第3章浮力单元测试（有答案）

第三章浮力练习（1）2020-2021学年华师大版八年级上册
姓名：___________班级：___________
一、选择题
1．一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中，静止后有76g水溢出；将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中，静止后有64g酒精溢出。已知酒精的密度是0.8×10 kg/m ，则物块在水中的状态及物块的密度是（　　）
A．悬浮，1.0×10 kg/m
B．漂浮，0.95×10 kg/m
C．下沉，1.2×10 kg/m
D．漂浮，0.90×10 kg/m
2．在下列所列举的各种事例中，没有受到浮力的是(　　)
A．在钓鱼岛海域巡航的海巡船
B．缓缓上升的探空气球
C．元宵夜放飞的“孔明灯”
D．太空中运行的空间飞行器
3．把边长为3dm的正方体的铁块，在相同的温度下压成2m宽、0.2m厚的均匀铁皮，则下列说法中正确的是（
）
A．铁块的形状、质量和体积均发生变化
B．铁块的形状变化，质量和体积均不变
C．铁块的形状和体积发生变化，质量不变
D．铁块的质量变化，体积和形状不变
4．如图所示，将边长10厘米的正方体木块放入装有水的烧杯中，木块静止时，上面距离水面4厘米，g取10牛/千克，则（
）
A．木块受到的浮力是4N
B．使木块完全浸没需要4N向下的压力
C．木块的密度为0．4g/cm3
D．木块底部受到水向上的压强为1000Pa
5．用弹簧测力计测出一个物体重为4N，然后将该物体浸没在水中，这时弹簧测力计的示数变为3N，则该物体在水中受到的浮力是（
）
A．7N
B．4N
C．3N
D．1N
6．超级工程港珠澳大桥施工时，要向江中沉放大量的施工构件，假设一正方体构件被缓缓吊入江水中（如图甲），在沉入过程中，其下表面到水面的距离h逐渐增大，随着h的增大，正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示。下列判断正确的是（
）
A．浮力
F1随h变化的图线是图乙中的①图线
B．构件的边长为
C．构件的密度为2.5
D．构件所受的最大浮力为1.2
7．甲、乙两个实心金属球，其密度之比ρ甲∶ρ乙＝2∶5，质量之比m甲∶m乙＝1∶2，那么甲乙两球的体积之比V甲∶V乙为：
（
）
A．1∶5
B．5∶1
C．4∶5
D．5∶4
8．盐水选种是我国古代劳动人民发明的一种巧妙的挑选种子的方法。王大伯在用盐水选种时，调好盐水，倒入稻种后，发现大部分种子漂浮在液面上，只有少量种子沉入底部，若要使更多的种子沉入底部，王大伯应该（
）
A．继续加适量盐
B．将调好的盐水放在阳光下使水分蒸发掉一些
C．继续加适量水
D．继续加入比调好的盐水质量分数更大一些的盐水
9．甲溢水杯盛满密度为ρ1的液体，乙溢水杯盛满密度为ρ2的液体。将密度为ρ的小球A轻轻放入甲溢水杯，小球A浸没在液体中，甲溢水杯溢出液体的质量是30克。将小球B轻轻放入乙溢水杯，小球B漂浮，且有1/5体积露出液面，乙溢水杯溢出液体的质量是40克。已知小球A与小球B完全相同，则下列选项正确的是
(　
　)
A．小球A的质量为30克
B．ρ1与ρ之比为5∶4
C．ρ2与ρ之比为4∶5
D．ρ1与ρ2之比为3∶5
10．如图所示，一块0℃的冰放在盛有0℃的水的容器中。已知冰块与容器底部相接触并相互间有压力，则当冰完全融化为0℃的水后，容器中水面的位置将（
）
A．上升
B．下降
C．保持不变
D．水面的升或降决定于冰和容器内水的体积
11．一枚重量为G的鸡蛋悬浮在盐水中，如图所示。往盐水中继续均匀缓慢加盐（盐水未到饱和），鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图象可能是（　　）
A．
B．
C．
D．
12．如图甲所示，长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动，上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像，取g=10N/kg。根据图像信息，下列判断正确的是（
）
A．该金属块重力的大小为34N
B．浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20N
