北京重点校2022-2023学年八年级下学期期末物理汇编：物体的浮沉条件及应用

2023北京初二（下）期末物理汇编 物体的浮沉条件及应用 一、单选题 1．（2023北京朝阳初二下期末）下列有关浮力的问题中，说法正确的是（　　） A．浸没在水中的物体受到的浮力等于水对它下表面向上的压力 B．物体浸没在液体中的深度越深，它受到的浮力越大 C．物体密度与液体密度相等时，物体在液体中处于漂浮状态 D．潜水艇是靠改变自身受到的重力实现上浮和下沉的 2．（2023北京东城初二下期末）水平桌面上放置两个相同的溢水杯，分别装满水、酒精。将一个小球放入水中，小球静止时如图甲所示，溢出水的质量为；若将这个小球放入酒精中，小球沉底如图乙所示，溢出酒精的质量为，已知水和酒精的密度分别为、。则下列说法正确的是（　　）    A． B． C．小球的体积 D．小球密度 3．（2023北京东城二中初二下期末）小花设计了一个“漂浮的花盆”，它是用底部密封的花盆养植物，在花盆外侧面标有记号线①②③，将花盆放在水中，花盆会漂浮在水面（花盆不吸水），人们可以根据水面对齐外侧的记号线的位置判断土壤的干湿程度，确定是否需要浇水，下列说法中正确的是（　　）    A．水面分别对齐外侧三条记号线时，花盆受到浮力大小均相同 B．①记号线对应土壤偏湿 C．③记号线对应土壤偏湿 D．小花认为三条记号线位置偏下，想让三条记号线在花盆上的位置整体上移，在土壤干湿程度不变的情况下，为达到目的可以向水中加入适量盐 4．（2023北京石景山初二下期末）将密度为的实心物体投入水中，静止时，排开水的体积为，下面关于该物体的状态和其排开的水的重力大小的说法中，正确的是（　　） A．悬浮， 5N B．漂浮， 4.5N C．漂浮， 5N D．沉底， 5.5N 5．（2023北京西城初二下期末）甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如下表所示。将它们浸没在水中由静止释放，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（    ） 小球 甲 乙 丙 m/g 20 10 54 V/cm3 40 10 20 A．甲球漂浮，F丙> F甲>F乙 B．乙球悬浮，F甲=F丙>F乙 C．丙球沉底，F甲=F乙>F丙 D．乙球悬浮，F乙>F甲>F丙 6．（2023北京西城初二下期末）用甲、乙两个完全相同的烧杯分别盛有体积相同的水和盐水（ρ盐水>ρ水），将一只鸡蛋先后浸入两杯液体中，如图所示，鸡蛋在水中沉底，在盐水中悬浮，下列说法正确的是（    ）    A．鸡蛋排开两种液体的重力相等 B．鸡蛋在两种液体中所受的浮力相等 C．图中甲烧杯比乙烧杯对桌面的压强小 D．图中甲烧杯比乙烧杯底部受到液体的压力大 7．（2023北京石景山初二下期末）水平桌面上放置有甲、乙、丙三个完全相同的圆柱形容器，容器中盛有不同种类的液体，将质量和体积均相同的三个物体A、B、C分别放到甲、乙、丙容器中，静止时的位置如图所示，容器中的液面高度相同，下列判断中正确的是（  ） A．三个物体受到的浮力为FA＞FB＞FC B．容器中液体的质量为m甲＜m乙＜m丙 C．液体对容器底部的压强为p甲＞p乙＞p丙 D．容器对桌面的压力为F甲＞F乙＞F丙 二、多选题 8．（2023北京大兴初二下期末）将装满水的溢水杯放在水平桌面上，现将一个小球缓慢放入溢水杯中，溢出的水流入空的小桶内，小球静止时的情境如图所示。下列判断中正确的是（　　）    A．小球受到的浮力跟溢出的水的重力大小相等 B．小球受到的浮力大于小球的重力 C．