《2025年学霸题中题八年级物理下册苏科版》

7. 如图所示，中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4 270 m的科考营地顺利升空，此时的浮空艇的整体质量m为2.6×10³ kg，整体体积为V艇，内部上层充有氦气（密度为ρ氦），中间隔开，下层是空气，浮空艇整体受到的浮力为F₁.随着高度升高，浮空艇通过不断排出内部下层的部分空气，使其处于安全范围内，若浮空艇达到9 032 m时静止，它整体受到的浮力为F₂.以下说法正确的是(整个过程，V艇的变化忽略不计，g取10 N/kg)　　　　　　　　　　(　　)
A. F₁＞F₂
B. F₁＜F₂
C. F₂=ρ氦gV艇
D. F₂=2.6×10⁴ N
　　　　　　　　　　

答案： A 解析：ABC. 浮空艇整体受到的浮力为$F_{1}=\rho_{空气}gV_{艇}$，随着高度升高，空气的密度变小，它整体受到的浮力为$F_{2}=\rho_{空气}'gV_{艇}$，浮力变小，则$F_{1}＞F_{2}$，故 A 正确，BC 错误；D. 随着高度升高，空气的密度变小，浮空艇通过不断排出内部下层的部分空气，浮空艇整体的质量变小，此时浮力$F_{2}＜F_{1}=G = mg = 2.6\times10^{3}kg\times10N/kg = 2.6\times10^{4}N$，故 D 错误. 故选 A.

8. 水平桌面上的深桶容器中装有水，小明在空玻璃瓶口蒙上橡皮膜，将其置于水中某一深度处，恰好悬浮，如图所示.现沿桶壁向容器中缓慢加水，在水面上升的过程中，下列判断错误的是　　　　(　　　)
A. 玻璃瓶保持静止
B. 玻璃瓶下沉至容器底
C. 水对容器底的压强增大
D. 桌面对容器的支持力增大
　　　　　　　　　　　　　　

答案： A 解析：本题考查液体压强和浮沉条件. 玻璃瓶口蒙有橡皮膜，当向容器中缓慢加水时，橡皮膜因所处深度变深，所受液体压强变大，橡皮膜会向内凹，玻璃瓶排开水的体积变小，根据阿基米德原理可知所受浮力变小，浮力小于重力而沉于容器底，选项 A 错误，B 正确；加水过程中，水的深度变深，根据$p = \rho gh$可知水对容器底的压强变大，选项 C 正确；加水过程中，容器内水的重力增加，容器对桌面的压力增加，桌面对容器的支持力等于容器对桌面的压力，所以桌面对容器的支持力变大，选项 D 正确. 故本题选 A.

9. 如图所示，充满氦气的气象探测气球携带探空仪（体积不计）在高空测量，工作完毕后释放部分氦气，气球体积缩小，所受浮力随之________，气球下落.气球球囊（厚度不计）、细绳及探空仪的总质量为m₀，空气密度为ρ空，当它恰能缓慢下降时，球内氦气密度为ρ氦，此时气球的体积为________（用题中已知物理量表示，不计空气阻力）.
　　　　　　　　　　　　　

答案： 变小 $\frac{m_{0}}{\rho_{空}-\rho_{氦}}$ 解析：工作完毕后释放部分氦气，气球体积缩小，由$F_{浮}=\rho_{空}gV_{排}$可知，气球所受浮力随之变小；气球恰能缓慢下降时，气球受到的浮力和重力是一对平衡力，大小相等，所以浮力为$F_{浮}=G = m_{0}g+\rho_{氦}gV$；根据阿基米德原理可知$F_{浮}=\rho_{空}gV$，则$\rho_{空}gV = m_{0}g+\rho_{氦}gV$，所以气球的体积为$V=\frac{m_{0}}{\rho_{空}-\rho_{氦}}$.

10. 新素材 创新装置 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=0.8×10³ kg/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：F₁________F₂.将笔芯放入密度为0.9 g/cm³的液体中，则位置C和D中，液面对应的位置可能是________.
　　　　　　　　　　　　　　　

答案： 竖直 用了一半油墨的旧笔芯 = D 解析：利用笔芯自制密度计，同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯，应该选用用了一半油墨的旧笔芯放入水中，这样的旧笔芯，重心低，稳度大，它能竖直漂浮在水中. 因为笔芯在水或酒精中始终漂浮，浮力均等于笔芯的重力，所以笔芯在水中和酒精中受到的浮力相等. 笔头体积相对笔管排开液体的体积很小，计算时可忽略不计，设笔管的横截面积为 S，则$V_{排水}=SH$，$V_{排液}=Sh$，根据阿基米德原理可知，$\rho_{水}gSH=\rho_{液}gSh$，所以$h = \frac{\rho_{水}}{\rho_{液}}H$，h 和$\rho_{液}$是反比例关系，密度计刻度分布是不均匀的，液体的密度值越大，相邻刻度间的距离越小，所以将笔芯放入密度为$0.9g/cm^{3}$的液体中，液面位置应更靠近 A，故是 D 位置.

11. 新素材 创新装置 （2024·南京鼓楼区期末）如图所示为一种防溺水手环，将手环系在手臂上，紧急情况下打开手环，手环内气瓶的气体迅速充满气囊，最终使人漂浮于水面.为确保安全，人体浸入水中体积不能超过人体总体积的4/5.若某学生质量为52 kg、平均密度为1.04×10³ kg/m³，水的密度为1.0×10³ kg/m³，忽略手环体积和自重，求：(g取10 N/kg)
（1）若该学生体积的4/5浸入水中，他此时受到的浮力大小；
（2）为确保该学生安全，气囊充满气时的最小体积.
　　　　　　　　　　

答案：
(1)400 N
(2)$0.012m^{3}$
解析：
(1)该学生的体积$V_{人}=\frac{m_{人}}{\rho_{人}}=\frac{52kg}{1.04\times10^{3}kg/m^{3}} = 0.05m^{3}$，该学生受到的浮力大小$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=\rho_{水}g\times\frac{4}{5}V_{人}=1.0\times10^{3}kg/m^{3}\times10N/kg\times\frac{4}{5}\times0.05m^{3}=400N$.
(2)人漂浮时，受到的浮力为$F_{浮}'=G_{人}=mg = 52kg\times10N/kg = 520N$，由$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$得此时排开水的体积为$V_{排}'=\frac{F_{浮}'}{\rho_{水}g}=\frac{520N}{1.0\times10^{3}kg/m^{3}\times10N/kg}=0.052m^{3}$，气囊最小体积为$V_{气囊}=V_{排}'-\frac{4}{5}V_{人}=0.052m^{3}-\frac{4}{5}\times0.05m^{3}=0.012m^{3}$.