物理3 科学探究：浮力的大小练习

10.3科学探究：浮力的大小同步练习教科版初中物理八年级下册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 将A、B、C三个体积相同的小球投入到某液体中，静止时所处的位置如图所示，则三球所受浮力大小关系是

A. A、B、C三球所受浮力相等
B. B、C两球所受浮力相等，A球所受浮力小于B、C球
C. A、B两球所受浮力相等，C球所受浮力小于A、B球
D. A球所受浮力大于B球，B球所受浮力大于C球

2. 关于浸在水中的物体受到的浮力，下列说法正确的是

A. 物体的密度越大，受到的浮力越大
B. 物体没入水中越深，受到的浮力越大
C. 物体排开水的体积越大，受到的浮力越大
D. 漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大

3. 如图所示，一个棱长为的正方体竖直悬浮在某液体中，上表面受到液体的压力为，下表面受到液体的压力为取。下列说法错误的是     

A. 正方体受到的浮力为
B. 液体的密度为
C. 正方体上表面到液面的距离
D. 液体对正方体下表面的压强为
 

4. 水平桌面上有一个质量为1kg、底面积为的圆柱形盛水容器，在容器底部用细绳将一质量是600g，体积为的正方体木块固定在水中，木块有的体积浸入水中，绳子处于绷紧状态，木块静止后水深30cm，如图甲所示；现向容器中加入适量水水没有溢出直至液面与物体的上表面相平，此时绳子刚好断裂，如图乙所示；绳子断裂后木块再次静止时，如图丙所示。下列说法中正确的是

A. 甲图中绳子的拉力为8N
B. 从甲图到乙图所加水的重力为4N
C. 丙图相对于乙图的水面下降了2cm
D. 在丙图中，容器对桌面的压强是3400Pa

5. 如图所示，将实心铁块挂在弹簧测力计下，当铁块下表面与水面相平时，铁块开始缓慢下降。若容器中水足够深，在铁块接触容器底前，能正确反映弹簧测力计示数F和铁块下表面到水面距离h关系的图像是

A.
B.
C.
D.
 

6. 如图所示，体积相同的两物体A、B用细线系住，放入水中后，AB两物体处于悬浮状态，物体A重2N。现将细线剪断，待A、B静止后，物体A有三分之一体积露出水面。此时

A. 物体A受到的浮力为3N
B. 物体B对容器底部的压力为1N
C. 物体B受到的浮力为6N
D. 水对容器底部的压力变化量为2N
 

7. 如图所示，体积相同的两个实心小球甲、乙用细线连接在一起，把它们放入水中恰好处于悬浮状态，并且细线被拉紧。则下列说法正确的是

A. 甲乙两球的密度
B. 两球受到浮力
C. 剪断细线后，两球仍悬浮
D. 剪断细线前后容器底受到水的压强不变
 

8. 如图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。该过程中气泡密度和受到浮力、压强的变化情况，叙述正确的是
    

A. 密度、压强和浮力都变小 B. 密度、压强和浮力都变大
C. 密度、浮力变小，压强变大 D. 密度、压强变小，浮力变大

9. 如图所示，在图甲中，一实心铁球静止在装水的容器底，图乙一实心铜球静止在装煤油的容器底。铁球体积为，铜球体积为，铁球和铜球对容器底的压力大小相等，所受浮力分别为和，已知，则下列判断正确的是
    

A.  B.  C.  D.

10. 两个容器中分别盛有A、B两种液体，密度分别是、，将甲、乙密度计分别放入液体A、B中，静止时如图所示，甲、乙密度计所受重力分别为、，所受浮力分别为、，两支密度计上所标黑线为水的密度对应的刻线位置。下列判断正确的是

A.  B.  C.  D.

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 如图所示，已知木块的重力为，体积为，当木块在盐水中静止时细线的拉力为，则木块受到的浮力为      N，盐水的密度是      。取
     

