2020-2021人教版物理八年级下册10.3物体沉浮条件及应用同步练习题1
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.将A、B、C
三个体积相同的小球投入到某液体中,静止时所处的位置如图所示,则三球
所受浮力大小关系是( )
A.A、B、C
三球所受浮力相等
B.B、C
两球所受浮力相等,A
球所受浮力小于
B、C
球
C.A、B
两球所受浮力相等,C
球所受浮力小于
A、B
球
D.A
球所受浮力大于
B
球,B
球所受浮力大于
C
球
2.如图所示,质量相等的甲、乙两个实心正方体物块分别竖直悬浮在水中和漂浮在水面上,下列说法正确的是( )
A.甲的密度小于乙的密度
B.甲受到的浮力大于乙受到的浮力
C.水对甲下表面的压力大于水对乙下表面的压力
D.水对甲下表面的压强小于水对乙下表面的压强
3.将重为,体积为的物体投入一装有适量水的烧杯中,当物体静止时,下列判断正确的是(g取)( )
A.物体悬浮,
B.物体漂浮,
C.物体漂浮,
D.物体沉底,
4.质量相等的甲、乙两球分别悬浮、漂浮在水中,如图所示,则( )
A.甲球受到的浮力大
B.乙球受到的浮力大
C.两球受到的浮力相等
D.浮力大小无法比较
5.下列有关各图的说法不正确的是( )
A.甲图左右两手指受到的压强相等
B.乙图喝水使用的茶壶是连通器
C.丙图潜水艇悬浮在水中时受到的浮力等于潜水艇的重力
D.丁图由于大气压的作用墨水被吸进钢笔
6.关于浮沉条件的应用,下列说法正确的是( )
A.潜水艇上浮过程中所受到的浮力变大
B.测气象用的气球里所充气体的密度小于空气的密度
C.密度计上的刻度从下到上逐渐变大
D.轮船从海里开到河里,要浮起来一些,浮力大小不变
7.如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )
A.物体受到的浮力大小关系为FA<FB<FC
B.三个物体的密度大小关系是A>B>C
C.容器对桌面的压力大小关系为F甲>F乙>F丙
D.容器底部受到水的压强大小关系为p甲>p乙>p丙
二、填空题
8.体积为米的金属块浸没在水中,受到浮力的大小为______牛,浮力的方向______;若物体重为19.6牛,则物体_______(选填“漂浮”或“上浮”或“悬浮”或“下沉”)。
9.一艘轮船空载时的排水量是3000t,装满货物时的排水量为8000t,那么这艘轮最多可以装载______t的货物。如果它从长江驶进大海,它所受到的浮力______(填“变大”、“不变”或“变小”),船排开液体的体积______(填“变大”、“不变”或“变小”)。
10.将质量为3×10-2kg的物块缓慢放入一盛满水的容器中,静止后从容器中排出2×10-5m3的水。则物块所受浮力大小为______N,物块在水中是______(选填“上浮、下沉”
或“悬浮”)。
11.将一支相同的密度计放入甲、乙两容器中,如图所示,两容器中的液体密度分别为ρA、ρB,密度计所受浮力分别为FA、FB,则密度和浮力的关系ρA______ρB,FA______FB(选填大于、小于、等于)。
12.一个质量是50g的鸡蛋悬浮在盐水中,它受到的浮力是______N,如果往盐水中再加入少许的盐(盐可以完全溶解),鸡蛋将______(选填“上浮”“下沉”),鸡蛋再次静止时所受到的浮力______(选填“大于”“小于”或“等于”)0.5N。
13.将一块橡皮泥先后捏成实心球和碗,分别放入完全相同的甲、乙两杯液体中,静止时如图所示,甲杯中橡皮泥所受的浮力___________乙杯中橡皮泥所受的浮力,甲杯中液面高度___________乙杯中液面高度(均选填“高于”“低于”或“等于”)。
14.一艘远洋轮船装上货物后,船和货物总质量为10.8t,则船在海洋中航行所受到的浮力是______N。同一艘轮船从海里驶进河里,受到的浮力______(选填“变大”、“变小”或“不变”),船身相对于水面将______(选填“上浮”、“下沉”或“不变”)。
三、实验题
