2021-2022学年沪科版八年级下册物理 9.2阿基米德原理 同步练习 (含解析)

9.2阿基米德原理 同步练习
一．选择题
1．如图所示，完全是依靠空气的浮力而升空的物体是（　　）
A． 放飞的风筝 B． 滑翔的鸟
C． 升空的热气球 D． 起飞的飞机
2．密度计上的刻度大小顺序是（　　）
A．上端大、下端小 B．上端小、下端大
C．上下均匀 D．都可以
3．用绳子系好铜块，让它分别浸没在水中距水面1米和2米深的地方，铜块受到的浮力（　　）
A．1米深处大 B．2米深处大 C．一样大 D．无法确定
4．在潜水艇浸没下潜过程中（忽略潜水艇体积的变化），所受海水的（　　）
A．压强减小，浮力不变 B．压强不变，浮力增大
C．压强增大，浮力减小 D．压强增大，浮力不变
5．将一个金属块浸没在盛有水的溢水杯中，测出从杯中排出的水重为G，此时金属块受到的浮力为F．比较F与G的大小，下面的判断中正确的是（　　）
A．F一定等于G B．F一定大于G C．F一定小于G D．F可能等于G
6．如图所示，在溢水杯中装满水，将挂在弹簧测力计下的铁块缓慢放到水中，从铁块下表面刚刚接触水面开始，直到铁块完全浸入水中，下表面碰到杯底的过程中，下列判断正确的是（　　）
A．铁块受到的浮力一直在变大
B．铁块排开水的体积一直在增大
C．弹簧测力计的读数先变小，后不变
D．溢水杯底部受到水的压强一直变小
7．甲、乙、丙三个体积不等的小球，其大小如图所示，均浸没于水中，则它们所受浮力大小的情况是（　　）
A．甲最小 B．乙最小 C．丙最小 D．一样大
8．1978年夏天，法国、意大利、西班牙等国家的科技工作者曾乘坐容积为33万米3的气球升入高空，气球内充满氦气。如果气球所受重力（不包括氦气）是它在低空时所受浮力的1/4，已知低空空气的密度为0.00129吨/米3，氦气的密度为0.00018吨/米3，那么该气球在低空飞行时，可吊起的重物质量至多是（　　）
A．259.9吨 B．319.3吨
C．274.7吨 D．以上答案均不正确
9．如图所示，下列对浮力的求解，正确的是（　　）
A．由甲图可知，A物体所受浮力F浮＝G排＝F4﹣F2
B．由乙图可知，柱体受到的浮力F浮＝ρ物gV排＝ρ物g（V2﹣V1）
C．由丙图可知，物体处于静止状态，此时受到的浮力F浮一定等于G物
D．由丁图可知，鸡蛋在逐渐沉入容器底的过程中，所受到的浮力逐渐变小
10．如图所示，有体积相同的实心小球A、B、C．在完全相同的溢水杯甲、乙、丙中均装满水。再将盛满水的三个溢水杯分别放在已调零的电子秤上，此时三个电子秤的示数均相同。将A、B、C三个小球轻轻地分别放在甲、乙、丙三个溢水杯中，最终的状态如图所示，其中C小球对杯底有压力。则下列判断正确的是（　　）
A．小球放进溢水杯后，三个电子秤的示数都增大了
B．小球A受到的浮力最大，小球C受到 的浮力最小
C．小球B的密度等于水的密度，小球C的密度小于水的密度
D．甲溢水杯溢出的水重等于小球A的重力，乙溢水杯溢出的水重等于小球B的重力
二．填空题
11．重力为15N的金属球浸没在水中时受到重力与浮力的合力大小为10.1N，其受到浮力的大小为　 　N，方向为　 　，它的体积为　 　m3。
12．将体积为1×10﹣3米3、重为9.8牛的物体浸没在某液体中，物体受到浮力的作用，浮力方向为　 　；增大物体在液体中的深度，物体所受的浮力将　 　。若它受到的重力和浮力的合力为0.98牛，液体密度可能是　 　千克/米3。
13．如图所示，在溢水杯中装满水，用测力计悬挂重为G石的石块浸没水中，溢出的水全部流入空的小烧杯中，石块稳定后，溢出水重G溢，测力计示数为F，此时杯底受到水的压强将　 　（选填”变大”、“变小”或“不变”）；石块受到浮力大小为　 　（用题中出现符号表示）
14．小明为了验证阿基米德原理，做了如下实验。在溢水杯装满水时，他用弹簧测力计测量石块浸没在水中受到的浮力如图所示。根据图中甲乙可得石块在水中受到的浮力为　 　N，根据图31中丙丁可得石块排开水的重力为　 　N，从这个实验可知，金属块在水中受到的浮力　 　金属块排开水受到的重力（选填：“大于”“小于”或“等于”）。
