内容正文:
9.5物体的浮与沉
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.水平面上的两个相同柱形容器A、B,分别盛有体积相等的同种液体。将甲、乙两支不同的密度计放入液体中,处于下图所示的静止状态,下列判断正确的是( )
A.两密度计所受浮力
B.两密度计的质量
C.两密度计受到液体向上的压力
D.液体对容器底部的压力
2.一艘船从长江驶入大海时,船受的浮力会( )
A.不变 B.减小 C.增大 D.先变大后变小
3.如图所示,将同一个鸡蛋分别放入盛有不同液体的烧杯中,鸡蛋在甲杯中沉底,在乙杯中悬浮,在丙杯中漂浮,且各杯中液体深度相同。则三种液体的密度关系是( )
A. B.
C. D.
4.在学校举办的“自主创新实验”活动中,创新小组制作了如图所示的沉船打捞模型,用注射器通过胶管向“浮筒”中充气或从“浮筒”中抽气,就可以使“浮筒”上浮或下沉。若将“浮筒”从如图所示的位置上浮直至露出水面,从而带动沉船上浮(胶管在水中的体积变化忽略不计)。下列分析正确的是( )
A.“浮筒”上浮过程中所受的浮力逐渐变大
B.“浮筒”露出水面过程中排开水的重力逐渐变小
C.“浮筒”是通过改变自身体积实现上浮和下沉
D.当“浮筒”处于悬浮状态时向外抽气,其所受重力等于浮力
5.“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
6.小明制作了一只长12cm、宽5cm的小纸船,如图甲,图乙是按如图甲所示箭头方向观察到的船的主视图,向船内轻轻放入目前我们常用的一元硬币(约为6g),估测纸船最多能承载的硬币数目最接近于( )
A.20枚 B.40枚 C.60枚 D.80枚
7.把重5N、体积为6×10﹣4m3的物体投入水中,当物体静止时,下列说法正确的是( )
A.物体上浮F浮=6N B.物体悬浮F浮=5N
C.物体漂浮F浮=5N D.物体沉在水底F浮=6N
8.将一个不知何种材料做的物体挂在弹簧测力计下,称得重力为G。现把此物体浸没于煤油(密度为0.8×103kg/m3)中,再看弹簧测力计的示数为零,那么此物体的密度( )
A.等于0.8×103kg/m3 B.小于0.8×103kg/m3
C.大于0.8×103kg/m3 D.无法确定
9.如图所示是核潜艇训练时的情景。假设海水密度不变,关于该核潜艇,下列说法正确的是( )
A.靠改变排开海水的体积来实现上浮与下潜
B.在海面上漂浮时,排开的海水的重力等于自身的重力
C.在上浮过程中,所受的浮力逐渐变大
D.在下潜过程中,海水对核潜艇底部的压强不变
10.水平桌面上放置一底面积为S的薄壁圆筒形容器,内盛某种液体,将质量分别为、、,密度分别为、、的均匀实心小球A、B、C放入液体中,A球漂浮,B球悬浮,C球下沉,如图所示,它们所受的浮力分别为、、。下列说法中,错误的是( )
A.若,则
B.将C球截去部分后,剩余部分可能上浮
C.只取出A球,容器中液面的高度降低了
D.三球放入液体前后,液体对容器底部的压强变化了
二、填空题
11.一个小球所受的重力为5N、体积为5×10-4m3,将它浸没在水中时,小球所受浮力为 N,浮力的方向是 的。放开手后,小球将 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)。(g取10N/kg)
12.如图所示,盐水的密度为1.1g/cm3,空粒和瘪粒都漂浮在盐水中,饱满的种子沉在盐水的底部。则密度大于1.1g/cm3的是 (选填“空粒”、“瘪粒”或“饱满的种子”);为了挑选更加饱满的种子,应该 (选填“增大”或“减小”)盐水密度。
13.竹筏漂流是许多地区的旅游项目之一。如图所示,重60kg的竹筏载着总质量500kg的游客漂浮于水面,则竹筏受到的浮力为 N,竹筏排开水的体积为 m3。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
14.轮船
(1)原理:采用“空心法”,增大轮船排开水的体积,从而增大轮船受到的 。
(2)排水量:轮船装满货物时排开水的质量,m排=m船+m货。
15.
