第一章第3節(jié)《水的浮力》培優(yōu)訓練B（解析版）

浙教版科學八年級上第一章第3節(jié)《水的浮力》培優(yōu)訓練B知識要點知識點：物體浮沉的條件1.通過比較浮力和重力的大小關(guān)系來判斷物體的浮沉狀態(tài)。浸在液體中的物體，除重力G、浮力F浮外，沒有受到其他力的作用時，因為浮力的方向豎直向上，重力的方向豎直向下，所以此時物體的浮與沉就取決于物體所受浮力和重力的大小關(guān)系。（1）若F?。綠,物體將上浮（如所示），隨著物體不斷上升，最終物體將有部分體積露出水面，排開液體的體積減小，物體所受的浮力也就隨之減小，一直減小到F浮=G,物體就不再上浮，此時物體處于平衡狀態(tài)，將漂浮在液面上（如圖2所示）。（2）物體浸沒在液體中，當F浮=G時，物體處于懸浮狀態(tài)（如圖3所示），即可以停留在液面下任何位置，隨時都能保持平衡狀態(tài)。（3）當F<G時，物體將下沉（如圖4所示），直至沉到容器底部，此時容器底部對物體產(chǎn)生一定的支持力，物體在重力、浮力、支持力的作用下處于平衡狀態(tài)，物體靜止在容器底部（如圖5所示）。圖1圖2圖3圖4圖5（4）懸浮和漂浮是靜止狀態(tài)，而上浮和下沉是運動狀態(tài)。物體在液體中處于懸浮和漂浮時，浮力的大小都等于重力。但物體懸浮時，V排＝V物；物體漂浮時，V排＜V物。2.比較液體密度和物體的密度大小關(guān)系來判斷物體的浮沉狀態(tài)。對于實心物體來說，當它浸沒在液體內(nèi)部時，因為V排＝V物，F(xiàn)排=p液gV排液，G=p物gV物，所以可以通過比較物體密度p物與液體密度p液之間的大小關(guān)系來判斷物體的浮沉情況：當p液>p物物時，物體將上浮，最后漂浮在液面上；當p液＝ρ物時，物體將懸浮在液體內(nèi)部，當p液<p物時，物體將下沉。典型例題【例1】在研究物體的浮沉條件的實驗中，將一只雞蛋放在一杯水中浸沒。向水中不斷加鹽，直至鹽不能再溶解為止。雞蛋受到的浮力F隨鹽水密度p變化的圖像如圖所示。（已知pA=P水）（1）從玻璃杯側(cè)面觀察水中的雞蛋，所看到的是雞蛋正立的放大的▲（填“實”或“虛”）像。（2）當鹽水的密度小于pB時，雞蛋受到浮力▲雞蛋受到的重力，處于▲（填“漂浮”“懸浮”或“沉底”）狀態(tài)。（3）當鹽水的密度由pB增大到pc的過程中，雞蛋受到的浮力▲（填“變大”“變小”或“不變”）。（4）若實驗中雞蛋受到最大浮力為Fo,則實驗過程中雞蛋受到的最小浮力F=▲。答案：（1）虛（2）小于沉底（3）不變（4）PAF0/PB【例2】將同一個土豆先后放入甲、乙兩杯鹽水中，觀察到如圖所示的現(xiàn)象，請回答下列問題。（1）根據(jù)觀察到的現(xiàn)象，你能得到一些結(jié)論嗎？請任寫一條：▲。（2）把幾枚小鐵釘完全插入乙土豆內(nèi)，再把土豆放回乙鹽水中，此時土豆在乙鹽水中將▲，請簡要說明理由：答案：（1）甲鹽水的密度大于乙鹽水的密度（合理均可）（2）下沉在浮力不變的情況下，重力變大，重力大于浮力，土豆下沉（合理說法均可）自我檢測1.關(guān)于物體受到的浮力，下列說法正確的是（▲）A.漂浮在水面上的物體，受到的浮力可能大于自身重力B.在水中向下運動的物體，受到的浮力可能大于自身重力C.靜止在水中的物體，受到的浮力等于自身重力D.浸在水中的物體，體積越大，受到的浮力越大【答案】B【解析】（1）物體漂浮或懸浮時受到的力和自身的重力相等，物體沉底時受到的浮力小于自身的重力；物體上浮時浮力大于自身的重力；（2）由阿基米德原理F?。紾排＝P液gV排可知，浮力與p液和V排都有關(guān)?！痉治觥勘绢}考查了阿基米德原理和物體浮沉條件的應(yīng)用，要注意在判斷浮力大小時，要考慮液體密度和排開的體積，還要考慮物體所處的狀態(tài)等?！驹斀狻緼.