初中物理沪科版八年级全册第九章 浮力第三节 物体的浮与沉精品当堂达标检测题
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9.3物体的浮与沉同步练习沪科版初中物理八年级全一册
一、单选题(本大题共10小题,共20.0分)
- 俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉图中李子为示意图。对此现象,下列说法正确的是
A. 西瓜所受的浮力大于李子所受的浮力
B. 李子下沉过程中所受的浮力逐渐变小
C. 西瓜漂浮时所受的浮力大于自身重力
D. 李子下沉过程中受到的浮力大于自身重力
- 如图所示,水平桌面上有两个相同的烧杯,分别盛有质量相等的甲、乙两种液体。将材料相同的a、b两个实心球,分别放入甲、乙两种液体中,a球体积大于b球体积。静止时,a球漂浮在液面上,b球悬浮在液体中,a、b两球受到的浮力分别为、,甲、乙两种液体对烧杯底的压强分别为、,则
A. ; B. ;
C. ; D. ;
- 小明在饮料吸管中塞入一些细铁丝作为配重,并将一端封闭,制作了一只简易密度计;将其先后放入甲、乙两杯液体中,当密度计静止时,两杯中液体深度相同,如图所示,下列说法正确的是
A. 密度计在甲杯液体中受到的浮力更大
B. 密度计的刻度线,越往上标注的密度值越大
C. 密度计放入后,乙杯中液体对容器底的压强更大
D. 适当减小配重,可以增大该密度计两条刻度线之间的距离,使测量结果更精确
- 如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器内水的质量为,水的深度为。实心圆柱体质量为m克的取值不确定,底面积为,高度为。实心圆柱体不吸水,将圆柱体竖直放入容器内,静止时水对容器底部的压强p与圆柱体的质量m满足的函数关系图象为取
A. B.
C. D.
- 长江上,一艘满载货物的轮船在卸完一半货物后,该艘轮船
A. 会浮起一些,所受浮力变小 B. 会浮起一些,所受浮力变大
C. 会下沉一些,所受浮力变大 D. 会始终漂浮,所受浮力不变
- 如图所示,这是某潜水艇的结构图下列说法正确的是
A. 当其漂浮在水面上时,受到的浮力大于重力
B. 若要潜入水中,应该向水舱中加入水
C. 当潜水艇下沉时,潜水艇所受液体压强不变
D. 当潜水艇从水面到浸没的过程中,所受浮力不变
- 一物体漂浮在水中,有体积露出水面,则物体的密度为
A. B. C. D.
- 如图所示,2019年4月23日海军成立70周年的海上阅舰仪式上,我国新型万吨级055型导弹驱逐舰接受检阅,其满载排水量达12500t,有关该型驱逐舰在海上航行过程中,下列说法正确的是
A. 驱逐舰所受浮力的方向是竖直向下
B. 满载时的排水量指的是驱逐舰所受的重力
C. 发射导弹后,驱逐舰所受浮力变小
D. 发射导弹后,驱逐舰会下沉一些
- 刘星取一只空牙膏皮,一次将它挤瘪,一次将它撑开,两次都拧紧盖后,先后放入桌面上同一杯水中,结果如图甲、乙所示。下列说法正确的是
A. 牙膏皮在甲中受到的浮力大
B. 牙膏皮在乙中受到的浮力大
C. 牙膏皮在甲、乙中受到的浮力一样大
D. 牙膏皮在甲、乙中受到的浮力无法比较
- 一艘船从东海驶入黄浦江时,船受的浮力将会
A. 浮力减少,船身下沉些 B. 浮力增大,船身上浮些
C. 浮力不变,船身下沉些 D. 浮力不变,船身不动
二、填空题(本大题共4小题,共8.0分)
- 排水量为1000t的轮船满载时在河水中航行时受到的浮力为_____N,开到海里后,吃水深度将_____选填“变大”“变小”或“不变”。
- 一小球所受重力为10N,体积为,用手将它浸没在水中受到的浮力是______,取,浮力的方向是______,放手后小球将______选填“上浮”“下沉”或“悬浮”。
- 把同一小球分别放入甲、乙两杯不同的液体中,小球静止时所处的位置如图所示,则两杯液体的密度大小关系为______;小球在两杯液体中受到的浮力大小关系为F______F选填“”、“”或“”。
- 把质量是,体积是的物体浸没在水中,松手后该物体将 填“上浮”“悬浮”或“下沉”。当它静止时,所受的浮力是 N。取
三、作图题(本大题共2小题,共4.0分)
- 一正方体木块浸没于水中,放手后木块上浮,请在图中画出木块所受力的示意图。
