人教版八年级下册10.3 物体的浮沉条件及其应用课后作业题

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第十章  浮力第3节  物体的浮沉条件及应用知识能力全练知识点一  物体的浮沉条件1.(2021独家原创试题)如图所示是很多小朋友们喜欢吃的油炸芝麻球，细心的小明在给妈妈帮厨时发现，生芝麻球刚放到油中是沉底的，而快炸熟的芝麻球却是漂浮在油面上的，下列有关该现象的说法正确的是              (    )A.沉在油底的生芝麻球的密度小于油的密度 B.漂浮在油面上的芝麻球的重力大于受到的浮力C.沉在油底的生芝麻球对锅底的压力等于自身的重力 D.熟芝麻球受到的浮力大于生芝麻球受到的浮力2.(2021四川乐山键为期中)用天平测量体积为30cm3的实心物块的质量，天平右盘中的砝码及游码在标尺上的位置如图甲所示。将物块浸没在水中，物块受到的浮力为________N。如图乙所示，把该物块放入盛有另一种液体的烧杯中，物块恰好处于悬浮状态，则液体的密度为________kg/m3。(g取10N/kg)3.将适量橡皮泥包裹在吸管下端，制成了一支土密度计，将其分别放入盛有不同液体的甲、乙两个相同的容器中，静止时如图所示。若两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙，密度计在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙。从观察到的现象可以判断：F甲________F乙，ρ甲________ρ乙；密度计两次排开液体的重力分别为G甲、G乙,则G甲________G乙。(均选填“<”“=”或“>”)4.“停课不停学”期间，小明在“云课堂”中学习了密度计的相关知识后，想用家中可用器材(如图所示)，测出一枚新鲜鸡蛋的密度。已知水的密度为ρ水，请你帮他设计一个测量鸡蛋密度的实验方案。要求：(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量；(2)写出鸡蛋密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。5.(2021独家原创试题)如图甲所示，一底面积为0.02m2的长方体物块漂浮在水面上，已知其下表面受到水的压强为2000Pa。将一重为10N的铁块B放到物块A上时，物块A刚好浸没在水中，如图乙所示，(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg),则：(1)甲图中，长方体物块浸入水中的深度是多少？(2)甲图中，长方体物块受到水的浮力是多大？(3)物块A的密度是多少？知识点二  浮力的应用6.(2021山东德州齐河一模)图是关于浮力知识的应用实例，其中说法正确的是 (    )A.图甲中浸没在水中的潜水艇在下潜过程中所受浮力逐渐变大B.图乙中巨轮之所以能够浮在水面是因为用空心的办法增大了排开液体的体积C.图丙中液体的密度越大，密度计漂浮时受到的浮力就越大D.图丁中气球是利用填充气体密度大于空气密度的原理上浮7.(2021辽宁葫芦岛连山一模)如图是我国最先进的055型导弹驱逐舰，谓之“国之重器”。排水量达12300t,吃水深度8m(水面至舰底部的距离)，则其满载时受到海水的浮力为________N,舰底部受到海水的压强为________Pa；舰载直升机起飞后，导弹驱逐舰受到的浮力________(填“变大”“不变”或“变小”)(取g=10N/kg,ρ海水=1.0×103kg/m3)三年模拟全练8.(2021山西太原晋一大联考模拟，10，★☆☆)“海燕－×”号水下滑翔机实现了10619m的最大下潜深度，刷新了水下滑翔机下潜深度的世界纪录。如图所示为水下滑翔机的模型，机身上搭载的油囊可在油泵的控制下进行收缩或膨胀。当油囊收缩时，滑翔机下潜；当油囊膨胀时，滑翔机上浮。下列说法中正确的是              (    )A.滑翔机通过改变自身重力实现浮沉 B.