10.3 科学探究：浮力的大小 同步练-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 1．三个完全相同的容器甲、乙、丙内装满水，放在水平桌面上，将a、b、c三个体积相同的小球分别放入容器中，待小球静止后状态如图所示。则下列判断正确的是（　　） A．小球的质量关系： B．小球受到的浮力关系： C．容器对桌面的压力关系： D．容器底部受到水的压强关系： 2．2024年5月8日，我国第三艘航母福建舰圆满完成为期8天的首次航行试验任务，顺利返回位于长江口的江南造船厂码头。如图，试航期间福建舰展现了大角度急转弯，展现航母灵活机动性能。若福建舰满载排水量为8万吨，下列说法中正确的是（　　） A．急转弯过程中，福建舰的惯性增大 B．急转弯过程中，福建舰的合力为零 C．满载时所受海水的浮力大小为 D．从大海返回码头，福建舰会下沉一些 3．如图是验证阿基米德原理的实验操作，在这一实验中测出浮力大小的步骤是（　　） A．D和E B．C和D C．B和E D．C和E 4．下面几个研究实例：①研究固体压强大小时，比较受压材料的凹陷程度；②研究F浮与V排时，保证ρ液不变；③比较压强计金属盒受液体压强大小，观察U形管液柱高度差；④研究二力平衡条件，选取轻质卡片。其中，采用了相同研究方法的是（  ） A．①和③ B．②和③ C．②和④ D．③和④ 5．如图所示，盛有水的薄壁轻质圆柱形容器甲、乙置于水平地面上， A、B两个完全相同的柱形物体均沉于容器底部，物体A刚好浸没，容器甲、乙底部受到水的压力相等。若从容器甲、乙中抽出质量相等的水后，A、B均有部分露出水面，容器甲、乙底部受到水的压强分别为p甲、p乙，受到水的压力分别为F甲、F乙，下列判断正确的是（　　） A． B． C． D．   6．如图所示，两个密度均匀的实心正方体A和B放在水平地面上，A的边长为10，B的边长为20，B的密度为0.6，底面积为800的圆柱形容器（足够高）中装有3深的水。若将A叠放在B正上方，此时A对B的压强与B对地面的压强相等。若将B沿水平方向切去高度为h的部分，并将切去部分缓慢平放在容器中；当h分别为5和12时，切去部分受到的浮力分别是和，容器底部受到的液体压强分别是和。下列说法正确的是（　　） ①A的重力为16N ②若将A沿水平方向切去的高度，并将B沿竖直方向切去的厚度，当时，A、B剩余部分对地面的压强相等 ③=1∶2 ④=15∶22 A．②③④ B．①②④ C．①③④ D．①②③ 7．小新是钓鱼爱好者，当他看到原本漂浮在水面的浮漂（如图所示）上下运动的时候，他就知道有鱼上钩了，当浮漂被鱼咬住往下沉时，浮漂所受的浮力（    ）    A．变大 B．变小 C．不变 D．条件不足，无法比较 8．2023年6月18日，美国“泰坦号”深海潜水器失联，最后证实该潜水艇发生灾难性内爆（内爆简单来说外侧极高的压力把潜水器压碎了），当“泰坦号”浸没在水中后继续下潜的过程中所受的压强和浮力，下列说法正确的是（    ） A．压强减小，浮力减小 B．压强增大，浮力增大 C．压强增大，浮力不变 D．压强减小，浮力不变 9．学校科技小组利用如题图所示装置探究“阿基米德原理”，他们将装满水的溢水杯放到电子秤上，用一小桶收集溢出的水，再用弹簧测力计挂着铝块，将其缓慢浸入溢水杯的水中直到浸没的过程中，弹簧测力计示数F1及电子秤的示数F2将分别（　　） A．变小、变大 B．变大、变小 C．变小、不变 D．不变、变小 10．如图所示，放在水平桌面上的溢水杯盛满水，弹簧测力计挂一个实心铁块其示数为。将铁块缓慢浸没入水中（未接触溢水杯），若溢出的水全部流入小烧杯，弹簧测力计的示数为，下列判断正确的是（　　） A．铁块受到的浮力 B．小烧杯中的水重 C．两次实验中，水对溢水杯底的压强 D．两次实验中，溢水杯对桌面的压力 二、填空题 11．为实现碳中和、碳达峰目标，我国大力发展无污染能源。如图所示，这是利用潮汐单向发电的示意图，左方为陆地和海湾，中间为水坝，其下有通道，涨潮时，水进入海湾（如图-1）待内外水面高度相同，堵住通道（如图-2）潮落至最低点时开始放水带动发电机发电（如图-3）利用漂浮在水面的椭圆形水位监测仪（体积为2m3）可以实时监测水位高度，涨退潮时海湾内最高液面与最低液面间高度差为h=4m（图-1、-2）。