沪科版物理八年级全册《9.2 阿基米德原理》同步练习
一 、单选题(本大题共11小题,共33分)
1.(3分)将易拉罐按入装满水的烧杯中,用力向下按,用力越大,饮料罐浸入水中的部分越多。针对这一现象,同学们经过讨论形成了下面四个问题,你认为最有探究价值且易于探究的科学问题是
A. 浮力大小与哪些因素有关?
B. 浮力大小与排开水的体积有什么关系?
C. 浮力大小与物体浸入水中的体积多少有什么关系?
D. 浮力大小与物体排开液体的体积多少有什么关系?
2.(3分)重牛的小球轻放入盛有水的烧杯中,溢出牛的水,小球所受浮力
A. 一定为牛 B. 一定为牛 C. 可能为牛 D. 可能为牛
3.(3分)如图所示,甲、乙两个完全相同的烧杯,放置在同一水平桌面上,杯内盛有密度不同的盐水。将同一小球分别放入两烧杯中,待静止时,两杯盐水液面相平,则
A. 甲杯盐水的密度小于乙杯盐水的密度
B. 盐水对甲杯底的压强小于盐水对乙杯底的压强
C. 小球在两杯盐水中的浮力相等
D. 甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强
4.(3分)年月日,巴拿马籍大型货轮“长赐号”在苏伊士运河搁浅,如图甲所示。日,海水涨潮、运河水位持续上升,日“长赐号”仍处于搁浅状态,日“长赐号“脱离运河河底,随着水位上升船身逐渐升高,最终如图乙所示。日,海水涨潮、运河水位持续上升过程中,“长赐号”受到的浮力
A. 一直变大 B. 先变大后不变 C. 一直不变 D. 先不变后变大
5.(3分)小明有一正立方体金属块,他想知道该金属块的密度,于是将金属块浸没在水中,如图甲所示,在将金属块缓缓从水中竖直提出来的过程中,画出了测力计拉力随提起高度变化的图象,如图乙所示.则该金属块的密度约为
A. $2.7×10 ^{3} kg/m ^{3} _{ }$
B.
C.
D.
6.(3分)如图所示,体积相同的三个球、、,则它们所受浮力最大的是
A. 球 B. 球 C. 球 D. 球和球
7.(3分)如图所示,物理小组利用体积为的潜水艇模型忽略进气排气管的体积探究潜水艇在水中如何实现上浮或下沉,下列说法不正确的是
A. 模型浸没在水中受到的浮力为
B. 若要让悬浮的模型上浮应使模型中进水
C. 模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力大小不变
D. 潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的
8.(3分)水平桌面上,完全相同的甲、乙、丙容器中装有同种液体,分别将体积相同的三个实心小球放入容器中,静止时三容器中液面相平。如图所示,则
A. 丙杯中小球受到的浮力最大 B. 乙杯中小球受到的浮力最大
C. 丙杯容器底受到的压强最大 D. 乙杯中小球受到的重力最大
9.(3分)如图所示,体积相同的、、三个球,则它们所受浮力最大的是
A. 球 B. 球 C. 球 D. 球和球
10.(3分)年月日,我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”如图所示成功首潜。潜水器在水面下匀速下潜过程中
A. 受到的重力小于浮力 B. 上、下表面受到的压力差变大
C. 受到的压强变大,浮力变大 D. 受到的压强变大,浮力不变
11.(3分)如图所示,为了测量某金属块的密度,小彤设计了如图所示的装置,金属块未放入量筒时,水面位置如图甲所示,将金属块完全浸没在水中时,水面升高至如图乙所示的位置。当动滑轮下方所挂钩码的总质量为时,、在图示位置达到平衡。已知每个滑轮的质量为,,绳重与摩擦均不计。下列说法中不正确的是
A. 金属块的密度为 B. 金属块的体积为
C. 金属块所受的浮力为 D. 细绳对金属块的拉力为
二 、填空题(本大题共5小题,共20分)
12.(4分)某项目化学习小组同学制作“浮漂器”,成功地验证了阿基米德定律。选取溢水杯、泡沫块、托盘和粗铁丝、细铁丝等材料制作成“浮漂器”。“浮漂器”的支撑杆由粗铁丝制成,下托盘由细铁丝制成。
①将“浮漂器”置于装有适量水的溢水杯,取一小石块放在上托盘,在支撑杆上标出水位刻度线。