C．在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
D．该金属块的密度是3．4×103kg/m3
13．水面在烧杯的a位置（如图甲），若将A用细绳悬挂在B的下方，仍放入该烧杯中静止，水面在烧杯的b位置（如图乙，忽略绳子的影响）。若烧杯放于水平桌面上，则可知（
）
A．B物体浸入水中的体积不变
B．A物体的密度一定大于水的密度
C．水平桌面受到烧杯的压强将变小
D．烧杯底部受到水的压力不变
二、简答题
14．“曹冲称象”是家喻户晓的典故。某校兴趣小组模仿这一现象，制作了一把“浮力秤”。将直筒形的玻璃杯浸入水中，如图所示。已知玻璃杯的质量为200g，底面积为40cm2，高度为20cm。(g取10N/Kg)求：
（1）将杯子开口向上竖直放入水中时（注：水未进入杯内），杯子受到的浮力。
（2）此时杯子浸入水中的深度（即为该浮力秤的零刻度位置）。
（3）此浮力秤的最大称量（即玻璃杯中所放物体的最大质量）。
15．如图是一种简易的温度计，当外界温度升高时，液体体积膨胀，引起液体密度变化，导致小球受到的浮力变化而运动。小球运动会引起悬挂于下端的链条长度发生变化，最终使小球重新悬浮在液体的某一深度，指针指示温度值，（小球体积变化可忽略）
（1）该温度计的刻度值自下而上变___________。（“大”或“小”）
（2）若该温度计中小球的体积为3×10-5米3，20℃时容器内液体密度为0.8×103千克/米3,则此时悬浮在液体中的小球受到的浮力为多少牛？___________（g取10牛/千克）
为了使该温度计更精确，请提出一条改进建议：_______________________
16．将密度分别为ρ1和ρ2的甲乙两个实心小球，同时放入足量的水中，己知水的密度为ρ水
，
ρ1>ρ水>ρ2
，
则：
（1）若甲，乙两球体积相同，甲乙两球受到的浮力之比为________；
（2）若甲，乙两球质量相同，甲乙两球受到的浮力之比为________；
（3）现将甲乙两球同时浸没在水中，通过分析说明放手后甲球下沉，乙球上浮._____
17．帆船由船体、帆杆、三角帆和带有万向节的桅杆组成，依靠风力在海面上行驶。
（1）在平静的海面上，静止的帆船受到的重力与______是一对平衡力。
（2）帆船运动爱好者登上帆船时，船体下沉了0.05米3，则帆船运动爱好者的质量是多少千克？____（海水的密度取1．0×103千克/米3）
18．台风“菲特”来袭，2013年10月8日，浙江省余姚市余洲街道竹山下水深已超过农居房二楼(约5、6米)，很多房子马上没过楼顶，几位受困人员为自救，找到了一张总体积为0.5m3质量均匀的长方体塑料泡沫床垫，将其放入深水中，床垫静止时有五分之一体积浸在水中。（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）
求：（1）此时床垫受到的浮力多大？
（2）塑料泡沫床垫的质量是多少？
（3）若被救的人平均质量为50kg，在该床垫上表面刚好没入水中时，最多能承载多少人？
三、填空题
19．如图所示，将分别装有热水和冰水的甲、乙两只玻璃杯，在室内放置一段时间，两杯壁都会出现小水珠，其中在内壁出现水珠的是________杯。乙杯中的冰在熔化过程中受到的浮力将_________。
20．有一潜水艇悬浮在水中，如下图所示，当用压缩气体把水舱中的水排出一部分时，潜水艇将_______（填“上浮”或“下沉”），在未露出水面之前，潜水艇所受的浮力将_______（填“变大”、“变小”或“不变”）
21．在酒精的液面上漂浮着一个小木块，现在往酒精中加入一些纯净水，则木块露出水面的体积________________。（填“变大”“不变”或“变小”）
22．小明用手把重为8N，体积为1．2×10-3m3的物体全部浸入水中，此时物体受到的浮力为________N，放手后物体将________。（后一空选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”，g取10N/kg，ρ水=1．0×103kg/m3）
23．某同学学习了浮力的有关知识后，制作了一台浮力秤，可方便地称量物体的质量，其构造如图甲所示。已知小筒底面积为0.001m2，小筒和秤盘总重为0.6N。
（1）如图甲，当秤盘上不放物体时，小筒受到的浮力是多少？_____________
（2）如图甲，当秤盘上不放物体时，应在小筒A处标出该浮力秤的____刻度。
