内容正文:
专题9.4 物体的浮与沉【一大题型】
【沪科版2024】
【题型1探究浮力的大小与排开液体重力的关系】 1
【题型2 阿基米德原理】 6
【题型3 浮力有关的计算】 9
知识点1:物体的浮沉条件
平衡状态:
非平衡态:
知识点2:物体浮沉条件的应用
1、 密度计的原理:用密度计测量液体的密度时,它所受的浮力总是等于它的重力,根据密度计浸入液体的深度就可以从刻度上读出液体的密。
2、 盐水选种的原理:把种子放在一定浓度的盐水里,利用浮力把好种子和坏种子分开来。
3、 潜水艇的浮沉原理 :潜水艇的原理是靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。
4、 热气球的升降原理:热气球的升降原理是利用里面充的气体的密度小于空气的密度,空气产生的浮力大于自身的重力来升空;利用减小浮力来下降。
【题型1物体的浮与沉及其应用】
【例1】如图所示,新鲜鸡蛋沉在盛有纯水的容器底部,若要其上浮,可加(已知)( )
A.清水 B.食用油 C.盐 D.酒精
【变式1-1】如图所示,这是我国055型万吨级驱逐舰“延安”号。该舰满载排水量为12000t,吃水深度为6.6m。(g取)下列说法正确的是( )
A.满载的“延安”号从低密度海域驶入高密度海域时受到的浮力变大
B.“延安”号能浮在海面上是由于使用的钢材的密度小于海水的密度
C.演习时,当“延安”号成功发射导弹后,相对于液面,“延安”号将下沉一些
D.“延安”号满载排开海水的体积为
【变式1-2】水平桌面上甲、乙两个相同容器中,分别盛有等体积但密度不同的液体。现将等质量的A、B两个小球放入其中,小球静止后的状态如图所示。下列说法正确的是( )
A.A、B两个小球所受浮力的大小关系为
B.液体密度的大小关系为
C.容器底部所受液体压强的大小关系为
D.容器对桌面的压力的大小关系为
【变式1-3】俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉。对此现象,下列说法正确的是( )
A.李子浸没在水中后,下沉过程中所受浮力大小不变
B.西瓜漂浮时所受浮力大于重力
C.李子下沉过程中所受水的压强不变
D.西瓜的密度比李子的密度大
【变式1-4】两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底;放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.小球A的质量大于小球B的质量
B.甲液体的密度小于乙液体的密度
C.小球A在甲液体中受到的浮力等于在乙液体中的浮力
D.在甲液体中容器底对小球A的支持力大于对小球B的支持力
【变式1-5】(23-24八年级下·四川遂宁·期末)“我劳动,我快乐。”小明放学帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面,西红柿沉在盆底。他用所学的物理知识对此现象作出一些分析,其中正确的是( )
A.茄子受到的浮力小于它受到的重力
B.茄子受到的浮力大于西红柿受到的浮力
C.西红柿排开水的重力等于自身的重力
D.西红柿的密度大于茄子的密度
【变式1-6】盐水选种是我国古代劳动人民的发明的一种巧妙的挑选种子的方法,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,则漂浮于盐水面的是次种,沉入容器底的是良种,有关盐水选种过程中下列说法正确的是( )
A.良种所受浮力大于重力,次种所受浮力小于重力
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
【变式1-7】小明用吸管、铁丝等制作了一个简易密度计,将其放入水中时,密度计不能直立,应 (选填“增大”或“减小”)吸管中铁丝的质量;改进后,分别用它测量甲、乙两种液体的密度,如下图所示。则甲、乙两种液体的密度关系是 (选填“>”“<”或“=”)。
【变式1-8】如图为我国自主研发的、位于世界领先水平的多功能大型中远程海洋监察船,该船满载时的排水量为10000t,则满载静止在海面上时所受到的浮力为 N。当该船从黄浦江驶向东海海域时,其所受浮力将 (选填“变大”“变小”或“不变”),相对于液面,船身将 (选填“上浮”或“下沉”)一些。(g取10N/kg)
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专题9.4 物体的浮与沉【一大题型】
【沪科版2024】
【题型1探究浮力的大小与排开液体重力的关系】 1
【题型2 阿基米德原理】 6
【题型3 浮力有关的计算】 9
知识点1:物体的浮沉条件
平衡状态:
非平衡态:
知识点2:物体浮沉条件的应用
