34物体沉浮条件及应用华师大版科学八年级上册同步检测Word下载.docx
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7.如图是a、b两种物质的质量与体积的关系图象。
分别用a、b两种物质制成两个规则的实心长方体甲和乙,下列说法中不正确的是( )
A.将物体甲放入水中,一定沉入水底
B.将物体乙放入水中,一定漂浮在水面
C.将体积相等的甲、乙两物体捆在一起放入水中,一定漂浮在水面
D.将质量相等的甲、乙两物体捆在一起放入水中,一定漂浮在水面
8.在水平桌面上有一个盛有水的容器,木块用细线系住没入水中,如图甲所示。
将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且有
的体积露出水面,如图乙所示。
下列说法正确的是( )
A.该木块的密度为0.4×
103kg/m3
B.甲、乙两图中,水对容器底部的压强大小相等
C.甲、乙两图中,木块受到水的浮力之比是5:
3
D.甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比是3:
5
9.三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三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,以下判断正确的是( )
A.液体的密度关系是ρ甲>ρ丙>ρ乙
B.液体对容器底部的压强关系是p乙>p甲>p丙
C.容器对桌面的压强关系是p'
甲>p'
乙>p'
丙
D.小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙>F甲
10.小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”(如图),他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上,矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封,用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。
下列说法错误的是( )
A.“浮沉子”下沉时,所受重力大于它受到的浮力
B.无论怎样挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”不可能悬浮在水中
C.“浮沉子”上浮时,小瓶内的压缩空气会将内部的水压出
D.潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同
11.如图是世界上最大的全透型载客潜水器“寰岛蛟龙1”。
潜水器从水面缓慢下潜至水面下一定深度处悬停,里面的人能从潜水器内往外观察海底世界。
下列关于潜水器的说法正确的是( )
A.潜水器靠改变受到的浮力来实现下潜的
B.悬停时受到的重力和浮力是一对平衡力
C.下潜过程中,水对它的压强不变
D.下潜过程中受到的浮力一直在变大
12.如图所示,底面积不同的两个圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,甲液体液面上漂浮着一个木块,此时甲、乙两种液体高度相同,且对容器底部压力也相同。
下列分析正确的是( )
A.甲液体质量小于乙液体质量
B.甲液体对容器底部压强等于乙液体对容器底部压强
C.甲液体密度等于乙液体密度
D.若将木块从甲中取出放入乙中,则木块会露出更多体积
13.半潜船可用来运输超大型货物,空载时漂浮于海面(如图甲);
装载时需向船体水舱注水,船体重力增加,巨大的甲板下沉至海面以下(如图乙);
待货物被拖到甲板上方时,排出水舱中的水,船体重力减小,甲板上浮至海面,完成货物装载(如图丙)。
半潜船在甲、乙、丙三种状态时所受的浮力分别为F1、F2、F3.则下列判断正确的是( )
A.F1=F3>F2B.F2>F3>F1C.F3>F1=F2D.F3>F2>F1
14.将体积相同、材料不同的A、B两个实心小球,分别轻轻放入甲、乙两个相同的装满水的烧杯中,两球静止时,A球沉底,B球漂浮,如图所示,则下列说法正确的是( )
A.两个小球的质量关系mA=mBB.两个小球所受浮力关系是FA=FB
C.水对两个烧杯底部压强的关系是p甲<p乙D.两个烧杯对桌面的压力关系是F甲>F乙
15.小棉用刻度尺、塑料碗、大烧杯(底面积为S)等器材测量金属球的密度,她先在烧杯内放入适量水,再将塑料碗轻轻放入水中,如图甲所示,测出此时烧杯内水的深度为h1;
将金属球放在塑料碗中,放入球后的状态如图乙所示,测出此时烧杯内水的深度为h2;
将塑料碗中的金属球轻放入烧杯中,如图丙所示,测出此时烧杯内水的深度为h3.下列有关叙述中,正确的( )
A.金属球的体积是(h3﹣h2)S
B.金属球的质量是ρ水(h2﹣h1)S
C.丙中金属球所受浮力是ρ水(h3﹣h1)S
D.金属球的密度是ρ水(h3﹣h1)(h2﹣h1)
二.填空题(共6小题)
16.轮船上的“吃水线”又被称为“生命线”,用于表示轮船允许的满载时的“吃水深度”。
如图所示,FW表示轮船在淡水中航行时的“吃水线”,A、B为不同季节在海水中航行时的“吃水线”。
(1)冬季海水密度比夏季大,则图中表示冬季“吃水线”的是 (填字母);
(2)一艘载货轮船在卸货中浮力变化情况是 。
17.如图是甲、乙两种液体的质量与体积关系图象,将相同的木块分别放入盛有甲、乙两种液体的容器a和b中,待木块静止时,两容器液面相平,请回答下列问题。
