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浙教版科学八上水和水的溶液1.3.1水的浮力（含答案）
一、选择题
1．挂在弹簧秤上的物体浸没在煤油中，弹簧秤的示数等于（　　）
A．物体受到的浮力 B．物体受到的重力
C．物体受到的重力减去它受到的浮力 D．物体受到的浮力减去它受到的重力
2．在下面所列的人或物体中，没有受到浮力的是（　　）
A．放飞的孔明灯 B．太空中的“神舟十号”
C．游弋的310渔政船 D．在游泳池仰泳的人
3．将四个物体分别放入四只相同且盛满水的溢水杯中，四只小烧杯也完全相同，静止后如图所示。其中物体受到浮力最大的是（　　）
A． B． C． D．
4．学习浮力时，老师组织同学们进行了以下体验活动：将一个密闭的圆柱形空筒放在装有水的深桶中，如图所示用手试着慢慢把它竖直压入水中，体会手的感受；空筒全部没入水中后，继续试着把它压向桶底，体会手的感受。根据活动中的感受，大家提出了以下四个问题。其中最有探究价值且易于探究的科学问题是（　　）
A．手的感受与物体所受到的浮力大小有什么关系
B．浮力的大小与浸入液体的物体形状有什么关系
C．浮力的大小与物体排开液体的体积有什么关系
D．液体压强与物体浸入液体的深度有什么关系
5．一个很薄的塑料袋（质量不计）装满水，袋口扎紧后挂在弹簧测力计下，读数是6N，若使塑料袋体积的2/3浸在水中称，弹簧测力计的读数接近于（　　）
A．0N B．2N C．4N D．6N
6．如图所示，潜水员正潜没在海水中，他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气，以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员的分析正确的是（　　）
A．向海底下潜的过程中，受到海水的压强变大
B．在海水中水平游动时，受到海水的压强变小
C．对背心进行放气后，受到海水的浮力变大
D．对背心进行充气后，受到海水的浮力变小
7．甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球，把它们放入水中静止后的情况如图所示，则它们在水中所受浮力相等的是（　　）
A．甲和乙 B．乙和丙 C．丙和丁 D．甲和丁
8．如图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。该过程中气泡密度和受到浮力的变化情况，叙述正确的是（　　）
A．密度和浮力都不变 B．密度和浮力都变大
C．密度变小，浮力不变 D．密度变小，浮力变大
9．在探究浮力问题时，某同学做了如图所示实验。测量时弹簧测力计的示数分别是F1、F2、F3和F4。其中符合阿基米德原理叙述的等量关系的是（　　）
A．F1＞F2＞F3＞F4 B．F1﹣F2＝F3﹣F4
C．F1+F2＝F3+F4 D．F1﹣F3＝F4﹣F2
10．在今年的东京奥运会上，中国跳水队以7金5银的成绩完美收官。如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程，其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是（　　）
A．①→② B．②→③ C．③→④ D．④→⑤
11．“天宫课堂”第一课上，神舟十三号航天员王亚平做了一个有关浮力的实验。在太空中，乒乓球并没有像在地面一样浮在水面，而是停留在了水中，如图。下列有关该现象的解释最准确的是（　　）
A．乒乓球没有排开水，水对球没有浮力
B．太空中失重状态下，排开的水所受重力为零，浮力消失
C．太空中失重状态下，排开的水的密度减小到零，浮力消失
D．乒乓球的质量为零，重力为零
二、填空题
12．2019年12月17日，由我国自主建造的第一艘国产航母﹣﹣山东舰（如图甲），正式交付海军。该舰标准排水量为5万吨，可同时停放36架歼﹣15舰载机。若每架舰载机质量为25吨。（海水的密度取1.03×103千克/立方米）
