内容正文:
物理
1
第一部分 逐模块过命题点
模块四 力学
大单元2 质量 密度 压强 浮力
命题点8 物体的浮沉条件及其应用
2
考向1 物体浮沉条件的理解与判断(2022.11;2019.12)
方法指导
物体浮沉条件的理解与应用
1.根据物体的浮沉状态判断物体浮力与重力大小关系
静态<m></m>
动态<m></m>
3
2.根据物体与液体的密度关系判断物体的浮沉状态
漂浮
悬浮
沉底
3.使沉底的物体(体积不变)上浮的方式有两种:
(1)改变物体自身重力,G物=F浮时为临界状态,当G物<F浮 时物体上浮;
如:潜水艇;
(2)改变液体密度,ρ液=ρ物时为临界状态,当ρ液>ρ物 时物体上浮;如:
水中加盐,水中的鸡蛋上浮
4
1.[2024自贡改编]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,用盐水选种时需要配制一定浓度的盐水,然后把种子倒入盐
水中,漂浮于水面的是次种,沉入容器底的是良种,下列说法正确的是
( )
A. 良种所受浮力小于重力,次种所受浮力大于重力
B. 若良种和次种的体积相同,则良种受到的浮力较大
C. 盐水选种时所用盐水的密度都要大于所有种子的密度
D. 若要选出更饱满种子,则需要往盐水中加入适当的水
B
5
2.[2024上饶模拟](多选)如图是“和平方舟”号医院
船执行任务时的场景.下列说法正确的是( )
A. “和平方舟”号医院船所受浮力的方向竖直向下
B. “和平方舟”号医院船所受浮力等于它排开的海水
受到的重力
C. 直升机降落后,“和平方舟”号医院船所受浮力变大
D. 航行中,船尾附近海水流速大,压强大
B
C
6
3.小制作 [2023泰州]用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和
水等,制作如图所示的潜水艇模型(不计进排气管体积),然后将模型放
入水中,使其上浮或下沉.下列说法正确的是( )
A. 当模型漂浮于水面时,它受到的浮力小于重力
B. 向瓶中充气时,瓶内气体压强变大,模型将下沉
C. 从瓶中抽气时,模型会下沉,它受到的浮力将
变小
D. 让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,
应使瓶内的水先增加后减少
D
7
【解析】当模型漂浮于水面时,它受到的浮力等于
重力,故A错误;向瓶中充气时,瓶内气体压强变
大,瓶内的水将变少,总重力变小,模型将上浮,
故B错误;从瓶中抽气时,瓶内气体压强变小,瓶
内的水将变多,总重力变大,模型会下沉;此时它排开水的体积不变,根
据阿基米德原理可知,它受到的浮力不变,故C错误;潜水艇是靠改变自
身的重力实现浮沉的,让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,此
时应向外抽气,使瓶内气体减少,气压减小,让水进入瓶中,使潜艇受到
的重力大于浮力,实现下沉,然后停止抽气,再适当充气,再向外排水使
重力等于浮力而悬浮,使潜水艇下潜至更深的位置悬浮,则瓶内气体先减
少后增加,应使瓶内的水先增加后减少,故D正确.故选D.
8
拓展设问 (2019江西12题改编)当潜水艇模型分别在不同深度处悬停时,
潜水艇两次所受的重力大小______,排开液体的体积______.(均选填“相
等”或“不相等”)
相等
相等
9
4.(多选)小明洗碗时发现,洗菜池中的同一只碗可以漂浮在水面上,也
可以沉入水底,如图所示.下列说法正确的是( )
A. 碗沉底时所受的浮力小于它漂浮时所受的浮力
B. 碗沉底时和漂浮时碗底所受水的压力不会改变
C. 沉底时碗与漂浮时相比池底所受的液体压强会变小
D. 碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力
A
C
D
10
【解析】碗下沉时,浮力小于重力,碗漂浮时,浮力等
于重力,所以碗沉底时所受的浮力小于漂浮时所受的浮
力,故A正确;碗漂浮时底部所处的深度小于碗沉底底部
所处的深度,根据p=ρ水gh 可知,漂浮时底部受到水的压
强小于碗沉底时底部受水的压强,根据F=pS 可知碗漂浮时底部受水向上的
压力比碗沉底底部受水向上的压力小,故B错误;由阿基米德原理可知,
,则碗漂浮时排开水的体积大于沉底时排开水的体积,则碗漂浮时
水的深度大于沉底时水的深度,根据p=ρgh 可知,碗沉入水底时容器底部
受到水的压强比漂浮时的小,故C正确;由阿基米德原理可知,物体所受
浮力等于其排开液体所受的重力,故D正确.故选ACD .
