人教版八年级下册《10.3 物体的浮沉条件及应用》2023年同步练习卷（答案）考试试卷

人教版八年级下册《10.3 物体的浮沉条件及应用》2023年同步练习卷
一 、单选题（本大题共6小题，共18分）
1.（3分）年月日，“长征号”潜水艇在海南三亚某军港交接入列。根据任务要求，潜水艇需在南海不同深度处悬浮。若忽略海水密度变化，则下列说法错误的是
A. 潜水艇排开海水的体积不变 B. 潜水艇所受的液体压强不变
C. 潜水艇所受的浮力大小不变 D. 潜水艇所受的重力大小不变
2.（3分）如图所示，一个边长为的正方体浸没在水中未触碰容器底，弹簧测力计示数为，下表面受到液体的压力为下列说法错误的是
A. 上表面受到液体的压力为
B. 物体的密度为
C. 正方体上表面到水面的距离
D. 把物体从弹簧测力计上取下后投入水中静止时受到容器底的支持力为。
3.（3分）浮力在生活中有很多应用，下列说法不正确的是
A. 密度计在不同液体中总是处于漂浮状态，所以将其插入待测液体中，待静止后密度计露出液面越多，待测液体密度越小
B. 轮船的排水量越大，表明轮船满载时货物和船自身质量之和越大
C. 潜水艇通过改变自身重力实现上浮和下沉的
D. 气球和飞艇可以飘在空中是因为充入了密度小于空气的气体
4.（3分）如图所示，质量相等的、、三个小球，放在同一液体中，结果球漂浮，球悬浮，球下沉到容器底部，则它们受到的浮力、、的大小关系是
A. B. C. D.
5.（3分）年月，海啸导致南太平洋岛国汤加淡水紧缺，为实施人道主义救援，中国海军五指山舰日夜兼程抵达汤加之后，停泊于码头旁并通过管道向陆地输送淡水，如图所示，输水过程中，五指山舰
A. 舰体略上浮，受到浮力不变 B. 舰体略上浮，受到浮力变小
C. 舰体略下沉，受到浮力不变 D. 舰体略下沉，受到浮力变大
6.（3分）我国自主研制的亚洲第一深水导管架“海基一号”质量为万吨，于年月日被顺利装上驳船运往珠江口盆地海域。驳船因载有“海基一号”而多排开海水的质量
A. 等于万吨 B. 大于万吨 C. 小于万吨 D. 都有可能
二 、填空题（本大题共6小题，共24分）
7.（4分）海水的密度大于河水的密度，当图所示的军舰保持质量不变由大海驶向河流的过程中，它所受到的浮力将______填“增大”、“不变”或“减小”，军舰排开水的体积将______填“增大”、“不变”或“减小”。
8.（4分）人们常用“冰山一角”来比喻事物已经显露出来的一小部分，实际情况要严重得多。冰山漂浮在水面上，受到的浮力大小 ______重力大小，露出水面部分占总体积的 ______。
9.（4分）小华用一支自制的长为的密度计测某液体的密度，如图所示。密度计浸在水中静止时露出水面长度为，受到的浮力为，浸在被测液体中静止时露出长度为，受到的浮力为则______选填“”，“”或“”，待测液体的密度______用含有字母的式子表示，水的密度用表示
10.（4分）质量为、体积为的物体的密度为 ______，把该物体投入装有足够多水的容器中，物体静止时受到的浮力为 ______。取
11.（4分）“彩球温度计”是一种现代居家饰品，其结构模型如图所示，该“彩球温度计”是由体积相同保持恒定、质量不同的小球和密度随温度的升高而减小的液体组成。当环境温度升高时，浸没在液体中的小球受到的浮力将 ______，在某一环境温度下，四个小球处于如图位置，此时小球受到的浮力 ______选填“大于”“等于”或“小于”小球受到的浮力。
12.（4分）如图甲所示，一个棱长为、重为的正方体物块，水平放置在一个方形容器中，与容器底部不密合。以恒定水流向容器内注水，容器中水的深度随时间的变化关系如图乙所示，当时，物块在水中处于 ______选填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”状态，图乙中的值为 ______。
三 、实验题（本大题共2小题，共12分）
13.（6分）农民用盐水选种，要把盐水的密度从配成应向盐水中加______选填“盐”或“水”，将谷种放入配制好的盐水中，密度大于的将______到盐水的底部俗话说“瓜浮李沉”，意思是西瓜投入水中可以漂浮，李子投入水中会下沉由此可知：西瓜的密度______李子的密度选填“大于”、“小于”或“等于”。
