人教版八年级下10.3物体的浮沉条件及应用同步练习（有解析）

人教版八年级下 10.3 物体的浮沉条件及应用 同步练习
一、单选题
1．如图，将两个底面积和质量相同的容器置于水平地面上，将同一小球分别放入两个容器中，小球静止时两容器内液面恰好相平。小球受到的浮力分别为F甲和F乙，液体对容器底的压强分别为p甲和p乙，则（　　）
A．F甲＝F乙；p甲＜p乙
B．F甲＞F乙；p甲＝p乙
C．F甲＝F乙；p甲＞p乙
D．F甲≤F乙；p甲＝p乙
2．在一支平底试管内装入适量铁砂，先后放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里，正确的是（　　）
A．试管在乙液体中排开液体的体积较大 B．试管在乙液体中排开液体的质量较小
C．试管在甲液体中受到的浮力较大 D．甲液体的密度小于乙液体的密度
3．三个完全相同的烧杯，分别装有相同体积的甲、乙、丙三种不同液体，将烧杯放在同一个水槽中，静止时如图所示。则下列说法正确的是（　　）
A．三个烧杯所受浮力相等
B．乙液体的密度最大
C．丙液体的密度比水大
D．三种液体的密度相等
4．水平桌面上两个相同的烧杯中分别装有甲、乙两种不同液体，将两个不同材料制成的正方体A、B（VA＜VB）分别放入两种液体中，静止后如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．甲液体的密度较大
B．甲液体对容器底的压力较小
C．甲液体中的物体所受的浮力较大
D．两种液体对容器底的压强相等
5．小明看到清淤作业人员正在将水塘底部的淤泥搬运到船上。他想：水面高度会变化吗 于是进行了探究：首先，将石块a和不吸水的木块b置于装有水的烧杯中，如图所示；然后，将石块a从水中拿出并轻轻放在木块b上，它们处于漂浮状态，则水面高度将（　　）
A．下降 B．上升 C．不变 D．无法判断
6．水平桌面上两个容器中分别盛有甲、乙两种液体。将小球A先后放入两个容器中，静止时小球状态如图所示（两个容器液面相平）。下列说法正确的是（ ）
A．两种液体的密度ρ甲>ρ乙 B．小球所受浮力F甲＜F乙
C．小球所受浮力F甲>F乙 D．两容器底受到液体压强p甲=p乙
7．小明在饮料吸管中塞入一些细铁丝作为配重，并将一端封闭，制作了一只简易密度计；将其先后放入甲、乙两杯液体中，当密度计静止时，两杯中液体深度相同，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．密度计在甲杯液体中受到的浮力更大
B．密度计的刻度线，越往上标注的密度值越大
C．密度计放入后，乙杯中液体对容器底的压强更大
D．适当减小配重，可以增大该密度计两条刻度线之间的距离，使测量结果更精确
8．如图所示，两个质量相等、底面积不等的圆柱形容器放在水平桌面上，分别装有质量相等的两种液体，两个相同的小球分别放入容器中，一个漂浮，一个沉底。甲、乙两图中小球所受浮力分别为F1和F2，容器对桌面的压强分别为p1和p2，下列说法正确的是（　　）
A． B．
C． D．
9．在学习浮力时，张老师利用一杯水和一只空牙膏袋，给同学们做了一个简单的实验，极大的提高了同学们网络学习物理的热情。他取一只空牙膏袋，第一次把它挤瘪，第二次将它撑开，两次都拧紧盖后先后放入同一水杯甲中，如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．两次牙膏袋的质量相等，体积相等，因此两次牙膏袋的密度ρ甲＝ρ乙
B．甲图中浸没，乙图中只有部分浸入，因此两次排开水的体积V甲＞V乙
C．甲图中浮力小于重力，乙图中浮力等于重力，因此两次所受的浮力F甲＜F乙
D．甲、乙两图浸入体积相等，因此两次杯底受到水的压强p甲＝p乙