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
G
<G
G
=G
处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用
可以停留在液体任何深度处
是“上浮”过程的最终状态
是“下沉”过程的最终状态
处于静态,受平衡力作用
三、实验题
16.小明用一根圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。调节吸管内配重使吸管成功在水中处于竖直漂浮状态(图甲),接下来他们用笔在吸管与水面接触处做标记,量出该处到吸管底部的距离。
(1)标记处的密度值应该为 。
(2)吸管漂浮在其他液体中时(图乙),液面下方的深度,则 。
(3)小明又将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其他没有变化(图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
四、综合题
随着我国科技的进步和无数海洋人的努力和探索,“奋斗者”号载人深潜器于2020年11月10日,在马里亚纳海沟深度10909m处成功坐底,成为中国载人深潜新坐标。“奋斗者”号两侧配有压载铁,通过改变其数量来控制下沉、上浮或悬停。
17.“奋斗者”号是通过 的方法实现下潜或上浮的。
18.假定海水的密度处处相同,则“奋斗者”号在下潜过程中船体受到的压力变化是 。
19.追梦学习小组的同学们开展了用橡皮泥进行“造船”比赛的活动,看谁的小船装载的“货物”最多(船始终漂浮)。他们各自用相同的橡皮泥制作了一艘小船放在盛有不同体积水的相同水槽中,然后不同数量的相同泥丸当作“货物”装进去,最终水槽中水面相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A.图甲中的小船所受的浮力小
B.两艘小船排开水的重力相等
C.图乙中小船排开水的体积小
D.甲、乙两水槽底部受到水的压强大小相等
20.判断或计算液体密度大小有如下方法:
(1)自制简易密度计,如图所示将同一根密度计分别先后放入盛有甲、乙液体中,所受浮力分别是 F甲、F乙,甲、乙两种液体的密度分别是ρ甲、ρ乙,可以判断 F甲 F乙,ρ甲 ρ乙(均选填“>”“=”或“<”);
(2)现在小星有以下四根材料可以用于制作密度计,要求:1.密度计测量的液体密度范围在1000~1200kg/m3之间;2.盛放液体的水槽直径为 100mm。请你帮小星选一个最合适的材料作为密度计,并说明不选择其他材料的理由。
材料
密度(kg/m3)
长度/cm
底面积直径/cm
A
800
15
11
B
600
20
2
C
1500
25
1
D
2500
15
1.5
如图所示,打捞时先将若干个灌满水的浮筒与沉船固定在一起,然后给浮筒充气排出筒内的水,浮筒便可带着沉船上浮。请完成下面小题。
21.在给浮筒充气排出筒内水的过程中,忽略浮筒的体积变化,浸没在水中的浮筒受到的浮力 ,浮筒整体受到的重力 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
22.在打捞沉船时,将若干个浮筒与沉船固定后,浮筒与沉船受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)浮筒与沉船受到的重力时,沉船才可以上浮;在浮筒带着沉船从水底上浮的过程中,沉船底部受到水的压强变 。
学科网(北京)股份有限公司
《9.5物体的浮与沉》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
C
B
D
C
C
A
B
B
1.B
【详解】A.由图可知,因为两容器中装有体积相同的同种液体,放完密度计后B容器中的液面高,说明B排开液体的体积较大,而同种液体密度相等,根据可知,B中密度计所受浮力较大,即,故A错误;
B.因为两只密度计都漂浮在液体表面,所以,又因为,所以,根据可知,,故B正确;
C.因为两只密度计都漂浮在液体表面,根据浮力产生的原因可知,又因为,所以,故C错误;
