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．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
2．如图所示，水平桌面上有甲、乙两个相同的玻璃缸装满了水，水中分别漂浮着大、小两个材料相同的均匀实心正方体木块A、B，则（　　）
A．两个木块受到的浮力FA=FB B．水对木块底面的压强PA=PB
C．水对玻璃缸底面的压强p甲> P乙 D．玻璃缸对桌面的压强是p'甲=p'乙
3．三国时代，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
4．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
5．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
6．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．
7．如图所示是小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作的“浮沉子”。他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧瓶盖使其密封，用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉，松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误的是（　　）
A．“浮沉子”上浮时，小瓶内上方气压减小，大瓶内上方气压增大
B．适当用力挤压矿泉水瓶侧面，“浮沉子”可能悬浮在水中
C．“浮沉子”下沉时，所受重力大于它受到的浮力
D．潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同
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．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
10．木头、小鱼、石块、海螺在水中的位置如图所示，其中木头与石块的质量相等且大于小鱼的质量，小鱼与海螺的质量相等。分析它们所受的浮力，正确的是（　　）
①木头受到的浮力最大
②小鱼受到的浮力等于它排开的水重
③石块受到的浮力等于它自身的重力
④海螺受到的浮力大于它自身的重力
A．①② B．①③ C．①②④ D．①③④
二、填空题
11．现有三个小球A、B、C，A与B的体积相等，A与C的质量相等。将三个球分别浸入甲、乙两种液体中，静止时液面相平，其中球A在甲液体中有的体积露出液面，在乙液体中有的体积露出液面，如图所示。
（1）若两种液体对容器底部的压强为p甲、p乙，则p甲_______p乙；
（2）若球B在甲液体中受到的浮力为FB，球C在乙液体中受到的浮力为FC，则FB_______FC；
（3）若甲液体密度为0.6g/cm3，A球排开乙液体的体积为10ml，则A球在乙液体中排开液体的质量为_______ g，乙液体的密度为_______g/cm3。
12．装有液体的甲、乙两相同烧杯，如图所示，放入两个完全相同的小球，当物体静止后两烧杯中液面恰好相平。液体对甲、乙两烧杯底部压强分别是、，液体对两物体的浮力分别是F甲、F乙，则p甲______p乙，F甲______F乙。（填“>”“<”“=”）
13．如图所示，把体积为1000cm3的木块A（木块不吸水）放入盛有水的容器中，再在A的上方放一个质量为300g的物体B，静止后，木块有四分之三的体积浸入水中，则木块A排开水的质量为__________g；这时用一根细线将A与B连接在一起，再次放入水中，静止后，木块A恰好有一半的体积露出水面，此时细线产生的拉力大小为__________N。
14．如图为A、B和C三个物体静止在甲、乙、丙三杯液体中的情形。
（1）若A、B、C三个物体体积相同，甲、乙、丙三杯是同种液体，则受到浮力最大的物体是_____；（选填“A”“B”或“C”，下同）；受到重力最大的物体是_____；
（2）若A、B、C三个物体体积和质量都相同，则甲、乙、丙三杯液体中密度最大的是______（选填“甲”“乙”或“丙”）。
15．中东地区严重缺乏淡水，为了补充淡水，有些国家需要用拖船从南极拖运冰山作为淡水水源。若有一座冰山估测其露出海面的体积是100m3，那么这座冰山的体积为______m3，质量为______吨。（ρ水=1.0×103kg/m3，ρ冰=0.9×103kg/m3）
