3.4物体浮沉条件及其应用-华东师大版八年级科学上册同步检测

3.4物体浮沉条件及其应用-华东师大版八年级科学上册同步检测
一、选择题
1．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
2．有两个不同材料制成的小球，在下述情况下，它们受到的浮力相等的是（　　）
A．若两个小球体积相等，都浮在同种液体的液面上
B．若两小球体积相等，分别浸没在不同的液面中
C．若两小球质量相等，分别浮在不同的液面上
D．若两小球质量相等，都浸没在同种液体中
3．如图是a、b两种物质的质量与体积的关系图像。分别用a、b两种物质制成两个规则的实心长方体甲和乙，下列说法中不正确的是（）
A．将物体甲放入水中，一定沉入水底
B．将物体乙放入水中，一定漂浮在水面
C．将体积相等的甲、乙两物体捆在一起放入水中，一定漂浮在水面
D．将质量相等的甲、乙两物体捆在一起放入水中，一定漂浮在水面
4．如图 ，容器中水面上漂浮着一只空碗，水底沉着一只土豆。若将土豆取出放入碗中(碗仍能漂浮在水面)，则水面高度将 ( )
A．下降 B．上升 C．不变 D．条件不足，难以判断
5．下列说法正确的是（　　）
A．火箭发射时，加速向上运动是因为火箭受到的浮力大于火箭的重力
B．翱翔的人造卫星和上升的热气球主要受到了浮力和重力的作用
C．一个小气泡从深水中上浮未露出水面前浮力逐渐增大
D．漂浮在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
6．如图所示，甲、乙两球用细线相连，放入水中，细线受到的力为1 N，两球正好悬浮在水中，如果细线断了，那么（　　）
A．甲、乙两球都下沉 B．甲球下沉，乙球上浮
C．甲球上浮，乙球下沉 D．甲、乙两球仍悬浮
7．一圆柱体先后放入密度为ρ1和ρ2的两种液体中，均处于漂浮状态，如图所示。圆柱体在两液体中所受浮力分别是F1和F2，则( )
A．ρ1＞ρ2、F1＞F2
B．ρ1＜ρ2、F1＜F2
C．ρ1＜ρ2、F1＝F2
D．ρ1＞ρ2、F1＝F2
8．有一支密度计，浮在水中时，所受浮力为F1，浸入水中体积为V1；将它放在煤油中，所受的浮力为F2，浸入煤油中的体积为V2，那么F1与F2，V1与V2相比较，则（ ）
A．F1＝F2，V1＝V2 B．F1＝F2，V1＜V2
C．F1＞F2，V1＞V2 D．F1＞F2，V1＝V2
9．关于浮力，下列说法正确的是（ ）
A．在液体中的物体不一定受到浮力
B．浮上来的物体受到的浮力，沉下去的物体没有受到的浮力
C．浮力大小与物体受到的重力的大小有关
D．把一铁块分别浸没在水中和煤油中，铁球在水中受到的浮力大
10．将浸没在水中的鸡蛋释放，鸡蛋下沉，下列说法中正确的是（ ）
A．鸡蛋受到的浮力方向始终竖直向上
B．在水中越深，鸡蛋受到的浮力越大
C．下沉的鸡蛋不受浮力作用
D．鸡蛋受到的浮力大于重力
二、填空题
11．三个相同的轻质弹簧，一端固定在容器底部，另一端分别与三个体积相同的实心球相连，向容器内倒入某种液体，待液体和球都稳定后，观察到如图所示的情况，乙球下方弹簧长度等于原长。这三个球受到浮力的大小关系是________ (填字母)。
A．F甲F乙>F丙 C．F甲＝F乙＝F丙
这三个球的密度大小关系是________(填字母)。
A．ρ甲<ρ乙<ρ丙B．ρ甲>ρ乙>ρ丙C．ρ甲＝ρ乙＝ρ丙
其中球________(填“甲”、“乙”或“丙”)的密度与液体的密度相同。
12．向放有一木块的容器中加入水，其过程如图甲所示，此过程中木块受到的浮力大小变化如图乙所示。（ρ水=1.0×103kg/m3 ，g=10N/kg）
（1）BC过程中物体受到的浮力保持不变的原因 _____。
（2）D图中木块受到的力有拉力和_____。
（3）木块的密度为多少？_____