小球的密度等于水的密度 D．小球放入前后水对杯底的压强不变 9．（2023北京石景山初二下期末）下面说法正确的是（　　） A．太阳能属于可再生能源 B．汽车燃烧热值高的汽油时，放出的热量一定多 C．比热容是物体的特性，一杯水的比热容比半杯水的比热容大 D．潜水艇能在水中下潜和上浮，是靠改变潜水艇所受的重力实现的 三、填空题 10．（2023北京东城初二下期末）小东在一根均匀木杆的一端缠上少许铜丝，使得木杆放在液体中能竖直漂浮，从而制成一支简易密度计。小东将它分别放入甲、乙两种不同液体中，静止后如图所示。若两种液体的密度分别为、，则可甲乙以判断 （选填“大于”“等于”或“小于”），并写出判断的依据： 。    11．（2023北京西城初二下期末）质量为1kg的木块漂浮在酒精中，木块所排开酒精的质量为 kg；若将该木块放入水中（），待木块静止时，木块所排开水的体积为 m3。 四、计算题 12．（2023北京海淀初二下期末）小松家的鱼缸中水深为，他要清洗鱼缸底部的观赏用的鹅卵石，先将一个重为的空桶放在水面上漂浮，然后将底部的鹅卵石全部捞出放置在桶内，桶仍漂浮在水面，如图所示。不考虑鹅卵石被捞出过程中带出的水，桶口一直竖直向上，水的密度，取。 （1）求未放空桶前，水对鱼缸底部所产生的压强大小； （2）求空桶漂浮在水面上时，桶排开水的体积； （3）鹅卵石全部捞出放在漂浮的桶内静止后，请分析说明与鹅卵石被捞出之前相比，鱼缸内水的深度将如何变化。    13．（2023北京西城初二下期末）装有适量水的容器放在水平桌面上，用轻质细绳将物体A系在容器底部，如图所示。已知：物体A所受重力为16N，物体A静止时细绳对它竖直向下的拉力为4N。g取10N//kg。求： （1）物体A受浮力F浮；（请画出物体A受力的示意图） （2）物体A的密度。 14．（2023北京东城初二下期末）2022年6月17日上午，中国举行第三艘航空母舰（如图所示）下水命名仪式，航母命名为“中国人民解放军福建舰”，舷号为“18”，这是中国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航母，满载排水量约8×104t。海水的密度近似取1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求： （1）航母满载时受到海水的浮力； （2）航母满载时排开海水的体积。      15．（2023北京朝阳初二下期末）气球由于具有无需动力、花费少、使用方便的特点，在高空科学探测中被广泛应用，如图所示。某大型气球没有装载探测设备时，自身总重为。装载探测设备后升空，稳定在大气平流层时气球的体积为。已知该处大气的密度为，g取10N/kg。忽略探测设备在平流层时受到的浮力。求： （1）该气球在平流层时受到的浮力； （2）探测设备的质量。    五、科普阅读题 16．（2023北京大兴初二下期末）阅读《从福船到“奋斗者”号》，回答问题。 从福船到“奋斗者”号随着人类文明的不断进步，人们在努力寻求着变革水上交通工具的办法，福船（如图1所示为福船模型）的出现为中国乃至世界航海史写下了璀璨的一页，与指南针对航海贡献相媲美的“水密隔舱福船制造技艺”，是中国对世界航海发展史产生深远影响的另一项伟大发明。所谓“水密隔舱”，就是用厚实的隔舱板把船舱层层隔断，分隔成互不透水的一个个舱区。在航行过程中，如果有个别舱意外破损，海水进不到其他舱中。从船整体看，仍然保持有足够的浮力，不至沉没。2010年11月15日，《中国水密隔舱福船制造技艺》被列入联合国教科文组织“急需保护的非物质文化遗产名录”。 