数学
化学
[第十章 五、物体的浮与沉 第1课时 物体的浮沉条件]
一、选择题
1.(2020东台一模)小明探究“怎样使物体上浮或下沉”时,将乒乓球、橡皮浸没在水中,松手后,乒乓球上浮、橡皮下沉.关于乒乓球上浮的原因,下列说法正确的是 ( )
A.它的质量比橡皮小
B.它的体积比橡皮大
C.它在水中受到的浮力比橡皮大
D.它在水中受到的浮力比它的重力大
2.密度均匀的实心物体悬浮在水中,将物体截成大小不等的两块后,仍放入水中,则 ( )
A.大块下沉,小块悬浮
B.大块下沉,小块上浮
C.两块都上浮
D.两块都悬浮
3.把一个质量为100 g的小球浸入一个装满水银的烧杯中,待小球静止后,有80 g的水银溢出,则该小球(g取10 N/kg) ( )
A.一定漂浮在液面上 B.一定沉到烧杯底部
C.可能漂浮在液面上 D.可能悬浮在水银中
4.(2021自贡)将重为7 N的物体放入盛水的容器中,物体漂浮在水面上且溢出3 N的水,物体受到的浮力 ( )
A.一定等于3 N B.一定等于7 N
C.可能等于3 N D.可能等于4 N
5.把重8 N、体积为1.0×10-3 m3的物体投入水中,当物体静止时,物体的状态和所受的浮力是(g取10 N/kg) ( )
A.漂浮,F浮=10 N B.悬浮,F浮=8 N
C.漂浮,F浮=8 N D.沉在水底,F浮=10 N
6.(2021遂宁)小明将体积相等的A、B、C三个不同的水果放入水中静止后,A漂浮、B悬浮、C沉底,如图所示.下列关于它们的密度和受到的浮力大小判断正确的是 ( )
A.FA>FB>FC B.FA>FB=FC
C.ρA<ρB<ρC D.ρA<ρB=ρC
7.(2020自贡)一枚重力为G的鸡蛋悬浮在盐水中,如图所示.往盐水中继续均匀缓慢加盐,鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图像可能是中的 ( )
二、填空题
8.用手将一重为5 N的物体全部压入水中,物体排开的水重8 N,此时物体受到的浮力为 N,放手后物体将 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),待物体静止时所受浮力为 N,排开水的体积是 m3.(g取10 N/kg)
9.一小球所受的重力为5 N,体积为5×10-4 m3,将它浸没在水中时,所受浮力的大小为 N,放开手后,小球将 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”);若将此小球浸没于酒精中,松手后,小球将 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”).(g取10 N/kg)
10.如图所示,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中.已知石块与气球的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮 (选填“>”“<”或“=”)G总;若水温升高,石块将 (选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”).
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,水对杯底的压强为pA;在B位置时受到的浮力为FB,水对杯底的压强为pB,则它们的大小关系是FA FB,pA pB.已知乒乓球的质量为2.7 g,当它漂浮在水面时排开水的体积为 cm3.
三、解答题
12.某实验小组探究物体的浮沉条件时,实验室提供了如图下器材:弹簧测力计、量筒、烧杯、铜块、蜡块、细线、水及其他简单辅助器材.
(1)探究铜块的下沉条件.实验中,他们用两种方法测量了铜块受到的浮力:
方法一:测量过程及示数如图甲所示,可得铜块所受的浮力为 N.
方法二:测量过程及示数如图图乙所示,可得铜块排开水的体积为 mL.
根据F浮=G排=ρ液V排液g可计算出铜块所受浮力为 N.(g取10 N/kg)
通过以上实验可得出铜块浸没在水中下沉的条件是 .
(2)在探究蜡块上浮的条件时,要测量蜡块浸没时的浮力,应选用 (选填“方法一”或“方法二”).
13.将一边长是0.1 m的实心正方体缓慢放入盛满水的烧杯内,待它静止时,从杯中溢出0.6 kg的水.(g取10 N/kg)
(1)求正方体受到的浮力.
