人教版八年级下10.3物体的浮沉条件及应用同步练习（含解析）

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．如图甲所示，用弹簧测力计将一长方体物体从装有水的杯子中匀速拉出，物体的底面积为20cm2，杯子的底面积为100cm2，拉力随时间的变化关系如图乙所示。则下列说法正确的是（　　）
①物体的密度为2.5g/cm3
②t＝1s时，水对杯底的压力为24N
③物体上升的速度为8cm/s
④当物体有一半露出水面时，受到的浮力为1N
A．①② B．①②③ C．①③④ D．③④
2．将同一物体放在液体中的三种情况如图所示，比较它受到的浮力大小，表示浮力最小的是（　　）
A．图甲 B．图乙 C．图丙 D．无法比较
3．水平桌面上放有两个完全相同的烧杯，分别盛有两种不同的液体，将 A、B 两个质量相等的实心物体（VB=2VA）分别放入甲、乙两种液体中，如图所示，两物体静止时两容器液面相平。物体受到的浮力分别为 FA和 FB，液体密度分别为ρ甲和ρ乙，下列大小关系正确的是（　　）
A．FA＞FB，ρ甲＞ρ乙 B．FA=FB，ρ甲=ρ乙
C．FA=FB，ρ甲＞ρ乙 D．FA＜FB，ρ甲＜ρ乙
4．水平桌面上有两个完全相同的溢水杯和烧杯，溢水杯中装满水，将a、b两个实心小球分别放入溢水杯中，最终a漂浮在水面上，b沉在杯底，如图所示，设甲烧杯中水的质量m甲、乙烧杯中水的质量m乙，两球质量分别为ma、mb，两球体积分别为Va、Vb，现有以下判断
（1）若mam乙
（2）若m甲=m乙，则一定有ma（3）若Va=Vb，则一定有m甲（4）若m甲其中正确的是（ ）
A．（1）（2） B．（1）（3） C．（2）（3） D．（2）（4）
5．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
6．三国时代，诸葛亮曾放飞一种“会飞”的灯笼，后人称其为“孔明灯”，关于“孔明灯会飞”的说法正确的是
A．灯受的重力大于浮力 B．灯受的重力等于浮力
C．灯受的重力小于浮力 D．以上说法均可
7．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．
8．如图所示，用橡皮泥捏成的实心小球沉入水底，而再将同样一块橡皮泥捏成的小船却能漂浮在水面上，关于橡皮泥受到的浮力，下列说法正确的是（　　）
A．橡皮泥小球受到的浮力等于自身的重力
B．橡皮泥小球受到的浮力大于自身的重力
C．橡皮泥小船受到的浮力等于自身的重力
D．橡皮泥小船受到的浮力大于自身的重力
9．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
10．相同柱形容器甲、乙置于水平地面上，容器内装有完全相同物块A、B，物块A与容器甲底部用一根细绳相连。同时往两容器内注水，直至水面相平，如图所示。下列判断正确的是（　　）
A．此时物块受到的浮力F浮A=F浮B
B．此时容器对地面的压力F甲=F乙
C．此时容器对地面的压强p甲>p乙
D．此时水对容器底部的压力F水甲=F水乙
二、填空题
11．排水量为1000t的轮船在河水中航行，满载时，所受河水的浮力是_____N。当它由河里驶向海里时，船身会_____。（选填：“上浮”、“下沉”或“不变”；河水密度小于海水密度）
12．某同学参与制作简易密度计。首先在一根木棒的一端缠绕一些铜丝，然后将其分别放入盛有不同液体的两个烧杯中。将铜丝缠绕于一端作为配重是为了降低木棒的______ ，从而让它能够竖直的漂浮在液面上。而当密度计漂浮在液面时，所受到的浮力______重力。据下图可判断，简易密度计所受浮力F甲______ F乙，两杯液体的密度ρ甲______ρ乙。（后三空均选填“小于”、“等于”或“大于”）
13．水平桌面上有一底面积为的圆柱形薄壁容器，容器内装有质量为m的水。现将一个底面积的圆柱形木块（不吸水）缓慢放入水中，松手后，木块直立在水中且与容器底接触（部分露出水面），如图所示。若此时木块对容器底的压力刚好为零，则放入木块前水对容器底的压强为__________，木块所受的重力为__________。（两空均用题中的字母表示）
14．（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。
