第3节 水的浮力（物体浮沉条件的应用）同步练习（含答案）

2021-2022学年浙教版科学物体浮沉条件的应用
一．选择题（共7小题）
1．如图所示，同一潜水艇浮在水面时受到的浮力为F1，底部受到水的压强为p1；潜入水中时受到的浮力为F2，底部受到水的压强为p2．下列选项中正确的是（　　）
A．F1=F2　p1＜p2
B．F1=F2　p1＞p2
C．F1＞F2　p1＞p2
D．F1＜F2　p1＜p2
2．小明将同一个鸡蛋先后放入如图所示的甲、乙两杯液体中，液体密度分别为ρ甲、ρ乙，鸡蛋在液体中所受的浮力分别为F甲、F乙，则下列关系正确的是（　　）
A．ρ甲＜ρ乙
F甲＞F乙
B．ρ甲＞ρ乙
F甲=F乙
C．ρ甲＞ρ乙
F甲＜F乙
D．ρ甲＜ρ乙
F甲=F乙
3．体积相同的铜、铁、铝和木四个小球，放入水中静止时如图，已知这四个小球的密度关系是ρ铜＞ρ铁＞ρ铝＞ρ水＞ρ木头，则下列判断正确的是（　　）
A．铝球、木球一定是实心的，铜球和铁球一定是空心的
B．四个小球所受的浮力关系是：F铜＞F木头＞F铁=F铝
C．四个小球的重力关系是：G铝＞G铁＞G木头＞G铜
D．四个小球的质量关系是：m铝＞m铁＞m铜＞m木头
4．如图所示，苹果漂浮在水面，而梨子却沉到水底。下列说法正确的是（　　）
A．若苹果的体积大于梨子的体积，则苹果的密度大于梨子的密度
B．若苹果和梨子的体积相等，则苹果受到的浮力大于梨子受到的浮力
C．若苹果和梨子排开水的体积相等，则苹果的质量小于梨子的质量
D．若苹果和梨子的质量相等，则苹果排开水的质量等于梨子排开水的质量
5．半潜船可用来运输超大型货物，空载时漂浮于海面（如图甲）；装载时需向船体水舱注水，船体重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下（如图乙）；待货物被拖到甲板上方时，排出水舱中的水，船体重力减小，甲板上浮至海面，完成货物装载（如图丙）。半潜船在甲、乙、丙三种状态时所受的浮力分别为F1、F2、F3．则下列判断正确的是（　　）
A．F1=F3＞F2
B．F2＞F3＞F1
C．F3＞F1=F2
D．F3＞F2＞F1
6．如图所示，小瓷碗漂浮在水面上，倾斜后能沉入水底，对这一情景分析正确的是（　　）
A．小瓷碗漂浮时受到的浮力大于它受到的重力
B．小瓷碗浸没时和漂浮时相比所受的浮力变小了
C．小瓷碗能沉入水底是因为它受到的重力变大了
D．小瓷碗下沉过程中所受浮力大于它受到的重力
7．水平台面上有两个同规格烧杯，分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的物体A、B分别放入两杯中，静止时如图所示，此时甲、乙液面刚好相平。设A物体受到的浮力为F浮A，甲液体对烧杯底部的压强为p甲；B物体受到的浮力为F浮B，乙液体对烧杯底部的压强为p乙，则（　　）
A．F浮A=F浮B，p甲＜p乙
B．F浮A=F浮B，p甲＞p乙
C．F浮A＜F浮B，p甲＜p乙
D．F浮A＜F浮B，p甲＞p乙
　
二．填空题（共7小题）
8．人们在端午节会吃粽子，康康把粽子放入盛有适量水的锅中，发现粽子完全浸入水中且沉在锅底，这说明粽子的密度　　水的密度，此时粽子对锅底的压力　　粽子受到的重力
（以上均选填“大于”、“等于”或“小于”），若粽子的体积为150cm3，则它受到的浮力为　　N．（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）
9．将适量橡皮泥包裹在吸管下端，制成了一只土密度计，将其分别放入盛有不同液体的甲、乙两个相同的容器中，静止时如图所示。若两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙，密度计在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙．从观察到的现象可以判断：F甲　　F乙，ρ甲　　ρ乙；密度计两次排开液体的重力分别为G甲、G乙，则G甲　　G乙．（均选填“＜”“=”或“＞”）
10．将重为6N，体积为1.0×10﹣3m3的正方体物块B，通过一根细线与容器A底部相连，此时物块B所受的浮力为　　N；剪断绳子，物块B将　　（选填“上浮”“悬浮”或“下沉”）。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）
