内容正文:
科 学
八年级上册 ZJ
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第4章 水与人类
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第4节
水的浮力
课时3 物体浮沉的条件
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刷基础
刷提升
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基础
知识点1 物体浮沉的条件
1.[2024浙江宁波期末]在家庭实验中,小科把鸡蛋放入盛水的烧杯中,鸡蛋下
沉至杯底静止如图甲;向烧杯中加盐,过了一会儿,鸡蛋悬浮在图乙位置;再加
盐,最终鸡蛋漂浮在水面上如图丙。三种情况下,鸡蛋受到的浮力大小关系正确
的是(鸡蛋质量不变)( )
C
A. B. C. D.
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【解析】同一个鸡蛋的质量不变,故重力 不变,根据物体的浮沉条件可知,鸡蛋
在题图甲中沉底,则;在题图乙中悬浮,则 ;在题图丙中漂浮,则
,所以鸡蛋在三种情况下受到的浮力大小关系为 丙,故C正确。
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2.[2025浙江嘉兴期末]图中甲、乙、丙、丁是4个体积和形状相同
而材料不同的实心球,图中表示的是把它们投入水中后静止时的情况
(丁球沉底),材料密度最小的是( )
A
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【解析】由题图可知:甲、乙球漂浮,甲、乙球的密度比水的密度小;丙球悬浮,
丙球的密度等于水的密度;丁球沉底,丁球的密度大于水的密度。因甲、乙球排
开水的体积关系为 ,根据阿基米德原理可知,甲球受到的浮力小于乙
球受到的浮力;因甲、乙球漂浮,所受浮力等于自身重力,所以甲球的重力小于
乙球的重力;根据重力公式可知,甲球的质量小于乙球的质量;已知甲、乙球体
积相同,由密度公式可知,甲球的密度小于乙球的密度;4个实心球的密度大小关
系为 ,故B、C、D错误,A正确。
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知识归纳
多物体浸在同一液体中时,多浸,多排,浮力大。
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知识点2 物体浮沉条件的简单应用
3.[2025浙江宁波期末]小芸和妈妈一起上街到夜市买了一袋观赏鱼
(如图),袋内有封闭的空气。小芸回到家后将没有打开塑料袋的观
赏鱼直接放入家里的鱼缸中。若不计塑料袋的自重和体积,那么这个
装着水和鱼的塑料袋在鱼缸的水中所处的状态是( )
B
A. B. C. D.
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【解析】由题图知,观赏鱼悬浮在袋内的水中,则观赏鱼的密度等于水的密度;
将塑料袋浸入水中,袋内外水的密度相同,当袋中水和鱼的总体积等于排开水的
体积 时,袋内水和观赏鱼的总重力等于袋受到的浮力,此时袋处于静止状态,
即此时袋内外液面应相平,故B正确。故选B。
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关键点拨
不计塑料袋自重,体积也忽略不计,将装着水和鱼的塑料袋浸在水中,排开水的
体积等于水和鱼的体积。
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4.[2025浙江宁波期末]每到冬至宁波人经常要煮上一锅汤圆,而北方人习惯吃
饺子。小科观察到开始时生饺子沉在水底,煮熟后上浮,最后漂浮,在煮熟后,
小科为了饺子的味道更好,在锅中加入了食盐(不考虑饺子的重力变化),则饺
子在这整个过程中受到的浮力随时间的变化曲线是( )