油囊膨胀时，滑翔机受到的浮力增大C.油囊收缩时，滑翔机所受的浮力大于滑翔机的重力 D.上浮时滑翔机排开水的重力小于下潜时排开水的重力9.(2021河南郑州中牟二模，4，★☆☆)把某一实心物体放入水中，发现该物体体积的五分之一露出水面.若把它放入另一种液体，发现该物体在这种液体中悬浮，该物体从水到该液体中所受到的浮力大小将________(选填“变大”“不变”或“变小”)，这种液体的密度是________kg/m3。(水的密度为1.0×103kg/m3)10.(2021云南昆明一模，26，★★☆)底面积为100cm2的柱形容器内盛有适量的水，现将含有石块的冰块投入其中，恰好悬浮(如图所示)，此时水位上升了5.4cm；当水中冰块全部熔化后，相比熔化前水对容器底部的压强改变了50Pa。(ρ冰=0.9×103kg/m3,g取10N/kg)求：(1)冰块悬浮在水中时所受的浮力；(2)石块的密度。五年中考全练11.(2021广东中考，7，★☆☆)小明看到清淤作业人员正在将水塘底部的淤泥搬运到船上。他想：水面高度会变化吗？于是进行了探究：首先，将石块a和不吸水的木块b置于装有水的烧杯中，如图所示；然后，将石块a从水中拿出并轻轻放在木块b上，它们处于漂浮状态，则水面高度将              (    )A.下降 B.上升 C.不变 D.无法判断12.2020年4月22日，在中国海军成立71周年纪念日前夕，075型两栖攻击舰的2号舰在上海某造船厂正式下水。如图所示，这艘两栖攻击舰长约235米，宽约36米，排水量约为3.5×104吨，是中国海军舰艇中尺寸仅次于航母的军舰。下列说法正确的是(g取10N/kg)              (    )A.此军舰满载时受到的浮力约为3.5×104NB.军舰受到的浮力和军舰对水的压力是一对平衡力C.此军舰从长江驶入东海后，船体会下沉一些D.直升机从军舰上飞走后军舰所受浮力减小选择理由：________________________________________________________________________________。13.某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加入到圆柱形平底玻璃容器里，然后一起缓慢放入盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度h1=10cm时，容器处于直立漂浮状态，如图a所示。(已知容器的底面积S=25cm2,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)(1)求水对容器下表面的压强；(2)求容器受到的浮力；(3)从容器中取出100cm3的液体后，当容器下表面所处的深度h2=6.8cm时，容器又处于直立漂浮状态，如图b所示，求液体的密度。     核心素养全练14.港珠澳大桥由桥梁和海底隧道组成。隧道由一节节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成，如图所示，建造隧道时，先将沉管两端密封，如同一个巨大的长方体空心箱子，然后让其漂浮在海面上，再用船将密封沉管拖到预定海面上，向其内部灌水使之沉入海底并深埋在河床下。(假设海水密度为1.0×103kg/m3,每一节密封沉管的总质量为6×107kg,g取10N/kg)。(1)计算漂浮在海面上的一节密封沉管，在灌水前受到的浮力。   (2)画出漂浮的沉管的受力示意图。   (3)向沉管灌入一定水后，沉管排开水的体积为50000m3,此时沉管排开水的质量是多少？沉管受到的浮力是多少？   (4)在对密封沉管灌水使其下沉过程中，其下表面受到海水的压强大小将________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【参考答案及解析】第3节  物体的浮沉条件及应用知识能力全练1.D  由物体的浮沉条件可知，沉在油底的生芝麻球的密度大于油的密度，受到的浮力小于自身的重力，而漂浮在油面上的芝麻球的重力等于受到的浮力，故A、B错误，D正确；沉在油底的生芝麻球对锅底的压力等于自身的重力与受到的浮力之差，即生芝麻球对锅底的压力小于自身的重力，C错误。