（3）如图乙，在秤盘上放一物体后，小筒浸入水中的深度h为0.1m，则此时小筒受到的浮力是多少？该物体的质量为多少？______、_______
(
2
)
(
1
)
参考答案
1．B
【详解】
物块在水和酒精中的状态可能有以下3种：
①若物块在水和酒精中均漂浮，则F浮=G物，而F浮=G排，所以G物=G排，则m物=m排；物块质量不变，则排开水和酒精的质量应该相等，而题中溢出水和酒精的质量不相等，故不可能是这种情况。
②若物块在水和酒精中均沉底，则排开液体的体积相等；那么排开水和酒精的质量之比应该为
故也不可能是这种情况。
③由于ρ水>ρ酒，所以只能是物块在水中漂浮，在酒精中沉底。
物块放在水中时，溢出水的质量为76g，则物块在水中受到的浮力
F浮=G排=m排水g=76×10-3kg×10N/kg=0.76N
该物块放在酒精中时，溢出酒精的质量为64g，则物块在酒精中受到的浮力
F浮′=G排′=m排酒g=64×10-3kg×10N/kg=0.64N
根据前面分析可知，物块在水中漂浮，则
G物=F浮=0.76N
物块在酒精中沉底，由F浮=ρ液gV排得，物体的体积
所以，物体的密度
2．D
【解析】
【详解】
浸在液体或空气中的物体，液体或气体对物体下表面向上的压强大于对上表面向下的压强，向上的压力大于向下的压力，物体受到向上和向下的压力差的作用，这个压力差是物体受到的浮力。所以海巡船、气球、孔明灯都浸在液体或气体中，都受浮力，太空中没有空气，所以飞行器不受浮力。故D符合题意。
3．B
【解析】
【详解】
将铁块压成铁皮，形状发生改变，但由于物体的质量与形状无关，所以质量不变；压成铁皮后还是铁物质，密度不变，根据可知，体积也不变。即铁块压成铁皮后形状改变，质量和体积不变。B符合题意。
4．B
【详解】
A．由题意可得，木块排开水的体积(即浸入水中的体积)：
V排=Sh浸=(10cm)2×(10cm 4cm)=600cm3，
静止时，木块受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×600×10 6m3=6N，
故A错误；
B．使木块完全浸没还需要的压力等于露出部分浸入水中受到的浮力，则：
F压=F′浮=ρ水gV′排=ρ水gV露=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1×0.1×0.04)m3=4N，
故B正确；
C．木块漂浮在水中，根据浮沉条件可得木块的重力G=F浮=6N，
木块的质量为：
m===0.6kg=600g，
木块的体积为：V=(10cm)3=1000cm3，
木块的密度：
ρ木===0.6g/cm3，故C错误；
D．漂浮时，木块底部浸入水中的深度：h=10cm 4cm=6cm=0.06m，
木块底部受到水向上的压强：
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa。
故D错误。
5．D
【详解】
已知G＝4N，F′＝3N，则
该物体在水中受到的浮力F浮＝G﹣F′＝4N﹣3N＝1N，故ABC不符合题意，D符合题意。
6．C
【详解】
A．由图可知,构件在浸入水中的过程是排开的水的体积变大，所以浮力逐渐变大，当构件浸没后排开水的体积不变，所以浮力不变，因此浮力F1随h变化的图线是图乙中的②；故A错误；
B．从乙图中可以看出，当构件完全淹没时下表面到水面的距离为2m，则构件边长为2m，故B错误；
C．构件完全淹没时
Ｖ排=2m×2m×2m=8m3
拉力F2=1.2×105N；则有
F浮=G F2
ρ水gV排=ρgV F2
1×103kg/m3×10N/kg×8m3=ρ×10N/kg×8m3 1.2×105N
ρ=2.5×103kg/m3
故C正确。
D．从乙图中可以看出，当构件完全淹没时受到的浮力小于1.2×105N；故D错误；
故选C。
7．D
【解析】
密度之比ρ甲∶ρ乙＝2∶5，质量之比m甲∶m乙＝1∶2，又因为，故甲乙两球的体积之比V甲∶V乙为5:4，选D
8．C
【详解】
由题意可知，倒入稻种后，发现大部分种子漂浮在液面上，说明大部分种子密度大于盐水密度，若要使更多的种子沉入底部，应减小盐水密度，使盐水密度小于种子密度，因此应减小盐水密度，即继续加适量水，故C符合题意。
9．D
【解析】
【详解】
由于小球A.
B完全相同，即它们的密度均为，质量也相同为m，体积相同为V；
由题知，小球A浸没在液体中，溢出液体的质量为30g.