(1)b容器盛的是 液体;
(2)木块在a容器内排开液体的质量 木块在b容器内排开液体的质量。
(填“>”“<”或“=”)
(3)a容器底部收到液体压强 b容器底部收到液体压强。
18.在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计,现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图所示,当它们竖直静止在液体中时,液面高度相同。
从观察到的现象可以判断:
两个简易密度计所受浮力F甲 F乙、两杯液体的密度ρ甲 ρ乙、两个烧杯底部所受液体的压强p甲 p乙、两个简易密度计底部所受液体的压强p甲 p乙(选填”大于”、“小于”或”等于“)
19.鸡蛋时间放久了,不能判断是否变质,现在介绍一种方法,把鸡蛋放入密度为1.03克/厘米3,的盐水中。
已知一般的新鲜鸡蛋密度约为1.08克/厘米3,变质鸡蛋密度降至1.03克/厘米3以下。
(1)如图甲、乙、丙三个鸡蛋,静止在盐水中,三个鸡蛋中一定变质的是 理由是 ;
(2)浮力不等于重力的鸡蛋可能是 ,它大致应该是一只 (选填“变质”或“不变质”)的鸡蛋。
20.已知质量相等的两个实心小球A和小球B,它们的密度之比ρA:
ρB=1:
2,现将A、B放入盛有足够多水的容器中,当A、B两球静止时,水对A、B两球的浮力之比FA:
FB=8:
5,则ρA= kg/m3,小球B静止时在水中的状态 (填漂浮、悬浮或沉底)。
21.有一质量m=0.2kg,容积V=2×
10﹣3m3,横截面积S=5×
10﹣3m2的圆筒形薄壁容器B(壁厚忽略不计),现注入体积为
V的某种液体A后,将其封闭放入水中,且保持竖直漂浮状态,如图甲所示,此时水对容器B底部的压强p=3.6×
103Pa,(容器B内空气质量不计)则:
(1)液体A的密度为 ;
(2)若要使容器B恰好竖直悬浮在水中(如图乙所示)注入液体A的体积为 。
三.实验探究题(共3小题)
22.小科想利用学到的浮力知识制作一个浮力秤。
他们找来一个瓶身为圆柱状体的空饮料瓶,剪掉瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖处系一块质量适当的小石块,然后将其倒置在水里,如图所示。
使用时,只要把被测物体投入空瓶中,从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量。
(1)装置中小石块的作用是 。
(2)已知该饮料瓶圆柱部分的横截面积为50cm2.现在要在饮料瓶的竖直标线上1cm处标上对应的被测物体质量值。
请写出计算过程。
(3)增大浮力称的量程,你有哪些方法。
(写出一种)。
23.小明在学完浮力后认识了密度计,将其放入液体中,当它竖立静止时,与液面相交的读数即为待测液体的密度。
(1)如图甲、乙所示,让同一支密度计分别静止在水和酒精中,密度计受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”);
装水的容器是 (选填“甲”或“乙”)。
(2)小明将一只玻璃的下端缠绕了适量铜丝,初步做成了一支密度计(如图丙);
为了给密度计标上刻度,他进行了如下实验:
a.将其放入水中,竖立静止后,做好标记为A,在密度计上与水面相平处标上水的密度值1.0g/cm3;
b.将其放入植物油中,用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值0.9g/cm3;
①如图丙所示,小明制作的密度计,你认为刻度0.9应该在 点(选填“p”或“q”)。
②使用中,小明发现细铁丝很容易滑落,于是他改变这段细铁丝的形状,并把铁丝置于玻璃管内,再次测量同一杯水,(如图丁),杯中液面将 (填“上升”、“下降”或“仍在A处”)。
24.小明想动手设计一个“浮力秤”,用来称量物体的质量。
找两个底面积不同的圆柱形玻璃杯,在大杯a中装入水,再将小杯b漂浮在水中,如图甲所示,根据小杯b浸入水中的深度,标出“浮力秤”的刻度。
小明测得小杯b的底面积是25cm2,质量是25g,大杯a和小杯b的高度分别是25cm和21cm,小杯b的刻度已在器壁上标出,如图乙所示。
杯壁厚度忽略不计。
(g=10N/kg)
(1)当将空的小杯b漂浮在大杯a的水中时,小杯b受到的浮力是 N,应在图乙的距离小杯b底部 cm标出“浮力秤”的零刻度位置。
(2)称量物体质量时,此“浮力秤”最大测量值是 g。
(3)如果将a杯中的水换用另一种液体称量时,空杯b放入液体中,液面在零刻度线的上方,原因是:
。
(4)下列操作提高测量精度的是 。
A.换用底面积更大的a杯B.换用底面积更小的b杯
C.换用底面积更大的b杯D.换用底面积更小的a杯
四.计算题(共3小题)
25.Argo浮标广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域。
浮标结构如图所示,坚硬壳体外下方装有可伸缩油囊;
当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时,油囊排开水的体积等于注入油的体积;
当油囊中的油全部被抽回壳体内时,油囊体积忽略不计。
已知浮标总质量为55千克,其中含油20千克;
浮标壳体体积为0.04米3,油的密度为0.8×
103千克/米3;
海水密度取1.0×
103千克/米3,g取10牛/千克。
(1)该浮标漂浮在水面上所有受到的浮力是多大?
