第10章 浮力 单元测试卷-2024-2025学年八年级物理下册同步高频考点精讲与热点题型精练（人教版2024）

第十章 浮力 单元测试卷 班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________ （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 一、选择题（每小题3分，共42分，只有一个选项符合题意） 1．关于浮力，下列说法中正确的是（　　） A．浸在气体中的物体不受浮力 B．浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体压力的合力 C．浸在液体中的物体受到的浮力只与液体的密度有关 D．在液体中上升的物体受浮力、下降的物体不受浮力 2．如图所示，一个半球形物体重为100N，浸没在水中，受到水向下的压力40N，半球受到水施加的浮力为80N，则半球受到水向上的压力为（　　） A．40N B．60N C．80N D．120N 3．下列物体没有受到浮力作用的是（　　） A．在水中嬉戏的小鸭 B．在蓝天飞翔的老鹰 C．深海潜游的鲸鱼 D．深入河底的桥墩 4．两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体，把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体，最后处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等，甲、乙所受浮力相比（　　） A．甲所受浮力更大 B．乙所受浮力更大 C．甲、乙所受浮力一样大 D．不知道液体密度无法比较浮力大小 5．用弹簧测力计竖直挂一铁球，当铁球露出水面体积时，弹簧测力计示数为4N；当铁球浸入水中体积时，弹簧测力计示数为1N，取下该铁球放入水中，铁球静止时受到的浮力是（　　） A．18N B．14N C．8N D．10N 6．将一圆柱形木块用细线栓在容器底部，容器中开始没有水，往容器中逐渐加水至如图甲所示位置，在这一过程中，木块受到的浮力随容器中水的深度的变化如图所示，则由图象乙得出的以下信息正确的只有（　　） ①木块的重力为10N ②木块的体积为1×10﹣3m3 ③细线对容器底部的最大拉力为6N ④木块的密度为0.6×103kg/m3 A．①③ B．②④ C．①②③ D．②③④ 7．如图所示，Q为铜制零件，其上部为边长L＝0.2m的立方体，下部为边长l＝0.1m的立方体。Q的下表面与容器底部粘合，且水面恰好与Q上表面相平，则零件所受的浮力为（g取10N/kg）（　　） A．0N B．20N C．60N D．80N 8．“青岛号”导弹驱逐舰从海洋驶入长江时，受到的浮力和吃水深度的变化是（ρ海水＞ρ水，忽略驱逐舰自重的变化）（　　） A．浮力变大 B．浮力不变 C．吃水深度变小 D．吃水深度不变 9．如图是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇示意图，艇体采用轻质的复合织物材料制成，外观呈白色，囊体上层装有压缩氦气。通过向艇外排出下层部分的空气而实现上升，高度达到9032m，高度越高大气越稀薄，上升过程中艇体体积不变。关于浮空艇，以下说法中正确的是（　　） A．艇体材料的密度较大 B．白色外观可以吸收各种色光 C．上升过程中，浮空艇所受的浮力变小 D．上升过程中，浮空艇所受的重力不变 10．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 30 40 54 V/cm3 60 50 20 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 11．小明洗碗时发现，同一只碗可以漂浮在水面上，也可以沉入水底，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力 B．碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力 C．碗沉底时所受的浮力大于它漂浮时所受的浮力 D．碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积 12．中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行战备训练时，下列对该潜艇的说法中正确的是（　　） A．通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉的 B．在水面下匀速下潜过程中，受到的浮力增大 C．从长江潜行进入东海时，需要往水仓内注水 D．从长江潜行进入东海时，受到的浮力会变小 13．如图所示，将一体积为10cm3的质量分布均匀的正方体木块轻轻放入一盛满某种液体的溢水杯中，溢出液体的体积为8cm3；若将木块从中间锯掉一半，将剩余部分再次轻轻放入装满该液体的溢水杯中，则该液体会溢出（　　） A．3cm3 B．4cm3 C．5cm3 D．6cm3 14．两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上，分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心小球A、B分别放入容器中静止，A球沉底，B球漂浮，如图所示，h1＜h2，且两种液体对容器底的压强相等，则（　　） A．两个小球的重力：GA＜GB B．两个小球的浮力：F浮A＞F浮B C．两种液体的密度：ρ甲＜ρ乙 D．两个容器对桌面的压强：p甲＝p乙 二、填空题（每空1分，共16分） 15．浸在液体中的物体受到的浮力，方向是 　 　 ，浮力的大小等于它排开的液体所受到的 　 　 力。 