（1）舰载机起飞时（如图乙），以舰载机为参照物，航母是 　 　的。（选填“运动”或“静止”）
（2）在标准排水量时，航母所受的浮力为 　 　。
（3）当36架舰载机全部飞离航母后、航母排开海水的体积减少了 　 　立方米。（结果保留一位小数）
13．小敏对“物体在水中浸没前受到的浮力是否与浸入深度有关”进行了研究。
（1）将一长方体金属块横放，部分体积浸入水中时，在液面所对的烧杯壁作一标记线，读出弹簧测力计的示数F甲（如图甲）为 ______牛；再把金属块竖放浸入同一杯水中，当 ______时，读出弹簧测力计示数F乙（如图乙）。比较发现F乙＝F甲，小敏得出：浸没前物体受到的浮力与浸入深度无关。
（2）图中两种状态时，金属块底部受到水的压强p甲______p乙（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
三、探究题
14．某同学想探究“漂浮的木块受到的浮力大小与木块排开液体重力的关系”。
实验步骤如下：
①测出漂浮木块受到的浮力大小，方法是 　 　；
②将水倒入溢水杯中直至有水从溢水口溢出为止，如图甲所示；
③待溢水口不再溢水后，在溢水口下放一个重为G1的空桶，如图乙所示；
④将木块放进溢水杯，让溢出的水全部流入小桶，测出小桶和水的总重力记为G2，如图丙所示。
（1）请补充完整上述实验步骤。
（2）本实验过程中，需要用到测量仪器有 　 　。
（3）实验分析：下列选项会对实验产生影响的有 　 　（填字母）。
A.溢水杯未装满水B.测量空桶重力时桶内有水C.木块吸水
（4）实验完成后，另一同学猜想漂浮的木块受到的浮力大小可能与液体密度有关，于是他用盐水代替水，另取一个相同木块重复步骤②③④，测出小桶和盐水的总重力记为G3。根据所学知识判断G2与G3的大小关系，并说明理由。 　 　。
15．兴趣小组探究影响浮力大小的因素。
（1）提出如下猜想
猜想1：与物体浸在液体中的深度有关
猜想2：与物体浸在液体中的体积有关
猜想3：与液体的密度有关
小组为验证上述猜想，用弹簧测力计、4个相同的小长方体磁力块、2个分别盛有水和盐水的烧杯等，按图甲步骤进行实验：
①利用磁力将4个磁力块组合成长方体物块；
②根据图A、B、C的测量结果，小明认为猜想1是正确的，小华却认为不一定正确。你觉得小华的理由是 　 　；
③小华为了证明自己的想法，利用上述器材设计实验D，根据A、B、D的测量结果，可得：浮力大小与物体浸在液体中的深度无关，请在图D中画出她实验时长方体物块的放置图；
④兴趣小组进一步研究得出浮力大小与物体浸在液体中的体积有关；
⑤根据A、C、E的结果，得出浮力大小还与 　 　有关。
（2）小华把4个磁力块组合成图乙，她还能探究浮力大小与 　 　的关系。
（3）爱思考的小明又进一步研究水产生的浮力与水自身重力的关系，设计了如下实验：取两个相同的容积均为300mL的一次性塑料杯甲、乙（杯壁厚度和杯的质量不计），甲杯中装入50g水，乙杯中装入100g水，然后将乙杯放入甲杯中，发现乙杯浮在甲杯中，这时甲杯中水产生的浮力为 　 　N；这个实验说明，液体 　 　（能/不能）产生比自身重力大的浮力。（g取10N/kg）
16．某校“制作浮力秤”项目研究小组，制成如图所示浮力秤。使用过程中，发现称量范围较小，有待提升改造。
【原理分析】浮力秤是利用物体漂浮时F浮＝G物的原理工作的；浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。
【问题提出】浮力大小与液体密度存在怎样的定量关系？
【方案设计】
器材：悬挂式电子秤、金属块（4.0N）、大烧杯、水以及各种不同密度的溶液等。
步骤：①将金属块挂在电子秤下，读取电子秤示数并记录。
②将金属块浸没在盛水的烧杯中，读取电子秤示数并记录，然后取出金属块擦干。
③按照步骤②的操作，换用不同密度的溶液，多次重复实验。
【数据处理】
实验编号 1 2 3 4 5 6 7
