初中物理08~20年十三年中考試題分類匯編-物體的浮沉條件共享
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一 選擇題
1 ( 20 大連)10.(2分)如圖所示,兩個完全相同的柱形容器放在水平桌面上,分別裝有甲,乙兩種不同的液體。a、b是體積相等的兩個小球,a球漂浮在液面上,b球沉沒在容器底。甲液面高于乙液面,且兩種液體對容器底的壓強相等。則( )
A.兩種液體的密度ρ甲=ρ乙
B.兩種液體的質量m甲=m乙
C.兩個小球所受的重力Ga>Gb
D.兩個小球所受的浮力Fa<Fb
【分析】(1)兩種液體對容器底的壓強相等,根據液體壓強公式判斷甲乙液體的密度,根據阿基米德原理判斷a、b受到浮力大小,根據浮力和重力的關系判斷a、b的重力關系;
(2)對于液體的質量,先通過壓強相等和受力面積相等判斷液體對容器底的壓力相等,液體對容器的壓力等于液體重和物體排開液體重之和,再根據阿基米德原理判斷物體排開液體重的關系,最后判斷液體的重,比較液體的質量。
【解答】解:A、兩種液體對容器底的壓強相等,根據p=ρgh,因為h甲>h乙,所以ρ甲<ρ乙,故A錯誤。
B、兩種液體對容器底的壓強相等,受力面積相等,根據F=pS得,所以甲和乙兩種液體對容器底的壓力相等,
即F甲=F乙,所以G甲+Ga排=G乙+Gb排,
由于ρ甲<ρ乙,Va排<Vb排,
所以ρ甲Va排<ρ乙Vb排,
所以,Ga排<Gb排,
故G甲>G乙,
m甲>m乙,故B錯誤。
CD、a漂浮在甲液面上,Ga=Fa,b在乙液體中沉底,Gb>Fb,又因為F浮=ρ液gV排,乙液體密度大,b排開乙液體體積大,所以乙受到的浮力大于甲受到的浮力,即Fb>Fa,所以Gb>Ga,故C錯誤,D正確。
故選:D。
【點評】本題把液體壓強、密度、阿基米德原理、浮沉條件都結合在一起,綜合性很強,有一定的難度。
?
2 (20山西)19.2020年5月27日,我國8名登山隊員成功登峰測極!成功登頂離不開準確的天氣預報。如圖所示,是氣象探測保障服務團隊,在珠峰大本營準備釋放甲、乙兩個探空氣球采集氣象信息,甲的體積小于乙的體積。在探空氣球釋放前后的過程中,下列分析正確的是( )
A.釋放前甲受到的浮力一定等于它自身的重力
B.釋放前甲受到的浮力一定大于乙受到的浮力
C.釋放后探空氣球受到的浮力等于它排開空氣所受的重力
D.釋放后探空氣球上浮過程中受到的浮力一定小于自身重力
【分析】A、根據物體的浮沉條件分析;
B、甲的體積小于乙的體積,根據阿基米德原理分析;
C、由阿基米德原理,物體在氣體中受到的浮力等于物體排開氣體的重力;
D、釋放后探空氣球開始上浮過程中,分析氣球受到浮力變化回答。
【解答】解:
A、根據物體的浮沉條件,釋放前甲受到的浮力一定大于它自身的重力,甲球才能上浮,A錯誤;
B、甲的體積小于乙的體積,根據阿基米德原理:F浮=ρ氣gV排,釋放前甲受到的浮力一定小于乙受到的浮力,B錯誤;
C、由阿基米德原理,物體在氣體中受到的浮力等于物體排開氣體的重力,C正確;
D、釋放后探空氣球開始上浮過程中,氣球受到浮力一定大于重力,氣球升到一定的高度后,空氣密度減小,若氣球的體積不變,氣球所受浮力減小,上升到一定高度時浮力等于重力,由于慣性氣球繼續向上運動,D錯誤。
故選:C。
【點評】本題結合實際考查物體的浮沉條件和阿基米德原理的運用,阿基米德原理不僅適用于液體,也適用于氣體。
3 (20 本溪)11.水平桌面上的甲、乙兩個相同容器內分別裝有水和鹽水,小民將一個放了很久的小雞蛋a放在水中,發現a漂浮,他又找來一個新鮮的大雞蛋b放在鹽水中,b卻沉在杯底,如圖所示,此時水和鹽水的液面相平。下列說法正確的是( )
A. 水對杯底的壓強小于鹽水對杯底的壓強 B. 小雞蛋a的密度等于大雞蛋b的密度
C. 水對a的浮力大于鹽水對b的浮力 D. 甲容器對桌面的壓強小于乙容器對桌面的壓強
【答案】AD
【解析】
【詳解】A.水和鹽水的液面相平,深度相同,水的密度小于鹽水的密度,由p=ρgh可知水對杯底的壓強小于鹽水對杯底的壓強,故A正確;
B.小雞蛋a放在水中,處于漂浮狀態,小雞蛋a的密度小于水的密度,大雞蛋b放在鹽水中,沉在杯底,大雞蛋b的密度大于鹽水的密度,水的密度小于鹽水的密度,小雞蛋a的密度小于大雞蛋b的密度,故B錯誤;
C.由圖可知,小雞蛋a排開液體的體積小于大雞蛋b排開液體的體積,水的密度小于鹽水的密度,由F浮=ρ液gV排可知水對a的浮力小于鹽水對b的浮力,故C錯誤;
D.小雞蛋a放在水中,處于漂浮狀態,小雞蛋的重力等于它受到的浮力,甲容器中小雞蛋和水的總重力等于小雞蛋的浮力和水的總重力之和,乙容器中大雞蛋和鹽水的總重力大于大雞蛋的浮力和鹽水的總重力,由于浮力等于排開液體的重力,所以甲容器中小雞蛋和水的總重力等于小雞蛋排開水的重力和水的重力之和,乙容器中大雞蛋和鹽水的總重力大于大雞蛋排開鹽水的重力和鹽水的重力之和,甲容器中小雞蛋排開水的體積和水的體積之和等于大雞蛋排開鹽水的體積和鹽水的體積之和,由
G=mg=ρVg
可知小雞蛋排開水的重力和水的重力之和小于大雞蛋排開鹽水的重力和鹽水的重力之和,所以小雞蛋和水的總重力小于大雞蛋和鹽水的總重力,容器的重力相等,容器對桌面的壓力等于雞蛋、液體和容器的總重力,所以甲容器對桌面的壓力小于乙容器對桌面的壓力,容器的底面積相等,由p=可知甲容器對桌面的壓強小于乙容器對桌面的壓強,故D正確。
故選AD。
4 ?(20生產建設兵團)11.一個盛有足夠多水的溢水杯放在水平桌面上,先往溢水杯中投入一個質量為m的小球A,從溢水杯中溢出的水的質量為20 g,再往溢水杯中投入一個質量為2 m的小球B,從溢水杯中再次溢出的水的質量為80 g,此時A、B小球受到的總浮力為F浮,水對溢水杯底部產生的壓力比兩小球投入溢水杯前增加了,已知小球A、B的密度均小于水的密度,則( )
A. F浮 = 1.2 N, = 0.2 N B. F浮 = 1.2 N, = 1.2 N
C. F浮 = 1.0 N, = 1.0 N D. F浮 = 1.0 N, = 0 N
【答案】A
【解析】
【詳解】因為小球A、B的密度均小于水的密度,投入水中都漂浮,排出水的質量應當等于自身的質量。因為小球A的質量為m、 B的質量為2 m,如果溢水杯已經裝滿,B球排出水的質量應該是A球的二倍。那么B排出80g水,說明B的質量為80g;A的質量為40g,A應當排出40g水,但A球只排出了20g水。這說明溢水杯沒有裝滿,A球放入時有20g水沒有排出溢水杯。故A、B小球受到的總浮力為F浮為
水對溢水杯底部產生的壓力比兩小球投入溢水杯前增加了
故A符合題意;BCD不符合題意
?
?
?
