第一章第3節(jié)《水的浮力》培優(yōu)訓(xùn)練A（解析版）

浙教版科學(xué)八年級上第一章第3節(jié)《水的浮力》培優(yōu)訓(xùn)練A知識點一：浮力的存在1．浮力是指浸在液體（或氣體）中的物體受到的液體（或氣體）對它豎直向上托的力。2．在液體中處于上浮、漂浮或懸浮狀態(tài)的物體受到浮力的作用，在液體中處于下沉狀態(tài)的物體也受到浮力的作用。3．在液體中下沉的物體，受到液體的浮力大小，可以用彈簧測力計測量：將物體懸掛在彈簧測力計的掛鉤上，測出物體受到的重力G，再將物體浸入液體中，讀出彈簧測力計的示數(shù)F，則物體在該液體中受到的浮力F浮＝G-F。4．浮力產(chǎn)生的原因（1）如圖所示，設(shè)想一立方體浸沒在液體中，它的六個表面都受到了液體的壓力，左右表面和前后表面的壓力大小相等、方向相反、作用在同一物體上，所以相互平衡。但上下表面由于所處的深度不同，上表面的壓強小于下表面的壓強，因此上表面的壓力F向下就小于下表面的壓力F向上，物體在上下表面產(chǎn)生了壓力差，這個壓力差就是液體對物體向上托的力，即F浮（F?。紽向上-F向下）。（2）浸在液體里的物體不一定受到浮力的作用。如：橋墩、攔河壩等因其下底面同河床緊密黏合，水對它向上的壓力F向上＝0，故物體不受浮力作用?？梢姰a(chǎn)生浮力的必要條件是：F浮＝F向上-F向下＞0，即F向上＞F向下。當F向上＝0或F向上≤F向下時，物體不受浮力作用。知識點二：阿基米德原理1．阿基米德原理的內(nèi)容：浸在液體里的物體，受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開液體受到的重力。其表達式為：F?。紾排液＝p液gV排液。2．對阿基米德原理的理解（1）p液是液體的密度，V排液是物體浸入液體時，排開液體的體積，而不是液體的總體積，也不是物體的體積。當物體浸沒時，V排液等于物體本身的體積V物，物體只有部分浸入液體時，V排液小于V物。（2）浮力大小只和物體排開液體的體積和液體的密度有關(guān)，而與物體本身的體積、密度、形狀、在水中的深度無關(guān)，也與液體的多少、物體是否在液體中運動等因素無關(guān)。（3）阿基米德原理也適用于氣體浮力的計算。典型例題【例1】關(guān)于浮力的說法你認為不正確的是（▲）A.將一石塊拋入水中，石塊在下沉過程中不受浮力B.在水中上升的木塊受到浮力C.在海邊游泳的人受到海水對他產(chǎn)生的浮力D.在空中上升的氫氣球受到空氣對它的浮力答案：A【例2】把一塊石蠟的底部磨平后置于燒杯底部，使它們之間密合（如圖所示），用手按住石蠟將水緩緩倒入燒杯中，直到水面淹沒石蠟塊后放手，則（▲）A.由于石蠟塊的密度比水小，所以石蠟塊會上浮B.由于石蠟塊受到水的壓力是向下的，所以石蠟塊不會上浮C.由于石蠟塊受到的摩擦力大于浮力，所以石蠟塊不會上浮D.由于水對石蠟塊沒有壓力，所以石蠟塊不上浮答案：B【例3】某組同學(xué)利用如下器材和步驟驗證“阿基米德原理”。（1）為驗證阿基米德原理，實驗需要比較的物理量是▲。（2）如圖是驗證阿基米德原理的一個實驗過程圖，通過圖中▲兩個步驟測出了浮力（填序號）。（3）在進行步驟C時看到的現(xiàn)象是▲。（4）DE兩步可以算出小桶中水的重力，這個重力跟▲相等。（5）小明同學(xué)利用上面實驗中的器材和木塊，進一步探究了漂浮在水面上的物體所受浮力的大小否遵循阿基米德原理。但實驗過程中有一個步驟與上圖不同，這個步驟是▲（填序號）。答案：（1）浮力和物體排開液體的重力（2）B和C（3）彈簧測力計的示數(shù)減?。?）受到的浮力(5)C【例4】如圖所示，用彈簧秤懸掛一物體，在空氣中彈簧秤示數(shù)為6N，當物體浸沒在水中時彈簧秤的示數(shù)是4N，g取10N／kg。求：（1）物體的重力G。（2）物體浸沒在水中受到的浮力F浮。（3）物體浸沒時排開水的體積V和物體的密度p。答案：（1）物體的重力G。