2023-2024学年人教版八年级物理下册同步训练基础卷：10.3 物体的浮沉条件及其应用

试卷更新日期：2024-01-30 类型：同步测试

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一、选择题

1. 如图是甲、乙两种液体的质量与体积关系图象，将相同的木块分别放入盛有甲、乙两种液体的容器a和b中，待木块静止时，两容器液面相平，下列说法正确的是（　　）

A、a容器盛的是甲液体，b容器盛的是乙液体 B、木块在a容器内排开液体的质量较大 C、a、b两容器底部受到液体的压强相等 D、a、b两容器中木块下表面受到液体的压强不相等

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2. 一块冰浮在盛有水的容器中，当冰全部熔化后，水没有溢出，则容器里水面的高度将会（　　）

A、上升 B、下降 C、不变 D、无法判断

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3. 如图所示，两个相同的柱形容器分别盛有两种不同的液体，在容器中分别放入两个相同物体，当物体静止后两液面刚好相平，下列判断正确的是（）

A、物体排开液体的质量m_甲<m_乙 B、液体对容器底部的压强p_甲=p_乙 C、容器对地面的压强p_甲′=p_乙′ D、液体对容器底部的压力F_甲>F_乙

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4. 如图所示，已知鸡蛋的质量为55g，体积为50cm³。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里，鸡蛋沉入杯底（图甲）；逐渐将食盐溶解在水中，鸡蛋恰好悬浮（图乙）；继续溶解食盐，最终鸡蛋漂浮（图丙）。下列说法正确的是（）

A、图甲中鸡蛋所受浮力为0.55N B、图乙中盐水的密度是1.1×10³kg/m³ C、图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力 D、图中三种状态下浮力的大小关系是F_甲＜F_乙＜F_丙

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5. 如图所示，弹簧测力计下悬挂着不吸水的圆柱体，圆柱体质量为 $180 g$ 。不计厚度的平底容器置于水平桌面上，质量为 $100 g$ ，底面积为 $50 c m^{2}$ ，高为 $8 c m$ ，容器内盛有质量为 $350 g$ 的水。当圆柱体浸入水中静止时，圆柱体未接触容器，弹簧测力计示数为 $1.2 N$ ，此时容器对水平桌面的压强是（）

A、 $1 \times 1 0^{3} P a$ B、 $8.0 \times 1 0^{2} P a$ C、 $9.8 \times 1 0^{2} P a$ D、 $7.8 \times 1 0^{2} P a$

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6. 如图所示的情境中，下列说法中正确的是：（　　）

A、甲：用吸管喝饮料利用了大气压强 B、乙：骑自行车捏手闸刹车，是通过使接触面变得更粗糙来增大摩擦力 C、丙：密度计位于上面的刻度大于位于下面的刻度 D、丁：此时船闸A两侧构成了连通器

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7. 如图1所示，测量液体密度的仪器叫做密度计，将其插入被测液体中，待静止后直接读取液面处的刻度值。图2和图3是自制的一支简易密度计（在木棒的一端缠绕一些铜丝做成），先后被放入盛有不同液体的两个烧杯中。下列说法正确的是（）

A、密度计的工作原理是 $ρ = \frac{m}{V}$ B、密度计在图2中受到的浮力大于图3中受到的浮力 C、图2与图3中液体对密度计下表面的压强相等 D、图2中液体的密度比图3中液体的密度大

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二、多选题

8. 如图所示，当热气球喷火装置“喷火”时，气囊内的空气被加热并排出一部分后，气球上浮。下列关于其升空原因的说法正确的是（）

A、加热时气囊内气体密度不变 B、气囊排开空气的重力大于自身重力 C、气囊内气体密度小于空气密度 D、气囊所受的浮力大于它排开空气的重力

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三、填空题

9. 我国自主研发建造的003号航母已于近日下水，被命名为“福建舰”（如图）。该舰排水量（指满载时排开水的质量）约8万吨，开创了常规动力航母使用电磁弹射器的先河。该舰满载时受到的浮力约是 N，它从长江口进入到东海，受到的浮力（选填“变大”、“变小”或“不变”），其排水量（选填“变大”、“变小”或“不变”），船身将（选填“上浮一些”、“位置不变”或“下沉一些”）（g=10N/kg）。