5 (20朝陽)8.三個完全相同的容器內,分別裝滿酒精、水和鹽水后(ρ鹽水>ρ水>ρ酒精),將a、b、c三個不同的小球放入容器中,小球靜止后位置如圖所示。下列說法正確的是( )
A. 三個容器底部受到的液體壓力關系是F甲
C. 若將小球b放入丙杯中,小球b排開液體的體積等于小球b的體積
D. 若將小球c放入甲杯中,小球c排開液體的質量小于小球c的質量
【答案】AD
【解析】
【詳解】A.由于ρ鹽水>ρ水>ρ酒精,由 可知,三個容器底部受到的液體壓強關系是
由 可知,三個容器底部受到的液體壓力關系是
故A正確;
B.由圖可知,a球在酒精中處于漂浮狀態,所以 ,b球在水中處于懸浮狀態,所以 ,c球在鹽水中處于沉底狀態,所以 ,又因為ρ鹽水>ρ水>ρ酒精,所以三個小球的密度關系是 ,故B錯誤;
C.若將小球b放入丙杯中,因為,所以小球b在丙杯中處于漂浮狀態,所以小球b排開液體的體積小于小球b的體積,故C錯誤;
D.若將小球c放入甲杯中,因為,所以小球c在甲杯中處于沉底狀態,浮力小于重力,所以小球c排開液體的質量小于小球c的質量,故D正確。
故選AD。
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6 (20赤峰)10.水平桌面上兩只完全相同的杯子里分別盛有甲、乙兩種不同液體。把兩個完全相同的小球分別放入甲、乙兩種液體中,靜止后,在甲液體中的小球沉底,在乙液體中的小球懸浮,此時兩個杯中的液面恰好相平。如圖所示,下列說法中正確的是( )
A. 甲液體的密度大于乙液體的密度
B. 甲液體對杯底的壓強等于乙液體對杯底的壓強
C. 甲液體中小球受到的浮力小于乙液體中小球受到的浮力
D. 盛甲液體的杯子對桌面的壓強等于盛乙液體的杯子對桌面的壓強
【答案】C
【解析】
【詳解】A.小球在甲液體中沉底,小球的密度大于甲液體的密度,小球在乙液體中懸浮,小球的密度等于乙液體的密度,所以甲液體的密度小于乙液體的密度,故A錯誤;
B.兩個杯中的液面恰好相平,甲液體的密度小于乙液體的密度,由p=ρgh可知甲液體對杯底的壓強小于乙液體對杯底的壓強,故B錯誤;
C.小球在甲液體中沉底,小球受到的浮力小于小球的重力,小球在乙液體中懸浮,小球受到的浮力等于小球的重力,所以甲液體中小球受到的浮力小于乙液體中小球受到的浮力,故C正確;
D.由圖可知,杯子中液體的體積相同,甲液體的密度小于乙液體的密度,由m=ρV可知甲液體的質量小于乙液體的質量,兩個小球的質量相等,杯子的質量相等,所以杯子、甲液體和小球的總質量小于杯子、乙液體和小球的總質量,由G=mg可知杯子、甲液體和小球的總重力小于杯子、乙液體和小球的總重力,盛甲液體的杯子對桌面的壓力小于盛乙液體的杯子對桌面的壓力,兩個杯子的底面積相等,由p=可知盛甲液體的杯子對桌面的壓強小于盛乙液體的杯子對桌面的壓強,故D錯誤。
故選C。
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7 (20 南京)11.如圖所示,兩個質量相等、底面積不等的圓柱形容器放在水平桌面上,分別裝有質量相等的兩種液體,兩個相同的小球分別放入容器中,一個漂浮,一個沉底。甲、乙兩圖中小球所受浮力分別為F1和F2,容器對桌面的壓強分別為p1和p2,下列說法正確的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】小球在甲容器中漂浮,所以
F1=G物
在乙容器中沉底,所以
F2<G物
所以
F1>F2
容器質量相等,液體的質量相等,小球的質量相等,容器對桌面的壓力等于容器、液體和小球的總重力,所以容器對桌面的壓力相等,甲的受力面積大于乙的受力面積,由可知
p1<p2
故選D。
二 填空題
1 (20綏化)18.把質量是24g,體積是30cm3的物體浸沒在水中,松手后該物體將______(填“上浮”“懸浮”或“下沉”)。當它靜止時,所受的浮力是______N。
【答案】 (1). 上浮 (2). 0.24
【解析】
【詳解】[1][2]物體的密度
由于物體的密度小于水的密度,所以松手后該物體將上浮,當它靜止時,處于漂浮狀態,受到的浮力
F浮=G=mg=24×10-3kg×10N/kg=0.24N
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2? (20蘇州)20.(3分)如圖所示,重為12N、邊長0.1m的正方體物塊靜置于粗糙的水平桌面上,物塊對桌面的壓強為 Pa.向右推動物塊,在運動過程中,它受到 (向左/向右)的摩擦力。物塊掉入水槽中(水足夠深),其靜止后所受浮力為 N.(g取10N/kg)
【解答】解:
正方體物塊對水平桌面的壓力F=G=12N,受力面積S=0.1m×0.1m=0.01m2,
物塊對桌面的壓強:p===1200Pa;
向右推動物塊,在運動過程中,摩擦力的方向與物體運動方向相反,即它受到向左的摩擦力;
正方體物塊的體積:V=0.1m×0.1m×0.1m=0.001m3,
物塊全部浸沒在水中時受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N,
因為F浮<G,所以物塊掉入水槽中(水足夠深)沉底,其靜止后所受浮力F浮=10N。
故答案為:1200;向左;10。
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3 (20營口)21.水平桌面上有一個盛滿水的溢水杯,杯中水的深度為10cm,現將一個不吸水的物塊輕輕成入溢水杯中,靜止時有72g水溢出,將其撈出擦干后輕輕放入完全相同且盛滿酒精的溢水杯中,靜止時有64g酒精溢出,則物塊在酒精中受到的浮力為______N,物塊的密度為______;此時酒精對容器底的壓強為______Pa。(,,g取)
【答案】 (1). 0.64 (2). 0.9×103 (3). 800
【解析】
【詳解】[1]物體浸入酒精中,排開酒精的質量為64g,則在酒精中所受浮力為
此時排開酒精的體積為
[2]物體浸入水中時,排開水的體積為
則排開水的體積小于排開酒精的體積。
若兩個物體都漂浮,則由可知,排開不同液體重力相等且等于物體重力,而物體浸入酒精中,排開酒精的質量為64g,物體浸入水中時,排開水的質量為72g,所以兩個物體不可能都漂浮。
若兩個物體都完全浸入,則排開液體體積應當相等,而排開水的體積小于排開酒精的體積,所以兩個物體不可能都完全浸入。
因為而排開水的體積小于排開酒精的體積,所以物體在水中漂浮,在酒精中完全浸入,故物體體積等于排開酒精的體積80cm3,物體質量等于在水中漂浮時排開水的質量72g。
所以物體密度為
[3]此時酒精對容器底的壓強為
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4 (20沈陽)15.人們在端午節會吃粽子,康康把粽子放入盛有適量水的鍋中,發現粽子完全浸沒水中且沉在鍋底,這說明粽子的密度______水的密度,此時粽子對鍋底的壓力______粽子受到的重力。(以上均選填“大于”、“等于”或“小于”)若粽子的體積為,則它受到的浮力為______N(,)
【答案】 (1). 大于 (2). 小于 (3). 1.5
【解析】
【詳解】[1]根據物體在液體中的浮沉條件,因為粽子完全浸沒水中且沉在鍋底,說明粽子的密度大于水的密度。
[2]因為粽子浸沒在水中,所以粽子受到向上的浮力,所以粽子對鍋底的壓力小于粽子受到的重力。
[3]因為粽子浸沒在水中,所以粽子浸入水中的體積為
粽子浸沒在水中受到的浮力
?