16．物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计，分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，静止时液面相平如图所示，密度计在液体中受到浮力F甲　 　 F乙，液体对杯底的压强p甲　 　 p乙。（选填“＜”、“＝”或“＞”） 17．重为5N的实心物体挂在弹簧测力计下，物体浸没在水中时，弹簧测力计的示数为3N，此时物体受到的浮力为 　 　 N，物体的密度是 　 　 kg/m3。（g取10N/kg） 18．泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示，冲泡茶叶时，部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大，由于浮力大于重力而 　 　 ；茶叶充分吸水后由于其密度 　 　 水的密度而下沉。 19．“强军筑梦，挺进深蓝”。海军372潜艇起航驶离军港，奔赴深海大洋。该潜艇完全浸没后，下潜过程中所受的浮力 　 　 ，从密度小的海域进入密度大的海域所受的浮力 　 　 （均选填“变大”、“不变”或“变小”）。 20．如图所示，有一实心长方体悬浮在油和盐水中，浸在油中和盐水中的体积之比为3：2。则该物体在油中受到的浮力与物体的重力之比为 　 　 ；该物体密度为 　 　 kg/m3。（ρ油＝0.7×103kg/m3，ρ盐水＝1.2×103kg/m3） 21．我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底，标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在深水下潜过程中所受水的压强 　 　 ，浮力 　 　 。（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”，潜水器的体积不变） 22．如图甲所示，足够高的圆柱形薄壁容器，装有适量的水放在水平桌面上。现将一个质量为2kg、底面积为100cm2的均匀长方体竖直放入容器中，受到容器的支持力为4N，此时物体所受浮力为 　 　 N。若再加入适量的水使长方体刚好漂浮，如图乙所示，则此时水面的高度与图甲相比增加了 　 　 cm。，g取10N/kg） 三、实验探究题（每空1分，共18分） 23．【探究名称】探究浮力大小与物体的形状是否有关： 【问题】某同学探究完浮力大小与液体密度和物体排开液体体积的关系后，还想知道浮力大小是否与物体的形状有关。于是，该同学进行了如下探究。 【证据】该同学用一块橡皮泥（不吸水）、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线，按如下步骤进行实验。 ①如图a所示，用弹簧测力计测出橡皮泥的重力为 　 　 N； ②如图b所示，将橡皮泥捏成实心长方体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数； ③如图c所示，将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数； ④如图d所示，将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数。 【解释】 （1）图b中橡皮泥受到的浮力大小为 　 　 N； （2）由以上实验可知，浮力大小与物体的形状 　 　 。 【交流】 （1）本实验在其它因素都相同的前提下，只改变物体的形状来进行探究。在物理学中，这种研究方法称为 　 　 。 （2）在第④步实验中，将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时，深度增加，橡皮泥所受浮力大小 　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”），说明浮力大小与 　 　 无关。 （3）若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计，能否完成本实验的探究？　 　 。 24．小明在验证“阿基米德原理”实验中： （1）用已调零的弹簧测力计，按照图甲中所示顺序进行实验操作，测力计的示数分别为：F1、F2、F3、F4，由此可知铁球浸没在水中所测得的浮力表达式为F浮＝　 　 ，测得铁球排开水所受的重力表达式为G排＝　 　 （用此题中所给字母表示）； （2）小明预期要获得的结论是：　 　 （用此题中所给字母表示）； （3）在读数正确的情况下，小明由实验数据发现：铁球浸没在水中所受浮力F浮大于铁球排开的水所受重力G排，而且超出了误差允许的范围，得出此实验结果的原因可能是 　 　 （写出一条即可）； （4）小明分析发现了此实验操作中存在的问题并加以改正。进一步思考：如果实验中物体没有完全浸没水中，能否验证“阿基米德原理”。正确的观点是 　 　 （选填“能”或“不能”）验证； （5）他又进行了如下深入探究：将溢水杯中注满水放在电子秤上。如图乙所示，其示数为m1，将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没，待杯中水停止外溢时，如图丙所示，其示数为m2，则m1　 　 m2（选填“＞”、“＝”、“＜”）。 25．综合实践活动课上，小明用一根长约20cm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0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/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为液体密度。 （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 　 　 （相等/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，其它没有变化（图丙），他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度，测量结果 　 　 （偏大/偏小/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 　 　 。 四、计算题（26题9分，27题15分，共24分） 26．如图甲所示，水平面上有一底面积为5.0×10﹣3m2的圆柱形薄壁容器，容器中装有质量为0.5kg的水。现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10﹣5m3的物块（不吸水）放入容器中，物块漂浮在水面上，物块浸入水中的体积为4.0×10﹣5m3．（g取10N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3） （1）求物块受到的浮力大小； （2）求物块的密度； （3）用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中（水未溢出）如图乙，求此时水对容器底的压强。 27．如图所示，是某型号水下机器人。该机器人可以通过三种方式控制浮沉，第一种是机器人内部水舱充放水，水舱的容积为4×10﹣3m3；第二种是利用推进器提供竖直向上的推力F推，F推可以在0～30N之间调节；第三种是在机器人外部加装不同数量的浮块，每个浮块质量均为0.4kg，体积均为1×10﹣3m3。已知该机器人水舱未充水时的质量为9.5kg，未装浮块时，机器人的总体积为1.2×10﹣2m3（体积不变，含机械臂）。 （1）求150m深处水的压强； （2）求当机器人未加浮块、水舱充满水浸没在水中悬停时，F推的大小； （3）深处水底有一物体（未与水底紧密接触），其密度均匀且为2.5×103kg/m3，体积为4×10﹣3m3，需机器人潜入水中用机械臂抓住物体打捞上来，为确保打捞顺利进行，机器人下水前需制定好能让机器人抓住物体上浮的方案，在F推调到30N的情况下，还需如何利用另外两种方式实现上浮，请通过计算给出一种合理方案。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十章 浮力 单元测试卷 班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________ （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 一、选择题（每小题3分，共42分，只有一个选项符合题意） 1．关于浮力，下列说法中正确的是（　　） A．浸在气体中的物体不受浮力 B．浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体压力的合力 C．浸在液体中的物体受到的浮力只与液体的密度有关 D．在液体中上升的物体受浮力、下降的物体不受浮力 解：A、阿基米德原理既适用于液体又适用于气体，因此浸在液体或气体中的物体都受浮力，故A错误； B、浸在液体中的物体受到各个方向的压力，由于上下表面存在高度差，因此只有受到竖直向上的压力与竖直向下的压力无法抵消，即上下表面的压力差等于浮力，故此浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体压力的合力，故B正确； C、浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关，故C错误； D、浸在液体中的物体会受到液体对它施加的竖直向上的浮力，与物体的浮沉情况无关，所以不管在液体中上升的物体，还是下降的物体都受浮力的作用，故D错误。 答案：B。 2．如图所示，一个半球形物体重为100N，浸没在水中，受到水向下的压力40N，半球受到水施加的浮力为80N，则半球受到水向上的压力为（　　） A．40N B．60N C．80N D．120N 解：由F浮＝F上﹣F下得，半球受到的水向上的压力： F上＝F浮+F下＝80N+40N＝120N。 答案：D。 3．下列物体没有受到浮力作用的是（　　） A．在水中嬉戏的小鸭 B．在蓝天飞翔的老鹰 C．深海潜游的鲸鱼 D．深入河底的桥墩 解：ABC中的物体浸在液体或气体中，因为液体、气体有流动性，因此液体或气体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用，其中向上的压力大于向下的压力，这个压力差即物体受到的浮力，故ABC选项中的物体均受到浮力的作用； D中的桥墩由于底面埋在地下，不能与水接触，因此桥墩没有受到水对其向上的压力，故桥墩不受浮力作用。 答案：D。 4．两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体，把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体，最后处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等，甲、乙所受浮力相比（　　） A．甲所受浮力更大 B．乙所受浮力更大 C．甲、乙所受浮力一样大 D．不知道液体密度无法比较浮力大小 解：根据阿基米德原理可知：F浮甲＝G甲排，F浮乙＝G乙排， 已知甲、乙排开液体的重力相等，所以F浮甲＝F浮乙。 答案：C。 5．用弹簧测力计竖直挂一铁球，当铁球露出水面体积时，弹簧测力计示数为4N；当铁球浸入水中体积时，弹簧测力计示数为1N，取下该铁球放入水中，铁球静止时受到的浮力是（　　） A．