漂浮在水面上的物體，受到的浮力等于自身的重力，故A錯誤；B.在水中向下運動的物體，若物體還受向下的拉力，受到的浮力可能大于自身重力，故B正確；C.水中的物體，漂浮或懸浮時，受到的浮力等于自身重力，靜止在底部的重力要大于浮力故C錯誤；D.由阿基米德原理F?。紾排＝P液gV排可知，浮力與P液和V排都有關(guān)；浸在水中的物體，體積大，但排開水的體積不一定大，故D錯誤。故選B.2.如圖所示，向盛水的燒杯中陸續(xù)加鹽，并輕輕攪拌，雞蛋將（▲）A.下沉，浮力不變B.上浮，浮力不變C.下沉，浮力變小D.上浮，浮力變大【答案】D【解析】該題考查阿基米德原理、物體的浮沉條件，比較物體所受重力與浮力的大小：浮力大于重力則物體上??；浮力小于重力則物體下沉；浮力等于重力，則物體處于漂浮或懸浮狀態(tài)。阿基米德原理：浸在液體中的物體會受到液體對它豎直向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力：F?。紾排＝pg排·1、本題是有關(guān)浮力的題目，解決本題的關(guān)鍵知道浮沉條件的應(yīng)用和阿基米德原理；2、向水中加鹽，食鹽溶化后，水的密度增大；雞蛋的體積不變，排開水的體積不變；3、根據(jù)阿基米德原理可知雞蛋受到的浮力增大，再根據(jù)物體的浮沉條件判斷?！痉治觥俊驹斀狻慨斚蛩屑欲}雞蛋排開水的體積不變，但使水的密度增大，由公式F浮＝P液V排g可知雞蛋受到的浮力增大，而雞蛋的重力不變，當F?。綠時，雞蛋將上浮。故選D.3.某物體的質(zhì)量為100g,當把它放進盛滿水的容器中時，溢出50mL的水，則此物體（▲）A.浮在水面上B.沉到容器底部C.懸浮在水中D.無法判斷【答案】B【解析】本題要判斷出物體的浮沉，就要比較物體重力和浮力的大小關(guān)系；物體重力為G=mg,而浮力大小根據(jù)阿基米德原理得，F(xiàn)浮＝G排＝m排g,根據(jù)重力和浮力的大小關(guān)系確定物體的浮與沉。【分析】本題考查了學生對阿基米德原理、物體的浮沉條件的掌握和運用，屬于基礎(chǔ)題目。【詳解】要判斷物體的浮沉條件，就要分別求出物體的重力和浮力G物＝mg=100×10-3kg×9.8N/kg＝0.98N，F(xiàn)浮=G排＝m排g=p水V=1.0×103kg／m3×50×10-6m3×9.8N/kg=0.49N；G物＞F浮，物體將下沉。故選B.4.甲、乙兩種物質(zhì)的質(zhì)量和體積關(guān)系如圖所示，若分別用甲、乙兩種物質(zhì)制成體積相等的兩實心物體a和b,放在水中靜止后，則（▲）A.a漂浮，a受浮力大于bB.b漂浮，b受浮力大于aC.a沉底，a受浮力大于bD.b沉底，b受浮力大于a【答案】C【解析】【分析】【詳解】解析由圖象可知，當m甲＝m乙=4g時，V甲＝2cm3,V乙=8cm3,則甲、乙兩種物質(zhì)的密度分別為：p甲=m甲/V甲=4g/2cm3=2g/cm3,P乙＝m乙/V乙=4g/8cm3＝0.5g/cm3,用甲、乙兩種物質(zhì)制成體積相等的兩實心物體a和b,放在水中靜止后，因p甲>p水>p乙,所以，a沉底，b漂浮，故AD錯誤；設(shè)a、b物體的體積為V,則F浮a=p水gV排＝p水gV排,F浮b=Gb=mbg=p乙Vg,所以，F(xiàn)浮a>F浮b,故B錯誤，C正確。故選C.5.兩手分別拿著兩個體積相同的小木塊和石塊浸沒在水中，同時松手，小木塊上浮，石塊下沉。比較松手時兩者所受的浮力（▲）A.木塊受的浮力大B.石塊受的浮力大C.兩者受的浮力一樣大D.條件不足，無法比較【答案】C【解析】根據(jù)物體的沉浮條件判斷物體的沉浮，然后根據(jù)阿基米德原理公式F?。絧gV排計算浮力?！痉治觥勘绢}考查阿基米德原理的應(yīng)用，知道物體所受浮力的大小是由液體的密度和它所排開液體的體積決定。