2019_2020学年八年级物理下册10.3物体的浮沉条件及应用课时检测含解析新版新人教版.docx

第3节物体的浮沉条件以及应用

一．填空题（共6小题）
1．（2019•怀化）一个重为0.5N的木块放入装有水的烧杯中，木块处于漂浮状态，则木块受到的浮力是　　N：若再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒入浓盐水，则木块受到的浮力将　　（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
【解析】（1）将重为0.5N的木块放入装有水的烧杯中，静止时木块处于漂浮状态，所以木块所受浮力的大小为F浮＝G＝0.5N；
（2）木块漂浮，所以木块的密度小于水的密度，
如果再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒入浓盐水，木块的密度不变，水的密度变大，
所以，木块仍然漂浮，所受浮力F浮′＝G＝0.5N，所以浮力不变。
故答案为：0.5；不变。
2． （2019•巴中）两个完全相同容器内分别盛满不同的液体，现将两个完全相同的小球轻轻放入容器中，小球静止后的状态如图所示，则液体对容器底部的压强关系是p甲　
　p乙；两小球所受的浮力关系是F甲　　F乙．（选填“＞”、“＜”或“＝”）。

【解析】由题意可知，两个完全相同容器内盛满不同的液体时，液体的深度相同，
由图可知，两个完全相同的小球轻轻放入容器中静止后，甲中小球沉底，乙中小球漂浮，
因物体的密度大于液体的密度时下沉，物体的密度小于液体的密度，
所以，甲中液体的密度小于乙中液体的密度，
由p＝ρgh可知，甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强，即p甲＜p乙；
因物体沉底时受到的浮力小于自身的重力，物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等，
所以，甲中小球受到的浮力小于乙中小球受到的浮力，即F甲＜F乙。
故答案为：＜；＜。
3．（2019•福建）如图，气球下面用细线悬挂一石块，它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为G总，则气球受到的浮力F浮　　G总（选填“＞”“＜”或“＝”）；若水温升高，石块将　　（选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”）。

【解析】（1）气球下面用细线悬挂一石块，它们恰好悬浮在水中。
则F浮气球+F浮石块＝G总，
所以则气球受到的浮力F浮气球＜G总；
（2）水温升高时，气球内空气的体积变大，排开水的体积变大，
由F浮＝ρ水V排g，
气球受到的浮力将变大；
石块受到的重力不变，
此时气球和石块受到的浮力大于自重，石块将上浮。
故答案为：＜；上浮。
4．中国载人深潜器“蛟龙”号7000米级海试最大下潜深度达7062米，再创中国载人深潜记录。深潜器“蛟龙”号是靠改变　　来控制浮沉的。深潜器“蛟龙”号在水面以下下潜的过程中，受到的浮力　　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【解析】深潜器“蛟龙”号浸没时排开海水的体积和自身的体积相等，
由F浮＝ρgV排可知，深潜器受到海水的浮力不变，要控制深潜器的浮沉就应改变自身的重力（即改变压载铁的数量）；
深潜器“蛟龙”号在水面以下下潜的过程中，排开海水的体积不变，其受到的浮力不变。
故答案为：自身重力；不变。
5．木块（ρ木＝0.4×103kg/m3）和冰块（ρ冰＝0.9×103kg/m3）都漂浮在水面上，若它们的体积相同，木块排开水的体积　　冰块排开水的体积。若木块和冰块等质量时，木块受到浮力　　冰块受到的浮力。（选填”大于”、“小于”或”等于“）
【解析】（1）若实心木块和冰块的体积相同，且ρ木＜ρ冰，
根据m＝ρV可知，m木＜m冰，
根据G＝mg可知，G木＜G冰，
由于二者都漂在水面上，受到的浮力和自身的重力相等；
所以，F浮木＜F浮冰；
根据F浮＝ρ水gV排可知，V木排＜V冰排。
（2）若木块和冰块等质量时，则木块和冰块的重力相等，
由于木块和冰块水中都漂浮，浮力等于自身的重力，
所以，木块受到的浮力等于冰块受到的浮力。
故答案为：小于；等于。
6．物体的浮沉取决于　　和　　的关系，通过调节浮力和重力的大小关系可以更好的利用浮力服务生活，轮船是利用　　法，增大了可利用的浮力；潜水艇靠改变　　；飞艇则是改变　　，从而改变了　　的大小。
【解析】物体的浮沉取决于浮力和重力的关系，当物体受的浮力大于重力时，物体上浮；物体受的浮力小于重力时，物体下沉；物体受的浮力等于重力时，物体处于悬浮或漂浮状态；
轮船是采用空心的办法增大排开液体的体积从而增大可以利用的浮力；
潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的；
根据F浮＝ρ空气gV和G＝ρ气体gV可得，体积一定时，只有当填充气体的密度小于空气的密度时，浮力大于重力，则飞艇升空，即飞艇是改变充入气体的密度，从而改变了自身重力大小的。
故答案为：浮力；重力；空心；自身重力；充入气体的密度；自身重力。
二．选择题（共8小题）
7．（2019•淮安）长江上，一艘满载货物的轮船在卸完一半货物后，该艘轮船（　　）
A．会浮起一些，所受浮力变小
B．会浮起一些，所受浮力变大
C．会下沉一些，所受浮力变大
D．会始终漂浮，所受浮力不变
【解析】因轮船在江水中，处于漂浮状态，浮力等于重力，在码头卸下货物后，轮船重力变小，则受到的浮力变小；
由公式V排＝知，排开水的体积减小，轮船要上浮一些，故A正确。
故选：A。
8．（2019•枣庄）在木棒的一端缠绕一些细铜丝制成简易的液体密度计，将其分别放入盛有甲乙两种液体的烧杯中处于静止状态，如图所示，若密度计在甲乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙，甲乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙．则（　　）

