2026年能力素养与学力提升八年级物理下册苏科版第138页答案
11. 小金把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗,他先将一个重为$15 \mathrm{N}$的空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内,桶仍漂浮在水面.(不考虑捞出过程中带出的水,$\rho_{水} = 1.0 × 10^3 \mathrm{kg/m}^3$,$g$取$10 \mathrm{N/kg}$)
(1) 求空桶漂浮在水面时所受浮力大小.
(2) 鹅卵石捞出放置在桶内时,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会
上升
(选填“上升”“下降”或“不变”).若此时桶排开水的体积为$5.0 × 10^{-3} \mathrm{m}^3$,求桶内鹅卵石的质量.

答案

上升
解:
(1) 空桶漂浮,根据漂浮条件,所受浮力等于重力,即$F_{浮}=G_{桶}=15\ \mathrm{N}$
(2) 当鹅卵石放置在桶内时,桶和鹅卵石整体漂浮,此时总浮力$F_{浮}'=\rho_{水}gV_{排}$
代入数据:$F_{浮}'=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×5.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3=50\ \mathrm{N}$
根据漂浮条件,$F_{浮}'=G_{桶}+G_{鹅卵石}$,则$G_{鹅卵石}=F_{浮}'-G_{桶}=50\ \mathrm{N}-15\ \mathrm{N}=35\ \mathrm{N}$
鹅卵石的质量$m_{鹅卵石}=\frac{G_{鹅卵石}}{g}=\frac{35\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=3.5\ \mathrm{kg}$

解析

【分析】
(1)空桶漂浮在水面上,根据物体漂浮条件,漂浮时物体所受浮力等于自身重力,可直接求出空桶受到的浮力。
(2)判断水面变化:鹅卵石未捞出时沉在水底,此时鹅卵石受到的浮力小于自身重力;捞出放在桶内后,鹅卵石随桶漂浮,此时鹅卵石受到的浮力等于自身重力,对比两次浮力大小,结合阿基米德原理可知排开水的体积变化,进而判断水面升降。计算鹅卵石质量:先利用阿基米德原理求出桶和鹅卵石整体的总浮力,再根据漂浮条件求出鹅卵石的重力,最后结合重力公式计算其质量。
【解析】
(1) 由于空桶漂浮在水面上,根据物体漂浮条件,漂浮时浮力等于重力,因此空桶所受浮力:
$F_{浮}=G_{桶}=15\ \mathrm{N}$
(2) ① 鹅卵石未捞出时沉在水底,此时鹅卵石受到的浮力$F_{浮1}<G_{鹅卵石}$;将鹅卵石捞出放在桶内后,桶和鹅卵石整体漂浮,鹅卵石受到的浮力$F_{浮2}=G_{鹅卵石}$,则$F_{浮2}>F_{浮1}$。根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,浮力变大时排开水的体积变大,所以水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会上升。
② 已知桶排开水的体积$V_{排}=5.0 × 10^{-3} \mathrm{m}^3$,根据阿基米德原理,桶和鹅卵石整体受到的总浮力:
$F_{浮}'=\rho_{水}gV_{排}=1.0 × 10^3 \mathrm{kg/m}^3 × 10 \mathrm{N/kg} × 5.0 × 10^{-3} \mathrm{m}^3=50\ \mathrm{N}$
因为桶和鹅卵石整体漂浮,根据漂浮条件$F_{浮}'=G_{桶}+G_{鹅卵石}$,所以鹅卵石的重力:
$G_{鹅卵石}=F_{浮}'-G_{桶}=50\ \mathrm{N}-15\ \mathrm{N}=35\ \mathrm{N}$
根据$G=mg$,可得鹅卵石的质量:
$m_{鹅卵石}=\frac{G_{鹅卵石}}{g}=\frac{35\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=3.5\ \mathrm{kg}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{15\ \mathrm{N}}$
(2) $\boldsymbol{上升}$;$\boldsymbol{3.5\ \mathrm{kg}}$
【知识点】
物体漂浮条件、阿基米德原理、重力与质量的关系
【点评】
本题综合考查漂浮条件与阿基米德原理的应用,核心是理解物体沉底和漂浮时的浮力差异,以此判断水面变化,计算过程需注意公式规范与单位统一。
【难度系数】
0.6
12. 小明同学把一个体积为$125 \mathrm{cm}^3$的苹果放入水中,苹果在水里处于悬浮状态,则苹果所受的浮力为
1.25
$\mathrm{N}$.如图所示,小明从水中取出苹果,分成一个大块和一个小块,再将小块放入水中,发现小块沉入水底,据此现象可以推断:若将大块浸没水中,松手后大块将会
漂浮
(选填“漂浮”“悬浮”或“沉入水底”);理由是
大块苹果受到的重力等于浮力
.($g$取$10 \mathrm{N/kg}$,$\rho_{水} = 1.0 × 10^3 \mathrm{kg/m}^3$)