根据阿基米德原理则有：m排1=1V=30g ①
将小球B放在密度为2的液体中，小球B漂浮，溢出液体的质量为40g，
根据阿基米德原理则有：m排2=2V排2=2V×(1 )=40g ②
根据漂浮条件可知：m=m排2=40g；故A错误；
所以，m=V=40g ③
由①③可得,=，故B错误。
由②③可得,=，故C错误。
由①②可得,=，故D正确。
10．A
【详解】
∵冰熔化前，F浮+F支=G冰，
∴F浮=ρV排g＜G冰，-------①
冰化水后，G冰=G水，
即：ρ冰V冰g=ρ水V水g，-------②
由①②可得：
ρ水V排g＜ρ水V水g，
即：冰熔化为水的体积大于排开水的体积，
∴冰熔化后，水面将上升。
11．A
【分析】
鸡蛋悬浮在盐水中时，浮力等于鸡蛋的重力，逐步加入盐，盐水的密度增大，浮出水面前鸡蛋排开水的体积不变，由浮力公式判断鸡蛋所受浮力变化情况即可。
【详解】
由悬浮条件知道，当鸡蛋悬浮在盐水中时，浮力等于鸡蛋的重力；当往盐水中继续均匀缓慢加盐时，盐水密度增大，而浮出水面前鸡蛋排开水的体积不变，由F浮=ρgV排知道，鸡蛋所受浮力逐渐增大，鸡蛋向上运动；当浮出水面后鸡蛋漂浮时，所受浮力等于鸡蛋的重力，浮力不再变化；所以，鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像应该是：盐水密度增大时，开始浮力变大，后来不变。
故选A。
12．B
【详解】
A．当金属块完全露出液面，没有浸入水中时，金属块不受浮力，此时拉力等于重力，即为图中的CD段，从图可知，该金属块重力为：G=F拉
=54N，故A不符合题意。
B．当金属块未露出液面时，即为图中的AB段，从图可知，此时绳子的拉力为34N，则金属块受到的浮力大小为：
F浮
=G-F拉
=54N-34N=20N
故B符合题意。
C．从图可知，绳子的拉力在t1
至t2
时间段内逐渐的变大，则由公式
F浮
=G-F拉
可知，金属块的重力不变，而拉力逐渐的变大，所以浮力逐渐变小。故C不符合
题意。
D．因为
F浮
=ρ水
V排
g
所以金属块排开水的体积（金属块的体积）：
因为
G=mg
所以金属块的质量为：
金属块的密度为：
故D说法错误，不符合题意。
13．D
【解析】
【详解】
A．将AB物块视作一个整体，则在甲乙中均处于漂浮状态，此时F浮=G总，由阿基米德原理可知，液体密度相同，受到的浮力相同，因此甲乙中排开液体的体积相同，甲中浮力全部由物块B排开液体产生，乙中浮力由物块B和物块A共同排开液体产生，因此，甲中物块B排开液体的体积，比乙中物块B排开液体的体积大，因此B物体浸入水中的体积变小；
B．由图乙可知，物块A完全浸没在液体中，此时剪断细绳，物块A可能沉底或者悬浮，由浮沉条件可知，若沉底则ρA＞ρ水，若悬浮则ρA=ρ水,所以A物体的密度大于或等于水的密度；
C．在水平桌面上，物体对桌面的压力等于物体的重力，甲乙两次烧杯对桌面的压力均等于烧杯重力加水的重力加物块的重力，受力面积均为烧杯底面积，由公式可知水平桌面受到烧杯的压强将不变；
D．由液体压强公式可知，液体深度不变密度不变，因此烧杯底部受到水的压强不变，由公式可知烧杯底面积不变，压强不变，因此烧杯底部受到水的压力不变。
14．（1）2N（2）0.05米（3）600克
【详解】
(1)杯子的重力：G=mg=0.2kg×10N/kg=2N，因为杯子漂浮在水面上，所以F浮=G=2N；
(2)由F浮=ρ水gV排得：
则此时杯子排开水的体积：
V排===2×10 4m3，
此时杯子浸入水中的深度：
h浸===0.05m=5cm=0.05m；
(3)当杯子下沉的深度为0.2m时，此时杯子受到的浮力最大，
F′浮=ρ水gV′排=1.0×103kg/m3×10N/kg×40×10 4m2×0.2m=8N，
玻璃杯内能放物体的最大重力：
G=F′浮 F浮=8N 2N=6N，
浮力秤的最大称量：
m===0.6kg=600g。
答：(1)将杯子开口向上竖直放入水中时，杯子受到的浮力是2N，
(2)此时杯子浸入水中的深度是5cm，
(3)此浮力秤的最大称量为600g。
15．小
0.24N
见解析
【详解】
（1）由于外界温度升高时，液体体积膨胀，引起液体密度变小，导致小球受到的浮力减小，链条拉力减小，则小球会下降，最终使小球重新悬浮液体的深度变大，所以该温度计的刻度值向下的应是变大的，即自下而上指针指示温度值是变小；