②将小石块改放在下托盘,往上托盘加砝码,同时用空烧杯接收溢出的水,直到水位刻度线与水面相平。
③取下砝码,把烧杯中的水全部倒入上托盘。
由步骤①②得出石块所受浮力,由步骤②③得出烧杯中水的重力。因此,,即石块所受浮力等于其所排开的水受到的重力,从而验证了阿基米德原理。
泡沫块是制作“浮漂器”的关键要素之一。确定泡沫块高度,应考虑的因素有 ______。可多选
A.支撑杆的高度
B.托盘的质量
C.溢水杯的质量
D.泡沫块的密度
E.液体的密度
步骤①中将“浮漂器”置于溢水杯,判断杯中水为“适量”的依据是 ______。
分析步骤②③,该组同学得出结论:烧杯中所收集水的重力等于砝码的总重力,即。推测其观察到的现象为 ______。
有同学认为,往上托盘“加砝码”的操作存在缺陷,改进方法有 ______写出一种。
13.(4分)如图,重为,体积为的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在水中,物体受到的浮力是______,静止时弹簧测力计的示数是______。
14.(4分)排水量为的轮船在河中航行,受到河水的浮力是______如果河水密度为,船排开河水的体积为______
15.(4分)将一长方体木块放入盛水容器中静止时,木块体积的五分之四浸入水中,此时木块排开水的重力为,木块的密度为 ______ ;再将一重为 ______ 的石块置于木块上,木块恰好完全浸入水中。
16.(4分)如图所示,台秤上放置一个装有适量水的烧杯,己知烧杯和水的总重为,将一个重力为、体积为的长方体实心物体用细线吊着,然后将其一半浸入烧杯的水中,则细线对物体的拉力为______当把细线剪断后,物体受到的浮力为______,此时台秤的示数为______
三 、实验题(本大题共1小题,共6分)
17.(6分)在“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验中,小芳设计的实验步骤如图所示,按照、、、的顺序进行测量。小华认为,为了减小实验误差,可以进一步优化实验步骤,他将、、、重新排序。你认为小华的测量顺序应该是______,此实验得出的结论是______。
四 、计算题(本大题共1小题,共12分)
18.(12分)一个实心小球先后放入盛有足够的水和足够多的酒精的两个容器中,小球受到的力分别是牛和牛,酒精的密度为.
分析小球在水中和在酒精中的浮沉状态
求小球的密度.
答案和解析
1.【答案】D;
【解析】解:将易拉罐按入装满水的烧杯中,用力向下按,用力越大,饮料罐浸入水中的部分越多,易拉罐排开水的体积增大,易拉罐受到的浮力增大,此过程改变了排开液体的体积,因而实验最有探究价值且易于探究的科学问题是物体所受浮力大小与排开液体体积的多少有什么关系;故错误,正确。
故选:。
根据阿基米德原理可知,浮力与液体的密度、排开液体的体积有关,液体密度越大,排开液体的体积越多,则浮力越大,根据题中改变的量提出问题。
此题主要考查了阿基米德原理的探究实验,要掌握浮力大小的影响因素,会利用控制变量法能解释生活中有关的浮力问题。
2.【答案】C;
【解析】解:将一个重为的小球,放入盛有水的烧杯中,溢出烧杯的水重为,有以下几种可能:
①若烧杯中水是满的,溢出烧杯的水重为,根据阿基米德定律,浮力就是.
②若烧杯中水是不满的,溢出烧杯的水重为,说明物体排开的水的重力大于,所以浮力大于.
③若小球的密度等小于水的密度,则金属球会漂浮,所以浮力等于;
④若小球的密度等于水的密度,则金属球会悬浮,所以浮力等于;
⑤若小球的密度大于水的密度,则金属球沉底,所以,浮力小于.
综上分析,选项C符合题意.
故选C.
根据阿基米德定律,浸在液体中的物体受的浮力等于物体排开的液体的重力.
物体在液体中的浮沉条件:上浮:,悬浮:,下沉:;
如果被研究的物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下形式:
①,上浮,
②,悬浮,
③,下沉.
本题是一个易错题,若不细心分析就会认为浮力一定是所以本题的关键要想到烧杯中的水满不满.再就是要分析物体在水的状态有几种可能,因为状态不同浮力也不一样.