13．把两个完全相同的小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中，静止时的状态如图所示。甲杯中溢出的液体质量是40g，乙杯中溢出的液体质量是44g，甲、乙两杯中液体的密度ρ甲_____ρ乙（选填“＞”、“＝”或“＜”）；若甲杯中的液体是水，则小球的密度为_____kg/m3。
14．小明清洗甜瓜时发现它漂浮在水面，此时甜瓜受到的浮力的大小____（填“大于”“小于”或“等于”）重力。小明想知道甜瓜的密度，于是将甜瓜放入盛满水的溢水杯中，静止时溢出水360mL，再使甜瓜向下浸没在水中，又溢出水40mL，此时甜瓜受到的浮力比漂浮时______（选填“增大”，“减小”或“不变”），甜瓜的密度为_____________g/cm3?（g取10N/kg）。
15．中国改装的“瓦良格”号航空母舰出海试航，当航母在平静的水面航行时，它所受的浮力________(填“大于”“等于”或“小于”)它的总重力。当航空母舰上舰载飞机起飞后，它排开水的体积________(填“增大”“减小”或“不变”)。
三、探究题
16．在学习浮力时同学有疑问：浮力大小是否和水的多少有关？10 N的水能产生多大的浮力？
(1)小柯从实验室找来了烧杯、木块(不吸水)、弹簧测力计等器材，研究浮力大小是否和水的多少有关：先用弹簧测力计测出木块的重力(如图甲)。再将木块放入烧杯内的水中，木块处于漂浮状态(如图乙)。然后他_____(填操作)，发现木块仍然漂浮。经分析可知，木块两次受到的浮力都为_____N。从而得出木块漂浮时浮力大小与水的多少无关。
(2)小柯进一步开展了如图丙实验。往两个形状相同的塑料盆A、B中各加入10 N的水，再将B盆放入A盆，B盆漂浮。这时B盆所受浮力：F浮＝GB盆＋10 N＞10 N。继续往B盆内加20 N的水，B盆仍漂浮。此实验可得结论是_____。
17．如图所示，某中学物理兴趣小组的同学为了探究物体在水中不同深度所受浮力的变化情况，将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中（水足够深），在金属块接触容器底之前，分别记下金属块下表面所处不同深度h和弹簧测力计相应的示数F。（ρ水=1．0×103kg/m3）实验数据如下：
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
h/cm
0
2
3
6
8
10
12
14
F/N
6．75
6．25
5．75
5．25
4．75
4．25
4．25
4．25
（1）分析表中实验数据，可以得出物体重_______N，第4次实验时，物体所受到的浮力为________N。
（2）分析表中1—5次实验数据，说明：_________
（3）图中能正确反映弹簧测力计示数F与金属块下表面到水面距离h关系的图像是 （_____）
四、简答题
18．将密度分别为ρ1和ρ2的甲乙两个实心小球，同时放入足量的水中，己知水的密度为ρ水 ， ρ1>ρ水>ρ2 ， 则：
（1）若甲，乙两球体积相同，甲乙两球受到的浮力之比为________；
（2）若甲，乙两球质量相同，甲乙两球受到的浮力之比为________；
（3）现将甲乙两球同时浸没在水中，通过分析说明放手后甲球下沉，乙球上浮._____
19．“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米3 ， 空载时质量约为22吨，最大荷载240千克。

（1）“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大？
（2）若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入多少立方米的水？（海水密度取1.0×103千克/米3 ，g 取10 牛/千克）
20．体积为5分米3的木块投入水中静止时,有2/5的体积露出水面,求：
（1）木块所受的浮力是多大?