（g取10N/kg，q无烟煤=3.6×107J/kg，海水密度取1.0×103kg/m3）根据相关信息，完成以下问题。 （1）潮汐能属于____________（“可再生”或“不可再生”）能源； （2）若图-2中水位监测仪露出水面的体积占总体积的，则水位监测仪的质量是多少_________； （3）水坝中间有一细长的进出水孔（忽略水孔高度），水孔紧贴通道下表面，此处受到海水的最大压强是多少_________。水孔面积为S=4m，进出水流的最大速度为15m/s，则水孔进出水时，水流做功的最大功率是多少_________； （4）若发电机组发电的平均输出功率为2×106W，则利用潮汐发电1h产生的电能相当完全燃烧多少无烟煤放出的热量_________。 12．在一个圆柱形容器内盛有深为20cm的水。现将一质量为200g的密闭空心铁盒A放入水中时，空心铁盒有一半浮出水面；当铁盒上放一个小磁铁B时，铁盒恰好浸没水中，如图甲所示；当把它们倒置在水中时，A有20%的体积露出水面，如图乙所示。小磁铁B的密度为______kg/m3。 13．在“验证阿基米德原理”的实验中，需要验证______和______的大小关系。根据图中所示的实验信息，上述两个物理量的大小可用字母表示为______、______。（量筒内液体为水，以上两空请用相关字母表示） 14．伟大科学家___________用大量的实验发现：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小___________它排开液体所受的重力（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 15．如图所示，取一只小塑料袋（重力忽略不计），袋内装满水，用细线把袋口扎紧（要求袋内不留空气），将这袋水逐渐浸入水中，弹簧测力计读数逐渐变小，表明水袋所受浮力的大小随排开水的体积增大而_____。（选填“增大”“减小”或“不变”） 三、实验题 16．为研究物体浸入液体的过程中，测力计示数减小量与哪些因素有关，小明设计了方案进行实验。小明用测力计将实心圆柱体A悬挂在空容器中，如图所示，此时测力计示数为8.0牛。然后逐次向容器中注入液体，并将圆柱体下表面至液面的距离、相应的测力计示数记录在表一中。为进一步探究，小明换用材料、体积与圆柱体A相同，但形状不同的实心圆柱体B重复实验，并将测得的数据记录在表二中。 表一：（圆柱体A） 实验序号 h（厘米） F（牛） 1 3.0 7.4 2 6.0 6.8 3 9.0 6.2 4 12.0 5.6 5 15.0 ______ 表二：（圆柱体B） 实验序号 h（厘米） F（牛） 6 2.0 7.2 7 4.0 6.4 8 6.0 5.6 9 8.0 5.2 10 10.0 ______ (1)分析比较实验序号1~4（或6~8）数据中和的关系及相关条件，可得出的初步结论是：同一圆柱体在同种液体中，________。 (2)分析比较实验序号1~4（或6~8）数据中与的差值和的关系及相关条件，可得出的初步结论是：同一圆柱体在同种液体中，________。 (3)继续分析表一和表二的数据，发现实验序号9的数据不适用于题②的结论，可能的原因是________。 (4)进一步分析表一和表二的数据，可得：实验序号5中，为________牛。实验序号10中，为________牛。 四、综合题 17．小强喜欢动手做实验，他做了一个关于浮力和压强的实验：如图甲所示，一个底面积为0.2m2的圆柱状容器，装有适量的水，现在将一个体积为0.01m3，密度均匀且为0.6×103kg/m3的物体A放入其中，求：（g取10N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3） (1)物体A在水中静止时，将会___________（选填“漂浮”、“悬浮”、“沉底”）； (2)物体A的质量； (3)物体A浸在水中的体积； (4)将物体A取出，把画斜线部分（如图乙所示）截取掉，剩余部分再次放入水中静止时，容器底部受到水的压强相比甲图减小了60Pa，则截取部分的体积是多少？ 