浙教版科学八年级上册同步提优训练：1.3 水的浮力 第4课时（含解析）

第4课时　物体浮沉条件的应用
核心·易错
判断下列说法的正误(在括号内打“√”或“×”):
(1)轮船由长江口进入东海时受到的浮力会变大。(　　)
(2)同一密度计在水中受到的浮力小于在盐水中所受的浮力。(　　)
(3)同一密度计在不同液体中漂浮时,浸入的体积越小,液体的密度越大。 (　　)
(4)密度计上标有刻度,其刻度示数从下到上是逐渐变大的。(　　)
(5)浸没在水中的潜艇在上浮和下沉的过程中所受浮力大小始终不变。 (　　)
(6)潜入水中的潜艇,潜水越深,所受的浮力就越大。 (　　)
[核心知识]
1.轮船:利用空心的办法增大可利用的浮力。
2.潜艇:通过改变自身重力来实现浮沉。
3.密度计:根据物体漂浮时受力平衡及阿基米德原理制成。
[易错点拨]
1.潜艇浸没在水中时,不论在水中是上浮还是下沉,由于液体密度和排开液体的体积均不变,所以潜艇所受的浮力大小不变。
2.密度计在任何液体中都呈漂浮状态,所受浮力等于自身的重力。根据阿基米德原理,液体密度较大时,密度计露出液面部分较多,反之较少,所以密度计的刻度值是“上小下大”。
1.如图所示,若“玉林号”导弹护卫舰从大海驶入珠江,下列分析中正确的是(　　)
A.浮力变小,舰体上浮一些
B.浮力变大,舰体下沉一些
C.浮力不变,舰体下沉一些
D.浮力不变,舰体上浮一些
2.选择优良种子是农业丰收的基本保证,盐水选种是我国农民常采用的选种方法。将待选的种子放入浓度适当的盐水中后,良种沉入水底,次种则漂浮于水面,很快就能完成选种工作。其中盐水浓度的把握是关键,如果盐水的浓度太低,则可能 (　　)
A.所有种子都漂浮在水面 B.所有种子都不受浮力
C.只有少量次种漂浮 D.良种漂浮,而次种下沉
3.在木棒的一端缠绕一些铜丝做成简易密度计,将其放入盛有不同液体的烧杯中,它会竖直立在液体中,由如图所示观察到的现象可以判断,烧杯中的液体密度最大的是(　　)
4.如图中甲、乙、丙所示,一铁碗与一铁球置于水中,则三种情况中,它们总共所受浮力大小的关系是 (　　)
A.F甲>F乙>F丙 B.F甲=F乙=F丙
C.F甲=F乙>F丙 D.F甲>F乙=F丙
5.[2021·西湖区校级模拟] 元旦当天,小明同学在某广场买了流行的网红气球(如图所示),夜色里远看像是一串彩色灯飘浮在空中,他对其中包含的科学知识产生了极大的兴趣,并进行了相关研究,下列关于该气球的说法中正确的是 (　　)
A.因为灯带对气球有力的作用,所以气球才能静止在空中
B.气球能够“飘浮”在空中,是因为只受到向上的浮力
C.气球能够“飘浮”在空中,是因为气球受到的浮力等于气球受到的总重力
D.气球能静止在空中,是因为气球内的氦气密度等于空气密度
6.将体积相等的松木(ρ木=0.5 g/cm3)和石蜡(ρ蜡=0.9 g/cm3)分别放入装满水的杯中,松手静止后,松木所受到的浮力F1和石蜡所受到的浮力F2的大小关系为F1　　　　(填“>”“=”或“<”)F2,此时它们露出水面的体积之比 V木露∶ V蜡露=　　　　。
7.在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计,现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图所示。当它们竖直静止在液体中时,液面高度相同。从观察到的现象可以判断:两个简易密度计所受浮力F甲　　　F乙,两杯液体的密度ρ甲　　　ρ乙,两个烧杯底部所受液体的压强p甲　　　　p乙。(均填“大于”“小于”或“等于”)
8.[2021·上城区一模] 小金学习浮力知识后自制了一个密度计,将其放入水中,测出其浸入水中的深度为8 cm,并在对应处标记为a。
(1)要把酒精的密度也标记上去,应该标在a的　　　　(填“上方”或“下方”)位置。
(2)把密度计放入待测液体中,浸入液体中的深度为7 cm,求待测液体的密度。
9.某同学在做实验时,把橡皮泥捏成小船放入水槽里,“小船”漂浮在水面上(如图甲所示);然后把橡皮泥捏成一团放在水槽里,它沉在水底(如图乙所示),对这一实验现象,下列说法中不正确的是 (　　)
A.橡皮泥所受重力不变
B.橡皮泥漂浮时所受浮力比它沉底时所受浮力大
C.橡皮泥沉底时所受浮力等于它的重力
D.橡皮泥沉底时排开水的体积比漂浮时小
10.小柯在一根一端密封的空心玻璃管下端绕上一段细铁丝,制成一个自制密度计,用它来测量液体的密度,测量过程中容器内液体总量没有变化。当密度计在液体中漂浮时,液面高度在A处(如图甲所示),此时,密度计受到的浮力　　　　(填“小于”“等于”或“大于”) 自身重力。使用中,小柯发现细铁丝很容易滑落,于是他改变这段细铁丝的形状,并把铁丝置于玻璃管内,再次测量该容器内液体的密度(如图乙所示),杯中液面将　　　　　　(填“上升”“下降”或“仍在A处”)。
11.[2021·杭州] 如图所示,将密度为0.6 g/cm3、高度为10 cm、底面积为20 cm2的圆柱体放入底面积为50 cm2的容器中,并向容器内加水。求:(g取10 N/kg)
(1)当水加到2 cm高时,圆柱体对容器底的压力。
(2)继续向容器中加水,当圆柱体对容器底的压力为0时,圆柱体在液面上方和下方的长度之比。
答案
核心·易错