（2）木块的密度是多大？
21．在抗震救灾中，某舟桥部队利用冲锋舟为灾区开辟了水上生命线，人们乘坐的冲锋舟满载时排开水的体积是1.5m3,冲锋舟自重为0.6×104N,假设每人的平均质量为60kg。求：
（1）冲锋舟满载时所受的浮力是多少？
（2）为保证安全，这条冲锋舟最多能承载多少人？
22．如图所示，在室温下的饱和食盐水中放了一个塑料小球。
(1) 现加入少量食盐晶体，充分搅拌和静置后，在温度不变的情况下，小球在液面沉浮情况有何变化？并简述原因：____________。
(2) 若要在不用外力的情况下，使小球略上浮，你准备采取的具体方法是______________。
参考答案
1．B
【详解】
由图可知木块A和金属块B在甲、乙两图中都是处于漂浮状态，图丙中木块A处于漂浮状态，
所以A. B两物体受到的浮力F甲AB=GA+GB，F乙AB= GA+GB，F丙AB= GA +FB浮，
因为金属块B在水中会下沉，所以，GB >FB浮，
所以F甲AB= F乙AB > F丙AB；
根据阿基米德原理可知V排=，则V甲AB=V乙AB>V丙AB，
则水面上升的高度关系为：h甲升=h乙升>h丙升
在三个相同的容器中装有质量相同的水，原来水面高度相同，
故待A. B静止时，水面高度的大小关系为：h甲=h乙>h丙。
故B正确。
2．C
【详解】
A．由密度计算公式ρ=和G=mg可得，G=ρgV，两小球体积相等，密度关系未知，所以重力大小关系未知；
若两个小球都浮在同种液体的表面上，根据漂浮条件，受到的浮力等于自身的重力(F浮=G物)，两小球的重力大小关系未知，所以浮力大小关系无法得出，故A错误；
B．若两小球体积相等，分别浸没在不同的液面中，根据阿基米德原理F浮=ρ液V排液g可知，液体的密度大小关系未知，所以受到浮力大小关系无法得出，故B错误；
C．若两小球质量相等，由G=mg可知，重力相等；浮在不同的液面上，根据漂浮条件，受到的浮力等于自身的重力(F浮=G物)，所以浮力相等，故C正确；
D．若两小球质量相等，密度大小关系未知，由密度计算公式ρ=可知，体积大小关系未知;根据阿基米德原理F浮=ρ液V排液g可知，浸没在同欧文种液体中，排开液体的体积未知，所以无法判断浮力的大小关系，故D错误。
3．C
【解析】
【详解】
A．a的密度为：
a===2g/cm3
因为a ρ水， 所以甲物体在水中下沉；故A不合题意；
B．b的密度为：
ρb===0.5g/cm3
因为ρb ρ水， 所以乙物体在水中漂浮，故B不合题意；
C．将体积相等的甲、乙捆在一起后，设每一个的体积为V，则两物体的重力
G1=a gV+b gV=2×103kg/m3×gV+0.5×103kg/m3×gV=2.5×103kg/m3×gV
两物体浸没时所受的浮力
F1=水g2V=2×103kg/m3×gV
因G1>F1，根据物体的浮沉条件,所以两物体会沉入水底，故C不合题意；
D．将质量相等的甲、乙物体捆在一起时,设每一个的质量为m,则两物体的重力G2=2mg，两物体所受浮力
F2=水gm/a+水gm/b=1/2mg+2mg=2.5mg
因F2>G2，所以物体将上浮，并最终漂浮在水面，故D不合题意。
4．B
【详解】
空碗漂浮，土豆下沉，根据浮沉条件可得，碗和土豆的总重力大于总浮力，即，当将土豆取出放入碗中，仍能漂浮在水面上时，根据浮沉条件可得，此时总重力等于总浮力，即，总浮力变大，根据阿基米德原理=可知，排开水的体积变大了，水面上升了，故选项B符合题意，选项ABD不合题意。