11．如图所示，乒乓球从水里上浮直至漂浮在水面上，乒乓球在A位置时受到的浮力为FA，在C位置时受到的浮力为FC，则它们的大小关系是FA　　FC，已知乒乓球的质量为2.7g，当它漂浮在水面时，排开水的体积为　　cm3，在B位置时是　　状态（选填“平衡”或“非平衡”）。
12．如图甲所示，一段粗细、质量均匀的蜡块，重为G1，长为l，上面放置一块重为G2的铁块，直立漂浮在水面上，露出水面的长度为l0，则蜡块和铁块所受水的浮力F浮=　　；若截掉蜡块的一部分，使蜡块上表面与水面恰好相平，如图乙所示，此时蜡块在水中的长度l1=　　（结果用G1、G2、l、l0来表示）
13．轮船是利用空心法增大　　，从而增大浮力而漂浮在水面上的。如图，A、B表示满载的轮船在海水或江水中静止时液面的位置。图中B点是轮船在　　（选填“江水”或“海水”）中停泊。轮船的排水量为6000t，在海水中满载时受到的浮力是　　N；若该船从海水驶入江水中，它应该　　（选填“上浮一些”或“下沉一些”）（g取10N/kg，ρ江水=1×103kg/m3，ρ海水=1.03×103kg/m3）。
14．如图所示，采用两种方式使B浸没，物块A压在物块B上，物块C通过细绳吊在物块B下，整体均在水中保持静止，则mA　　mC（选填“＞”、“=”或“＜”）．
　
三．解答题（共4小题）
15．某同学用底面积S为5cm2的圆柱形直管和金属小颗粒自制一个密度计，如图所示，密度计总重0.4N，高12.5cm，当密度计竖直漂浮在水中时，浸入水中的深度为8cm，这时在密度计与水面相平的α点处标上水的密度值。（g取10N/kg，ρ酒精=0.8×103kg/m3）
（1）密度计在水中受到的浮力为　　N．若要在密度计上标出酒精的密度值，应标在α点　　（选填“之上”或“之下”）。
（2）密度计在水中竖直漂浮时，水对密度计底部的压强是多少？
（3）求密度计所能测量的液体密度的最小值。
16．如图所示，一体积为1×10﹣3m3的立方体木块，在水中静止时，刚好有四分之一露出水面，（ρ=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）木块受到的浮力；
（2）木块的质量；
（3）若用手将木块缓慢压入水中。当木块没入水中时，手对木块的压力。
17．如图1所示，一个边长为10cm、重为5牛的立方体木块，一段细线与木块相连，细线另一端固定在底面积为200cm2的容器底，细线的质量、体积、伸长均忽略，现向容器中慢慢加水，图2所示时细线刚刚拉直。若细线对木块的拉力用F表示，容器中水的深度用h表示，图3描述细线拉力F随深度h变化的关系，在B点时细线拉断。
（1）图3中的A点对应木块在水中处于　　状态。
（2）从图1开始慢慢加水到图2的过程中木块受到的浮力如何变化？　　
（3）请计算说明B点对应的深度h是多少cm？
18．甲、乙两个盛满水的相同水槽静置于水平桌面上，现将材质相同、大小不同的两个玩具鸭分别轻放入水槽中，静止时如图所示。请你判断此时两个水槽的总重G甲和G乙的大小关系，并说明判断理由。
　
2021-2022学年浙教版科学物体浮沉条件的应用
参考答案与试题解析
　
一．选择题（共7小题）
1．解：潜入水中后，排开水的重力增大，底部所处的深度增大，所以所受的浮力和压强都会变大。
故选：D。
　
2．解：鸡蛋在甲液体中悬浮，所以鸡蛋的密度等于甲液体的密度；在乙液体中漂浮，所以鸡蛋的密度小于乙液体的密度。因此ρ甲＜ρ乙。
鸡蛋在甲中悬浮，所以此时浮力等于重力；在乙中漂浮，浮力也等于重力，因此在甲和乙中所受浮力相等，即F甲=F乙。
由以上分析知，ABC错误，D正确。
故选：D。
　
3．解：由图可知铜球漂浮、铁球悬浮，二者一定是空心的；铝球下沉、木块漂浮，可能实心、也可能是空心，故选项A不正确；
∵F浮=ρ水gV排，且V排铜＜V排木＜V排铁=V排铝，
∴受到的浮力：F铜＜F木＜F铁=F铝，故选项B不正确；
∵铜球、木球漂浮，铁球悬浮，铝球沉底，
∴根据物体的浮沉条件知：F铜=G铜、F木=G木、F铁=G铁、F铝＜G铝；
∴G铜＜G木＜G铁＜G铝，故C选项正确；
∵G=mg，
∴m铜＜m木＜m铁＜m铝，故D选项不正确。
故选：C。
　
4．解：A、因为苹果漂浮在水面，梨子沉到水底，所以苹果的密度小于水的密度，梨子的密度大于水的密度，所以苹果的密度小于梨子的密度，故A错误；