15．工程队用吊车向水底投放圆柱形石料，如图甲所示的是投放过程的示意图，在整个投放过程中，石料以恒定速度v＝0.1m/s下降至石料刚好接触水底，如图乙所示的是这一过程中钢丝绳的拉力F随时间t变化的图象。则石料浸没在水中受到的浮力为　 　N；石料刚好接触水底时石料上表面受到水的压力为　 　N．（忽略水的阻力，假设水面平静，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
三．实验探究题
16．同学们在探究与浮力大小与哪些因素有关”时，进行了如图所示的实验，用弹簧测力计挂着金属块缓慢地浸入液体中不同深度，并将其示数记录在如表中（各步实验中液体均未溢出）。
实验步骤 B C D E F
弹簧测力计示数/N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9
（1）根据步骤B、C、D中所得的数据，可以得出物体受到浮力的大小与　 　有关。
（2）分析实验数据可知。F中液体密度　 　（选填“大于”“等于”或“小于”）水的密度。
17．如图所示，小红验证“阿基米德原理”，做了如下实验。
（1）向溢水杯中注水，使水面恰好与出水口相平。当悬挂在弹簧测力计下方的橡皮块慢慢浸入水中时，弹簧测力计的示数将　 　。（选填“变大”或“变小”）
（2）根据上面实验数据算出浮力F浮，比较F浮和G排，可以发现F浮　 　G排。
（3）根据上面实验数据，小红发现还可以算出橡皮块的密度，橡皮块的密度是　 　kg/m3。（水的密度为1×103kg/m3。）
18．小华做“验证阿基米德原理”的实验中，用图（a）所示的溢杯和小桶收集石块排开的水，他的实验过程分别如图（b）、（c）、（d）、（e）所示。
（1）图（c）所示，是小华在使用　 　测量石块的　 　。
（2）若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式　 　，该原理将得到验证。
（3）以下关于实验过程中的操作，会影响验证结果的是　 　。
A．图（a）中溢杯内未盛满水。 B．图（b）中小桶内有少量水。 C．图（d）中石块未浸没水中。
（4）石块从刚接触水面到全部浸没水中，水对溢水杯底的压强　 　（选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“保持不变”）。
参考答案
一．选择题
1．解：A、风筝是利用风筝上下方空气的流速不同产生的升力升空的，所以该选项不符合题意。
B、滑翔的鸟靠的是流体压强与流速的关系，靠空气升力升空，所以该选项不符合题意。
C、升空的热气球里所充热空气的密度小于空气的密度，气球受浮力作用而上升，所以该选项符合题意。
D、飞机是利用机翼上下方空气的流速不同产生的升力升空的，所以该选项不符合题意。
故选：C。
2．解：密度计的工作原理也是利用了物体的浮沉条件，密度计是漂浮在液体中，所受浮力等于本身的重力，
根据G＝F浮＝ρ液gV排可知：如果液体的密度越大，则密度计浸入液体中的体积V排越小，即密度计越往上浮，所以密度计的刻度是上端小、下端大。
故选：B。
3．解：根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排，浮力的大小只与物体排开液体的体积和液体的密度有关，因此铜块排开水的体积不再改变，所以浸没在水中距水面1米和2米深的地方，所受浮力一样大。
故选：C。
4．解：在潜水艇浸没下潜过程中，V排不变，根据F浮＝ρ液gV排知所受的浮力不变，深度变大，根据p＝ρgh知压强增大。
故选：D。
5．解：将一个金属块浸没在盛有水的溢水杯中，若溢水杯中水是满的，金属块受到的浮力为F等于从杯中排出的水重为G，即F＝G；
若溢水杯中水不满，金属块受到的浮力为F大于从杯中排出的水重为G，即F＞G，故D正确。
故选：D。
6．解：
AB、从铁块下表面刚刚接触水面到铁块浸没在水中的过程，铁块排开水的体积不断变大，根据F浮＝ρgV排知，浮力逐渐变大；铁块浸没后继续下沉的过程中，铁块排开水的体积不再变化，根据F浮＝ρgV排可知，浮力不再变化，故AB错误；
C、铁块从刚开始浸入水中到刚好完全浸没在水中的过程中，铁块受到的浮力变大，而重力不变，根据F浮＝G﹣F示可知，弹簧测力计的示数变小，等到物体全部浸没后，排开水的体积不变，浮力不变，弹簧测力计的示数也不变，故C正确；
D、因为溢水杯中装满水，所以从铁块下表面刚刚接触水面直至测力计示数不变的过程中，水的深度一直不变，根据p＝ρgh知，溢水杯底部受到水的压强一直不变，故D错误。
