内容正文:
10.3物体的浮沉条件及应用 同步习题
一、单选题
1.小滨同学看到烧杯中的鸡蛋沉在水底,于是,他不断向烧杯中均匀地加入食盐并搅拌,鸡蛋逐渐浮出水面,如图所示,在此过程中;鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象可能是( )
A. B.
C. D.
2.用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示,从此处匀速下放物块,直至物块恰好与水底接触,物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙所示(ρ水=1.0×103kg/m3)则( )
A.物块的质量为1kg B.物块浸没在水中受到的浮力为10N
C.物块的密度为2.25×103kg/m3 D.物块下表面受到水的最大压强为600Pa
3.如图所示,三个完全相同的玻璃缸装满了水,其中(a)中只有水,(b)水中漂浮着一只小鸭子,(c)水中漂浮着一只大鸭子。若把三个缸放到台秤上称量,可知它们的质量( )
A.(a)最大 B.(b)最大
C.(c)最大 D.一样大
4.刘星取一只空牙膏皮,一次将它挤瘪,一次将它撑开,两次都拧紧盖后,先后放入桌面上同一杯水中,结果如图甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A.牙膏皮在甲中受到的浮力大
B.牙膏皮在乙中受到的浮力大
C.牙膏皮在甲、乙中受到的浮力一样大
D.牙膏皮在甲、乙中受到的浮力无法比较
5.妈妈生日那天,小梦给妈妈煮饺子时发现,当把饺子放入沸腾的水中后,饺子先下沉到锅底,过了一会儿又上浮,最终漂浮在水面上。下列分析正确的是(不考虑饺子的吸水性)( )
A.饺子在下沉时,其密度小于水的密度
B.饺子上浮时,受到的浮力小于它所受的重力
C.饺子上浮时,受到的浮力等于它排开的水所受的重力
D.饺子漂浮时,受到的浮力大于它所受的重力
6.悬浮在水中的铁球( )
A.一定空心 B.可能空心
C.一定实心 D.无法判定
7.如图,一飞艇充入气体后的质量是1.5t,体积为1500m3(ρ空气=1.29kg/m3),下列关于飞艇的说法不正确的是( )(g取10N/kg)
A.用不会爆炸的氦气代替氢气做成的飞艇造价低廉、安全
B.飞艇的原理是浮力大于重力,可以漂在空中
C.该飞艇悬浮在空中时装入货物为435kg
D.如果装入货物是500kg,飞艇恰好匀速下降,阻力大小不变,要它匀速上升需要扔掉65kg的货物
8.在施工过程中,需要运送一定数量的石块放入海底施工。据此,如图所示,小明做了一个橡皮泥“船”,在“船”中放入一定数量的石块后放入水中,待船静止后,逐渐将石块取出并放入水中,下列说法正确的是( )
A.小船受到的浮力不变 B.小船浸在水中的体积变小
C.水面将上升 D.小船底部受到水的压强不变
二、填空题
9.如图所示为中国新一代通用型导弹驱逐舰,其排水量为7×103t,则驱逐舰满载时的总质量为 t;该驱逐舰从海洋驶入长江时所受到的浮力将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
10.将一个质量为80g、体积为的实心物体浸没于水中,此时该物体所受浮力大小为 N,松手后该物体将 (填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。(水的密度为,g取10N/kg)
11.将一个新鲜的鸡蛋分别浸入甲、乙两个水杯中,静止后如图所示,则鸡蛋在两液体中的浮力关系是F甲 F乙,两个杯中液体的密度关系是ρ甲 ρ乙。
12.一个物体的体积为,重0.8N,把它浸没在水中后放手,它将 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)。当该物体静止时排开水的体积为 。(,g取)
13.将一小物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后,有72g的水溢出;将其取出擦干后,再轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后,有64g的酒精溢出。则小物块在水中静止时受到的浮力为 N,小物块的密度是 g/cm3。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3)
14.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“=”)。
三、实验题
15.小红同学要用刻度尺、圆柱形玻璃筒和适量的水测量硫酸铜溶液的密度.以下是小红设计的实验步骤,请你按照她的实验思路,将实验步骤补充完整.
(1)她找到一根均匀的细木条,在细木条一端绕了几圈金属丝,用刻度尺测量出细木条的长度为L,并记录在表格中.
(2)把细木条放在水中漂浮,用刻度尺测出细木条露出水面部分的长度为L1,并记录在表格中.
(3) ,并记录在表格中.
