第10章 第2节 阿基米德原理-【新课程能力培养】2024-2025学年新教材八年级下册物理同步练习(人教版2024）

八年级 人教版下册 1.探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系 （ 1 ） 阿基米德灵感的启示 物体浸在液体中的体积等于物体排开液体的体积 。 推理 ： 物体排开液体的体积越大 、 液体的密度越大 ， 所受的浮力就越大 。 物体排开液体的质量越大 ， 所受的浮力越大 。 由于物体所受的重力与它的质量成正比 ， 因此 ， 物体在液体中所受的浮 力与它排开液体所受的重力有关 。 （ 2 ） 探究实验 ① 实验思路 ： 物体所受浮力 F 浮 =G 物 －F ； 排开液体所受重力 G 排 =G 桶 + 水 －G 桶 。 ② 实验过程 ： a. 用弹簧测力计测量空桶所受的重力 ， 如图甲 。 b. 用弹簧测力计悬挂一个物体 ， 读出物体在空气中和浸在水中静止时 弹簧测力计的示数 ， 计算物体在水中所受浮力的大小 。 同时用小桶将排开 的水收集起来 ， 如图乙 、 丙 。 c. 用弹簧测力计测量装水小桶所受的重力 ， 如图丁 。 计算排开的水所 受的重力 。 ③ 实验结论 ： 物体在液体中所受浮力的大小与它排开的液体所受的重力相等 。 2.阿基米德原理 （ 1 ） 内容 ： 浸在液体中的物体受到向上的浮力 ， 浮力的大小等于它排开的液体所受的重力 。 （ 2 ） 公式 ： F 浮 =G 排 。 （ 3 ） 注意 ： ① 由 F 浮 =G 排 =m 排 g=ρ 液 V 排 g 可知 ， 浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关 。 ② 该原理也适用于气体 。 基础巩固 达标闯关 知识点 1 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系 1. 古希腊伟大的科学家 发现 ： 物体浸在液体中的体积等于 的体积 ； 因此 ， 物体在液体中所受的浮力与 的重力有直接关系 。 2. 某实验小组利用弹簧测力计 、 石块 、 溢水杯等器材 ， 按照如图所示的步骤 ， 探究物体 浸在液体中所受浮力的大小与排开液体所受重力的关系 。 第 2 节 阿基米德原理 知识清单 甲 乙 丙 丁 070 第十章 浮 力 （ 1 ） 为了减小误差 ， 比较合理的实验步骤为 。 （ 填字母序号 ） （ 2 ） 石块的重力大小为 N 。 由实验步骤 可计算出石块受到的浮力 ， 大 小为 N ； 由实验步骤 可计算出排开液体的重力 ， 大小为 N 。 （ 3 ） 实验小组在步骤 B 的操作中 ， 只将石块的一部分浸没在水中 ， 其他步骤正确 ， 则 （ 选填 “ 能 ” 或 “ 不能 ”） 得到正确的数据 。 知识点 2 阿基米德原理 3. 根据阿基米德原理推导 ： F 浮 =G 排 = = ， 由此也可看出浮力的大小只 与 和 有关 。 4. 在 “ 阿基米德解开王冠之谜 ” 的故事中 ， 若王冠的质量为 600 g ， 浸没在水中时 ， 王 冠排开水的质量为 0.5 kg ， g 取 10 N/kg 。 则王冠排开的水的重力为 N ， 该王冠在水 中所受浮力的大小为 N 。 5. 一个体积为 20 cm 3 的金属圆柱体 ， 用细线吊着慢慢浸入水中 ， 当它一半没入水中时 ， 它排开水的体积是 cm 3 ， 排开这部分水的重力是 N ， 它受到的浮力是 N 。 （ ρ 水 为 1.0×10 3 kg/m 3 ， g 取 10 N/kg ） 6. 某大型商场举行开业典礼 ， 在商场门口挂满了氦气球 ， 已知一气球的体积为 6 m 3 ， 地面附近空气的密度为 1.3 kg/m 3 ， 则这个气球在地面附近受到空气的浮力为 N 。 （ g 取 10 N/kg ） 能力提升 综合拓展 1. 