10.2 阿基米德原理----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

10.2 阿基米德原理 一、单选题： 1.两个物体分别挂在各自的弹簧测力计下，将它们同时浸没在水中时，弹簧测力计减少的示数相同，则两个物体必有相同的(    ) A. 质量 B. 密度 C. 体积 D. 形状 2.将一重为的物体放入一盛满水的溢水杯中，从杯中溢出了的水，则物体受到的浮力是(    ) A. B. C. D. 3.甲、乙、丙、丁四个形状体积都相同而材料不同的球体，它们在水中静止的情况如图所示，其中所受浮力最小的是(    ) A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁 4.体积相同的铅球、铜块和木块，浸在液体中的情况如图所示，比较它们受到的浮力大小，正确的是(    ) A. 铅球受到的浮力最大 B. 木块受到的浮力最大 C. 铜块受到的浮力最大 D. 它们受到的浮力一样大 5.小杰同学在游玩“海底世界”时，观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示，对气泡上升过程中受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是(    ) A. 浮力不变，压强不变 B. 浮力变小，压强变小 C. 浮力变大，压强变小 D. 浮力变大，压强变大 6.现有一个体积为的氢气球静止在空中，若已知空气的密度为，氢气的密度为，此时它所受的浮力是(    ) A. B. C. D. 7.弹簧测力计下挂一长方体物体，将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中如图甲，图乙是弹簧测力计示数与物体下降高度变化关系的图象，忽略液面变化，则下列说法中正确的是(    ) A. 物体刚浸没时下表面受到水的压力是 B. 物体的体积是 C. 物体受到的最大浮力是 D. 物体的密度是 8.如图所示的是世界上最大的豪华邮轮之一“海洋魅力”号，长，宽，满载时排水量达万吨，满载时吃水深度达，可以搭载名游客。下列相关说法正确的是取，(    ) A. 轮船匀速航行时，所受浮力方向竖直向下 B. 轮船漂浮在海面上，所受浮力大于重力 C. 满载时船受到的浮力为 D. 游客下船后船受到的浮力保持不变 9.在探究阿基米德原理的实验中，有以下四个实验操作，合理的实验顺序是(    ) A. 甲乙丙丁 B. 乙甲丙丁 C. 丁甲乙丙 D. 丁丙乙甲 二、填空题： 10.在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中，若王冠的质量为，浸没在水中称时，王冠重，则这顶王冠在水中所受的浮力为______，它排开的水重为______。 11.葫芦舟是黎族先民在海南岛赖以生存的水上交通工具之一，如图所示。葫芦舟在水中所受浮力的方向为______；对于同一个葫芦舟，其露出水面的体积越大，所受的浮力越______选填“大”或“小”。 12.体积为的物体浸没在水中时，浮力的方向是______的，物体受到的浮力大小为______。 13.如图所示，有一圆柱形容器，放在水平桌面上。现将一体积为，质量为的矩形金属块放在容器底部，再向容器中加入水至深时，物体受到的浮力为          ，金属块对容器底部的压力是          金属块与容器底部不是紧密接触。 三、实验探究题： 14.小阳探究浮力大小与排开水所受重力的关系，如图所示，弹簧测力计的示数分别为、、和。某次实验时，测得，，，。 物体在空气中所受的重力等于_____。 物体浸入水中之后所受的浮力等于_____。 物体排开水所受的重力等于_____。 通过以上实验可得：物体所受浮力的大小_____选填“大于”“等于”或“小于”物体排开水所受到的重力。 15.小京同学郊游时在野外捡到一块小石块，他在家中利用托盘秤进行了如下探究： 如图甲所示，在托盘秤上放一个盛了适量水的容器，托盘秤的示数为； 如图乙所示，用细线将该石块系住，手握细线将石块慢慢浸没在水中水不溢出，且石块不接触容器，稳定后托盘秤的示数是； 如图丙所示，松手后该石块沉到容器底部，稳定后托盘秤的示数为。 根据以上测量可得出小石块浸没在水中时受到的浮力 ______； 小石块的密度表达式 ______用、、和表示，并写出推导过程。 