。
故选A。
7．C
【详解】
根据阿基米德原理，物体浸在液体中所受的浮力等于排开液体所受的重力，将重为5牛的物体放入盛满水的容器中，容器溢出3牛重的水，所以物体在水中所受的浮力一定等于3牛。
故选C。
8．B
【解析】把一小球放人盛满水的溢水杯中,它沉入容器底部,从杯中溢出10
g
水,此时受到浮力小于物体的重力,则溢出的水的质量小于10g，所以B选项是正确的.
【点睛】根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体受到的重力,小球在酒精中下沉,得出小球重力和浮力的关系,根据漂浮时浮力和重力的关系,得出溢出水的质量大小。
9．D
【详解】
A．因为物体漂浮，所以浮力等于重力，可得
解得
故A错误；
B．完全浸没时，与漂浮相比，又有体积浸没，由题这部分浸没增加的浮力为
完全浸没时浮力为
故B错误；
CD．因为AB悬浮，所以浮力等于重力，可得
所以
所以绳对B的拉力为
所以B的密度是
故C错误，D正确。
故选D。
10．C
【详解】
①．起初木块漂浮在水面上，受到的浮力等于重力，则
故①不符合题意；
②③．在木块的上表面放置一个重的铝块，静止后木块上表面刚好与水面相平，此时木块受的浮力等于木块重力加铝块重力，所以此时所受的浮力为
此时木块恰好浸没，所以木块的体积等于排开水的体积，所以木块的体积为
则木块的密度为
故②不符合题意，③符合题意；
④．由于木块是正方体的，其体积是，所以其边长为0.1m，其底面积为，起初漂浮时，浸入水中的体积为，则在水中的深度是
放置铝块后，木块浸入水中的深度增加了
则增加的液体压强为
故④符合题意。
故选C。
11．BC
【详解】
A．物体A漂浮时，A的下表面距容器底的高度为h，但下表面在水中深度未知，下表面所受水的压强无法求解，故A错误；
B．物体A漂浮时，受到的浮力
物体A浸没时，受到的浮力
竖直向下的压力
F1
和重力G
的比值为
故B正确；
C．物体A
浸没后，水对它作用力的合力即水对它的浮力，此时水对物体的浮力大于物体受到的重力G，故C正确；
D．物体A
浸没后，受到向下的压力F1、重力和浮力，且
故
F1、F2的合力
故D错误。
故选BC。
12．ACD
【详解】
A．结合题意及图示知，0s至2s，铜块在空中匀速直线运动，受到的重力等于弹簧测力计的拉力，这个过程中，两个力是一对平衡力，而在2s后，铜块浸入水中，除了受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力的作用，还受到竖直向上的浮力的作用，这个过程中，重力和拉力不是一对平衡力，故A错误，符合题意；
B．由图示知，2s至3s，测力计的示数逐渐减小，说明铜块部分浸入水中，排开水的体积增大，所受的浮力增大，故B正确，不符合题意；
C．由图示知，3s至6s，铜块浸没水中，下表面的深度在增大，据p=ρgh知，这个过程中下表面受到水的压强变大，故C错误，符合题意；
D．将实验中的水换成密度大于水的液体，铜块依然浸没时，据阿基米德原理知，铜块此时受到的浮力大于在水中受到的浮力，而铜块的重力不变，那么弹簧测力计的示数会变小，故D错误，符合题意。
故选ACD。
13．不变
变小
5.4×104
【详解】
(1)[1]潜水器在上浮且未浮出水面过程中，排开水的体积不变，水的密度不变，由F浮=ρ水gV排可知浮力不变。
[2]潜水器在上浮，故h变小，由p=ρgh知所受水的压强变小。
(2)[3]该潜水器悬浮在海水中时，受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5.4m3=5.4×104N
14．40
0.4
0.38
【详解】
[1]因为金属块全部浸入水中，则金属块的体积等于它排开水的体积
V＝V排＝V2﹣V1＝160cm3﹣120cm3＝40cm3＝4×10-5m3
[2]金属块受到的浮力
