10.3 科学探究：浮力的大小 随堂同步练习-2025-2026学年教科版物理八年级下册

10.3科学探究：浮力的大小 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图甲所示，圆柱体金属块在细绳竖直拉力的作用下，从空气中以恒定速度下降至水中并最终沉在池底。图乙是细绳拉力F随下降高度h变化的图像。若不计水的阻力，忽略下降过程中液面的变化，则下列说法正确的是（　　） A．金属块质量为2.6kg B．金属块的密度为1.3×103kg/m3 C．金属块恰好完全浸没时，其下表面所受水的压强为5×103Pa D．若松开细绳，金属块沉底静止时对池底的压强为2600Pa 2．下列关于压强和浮力的说法中，正确的是（　　） A．液体的压强只与液体的深度有关 B．物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大 C．潜水员在水中下潜时，受到的浮力不变 D．大气压随海拔高度的增加而增大 3．如图，质量为的长方体镂空砖内有若干个柱形圆孔（孔穿透砖体），圆孔总体积占长方体总体积的，长方体三条边长之比为。平放时砖对水平地面的压强为。水平地面上另有一底面积为的足够高柱形容器，装有适量水，将砖竖放入容器中时，砖恰好有一半浸入水中（圆孔也有一半浸入水中），不计砖吸水，下列说法正确的是（　　） A．砖侧放时与地面的接触面积为 B．该砖实心部分的材质密度为 C．砖未放入容器中时，容器中水深为 D．砖竖放入容器中时，砖对容器底的压强为 4．某同学在家用生活用品做探究实验。如图他将装满水的烧杯放在水平桌面盘子里，再把空的饮料罐缓慢匀速按入水中，体会到手下压的力越来越大，他从实验过程中得出的结论有：①实验表明物体在水中受到浮力大小与自身的体积有关；②随着排到盘子水的增加，饮料罐受到浮力也在增加；③匀速下压过程中烧杯底部受到水的压强逐渐增大；④匀速下压过程中饮料罐所受重力小于所受浮力。你认为正确的是（　　） A．①③ B．②③ C．②④ D．③④ 5．某同学在实验室里探究“影响浮力大小的因素”的实验，如图是其中的一次实验情景。根据图示可以知道，该同学这次操作的目的是（　　） A．探究物体所受浮力大小与其浸入深度的关系 B．探究物体所受浮力的大小与排开液体体积的关系 C．探究物体所受浮力大小与液体密度的关系 D．探究阿基米德原理 6．图甲为盛水的烧杯，上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A．圆柱体受到的重力是8N B．圆柱体受到的最大浮力是4N C．圆柱体的密度是1.5×103kg/m3 D．当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为700Pa 7．用手将一木块浸没在水中0.3米深处。松手后，在木块露出水面之前的上浮过程中，木块下表面受到的压强和木块所受的浮力的变化情况是（　　） A．压强变大、浮力不变 B．压强变小，浮力变小 C．压强变大、浮力变大 D．压强变小，浮力不变 8．下列关于浮力的说法，正确的是（　　） A．物体在液体中受到的浮力大小只与液体的密度有关 B．物体在液体中受到的浮力大小只与物体排开液体的体积有关 C．物体在液体中受到的浮力大小与液体的密度和物体排开液体的体积都有关 D．物体在液体中受到的浮力大小与物体的重力有关 9．一个底部横截面积为200cm2的圆柱形薄壁玻璃容器静止于水平桌面上，一个物体悬挂于弹簧秤下端，开始完全浸没在水中处于静止状态，如图甲，此时弹簧秤的读数为6N；后来缓慢提起物体，直到物体的体积露出水面，如图乙，发现容器底部水的压强减少了150Pa，则下列说法不正确的是（　　） A．物体的质量为1.8kg B．物体的密度为1.5g/cm3 C．容器底部对桌面的压力减小3N D．弹簧秤的读数变为8N 10．如图，硬杆的一端固定在容器底，另一端连着自制的探头，探头上方蒙有橡皮膜。