10．2021年4月，海南舰在三亚某军港交接入列。海南舰作为海上大型作战平台，备受关注。下列说法正确的是（　　）
A．海南舰在海面静止时，甲板上的飞机起飞后，受到的浮力不变
B．在加速靠近海岛的过程中，船舱内的坦克相对于海岛是静止的
C．舰船电力由柴油发电机提供，发电机原理跟家用电风扇原理相同
D．因流速大压强小，两军舰在海上并列航行时要保持一定的距离
二、填空题
11．质量为0.5千克的木块漂浮在水中，木块所排开水的质量为________千克，木块受到的浮力为________牛：若该木块漂浮在酒精中（ρ酒精<ρ水），则木块所排开酒精的质量________0.5千克（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
12．重为9.8牛的木块漂浮在水面上，木块所受浮力的大小为______牛，方向为竖直______，所受重力与浮力的合力大小为______牛。
13．我国首艘国产航母的长度约为315m，宽度为75m，吃水深度约10.5m，当航母静止在海面上时所受的浮力________（选填“大于”、“小于”或“等于”）其重力，其水下部分距海面8m处承受海水的压强为________Pa。（，）
14．如图所示，“A”和“B”表示满载的轮船在海水或江水中静止时液面的位置。图示中的轮船是在 ___________（填“江水”或“海水”）中停泊。轮船的排水量为6000t，在海水中满载时受到的浮力是 ___________N。
15．如图甲所示，小华根据自动饮水机的水箱，自制了一个浮力感应装置放在水平桌面上。先将不计质量和体积的竖直细杆的下端通过力传感器连在一个圆柱形容器的底部，细杆上端与物体M相连，容器的质量为0.8kg。力传感器可以显示出细杆的下端受到作用力的大小。向容器中加水，直到加满。图乙是力传感器的示数F随容器中加入水质量m变化的图象。当向容器中加入质量为4.4kg的水时，力传感器的示数大小为F1，继续向容器中加水，当力传感器的示数大小变为6F1时，容器对水平桌面的压力为______N。请甲在图丙中作山物体M漂浮时受到的浮力的示意图______。
三、综合题
16．请阅读《海军三型主战舰艇交接入列》并回答。
海军三型主战舰艇交接入列
2021年4月23日，海军三型主战舰艇在海南三亚某军港集中交接入列，标志着我国国防实力得到进一步的提升。这三般舰艇分别是：新型战略核潜艇——长征18号艇，055型万吨级大型导弹驱逐舰——大连舰，075型两栖攻击舰——海南舰。我们来进一步认识一下这三艘舰艇。
长征18号艇（如图甲）是我国最新型的战略导弹核潜艇，相关资料显示：该艇长约，宽约，指挥塔围壳带有填角和圆角设计结构，这样能降低噪音，水下最大排水量约13万吨，水下潜航速度28~30节，艇上有12具艇载垂直发射装置，能用来发射“巨浪”潜射洲际导弹，具有隐蔽性高、威力大、突防能力强等特点。
大连舰（如图乙）是我国目前第三艘入列的055型大型导弹驱逐舰，该型舰长约，舷宽约，标准排水量11000余吨，最大航速30节。从指标上看，055型驱逐舰火力、电子设备等已达到世界同类舰的领先水准，隐身性能更加突出，已经成为了世界上最先进的驱逐舰之一，在航母战斗群中，055型驱逐舰承担着编队防空、反舰和反潜等作战任务。
海南舰（如图丙）是我国自行建造的075型两栖攻击舰，舰长超过，舰宽接近，满载排水量超过4万吨，动力系统采用柴油机，最大航速超过20节。075型两栖攻击舰属于一款两栖作战舰艇，外形与普通航母很相似，舰岛在舰体右侧，设计有大型机库和大面积的直通航空甲板，拥有7个直升机起降点，最大直升机搭载量接近30架，同时还设置了大型坞轮和车库，具备了比较强大的车辆搭载、抢滩登陆能力。
阅读上述材料，回答下列问题（取）：
（1）我国海军大连舰的标准排水量约为11000t，该种状态下大连舰受到的浮力约为( )
A． B． C． D．