液体密度ρ液（g/cm3） ﹣ 0.8 1.0 1.2 1.4 1.9 2.0
电子秤示数F拉（N） 4.0 3.6 3.5 3.4 3.3 2.6 3.0
浮力大小F浮（N） ﹣ 0.4 0.5 0.6 0.7 1.4 1.0
【交流分析】
（1）物体的重力为 　 　N。
（2）实验过程中，除步骤①外，每一次测量都浸没，其目的 是 　 　。
【知识应用】
根据以上探究，写出一种增大浮力秤称量范围的方法 　 　。
四、解答题
17．如图所示是世界上第一艘飞艇，它是由法国工程师吉法尔于1852年制造的。这艘飞艇的气囊充满氢气后，长44m，直径11.9m，体积2100m3，形状像一个巨大的橄榄。这年的9月24日，吉法尔乘坐该飞艇从巴黎的马戏场出发，用一台2.2kW的蒸汽机带动螺旋桨，以8km/h的速度，飞行了28km。
（1）飞艇的气囊形状像一个橄榄，在前进过程中可以减小 　 　。
（2）充满氢气后气囊受到的浮力是多少？（空气密度取1.29kg/m3）
（3）这次飞行，飞行所需时间、蒸汽机做的功及飞行时受到的平均阻力各为多少？
18．小明同学对一个金属块进行了两次测量：第一次如图甲所示，用细线系住金属块挂在弹簧测力计上，弹簧测力计的读数为2.7N。第二次如图乙所示，让金属块浸没在盛水的杯子中，这时弹簧测力计的读数为1.7N。
金属 金 铜 铁 铝
密度/×103kg m﹣3 19.3 8.9 7.8 2.7
（1）求金属块在水中受到的浮力。
（2）求金属块的体积。
（3）通过进一步计算，结合表所列的某些金属的密度，说明金属块是何种金属。
答案
1．解：此时物体受三个力的作用，竖直向下的重力，竖直向上的浮力和弹簧秤的拉力。在这三个力的作用下，物体处于静止状态。所以弹簧秤的示数等于物体受到的重力减去它受到的浮力。
故选：C。
2．解：A、放飞的“孔明灯”，就是因为空气受热，密度减小，在空中飞行时，受到浮力大于自身的重力，故A不符合题意；
B、太空中没有空气，所以太空中的“神舟十号”不受到浮力的作用；故B符合题意；
C、游弋的310渔政船受到水的浮力，故C不符合题意；
D、在游泳池仰泳的人，受到的浮力等于自身的重力；故D不符合题意；
故选：B。
3．解：由图可知：V甲排＜V乙排＜V丙排＜V丁排，
由ρ＝和G＝mg得：
G排＝ρ水V排g：
G甲排＜G乙排＜G丙排＜G丁排；
由阿基米德原理可知：物体所受浮力的大小与排开液体的重力相等，
则受到的浮力关系为：F甲浮＜F乙浮＜F丙浮＜G丁浮。
故选：D。
4．解：
A、本实验中是通过手的感受来反映浮力的大小，所以探究手掌的感受与浮力大小有什么关系没有探究价值，故A错误；
B、因为空桶压入水中，形状没有发生变化，所以无法探究浮力的大小与当入液体中物体形状的关系，故B错误；
CD、用手缓慢把空桶压入水中，随着空桶浸入液体中的深度增加，手感受到的浮力也在增加；当空桶全部浸没后，空桶浸入的深度增加，手感受到的浮力几乎不变，所以最容易想到的科学问题是浮力的大小与物体浸入液体的深度有什么关系，其本质是浸在液体中的物体排开液体体积的变化；
“浮力的大小与物体浸入液体的深度有什么关系”这个问题不是很全面、也不是很准确；
所以最有探究价值且易于探究的科学问题：浮力的大小与物体排开液体的体积有什么关系，故C正确，D错误。
故选：C。
5．解：由G＝mg＝ρVg可得，重为6N水的体积：
V＝＝＝6×10﹣4m3，
塑料袋体积的浸在水中，塑料袋受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg××6×10﹣4m3＝4N，
由F浮＝G﹣F拉可得，弹簧测力计的读数：
F拉＝G﹣F浮＝6N﹣4N＝2N。
故选：B。
6．解：AB、向海底下潜过程中，潜水员所处的深度逐渐变大，根据p＝ρ液gh可知受到海水的压强变大；
在海水中水平游动时，潜水员所处的深度不变，根据p＝ρ液gh可知受到海水的压强不变，故A正确、B错误；
