粤沪版物理八年级下册同步提优训练：9.3　研究物体的浮沉条件 第1课时　物体的浮沉条件 （含答案）

9.3　研究物体的浮沉条件
第1课时　物体的浮沉条件
考点1　从受力分析的角度认识物体的浮沉
1.在“探究怎样使物体上浮或下沉”的实验中,小明用手将重为1.5 N、体积为1.6×10-4 m3的苹果压入水中,当苹果被浸没时,它受到的浮力大小为　　　　N。松手后苹果将　　　　(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。(g取10 N/kg)
2.冰山露出海面的只是冰山的一小部分,所以常有“冰山一角”的说法。如图所示,冰山的质量为3×108 kg,所受的浮力为　　　　N。海水的密度取1.0×103 kg/m3,冰的密度取0.9×
103 kg/m3,冰山浸入海水中的体积为　　　　m3,冰山露出海面的体积与其总体积之比为　　　　。(g取10 N/kg)
3.将一个体积为1000 cm3的木块放入水中,静止时木块露出水面部分的体积为100 cm3,则此时该木块受到的浮力大小为　　　　N,若用竖直向下的力F使木块刚好浸没在水中,则力F的大小为　　　　N。(g取10 N/kg)
4.如图所示,边长为4 cm、密度为2×103 kg/m3的实心正方体橡皮泥块,放在足够多的水中,沉入水底;当把它捏成一只小船(无质量损耗)时,便能漂浮在水面上,则橡皮泥块的质量是
　　　　g;橡皮泥块浸没在水中时受到的浮力是　　　　N;橡皮泥小船漂浮时受到的浮力是　　　　N。(g取10 N/kg)
5.将一物块分别轻轻放入盛满煤油和水的大烧杯中,静止后分别溢出160 g煤油和180 g水,则物块在水中静止时的浮沉状态为　　　　(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”),物块的密度是
　　　　g/cm3。(已知ρ煤油=0.8×103 kg/m3)
6.如图所示,将苹果和梨放入水中,静止时,苹果漂浮,梨沉底。若苹果的质量、体积及受到的浮力为m1、V1和F1,梨的质量、体积及受到的浮力为m2、V2和F2,现有以下判断:
(1)若F1(2)若F1=F2,则m1一定等于m2;
(3)若F1>F2,则V1一定大于V2;
(4)若F1其中正确的是 (　　)
A.(1)(3) B.(1)(4)
C.(2)(3) D.(2)(4)
　　对于浸没在液体中的物体而言:①当F浮>G时,合力方向竖直向上,物体将上浮,最终漂浮;②当F浮考点2　从密度的角度认识物体的浮沉　　　　
7.将盛满水的烧杯置于水平桌面上,如图所示,向其中缓慢放入一个质量为200 g、体积是400 cm3的物体。则当物体静止时(g取10 N/kg) (　　)
A.物体在水中悬浮 B.溢出水的体积为400 cm3
C.物体受到的浮力为2 N D.溢出水的质量小于200 g
8.如图所示,a、b是两种物质质量与体积的关系图像,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,将它们浸没在水中。松手稳定后(　　)
A.乙漂浮,乙受到的浮力小
B.甲漂浮,甲受到的浮力大
C.乙沉底,甲受到的浮力大
D.甲沉底,乙受到的浮力大
9.(2021绍兴)如图所示,已知鸡蛋的质量为55 g,体积为50 cm3。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(如图甲所示);逐渐将食盐溶解在水中,鸡蛋恰好悬浮(如图乙所示);继续溶解食盐,最终鸡蛋漂浮(如图丙所示)。下列说法正确的是(g取10 N/kg) (　　)
A.图甲中鸡蛋所受浮力为0.55 N
B.图乙中盐水的密度是1.1×103 kg/m3
