第3节 物体的浮沉条件及应用
【考点一】 物体的浮沉条件
1.质量相同的甲、乙、丙、丁四个小球,分别静止在水中的不同深度处,如图所示。则这四个小球在水中所受浮力最小的是 (A)
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
2.将一枚鸡蛋放入一杯盐水中,静止时如图所示。要使鸡蛋上浮,可以在杯中加入 (C)
A.清水 B.食用油
C.盐 D.酒精
3.一个篮球的重力为6 N,体积为3×10-3 m3,g取10 N/kg,用细绳将这个篮球固定在水下(如图),此时细绳拉力为 24 N,剪开细绳的瞬间,篮球将 上浮 (选填“上浮”或“下沉”)。
【考点二】 浮力的应用
4.“海翼”号深海滑翔机是我国拥有自主知识产权的水下无人潜航器,它的外部装有油囊,可以通过压入或排出液压油改变体积。与其浮沉原理相似的是 (C)
A.潜艇 B.轮船 C.鱼 D.龟
5.2023年4月,我国东部战区组织了环台岛军事演习,这是对“台独”分裂势力与外部反华势力勾连挑衅的严重警告,是捍卫国家主权和领土完整的必要行动。如图所示为参加演习的我国辽宁号航空母舰,当战斗机从军舰上起飞后(B)
A.舰体略上浮,受到浮力不变
B.舰体略上浮,受到浮力变小
C.舰体略下沉,受到浮力不变
D.舰体略下沉,受到浮力变大
6.潜水艇是海军的战略重器,建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障。如图1,当潜水艇下潜至水下300 m处时,排水量为1.6×104 t,此时潜水艇受到海水的浮力为 1.6×108 N,受到海水的压强为 3×106 Pa;潜水艇的水舱向外排出一部分海水后开始上浮,潜水艇在图2中的位置时受到海水的浮力为 1.6×108 N;最终潜水艇静止在图3中的海面上。由此可见,潜水艇是通过改变 自身的重力 实现上浮和下潜的。(g取10 N/kg,ρ海水=1.0×103 kg/m3)
7.如图所示的热气球,其下方开口处燃烧液化气,随着热气球内部气体温度升高,热气球开始离地,徐徐升空,则气球内的气体密度 变小 ,气球所受浮力 不变 (以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。体积为620 m3的热气球悬浮在空中时,气球吊篮和乘客的总重是 8 060 N。(空气密度保持1.3 kg/m3不变,g取10 N/kg)
易错点 不能根据物体的浮沉状态求解浮力
8.(2024·北海期末)水平桌面上有一个盛有适量水的烧杯,小美在烧杯中缓慢放入一个质量为300 g、体积为500 cm3的物体,当物体在水中静止时处于 漂浮 (选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)状态,此时物体受到的浮力为 3 N(g取10 N/kg)。
9.(多选)小敏将质量为160 g的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯中溢出130 cm3的水,则物体(g取10 N/kg)( C、D )
A.漂浮在水面上
B.悬浮在水中
C.沉在溢水杯底部
D.受到的浮力为1.3 N
10.将同一支密度计先后放入两容器中,如图所示,两容器中液体的密度分别是ρA、ρB,密度计受到的浮力分别是FA、FB,则密度和浮力的关系分别满足 (B)
A.ρA>ρB,FA>FB B.ρA<ρB,FA=FB
C.ρA=ρB,FA>FB D.ρA>ρB,FA=FB
11.(2024·广西模拟)“我劳动,我快乐。”小明放学帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面,西红柿沉在盆底。他用所学的物理知识对此现象作出一些分析,其中不正确的是(B)
A.茄子受到的浮力等于它受到的重力
B.茄子受到的浮力大于西红柿受到的浮力
C.西红柿排开水的重力小于自身的重力
D.西红柿的密度大于茄子的密度
12.小红看到工作人员正在将船上的石块向人工湖中填,她想:船上的石块填入湖中前后,水面高度会变化吗 于是她进行了探究:首先,她将石块b放在不吸水的木块a上,如图所示;然后将石块b拿出,用体积忽略不计的细线系住,让石块b沉入水底,则水面高度 下降 (选填“上升”“下降”或“不变”)。
13.小佳在爸爸陪同下在游泳池学习游泳,为了安全,他用双臂把一块浮板压入水中,如图所示,借助浮板所受的浮力来辅助游泳。已知泡沫浮板的质量是0.3 kg,体积为3×10-3 m3。(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)当浮板自由漂浮在水面上时,浮板受到的浮力有多大
(2)为确保儿童游泳时的安全,使用该浮板的儿童至少需要把头部露出水面,若儿童头部的体积占人体总体积的十分之一,儿童的密度取1.0×103 kg/m3,则使用该浮板的儿童体重不能超过多少千克
解:(1)浮板受到的重力:
G浮板=m浮板g=0.3 kg×10 N/kg=3 N;
当浮板自由漂浮在水面上时,其受到的浮力:
F浮=G浮板=3 N;
(2)设儿童的最大体积为V人,
已知浮板的体积V=3×10-3 m3,
由于儿童和泡沫浮板整体漂浮,所以F浮总=G总,
即:F浮人+F浮板=G人+G浮板,
则根据阿基米德原理和重力公式可得:
ρ水g(1-)V人+ρ水gV=ρ人gV人+G浮板,
