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模块二 物质、运动和相互作用
第19讲 浮沉条件
核心考点 年份及分值 考查频率
2020 2021 2022 2023 2024
1.物体浮沉条件和受力分析 3 3 4 — — ★★★
2.压强浮力综合 — — 2 — — ★
本课时涉及的主要考点有:利用物体的浮沉条件判断物体所处的状态;利用物体的浮沉条件判断液体和物体密度关系;利用沉浮条件判断物体受到浮力大小;物体浮沉条件在生活中的应用等。命题时多结合压强、密度等知识综合考查,在计算过程中要注意单位换算和公式的灵活运用。
知道阿基米德原理,运用物体的浮沉条件说明生产、生活中的一些现象。
【教材导航】 人教教材八下P57~60;粤沪教材八下P94~96
知识点1 物体的浮沉条件
1.浸入液体中的物体受到竖直向上的〔1〕_______和竖直向下的〔2〕_______。
浮力
重力
浮沉状态 力的关系 密度关系 是否平衡 最终状态
漂浮 F浮=G物 ρ物<ρ液 平衡 仍漂浮
上浮 F浮>G物 ρ物<ρ液 不平衡 成为漂浮
悬浮 F浮=G物 ρ物=ρ液 平衡 仍悬浮
下沉 F浮ρ液 不平衡 成为沉底
沉底 F浮ρ液 平衡 仍沉底
知识点2 浮力的应用
2.轮船工作原理:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。
排水量:轮船满载时排开水的质量。单位t,由排水量m可计算出:排开液体的体积V排=;排开液体的重力G排=mg;轮船受到的浮力F浮=mg,轮船和货物共重G=mg。
3.潜水艇工作原理:潜水艇的下潜和上浮是〔3〕________ __________来实现的。
4.气球和飞艇工作原理:气球是利用〔4〕______________升空的。气球里充的是密度小于空气的气体,如:〔5〕___ __________________。为了能定向航行而不随风飘荡,人们把气球发展成为飞艇。
靠改变自身重力
空气的浮力
氢气、氦气或热空气
5.密度计:
(1)原理:利用〔6〕_________________来进行工作。
(2)构造:下面的铝粒能使密度计〔7〕_______________。
(3)刻度:刻度线从上到下,对应的液体密度〔8〕_________ ____。
物体的漂浮条件
直立在液体中
越来越大
[例题] 一枚重量为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(盐水未到饱和),鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图像可能是( )
重难点 与浮力有关图像
A
[变式] 如图甲所示,某实心物体被绳子(处于紧绷状态)拉着浸没在水中,此时它受到____个力的作用;剪断绳子后该物体运动直至静止,请在图乙中画出浮力F浮随时间t变化的大致图像。
3
答图
考查点1 探究阿基米德原理
1.(2024·深圳一模)某同学利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶等器材验证阿基米德原理。
(1)实验中同学们发现溢水杯中未装满水,如
图甲所示,这样实验会使测得溢出水所受的
重力_______(选填“偏大”或“偏小”);
偏小
(2)由实验可知:随着物体逐渐浸入水中,吊着物块的弹簧测力计示数将会_______(选填“变大”“变小”或“不变”),可以判断物体所受浮力方向是___________;
变小
竖直向上
(3)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为____N,计算得到_______________的大小与浮力大小相等,从而验证阿基米德原理;
1
排开水的重力
(4)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,通过比较F1-F3和________的大小关系,可得出结论“物块受到的浮力大小与液体密度有关”。
F1-F5
2.(2024·深圳二模)小红设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)实验的最佳顺序是____;
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、甲、乙、丙
C.乙、甲、丁、丙
B
(2)图乙中物体受到的浮力是____N。通过实验可得到的结论是:浸在液体中的物体,受到的浮力大小等于它___________________________;
(3)以下情况会影响结论的是____;
A.图乙中水面未到达溢水杯的溢水口
B.图乙中物体未全部浸入水中
1
排开的液体受到的重力大小
A
(4)小红利用上述实验中的器材和木块,探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”,实验过程中_____(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)步骤不需要弹簧测力计;
乙
