北师大版八年级下册物理跟踪训练 8.6物体的浮沉条件
一、单选题
1.把甲、乙两个体积相等的物体放入水中,它们静止时的情况如图所示,下列说法中正确的是(?? )
A.?甲物体受到的浮力等于乙物体受到的浮力???????????B.?甲物体受到的浮力大于乙物体受到的浮力C.?甲物体受到的浮力小于乙物体受到的浮力???????????D.?无法判断谁受到的浮力大
2.将木棒的一端缠绕一些铜丝,能使木棒竖直浮在液体中,这就制成了一个很有用的简易密度计。将它分别放到盛有不同液体的杯中,静止时的情景如图所示。对于这个简易密度计所运用的知识,下列说法中正确的是(??? )
A.?它在甲液体中所受的重力大于浮力??????????????????????B.?可以用它直接测出液体密度值C.?用它可以判断出乙液体的密度小?????????????????????????D.?它在两种不同液体中所受浮力相等
3.小明在“造船比赛”中用三块大小相同的橡皮泥做成小船,把它们放在盛有水的水槽中,然后往小船内放入不同质量的物体,它们均能漂浮在水面上,如图所示.针对此现象,下列说法正确的是( ??)
A.?三只小船受到的浮力相等????????????????????????????????????B.?三只小船底面受到的压强相等C.?小船所装物体越重,受到的浮力越大??????????????????D.?小船所装物体越轻,受到的浮力越大
4.2017年4月26日,我国首艘国产航母001A型航母成功下水,标志着我国自主设计建造航空母舰取得重大阶段性成果,可以搭载40﹣45架歼型舰载机.下列说法正确的是(?? )
A.?当舰载机静止在航母上时,航母受到的浮力与它们的总重力大小相等B.?当舰载机飞离航母时,航母将上浮,航母受到的浮力将变大C.?当舰载机降落在航母上时,航母将下沉,航母受到的浮力将变小D.?不论舰载机静止在航母上,还是离开航母,航母受到的浮力大小都不变
5.下列说法不正确的是(?? )
A.?水中的木块受到浮力所以上浮,水中的铁块没有受浮力所以下沉B.?从井中提水,觉得水桶浸在水里比离开水面后轻,是因为水桶在水中受到浮力C.?物体挂在弹簧测力计下,将物体浸在水中,弹簧测力计示数是5N,那么这个物体受到的重力一定大于5ND.?氢气球脱手后能飞上天空是因为它受到空气的浮力
6.2010年8月17日,美韩“乙支自由卫士”演习第三天,据说,为防患于未然,中国094级战略潜水艇从长江某基地赴黄海执行任务,在此过程中(?? )
A.?潜水艇在海水中潜行时所受的浮力大于在江水中潜行时所受的浮力B.?潜水艇在海水中潜行时所受的浮力等于在江水中潜行时所受的浮力C.?潜水艇在海水中潜行时所受的重力小于在江水中潜行时所受的重力D.?潜水艇在海水中潜行时所受的重力等于在江水中潜行时所受的重力
7.4月12日海上阅兵结束后,习近平主席察看了辽宁号航空母舰上歼﹣15飞机的起飞训练情况如图所示,当歼﹣15飞机从航空母舰的甲板上起飞后,航空母舰所受的浮力将(?? )
A.变小B.不变C.变大D.无法判断
8.把质量相同的铜块和木块分别浸没入水中,则它们所受浮力( )
A.?铜块的大 ?????????????????????????B.?木块的大 ?????????????????????????C.?一样大 ?????????????????????????D.?无法判断
9.我国的航母正按计划进行各项科研试验和训练,如图所示是中国航母“瓦良格”号训练时的图片,当飞机飞回航母后( )(注:航母的总重增加了)
??
A.?航母将沉下一些,所受浮力增大 ?????????????????????B.?航母将浮起一些,所受浮力减小
C.?航母将沉下一些,所受浮力减小 ?????????????????????D.?航母始终漂浮,所受浮力不变
10.将原来能悬浮在盐水中的塑料块取出后分割成大小不等的两块,再投入盐水中后(?? )
A.?大块下沉,小块上浮???????????????????????????????????????????B.?大块上浮,小块下沉C.?两块仍然悬浮于盐水中???????????????????????????????????????D.?两块都将上浮或下沉
二、填空题
11. 我国“歼﹣15”舰载机在“辽宁舰”上成功起降,“辽宁舰”已成为真正意义上的航母.舰载机着舰后“辽宁舰”所受浮力将________,(选填“变大”、“变小”或“不变”);当舰载机停在航母水平甲板上时,其重力与________力属于平衡力.
12.将一物块挂在弹簧测力计下示数为1.6N,将物块 体积浸入某液体时,弹簧测力计示数为1.2N.若将物块从弹簧测力计的挂钩取下放入液体中,物块静止时处于________(选填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”).
