2023浙教版科学八年级上册暑假“胜人一筹”专题训练（四）：沉浮条件及应用【含解析】

沉浮条件及应用
1.如图所示，同一物体浸在甲（氯化钠不饱和溶液）中悬浮（图a），浸在乙（硝酸钾不饱和溶液）中漂浮（图b）比较物体在两种液体中所受浮力F甲和F乙的大小，及两种液体的密度ρ甲和ρ乙的大小，可以确定的是（ ）

A.F甲=F乙；ρ甲=ρ乙 B.F甲=F乙；ρ甲＜ρ乙
C.F甲＜F乙；ρ甲=ρ乙 D.F甲＞F乙；ρ甲＞ρ乙
2.有甲、乙两杯液体静止在水平桌面上，把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯液体中，如图所示，鸡蛋在甲杯中漂浮，在乙杯中悬浮，此时两液面相平（注：甲乙两杯的液体均为食盐水）。下列说法中正确的是（　　）
A．两杯液体的密度相等
B．两杯液体对容器底部的压强相等
C．鸡蛋在甲、乙两杯液体中受到的浮力相等
D．在甲杯液体中加入食盐溶解后，鸡蛋会下沉一些
3.三个相同容器内分别盛满不同的液体，现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中，小球静止后的状态如图所示，三容器的液面处于同一深度，以下判断正确的是（　　）
A．小球在甲中受到浮力最小，在乙中受到浮力最大
B．液体对容器底部的压强关系是p乙>p甲>p丙
C．液体的密度关系是ρ甲>ρ丙>ρ乙
D．小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙>F甲
4.两个底面积相同形状不同的容器A、B（GA=GB），盛有不同的液体放置在水平桌面上，现将甲、乙两个相同的物块分别放入两容器中，当两物块静止时，两容器中液面恰好相平，两物块所处的位置如图所示（忽略液体的损失），下列说法正确的是（　　）
A．甲物块受到的浮力大于乙物块受到的浮力
B．两容器底受到的液体压强相等
C．取出两物块后，B容器底受到液体的压强大于A容器底受到液体的压强
D．A容器内液体的密度一定大于B容器内液体密度
5.如图所示，潜水员正潜没在海水中，他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气，以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是（ ）
A.向海底下潜过程中，受到海水的压强变大
B.海水中水平游动时，受到海水的压强变小
C.对背心进行放气后，受到海水的浮力变大
D.对背心进行充气后，受到海水的浮力变小
6.如图将两个同样形状的长方体分别放入水平与竖直放置在盛水的容器中，则两个长方体所受到的（ ）
A.上下压强差相等，浮力不等 B.上、下压强差不等，浮力相等
C.上下压强差不等，浮力不等 D.上下压强差相等，浮力相等
7.2020年5月，我国自主研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器（如图），搭乘“探索一号”科考船赴马里亚纳海沟，多次实现万米深度海底下潜探测，填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。潜水器自带配重，从科考船放下后快速下潜到万米深处，完成作业后抛掉配重，自主上浮。下列说法错误的是（ ）
A.潜水器浸没在海水里下潜的过程中，受到海水压强逐渐增大
B.潜水器浸没在海水里下潜的过程中，所受浮力逐渐减小
C.潜水器抛掉配重上浮的过程中，所受浮力大于重力
D.潜水器静止于海面上时，所受浮力等于重力
8．如图所示，水面下两艘完全相同的潜艇，一艘正在上浮，另一艘正在下潜，下列说法正确的是(　 　)
A．正在下潜的是甲艇
B．潜艇下潜时，所受的浮力不断增大
C．两艘潜艇所受的重力相同
D．两艘潜艇所受的浮力相同
9.如图所示，一船在某海水域作业时，将装满金属工具的大铁箱用绳子悬放入水。第一次放，因水太深，铁箱没触碰到水底，此时船的吃水线在W处；换个地方第二次再放，铁箱才接触到水底，最后松绳将箱完全释放。下列说法正确的是（ ）
A.当铁箱在船上时，吃水线应在W下方
B.第二次放铁箱时，吃水线在W的上方
