第四节　跨学科实践：制作微型密度计 第二课时 浮力的应用2026人教版（2024）初中物理8年级下册第十章同步习题课件（含答案）

第3节　物体的浮沉条件及应用第4节　跨学科实践:制作微型密度计第2课时　浮力的应用1.(新课标·模型建构)(2024四川成都锦江二模)用玻璃试管、胶管、铁丝、注射器、橡胶塞等器材制作潜水艇模型,然后在模型中装入适量的水,使模型在水中刚好悬浮(如图所示),探究模型在水中如何实现上浮或下沉。下列说法正确的是 (　　)A.用注射器向外抽气,模型下沉,它受到的浮力变小B.若要让悬浮的潜水艇模型上浮,应向试管内打气C.潜水艇模型是通过改变模型的体积实现沉浮的D.当潜水艇模型漂浮于水面时,它受到的浮力小于其重力解析　用注射器向外抽气,模型内气压减小,水进入模型,模型的重力增加,模型排开水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,模型受到的浮力大小不变,模型下沉,故A错误;若要让悬浮的潜水艇模型上浮,应增大模型内的气压,使模型内水的体积减小,从而减小模型的重力,当模型的重力小于受到的浮力时,模型上浮,故B正确;潜水艇模型是通过改变自身的重力来实现沉浮的,故C错误;当潜水艇模型漂浮于水面时,它受到的浮力等于其重力,故D错误。答案　B2.(新独家原创)如图所示是小曹在跨学科学习实践活动中制作的小船。若该船的总质量为0.4 kg,船体泡沫板的总体积为800 cm3。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:(1)当小船漂浮在水面上时,排开水的体积。(2)为了确保小船能平稳地在水面上航行,船体排开水的体积不能超过泡沫板总体积的 ,该小船最多能装载“货物”质量。解析　(1)小船受到的总重力G总=m总g=0.4 kg×10 N/kg=4 N,因为小船漂浮在水面上,所以F浮=G总=4 N,小船排开水的体积V排= = =4×10-4 m3;(2)为了确保小船能平稳地在水面上航行,小船排开水的最大体积V1=800 cm3× =640 cm3=6.4×10-4 m3,此时小船受到的浮力F浮1=ρ水gV1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6.4×10-4 m3=6.4 N,能装载“货物”的最大重力G货物=F浮1-G总=6.4 N-4 N=2.4 N,最多能装载“货物”的质量m货物= = =0.24 kg。3.(新课标·中华优秀传统文化)(2024四川自贡中考,9,★☆☆)在传统农耕文化中,劳动人民一般采用“盐水选种”的方法挑选种子,下列说法正确的是 (　　)A.种子上浮过程中盐水对种子的压强变大B.漂浮的种子受到的浮力大于自身重力C.下沉的种子密度比盐水的密度大D.沉底的种子只受到重力和支持力C解析　种子上浮过程中,所处深度变小,由p=ρgh可知,盐水对种子的压强变小,故A错误;漂浮的种子受力平衡,其受到的浮力和重力大小相等,故B错误;由浮沉条件可知,当种子的密度大于盐水的密度时,种子会下沉,故C正确;沉底的种子受到浮力、重力及支持力的作用,故D错误。4.(跨学科·物理学与工程实践)(2024湖北宜都期末,9,★☆☆)一个飞艇充入气体后的质量是1.5 t,体积为1 500 m3。已知空气的密度为1.29 kg/m3,当飞艇悬浮在空中时,下列说法错误的是(g取10 N/kg) (　　)A.飞艇最多能装435 kg货物B.飞艇悬浮时F浮=G货C.飞艇内气体的密度一定比空气密度小D.飞艇在空气中能获得的浮力为19 350 NB解析　飞艇在空气中所受的浮力F浮=ρ空气gV排=1.29 kg/m3×10 N/kg×1 500 m3=19 350 N,故D正确;因为飞艇在空中悬浮,所以F浮=G飞艇+G货,G货=F浮-G飞艇=19 350 N-1 500 kg×10 N/kg=4 350 N,m货= = =435 kg,故A正确,B错误;因为F浮=G飞艇+G货,则F浮>G飞艇,即ρ空气gV排>ρ气gV,V=V排,则ρ空气>ρ气,故飞艇内充入气体的密度一定比空气密度小,故C正确。5.(新中考·项目式学习)(2024广东中山期末,24,★★☆)某物理学习小组进行跨学科实践:制作简易密度计。 (1)取一根长饮料吸管,在其下端增加适当的配重,并将这一端密封,使其能竖直漂浮在水中,如图甲所示。设吸管的横截面积为S,测出吸管浸入水中的深度H,则此时吸管受到的浮力F浮=　　　　    (用ρ水及其他物理量表示)。(2)将吸管竖直放入其他液体中,由于液体密度的不同,吸管浸入液体的深度不同,所以可根据吸管浸入液体的深度测液体的密度。