专项综合全练（二）浮力的应用与计算、浮力与压强的综合 人教版八年级物理复习

专项综合全练(二)   训练Ⅰ与Ⅱ

训练Ⅰ 浮力的应用与计算

类型一  利用浮力测量密度

1.(2021山东德州庆云期中)如图是探究“浮力大小与哪些因素有关”实验中的部分操作：(ρ水=1.0×103kg/m3、g取10N/kg)

(1)物块A受到的重力是________N；

(2)物块A浸没在水中时受到的浮力是________N；

(3)物块A的体积是________m3；

(4)物块A浸没在盐水中，弹簧测力计示数如图丙所示，分析甲、乙、丙三图，说明浮力的大小与________有关；

(5)物块A的密度是________kg/m3

2.(2021湖南株洲茶陵模拟)如图小华用弹簧测力计、烧杯、水、体积和质量可忽略不计的薄塑料袋测量酱油的密度。

(1)测量前，应检查弹簧测力计指针是否指在________刻度上。

(2)把适量的酱油装入塑料袋，排出空气后扎紧口，用弹簧测力计测出重力G为3.6N；然后用弹簧测力计提着塑料袋浸没在水中，如图所示，弹簧测力计示数F1为________N。

(3)水的密度为1×103kg/m3,则可算出酱油的密度为________kg/m3。

(4)小华想测量白酒的密度，但ρ白酒<ρ水，他想了想，仍然用上述器材和方法继续测出了白酒的密度，则ρ白酒=________(请用G水、F2、ρ水来表示)

类型二  与浮力有关的计算

3.轮船的大小通常用排水量来表示，排水量就是轮船装满货物时排开水的质量。一艘排水量是1000t的船，如图所示，从长江驶入黄海，其排水量不变，但排开水的体积(等于船体在水面下的体积)会发生变化，导致轮船会上浮一些或者下沉一些。已知江水的密度ρ=1.0×103kg/m3、海水的密度ρ海=1.1×103kg/m3、g取10N/kg。

试求：

(1)这艘船装满货物时排开江水的质量是多少千克？

(2)这艘船装满货物时排开江水的体积是多少立方米？

(3)船从长江驶入黄海，它排开液体的体积如何变化？船浮起来一些还是沉下去一些？

4.(2021北京顺义二模)一个充满气体的飞艇的质量是1.5×103kg,体积为1500m3。当装入质量为m的货物后，飞艇恰好悬浮在空中，已知空气的密度是1.29kg/m3,g取10N/kg,求：

(1)充满气体的飞艇所受的重力大小G；

(2)空气对飞艇的浮力大小F；

(3)装入货物的质量m。

5.(2021内蒙古呼伦贝尔阿荣旗模拟)实验小组自制了一个简易潜水器，如图所示其外观体积为0.2m3,

潜水器自身的质量为20kg。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求：

(1)该潜水器漂浮在水面时所受的浮力；

(2)潜水器装载80kg的物体时，若要完全潜入水面下，至少应向水舱内注入水的体积是多少？

6.(2021云南昆明期中)如图甲所示，小明用弹簧测力计吊着一重为3.6N的实心圆柱体，将它竖直逐渐浸入水中，记下圆柱体下表面浸入水中的深度h和对应的浮力F浮，并画出F浮－h的图像(如图乙所示)。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求：

(1)圆柱体的高度；

(2)圆柱体浸入水中的深度h=10cm,静止时弹簧测力计的示数；

(3)圆柱体的密度。

训练Ⅱ 压强和浮力综合

类型一  压强浮力的定性分析

1.(2021独家原创试题)2021年6月29日下午，有市民在深圳近海拍摄到一头疑似布氏鲸(如图1所示)的鲸鱼出没。下列有关鲸鱼的说法正确的是              (    )

图1

A.漂浮在海面上的鲸鱼，受到的浮力小于重力

B.悬浮在海水中的鲸鱼排开水的体积大于漂浮在海面上的鲸鱼排开水的体积

C.当鲸鱼从深海上浮时，受到海水的压强逐渐变大

D.当鲸鱼向深海下潜时，会缩小肺部，使其重力大于浮力

2.(2021山东济南槐荫二模)如图2所示，鱼缸中小金鱼吐出的气泡，在水中上升的过程体积逐渐变大，则气泡受到水的压强、浮力的变化情况是              (    )