春暖花开 ， 小王和同学们相约到植物园游玩 。 他们喜欢钓鱼 ， 鱼上钩了 ， 小王 感觉鱼还在水中时很轻 ， 拉出水面时 “ 变重 ”。 当把鱼逐渐拉出水面的过程中 ， 鱼受到的 （ ） A. 浮力逐渐增大 B. 重力逐渐增大 C. 浮力逐渐减小 D. 重力逐渐减小 2. 将一重为 80 N 的物体 ， 放入一盛满水的溢水杯中 ， 从杯中溢出了 30 N 的水 ， 则物体 受到的浮力是 （ ） A. 80 N B. 110 N C. 50 N D. 30 N 第 2 题图 CBA D N 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 2.4 N N 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 2.6 N N 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 1.2 N N 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 071 八年级 人教版下册 3. 将重为 20 N 的金属块挂在弹簧测力计下 ， 金属块体积的 1/4 浸入水中并静止时 ， 弹 簧测力计的示数为 18 N ， 当金属块全部浸入水中且未与杯底接触 ， 弹簧测力计的示数为 （ g 取 10 N/kg ） （ ） A. 18 N B. 16 N C. 14 N D. 12 N 4. 一块挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中 （ 水足够深 ）， 在圆柱体接触容器 底之前 ， 能正确反映弹簧测力计示数 F 和圆柱体下降的高度 h 关系的图像是 （ ） 5. 将重为 5 N 的物体放入盛有水的容器中 ， 容器溢出 3 N 重的水 ， 物体受到的浮力 （ ） A. 一定等于 3 N B. 一定等于 5 N C. 可能等于 2 N D. 可能等于 4 N 6. 如图所示 ， 将体积相同但形状不同的铜块 、 铁块和铝块浸没在水中的不同深处 （ 已知 ρ 铜 ＞ρ 铁 ＞ρ 铝 ）， 三者所受浮力的大小关系是 （ ） A. F 铜 =F 铁 ＞F 铝 B. F 铜 ＞F 铁 ＞F 铝 C. F 铜 ＞F 铁 =F 铝 D. F 铜 =F 铁 =F 铝 7. A 、 B 是两个完全相同的物体 ， 物体 C 与 A 、 B 体积相等 ， 将它们放入同种液体中 ， 静止时的状态如图所示 。 若它们所受的浮力大小分别为 F A 、 F B 、 F C ， 则 F A F B ， F B F C 。 （ 均选填 “ > ” “ < ” 或 “ = ”） 8. 如图所示 ， 将一个体积为 1×10 3 cm 3 的木块用绳子系在柱形容器底部 ， 当木块完全 浸没在水中时 ， 绳子的拉力为 4 N 。 若不计绳重 ， 水的密度为 1.0×10 3 kg/m 3 ， g 取 10 N/kg ， 则木块受到的浮力为 N ； 木块受到的重力为 N ， 木块的密度为 kg/m 3 。 9. 某小组探究 “ 浮力的大小与排开液体所受重力的关系 ”。 第 4 题图 CBA D h/cm F/N h/cm F/N h/cm F/N h/cm F/N 第 7 题图第 6 题图 第 8 题图 铜 铁 铝 A C B 木 072 第十章 浮 力 （ 1 ） 弹簧测力计使用前要先进行 。 （ 2 ） 实验步骤如图 1 所示 ， 甲 、 乙 、 丁 、 戊中弹簧测力计的示数分别为 F 1 、 F 2 、 F 3 、 F 4 ， 则物体受到的浮力 F 浮 = 。 （ 3 ） 另一小组利用两个相同的弹簧测力计 A 和 B 、 饮料瓶和吸管组成的溢水杯 、 薄塑料 袋 （ 质量忽略不计 ） 对实验进行改进 ， 装置如图 2 所示 ， 向下移动水平横杆 ， 使重物缓慢浸 入装满水的溢水杯中 ， 观察到 A 的示数逐渐 ， B 的示数逐渐 ， 且 A 、 B 示 数的变化量 （ 选填 “ 相等 ” 或 “ 不相等 ”）。 （ 4 ） （ 多选 ） 比较两种实验方案 ， 改进后的优点是 （ 填字母序号 ）。 A. 测力计 A 的示数就是物体所受浮力的大小 B. 实验器材生活化 ， 测力计固定 ， 示数更稳定 C. 能同步观察测力计 A 、 B 示数的变化 10. 如图所示 ， 将边长为 20 cm 的正方体放入水中 ， 正方体浸入水中的深度为 10 cm 。 （ g 取 10 N/kg ） 求 ： （ 1 ） 正方体受到的浮力是多少 。 （ 2 ） 正方体的密度是多少 。 第 9 题图 图 1 图 2 F 1 F 2 F 3 F 4 丙乙甲 丁 戊 薄塑料袋 横杆 A B 第 10 题图 073 八年级 人教版下册 11. 在弹簧测力计下悬挂一个金属零件 ， 示数是 2.7 N 。 当把零件完全浸没在水中时 ， 测 力计的示数是 1.7 N 。 现把该零件完全浸没在某种液体中时 ， 测力计的示数是 1.9 N 。 g= 10 N/kg ， 求 ： （ 1 ） 该零件浸没在水中时受到的浮力是多少 。 （ 2 ） 该金属零件的体积是多少 。 （ 3 ） 该液体的密度是多少 。 素养探究 综合实践 2020 年 11 月 10 日 ， 中国 “ 奋斗者 ” 号载人潜水器在 “ 地球第四极 ” —— 马里亚纳海沟 成功坐底 ， 坐底深度 10909 米 ， 创造了中国载人深潜的新纪录 。 “ 奋斗者 ” 号下潜时 ， 外 部携带了 4 块压载铁 ， 其总质量将近 2 t 。 压载铁被悬挂的模型如图所示 。 试计算 4 块压载 铁水下浸没时对 “ 奋斗者 ” 号的作用力约为多少 。 （ 为方便计算 ， 压载铁的密度近似为 8× 10 3 kg/m 3 ， 海水的密度近似为 1.0×10 3 kg/m 3 ） 压载铁 钩子 074 八年级 人教版下册 5. AB 【 能力提升 综合拓展 】 1. C 2. B 3. D 4. ABD 5. BC 6. （ 1 ） 排净水管 中的空气 （ 2 ） 9.3×10 4 （ 3 ） 水会退回到水槽中 ， 直至 管内外液面相平 。 【 素养探究 综合实践 】 1. （ 1 ） 低于 室外 室内 （ 2 ） C 2. 高 600 130 第 4 节 跨学科实践： 制作简易活塞式抽水机 【 学科拓展 】 1. （ 1 ） 向上 （ 2 ） 大气压 小于 大气压 B （ 3 ） B A A 大气压 2. B 3. （ 3 ） ①B ② 小于 向上 向 下 向上 B 【 应用实践 】 连通器 大气压 重力 第 5 节 流体压强与流速的关系 【 基础巩固 达标闯关 】 1. 不相等 大于 大于 大 小 2. 靠拢 大于 小于 3. 大于 小于 4. C 【 能力提升 综合拓展 】 1. BD 2. A 3. B 4. 大 A 5. 小 不需要 【 素养探究 综合实践 】 1. （ 1 ） 小 上 小 （ 2 ） 4.4 （ 3 ） 机翼厚度越大 ， 产生的升力越大 2. 应选择图甲所示结构特点进行安装 。 为了避免被强 横风吹动移位 ， 则悬空部分应该受到向下的压强大 ； 根据 流体流速越大的位置压强越小可知 ， 上方空气的流速要小 ， 下方空气的流速要大 ， 所以应选择上平下凸的甲图结构特点 。 第九章测试题 一 、 选择题 1. C 2. B 3. B 4. C 5. B 6. B 7. BD 8. BD 9. AC 二 、 填空题 10. 增大压力 减小受力面积 11. 1.2×10 4 大 12. 变 小 小于 13. 小于 相等 14. 上 变小 15. 1 ∶ 1 1 ∶ 2 三 、 作图题 16. 如图所示 17. 