C、对背心进行放气后，背心的体积变小，排开水的体积变小，由F浮＝ρ液gV排可知，受到海水的浮力变小，故C错误；
D、对背心进行充气后，背心的体积变大，排开水的体积变大，由F浮＝ρ液gV排可知，受到海水的浮力变大，故D错误。
故选：A。
7．解：因为4个小球的体积相等，根据图中的情况可知：4个小球排开水的体积关系为：V甲＜V乙＜V丙＝V丁；
小球都浸在水中，根据阿基米德原理F浮＝ρ水V排g可知，丙和丁受到的浮力相等。
故ABD错误，C正确。
故选：C。
8．解：金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中，所处深度减小，受到的液体压强变小，故气泡体积增大，而气泡内空气的质量不变，由ρ＝可知，密度变小；
气泡上升时，体积变大，则排开水的体积变大，
所以由F浮＝ρgV排可得：气泡受到水的浮力变大。
故ABC错误，D正确。
故选：D。
9．解：由图知，物体的重力为F1，物体浸在液体中时测力计的示数为F3，
则根据称重法可得物体受到的浮力F浮＝F1﹣F3；
图中小烧杯和溢出水的总重为F4，空烧杯的重为F2，则物体排开水的重为：G排＝F4﹣F2；
若F浮＝G排，即F1﹣F3＝F4﹣F2成立，就符合阿基米德原理。
故选：D。
10．解：
运动员从入水到露出水面的过程中，水的密度不变；
A、①→②是入水过程，排开水的体积增大，由F浮＝ρ水gV排可知运动员受到水的浮力不断增大，故A符合题意；
BC、②→③，③→④，运动员浸没在水中，其排开水的体积不变，由F浮＝ρ水gV排可知运动员受到水的浮力不变，故BC不符合题意；
D、④→⑤是露出水面的过程，运动员排开水的体积减小，所受浮力减小，故D不符合题意。
故选：A。
11．解：
A．乒乓球有排开水，排开水的体积与乒乓球体积相等，但水对球没有压力的作用，不会产生浮力，故A不符合题意；
B．太空中失重状态下，排开的水所受重力为零，根据阿基米德原理，物体所受浮力等于排开液体的重力，故浮力为0，故B符合题意；
C．太空中失重状态下，水的质量和体积都不变化，故水的密度不变，故C不符合题意；
D．质量与位置无关，乒乓球的质量不为零，但重力为零，故D不符合题意。
故选：B。
12．解：（1）舰载机起飞时，航母与舰载机的位置不断变化，载机为参照物，航母是运动的；
（2）航母处于漂浮状态，在标准排水量时，航母所受的浮力：
F浮＝G总＝m排g＝5×107kg×10N/kg＝5×108N；
（3）物体所受重力与质量成正比，36架舰载机全部飞离航母后，排开海水所受重力减小值：Δm排＝m舰载机＝36×2.5×104kg＝9.0×105kg，
由密度公式ρ＝得，
航母排开海水的体积减少：ΔV＝＝≈873.8m3。
故答案为：（1）运动；（2）5×108N；（3）873.8。
13．（1）弹簧测力计的分度值为0.2N，示数F甲为1.6N；
在液体密度一定时，物体受到的浮力与排开液体的体积成正比，故当水面与标记线相平时，即控制排开液体体积不变，读出弹簧测力计示数F乙，比较发现F乙＝F甲，得出：浸没前物体受到的浮力与浸入深度无关。
（2）图中两种状态时，h乙＞h甲，根据p＝ρgh知金属块底部受到水的压强p甲小于p乙；
故答案为：（1）1.6；水面与标记线相平；（2）小于。
14．解：（1）当木块漂浮在水面上时，它受到的浮力和重力相互平衡，根据＝力平衡的条件可知，此时浮力等于重力，即只要测出木块的重力就得到了木块受到的浮力，故实验步骤：测量漂浮的木块受到的浮力大小，方法是：用弹簧测力计测出木块的重力；
（2）用到测量仪器有弹簧测力计；
（3）实验分析：A、溢水杯未装满水，那么放入木块后，溢水杯中的水面先上升倒杯口，然后才有水流出，即此时排开水的重力偏小，故A会对实验产生影响；
B、测量空桶重力时桶内有水，对木块排开水的多少没有影响，故B不会对实验产生影响；
C、木块吸水，虽然水位降低了，但木块变重了，排开水的体积也变多了，所以最后溢出的水的体积不变，故C不会对实验产生影响。
故选：A。
