练习(六)
物体的浮与沉
建议用时：30分钟
INCLUDEPICTURE "../箭头.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../箭头.tif" \* MERGEFORMAT __物体的浮与沉
1．(2021·自贡中考)将重为7牛的物体放入盛水的容器中，物体漂浮在水面上且溢出3牛的水，物体受到的浮力(B)
A．一定等于3牛 B．一定等于7牛
C．可能等于3牛 D．可能等于4牛
【解析】根据漂浮条件，浮力等于重力，则物体受到的浮力为7 N。
2．(2021·北京期末)将一块橡皮泥放入水中会下沉，捏成船形再放入水中，它会漂浮在水面上，如图甲、乙所示。两次橡皮泥重力分别为G甲、G乙，排开水的体积分别为V甲、V乙，浮力分别为F甲、F乙，排开水的质量分别为m甲、m乙，下列说法正确的是(D)
A.G甲＞G乙 B．V甲＞V乙
C．F甲＝F乙 D．m甲＜m乙
【解析】如题图所示，甲、乙为同一块橡皮泥做成不同形状的物体，因此两物体的质量相等，由G＝mg可得，二者所受的重力相等G甲＝G乙；甲沉入水底，则F甲＜G甲，乙漂浮在水面上，则F乙＝G乙，所以F甲＜F乙，故A、C错误；由F浮＝ρ水gV排可得，V甲＜V乙，故B错误；由密度的变形公式m＝ρV可得，m甲＜m乙，故D正确。
3．(2021·泸州中考)小王同学做了下面几个家庭实验，以下说法正确的是(B)
A.图甲，缓慢拉动纸片，鸡蛋未落入杯中，说明鸡蛋不受重力
B．图甲，快速抽出纸片，鸡蛋落入杯中，说明鸡蛋具有惯性
C．图乙，鸡蛋悬浮在盐水中，说明鸡蛋密度大于盐水密度
D．图乙，鸡蛋悬浮在盐水中，增加盐水浓度鸡蛋将下沉
【解析】图甲，缓慢拉动纸片，鸡蛋未落入杯中，而是随纸片一起运动，说明鸡蛋与纸片间存在摩擦力，不能说明鸡蛋不受重力，故A错误；快速抽出纸片，鸡蛋落入杯中，说明鸡蛋具有惯性，要保持原来的静止状态，故B正确；图乙，鸡蛋悬浮在盐水中，说明鸡蛋密度等于盐水密度，故C错误；鸡蛋悬浮在盐水中，增加盐水浓度，盐水密度增大，鸡蛋所受浮力增大，鸡蛋将上浮，故D错误。
4．(2021·榆林期末)水平桌面上放有甲、乙两个装有不同液体的相同容器，现把两个完全相同的实心小球分别缓慢放入两容器中，两小球静止时液面恰好相平，如图所示，下列说法正确的是(B)
A．小球在乙容器中受到的浮力大
B．乙容器中液体的密度较大
C．甲容器底部受到的液体的压强大
D．两容器底部对水平桌面的压力相等
【解析】小球悬浮在甲液体中，小球受到的浮力等于重力，小球漂浮在乙液体中，小球受到的浮力等于重力，两个小球完全相同，重力相等，浮力相等，故A错误；小球悬浮在甲液体中，小球的密度和甲液体的密度相等，小球漂浮在乙液体中，小球的密度小于乙液体的密度，两个小球完全相同，密度相同，所以甲液体的密度小于乙液体的密度，故B正确；小球放在液体中，液面相平，甲液体密度小于乙液体密度，根据p＝ρgh得，甲容器底部受到的液体的压强小，故C错误；在液体中悬浮的小球和漂浮的小球排开液体的重力等于小球的重力，小球悬浮在甲中和漂浮在乙中，液面相平，相当于体积相等的甲、乙两种液体放在相同的容器中，容器重力相等，甲液体密度小于乙液体密度，甲液体重力小于乙液体重力，所以甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力，故D错误。
5．(2021·山西中考)如图是“寻梦”学习小组制作的潜水艇模型，通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉或上浮。若从烧瓶中吸气，使其从如图所示的位置下沉(胶管在水中的体积忽略不计)，下列分析正确的是(B)