（2）物體浸沒在水中受到的浮力F浮為2N；（3）物體浸沒時排開水的體積V為2×10-4m3,物體的密度p為3×103kg/m3自我檢測1.一個盛有鹽水的容器中懸浮著一個雞蛋，容器放在斜面上，如圖所示。圖上畫出了幾個力的方向，你認為雞蛋所受浮力的方向應(yīng)是（▲）A.F1B.F2C.F3D.F4【答案】C【解析】從浮力產(chǎn)生的原因和浮力的方向去解答此題?！痉治觥看祟}主要考查學(xué)生對浮力方向這一知識點的理解和掌握。學(xué)生要牢記浮力方向是豎直向上的?！驹斀狻侩u蛋懸浮在液體中，此時雞蛋上、下表面受到的液體壓力不同，這個壓力差就是雞蛋所受的浮力，因浮力的方向總是豎直向上的，所以F3正確；故選：C.2.如圖所示情景中沒有受到浮力的物體是（▲）【答案】A【解析】根據(jù)浮力的定義：浸在液體（或氣體）中的物體受到液體（或氣體）豎直向上托起的力叫浮力。【分析】解答此題的關(guān)鍵是明確浮力的定義，難度不大，屬于基礎(chǔ)知識?！驹斀狻緼、太空中沒有空氣，故遨游的“天空一號”不受到浮力；故A符合題意；B、浮力是浸在液體（或氣體）中的物體受到液體（或氣體）向上托起的力，航行的“遼寧號”受到水的向上托起的力，即受到浮力；故B不符合題意；C、下潛的“蛟龍”號在水中，但仍然受到水對它向上的浮力，故C不符合題意；D、空中上升的熱氣球受到空氣的浮力；故D不符合題意。故選A.3．將一小石塊和小木塊拋入一杯水中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)木塊浮在水面上，而石塊卻沉入水中，就此現(xiàn)象，下列分析正確的是（▲）A.木塊受到浮力，石塊不受浮力B.木塊不受浮力，石塊受到浮力C.木塊和石塊都不受浮力D.木塊和石塊都受到浮力【答案】D【解析】判斷物體在水中是否受到浮力的作用：關(guān)鍵是看上下表面是否存在壓力差?！痉治觥俊驹斀狻克械氖瘔K和木塊在水中上下表面存在壓力差，也就是都受到浮力作用，故A、B、C不符合題意故選：D4．關(guān)于物體所受的浮力，下列說法中正確的是（▲）A.漂浮的物體比沉底的物體受到的浮力大B.物體的密度越大，受到的浮力越小C.物體排開水的體積越大，受到的浮力越大D.浸沒在中的物體受到的浮力與深度有關(guān)【答案】C【解析】解答本題可根據(jù)阿基米德原理去分析，阿基米德原理告訴我們：浸在液體中的物體所受的浮力大小等于它排開的液體受到的重力?！痉治觥勘绢}考查了學(xué)生對浮力大小與哪些因素有關(guān)是否有清楚的了解，理解阿基米德原理是了解浮力大小與哪些因素有關(guān)的關(guān)鍵。一些學(xué)生會對選項A的判斷并不是很清楚，誤以為漂浮的物體比沉底的物體受到的浮力大，這是受了直觀感覺的影響，分析是有片面性的。其實判斷不同物體受到的浮力大小是不能靠物體的浮沉情況來判斷的，因為一個物體漂浮在液面上，是因為該物體受到的浮力等于該物體的重力，而另一個物體沉底，是因為該物體受到的浮力小于該物體的重力，而對于這兩個物體中哪個物體受到的浮力大，我們?nèi)匀贿€是不能比較出來。在這兒我們可舉一例，說明漂浮的物體受到的浮力不一定比沉底的大，如一個乒乓球漂浮在水面上，一個巨大的鐵塊沉底，雖然鐵塊沉底，但它受到的浮力要遠大于乒乓球。【詳解】由阿基米德原理F?。絇液gV排可知，物體浸在液體中所受的浮力大小只與液體的密度和物體排開液體的體積這兩個因素有關(guān)，而與其它因素都無關(guān)，所以選項A、B、D都是錯誤的；當液體密度相同時，物體排開液體的體積越大，受到的浮力越大；當物體排液體積相同時，液體密度越大，受到的浮力越大。故選C.5．如圖所示，A為木塊、B為鋁片、C為鐵球，而且VA＝VB＝Vc，把它們都浸沒在水中，則它們受到的浮力FA、FB、Fc之間的關(guān)系是（▲）A.FA>FB>FCB.FA<FB<FcC.FA=FB=FcD.FA>FB=FC【答案】C【解析】物體浸沒時排開液體的體積和本身的體積相等，已知三者的體積相等，根據(jù)阿基米德原理可知，三者所受浮力的關(guān)系?！