内容正文:
姓名_________ 日期______ 等第_____
第19课时 物体的浮与沉
【考点突破】
考点一 物体的浮沉条件
例1、将重为4N、体积为5×10-4m3的物体投入一装有适量水的烧杯中,当物体静止时,下列判断正确的是(g取10N/kg)( )
A. 物体悬浮,F浮=4N B. 物体漂浮,F浮=5N
C. 物体漂浮,F浮=4N D. 物体沉底,F浮=5N
例2、将新鲜度不同的甲、乙两只鸡蛋放入水中,静止时的状态如图所示,下列说法正确的是( )
A. 若甲、乙体积相等,则甲受到的浮力小
B. 若甲、乙质量相等,则甲受到的浮力小
C. 向杯中加盐水后,乙受到的浮力变大
D. 向杯中加酒精后,乙受到的浮力变大
例3、如图所示,小明洗碗时发现,向漂浮在水面上的碗中加水,碗浸入水的深度越来越大,当水量增加到一定程度时,碗浸没在水中,直至沉底。假如碗里水的质量是缓慢均匀增加的,则下列关于碗受到的浮力随时间变化规律的图像可能是( )
考点二 物体浮沉条件的应用
例4、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江水,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
例5 潜水艇对保卫我国的南海起着重要的作用。潜水艇是靠改变____________来实现上浮和下潜的,如图所示是同一艘潜水艇在水面下正在上浮和下潜时的情景,其中图____(甲/乙)正在下潜,在下潜过程中,海水对潜水艇上下表面的压力差______(变大/不变/变小)。(设海水密度不随深度变化)
例6、如图所示,潜艇在海水下从高密度水层驶入低密度水层时,急速掉落的现象称为“掉深”。下列说法错误的是( )
A. 潜艇遭遇“掉深”时,所受浮力变小
B. 潜艇在高密度水层中下潜,所受的水的压强变大
C. 潜艇悬浮在高密度水层和低密度水层中,重力不变
D. 潜艇从刚要露出水面至漂浮在水面的过程中,所受浮力变小
考点三 设计制作简易密度计
例7、小明用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。制作时,小明先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态(如图甲),用笔在吸管上标记此时水面位置A;取出吸管,量出A点至封口端的距离H,通过分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3的位置并标上密度值。使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
(1) A位置处的刻度值为______g/cm3。
(2) 吸管漂浮在其他液体中时(如图乙),液面下方的深度h=__________(用ρ水、ρ液、H表示)。
(3) 管壁上标注的4个刻度值,相邻两刻度值之间的距离__________(相等/不相等)。
(4) 小明突发奇想,将铁丝密绕在吸管外侧,其他没有变化(如图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果______(偏大/无变化/偏小)。
(5) 小明自制了三个密度计放置在同一种液体中(如图丁),精确程度最高的是______。
【知能达标】
1. 有一质量分布均匀的物体漂浮在水面上,有四分之一的体积露出水面,将露出水面部分切去后,剩余浸在水中的部分将( )
A. 上浮 B. 下沉
C. 静止不动 D. 无法确定
2. 小明星期天给家里的金鱼缸换水,他刚把鱼缸装满水时,不小心将一个质量为20g的小物块掉入鱼缸中,此时从鱼缸中溢出14g水,则小物块在鱼缸中将会( )
A. 上浮 B. 下沉
C. 悬浮 D. 无法判断
3. 将鸡蛋放入盐水中出现如图所示状态,缓慢向杯中加盐或水使鸡蛋悬浮,下列说法正确的是( )
A. 加盐可以让鸡蛋悬浮
B. 鸡蛋悬浮时液体密度大
C. 鸡蛋悬浮时所受的浮力大
D. 鸡蛋悬浮时液体对杯底的压强大
4. 如图所示,盛有不同液体的甲、乙两相同容器放在水平桌面上,完全相同的a、b两均匀实心物体静止在液体中,此时两液面相平,a、b两物体所受浮力为Fa、Fb,甲、乙容器底部受到液体的压强分别为p甲、p乙,则以下判断正确的是( )
A. Fa=Fb,p甲=p乙 B. Fa<Fb,p甲<p乙
C. Fa>Fb,p甲<p乙 D. Fa=Fb,p甲>p乙
5. 如图所示是伽利略彩球温度计:在密闭的玻璃容器中装入一种密度会随温度升高而减小的特殊液体,液体中有5个体积相等,密度不同且标有温度示数的小球,小球不吸收液体且热胀冷缩可以忽略不计,当有小球悬浮时,悬浮小球上标有的温度值就是当前环境的温度。如图所示是这个测温装置的示意图,其中小球3上所标温度值为25℃。相邻标号的小球上所标的温度值间隔为2℃,则下列说法正确的是( )
A. 27℃时,小球2处于漂浮状态
B. 小球2在27℃时所受的浮力小于25℃时所受的浮力
C. 若有3个小球漂浮,2个小球沉底,则环境温度在23℃至25℃之间
D. 若要增大该装置能测得的最高温度,可增加一个与小球5体积相等但质量更大的小球
6. 一个重为0.5N的木块放入装有水的烧杯中,木块处于漂浮状态,则木块受到的浮力是______N。若再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒入浓盐水,则木块受到的浮力将______(变大/不变/变小)。