图2

A.压强变小，浮力变大 B.压强变小，浮力变小 C.压强变大，浮力不变 D.压强不变，浮力不变

3.(2021北京昌平二模)水平桌面上有两个规格完全相同的容器，两容器中分别盛有密度不同的液体P和液体Q,某同学将同一个橙子先后分别放入这两个容器中，橙子在液体中静止后的情景示意图如图3甲和乙所示，两次实验中液面到容器底的高度相等(h1=h2),下列判断正确的是              (    )

A.橙子在液体P中受到的浮力比在液体Q中受到的浮力小

B.液体P的密度比液体Q的密度大

C.橙子在液体P中排开液体的质量比在液体Q中排开液体的质量大

D.图甲中液体对容器底部的压强比图乙中液体对容器底部的压强小

4.(2021河南新乡获嘉三模)小玥把一些细铜丝塞入吸管的下端，并用石蜡将其下端封闭起来，使吸管能竖直地漂浮在液体中。然后她将盛有液体的甲、乙两个相同容器静置于水平地面上，把这支吸管分别放入两种液体中，静止时液面相平(如图4)。下列说法正确的是              (    )

图4

A.液体的密度关系ρ甲：ρ乙=h甲：h乙 B.吸管下端所受液体压力大小关系F甲>F乙

C.容器对地面的压强大小关系p甲<p乙 D.吸管排开液体的质量大小关系m甲>m乙

类型二  压强、浮力的定量计算

5.(2021四川泸州中考)2020年11月10日8时12分，奋斗者号在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度为10909m。奋斗者号在加速下潜过程中浮力________重力(填“大于”“等于”或“小于”)，下潜到1.0×104m深处时受到海水的压强为________Pa。能承受如此大的压强，归功于我国最新研制的钛合金材料，该合金密度为4.5g/cm3,假如有9×103kg该材料，其体积为________m3(g取10N/kg,海水密度取1.03×103kg/m3)o

6.(2021福建中考)如图5，将一边长为10cm的正方体木块放入装有某液体的圆柱形容器中。木块静止时露出液面的高度为2cm,液面比放入前升高1cm,容器底部受到液体的压强变化了80Pa,则木块底部受到液体压强为________Pa,木块受到的浮力为________N。(g=10N/kg)

7.(2021广西南宁宾阳期中)将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下，物体下表面刚好与水面接触，从此处匀速下放物体，直至浸没(物体未与容器底接触)的过程中，弹簧测力计示数F与物体下表面浸入水中深度h的关系如图6所示，求(g取10N/kg):

(1)圆柱体受到的重力；

(2)圆柱体浸没时受到的浮力；

(3)圆柱体刚好浸没时下表面受到的液体压强；

(4)圆柱体的密度。

8.如图7，水平桌面上放有一圆柱形溢水杯，它的重为3N、底面积为300cm2、溢水口距杯底20cm,内装水的深度为18cm。将一体积为1000cm3、密度为0.9g/cm3的正方体木块缓慢放入水中，不计溢水杯厚度，(g取10N/kg)求：

(1)木块的质量m；

(2)木块放入前，水对溢水杯底的压力F；

(3)木块放入水中静止后，溢水杯对桌面的压强p。

【参考答案及解析】

训练Ⅰ 浮力的应用与计算

1.【答案】(1)2.6  (2)1  (3)10－4  (4)液体的密度  (5)2.6×103

【解析】

(1)由甲图可知，物块A的重力G=2.6N；

(2)由图乙可知，A浸没在水中时受到的浮力：F浮=G－F=2.6N－1.6N=1N；

(3)物块的体积V=V排=＝=10－4m3；

(4)观察甲图、乙图和丙图可知，物体排开液体的体积相等，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，即浮力不同，所以可得结论：浮力的大小与液体的密度有关；