C.若铁箱始终在船上，行驶到海水密度更大的水域，则吃水线会慢慢往上移动
D.假设突然地球引力减为一半，则吃水线仍在原处
10．在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕着适量的铁丝，把它放到甲、乙、丙三种密度不同的液体中，木棍浸入液体中的情况如图所示，则木棍在三种液体中受到的浮力及三种液体的密度之间的关系正确的是(　 　)
A．F甲＞F乙＞F丙，ρ甲＞ρ乙＞ρ丙 B．F甲＜F乙＜F丙，ρ甲＜ρ乙＜ρ丙
C．F甲＝F乙＝F丙，ρ甲＞ρ乙＞ρ丙 D．F甲＝F乙＝F丙，ρ甲＜ρ乙＜ρ丙
11．如图所示，小华用手将一支质量为140 g、体积为1.8×10－4 m3的牙膏浸没在水中时，牙膏受到的浮力为__________N，松手后牙膏将__________ (填“上浮”“下沉”或“悬浮”)。待其静止后，与浸没时相比，杯底受到水的压强将___________(填“不变”“增大”或“减小”)(g取10 N/kg)。
12.我国某新型战略核潜艇，它在海面航行时排水量为8×106 kg，那么它排开海水的体积是________m3。当向潜艇充入2×106 kg海水后，潜艇悬浮在100 m深的海水中，此时潜艇受到的浮力是________N。(ρ海水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
13.小明自制土密度计并测定盐水的密度。
实验器材：刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。
实验步骤：
①在竹筷的一端缠上适量细铅丝，制成土密度计；
②用刻度尺测出竹筷的长度L；
③把土密度计放入盛水的烧杯中，静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h1 （如图所示）；
④把土密度计放入盛盐水的烧杯中，静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2。
请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题:
（1）竹筷一端缠上铅丝，是为了________。
（2）被测液体的密度越大时，密度计排开液体的体积________（选填“越小”、“越大”或“不变”，下同），所受液体的浮力________。
（3）被测盐水的密度表达式：ρ盐水=________（请用符号表示，不计铅丝体积）。
（4）小明计算得出盐水的密度为1.05g/cm3 ， 已知烧杯中盐水的体积为400cm3 ， 盐的密度为2.6g/cm3 ， 则盐水中含盐________g（盐放入水中溶解后，盐和水的总体积不变, ρ水=1.0g/cm3）。
14.如图1 利用一根吸管制作一个简易密度计。
（1）为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中，应在吸管的下端塞入一些铜丝作为配重，并用石蜡将吸管的下端封闭起来．若将它放入液体中后不能竖直漂浮，请提出改进做法________。
（2）这根吸管竖直漂浮在不同液体中时，液体的密度越大，它露出液面部分的长度越长，受到的浮力大小________。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）通过正确计算，在吸管上标出对应的刻度线，便制成了一个简易的吸管密度计。如图2三种刻度的标示，合理的是________。
（4）为了使测量结果更准确，如何使简易密度计上两条刻度线（如0.9、1.0）之间的距离大一些？写出一种方法__________。
15.曹冲称象”是家喻户晓的典故。某校兴趣小组模仿这一现象，制作了一把“浮力秤”。将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中，如下图所示。已知玻璃杯的质量为200g，底面积为40cm2 ， 高度为20cm（水的密度ρ水＝1×103kg/m3 ）求：
（1）将杯子开口向上竖直放入水中时（注：水未进入杯内），杯子受到的浮力。
