第3章 浮力 拓展拔高单元测试（有答案）

第三章浮力拓展拔高（1）2020-2021学年华师大版科学八年级上册
姓名：___________班级：__________
一、选择题
1．一定温度范围内，一定质量的水的体积随温度变化的图线如图所示。若水的温度从8℃降至2℃，则此过程中水的密度（　　）
A．先变小后变大
B．保持不变
C．先变大后变小
D．一直变大
2．如图所示是阿基米德原理的验证过程的实验，从实验中可以验证的规律是（ ）
A．浮力与物体的体积和形状及物体的重力三者有关
B．浮力与物体排开的液体受到的重力有关
C．浮力与物体自身的重力也有关
D．与物体在液体中的深度有关，因为液体对物体产生的力是由压力差所造成的
3．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
4．小美利用天平和量杯测量某种液体的密度，得到的数据如表所示，根据表中数据绘出的图像如图所示，则量杯的质量和液体的密度分别是（ ）
液体与量杯的质量m/克 40 60 80 100
液体的体积V/厘米3 20 40 60 80
A．20克，1.0×103千克/米3
B．60克，0.8×103千克/米3
C．60克，1.0×103千克/米3
D．20克，0.8×103千克/米3
5．看到人们在死海上像如上右图所示悠闲地看书，爱动脑筋的小明突发奇想：假如某一天地球对所有物体的引力明显增大，还能在同样的环境中发生如此惬意的事情吗？经过认真思考，他作出了几种猜想，你认为正确的是（ ）
A．人的质量将明显增大，人将沉入海里
B．人的质量将明显增大，人仍能浮在海中看书
C．人受到的重力将明显增大，人将沉入海中看书
D．人受到的重力将明显增大，人仍能浮在海中看书
6．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
7．一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降，然后将圆柱体逐渐浸入水中（忽略水面高度变化）。下图是整个过程中弹簧测力的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像。下列说法正确的是（　　）
0
A．刚好浸没时圆柱体底部受到的压强是700Pa
B．圆柱体的高度是9cm
C．圆柱体受到的重力是8N
D．圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
8．如图所示，放在水平桌面上的溢水杯盛满水，用弹簧测力计挂一个实心铁块，示数为F1；将铁块缓慢浸没水中（未接触溢水杯），溢出的水流入小烧杯，弹簧测力计的示数为F2。下列判断正确的是（　　）
A．水对溢水杯底部的压强p甲＜p乙 B．溢水杯对桌面的压力F甲＜F乙
C．铁块受到的浮力F浮=F2-F1 D．小烧杯中水的重力G=F1-F2
9．有一只250克的烧杯，装满了水，质量共为650克，现投入质量为50克的小石块，溢出了20克水。由此可以知道小石块的密度为（ ）
A．5克／厘米3
B．2．5千克／米3
C．2．5克／厘米3
D．无法计算
10．如图所示，在甲、乙、丙三个相同容器中盛有质量相同的不同液体，将三个相同的铁球分别沉入容器底部，当铁球静止时，铁球所受的浮力的大小关系是（ ）
A．甲最小 B．乙最小
C．丙最小 D．一样大
11．某同学制作了如图所示的处于悬浮状态的潜水艇模型，注射器内为空气，下列说法错误的是（ ）
A．潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的
B．向内推注射器活塞，水会进入试管中，可实现潜艇下沉
C．实验要成功必须保证装置不漏气
D．潜艇模型的试管上绕些铁丝，可保持试管稳定
12．如图1所示,边长为10cm的立方体木块A通过细线与圆柱形容器底部相连,容器中液面与A上表面齐平。从打开容器底部的抽液机匀速向外排液开始计时,细线中拉力F随时间t的变化图象如图2所示。木块密度ρ=0.5×103kg/m3,容器的底面积200cm2,g=10N/kg.下列说法正确的是( )
A．随着液体的排出，木块受到的浮力不断减小
B．容器中的液体是酒精
C．抽液机每秒钟排出液体的质量是10g
D．第30s时，木块露出液面的高度是2cm
