第十五讲 物体的浮沉条件及应用
A层·基础练
一、选择题
1.(2024·贵阳模拟)小明在家帮妈妈洗碗时发现,碗可以漂浮在水池里的水面上,也可以沉入水底,与漂浮时相比,碗沉入水底时(C)
A.浮力不变 B.浮力变大
C.排开水的体积变小 D.排开水的质量不变
2.将一个新鲜的鸡蛋分别浸入甲、乙两个水杯中,静止后如图所示,则鸡蛋在甲杯液体中受到的浮力为F甲,鸡蛋在乙杯液体中受到的浮力为F乙,甲杯中的液体密度为ρ甲,乙杯中液体的密度为ρ乙。下列说法中正确的是(D)
A.F甲>F乙 ρ甲>ρ乙
B.F甲>F乙 ρ甲<ρ乙
C.F甲ρ乙
D.F甲3. (2024·贵阳模拟)在帮妈妈做家务的时候,小明发现两根相同体积的筷子,甲浮在水面上,乙沉在水底,如图所示,由此可知甲比乙(D)
A.质量大 B.重力大
C.密度大 D.受到浮力小
4.如图所示,水平桌面上两个相同的长方体玻璃缸装满了水,将两只同种材料制作、大小不同的玩具鸭子分别轻放在两个玻璃缸中,鸭子漂浮在水面。当缸中的水不再流出后,下列分析正确的是(A)
A.大鸭子受到水的浮力大于小鸭子受到水的浮力
B.大鸭子排开水的重力等于小鸭子排开水的重力
C.甲中水对缸底的压力大于乙中水对缸底的压力
D.甲缸对桌面的压力大于乙缸对桌面的压力
5. (多项选择)(2024·铜仁模拟)如图所示,水母的伞状体内有一种特别的腺,可以发出一氧化碳,使伞状体膨胀,通过控制伞状体的体积大小,水母实现了在水中上浮和下潜的自由。忽略产生一氧化碳的质量,下列说法正确的是(B、C)
A.伞状体缩小时,受到浮力会变大
B.悬浮的水母,产生一氧化碳时会上浮
C.逐渐下沉的水母,所受水的压强逐渐增大
D.水母实现浮沉自由的原理与潜水艇的一致
6. (多项选择)甲、乙两个相同的烧杯分别装有不同的液体,将两个完全相同的小球放入两烧杯中,静止在如图所示的位置,两烧杯内液面相平。下列判断正确的是( A、B、D )
A.两个小球受到的浮力大小相等
B.甲杯中液体质量大于乙杯中液体质量
C.甲、乙两烧杯底受到液体的压强相等
D.甲烧杯中液体密度大于乙烧杯中液体密度
二、填空题
7. (2024·六盘水模拟)如图所示,水槽中的水面上漂浮着一个装有物块的容器,已知ρ物>ρ水,且物块不吸水。现将物块取出后轻放入水中,物块将 下沉 ,待物块静止后水槽中的水面 低于 (选填“高于”或“低于”)O点。
8.如图所示,气球下面用细线悬挂一个石块,它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球所受的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮气球 < G总(选填“>”“<”或“=”)。若水温升高(水的密度不变的情况下),石块将 上浮 (选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”);若向水中加入食盐,石块将 上浮 (选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)。
9.(2024·遵义模拟)如图所示,水平桌面上放置两个溢水杯,分别装满甲、乙两种液体,将一个密度为ρ0的小球放入甲液体中,小球静止时,溢出液体的质量为m甲;再将小球放入乙液体中,小球静止时,溢出液体的质量为m乙,则m甲 > m乙(选填“>”“=”或“<”)。
三、作图题
10.如图所示,一个乒乓球从水中A点上浮到C点后保持静止,请画出乒乓球在B点时受到的力(不计水的阻力)。
答:
11.(2024·六盘水模拟)如图所示,弹簧的一端固定在容器的底部,另一端固定在物体的下表面,重力为G的物体静止在轻质弹簧顶端。现缓慢向容器注水直至完全浸没物体,已知水浸没物体二分之一体积时,弹簧处于原长。请在图中画出弹簧对物体的弹力F弹随水面上升高度h变化关系的大致图像(忽略弹簧所受浮力和重力)。