7. 将一个小物块放入容积为240mL的杯内,向杯中加入204g水或160g酒精都恰能将杯盛满,则小物块在水中静止时的状态为______(漂浮/悬浮/沉底),小物块的体积为______cm3,密度为__________kg/m3。(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
8. 科学项目化小组用塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等材料,制作了一只潜水艇模型并进行了展示活动,如图甲所示。
(1) 潜水艇模型要实现上浮和下沉的原理是改变__________(自身重力/浮力)。
(2) 如果潜水艇从a处到达b处,如图乙所示,需通过“进、排气管”为水舱______(注入/排出)气体。
(3) 该潜水艇在同一水缸内分别处于a、b、c处(a漂浮,b悬浮,c沉底)时,受到的浮力相同的是________(填字母)。
9. 如图所示,先在量筒内放入适量的水,液面刻度为V1;再将小瓷杯浸没于水中,液面刻度为V2;最后捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒,使其浮于水面(水未损失),液面刻度为V3,小瓷杯密度的表达式为ρ杯=__________(用V1、V2、V3和ρ水表示)。实验完毕后发现小瓷杯内的水未倒干净,则所测结果______(偏大/不变/偏小)。
10. 在洋口港玩耍的小科突发奇想,如果地球对所有物体的引力都突然减小一半,水上轮船所受的浮力和浮沉情况会怎样变化呢?你的看法是这艘轮船的浮力将______(变大/不变/变小),它的位置将____________(上浮一些/不变/下沉一些)。
11. 如图甲,把棱长为0.1 m的正方体木块放入水中,静止时有2/5的体积露出水面,如图乙所示,把木块放入另一种未知液体中,静止时有1/2的体积露出液面。(g取10 N/kg)
(1) 木块受到水的浮力为______N,木块的密度为________kg/m3。
(2) 甲、乙两图中液体对木块底部的压强分别为p1、p2,则p1____(>/=/<)p2,未知液体的密度为__________kg/m3。
12. 跨学科实践小组在粗细均匀的吸管一端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的两端封闭起来,制作了简易密度计。
(1) 如图甲,这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,液体的密度越大,它浸没在液面下的长度h越____(长/短)。
(2) 如图乙为制作好密度计的一部分,其量程A至C为1~1.5g/cm3。若把该密度计放入某种液体中,液面位置恰好在AC的中点B,则这种液体的密度为______g/cm3。
(3) 若只增加配重,该密度计C处对应的刻度值将______(变大/变小);在配重不变的情况下,为了提高测量精确度,宜选用更____(粗/细)的吸管。
13. 如图所示,请画出鸡蛋在液体中上浮时的受力示意图。
14. 如图所示,将棱长为10cm的实心立方体木块轻轻放入盛满水的溢水杯内,待木块静止时,从溢水杯中溢出了550g水,g取10N/kg。
(1) 求木块静止时受到的浮力大小。
(2) 求木块的密度。
(3) 将该木块浸入密度为1.1g/cm3的盐水中,当木块静止时排开盐水的体积是多少?
15. 轮船的排水量是指轮船满载时排开水的质量。一艘轮船的排水量是2×104t,如图所示,轮船自重为9×107N。(g取10N/kg)
(1) 满载后在江中航行时,所受浮力有多大?
(2) 轮船最多能装多少吨的货物?
(3) 满载时,轮船浸入水中的体积是多少立方米?
参考答案
【考点突破】
例1、C;例2、B;例3、D;例4、B;
例5、自身重力;乙;不变;
例6、C;
例7、1;ρ水H/ρ液;不相等;偏大;②;
【知能达标】
1、A;2、B;3、D;4、D;5、C;
6、0.5;不变;
7、漂浮;40;0.9×103;
8、自身重力;排出;b、c ;
9、ρ水(V3−V1)/(V2−V1);不变;
10、变小;不变;
11、6;0.6×103;=;1.2×103;
12、短;1.2;变大;细;
13、如图所示;
14、(1) 木块受到的浮力F浮=G排=m排g=
0.55kg×10N/kg=5.5N
(2) 木块在水中静止时处于漂浮状态,则G木=F浮,因为F浮=G排,所以G木=G排,则木块的质量m木=m排=550g,木块的体积V木=10cm×10cm×10cm=1000cm3,所以木块的密度ρ木=m木/V木=550g/1000cm3=0.55g/cm3
(3) 盐水的密度为1.1g/cm3,大于木块的密度,木块在盐水中漂浮,所受浮力等于其重力,F浮′=G木=ρ盐水gV排,V排=F浮′/ρ盐水g=5.5N/1.1×103kg/m3×10N/kg=5×10-4m3
15、(1) 轮船排开水的重力G排=m排g=
2×104×103kg×10N/kg=2×108N。由阿基米德原理
可得,满载后轮船受到的浮力F浮=G排=2×108N
(2) 由G=mg得,轮船空载时的质量m空=
G轮船/g=9×107N/10N/kg=9×106kg=9×103t,轮船最大载货量m货=m排-m空=2×104t-9×103t=1.1×104t
(3) 已知m排=2×104t=2×107kg,由ρ=m/V可得,满载时轮船浸入水中的体积V排=m排/ρ水=2×107kg/1.0×103kg/m3=2×104m3
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