人教版八年级下10.3物体的浮沉条件及应用同步练习（含答案）

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．“远征号”潜水艇在南海执行任务，根据任务的要求、潜水艇需要在不同深度处悬浮，若海水密度保持不变，则下列说法正确的是（　　）
A．潜水艇排开海水的体积不相等 B．潜水艇所受的重力大小相等
C．潜水艇所受的浮力大小不相等 D．潜水艇所受的浮力与重力大小不相等
2．如图所示，放在水平桌面上的甲、乙、丙三个完全相同的容器，装有三种不同的液体，将三个完全相同的长方体A分别放入三种液体中，静止时三个容器的液面恰好相平 下列判断正确的是（ ）
A．物体受到的浮力 B．物体下表面受到液体的压力
C．液体对容器底的压强 D．容器对桌面的压力
3．在如图所示的四个实验装置中，能用来探究流体压强与流速关系的是（　　）
A． B．
C． D．
4．下列估算正确的是（　　）
A．两个普通鸡蛋重约10N
B．一个普通中学生的重力是50kg
C．一个中学生静止站在水平地面上对地面的压强约
D．普通中学生在水中游泳时受到的浮力约是60N
5．某同学在粗细均匀的木棒一端缠绕一些细铜丝制成一个简易密度计（未标刻度），先后将该密度计分别放入甲、乙两种液体中时均竖直漂浮，露出液面的长度用L1和L2表示（如图所示），在两种液体中受到的浮力分别为F1和F2，两种液体的密度分别为ρ1和ρ2，则下列判断正确的是（　　）
A．F1ρ2 D．ρ1=ρ2
6．鸡蛋放人盛水的杯中，鸡蛋沉在杯底如图所示向杯中加盐，使鸡蛋慢慢上浮直至漂浮在液面上。在此过程中，关于鸡蛋受到的浮力大小，下列说法正确的是（ ）
A．始终保持不变 B．始终变小 C．先不变，后变大 D．先变大，后不变
7．放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器（容器质量不计）底面积为，将一体积为的木块放入水中静止时，有体积露出水面，如图甲所示；用一根质量和体积不计的细线把容器底和木块底部中心连接起来，如图乙所示。下列说法中错误的是（已知：水的密度为，）（　　）
A．木块的密度为
B．木块漂浮时排开水的质量为
C．浸没水中时细线对木块的拉力为
D．甲、乙两图所示情况，容器对水平桌面的压强相等
8．关于浮力，下列说法正确的是（　　）
A．潜水艇下潜得越深，受到的浮力越大
B．潜水艇是靠改变自身重力来改变浮沉状态的
C．漂浮在液面上的物体所受到的浮力大于它所受到的重力
D．悬浮在空中的热气球所受到的浮力大于它所受到的重力
9．将同一个新鲜的鸡蛋分别浸入装有浓度不同的盐水的容器中，鸡蛋静止在两个容器中的位置如图所示.则下列说法正确的是（ ）
A．鸡蛋在甲中受到的浮力大 B．鸡蛋在甲、乙中受到的浮力一样大
C．鸡蛋在乙中受到的浮力大 D．由于盐水密度不同，无法比较
10．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
二、填空题
11．如图所示，AB两物块以不同方式组合，分别静止在甲 乙两种液体中，由此可判断______；若A物块在两种液体中受到的浮力分别为F甲 F乙，则F甲______F乙（均选填“>” “<”或“=”）
12．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”）。
13．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______。
14．一个物体所受的重力为10N，将其全部浸没在水中时，排开的水受到的重力为20N，此时它所受浮力大小为___________N，放手后物体将________（选填“上浮”、“下沉“或“悬浮”），静止时物体所受浮力的大小为___________N。
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．我国自主研制的“蛟龙号”潜水器是目前世界上下潜能力最强的作业型载人潜水器，其主要技术参数如下表。“蛟龙号”主要采用声呐通讯，实现深海与陆地的联系；通过改变压载铁的数量，来控制其下沉或上浮；任务完成后，“向阳红09”船用牵引绳将其吊到甲板上。
工作电源总电压/V 200
体积/ 50
自身质量/kg
最大下潜深度/m 7000
最大速度/节 25
（1）“蛟龙号”潜水器在深海工作主要通过______（选填“电磁波”或“声波”）通信与陆地联系；若每节蓄电池电压为1.6V，为保证“蛟龙号”正常供电，串联的蓄电池不得少于______节；