5．C
【详解】
A．使火箭加速升空的力，是火箭对空气的强大推力的反作用力??空气对火箭的推力，不是火箭受到的浮力大于火箭的重力，故选项A不符合题意；
B．太空没有空气，翱翔的人造卫星在太空处于失重状态，不受浮力和重力，上升的热气球主要受到了浮力大于重力的作用，故选项B不符合题意；
C．气泡从深水中上浮未露出水面前，所处的深度减小，由p=ρgh可知所受的压强变小，气泡的体积变大，排开水的体积变大，由F浮=ρgV排可知，气泡受到的浮力变大，故选项C符合题意；
D．漂在水面的物体如果排开液体的体积比沉在水底的物体排开液体的体积小，那么漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力小，故选项D不符合题意。
故选C。
6．C
【解析】
【详解】
如图中两球正好悬浮在水中。受力平衡；
甲球受到重力G甲、浮力F甲和乙对甲的拉力F拉, G甲+F拉=F甲；
若剪断细线, F拉=0, G甲乙球受到重力G乙、浮力F乙和甲对乙的拉力F′拉,G乙=F′拉+F乙；
若剪断细线,F′拉=0, G乙>F乙，乙球将下沉。
故C正确.
7．D
【详解】
（1）由图可知，圆柱体在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态，
由于物体漂浮时，受到的浮力和自身的重力相等，
所以，圆柱体在两液体中所受浮力相等，都等于圆柱体的重力，故AB错误，
（2）由于圆柱体在两液体中所受浮力F1=F2，由图可知：V排甲＜V排乙，根据F浮=ρ液gV排得ρ液=可知：ρ1＞ρ2?，故C错误；D正确；
故选D。
8．B
【解析】
【详解】
密度计使用时是漂浮在液体中的，根据漂浮条件，其受到液体的浮力等于自身重力，所以密度计漂浮在水中和漂浮在煤油中受到的浮力相等，即F1＝F2；由于水的密度大于煤油的密度，根据得V排=可知，密度计排开水的体积小于排开煤油的体积，即V1＜V2。故B符合题意。
9．AD
【详解】
浸在液体中的物体由于上下表面受到液体对其的压力差使物体受到的向上的托力叫做浮力，所受浮力的大小与液体密度及排开液体的体积成正比。
A．在水中的桥墩由于下方没有水，所以不会受到水的浮力作用，A说法正确；
B．根据F浮=ρ水gV排，同种液体中的物体，沉下去的物体排开液体的体积不一定大于浮上去的物体排开液体的体积，所以沉下去的物体受到浮力不一定比浮上去的物体受到的浮力小，B说法错误；
C．根据F浮=ρ液gV排，浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关，与受到浮力物体的重力无关，所以C说法错误；
D．根据F浮=ρ液gV排，同一物体浸没在不同的液体中，排开液体的体积相同，水的密度大于煤油的密度，所以铁球在水中受到的浮力大，D说法正确。
10．A
【详解】
A项，浸没在液体中的物体，同时受到重力和浮力，重力的方向为竖直向下，浮力的方向竖直向上，故A项正确。
B项，因为鸡蛋浸没在水中，所以根据阿基米德原理，排开水的体积等于鸡蛋的体积，鸡蛋在下沉的过程中，深度越来越深，但排开水的体积不变，由公式F浮=G排=液gV排可知，鸡蛋受到的浮力不变，故B项错误。
C、D项，鸡蛋在下沉的过程中仍然受到浮力的作用，根据物体的浮沉条件可知，只是此时鸡蛋受到的浮力小于鸡蛋的重力，故C、D项错误。
综上所述，本题正确答案为A。
11．C A 乙
【详解】
