浙教版科学八年级上册同步提优训练：1.3 水的浮力 第3课时（含解析）

第3课时　物体浮沉的条件
　判断下列说法的正误(在括号内打“√”或“×”):
(1)人能躺在“死海”海面上,是因为人受到的浮力大于重力。 (　　)
(2)漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大。 (　　)
(3)同一木块分别漂浮在水面和酒精液面上,由于ρ酒精<ρ水,所以该木块在酒精中受到的浮力小于在水中受到的浮力。 (　　)
(4)浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,当物体受到的浮力等于物体的重力时,物体处于悬浮状态。 (　　)
[核心知识]
1.物体在液体中的浮沉条件:ρ物>ρ液,下沉;ρ物<ρ液,上浮;ρ物=ρ液,悬浮。
2.处于沉底状态的物体体积膨胀到一定程度,当ρ物<ρ液时开始上浮,直到处于漂浮状态。
1.济南是一座泉水城市,游客乘坐画舫穿行其间,可以尽享“不出城郭而获山水之怡,身居闹市而有林泉之致”的都市休闲意趣,当乘客陆续登船时,下列说法中正确的是 (　　)
A.船身会下沉一些,船所受到的浮力不变
B.船身会下沉一些,船所受到的浮力增大
C.船身会上浮一些,船所受到的浮力减小
D.船身会上浮一些,船所受到的浮力增大
2.甲、乙两个完全相同的杯子中盛有不同浓度的盐水,将同一个鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两个杯子中液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示,则 (　　)
A.甲杯中的盐水密度较大
B.乙杯底部所受的液体压强较大
C.甲杯底部所受的液体压力较大
D.鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大
3.[2020·湖州] 一圆柱体先后放入密度为ρ1和ρ2的两种液体中,均处于漂浮状态,如图所示。圆柱体在两液体中所受浮力依次是F1和F2,则(　　)
A.ρ1>ρ2　F1>F2
B.ρ1<ρ2　F1C.ρ1<ρ2　F1=F2
D.ρ1>ρ2　F1=F2
4.[2021·阜宁县一模] 全球变暖已经日益威胁到生物的生存,如图所示为一对北极熊母子无助地坐在一块不断熔化缩小的浮冰上,若浮冰和北极熊始终处于漂浮状态,则随着浮冰的熔化,下列说法中正确的是 (　　)
A.浮冰在水中的体积在减小
B.浮冰受到的浮力大小不变
C.北极熊受到的支持力在减小
D.浮冰受到的浮力在增大
5.如图所示是小明同学制作的“浮沉子”。当用力挤压矿泉水瓶,可以看到矿泉水瓶内的小玻璃瓶下沉;松手,会看到小玻璃瓶又浮起来了。你可以随心所欲地控制它的浮沉,而且随着挤压力度的变化,我们还能控制小玻璃瓶悬浮在矿泉水瓶中的任一位置。关于“浮沉子”,下列说法中正确的是 (　　)
A.用力挤压矿泉水瓶时,小玻璃瓶内的气体密度不变且小玻璃瓶下沉
B.潜水艇的原理与“浮沉子”的浮沉原理相同
C.“浮沉子”下沉时,小玻璃瓶内的气体体积和下沉前相比变大了
D.“浮沉子”上浮时,它受到的浮力和重力是一对平衡力
6.[2021·富阳区三模] 两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,体积相等、质量不同的A、B两个实心小球在甲、乙液体中静止时的情况如图所示。小球A在甲液体中受到的浮力　　　　其在乙液体中受到的浮力;小球A的质量　　　　小球B的质量。(均填“大于”“小于”或“等于”)
7.小明在学习物体浮沉条件时,由于调制食盐水密度的操作不够精准,导致实验中鸡蛋很难悬浮在食盐水中。于是他对实验进行了改进:分别用量筒和烧杯等器材配制了三杯不同质量分数的酒精溶液,其中图甲B烧杯中的酒精与水的体积之比为9∶6。用注射器吸取密度为0.9 g/cm3的食用油分别滴在三杯酒精溶液中部,一段时间后,油滴所处的状态如图甲所示。再过一段时间后,小明观察到油滴所处的状态如图乙所示。
