3.4 物体浮沉条件及其应用 同步练习（解析版）

华师大版科学八年级上册 3.4 物体浮沉条件及其应用
一、基础知识
1.把质量为120g，体积为100cm3的物体投入水中，若不计水的阻力，当物体静止时，下列说法正确的是（g＝10N/kg，ρ水＝1.0g/cm3）（?? ）
A.?物体漂浮，F浮＝1.2N?????????????????????????????????????????B.?物体漂浮，m排＝100g??C.?物体悬浮，F浮＝1.2N?????????????????????????????????????????D.?物体下沉，m排＝100g
2.体积相同，密度不同的三个实心小球A、B、C，放入同种液体中静止时，所处位置如图所示。则三个小球密度大小的关系是（?? ）
A.?ρA＝ρB＝ρC???????????????????B.?2ρA＜ρB＝ρC???????????????????
C.?ρA＜ρB＜ρC???????????????????D.?ρA＞ρB＞ρC
3.如图所示，“蛟龙号”载人深潜器是我国首台自主设计、研制的作业型深海载人潜水器，设计最大下潜深度为7000米级，是目前世界上下潜最深的作业型载人潜水器。“蛟龙号”载人深潜器在海水中匀速竖直下潜过程中，下列说法正确的是（?? ）
A.?“蛟龙号”所受海水的压强增大B.?“蛟龙号”重力小于浮力C.?“蛟龙号”不断下沉是由于它的惯性大于它受到的阻力D.?“蛟龙号”所受的浮力逐渐较小
4.如图所示，在三个相同的容器中装有质量相同的水，将木块A、金属块B按不同的方式放入水中，待A、B静止时，水面高度的大小关系相比较，正确的是（?? ）
A.?h甲＝h乙＝h丙???????????????B.?h甲＝h乙＞h丙?????????????????C.?h甲＞h乙＝h丙???????????????D.?h甲＞h乙＞h丙
5.甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体，静止放置在水平桌面上。将同种材料制作的实心物体A、B分别放入两容器中，静止时液面等高，如图所示。则（?? ）
A.?甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度B.?A的重力等于B的重力C.?甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力D.?两容器底部所受液体压强相等
6.以下是浮力知识的应用，说法正确的是（?? ）
A.?一艘轮船在海里和河里航行时，所受浮力一样大B.?一艘轮船在海里和河里航行时，在海里受的浮力大C.?密度计漂浮在不同液体中，所受浮力不同D.?密度计在不同液体中漂浮，浸入液体体积越大，所测得的液体密度越大
7.在水平桌面上有一个盛有水的容器，木块用细线系住没入水中，如图甲所示，将细线剪断，木块最终漂浮在水面上，且有 的体积露出水面，如图乙所示，下列说法不正确的是（?? ）
A.?木块的密度为0.6×103kg/m3??B.?甲、乙两图中，木块受到水的浮力之比是5：3C.?甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比是5：2D.?甲图中容器对水平桌面的压力等于乙图中容器对水平桌面的压力
8.中国茶文化源远流长，博大精深五千多年前就有“神农尝百草日遇七十二毒，得茶而解之记载，“茶品”是我们最好的饮品，如图是小明给爸爸泡的一杯绿茶。观察水中起伏的茶叶，结合所学的物理知识，下列解释正确的是（?? ）
A.?茶叶漂浮在水面时受到的浮力与重力相等B.?茶叶在逐渐下沉时受到的浮力大于重力C.?茶叶逐渐下沉过程中受到水的压强不变D.?茶叶沉底后只受到重力和支持力的作用
9.如图甲，烧杯里盛有6℃的水，小球在水中恰好悬浮。经研究发现，水的密度随温度的变化如图乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块，在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中，假设小球的体积始终不变，关于小球的浮沉情况判断正确的是（?? ）
A.?先下沉然后上浮?????????
B.?浮力变小，一直下沉????????
C.?先上浮然后下沉?????????