现向容器中注水，已知水浸没探头时，杆仍对探头有力的作用。下列表示容器对桌面的压力F₁、容器对桌面的压强p、探头所受浮力 F浮、硬杆对探头作用力 F₂随容器中水深度h的变化关系图线中，可能正确的是（　　） A． B． C． D． 二、填空题 11．如图甲所示，一个底面积为、质量为270g的金属块悬挂在弹簧测力计的挂钩上，金属块的下表面刚好接触某未知液体的液面。将金属块缓慢浸入液体，液面足够高，弹簧测力计的示数随浸入深度的变化如图乙所示，则液体的密度为 ，金属的密度为 。（） 12．弹簧测力计下吊着一个物体，示数为5N，当物体的一半体积浸入水中时，弹簧测力计示数为2N。若把它全部浸没在水中，它受到的浮力为 N，此时排开水的体积为 。（g取，） 13．如图甲所示，体积为300cm3的实心金属块悬挂在细绳下端静止时，细绳对金属块的拉力为F1；如图乙所示，底面积为100cm2的开口薄壁容器内装有适量的液体，放在水平桌面上，将金属块浸没在容器内的液体中静止时，容器内的液面升高了2cm，液体对容器底部的压力增加了2.4N，此时细绳对金属块的拉力为F2，且F1与F2之比为4∶3，则液体密度为 kg/m3，拉力F2的大小是 N。 14．潜水艇是靠改变 来实现上浮和下沉的；轮船是利用增大 的方法增大了可以利用的浮力；世界上最大的矿沙船的排水量为40万吨，它在海水中满载航行时，船及所装货物的总重为 N。（g取10N/kg） 15．在弹簧下挂一个小塑料桶，桶下面吊一个小石块，石块静止时弹簧下端的指针指在铁架台立柱上的位置A，如图甲所示。取一个装满水的溢水杯，在缓慢地把石块没入水中的过程中，从溢水杯中溢出的水全部流到溢水口旁的小空杯里。溢水杯中的水不再溢出时，弹簧的指针指在位置B，如图乙所示。在把小杯里的水缓慢倒入弹簧下的小桶中的过程中，弹簧又伸长，如图丙所示。水全部倒入小桶后，弹簧的指针所指的位置相对于位置A会 （填“偏上”、“偏下”或“重合”）。 三、实验题 16．小明设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。 (1)弹簧测力计使用前要先进行 （选填“竖直”或“水平”）调零； (2)如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤，最科学合理的实验顺序是（　　） A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丁、丙 C．甲、丁、丙、乙 (3)以下情况会影响实验结论的是（　　） A．图甲中水面未到达溢水杯的溢水口 B．图丁中物体未全部浸没在水中 (4)图丁步骤中，物体逐渐浸入水的过程中未接触溢水杯，水对杯底的压强 （选填“逐渐变大”、“一直不变”或“逐渐变小”）； (5)利用下列实验步骤能计算出物体密度的是（　　）（填字母序号）；（ρ水已知） A．甲和丁 B．甲和乙 C．丙和丁 (6)通过实验可得到的结论是：浸在液体中的物体，受到的浮力大小等于它 ； (7)在进行图甲步骤时，忘记将溢水杯中的液体装满，其他步骤无误，因而会得出F浮 G排； (8)在丁图中，若物体部分浸入水中，则 （“能”或“不能”）验证阿基米德原理的正确性； (9)小明利用上述实验中的器材和木块，探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”，实验过程中 步骤不需要弹簧测力计； (10)小明又进行了如下深入探究，如图所示，将溢水杯中注满水放在电子秤上其示数为m1，将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没，待杯中水停止外溢时，其示数为m2，则m1 m2。 四、综合题 17．探究浮力：用弹簧测力计拉着块，使石块浸入水中，请画出石块受力的示意图 。将石块逐渐浸入水中，弹簧测力计示数逐渐 ，这说明物体受的浮力大小与 有关。