2023浙教版科学七升八暑假培优训练（二）：沉浮条件及应用【含解析】

沉浮条件及应用
1.094型战略核潜艇是我国自主研发的目前国内最先进的核潜艇，下列有关该潜艇说法正确的是（　　）
A．核潜艇通过改变浮力大小来实现上浮和下沉
B．浸没在水中的核潜艇上浮时，所受浮力会逐渐变大
C．浸没在水中的核潜艇下潜时，所受浮力大于自身重力
D．漂浮在水面的核潜艇所受的浮力与自身重力是一对平衡力
2.如图所示，已知鸡蛋的质量为55克，体积为50cm3。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里，鸡蛋沉入杯底（图甲）；逐渐将食盐溶解在水中，鸡蛋恰好悬浮（图乙）；继续溶解食盐，最终鸡蛋漂浮（图丙）。下列说法正确的是（　　）
A．图甲中鸡蛋所受浮力为0.55牛
B．图乙中盐水的密度是1.1×103千克/米3
C．图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D．图中三种状态下浮力的大小关系是F甲＜F乙＜F丙
3.木头、小鱼、石块、海螺在水中的位置如图所示，分析它们所受的浮力，错误的是（　　）
A．木头受到的浮力等于它受到的重力
B．小鱼受到的浮力等于它排开的水受到的重力
C．石块受到的浮力等于它受到的重力
D．海螺受到的浮力小于海螺受到的重力
4.有一长方体木块，分别以图甲和乙两种方式漂浮在水面上，若木块底部受到水的压力分别为F甲和F乙，则（　　）
A．F甲＞F乙 B．F甲＝F乙
C．F甲＜F乙 D．条件不足，无法比较
5.如图用模型模拟潜水艇浮沉实验，下列有关分析正确的是（　　）
A．潜水艇是依靠改变自身浮力大小实现浮沉的
B．将针筒的活塞向内推，模型下沉
C．将针筒的活塞向外拉，模型所受浮力不变
D．潜水艇在水面下静止时，浮力大于重力
6.密度计分为“比重计”和“比轻计”。测量密度大于水的液体时用比重计，比重计的最小刻度线是“1”；测量密度小于水的液体用比轻计，比轻计的最大刻度线是“1”。图中A、B两支密度计，一支是比重计，一支是比轻计，它们的外形完全相同，B中配重质量大于A。下列有关A、B两支密度计及刻度线“1”位置的说法正确的是（　　）
A．图中密度计A上面的刻度值“a”大于刻度“b”
B．密度计A是比轻计，刻度线“1”在密度计刻度的下端
C．密度计B是比重计，刻度线“1”在密度计刻度的下端
D．将A、B两支密度计放入水中，漂浮时露出水面较长的是B
7.如图所示，一艘远洋轮船上标有在不同海域航行时的吃水线，当这艘满载的船在不同水域航行时，下列说法正确的是（　　）
A．这艘船受到的浮力 F印度洋＜F北大西洋
B．这艘船排开海水的质量 m印度洋＝m北大西洋
C．印度洋和北大西洋海水的密度ρ印度洋＞ρ北大西洋
D．这艘船排开海水的体积 V印度洋＝V北大西洋
8．如图所示，底面积为S且粗细均匀的玻璃管、底厚且平，竖立于水中静止时深度为h1；若将玻璃管竖立于液体A中，静止时其浸入液体A中的深度为h2；再向玻璃管中放入一石块，静止时其浸入液体A中的深度为h3。下列说法正确的是（　　）

A．水和液体A的密度关系为ρ水>ρA B．玻璃管的重力为G0=ρ水gSh2
C．液体A的密度为 D．石块的重力为
9.2020年11月10日，中国载人潜水器“奋斗者”号在西太平洋马里亚纳海沟成功坐底，创造了中国载人深潜的新纪录。如图所示，假设海水的密度不变，在“奋斗者”号潜水器匀速下潜过程中，下列分析合理的是（　　）
A．潜水器所受浮力的大小始终小于它的自重
B．潜水器所受海水对它的压强始终保持不变
C．潜水器所受到的浮力随深度的增大而增大
D．潜水器所受浮力的大小始终等于它排开海水的重力