【詳解】由于體積相同的木塊和石塊，讓它們完全浸沒在水中，石塊排開液體的體積等于木塊排開液體的體積，根據(jù)阿基米德原理公式F?。絧gV排可知，石塊所受的浮力等于木塊所受的浮力；雖然木塊上浮，石塊下沉，但松手時木塊和石塊仍然浸沒在水中時，所以石塊所受的浮力仍然等于木塊所受的浮力，ABD不符合題意，只有C符合題意。故選：C.6.如圖所示，小球在繩子拉力作用下恰好浸沒在水中，則下列說法正確的是（▲）A.小球所受的浮力大于小球的重力B.剪斷繩子后，小球上升過程中所受的浮力不變C.剪斷繩子后，小球上升過程中水對燒杯底部的壓強變大D.剪斷繩子前沿杯壁緩慢加水，小球受到繩子的拉力變小【答案】A【解析】（1）根據(jù)物體的受力平衡即可判斷小球所受浮力、拉力與重力的關(guān)系，并據(jù)此可判斷加水后是否會對這種平衡造成影響。（2）剪斷繩子后，根據(jù)排開液體的體積變化，利用阿基米德原理F?。紾排＝P液gV排分析水中的小球所受浮力浮變化，根據(jù)水的深度變化利用p=pgh判斷水對燒杯底部的壓強變化?！痉治觥勘绢}準確分析物體的受力情況，熟練運用阿基米德原理和液體壓強公式是解答此題的關(guān)鍵?！驹斀狻緼、小球在繩子拉力作用下恰好浸沒在水中，小球受到豎直向下的重力、豎直向下的拉力和豎直向上的浮力作用，則根據(jù)物體受力平衡可知：F?。紾+F;所以，小球所受的浮力大于小球的重力。故A正確；B、剪斷繩子后，小球會上升，由于原來小球恰好浸沒在水中，所以上升后就會露出水面，則上升過程中排開水的體積變小，根據(jù)阿基米德原理可知所受的浮力變小，故B錯誤；C、小球上升過程中，水的液面下降，根據(jù)p=pgh可知水對燒杯底部的壓強變小。故C錯誤；D、剪斷繩子前沿杯壁緩慢加水，小球所受的重力不變，排水體積不變，則浮力也不變，小球仍處于平衡狀態(tài)，因此，小球受到繩子的拉力不變，故D錯誤。故選：A.7.如圖所示是“遼寧號”航母搭載著“艦載機”試飛演習的場景，下列說法正確的是（▲）A.當艦載機降落在航母上時，航母將下沉，受到的浮力將變小B.當艦載機飛離航母時，航母將上浮，受到的浮力將變大C.當艦載機靜止在航母上時，受到的浮力與它們的總重力大小相等D.不論艦載機靜止在航母上，還是離開航母，受到的浮力大小都不變【答案】C【解析】漂浮的物體，浮力等于重力，浮力是否變化決定于重力如何變化?！痉治觥看祟}考查了物體漂浮在液體中時，浮力和重力的關(guān)系，物體只要是漂浮，浮力始終等于重力，浮力的變化決定于重力是否變化、如何變化。【詳解】A、當艦載機靜止在航母上時，航母受到的浮力與它們的總重力大小相等，A錯誤；B、當艦載機飛離航母時，航母將上浮，航母受到的浮力仍等于總重力，重力減小，所以浮力減小，B錯誤；C、當艦載機降落在航母上時，航母將下沉，因為仍是漂浮，航母受到的浮力仍等于總重力，重力變大，所以浮力變大，C正確；D、由BC知，D錯誤。故選C.8.一均勻?qū)嵭奈矬w恰能懸浮在水中，如果把它截去一半，則另一半將（▲）A.上浮B.懸浮C.下沉D.漂浮【答案】B【解析】物體浸沒在液體中，浸沒時排開液體的體積等于物體體積，利用阿基米德原理得出得出F?。絇液V排g=P液V物g,利用重力公式得出G=p物V物g,通過比較浮力和重力的關(guān)系得出密度關(guān)系，根據(jù)密度不變進行判斷?！痉治觥勘绢}考查了學生對物體的浮沉條件、阿基米德原理的掌握和運用，分析時用好“浸沒時排開液體的體積等于物體體積”和“實心物體密度均勻”這兩個隱含條件。【詳解】浸沒在水中的物體受到液體的浮力F浮和重力G兩個力的作用，∵排開水的體積等于物體的體積，即：V排＝V物，∴F?。溅岩篤物g=ρ液V物g,G=m物g==ρ物V物g,物體將懸浮時，F(xiàn)?。紾,即ρ液V物g=ρ物V物g,P液＝P物，因?qū)嵭奈矬w的密度均勻不變，所以余下的一半在液體中仍然懸浮。