沪粤版物理八下课时达标练习：9.3　研究物体的浮沉条件第1课时　物体的浮沉条件（含答案）

9.3　研究物体的浮沉条件
第1课时　物体的浮沉条件
题组1　从受力分析的角度认识物体的浮沉
1.在“探究怎样使物体上浮或下沉”的实验中,小明用手将重1.5 N,体积为1.6×10-4 m3的苹果压入水中直至浸没时,它受到的浮力大小为　　　　N。松手后苹果将　　　　(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。(g取10 N/kg)?
2.图中的实心铁块是一个正方体,它的边长是　　　　cm。放入水中后铁块将　　　　(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),它受到的浮力是　　　　N。(ρ铁=7.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)?
3. 某体积为200 cm3、重力为1.6 N的物体,把它浸没在水中后放手,它将　　　　(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”),当该物体静止时排开水的体积为　　　　cm3。(g取10 N/kg)?
4.如图所示,小瓷碗漂浮在水面上,倾斜后能沉入水底,对这一情景分析正确的是 (　　)
A.小瓷碗漂浮时受到的浮力大于它受到的重力
B.小瓷碗浸没时和漂浮时相比所受浮力变小了
C.小瓷碗能沉入水底是因为它受到的重力变大了
D.小瓷碗下沉过程中所受浮力大于它受到的重力
5.如图所示,将苹果和梨放入水中,苹果漂浮,梨沉底。若苹果的质量、体积及受到的浮力为m1、V1和F1,梨的质量、体积及受到的浮力为m2、V2和F2,现有以下判断:
(1)若F1(2)若F1=F2,则m1一定等于m2。
(3)若F1>F2,则V1一定大于V2。
(4)若F1其中正确的是 (　　)
A.(1)(3) B.(1)(4)
C.(2)(3) D.(2)(4)
题后反思
对于浸没在液体中的物体而言:①当F浮>G时,合力方向竖直向上,物体将上浮,最终漂浮;②当F浮题组2　从密度的角度认识物体的浮沉　　　　
6.如图所示,将苹果放在水中,静止后会漂浮在水面上。若将苹果露出水面的部分切掉,余下部分重新放入水中,则余下的苹果将(假设苹果密度均匀) (　　)
A.漂浮 B.悬浮
C.下沉 D.无法确定
7.如图所示,a、b是两种物质质量与体积的关系图像,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中。松手稳定后(　　)
A.乙漂浮,乙受到的浮力小 B.甲漂浮,甲受到的浮力大
C.乙沉底,甲受到的浮力大 D.甲沉底,乙受到的浮力大
8. 将一个新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中,鸡蛋静止在两个容器中的位置如图所示。下列说法中正确的是 (　　)
A.鸡蛋在水中受到的浮力大
B.鸡蛋在水和浓盐水中受到的浮力一样大
C.鸡蛋的密度大于水的密度
D.鸡蛋的密度小于浓盐水的密度
9.潜水艇在正常航行时,有时突然遭遇海水密度变化,可能会引发潜艇“掉深”,即突然快速向海底沉降。造成潜水艇沉降的原因可能是 (　　)
A.海水密度变大,潜艇所受浮力突然增大
B.海水密度变大,潜艇所受压强突然增大
C.海水密度变小,潜艇所受浮力突然减小
D.海水密度变小,潜艇所受压强突然减小
10.将质量相等的甲、乙两球放在盛水的烧杯中,静止时如图所示。下列判断中正确的是(　　)
　A.甲球的密度较大 B.甲球受到的浮力较大
C.乙球排开水的体积较大 D.两球受到的浮力相等
11.如图甲所示,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情况如图乙所示。在烧杯四周放上大量的冰块,使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
12.某检验人员往密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙的硫酸铜溶液试管中,分别滴入一滴体积相同的、同一感染者的血液,一段时间后出现了如图所示的情形。则下列分析中正确的是 (　　)
A.滴在甲试管中的血液受到的浮力最小
B.感染者血液的密度与ρ乙相同
C.滴在丙试管中的血液受到的重力等于排开硫酸铜溶液的重力
D.三个试管底部受到硫酸铜溶液的压强相等
题后反思
从密度的角度考虑,如果是质量均匀分布的实心物体浸没在液体中,根据物体的浮沉条件,结合公式G物=ρ物gV物和F浮=ρ液gV排,可得,
(1)当ρ物<ρ液时,必有G物(2)当ρ物>ρ液时,必有G物>F浮,物体在液体中下沉。
(3)当ρ物=ρ液时,必有G物=F浮,物体在液体中悬浮。
13.把一个体积为200 cm3的形状规则的物体放入形状规则的容器中,如图所示,记录倒入容器中的水量及容器中水的深度,如表格所示。
图
水量/cm3
60
120
180
240
300
360
水深/cm
5
10
15
19
22
25
(1)容器底面积为　　　　　cm2,物体的高度为　　　　cm。?