[1]因三个球体积相同，且都是浸没的，根据可知，三个球受到的浮力相等，即F甲＝F乙＝F丙。
[2]由图可知，甲球将弹簧拉长，说明甲球要上浮，根据浮沉条件可知，ρ甲<ρ液；乙球下方弹簧长度等于原长，说明乙球悬浮在液体中，则ρ乙=ρ液；丙球将弹簧压缩，说明丙球要下沉，则ρ丙>ρ液。所以三个球的密度大小关系是ρ甲<ρ乙<ρ丙。
[3]乙球下方弹簧长度等于原长，说明乙球悬浮在液体中，则ρ乙=ρ液。
12．物体因为漂浮，浮力等于重力，重力不变，所以浮力不变 重力和浮力 0.6×103kg/m3
【详解】
[1]BC过程中木块自由漂浮在水面上，浮力与重力平衡，重力不变，所以浮力不变；
[2]D图中木块受到的力有拉力和重力及浮力。
[3]已知木块漂浮时受到的浮力为：F浮1=0.6N,
则
G木= F浮1=0.6N
木块的质量
m木===0.06kg
木块浸没时受到的浮力为
F浮2=1N
木块的体积
V木=V排===10-4m3
木块的密度为
木===0.6103kg/m3
13．＜ 1.1×103
【解析】
【详解】
[1]由图可知，甲中小球沉入容器底部、乙中小球漂浮在液面上，
因物体的密度大于液体的密度时下沉、沉入容器底部，物体密度小于液体密度时上浮、最终漂浮，
所以,ρ球>ρ甲, ρ球<ρ乙,即ρ甲<ρ乙；
[2]因小球在乙液体中漂浮，
所以,乙中小球受到的浮力F浮乙=G球=m球g，
由阿基米德原理可知,F浮乙=G溢乙=m溢乙g，
则m球g=m溢乙g,即:
m球=m溢乙=44g；
图甲中小球沉入容器底部，
由ρ=可得，小球的体积：
V球=V溢甲===40cm3，
小球的密度：
ρ球===1.1g/cm3=1.1×103kg/m3.
14．等于； 增大， 0.9
【详解】
[1]小明清洗甜瓜时发现它漂浮在水面，此时甜瓜受到的浮力的大小等于重力；
[2]将甜瓜放入盛满水的溢水杯中，静止时溢出水360mL，再使甜瓜向下浸没在水中，又溢出水40mL，此时甜瓜受到的浮力比漂浮时增大了；
[3]将甜瓜放入盛满水的溢水杯中，静止时溢出水360mL，即此时所受的浮力是：
F浮=G排=ρ液gV排=1000kg/m3×360×10-6m3×10N/kg=3.6N
由于漂浮，所以F浮=G；
故据G=mg可得
m===0.36kg
故甜瓜的密度是
ρ===900kg/m3=0.9g/cm3
15．等于； 减小
【解析】
【详解】
因为航母漂浮，所以它受到的浮力等于总重力；战机从航母上起飞后，航母的总重力减小，根据漂浮物体的重力等于自身重力，所以浮力将减小，由阿基米德原理可知排开水的体积会减小。
16．向烧杯中再加入水(或从烧杯中倒出适量的水) 2.5 较少的水能产生较大的浮力
【解析】
【详解】
（1）[1]研究浮力大小是否和水的多少有关，应该控制其他条件不变，只改变水的多少。
所以，用弹簧测力计测出木块的重力后（如图甲），再将木块放入烧杯内的水中，木块处于漂浮状态（如图乙）。然后应往烧杯中加入或从烧杯中倒出适量的水，发现木块仍然漂浮。[2]由二力平衡条件可知，木块两次受到的浮力都等于它的重力，为2.5牛。从而得出木块漂浮时浮力大小与水的多少无关。
（2）[3]由于原来两盆中所加的水量是相等的，后来让浮起的物体的重力增加，即用重力较小的水也可以产生较大的浮力。
17．6.75 1.5 浸入水中的体积越大，受到的浮力越大 B
【详解】
(1)由表中实验数据可知，物体没有浸入水中时，弹簧测力计示数是6.75N，因此物体重力G=6.75N.