1、 密度计的原理:用密度计测量液体的密度时,它所受的浮力总是等于它的重力,根据密度计浸入液体的深度就可以从刻度上读出液体的密。
2、 盐水选种的原理:把种子放在一定浓度的盐水里,利用浮力把好种子和坏种子分开来。
3、 潜水艇的浮沉原理 :潜水艇的原理是靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。
4、 热气球的升降原理:热气球的升降原理是利用里面充的气体的密度小于空气的密度,空气产生的浮力大于自身的重力来升空;利用减小浮力来下降。
【题型1物体的浮与沉及其应用】
【例1】如图所示,新鲜鸡蛋沉在盛有纯水的容器底部,若要其上浮,可加(已知)( )
A.清水 B.食用油 C.盐 D.酒精
【答案】C
【解析】A.向杯内加水、不会改变水的密度,不能增大鸡蛋受到的浮力,不能使鸡蛋上浮,故A不符合题意;
B.向杯中加植物油,植物油不溶于水,不会改变水的密度,不能增大鸡蛋受到的浮力,不能使鸡蛋上浮,故B不符合题意;
C.向杯中加盐,盐溶解后,使水的密度增大,在鸡蛋排开水的体积不变的情况下,由知道,鸡蛋受到的浮力增大,当受到的浮力大于鸡蛋重时,鸡蛋将上浮,故C符合题意;
D.向杯中加酒精,只能使杯内水的密度减小,使鸡蛋受到的浮力减小,不能使鸡蛋上浮,故D不符合题意。
故选C。
【变式1-1】如图所示,这是我国055型万吨级驱逐舰“延安”号。该舰满载排水量为12000t,吃水深度为6.6m。(g取)下列说法正确的是( )
A.满载的“延安”号从低密度海域驶入高密度海域时受到的浮力变大
B.“延安”号能浮在海面上是由于使用的钢材的密度小于海水的密度
C.演习时,当“延安”号成功发射导弹后,相对于液面,“延安”号将下沉一些
D.“延安”号满载排开海水的体积为
【答案】D
【解析】A.满载的“延安”号从低密度海域驶入高密度海域时,始终处于漂浮状态,受到的浮力等于重力,重力不变,浮力不变,故A错误;
B.“延安”号能浮在海面上是由于轮船做成空心,增大排开水的体积,故B错误;
C.演习时,当“延安”号成功发射导弹后,船的重力减小,受到的浮力减小,由得,船排开液体的体积减小,相对于液面,“延安”号将上浮一些,故C错误;
D.由得,“延安”号满载排开海水的体积为
故D正确。
故选D。
【变式1-2】水平桌面上甲、乙两个相同容器中,分别盛有等体积但密度不同的液体。现将等质量的A、B两个小球放入其中,小球静止后的状态如图所示。下列说法正确的是( )
A.A、B两个小球所受浮力的大小关系为
B.液体密度的大小关系为
C.容器底部所受液体压强的大小关系为
D.容器对桌面的压力的大小关系为
【答案】A
【解析】A.甲中A小球漂浮,乙中B小球悬浮,浮力都等于自身重力,由于A、B两小球质量相等,根据可知,两小球重力也相等,故两小球受到的浮力也相等,故A正确;
B.由图可知,A小球体积小于B小球体积,由于A、B两小球质量相等,根据可知,A小球密度大于B小球密度,A小球在甲液体中漂浮,则甲液体密度大于A小球密度,B小球在乙液体中悬浮,则乙液体密度等于B小球密度,故甲液体密度大于乙液体密度,故B错误;
C.甲、乙容器中液体体积相等,甲液体密度大于乙液体密度,根据可知甲中液体质量更大,根据可知,甲中液体重力更大;两小球重力相等;因为甲、乙为柱形容器,容器底部受到的液体压强为,甲容器底部所受液体压强更大,故C错误;
D.容器对桌面的压力等于容器、液体和小球的总重力,甲、乙容器重力相同,小球重力也相同,甲中液体重力更大,故甲容器对桌面的压力更大,故D错误。
故选A。
【变式1-3】俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉。对此现象,下列说法正确的是( )
A.李子浸没在水中后,下沉过程中所受浮力大小不变
B.西瓜漂浮时所受浮力大于重力
C.李子下沉过程中所受水的压强不变
D.西瓜的密度比李子的密度大
【答案】A
【解析】A.李子浸没后,排开水的体积等于李子的体积,在下沉过程中不再变化,根据可知,下沉过程所受浮力大小不变,故A正确;
B.西瓜漂浮时所受浮力与重力相等,故B错误;
C.李子下沉过程中,所处深度h变大,根据可知,所受水的压强变大,故C错误;
D.由于西瓜漂浮在水面上,则;李子在水中下沉,则,所以,故D错误。
故选A。
【变式1-4】两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底;放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.小球A的质量大于小球B的质量
B.甲液体的密度小于乙液体的密度
C.小球A在甲液体中受到的浮力等于在乙液体中的浮力
D.在甲液体中容器底对小球A的支持力大于对小球B的支持力
【答案】B
