同步训练 3.4物体浮沉条件及其应用（基础知识+好题精练+能力提升）

第四节 物体浮沉条件及其应用
1．把质量为120g，体积为100cm3的物体投入水中，若不计水的阻力，当物体静止时，下列说法正确的是（g＝10N/kg，ρ水＝1.0g/cm3）（　　）21教育网
A．物体漂浮，F浮＝1.2N B．物体漂浮，m排＝100g
C．物体悬浮，F浮＝1.2N D．物体下沉，m排＝100g
2．体积相同，密度不同的三个实心小球A、B、C，放入同种液体中静止时，所处位置如图所示。则三个小球密度大小的关系是（　　）21cnjy.com
A．ρA＝ρB＝ρC B．2ρA＜ρB＝ρC C．ρA＜ρB＜ρC D．ρA＞ρB＞ρC
3．如图所示，“蛟龙号”载人深潜器是我国首台自主设计、研制的作业型深海载人潜水器，设计最大下潜深度为7000米级，是目前世界上下潜最深的作业型载人潜水器。“蛟龙号”载人深潜器在海水中匀速竖直下潜过程中，下列说法正确的是（　　）
A．“蛟龙号”所受海水的压强增大
B．“蛟龙号”重力小于浮力
C．“蛟龙号”不断下沉是由于它的惯性大于它受到的阻力
D．“蛟龙号”所受的浮力逐渐较小
4．如图所示，在三个相同的容器中装有质量相同的水，将木块A、金属块B按不同的方式放入水中，待A、B静止时，水面高度的大小关系相比较，正确的是（　　）
A．h甲＝h乙＝h丙 B．h甲＝h乙＞h丙
C．h甲＞h乙＝h丙 D．h甲＞h乙＞h丙
5．甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体，静止放置在水平桌面上。将同种材料制作的实心物体A、B分别放入两容器中，静止时液面等高，如图所示。则（　　）
A．甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度
B．A的重力等于B的重力
C．甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力
D．两容器底部所受液体压强相等
6．以下是浮力知识的应用，说法正确的是（　　）
A．一艘轮船在海里和河里航行时，所受浮力一样大
B．一艘轮船在海里和河里航行时，在海里受的浮力大
C．密度计漂浮在不同液体中，所受浮力不同
D．密度计在不同液体中漂浮，浸入液体体积越大，所测得的液体密度越大
7．在水平桌面上有一个盛有水的容器，木块用细线系住没入水中，如图甲所示，将细线剪断，木块最终漂浮在水面上，且有的体积露出水面，如图乙所示，下列说法不正确的是（　　）【出处：21教育名师】
A．木块的密度为0.6×103kg/m3
B．甲、乙两图中，木块受到水的浮力之比是5：3
C．甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比是5：2
D．甲图中容器对水平桌面的压力等于乙图中容器对水平桌面的压力
8．中国茶文化源远流长，博大精深五千多年前就有“神农尝百草日遇七十二毒，得茶而解之记载，“茶品”是我们最好的饮品，如图是小明给爸爸泡的一杯绿茶。观察水中起伏的茶叶，结合所学的物理知识，下列解释正确的是（　　）【版权
A．茶叶漂浮在水面时受到的浮力与重力相等
B．茶叶在逐渐下沉时受到的浮力大于重力
C．茶叶逐渐下沉过程中受到水的压强不变
D．茶叶沉底后只受到重力和支持力的作用
9．如图甲，烧杯里盛有6℃的水，小球在水中恰好悬浮。经研究发现，水的密度随温度的变化如图乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块，在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中，假设小球的体积始终不变，关于小球的浮沉情况判断正确的是（　　）
A．先下沉然后上浮 B．浮力变小，一直下沉
C．先上浮然后下沉 D．浮力变大，一直上浮
10．小明学习了浮力知识以后，对热气球运动产生了兴趣，他在网上收集了许多关于热气球的知识及类似如图所示的图片。以下是他对热气球运动所做的猜想，其中正确的是（　　）
A．通过调节火焰大小，改变热气球的体积来调节热气球飞行的高度，进而选择需要的风向