随着我国科技的进步和无数海洋人的努力和探索，“奋斗者”号（如图2所示）载人深潜器于2020年11月28日，在马里亚纳海沟深度10909m处成功坐底，成为中国载人深潜新坐标。 “奋斗者”号两侧配有压载铁，通过改变其数量来控制“奋斗者”号的下沉、上浮或悬停，所谓“压载铁”，就是给“奋斗者”号增加总重的铁块。“奋斗者”号的外壳坚固，其在下潜过程中体积保持不变，根据在不同海域测得的海水温度、盐度和深度等参数精确地计算下潜时所需要的压载铁质量。“奋斗者”号装配所需的压载铁下潜，当下潜至预定深度时，通过适时抛掉一定数量的压载铁，并利用相关技术实现悬停。完成潜水工作后，还需要根据实时水文数据抛卸压载铁，以减小“奋斗者”号的总重从而开始上浮。 “奋斗者”号的成功反映了我国当代科技工作者持续奋斗、勇攀高峰的精神风貌，每一位为中国探索星辰大海、保卫国泰民安、创造繁荣富强的工作者，都是这个时代最美的“奋斗者”！ （1）福船采用了 制造技艺，大大提高了船舶的整体抗沉性； （2）“奋斗者”号是通过 的方法实现下潜或上浮的； （3）假定海水的密度处处相同，请你利用所学知识分析“奋斗者”号在下潜过程中船体受到的压力的变化情况 。 17．（2023北京东城初二下期末）请阅读《“奋斗者”号潜水器——下潜和上浮的奥秘》并回答问题。 “奋斗者”号潜水器——下潜和上浮的奥秘 2020年我国全海深载人潜水器“奋斗者”号（如图甲所示）在世界最深的马里亚纳海沟（深度10909m）成功坐底，刷新了中国载人深潜的纪录，达到了目前全海深载人潜水器的最高标准。普通潜艇是通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变自重，从而控制其下潜或上浮的。但万米深度，水压非常大，潜水器无法产生这么大的高压，不能将舱室内的海水排出。“奋斗者”号潜水器是如何实现下潜和上浮的呢？ 第一，改变自重 为了实现下潜和上浮，“奋斗者”号底部外挂了压载铁如图乙所示，下潜开始时，压载水箱开始注水并调整姿态，达到“最舒服的状态”后，开始下潜，在临近海底时，潜水器会抛掉第一组压载铁使自己悬浮在水中，并按照作业计划进行海底作业。完成作业后，潜水器会抛掉第二组压载铁，使潜水器所受的浮力大于自身的重力，加速上浮返航。 第二，穿件“救生衣” 为帮助上浮，奋斗者号还穿有一件“救生衣”——浮力块，浮力块的材料为微米级大小的空心玻璃微珠。空心玻璃微珠具有密度小、耐磨耐高温、隔音隔热、电绝缘等优点，抗压能力超过110MPa。 除此之外潜水器还需要尽可能降低它的重心，以提高其稳定性，也要使自身重力分布均匀，如果重力分布不均匀，在下潜或上浮过程中，平衡就会受影响，所以要合理放置压载铁、浮力块等物体。 请根据上述材料回答下列问题。    （1）“奋斗者”号在马里亚纳海沟坐底深度10909m时，海水对它的压强约为 Pa。（海水的密度近似取1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （2）“奋斗者”号下潜时采用水箱注水，上浮时不用水箱排水而用抛掉压载铁的方式减重，原因是 。 （3）若每块压载铁的重力和体积均相同，每块压载铁的重力为5000N，在海水中所受浮力为625N，则当潜水器完成作业后抛掉第二组（2块压载铁）时，潜水器所受的浮力比自身的重力大 N。 请你根据空心玻璃微珠的优点，想一想在日常生活中空心玻璃微珠可以应用在哪些方面，举一例。 18．（2023北京门头沟初二下期末）阅读《会飞的船+会游泳的飞机》，回答题。 