(2)当容器中水深达到25 cm时,物体的状态为　　　　。?
(3)物体所受的最大浮力为　　　　N。(g取10 N/kg)?
(4)物体的密度ρ物=　　　　g/cm3。?
典题讲评与答案详析
1.1.6　上浮　解析： 当苹果浸没在水中时,排开水的体积等于苹果的体积,即V排=
V物=1.6×10-4 m3,此时苹果受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.6×10-4 m3=1.6 N;已知苹果重1.5 N,因为G2.1.00　下沉　0.01
解析： 由图可知,刻度尺的分度值为1 mm,铁块的边长为1.00 cm;因为ρ铁>ρ水,所以放入水中后实心铁块将下沉;正方体铁块排开水的体积为V排=V=a3=(0.01 m)3=10-6 m3,铁块在水中受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-6 m3=0.01 N。
3.上浮　160　
解析： 物体的密度:ρ物=G物gV物=1.6 N10 N/kg×200×10-6 m3=0.8×103 kg/m3<1.0×103 kg/m3,ρ物<ρ水,故把物体浸没在水中后放手,它将上浮;静止时该物体漂浮,所受浮力的大小等于自身重力,则该物体静止时排开水的体积:V排=F浮ρ水g=G物ρ水g=1.6 N1.0×103kg/m3×10 N/kg=1.6×10-4 m3=160 cm3。
4.B　解析： 小瓷碗漂浮时,根据浮沉条件可知,受到的浮力等于它的重力,故A错误;由于小瓷碗浸没时下沉,浮力小于重力,漂浮时浮力与小瓷碗的重力相等,所以小瓷碗浸没时和漂浮时相比所受浮力变小,故B正确;小瓷碗所受的重力不变,小瓷碗能沉入水底,因排开的水的体积减小,所受浮力减小,小于重力,故C错误;小瓷碗下沉过程中所受重力大于浮力,故D错误。
5.A　解析： 由于苹果漂浮,梨沉底,则根据浮沉条件可知,F1=G1=m1g,F2F2,则V1一定大于V2。(4)若F16.A　解析： 解法一:从密度角度分析,开始时苹果处于漂浮状态,ρ苹果<ρ水,当切去露出水面部分后,ρ苹果不变,仍小于ρ水,故苹果仍会处于漂浮状态。解法二:从力的角度分析,开始苹果处于漂浮状态,浮力等于重力,将露出水面的部分切掉后,剩余苹果的重力减小,此时浮力大于重力,苹果会上浮,最终漂浮。
7.A　解析： 由图可知,甲物体的密度:ρa=maVa=3 g2 cm3=1.5 g/cm3=1.5×103 kg/m3,
乙物体的密度:ρb=mbVb=1 g2 cm3=0.5 g/cm3=0.5×103 kg/m3。
体积相等的甲、乙两实心物体浸没在水中,
由于ρa>ρ水>ρb,则甲、乙两实心物体在水中稳定后甲沉底,乙漂浮,所以,V排甲>V排乙,
根据F浮=ρ液gV排可知,F浮甲>F浮乙。
8.C　解析： 由图可知,鸡蛋在水中沉底,则鸡蛋所受水的浮力小于鸡蛋的重力;鸡蛋在浓盐水中悬浮,则鸡蛋所受浓盐水的浮力等于鸡蛋的重力,且同一个鸡蛋的重力不变,所以鸡蛋在浓盐水中受到的浮力大,故A、B错误。鸡蛋在水中沉底,则鸡蛋的密度大于水的密度;鸡蛋在浓盐水中悬浮,则鸡蛋的密度等于浓盐水的密度,故C正确,D错误。
9.C　解析： 潜水艇突遇“掉深”险情是因为遇到海水的密度突然变小,潜水艇排开海水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,浮力会突然变小,潜水艇突然遭遇海水密度突变引发潜艇“掉深”,故C正确。