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10. 如图所示，密度为 $ρ_{0}$ 的液体中有体积均为V的A、B、C三个实心物体，A正在向上运动，B静止，C正在向下运动，此刻它们受到的浮力分别为 $F_{A}$ 、 $F_{B}$ 、 $F_{C}$ ，三者的大小关系是，请写出B物体所受的浮力表达式 $F_{B} =$ ， B物体的密度为。

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11. 利用笔芯可自制密度计．为使笔芯漂浮在液体中，同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯，应该选用．将所选笔芯放入水中，在笔芯上标出液面的位置A，将笔芯放入酒精（ρ_酒精=0.8×10³kg/m³）中，标出液面的位置B，如图所示，笔芯在水中和酒精中受到的浮力分别为F₁和F₂ ，两者的大小关系为：F₁F₂ ．将笔芯放入密度为0.9g/cm³的液体中，则位置C和D中，液面对应的位置可能是．

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12. 如图（a）所示，将质量相等的两个实心正方体A和B放在水平地面上，它们对水平地面的压强 $p_{A}$ $p_{B}$ ；当它们在水中分别静止于图（b）所示的位置时，受到水的浮力 $F_{浮 A}$ $F_{浮 B}$ ，下表面受到水的压强 $p_{A}$ $p_{B}$ ，下表面受到水的压力F_AF_B。（均选填“大于”、“等于”或“小于”）

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13. 一艘远洋轮船由大海驶入黄浦江后，船体将一些（选填“下沉”或“上浮”），它受到的浮力大小将（选填“变大”、“变小”或“不变”），浮力的方向为。当远洋轮船卸下货物后，发现船身上浮了一些，此时它受到的浮力将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

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14. 如图（a），（b）所示，将同一长方体木块以两种方式放在底面积相同的两个圆柱形盛水容器中，则水对木块底部产生的压强p_ap_b ，水对木块底部产生的压力F_aF_b（均选填“大于”，“等于”或“小于）

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四、实验探究题

15. 图（a）所示的器材是（填写器材名称）。在“测定石块密度”的实验中，实验原理是，用电子天平测出小石块的质量为50克，测量石块体积过程如图（b）所示，该石块的密度为千克/米 $^{3}$ ；如图（c）所示为“验证阿基米德原理”实验的情景，若实验结果满足（用图中物理量符号表示）既可验证阿基米德原理。

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16. 为了探究柱体A逐渐浸入柱形容器内的水中时（水没有溢出），弹簧测力计示数F的变化情况。现有底面积为80厘米²的薄壁柱形容器，容器内装有深度为10厘米的水，放在水平桌面上，实心柱体A高H为12厘米，并用细线拴好并悬挂在弹簧测力计下。如图所示，将柱体A通过细线挂在弹簧测力计下，从柱体A接触水面开始，逐渐浸入，且不接触容器底部。将液面到柱体下表面的距离h、相应的弹簧测力计示数F、物体受到的浮力F_浮记录在表格中。（不计细线的重力）
表一
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8
h（cm） 0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0
F_浮（N） 0 1.2 2.4 3.6. 4.8 6.0 7.2 ______
F（N） 9.0 7.8 6.6 5.4 4.2 3.0 1.8 ______

(1)、由表中数据可知，物体A的重力为牛；

(2)、①分析比较实验序号2~6中F与h的变化关系可得：同一柱体逐渐浸入柱形容器内的水中（在浸没之前），；
②当柱体A下表面浸入水中14.0厘米深度时，F与h的变化关系是否还满足上述①中结论？并写出原因。；
③根据分析，完成实验序号8中表格填写：、；