【解析】AB.在乙液体中,A漂浮,则A的密度小于乙液体的密度;B下沉,B的密度大于乙液体的密度;比较可知,A的密度小于B的密度,两个小球的体积相同,根据m=ρV,A的质量小于B的质量;A、B实心小球在甲液体中均下沉,则甲液体的密度均小于两个小球的密度,乙液体的密度大于A的密度,所以甲液体的密度小于乙液体的密度,故A错误,B正确;
C.由图可知,在甲液体中A球下沉,则GA>F浮甲,在乙液中A漂浮,GA=F浮乙,所以F浮甲<F浮乙,故C错误;
D.由G=mg可知GA<GB,由于A、B在甲液体中都沉底,由F浮=ρgV排可得,两球在甲液体中受到的浮力相同,则根据G=F浮+F支可知,支持力F支=G-F浮,所以,F支A<F支B,故D错误。
故选B。
【变式1-5】(23-24八年级下·四川遂宁·期末)“我劳动,我快乐。”小明放学帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面,西红柿沉在盆底。他用所学的物理知识对此现象作出一些分析,其中正确的是( )
A.茄子受到的浮力小于它受到的重力
B.茄子受到的浮力大于西红柿受到的浮力
C.西红柿排开水的重力等于自身的重力
D.西红柿的密度大于茄子的密度
【答案】D
【解析】A.茄子漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件可知,茄子受到的浮力等于它受到的重力,故A错误;
B.茄子漂浮在水面上,茄子受到的浮力等于它受到的重力,西红柿沉在水底,西红柿受到的浮力小于它受到的重力,由于不知道茄子和西红柿的质量关系,无法比较二者受到浮力的大小关系,故B错误;
C.西红柿沉在盆底,根据物体的浮沉条件可知,西红柿受到的浮力小于它受到的重力,即西红柿排开水的重力小于自身的重力,故C错误;
D.根据物体的浮沉条件可知,西红柿下沉,说明西红柿的密度大于水的密度;茄子漂浮,说明茄子的密度小于水的密度,所以西红柿的密度大于茄子的密度,故D正确。
故选D。
【变式1-6】盐水选种是我国古代劳动人民的发明的一种巧妙的挑选种子的方法,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,则漂浮于盐水面的是次种,沉入容器底的是良种,有关盐水选种过程中下列说法正确的是( )
A.良种所受浮力大于重力,次种所受浮力小于重力
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
【答案】B
【解析】A.良种下沉,所受浮力小于重力,次种漂浮,所受浮力等于重力,故A错误;
B.若良种和次种的体积相同,良种排开的水的体积大,由F浮=ρ液V排g知道,良种受到的浮力较大,故B正确;
C.若盐水选种时所用盐水的密度都大于所有种子的密度,所有种子将漂浮,无法选种,故C错误;
D.更饱满种子的密度更大,若要选出更饱满种子,则需要往盐水中加入适当的盐,增大盐水的密度,故D错误。
故选B。
【变式1-7】小明用吸管、铁丝等制作了一个简易密度计,将其放入水中时,密度计不能直立,应 (选填“增大”或“减小”)吸管中铁丝的质量;改进后,分别用它测量甲、乙两种液体的密度,如下图所示。则甲、乙两种液体的密度关系是 (选填“>”“<”或“=”)。
【答案】 增大 <
【解析】[1]小明将自制的密度计放入水中,密度计不能直立漂浮,应降低其重心,故需要增加吸管中铁丝质量,使其重心降低。
[2]因为密度计在甲、乙两种液体中时,都是漂浮状态,所以
设密度计的底面积为S,则根据
设密度计在甲、乙两液体中距离液面的深度分别为H、h,即有
因为
所以
【变式1-8】如图为我国自主研发的、位于世界领先水平的多功能大型中远程海洋监察船,该船满载时的排水量为10000t,则满载静止在海面上时所受到的浮力为 N。当该船从黄浦江驶向东海海域时,其所受浮力将 (选填“变大”“变小”或“不变”),相对于液面,船身将 (选填“上浮”或“下沉”)一些。(g取10N/kg)
【答案】 1×108 不变 上浮
【解析】[1]满载静止在海面上时所受到的浮力为
F浮=G排=m排g=10000×103kg×10N/kg=1×108N
[2][3]船从黄浦江驶向东海海域的过程中始终处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,由船的重力不变可知,船受到的浮力不变,因为
ρ海水>ρ江水
由F浮=ρ液gV排可知,排开海水的体积比排开江水的体积小,所以,船要上浮一些。
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学科网(北京)股份有限公司
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