人教版八年级下册第十章 浮力10.3 物体的浮沉条件及其应用同步练习题

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填空题（共5小题）
1．要用密度大于水的材料使之能够浮在水面上，可以把它做成 空心 的，增大它排开水的体积，使它受到的 浮力 增大。
【解析】解：密度大于水的材料，可以把它做成空心的，则它的重力没变，由于体积变大，其排开液体的体积变大，所以受到的浮力变大，因此可以浮在水面上。
故答案为：空心；浮力。
2．一艘轮船自重为3.0×107N，该轮船满载时的排水量为5000t，则该轮船至多可以装载 2×106 kg的货物，轮船从长江驶入东海后轮船所受浮力将 不变 ，轮船排开液体的体积将 变小 ，在码头将设备卸下后，轮船所受浮力将会 变小 （后三空均选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【解析】解：（1）由题意可知：m排＝5000t＝5×106kg，
轮船排开水的重力为：G排＝m排g＝5×106kg×10N/kg＝5×107N，
轮船受到的浮力为：F浮＝G排＝5×107N，而轮船漂浮在水面上，G船＝3.0×107N，
货物的重力为：G货＝F浮﹣G船＝5×107N﹣3.0×107N＝2×107N，
由G＝mg可得，最大载货量为：m货＝＝＝2×106kg；
（2）轮船从长江驶入东海后，自身重力不变，轮船漂浮，F浮＝G，
轮船受到的浮力不变，都等于轮船受到的重力G，即：ρ液gV排＝G，
东海水的密度大于江水的密度，
轮船排开海水的体积小于排开江水的体积，即轮船排开液体的体积将变小。
（3）轮船卸下货物后，始终漂浮，浮力等于重力，重力减小，浮力变小；
故答案为：2×106；不变；变小；变小。
3．如图所示的热气球，其下方开口处燃烧液化气，随着热气球内部气体温度升高，热气球开始离地，徐徐升空，则气球内的气体密度 变小 ，气球所受浮力 不变 （以上两空填“变大”、“变小”或“不变”）。体积为620m3的热气球悬浮在空中时，气球吊篮和乘客的总重是 8060 N。（空气密度保持1.3kg/m3不变）
【解析】解：（1）热气球内部气体温度升高，其气体体积增大，则气体内的空气密度减小，有一部分空气跑到气球外部，使气球整体重力减小，又因浮力F＝ρ空气gV排，故浮力不变。
气球在空气中所受浮力：F浮＝ρ空气gV排＝1.3kg/m3×620m3×10N/kg＝8060N；
（2）在空中悬浮，F浮＝G总＝8060N；
故答案为：变小；不变；8060。
4．（1）轮船制造的原理是 密度大于水的钢铁制成空心可以浮在水面上 ，轮船自河里开向海里所受浮力 不变 （选填“变大”、“不变”或“变小”），轮船应 上浮一些 （选填“上浮一些”或“下沉一些”）。
（2）潜水艇是靠 改变自身重力 实现上浮和下潜的，潜水艇自水面下开始下潜过程中所受水的浮力 不变 ，所受水的压强 变大 （均选填“变大”、“不变”或“变小”）。
【解析】解：（1）浮在水面上的轮船也是浮力的应用，由物体的浮沉条件可知，漂浮在水面上的轮船，受到的浮力等于船受到重力，即利用密度大于水的钢铁制成空心可以浮在水面上；
同一艘轮船从河里驶进海里，船始终漂浮，浮力等于重力，船质量没有变化，所以受到的重力大小不变，所以，船受到的浮力不变；
海水的密度大于河水的密度，由F浮＝ρ液gV排可知，排开河海水的体积小于排开河水的体积，所以，船身相对于水面将上浮一些。
（2）潜水艇是靠改变自身重力实现上浮和下潜的；
潜水艇在水面下下潜过程中，排开水的体积始终等于潜水艇的自身体积不变，由阿基米德原理F浮＝ρ水V排g可知，潜水艇受到水的浮力不变；