B、若苹果和梨子的体积相等，苹果漂浮在水面，梨子沉到水底，故梨子排开水的体积大，由浮力公式F浮=ρ液gV排得，苹果受到的浮力小于梨子受到的浮力，故B错误；
C、若苹果和梨子排开水的体积相等，所受的浮力相同，苹果的重力等于浮力，梨子的重力大于浮力，所以梨子的重力大于苹果的重力，所以苹果的质量小于梨子的质量，故C正确；
D、若苹果和梨子的质量相等，则苹果排开水的质量等于本身的质量，梨子排开水的质量小于本身的质量，故苹果排开水的质量大于梨子排开水的质量，故D错误。
故选：C。
　
5．解：由图可知，乙图中半潜船排开水的体积最大，其次是丙图，甲图排开水的体积最小，水的密度不变，
由F浮=ρ水gV排可知，乙图中船受到的浮力最大，其次是丙图，再次是甲图，即浮力大小关系是：F2＞F3＞F1。
故选：B。
　
6．解：A、小瓷碗漂浮时，根据漂浮条件可知：受到的浮力等于它的重力，故A错误；
B、由于瓷碗浸没时是下沉，浮力小于重力，漂浮时与瓷碗重力相等，所以小瓷碗浸没时和漂浮时相比所受的浮力变小，故B正确；
C、小瓷碗能沉入水底，瓷碗所受的重力不变，因排开的水的体积减小，所受浮力减小，小于重力而引起的，故C错误；
D、小瓷碗下沉过程中重力大于浮力，故D错误。
故选：B。
　
7．解：（1）由图知，物体A、B在液体中都处于漂浮，则F浮A=GA；F浮B=GB；
而物体A、B是完全相同的物体，则重力相等，即GA=GB，所以，F浮A=F浮B，故CD错误；
（2）由图知，A排开液体的体积小于B排开液体的体积，已知F浮A=F浮B，根据F浮=ρ液gV排可知，ρ甲＞ρ乙；
已知两液面等高，根据p=ρ液gh可知，p甲＞p乙，故B正确，A错误。
故选：B。
　
二．填空题（共7小题）
8．解：（1）物体在水中下沉，说明此时粽子的密度大于水的密度；此时物体所受浮力小于物体的重力，
粽子沉在水底时，受到浮力的作用，所以对底部的压力小于重力；
（2）粽子受到的浮力：
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×150×10﹣6m3×10N/kg=1.5N。
故答案为：大于；小于；1.5。
　
9．解：由于密度计漂浮，则有：F浮=G，
所以，密度计在两种液体中受到的浮力相等，都等于密度计受到的重力G，即F甲=F乙；
由图知，密度计排开液体的体积：V甲排＞V乙排，根据F浮=ρ液gV排可知，液体的密度：ρ甲＜ρ乙；
浮力相等，由阿基米德原理F浮=G排知，密度计两次排开液体的重力：G甲=G乙。
故答案为：=；＜；=。
　
10．解：物块B浸没在水中时，排开水的体积：
V排=V物=1×10﹣3m3，
物块B受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N；
因为物块B受到的浮力大于物块B所受重力，所以，物块B将上浮。
故答案为：10；上浮。
　
11．解：（1）由图可知：乒乓球在A位置时是浸没，V排A=V球，在B位置时是漂浮，V排B＜V球，
所以V排A＞V排C，
由F浮=ρgV排可知：FA＞FC；
（2）乒乓球漂浮在水面上时，F浮=G球=m球g，
由F浮=ρ水gV排知：
ρ水gV排=m球g，
所以：V排===2.7cm3
（3）在B位置，全部浸没，所以浮力等于在A点时的浮力，故B点时所受的浮力大于自身的重力，所以不是平衡力，即此时所受的是非平衡力。
故答案为：＞；2.7；非平衡；
　
12．解：（1）蜡块与铁块通过轻质细绳相连，竖立漂浮在水面上时，根据漂浮条件可知：F浮=G1+G2；
（2）设蜡块的底面积为S，当蜡块漂浮时，V排=S（l﹣l0）；
根据阿基米德原理可得：F浮=ρ水gV排=ρ水gS（l﹣l0）；
所以，ρ水gS（l﹣l0）=G1+G2；
则：S=；
蜡块体积：V1=Sl=×l，
根据G=mg=ρVg可得蜡块密度：
ρ蜡===；
当蜡块上表面与水面恰好相平时，蜡块在水中的长度为l1，则V排1=V1剩=Sl1=×l1，
根据阿基米德原理可得：F浮1=ρ水gV排1=ρ水g××l1=×l1，
剩余蜡块的重力G1剩=m1剩g=ρ蜡V1剩g=××l1×g=；
根据漂浮条件可知：F浮1=G1剩+G2=+G2；
所以，×l1=+G2；
解得：l1=。
故答案为：G1+G2；。
　
13．解：（1）轮船用密度大于水的材料制成，通过制成空心的，增大排开水的体积，所以受到的浮力变大，因此可以浮在水面上；