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- 如图所示,斜面上放着一个盛水的杯子,其水面上漂浮着一个重为2N的小球。请在图中作出该小球的受力示意图。
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四、实验探究题(本大题共2小题,共12.0分)
- 如图所示,为验证阿基米德原理,小明选用实验器材:弹簧测量计、大烧杯、小水桶、小石块、小垫块和水;完成以下几个测量步骤:
A.用弹簧测力计测出石块的重力。
B.将石块浸没在烧杯的水中,读出此时弹簧测力计示数F。
C.用弹簧测力计测出小水桶和水的总重力。
D.用弹簧测力计测出空水桶的重力。
最佳测量步骤为__________________。填写字母先后顺序
实验过程中,若斜置在小垫块上的大烧杯中水没有装满,小水桶承接到的水的重力__________填“大于”“等于”或“小于”被石块排开的水的重力。
石块浸没在水中所受的浮力表达式为___________________,被石块排开的水的重力表达式为_____________用已测得的物理量表示;__________填“大于”“等于”或“小于”。
若用表示水的密度,则石块密度的表达式为___________。用已测得的物理量表示
- 如图所示为“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置。请根据图示回答下列问题:
比较图甲、图乙可知:乙图中圆柱体受到的浮力的大小为______N。
比较图乙、图丙,说明浮力的大小与______有关。
通过图乙和图戊的探究,______填“能”或“不能”得到浮力大小与液体密度是否有关,原因是______。
比较丙和丁,说明浮力的大小与物体浸没的深度______填“有关”或“无关”。
通过图中数据可知,圆柱体的质量是______kg,体积是______,密度是______
五、计算题(本大题共3小题,共24.0分)
- 边长为的正方体木块,漂浮在水面上时,有的体积露出水面,如图甲所示.将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块上表面放一重为的石块.静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示.g取,已知水的密度求:
图甲中木块受到的浮力大小;
图乙中液体的密度;
图乙中木块下表面受到液体的压强.
- 有两个不吸水的圆柱体A和圆柱体B、A的顶部系有一根轻质细线,已知A的质量为,密度为,高为12cm,B的底面积为,取
求A的重力;
将B竖直放在水平桌面上,再将A竖直放在B的正上方,求A对B的压强;
将A竖直放入薄壁柱形容器中,向容器中缓慢加入液体直至加满,液体体积与深度的关系如图所示。用细线将A竖直向上提升2cm时,细线的拉力为,求液体的密度。圆柱体A始终处于竖直状态
- 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取。
求木块所受到的浮力大小;
若木块下表面所处的深度为米,求木块下表面受到水的压强;
若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大的压力。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】西瓜漂浮在水面上,浮力等于其重力,即,李子在水中下沉,浮力小于其重力,即;因为西瓜的重力大于李子的重力,即,所以西瓜所受的浮力大于李子所受的浮力,故A正确,C、D错误。李子下沉过程中,水的密度不变、排开水的体积不变,根据可知,李子下沉过程中所受的浮力大小不变,故B错误。
2.【答案】D
【解析】解:、b两个实心球,分别放入甲、乙两种液体中,静止时,a球漂浮在液面上,b球悬浮在液体中,
则,,
a、b两个实心球材料相同,,
,
根据可知,,
根据可知,,
所以,,故AB错误;
甲、乙两种液体质量相等,则重力相等,
,
所以,两种液体对烧杯底的压力,
两个相同的烧杯,则底面积相等,
所以,根据可知,甲、乙两种液体对烧杯底的压强,故C错误,D正确。
故选:D。
首先根据物体浮沉条件判断两球与自身重力的关系,然后利用密度和重力公式判断两球的重力关系,从而得出两球受到的浮力关系;
根据甲、乙两种液体对烧杯底的压力等于烧杯内液体与球的总重力得出两种液体对烧杯底的压力关系,然后利用压强公式比较甲、乙两种液体对烧杯底的压强。