16.在探究物体所受浮力大小与物体排开液体所受重力大小关系的实验中，小明的操作过程如图所示。 实验步骤： 用细线将物块系好，挂在已调零的弹簧测力计挂钩上，测出物块所受的重力；再用弹簧测力计测出小桶所受的重力如图甲，将数据分别记录在表格中； 将一定量的水倒入溢水杯中如图乙； 将挂在弹簧测力计挂钩上的物块浸没在溢水杯内的水中，不接触溢水杯，同时用小桶收集溢出的水，物块静止、待溢水杯中的水不再流出时，读出弹簧测力计示数如图丙，将数据记录在表格中； 将步骤中装有溢出水的小桶挂在弹簧测力计挂钩上，测出小桶和溢出水的总重如图丁，将数据记录在表格中； 利用测量数据计算出物体所受浮力的大小，并与进行比较。 请补充步骤中的表达式______用上述测量量的符号表示。 请指出小明在实验过程中存在的问题______。 小明改正了上述的问题后，重新正确地进行了实验，并通过实验得到与的关系。现将物块悬挂在弹簧测力计的挂钩上；使物块逐渐浸入溢水杯中。在此过程中记录了多组物块浸入水中不同体积时弹簧测力计的示数，及通过测量得到物块受到的浮力，最后根据记录的多组数据绘制了如图所示的图像。由图像可知物块所受的重力为______。当浮力是时，弹簧测力计的示数为______。 四、计算题： 17.我国从远古时代就开始利用浮力了。据考古工作者发现，在距今年前的新石器时期，我国古代劳动人民就制造出了独木舟，空载的独木舟的质量为，取，求：此时空载的独木舟漂浮时受到的浮力为多少？ 18.如图甲，将一个石块挂在弹簧测力计下端，称得石块的重为，如图乙，将石块浸没在水中，弹簧测力计的示数为，将石块浸没到另一种液体中时，弹簧测力计的示数为，计算： 石块浸没在水中时，受到水的浮力。 石块的密度。 另一种液体的密度。 19.如图所示，空气中有一个氢气球，氢气球完全浸没在空气中，氢气球的体积是，已知空气密度，氢气密度，取。 此时氢气球受到的浮力为多少？ 求氢气球排开的空气的质量是多少？ 若氢气球的重力为，当氢气球用细绳系着，静止在空中时，细绳对氢气球的拉力是多少？ 若继续向氢气球内充氢气，让球内氢气的密度变大，但氢气球的体积不变，请判断氢气球受到的浮力如何变化？写出判断依据。 20.图甲是汽车从湖中打捞重物的示意图，汽车通过定滑轮牵引水下一个体积为的圆柱形重物。在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度向右运动，图乙是此过程中汽车拉动重物的拉力随时间变化的图像，求：设时汽车开始提升重物，忽略水的阻力、绳重和滑轮的摩擦，，取 重物所受到的浮力大小； 图乙中处对应的拉力大小； 水对湖底的压强整个过程中，湖水深度不变。 答案和解析 1.【答案】  【解析】根据称重法可知两弹簧测力计减小的数值相同，说明物体受到的浮力相同，根据阿基米德原理即可判断相同的物理量． 根据称重法可知：两弹簧测力计减小的数值相同，说明所受浮力相同， 根据公式可知物体排开水的体积相同，因为它们是浸没在水中，则排开水的体积与物体体积相同，所以这两个物体体积相同． 故选C． 2.【答案】  【解析】【分析】 本题考查了学生对阿基米德原理的了解与掌握，知道溢出水的重力就是排开水的重力是本题的关键。 利用阿基米德原理可直接计算物体受到的浮力。 【解答】 把物体放入盛满水的溢水杯中，排开的水重：，物体受到的水的浮力：，故ACD错误，B正确。 3.【答案】  4.【答案】  【解析】【分析】 本题考查了阿基米德原理的应用，要注意物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等。 根据阿基米德原理的推导公式可知，浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关。 【解答】 由图可知，铅球、铜块和木块均浸没在同种液体中， 因物体浸没时排开液体的体积与物体自身体积相等， 所以，体积相同的铅球、铜块和木块排开液体的体积相等， 由可知，它们受到的浮力一样大，故ABC错误，D正确。 故选D。 5.【答案】  【解析】【分析】 本题考查了液体压强的特点、阿基米德原理、气体压强跟体积的关系，解答本题时要注意因果关系。先根据液体压强特点分析得出气泡所受液体压强变化情况，进而可知气泡体积变化情况；知道了气泡体积变化情况，就可以根据气体压强与体积的关系分析得出气泡内气体压强变化情况和根据阿基米德原理分析得出气泡所受浮力变化情况．