北师大版八年级下8.6、物体的浮沉条件同步练习（有解析）

北师大版八年级下 8.6、物体的浮沉条件
一、单选题
1．某同学在粗细均匀的木棒上缠绕一些细铜丝，制作简易密度计A，如图甲所示。将A依次放入一系列密度已知的液体中，每次当A在液体中处于竖直漂浮状态时，在木棒上标出与液面位置相平的刻度线及相应密度值，并测量木棒浸入液体的深度h，再利用收集的数据画出-h图像，如图乙中图线①所示。该同学继续选用了与A完全相同的木棒，并缠绕了不同质量的铜丝，制作简易密度计B。将B同样依次放入一系列密度已知的液体中进行实验，得到图乙中图线②，他进一步研究发现对同一密度计浸入液体的深度h和对应密度的乘积不变。铜丝的体积可以忽略，下列说法正确的是（ ）
A．密度计A上缠绕铜丝的质量大于密度计B上缠绕铜丝的质量
B．密度计B上越靠近铜丝的位置，其刻度线对应的密度值越小
C．若图乙中，则密度计A上与刻度线的间距大于与刻度线的间距
D．两支密度计浸入密度液体中的体积之差为，若将两容器中的液体均换成密度为的液体，两支密度计静止时浸入液体的体积之差为，则
2．某同学在粗细均匀的木棒上缠绕一些细铜丝制作简易密度计A，如图甲所示。将A依次放入一系列密度已知的液体中，每次当A在液体中处于竖直漂浮状态时，在木棒上标出与液面位置相平的刻度线及相应密度值ρ，并测量木棒浸入液体的深度h，再利用收集的数据画出h-ρ图像，如图乙中图线①所示。该同学继续选用了与A完全相同的木棒，并缠绕了不同质量的铜丝，制作简易密度计B。将B同样依次放入一系列密度已知的液体中进行实验，得到图乙中图线②。他进一步研究发现对同一密度计浸入液体的深度h和对应密度ρ的乘积不变。密度计在液体中漂浮时，铜丝的体积忽略不计。下列说法正确的是（　　）
A．上述实验中密度计A在不同液体中漂浮时，浸入的深度h越大，受到的浮力越大
B．密度计B上越接近铜丝的位置，刻度线对应的密度值越小
C．当A、B两密度计分别漂浮在不同液体中，且浸入液体的深度h相同时，密度计B所在液体的密度ρB液比较大
D．若图乙中ρ3-ρ2=ρ2-ρ1，则密度计A上ρ3与ρ2刻度线的间距大于ρ2与ρ1刻度线的间距
3．如图所示，物理小组利用体积为170 的潜水艇模型（忽略进气排气管的体积）探究潜水艇在水中如何实现上浮或下沉，下列说法不正确的是（）（　　）
A．模型浸没在水中受到的浮力为1.7N
B．模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力大小不变
C．若要让悬浮的模型上浮应使模型中进水
D．潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的
4．如图所示，两个完全相同的柱形容器放在水平桌面上，分别装有申、乙两种不同的液体。a、b是体积相等的两个小球，a球漂浮在液面上，b球沉没在容器底。甲液面高于乙液面，且两种液体对容器底的压强相等。则（ ）
①两种液体的密度ρ甲=ρ乙 ②两种液体的质量m甲>m乙
③两个小球所受的重力Ga>Gb④两个小球所受的浮力FaA．②正确 B．②④正确 C．①③正确 D．④正确
5．如图 是我国自主研制的潜水器”潜龙三号”。 潜水器在海面下缓缓下潜过程中，海水对潜水器的（　　）
A．压强不变，浮力不变 B．压强变大，浮力变大
C．压强不变，浮力变大 D．压强变大，浮力不变
6．小球漂浮在酒精中，排开酒精的质量为0.2千克。若该小球漂浮在水中，则排开水的质量（　　）
A．一定大于0.2千克 B．可能小于0.2千克
C．一定等于0.2千克 D．一定小于0.2千克
7．将体积相同、材料不同的甲、乙、丙三个实心小球，分别轻轻放入三个装满水的同规格烧杯中，甲球沉底、乙球悬浮、丙球漂浮，如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．三个小球的质量大小关系是 m甲＞m丙＞m乙
B．三个小球受到的浮力大小关系是 F甲＝F乙＜F丙
C．三个小球的密度大小关系是ρ甲＞ρ乙＞ρ丙
D．三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是p甲＞p丙＞p乙
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．质量相等的两个实心正方体A和B，如图甲所示，将它们放在水平地面上时，它们对地面产生的压强为p1、p2；当将它们放入水中后分别静止时正漂浮或悬浮在如图乙所示的位置时，它们受到水的浮力为F1、F2。则（　　）
