10.3物体沉浮条件及应用 同步练习2 —人教版八年级物理下册（有解析）

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2
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形橡皮泥，分别放入相同的甲、乙两杯水中，静止时甲杯中橡皮泥沉底，乙杯中橡皮泥漂浮，则它们所受浮力的大小关系是（　　）
A．F球＞F碗
B．F球＝F碗
C．F球＜F碗
D．无法确定
2．水平桌面上放有甲、乙两个都装有同种液体的相同容器，现把两个形状和体积都相同的实心小球分别缓慢放入两容器中，两小球静止时液面恰好相平，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．两小球排开液体的质量相等
B．乙容器中小球的密度较大
C．甲容器底部受到的液体压强大
D．两容器底部受到的液体压力相等
3．水平桌面上两个底面积相同的容器中，分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球A、B分别放入两个容器中，静止时两球位置如图所示，两容器内液面相平。下列分析正确的是（　　）
A．两小球所受浮力FAB．两种液体的密度ρ甲<ρ乙
C．两种液体对容器底部的压强p甲=p乙
D．两种液体对容器底部的压力F甲>F乙
4．如图所示，水平桌面上有甲、乙两个相同容器，分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体，将两个相同的小球分别放在两容器中，小球静止时，两容器液面相平，两个小球受到的浮力分别为F1、F2，两容器底部所受液体压强分别为p1、p2，两容器对桌面的压力分别为F3、F4则下列判断正确的是（　　）
A．F1＞F2
B．F3＞F4
C．ρ1＜ρ2
D．p1＜p2
5．小张看到鸡蛋浮在盐水面上，如图所示，他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉．在此过程中，鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像可能是下图中的（）
A．
B．
C．
D．
6．三个相同容器内分别盛满不同的液体，现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中，小球静止后的状态如图所示，以下判断正确的是（
）
A．液体的密度关系是ρ甲＞ρ丙＞ρ乙
B．液体对容器底部的压强关系是p乙＞p甲＞p丙
C．容器对桌面的压强关系是p'甲＞p'乙＞p'丙
D．小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙＞F甲
7．实心正方体木块（不吸水）漂浮在水上，如图所示，此时浸入水中的体积为6×10﹣4m3，然后在其上表面放置一个重4N的铝块，静止后木块上表面刚好与水面相平（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）则该木块（
）
A．未放置铝块前，木块受到的浮力是10N
B．放置铝块后，木块排开水的体积是1×10﹣3m3
C．木块的密度是0.7×103kg/m3
D．放置铝块后，木块下表面受到水的压强增大了600Pa
二、填空题
8．将一底面积为的长方体木块用细线栓在个空容器的底部，然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平，如图甲所示，在此整个过程中，木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示，则木块所受到的最大浮力为______N，木块重力为______N，细线对木块的最大拉力为______N。（g取10N/kg）