3.【答案】C;
【解析】解:、小球在甲杯中漂浮,则;在乙杯中悬浮,则;所以,,故A错误;
B、两杯中液面相平,相等,,由公式可知,故B错误;
C、读图可知,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中悬浮,则浮沉条可知,它们此时所受的浮力都等于自身的重力,即浮力相同,故C正确;
D、由于,则甲杯中盐水的密度大,甲中液体对杯底压强较大,又因为容器重力相同,底面积相同,据压强公式,得甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强,故D错误。
故选:。
根据小球的浮沉情况判断出杯中盐水密度的大小关系;
利用压强公式判断压强的大小;
根据漂浮与悬浮的条件可判断小球在不同杯子中受到的浮力的大小;
根据压强公式判断压强的大小。
本题的解答需要用到浮沉条件、液体压强公式、阿基米德原理、压强的变形公式等,同时还要进行严密的推理,综合性较强。
4.【答案】B;
【解析】解:图甲中“长赐号”搁浅时受力平衡,受到三个力的作用:竖直向下的重力、竖直向上的支持力和浮力,则受到的浮力小于重力;
随着水位上升,在“长赐号“脱离运河河底漂浮前的过程中,长赐号排开的水的体积逐渐变大,根据阿基米德原理可知,受到的浮力逐渐变大;
图乙中“长赐号“漂浮后,随着水位继续上升的过程中,船身逐渐升高,但排开水的体积不变,受到的浮力不变。
故选:。
根据阿基米德原理可知,浮力的大小与液体的密度和排开的液体的体积有关;据此分析涨潮时长赐号脱离运河河底前和脱离运河河底后排开水的体积变化,根据阿基米德原理分析浮力大小的变化。
此题主要考查了阿基米德原理的灵活应用,正确判断排开水的体积变化是解答该题的关键。
5.【答案】C;
【解析】 当金属块完全露出液面,没有浸入水体中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,据此求出金属块重,利用重力公式求金属块的质量;
根据当金属块未露出液面时拉力的大小,根据称重法求出物体受到的浮力,利用阿基米德原理求出金属块的体积,利用密度公式求金属块的密度。
该题考查了重力、浮力、质量、密度的计算,关键是公式和公式变形的应用,难点是需要通过金属块受到的浮力求出金属块的体积;一定不能通过图乙确定金属块的边长,然后求出体积。 当金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即在以上,从图可知,该金属块重力为:
,
金属块的质量为:,
由图可知:正立方体金属块未露出液面即在以下时,,
则根据称重法可知物体在水中受到的浮力为,
由得:
,
金属块的密度为:。
故选C。
6.【答案】C;
【解析】
由图可知,球在酒精中悬浮,球在酒精中悬浮,球在水中悬浮,利用利用阿基米德原理判断受浮力的大小关系。
此题主要考查了阿基米德原理的掌握和运用,知道并利用上水的密度大于酒精的密度是本题的关键。
由图可知,球在酒精中悬浮,球在酒精中悬浮,球在水中悬浮,体积相等
排出的液体体积相等
由可知,球所受浮力最大.
故选
7.【答案】B;
【解析】解:、模型浸没在水中受到的浮力:
,故正确;
、潜水艇是通过改变自重实现上浮或下沉的,若要让悬浮的模型上浮应使模型中放出水,故错误,正确;
、由可知,模型浸没后继续下沉的过程中体积不变,则受到的浮力大小不变,故正确。
故选:。
已知潜水艇模型的体积,由可求得模型浸没在水中受到的浮力;
潜水艇是通过改变自重实现上浮或下沉的;
由分析模型浸没后继续下沉的过程中浮力变化。
此题主要考查物体的浮沉条件,明确潜水艇是通过改变自重实现上浮或下沉的是关键。
8.【答案】D;
【解析】解:、甲、乙、丙中液体密度相同,由图可知,小球排开液体体积的关系为,根据可知,浮力关系为,故错误;
、液体密度相同,液体深度相同,根据可知,容器底部受到的压强相同,故错误;
、由图可知,甲中的小球处于悬浮状态,可得:,
乙中的小球处于沉底状态,可得:,
丙中的小球处于漂浮状态,可得:,
所以有:,
根据的变形式可得:,
根据可得:,故正确。
故选:。
由图可知小球排开液体体积的关系,根据可知各小球受到的浮力关系;
根据分析容器底部受到的压强关系;
根据浮沉条件分析出小球的密度与液体密度的关系,进而得出各小球的密度关系,根据密度公式和重力公式求出各小球的重力关系。
此题主要考查阿基米德原理和物体浮沉条件的应用、密度和重力公式的应用,关键是根据物体的浮沉条件判断出各小球的密度关系。
9.【答案】C;
【解析】解:由图可知,球在酒精中漂浮,球在酒精中悬浮,球在水中悬浮,
,
由可知,球所受浮力最大.
