第3节 物体的浮沉条件及其应用 · 练习题(共12题)

1.单选题中等
小明和小强分别把体积相同的实心木块和实心铁块同时浸没在水中,松手后发现木块上浮,铁块下沉;对上述现象他两展开讨论,你认为他们的说法中错误的是( )。
答案:D
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A:实心木块和实心铁块同时浸没在水中,根据物体的浮沉条件,木块上浮说明木块的密度小于水的密度,铁块下沉说明铁块的密度大于水的密度,故A正确。 B:在铁块下沉的过程中,根据物体的浮沉条件,铁块受到的浮力小于铁块受到的重力,故B正确。 C:当两物体都处于静止状态时,由于木块上浮则,木块排开的水的条件小于铁块排开的条件,根据阿基米德原理可知:木块受到的浮力小于铁块受到的浮力,故C正确。 D:当都浸没在水中时,根据阿基米德原理可知,此时与木块受到的浮力相等;木块上浮是由于木块受到的浮力大于木块受到的重力;铁块下沉是由于铁块到的浮力小于铁块受到的重力;故D错误。
2.单选题中等
物理小组制作的潜水艇模型如图所示。通过胶管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,若从A管吸气,烧瓶将会(  )。
题目配图
答案:C
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若从A管吸气,液体进入烧瓶内,自身重增大,但浮力不变,所以将下沉,在下沉过程中排开液体体积不变,所以浮力不变。故选C。
3.单选题中等
将重为4 N、体积为6×10-4 m3的物体投入一装有适量水的溢水杯中,溢出水300g。若不计水的阻力,当物体静止时,下列判断正确的是(  )。
答案:C
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因为G=mg=ρVg,所以物体的密度: ρ=G/Vg=680kg/m3因为ρ<ρ水,所以物体在水中将漂浮。物体在水中受到的浮力:F浮=G=4N。故选C。
4.单选题中等
质量分布均匀的A、B两个实心正方体(VA>VB),放置在盛水的容器中。静止时如图所示:现将A、B捞起后放置在水平桌面上,比较A、B在水中受到的浮力FA、FB,和它们对水平桌面的压强pA、pB的大小关系,正确的是( )。
题目配图
答案:D
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解析图
5.填空题中等
普通潜水艇从海面下潜但未全部没入海水的过程中,它所受的浮力逐渐________(填“变大”“不变”或“变小”);若潜水艇悬浮在海水中,当用压缩空气把水舱中的海水排出一部分时,潜水艇将________(填“上浮”或“下沉”);在露出海面之前,潜水艇所受的浮力将________(填“变大”“不变”或“变小”)。
答案:变大;上浮;不变。
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普通潜水艇从海面下潜但未全部没入海水的过程中,V排不断增大,由F浮=ρ水gV排 可知它所受的浮力逐渐增大,当将水舱内的水排出一部分后,潜水艇的重力减小,故重力小于浮力,潜水艇将上浮,在未露出水出之前,由于排开水的体积不变,故潜水艇所受到的浮力不变。
6.填空题简单
某课外活动小组在探究物体的“浮沉条件”时,将一个质量为100 g的物体浸没在装满水的深桶中,溢出90 g水,物体受到的浮力是________N(取g=10 N/kg);这个物体在水中将会______(填“上浮”“下沉”或“悬浮”)。放入物体后水对桶底的压强________(填“大于”“小于”“等于”)放入物体前水对桶底的压强。
答案:0.9、上浮、不变。
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90g水的重力: ;G=mg=0.09kg x 10N/kg = 0.9N。 物体质量是100g,物体的重力大于它所受到的浮力,故物体下沉; 放入物体后,部分水溢出,但水桶底部到液面的距离不变,故其压强也不变
7.单选题中等
水平桌面上两只完全相同的杯子里,分别盛有甲、乙两种不同液体。把两个完全相同的小球分别放入甲、乙两种液体中,静止后,在甲液体中的小球沉底,在乙液体中的小球悬浮,此时两个杯中的液面恰好相平。如图所示,下列说法中正确的是( )。
题目配图
答案:C
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A、小球在甲液体中沉底,小球的密度大于甲液体的密度,小球在乙液体中悬浮,小球的密度等于乙液体的密度,所以甲液体的密度小于乙液体的密度,故A错误; B、两个杯中的液面恰好相平,甲液体的密度小于乙液体的密度,由p=ρgh可知,甲液体对杯底的压强小于乙液体对杯底的压强,故B错误; C、小球在甲液体中沉底,小球受到的浮力小于小球的重力,小球在乙液体中悬浮,小球受到的浮力等于小球的重力,所以甲液体中小球受到的浮力小于乙液体中小球受到的浮力,故C正确; D、由图可知,杯子中液体的体积相同,甲液体的密度小于乙液体的密度,由m=ρV可知甲液体的质量小于乙液体的质量,两个小球的质量相等,杯子的质量相等,所以杯子、甲液体和小球的总质量小于杯子、乙液体和小球的总质量,由G=mg可知杯子、甲液体和小球的总重力小于杯子、乙液体和小球的总重力,盛甲液体的杯子对桌面的压力小于盛乙液体的杯子对桌面的压力,两个杯子的底面积相等,由p= F/s 可知盛甲液体的杯子对桌面的压强小于盛乙液体的杯子对桌面的压强,故D错误。故选:C。
8.单选题困难
如图所示是甲、乙两种物质的m﹣v 图象,用这两种物质按一定比例混合制成实心小球,并将其放入水中。下列分析正确的是( )。
题目配图
答案:D
