第3节 物体的浮沉条件及应用
【A层 基础必会】
考点一 物体的浮沉条件
1.将实心小铅球轻轻放入水中,铅球将 (C)
A.漂浮在水面上 B.悬浮在水中
C.沉在水底 D.以上三种情况都有可能
2.一个游泳者腰系救生浮球,以甲、乙图所示的两种方式静止于水中。将人和浮球视为一个整体,在两种情况下受到浮力大小的关系正确的是 (A)
A.一样大
B.甲较大
C.乙较大,因为这时水的压强较大
D.乙较大,因为浮球全部没入水中
3.如图所示,甲、乙两个物体质量相同,分别静止在水面下2米和3米深处,由此可以判定 (B)
A.甲物体的体积一定小于乙物体的体积
B.甲物体的体积一定等于乙物体的体积
C.甲物体的体积一定大于乙物体的体积
D.如果甲物体或乙物体是空心的,则无法判定两物体体积的大小
4.手工制作是同学们热爱的一种活动,浩浩用相同的橡皮泥制作出小船和小球,将两个作品都放在水里时,浩浩发现小船漂浮而小球沉入水底;水中的小球受到的浮力 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)小船受到的浮力。
5.如图所示,重0.5 N的鸡蛋用细线悬挂着浸没于水中。若细线对鸡蛋的拉力为0.3 N,则鸡蛋受到的浮力为 0.2 N,方向 竖直向上 ;若往水中逐渐加入食盐,直到鸡蛋恰好悬浮在水中,它受到的浮力为 0.5 N。
6.一物体的质量为2 kg,体积为4×10-3 m3,将其浸没在水中后松手,g取10 N/kg,
ρ水=1.0×103 kg/m3。
(1)物体浸没在水中时所受浮力大小是多少
解:(1)物体浸没在水中时所受浮力大小
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4×10-3 m3=40 N。
(2)松手后物体是上浮还是下沉 最终静止时,物体所受浮力是多少
解: (2)物体的重力G=mg=2 kg×10 N/kg=20 N,因为F浮>G,松手后物体上浮,静止时,物体处于漂浮状态,此时物体受到的浮力F'浮=G=20 N。
考点二 浮力的应用
7.小明自制潜水艇模型,潜水艇在图中所示的位置保持静止,忽略胶管对潜水艇的作用,此时潜水艇的自重 等于 (选填“小于”“等于”或“大于”)其受到的浮力,向右拉注射器的活塞,潜水艇将 下沉 (选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。
8.如图所示为中国新一代通用型导弹驱逐舰,其排水量为7×103 t,则驱逐舰满载时的总质量为 7×103 t;该驱逐舰从海洋驶入长江时所受到的浮力将 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”),排开液体的体积将 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
9.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 不能根据状态求解浮力
10.小芳用手将重1.5 N,体积为1.6×10-4 m3的苹果逐渐压入水中,松手待苹果静止后,苹果受到的浮力大小为 1.5 N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
【B层 能力提升】
11. (日常生活)“我劳动,我快乐!”小马同学养成了良好的劳动习惯,坚持每天在家洗碗,既为父母减轻了家务负担又锻炼了自己。在洗碗过程中,他发现同一只碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示。结合浮力的有关知识,比较两种情况下碗受到的浮力,下列说法正确的是 (B)
A.沉入水底时碗受到的浮力较大
B.漂浮在水面时碗受到的浮力较大
C.两种情况碗下受到的浮力大小相等
D.条件不足,无法比较浮力的大小
12. (2024·苏州中考改编)将鸡蛋放入盐水中出现如图所示状态,缓慢向杯中加盐或水使鸡蛋悬浮,下列说法正确的是 (B)
A.加盐可以让鸡蛋悬浮
B.鸡蛋悬浮时液体密度变小
C.鸡蛋悬浮时浮力变大
D.鸡蛋悬浮时浮力变小