再增加液体压强计和 ，可探究液体压强与液体密度的关系。将探头分别置于液体中同一深度处，则 中的U形管高度差较大。 18．如图甲所示，质量分布均匀且不吸水的柱体A高为80cm，，放在水平面上。足够高的圆柱形容器B的底面积为，装有20cm深的水。若将柱体A水平切去高度为h的部分，并将切去部分竖直缓慢放入圆柱形容器B中，水的深度随切去高度h的变化关系图像如图乙所示。，g取。求： (1)容器B中的水的质量为 kg。 (2)容器B中未放入柱体A的切去部分时，水对容器B底部的压强。 (3)柱体A的密度。 19．小明学习了浮力后，利用一端封闭一端开口的圆柱筒、一小块金属制作了一个测质量的浮力秤。圆柱筒高20cm，筒横截面积S=100cm2，筒壁厚不计，他在筒底粘了厚为0.5cm的金属，浮力秤总质量为m0=300g。把浮力秤放在水中，如图甲所示。 （1）筒底粘金属的目的是什么？筒里没放物质时浮力秤受到的浮力是多少？ （2）筒里放入物质后，水面到浮力秤底的距离是5cm，则被测物质的质量是多少？ （3）如果用浮力秤来测量密度为0.5×103kg/m3粉状物质，最多能测多少g？此时筒底受到水的压强是多少？ （4）其实利用这个浮力秤也可以测液体密度，如乙图所示，筒内外液面到秤底距离分别是h1、h2，金属厚度h3，不用写过程，直接写出液体密度的表达式（用h1、h2、h3、m0、S、ρ水表示）。 学科网（北京）股份有限公司 《10.3科学探究：浮力的大小》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C C C C C D C D D 1．D 【详解】A．由图像可知，h从0到30时金属块在空气中，此时拉力等于重力，即G=46N，根据G=mg，可得金属块质量 故A错误； B．金属块浸没在水中时，受到的浮力 根据阿基米德原理可得金属块体积 再根据可得金属块密度 故B错误； C．由图像可知，金属块从h=30开始浸入水中，到h=50时恰好完全浸没，此时金属块下表面所处的深度h=50cm-30cm=20cm=0.2m 根据可得下表面所受水的压强 故C错误； D．金属块沉底静止时，对池底的压力 由图像可知金属块的高度h金=50cm-30cm=20cm=0.2m 金属块的底面积 那么金属块对池底的压强 故D正确。 故选D。 2．C 【详解】A．由p=ρgh可知，液体的压强与液体的密度和深度都有关，并非只与深度有关，故A错误； B．根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排，浮力大小与液体密度ρ液和物体排开液体的体积V排都有关，仅说物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大，没有控制液体密度不变，故B错误； C．潜水员在水中下潜时，排开液体的体积不变（等于自身体积），液体密度也不变，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排，受到的浮力不变，故C正确； D．大气压随海拔高度的增加而减小，因为海拔越高，空气越稀薄，大气压越小，故D错误。 故选C。 3．C 【详解】A．设长方体的三条边长分别为L、2L、4L，则总体积V=8L3 平放时砖面与孔的面积之和S₁=2L×4L=8L² 平放时砖对水平地面的压强为，由压强公式可得，接触面积（砖面的面积） 圆孔总体积占长方体总体积的，故圆孔的面积是S孔是S1的，砖面的面积是S砖是S1的，所以 侧放时接触面积S2=L×4L=4L² 故侧放时接触面积 故A错误； B．因为 解得L=5cm，那么砖与孔的总体积 砖材料的体积 砖材料的密度 故B错误； C．砖竖放时，水的高度 砖排开水的体积等于一半砖材料的体积，即 当砖拿走后，液面下降的高度 则水原来的高度 故C正确； D．