9．在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计，现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，如图所示，当它们竖直静止在液体中时，液面高度相同．从观察到的现象可以判断：两个简易密度计所受浮力F甲_____F乙、两杯液体的密度ρ甲_____ρ乙、两个烧杯底部所受液体的压强p甲_____p乙（选填”大于”、“小于”或”等于“）
10．一艘远洋轮船装上货物后，发现船身下沉了一些，则它受到的浮力_______（选填“变大”“变小”或“不变”）．当船由内河驶入大海后，船相对于水面将
_______（填“上浮”“下沉”或“不变”）．
11．如图,气球下面用细线悬挂一石块，它们恰好悬浮在水中．已知石块与气球的总重力为G总，则气球受到的浮力F浮________G总(选填“>”“<”或“=”)；若水温升高,石块将______
(选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”
)．
12．一个体积为1000cm3的冰放在水中，这块冰将有_______cm3体积露出水面。
如果冰熔化，那么水面的高度将_______
(选填：升高、下降、不变)
13．如图是将铜丝缠绕在木棒的一端做成的自制简易液体密度计。将其分别放入密度为ρ甲和ρ乙两液体中，若密度计两次测量中排开液体的质量分别为m甲、m乙，可以判断：ρ甲_____
ρ乙，m甲_____m乙。（均选填“＜”、“＝”或“＞”）
14．如图是小明自制的“浮沉子”，当手用力挤压塑料瓶子时，瓶子上方的气体体积
___________
（增大/减小），气压
___________
（增大/减小），就把水压到其中的小瓶子里了，这样小瓶子将
___________
（选填“上浮”或“下沉”）。
三、实验题
15．如图甲是“探究浮力大小”的实验过程示意图．
(1)实验步骤B、C和D可以探究浮力大小与
________
的关系．
________
两步骤可以测出圆柱体浸没在水中时受到的浮力=
________
N．步骤AE可测出圆柱体排开的水所受重力，比较与，可以得到浮力的大小跟物体排开的水所受重力的关系．
(2)图乙是圆柱体缓慢浸入水中时，弹簧测力计示数F随圆柱体浸入深度h变化的关系图象．分析图象，可得：当圆柱体没有浸没之前，h增大时，弹簧测力计的示数
________
(选填“变大”“变小”或“不变”）．圆柱体的高度为
________
cm．圆柱体的密度是
________
kg/m3
(3)若要探究物体所受浮力大小是否与液体密度有关，需要增加的器材是
________
．
四、作图题
16．如图甲所示，实心物体被绳子拉着浸没在水中，此时它受到_______个力的作用；剪断绳子后该物体运动直至静止，请在图乙中画出浮力F浮随时间t变化的大致图象__________．
五、计算题
17．如图所示，已知重为10N的长方体木块静止在水面上，浸入在水中的体积占木块总体积的4/5（g取10N/kg）．
（1）求木块所受到的浮力大小；
（2）若木块下表面所处的深度为0.2米，求木块下表面受到水的压强；
（3）若要将木块全部浸没水中，求至少需要施加多大的压力．
18．如图所示，水平面上有一底面积为5.0×10﹣3m2的圆柱形容器（容器壁厚度不计、重力不计），容器中装有质量为0.5kg的水。现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10﹣5m3的物块（不吸水）放入容器中，物块漂浮在水面上，物块浸入水中的体积为4.0×10﹣5m3．（g取10N/kg，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3）
（1）求物块受到的浮力大小；
（2）求未放入物块前水对容器底的压强；
（3）放入物块漂浮在水面上时容器对桌面的压强；
（4）如图在物块上方放置边长为2cm的正方体A，物块恰好完全浸没在水中（水未溢出），求物体A的密度。