(5)小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用细线挂着铝块,将其缓慢浸入溢水杯中的水中(如图戊),在铝块浸入水的过程中(始终不碰到杯底),溢水杯底所受水的压力_______(选填“变大”“变小”或“不变”),电子秤的读数_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
不变
不变
考查点2 物体的浮沉条件
3.(2024·广东三模)选择优良种子,是农业丰收的基本保证,盐水选种是我国古代劳动人民发明的一种巧妙选种的方法:将待选的种子放入浓度适当的盐水中后,良种沉入水底,次种则漂浮于水面。但盐水浓度的把握是关键,若盐水浓度过大,可能出现的情形是( )
A.有少量次种沉入水底
B.所有种子全部沉入水底
C.有少量良种漂浮于水面
D.次种全部漂浮,良种全部沉底
C
4.(2024·清远模拟)如图所示,同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯处于漂浮状态,所受浮力为F甲,在乙杯处于悬浮状态,所受浮力为F乙,以下判断正确的是
( )
A.F甲B.F甲>F乙
C.向甲杯中加入盐,鸡蛋会下沉
D.向乙杯中加入水,鸡蛋会下沉
D
5.(2024·珠海二模)小明帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面,而土豆沉在盆底,如图所示。已知它们的体积相同,下列说法正确的是( )
A.茄子受到的浮力比它的重力大
B.茄子的质量大于土豆的质量
C.茄子的密度小于土豆的密度
D.茄子受到的浮力比土豆受到的浮力大
C
6.(2024·广东二模)如图所示,物理小组利用潜水艇模型(忽略进气、排气管的体积),探究潜水艇在水中如何实现上浮或下沉。下列说法中不正确的是( )
A.潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的
B.若要让悬浮的模型上浮应使模型中进水
C.用打气筒向模型中打气模型上浮
D.模型浸没后继续下沉的过程中受
到的浮力大小不变
B
7.(2024·茂名二模)如图甲所示,质量相等、大小不同的两个小球a、b,它们静止在某液体中时所受浮力相等。图乙是小明画出的两球静止时的四种情形,其中合理的是( )
A.①②④ B.②③
C.③④ D.②④
D
8.(2024·阳江一模)“雪龙2号”(如图所示)是我国第一艘自主建造的极地科学考察破冰船,它主要是使用柴油发电机进行发电,产生动力驱动船只前行。已知“雪龙2号”的排水量为14 000 t。其满载时排开海水的体积为___________m3,所受浮力为___________N。其海面
下5 m处受到海水的压强为_________
Pa。(ρ海水=1.0×103 kg/m3,
g取10 N/kg)
1.4×104
1.4×108
5×104
9.(2024·中山三模)甲、乙、丙三个实心小球的质量和体积关系如图所示。其中甲球的密度ρ甲=____g/cm3,惯性最小的小球是_______;用手将三个小球完全压到水面以下释放,会上浮的小球是_______(后两空均选填“甲球”“乙球”或“丙球”)。
2
丙球
乙球
考查点3 阿基米德原理综合应用
10.(2024·兰州)将质量相等的实心物体A、B分别放入装有甲、乙两种不同液体的容器中,已知两液体质量相等,两容器底面积相等但形状不同,A、B两物体静止时的状态如图所示,此时两容器中的液面恰好相平,下列说法中正确的是
( )
A.A物体体积大于B物体体积
B.甲液体密度大于乙液体密度
C.A物体所受浮力小于B物体所受浮力
D.甲、乙两液体对容器底部的压强相等
A
11.(2024·内蒙古赤峰)在《浮力》单元复习课上,学生用溢水杯和弹簧测力计测量鸡蛋的密度。如图甲,先把鸡蛋缓慢放入盛满水的溢水杯中,鸡蛋沉底,测得溢出水的重力为G1;如图乙,再把同一个鸡蛋缓慢放入盛满盐水的溢水杯中,鸡蛋漂浮,测得溢出盐水的重力为G2。下列说法正确的是( )
A.鸡蛋在水中和盐水中受到的浮力分别为F1和F2,它们的关系是F1>F2
B.鸡蛋的体积为
C.鸡蛋的密度为ρ水
D.鸡蛋的密度为ρ盐水
B
12.(2024·汕头一模)如题图甲所示,一质量为0.6 kg的木块静止漂浮在水面上,则木块受到的重力为____N;如题图乙所示,在木块上放一个重4 N的铁块,静止时木块恰好浸没在水中,则木块的体积为__________m3,木块的密度为___________kg/m3。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
6
1×10-3
0.6×103
13.如图甲所示是建设过程中用钢缆拉着实心长方体建筑材料A以0.2 m/s的速度竖直匀速下降的情景,图乙所示是建筑材料下移过程中钢缆对它的拉力F随时间t变化的图像。ρ江水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
(1)长方体A从接触水面到完全浸没用时_____s,A的高度hA为____m。
(2)长方体A浸没在水中时受到的浮力为_________N。
10
2
8×103
(3)卸掉钢缆后,长方体A静止时,其对江底的压强为______ Pa。
7×104