12. 如图甲所示，在水平桌面上有一个盛有水的容器，木块用细线系住没入水中。将细线剪断，木块最终漂浮在水面上，且有的体积露出水面，如图乙所示。则甲、乙两图中，木块受到水的浮力之比是______，容器底部受到水的压强______，容器对水平桌面的压力______后两空均选填“大于”、“小于”或“等于”。

13. 袁隆平是世界杂交水稻之父，也是我们湖南人民的骄傲，他生前曾说过：“人就像一粒种子，要做一粒好种子”。春耕时节农民伯伯常常会利用盐水选种，好的种子会在盐水中下沉，是因为它受到的浮力______于重力，浸没在水中的种子在下沉的过程中，它受到的浮力变化情况是______。
14. 用弹簧测力计悬挂物体浸入水中，当物体体积浸在水中时，弹簧测力计的示数为；当物体体积浸在水中时，弹簧测力计的示数为；取下物体将其缓慢的放入水中，物体静止在水中时处于______，选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”状态，此时所受浮力是______容器足够大，水足够多。

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

15. 如图所示，请画出正在上浮的潜水艇的浮力和重力的示意图。

16. 如图所示，用绳子拉着重为G的正方体石块从离水面一定高度沿竖直方向缓慢下落到完全浸没在水中，直到离水面有一段距离为止石块没有碰到容器底，请画出物体所受拉力F大小随下落高度变化的图像。

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

17. 如图所示是小芳同学探究“阿基米德原理”的实验，其中桶A为圆柱形。
    正确的操作顺序是______。
    A.乙丙甲丁
    B.乙甲丙丁
    C.甲丁乙丙
    D.乙丙丁甲
    将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中，用桶B接住溢出的水，如图丙所示，则空桶A受到的浮力为______N；测出桶B和溢出水的总重力，如图丁所示，则桶A排开水的重力______桶A受到的浮力。

18. 在“探究浮力大小与排开液体所受重力的关系”实验中，小明利用弹簧测力计、石块、水、大烧杯和小桶等器材进行如图所示的四次测量，测量时，弹簧测力计的示数分别为、、、。
    
    为了探究浮力的大小是否等于排开液体所受到的重力，需要计算出浮力和石块排开液体所受重力的大小。其中石块受到的浮力的表达式______；石块排开水的重力的表达式______。比较和的大小就可以得到实验结论，石块密度的表达式为______用字母表示，水的密度为。
    实验结束后，同学们对如图中的实验操作进行思考，如果按乙、丙、丁、甲的顺序进行实验，______，按照这样的操作顺序，测出的石块密度值将______。

五、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

19. 如图甲所示，石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，直至全部没入水中。如图乙所示的是钢绳拉力随时间t变化的图像，若不计水的阻力g取，求：

石料全部没入水中时受到的浮力。

石料的体积。

石料的密度。






 

20. 排水量是轮船装满货物时排开水的质量。一艘排水量为8000t的轮船，装满货物在河水中航行。河水密度取。求：
    装满货物时，轮船和货物的总重；
    轮船排开水的体积。
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】B
 