(2)液压式柱塞泵将壳体中的油全部注入油囊时,浮标最终露出水面的体积为多少米3?
26.小明同学注意到新闻节目中经常报道国际原油价格跌至多少美元一桶,又报道我国进口原油价格每吨降低多少元。
他想知道原油的单位“桶”和质量常用单位“吨”之间有什么关系。
经过努力,小明设法获得“胜利原油”样品若干,并将密度为0.6×
103kg/m3,体积为200cm3的立方体木块放入原油中,木块漂浮在油面上,经测量木块有
的体积露出油面。
求:
(1)木块漂浮时受到的浮力;
(2)要使木块完全浸没需要施加多大压力?
27.一个边长为10cm的立方体木块,细线的一端跟木块底部相连,另一端固定在容器底如图甲所示(容器高比细线与木块边长之和大得多),现向容器中慢慢加水,如图乙所示。
用F浮表示木块受到的浮力,用h表示容器中水的深度。
则图丙可以正确描述F浮随深度h变化的关系图象。
(g取10N/kg)
(1)当F浮=4N时,木块处于 (填“漂浮”、“悬浮”或“下沉”)状态。
(2)木块的密度为多少?
(3)整个加水过程中,木块只受浮力和重力时,容器中水的深度h变化范围?
参考答案
1.【解答】解:
A、密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力不变,与液体密度无关,故A错误;
B、潜水艇在水中,由于排开水的体积等于物体的体积,即:
V排=V艇,当潜水艇上浮时,V艇不变、V排不变,根据F浮=ρ液V排g可知:
潜水艇上浮过程中受到的浮力不变,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正确;
D、人能躺在“死海”海面上,是漂浮,人受到的浮力:
F浮=G,故D错误。
故选:
C。
2.【解答】解:
当软木塞漂浮时,其受到的浮力:
F浮1=G木=m木g=0.01kg×
10N/kg=0.1N;
由F浮=ρ水gV排可得其排开水的体积:
V排=
=
=1×
10﹣5m3,
软木塞漂浮时只有
体积浸在水中,则软木塞的总体积:
V=4V排=4×
软木塞恰好浸没在水中时,其所受浮力:
F浮2=ρ水gV=1.0×
103kg/m3×
10N/kg×
4×
10﹣5m3=0.4N;
把砝码放在软木塞上,整体漂浮,则F浮2=G木+G砝,
所以,木塞还可载砝码的重力:
G砝=F浮2﹣G木=0.4N﹣0.1N=0.3N,
木塞还可载砝码的质量:
m砝=
=0.03kg。
3.【解答】解:
A、橡皮泥沉到容器底部,
所以橡皮泥受到的浮力:
F甲<G,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
因为碗状橡皮泥漂浮在水面,
所以碗状橡皮泥受到的浮力:
F乙=G,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:
F甲<F乙,故A正确;
B、甲图中的橡皮泥沉底是因为受到的浮力小于它的重力。
故B正确;
C、乙图中的橡皮泥浮在水面是因为受到的浮力等于它的重力。
故C正确;
D、沉底时和漂浮时受到的浮力不等,所以排开水的体积也不等,所以乙图中碗状橡皮泥浸入水中部分体积不等于甲图中橡皮泥的体积。
故D错误。
D。
4.【解答】解:
若从A管往烧瓶中吹气,一部分液体从烧瓶内被大气压排出,自身重减小,但露出液面前排开液体的体积不变、浮力不变,自重小于浮力,将上浮。
5.【解答】解:
A、用钢铁制成的轮船能漂浮在水面上,是因为轮船是空心的,这样可大大增加排水的体积(而不是船体的体积较大,),从而增大可利用的浮力,故A错误;
B、同一只密度计在两种液体中都处于漂浮,F浮左=F浮右=G,
由图知密度计排开液体的体积V排左>V排乙,
又因为F浮=ρ液V排g,所以,ρ左<ρ右,故B错误;
