10.3 物体的浮沉条件及应用 课后练习（含答案）

10.3 物体的浮沉条件及应用课后练习
一、单选题
1. 实习了热学知识以后，小娜发表了下面的看法。其中不正确的是( )
A. 晶体熔化时，内能一定增大，但温度保持不变
B. 液面上方的气压降低时，液体的沸点也降低
C. 扩散现象不仅说明分子在不停地做无规则运动，还说明了分子之间有间隙
D. 用打气筒给自行车充气时，气筒壁发热一定是活塞与筒壁间的摩擦引起的
2. 将铁块压在木块上，有部分露出水面如图甲，将取出吊在下不计细线的质量和体积，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
3. 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.
4. 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
5. 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
6. 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
7. 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、小球放入其中，静止后球漂浮在油面上受的浮力为，球悬浮在糖浆中所受浮力为，则( )
A. B. C. D. 无法确定
8. 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
9. 如图所示，三个完全相同的玻璃缸，缸装满了水，缸装满了水且水面上漂浮着一只小鸭子，缸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. 比大 B. 比大 C. 最小 D. 一样大
10. 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，溢出了的水。然后慢慢翻转使物体浸没沉底，液面下降了，关于该物体，下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
11. 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( )
若，则一定小于若，则一定大于
若，则一定小于若，则一定大于
A. 个 B. 个 C. 个 D. 个
第II卷（非选择题）
二、填空题
12. 两个完全相同的容器中，分别盛有密度为、两种液体，将甲、乙两个完全相同的小球分别放入、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、，、两种液体对容器底的压强为、，则______；______。
13. 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：
充气的气球______。
弹簧测力计的示数______选填“明显变大”、“明显变小”或“几乎不变”。
玻璃杯中的水和塑料片______，发生变化的原因是______。
14. 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，石块浸没在水中称量时，弹簧秤的示数为，则该石块受到的浮力大小为______，该石块的密度是______千克米，若将石块放入密度为千克米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。
15. 如图所示，将底面积为的圆柱体放在水平桌面上。当把另一密度为、质量为的圆柱形物体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，则物体的体积为______ ，为______ ；桌面上还有一个底面积为、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，物体没有接触到容器底部，液体对容器底部压强的变化量为，已知：：，则容器中液体的密度为______ 取。
16. 如图，圆柱形容器内装有一定量的水，重为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、实验探究题
17. 如图所示是小芳同学探究“阿基米德原理”的实验，其中桶为圆柱形。
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
将空桶轻放入盛满水的溢水杯中，用桶接住溢出的水，如图丙所示，则空桶受到的浮力为______；测出桶和溢出水的总重力，如图丁所示，则桶排开水的重力______桶受到的浮力。
18. 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。
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。
分析比较表中实验序号或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：
序号
物质
球体的体积
球体浸入水中的体积
球体露出水面的体积
若用甲物质制成体积为厘米的实心球体，当它浮在水面上时露出水面的体积应为______厘米，此时它受到的浮力______牛。