13.(2024·马鞍山质检)科技小组的同学运用浮力知识,制作用来测质量的简易浮力秤。他们剪掉空塑料瓶的瓶底,拧紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,当瓶中不放被测物体静止时,在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其他刻度线,左侧标记的是长度值,若在刻度线右侧标上相应的质量值,即可做成一个简易浮力秤,如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀,其横截面积为50 cm2,不放被测物体时浮力秤的总质量为160 g,水的密度为1.0 g/cm3,g取10 N/kg。
(1)画出图中浮力秤的受力示意图;
答:
(2)图中所示状态浮力秤受到的浮力为 1.6 N ;
(3)浮力秤上4 cm刻度线对应的质量为 200 g ;
(4)为测量精确,塑料瓶选 细 一些好(选填“粗”或“细”)。
14.(2023·宜宾中考)如图甲,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计读数为3 N;如图乙,将该木块静置于平放的盛水容器中,木块有的体积露出水面;如图丙,用竖直向下的力F压该木块时,木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
(1)图乙中木块所受的浮力大小;
解:(1)由题可知,木块的重力G=3 N,图乙中木块为漂浮状态,所以木块受到的浮力F浮=G=3 N;
(2)木块的体积;
解: (2)图乙中木块排开水的体积V排===3×10-4 m3,由题意可知,V排=(1-)V木,则V木=V排=×3×10-4 m3=5×10-4 m3;
(3)木块的密度;
解: (3)木块的质量m===0.3 kg,
木块的密度ρ===0.6×103 kg/m3;
(4)图丙中F的大小。
解: (4)图丙中木块浸没时受到的浮力F浮'=ρ水gV木=1×103 kg/m3×10 N/kg×5×
10-4 m3=5 N,此时木块受平衡力,则有F=F浮'-G=5 N-3 N=2 N。
【C层 素养培优】
15.小明把一个体积为125 cm3的苹果放入水中,苹果在水里处于悬浮状态。小明从水中取出苹果,分成一个大块和一个小块,如图所示,再将小块放入水中,发现小块沉入水底。下列说法不正确的是(g取10 N/kg,水的密度为1.0×103 kg/m3) (C)
A.整个苹果在水中所受浮力为1.25 N
B.小块苹果浸没后继续下沉过程受到的浮力大小不变
C.若将大块苹果浸没水中,松手后大块苹果将会沉入水底
D.若将大块苹果浸没水中,松手后大块苹果将会上浮
点思路:物体悬浮时,物体的密度等于液体密度。整个苹果的平均密度等于液体密度,但质量分布不均匀,小块的苹果平均密度较大,大块的苹果平均密度较小。第3节 物体的浮沉条件及应用
【A层 基础必会】
考点一 物体的浮沉条件
1.将实心小铅球轻轻放入水中,铅球将 ( )
A.漂浮在水面上 B.悬浮在水中
C.沉在水底 D.以上三种情况都有可能
2.一个游泳者腰系救生浮球,以甲、乙图所示的两种方式静止于水中。将人和浮球视为一个整体,在两种情况下受到浮力大小的关系正确的是 ( )
A.一样大
B.甲较大
C.乙较大,因为这时水的压强较大
D.乙较大,因为浮球全部没入水中
3.如图所示,甲、乙两个物体质量相同,分别静止在水面下2米和3米深处,由此可以判定 ( )
A.甲物体的体积一定小于乙物体的体积
B.甲物体的体积一定等于乙物体的体积
C.甲物体的体积一定大于乙物体的体积
D.如果甲物体或乙物体是空心的,则无法判定两物体体积的大小
4.手工制作是同学们热爱的一种活动,浩浩用相同的橡皮泥制作出小船和小球,将两个作品都放在水里时,浩浩发现小船漂浮而小球沉入水底;水中的小球受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)小船受到的浮力。
5.如图所示,重0.5 N的鸡蛋用细线悬挂着浸没于水中。若细线对鸡蛋的拉力为0.3 N,则鸡蛋受到的浮力为 N,方向 ;若往水中逐渐加入食盐,直到鸡蛋恰好悬浮在水中,它受到的浮力为 N。
6.一物体的质量为2 kg,体积为4×10-3 m3,将其浸没在水中后松手,g取10 N/kg,