（2）此时杯子浸入水中的深度（即为该浮力秤的零刻度位置）。
（3）此浮力秤一次能测量的最大质量是多少？
16.如图所示，已知重为10N的长方体木块静止在水面上，浸入在水中的体积占木块总体积的(g取10N/kg)。
(1)求木块所受到的浮力大小。
(2)若木块下表面所处的深度为0.2m，求木块下表面受到水的压强。
(3)若要将木块全部浸没水中，求至少需要施加多大的压力。
答案及解析
1.B
【解析】公式F=ρ液V排g，探究物体所受浮力与溶液的关系。
同一物质在两溶液中，由于浸入液体体积的不同，而木块的所受浮力相等，所以可以得知溶液的密度不同，浸入液体体积越大，说明溶液密度越小。同一物体悬浮和漂浮在液体中时处于平衡状态，因此有F甲═G，F乙═G，也就是F甲═F乙， 又根据F=ρ液gV排， V甲＞V乙， 所以ρ甲＜ρ乙。
2.C
【解析】
A.由图可知，鸡蛋在甲杯中漂浮，可得ρ甲＞ρ物；鸡蛋在乙杯中悬浮，可得ρ乙=ρ物，所以ρ甲＞ρ乙，故A错误。
B.由题可知，两液面相平，即h甲=h乙，且ρ甲＞ρ乙，根据p=ρgh可得容器底部所受液体压强：p甲＞p乙，故B错误。
C.由图可知，同一个鸡蛋在甲、乙两杯液体中分别处于悬浮和漂浮状态，物体漂浮或悬浮时，受到的浮力和自身的重力相等，所以同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等，都等于鸡蛋的重力，故C正确。
D.在甲杯液体中加入食盐溶化后，甲杯中液体密度变大，鸡蛋仍然漂浮，其所受浮力仍然等于其所受重力，根据F浮=ρ液gV排可知，排开液体的体积变小，所以鸡蛋会上浮一些，故D错误。
3.D
【解析】
AD．小球在甲中下沉，则浮力小于重力；小球在乙中漂浮，在丙中悬浮，则浮力等于重力，因此浮力的大小关系为 F乙=F丙>F甲
即甲的浮力最小，而乙和丙的浮力相等，故A错误，D正确。
BC．小球在甲中下沉，则 ρ甲<ρ
小球在乙中漂浮，则 ρ乙>ρ
小球在丙中悬浮，则 ρ丙=ρ
那么三者的密度关系 ρ乙>ρ丙>ρ甲
根据液体压强公式p=ρ液gh可知，容器底部受到液体压强 p乙>p丙>p甲
故B、C错误。
4.C
【解析】
A．根据浮沉条件可知，甲悬浮，则F浮甲=G甲；乙漂浮，则F浮乙=G乙， 因为甲、乙重力相等，可知F浮甲=F浮乙， 故A错误。
BD．物体甲在A中悬浮，则ρA=ρ物， 在B中漂浮，则ρB＞ρ物， 可知ρA＜ρB，故D错误；已知深度相同，且ρA＜ρB， 由p=ρ液gh可知，B液体对容器底的压强大，故B错误。
C．因为甲排开液体的体积大于乙排开液体的体积，而且甲是下宽上窄，则取出物体后，甲液面下降的更大。因为ρA＜ρB， 且A中液体的深度小于B中液体的深度，由p=ρ液gh可知，B液体对容器底的压强大，即B容器底受到液体的压强大于A容器底受到液体的压强，故D正确。
5.A
【解析】A.向海底下潜过程中，深度变大，根据公式p=ρ液gh可知，潜水员受到海水压强变大，故A正确；
B.海水中水平游动时，潜水员的深度不变，根据公式p=ρ液gh可知，受到海水的压强不变，故B错误；
C.对背心进行放气后，背心排开水的体积变小，根据F浮=ρ液gV排可知，潜水员受到海水的浮力变小，故C错误；
D.对背心进行充气后，背心排开水的体积变大，根据F浮=ρ液gV排可知，潜水员受到海水的浮力变大，故D错误。
6.B
【解析】（1）根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排判断两个物体受到浮力的大小关系；
（2）根据浮力产生的原因判断上下两个表面压力差的大小关系，然后根据结合两种状态下物体底面积的大小比较物体上下表面受到水的压强差。
【解答】（1）两个长方体的形状相同，即它们的体积相同；当它们浸没在中时，根据F浮=ρ液gV排可知，它们受到水的浮力相等。
（2）根据浮力产生的原因可知，浮力等于物体上下表面受到水的压力差，即两个物体上下两个表面的压力差△F相等。根据公式：可知，竖直放置和水平放置上下表面积不同，所以长方体物块上下表面受到水的压强差不相等。
故B正确，而A、C、D错误。
7.B
