10.3 物体的浮沉条件及应用 同步练习(Word版,含解析)

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名称 10.3 物体的浮沉条件及应用 同步练习(Word版,含解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2022-01-17 14:08:59

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10.3物体的浮沉条件及应用
一、选择题
1.(2020·广东广州市·华南师大附中八年级期末)如图所示是某同学在家中做的一个小实验,先把鸡蛋放入清水中,发现鸡蛋会下沉到杯底,然后逐渐向水中加盐并轻轻搅拌,看到鸡蛋慢慢的向上浮起,最终浮出液面,处于漂浮状态。对此现象分析正确的是(  )
A.鸡蛋在清水中沉底时,鸡蛋没有受到浮力
B.鸡蛋上浮是因为向水中加盐使鸡蛋受到的重力减小
C.从沉底、上浮到漂浮整个过程中,浮力一直在变大
D.鸡蛋露出水面之前,上浮是因为向水中加盐使其受到的浮力大于受到的重力
【答案】D
【详解】
A.鸡蛋在清水中沉底时,也受到浮力的作用,只不过浮力小于重力,故A错误;
B.加盐后盐水的密度增大,而鸡蛋排开液体的体积不变,因此由F浮=液gV排可知,鸡蛋所受浮力增大,当浮力增大到大于鸡蛋的重力时鸡蛋会上浮,此时鸡蛋的重力不变,故B错误;
C.从沉底到上浮过程中浮力由小于重力到大于重力,浮力变大,鸡蛋一旦开始上浮,到未漏出水面前浮力不变,鸡蛋开始露出水面到漂浮的过程中,V排变小,浮力减小,直到浮力等于重力为止,浮力等于重力时鸡蛋漂浮,故C错误;
D.鸡蛋露出水面之前,上浮是因为向水中加盐使其受到的浮力增大,大于受到的重力,故D正确。
故选D。
2.(2020·河北唐山市·八年级期末)如图所示,图甲和图乙的容器中是同一个自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,它会竖直漂浮在液体中,由图中现象可以判断(  )
A.密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大 B.密度计在甲烧杯液体中受到的浮力较大
C.乙烧杯中液体的密度较大 D.甲烧杯中液体的密度较大
【答案】C
【详解】
AB.密度计在图甲和图乙的烧杯中都漂浮,所以受到的浮力等于该密度计的重力,同一只密度计,重力相等,所以受到的浮力相等,故AB不符合题意;
CD.根据公式F浮 =液V排g,在F浮相等时,在乙烧杯液体中的V排小,所以乙烧杯中液体的密度较大,故D不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.(2020·山西吕梁市·八年级期中)如图所示,漂流瓶在海洋中漂浮时,下列说法正确的是(  )
A.漂流瓶受到的浮力大于其重力
B.漂流瓶在密度大的海水中受到的浮力大一些
C.漂流瓶漂入密度较小的海水中时会下沉一些
D.漂流瓶在不同密度的海水中漂浮时排开海水的质量不同
【答案】C
【详解】
A.因为漂流瓶漂浮在海洋中,浮力等于重力,故A错误;
B.漂流瓶在密度不同的海水中始终是漂浮的,浮力始终等于重力,重力不变,所以浮力是相同的,故B错误;
C.由于浮力不变,由可知,漂流瓶漂入密度较小的海水中时排开海水的体积会增大,所以会下沉一些,故C正确;
D.漂流瓶在不同密度的海水中漂浮时受到的浮力不变,由可知,漂流瓶在不同密度的海水中漂浮时排开海水的质量相同,故D错误。
故选C。
4.(2020·山东济南市·九年级一模)在今年的超长寒假中,小华主动帮助妈妈承担一些力所能及的家务。在学着煮汤圆的过程中,他发现刚放入水中的汤圆沉在水底,煮熟后却漂浮在了水面上,则煮熟后汤圆受到的浮力与刚放入水中时相比(  )
A.浮力变大,且浮力大于重力 B.浮力变小,且浮力大于重力
C.浮力变小,且浮力等于重力 D.浮力变大,且浮力等于重力
【答案】D
【详解】
根据物体浮沉条件可知,生汤圆刚放进锅里的水中,由于汤圆的重力比它受到的浮力大,所以是沉在水底。加热一段时间后,汤圆因其内部气体受热膨胀,致使汤圆排开水的体积变大,由F浮=ρgV排可知,所受浮力变大,当浮力大于重力时汤圆就会上浮,最后漂浮在水面上,此时浮力等于重力,故选D。