F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×4×10-5m3＝0.4N
[3]因为
F浮+F拉＝G
所以金属块受到的重力
G＝F浮+F拉＝0.4N+3.4N＝3.8N
金属块的质量
m＝＝0.38kg
15．3
19
9
【详解】
[1][2]设物体重为G，当物体浸没水中时，根据力的平衡条件可得拉力
将物体缓慢向上提，当水位如图(c)所示时（其中C处是AB
的三分之一位置），此时排开水的体积为图(b)的，浮力也为(b)图的，此时拉力
由上两式得，F浮=9N，所以此时图(c)物体所受浮力为
重力为
[3]由于水对烧杯的压力等于水的重力，比较a图和b图，物体完全浸没水中后，烧杯底部所受到水的压力差等于物体排开水的重力G排，又由阿基米德原理原理可知F浮=G排，所以烧杯底部所受到水的压力差是9N。
16．乙
乙
甲
【详解】
[1]两物体对地面的压力相同，根据压强公式，S甲大于S乙，乙对地面的压强较大。
[2]两个正方体对地面的压力相同，压力是由重力产生的，所以它们的重力相同，质量也就相同，乙底面积较小，体积也就较小，根据密度公式，乙的密度较大。
[3]将它们浸没在水中，根据阿基米德原理排开水的体积较大的受到浮力较大，甲正方体体积较大，受到浮力较大。
17．浮力
重力
不同
得出普遍规律
【详解】
[1][2]在“验证阿基米德原理”实验中，需要验证浸在液体中的物体受到的浮力与它排开液体受到的重力大小是否相等。
[3][4]在“验证阿基米德原理”实验中，应选用不同的固体和液体并进行多次实验，其目的是减小偶然性，使实验得出的实验规律更具有普遍性，所以本实验的目的是寻找普遍规律。
18．0.8
1.6
160
【详解】
[1]由阿基米德原理可知，物体一半体积浸入盛满水的溢水杯中时所受到水的浮力为
F浮=G排=0.8N
[2]将物体浸没水中，由于物体排开水的体积是原来的2倍，所以，此时物体所受的浮力为
[3]由
可得，排开水的体积为
由
可得，物体排开水的体积为
19．浮力和物体排开液体的重力
B和C
弹簧测力计的示数会减小
受到的浮力
【详解】
(1)[1]物体受到浮力的大小等于它排开液体的重力，要验证阿基米德原理就需要比较物体受到的浮力和物体排开液体的重力。
(2)[2]物体受到的浮力等于物体的重力减去物体浸入液体时弹簧测力计的示数，由B和C两个步骤就可以测出浮力。
(3)[3]浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，弹簧测力计的示数等于物体的重力减去浮力，所以弹簧测力计的示数会减小。
(4)[4]D、E两步算出小桶中水的重力，这个重力跟受到的浮力相等。
20．等臂
右
40
32.8
0.82×103
【详解】
(1)[1]天平看做杠杆，其支点在天平刀口，使用天平称量前，使横梁在水平位置平衡，因为动力臂等于阻力臂，所以天平是等臂杠杆。
[2]如图甲所示，指针指在分度盘的左侧，说明左侧重，应将平衡螺母向右调节。
[3]如图乙，之间有10个格，一个格表示1mL，即量筒的分度值是1mL，量筒内液体体积读数40mL。
[4]量筒中待测液体的质量为
[5]待测液体的密度为
(2)[6]物体浸没到待测液体的烧杯中，所以
物体受到的浮力
根据阿基米德原理
则
21．（1）20N（2）600Pa
【解析】
【分析】
根据浮沉条件求漂浮时的浮力；知道木块静止时下表面距水面的距离，根据求出受到水的压强；
【详解】
（1）物块在水中处于漂浮状态，受到的浮力等于自身的重力，物块受到的浮力为：
；
（2）物块下表面距水面的距离为：，水对物体下表面的压强为：
。
故答案为：20N；600Pa。
22．(1)10N；(2)20N；(3)
【详解】
(1)物块受到的浮力为
(2)绳子对物块的拉力为
(3)水对容器底部的压强为
答：(1)物块受到的浮力为10N；
(2)绳子对物块的拉力为20N；
(3)水对容器底部的压强。
答案第10页，总10页
答案第9页，总10页