10.3
物体的浮沉条件及应用
一、单项选择题(共10小题;共40分)
1.
选择优良种子,是农业丰收的基本保证,盐水选种是我国农民常采用的选种方法:将待选的种子放入浓度适当的盐水中,良种沉入水底,次种则漂浮于水面,很快就能完成选种工作,但盐水浓度的把握是关键,如果盐水的浓度太低,则可能
?
A.
所有种子都漂浮在水面
B.
所有种子都不受浮力
C.
只有少数次种漂浮
D.
良种漂浮,而次种下沉
2.
某同学制作了如图所示的潜水艇模型,下列说法错误的是
?。
A.
潜水艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的
B.
向内推注射器活塞,水会被压入试管中,可实现潜水艇下沉
C.
向外拉注射器活塞,试管内水量适当时,可实现潜水艇悬浮
D.
潜水艇模型的试管上绕些铁丝,可保持试管稳定
3.
桌面上甲、乙两个圆柱形容器中分别装有水和酒精,实心木球和实心铁球的体积相等,如图所示。水、酒、精、木球和铁球的密度分别为
、
、
和
将木球放入水中、铁球放入酒精中,静止时木球和铁球所受浮力的大小分别为
和
。下列判断中正确的是
?
A.
若
,则
B.
若
,则
C.
若
,则
D.
若
,则
4.
质量相同的甲、乙、丙、丁
个小球,分别静止在水中的不同深度处,如图所示。则这
个小球在水中所受浮力最小的是
?。
A.
甲
B.
乙
C.
丙
D.
丁
5.
在远洋轮船的船舷上,都漆着五条“吃水线”’又称“载重线”,如图所示,其中标有
的是北大西洋的载重线,标有
的是印度洋载重线,当船从北大西洋驶向印度洋时(中途没有装卸货物),轮船受到的浮力以及北大西洋与印度洋的海水密度
和
的关系是
?
A.
浮力增大,
B.
浮力减小,
C.
浮力不变,
D.
浮力不变,
6.
将一只盛有水的薄塑料袋,用细线扎紧袋口,用弹簧测力测得其重力为
,再将这个装水的塑料袋浸入水中,当弹簧测力计示数为
时,袋内水面与袋外水面相比较
?
A.
塑料袋内水面比袋外水面高
B.
塑料袋内水面比袋外水面低
C.
塑料袋内水面与袋外水面相平
D.
塑料袋内水面与袋外水面高低无法判断
7.
如图所示,容器内有水,有一塑料试管下面挂一小铁块并浮在水面上。现将小铁块取下放入试管中,试管仍浮在水面,则
?
A.
液面上升
B.
液面下降
C.
容器底部受到液体的压强不变
D.
试管外壁上
点受到液体的压强不变
8.
如图是
、
两种物质的质量与体积的关系图象。分别用
、
两种物质制成两个规则的实心长方体甲和乙,下列说法中正确的是
?
A.
将物体甲放人水中,一定漂浮在水面
B.
将物体乙放人水中,一定沉人水底
C.
将体积相等的甲、乙两物体捆在一起放人水中,一定漂浮在水面
D.
将质量相等的甲、乙两物体捆在一起放人水中,—定漂浮在水面
9.
贵港港是西南地区第一大的内河港口,若—艘轮船从贵港港驶往澳门,当它从珠江口驶入大海时
?
A.
它受到的浮力变大
B.
它受到的浮力变小
C.
它下沉了一些
D.
它上浮了—些
10.
将一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有
水溢出;将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后有
酒精溢出。已知酒精的密度是
,则物块在水中的状态及物块的密度是
?
A.
悬浮,
B.
漂浮,
C.
下沉,
D.
漂浮,
二、填空题(每空2分,共28分)
11.
小明同学将一只苹果放入水中,苹果在水里处于悬浮状态,则此苹果的密度为
?
