第10章 第3节 物体的浮沉条件及应用-【新课程能力培养】2024-2025学年新教材八年级下册物理同步练习(人教版2024）

参 考 答 案 V 排 =Sh= （ 20 cm ） 2 ×10 cm=4000 cm 3 =4×10 -3 m 3 ， 正方体受到的浮力 ： F 浮 =籽 水 gV 排 =1×10 3 kg/m 3 ×10 N/kg×4×10 -3 m 3 =40 N 。 （ 2 ） 正方体漂浮在水面上 ， 浮力等于重力 ， 所以重力为 G=F 浮 =40 N 。 正方体的质量 ： m= G g = 40 N 10 N/kg =4 kg ， 正方体的体积 ： V= （ 20 cm ） 3 =8000 cm 3 =8×10 -3 m 3 ， 正方体的密度 ： 籽= m V = 4 kg 8×10 -3 m 3 =0.5×10 3 kg/m 3 。 答 ： 略 。 11. 解 ： （ 1 ） 由题意可知 ， 金属零件的重力 G=2.7 N ， 把零件完全浸没在水中时测力计的示数 F′=1.7 N ， 则该零件浸没在水中时受到的浮力 ： F 浮 =G-F′=2.7 N- 1.7 N=1 N 。 （ 2 ） 因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等 ， 所以由 F 浮 =G 排 ， G=mg ， 籽= m V 可得 F 浮 =籽 液 gV 排 ， 该金属零 件的体积 ： V=V 排 = F 浮 籽 水 g = 1 N 1.0×10 3 kg/m 3 ×10 N/kg =1×10 -4 m 3 。 （ 3 ） 该零件完全浸没在某种液体中时 ， 弹簧测力计的 示数 F″=1.9 N ， 此时零件受到的浮力 ： F 浮 ′=G-F″=2.7 N-1.9 N=0.8 N ， 则该液体的密度 ： 籽 液 = F 浮 ′ gV = 0.8 N 10 N/kg×1×10 -4 m 3 =0.8× 10 3 kg/m 3 。 答 ： 略 。 【 素养探究 综合实践 】 解 ： 由 籽= m V 可得 V= m 籽 压载铁 = 2×10 3 kg 8×10 3 kg/m 3 =0.25 m 3 ； 由 F 浮 =G 排 ， G=mg ， 籽= m V 可得 F 浮 = 籽 海 水 gV 排 =1× 10 3 kg/m 3 ×10 N/kg×0.25 m 3 ， 压载铁的总重 ： G=mg=2×10 3 kg×10 N/kg=2×10 4 N ， 压载铁受到竖直向上的浮力和拉力 、 竖直向下的重力 ， 且处于平衡状态 ， 据此得出压载铁水下浸没时受到 “ 奋斗 者 ” 号的拉力 ： F 拉 =G-F 浮 =2×10 4 N-2500 N=1.75×10 4 N ； 故 4 块压载铁水下浸没时对 “ 奋斗者 ” 号的作用力 ： F 拉 ′=F 拉 =1.75×10 4 N 。 第 3 节 物体的浮沉条件及应用 【 基础巩固 达标闯关 】 1. 20 上浮 10 2. 12 不变 3. 大于 等于 等于 4. C 5. C 6. 增大排开液体的体积 改变自身的重力 7. 小 大于 8. 密度 相等 小 高 大 【 能力提升 综合拓展 】 1. D 2. D 3. A 4. C 5. B 6. A 7. A 8. D 9. B 10. B 11. 3 ∶ 4 9 ∶ 4 12. ＞ ＞ 13. 