人教版八年级下册物理 10.3物体的浮沉条件及应用同步练习(有解析)

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名称 人教版八年级下册物理 10.3物体的浮沉条件及应用同步练习(有解析)
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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 2022-03-31 15:23:18

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10.3 物体的浮沉条件及应用 同步练习
一、单选题
1.质量相等的甲、乙两只小球,分别漂浮在酒精和水中,且ρ酒精<ρ水、ρ甲<ρ乙。则(  )
A.甲球的体积较小 B.甲球受到的浮力较小
C.两小球排开液体的质量相等 D.两小球排开液体的体积相等
2.如图所示,将一方形木块放于水中,再将一方形冰块放于木块上,静止时水面正好和木、冰交界面共面,此时容器中水面高度为 h0。已知木块和冰块的密度关系是 ρ 木<ρ 冰,ρ 冰=0.9×103kg/m3,在冰块熔化过程中(冰熔化速度不变),水面的高度 h、木块露出水面的体积 V 随着冰块熔化的质量 m 的关系图像中,正确的是(  )
A. B.
C. D.
3.如图所示的实例中,利用了大气压的是(  )
A.车起动时人向后倾 B.用铅垂线检查墙是否竖直
C.吸盘能紧贴在光滑墙面上 D.苹果浮在水面上
4.在物理教学研讨会上,李老师用自制教具演示了如下实验:将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止(如图),然后用手堵住瓶口,过一会儿乒乓球浮至液面。以下分析正确的是(  )
A.图中乒乓球静止时没有受到浮力作用
B.图中乒乓球静止时受到的支持力与受到的重力平衡
C.乒乓球上浮过程中,受到的浮力等于受到的重力
D.乒乓球上浮至液面静止过程中,受到的浮力始终不变
5.渔民利用鸬鹚捕鱼是我国传承千年的古老技艺,如图所示,关于鸬鹚捕鱼的场景,下列说法正确的是(  )
A.渔船所受浮力始终大于它的总重力
B.鸬鹚全部下水后,渔船所受的浮力不变
C.鸬鹚全部上船后,渔船排开水的重力变大
D.鸬鹚全部下水后,渔船底部受到水的压强变大
6.下列实例中,利用连通器原理工作的是(  )
A.飞艇 B.茶壶 C.注射器 D.拦河大坝
7.如图所示,两个相同的柱形容器分别盛有两种不同液体,两个相同物体分别浸入液体中,物体静止后两液面恰好相平。若将两物体从液体中取出,则液面下降高度、和液体对容器底部的压强、的大小关系,判断正确的是(  )
A., B.,
C., D.,
8.水平桌面上两只完全相同的杯子里分别盛有甲、乙两种不同液体。把两个完全相同的小球分别放入甲、乙两种液体中,静止后,在甲液体中的小球沉底,在乙液体中的小球悬浮,此时两个杯中的液面恰好相平。如图所示,下列说法中正确的是(  )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.甲液体对杯底的压强等于乙液体对杯底的压强
C.甲液体中小球受到的浮力小于乙液体中小球受到的浮力
D.盛甲液体的杯子对桌面的压强等于盛乙液体的杯子对桌面的压强
9.如图,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,拧紧大瓶瓶盖,通过改变作用在大瓶侧面的压力大小,实现小瓶的浮与沉。则(  )
A.用力捏大瓶,小瓶能实现悬浮
B.用力捏大瓶,小瓶内的气体密度变小
C.盖上小瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉
D.打开大瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉
10.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。图中三个烧杯均放在水平桌面上,物体A均处于静止状态。如图甲、丙和丁所示中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N。若盐水的密度为1.2×103kg/m3,则下列结论正确的是(  )
A.物体A的密度为3.2×103kg/m3
B.图乙中,物体A受到的拉力为1.0N
C.图丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
D.图丁中,物体A对容器底部的压力为0.3N
二、填空题
11.用图所示的方法,测量石块的密度,则石块的密度表达式为ρ石=______(用符号表示,水的密度用ρ水表示)