故选
由图可知,球在酒精中漂浮,球在酒精中悬浮,球在水中悬浮,利用利用阿基米德原理判断受浮力的大小关系.
此题主要考查了阿基米德原理的掌握和运用,知道并利用上水的密度大于酒精的密度是本题的关键.
10.【答案】D;
【解析】解:潜水器在水面下匀速下潜,此时水的密度不变,潜水器浸没在水中,其排开水的体积不变,但是在水中的深度逐渐增深。根据公式和公式浮液排可知,潜水器受到的压强增大,浮力不变,即上、下表面受到的压力差不变。故选项A、、均错误,D正确。
故选:。
物体受到浮力的原因是物体上、下表面受到液体的压力差作用,浮力的大小与液体密度和物体排开液体的体积有关,因此判断浮力的大小,关键判断液体密度和物体排开液体的体积发生怎样的变化。潜水器受到的压强大小与液体的密度和潜水器所处的深度有关,因此判断压强的大小,关键是判断液体密度和潜水器所处深度的变化。
该题考查了对液体压强和浮力的判断。判断时要了解影响液体压强和浮力大小的因素,并判断影响因素中哪些是定量,哪些是变量。
11.【答案】A;
【解析】解:
、由图甲和图乙得,金属块的体积,故正确;
、由于金属块浸没水中,则,
此时受到的浮力,故正确;
、由题意知,钩码和动滑轮的总重力,
由图乙知,绳子股数,绳重与摩擦均不计时,金属块对绳子自由端的拉力,
根据相互作用力的特点可知,细绳对金属块的拉力,故正确;
、由于金属块浸没水中时,受到平衡力作用,即,
金属块的质量,
则金属块的密度,故不正确。
故选:。
根据图甲和图乙可以计算出金属块的体积;
利用阿基米德原理计算出金属块所受的浮力;
先计算出钩码和动滑轮的总重力,利用滑轮组中力的关系式计算出细绳对金属块的拉力;
根据金属块受平衡力求出金属块的重力,进而求出质量,最后利用密度公式计算金属块的密度,据此选出答案。
此题主要考查了特殊方法测量固体密度,重点考查了滑轮组中力的关系式、平衡力、阿基米德原理、密度的计算等,属于综合题,有一定的难度。
12.【答案】BDE 泡沫块可以浸没水中但又不会使水溢出 水位刻度线与水面相平 加细食盐;
【解析】解:泡沫块高度与泡沫块所受浮力有关,而其浮力应大于托盘质量,故正确;
浮漂器能上浮,说明其所受浮力还得大于自身重力,即泡沫块的密度小于液体的密度,故正确;
又因为溢水杯和支撑杆在溢水杯的外部,溢水杯静止不动,所以与泡沫块所受浮力无关。
故选:。
判断杯中水为“适量”的依据是泡沫块可以浸没水中但又不会使水溢出;
两重力相等直观的现象是有相同的作用效果,即水位刻度线与水面相平;
砝码有最小重量,食盐颗粒的最小重量较砝码更小,故更精确。
故答案为:;泡沫块可以浸没水中但又不会使水溢出;水位刻度线与水面相平;加细食盐。
泡沫块高度与泡沫块所受浮力有关,浮力大于托盘重力和自身重力之和,能够上浮说明其密度小于液体密度;
杯中水为“适量”的依据是泡沫块可以浸没水中但又不会使水溢出;
两重力相等直观的现象是具有相同的作用效果;
砝码有最小重量,食盐颗粒的最小重量较砝码更小,故更精确。
此题主要考查阿基米德原理的应用,体现了物理来自生活,又服务于生活。
13.【答案】2; 3;
【解析】解:
物体浸没在水中,则物体排开水的体积,
根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力为:
,
由称重法测浮力可知,
则浸没在水中静止时弹簧测力计的示数:。
故答案为:;。
物体浸没在水中,则物体排开水的体积等于物体的体积;根据阿基米德原理求出物体受到的浮力;由称重法测浮力可知,据此求出静止时弹簧测力计的示数。
此题主要考查了阿基米德原理和称重法测浮力的应用,难度不大。
14.【答案】107 ; 103 ;
【解析】解:轮船所受浮力:。
由可得:
排开河水的体积:。
故答案为:;。
轮船所受浮力等于满载时排开水的重力。
根据公式即可求排开河水的体积。