（2）小球排开水的体积与小球的体积相等，即V排=V球=3×10-5m3，则F浮=ρ液V排g=0.8×103kg/m3×10N/kg×3×10-5m3=0.24N；
（3）该温度计测量的原理是根据外界温度对液体密度产生的影响，引起小球在液体所处的深度不同，从而判断外界温度的高低；所以小球所处的深度与液体密度的变化和金属链条的弹性程度有关，所以为了小球悬浮液体的深度的变化更明显，则可以改用热胀冷缩更明显的液体，或选用弹性更好更细的金属链条。
16．ρ水：ρ2
ρ水：ρ2
见解析
【详解】
（1）甲，乙两球同时放入足量的水中，已知ρ1>ρ水>ρ2，则甲球沉底、乙球漂浮，甲球受到的浮力：
F甲=G排
=ρ水gV甲
,
乙球受到的浮力：
F乙=G乙=ρ2gV乙，
若甲，乙两球体积相同，即V甲V乙，则甲乙两球受到的浮力之比为：
F甲:F乙　=ρ水gV甲:ρ2gV乙=ρ水:ρ2　；
（2）若甲，乙两球质量相同，即m甲m乙,
则甲乙两球受到的浮力之比:
F甲:F乙　=ρ水gV甲:
ρ2gV乙=ρ水g:ρ2g=ρ水:
ρ1;
（3）现将甲乙两球同时浸没在水中，甲球受到的浮力：
=G甲排
=ρ水gV甲,
甲球重力：
G甲=ρ1gV甲，
ρ1>ρ水，
因此
G甲，
故放手后,甲球下沉，
乙球受到的浮力：
=G乙排
=ρ水gV乙,
乙球重力：
G乙=ρ2gV乙,
ρ水>ρ2，
因此
G乙，
故放手后,
乙球上浮。
17．浮力
50千克
【详解】
(1)在平静的海面上，静止的帆船受到的重力与浮力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上，是一对平衡力。
(2)人上船后，由于人的重力，船受到的浮力增加，故人的体重等于船增加的浮力：
G=△F浮=ρg△V排=103kg/m3×10N/kg×0.05m3=500N；
则其质量：
m=
=
=50kg.
答：(1)浮力；
(2)帆船运动爱好者的质量是50kg.
18．（1）1000N；（2）100kg；（3）8人
【解析】
【详解】
(1)因为床垫静止时有五分之一体积浸在水中，因此
此时床垫受到的浮力为
；
(2)因为漂浮，所以浮力等于重力，因此可得
；
(3)当床垫完全浸没时所受浮力最大为
此时仍然漂浮，床垫与人的总质量为
最多能承载人数为
。
答：(1)
床垫受到的浮力为1000N；
(2)
塑料泡沫床垫的质量是100kg；
(3)
最多能承载人数为8人。
19．甲
变小
【详解】
[1]
甲杯中装的是热水，杯内温度高，杯内的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在玻璃的内壁上。乙杯中放的是冰水，杯外的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在玻璃的外壁上；
[2]因为冰的密度小于水的密度，所以冰在水中是漂浮的，冰在融化过程中，浮冰的重力减小，根据物体的漂浮条件F浮=G冰可知，冰所受到的浮力将变小。
20．上浮
不变
【详解】
当将水舱内的水排出一部分后，潜水艇的重力减小，故重力小于浮力，潜水艇将上浮；在未露出水出之前，由于排开水的体积不变，故潜水艇所受到的浮力不变。
21．变大
【详解】
往酒精中加入一些纯净水由于水的密度大于酒精的密度，因此混合溶液的密度比原来大，由公式可知，因为漂浮浮力等于重力不变，液体密度增大，则排开液体体积变小，露出水面体积变大。
22．12；上浮
【详解】
物体全浸入水中时，V排=V=1.2×10 3m3，F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1.2×10 3m3=12N，放手后，物体受到的浮力12N要大于物体的自重8N，因此物体要上浮。
23．0.6N
0
1N
0.04kg
【详解】
(1)[1]小筒和秤盘总重G0=0.6N,当秤盘上不放物体时,小筒漂浮,则
F浮=G0=0.6N
(2)[2]当秤盘上不放物体时，即物体的质量为0，应在小筒A处标出该浮力秤的0刻度线；
(3)[3]此时小筒受到的浮力
F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m2×0.1m=1N
[4]物体、小筒和秤盘总重
G总=F浮=1N
物体重
G=G总 G0=1N 0.6N=0.4N
物体的质量
m=
=0.04kg
(
2
)
(
1
)