14.（6分）小京为了证明“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的，他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和金属块等器材进行实验。
以下是他的部分实验步骤，请帮他补充完整。
①将金属块悬挂在弹簧测力计下，测量金属块受到的重力并记录；
②在烧杯中装入适量的水，___________，静止时记录弹簧测力计的示数，用刻度尺测量烧杯中水的深度并记录；
③___________，静止时记录弹簧测力计的示数，用刻度尺测量烧杯中水的深度并记录；
④用公式___________计算金属块所受浮力、并记录。
由水的深度变化时，___________选填“”或“”，就可以证明这种观点是错误的。
四 、计算题（本大题共1小题，共12分）
15.（12分）如图所示，建造港珠澳海底隧道时，先将沉管两端密封，如同一个巨大的长方体空心箱子、然后让其漂浮在海面上，再用船将密封沉管拖到预定海面上，向其内部灌水使之沉入海底。当密封沉管灌水下沉到海底后，将其下半部分埋入海底的泥沙中，再将灌入其中的海水全部抽出、此时空心密封沉管不会再上浮、海底隧道就建成了，设某节密封长方形沉管的长、宽、高分别是、、，总质量为；钢筋混凝土的密度为，海水密度取，，求：

该节密封沉管空心部分的体积是多少？
该节密封沉管漂浮在海面上时，密封沉管下表面受到的海水压强是多少？保留一位小数
当该密封沉管上表面刚好与水面齐平时，注入的海水重至少为多少？
答案和解析
1.【答案】B;
【解析】解：、由题知，潜水艇在不同深度处悬浮，潜水艇处于浸没状态，排开海水的体积与潜水艇的体积相等；则排开海水的体积不变，故正确；
、潜水艇在不同深度处悬浮，海水密度保持不变，由可知潜水艇所受的液体压强是不同的，故错误；
、海水密度保持不变，由知潜水艇在海水中受到的浮力不变；故正确；
、由于潜水艇悬浮，则潜水艇所受的浮力与重力大小相等，所以潜水艇所受的重力大小相等，故正确。
故选：。
因为潜水艇在液面下悬浮，潜水艇处于浸没状态，排开水的体积与潜水艇的体积相等；由分析潜水艇所受的液体压强是否变化；
根据悬浮条件可知浮力和重力的关系；若海水密度保持不变，根据阿基米德原理即可判断所以排开液体的体积是否变化。
潜水艇的工作时是靠改变自身的重力来实现上浮或下潜的，要明确潜水艇处于浸没状态，排开水的体积不变。
2.【答案】C;
【解析】A.正方体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，则，则正方体浸没时受到的浮力：；已知下表面受到液体的压力为，由浮力产生的原因可得上表面受到液体的压力：，故A正确；
B.根据称重法可得物体的重力：，由可得物体的密度：，故B正确；
C.正方体上表面的面积：，水对物体上表面的压强：；由可得，正方体上表面到水面的距离：，故C错误；
D.物体在水底静止时受到容器底的支持力：，故D正确。
故选：。
知道正方体边长，求出浸没时排开水的体积，由可得受到的浮力；然后根据浮力产生的原因求出上表面受到液体的压力；
根据称重法求出物体的重力，根据求出物体的密度；
根据求出正方体的上表面积，根据求出液体对物体上表面的压强，根据求出正方体上表面到液面的距离；
根据物体受力平衡时合力为零即可求出支持力。
该题考查了浮力产生的原因和阿基米德原理、压强定义式、液体压强公式的应用，计算过程要注意单位的换算。
3.【答案】A;
【解析】
此题主要考查物体浮沉条件的应用。
密度计、轮船、潜水艇和气球飞艇都是物体浮沉条件的具体应用。

A.密度计在不同液体中总是处于漂浮状态，浮力不变，排开液体的体积，液体密度越大，排开液体的体积越小，待静止后密度计露出液面越多，待故错误，符合题意；
B.轮船的排水量指排开水的质量，根据阿基米德原理和物体漂浮时得，则，表明轮船的排水量越大，轮船满载时货物和船自身质量之和越大，故正确，不符合题意；
C.由可知潜水艇浸没，所受浮力不变，当浮力大于重力潜水艇上浮，浮力小于重力潜水艇下沉，故潜水艇通过改变自身重力实现上浮和下沉的，故正确，不符合题意；
D.气球和飞艇可以飘在空中是因为充入了密度小于空气的气体，故正确，不符合题意。
故选。
4.【答案】D;
【解析】解：
球漂浮，
，
球悬浮，
，
球下沉，
。
由题知，三球的质量相等，所以三球重力相等，即，
。
故选：。
知道球漂浮、球悬浮、球沉底三球的质量相等、重力相等，根据物体的浮沉条件判断三球受到的浮力大小关系。