参考答案
1．C
【详解】
由图可知：实心球橡皮泥沉到容器底部，则实心球橡皮泥受到的浮力
F球＜G
碗状橡皮泥漂浮在水面，则碗状橡皮泥受到的浮力
F碗=G
故
F球＜F碗
故选C。
2．D
【详解】
A．已知两个小球的体积相同，由图可知，甲容器中小球排开液体的体积大于乙容器中小球排开液体的体积，根据公式
F浮=ρ液gV排=G排
可知，甲容器中小球排开液体的重力大于乙容器中排开液体的重力，由G=mg可知甲容器中小球排开液体的质量大于乙容器中排开液体的质量，故A错误；
B．两个小球放入液体中后，乙容器中小球漂浮，即乙容器中小球的密度小于液体的密度，甲容器中小球悬浮，说明甲容器中小球的密度等于液体的密度，所以甲容器中小球的密度较大，B错误；
CD．由于甲、乙两容器中液体的深度相同，根据公式p=pgh可知，两容器底所受液体的压强相同，由F=pS可知，容器的底面积相同，两容器底部受到的液体压力相等，C错误，D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A．两个完全相同的小球A、B分别放入两个容器中，A漂浮，B悬浮，此时所受浮力都等于重力，故A错误；
B．A漂浮，B悬浮，此时所受浮力都等于重力，A小球排开液体体积小于B小球排开液体体积，根据公式讨论可知
故B错误；
C．甲液体密度大于乙液体密度，深度相同，根据液体对容器底部的压强公式知
故C错误；
D．甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强，而两容器的底面积相同，据液体对容器底部的压力公式得
故D正确。
故选D。
4．B
【详解】
因为物体漂浮或悬浮时受到的浮力和自身的重力相等，所以两个相同的小球在两杯中受到的浮力都等于小球的重力，则
F1=
F2
由图可知，小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态，根据浮沉条件可知
，
所以
两杯中液面相平，，根据可知，烧杯底受到液体的压强
由于两球漂浮或悬浮，排开液体的重力等于球的重力，则两种情况下容器内的总重力等于等高的液体产生的压力，所以可以认为甲杯内液体的体积等于乙杯内液体的体积，且，由
可知，甲杯内总重力较大，甲、乙两烧杯相同，所以甲杯对桌面的压力较大，即
F3＞F4
故ACD错误，B正确。
故选B。
5．D
【详解】
开始加入清水时，鸡蛋会缓慢下沉，浸入水中的体积逐渐增大，但还是漂浮状态，所以浮力不变；全部进入水中后，继续加清水，鸡蛋排开水的体积不变，但液体密度减小，根据阿基米德原理可知，浮力减小，但不会减小为0，所以D图是正确的．
6．D
【详解】
A．将三个完全相同的小球轻轻放入容器中，小球在甲液体中沉底，则；小球在乙液体中漂浮，则；小球在丙液体中悬浮，则；因此液体的密度关系是ρ乙＞ρ丙＞ρ甲，故A不符合题意．
B．静止时三个容器的液面恰好相平，即深度h相等，三种液体密度关系是ρ乙＞ρ丙＞ρ甲，由液体压强公式p=ρgh可知，液体对容器底部的压强关系是p乙＞p丙＞p甲，故B不符合题意；
C．容器对桌面的压力等于容器、容器内液体和小球的总重力；由图知，三个相同容器内液体体积相同，又知ρ乙＞ρ丙＞ρ甲，，根据和G=mg可知乙烧杯内液体的重力大于丙烧杯内液体的重力，丙烧杯内液体的重力大于甲烧杯内液体的重力，烧杯以及小球的重力均相等，烧杯的底面积相等，根据可知，容器对桌面的压强p'乙＞p'丙＞p'甲，故C不符合题意；
D．小球在甲液体中沉底，所受浮力F甲＜G；小球在乙液体中漂浮，在丙液体中悬浮，所受浮力均等于其重力，即F乙=F丙=G；因此小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙＞F甲，故D符合题意；
【点睛】
根据物体浮沉条件推断出三种液体密度的大小关系，然后由液体压强公式p=ρgh判断容器底部受到的液体压强大小关系．根据浮沉条件得出小球受到的浮力大小关系．是一道综合性题目，有一定的难度．