答:
B层·能力练
12.(2024·兰州中考)一根轻质且不可拉伸的细线将一边长为10 cm的正方体物块拴接在容器底部,如图甲所示,当水深为30 cm时,细线刚好伸直;如图乙所示,当水深为36 cm时,物块上表面恰好与水面相平,已知ρ水=1.0×103 kg/m3,则此正方体物块的密度为 0.4×103 kg/m3,乙图中细线的拉力为 6 N。
13. (2024·贵阳模拟)如图甲所示,一个装有细铁砂的气球漂浮在水面。小华同学用筷子将气球压入水中,发现随着深度的增加,其体积不断变小;若气球被压到极限位置A点以下,它就会沉入水底;如果把气球捞到A点以上任一位置释放,它又能浮出水面。
(1)气球随着下潜深度的增加,体积为什么会不断变小
答:(1)气球下潜过程中,深度增加,受到水的压强增大,气球内的气体被压缩,所以体积变小;
(2)气球在极限位置A的上方释放后可以自由浮起来,在极限位置A的下方释放后就会下沉。请用阿基米德原理和浮沉条件解释这个现象。
答:(2)气球在极限位置A的上方释放后,气球的体积大,排开水的体积大,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,气球受到的浮力大于重力,气球上浮;在极限位置A的下方释放后,气球体积减小,排开水的体积减小,由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,气球的浮力减小,气球受到的浮力小于重力,气球下沉。
C层·拓展练
14. (多项选择)(2024·遵义模拟)如图是某科技小组制作的浮力秤。圆柱形小筒底面积为50 cm2,高为20 cm,秤盘中不放物体时,小筒浸入水中的深度为9 cm,在小筒上与水面相平位置标记为零刻度线。再向上画出刻度线,标上对应质量值,浮力秤就做好了(ρ水取1.0×103 kg/m3)。则下列说法正确的是( A、D )
A.称量过程中小筒处于漂浮状态
B.该浮力秤的量程是0~1 000 g
C.小筒越粗浮力秤的测量结果越精确
D.将水更换为密度更大的液体其量程增大第十五讲 物体的浮沉条件及应用
A层·基础练
一、选择题
1.(2024·贵阳模拟)小明在家帮妈妈洗碗时发现,碗可以漂浮在水池里的水面上,也可以沉入水底,与漂浮时相比,碗沉入水底时( )
A.浮力不变 B.浮力变大
C.排开水的体积变小 D.排开水的质量不变
2.将一个新鲜的鸡蛋分别浸入甲、乙两个水杯中,静止后如图所示,则鸡蛋在甲杯液体中受到的浮力为F甲,鸡蛋在乙杯液体中受到的浮力为F乙,甲杯中的液体密度为ρ甲,乙杯中液体的密度为ρ乙。下列说法中正确的是( )
A.F甲>F乙 ρ甲>ρ乙
B.F甲>F乙 ρ甲<ρ乙
C.F甲ρ乙
D.F甲3. (2024·贵阳模拟)在帮妈妈做家务的时候,小明发现两根相同体积的筷子,甲浮在水面上,乙沉在水底,如图所示,由此可知甲比乙( )
A.质量大 B.重力大
C.密度大 D.受到浮力小
4.如图所示,水平桌面上两个相同的长方体玻璃缸装满了水,将两只同种材料制作、大小不同的玩具鸭子分别轻放在两个玻璃缸中,鸭子漂浮在水面。当缸中的水不再流出后,下列分析正确的是( )
A.大鸭子受到水的浮力大于小鸭子受到水的浮力
B.大鸭子排开水的重力等于小鸭子排开水的重力
C.甲中水对缸底的压力大于乙中水对缸底的压力
D.甲缸对桌面的压力大于乙缸对桌面的压力
5. (多项选择)(2024·铜仁模拟)如图所示,水母的伞状体内有一种特别的腺,可以发出一氧化碳,使伞状体膨胀,通过控制伞状体的体积大小,水母实现了在水中上浮和下潜的自由。忽略产生一氧化碳的质量,下列说法正确的是( )