D.?浮力变大，一直上浮
10.小明学习了浮力知识以后，对热气球运动产生了兴趣，他在网上收集了许多关于热气球的知识及类似如图所示的图片。以下是他对热气球运动所做的猜想，其中正确的是（?? ）
A.?通过调节火焰大小，改变热气球的体积来调节热气球飞行的高度，进而选择需要的风向B.?通过改变人在吊篮中站立的位置，来改变热气球飞行的方向C.?通过调节火焰的大小，改变热气球内的空气密度来调节热气球的飞行高度，进而选择需要的风向D.?通过调节火焰喷射的方向，来改变热气球飞行的方向
二、精选好题
11.如图所示，将分别装有热水和冰水的甲、乙两只玻璃杯，在室内放置一段时间，两杯壁都会出现小水珠，其中在外壁出现水珠的是________杯。乙杯中的冰在熔化过程中受到的浮力将________。
12.用手将一个重30N、体积为0.004m3的物体压入水中，松手后，物体会________（选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”），静止后，物体受到的浮力是________N。
13.小何同学秋游时，看到许多浮标漂浮在西湖面上，他判断，浮标能够漂浮在水面，是由于浮标的密度________（选填“大于”、“小于”、“等于”）水的密度。为了证明自己的观点，他选取了其中一只，测量出浮标的体积为200cm3、露出水面的体积为150cm3 ， 那么该浮标的密度为________。他又突发奇想，如果地球对所有物体的引力都变成原来的一半，即g＝5N/kg，那么浮标受到的浮力变为________，浮标在水的位置将________（“上浮一些”、“下沉一些”或“不变”）。
三、能力提升
14.? 2000年8月12日，俄罗斯“库尔斯克”号多功能核潜艇在巴伦支海域遇难，艇上118名官兵全部遇难。该艇质量m＝1.4×104t，是世界上最大的核潜艇之一，“库尔斯克”号的一种打捞方案是在潜艇周围缠满充气的负载量最大的浮力袋，若每只袋充足气后的体积为10m3 ， 浮力袋的重力及打捞时充入袋内气体的重力均可忽略不计。设该潜艇全由钢铁制成，沉没时艇内全部进水，则打捞它需在艇的周围缠上多少只这样的浮力袋？（ρ铁＝7.8×103kg/m3 ， ρ海水＝1.03×103kg/m3）
15.抹香鲸是世界上最大的齿鲸，它在所有鲸中潜水最深且最久，号称“潜水冠军”，如图所示。一头体长19米，体积24米3的成年抹香鲸可轻松潜至1000米深的海底。
（1）求潜至此深度时，抹香鲸所受到的浮力大小F浮。
（2）若抹香鲸继续下潜至2000米深的海底，它受到的浮力会变化吗？为什么？
（假设海水密度为1×103千克/米3 ， 且不随深度变化）

答案解析部分
一、基础知识
1.【答案】 D
【解析】（1）首先利用G=mg求出物体的重力，利用阿基米德原理计算出物体完全浸没时受到的浮力；再和物重大小比较，利用物体的浮沉条件判断物体所处的状态； （2）已知物体的体积，根据m排=ρ水V排计算排开水的质量。 【解答】（1）物体的重力G=mg=0.12kg×10N/kg=1.2N， 物体投入水中，V排=V=100cm3=100×10-6m3 ， 受到的水的浮力：F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×100×10-6m3×10N/kg=1N， 因为F浮＜G，所以物体下沉。 （2）物体浸没在水中， 它排开水的质量m排=ρ水V排=1g/cm3×100cm3=0.1kg=100g。 故D正确，而A、B、C错误。 故选D。
2.【答案】 C
【解析】根据浮沉条件，得到三个小球的密度和液体密度的大小关系，然后以液体密度为桥梁比较它们密度的大小即可。 【解答】根据浮沉条件可知，A小球漂浮，则ρA<ρ液；B小球悬浮，则ρB=ρ液；C小球下沉，则ρc>ρ液；因此三个小球的密度关系为：ρA＜ρB＜ρC。 故选C。 ?