12.中国首艘国产航母的排水量为6.7×104t,满载时受到的浮力为___________N;水面下7.5m深的舰体某处受到的压强为___________Pa,若该航母从河里驶入海里,它受到的浮力___________(填“变大”“变小”或“不变”)。(ρ海水取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
13.(1)小明制作简易密度计,取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能________在液体中,此时吸管受到的浮力________重力(选填“等于”“大于”或“小于”)。
(2)将吸管放到水中的情景甲图所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如乙图所示,浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液________ρ水(选填“=”“>”或“<”),h与ρ水、ρ液及H的关系式是h=________。
(3)小明根据甲图在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同),再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出)。结果发现,0.9刻线是在1.0刻线的________(选填“上”或“下”)方。
14.用密度为0.4×103kg/m3的泡沫制作长2m 宽1.5m 厚20cm的长方体简易浮桥 浮桥在河水中的最大承重为______kg(ρ河=1.0×103kg/m3,g=10N/kg);此浮桥空载时分别平放到海水和河水中,下表面受到的压强分别为p海和p河,则p海______p河(选填“>”“<”或“=”)。
15.将一底面积为0.01 m2的长方体木块用细线拴在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示;在整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,则木块重力为________N,细线对木块的最大拉力为________N。
  
三、综合题
16.如图1所示,水平地面上放有上下两部分均为柱形的薄壁容器。一个质量、体积的木球通过细线与容器底部相连,浸没在水中静止不动,此时细线受到的拉力为F拉。水的密度,。
(1)以“”表示木球,在图2方框内画出木球此时的受力示意图;( )
(2)求绳子的拉力F拉;( )
(3)剪断细线且待木球静止后,忽略水的汽化带来的影响,水对容器底部的压强___________,容器对桌面的压力___________以上均选填“变大”、“变小”、“不变”。
17.如图所示,歼-15舰载机在航母训练平台上的着落、起飞试验已取得成功飞机跑道前端设计了向上翘起的滑跃式甲板,同时在飞机的尾喷管后安装了一块阻挡喷出气体的挡板。歼-15舰载机在地面附近沿水平方向低空飞行时,机翼上、下表面的压强差p和空气流速v速度的关系为,式中表示空气密度。飞机总质量为24吨,起飞时升力由机翼获得,机翼的总面积为40m2,空气密度为1.2kg/m3(g=10N/kg)。请回答以下几个问题。
(1)帮助飞机向前起飞的施力物体是______(选填“喷出气体”“挡板”或“周围空气”);
(2)一架“歼-15”起飞后,航母受到的浮力将减小______N;
(3)为了顺利升空,舰载机最好在______(选填“顺风”、“逆风”或“无风”)时起飞。假设某一次该舰载机在无风时在水平飞行甲板上起飞,舰载机起飞时速度至少应为______m/s 。
18.2018年4月22日,中国深海水下滑翔机首潜8213米,刷新世界纪录,国家在深海观测这个方面走出了历史性的一步。
(1)中国水下滑翔机为了减轻滑翔机的体重,采用了一种碳纤维材料制成外壳,这种材料具有_____较小的特点。在下潜的过程中,外壳受到水的压强________;(填“变大”、“不变”或“变小”)
(2)当“海燕”如图在海面下8213米处时,受到海水的压强为_____Pa。若在机翼上表面2×10-2m2的面积上所承受海水的压力为_______N;(取海水的密度为1×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)“海燕”配备油囊装置,需要上浮时,油囊会鼓起来,从而使得排开水的体积_____(选填“增大”、“减小”或“不变”),受到的浮力______(选填“>”、“<”或“=”)重力。
19.一艘轮船从大海里驶入河里.(已知海水的密度大于河水的密度,忽略油耗)
(1)它受到的重力___,它受到的浮力___.(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)轮船在海里的情形如图甲所示,请在图乙中画出该船在河里时河面的大致位置.
( )
(3)该轮船排开的海水受到的重力为G1,排开的河水受到的重力为G2,则G1______G2(选填“>”、“=”或“<”).