(3)、若更换一个重力与柱体A相同，底面积为柱体A的一半，高度为10.0厘米的圆柱体B，当其下表面浸入水中5.0厘米深度时，弹簧测力计示数F大小为牛。

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17. 小明通过如图1所示的步骤进行了“浮力的大小可能与哪些因素有关”的实验，请完成以下问题：

(1)、由 $B$ 、 $C$ 两图可知，物体受到的浮力大小与有关；由 $C$ 、 $D$ 两图可知，物体所受浮力与它浸没在液体中的深度 $($ 选填“有关”或“无关” $)$ ；

(2)、小明另取一杯盐水用弹簧测力计吊着该金属块浸没于盐水中，如图 $E$ 所示，根据弹簧测力计示数可以计算出盐水的密度为 $g / c m^{3}$ 。
方案 $A$ ：利用图 $2$ 甲所示装置，将被测液体倒入小塑料桶至标记处。用量程为 $5 N$ 的弹簧测力计称出液体和小桶的总重力，即可知被测液体的密度；图 $2$ 乙是已经标注好的一些数据，由数据可知小桶的重力为 $N$ ，被测液体的体积为 $c m^{3}$ ；
方案 $B$ ：利用家里的吸管和细铜丝自制密度计，操作如下。
      $①$ 将适量细铜丝塞入吸管下部；
      $②$ 将制作好的吸管轻轻放入水中，发现吸管倾倒在水中，应细铜丝的量 $($ 选填“增加”或“减少” $)$ ，直至吸管能竖直漂浮在水中；在水面处做上标记 $($ 如图 $2$ 丙所示 $)$ ，并标上刻度值为 $l g / c m^{3}$ ；
      $③$ 用刻度尺测出标记到吸管底部的距离为 $H$ ，按 $0.1 g / c m^{3}$ 的分度值刻画刻度并标上对应刻度值， $0.8 g / c m^{3}$ 的刻度线距离底部的距离为 $H$ ；
小明想：用即将用完的水笔笔芯 $($ 如图 $2$ 丁 $)$ 作为密度计，直接按上面 $② ③$ 步进行刻度划分；请你判断所标刻度是否准确，并写出原因：。

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18. 物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中，用弹簧测力计挂着一实心圆柱体，以图a、b、c、d、e分别为实验情景。 $（ g$ 取 $10 N / k g ）$

(1)、通过a、c两次实验，可知物体浸没在水中所受浮力大小是 N。

(2)、通过三次实验，可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系。

(3)、通过a、c、e三次实验，可探究物体所受浮力大小与的关系。

(4)、在某种液体中进行探究的过程中，记录实验数据，得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像，则圆柱体的高度为cm；该液体的密度 $k g / m^{3}$ 。

(5)、若烧杯的底面积为 $80 c m^{2}$ ，对比a、c两次实验，水对容器底部的压强增加了 Pa。

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19. 某物理兴趣小组利用弹簧测力计、水、小石块 $($ 不吸水 $)$ 、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。

(1)、用两图可以测得小石块浸没在水中受到的浮力大小。

(2)、根据图中的实验数据可求出石块的密度为 $k g / m^{3} (g$ 取 $10 N / k g$ ， $ρ_{水} = 1.0 \times 1 0^{3} k g / m^{3})$ 。

(3)、兴趣小组的同学换用不同的物体 $($ 不吸液体 $)$ 或液体按科学合理的顺序进行了多次实验，由实验数据得出 $F_{浮}$ $G_{排} ($ 选填“ $>$ ”“ $<$ ”或“ $=$ ” $)$ ，从而验证了阿基米德原理的正确性。