B．通过改变人在吊篮中站立的位置，来改变热气球飞行的方向
C．通过调节火焰的大小，改变热气球内的空气密度来调节热气球的飞行高度，进而选择需要的风向
D．通过调节火焰喷射的方向，来改变热气球飞行的方向
11．如图所示，将分别装有热水和冰水的甲、乙两只玻璃杯，在室内放置一段时间，两杯壁都会出现小水珠，其中在外壁出现水珠的是　 　杯。乙杯中的冰在熔化过程中受到的浮力将　 　。2·1·
12．用手将一个重30N、体积为0.004m3的物体压入水中，松手后，物体会　 　（选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”），静止后，物体受到的浮力是　 　N。
13．小何同学秋游时，看到许多浮标漂浮在西湖面上，他判断，浮标能够漂浮在水面，是由于浮标的密度　 　（选填“大于”、“小于”、“等于”）水的密度。为了证明自己的观点，他选取了其中一只，测量出浮标的体积为200cm3、露出水面的体积为150cm3，那么该浮标的密度为　 　。他又突发奇想，如果地球对所有物体的引力都变成原来的一半，即g＝5N/kg，那么浮标受到的浮力变为　 　，浮标在水的位置将　 　（“上浮一些”、“下沉一些”或“不变”）。21教育名师原创作品
14．2000年8月12日，俄罗斯“库尔斯克”号多功能核潜艇在巴伦支海域遇难，艇上118名官兵全部遇难。该艇质量m＝1.4×104t，是世界上最大的核潜艇之一，“库尔斯克”号的一种打捞方案是在潜艇周围缠满充气的负载量最大的浮力袋，若每只袋充足气后的体积为10m3，浮力袋的重力及打捞时充入袋内气体的重力均可忽略不计。设该潜艇全由钢铁制成，沉没时艇内全部进水，则打捞它需在艇的周围缠上多少只这样的浮力袋？（ρ铁＝7.8×103kg/m3，ρ海水＝1.03×103kg/m3）21*cnjy*com
15．抹香鲸是世界上最大的齿鲸，它在所有鲸中潜水最深且最久，号称“潜水冠军”，如图所示。一头体长19米，体积24米3的成年抹香鲸可轻松潜至1000米深的海底。
（1）求潜至此深度时，抹香鲸所受到的浮力大小F浮。
（2）若抹香鲸继续下潜至2000米深的海底，它受到的浮力会变化吗？为什么？
（假设海水密度为1×103千克/米3，且不随深度变化）

参考答案
1．解：（1）物体的重力G＝mg＝0.12kg×10N/kg＝1.2N，
物体投入水中，
V排＝V＝100cm3＝100×10﹣6m3，
受到的水的浮力：
F浮＝ρ水v排g＝1×103kg/m3×100×10﹣6m3×10N/kg＝1N，
因为F浮＜G，所以物体下沉。
（2）因为物体浸没在水中，
所以F浮＝G排＝m排g，
故m排＝＝＝0.1kg＝100g。
综上分析可知，选项ABC错误，D正确。
故选：D。
2．解：物体A漂浮，故FA＝GA，即ρ液gV排＝ρAgV，因V排＜V，所以ρ液＞ρ1，
物体B悬浮，故FB＝GB，即ρ液gV排＝ρBgV，因V排＝V，所以ρ液＝ρB，
物体C下沉，故FC＜GC，即ρ液gV排＜ρCgV，
因V排＝V，所以ρ液＜ρC，所以ρA＜ρB＜ρC，所以A、B、D不符合题意，C符合题意；
故选：C。
3．解：
A、“蛟龙号”深潜器在海水中匀速竖直下潜，深度增加，所以“蛟龙号”所受海水的压强增大，故A正确；
B、“蛟龙号”深潜器在海水中匀速竖直下潜，受平衡力的作用，所以重力与浮力的大小相等，故B错误；
C、“蛟龙号”不断下沉，做的是匀速直线运动，受的是平衡力，惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，惯性不是力，不能和阻力比较大小，故C错误；
D、“蛟龙号”在海水中下潜，其排开海水的体积不变，海水的密度不变，所以其所受浮力不变；故D错误。
故选：A。
4．解：由图可知木块A和金属块B在甲、乙两图中都是处于漂浮状态，图丙中木块A处于漂浮状态，
所以A、B两物体受到的浮力F甲AB＝GA+GB，F乙AB＝GA+GB，F丙AB＝GA+FB浮，
因为金属块B在水中会下沉，所以，GB＞FB浮，
所以F甲AB＝F乙AB＞F丙AB；
根据阿基米德原理可知V排＝，则V甲AB＝V乙AB＞V丙AB，