10．如图所示，聪聪研究轮船制作原理。他将两块相同的橡皮泥分别做成实心球形和碗形，放入甲、乙两杯水中（两个杯子完全相同），静止时水面相平，则下列分析正确的是（ ）

A．球形橡皮泥受到浮力大 B．碗形橡皮泥受到浮力大
C．放入前，乙杯水对容器底的压强大 D．放入后，乙杯水对容器底的压强大
11.小科在一根一端密封的空心玻璃管下端绕上一段细铁丝（体积忽略不计），制成一支自制密度计，用它来测量液体密度，测量过程中杯内液体总量没有变化。
（1）当密度计在杯中漂浮时，液面高度在A处(如图甲)。此时，密度计受到的浮力________重力(选填“<”、“=”或“>”)。
（2）使用中，小科发现细铁丝很容易滑落，于是他改变这段细铁丝的形状，并把铁丝置于玻璃管内，再次测量同一杯液体密度(如图乙)，杯中液面将________(填“上升”、“下降”或“仍在A处”)。
12.小明自制土密度计并测定盐水的密度。
实验器材：刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。
实验步骤：
①在竹筷的一端缠上适量细铅丝，制成土密度计；
②用刻度尺测出竹筷的长度L；
③把土密度计放入盛水的烧杯中，静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h1 （如图所示）；
④把土密度计放入盛盐水的烧杯中，静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2。
请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题:
（1）竹筷一端缠上铅丝，是为了________。
（2）被测液体的密度越大时，密度计排开液体的体积________（选填“越小”、“越大”或“不变”，下同），所受液体的浮力________。
（3）被测盐水的密度表达式：ρ盐水=________（请用符号表示，不计铅丝体积）。
（4）小明计算得出盐水的密度为1.05g/cm3 ， 已知烧杯中盐水的体积为400cm3 ， 盐的密度为2.6g/cm3 ， 则盐水中含盐________g（盐放入水中溶解后，盐和水的总体积不变, ρ水=1.0g/cm3）。
13.取一根内部横截面积为1平方厘米的直筒形塑料管，在底部扎上橡皮膜后，称得质量为2克．向管内倒入10克液体，再将它放入水中．放手后，观察到橡皮膜恰好变平，如图所示．
请回答：
（1）气管内液体的密度________（选填”大于“”等于“或”小于“）水的密度．
（2）水对塑料管底部橡皮膜产生的压强大小．
（3）装有液体的塑料管受到的浮力大小．
答案及解析
1.D
解：A、核潜艇是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的，故A错误；
B、浸没在水中的核潜艇上浮时，排开水的体积不变，水的密度不变，根据F浮＝ρ液gV排可知，核潜艇受到浮力不变，故B错误；
C、浸没在水中的核潜艇下潜时，由于无法判断是匀速还是变速，所以无法判断浮力和重力的大小关系，故C错误；
D、漂浮在水面的核潜艇，在浮力和重力的作用下保持静止状态，所以它们是一对平衡力，故D正确。
故选：D。
2.B
解：
A、图甲中鸡蛋处于沉底状态，则浮力小于重力，鸡蛋的重力为G＝mg＝0.055kg×10N/kg＝0.55N，即浮力小于0.55N，故A错误；
B、鸡蛋的密度为：ρ1.1g/cm3＝1.1×103kg/m3，图乙中，鸡蛋悬浮在盐水中时，由浮沉条件可知鸡蛋的密度等于盐水的密度，则盐水的密度为1.1×103kg/m3，故B正确；
C、图丙中鸡蛋漂浮，所受浮力等于鸡蛋自身的重力，故C错误；
D、图甲中鸡蛋处于沉底状态，则浮力F甲＜G鸡蛋；
图乙中鸡蛋悬浮在液体中时，则浮力F乙＝G鸡蛋；