三 問答題
1 (20寧波)10.(9分)在不打破雞蛋的前提下,如何有效判斷自然狀態下保存的未知產出日期的雞蛋新鮮度?小科進行了探究。
【查閱資料】
剛產出的雞蛋密度相近,冷卻后里面內容物收縮,會在蛋的一端形成氣室。一般的雞蛋一端大(稱為鈍端)、一端小(稱為尖端)。蛋殼主要成分是碳酸鈣,其表面有很多微小氣孔,以便于蛋內外的氣體交換,同時蛋內水分可通過氣孔排出。
【實驗過程】
任選自然狀態下保存的、大小相近的同一批適齡健康的母雞于不同日期產出的雞蛋20枚,將它們輕放在水中,觀察靜止后狀態。
【實驗現象】
(1)4枚雞蛋漂浮在水面上,其余16枚雞蛋沉于水底。
(2)沉于水底雞蛋的鈍端與尖端的連線與水平底面之間有一個夾角,記為θ.16枚雞蛋的大小不一,但尖端基本上比鈍端更靠近底面,如圖所示是其中3枚雞蛋在水中靜止時的狀態。
【思考與分析】
雞蛋的新鮮度會影響它的氣室大小、密度大小和θ大小。
(1)從實驗現象可知:雞蛋的氣室位置在雞蛋的 鈍端 (填“鈍端”或“尖端”)附近。
(2)θ大小與氣室占整個雞蛋的體積比有關,圖中3枚雞蛋氣室占整個雞蛋的體積比從高到低排序為 1號、2號、3號 。由此可以從θ大小初步判斷雞蛋的新鮮度。
(3)自然狀態下,隨著雞蛋存放時間變長,雞蛋的 質量 會變小,從而使雞蛋的密度變小。可以判斷,實驗中漂浮在水面上的雞蛋存放時間較久。
【分析】(1)雞蛋的鈍端指的是較大的那一端,有氣室;
(2)氣室體積越大,重心越低;
(3)根據密度公式ρ=分析解答。
【解答】解:(1)雞蛋的鈍端指的是較大的那一端,此端有兩層卵殼膜圍成的空腔叫氣室,胚盤是胚胎發育的部位,里面含有細胞核。所以一般情況下,我們要觀察到雞卵結構中的氣室,應該敲開雞蛋的鈍端;
(2)氣室的體積越大,重心越低,沉于水底雞蛋的鈍端與尖端的連線與水平底面之間的夾角θ越大,所以圖中3枚雞蛋氣室占整個雞蛋的體積比從高到低排序為1號、2號、3號;
(3)自然狀態下,隨著雞蛋存放時間變長,水分排出的越多,雞蛋的質量會變小,根據ρ=知雞蛋的密度變小。
故答案為:(1)鈍端;(2)1號、2號、3號;(3)質量。
【點評】本題考查了學生根據題中信息分析解答能力,還考查了密度公式的應用。
四 計算題
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1 (20 衡陽) 26.(6分)如圖所示,將底面積為0.02m2的長方體實心鋁塊放在刻度面板已改裝好的臺秤上穩定時,臺秤示數為27N,已知鋁的密度為2.7×103kg/m3.求:
(1)鋁塊對水平臺秤的壓強。
(2)如果再把鋁塊完全浸沒在水中靜止時,受到的浮力。
【解答】解:
(1)由題意可知鋁塊的重力為G=27N,
鋁塊對水平臺秤的壓力:F=G=27N,
鋁塊對水平臺秤的壓強為:p===1350Pa;
(2)由G=mg得,鋁塊的質量為:
m===2.7kg,
根據ρ=可得,實心鋁塊的體積為:
V===1×10﹣3m3,
鋁塊完全浸沒在水中靜止時受到的浮力為:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N。
答:(1)鋁塊對水平臺秤的壓強為1350Pa。
(2)如果再把鋁塊完全浸沒在水中靜止時,受到的浮力為10N。
一 選擇題
1(19 南通).如圖,將裝有適量水小玻璃瓶瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶內的水面上,擰緊大瓶瓶蓋,通過改變作用在大瓶側面的壓力大小,實現小瓶的浮與沉.則( )
A. 用力捏大瓶,小瓶不能實現懸浮
B. 用力捏大瓶,小瓶內的氣體密度變大
C. 蓋上小瓶瓶蓋,捏大瓶也能使小瓶下沉
D. 打開大瓶瓶蓋,捏大瓶也能使小瓶下沉
【答案】B
【解析】
【詳解】AB.將裝有適量水的小瓶瓶口向下,使其漂浮在瓶蓋旋緊的大塑料瓶內的水面上,擠壓大塑料瓶,瓶內空氣被壓縮,將壓強傳遞給水,水被壓入小瓶中,將瓶體中的空氣壓縮,小瓶內氣體密度會變大,這時小玻璃瓶里進入一些水,瓶內水的質量增加,重力大于浮力時,小玻璃瓶下沉,當用力大小合適時,小玻璃瓶會懸浮,故A錯誤,B正確;
C.蓋上小瓶蓋后,用力捏大瓶,水不會進入小瓶內,小瓶總重力不會改變,故小瓶不會下沉,所以C錯誤;
D.打開大瓶瓶蓋,捏大瓶時不會增加瓶內空氣的壓強,水不會進入小瓶中,故小瓶不會下沉,所以D錯誤。
2(19昆明)8.—個物體靜止在水中,如圖a所示,將它提高到最高位罝(如圖b)靜止釋放,假設只受重力和浮力作用,那么物體會向下運動到最低位罝(如圖c),然后在最高和最低兩個位罝之間不停地做上下運動。忽略容器內液面高度變化。則下列說法錯誤的是
A. 物體向下運動過圖a位罝時,速度最大
B. 物體到達最低位置時,浮力大于重力
C. 物體向上運動過圖a位罝時,浮力小于重力
D. 物體到達最高位罝時,速度等于0
【答案】C
【解析】
【詳解】A.將物體提高到最高位置時,由靜止釋放,此時物體排開液體的體積小,浮力小于重力,向下做加速運動,當到達圖a位置時,浮力等于重力,合力為零,速度達到最大,故A正確;
B.物體到達最低位置時,排開水的體積大于圖a處時排開水的體積,浮力大于重力,故B正確;
C.a圖時,物體處于漂浮狀態,浮力等于重力,故C錯誤;
D.物體到達最高位置時,不再向上運動,速度等于0,故D正確。
3(19菏澤)10.人們常用“生沉熟浮”來判斷餃子是否煮熟,煮熟后的餃子會漂起來的原因是( )
A.餃子的重力減小了
B.餃子的重力和浮力都增大了
C.餃子的重力不變,浮力增大
D.餃子的重力和浮力都減小了
【分析】一切浸在液體或氣體中的物體都受到豎直向上的浮力,物體所受浮力的大小既與物體排開液體的體積有關,又與排開液體的密度有關; 物體的沉浮與物體的重力大小以及物體所受浮力的大小無關,它是由物體所受重力與浮力的合力決定。當合力向上則物體上浮;當合力向下,則物體下沉;當合力為0,則物體處于漂浮或懸浮狀態。
【解答】解:餃子在水中煮的時候,質量不變,則重力不變,因為餃子受熱膨脹,體積增大,根據f浮=ρgv排知,浮力增大,當浮力大于重力時便會浮上來。 故abd錯誤,c正確。 故選:c。
4(19鄂州)15.如圖所示,放在水平桌面上的三個完全相同的容器內,裝有適量的水,將A、B、C三個體積相同的正方體分別放入容器內,待正方體靜止后,三個容器內水面高度相同。下列說法正確的是
A. 物體受到的浮力大小關系為FA>FB>FC
B. 三個物體的密度大小關系為ρA>ρB>ρC
C. 容器底部受到水的壓力大小關系為F甲>F乙>F丙
D. 容器對桌面的壓強大小關系為P甲=P乙=P丙
【答案】D
【解析】
【詳解】由題知,A、B、C三個正方體的體積相同;
A、由圖可知,A、B、C三個正方體排開水的體積關系為VA排<VB排<VC排,根據可知,浮力的大小關系為:FA<FB<FC,故A錯誤;
B、由圖可知,A和B處于漂浮,C處于懸浮,則由浮沉條件可知:GA=FA,GB=FB,GC=FC,由于FA<FB<FC,所以GA<GB<GC;由于正方體A、B、C的體積相同,所以根據可知,物體密度的大小關系:,故B錯誤;
C、由圖可知三個完全相同的容器內水的深度相同,由可知液體底部壓強關系是p甲=p乙=p丙,三個容器的底面積相同,根據可求容器底部受到水的壓力大小關系:
F甲=F乙=F丙,故C錯誤;
D、因正方體分別處于漂浮或懸浮狀態,則浮力等于自身重力,由阿基米德原理可知,物體受到的浮力等于排開液體的重力,即說明容器中正方體的重力等于正方體排開水的重力,即可以理解為,容器中正方體的重力補充了它排開的水的重力,能看出三個容器內總重力相等;由于容器相同,所以三個容器對桌面的壓力關系為F甲=F乙=F丙,根據可知,容器對桌面的壓強大小關系為p甲=p乙=p丙,故D正確;
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5(19德州)11.小強做雞蛋在鹽水中懸浮的實驗時,先配制了半杯濃鹽水并將雞蛋放入杯中,靜止時如圖甲所示,然后逐漸向杯中添加清水,直至如圖乙所示。在逐漸向杯中添加清水過程中,下列說法不正確