则水面上升的高度关系为：h甲升＝h乙升＞h丙升
在三个相同的容器中装有质量相同的水，原来水面高度相同，
故待A、B静止时，水面高度的大小关系为：h甲＝h乙＞h丙。
故选：B。
5．解：
A、由图可知，A漂浮在甲液体中，A的密度小于甲液体的密度；B悬浮在乙液体中，B的密度等于乙液体的密度；21·cn·jy·com
实心物体A、B由同种材料制作，则A、B的密度相等，
所以，甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度。故A错误；
B、甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体，由于将实心物体A、B分别放入两容器中，静止时液面等高，www.21-cn-jy.com
则甲液体与A排开液体的体积之和等于乙液体与B排开液体的体积之和相等，所以可得V排甲＝V排乙；
由图知，A漂浮，A的体积大于排开液体的体积，B悬浮，B的体积等于排开液体的体积，
所以A的体积大于B的体积；
实心物体A、B由同种材料制作，则A、B的密度相等，
根据m＝ρV可知，A的质量大于B的质量，
根据G＝mg可知，A的重力大于B的重力，故B错误；
C、由B知，A的重力大于B的重力，
甲、乙两容器相同，则容器的重力相等，
甲、乙两容器中的两种液体体积相等，甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度，
根据ρ＝可知，甲液体的质量大于乙液体的质量，
根据G＝mg可知，甲液体的重力大于乙液体的重力，
因容器对桌面的压力等于容器、液体和物体的重力之和，
所以，甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力，故C正确；
D、甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度，静止时液面等高，
根据p＝ρ液gh可知，甲容器底部所受液体压强大于乙容器底部所受液体压强，故D错误。
故选：C。
6．解：（1）一艘轮船在海里和河里航行时，始终处于漂浮状态，受到的浮力和自身的重力相等，重力不变，受到的浮力不变，故A正确、B不正确；
（2）密度计在不同液体中漂浮，受到的浮力和自身的重力相等，重力不变，受到的浮力不变，故C不正确；
根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知，液体的密度越大，密度计排开液体的体积就越小即密度计浸入液体的体积越小，故D不正确。21·世纪*教育网
故选：A。
7．解：A、由乙图知，木块漂浮在水面上，则木块的重力G＝F浮乙＝ρ水gV排＝ρ水g（1﹣）V＝ρ水gV，www-2-1-cnjy-com
即：ρ木gV＝ρ水gV；所以，ρ木＝ρ水＝×1.0×103kg/m3＝0.6×103kg/m3；故A正确；
B、甲图中，浮力：F浮甲＝ρ水gV，乙图中，F浮乙＝ρ水gV，
则木块受到水的浮力之比：F浮甲：F浮乙＝ρ水gV：ρ水gV＝5：3，故B正确；
C、甲图中，木块受重力、浮力和细绳的拉力作用，则拉力：F＝F浮甲﹣G＝ρ水gV﹣ρ水gV＝ρ水gV；【来源：21cnj*y.co*m】
故F：F浮甲＝ρ水gV：ρ水gV＝2：5，故C错误；
D、以整体为研究对象，甲、乙对桌面的压力都等于容器、水和木块的总重力，因此甲图中容器对水平桌面的压力等于乙图中容器对水平桌面的压力，故D正确。
故选：C。
8．解：茶叶浸在水中时，受到液体的浮力F浮和重力G两个力的作用，
A、茶叶漂浮在水面时，由物体的浮沉条件可知F浮＝G，故A正确；
BC、茶叶在逐渐下沉时，由物体的浮沉条件可知F浮＜G；下沉过程中茶叶所处的深度h逐渐增大，根据p＝ρgh可知茶叶受到水的压强增大，故B、C错误；
D、茶叶沉底后受到重力、浮力和支持力的作用，故D错误。
故选：A。
9．解：因烧杯里盛有6℃的水时，小球恰好悬浮，所以，小球的密度与此时水的密度相等，
由图象可知：4℃的水的密度最大，6℃的水的密度比0℃时水的密度大，则