如图所示 四 、 实验题 18. （ 1 ） 海绵的下陷程度 （ 2 ） D 、 E 压力作用效果 与压力的大小有关 （ 3 ） E 、 F 压力大小一定时 ， 受力面 积越小 ， 压力作用效果越明显 （ 4 ） 受力面积 压力 19. （ 1 ） U 形管两液面是否出现高度差 （ 2 ） ① 液体 密度 ρ 液体深度 h/cm ② 液体的密度一定时 ， 液体的压 强随深度的增大而增大 （ 3 ） 没有控制探头的深度相同 五 、 综合应用题 20. 解 ： （ 1 ） 机器人的重力 ： G=mg=500 kg×10 N/kg= 5000 N 。 （ 2 ） 机器人对冰面的压力等于自身重力 ， F=G=mg= 500 kg×10 N/kg=5000 N ， 机器人有四条履带 ， 受力面积 S= 4×1000 cm 2 =4000 cm 2 =0.4 m 2 ， 故机器人对冰面的压强 ： p= F S = 5000 N 0.4 m 2 =1.25×10 4 Pa<4×10 4 Pa ， 故该机器人能顺利通过 该冰面 。 （ 3 ） 科考队员对冰面的压力等于自身重力 ， 则有 ： F′= G′=m′g=75 kg×10 N/kg=750 N ， 队员行走时两脚交替着地 ， 受力面积 ： S′= 1 2 ×300 cm 2 =150 cm 2 =0.015 m 2 ， 则科考队员 对冰面的压强 ： p′= F′ S′ = 750 N 0.015 m 2 =5×10 4 Pa>4×10 4 Pa ， 所以 ， 科考队员不能在冰面上安全行走 。 答 ： 略 21. 解 ： （ 1 ） 酒精对容器底部的压强 ： p 酒精 =ρ 酒精 gh=0.8×10 3 kg/m 3 ×10 N/kg×30×10 -2 m=2400 Pa 。 （ 2 ） 由 p= F S 可知 ， 酒精对容器底部的压力 ： F=p 酒精 S=2400 Pa×100×10 -4 m 2 =24 N 。 （ 3 ） 酒精的重力 ： G 酒精 =m 酒精 g=4.5 kg×10 N/kg=45 N ， 装着酒精的容器对水平桌面的压力 ： F 压 =G 酒精 +G 容 = 45 N+5 N=50 N ， 容器对桌面的压强 ： p= F 压 S = 50 N 100×10 -4 m 2 =5×10 3 Pa 。 答 ： 略 22. 项目一 ： （ 1 ） 不是 不是 项目二 ： （ 1 ） 减小 减小 （ 2 ） 135 225 （ 3 ） 22500 第十章 浮 力 第 1 节 浮 力 【 基础巩固 达标闯关 】 1. 浮 竖直向上 2. 小 2 不变 3. D 4. （ 1 ） 物体 浸在液体中的体积 液体的密度 （ 2 ） 3 个不同的金属块 、 水 （ 或酒精 、 盐水 ）、 弹簧测力计 （ 3 ） 浮力的大小与液 体的密度有关 5. 液体的密度 物体浸在液体中的体积 6. 平衡 大 7. 不会 压力差 【 能力提升 综合拓展 】 1. 3 1 2. 海水 竖直向上 大 3. a 、 b 、 d 4. 变大 不变 5. D 6. A 7. B 8. A 9. C 10. ABD 11. （ 1 ） 吊环 竖直 （ 2 ） 浮力的大小与物体浸在液体中的体积有 关 否 （ 3 ） 液体的密度越大 ， 浮力越大 【 素养探究 综合实践 】 1. 竖直向上 。 2. （ 1 ） 乒乓球处于静止状态 ， 乒乓球 处于平衡状态 ， 所受合力为零 。 由于在太空舱里 ， 乒乓球 不受重力作用 ， 则它也不受浮力作用 。 （ 2 ） 重力和浮力 ； 重力和浮力相等 。 （ 3 ） 变大 第 2 节 阿基米德原理 【 基础巩固 达标闯关 】 1. 阿基米德 物体排开液体 物体排开液体 2. （ 1 ） DABC （ 或 ADBC ） （ 2 ） 3.8 A 和 B 1.4 C 和 D 1.4 （ 3 ） 能 3. m 排 g ρ 液 V 排 g 液体的密度 物体排开液 体的体积 4. 