D
A. B. C. D.
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【解析】刚开始生饺子沉在水底,饺子的重力大于浮力,当 时,饺子受到的
浮力不为零,A、C错误;刚开始生饺子沉在水底,饺子的重力大于浮力,随着温
度的升高,饺子的体积变大,所受浮力变大,当浮力大于重力时,饺子上浮,之
后漂浮,漂浮时饺子受到的浮力等于重力,在锅中加入盐后,饺子仍漂浮,浮力
仍然等于重力,即浮力不变,B错误,D正确。故选D。
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5.如图所示,质量为 的正方体木块静止在水面上时,露出水面的体积为总体
积的,求:,取
(1)木块受到的浮力;
【解】由题意可知,木块静止时处于漂浮状态,所以,木块受到的浮力等于重力,
即 ;
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(2)木块漂浮时排开水的体积;
【解】由 可知,木块漂浮时排开水的体积为
;
(3)木块的密度。
【解】因木块漂浮时露出水面的体积为木块总体积的 ,所以,木块的总体积
,木块的密度为
。
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刷易错
易错点 不判断浮沉状态,滥用阿基米德原理
6.一个物体的重力为,将其放入密度为 的某种液体中静止
(液体足够多),其受到的浮力为 ,若此物体在水中静止(水足够多),
其受到的浮力为多少牛?取
【解】由题知,物体在密度为 的某种足够多的液体中静止时,浮
力小于重力,则物体沉底,物体排开液体的体积等于物体的体积,则物体的体积
;物体的密度
,物体的密度小于水的密度,
所以物体在足够多的水中漂浮,所受浮力等于物体重力,即为 。
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易错警示
使用阿基米德原理的前提是确定排开液体的体积;没有确定物体排开液体的体积,
不能滥用阿基米德原理,若代入了错误的 会导致计算错误。
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提升
1.[中]小实在完成学校项目化作业时,初步制作了一个防洪屋模型,在洪水中其
状态如图所示。在调试过程中,小实发现防洪屋模型开始上浮时水位线超过了基
座,出现了房子部分被淹的现象。为使水位刚超过基座顶部时房子就能开始上浮,
下列措施不可行的是( )
C
A.只减小房子质量(体积不变) B.只减小基座质量(体积不变)
C.只增大房子体积 (质量不变) D.只增大基座体积(质量不变)
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【解析】只减小房子质量,防洪屋重力减小,基座体积不变,基座浸没在水中时
所受浮力不变,当水位刚超过基座顶部时,浮力可能大于防洪屋的重力,故A可行;
只减小基座质量,但体积不变,防洪屋重力减小,基座浸没在水中时所受浮力不
变,当水位刚超过基座顶部时,浮力可能大于防洪屋的重力,故B可行;只增大房
子体积,防洪屋重力不变,基座体积不变,水位刚超过基座顶部时浮力不变,仍小
于防洪屋的重力,不能满足上浮要求,故C不可行;只增大基座体积,基座浸没在
水中时所受浮力变大,但基座的质量不变,防洪屋重力不变,浮力可能大于防洪
屋重力,故D可行。
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2.[2024浙江金华期末,中]学习了物体的浮沉条件后,小舟做
了如下实验:在两个薄气球中加满温水,扎紧后剪去气球多余部
分,将其分别浸没于盛有冷水与热水的玻璃杯中(如图)。若不
计气球自重,放手后两气球的运动情况是 ( )
D
A.在冷水、热水中都下沉 B.在冷水中下沉,在热水中上升
C.在冷水、热水中都上升 D.在冷水中上升,在热水中下沉
【解析】温水的密度小于冷水的密度,由物体的浮沉条件可知,装温水的气球在
冷水中上浮;温水的密度大于热水的密度,由物体的浮沉条件可知,装温水的气
球在热水中下沉,故D正确。故选D。
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关键点拨
本题考查物体浮沉条件的应用,根据物体的浮沉条件分析两个气球的运动情况:
(1) ,上浮;
(2) ,悬浮;
(3) ,下沉。
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3.[2024浙江温州质检,偏难]两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把质