A．F甲＜F乙 B．F甲＞F乙 C．ρ甲＞ρ乙 D．ρ甲＜ρ乙
【解析】AB、由于密度计两次静止时都处于漂浮，则F浮＝G，
即密度计在两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G．所以，F甲＝F乙，故AB错误；
CD、由图知，密度计排开液体的体积：V甲排＜V乙排，
由F浮＝ρ液gV排可知：ρ甲＞ρ乙；故D错误，C正确。
故选：C。
9．下列四个情景中，受到的浮力增大的物体是（　　）
A．从长江驶入大海的轮船
B．海面下正在下沉的潜水艇
C．在码头装载货物的轮船
D．从深水处走向海岸沙滩的游泳者
【解析】A、从长江驶入大海的轮船，始终漂浮，浮力等于自身重力，由于重力不变，所以浮力不变，故A不符合题意；
B、海面下正在下沉的潜水艇，排开水的体积不变，根据F浮＝ρgV排可知，所受浮力不变，故B不符合题意；
C、在码头装载货物的轮船，漂浮在水面上，F浮＝G，由于自身重力越来越大，受到水的浮力越来越大，故C符合题意；
D、从深水处走向海岸沙滩的游泳者，排开水的体积逐渐变小，根据F浮＝ρgV排可知，人受到的浮力变小，故D不符合题意。
故选：C。
10．（2019•菏泽）人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟，煮熟后的饺子会漂起来的原因是（　　）
A．饺子的重力减小了
B．饺子的重力和浮力都增大了
C．饺子的重力不变，浮力增大
D．饺子的重力和浮力都减小了
【解析】饺子在水中煮的时候，质量不变，则重力不变，因为饺子受热膨胀，体积增大，根据F浮＝ρgV排知，浮力增大，当浮力大于重力时便会浮上来。
故ABD错误，C正确。
故选：C。
11．（2019•成都）将一枚重为0.5N的蛋放入一杯均匀盐水中，静止时如图所示，然后向杯子里加入一些清水，则（　　）

A．鸡蛋会下沉 B．鸡蛋的重力增加
C．鸡蛋所受浮力变大 D．鸡蛋所受浮力为0.5N
【解析】由图知，鸡蛋静止时悬浮在盐水中，鸡蛋所受浮力等于其自身的重力，即F浮＝G＝0.5N；
向杯子里加入一些清水，盐水的密度减小，鸡蛋排开盐水的体积不变，根据F浮＝ρ液gV排可知，鸡蛋受到的浮力变小（即此时鸡蛋所受浮力小于0.5N），鸡蛋的重力不变，鸡蛋的重力大于受到盐水的浮力，所以鸡蛋会下沉；
综上分析可知，A正确，BCD错误。
故选：A。
12．（2019•临沂）将两个完全相同的小球分别放入装有不同液体的甲、乙两烧杯中，球静止时两烧杯液面相平，如图所示。下列判断正确的是（　　）