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【解析】
【详解】
A.质量相等的甲、乙两只小球,因为
ρ甲<ρ乙
由可知两球的体积
V甲>V乙
故A不符合题意;
BCD.根据G=mg可知它们的重力相等,甲乙漂浮在酒精和水中,根据漂浮条件可知浮力等于重力,由于两球重力相等,所以浮力相等,根据阿基米德原理可知它们排开液体的重力相等,由G=mg可知它们的排开液体的质量相等,因为
ρ酒精<ρ水
由可知两小球排开液体的体积不相等,故C符合题意,BD不符合题意。
故选C。
2.C
【解析】
【分析】
【详解】
AB.冰块熔化前,冰块和木块处于漂浮状态,所受浮力等于木块和冰块的总重力,冰块完全熔化后,所受浮力等于木块重力,浮力减小值等于冰块重力:冰块熔化前后质量不变,熔化后,排开水的体积减小值等于熔化后水的体积,所以冰块熔化前后液面高度不变,故AB错误;
CD.木块和冰块始终处于漂浮状态,由于冰的密度小于水的密度,冰块开始熔化后,冰块和木块总重力减小,所受浮力变小,木块开始露出液面,随冰块熔化质量变大,总重力逐渐变小,所受浮力变小,排开水的体积变小,木块露出液面体积变大,即
故木块露出水面的体积 V与冰块熔化质量成正比,故C正确,D错误。
故选C。
3.C
【解析】
【详解】
A.车起动时,人身体由于具有惯性,会保持原来的静止状态,所以人会向后倾,故A不符合题意;
B.用铅垂线检查墙是否竖直利用的是重力的方向始终是竖直向下的,故B不符合题意;
C.吸盘内的气压小于外界大气压,在大气压的作用下,吸盘能紧贴在光滑墙面上,故C符合题意;
D.苹果浮在水面上受重力和水的浮力的作用,漂浮说明浮力等于苹果的重力,故D不符合题意。
故选C。
4.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.浮力产生的原因是物体下表面受到的压力大于上表面受到的压力,当乒乓球一开始静止时,上表面受到了水的压力,但是下表面几乎没有水,因此下表面几乎没有压力,所以不存存在浮力,故A正确;
B.乒乓球静止时,除了受到支持力和重力外,上表面还受到水的压力,故B错误;
C.乒乓球上浮过程中,受到的浮力要大于受到的重力,这样才能从静止向上运动,故C错误;
D.乒乓球上浮过程中,浮力大于重力,但是乒乓球在液面静止时,浮力等于重力,故D错误。
故选A。
5.C
【解析】
【详解】
A.渔船在水中漂浮,受到的浮力等于自身的重力,故A错误;
B.鸬鹚全部下水后,船仍然漂浮,船的总重减小,由漂浮条件F浮=G物可知,船受到的浮力减小,故B错误;
C.鸬鹚全部上船后,渔船的重力变大,渔船漂浮,受到的浮力等于自身的重力,所以浮力变大,根据阿基米德原理可知,渔船排开水的重力变大,故C正确;
D.鸬鹚全部下水后,由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,水的密度不变,浮力减小,排开水的体积减小,所以小船上浮一些,船底的深度变小,根据p=ρgh可知,船底受到的压强变小,故D错误。
故选C。
6.B
【解析】
【详解】
A.飞艇是利用浮力工作的,故A不符合题意;
B.茶壶是利用连通器原理工作的,因为壶嘴和壶身的上端开口,下端连通,故B符合题意;
C.注射器吸药水时,是利用大气压工作的,故C不符合题意;
D.拦河大坝做成上窄下宽,是因为深度越大,液体的压强越大,故D不符合题意。
故选B。
7.D
【解析】
【详解】
由图中可知,甲排开液体的体积小于乙排开液体的体积,故可知将两物体从液体中取出后,甲液体液面下降的高度将小于乙液体液面下降的高度,即
Δh甲<Δh乙
因取出物体前,两液体的液面高度相同,且取出液体后,甲液体液面下降的高度将小于乙液体液面下降的高度,故可知取出物体后,甲液体液面的高度将大于乙液体液面的高度,即
h甲>h乙
两物体静止时,一个漂浮,一个悬浮,都等于自身重力,因为两个物体相同,所以受到的浮力相等,即
F浮甲= F浮乙
又物体排开甲液体的体积小于物体排开乙液体的体积,故由F浮=ρ液gV排可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,即
ρ甲>ρ乙
则由p=ρgh可知,甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强,即
