北师大版八年级下8.6、物体的浮沉条件(含解析)

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名称 北师大版八年级下8.6、物体的浮沉条件(含解析)
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文件大小 627.6KB
资源类型 教案
版本资源 北师大版
科目 物理
更新时间 2022-04-09 21:33:10

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北师大版八年级下 8.6、物体的浮沉条件
一、单选题
1.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
2.将一密度均匀的正方体轻轻放入盛满浓盐水的大烧杯中,静止后有72g浓盐水溢出;若将该物体轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有64g煤油溢出(浓盐水密度为1.2×103kg/m3,煤油密度为0.8×103kg/m3,以下说法中(  )
①该物体前后两次所受浮力之比为9∶8
②该物体前后两次排开液体体积之比为4∶3
③该物体的密度为0.9×103kg/m3
④该物体在煤油中可能沉底或悬浮
A.只有①③正确 B.只有②③正确
C.只有①④正确 D.只有②④正确
3.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
4.将一个新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中,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.鸡蛋在水中受到的浮力大
B.鸡蛋在水和浓盐水中受到的浮力一样大
C.鸡蛋的密度大于水的密度
D.鸡蛋的密度小于浓盐水的密度
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.物理小组制作的潜水艇模型如图所示。通过胶管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,若从A管吸气,烧瓶将会(  )
A.上浮,它受到的浮力增大 B.下沉,它受到的浮力减小
C.上浮,它受到的浮力不变 D.下沉,它受到的浮力不变
7.将一盛有水的薄壁容器放在水平桌面上,容器的底面积4×10-3m2,容器的质量忽略不计,容器中水的重力G水=3N,水面距容器底的距离h=0.06m,如图甲所示。现将一金属圆柱体A用细线吊着浸没在水中,静止时容器中的水未溢出,A未碰触容器底和容器壁,如图乙所示。已知A的重力GA=0.6N,体积VA=2×10-5m3,g=10N/kg。则(  )
A.A未浸入时,水对容器底的压强为750Pa
B.A未浸入时,容器对桌面的压强为600Pa
C.A浸没在水中时,它受到的浮力大小为0.2N
D.A浸没在水中静止时,它受到细线的拉力大小为0.6N
8.下列几种情况中能使受到浮力变大的是( )
A.潜水浸没在水中后继续下潜 B.轮船由长江驶入大海
C.从水银中取出铁球放入水中 D.人由浅水区走向深水区
9.如图,大烧杯中放入足量的水,放在水平桌面上,小烧杯(玻璃)漂浮在水面上,让小烧杯倾斜进水后沉入水底(水均不溢出),下列分析正确的是(  )
A.小烧杯漂浮时其侧壁不受水的压力
B.小烧杯漂浮时受到的浮力大于它的重力
C.小烧杯浸没后大烧杯底部受到水的压强变小了
D.小烧杯沉入底部静止后大烧杯对桌面的压力变大了
10.“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
二、填空题
11.一金属环中间结有冰块,冰块和金属环的总重为0.71N,将它们放入底面积为10cm2的圆柱形容器中恰好悬浮于水中(如图甲所示),此时冰块和金属环受到的浮力共为___________N;过一段时间冰全部熔化,金属环沉入水底,容器内的水面下降了0.7cm (如图乙所示),则金属环的质量是___________g。(已知ρ冰 =0.9g/cm3,g取10N/kg)
12.如图所示水平地面上有底面积为300cm2,质量不计的薄壁柱形盛水容器A,内有质量为400g,边长为10cm,质量分布均匀的正方体物块B,通过一根10cm的细线与容器底部相连,此时水面距容器底30cm,此时容器对桌面的压强为_________Pa。剪断绳子后,木块最终静止时有的体积露出水面。待物块静止后漂浮在水面上,水对容器底部的压强变化了_________Pa。
13.底面积为100cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上,现将体积为500cm3,重为3N的木块A轻放入容器内的水中,静止后水面的高度为8cm,如图甲所示,若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方,使其恰好浸在水中,如图乙所示水未溢出,不计绳重及其体积,图甲中木块A静止时浸入水中的体积_________m3;物体B的密度________kg/m3。(g=10N/kg)
14.如图所示,A、B是由不同材料制成的两个实心物体。A、B用细线相连放入水中时,两物体恰好悬浮。剪断细线,A上浮,静止时有体积露出水面,此时A所受的重力_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)浮力;细线剪断前后水对容器底部的压强变化了70 Pa, 则水面高度变化了_______m;如果B体积是A体积的,则B物体的密度是________kg/m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg)
15.用手把体积为1×10-4米3的小球浸没在水中,小球受到的浮力为_______牛,方向_______;若该小球重为0.8牛,放手后,小球将_______(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。
三、综合题
16.如图所示,为我国生产的履带式水陆两栖突击车,是当今世界上水上速度最快、战斗力最强的两栖突击车。该车满载时总质量为30t,请回答以下问题:
(1)满载的突击车漂浮水面上时,受到的浮力是多大_______?(取)
(2)此时突击车浸入水中的体积为多少_______?(水密度为)
(3)突击车在海面训练过程中,发射多枚炮弹后,车体向上浮起了一些,车体底部受到水的压强将______(选填“增大”、“减小”或“不变”),若车体位于水面下20cm,则车体底部受到水的压强为多大_______?
