3.4 物体浮沉条件及其应用 同步练习（含解析）

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3.4 物体浮沉条件及其应用 同步练习
一．选择题（共10小题）
1．（2018 市中区一模）冲泡茶叶时，一开始茶叶漂在水面上，过一段时间后又沉入水底。下列对茶叶的分析正确的是（　　）
A．茶叶漂浮时，重力小于浮力 B．茶叶沉底时，重力大于浮力
C．茶叶下沉时，重力小于浮力 D．茶叶上浮时，重力等于浮力
2．（2018 历下区三模）如图所示，用一个玻璃瓶装上写有你心愿的纸片，然后盖上盖子并密封，投入江中，就能漂浮在水面上，成为“漂流瓶”。如果漂流瓶从长江漂入大海，它所受的浮力及露出水面体积的变化情况是（ρ海水＞ρ江水）（　　）
A．浮力不变，露出水面体积变大 B．浮力变大，露出水面体积不变
C．浮力不变，露出水面体积变小 D．浮力变小，露出水面体积变大
3．（2018 北流市一模）一艘船从东海驶入黄浦江时，船受的浮力将会（　　）
A．浮力减少，船身下沉些 B．浮力增大，船身上浮些
C．浮力不变，船身下沉些 D．无法确定
4．（2018春 临沭县校级月考）下列说法中，错误的是（　　）
A．悬浮在海水中的潜艇所受的浮力与重力相等
B．在水中上浮的物体受到浮力的作用，下沉的物体不受浮力的作用
C．太空中运行的宇宙飞船不受浮力的作用
D．地面上固定的热气球的体积越大，受到空气的浮力越大
5．（2018 江西模拟）如图是同学们在家庭实验室中的一些小制作、小发明，对其解释不正确的是（　　）
A．甲图中用圆珠笔芯制作的密度计，它的刻度是越往上越小
B．乙图是制作的水气压计，试管口的塞子要多打孔与大气相通
C．丙图潜艇的制作原理是通过吸水、排水的方法改变其重力，实现沉与浮
D．丁图是一个冷热水混合淋浴器，它利用了流体压强与流速的关系
6．（2018 顺义区一模）水平桌面上放置的两个圆柱形容器中盛有甲和乙两种不同液体，将一支密度计分别放入这两种不同液体种，静止后的情形如图所示，两液面相平。则下列判断正确的是（　　）
A．甲液体的密度比乙液体的密度大
B．甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强小
C．密度计越靠上的刻度，对应的密度值越大
D．密度计在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小
7．（2018 大丰区二模）如图所示，两个完全相同的烧杯内装有水和盐水，要利用以下各组器材区分哪一杯中装的是盐水，其中无法完成的是（　　）
A． B． C． D．
8．（2018 番禺区一模）将同一鸡蛋分别浸入两杯密度不同的液体中，鸡蛋在甲杯中沉底，在乙杯中悬浮，如图所示。与乙杯比较（　　）
A．甲杯液体密度大，鸡蛋所受浮力大 B．甲杯液体密度大，鸡蛋所受浮力小
C．甲杯液体密度小，鸡蛋所受浮力大 D．甲杯液体密度小，鸡蛋所受浮力小
9．（2018 呼和浩特模拟）甲、乙丙、丁是四个体积、形状相同而材料不同的球，把它们投入水中静止后的情况如图所示，它们中所受浮力从小到大排列顺序正确的是（　　）
A．F浮甲＜F浮乙＜F浮丙＜F浮丁 B．F浮甲＜F浮丙＜F浮乙＜F浮丁
C．F浮甲＜F浮乙＜F浮丙=F浮丁 D．F浮丁＜F浮丙＜F浮乙=F浮甲
10．（2018 连云港三模）在装有不同液体的甲、乙两个容器中，同时放入两个完全相同的物体，当物体静止后两容器内液面恰好相平，如图所示。若液体对甲、乙两容器底部压强分别是P甲、P乙，液体对两物体的浮力分别是F甲、F乙，则下列判断中正确的是（　　）
A．P甲＜P乙，F甲=F乙 B．P甲＞P乙，F甲=F乙
C．P甲=P乙，F甲＜F乙 D．P甲=P乙，F甲＞F乙
二．填空题（共5小题）
11．（2017 漳州二模）有一支密度计先后放在A、B两种液体中，静止时，如图所示，由此可以判断，密度计在A液体中所受的浮力　 　在B液体中所受的浮力，A液体的密度　 　B液体的密度。（填“＞”、“＜”或“=”）。
12．（2016秋 衢州期末）如图所示，一个小球静止在水中，它所受浮力的方向是　 　；如果剪断绳子后，小球上浮，最终漂浮在水面上。小球在上浮过程中未露出水面前所受浮力的大小与绳子剪断前相比将会　 　。
13．（2017春 延平区期末）如图所示的鱼，名为花罗汉，当一只质量50克的花罗汉鱼在水中自由自在的游动时，它排开水的体积为　 　m3。