的是( )
A.雞蛋受到的浮力不變
B.鹽水的密度變小
C.鹽水對燒杯底的壓強逐漸變小
D.鹽水對燒杯底的壓力逐漸變大
【分析】(1)根據鹽水密度的變化,再根據浮力與重力的關系判斷雞蛋的力大小。
(2)根據p判斷液體對容器底部的壓強的變化。
【解答】解:A、雞蛋由漂浮到懸浮,受到的浮力都等于雞蛋的重力,故雞蛋受到的浮力不變,故A正確;
B、雞蛋剛好漂浮在一杯鹽水中,此時浮力等于重力,雞蛋的密度小于鹽水的密度,現在往杯中加入適量清水(未溢出),鹽水的密度變小,故B正確;
CD、現在往杯中加入適量清水(未溢出),鹽水對容器的壓力增大,根據p知液體對容器底部的壓強增大,故C錯誤,D正確;
故選:C。
【點評】本題考查了壓強公式的應用、浮沉條件的應用,是一道綜合題,有一定的難度。
6 (19成都)9.將一枚重為0.5N的雞蛋放入一杯均勻鹽水中,靜止時如圖所示.然后向杯子里加入一些清水,則( )
A.雞蛋會下沉 B.雞蛋的重力增加
C.雞蛋所受浮力變大 D.雞蛋所受浮力為0.5N
答案:A
解析:鹽水加水后,鹽水密度會減小。
考點:沉浮條件的應用,對于漂浮、懸浮、沉底三種狀態的浮力與重力關系一定要靈活應用。
7(19眉山)13.有甲、乙兩個溢水杯,甲溢水杯盛滿灑精,乙溢水懷盛滿某種液體,將一個不吸水的小球輕輕放入甲溢水杯中,小球浸沒在酒精中,溢出酒精的質量是80g;將小球從甲溢水杯中取出擦干,輕輕放入乙溢水杯中,溢出液體的質量是80g,小球露出液面體積與浸入液體中體積之比為1:4。已知ρ酒精=0.8×l03kg/m3,下列讜法中正確的是( )
A.小球靜止于甲溢水杯的底部 B.小球的體積是80cm3
C.液體的密度是1.0×lO3kg/m3D.小球的密度是0.9×l03kg/m3
【答案】C
【解析】由題干敘述可得,當把小球放在裝滿酒精的甲溢水中時,它浸沒且溢出酒精的質量是V排=m排/ρ液=80g/0.8g/cm3=100cm3,根據,可得小球體積為100cm3。當把小球第二放入裝滿另一未知液體的溢水杯中時,它漂浮在液面上且溢出液體80g,說明物體質量也就是80g(漂浮狀態下,F浮=G物,即m排=m物),這樣,就可求得小球的密度為ρ=m/v=80g/100cm3=0.8g/cm3=0.8×103kg/m3。這樣,得到的小球密度與酒精密度相等,所以小球在酒精懸浮。至此,可得A、B、D都是錯誤的。由于小球在第二種液體中時,露出液面體積與浸入液體中體積之比為1:4,即V排=4/5V物,所以ρ球=5/4ρ液,則ρ液=ρ球=5/4×0.8×103kg/m3=1.0×103kg/m3,所以選項 C是正確的。
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二 填空題
1(19南充) 8.AB兩個實心球,已知ρA/ρB=4/3,,現將兩球放入水中后,靜止時受到的浮力之比為FA/FB=6/5,則兩球在水中靜止時所處狀態可能是:
A. 兩球均漂浮
B. 兩球均浸沒
C. A球浸沒B球漂浮
D. B球浸沒A球漂浮
【答案】C
【解析】【分析】
已知AB的密度之比和體積之比可以求出質量之比,又可以求出重力之比,根據每個選項進行假設,如果都漂浮,判斷浮力之比等于質量之比;都浸沒,判斷浮力之比等于體積之比;最后可以判斷是一個漂浮,一個浸沒,并且是密度大的浸沒,密度小的漂浮。【詳解】由題知ρA/ρB=4/3,VA/VB=1/2,則AB兩個實心球的質量之比:m/m=ρAvA/ρBvB=4/3×1/2=2/3由G=mg可得,兩球的重力之比:GA/GB=mA/mB=2/3
A、如果A、B都漂浮,則物體受到的浮力都等于物體的重力,所以浮力之比應該等于重力之比,即浮力之比為2:3,不是6:5,故A錯誤。
B、如果A、B都浸沒在水中,則物體排開水的體積等于物體的體積,由F浮=ρ水gV排可知,物體受到的浮力跟物體排開水的體積成正比,所以A、B受到的浮力之比應該為1:2,不是6:5,故B錯誤。CD、因A、B兩球既不是都漂浮,又不是都浸沒,所以只能是一個漂浮、一個浸沒,并且密度大的浸沒,密度小的漂浮,因為ρA/ρB=4/3,所以可以判斷A球浸沒、B球漂浮,故C正確,D錯誤。
【點睛】本題采用假設的方法來解決問題,然后進行排除,最后確定答案。
2(19呼和浩特)21.有人說,水里的冰山融化后,水面會上升,你認為這種說法是否正確?請你用下面給出的圖示,并用學過的知識進行正確解釋(忽略熱冷縮對水和冰的影響.已知冰和水的密度之比為0.9),并得出正確結論。
【答案】見解析
【解析】
【詳解】證明:由于冰塊漂浮,F浮=G冰,由阿基米原理:F浮=G排;又因為冰熔化前后重力不變,G冰=G冰化水即有:G排=G冰化水,因為:,,所以:,故V排=V冰化水;所以冰熔化前后水面不升也不降。
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3 (19福建)21.如圖10,氣球下面用細線懸掛一石塊,它們恰好懸浮在水中。已知石塊與氣球的總重力為G總,則氣球受到的浮力F浮________G總(選填“>”“<”或“=”);若水溫升高,石塊將 (選填“上浮”“下沉”或“保持懸浮”)。
【答案】<,上浮;考查受力分析,浮力的大小變化,屬于中等題。
【解析】由于懸浮兩者處于平衡狀態,對氣球和石塊整體做受力分析,可得總重力=氣球 受到的浮力+石塊受到的浮力,所以 F 浮<G 總;水溫升高,氣球熱脹,體積變大,根據阿基米德原理,可知氣球受到的浮力增加,整體受到的浮力大于總重力,整體一起上浮。
?三 實驗題
四 計算題
一 選擇題
1 (18 營口)12、如圖所示,在兩個完全相同的容器中裝有甲、乙兩種不同的液體,將體積相等的實心小球A、B、C分別放入兩個容器中,放入小球后兩個容器中的液體深度相同,且A、C兩球排開液體體積相同,B球在甲液體中懸浮,在乙液體中下沉。則下列選項正確的是( )
A. 甲液體比乙液體對容器底的壓強大
B. 三個小球中密度最小的是C球
C. A、C兩球所受的浮力相等
D. 如果把A、C兩球對調,A球在乙液體中可能下沉
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2 (18 遼陽) 11.(3分)容器內裝有一定質量的水,將物體A、B疊放后一起放入水中,靜止時如圖所示。再將A從B上拿下放入水中,B靜止時在水面漂浮。下列說法正確的是( )
A.物體A的密度大于物體B的密度
B.物體B漂浮后,水對容器底的壓強變小
C.物體B漂浮后,桌面受到的壓力變大
D.物體B漂浮后,物體A所受的浮力不變
【分析】(1)當物體密度等于液體密度時,物體懸浮;當物體密度小于液體密度時,物體漂浮;當物體密度大于液體密度時,物體下沉。據此判斷物體的密度;
(2)物體B漂浮后,根據排開水的體積變化得出水的深度變化,然后根據p=ρgh即可判斷水對容器底的壓強變化;
(3)桌面受到的壓力與容器的總重力產生的,所以判斷容器的總重力變化情況即可得出;
(4)根據物體A排開水的體積即可根據F浮=ρ液gV排判斷物體A所受的浮力的變化。
【解答】解:
A、物體A、B疊放后一起懸浮在水中,說明AB物體的平均密度與水的密度相同;由題知,將A從B上拿下放入水中,B靜止時在水面漂浮,說明B物體的密度小于水的密度,所以,A物體的密度大于水的密度,則物體A的密度大于物體B的密度,故A正確;
B、物體A、B疊放后一起懸浮在水中時,則V排1=VA+VB;
物體B漂浮后,A下沉,則V排2=VA+VB排,且VB排<VB;
所以,V排2<V排1,即排開水的總體積減小,所以水面下降,根據p=ρgh可知水對容器底的壓強變小;故B正確;
C、物體A、B疊放后一起懸浮在水中時,容器對水平桌面的壓力F1=G總=G容+G水+GA+GB;
由物體B漂浮后、A下沉時,容器對水平桌面的壓力F2=G總=G容+G水+GA+GB,
所以桌面受到的壓力不變;故C錯誤;
D、物體B漂浮后,物體A下沉,所以A物體仍處于浸沒狀態,則VA排=VA,即A排開水的體積不變,根據F浮=ρ液gV排可知物體A所受的浮力不變。故D正確。