7．B
【详解】
A．根据题意知道，未放置铝块前，木块漂浮，浮力等于总重力，由阿基米德原理知道，木块受到的浮力是
F浮=G木=ρ水gV排
=103
kg/m3×10N/kg×6×10-4
m3
=6N
故A错误；
B．放置铝块后，木块仍漂浮，所以
F浮′
=G木+G铝=6N+4N=10N
因为放置铝块后，木块上表面刚好与水面相平，即木块刚好完全浸没，所以，木块排开水的体积是
V排=
V木===1×10-3
m3
故B正确；
C．由G=mg知道，木块的质量是
m木===0.6kg
所以，木块的密度是
ρ木
===0.6×103
kg/m3
故C错误；
D．由于实心正方体木块的体积为1×10-3
m3
，所以边长是0.1m，底面积是
0.1m×0.1m=0.01m2
由浮力产生的原因知道，放入铝块后，木块下表面增大的压力等于增大的浮力，即ΔF浮=4N，所以木块下表面受到水的压强增大的是
Δp===400Pa
故D错误。
故选B。
8．15
9
6
【分析】
(1)根据图象可知木块全部浸入时受到的浮力最大，则根据刚刚漂浮和细线刚好张紧到水直到木块上表面与液面相平时水面升高的高度，求出木块的高度，根据求出木块的体积，由于木块刚浸没，则利用求出受到的浮力；
(2)根据图象读出木块刚好漂浮时木块底部受到水的压强，利用即可求出木块重力；
(3)木块受到的最大浮力与重力之差，即可细线对木块的最大拉力。
【详解】
[1]根据图象可知，木块刚刚漂浮时，木块浸入水中的深度为；由于从9cm到16cm，木块一直处于漂浮，浸入水中的深度不变；当水面的高度为16cm时细线刚好张紧，线的拉力为零；直到木块上表面与液面相平，此时水面的高度为22cm；
所以木块的高度：
则木块的体积：
木块全部淹没时受到的浮力最大为：
木块全部淹没时受到的最大浮力为15N。
[2]由图象可知，木块刚刚漂浮时木块底部受到水的压强为900Pa，则木块的重力与水向上的压力浮力平衡，所以木块重力：
则木块重力为9N。
[3]直到木块上表面与液面相平时，木块受到的浮力最大，由力的平衡条件可得，细线对木块的最大拉力为：
细线对木块的最大拉力为6N。
【点睛】
综合考查阿基米德原理、液体压强和物体受力平衡的分析以及实图能力，关键是能读懂乙图，从图象上得出物体的高度，进而求体积，浮力。
9．等于
小于
小于
【分析】
根据阿基米德原理、物体的浮沉条件和液体压强公式求解。
【详解】
由图可知，密度计在甲、乙液体中处于漂浮状态，此时所受浮力等于其重力，即F浮=G，两密度计完全相同，重力相等，所以密度计在两种液体中所受的浮力相等，F甲=F乙；甲中密度计排开液体的体积大于乙中密度计排开液体的体积，根据F浮=ρ液gV排可知，甲液体的密度小于乙液体的密度，即ρ甲＜ρ乙；液面高度相同，根据p=ρgh可知，甲烧杯底部受到的压强小，即p甲＜p乙。
10．变大
上浮
【详解】
由题知，货轮在装上货物后，船身下沉，排开水的体积V排变大，∵F浮=ρ水V排g，∴船受到水的浮力变大；当船由内河驶入大海后，都是漂浮，船受到的浮力：F浮=G，∵船受到的重力不变∴船受到的浮力不变；∵F浮=ρ水V排g，ρ河水＜ρ海水，∴排开河水的体积大于排开海水的体积，船将上浮一些．
11．<
上浮
【详解】
石块和气球悬浮在水中，总，，V排是石块和气球的总体积，气球的体积小于总体积，因此气球受到的浮力F浮12．100
不变
【详解】
[1]冰浮在水面上，则，即
则
[2]因为冰漂浮于水面上，所以
又因为冰熔化成水后，其质量不变，重力不变，所以
由①②可得
所以，即：冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积。所以冰化水逐渐熔化的过程中水位不变。
13．＜
＝
【详解】