（2）在海水和江水中，轮船漂浮，浮力和重力相等，即浮力大小不变；
因为海水的密度大于江水的密度，根据F浮=ρ水gV排可知，轮船在江水中排开江水的体积大于在海水中排开海水的体积，所以在江水中的吃水线要高于在海水中的吃水线，即图中B点是轮船在海水中停泊；
（3）轮船所受的浮力：F浮=G排=m排g=6000×103kg×10N/kg=6×107N；
（4）因为海水的密度大于江水的密度，根据F浮=ρ水gV排可知，轮船在江水中排开江水的体积大于在海水中排开海水的体积，所以该船从海水驶入江水中，它会下沉一些。
故答案为：排开水的体积；海水；6×107；下沉一些。
　
14．解：物体AB处于漂浮状态，浮力等于总重力，即F浮B=GA+GB﹣﹣﹣﹣﹣①；
物体BC处于悬浮状态，浮力等于总重力，即F浮B+F浮C=GB+GC，所以F浮B=GB+GC﹣F浮C﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②得，GA=GC﹣F浮C，
所以GA＜GC，
根据G=mg得，mA＜mC．
故答案为：＜．
　
三．解答题（共4小题）
15．解：（1）玻璃管处于漂浮，则F浮=G=0.4N．由于酒精密度比水小，在浮力不变的情况下，根据F浮=ρgV排可得：排开液体的体积变大，所以应该在刻度线a的上方。
（2）已知玻璃管浸入水中的深度h=8cm=0.08m。
玻璃管底部受到管外水对它向上的压强p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa。
（3）根据F浮=ρ液gV排可知，密度计排开液体的体积达到最大，所能测量的液体密度的最小值，
所以，根据漂浮条件可知：F浮′=F浮水=G，
即：ρ最小gV排最大=ρ水gV排水，
所以，ρ最小gSL=ρ水gSh，
则ρ最小=ρ水=×1000kg/m3=640kg/m3。
答：（1）0.4；之上。
（2）密度计在水中竖直漂浮时，水对密度计底部的压强是800Pa。
（3）密度计所能测量的液体密度的最小值是640kg/m3。
　
16．解：（1）木块的体积：V木=10﹣3m3，
木块受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×（1﹣）×10﹣3m3=7.5N；
（2）木块漂浮，则G木=F浮=7.5N，
木块的质量：
m木===0.75kg；
（3）木块完全浸没后的浮力
F浮′=ρ水gV排′=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=10N，
木块完全浸没时：
F浮′=F压+G木
手对木块的压力为：
F压=F浮′﹣G木=10N﹣7.5N=2.5N。
答：（1）木块受到的浮力为7.5N；
（2）木块的质量为0.75kg；
（3）手对木块的压力为2.5N。
　
17．解：（1）我们结合图3将木块的各个状态分解出来，OA过程中木块先静止，随着浮力的增大，木块会缓慢上升，直到线刚好伸直，而此时线对木块没有拉力，所以，A点对应木块在水中处于漂浮状态（F浮=G）。
（2）图1开始慢慢加水时，木块排开水的体积逐渐变大，根据F浮=ρgV排可知木块所受的浮力变大；
当浮力与木块的重力相等时，木块处于漂浮状态，之后木块随水的水位升高而升高，则所受浮力不变；
到图2的状态时，由于细线刚刚拉直，则线对木块没有拉力，此时仍是漂浮状态；
所以，从图1开始慢慢加水到图2的过程中过程中，木块受到的浮力是先变大后不变；
（3）图2中：由于木块处于漂浮状态，则木块受到的浮力F浮=G=5N，
当在B点细线拉断时，木块受到的浮力F浮′=G+F=5N+4N=9N，
则△F浮=F浮′﹣F浮=9N﹣5N=4N，
根据F浮=ρgV排可得木块排开水的体积变化量：
△V排===4×10﹣4m3=400cm3，
则木块浸入水中的深度变化量：△h====4cm，
所以，结合图2可知，此时B点对应的深度为hB=h+△h=25cm+4cm=29cm。
答：（1）漂浮；
（2）先变大后不变；
（3）B点对应的深度h是29cm。
　
18．解：由于甲、乙水槽相同都盛满水；则水的总重相同。
当两个玩具鸭分别轻放入水槽中，两玩具鸭漂浮，
G排甲=G甲鸭，G排乙=G乙鸭。
水槽的总重=G水﹣G排+G鸭，
所以G甲=G乙。