15．如图所示，底面积为120cm2、高为12cm的薄壁圆柱形容器中，装有深度为10cm的水。另有一个内、外底面积分别为50cm2、60cm2，高为10cm的圆柱形玻璃杯。则容器中水的重力为______N。向玻璃杯中倒入质量为224g的煤油，刚好将杯子装满，然后将煤油全部倒出，并将玻璃杯擦干；再将玻璃杯用细线系住，保持杯口向上且竖直缓慢沉入水中直至静止，待液面静止后，求玻璃杯内底部受到水的压强大小为______Pa。（已知：ρ玻璃=2.6g/cm3、ρ煤油=0.8g/cm3、ρ水=1g/cm3、g=10N/kg）
三、综合题
16．现有一个底面积为S的圆柱形杯身的杯子（杯子厚度忽略不计），装高h1的水密封后放在水平桌面上，如图甲所示。将杯子倒置在盛有水的容器中，静止时杯子内外液面高度差为h2，如图乙所示。再将一个底面积为SA，高为h的小圆柱形物体A放在杯子上，静止时杯子内外液面高度差为h3，如图丙所示。（已知S=2SA，水的密度为ρ）求：
（1）甲图中水对杯底的压强p甲=___________；
（2）乙图中若杯底裂开一条缝，则杯中的水面将___________（选填“上升”、“下降”或“不变”）；
（3）物体A的密度ρA。___________
17．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___．
18．如图所示，为我国生产的ZTD﹣05履带式水陆两栖突击车，该车体采用了轻质铝合金装甲，可进一步增强在水中的浮渡能力。请完成以下问题(g取10N/kg)：
(1)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”)；在陆地上行驶时，宽大的履带可以减小车体对地面的___________(选填“压力”或“压强”)；
(2)若突击车满载时总质量为30t，则它漂浮水面上时，受到的浮力是多少N？___________
(3)此时突击车浸入水中的体积为多少m3？___________水密度为1.0×103kg/m3。
19．两个质量相等、质地均匀的实心球甲和乙，密度分别为和，且。现将两球放入装有足够深水的容器中，当它们静止时，分析发现水对甲球浮力小于对乙球的浮力。（水的密度用表示）
（1）甲、乙两球受到的浮力大小之比为________；
（2）对于（1）中结果应满足的相应条件为____________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
①由图像可知，物体完全露出水面后，绳子的拉力即物体的重力G＝5N，未露出水面时，物体受到的拉力F＝3N，所以浸没时物体受到的浮力
F浮＝G﹣F＝5N﹣3N＝2N
由F浮＝ρ水gV排得物体的体积
V＝V排＝＝2×10-4 m3
物体的质量
m＝＝0.5kg
所以物体的密度
ρ＝＝2.5×103kg/m3＝2.5g/cm3
所以①正确；
②和③根据图像可得下图：
t＝0s时长方体物体沉在杯底，t＝2s时长方体物体上表面到达水面，t＝3s时长方体物体下表面离开水面；由图像可以知道，物体露出水面的整个过程用时
t′＝3s﹣2s＝1s
因为长方体物体体积
V＝2×10-4 m3＝200cm3
则长方体物体的高度
h＝＝10cm
此时，因为长方体物体离开水面，水面下降高度为
Δh＝＝2cm
以物体上表面为标准，物体露出水面的整个过程向上移动的距离为
s＝h﹣Δh＝10cm﹣2cm＝8cm
所以物体的运动速度
v＝＝8cm/s
则物体从杯底到上表面到达水面时运动的距离
s′＝vt2＝8cm/s×2s＝16cm
则最初水的深度
h′＝s′+h＝16cm+10cm＝26cm＝0.26m
由图像可以知道，当t＝1s时，长方体物体处于浸没状态，水的深度不变，所以水对容器底的压强
p＝ρgh′＝1×103kg/m3×10N/kg×0.26m＝2.6×103Pa
水对容器底的压力
F＝pS杯＝2.6×103Pa×100×10﹣4 m2＝26N
故②错误，③正确；
④当物体有一半露出水面时，物体受到的浮力
F浮′＝ρ水gV′排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.5×2×10﹣4 m3＝1N
所以④正确。
综上可知①③④正确。
2．A
【详解】
由阿基米德原理知，同一物体在煤油和水中排开液体的体积相同，由因水的密度大于煤油的密度，故
由乙、丙两图知，物体在水悬浮，在盐水中漂浮，由物体沉浮条件知，物体在水和盐水中受到的浮力相等，等于物体的所受的重力，即
故选A。
3．C
【详解】
A、B两个实心物体，由于质量相等，则其重力也相等，即
GA=GB
甲图中物体A漂浮，则浮力等于重力，即
FA=GA