此题考查物体浮沉条件及其应用、压强的大小比较,同时考查重力、密度公式的应用,关键是整体法应用,知道甲、乙两种液体对烧杯底的压力等于烧杯内液体与球的总重力。
3.【答案】C
【解析】解:
A、同一支密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮,则,即浮力是相同的,故A错误;
B、密度计浸入液体的深度越小,说明液体的密度越大,即密度计越靠近上方的刻度,其相应的密度数值越小,故B错误;
C、由图可知,密度计在乙液体中排开的液体的体积小,根据可知,乙液体的密度大,深度相同,根据可知,乙杯中液体对容器底的压强更大,故C正确;
D、因为密度计漂浮在液体中,则,即,则,增大该密度计两条刻度线之间的距离,即变大,h变大,具体做法是:可适当增大配重或用更细的吸管,故D错误。
故选:C。
从图可知,密度计放在甲、乙液体中都漂浮,受到的浮力都等于密度计受到的重力,从而可以判断受到浮力的大小关系;
从图可以得出密度计排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系;
密度计上的刻度代表了液体密度的大小,根据,密度计排开液体的体积越大,则表示液体的密度越小;
由密度公式可求得排开液体的体积及密度计的刻度值的情况;
根据密度计的浮沉情况判定液体密度的关系;根据判定容器底部压强的大小;
为了使测量结果更准确,使密度计上两条刻度线之间的距离大一些,因为,所以可知减小S,即可使h变大,据此设计即可。
密度计是物体的沉浮条件的实际应用,要结合阿基米德原理和沉浮条件分析有关问题:放入不同的液体,液体密度越大,排开体积越小,类似现象:轮船从江中驶入大海。
4.【答案】A
【解析】
【分析】
此题主要考查了液体压强公式的应用及函数图像,具有一定的难度。
已知容器内水的质量,易根据求其体积;又已知水的深度,可根据求容器的横截面积;当实心圆柱体的密度时,圆柱体竖直放入容器内,假设圆柱体被水淹没,且水深为,由体积关系得:,可求得;因为,所以假设成立,水对底部的压强,此时,即可求得;
当实心圆柱体的密度时,圆柱体竖直放入容器内,圆柱体会漂浮,由体积关系得:,从而可得的表达式,圆柱体漂浮,所以其受到的浮力和重力相等,m的单位是克,有:而,故联上述关系式可得水对容器底部压强与圆柱体质量的关系式;从选项中找出符合条件的图像即可。
【解答】
容器内水的质量为1kg,水的深度为,有:,,故:;
当实心圆柱体的密度时,圆柱体竖直放入容器内,假设圆柱体被水淹没,且水深为,由体积关系得:,解得,因为,所以假设成立,水对底部的压强:,此时,即当时,;
当实心圆柱体的密度时,圆柱体竖直放入容器内,圆柱体会漂浮,由体积关系得:,得,圆柱体漂浮,所以其受到的浮力和重力相等,m的单位是克,有:,,由解得,即当时,。
分析以上关系式可知,A符合题意,BCD不合题意。
故选A。
5.【答案】A
【解析】解:因轮船在江水中,处于漂浮状态,浮力等于重力,在码头卸下货物后,轮船重力变小,则受到的浮力变小;
由公式知,排开水的体积减小,轮船要上浮一些,故A正确。
故选:A。
在码头卸下货物后,根据漂浮条件即可判断浮力变化,根据阿基米德原理分析排开江水和海水体积的大小关系。
本题考查物体的浮沉条件及阿基米德原理,解决这类题目主要是抓住题目的隐含信息,即轮船重力的变化。
6.【答案】B
【解析】
【分析】
此题主要考查了浮力的应用、阿基米德原理和液体压强的特点,解题关键是知道潜水艇的工作原理。
潜水艇是靠改变自身重来实现上浮和下潜的;潜水艇的侧面有水舱,向其中充水和排水可改变自身的重力;
物体漂浮在液面上时所受的浮力和重力相等;
液体的压强随深度的增加而增大;
阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
【解答】
A.当潜水艇漂浮在水面上时,它所受的浮力与重力是一对平衡力,故浮力的大小等于重力,故A错误;
B.若潜水艇要潜入水中时,应使其所受的重力变大,使重力大于浮力,故应该向水舱中加水,故B正确;
C.因为液体的压强随深度的增加而增大,故当潜水艇下沉时,所受的液体压强会变大,故C错误;
D.当潜水艇从水面到浸没的过程中,由于它排开水的体积变大,由阿基米德原理可知,它所受的浮力将会变大,故D错误。
故选B。