5 5 5. 10 0.1 0.1 6. 78 【 能力提升 综合拓展 】 1. C 2. D 3. D 4. A 5. D 6. D 7. = < 8. 10 6 0.6×10 3 9. （ 1 ） 校零 （ 2 ） F 1 -F 3 （ 3 ） 变小 变 大 相等 （ 4 ） BC 10. 解 ： （ 1 ） 正方体排开的水的体积 ： 第 16 题答图 第 17 题答图 F G F 拉 f F 压 164 参 考 答 案 V 排 =Sh= （ 20 cm ） 2 ×10 cm=4000 cm 3 =4×10 -3 m 3 ， 正方体受到的浮力 ： F 浮 =籽 水 gV 排 =1×10 3 kg/m 3 ×10 N/kg×4×10 -3 m 3 =40 N 。 （ 2 ） 正方体漂浮在水面上 ， 浮力等于重力 ， 所以重力为 G=F 浮 =40 N 。 正方体的质量 ： m= G g = 40 N 10 N/kg =4 kg ， 正方体的体积 ： V= （ 20 cm ） 3 =8000 cm 3 =8×10 -3 m 3 ， 正方体的密度 ： 籽= m V = 4 kg 8×10 -3 m 3 =0.5×10 3 kg/m 3 。 答 ： 略 。 11. 解 ： （ 1 ） 由题意可知 ， 金属零件的重力 G=2.7 N ， 把零件完全浸没在水中时测力计的示数 F′=1.7 N ， 则该零件浸没在水中时受到的浮力 ： F 浮 =G-F′=2.7 N- 1.7 N=1 N 。 （ 2 ） 因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等 ， 所以由 F 浮 =G 排 ， G=mg ， 籽= m V 可得 F 浮 =籽 液 gV 排 ， 该金属零 件的体积 ： V=V 排 = F 浮 籽 水 g = 1 N 1.0×10 3 kg/m 3 ×10 N/kg =1×10 -4 m 3 。 （ 3 ） 该零件完全浸没在某种液体中时 ， 弹簧测力计的 示数 F″=1.9 N ， 此时零件受到的浮力 ： F 浮 ′=G-F″=2.7 N-1.9 N=0.8 N ， 则该液体的密度 ： 籽 液 = F 浮 ′ gV = 0.8 N 10 N/kg×1×10 -4 m 3 =0.8× 10 3 kg/m 3 。 答 ： 略 。 【 素养探究 综合实践 】 解 ： 由 籽= m V 可得 V= m 籽 压载铁 = 2×10 3 kg 8×10 3 kg/m 3 =0.25 m 3 ； 由 F 浮 =G 排 ， G=mg ， 籽= m V 可得 F 浮 = 籽 海 水 gV 排 =1× 10 3 kg/m 3 ×10 N/kg×0.25 m 3 ， 压载铁的总重 ： G=mg=2×10 3 kg×10 N/kg=2×10 4 N ， 压载铁受到竖直向上的浮力和拉力 、 竖直向下的重力 ， 且处于平衡状态 ， 据此得出压载铁水下浸没时受到 “ 奋斗 者 ” 号的拉力 ： F 拉 =G-F 浮 =2×10 4 N-2500 N=1.75×10 4 N ； 故 4 块压载铁水下浸没时对 “ 奋斗者 ” 号的作用力 ： F 拉 ′=F 拉 =1.75×10 4 N 。 第 3 节 物体的浮沉条件及应用 【 基础巩固 达标闯关 】 1. 20 上浮 10 2. 12 不变 3. 大于 等于 等于 4. C 5. C 6. 增大排开液体的体积 改变自身的重力 7. 小 大于 8. 密度 相等 小 高 大 【 能力提升 综合拓展 】 1. D 2. D 3. A 4. C 5. B 6. A 7. A 8. D 9. B 10. B 11. 3 ∶ 4 9 ∶ 4 12. ＞ ＞ 13. 