会飞的船+会游泳的飞机 “鲲鹏展翅、蛟龙入海”，由中国自行设计研制的大型水陆两栖飞机鲲龙-600（AG600）已经在陆上、水上成功首飞，它是一艘会飞的船，也是一架会游泳的飞机，如图所示。鲲龙-600主要用于应急救援、森林灭火、海洋巡察等多项特种任务。它具有载荷相对较多、飞行速度慢、飞行高度低、能在水面起降、汲水迅速、投水准确等特点，在扑灭森林和高层建筑火灾方面显示出极大的优势。 鲲龙-600全机装备4台WJ6涡轮螺旋架发动机（参考数据见下表），这种带6个叶片的螺旋桨发动机的核心机都有一样的压气机、燃烧室、燃气涡轮、尾喷管，每台发动机的螺旋桨转动时会产生向前的拉力，高温高压燃气流从尾喷管向后冲出时则会产生推力，一拉一推，两股合力共同驱动飞机快速向前。鲲龙600配置4台发动机有助于飞机在水中滑行时灵活转弯，只需改变一侧发动机的推力，原本困难的水中航向改变立刻变得轻而易举。另外，多台发动机可提高风急浪高等恶劣环境下飞机的安全系数，哪怕一两台发动机意外失效，飞机都不会受到影响，仍能继续执行飞行任务。鲲龙-600采用现代飞机中少见的平直机翼，平直机翼承载好、结构合理，是飞机获得大升力、小阻力的最佳选择。飞机从水中起飞的一刹那升力最大，平直机翼有利于飞机的顺利跃起。机体的垂尾和高高耸立的水平尾翼，可有效保证飞行中的纵向和航向的安全、稳定与平衡。    动力系统 4台涡轮螺旋桨发动机，单台输出功率高达3120kW 最低稳定飞行高度 50m 起降抗浪高度 2.8m 最大平飞速度 500km/h 最大起飞质量 53.5t 根据上述材料，回答下列问题。 （1）在扑灭森林和高层建筑火灾方面，鲲龙-600的优势是 。（写出一条即可） （2）鲲龙-600以最大起飞质量静止在水面等待起飞时，请估算其受到的浮力大小，要求写出计算过程。( ) 参考答案 1．D 【详解】A．由浮力产生的原因可知，浸没在水中的物体受到的浮力等于水对它下表面和上表面的压力差，故A错误； B．物体浸没在液体中的深度越深，排开液体的体积不变，由F浮=ρ液gV排可知它受到的浮力不变，故B错误； C．物体密度与液体密度相等时，物体在液体中处于悬浮状态，故C错误； D．潜水艇在水中排开水的体积不变，受到的浮力不变，为了实现上浮和下沉，是通过改变自身的重力来实现的，故D正确。 故选D。 2．D 【详解】AB．将一个小球放入水中，小球静止时如图甲所示，小球漂浮，浮力等于重力；若将这个小球放入酒精中，小球沉底，则浮力小于小球的重力，故小球在水中受到的浮力大，根据阿基米德原理，在水中排开液体的重力大，根据G=mg，故有 故AB错误； C．因小球在水中漂浮，故小球排开水的体积小于球的体积，根据密度公式可知小球排开水的体积为 小球的体积大于，故C错误； D．若将这个小球放入酒精中，小球沉底如图乙所示，溢出酒精的质量为，根据密度公式可知溢出酒精的体积（即小球的体积）为 小球在水中受到的浮力等于重力，而浮力等于排开水的重力，故有 即 故 小球密度 故D正确。 3．B 【详解】ABC．花盆在水中漂浮，受到的浮力等于自身重力，即，当土壤含水较多时，G较大，大，水面在记号线①的位置；当花盆中土壤缺水时，G较小，较小，水面在记号线③的位置，故AC错误，B正确； D．想让三条记号线在花盆上的位置整体上移，变大，根据可知，液体的密度变小，故D错误。 故选B。 4．C 【详解】水的密度为，实心物体的密度小于水的密度，投入水中，静止时漂浮。阿基米德原理得，浮力 故ABD错误，C正确。 故选C。 5．