第10章 浮力 能力提优测试卷（含答案） 2024-2025学年人教版（2024）八年级物理下册

第10章 浮力 能力提优测试卷
时间:60分钟　　满分:100分
一、填空题(本题共7小题,每空2分,共32分)
1.如图所示,这是大家熟知的“曹冲称象”的画面,其中蕴含的主要物理研究方法是　　　　　　;曹冲是通过增大　　　　　　　　来增大可利用的浮力的。
2.如图所示,在甲、乙两个质量忽略不计的相同气球中分别充入A、B两种气体,充入气体后气球的体积相同,放飞气球时,甲气球上浮,乙气球悬浮,这是因为甲气球所受的浮力　　　　甲气球所受的重力,B气体的密度　　　　空气的密度。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
3.酒精的密度是0.8×103 kg/m3,将体积为0.01 m3的实心铝块放入装有足够多的酒精中,它受到的浮力方向为　　　　,大小为　　　　N;若将其放入密度为13.6×103 kg/m3的水银中,它受到的浮力为　　　　N。(g取10 N/kg,铝的密度为2.7×103 kg/m3)
4.如图所示,用弹簧测力计悬挂一个物体浸没在水中,若增大物体浸没在水中的深度(物体未接触容器底部),弹簧测力计的示数将　　　　;若将该物体浸没在煤油(ρ煤油<ρ水)中,物体所受的浮力将　　　　。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
5.如图,一重为0.5 N的鸡蛋沉在水底,向水中加入少许食盐并搅拌,鸡蛋仍沉在水底,此过程中鸡蛋受到的浮力　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”);继续加入食盐并搅拌,鸡蛋上浮,最终静止时鸡蛋排开盐水所受的重力　　　　(选填“>”“<”或“=”)0.5 N。
6.一个体积为4×10-4 m3,密度为0.5×103 kg/m3的物体,将其浸没在水中,它受到的浮力是　　　　N,松开手后,物体将　　　　(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),静止时物体所受的浮力为　　　　N。(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
7.一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,将圆柱体逐渐浸入水中。如图,这是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h的关系图像(忽略圆柱体下降引起的液面高度的变化),则圆柱体的高度为　　　　cm;圆柱体浸没在水中后,受到的浮力是　　　　N。
二、选择题(本题共7小题,每小题5分,共35分。每小题只有一个正确答案)
8.我国对“星辰大海”的探索一直在路上,下列成就证明了从古至今我们一直为此努力着。这些成就中,下列物体不受浮力作用的是 (　　)
9.如图所示,将苹果放在水中,苹果静止后漂浮在水面上。若将苹果露出水面的部分切掉,剩余部分重新放入水中,则剩余苹果将 (　　)
A.漂浮 B.悬浮 D.下沉 D.无法确定
10.我国跳水队有跳水“梦之队”的美称,跳水运动员在入水过程中所受的浮力是变化的,同学们画出了此过程中运动员所受的浮力F随运动员入水深度h变化的关系图像,如图所示。你认为正确的是 (　　)
11.如图所示,将苹果和梨子放入水中后,苹果漂浮,梨子沉底。若苹果的质量、体积及受到的浮力分别为m1、V1和F1,梨子的质量、体积及受到的浮力分别为m2、V2和F2,下列选项错误的是 (　　)
A.若F1=F2,则m1F2
C.若V1=V2,则F1V2,则F1>F2
12.如图所示,在甲、乙、丙三个相同的烧杯中,分别装有质量相同而密度不同的盐水,先后将同一鸡蛋分别浸入三杯盐水中,静止后的情景如图所示。下列判断正确的是 (　　)
A.三杯盐水的密度关系ρ甲<ρ乙<ρ丙
B.鸡蛋在三杯盐水中所受浮力的关系F甲>F乙=F丙
C.鸡蛋排开盐水质量的关系m甲D.放入鸡蛋前,三杯盐水对烧杯底部的压强关系p甲=p乙13.如图,这是某物理小组制作的潜水艇模型。用注射器向铝球内打气或抽气时,水可经进水、排水孔进出铝球。忽略进气、排气管的体积,下列说法正确的是 (　　)
A.要使漂浮的铝球逐渐没入水中,应向球内打气
B.铝球浸没后继续下沉的过程中受到的浮力变大
C.要使悬浮的铝球上浮,应向球外抽气
D.铝球能上浮或下沉是通过改变铝球内水量的多少实现的