C.图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D.图中三种状态下浮力的大小关系是F甲10.(2021遂宁)小明将体积相等的A、B、C三个不同水果放入水中静止后,A漂浮、B悬浮、C沉底,如图所示。下列关于它们的密度和受到的浮力大小判断正确的是(　　)
A.FA>FB>FC B.FA>FB=FC
C.ρA<ρB<ρC D.ρA<ρB=ρC
11.三个完全相同的薄壁烧杯,分别装有相同体积的甲、乙、丙三种不同液体。将三个烧杯放在同一个水槽中,静止时,它们的位置如图所示,则下列说法正确的是 (　　)
A.三个烧杯所受浮力相等
B.乙液体的密度最大
C.丙液体的密度比水大
D.三种液体的密度相等
　　从密度的角度考虑,如果是质量分布均匀的实心物体浸没在液体中,那么根据物体的浮沉条件,结合公式G物=ρ物V物g和F浮=ρ液V排g,可得:①当ρ物<ρ液时,必有G物ρ液时,必有G物>F浮,物体在液体中下沉;③当ρ物=ρ液时,必有G物=F浮,物体在液体中悬浮。
12.把一个体积为200 cm3的形状规则的实心物体放入形状规则的容器中,如图所示。缓慢向容器中倒水,记录倒入容器中的水量及容器中水的深度,如下表所示。
水量/cm3 60 120 180 240 300 360
水深/cm 5 10 15 19 22 25
(1)容器底面积为　　　　　cm2,物体的高度为　　　　cm。
(2)当容器中水深达到25 cm时,物体的状态为　　　　。
(3)物体所受的最大浮力为　　　　N。(g取10 N/kg)
(4)物体的密度ρ物=　　　　g/cm3。
答案
9.3　研究物体的浮沉条件
第1课时　物体的浮沉条件
1.1.6　上浮
当苹果浸没在水中时,排开水的体积等于苹果的体积,即V排=V物=1.6×10-4 m3,此时苹果受到的浮力:F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×1.6×10-4 m3×10 N/kg=1.6 N;已知苹果重为1.5 N,因为G2.3×109　3×105　1∶10
冰山漂浮在水面上,所受的浮力:F浮=G冰= m冰g=3×108 kg×10 N/kg=3×109 N;根据阿基米德原理可知,冰山浸入海水的体积:V=V排===3×105 m3;设冰山的总体积为V冰,冰山的重力:G冰=m冰 g=ρ冰V冰 g,因为冰山漂浮,所以,冰山受到的浮力:F浮=G冰,可得ρ海水V排 g=ρ冰V冰 g,==,即=,冰山露出海面的体积与总体积之比为=1-=1-=。
3.9　1
木块的体积:V=1000 cm3=1×10-3 m3,木块排开水的体积:V排=V浸=V-V露=1000 cm3-
100 cm3=900 cm3=9×10-4 m3,木块静止时漂浮在水面上,则F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×9×
10-4 m3×10 N/kg=9 N,木块的重力:G=F浮=9 N;木块浸没时所受的浮力:F浮'=ρ水V排'g=
ρ水Vg=1.0×103 kg/m3×1×10-3 m3×10 N/kg=10 N,则竖直向下的压力:F=F浮'-G=10 N-9 N=1 N。
4.128　0.64　1.28
实心正方体橡皮泥块的体积:V=4 cm×4 cm×4 cm=64 cm3=6.4×10-5 m3,橡皮泥块的质量:m=ρV=2×103 kg/m3×6.4×10-5 m3=0.128 kg=128 g;橡皮泥块浸没在水中,则排开水的体积:
V排=V=6.4×10-5 m3,橡皮泥块浸没在水中时受到的浮力:F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×6.4×