当水的温度从6℃降到4℃时，水的密度增大，大于小球的密度，使小球上浮、最后漂浮；
当水的温度从4℃降到0℃时，水的密度减小，最后小于小球的密度，使小球下沉、悬浮、最后下沉，
综上可知，小球先上浮后下沉，故C正确，ABD错误。
故选：C。
10．解：ABC、因为热气球是利用热空气的密度小于空气密度的原理工作的，因此可以通过调节火焰的大小来改变热气球内的空气密度来调节气球的飞行高度，并选择需要的风向来改变热气球飞行的方向；故AB选项错误，C选项正确。
D、调节火焰喷射的方向，不能改变热气球飞行的方向，故D选项错误。
故选：C。
11．解：甲杯中装的是热水，杯内温度高，杯内的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在玻璃的内壁上。乙杯中放的是冰水，杯外的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在玻璃的外壁上；21世纪教育网版权所有
因为冰的密度小于水的密度，所以冰在水中是漂浮的，冰在融化过程中，浮冰的重力减小，根据物体的漂浮条件F浮＝G冰可知，冰所受到的浮力将变小。
故答案为：乙；变小。
12．解：
①物体浸没在水中，则V排＝V＝0.004m3，
物体受到的浮力为F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.004m3＝40N；
②物体的重力为G＝30N，
因为F浮＞G，所以，松手后物体会上浮，静止后将漂浮在水面上；
③因为物体静止后漂浮在水面上，所以，所受浮力F浮＝G＝30N。
故答案为：上浮；30。
13．解：（1）因为浮标漂浮在水面上，
所以，浮标的密度小于水的密度。
（2）因为浮标漂浮在水面上，
所以，浮力等于重力，
根据G＝mg、ρ＝和F浮＝ρ水gV排可得：ρ水gV排＝ρVg，
代入数据得：1.0×103kg/m3×10N/kg×50×10﹣6m3＝ρ×10N/kg×200×10﹣6m3，
解得ρ＝0.25×103kg/m3；
（3）如果地球对所有物体的引力都变成原来的一半，
浮标受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×5N/kg×50×10﹣6m3＝0.25N，
因为F浮＝ρ水gV排，G＝ρgV；
由阿基米德原理知：F浮＝G；
即：ρ水V排＝ρV，
所以，如果地球对所有物体的引力都变成原来的一半时，而浮标和水的密度都没有变化，它的位置也就不变；
故答案为：等于；0.25×103kg/m3； 0.25N；不变。
14．解：设浮力袋排开水的总体积为V排，
要想把“库尔斯克”号打捞出来，则需要F浮＝G潜，
由于沉没时艇内全部进水，水的重力等于潜水艇空心部分排开水的重力（浮力），二者相互抵消，
故若浮力袋的重力及打捞时充入袋内气体的重力均可忽略不计，则浮力等于浮力袋受到的浮力与潜艇实心部分受到的浮力之和，【来源：21·世纪·教育·网】
潜艇实心部分排开水的体积等于实心部分的体积，
根据F浮＝ρ液gV排、G＝mg和ρ＝可得：F浮＝ρ海水gV排+＝mg，
代入数据得：1.03×103kg/m3×10N/kg×V排+1.03×103kg/m3×10N/kg×＝1.4×107kg×10N/kg，2-1-c-n-j-y
解得V排≈11797.2m3，
力袋的个数n＝＝≈1180只。
答：打捞它需在艇的周围缠上1180只这样的浮力袋。
15．解：
（1）受到的浮力为：F浮＝ρ海水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×24m3＝2.4×105N；
（2）由阿基米德原理F浮＝ρ海水gV排可知，物体在液体中所受的浮力大小只与液体的密度和排开液体的体积有关，与其它因素都无关。当抹香鲸继续下潜至2000米深的海底时，因为水密度不变，排开水的体积不变，所以受到的浮力不变。21*cnjy*com
答：（1）潜至此深度时，抹香鲸所受到的浮力大小F浮＝2.4×105N。
（2）若抹香鲸继续下潜至2000米深的海底，它受到的浮力不变。原因是水密度不变，排开水的体积不变，根据F浮＝ρ海水gV排可知其受到的浮力不变。