。小明从水中取出苹果,分成一个大块和一个小片(如图所示),再将小片放入水中,发现小片沉入水底,据此现象可以推断:若将大块浸没水中,松手后大块将会
?(选填‘‘上浮”‘‘悬浮”或“下沉”),大块的密度
?
小片的密度(选填“大于”“小于”或‘‘等于”)。
12.
小华用测力计测得某物体的重力为
,把物体浸没在水中时测力计的示数为
,则物体受到水的浮力为
?;物体放入水中静止时它将处于
?
状态。
13.
用手将一重为
的物体全部压人水中,物体排开的水重
,此时物体受到的浮力为
?
。放手后物体将
?(填“上浮”“下沉”或“悬浮”),待物体静止时所受浮力为
?
,排开水的体积是
?
。()
14.
如图所示,乒乓球从水里上浮直至漂浮在水面上。乒乓球在
位置时受到的浮力为
,水对杯底压强为
;在
位置时受到的浮力为
,水对杯底压强为
。则它们的大小关系是
?
,
?
。已知乒乓球的质量为
,当它漂浮在水面时,排开水的体积为
?
。
15.
有一艘观光船满载时排开水的体积是
,该船的排水量是
?
。若船的自重为
,为保证安全,该观光船最多承载的人数大约是
?
人。(每个人的质量均取
,,
)
三、实验题(共1小题;共10分)
16.
小明自制土密度计并测定盐水的密度。实验器材:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。
(1)实验步骤:
①在竹筷的一端缠上适量细铅丝,制成土密度计。
②用刻度尺测出竹筷的长度
。
③把土密度计放人盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度
(如图所示)。
④
?。
请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题:(,)
(2)竹筷—端缠上铅丝,是为了
?。
(3)密度计是利用
?
条件工作的。被测液体的密度越大,密度计排开液体的体积
?(填“越小”或“大”)。
(4)被测盐水的密度表达式:
=
?(不计铅丝体积)。
四、计算题(共2小题;17题10分,18题12分,共22分)
17.
为增强学生的国防意识,华英学校的同学们到海军某基地参观了某型号的潜水艇。潜水艇的艇壳是用高强度的特种钢板制造的,最大下潜深度可达
。潜水艇的总体积为
,艇两侧有水舱,潜水艇的截面如图所示。通过向水舱内充水或从水舱向外排水来改变潜水艇自重,从而使其上浮或下沉。(海水的密度为
,
取
)
(1)水舱未充海水时,潜水艇总重力为
,此时漂浮在海面上的潜水艇排开海水的体积是多少?
(2)为使潜水艇完全潜人海水中,至少应向水舱中充入海水的重力是多少?
18.
高度为
的圆柱体
用细线系住后浸入水槽的水中,如图甲所示,当圆柱体
有
的体积露出水面时,细线施加的拉力恰好为
。如图乙所示,用细线将圆柱体
拉入水槽中,当细线施加的拉力为
重的
时,圆柱体
有
的体积浸在水中,已知圆柱形水槽的底面积是圆柱体
底面积的
倍。(
取
)
(1)先后两次永对容器底部的压强差。
(2)圆柱体
所受的重力。
答案
1.
C
2.
B
【解析】向内椎注射器活塞,试管中气压增大,水会被压出试管,使模型自身重力减小,当浮力大于重力时,可实现潜水艇上浮,故B选项说法错误,其他选项说法均正确。
3.
B
【解析】当木球放在水中时,由于
,所以木球处于漂浮状态,受到的浮力为:,当铁球放在酒精中时,由于铁球的密度大于酒精的密度,所以铁球处于下沉状态,受到的浮力为:,又因为:。
讨论:
(1)当
,由上可得:,所以选项C、D都是错误的;
(2)当
时,由上可得:,所以选项B正确,选项A错误。
4.
D
【解析】已知四个小球质量相同,由
可知,四个小球的重力相同。由于甲、乙两球在水中漂浮,根据漂浮条件可知
;由于丙球在水中悬浮,根据悬浮条件可知
;由于丁球沉底,故
,即
。故浮力最小的是丁球。
5.
