第十章 浮力 单元练习-2024-2025学年人教版物理八年级下册
一、单选题
1.如图中的各种情景的分析,下列说法正确的是( )
A.甲图:水坝筑成下宽上窄的形状,因为水对水坝的压强随深度增加而减小
B.乙图:人推木箱但没有推动,是因为人推木箱的力小于木箱受到的摩擦力
C.丙图:装满水的水壶放在桌面上,壶嘴和壶身中的液面不在同一高度
D.丁图:金鱼吐出的气泡正在水中上升时,受到水的浮力会逐渐变大
2.已知河水的密度小于海水的密度,当一艘轮船从河里驶向大海时,下列说法中正确的是( )
A.轮船受到的重力变大 B.轮船排开水的体积变小
C.轮船将下沉 D.轮船受到的浮力变小
3.质量相等,体积不等的甲、乙两个实心正方体物块在水中静止时的情景如下图所示,下列说法正确的是( )
A.甲受到的浮力小于乙受到的浮力
B.甲的密度小于乙的密度
C.甲的下表面受到水的压力比乙的大
D.甲的下表面受到水的压力与乙的相等
4.香香同学将一些石块放入剪开口的矿泉水瓶内,放入一装水盆中,它们漂浮在水面上,如图,现把瓶中的部分石块取出一半放入盆中的水里,则( )
A.盆中的水面会上升 B.盆中的水面高度不变
C.盆中的水面会下降 D.盆对地面的压强变大
5.在水平桌面上,有两个相同的圆柱形容器,内盛密度不同的盐水,将同一鸡蛋两次分别放入其中,鸡蛋静止时如图所示,鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力分别为F甲和F乙,盐水的密度分别为ρ甲 和ρ乙 ,则 ( )
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
6.小明在一根均匀木杆的一端缠上少许铜丝,使得木杆放在液体中能竖直漂浮,从而制成一支简易密度计。小明将它分别放入甲、乙两种不同液体中,静止后如图所示。若两种液体的密度分别为 ρ甲、ρ乙,静止时密度计所受的浮力分别为F甲、F乙,则( )
A.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙 B.ρ甲>ρ乙,F甲>F乙
C.ρ甲<ρ乙,F甲7.如图所示,底面积为300cm2的轻质薄壁圆柱形容器A(足够高)放在水平桌面上,A容器中装有500cm3的水,A内放有同样装有水的薄壁圆柱形容器B(未与A紧密贴合)。B容器的重力为4N,底面积为200cm2,B容器内水的深度为15cm,若将B容器内的水抽出倒入A容器中,直至B容器中的水全部抽完。下列说法正确的是( )
A.水未抽出时,B容器所受的浮力大小为15N
B.当抽水质量为900g时,B容器恰好漂浮
C.整个过程中,A容器底部所受水的压强一直增大直至为1500Pa
D.当抽水质量为2000g且B容器最终静止时,B向上移动的距离为6cm
8.将一物体轻轻放入盛满水的溢水杯中,当其静止后有的体积露出水面,同时有72g水溢出;再将其捞出擦干后轻轻放入盛满酒精的溢水杯中,当其静止后有64g酒精溢出。已知ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3,g取10N/kg,则下列说法正确的是( )
①该物体的质量是72g ②该物体的体积是64cm3
③该物体的密度是0.85×103kg/m3 ④该物体在酒精中所受的浮力是0.64N
A.只有①④ B.只有②③ C.只有③④ D.只有①②
二、填空题
