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后作业题

这是一份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后作业题，共14页。
【练基础】
必备知识1 物体的浮沉条件
1.小明将一块重2 N的橡皮泥放入水中后橡皮泥立即沉入水底;他取出橡皮泥将其捏成船状再放入水中,“泥船”却漂浮在水面上,他是利用了 的方法来增大浮力的,此时“泥船”所受的浮力为 N。
2.冬至,小静煮饺子时发现,当饺子刚刚下锅会沉在水底,此时饺子所受的浮力 重力;在水中煮一会儿,饺子就会胀浮在水面上,此时饺子所受的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)重力。
3.将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两种不同的液体中,如图所示,鸡蛋在甲液体中悬浮,在乙液体中沉底且对容器底有压力,比较甲、乙液体的密度ρ甲、ρ乙和鸡蛋在甲、乙液体中受到的浮力F甲、F乙的大小关系,下列正确的是( )
A.ρ甲ρ乙
C.F甲=F乙
D.F甲F2
②ρ1>ρ2
③甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强
A.②③B.①②
C.①③D.①②③
17.利用一个量筒和适量的水可以测出一个小玻璃瓶的密度。先在底面积为10 cm2的量筒内倒入50 cm3的水,然后让小瓶口朝上(瓶内无水)漂浮在量筒内的水面上,如图甲所示;再让小瓶口朝下(让量筒里的水充满瓶内)浸没水中,如图乙所示。则:(g取10 N/kg)
(1)让小瓶口朝上(瓶内无水)漂浮在量筒内的水面上时,水对量筒底部的压强的增加量为多少?
(2)玻璃瓶的密度为多少?
(3)让小瓶口朝下(让量筒里的水充满瓶内)浸没水中时,玻璃瓶受到的浮力是多少?
18.某次物理活动举行了“造船”比赛,他们用的材料是密度为1.5×103 kg/m3的橡皮泥,其中王强同学选了一块竖立在水平桌面上的圆柱体橡皮泥,它的底面积为1.0×10-3 m2,高为0.2 m,最后造出了最大排水体积为6.0×10-4 m3的小船。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)王强同学所选橡皮泥的质量;
(2)橡皮泥对桌面产生的压强;
(3)王强同学造的船在水中排开水的体积最大时受到的浮力。
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 m3,空载时质量约为22 t,最大荷载为240 kg。问:(海水密度取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(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,则至少需要注入多少立方米的海水?
20.用轻质细线将石块与木块连接后放入水中,静止时木块有45的体积浸入水中,如图甲所示。若将石块移到木块上方,静止时木块刚好全部浸入水中,如图乙所示。若将石块移开,静止时木块有25的体积露出水面,如图丙所示。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,求:
(1)木块的密度;
(2)石块的密度。
【练素养】
21.用细绳连在一起的气球和铁块,恰能悬浮在盛水的圆柱形容器内的某一位置(如图实线所示),若用一细铁丝(铁丝体积不计)将铁块轻轻向下压较长一段距离后(如图虚线所示),气球受到的浮力、气球和铁块在水中的浮沉情况及水对容器底部的压强将( )
A.变小 下沉 变小
B.变小 下沉 不变
C.不变 悬浮 变小
D.不变 悬浮 不变
22.(2023·河北中考) (多选)柱状容器内加入浓盐水,把一枚土豆轻轻放入其中,静止时土豆漂浮在水面上,如图甲所示;向容器中缓慢注入清水,土豆逐渐下沉;注入适量清水时,土豆悬浮在盐水中,如图乙所示;继续注入清水,土豆沉到容器底部,如图丙所示。下列说法正确的( )
A.漂浮在水面上时,土豆受到的浮力与其重力大小相等
B.悬浮在盐水中时,土豆的密度与此时盐水的密度相等
C.沉到底部后,土豆受到的浮力可能大于漂浮时受到的浮力
D.沉到底部后,继续注入清水,土豆受到的浮力不再变化
23.(多选)水平桌面上放置一底面积为S的薄壁圆筒形容器,内盛某种液体,将质量分别为mA、mB、mC,密度分别为ρA、ρB、ρC的均匀实心小球A、B、C放入液体中,A球漂浮,B球悬浮,C球下沉,如图所示,它们所受的浮力分别为FA、FB、FC。下列选项正确的( )
A.若mA=mB=mC,则FA=FB>FC
B.将C球截去部分后,剩余部分可能上浮
C.只取出A球,容器中液面的高度降低了 mAρBS
D.三球放入液体前后,液体对容器底部的压强变化了mA+mB+mCρBρCgS
