初中物理沪科版（2024）八年级全册（2024）第九章 浮力优秀同步练习题

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(满分100分, 限时45分钟)
一、选择题(每小题3分,共27分)1.(新情境·劳动教育)(新独家原创)小明周末做家务劳动时发 现,洗菜盆中的菜,有的浮在水面,有的沉在水底,关于这一现 象,下列分析正确的是 (    　)A.浮在水面的不受浮力,沉底的受浮力B.浮在水面的受浮力,沉底的不受浮力C.浮在水面与沉到水底的菜都受浮力D.浮在水面与沉到水底的菜都不受浮力
解析　浸入液体中的物体,都受到液体对它竖直向上的浮力, 故C正确。
2.(国防教育)(新独家原创)中国海军372潜艇执行任务期间突然遭遇“水下断崖”,官兵180秒极致操作成功自救。“水下断崖”是海水密度异常变化而导致浮力急剧变化的现象。372潜艇在同一片海域由高密度水层行驶到低密度水层过程中,受到的浮力将 (    　)A.变小　　　    B.变大 C.不变　　　    D.无法确定
解析　潜艇在同一片海域由高密度水层行驶到低密度水层 过程中,潜艇排开海水的体积不变,海水的密度变小,由 F浮=ρ液gV排可知,潜艇受到的浮力变小。
3.(2024上海复兴初中期中)体积相等的均匀实心铅球、铜球、铁球(ρ铅>ρ铜>ρ铁)浸没在水中,所受的浮力 (    　)A.铅球大　　　    B.铜球大C.铁球大　　　    D.一样大
解析　体积相等的均匀实心铅球、铜球、铁球浸没在水中, 排开水的体积等于自身的体积,则排开水的体积一样大,根据 F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力一样大。
4.(2024上海财经大学附中月考)潜水员完全潜入水中后,继续下潜的过程中,他所受到的浮力和液体压强的大小变化是(    　)A.浮力不变,液体压强逐渐增大B.浮力逐渐增大,液体压强不变C.浮力逐渐增大,液体压强逐渐增大D.浮力不变,液体压强不变
解析　下潜的过程中,所处深度h增大,排开水的体积V排不变, 水的密度不变,根据p=ρgh和F浮=ρ液gV排可知,潜水员受到的压 强增大,受到的浮力不变。
5.(新情境·劳动教育)(2023山西中考)妈妈生日那天,小梦给妈妈煮饺子时发现,当把饺子放入沸腾的水中后,饺子先下沉到锅底,过了一会儿又上浮,最终漂浮在水面上。下列分析正确的是(不考虑饺子的吸水性) (    　)A.饺子在下沉的过程中,受到水的压强不变B.饺子上浮过程中,受到的浮力小于它所受的重力C.饺子上浮过程中,受到的浮力等于它排开的水所受的重力D.饺子在水面漂浮时,受到的浮力大于它所受的重力
解析　饺子在下沉的过程中,饺子在水中的深度变大,由 p=ρgh可知,所受水的压强变大,A错误;饺子上浮过程中,由浮沉 条件可知,饺子受到的浮力大于它受到的重力,B错误;饺子上 浮过程中,由阿基米德原理可知浮力等于它排开水的重力,C 正确;饺子在水面漂浮时,受到的浮力等于它所受的重力,D错 误。
6.(新课标·科学推理)(2023四川甘孜中考)如图所示,盛有水的甲、乙两相同容器放在水平桌面上,体积相等的a、b两均匀实心物体静止在水中,此时两水面相平,则 (    　) A.物体a的密度较b的大B.物体b受到的浮力较a的小C.甲容器底部受到水的压力较乙的小D.两容器底部受到水的压强相等
解析　甲中a物体漂浮,根据物体的漂浮条件可知ρa<ρ水;乙中 b物体悬浮,根据物体的浮沉条件可知ρb=ρ水,则ρa<ρb,A不符合 题意;根据F浮=ρ液gV排可知,b物体浸在水中的体积大,排开水的 体积大,则b物体受到的浮力大,B不符合题意;由p=ρgh可知, 水的密度相同,深度相同,则水对容器底部的压强相等,据F= pS可知,水对容器底部的压力大小相等,C不符合题意,D符合 题意。
7.(2022北京中考)甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如表所示。将它们浸没在水中释放,在其稳定后,三个小球所受的浮力分别为F甲、F乙和F丙。下列判断正确的是 (    　)