A．“潜水艇”所受的浮力逐渐变小
B．“潜水艇”排开水的重力保持不变
C．“潜水艇”顶部受到水的压强保持不变
D．“潜水艇”是通过改变浮力的大小来实现下沉的
【解析】“潜水艇”浸没在水中，所受的浮力不变，A错误；浮力等于排开水的重力，浮力不变，排开水的重力也不变，故B正确；烧瓶下沉，在水中的深度增大，“潜水艇”顶部受到水的压强变大，故C错误；“潜水艇”是通过改变自身重力的大小来实现下沉的，故D错误。
6.在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计，现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，如图所示，当它们竖直静止在液体中时，液面高度相同。从观察到的现象可以判断：两个简易密度计所受浮力F甲__等于__F乙、两杯液体的密度ρ甲__小于__ρ乙、两个烧杯底部所受液体的压强p甲__小于__p乙。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
【解析】本题考查阿基米德原理、物体漂浮条件和液体压强公式的应用。由题图可知，密度计在甲、乙液体中处于漂浮状态，此时F浮＝G，两个完全相同的密度计重力相同，所以密度计在两种液体中所受的浮力相等；甲中密度计排开液体的体积大于乙中排开液体的体积，根据F浮＝ρgV排可知，甲液体的密度小于乙液体的密度。液面高度相同，根据p＝ρgh可知，甲烧杯底部受到的压强小。
7．(2021·六安期末)如图所示，在水平桌面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器，装有不同的液体，现将重为G的圆柱体分别放入三个容器的液体中，静止时如图所示，在三个容器中，液体密度最小的是__甲__(选填“甲”“乙”或“丙”)，丙液体对圆柱体的浮力__等于__G(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【解析】由于圆柱体在甲容器中悬浮，故ρ甲＝ρ物；圆柱体在乙容器中漂浮，故ρ乙＞ρ物；在丙容器中漂浮，故ρ丙＞ρ物；且由题图知V乙排＞V丙排，由F浮＝ρ液V排g可知：ρ乙＜ρ丙；故三种液体密度关系：ρ甲＜ρ乙＜ρ丙，即液体密度最小的是甲；圆柱体在丙容器中漂浮，所以圆柱体所受的浮力与自身的重力相等。
8．“汤圆熟了的时候它会浮起来”，小明通过实验观察煮汤圆的过程，如表是他记录的部分数据和实验现象(汤圆加热后，由于内部空气受热膨胀等原因使其体积变大，g取10 N/kg)。
加热时间t/min 1 2 3 4
汤圆质量m/g 15 18 20 20
汤圆在水中的位置
沉底 上浮 上浮 漂浮
(1)t＝1 min时，汤圆沉底，说明此时汤圆受到的浮力__小于__(选填“大于”“等于”或“小于”)重力。
(2)汤圆在第3 min时的浮力__大于__第1 min时的浮力(选填“大于”“等于”或“小于”)，判断依据：
__汤圆在上浮过程中体积变大，第3__min的V排比第1__min的V排大，由F浮＝ρ液V排g可知，第3__min的浮力大于第1__min的浮力__。
(3)t＝4 min汤圆漂浮时，受到的浮力为__0.2__N。
【解析】(1)汤圆放入锅内，体积较小，受到的浮力小于重力，所以是沉在水底；
(2)煮熟的汤圆因其内部受热膨胀，体积变大，即第3 min的V排比第1 min的V排大，由F浮＝ρ液V排g可知，第3 min的浮力大于第1 min的浮力；
(3)当受到的浮力大于重力，汤圆上浮，最后漂浮在水面上，此时汤圆受到的浮力等于重力。已知第4 min时，汤圆质量m＝20 g＝0.02 kg，则汤圆漂浮时，受到的浮力：F浮＝G＝mg＝0.02 kg×10 N/kg＝0.2 N。