潜水艇在水面下下潜过程中，水的深度变大，由p＝ρgh可知，潜水艇受到水的压强变大。
故答案为：（1）密度大于水的钢铁制成空心可以浮在水面上；不变；上浮一些；（2）改变自身重力；不变；变大。
5．如图所示，将木块放入烧杯中，静止时木块所受浮力的方向 竖直向上 ，放入木块后，烧杯底部受到水的压强 变大 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
【解析】解：∵木块漂浮，∴木块受到的浮力与重力是一对平衡力；∴浮力的方向是竖直向上；
因烧杯中的水原来没有盛满，放入木块后，排开的水仍在烧杯中，则水深h变大，
∵p＝ρgh，∴烧杯底部所受水的压强变大。
故答案为：竖直向上；变大。
选择题（共5小题）
6．下列关于浮力利用的说法正确的是（ ）
A．气球在空中上浮，是因为气球里所充气体的密度小于空气的密度
B．宇航员能“行走”太空，是因为宇航员受到了浮力的作用
C．一艘轮船从大海驶入长江的过程中，轮船受到的浮力逐渐减小
D．悬浮在水中的潜水艇，若水舱中的水位在上升，则潜水艇一定上浮
【解析】解：A、气球是利用在空气中的浮力来工作的，当气球里气体的密度小于空气的密度时，浮力大于重力，才可以升空，故A正确；
B、宇航员能“行走”太空，是因为他处于失重状态，不是因为受到浮力，故B错误；
C、因为轮船漂浮，所以F浮＝G，
所以轮船受到河水和海水的浮力都等于轮船受到的重力G，重力不变，浮力也不变，故C错误；
D、原来潜水艇悬浮，浮力等于重力，若水舱中水位在上升，则重力应大于浮力，则潜水艇下沉，故D错误。
故选：A。
7．如图所示的四个场景中，主要依靠空气浮力而“飞天”的是（ ）
A．翟志刚“行走”太空B．李宁点燃奥运圣火炬
C．热气球冉冉升空D．飞机翱翔蓝天
【解析】解：A、翟志刚“行走”太空是因为太空是真空，人处于“失重”状态，故A不符合题意；
B、李宁点燃奥运圣火炬借助的是钢丝的拉力，故B不符合题意；
C、热气球冉冉升空主要依靠空气浮力而“飞天”的是热气球，因为热空气密度小于空气的密度，故C符合题意；
D、飞机靠机翼的升力升空，应用的是流体压强与流速的关系，故D不符合题意。
故选：C。
8．下列关于浮力的应用叙述不正确的是（ ）
A．同一艘轮船从长江驶入大海，所受的浮力变大
B．潜水艇是靠改变自身所受的重力来实现其浮沉的
C．气球上升是因为气球里充的是密度小于空气的气体
D．用同一密度计测量不同液体的密度时，密度计露出体积大的液体密度大
【解析】解：A、轮船从长江驶入大海时，始终处于漂浮状态，自身的重力不变，受到的浮力不变，故A错误；
B、潜水艇通过排水或进水来改变自身的重力，当排出水时，自身重力减小，浮力不变，则潜水艇将上浮，故B正确；
C、气球是利用在空气中的浮力来工作的，当气球里气体的密度小于空气的密度时，浮力大于重力，才可以升空，故C正确。
D、同一密度计测量不同的液体的密度时，都处于漂浮状态，受到的浮力始终等于密度计的重力。由F浮＝ρ液gV排可知：露出的体积越大（排开液体的体积越小），液体的密度越大。故D正确。
故选：A。
9．如图所示，a、b、c是三个实心小球，其中a与b质量相等，b与c体积相同；放入水中后，a球漂浮、b球悬浮、c球沉底。则下列判断中正确的是（ ）
A．b球体积大于a球
B．b球所受重力大于c球
C．三个小球的密度关系是ρa＞ρb＞ρc
D．三个小球所受浮力关系是Fa＝Fb＝Fc
【解析】解：A、由图可知，a漂浮，b悬浮，则V排a＜Va，V排b＝Vb，
因为当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮，所以Fa＝Ga，Fb＝Gb；