【解析】略
 

2.【答案】C
 

【解析】略
 

3.【答案】C
 

【解析】略
 

4.【答案】C
 

【解析】解：
A、甲图中木块浸入水中的体积：
；
则木块受到的浮力：
，
木块的重力：，
木块静止时受力平衡，则绳子的拉力：，故A错误；
B、正方体木块的边长为，
则木块的底面积为，
加水后的水面升高的高度为，
由于木块的位置不变，则所加水的体积为；
所加水的重力：，故B错误；
C、乙图中木块浸没在水中，则木块排开水的体积：；
丙图中木块处于漂浮状态，则此时木块受到的浮力为，
由可得此时木块浸入水中的体积：
；
所以，丙图相对于乙图，排开水的体积变化量：；
水面变化的高度：，故C正确；
D、容器的重力；
甲图中，水的体积为；
水的重力，
丙图中，容器对桌面的压力大小：。
容器对桌面的压强为：
；故D错误。
故选：C。
甲图中，已知木块浸入水中的体积，根据阿基米德原理求出此时浮力；利用可求得自重力，对此时的木块进行受力分析可知，此时拉力等于浮力减去木块的重力；
求出所加水的体积，利用求出水的重力；
乙图中木块浸没在水中，丙图木块处于漂浮状态，根据漂浮条件和阿基米德原理求出排开水的体积；然后即求出排开水的体积变化量，进而求出水面下降的高度；
求出容器的总重力，容器对桌面的压力与重力相等，利用即可求出压强。
解决此题用到的知识比较多，有漂浮条件、浮力的公式、重力公式、体积公式、压强公式、密度公式等，灵活运用公式至关重要，但真正的难点还在于对题意的正确分析。
 

5.【答案】D
 

【解析】解：圆柱体的下表面接触水面至向下运动到容器底过程中，圆柱体受竖直向下的重力和竖直向上的浮力及弹簧测力计的拉力，当圆柱体浸没前，由可知，增大，增大，根据弹簧测力计的示数，圆柱体的重力G不变，增大，则弹簧测力计的示数F变小；当圆柱体完全浸没，不变，则弹簧测力计的示数F也不变，即弹簧测力计的示数和圆柱体下表面到水面距离h的关系图像如图D。
故选：D。
圆柱体从下表面接触水面开始，圆柱体受竖直向下的重力和竖直向上的浮力及弹簧测力计的拉力，根据受力情况，分析出弹簧测力计的示数变化情况。
此题是一道考查学生对浸在水中物体受力分析的综合训练题，并考查学生能分析各量的变化情况。
 

6.【答案】B
 

【解析】解：物体A有三分之一体积露出水面，说明物体A漂浮在水面上，根据物体的浮沉条件可知，物体A受到浮力：，故A错误；
漂浮时排开水的体积，A浸没时排开水的体积，根据可知，A浸没在水受到的浮力，
绳子未剪断时，两者悬浮在水中，A浸没在水中，A受到竖直向下的重力，水对A的浮力，细线对A拉力，根据力的平衡条件可知，细线对A拉力：，细线对B拉力：，
因为物体A、B的体积相等，根据可知，B浸没时的浮力：，B受到竖直向下的重力，水对B的浮力，细线对B拉力，根据力的平衡条件可知，B的重力：，
剪断后，物体A漂浮在水面上，则物体B沉入容器底部，此时B受到竖直向下的重力，水对B的浮力，容器对B支持力，根据力的平衡条件可知，容器对B支持力：，故B正确，C错误；
D.剪断后，物体A漂浮在水面上，则物体B沉入容器底部，此时AB排开水的总体积与未剪断细线时减少，根据可知，排开水的重力减少了，由于容器为柱形容器，所以水对容器底部的压力减小1N，故D错误。
故选：B。
根据物体的浮沉条件可求物体A漂浮时受到浮力；
根据可求物体A、B受到的浮力；
根据力的平衡条件分析出物体B的重力和B对容器底部的压力；
根据液体对柱形容器底部的压力大小等于液体的重力可分析水对容器底部的压力变化量。
本题考查了浮力的计算，物体浮沉条件、二力平衡条件的应用，综合性强，有一定的难度，利用好液体对柱形容器底部的压力大小等于液体的重力是解题的关键。
 

