019第19课时 物体的浮沉条件及应用 2025年中考物理阶段复习练习（广西）

第19课时　物体的浮沉条件及应用 考点判断物体的浮沉状态(广西2024、广西2023) 例1　(2024贵州)泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图1所示，冲泡茶叶时，部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大，由于浮力大于重力而__________；茶叶充分吸水后由于其密度__________水的密度而下沉。 图1 例2　一个物块的质量为90 g，体积为100 cm3。 (1)物块的重力为________N；将它浸没在水中时，它受到的浮力为________N；松手后，物块将________(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)；最终静止时，物块受到的浮力为________N。(ρ水＝1.0× 103 kg/m3，g取10 N/kg) (2)物块的密度为__________kg/m3；将它浸没在酒精中，松手后，物块将__________(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)；最终静止时，物块受到的浮力为__________N。(ρ酒精＝0.8×103 kg/m3，g取10 N/kg) 技巧点拨　判断浸没的物体浮沉状态的方法： 1．(多选题)如图2所示，同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中，鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态，所受浮力为F甲，在乙杯中处于悬浮状态，所受浮力为F乙。下列判断正确的是 (　　) 图2 A．向甲杯中加水，鸡蛋会上浮 B．向乙杯中加盐，鸡蛋会上浮 C．向甲杯中加盐，鸡蛋会下沉 D．向乙杯中加水，鸡蛋会下沉 2．西瓜是同学们非常喜爱的夏季水果，有着降温解暑的功能。小明买了一个质量为6 kg的大西瓜，将它浸没在盛满水的水缸中，水缸溢出了7 kg的水。放手后，西瓜最终会________(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)；最终静止时，西瓜浸入水中的体积为________m3。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg) 考点根据浮沉状态进行分析与计算(广西2024、广西2023) 例3　(多选题)(2024驻马店模拟改编)图3是小红帮妈妈洗水果时的情景，她发现不同的水果在水中静止时所处的位置不同。下列说法正确的是 (　　) 图3 A．苹果漂浮，说明它受到的浮力比重力大 B．葡萄沉底，说明它受到的浮力比重力小 C．苹果漂浮，说明苹果的密度比水大 D．葡萄的密度比青枣的密度大 例4　在《墨经·经下》篇中有关于浮力的记载：“荆之大，其沉浅也，说在具”，意思是说：荆木的体积很大，但沉入水中的部分少，原因在于受到水的托举。若重为600 N的荆木漂浮在水面上，则其受到的浮力为________N，“沉入水中”的体积为________m3。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg) 例5　一个圆柱体被细线拴在容器底部，向容器中匀速加水，直到圆柱体刚好浸没(如图4－甲)，圆柱体受到的浮力随时间变化的图像如图4－乙。停止加水后，细线对圆柱体的拉力为__________N；剪断细线，物体重新静止后受到的浮力为__________N；该圆柱体的密度为__________kg/m3。(ρ水＝1.0×103 kg/m3， g取10 N/kg) 图4 技巧点拨　比较浮力大小的方法： (1)利用阿基米德原理： ①ρ液(液体的密度)相同时，比较V排(物体排开液体的体积)，V排越大，F浮(物体所受的浮力)越大。 ②V排相同时，比较ρ液，ρ液越大，F浮越大。 (2)利用物体的浮沉条件： m物(物体的质量)相同时，根据物体的浮沉状态比较浮力大小。 3．小明在家帮妈妈洗碗时发现，同一个碗可以漂浮在水池里的水面上，也可以沉入水底。与漂浮时相比，碗沉入水底时 (　　) A．浮力不变 B．浮力变大 C．排开水的体积变小 D．排开水的质量不变 4．水平桌面上，甲、乙两个相同的杯中盛有不同浓度的盐水，现将两个相同的物块分别放入两杯中，待物块静止时，两杯中液面恰好相平，如图5所示。