10.2 阿基米德原理（分层作业）- 八年级物理下册同步备课系列（人教版）(解析版)

学而优教有方10.2阿基米德原理1.浸在液体中的物体，受到向_____的浮力，浮力的大小等于它________所受的______，这就是阿基米德原理。用公示表示为：F浮=________=________，该原理也适用于_____体。【答案】上，排开的液体，重力，G排，ρ液gV排，气体。【解析】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，这就是阿基米德原理。用公示表示为：F浮=G排=ρ液gV排，该原理也适用于气体。2.用弹簧测力计在空气中称一物块，测得其重力为8.4N，当把这个物块的一半浸在水中时，弹簧测力计的示数为4.8N，这时物块受到的浮力是N，若将物块浸没在水中静止，此时弹簧测力计的示数为N。【答案】3.6，1.2。【详解】当把这个物块的一半浸在水中，弹簧测力计的示数F=4.8N，则这时物块受到的浮力F浮=G-F=8.4N-4.8N=3.6N将物块全部浸没在水中时，排开水的体积变为原来的2倍，则物块受到的浮力F浮′=ρ水gV排′=ρ水g×2V排=2F浮=2×3.6N=7.2N此时弹簧测力计的示数F'=G-F浮′=8.4N-7.2N=1.2N3．学习浮力时，老师组织同学们进行了以下体验活动：将一个密闭的圆柱形空筒放在装有水的深桶中，如图所示用手试着慢慢把它竖直压入水中，体会手的感受；空筒全部没入水中后，继续试着把它压向桶底，体会手的感受。根据活动中的感受，大家提出了以下四个问题。其中最有探究价值且易于探究的科学问题是（）A．手的感受与物体所受到的浮力大小有什么关系B．浮力的大小与浸入液体的物体形状有什么关系C．浮力的大小与物体排开液体的体积有什么关系D．浮力的大小与物体浸入液体的深度有什么关系【答案】C【详解】由阿基米德原理可知：物体在液体中受到浮力的大小，与液体的密度和排开液体的体积有关，由于深桶中装有水，则液体的密度一定，据此可以得出最有探究价值且易于探究的科学问题是研究浮力的大小与物体排开液体的体积有什么关系，故ABD不符合题意；C符合题意。故选C。4.关于浸在液体中的物体所受浮力F浮与物体重力G物、物体排开液体的重力G排间的大小关系，以下说法中正确的是（）A．只有当物体浸没时，F浮等于G物 B．不管物体是否浸没，F浮都等于G物C．只有物体未浸没时，F浮等于G排 D．不管物体是否浸没，F浮都等于G排【答案】D【解析】根据阿基米德原理，物体受到的浮力等于它排开的液体的重力，即F浮=G排=ρgV排，不管物体浸没还是一部分浸没，该式都成立，与物体是否浸没无关。所以选D。5．将一只重为1.5N的小烧杯放在一个装满水的溢水杯的溢水口正下方，向溢水杯中轻轻放入一个小木块，从中溢出的水全部流到小烧杯中，测得小烧杯和水的总重力为4N，则木块受到的浮力为（）A．1.5N B．4N C．2.5N D．5.5N【答案】C【详解】根据题意可知，木块溢出水的重力为G溢出=G总-G杯=4N-1.5N=2.5N由阿基米德原理可知，木块受到的浮力为F浮=G排=G溢出==2.5N故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。6．质量相等的实心铝球和铜球浸没在水中（ρ铝<ρ铜），所受浮力的大小关系为（）A．铜球小 B．铝球小C．大小相等 D．无法确定【答案】A【详解】铝球和铜球的质量相等，因为ρ铝<ρ铜由V=mρ可知，V铜当两个金属球浸没在水中时，排开水的体积等于各自的体积，由公式F浮=ρ液gV排可知，铝球受到的浮力较大，铜球受到的浮力较小。故选A。7.质量相等的实心铝球和铁球分别挂在两只弹簧测力计下，然后将两个金属球全部浸没在水中处于静止状态，ρ铝<ρ铁，比较两只弹簧测力计的示数（）A．挂铝球的示数大 B．挂铁球的示数大C．一样大 D．无法判断【答案】B【详解】铁球和铝球的质量相等，则二者的重力相等。两个球的质量相等，铝的密度小于铁的密度，根据V=m/ρ可知，铁球的体积小于铝球的体积。两个球完全浸没在水中，它们排开水的体积等于自身的体积，根据F浮＝ρ水gV排可以知道，铝球受到的浮力大于铁球受到的浮力。弹簧测力计的示数等于球的重力减去球受到的浮力。综合上述可知，挂铁球的测力计示数大。故ACD错误，不符合题意；B正确，符合题意。故选B。8．弹簧测力计上挂一重为10N的物块，当物块体积的三分之一浸入水中时，测力计的示数为8N。若将物块缓慢浸入水中且未碰到容器底部（容器中的水足够深），最终测力计的示数为（）A．0N B．2N C．4N D．6N【答案】C【详解】当物块体积的三分之一浸入水中静止时，物块受到的浮力F浮＝G-F示＝10N-8N＝2N由F浮＝ρgV排可得，物块排开液体的体积1则V＝3×2×10-4m3＝6×10-4m3当物块全部浸入水中且未碰到容器底部时，所受浮力F浮′＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3＝6N则测力计的示数F拉＝G-F浮′＝10N-6N＝4N故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。9.小张在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，做了以下的部分操作。用同一弹簧测力计挂着同一金属物块依次完成如图所示的三次测量：