三、综合题
16．阅读短文，回答问题：
大国重器：世界最大起重船
起重船是一种用于水上起重作业的工程船舶，广泛应用于海上大件吊装、桥梁工程建设和港口码头施工等领域，起重船“振华30”，是中国制造的世界最大起重船，被誉为“大国重器”，排水量约25万吨，具备单臂固定起吊12000吨、单臂全回转起吊7000吨的能力，世纪工程——港珠澳大桥沉管的安放安装就是由“振华30”完成.安装沉管过程中，“振华30”将6000吨的沉管从另一艘船上吊起，然后在空中水平旋转了90°，最后将沉管放入水中，实现双向对接，“振华30”依靠两侧的“侧推器”确保在洋流中保持平稳，使沉管能精准对接，“振华30”每侧均有一个输出功率为825kW的“侧推器”，“侧推器”工作时，向一侧喷出水流水，从而产生与喷水方向相反的侧推力，从而实现船体的平稳。
（1）在起重船顶端安装有定滑轮，其作用是________；
（2）如图乙所示，吊起沉管后，“振华30”主船体浸入水中的体积增加了________m3；接着，“振华30”将吊起的沉管缓慢浸入水中，在浸入的过程中，沉管受到的浮力将________（选填“变大”“变小”或“不变”），“振华30”主船体底部受到水的压强将________（选填“变大”“变小”或“不变”）；（ρ水=1×103kg/m3，g取10N/kg）
（3）“振华30”在沉管安装过程中，若因为流向原因，造成洋流仅对船左侧产生F=5.5×104N的冲击力，如图丙所示，为了保持船体平稳，需开启________（选填“左”或“右”）侧的“侧推器”，让水从船体________（选填“左”或“右”）侧喷出，保持船体的稳定。
17．“海翼”是由中国科学院沈阳自动化研究所完全自主研发、拥有自主知识产权的水下滑翔机。
水下滑翔机是一种新型的水下机器人。“海翼”的外形设计成流线型，使用碳纤维材料做成。由于配备有油囊装置，需要上浮时，油囊会鼓起来，其利用净浮力和姿态角调整获得推进力，能源消耗极小，只在调整净浮力和姿态角时消耗少量能源，并且具有效率高、续航力大（可达上千公里）的特点。虽然水下滑翔机的航行速度较慢，但其制造成本和维护费用低、可重复使用、并可大量投放等特点，满足了长时间、大范围海洋探索的需要。水下滑翔机可以搭载各种传感器，可以大范围地观测和获取海水的温度、盐度、浊度、叶绿素、含氧量及洋流变化等信息，对开发海洋资源、预防灾害等都有重要作用。
2017年12月31日，由中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2017年中国十大科技进展新闻在京揭晓，“国产水下滑翔机下潜6329米刷新世界纪录”成功入选。2018年7月28日，“海翼”号水下滑翔机首次应用于中国北极科考。2019年5月16日，在第三届世界智能大会展示“海翼”号水下滑翔机。
(1)如图“海翼”的外形设计成流线型，是为了______（选填“增大”或“减小”）阻力；
(2)在其外表穿上碳纤维材料特制的“衣服”可以减小重力，这是因为碳纤维材料密度比较______（选填“大”或“小”）；
(3) “海翼”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“大于”“小于”或“等于”）重力；
(4) “海翼”号实现浮沉的原理与传统潜水艇浮沉的原理______。（选填“相同”或“不同”）
18．小强制作了一台如图所示的“浮力秤”，可以方便的称量物体的质量，其构造如图所不，已知小筒底面积为20cm2，高度为20cm，当秤盘不放物体时，筒壁上A处恰好与水面相平，此时小筒浸入水中的深度为5cm。（取g＝10N/kg）
(1)秤盘和小筒的总质量为______kg；
(2)小筒A处应标示该浮力秤的_____刻度；
(3)该“浮力秤”的最大称量为______kg。
19．一个重力 G=100N 的浮球，通过一根细线固定在泳池底部，当泳池中水深 h＝2m 时， 浮球浸入水中的体积 V 排=0.1m3，如图所示。已知水的密度水=1.0×103kg/m3，g 取 10N/kg。求：
(1)浮球此时受到的浮力 F 浮；____________
(2)泳池底此时受到水的压强 p；____________
(3)请在虚框内画出此时浮球的受力分析图；____________
(4)浮球此时受到绳子的拉力F 拉。____________
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．D
【详解】
A．由图可知，A的体积大于B的体积，因为材料相同，A的重力大于B的重力，由于AB漂浮在水面上，所以浮力等于重力，所以，两个木块受到的浮力
