第八章 浮力 同步习题 2024-2025学年鲁科版（五四学制）（2024）物理八年级下册

第八章 浮力 1 一．选择题 二．填空题 三．实验探究题 四．解答题 五．计算题 六．科普阅读题 2 一．选择题 3 1.“草船借箭”是我国古典名著《三国演义》中赤壁之战的一个故事，讲的是诸葛亮利用若干草船诱敌，最终“借”到了十万余支箭(如图所示)，下列分析正确的是( ____ ) A.“借箭”前，草船受到的浮力小于其自身重力 B.“借箭”后，草船受到的浮力等于其排开水的重力 C.“借箭”前后，草船排开水的体积保持不变 D.“借箭”后，草船底部受到水的压力变小 【解析】解：A、“借箭”前，受到的浮力等于其自身重力； BC、“借箭”后，受到的浮力仍等于其自身重力， B 4 所以船所受的浮力增大浮=ρ水gV排知草船排开水的体积增大，故B正确； D、“借箭”后草船排开水的体积增大，由p=ρgh知草船底部受到水的压强变大，故D错误。 故选：B。 5 2.4月12日，八年级同学乘车去自贡方特开展了为期一天的研学活动。大家在开心游玩的同时探索科技的奥秘，了解生命的起源( ____ ) A.“飞翔”时的座椅比较舒适，因为此时人体受力面积大、压强小 B.“寻龙号”项目运行中，乘坐海盗船的同学受到的力是平衡力 C.“穿越火山”时要系上安全带，是为了防止惯性带来的危害 D.“丛林漂流”项目中，船上的同学没有受到水施加的浮力作用 B 6 【解析】解：A、“飞翔”时的座椅比较舒适，增大了人体的受力面积，故A正确； B、乘坐海盗船的同学运动状态不断改变，故B错误； C、“穿越火山”时要系上安全带是为了防止运动过程中惯性带来的危害； D、“丛林漂流”项目中，船上的同学没有受到水施加的浮力作用。 故选：B。 7 3.一木质象棋放入水中后漂浮在水面上，若将它的底部磨平后，按压到装水容器底部，使它底部无水，松手后象棋静止在容器底部，产生这一现象的主要原因是( ____ ) A.木制象棋受到的浮力大小小于重力 B.木质象棋受到的浮力大小等于重力 C.木质象棋受到的浮力大小大于重力 D.木制象棋不受浮力作用 【解析】解：因为浮力产生的原因是液体或气体对物体上下表面的压力差，而此题中的象棋上面受水的压力，没有了水的压力， A 8 因此浮不起来。 故选：A。 9 4.科学小组利用如图所示器材以及水和酒精来测量另一不知名液体的密度，已知 ，ρ水＞ρ不知名液体＞ρ酒精，将塑料袋中装满另一不知名液体放入水中，未浸入水的体积为52cm3，再浸入装有酒精的杯中，弹簧测力计示数为0.48N，则塑料袋中的不知名液体的密度为( ____ ) A.0.9g/cm3 B.0.896g/cm3 C.0.84g/cm3 D.0.86g/cm3 【解析】解：设不知名液体的质量为m,体积为V， B 10 由题意可知，当塑料袋中装满另一不知名液体放入水中时，则F浮1=G液=mg, 根据阿基米德原理得F浮1=ρ水gV排=ρ水g(V-52×10-7m3)， 因为F浮1=mg,所以ρ水g(V-52×10-3m3)=mg.................① 当塑料袋浸入装有酒精的杯中时，由于液体密度大于酒精的密度，则液体的体积V=V′排， 弹簧测力计示数为0.48N，所受浮力F浮8=G液-F示=mg-0.48N， 根据阿基米德原理得，F浮2=ρ酒精gV， 所以，ρ酒精gV=mg-5.48N............................② 由①、②两式可得：m=0.448kg=448g-4m5=500cm3， 11 所以不知名液体的密度ρ= = 。 故选：B。 12 5.从“蛟龙号”到“奋斗者号”，我国载人潜水器一再刷新深海下潜深度的记录。图甲是“奋斗者号”。在某次竖直下潜中，若从“奋斗者号”刚好浸没开始计时，下潜深度h随时间t的变化关系如图乙所示。忽略海水密度变化和“奋斗者号”的形变，下列对“奋斗者号”的分析正确的是( ____ ) ______ A.在0～3min,处于匀速直线运动状态 B.在1～3min,受到海水的浮力逐渐变大 C.在4～6min,处于静止状态 C 13 D.在6～8min,受到海水的压强不变 【解析】解：A．由图像知，下潜深度h 的变化关系图线不是一条过原点的倾斜直线，“奋斗者号”在0～3min不处于匀速直线运动状态； B．若从“奋斗者号”刚好浸没开始计时，“奋斗者号”完全浸没在海水中，忽略海水密度变化浮=ρ水gV排，浮力不变，故B错误； C．