10-5 m3×10 N/kg=0.64 N;橡皮泥的重力:G=mg=0.128 kg×10 N/kg=1.28 N,因橡皮泥小船漂浮,所以橡皮泥小船受到的浮力:F浮'=G=1.28 N。
5.漂浮　0.9
将物块分别放入装满煤油和水的大烧杯后,溢出水的质量大于溢出煤油的质量,由阿基米德原理可知,物块在水中受到的浮力大于在煤油中受到的浮力,则在水中无论漂浮、悬浮或下沉,在煤油中一定下沉;物块的体积:V=V排煤油===200 cm3;物块浸没时排开水的质量:m排=ρ水V=1.0 g/cm3×200 cm3=200 g;由题意知,实际排开水的质量(180 g)小于物块浸没时排开水的质量(200 g),所以物块在水中并未浸没,在水中漂浮;根据漂浮条件和阿基米德原理可得F浮水=G=G排水,则物块的质量:m=m排水=180 g;所以物块的密度:ρ===
0.9 g/cm3。
6.A　
7.C
8.A　 由图可知,甲物体的密度:ρa===1.5 g/cm3=1.5×103 kg/m3,乙物体的密度:ρb===0.5 g/cm3=0.5×103 kg/m3。将体积相等的甲、乙两实心物体浸没在水中,由于ρa>ρ水>ρb,则甲、乙两实心物体在水中稳定后甲沉底、乙漂浮,所以V排甲>V排乙,根据F浮=
ρ液V排g可知,F浮甲>F浮乙。
9.B　 图甲中鸡蛋处于沉底状态,则其受到的浮力小于其重力,鸡蛋的重力为G=mg=0.055 kg×10 N/kg=0.55 N,即浮力小于0.55 N,A错误。鸡蛋的密度:ρ===
1.1 g/cm3=1.1×103 kg/m3,图乙中,鸡蛋悬浮在液体中时,鸡蛋的密度等于液体的密度,所以盐水的密度是1.1×103 kg/m3,B正确。图丙中鸡蛋漂浮,其受到的浮力等于其重力,C错误;图甲中鸡蛋处于沉底状态,则浮力小于重力;图乙中鸡蛋悬浮在液体中时,浮力等于重力;图丙中鸡蛋漂浮,所受浮力等于鸡蛋自身重力,所以三种状态下浮力的大小关系是F甲10.C　 A、B、C的体积相等,由图知,三个水果排开水的体积VB=VC>VA,由F浮=ρ液V排 g得,三个水果受到的浮力大小FAρ水,ρB=ρ水,ρC>ρ水,所以ρA<ρB<ρC,C正确,D错误。
11.B
12.(1)20　25　
(2)漂浮　(3)1.4　(4)0.7
(1)物体的底面积为S1,容器的底面积为S2,由表中数据可知,水深从5 cm到10 cm,
水的体积变化:ΔV=(S2-S1)(10 cm-5 cm)=60 cm3①,水深从22 cm到25 cm,水的体积变化:
ΔV'=S2(25 cm-22 cm)=60 cm3,解得S2=20 cm2,代入①可得,S1=8 cm2,所以容器底面积为20 cm2;物体的体积:V物=S1H,物体的高:H===25 cm。
(2)如果物体的密度大于或等于水的密度,在加水过程中物体将静止在容器底不会上浮,容器内水的体积变化应该与水深的变化成正比,由表中数据可知,容器内水的体积变化与水深的变化不成正比,所以物体的密度小于水的密度,因此随着水的增多,物体将漂浮在水面上。设物体浸入水的深度为H浸,当h6=25 cm时,水的体积:S2h6-S1H浸=360 cm3,即20 cm2×25 cm-8 cm2×
H浸=360 cm3,解得H浸=17.5 cm,此时物体漂浮。
(3)物体漂浮时,排开水的体积:V排=S1H浸=8 cm2×17.5 cm=140 cm3,物体受到的浮力:
F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×140×10-6 m3×10 N/kg=1.4 N。
(4)物体漂浮,所以F浮=G物,即ρ水V排g=ρ物V物g,即1.0 g/cm3×140 cm3×g=ρ物×200 cm3×g,
解得ρ物=0.7 g/cm3。