（2）在某次联合搜救演习中，海南舰上执行搜救任务的两架舰载直升机起飞。直升机起飞后与起飞前相比，海南舰所受浮力将______；（选填“变大”或“变小”）
（3）长征18号艇在某次训练中在海面下的位置处于悬浮状态，那么此时它受到的海水产生的压强约为______。（取海水的密度）
17．阅读《海中断崖》回答问题。
海中断崖
海水跃层也称“跃变层”。它是指海水中某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层，表明上下层海水性质不同，跃层的厚薄和距海面的深浅，随海区的地理和气象条件变化。
如果海水跃层是上层密度大、下层密度小的状态，形成负密度梯度跃变层，被称为“海中断崖”。潜艇在水下航行中，如突遭海中断崖，急剧掉向海底，称为“掉深”，大多数常规潜艇的有效潜深为300m，潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时，会被巨大的海水压力破坏，造成失事。
372潜艇一次远航战备巡逻，当时海区情况比较复杂，以前也碰见“掉深”的情况，但这次潜艇掉的又快又深，潜艇的主机舱管路发生破损，艇长王红理瞬间条件反射式发出命令：“损管警报！向所有水柜供气！”。不到10秒钟，应急供气阀门打开，所有水柜开始供气；1分钟内，上百个阀门关闭，数十种电气设备关闭；2分钟后，全艇各舱室封舱完毕。但“掉深”依然继续。3分钟后，掉深终于停止，深度计开始缓慢回升。372潜艇闯过鬼门关，靠的是及时准确的命令，也靠着全艇几十名官兵超水平的配合。
(1)海水中某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层，我们称之为______；
(2)300m深处潜艇受到海水的压强约为______Pa；（海水密度近似水的密度，g取10N/kg）
(3)海中断崖的海水密度变化会造成潜艇受到的浮力______（选填：“增大”或“减小”），进而急剧掉向海底；
(4)“向所有的水柜供气”的目的是______。
18．美国作家海明威在他的作品中说“冰山运动之雄伟壮观，是因为它只有八分之一在水面上。”海明威认为我们看到露出水面的只是冰山一角，冰山的大部分在水面以下。小明为了检验海明威“冰山只有八分之一浮出水面”这一说法，设计并做如下操作。
（1）他让正方体冰块漂浮在平静海面上，忽略冰块在海水中的熔化。正方体冰块的质量为10kg、密度为0.925×103，海水的密度为1.025×103，g取10N/kg。请问：
①正方体冰块受到浮力大小等于_______N。
②冰块浮出水面的体积与冰块总体积之比等于___________。
③冰块浮出水面的高度与冰块总高度之比等于___________。
（2）通过计算，小明发现不管是冰块的高度还是体积，都与海明威的“八分之一”说法不符。小明认为海明威的说法应该有一定的依据。于是，小明通过网络查询到部分冰山形状如图所示。请根据冰山形状图找出能支持海明威“冰山只有八分之一露出水面”这一说法的理由有：______________。（答出一项即可）
19．亲爱的同学，请你用学过的物理知识解答下列问题：
(1)取一个瓶子，装上适量带色的水，取一根两端开口、有刻度的细玻璃管，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中，密闭瓶口．从管子上端吹入少量气体，水将沿玻璃管上升到瓶口以上，如图甲所示，这是由于瓶内气体压强______（选填“大于”、“等于”或“小于”）大气压强；拿着这个瓶子从楼底到楼顶（不用手直接拿瓶子），玻璃管内水柱高度将______（选填“升高”、“不变”或“降低”）。