该题考查浮力计算公式的应用,关键是知道物体漂浮时浮力等于自身重力还等于排开水的重力,本题的难点是对排水量的理解,这也是本题的重点。
15.【答案】;
【解析】解:木块漂浮,所受的重力,
木块的质量,
木块排开水的体积,
木块的体积,
木块的密度;
木块全部浸没所受的浮力,
石块的重力。
故答案为:;。
木块漂浮,根据得出所受的重力,根据得出木块的质量;
根据得出木块排开水的体积,根据得出木块的体积,根据密度公式得出木块的密度;
根据得出木块全部浸没所受的浮力,根据得出石块的重力。
此题主要考查浮沉条件和阿基米德原理的应用,是一道综合题。
16.【答案】 ; ; ;
【解析】解:
物体的一半浸入水中时受到的浮力:
,
则此时物体共受到重力、浮力和细线的拉力作用,且,
则细线对物体的拉力:
;
物体的质量:
,
物体的密度:
,
所以,当把细线剪断后,物体漂浮,受到的浮力:
;
托盘台秤的示数等于烧杯和水的重力、物体重力之和,即。
故答案为:;;。
对物体进行受力分析,求出物体一半浸入烧杯的水中受到的浮力,根据力的合成可求细线对物体的拉力;
根据计算的密度,和水的密度比较判断当把细线剪断后,物体在水中的状态,然后可求物体受到的浮力;
托盘台秤的示数等于烧杯和水的重力、物体的重力之和。
该题考查了阿基米德原理,密度公式、重力公式的应用,物体浮沉条件,力的平衡条件的应用,综合性较强,有一定的难度。
17.【答案】DABC 物体浸在液体中所受的浮力等于物体排开的液体所受的重力;
【解析】解:在这个探究中,应先测出空小桶的重力,再测物体的重力,然后将物体浸入溢水杯的水中,用小桶接住排出的水,最后测出小桶和接入水的总重力。所以重新排序应为:。
此实验的结论是:物体浸在液体中所受的浮力等于物体排开的液体所受的重力。
故答案为:;物体浸在液体中所受的浮力等于物体排开的液体所受的重力。
通过中的弹簧测力计可读出物体的重力;通过与中弹簧测力计的示数差可求出物体所受浮力的大小;根据图能得出排开的液体的重力。进而得出结论。
本题目就是考查学生对阿基米德实验的掌握程度,看学生能否掌握每个步骤,以及每一步要测量的对象,只要基本知识掌握扎实,题目不难做出。
18.【答案】解:(1)由题知,F浮水=0.9N,F浮酒=0.8N,则F浮水≠F浮酒,
根据漂浮条件浮力等于重力可判断,实心小球在水中和酒精中不可能都处于漂浮状态,
因为F浮水=ρ水V排水g,
所以,V排水===9×10-5,
因为F浮酒=ρ酒V排g,
所以,V排酒===1×10-4,
V排水≠V排酒,
根据浸没时排开液体的体积与物体体积相等的特点可判断:实心小球在水中和酒精中不可能都是沉入底部,
小球在水中和在酒精中一定是在一种液体中处于漂浮状态,
若小球在酒精中是处于漂浮,因为ρ水>ρ酒精,所以小球在水中一定也是处于漂浮.
小球所处的状态一定是:在水中漂浮,在酒精中沉没在容器底.
(2)小球在水中漂浮,
则球的重G球=F浮水=0.9N,
球的质量===0.09kg,
小球在酒精中下沉,
则球的体积V球=V排酒=1×10-4,
所以,球的密度:
ρ球===0.9×103kg/.
答:(1)小球在水中漂浮、在酒精中下沉;
(2)小球的密度0.9×103kg/.;
【解析】
根据小球在水中和在酒精中所受的浮力大小利用阿基米德原理可求排开水和酒精的体积,然后小球在水中和在酒精中所受的浮力大小和排开水和酒精的体积的大小,结合物体浮沉条件判断小球在水中和酒精中所处的状态;
在水中漂浮,知道受到的浮力,根据物体的漂浮条件和重力公式求小球重和小球的质量;在酒精中下沉,知道受到的浮力,利用阿基米德原理可求排开酒精的体积小球的体积,再利用密度公式求小球的密度.
该题考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理和物体的浮沉条件的掌握和运用,判断出小球在水中、酒精中的状态是本题的突破口,能在水中求出小球重、在酒精中求出小球的体积是本题的关键.