[1][2]密度计放在两种液体中都漂浮，根据漂浮条件可知，密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G，两次浮力相等，根据阿基米德原理可知两次排开液体的重力相等，所以两次排开液体的质量相等，即m甲＝m乙；由图知密度计排开液体的体积V排甲＞V排乙，由阿基米德原理F浮＝ρ液V排g可知，密度计排开甲液体的体积大，所以甲液体的密度小，即ρ甲＜ρ乙。
14．减小
增大
下沉
【详解】
[1][2]用力挤压塑料瓶子时，瓶壁在力的作用下发生形变，瓶子上方的气体体积减小，压强增大。
[3]水进入小瓶后，质量增加，所受的重力增大，整个小瓶所受的重力大于小瓶所受的浮力，由物体沉浮条件知，小瓶子将下沉。
15．排开液体体积
BD
1.2N
变小
4
2.5×103
盐水（盐）或酒精等
【详解】
第一空．在CD中，相同的因素是液体密度，不同因素是排开液体体积，在C中浮力为：3N-2.4N=0.6N，在D中的浮力为：3N-1.8N=1.2N，所以物体所受浮力在同种液体中，排开液体体积越大，浮力越大，可得浮力与排开液体体积的关系．
第二空、第三空．步骤B和D可以测出物块浸没在水中时受到的浮力；
第四空．物体未浸入水中时h=0，从图乙可读出此时弹簧测力计的示数等于物体的重力G=3N．在未完全浸入时弹簧测力计的示数逐渐减小，则浮力逐渐增大；
第五空．当h≥4cm时，物体所受的浮力不再发生变化，可知圆柱体的高度为4cm；
第六空．当h≥4cm时，物体所受的浮力不再发生变化，可知当h=4cm时，物体开始完全浸没，且可得出：浸没在液体中的物体所受浮力大小与它所处深度无关；由阿基米德原理得：
因为浸没，所以V物=V排=1.2×10-4m3，
物体质量:
物体密度：
第七空．若要探究物体所受浮力大小是否与液体密度有关，需改变液体的密度，要增加的器材是盐水或酒精等，可将物体完全浸没在装有盐水的溢水杯中，观察弹簧测力计的示数，与D比较得出结论．
16．3
【详解】
由图可知，实心物体被绳子拉着浸没在水中，处于静止状态．它受到竖直向下的重力G、绳子向下的拉力F和竖直向上的浮力F浮的作用，此时它受到3个力的作用；
由平衡条件可得F浮=G+F，则F浮>G．所以当剪断绳子后，物体将上浮直至漂浮在水面．
根据阿基米德原理可知，物体在上浮至未露出水面之前，排开水的体积不变，则浮力大小不变；随着物体上升逐渐露出水面，物体排开水的体积减小，浮力变小；当浮力等于其重力时，物体漂浮在水面上，浮力大小不再变化；所以物体受到的浮力先不变（大于物体的重力）再减小最后不变（等于物体的重力），据此作出物体受到的浮力F浮随时间t变化的大致图象如下图所示：
【点睛】
本题考查力的平衡、物体的浮沉条件和阿基米德原理的应用，根据物体排开液体体积的变化和漂浮条件判断所受浮力的大小是作图的关键；
17．（1）10N
（2）2×103Pa
（3）2.5N
【详解】
（1）因为木块是漂浮，浮力等于重力．F浮=G木=10N．
（2）根据液体压强公式p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa；
（3）根据阿基米德原理求出V排，
；
则木块的总体积
；
如果木全部浸没，受到的浮力
全浸没时，受到的竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向下的压力，
因此要施加向下的压力F=12.5N-10N=2.5N。
18．（1）0.4N；（2）1000Pa；（3）1080Pa；（4）1.25g/cm3。
【解析】（1）根据题中条件和阿基米德原理求漂浮时物块受到的浮力：
；
（2）水的重力为：
在水平面上时，容器内液体对容器底部的压力和液体的重力相等，故未放入物块前水对容器底的压强为：
（3）漂浮时浮力等于重，所以物块的重为：
物块漂浮时容器对桌面的压强：
（4）完全浸没在水中时受到的浮力为：
此浮力等于两物体重的和，所以，正方体A的重力：
正方体A的质量为：
正方体A的体积：
正方体A的密度为：
点睛；关键是阿基米德原理的应用和浮沉条件的应用，根据漂浮时浮力等于重，可求出物体A的重，再结合A的体积，可得A的密度。
答案第10页，总15页