习题课 研究物体的浮沉条件
一、单选题
1. (2024·来宾期末)课外实践活动中,小雨用橡皮泥造“船”并放入水中,往所造小船中装入豆粒来观察它的承载量,如图所示。在逐渐装入豆粒的过程中(船未沉底) (B)
A.小船受的浮力不变
B.小船排开水的质量变大
C.小船浸在水中的体积变小
D.小船受的浮力大于它和豆粒的总重力
2. (2024·贵港期末)没剥皮的橘子和剥了皮的橘子在水里的表现竟然不一样!在水平桌面上,有两个相同的圆柱形容器,内盛等质量的水。将剥皮前和剥皮后的同一个橘子分别放入其中,橘子静止时如图所示。下列分析正确的是 (B)
A.橘子两次受的浮力一样大
B.剥皮前的橘子排开水的重力大
C.橘子剥皮后密度变小
D.剥皮后的橘子所受浮力大于重力
3.(2024·玉林期末)关于物体的浮沉条件及应用实例,下列分析不合理的是 (B)
A.轮船从长江驶入东海,吃水深度变小
B.飞艇和飞机获得升力的原理相同
C.热气球充的是加热后体积膨胀的热空气
D.潜水艇工作时是通过改变自身重力的方式来实现浮沉的
4. (2024·长沙质检)如图所示,某些鱼的浮沉靠鳔的胀缩实现,下列说法正确的是 (A)
A.当鳔膨胀时,鱼会上浮
B.当鳔收缩时,鱼的浮力不变
C.鱼的浮沉是通过改变自身重力实现的
D.当鳔膨胀时,鱼排开水的重力变小
5.(2024·南宁质检)如图所示,四个体积相同而材料不同的球A、B、C、D,分别静止在不同深度的水里,以下说法正确的是 (B)
A.A球所受浮力最大
B.D球密度最大
C.C球密度最大
D.A球、B球密度一样大
6. (2024·南宁质检)如图所示,这艘两栖攻击舰排水量约为3.5×104 t,是中国海军舰艇中尺寸仅次于航母的军舰。下列说法正确的是 (D)
A.此军舰受到的浮力约为3.5×104 N
B.军舰受到的浮力和军舰对水的压力是一对平衡力
C.此军舰从长江驶入东海后,舰体会下沉一些
D.直升机从军舰上飞走后,军舰所受浮力减小
7.如图(a),一段较短的细线一端连接一个立方体木块,另一端固定在容器底。现向容器中慢慢加满水,如图(b)所示。若用F表示细线的拉力,用h表示容器中水的深度,那么选项中可以正确描述拉力F随深度h变化的图象是(A)
8.一个气球下挂一个铁块置于水中某一位置,处于静止状态(如图所示)。现用手轻轻向上拉一下气球,但气球不露出水面,那么手离开气球后,气球和铁块的运动情况是 (B)
A.仍然处于静止状态 B.加速向上运动
C.匀速向上运动 D.加速向下运动
二、多选题
9.(2024·南宁期末)如图所示,盛有不同液体的甲、乙两个相同容器放在水平桌面上,两个完全相同的均匀实心物体a、b静止在液体中,此时两容器的液面相平,甲、乙容器底部受到液体的压强分别为p甲、p乙;a、b两个物体受到的浮力分别为
F甲、F乙,则 (A、C)
A.p甲>p乙 B.p甲
C.F甲=F乙 D.F甲>F乙
10.(2024·遵义期末)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
三、填空题
11.(2024·钦州期末)如图所示,水盆中体积较小的辣椒漂浮在水面上,体积较大的土豆沉入水底。辣椒和土豆相比, 土豆 受到的浮力大;土豆在水中下沉的原因是土豆的重力 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)其所受的浮力。
12.(2024·南宁质检)一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有68 g水溢出;将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后有64 g酒精溢出,酒精的密度是0.8×103 kg/m3,则物块在水中静止时受到的浮力是 0.68 N,物块的密度是 0.85 g/cm3。
13.(2024·南宁三模)将实心正方体物块放入柱形容器底部,逐渐向容器内倒入液体A(液体始终未溢出),物块受到的浮力F浮与容器内液体深度h的图象如图实线所示,更换另一种液体B重复上述过程,F浮与h的图象如图虚线所示,已知液体B的密度为0.8×103 kg/m3。当h≥8 cm时,物块在液体A中处于 漂浮 状态(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”);正方体物块的密度为 0.9×103 kg/m3。
四、作图题
14.(2023·南宁期末)如图所示,请画出质量为0.2 kg的小球静止时所受浮力示意图。(g取9.8 N/kg)
答:
五、计算题