答案

1.25
漂浮
大块苹果受到的重力小于浮力(或:原苹果悬浮,$\boldsymbol{\rho_{苹果}=\rho_{水}}$,小块下沉则$\boldsymbol{\rho_{小块}>\rho_{水}}$,故$\boldsymbol{\rho_{大块}<\rho_{水}}$,所以大块漂浮)

解析

【分析】
首先解决第一问:苹果悬浮在水中,此时排开水的体积等于苹果的体积,可利用阿基米德原理计算浮力,也可根据悬浮时浮力等于重力来求解。
接着分析第二问:原苹果悬浮,说明苹果的密度等于水的密度;小块沉入水底,说明小块密度大于水的密度,由此可推断大块的密度小于水的密度;或者从受力角度,整体悬浮时总浮力等于总重力,小块下沉时小块的浮力小于自身重力,那么大块的浮力必然大于自身重力,据此判断大块的浮沉状态。
【解析】
1. 计算苹果所受浮力:
苹果悬浮在水中,排开水的体积等于苹果的体积,即$V_{排}=V_{苹果}=125\mathrm{cm}^3=125×10^{-6}\mathrm{m}^3=1.25×10^{-4}\mathrm{m}^3$。
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,代入数据得:
$F_{浮}=1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3×10\mathrm{N/kg}×1.25×10^{-4}\mathrm{m}^3=1.25\mathrm{N}$。
2. 判断大块苹果的浮沉状态:
原苹果悬浮,说明$\rho_{苹果}=\rho_{水}$;小块沉入水底,说明$\rho_{小块}>\rho_{水}$。由于苹果整体密度等于水的密度,因此大块苹果的密度$\rho_{大块}<\rho_{水}$。根据物体浮沉条件,当物体密度小于液体密度时,物体将漂浮;
从受力角度分析:整个苹果悬浮时,总浮力等于总重力,即$F_{浮总}=G_{总}=G_{大}+G_{小}$。小块下沉,说明小块受到的浮力$F_{浮小}<G_{小}$,结合$F_{浮总}=F_{浮大}+F_{浮小}$,可得$F_{浮大}+F_{浮小}=G_{大}+G_{小}$,因为$F_{浮小}<G_{小}$,所以$F_{浮大}>G_{大}$,因此大块浸没水中松手后,浮力大于重力,最终会漂浮。
【答案】
1.25;漂浮;大块苹果受到的重力小于浮力(或:原苹果悬浮,$\boldsymbol{\rho_{苹果}=\rho_{水}}$,小块下沉则$\boldsymbol{\rho_{小块}>\rho_{水}}$,故$\boldsymbol{\rho_{大块}<\rho_{水}}$,所以大块漂浮)
【知识点】
阿基米德原理、物体的浮沉条件
【点评】
本题结合悬浮、下沉、漂浮的浮沉状态,综合考查浮力计算与浮沉条件的应用,需要学生能灵活运用物理规律,通过整体与部分的密度或受力关系进行推理,注重对逻辑分析能力的考查。
【难度系数】
0.6
13. 在甲、乙、丙三支相同试管中,检验人员分别盛放密度为$\rho_{甲}$、$\rho_{乙}$和$\rho_{丙}$的硫酸铜溶液,在每支试管内滴入一滴体积相同的同一病毒感染者的血液,一段时间后出现了如图所示的情形.则血液滴在
丙
试管溶液中受到的浮力最小,感染者血液的密度与
乙
试管中溶液的密度相同,
甲
试管底部受到溶液的压强最大.(均选填“甲”“乙”或“丙”)