3.【答案】 A
【解析】（1）液体压强随深度的增加而增大； （2）当物体做匀速直线运动时，它受到的力是平衡力； （3）根据二力平衡的知识分析“蛟龙号”受到的重力、浮力和阻力的关系； （4）根据阿基米德原理判断物体受到浮力的大小变化。 【解答】A.由于深度不断增大，根据公式p=ρ水gh可知，蛟龙号”所受海水的压强增大，故A正确； B.蛟龙号”载人深潜器在海水中匀速竖直下潜，它受到平衡力，即G=F浮+f，那么它受到的重力大于浮力，故B错误； C.“蛟龙号”不断下沉是由于它的受到的重力G=F浮+f，与它的惯性无关，故C错误； D.由于蛟龙号排开水的体积不变，根据公式F浮=ρ水gV排可知，它受到的浮力保持不变，故D错误。 故选A。
4.【答案】 B
【解析】（1）将A、B两个物体放入水中后，由于它们都会排开水，因此水面都会升高，那么水面的高低取决于它们排开水的体积大小； （2）根据浮沉条件判断三幅图中两个物体受到总浮力的大小关系，然后根据阿基米德原理判断排开水的体积大小关系，最后根据“V排越大，水面越高”判断水面的高度即可。 【解答】在甲、乙两图中，木块A和金属块B都是处于漂浮状态， 那么它受到的浮力都等于自身重力，即F甲AB=F乙AB=GA+GB； 图丙中：木块A处于漂浮状态， 所以A受到的浮力F丙A=GA； 金属块B在水中会下沉， 所以FB浮5.【答案】 C
【解析】（1）根据物体浮沉条件，结合图示判断两种液体的密度关系； （2）首先根据题目中给出的条件判断，判断实心物体A、B的体积关系，再利用重力公式判断其重力关系； （3）容器的重力相等，然后利用重力公式可判断两种液体的重力关系，最后根据容器对桌面的压力等于容器和液体的重力之和进行分析即可。 （4）已知两种液体的密度关系，又知高度关系，根据p=ρ液gh判断两容器底部所受液体压强关系。 【解答】A.A漂浮在甲液体中，A的密度小于甲液体的密度；B悬浮在乙液体中，B的密度等于乙液体的密度；因为A、B的密度相等，所以，甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度。故A错误； B.两个容器中液面等高， 则V甲+VA排=V乙+VB； 因为甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体，即V甲=V乙； 所以：VA排=VB； 由于A漂浮， 所以VA>VA排 ， 那么：VA>VB； 因为A、B的密度相等， 根据G=mg=ρVg可知：GA>GB； 故B错误； C.甲、乙两容器相同，则容器的重力相等，即G容甲=G容乙； 甲、乙两容器中的两种液体体积相等，且甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度， 根据G=mg=ρVg可知：甲液体的重力大于乙液体的重力，即G液甲>G液乙； 因容器对桌面的压力等于容器和液体重力之和， 所以：G容甲+G液甲>G容乙+G液乙； 那么甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力，故C正确； D.甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度，静止时液面等高，根据p=ρ液gh可知，甲容器底部所受液体压强大于乙容器底部所受液体压强，故D错误。 故选C。
6.【答案】 A