为此,他进行了如下探究:
[提出问题] 　
[建立假设] 假设一:可能是油滴的密度变小了。
假设二:可能是酒精溶液的密度变大了。
[实验方案] 针对“假设一”的实验方案:用注射器吸取图乙任一烧杯中的油滴,将油滴注入某一溶液中,观察其浮沉状况。
针对“假设二”的实验方案:先测定酒精溶液的密度为ρ1,敞口放置一段时间后再次测定它的密度为ρ2,比较ρ1和ρ2的大小。
[得出结论] 油滴密度不变,酒精溶液密度变大。
请回答:
(1)根据小明建立的假设,将小明所提的问题填写在上面的横线中。
(2)针对“假设一”的实验方案中,“某一溶液”是　 。
(3)小明经过思考,对“酒精溶液密度变大”这一结论作出合理的解释,即　 。
8.[2021·西湖区模拟] 小明学习了浮力的知识后,把一个边长为10 cm、密度为0.6 g/cm3的正方体塑料块用一根无弹性的轻质细绳系在烧杯底部(如图甲所示),再往烧杯中逐渐缓慢加入水至浸没塑料块(如图乙所示)。
(1)当塑料块对烧杯底部的压强刚刚为零时,塑料块处于　　　　(填“悬浮”“漂浮”或“沉底”)状态,此时塑料块受到的浮力为　　　　。(g取10 N/kg)
(2)在如图所示坐标图中,画出整个过程塑料块受到的浮力大小与加水深度的关系
图像。
9.[2021·西湖区校级模拟改编] 为了探究物体的浮沉条件,实验室提供了如下器材:弹簧测力计、量筒、烧杯、铜块、蜡块、细线、水及其他简单辅助器材。
(1)第一小组:探究铜块的下沉条件。实验中,他们用两种方法测量了铜块受到的浮力:
方法1:称量法。测量过程及示数如图甲所示,则铜块所受的浮力为　　　　N。
方法2:阿基米德原理法。测量过程及示数如图乙所示,则铜块受到的浮力F浮=　　　　N。(g取10 N/kg)
(2)第二小组:探究蜡块上浮的条件。要测量蜡块浸没时所受的浮力,准备选用第一小组中的方法2,方法1不可行的原因是　 。
10.三个相同的轻质弹簧,一端固定在容器底部,另一端分别与三个体积相同的实心球相连。向容器内倒入某种液体,待液体和球都稳定后,观察到如图所示的情况,乙球下方的弹簧长度等于原长。
(1)这三个球受到浮力的大小关系是　　　　(填字母)。
A.F甲F乙>F丙 C.F甲=F乙=F丙
(2)这三个球的密度大小关系是　　　　(填字母)。
A.ρ甲<ρ乙<ρ丙 B.ρ甲>ρ乙>ρ丙 C.ρ甲=ρ乙=ρ丙
(3)　　　　球的密度与液体的密度相同。
11.[2021·杭州模拟] 将密度分别为ρ1和ρ2的甲、乙两个实心小球,同时放入足量的水中,已知水的密度为ρ水,ρ1>ρ水>ρ2。
(1)若两球体积相同,则放手后甲、乙两球静止时受到的浮力之比为　　　　。
(2)若两球质量相同,则放手后甲、乙两球静止时受到的浮力之比为　　　　。
(3)现将甲、乙两球同时浸没在水中,放手后甲球　　　　,乙球　　　　。(均填“上浮”或“下沉”)
答案
核心·易错
(1)×　 人躺在“死海”海面上,处于漂浮状态,浮力等于重力。
(2)×　 浮力大小与物体所处的状态无关,与液体密度以及物体排开液体的体积有关。
(3)×　 物体漂浮时,浮力等于自身重力,故同一木块在水中和酒精中漂浮时,所受浮力相等,都等于其自身重力。
(4)√
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1.B　 物体漂浮,浮力等于重力,当乘客陆续登船时,重力增加,但船仍然漂浮在水面上,故船所受到的浮力增大;水的密度不变,根据F浮=ρ液gV排液可知,船排开水的体积变大,故船身会下沉一些。
2.B　 “同一个鸡蛋”和“液面恰好相平”这两个地方是突破口,鸡蛋在不同浓度的盐水中分别处于悬浮和漂浮状态,根据浮沉条件有:F甲=G,F乙=G,所以F甲=F乙;根据阿基米德原理有:F甲=ρ甲gV甲,F乙=ρ乙gV乙,根据图可知 V甲> V乙,所以ρ甲<ρ乙;容器底部受到的液体压强p=ρgh,因为ρ甲<ρ乙、h甲=h乙,则p甲根据物体的浮沉条件判断不同状态下物体所受浮力关系和液体密度关系;根据p=ρgh判断液体对杯底的压强关系,根据F=pS进而判断杯底所受液体压力的关系。
