内容正文:
10.3 物体的浮沉条件及应用 高频考点精讲+必刷题精练
【高频考点精讲】
1.物体的浮沉条件
①上浮:
,
;②下沉:
,
;
③悬浮:
,
;④漂浮:
,
。
2.应用
①轮船:利用“空心”的办法来增大所受浮力;(排水量:满载时排开水的质量)
②潜水艇:改变自身重力的大小来实现浮沉;
③气球和飞艇。
【必刷题精练】
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.关于物体沉浮条件及应用实例,下列分析合理的是( )
A.节日放飞的气球里充的是密度大于空气的气体
B.橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面上,是因为此时浮力大于自身重力
C.相同质量的木船和钢船在水面漂浮,钢船所受浮力大于木船所受浮力
D.潜水艇是通过排水、吸水改变自身重力,从而达到上浮和下沉的目的
解:A、节日放飞的气球里充的是密度小于空气的气体,从而获得较大的浮力升到空中的,故A错误;
B、橡皮泥捏成小船后受到的重力不变,但可以漂浮在水面,是通过改变排开水的体积来实现的,此时的浮力等于重力,故B错误;
C、相同质量的木船和钢船,重力相等,由于都处于漂浮状态,则所受浮力等于重力,所以钢船所受浮力等于木船所受浮力,故C错误;
D、潜水艇浸没在水中时排开水的体积不变,受到的浮力不变,为了实现上浮和下沉,是通过改变自身的重力来实现的,故D正确。
故选:D。
2.在意大利新冠肺炎疫情持续蔓延的紧张时刻,仅用不到一周的时间,地中海航运集团就与意大利船级社(RINA)合作将一艘豪华客滚渡船改造为海上“方舱医院”。这艘渡船在海水中航行时,当它由密度较小的水域驶向密度较大的水域时,所受浮力F浮大小变化,船身会怎样运动?( )
A.F浮变大,船身上浮一些
B.F浮变大,船身下沉一些
C.F浮不变,船身上浮一些
D.F浮不变,船身下沉一些
解:
轮船无论是航行在密度较大的水域,还是密度较小的水域上,都处于漂浮状态,根据物体的漂浮条件可知,F浮=G船,且同一轮船的重力不变,所以所受的浮力不变;
当它由密度较小的水域驶向密度较大的水域时,根据公式F浮=ρgV排可知,排开液体的体积减小,则轮船会上浮一些。
故选:C。
3.如图所示的溢水杯中盛满密度为ρ1的液体,若把实心物块放入杯中,物块漂浮,静止后溢出的液体质量为m1;若溢水杯盛满密度为ρ2的液体时,把同一物块放入杯中,物块沉底,静止后溢出的液体质量为m2,则( )
A.m1>m2
B.m1<m2
C.m1=m2
D.ρ1<ρ2
解:
(1)实心物块放入盛满密度为ρ1的液体中,物块漂浮,浮力等于物块的重力;根据阿基米德原理知,浮力等于排开液体的重力,所以物体的重力等于排开液体的重力,根据G=mg知,物体的质量等于排开液体的质量,即m1=m物;
若把实心物块放入盛满密度为ρ2的液体时,物块沉底,浮力小于物块的重力;根据阿基米德原理知,浮力等于排开液体的重力,所以物体的重力大于排开液体的重力,根据G=mg知,物体的质量大于排开液体的质量,即m物>m2;
综合分析可知m1>m2,故A正确,BC错误;
(2)实心物块放入盛满密度为ρ1的液体中,物块漂浮,则物块的密度小于液体的密度,即ρ物<ρ1;
若把实心物块放入盛满密度为ρ2的液体时,物块沉底,则物块的密度大于液体的密度,即ρ物>ρ2;
综合分析可知ρ1>ρ2,故D错误。
故选:A。
4.如图所示是两条小鱼讨论漂浮在水面上的乒乓球和正在下沉的铁球的情景,下列分析的受力情况说法错误的是( )
A.乒乓球受到的重力与浮力是一对平衡力
B.铁球下沉是因为铁球受到的重力大于浮力
C.铁球浸入水中深度越深受到的液体压强越大
D.两条小鱼受到的浮力相同
解:A、乒乓球漂浮时,乒乓球受到的浮力和重力是一对平衡力,故A正确;
B、铁球放入水中,由于受到的浮力小于重力,所以铁球下沉,故B正确;
C、由p=ρgh可知,当液体密度一定时,铁球浸入水中深度越深,铁球受到的液体压强越大,故C正确;
D、根据图示可知,小鱼悬浮在水中,小鱼受到的浮力等于自身重力,而两个小鱼的重力不一定相等,因此两条小鱼受到的浮力不一定相同,故D错误。
故选:D。
5.在防控疫情“停课不停学”期间,小明同学在家做实验,他把一枚鸡蛋放在一个透明玻璃杯中,加入清水后发现鸡蛋沉在杯底(如图甲);他向水里加盐并搅拌,最后鸡蛋漂浮(如图乙),下列关于甲乙两种状态的说法正确的是( )
A.鸡蛋排开液体的质量甲小于乙
B.鸡蛋排开液体的体积甲小于乙
C.玻璃杯对桌面的压力甲大于乙
D.乙图中鸡蛋受到的浮力大于鸡蛋的重力
解:
AD、鸡蛋在甲中沉入水底,则F浮甲<G鸡蛋;在图乙中漂浮,则F浮乙=G鸡蛋;
所以鸡蛋受到的浮力F浮甲<F浮乙,
因为F浮=G排=m排g,
所以鸡蛋排开液体的质量甲小于乙,故A正确,D错误;
B、鸡蛋在甲中沉入水底,则V排甲=