故選:ABD。
【點評】本題考查了壓強定義式和液體壓強公式、物體浮沉條件、阿基米德原理、密度公式、重力公式的綜合應用,知道A露出水面的體積和容器內減少水的體積相等是關鍵。此題綜合性強,且計算過程比較復雜,有一定難度。
3 ?(18 河池) 7.如圖甲所示,水平桌面上盛滿水的容器中放有一個鋼珠。把木塊輕輕放入容器中,木塊靜止時如圖乙所示。以下說法正確的是
A. 鋼珠不受浮力作用
B. 木塊受到的浮力大于鋼珠受到的浮力
C. 兩圖中容器對桌面的壓強相等
D. 兩圖中水對容器底的壓強不相等
【答案】C
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4 (18 恩施) 9.如圖,小船上放有較大石頭,當人將石頭放入池塘后,下列說法正確的是( )
A.水對池塘底部的壓強增大 B.水對池塘底部的壓強減小
C.水對船底的壓強不變 D.水對船底的壓強增大
【答案】B
【解析】
AB、石頭在船上時,船和石頭受到的浮力:
F浮=G總=G船+G石=G船+ρ石V石g,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
石塊放入水中后,船和石頭受到的總浮力等于船受到的浮力F船加上石頭受到的浮力F石,
即F浮′=F船+F石,
由于船漂浮,則船受到的浮力F船=G船,
石頭沉入水底,則石頭受到的浮力F石=ρ水V排g,
所以此時船和石頭受到的總浮力:F浮′=F船+F石=G船+ρ水V石g,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
因為ρ水<ρ石,所以由①②可得:F浮′<F浮,
即:把船上的石頭投入水中后,船和石頭受到的總浮力變小,
由阿基米德原理可知,把船上的石頭投入水中后,船和石頭排開水的總體積變小,水位會下降,
根據p=ρgh可知,水對池塘底部的壓強減小,故A錯誤,B正確;
CD、當人將石頭放入池塘后,船受到浮力減小,由阿基米德原理可知,小船排開水的體積減小,則小船將上浮一些,船浸入水中的深度減小,根據p=ρgh可知,水對船底的壓強減小,故CD錯誤。
故選:B。
【點評】本題考查液體壓強的特點,同時考查物體浮沉條件、阿基米德原理和壓強公式的應用,綜合性強,難度適中,能比較兩種情況下船和石頭受到的總浮力大小是本題的關鍵。
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5(18 山西) ?9.小亮同學利用氣球和圓柱形水杯做了一個小實驗。把氣球內灌入一定量的水封口制成水球(如圖甲)。先將水球放入冷水中,水球漂浮(如圖乙)。把杯中冷水換成熱水,再次把水球放入熱水中,發現水球沉在水底(如圖丙)。下列分析正確的是( )
A.水球在冷水中所受浮力小于熱水中所受浮力
B.水球在冷水中排開水的重力等于水球的重力
C.冷水的密度小于熱水的密度
D.在冷水和熱水同一深度處壓強相等
答案 B
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二 填空題
6 (18 泰州)15.把重10N,密度為0.9×103kg/m3的實心物體投入水中。當物體靜止時,物體處于 漂浮 (漂浮/懸浮/沉底)狀態,物體所受浮力為 10 N,排開水的體積是 1×10﹣3 m3.因為ρ物=0.9×103kg/m3<ρ水,
所以物體靜止時,物體漂浮;
(2)因為物體漂浮,
所以F浮=G物=10N;
(3)因為F浮=G排=ρ水gV排,
所以V排===1×10﹣3m3。
故答案為:漂浮;10;1×10﹣3。
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7 ( 18 宜昌) 23 有一木塊的體積為200cm^3,密度為0.8×〖10〗^3 kg/m^3.把它浸沒在水中時,它受到的浮力是______N;松手后,木塊靜止時排開水的量是______kg.(g=10N/kg)。
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8 (18 河北) 12. .水平桌面上放置一底面積為S的薄壁圓筒形容器,內盛某種液體,將質量分別為mA、mB、mc,密度分別為A、B、c的均勻實心小球A、B、C放入液體中,A球漂浮,B球懸浮,C球下沉,如圖所示,它們所受的浮力分別為FA、FB、Fc。下列選項正確的是
A. 若mA = mB = mc,則FA = FB > Fc
B. 將C球截去部分后,剩余部分可能上浮
C. 只取出A球,容器中液面的高度降低了
D. 三球放入液體前后,液體對容器底部的壓強變化了
9 (2018?攀枝花)22.(2分) 將一合金塊輕輕是放入盛滿水的溢水杯中,當其靜止后有72g水溢出,再將其撈出擦干后輕輕放入盛滿酒精的溢水杯中,當其靜止后有64g酒精溢出,則合金塊在酒精中受到的浮力為 0.64 N,合金塊的密度為 0.9×103 kg/m3.(ρ酒精=0.8×103kg/m3,g=10N/kg)
故答案為:0.64;0.9×103。
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10(18 哈爾濱) 40. 夏天把西瓜放在冰水里降溫,西瓜浸沒于水中后放手,西瓜會上浮,是由于 ;用手撈出西瓜的過程中,人感覺越來越費力,由此可以猜想浮力大小與 有關。
【答案】西瓜受到的浮力大于重力;物體排開液體的體積
【解析】本題考察液體浮力知識。西瓜在水中受到豎直向下的重力和豎直向上的浮力,西瓜上浮,說明西瓜受到的浮力大于重力;用手撈出西瓜的過程中,西瓜浸沒在水中的體積越來越小,排開液體的體積越來越小,結合所學知識,猜想浮力大小與物體排開液體的體積有關。
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11 (18 上海) 13.物體體積為0.5×10﹣3米3浸沒水中后浮力為 5 牛,若物體重力為10牛,則物體受到的合力為 5 牛,方向為 豎直向下 。
【解答】解:因為浸沒,則所受浮力大小為:
F浮=G排=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×0.5×10﹣3 m3=5N,浮力方向豎直向上;
物體在液體中只受浮力和重力作用,由于兩個力在同一直線上,F浮<G,
則其合力為:F=G﹣F浮=10N﹣5N=5N,方向是豎直向下。
故答案為:5;5;豎直向下。
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12 (18 麗水) 5. 杯子放在水平桌面上,放入茶葉,再倒人開水,茶葉先漂浮在水面上,過一段時間,茶葉逐漸下沉到杯底。
(1)茶葉漂浮在水面,是因為浮力 等于 重力(填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)茶葉勻速下沉階段(不考慮水的蒸發),茶杯對桌面的壓力將 不變 (填“變大”、“變小”或“不變”)。
【分析】(1)漂浮在水面上的物體所受的浮力等于自身的重力。
(2)茶杯對桌面的壓力等于茶杯、水和茶葉的總重力。
【解答】解:(1)根據物體浮沉條件可知,茶葉漂浮在水面,是因為浮力等于重力;
(2)茶杯對桌面的壓力等于茶杯、水和茶葉的總重力,所以不考慮水的蒸發,茶杯對桌面的壓力不變。
故答案為:(1)等于;(2)不變。
【點評】此題考查物體浮沉條件及其應用、壓力與重力的區別,難度不大,關鍵是解答中把杯子、茶葉和水看做一個整體。
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13? (18 連云港) 16.如圖所示,小球在繩子拉力作用下恰好浸沒在水中,此時小球所受的浮力 小球的重力(選填“大于”、“小于”或“等于”),剪斷繩子后,小球上升過程中所受的浮力 (選填“變大”、“變小”或“不變”,下同),水對燒杯底部的壓強 。
【考點】物體的浮沉條件及其應用.
【專題】應用題;浮沉的應用.