（2）“蛟龙号”下潜到深海7000m处，求海水对“蛟龙号”观察窗的玻璃上产生的压力；( )（不考虑大气压的影响）
（3）“蛟龙号”抛卸所有压载铁后上浮，直到漂浮在海面上，然后由起重装置将其吊离水面。图甲是某次起重装置将漂浮在海面上的无人空载“蛟龙号”匀速吊离水面的情景，牵引绳拉力的功率随时间变化的图象如图乙，图中，求时刻“蛟龙号”排开海水的体积。( )（不考虑海水的阻力）
17．小阳把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗。他先将一个重为8N的空桶漂浮在水面上，然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内时，桶仍漂浮在水面。（不考虑捞出过程中带出的水，水的密度1克/立方厘米）
（1）空桶漂浮在水面上时受到的浮力大小；( )
（2）请判断，鹅卵石未捞出时与鹅卵石捞出放置在空桶内时相比，水池水面高度______（选填“上升”、“下降”或“不变”）；
（3）若此时桶排开水的体积为6.0×10-3m3，求桶内鹅卵石的质量。( )
18．请阅读《惊心动魄的3分钟》并回答问题
惊心动魄的3分钟
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。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，若突遭“海中断崖”，会急剧掉向海底，称为“掉深”，大多数常规潜艇的安全潜深为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。
中国海军372潜艇一次远航战备巡逻中，就碰见“掉深”的情况。“掉深”的372潜艇的主机舱管路发生破损，艇长立即发出命令：“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，化险为夷，创造了我军乃至世界潜艇史上的奇迹。（取海水的密度为1×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）潜艇遇到“海中断崖”时，潜艇会失去平衡而急剧下沉的原因是( )；
A．海水密度变大 浮力变大 重力不变
B．海水密度变小 浮力变小 重力变大
C．海水密度变大 浮力不变 重力变小
D．海水密度变小 浮力变小 重力不变
（2）潜艇下潜至300m深度时受到海水的压强等于标准大气压的______倍；（1标准大气压取1×105Pa）
（3）“向所有的水柜供气”的目的是______；
（4）潜艇“掉深”有所减缓，但不会立即停止，这是因为潜艇具有______；
（5）某潜水艇总质量为2.6×103t，体积为3×103m3，要使它从海面潜入海水中，至少要向水柜充入______m3的海水。
19．如图甲，有一质量为10g,底面积为1×10-4m2的圆柱体：(ρ水=1.0×103kg/m3,p盐水=1.03×103kg/m3，g=10N/kg)
(1)求该圆柱体放在水平桌面上静止时，对桌面的压强_______．
(2)先后把圆柱体放入装有水和盐水两种液体的烧杯里，静止时如图乙所示，图丙中实心点代替圆柱体，在方框内画出圆柱体在水中的受力示意图；
( )
(3)求圆柱体在水中受到的浮力______；
(4)求圆柱体浸入水中的深度_______
(5)圆柱体在盐水中受到的浮力_____在水中受到的浮力(选填“>”、“=”、“<”)，写出你的分析过程___．
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．B
【详解】
A．由题知，潜水艇在不同深度处悬浮，潜水艇处于浸没状态，排开水的体积与潜水艇的体积相等，则排开水的体积不变。故A错误；
BCD．海水密度保持不变，由F浮=ρ液gV排可知，潜水艇在海水中受到的浮力不变，由于潜水艇悬浮，则潜水艇所受的浮力与重力大小相等，所以潜水艇所受的重力大小相等，故B正确，CD错误。
故选B。
2．B
【详解】
AB．根据图示可知，甲中物体悬浮，乙、丙中物体漂浮，所以其所受的浮力与其自身的重力相等，即
F甲浮=F乙浮=F丙浮
根据浮力产生的原因，物体上、下表面受到液体的压力差等于物体受到的浮力，因此甲中物体下表面受到的压力大于甲中物体受到的浮力；乙、丙中物体上表面受到的压力为零，因此乙、丙下中物体表面受到液体的压力等于乙中物体受到的浮力，即
故A错误，B正确；