18N B．14N C．8N D．10N 解：当铁球露出水面体积时，则V排1＝V， 根据物体受力平衡和阿基米德原理可知： G＝F浮1+F拉1＝ρ水gV排1+F拉1＝1×103kg/m3×10N/kg×V+4N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当铁球浸入水中体积时，则V排2＝V， 根据物体受力平衡和阿基米德原理可知： G＝F浮2+F拉2＝ρ水gV排2+F拉2＝1×103kg/m3×10N/kg×V+1N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②得：V＝1.8×10﹣3m3； 所以物体重力： G＝F浮1+F拉1＝1×103kg/m3×10N/kg××1.8×10﹣3m3+4N＝10N， 若物体全部浸没在水中时受的浮力： F浮＝ρ水gV＝1×103kg/m3×10N/kg×1.8×10﹣3m3＝18N 则：F浮＞G，即：当取下该物体将它放入足量的水中，铁球静止时会漂浮， 所以物体在水中静止时F浮′＝G＝10N。 答案：D。 6．将一圆柱形木块用细线栓在容器底部，容器中开始没有水，往容器中逐渐加水至如图甲所示位置，在这一过程中，木块受到的浮力随容器中水的深度的变化如图所示，则由图象乙得出的以下信息正确的只有（　　） ①木块的重力为10N ②木块的体积为1×10﹣3m3 ③细线对容器底部的最大拉力为6N ④木块的密度为0.6×103kg/m3 A．①③ B．②④ C．①②③ D．②③④ 解： ①由图象可知，当容器中水的高度为6cm～12cm时，木块处于漂浮状态，受到的浮力和重力相等，因此木块的重力为6N，故①错误； ②由图象可知，木块全部浸没时，受到的浮力为10N，由F浮＝ρ水gV排可知， 木块的体积V＝V排＝＝＝1×10﹣3m3，故②正确； ③木块全部浸没时，细线的拉力最大，对容器底部的拉力最大，此时木块受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和绳子的拉力， 由力的平衡条件可得，F浮＝G+F，细线对容器底部的最大拉力F＝F浮﹣G＝10N﹣6N＝4N，故③错误； ④木块的密度：ρ＝＝＝＝0.6×103kg/m3，故④正确。 综上可知，②④正确。 答案：B。 7．如图所示，Q为铜制零件，其上部为边长L＝0.2m的立方体，下部为边长l＝0.1m的立方体。Q的下表面与容器底部粘合，且水面恰好与Q上表面相平，则零件所受的浮力为（g取10N/kg）（　　） A．0N B．20N C．60N D．80N 解：∵下部立方体由于与容器底部粘合，∴水没有产生向上的压力； ∵上部立方体的下表面积的一部分（与水接触）受到向上的压力， ∴S＝L2﹣l2＝（0.2m）2﹣（0.1m）2＝0.03m2， 上部立方体的下表面的压强为p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2000pa， ∵浮力的产生是上下表面的压力差， ∴F浮＝pS＝2000Pa×0.03m2＝60N。 答案：C。 8．“青岛号”导弹驱逐舰从海洋驶入长江时，受到的浮力和吃水深度的变化是（ρ海水＞ρ水，忽略驱逐舰自重的变化）（　　） A．浮力变大 B．浮力不变 C．吃水深度变小 D．吃水深度不变 解：当驱逐舰从海洋驶入长江时，驱逐舰仍然处于漂浮状态，浮力等于自身的重力；因舰船的重力不变，则所受的浮力不变；由于液体密度变小，所以根据V排＝知驱逐舰排开水的体积增大，则吃水深度变大。故B正确、ACD错误。 答案：B。 9．如图是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇示意图，艇体采用轻质的复合织物材料制成，外观呈白色，囊体上层装有压缩氦气。通过向艇外排出下层部分的空气而实现上升，高度达到9032m，高度越高大气越稀薄，上升过程中艇体体积不变。关于浮空艇，以下说法中正确的是（　　） A．艇体材料的密度较大 B．白色外观可以吸收各种色光 C．上升过程中，浮空艇所受的浮力变小 D．上升过程中，浮空艇所受的重力不变 解：A、艇体采用轻质的复合织物材料制成，所有艇体材料的密度较小，故A错误。 B、不透明物体反射的颜色与该物体的颜色相同，白色外观可以反射各种色光，而不是吸收各种色光，故B错误。 C、上升过程中艇体体积不变，高度越高大气越稀薄，即空气密度变小，根据F浮＝ρ空气gV可知浮空艇所受的浮力变小，故C正确。 D、浮空艇通过向艇外排出下层部分的空气而实现上升，因此空艇所受的重力变小，故D错误。 答案：C。 10．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 30 40 54 V/cm3 60 50 20 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：根据表格中的数据，利用公式ρ＝可知，三个小球的密度分别为：ρ甲＝0.5g/cm3、ρ乙＝0.8g/cm3、ρ丙＝2.7g/cm3； 甲、乙的密度小于水的密度，所以甲、乙都漂浮在水中，根据物体的浮沉条件可知：F甲＝G甲＝m甲g＝30×10﹣3kg×10N/kg＝0.3N，F乙＝G乙＝m乙g＝40×10﹣3kg×10N/kg＝0.4N； 丙的密度大于水的密度，丙在水中下沉，根据阿基米德原理可知，丙受到的浮力为：F丙＝ρ水gV排＝ρ水gV丙＝1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣6m3＝0.2N； 由此可知，F乙＞F甲＞F丙。 答案：B。 11．小明洗碗时发现，同一只碗可以漂浮在水面上，也可以沉入水底，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力 B．碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力 C．碗沉底时所受的浮力大于它漂浮时所受的浮力 D．碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积 解：A、碗漂浮时，碗受到的浮力等于自身的重力，故A错误； B、根据阿基米德原理知碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力，故B正确； CD、碗沉入水底时，受到的浮力小于它的重力，碗漂浮时，浮力等于自身的重力，由于重力不变，所以漂浮时的浮力大于下沉时的浮力，根据F浮＝ρ水gV排知碗沉底时排开水的体积小于它漂浮时排开水的体积，故C、D错误。 答案：B。 12．中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行战备训练时，下列对该潜艇的说法中正确的是（　　） A．通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉的 B．在水面下匀速下潜过程中，受到的浮力增大 C．从长江潜行进入东海时，需要往水仓内注水 D．从长江潜行进入东海时，受到的浮力会变小 解：A、潜水艇是通过改变自身的重力来实现上浮与下沉的，故A错误； B、在水面下匀速下潜过程中，受到的浮力不变，故B错误； C、从长江潜行进入东海时，受到的浮力会增大，根据物体的浮沉条件，此时要增大潜艇的重力，所以需要往水仓内注水，故C正确； D、从长江潜行进入东海时，受到的浮力会变大，故D错误。 答案：C。 13．如图所示，将一体积为10cm3的质量分布均匀的正方体木块轻轻放入一盛满某种液体的溢水杯中，溢出液体的体积为8cm3；若将木块从中间锯掉一半，将剩余部分再次轻轻放入装满该液体的溢水杯中，则该液体会溢出（　　） A．3cm3 B．4cm3 C．5cm3 D．6cm3 解：将正方体木块轻轻放入一盛满某种液体的溢水杯中，溢出液体的体积为8cm3，根据阿基米德可得：F浮＝G排＝ρ液gV排； 由图知木块漂浮，所受浮力等于木块的重力，即：F浮＝G木，故ρ液gV排＝G木＝m木g，则：ρ液V排＝m木； 若将木块从中间锯掉一半，将剩余部分再次轻轻放入装满该液体的溢水杯中，由于木块和液体的密度不变，木块仍处于漂浮状态，则有：ρ液V排′＝m木′，当木块的质量变为原来的一半时，排开液体的体积也变为原来的一半，为4cm3，故B正确。 答案：B。 14．两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上，分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心小球A、B分别放入容器中静止，A球沉底，B球漂浮，如图所示，h1＜h2，且两种液体对容器底的压强相等，则（　　） A．两个小球的重力：GA＜GB B．两个小球的浮力：F浮A＞F浮B C．两种液体的密度：ρ甲＜ρ乙 D．两个容器对桌面的压强：p甲＝p乙 解：ABC、两种液体对容器底的压强相等，且h1＜h2，由p＝ρ液gh可知，两种液体的密度关系为ρ甲＞ρ乙； A小球完全浸没在甲液体中，排开甲液体的体积等于A小球的体积，B小球漂浮在乙液体中，排开乙液体的体积小于B小球的体积，因为两小球体积相等，所以两小球排开液体的体积关系为V排甲＞V排乙，甲液体的密度大于乙液体的密度，由F浮＝ρ液gV排可知，两个小球的浮力关系为：F浮A＞F浮B； 因为A小球在甲液体中沉底，受到的重力GA大于浮力F浮A，B小球漂浮在乙液体中，受到的重力GB等于浮力F浮B，所以两个小球的重力关系为GA＞GB，故B正确，AC错误； D．两种液体对容器底的压强相等，受力面积相等，根据F＝pS可知，甲和乙两种液体对容器底的压力相等，都为F，又因为容器为柱形容器且力的作用是相互的，所以液体对容器底的压力等于液体的重力和物体受到浮力之和，即F＝G液+F浮， 所以甲液体的重力为：G甲＝F﹣F浮A， 乙液体的重力为G乙＝F﹣F浮B， 甲容器对桌面的压力为：F甲＝G容+G甲+GA＝G容+F﹣F浮A+GA， 乙容器对桌面的压力为：F乙＝G容+G乙+GB＝G容+F﹣F浮B+GB， 由于F浮B＝GB，所以F乙＝G容+F； 因为GA＞F浮A，所以G容+F﹣F浮A+GA＞G容+F，即两个容器对桌面的压力关系为F甲＞F乙，由于两个容器底面积相等，由p＝可知，两个容器对桌面的压强关系为p甲＞p乙，故D错误。 答案：B。 二、填空题（每空1分，共16分） 15．浸在液体中的物体受到的浮力，方向是 　竖直向上　 ，浮力的大小等于它排开的液体所受到的 　重　 力。 解：根据阿基米德原理可知，浸在液体中的物体受到一个竖直向上的力的作用，这个力叫做浮力，浮力的大小等于排开的液体所受的重力。 答案：竖直向上；重。 16．物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计，分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，静止时液面相平如图所示，密度计在液体中受到浮力F甲　＝　 F乙，液体对杯底的压强p甲　＜　 p乙。（选填“＜”、“＝”或“＞”） 解：由图可知，密度计在两液体中均处于漂浮状态，根据物体浮沉条件可知，F浮＝G密，两个密度计完全相同，则重力相同，所以密度计在两种液体中所受的浮力相等；即F甲＝F乙； 由图知，甲中密度计排开液体的体积大于乙中排开液体的体积，根据F浮＝ρgV排可知，甲液体的密度小于乙液体的密度，即ρ甲＜ρ乙； 液面高度相同，根据p＝ρgh可知，两个烧杯底部所受液体的压强p甲＜p乙。 答案：＝；＜。 17．