13.一冰块漂浮在水面上,用V表示冰块露出水面的体积,△V表示冰块露出水面体积的减小量.若相同时间内冰熔化的量相等,则下列V和△V随时间t变化的关系图线中,可能正确的是________、________.
三、解答题
14.如图所示,用同一支密度计分别测量甲、乙两种液体密度时,密度计竖直静止在液体中的位置如图所示.试证明:甲、乙两种液体密度的关系是ρ甲<ρ乙 .
四、实验探究题
15. 小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计.
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口.塞入金属丝的目的是使吸管能________在液体中.
(2)将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图(b)所示,浸入的长度为h.用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液________ρ水(=/>/<),h与ρ水、ρ液 , 及H的关系式是h=________.
(3)小明根据图(a)在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3 , 下同),再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出).结果发现,1.1刻线是在1.0刻线的________(上/下)方,相邻刻线的间距________(均匀/不均匀).
(4)为检验刻度误差,小明取来食油,先用天平和量筒测量其密度,然后再用这个密度计测量.但操作时却出现如图(c)所示的情形,这让他很扫兴.难道实验就此终止了吗,根据经验或思考,在不更换食油的情况下,你认为可以进行怎样的尝试:________.
五、综合题
16.阅读以下材料,回答相关问题.
我国国产第一艘航母
2017年4月26日,我国第一艘国产航母正式出坞下水.一瓶香槟酒摔碎舰艏,两舷喷射绚丽彩带,周边船舶一起鸣响汽笛,按照国际惯例举行“掷瓶礼”之后,国产航母缓缓移出船坞,停靠码头.这历史性的一刻,被定格为永恒的民族记忆,彰显着中国国家整体力量的提升.阳光下国歌声雄壮嘹亮,舰舷上五星红旗迎风招展.如果说现代文明由海洋文明开启,那么航母则是现代海军的标配,是一个民族海洋力量的象征.正因此,建设国产航母,不仅是捍卫国家利益、维护海洋权益、开发海洋文明的重要举措,更是中华民族几代人念兹在兹的百年梦想,是强军梦、强国梦的重要组成部分,寄托着中国人的民族情感.下水现场,不少人慕名而来、驻足观看;网络上,网友点赞“展示了中国速度、中国力量、中国智慧”;电视节目中,有嘉宾谈到海军发展历程喜极而泣…这个土生土长的“国之重器”,激荡着亿万人民内心深处的民族自信和爱国情怀.我们可以自豪地说:“我们已经拥有了两艘航母!”
图1是我国的“辽宁号”航母训练时的场景,图2是我国国产的第一艘航母建成下水的场景,下面是这两艘航母的一些相关参数:
“辽宁号”舰长304.5米,吃水线长270米,舷宽75米,吃水线宽:38米,吃水10.5米.标准排水量55000吨,满载排水量68000吨,最大航速32节.国产第一艘航母(暂时没有相关确切数据,大致搜集而成):舰长325米,甲板宽76.8米,吃水11米,标准排水量65000吨,满载排水量86000吨.
(1)2017年4月26日,这个日子是每一个中国人值得骄傲和自豪的,原因是________
(2)我国的海军力量逐步壮大,航母从无到有,从有到多,体现了我国________
(3)请你估算出我国国产航母的标准排水量,并写出合理的估算方法.
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 C
【解析】【解答】由图知,两个球排开水的体积:v甲<v乙 , 因为F浮=ρ水v排g,所以,两个球受到的浮力:F甲<F乙.
故答案为:C.
【分析】由题知,两个小球的体积相同,根据图示得出两个小球排开水的体积的大小关系,根据阿基米德原理得出受到的浮力的大小关系.
2.【答案】 D
【解析】【解答】由图知道,密度计在不同液体中,浸入的深度不同,但始终漂浮,所以浮力都等于自身的重力,A不符合题意,D符合题意;但排开液体的体积不同,故由F浮=ρ液gV排可以比较两种液体密度的大小,即V排大的液体密度小,所以甲液体的密度小、乙液体的密度大,但由于简易密度计上没有标出刻度值,所以不能直接读出液体密度的大小,BC不符合题意.
故答案为:D。
【分析】漂浮的物体受到的浮力和物体的重力相等.
3.【答案】 C
【解析】【解答】解:ACD、三只小船放入物体前后始终漂浮,浮力始终等于各自的重力,放入的物体越重,自身的重力越大,所受的浮力也就越大;放入的物体越轻,自身的重力越小,所受的浮力也就越小,所以放入不同质量的物体后三只小船受到的浮力不同,AD不符合题意、C符合题意;
B、由于小船受到的浮力不同,而小船底面所处的深度未知,所以底面受到的压强不一定相等,B不符合题意.
故答案为:C.【分析】当物体漂浮时,浮力和物体的重力相等,质量大的重力大,所受浮力就大.