14．（2018 重庆二模）底面积为100cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水，放置于水平桌面上。现将体积为500cm3，重为3N的木块A轻放入容器内的水中，静止后水面的高度为8cm，如图甲所示，若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方，使其恰好浸没在水中，如图乙所示（水未溢出），不计绳重及其体积，则：
图甲中木块A静止时进入水中的体积　 　；物体B的密度　 　；
14题图 15题图
15．（2013 蚌埠自主招生）如图所示，在盛有某种液体的圆柱形容器内放有一木块A，在木块的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块B，金属块B浸没在液体内，而木块漂浮在液面上，液面正好与容器口相齐。某瞬间细线突然断开，待稳定后液面下降了h1；然后取出金属块B，液面又下降了h2；最后取出木块A，液面又下降了h3．则木块A与金属块B的密度之比为　 　。
三．实验探究题（共1小题）
16．（2017春 浦东新区月考）在学习了密度计的知识后，小明同学自制了一支密度计，通过实验比较自制密度计与实验室用密度计的异同。他将两支密度计A、B分别放入甲、乙两种液体中，观察到密度计静止后的现象如图（a）、（b）、（c）和（d）所示。 （两支密度计的重力相同）
①观察比较图（a）、（b）可以判断：液体　 　密度大（选填“甲”或“乙”）。
②观察比较图（c）、（d）可知，自制密度计　 　判断出液体甲、乙密度的大小关系（选填“能”或“不能”），且对比密度计A、B可知，它们的刻度线都是　 　的（选填“均匀”或“不均匀”），其中自制密度计B的刻度线间距较小，其原因是　 　。
四．简答题（共1小题）
17．（2017秋 开福区校级期末）如图所示，一艘轮船正在长江上航行，假设船体和货物总重为7 500 吨，江水的密度为1.0×103 kg/m3。
（1）求轮船受到的浮力；
（2）求船体浸在水面下的体积。
　
3.4 物体浮沉条件及其应用 参考答案
一．选择题（共10小题）
1．【答案】B。
【解答】解：A、茶叶漂浮时，重力等于浮力，故A错误；
B、茶叶沉底时，重力大于浮力，故B正确；
C、茶叶下沉时，重力大于浮力，故C错误；
D、茶叶上浮时，重力小于浮力，故D错误。
2．【答案】A。
【解答】解：漂流瓶在海水和江水中都漂浮，F浮=G，所以漂流瓶从长江漂入大海所受到的浮力不变；
又F浮=G排=ρ液V排g，ρ海水＞ρ江水，所以排开海水的体积比排开江水的体积小，漂流瓶从长江漂入大海排开水的体积将变小，
又V=V排+V露。
所以漂流瓶从长江漂入大海露出水面的体积将变大，A正确，BCD错误。
3．【答案】C。
【解答】解：船在东海和黄浦江均处于漂浮状态，属于平衡状态，船受到的浮力大小等于重力大小，
而船重力不变，则船受到的浮力大小不变，
又因为在船行驶过程中，海水密度大于江水密度，则排开江水的体积偏大，则船身将下沉些。
4．【答案】B。
【解答】解：A、因为潜水艇悬浮在海水中，所以受到的浮力与重力相等；故A说法正确；
B、浸在水中的物体，无论静止、上浮，还是下沉都受浮力作用；故B说法错误；
C、因为太空中没有空气，所以在太空中运行的宇宙飞船不受浮力的作用；故C说法正确；
D、因为物体所受浮力与液体的密度和排开液体的体积有关；所以热气球的体积越大，排开气体的体积越大，受到空气的浮力越大；故D说法正确。
5．【答案】B。
【解答】解：A、甲图中用圆珠笔芯制作的密度计，它的刻度是越往上越小；故该项解释正确。
B、乙图是制作的水气压计，试管口的塞子多打孔与大气相通，大气压和瓶内气体压强之间没有压强差，就不能比较测量；故该项解释错误。
C、丙图潜艇浸没在水中，受到的浮力一定，通过排水减小潜艇的重力，使重力小于浮力，潜艇就上浮；吸水时增加潜艇的重力，使重力大于浮力，潜艇就下沉；故该项解释正确。
D、丁图是一个冷热水混合淋浴器，冷水在水管里流动时压强变小，热水在压强的作用下与冷水混合的，它是利用了流体压强与流速的关系；故该项解释正确。
6．【答案】A。
【解答】解：
AD、同一支密度计放在乙、丙两种液体中都漂浮，则F浮乙=F浮丙=G，即：密度计在乙、丙两种液体中受到的浮力都等于密度计的重力G，故D错误；
由图知密度计排开液体的体积V排甲＞V排乙，且F浮甲=F浮乙，
根据F浮=ρ液V排g可得ρ液=，则ρ甲＞ρ乙，故A正确；
B、由图可知两液体液面相平，ρ甲＞ρ乙，甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强大，故B错误；