9. 小明自制了一个简易实用的“救生圈”,用一个三通塑料管将3个大号空塑料瓶固定,如图所示。已知每个空塑料瓶的体积是2 L,则此“救生圈”全部浸没在水中时所受浮力为 N(忽略三通管和绳子的体积,g取10 N/kg),扔到水中救人时,人和“救生圈”漂浮在水面上所受的总浮力 (填“大于”“等于”或“小于”)总重力
10.我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,其中三峡船闸是世界上最大的船闸,它是利用 原理工作的。潜水艇能潜入水下航行,进行侦察和袭击,是一种很重要的军用舰艇,它是靠改变 来实现浮沉的。
11.2023年2月3日,中国某民用飞艇由于不可控因素飘到美国上空,被美国炒作为“间谍气球”,原来这是一个用于气象等科研的飞艇,在西风带影响下,偏离了预定轨道,随着气流飘到了美国,应该是“纯属意外”。充满氦气的气象探测气球携带探空仪(体积不计),在高空测量时,当气球随季风某短时间水平匀速运动时,此时浮力 重力(选填“大于”“等于”或“小于”),工作完毕后释放部分氦气,气球体积缩小,所受浮力随之 (选填“变大”“变小”或“不变”),气球下落,此时排开空气的体积约为2×105m3,则此时受到的浮力为 N。(ρ空气=l.3kg/m3)
12.“我劳动,我快乐!”如图所示,小贵同学在家洗碗,将沉在洗碗池的碗洗干净后放在水面漂浮,洗碗池里的水量不发生变化。若碗沉底时,碗受到的浮力为F1,水对池底的压强为p1,碗漂浮时,碗受到的浮力为F2,水对池底的压强为p2,则F1 F2;p1 p2。(均选填“>”“<”或“=”)
13.用手将一重为6N的物体全部压入水中,物体排开水的水重为5N,此时物体受到的浮力为 N;放手后物体将 (选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”),待物体静止时所受的浮力是 N。
14.两个相同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种不同液体,液体对容器底部的压强分别为、。现将两个完全相同的小球分别浸入这两种液体中,小球在如图所示位置静止,此时两液面刚好齐平,液体对容器底部压力的变化量分别为、,则: ; (两空均选填“>”、“<”或“=”)。
15.如图所示,水平面上的甲、乙两个容器完全相同,分别盛有密度为ρ1、ρ2两种不同的液体,把质量相等,体积不同的A、B两个实心小球放入甲容器中,两球沉底,A球受到的浮力为F1,液体对甲容器底部的压强为p1,甲容器对桌面的压强为p1'。将A、B两个实心小球放入乙容器中,A漂浮,B沉底,A球受到的浮力为F2,液体对乙容器底部的压强为p2,乙容器对桌面的压强为p2'。两容器中液面相平,可以判断:F1 F2,p1 p2,p1' p2'。(均选填“ ”“=”或“ ”)
16.如图甲所示,弹簧测力计示数为5 N,如图乙所示,小球一半浸在水中,测力计示数为2 N,则小球受到的浮力为 N,小球的体积为 cm3。
三、实验探究题
17.小丽和小红在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验时,操作如下:
(1)图甲是小丽把一个饮料罐慢慢按入水中,感觉所需用力越来越大,由此猜想“浮力的大小可能与排开水的体积有关” (填写字母序号)两图可以验证她的猜想是否正确;
(2)根据图乙所示,实验步骤B中的物体受到的浮力为 ;
(3)通过观察A、C、D图的实验数据,可知物体浸没后,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”);
