人教版物理八年级下册
10.3物体的浮沉条件及其应用课时训练
选择题(每题四个选项中只有一个选项是正确的,共10题)
1.如图所示,同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯不同浓度的盐水中,鸡蛋在甲杯处于悬浮状态,在乙杯处于漂浮状态,可以肯定的是( )
A.甲杯盐水密度比乙杯盐水密度大
B.甲杯盐水密度比乙杯盐水密度小
C.甲图鸡蛋受到的浮力小于乙图鸡蛋受到的浮力
D.甲图鸡蛋受到的浮力大于乙图鸡蛋受到的浮力
2.一只空心球,其截面积如图所示,球的体积为V,球腔的体积为V/2,当空心球飘浮在水面时,有一半露出水面,如果在球腔内注满水,则
A.球仍漂浮在水面,但露出水面的部分小于一半
B.球仍漂浮在水面,露出水面部分仍为一半
C.球可以停留在水中任何深度的地方
D.球将下沉
3.如图所示,把体积为300厘米3、密度为千克/米3的木块浸没在水中放手,木块先上浮,最终漂浮在水面上.已知水的密度为千克/米3.下列说法中正确的是
A.木块浸没在水中受到的浮力是3牛
B.木块露出水面过程中,受到的浮力不变
C.木块浸没与木块漂浮时,水对容器底部的压强一样大
D.如果把漂浮木块露出水面部分切去,余下部分将悬浮
4.将体积相同的A、B两个小球分别放入甲、乙两种液体中,静止时A球漂浮,B球沉底,若两球所受浮力的大小关系为,则不能得到的结论是( )
A. B. C. D.
5.现有甲、乙两个完全相同的容器,盛有体积相同的不同液体,把一个鸡蛋分别放入两容器中的情形如图所示,鸡蛋在甲、乙两杯液体中所受的浮力分别为F甲浮和F乙浮 ,两杯液体对容器底部的压力分别是F甲和F乙,压强分别是p甲和p乙 , 以下判断正确的是(?? )
A.F甲浮<F乙浮 F甲=F乙 p甲<p乙??????????? B.F甲浮>F乙浮 F甲<F乙 p甲<p乙
C.F甲浮=F乙浮 F甲>F乙 p甲>p乙??????????? D.F甲浮=F乙浮 F甲<F乙 p甲>p乙
6.如图所示是中国航母“辽宁舰”训练时舰载飞机飞行的图片,下列说法中正确的是
A.飞机在起飞过程中,飞机的惯性将越来越大
B.飞机在航母甲板上加速飞行时,受到平衡力
C.飞机飞行时能获得向上的升力,是因为机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速
D.飞机飞离航母前后,因为航母始终漂浮在海面上,所以航母所受浮力的大小不变
7.一个大物块甲,先后两次分别在小物块乙和小物块丙的作用下,其上表面恰好与水面相平,甲、乙之间用绳连接,如图所示.则下列说法不正确的是
A.两种情况下,甲物块所受浮力相等
B.绳的拉力与丙物块的重力大小相等
C.乙物块的密度比水小
D.乙物块的质量比丙物块大
8.一实心小球分别放入装有足量的水、酒精的容器中时,所受的浮力分别为0.9牛、0.8牛,已知酒精的密度为0.8×103千克/米3.则小球的密度为
A.0.8×103千克/米3 B.0.9×103千克/米3
C.1.0×103千克/米3 D.缺少条件,无法计算
9.质量相等的实心铜球、铁球和木球,分别放入盛有水的容器中(,水足够多),三个球静止时,受到的浮力大小情况是
A.木球受到的浮力最大 B.铁球受到的浮力最大
C.铜球受到的浮力最大 D.三个球受到的浮力一样大
10.把一个苹果放入浓盐水中,浓盐水的密度为ρ0,已知苹果的密度为ρ,苹果处于漂浮状态.如果把水面以上的部分切去,苹果又会上浮,待稳定后再次切去水面以上的部分,剩余苹果的体积正好是苹果总体积的,则ρ:ρ0为( )
A.1:4
B.1:3
C.1:2
D.1:
二、填空题
11.热气球内充入的是热空气,它是利用加热、停止加热的方法来改变气球的______,达到改变气球所受______大小的目的,从而实现升降的。
12.一个重为2N的苹果漂浮在水面上,受到的浮力为______N;往水中逐渐加盐,苹果受到的浮力将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
13.三个外形相同的木球、铜球和铁球,当它们在水中静止时,如图所示,那么可以判断出_____球一定是空心的,_____球受到的浮力小于重力,________球受到的浮力与重力相等。一物体漂浮在水中,有1/4体积露出水面,则物体的密度为_____kg/m3。
14.轮船从长江驶入东海,受到的浮力将________,排开水的体积将________(选填“不变、变大、变小”).