A．p1F2
B．p1=p2；F1>F2
C．p1>p2；F1=F2
D．p110．一个质量可以忽略不计的塑料瓶，装入A液体后密闭。把它分别放在盛有甲、乙两种液体的容器中，如图所示。下列判断正确的是（ ）
A．一定小于，一定大于 B．一定小于，一定大于
C．一定大于，一定小于 D．一定大于，一定小于
二、填空题
11．如图所示，水中有一支长14cm、底部嵌有铁块的蜡烛，露出水面的长度为1cm。点燃蜡烛，至蜡烛熄灭时，水对容器底部产生的压强__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。熄灭时蜡烛所剩长度为__________cm。（）
12．一艘轮船的排水量是100t，该船满载货物时受到水的浮力是 ___________N；若该轮船从大海驶入内河，船受到的浮力大小 ___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（ g取10N/kg ）
13．将一块质量为60g、体积为100的物块浸没在水中后放手，物块最终处于_______（填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”）状态，此时物块浸入水中的体积是_______，物块受到的浮力为________N，（g取10N/kg，）
14．如图甲所示，容器内装有一定质量的水且处于水平平衡状态；小敏将一质量为，体积为的塑料块放入如图乙所示位置，放手后塑料块会处于___________（选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”）状态，此时塑料块所受浮力为___________，容器最终会___________（选填“左低右高”、“左高右低”或“水平平衡”）。（取）
15．如图所示，水平桌面上放置的两个相同的圆柱形容器中盛有甲和乙两种不同液体， 将一支密度计分别放入这两种不同液体中，静止后的情形如图所示，两液面相平， 则甲液体的密度 ___________乙液体的密度（选填“大于”、“等于”、“小于”）；原容器中甲液体的质量___________乙液体的质量（选填“大于”、“等于”、“小于”）。
三、综合题
16．阅读短文，回答问题。
2019年12月17日，中国首艘国产航母山东舰正式列装服役，标志着我国海军正式迈入了双航母时代。山东舰一直被称为首艘国产航母，不仅因为它是我国独立自主建造的第一艘航母，更因为山东舰的设计理念、重要系统、建造材料，如电磁兼容系统、动力系统、阻拦系统、航母特种钢等，都是我国独立自主研发的，完全没有依赖进口，并且拥有完全自主产权，百分百实现了中国航母中国造。航母上配备大量先进装备，其中舰载机是航母战斗力的核心，舰载机可以在航母上起飞、着落，执行各种军事任务。
（1）舰载机在航母上降落时必须适时放下舰钩，钩住甲板上的拦阻索，达到强行减速的目的，这个过程中说明力可以 ___________。
（2）舰载机在航母上着落时，舰钩对拦阻索的拉力 ___________拦阻索对舰钩的拉力（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（3）航母在无风的海面向东匀速直线航行时，停在水平甲板上的舰载机受摩擦力吗？若受力，方向如何？___________（选填“向东”、“向西”或“不受力”）。
（4）若航母排开的水质量为6万吨，则航母受到浮力 ___________N。（g取10N/kg）
（5）为庆祝“山东舰”列装服役，各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火，其特点是不会爆炸，能够持续向下喷射火焰，产生大小为自重5倍的恒定的推力，因其速度快产生啸叫声，所以称为“高声”。经实验测量，这种焰火在运动时，受到的阻力与速度的关系如图所示，则焰火受到的最大阻力为 ___________N，焰火能够达到的最大速度为 ___________。（火药的质量不计，g取10N/kg）
17．同种物质做成的甲、乙、丙、丁四个金属物体中，有两个是空心的，它们的质量如表1所示，体积如图所示。小杭把它们放入装有足够水的池中，四个金属物体（ρ水=1g/cm3）
表1
物体 甲 乙 丙 丁
质量m/g 3 5 9 3
（1）空心的是______（选填以下对应的字母）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
