初中物理人教版八年级下册10.3 物体的浮沉条件及其应用课堂检测

10.3 物体的浮沉条件及应用

一、选择题

1．如图所示，鸡蛋浮在盐水面上，现沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉．在此过程中，关于鸡蛋受到的浮力的大小，下列说法正确的是（　　）

A．始终保持不变 B．先不变，后变小

C．先变小，后不变 D．始终变小

【答案】B

【解析】鸡蛋漂浮时浮力等于鸡蛋的重力，当沿杯璧缓慢加入清水使鸡蛋浸没在盐水中时，盐水的密度减小了，但鸡蛋排开水的体积不变，根据公式可知，鸡蛋所受浮力逐渐减小，所以在鸡蛋下沉的过程中浮力应该先不变，后变小。故选B。

2．如果把远洋轮船想象成一个巨大的液体密度计，下列有关远洋轮船体上的国际航行载重线（如图所示）的表述中，正确的是

A．FW表示冬季轮船在海水中航行时的吃水线

B．FW表示夏季轮船在海水中航行时的吃水线

C．S 表示夏季轮船在海水中航行时的吃水线

D．W表示冬季轮船在淡水中航行时的吃水线

【答案】C

【解析】（1）轮船在淡水中和在海洋中航行时，都是漂浮,轮船受到的浮力：F浮G，

轮船受到的重力G不变，则轮船受到的浮力不变。根据F浮ρ液gV排可知排开淡水的体积更大，（2）由于冬天海水的密度更高，轮船在水中都是漂浮，受到的浮力相同，所以根据F浮ρ液gV排可知冬季排开海水的体积更小，所以W是“冬季海水中航行时的吃水线”，S是“夏季海水中航行时的吃水线”,FW是夏季淡水航行时的吃水线，故C正确。

3．甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水，将同一个鸡蛋先后放入其中。当鸡蛋静止时，两个杯子中液面恰好相平，鸡蛋所处的位置如图所示，则

A．鸡蛋在乙杯中受到液体的浮力较大

B．鸡蛋在甲杯里排开液体的质量较大

C．甲杯底部所受的液体压力较大

D．乙杯底部所受的液体压强较大

【答案】D

【解析】如图鸡蛋在甲杯中悬浮，根据物体的浮沉条件，鸡蛋与甲杯盐水的密度相等，浮力与重力相等；如图鸡蛋在乙杯中漂浮，根据物体的浮沉条件，鸡蛋的密度小于乙杯盐水的密度，浮力与重力相等；故甲杯盐水的密度小于乙杯盐水的密度，两次的浮力相等，则排开液体的质量相等，故AB错误；乙杯盐水的密度大，两液面恰好相平，根据，则乙杯底部所受的液体压强较大，再根据，乙杯底部所受的液体压力也较大，故C错误，D正确。选D。

4．如果把实心铁块放入水中，铁块将会下沉，但把它做成铁皮盒子，它却能浮在水面上。其根本原因是（）

A．铁块做成铁盒子后重力变小了

B．铁块做成铁盒子后水的重力变大了

C．铁块做成铁盒子后受到的浮力变大了

D．铁块做成铁盒子后铁的密度变小了

【答案】C

【解析】AB．铁块做成铁盒子后，质量都没变是相等的，重力也是相等的，故AB错误。C．把实心铁块放入水中，铁块将会下沉，浮力小于重力，做成铁皮盒子，浮在水面上，浮力等于重力，而其重力不变，故浮力变大，故C正确；D．密度是物质本身的一种特性，铁块做成铁盒子后，其密度大小不变。故D错误。

5．两个相同的柱形容器置于水平地面，容器中分别盛有相等体积的不同液体甲、乙。取两块相同的橡皮泥，将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中，将另一块捏成球形状放入乙液体中，橡皮泥静止后如图2所示。以下判断正确的是

