9.2阿基米德原理 -2023-2024学年沪科版物理八年级下学期

第九章　浮　力 第二节　阿基米德原理 基础过关全练 知识点1　浮力的大小与哪些因素有关 1.(2023安徽亳州蒙城期末)探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6 N。下列分析正确的是 (　　) A.金属块a浸没在水中,受到浮力的大小必为0.3 N B.利用甲、乙可以得出结论:同一物体浸入水中深度越深,所受浮力越大 C.利用乙、丙可以得出结论:在同种液体中,物体密度越大,所受浮力越大 D.利用丙、丁可以初步得出结论:同一物体浸没在密度越大的液体中所受浮力越大 2.小丽用装有沙子的柱形带盖塑料瓶探究浮力大小的影响因素。 (1)小丽列举了以下三个常识,做出了三个猜想,其中符合常识2的是猜想　　　　(填序号)。  常识1:大小相同的木块和铁块,木块漂在水面,铁块沉在水底 常识2:轮船从江里驶入海里,船身会上浮一些 常识3:人在水中越往深处走,觉得身体越轻 猜想1:浮力大小与液体的密度有关 猜想2:浮力大小与物体排开液体的体积有关 猜想3:浮力大小与物体的质量有关 (2)为了验证上述猜想是否正确,小丽依次做了以下实验,如图所示。 ①通过A、C实验步骤,可知物体浸没在水中所受浮力大小是　　　　N;  ②通过　　　　(填字母)实验步骤,可得猜想2　　　　(选填“正确”或“错误”);  ③通过A、C、E实验步骤,可探究物体所受浮力大小与　　　　　　有关;  ④为验证猜想3,小丽将瓶子中的沙子倒掉一些,接着她仿照步骤D进行实验,发现测力计示数小于2 N,继续将瓶子中的沙子倒掉一些,重复以上步骤,发现测力计示数始终小于2 N,便认为猜想3是正确的,小丽在该实验环节中存在的问题是　　　　　　。  知识点2　　阿基米德原理 3.2021年3月23日,大型货轮“长赐号”在苏伊士运河搁浅。28~29日,海水涨潮、运河水位持续上升,28日“长赐号”仍处于搁浅状态,29日“长赐号”脱离运河河底,随着水位上升船身逐渐升高。28~29日,海水涨潮、运河水位持续上升过程中,“长赐号”受到的浮力 (　　) A.一直变大　 　　B.先变大后不变 C.一直不变　 　　　D.先不变后变大 4.(2021四川德阳中考) 2020年11月10日,中国载人潜水器“奋斗者”号在西太平洋马里亚纳海沟成功坐底,创造了中国载人深潜的新纪录,标志着我国的深潜事业又迈上了一个崭新的台阶。如图所示,假设海水的密度不变,在“奋斗者”号潜水器下潜过程中,下列分析合理的是 (　　) A.潜水器所受海水对它的压强大小不变 B.潜水器始终只受到海水对它向下的压强 C.潜水器所受到的浮力随深度的增大而增大 D.潜水器所受浮力的大小始终等于它排开海水的重力 5.(2022山东东营中考)池塘中有一块体积为450 cm3的石头,浸没在水中时受到的浮力为　　　N。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)  6.(2022湖南怀化中考)某物理兴趣小组做了如图所示的实验来测量物体浸在液体中受到的浮力,则由图可知,物体受到的浮力为　　　　N,其排开液体的重力为　　　　N。 7.【新素材·现代科技】(2022浙江丽水中考)2022年5月15日,我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从科考基地上升到海拔9 032米,创造了大气科学观测世界纪录。 (1)上升过程中,以地面为参照物,浮空艇是　　　的;  (2)该浮空艇是软式飞艇,上升过程中需通过调整气囊中的气压来保持外形不变。上升过程中,该艇受到的浮力　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  能力提升全练 8.【新素材·现代科技】(2021广西贵港中考,2,★★☆)2020年11月28日上午8时30分许,随着一阵汽笛声响,在马里亚纳海沟结束科考任务的“探索一号”科考船,搭载成功实现10 909米坐底纪录的“奋斗者”号胜利返航。若海水密度为1.03×103 kg/m3,“奋斗者”号在海面下下潜的过程中,下列说法正确的是 (　　) A.“奋斗者”号受到的海水的压强不变,受到的海水的浮力不变 B.“奋斗者”号受到的海水的压强变大,受到的海水的浮力不变 C.“奋斗者”号受到的海水的压强变大,受到的海水的浮力变大 D.“奋斗者”号受到的海水的压强变小,受到的海水的浮力变小 9.