9．(2021·佛山期末)有一个物理兴趣小组的同学，在学完浮力知识后做了“盐水浮鸡蛋”的实验。如图所示，在水平桌面上放一个底面积为50 cm2的圆柱形容器，将一个质量为55 g，体积为50 cm3的鸡蛋放入其中，然后逐渐向容器中倒入一瓶500 mL的纯净水，鸡蛋沉底，如图甲所示。向水中加盐并搅拌直到鸡蛋恰好悬浮在盐水中(加入盐的体积忽略不计)，如图乙所示。请回答下列问题：(ρ水取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)在容器内放入鸡蛋后逐渐向容器中倒入一瓶500 mL的纯净水，这个过程中鸡蛋受到的浮力的大小__C__。
A．先逐渐减小后逐渐增大
B．先逐渐增大后逐渐变小
C．先逐渐增大后保持不变
D．一直保持不变
(2)鸡蛋在图甲中沉底是因为受到的浮力__小于__鸡蛋的重力；从图甲鸡蛋沉底到图乙中悬浮是因为鸡蛋受到的浮力__变大__(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)图乙中鸡蛋受到的浮力大小是__0.55__N__，盐水的深度是__0.11__m__，盐水对圆柱形容器底部的压强是__1__210__Pa__。
【解析】(1)在容器内放入鸡蛋后逐渐向容器中倒入一瓶500 mL的纯净水的过程中，鸡蛋排开水的体积先增大后不变，由F浮＝ρ水gV排可知，鸡蛋受到的浮力先逐渐增大后保持不变。
(2)鸡蛋在图甲中沉底，浮力小于重力；图乙中鸡蛋悬浮，所受的浮力等于鸡蛋的重力，因此鸡蛋受到的浮力变大了；
(3)鸡蛋在盐水中悬浮，
则F浮＝G＝mg＝0.055 kg×10 N/kg＝0.55 N；
则ρ盐水＝ρ鸡蛋＝＝＝1.1×103 kg/m3，
盐水的深度：h＝＝＝0.11 m，盐水对圆柱形容器底部的压强：p＝ρ盐水gh＝1.1×103 kg/m3×10 N/kg×0.11 m＝1 210 Pa。
10．(2021·安庆期末)如图所示，质量为600 g的正方体木块漂浮在水面上，其下表面距水面6 cm，试求：
(1)木块上、下表面受到的水的压力差。
(2)木块排开的水的质量。
(3)木块的密度。
解：(1)m＝600 g＝0.6 kg；
木块静止时受到的浮力：
F浮＝G＝mg＝0.6 kg×10 N/kg＝6 N，
根据浮力产生的原因：
F浮＝F向上－F向下＝6 N；
(2)因为木块处于漂浮状态，浮力等于重力，根据阿基米德原理浮力还等于排开液体的重力，
即F浮＝G＝G排，m排＝m＝600 g；
(3)由F浮＝ρ液gV排知，
排开水的体积为：
V排＝＝＝6×10－4 m3，
由V＝a2h知，正方体的边长为：
a＝＝＝0.1 m，则V＝a3＝(0.1 m)3＝0.001 m3，
木块的密度：ρ＝＝＝0.6×103 kg/m3。
【素养驿站】——学科前沿
11．“海翼”水下滑翔机
水下滑翔机是一种新型的水下机器人。“海翼”的外形设计成流线型，使用碳纤维材料做成。由于配备有油囊装置，需要上浮时，油囊会鼓起来，其利用净浮力和姿态角调整获得推进力，能源消耗极小，只在调整净浮力和姿态角时消耗少量能源，并且具有效率高、续航力大(可达上千公里)的特点。虽然水下滑翔机的航行速度较慢，但其具有制造成本和维护费用低、可重复使用、可大量投放等特点，满足了长时间、大范围海洋探索的需要。
回答下面的问题：
(1)如图“海翼”的外形设计成流线型，是为了__减小__(选填“增大”或“减小”)阻力。
(2)“海翼”水下滑翔机可满足长时间、大范围海洋探索的需要，是因为其具有__制造成本和维护费用低、效率高、续航力大并可大量投放__的特点。(写出一条即可)