p甲>p乙
故ABC错误,D正确。
故选D。
8.C
【解析】
【详解】
A.小球在甲液体中沉底,小球的密度大于甲液体的密度,小球在乙液体中悬浮,小球的密度等于乙液体的密度,所以甲液体的密度小于乙液体的密度,故A错误;
B.两个杯中的液面恰好相平,甲液体的密度小于乙液体的密度,由p=ρgh可知甲液体对杯底的压强小于乙液体对杯底的压强,故B错误;
C.小球在甲液体中沉底,小球受到的浮力小于小球的重力,小球在乙液体中悬浮,小球受到的浮力等于小球的重力,所以甲液体中小球受到的浮力小于乙液体中小球受到的浮力,故C正确;
D.由图可知,杯子中液体的体积相同,甲液体的密度小于乙液体的密度,由m=ρV可知甲液体的质量小于乙液体的质量,两个小球的质量相等,杯子的质量相等,所以杯子、甲液体和小球的总质量小于杯子、乙液体和小球的总质量,由G=mg可知杯子、甲液体和小球的总重力小于杯子、乙液体和小球的总重力,盛甲液体的杯子对桌面的压力小于盛乙液体的杯子对桌面的压力,两个杯子的底面积相等,由p=可知盛甲液体的杯子对桌面的压强小于盛乙液体的杯子对桌面的压强,故D错误。
故选C。
9.A
【解析】
【详解】
A.用力捏大瓶,水进入小瓶,使小瓶重力增大,逐渐下沉,所以小瓶能实现悬浮,故A符合题意;
B.用力捏大瓶,水进入小瓶,小瓶内气体体积变小,密度变大,故B不符合题意;
C.盖上小瓶瓶盖,捏大瓶,水不能进入小瓶,小瓶重力不变,不能下沉,故C不符合题意;
D.打开大瓶瓶盖,与外界大气压相通,捏大瓶时,水中压强不变,水不能进入小瓶,不能使小瓶下沉,故D不符合题意。
故选A。
10.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.实验甲、丙中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N,物体A受到的浮力为
F浮=G-F拉=4.0N-2.8N=1.2N
物体A全部浸没,所以V排等于VA,则
VA= V排==1×10-4m3
物体A的密度为
故A错误;
B.物体A在水中受到的浮力为
F浮水=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N
在乙中物体A受到的拉力为
F=G-F浮水=4N-1N=3N
故B错误;
C.在实验丙中,弹簧测力计的示数:F丙拉=2.8N,在乙中物体A受到的拉力:F=3N,弹簧测力计的示数比乙中小
3N-2.8N=0.2N
故C错误;
D.由图甲、丙可知,物体A在盐水中的浮力为
F浮盐水=G-F丙拉=4N-2.8N=1.2N
实验丁中物体A对烧杯底部的压力等于支持力为
F支=G-F浮-F丁拉=4N-1.2N-2.5N=0.3N
容器底部也受到盐水对它的压力,故压力大于0.3N,故D正确。
故选D。
11.
【解析】
【详解】
设容器底面积为S,由图可知,石块沉入水底前后的水面高度变化量为h4-h2,则石块的体积为
V石=S(h4-h2)
石块在碗中漂浮前后的水面高度变化量为h3-h2
则石块受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=ρ水gS(h3-h2)
根据漂浮条件,则石块的重力为
G石=F浮=ρ水gS(h3-h2)
石块的质量为
石块的密度为

12. 6.7×108 7.5×104 不变
【解析】
【详解】
[1]航母满载时的排水量
m排=6.7×104t=6.7×107kg
航母满载时受到的浮力
[2]水面下8m深的某处受到的压强
[3]若该航母从河里驶入海里,艘母始终处于漂浮状态,受到的浮力等于重力,重力不变,浮力不变。
13. 竖直的漂浮 等于 > 上
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,吸管下端塞入一些金属丝作为配重,这样做目的是为了降低重心,让密度计竖直漂浮在液体中;饮料吸管竖直的漂浮在液体中,根据漂浮条件可知;吸管所受浮力与重力相等。
(2)[3]由于吸管在图1、2图中均漂浮,所以
F浮=G
则在水和另一种液体中受到的浮力相等,所以
F浮=ρgV排
V排甲>V排乙
所以
ρ水<ρ液
[4]设吸管的底面积为S,根据物体浮沉条件可知
F浮水=F浮夜