ρ水=1.0×103 kg/m3。
(1)物体浸没在水中时所受浮力大小是多少
(2)松手后物体是上浮还是下沉 最终静止时,物体所受浮力是多少
考点二 浮力的应用
7.小明自制潜水艇模型,潜水艇在图中所示的位置保持静止,忽略胶管对潜水艇的作用,此时潜水艇的自重 (选填“小于”“等于”或“大于”)其受到的浮力,向右拉注射器的活塞,潜水艇将 (选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。
8.如图所示为中国新一代通用型导弹驱逐舰,其排水量为7×103 t,则驱逐舰满载时的总质量为 t;该驱逐舰从海洋驶入长江时所受到的浮力将 (选填“变大”“变小”或“不变”),排开液体的体积将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
9.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 不能根据状态求解浮力
10.小芳用手将重1.5 N,体积为1.6×10-4 m3的苹果逐渐压入水中,松手待苹果静止后,苹果受到的浮力大小为 N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
【B层 能力提升】
11. (日常生活)“我劳动,我快乐!”小马同学养成了良好的劳动习惯,坚持每天在家洗碗,既为父母减轻了家务负担又锻炼了自己。在洗碗过程中,他发现同一只碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示。结合浮力的有关知识,比较两种情况下碗受到的浮力,下列说法正确的是 ( )
A.沉入水底时碗受到的浮力较大
B.漂浮在水面时碗受到的浮力较大
C.两种情况碗下受到的浮力大小相等
D.条件不足,无法比较浮力的大小
12. (2024·苏州中考改编)将鸡蛋放入盐水中出现如图所示状态,缓慢向杯中加盐或水使鸡蛋悬浮,下列说法正确的是 ( )
A.加盐可以让鸡蛋悬浮
B.鸡蛋悬浮时液体密度变小
C.鸡蛋悬浮时浮力变大
D.鸡蛋悬浮时浮力变小
13.(2024·马鞍山质检)科技小组的同学运用浮力知识,制作用来测质量的简易浮力秤。他们剪掉空塑料瓶的瓶底,拧紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,当瓶中不放被测物体静止时,在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其他刻度线,左侧标记的是长度值,若在刻度线右侧标上相应的质量值,即可做成一个简易浮力秤,如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀,其横截面积为50 cm2,不放被测物体时浮力秤的总质量为160 g,水的密度为1.0 g/cm3,g取10 N/kg。
(1)画出图中浮力秤的受力示意图;
(2)图中所示状态浮力秤受到的浮力为 ;
(3)浮力秤上4 cm刻度线对应的质量为 ;
(4)为测量精确,塑料瓶选 一些好(选填“粗”或“细”)。
14.(2023·宜宾中考)如图甲,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计读数为3 N;如图乙,将该木块静置于平放的盛水容器中,木块有的体积露出水面;如图丙,用竖直向下的力F压该木块时,木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
(1)图乙中木块所受的浮力大小;
(2)木块的体积;
(3)木块的密度;
(4)图丙中F的大小。
【C层 素养培优】
15.小明把一个体积为125 cm3的苹果放入水中,苹果在水里处于悬浮状态。小明从水中取出苹果,分成一个大块和一个小块,如图所示,再将小块放入水中,发现小块沉入水底。下列说法不正确的是(g取10 N/kg,水的密度为1.0×103 kg/m3) ( )
A.整个苹果在水中所受浮力为1.25 N
B.小块苹果浸没后继续下沉过程受到的浮力大小不变
C.若将大块苹果浸没水中,松手后大块苹果将会沉入水底
D.若将大块苹果浸没水中,松手后大块苹果将会上浮
