人教新版物理八年级下学期 10.2 阿基米德原理 同步练习

这是一份人教新版物理八年级下学期 10.2 阿基米德原理 同步练习，共13页。
1．浮力计算的普遍公式是（ ）
A．F浮＝ρ液gV排B．F浮＝G物
C．F浮＝F1﹣F2D．F＝F向下﹣F向上
2．在学习浮力时，老师在课堂将空矿泉水瓶慢慢压入水中，直到完全浸没。下列对矿泉水瓶受到的浮力分析不正确的是（ ）
A．矿泉水瓶受到水对它竖直向上的浮力
B．浮力的大小等于它的重力
C．排开水的体积越大，受到的浮力越大
D．浸没前，压入越深，受到的浮力越大
3．如图甲所示，长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下，从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动。上升到离水面一定的高度处，图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象。根据图象信息，下列判断正确的是（ ）
A．该金属块重力的大小为136N
B．浸没在水中的金属块受到的浮力大小是136N
C．该金属块的密度是7.8×103kg/m3
D．在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
4．一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降，然后将圆柱体逐渐浸入水中。如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系图象（g取10N/kg）。下列说法正确的是（ ）
A．圆柱体受到的重力是8N
B．圆柱体的高度是9cm
C．圆柱体浸没时受到的浮力是4N
D．圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
5．如图（1），边长为10cm的立方体木块A通过细线与圆柱形容器底部相连，容器中液面与A上表面齐平。从打开容器底部的抽液机匀速向外排液开始计时，细线中拉力F随时间t的变化图象如图2．木块密度ρ＝0.6×103kg/m3，容器的底面积为200cm2．下列说法中正确的是（ ）
A．木块的重力是9N
B．容器中的液体是水
C．第30s时，木块露出液面的高度是4cm
D．抽液机每秒钟排出液体的质量是10g
6．如图所示，在弹簧测力计下悬挂一个重物A，缓缓浸入水与盐水中观察到测力计数如图所示。已知盐水的密度为1.2g/cm3，下列说法错误的是（ ）
A．图B中的物体A有一半的体积浸没在水中
B．图C中的物体A下表面受到的液体压力为2N
C．图D中的物体A密度为3×103kg/m3
D．图E中的物体A排开盐水的重力为2.4N
7．底面积为100cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水，放置于水平桌面上，现将体积为500cm3、重为3N的木块A轻放入容器内的水中，静止时如图甲所示。若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方，使A恰好浸没在水中（水未溢出），如图乙所示，不计绳的重力及其体积。则（ ）
A．物体B的密度为1.5×103kg/m3
B．物体B的体积为150cm3
C．容器对桌面的压强增加800Pa
D．绳子受到的拉力为4N
8．如图所示，水池底部的排水口用重为1N、面积为20cm2的塞子塞住，放水至虚线处。图甲中，如用弹簧测力计向上逐渐用力拉塞子，当弹簧测力计的示数为6N时，塞子恰好被拔出。图乙中，如用空心密闭塑料瓶（不计重力）代替弹簧测力计，同样使池中水位达到相同位置时恰好将塞子拔出。下列结论正确的是（ ）
A．图甲中未拉弹簧测力计之前，塞子受到浮力为1N
B．塞子未拔出前，甲图中水池的水深最大可达30cm
C．甲、乙两图中在塞子未拔出前，水池底受到水的压强都为2500Pa
D．图乙中塑料瓶排开水的体积不少于500cm3才能将塞子拔出
二．填空题（共7小题）
9．一正方体漂浮在水中，排开水的体积为1×10﹣3米3，它受到的浮力为 牛，排开水的质量为 千克。若该正方体漂浮在酒精中（ρ酒精＝0.8×103千克/米3），则排开酒精的质量为 千克。
10．质量相同的两个实心物体甲和乙，密度之比ρ甲：ρ乙＝3；2，将它们分别放入水和酒精中，静止时所受的浮力之比F甲：F乙＝8：9，ρ水＝1×103kg/m3，ρ酒精＝0.8×103kg/m3，则甲乙两物体的体积之比为 ，其中甲的密度是 kg/m3。
11．已知木块A的体积为1×10﹣3m3，重力为6牛，与固定在容器底部的轻质弹簧相连，如甲图所示。现向容器中缓慢注水，直至木块A完全浸没并处于静止状态，如图乙所示。当木块完全浸没并处于静止状态时，弹簧对木块的力的大小为 牛，方向 。
12．圆柱形容器的底面积为500cm2，其中装有水，水的深度为8cm，如图所示，现将一质量1.8kg、底面积100cm2、高20cm的长方体木块轻轻地放入容器中，当木块直立在容器底时受到的浮力是 N，再缓慢向容器中加入 kg水，恰能使木块对容器底的压强减为零（加水过程，水不会溢出容器）。