A.F甲>F乙>F丙　　　    B.F乙>F甲>F丙C.F丙>F乙>F甲　　　    D.F甲>F丙>F乙
解析　由题表中数据可得ρ甲= = =0.5 g/cm3,ρ乙= = =0.8 g/cm3,ρ丙= = =2.7 g/cm3,ρ甲<ρ乙<ρ水<ρ丙,所以甲、乙小球释放后会在水中上浮,最终漂浮,丙球最终沉 底,若g取10 N/kg,则有F甲=G甲=0.03 kg×10 N/kg=0.3 N,F乙=G乙 =0.04 kg×10 N/kg=0.4 N,F丙=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×20×10-6 m3=0.2 N,即F乙>F甲>F丙,B正确。
8.(2023广东深圳中考改编)如图,亮亮同学将盛水的容器放在电子台秤上,台秤的示数如图甲所示;将一个物块放入水中,漂浮时台秤示数为375 g(如图乙),物块上表面始终保持水平,用铁针用力将物块压入浸没在水中(忽略铁针的质量和体积),此时台秤示数为425 g(如图丙);将物块继续下压,从丙到丁物块下表面受到水的压力增加了0.8 N,整个过程水始终未溢出,
下列说法正确的是 (    　)A.物块的质量为125 gB.物块的密度为0.5 g/cm3C.从图丙到图丁,容器底受到水的压强逐渐增大D.从图丙到图丁,物体上表面受到水的压力增加了0.8 N
解析　将盛水的容器放在电子台秤上,示数为300 g,则容器和水的总质量为300 g,将物块放入水中,漂浮时台秤示数为375 g,则容器、水和物块的总质量为375 g,所以物块的质量m=375 g-300 g=75 g,A错误;用力将物块压入浸没在水中,此时台秤示数为425 g,则排开水的重力m排=425 g-300 g=125 g,则物块的体积V物=V排= = =125 cm3,则物块的密度ρ物=  =  = 0.6 g/cm3,B错误;从图丙到图丁,物块始终浸没在水中,水面不
再升高,由p=ρgh可知,容器底受到水的压强不变,C错误;从图丙到图丁,物块下表面受到水的压力增加了0.8 N,由于物块上表面和物块下表面变化的深度相同,所以物块上表面受到水的压力也增加了0.8 N,D正确。
9.(2023山东东营中考)用细线将两个半径相同的实心小球A 和B连接在一起,放入水中,静止后的状态如图所示,线已绷 紧。下列判断正确的是 (    　) A.F浮A=GA　　　    B.F浮A=F浮BC.GA>GB　　　     D.ρA>ρ水
解析　小球A受到重力、浮力和线的拉力,A处于静止状态,受到的力是平衡力,所以F浮A=GA+FA,A错误;两个小球的体积相同,都浸没在水中,排开水的体积相同,由F浮=ρ液gV排可知A、B小球受到的浮力相等,即F浮A=F浮B,小球B受到重力、浮力和线的拉力,B处于静止状态,受到的力是平衡力,所以 GB=F浮B+FB,由于 GA=F浮A-FA,且A受到的拉力和B受到的拉力大小相等,即FA=FB,所以GA二、填空题(每空2分,共30分)10.(2024上海闵行期中)一实心铜块挂在弹簧测力计上,在空 气中称时,弹簧测力计的示数是4.8 N,把它一半浸入水中称 时,弹簧测力计的示数为2.6 N,则铜块全部浸入水中受到的 浮力是　　     N。两个物体分别挂在两个完全相同的弹簧测力计下,将它们同时浸没在同一杯水中,两个弹簧测力计的示数减小值相同,那么这两个物体必有相同的   　　　   (填物理量)。　
解析　用弹簧测力计在空气中称时的示数就是物体所受重 力的大小,所以物体的重力为4.8 N,根据称重法得铜块的一 半浸入水中时受到的浮力 =G-F示=4.8 N-2.6 N=2.2 N,则铜块全部浸入水中受到的浮力是铜块的一半浸入水中时受 到的浮力的两倍,即4.4 N。两个弹簧测力计的示数减小值相 同,说明两个物体受到的浮力大小相等,液体的密度相等,那 么这两个物体的体积必然相等。