（1）乙图所示的实验中，物块受到的浮力大小为N；（2）分析乙图、丙图，说明浮力的大小与有关；（3）本实验数据可计算出盐水的密度为kg/m3。（已知水的密度为1.0×103kg/m3）【答案】（1）4；（2）液体的密度；（3）1.1×103【详解】（1）由图甲和图乙可知，物块受到的浮力大小为F浮=G-F=6N-2N=4N（2）由图乙和图丙可知，浸入液体中的深度相同，排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，由称重法可知浮力大小不同，可以得到浮力的大小与液体的密度有关。（3）物块在盐水中受到的浮力F浮盐=G-F盐=6N-1.6N=4.4N物块的体积V盐水的密度为ρ10.一个在节日放飞的气球，体积是600m3，这个气球在地面附近受到的浮力有多大？（已知空气密度ρ空气＝1.2kg/m3）【答案】7.2×103N【详解】气球排开空气的体积V排＝V＝600m3气球受到空气的浮力F浮＝ρ空气gV排＝1.2kg/m3×10N/kg×600m3＝7.2×103N11.一个奖牌挂在弹簧测力计下，示数为。当奖牌浸没在水中时，弹簧测力计的示数为。已知水的密度为1.0×103kg/m3，g=10N/kg。求：（1）奖牌的质量；（2）奖牌的体积。【答案】（1）0.18kg；（2）2.0×10-5m3【详解】（1）奖牌挂在弹簧测力计下，示数为1.8N。则奖牌所受的重力为1.8N。根据G=mg可得，奖牌的质量

