内容正文:
10.3 物体的浮沉条件及应用
一、单选题
1.用手使重的物体恰好浸没在装满水的杯中,溢出水的重力为,放手后物体将( )
A.下沉 B.上浮 C.漂浮 D.悬浮
2.将鸡蛋放入盐水(不饱和)中出现如图所示的状态,缓慢向杯中加少量盐并轻轻搅拌,下列说法正确的是( )
A.液体对杯底的压强将变小
B.鸡蛋排开液体的质量保持不变
C.鸡蛋将悬浮,受到的浮力变大
D.鸡蛋仍漂浮,受到的浮力变小
3.可回收垃圾投放前应保持清洁干燥。小明在清洗金属材质的空鞋油管时,发现挤瘪的空鞋油管沉在水底(如图甲所示),而将它撑鼓后却浮在水面(如图乙所示)。下列分析正确的是( )
A.图甲中,空鞋油管所受的浮力小于它排开水所受的重力
B.图乙中,空鞋油管所受的浮力大于它自身所受的重力
C.图甲中空鞋油管所受的浮力大于图乙中空鞋油管所受的浮力
D.图甲中空鞋油管所受的浮力小于图乙中空鞋油管所受的浮力
4.海权握,国则兴。建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障,潜水艇是海军的战略重器。如图是我国海军某舰队潜水艇在海水中悬浮、上浮、漂浮的示意图。下列对此潜水艇分析正确的是( )
(第4题图)
A.悬浮和漂浮时受到的浮力不相等
B.潜水艇是通过改变受到的浮力大小实现上浮和下沉的
C.上浮过程中所受浮力一直变小
D.潜水艇完全浸入水中后,下沉越深,所受浮力越大
5.2025年8月25日,2025年全国热气球锦标赛在山西大同火山地质公园开幕。如图是热气球在空中飞行的场景,其中充入的是被燃烧器烧热而体积膨胀的热空气。要使已经升空的热气球上升或下降,下列说法正确的是(假设球外冷空气密度不变,热气球升空后体积不再变化)( )
(第5题图)
A.继续对热空气加热可以使热气球上升
B.继续对热空气加热可以使热气球下降
C.停止加热可以使热气球上升
D.热气球停在空中静止不动时,球内空气的密度与球外空气的密度一样大
6.某种水母利用浮囊体中产生的一氧化碳、氮气等气体实现上浮和下沉。如图所示,若悬浮在水中的该种水母想要上浮,则其应该(该种水母的质量视为保持不变)( )
A.产生气体,囊内气体增多,浮力大于重力
B.产生气体,囊内气体增多,浮力小于重力
C.排出气体,囊内气体减少,浮力大于重力
D.排出气体,囊内气体减少,浮力小于重力
7.盐水选种是一种巧妙挑选种子的方法,选种前需要配制一定浓度的盐水,然后把种子倒入盐水中,漂浮于水面的是次种,沉入容器底的是良种(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.漂浮于水面的次种所受浮力大于自身重力
B.盐水选种时所用盐水的密度大于良种的密度
C.若要选出更饱满的种子,则需要往盐水中加入适量的盐
D.体积相同的良种和次种,良种受到的浮力较小
8.装有适量盐水的透明塑料袋放入盛水的玻璃缸中(不计塑料袋的质量和体积),如图所示,待塑料袋静止时可能出现的情况是(已知)( )
A.②③④ B.①②③ C.①②③④ D.①②④
9.如图所示,一个空的塑料药瓶(不易形变),瓶口扎上橡皮膜,竖直浸没在水中,一次口朝上,一次口朝下,若两次药瓶在水里的位置相同,则下列说法正确的是( )
甲 乙
A.甲图中,瓶内气体的密度更大
B.甲图中,瓶内气体的压强更大
C.乙图中,瓶口橡皮膜受到液体的压强更小
D.乙图中,药瓶受到的浮力更小