D.由图可知,A中液面高度小于B中液面高度,而同种液体密度相等,根据可知,液体对容器底部的压强为,又因为两容器相同,故底面积相同,根据可知,液体对容器底部的压力为,故D错误。
故选B。
2.A
【详解】根据浮与沉的条件可知,漂浮物体所受浮力等于其重力。船从长江驶入大海时,虽然海水密度大于江水密度,但船始终处于漂浮状态,浮力始终等于船的总重力。由于船的总重力未变,因此浮力不变。故A正确,BCD错误。
故选A。
3.C
【详解】根据物体的沉浮条件,鸡蛋在甲杯中沉底,则鸡蛋密度大于甲液体的密度;鸡蛋在乙杯中悬浮,则鸡蛋密度等于乙液体的密度;鸡蛋在丙杯中漂浮,则鸡蛋密度小于丙液体的密度。所以三种液体的密度关系是。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.B
【详解】A.由可知,当浮筒完全浸没入水中,浮筒在上浮过程中所受的浮力不变,故A错误;
B.由可知,“浮筒”露出水面过程中排开水的体积变小,故受到的浮力变小,故B正确;
C.由浮沉原理可知,向“浮筒”中充气把里边的水排出,浮筒自身重力减小,或从“浮筒”中抽气,水进入浮筒,浮筒的自身重力增大,就可以使“浮筒”上浮或下沉,是靠改变“浮筒”的自身重力实现上浮或下潜。故C错误;
D.当“浮筒”处于悬浮状态时向外抽气,使水进入浮筒,其所受重力增大排开水的体积不变,故受到的浮力不变,重力大于浮力,故D错误。
故选B。
5.D
【详解】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。
6.C
【详解】由图可知,纸船的高度约为其长度的一半,所以纸船高约6cm;纸船在水面上漂浮,其排开水的体积最大值接近船的体积
由阿基米德原理得纸船受到的最大浮力为
一枚硬币重
则最多承载硬币数
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.C
【详解】如果物体浸没水中,则物体所受浮力为
物体重力G=5N,则F浮′>G,故物体将上浮,最后漂浮于水面上;当物体漂浮时,所受浮力等于自身重力,即
F浮=G=5N
故ABD错误,C正确。
故选C。
8.A
【详解】将一个物体挂在弹簧测力计下,称得重力为G,现把此物体浸没于煤油中,再看弹簧测力计的示数为零,这表明物体受到的浮力等于重力,由于物体全部浸没,物体此时处于悬浮状态,根据物体沉浮可得
故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
9.B
【详解】A.潜水艇在水中时,排开水的体积不变,是靠改变自身重力实现上浮和下潜。当潜水艇水舱进水时,潜艇自身重量增加,浮力小于重力,于是就下潜。反之,水舱中水排出艇外,潜水艇重量减轻,浮力大于重力,于是就上浮。故A错误;
B.潜水艇在海面上漂浮时,由漂浮条件和阿基米德原理可得
即受到的重力等于它排开海水的重力,故B正确;
C.在上浮过程中,海水的密度不变,潜水艇排开海水的体积不变,根据可知,所受的浮力不变,故C错误;
D.在下潜过程中,随着海水深度的增加,由可知海水对核潜艇底部的压强变大,故D错误。
故选B。
10.B
【详解】A.由图可知,小球A漂浮,小球B悬浮,小球C沉底。若,则,因物体悬浮或漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,物体下沉时受到的浮力小于自身的重力,所以,小球A和B受到的浮力等于自身的重力,小球C受到的浮力小于自身的重力,则,,即,故A正确,不符合题意;
B.因物体C的密度大于液体的密度,故物体C沉底,所以,将C球截去部分后,剩余部分的密度不变,剩余部分一定仍沉底,故B错误,符合题意;
C.由小球B在液体中悬浮可知,小球B的密度和液体的密度相等,则设液体的密度为,小球A漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,即
由可得,小球A排开液体的体积为
只取出A球,容器中液面降低的高度为
故C正确,不符合题意;
D.因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,由可得,B球和C球排开液体的体积分别为,