C．由图可知，物体排开的液体的体积关系为
V甲＞V乙＞V丙
由于
F甲浮=F乙浮=F丙浮
根据阿基米德原理可知
ρ甲＜ρ乙＜ρ丙
因为丙中液体的密度最大，并且液体的深度相同，因此由p=ρgh可知，丙容器底所受的压强最大，其次是乙，再次是甲，故液体对容器底的压强大小关系为
p甲＜p乙＜p丙
故C错误；
D．容器对桌面的压力等于容器的重力、液体的重力及长方体A的重力之和。根据图示可知，三个容器中液面的高度相同，甲中物体排开液体的体积最大，丙中物体排开液体的体积最小，所以丙中液体体积最大，由C知丙中液体的密度最大，由m=ρV知，丙中液体的质量最大，丙中液体的重力最大，甲容器中的液体重力最小，且三个物体和容器相同，所以丙容器对桌面的压力最大，其次是乙，最小的是甲，故容器对桌面的压力大小关系为
F甲＜F乙＜F丙
故D错误。
故选B。
3．A
【详解】
A．如图所示的装置，当风从该装置吹过时，其上下表面空气流动速度不同，导致其上下表面产生压强差，使该装置受到向上的力的作用，该力可以通过测力计指针的偏转来反映，所以该装置可以用来探究流体压强与流速关系，故A符合题意；
B．该装置是用弹簧测力计测量物体的重力，故B不符合题意；
C．该装置是托里拆利实验装置，用来测量大气压的值，故Ｃ不符合题意；
Ｄ．该装置是用密度计测量液体密度，故Ｄ不符合题意。
故选Ａ。
4．C
【详解】
A．一斤（500g）鸡蛋可称8～10个，那么一个鸡蛋的质量约为50g；故两个普通鸡蛋的重力约
故A不符合实际；
B．中学生的质量约50kg，受到的重力为
故B不符合实际；
C．中学生每只鞋的底面积大约为，即，故双脚面积；中学生的质量大约为50kg，压力
压强
接近，故C符合实际；
D．漂浮的物体受到的浮力等于重力。中学生的重力约500N，游泳时接近漂浮状态，受到的浮力在500N左右，故D不符合实际。
故选C。
5．B
【详解】
密度计依据漂浮时浮力等于重力的原理工作，如图密度计两次漂浮在液面上，浮力都等于自重，所以两次受到的浮力相等，即F1=F2。由图可知，甲液体中的密度计排开液体的体积大于甲液体中的密度计排开液体的体积，即。根据可知，两个密度计受的浮力相同， ，则，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
6．D
【详解】
鸡蛋慢慢上浮的过程中，排开水的体积不变，而向杯中加盐，液体密度变大，由公式可知，此过程浮力变大；最后漂浮在液面上，浮力等于鸡蛋的重力，且此后不变，故ABC错误，D正确。
故选D。
7．C
【详解】
A．木块的浮力
木块的密度
故A正确，不符合题意；
B．木块漂浮时排开水的重力
木块漂浮时排开水的质量为
故B正确，不符合题意；
C．浸没水中时，木块受到重力、浮力、拉力三个力平衡，细线对木块的拉力为
故C错误，符合题意；
D．甲、乙两图所示情况，容器对水平桌面的压力都等于木块的重力加水的重力，容器底面积不变，故容器对水平桌面的压强相等，故D正确，不符合题意。
故选C。
8．B
潜水艇浸没在水中，潜水艇的体积不变（排开水的体积不变），受浮力不变，通过让海水进、出压力舱改变潜水艇受到的重力，从而实现上浮或下沉；在液体或气体中的物体根据其沉浮状态判断浮力与重力的关系。
【详解】
AB．在水中，潜水艇受到水的浮力和重力的作用，由F浮=ρ水V排g，潜水艇的体积不变，排开水的体积不变，则潜水艇受到水的浮力不变；把压缩空气压入潜水艇的压力舱，将海水排出，潜水艇自重G减小，当F浮>G时，潜水艇上浮；打开压力舱的阀门，让海水进入压力舱内，潜水艇自重G增大，当F浮C．漂浮在液面上的物体处于静止状态，受到浮力与重力，且二力平衡，则其所受到的浮力等于它所受到的重力，故C错误；
D．悬浮在空中的热气球处于静止状态，受到浮力与重力，且二力平衡，则其所受到的浮力等于它所受到的重力，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
鸡蛋在甲中下沉至容器底部，所以此时鸡蛋受到的浮力小于它的重力；鸡蛋在乙中悬浮，所以此时鸡蛋受到的浮力等于它的重力；根据以上条件可知，鸡蛋在甲中受到的浮力小于它在乙中受到的浮力。
故选C。
10．C
【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。
11． ＞ ＞
【详解】
[1]将AB看出整体，两物块在甲乙液体中处于漂浮状态，甲中
F浮甲=G
ρ甲gV排甲=G
乙中
F浮乙=G
ρ乙gV排乙=G
ρ甲gV排甲=ρ乙gV排乙
V排甲＜V排乙