A．液体的密度ρ甲>ρ乙

B．液体对容器底部的压强p甲<p乙

C．橡皮泥受到的浮力F甲<F乙

D．容器对地面的压强p地甲>p地乙

【答案】B

【解析】A．将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中处于漂浮状态，浮力等于重力；将另一块捏成球形状放入乙液体中处于悬浮状态，浮力等于重力，由此可知橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同。根据阿基米德公式F浮=液gV排可得，由图可知V排甲>V排乙，所以ρ甲<ρ乙，故AC错误；B．液体对容器底的压力等于液体的重力与排开液体的重力之和，因为ρ甲<ρ乙，所以等体积液体甲、乙的质量关系为m甲<m乙，即G甲<G乙，橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同，因为F浮=G排，所以G甲排=G乙排，故有G甲+G甲排<G乙+G乙排，因此液体对容器底压力F甲<F乙，由压强公式，可知液体对容器底部压强p甲<p乙，故B正确；C．将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中处于漂浮状态，浮力等于重力；将另一块捏成球形状放入乙液体中处于悬浮状态，浮力等于重力，由此可知橡皮泥处于两种液体中是所受浮力相同，故C错误；D．容器对地面的压力等于容器重力、液体重力、物体重力之和，因为G甲<G乙，所以G甲+G物+G容<G乙+G物+G容，因此容器对地面的压力F容甲<F容乙，由压强公式可知容器对地面的压强p地甲<p地乙，故D错误。

6．海权握，国则兴，建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障，潜水艇是海军的战略重器．如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮的训练过程，下列对此潜水艇分析正确的是（）

A．上浮过程中所受浮力逐渐变大

B．悬浮和漂浮时所受的浮力相等

C．漂浮时排开的海水所受的重力最小

D．漂浮时潜水艇底部所受海水压强最大

【答案】C

【解析】潜艇上浮过程中，露出水面前，V排不变，根据F浮=ρ液gV排可知，潜艇所受浮力不变；逐渐露出水面时，V排减小，潜艇所受浮力减小；选项A错误．由图可知，悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积，由F浮=ρ液gV排可知，潜艇悬浮时所受浮力大，即F悬浮>F漂浮，选项B错误．根据阿基米德原理可知，浮力等于排开液体所受的重力；由B项可知F悬浮>F漂浮，所以漂浮时排开海水所受的重力最小，选项C正确．由图可知，潜艇漂浮时其底部所处深度最小，根据p=ρgh可知，此时潜艇底部所受海水压强最小，选项D错误．答案选C．

7．小明洗水果时，发现不同的水果在水中静止时所处位置是不一样的。葡萄在水中下沉后静止在容器底部；苹果漂着，大约有体积露出水面；青枣也漂着，约有体积在水中，如图所示。他的四个小伙伴看到后，一人说了一句话，其中正确的是（）

A．小刚说“苹果漂浮在水面上，说明苹果受到的浮力比苹果受到的重力大”

B．小华说“葡萄沉在容器的底部，葡萄受到的浮力不一定比葡萄受到的重力小”

C．小强说“青枣和苹果相比，青枣的密度更接近水的密度”

D．小峰说“苹果的密度比葡萄密度大”

【答案】C

【解析】A．苹果漂在水面上时静止，苹果受力平衡，即向上的浮力等于向下的重力，故A错误；B．葡萄沉在容器底部，葡萄此时受力平衡，它受向上的浮力、支持力和向下的重力。所以向上的浮力与支持力之和与向下的重力相等，即浮力一定小于重力，故B错误；C．青枣和苹果都漂浮，由得：，，，。由此可知，青枣更接近水的密度，故C正确；D．当物体漂浮时：，。因为，所以，当物体沉底时：，，因为，所以，由此可推知，，故D错误。