13．为了给立方体工件表面均匀地涂上某种油，需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内，如图甲所示。工件的下底面与油面的距离为h，力F与的大小关系如图乙所示。分析BC段：随着h的增大，工件所受的浮力大小将 （填“变大”、“变小”或“不变”）；到D点时，物体受到的浮力是 N
14．一个重30N，体积为0.002m3的物体用绳子悬挂着，如图所示。现将物体浸没在烧杯的水中，物体受到的浮力是 N（g＝10N/kg），物体浸没后继续下沉的过程中，水对杯底的压强 ，该物体所受到的浮力 （两空均选填“增大”“不变”或“减小”）。
15．在弹簧测力计下挂一个正方体，从甲图位置缓缓下降，逐渐浸入某种液体中（物体不溶于液体且不与液体发生反应），乙图是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象， 段图象说明浮力大小与排开液体的体积有关，这种液体的密度是 kg/m3．（g取10N/kg）
三．计算题（共5小题）
16．将体积V＝0.2×l0﹣3m3的物块A竖直挂在弹簧测力计下，在空气中静止时弹簧测力计的示数F1＝2.6N．将物块A浸没在水中，静止时弹簧测力计的示数为F2，如图所示。已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。
求：（1）物块A浸没在水中受到的浮力F浮；
（2）弹簧测力计的示数为F2；
（3）物块A的密度ρA。
17．在弹簧测力计下挂一圆柱体，从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降，圆柱体浸没后继续下降，直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求：（g取值10N/kg）
（1）完全浸没时，圆柱体受到的浮力？
（2）圆柱体的密度是多少？
（3）该圆柱体的底面积为多少？
18．如图是小强同学研究弹簧测力计的示数F与物体下表面离水面距离h的关系实验装置，其中A是实心均匀圆柱形物体，用弹簧测力计提着物体A，使其缓慢浸入水中（水未溢出）如图甲所示，从物体A下表面恰好接触到水面开始记录数据，得到F与h的关系图象如图乙所示。（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3）
（1）物体A的重力；
（2）物体A完全浸没时所受浮力；
（3）物体A的密度；
19．如图甲所示，一个边长为10cm的立方体木块，下面用一段细线与木块相连，细线另一端固定在容器底（容器高比细线与木块边长之和大得多）。现向容器中慢慢加水，直到装满容器，如图乙所示。若细线中的拉力用F表示，容器中水的深度用h表示，如图丙。求：
（1）图丙中的A点对应木块在水中的位置是处于 状态。
（2）该木块完全浸没在水中所受的浮力为多少牛顿？
（3）该木块的密度为多少？
（4）请在丁图中作出在此过程中木块所受浮力F随水位h变化的大致图象。
20．宋朝的怀丙和尚利用船的浮力打捞万斤的铁牛，如图甲，受此启发，小李同学设计了如图乙利用浮力打捞物品的装置。甲图所为一个足够高的柱形容器，底面积为500cm2，待打捞物体A质量为2.1kg，底面积为100cm2，高10cm；浮体B质量为0.5kg，底面积为200cm2，高为10cm，A、B正中央用一个不计质量和体积的弹簧相连。已知弹簧原长为10cm，弹簧每受到1N的拉力（压力）会伸长（收缩）0.5cm。
（1）浮体B的密度是多少；
（2）当柱状容器里面加水，直到弹簧处于原长时停止加水，如图乙，此时浮体B排开水的体积是多少；
（3）在（2）的状态下，若将弹簧下方的A取出后平放在B的正上方，如图丙所示，当A、B再次静止时，求AB总共受到的浮力为多少？（AB底部始终与水平面平行，不会倾倒）
参考答案
一．选择题（共8小题）
1． A。
2． B。
3． C。
4． D。
5． D。
6．C。
7． A。
8． C。
二．填空题（共7小题）
9． 10；1；1。
10． 2：3；1.125×103kg/m3。
11． 4；向下。
12． 10；3.2。
13．变大；1000。
14． 20；不变；不变。
15． BC；0.8×103。
三．计算题（共5小题）
16．解：（1）因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，物块A浸没在水中受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2×l0﹣3m3＝2N；
（2）在空气中静止时弹簧测力计的示数F1＝2.6N，即物体A的重力G＝F1＝2.6N，
由F浮＝G﹣F示可得，将物块A浸没在水中静止时弹簧测力计的示数：
F2＝G﹣F浮＝2.6N﹣2N＝0.6N；
（3）由G＝mg可得，物块A的质量：
m＝＝＝0.26kg，
则物块A的密度：
ρA＝＝＝1.3×103kg/m3。
答：（1）物块A浸没在水中受到的浮力为2N；
（2）弹簧测力计的示数为0.6N；
（3）物块A的密度为1.3×103kg/m3。