（2）在水中静止时沉底的是______（选填以下对应的字母）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
（3）在水中静止时物体排开水的体积最小的是______（选填以下对应的字母）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
18．一个重力 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。____________
19．请阅读《研究物理问题常用的方法》并回答问题。
研究物理问题常用的方法
在学习物理过程中，我们不仅学习到了具体的物理知识，还接触到了许多物理研究方法，其中控制变量法、模型法、类比法、等效替代法和转换法等是研究物理问题时常见的方法。比如在研究电流与电压的关系时，需要控制电阻不变，这是用了控制变量法；在研究杠杆的平衡条件时，需要将实际的硬棒抽象为没有质量的杠杆模型，这是用了模型法；学习电流的概念时将电流与水流类比，这是用了类比法；耳熟能详的“曹冲称象”， 使大量石块对船的作用效果与大象对船的作用效果相同，从而通过称量石块的质量得出了大象的质量，这是用了等效替代法。
转换法在很多地方也有运用。将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象，或者将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量，都是用了转换法。比如通过微小压强计U形管两侧液面的高度差反映液体内部的压强的大小；通过电流的热效应和磁效应判断电流的存在；根据磁体吸引大头针数量的多少判断磁体磁性的强弱；在电热丝加热煤油的实验中用煤油温度的变化反映电流通过电热丝产生热量的多少等等，都用到了转换法。
此外，很多测量仪器也利用了转换法。比如用实验室常见的液体温度计测温度时，我们是根据温度计中液柱的长短来识别温度高低的，这就是将温度的测量转化为长度的测量。同理，利用电流表测电流时，我们是在量程确定的情况下根据电流表指针偏转的角度来识别电流大小的，这就是将电流的测量转化为角度的测量。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）请你分别以静止状态下的“大象和船”及“石块和船”为研究对象做受力分析，写出平衡方程并说明“曹冲称象”的实验原理；( )
（2）如图所示的测量仪器中，将所测量的物理量转化为长度测量的是______。（选填选项前的字母，正确选项多于一个）
A．停表 B．弹簧测力计 C．电压表
D．电能表 E. 水银体温计
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A．B与A是完全相同的木棒，由图可知，木棒浸入液体的深度相同时，即密度计排开液体的体积相同，由图知，B测量的液体密度大，根据浮力的计算公式可得，密度计B受到的浮力大，由漂浮条件可知，密度计B的重力大于A的重力，所以密度计A上缠绕铜丝的重力小于密度计B上缠绕铜丝的重力，则密度计A上缠绕铜丝的质量小于密度计B上缠绕铜丝的质量，故A错误；
B．由于缠绕的细铜丝在木棒的底部，所以，密度计B上越靠近铜丝的位置，密度计B浸没的深度越小，则排开液体的体积越小，由于密度计B受到的浮力相同，根据
可知，排开的液体的体积越小，对应的液体密度值越大，即其刻度线对应的密度值越大，故B错误；
C．密度计A分别测量液体ρ1、ρ2、ρ3时，根据漂浮条件和浮力的计算公式可得，密度计A浸入液体的深度分别为
，，
则密度计A上ρ1与ρ2刻度线的间距为
则密度计A上ρ1与ρ2刻度线的间距为
由图可知
ρ1<ρ2<ρ3
若
则由
所以
即密度计A上ρ3与ρ2刻度线的间距小于ρ1与ρ2刻度线的间距，故C错误；
D．若将两容器中密度为ρ1的液体均换成密度为的液体，无论是在哪一种液体中，两密度计都漂浮，浮力之差都等于两密度计重力之差，则浮力之差一定，所以有
且由C选项可知
ρ1<ρ2
所以
故D正确。
故选D。
2．C
【详解】
A．密度计A的重力不变，不同的液体中，处于竖直漂浮状态，浮力的大小等于重力大小，重力不变，浮力不变，故A错误；
B．由题可知，对同一密度计浸入液体的深度h和对应密度ρ的乘积不变，密度计B上越靠近铜丝的位置，浸入液体的深度越小，对应密度越大，故B错误；
C．由图乙可知，密度计浸入液体深度相同时，密度计B对应的密度较大，所在液体的密度比较大。故C正确；