三、实验探究题
15.小明每天测量同一个鸡蛋的质量,再把鸡蛋放入水中,观察它的浮沉情况后,取出放好。下表是他记录的部分数据及现象。(鸡蛋的体积保持不变,g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
第1天 第8天 第29天 第57天 第58天 第70天
质量m/g 66.8 66.2 64.4 62.0 61.9 60.8
鸡蛋 在水 中的 位置
沉底 沉底 沉底 悬浮 漂浮 漂浮
(1)由第57天数据和现象可知鸡蛋的体积是_____cm3。
(2)第1天鸡蛋受到的浮力_____第70天鸡蛋受到浮力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。你的判断依据是_____。
(3)根据表格的现象你判断鸡蛋已存放时间的长短的方法是_____。
16.小明同学利用如图所示的小烧杯、大水槽、量筒、水、滴管、记号笔、细线等器材测量一块金属块的密度,他设计了如下实验步骤.
(1)将金属块放入烧杯中,使烧杯直立在漂浮大水槽中,用签字笔在烧杯上标出水面的位置;
(2)用量筒测出________ 的体积为V1;
(3)将烧杯直立漂浮在大水槽中,向烧杯中倒入适量的水,使_________________;
(4)用量筒测出烧杯中水的体积V2;
(5)金属块密度的表达式为ρ金= ____________________ .
四、综合计算题
17.某实验小组在研究某种物质的属性时,日常需将物体浸没在煤油中保存,将体积为1×10﹣3m3、重6N的该物体用细线系在底面积为250cm2的圆柱形容器的底部,物体浸没在煤油中,如图所示,(g=10N/kg,ρ煤油=0.8×103kg/m3)
(1)细线受到的拉力是多大?
(2)若细线与物体脱落,待物体静止后煤油对容器底的压强变化了多少?
18.如图是我国第一台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”载人潜水器.2010年8月26日,“蛟龙号”已完成下潜深度3759m的深海潜试,这标志着中国已成为世界上第五个掌握3500m以上大深度载人深潜技术的国家.据悉,“蛟龙号”技术改进及5000-7000m深海潜试课题实施方案已通过专家论证,不久,“蛟龙号”将挑战目前世界载人深潜新纪录.
(1)若“蛟龙号”到达7000m深的海底世界时,海水对“蛟龙号”外壳的压强约为多大?如果潜水器的一个观测孔的面积约为300 cm2,则海水对该观测孔的压力约为多大?(海水密度近似取ρ=1.0×103kg/m3,下同)
(2)若正在水下匀速下潜的“蛟龙号”潜水器的总质量为22吨,请你由此估算潜水器的体积约为多大?
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10.3物体的浮沉条件及其应用课时训练参考答案
1.B
【解析】因物体漂浮或悬浮时受到的浮力和自身的重力相等,且同一只鸡蛋的重力不变,所以,鸡蛋在甲乙两杯盐水中受到的浮力均和自身的重力相等,即F浮甲 =F浮乙,故CD错误;因物体悬浮时排开液体的体积大于漂浮时排开液体的体积,鸡蛋所受浮力相等,由F浮 =ρgV排 的变形式V排 =F浮/gV排可知,甲中鸡蛋排开盐水的体积大,其盐水的密度较小,即甲杯盐水密度比乙杯盐水密度小,故A错误、B正确,故选B。
2.C
【解析】
当空心球没有注入水时,∵球漂浮,∴F浮=G球=ρ水Vg,注入水浸没水中后受到的浮力F′浮=ρ水Vg,总重:G=G球+G水=ρ水Vg+ρ水Vg=ρ水Vg∴F′浮=G
所以把球的空心部分注满水浸没水中静止释放后将悬浮,可以停留在水中任何深度的地方。
故选C.
3.A
【解析】
A.物体浸没时排开水的体积等于物体自身体积,为:
V排= V =300cm3=3×10-4m3,
根据阿基米德原理,木块浸没在水中受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×3×10-4m3=3N.
故A正确;
B.木块露出水面过程中,排开水的体积变小,由F浮=ρ水gV排可知,受到的浮力变小.故B错误;
C.木块浸没时容器中水面高,木块漂浮时容器中水面下降,即木块漂浮后容器底水的深度减小,根据p=ρ水gh可知,水对容器底部的压强减小.故C错误;
D.根据浮沉条件,木块最终漂浮,说明木块的密度小于水的密度.如果把漂浮木块露出水面部分切去,木块的密度仍然小于水的密度,所以余下部分将继续漂浮.故D错误.