7.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了浮力公式的灵活应用,知道物体漂浮时浮力等于重力,会根据漂浮时浮力与重力的关系计算物体的密度。
已知水的密度和物体露出液面体积占总体的比例,物体漂浮时,浮力等于重力,根据阿基米德原理与浮力公式可以求出物体的密度。
【解答】
设物体体积为V,
由阿基米德原理可知:,
物体漂浮在液面上:,
根据和可得,,
所以,,,
物体排开水的体积,
则物体的密度。
故选B。
8.【答案】C
【解析】解:
A、驱逐舰所受浮力的方向是竖直向上,故A错误;
B、满载时的排水量指的是满载时驱逐舰排开水的质量,故B错误;
CD、原来驱逐舰处于漂浮状态,受到的浮力等于总重力,发射导弹后,重力变小,此时的浮力大于重力,故驱逐舰会上浮一些,最后驱逐舰仍处于漂浮状态,因总重力变小,所以静止时驱逐舰所受浮力变小,故C正确,D错误。
故选:C。
浮力的方向是竖直向上的;
满载时的排水量是指满载时轮船排开水的质量,质量和重力是两个不同的概念;
原来驱逐舰处于漂浮状态,受到的浮力等于总重力,发射导弹后,重力变小,由浮沉条件确定驱逐舰的状态,据此分析。
本题考查了浮力的方向、排水量的定义及物体的浮沉条件及漂浮的特点,要掌握。
9.【答案】B
【解析】解:牙膏袋的形状发生变化,但质量不变,所以;故甲乙的重力相等都为G,
甲下沉,,乙漂浮,,所以,故B正确,ACD错误
故选:B。
质量是物体本身的一种性质,与形状、位置、温度、状态无关;
根据浮力与重力的关系判断出浮力的大小。
本题通过一个简单的现象,考查了质量、浮力、物体浮沉条件有关知识应用,关键能够判断出两种情况下浮力的大小关系。
10.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查物体的浮沉条件和阿基米德原理的应用,根据物体的浮沉情况,判断物体受到的力之间大小关系。
当船从东海驶入黄浦江时,物体处于漂浮状态,则物体受到的浮力与重力大小相等,则在这过程中浮力不变。而海水的密度大于江水的密度,由于浮力不变,则根据即可判断排开江水的体积变化,据此可知船身的浮沉。
【解答】
船在东海和黄浦江均处于漂浮状态,根据漂浮条件可知:船受到的浮力大小等于重力大小,
而船的重力不变,则船受到的浮力大小不变,故AB错误;
因江水的密度小于海水的密度,所以根据可知,船从东海驶入黄浦江时,排开江水的体积变大,则船身将下沉些,故C正确,D错误。
故选C。
11.【答案】;变小
【解析】
【分析】
排水量是轮船满载时排开水的质量,由阿基米德原理求出轮船满载时所受的浮力。
从河里驶入海里轮船始终漂浮,浮力等于重力,大小不变,海水密度大,根据公式可知轮船排开水的体积的变化,从而判断吃水深度的变化。
本题考查了浮力的计算、物体的沉浮条件以及根据浮力公式判断轮船排开水的体积的变化,难点是对排水量的理解。
【解答】
由阿基米德原理可得轮船满载时所受的浮力:
,
若船从河里开到海里,因船始终漂浮,则浮力等于重力,且船的重力不变,故所受浮力不变,但海水的密度大,根据公式可知,轮船排开水的体积减小,则吃水深度将变小。
故答案为:;变小。
12.【答案】10N;竖直向上;悬浮
【解析】解:将小球浸没在水中时受到的浮力:
,
浮力的方向竖直向上;
因浸没在水中时,,
所以放手后小球将悬浮。
故答案为:10N;竖直向上;悬浮。
小球浸没在水中时排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出受到的浮力,浮力的方向竖直向上;比较小球受到的重力和浸没时受到的浮力然后判断放手后小球在水中的浮沉状态。
本题考查了阿基米德原理和物体浮沉条件的应用,关键是知道物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等。
13.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了阿基米德原理、物体的漂浮条件,利用好密度计漂浮是解此类题目的关键.
物体的沉浮条件:当物体的重力大于浮力时,物体下沉,当物体的重力小于浮力时,物体上浮直至漂浮,当物体的重力等于浮力时,物体悬浮或漂浮.根据漂浮条件判断出密度计受到浮力的大小关系.
从图可知密度计在甲、乙两种液体中体积的大小关系,从而可利用公式判断出两种液体密度的大小关系.