(3)将该简易密度计竖直放入密度为ρ液的液体中,密度计漂浮时浸入液体的深度为h,则h=　　　　    (用ρ液、ρ水、H表示)。(4)根据上述分析,简易密度计上的刻度分布是　　　　    (选填“均匀”或“不均匀”)的。ρ水gSH不均匀(5)小华利用不同吸管成功自制了几支密度计,其中精确度最高的密度计是　　　　    。A.长度最长的B.浸入水中的深度最深的(6)小敏利用废旧的圆珠笔芯也成功自制了一支密度计,并利用已知液体密度进行了刻度标注,如图乙所示,A点对应密度为1.0×103 kg/m3,C点对应的密度为1.5×103 kg/m3;B为AC的中点,则B点标注的密度　　　　    (选填“大于”“小于”或“等于”)1.25×103 kg/m3。B小于解析　(1)此时吸管受到的浮力为F浮=ρ液gV排=ρ水gSH;(3)因为简易密度计漂浮在水面时,受到的浮力与自身重力大小相等,则G=F浮=ρ水gSH,将该简易密度计竖直放入密度为ρ液的液体中,密度计浸入液体的深度为h,因密度计仍漂浮在液体表面,则G=F浮'=ρ液gSh,所以深度h= = = ;(4)根据h= 可知,ρ水H为定值,简易密度计浸入液体的深度与液体密度成反比,所以简易密度计上的刻度分布是不均匀的。(5)假设测量两种不同液体的密度分别为ρ1、ρ2,则两个刻度线的距离为Δh=h1-h2= - =ρ水H( - ),ρ1、ρ2、ρ水一定,浸入水中的深度H越大,密度计两个刻度线之间的距离越大,密度计的精确度越高,故选B。(6)设液面在A点时,密度计浸入的深度为HA,由(3)可知,液面在C点时,密度计浸入的深度HC= = = HA,则在B点浸入的深度HB= +HC= + HA= ,则B点标注的密度ρB= = =1.2×103 kg/m3,所以B点标注的密度小于1.25×103 kg/m3。6.(2024山东肥城期末,27,★★★)底面积为200 cm2的平底圆柱形容器放置在水平桌面上,容器内装有适量的水,现将体积为500 cm3、重为4 N的木块A轻轻放入容器内的水中,如图甲所示;若将一重为6 N的物体B用细绳系于A的下方,将它们放入水中静止时,恰好浸没在水中,如图乙所示(水未溢出),ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,不计绳重及其体积,求:(1)图甲中木块A静止时排开水的体积;(2)物体B的密度;(3)由图甲到图乙的过程中,容器底部受到液体压强的增加量。解析　(1)木块A静止时漂浮在水面上,则木块A受到的浮力与其自身重力大小相等,即F浮=GA=4 N,由F浮=ρ液gV排可知,排开水的体积V排= = =4×10-4 m3;(2)将木块A与物体B看作一个整体,该整体刚好浸没时,受到的浮力F浮总=GA+GB=4 N+6 N=10 N;该整体排开液体的总体积V排总= = =1.0×10-3 m3,则物体B的体积VB=V排总-VA=1.0×10-3 m3-5×10-4 m3=5×10-4 m3,物体B的密度ρB= = = =1.2×103 kg/m3;(3)增加的排开水的体积ΔV=V排总-V排=1.0×10-3 m3-4×10-4 m3=6×10-4 m3,容器内的水增加的深度Δh= = =0.03 m,容器底部增加的液体压强Δp=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.03 m=300 Pa。7.(2023广东广州白云一模)如图1所示,一实心圆柱体浮在液面上,露出液面的体积为V1,液面下的体积为V2,则物体的密度与液体的密度之比 = 。(1)请证明上面等式成立。(2)小芳发现家中的一串珍珠项链能沉在水底,乐于探索的她想测量这串项链的质量。受到“曹冲称象”故事的启发,她利用如图2所示的器材和足量的水(含取水工具,水的密度为ρ0,塑料小桶的质量及外壳体积忽略不计)进行实验。请你帮小芳完成实验。要求:①写出实验步骤和需要测量的物理量(可画图说明,测量得到的物理量用合适符号表示);②写出珍珠项链质量的数学表达式(用已知量和测量得到的物理量表示)。核心素养解读    本题以开放性创新实验为载体,考查运用数学工具进行科学推理的能力,以及设计实验与制订方案、获取与处理信息的科学探究素养。解析　(1)物体漂浮时,F浮=G,即ρ液gV2=ρ物(V1+V2)g,解得 = ;(2)①往大水槽中加入适量的水,使装有项链的带刻度线的塑料小桶漂浮在水槽的水面上,并在小桶上标记水面的位置;取出项链,往小桶中加水使小桶外水面到达标记位置,用量筒测出小桶中水的体积V3;②因为装有项链的小桶漂浮在水槽的水面上,所以体积为V3的水的质量即项链的质量,则m=m水=ρ0V3。