因为a与b质量相等，则物体的重力相等，所以浮力Fa＝Fb，
因为F浮＝ρgV排，所以V排a＝V排b，所以Va＞Vb，
由题干可知：Vb＝Vc，
所以Va＞Vb＝Vc，即b球体积小于a球，故A错误；
B、因为b悬浮，c沉入底部，所以Fb＝Gb，Fc＜Gc；
因为b与c体积相同，所以根据F浮＝ρgV排可知：Fb＝Fc，
所以Gb＜Gc；则Ga＝Gb＜Gc，即b球所受重力小于c球，故B错误；
C、因为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，所以根据a漂浮、b悬浮、c沉入底部可知：ρa＜ρb＜ρc，故C错误；
D、由上分析可知：浮力Fa＝Fb＝Fc，故D正确。
故选：D。
10．把鸡蛋浸入盛盐水的杯中，鸡蛋悬浮（如图甲所示），再往该杯中加盐并搅拌使鸡蛋漂浮（如图乙所示），下列说法正确的是（ ）
A．鸡蛋受到的浮力：F甲＜F乙
B．液体对杯底的压强：p甲＝p乙
C．液体的密度：ρ甲＝ρ乙
D．鸡蛋排开液体的质量：m甲＝m乙
【解析】解：同一个鸡蛋的重力一定、密度一定；
AD、鸡蛋在甲杯中悬浮，则受到的浮力F甲＝G，
鸡蛋在乙杯中漂浮，其受到的浮力F乙＝G，
所以，F甲＝F乙，由阿基米德原理可知G排甲＝G排乙，
由G＝mg可知鸡蛋排开液体的质量m甲＝m乙，故A错误，D正确；
B、向杯中不断加盐，所以容器里液体重力G甲＜G乙，
盛水的杯是柱状容器，液体对容器底的压力F＝G，则F甲＜F乙，
根据p＝可知，液体对容器底的压强p甲＜p乙，故B错误；
C、鸡蛋在甲杯中悬浮，则液体的密度ρ甲＝ρ鸡蛋，
鸡蛋在乙杯中漂浮，则液体的密度ρ乙＞ρ鸡蛋，
所以ρ甲＜ρ乙，故C错误。
故选：D。
计算题（共1小题）
11．竹筏漂流是许多地区的旅游项目之一。现有一个用10根完全相同的竹子制作而成的竹筏，每根竹子质量为8kg，体积为0.1m3，忽略制作竹筏所使用绳子的质量和体积。（g取10N/kg）求：
（1）不载人时，竹筏漂浮于水面受到的浮力是多少？
（2）为安全起见，竹筏最多能有一半体积浸入水中，则竹筏的最大载重量是多少？（包括竹筏自重）
【解析】解：（1）竹筏漂浮于水面，受到的浮力：F浮＝G竹筏＝nm竹g＝10×8kg×10N/kg＝800N，
（2）竹筏一半的体积浸入水中时，排开水的体积：V排＝V总＝×10×0.1m3＝0.5m3，
此时竹筏受到的浮力为：F′浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m3＝5×103N，
此时竹筏的最大载重量与竹筏受到的浮力相等，即竹筏的最大载重量是5×103N。
答：（1）不载人时，竹筏漂浮于水面受到的浮力是800N；
（2）为安全起见，竹筏最多能有一半体积浸入水中，则竹筏的最大载重量是5×103N。
B 能力提升练
填空题（共4小题）
1．用手将一重为2N的物体全部压入水中，物体排开的水重3N，此时物体受到的浮力为 3 N，放手后物体将 上浮 （选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”），待物体静止时所受浮力为 2 N，排开水的体积是 2×10﹣4 m3．（g取10N/kg）
【解析】解：
（1）根据阿基米德原理知，物体受到的浮力等于排开液体的重力，即F浮＝G排＝3N；
（2）因为物体重G＝2N，F浮＞G，所以放手后物体将上浮；
（3）待物体静止时，漂浮在水面上，F浮′＝G＝2N，
根据阿基米德原理F浮＝ρ水gV排知，
物体排开水的体积为：V排′＝＝＝2×10﹣4m3。