10.盛有适量水的圆柱形容器放在水平桌面上,先把质量与碗相等的橡皮泥放置于碗内,然后将碗放入圆柱形容器中,碗处于漂浮状态,如图甲所示;再把橡皮泥从碗中取出,橡皮泥沉于容器底部,碗仍处于漂浮状态,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图乙中水对碗的浮力小于水对橡皮泥的浮力
B.图甲中水对碗的浮力等于图乙中水对碗的浮力
C.图甲中水对容器底部的压强大于图乙中水对容器底部的压强
D.图甲中容器对桌面的压强大于图乙中容器对桌面的压强
11.如图所示,甲、乙两个完全相同的烧杯放在同一水平桌面上,杯中装有质量不等的水。往两烧杯中分别放入物体、,漂浮,悬浮,此时两烧杯的水面刚好相平,甲、乙两烧杯对水平桌面的压力分别为、。则( )
A. B. C. D.无法比较
12.《天工开物》中记录了我国古代劳动者煮海水制盐的方法,对用于制盐的海水密度有严格要求。关于海水等级的测评,《熬波图咏》中谈到,可以用莲子制备成四颗不同标准的“浮子”来测定海水等级。测定时,浮起的“浮子”数量越多,待测海水的等级越高(一等海水密度最大等级最高,二、三、四、五等依次次之)。若将以上四颗“浮子”放入盛有待测海水的竹管内,“浮子”的沉浮情况如图所示,下列选项正确的是( )
A.竹管内待测的海水为一等海水
B.①号“浮子”的重力比其他三颗“浮子”大
C.①号“浮子”的密度比其他三颗“浮子”大
D.若竹管内改盛四等海水,①号“浮子”所受浮力不变
13.一个物体底面积为的圆柱形薄壁容器内装有密度为的液体,横截面积为的圆柱形物块由一段细线与容器底部相连,如图1所示,此时细线对物块的拉力为;现将细线剪断,当物块静止时,有的体积露出液面,如图2所示。下列判断不正确的是( )
A.物块的体积为
B.物块所受的重力为
C.液面下降的高度为
D.容器底部所受液体压强减小了
14.两个物体如图甲,将球和球用轻细绳相连放入柱形容器内的水中,球露出水面的体积为它自身体积的。把绳剪断,球沉底,球浸入水中的体积是它自身体积的,这时球受到的容器底对它的支持力为,如图乙。若已知球和球的体积之比是,则下列说法正确的是取( )
A.球的重力为
B.球的密度为
C.绳被剪断前,球受的浮力为
D.从甲到乙,、两球所受的总浮力变化了
二、填空题
15.一艘远洋轮船在内陆河装上货物后,船身下沉了一些,则船受到的浮力____(填“变大”“不变”或“变小”);当装好货物的船由内陆河驶入大海后,发现船身略上浮了一些,则船受到的浮力____(填“变大”“不变”或“变小”)。
16.如图所示,某人漂浮在水面上,他的重力为,他浸入水中的体积为____;他的左手距离水面,他的左手受到水的压强为________。,取
17.如图所示,圆柱形容器内盛有一定量的水,现向容器的水中放入一块体积为的冰,经过一段时间冰块吸热而熔化(不考虑水的蒸发,已知冰的密度为,水的密度为,取)。
(1) 冰块熔化前受到的浮力为________。
(2) 冰块熔化前后容器内水面高度____(填“上升”“下降”或“不变”),请说明理由________。
答案
1.A
解析:杯中装满水,物体浸没后,溢出水的重力为,即物体排开水的重力为,根据阿基米德原理可得,物体受到的浮力为,此时物体所受浮力小于自身重力,所以放手后物体将下沉,故正确。故选。
2.B