7.【答案】B
 

【解析】解：A、甲球受到的浮力、重力和绳子向下的拉力F，由于甲球处于静止平衡状态合力为零，则，则；乙球受到的浮力、重力和绳子向上的拉力F，由于铁球处于静止平衡状态合力为零，则，则；由于，则甲球的密度小于水的密度；由于，则乙球的密度大于水的密度，所以乙球的密度大于甲球的密度，故A错误；
B、甲和乙的体积相同，液体的密度相同，根据阿基米德原理可知，浮力相同，故B正确；
D、剪短细绳后，受力不平衡，，，则甲球上浮，乙球下沉，由于甲球处于漂浮，排开水的体积减小，则甲球受到的浮力减小，乙球仍处于浸没状态，则乙球受到的浮力不变，所以，甲乙两球共同受到的浮力减小，则排开水的体积减小，所以水面高度降低，故D错误。
故选：B。
物体的浮沉条件：上浮：；悬浮：；下沉：；或，上浮；，悬浮；，下沉；
根据阿基米德原理判断甲乙球排开液体的体积变化。
本题考查物体受力平衡的分析问题，物体浮沉条件和阿基米德原理的应用，要学会根据浮沉情况判断浮力和重力的关系及液体密度和物体密度的关系，同时会根据浮力和重力的关系及液体密度和物体密度的关系来判断物体的浮沉情况。
 

8.【答案】D
 

【解析】解：金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中，所处深度减小，根据可知，受到的液体压强变小，故气泡体积增大，而气泡内空气的质量不变，由可知，密度变小；
气泡上升时，体积变大，则排开水的体积变大，所以由可得：气泡受到水的浮力变大。
故选：D。
根据判断压强的大小变化；质量不随位置的改变而改变，气泡在水中上升的过程中体积增大，根据密度公式分析密度的变化；
根据公式可知气泡受到水的浮力的变化情况。
本题考查了对压强及浮力大小的判断、密度公式的应用，关键是掌握浮力和压强的计算公式，根据公式进行分析。
 

9.【答案】D
 

【解析】解：AB、如图甲，铁球受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和竖直向上的浮力，
根据力的平衡条件得，，
如图乙，铜球受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力力和竖直向上的浮力，
根据力的平衡条件得，，
铁球和铜球对容器底的压力等于其支持力，
因为铁球和铜球对容器底的压力大小相等，即，
所以，，
由于铁球和铜球分别浸没在水和煤油中，排开液体的体积等于各自的体积；
所以，，
整理得，，
由于，
所以，，
所以，，故A、B错误。
CD、根据阿基米德原理得，
铁球受到的浮力为：，
铜球受到的浮力为：，
因为，，
所以铜球受到的浮力小于铁球受到的浮力，即，故C错误，D正确。
故选：D。
对铁球和铜球进行受到分析，两者都受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和竖直向上的浮力作用，根据力的平衡条件列出等式，再根据两者受到对容器底的压力大小相等列出等式，通过，比较两者体积大小，再根据阿基米德原理判断浮力大小。
本题利用和阿基米德原理，以及力的平衡条件，比较铁球和铜球体积的大小，最后再次利用阿基米德原理比较浮力大小，综合性很强，有一定的难度。
 

10.【答案】C
 

【解析】解：
AC、密度计放入不同的液体中时始终处于漂浮状态，由密度计的重力不变可知，密度计在不同液体中受到的浮力相等，由阿基米德原理可知，密度计的刻度线越往上，排开液体的体积越大，液体的密度越小，即密度计的刻度自上而下越来越大；黑线为水的密度对应的刻线位置，则甲中液体的密度要大于水的密度，乙液体的密度要小于水的密度，即，，所以，故A错误，C正确；
B、由图知，密度计排开液体的体积：，液体的密度：，由阿基米德原理可知，，故B错误；
D、由图可知，密度计乙漂浮在液体B中，根据物体的浮沉条件可知，密度计受到的浮力等于自身的重力，即，故D错误。
故选：C。
根据阿基米德原理判断排开的液体的体积与液体密度的关系，得出密度计的刻度特点，据此判定、、的大小关系；
由图可以得出密度计排开液体体积的大小关系，再根据阿基米德原理分析浮力的大小；
密度计在水中漂浮时，受到的浮力等于自身的重力。
本题考查了阿基米德原理、物体的漂浮条件，利用好密度计漂浮是解此类题目的关键。
 