砖竖放时，底面积S=50cm2=5×10-3m2 砖竖放时，排开水的体积 砖竖放时浮力 砖对容器底的压力F=G-F浮=15N-3.75N=11.25N 压强，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】①实验中人体会到手下压的力越来越大，是因为空的饮料罐受到的浮力越来越大；这表明物体在水中受到浮力大小与浸入到液体的体积有关，而不是与自身体积有关，故①错误； ②根据阿基米德原理可知，物体受到液体的浮力大小等于排开液体的重力大小，随着排到盘子水的增加，就是排开液体的重力增加，所以饮料罐受到的浮力也在增加，故②正确； ③匀速下压过程中，烧杯里的水的高度始终不变，根据可知，烧杯底部受到水的压强不变，故③错误； ④匀速下压过程中饮料罐受到竖直向下的重力和压力，受到竖直向上的浮力，受到的重力和压力大小之和等于受到的浮力大小，所以饮料罐所受重力小于所受浮力，故④正确。 故C正确，ABD错误。 故选C。 5．C 【详解】如图所示，将同一物体浸没在不同液体中的相同深度，所以排开的液体体积相同，而一种液体是水、另一种是盐水，两种液体的密度不同，它们所受的浮力不同，所以该同学这次操作的目的是：探究物体所受浮力大小与液体的密度的关系。验证阿基米德原理F浮=G排，需要测量物体受到的浮力F浮以及物体排开液体所受的重力G排，并比较两者大小关系。题图中并没有体现出测量G排的相关操作。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．C 【详解】A．由图像可知，h=0时，F1=12N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡可知， 圆柱体重力为，故A错误； B．由图像可知，h在7~9cm之间时，F3=4N，拉力不变，说明物体此时完全浸没在水中，此时浮力最大，最大浮力为，故B错误； C．物体的体积为    物体的质量为 物体的密度为 故C正确； D．由图像可知，h=3cm时，圆柱体开始浸入水中，h=7cm时，圆柱体完全浸没在水中，由此可知，圆柱体的高度为 由可知，圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为 故D错误。 故选C。 7．D 【详解】木块露出水面之前，下表面的深度减小，液体密度不变，故下表面受到的压强变小；液体密度不变，木块排开液体的体积不变，故浮力不变。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 8．C 【详解】A．物体在液体中受到的浮力大小不仅与液体的密度有关，还与物体排开液体的体积有关，故A错误； B．浮力大小不是只与物体排开液体的体积有关，还和液体的密度有关，故B错误； C．物体在液体中受到的浮力大小与液体的密度和物体排开液体的体积都有关，故C正确； D．物体在液体中受到的浮力大小与物体的重力无关，故D错误。 故选C。 9．D 【详解】A．容器底部水的压强减少了150Pa，则减少的水的压力为 由于力的作用是相互的，则减少的浮力为 减少的浮力是由物体的体积导致的，则物体完全浸没后受到的浮力为 根据称重法和甲图可知，物体的重力为 物体的质量为 故A正确，不符合题意； B．当物体完全浸没后排开液体的体积与物体的体积相等，则物体的体积为 物体的密度为 故B正确，不符合题意； C．根据上述分析可知，减少的浮力为3N，根据阿基米德原理可知，排开液体的重力减少3N，则容器底部对桌面的压力减小3N，故C正确，不符合题意； D．当浮力减少3N，根据称重法可知，弹簧测力计的示数会增大3N，示数为 故D错误，符合题意。 故选D。 10．D 【详解】A．容器对桌面的压力F1等于容器、水、探头和硬杆的总重力之和。向容器中注水时，随着水深度h的增加，水的质量不断增多，总重力逐渐增大，因此容器对桌面的压力F₁随h的增加而变大。但容器对桌面的压力F1，在没有注水之前，就有了压力，不可能从原点开始，故A错误； B．