【解析】（1）当物体漂浮时，它受到的浮力等于重力； （2）根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，当浮力一定时，液体的密度与排开液体的体积成反比。 【解答】一艘轮船，无论在海水里还是在河水里，始终处于漂浮状态，那么它受到的浮力始终等于重力，因此它受到的浮力相等，故A正确，而B错误； 密度计在不同的液体中处于漂浮状态，它的浮力始终等于重力，因此保持不变，故C错误； 根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，密度计受到的浮力不变，浸入液体体积越大，液体的密度越小，故D错误。 故选A。
7.【答案】 C
【解析】（1）根据漂浮条件，利用密度公式和阿基米德原理即可求出木块密度； （2）首先判断甲乙两图中排开水的体积之比，然后根据F浮=ρ水gV排判断浮力之比； （3）根据F=F浮甲-G计算出木块受到的拉力，然后再计算它和木块浮力的比值； （4）容器对桌面的压力等于上面所有物体的总重力。 【解答】A.根据图乙可知，木块漂浮在水面上， 则木块的重力等于浮力， 即：F浮乙=G； ρ水gV排=ρgV； ； 解得：ρ=0.6×103kg/m3 ， 故A正确不合题意； B.甲图中木块受到的浮力：F浮甲=ρ水gV； 乙图中木块受到的浮力F浮乙=ρ水gV； 则木块受到浮力之比：F浮甲：F浮乙=ρ水gV： ρ水gV=5：3，故B正确不合题意； C.甲图中，木块受到的拉力：F=F浮甲-G=ρ水gV-ρ水gV=ρ水gV； 那么细线对木块的压力与木块受到的浮力之比：F：F浮甲= ρ水gV：ρ水gV=2：5，故C错误符合题意； D.甲、乙对桌面的压力都等于容器、水和木块的总重力，那么甲图中容器对水平桌面的压力等于乙图中容器对水平桌面的压力，故D正确不合题意。 故选C。
8.【答案】 A
【解析】（1）浸没液体中的物体，如果F浮＞G，物体将上浮，最后漂浮在液体面上；如果F浮＜G，物体将下沉；如果F浮=G，物体将悬浮； （2）根据p=ρ液gh可知，当液体密度不变时，深度越大，压强越大； （3）浸在液体里的物体，一般都会受到浮力作用。 【解答】A.茶叶漂浮在水面时，它受到的浮力等于重力，即F浮=G，故A正确； B.茶叶在逐渐下沉时，它受到的浮力小于重力，故B错误； C.茶叶下沉过程中，茶叶所处的深度h逐渐增大，根据p=ρgh可知茶叶受到水的压强增大，故C错误； D.茶叶沉底后受到重力、浮力和支持力的作用，故D错误。 故选A。
9.【答案】 C
【解析】首先根据浮沉条件判断小球密度和6℃时水的密度大小关系，然后根据乙图判断水的温度变化时，它的密度变化规律，最后根据浮沉条件判断小球的运动状态即可。 【解答】烧杯里盛有6℃的水时，小球恰好悬浮， 那么小球的密度与此时水的密度相等。 由图象可知：当水的温度从6℃降到0℃的过程中，水的密度增大先增大后减小； 当根据浮沉条件可知，小球先上浮后下沉。 故C正确，而A、B、D错误。 故选C。
10.【答案】 C
【解析】热气球是利用火焰加热空气，而热空气的密度小于空气密度，使受到的浮力大于其重力漂浮在空气中的，据此分析判断即可。 【解答】A.热气球膨胀起来后，它的体积保持不变，因此调节火焰的大小不能改变热气球的体积，故A错误； B.热气球的飞行方向其实是由风向决定的，和人在吊篮中的位置无关，故B错误； C.通过调节火焰的大小，改变热气球内的空气密度来调节热气球的飞行高度，进而选择需要的风向，故C正确； D.通过调节火焰的喷射方向，不能改变热气球的飞行方向，故D错误。 故选C。
二、精选好题
11.【答案】 乙；变小
【解析】（1）杯壁上的小水珠都是水蒸气遇冷放热液化而成，因此水珠肯定出现在温度高的一侧； （2）冰块在水面漂浮，根据浮力等于重力判断熔化过程中浮力的变化即可。 【解答】（1）如果外壁出现水珠，那么说明液化的水蒸气在外侧，即杯子的外壁温度高，内壁温度低，因此是乙杯； （2）冰在水面漂浮，它受到的浮力等于重力；由于熔化过程中，冰的重力不断减小，因此它受到的浮力将变小。