17.物理兴趣小组同学对物体的浮沉条件进行研究,在一个重为4N,底面积为200cm2的圆柱形薄壁玻璃容器底部,放一个边长为10cm的正方体物块,然后逐渐向容器中加水(始终未溢出)如图甲所示。通过测量容器中水的深度h,分别计算出该物块所受到的浮力F浮,并绘制了如图所示的乙图象。请你解答下列问题。
(1)分析图象可知,水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中,物块受到的浮力越来越________,继续往容器中加水,随着水的深度增加,水对容器底部的压强________。当水深增至8cm后,继续加至12cm时,物块处于________(选填:漂浮、悬浮或下沉)状态;
(2)物块的重力是多少____?物块的密度是多少____?
(3)将物块取出后,此时容器对水平桌面的压强是多少_____?
18.请阅读《“372”潜艇掉深,上演3分钟生死时速》并答题。
“372”潜艇掉深,上演3分钟生死时速
2014年12月,我海军组织的一次实战化战备远航训练,南海舰队“37″新型常规潜艇正悄无声息地潜航。
突然,潜艇深度计指针突然向下大幅跳动,艇体急速下沉!
“不好,潜艇掉深了!”
掉深的原因是因为某段特殊的海域,上层海水密度大、下层海水密度小,这样的海堿被称为海中断崖,潜艇在海水下航行时,如突遭海中断崖,会立即减少浮力,难以控制的急剧掉向海底,造成失事。
生死关头,指挥员王红理立即下达増速、补充均衡、吹除压载水舱等一系列指令,全艇官兵舍生忘死奋力排险。
“打开应急高压气阀门,向水柜供气”。
糟糕,“主机舱管路破损进水!”
祸不单行!此时主机舱一根管道突然破裂,大量海水瞬间喷入舱室。
“损管警报!”“向所有水柜供气!”生死关头,指挥员当机立断,果断下令。
伴随着刺耳的损管警报声,全艇上下闻令而动,扑向各个控制阀门……
不到10秒钟,应急供气阀门全部打开,所有水柜开始供气;一分钟内,上百个阀门关闭,数十种电气设备关停;两分钟后,全艇各舱室封舱完毕!官兵们以令人难以置信的速度与死神赛跑。
该做的都已做完,而这时,掉深速度虽有减缓,但澘艇掉深没有立即停止,还要继续下降。大约3分钟后,在“372”潜艇即将下沉到极限工作深度时,掉深终于停止。潜艇在悬停10余秒后,深度计指针缓慢回升,艇体终于开始上浮!
阅读以上材料,并回答下列问题:
(1)潜艇掉深时,潜艇上、下表面的压力差会______;(选填“变大”或“变小”)
(2)“打开应急高压气阀门,向水柜供气!”目的是排出水柜中的水,使潜水艇自身的重力______;(选填“增加”或“减少”)
(3)向所有水柜供气后,潜艇掉深有所减缓,但不会立即停止,这是因为潜艇具有______。
19.小明学习了浮力知识后,想利用一弹簧测力计和一铁块制作一个测定液体密度的仪器,如图所示.(在以下推导或计算中g取10 N/kg,铁的密度为7.9×103 kg/m3)
(1)首先,他称得此铁块的重力为G=7.9 N,则该铁块的体积是V=_______m3;然后,将金属块浸没在待测液体中,设此时弹簧测力计的示数为F,则待测液体的密度表达式为ρ=_______(用题目中的符号表示).小明依据此规律,在测力计右侧标注出了液体的密度值,做成了一支密度计.
(2)当利用该密度计测某液体密度时,指针在6.9 N的位置,则该液体的密度为_______kg/m3.
(3)图中能正确反映液体的密度ρ与测力计示数F之间关系的是_______.