B 【详解】由表格中数据的，甲、乙、丙三个小球的密度分别为 ，， 则甲球密度小于水的密度，乙球密度等于水的密度，丙球的密度大于水的密度，则甲球在水中漂浮，乙球悬浮，丙球沉底，甲球受到的浮力等于甲球的重力，乙球受到的浮力等于乙球的重力，由表格中数据得，甲球受到的浮力 乙球受到的浮力 丙球浸没在水中，排开水的体积等于丙球的体积，丙球受到的浮力 所以 故B正确，ACD错误。 故选B。 6．C 【详解】AB．因为鸡蛋在甲杯中下沉，所以鸡蛋受到的浮力小于鸡蛋的重力；因为鸡蛋在乙杯中悬浮，乙杯中鸡蛋受到的浮力等于重力，故乙杯中鸡蛋受到的浮力大，由阿基米德原理可知，乙杯中鸡蛋排开液体的重力大，故AB错误； C．水和盐水的体积相同，盐水的密度大，根据m=ρV可知，甲中水的质量小于乙中盐水的质量，根据G=mg可知，水的重力小于盐水的重力；杯子的重力相同，鸡蛋的重力相同，所以甲的总重力小于乙的总重力，则甲对桌面的压力小于乙对桌面的压力，而受力面积相同，根据 可知，图中甲烧杯比乙烧杯对桌面的压强小，故C正确； D．已知ρ盐水>ρ水，两杯子中液体的深度相同，根据p=ρgh可知，甲杯底部所受液体的压强较小，根据F=pS可知，图中甲烧杯比乙烧杯底部受到液体的压力小，故D错误。 故选C。 7．B 【详解】A．由题知，物体A、B、C的质量相同，则物体的重力相等；由图可知：A在甲液体中悬浮、B在乙液体、C在丙液体中漂浮，所受到的浮力都等于物体重力，所以ABC受到的浮力相等，故A错误； B．由图可知 根据可知 已知甲、乙、丙三个容器完全相同，液面相平，则液体体积 可知 根据可知，液体的质量为 故B正确； C．由于三容器液面等高，且液体密度 根据可知 故C错误； D．由于液体的质量为 由得，液体的重力 由于物体A、B、C的重力相等，容器质量相等，容器对桌面压力等于液体、物体、容器总重力，所以容器对桌面的压力为 故D错误。 故选B。 8．AD 【详解】A．根据阿基米德原理可知，小球受到的浮力等于排开的水的重力，故A正确； BC．小球处于漂浮状态，小球受到的浮力等于自身重力，小球的密度小于水的密度，故BC错误； D．小球放入前后水面高度不变，根据可知水对杯底的压强不变，故D正确。 故选AD。 9．AD 【详解】A．太阳能属于可再生能源，短时间内可大量再生，故A正确； B．汽车燃烧不同热值的燃料时，燃烧的质量相同时，热值高的燃料放出的热量一定多，故B错误； C．比热容是物质的特性，一杯水的比热容与半杯水的比热容一样大，故C错误； D．潜水艇能在水中下潜和上浮，是通过蓄水仓存储和排出海水来改变潜水艇所受的重力实现的，故D正确。 故选AD。 10． 小于 见解析 【详解】[1][2]由图知，密度计排开液体的体积 V甲排>V乙排 由于密度计在甲、乙两种不同液体中都漂浮，则受到的浮力等于重力，故有 F浮=G 所以，密度计在两种液体中受到的浮力相等，根据F浮=ρ液gV排可知液体的密度大小关系为 ρ甲<ρ乙 11． 1 1×10-3 【详解】[1]质量为1kg的木块漂浮在酒精中，受到的浮力等于木块的重力，由与得，木块所排开酒精的质量为 [2]木块在酒精中漂浮，木块的密度小于酒精密度，水的密度大于酒精密度，所以木块的密度小于水的密度，待木块在水中静止时，木块在水中漂浮，木块受到水的浮力等于木块的重力，木块所排开水的质量为 由得，木块所排开水的体积为 12．（1）3000Pa；（2）；（3）上升 【详解】解：（1）未放空桶前，水对鱼缸底部所产生的压强 （2）根据物体浮沉条件可知，空桶漂浮在水面上时，受到的浮力等于自身重力，即 桶排开水的体积 （3）鹅卵石被捞出之前，受到的浮力小于重力，即 鹅卵石被捞出后，与桶一起漂浮在水面上，此时鹅卵石受到的浮力等于重力，即 因此鹅卵石被捞出后，受到的浮力变大，由可知，鹅卵石排开水的体积变大，因此鱼缸内水的深度将上升。 