FA>FB
故A错误；
B．A漂浮在水面上，浮力
FA=F向上-F向下= FA向上=GA
设A的边长为a，B的边长为b，木块的密度为ρ，水对木块A向上的压力为
FA向上=GA=ρga3
则水对木块A向上的压强为
同理，水对木块B向上的压强为
pB=ρgb
因为
a>b
所以
pA>pB
故B错误；
C．甲、乙两个相同的玻璃缸装满了水，即水的深度相同，根据p=ρgh可知，水对玻璃缸底面的压强
p甲=P乙
故C错误；
D．由C已知，水对玻璃缸底面的压强相同，则根据可知水对缸底的压力相同，而玻璃缸对水平桌面的压力等于玻璃缸的重力与水对缸底的压力之和，因为玻璃缸相同，根据可知玻璃缸对桌面的压强
p'甲=p'乙
故D正确。
故选D。
3．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．
4．B
【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。
5．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。
6．B
【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。
7．A
【详解】
AB．松开手，小瓶内水面上的空气体积增大，压强减小，浮沉子里面被压缩的空气把水压出来，此时浮沉子的重力小于它所受的浮力，所以，它就向上浮；当浮力等于重力，就会悬浮在水中，故A错误，符合题意，B正确，不符合题意。
C．挤压大塑料瓶，瓶内空气被压缩，将压强传递给水，水被压入小瓶中，将瓶体中的空气压缩，这时浮沉子里进入一些水，它的重力增加，大于它受到的浮力，就向下沉，故C正确，不符合题意；
D．潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同，都是靠改变自身重力来实现沉浮的，故D正确，不符合题意。
故选A。
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．A
【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。
10．A
【详解】
③④由图可知，木头漂浮，木头受到的浮力等于它自身的重力；石块和海螺处于沉底状态，石块和海螺受到的浮力要小于自身的重力；小鱼悬浮在水中，小鱼受到的浮力等于它的重力；故③④错误；
②根据阿基米德原理可知，小鱼受到的浮力等于它排开的水重，故②正确；
①木头与石块的质量相等且大于小鱼的质量，根据G＝mg可知，木头与石块的重力相等且大于小鱼的重力，由此可知，木头受到的浮力要大于小鱼和石块受到的浮力；小鱼与海螺的质量相等，重力相等，小鱼受到的浮力要大于海螺受到的浮力，由此可知，木头受到的浮力最大，故①正确。
故选A。
11． 小于 大于 12 1.2
【详解】
（1）[1]由图知，球A和B在液体中都漂浮，浮力都等于重力，即
FA甲=FA乙
且球A在甲液体中有的体积露出液面，在乙液体中有体积露出液面，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知甲液体的密度小于乙液体的密度，根据p=ρgh知两种液体对容器底部的压强
p甲（2）[2]由图知B在甲由图知悬浮，浮力等于重力，即
FB=GB
C在乙液体中沉底，浮力小于重力，即
FCA在甲乙中都漂浮，浮力都等于其重力，即
FA=GA
因为A、C的质量相同，所以
GA=GC
故
FC< FA
由图知A排开液体的体积小于B排开液体的体积，根据F浮=ρ液gV排知
FA所以
FB>FC
（3）[3][4]因为球A在甲液体中有的体积露出液面，在乙液体中有的体积露出液面，所以A球在甲液体中排开液体的体积为在乙液体中排开液体体积的2倍，因为A球在甲乙液体中的浮力相同，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知乙液体的密度为甲液体密度的2倍，为
2×0.6g/cm3=1.2g/cm3
即乙液体的密度为1.2g/cm3。
所以A球在乙液体中排开液体的质量为
m=ρ乙V排=1.2g/cm3×10cm3=12g
即A球在乙液体中排开液体的质量为12g。
12． > =
【详解】
[1]两小球完全相同，在甲中漂浮，在乙中悬浮，浮力都等于小球的重力，所以，所受浮力相等，即
[2]由图可知，小球在甲中排开水的体积比乙中的小，且
故由得：甲液体的密度大于乙液体的密度，由于液面高度相同，根据得
13． 750 0.5
【详解】