三球放入液体后,排开液体的总体积
容器内液体上升的高度为
三球放入液体前后,液体对容器底部的压强的变化量为
故D正确,不符合题意。
故选B。
11. 5 竖直向上 悬浮
【详解】[1]小球浸没在水中排开液体的体积为
小球所受浮力为
[2]浮力的方向与重力的方向相反,是竖直向上的。
[3]放开手后,由于小球受到的重力是5N,浸没在水中受到的浮力也为5N,即,根据物体的浮沉条件可知,小球将悬浮在水中。
12. 饱满的种子 增大
【详解】[1][2]饱满的种子沉在盐水的底部,说明饱满的种子的密度大于盐水的密度,即大于1.1g/cm3。为了挑选更饱满的种子,需要让沉底的一部分种子漂浮起来,所以需要增大盐水的密度。
13. 5600/5.6103 0.56
【详解】[1]因为竹筏载着游客漂浮在水面上,则。
[2]由得竹筏排开水的体积为。
14.浮力
【详解】轮船采用“空心”的办法,增大可以利用的排开液体的体积,由阿基米德原理可知,增大轮船受到的浮力,从而浮在水面上。
15. > = + < <
【详解】[1]物体上浮是运动过程,此时物体受非平衡力作用。上浮时,
[2]悬浮时物体处于静止状态,受力平衡,
[3]物体沉底时,静止在容器底,对物体受力分析,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和支持力,三力平衡,即
[4]浸没在液体中的物体,只要比较物体密度和液体密度的大小,就可以判断物体的浮沉,当时,物体下沉。
[5]只受重力和浮力的物体静止在液面上时,有一部分体积露出液面的状态,所以
16.(1)1
(2)1.2
(3)偏大
【详解】(1)由于吸管在水中漂浮,所以该处的密度值为水的密度,即。
(2)因为密度计漂浮在乙液体中,所受浮力等于本身受到的重力,也等于甲中水提供的浮力,根据求乙中液体密度
(3)小明将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化(图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,密度计重力不变,受到的浮力不变,排开液体体积不变,由于密度计的横截面积变大,则密度计进入液体中的深度变小,导致测量结果偏大。
17.改变压载铁数量 18.变大 19.AD
【解析】17.“奋斗者”号是通过改变压载铁数量,改变自身重力的方法实现下潜或上浮的。
18.假定海水的密度处处相同,则“奋斗者”号在下潜过程中船体在水中的速度变深,由得,“奋斗者”受到的压力变大。
19.A.由图知,甲图小船中的“货物”少,甲中小船的重力要小于乙中小船的重力,由于两只船都处于漂浮状态,浮力等于重力,故甲中的小船所受的浮力小,乙中的小船所受的浮力大,A正确;
BC.乙中的小船所受的浮力大,则乙小船排开水的重力较大;液体的密度相同,根据阿基米德原理可知,乙中小船排开水的体积大,甲中的小船所受的浮力小,根据阿基米德原理可知甲小船排开水的重力小,BC错误;
D.由题意知,小船中放入不同的“货物”时,甲、乙中水的深度相同,根据液体压强公式可知甲、乙两水槽底部受到水的压强大小相等,D正确。
故选AD。
20. = < 见解析
【详解】(1)[1]密度计在甲乙液体中,均处于漂浮状态,受到的浮力
[2]由图甲乙得,密度计在甲液体中排开液体的体积较大,由得
(2)[3]密度计在被测液体中,处于漂浮状态,则密度计的密度小于被测液体密度,故CD不选;A材料的直径为11cm=110mm,大于盛放液体的水槽直径100mm,不能放入容器中,则排除A。故选B。
21. 不变 变小 22. 大于 小
【解析】21.[1]根据阿基米德原理,浮力。充气过程中浮筒体积不变(不变),液体密度也不变,因此浮筒受到的浮力不变。
[2]充气排出筒内的水,浮筒的总质量减小,根据,浮筒整体受到的重力变小。
22.[1]物体上浮的条件是“浮力大于重力”,因此浮筒与沉船受到的浮力大于其总重力时,沉船才能上浮。
[2]上浮过程中,沉船底部所处的水的深度逐渐减小,根据液体压强公式,沉船底部受到水的压强变小。
学科网(北京)股份有限公司
$