【解析】A.潜水器浸没在海水里下潜的过程中，深度不断增大，根据液体压强公式p=ρ液gh可知，受到海水压强逐渐增大，故A正确不合题意；
B.潜水器浸没在海水里下潜的过程中，它排开水的体积等于自身体积，即排开水的体积保持不变，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，它所受浮力逐渐减小，故B错误符合题意；
C.根据浮沉条件可知，潜水器抛掉配重上浮的过程中，所受浮力大于重力，故C正确不合题意；
D.根据二力平衡的条件可知，潜水器静止于海面上时，所受浮力等于重力，故D正确不合题意
8．D
（1）潜水艇是通过改变自身重来实现上浮或下沉的，根据模型中水的多少判断出潜水艇的运动情况；（2）正在下潜的潜艇，排开水的体积不变，根据F浮=ρ水V排g分析浮力的变化；（3）（4）根据F浮=ρ水V排g分析两种情况下浮力的关系；上浮潜艇在没露出水面前，排开水的体积不变，根据F浮=ρ水V排g分析浮力的变化；
解：A、潜水艇是通过改变水舱中的水的重力来改变自身重力的，要使潜水艇上浮，应使潜水艇所受的浮力大于潜水艇的重力，所以水舱中水较少时潜水艇上浮，故甲图为上浮时的情景，乙图为下潜时的情景，故A错误；B、根据F浮=ρ液gV排知，正在下潜的潜艇，排开水的体积不变，所受的浮力不变，故B错误；CD、根据阿基米德原理可知，潜水艇所受的浮力等于潜水艇排开水的重力，因甲、乙两种情景潜水艇排开水的重力相等，故所受的浮力相等；甲上浮，甲受到的浮力大于重力，乙下潜，乙受到的浮力小于重力，浮力相同，所以两个潜水艇的重力不同，故C错误，D正确。
9.D
【解析】浮力：浸在液体(或气体)里的物体受到液体(或气体)向上托的力；浮沉条件，指的是浸没在液体中的物体，受到两个力：竖直向下的重力和竖直向上的浮力，这两个力的大小决定了物体在液体中的运动状态；
A、铁箱在船上时，船的重力变大，所以船排开液体的体积增大；吃水线变深；故A错误；
B、第二次放铁箱时相当于铁箱丢弃，船的重力变小，所以排开液体的体积减小，故B错误；
C、当海水密度增大时，而浮力不变，船排开液体的体积减小，故吃水线向下移动；故C错误；
D、当地球引力减半时，g的大小减半，而船始终漂浮，重力等于浮力；mg= 液gv 排；m= 液v 排 ；与g无关；故D正确；
10．C
【解析】从图中可以看出，木棍在不同液体中，浸入的深度不同，但始终漂浮，所以浮力相等，都等于自身的重力，根据公式F浮=ρgV排通过比较排开液体的体积大小可以比较液体密度的大小。
解：（1）由图可知，木棍在甲、乙、丙中均漂浮，所以浮力都等于其自身的重力，同一根木棍的重力不变，所以F甲=F乙=F丙；（2）由图可以看出，甲中木棍排开液体的体积最小，丙中木棍排开液体的体积最大，根据公式F浮=ρgV排可知，甲液体的密度最大，丙液体的密度最小，即ρ甲＞ρ乙＞ρ丙。
11．1.8；上浮；减小
【解析】（1）知道牙膏的质量，利用公式G=mg计算牙膏受到的重力；（2）当牙膏浸没在水中时，此时排开水的体积就等于牙膏的体积，利用阿基米德原理计算此时牙膏受到的浮力；再与重力进行比较，重力大于浮力就下沉，重力等于浮力就悬浮，重力大于浮力就上浮；（3）根据p=ρgh比较静止后与浸没时杯底受到水的压强。
解：（1）m=140g=0.14kg，牙膏受到的重力：G=mg=0.14kg×10N/kg=1.4N；
当牙膏浸没在水中时，排开水的体积就等于牙膏的体积，即V排=V物=1.8×10-4m3，
∴此时牙膏受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×1.8×10-4m3=1.8N；
（2）∵G＜F浮，∴松手后牙膏会上浮；
（3）当牙膏静止时，漂浮，与浸没时相比，液面上升高度较小，由p=ρgh可知，杯底受到水的压强将减小。
12.8×103；1×108
【解析】（1）因为潜艇在海面航行时，处于漂浮状态，所以F浮=G艇=G排=m排g=8×106kg×10N/kg=8×107N，
根据F浮=ρ海水V排g可得，排开海水的体积：V排=8×103m3，