【解答】
因为两次小球都静止在液体中,小球受到的浮力等于小球的重力,根据浮力公式可得,乙中小球排开液体体积大,则乙液体密度小,故;因为两次小球都静止在液体中,小球受到的浮力等于小球的重力,故。
14.【答案】上浮
【解析】物体浸没在水中时受到的浮力: ,物体的重力,因为,所以松手后物体将上浮,直至漂浮;静止时物体漂浮,浮力等于重力,即。
15.【答案】
【解析】
【分析】
木块上浮时,受重力与浮力的作用,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,并且重力小于浮力,注意线段的长度不同。
画力的示意图时,首先根据物体的运动状态,判断出物体受力的大小关系。
【解答】
木块上浮时,受重力与浮力的作用,过木块的重心分别沿竖直向上和竖直向下的方向画一条带箭头的线段,在线段的末端分别表示出和G,注意浮力大于重力,如图所示:
16.【答案】
【解析】
【分析】
先根据漂浮时,浮力等于重力,再根据重力的方向总是竖直向下和浮力的方向总是竖直向上,过重心表示出重力和浮力的大小和方向。
作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点,是平衡力的长度要相等。
【解答】
解:小球处于漂浮状态,则小球所受的重力和浮力是一对平衡力;
过小球的重心作竖直向下的重力和竖直向上的浮力,其大小相等,即,如图所示:
17.【答案】 小于 ;;等于
【解析】略
18.【答案】;
物体排开液体的体积 ;
不能; 没有控制排开液体的体积相同 ;
无关;
; ; ;
【解析】
【分析】
本题考查了称重法求浮力、利用控制变量法分析实验现象得出结论以及物体密度的计算,知道物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等较为关键。
【解答】
由图甲可知圆柱体的重力,由图乙可知弹簧测力计的示数,则圆柱体受到的浮力;
比较图乙、丙可知,物体排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,受到的浮力不同,说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
通过图乙和戊可知,物体排开液体的密度不同,排开液体的体积不同,不能得到浮力大小与液体密度是否有关,原因是没有控制排开液体的体积相同;
比较丙和丁,说明浮力的大小与物体浸没的深度无关;
因为,所以物体的质量,物体完全浸没在水中受到的浮力,
因为,物体体积:,
物体的密度:;
19.【答案】解:
由阿基米德原理可得:
;
木块的重力:,
木块表面上放一重2N的石块,当它静止时,,
即,
液体的密度:;
图乙中木块下表面受到液体的压强:。
答:图甲中木块受的浮力为6N;
图乙中液体的密度为;
图乙中木块下表面受到液体的压强为800Pa。
【解析】本题考查阿基米德原理的运用,要理解物体漂浮时的特点,掌握液体内部压强的运算。
根据题意,求出物体所排开水的体积,由阿基米德原理解题;
根据物体的漂浮特点,由阿基米德原理解题;
根据液体内部压强的特点,由求解。
20.【答案】解:
的重力为:
;
由可得A的体积为:
;
A的底面积为:
;
,所以A与B的接触面积为
A对B的压强为:
;
结合图象信息可知:
-----,
----,
::1,
容器的底面积为:;
若,物体A受力如图为:
物体A受到的竖直向下的重力与竖直向上的拉力和浮力相平衡,即,
所以物体A受到的浮力为:
,
根据阿基米德原理和知,
;
若,设液面下降的高度为,
物体A漂浮时,,
细绳拉着时,
物体受到的浮力变化量为:
,
解得;
,
解得液体的密度为:
。
答:的重力为;
对B的压强为;
液体的密度为或。
【解析】根据求出A的重力;
根据求出A的体积,结合高度求出底面积,从而可得A和B的接触面积,由可得A对B的压强;
结合图象信息可和算出和的关系,进而算出容器的底面积;若,物体A会全部浸没,物体A受到的竖直向下的重力与竖直向上的拉力和浮力相平衡,根据算出物体A受到的浮力,根据阿基米德原理和算出液体的密度;若,设液面下降的高度为,物体A漂浮时,浮力等于重力,细绳拉着物体时浮力减小,物体受到的浮力变化量为,根据算出,根据阿基米德原理算出液体的密度。
本题是有关浮力及压强的综合计算题目,考查了固体压强、液体浮力计算公式的灵活运用,在计算固体压强时,接触面积是易错点,最后一问结合图象确定物体完全浸没的情况,得出浮力大小是关键。
21.【答案】解:
因为木块漂浮在水面上,
所以受到的浮力;
木块的下表面受到的压强:
.
根据可知,
浸入水中的体积即为排开液体的体积:
;
因为;所以;
木块全部浸没时受到水的浮力:
;
因为,
所以压力.
答:
木块所受到的浮力为10N;
木块下表面受到水的压强为2000Pa;
要将木块全部浸没水中,需要施加的压力为.
【解析】由题意可知,木块漂浮在水面上,根据漂浮的条件求出木块受到水竖直向上的浮力;
已知木块下表面所处的水的深度,根据求出下表面受到水的压强;
根据阿基米德原理求出排开水的体积即为浸入水中的体积,然后求出物体的体积,利用阿基米德原理求物体受到水的浮力;若使物体全部浸入水中而静止,则,即可求压力.
本题考查了学生对物体浮沉条件和阿基米德原理、液体压强公式的理解与掌握,虽知识点多,但都属于基础内容,难度不大.
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