11.【答案】 
 

【解析】略
 

12.【答案】3：2  大于  等于
 

【解析】解：设木块的体积为V，则甲中排开水的体积，乙中排开水的体积，
则甲、乙两图中木块受到水的浮力之比为：：2；
将细线剪断，木块最终漂浮在水面上，木块排开水的体积变小，容器内水的深度变小，
由可知，甲中水对容器底部的压强大于乙中水对容器底部的压强，即大于；
将细线剪断，木块最终漂浮在水面上，容器和容器内水、木块的总重力不变，对桌面的压力仍等于总重力，故甲图中容器对水平桌面的压力等于乙图中容器对水平桌面的压力。
故答案为：3：2；大于；等于。
根据题意得出甲中和乙中木块排开水的体积，根据阿基米德原理求出两种情况下受到的浮力关系，物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等；
将细线剪断，木块最终漂浮在水面上，木块排开水的体积变小，容器内水的深度变小，根据可知容器底部受到水的压强变化，然后判断甲、乙两图中水对容器底部的压强关系；
将细线剪断，木块最终漂浮在水面上，容器和容器内水、木块的重力不变，对桌面的压力等于总重力。
本题考查了液体压强公式和固体压强公式、阿基米德原理的应用等，要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等。
 

13.【答案】小  不变
 

【解析】解：当种子下沉时，种子的浮力小于它所受的重力；浸没在水中的种子在下沉的过程中，排开的水的体积不变，根据可知，浮力不变。
故答案为：小；不变。
根据物体沉浮条件判断，当物体下沉时，物体所受的浮力小于它所受的重力；根据阿基米德原理判定浮力的变化情况。
本题目考查物体的沉浮条件，利用浮力重力的关系判断物体的沉浮，题目非常简单。
 

14.【答案】漂浮 
 

【解析】解：
由“当吊在弹簧测力计下的物体浸在水中的体积为物体体积的时，弹簧测力计的示数为；”可得：，
结合阿基米德原理可得：--------；
由“当吊在弹簧测力计下的物体浸在水中的体积为物体体积的时，弹簧测力计的示数为”可得：
-------
解得；
将代入可得；
当从弹簧测力计上取下物体将其缓慢的放入水中，假设其全部浸没，那么它受到的浮力：
，因为，
所以取下物体将其缓慢的放入水中，物体将漂浮，则物体静止时受到的浮力。
故答案为：漂浮；。
先利用称重法求浸在水中的体积为物体体积的时和物体浸入一半时受到的浮力，从而得出物体的体积和重力；
利用求出此时物体受到的浮力，和重力比较，确定物体存在的状态，利用物体的浮沉条件求此时物体受到的浮力。
本题考查了密度的计算、重力的计算、浮力的计算漂浮条件、阿基米德原理，涉及到用称重法测量物体受到的浮力，知识点多。
 

15.【答案】解：潜水艇受到的重力竖直向下，而浮力竖直向上，潜水艇上浮过程中，浮力大于重力，过潜水艇的重心，分别沿重力和浮力的方向画一条有向线段，如图所示：

 

【解析】潜水艇在水中受重力与浮力的作用，要使潜水艇上浮则浮力应大于重力。
本题考查受力分析，画图时要注意大小、方向及作用点，同时要标明力的名称。
 

16.【答案】解：用绳子拉着重为G的正方体石块从离水面一定高度沿竖直方向缓慢下落，未接触水面前，拉力与重力是一对平衡力，拉力不变；
石块慢慢浸入水中后，随着排开的水的体积变大，根据阿基米德原理可知，石块受到的浮力变大，根据可知，拉力会逐渐变小；
当石块全部浸入水中后，石块排开的水的体积不变，受到的浮力不变，则拉力不变，物体所受拉力F大小随下落高度变化的图像如图所示：

 