故答案为：3；上浮；2；2×10﹣4。
2．一个质量55g的不规则实心物体，放入装满纯水的烧杯中，沉入底部，排开0.5N的水。然后向烧杯中加盐并搅拌，直到物体悬浮。该物体的体积为 5×10﹣5 m3，物体悬浮时盐水的密度为 1.1×103 kg/m3。
【解析】解：（1）根据阿基米德原理可知，物体受到的浮力：F浮＝G排＝0.5N；
根据F浮＝ρ液gV排可得，物体排开的水的体积：
V排＝＝＝5×10﹣5m3；
浸没时V物＝V排＝5×10﹣5m3；
（2）因为物体悬浮在盐水中，所以盐水的密度为：
ρ盐水＝ρ物＝＝＝1.1×103kg/m3。
故答案为：5×10﹣5；1.1×103。
3．如图所示，一容器放在水平面上，一个质量为30g，密度为0.6×103kg/m3的不吸水的木块漂浮在水面，木块所受浮力大小为 0.3 N，木块漂浮时有 20 cm3的体积露出水面。（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
【解析】解：（1）木块漂浮时，浮力等于木块重力，
则木块受到的浮力：F浮＝G木＝m木g＝30×10﹣3kg×10N/kg＝0.3N；
（2）因为木块漂浮，所以F浮＝G木，则有ρ水gV排＝ρ木gV木，
则V排＝×V木＝×50cm3＝30cm3，
露出水面的体积V露＝V木﹣V排＝50cm3﹣30cm3＝20cm3。
故答案为：0.3；20。
4．在探究物体的“浮沉条件”时，小明先将装满水的溢水杯放在水平桌面上，再把一个质量为100g的物体放入溢水杯中，静止时溢出了90mL的水。物体受到的浮力是 0.9 N；物体在水中静止时是 沉底 （选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”）；放入物体后，水对溢水杯底的压强 不变 （选填“变大”、“变小”或“不变”），溢水杯对桌面的压强 变大 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。（g取10N/kg）
【解析】解：由题意知物体的重力为：
G物＝m物g＝100×10﹣3kg×10N/kg＝1N，
物体静止时受到的浮力为：
F浮＝G排＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×90×10﹣6m3＝0.9N；
因为浮力小于重力，所以物体下沉；
（2）当物体沉在水底后，物体排开的水从溢水口流出，溢水杯中水的深度不变，根据p＝ρ水gh可知水对溢水杯底部的压强不变；
（3）物体沉底，根据物体浮沉条件可知G物＞G排，而溢水杯对水平桌面的压力变化量为ΔF＝G物﹣G排，故溢水杯对桌面的压力变大，根据p＝可知在受力面积一定时，溢水杯对桌面的压强变大。
故答案为：0.9；沉底；不变；变大。
选择题（共4小题）
5．如图所示，放在水平桌面上的甲、乙、丙三个完全相同的容器，装有三种不同的液体，将三个完全相同的长方体A分别放入三种液体中，静止时三个容器的液面恰好相平。下列判断正确的是（ ）
A．物体下表面受到液体的压力F甲＞F乙＝F丙
B．物体受到的浮力F甲浮＞F乙浮＞F丙浮
C．液体对容器底的压强p甲＞p乙＞p丙
D．容器对桌面的压力F甲＝F乙＝F丙
【解析】解：AB、根据图示可知，甲悬浮，乙、丙漂浮，所以其所受的浮力与其自身的重力相等，故F甲浮＝F乙浮＝F丙浮，故B错误；
因为物体上、下表面受到液体的压力差等于物体受到的浮力，因此甲下表面受到的压力大于浮力；
乙丙上表面受到的压力为零，因此乙丙下表面受到液体的压力等于浮力，且相等，即F甲＞F乙＝F丙，故A正确。