17．解：（1）由图象可知，当h＝0时，弹簧测力计示数为12N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知，G＝F拉＝12N；
从h＝7cm开始，弹簧测力计示数不变，说明此时圆柱体已经浸没在水中，对圆柱体受力分析，根据平衡关系可知，F浮＝G﹣F拉＝12N﹣4N＝8N；
（2）由阿基米德原理F浮＝ρ液gV排得：
V排＝＝＝8×10﹣4m3，
因为物体全部浸没，
所以物体的体积等于排开液体的体积，即V物＝V排＝8×10﹣4m3
物体的质量：
m＝＝＝1.2kg，
圆柱体的密度：
ρ＝＝＝1.5×103kg/m3；
（3）由图知BC段为物体慢慢浸入液体，至到浸没的过程，BC段的距离就是物体的高度，所以h＝7cm﹣3cm＝4cm＝0.04m，
根据V＝Sh知，
该圆柱体的底面积：S＝＝＝0.02m2。
答：（1）完全浸没时，圆柱体受到的浮力为8N；
（2）圆柱体的密度是1.5×103kg/m3；
（3）该圆柱体的底面积为0.02m2。
18．解：（1）当h＝0时，弹簧测力计的示数为4N，即物体A的重力G＝4N，
（2）由图乙可知当h≥8cm后物体完全浸没此时拉力为2N
则所受浮力：F浮＝G﹣F拉＝4N﹣2N＝2N；
（3）完全浸没在水中：
V＝V排＝＝＝2×10﹣4m3，
物体A的质量m＝＝＝0.4kg，
物体A的密度ρ＝＝＝2×103kg/m3。
答：（1）物体A的重力为4N；
（2）物体A完全浸没时所受浮力为2N；
（3）物体A的密度为2×103kg/m3。
19．解：（1）根据图丙中的A点对应木块在水中的位置可知，物体只受重力和浮力的作用，绳子对物体的拉力为零，并且物体处于静止状态时，部分体积露出水面，因此此时处于漂浮状态；
（2）木块的体积：V＝10cm×10cm×10cm＝1000cm3＝1×10﹣3m3；
木块完全浸没在水中，则V排＝V＝1×10﹣3m3；
木块浸没在水中所受的浮力：F浮＝ρgV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N；
（3）由题意可知，线拉直后，水还在倒入，所以木块排开水的体积继续增大，浮力增大，则下端线的拉力也相应增大；当木块浸没后，木块排开水的体积不变，浮力不变，则下端线的拉力也不变；
由图象可知，木块浸没时所受拉力最大为4牛，由力的平衡条件可得F浮＝G+F，
所以，木块的重力：G＝F浮﹣F＝10N﹣4N＝6N，
则木块的质量：m＝＝＝0.6kg，
木块的密度：ρ＝＝＝0.6×103kg/m3。
（4）由前面分析可知，木块先静止在底部，水增加到一定程度时，木块缓慢上浮（可认为是漂浮），线拉直后，继续加水直到浸没；
即浮力先随排开液体体积的增加而均匀增大，其次是浮力的大小保持6N不变，然后浮力又增大，当物体全浸入水中后，排开水的体积不变、浮力保持10N不变，故作图如下：
答：（1）漂浮；
（2）该木块浸没在水中所受的浮力为10N；
（3）该木块的密度为0.6×103kg/m3。
（4）
20．解：（1）B的体积VB＝SBhB＝200cm2×10cm＝2000cm3＝2×10﹣3m3；
则浮体B的密度为：ρB＝＝＝0.25×103kg/m3；
（2）根据弹簧处于原长可知浮体B处于漂浮状态，根据漂浮条件可知：
F浮B＝GB＝mBg＝0.5kg×10N/kg＝5N，
根据F浮＝ρ水gV排得：
V排＝＝＝5×10﹣4m3＝500cm3；
（3）如图丙所示，G总＝m总g＝（mA+mB）g＝（2.1kg+0.5kg）×10N/kg＝26N。
若A露出水面，B刚刚浸没时，受到的浮力F浮B＝ρ水gVB＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣3m3＝20N，
则G总＞F浮B，
所以，当A、B再次静止时，B完全浸没水中，A有部分浸入水中；
设A浸入水中的深度为hcm，此时弹簧的长度为Lcm，则被压缩的长度为△L＝10cm﹣L，
由于容器中水的体积不变，则：
S容（L+hB+h）﹣VB﹣SAh＝S容（hA+L0+hB浸）﹣V排﹣SAhA，
即：S容（L+hB+h）﹣VB﹣SAh＝S容（hA+L0+）﹣V排﹣SAhA，
所以，500cm2（L+10cm+h）﹣2000cm3﹣100cm2×h＝500cm2（10cm+10cm+）﹣500cm3﹣100cm2×10cm，
整理得：5L+4h＝67.5 ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
根据AB受力平衡可得：F浮+F＝G总，
即：F浮B+ρ水gSAh+＝G总，
20N+1.0×103kg/m3×10N/kg×（100×h）×10﹣6m3+＝26N，
整理得：2L﹣h＝14﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解①②可得：L＝9.5cm，h＝5cm，
则总浮力F浮＝G总﹣＝26N﹣＝25N。
答：（1）浮体B的密度是0.25×103kg/m3；
（2）如图乙，此时浮体B排开水的体积是500cm3；
（3）如图丙所示，当A、B再次静止时，AB总共受到的浮力为25N。