4.B
【解析】
根据物体的沉浮条件,由图甲知,A球小漂浮在甲液体中,则
故D不符合题意,由乙图知,B球在乙液体中沉底,则
故A不符合题意;已知
即
已知
A球漂浮,B球沉底,则
所以
故C不符合题意;因
,
且
由上述关系不能得出
故B符合题意。
故选B。
5.C
【解析】
由图示可知,鸡蛋漂浮在甲杯中,受到液体的浮力等于鸡蛋重力;鸡蛋悬浮在乙杯中,受到液体的浮力也等于鸡蛋重力;所以鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力大小相等,F甲浮=F乙浮;鸡蛋在甲杯液体中漂浮,液体对容器底的压力
F甲=G鸡蛋+G甲液体=G鸡蛋+m甲液体g=G鸡蛋+ρ甲Vg
鸡蛋在乙杯液体中悬浮,液体对容器底的压力
F乙=G鸡蛋+G乙液体=G鸡蛋+m乙液体g=G鸡蛋+ρ乙Vg
由于F甲浮=F乙浮,所以ρ甲>ρ乙,所以液体对容器底的压力F甲>F乙,因为容器相同、容器底面积相同,由压强公式可知液体对容器底部的压强相等,即:p甲>p乙.综上分析,ABD错误,C正确。
故选C。
6.C
【解析】
A. 惯性大小只跟物体的质量大小有关,起飞过程中飞机的质量不变,惯性大小不变,故A错误; B. 飞机在航母甲板上加速飞行时,运动状态发生了变化,飞机受非平衡力作用,故B错误; C. 飞机飞行时能获得向上的升力,是因为机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速,上方压强小于下方,故C正确; D. 飞机飞离航母前后,航母的总重力减小,航母始终漂浮,浮力等于重力,所以浮力会减小,故D错误.故选C.
7.C
【解析】
A、∵F浮=ρ水v排g,两种情况下甲物体排开水的体积相同,
∴甲物体受到的浮力相同,故A正确;
B、左边甲物体受到水的浮力:F浮=G甲+F拉,
右边甲物体受到水的浮力:F浮=G甲+G丙,
∵甲物体受到的浮力相同,
∴F拉=G丙,故B正确;
C、乙物体的密度大于水的密度,乙物体才能下沉,才能给甲物体向下的拉力,故C错;
D、把甲乙、甲丙分别当做一个物体进行受力分析:
∵甲乙漂浮,
∴甲乙物体受到的浮力:F甲乙=G甲+G乙,
∵甲丙漂浮,
∴甲丙物体受到的浮力:F甲丙=G甲+G丙,
∵F甲乙=F甲+F乙,F甲丙=F甲,
∴F甲乙>F甲丙,
∴G乙>G丙,
∵G=mg,
∴m乙>m丙,故D正确.
8.B
【解析】
小球在酒精中受到的浮力为:
F浮酒=ρ酒gV球=0.8N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
因小球在水中漂浮,
所以小球受到的浮力和重力相等,
即:F浮水=ρ球gV球=0.9N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②两式可得:
ρ球=ρ酒=×0.8×103kg/m3=0.9×103kg/m3。
故选:B。
9.A
【解析】
质量相等的实心铜球、铁球和木球,重力相等,当三球放入水中,由于铜和铁的密度大于水的密度,所以实心的铜球和铁球在水中均沉入水底,而木的密度小于水的密度,木球在水中静止时漂浮在水中,物体沉底时浮力小于重力,物体漂浮时浮力等于重力,故木球在水中受到的浮力最大。答案A符合题意。
10.D
【解析】
设原来苹果的体积为V,∵原来苹果漂浮在水面上,∴∴
=,切去水上部分后,苹果的体积为v′,仍漂浮,此时苹果的体积:
v′=,∴ =v′ =v,可得v =v′,?????????①
再切去水上部分,剩余苹果的体积等于第二次排开水的体积,由题知,==v,此时: =v =v′,可得:v =v′,???????????②
得: =,=,∴=.
故选D.