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5.(2022江西11题2分)如图所示,在家庭小实验中,某同学想让沉底的鸡
蛋漂浮在水面上,下列操作可行的是( )
第5题图1
A. 向杯子中加盐 B. 向杯子中加水
C. 倒出少量的水 D. 轻轻摇晃杯子
A
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变式训练
[变式1] [2024苏州]将鸡蛋放入盐水中出现如图2所示状态,缓慢向杯
中加盐或水使鸡蛋悬浮,下列说法正确的是( )
第5题图2
A. 加盐可以让鸡蛋悬浮
B. 鸡蛋悬浮时液体密度大
C. 鸡蛋悬浮时浮力大
D. 鸡蛋悬浮时液体对杯底的压强大
D
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[变式2] [2023河北](多选)柱状容器内加入浓盐水,把一枚土豆轻轻
放入其中,静止时土豆漂浮在水面上,如图甲所示;向容器中缓慢注入清
水,土豆逐渐下沉;注入适量清水时,土豆悬浮在盐水中,如图乙所示;
继续注入清水,土豆沉到容器底部,如图丙所示.下列说法正确的是
( )
第5题图3
A. 漂浮在水面上时,土豆受到的浮力与其重力大小相等
B. 悬浮在盐水中时,土豆的密度与此时盐水的密度相等
C. 沉到底部后,土豆受到的浮力可能大于漂浮时受到的
浮力
D. 沉到底部后,继续注入清水,土豆受到的浮力不再变
化
A
B
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6.[2023黄冈]物理课上,老师将整个橙子放入水中,漂浮在水面上,如图
甲.将其切成大小两块,再次投入水中,发现大块仍漂浮,小块缓慢沉入水
底,如图乙.下列说法正确的是( )
A. 整个橙子的密度等于水的密度
B. 大块橙子受到的浮力大于其重力
C. 小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小
D. 两块橙子受到浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力
D
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【解析】整个橙子放入水中,橙子漂浮在水面上,所以整
个橙子的密度小于水的密度,故A错误;大块橙子在水中处
于漂浮状态,所以大块橙子受到的浮力等于其重力,故B错
误;小块橙子缓慢沉入水底的过程中,水的密度不变,小
块橙子排开水的体积先变大后不变,由F浮=ρ水gV排 可知,
受到的浮力大小先变大后不变,故C错误;整个橙子在水中处于漂浮状态,
整个橙子受到的浮力等于其重力,将小块放入水中,发现小块沉入水底,说
明F小<G小;大块仍漂浮,则F大=G大,又因为G小+G大=G,F浮=F大+F小 ,则两
块橙子受到浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力,故D正确,故选D.
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考向2 多容器密度、压强、浮力的分析与比较(2020.9)
方法指导
1.解题一般步骤:分析题干信息,找出“相同量”和“不同量”<m>→</m> 看物体的浮
沉状态,分析出浮力和重力的关系、物体密度和液体密度的关系<m>→</m> 根据
相关公式定性分析出浮力、密度、质量、压强、压力的大小关系.
2.核心公式: <m></m>、<m>G=mg</m>、<m>F浮=G排=m排g=ρ液V排g</m>、<m>p=ρ液gh</m>、<m></m>.
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3.同一物体或质量相等的物体在不同液体中 (如下图).
4.体积相同的不同物体在同一液体中(如下图).
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5.体积相同的不同物体在不同液体中
(1)V排相同时,若ρ液甲>ρ液乙,根据F浮=ρ液V排g可知,F甲浮>F乙浮 ;
(2)V排相同时,若F甲浮>F乙浮,根据F浮=ρ液V排g可知,ρ液甲>ρ液乙 ;
(3)F甲浮=F乙浮时,若V甲排>V乙排,根据F浮=ρ液V排g可知,ρ液甲<ρ液乙 ;
(4)F甲浮=F乙浮时,若ρ液甲<ρ液乙,根据F浮=ρ液V排g可知,V甲排>V乙 排 .
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6.压强、压力的大小比较
(1)利用公式p=ρ液gh比较液体对容器底部的压强大小,利用公式F=pS 比
较液体对容器底部的压力大小;
(2)利用公式F压=G容器+G液体+G物 比较容器对桌面压力的大小,利用公式
比较容器对桌面压强的大小.