4.【答案】A
【解析】【解答】解:A、当舰载机静止在航母上时,处于平衡状态,故航母受到的浮力与它们的总重力大小相等,故A正确;
B、当舰载机飞离航母时,航母将上浮,航母受到的浮力仍等于总重力,由于总重力减小,所以浮力减小,故B错误;
C、当舰载机降落在航母上时,航母将下沉,因为仍是漂浮,航母受到的浮力仍等于总重力,由于总重力变大,所以浮力变大,故C错误;
D、由BC知,D错误.
故选A.
【分析】漂浮的物体,浮力等于重力.浮力是否变化决定于重力如何变化.
5.【答案】A
【解析】【解答】解:A、铁块在水中下沉,是因为铁块受到的浮力小于重力,水中的木块上浮是因为木块浸没时受到浮力大于重力,故A错误;
B、从井中提水,水桶在水中受到浮力作用,所以提水桶时,水桶浸在水里比离开水面后轻,故B正确;
C、物体挂在弹簧测力计下,将物体浸在水中,物体受竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力作用,由于受力平衡,则G=F浮+F,所以G>F=5N,故C正确;
D、由于氢气球受到空气的浮力大于重力,脱手后能飞上天空,故D正确.
故选A.
【分析】浸在液体(或空气)中的物体,受到液体(或空气)的浮力;所受的浮力大小等于它排开的液体(或空气)受到的重力,浮力的大小与液体(或空气)的密度和排开液体(或空气)的体积有关,而与所在的深度无关.
6.【答案】A
【解析】【解答】解:潜水艇在江水中和海水中都处于悬浮状态,其排水体积不变,由公式F浮=ρ液gV排可知,海水的密度大,所以在海水中所受的浮力大.
因为悬浮浮力等于重力,故在海水中所受的重力大于江水中的重力,故BCD错误,A正确.
故选A.
【分析】潜水艇从长江赴黄海时,潜水艇在水中处于悬浮状态,其排水体积不变,根据海水和江水密度的不同可做出判断.
7.【答案】 A
【解析】【解答】根据物体漂浮条件可知,物体漂浮,浮力等于重力,当歼﹣15飞机从航空母舰的甲板上起飞后,航空母舰重力变小,所以,所受的浮力将变小。
故答案为:A。
【分析】物体漂浮,浮力等于重力.
8.【答案】B
【解析】【解答】解:铜的密度大于木的密度,而二者的质量一样,所以由密度的计算公式可知v铜<v木;又因为二者浸没在水中所以v铜排<v木排 , 根据阿基米德原理F浮力=ρ水gv排得F铜浮<F木浮
故选B.
【分析】由于铜块和木块的密度不一样,利用密度公式可比较二者体积的大小,又因为都是完全浸没,而根据阿基米德原理可判断所受浮力的大小.
9.【答案】A
【解析】【解答】解:
(1)航母原来漂浮在水面上,浮力等于重力;飞机飞回航母后,航母总重增大,但仍然漂浮,所以浮力相应增大;
(2)因为航母受到的浮力增大,在水的密度一定时,由公式V排=知,航母排开水的体积增大,也就是要沉下一些.
故选A.
【分析】(1)漂浮的物体,浮力等于重力.浮力是否变化决定于重力如何变化;
(2)而物体排开液体体积的变化(上浮还是下沉),用公式V排=分析.
10.【答案】 C
【解析】【解答】解:塑料块原来能悬浮在盐水中,说明塑料块的密度与盐水的密度相等;当分割成大小不等的两块后,不论体积大小,它们的密度大小不变,当再把它们投入到盐水中,它们的密度仍然等于盐水的密度,所以它们仍然处于悬浮状态.
故选C.
【分析】当物体的密度大于液体的密度时,物体下沉;当物体的密度小于液体的密度时,物体上浮;当物体的密度等于液体的密度时,物体处于悬浮状态.据此分析判断.
二、填空题
11.【答案】 变大 ;支持
【解析】【解答】解:(1)由于漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力.舰载机着舰后,航母重力变大,所受的浮力将变大.(2)舰载机停在航母甲板上,受到重力和支持力的作用,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,属于一对平衡力.
故答案为:变大;支持.
【分析】(1)漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力.(2)静止或做匀速直线运动的物体处于平衡状态,受到的力为平衡力;平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上.
12.【答案】悬浮
【解析】【解答】解:(1)物体体积的 浸入水中静止,物体受到的浮力:
F浮=G﹣F示=1.6N﹣1.2N=0.4N,
F浮=ρ水V排g
V=V排= = =4×10﹣5m3 ,
解得物体的体积:
V=4×4×10﹣5m3=1.6×10﹣4(2)当物体全部浸入水中,受到的浮力:
F浮′=ρ水v排′g=1×103kg/m3×1.6×10﹣4m3×10N/kg=1.6N,
因为全部浸没且浮力等于重力,所以物体悬浮.