【解析】浸入液体中的物体受到的浮力的大小与物体排开的液体的体积、液体的密度有关，然后根据物体的受力情况分析拉力的大小。
本题考查了阿基米德原理的应用、物体的受力分析，明确石块受到浮力的大小变化是解题的关键。
 

17.【答案】B  2  等于
 

【解析】解：
要探究阿基米德原理，即要探究和的关系，根据图示可知，该实验中是用漂浮条件测出小桶A受到的浮力，即，需要测小桶A的重力；而测排开水的重力时，根据，需要测出小桶B的重力、小桶B与溢出水的总重力，则为了减小误差，应先测再测；
考虑到实验操作的方便性，应先测小桶B的重力，并把它放在溢水杯的正下方，再测小桶A的重力，测完之后再将小桶A放入溢水杯中处于漂浮状态，最后测小桶B与溢出水的总重力，所以合理的顺序为乙甲丙丁，故选B；
由图甲知，空桶A的重力为2N，图丙中空桶A在溢水杯中处于漂浮状态，则空桶A受到的浮力：；
由图乙知，空桶B的重力为，图丁中桶B和溢出水的总重力为，
桶A排开水的重力：，
所以比较可知，即桶A排开水的重力等于桶A受到的浮力；
故答案为：；；等于。
探究阿基米德原理时即和的关系，为了减小误差，应先测量空桶的重力和物体的重力，同时还要考虑实验操作的方便性；
本实验中是利用漂浮条件测空桶A受到的浮力；排开水的重力，据此结合测力计的示数可比较和的关系。
本题主要考查了漂浮条件的应用和对阿基米德原理的理解，特别要注意对探究过程的理解。
 

18.【答案】       变大
 

【解析】解：由图可知，由称重法可知；石块排开水的重力的表达式，所以如果，则可得出阿基米德原理；
石块的质量，
由得，石块的体积：，
则石块的密度；
由于桶壁、桶底挂水珠，减小，所以，由于变小，则计算出来的变小，根据密度公式可知，质量不变，体积变小，则密度变大。
故答案为：；；；；变大。
物体没有浸入液体中时弹簧测力计的示数等于物体的重力；物体重力与物体完全浸入液体后弹簧测力计示数之差是物体在液体中受到的浮力；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；分析实验现象得出实验结论；
根据计算出物体的体积，根据计算出物体的质量，从而可根据密度公式推导出物体的密度；
由于桶壁、桶底挂水珠，减小，故F，根据分析。
本题考查了学生对称重法测浮力、排水法测体积以及密度公式和重力公式的了解与掌握，考查学生的设计实验能力，知道实验的原理和方法是解决本题的关键。阿基米德反映了浸在液体中的物体受到的浮力与物体排开液体的重力的关系，只有掌握阿基米德的内容，才能正确掌握实验目的。
 

19.【答案】由题图乙可知，当石料没有浸入水中时，重力等于拉力，即，当石料完全浸入水中后，拉力，则。

根据得  ，  因为石料完全浸没，所以石料的体积 。

石料的质量，  石料的密度

【解析】略
 

20.【答案】解：
一艘排水量为2000t的轮船，即轮船满载时排开水的质量为8000t，则排开水的重力：
，
由阿基米德原理可得，装满货物时轮船所受的浮力，
根据漂浮条件可知，轮船和货物受到的总重力为：；
由密度公式可得，轮船排开水的体积：。
答：装满货物时，轮船和货物受到的总重力为；
轮船排开水的体积为。
 

【解析】排水量是轮船装满货物时排开水的质量，根据求出排开水的重力，由阿基米德原理可知轮船所受的浮力；根据漂浮条件可知，装满货物时，轮船和货物受到的总重力等于浮力，据此求出轮船和货物受到的总重力；
由密度公式得出轮船排开水的体积。
本题考查了重力公式、密度公式、漂浮条件和阿基米德原理的应用，是一道较简单的计算题。