8．关于浮沉条件的应用，下列说法中正确的是（）

A．在水面以下的潜水艇下潜时，所受的浮力不断变小

B．密度计上的刻度示数从下到上逐渐变大

C．气象台用的探测气球里所充气体的密度大于空气的密度

D．同一块橡皮泥，捏成小船漂浮在水面受到的浮力比这块橡皮泥在水中沉底时受到的浮力大

【答案】D

【解析】A．潜水艇在水面以下，排开水的体积等于潜水艇的体积，即：V排=V艇，液体的密度不变，根据F浮=ρ液V排g得到潜水艇下潜过程中受到的浮力不变，故A错误；

B．密度计是漂浮在液体中，所受浮力等于本身的重力不变，如果液体的密度越大，则密度计浸入液体中的体积越小，即越往上浮，所以密度计的刻度从下到上逐渐变小，故B错误；

C．气球是利用在空气中的浮力来工作的，当气体的密度小于空气的密度时，才可以升空，故C错误；

D．同一块橡皮泥，把它捏成小船漂浮在水中受到的浮力F浮=G，这块橡皮泥浸没在水中会下沉，此时F浮<G，因此，漂浮在水中受到的浮力比这块橡皮泥浸没在水中时受到的浮力大，故D正确。

二、填空题

9．用手将重为5牛的物体全部压入水中，物体排开水的重力为8牛，则物体受到的浮力为_____牛，放手后，物体上升最终漂浮在水面上，此时物体受到的浮力为_____牛，物体上升过程中受到水对它向上的压力_____（选填“不变”、“变大”或“变小”）

【答案】  8  5  变小

【解析】由阿基米德原理知道，物体受到的浮力是：F浮=G排=8N；因为物体重G=5N，受到的浮力是F浮 =8N，即F浮>G，所以放手后物体将上浮最终漂浮在水面上，此时F浮′=G=5N；由于浮力产生的原因是上下表面的压力差，物体在上升过程中上表面压力变小，且浮力变小，故物体上升过程中受到水对它向上的压力变小。

10．某邮轮满载时的排水量为1万吨，则满载时所受的浮力为_______牛．游客们登上邮轮后，邮轮所受的浮力将_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）．该邮轮上有几条“吃水线”，如右图所示．若线（b）表示在东海航行时的吃水线，则在淡水中航行时的吃水线应是线_____（选填“a”或“c”）．

【答案】  1×108变大  a

【解析】邮轮满载时所受浮力：F浮=G排=m排g=1×104×103kg×10N/kg=1.0×108N；游客们登上邮轮后，邮轮的总重力变大，因邮轮始终处于漂浮状态，所以，邮轮所受的浮力将变大；由邮轮在东海和淡水中均处于漂浮状态，且自身的重力不变，淡水的密度小于海水的密度，所以，由F浮=ρgV排的变形式V排=F浮/ρg可知，邮轮排开淡水的体积大于海水的体积，则邮轮要下沉一些，即若线（b）表示在东海航行时的吃水线，则在淡水中航行时的吃水线应是a线。

11．2018年12月8日，载人潜水器支持母船﹣﹣“深海一号”顺利下水，这是我国自主设计建造的第一艘大吨位深海载人潜水器专业母船。如图，船长90.2米、型宽16.8米，设计吃水5.8米、型深8.3米，设计续航力超过12000海里，满载时排水量10000吨，可在全球无限航区执行下潜作业。则该船满载时受到的浮力为_____牛，浮力的方向是_____，卸去船上的货物后船受到的浮力将_____（选填“不变”、“变大”、“变小”）。

【答案】9.8×107竖直向上变小

【解析】由阿基米德原理可得，该轮船满载时受到的浮力：F浮＝G排＝m排g＝10000×103kg×9.8N/kg＝9.8×107N；浮力的方向是竖直向上的；由于轮船处于漂浮状态，所以根据漂浮条件可知F浮＝G；如果把船上货物卸下一些，重力减小，则船受到的浮力将变小。

12．把一个苹果放入水中，苹果悬浮。从水中取出苹果，切成一大、一小两块，如图所示，将小块苹果放入水中，发现小块苹果沉入水底，据此现象可以推断:若将大块苹果浸没入水中，松手后大块苹果将会___________（选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）。你推断的理由是___________。