24.如图所示,甲、乙、丙三个完全相同的烧杯中均装有适量的水,将质地均匀且不吸水的a、b两实心体分别放入甲、乙烧杯中,当a、b静止时,a有五分之二的体积露出水面,b悬浮于水中,此时两烧杯液面刚好相平。若将b置于a上一起放入丙烧杯中,静止时a的上表面刚好与液面相平,整个过程中水均未溢出,下列说法正确的是( )
A.a的密度是0.4×103 kg/m3
B.a、b的重力之比为5∶3
C.a、b的体积之比为5∶2
D.图中甲、乙烧杯对桌面的压力之比为3∶2
25.如图所示,水平放置的平底柱形容器A内装有一些水,不吸水的正方体物块B的边长为10 cm,用细线(重力和体积忽略不计)拉住物块B,细线的另一端固定在容器底部,静止后物块B浸入水中的体积为6×10-4 m3,此时细线被拉直,长为6 cm,物块B所受拉力为1 N。求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)物块B受到的浮力;
(2)物块B受到的重力;
(3)水对容器底部的压强。
参考答案
10.3 物体的浮沉条件及应用
练基础
1.增大排开液体的体积 2
2.小于 等于
【解析】饺子刚刚下锅会沉在水底,是因为饺子所受的浮力小于重力;在水中煮一会儿,饺子受热膨胀、体积变大,排开水的体积变大,由F浮=ρ液gV排可知,饺子所受浮力变大;当浮力大于饺子的重力时,饺子上浮,直至漂浮在水面上,此时浮力等于重力。
3.B 【解析】由图可知,鸡蛋在甲、乙两种液体中分别处于悬浮和沉底状态;鸡蛋悬浮时,鸡蛋受到的浮力和自身的重力相等;鸡蛋沉底时,浮力要小于重力,故鸡蛋在甲中受到的浮力大于在乙中受到的浮力,即F甲>F乙。根据ρ液ρ乙;综上所述,B正确。
4.B
5.B 【解析】“五指山舰”始终漂浮在水面上,根据浮沉条件,漂浮时,浮力等于重力,当输水过程中,“五指山舰”的总重力减小,故受到的浮力减小;根据阿基米德原理原理得V排=F浮ρ水g,当浮力变小时,V排变小,即舰体上浮。故B正确。
6.排开液体的体积 重力
7.C 8.B 9.D 10.C
练能力
11.2×107 变小 竖直向下
【解析】船满载时受到的浮力F浮=G排=m排g=2000×103 kg×10 N/kg=2×107 N;船上的无人机起飞后,航母仍处于漂浮状态,浮力仍等于重力,由于重力减小,故船受到的浮力减小;无人机受到的重力的方向总是竖直向下的。
12.900 9
【解析】正方体物块的重力为G=mg=0.9 kg×10 N/kg=9 N,所以物块对容器底的压力为F=G=9 N,则物块对容器底的压强为p=FS=9N(0.1m)2=900 Pa,逐渐向容器内倒水使物块漂浮,物块受到的浮力为F浮=G=9 N。
13.0.5 不变
【解析】鸡蛋漂浮在装有淡盐水的玻璃杯中,鸡蛋受到的浮力F浮=G=0.5 N;若再往玻璃杯中加盐,盐水的密度变大,则鸡蛋仍漂浮在液面上,则浮力等于重力,鸡蛋的重力不变,则鸡蛋受到的浮力不变。
14.等于 等于
15.D 【解析】李子的体积小于瓜的体积,李子的质量小于瓜的质量,根据G=mg可知李子的重力小于瓜的重力,故A、B、C错误;李子沉入水中,密度大于水的密度;瓜漂在水面,密度小于水的密度,故D正确。
16.A
17.【解】(1)由图甲可知,让小瓶口朝上(瓶内无水)漂浮在量筒内的水面上时,排开液体体积:
V排=80 cm3-50 cm3=30 cm3=30×10-6 m3
水面上升的高度:
Δh=V排S=30×10-6m310×10-4m2=0.03 m
水对量筒底部的压强的增加量:
Δp=ρ水gΔh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.03 m=300 Pa
(2)玻璃瓶受到的浮力:
F浮=G排=ρ水V排g=1×103 kg/m3×30×10-6 m3×10 N/kg=0.3 N
玻璃瓶漂浮,受到的浮力等于重力,所以玻璃瓶重:
G=F浮=0.3 N
玻璃瓶的质量:
m=Gg=0.3N10N/kg=0.03 kg=30 g
由图乙知玻璃瓶下沉,则玻璃瓶的体积:
V=62 cm3-50 cm3=12 cm3
玻璃的密度:
ρ玻=mV=30g12cm3=2.5 g/cm3=2.5×103 kg/m3
(3)让小瓶口朝下(让量筒里的水充满瓶内)浸没水中时,玻璃瓶受到的浮力:
F浮'=ρ水V排'g=1×103 kg/m3×12×10-6 m3×10 N/kg=0.12 N
18.【解】(1)由题知,圆柱体橡皮泥的底面积为1.0×10-3 m2、高为0.2 m,则橡皮泥的体积:
V=Sh=1.0×10-3 m2×0.2 m=2×10-4 m3
由ρ=mV得,橡皮泥的质量:
m=ρV=1.5×103 kg/m3×2×10-4 m3=0.3 kg
(2)橡皮泥的重力:
G=mg=0.3 kg×10 N/kg=3 N
橡皮泥对桌面的压力:F=G=3 N
受力面积:S=1.0×10-3 m2
橡皮泥对桌面产生的压强:
p=FS=3N1×10-3m2=3000 Pa