故选：C。
7．解：由图可知，V甲排＞V乙排＞V丙排，
根据公式F浮＝ρgV排可知，甲所受浮力最大，丙所受浮力最小，故C正确。
故选：C。
8．解：ρ空气＝0.00129t/m3＝1.29kg/m3，ρ氦气＝0.00018t/m3＝0.18kg/m3
（1）气球受到的浮力为：F气球＝ρ空气gV气球＝1.29kg/m3×10N/kg×3.3×105m3＝4.257×106N，
气球的重力为G气球＝F气球＝1.06425×106N；
（2）氦气的重力G氦气＝ρ氦气V氦气g＝0.18kg/m3×3.3×105m3×10N/kg＝5.94×105N；
（3）吊起的重物重力为G物＝F气球﹣G气球﹣G氦气＝4.257×106N﹣1.06425×106N﹣5.94×105N＝2.59875×106N，
吊起的重物质量：m物＝＝2.59875×105kg≈259.9t，
故选：A。
9．解：
A、根据阿基米德原理可知，物体所受浮力等于其排开液体的重力，由图甲可知，物体排开液体的重力等于小桶和液体的总重力减去小桶的重力，故F浮＝G排＝F4﹣F2；故A正确；
B、物体受到的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，与物体的密度无关，由乙图可知，柱体受到的浮力F浮＝ρ液gV排＝ρ液g（V2﹣V1）。故B错误；
C、由丙图可知，物体处于静止状态，此时物体一定受到平衡力的作用，若物体的密度等于液体的密度，物体悬浮，绳子处于自然伸长状态，对物体没有拉力，那么受到的浮力F浮一定等于G物；若物体的密度小于液体的密度，那么物体要上浮，绳子对它有向下的拉力，此时，重力与拉力之和等于浮力，故F浮一定大于G物；故C错误；
D、由丁图可知，鸡蛋最初漂浮在液面上，然后逐渐沉入容器底，在鸡蛋完全浸没在液体中前，排开液体的体积不断减小，根据F浮＝ρ液gV排知，所受到的浮力逐渐变小；在鸡蛋全部浸没在液体中后到沉底的过程中，其排开液体的体积不再变化，根据F浮＝ρ液gV排知，所受到的浮力不再变化，所以鸡蛋在逐渐沉入容器底的过程中，所受到的浮力先变小后不变。故D错误。
故选：A。
10．解：
A、A球放入水后处于漂浮状态，浮力等于重力，根据阿基米德原理F浮＝G排知F浮A＝GA＝GA排，所以电子秤示数不变；
B球放入水后处于悬浮状态，浮力等于重力，根据阿基米德原理F浮＝G排即F浮B＝GB＝GB排，所以电子秤示数不变；
C球放入水后沉底，浮力小于重力，根据阿基米德原理F浮＝G排即F浮C＝GC排＜GC，所以电子秤示数变大，故A错误；
B、由图知：VA排＜VB排＝VC排，根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排知FA浮＜FB浮＝FC浮，故小球A受到的浮力最小，小球BC受到 的浮力一样大，故B错误；
C、A球漂浮时，ρA＜ρ水；B球悬浮时，ρB＝ρ水；C球下沉时，ρC＞ρ水，故C错误；
D、由A知F浮A＝GA＝GA排即甲溢水杯溢出的水重等于小球A的重力；F浮B＝GB＝GB排即乙溢水杯溢出的水重等于小球B的重力，故D正确。
故选：D。
二．填空题
11．解：金属球浸没在水中时受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力的共同作用；根据F合＝G﹣F浮可知，受到浮力的大小为F浮＝G﹣F合＝15N﹣10.1N＝4.9N；
根据阿基米德原理公式F浮＝ρ水gV排可知，金属球的体积为：V＝V排＝＝＝5×10﹣4m3。
故答案为：4.9；竖直向上；5×10﹣4。
12．解：物体浸没在某液体中，物体受到浮力的作用，浮力方向为竖直向上。
物体浸没在某液体中，增大物体在液体中的深度，液体的密度、物体排开液体的体积不变，根据F浮＝G排＝ρ液gV排可知，它受到的浮力将不变。
物体浸没在某液体中，则其排开液体的体积与自身体积相等，即V排＝V＝1×10﹣3m3，
根据题意可得，物体受到的浮力可能为：F浮＝G﹣F合＝9.8N﹣0.98N＝8.82N或F浮＝G+F合＝9.8N+0.98N＝10.78N，
若浮力为F浮＝8.82N，
则根据F浮＝G排＝ρ液gV排可得，液体密度为：ρ液＝＝＝0.9×103kg/m3；
若F浮＝10.78N，