12.【答案】 上浮；30
【解析】（1）首先根据密度公式计算出物体的密度，然后与水的密度比较，根据浮沉条件判断即可； （2）如果物体漂浮，那么根据浮力等于重力计算浮力即可。 【解答】（1）物体的密度为：； 因为物体密度小于水的密度， 所以它在水中漂浮； （2）因为物体在水中漂浮，所以它受到的浮力等于重力，即G=F浮=30N。
13.【答案】 等于；0.25×103kg/m3；0.25N；不变
【解析】（1）根据物体的浮沉条件判断即可； （2）浮标漂浮在水面上，浮力等于重力，即F浮=G，然后利用密度公式和F浮=ρ水gV排列出等式求解浮标的密度； （3）引力变为原来的一半，根据漂浮条件计算这时浮标受到的浮力；最后根据F浮=G判断浮标的V排是否发生变化即可。 【解答】（1）根据浮沉条件可知，因为浮标漂浮在水面上，所以浮标的密度小于水的密度； （2）因为浮标漂浮在水面上， 那么F浮=G；， ρ水gV排=ρVg； ρ水V排=ρV； 代入数据得：1.0×103kg/m3×（200-150）×10-6m3=ρ×200×10-6m3； 解得：ρ=0.25×103kg/m3； （3）如果地球对所有物体的引力都变成原来的一半， 因为漂浮时浮力等于重力， 所以这时它受到的浮力： ； 质量不变，重力减小，浮力也减小； 由阿基米德原理知：F浮=G； ； 即：； 那么地球对所有物体的引力都变成原来的一半时，它排开水的体积不变，即位置不变。
三、能力提升
14.【答案】 解：设浮力袋排开水的总体积为V排 ，
要想把“库尔斯克”号打捞出来，则需要F浮＝G潜 ，
由于沉没时艇内全部进水，水的重力等于潜水艇空心部分排开水的重力（浮力），二者相互抵消，
故若浮力袋的重力及打捞时充入袋内气体的重力均可忽略不计，则浮力等于浮力袋受到的浮力与潜艇实心部分受到的浮力之和，
潜艇实心部分排开水的体积等于实心部分的体积，
根据F浮＝ρ液gV排、G＝mg和ρ＝ 可得：F浮＝ρ海水gV排+ ＝mg，
代入数据得：1.03×103kg/m3×10N/kg×V排+1.03×103kg/m3×10N/kg× ＝1.4×107kg×10N/kg，
解得V排≈11797.2m3 ，
力袋的个数n＝ ＝ ≈1180只。
答：打捞它需在艇的周围缠上1180只这样的浮力袋。
【解析】首先根据计算出潜艇实心部分的体积，那么它受到的浮力F'浮=ρ海水gV；浮力袋产生的浮力F''浮=ρ海水gV排 ， 那么它们受到的总浮力为：F浮=ρ海水gV+ρ海水gV排；出当潜艇刚好被打捞起来时，它受到的浮力、自身重力和浮力袋的浮力相互平衡，即F浮=G潜，据此列出方程，计算出浮力袋的总体积，最后根据 ?计算需要浮力袋的个数。 ?
15.【答案】 （1）解：受到的浮力为：F浮＝ρ海水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×24m3＝2.4×105N
答：潜至此深度时，抹香鲸所受到的浮力大小F浮＝2.4×105N
（2）解：由阿基米德原理F浮＝ρ海水gV排可知，物体在液体中所受的浮力大小只与液体的密度和排开液体的体积有关，与其它因素都无关。当抹香鲸继续下潜至2000米深的海底时，因为水密度不变，排开水的体积不变，所以受到的浮力不变。
答：若抹香鲸继续下潜至2000米深的海底，它受到的浮力不变。原因是水密度不变，排开水的体积不变，根据F浮＝ρ海水gV排可知其受到的浮力不变。
【解析】（1）当抹香鲸浸没在水中时，根据公式 F浮＝ρ海水gV排 计算它受到浮力； （2）物体受到的浮力与液体密度和排开液体的体积有关，分析抹香鲸下潜至2000m时，这两个因素是否发生变化即可判断浮力的变化情况。 ?