（2）向潜艇充入海水的重力G海水=m海水g=2×106kg×10N/kg=2×107N，向潜艇的水舱中充入2×106kg的海水后，潜艇悬浮在100m深的海水中，根据物体浮沉条件可知，浮力等于潜艇的总重力，即=G海水+G艇=2×107N+8×107N=1×108N。
13.（1）使密度计直立（竖直漂浮）在液体中
（2）越小；不变
（3）ρ水（L-h1）/（L-h2）
（4）20克
【解析】将水的密度作为已知条件，根据密度计的原理：漂浮时，浮力与重力相等，列出浮力表达式F浮=ρ液gV排 ， 通过公式变形可写出盐水的密度式。由已知盐和水的总体积不变，意思不考虑盐的体积，所以水的体积为400mL，可通过计算出水的质量，由盐水总质量减去水的质量得到盐的质量。
【解答】（1）铅丝的密度比较大，在液体中能够浸没，并且密度计重心偏低越稳定，使密度计能够竖直漂浮在液体中；（2）根据沉浮条件，密度计在液体中处于漂浮状态，浮力与重力相等，因此密度计在水中与盐水中所受的浮力相等，由公式：F浮=ρ液gV排 ， 当液体密度越大时，V排会越小。（3）在水中时：F浮=ρ水gV排1=ρ水gS(L-h1)；在盐水中时F浮=ρ盐水gV排2=ρ盐水gS(L-h2)，由水中和盐水中的浮力相等可得：ρ水gS(L-h1)= ρ盐水gS(L-h2)，得ρ盐水= ；（4）由公式m=ρVs可得，m盐水=1.05g/cm3×400cm3=420g，m水=1.0g/cm3×400cm3=400g，m盐=420g-400g=20g。
14.（1）吸管下端继续增加铜丝 （2）不变 （3）B （4）用更细的吸管
【解析】1、密度计下的玻璃泡中放入一定数量的铅丸可使密度计竖直立在液体中；
2、密度计工作时都处于漂浮状态，浮力等于重力，由于重力不变所以浮力都相同；
3、由阿基米德原理的变形公式，当浮力相同时通过比较液体密度的大小可得到V排的大小。当液体密度越大时，V排越小露出液体的部分就越多，所以刻度越往上表示密度越小。密度计上的h与液体密度是成反比关系的，所以密度计的刻度是不均匀的；
4、要使简易密度计上两条刻度线之间的距离大一些，也就是在改变相同体积的情况下高度更大，所以由公式V=Sh得出答案。
【解答】（1） 为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中，应在吸管的下端塞入一些铜丝作为配重，并用石蜡将吸管的下端封闭起来．若将它放入液体中后不能竖直漂浮，请提出改进做法 吸管下端继续增加铜丝 ；
（2）这根吸管制作的简易密度计，在不同的液体中处于漂浮状态，浮力等于吸管自身的重力，所以受到的浮力大小不变；
（3）密度计的刻度是不均匀的且密度计刻度是上小下大，所以B图密度计的刻度是合理的；
（4）根据公式h=V/S可知，在体积变化相同时，要使h变化越大，S要越小，所以可使用更细的吸管
15.（1）杯子漂浮在水面上时，
它受到的浮力F浮=G=mg=0.2kg×10n/kg=2N；
（2）此时杯子排开水的体积为：；
此时杯子浸入水中的深度为：；
（3）当浮力秤达到最大称量时，它受到的浮力为：；
那么称量的最大重力为：G最大=F浮-G=8N-2N=6N；
那么最大称量的质量为：。
【解析】（1）当杯子漂浮时，根据F浮=G=mg计算浮力；
（2）首先根据计算出杯子进入水中的体积，然后根据计算杯子浸入水中的深度；
（3）当水面高度达到20cm时，浮力秤的称量达到最大，根据F浮=G+G最大计算即可。
16.10N 2000Pa 2.5N
【解析】(1)因为木块漂浮在水面上，所以木块受到的浮力：F浮＝G木＝10N。
(2)木块下表面所处的深度为0.2m，则木块下表面受到水的压强：p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2000Pa。
(3)根据F浮＝ρ水gV排可得，排开液体的体积：V排＝＝＝1×10－3m3；因为V排＝V木，所以V木＝V排/＝1×10－3m3×＝1.25×10－3m3；木块全部浸没时受到水的浮力：F浮′＝ρ水gV木＝1×103kg/m3×10N/kg×1.25×10－3m3＝12.5N；木块浸没时，根据力的平衡条件有：F浮′＝G木＋F，则压力：F＝F浮′－G木＝12.5N－10N＝2.5N。