解析:缓慢向杯中加少量盐并轻轻搅拌,则液体的密度变大,质量变大。由题知,一开始鸡蛋漂浮,鸡蛋所受浮力等于鸡蛋的重力,液体的密度大于鸡蛋的密度,缓慢向杯中加盐后液体的密度变大,鸡蛋仍漂浮,鸡蛋所受浮力仍等于鸡蛋的重力,鸡蛋的重力不变,则所受浮力不变,由和阿基米德原理可知,鸡蛋排开液体的质量保持不变,故正确,错误。加入盐后鸡蛋仍漂浮,则液体对杯底的压力等于液体和鸡蛋的总重力,与一开始相比,液体重力变大,则液体对杯底的压力变大,杯子的底面积不变,则液体对杯底的压强变大,故错误。故选。
3.D
解析:由阿基米德原理可知,空鞋油管所受的浮力等于它排开水所受的重力,故错误。乙中空鞋油管漂浮在水面上,则,故错误。同一个空鞋油管质量不变,重力不变,甲中空鞋油管沉入水底,则,乙中空鞋油管漂浮在水面上,则,所以,故错误,正确。故选。
4.A
解析:由图可知,潜水艇悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积,由可知,潜水艇悬浮时所受浮力大于漂浮时所受浮力,即,故正确。潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的,故错误。潜水艇上浮的过程中,在露出水面前,不变,根据可知,潜水艇所受浮力不变,逐渐露出水面的过程中,减小,潜水艇所受浮力减小,故错误。潜水艇完全浸入水中后,其排开海水的体积不变,由可知,其所受浮力不变,故错误。故选。
5.A
解析:已经升空的热气球,体积不变,球外冷空气密度不变,所以热气球受到的浮力不变,当继续加热时,球内空气继续膨胀,密度变小,热气球自重变小,而所受浮力不变,则热气球受到的浮力大于热气球的重力,热气球上升,故正确,错误;当停止加热时,球内空气温度降低,密度变大,热气球自重变大,当热气球受到的浮力小于热气球的重力时,热气球下降,故错误;热气球停在空中静止不动时,由于热气球本身有重力,所以球内空气的密度小于球外空气的密度,故错误。
6.A
解析:水母在水中悬浮时所受浮力等于自身重力,若悬浮在水中的水母想要上浮,则其所受浮力需大于自身重力,自身重力无法减小,则需要增大浮力,故应增大排开水的体积,因而应产生气体,使浮囊体的体积增大。故选。
7.C
解析:良种下沉,所受浮力小于重力,次种漂浮,所受浮力等于重力,故错误;盐水选种时次种漂浮,良种沉底,则所用盐水的密度大于次种的密度,小于良种的密度,故错误;更饱满的种子的密度更大,若要选出更饱满的种子,则需要往盐水中加入适量的盐,增大盐水的密度,故正确;由图可知,良种沉底,次种漂浮,良种和次种的体积相同,良种排开的盐水的体积大,由可知,良种受到的浮力较大,故错误。故选。
8.B
解析:漂浮时物体所受浮力等于自身重力,则有,根据阿基米德原理知,,由于,则,即盐水液面比玻璃缸中水的液面低,待塑料袋静止时可能出现①情况,不可能出现④情况;若盐水袋悬浮在水中,则其所受浮力等于自身重力,则有,由于,则,待塑料袋静止时可能出现②情况;若塑料袋装满盐水,则盐水和排开水的体积相等,根据,重力,,,可知,盐水袋沉底,故可能出现③情况。故符合题意,不符合题意。故选。
9.D
解析:根据可知,在同种液体中,液体的压强随深度的增加而增大,所以乙图中瓶口朝下时,瓶口浸入水中的深度大,橡皮膜受到水的压强大,橡皮膜向内凹陷更明显,乙图瓶内气体的体积小,甲、乙两图中瓶内气体质量相等,则乙图瓶内气体的密度大,压强大,故错误。乙图橡皮膜向内凹陷更明显,药瓶排开水的体积更小,由可知,药瓶在水中受到的浮力的大小关系为:,即乙图中药瓶受到的浮力更小,故正确。故选。