D．如图所示：
密度计A上三个密度和对应的深度的乘积相等，即
则有
，
ρ3与ρ2刻度线的间距
①
ρ2与ρ1刻度线的间距
因为
ρ3-ρ2=ρ2-ρ1
所以
②
比较①②，由于
h2>h3，ρ2>ρ1
所以
h2-h3密度计A上ρ3与ρ2刻度线的间距小于ρ2与ρ1刻度线的间距，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】
A．模型浸没在水中受到的浮力为
故A正确，A不符合题意；
B．模型浸没后继续下沉的过程中，由于排开液体的体积不变，故浮力大小不变，故B正确，B不符合题意；
C．若要让悬浮的模型上浮应使模型中排水，减轻潜水艇的重力，小于浮力，从而实现上浮，故C错误，C符合题意；
D．潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的，排水时，重力小于浮力，故上浮，进水时，重力大于浮力，故下沉，故D正确，故D不符合题意。
故选C。
4．B
【详解】
①由于两种液体对容器底的压强相等，h甲＞h乙，由p=ρgh知道
ρ甲＜ρ乙
故①错误；
②两种液体对容器底的压强相等，受力面积相等，由F=pS知道，所以甲和乙两种液体对容器底的压力相等，即
F甲=F乙
所以
G甲+Ga排=G乙+Gb排
由于ρ甲＜ρ乙，Va排＜Vb排，故
ρ甲Va排＜ρ乙Vb排
则
Ga排＜Gb排
故
G甲＞G乙
根据G=mg知道
m甲＞m乙
故②正确；
③④a漂浮在甲液面上，则
Ga=Fa
b在乙液体中沉底，则
Gb＞Fb
又因为F浮=ρ液gV排，乙液体密度大，b排开乙液体体积大，所以，乙受到的浮力大于甲受到的浮力，即
Fb＞Fa
所以
Gb＞Ga
故④正确，③错误。
故选B。
5．D
【详解】
潜水器在海面下缓缓下潜过程中，排开水的体积不变，则浮力不变；由于下潜深度不断变大，则所受到的压强变大。
故选D。
6．C
【详解】
小球漂浮在酒精中，排开酒精的质量为0.2千克，根据物体的浮沉条件可知，小球的重力
小球漂浮在水中，根据物体的浮沉条件及阿基米德原理可知，小球排开水的重力
小球排开水的质量
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
7．C
【详解】
AC．如图，甲球沉底、乙球悬浮、丙球漂浮，根据物体浮沉条件可得
，，
所以，三个小球的密度大小关系为
三小球体积相等且均为实心，根据可得，三个小球的质量大小关系为
故A错误，C正确；
B．三小球体积相等，则由图可知，它们排开水的体积大小关系为
根据
可得，三个小球受到的浮力大小关系为
故B错误；
D．因为三个相同烧杯中都装满水，水的深度相同，根据可知，烧杯底部受到水的压强大小关系为
故D错误。
故选C。
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．D
【详解】
由题意可知，A的质量等于B的质量，则由G=mg可知，A的重力等于B的重力，由受力分析可知，A、B对地面的压力均等于各自的重力，则A、B对地面的压力相等，由图中可知，A的底面积大于B的底面积，故由可知，A对地面的压强小于B对地面的压强，即p1故选D。
10．B
【详解】
A．瓶子在两种液体中都是漂浮，则由浮沉条件可知，瓶子在两液体中所受浮力都与重力相等。因塑料瓶质量忽略不计。甲液体中瓶子所受浮力与A液体的重力相等，由F浮=ρ液gV排结合重力公式有
ρ甲gV排甲=ρAgVA
由图知
V排甲>VA
则
ρ甲<ρA ①
故A错误；
C．乙液体中瓶子所受浮力与A液体的重力相等，同理有
ρ乙gV排乙=ρAgVA
由图知
V排乙则有
ρ乙>ρA ②
故C错误；
BD．由①②得出
ρ乙>ρA>ρ甲
即
ρ甲<ρA<ρ乙
故B正确，D错误。
故选B。
11． 变小 4
【详解】
[1]蜡烛未燃烧时，蜡烛和铁块漂浮，点燃蜡烛，直至蜡烛与水面相平、烛焰熄灭，此时蜡烛和铁块悬浮，漂浮和悬浮浮力都等于重力，因为蜡烛燃烧了，所以重力变小，浮力变小，根据力的作用是相互的，蜡烛对水压力减小，水重力不变，所以水对容器底部减小，压强减小。
[2]设蜡的截面积为S，则蜡烛的重力为
G蜡=m蜡g=ρ蜡V蜡g=ρ蜡h蜡Sg
设小铁块的重量为G铁，又因漂浮，故
G蜡+G铁=G排水=ρ水V排g=ρ水Sh排g
则有
ρ蜡h蜡Sg+G铁=ρ水Sh排g
即
0.9×103kg/m3×0.14m×Sg+G铁=1.0×103kg/m3×g×0.13m×S