5.(2020·济南育英中学八年级期末)如图所示,两个相同的玻璃缸装满了水,甲缸中漂浮着一只玩具小鸭子,乙缸漂浮着一只玩具大鸭子。关于两只鸭子受到的浮力大小,下列说法正确的是(  )
A.甲缸中鸭子受到的浮力大 B.乙缸中鸭子受到的浮力大
C.两个鸭子受到的浮力一样大 D.无法判断
【答案】B
【详解】
两只玩具鸭子都漂浮在水面上,根据漂浮条件可知,它们受到的浮力大小都等于各自的重力大小。因大鸭子的重力大,所以乙缸中鸭子受到的浮力大。
故选B。
6.(2020·山东济南市·九年级二模)唐诗(悯农》中写道“春种粒栗,秋收万颗子”,但这需要充实饱满的种子。如图所示的盐水选种,将种子放入配置好的盐水中,就可以把瘪的与充实饱满的种子区分开了,这主要利用了以下哪个物理量的不同来选种的(  )
A.浮力 B.密度 C.体积 D.重力
【答案】B
【详解】
由于干瘪的种子密度较小,采取盐水选中,根据浮沉条件可知,密度小于盐水密度的种子(干瘪的种子)会漂浮,密度大于盐水密度的种子(饱满的种子)会下沉。
故选B。
7.(2020·山东济南市·济南外国语学校八年级期末)如图甲所示,将一枚鸡蛋放在盐水中,刚好处于悬浮状态,鸡蛋受到的浮力为。若将它放入清水中,则沉到杯底,如图乙所示,鸡蛋受到的浮力为,两个浮力的大小关系是(  )
A. B. C. D.无法确定
【答案】A
【详解】
图甲鸡蛋漂浮在盐水中,处于静止状态,受平衡力的作用,所以鸡蛋受到的浮力
图乙鸡蛋沉在水底,鸡蛋受到的浮力
所以
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.(2020·上海松江区·九年级月考)轮船从黄浦江驶入大海,以下说法正确的是(  )
A.轮船排开液体体积变大
B.轮船所受液体浮力变大
C.轮船排开液体体积不变
D.轮船所受液体浮力不变
【答案】D
【详解】
在黄浦江和大海中都是漂浮状态,浮力等于重力,不会发生变化;轮船从黄浦江驶入大海,海水密度较大,排开海水的体积变小。
故选D。
9.(2020·广州市·广东实验中学九年级三模)如图水平面上有两个相同的杯子,分别装不同的液体,将同一个小球A分别放入两杯中,静止时,小球A在甲液体中漂浮,在乙液体中沉底。再往两个杯中放一些盐,杯中液体密度都增大,但两物体仍处于原来的状态,加入盐后(  )
A.小球A在甲液体中受到的浮力变大
B.小球A在乙液体中受到的浮力不变
C.小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中受到的浮力
D.小球A在甲液体中受到的浮力等于在乙液体中受到的浮力
【答案】C
【分析】
物体漂浮时,受到的浮力等于其重力,物体在液体中下沉时,受到的浮力小于重力;物体受到的浮力与液体的密度和排开的液体的体积有关。
【详解】
由图可知,小球A在甲液体中始终处于漂浮状态,浮力等于重力,浮力不变;小球A在乙液体中下沉,受到的浮力小于重力,加入盐后,液体的密度变大,排开的液体的体积不变,则小球受到的浮力变大,但仍小于重力;所以小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中受到的浮力。
故选C。
10.(2020·山东泰安市·九年级二模)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体物块分别放入各容器内,待物块静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是(  )
①物块受到的浮力大小关系为
②三个物块的密度大小关系为
③容器底部受到水的压力大小关系为
④容器对桌面的压强大小关系为
A.只有①③正确 B.只有①④正确 C.只有②③正确 D.只有②④正确
【答案】D
【详解】
由题知道,、、三个正方体的体积相同;
①由图知道,、、三个正方体排开水的体积关系为,由知道,浮力的大小关系为
故①错误;
②由图知道,和处于漂浮,处于悬浮,则由浮沉条件知道
,,
由于,所以;由于正方体、、的体积相同,由知道,物体密度的大小关系