【分析】(1)根據物體的受力平衡即可判斷小球所受浮力大于重力。
(2)剪斷繩子后,根據排開液體的體積變化,利用阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排分析水中的小球所受浮力浮變化,根據水的深度變化利用p=ρgh判斷水對燒杯底部的壓強變化。
【解答】解:
(1)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和豎直向上的浮力作用,此時在豎直向下的拉力作用下處于靜止,則根據物體受力平衡可知:F浮=G+F;所以,小球所受的浮力大于小球的重力。
(2)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,根據阿基米德原理可知所受的浮力變小,水的液面下降,根據p=ρgh可知水對燒杯底部的壓強變小。
故答案為:大于;變小;變小。
【點評】本題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鍵。
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14 (18 阜新) 13. 一個體積為,密度為的物體,用手抓住它將其浸沒在水中,它受到的浮力是_____N。松開手后,物體將________(填“上浮”、“下沉”或“懸浮”),在此過程中,物體受到水的壓強________(選填“變大”、“變小、”或“不變”).
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三 實驗題
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15 (18 白銀) 21.北方人有吃餃子的習慣,剛包好的餃子,為什么放入水中會下沉,而過一會兒餃子會浮起來?
【分析】物體的浮沉條件:上浮:F浮>G,懸浮:F浮=G,下沉:F浮<G;物體在液體中的浮沉最終是由物體完全浸沒時浮力與重力的大小關系決定的,根據浮沉條件判斷水餃在水中上浮和下沉的原因。
【解答】答:剛剛包好的餃子,放入水中時,由于餃子所受浮力小于重力,所以下沉;過一會兒,由于餃子受熱后內部空氣膨脹,餃子的體積增大,排開水的體積也增大、浮力增大,當餃子所受到的浮力大于重力時,它會浮起來。
【點評】此題通過煮水餃的過程及現象考查了物體的浮沉條件,物體在液體中的浮沉是由物體完全浸沒時浮力與重力的大小關系決定的。
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16 (18 北京) 31.如圖所示,將一個小球浸沒在水中由靜止釋放,請根據小球的受力情況分析其可能出現的運動情況。(可畫受力示意圖輔助說明)
解:浸入水中的小球受到重力和浮力的作用;如果重力大于浮力,小球將會下沉;如果重力小于浮力,小球將會上浮;如果重力等于浮力,小球將會懸浮;重力和浮力的作用點都在物體的重心上,如圖所示:
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四 計算題
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17 (18自貢)30.(7分) 有甲、乙兩個溢水杯,甲溢水杯盛滿酒精,乙溢水杯盛滿某種液體。將一不吸水的小球輕輕放入甲溢水杯中,小球下沉到杯底,溢出酒精的質量是40g;將小球從甲溢水杯中取出擦干,輕輕放入乙溢水杯中,小球漂浮且有的體積露出液面,溢出液體的質量是50g,已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,試問:
(1)小球的體積是多少?
(2)液體的密度是多少?
【分析】(1)小球浸沒在甲溢水杯酒精中,排開酒精的體積等于小球的體積,故可得出小球的體積;
(2)小球漂浮在乙溢水杯的液體中,小球受到的浮力等于重力,進而得出球的質量;由小球質量和體積,可以得到小球密度;
已知小球在乙中漂浮,據小球的密度,結合漂浮條件和阿基米德原理可計算乙液體的密度。
【解答】解:
(1)由題知,小球在甲溢水杯中下沉,則小球的體積就等于排開酒精的體積,
根據ρ=可得小球的體積:
V=V排酒精===50cm3;
(2)由題意知,小球漂浮在乙溢水杯的液體中,
根據漂浮條件和阿基米德原理可得:F浮乙=G=G排液,
所以可得小球的質量:m=m排液=50g;
則小球的密度:
ρ球===1g/cm3;
小球在乙中漂浮,且有的體積露出液面,則V排=V,
由漂浮條件可得:F浮乙=G,
根據阿基米德原理可得:ρ液g×V=ρ球gV,
則液體的密度:ρ液=ρ球=×1g/cm3=1.1g/cm3。
答:(1)小球的體積是50cm3;
(2)液體的密度是1.1g/cm3。
【點評】本題綜合考查了重力的計算、浮力的計算(阿基米德原理、漂浮條件),涉及到物體的浮沉條件。利用好阿基米德原理是本題的關鍵。
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18 (18 杭州) 14.“蛟龍號”是我國首臺自主設計、自主集成研制、世界上下潛最深的作業型深海載人潛水器。“蛟龍號”體積約為30米3,空載時質量約為22噸,最大荷載240千克。
(1)“蛟龍號”空載漂浮在水面時受到的浮力為多大?
(2)若“蛟龍號”某次滿載時下沉是采用注水方式實現的,則至少注入多少立方米的水?(海水密度取1.0×103千克/米3,g取10牛/千克)
【考點】8S:物體的浮沉條件及其應用;8P:浮力大小的計算.菁優網版權所有
【專題】11 :計算題;584:浮沉的應用.
【分析】(1)蛟龍號”空載漂浮在水面時,根據漂浮條件即可求出浮力;
(2)已知潛艇的總體積,根據浮力公式從而求出浮力,根據滿載時需要下沉時潛水器的總重力,然后求出需要注入的海水重力,利用G=mg=ρgV求出水的體積。
【解答】解:
(1)蛟龍號”空載漂浮在水面時,根據漂浮條件可知潛艇受到浮力:
F浮=G空載=m空載g=22×103kg×10N/kg=2.2×105N;
(2)滿載時需要下沉時潛水器排開海水的體積V排=V船=30m3,
此時F浮′=ρ海gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N,
滿載總重力G滿=m滿g=(22×103kg+240kg)×10N/kg=2.224×105N,
G注水=F浮′﹣G滿=3×105N﹣2.224×105N=7.76×104N,
則由G=mg=ρgV可得注入水的體積:
V注入===7.76m3。
答:(1)“蛟龍號”空載漂浮在水面時受到的浮力為2.2×105N;
(2)若“蛟龍號”某次滿載時下沉是采用注水方式實現的,至少注入7.76m3的水。
【點評】本題考查了重力公式、物體的沉浮條件、阿基米德原理的應用,要求認真審題靈活應用相關公式。
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一 選擇題
1 (17 來賓) 11. 體積相同而材料不同的小球甲、乙、丙、丁,靜止在容器的水中,如圖所示.這四個小球所受的浮力分別為F甲、F乙、F丙、F丁,則( )
A.F甲=F乙 B.F甲<F丁 C.F乙>F丙 D.F丙>F丁
【專題】應用題;浮沉的應用.
【分析】由題知,四個小球的體積相同,根據圖示得出四個小球排開水的體積的大小關系,根據阿基米德原理得出受到的浮力的大小關系.
【解答】解:由圖知,四個球排開水的體積:
V甲<V乙<V丙=V丁,
根據F浮=ρ水V排g可知四個球受到的浮力:
F甲<F乙<F丙=F丁.
由此可知:B正確,ACD錯誤.
故選B.
【點評】本題考查了學生對阿基米德原理的了解與掌握,能從圖中得出四個球排開水的體積關系是本題的關鍵.
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2 (17 賀州) 11.把雞蛋浸入盛水的杯中,雞蛋沉在杯底(如圖甲所示),再往杯中加鹽使雞蛋懸浮(如圖乙所示),下列說法正確的是( )
A.液體的密度:ρ甲=ρ乙
B.雞蛋排開液體的質量:m甲<m乙
C.雞蛋受到的浮力:F甲=F乙
D.液體對杯底的壓強:P甲=P乙
【考點】8S:物體的浮沉條件及其應用.
【專題】12 :應用題;26 :錯解分析題;584:浮沉的應用.
【分析】同一只雞蛋質量不變,則的重力不變,根據圖甲中沉底、圖乙中懸浮,利用物體的浮沉條件即可判斷不同情況下雞蛋的密度和所受浮力之間的關系;根據阿基米德原理即可判斷排開液體的質量關系;根據p=ρgh即可判斷液體對容器底的壓強關系.
【解答】解:雞蛋在甲中沉入水底,則ρ甲<ρ雞蛋,F甲<G;
在圖乙中懸浮,則ρ乙=ρ雞蛋,F乙=G;
所以,液體的密度ρ甲<ρ乙,故A錯誤;
雞蛋受到的浮力F甲<F乙,故C錯誤;
由F浮=G排=m排g可知:
雞蛋排開液體的質量m甲<m乙,故B正確;
由圖可知液體的深度相同,根據p=ρgh可知,液體對容器底的壓強p甲<p乙,故D錯誤.
故選B.
【點評】本題考查了物體浮沉條件的應用,記住條件是關鍵,要注意同一只雞蛋的雞蛋質量不變,則重力不變.