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7.[同物不同液]一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料,分别放在装有甲、
乙两种液体的容器中,静止后饮料瓶的状态如图所示,饮料瓶受到的浮力
分别为F浮甲、F浮乙.甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙 .则( )
A. F浮甲>F浮乙,ρ甲>ρ乙 B. F浮甲<F浮乙,ρ甲<ρ乙
C. F浮甲=F浮乙,ρ甲>ρ乙 D. F浮甲=F浮乙,ρ甲<ρ乙
C
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【解析】由于饮料瓶漂浮,则F浮=G ,所以,饮料
瓶在两种液体中受到的浮力相等,都等于饮料瓶
和瓶内液体受到的总重力G,即F浮甲=F浮乙=G ,由
图知,饮料瓶排开液体的体积:V甲排<V乙排 ,根据
F浮=ρ液 gV排可知,液体的密度:ρ甲>ρ乙 .故选C.
思路点拨
相同的物体漂浮在不同的液体中,相同的量是物体的重力,不同的量是排
开液体的体积.
. .
. .
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8.[同物不同液](2020江西9题改编)如图1所示,A、B 两物块以不同方
式组合,分别静止在甲、乙两种液体中,此时两容器中液面相平,由此可
判断ρ甲___ρ乙;若A物块在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙,则F甲
___F乙;若A物块的底面在两种液体中受到的压强分别为p甲、p乙,则p甲 ___
p乙.(均选填“> ”“< ”或“= ”)
>
>
>
第8题图1
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思路点拨
物块A、B 以不同方式组合,可将其看做一个整体,
不论在甲液体或在乙液体中,不变的量是物体AB 的
重力,即GAB=GA+GB,物体AB 在甲中漂浮,在乙中
悬浮,F浮甲=F浮乙=GAB,不同的量是物体AB排开液体的体积,V排甲=VA ,
V排乙=VA+VB,V排乙>V排甲,由F浮=ρ液gV排 可得两种液体的密度关系,进一
步可得出A 物块在两种液体中受到的浮力大小关系.
. .
. .
. .
第8题图1
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变式训练 在进行受力分析时,将多个受力物体当作一个整体进行分析,
可以简化过程.如图2所示,一铁碗与一铁球置于水中,则甲、乙、丙、
丁四种情况中,铁碗与铁球所受的浮力大小关系正确的是( )
第8题图2
A. F甲>F乙>F丙>F丁 B. F甲=F乙>F丙>F丁
C. F甲=F乙=F丙>F丁 D. F甲=F乙=F丙=F丁
B
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9.[同液不同物][2023河南](多选)水平桌面上有两个完全相同的杯子,
盛有等质量的水.将橘子放入左侧杯中,取出后剥皮再放入右侧杯中,橘子
静止时的状态分别如图1甲、乙所示.下列分析正确的是( )
第9题图1
A. 甲图中的橘子所受的浮力大于其所受的重力
B. 甲图中的橘子比乙图中的橘子所受的浮力大
C. 甲图中杯子对桌面的压强小于乙图中杯子对桌
面的压强
D. 甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受
水的压强
B
D
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第9题图1
【解析】甲中的橘子在水中处于漂浮状态,根据物
体的浮沉条件可知,浮力等于重力,故A错误;乙
中的橘子处于沉底状态,受到的浮力小于自身的重
力;由于乙中的橘子的重力小于甲中橘子的重力,
所以甲图中的橘子比乙图中的橘子所受的浮力大,
故B正确;橘子剥皮后的重力变小,水和杯子的重力相同,所以甲的总重
力大于乙的总重力;受力面积相同,根据 可知,甲中杯子对桌面的
压强大于乙中杯子对桌面的压强,故C错误;甲中橘子受到的浮力大,根
据F浮=ρ液 gV排 可知,甲中橘子排开的水的体积大,所以甲中水的液面高,
根据p =ρgh 可知,甲中杯底所受水的压强大于乙中杯底所受水的压强,
故D正确.故选BD .