(2022山东济宁中考,13,★☆☆)小明利用托盘天平、量筒和水测量一颗新鲜杏的密度,收集的实验数据记录在表中,则杏的密度ρ=　　　　g/cm3,杏在水中受到的浮力F浮=　　　　N。(g取10 N/kg,ρ水=1×103 kg/m3)  步骤 ①用托盘天平测杏的质量 ②向量筒中倒入适量水,读示数 ③将杏放入量筒中,读示数 数据 21.2 g 40 mL 60 mL 10.(2022黑龙江哈尔滨中考,43,★★☆)将重3.8 N的物体浸没水中后,弹簧测力计的示数如图所示,水对物体浮力大小是　　　　　N。若实验前溢水杯未装满水,则溢出水的重力　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)物体受到的浮力。 (P8309001)  11.【学科素养·科学思维】(2022广西百色中考,18,★★☆)用弹簧测力计悬挂重为5.4 N的物体,放入水中,静止时弹簧测力计示数如图所示,则物体在水中受到的浮力为　　　　N,物体的体积为　　　　m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)  12.(2021湖南郴州中考,18,★★☆)某物理兴趣小组探究在不使用天平、量筒的情况下测量合金块和液体密度的方法,并进行了以下实验: 第一步:如图甲所示,用弹簧测力计测量合金块所受的重力,其示数为4 N; 第二步:如图乙所示,将该合金块浸没在水中,静止时弹簧测力计示数为3 N; 第三步:将该合金块从水中取出并擦干,再浸没到如图丙所示的待测液体中,静止时弹簧测力计示数如图丁所示。(g取10 N/kg) 根据以上实验,请回答下列问题: (1)使用弹簧测力计测量前,应观察它的指针是否　　　　　　　　　　,若没有,则进行调整;  (2)该合金块浸没在水中时受到的浮力为　　　　N;  (3)该合金块的密度为　　　　　kg/m3;  (4)图丁中弹簧测力计读数是　　　　N,待测液体的密度是　　　　kg/m3。  素养探究全练 13.【科学思维】如图甲所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为10 cm,弹簧没有发生形变时的长度为10 cm,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度ΔL与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水,直到物体上表面与液面相平,此时水深24 cm。(g=10 N/kg)求: (1)物体受到水的浮力。 (2)打开出水口,缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的状态时,关闭出水口。求放水前后水对容器底部压强的变化量。 答案全解全析 基础过关全练 1.D　金属块a浸没在水中,受到的浮力为F浮=G-F拉=1.6 N-1 N=0.6 N,A错误;金属块a在甲中受到的浮力F浮甲=1.6 N-1.3 N=0.3 N,利用甲、乙可以得出同一物体浸入水中排开液体体积越大,所受浮力越大的结论,B错误;a和b的体积不同,没有控制变量,C错误;根据F浮=G-F拉知塑料块b在水中受到的浮力大,故D正确。 2.(1)1　(2)①2　②A、B、C　正确　③液体的密度　④没有测量出此时瓶子和沙子的总重力 解析　(1)轮船从江里驶入海里,船身会上浮一些,液体的密度变化,则猜想1符合题意;(2)①A、C实验步骤中,浮力F浮=G-F=4 N-2 N=2 N;②验证猜想2时需要控制液体的密度相同,排开液体的体积不同,B、C实验步骤中物体在水中的深度不同,则排开液体的体积不同,由于测力计示数不同,由称重法知,两实验步骤中受到的浮力不同,根据A、B、C的结果,可得猜想2是正确的;③分析A、C、E知液体的密度不同,排开液体的体积相同,测力计示数不同,两实验步骤中受到的浮力不同,说明浮力与液体的密度有关;④浮力F浮=G-F,将瓶子中的沙子倒掉一些后,瓶子和沙子的总重力小于4 N,验证猜想3时,应测量出瓶子和沙子的总重力。 3.B　“长赐号”搁浅时受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和浮力,处于平衡状态,则受到的浮力小于重力;随着水位上升,在“长赐号”脱离运河河底漂浮前的过程中,“长赐号”排开的水的体积逐渐变大,根据阿基米德原理可知,受到的浮力逐渐变大;“长赐号”漂浮后,随着水位继续上升,船身逐渐升高,但排开水的体积不变,受到的浮力不变。 