13．一个质量为0.25kg的玻璃瓶，盛满水时称得质量是1.5kg，若盛满某液体时称得质量是1.75kg，那么这种液体的密度是（ ）
A．1.0×10 kg/m3
B．1.16×10 kg/m3
C．1.75×10 kg/m3
D．1.2×10 kg/m3
14．科学研究中常用图像来表示两个量（x，y）之间的关系，以使研究的问题变得直观明了。下列两个量之间的关系不符合如图所示的是（ ）
A．物体受到的重力与质量的关系
B．固体的溶解度与温度的关系
C．匀速直线运动的物体路程与时间的关系
D．物体未完全浸没时，在水中受到的浮力与其排开液体体积的关系
二、简答题
15．2013年2月，我国科学家研究出了一种超轻的材料，这种材料被称为“全碳气凝胶”。它是迄今为止世界上最轻的材料，其密度仅0.16kg/m3，则体积为20m3的这种气凝胶的质量为多少千克？
16．如图甲所示，是一圆柱形容器，放在水平桌面上，内装有25cm深的液体，该液体对容器底部产生的压强为2000Pa。g取10N/kg，求：
(1)液体的密度；
(2)若将边长为10cm的正方体木块放入圆柱形容器中如图乙所示，木块静止时，有的体积露出液面，此时木块受到的浮力大小；
(3)要使木块完全浸没至少需要施加多大向下的压力？
17．2012年6月24日凌晨5点29分，我国“蛟龙号”载人潜水器（如图）在马里亚纳海沟开始注水下潜，至上午9点07分，蛟龙号潜水器到达7020米深度并坐底，创造了世界同类潜水器的最大下潜深度。“蛟龙”号长宽高为8.2米×3.0米×3.4米；质量22吨；下潜时负载400千克(包括乘员质量)。（g取10N/kg）
（1）若海水密度不变，当“蛟龙号”浸没在海水后继续下潜的过程中，受到的压强___________，浮力___________。（填“变大”、“ 变小”或“不变”）。
（2）求本次试验“蛟龙”号下潜速度约多少米/分钟？____
（3）当它悬浮在深海某处时，受到的浮力多大？___
（4）“蛟龙号”在某深度悬浮作业，任务完成后，抛弃自身携带的压载铁便能上浮。请分析“蛟龙号”上浮的原因。______
18．某同学要测一个金属块的密度，他手中的测量工具只有一只量程较小的弹簧测力计，当他用此弹簧测力计测量该金属块的重力时，发现已超过弹簧测力计的最大量程，于是他设计了如图所示的装置去测量。图中OA：OB=1：3.他实验的步骤如下：
（1）用细绳把金属块悬挂于A点，用弹簧测力计在B点作用一个竖直向上的力，使杠杆OAB在水平位置静止，金属块静止在空中，读出弹簧测力计此时的读数F1；
（2）向容器中加水时，弹簧测力计示数_______（填变大、变小或不变）当金属块浸没时，读出此时弹簧测力计的读数F2；
（3）若杠杆OAB质量不计，则被测金属块密度的表达式：ρ=________。（水的密度表示为ρ水）
三、填空题
19．普通潜水艇从海面下潜但未全部没入海水的过程中，它所受的浮力逐渐 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；若潜水艇悬浮在海水中，当用压缩空气把水舱中的海水排出一部分时，潜水艇将 （选填“上浮”或“下沉”）；在露出海面之前，潜水艇所受的浮力将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）．
20．锅、铁箱、铁勺的质量分别是1.5㎏、3㎏，0.5㎏，则它们的体积之比是__________，密度之比是________。
21．现有一木块漂浮于40 ℃的KNO3饱和溶液中，当温度改变时(不考虑由此引起的木块和溶液的体积变化)，木块排开液体的体积V排随时间t发生了如图所示的变化。
(1)由此推断出温度的改变方式是_____(填“升温”或“降温”)。
(2)在温度改变的过程中，图中A、B两点对应的木块受到的浮力大小关系为FA_____(填“＞”“＜”或“＝”)FB。
22．2001年6月3日，CCTV在云南扶仙湖第一次现场直播了水下考古的过程，这次水下考古使用了我国科学家自行设计制造的现代化“鱼鹰一号”深潜器（原理与潜水艇相同），它的下潜和上浮是靠_________来实现的, 深潜器在水面下下潜的过程中,受到水的浮力_______, 水对它的压强______(填” 增大, 不变或减少” ).
