内容正文:
第六讲 浮 力
第2节 物体的浮沉条件及其应用
1.(2024·内江)“青岛号”导弹驱逐舰从海洋驶入长江时,受到的浮力和吃水深度的变化是(ρ海水>ρ水,忽略驱逐舰自重的变化)( )
A.浮力变大 B.浮力不变
C.吃水深度变小 D.吃水深度不变
2.(2024·广安)2023年4月,我国东部战区组织了环台岛军事演习。当参演的航空母舰——“辽宁舰”上的战斗机从军舰上起飞后( )
A.飞行的战机以航母为参照物,是静止的
B.航母所受浮力变小,会上浮一些
C.航母所受浮力不变,排开水的体积不变
D.航母两侧水域流速大的位置压强大
基础巩固
答案
B
B
3.(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沉
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
答案
C
4.(2024·苏州)将鸡蛋放入盐水中出现如图所示的状态,缓慢向杯中加盐或水使鸡蛋悬浮,下列说法正确的是( )
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
答案
D
5.(2024·新疆)人体密度跟水的密度差不多。质量为40 kg的小明套着游泳圈(游泳圈重力不计)在游泳池中漂浮时,小明浸在水中的体积为他的体积的,则游泳圈浸在水中的体积约为( )
A.10 dm3 B.20 dm3
C.30 dm3 D.40 dm3
答案
A
6.(2024·临沂)水平桌面上的两个相同的烧杯中盛有两种不同的液体,两个相同的物块在液体中静止时两液面相平,如图所示。下列选项中的物理量,相等的是( )
A.两物块底部受到的压力
B.两物块排开液体的质量
C.两液体对烧杯底的压强
D.两烧杯对桌面的压强
答案
B
7.(2024·泸州改编)如图所示,甲、乙两个相同的平底烧杯放在水平桌面上,在两个烧杯中加入适量的清水,乙烧杯水面上漂浮有冰块,两杯水面恰好一样高,下列判断正确的是( )
甲 乙
A.甲烧杯对桌面的压力小于乙烧杯对桌面的压力
B.甲烧杯对桌面的压强小于乙烧杯对桌面的压强
C.乙烧杯中冰块熔化后,水对烧杯底的压力增大
D.乙烧杯中冰块熔化后,水对烧杯底的压强不变
答案
D
8.(2024·德阳)盛有适量水的柱形容器静止于水平桌面上,先把质量与碗相等的土豆放置于碗中,并将其放入柱形容器的水中处于漂浮状态如图甲所示;再把土豆从碗中取出轻放入水中,静止时土豆沉底、碗处于漂浮状态如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.水对碗减少的浮力(甲、乙图对比)等于乙图中水对
土豆的浮力
B.乙图中水对碗的浮力小于水对土豆的浮力
C.甲图容器中的水对容器底部的压强大于乙图容器中的水对容器底部的压强
D.甲图容器对地面的压强大于乙图容器对地面的压强
答案
C
甲 乙
9.(2024·贵州)泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示,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。
答案
上浮
大于
10.(2024·达州)如图所示,一重为20 N的正方体木块静止在盛水的薄壁柱形容器中,已知容器底面积S=200 cm2,则木块下底面受到水的压力为________ N,木块放入容器前后水对容器底部的压强变化量为________Pa。
答案
20
1 000
11.(2024·广安)如图甲所示,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,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)
答案
16
甲
乙
4
12.(2024·齐齐哈尔)如图所示,有一个内外壁皆为圆柱形的平底容器,内装足够深的水。将一个质地均匀的正方体物体悬挂在竖直放置的弹簧测力计下(图中未画出弹簧测力计)。当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为7 N;当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为4 N。现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时,所受到的浮力是______N,该物体的密度为__________kg/m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
答案
9
0.9×103
13.(2024·连云港)质量为2 kg的物体放置在水平桌面上,底面积为2×10-2 m2,体积为3×10-3 m3。求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)该物体对桌面的压力;
(2)该物体对桌面的压强;
(3)该物体浸没在水中释放后,静止时受到的浮力。
解:(1)该物体对桌面的压力
F=G=mg=2 kg×10 N/kg=20 N
(2)该物体对桌面的压强
p===1×103 Pa
解
(3)当物体浸没在水中时所受的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3×10-3 m3=30 N