m（2）奖牌浸没在水中时，弹簧测力计的示数为1.6N，则奖牌在水中受到的浮力F浮＝1.8N-1.6N=0.2N根据阿基米德原理可知F浮＝ρ水gV奖牌则奖牌的体积V答：（1）奖牌的质量为0.18kg；（2）奖牌的体积是2×10-5m3。某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材，进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是（）A.石块在水中受到的浮力方向竖直向下B.石块在水中受到的浮力大小为1.0NC.石块浸没在水中时，排开水的体积为1.2×10-4m3D.丙图中盐水的密度为1.1×103kg/m3【答案】B【解析】A．石块浸没在水中后，弹簧测力计对石块的拉力变小了，说明石块受到竖直向上的浮力，故A错误；B．由图甲可知，物体的重力G=2N，由图乙可知，石块浸没在水中时弹簧测力计的示数F拉=1N，则石块在水中受到的浮力为F浮=G-F示=2N-1N=1N；故B正确；C．石块浸没在水中时，根据阿基米德原理可知，排开水的体积为V排=EQ\F(F浮,ρ水g)=EQ\F(1N,1.0×103kg/m3×10N/kg)=1×10-4m3故C错误；D．物体的重力G=2N，由图丙可知，石块浸没在盐水中时弹簧测力计的示数F’拉=0.8N，则石块在盐水中受到的浮力为F’浮=G-F’拉=2N-0.8N=1.2N根据阿基米德原理可知，盐水的密度为ρ盐水＝EQ\F(F’浮,gV排)=EQ\F(1.2N,10N/kg×10-4m3)=1.2×103kg/m3故D错误；所以选B。13．某实验小组按照如图所示的步骤，探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。

（1）先用分别测出空桶和石块的重力，其中石块的重力大小为N；（2）把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为N。石块排开的水所受的重力可由（填字母代号）两个步骤测出；（3）由以上步骤可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小排开水所受的重力（选填“大于”“等于”或“小于”）；（4）若溢水杯的水没有装满，则会导致本实验测量的F浮G排（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

【答案】（1）弹簧测力计，3.8；（2）1.4，AD；（3）等于；（4）大于.【详解】（1）实验中，为了测量准确与实验步骤精简，应先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力。由题图B可知，石块的重力为3.8N。（2）由称重法可知石块受到的浮力大小为F浮=G-Fc=3.8N-2.4N=1.4N液体与桶的总重力与桶的重力之差是物体排开液体的重力，由图中A、D两个步骤测出；其大小值G排=FD-FA=2.6N-1.2N=1.4N（3）根据（2）知F浮=1.4N，排开水的重力G排=1.4N故可以得出浸在水中的物体所受浮力的大小等于排开水的重力，即F浮=G排（4）溢水杯的水没装满，物体放入溢水杯时，先要使溢水杯满了才可以向外排水，导致排开水的重力偏小，则测得的浮力大于排开水的重力，即F浮>G排.14.如图甲为盛水的烧杯，上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降，直至将圆柱体全部浸入水中，整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示，g取10N/kg，下列说法正确的是（）A．圆柱体受到的最大浮力是3NB．圆柱体的高度为8cmC．圆柱体的密度是1.5×103kg/m3D．当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为800Pa【答案】C【详解】为了便于分析，弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象线段标上A、B、C、D四个点如下图：A．由图象可知，当h=0时，弹簧测力计示数为9N，此时圆柱体处于空气中，圆柱体重力G=F拉=9N图象中CD段圆柱体完全浸入水中，排开水的体积不再改变，受到的浮力不再改变，圆柱体受到的拉力F=3N，则圆柱体受到的最大浮力F浮=G-F=9N-3N=6N，故A错误；B．圆柱体从B点开始下表面接触水面，到C点刚好浸没水中，圆柱体的高度为h=8cm-4cm=4cm，故B错误；C．圆柱体完全浸没时，其体积等于排开水的体积，物体的体积V圆柱体密度ρ故C正确；D．由图可知，物体从接触水面到刚好浸没时，物体下降了4cm，但同时水面会上升，由于容器底面积未知，所以不能确定圆柱体下表面所处的深度，也就不能确定下表面受到水的压强，故D错误。故选C。15.如图甲所示，将一金属块挂在弹簧测力计的下方，弹簧测力计的示数为F1=2.7N。如图乙所示，当金属块浸没在水中时，弹簧测力计的示数为F2=1.7N。如图丙所示，当金属块浸没在某液体中时，金属块所受浮力为F浮2=0.8N。试完成下列问题：（1）图乙中金属块受到的浮力F浮1为多少N？（2）金属块的体积V金为多大？（3）图丙中液体的密度ρ为多大？【答案】（1）1N；（2）1×10-4m3；（3）0.8×103kg/m3【详解】（1）图乙中金属块受到的浮力为F（2）由阿基米德原理可知，金属块的体积为