A．两小球所受浮力大小相等
B．乙烧杯中液体的密度大
C．乙烧杯中小球排开的液体质量大
D．甲烧杯底部受到液体的压强小
【解析】A、因为物体漂浮或悬浮时，受到的浮力和自身的重力相等，所以同一只小球在两杯中受到的浮力相等，都等于小球的重力，故A正确；
B、由图可知，小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态。根据浮沉条件可知，ρ甲液＞ρ球，ρ乙液＝ρ球．所以ρ甲液＞ρ乙液，故B错误；
C、由于两球漂浮或悬浮，排开液体的重力等于球的重力，则小球排开的液体质量等于球的质量，故C错误；
D、由于两杯中液面相平，所以根据p＝ρ液gh可知，烧杯底受到液体的压强：p甲液＞p乙液．故D错误。
故选：A。
13．（2019•山西）网上流传着一种说法，鸡蛋能否沉入水底可以鉴别其是否新鲜。为了验证其真实性，小亮买了些新鲜鸡蛋，并拿其中一颗进行实验。第一天放入水中的鸡蛋沉入水底（如图甲），取出鸡蛋擦干放置50天后，再放入水中时鸡蛋漂浮在水面（如图乙），看来网传是真的。下列分析正确的是（　　）

A．鸡蛋两次所受的浮力一样大
B．甲图中鸡蛋排开水的重力大
C．乙图中鸡蛋所受浮力大于重力
D．放置50天后的鸡蛋密度变大
【解析】A、由图可知：在甲中下沉，V甲排＝V鸡蛋，在乙中漂浮，V乙排＜V鸡蛋；由于是同一个鸡蛋，则鸡蛋的体积相同，则甲排＞V乙排：
由浮力的公式F浮＝ρgV排可知：鸡蛋所受的浮力：F甲＞F乙，故A错误；
B、根据F浮＝G排可知：鸡蛋排开水的重力：G甲排＞G乙排，故B正确；
C、鸡蛋在乙中漂浮，根据漂浮条件可知：浮力等于其重力，故C错误；
D、因为鸡蛋在甲中下沉，则ρ甲＞ρ水，在乙中漂浮，则ρ乙＜ρ水，所以ρ甲＞ρ乙，即放置50天后的鸡蛋密度变小了，故D错误。
故选：B。
14．（2019•深圳）水平桌面上两个底面积相同的容器中，分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球M、N分别放入两个容器中，静止时两球状态如图所示，两容器内液面相平。下列分析正确的是（　　）

A．两小球所受浮力FM＜FN
B．两种液体的密度ρ甲＜ρ乙
C．两种液体对容器底部的压强p甲＝p乙
D．两种液体对容器底部的压力F甲＞F乙
【解析】A、小球 M 在甲液体中漂浮，则浮力FM＝GM，小球 N 在乙液体中悬浮，则浮力FN＝GN，由于小球M、N 完全相同，即GM＝GN，则有FM＝FN，故 A错误；
B、小球 M 在甲液体中漂浮，则密度ρM＜ρ甲，小球 N 在乙液体中悬浮，则密度ρN＝ρ乙，由于小球M、N 完全相同，即ρM＝ρN，则有ρ甲＞ρ乙，故B错误；
C、由B选项分析可知：ρ甲＞ρ乙，两容器液面相平即容器底部深度h相同，根据液体压强计算公式 p＝ρgh可知，p甲＞p乙，故C错误；
D、由C选项分析得容器底部液体压强p甲＞p乙，两容器底面积相同，由压力计算公式 F＝pS得，容器底部受到液体压力F甲＞F乙，故D正确。
故选：D。
三．作图题（共1小题）
15．如图所示沉入杯子底部的鸡蛋，在水中加盐并搅拌后，会从底部慢慢上浮，画出鸡蛋在上浮过程中的受力示意图。

【解析】鸡蛋在上浮过程中受竖直向上的浮力及竖直向下的重力，两力在同一条直线上，上浮时浮力大于重力，所以表示浮力的线段长度应大于表示重力的线段长度，两力的作用点在鸡蛋的重心处，力的示意图如下图所示：

四．实验探究题（共2小题）
16．某同学自制密度计并用来测定盐水的密度。
实验步骤：
①在竹筷的一端缠上适量细铁丝，制成土密度计；
②用刻度尺测出竹筷的长度L；
③把密度计放入盛水的烧杯中，水的密度为ρ水，静止后刻度尺测出竹筷露出液面的长度h1（如图）；
④把密度计放入盛盐水的烧杯中，静止后用刻度尺测出竹筷露出液面的长度h2；
（1）竹筷一端缠上铁丝，是为了　　
（2）自制密度计从水中到盐水中，受到的浮力　　（“变大”、“变小”或“不变”）
（3）被测液体的密度越大，密度计排开液体的体积　　（选填“越小”或“越大”）
（4）被测盐水的密度表达式：ρ盐水＝　　（不计细铁丝的体积）