14.如图所示,实心正方体木块(不吸水)漂浮在水面上,木块浸入水中的体积为6×10-4 m3,在其上表面放置一个重为4 N的铝块,静止后木块上表面刚好与水面相平,下列判断正确的是(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg)(　　)
A.未放置铝块前,木块受到的浮力是0.6 N
B.放置铝块后,木块排开水的体积是1×103 cm3
C.木块的密度是0.6 kg/m3
D.放置铝块前后,木块下表面受到水的压强不变
三、作图题(本题共2小题,每小题5分,共10分)
15.如图所示,将一颗鸡蛋按入盛有浓盐水的杯子底部,松手后鸡蛋上浮。请画出此时鸡蛋的受力示意图。
16.如图所示,一个小球在水面保持静止,请画出小球所受力的示意图。
四、实验探究题(本题共1小题,共15分)
17.小明利用弹簧测力计、烧杯、小桶、石块、细线等器材探究浮力的大小与排开的液体所受重力的关系。
(1)部分实验步骤如图所示,遗漏的实验步骤是　　　　　　　　　　;若将遗漏的步骤标注为D,最合理的实验顺序是　　　　　　　　　(用实验步骤对应的字母表示)。
(2)小明按正确的顺序进行实验并把数据记录在下表中。从表中数据可知,石块受到的浮力是
　　　N。小明根据实验数据,归纳出了实验结论并准备结束实验,同组的小丽认为实验还没有结束,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
实验步骤 A B C D
弹簧测力计的示数/N 1.6 1.8 0.5 0.3
(3)将该石块浸没在某液体中,弹簧测力计的示数为1.64 N,则该液体的密度是　　　　kg/m3。(ρ水=1×103 kg/m3)
五、计算题(本题共1小题,共8分)
18.“曹冲称象”是家喻户晓的故事,某兴趣小组受此启发,找来一个上端开口的空透明圆筒,底部用细线系一块质量适当的铁块,然后将其放置在水中静止,如图1所示,此时圆筒浸入水中的深度为5 cm,水面与圆筒A点相平。利用此装置标上刻度后放入水中,可以方便地测量出物体的质量。在圆筒内放上一个物体后,如图2所示,圆筒浸入水中的深度为10 cm,水面与圆筒B点相平。已知圆筒底面积为10 cm2,圆筒和铁块的总重为0.6 N,装置始终处于漂浮状态,圆筒始终竖直。(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)图1中圆筒和铁块排开水的总体积。
(2)图1中铁块所受的浮力。
(3)图2中圆筒底部受到水的压力。
(4)为方便测量,圆筒A点应标上　　　　kg刻度线。利用此装置测量时,圆筒B点的刻度线对应的质量应为多少
参考答案
一、填空题
1.等效替代法　船排开水的体积　解析:大象的质量特别大,无法直接测量,通过测量石头的质量得到大象的质量,采用的是等效替代法;曹冲是通过增大船排开水的体积的方法来增大可利用的浮力的。
2.大于　等于　解析:甲气球上浮,说明甲气球受到的浮力大于甲气球所受的重力;乙气球悬浮,说明乙气球所受的浮力等于乙气球所受的重力,B气体的密度等于空气的密度。
3.竖直向上　80　270　解析:由于ρ铝>ρ酒精,因此将实心铝块放入酒精中时,实心铝块会下沉,则V排=V=0.01 m3,铝块所受的浮力F浮=ρ酒精gV排=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m3=80 N,浮力方向为竖直向上;由于ρ水银>ρ铝,因此实心铝块在水银中处于漂浮状态,所受的浮力F浮'=G铝=ρ铝gV=2.7×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m3=270 N。
4.不变　变小　解析:物体浸没在水中,增大物体浸没在水中的深度,水的密度和排开水的体积一定时,物体所受的浮力与深度无关,物体所受的浮力大小不变,由F示=G-F浮可知,弹簧测力计的示数不变;由于煤油的密度小于水的密度,根据F浮=ρ液gV排可知,物体浸没在煤油中所受的浮力会变小。
5.变大　=　解析:鸡蛋沉在水底时,排开水的体积等于鸡蛋的体积,加盐后,盐水的密度增大,根据F浮=ρ液gV排可知,鸡蛋所受的浮力变大;继续加入食盐并搅拌,鸡蛋上浮,最终处于漂浮状态,漂浮时F浮=G=0.5 N,而物体所受的浮力等于物体排开的液体受到的重力,即鸡蛋排开的盐水受到的重力也是0.5 N。
6.4　上浮　2　解析:物体浸没在水中时,排开水的体积V排=V=4×10-4 m3,物体受到水的浮力F浮=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×4×10-4 m3=4 N;根据ρ=可得,物体的质量m=ρV=0.5×103 kg/m3×4×10-4 m3=0.2 kg,物体所受的重力G=mg=0.2 kg×10 N/kg=2 N,因为F浮>G,所以松手后物体会上浮,最终物体处于漂浮状态,物体静止时所受的浮力等于重力,即F浮'=G=2 N。