重为5N的实心物体挂在弹簧测力计下，物体浸没在水中时，弹簧测力计的示数为3N，此时物体受到的浮力为 　2　 N，物体的密度是 　2.5×103　 kg/m3。（g取10N/kg） 解：物体受到的浮力为：F浮＝G﹣F＝5N﹣3N＝2N； 物体浸没水中，由F浮＝ρ水gV排可得，物体的体积：V＝V排＝＝＝2×10﹣4m3， 由G＝mg可得，物体的质量为：m＝＝0.5kg， 物体的密度为：ρ＝＝＝2.5×103kg/m3。 答案：2；2.5×103。 18．泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示，冲泡茶叶时，部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大，由于浮力大于重力而 　上浮　 ；茶叶充分吸水后由于其密度 　大于　 水的密度而下沉。 解：冲泡茶叶时，部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大，浮力增大，当浮力大于重力时，茶叶会上浮；茶叶充分吸水后由于其密度大于水的密度，使得重力大于浮力而下沉。 答案：上浮；大于。 19．“强军筑梦，挺进深蓝”。海军372潜艇起航驶离军港，奔赴深海大洋。该潜艇完全浸没后，下潜过程中所受的浮力 　不变　 ，从密度小的海域进入密度大的海域所受的浮力 　变大　 （均选填“变大”、“不变”或“变小”）。 解：潜水艇下潜过程中，排开水的体积不变，故所受浮力大小不变； 该潜艇完全浸没后从密度小的海域进入密度大的海域，根据阿基米德原理公式F浮＝ρ液gV排判断，液体密度增大，排开液体的体积不变，浮力变大。 答案：不变；变大。 20．如图所示，有一实心长方体悬浮在油和盐水中，浸在油中和盐水中的体积之比为3：2。则该物体在油中受到的浮力与物体的重力之比为 　7：15　 ；该物体密度为 　0.9×103　 kg/m3。（ρ油＝0.7×103kg/m3，ρ盐水＝1.2×103kg/m3） 解：因上面的油对下面的盐水有压强，且液体能够传递压强，液体内部向各个方向都有压强，所以上面的油通过下面的盐水对物体下表面有向上的压强（有向上的压力），则由浮力产生的原因可知物体的上面部分浸在油中也受浮力的作用； 设长方体的体积为V，且浸在油中和盐水中的体积之比为3：2， 该物体在油中受到的浮力F浮油＝ρ油gV排油， 该物体在盐水中受到的浮力F浮盐水＝ρ盐水gV排盐水， 根据重力和密度公式可知该物体的重力G＝mg＝ρ物gV， 长方体悬浮，F浮＝G，即：ρ油gV排油+ρ盐水gV排盐水＝ρ物gV， 代入数据可得：0.7×103kg/m3×10N/kg×V+1.2×103kg/m3×10N/kg×V＝ρ物gV， 解出：ρ物＝0.9×103kg/m3； 则该物体在油中受到的浮力与物体的重力之比为： ＝＝×＝×＝。 答案：7：15；0.9×103。 21．我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底，标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在深水下潜过程中所受水的压强 　变大　 ，浮力 　不变　 。（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”，潜水器的体积不变） 解：因为液体压强随深度的增加而增大，所以当潜水器完全入水后，随着潜水深度的增大，潜水器底部受到海水的压强将变大。 当潜水器完全入水后，随着潜水深度的增大，排开液体的体积不变，根据F浮＝ρ水gV排可知，潜水器受到的浮力不变。 答案：变大；不变。 22．如图甲所示，足够高的圆柱形薄壁容器，装有适量的水放在水平桌面上。现将一个质量为2kg、底面积为100cm2的均匀长方体竖直放入容器中，受到容器的支持力为4N，此时物体所受浮力为 　16　 N。若再加入适量的水使长方体刚好漂浮，如图乙所示，则此时水面的高度与图甲相比增加了 　4　 cm。， g取10N/kg） 解：长方体静止受力平衡，受到重力、支持力和浮力平衡， 则浮力F浮＝G﹣F支持＝mg﹣F支持＝2kg×10N/kg﹣4N＝16N； 此时浸入的深度h＝＝＝＝0.16m； 当物体漂浮时，浮力等于重力，F浮＝G＝mg＝2kg×10N/kg＝20N； 此时浸入的深度h'＝＝＝＝0.2m； 此时水面的高度与图甲相比增加了h'﹣h＝0.2m﹣0.16m＝0.04m＝4cm。 答案：16；4。 三、实验探究题（每空1分，共18分） 23．【探究名称】探究浮力大小与物体的形状是否有关： 【问题】某同学探究完浮力大小与液体密度和物体排开液体体积的关系后，还想知道浮力大小是否与物体的形状有关。于是，该同学进行了如下探究。 【证据】该同学用一块橡皮泥（不吸水）、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线，按如下步骤进行实验。 ①如图a所示，用弹簧测力计测出橡皮泥的重力为 　4　 N； ②如图b所示，将橡皮泥捏成实心长方体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数； ③如图c所示，将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数； ④如图d所示，将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数。 【解释】 （1）图b中橡皮泥受到的浮力大小为 　2　 N； （2）由以上实验可知，浮力大小与物体的形状 　无关　 。 【交流】 （1）本实验在其它因素都相同的前提下，只改变物体的形状来进行探究。在物理学中，这种研究方法称为 　控制变量法　 。 （2）在第④步实验中，将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时，深度增加，橡皮泥所受浮力大小 　不变　 （选填“变大”“变小”或“不变”），说明浮力大小与 　深度　 无关。 （3）若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计，能否完成本实验的探究？　能　 。 解：证据：①由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，则橡皮泥的重力为4N。 解释：（1）由a图可知，物体的重力为G＝4N，由b图可知橡皮泥浸没在水中弹簧测力计的示数为F＝2N， 则此时橡皮泥受到的浮力为F浮＝G﹣F＝4N﹣2N＝2N； （2）由以上实验可知，同一橡皮泥捏成不同形状的物体浸没在水中，弹簧测力计的示数相同，根据称重法可知，受到的浮力相等，所以说明浮力大小与物体的形状无关。 交流：（1）本实验在其它因素都相同的前提下，只改变物体的形状来进行探究。在物理学中，这种研究方法称为控制变量法； （2）在第④步实验中，将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时，深度增加，但水的密度、排开水的体积不变，由F浮＝ρ液gV排可知它受到的浮力不变，根据F＝G﹣F浮，弹簧测力计的示数不变，由此说明浮力的大小与深度无关； （3）用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计，用橡皮筋吊着橡皮泥浸入水中，记录橡皮筋的长度，比较每次橡皮筋的长度可以知道拉力的大小，从而可以比较橡皮泥受到的浮力大小，所以能完成本实验的探究。 答案：证据：①4；解释：（1）2；无关；交流：（1）控制变量法；（2）不变；深度；（3）能。 24．小明在验证“阿基米德原理”实验中： （1）用已调零的弹簧测力计，按照图甲中所示顺序进行实验操作，测力计的示数分别为：F1、F2、F3、F4，由此可知铁球浸没在水中所测得的浮力表达式为F浮＝　F1﹣F2　 ，测得铁球排开水所受的重力表达式为G排＝　F3﹣F4　 （用此题中所给字母表示）； （2）小明预期要获得的结论是：　F1﹣F2＝F3﹣F4　 （用此题中所给字母表示）； （3）在读数正确的情况下，小明由实验数据发现：铁球浸没在水中所受浮力F浮大于铁球排开的水所受重力G排，而且超出了误差允许的范围，得出此实验结果的原因可能是 　溢水杯中没有装满水（或烧杯中的水未倒干净）　 （写出一条即可）； （4）小明分析发现了此实验操作中存在的问题并加以改正。进一步思考：如果实验中物体没有完全浸没水中，能否验证“阿基米德原理”。正确的观点是 　能　 （选填“能”或“不能”）验证； （5）他又进行了如下深入探究：将溢水杯中注满水放在电子秤上。如图乙所示，其示数为m1，将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没，待杯中水停止外溢时，如图丙所示，其示数为m2，则m1　＝　 m2（选填“＞”、“＝”、“＜”）。 解： （1）物体的重力是F1，物体浸没在水中弹簧测力计对物体的拉力是F2，物体浸没在水中受到的浮力F浮＝F1﹣F2，物体排开水的重力G排＝F3﹣F4。 （2）由阿基米德原理知，浸在液体中的物体受到浮力大小等于物体排开液体受到的重力，故F浮＝G排，所以F1﹣F2＝F3﹣F4。 （3）如果图甲中溢水杯没有装满水，会导致铁球排开水的重力大于流入小桶中水的重力（即测得的G排偏小），另外，按照图甲中所示顺序进行实验时，可能烧杯中的水未倒干净，此时的示数F4偏大，根据G排＝F3﹣F4 可知测得的G排偏小，这些都会造成铁球浸没在水中所受浮力F浮大于铁球排开的水所受重力G排。 （4）如果实验中物体没有完全浸没水中，物体受到的浮力减小，物体排开水的重力也减小，物体浸在水中的体积大小不影响阿基米德原理的验证。 （5）铁球浸没在水中，铁球受到的浮力F 浮＝G排，物体间力的作用是相互的，则铁球给水的压力F＝F 浮，当铁球浸没在盛满水的溢水杯中，排出水的重力为G排，故电子秤的压力增加了F 浮，又减少了G排，因为F 浮＝ G排，故电子秤受到的压力不变，故电子秤示数不变，故m1＝m2。 答案：（1）F1﹣F2；F3﹣F4；（2）F1﹣F2＝F3﹣F4；（3）溢水杯中没有装满水（或烧杯中的水未倒干净）；（4）能；（5）＝。 25．综合实践活动课上，小明用一根长约20cm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0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/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为液体密度。 （1）O位置处的刻度值为 　1.0　 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 　不相等　 （相等/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，其它没有变化（图丙），他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度，测量结果 　偏大　 （偏大/偏小/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 　提高　 。 