23．用重20牛的铁桶从井中打水，在桶未露出水面时，匀速提起这桶水所用的力_______20牛 (填“大于,等于或小于”)
(
2
)
(
1
)
参考答案
1．C
【分析】
由图示可知，水的体积的变化，利用密度公式分析，对于一定质量的水，当体积减小时，密度增大；体积增大时，密度减小。
【详解】
由图示可知，水的体积的变化是先减小，到4℃后又逐渐增大，利用密度公式分析可知，一定质量的水，体积减小时，密度增大；反之，减小，故水的密度先增大后减小。
故选C。
2．B
【详解】
如图所示是阿基米德原理的验证过程的实验，浮力大小等于物体在空气中称得的重力G和物体在水中称得的示数F的差。物体排开液体流入小桶中，可能称得排开液体受到的重力。进行比较，即可得到验证。本题是验证阿基米德原理的，不是研究浮力跟物体体积、形状、物重、深度的关系的。
故选项B符合题意。
3．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。
4．A
【详解】
观察图象可知：当体积为0时质量是20g，所以烧杯质量为20g；当体积为60cm3时总质量为80g，所以液体质量为（80-20）g=60g；即
BCD项不符合题意、A项符合题意。故选A。
5．D
【详解】
AB． 质量是物体的属性，是不变的，故选项AB不符合题意；
CD．引力增大时g增大，根据公式G=mg，重力增大，人在水中漂浮，F浮=G，mg=ρ液gV排，g约掉，m、ρ不变，所以V排不变，人仍能浮在海中看书，故选项C不符合题意，选项D符合题意。
6．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。
7．D
【详解】
AB．根据图像可知，圆柱体从开始没入水中到完全浸没的深度
h=7cm= 3cm=4cm
因此圆柱体的高度是4cm，则刚好浸没时圆柱体底部受到的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa
故AB错误；
C．由图像可知，当h=0时，弹簧测力计示数为12N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知
G=F拉=12N
故C错误；
D．圆柱体受到的最大浮力
F浮=G F=12N 4N=8N
由阿基米德原理可得，圆柱体的体积
圆柱体密度
故D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．甲乙液面相平，且液体均为水，根据p=ρgh可知，水对溢水杯底部的压强相等，故A错误；
B．铁块浸没在水中后，水面高度不变，水对杯底的压强不变，根据F=pS可知，水对杯底的压力不变，溢水杯的重力不变；因溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和，所以溢水杯对桌面的压力不变，即
F甲=F乙
故B错误；
C．F1为铁块浸没水中前的拉力（等于铁块的重力），F2为铁块浸没水中后的拉力，根据称重法测浮力可知，铁块受到的浮力
F浮=F1﹣F2
故C错误；
D．根据阿基米德原理可知，铁块所受浮力等于排开水的重力，所以小烧杯中水的重力（排开水的重力）
G=F浮=F1﹣F2
故D正确。
故选D。
9．C
【详解】
根据ρ＝m/V可得溢出水的体积：V溢出＝＝20cm3；∵V石＝V溢＝20cm3，∴石块的密度：ρ＝m石/V石＝50g/20cm3＝2.5g/cm3.
故选C.