图丙中鸡蛋漂浮，则浮力F丙＝G鸡蛋，
所以三种状态下浮力的大小关系是F甲＜F乙＝F丙，故D错误。
故选：B。
3.C
解：
A、木头漂浮，说明木头受到的浮力等于它自身的重力，故A正确；
B、小鱼浸没在水中，由阿基米德原理可知，小鱼受到的浮力等于它排开的水重，故B正确；
C、石块下沉，石块受到的浮力小于它自身的重力，故C错误；
D、海螺沉底，海螺受到的浮力小于它受到的重力，故D正确。
故选：C。
4.B
解：由于物体受到的浮力等于上、下表面的压力差，即F浮＝F向上﹣F向下；
由图可知，两个物体都漂浮在水面上，上表面受到水的压力为0，则有：F甲＝F甲浮，F乙＝F乙浮；
又因为F甲浮＝F乙浮＝G，所以F甲＝F乙。
故选：B。
5.C
解：A、潜水艇是依靠改变自身重力大小实现浮沉的，故A错误；
B、模型原来悬浮，将针筒的活塞向内推，试管内的气压增大，模型向外排水，重力变小，模型浸没在水中，排开水的体积不变，根据阿基米德原理F浮＝ρ水V排g可知所受的浮力不变，但浮力大于模型的重力，所以，模型上浮，故B错误；
C、将针筒的活塞向外拉，模型浸没在水中，排开水的体积不变，根据阿基米德原理F浮＝ρ水V排g可知所受的浮力不变，故C正确；
D、潜水艇在水面下静止时，若处于悬浮状态，浮力等于重力，若沉入水底静止时，浮力小于重力，故D错误。
故选C。
6.B
解：A、同一支密度计在不同液体中都漂浮，浮力都等于重力，重力不变，所以浮力不变，由图知V排a＞V排b，根据F浮＝ρ液gV排知ρa＜ρb，所以刻度值“a”小于刻度“b”，故A错误；
BC、密度计漂浮时，浮力等于其重力，由于B中配重质量大于A，由G＝mg知B中配重重力大于A，所以B受到的浮力大，A受到的浮力小，即FA＜FB；
如果A、B的V排相等，根据F浮＝ρ液gV排可知，这时A测量的液体密度小于B测量的液体密度，即B为比重计，A为比轻计；
因为密度计的刻度从上向下逐渐增大，且比重计的刻度线“1”最小，所以比重计的刻度线“1”在最上端，比轻计的刻度线“1”最大，所以比轻计的刻度线“1”在最下端，故B正确、C错误；
D、将A、B两支密度计放入水中，它们都在水面漂浮，
即受到的浮力都等于自身重力；
因为GA＜GB，所以它们受到的浮力FA＜FB；
根据F浮＝ρ液gV排可知，当液体密度相同时，浮力越大，V排越大；
因此排开水的体积VA＜VB，
在总体积相同时，B露出水面的体积小，根据V＝Sh知B露出水面的长度较小，故D错误。
故选：B。
7.B
解：
（1）这艘满载的船在不同水域航行时，都处于漂浮状态，浮力都等于自身的重力，即F浮＝G；
因为船的重力不变，所以其受到的浮力不变，即F印度洋＝F北大西洋，故A错误；
（2）根据阿基米德原理可知：F浮＝G排；
船受到的浮力相等，即排开海水的重力相等，
根据G＝mg知，这艘船排开海水的质量相等，即m印度洋＝m北大西洋，故B正确；
（3）由图知，这艘船排开水的体积V印度洋＞V北大西洋，
在浮力不变时，根据F浮＝ρgV排可知，排开液体体积大的，液体的密度小，
因V印度洋＞V北大西洋，所以ρ印度洋＜ρ北大西洋，故CD错误。
故选：B。
8．C
【解析】A．由图可知，玻璃管在水和液体A中都处于漂浮状态，由沉浮条件可知，玻璃管在水和液体A中受到浮力相等，玻璃管在水中排开液体体积较大，由阿基米德原理可知，水的密度小于液体A的密度，故A错误；
B．玻璃管在水中处于漂浮状态，由沉浮条件可知，玻璃管在水中受到浮力与重力相等，由阿基米德原理可得，玻璃管的重力 G0=F浮=ρ水gSh1
故B错误；
C．玻璃管在水和液体A中都处于漂浮状态，由沉浮条件可知，玻璃管在水和液体A中受到浮力相等，由阿基米德原理可得，液体A的密度
故C正确；