15.竹筏漂流是许多地区的旅游项目之一;现有一竹筏,质量为64 kg,体积为
0.8 m3;(g取10 N/kg,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3)。
(1)求竹筏的重力;
(2)不载人时,求竹筏漂浮于水中时受到的浮力;
(3)为安全起见,竹筏最多能有一半体积浸入水中,若每名乘客的重力均为500 N,求该竹筏最多能载的人数。
解:(1)竹筏的重力为G竹筏=m竹筏g=64 kg×10 N/kg=640 N。
(2)竹筏漂浮于水面,受到的浮力等于其重力:F浮=G竹筏=640 N。
(3)竹筏一半的体积浸入水中时,排开水的体积:V排'=0.5V总=0.5×0.8 m3=0.4 m3,
此时竹筏受到的浮力:F浮'=ρ水V排'g=1.0×103 kg/m3×0.4 m3×10 N/kg=4×103 N,
竹筏仍然漂浮,则人的总重力:G总=F浮'-G竹筏=4×103 N-640 N=3360 N,
所以,该竹筏最多能载的人数:n===6.72,所以最多为6人。
16.(2024·南宁期末)如图甲所示是小明设计的自动排水水箱。A是一个面积为
20 cm2圆形的放水阀门(其质量与厚度不计),且恰好能把排水口盖严。A通过长10 cm的细绳与圆柱形浮子B相连,未加水时B在水箱底部,浮子B的底面积为
100 cm2,高为12 cm,细绳质量、体积不计,水箱足够高,当水箱中的水储备到一定量时,阀门A在细绳拉力的作用下被拉开,然后开始排水。某次测试水箱性能时向水箱中缓慢加水,直到阀门刚好被拉起,水箱中水的深度h与加水体积之间的关系如图乙所示,当水深16 cm时,细绳刚好被拉直。求:
(1)水深16 cm时,水对水箱底部的压强;
(2)浮子B的密度;
(3)请通过计算得出该装置能实现自动排水功能时,允许AB连接的细绳的最大长度是多少。
解:(1)水深16 cm=0.16 m时,水对水箱底部的压强:p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.16 m=1 600 Pa。
(2)水深16 cm时,细绳刚好被拉直,此时浮子B刚好漂浮,所受的浮力等于自身的重力,此时B浸没水中的深度:h1=h-l=16 cm-10 cm=6 cm,B排开水的体积:
V排=SBh1=100 cm2×6 cm=600 cm3=6×10-4 m3,
B受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10-4 m3=6 N,
所以B的重力为6 N,B的质量:m===0.6 kg,
B的体积:V=SBhB=100 cm2×12 cm=1 200 cm3=1.2×10-3 m3,
B的密度:ρ===0.5×103 kg/m3。
(3)设AB连接的细绳的最大长度为L,此时B刚好浸没,B此时所受的浮力:F浮1=
ρ水gV排1=ρ水gV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.2×10-3 m3=12 N,
此时B受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和绳子拉力的作用,处于静止,绳子的拉力:F拉=F浮1-G=12 N-6 N=6 N,
能自动排水,则A所受的水的压力与绳子的拉力是一对平衡力,则:F压=F拉=6 N,
此时水对A的压强:p===3 000 Pa,水箱内水的深度:h水===0.3 m,细绳的最大长度:L=h水-hB=0.3 m-0.12 m=0.18 m。习题课 研究物体的浮沉条件
一、单选题
1. (2024·来宾期末)课外实践活动中,小雨用橡皮泥造“船”并放入水中,往所造小船中装入豆粒来观察它的承载量,如图所示。在逐渐装入豆粒的过程中(船未沉底) ( )
A.小船受的浮力不变
B.小船排开水的质量变大
C.小船浸在水中的体积变小
D.小船受的浮力大于它和豆粒的总重力
2. (2024·贵港期末)没剥皮的橘子和剥了皮的橘子在水里的表现竟然不一样!在水平桌面上,有两个相同的圆柱形容器,内盛等质量的水。将剥皮前和剥皮后的同一个橘子分别放入其中,橘子静止时如图所示。下列分析正确的是 ( )
A.橘子两次受的浮力一样大
B.剥皮前的橘子排开水的重力大
C.橘子剥皮后密度变小
D.剥皮后的橘子所受浮力大于重力
3.(2024·玉林期末)关于物体的浮沉条件及应用实例,下列分析不合理的是 ( )
A.轮船从长江驶入东海,吃水深度变小
B.飞艇和飞机获得升力的原理相同
C.热气球充的是加热后体积膨胀的热空气
D.潜水艇工作时是通过改变自身重力的方式来实现浮沉的