15.小美同学想要测量某地沃柑密度,实验操作步骤如下:
(1)当横梁稳定时,指针偏向分度盘的右侧,要使横梁水平平衡,应将平衡螺母向______调;
(2)小美同学选取了一个沃柑,放在已经调平的托盘天平上称量,当天平再次平衡时右盘中所加砝码及游码的位置如图甲所示,沃柑质量是______g;
(3)因沃柑体积较大,放不进量筒,因此他选用一只烧杯,如图乙所示,用大头针将沃柑压入水中浸没(水未溢出且不计大头针的体积),在水面处做标记,然后将沃柑取出,用装有适量水的量筒给烧杯补水至标记处;小美同学测得沃柑的密度是______;
(4)由于图乙取出沃柑时带出部分水,会使密度测量值比真实值______(选填“偏大”或“偏小”);
(5)测量完成后,细心的小美同学发现沃柑瓣在水中沉底,于是想测量一下沃柑瓣(不吸水)的密度,他选用了完整的一瓣沃柑,烧杯、天平和适量的水做了实验,如图丙所示:
①在烧杯中装入适量的水,放在托盘天平上,天平平衡时测得质量为210g;
②接着用不吸水的细线将沃柑瓣拴住,使之完全浸没在上述烧杯的水中(未接触烧杯底部,没有水溢出),天平平衡时测得质量为230g;
③松开细线,沃柑瓣沉底,天平平衡时测得质量为233g;
则沃柑瓣受到的浮力为______N;
(6)沃柑瓣的密度为______。
四、计算题
16.2020年11月10日,我国"奋斗者"号(如图所示)载人潜水器在马里亚纳海沟10909米深处成功坐底。“奋斗者”体积约30m3,空载时重约2.4×105N。此次科学考察中,科研人员在潜水器外侧加挂了8块压舱铁(每块压舱铁重104N),保证潜水器顺利下潜开展工作。求:
(1)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的海水压强是多少?它底部一个表面积为500cm?的观察窗受到的海水压力是多少?
(2)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的浮力是多少?
(3)完成科考任务上浮时,它至少要抛掉多重的压舱铁?(海水密度取1.0×103kg/m3)
17.打捞沉石如图甲所示,一个边长为1m的正方体石块静止在湖底,上表面离水面深度为h。现用一根粗细和重力不计的绳子,将该物体从水底竖直向上拉,直至完全拉出水面,在整个拉动过程中物体始终保持匀速运动,拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)物体在露出水面前受到水的浮力是多少N?
(2)物体在露出水面前受到绳子的拉力是多少N?
(3)物体在水底时,上表面受到水的压强是多少Pa?
参考答案
1.B
【详解】
A、B、C三个体积相同的小球投入到同一种液体中,液体密度相同,由图知,A漂浮,排开液体的体积小于小球的体积,B、C完全浸入液体中,排开液体的体积等于小球的体积,又因为三个小球体积相同,根据可得,B和C两球浮力相等,A球所受的浮力小于B、C球,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.C
【详解】
A.由图知,甲悬浮在水中,甲的密度等于水的密度,乙漂浮在水中,乙的密度小于水的密度,所以甲的密度大于乙的密度,故A错误;
B.甲、乙两实心正方体物块分别悬浮、漂浮在水中,根据漂浮和悬浮条件可知F浮甲=G甲,F浮乙=G乙,由于两球质量相等,重力相等,所以浮力相等,故B错误;
C.根据浮力产生原因
F浮=F向上-F向下
可得
F向上=F浮+F向下
由于甲悬浮,乙漂浮,则F甲向下>0,F乙向下=0,又因为浮力相同,所以,F甲向上>F乙向上,故C正确;
D.由图知,甲下表面的所处的深度大于乙下表面的所处的深度,根据p=ρgh可知p甲>p乙,故D错误。
故选C。
3.C
【详解】
物体的密度为
所以物体在水中将漂浮
故选C。
4.C
【详解】
由图知,甲球悬浮,乙球漂浮,根据物体沉浮条件知,两球所受的浮力等于它们所受的重力,因两球的质量相等,故两球所受的重力相等,故两球所受的浮力相等。
故选C。
5.A
【详解】