在上述活动的基础上，小组同学认为还需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：
序号 方案
仍用上述球体换在盐水中进行实验
换用柱形物体并在酒精中进行实验
换用其它物质的球体仍在水中进行实验
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”。
四、计算题（本大题共3小题，共24.0分）
19. 边长为的立方体木块，浮在油和水的分界面上，它浸在水里的深度为，其余部分浸在油里，若水深，油深，容器的底面积是，求：木块受到的浮力及木块的密度取。
20. 将物重为的木块放进水里，木块漂浮且有一半体积露出水面：
求木块的体积；
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，深度米，创造了中国载人深潜纪录。潜水器的体积为、质量为吨，请通过计算回答：
假设海水的密度与水的密度相同，
潜水器下潜到最大深度时受到的压强；
潜水器下潜时受到的浮力；
当潜水器悬浮在海水中时，舱内配载重物的质量。
答案解析
1.【答案】
【解析】解：、晶体熔化时要继续吸收热量，温度不变，内能增加，故A正确；
B、液体的沸点与气压有关，随气压的升高而升高。当气压降低时，沸点也降低，故B正确；
C、扩散现象不仅说明分子在不停地做无规则运动，还说明了分子之间有间隙，故C正确；
D、用打气筒给自行车充气时，气筒壁发热主要是由于压缩气体时，外界对封闭气体做功，气体的内能增大，温度升高。故D错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】解：把物体和看做一个整体，两种情况都是处于漂浮状态，浮力等于和的总重，所以两种情况下受到的浮力相等。
在同种液体中相同，根据可知：排开水的体积相等，
所以容器内水面保持不变。
故选：。
3.【答案】
【解析】解：鸡蛋露出水面前，排开液体的体积不变；当加入食盐时，盐水的密度变大，由得，鸡蛋所受浮力逐渐增大，使鸡蛋慢慢浮起，鸡蛋漂浮后，所受浮力等于鸡蛋的重力，继续加盐，鸡蛋浮力不变，故B符合实际。
故选：。
4.【答案】
【解析】A、茶叶漂浮时，重力等于浮力，故A错误；
B、茶叶沉底时，重力大于浮力，故B正确；
C、茶叶下沉时，重力大于浮力，故C错误；
D、茶叶上浮时，重力小于浮力，故D错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】解：、同一个密度计放在甲、乙液体中都漂浮，所以，密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力，故AB错误；
、由图知密度计排开液体的体积，又因为，所以，，故C正确，D错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】解：
A、茶壶利用的是连通器原理，故A不符合题意；
B、轮船利用的是物体浮沉条件，故B不符合题意；
C、首先用力将吸盘紧压在墙壁上，将吸盘中的空气排出，使内部气压小于外界大气压，这样外界大气压将吸盘压在墙壁上，利用了大气压，故C符合题意；
D、船闸是利用的连通器原理，故D不符合题意。
故选：。
7.【答案】
【解析】解：由图可知，球漂浮，球悬浮，
由物体的浮沉条件可知：；，
因为两球的质量相等，所以，
则，所以选项A、、D错误，B正确．
故选B．
8.【答案】
【解析】解：
A.潜水艇在水中时排开水的体积等于自身的体积且不变，由可知，水的密度不变时，潜水艇上浮过程中受到的浮力不变，故A错误；
B.密度计是漂浮在液体中，所受浮力等于本身的重力不变，如果液体的密度越大，则密度计浸入液体中的体积越小，即越往上浮，所以密度计的刻度是越往下值越大，故B错误；
C.热气球是利用在空气中的浮力来工作的，当气体的密度小于空气的密度时，浮力大于重力，才可以升空，故C正确；
D.密度计是漂浮在液体中，所受浮力等于本身的重力不变，与液体密度无关，故D错误。
故选：。
9.【答案】
【解析】解：
缸装满了水，放到台秤上称量时，台秤受到的压力大小等于水和缸的总重力，
缸中，因为鸭子漂浮，所以由漂浮条件和阿基米德原理可得：，
即：放入鸭子后排开水的重力等于鸭子的重力，
所以缸和的总重相同，则放到台秤上称量时，和的台秤示数相等，故AB错误；
由于缸装满了酒精且漂浮着一只大鸭子，由漂浮条件和阿基米德原理可得：，
所以缸中酒精和大鸭子的总重与只装满酒精时酒精的重力相同；
由于三个玻璃缸完全相同，酒精的密度小于水的密度，
则根据可知，只装满酒精时酒精的重力小于只装满水时水的重力；
所以，缸中缸、酒精和大鸭子的总重最小，放到台秤上称量时，的台秤示数最小，故C正确，D错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】解：物体受到的浮力：，
因物体漂浮，所以浮力等于重力，则物体的重力，
由可知，物体的质量：；
锅形物体的体积：；
物体的密度：。
故选：。
11.【答案】
【解析】解：
由于苹果漂浮，梨子沉底，则根据浮沉条件可知：
，，
若，则；一定小于；
若，则，故F；
由于苹果漂浮，梨子沉底，则：
，，
由于都是浸在水中，根据可知：
若，则；
若，则与的大小不能比较，所以，不一定大于。
由此分析可知正确。
故选：。
12.【答案】
【解析】解：