D．向玻璃管中放入一石块，静止时其浸入液体A中的深度为h3，玻璃管在液体A中仍处于漂浮状态，由沉浮条件可知，玻璃管在液体A中受到浮力等于玻璃管与石块的重力之和，则石块的重力
故D错误。
故选C。
9.D
解：
A、在“奋斗者”号潜水器匀速下潜过程中，处于平衡状态，所受的浮力等于自身的重力，故A错误；
B、潜水器在下潜的过程中，深度增加，由p＝ρgh可知，潜水器受到海水的压强变大，故B错误；
C、潜水器浸没海水中后继续下潜过程中，排开海水的体积不变，海水密度不变，由阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知，潜水器受到的浮力不变，故C错误；
D、潜水器在下潜的过程中，由阿基米德原理F浮＝G排可知受到的浮力等于排开海水的重力，故D正确。
故选：D。
10．B
【解析】．因为实心球橡皮泥沉到容器底部，所以实心球橡皮泥受到的浮力：；因为碗状橡皮泥漂浮在水面，所以碗状橡皮泥受到的浮力：，由此可知，，即乙中的浮力大；故A错误，B正确；
．放入后，乙中橡皮泥受到的浮力大，根据可知，乙中橡皮泥排开的水的体积大，所以乙杯中水面升高得多，此时甲、乙两杯的液面相同，根据可知，放入后，甲、乙杯水对容器底的压强相同；放入前，甲杯中的水面高，根据可知，放入前，甲杯水对容器底的压强大，故CD错误。
故选。
11.（1）=（2）仍在A处
【解析】（1）根据二力平衡的知识分析密度计受到的浮力和自身重力的大小关系；
（2）首先判断铁丝的位置改变后密度计的总重力是否改变，然后再根据阿基米德原理判断V排的变化即可。
【解答】（1）当密度计漂浮在液面上时，它受到的浮力和重力是一对平衡力，即它受到的浮力和重力相等；
（2）将铁丝置于玻璃管内时，密度计的重力保持不变；根据F浮=G可知，密度计受到的浮力保持不变。根据公式F浮=ρ液gV排可知，密度计排开水的体积相等，即杯中液面将仍在A处
12.（1）使密度计直立（竖直漂浮）在液体中
（2）越小；不变
（3）ρ水（L-h1）/（L-h2）
（4）20克
【解析】将水的密度作为已知条件，根据密度计的原理：漂浮时，浮力与重力相等，列出浮力表达式F浮=ρ液gV排 ， 通过公式变形可写出盐水的密度式。由已知盐和水的总体积不变，意思不考虑盐的体积，所以水的体积为400mL，可通过计算出水的质量，由盐水总质量减去水的质量得到盐的质量。
【解答】（1）铅丝的密度比较大，在液体中能够浸没，并且密度计重心偏低越稳定，使密度计能够竖直漂浮在液体中；（2）根据沉浮条件，密度计在液体中处于漂浮状态，浮力与重力相等，因此密度计在水中与盐水中所受的浮力相等，由公式：F浮=ρ液gV排 ， 当液体密度越大时，V排会越小。（3）在水中时：F浮=ρ水gV排1=ρ水gS(L-h1)；在盐水中时F浮=ρ盐水gV排2=ρ盐水gS(L-h2)，由水中和盐水中的浮力相等可得：ρ水gS(L-h1)= ρ盐水gS(L-h2)，得ρ盐水= ；（4）由公式m=ρVs可得，m盐水=1.05g/cm3×400cm3=420g，m水=1.0g/cm3×400cm3=400g，m盐=420g-400g=20g。
13.（1）小于
（2）塑料管受到的压力F=G=mg=0.01kg×10N/kg=0.1N，
所以对塑料管底部橡皮膜产生的压强P= = =1000Pa；
答：水对塑料管底部橡皮膜产生的压强是1000Pa；
（3）装有液体的塑料管受到的浮力F浮=G总=（0.01kg+0.002kg）×10N/kg=0.12N．
答：装有液体的塑料管受到的浮力是0.12N．
【解析】（1）塑料管的重力和液体的重力之和等于塑料管受到的浮力，则液体的重力小于塑料管受到的浮力，据此分析；（2）先根据公式F=G=mg计算出塑料管受到的压力，再根据公式p= 计算压强；（3）物体静止漂浮时，受到的重力等于浮力