容器对桌面的压强p由压力F1和容器与桌面的接触面积S共同决定，即，容器与桌面的接触面积S是固定不变的，而F1随h的增加而变大，所以容器对桌面的压强p 随h的增加而变大。但阀门打开后，水龙头是匀速流水的，故变化图线不应该是曲线，故B错误； C．根据阿基米德原理，浮力的大小等于物体排开液体所受的重力，即。在水没有到达探头底部之前，探头不受浮力。当探头开始浸在水中到在水未浸没探头前，随着h的增加，探头浸入水中的体积逐渐增大，排开水的体积也随之变大，此时浮力会变大。当水浸没探头后，橡皮膜在水的压力作用下会向下形变，这种形变使得探头实际排开水的体积比不形变时减小；而且随着h的继续增加，水对橡皮膜的压强增大，形变程度加剧，V排进一步减小，因此此时浮力会随h的增加而变小，所以图像的最后一段不应该是水平的。故C错误； D．对探头进行受力分析可知，在水没有到达探头底部之前，探头不受浮力，探头仅仅受到竖直向下的重力G、硬杆对它的支持力F2，二力平衡，故F2不变。当探头开始浸在水中到在水未浸没探头前，受到竖直向下的重力G、竖直向上的浮力F浮以及硬杆对它的作用力F2，这三个力处于平衡状态。若浮力一直没有等于或者大于浮力，那么随着浮力不断增大，硬杆对探头的支持力F2为不断减小，直至完全浸没时。但当水浸没探头后，橡皮膜在水的压力作用下会向下形变，这种形变使得探头实际排开水的体积比不形变时减小，故浮力开始减小，那么探头需要硬杆对其支持力增加，图像开始转折向上，所以这个图像是可能正确的。故D正确。 故选D。 11． 【详解】[1][2]金属块的重力为 根据图像可知，当金属块浸入的深度为10cm时，弹簧测力计的示数为，金属块继续浸入，弹簧测力计的示数不变，由此可知，金属块的高度为 金属块浸没在液体中时受到的浮力为 金属块的体积为 当金属块浸没在液体中时，金属块排开液体的体积等于金属块的体积，即 液体的密度 金属块的密度 12． 6 600 【详解】[1][2]当物体的一半体积浸入水中时，物体受到的浮力，当物体全部浸没在水中时，排开水的体积变为原来的2倍，此时物体受到的浮力，由阿基米德原理可知，此时排开水的体积。 13． 10.8 【详解】[1][2]容器内的液面升高了2cm，液体对容器底部的压力增加了2.4N，根据和则有，则有，即 解得液体密度。则乙中金属块受到的浮力为 根据称重法则有 将代入上式解得。 14． 自身重力 排开水的体积 4×109 【详解】[1]潜水艇潜入水中时，排开水的体积不变，受到的浮力不变；根据物体的浮沉条件可知，潜水艇两侧有水箱，靠改变自身重力来实现上浮和下沉。 [2]根据阿基米德原理可知，轮船是采用空心法来增大排开水的体积，从而增大可以利用的浮力。 [3]轮船的排水量等于满载时轮船的质量，满载时船及所装的货物的总重力为 15．重合 【详解】因为小石块浸在水中受到浮力作用而对弹簧的拉力减小，而小石块受到的浮力大小等于它排开水的重力，所以将排开的水再倒入弹下的小桶中，弹簧的指针会回到原来的位置。 16．(1)竖直 (2)B (3)A (4)一直不变 (5)A (6)排开液体所受的重力 (7)> (8)能 (9)丁 (10)= 【详解】（1）本实验中要在竖直方向测力，故弹簧测力计在使用前要先进行竖直调零。 （2）为了减小实验误差，最合理的顺序为：先测出空桶的重力，再测出物体所受的重力，之后将物体浸在装满水的溢水杯中，测出测力计示数，最后测出桶和排开水所受到的重力，即合理的顺序为乙、甲、丁、丙。 故选B。 （3）A．图甲中水面未到达溢水杯的溢水口，物体放入溢水杯时，水不会立即排到空桶中，直到水到达溢水杯的溢水口，水才会从溢水口流至空桶内，因此会造成排开水的重力减小，影响实验结论，故A符合题意； B．图丁中物体未全部浸没在水中，会使排开水体积减小，因此排开水的重力减小，但测得的浮力也减小，仍然能得出浮力等于排开的液体受到的重力，对实验没有影响，故B不符合题意。 故选A。 （4）物体逐渐浸入水的过程中，水同时从溢水杯口流出，故溢水杯中水的深度不变，由p=ρgh可知，水对杯底的压强一直不变。 （5）由步骤甲可知物体的重力G物=4N，由图丁可知，物体受到的浮力F浮=G-F丁 由F浮=ρ液V排g可得到排开水的体积V排，而物块的体积等于排开水的体积，即V物=V排，故物体的密度 故由甲和丁可得到物体的密度。 故选A。 （6）由步骤甲可知物体的重力G物=4N，由图丁可知，物体受到的浮力F浮=G-F丁=4N-3N=1N 由图丙和图乙可知，物体排开水受到的重力为G水=F丙-F乙=2N-1N=1N 即F浮=G水。因此可以得出结论：浸在液体中的物体，受到的浮力等于它排开的液体所受到的重力。 （7）在进行图甲步骤时，忘记将溢水杯中的液体装满，则导致溢出的水变少，排出水的重力变小，其他步骤无误，因而会得出F浮大于G排。 （8）在丁图中，若物体部分浸入水中，排开液体的重力变小，受到的浮力也变小，则能验证阿基米德原理的正确性。 （9）漂浮在液面上的物体所受浮力的大小等于物体的重力大小，小明利用上述实验中的器材和木块，探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否道循阿基米德原理”，实验过程中丁步骤不需要弹簧测力计。 （10）铁球浸没在水中，受到的浮力等于排开水的重力，即F浮=G排，物体间力的作用是相互的，故铁球也会给水一个压力，即F压=F浮，铁球浸没在水中，排出水的重力为G排，故电子秤的压力增加了F浮，又减少了G排，因F浮=G排，故电子秤受到的压力不变，因此m1=m2。 17． 变小 排开液体的体积 盐水 盐水 【详解】[1]用弹簧测力计拉着块，使石块浸入水中，石块受到重力G，弹簧测力计的拉力F1，竖直向上的浮力F，如图所示 [2][3]将石块逐渐浸入水中时，石块排开的水的体积变大，弹簧测力计的示数逐渐变小，说明受到的浮力变大，故物体所受浮力大小与排开液体的体积有关。 [4]液体压强的大小可以用液体压强计判断出来，所以再增加液体压强计和盐水，液体的种类不同，就可探究液体压强与液体密度的关系。 [5]因为盐水的密度大于水的密度，所以将探头分别置于水和盐水中同一深度处，则盐水中的橡皮膜受到的压强大，U形管中液面的高度差较大。 18．(1)6 (2)2000Pa (3) 【详解】（1）容器B中的水的质量 （2）容器B中未放入柱体A的切去部分时，水对容器B底部的压强 （3）由图乙可知，柱体A水平切去高度为50cm时，水的深度为30cm，此时A切去部分刚好漂浮，根据漂浮条件可知A切去部分所受浮力等于A切去部分的重力 化简并代入数据可得 解得柱体A的密度。 19．（1）见解析，3N；（2）200g；（3）1000g，1300Pa；（4） 【详解】解：（1）筒底粘金属的目的是使圆柱筒竖直漂浮在水面上。筒里没放物质时浮力秤受到的浮力是 （2）放入物质后，浮力秤受到的浮力是 由G=mg得 所以所测物质质量为 （3）当浮力秤刚全部浸没时，受到的浮力最大。 若筒内装满密度为0.5×103kg/m3粉状物质时 此时总的浮力 说明筒内装满物质时浮力秤没浸没。所以浮力秤最多能测1kg的密度为0.5×103kg/m3粉状物质。此时由 得 所以秤底受到水的压强为 p=ρgh浸=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.13m=1300Pa （4）利用这个浮力秤测液体密度时，如乙图所示可知，浮力秤受到的浮力等于其总重力，根据阿基米德原理可知，浮力为 F浮=ρ水V排g=ρ水gSh1 浮力秤的总重力为 G总=G0+ρgS(h2-h3) 则 ρ水gSh1=G0+ρgS(h2-h3) 即 答：（1）筒底粘金属的目的是筒底粘金属的目的是使圆柱筒竖直漂浮在水面上，筒里没放物质时浮力秤受到的浮力是3N； （2）被测物质的质量是200g； （3）如果用浮力秤来测量密度为0.5×103kg/m3粉状物质，最多能测1000g，此时筒底受到水的压强为1300Pa； （4）液体密度的表达式。 学科网（北京）股份有限公司 $