痉治觥勘绢}考查了阿基米德原理的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道物體浸沒時排開液體的體積和本身的體積相等，是一道基礎(chǔ)題目?！驹斀狻坑捎谖矬w浸沒時排開液體的體積和本身的體積相等，且VA=VB=Vc,則把它們都浸沒在水中時，排開水的體積相等，由F=pgV排可知：三者受到水的浮力相等，即FA=FB=FC。故選：C.6．兩個物體分別掛在彈簧測力計上，將它們同時浸沒到水中，發(fā)現(xiàn)兩個彈簧測力計的示數(shù)不為零，但減小值相同。由此可以判斷（▲）A.兩個物體一定處在液體中相同深度B.兩物體所受的浮力相同C.在水中時，彈簧測力計示數(shù)是相同的D.在空氣中，彈簧測力計示數(shù)是相同的【答案】B【解析】物體浸沒在水中，彈簧測力計減少的示數(shù)就是物體受到的浮力大小，減小的示數(shù)相同說明受到的浮力相同?！痉治觥勘绢}考查了學(xué)生對阿基米德原理、液體壓強公式的掌握和運用，涉及到用稱重法測量物體受到的浮力，要求靈活選用公式，有難度?！驹斀狻緼.浸沒水中的物體受到的浮力與所處的深度無關(guān)，故A錯誤；B.因為物體都浸沒在水中，所以，F(xiàn)?。紾-F′,即兩物體受到的浮力相同，故B正確；CD.僅知道物體受浮力的大小關(guān)系，據(jù)F浮＝G-F′不能確定物體在空氣中的彈簧測力計示數(shù)、浸沒水中后彈簧測力計的示數(shù)的大小關(guān)系，故C、D錯；故選B.7．小杰同學(xué)在游玩海底世界時，觀察到魚嘴里吐出的氣泡上升時的情況如圖所示，對氣泡上升時受到的浮力和氣泡內(nèi)氣體壓強分析正確的是（▲）A.浮力不變，壓強不變B.浮力變小，壓強變小C.浮力變大，壓強變大D.浮力變大，壓強變小【答案】D【解析】由阿基米德原理F浮＝P液gV排可知，物體在液體中所受的浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)，所以要判斷氣泡在上升過程中受到的浮力是變大了還是變小了，就看氣泡的體積是變大了還是變小了；根據(jù)液體壓強特點：深度越深，壓強越大，判斷出氣泡所受液體壓強變化情況，再根據(jù)氣泡內(nèi)外壓強大小相等得出氣泡內(nèi)氣體壓強變化?！痉治觥勘绢}是有關(guān)液體浮力與壓強的題目，解題的關(guān)鍵是知道液體浮力與壓強的影響因素；【詳解】D.由于氣泡在上升過程中體積變大，所以根據(jù)阿基米德原理F浮＝P液gV排可知，氣泡所受的浮力變大；液體的壓強隨深度的增加而增大，由于氣泡在上升過程中深度減小，所以氣泡在上升過程中受到液體的壓強減小，所以氣泡內(nèi)的氣體壓強也會變小。故選D.8．在研究浮力的大小時，小明將浮于水面的盆子向下按，用力越大，盆子浸入水中的部分越多（如圖）。針對這一現(xiàn)象，同學(xué)們經(jīng)過討論形成了下面四個問題，你認為最有探究價值且易于探究的科學(xué)問題是（▲）A.物體所受浮力大小與哪些因素有關(guān)B.物體所受浮力大小與排開水的多少有什么關(guān)系C.物體所受浮力大小與排開液體體積的多少有什么關(guān)系D.物體所受浮力大小與物體浸入水中的體積多少有什么關(guān)系【答案】C【解析】根據(jù)阿基米德原理可知，浮力與液體的密度、排開液體的體積有關(guān)，液體密度越大，排開液體的體積越多，則浮力越大?！痉治觥勘绢}主要考查了阿基米德原理的探究實驗，要掌握浮力大小的影響因素，會利用控制變量法能解釋生活中有關(guān)的浮力問題?！驹斀狻繉⒏∮谒娴呐枳勇蛳掳矗昧υ酱?，盆子浸入水中的部分越多，盆子排開水的體積增大，盆子受到的浮力增大，此實驗最有探究價值且易于探究的科學(xué)問題是物體所受浮力大小與排開液體體積的多少有什么關(guān)系；故ABD錯誤，C正確。