11.(2023陕西中考)如图,用细线将一个质量为27 g、体积为10 cm3的铝块系在电子测力计的挂钩上,使铝块浸没在水中静止不动,此时,该铝块受到的浮力为　 　    N,电子测力计的示数为　　　    N。若使铝块在水中继续下降,它所受的浮力将　　　    (选填“变大”“变小”或“不变”)。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,细线重力忽略不计)
解析　铝块浸没在水中静止不动,则有V排=V铝块=10×10-6 m3=10-5 m3,受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-5 m3=0.1 N,根据称重法得,铝块浸没时所受的浮力为F浮=mg-F, 则电子测力计的示数为 F= mg-F浮= 0.027 kg×10 N/kg-0.1 N=0.17 N;若使铝块在水中继续下降,根据F浮=ρ液gV排可知,它所受 的浮力将保持不变。
12.(2023山东淄博中考)如图,将高为5 cm的长方体木块缓慢放入盛满水的容器中,静止时木块在水面上漂浮,下表面到水面的距离为3 cm,排开水的重力为3 N。则木块下表面受到水的压强是　　    Pa,木块受到的浮力是　　    N,木块的质量是　　　 kg,木块的密度是　　　　    kg/m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
解析　木块下表面受到水的压强为p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.03 m=300 Pa,木块受到的浮力F浮=G排=3 N,木块漂 浮在水中,由物体的漂浮条件可知,木块的重力G=F浮=3 N,木块的质量为m= = =0.3 kg,木块漂浮在水中,排开水的体积V排= = =3×10-4 m3,木块的底面积S= = =10-2 m2,木块的体积V=Sh木=10-2 m2×0.05m=5×10-4 m3,木块的密度为ρ= = =0.6×103 kg/m3。
13.(2021广西桂林中考)如图所示,充满氢气的气象探测气球 携带探空仪(体积不计)在高空测量,工作完毕后释放部分氢 气,气球体积缩小,所受浮力随之　　　   ,气球下落。气球球囊(厚度不计)、细绳及探空仪的总质量为 m0,空气密度为ρ空,当它恰能缓慢下降时,球内氢气密度为ρ氢,此时气球的体积为　　　　    (用题中已知物理量表示)。
解析　释放部分氢气,气球体积缩小,根据阿基米德原理知F浮 =ρ空gV,气球所受浮力随之变小;气球恰能缓慢下降时,气球受 力平衡力,F浮=G=m0g+ρ氢gV,则ρ空gV=m0g+ρ氢gV,所以气球的 体积V= 。
14.(新考向·项目式学习)(2023江苏徐州中考)如图所示,用轻质薄壁的塑料瓶、透明胶带、铁质螺母和塑料软管制作潜水艇模型。潜水艇通过改变　　　    来实现浮与沉,因此需要选择质量合适的螺母作为配重。如果塑料瓶的容积为V,水的密度为ρ水,铁的密度为ρ铁,要让瓶内有一半水时,潜水艇恰能在水中悬浮,则所选螺母质量的表达式为m=　    　　　　　    。
解析　潜水艇浸没在水中,排开水的体积不变,所受的浮力不 变,是通过改变自重来实现沉浮的。设螺母的体积为V螺母,塑 料瓶浸没在水中,排开水的体积等于塑料瓶与螺母的总体积, 受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水g(V+V螺母)=ρ水g(V+ ),若塑料瓶中水的体积V水= V,则瓶中水的质量m水=ρ水V水= ρ水V,瓶中水的重力G水=m水g= ρ水Vg,此时潜水艇悬浮,所受的浮力等于自身
的总重力,有F浮=G总=G水+G螺母,即ρ水g(V+ )= ρ水Vg+mg,解得螺母的质量m= V。
学习总结浮沉条件本身的难度并不算大,但贯穿在如何调节浮力与重 力的大小关系去理解浮力的应用事例,这个分析过程要求较 高,是学习的关键,为此,本节的学习策略是首先观察、分析、比较物体的浮沉情况,从受力和密度两个方面认识物体的浮沉条件,通过调节浮力与重力的大小关系,理解浮沉条件在轮船、潜水艇、气球和飞艇诸多方面的应用。