故②正确;
③由图知道,物体底部的深度,,由知道,液体底部压强关系是
三个正方体的底面积相同,由知道,正方体底部受到水的压力大小关系
故③错误;
④因正方体分别处于漂浮或悬浮状态,则浮力等于自身重力,由阿基米德原理知道,物体受到的浮力等于排开液体的重力,即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力,即可以理解为,容器中正方体的重力补充了它排开的水的重力,能看出三个容器内总重力相等;由于容器相同,所以三个容器对桌面的压力关系为
由知道,容器对桌面的压强大小关系为
故④正确。
故选D。
二、填空题
11.(2020·湖南怀化市·中考真题)如图所示,质量为100g的木块,静止在盛水的烧杯中,木块所受到的浮力为___________N,排开水的体积为___________。
【答案】1100
【详解】
[1]物体的重力
[2]物体在水中漂浮,故
由阿基米德原理

12.(2020·湖南张家界市·中考真题)将一块橡皮泥先后捏成实心球和碗,分别放入完全相同的甲、乙两杯液体中,静止时如图所示,甲杯中橡皮泥所受的浮力___________乙杯中橡皮泥所受的浮力,甲杯中液面高度___________乙杯中液面高度(均选填“高于”“低于”或“等于”)。
【答案】等于等于
【详解】
[1][2]橡皮泥在甲、乙两杯液体中,分别悬浮、漂浮,两种状态下橡皮泥所受的浮力都等于重力,所以甲杯中橡皮泥所受的浮力与乙杯中橡皮泥所受的浮力相等。由阿基米德原理知,当浮力相同,液体密度相同时,物体排开液体的体积相同,那么甲、乙两杯中液面高度相同。
13.(2020·云南玉溪市·八年级期中)水平桌面上两个完全相同的烧杯中分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的小球A、B分别放入两个烧杯中。当两球静止时,两烧杯的液面高度相同,小球所处的位置如图所示,则两小球所受浮力的大小关系为___________,两种液体对烧杯底的压强的大小关系为___________。(均选填“”“”或“”)
【答案】=>
【详解】
[1]由图可知,A球漂浮,B球悬浮,根据物体沉浮条件知,两球受到的浮力都等于各自的重力,由于两个小球是相同的,重力相等,即
[2]由于A球漂浮,B球悬浮,根据物体沉浮条件知


因两烧杯中液面相平,即
根据液体的压强的计算公式可知
14.(2020·四川攀枝花市·八年级期末)潜水艇总体积为1.5×103m3,艇内两侧有水舱。通过向水舱中注水或从水舱中向外排水来改变潜水艇的___________,从而实现下沉或上浮。在潜水艇由长江潜行至东海的过程中,潜水艇所受浮力___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。潜水艇完全潜入长江受到的浮力是___________N。
【答案】自身重力(或自重)变大 1.5
【详解】
[1]向水舱中注水或从水舱中向外排水改变的是潜水艇的自重。
[2]在潜水艇由长江潜行至东海的过程中,由于海水的密度大于河水的密度,根据阿基米德原理潜水艇所受浮力变大。
[3]潜水艇完全潜入长江受到的浮力
15.(2020·上海九年级期末)如图所示,放在水平地面上的柱形容器中盛有水,漂浮在水面上的木块和冰块的质量均为0.4千克,木块所受的浮力大小为_____牛,方向为______。一段时间后,冰全部融化成水,则水对容器底部的压强将_____。(后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】3.92 竖直向上不变
【详解】
[1][2]木块漂浮在水面上,根据二力平衡条件知,所受浮力等于自身的重力,即木块所受的浮力大小为
F浮=G木=mg=0.4kg×9.8N/kg=3.92N
浮力的方向竖直向上。
[3]冰漂浮在水面上,根据二力平衡条件可知:所受浮力等于冰的重力;根据阿基米德原理可知浮力等于排开水的重力,所以冰排开水的重力等于冰的重力;冰全部融化成水时重力不变,恰好等于它排开的水的体积,所以容器中的水面不会发生变化,水对容器底部的压强将不变。
三、实验题
16.(2020·山西九年级其他模拟)用不同的方法测量小石块和小瓷杯的密度。