答案

丙
乙
甲

解析

【分析】
我们可以分三步分析:
1. 浮力大小判断:同一滴血液重力相同,根据物体浮沉条件,漂浮、悬浮时浮力等于重力,下沉时浮力小于重力,由此可判断浮力最小的情况。
2. 密度关系判断:利用悬浮状态下物体密度与液体密度相等的规律,确定血液密度与哪支试管溶液密度相同。
3. 试管底部压强判断:先通过浮沉状态比较三种溶液的密度大小,再结合液面高度,利用液体压强公式判断压强大小。
【解析】
1. 浮力分析:
同一滴血液的重力$ G $相同,根据物体浮沉条件:
甲中血液漂浮:$ F_{浮甲} = G $;
乙中血液悬浮:$ F_{浮乙} = G $;
丙中血液下沉:$ F_{浮丙} < G $;
因此血液滴在丙试管溶液中受到的浮力最小。
2. 密度关系分析:
当物体处于悬浮状态时,物体的密度等于液体的密度($ \rho_{物} = \rho_{液} $),乙试管中血液悬浮,故感染者血液的密度与乙试管中溶液的密度相同。
3. 试管底部压强分析:
根据浮沉条件:
漂浮时$ \rho_{甲} > \rho_{血液} $,
悬浮时$ \rho_{乙} = \rho_{血液} $,
下沉时$ \rho_{丙} < \rho_{血液} $,
可得$ \rho_{甲} > \rho_{乙} > \rho_{丙} $。
由图可知甲试管的液面高度$ h_{甲} $最大,根据液体压强公式$ p = \rho gh $,在$ g $相同的情况下,$ \rho_{甲} $最大且$ h_{甲} $最大,因此甲试管底部受到溶液的压强最大。
【答案】
丙;乙;甲
【知识点】
物体浮沉条件;液体压强公式
【点评】
本题综合考查物体浮沉条件和液体压强公式的应用,核心是通过血液的浮沉状态,推导出血液与溶液的密度关系,再结合液面高度分析液体压强,需要准确掌握浮沉状态对应的力与密度规律。
【难度系数】
0.6
14. 如图所示是小明用量筒、小玻璃杯和水测量某工艺品密度的示意图.小明读出空玻璃杯漂浮在水面上时水面的示数是
30
$\mathrm{mL}$,工艺品的质量是
30
$\mathrm{g}$,体积为
10
$\mathrm{cm}^3$,密度为
$3 × 10^{3}$
$\mathrm{kg/m}^3$.

答案

30
30
10
$\boldsymbol{3×10^{3}}$

解析

【分析】
首先,我们需要明确实验原理:利用漂浮时浮力等于重力来间接求出工艺品的质量,再通过排水法测出工艺品的体积,最后用密度公式计算密度。
1. 先读取空玻璃杯漂浮时量筒的示数,这是后续计算的基础;
2. 对比空玻璃杯漂浮和玻璃杯载着工艺品漂浮时的量筒示数,根据漂浮条件,两次排开水的重力差等于工艺品的重力,进而求出工艺品的质量;
3. 对比空玻璃杯漂浮和工艺品沉底时的量筒示数,两者的差值就是工艺品的体积;
4. 最后利用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$计算工艺品的密度。
【解析】
1. 读取空玻璃杯漂浮时的量筒示数:
由第一个量筒图可知,量筒的分度值为$2\mathrm{mL}$,液面与$30\mathrm{mL}$刻度线对齐,所以空玻璃杯漂浮时水面的示数是$30\mathrm{mL}$。
2. 计算工艺品的质量:
空玻璃杯漂浮时排开水的体积$V_1=30\mathrm{mL}=30\mathrm{cm}^3$;玻璃杯和工艺品一起漂浮时排开水的体积$V_2=60\mathrm{mL}=60\mathrm{cm}^3$。
根据漂浮条件,工艺品的重力等于两次浮力的差值,即$G=F_{\mathrm{浮差}}=\rho_{\mathrm{水}}g(V_2-V_1)$,则工艺品的质量:
$m=\frac{G}{g}=\rho_{\mathrm{水}}(V_2-V_1)=1\mathrm{g/cm}^3×(60\mathrm{cm}^3-30\mathrm{cm}^3)=30\mathrm{g}$。
3. 计算工艺品的体积:
工艺品沉底时量筒的示数$V_3=40\mathrm{mL}=40\mathrm{cm}^3$,则工艺品的体积:
$V=V_3-V_1=40\mathrm{cm}^3-30\mathrm{cm}^3=10\mathrm{cm}^3$。
4. 计算工艺品的密度:
根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,代入数据得:
$\rho=\frac{30\mathrm{g}}{10\mathrm{cm}^3}=3\mathrm{g/cm}^3=3×10^3\mathrm{kg/m}^3$。
【答案】
$30$;$30$;$10$;$\boldsymbol{3×10^{3}}$
【知识点】
漂浮条件应用;密度计算;量筒的使用
【点评】
本题结合漂浮法和排水法测量固体密度,将浮力知识与密度计算相结合,需要学生熟练掌握漂浮条件、阿基米德原理及密度公式的应用,是对浮力和密度知识点的综合考查。
【难度系数】
0.6