乙图中物体B悬浮，则浮力等于重力，即
FB=GB
所以
FA=FB
根据题意知道，VB=2VA，则比较甲乙图知道
VA排＜VB排
由于浮力相同，由F浮=ρ液gV排知道
ρ甲＞ρ乙
故C正确。
故选C。
4．C
【详解】
因为a漂浮在水中，所以a所受的浮力等于a的重力，等于排开水的重力，即
根据公式得，a的质量等于排开水的重力，即，b沉在水底，则b受的浮力等于排开水的重力小于b的重力，即
根据公式得，b的质量大于排开水的重力，即，若ma>mb，所以没法确定a球排开水的重力和b排开水的重力的关系，故（1）错误；若m甲=m乙，根据阿基米德原理可知，a和b所受的浮力相等，根据（1）的分析可知，a的重力小于b的重力，即a的质量小于b的质量，故（2）正确；若Va=Vb，因为a漂浮，只有一部分浸入水中，b浸没在水中，说明a排开水的体积小于b排开水的体积，所以a排开水的质量小于b排开水的质量，即m甲故选C。
5．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。
6．C
浮沉条件：物体受到的浮力大于重力，上浮；物体受到的浮力等于重力，悬浮或漂浮；物体受到的浮力小于重力，下沉．
【详解】
灯笼在空中受到重力和空气的浮力的作用，灯罩内的气体被加热，体积膨胀、密度减小，小于灯罩外空气的密度，使灯笼受到空气的浮力大于灯笼的重力，灯笼上升．
故选C．
7．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。
8．C
【详解】
AB．用橡皮泥捏成的实心小球沉入水底，小球受到的浮力小于自身的重力，故AB错误；
CD．同样一块橡皮泥捏成的小船能漂浮在水面上，处于漂浮状态，橡皮泥小船受到的浮力等于自身的重力，故C正确，D错误。
故选C。
9．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。
10．D
【详解】
A．由图可知，物体排开水的体积的关系
VA排＞VB排
根据F浮=ρ水gV排可知物块受到的浮力
F浮A＞F浮B
故A错误；
BC．相同的容器内水面相平，因为
VA排＞VB排
所以容器内水的体积大小关系
V甲＜V乙
根据m=ρV可知，水的质量
m甲＜m乙
物块和容器的质量都相同，总质量等于容器、物块和水的质量之和，所以总质量的关系
m总甲＜m总乙
由G=mg可知总重力的关系
G总甲＜G总乙
容器对地面的压力等于总重力，所以此时容器对地面的压力
F甲＜F乙
容器的底面积相等，由可知，此时容器对地面的压强
p甲＜p乙
故BC错误；
D．相同的容器内水面相平，根据p=ρ水gh可知水对容器底部的压强
p水甲=p水乙
容器的底面积相等，根据F=pS可知水对容器底部的压力
F水甲=F水乙
故D正确。
故选D。
11． 1×107 上浮
【详解】
[1]根据阿基米德原理得轮船所受浮力
F浮＝G排＝m排g＝1000×1000kg×10N/kg＝1×107N
[2]船无论是在河中还是在海中都漂浮，浮力等于船重，由于船的重力不变，所以船受到的浮力不变；因海水的密度大于河水的密度，由阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知，船进入海水时排开水的体积变小，即船身会上浮。
12． 重心 等于 等于 小于
【详解】
[1]重心越低，稳度越大，故自制密度计下端缠上适量的铜丝，主要目的是降低重心使密度计能竖直漂浮在液面。
[2]当密度计漂浮在液面时，只受浮力和重力的作用，这两个力是一对平衡力，则密度计所受到的浮力与其重力大小相等。
[3]由图知，密度计在甲、乙液体中处于漂浮状态，此时
F浮=G
因为两个密度计完全相同，重力相同，所以密度计在两种液体中所受的浮力相等，即
F甲=F乙
[4]因为甲中密度计排开液体的体积大于乙中排开液体的体积，根据
F浮=ρgV排
可知，甲液体的密度小于乙液体的密度，即
ρ甲＜ρ乙
13．
【详解】
[1]放入木块前水对容器底的压强为
放入木块前水对容器底的压强为。
[2] 水的质量为
则水的高度为
此时木块对容器底的压力刚好为零，浮力等于木块的重力，等于排开水的重力，故木块所受的重力为
故木块所受的重力为。
14． 竖直的漂浮 等于 ＞ 上
【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。
15． 12 480
【详解】
[1]容器中水的体积为
V水=Sh水=120cm2×10cm=1200cm3=1.2×10-3m3