（4）木块在水和盐水中都是漂浮，它受到的浮力始终等于自身重力，即它受到的浮力不变，根据阿基米德原理可知它排开盐水和水的重力相等，根据G总＝G桶+G液可知，总重力G3＝G2。
故答案为：（1）用弹簧测力计测出木块的重力；（2）弹簧测力计；（3）A；（4）G3＝G2，木块在水和盐水中都是漂浮，它受到的浮力始终等于自身重力，即它受到的浮力不变，根据阿基米德原理可知它排开盐水和水的重力相等。
15．解：（1）②根据控制变量法可知，探究物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的深度有关时，应控制液体的密度和物体排开液体的体积相同，改变物体浸在液体中的体积，但由图甲B、C可知，没有控制物体排开液体的体积相同；
③由图甲中B可知，此时物体排开液体体积等于两个小长方体磁力块的体积，因此可以将4个相同的小长方体磁力块组成的长方体横着放，让下面的两个小长方体磁力块浸没在水中，这样即控制了物体排开液体的体积相同，又改变了物体浸在液体中的深度，放置图如图所示：
；
⑤比较步骤步骤A、C、E可知，随着液体密度的增大，弹簧测力计的示数减小，由称重法可知，物体所受浮力也增大，说明浮力的大小还与液体密度有关；
（2）由图乙可知，此时小华改变了物体的形状，因此她还能探究浮力大小与物体的形状的关系；
（3）甲杯中水的重力：G甲＝m甲g＝50×10﹣3kg×10N/kg＝0.5N，
因为乙杯浮在甲杯中，由物体的漂浮条件可知，甲杯中水产生的浮力：F浮＝G乙＝m乙g＝100×10﹣3kg×10N/kg＝1N＞0.5N，因此液体能产生比自身重力大的浮力。
故答案为：（1）②没有控制物体排开液体的体积相同；③如图所示；⑤液体密度；（2）物体的形状；（3）1；能。
16．解：
（1）根据2、3、5组的实验数据可知，金属块受到的重力为：G＝F拉+F浮＝3.6N+0.4N＝3.5N+0.5N＝3.3N+0.7N＝4.0N；
（2）探究浮力大小与液体密度的关系时，根据控制变量法可知，需要控制金属块排开的液体的体积相同，除步骤①外，其余每一次测量，金属块都需要完全浸没；
【知识应用】对于图中的浮力秤，要增大浮力秤的称量范围，即增大浮力秤受到的浮力，根据阿基米德原理，在V排不变时，可以换用密度比水大的液体。
故答案为：（1）4.0（2）控制金属块排开的液体的体积相同；【知识应用】换用密度比水大的液体。
17．解：（1）飞艇的气囊形状像一个橄榄，在前进过程中可以减小空气阻力；
（2）充满氢气后气囊受到的浮力：F浮＝ρ空气gV排＝1.29kg/m3×10N/kg×2100m3＝27090N；
（3）由v＝可得，飞行所需时间：t＝＝＝3.5h；
蒸汽机做的功：W＝Pt＝2.2×103W×3.5×3600s＝2.772×107J；
飞艇飞行时，受到的阻力与牵引力是一对平衡力，则由W＝Fs可得，飞行时受到的平均阻力：f＝F＝＝＝990N。
答：（1）空气阻力；
（2）充满氢气后气囊受到的浮力是27090N；
（3）这次飞行，飞行所需时间为3.5h；蒸汽机做的功为2.772×107J；
飞行时受到的平均阻力为990N。
18．解：（1）由题意可知，金属块的重力G＝2.7N，金属块浸没在水中后弹簧测力计的示数F′＝1.7N，
则金属块在水中受到的浮力：
F浮＝G﹣F′＝2.7N﹣1.7N＝1N，
（2）因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，
所以，由F浮＝ρgV排可得，金属块的体积：
V＝V排＝＝＝1×10﹣4m3；
（3）由G＝mg可得，金属块的质量：
m＝＝＝0.27kg，
金属块的密度：
ρ＝＝＝2.7×103kg/m3，
由表格数据可知，金属块是铝；
答：（1）金属块在水中受到的浮力为1N；
（2）金属块的体积为1×10﹣4m3；
（3）金属块的密度为2.7×103kg/m3，由表格数据可知，金属块是铝。
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