由于气体压强与浮力大小都与气泡的体积有关，所以分析气泡体积变化情况是解答本题的关键所在。 【解答】 液体的压强随深度的增加而增大，由于气泡在上升过程中深度在减小，所以气泡在上升过程中受到液体的压强在减小，因此气泡会发生膨胀造成体积变大，所以气泡内的气体压强会变小； 由于气泡在上升过程中体积变大，所以根据阿基米德原理可知，气泡所受的浮力在变大；故C正确，ABD错误。 6.【答案】  7.【答案】  【解析】【分析】 根据图象，分析出物体的重力，完全浸没时的拉力，从而可根据求出完全浸没时的浮力，即最大浮力； 利用阿基米德原理求完全浸没时排开液体的体积，即物体的体积； 由图象得出物体的高度，再利用求物体底面积；由图象知，物体高度，即长方体物体在刚浸没时，下表面所处的深度，利用液体压强公式求下表面受到的液体压强，再利用求下表面受到的液体压力； 利用物体的重力求出质量，根据密度公式得出物体的密度． 本题用到的知识点有重力、质量、密度、阿基米德原理、液体压强的计算等，考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力，难度较大 【解答】 由图象知，，当物体完全浸没时，拉力， 则该物体受到的最大浮力：，故C错； 由得物体的体积： ，故B错； 由图象知，物体的高度即物体刚浸没时下表面所处的深度：， 由得物体的底面积： ； 下表面受到的液体压强： ， 下表面受到的液体压力： ，故A错； 物体的质量： ； 物体的密度： ，故D正确． 故选D． 8.【答案】  【解析】A、浮力方向始终竖直向上 ，故A错误； B、轮船漂浮在海面上，受平衡力，所受浮力等于重力，故B错误； C、船受到的浮力：，故C正确； D、当客人下船后，船的总重力减小，但船始终漂浮在水面上，浮力等于总重力，总重力减小，因此船受到的浮力变小，故D错误。 故选：。 9.【答案】  【解析】为了使小桶在接水之后可直接计算溢出水的重力，应先测量空桶的重，然后再测出石块的重力，并直接浸入水中观察测力计的示数，最后测排出的水和小桶的总重，求排出水的重力，因此，合理的顺序应为：丁甲乙丙； 故选C。 10.【答案】    【解析】解：； 所以，王冠受到的浮力； 由阿基米德原理得知。 故答案为：；。 已知王冠的质量利用公式计算重力，再利用称重法求浮力； 根据阿基米德原理排开的水重等于浮力； 本题考查了学生对称重法的理解和运用，难度不大。 11.【答案】竖直向上  小  【解析】解：葫芦舟在水中所受浮力的方向为竖直向上； 对于同一个葫芦舟，其露出水面的体积越大，排开水的体积就越小，根据可知所受的浮力越小。 故答案为：竖直向上；小。 浮力的方向总是竖直向上的； 利用可判断受到浮力的大小变化。 本题考查阿基米德原理的应用以及浮力的方向，是一道基础题目。 12.【答案】竖直向上    【解析】解：物体浸没在水中时，浮力的方向是竖直向上；浸没时，，则物体受到的浮力。 故答案为：竖直向上；。 浸在液体中的物体受到浮力的方向是竖直向上；根据阿基米德原理计算物体受到的浮力大小。 本题考查了浮力的方向和阿基米德原理的应用，属于基础题。 13.【答案】     【解析】根据阿基米德原理可知物体受到的浮力为 金属块的重力为 对容器底部的压力是 14.【答案】        等于  【解析】如图甲，弹簧测力计吊着物体静止在空中，则物体的重力； 如图甲、乙，根据称重法，则物体受到的浮力； 如图丙、丁，物体排开水所受的重力； 通过以上实验可得。 15.【答案】   【解析】解：由阿基米德原理可知，小石块浸没在水中时受到的浮力为：； 由可知，小石块的质量， 由阿基米德原理可知，石块的体积为：， 所以石块的密度为：。 故答案为：；。 由和根据阿基米德原理可知小石块浸没在水中时受到的浮力； 由可求小石块的质量，根据阿基米德原理可知小石块的体积，根据密度公式可求出其密度。 本题考查阿基米德原题和密度公式的应用，知道物体浸在液体中时托盘秤增加的质量为物体排开液体的质量是解题的关键。 16.【答案】  ；物体放入水中前溢水杯中的水没有满； ；。  【解析】【分析】 根据称量法算出浮力； 用溢水法收集物体排开的水，将溢水杯装满水，然后将物体浸入水中，用其他容器需先测出其重力接住溢出的水，然后再测出装有溢出的水的容器的总重力，两者之差就是物体排开水的重力； 根据图像判断出物体的重力，根据图像判断出当浮力是时弹簧测力计的示数。 