C
【解析】轮船在海中航行时,处于漂浮状态,浮力等于重力,即
,若中途没有装卸货物,船及货的总重保持不变,则轮船从北大西洋驶往印度洋的过程中浮力不变。从轮船的吃水线可以看出,吃水线越往上,表明船排开海水的体积越大,由
得
,所以
越大,海水的密度越小,即
。
6.
A
【解析】薄塑料袋的重力可忽略不计,水的重力为
,当弹簧测力计的示数为
时,说明袋内水受到的浮力为
,浮力小于重力,排开水的重力小于袋内水的重力,说明袋内水面总高于袋外水面。
7.
C
【解析】由于液面高度不变,所以容器底部所受液体压强不变。
8.
D
【解析】
,,它们取相同体积捆绑后的平均密度为
,故会下沉,它们取相同质量捆绑后平均密度为
,故会漂浮。
9.
D
【解析】从珠江口驶入大海时轮船处于漂浮,则
,由于轮船受到的重力
不变,所以它所受的浮力不变;阿基米德原理得:,因为
,所以轮船排开水的体积:,即排开水的体积将变小,轮船将上浮一些。
10.
B
【解析】若物块在水中漂浮或悬浮,浮力等于重力,而
,所以物块在酒精中一定下沉。若物块在水中下沉,则在酒精中一定下沉。
由题意知,物块在酒精中受到的浮力
,根据
,得
,排开水的体积
。
因为排开水的体积小于排开酒精的体积,所以物块在水中漂浮。
因为漂浮,所以
,
。
11.
;上浮;小于
【解析】由题中的苹果处于悬浮状态可得,苹果的平均密度和水的密度相同,即苹果的平均密度等于水的密度;小片放入水中沉入水底,说明小片的密度大于水的密度,那么剩余部分的平均密度就小于水的密度,若将大块浸没水中,松手后大块将会上浮,即大块的密度小于小片的密度。
12.
;悬浮
【解析】当把物体浸没在水中时,物体受到弹簧测力计向上的拉力
,浮力
以及竖直向下的重力
的作用,
此时物体受力平衡,可得
,得物体受到的浮力
;由于物体受到的浮力等于重力,而且全部浸没在水中,所以物体处于悬浮状态。
13.
;上浮;;
14.
;;
【解析】乒乓球在
位置时,排开水的体积较大,
位置时,排开水的体积较小,根据阿基米德原理可以知道,
位置浮力较小;由于乒乓球的排开水的体积变小,因此水面深度下降,水对杯底的压强变小;乒乓球漂浮在水面,浮力等于重力,
排开水的体积
。
15.
;
【解析】观光船满载时排开水的体积
,该船的排水量
。船受到的浮力
,
人的总重
人的总质量
,
人数
。
16.
(1)
把土密度计放人盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度
(或把土密度计放人盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出竹筷浸人盐水的长度
)
??????(2)
使竹筷能够竖直漂浮在液体中
??????(3)
漂浮;越小
??????(4)
(或
)
【解析】要测盐水的密度,可把土密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度
(或把土密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出竹筷在液面下的长度
),则
,即
,也就是
[或
],则盐水密度
(或
)
17.
(1)
【解析】由漂浮条件可知,未充人海水时’潜水艇所受的浮力
。
由阿基米德原理可知
,
所以
。
??????(2)
【解析】潜水艇完全潜人海水中时,所受的浮力
水舱中充人海水的重力
。
18.
(1)
【解析】由甲图可知
。
由乙图可知
。
将
,,
代入上面的方程中解方组解得
,。
甲中,。
放入物体后,水对容器底增力口的压力
,
,
所以,放入物体后,水对容器底压强增加量
。
乙中,。
放入物体后,水对容器底增力口的压力
。
水对容器底增加的压强
。
先后两次水对容器底的压强差
??????(2)
圆柱体
所受的重力
。
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