V（3）当金属块浸没在某液体中时，金属块所受浮力为F由阿基米德原理可知，该液体的密度为ρ答：（1）图乙中金属块受到的浮力F浮1为1N；（2）金属块的体积V金为1×10-4m3；（3）图丙中液体的密度ρ为0.8×103kg/m3。16．（2023·山东济南·统考中考真题）把一块石头和一个西红柿同时放入水中，它们静止时西红柿漂在水面上，而石头沉入了水底，如图所示。石头和西红柿在水中受到的浮力的大小相比较（）

A．石头受到的浮力更大些B．西红柿受到的浮力更大些C．石头和西红柿受到的浮力一样大D．无法比较石头和西红柿受到的浮力大小【答案】A【详解】把一块石头和一个西红柿同时放入水中，它们静止时西红柿漂在水面上，而石头沉入了水底，西红柿排开的水的体积小于石头排开的水的体积，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，石头受到的浮力大。故选A。17．（2023·湖南郴州·统考中考真题）重为5N的实心物体挂在弹簧测力计下，物体浸没在水中时，弹簧测力计的示数为3N，此时物体受到的浮力为N，物体的密度是kg/m3。（g取10N/kg）【答案】2，2.5×103。【详解】此时物体受到的浮力为F浮=G-F=5N-3N=2N物体浸没在水中，物体的体积V物体的密度ρ=18．（2023·重庆·统考中考真题）小俊用弹簧测力计吊着质量为1.35kg的圆柱体，从如图位置缓慢浸入装满水、深度合适的溢水杯中，圆柱体底面积为100cm2、高为5cm。则圆柱体下降过程中（

）

A．浸没前弹簧测力计示数逐渐变大B．浸没前水对容器底部的压强逐渐变小C．浸入一半时弹簧测力计的示数为D．刚浸没时圆柱体底部受到水的压力为【答案】C【详解】A．浸没前，圆柱体排开水的体积变大，由F浮=ρ水gV排可知，受到浮力变大，由F=G-F浮可知弹簧测力计的示数逐渐变小，故A不符合题意；B．浸没前，溢水杯中一直是满的，水的深度不变，由p=ρ水gh可知水对容器底部的压强不变，故B不符合题意；C．圆柱体的重力G=mg=1.35kg×10N/kg=13.5N圆柱体的体积V=Sh=100cm2×5cm=500cm3=500×10-6m3=5×10-4m3浸入一半时圆柱体受到的浮力F弹簧测力计的示数为F=G-F浮=13.5N-2.5N=11N故C符合题意；D．刚浸没时圆柱体底部受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa圆柱体底部受到水的压力F压=pS=500Pa×100×10-4m2=5N故D不符合题意。故选C。19.（2023·山东烟台·统考中考真题）某实验小组为了研究浮力大小与物体排开液体重力的关系，进行了下面的实验，如图所示：

（1）实验过程中，利用哪些步骤能够计算出物体所受的浮力大小？哪些能够计算出物体排开液体的重力大小？（用图中的序号表示）（2）通过实验数据可以发现，浮力大小与物体排开的液体所受的重力有什么关系？（3）为了使结论具有普遍性，该小组还应该进行怎样的操作？（4）另外一个小组进行实验后，发现浮力大小与物体排开液体重力不相等，在排除误差因素的情况下，出现这个结果的原因可能是什么？（写出一条即可）【答案】（1）②③，①④；（2）浮力大小与排开液体的重力相等；（3）见解析；（4）见解析【详解】（1）实验过程中，利用步骤②③的测量数据，用称重法能够计算出物体所受的浮力大小。利用步骤①④的测量数据