解 ： （ 1 ） 由 F 浮 =G 排 ， G=mg ， 籽= m V 可得冲锋舟满 载时受到的浮力 ： F 浮 =籽 水 gV 排 =1.0×10 3 kg/m 3 ×10 N/kg× 1.5 m 3 =15000 N 。 （ 2 ） 设人和物资的总重为 G 最大 ， 则有 G 舟 +G 最大 =F 浮 ； G 舟 =m 舟 g=530 kg×10 N/kg＝5300 N ， G 最大 ＝F 浮 -G 舟 ＝15000 N－5300 N＝9700 N ， m 最大 = G 最大 10 N/kg ＝970 kg ， m′=970 kg－70 kg＝900 kg 。 答 ： 略 【 素养探究 综合实践 】 1. = 上浮 不变 2. 增大 大于 不同 第 4 节 跨学科实践： 制作微型密度计 【 学科拓展 】 （ 1 ） ACD （ 2 ） 大于 0.18 24 （ 3 ） 下 25.0 （ 4 ） 1 1.1×10 3 （ 5 ） 将鸡蛋放入水中 ， 添加食盐并搅拌 ， 使得鸡蛋悬浮 ， 用自制密度计测出盐水的密度 ， 即为鸡蛋 的密度 。 【 应用实践 】 D 第十章测试题 一 、 选择题 1. C 2. B 3. B 4. C 5. A 6. B 7. ACD 8. ACD 9. AD 二 、 填空题 10. 0.8 竖直向上 11. 变小 4 12. 3 不变 13. 重 力 变大 14. 0.5 不变 15. 2 3 1 ∶ 3 三 、 实验题 16. （ 1 ） 物块能够浸没在液体中 ， 且物块没接触到烧杯 底部 （ 2 ） 0.5 （ 3 ） 浮力的大小与物体浸入液体中的深 度无关 （ 4 ） 物体排开液体体积一定时 ， 密度越大 ， 浮力 越大 （ 5 ） ① 小于 ② 物体排开液体的体积 17. （ 1 ） 重力 读出此时弹簧测力计的示数 （ 2 ） 没 有用弹簧测力计测出小空桶的重力 （ 3 ） B 步骤中溢水杯 没有装满水 ＞ （ 4 ） 没有 （ 5 ） C 18. （ 1 ） 大一些好 （ 2 ） 物体的体积 物体排开液体 的体积 液体的密度 （ 3 ） ① 没有控制物体排开液体的体 积相同 ② 将三个铝块放在水平桌面上 ， 用记号笔作出等 高标记 ； 当弹簧测力计先后悬挂三个铝块浸入水中时 ， 注 意每次都使标记与水面相平 ， 再读出弹簧测力计示数 （ 其 他方法合理即可 ， 例 ： 在烧杯上做标记等 ） 四 、 综合题 19. 解 ： （ 1 ） 由阿基米德原理可得 ， 物体在纯水中所 受的浮力 ： F 浮 =G 排 =0.6 N 。 （ 2 ） 因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等 ， 所以 ， 由 F 浮 =G 排 ， G=mg ， 籽= m V 可得 F 浮 =籽 水 gV 排 ， 所 以物体的体积 ： V=V 排 = F 浮 籽 水 g = 0.6 N 1.0×10 3 kg/m 3 ×10 N/kg =6×10 -5 m 3 =60 cm 3 。 （ 3 ） 物体的密度 ： 籽= m V = 66 g 60 cm 3 =1.1 g/cm 3 ； 籽 液 =籽=1.1 g/cm 3 。 答 ： 略 20. 解 ： （ 1 ） 航空母舰标准排水量 6 万吨 ， 处于漂浮 状态 ， 受到的浮力 ： F 浮 =G 排 =m 排 g=6×10 4 ×10 3 kg×10 N/kg= 6×10 8 N 。 （ 2 ） 航空母舰满载受到的浮力 ， 因为漂浮 ， F 浮 ′=G 排 ′=m 排 ′g= （ m 排 +m ） g= （ 6×10 4 ×10 3 kg+1.8×10 4 × 10 3 kg ） ×10 N/kg=7.8×10 8 N ； 由 F 浮 =G 排 ， G=mg ， 籽= m V 可得 F 浮 =籽 液 gV 排 ， 满载后排 开水的体积 ： 165