18．我国的载人深潜器“蛟龙”号完成了水深万米级海试。“蛟龙”号有一个面积为50cm2的观察窗，当在10000m海水深处时。求：（ρ海水=1×103kg/m3，g取10N/kg） (1)“蛟龙”号受到海水的压强； (2)观察窗受到的海水压力。 (3)“蛟龙”号在潜入水浸没中后，下潜的过程中浮力_________ 。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 19．小明在成长笔记中记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 错题改正 如图，把一个体积为的正方体小木块放入水中，静止时，木块有露出水面，求木块受到的浮力。（，g取10N/kg） 解：由题意可知： 木块受到的浮力： 错误之处：______ 错因分析：______ 正确解答：______ 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 D B A B D A C C D 1．D 【详解】A．a在水中漂浮，说明a的密度小于水的密度，b在水中悬浮，说明b的密度等于水的密度，c在水中沉底，说明c的密度大于水的密度，三个球的体积相同，由可知，小球的质量关系为，故A错误； B．三个小球的体积相同，由图可知a排开液体的体积最小，bc排开液体的体积相同，由可知，小球受到的浮力关系为，故B错误； C．容器对桌面的压力等于容器内的水、容器和小球的重力之和，a在水中漂浮，受到的浮力等于a的重力，由阿基米德原理可知，排开水的重力等于a受到的浮力，所以压力等于放小球之前容器和水的总重力；b在水中漂浮，受到的浮力等于b的重力，由阿基米德原理可知，排开水的重力等于b受到的浮力，所以压力等于放小球之前容器和水的总重力；c在水中沉底，受到的浮力小于重力，即排开水的重力小于c的重力，所以压力大于放小球之前容器和水的总重力，所以容器对桌面的压力关系为，故C错误； D．放入小球后，容器内水仍是满的，即水面高度相同，由可知，容器底部受到水的压强关系为，故D正确。 故选D。 2．D 【详解】A．质量是惯性大小的唯一量度，“福建舰”在急转弯过程中，质量不变，它的惯性将不变，故A错误； B．急转弯过程中，福建舰运动状态发生改变，处于非平衡态，所以，合力不为零，故B错误； C．根据题意知道，满载时，福建舰受到浮力 故C错误； D．同一艘轮船其重力不变，在河里、海里都是漂浮的，所以浮力等于重力，因此所受浮力不变。在浮力不变的条件下，由于海水的密度大于河水的密度，所以，从大海返回码头，排开的海水体积比河水体积小，即福建舰会下沉一些，故D正确。 故选D。 3．B 【详解】因题中验证阿基米德原理，B步骤为测量空桶的重力，C步骤为用弹簧测力计测物体的重力G，D步骤为将物体浸没在溢水杯的水中，记下弹簧测力计的示数F，E步骤为测量空桶和排出的水的总重。根据可求浮力大小。在这一实验中，测出浮力大小的步骤是C和D，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 4．A 【详解】①研究固体压强大小时，通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果，采用了转换法； ②研究F浮与V排时，保证ρ液不变，采用了控制变量法； ③压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的。液面高度差越大，液体的压强越大， 这种方法叫做转换法。 ④在探究二力平衡条件的实验中，选用轻质卡片，忽略了卡片的质量，属于理想实验法。 综上所述采用了相同研究方法的是①和③，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．