(4)水银的密度是水的十几倍,利用该密度计_______(选填“能”或“不能”)测出水银的密度.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【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。
2.A
【详解】
①因为大烧杯内原来装满浓盐水,所以,由阿基米德原理可知,物体在盐水中受到的浮力
物体在煤油中受到的浮力
故该物体前后两次所受浮力之比为,故①正确;
②该物体前后两次排开液体体积之比为
故②错误;
③④由得排开水的体积
假设物体在盐水中悬浮或下沉,则物体的体积
由于煤油的密度小于盐水,所以物体在煤油中一定下沉,则排开煤油的体积:
排开煤油的质量应该为
因为,所以物体在盐水中不能悬浮或下沉;
可见,物体在盐水中一定漂浮,则物体的重力
物体受到煤油的浮力
因此,
所以物体在煤油中下沉,故④错误。
则物体的体积
物体的质量
物体的密度
故③正确,④错误。
故选A。
3.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。
4.C
【详解】
AB.鸡蛋在水和盐水中排开的体积相同,而盐水的密度大于水的密度,据阿基米德原理得,鸡蛋在盐水中受到的浮力大,故AB错误;
CD.鸡蛋在水中下沉,在盐水中悬浮,据物体的浮沉条件知,鸡蛋的密度大于水的密度、等于盐水的密度,故C正确,D错误。
故选C。
5.B
【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.D
【详解】
若从A管吸气,瓶内气压减小,外界气压将液体压入烧瓶内,烧瓶总重力增大,但体积不变、浮力不变,自身重力大于浮力,所以烧瓶将下沉。故选D。
7.C
【详解】
A.A未浸入时,水深0.06m,水对容器底的压强
故A不符合题意;
B.A未浸入时,容器对桌面的压强
故B不符合题意;
C.A浸没在水中时,它受到的浮力大小
故C符合题意;
D.A浸没在水中静止时,它受到细线的拉力大小
故D不符合题意。
故选C。
8.D
【详解】
A.潜水浸没在水中后继续下潜,排开水的体积不变,水的密度不变,根据可知受到的浮力不变,故A不符合题意;
B.轮船由长江驶入大海,依然处于飘浮状态,漂浮时受到的浮力等于物体自身的重力,所以轮船由长江驶入大海受到的浮力不变,故B不符合题意;
C.铁的密度大于水的密度,但是小于水银的密度;所以静止后,铁球在水银中漂浮,此时铁球受到的浮力等于本身重力;在水中沉底,此时铁球受到的浮力小于自身重力;所以从水银中取出铁球放入水中,浮力变小,故C不符合题意;
D.人由浅水区走向深水区,排开水的体积变大,水的密度不变,根据可知受到的浮力变大,故D不符合题意。
故选D。
9.C
【详解】
A.因为液体向各个方向都有压强,所以该烧杯漂浮时浸入水中的侧壁部分也受水的压力,故A错误;
B.小烧杯漂浮时,根据漂浮条件可知,其受到的浮力等于它的重力,故B错误;
C.原先漂浮浮力等于重力,后来沉底浮力小于重力,所以浮力变小,排开水的体积减小,则水面下降,根据p=ρgh可知,容器底受到水的压强变小,故C正确;
D.以整体为研究对象,大烧杯对桌面的压力等于整体的重力,小烧杯沉入底部静止后整体重力不变,压力不变,故D错误。
故选C。
10.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。
11. 0.71 8
【详解】
[1]冰块悬浮于水中,由悬浮条件可知此时冰块和金属环受到的浮力
F浮=G=0.71N
[2]冰全部熔化成水后,体积减小了
ΔV=SΔh=10cm2×0.7cm=7cm3
冰的体积减去熔化成水后的体积,就是水面下降的体积,即
V冰-V冰=7cm3
V冰=70cm3
冰的质量
m冰=ρ冰V冰=0.9g/cm3×70cm3=63g
冰块和金属环的总质量
=0.071kg=71g
石块的质量
m石=m-m冰=71g-63g=8g
12. #2800 200
【详解】
[1]容器内水的体积为
容器内水的质量为
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,且薄壁柱形盛水容器A的质量不计,所以,剪断绳子前,容器对水平地面的压力为
此时容器对桌面的压强
[2]剪断绳子后木块露出的体积
水面下降的高度
水对容器底部的压强变化
13. 3×10-4 1.5×103
【详解】
[1]由图甲可知,A漂浮在水面上,由物体浮沉条件可知,木块A受到的浮力为
F浮A=GA=3N
由F浮=ρ水gV排可知,木块A静止时浸入水中的体积为
[2]由图乙可知,AB一起悬浮在水中,由物体浮沉条件可知,AB受到的浮力为