C、气球升空利用了它在空气中受到的浮力,气球内应充入密度小于空气的气体,才能上浮,故C错误;
D、浸没在水中的潜水艇,若从淡水域进入海水域,其排开液体的体积不变,海水的密度大于淡水的密度,所以根据F浮=ρgV排知,所受的浮力会变大,故D正确。
6.【解答】解:
A、半潜船要运输大型舰船、潜艇等超重船舶,制造半潜船的材料必须用强度高的材料,而强度高的材料其密度一般比水大,如合金、钢铁等,故A错误。
B、据题意可知,半潜船搭载超重舰艇时,整体处于漂浮状态,由于它们的总重很大,故需要的浮力很大;
为了增大可利用的浮力,建造半潜船时内部一定留有很大体积的空舱,故B正确。
C、甲图中水舱中装有压载水,半潜船的总质量:
m甲总=m船+m水;
乙图中水舱中的水被全部排出,半潜船与舰艇的总质量:
m乙总=m船+m舰艇;
由于压载水和舰艇的质量大小关系未知,故不能直接比较总质量;
故C错误。
D、装货前甲板处于下潜状态(下面甲图),装载舰艇后浮出水面(下面乙图),据图可知,甲图中半潜船排开水的体积大,乙图中半潜船排开水的体积小;
根据F浮=ρ水gV排可得F浮甲>F浮乙,即装货前甲板处于下潜状态时比装载舰艇后浮出水面时受到的浮力大,故D错误。
B。
7.【解答】解:
由图可知,当Va=1cm3时ma=2g,Vb=2cm3时mb=1g,
则长方体甲的密度为ρa=
=2g/cm3,长方体乙的密度为ρb=
=0.5g/cm3;
A.因甲的密度大于水的密度,所以物体甲放入水中后,一定沉入水底,故A正确;
B.因乙的密度小于水的密度,所以乙物体放入水中,一定漂浮在水面上,故B正确;
C.将体积相等的甲、乙捆在一起后,设每一个的体积为V,
则两物体的重力G1=ρagV+ρbgV=2×
gV+0.5×
gV=2.5×
gV,
两物体浸没时所受的浮力F1=ρ水g2V=2×
因G1>F1,所以两物体会沉入水底,故C错误;
D.将质量相等的甲、乙物体捆在一起时,设每一个的质量为m,则两物体的重力G2=2mg,
两物体所受浮力F2=ρ水g
+ρ水g
mg+2mg=2.5mg,
因F2>G2,所以物体将上浮,并最终漂浮在水面,故D正确。
8.【解答】解:
A、图乙中木块漂浮,所以根据F浮=ρ水gV排、G=mg和ρ=
有:
ρ水g(1﹣
)V=ρ木gV,
则木块的密度:
ρ木=
ρ水=
×
1×
103kg/m3=0.6×
103kg/m3;
故A错误;
B、由题意知,甲图水的深度大于乙图水的深度,由p=ρ水gh可得,甲图中水对容器底的压强大,故B错误;
C、甲图中,浮力:
F浮甲=ρ水gV,
乙图中,F浮=ρ水g(1﹣
)V=
ρ水gV,
则木块受到水的浮力之比:
F浮甲:
F浮乙=
=5:
3,故C正确;
D、由乙图知,木块的重力G=F浮乙=
ρ水gV;
甲图中,木块受重力、浮力和细绳的拉力作用,则拉力:
F=F浮甲﹣G=ρ水gV﹣
ρ水gV=
故F:
F浮甲=
ρ水gV:
ρ水gV=2:
5,故D错误;
9.【解答】解:
A、由于小球在丙中悬浮,故ρ丙=ρ物;
在乙容器中漂浮,故ρ乙>ρ物;
在甲中下沉,故ρ甲<ρ物;
三种液体密度关系:
ρ甲<ρ丙<ρ乙,故A错误;
B、静止时三个容器的液面恰好相平,即深度h相等,由于乙液体的密度最大,根据p=ρgh可知,乙容器底受到的液体压强最大;
故B错误;
C、开始时,V甲=V乙=V丙,放入小球后,甲、丙溢出相同体积的液体,则剩余液体体积
,由于ρ甲<ρ丙,故m甲<m丙,重力G甲<G丙,乙液体溢出的最少,故剩余液体体积
最大,又因为ρ乙最大,所以乙的质量最大、重力最大,G甲<G丙<G乙,容器相同,则容器重力相等,三个完全相同的小球,则小球的重力相等,
容器对水平桌面的压力等于容器,容器内的液体和物体的重力之和,
根据p=
,得p'
丙>p'
甲,C错误;
D、由图知,小球在丙容器中悬浮,在乙容器中漂浮,所以小球所受的浮力与自身的重力相等;