B 【详解】如图，设甲容器的底面积为，水的深度为，A的底面积为，为乙容器中水的重力，甲容器中底部受到水的压力   ① 设乙容器的底面积为，水的深度为，A的底面积为，为乙容器中水的重力，乙容器底部受到水的压力    ② 物体AB浸没在水中，受到的浮力   ③ 容器甲、乙底部受到水的压力相等，即，由①②③式可知，，即    若从容器甲、乙中抽出质量相等的水后，即容器甲中剩余水的质量等于容器乙中剩余水的质量；即 剩余水的重力相等   ④ A、B均有部分露出水面，，，则可知抽水后容器中水的深度，，且，由此可知  ⑤ 甲容器中底部受到水的压力    ⑥ 乙容器底部受到水的压力   ⑦ 由④⑤⑥⑦可知； 甲容器中水对容器底部的压强，乙容器中水对容器底部的压强，由以上分析可知，， ，因此。 故B正确，ACD错误。 故选B。 6．D 【详解】①的边长为，的密度为，则的重力 将叠放在正上方，此时对的压强与对地面的压强相等，则 即 解得 的重力为 故①正确； ②若将沿水平方向切去的高度，剩余部分对地面的压强 将沿竖直方向切去的厚度，剩余部分对地面的压强不变，即 A、B剩余部分对地面的压强相等，故②正确； ③容器内水的体积 当分别为和时，切掉部分的体积分别为 所以放入容器中，高的部分漂浮，高的部分沉底，高的部分受到的浮力 高的部分受到的浮力 所以 故③正确； ④将切去，缓慢平放在容器中，水升高的高度 将切去，缓慢平放在容器中，水升高的高度 容器底部受到液体压强之比 故④错误，故D正确，ABC错误。 故选D。 7．A 【详解】当浮漂被鱼咬住往下沉时，浸入水中的体积变大，即V排变大，根据F浮=ρgV排可知，当水的密度不变时，由于V排变大，所以浮漂所受的浮力变大，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 8．C 【详解】“泰坦号”全部浸没在海水中后继续下潜的过程中，海水密度不变，所处深度不断增大，由p=ρgh知，受到海水的压强是增大的；下潜过程中，排开水的体积不变，由F浮=ρ液gV排知，受到海水的浮力不变，故C正确，ABD错误。 故选C。 9．C 【详解】用弹簧测力计挂着铝块慢慢浸入到装满水的溢水杯中，随着铝块浸入水中的体积的增大，铝块受到的浮力变大，而铝块的重力不变，由称重法可知，弹簧测力计示数将变小；由于溢水杯中装满水，铝块浸没在水中静止时，根据阿基米德原理可知铝块受到的浮力等于排开的水重，铝块对水的压力大小与浮力相等，所以溢水杯对电子秤的压力不变，即电子秤示数不变，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 10．D 【详解】A．F1为铁块浸没水中前的拉力，等于铁块的重力，F2为铁块浸没水中后的拉力，根据称重法测浮力可知，铁块受到的浮力为 F浮=F1-F2 故A错误； B．根据阿基米德原理可知，铁块所受浮力等于排开水的重力，所以小烧杯中水的重力即排开水的重力为 G=F浮=F1-F2 故B错误； C．甲、乙液面相平，且液体均为水，根据p=ρgh可知，水对溢水杯底部的压强相等，故C错误； D．溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和。铁块浸没在水中后，水面高度不变，水对杯底的压强不变，根据F=pS可知，水对杯底的压力不变，溢水杯的重力不变，所以溢水杯对桌面的压力不变，即F甲=F乙，故D正确。 故选D。 11． 可再生 1.6×103kg 4×104Pa 2.4×106W 200kg 【详解】（1）[1]潮汐能取之不尽用之不竭，所以它是可再生能源。 （2）[2]由图-2可知，水位监测仪漂浮，受到的浮力等于受到的重力。水位监测仪所受重力 水位监测仪的质量 （3）[3]受到海水的最大压强 [4]进出水孔处水流的最大压力 水流做功的最大功率 （4）[5]潮汐发电1h产生的电能 节约无烟煤的质量 12． 【详解】将一质量为200g的密闭空心铁盒A放入水中时，空心铁盒有一半浮出水面，A漂浮，浮力等于重力，此时浮力为 当铁盒上放一个小磁铁B时，铁盒恰好浸没水中，AB整体漂浮，浮力等于重力。加倍，则浮力加倍，根据可知此时浮力为 浮力的增加量等于重力的增加量，则小磁铁B的重力为 A的体积为 当把它们倒置在水中时，A有20%的体积露出水面，如图乙所示，AB整体漂浮，浮力等于重力，与甲图相比，重力不变，则浮力不变，根据可知不变，所以小磁铁B的体积为 则小磁铁B的密度为 13． 