故選C.9．如圖所示，將一掛在彈簧測力計下的圓柱體金屬塊緩慢浸入水中（水夠深），在圓柱體接觸容器底之前，能正確反應(yīng)彈簧測力計示數(shù)F和圓柱體下表面到水面距離h的關(guān)系圖是（▲）【答案】A【解析】根據(jù)浮力的變化得出彈簧測力計示數(shù)隨深度的變化。浸沒前，物體浸入水中越深，受到的浮力越大；浸沒后，物體受到的浮力與浸沒深度無關(guān)?！痉治觥勘绢}主要考查的浮力的大小與物體排開液體體積的關(guān)系，也考查了學(xué)生對實驗的分析能力。【詳解】圓柱體逐漸浸入水中的過程中，浸入水中越深，它排開水的體積越大受到的浮力越大，彈簧測力計的示數(shù)越??；浸沒后，它排開水的體積不變，受到的浮力不變，則彈簧測力計的示數(shù)也不變。故彈簧測力計的示數(shù)是先變小后不變。故選：A.10．在“驗證阿基米德原理”的實驗中，彈簧測力計兩次示數(shù)差表明了物體受到的▲；用量筒測量物體排開液體的▲，并計算出物體排開液體受到的▲，然后比較兩者是否相等，并選擇▲物體多次驗證（填“同一”或“不同”）?！敬鸢浮扛×Γ惑w積；重力；不同【解析】研究浸沒在液體中的物體受到的浮力與它排開的液體所受重力之間的關(guān)系時：利用稱重法測量金屬塊受到的浮力，利用排水法得出金屬塊排開水的體積，再根據(jù)密度公式和重力公式求出排開水的重，通過比較得出結(jié)論?！痉治觥勘绢}考查了學(xué)生對稱重法測浮力、排水法測體積以及密度公式和重力公式的了解與掌握，考查學(xué)生的設(shè)計實驗?zāi)芰?，知道實驗的原理和方法是解決本題的關(guān)鍵?！驹斀狻浚?）根據(jù)稱重法可知，物體受到的浮力等于物體的重力減去浸在水中時彈簧測力計的示數(shù)，即F?。紽1-F2;所以，在“驗證阿基米德原理”的實驗中，彈簧測力計兩次示數(shù)差表明了物體受到的浮力；（2）用量筒測量物體排開液體的體積；根據(jù)p=m/V和G=mg求出物體排開液體受到的重力；（3）然后比較兩者是否相等得出結(jié)論；為了得出普遍的規(guī)律，則選擇不同的物體多次驗證。故答案為：浮力；體積；重力；不同。11．游泳時，有的人會有這樣的體驗：當人站立在水中且身體要浸沒時，池底對腳的支持力幾乎為零。假如一位重500N的同學(xué)正在體驗這種感覺，此時他受到的浮力方向為▲，大小約為▲N，排開水的體積約為▲m3（g取10N／kg，水的密度為1.0×103kg／m3）?！敬鸢浮控Q直向上；500;5×10-2.【解析】（1）浸沒在液體中的物體，液體對物體向上的壓強大于向下的壓強，向上的壓力大于向下的壓力，物體受到向上和向下的壓力差的作用，這個壓力差是物體受到的浮力。（2）根據(jù)阿基米德原理公式：F?。絇液gV排，結(jié)合物體的懸浮條件G=F浮,聯(lián)立求解即可?！痉治觥拷鉀Q此類題目主要是根據(jù)阿基米德原理公式：F浮＝P液gV排，根據(jù)物體的懸浮條件G=F浮，聯(lián)立求解。【詳解】液體對物體產(chǎn)生向上的壓力作用，其中向上的壓力大于向下的壓力，這個壓力差即物體受到的浮力，所以浮力方向為豎直向上的。當人站立在水中且身體將要浸沒時，池底對腳的支持力幾乎為零，則物體處于懸浮狀態(tài)，懸浮條件G=F浮，故F?。紾=500N,據(jù)阿基米德原理公式：F?。絇液gV排，則V排=F浮/P水g=500N/（1.0×103kg/m3×10N/kg）＝5×10-2m3故答案為：豎直向上；500;5×10-2。12．小華在探究影響浮力大小因素的實驗中，先在空氣中測出圓柱體的重力大小是1.0N，然后將圓柱體逐漸浸入水中，如圖甲所示，她測得圓柱體受到的浮力F和其底面進入水中的深度h的對應(yīng)數(shù)據(jù)如表：次數(shù)123456h/cm24681012F/N0.20.40.60.60.60.6（1）第1次實驗時彈簧測力計的示數(shù)為▲N。