整理可得儿童的最大体积:
V人==
=
=0.027 m3,
则儿童的最大体重:
m人=ρ人V人=1.0×103 kg/m3×0.027 m3=27 kg。
(冲A+)
14.如图所示,将一个空心铁球浸没入水中,放手后铁球恰好悬浮,若沿虚线方向将铁球切成大小不等的两块,则 (B)
A.大块的将下沉,小块的将上浮
B.大块的将上浮,小块的将下沉
C.两块都将上浮
D.两块都将下沉第3节 物体的浮沉条件及应用
【考点一】 物体的浮沉条件
1.质量相同的甲、乙、丙、丁四个小球,分别静止在水中的不同深度处,如图所示。则这四个小球在水中所受浮力最小的是 ( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
2.将一枚鸡蛋放入一杯盐水中,静止时如图所示。要使鸡蛋上浮,可以在杯中加入 ( )
A.清水 B.食用油
C.盐 D.酒精
3.一个篮球的重力为6 N,体积为3×10-3 m3,g取10 N/kg,用细绳将这个篮球固定在水下(如图),此时细绳拉力为 N,剪开细绳的瞬间,篮球将 (选填“上浮”或“下沉”)。
【考点二】 浮力的应用
4.“海翼”号深海滑翔机是我国拥有自主知识产权的水下无人潜航器,它的外部装有油囊,可以通过压入或排出液压油改变体积。与其浮沉原理相似的是 ( )
A.潜艇 B.轮船 C.鱼 D.龟
5.2023年4月,我国东部战区组织了环台岛军事演习,这是对“台独”分裂势力与外部反华势力勾连挑衅的严重警告,是捍卫国家主权和领土完整的必要行动。如图所示为参加演习的我国辽宁号航空母舰,当战斗机从军舰上起飞后( )
A.舰体略上浮,受到浮力不变
B.舰体略上浮,受到浮力变小
C.舰体略下沉,受到浮力不变
D.舰体略下沉,受到浮力变大
6.潜水艇是海军的战略重器,建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障。如图1,当潜水艇下潜至水下300 m处时,排水量为1.6×104 t,此时潜水艇受到海水的浮力为 N,受到海水的压强为 Pa;潜水艇的水舱向外排出一部分海水后开始上浮,潜水艇在图2中的位置时受到海水的浮力为 N;最终潜水艇静止在图3中的海面上。由此可见,潜水艇是通过改变 实现上浮和下潜的。(g取10 N/kg,ρ海水=1.0×103 kg/m3)
7.如图所示的热气球,其下方开口处燃烧液化气,随着热气球内部气体温度升高,热气球开始离地,徐徐升空,则气球内的气体密度 ,气球所受浮力 (以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。体积为620 m3的热气球悬浮在空中时,气球吊篮和乘客的总重是 N。(空气密度保持1.3 kg/m3不变,g取10 N/kg)
易错点 不能根据物体的浮沉状态求解浮力
8.(2024·北海期末)水平桌面上有一个盛有适量水的烧杯,小美在烧杯中缓慢放入一个质量为300 g、体积为500 cm3的物体,当物体在水中静止时处于 (选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)状态,此时物体受到的浮力为 N(g取10 N/kg)。
9.(多选)小敏将质量为160 g的物体放入盛满水的溢水杯中,当物体静止时,溢水杯中溢出130 cm3的水,则物体(g取10 N/kg)( )
A.漂浮在水面上
B.悬浮在水中
C.沉在溢水杯底部
D.受到的浮力为1.3 N
10.将同一支密度计先后放入两容器中,如图所示,两容器中液体的密度分别是ρA、ρB,密度计受到的浮力分别是FA、FB,则密度和浮力的关系分别满足 ( )
A.ρA>ρB,FA>FB B.ρA<ρB,FA=FB
C.ρA=ρB,FA>FB D.ρA>ρB,FA=FB
11.(2024·广西模拟)“我劳动,我快乐。”小明放学帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面,西红柿沉在盆底。他用所学的物理知识对此现象作出一些分析,其中不正确的是( )
A.茄子受到的浮力等于它受到的重力
B.茄子受到的浮力大于西红柿受到的浮力
C.西红柿排开水的重力小于自身的重力
D.西红柿的密度大于茄子的密度
12.小红看到工作人员正在将船上的石块向人工湖中填,她想:船上的石块填入湖中前后,水面高度会变化吗 于是她进行了探究:首先,她将石块b放在不吸水的木块a上,如图所示;然后将石块b拿出,用体积忽略不计的细线系住,让石块b沉入水底,则水面高度 (选填“上升”“下降”或“不变”)。
13.小佳在爸爸陪同下在游泳池学习游泳,为了安全,他用双臂把一块浮板压入水中,如图所示,借助浮板所受的浮力来辅助游泳。已知泡沫浮板的质量是0.3 kg,体积为3×10-3 m3。(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)当浮板自由漂浮在水面上时,浮板受到的浮力有多大
(2)为确保儿童游泳时的安全,使用该浮板的儿童至少需要把头部露出水面,若儿童头部的体积占人体总体积的十分之一,儿童的密度取1.0×103 kg/m3,则使用该浮板的儿童体重不能超过多少千克
(冲A+)
14.如图所示,将一个空心铁球浸没入水中,放手后铁球恰好悬浮,若沿虚线方向将铁球切成大小不等的两块,则 ( )
A.大块的将下沉,小块的将上浮
B.大块的将上浮,小块的将下沉
C.两块都将上浮
D.两块都将下沉