故答案为:悬浮.
【分析】(1)物体体积的 浸入水中静止,物体所受浮力等于物体在空气中的重力减去在水中弹簧测力计的示数(称重法测浮力);利用阿基米德原理F浮=ρ水gV排求出物体排开水的体积(物体的体积);(2)求出了物体的体积,利用阿基米德原理F浮=ρ水gV排求出当物体全部浸入水中受到水的浮力,再与重力比较得出浮沉情况.
13.【答案】 A;D
【解析】【解答】解:设相同时间内冰溶化的量为V′,则V冰=V0﹣V′t,(1)冰块漂浮在水面上,则F浮=G,即ρ水gV排=ρ冰gV冰;所以,V排= V冰;则冰块露出水面的体积V=V冰﹣V排=V冰﹣ V冰= V冰 , 所以,V= (V0﹣V′t)= V0﹣ V′t,故A正确;BCD错误;(2)由于△V表示冰块露出水面体积随时间t的减小量,则开始t=0时冰块露出水面体积为V1= (V0﹣V′×0)= V0 . 冰块露出水面体积的减小量△V=V1﹣V= V0﹣( V0﹣ V′t)= V′t;故D正确,EF错误.
故答案为:A;D.
【分析】冰块处于漂浮状态;先根据相同时间内冰溶化的量相等得出冰块露出水面的体积与时间的变化关系,然后在得出减小量的变化关系.
三、解答题
14.【答案】 证明:因为同一支密度计在两种液体中均处于漂浮状态,所以F浮甲=F浮乙=G;
根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g得:ρ甲V排甲g=ρ乙V排乙g;
由图可知,V排甲>V排乙 , 所以ρ甲<ρ乙 .
【解析】【分析】(1)漂浮时,物体所受的浮力等于自身的重力;
(2)当物体有一部分浸入液体中时,物体所受的浮力等于排开液体的重力,即F浮=ρ液V排g.
四、实验探究题
15.【答案】(1)竖直漂浮(2)>;(3)下;不均匀(4)再向容器中加油或者将容器换成直径细些的
【解析】【解答】解:(1)为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,吸管下端塞入一些金属丝作为配重,这样做目的是让密度计竖直漂浮在液体中;
(2.)由于吸管在(a)、(b)图中均漂浮,
所以F浮=G,
则在水和另一种液体中受到的浮力相等,
所以F浮=ρgV排 , V排a>V排b ,
所以ρ水<ρ液 .
设吸管的底面积为S,根据物体浮沉条件可知,
F浮水=F浮夜 , 即ρ水gSH=ρ液gSh,
h= .
(3.)根据(2)可知,将上端刻度与下端刻度进行比较,得到刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密;即1.1刻线是在1.0刻线的下方,相邻刻线的间距不均匀.
(4.)图(c)所示的情形,说明密度计的重力过大,应该使密度计漂浮在液体中,不能沉底,再向容器中加油或者将容器换成直径细些的,以提高油的深度.
故答案为:(1)竖直漂浮;(2)>;h= ;(3)下;不均匀;(4)再向容器中加油或者将容器换成直径细些的.
【分析】(1)因为密度计是一根两端封闭即空心的,为了使它保持竖直的漂浮,就在其下端塞人适量金属丝;(2)从图(a)和图(b)中可以看出,吸管在水和另一种液体中,浸入的深度不同,但都漂浮,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,同时可得出h与ρ水、ρ液 , 及H的关系式.(3)根据(2)得出的结论,密度计的刻度线上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密.(4)由图可知,密度计沉底了,然后再用这个密度计测量,意思是限制了对密度计结构的更改.所以正确的做法是再向容器中加油或者将容器换成直径细些的,以提高油的深度.
五、综合题
16.【答案】(1)我国第一艘国产航母正式出坞下水(2)航母技术的发展(3)解:由于船底尖上阔,形状不规则,计算排水体积时难以得出大答案,所以根据漂浮条件可知:F浮=G物 ,
则m g=m物g,所以m=m物=65000t
【解析】【解答】解:(1)2017年4月26日,我国第一艘国产航母正式出坞下水,所以是我国第一艘国产航母下水的日子(2)海军力量逐步壮大,航母从无到有,从有到多,体现了航母技术的发展(创新、科技的进步)
故答案为:(1)我国第一艘国产航母正式出坞下水.(2)航母技术的发展、创新、科技的进步;(3)标准排水量为65000t.
【分析】(1)根据材料可知2017年4月26日,我国第一艘国产航母正式出坞下水.(2)我国的海军力量逐步壮大,航母从无到有,从有到多,体现了是航母技术的发展、创新、科技的进步;(3)根据漂浮条件即可得出标准排水量.