(2)在学习了密度计的知识后，小明同学自制了一支密度计，通过实验比较自制密度计与实验室用密度计的异同。他将两支密度计A、B分别放入甲、乙两种液体中，观察到密度计静止后的现象如图（a）、（b）、（c）和（d）所示。（两支密度计的重力相同）
①观察比较图（a）、（b）可以判断：液体______密度大（选填“甲”或“乙”）。
②观察比较图（c）、（d）可知，自制密度计______判断出液体甲、乙密度的大小关系（选填“能”或“不能”），且对比密度计A、B可知，它们的刻度线都是______的（选填“均匀”或“不均匀”）。

(3)如图所示，A处于静止状态，B在拉力作用下向右加速运动。请在图中画出A物体所受的摩擦力f和支持力FN的示意图______（力的作用点图中已标出）。
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
由图可知，小球在A液体中漂浮，在B液体中悬浮，且在A、B液体中放入的是同一个小球，根据物体的浮沉条件可知此时小球在A、B液体中所受的浮力都等于小球自身的重力。则两小球所受浮力
F甲=F乙=G球
小球在A液体中悬浮，则ρ球 ρA；小球在B液体中悬浮，则ρ球=ρB，由于是同一小球，密度相同，所以ρA ρB；且小球静止时两容器内液面恰好相平，即深度h相同，根据p=ρgh可知，两种液体对容器底部的压强关系：p甲 p乙。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知试管在乙液体中排开液体的体积较小，故A错；
B．由阿基米德原理知
F浮=G排=m排g=G试管
所以试管排开的液体质量相等，故B错；
C．同一支装入适量的铁砂的平底试管在两液体中都漂浮，试管受到的浮力
F浮甲=F浮乙 =G试管
故C错；
D．F浮 =水V排g，排开的液体体积，V甲V乙，F甲=F乙，故甲乙，故D正确。
故选D。
3．B
【解析】
【详解】
三杯中，乙杯V排最大，故乙杯所受浮力最大，甲杯V排最小，故甲杯所受浮力最小，三杯都处于漂浮状态，所受浮力等于各自重力，故乙杯液体质量最大，液体体积都相同，乙杯液体密度最大，丙杯内外液面高度相等，考虑到烧杯自重，丙杯液体密度小于水的密度。
故选B。
4．B
【解析】
【详解】
AC．由图可知，正方体A、B在甲、乙两种液体中均为漂浮，根据漂浮条件知，它们在甲、乙两种液体中受到的浮力相等，已知VABD．已知两杯中液面相平，根据公式得，，又因为 ，因为烧杯一样，故S相等，所以，，故B正确，D错误；
故选B。
5．B
【解析】
【分析】
【详解】
有石块a和不吸水的木块b，石块a沉在水底，浮力小于重力，不吸水的木块b漂在水面，浮力等于重力，此时总浮力
将石块a放在木块b上后，ab一起漂浮，总浮力等于总重力，即
因此
而浮力越大，排开液体体积越大，水面越高，因此水面会上升，故B符合题意。
故选B。
6．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．小球A在甲液体中漂浮，则密度ρA＜ρ甲，小球A在乙液体中悬浮，则密度ρA=ρ乙，则有ρ甲＞ρ乙，故A正确；
BC．A球在甲液体中漂浮，在乙液体中悬浮，A球受到的浮力均等于A球的重力，A球重力不变，所以A球在甲乙两种液体中受到的浮力相等，故BC错误；
D．因为ρ甲＞ρ乙，两容器液面相平即容器底部深度h相同，根据液体压强计算公式p=ρgh可知，p甲＞p乙，故D错误。
故选A。
7．C
【解析】
【详解】
A．同一支密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮，则
F浮甲=F浮乙=G
即浮力是相同的，故A错误；
B．密度计漂浮在液体中，由
F浮=ρ液gV排=G
密度计浸入液体的深度越大，说明液体的密度越小，即密度计越靠近上方的刻度，其相应的密度数值越小，故B错误；