(3)“海翼”配备油囊装置，需要上浮时，油囊会鼓起来，从而使得排开水的体积__增大__(选填“增大”“减小”或“不变”)，受到的浮力__大于__(选填“大于”“小于”或“等于”)重力。
(4)“海翼”号实现浮沉的原理与传统潜水艇浮沉的原理__不同__。(选填“相同”或“不同”)
【解析】(1)水下滑翔机“海翼”的外形是仿照鸟类的体型设计建造的，一般设计成流线型，这属于仿生技术，流线型能减小运动时的阻力；
(2)水下滑翔机的航行速度较慢，但其具有制造成本和维护费用低、可重复使用、并可大量投放等特点，满足了长时间、大范围海洋探索的需要；
(3)“海翼”配备油囊装置，需要上浮时，油囊会鼓起来，由F浮＝ρgV排可知，浮力增大，使浮力大于重力，物体上浮；
(4)潜水艇是靠改变自身的重力来实现浮沉的，故“海翼”号实现浮沉的原理与传统潜水艇浮沉的原理不同。
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物体的浮与沉
建议用时：30分钟
物体的浮与沉
1．(2021·自贡中考)将重为7牛的物体放入盛水的容器中，物体漂浮在水面上且溢出3牛的水，物体受到的浮力( )
A．一定等于3牛 B．一定等于7牛
C．可能等于3牛 D．可能等于4牛
2．(2021·北京期末)将一块橡皮泥放入水中会下沉，捏成船形再放入水中，它会漂浮在水面上，如图甲、乙所示。两次橡皮泥重力分别为G甲、G乙，排开水的体积分别为V甲、V乙，浮力分别为F甲、F乙，排开水的质量分别为m甲、m乙，下列说法正确的是( )
A.G甲＞G乙 B．V甲＞V乙
C．F甲＝F乙 D．m甲＜m乙
3．(2021·泸州中考)小王同学做了下面几个家庭实验，以下说法正确的是( )
A.图甲，缓慢拉动纸片，鸡蛋未落入杯中，说明鸡蛋不受重力
B．图甲，快速抽出纸片，鸡蛋落入杯中，说明鸡蛋具有惯性
C．图乙，鸡蛋悬浮在盐水中，说明鸡蛋密度大于盐水密度
D．图乙，鸡蛋悬浮在盐水中，增加盐水浓度鸡蛋将下沉
4．(2021·榆林期末)水平桌面上放有甲、乙两个装有不同液体的相同容器，现把两个完全相同的实心小球分别缓慢放入两容器中，两小球静止时液面恰好相平，如图所示，下列说法正确的是( )
A．小球在乙容器中受到的浮力大
B．乙容器中液体的密度较大
C．甲容器底部受到的液体的压强大
D．两容器底部对水平桌面的压力相等
5．(2021·山西中考)如图是“寻梦”学习小组制作的潜水艇模型，通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉或上浮。若从烧瓶中吸气，使其从如图所示的位置下沉(胶管在水中的体积忽略不计)，下列分析正确的是( )
A．“潜水艇”所受的浮力逐渐变小
B．“潜水艇”排开水的重力保持不变
C．“潜水艇”顶部受到水的压强保持不变
D．“潜水艇”是通过改变浮力的大小来实现下沉的
6.在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计，现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，如图所示，当它们竖直静止在液体中时，液面高度相同。从观察到的现象可以判断：两个简易密度计所受浮力F甲__ __F乙、两杯液体的密度ρ甲__ __ρ乙、两个烧杯底部所受液体的压强p甲__ __p乙。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