答：（1）未放空桶前，水对鱼缸底部所产生的压强为3000Pa； （2）空桶漂浮在水面上时，桶排开水的体积为； （3）鹅卵石全部捞出放在漂浮的桶内静止后，与鹅卵石被捞出之前相比，鱼缸内水的深度将上升。 13．（1）20N，  ；（2） 【详解】解：（1）物体A静止在水中，所受竖直向上的浮力与竖直向下的重力、细绳对它竖直向下的拉力平衡，即 物体A受力的示意图如下：    （2）物体A浸没在水中，排开水的体积等于自身的体积，即，根据，物体A的体积为 物体A的质量为 物体A的密度为 答：（1）物体A受浮力为20N；物体A受力的示意图如下    （2）物体A的密度为。 14．（1）；（2） 【详解】解：（1）航母满载排水量约8×104t，航母满载时受到海水的浮力等于满载时排开海水的重力 （2）根据阿基米德原理，航母满载时排开海水的体积 答：（1）航母满载时受到海水的浮力； （2）航母满载时排开海水的体积。 15．（1）5×104N；（2）100kg 【详解】解：（1）该气球在平流层时受到的浮力 F浮=ρ气gV排=ρ气gV=0.05kg/m3×10N/kg×1×105m3=5×104N （2）忽略探测设备在平流层时受到的浮力，气球受到的浮力和总重力是平衡力，探测设备的重力 G=F浮-G自=5×104N-4.9×104N=1000N 探测设备的质量 答：（1）该气球在平流层时受到的浮力是5×104N； （2）探测设备的质量是100kg。 16． 水密隔舱福船 改变压载铁数量 见解析 【详解】（1）[1]根据材料可知，福船采用了水密隔舱技术大大提高了船舶的整体抗沉性。 （2）[2]“奋斗者号”是通过改变自重来实现上浮和下潜的；即通过改变压载铁数量来实现上浮和下潜的。 （3）[3]海水的密度处处相同，“奋斗者”号在下潜过程中，根据船体受到的压强变大，根据的变形式，在船体积受力面积一定时，船体受到的压力变大。 17． 1.0909×108 见解析 8750 用空心玻璃微珠制作隔音墙 【详解】（1）[1]“奋斗者”号在马里亚纳海沟坐底深度10909m时，海水对它的压强约为 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10909m=1.0909×108Pa （2）[2]“奋斗者”号下潜到10909米深度时其受到的海水压强非常大，舱内的海水需要很大的压强才能排出舱外，所以不能像潜艇那样采用排水的方法实现上浮，而是通过抛掉压载铁减小自身重力来实现上浮的。 （3）[3]2块压载铁的重力为 5000N×2=10000N 受到的浮力为 625N×2=1250N 所以重力减小的多，浮力减少的少，所以潜水器所受的浮力比自身的重力大的数值为 10000N-1250N=8750N [4]由于空心玻璃微珠具有隔音隔热的特点，可以用来做隔音物体来减弱声音的响度，如用空心玻璃微珠制作隔音墙。 18． 载荷相对较多（或飞行速度慢或飞行高度低或能在水面起降或汲水迅速或投水准确） 5.35×105N 【详解】（1）[1]由短文第一段后面可知，在扑灭森林和高层建筑火灾方面，鲲龙-600的优势是载荷相对较多、飞行速度慢、飞行高度低、能在水面起降、汲水迅速、投水准确等特点，在扑灭森林和高层建筑火灾方面显示出极大的优势。 （2）[2]鲲龙-600以最大起飞质量静止在水面等待起飞时，处于漂浮状态，受到的浮力等于自身重力，即 F浮=G=mg=53.5×103kg×10N/kg=5.35×105N 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$