2.【答案】0.3   1.2×103【解析】物块浸没在水中时受到的浮力F浮＝ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×30×10-6m3=0.3N；物块的质量m=20g+10g+5g+1.0g=36.0g,当物块在液体中悬浮时，ρ液=ρ===1.2g/cm3=1.2×103kg/m3。3.【答案】=  <  =【解析】由于密度计漂浮，则F浮=G,所以，密度计在两种液体中受到的浮力相等，都等于密度计受到的重力，即F甲=F乙；由图知，密度计排开液体的体积：V甲排>V乙排，根据F浮＝ρ液gV排可知，液体的密度：ρ甲<ρ乙；因为密度计在甲、乙液体中受到的浮力相等，由阿基米德原理F浮=G排知，密度计两次排开液体的重力：G甲=G乙。4.【答案】(1)①用刻度尺测出塑料管的长度为l0；②将装有适量盐的塑料管竖直漂浮在水中，测出塑料管露出液面的长度为l1；③将鸡蛋放入水中，向水中加盐使鸡蛋悬浮，再测出塑料管露出液面的长度为l2，(2)ρ鸡蛋=ρ水【解析】(1)见答案(2)因塑料管在水中漂浮，塑料管受到的浮力等于其重力，即：F浮=G,设塑料管底端面积为S,塑料管排开水的体积为：V排水=S(l0－l1),根据阿基米德原理，则有：ρ水gS(l0－l1)=G①；因塑料管在盐水中漂浮，所受浮力等于其重力，即：F浮′=G,塑料管排开盐水的体积为：V排盐水=S(l0－l2),根据阿基米德原理，则有：ρ盐水gS(l0-l2)=G②；联立①②两式解得：ρ盐水＝ρ水，因鸡蛋悬浮于盐水中，根据物体沉浮条件知，此时鸡蛋的密度等于盐水的密度，即：ρ鸡蛋=ρ盐水＝ρ水5.【答案】(1)0.2m  (2)40N  (3)0.8×103kg/m3【解析】(1)长方体物块浸入水中的深度h=＝=0.2m；(2)物块受到的浮力F浮1=pS=2000Pa×0.02m2=40N；(3)由物体的浮沉条件可知，当物块如图甲所示漂浮在水面上时，物块的重力GA=F浮1=40N,所以物块的质量m===4kg；将一重为10N的铁块B放到物块A上时物块A刚好浸没在水中，此时物块A受到的浮力F浮2=GA+GB=40N+10N=50N,所以物块的体积V物=V排=＝＝5×10－3m3,物块的密度ρ===0.8×103kg/m3′6.B  浸没在水中的潜水艇在下潜过程中，水的密度和排开水的体积不变，所受的浮力不变，故A错误；巨轮之所以能够浮在水面上，是利用空心的方法增大排开液体的体积来增大浮力，故B正确；密度计测量不同液体密度时，都是漂浮的，浮力都等于自身重力，故错误；气球是利用空气的浮力工作的，只有填充气体的密度小于空气的密度时，才可以上浮，故D错误。7.【答案】1.23×108    8×104   变小【解析】导弹驱逐舰满载时，处于漂浮状态，则其满载时受到海水的浮力F浮=G排=m排g=12300×103kg×10N/kg=1.23×108N,此时舰底部受到海水的压强p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa；因为舰载直升机飞离后，导弹驱逐舰仍漂浮，但自重变小，导弹驱逐舰所受浮力变小。三年模拟全练8.B  油囊可以进行收缩或膨胀，则油囊排开的水的体积不同，受到的浮力不同，所以能实现浮沉，故A错误；油囊膨胀时，排开的水的体积变大，水的密度不变，根据阿基米德原理可知，滑翔机受到的浮力增大，故B正确；油囊收缩时，滑翔机会下沉，根据物体的浮沉条件可知，滑翔机所受的浮力小于滑翔机的重力，故错误；滑翔机本身的重力不变，上浮时滑翔机排开水的重力大于滑翔机的重力，下潜时排开水的重力小于滑翔机的重力，所以上浮时滑翔机排开水的重力大于下潜时排开水的重力，故D错误。9.【答案】不变   0.8×103【解析】物体在液体中漂浮或悬浮时，浮力等于物体本身的重力，故该物体从水到该液体中所受到的浮力大小不变；当物体漂浮或悬浮时F浮=G物,则ρ水(1－)Vg=ρ液Vg,解得ρ液=ρ水＝×1.0×103kg/m3=0.8×103kg/m3。