人教版物理八年级下册同步提优训练 第十章　浮力 第3节　物体的浮沉条件及应用 第1课时　物体的浮沉条件（有答案）

第3节　物体的浮沉条件及应用
第1课时　物体的浮沉条件
1　从力的角度认识物体的浮沉条件
1.五一期间,小明与家人到县城外有“死海”之称的古海游玩,这“死海”其实就是咸水湖,当人浸没在水中时,人受到的浮力　　　　人受到的重力,所以人就会自然向上浮起;当人漂浮在水面上静止不动时,人受到的浮力　　　　人受到的重力。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
2.小明用手将小球浸没在水中,小球排开水的质量是0.1 kg,此时小球受到的浮力是　　　N。若小球的质量为0.3 kg,松手后小球会　　　(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。(g取10 N/kg)
3.(2021乐山)用细绳连在一起的气球和铁块,恰能悬浮在盛水的圆柱形容器内的某一位置(如图中实线所示),若用一细铁丝(铁丝体积不计)将铁块轻轻向下压较长一段距离后(图中虚线所示),气球受到的浮力、气球和铁块在水中的浮沉情况及水对容器底部的压强将(　　)
A.变小、下沉、变小 B.变小、下沉、不变
C.不变、悬浮、变小 D.不变、悬浮、不变
2　从密度的角度认识物体的浮沉条件
4.油漂浮在静止的水面上,说明油的密度　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度;一实心物体刚好能悬浮在水中,若将此物体放入足够多的油中,物体将　　　　(选填“漂浮”“上浮”“悬浮”或“下沉”)。
5.如图所示,将苹果放在水中,静止后会漂浮在水面上。若将苹果露出水面的部分切掉,余下部分重新放入水中,则余下的苹果将(假设苹果密度均匀) (　　)
A.漂浮 B.悬浮
C.下沉 D.无法确定
6.(2021黑龙江)质量相等的A、B两实心物块,密度之比ρA∶ρB=3∶2,分别放入足够多的水中,物块所受浮力分别为FA和FB,当两物块静止时所受浮力FA与FB之比不可能的是 (　　)
A.1∶1 B.2∶3
C.ρ水∶ρA D.ρ水∶ρB
7.三块完全相同的冰块分别漂浮在甲、乙、丙三种不同液体中,这三种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙。当冰块熔化后,甲液体液面高度不变,乙液体液面高度升高,丙液体液面高度降低。下列关系正确的是 (　　)
A.ρ甲<ρ乙<ρ丙 B.ρ丙<ρ甲<ρ乙
C.ρ丙<ρ乙<ρ甲 D.ρ乙<ρ甲<ρ丙
3　根据物体的浮沉条件比较浮力大小
8.小明在家里帮妈妈做饭时,把一枚鸡蛋放在盛有清水的盆中,鸡蛋沉在盆底。当他向清水中不断加盐并搅拌时,鸡蛋又会悬浮,最终漂浮。对整个过程的分析正确的是 (　　)
A.鸡蛋所受重力逐渐减小,所以上浮
B.液体密度一直增大,鸡蛋漂浮后继续加盐的过程中鸡蛋所受浮力增大
C.鸡蛋排开液体的体积先不变后减小,鸡蛋所受浮力先不变后减小
D.鸡蛋沉在清水中时所受浮力最小,悬浮、漂浮状态下浮力相等
9.(2021南充)(多选)甲、乙两实心物体在水中的浮沉情况如图所示,它们的质量分别为m1、m2,体积分别为V1、V2,密度分别为ρ1、ρ2,所受浮力分别为F1、F2,下列说法正确的是 (　　)
A.若m1>m2,则一定有F1>F2
B.若m1=m2,则一定有V1C.若V1=V2,则一定有m1>m2
D.若V110.图中A、B体积相同,B、C质量相等,将它们放入水中静止后,A漂浮、B悬浮、C沉底。下列说法中正确的是 (　　)
A.A所受浮力可能大于B所受浮力
B.C所受浮力一定小于A所受浮力
C.B物体所受浮力一定是最大的
D.A下表面所受压力可能大于B下表面所受的压力
11.(2021自贡)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放在两容器中,小球静止时,两容器液面相平,两个小球受到的浮力分别为F1、F2,则下列判断中正确的是 (　　)