物体浸入液体中受到的浮力 物体排开液体的重力 F1-F2 【详解】[1][2]阿基米德原理：物体浸入液体中受到的浮力大小等于物体排开液体的重力大小。所以要验证阿基米德原理，需要验证物体浸入液体中受到的浮力和物体排开液体的重力的大小关系。 [3][4]由第一和第三幅图根据称重法可知，物体浸入水中受到的浮力大小为 F浮=F1-F2 由第二和第三幅图可知，物体浸入水中后排开水的体积为 V排=V2-V1 根据和G=mg可得排开水的重力 所以两个物理量的大小可以分别用字母F1-F2和进行表示。 14． 阿基米德 等于 【详解】[1][2]伟大科学家、古希腊学者阿基米德，用大量的实验发现了著名的阿基米德原理：浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体所受的重力。 15．增大 【详解】塑料袋受竖直向上的弹簧秤的拉力F，水的浮力F浮，竖直向下的重力G，在这三个力的作用下，物体处于平衡状态，三个力的合力为零，即 则 在塑料袋逐渐浸入水的过程中，重力G不变，弹簧拉力F逐渐变小，则浮力F逐渐增大，而塑料袋排开水的体积逐渐增大，这说明水袋所受浮力的大小随排开水的体积增大而增大。 16．(1)h越大，F越小 (2)与h成正比 (3)实验序号9中物体已经浸没在液体中了，排开液体的体积不变，浮力就不再增加了 (4) 5.2 5.2 【详解】（1）分析比较实验序号1-4（或6-8）数据，h越大，表明同一圆柱体在同种液体中，浸入液体的深度越大，排开液体的体积越大，受到的浮力越大，重力一定，拉力越来越小，故h越大，F越小。 （2）假设柱体部分浸入液体时，液体密度为，柱体下表面至液面的距离为h，柱体的底面积为S，物体浸在液体中受到3个力的作用：竖直向上的拉力和浮力、竖直向下的重力，物体处于平衡状态，则物体所受浮力为F浮=G-F拉，即测力计示数的减小量等于物体所受浮力，即，当、S相同时，与h成正比。 （3）由表二的数据，当时，物体受到的浮力为 当、相同时，与成正比，序号9的数据中时，物体足够高，受到的浮力应为 而根据表格数据可得实际的浮力为 实验序号9的数据不适用于题②的结论，在增加时，浮力没有继续增加，可能是因为实验序号9中物体已经浸没在液体中，排开液体的体积不变，浮力就不再增加了。 （4）[1][2]根据阿基米德原理，物体的体积是一定的，浸没在同种液体中受的浮力也是一定的，故浸没时受到浮力均为，当由表一的数据，当时，物体受到的浮力为 当、相同时，与成正比，序号5的数据中时，物体足够高度的浮力应为 由于浸没时受到浮力为，所以序号5的数据中物体已经完全浸没，故此时拉力为 实验序号9中物体已经浸没在液体中了，则实验序号10中更大，也是浸没状态，所以浮力不变，拉力也不变，故。 17．(1)漂浮 (2)6kg； (3)6×10-3m3； (4)2×10-3m3 【详解】（1）因为物体的密度小于水的密度，根据浮沉条件可知，物体A在水中静止时，将会在水中漂浮。 （2）由得物体A的质量 mA=ρAVA=0.6×103kg/m3×0.01m3=6kg （3）物体A的重力为 GA=mAg=6kg×10N/kg=60N 因为物体A漂浮于水面上，所以 F浮=GA=60N 由F浮=ρ液V排g得物体A浸在水中的体积为 （4）由得容器底减小的压力为 ΔF=ΔpS=60Pa×0.2m2=12N 截取后物体仍漂浮在水面上，由于容器为圆柱状容器，则A减小的重力为 ΔG=ΔF=12N A减小的质量为 截取部分的体积 18．(1)1×108Pa (2)5×105N (3)不变 【详解】（1）“蛟龙”号受到海水的压强p=ρ海水gh=1×103kg/m3×10N/kg×10000m=1×108Pa （2）观察窗的面积S=50cm2=0.005m2 则观察窗受到的海水压力F=pS=1×108Pa×0.005m2=5×105N （3）根据阿基米德原理，浮力F浮=ρ液V排g。当“蛟龙”号完全浸没后，排开海水的体积V排不再变化，因此浮力保持不变。 19． 排开液体的体积及浮力计算错误 错把露出液面的体积当成排开液体的体积 见详解 【详解】[1]错误之处为： 木块受到的浮力： [2]错因分析为错把露出液面的体积当成排开液体的体积 [3]正确解答为由题意可知 木块受到的浮力为 学科网（北京）股份有限公司 $