解 ： （ 1 ） 由 F 浮 =G 排 ， G=mg ， 籽= m V 可得冲锋舟满 载时受到的浮力 ： F 浮 =籽 水 gV 排 =1.0×10 3 kg/m 3 ×10 N/kg× 1.5 m 3 =15000 N 。 （ 2 ） 设人和物资的总重为 G 最大 ， 则有 G 舟 +G 最大 =F 浮 ； G 舟 =m 舟 g=530 kg×10 N/kg＝5300 N ， G 最大 ＝F 浮 -G 舟 ＝15000 N－5300 N＝9700 N ， m 最大 = G 最大 10 N/kg ＝970 kg ， m′=970 kg－70 kg＝900 kg 。 答 ： 略 【 素养探究 综合实践 】 1. = 上浮 不变 2. 增大 大于 不同 第 4 节 跨学科实践： 制作微型密度计 【 学科拓展 】 （ 1 ） ACD （ 2 ） 大于 0.18 24 （ 3 ） 下 25.0 （ 4 ） 1 1.1×10 3 （ 5 ） 将鸡蛋放入水中 ， 添加食盐并搅拌 ， 使得鸡蛋悬浮 ， 用自制密度计测出盐水的密度 ， 即为鸡蛋 的密度 。 【 应用实践 】 D 第十章测试题 一 、 选择题 1. C 2. B 3. B 4. C 5. A 6. B 7. ACD 8. ACD 9. AD 二 、 填空题 10. 0.8 竖直向上 11. 变小 4 12. 3 不变 13. 重 力 变大 14. 0.5 不变 15. 2 3 1 ∶ 3 三 、 实验题 16. （ 1 ） 物块能够浸没在液体中 ， 且物块没接触到烧杯 底部 （ 2 ） 0.5 （ 3 ） 浮力的大小与物体浸入液体中的深 度无关 （ 4 ） 物体排开液体体积一定时 ， 密度越大 ， 浮力 越大 （ 5 ） ① 小于 ② 物体排开液体的体积 17. （ 1 ） 重力 读出此时弹簧测力计的示数 （ 2 ） 没 有用弹簧测力计测出小空桶的重力 （ 3 ） B 步骤中溢水杯 没有装满水 ＞ （ 4 ） 没有 （ 5 ） C 18. （ 1 ） 大一些好 （ 2 ） 物体的体积 物体排开液体 的体积 液体的密度 （ 3 ） ① 没有控制物体排开液体的体 积相同 ② 将三个铝块放在水平桌面上 ， 用记号笔作出等 高标记 ； 当弹簧测力计先后悬挂三个铝块浸入水中时 ， 注 意每次都使标记与水面相平 ， 再读出弹簧测力计示数 （ 其 他方法合理即可 ， 例 ： 在烧杯上做标记等 ） 四 、 综合题 19. 解 ： （ 1 ） 由阿基米德原理可得 ， 物体在纯水中所 受的浮力 ： F 浮 =G 排 =0.6 N 。 （ 2 ） 因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等 ， 所以 ， 由 F 浮 =G 排 ， G=mg ， 籽= m V 可得 F 浮 =籽 水 gV 排 ， 所 以物体的体积 ： V=V 排 = F 浮 籽 水 g = 0.6 N 1.0×10 3 kg/m 3 ×10 N/kg =6×10 -5 m 3 =60 cm 3 。 （ 3 ） 物体的密度 ： 籽= m V = 66 g 60 cm 3 =1.1 g/cm 3 ； 籽 液 =籽=1.1 g/cm 3 。 答 ： 略 20. 解 ： （ 1 ） 航空母舰标准排水量 6 万吨 ， 处于漂浮 状态 ， 受到的浮力 ： F 浮 =G 排 =m 排 g=6×10 4 ×10 3 kg×10 N/kg= 6×10 8 N 。 （ 2 ） 航空母舰满载受到的浮力 ， 因为漂浮 ， F 浮 ′=G 排 ′=m 排 ′g= （ m 排 +m ） g= （ 6×10 4 ×10 3 kg+1.8×10 4 × 10 3 kg ） ×10 N/kg=7.8×10 8 N ； 由 F 浮 =G 排 ， G=mg ， 籽= m V 可得 F 浮 =籽 液 gV 排 ， 满载后排 开水的体积 ： 165 第十章 浮 力 1.物体的浮沉条件 （ 1 ） 浸没在液体中的物体 ， 受到重力和浮力作用 。 根据物体所受浮力与重力大小关系的不同 ， 由静止释放的物体 ， 其浮沉存在三种情况 ， 如图所示 。 同时 ， 由于浸没在液体中的物体 ， V 排 =V 物 ， 浮沉情况也可以用物体的密度跟液体密度的大小关系来判断 ， 如下表 。 （ 2 ） 物体上浮 、 下沉是运动过程 ， 物体受非平衡力作用 。 下沉的结果是物体沉到底部 ， 此时 物体的浮力等于其重力与支持力之和 ； 上浮的结果是物体有部分体积露出液面 ， 物体处于漂浮状 态 ， 此时物体所受的浮力等于物体的重力 。 2.浮力的应用 （ 1 ） 轮船 ① 原理 ： 把密度大于水的钢铁制成空心的轮船 ， 使它排开水的体积增大 ， 从而来增大它所受 的浮力 ， 故轮船能漂浮在水面上 。 ② 排水量 ： 轮船装满货物时排开水的质量 。 （ 2 ） 潜水艇 原理 ： 潜水艇体积一定 ， 靠水舱充水 、 排水来改变自身重力 ， 使重力小于 、 大于或等于浮力 来实现上浮 、 下潜或悬浮 。 （ 3 ） 气球和飞艇 原理 ： 节日放飞的气球 、 携带气象仪器的高空探测气球和曾盛极一时的飞艇 ， 其内部充有密 度小于空气的气体 （ 如氦气等 ） 来实现升空 。 体育 、 娱乐活动用的热气球 ， 充的是被燃烧器加热 而体积膨胀的热空气来实现升空 。 （ 4 ） 密度计 ① 原理 ： 密度计漂浮在不同液体中 ， 所受浮力等于重力 ， 浮力始终不变 。 通过密度计浸没在 液体中的体积来反映液体的密度 。 密度计下方装着金属颗粒作为配重 ， 使密度计漂浮时能保持竖直 姿态 。 ② 读数 ： 密度计上方为细玻璃管 ， 它的内部标有刻度 ， 测量时可以根据液面所处的位置直接 读出液体的密度值 。 注意密度计上的刻度值越往上越小 ， 且刻度不均匀 。 第 3 节 物体的浮沉条件及应用 知识清单 物体密度与液体密度的关系 ρ 物 ＞ρ 液 ρ 物 ＜ρ 液 ρ 物 ＝ρ 液 浮力与物重的关系 F 浮 ＜G 物 F 浮 ＞G 物 F 浮 ＝G 物 合力方向 向上 无 向下 物体运动状态 上浮 悬浮 下沉 F G v F G F G v 丙 下沉乙 悬浮甲 上浮 075 八年级 人教版下册 基础巩固 达标闯关 知识点 1 物体的浮沉条件 1. 一个小球所受的重力为 10 N 。 将它浸没在水中时 ， 所排开的水的重力为 20 N ， 此时 ， 小球受到的浮力大小为 N 。 放开手后 ， 物体将 （ 选填 “ 上浮 ” “ 下沉 ” 或 “ 悬浮 ”）， 最终小球的浮力为 N 。 2. 把一个重为 12 N 的物体放入水中 ， 静止时漂浮在水面上 ， 则物体受到的浮力是 N ； 若向水中加盐 ， 则物体静止时受到的浮力 （ 选填 “ 变大 ” “ 变小 ” 或 “ 不变 ”）。 3. 将一个鸡蛋放入水中 ， 鸡蛋下沉 ， 则鸡蛋的密度 水的密度 ， 待鸡蛋静止后 ， 向水中加盐直至鸡蛋悬浮 ， 此时鸡蛋所受浮力 鸡蛋的重力 ； 再持续加盐 ， 最终鸡蛋 漂浮在水面上 ， 则鸡蛋漂浮时所受的浮力 它悬浮时所受的浮力 。 （ 均选填 “ 大于 ” “ 小于 ” 或 “ 等于 ”）。 4. 分别将体积相同的木块和石块浸没到水中 ， 同时松开手时 ， 木块上浮 ， 石块下沉 ， 在 木块未露出水面前 ， 下列说法正确的是 （ ） A. 木块受到的浮力等于自身重力 B. 石块受到的浮力等于自身重力 C. 木块受到的浮力等于石块受到的浮力 D. 木块受到的浮力大于石块受到的浮力 5. 一个质量分布均匀的物体恰能悬浮在水中 ， 若将此物体切成大小不等的两块 ， 则 （ ） A. 大的一块下沉 ， 小的一块上浮 B. 大的一块上浮 ， 小的一块下沉 C. 两块仍悬浮在水中 D. 两块都上浮到水面 知识点 2 浮力的应用 6. 轮船是采用 的方法增大可利用的浮力 ； 潜水艇是靠 来 实现上浮和下沉的 。 7. 氢气球 、 热气球能在空中上浮 ， 是因为氢气 、 热空气的密度比空气的密度 ， 因而气球受到的浮力 重力 ， 因而能够升空 。 8. 密度计是测量液体 的仪器 ， 它是利用物体的漂浮条件工作的 。 如图所示 ， 它的重力和浮力大小 ； 液体的密度越大 ， 它排开液体的体 积越 ， 密度计的位置也就越 （ 选填 “ 高 ” 或 “ 低 ”）。 所以密度 计越往下的位置 ， 标注的密度值越 。 能力提升 综合拓展 1. 将完全相同的三个小球同时放入三种不同的液体 中 ， 它们静止时的情况如图 A 、 B 、 C 所示 ， 由此可知 ， 小 球在三种液体中受浮力 F A 、 F B 、 F C 的大小关系是 （ ） A. F A ＞F B ＞F C B. F C ＞F A ＞F B C. F B ＞F C ＞F A D. F A =F B =F C 第 8 题图 第 1 题图 A B C 076 第十章 浮 力 2. 质量相等的甲 、 乙两个实心球分别由不同的材料制成 ， 甲悬浮于水中 ， 乙漂浮在水面 上 ， 由此可以判断 （ ） A. 甲的体积大于乙的体积 B. 甲的密度小于乙的密度 C. 甲受到的浮力小于乙受到的浮力 D. 甲浸在水中的体积等于乙浸在水中的体积 3. 如图所示 ， 体积相同的甲 、 乙 、 丙 、 丁四个小球 ， 静止在水中 不同深度处 ， 四个小球中密度最小的是 （ ） A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁 4. 甲 、 乙两个相同的烧杯中 ， 装有相同体积的不同液体 ， 将同一 鸡蛋分别放入两个烧杯中 ， 甲烧杯中的鸡蛋下沉到烧杯底 ， 乙烧杯中 的鸡蛋处于悬浮状态 ， 如图所示 。 则下列说法正确的是 （ ） A. 甲烧杯中鸡蛋所受浮力等于重力 B. 两个鸡蛋所受浮力大小相同 C. 乙烧杯中鸡蛋排开液体的质量大 D. 液体对两烧杯底部的压强一样大 5. 当战斗机从航空母舰上起飞后 （ ） A. 舰体略上浮 ， 受到的浮力不变 B. 舰体略上浮 ， 受到的浮力变小 C. 舰体略下沉 ， 受到的浮力不变 D. 舰体略下沉 ， 受到的浮力变大 6. 在传统农耕文化中 ， 劳动人民一般采用 “ 盐水选种 ” 的方法挑选种子 ， 如图所示 。 下 列说法正确的是 （ ） A. 下沉的种子密度比盐水的密度大 B. 沉底的种子只受到重力和支持力 C. 漂浮的种子受到的浮力小于自身重力 D. 种子上浮过程中盐水对种子的压强变大 7. 