①F1>F2　②ρ1>ρ2　③甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强
A.②③ B.①②
C.①③ D.①②③
12.有A、B两个实心球,已知=,=,现将两球放入水中后,静止时受到的浮力之比为=,则两球在水中静止时所处状态可能是 (　　)
A.两球均漂浮 B.两球均浸没
C.A浸没,B漂浮 D.B浸没,A漂浮
4　根据物体的浮沉条件计算浮力
13.(2020绥化)把质量是24 g、体积是30 cm3的物体浸没在水中,松手后该物体将　　　　(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。当它静止时,所受的浮力是　　　　N。(g取10 N/kg)
14.将一不吸水的物块轻轻放入盛满水的溢水杯中,当其静止后有63 g水溢出,再将其捞出擦干后轻轻放入盛满酒精的溢水杯中,当其静止后有56 g酒精溢出,则物块在酒精中受到的浮力为　　　　N,物块的密度为　　　　kg/m3。(已知ρ酒精=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)
15.如图所示,将物体A放入水中时悬浮,将物体B放入水中时有一半的体积露出水面,将物体A置于物体B上再放入水中时,物体B有三分之一的体积露出水面,则A、B两物体的体积之比VA∶VB=　　　　　　　　,物体B的密度是　　　　kg/m3。
16.(2020新疆)一个盛有足够多水的溢水杯放在水平桌面上,先往溢水杯中投入一个质量为m的小球A,从溢水杯中溢出水的质量为20 g,再往溢水杯中投入一个质量为2m的小球B,从溢水杯中再次溢出水的质量为80 g,此时,小球A、B受到的总浮力为F浮,水对溢水杯底部产生的压力比两小球投入溢水杯前增加了ΔF,已知小球A、B的密度相同且均小于水的密度,则(g取10 N/kg) (　　)
A.F浮=1.2 N,ΔF=0.2 N B.F浮=1.2 N,ΔF=1.0 N
C.F浮=1.0 N,ΔF=1.0 N D.F浮=1.0 N,ΔF=0 N
17.如图甲所示,一长方体木块的质量为0.12 kg、高为4.0 cm,将木块平稳地放在水面上,静止时木块露出水面的高度为2.0 cm;如图乙所示,利用金属块和细线,使木块浸没在水中且保持静止状态。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
(1)木块的密度ρ木。
(2)细线对木块的拉力F。
18.如图所示,柱形容器的底面积为400 cm2,边长为10 cm的正方体实心冰块悬浮在油水分层的液体中,则冰块浸在水中部分的体积为　　　　cm3。当冰块完全熔化后,油水分界面的高度变化了　　　　cm。(已知浸在分层液体中的物体受到的浮力大小等于排开所有液体的重力,ρ冰=0.9×103 kg/m3,ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ油=0.75×103 kg/m3,g取10 N/kg)
19.小金学了浮力的知识后,想制造一台浮力秤,他将一段密度为0.5×103 kg/m3、粗细均匀的木料,先进行不吸水处理,再将其竖立于水中,如图所示,这段木料长为40 cm,横截面积为0.1 m2,其上表面可以作为秤盘,问:(g取10 N/kg)
(1)0刻度线的位置在哪里
(2)距离上表面10 cm处的刻度线对应的质量为多少
第3节　物体的浮沉条件及应用
第1课时　物体的浮沉条件
1.大于　等于
2.1　下沉　 小球受到的浮力:F浮=G排=m排g=0.1 kg×10 N/kg=1 N;小球的重力:G=mg=0.3 kg×10 N/kg=3 N,因为G>F浮,所以,松手后小球会下沉。
3.A　 原来气球和铁块悬浮在水中,则有F浮=G总;若用一细铁丝(铁丝体积不计)将铁块轻轻向下压较长一段距离后,整体所处的深度增加,由p=ρgh可知,气球和铁块受到水的压强增大,铁块的体积不变,气球的体积变小,气球排开水的体积减小,由F浮=ρ液gV排可知,气球受到的浮力变小,导致气球和铁块受到的总浮力小于总重力,气球和铁块会下沉,故C、D错误;由气球排开水的体积变小可知,水面会下降,水对容器底部的压强变小,故A正确、B错误。