(4)、如果换用密度小于液体密度的物体 $($ 不吸液体 $)$ 来进行该实验，则图步骤中可不使用弹簧测力计。

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五、作图题

20. 如图所示，用弹簧测力计吊起一只装满水的小塑料袋（袋内不留空气，且为薄塑料袋，如图所示，水袋完全浸没在水中时，请你画出水袋受力的示意图。

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六、计算题

21. $2020$ 年 $11$ 月 $10$ 日，中国万米载人深潜器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底，深度达 $10909 m$ 。图甲是“奋斗者”号模型，图乙是它的部分结构示意图。“奋斗者”号总质量为 $20 t$ ，其底部装配有质量为 $2 t$ 的可抛弃压载铁，中部安装有固体浮力材料，载人舱为空心球体。除载人舱及部分电路设施外，其余部分与海水相通。“奋斗者”号在海水中依靠改变自身重力和受到的海水浮力实现无动力下潜和上浮。不考虑海水的流动影晌，忽略深潜器部件受到海水压力后的体积变化。 $($ 海水密度取 $1.0 \times 1 0^{3} k g / m^{3}$ ， $g$ 取 $10 N / k g)$

(1)、若在 $10909 m$ 深度处，海水产生的压强为 $1.1 \times 1 0^{5} P a$ ，此处海水在载人舱外壳 $2 \times 1 0^{- 4} m^{2}$ 的面积上产生的压力为多少？

(2)、若固体浮力材料质量为 $2400 k g$ ，密度为 $600 k g / m^{3}$ 。求：
$①$ 固体浮力材料的体积为多少？
$②$ 固体浮力材料完全浸没在海水中时，受到的浮力和自身重力之差为多少？

(3)、“奋斗者”号完全浸没在海水中后匀速下潜，接近海沟底部时，抛掉质量为 $m$ 的压载铁后悬浮在海水中，待海底科研任务结束后，抛掉剩余的全部压载铁后匀速上浮至海面。若“奋斗者”号只在竖直方向实现下潜和上浮，船身与水平面平行，下潜和上浮过程中所受阻力大小不变、方向与运动方向相反，压载铁的密度为 $8.0 \times 1 0^{3} k g / m^{3}$ ，则“奋斗者”号在抛掉质量为 $m$ 的压载铁后所受海水的浮力为多少 $N$ 。

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22. 如图所示，某兴趣小组利用力传感器测量物体密度，将力传感器固定在铁架台上，底面积为50cm²的实心均匀圆柱体A通过轻杆与力传感器相连，传感器显示杆的作用力大小。底面积100cm²的柱形容器B放在水平升降台上，装有20cm深的水，如图甲所示。从某时刻开始让升降台上升使A逐渐浸入水中，力传感器的示数F与升降台上升高度h的关系如图乙所示。A始终保持竖直且不吸水，整个过程无水溢出且A未触底，杆浸入水中的体积忽略不计，g=10N/kg。请回答下列问题：

(1)、A未入水时，容器底部受到水的压强为多少；

(2)、当A浸入水中10cm时，则A所受浮力为多少；

(3)、物体A的密度为多少。

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23. 如图所示，底面积为 $100 c m^{2}$ 的圆柱形容器静止在水平桌面上，容器内水质量为0. 6kg，用轻质细线拉着物体A浸没在水中处于静止状态，物体A的质量为0. 3kg，体积为 $400 c m^{3}$ ，已知 $ρ_{水} = 1.0 \times 1 0^{3} k g / m^{3}$ ，细线质量忽略不计。

(1)、求物体A受到的浮力 $F_{浮}$ ；

(2)、求细线对A的拉力大小；

(3)、求水对容器底的压强 $p_{水}$ 。

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实验序号	1	2	3	4	5	6	7	8
h（cm）	0	2.0	4.0	6.0	8.0	10.0	12.0	14.0
F_浮（N）	0	1.2	2.4	3.6.	4.8	6.0	7.2	______
F（N）	9.0	7.8	6.6	5.4	4.2	3.0	1.8	______