人教版八年级下册10.3 物体的浮沉条件及其应用课堂检测

第十章  浮力

第3节  物体的浮沉条件及应用

一、选择题

1．当轮船从大海驶往长江的过程中（海水的密度大于江水的密度），下列说法正确的是

A．它受到的浮力变大                       B．它受到的浮力变小

C．它下沉了一些                           D．它上浮了一些

【答案】C

【解析】当轮船从大海驶往长江的过程中，处于漂浮状态，轮船的重力不变，受到的浮力不变，海水的密度大于江水的密度，根据阿基米德原理得到，所以轮船下沉一些。故选C。

2．如图所示，个头相近的苹果和梨，苹果漂浮在水面，而梨却沉到水底这是因为

A．苹果的体积较大

B．苹果受到的浮力较大

C．梨受到的重力较小

D．梨的密度较大

【答案】D

【解析】由图可知苹果漂浮在水面，根据物体的浮沉条件可知ρ苹果<ρ水，同理可得梨子沉到水底，则ρ梨>ρ水，因此梨子的密度大，而苹果和梨的重力、体积和所受浮力均无法推断，故梨子沉到水底是因为密度大，故D正确。故本题答案为D。

3．如图所示是中国航母“辽宁号”训练时舰载飞机飞行的图片。下列说法中正确的是

A．飞机飞离航母后，航母始终漂浮，航母所受浮力的大小不变

B．飞机飞行时能获得向上的压强差，是因为机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速

C．飞机在航母甲板上加速飞行时，受到平衡力

D．飞机在起飞过程中，惯性将消失

【答案】B

【解析】A．飞机飞离航母后，航母的总重减小，航母始终漂浮，航母所受浮力等于其重力，所以所受浮力减小，故A错误。B．飞机飞行时能获得向上的压强差，是因为机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速，机翼上方压强小于机翼下方的压强，故B正确。C．飞机在航母甲板上加速飞行时，运动状态不断改变，受到非平衡力的作用，故C错误。D．一切物体都具有惯性，惯性与物体的运动状态无关，故D错误。答案为B。

4．如图，小玲同学在做鸡蛋浮沉的实验时，在清水中鸡蛋下沉，此时鸡蛋所受浮力大小为F浮1，用适当的盐水使鸡蛋正好悬浮，此时鸡蛋所受浮力大小为F浮2，则F浮1与F浮2的大小关系是

A．F浮1>F浮2                              B．F浮1<F浮2

C．F浮1=F浮2                              D．不能确定

【答案】B

【解析】在清水中鸡蛋下沉，此时鸡蛋所受浮力大小为F浮1<G，用适当的盐水使鸡蛋正好悬浮，此时日鸡蛋所受浮力大小为F浮2=G，鸡蛋重力G不变，所以，F浮1<F浮2。故选B。

5．液体密度计常用来测定啤酒、牛奶等液体的密度。将密度计放在水中，如图所示，水面刚好在密度计的a点；若把此密度计放在足够多的酒精里（水>酒精），则液面应在

A．a点下方                               B．a点上方

C．a点                                   D．无法确定

【答案】B

【解析】密度计是用来测量液体密度的一种仪器，使用时漂浮在液面上，所以密度计放入水中时它受到的浮力等于它的重力；将它放入酒精里，所受到的浮力也等于它的重力，因为密度计重力不变，在酒精中所受到的浮力与放入水中时受到的浮力相等；根据G=F浮=ρ液gV排，G、g相同，ρ水>ρ酒精，可知在水中排开水的体积小于在酒精中排开酒精的体积，所以将它放入酒精里，酒精的液面在a点的上方。故选B。

6．如图所示，人漂浮在死海上看书，下列分析正确的是

A．海水的密度小于人体的密度

B．人所受的重力小于人所受的浮力

C．人与书本所受的重力与人所受的浮力是一对平衡力

D．人与书本所受的重力与人所受的浮力是一对相互作用力

【答案】C

【解析】A．液体的密度大于物体的密度时，物体漂浮；人漂浮在死海上看书，即海水的密度大于人的密度，故A错误；B．人漂浮在死海上看书，此时的浮力等于自身的重力，故B错误；CD、人与书本所受的重力与人所受的浮力是作用在同一物体上，大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，故是一对平衡力，故C正确，D错误；故选C。