本题就是考查学生对阿基米德实验的掌握程度，考查了称量法的应用、注意事项以及图像的分析能力，只要基本知识掌握扎实，题目不难做出。 【解答】 根据称量法知物体所受的浮力为：； 物体放入水中前，溢水杯应该是满水的，否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积，溢出到小桶中的水所受的重力小于物块排开的水所受的重力； 当浮力为零时，物体没有浸在水中，弹簧测力计的示数就等于重力，由图像知物体的重力为，由图像知当浮力是时，弹簧测力计的示数为。 故答案为：  ；物体放入水中前溢水杯中的水没有满； ；。 17.【答案】  【解析】独木舟的重力 独木舟漂浮在水面时，根据物体的浮沉条件可知独木舟漂浮时受到的浮力等于它的重力 浮 18.【答案】解：石块的重力为，浸没在水中，弹簧测力计的示数是，所以石块受到的浮力： ； 由得，石块的体积： ， 由得，石块的质量： ， 则石块的密度： 。 将挂在弹簧测力计下的石块浸没到某种液体中，弹簧测力计的示数为， 所以，； 由得，液体的密度： 。 答：石块浸没在水中时，受到水的浮力为； 石块的密度为； 另一种液体的密度为。  【解析】物体受到的浮力等于物体的重力和物体浸没在水中弹簧测力计的示数之差，根据求出物体所受浮力； 根据的变形公式计算石块的体积；根据重力公式和密度的公式计算石块的密度； 根据求出石块浸没到另一种液体中时物体所受浮力，再根据的变形公式计算液体的密度。 本题考查固体密度的测量，关键是知道物体浸没在液体中时，排开液体的体积等于其自身体积，此题的知识点较多，有一定的综合性，属于中等题。 19.【答案】解：此时氢气球受到的浮力： ； 氢气球排开的空气的质量； 静止在空中时，氢气球受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和拉力的作用，且处于平衡状态，细绳对氢气球的拉力； 若继续向氢气球内充氢气，让球内氢气的密度变大，但氢气球的体积不变，则氢气球排开空气的体积不变，根据可知，氢气球受到的浮力不变。 答：此时氢气球受到的浮力为； 求氢气球排开的空气的质量是； 若氢气球的重力为，当氢气球用细绳系着，静止在空中时，细绳对氢气球的拉力是； 若继续向氢气球内充氢气，让球内氢气的密度变大，但氢气球的体积不变，氢气球受到的浮力不变；若继续向氢气球内充氢气，让球内氢气的密度变大，但氢气球的体积不变，则氢气球排开空气的体积不变，根据可知，氢气球受到的浮力不变。  【解析】根据得出此时氢气球受到的浮力； 根据得出氢气球排开的空气的质量； 静止在空中时，氢气球受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和拉力的作用，且处于平衡状态，根据得出细绳对氢气球的拉力； 若继续向氢气球内充氢气，让球内氢气的密度变大，但氢气球的体积不变，则氢气球排开空气的体积不变，根据可知，氢气球受到的浮力的变化情况。 本题考查阿基米德原理的应用，是一道综合题。 20.【答案】解：重物浸没在水中时，排开水的体积等于重物的体积，即， 重物浸没在水中受到的浮力：； 在竖直方向上对重物受力分析可知，重物在露出水面前受到竖直向上的浮力、绳子的拉力和竖直向下的重力， 由图乙可知，重物露出水面绳子的拉力：， 重物受到的重力：； 重物完全露出水面后，重物做匀速直线运动，绳子的拉力和重物受到的重力是一对平衡力， 根据二力平衡条件可知，即 ； 由图乙可知，重物从水中向上运动到完全露出水面所用的时间， 由可知，湖水的深度：， 水对湖底的压强：。 答：重物所受到的浮力大小为； 图乙中处对应的拉力大小为； 水对湖底的压强为。  【解析】根据阿基米德原理求出重物受到的浮力； 重物在露出水面前受到竖直向上的浮力、绳子的拉力和竖直向下的重力，由乙可重物露出水面绳子的拉力，重物受到的重力等于重物受到的浮力加上绳子的拉力；重物完全露出水面后，重物做匀速直线运动，绳子的拉力和重物受到的重力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知绳子的拉力； 由图乙可知，重物从水中向上运动到完全露出水面所用的时间，根据速度公式求出重物通过的路程，即为湖水的深度，根据求出水对湖底的压强。 本题考查物体的受力分析、阿基米德原理、速度公式以及压强公式的应用，是一道综合题，有一定的难度。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$