A.伞状体缩小时,受到浮力会变大
B.悬浮的水母,产生一氧化碳时会上浮
C.逐渐下沉的水母,所受水的压强逐渐增大
D.水母实现浮沉自由的原理与潜水艇的一致
6. (多项选择)甲、乙两个相同的烧杯分别装有不同的液体,将两个完全相同的小球放入两烧杯中,静止在如图所示的位置,两烧杯内液面相平。下列判断正确的是( )
A.两个小球受到的浮力大小相等
B.甲杯中液体质量大于乙杯中液体质量
C.甲、乙两烧杯底受到液体的压强相等
D.甲烧杯中液体密度大于乙烧杯中液体密度
二、填空题
7. (2024·六盘水模拟)如图所示,水槽中的水面上漂浮着一个装有物块的容器,已知ρ物>ρ水,且物块不吸水。现将物块取出后轻放入水中,物块将 ,待物块静止后水槽中的水面 (选填“高于”或“低于”)O点。
8.如图所示,气球下面用细线悬挂一个石块,它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球所受的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮气球 G总(选填“>”“<”或“=”)。若水温升高(水的密度不变的情况下),石块将 (选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”);若向水中加入食盐,石块将 (选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)。
9.(2024·遵义模拟)如图所示,水平桌面上放置两个溢水杯,分别装满甲、乙两种液体,将一个密度为ρ0的小球放入甲液体中,小球静止时,溢出液体的质量为m甲;再将小球放入乙液体中,小球静止时,溢出液体的质量为m乙,则m甲 m乙(选填“>”“=”或“<”)。
三、作图题
10.如图所示,一个乒乓球从水中A点上浮到C点后保持静止,请画出乒乓球在B点时受到的力(不计水的阻力)。
11.(2024·六盘水模拟)如图所示,弹簧的一端固定在容器的底部,另一端固定在物体的下表面,重力为G的物体静止在轻质弹簧顶端。现缓慢向容器注水直至完全浸没物体,已知水浸没物体二分之一体积时,弹簧处于原长。请在图中画出弹簧对物体的弹力F弹随水面上升高度h变化关系的大致图像(忽略弹簧所受浮力和重力)。
B层·能力练
12.(2024·兰州中考)一根轻质且不可拉伸的细线将一边长为10 cm的正方体物块拴接在容器底部,如图甲所示,当水深为30 cm时,细线刚好伸直;如图乙所示,当水深为36 cm时,物块上表面恰好与水面相平,已知ρ水=1.0×103 kg/m3,则此正方体物块的密度为 kg/m3,乙图中细线的拉力为 N。
13. (2024·贵阳模拟)如图甲所示,一个装有细铁砂的气球漂浮在水面。小华同学用筷子将气球压入水中,发现随着深度的增加,其体积不断变小;若气球被压到极限位置A点以下,它就会沉入水底;如果把气球捞到A点以上任一位置释放,它又能浮出水面。
(1)气球随着下潜深度的增加,体积为什么会不断变小
(2)气球在极限位置A的上方释放后可以自由浮起来,在极限位置A的下方释放后就会下沉。请用阿基米德原理和浮沉条件解释这个现象。
C层·拓展练
(多项选择)(2024·遵义模拟)如图是某科技小组制作的浮力秤。圆柱形小筒底面积为50 cm2,高为20 cm,秤盘中不放物体时,小筒浸入水中的深度为9 cm,在小筒上与水面相平位置标记为零刻度线。再向上画出刻度线,标上对应质量值,浮力秤就做好了(ρ水取1.0×103 kg/m3)。则下列说法正确的是( )
A.称量过程中小筒处于漂浮状态
B.该浮力秤的量程是0~1 000 g
C.小筒越粗浮力秤的测量结果越精确
D.将水更换为密度更大的液体其量程增大