7．为了航行安全，远洋轮的船体需标有国际航行载重线，即轮船满载时的“吃水线”。如图是某船满载时在不同水域、季节时的“吃水线”，其中FW为在淡水中航行时的“吃水线”，A、B两位置则为冬、夏两季在海水中航行时的“吃水线”，冬季海水密度大。若该船在不同水域、不同季节航行时，水（海水）面正好与“吃水线”相平，则下列判断中正确的是

A．该船从淡水中进入海水中所受浮力变大

B．该船在冬季航行时比夏季航行时所受浮力大

C．该船在冬季海水中航行时的“吃水线”在B位置

D．“吃水线”在“FW”处时该船排开水的质量最大

【答案】C

【解析】AB、船满载时在不同水域、季节时的“吃水线”，船都是处于漂浮，根据漂浮条件可知：F浮=G，轮船受到的浮力都等于轮船受到的重力G，该船在淡水、海水中或在冬季、夏季航行时浮力相等，故AB错误；C、已知冬季海水密度大，根据F浮=ρ液gV排可知冬季轮船排开海水的体积变小，所以“吃水线”应在B位置，故C正确；D、根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知：该船排开水的质量相等，故D错误。故选C。

8．我国拥有悠久的历史和灿烂的文化，如图展示了我国古代劳动人民的智慧成果，对其中所涉及的物理知识，下列说法中正确的是

A．倒装壶应用了连通器原理

B．孔明灯是利用空气浮力上升的

C．多壶式滴漏是用来测量水流速度的仪器

D．司南是利用磁体受地磁场作用来辨别方向的

【答案】ABD

【解析】A、倒装壶之所以具有这样的功能，是因为其壶内设计有特殊结构——两只隔水管，其中一管与壶底部的孔洞相连，另一管由壶的流口向下延伸，这一结构看似简单，却运用了连通器的原理，故A正确；B、点燃孔明灯中的松脂后，灯内空气密度小于外部空气密度，利用浮力升空的，故B正确；C、多壶式滴漏的受水壶中水量均匀增加，说明其计时过程也均匀的，这样计时才会准确，是计时的工具，故C错误；D、地磁场能对地球附近的磁体产生磁力，所以司南是利用磁体受地磁场作用来辨别方向的，故D正确。故选ABD。

9．如图所示，甲、乙、丙三个完全相同的容器，甲内装有酒精，乙和丙内装有适量的水后，在乙容器内放入木块漂浮在水面上，丙容器内放一个小球悬浮在水中，此时，甲、乙、丙三个容器内液面高度相同，下列说法正确的是

A．三个容器各自的总质量关系为m甲<m丙=m乙

B．三个容器底部受到的压强关系为p甲<p乙<p丙

C．若木块和小球的体积相同，则木块受到的浮力F1等于小球受到的浮力F2

D．若木块和小球的质量相同，则木块排开水的体积V1等于小球排开水的体积V2

【答案】AD

【解析】因为木块漂浮在乙容器中，所以F1=G木，根据阿基米德原理知道，G木=G排，所以，m木=m木排；因为小球悬浮在丙容器中，所以F2=G球；根据阿基米德原理知道，G球=G球排，所以，m球=m球排；由于三个容器完全相同，容器内液面高度相同，则液体的体积关系是：V甲=V乙+V木排=V丙+V球排=V；由图知道，各容器的总质量分别是：m甲=ρ酒精V；m乙=ρ水V乙+m木=ρ水V乙+m木排=ρ水V乙+ρ水V木排=ρ水（V乙+V木排）=ρ水V；m丙=ρ水V丙+m球=ρ水V丙+m球排=ρ水V丙+ρ水V球排=ρ水（V丙+V球排）=ρ水V；已知ρ酒精<ρ水，所以，m甲<m丙=m乙，故A正确；由于三个相同的容器内液面高度相同，且ρ酒精<ρ水，由p=ρgh知道，液体对容器底的压强关系是：p甲<p乙=p丙，故B错误；若木块和小球的体积相同，由图知道，V木排<V，V球排=V，所以V木排<V球排，由阿基米德原理F浮=ρ水gV排知道，F1<F2，故C错误；若木块和小球的质量相同，则m木=m球，即G木=G球；又因为F1=G木；F2=G球，所以，F1=F2，由阿基米德原理F浮=ρ水gV排知道，V1=V2，故D正确，故选AD。