(1)×　 在长江口和在东海时,轮船都处于漂浮状态。由于物体漂浮时受到的浮力大小与物体自身重力相等,故轮船所受浮力不变;由公式V排液=可知,同一轮船在江水和海水中的吃水深度不同。因此,轮船由长江口进入东海时受到的浮力不变,只是吃水深度变化。
(2)×　 密度计在水和盐水中都处于漂浮状态,受到的浮力都等于密度计的重力,大小不变。
(3)√
(4)×　 用密度计测量液体密度时,密度计在液体中始终处于漂浮状态,浮力等于重力,大小不变,根据F浮=ρ液gV排液可知排开液体的体积越小,液体密度越大,故其刻度示数从下到上是逐渐减小的。
(5)√
(6)×　 根据阿基米德原理可知,当潜艇浸没在水中时,由于液体密度和排开液体的体积均不变,所以潜艇所受的浮力大小不变,浮力大小与浸没在水中时的潜水深度无关。
能力提升拔尖练
1.C　 护卫舰不论在海里还是江里都漂浮,根据漂浮条件可知受到的浮力:F浮=G,因为重力不变,所以浮力不变;由于ρ海水>ρ江水,浮力一定,根据F浮=ρ液gV排液可知,排开江水的体积大于排开海水的体积,即从海里驶入江里,舰体下沉一些。
2.C　 将种子放入盐水中后,由于干瘪、虫蛀的种子质量较小,故受到的浮力大于重力而上浮,直至浮力等于重力时漂浮于水面上;而饱满的种子,本身质量较大,故重力大于所受浮力,故良种会下沉。如果盐水的浓度太低,一部分次种会因浮力变小而下沉,所以可能只有少量次种漂浮。
3.C　 密度计使用时,始终漂浮在液面上,漂浮时浮力等于重力,所以密度计在液体中受到的浮力都是相等的;根据阿基米德原理,即F浮=ρ液gV排液可得:ρ液=;由图知,在图C液体中,密度计排开液体的体积最小,根据ρ液=可得,此液体的密度最大。
密度计测液体密度时漂浮(F浮=G),由图可以得出密度计排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系。
4.A　5.C
6.<　5∶1
(1)将体积相等的松木和石蜡分别放入装满水的杯中,由于松木和石蜡的密度都小于水的密度,故二者都漂浮在水面上;根据物体的浮沉条件可知,物体漂浮时,F浮=G=mg=ρVg;由于松木和石蜡的体积相同,松木的密度小,则松木受到的浮力小,即F1(2)物体漂浮时,浮力等于重力,根据阿基米德原理可得:ρ物gV=ρ水gV排。
松木浸入水中时:ρ木gV=ρ水gV木排,则V木排=V=V=V,所以松木露出水面的体积为
V木露=V-V木排=V-V=V。
石蜡浸入水中时:ρ蜡gV=ρ水gV蜡排,则V蜡排=V=V=V,所以石蜡露出水面的体积为
V蜡露=V-V蜡排=V-V=V。
它们露出水面的体积之比:==。
当物体的密度大于液体的密度时,物体下沉至沉底;当物体的密度等于液体的密度时,物体悬浮;当物体的密度小于液体的密度时,物体上浮至漂浮。根据漂浮条件F浮=G物=mg可以判断松木和石蜡受到的浮力大小关系。根据阿基米德原理求出浸入水中的体积,从而求出露出水面的体积之比。
7.等于　小于　小于
由图可知,密度计在甲、乙液体中处于漂浮状态,此时所受浮力等于其重力,即F浮=G,两密度计完全相同,重力相等,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等,即F甲=F乙;密度计排开甲液体的体积大于排开乙液体的体积,根据F浮=ρ液gV排液可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,即ρ甲<ρ乙;液面高度相同,根据p=ρgh可知,p甲8.(1)上方　
(2)解:根据漂浮条件和阿基米德原理可知,
密度计在水中漂浮时所受浮力:F浮水=G,
密度计在待测液体中漂浮时所受浮力:
F浮液=G,
所以,F浮液=F浮水,
即:ρ液gV排液=ρ水gV排水,
ρ液gSh液=ρ水gSh水,
则:ρ液=ρ水=×1.0×103 kg/m3≈1.14×103 kg/m3。
培优初探拓展练
9.C　 无论橡皮泥漂浮还是下沉,重力不变;同一块橡皮泥,把它捏成小船漂浮在水面上受到的浮力F浮=G,浸没在水中会下沉,此时F浮10.等于　仍在A处
密度计是利用漂浮原理制成的,测液体密度时密度计受到的浮力等于它的重力。当把铁丝置于玻璃管内,其重力不变,所以密度计所受的浮力不变,故杯中液面仍在A处。
密度计在液体中漂浮,受到的浮力等于它的重力;根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排液 判断排开液体的体积变化,进而判断出杯中液面的变化。
11.解:(1)圆柱体的重力:G=ρ物V物g=0.6×103 kg/m3×20×10×10-6 m3×10 N/kg=1.2 N,当水加到2 cm时,圆柱体受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20×2×
10-6 m3=0.4 N,
容器对圆柱体的支持力:F支=G-F浮=1.2 N-0.4 N=0.8 N。
因为容器底对圆柱体的支持力和圆柱体对容器底的压力是一对相互作用力,
所以F压=0.8 N。
(2)由题可知容器对圆柱体的支持力为0,
故F浮=G,即ρ水gS柱h下=G,解得h下=6 cm,则圆柱体在液面上方和下方的长度之比h上︰h下=
(10 cm-6 cm)︰6 cm=2︰3。