15.(2023云南中考)科技制作活动中,小明将金属夹夹在吸管一端使其密闭,制成简易密度计,如图所示。为了给密度计标刻度,他将密度计分别放入水和煤油中,密度计均竖直漂浮,吸管露出液面的长度为d。密度计在水中时d为12 cm,浮力大小为F1;在煤油中时d为10 cm,浮力大小为F2,则F1　　 (选填“>”“<”或“=”)F2。若将密度计放入密度为1.25 g/cm3的液体中,则d为　     cm。(ρ水=1.0 g/cm3,ρ煤油=0.8 g/cm3)
解析　密度计分别放入水和煤油中时,均竖直漂浮,物体漂浮 时,浮力等于物体的重力,则F1=F2。设密度计的截面积为S,长 度为L,在水中时受到的浮力F1=ρ水gS(L-d),在煤油中时受到的 浮力F2=ρ煤油gS(L-d'),由于F1=F2相等,则ρ水gS(L-d)=ρ煤油gS(L-d'), 即1.0 g/cm3×(L-12 cm)=0.8 g/cm3×(L-10 cm),解得L=20 cm,将密度计放入密度为1.25 g/cm3的液体中时,密度计还是漂浮, 浮力与在水中相等,故ρ水gS(L-d)=ρ液gS(L-d″),即1.0 g/cm3×(20 cm-12 cm)=1.25 g/cm3×(20 cm-d″),解得d″=13.6 cm。
三、实验探究题(共22分)16.(2022山东威海中考)(12分)在学习了浮力知识后,小明进一步探究浮力的有关问题:实验一:探究漂浮物体受到的浮力大小与物体排开液体重力 的关系。(1)实验步骤如下:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)步骤1:如图甲所示,用弹簧测力计测量物体的重力为0.96 N;步骤2:如图乙所示,在量筒中倒入适量的水;
步骤3:如图丙所示,将物体轻轻放入量筒中,发现物体漂浮在水面上,由此可知物体所受浮力大小为　　　 N;步骤4:观察量筒中水面的变化情况,通过计算可知物体排开 水的重力为　　　　   N。综合分析实验数据可得到的结论是　　　　　　　　　    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。
漂浮物体受到浮力大小等于物体排开液体的重力
实验二:探究浮力大小与液体密度的关系。(2)小明又将该物体分别放入两种不同的液体中,得到的实验 数据如表所示,他分析数据得出结论:液体密度越大,物体受到的浮力也越大。小红认为小明的实验不合理,她判断的理 由是　　　　　　　　　　　　　　　    。
没有控制物体排开液体的体积相同
(3)该物体在液体1中处于沉底状态,说明物体的密度　　      (选填“大于”“小于”或“等于”)液体1的密度;若使该物体在液体1中上浮,你的方法是　　　　　　       (写出一种即可)。　
解析　(1)由题图甲知物重为0.96 N,由题图丙知,物体漂浮在 水中,浮力等于重力。由题图乙、丙可知,物体浸在水中的体 积等于物体排开水的体积,V水=V排=296 mL-200 mL=96 mL=96 cm3=9.6×10-5 m3,物体排开水的重力G=mg=ρ水V水g=1.0×103 kg/m3×9.6×10-5 m3×10 N/kg=0.96 N,分析以上实验可知,漂浮 时物体受到的浮力等于物体排开水的重力。(2)小红的判断 是正确的,要探究浮力与液体密度的关系,需保持物体浸入液 体中的体积相同,改变液体密度;实验中第一次物体沉底,第
二次物体漂浮,物体排开液体的体积不同,小明的实验不合理。(3)该物体在液体1中处于沉底状态,说明物体受到的浮 力小于其重力,即ρ液V排g<ρ物V物g,由物体在液体1中沉底知,V排 =V物,故物体的密度大于液体1的密度,即ρ液<ρ物;若使该物体在 液体1中上浮,可增大液体的密度,直到液体密度大于物体的 密度,即浮力大于物体的重力。