(1)测小石块的密度
①天平放置于_____工作台上,将游码移到标尺_____处,调节平衡螺母使横梁平衡;
②用此天平测量小石块的质量,右盘所加砝码和游码位置如图甲所示,则小石块的质量为_____g。在量筒内放入适量的水,用细线绑好小石块,缓慢放入水中,如图乙所示,则小石块的密度为_____kg/m3;
(2)测小瓷杯的密度
如图丙所示,先在量筒内放入适量的水,液面刻度为V1;再将小瓷杯浸没于水中,液面刻度为V2;最后捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒,使其浮于水面(水未损失),液面刻度为V3,小瓷杯密度的表达式ρ杯=_____(用V1、V2、V3和ρ水表示)。实验完毕后发现小瓷杯内的水未倒干净,则所测结果_____(选填“偏大”、偏小”或“不变”)。
【答案】水平零刻线 17.4 3.48×103不变
【详解】
(1)[1][2]天平调平之前,应先放在水平面上,并将游码归零,然后根据指针偏转方向,调节平衡螺母,左偏右旋、右偏左旋。
[3]天平分度值是0.2g,右盘砝码质量是20g,游码左侧指在标尺上2g后面第2个小格上,所以小石块的质量为
m=10g+5g+2.4g=17.4g
[4]量筒中原有30mL水,放入石块后,量筒液面上升到35mL,因此石块体积
V=35ml﹣30ml=5ml=5cm3
小石块的密度为
3.48g/cm3=3.48×103kg/m3
(2)[5]先在量筒内放入适量的水,液面刻度为V1;再将小瓷杯浸没于水中,液面刻度为V2,则陶瓷的体积
V=V2﹣V1
瓷杯处于漂浮时
G=F浮,
根据阿基米德原理可知
F浮=G排
所以
G=G排
则瓷杯质量
m=m排=ρ水(V3﹣V1)
所以小瓷杯密度
[6]瓷杯内的水受到的浮力等于自身重力,排开水的体积也等于自身体积。在杯内和杯外,量筒内水的液面都不会变化。所以,所测结果不会变化。
四、计算题
17.(2020·四川眉山市·八年级期末)某一木块的体积为200cm3,密度为0.8×103kg/m3,把它浸没在水中放开手后。
(1)请通过计算后说明木块能悬浮在水中吗?
(2)木块最终漂浮在水面静止时,浸在水中的体积有多大?
(3)要用多大的力才能将木块刚好全部没入水中?
【答案】(1)不能;(2)1.6×10﹣4m3;(3)0.4N
【详解】
(1)由知道,木块的质量
m=ρ木V木=0.8×103kg/m3×200×10﹣6m3=0.16kg
木块所受重力
G=mg=0.16kg×10N/kg=1.6N
当物体完全浸没时V排=V木,浸没在水中时受到的浮力
F浮=ρ水gV木=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10﹣6m3=2N
由于F浮>G,所以物体上浮,最终处于漂浮状态,不能悬浮。
(2)当物体静止后,漂浮在水面上,则
F浮′=G=1.6N
由F浮=ρ液gV排知道,浸在水中的体积
(3)木块完全浸没时
F浮=F+G
对木块施加的力
F=F浮﹣G=2N﹣1.6N=0.4N
答:(1)木块浸没在水中时所受的浮力大于重力,受力不平衡,所以不能在水面下悬浮;
(2)木块漂浮时浸在水中的体积是1.6×10﹣4m3;
(3)要用0.4N的力才能将木块刚好全部没入水中。
18.(2020·苏州市吴江区黎里中学八年级期末)有一圆柱形木头,重为800N,体积为0.1m3,底面积为0.1m2,木头漂浮在水面上。(g取10N/kg)求:
(1)木头的密度是多少?
(2)木头受到的浮力是多少?
(3)木头浸入水中的高度是多少?
【答案】(1)0.8g/cm3;(2)F浮=800N ;(3)h=0.8m
【详解】
(1)木头重800N,则木头质量为
所以木头的密度
(2)木头漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件,木头受到的浮力大小等于其自身重力大小,故
(3)根据阿基米德原理根据
可得
排开水的体积即为物体浸入水的体积,则木头浸入水的深度
答:(1)木头的密度是0.8g/cm3;
(2)木头受到的浮力是800N;
(3)木头浸入水中的高度是0.8m。