10.【答案】(1)5.4N  (2)2.25×103kg/m3【解析】(1)冰块和石块的总体积：V总=S×△h=100×10－4m2×0.054m=5.4×10－4m3；悬浮时浮力等于重力，即F浮=G总=(m石+m冰)g=G排=ρ水gS×△h=1000kg/m3×10N/kg×0.01m2×0.054m=5.4N；(2)石块和冰的总质量：(m石+m冰)＝＝＝0.54kg，冰熔化后，水位下降的高度：h降=＝=5×10-3m,冰熔化成水质量m水=m冰不变，△V=＝=Sh降，冰的质量：m冰=Sh降×=100×10－4m2×5×103m×=0.45kg,石块质量：m石=0.54kg－0.45kg=0.09kg,石块体积：V石=V总－V冰=V总－=5.4×10-4m3－＝=4×105m3,石块的密度：ρ石=＝=2.25×103kg/m3。五年中考全练…11.B  有石块a和不吸水的木块b,石块a沉在水底，浮力小于重力，不吸水的木块b漂浮在水面，浮力等于重力，此时总浮力F1<G石+G木,将石块a放在木块b上后，a、b一起漂浮，总浮力等于总重力，即F2=G石+G木，因此F2>F1,而浮力越大，排开液体体积越大，水面越高，因此水面会上升，故B符合题意。12.【答案】D  直升机起飞时，舰艇仍漂浮，但自重G减小，则军舰所受浮力减小【解析】此军舰满载时受到的浮力F浮=G排=m排g=3.5×104×103kg×10N/kg=3.5×108N,故A错误；军舰受到的浮力和军舰对水的压力，二力的大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，作用在两个物体上，所以二力不是平衡力，而是一对相互作用力，故B错误；军舰不管是在海水中还是在江水中，都处于漂浮状态，浮力始终等于军舰的重力，所以军舰受到的浮力保持不变，从长江驶入东海后，由于海水的密度大于江水的密度，由公式F浮＝ρ液gV排可知，排开液体的体积减小，军舰要上浮一些，故错误；直升机起飞时，舰艇仍漂浮，但自重G减小，根据漂浮条件可知军舰所受浮力减小，故D正确。13.【答案】(1)1000Pa  (2)2.5N  (3)0.8×103kg/m3【解析】(1)水对容器下表面的压强：p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa.(2)容器受到的浮力：F浮=p1S=1000Pa×25×10－4m2=2.5N。(3)图a中容器漂浮，所以容器和容器中液体总重力等于此时所受的浮力，即：G液+G容=F浮，此为①式；图b中，水对容器下表面的压强：p2=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.068m=680Pa,此时，容器受到的浮力：F浮′=p2S=680Pa×25×10－4m2=1.7N,容器和容器中液体总重力也等于此时所受的浮力，即：G液′+G容=F浮′，此为②式；由①②两式得，取出液体的重力：△G液=F浮－F浮′=2.5N－1.7N=0.8N,取出液体的质量：m=＝=0.08kg；液体密度：ρ=＝=0.8×103kg/m3。核心素养全练·14.【答案】(1)6×108N  (2)如图所示  (3)5×107kg   5×108N  (4)增大【解析】正确解答本题需要认真观察示意图，并从中获取有效信息，然后利用浮力知识进行相关计算，旨在考查科学思维的能力。(1)沉管灌水前漂浮，F=G=mg=6×107kg×10N/kg=6×108N；(2)沉管漂浮时所受重力和浮力是一对平衡力，大小相等，方向相反，在同一直线上，据此画出它的受力示意图；(3)沉管排开水的质量m排=ρV排=1.0×103kg/m3×50000m3=5×107kg,沉管受到的浮力F浮=G排=m排g=5×107kg×10N/kg=5×108N；(4)由液体内部的压强规律知，对密封沉管灌水使其下沉过程中，其下表面处在水中的深度增大，受到海水的压强将变大。