解得G铁=4Sg，蜡烛熄灭时设烛长为L，因烧到与水面平齐处即被水熄灭，故悬浮，则有
G蜡剩+G铁=G排水′
即
ρ蜡LSg+G铁=ρ水LSg
把G铁=4Sg代入可得
L=0.04m=4cm
12． 106 不变
【详解】
[1]排水量是指轮船满载时排开水的质量，则满载时轮船受到的浮力
F浮=G排=m排g=100×103kg×10N/kg=106N
[2]轮船从大海驶入内河的过程，一直处于漂浮状态，所以受到的浮力等于船的重力，而船的重力不变，则浮力的大小不变。
13． 漂浮 60 0.6
【详解】
[1]物块的密度
ρ===0.6×103kg/m3
物块的密度小于水的密度，物块浸没在水中后放手，物块最终漂浮在水面上。
[2][3]物块放入水中静止时漂浮，此时受到的浮力
F浮=GA=mg=0.06kg×10N/kg=0.6N
物块浸入水中的体积与排开水的体积相等，即
V浸=V排== =6×10-5m3=60cm3
14． 漂浮 0.2 水平平衡
【详解】
[1]塑料块的密度为
所以塑料块的密度小于水的密度，所以塑料块将漂浮。
[2]因为塑料块漂浮，所以浮力等于塑料壳块的重力，即浮力为
[3]因为塑料块漂浮，所以浮力等于塑料块的重力，根据阿基米德原理，浮力也等于排开水的重力，所以塑料块的重力等于排开水的重力，所以塑料块可以用排开的水来代替，替换后，左右液面相平，根据杠杆平衡的条件，容器会水平平衡。
15． 大于 大于
【详解】
[1]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
由图知密度计排开液体的体积V排甲＜V排乙，且F浮甲=F浮乙，根据F浮=ρ液gV排可得 ，
则ρ甲＞ρ乙。
[2]图中两液面相平，甲图中密度计浸没在液体中的体积小于乙图中密度计浸没在液体中的体积，所以甲图液体的体积大于乙图液体的体积，即V甲＞V乙，由于ρ甲＞ρ乙，根据m=ρV知原容器中甲液体的质量大于乙液体的质量。
16． 改变物体的运动状态 等于 不受力 6×108 4 10m/s
【详解】
（1）[1]飞机降落时，舰钩钩住甲板上的阻拦索，使飞机强行减速，说明了力可以改变物体的运动状态。
（2）[2]舰载机在航母上着落时，舰钩对拦阻索的拉力和拦阻索对舰钩的拉力是一对相互作用力，大小相同。
（3）[3]由于航母匀速行驶，所以水平甲板上的舰载机处于平衡状态，没有相对运动或相对运动趋势，所以不受摩擦力。
（4）[4]由阿基米德原理可得，航母所受浮力等于航母排开水的重力，所以
（5）[5][6]焰火的重力为
恒定的推力为
当焰火上升时，焰火受到竖直向下的重力和阻力、竖直向上的推力，所以最大阻力为
由图可知，当阻力最大为4N时，焰火能够达到的最大速度v=10m/s。
17． BD ABC A
【详解】
（1）[1]由知道，甲、乙、丙、丁四个物体的密度分别为
由以上计算知道，同种材料制成的甲、乙、丙、丁四个物体，乙丁是空心的。
故选BD。
（2）[2]由于甲、乙、丙的密度都大于水的密度，由浮沉条件知道，在水中静止时会沉底，丁的密度小于水的密度，在水中会漂浮。
故选ABC。
（3）[3]由于甲、乙、丙在水中静止时会沉底，且甲的体积最小，由知道，甲、乙、丙中排开水的体积是最小的是甲。又因为甲丁的质量相同，重力相同，而丁漂浮，受到的浮力等于受到的重力，由阿基米德原理知道，排开水的体积大于甲排开水的体积，故在水中静止时物体排开水的体积最小的是甲。
故选A。
18． 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
19． 见解析 BE
【详解】
（1）[1]大象和船一起漂浮在水面，那么大象和船受到的力为：竖直向下的重力（包括船的重力和大象的重力）和竖直向上浮力，据漂浮条件知，此时的平衡方程为
F浮1=G船+G大象
石块和船一起漂浮在水面，那么石块和船受到的力为：竖直向下的重力（包括船的重力和石块的重力）和竖直向上的浮力，据漂浮条件知，此时的平衡方程为
F浮2=G船+G石块
因为船上装载大象时和装载石块时，船排开水的体积相同，据阿基米德原理知，两次船所受的浮力相同，即
F浮1=F浮2
所以
G船+G大象=G船+G石块
则
G大象=G石块
（2）[2]仪表和电压表都是通过将测量的物理量转化为指针的偏转角度来测量的，而弹簧测力计和水银体温计是通过长度的变化来识别物理量的变化的，而电能表是通过转盘转动的角度来体现物理量的变化的，所以BE选项正确。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页