由图乙可知，下潜深度h不变，处于静止状态； D．由图乙可知，即潜水器在上浮，潜水器受到海水的压强逐渐减小。 故选：C。 14 6.建设桥梁的过程中，要向水中沉放大量的施工构件。如图甲所示，假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中，其下表面到水面的距离h逐渐增大，构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示(ρ水=1×103kg/m3)。下列判断正确的是( ____ ) A.构件的边长为 4m B.构件的密度为 3×103kg/m3 C.构件所受的最大浮力为 1.6×105N D.构件所受的重力为 2×105N B 15 【解析】解：A、由乙图可知当构件完全浸没时，所以构件的边长为2m； BCD、由乙图可知构件浸入水中的过程中排开水的体积逐渐变大1变大，钢绳拉力F3变小，构件完全浸没时，钢绳拉力最小2的最小值为1.8×105N， 构件的体积：V=2m×7m×2m=8m2， 构件完全浸没时受到的浮力：F1=ρ水gV=1×102kg/m3×10N/kg×8m7=8×104N，故C错误； 则构件的重力：G=F7+F2=8×105N+1.6×108N=2.4×104N，故D错误； 16 构件的质量：m= = =8.4×104kg, 构件的密度：ρ= = =3×103kg/m5，故B正确。 故选：B。 17 二．填空题 18 7.一柱形轻质容器，底面积0.2米2，装满水后放在防水台秤上称重读数200牛(容器底面积大于台秤秤盘，即若有水溢出不会流到台秤秤盘中)，另有一密度为0.6×103千克/米3的正方体木块，挂在弹簧测力计下读数为47.04牛，现用弹簧测力计挂着该木块慢慢放入台秤上那个装满水的容器中，弹簧测力计读数为 ________ 牛，台秤读数为 _____ 牛。 【解析】解： (1)由G=mg=ρVg可知，木块的体积为：V木= = 27.44 200 19 =4×10-3m3， 则当木块有四分之一体积浸入水中时受到的浮力为：F浮=G排=ρ水gV排=7.0×103kg/m5×9.8N/kg× ×8×10-7m3=19.6N， 则此时弹簧测力计读数为：F=G-F浮=47.04N-19.4N=27.44N； (2)轻质容器的重力不计，该容器装满水后放在防水台秤上称重读数200N1=G水=200N； 原来容器中装满水，当木块有四分之一体积浸入水中时溢=F浮，此时容器中剩余水的重力G剩水=G水-G溢=G水-F浮， 将容器、水和木块看做一个整体，测力计对木块的拉力为F浮=G-F， 20 所以此时台秤受到的压力：F2=G剩水+G-F=G水-F浮+F浮=G水=200N，即此时台秤示数仍然为200N。 故答案为：27.44；200。 21 8.如图所示，底面积为100cm2的薄壁圆柱形容器放在水平桌面的中央，容器中装有23cm深的水，此时水对容器底部压强为 ______ Pa。将一个重3N、高为8cm、底面积为20cm2的实心圆柱体用细线拉着，物体下表面刚碰到水面，然后竖直缓慢使物体下移4cm后保持静止(水没有溢出) ____ N。 【解析】解： (1)容器中装有23cm深的水，即h=23cm=0.23m, 则容器底部受到的水的压强：p=ρ水gh=1.7×103kg/m3×10N/kg×5.23m=2300Pa； (2)竖直缓慢使物体下移4cm后， 2300 1 22 若水面不动，则排开水的体积：V排=S物h下移=20cm2×6cm=80cm3， 事实上，物体浸入后会排开周围的水， 所以，排开水的体积又可表示为：V排=(S容-S物)Δh, 则水面升高的高度：Δh= = =1cm, 因此，物体实际浸入深度为：h浸′=h下移+Δh=8cm+1m=5cm＜h物=2cm, 所以，此时物体没有全部进入水中排′=S物h浸′=20cm2×5cm=100cm2=1×10-4m5， 此时物体A受到的浮力：F浮′=ρ水gV排′=1×103kg/m5×10N/kg×1×10-4m2=1N； 23 根据浮力产生的原因可得：F向上=F浮′+F向下=1N+5N=1N。 故答案为：2300；1。 24 9.