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解析图
9.实验探究题中等
小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计
(1) 取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能_________在液体中。
答案:竖直漂浮
(2) 将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图(b)所示,浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液______ρ水(选填“>”、“<”或“=”),ρ液与ρ水、h及H的关系式是ρ液=____________。
答案:>; Hρ水/h
(3) 小明根据图(a)在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同),再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出)。结果发现,1.1刻线是在1.0刻线的_______(选填“上”或“下”)方。
答案:下
(4) 为检验刻度误差,小明取来食油,先用天平和量筒测量其密度,然后再用这个密度计测量。但操作时却出现了图(c)所示的情形,这让他很扫兴。难道实验就此终止了吗,根据经验或思考,在不更换食油的情况下,你认为可以进行怎样的尝试:____________________________。
子题配图
答案:再向容器中加油或者将容器换成直径细些的。
答案:(1) 竖直漂浮;(2) >; Hρ水/h;(3) 下;(4) 再向容器中加油或者将容器换成直径细些的。
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(1)在吸管下端塞入一些塞入金属丝作为配重并用石蜡封口,能降低吸管的重心,这样做为了让吸管能竖直漂浮在液体中; (2)由于吸管在(a)、(b)图中均漂浮,所以F浮=G, 则吸管在水和另一种液体中受到的浮力相等, 由图知V排a>V排b,根据F浮=ρgV排可知,ρ水<ρ液。 设吸管的底面积为S,由于吸管在水和另一种液体中受到的浮力相等, 则根据阿基米德原理可得ρ水gSH=ρ液gSh, 所以ρ液= Hρ水/h; (3)根据(2)可知,将上端刻度与下端刻度进行比较,得到”密度计“刻度线的特点是上端刻度小、下端刻度大,所以1.1刻线是在1.0刻线的下方。 (4)由图c可知,密度计沉底了,因此不能再用这个密度计测量,应该使密度计漂浮在液体中,应再向容器中加油或者将容器换成直径细些的,以提高油的深度从而增大密度计受到的浮力。
10.计算题中等
物块P与金属球Q用细线连接,一起放入装有一定质量水的柱状容器内,二者恰好悬浮,如图甲所示,此时柱状容器中水的深度为23cm;物块P重1N、体积为1.25×10-4 m 3(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。求:
题目配图
(1) 图甲中水对容器底部的压强;
答案:图甲中水对容器底部的压强为2.3×103Pa;
(2) 图甲中物块P所受浮力的大小;
答案:图甲中物块P所受浮力的大小为1.25N;
(3) 若剪断细线,物块P上浮,金属球Q下沉,待稳定后,物块P漂浮于水面,如图乙所示,则此时物块P露出水面的体积。
答案:此时物块P露出水面的体积为2.5×10-5m3。
答案:(1) 图甲中水对容器底部的压强为2.3×103Pa;;(2) 图甲中物块P所受浮力的大小为1.25N;;(3) 此时物块P露出水面的体积为2.5×10-5m3。
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解析图
11.填空题中等
我国自主研制的世界最先进的常规动力破冰船一“雪龙2号”, 排水量为14000t,其满载时排开海水的体积为______m3, 所受浮力为______N。 其海面下5m处受到海水的压强为______Pa。 (ρ海水= 1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
答案:1.4x104;1.4x108;5x104。
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[1]破冰船满载时排开海水的体积 V排=m排/ρ海水=1.4x107/1.0x103=1.4x104 [2]破冰船满载时受到的浮力F浮=G排=m排g=14000×103kg×10N/kg=1.4×108N [3]在海面下5m处受到海水的压强p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa。
12.计算题中等
一艘质量为2000t的货轮沉没在主航道60m深的水底。相关部门派出满载排水量为4000t的打捞船进行打捞。经过现场抛探后得知沉船排开水的体积为1500m3,决定采用浮筒打捞法(利用充满水的钢制浮筒靠自重下沉,在水下充气将筒内水排出,借助浮力将沉船浮出水面)进行打捞。若打捞时所用钢制浮筒体积为200m3,浮筒充气排水后的质量为30t。(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1) 60m深的水底受到水的压强;
答案:6×105Pa;
(2) 打捞船满载时受到的浮力;
答案:4×107N;
(3) 要成功打捞沉船,至少需要多少个浮筒。
答案:3个
答案:(1) 6×105Pa;;(2) 4×107N;;(3) 3个
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解析图