10．如图所示，把甲、乙、丙三个体积相同的实心球放在装有水的大水槽中，甲漂浮，乙悬浮，丙沉在容器底部并且对底部有压力。则

A．它们受到的浮力关系是F甲<F乙=F丙

B．它们受到的重力关系是G甲<G乙<G丙

C．它们的密度大小关系是ρ甲<ρ乙<ρ丙

D．它们的密度大小关系是ρ甲=ρ乙<ρ丙

【答案】ABC

【解析】A．由图可知，甲漂浮，乙悬浮，丙沉底，则V排甲<V甲，V排乙=V乙，V排丙=V丙，V甲=V乙=V丙，故它们受到的浮力关系是F甲<F乙=F丙，故A正确；B．∵当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮，∴F甲=G甲，F乙=G乙，∵F甲<F乙，则G甲G乙，丙沉底，∴F丙G丙，∵F乙=F丙，∴G乙G丙，∴它们受到的重力关系是G甲<G乙<G丙，故B正确；CD．∵当物体的密度大于液体的密度时物体下沉，当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮，当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮，∴根据甲漂浮、乙悬浮、丙沉入底部可知：ρ甲<ρ乙<ρ丙，故C正确，D错误。故选ABC。

二、填空题

11．皮划艇是一项水上运动项目。某次比赛中，两运动员的总质量为145 kg，双人划艇的质量为15 kg，则该划艇静止时所受的浮力大小为__________N，排开水的体积为____________m3。

【答案】1 600  0.16

【解析】由于两个人和划艇的总质量为：

；

则两个人和划艇的总重力：；

由于划艇处于漂浮状态，浮力等于重力，即：。

由得：。

12．体积均为200 cm3的木块和合金块，放入水中静止时的情况如图所示，已知木块重为1.8 N，合金块重为6 N，则合金块受到的浮力为______N，木块露出水面的体积为________cm3。（g取10 N/kg）

【答案】2  20

【解析】由图可知合金块完全浸没在水中，V排=V合金=200 cm3=2×10–4 m3，合金块受到的浮力F合金=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2×10–4 m3=2 N。木块漂浮，根据浮沉条件可得，F浮木=G木=1.8 N，由F浮=ρgV排得，木块排开水的体积为：，木块露出水面的体积：V露=V木–V排木=200 cm3–180 cm3=20 cm3。

13．木块的密度是0.6 g/cm3，冰块的密度是0.9 g/cm3，若它们的体积相等，都漂浮在水面上，则木块受到的浮力________冰块受到的浮力，木块露出水面的体积________冰块露出水面的体积。（均选填“大于”“小于”或“等于”）

【答案】小于  大于

【解析】木块、冰块体积相等，木块的密度小于冰块的密度，根据公式m=ρV可知冰块的质量大于木块的质量；木块与冰块全部漂浮，浮力等于自身的重力；因为木块的重力小于冰块的重力，所以木块受到的浮力小于冰块受到的浮力；根据公式F浮=ρgV排可知，排开水的体积越大，受到的浮力越大，所以冰块排开水的体积大；因为体积相等，所以冰块露出水面的体积就小。

14．体积是60 cm3，质量是54 g的物体，将其缓缓放入装满水的烧杯中，物体静止后，溢出水的质量是_________g，将其缓缓放入装满酒精的烧杯中，溢出酒精的质量是_________g。（ρ酒精=0.8×103 kg/m3）

【答案】54  48

【解析】物体的密度=0.9 g/cm3，因ρ物<ρ水，物体在水中漂浮，根据漂浮条件：F浮=G，即m溢水g=m物g，则m溢水=m物=54 g；因ρ物>ρ酒，物体在酒精中沉底，则F′浮=ρ酒gV排，溢出酒精质量为：m溢酒=ρ酒V物=0.8 g/cm3×60 cm3=48 g。

