10.3 物体沉浮条件及应用
一、单选题
1.冲泡茶叶时,一开始茶叶漂在水面上,过一段时间后又沉入水底。下列对茶叶的分析正确的是( )
A.茶叶漂浮时,重力小于浮力
B.茶叶沉底时,重力大于浮力
C.茶叶下沉时,重力小于浮力
D.茶叶上浮时,重力等于浮力
2.关于浮沉条件的应用,下列说法中正确的是( )
A.潜水艇上浮过程中受到的浮力总是变大的
B.密度计上的刻度示数从下到上是逐渐变大的
C.气象用探测气球里所充气体的密度小于空气的密度
D.密度计漂浮在不同的液体中所受到的浮力大小与液体的密度有关
3.将一支液体密度计分别放入甲、乙两种液体中,最终情况如图所示,则下列判断正确的是( )
A.密度计在甲中受到的浮力较大 B.密度计在乙中受到的浮力较大
C.甲液体的密度比乙液体的密度大 D.甲液体的密度比乙液体的密度小
4.如图所示,三个完全相同的玻璃缸,缸①装满了水,缸②装满了水且水面上漂浮着一只小鸭子,缸③装满了酒精且液面上漂浮着一只大鸭子(大、小鸭子的密度相同)。若将三个玻璃缸分别放到台秤上称量,则台秤的示数大小情况是( )
A.①比②大 B.②比①大 C.③最小 D.①②③一样大
5.为了测量硬塑料制成的锅形物体的质量和体积,先用一圆柱形容器盛满水,该容器底面积为100cm2(壁厚度不计)。将锅形物体开口向上放入容器中,物体漂浮(如图所示),溢出了300cm3的水。然后慢慢翻转使物体浸没沉底,液面下降了1cm,关于该物体,下列说法正确的是( )
A.m=0.2kg ρ=1.6g/cm3
B.m=0.3kg ρ=1.5g/cm3
C.m=0.3kg ρ=2.0g/cm3
D.m=0.2kg ρ=1.8g/cm3
6.如图所示,将苹果和梨子放入水中后,苹果漂浮,梨子沉底。若苹果的质量、体积及受到的浮力分别为、和,梨子的质量、体积及受到的浮力分别为、和,以下正确的选项有( )
(1)若,则一定小于;(2)若,则一定大于
(3)若,则一定小于;(4)若,则一定大于
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
7.下列选项中,利用大气压强工作的是( )
A.茶壶 B.轮船 C.吸盘 D.船闸
8.小丹在学习了浮力的知识后,在家里把糖浆、水和油注入玻璃杯中,由于密度不同,如图所示液体会分成三层。将体积不同,质量相同的A、B小球放入其中,静止后A球漂浮在油面上所受浮力为FA,B球悬浮在糖浆中所受浮力为FB,则( )
A.FA>FB B.FA=FB C.FA9.下列生活现象与物理知识对应不正确的是( )
A.高压锅易煮熟食物——气压越高,沸点越低
B.磨刀不误砍柴工——受力面积越小,压力作用效果越明显
C.拦河坝上窄下宽——液体压强随深度的增加而增大
D.轮船浮在水面上——利用空心的办法增大浮力
10.将铁块B压在木块A上,A有部分露出水面(如图甲),将B取出吊在A下(不计细线的质量和体积),A仍有部分露出水面(如图乙)。则两种情况下,容器内水面高度( )
A.甲图中水面高 B.乙图中水面高
C.两图中水面一样高 D.无法确定
11.如图为水中逐渐加盐时鸡蛋的浮沉情况,在此过程中鸡蛋受到的浮力随时间的变化情况为( )
A. B. C. D.
二、填空题
12.将一石块悬挂在弹簧秤下,在空气中称量时,弹簧秤的示数为5N,石块浸没在水中称量时,弹簧秤的示数为3N,则该石块受到的浮力大小为_______N,该石块的密度是______千克/米 ,若将石块放入密度为7.5×103千克/米3的某种液体中静止时,小石块露出液面的体积占石块体积的______(填分数)。
13.两个完全相同的容器中,分别盛有密度为ρA、ρB两种液体,将甲、乙两个完全相同的小球分别放入A、B容器中,当两球静止时,容器内液面相平,两球所处的位置如图所示。此时甲、乙小球受到的浮力为F甲,F乙,A、B两种液体对容器底的压强为、,则F甲______F乙;______。(</=/>)
14.如图所示,密闭的玻璃罩内放有三个小实验装置:一个是充气的气球,一个是弹簧测力计测重力,另一个是装满水的杯子,杯口用塑料薄片盖并倒置悬挂在玻璃罩内。在用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,猜想一下,观察到的现象是:
(1)充气的气球______;
(2)弹簧测力计的示数______(选填“明显变大”、“明显变小”或“几乎不变”);
(3)玻璃杯中的水和塑料片______,发生变化的原因是______。
15.如图所示,将底面积为100cm2的圆柱体放在水平桌面上。当把另一密度为0.5×103kg/m3、质量为75g的圆柱形物体A竖直放在圆柱体的正上方时,圆柱体对桌面压强的变化量为 p1,则物体A的体积为_____m3, p1为______Pa;桌面上还有一个底面积为150cm2、内装有某液体的圆柱形容器(容器壁厚和质量均忽略不计)。当把物体A竖直放入容器中,并用细针将它压到刚好浸没在液体中时(液体未溢出,物体A没有接触到容器底部),液体对容器底部压强的变化量为 p2,已知 p1︰ p2=5︰6,则容器中液体的密度为______kg/m3(g取10N/kg)。
16.如图,圆柱形容器内装有一定量的水,重为5牛的正方体悬浮在水中,则正方体受到水的浮力为______牛,若此时正方体下表面受到水的压力为7牛,则其上表面受到水的压力为______牛。现在容器内继续注入水,则该正方体所受浮力将______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
三、实验题
17.为探究“浮在液面上的实心球体露出液面的体积与哪些因素有关”,某小组同学用甲、乙两种不同物质制成的若干实心球体,放入盛水量筒中进行实验,他们将测量及计算得到的有关数据记录在表一中。