10．A
【分析】
因为三种液体的质量相同，由体积关系可以得出三种液体的密度关系；排开液体的体积相同（相同的铁球），根据阿基米德原理可以比较三个铁球受浮力的大小关系。
【详解】
根据题意可知，甲、乙、丙三个相同容器中盛有质量相同的不同液体，由图中三种液体体积的大小关系可以得到三种液体密度的大小关系
ρ甲<ρ丙<ρ乙
在这三个容器中，三个相同的铁球分别沉入容器底部，其排开液体的体积均相等，由阿基米德原理可知，铁球在三个容器中所受的浮力大小
F浮甲故选A。
11．B
【详解】
A．当潜艇模型浸没在水中时，排开水的体积不变，所受浮力不变，它是通过进水、排水来实现沉浮的目的，因此潜艇模型的上浮和下沉是通过改变潜艇的重力来实现的，故A正确，不符合题意；
B．结合图示可知，向内推注射器活塞，试管内的气压增大，水会被压出试管，此时模型的自重减小，重力小于浮力，模型上浮，故B错误，符合题意；
C．在制作潜艇模型时，要保证潜艇模型具有良好的气密性，否则无法很好的改变潜艇内的气体压强实现排水和充水，因此实验要成功必须保证装置不漏气，故C正确，不符合题意；
D．试管左轻、右重（右侧有木塞），为了保持试管稳定，潜艇模型的试管上应绕些铁丝，故D正确，不符合题意。
故选B。
12．C
【解析】
A中随着液体的排出，液面下降，浮力减小，绳子的拉力减小，但减小到0以后，再随着液体的排出，木块所受到的浮力就不变了，故A是不对的；
B中的液体是不是酒精，要通过计算说明；该题有明显的两种情况，首先是当t=0时，A与液面的上表面相平，此时A受到重力、绳子的拉力及液体对它的浮力的作用，故存在平衡关系：F浮=G+F拉，因为木块的重力G=ρ木gV=0.5×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=5N，故木块受到的浮力F浮=5N+5N=10N，则由阿基米德原理得ρ液==1.0×103kg/m3，看来这种液体是水，故B是不对的；
在C中欲判断每秒排出的液体的质量，还要看第二种情况，即当绳子的拉力为0时的情况，此时木块漂浮，F浮′=G=5N，此时排开液体的体积V′==0.5×10－3m3，木块浸入液体中的深度为h==0.05m；故排出液体的质量m排=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(200－100)×5×10－6m3=5kg；排出液体的时间为50s，故每秒钟排出液体的质量是10g，C是正确的；
对于D来说，当第30s时，绳子的拉力为2N，浮力为2N+5N=7N，此时排开液体的体积为0.7×10－3m3，露出液面的体积为0.3×10－3m3，故露出液面的高度为=0.03m=3cm，故D是不对的。
考点：二力平衡、浮力及阿基米德原理的综合计算。
13．D
【详解】
水的质量：
m水=1.5kg 0.25kg=1.25kg，
由ρ=得水的体积：
V水== =1.25×10 3m3，
瓶子的容积：
V容=V水=1.25×10 3m3，
某液体的体积：
V液=V容=1.25×10 3m3，
某液体的质量：
m液=1.75kg 0.25kg=1.5kg，
某液体的密度：
ρ液= ==1.2×103kg/m3.
故选项D符合题意。
14．B
【分析】
观察分析图像，找出图中两个量（x，y）之间的关系，看选项中哪两个量的关系与图像中的相符，找出两个量之间的关系不符合的选项即可。
【详解】
观察图像可知这是一个正比例函数关系图线，图像中两个量（x，y）之间是成正比的。
A．根据公式可知，物体受到的重力与质量成正比关系，故A与图中关系相符，不符合题意；
B．多数固体的溶解度与温度呈正比，但也有呈反比的，例如氢氧化钙，故B与图中关系不相符，符合题意；
C．匀速直线运动的物体路程与时间成正比，故C与图中关系相符，不符合题意；
D．物体未完全浸没时，由公式可知，在同种液体中，物体受到的浮力与其排开液体体积是成正比的，故D与图中关系相符，不符合题意。
故选B。
15．3.2kg
【详解】
由ρ=mV可得，这种气凝胶的质量为：
m=ρV=0.16kg/m3×20m3=3.2kg.
答：体积为20m3的这种气凝胶的质量为3.2kg.
16．(1)0.8×103kg/m3；(2)6N；(3)2N
【分析】
(1)已知液体深度和压强，根据求出液体的密度。
(2)由木块的边长可知木块的体积，进而可知木块静止时排开液体的体积，根据阿基米德原理可求出木块受到的浮力。
(3)由(2)可知木块的重力，根据阿基米德原理可得木块完全浸没时受到的浮力，浮力与重力的差值即为施加的最小压力。
【详解】
(1)根据可得，该液体的密度
(2)木块的体积
木块静止时，有的体积露出液面，则木块排开液体的体积
根据阿基米德原理可得，此时木块受到的浮力
(3)由图乙可知木块漂浮在液面上，则有
木块完全浸没时受到的浮力
则需要向下的最小压力
答：(1)液体的密度是0.8×103kg/m3；(2)此时木块受到的浮力是6N；(3)要使木块完全浸没至少需要施加向下的压力为2N。
17．增大 不变 32.2m/min 2.24×105N 见解析
【详解】
（1）[1]根据压强公式p=ρgh，深度越大则压强越大，下潜过程深度变大，所以压强变大;
[2]根据浮力公式F=ρgV，在下潜过程中，潜水器排开水的体积等于自身的体积是不变的，所以浮力不变;
（2）[3]潜水器到达7020米深度海底用时：t=9点07分-5点29分=218min，“蛟龙号”下潜时的平均速度：v==≈32.2m/min；
（3）[4]悬浮时，浮力等于重力，F浮=G=22.4×103kg×10N/kg=2.24×105N；
（4）[5]抛掉随身携带的压载铁，排开水的体积不变，所受的浮力不变，重力减小，潜水器将上浮.