则根据F浮＝G排＝ρ液gV排可得，液体密度为：ρ液＝＝＝1.1×103kg/m3。
故答案为：竖直向上；不变；0.9×103或1.1×103。
13．解：
（1）在溢水杯中装满水，将石块浸没水中后，溢水杯内水的深度不变，由p＝ρgh可知，杯底受到水的压强不变；
（2）由阿基米德原理可得，石块受到浮力F浮＝G排＝G溢，
由称重法可得，石块受到浮力F浮＝G石﹣F。
故答案为：不变；G石﹣F（或G溢）。
14．解：由甲图可知，石块重G＝4N，F示＝3N，
石块受到的浮力：
F浮＝G﹣F示＝4N﹣3N＝1N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由丙丁图可知排开水的重：
G＝G2﹣G1＝2N﹣1N＝1N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：
F浮＝G。
故答案为：1；1；等于。
15．解：
（1）因石块向下匀速运动，则当石块没有浸入水中时，拉力等于重力，
由图象可知，石料的重力：G＝F＝1400N，
在第30s至120s之间时，石料浸没在水中，此时拉力等于重力减去浮力，
则石料所受的浮力：
F浮＝G﹣F′＝1400N﹣900N＝500N；
（2）根据图象可知，石料在20s时接触水面，30s时刚刚浸没水中，则根据v＝可得石料高度：
L＝v△t1＝0.1m/s×（30s﹣20s）＝1m；
120s时到达湖底，则从20s至120s的时间内石料向下运动的距离等于湖水的深度h，
根据v＝可得湖水的深度：
h＝v△t2＝0.1m/s×（120s﹣20s）＝10m，
所以，石料刚好接触水底时，石料上表面所处的深度为h′＝h﹣L＝10m﹣1m＝9m，
石料上表面受到水的压强：
p＝ρ水gh′＝1×103kg∕m3×10N∕kg×9m＝9×104Pa；
由于石料浸没在水中排开水的体积与石料的体积相等，则根据F浮＝ρ水gV排可得，石料的体积：
V＝V排＝＝＝5×10﹣2m3，
石料上表面的面积：S＝＝＝0.05m2，
根据p＝可得：石料刚好接触水底时，石料上表面受到水的压力：
F＝pS＝9×104Pa×0.05m2＝4500N。
故答案为：500；4500。
三．实验探究题
16．解：（1）物体受到的浮力为F浮＝G﹣F，分析实验步骤A、B、C、D，随着物体排开液体的体积增大，弹簧测力计的示数减小，所受浮力逐渐增大，由此可以得出结论：物体受到浮力的大小与排开液体的体积有关，在液体密度一定，物体排开液体的体积越大，浮力越大；
（2）分析实验步骤A、E、F的实验数据可知，物体在F中测力计拉力较大，即所受的浮力较小，V排相等，由F浮＝ρ液gV排可知F中液体密度小于水的密度。
故答案为：（1）排开液体的体积；（2）小于。
17．解：（1）当橡皮块慢慢浸入水中，排开的体积逐渐变大，
根据F浮＝ρ水V排g可知：橡皮块受到的浮力逐渐变大，
由于橡皮块的重力不变，根据F浮＝G﹣F示可知：弹簧测力计的示数变小；
（2）当橡皮块浸在水中时，F示＝1N，则F浮＝G﹣F示＝3N﹣1N＝2N；
已知：G排＝2N；
所以，F浮＝G排；
（3）由于橡皮块是浸没在水中，根据F浮＝ρ液V排g可得：
橡皮块的体积V＝V排＝＝＝2×10﹣4m3，
橡皮块的质量m＝＝＝0.3kg，
橡皮块的密度ρ＝＝＝1.5×103kg/m3。
故答案为：
（1）变小；（2）＝；（3）1.5×103。
18．解：（1）图C是使用弹簧测力计测量石块所受的拉力，重力与拉力是一对平衡力，即测量石块所受的重力；
（2）由于F浮＝F2﹣F3，G排＝F4﹣F1，当F2﹣F3＝F4﹣F1时，则F浮＝G排，所以可以验证阿基米德原理。
（3）A．图（a）中溢杯内未盛满水，则测得排开水的重力会偏小，会影响验证结果。
B．图（b）中小桶内有少量水，石块排开水后，小桶重力的两次示数之差仍为排开水的重力，不影响实验结果。
C．图（d）中石块未浸没水中，此时浮力小，排开的水的体积也小，不影响实验结果。
故选A；
（4）溢水杯中的水应该满的，圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中的过程，溢水杯中水的深度不变，由p＝ρgh可知，水对溢水杯底的压强保持不变。
故答案为：（1）弹簧测力计；重力；（2）F2﹣F3＝F4﹣F1；（3）A；（4）保持不变。