此题主要考查了学生对物体的浮沉条件的掌握和运用，灵活运用物体漂浮、悬浮、沉底的特点是本题的关键。
5.【答案】B;
【解析】解：五指山舰始终漂浮在水面上，根据浮沉条件，漂浮时，浮力等于重力，当输水过程中，五指山舰的总重力减小，故受到的浮力减小；
根据阿基米德原理原理得，当浮力变小时，变小，即舰体上浮。故正确。
故选：。
根据浮沉条件判断浮力的大小；根据阿基米德原理判断的变化。
此题主要考查阿基米德原理和浮沉条件的应用。属于基础题目，难度不大。
6.【答案】A;
【解析】解：亚洲第一深水导管架“海基一号”质量为万吨，于年月日被顺利装上驳船运往珠江口盆地海域，驳船漂浮，万吨，多排开海水的质量等于导管架“海基一号”的质量。
故选：。
亚洲第一深水导管架“海基一号”质量为万吨，于年月日被顺利装上驳船运往珠江口盆地海域，驳船漂浮，多排开海水的质量等于导管架“海基一号”的质量。
此题主要考查了物体的浮尘条件，漂浮的物体排开液体的质量等于物体的质量，常见题目。
7.【答案】不变 ; 增大 ;
【解析】解：军舰质量不变，受重力不变，在海水和河水中都漂浮，
，
军舰在海水和河水中受到的浮力：
，由大海驶向河流的过程中，它所受到的浮力将不变。
又，
液体密度大的，排开液体的体积小；
，
排开海水的体积比排开河水的体积小，即：军舰排开水的体积将增大。
故答案为：不变，增大。
军舰在两种液体中都漂浮，受浮力等于军舰重，可以得出军舰受浮力大小关系；因为军舰受浮力相等，知道海水大于河水的密度，利用阿基米德原理分析排开水的体积关系。
本题将漂浮条件和阿基米德原理综合应用，技巧性强，要灵活运用。与此类似的题目：将密度计放入不同的液体中类似问题。
8.【答案】等于 ;
【解析】解：冰山漂浮在水面上，根据物体的浮沉条件可知，冰山受到的浮力大小等于冰山的重力；
冰山的重力为：；
根据阿基米德原理可知：，即：，则：，露出水面部分与总体积的比值为。
故答案为：等于；。
冰山漂浮，其所受浮力大小等于重力大小；根据得出冰块排开水的体积，据此得出冰块露出水面的体积，进而得出冰块露出水面的体积与冰块总体积之比。
此题主要考查了阿基米德原理的应用、物体浮沉条件的应用，难度不大。
9.【答案】= ; ρ水 ;
【解析】解：当密度计置于水、液体的容器中，
因为密度计漂浮，
所以密度计受到的浮力：
，，
即，
，
，
。
故答案为：；。
把密度计放在水、液体时都漂浮，利用物体的漂浮条件判断出浮力的大小；
利用阿基米德原理和浮力相等列等式表示出液体密度。
本题涉及的知识点较多，既考查阿基米德原理、物体的浮沉条件的应用，还考查控制变量法的应用，难点是将阿基米德原理和物体的浮沉条件结合起来使用。
10.【答案】;
【解析】解：物块的密度为：
；
即物块的密度小于水的密度，根据浮沉条件可知物块在水中将漂浮；
根据漂浮条件可知，物块受到的浮力。
故答案为：；。
根据密度公式可求物块的密度，再与水的密度进行比较，即可知道物体的在水中的浮沉状态；根据物体的漂浮条件可求出物体所受的浮力。
此题主要考查重力公式、密度公式以及浮沉条件的应用等知识，难点是求物体的密度，判断物体在水中的沉浮状态。
11.【答案】变小 等于;
【解析】解：浸没在液体中的小球，由于排开液体的体积不变，根据液体密度随温度的升高而减小可知：当环境温度升高时，液体密度减小，根据可知所受浮力变小；
由图可知：小球与小球都处于浸没状态，排开液体的体积与物体的体积相等，由于小球的体积相等，所以小球与小球排开液体的体积相等，根据可知所受浮力相等，即：。
故答案为：变小；等于。
浸没在液体中的小球，由于排开液体的体积不变，当环境温度升高时，液体密度减小，根据即可判断浮力的大小变化；
在某一环境温度下，由图可知：小球与小球都处于浸没状态，则根据即可判断浮力大小关系。
此题主要考查阿基米德原理的应用，关键是判断液体密度的变化和物体排开液体的体积大小关系。
12.【答案】漂浮 9;
【解析】解：
正方体物块的体积：；
物块的质量：；
物块的密度：；
即物块的密度小于水的密度，物块在水中最终会漂浮，
由图象可知，过程中，随着水的深度逐渐增加，物块排开水的体积也变大，则物块所受到水的浮力也变大，
当时，水的深度变化变慢，说明此时物块刚好处于漂浮状态，因此当时，物块在水中处于漂浮状态；
当时，物块刚好处于漂浮状态，则，
根据可得此时物块排开水的体积：
，
由可得，此时水的深度：
。