C、由图可知，物体排开的液体的体积关系为：V甲＞V乙＞V丙；由于F甲浮＝F乙浮＝F丙浮，根据阿基米德原理可知，ρ甲＜ρ乙＜ρ丙；
因为丙的密度最大，并且液体的深度相同，因此由p＝ρgh可知，丙容器底所受的压强最大，其次是乙，再次是甲，故液体对容器底的压强：p甲＜p乙＜p丙，故C错误；
D、根据图示可知，三个容器中液面的高度相同，甲中物体排开液体的体积最大，丙中物体排开液体的体积最小，所以丙中液体最多，由C知甲液体的密度最大，由m＝ρV知丙液体的质量最大，且三个物体和容器相同，所以丙容器对桌面的压力最大，其次是乙，最小的是甲，故容器对桌面的压力F甲＜F乙＜F丙，故D错误。
故选：A。
6．如图所示，自制浮力秤是由轻质塑料桶和配重组成，其中P、Q为自制浮力秤上的两根刻度线，其中一根是空浮在水中时液面重合，另一根是装入1N的钩码时的刻度线，现在自制浮力秤中放入某物体，此时浮力秤静止于水中的液面到Q、P的距离相等。下列分析不正确的是（ ）
A．加入配重的目的是增加浮力秤的稳定性
B．该浮力秤静止在水中时浮力与重力相等
C．Q点是装入1N钩码时的刻度线
D．用直径更大的秤体，可以使PQ间距变大，提高精度
【解析】解：A、加入配重的目的是降低重心，增加浮力秤的稳定性，故A正确；
B、密度计的原理是利用了物体漂浮在液面时，浮力等于重力，故B正确；
C、根据浮力秤漂浮时浮力等于重力知当装入1N钩码时重力增大，浮力也增大，根据F浮＝ρ液gV排知排开液体的体积增大，所以Q点是装入1N钩码时的刻度线，故C正确；
D、由于ΔV＝V排1﹣V排2＝SΔh，所以，使Δh变大，应减小S即可，所以用直径更小的秤体，可以使PQ间距变大，提高精度，故D错误。
故选：D。
（多选）7．关于物体受到的浮力及其应用，下列说法正确的是（ ）
A．浸没在水中的两个物体，体积越大，受到的浮力越大
B．同一密度计在不同液体中漂浮时，所受浮力大小相同
C．潜水艇靠改变排开水的体积来改变浮力，从而实现上浮和下沉
D．在用盐水选种时，将漂浮的种子清除掉，保留下沉的饱满种子
【解析】解：A、浮力大小与液体密度和物体排开的液体的体积有关，浸没在水中的两个物体，体积越大，受到的浮力越大，故A正确；
B、密度计是漂浮在液体中，所受浮力等于本身的重力，而重力不变，所以所受浮力大小相同，故B正确；
C、潜水艇靠在水中排开水的体积不变，受到的浮力不变，为了实现上浮和下沉，是通过改变自身的重力来实现的，故C错误。
D、将种子放入盐水中后，由于干瘪、虫蛀的种子重量较小，故受到的浮力大于重力而使种子上浮，直至浮力等于重力时漂浮于水面上；
而饱满的种子，本身重量较大，故重力大于所受浮力，故种子会下沉，故D正确。
故选：ABD。
（多选）8．在水平桌面上，有两个相同的圆柱形容器，内盛相等质量的盐水。将同一个鸡蛋分别放入其中，鸡蛋静止时如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度
B．甲杯对水平面的压力大于乙杯对水平面的压力
C．甲杯对水平面的压强等于乙杯对水平面的压强
D．甲杯中小球受到的浮力小于乙杯中小球受到的浮力
【解析】解：
AD、由图可知，鸡蛋在甲盐水中悬浮、在乙盐水中漂浮，所以甲盐水的密度等于鸡蛋的密度，乙盐水的密度大于鸡蛋的密度，即甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度，故A正确；
因物体悬浮和漂浮时受到的浮力等于自身的重力，且同一个鸡蛋的重力不变，所以，鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力相等，即F甲＝F乙，故D错误；