C．由图可知，密度计在乙液体中排开的液体的体积小，根据ρ液=可知，乙液体的密度大，深度相同，根据p=ρgh可知，乙杯中液体对容器底的压强更大，故C正确；
D．因为密度计漂浮在液体中，则
F浮=G
ρ液gSh=G
ΔV=Sh
增大该密度计两条刻度线之间的距离，即ΔV变大，h变大，具体做法是：可适当增大配重或用更细的吸管，故D错误。
故选C。
8．B
【解析】
【详解】
小球在甲容器中漂浮，所以
F1=G物
在乙容器中沉底，所以
F2＜G物
所以
F1＞F2
容器的质量相等，液体的质量相等，小球的质量相等，容器对桌面的压力等于容器、液体和小球的总重力，所以容器对桌面的压力相等，甲的受力面积大于乙的受力面积，由可知
p1＜p2
故选B。
9．C
【解析】
【详解】
A．牙膏袋的形状发生变化，但物质多少没有变化，所以质量不变，即m甲＝m乙，根据图示可知，V甲＜V乙，由可得，两次牙膏袋的密度关系ρ甲＞ρ乙，故A错误；
BCD．甲下沉，F浮＜G，乙漂浮，F浮＝G，所以两次所受的浮力关系F甲＜F乙，由F浮＝ρ水gV排可得，两次排开水的体积关系V甲＜V乙，因为原来水一样多，所以放入甲乙后h甲＜h乙，由p＝ρ水gh得，p甲＜p乙，故BD错误，C正确。
故选C。
10．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．海南舰在海面静止时，甲板上的飞机起飞后，海南舰的重力减小，由于海南舰漂浮在海面上，浮力等于重力，因此受到的浮力变小，故A错误；
B．在加速靠近海岛的过程中，船舱内的坦克相对于海岛的位置越来越近，故坦克是运动的，故B错误；
C．舰船电力由柴油发电机提供，发电机原理是电磁感应，跟家用电风扇原理通电导线在磁场中受力而运动不相同，故C错误；
D．因流速大压强小，两军舰在海上并列航行时中间气体流速大压强小，会产生使军舰互相靠近的压力，因此两军舰要保持一定的距离，故D正确。
故选D。
11． 0.5 4.9 等于
【解析】
【详解】
[1][2]木块漂浮在水中，根据漂浮条件得到木块受到的浮力
F浮=G木=m木g=0.5kg×9.8N/kg=4.9N
根据阿基米德原理得
F浮=G排=m排水g
木块所排开水的质量
[3]该木块漂浮在酒精中，根据漂浮条件得到木块受到的浮力
F′浮=G木
所以
F′浮=F浮
根据阿基米德原理可知，排开水的重力等于排开酒精的重力，所以排开酒精的质量等于排开水的质量，等于0.5kg。
12． 9.8 向上 0
【解析】
【详解】
[1]因为木块漂浮，根据沉浮条件，所以木块所受浮力的大小等于木块的重力大小，即
[2]木块所受浮力的方向竖直向上。
[3]根据力和运动的关系，因为木块漂浮，所以木块处于平衡状态，受平衡力，木块的重力与木块受到的浮力是一对平衡力，合力为零。
13． 等于 8.24×104
【解析】
【详解】
[1]根据物体浮沉条件可知，航母静止在海面上时（漂浮），其受到的浮力等于它受到的重力。
[2]距海面深8m处承受海水产生的压强
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×8m=8.24×104Pa
14． 海水
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]轮船在海水或江水中，都处于漂浮状态，受到的浮力的大小等于轮船的受到的总重力，即，由于总重力G不变，即轮船受到的浮力F浮不变，由可知，ρ海水>ρ江水，则V排海水＜V排江水，因此图中B位置时，表示轮船在海水中；轮船在海水中满载时受到的浮力为
15． 82
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图乙可知，水箱中没有水时（m=0），压力传感器受到的压力F0=2N，则物体M的重力
G=F0=2N