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3 (17 百色) 11.如圖4所示,將一個小球先后放入甲、乙兩個盛滿不同液體的溢水杯中,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中沉底,甲、乙兩杯中溢出液體的重力分別為0.5N和0.4N,則下列說法正確的是:
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A. 小球在甲杯中受到浮力作用,在乙杯中不受浮力作用
B. 小球在甲杯中受到的浮力為0.5N,在乙杯中受到的浮力小于0.4N
C. 小球的質量為50g
D. 甲杯液體的密度小于乙杯液體的密度
【答案】C
命題立意:阿基米德原理
解析:本題考查的是對阿基米德原理和重力公式的應用。關鍵是理解和運用漂浮條件、下沉條件(密度關系)得出兩液體的密度關系。對選項A,根據阿基米德原理F浮=ρgV排可知,只要物體浸入水中,就會受到浮力,與浮沉狀態無關,故選項A不正確;對選項B,根據阿基米德原理F浮=ρgV排可知,甲杯中小球受到的浮力:
F甲=G排甲=0.5N;小球在甲杯漂浮,G甲=G排甲=0.5N;
兩個完全相同的小球,乙杯中小球受到的浮力:F乙=G排乙=0.4N;故B不正確;
對選項C,根據G=mg和甲杯中小球受到的浮力:F甲=G排甲=0.5N;
小球的質量:m=G/g
=0.5N/(10N/kg)
=0.05kg=50g,故C正確;
對選項D,小球在甲杯漂浮,有:ρ甲>ρ球,
小球在乙杯下沉,沉入水底,有:ρ乙<ρ球,
所以兩種液體的密度:ρ甲>ρ乙;故D錯誤。所以選項C符合題意。
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4 (17 龍巖) 16.如圖,將兩塊相同的橡皮泥做成實心球形和碗形,分別放入相同的甲、乙兩杯水中,球下沉,碗漂浮,它們受到的浮力分別為F甲、F乙,杯底受到水壓強分別為p甲、p乙,則( )
A.F甲=F乙 p甲=p乙 B.F甲<F乙 p甲<p乙
C.F甲<F乙 p甲>p乙 D.F甲>F乙 p甲>p乙
【考點】8S:物體的浮沉條件及其應用;83:壓強大小比較.
【分析】(1)實心球橡皮泥沉到容器底部,受到的浮力F甲<G;碗狀橡皮泥漂浮在水面,受到的浮力F乙=G;而碗狀和實心球狀的橡皮泥受到的重力相同,據此判斷它們所受浮力的大小關系;
(2)再根據阿基米德原理分析排開水的體積關系,得出哪個燒杯水的水面升高的多,則哪一個的杯底受到水的壓強就大.
【解答】解:(1)由圖可知:甲圖實心球橡皮泥沉到容器底部,實心球橡皮泥受到的浮力:
F甲<G,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
乙圖中碗狀橡皮泥漂浮在水面,則碗狀橡皮泥受到的浮力:
F乙=G,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:
F甲<F乙;故AD錯誤;
(2)根據浮力公式F浮=ρ水V排g可知:V甲排<V乙排,
即:實心橡皮泥排開的水的體積小于碗狀橡皮泥排開的水的體積,
所以乙杯中水面升高得多,根據液體壓強公式p=ρgh知:
乙杯底受到水的壓強大,即p甲<p乙;故B正確,C錯誤.
故選B.
【點評】本題考查了學生對阿基米德原理和物體浮沉條件的掌握和運用,確定碗狀和實心球狀的橡皮泥受到的重力相同是本題的關鍵.注意正確判斷出實心橡皮泥排開的水的體積小于碗狀橡皮泥排開的水的體積.
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5 (17南京) 11.如圖所示,將蘋果和梨子放入水中后,蘋果漂浮,梨子沉底.若蘋果的質量、體積及受到的浮力為m1、V1和F1,梨子的質量、體積及受到的浮力為m2、V2和F2,現有以下判斷( )
(1)若m1>m2,則F1一定小于F2
(2)若m1=m2,則F1一定大于F2
(3)若V1=V2,則F1一定小于F2
(4)若V1>V2,則F1一定大于F2.
A.(1)(3) B.(1)(4) C.(2)(3) D.(2)(4)
【考點】8S:物體的浮沉條件及其應用;8O:阿基米德原理.
【分析】(1)根據浮沉條件分別判斷出所受浮力與與重力的關系,即可比較;
木塊與冰塊的質量相同,由重力公式可知重力相同,都漂浮在水面上,根據漂浮條件確定受到的浮力關系;由此可比較排開水的體積.
(2)根據問物體所處狀態判斷出排開液體的體積關系,利用阿基米德原理即可判斷浮力大小.
【解答】解:
由于蘋果漂浮,梨子沉底,則根據浮沉條件可知:
F1=G1=m1g,F2<G2=m2g,
(1)若m1>m2,則F1>F2;
(2)若m1=m2,則F1>F2;
由于蘋果漂浮,梨子沉底,則:
V排1<V1,V排2=V2,
由于都是浸在水中,根據F浮=ρ水gV排可知:
(3)若V1=V2,則F1<F2;
(4)若V1>V2,則V排1與V排2的大小不能比較,所以,F1不一定大于F2.
由此分析可知(2)(3)正確.
故選C.
// 沉浮條件,挺好的規律辨析應用。
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6 (17 西寧) 11.(2分)用一個量筒、水、一根細針做實驗來測小木塊的某些物理量(ρ木<ρ水,小木塊能放入量筒中),下列說法中正確的是( )
A.只能測木塊的體積
B.只能測木塊所受的浮力
C.只能測木塊的體積、質量和密度
D.木塊的體積、所受的浮力、質量和密度都能測量
【分析】(1)先用量筒取適量的水讀出體積V1,用細針將木塊按入水中讀數示數V2,可求木塊的體積;
(2)先用量筒取適量的水讀出體積V3,將木塊放入水中讀數示數V4,可測木塊排開水的體積;利用阿基米德原理求木塊受到的浮力,由于木塊漂浮,可求木塊的重力,再根據重力公式求木塊的質量,再利用密度公式求木塊的密度.
【解答】解:
(1)測量木塊的體積:先用量筒取適量的水讀出體積V1,用細針將木塊按入水中讀數示數V2,
則木塊的體積V木=V2﹣V1;
(2)測木塊受到的浮力:先用量筒取適量的水讀出體積V3,將木塊放入水中讀數示數V4,
則木塊排開水的體積V排=V4﹣V3;木塊受到的浮力F浮=ρ水V排g=ρ水(V4﹣V3)g;因為漂浮,所以木塊的重力G木=F浮=ρ水V排g=ρ水(V4﹣V3)g,所以木塊的質量m木=ρ水(V4﹣V3),再利用密度公式求木塊的密度ρ木=ρ水.
由上述分析可知,利用題目提供的器材可以測量木塊的體積、所受的浮力、質量和密度.
故選D.
【點評】本題考查了學生對重力公式、密度公式、阿基米德原理、物體的漂浮條件的掌握和運用,能根據提供儀器測出兩個體積(排開水的體積、木塊的體積)是本題的關鍵.
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7 (17 天水) 8.有一量筒裝水如圖所示,水的體積為 cm3,則水的質量為 g.若放入一小木塊,木塊漂浮在水面上,這是因為水的 比木塊大,木塊所受浮力 力.(選填“大于”、“小于”或“等于”)(ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】10;10;密度;等于
【解析】由圖知量筒的最小分度是1cm3,水的體積是10cm3,
根據ρ=可得水的質量m=ρV=1g/cm3×10cm3=10g;木塊漂浮在水面上,根據漂浮的條件知水的密度比木塊大即ρ木<ρ水,此時木塊受到的浮力等于木塊的重力即F浮=G.
【考點】密度公式的應用;量筒的使用;物體的浮沉條件及其應用.
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8 (17 哈爾濱) 7.(2分)在水中,魚、漂浮的木頭、靜止在水底的石頭的位置如圖所示,下列說法正確的是( )
A.水對石頭的壓強比對木頭的小
B.木頭受到的浮力大于它自身的重力
C.魚受到的浮力等于它排開水的重力
D.石頭受到的浮力等于它自身的重力
【分析】A、通過比較石頭和木頭所處的深度大小,利用p=ρgh比較受到壓強大小關系;
B、漂浮的物體,受到的浮力等于它自身的重力;
C、浸在液體中的物體受到的浮力等于它排開液體的重力;
D、下沉的物體,物體受到的浮力小于它自身的重力.