4.D　潜水器在下潜的过程中,深度增加,由p=ρgh知,受到海水的压强变大,A错误;在液体内部,液体向各个方向都有压强,所以潜水器不只是受到海水对它向下的压强,B错误;潜水器浸没后继续下潜过程中,排开海水的体积不变,海水密度不变,由阿基米德原理知,潜水器受到的浮力不变,C错误;潜水器下潜的过程中,由阿基米德原理可知潜水器受到的浮力等于其排开海水的重力,D正确。 5.4.5 解析　石头浸没在水中,排开水的体积等于石头的体积,池塘中的石头受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4.5×10-4 m3=4.5 N。 6.1　1 解析　由题图知物体所受的浮力F浮=G-F=4 N-3 N=1 N;根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开液体的重力,所以其排开液体的重力为1 N。 7.(1)运动　(2)减小 解析　(1)上升过程中,以地面为参照物,浮空艇与地面之间发生了位置的变化,是运动的;(2)上升过程中,浮空艇排开的空气的体积不变,空气的密度变小,根据F浮=ρ空gV排可知,浮空艇受到的浮力减小。 能力提升全练 8.B　“奋斗者”号下潜的过程中,所处深度增大,海水的密度不变,由p=ρgh可知,它受到的压强变大;“奋斗者”号没入海水中后,下潜的过程中,排开海水的体积不变,海水的密度不变,根据F浮=ρ液gV排可知其受到的浮力不变。故选B。 9.1.06　0.2 解析　V排=60 mL-40 mL=20 mL=20 cm3,杏在水中受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×20×10-6 m3=0.2 N。G杏=m杏g=21.2×10-3 kg×10 N/kg=0.212 N,F浮<G杏,所以杏在水中下沉,故V杏=V排=20 cm3,即杏的密度ρ===1.06 g/cm3。 10.1.2　小于 解析　物体重力G=3.8 N,弹簧测力计的读数为2.6 N,即物体受到的拉力F=2.6 N,由称重法可得浮力F浮=G-F=3.8 N-2.6 N=1.2 N。由阿基米德原理可知,F浮=G排,若溢水杯未装满水,物体浸入水中时,水面先向上升,等达到溢水口后,水才溢出,则排开液体的重力G排测量值偏小,所以溢出水的重力小于物体受到的浮力。 11.2　2×10-4 解析　物体在水中受到的浮力F浮=G-F=5.4 N-3.4 N=2 N;物体的体积V物=V排===2×10-4 m3。 12.(1)指在零刻度线上　(2)1　(3)4×103　(4)3.4　0.6×103 解析　(1)使用弹簧测力计测量前,应观察它的指针是否指在零刻度线上;(2)合金块受到的浮力F浮=G-F1=4 N-3 N=1 N;(3)根据阿基米德原理,合金块的体积V=V排===1×10-4 m3,则合金块的密度ρ====4×103 kg/m3;(4)由图丁知,弹簧测力计的读数为3.4 N,合金块在待测液体中受到的浮力F浮'=G-F2=4 N-3.4 N=0.6 N,V排不变,待测液体的密度ρ液===0.6×103 kg/m3。 素养探究全练 13.解析　(1)物体浸没在水中,V排=V物=(0.1 m)3=1×10-3 m3,物体受到水的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3 m3=10 N;(2)由图甲知,当物体上表面与液面齐平时,物体上表面距容器底的距离为h=24 cm,弹簧伸长的长度ΔL=24 cm-10 cm-10 cm=4 cm,由图乙知,此时弹簧对物体的拉力为F拉=4 N,物体的重力G物=F浮-F拉=10 N-4 N=6 N,当弹簧处于没有发生形变的自然状态时,L弹簧=10 cm,此时物体受的浮力F浮'=G物=6 N,由F浮=ρ水gV排可得,物体排开水的体积V排'===6×10-4 m3,物体浸入水中的深度h浸===0.06 m;此时水的深度h'=L弹簧+h浸=0.1 m+0.06 m=0.16 m;放水前后水对容器底部压强的变化量Δp=p-p'=ρ水g(h-h')=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.24 m-0.16 m)=800 Pa。 学科网（北京）股份有限公司 $$