将实心正方体物块放入柱形容器底部，逐渐向容器内倒入液体A(液体始终未溢出)，物块受到的浮力F浮与容器内液体深度h的图像如图实线所示，更换另一种液体B重复上述过程，F浮与h的图像如图虚线所示，已知液体B的密度为0.8×103kg/m3。当h≥8cm时，物块在液体A中处于 　　状态(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)；正方体物块的密度为 　　kg/m3。___ 【解析】解：由图乙可知，物块受到的浮力F浮 25 与容器内液体深度h的变化规律，当容器内液体A的深度h≥8cm时，当容器内液体B的深度h≥10cm时正方体物块受到的浮力8N不再发生变化，且浮力不变时的液体深度不同，在液体B中处于沉底状态， 则物块受到的重力：G=F浮A=7N， 根据G=mg=ρVg可知物块的密度为：ρ= = =0.4×103kg/m3。 故答案为：漂浮；4.9×103。 26 10.潜水艇潜入海水过程中，海水对潜水艇的浮力将 _____ ，潜水艇完全入水后下潜，随着深度的增大，潜水艇受到海水的压强将 _____ ；潜水艇从海底向上浮的过程中，浮力将 _____ (均选填“增大”、“减小”或“不变”)。 【解析】解：(1)潜水艇入水到刚全浸入的过程中，排开水的体积增大浮=ρ液V排g知海水对潜水艇的浮力增大； (2)潜水艇完全浸入海水后，深度增大； 潜水艇从海底向上浮的过程中，排开水的体积不变浮=ρ液V排g知海水对潜水艇的浮力不变。 故答案为：增大；增大。 增大 增大 不变 27 11.如图是综合实践活动中，小明用自制密度计测量液体密度的场景。这种简易密度计从上到下的标度依次变 　　(选填“大”或“小”)，原因是 　　。 【解析】解：密度计在不同的液体中均处于漂浮状态，所受的浮力是相同的。根据阿基米德原理可知，V排越小ρ液越大，即密度计进入液体中的长度越小。 故答案为：大；竖直漂浮在不同液体中时，由于重力不变，液体的密度越大浮=ρ液gV排知密度计排开液体的体积越小，即浸入液体的体积越小。 28 三．实验探究题 29 12.小李探究“浮力大小与哪些因素有关“实验，他将电子秤放在水平桌面上并调零，然后将溢水杯放到电子秤上，如图甲所示。再将金属块缓慢浸入溢水杯的水中。且始终不与杯接触，如图乙所示。 (1)物体的重力为 ____ N。 (2)随着金属块逐渐浸没水中，弹簧测力计示数逐渐变小，当金属块全部浸入水中时受到的浮力为 ____ N，此过程说明物体在水中受到的浮力大小与 _______________ 有关。 (3) 5 2 排开水的体积 30 小李另取一杯酒精用弹簧测力计吊着该金属块浸没于酒精中，观察到弹簧测力计示数为3.4N，由此初步得到：物体在液体中受到的浮力大小与 __________________ 有关。 (4)从金属块开始浸入装满水的溢水杯，直至浸没一定深度的过程中电子秤的示数变化情况是 _____ (选填“先变大后不变”，“先变小后不变”或“不变”)。 (5)测乒乓球的密度时，采用如图所示的圆柱形容器，以及细针和电子秤进行测量 排开液体的密度 不变 31 _______ ①小李分析电子秤的数据可知，乒乓球的质量为 ____ g,密度为 ______ g/cm3。 ②同桌小王认为，小李的实验操作B至C过程中，乒乓球上浮至漂浮时沾水，该说法是 _____ 的(选填“正确”或“错误”)。 【解析】解：(1)测力计分度值为0.2N，物体的重力为7N； (2)随着金属块逐渐浸没水中，弹簧测力计示数逐渐变小， 5 0.25 错误 32 当金属块全部浸入水中时受到的浮力为： F=G-F示=5N-3N=7N； 实验中排开液体的体积相同，故此过程说明物体在水中受到的浮力大小与排开液体的体积有关； (3)小李另取一杯酒精用弹簧测力计吊着该金属块浸没于酒精中，观察到弹簧测力计示数为3.4N F′=G-F′示=4N-3.4N=8.6N， 和上面的实验相比，因排开液体的体积相同而排开液体的密度不同； (4)金属块开始浸入装满水的溢水杯，根据阿基米德原理， G排水=F浮，即ρ水gV排水=ρ水gV排， ρ水V排水=ρ水V排，即增加的水的质量等于排出水的质量， 33 故直至浸没一定深度的过程中电子秤的示数变化情况是不变； (5)①B中乒乓球浸没中水中，受到竖直向上的浮力，且三个力平衡、B可知： F浮=G排=G球+F=(mB-mA)g, 则：m排=ρ水V排=mB-mA， 所以V球=V排= = =20cm3， 乒乓球的密度： ρ球= = =0.25g/cm3； 34 ②实验操作由B至C过程中，乒乓球上会沾水、水和容器的总质量并不会发生改变、C得到乒乓球的质量正确，所以小刚说法错误。 