10.C
解析:碗和橡皮泥的质量相等,则它们的重力相等,图乙中碗漂浮,所受浮力等于碗的重力,橡皮泥沉底,所受浮力小于橡皮泥的重力,所以图乙中碗受到的浮力大于橡皮泥受到的浮力,故错误。图甲中,橡皮泥和碗整体漂浮,碗受到的浮力等于橡皮泥和碗的总重力,即;图乙中,碗漂浮,碗受到的浮力等于自身重力,即,所以图甲中水对碗的浮力大于图乙中水对碗的浮力,故错误。在图甲中,橡皮泥和碗整体受到的浮力;在图乙中,橡皮泥和碗受到的浮力之和,,,则,;由可知,,则图甲中水面的高度高于图乙中水面的高度,由可知图甲中水对容器底部的压强大于图乙中水对容器底部的压强,故正确。由于容器对水平桌面的压力等于容器、水、碗、橡皮泥的总重力,所以容器对桌面的压力不变,由可知,容器对桌面的压强不变,故错误。故选。
11.A
解析:物体在甲烧杯中漂浮,所以甲中水对烧杯底的压力等于甲中水的重力加的重力,即;物体在乙烧杯中悬浮,所以乙中水对烧杯底的压力等于乙中水的重力加上的重力,即,甲、乙烧杯内水面相平,由和可知,,则甲烧杯内水和物体的总重力与乙烧杯内的相等;甲、乙两烧杯完全相同,则两烧杯的重力相等,烧杯对水平桌面的压力等于烧杯和杯内水、物体的重力之和,则甲烧杯对水平桌面的压力等于乙烧杯对水平桌面的压力,即。故选。
12.C
解析:①号“浮子”沉底,根据浮沉条件可得,其密度大于待测海水的密度,而②、③、④号“浮子”漂浮,密度都小于待测海水的密度;漂浮时物体所受浮力等于自身重力,由可知,漂浮时物体浸入液体的体积占自身体积的比例越大,物体的密度就越接近液体的密度,即物体的密度越大,则四颗“浮子”的密度关系为。因不知道四颗“浮子”的体积关系,故无法比较重力大小。图中有三颗“浮子”浮起,所以该海水为二等海水,故错误,正确。图中①号“浮子”沉底,若竹管内改盛四等海水,液体的密度变小,①号“浮子”仍沉底,排开液体的体积不变,由阿基米德原理可知,其所受浮力减小,故错误。故选。
13.C
解析:已知,图1中细线对物块的拉力为;现将细线剪断,当物块静止时,有的体积露出液面,则,则物块的体积,故正确;物块漂浮时所受浮力等于重力,即,故正确;剪断细线,物块上浮,静止时,则液面下降的高度,故错误;容器底部所受液体压强减小了,故正确。故选。
14.B
解析:设球的体积为,因为球和球的体积之比是,所以球的体积为,图乙中球处于漂浮状态,则;球沉底,容器底部对它的支持力为,则球的重力;图甲中,球、整体漂浮,由物体的浮沉条件得:,即,,将数据代入解得,球的重力,故错误。球的密度,故正确。绳被剪断前球受到的浮力,故错误。从甲到乙,球浸入水中的体积没有变化,故、两球总浮力的变化量等于球排开水的重力的变化量,即,故错误。
15.变大; 不变
解析:
16.0.09;
解析:该人漂浮,则他受到的浮力,根据可得他浸入水中的体积。他的左手距离水面,则他的左手所处深度,他的左手受到水的压强。
17.(1)
(2) 不变;理由见解析
解析:
(1) 由得冰块的质量,冰块的重力,冰块熔化前处于漂浮状态,受到的浮力等于重力,即。
(2) 冰块漂浮时,,由阿基米德原理可知,又因为冰块熔化前后质量不变,重力不变,即,所以有,因为,,所以,则,所以冰块熔化前后容器内水面高度不变。
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