4.小于　下沉　5.A
6.D　 质量相等的A、B两实心物块,密度之比ρA∶ρB=3∶2,根据ρ=可知,其体积之比为VA∶VB=2∶3。(1)A、B两实心物块,分别放入足够多的水中,若两个物块在水中都处于漂浮状态,则受到的浮力等于其重力,根据G=mg可知,物体的重力相同,则浮力相同,即FA∶FB=1∶1。(2)若两个物块都沉底,根据F浮=ρ液gV排可知,其所受浮力之比等于排开的水的体积之比,也等于A、B两实心物块的体积之比,即FA∶FB=2∶3。(3)由于A的密度大于B的密度,当A在水中沉底,B在水中漂浮时,则A受到的浮力为F浮A=ρ水gVA,B受到的浮力为F浮B=GB=ρBgVB,FA∶FB=ρ水gVA∶ρBgVB=2ρ水∶3ρB;由于ρA∶ρB=3∶2,则FA∶FB=2ρ水∶3ρB=ρ水∶ρA。综上所述,不可能得到D。
7.B　8.D
9.BC　 由图可知,甲沉底,乙漂浮,甲的密度大于水,乙的密度小于水,ρ1>ρ2。
若m1大于m2,V1不一定大于V2,根据F浮=ρ液gV排分析可得,不一定有F1>F2,故A错误;
若m1=m2,由于ρ1>ρ2,体积大小一定有V1若V1=V2,根据密度公式变形m=ρV,由于ρ1>ρ2,则一定有m1>m2,故C正确;
根据F浮=ρ液gV排分析可知,浮力大小与物体排开液体的体积有关,V110.C　 由图可知,A漂浮,B悬浮,则V排AF浮C,由于F浮AF浮C,所以,B物体所受浮力一定是最大的,A、C所受浮力大小关系无法比较,故B错误,C正确。根据浮力产生原因可知:F浮A=FA下-FA上,F浮B=FB下-FB上,由图可知:FA上=0,FB上>0,所以,FA下=F浮A,FB下=F浮B+FB上,因F浮AFA下,即B下表面所受的压力大,故D错误。
11.A
12.C　 由题知,=,=,则A、B两个实心球的质量之比:==×=,由G=mg可得,两球的重力之比:==。若A、B都漂浮,则物体受到的浮力都等于物体的重力,所以浮力之比应该等于重力之比,即浮力之比为2∶3,不是3∶5,故A错误。若A、B都浸没在水中,则物体排开水的体积等于物体的体积,由F浮=ρ液gV排可知,物体受到的浮力跟物体排开水的体积成正比,所以A、B受到的浮力之比应该为1∶2,不是3∶5,故B错误。因A、B两球既不是都漂浮,又不是都浸没,所以只能是一个漂浮、一个浸没,并且密度大的浸没,密度小的漂浮,因为=,所以可以判断A球浸没、B球漂浮,故C正确,D错误。
13.上浮　0.24　 物体浸没时受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3×10-5m3=0.3 N,物体的重力:G=mg=0.024 kg×10 N/kg=0.24 N,因为F浮>G,所以松手后物体将上浮,直至漂浮,漂浮时浮力等于重力,即F浮'=G=0.24 N。
14.0.56　0.9×103
该物块放在水中时,受到的浮力:F浮=G排=m排g=0.063 kg×10 N/kg=0.63 N;
该物块放在酒精中时,受到的浮力:F浮'=G排'=m排'g=0.056 kg×10 N/kg=0.56 N。
通过上面的计算可知,物块在酒精中受到的浮力小于在水中所受的浮力,而物块的重力不变,因此物块在水和酒精中不可能都漂浮,只能是一漂一沉或两个都浸没;由于酒精的密度小于水的密度,则物块放入酒精中一定是下沉的。
则根据F浮=ρ液gV排得物块的体积:
V物=V排酒精===7×10-5 m3;
物块在水中时,其排开水的体积:
V排水===6.3×10-5 m3;
因为排开水的体积小于排开酒精的体积,所以物块在水中漂浮。
因为物块在水中漂浮,则F浮=G,由G=mg可得,m=m排=63 g=0.063 kg,则物块的密度:
ρ===0.9×103 kg/m3。