3.D　 由图可知,同一圆柱体在两种液体中均处于漂浮状态,而物体漂浮时,浮力等于重力,所以圆柱体在两种液体中受到的浮力相同;圆柱体在密度为ρ1的液体中浸入的体积小于在密度为ρ2的液体中浸入的体积,所以ρ1>ρ2 。
4.A　 (1)由题知,浮冰和北极熊始终处于漂浮状态,则F浮=G总;随着浮冰的熔化,浮冰的重力减小,北极熊和浮冰的总重力减小;因为F浮=G总,所以浮冰和北极熊受到的浮力减小;由F浮=ρ液gV排液可知,浮冰排开水的体积减小,即浮冰浸在水中的体积在减小。(2)北极熊站在浮冰上,受到的支持力和重力是一对平衡力,二力的大小相等,北极熊的重力不变,所以受到的支持力大小不变。
5.B　
6.小于　小于　
(1)在乙液体中,A漂浮,则A的密度小于乙液体的密度;B下沉,B的密度大于乙液体的密度,则A的密度小于B的密度;两个小球的体积相同,根据m=ρV,A的质量小于B的质量;
(2)由图可知,A球在甲液体中下沉,则GA>F浮甲,在乙液体中漂浮,则GA=F浮乙,所以F浮甲7.(1)油滴浮沉变化的原因是什么(合理即可)
(2)酒精与水的体积之比为9∶6的酒精溶液
(3)酒精蒸发得比水快
(1)分析题意,用注射器吸取密度为0.9 g/cm3的食用油,分别注射在三杯浓度不同的酒精溶液中,过一段时间后,油滴所处的状态发生了变化,据此提出合理的猜想。(2)为了确定油滴的密度是否变化,可以将图乙任一烧杯中的油滴,注入和其原来密度相同的液体中,观察其浮沉状况,得出答案。(3)同样条件下,酒精蒸发得比水快。
8.(1)漂浮　6 N
(2)如图所示
(1)已知塑料块的密度为0.6 g/cm3,小于水的密度,当塑料块对烧杯底部的压强刚刚为零时,塑料块处于漂浮状态;
由ρ=可得,塑料块的质量:m=ρV=0.6 g/cm3×(10 cm)3=600 g=0.6 kg,
则此时塑料块受到的浮力:F浮=G=mg=0.6 kg×10 N/kg=6 N。
(2)刚开始时,物体部分浸入液体中,排开液体的体积变大,浮力变大;当浮力等于重力时,压力为零,然后继续加水,物体一直是漂浮状态,浮力等于重力;当上升到细绳正好拉直的时候,物体不再上升,随着水不断增加,物体浸入水中的体积增加,浮力变大;当物体浸没在水中时,水不断增加,但排开水的体积不变,浮力不变。
培优初探拓展练
9.(1)0.2　0.2
(2)蜡块不下沉,不能测出蜡块浸没时的浮力
(1)由图甲可得:G=2.2 N,F示=2 N,金属块所受的浮力:F浮=G-F示=2.2 N-2 N=0.2 N;金属块的体积:V=40 mL-20 mL=20 mL=20 cm3,根据阿基米德原理,铜块受到的浮力:F浮=G排=ρgV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20×10-6 m3=0.2 N;
(2)由于蜡块不下沉,不能用称量法测量蜡块受到的浮力,要测量蜡块浸没时的浮力应选方
法2。
10.(1)C　(2)A　(3)乙
因为乙球下方的弹簧长度等于原长,所以乙球处于悬浮状态,其所受浮力等于重力,它的密度等于液体密度。甲球下方的弹簧被拉长,所以甲球所受浮力大于重力,它的密度小于液体的密度。丙球下方的弹簧被压缩,所以丙球所受浮力小于重力,它的密度大于液体的密度。
由题知,三个实心球的体积相同,浸没在同一液体中,根据阿基米德原理得出三球受到的浮力大小关系。根据这三个球的受力情况得出球受到的重力与浮力的关系,根据物体浮沉条件即可判断球的密度与液体密度之间的关系。
11.(1)ρ水∶ρ2　(2)ρ水∶ρ1
(3)下沉　上浮
(1)甲球下沉,其受到的浮力F1=ρ水gV,乙球漂浮,其受到的浮力F2=ρ2gV,则F1∶F2=
ρ水∶ρ2。
(2)甲球下沉,其受到的浮力F3=ρ水gV甲,乙球漂浮,其受到的浮力F4=ρ2gV乙,两球质量相同,则ρ1V甲=ρ2V乙,故F3∶F4=ρ水∶ρ1。
(3)因为ρ1>ρ水>ρ2,所以甲、乙两球同时浸没在水中,放手后甲球下沉,乙球上浮。