ρ水gSH=ρ液gSh
h=
(3)[5]根据(2)可知,将上端刻度与下端刻度进行比较,得到刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密;即0.9刻线是在1.0刻线的上方。
14. 360 =
【解析】
【详解】
[1]当浮桥刚好全部浸入水中,浮桥排开水的体积
V排=V=abh=2m ×1.5m ×0.2m=0.6m3
当浮桥刚好全部浸入水中,浮桥受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.6m3=6000N
浮桥的重力
G=mg=ρVg=0.4×103kg/m3×0.6m3×10N/kg=2400N
最大承受的物体的重力为G物,F浮=G +G物 ,则
G物=F浮-G=6000N -2400N =3600N
则最大承受的物体质量
m物 ===360kg
最大承受的物体质量为360kg。
[2]此浮桥空载时分别平放到海水和河水中,处于漂浮状态,下表面受到的水的压力相等,都等于浮桥的重力,因此下表面受到的压强相等。
15. 9 6
【解析】
【分析】
【详解】
[1]从乙图中可以看出,当水深度为9cm,绳子对物体的拉力为0,且物体刚好开始漂浮。物体的重力
[2]当水的深度为22cm时,细线对木块的拉力最大为
16. 0.5 变小 不变
【解析】
【分析】
【详解】
解:(1)木球受到竖直向下的重力,竖直向下的拉力以及竖直向上的浮力,处于平衡状态,如图
(2)木球的质量为
木球的重力为

因为木球浸没,排开水的体积

木球受到的浮力为
木块受到竖直向下的重力和绳子的拉力以及竖直向上的浮力而处于平衡状态,由力的平衡条件可得
则细线对木块的拉力

(3)因为剪断细线前,木球的浮力大于重力,所以剪断细线后,木球上浮,直至漂浮,木球排开水的体积减小,液面降低,根据知,水对容器底部的压强减小;剪断细线前后,容器、水、木块的质量都不变,三者的重力不变,容器对桌面的压力等于三者的重力之和,因此容器对桌面的压力不变。
答:(2)绳子的拉力F拉为0.5N;
(3)剪断细线且待木球静止后,忽略水的汽化带来的影响,水对容器底部的压强变小,容器对桌面的压力不变。
17. 喷出气体 2.4×105 逆风 100
【解析】
【详解】
(1)[1]飞机的尾喷出气体,因为物体间力的作用是相互的,喷出的气体会对飞机施加向前的推力,飞机就起飞了,因此帮助飞机起飞的施力物体是喷出气体。
(2)[2]航母处于漂浮状态,一架“歼-15”起飞后,航母受到的浮力减小
ΔF浮=G飞机=mg=24×103kg×10N/kg=2.5×105N
(3)[3]飞机逆风行驶时空气相对流速更快,产生的升力更大,所以飞机起飞时是逆风好。
[4]飞机升空的升力来源于空气流动产生的压强,作用于飞机的表面产生的压力差,所以
G=F=pS=ρv2S
2.4105N=1.2kg/m3v240m2
v=100m/s
18. 密度 变大 8.213 × 107 1.6426 × 106 增大 >
【解析】
【详解】
(1)[1]碳纤维材料相对于其它材料,密度较小,这样在体积相同的条件下,用炭纤维材料质量更小。
[2]在下潜的过程中,水下滑翔机所处的深度越来越深,水的密度不变,根据公式,水下滑翔机外壳所受水的压强越来越大。
(2)[3]当“海燕”如图在海面下8213米处时,受到海水的压强为
即压强为8.213×107Pa。
[4]机翼上表面2×10-2m2的面积上所承受海水的压力为
即压力为1.6426×106N。
(3)[5]油囊会鼓起来时,其浸在水中的体积变大,所以排开水的体积变大。
[6]以为此时需要油囊上浮,根据物体在液体中的浮沉条件,则油囊所受的浮力大于重力。
19. 不变 不变 =
【解析】
【详解】
(1)[1]轮船从大海里驶入河里,轮船质量不变,它的重力不变;
[2]在海水和河水中都漂浮,浮力等于重力,重力不变,浮力不变;
(2)[3]轮船从大海里驶入河里,它所受到的浮力不变,由F浮= ρ液V排g可知,ρ海水>ρ河水,V海水<V河水,轮船排开河水的体积将变大,如图所示:
(3)[4]轮船从大海里驶入河里,它所受到的浮力不变,由F浮=G排可知G1=G2.
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