随着工业发展 ， 全球气候变暖加剧 ， 两极冰川大面积熔化 。 社会实践小组将一冰块放 入盛有适量盐水的烧杯中 ， 探究冰熔化后液面的变化情况 。 当冰全部熔化后 ， 烧杯中的液面 将 （ ） A. 上升 B. 下降 C. 不变 D. 无法判断 8. 某同学将一支自制的简易密度计分别放入盛有不同液体的两个烧杯中 ， 静止后的情形 如图所示 ， 两液面相平 。 下列判断正确的是 （ ） A. 密度计在甲液体中受到的浮力较小 B. 甲液体的密度比乙液体的密度大 C. 甲 、 乙液体对容器底部的压强相等 D. 密度计排开的甲 、 乙液体的质量相等 9. 一艘轮船从长江驶入大海 ， 下列说法正确的是 （ ） 第 6 题图 第 4 题图 乙甲 第 3 题图 甲 乙 丙 丁 盐水 第 8 题图 甲 乙 077 八年级 人教版下册 A. 浮力变小 ， 船体下沉一些 B. 浮力不变 ， 船体上浮一些 C. 浮力不变 ， 船体下沉一些 D. 浮力变大 ， 船体上浮一些 10. 下列物体中 ， 主要依靠空气浮力升空的是 （ ） A. C919 大型客机 B. 环游世界的热气球 C. 广场上放飞的风筝 D. 长征二号 F 运载火箭 11. 甲 、 乙两物体的质量之比为 3 ∶ 4 ， 密度之比为 1 ∶ 3 。 若它们漂浮在某液体中 ， 所受浮 力之比为 ； 若把它们全部浸没在同种液体中 ， 受到的浮力之比为 。 12. 如图所示 ， A 、 B 两物块以不同方式组合 ， 分别静止在甲 、 乙两种液体中 ， 由此可判断两种液体的密度 ρ 甲 ρ 乙 ； 若 A 物 块在两种液体中受到的浮力分别为 F 甲 、 F 乙 ， 则 F 甲 F 乙 。 （ 均选填 “ ＞ ” “ ＜ ” 或 “ = ”） 13. 在一次抗洪救灾行动中 ， 一名质量为 70 kg 的武警战士登上一艘自重为 530 kg 的冲 锋舟准备抢险救灾 ， 若冲锋舟满载时排开水的体积为 1.5 m 3 ， g 取 10 N/kg ， 水的密度为 1.0× 10 3 kg/m 3 。 求 ： （ 1 ） 满载时冲锋舟受到的浮力是多少 ？ （ 2 ） 满载时冲锋舟最多还能装载的人和物资的总质量是多少 ？ 素养探究 综合实践 1. 用塑料瓶制成如图的潜水艇模型悬浮于水中 ， 此时模型 受到的浮力 （ 选填 “ ＞ ” “ ＜ ” 或 “ = ”） 重力 。 当通过 进排气管向瓶中打气时 ， 模型将 （ 选填 “ 上浮 ” “ 下 沉 ” 或 “ 悬浮 ”）。 此过程中 ， 模型未露出水面之前受到的浮力 将 （ 选填 “ 变大 ” “ 变小 ” 或 “ 不变 ”）。 2. 如图 ， “ 海翼 ” 是由中国科学院沈阳自动化研究所完全自主 研发 、 拥有自主知识产权的水下滑翔机 。 “ 海翼 ” 的外形设计成流 线型 ， 使用碳纤维材料做成 。 由于配备有油囊装置 ， “ 海翼 ” 需要 上浮时 ， 油囊会鼓起来 ， 从而 （ 选填 “ 增大 ” 或 “ 减小 ”） 排开水的体积 ， 受到的浮力 （ 选填 “ 大于 ” “ 小于 ” 或 “ 等于 ”） 重力 。 通过调整净 浮力和姿态角获得推进力 ， 能源消耗极小 ， 并且具有效率高 、 续航力大 （ 可达上千公里 ） 的特 点 。 “ 海翼 ” 实现浮沉的原理与传统潜水艇浮沉的原理 （ 选填 “ 相同 ” 或 “ 不同 ”）。 第 12 题图 第 1 题图 A B A B 乙甲 螺母 进 / 排水口 进 / 排气管 第 2 题图 078