第4次实验时，物体受到的浮力F浮=G?F4=6.75N?5.25N=1.5N，
(2)物体浸入水中时，物体受到的浮力F浮=G?F，由表中第1列至5列数据可知，物体浸入水中的深度h越大，物体浸入水中的体积越大，弹簧测力示数F越小，物体受到的浮力越大，由此可见：物体浸入水中的体积越大，受到的浮力越大；
(3)由表格中数据知，测力计的示数随深度的增加先变小，后不变，B符合题意；
18．ρ水：ρ2 ρ水：ρ2 见解析
【详解】
（1）甲，乙两球同时放入足量的水中，已知ρ1>ρ水>ρ2，则甲球沉底、乙球漂浮，甲球受到的浮力：
F甲=G排 =ρ水gV甲 ,
乙球受到的浮力：
F乙=G乙=ρ2gV乙，
若甲，乙两球体积相同，即V甲V乙，则甲乙两球受到的浮力之比为：
F甲:F乙　=ρ水gV甲:ρ2gV乙=ρ水:ρ2　；
（2）若甲，乙两球质量相同，即m甲m乙, 则甲乙两球受到的浮力之比:
F甲:F乙　=ρ水gV甲: ρ2gV乙=ρ水g:ρ2g=ρ水: ρ1;
（3）现将甲乙两球同时浸没在水中，甲球受到的浮力：
=G甲排 =ρ水gV甲,
甲球重力：
G甲=ρ1gV甲，
ρ1>ρ水，
因此
G甲，
故放手后,甲球下沉，
乙球受到的浮力：
=G乙排 =ρ水gV乙,
乙球重力：
G乙=ρ2gV乙,
ρ水>ρ2，
因此
G乙，
故放手后, 乙球上浮。
19．（1）220000N；（2）7.76m3
【详解】
（1）设“蛟龙号”空载时质量为m空，因为漂浮在水面，
∴“蛟龙号”受到的浮力
（2）设“蛟龙号”满载时至少需要注入水的质量为m水,体积为V水,最大荷载质量为m载，
∵满载时若要下沉，至少G总＝F浮总，
∴
m水gm空gm载g＝水gV排
∴
m水＝水V排m空m载＝1.0103kg/m330m322000kg240kg＝7760kg
则至少注入的水的体积
【点睛】
（1）根据浮沉条件求出“蛟龙号”漂浮在水面的浮力。（2）根据满载时浮力、重力的关系求出注入的水的质量，再由密度公式求出满载时注入的水的体积。
20．（1）30牛（2）0.6×103千克/米3
【详解】
(1)∵有的体积露出水面，
∴木块排开水的体积：
V排=V浸=V-V露=5×103cm3- ×5×103cm3=3000cm3=3×10-3m3 ，
木块受到的水的浮力：
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N；
(2)∵木块漂浮在水面上
∴木块受到的重力：
G=F浮=30N ；
则木块的密度ρ木== =0.6×103kg/m3 ．
21．(1) 15000N；(2)15
【详解】
(1) 冲锋舟满载时所受的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m3=15000N，
(2)冲锋舟满载时,应满足：F浮=G+nm人g，
所以最多能承载的人数：
n= =15.
答：(1)冲锋舟满载时所受的浮力是15000N.
(2)这条冲锋舟最多能承载15人。
22．无变化，饱和食盐水不能继续溶解食盐，溶液的密度不变，小球所受浮力也不变 加入其他易溶于水但不和氯化钠反应的固体物质，使溶液的密度增大
【解析】
（1）向饱和的食盐水中加入氯化钠固体，固体不溶解，溶液的密度不发生变化，故小球所受的浮力不变，沉浮状态不变；
（2）当溶液的密度增加时，小球将略向上浮，而氯化钠不能继续溶解，故可以向溶液中继续加入其它的物质，使溶液的密度增加，小球上浮；