【答案】上浮整个苹果的密度等于水的密度，因为小块苹果下沉，说明小块苹果的密度大于水的密度，所以大块苹果的密度一定小于水的密度

【解析】当整个苹果在水中时，苹果处于悬浮，根据浮沉条件可知，苹果的整体密度等于水的密度。将苹果切成一大、一小两块后，小块在水中下沉，说明小块的密度大于水的密度，则说明大块的密度小于水的密度，则大块浸没水中放手后将上浮。

13．两个完全相同容器内分别盛满不同的液体，现将两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，则液体对容器底部的压强关系是p甲____p乙;两小球所受的浮力关系是F甲__________F乙。（选填“>”、“<”或“=”）。

【答案】<<

【解析】如图，甲中小球沉底，乙中小球漂浮，由浮沉条件知，小球的密度大于液体甲的密度，小球的密度小于液体乙的密度，故甲中液体的密度小于乙中液体的密度，且液体深度相等，再根据p=ρgh可知，p甲<p乙；由浮沉条件知，沉底时受到的浮力小于自身的重力，漂浮时受到的浮力和自身的重力相等，所以得：F甲<F乙。

14．如图是我国自主研制的首款大型水陆两栖飞机“鲲龙AG600”，某次执行任务时它的质量为38t，当它停在水面上时，排开水的体积是_____m3，受到的浮力为_____N．（g＝10N/kg，ρ水＝1×103kg/m3）

【答案】38    3.8×105

【解析】当飞机停在水面上时，由漂浮条件知道，此时飞机受到的浮力是：F浮＝G＝mg＝38×103kg×10N/kg＝3.8×105N，根据F浮＝ρ水gV排知道，排开水的体积是： =38m3。

15．图所示为一种自制简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的，用它来测量液体密度时，该密度计_____在被测液体中（选填“悬浮”、“漂浮”或“沉底”）．将其分别放入装有液体密度为ρ1和ρ2的两个烧杯中，可以判断：浮力F1_____F2（选填“大于”“小于”或“等于”），液体密度ρ1_____ρ2 （选填“大于”“小于”或“等于”）。若密度计上标有刻度，且从下到上刻度值逐渐_______（选填“变大”“不变”或“变小”）。

【答案】漂浮等于小于变小

【解析】密度计是利用漂浮时浮力等于重的规律来工作的，所以用密度计来测量液体密度时，密度计应漂浮在被测液体中；如图，密度计在两种液体中都漂浮，则密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力，所以浮力F1等于F2；如图，密度计排开液体的体积V1>V2，根据F浮=ρ液V排g知，密度计排开甲液体的体积越大，液体的密度越小，所以液体密度ρ1小于ρ2；密度计上标有刻度，从下到上时，排开液体的体积变大，则所测量的液体密度变小，即从下到上刻度值逐渐变小。

三、实验题

16．小红将苹果放入烧杯并逐渐向烧杯中加水，看到如图所示的情景：

（1）比较A、B两图可知：________图中苹果受到的浮力较大，从B图可以判断苹果的密度________（选填“大于”“等于”或“小于）水的密度.     

（2）分析B、C两图可知：B图苹果受到的浮力________C图苹果受到的浮力大小（选填“大于”“小于”或“等于”）

（3）小红又拿来一个装水（水足够多，密度用表示）的大量筒，水的体积为V1，借助这个量筒测出了苹果的密度：

①在C图中，她轻轻取出苹果，将量筒中的水倒入烧杯中，当烧杯中的水被填满时，量筒中剩余水的体积为V2.则苹果的质量表达式：m =________.

②小红用细棒把苹果完全压入盛满水的烧杯中，水从烧杯中溢出后，再取出苹果，并继续将量筒中的水倒入烧杯中，当烧杯中的水再次被填满时，量筒中剩余水的体积为V3.