【解答】解:
A、因為石頭所處的深度比木頭所處的深度大,所以水對石頭的壓強比對木頭的大,故A錯;
B、因為木頭漂浮,所以木頭受到的浮力等于它自身的重力,故B錯;
C、根據阿基米德原理可知,魚受到的浮力等于它排開水的重力,故C正確;
D、石頭沉底(石頭的密度大于水的密度),石頭受到的浮力小于它自身的重力,故D錯.
故選C.
【點評】本題考查了阿基米德原理、物體的浮沉條件和液體壓強公式的應用,屬于基礎題目.
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9 (17 齊齊哈爾) 9.(2分)在水平桌面上有甲乙兩個完全相同的燒杯,兩個燒杯內分別盛滿密度為ρ甲和ρ乙的兩種液體,把兩個完全相同的小球輕輕地放入甲、乙燒杯內,靜止時如圖所示,燒杯對桌面的壓強分別為P甲和P乙,小球所受浮力分別為F甲和F乙,下列判斷正確的是( )
A.ρ甲<ρ乙 B.P甲>P乙 C.P甲=P乙 D.F甲<F乙
【分析】(1)根據圖示中小球在兩種液體中的浮沉狀態,利用物體浮沉條件分別得出小球與兩種液體的密度關系,進而得出兩種液體的密度關系;
(2)根據圖示中小球在兩種液體中的浮沉狀態,利用物體浮沉條件分別得出小球在兩種液體中受到的浮力與其重力的關系,進而得出浮力關系;
(3)燒杯對桌面的壓力等于燒杯、容器內液體和小球的總重力,受力面積相同,根據p=比較壓強大小.
【解答】解:A、由圖可知,小球在甲中漂浮,則ρ球<ρ甲,在乙中懸浮,則ρ球=ρ乙,故ρ甲>ρ乙,故A錯誤;
BC、燒杯對桌面的壓力等于燒杯、燒杯內液體和小球的總重力,由圖知,甲燒杯內液體的體積大于乙燒杯內的體積,又知ρ甲>ρ乙,根據ρ=和G=mg可知甲燒杯內的重力大于乙燒杯內的重力,兩燒杯、兩小球的重力均相等,則重力相等,故甲杯對水平桌面的壓力大于乙杯對水平桌面的壓力,燒杯的底面積相等,根據p=可知,甲杯對水平桌面的壓強大于乙杯對水平桌面的壓強.故B正確,C錯誤;
D、由圖可知,小球在甲中漂浮,則F浮甲=G,在乙中懸浮,則F浮乙=G,故F浮甲=F浮乙,故D錯誤.
故選B.
【點評】本題考查了阿基米德原理和物體浮沉條件、密度公式、重力公式、壓強公式的綜合應用,會比較甲、乙兩杯對水平桌面的壓力關系是關鍵.
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10 (17 大連) 10、如圖所示,水平桌面上有兩個相同的燒杯,分別盛有質量相等的甲、乙兩種液體。將材料相同的a、b兩個實心球,分別放入甲、乙兩種液體中,a球體積大于b球體積。靜止時,a球漂浮在液面上,b球懸浮在液體中,a、b兩球受到的浮力分別為F甲、F乙,甲、乙兩種液體對燒杯底的壓強分別為p甲、p乙,則
A.F甲=F乙;p甲=p乙 B.F甲=F乙;p甲>p乙
C.F甲>F乙;p甲=p乙 D.F甲>F乙;p甲>p乙
【分析】(1)首先根據物體浮沉條件判斷兩球與自身重力的關系,然后利用密度和重力公式判斷兩球的重力關系,從而得出兩球受到的浮力關系;
(2)根據甲、乙兩種液體對燒杯底的壓力等于燒杯內液體與球的總重力得出兩種液體對燒杯底的壓力關系,然后利用壓強公式比較甲、乙兩種液體對燒杯底的壓強.
【點評】此題考查物體浮沉條件及其應用、壓強的大小比較,同時考查重力、密度公式的應用,關鍵是整體法應用,知道甲、乙兩種液體對燒杯底的壓力等于燒杯內液體與球的總重力.
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11 (17 河南) 14.如圖所示,放在同一水平桌面上的兩個相同容器,分別盛有甲、乙兩種液體,現將同一木塊分別放入兩容器中,當木塊靜止時兩容器中液面相平.兩種情況相比,下列判斷正確的是( )
A.木塊受到的浮力一樣大
B.木塊在甲液體中受的浮力較大
C.甲液體對容器底部的壓強較大
D.盛甲液體的容器對桌面的壓強較小
【考點】8S:物體的浮沉條件及其應用;83:壓強大小比較;8A:液體壓強計算公式的應用.
【分析】(1)由于是同一塊木塊,根據物體的浮沉條件判斷浮力與重力的關系,然后即可判斷浮力大小;
(2)根據物體的浮沉情況判斷出物體密度與液體密度的關系;然后根據p=ρ液gh得出容器底受到壓強的關系;
(3)此時容器對桌面的壓力等于容器的重力和容器內部物體重力之和;根據F甲=G容器+G液+G物比較得出容器底所受的壓力關系,然后即可比較壓強.
【解答】解:
AB、木塊在甲中懸浮,則F浮甲=G木;木塊在乙中漂浮,則F浮乙=G木,
比較可知F浮甲=F浮乙,即木塊受到的浮力一樣大,故A正確,B錯誤;
C、木塊在甲中懸浮,則ρ甲=ρ木;木塊在乙中漂浮,則ρ乙>ρ木,
所以,ρ乙>ρ甲,由于兩容器中液面相平,由p=ρ液gh可知,乙液體對容器底的壓強大,故C錯誤;
D、因容器相同、液面等高,則液體和物體浸入部分的總體積相等,即V甲+V排甲=V乙+V排乙;
由圖可知:V排甲>V排乙;則V甲<V乙,
由C項可知ρ乙>ρ甲,根據m=ρV可得:m甲<m乙;
根據G=mg可知:G甲<G乙;
根據容器對桌面的壓力等于容器的重力和容器內部物體重力之和可得:
F甲=G容器+G甲+G木;F乙=G容器+G乙+G木;
所以,F甲<F乙;
由于兩個容器相同,底面積相同,根據p=可知:p甲<p乙,故D正確.
故選AD.
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12 (17 郴州) 18.(2分)如圖所示,某同學將兩個完全相同的物體A、B分別放到甲、乙兩種液體中.物體靜止時,A漂浮,B懸浮,且
兩液面相平,容器底部受到的液體壓強分別為P甲、P乙,物體A、B所受浮力分別為FA、FB.則( )
A.P甲<P乙,FA=FB B.P甲<P乙,FA>FB
C.P甲>P乙,FA=FB D.P甲>P乙,FA<FB
【分析】(1)浸沒在液體里的物體浮沉條件是:當G物<F浮,物體上浮;當G物<F浮,物體下沉;當G物=F浮,物體處于懸浮;漂浮時G物=F浮.
(2)兩個物體完全相同,根據漂浮和懸浮時液體密度和球的密度關系,找出兩種液體的密度關系,又知道兩容器液面等高(深度h相同),利用液體壓強公式分析兩種液體對容器底壓強的大小關系.
【解答】解:(1)由于A、B完全相同,則重力相等,由圖可知:A在甲液體中漂浮,B在乙液體中懸浮,
由物體的漂浮、懸浮條件可知:FA=G,FB=G,所以FA=FB.
(2)甲液體中的A漂浮,
ρ甲液>ρA,
乙液體中的B懸浮,
ρ乙液=ρB,
兩種液體的密度:
ρ甲液>ρ乙液;
又因為兩容器液面等高,
所以由p=ρgh可知,兩種液體對容器底壓強:
p甲>p乙.故C正確.
故選C.
【點評】本題考查了學生對漂浮條件、懸浮條件、液體壓強公式的理解和運用.根據物體的浮沉(懸浮、漂浮)確定A、B與液體的密度大小關系是本題的關鍵.
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13 ( 17 山西) 9.(3分)俗話說“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中會漂浮,李子投入水中會下沉.對此現象,下列說法正確的是( )
A.西瓜的密度比李子的密度大
B.西瓜漂浮時所受浮力大于重力
C.李子下沉過程中所受水的壓強不變
D.李子浸沒后,下沉過程所受浮力大小不變
【分析】(1)根據物體浮沉條件,比較西瓜、李子與水的密度關系,進而可得西瓜和李子的密度關系;
(2)物體漂浮,浮力等于重力;
(3)首先判斷李子下沉過程中所處深度變化,然后根據液體壓強
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