下列说法正确的是 (　　) 图5 A．甲杯中物块受到的浮力较大 B．物块的密度比乙杯中盐水的小 C．乙杯中盐水的密度比甲杯中盐水的大 D．乙杯底部受到盐水的压强比甲杯的小 5．(2024广安)足够高的圆柱形薄壁容器，装有适量的水放在水平桌面上。现将一个质量为2 kg、底面积为100 cm2的均匀长方体竖直放入容器中，如图6－甲所示，受到容器的支持力为4 N，此时物体所受浮力为________N。若再加入适量的水使长方体刚好漂浮，如图6－乙所示，则此时水面的高度与图甲相比增加了________cm。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg) 图6 考点浮力的应用 例6　(2024泸州)中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行战备训练时，下列对该潜艇的说法中正确的是 (　　) A．通过改变排开水的体积来实现上浮与下潜 B．在水面下匀速下潜过程中，受到的浮力增大 C．从长江潜行进入东海时，需要往水仓内注水 D．从长江潜行进入东海时，受到的浮力会变小 例7　(2024自贡)在传统农耕文化中，劳动人民一般采用“盐水选种”的方法挑选种子。下列说法正确的是 (　　) 图7 A．种子上浮过程中盐水对种子的压强变大 B．漂浮的种子受到的浮力大于自身重力 C．下沉的种子密度比盐水的密度大 D．沉底的种子只受到重力和支持力 例8　(2024眉山改编)物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计，先后放入盛有不同液体的两个烧杯中，静止时液面高度相同，如图8所示。密度计排开液体的质量m甲__________m乙，密度计在液体中受到的浮力F甲__________F乙，两种液体的密度ρ甲__________ρ乙。(均选填“＞”“＝”或“＜”) 图8 技巧点拨　浮力的应用主要体现在两个方面： (1)根据物体密度与液体密度的对比，筛选不同浮沉状态下符合要求的物体(如盐水选种、测密度等)； (2)根据重力与浮力的对比，通过改变物体的重力或浮力，实现浮沉(如潜水器、热气球等)。 6．某远洋轮船的排水量为1×104 t，在海面航行时轮船受到的浮力为________N。在该轮船的船舷上，漆着五条“吃水线”，又称“载重线”，如图9所示，其中标有W的是冬季载重线，标有S的是夏季载重线，据此分析，冬季与夏季的海水密度关系是ρ冬________ρ夏(选填“>”“＝”或“<”)。(g取10 N/kg) 图9 7．(2021桂林)如图10所示，充满氢气的气象探测气球携带探空仪(体积不计)在高空测量，工作完毕后释放部分氢气，气球体积缩小，所受浮力随之________，气球下落。气球球囊(厚度不计)、细绳及探空仪的总质量为m0，空气密度为ρ空，当它恰能缓慢下降时，球内氢气密度为ρ氢，此时气球的体积为__________(用题中已知物理量表示)。(不计空气阻力) 图10 考点浮力的常规综合计算 例9　(2024南宁模拟改编)图11－甲是利用“浮筒打捞法”打捞沉船的过程，将空心浮筒灌满水沉到水底，用钢缆把浮筒与沉船拴住，再启动打捞船上的压气机，把空气压进浮筒中排出水，浮筒就会带着沉船一起浮到水面上。科技文化节上，小明制作了空心浮筒模型A和实心沉船模型B，A、B间用轻质细绳相连。水平地面上有一个装有适量水的足够高的圆柱形容器，将模型A、B放入容器中，A利用容器中的水自动进行充水，充满水后，B对容器底的压力为6 N，如图11－乙。已知模型A未装水时的质量为0.4 kg，体积为1 000 cm3，模型B的质量为0.6 kg，体积为200 cm3。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)则 图11 (1)图乙中模型B受到的浮力是多大？ (2)模型A充满水时的总重力是多大？ (3)模型A排出多少体积的水时，刚好可以拉起模型B? 8.(2024重庆)图12是某型号水下机器人。该机器人可以通过三种方式控制浮沉，第一种是机器人内部水舱充、放水，水舱的容积为4×10－3 m3；第二种是利用推进器提供竖直向上的推力 F推，F推可以在0～30 N之间调节；第三种是在机器人外部加装不同数量的浮块，每个浮块的质量均为0.4 kg，体积均为1×10－3 m3。已知该机器人水舱未充水时的质量为9.5 kg，未装浮块时，机器人的总体积为1.2× 10－2 m3(含机械臂，体积不变)。