15．人们常用“冰山一角”来形容事物显露出来的仅仅是其很小的一部分，更多的还隐藏在表面现象之下。事实上，冰山浮在海水中的确只露“一角”（如图），请你用所学物理知识计算出这露出的“一角”的体积与整个冰山体积的百分比为_________（已知ρ海水=1.03×103 kg/m3，ρ冰=0.9×103 kg/m3）。

【答案】12.6%

【解析】由于冰山浮在海平面上，根据漂浮条件可知：冰山所受浮力等于其重力，即F浮=G冰，则ρ海水V排g=ρ冰V冰g，所以，冰山浸没在海面之下的部分和冰山的体积关系：

，则。

16．如图，用一细绳拴住体积为0.6 dm3重为4 N的木块，使它浸没在水中，此时绳的拉力为________N；若剪断细绳，当木块静止时水面将________（选填“上升”、“下降”或“不变”，ρ水=1.0×103 kg/m3）。

【答案】2；下降

【解析】根据阿基米德原理知道，木块浸没在水中所受浮力是：F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.6×10–3 m3=6 N；由于物体受竖直向下的重力、细线的拉力和竖直向上的浮力而静止，所以受到的拉力是：F=F浮–G=6 N–4 N=2 N；由于木块浸没在水中时的浮力大于木块的重力，所以剪断细线后，木块会上浮直至漂浮在水面上，当漂浮时，所受到的浮力是：F浮′=G=4 N，即浮力变小，由F浮=ρ水gV排知道，排开水的体积减小，液面下降。

17．生活和生产中的很多物品都运用了物理学的知识。如图（a）所示为紫砂茶壶，倒茶水时应用_________的知识；如图（b）所示为注射器，抽取药液时应用________的知识；如图（c）所示为飞艇，空中飞行时应用_________的知识。（均填写所学物理概念或装置的名称）

【答案】连通器  大气压强  浮力

【解析】茶壶的上端开口下端连通，属于连通器，倒茶水时应用连通器的原理；针筒吸药液这一现象中，药液不是吸上去的，而是被大气压压上去的，利用的是大气压的知识；飞艇里所充气体的密度小于空气的密度，使受到空气的浮力大于飞艇重力而升空，是利用空气浮力升空的。

18．如图所示，甲、乙、丙三个完全相同的容器中装有不同种类的液体，将它们放置在水平桌面上。现将三个完全相同的圆柱体分别放入容器中，静止时液面相平。若三种液体对容器底部的压强分别为p甲、p乙、p丙，请按从大到小的顺序将其排列____________；若三个容器对桌面的压强分别为p′甲、p＇乙、p＇丙，请按从大到小的顺序将其排列___________。

【答案】p丙﹥p乙﹥p甲 

【解析】因为三个圆柱体完全相同，甲容器里的圆柱体悬浮，所以，在乙丙容器里的圆柱体都漂浮，所以，，所以，但是浸入液体内的体积不同，浸入液体的体积越多，则液体的密度越小。所以，放入三个圆柱体后液面高度相同，根据p，则，即。因为三容器对桌面的压力，甲浸入液体的体积最多，排开的液体体积也最多，液面上升的最多，所以原来甲容器里边的液体最少，所以甲容器里的液体质量最少。丙容器里的液体质量最大，即，三容器和桌面的接触面积相同，根据p，所以，。

三、实验探究题

19．小明探究“影响浮力大小的因素”的实验过程及有关数据如图所示。

（1）进行如图⑥所示实验时，物体受到的浮力为_________N。

（2）由图②、③、④所示实验得出的结论是：在液体密度相同时物体所受浮力的大小与__________________有关。

（3）由图_______所示实验得出的结论是：物体浸没在液体中时，所受浮力的大小与深度无关。

（4）小明由图③、⑦所示实验，得出物体受到的浮力大小与液体的密度有关的结论。他的分析过程是_______（选填“正确”或“错误”）的，你判断的理由是___________________________________。