7．(2021·六安期末)如图所示，在水平桌面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器，装有不同的液体，现将重为G的圆柱体分别放入三个容器的液体中，静止时如图所示，在三个容器中，液体密度最小的是__ __(选填“甲”“乙”或“丙”)，丙液体对圆柱体的浮力__ __G(选填“大于”“等于”或“小于”)。
8．“汤圆熟了的时候它会浮起来”，小明通过实验观察煮汤圆的过程，如表是他记录的部分数据和实验现象(汤圆加热后，由于内部空气受热膨胀等原因使其体积变大，g取10 N/kg)。
加热时间t/min 1 2 3 4
汤圆质量m/g 15 18 20 20
汤圆在水中的位置
沉底 上浮 上浮 漂浮
(1)t＝1 min时，汤圆沉底，说明此时汤圆受到的浮力__ __(选填“大于”“等于”或“小于”)重力。
(2)汤圆在第3 min时的浮力__ __第1 min时的浮力(选填“大于”“等于”或“小于”)，判断依据：
__ __ __ __ __ __。
(3)t＝4 min汤圆漂浮时，受到的浮力为__ __N。
9．(2021·佛山期末)有一个物理兴趣小组的同学，在学完浮力知识后做了“盐水浮鸡蛋”的实验。如图所示，在水平桌面上放一个底面积为50 cm2的圆柱形容器，将一个质量为55 g，体积为50 cm3的鸡蛋放入其中，然后逐渐向容器中倒入一瓶500 mL的纯净水，鸡蛋沉底，如图甲所示。向水中加盐并搅拌直到鸡蛋恰好悬浮在盐水中(加入盐的体积忽略不计)，如图乙所示。请回答下列问题：(ρ水取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)在容器内放入鸡蛋后逐渐向容器中倒入一瓶500 mL的纯净水，这个过程中鸡蛋受到的浮力的大小__ __。
A．先逐渐减小后逐渐增大
B．先逐渐增大后逐渐变小
C．先逐渐增大后保持不变
D．一直保持不变
(2)鸡蛋在图甲中沉底是因为受到的浮力__ __鸡蛋的重力；从图甲鸡蛋沉底到图乙中悬浮是因为鸡蛋受到的浮力__ __(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)图乙中鸡蛋受到的浮力大小是__ __ __，盐水的深度是__ __ __，盐水对圆柱形容器底部的压强是__ __ __ __。
10．(2021·安庆期末)如图所示，质量为600 g的正方体木块漂浮在水面上，其下表面距水面6 cm，试求：
(1)木块上、下表面受到的水的压力差。
(2)木块排开的水的质量。
(3)木块的密度。
【素养驿站】——学科前沿
11．“海翼”水下滑翔机
水下滑翔机是一种新型的水下机器人。“海翼”的外形设计成流线型，使用碳纤维材料做成。由于配备有油囊装置，需要上浮时，油囊会鼓起来，其利用净浮力和姿态角调整获得推进力，能源消耗极小，只在调整净浮力和姿态角时消耗少量能源，并且具有效率高、续航力大(可达上千公里)的特点。虽然水下滑翔机的航行速度较慢，但其具有制造成本和维护费用低、可重复使用、可大量投放等特点，满足了长时间、大范围海洋探索的需要。
回答下面的问题：
(1)如图“海翼”的外形设计成流线型，是为了__ __(选填“增大”或“减小”)阻力。
(2)“海翼”水下滑翔机可满足长时间、大范围海洋探索的需要，是因为其具有__ __的特点。(写出一条即可)
(3)“海翼”配备油囊装置，需要上浮时，油囊会鼓起来，从而使得排开水的体积__ __(选填“增大”“减小”或“不变”)，受到的浮力__ __(选填“大于”“小于”或“等于”)重力。
(4)“海翼”号实现浮沉的原理与传统潜水艇浮沉的原理__ __。(选填“相同”或“不同”)
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