A.甲图中铅笔在水平方向上处于静止状态,受到两手指的压力是一对平衡力,根据力的相互性,铅笔对两手指的压力大小相等,由于受力面积不相等,故左右两手指受到的压强不相等,故A错误,符合题意;
B.茶壶是连通器,故B正确,不符合题意;
C.潜水艇悬浮在水中时受力平衡,受到的浮力等于潜水艇的重力,故C正确,不符合题意;
D.墨水被吸进钢笔是由于大气压的作用,故D正确,不符合题意。
故选A。
6.B
【详解】
A.潜水艇上浮过程中,排开水的体积不变,故受到的浮力不变,故A错误;
B.气球是利用空气的浮力来工作的,当气球内气体密度小于空气密度时,才能升空,故B正确;
C.密度计在液体中漂浮时,受到的浮力等于自身重力,根据浮力公式可知,密度计排开液体体积越大,密度越小,密度计越下沉,刻度越往上,故密度计的刻度从下到上逐渐变小,故C错误;
D.因为海水的密度比河水大,从海里开进河里,液体密度变小,所受浮力等于重力,大小不变,则排开液体体积要变大,因此轮船会下降一些。
故选B。
7.A
【详解】
A.三个正方体的体积相同,由图可知,A、B、C三个正方体排开水的体积关系为
VA排根据可知,浮力的大小关系为
FA<FB<FC
故A正确;
B.由图可知,A和B处于漂浮,C处于悬浮,则由浮沉条件可知
GA=FA,GB=FB,GC=FC
由于
FA<FB<FC
所以
GA<GB<GC
由于正方体A、B、C的体积相同,所以根据==可知,物体密度的大小关系
A<B<C
故B错误;
C.因正方体分别处于漂浮或悬浮状态,则浮力等于自身重力,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力,即可以理解为,容器中正方体的重力等于与浸入部分等体积水的重力,因容器底面积相同、此时水的深度相同,则可知三个容器内的总重力相等;由于容器重也相同,所以三个容器对桌面的压力关系为
F甲=F乙=F丙
故C错误;
D.正方体静止时,三个容器内水面高度相同,即h相同,水的密度一定,根据可知,容器底受到水的压强关系为
故D错误。
故选A。
8.19.6
竖直向上
悬浮
【详解】
[1]体积为
2×10?3米3的金属块浸没在水中,排开水的体积V排=2×10?3m3,则受到浮力的大小为
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×9.8N/kg×2×10?3m3=19.6N
[2]浮力的方向与重力相反,是竖直向上。
[3]若该浸没的物体重为19.6牛,即G物=F浮,根据浮沉条件可知,此时金属块将悬浮。
9.5000
不变
变小
【分析】
本题利用了阿基米德原理、浮沉条件(漂浮条件)和液体的压强公式,知道轮船满载时的排水量就是轮船满载时排开水的质量是关键。
(1)已知轮船空载时排水量,即轮船空载时所排开的水的质量,利用物体的漂浮条件和阿基米德原理求轮船自身的质量,然后再根据满载时排开水的质量,利用物体的漂浮条件和阿基米德原理求轮船和货物的总质量;
(2)根据浮沉条件可知道船都是漂浮状态,则浮力都等于重力,然后根据阿基米德原理液可确定船排开液体的体积变化。
【详解】
[1]轮船空载时漂浮
即
船满载时受到的浮力
轮船满载时漂浮,则
即
m排
即
[2]它从长江驶进大海,仍然是漂浮状态,浮力等于重力,则浮力不变。
[3]根据阿基米德原理:,液体的密度变大,而浮力不变,所以船排开水的体积变小。
10.0.2N
下沉
【详解】
[1]物体浮力为
[2]物体重力为
重力大于浮力,物体下沉。
11.大于
等于
【详解】
[1]根据物体的沉浮条件可知,密度计在液体中漂浮时,所受浮力等于重力,大小不变,排开液体体积越大,则液体密度越小,故ρA>ρB。
[2]密度计在液体中漂浮时,所受浮力等于重力,大小不变,故密度计在两个容器中受到的浮力相等。
12.0.5
上浮
等于
【详解】
[1]由
知道,鸡蛋受到的重力为
G=mg=50×10-3kg×10N/kg=0.5N
鸡蛋悬浮在盐水中,鸡蛋受到的重力和浮力相等,即浮力为0.5N。
