物体的浮沉条件及应用（提高）

物体的浮沉条件及应用（提高）
一、填空题　　1、元宵节是我国的传统节日，这一天小华全家团聚，煮汤圆以示庆祝，小华在帮妈妈煮汤圆时发现，生汤圆放入锅中由于浮力___________重力而下沉，在煮的过程中，汤圆受热膨胀，浮力_________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，致使浮力_______重力而上浮。　　2、甲、乙两实心球放在同一种液体中，静止后甲球有的体积露出液面，乙球有的体积露出液面，则甲乙两球的密度之比是____________。　　3、一个小池塘中，停着一只载着石块的船，如果把船上的石块全部投入水中，水面的高度则________。　　4、在盛有水的杯子里放一块冰，如果冰全部熔化则液面________。　　5、密度计是用来测量液体密度的仪器，它工作时，漂浮在液面上。如图所示，若三只完全相同的密度计放入三种液体中，则密度计受到的浮力FA________FB________FC，比较三种液体的密度关系是________________。　　6、刚倒入玻璃杯中的雪碧会产生很多小气泡。此时，将一些葡萄干加入杯中，有些葡萄干会沉入杯底，这些葡萄干表面因吸附足够的小气泡，受到的浮力　　　　重力，从而上浮；上浮到液面后，由于小气泡破裂，导致它们受到的浮力　　　　重力，于是又沉入杯底 二、选择题　　7、轮船上，都漆着五条“吃水线”，又称“载重线”，其中标有W的是北大西洋载重线，标有S的印度洋载重线，当船从北大西洋驶入印度洋时，轮船受到的浮力以及北大西洋海水密度ρ北与印度洋海水密度ρ印的关系是（　　）　　　　A．浮力增大，ρ北=ρ印 　　　　　　　 　B．浮力减少，ρ北=ρ印　　C．浮力不变，ρ北＞ρ印 　　　　　　　　D．浮力不变，ρ北＜ρ印 　　8、把质量相等的实心木球和实心铝球浸没于水中，放手后木球漂浮而铝球下沉，静止后木球所受浮力F浮和铝球所受浮力F铝的大小关系是(　　 )　　 A．　　 　　B． 　　　　C．　　 　　D．无法确定 　　9、“海宝”是2010年世博会的吉祥物，其形象如图所示。小玲的爸爸从上海给她带回一个“海宝”。经测量，她发现该“海宝”的质量为200g，体积为300cm3。已知水的密度，g＝10N/kg，则(　　 )　　A．将该“海宝”浸没在水中，它受到的浮力为2 N　　B．将该“海宝”浸没在水中，放手后“海宝”将下沉　　C．将该“海宝”浸没在水中，放手后“海宝”将上浮　　D．将该“海宝”浸没在水中，放手后“海宝”将悬浮 　　10、“远征号”潜水艇从长江某基地赴东海执行任务过程中　　 (　　 )　　A．潜水艇在海水中潜行时所受的浮力大于在江水中潜行时所受的浮力　　B．潜水艇在海水中潜行时所受的浮力等于在江水中潜行时所受的浮力　　C．潜水艇在海水中潜行时所受的重力小于在江水中潜行时所受的重力　　D．潜水艇在海水中潜行时所受的重力大于在江水中潜行时所受的重力 　　11、一个空心球，空心部分体积为整个体积的一半，当它漂浮在水面上时，有一半体积露出水面，若将空心部分注满水，放入水中再静止时将(水足够深)　　 (　　 )　　 A．漂浮　　 　　　B．悬浮　　　　　 C．沉底　　　　　 D．无法确定 　　12、甲、乙两实心球放入足够深的某种液体中平衡后，所受浮力之比为F甲:F乙=2:5。若甲、乙两球的密度之比ρ甲:ρ乙=1:2，体积之比V甲:V乙=2:3，则（　　）　　A．甲、乙都沉底　　　　　　　　　　　　B．甲漂浮，乙沉底　　C．甲悬浮，乙沉底　　　　　　　　　　　D．甲、乙都漂浮在液面上 　　13、弹簧测力计下挂一个物体。将物体浸没在水中，弹簧测力计的示数是物体在空气中示数的三分之一，这个物体的密度是　　 (　　 )　　A．0.3×103kg/m3　　 B．0.67×103 kg/m3　　 C．1.5×103kg/m3　　 D．3×103 kg/m3 三、实验探究与计算题　　14、一块石蜡，放在酒精中将下沉，放在水中将上浮，请判断出这块石蜡的密度在什么范围内？如何利用一只量筒及适量的酒精和水，精确地测出石蜡的密度？（ρ酒精=0.8×103kg/m3）　　15、一个金属球，在空气中称时，弹簧测力计的读数为14.7N；浸没在水中称时，弹簧测力计的读数为4.9N，已知金属的密度为2.7×103kg/m3，问这球是实心的还是空心的？　　16、北京观象台每天四次放出探空气球，气球和所载仪器总质量为2.7kg，气球内所充氢气密度为0.09kg/m3，空气的密度为1.29kg/m3，为使这样的气球升空，球内所充氢气的体积至少应为多少立方米？