由图可知，甲球漂浮，乙球悬浮，且甲、乙两个小球完全相同，即两球重力相等，所以甲、乙小球受到的浮力：。
甲球漂浮，则，
乙球悬浮，则，
所以两种液体的密度：；
由于两球静止时，容器内液面相平深度相同，所以由可知，两种液体对容器底压强：。
故答案为：；。
13.【答案】膨胀变大 明显变大 会落下来 塑料板受到水向下的压力与向上的大气压力保持平衡，当不断抽去罩内空气时，罩内压强减小，大气压力减小，塑料板会落下来，水会流出来
【解析】解：当不断抽去罩内空气时，罩内压强减小，气球内压强大于外部压强，气球会膨胀变大；
当不断抽去罩内空气时，罩内压强减小，物体受浮力减小，而弹簧测力计的示数，重力不变，所以弹簧测力计的示数要增大；
塑料板受到水向下的压力与向上的大气压力保持平衡，当不断抽去罩内空气时，罩内压强减小，大气压力减小，塑料板会落下来，水会流出来。
故答案为：膨胀变大；明显变大；会落下来；塑料板受到水向下的压力与向上的大气压力保持平衡，当不断抽去罩内空气时，罩内压强减小，大气压力减小，塑料板会落下来，水会流出来。
14.【答案】
【解析】解：由称重法得，该石块受到的浮力，
由可得，石块体积，
石块的质量，
石块的密度，
因为，所以若将石块放入密度为千克米的某种液体中静止时，石块漂浮在此液体中，则石块受到液体的浮力等于石块的重力，即，
，
，
则。
故答案为：；；。
15.【答案】
【解析】解：
物体的质量为，物体的密度为，则物体的体积：
；
将质量为的物体放在圆柱体的正上方时，圆柱体对桌面压强的变化量为：
，
已知：：，故液体对容器底部压强的变化量为：
，
容器底部增加的压力：
，
根据力作用的相互性，浮力的反作用力为物体对液体施加的压力，大小等于液体对容器底部增加的压力，
即物体受到浮力大小，，
因物体刚好浸没在液体中，根据阿基米德原理可得：，
则液体的密度：
。
故答案为：；；。
16.【答案】 不变
【解析】解：由图知木块在水中处于悬浮状态，浮力等于重力，即；
根据浮力产生的原因知：
木块受到的浮力：，
；
若在容器内继续注入水，木块还处于悬浮，受到的浮力不变，还是。
故答案为：；；不变。
根据悬浮时浮力等于重力算出浮力；
木块受到的浮力等于木块上、下表面受到的压力差；
若在容器内继续注入水，木块还处于悬浮，受到的浮力不变。
本题考查了浮沉条件的应用以及浮力产生原因，计算浮力若灵活选用公式可减小计算量。
17.【答案】 等于
【解析】解：
要探究阿基米德原理，即要探究和的关系，根据图示可知，该实验中是用漂浮条件测出小桶受到的浮力，即，需要测小桶的重力；而测排开水的重力时，根据，需要测出小桶的重力、小桶与溢出水的总重力，则为了减小误差，应先测再测；
考虑到实验操作的方便性，应先测小桶的重力，并把它放在溢水杯的正下方，再测小桶的重力，测完之后再将小桶放入溢水杯中处于漂浮状态，最后测小桶与溢出水的总重力，所以合理的顺序为乙甲丙丁，故选B；
由图甲知，空桶的重力为，图丙中空桶在溢水杯中处于漂浮状态，则空桶受到的浮力：；
由图乙知，空桶的重力为，图丁中桶和溢出水的总重力为，
桶排开水的重力：，
所以比较可知，即桶排开水的重力等于桶受到的浮力；
故答案为：；；等于。
18.【答案】与或与，或与 露出水面的体积与球体的体积成正比 降低
【解析】解：
由表一知，序号的球体密度相同，的球体密度相同，并且与、与、与的球体体积相同，所以比较实验序号与或与、与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。
在序号中，球体密度一定，体积之比为：：：：：：，
露出水面的体积之比为：：：：：：；
在序号中，球体密度一定，体积之比与露出水面体积之比也是相同的。
所以，实验结论是：浮在水面上实心球体的密度相同时，露出液面的体积与球体的体积成正比；
在序号中，每个球体露出水面的体积都是总体积的，
所以，体积是的球体露出水面的体积为；
球排开的水体积为：；
球受到的浮力为：；
要研究此规律是否适用与其它液体，必须使用同一个实心球放在不同液体中，观察露出液面体积与液体密度是否有关。所以选择；
已知两个球的体积相同，并且，所以乙材料的浮子露出水面的体积更大一些，即排开水的体积小一些，因此液面会下降。
故答案为：与或与，或与；露出水面的体积与球体的体积成正比；；；；降低。
19.【答案】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
，
木块在水中受到的浮力：
，
木块在油中受到的浮力：
，
所以木块受到的液体总的浮力：
，
因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，
木块的体积：
，
木块的密度：
。
答：木块受到的浮力为，木块的密度为。
20.【答案】解：因为木块漂浮，
故F，所以由，得
也就是木块体积的一半为，则木块体积为。
木块完全没入水中，，
也就是木块和铁块一共重，那么铁块重。
答：木块的体积为；
铁块的重力为。
21.【答案】解：下潜到最大深度为米，则潜水器受到水的压强：；
潜水器完全浸没在海水中时，排开海水的体积：，
则潜水器下潜时受到的浮力：；
潜水器的重力：
，
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：，
则舱内配载重物的质量：。
答：潜水器下潜到最大深度时受到的压强为；
潜水器下潜时受到的浮力为；
当潜水器悬浮在海水中时，舱内配载重物的质量为。