BC、因盐水的质量相等，同一鸡蛋的质量不变，所以，两容器中鸡蛋和盐水的质量相等，重力相等，
又因两相同容器的底面积相等，且水平面上物体的压力和自身的重力相等，
所以，由p＝＝可知，盐水对容器底部压强相等，即p甲＝p乙，故B错误，C正确。
故选：AC。
三．计算题（共1小题）
9．有一质量为0.6kg的物块，用细线吊起将其浸在底面为100cm2的玻璃水槽中，静止时露出水面部分占其总体积的（如图a所示）。剪断细线后，物块沉入水槽底部（物块未与水槽底部密合），水面上涨2cm（如图b所示）。已知水的密度为1.0×103kg/m3，玻璃水槽侧壁的厚度不计，求：
（1）细线对物块的拉力。
（2）物块的密度。
（3）剪断细线后，物块对玻璃水槽底部的压力。
【解析】解：（1）物体的重力为：G＝mg＝0.6kg×10N/kg＝6N，
物体露出水面的体积为：V1＝S容Δh＝100×10﹣4m2×2×10﹣2m＝2×10﹣4m3，
物块的总体积为：V＝＝＝5×10﹣4m3，
物体排开水的体积为：V2＝V×（1﹣）＝5×10﹣4m3×＝3×10﹣4m3，
物体的浮力为：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣4m3＝3N，
细线对物块的拉力为：F拉＝G﹣F浮＝6N﹣3N＝3N；
（2）物块的密度为：ρ＝＝＝1.2×103kg/m3；
（3）剪断细线后，物块沉入水槽底部，受到的浮力为：
F浮′＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣4m3＝5N；
物体受到水槽的支持力为：F支持＝G﹣F浮′＝6N﹣5N＝1N，
物块对玻璃水槽底部的压力与物体受到水槽的支持力是一对相互作用力，大小相等，
所以物块对玻璃水槽底部的压力为：F压＝F支持＝1N。
答：（1）细线对物块的拉力为3N；
（2）物块的密度为1.2×103kg/m3；
（3）剪断细线后，物块对玻璃水槽底部的压力为1N。
10．如图所示，底面积为100cm2的长方形容器里盛满水，将一个底部粗糙的金属瓢放在容器中的水面上，水溢出一部分。将金属瓢取出，水面下降了5cm，再将金属瓢沉入水中，静止在容器底部，水面又上升了2cm。（g取10N/kg）求：
（1）金属瓢的质量是多少？
（2）金属瓢的密度是多少？
（3）金属瓢漂浮在水面和沉入水底，水对容器底部的压强变化了多少？
【解析】解：（1）金属瓢漂浮时排开水的体积：
V排＝Sh1＝100cm2×5cm＝500cm3＝5×10﹣4m3，
金属瓢受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣4m3＝5N，
因金属瓢漂浮时受到的浮力和自身的重力相等，所以，金属瓢的重力G＝F浮＝5N，
由G＝mg可得，金属瓢的质量：m＝＝＝0.5kg，
（2）因金属瓢沉底时排开水的体积和自身的体积相等，
所以，金属瓢的体积：V＝V排′＝Sh2＝100cm2×2cm＝200cm3＝2×10﹣4m3，
金属瓢的密度：ρ＝＝＝2.5×103kg/m3；
（3）金属瓢漂浮在水面和沉入水底时，容器内水深度下降的高度：
h3＝h1﹣h2＝5cm﹣2cm＝3cm＝0.03m，
水对容器底部的压强变化了：△p＝ρ水gh3＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m＝300Pa；
答：（1）金属瓢的质量是0.5kg；
（2）金属瓢的密度是2.5×103kg/m3；
（3）金属瓢漂浮在水面和沉入水底，水对容器底部的压强变化了300Pa。