③苹果密度的表达式：ρ=________ .

（4）如果把C图中的水换成盐水，苹果静止时，露出液面的体积将________（选填“变大”“不变”或“变小”），苹果受到的浮力将________ .

【答案】B    小于等于    ρ水（V1-V2）    ρ水变大不变

【解析】（1）根据公式F浮=ρ水gV排，苹果在B中排开水的体积较大，所受浮力较大；当物体密度小于液体密度时，物体漂浮在液面上，由图B或C可知，苹果漂浮在水面上，则苹果的密度小于水的密度；

（2）由图B、C所示实验可知，苹果漂浮在水面上，苹果处于平衡状态，由平衡条件可知，苹果受到的浮力等于苹果的重力，两种情况下，苹果的重力不变，则苹果受到的浮力不变，而B、C中水的体积不同，由此可知，浮力大小与烧杯中水的多少无关；

（3）①由题意知，苹果排开水的体积V=V1-V2，苹果放在水中，苹果漂浮在水面上，由阿基米德原理可知，苹果的重力G=F浮=G排=ρ水gV排=ρ水g（V1-V2），由G=mg得，苹果的质量：m=ρ水（V1-V2），

②苹果完全浸没在水中时排开水的体积等于苹果的体积，由题意可知，苹果完全浸没在水中时，苹果排开水的体积为：V排′=V2 -V3，即苹果体积V=V2-V3；

③苹果的密度ρ=m/V=ρ水（V1−V2）V2−V3．

（4）苹果漂浮的液面上，苹果受到的浮力等于苹果的重力，苹果的重力不变，苹果受到的浮力不变，由于盐水的密度大于水的密度，由F浮=ρgV排可知，苹果排开盐水的体积小于排开水的体积，则苹果在盐水中露出液面的体积将变大．

四、计算题

17．如图所示，水平地面上有一底面积为 1.5×10-2m2的圆柱形容器，容器中水深 40cm，一个边长为 10cm 的正方体物块通过一根细线与容器底部相连，细线受到的拉力为 4N，g取 10N/kg。求：

（1）此时物块受到的浮力和物块的质量。

（2）细线剪断后，物块静止时浸入水中的体积。

【答案】（1）；；（2）。

【解析】（1）正方体物体的体积：；

此时物块受到的浮力：；

对物体受力分析可知：；

物体重力：；

物体质量：；

（2）细线剪断后，物块最终将漂浮，所受浮力与重力相等即，而，所以细线剪断后，物块静止时浸入水中的体积：

。

18．“曹冲称象”是家喻户晓的典故.某校兴趣小组模仿这一现象，制作了一把“浮力秤”.将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中，如下图所示.已知玻璃杯的质量为200g，底面积为30cm2，高度为15cm．（ρ水=1×103kg/m3，g取10N/kg）求：

（1）将杯子开口向上竖直放入水中时（注：水未进入杯内），杯子受到的浮力.

（2）此时杯子浸入水中的深度（即为该浮力秤的零刻度位置）

（3）此浮力秤的最大称量（即量程）.

【答案】（1）2 N（1）6.7 cm（3）2.5 N

【解析】（1）杯子的重力：G=mg=0.2kg×10N/kg=2N，

因为杯子漂浮在水面上，所以F浮 =G=2N；

（2）由F浮 =ρ液gV排得：V排 =F浮/ρ液g，

则此时杯子排开水的体积：V排 =F浮/ρ水g=2N/1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10-4 m3，

此时杯子浸入水中的深度：h=V排/S=2×10−4m3/30×10−4m2≈0.067m；

（3）当杯子下沉的深度为0.15米时，此时杯子受到的浮力最大，

F浮 ′=ρ水gV排 ′=1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×30×10-4 m2 ×0.15m=4.5N，

即：F=F浮 ′-F浮 =4.5N-2N=2.5N，

则此浮力秤的最大称量为：mmax =F/g=2.5N/10N/kg=0.25kg．