(5)物块A的密度：ρ==＝=2.6×103kg/m3。

2.【答案】(1)零  (2)0.6  (3)1.2×103  (4)ρ水

【解析】

(1)使用弹簧测力计时，首先要“调零”，即检查指针是否在零刻度线：

(2)由题图可知，弹簧测力计的示数是0.6N；

(3)把装有酱油的塑料袋浸没在水中的时候，忽略塑料袋的体积，酱油的体积等于排开水的体积，酱油的重力G=mg=ρ酱油gV酱油=3.6N①，酱油浸没在水中受到的浮力F浮=3.6N－0.6N=ρ水gV排②，解得ρ酱油=1.2ρ水=1.2×102kg/m3；

(4)水的体积即排开的自酒的体积为：V=＝；装水的塑料袋受到的浮力为：F浮′=G水－F2；根据阿基米德原理可知：F浮′=G水－F2=ρ白酒gV=ρ白酒g,则白酒的密度为：ρ白酒＝ρ水。

3.【答案】(1)1×106kg  (2)1000m3  (3)见解析

【解析】

(1)轮船满载时排开的水的质量m排=1000t=1×106kg；

(2)轮船所受的浮力：F浮=G排=m排g=1×106kg×10N/kg=1×107N；排开江水的体积：V排=＝=1000m3；

(3)船从长江驶入黄海后，仍然漂浮，因此浮力不变；海水密度大于江水，由F=ρgV排知，在浮力一定时，液体密度增大，排开液体的体积减小，也就是船体上浮一些。

4.【答案】(1)1.5×104N  (2)1.935×104N  (3)435kg

【解析】

(1)充满气体的飞艇所受重力的大小G=m艇g=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N；

(2)空气对飞艇的浮力F=ρ气gV=1.29kg/m3×10N/kg×1.5×103m3=1.935×104N；

(3)货物的重力：G货=F－G=1.935×104N－1.5×104N=4350N,货物的质量：m=＝＝435kg。

5.【答案】(1)200N  (2)0.1m3

【解析】

(1)潜水器受到的浮力：F浮=G=mg=20kg×10N/kg=200N；

(2)潜水器与所载物体的总重：G总=m总g=(m+m物)g=(20kg+80kg)×10N/kg=1000N,潜水器潜入水面下排开水的体积等于潜水器的体积，潜水器受到水的浮力：F浮′=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m3=2000N,若要完全潜入水面下，至少注入水的重力加上潜水器与所载物体的总重等于潜水器受到的浮力，至少应注入水的重力：G水=F浮′－G总=2000N－1000N=1000N,由G水=m水g=ρ水V水g得至少注入水的体积：V水=＝=0.1m3。

6.【答案】(1)20cm  (2)3N  (3)3×103kg/m3

【解析】

(1)由乙图可知，圆柱体下表面浸入水中的深度大于20cm时，所受浮力一直保持1.2N不变，可知圆柱体浸入水中的深度为20cm时，恰好浸没于水中，圆柱体的高度为20cm；

(2)由图乙可知圆柱体浸入水中的深度h=10cm时的浮力F浮=0.6N,弹簧测力计的示数F拉=G－F浮=3.6N－0.6N=3N；

(3)圆柱体的质量m=＝＝0.36kg,由图乙可知，圆柱体的体积V＝＝＝

1.2×10－4m3,圆柱体的密度ρ物＝＝=3×103kg/m3o

训练Ⅱ 压强和浮力综合

1.D  因为漂浮在海面上和悬浮在海水中的鲸鱼受到的浮力都等于其自身的重力，由公式V排＝可知，这两种状态下鲸鱼排开海水的体积相等，故A、B错误；当鲸鱼从深海上浮时，深度变小，由压强公式p=ρgh可知，鲸鱼受到海水的压强逐渐变小，故C错误；当鲸鱼向深海下潜时，会缩小肺部，使其排开海水的体积减小，浮力减小，当重力大于浮力时就能下潜了，故D正确。