因为F浮>G,所以,物体静止时处于漂浮状态,则静止时受到的浮力F浮'=G=20 N
解
14.(2024·江西)如图所示,水平桌面上的平底薄壁容器(重力忽略不计)底面积为0.01 m2,容器内盛有质量为4 kg的水。一实心木块漂浮在水面上,木块的质量为0.6 kg,体积为1×10-3 m3。g取10 N/kg,求:
(1)木块的密度;
(2)木块受到的重力;
(3)木块受到的浮力;
(4)此时容器对水平桌面的压强。
解:(1)木块的密度ρ===0.6×103 kg/m3
(2)木块受到的重力
G=mg=0.6 kg×10 N/kg=6 N
解
(3)木块漂浮时,受到的浮力等于木块的重力,即:
F浮=G=6 N
(4)容器对水平桌面的压力等于容器中水和木块的总重力,即:F=G总=m总g= (4 kg+0.6 kg)×10 N/kg=46 N
容器对水平桌面的压强
p===4 600 Pa
解
15.(2023·福建)小华利用氦气球与探空仪了解空气状况。如图甲所示,质量为0.4 kg的探空仪静止在水平桌面上,与桌面接触面积为0.02 m2。在室内测试时,将探空仪固定在充有氦气的气球上,释放后氦气球恰好能携带探空仪悬浮在空中,如图乙所示。已知球壳质量为0.23 kg,球内氦气的密度为0.17 kg/m3,室内空气的密度为1.22 kg/m3(g取10 N/kg)。求:
(1)探空仪所受的重力;
(2)探空仪对水平桌面的压强;
(3)悬浮时氦气球的体积(计算浮力时,
不计探空仪的体积和球壳的厚度)。
甲
乙
解:(1)探空仪的重力
G=mg=0.4 kg×10 N/kg=4 N
(2)探空仪对水平桌面的压力F=G=4 N
探空仪对水平桌面的压强
p===200 Pa
(3)气球悬浮,则
F浮=G=(m+m壳+m氦气)g ①
不计探空仪的体积和球壳的厚度,则氦气球受到的浮力F浮=ρ空气gV球 ②
氦气的质量m氦气=ρ氦气V球 ③
联立①②③可得:悬浮时氦气球的体积
V球===0.6 m3
解
能力提升
1.(2024·福建)质量为m0的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为m1、m2、m3,不计细针体积。下列判断正确的是( )
A.甲图中,水对杯底的压力为(m1-m0)g
B.乙图中,草莓的质量为m2-m1-m0
C.丙图中,草莓排开水的体积为
D.丙图中,细针对草莓的压力为(m3-m2-m0)g
答案
C
甲 乙 丙
2.(2024·凉山州)如图甲所示,不吸水的石块m叠放在浸在水中的木块M上保持静止,石块的重力为4 N、体积为200 cm3,木块的重力为8 N、底面积为200 cm2,此时木块M排开液体的体积为________cm3。当按图乙的方式连接静止时,木块M底部受到水的压强为__________Pa。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
甲 乙
答案
1 200
500
3.(2024·湖北)小华在喝完口服液后,想通过实验测出空瓶材质的密度,但是他只找到了量筒,于是进行了如下实验操作:
甲 乙 丙
如图甲,在量筒中注入适量的水,读出量筒的示数V1=70 mL;
如图乙,将空瓶放入水中,空瓶漂浮在水面上,读出量筒的示数V2=80 mL;
如图丙,将空瓶压至水下,空瓶被量筒中的水注满后沉底,读出量筒的示数V3。
(1)空瓶漂浮时浮力______重力,沉底后浮力______重力。(均选填“>”“<”或“=”)
(2)V3=______mL,空瓶材质所占的体积为______mL。
(3)空瓶材质的密度为________________kg/m3。(水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3)
答案
=
<
74
4
2.5×103
拓展思维
1.(2024·达州)如图所示,水平桌面上两相同电子秤,上面分别放有相同的圆柱形容器,容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的A、B两个小球分别放入液体中静止时,A球沉底、B球漂浮,此时液体深度h甲<h乙,液体对容器底部压强相等。下列说法正确的是( )
A.液体密度ρ甲<ρ乙
B.两小球受到的浮力FA=FB
C.两电子秤示数相等
D.将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),
左侧电子秤示数变化较大
答案
D
甲 乙
2.(2024·枣庄)将一底面积为200 cm2的圆柱形容器放置于水平面上,容器内放一个底面积50 cm2、高20 cm的圆柱体,如图甲所示,缓慢向容器中注水到一定深度时圆柱体漂浮,继续注水到25 cm时停止,在整个注水过程中,圆柱体始终处于直立状态,其注水质量m与容器中水的深度h的关系图像如图乙所示(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg),则以下说法正确的是( )
A.当圆柱体漂浮时,露出水面的高度为9 cm
B.圆柱体的密度为0.64×103 kg/m3
C.注水停止时,水对圆柱体底部的压强为
2 500 Pa
D.向容器内注水的总质量是4 200 g
答案
D
甲 乙
$$