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变式训练 将带皮橘子和剥皮橘子分别放入水中后,带皮的漂
浮,剥皮的沉底.如图2所示,若带皮橘子的质量、体积及受
到的浮力分别为m1、V1和F1 ,剥皮橘子的质量、体积及受到
的浮力分别为m2、V2和F2 ,则以下判断正确的是( )
A. 若m1>m2,则F1一定小于F2 B. 若m1=m2,则F1一定大于F2
C. 若V1<V2,则F1一定大于F2 D. 若V1>V2,则F1一定大于F2
B
第9题图2
28
第9题图2
【解析】若m1比m2 大,说明带皮橘子比剥皮橘子重力大,图
示带皮橘子漂浮,剥皮橘子沉底,带皮橘子浮力F1 等于重力
m1 g,剥皮橘子浮力F2小于重力m2 g,所以F1>F2 ,故A错误;
若m1=m2 ,说明带皮橘子与剥皮橘子重力相等,图示带皮橘
子漂浮,剥皮橘子沉底,带皮橘子浮力F1等于重力mg ,剥皮
橘子浮力F2小于重力mg,即F1>F2,故B正确;若V1<V2 ,说明带皮橘子比
剥皮橘子体积小,则带皮橘子漂浮时排开水的体积V排 小,根据公式
F浮=ρ液V排 g可知,带皮橘子浮力F1小于剥皮橘子浮力F2 ,故C错误;若
V1>V2 ,说明带皮橘子比剥皮橘子体积大,带皮的漂浮,剥皮的沉底.不能
比较得出排开水的体积V排的大小关系,故不能得出带皮橘子浮力F1 一定
大于剥皮橘子浮力F2 的结论,故D错误,故选B.
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10.[同液不同物]如图所示,放在水
平桌面上的三个完全相同的容器内,
装有适量的水,将A、B、C 三个体积相
同的正方体分别放入容器内,待正方
体静止后,三个容器内水面高度相同.
下列说法正确的是( )
A. 物体受到的浮力大小关系为FA=FB=FC
B. 三个物体的密度大小关系为ρA>ρB>ρC
C. 容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙
D. 容器底部受到水的压力大小关系为F甲>F乙>F丙
C
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【解析】由题知,A、B、C三个正方体的体积
相同;由图可知,A、B、C三个正方体排开水
的体积关系为VA排<VB 排<VC排,根据
F浮=ρ液gV排 可知,浮力的大小关系为:
FA<FB<FC ,故A错误;由图可知,A和B漂浮,C悬浮,则由浮沉条件可知:
GA=FA,GB=FB,GC=FC ,由于FA<FB<FC,所以GA<GB<GC ;由于正方体A、B、
C的体积相同,根据 可知,物体密度的大小关系:ρA<ρB<ρC ,
故B错误;因正方体分别处于漂浮或悬浮状态,则浮力等于自身重力,由阿基
米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,即说明容器中正方体
的重力等于正方体排开水的重力,即可以理解为,容器中正方体的重力补充
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了它排开的水的重力,所以三个容器内水
和物体的总重力相等;由于容器相同,所以
三个容器对桌面的压力关系为F甲=F乙=F丙 ,
因为容器底面积S甲=S乙=S丙,故由 可知,
p甲=p乙=p丙 ,故C正确;三个容器内水面高度相同,即h 相同,水的密度一定,
根据p=ρgh 可知,容器底受到水的压强关系为p甲′=p乙′=p丙′,由 可知,
容器底部受到水的压力大小关系为F甲=F乙=F丙 ,故D错误.故选C.
11.[不同物体不同液体][2023凉山州]如图所示,两个相同的圆柱形容器
放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体.将体积相同、密度不同
的实心球A、B分别放入容器中静止时,A球悬浮,B球漂浮,h1<h2 ,且两
种液体对容器底的压强相等,下列说法正确的是( )
A. 两个小球受到的重力:GA<GB
B. 两个小球受到的浮力:FA浮>FB浮
C. 两种液体的密度:ρ甲<ρ乙
D. 两个容器对桌面的压强:p甲>p乙
B
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【解答】根据题意可知,两种液体对容器底的压强相
等,由题知,h1<h2,由p=ρ gh 可知,两种液体的密
度关系为ρ甲>ρ乙 ,故C错误;A小球完全浸没在甲液体
中,排开甲液体的体积等于A小球的体积,B小球漂浮
在乙液体中,排开乙液体的体积小于B小球的体积,因为两小球体积相等,
所以两小球排开液体的体积关系为V排甲>V排乙 ,由阿基米德原理
F浮=ρ液 gV排可知,两个小球的浮力关系为:FA浮>FB浮 ,故B正确;因为A
小球在甲液体中悬浮,B小球漂浮在乙液体中,根据物体浮沉条件可知,
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受到的重力GA=F浮A,GB=F浮B ,所以两个小球的重力
关系为GA>GB ,故A错误;两种液体对容器底的压强
相等,受力面积相等,根据F=pS 可知,甲和乙两种液
体对容器底的压力相等;又因为容器为柱形容器且力
的作用是相互的,所以液体对容器底的压力等于液体
的重力和物体重力之和,由此可知两个容器对桌面的
压力关系为F甲=F乙 ,由于两个容器底面积相等,根据
可知,两个容器对桌面的压强关系为:p甲=p乙 ,
故D错误.故选B.
$$