2.A  气泡在上升过程中，体积逐渐变大，深度变小，根据p＝ρgh可知，气泡受到的压强在不断减小；根据F=ρgV排可知，气泡受到的浮力在不断变大。

3.D  同一个橙子在液体P、Q中漂浮，浮力等于重力，浮力相同，故A错误；根据F浮＝ρ液gV排，在浮力相同时，由图知V甲排>V乙排，所以ρP<ρQ,故B错误；橙子受到的浮力相同，排开的液体的重力相同，即排开的液体的质量相同，故C错误；深度相同，根据p＝ρgh可知，甲中液体对容器底部的压强比乙中液体对容器底部的压强小，故D正确。

4.C  同一个吸管分别放在甲、乙液体中都漂浮，所以F浮甲=F浮乙=G,即ρ甲gV排甲=ρ乙gV排乙,ρ甲：ρ乙=h甲:h乙,故A错误。吸管受到的浮力F浮=F下表面一F上表面=F下表面，由于受到的浮力相等，所以吸管下端受到的压力相等，故B错误。由图可知：排开的液体体积V排甲>V排乙，由于F浮甲=F浮乙，根据F浮＝ρ液gV排可得，ρ甲<ρ乙；放入吸管后，两容器液面相平，说明没放吸管之前甲容器中液体的体积小于乙容器中液体的体积，即：V甲<V乙，且ρ甲<ρ乙，由m=ρv可知，两液体的质量m液甲<m液乙，则G液甲<G液乙；两容器质量和吸管的质量相同，其重力也相等，但液体的重力G液甲<G液乙，由于两容器对桌面的压力分别为：F甲=G器+G吸管+G液甲，F乙=G器+G吸管+G液乙，所以：F甲<F乙，则p甲<p乙，故C正确；吸管在甲、乙两种液体中受到的浮力相等，根据阿基米德原理可知吸管排开液体的重力也相等，则排开的液体质量相等，即m甲=m乙,故D错误。

5.【答案】小于   1.03×108   2

【解析】奋斗者号加速下潜过程中，其受到的重力大于浮力；下潜到

1.0×104m深处时受到海水的压强为：p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×1.0×104m=1.03×108Pa。该材料的体积为：v=＝=2m。

6.【答案】640  6.4

【解析】液体密度ρ液＝＝=0.8×103kg/m3；木块底浸在液体中的深度h=10cm－2cm=8cm=0.08m,木块底部受到液体压强p=ρ液gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.08m=640Pa；木块排开的液体的体积V排=10cm×10cm×8cm=8×10－4m3,木块受到的浮力F浮＝ρ液gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×8×10－4m3=6.4N。

7.【答案】(1)25N  (2)10N  (3)400Pa  (4)2.5×103kg/m3

【解析】

(1)当h=0cm时，弹簧测力计示数为25N,圆柱体受到的重力：G=F示1=25N；

(2)当h=4cm之后，弹簧测力计示数F示2=15N不变，则圆柱体浸没时受到的浮力：F浮=G－F示2=25N－15N=10N；

(3)圆柱体刚浸没时下表面所处的深度h=4cm=0.04m,下表面受到的液体压强：p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa；

(4)圆柱体的体积：V=V排=＝=1×10－3m3,圆柱体的质量：m=＝=2.5kg,则圆柱体的密度：ρ＝＝=2.5×103kg/m3。

8.【答案】(1)0.9kg  (2)54N  (3)2100Pa

【解析】

(1)m木=ρ木V木=0.9g/cm3×1000cm3=900g=0.9kg。

(2)木块放入前，水对溢水杯底的压力F=G水=ρ水V水g=1×103kg/m3×300×18×10－6m3×10N/kg=54N.

(3)由于木块密度小于水的密度，所以木块会漂浮：F浮=G木=m木g=0.9kg×10N/kg=9N,V排＝=9×10－4m3,水面升高：h=＝=0.03m,即3cm；由于水面从18cm上升到20cm只能上升2cm,所以会有水溢出：V溢出=S容器h溢出=300cm2×1cm=300cm3=3×10－4m3；m溢出=ρ水V溢出=1.0×103kg/m3×3×10－4m3=0.3kg,G溢出=m溢出g=0.3kg×10N/kg=3N；F压=G水+G木+G容器－G溢出=54N+9N+3N－3N=63N,p=＝=2100Pa。