4. (2024·长沙质检)如图所示,某些鱼的浮沉靠鳔的胀缩实现,下列说法正确的是 ( )
A.当鳔膨胀时,鱼会上浮
B.当鳔收缩时,鱼的浮力不变
C.鱼的浮沉是通过改变自身重力实现的
D.当鳔膨胀时,鱼排开水的重力变小
5.(2024·南宁质检)如图所示,四个体积相同而材料不同的球A、B、C、D,分别静止在不同深度的水里,以下说法正确的是 ( )
A.A球所受浮力最大
B.D球密度最大
C.C球密度最大
D.A球、B球密度一样大
6. (2024·南宁质检)如图所示,这艘两栖攻击舰排水量约为3.5×104 t,是中国海军舰艇中尺寸仅次于航母的军舰。下列说法正确的是 ( )
A.此军舰受到的浮力约为3.5×104 N
B.军舰受到的浮力和军舰对水的压力是一对平衡力
C.此军舰从长江驶入东海后,舰体会下沉一些
D.直升机从军舰上飞走后,军舰所受浮力减小
7.如图(a),一段较短的细线一端连接一个立方体木块,另一端固定在容器底。现向容器中慢慢加满水,如图(b)所示。若用F表示细线的拉力,用h表示容器中水的深度,那么选项中可以正确描述拉力F随深度h变化的图象是( )
8.一个气球下挂一个铁块置于水中某一位置,处于静止状态(如图所示)。现用手轻轻向上拉一下气球,但气球不露出水面,那么手离开气球后,气球和铁块的运动情况是 ( )
A.仍然处于静止状态 B.加速向上运动
C.匀速向上运动 D.加速向下运动
二、多选题
9.(2024·南宁期末)如图所示,盛有不同液体的甲、乙两个相同容器放在水平桌面上,两个完全相同的均匀实心物体a、b静止在液体中,此时两容器的液面相平,甲、乙容器底部受到液体的压强分别为p甲、p乙;a、b两个物体受到的浮力分别为
F甲、F乙,则 ( )
A.p甲>p乙 B.p甲C.F甲=F乙 D.F甲>F乙
10.(2024·遵义期末)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
三、填空题
11.(2024·钦州期末)如图所示,水盆中体积较小的辣椒漂浮在水面上,体积较大的土豆沉入水底。辣椒和土豆相比, 受到的浮力大;土豆在水中下沉的原因是土豆的重力 (选填“大于”“小于”或“等于”)其所受的浮力。
12.(2024·南宁质检)一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有68 g水溢出;将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后有64 g酒精溢出,酒精的密度是0.8×103 kg/m3,则物块在水中静止时受到的浮力是 N,物块的密度是 g/cm3。
13.(2024·南宁三模)将实心正方体物块放入柱形容器底部,逐渐向容器内倒入液体A(液体始终未溢出),物块受到的浮力F浮与容器内液体深度h的图象如图实线所示,更换另一种液体B重复上述过程,F浮与h的图象如图虚线所示,已知液体B的密度为0.8×103 kg/m3。当h≥8 cm时,物块在液体A中处于 状态(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”);正方体物块的密度为 kg/m3。
四、作图题
14.(2023·南宁期末)如图所示,请画出质量为0.2 kg的小球静止时所受浮力示意图。(g取9.8 N/kg)
五、计算题
15.竹筏漂流是许多地区的旅游项目之一;现有一竹筏,质量为64 kg,体积为
0.8 m3;(g取10 N/kg,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3)。
(1)求竹筏的重力;
(2)不载人时,求竹筏漂浮于水中时受到的浮力;
(3)为安全起见,竹筏最多能有一半体积浸入水中,若每名乘客的重力均为500 N,求该竹筏最多能载的人数。
16.(2024·南宁期末)如图甲所示是小明设计的自动排水水箱。A是一个面积为
20 cm2圆形的放水阀门(其质量与厚度不计),且恰好能把排水口盖严。A通过长10 cm的细绳与圆柱形浮子B相连,未加水时B在水箱底部,浮子B的底面积为
100 cm2,高为12 cm,细绳质量、体积不计,水箱足够高,当水箱中的水储备到一定量时,阀门A在细绳拉力的作用下被拉开,然后开始排水。某次测试水箱性能时向水箱中缓慢加水,直到阀门刚好被拉起,水箱中水的深度h与加水体积之间的关系如图乙所示,当水深16 cm时,细绳刚好被拉直。求:
(1)水深16 cm时,水对水箱底部的压强;
(2)浮子B的密度;
(3)请通过计算得出该装置能实现自动排水功能时,允许AB连接的细绳的最大长度是多少。