【解析】（1）物体的重心越低，其稳度越大，所以，竹筷一端缠上铁丝，是为了降低重心，使竹筷能竖直漂浮在液面；
（2）自制密度计从水中到盐水中，都处于漂浮状态，所以浮力等于自身的重力；同一支密度计的重力不变，其受到浮力的大小也不变；
（3）同一密度计在不同液体中受到的浮力相同，由F浮＝ρ液gV排可知，被测液体的密度越大，排开液体的体积就越小；
（4）在水中时密度计受到的浮力：F浮＝ρ水gV排1＝ρ水gS（L﹣h1）；
在盐水中时密度计受到的浮力：F浮′＝ρ盐水gV排2＝ρ盐水gS（L﹣h2）；
因为浮力相等，所以：ρ水gS（L﹣h1）＝ρ盐水gS（L﹣h2）；
则：ρ盐水＝ρ水；
故答案为：（1）降低重心，使竹筷能够竖直漂浮在液体中；（2）不变；（3）越小；（4）ρ水。
17．（2019•长春）学习浮力知识后，小明利用可以测量压力大小的数显测力计和刻度尺进行如下实验：
（1）将果汁装入轻质小瓶（小瓶和瓶盖的质量、厚度均不计），拧紧瓶盖后测出重力G。
（2）如图甲所示，将小瓶放入盛有适量水的容器中，小瓶静止时竖直漂浮。小瓶受到的浮力为
F浮，则F浮　　G（选填“＞”“＝”或“＜”）。
（3）用数显测力计将小瓶缓慢压入水中，数显测力计的示数逐渐变大，说明浮力的大小与
　　有关。
（4）如图乙所示，将小瓶放入另一种液体中，小瓶静止时竖直漂浮。比较甲、乙两图可知
ρ液　　ρ水（选填“＞”“＝”或“＜”）。测出此时小瓶内、外液面的高度差为△h1。
（5）将小瓶倒放在图乙的液体中，小瓶静止时竖直漂浮，测出此时小瓶内、外液面的高度差为△h2．比较可知△h1　　△h2（选填“＞”、“＝”或“＜“）。

【解析】（2）根据漂浮的特点，F浮＝G；
（3）压入水中的过程中，液体的密度和小瓶的重力不变，变化量只有排开液体的体积，根据数显测力计的示数逐渐变大，说明浮力的大小与排开液体的体积有关；
（4）根据漂浮条件可知，两次受到的浮力等于小瓶的重力，小瓶的重力不变，故两次受到的浮力相等，因图乙中排开液体的体积较小，根据F浮＝ρ液gV排可知，ρ液＞ρ水；
（5）根据漂浮条件可知，F浮＝G；
因小瓶的重力不变，所以无论倒放还是正放，小瓶受到的浮力不变，则根据F浮＝ρ液gV排可知排开液体的体积不变，又因瓶内的液体和外部的液体体积都不变，故两次内外液面的高度差不会发生变化，即△h1＝△h2。
故答案为：（2）＝；（3）物体排开液体的体积；（4）＞；（5）＝。
五．计算题（共2小题）
18．我国首台载人潜水器“蛟龙号”是世界上下潜最深的作业型深海潜水器。它空载时的质量约为22t，体积约为30m2，最大荷载240kg。
（1）“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大？
（2）若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入多少立方米的水？（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
【解析】（1）蛟龙号”空载漂浮在水面时，根据漂浮条件可知潜艇受到浮力：
F浮＝G空载＝m空载g＝22×103kg×10N/kg＝2.2×105N；
（2）满载时需要下沉时潜水器排开海水的体积V排＝V船＝30m3，
此时F浮′＝ρ海gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×30m3＝3×105N，
满载总重力G满＝m满g＝（22×103kg+240kg）×10N/kg＝2.224×105N，
G注水＝F浮′﹣G满＝3×105N﹣2.224×105N＝7.76×104N，
则由G＝mg＝ρgV可得注入水的体积：
V注入＝＝＝7.76m3。
答：（1）“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为2.2×105N；
（2）若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，至少注入7.76m3的水。
19． 2019年3月10日，“雪龙”号极地考察破冰船完成中国第35次南极科考任务，在上海吴淞口进港入关。此次科考再创记录，首次在西风带成功布放浮体达2.3t的浮标，那么，（ρ海水取1.0×103kg/m3；g取10N/kg）
（1）浮标受到的浮力是多少N？
（2）它排开海水的体积是多少m3？
（3）若此时浮标底部距海面1m，则底部受到海水的压强多大？

【解析】（1）浮标受到的浮力：
F浮＝G＝mg＝2.3×103kg×10N/kg＝2.3×104N；
（2）由F浮＝ρ液V排g可知它排开海水的体积：
V排＝＝＝2.3m3；
（3）浮标底部底部距海面h＝1m，
其底部受到海水的压强：
p海水＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1m＝1×104Pa。
答：（1）浮标受到的浮力是2.3×104N；
（2）它排开海水的体积是2.3m3；
（3）浮标底部受到海水的压强为1×104Pa。

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