ρ甲＞ρ乙
[2]A物块在两种液体中排开液体的体积不变，因为
ρ甲＞ρ乙
由F浮=ρ液gV排可知
F甲＞F乙
12． 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． 82
【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：
14． 20 上浮 10
【详解】
[1]将物体全部浸没在水中时，已知排开的水受到的重力为20N，由阿基米德原理知此时物体所受的浮力也为20N。
[2]由于物体受到的浮力20N大于物体的自重10N，所以放手后物体上浮。
[3]静止时漂浮，浮力等于重力为10N。
15． 9 6
【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． 声波 125
【详解】
解：（1）[1][2]“蛟龙号”主要采用声呐通讯，故是靠声波通信与陆地联系；若每节蓄电池电压为1.6V，为保证“蛟龙号”正常供电，串联的蓄电池不得少于
故串联的蓄电池不得少于125节。
（2）[3]海水对“蛟龙号”观察窗的玻璃上产生的压力
（3）[4]设在、时刻牵引绳对“蛟龙号”的拉力分别为、，时刻“蛟龙号”受到的浮力为，“蛟龙号”上升的速度为。时刻，“蛟龙号”还没有完全离开水面，根据力的平衡条件可得：
即
时刻，“蛟龙号”已经完全离开水面，则
因为
即
所以
化简得
根据阿基米德原理可得，时刻“蛟龙号”的排水体积为
答： （2）海水对“蛟龙号”观察窗的玻璃上产生的压力为；
（3）时刻“蛟龙号”的排水体积为。
17． 8N 上升 5.2kg
【详解】
解：（1）空桶漂浮在水面上，所以浮力等于重力，即
（2）鹅卵石捞出前沉底，浮力小于重力，即
将鹅卵石捞出放置在桶内时，鹅卵石与小桶都处于漂浮状态，此时鹅卵石的浮力等于重力，即
所以
即鹅卵石捞出放置在桶内时鹅卵石的浮力变大，根据知排开水的体积变大，水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会上升。
（3）鹅卵石捞出放置在桶内时的浮力为
桶内鹅卵石的重力为
鹅卵石的质量为
答：（1）空桶漂浮在水面时所受浮力大小为8N；
（2）上升；
（3）桶内鹅卵石的质量为5.2kg。
18． D 30 排出水柜内水，减小自身重力，使潜艇快速上浮 惯性 400
【详解】
（1）[1]潜艇海中断崖时，是处于上层密度大、下层密度小的海水跃层，而此时潜艇所受的重力不变，体积不变，据阿基米德原理知，潜艇所受的浮力变小，故D选项正确。
（2）[2]潜艇下潜到300m受到的海水压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×300m=3×106Pa
那么此压强是标准大气压的倍数
（3）[3]潜艇遇到掉深的情况是由于浮力变小，导致重力大于浮力而形成的，往水柜供气可以将水柜中的水中排出而减小自身重力，使潜艇上浮，停止掉深。
（4）[4]向水柜供气，潜艇掉深会减缓，但不会立即停止，这是因为潜艇具有惯性，还要保持原来的运动状态。
（5）[5]潜艇的总重力
G=mg=2.6×103×103kg×10N/kg=2.6×107N
浸没海中受到的浮力
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×103m3=3×107N
要使潜艇潜入水中，则需要使潜艇的总重力大于或等于浸没在海中受到的浮力，所以至少需要向水柜充入海水的重力
G1=G-F浮=3×107N-2.6×107N=0.4×107N
充入的海水的体积
19． 1000Pa 0.1N 0.1m = 因为圆柱体在水和盐水中都处于漂浮状态，其浮力等于重力，重力不变，所以浮力相同；
【详解】
[1]圆柱体的质量为10g，则重力为
，
圆柱体放在水平桌面上静止时，对桌面的压强为
；
[2]圆柱体在水中处于静止状态，即处于漂浮状态，说明浮力和重力是一对平衡力，受力示意图如下：
[3]圆柱体在水中处于静止状态，处于漂浮状态，说明浮力和重力是一对平衡力，所以；
[4]圆柱体在水中受到的浮力为0.1N，圆柱体此时排开水的体积为
，
圆柱体浸入水中的深度为
；
[5][6]圆柱体在水中和盐水中都处于静止状态，处于漂浮状态，说明浮力和重力是一对平衡力，由于圆柱体的重力没变，所以浮力相等．
答案第1页，共2页
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