由密度公式容器中水的质量
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1.2×10-3m3=1.2kg
则容器中水的重力为
G=m水g =1.2kg×10N/kg=12N
[2]根据密度公式，玻璃杯的容积
圆柱形玻璃杯外底面积分为60cm2，高为10cm，则玻璃杯中玻璃的体积与玻璃杯容积之和为
V玻璃总=S外h杯=60cm2×10cm=600cm3
故玻璃杯中玻璃所占的体积
V玻璃=600cm3-280cm3=320cm3
薄壁圆柱形容器水面上方的容积
V上=Sh柱-V水=120cm2×12cm-1200cm3=240cm3<600cm3
即由于容器中水面上方的容积小于玻璃杯的总体积600cm3，则当玻璃杯刚好浸没在水中时，将有部分水溢出，溢出水的体积为
V溢= V玻璃总-V上=600cm3-240cm3=360cm3
则薄壁圆柱形容器内剩余水的体积为
V余= V水-V溢=1200cm3-360cm3=840cm3
根据密度公式，玻璃杯的质量为
m玻璃=ρ玻璃V玻璃=2.6g/cm3×320cm3=832g
玻璃杯的重力
G=m玻璃g=0.832kg×10N/kg=8.32N
根据阿基米德原理，玻璃杯刚好浸没时受到的浮力
因玻璃杯的重力大小其受到的浮力，故最终玻璃杯沉在薄壁圆柱形容器的底部，若此时水面上升到与玻璃杯口平齐，则玻璃杯外这部分水体积为
V′=(S-S外) h杯=（120cm2-60cm2）×10cm=600cm3
故进入玻璃杯内部水的体积为
V进= V余- V′ = 840cm3-600cm3=240cm3
玻璃杯内部水的深度为
玻璃杯内底部受到水的压强大小为
16． 不变

【详解】
(1)[1]由知道，甲图中水对杯底的压强
(2)[2]由题，杯中装高h1的水密封后放在水平桌面上，水面上方气压为大气压，倒置水中，若杯底裂开一条缝，则杯中的水面上方压强不变，水面高度不变。
(3)[3]图乙杯子处于漂浮状态，由漂浮条件知道
F浮乙=G水+G杯--------①
图丙杯子和物体A处于漂浮状态， 设杯子的底面积为S，由漂浮条件知道，杯子在水中和在液体中受的浮力相等， 即
F浮丙=G水+G杯+GA-------②
由②-①知道，物体A受到的重力
GA=F浮丙-F浮乙
即
mAg=ρgV丙排-ρ液gV乙排=ρg（V丙排-V乙排）=ρg（Sh3-Sh2）=ρgS（h3-h2）
故解得A的质量
mA=ρS（h3-h2）
由知道，物体A的密度
答：(1)甲图中水对杯底的压强；
(2)乙图中若杯底裂开一条缝，则杯中的水面将不变；
(3)物体A的密度。
17． 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．
18． 减小 压强 3×105 30
【详解】
(1)发射多枚炮弹后，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；在陆地上行驶时，宽大的履带增大了受力面积，则在压力一定时，增大受力面积可以减小对地面的压强。
(2)突击车满载时的重力为
由于两栖车在深水中漂浮状态，根据漂浮条件可知，所受浮力等于其重力，即
(3)根据可得，突击车浸入水中的体积为
答：(1)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减小；在陆地上行驶时，宽大的履带可以减小车体对地面的压强；
(2)若突击车满载时总质量为30t，则它漂浮水面上时，受到的浮力是3×105N；
(3)此时突击车浸入水中的体积为30m3。
19． ρ乙：ρ甲（或ρ水：ρ甲） 见详解
【详解】
（1）[1]两球质量相等，且ρ甲＞ρ乙，根据，V甲＜V乙；质量相等、质地均匀的实心球甲和乙，若两球在水中都漂浮，则F甲=F乙=G，与题意不符；若两球在水中都是全部浸没（可能都沉底，或甲球沉底而乙球悬浮），由于V甲＜V乙，根据F浮=ρ水gV排知，F甲＜F乙，与题意相符，所以甲、乙两球受到的浮力大小之比
若甲沉底，乙漂浮，则根据浮沉条件可知F甲＜G甲，F乙=G乙，且G甲=G乙，所以F甲＜F乙，符合题意，所以甲、乙两球受到的浮力大小之比
（2）[2]若两球都浸没，则根据浮沉条件和前面解答可知此时应满足ρ甲＞ρ乙≥ρ水；若甲沉底，乙漂浮，则根据浮沉条件和前面解答可知此时应满足ρ甲＞ρ水＞ρ乙。
答案第1页，共2页
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