答案：
一、填空题　　1、　　【答案】小于　 增大　 大于　　【解析】汤圆下沉说明浮力小于重力，汤圆受热膨胀体积变大，排开液体的体积变大，浮力变大，当浮力大于重力时上浮。　　2、　　【答案】6：5　 【解析】由物体的浮沉条件知，可得　　　　　，，　　　　　而　 ，　　　　　故，　 则。　　3、　　【答案】下降　 【解析】石块在船上时，漂浮　　　　　石块在水中时，　　　　　，　　　　　即，　　　　　故 ，　 水面下降。　　4、　　【答案】液面不变　 【解析】当把冰放入水中，由于，所以冰漂浮在水面上，，，　　　　　， 则，。　　　　　即冰排开水的体积等于冰熔化成水的体积，故液面不变。　　5、【答案】＝；＝；＜；＜　　6、　　【答案】大于　　 小于　 【解析】葡萄干表面因吸附足够的小气泡，排开水的体积增大，当浮力大于重力时上浮；上浮到液面后，由于小气泡破裂，导致排开水的体积减小，当浮力小于重力时会沉入杯底。 二、选择题　　7、　　【答案】C　　【解析】　　（1）∵轮船漂浮，　　∴F浮=G，　　∴轮船受到的浮力都等于轮船受到的重力G，　　（2）设轮船排开北大西洋与印度洋的海水的体积为v北、v印，　　∵标有W的是北大西洋的载重线，标有S的是印度洋的载重线，　　轮船排开海水的体积：　　v北＜v印，　　∵F浮=ρ液gv排不变，　　∴海水的密度：　　ρ北＞ρ印。　　8、　　【答案】C　　【解析】木球的密度小于水，铝球的密度大于水，放手静止后木球漂浮，浮力等于重力，而铝球下沉，浮力小于重力，又因为两者的重力相等，故。　　9、　　【答案】C　　【解析】 假设它全浸于水中，受到的浮力，它的重力G＝mg＝0.2kg×10N/kg＝2N，浮力大于重力，故它要上浮，静止时它受到的浮力为自身重2N，全浸时受到的浮力为3 N。　　10、　　【答案】A　　【解析】潜行时体积不变，也不变，海水的密度大于江水的密度，由阿基米德原理可知，在海水中潜行受到的浮力大。　　11、　　【答案】B　　【解析】空心部分为整个体积的一半，且漂浮在水面上露出一半体积，故材料的密度与水的密度相等，注满水后整个球的密度与水相等。　　12、【答案与解析】　　 　　13、　　【答案】C　　【解析】　　　　14、【答案与解析】　　由石蜡放在酒精中将下沉可知ρ蜡>ρ酒精，由石蜡放在水中将上浮可知ρ蜡<ρ水，则ρ酒精<ρ蜡<ρ水，即石蜡的密度在0.8×103kg/m3和1.0×103kg/m3之间。　　精确地测定石蜡密度，步骤如下：　　（1）往量筒中放入适量的水，记下水的体积V1；　　（2）将石蜡块放入量筒中，记下水的体积V2；　　（3）取出量筒中的水和石蜡块，再往量筒中放入适量的酒精，记下酒精的体积V3；　　（4）将石蜡块放入量筒，浸没于酒精中，记下此时液体的体积V4；　　（5）根据上述数据计算石蜡块的密度F浮=ρ水gV排1=ρ水g(V2-V1)；　　根据浮沉条件F浮=G蜡=m蜡g=ρ蜡gV蜡=ρ蜡g(V4-V3)，　　ρ水gV排1=ρ蜡gV蜡，可得：ρ蜡=ρ水(V2-V1)/(V4-V3)。　　15、【答案与解析】　　解法一：金属球浸没在水中F浮=G-F=14.7N-4.9N=9.8N。　　根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排，得　　V排=F浮/ρ水g=9.8N/(1.0×103kg/m3×9.8N/kg)=10-3m3。　　由于小球浸没在水中，所以金属球的体积V球=10-3m3。假定小球是实心的，它的密度应为ρ球=m球/V球=G/gV球=14.7N/(9.8N/kg×10-3m3)=1.5×103kg/m3。　　∵ρ球<ρ金属，∴金属球是空心的。　　解法二：求金属球的体积，同解法一。　　假定小球是实心的，它的重力应为　　G'=ρ金属gV球=2.7×103kg/m3×9.8N/kg×10-3m3=26.46N。　　∵G'>G，∴金属球是空心的。　　解法三：求金属球的体积同解法一，金属球的体积V球=10-3m3。　　假定小球是实心的，球内金属的体积应为　　V金属=G/ρ金属g=14.7N/(2.7×103kg/m3×9.8N/kg)=0.6×10-3m3。　　∵V球>V金属，∴金属球是空心的。　　16、【答案与解析】　　分析：为使气球能上升，气球受到的浮力至少要等于气球的总重，设球内所充氢气的体积为V，气球所受浮力F浮 =ρ空气gV，而气球的总重等于氢气的重力加上气球和仪器的总重。　　解：氢气球上升的条件是F浮=G总，　　ρ空气gV=ρ氢气gV+mg，　　　　氢气体积至少应为2.25m3。