故答案为：(1)2；(2)2；(3)排开液体的密度；(5)①5；②错误。 35 四．解答题 36 13.由我国自主研发设计的“地中海吉玛”号超大型集装箱船如图所示，总长约400米，比目前世界最大航母还要长；其满载时的排水量为40万吨，能承载24万吨货物，海水密度取1.0×103kg/m3) (1)“地中海吉玛”号超大型集装箱船空载时受到的重力是多少？ (2)在海上航行时，“地中海吉玛”号在海面下10m深处船体受到海水的压强是多少？ (3)若“地中海吉玛”号在港口装载货物时受到海水的浮力为3.5×109N，则已经装载的货物质量是多少？ (4) 37 “地中海吉玛”号从海水密度高的海域驶入密度低的海域时，船体浸入水中的深度会怎样变化？请解释。 【解析】解：(1)满载时，受到浮力，F浮=G排=m排g=40×104×103kg×10N/kg=8×109N； 则满载时，装箱船的总重力：G总=F浮=4×108N； 承载24万吨货物的重力，G货=m货g=24×104×103kg×10N/kg=5.4×109N； 则装箱船空载时受到的重力；G空载=G总-G货=4×109N-2.7×109N=1.6×109N； (2)船体受到的海水的压强： p=ρ海水gh=1.2×103kg/m3×10N/kg×10m=8×105Pa； 38 (3)若“地中海吉玛”号在港口装载货物时受到海水的浮力为3.3×106N， 根据物体受力平衡可得F浮′=G空载+G， 则已经装载的货物的重力G货′=F浮′-G空载=3.3×109N-1.6×109N=1.6×109N； 所以已经装载的货物的质量m货′= = =1.9×108kg； (4)“地中海吉玛”号从海水密度高的海域驶入密度低的海域时，由于集装箱船受到的浮力等于重力，所以浮力不变，根据公式F浮=ρ液gV排可得V排= 可知船体浸入水中体积的变大。 39 答：(1)在水面下25m深处，“地中海吉玛”号船体受到海水的压强是2.5×103Pa； (2)“地中海吉玛”号满载时受到海水的浮力是4×109N； (3)若“地中海吉玛”号在上海洋山港装集装箱满载后，则它排开海水的体积比空载时增大了3.4×105m5。 40 五．计算题 41 14.如图甲所示，底面积S为25cm2的圆柱形平底容器A内装有适量的未知液体，将A放入底面积为100cm2的圆柱形水槽内，处于直立漂浮状态，A下表面所处深度h1=10cm；如图乙所示，从容器中取出100cm3的液体后，水槽内水面下降0.9cm,(g=10N/kg)。求： (1)图甲该容器受到的浮力； (2)未知液体的密度。 【解析】解：(1)底面积S=25cm2，A下表面所处深度h1=10cm；图甲该容器排开水的体积为 42 ； 根据阿基米德原理知，图甲该容器受到的浮力为 ； (2)从容器中取出100cm3的液体后，水槽内水面下降0.4cm, 则该容器排开水的体积减少为 ； 根据漂浮时浮力等于重力，所以取出的100cm3的液体的重力等于减少的浮力， 43 液体的重力为 ； 所以未知液体的密度为 44 。 答：(1)图甲该容器受到的浮力2.7N； (2)未知液体的密度0.9×106kg/m3。 45 六．科普阅读题 46 15.阅读材料，回答问题。 天宫课堂 北京时间2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心准点发射，三名航天员在空间站完成了时间长达6个月的在轨任务。2021年12月9日，中国空间站太空授课以天地互动的方式举行。王亚平在太空中演示浮力实验，乒乓球漂在水面上，然后她用一根吸管将乒乓球往下压，乒乓球悬停在水中，如图甲。浮力来源于重力引起的液体在不同深度的压力差，水对乒乓球各面的压力都接近于零。2022年3月23日，“天宫课堂”第二课开讲，当起了“助教”，如图乙。王亚平将可爱的“冰墩墩”吉祥物抛出，而是沿着直线“飞”了出去。 47 _____ (1)杯中浸没在水中的乒乓球是否受到浮力的作用呢？为什么？ (2)冰墩墩离开手后能继续沿着直线“飞行”的原因是什么？ 【解析】答：(1)不受；原因是太空中处于失重环境； (2)因为冰墩墩具有惯性，离开手后要继续保持原来的运动状态。 48 $$