在甲中下沉,浮力小于其重力,故小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙>F甲.故D正确。
10.【解答】解:
挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,将瓶体中的空气压缩,这时浮沉子里进入一些水,它的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉。
松开手,小瓶内水面上的空气体积增大,压强减小,浮沉子里面被压缩的空气把水压出来,此时浮沉子的重力小于它所受的浮力,因此它就向上浮;
当浮力等于重力,就会悬浮在水中;
潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同,都是靠改变自身重力来实现沉浮的。
11.【解答】解:
A、潜水艇靠改变自身重力实现上浮或下潜。
B、悬停时受到的重力和浮力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上,是一对平衡力。
C、潜水器在下潜过程中,海水的密度不变,但深度h不断增大,根据p=ρgh可知,水对它的压强变大,故C错误;
D、潜水器在完全没入水面前,排开海水的体积不断增大,所以浮力变大,完全没入水面之后,海水的密度不变,排开海水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力不变;
故在下潜过程中,受到的浮力先变大后不变。
12.【解答】解:
A、甲液体液面上漂浮着一个木块,根据阿基米德原理和浮沉条件知,木块的重力等于排开液体的重力,所以甲中对容器底部压力等于液体的重力加上木块的重力,乙中对容器底的压力等于乙液体的重力,又因为甲乙对容器底的压力相同,所以甲液体质量小于乙液体质量,故A正确;
BC、由题意知,甲乙对容器底的压力相同,由图知S甲<S乙,根据p=
知,p甲>p乙,故B错误;
甲、乙两种液体高度相同,根据p=ρgh知,ρ甲>ρ乙,故C错误;
D、若将木块从甲中取出放入乙中,液体的密度变小,根据F浮=ρ液gV排可知,排开液体的体积变大,则木块会露出更少的体积,故D错误。
A。
13.【解答】解:
由图可知,乙图中半潜船排开水的体积最大,其次是丙图,甲图排开水的体积最小,水的密度不变,
由F浮=ρ水gV排可知,乙图中船受到的浮力最大,其次是丙图,再次是甲图,即浮力大小关系是:
F2>F3>F1。
14.【解答】解:
A、A球下沉至容器底部,B球漂浮,所以A球的密度大于水的密度,B球的密度小于水的密度,因此两个小球的密度大小关系是:
ρA>ρB,两球的体积相等,根据m=ρV可知,质量大小关系是mA>mB.故A错误。
B、由于AB个实心小球体积相同,则根据图可知排开水的体积关系:
V甲排=V球,V乙排<V球,所以V甲排>V乙排,根据F浮=ρ液V排g可知:
FA>FB,故B错误。
C、因为两个相同烧杯中都装满水,放入球后烧杯中液面高度不变,根据p=ρgh可知烧杯底部受到水的压强相等,即:
p甲=p乙;
D、两个相同烧杯中都装满水,里面的水的重力G水相等,由于烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力,则放入物体后对桌面的压力变化为:
F=G容器+G水+G球﹣G排和G排=F浮,据此可得:
F′甲=G容器+G水+G甲﹣G排甲=G容器+G水+G甲﹣F甲;
F′乙=G容器+G水+G乙﹣G排乙=G容器+G水+G乙﹣F乙;
由于甲球下沉至容器底部,乙球漂浮,则G甲>F甲;
G乙=F乙;
所以F′
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