故選B.9.如圖a、b、c三個實心小球，其中a與b質(zhì)量相等，b與c體積相同；將三個小球放入水中靜止不動時，a球漂浮、b球懸浮、c球沉底。則下列判斷中正確的是（▲）A.它們在水中的體積關(guān)系是：Va<Vb=VCB.它們的重力關(guān)系是：Ga=Gb>GCC.它們的密度關(guān)系是：pa<pb=pcD.它們所受的浮力關(guān)系是：Fa=Fb=FC【答案】D【解析】【分析】【詳解】a球漂浮、b球懸浮、浮力等于重力，因為其質(zhì)量相等，G=mg，所以a、b浮力相等；b與c體積相同，根據(jù)F浮＝ρ液V物g，所以b、c所受浮力相等，因此它們所受的浮力關(guān)系是：Fa=Fb=FC，故選：D將李子浸沒在清水中，李子沉入水底，如圖（a）所示，此時李子受到的浮力▲（填“大于”“等于”或“小于”）李子受到的重力。往杯中逐漸加鹽后李子開始上浮，說明李子受到的浮力與液體▲的有關(guān)；李子露出液面后繼續(xù)上浮，直至漂浮在液面上，如圖（b）所示，說明浮力隨▲的減小而減小?！敬鸢浮啃∮?；密度；排開液體的體積【解析】李子原來沉在水底說明受到的浮力小于李子重，現(xiàn)在李子上浮說明受到的浮力大于李子重，浮力增大的原因是向水中加鹽，增大了液體的密度，說明浮力的大小與液體的密度有關(guān)，根據(jù)阿基米德原理可知浮力的大小還與排開液體的體積有關(guān)?！痉治觥勘绢}通過李子的浮沉實驗，考查了浮力的影響因素，注意鹽水的密度是化的?！驹斀狻坑捎诶钭樱ㄖ貫镚)沉在水底，則F浮＜G,現(xiàn)在李子上浮，說明F′浮>G,所以，F(xiàn)′浮>F浮，由于向水中慢慢加鹽，增大了液體的密度，由此說明：浮力的大小與液體的密度有關(guān)；李子露出液面后繼續(xù)上浮，直至漂浮在液面上，排開液體的體積減小，則浮力減小，最后與物體的重力相等，而處于漂??；說明浮力隨排開液體的體積的減小而減小。由此可知：浮力還與排開液體的體積有關(guān)。故答案為：小于；密度；排開液體的體積。11.質(zhì)量為0.1kg的木塊漂浮在水面上，木塊所受重力為▲N,木塊所受的浮力大小為▲N,如果把木塊投入酒精中，木塊也漂浮在酒精液面上，木塊所受的浮力將▲（填“增大”“不變”或“減小”）。【答案】0.98;0.98;不變【解析】利用重力公式可計算木塊的重力。當木塊漂浮時，其所受浮力等于重力，據(jù)此判斷在水中和酒精中漂浮時的浮力大小?！痉治觥繒\用重力的公式進行計算，知道漂浮時物體所受的浮力等于自身重力，是解答本題的關(guān)鍵.【詳解】木塊所受重力：G=mg=0.1kg×9.8N/kg=0.98N;由于木塊漂浮在水面上，所以受到的浮力等于自身的重力，即F?。紾=0.98N;木塊在酒精中也處于漂浮狀態(tài)，其浮力仍等于自身重力，所以浮力不變。故答案為：0.98;0.98;不變．12.體積相同的三個實心小球，分別放入盛有水的A、B、C三個容器中，靜止后的位置如圖所示，若三個小球所受到的浮力分別用FA、FB、Fc表示，則它們的大小關(guān)系是▲，▲容器中的小球密度最小?！敬鸢浮縁A<FB<Fc;A【解析】①由題知，三個小球的體積相同，根據(jù)圖示得出三個小球排開水的體積的大小關(guān)系，利用阿基米德原理的推導公式F浮=P水V排g比較受浮力的大小關(guān)系；②比較物體與液體的密度大?。寒斘矬w的密度大于液體的密度時，物體下沉；當物體的密度小于液體的密度時，物體上?。ㄆ。?；當物體的密度等于液體的密度時，物體處于懸浮狀態(tài)?！痉治觥课矬w的浮沉也可根據(jù)液體的密度與物體的密度關(guān)系進行判斷，物體上?。╬物＜P液）；物體下沉（p物＞P液）；物體漂?。╬物＜P液）；懸浮狀態(tài)（p物＝P液）。