量相等、体积不同的、 两个实心小球放入甲液体中,两球沉底;放入乙液体中,
两球静止时的情况如图所示球沉底 。下列说法中正确的是( )
B
A.小球排开甲液体的质量大于小球 排开乙液体的质量
B.在甲液体中容器底对小球的支持力小于对小球 的支持力
C.小球 在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中受到的浮力
D.小球排开甲液体的质量小于小球 排开乙液体的质量
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【解析】、两球的质量相等,由可知,两球的重力相等,即 ;
由题图知,在乙液体中,球漂浮,则,球沉底,则 ,所以两球
的密度的大小关系为,由可得两球体积的大小关系为 。由题
图知,球在甲液体中沉底,球受到甲液体的浮力; 球在乙液
体中漂浮,球受到乙液体的浮力;因为 ,所以
,则可知小球排开甲液体的质量小于小球 排开乙液体的质量,故A
错误。由题图知,、两球在甲液体中都沉底,因为 ,所以受到的
支持力;因为,则排排,在甲液体中 ,所
以;又因为,所以受到的支持力的大小关系为 ,故
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B正确。由题图知,球在甲液体中沉底,球受到甲液体的浮力; 球
在乙液体中漂浮,球受到乙液体的浮力,所以,即小球
在甲液体中受到的浮力小于在乙液体中受到的浮力,故C错误。由题图知, 球在
甲液体中沉底,球受到甲液体的浮力;球在乙液体中沉底,
球受到乙液体的浮力,因为,所以、 都小于同
一个值,无法比较其大小,则无法比较小球排开甲液体的质量和小球 排开乙液
体的质量,故D错误。
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4.[2024浙江湖州期末,偏难]全球变暖、冰川熔化正在悄悄地
改变地球的“模样”。 如图是科学家拍下的北冰洋中巨型冰川的
一角,是冰川漂浮在海面上的情景。已知海水密度为
,冰川熔化为的水的密度为
,回答下列问题:
(1)冰川熔化前受到的浮力______(填“大于”“小于”或“等于”)冰川的重力。
等于
【解析】因为冰川熔化前处于漂浮状态,所以冰川熔化前受到的浮力等于冰川的
重力,即 。
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(2)若此冰川质量为 ,则冰川熔化前排开海水的体积为多少?请通
过计算说明冰川全部熔化后海平面的升降情况。
【解】 ; 海平面会升高,计算过程见解析
【解析】根据阿基米德原理可知,冰川熔化前排开海水的体积
。因为冰川熔化成水
后质量不变,所以 ,冰川全部熔化成水后,水的体积
,所以 水,因此冰川全部熔
化后,海平面会升高。
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刷素养 走向重高
5.核心素养 科学思维[偏难]某科学兴趣小组对物体的浮沉条件进行研究。如图
甲所示,在一个底面积为的圆柱形薄壁容器底部,放一个棱长为 的
实心正方体物块,然后逐渐向容器中加水(水始终未溢出),物块受到的浮力
与容器中水的深度的关系如图乙所示。下列叙述错误的是取 ( )
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A.水深为时,物块受到的浮力为
B.水深为时,容器内水的质量为
C.正方体物块的密度是
D.水深时,将物块取出,容器底受到水的压强减小
√
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【解析】由题图乙可知,水的深度由0逐渐增加到 的过程中,物块受到的浮力
与容器中水的深度 的关系图像为过原点的倾斜直线,在此过程中物块受到的
浮力与容器中水的深度成正比,当水深为时物块所受浮力为 ,所以水深为
时,物块受到的浮力为,故A正确。水的深度增加到 时,因物块棱长
为 ,此时水的深度小于物块的棱长,所以物块没有浸没在水中,水深等于
后,物块所受浮力不变,则 时,物块刚好处于漂浮状态,此时容器
内水的体积为
,容
器内水的质量为 ,故B正确。由题图乙
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可知,物块漂浮时所受的浮力为,由物体的浮沉条件可知, ,由
可知,物块的质量 ,物块的体积
,物块的密度 ,故C正确。
当水深为时,物块漂浮,所受浮力为 ,则物块排开水的体积
,故将物块取出后,水
面降低的高度 ,则容器底部受到水的压强减
小量 ,故D错误。
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