(3)该船排开水的体积最大时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排大=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6.0×10-4 m3=6 N
19.【解】(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时,根据漂浮条件可知受到的浮力:
F浮=G空载=m空载g=22×103 kg×10 N/kg=2.2×105 N
(2)满载下沉时“蛟龙号”排开海水的体积:
V排=V船=30 m3
此时F浮'=ρ海gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×30 m3=3×105 N
满载总重力:G满=m满g=(22×103 kg+240 kg)×10 N/kg=2.224×105 N
G注水=F浮'-G满=3×105 N-2.224×105 N=7.76×104 N
则由G=mg=ρgV可得注入水的体积:
V注入=G注水ρ海g=7.76×104N1.0×103kg/m3×10N/kg=7.76 m3
20.【解】(1)由于木块漂浮,所以F浮=G,
根据F浮=ρgV排、G=mg和ρ=mV可得:
ρ水g×(1-25)V木=ρ木gV木
则木块的密度:
ρ木=35ρ水=35×103 kg/m3=0.6×103 kg/m3
(2)在图甲中,木块和石块整体二力平衡,即
(m石+m木)g=ρ水g(V石+45V木)……①
在图乙中,木块和石块整体二力平衡,即(m石+m木)g=ρ水gV木……②
石块的密度:ρ石=m石V石……③
联立①②③,代入数据解得:ρ石=2×103 kg/m3。
练素养
21.A
22.AB 【解析】土豆漂浮在水面上时,根据物体的沉浮条件可知:土豆受到的浮力与其重力大小相等,故A正确;土豆悬浮在盐水中时,根据物体的沉浮条件可知:土豆的密度与此时盐水的密度相等,故B正确;土豆漂浮时受到的浮力等于重力,土豆沉到底部后,受到的浮力小于重力,则沉到底部后,土豆受到的浮力小于漂浮时受到的浮力,故C错误;沉到底部后,土豆排开水的体积不变,继续注入清水,盐水的密度变小,由F浮=ρ液gV排可知土豆受到的浮力变小,故D错误。
23.ACD 【解析】由图可知,小球A漂浮,小球B悬浮,小球C沉底。(1)若mA=mB=mc,则GA=GB=Gc=G,因物体悬浮或漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,物体下沉时受到的浮力小于自身的重力,所以,小球A和B受到的浮力等于自身的重力,小球C受到的浮力小于自身的重力,则FA=FB=G,FCFC,故A正确;(2)因物体的密度大于液体的密度时,物体沉底,所以,将C球截去部分后,剩余部分的密度不变,剩余部分一定仍沉底,故B错误;(3)由物体的密度和液体的密度相等时悬浮可知,液体的密度为ρB,小球A漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,即F浮A=GA=mAg,由F浮=ρgV排可得,小球A排开液体的体积V排A=F浮Aρ液g=mAgρBg=mAρB,只取出A球,容器中液面的高度降低的高度Δh=V排AS=mAρBS=mAρBS,故C正确;(4)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由ρ=mV可得,B球和C球排开液体的体积分别为V排B=VB=mBρB,V排C=VC=mCρC,三球放入液体后,排开液体的总体积V排=V排A+V排B+V排C=mAρB+mBρB+mCρC,容器内液体上升的高度Δh'=V排S=mAρB+mBρB+mCρC 1S,三球放入液体前后,液体对容器底部的压强的变化量Δp=ρ液gΔh'=ρBgmAρB+mBρB+mCρC 1S=mA+mB+mcρBρCgS,故D正确。
24.C
25.【解】(1)物块B受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10-4 m3=6 N
(2)物块B受竖直向上的浮力、竖直向下的重力和拉力,根据力的平衡条件可得物块所受的重力:
G=F浮-F拉=6 N-1 N=5 N
(3)物块浸入水中的深度:
h浸=V排S=6×10-4m30.1m×0.1m=0.06 m
则水的深度:
h'=h浸+L线=0.06 m+0.06 m=0.12 m
水对容器底部的压强:p=ρ水gh'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1200 Pa
作业目标
对应题号
答错题号
自我评价
1.能描述物体的浮沉条件
1~5
很棒□
及格□
加油□
2.运用物体的浮沉条件解释生产、生活中的一些现象
6~11、13~16、21、22
2.运用物体的浮沉条件进行浮力的相关计算
12、17~20、23~25