【詳解】由圖知，A、B、C三個容器中的小球排開水的體積關(guān)系為：VA<VB<VC,∵F浮=P水V排g,∴三個球受到水的浮力關(guān)系為：FA<FB<Fc;由圖可知：A、B容器中的小球漂浮，C容器中的小球懸浮，根據(jù)物體的浮沉條件可得：A、B兩球的密度都小于水的密度，C球密度等于水的密度，∵A、B漂浮∴F浮=G,∵FA<FB,∴GA<GB,∵G=mg=pvg,球的體積相同，PA<PB,∴PA<PB<PC。故答案為：FA<FB<Fc;A13.利用圖中的器材（水任意取），研究“物體漂浮在液面時，所受浮力與自身重力的大小關(guān)系”，即物體漂浮的條件。圍繞主要實驗步驟，回答有關(guān)問題：（1）向量筒中注入適量的水。（2）在質(zhì)量約為幾克的小塑料瓶中放入適量的螺絲釘，使它能浮在水面上。請說明“放入適量螺絲釘”的好處：▲。（3）測出放有螺絲釘?shù)男∷芰掀康闹亓;（4）讀出量筒中水的體積V1;將小塑料瓶放到量筒中，穩(wěn)定時讀出水面對應(yīng)的刻度V2;則小塑料瓶所受浮力的表達式是：▲。（5）比較小塑料瓶所受的▲大小關(guān)系，可以初步得出結(jié)論?！敬鸢浮浚?）使小塑料瓶重些，能用彈簧測力計較準確地測出它的重力，同時使小塑料瓶有較大的體積浸在水中，減小實驗誤差；（4）F浮=P水（V2-V1)g;（5）浮力與重力【解析】【分析】本實驗考查了學生對物體的漂浮條件和阿基米德原理的掌握和運用，難度較大，應(yīng)認真審題結(jié)合所學過的實驗知識進行解答；分析時注意如何減小實驗誤差?！驹斀狻浚?）因塑料瓶質(zhì)量較小，故彈簧測力計的示數(shù)及浸入水中部分均較小，故為了增大彈簧測力計的示數(shù)可以放入螺絲釘使塑料瓶重一些，能用彈簧測力計較準確地測出它的重力，同時使塑料瓶有較大體積浸在水中，減小實驗誤差；（4）量筒內(nèi)的水變化了V2-V1,說明塑料瓶浸入水中的體積為V2-V1,由阿基米德原理推導公式可得：F浮=p水（V2-V1)g;（5）要得出物體漂浮的條件，應(yīng)比較浮力與重力的大小關(guān)系。故答案為：（2）使小塑料瓶重些，能用彈簧測力計較準確地測出它的重力，同時使小塑料瓶有較大的體積浸在水中，減小實驗誤差；（4）F浮=P水（V2-V1)g;（5）浮力與重力14.“曹沖稱象”是家喻戶曉的典故，某興趣小組模仿這一現(xiàn)象，制作了一把“浮力秤”，將直筒形的玻璃杯浸入水中，如圖所示，已知玻璃杯的質(zhì)量為200g,底面積是40c㎡,高度為20cm（g取10N/kg）。求：（1）將杯子開口向上豎直放入水中時（注：水未進入杯內(nèi)）杯子受到的浮力；（2）此時杯子浸入水中的深度（即為該浮力秤的零刻度位置）；（3）此浮力秤的最大稱量（即玻璃杯中所放物體的最大質(zhì)量）。【答案】（1）將杯子開口向上豎直放入中時，杯子受到的力是2N;（2）此時杯子浸入水中的深度是5cm;（3）此浮力秤的最大稱量為0.6kg【解析】（1）由于該玻璃杯是一把“浮力秤”，它漂浮在水面上，所以它受到的浮力等于重力；（2）可先根據(jù)阿基米德原理算出該玻璃杯在水中水面上，所以它受到的浮力等于重力；（2）可先根據(jù)阿基米德原理算出該玻璃杯在水中的V排，然后再用V排除以底面積，就可以算出杯子浸入水中的深度；（3）當杯子下沉的深度為0.2m時，此時杯子受到的浮力最大，所以我們需要先算出杯子的體積，即為最大V排，然后根據(jù)阿基米德原理算出杯子受到的最大浮力，最后用最大浮力減去第（2）問中的浮力即為玻璃杯內(nèi)能放物體的最大重力，利用G=mg求該浮力秤的最大刻度?！痉治觥勘绢}中計算浮力用到了兩種方法：一是利用阿基米德原理去計算（它是通用公式），二是根據(jù)F浮＝G去計算（它只適合于漂浮或懸?。?。要明確：物體在液體中受