17.(新考向·项目式学习)(2023江苏苏州中考)(10分)综合实践 活动课上,小明用一根长约20 cm的圆柱状饮料吸管、一段 细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。制作时,小明 先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石 蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂 浮状态(图甲),用笔在吸管上标记此时水面位置O;取出吸管, 量出O点至封口端的距离H,通过分析与计算,在吸管上分别 确定密度值0.8 g/cm3、0.9 g/cm3、1.0 g/cm3、1.1 g/cm3的位 置并标上密度值。
           使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的 数值即液体密度。(1)O位置处的刻度值为　　    g/cm3;(2)吸管漂浮在其他液体中时(图乙),液面下方的深度h=　      (用ρ水、ρ液、H表示);
(3)管壁上标注的4个刻度值,相邻两刻度值之间的距离　    　  (选填“相等”或“不相等”);(4)小明突发奇想,将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其他没有变化(图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果　　     (选填“偏大”“偏小”或“无变化”);(5)若增加塞入吸管中铁丝的质量,则制作的密度计精确程度 将　　　    。
解析　(1)密度计竖直漂浮在水中时,水面位于O处,说明此密度计在O处显示的密度值应该为水的密度,所以O处应标为1.0 g/cm3。(2)设圆柱状饮料吸管底面积为S,密度计漂浮在水面上时,V排=SH,F浮=G物,即G物=ρ水gV排=ρ水gSH,当密度计漂浮在密度为ρ液的液体中时,V排液=Sh,F浮液=G物,即G物=ρ液gV排液=ρ液gSh,可得ρ液gSh=ρ水gSH,解得h= 。(3)由h= 可知,h和ρ液成反比,刻度分布不均匀。(4)小明把吸管中的细铁丝倒出来,缠绕在吸管的下端,再用这支密度计去测量液体的密度,此时
排开液体的体积不变,因吸管排开液体的体积等于排开液体 的总体积减去铁丝的体积,所以吸管排开液体的体积减小,会 上浮一些,测得的密度值偏大。(5)为了使测量结果更准确, 应使密度计上两条刻度线之间的距离大一些,增加塞入吸管 中铁丝的质量,从而获得更大的重力,即浮力更大,排开液体 体积更大,由V排液=Sh可知,S不变,即可使h变大,密度计精确程 度更高。
四、计算题(共21分)18.(2023内蒙古呼伦贝尔、兴安盟中考)(10分)如图所示,物块A重力为3 N,将物块A总体积的三分之二浸在足够深的水中静止时,弹簧测力计的示数F=0.5 N,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:(1)物块A的体积;(2)若将物块A从弹簧测力计上取下放入水中,物块A静止时所受浮力的大小。
解析　(1)物块A所受的浮力为F浮=G-F=3 N-0.5 N=2.5 N,由F浮=G排=ρ液gV排得,物块A排开水的体积为V排=  = =2.5×10-4 m3,由题可知,物块A的体积为V= V排= ×2.5×10-4 m3=3.75×10-4 m3。(2)由G=mg得,物块A的质量为m= = =0.3 kg,物块A的密度为ρ= = =0.8×103 kg/m3,物块的密度小于水的密度,物块
放入水中后漂浮,物块A静止时所受的浮力为F浮'=G=3 N。
19.(2023山东聊城中考)(11分)如图所示是某项目研究小组设计的一自动加水装置,将一重力为12 N,底面积为1×10-2 m2的圆柱体放在水箱底部。从进水口注入水,随着水面升高,圆柱体竖直上浮。当水面上升到传感器底端P时,由传感器控制进水口开关停止注水,此时传感器底端P对圆柱体有20 N的竖直向下的压力。g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3。求:(1)水箱内无水时,圆柱体对水箱底部的压强;(2)圆柱体刚好浮起时浸入水中的体积;(3)停止注水时,圆柱体受到的浮力。