11.体积 浮力
【解析】
【详解】
当给热气球内的气体加热时,气球内的气体膨胀、体积增大,当自身所排开空气的重力大于本身的重力时,热气球上浮;当停止加热时,气球内的气体温度降低,体积收缩、当自身所排开空气的重力小于本身的重力时,热气球下降;即热气球是通过改变热气球内气体的体积,而改变热气球受到空气的浮力与自重的关系实现升降的。
第一空.热气球是利用加热、停止加热的方法来改变气球的体积;
第二空.通过改变气球所受浮力的大小实现升降。
12.2 不变
【解析】
试题分析:因为苹果漂浮在水面上,所以浮力等于重力,即苹果受到的浮力为2N;当向水中加盐后,液体密度增加,苹果仍然漂浮,所以浮力不变,仍然等于其重力2N。
考点:物体的浮沉条件
13. 铜 铁 木球和铜 0.75×103
【解析】 (1)无论木球是实心、还是空心,都将漂浮在水面上,所以木球可能是实心的、也可能是空心的;木球受到的浮力等于重力;(2) 铜的密度大于水的密度,如果铜球是实心的,它将下沉,现在铜球悬浮,所以铜球一定是空心的;铜球受到的浮力等于重力;(3)铁的密度大于水的密度,如果铁球是实心的,它将下沉,所以铁球是空心的,但空心部分少,也可能下沉,铁球可能是实心的、也可能是空心的;但因铁球下沉,所以铁球受到的浮力小于重力。(3)一物体漂浮在水中,浮力等于重力,F浮=G,有1/4体积露出水面,即V排=V,F浮=水gV排=水gV,G=mg=Vg,即水gV=Vg,则水=1.0103kg/m3=0.75103kg/m3.
14.不变 变小
【解析】
无论在海里还是河里轮船都漂浮,浮力都等于轮船受到的重力,所以轮船从长江驶入东海,受到的浮力将不变,根据公式F浮=ρ液gv排可知:在浮力一定时密度与排开液体的体积成反比,因为海水的密度大,所以进入海里排开水的体积将变小.
15.62 大于 阿基米德原理F浮=ρ水gV排 鸡蛋的浮沉情况
【解析】
(1)由图可知,鸡蛋在第57天时处于悬浮状态,悬浮时浮力等于重力:F浮=G=mg=0.062kg×10N/kg=0.62N;根据阿基米德原理可知,鸡蛋的体积为:V=V排===6.2×10﹣5m3;
(2)鸡蛋的质量减小,但鸡蛋的体积不变,第1天和第70天相比,在第一天沉底,第70天漂浮,第一天排开的水的体积较大,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,鸡蛋在第一次中受到的浮力大;
(3)由表格中的数据和鸡蛋的状态可知,当鸡蛋在水中下沉时,鸡蛋的放置时间不超过29天;鸡蛋悬浮时,鸡蛋的放置时间不超过57天;鸡蛋在水中漂浮时,鸡蛋的放置时间为58天以上,故可以根据鸡蛋的浮沉情况判断鸡蛋已存放时间的长短。
16.(2)金属块 (3)烧杯记号位置和大水槽水面相平 (5)
【解析】
试题分析:此方法为等效替代法.因为实验中缺少天平,所以利用浮力知识通过求水的质量得到金属块的质量.(1)金属块的质量不能直接测量,把它放在烧杯中,将烧杯放在水槽中,烧杯漂浮于水面,用笔记下水面的位置,然后取出金属块,往烧杯中倒水,使水槽的水面又达到刚才的标记处,这表面两次相等,则浮力相等,由于两次烧杯都是漂浮,浮力等于重力,所以两次重力相等,即质量相等,所以金属块质量等于烧杯中水的质量;
(2)金属块的体积可由量筒测出;
(3)如(1)所述,加水至烧杯记号位置和大水槽水面相平;
(4)烧杯中水的体积V2可由量筒测出,则水的质量为,金属块的质量等于水的质量,所以;
(5)金属块的密度
17.(1)2N;(2)80pa
【解析】
试题分析:(1)由题知,物体浸没煤油中,V=V排=1.0×10﹣3m3,受到的浮力:F浮=ρ煤油gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×1.0×10﹣3m3=8N;因为G+F拉=F浮,物体受到的拉力:F拉=F浮﹣G=8N﹣6N=2N,(2)漂浮时,F浮′=G=6N,由F浮′=ρ煤油gV排′得:V排′===7.5×10﹣4m3,△V排=1×10﹣3m3﹣7.5×10﹣4m3=2.5×10﹣4m3,水深变化:△h===0.01m,△p=ρ水g△h=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.01m=80Pa.
18.(1)2.1×106N(2)22m3
【解析】
(1)“蛟龙号”到达7000m深的海底世界时,海水对“蛟龙号”外壳的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10?N/kg×7000?m=7×107Pa;
海水对该观测孔的压力:F=pS=7×107Pa×300×10-4m2=2.1×106N;
(2)“蛟龙号”匀速下潜时,所受浮力和重力是平衡力,且V=V排,
所以F浮=G潜,即:ρgV=m潜g,
解得潜水器的体积:.
答:(1)“蛟龙号”到达7000m深的海底世界时,海水对“蛟龙号”外壳的压强约为7×107Pa;则海水对该观测孔的压力约为2.1×106N;
(2)估算潜水器的体积约为22m3.