解：（1）如图甲所示，小明将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态，用笔在吸管上标记此时水面位置O，O位置处的刻度值为水的密度值1.0g/cm3； （2）因为密度计是漂浮在液体中，所受浮力等于本身的重力，则F浮水＝F浮液＝G，即ρ水gSH＝ρ液gSh＝G， 可得：h＝； （3）因为h＝，ρ水和H已知，h和ρ液是反比例函数，所以刻度分布不均匀，相邻两刻度值之间的距离不相等，且密度计的刻度由上至下数值逐渐增大，密度变大时h液变化越小； （4）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，其它没有变化，再用这支密度计去测量同一液体的密度，此时排开液体的体积不变， 因为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（即浸入液体中的深度减小），测得的密度值偏大，即测出的液体密度值大于实际值； （5）若增加塞入吸管中铁丝的质量，密度计放入某液体中时，密度计竖直浸入液体的深度变大，O位置会上升，密度计上两条刻度线之间的距离也会变大，测量结果更准确。 答案：（1）1.0；（2）；（3）不相等；（4）偏大；（5）提高。 四、计算题（26题9分，27题15分，共24分） 26．如图甲所示，水平面上有一底面积为5.0×10﹣3m2的圆柱形薄壁容器，容器中装有质量为0.5kg的水。现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10﹣5m3的物块（不吸水）放入容器中，物块漂浮在水面上，物块浸入水中的体积为4.0×10﹣5m3．（g取10N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3） （1）求物块受到的浮力大小； （2）求物块的密度； （3）用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中（水未溢出）如图乙，求此时水对容器底的压强。 解：（1）已知V排＝4.0×10﹣5m3， 则F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣5m3＝0.4N。 （2）由于物块漂浮在水面上，则物块的重力G＝F浮＝0.4N， 则质量m＝＝＝0.04kg； 物块的密度ρ＝＝＝0.8×103kg/m3； （3）由ρ＝得水的体积为V水＝＝＝5×10﹣4m3， 物块使其恰好完全浸没在水中，水和物块的总体积V＝V水+V物＝5×10﹣4m3+5×10﹣5m3＝5.5×10﹣4m3 则水的深度为h＝＝＝0.11m， 所以水对容器底的压强： p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.11m＝1.1×103Pa。 答：（1）物块受到的浮力大小为0.4N； （2）物块的密度为0.8×103kg/m3； （3）此时水对容器底的压强1.1×103Pa。 27．如图所示，是某型号水下机器人。该机器人可以通过三种方式控制浮沉，第一种是机器人内部水舱充放水，水舱的容积为4×10﹣3m3；第二种是利用推进器提供竖直向上的推力F推，F推可以在0～30N之间调节；第三种是在机器人外部加装不同数量的浮块，每个浮块质量均为0.4kg，体积均为1×10﹣3m3。已知该机器人水舱未充水时的质量为9.5kg，未装浮块时，机器人的总体积为1.2×10﹣2m3（体积不变，含机械臂）。 （1）求150m深处水的压强； （2）求当机器人未加浮块、水舱充满水浸没在水中悬停时，F推的大小； （3）深处水底有一物体（未与水底紧密接触），其密度均匀且为2.5×103kg/m3，体积为4×10﹣3m3，需机器人潜入水中用机械臂抓住物体打捞上来，为确保打捞顺利进行，机器人下水前需制定好能让机器人抓住物体上浮的方案，在F推调到30N的情况下，还需如何利用另外两种方式实现上浮，请通过计算给出一种合理方案。 解：（1）150m处水的压强： p＝ρ水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×150m＝1.5×106Pa； （2）机器人未充水时重力：G机＝m机g＝9.5kg×10N/kg＝95N， 水仓充满水：G水＝ρ水gV容＝1×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣3m3＝40N， 机器人浸没水中所受浮力：F浮机＝ρ水gV排机＝ρ水gV＝1×103kg/m3×10N/kg×1.2×10﹣2m3＝120N， 机器人悬停时，F推+F浮机＝G水+G机， F推＝G机+G水﹣F浮机＝95N+40N﹣120N＝15N； （3）物体重力：G物＝m物g＝ρ物V物g＝2.5×103kg/m3×4×10﹣3m3×10N/kg＝100N， 物体受到的浮力：F浮物＝ρ水gV物排＝ρ水gV物＝1×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣3m3＝40N， 能把物体打捞上来，机器人的最小拉力：F最小＝G物﹣F浮物＝100N﹣40N＝60N， 为确保打捞顺利进行，机器人下水前水舱内先充满水，打捞时放干净水，F推最大＝30N，另外安装n个浮块， 一个浮块的重力G浮块＝m浮块g＝0.4kg×10N/kg＝4N， 一个浮块受到的浮力F浮浮块＝ρ水gV排浮块＝ρ水gV浮块＝1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N， 给物体提供的拉力： F浮机+F推最大+nF浮浮块﹣G机﹣nG浮块＝60N， 120N+30N+n×10N﹣95N﹣n×4N＝60N， 解得：n≈0.83，取1，即将水舱里水全部排出再安装一个浮块。 答：（1）150m深处水的压强1.5×106Pa； （2）当机器人未加浮块、水舱充满水浸没在水中悬停时，F推的大小为15N （3）将水舱里水全部排出再安装一个浮块。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$