(4)已知水的密度为ρ水,利用测量出的物理量和ρ水计算硫酸铜溶液的密度ρ= ,并将计算结果记录在表格中.
四、综合题
16.海水断崖是局部海水由于含盐量、温度等因素影响,密度小于周边海水密度的区域。潜艇在水下某深度航行,如突遭海水断崖,会因浮力突然变小而急剧掉向海底。大多数潜艇极限下潜深度是数百米,超过了这个深度就很可能会被海水压坏,造成事故。2014年中国的372潜艇遭遇海水断崖,全艇官兵克服变故造成的心理压力以及身体不适、巨大噪声导致指挥不畅等特殊情况,冷静处置,在180秒内完成上百个操作,成功让潜艇止落回浮,成为全球唯一一次遭遇海水断崖自救成功的案例。
(1)如果不考虑海水上下层密度的变化,那么潜艇从水面下开始下潜过程中受到海水的压强 ,浮力 ;(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)遭遇海水断崖时,潜艇下沉的原因是海水密度变小,潜水艇受到 变小,小于潜水艇的 ;
(3)欲使潜艇上浮,应 (选填“向水舱进水”或“向外排水”);
(4)若372潜艇体积为3000m3,潜入大海中受到的浮力为 N。(海水密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
试卷第1页,共3页
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
C
D
B
C
A
D
B
1.B
【详解】因为鸡蛋沉入水底时所受浮力小于鸡蛋的重力,随着盐水密度增大,根据公式
F浮=ρgV排
可知鸡蛋所受浮力逐渐增大,鸡蛋悬浮和漂浮时所受浮力等于鸡蛋的重力,浮力不再变化;所以,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象应该是开始浮力变大,后来不变;由分析可知,ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.C
【详解】A.由图可知,物体未浸入水中时测力计示数为18N,故物体的重力为
由可得,物块质量
故A错误;
B.由图像可知,当物块全浸入水中时,弹簧测力计的示数
物块浸没时受到的浮力为
故B错误;
C.由可得,物块排开水的体积
由于物块浸没,所以物块的体积
物块的密度
故C正确;
D.由图知,物块刚浸没时下表面所处的最大深度
则物块刚浸没时下表面受到的最大压强
故D错误;
故选C。
3.D
【详解】如图所示,(a)、(b)、(c)中水都是满的,但是(b)、(c)中都有漂浮物,根据阿基米德原理和物体的浮沉条件,可得F浮=G排=G鸭,鸭子排开水的重力等于鸭子受到的重力,而因为水都是满的,所以在(b)、(c)中鸭子排开的这部分水的质量与玻璃缸中剩余的水质量加起来等于玻璃缸装满时水的质量,又因为鸭子排开水的重力等于鸭子受到的重力,所以在(b)、(c)中鸭子的重力加上水的重力就等于玻璃缸装满的水的重力,即(a)中水的重力,又因为三个玻璃缸是完全相同的,所以把三个缸放到台秤上称量时,质量相等。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.B
【详解】牙膏袋的形状发生变化,但质量不变,所以
m甲=m乙,G甲=G乙
甲下沉
F浮甲<G甲
乙漂浮
F浮乙=G乙
所以
F浮甲<F浮乙
故选B。
5.C
【详解】A.饺子在下沉时,其运动状态是向下的,即重力大于浮力。根据浮沉条件,当物体下沉时,物体的密度大于液体的密度。因此,饺子在下沉时,其密度是大于水的密度的,故A错误;
B.饺子上浮时,其运动状态是向上的,即浮力大于重力。故B错误;
C.根据阿基米德原理,物体在液体中受到的浮力等于它排开的液体所受的重力。这个原理适用于所有在液体中的物体,无论它们是上浮、下沉还是漂浮。因此,饺子上浮时,受到的浮力确实等于它排开的水所受的重力,故C正确;
D.饺子漂浮时,其运动状态是静止的(相对于水面),即浮力等于重力。故D错误。
故选C。
6.A
【详解】因为铁的密度大于水的密度,放入水中一定是沉入水底,然而铁球悬浮在水中,故铁球一定是空心的,故A正确,BCD错误。
故选A
7.D
【详解】A.氦气的化学性质很不活泼,利用氦气代替氢气填充飞艇,是为了使用更加安全,故A正确,不符合题意;