(4)通过观察A、B、E图,得出了“浮力的大小与液体密度有关”的结论,你认为这样得出结论是否合理: (选填“是”或“否”),请你说出理由 ;
(5)在图乙所示的E 图中,物体排开盐水的重力是 N。
18.学习了“认识浮力”后,爱动脑筋的小聪提出了问题:浸在液体中的物体受到浮力的大小与哪些因素有关呢?经过思考,他设计并进行了如图所示的探究实验。
(1)物体浸没在水中时受到的浮力是 N,方向是 ;
(2)比较A、B、C三幅图,小聪感觉浮力的大小有时与深度有关,有时又与深度无关对此正确的解释是浮力的大小与 有关;
(3)比较B、D两图可知,浮力的大小跟 有关;
(4)物体的体积V= m3;
(5)小聪利用实验中数据算出了盐水的密度为 kg/m3;
(6)完成探究后,小聪同学不想利用弹簧测力计,而用量筒、木块和适量的水,测量金属块的密度。如图,是他测量过程的示意图。
①在量筒中倒入体积为V0的水;
②将一木块放入盛有一定量水的量筒内,测得量筒示数为V1;
③将金属块放在木块上,使其漂浮在量筒中测得量筒示数为V2;
④然后通过细线将金属块放入量筒内,此时量筒示数为V3;则金属块密度ρ= 。
四、计算题
19.如图所示,一个圆柱形容器中装有一定量的水,一个质量为0.9 kg的石块挂在弹簧测力计上并浸没水中,石块静止时弹簧测力计的示数为4N。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3),求:
(1)石块在水中受到的浮力;
(2)石块排开水的体积。
20.质量为0.2kg、底面积为0.01、容积为的薄壁容器内装入0.1m深的某液体后,刚好装满,此时容器对桌面的压力为11.76N。
(1)求该液体的质量。
(2)求该液体对容器底部的压强。
(3)若在容器内再放入质量为1.2kg、体积为的实心物块,且物块浸没。求物块静止后容器对桌面压强的增加量。
答案解析部分
1.D
2.B
A.从河里驶向大海时,船的质量不变,故重力不变,A不符合题意;
D.当一艘轮船从河里驶向大海时,轮船始终漂浮,故浮力等于重力,故从河里驶向大海时,重力不变,故浮力不变,D不符合题意;
B.由D选项可知,浮力不变,故根据 可知,从从河里驶向大海时,液体的密度变大,故排开水的体积变小,B符合题意;
C.由B选项可知,排开水的体积变小,则轮船要上浮,C不符合题意。
故答案为:B。
漂浮物体的浮力等于物体的重力;浮力一定时,液体密度越大, 排开液体的体积减小。
3.C
A.因为甲悬浮,所以F浮甲=G甲,因为乙漂浮,所以F浮乙=G乙,又因为甲乙质量相等,根据G=mg可知,甲乙重力相等,所以F浮甲=F浮乙,故A错误。
B.因为甲悬浮,所以甲=水,因为乙漂浮,所以乙<水,所以甲>乙,故B错误。
C.根据浮力产生原因是上下表面压力差,所以F浮甲=F甲向上-F甲向下,F浮乙=F乙向上,由A可知浮力相等,所以F甲向上-F甲向下=F乙向上,所以F甲向上>F乙向上,故C正确。
D.根据C选项可知,故D错误。
故答案为:C
根据漂浮和悬浮状态判断受到的浮力大小,根据漂浮和悬浮状态判断物体密度和液体密度的关系,根据浮力产生原因是上下表面压力差来分析比较物体下表面受到压力的大小关系。
4.C
5.B
6.D
同一密度计在不同液体中,是漂浮状态,根据二力平衡,浮力等于密度计的重力,密度计在甲乙液体中受到的浮力相等,F甲=F乙;根据F浮=ρ液gV排,在甲液体中排开液体的体积大,液体密度小,ρ甲<ρ乙,D符合题意。
故答案为:D.
漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力;当浮力相同时,排开液体的体积越大, 液体密度越小。
7.D
8.A
9.60;等于
根据总体积,计算全部浸没在水中时所受浮力为F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3×3=60N,在水中救人时,人和“救生圈”漂浮在水面上,根据二力平衡,受的总浮力等于总重力 。
根据F浮=ρ液gV排,计算浮力的大小;漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力。
10.连通器;自身重力
11.等于;变小;2.6×106
充满氦气的气象探测气球携带探空仪,当气球水平匀速运动时,受到平衡力的作用,此时竖直方向的浮力等于重力;工作完毕后释放部分氦气,气球体积缩小,根据F浮=ρ气gV排,所受浮力随之变小,气球下落,此时排开空气的体积约为2×105m3,则此时受到的浮力为F浮=ρ气gV排=1.3kg/m3×10N/kg×2×105m3=2.6×106N。
物体匀速直线运动时,受到平衡力的作用,二力平衡时,力的大小相等;气体密度一定时,排开气体的体积变小,受到的浮力变小;根据气体密度和排开气体的体积,计算浮力大小。
12.<;<
若碗的重力为G,沉底时,碗受到的浮力为F1<G,碗漂浮时,碗受到的浮力为F2=G,故F1<F2。
根据阿基米德原理可知,已知F1<F2,故碗沉底排开水的体积小于碗漂浮时排开水的体积,则碗沉底水的深度小于碗漂浮时水的深度,根据p=ρ水gh可知p1<p2。
漂浮的物体受到的浮力等于重力;沉底的物体受到的浮力小于物体的重力;根据液体密度和深度,可以计算液体压强的大小。
13.5;下沉;5
根据阿基米德原理可得,物体受到的浮力
此时物体受到的浮力为5N。
因为物体自身重力为6N,受到的浮力为5N,所以
故放手后物体将下沉。
由题意可知原来物体浸没在水中,放手后物体仍然浸没在水中,其排开水的体积不变,由
可知,待物体静止时,物体所受的浮力仍然为5N。
根据阿基米德原理求出物体所受的浮力;根据浮沉条件判断物体的浮沉情况,判断物体排开水的体积变化,再进一步判断变化后的浮力。
14.>;=
15.<;<;<
16.3;600
17.B、C;1N;无关;否;没有控制物体排开液体的体积相等;3.6
18.(1)1;竖直向上
(2)排开水的体积(或V排)
(3)液体的密度(或ρ液)
(4)1×10-4
(5)1.1×103
(6)
(1)由图可知,弹簧测力计拉着物体在空气中时,示数即物体的重力为2.8N,由图BC可知,物体浸没在水中时弹簧测力计示数是1.8N,根据称重法可知物体浸没在水中时受到的浮力
方向向竖直向上。
(2)比较A、B、C三幅图,虽然物体未完全浸入时,浸入深度不同,弹簧测力计示数不同,但当物体完全浸入后,无论深度如何变化,弹簧测力计示数不变。所以可知浮力的大小有时与深度无关。准确地说是因为当物体排开水的体积(或V排)不同时,弹簧测力计的示数不同,则物体受到的浮力不同。所以浮力的大小与排开水的体积(或V排)有关。
(3)比较B、D两图可知,弹簧测力计拉着物体浸没在水和盐水中,排开液体的体积相同,而弹簧测力计的示数不同。可知当物体排开液体的体积相同时,浮力的大小与液体的密度(或ρ液)有关。
(4)由(1)[1]已知物体浸没在水中时受到的浮力是1N,浸没在水中,物体的体积与排开水的体积相同,根据 可得物体的体积
(5)由第一幅图和D图根据称重法可得到物体浸没在盐水中时受到的浮力,即
物体浸没在盐水中,物体的体积与排开盐水的体积相同,根据 可得盐水的密度
(6)由步骤②④可知量筒中水增加的体积等于金属块的体积,则金属块的体积
由步骤②③可知,排开水的体积增加量为
则排开水的质量增加量
步骤②③中,木块在水中漂浮,木块上放了金属块还是漂浮在水中,根据浮沉条件以及阿基米德原理可知
由 可知
步骤③中,漂浮物上多了金属块,则金属块的质量
则金属块的密度
(1)探究浸入液体中的物体受浮力的大小的影响因素,考查控制变量法(物体受到的浮力的大小与液体的密度和排开的液体体积有关)、称重法测浮力、阿基米德原理的运用。
(2)根据木块漂浮,其重力等于浮力等于排开水的重力,可知金属块的质量等于其排开水的质量;根据图得出金属块的体积,由密度公式表示出金属块的密度。
19.(1)解:G=mg=0.9 kg×10 N/kg=9 N
F浮=G-F示=9 N-4 N=5 N
(2)解:V排= =5×10-4m3
(1)根据公式 G=mg 及 F浮=G-F示 ,可求出浮力;
(2)根据公式,可求出排开水的体积。
20.(1)1kg
(2)784Pa
(3)392Pa