C、由AD可知，密度计浸入液体的深度越小，说明液体的密度越大，即密度计越靠近上方的刻度，其相应的密度数值越小，故C错误；
7．【答案】B。
【解答】解：A、用铅笔和橡皮泥，可把橡皮泥粘在铅笔一段，使铅笔直立在液体中，浸没深度大的是水，不符合题意，故A错；
B、用小石块和细线不能区分，因为无法知道小石块浸没在两种液体里时拉力大小，无法通过浮力比较，符合题意，故B正确；
C、用天平和量筒可以测定它们的密度直接区分，密度小的是水，不符合题意，故C错；
D、用刻度尺和压强计可以比较液体相同深度处的压强，压强小的就是水，不符合题意，故D错。
8．【答案】D。
【解答】解：（1）同一个鸡蛋在甲图中鸡蛋沉底，F浮甲＜G，
在乙图中鸡蛋漂浮，F浮乙=G，
所以，F浮甲＜F浮乙，故AC错误；
（2）同一个鸡蛋在甲图中鸡蛋沉底，ρ甲＜ρ鸡蛋，
在乙图中鸡蛋悬浮ρ乙=ρ鸡蛋，
所以ρ甲＜ρ乙，故D正确，B错误。
9．【答案】C。
【解答】解：由图知，四个球排开水的体积：V甲排＜V乙排＜V丙排=V丁排，
由F浮=ρ水V排g可知四个球受到的浮力：F浮甲＜F浮乙＜F浮丙=F浮丁。
10．【答案】A。
【解答】解：由题知，两物体完全相同，物体重相同，
在甲液体中悬浮、在乙液体中漂浮，所受到的浮力相等，都等于物体重；
∵F浮=ρ液V排g，排开甲液体的体积比排开乙液体的体积大，∴ρ甲＜ρ乙，
∵p=ρgh，两容器液面等高，∴甲容器液体对底部压强小于乙容器液体对底部压强，即：p甲＜p乙。
二．填空题（共5小题）
11．【答案】=；＞。
【解答】解：∵密度计漂浮，
∴F浮=G，
∴密度计在两种液体中受到的浮力相等，都等于密度计受到的重力G，
∵F浮=ρ液gV排=G，
由图知，密度计排开液体的体积：VA＜VB，
∴液体的密度：ρA＞ρB。
12．【答案】竖直向上；不变。
【解答】解：（1）浮力的方向是竖直向上的。
（2）小球在上浮过程中未露出水面前所受浮力的大小与绳子剪断前小球都是出于浸没状态，小球排开水的体积不变，根据阿基米德原理可知浮力不变。
13．【答案】5×10﹣5。
【解答】解：因为花罗汉鱼在水中处于悬浮状态，
所以浮力等于重力即：F浮=G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N；
由F浮=ρgV排可得花罗汉鱼排开水的体积：
V排===5×10﹣5m3。
14．【答案】3×10﹣4m3；1.5×103kg/m3。
【解答】解：
（1）因为A漂浮在水中，所以F浮=GA=3N，
根据F浮=ρ水gV排得：V排===3×10﹣4m3；
（2）图A、B共同悬浮：F浮A+F浮B=GA+GB
根据F浮=ρ水gV排得：ρ水g（VA+VB）=GA+GB，
所以，VA+VB===9×10﹣4m3；
其中VA=500cm3=5×10﹣4m3，
故VB=9×10﹣4m3﹣5×10﹣4m3=4×10﹣4m3；
B的质量为：mB===0.6kg；
B的密度为：ρB===1.5×103kg/m3。
15．【答案】。
【解答】解：细线断开后，木块减小的浮力F浮1=ρ液gV排1=ρ液gSh1；
取出金属块B，液面又下降了h2，则VB=Sh2，
金属块B的重力与金属块B所受浮力之差等于木块减小的浮力，则GB﹣ρ液gSh2=ρBVg﹣ρ液gSh2，
∴ρ液gSh1=ρBVg﹣ρ液gSh2，
即：ρBVg=ρ液gSh1+ρ液gSh2﹣﹣﹣﹣①；
当木块漂浮在水面上时，受到的浮力等于自身的重力，F浮2=GA=ρ液gSh3=ρAVg﹣﹣﹣﹣②；
∴=====。
则木块A与金属块B的密度之比为：。
三．实验探究题（共1小题）
16．【答案】①甲；②能；不均匀；自制密度计标刻度处的横截面积较大。
【解答】解：①由于密度计两次静止时都处于漂浮，则F浮=G，即密度计在两种液体中受到的浮力相等，都等于密度计受到的重力G，
由图知，密度计排开液体的体积：V甲排＜V乙排，
由F浮=ρ液gV排可知：ρ甲＞ρ乙。
②c、d图通过自制密度计排开液体体积的大小也可以判断液体密度的大小；
由A、B可知，它们的刻度线是不均匀的；
由图知，A、B在甲、乙中排开液体的体积变化相等，由于自制密度计的横截面积较大，所以其刻度线间距较小。
四．计算题（共1小题）
F浮=G=mg=7.5×106kg×10N/kg=7.5×107N；
（2）由F浮=ρ液V排g可得船体浸在水面下的体积：
V浸=V排===7.5×103m3；
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