（2）利用表中數(shù)據(jù)，在圖乙中畫出F-h圖線；（3）當h＝▲cm時，圓柱體剛好全部浸沒水中。（4）如改用濃鹽水做實驗，在圖乙中再畫出F-h圖線。圖線上h＝6cm點的位置變▲（填“高”或“低”），這樣的比較是為了探究▲對浮力大小的影響。甲【答案】（1）0.8；（2）如圖所示．；（3）6；（4）高；液體的密度【解析】【分析】【詳解】（1）根據(jù)F浮=G-F得出F=G-F浮=1N-0.2N=0.8N；（2）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)逐個描點，畫出如圖所示的曲線；（3）當圓柱體剛好全部浸沒水中時，排開水的體積最大，因而所受的浮力最大，由表格中數(shù)據(jù)可知浮力大小為0.6N時，對應(yīng)的h值為6cm；（4）當h=6cm時，圓柱體剛好全部沒入濃鹽水中，排開液體的體積相同，因為濃鹽水的密度大于水的密度，根據(jù)F浮=P液gV排得出F浮變大，因面圖線上h=6cm點的位置變高，因為V排相同，而液體密度不同，因此探究的是液體密度對浮力大小的影響，13．小凡同學(xué)學(xué)習(xí)了阿基米德原理后，猜想：物體受到的浮力大小與物體的密度有關(guān)，于是小凡進行了新的探究：她選取了兩塊體積和形狀都相同的實心銅塊和鐵塊（銅的密度大于鐵的密度），進行了如圖所示的實驗。（1）小凡在探究過程中選取步驟▲和▲進行了對比，可得到銅塊和鐵塊受到的浮力相等。（2）小凡在實驗中測得：銅塊受到的浮力▲（填“大于”“小于”或“等于”）鐵塊受到的浮力，由此得出物體受到的浮力大小與物體的密度▲（填“有”或“無”）關(guān)。（3）聰明的小凡還計算出了銅塊的體積為▲m3，密度為▲g／cm3。（g取10N／kg）【答案】①AD;BE;②等于；無；③0.5×10-4;8.8.【解析】（1）要驗證物體受到的浮力與密度是否有關(guān)，需要使密度不同的物體浸入同一種液體，并且排開液體的體積相同，根據(jù)稱重法得到密度不同的物體受到的浮力進行比較；（2）同一物體排開液體體積不同，受到的浮力不同，對應(yīng)關(guān)系從拉力大小確定；（3）已知銅塊受到的浮力和水的密度，利用阿基米德原理變形公式得到銅塊排開水的體積，也就是銅塊的體積；已知銅塊的重力，可以得到質(zhì)量，已知質(zhì)量和體積，利用公式p=m/V得到密度。【分析】此題是阿基米德原理的驗證性實驗，同時還探究了浮力與物體密度的關(guān)系以及利用阿基米德原理測量不規(guī)則固體密度，綜合性較強，注意實驗設(shè)計的嚴謹性和正確應(yīng)控制變量法?！驹斀狻竣僖炞C物體受到的浮力與物體密度的關(guān)系，需要分別測出體積相同的鐵塊和銅塊的重力，然后金屬塊浸沒在水中，分別讀出彈簧測力計的拉力，最后利用稱重法計算金屬塊受到的浮力，所以實驗過程為ABDE;②鐵塊受到的浮力為：F鐵＝4N-3.5N=0.5N,銅塊受到的浮力為F銅=4.4N-3.9N=0.5N,所以銅塊受到的浮力等于鐵塊受到的浮力，說明物體所受的浮力大小與物體的密度無關(guān)；③由實驗步驟E得銅塊此時受到的浮力為0.5N；所以銅塊的體積為：V=V排=F浮/P水g=0.5N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=0.5×10-4m3銅塊的密度為p=m/V=G/Vg=4.4N/(0.5×10-4m3×10N/kg)＝8.8×103kg／m3=8.8g/cm3故答案為：①AD;BE;②等于；無；③0.5×10-4;8.8.14．如圖所示，將質(zhì)量為0.06kg的小球輕輕放入裝滿水的溢水杯中，溢出0.05kg的水（g取10N／kg）。求：（1）小球受到的浮力。（2）小球排開液體的體積。（3）小球的密度。【答案】（1）小球受到的浮力為0.5N；（2）小球排開液