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求： 图12 (1)150 m深处水的压强； (2)当机器人未装浮块、水舱充满水浸没在水中悬停时，F推的大小； (3)深处水底有一物体(未与水底紧密接触)，其密度均匀且为2.5×103 kg/m3，体积为4×10－3 m3，需机器人潜入水中用机械臂抓住物体打捞上来。为确保打捞顺利进行，机器人下水前需制定好能让机器人抓住物体上浮的方案，在F推调到30 N的情况下，还需如何利用另外两种方式实现上浮，请通过计算给出一种合理方案。 请完成本书P146 专项6 浮力法测密度和P150 专项7 密度、压强、浮力综合。 第19课时　物体的浮沉条件及应用 【考点梳理】 例1　上浮　大于 例2　(1)0.9　1　上浮　0.9 (2)0.9×103　下沉　0.8 变式训练　1.BD　2.漂浮　6×10－3 例3　BD 例4　600　0.06 例5　1　1　0.5×103 变式训练　3.C　4.C　5.16　4 例6　C 例7　C 例8　＝　＝　＜ 变式训练　6.1×108　＞　7.变小　 例9　解：(1)图乙中模型B排开水体积： VB排＝VB＝200 cm3＝2×10－4 m3 根据阿基米德原理可得，图乙中模型B受到的浮力： FB浮＝GB排＝ρ水gVB排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2×10－4 m3＝2 N (2)图乙中，以A、B整体为研究对象，模型A、B整体排开水的体积：V排＝VA＋VB＝1 000 cm3＋200 cm3＝1 200 cm3＝1.2×10－3 m3 整体受到的浮力：F浮＝G排＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.2×10－3 m3＝12 N 根据二力平衡，F支＝F压＝6 N，对整体受力分析得： G总＝F浮＋F支＝12 N＋6 N＝18 N 模型B的重力：GB＝mBg＝0.6 kg×10 N/kg＝6 N 则模型A充满水时的总重力： GA总＝G总－GB＝18 N－6 N＝12 N (3)刚好拉起模型B时，A、B整体刚好处于悬浮状态，则整体受到的重力：G总′＝F浮＝12 N 模型A及其中水的总重力：GA总′＝G总′－GB＝12 N－6 N＝6 N 模型A中排出的水受到的重力： G排水＝GA总－GA总′＝12 N－6 N＝6 N 排出水的质量：m排水＝＝＝0.6 kg 排出的水的体积：V排水＝＝＝6×10－4 m3 变式训练　8.解：(1)150 m处水的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×150 m＝1.5×106 Pa (2)机器人未充水时的重力： G机＝m机g＝9.5 kg×10 N/kg＝95 N 水仓充满水时水的质量： m水＝ρ水V容＝1.0×10 kg/m3×4×10－3 m3＝4 kg 水仓充满水时水的重力：G水＝m水g＝4 kg×10 N/kg＝40 N 根据阿基米德原理可得，机器人浸没在水中时所受浮力： F浮机＝G排水＝ρ水gV排机＝ρ水gV＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.2×10－2 m3＝120 N 由受力分析可知，机器人悬停时，F推＋F浮机＝G水＋G机，故推力：F推＝G机＋G水－F浮机＝95 N＋ 40 N－120 N＝15 N (3)物体的质量： m物＝ρ物V物＝2.5×103 kg/m3×4×10－3 m3＝10 kg 物体的重力：G物＝m物g＝10 kg×10 N/kg＝100 N 物体受到的浮力：F浮物＝ρ水gV排物＝ρ水gV物＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4×10－3 m3＝40 N 能把物体打捞上来，机器人对物体的最小拉力： F最小＝G物－F浮物＝100 N－40 N＝60 N 推进器提供的推力：F推最大＝30 N 为确保打捞顺利进行，机器人下水前水舱内先充满水，打捞时放干净水，另外安装n个浮块 一个浮块的重力：G浮块＝m浮块g＝0.4 kg×10 N/kg＝4 N 一个浮块受到的浮力：F浮浮块＝ρ水gV排浮块＝ρ水gV浮块＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－3 m3＝10 N 给物体提供的拉力： F浮机＋F推最大＋nF浮浮块－G机－nG浮块＝60 N 120 N＋30 N＋n×10 N－95 N－n×4 N＝60 N 解得：n≈0.83，取1，即将水舱里的水全部排出再安装一个浮块 学科网（北京）股份有限公司 $$