10.D　解析： 甲球漂浮,所以甲球的密度小于水的密度,乙球悬浮,所以乙球的密度等于水的密度,可知甲球的密度较小,故A错误。甲球漂浮,浮力等于重力;乙球悬浮,浮力等于重力,又因为甲、乙的质量相等,所以重力相等,可知甲、乙两球所受的浮力相等,故B错误,D正确。甲、乙两球受到的浮力相等,由F浮=ρ液gV排可知,两球排开水的体积相等,故C错误。
11.C　解析： 由于烧杯里盛有6 ℃的水,小球在水中恰好悬浮,则小球的密度与水的密度相等。由图像可知,4 ℃时水的密度最大,6 ℃时水的密度比0 ℃时水的密度大,所以当水的温度从6 ℃降到4 ℃时,水的密度增大,大于小球的密度,使小球上浮、最终漂浮;当水的温度从4 ℃降到0 ℃时,水的密度减小,直至小于小球的密度时,小球下沉。故小球先上浮然后下沉。
12.B　解析： 一滴体积相同的同一感染者的血液的重力相同,甲中血液漂浮,浮力等于重力;乙中血液悬浮,浮力等于重力;丙中血液沉底,浮力小于重力,所以F甲=F乙>F丙,故A错误;当物体密度与液体密度相同时,物体将悬浮在液体中,血液滴在乙中悬浮,则感染者血液的密度与
ρ乙相同,故B正确;血液滴在丙试管中下沉,则血滴受到的重力大于排开硫酸铜溶液的重力,故C错误;当物体密度与液体密度相同时,物体将悬浮在液体中,血液滴在乙中悬浮时,感染者血液的密度与乙中硫酸铜溶液的密度相同,当血液滴在甲中漂浮时,甲中硫酸铜溶液的密度大于血液的密度,当血液滴在丙中下沉时,丙中硫酸铜溶液的密度小于血液的密度,可知ρ甲>ρ乙>
ρ丙,由图可知液面相平,由公式p=ρgh可得,p甲>p乙>p丙,故D错误。
13.(1)20　25　(2)漂浮　(3)1.4　(4)0.7
解析： (1)物体的底面积为S1,容器的底面积为S2,由表中数据可知,h从5 cm到10 cm,
水的体积变化:ΔV=(S2-S1)(10 cm-5 cm)=60 cm3①
h从22 cm到25 cm,水的体积变化:ΔV'=S2(25 cm-22 cm)=60 cm3,解得S2=20 cm2,代入①可得,S1=8 cm2,所以容器底面积为20 cm2;物体的体积:V物=S1H,
物体的高:H=V物S1=200 cm38 cm2=25 cm。
(2)如果物体的密度大于或等于水的密度,在加水过程中物体将静止在容器底不会上浮,容器内水的体积变化应该与h的变化成正比,由表中数据可知,容器内水的体积变化与h的变化不成正比,所以物体的密度小于水的密度;因此随着水的增多,物体将漂浮在水面上,设物体浸入的深度为H浸,当h6=25 cm时,水的体积:S2h6-S1H浸=360 cm3,即20 cm2×25 cm-8 cm2×H浸=
360 cm3,解得H浸=17.5 cm,所以物体漂浮。
(3)物体漂浮时,排开水的体积:V排=S1H浸=8 cm2×17.5 cm=140 cm3,物体受到的浮力:F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×140×10-6 m3×10 N/kg=1.4 N。
(4)物体漂浮,所以F浮=G物,即ρ水V排g=ρ物Vg,即1.0 g/cm3×140 cm3×g=ρ物×200 cm3×g,
解得ρ物=0.7 g/cm3。