(2)求正方体排开水的体积.
(3)判断正方体在水中静止时漂浮、悬浮还是沉底,并写出判断依据.
(4)求正方体的密度.
14.“彩球温度计”是一种现代居家饰品,其结构模型如图所示,该“彩球温度计”由体积相同(保持恒定)、质量不同的小球和密度随温度的升高而减小的液体组成.当环境温度升高时,浸没在液体中的小球受到的浮力将 ,在某一环境温度下,四个小球处于如图图所示位置,此时B小球受到的浮力FB与D小球受到的浮力FD的大小关系为 .
答案
1.D 影响浮力大小的因素是液体密度和物体排开液体的体积,与物体的质量和体积无关,故A、B错误;由F浮>G时物体上浮可知,乒乓球上浮的原因是它在水中受到的浮力比它的重力大,故C错误,D正确.
2.D 3.B 4.B 5.C
6.C 水果A、B、C的体积相等,由图知,三个水果排开水的体积VB=VC>VA,由F浮=ρ液V排液g得,三个水果受到的浮力大小:FA由图知,A浮漂、B悬浮、C沉底,则ρA<ρ水,ρB=ρ水,ρC>ρ水,所以ρA<ρB<ρC,故C正确,D错误.
7.A 由浮沉条件可知,当鸡蛋悬浮在盐水中时,浮力等于鸡蛋的重力;当往盐水中继续均匀缓慢加盐时,盐水的密度增大,浮出水面前鸡蛋排开水的体积不变,由F浮=ρ液V排液g可知,鸡蛋所受浮力逐渐增大,鸡蛋向上运动;当浮出水面后鸡蛋漂浮,所受浮力等于鸡蛋的重力,浮力不再变化;所以,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像应该是盐水密度增大时,开始浮力变大,后来不变,故A正确.
8.8 上浮 5 5×10-4
9.5 悬浮 下沉
因为小球浸没在水中,所以小球排开水的体积V排=V物,根据阿基米德原理可得,F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×5×10-4 m3×10 N/kg=5 N,因为F浮=G物=5 N,故放开手后小球将悬浮.当小球浸没于酒精中时,由于酒精的密度小于水的密度,所以小球在酒精中受到的浮力小于5 N,即F浮'10.< 上浮 气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中,则F浮气球+F浮石块=G总,所以气球受到的浮力F浮气球11.> > 2.7
12.(1)0.2 20 0.2 物体所受浮力小于其重力
(2)方法二
(1)由图甲可知,G=2.2 N,F示=2 N,
铜块所受的浮力:
F浮=G-F示=2.2 N-2 N=0.2 N;
铜块的体积:V=40 mL-20 mL=20 mL=20 cm3,
铜块受到的浮力:F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×20×10-6 m3×10 N/kg=0.2 N;
故可得出铜块浸没在水中下沉的条件是F浮(2)由于蜡块不下沉,不能直接用弹簧测力计测量蜡块浸没在水中时受到的浮力大小,要测量蜡块浸没在水中时的浮力应选方法二,用针将蜡块完全压入水中.
13.(1)正方体受到的浮力:F浮=G排=m排g=0.6 kg×10 N/kg=6 N.
(2)根据F浮=ρ液V排液g可得,
正方体排开水的体积:V排===6×10-4 m3.
(3)正方体的体积:
V物=a3=(0.1 m)3=1×10-3 m3,
V排(4)由浮沉条件可知,F浮=G物=6 N,
正方体的质量:m物===0.6 kg,
正方体的密度:ρ物===0.6×103 kg/m3.
14.变小 FB=FD
浸没在液体中的小球,由于排开液体的体积不变,根据液体密度随温度的升高而减小可知,当环境温度升高时,液体密度减小,根据F浮=ρ液V排液g可知,小球所受浮力变小.由图可知,B小球与D小球都处于浸没状态,排开液体的体积与物体的体积相等,根据F浮=ρ液V排液g可知,所受浮力相等,即FB=FD.