[2][3]若向杯中加入少许的盐,使盐水的密度变大,而鸡蛋的体积(排开盐水的体积不变),由阿基米德原理知道鸡蛋受到的浮力变大,又因为鸡蛋重不变,所以此时鸡蛋受到的浮力大于鸡蛋重,故鸡蛋将上浮,最终鸡蛋会漂浮在水面上,根据漂浮的条件知道,此时鸡蛋受到的浮力等于重力。
13.等于
等于
【详解】
[1][2]橡皮泥在甲、乙两杯液体中,分别悬浮、漂浮,两种状态下橡皮泥所受的浮力都等于重力,所以甲杯中橡皮泥所受的浮力与乙杯中橡皮泥所受的浮力相等。由阿基米德原理知,当浮力相同,液体密度相同时,物体排开液体的体积相同,那么甲、乙两杯中液面高度相同。
14.1.08×105
不变
下沉
【详解】
[1]轮船漂浮,则轮船在海洋中所受的浮力为
[2]轮船漂浮,浮力等于船所受重力,故同一艘轮船从海里驶进河里,受到的浮力不变。
[3]因为海水密度大于河水密度,船从海里驶入河里所受浮力不变,由可知,驶入河里时增大,故船身相对于水面将下沉。
15.左
156.8
偏小
0.2
【详解】
(1)[1]横梁稳定时,指针偏向分度盘的右侧,则左盘高,根据“哪边高往哪边调”可知,要使横梁水平平衡,应将平衡螺母向左调节。
(2)[2]如图甲沃柑质量是
m=100g+50g+5g+1.8g=156.8g
(3)[3]沃柑体积等于补入水的体积
V=800mL-520mL=280mL=280cm3
沃柑密度为
(4)[4]由于图乙取出沃柑时带出部分水,则使所测体积偏大,根据可知所测密度偏小。
(5)③[5]沃柑瓣所受浮力为
F浮=G2-G1=0.23kg×10N/kg-0.21kg×10N/kg=0.2N
(6)[6]沃柑瓣质量和体积分别为
m瓣=m3-m1=233g-210g=23g=0.023kg
沃柑瓣密度为
16.(1)108Pa,5×106N;(2)3×105N;(3)2×104N
【详解】
解:(1)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的海水压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×104m=1×108Pa
观察窗受到的海水压力
F=pS=1×108Pa×500×10-4m2=5×106N
(2)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的浮力
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N
(3)此次下潜总重
G总=G空+G铁=2.4×105N+8×104N=3.2×105N
当潜水艇匀速上浮时,需抛掉压舱铁最少
G=G总-F浮=3.2×105N-3×105N=2×104N
答:(1)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的海水压强是108Pa,它底部一个表面积为500cm?的观察窗受到的海水压力是5×106N;
(2)“奋斗者”号在海面下104m深处受到的浮力是3×105N;
(3)完成科考任务上浮时,它至少要抛掉2×104N的压舱铁。
17.(1)104N;(2)2×104N;(3)3×104Pa
【详解】
(1)物体在露出水面前受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(1m)3=104N
(2)由图像可知露出水面后绳子的拉力即物体的重力,则重力为3×104N,当重物未露出水面时,拉力为
F1=G-F浮=3×104N-104N=2×104N
(3)从上表面离开水面到下表面离开水面用时10s,运动速度
上表面从水底上升至表面用时30s,所以物体在水底时距液面深度为
h=vt1=0.1m/s×30s=3m
即物体在水底时上表面受到水的压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa
答:(1)物体在露出水面前受到水的浮力是104N;
(2)物体在露出水面前受到绳子的拉力是2×104N;
(3)物体在水底时,上表面受到水的压强是3×104Pa。
答案第2页,总5页