F浮AB=GA+GB=3N+6N=9N
由F浮=ρ水gV排可得,AB静止时浸入水中的总体积为
因AB完全浸入水中,故可知物体B的体积为
VB=V总-VA=9×10-4m3-5×10-4m3=4×10-4m3
由G=mg可得,物体B的质量为
故物体B的密度为
14. 等于 7×10-3 5×103
【详解】
[1]分析题意可知,剪断细线,A处于漂浮状态,由物体的浮沉条件可知,此时A受到的重力与受到的浮力是一对平衡力,重力和浮力的大小相等。
[2]由液体压强公式Δp=ρ水gΔh得,水面高度变化了
Δh==7×10-3 m
[3]细线被剪断后A漂浮,物体A有体积露出水面,则
V排A=(1-)VA=VA
因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,由F浮=ρ水g V排和G=mg=ρVg可得
ρ水gV排A=ρAVAg

ρA=ρ水=×1.0×103 kg/m3=0.6×103 kg/m3
剪断细线前,AB两物体恰好悬浮,则
ρ水g(VA+VB)=ρAVAg+ρBVBg
B物体的密度
ρB=ρ水-ρA=×1.0×103 kg/m3-×0.6×103 kg/m3=5×103 kg/m3
15. 1 竖直向上 上浮
【详解】
[1]由阿基米德原理可得,小球受到的浮力为
[2]在液体中,物体受到的浮力的方向都是竖直向上。
[3]该小球重为0.8牛,则小球浸没在水中时,小球受到的浮力大于小球的重力,所以,放手后,小球将上浮。
16. 3×105 30m3 减小 2000
【详解】
(1)[1]突击车满载时的重力
G=mg=30×103kg×10N/kg=3×105N
漂浮状态,根据漂浮条件可知,所受浮力等于其重力,即F浮=3×105N。
(2)[2]此时突击车浸入水中的体积为
(3)[3]车体向上浮起了一些,深度变小,根据p=ρgh可知,车体底部受到水的压强将减小。
[4]车体底部受到水的压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa
17. 大 增大 漂浮 8N 0.8×103kg/m3 1000Pa
【详解】
(1)[1]由图像得,水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中,物块受到的浮力越来越大。
[2]根据,随着水的深度增加,水对容器底部的压强增大。
[3]木块的体积
若木块浸没则受到的浮力为
根据图像可知,水深增至8cm后,浮力8N不再增大,所以物体没有完全浸入,物体漂浮在液体中,继续加至12cm时,物块仍处于漂浮状态。
(2)[4]由图像知道,木块漂浮时
[5]物块的密度
(3)[6]木块漂浮时,排开水的体积为
容器中注入水的体积为
则注入水的重力为
将物块取出后,此时容器对水平桌面的压强为
18. 变小 减少 惯性
【详解】
(1)[1]“掉深”是因为某段特殊的海域,上层海水密度大、下层海水密度小,据可知,潜艇上、下表面的受到的压强差减小,压力差变小,即浮力减小。
(2)[2]根据物体的浮沉条件可知;为了上浮,应使重力小于浮力,所以应迅速打开供气阀门,排出水舱内的水,使重力减小,当浮力大于重力潜艇上浮。
(3)[3]施高压供气、关闭各种阀门后,潜艇掉深有所减缓,但不会立即停止,这是因为潜艇具有惯性,要继续保持原来的运动状态。
19. 1×10﹣4 ρ铁 1×103 丙 不能
(1)知道铁块重G,利用G=mg=ρVg求铁块的体积;知道金属块浸没液体中弹簧测力计的示数,利用称重法求金属块受到的浮力,再根据阿基米德原理求液体的密度.
(2)将F=6.9N代入密度表达式即可求得该液体的密度.
(3)甲图中F随ρ的增大而增大,乙图中F先随ρ的增大而增大,后不变;丙图中F随ρ的增大而减小;丁图F先随ρ的增大不变,后减小;据此可对四个图象做出判断;
(4)它最大测量范围才7.9×103kg/m3,水银大于铁密度,铁根本没法浸入在水银中.
【详解】
(1)由于G=mg=ρgV可知:
铁块的体积V===1×10﹣4m3;
将金属块浸没在待测液体中,根据称重法可知:F浮=G﹣F,
ρ液===ρ铁;
(2)当利用该密度计测某液体密度时,指针在6.9N的位置,则:
ρ液=ρ铁=×7.9×103kg/m3=1×103kg/m3;
(3)根据中ρ液=ρ铁可以看出,弹簧测力计的示数F随液体的密度ρ的增大而减小,故初步判断只有丙可选.
(4)水银的密度是水的十几倍,水银大于铁密度,铁根本没法浸入在水银中.所以不能利用该密度计能否测出水银的密度.
答案第1页,共2页
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