B.飞艇内充入气体的密度一定比空气密度小,体积相等时,重力小于浮力,可以漂在空中,故B正确,不符合题意;
C.飞艇在空气中所受浮力为
因为在空中悬浮,所以,所以
由可知,,故C正确,不符合题意;
D.装入货物的重力为
飞艇的重力为
匀速竖直下降时,所受阻力向上,整体处于平衡状态,故:
解得阻力为
匀速竖直上升时,所受阻力向下,整体处于平衡状态,故:,则
扔掉物体的重力为为
扔掉物体的质量为,故D错误,符合题意。
故选D。
8.B
【详解】A.小船漂浮在水面上,受到的浮力等于它的总重力,逐渐将石块取出并放入水中,船的总重力变小,受到的浮力变小,故A错误;
B.小船受到的浮力变小,根据阿基米德原理可知,小船浸在水中的体积变小,故B正确;
C.石块取出并放入水中后,受到的浮力变小,则它排开水的体积变小,水面将下降,故C错误;
D.小船受到的浮力变小,则它排开水的体积变小,会上浮一些,小船底部在水中深度变小,小船底部受到水的压强变小,故D错误。
故选B。
9. 7×103 不变
【详解】[1]由
G=F浮=G排
可知,该驱逐舰满载时的总质量
m总=m排=7×103t
[2]驱逐舰从海洋驶入长江时,始终处于漂浮状态,根据物体的漂浮条件可知,驱逐舰受到的浮力与重力相等,驱逐舰的重力不变,则驱逐舰受到的浮力不变。
10. 1 上浮
【详解】[1]由阿基米德原理可知,物体浸没于水中后,所受浮力为
[2]由题意可知,物体所受重力为
因F浮>G,故松手后物体将上浮。
11. > >
【详解】[1][2]鸡蛋在甲、乙中的状态分别为悬浮和沉底,由物体的浮沉条件可知,甲水杯中液体的密度等于鸡蛋密度,乙水杯中液体的密度小于鸡蛋密度,即。根据阿基米德原理,甲、乙水杯中,排开液体的体积相等,所以。
12. 上浮 80
【详解】[1]当物体完全浸没时,当物体全部浸没在水中时受到的浮力
即,所以,把它浸没在水中后放手,物体上浮,最终处于漂浮状态。
[2]当物体静止后,漂浮在水面上,则;由得,物体静止时排开水的体积
13. 0.72 0.9
【详解】[1]该物块放在水中时,受到的浮力F浮=G排水=m排水g=0.072kg×10N/kg=0.72N
[2]该物块放在酒精中时,受到的浮力F浮′=G排酒精=m排酒精g=0.064kg×10N/kg=0.64N
通过上面的计算可得,物体在酒精中受到的浮力小于物块在水中所受的浮力,而物块的重力不变,因此物块放入酒精中是下沉,则根据F浮=ρ液gV排得
排开水的体积
因为排开水的体积小于排开酒精的体积,所以在水中漂浮。因为漂浮,所以物体的重力等于浮力(排开水的重力),即G物=G排水,则m物=m排水=72g=0.072kg
小物块的密度
14. 增大 <
【详解】[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
15. 把细木条放在硫酸铜溶液中漂浮,用刻度尺测出细木条露出水面部分的长度为L2
【详解】根据题意知道,小红同学是根据物体漂浮时浮力与重力相等的特点进行实验,所以步骤(3)应是:把细木条放在硫酸铜溶液中漂浮,用刻度尺测出细木条露出水面部分的长度为L2 ,并记录在表格中;
(4)根据漂浮的特点:细木条在水和硫酸铜溶液中受到的浮力相等知道,ρgS(L-L2)=ρ水gS(L-L1),所以硫酸铜溶液的密度是:ρ=
16.(1) 变大 不变
(2) 浮力 重力
(3)向外排水
(4)
【详解】(1)[1]不考虑海水上下层密度的变化,潜艇从水面下开始下潜过程中,海水的深度逐渐增大,由可知,潜艇受到海水的压强变大。
[2]不考虑海水上下层密度的变化,潜艇从水面下开始下潜过程中,潜艇排开海水的体积不变,由阿基米德原理可知,潜艇受到海水的浮力不变。
(2)[1][2]遭遇海水断崖时,海水密度变小,潜艇排开海水的体积不变,由阿基米德原理可知,潜艇受到海水的浮力变小,当潜水艇受到的浮力小于自身重力时,由沉浮条件可知,潜艇下沉。
(3)由于潜艇是通过改变自身重力来实现上浮或下沉的,所以为了使潜艇上浮,应减小潜艇自身重力,故应向外排水。
(4)潜艇体积为3000m3,潜入大海中受到的浮力
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