由图乙可知，当M完全浸没时，压力传感器的示数为8N，对M受力分析可知，受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力，则此时M受到的浮力
F浮=G+F=2N+8N=10N
综上可知，加水4kg时水面达到M的下表面（此时浮力为0），加水8kg时M刚好浸没（此时浮力为10N），该过程中增加水的质量为4kg，浮力增大了10N，所以，每加1kg水，物体M受到的浮力增加2.5N，当向水箱中加入质量为4.4kg的水时，受到的浮力
F浮1=(4.4kg-4kg)×2.5N/kg=1N＜2N
此时杆的作用力为支持力，力传感器的示数
F1= G- F浮1=2N-1N=1N
继续向水箱中加水，当力传感器的示数大小变为6F1时，即
F2=6F1=6×1N=6N＞2N
由此可知，此时杆的作用力为拉力，浮力
F浮2=F2-G=6N+2N=8N
此时容器内水的质量
此时水箱对水平面的压力
F压=(m水1+m水箱)g+G =(7.2kg+0.8kg)×10N/kg+2N=82N
[2]从物体M的重心沿竖直向上画出物体M漂浮时受到的浮力的示意图，如图所示：
16． C 减小
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1] 我国海军大连舰的标准排水量约为11000t，根据阿基米德原理，该种状态下大连舰受到的浮力约为
故选C。
（2）[2]直升机起飞后与起飞前相比，海南舰始终是漂浮的，浮力等于重力，由于重力减小，所以浮力也减小。
（3）[3]它受到的海水产生的压强约为
17． 跃变层（或海水跃层） 3×106 减小 减小潜艇自身重力
【解析】
【详解】
(1)[1]海水中某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层，称之为跃变层。
(2)[2]300m深处潜艇受到海水的压强约为
(3)[3]海中断崖的海水密度变化会造成潜艇受到的浮力减小，进而急剧掉向海底。
(4)[4]“向所有的水柜供气”的目的是减小潜艇自身重力。
18． 100 4:41 4:41 见详解
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]正方体冰块的重力为
G=mg=10kg×10N/kg=100N
冰块漂浮，其所受浮力大小等于重力大小，为100N。
[2]冰的体积
冰块排开海水的体积
冰块浮出水面的体积与冰块总体积之比为
[3]冰块为正方体，设其底面积为S，根据V=Sh可知，冰块浮出水面的高度与冰块总高度之比等于冰块浮出水面的体积与冰块总体积之比，为4:41。
（2）[4]冰山在水下的部分形状不确定，水下部分的形状既有上大下小的，也有上小下大的，体积相差较大。
19． 大于 升高 甲 能 不均匀
【解析】
【详解】
(1)[1]从管子上端向瓶内吹气，使瓶内气压大于外界的大气压，瓶内的水在瓶内气压的作用下，在管内上升。
[2]拿着瓶子从楼底到楼顶时，瓶上的大气压随高度增加而减小，瓶内气压大于瓶外大气压，瓶内的水被进一步压入玻璃管中，所以玻璃管中的水柱会升高。
(2)[3]由图可知，密度计在甲乙两种液体中均处于漂浮状态，受到的浮力相等，都等于密度计自身的重力，根据阿基米德原理可知，密度计排开甲液体的体积较小，则甲液体的密度较大。
[4]自制密度计B在不同液体中均可像密度计A一样漂浮于液面，所以，利用它可以判断出甲、乙液体的密度关系。
[5]从A、B两种密度计的结构来看，它们都是下端密度较大，上端密度较小，密度分布不均匀，则他们排开液体的体积与他们浸入液体的深度不成正比，所以，他们上面的刻度都是不均匀的。
(3)[6]A受到的支持力竖直向上；当B向右运动时，以B为参照物，A相对于B向左运动，所以B对A的摩擦力方向为水平向右。所以，A受支持力和摩擦力的示意图如图所示。