7.4　8　解析:根据图像可知,在忽略液面高度变化的情况下,圆柱体从开始浸入水中到刚浸没这一过程中,圆柱体下降的高度就是圆柱体的高度,则圆柱体的高度h=7 cm-3 cm=4 cm。由图可知,圆柱体未浸入水中时,测力计的示数等于圆柱体所受的重力,所以圆柱体所受的重力为12 N,圆柱体浸没在水中后,圆柱体受到的拉力F=4 N,故圆柱体浸没在水中后受到的浮力F浮=G-F=12 N-4 N=8 N。
二、选择题
8 9 10 11 12 13 14
B A A D A D B
8.B　解析:孔明灯之所以会上升,是因为孔明灯受到的浮力大于重力,故A选项不符合题意;太空中没有空气,故遨游的空间站不受浮力,故B选项符合题意;航行的航母能漂浮在海面上,是因为航母受到的浮力等于重力,故C选项不符合题意;下潜的载人潜水器浸没在水中,受到水的浮力,故D选项不符合题意。
9.A　解析:由题意可知,苹果处于漂浮状态,则ρ苹果<ρ水,苹果的密度分布比较均匀,若将苹果露出水面的部分切掉,剩余部分的密度仍小于水的密度,所以剩余苹果仍处于漂浮状态。
10.A　解析:运动员在入水的过程中,排开水的体积V排先变大后不变,由F浮=ρ水gV排可知,运动员受到的浮力先变大后不变。
11.D　解析:由图可知,苹果是漂浮的,梨子是沉底的,根据物体的浮沉条件可知,F1=G1=m1g,F2F2,B选项正确;由于苹果漂浮,梨子沉底,因此V排1V2,则V排1与V排2的大小不能比较,所以F1不一定大于F2,D选项错误。
12.A　解析:由图可知,鸡蛋在甲杯中沉底,在乙杯中悬浮,在丙杯中漂浮,根据浮沉条件可知,F甲ρ物,物体悬浮时ρ液=ρ物,因此在甲、乙、丙三个烧杯中,盐水的密度关系是ρ甲<ρ乙<ρ丙,故A选项正确;由于F甲方法技巧　
13.D　解析:要使铝球逐渐没入水中,则应使铝球所受的重力大于浮力,而向铝球内打气时,球内的气压增大,球内的水在气压的作用下从孔排出,铝球所受的重力减小,球会上浮一些,仍处于漂浮状态,铝球所受的浮力仍等于重力,故A选项错误;铝球浸没后继续下沉的过程中,铝球排开水的体积不变,水的密度不变,根据F浮=ρ液gV排可知,铝球受到的浮力不变,故B选项错误;铝球悬浮时,铝球所受的浮力与自身所受的重力大小相等,向球外抽气时,球内气压减小,水从孔进入铝球内,铝球所受的重力增大,故铝球将下沉,故C选项错误;铝球通过进水或排水来改变自身所受的重力,从而实现在水中上浮或下沉,故D选项正确。
14.B　解析:因为木块是漂浮的,所以G=F浮=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×6×10-4 m3=6 N,故A选项错误;放置铝块后,木块上表面刚好与水面相平,因此铝块和木块整体是漂浮的,所受的浮力F浮'=G+G铝=6 N+4 N=10 N,此时木块排开水的体积V=V排===1×10-3 m3=1×103 cm3,故B选项正确;由G=mg可得,m木===0.6 kg,木块的密度ρ木===0.6×103 kg/m3,故C选项错误;放置铝块后,木块排开水的体积增大,木块浸入水中的深度增加,根据p=ρgh可知,木块下表面受到水的压强变大,故D选项错误。
三、作图题
15.如图所示。
16.如图所示。
四、实验探究题
17.(1)测量空桶所受的重力　DBAC
(2)0.2　通过一组数据得出的结论具有片面性(或偶然性)
(3)0.8×103
五、计算题
18.解:(1)图1中圆筒和铁块处于漂浮状态,受到的总浮力等于总重力,即F浮=G=0.6 N,它们排开水的总体积V排===6×10-5 m3。 (1分)
(2)圆筒受到的浮力F浮圆筒=ρ水gV排圆筒=ρ水gShA=1×103 kg/m3×10 N/kg×10×10-4 m2×0.05 m=0.5 N,铁块所受的浮力F浮铁=F浮-F浮圆筒=0.6 N-0.5 N=0.1 N。 (2分)
(3)图2中圆筒底部受到水的压强p=ρ水ghB=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1 000 Pa,受到水的压力F=pS=1 000 Pa×10×10-4 m2=1 N。 (2分)
(4)0　(1分)
图2中圆筒受到浮力的增加量ΔF浮圆筒=ρ水gΔV排圆筒=ρ水gS(hB-hA)=1×103 kg/m3×10 N/kg×10×10-4 m2×(0.1 m-0.05 m)=0.5 N,由浮沉条件可知,圆筒受到的浮力的增加量等于圆筒内增加物体所受的重力,所以利用此装置测量时,圆筒B点的刻度线对应的质量m===0.05 kg。 (2分)