① 分析比较实验序号______中的数据及相关条件,可初步得出:浮在水面上实心球体的体积相同时,球体的密度越大,露出水面的体积越小。
②分析比较表中实验序号1~4(或5~8)中球体露出水面体积随球体体积变化的倍数关系,可初步得出:浮在水面上实心球体的密度相同时,______。
表一ρ水>ρ甲>ρ乙
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
物质
球体的体积V球(cm3) 10 15 20 30 10 12 20 30
球体浸入水中的体积V浸(cm3) 8 12 16 24 5 6 10 15
球体露出水面的体积V露(cm3) 2 3 4 6 5 6 10 15
③若用甲物质制成体积为25厘米3的实心球体,当它浮在水面上时露出水面的体积应为______厘米3,此时它受到的浮力______牛。
④在上述活动的基础上,小组同学认为还须进一步探究所得结论是否适用其它液体,表二所列三个方案中,符合探究要求的是______(选填序号)。
表二:ρ酒精<ρ水<ρ盐水
序号 方案
A 仍用上述球体换在盐水中进行实验
B 换用柱形物体并在酒精中进行实验
C 换用其它物质的球体仍在水中进行实验
⑤如图所示为一种自动贮水器的示意图,若图中的浮子是用甲物质制成的,如果换用乙物质制成相同体积的实心球体为浮子,贮水器中的水位______(选填“升高”或“降低”)。
18.如图所示是小芳同学探究“阿基米德原理”的实验,其中桶A为圆柱形;
(1)正确的操作顺序是 ______;
A.乙丙甲丁
B.乙甲丙丁
C.甲丁乙丙
D.乙丙丁甲
(2)将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B接住溢出的水,如图丙所示,则空桶A受到的浮力为 ______N;测出桶B和溢出水的总重力,如图丁所示,则桶A排开水的重力 ______桶A受到的浮力。
四、计算题
19.边长为10cm的立方体木块,浮在油和水的分界面上,它浸在水里的深度5cm,其余部分浸在油里,若水深20cm,油深10cm,容器的底面积是20cm2,求:木块受到的浮力及木块的密度(ρ油=0.6×103kg/m3,g取10N/kg)
20.将物重为4.9N的木块放进水里,木块漂浮且有一半体积露出水面:
(1)求木块的体积;
(2)若在木块上再放一个铁块,恰好使木块完全没入水中,而铁块刚好在水面上,求铁块的重力。
21.我们征途是大海:中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功下潜,深度10909米,创造了中国载人深潜纪录。潜水器的体积为28m3、质量为27.6吨,请通过计算回答:
(假设海水的密度与水的密度相同,)
(1)潜水器下潜到最大深度时受到的压强;
(2)潜水器下潜时受到的浮力;
(3)当潜水器悬浮在海水中时,舱内配载重物的质量。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1-5 BCCCB 6-10 CCBAC 11 D
12. 2 2.5103
13. = >
14. 膨胀变大 几乎不变 会落下来 见解析
15. 1.5×10-4 75 0.9×103
16. 5 2 不变
17. 1与5(或3与7或4与8) 露出水面的体积与物体体积成正比 5 0.196 A 降低
18. B 2 等于
19.9N,0.9×103kg/m3
解:根据题意可知,立方体木块浸在油中和水中的体积是相同的,都是木块体积的一半,则
V排=
木块在水中受到的浮力
F水=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N
木块在油中受到的浮力
F油=ρ油gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=4N
所以木块受到的液体总的浮力
F浮=F水+F油=5N+4N=9N
此时木块在液体中处于悬浮状态,所以木块的重力等于浮力,为9N,木块的体积
V=(0.1m)3=0.001m3
木块的密度
答:木块受到的浮力为9N,木块的密度为0.9×103kg/m3。
20.(1)9.8×10﹣4m3;(2)4.9N
解:(1)因为木块漂浮,物体受到的浮力等于重力大小,即
F浮=G木=4.9N
所以由F浮=ρ水gV排,得
也就是木块体积的一半为4.9×10﹣4m3,则木块体积为
V木=9.8×10﹣4m3
(2)木块完全没入水中,木块受到的浮力
F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×9.8×10﹣4m3=9.8N
由漂浮的特点,也就是木块和铁块一共重9.8N,那么铁块的重力
G铁=F浮′﹣G木=9.8N﹣4.9N=4.9N
答:(1)木块的体积为9.8×10﹣4m3;
(2)铁块的重力为4.9N。
21.(1);(2);(3)400kg
解:(1)下潜到最大深度为10909米,则潜水器受到水的压强为
(2)潜水器完全浸没在海水中时,排开海水的体积为
则潜水器下潜时受到的浮力为
(3)潜水器的重力为
因为潜水器悬浮时受到的浮力等于总重力,即
所以舱内配载重物的重力为
则舱内配载重物的质量为
答:(1)潜水器下潜到最大深度时受到的压强为;
(2)潜水器下潜时受到的浮力为;
(3)当潜水器悬浮在海水中时,舱内配载重物的质量为400kg。
答案第1页,共2页
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