18．变小
【详解】
（2）由于金属块浸没在水中后受到浮力，金属块对杠杆的拉力减小，则弹簧测力计示数变小。
（3）用细绳把金属块悬挂于A点，用弹簧测力计在B点作用一个竖直向上的力，使杠杆OAB在水平位置静止，金属块静止在空中，读出弹簧测力计此时的读数F1，
根据杠杆平衡，可知
所以金属块的质量
向容器中加水，待金属块浸没在水中后，读出当OAB水平静止后，弹簧测力计的读数F2，
所以
（G-F浮）×OA=F2×OB
金属块浸没在水中
（3F1-ρ水gV）×OA=F2×OB
所以
金属块的密度
答：（1）向容器中加水时，弹簧测力计示数变小；
（2）被测金属块密度的表达式为。
19．变大、上浮、不变
【分析】
（1）根据F浮=ρ水gV排分析普通潜水艇从海面下潜但未全部没入海水的过程中所受的浮力大小变化；（2）先是悬浮，浮力等于重力，再分析重力和浮力的变化，进而确定浮与沉；（3）在露出海面之前，分析液体密度和排开体积的变化情况，根据F浮=ρ水gV排分析浮力的变化．
【详解】
(1)普通潜水艇从海面下潜但未全部没入海水的过程中，V排不断增大，由F浮=ρ水gV排可知它所受的浮力逐渐增大；
(2)若潜水艇悬浮在海水中，浮力等于重力，当将水舱内的水排出一部分后，潜水艇的重力减小，重力将小于浮力，潜水艇将上浮；
(3)在未露出水出之前，由于排开水的体积不变，水的密度不变，由F浮=ρ水gV排可知潜水艇所受到的浮力不变。
20．3︰6︰1 1︰1︰1
【解析】
【详解】
锅,铁箱和铁勺虽然是不同物体,但它们都是由铁这种物质组成的,所以它们的密度相同;故密度之比为1:1:1 .
已知锅,铁箱和铁勺的质量分别为1.5kg , 3kg , 0.5kg,因此锅,铁箱以及铁勺的质量之比为 1.5kg , 3kg , 0.5kg=3:6:1.
由V=可得，锅,铁箱和铁勺的体积之比等于质量之比，故锅,铁箱以及铁勺的体积之比为：3:6:1
21．升温 ＝
【解析】
【详解】
（1）[1]观察图像可知，木块排开液体的体积变小，说明液体的密度变大，溶解的溶质增加；硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大，故温度的改变方式为升温，升温后硝酸钾的溶解度增大，溶解的溶质增加，溶液的密度增大，可使木块排开液体的体积减小。
（2）[2]随温度的改变，硝酸钾的浓度改变，但木块始终处于漂浮状态，因此，浮力始终等于重力。
22．改变自身的重力 不变 增大
【详解】
“鱼鹰一号”深潜器的体积是不变的，它通过改变自身的重力，改变重力与浮力之间的大小关系来实现下潜和上浮的；“鱼鹰一号”深潜器在水面下下潜过程中,本身体积不变,所以排开水的体积不变,根据公式F浮=ρ液gV排，水的密度不变，所以受到的浮力不变。
“鱼鹰一号”深潜器下潜的过程中,水密度ρ水不变,所处深度h增大,根据公式p=ρ水gh知，它所受到的压强增大。
23．小于
【详解】
在水桶未露出水面时，桶中水受到的浮力和它的重力相互抵消，桶受到竖直向下的重力G=20N、竖直向上的浮力F浮和竖直向上的拉力F作用，则匀速提起这桶水的拉力F=G F浮=20N F浮<20N；
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2
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