[1]木块受到的浮力
由阿基米德原理可知木块A排开水的重力
G排=F浮=7.5N
木块A排开水的质量为
[2]左图中A和B的整体处于漂浮状态，AB的重力之和等于浮力，则
GA+GB=F浮=7.5N
即
GA+mBg=7.5N
所以A的重力
GA=7.5N-0.3kg×10N/kg=4.5N
右图中，木块恰好有一半的体积露出水面，此时木块受到的浮力
此时A受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的浮力，即
F浮′=GA+F拉
所以细线产生的拉力
F拉=F浮′-GA=5N-4.5N=0.5N
14． C C 乙
【详解】
（1）[1]由图可知
VC排＞VA排＞VB排
根据
F浮＝ρ液gV排
可知在液体密度相同时
FC浮＞FA浮＞FB浮
受到浮力最大的物体是C。
[2]因为A、B漂浮，C悬浮，根据受力平衡，三个物体的重力都等于受到的浮力。所以
GC＞GA＞GB
受到重力最大的物体是C。
（2）[3]若A、B和C三个物体体积和质量都相同，则
GA＝GB＝GC
因为A、B漂浮，C悬浮，所以
FA浮＝FB浮＝FC浮
由图可知
VC排＞VA排＞VB排
根据
F浮＝ρ液gV排
可知密度关系是
ρ丙＜ρ甲＜ρ乙
即液体中密度最大的是乙。
15． 1000 900
【详解】
[1]设这座冰山的总体积为，冰山隐藏在海里的体积为，冰山其露出海面的体积，则可得到关系式
根据阿基米德原理可知，冰山受到的浮力大小为
由题意可知，冰山处于漂浮状态，受到的浮力大小等于其重力大小，即
而根据密度公式可知，代入上式可得
联立上面关系式，可解得，这座冰山的体积为1000m3。
[2]由[1]解析可知，这座冰山的体积为1000m3，ρ冰=0.9×103kg/m3，根据密度公式可知，这座冰山的质量为
这座冰山的质量为900t。
16． 改变用力的方向 6000（或6×103） 变大 变小 右 右
【详解】
（1）[1]起重船顶端安装的滑轮，轮轴是固定的，所以滑轮为定滑轮，使用定滑轮的优点是可以改变力的方向，但不能省力。
（2）[2] 根据题意可知
ΔF浮=G沉管=m沉管g=6000×103kg×10N/kg=6×107N
根据F浮=ρgV排可得浸入水中体积增加
[3]将吊起的沉管缓慢浸入水中，在浸入的过程中，排开水的体积变大，由阿基米德原理可知沉管受到的浮力变大。
[4]将吊起的沉管缓慢浸入水中，船体上浮，所处深度减小，故根据p=ρgh知，底部受到水的压强将减小。
（3）[5][6]为了保持船体的平稳，船左侧受到的冲击力是向右的，那为了平衡，开启右侧的侧推器应该产生一个作用在右侧的向左的冲击力，所以水应该向右喷。
17． 减小 小 增大 大于 不同
(1)流线型是前圆后尖，表面光滑，略象水滴的形状。具有这种形状的物体在流体中运动时所受到的阻力最小，所以汽车、火车、飞机机身、潜水艇等外形常做成流线型。
(2)在体积相同时，密度越小的材料，其质量越小；
(3)物体的浮沉条件，浮力大于重力，物体上浮；
(4)潜水艇的原理是靠改变自身的重力来实现浮沉。
【详解】
(1)[1]水下滑翔机“海翼”的外形是仿照鸟类的体型设计建造的，一般设计成流线型，这属于仿生技术，流线型能减小运动时的阻力。
(2)[2]用碳纤维材料制成的“衣服”以减小重力，这是利用了碳纤维材料密度小的特点，在体积相同时，密度越小，其质量越轻，则其重力越小。
(3)[3][4]“海翼”配备油囊装置，需要上浮时，油囊会鼓起来，由F浮=ρgV排可知，浮力增大，使浮力大于重力，物体上浮。
(4)[5]潜水艇靠改变自身的重力来实现浮沉的，故“海翼”号实现浮沉的原理与传统潜水艇浮沉的原理不同。
18． 0.1 0 0.3
【详解】
解：(1)[1]由题意可知，当秤盘不放物体时小筒排开水的体积
秤盘和小筒在水中漂浮，则有
由G=mg可得物体的质量
(2)[2]当秤盘上不放物体时，说明此时称量为0，因此水面A处的刻度为零刻度；
(3)[3]由题可知，浮力称最大增加的排开水的体积
增加的最大浮力
因为浮力称漂浮，则有
故该“浮力秤”能称量的最大质量
答：(1)秤盘和小筒的总质量为0.1kg；
(2)小筒A处应标示该浮力秤的0刻度；
(3)该“浮力秤”的最大称量为0.3kg。
19． 900N
【详解】
(1)由题可知，浮球此时受到的浮力为
(2)泳池底此时受到水的压强为
(3)此时浮球受到竖直向下的重力作用，竖直向上的浮力，和绳子对浮球竖直向下的拉力作用，作力的示意图如图所示：
(4)小球此时处于平衡状态，则浮球此时受到绳子的拉力为
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