（5）由图中的数据，可以求出盐水的密度为_______kg/m3。（ρ=1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg）

【答案】（1）0.8  （2）排开液体的体积  （3）④、⑤  （4）错误  没有控制排开液体的体积相同  （5）1.125×103

【解析】（1）由①④两图可以读出，物体重力G=5.0 N，物体全部浸没在水中时弹簧测力计的拉力，物体全部浸没在水中时的浮力，因为物体全部浸没在水中时浮力大小和深度无关，所以图⑥所示实验中物体所处的深度虽然增加了，但是浮力不变仍为0.8 N；

（2）由图②、③、④所示实验可知，液体的密度相同，排开液体的体积不同，物体所受的浮力大小不同，所以得出的结论是：在液体密度相同时，物体所受浮力的大小与排开液体的体积有关；

（3）物体浸没在液体中，探究和深度的关系时，应该控制液体密度、排开液体体积相同，深度不同，符合要求的是④⑤两图；

（4）浮力的大小除与液体的密度有关外，还与物体排开的液体体积有关，在乙、丙实验中没有对物体排开液体的体积进行控制，导致结论不准确；

（5）由①④知，浸没在水中时的浮力；由①⑦知，浸没在盐水中时的浮力；由得：物体的体积

盐水的密度

。

四、计算题

20．中国首艘国产航母001A于2017年4月26日正式下水（如图）。（g取10 N/kg，海水密度取1.0×103 kg/m3）问：

（1）航母001A设计满载排水量约7万吨，那么它满载时受到的浮力是多少；

（2）一位质量为60 kg的歼15舰载机飞行员双脚与甲板的接触面积是400 cm2，则他双脚站立时对甲板的压强是多少；

（3）这位飞行员驾驶歼–15战机以最大巡航速度1 800 km/h飞越宫古海峡（宽度约198 km），穿越这一海峡需要多长时间；

（4）若歼–15战机飞越宫古海峡时的发动机推力约为2×105 N，试求飞机在此过程中发动机的功率。

【答案】（1）7×108 N  （2）1.5×104 Pa  （3）0.11 h  （4）1×108 W

【解析】（1）满载时航母总重：，

因为航母漂浮，所以满载时航母所受的浮力：；

（2）飞行员的重力：；

飞行员对水平甲板的压力：；

站立时着地面积：;

双脚站立时对甲板的压强：；

（3）由得飞越宫古海峡的时间：

（4）发动机的功率：。

21．如图所示，A、B两物体用细线相连浸没水中，两物体恰好悬浮。细线的质量、体积忽略不计。已知物体A的体积为1 000 cm3，物体B的体积为100 cm3，物体B的质量为0.5 kg。（g取10 N/kg）求：

（1）物体B受到的浮力；

（2）细线对物体B的拉力；

（3）物体A受到的重力；

（4）细线剪断后，物体A静止时，浸入水中的体积。

【答案】（1）1 N  （2）4 N  （3）6 N  （4）6×10–4 m3

【解析】（1）据题意，B浸没在水中，则物体B受到的浮力：

F浮B=ρ水gV排B=1.0×103kg/m3×10 N/kg×100×10–6 m3=1 N；

（2）B物体的重力：GB=mBg=0.5 kg×10 N/kg=5 N；

细线对物体B的拉力：F拉B=GB–F浮B=5 N–1 N=4 N；

（3）因为物体间力的作用是相互的，

所以细线对物体B的拉力和B对细线的拉力大小相等，即F拉A=F拉B=4 N，

A浸没在水中时受到的浮力：

F浮A=ρ水gV排A=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1000×10–6 m3=10 N；

对物体A受力分析知：GA+F拉A=F浮A，

故物体A受到的重力：GA=F浮A–F拉A=10 N–4 N=6 N；

（4）因为物体A浸没在水中时的浮力大于其重力，所以剪断细线后，物体A会上浮直至漂浮在水面上，由于漂浮，所以F浮A′=GA=6 N，

由F浮=ρ水gV排得，此时物体A浸入水中的体积：

V浸=V排==6×10–4 m3。