15.1∶6　0.5×103　 物体A在水中悬浮,ρA=ρ水①;物体B在水中处于漂浮状态且有一半的体积露出水面,所受浮力等于自身的重力,即F浮=ρ水gVB=ρBgVB②;由②得ρB=ρ水=×1.0×103 kg/m3=0.5×103 kg/m3③;将物体A置于物体B上再放入水中时,二者处于漂浮状态且物体B有三分之一的体积露出水面,所受浮力等于二者重力之和,即F浮'=GA+GB,ρ水gV排=ρ水gVB=ρAgVA+ρBgVB④;由①②③④得:ρ水gVB=ρ水gVA+ρ水gVB,VB=VA,VA∶VB=1∶6。
16.A　 先往溢水杯中投入一个质量为m的小球A,从溢水杯中溢出水的质量为20 g;再往溢水杯中投入一个质量为2m的小球B,从溢水杯中再次溢出水的质量为80 g;投入2m的小球之前溢水杯是满的,所以小球B排开水的重力等于其所受浮力:F浮B=G排B=m排Bg=0.08 kg×10 N/kg=0.8 N;小球A、B的密度相同,小球A的质量和体积均为小球B的一半,则其放入水中时,排开水的质量应该为m排A=80 g×=40 g=0.04 kg,则小球A受到的浮力:F浮A=G排A=m排Ag=0.04 kg×10 N/kg=0.4 N;此时小球A、B受到的总浮力:F浮=F浮A+F浮B=0.4 N+0.8 N=1.2 N;由于小球A排开水的质量要大于溢水杯中溢出水的质量,则开始时溢水杯没有加满水,放入小球A后,液面会上升,则上升的水的质量为m'=40 g-20 g=20 g=0.02 kg,其重力为G'=m'g=0.02 kg×10 N/kg=0.2 N;由于溢水杯是规则的容器,则液体对溢水杯底部产生的压力等于液体的重力,所以增大的压力为ΔF=G'=0.2 N。
17.(1)木块漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
即F浮=G木,由F浮=ρ水gV排和G木=m木g=ρ木V木g可得,ρ水gV排=ρ木V木g,
由题意可知,木块排开水的体积V排=V木,
则木块的密度:
ρ木=ρ水=ρ水=×1.0×103 kg/m3=0.5×103 kg/m3。
(2)由F浮=ρ液gV排可得,木块浸没时受到的浮力:
F浮'=2F浮=2G木,
因木块在水中静止时处于平衡状态,受到竖直向上的浮力、竖直向下的拉力和木块的重力,
由力的平衡条件可得,F浮'=G木+F,
则细线对木块的拉力:F=F浮'-G木=2m木g-m木g=m木g=0.12 kg×10 N/kg=1.2 N。
18.600　0.75　 因为冰块悬浮,所以冰块受到的浮力:F浮=G,即ρ油gV1+ρ水gV2=ρ冰g(V1+V2),此时冰块在油中的体积V1与在水中的体积V2之比是===,而V冰=(10 cm)3=1000 cm3,则V1=400 cm3,V2=600 cm3,即冰块浸在水中部分的体积为600 cm3;冰块的质量:m冰=ρ冰V冰=0.9 g/cm3×1000 cm3=900 g,冰化成水后,质量不变,m水=m冰=900 g,化成水的体积:V水===900 cm3,因为冰块在油中的体积与在水中的体积之比V1∶V2=2∶3,V排水=V2=600 cm3,化成水后V水=900 cm3>V排水=600 cm3,因此水面上升,圆柱形容器的体积V=Sh,则液面上升的高度:Δh===0.75 cm。
19.(1)木料的体积:
V=Sh=0.1 m2×0.4 m=0.04 m3;
木料的质量:
m0=ρV=0.5×103 kg/m3×0.04 m3=20 kg;
木料处于漂浮状态,浮力等于重力,
即F浮=G=m0g=20 kg×10 N/kg=200 N,
木料排开水的体积:
V排===0.02 m3;
木料浸入水中的深度:
h0===0.2 m=20 cm,
此时“秤盘”上没有放物体,即浮力秤的0刻度线应为距离上表面20 cm的位置。
(2)放上物体,液面距离上表面10 cm时,浮力秤受到的浮力:
F浮'=ρ水gV排'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.4 m-0.1 m)×0.1 m2=300 N,
所放物体的重力:
G物=F浮'-G=300 N-200 N=100 N,
物体的质量:
m===10 kg,
即距离上表面10 cm处的刻度线对应的质量为10 kg。