故答案为：漂浮；。
已知正方体物块的棱长，由正方体的体积公式可求物块的体积，已知物块的重力可求物块的质量，根据公式可求物块的密度，再与水的密度进行比较，根据物块的密度小于水的密度，判断物块最终会漂浮，然后根据图像分析出物块恰好漂浮的时间点为，进而判断出时物块在水中的状态；
根据物体漂浮条件求出物块受到的浮力，根据阿基米德原理求出此时物块排开水的体积，再由可求出此时物块浸入水中的深度，即为此时水的深度的值；
此题主要考查学生对物体浮沉条件和阿基米德原理的应用，正确判断出时物块恰好漂浮是解答该题的关键。
13.【答案】水 下沉 小于;
【解析】解：已知大于，因此要把盐水的密度从配成，应向盐水中加水；
由物体的浮沉条件可知，时，物体下沉，将谷种放入配制好的盐水中，密度大于的将下沉；
西瓜漂浮在水面上，；李子在水中下沉，，所以，。
故答案为：水；下沉；小于。
如果盐水的密度大于需配制盐水的密度则需要加水；如果小于需配制的盐水的密度则需要加盐；
物体的浮沉条件是：浮力大于重力，上浮；浮力等于重力，悬浮；浮力小于重力，下沉。
物体的浮沉条件可变成以下形式：①，上浮②，悬浮③，下沉。
此题主要考查了学生对物体浮沉条件的掌握和运用，根据物体的浮沉确定物体和液体的密度关系是本题的关键。
14.【答案】②将金属块浸没在水中且不接触烧杯 ③向烧杯中加水，将金属块浸没在水中且不接触烧杯 ④ ；
;
【解析】为探究浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度关系，步骤②③中金属块都应浸没在水中，只是前后两次浸没在水中的深度不同，所以步骤②在烧杯中装入适量的水，将金属块浸没在水中且不接触烧杯，记录弹簧测力计的示数，用刻度尺测量烧杯中水的深度，根据称重法可知，此时浮力为
步骤③向烧杯中加水，将金属块浸没在水中且不接触烧杯，改变金属块浸没在水中的深度，记录弹簧测力计的示数，用刻度尺测量烧杯中水的深度，根据称重法可知，此时浮力为

由可知，金属块浸没在水中的不同深度时，金属块受到的浮力相同，说明浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度无关，故可证明题干中“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的。
15.【答案】解：（1）密封沉管的总体积为：V=180m×35m×10m=63000；
根据ρ=可知，钢筋混凝土的体积为：V'===24000；
节密封沉管空心部分的体积是：V孔=V-V'=63000-24000=39000；
（2）漂浮在海面上的密封沉管，在灌水前受到的浮力：
F浮=G=mg=6×107kg×10N/kg=6×108N；
浸没在水中的物体受到的浮力等于上下表面的压力差，沉管下表面受到海水的压力：F下=F浮=6×108N；
沉管下表面的面积：
S=180m×35m=6300，
下表面受到的海水压强：p==≈95238.1Pa；
（3）沉管刚好浸没海水中时，排开海水的体积：
V排=V=180m×35m×10m=63000，
受到的浮力：
F浮=ρgV排=1.0×103kg/×10N/kg×63000=6.3×108N，
沉管恰好悬浮时，沉管内注入海水的质量最小，
由F浮=G总=G管+G水可得，注入海水的重力：
G水=F浮-G管=6.3×108N-6×108N=3×107N。
答：（1）该节密封沉管空心部分的体积是39000；
（2）该节密封沉管漂浮在海面上时，密封沉管下表面受到的海水压强是95238.1Pa；
（3）当该密封沉管上表面刚好与水面齐平时，注入的海水重至少为3×107N。;
【解析】
根据密封沉管的长、宽、高求出其体积；根据密度公式求出钢筋混凝土的体积，从而求出空心部分的体积；
漂浮在海面上的密封沉管受到的浮力和自身的重力相等，根据求出其大小；根据浮力产生的原因，下表面受海水的压力，即浮力，根据算出下表面受到的海水压强；
沉管刚好浸没海水中时，排开海水的体积和自身的体积相等，根据阿基米德原理求出受到的浮力，沉管恰好悬浮时，沉管内注入海水的质量最小，根据求出注入海水的重力，根据求出注入海水的质量。
此题主要考查了物体浮沉条件和液体压强公式、压强定义式、阿基米德原理的应用等，要注意物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等。