摘要:
**基本信息**
以“知识梳理-题型分层-能力提升”为主线,通过表格对比、口诀提炼和易错警示,系统构建浮沉条件的判断方法与应用体系,强化物理观念和科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|知识积累|1梳理+1口诀|浮沉双判据(受力/密度)、漂浮悬浮异同点|从概念辨析到原理应用,构建“条件-现象-应用”逻辑链|
|题型速练|42题(含密度计/潜水艇等7类应用)|解题口诀“密大上浮密小沉”、动态受力分析|从单一状态判断到多物体/液体比较,梯度提升|
|巩固/培优练|综合+拓展题|易错点警示(如“浮力大≠上浮”)|结合科学探究,联系生活实际(如盐水选种)|
内容正文:
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暑假作业11 物体浮沉条件及应用综合专题
目 录
01 知识积累
02 题型速练
一.判断物体上浮、下沉、漂浮、悬浮状态(共 5 小题)
二.浮沉状态与受力大小关系辨析(共 6 小题)(难★)
三.依据浮沉条件比较物体与液体密度(共 5 小题)(易错★★)
四.漂浮、悬浮异同点分析判断(共 4 小题)
五.同一物体在不同液体中浮沉规律应用(共 5 小题)
六.不同物体在同种液体中浮力与状态比较(共 4 小题)(难★★★)
七.密度计工作原理与实际应用(共 6 小题)(难★★)
八.轮船、潜水艇、气球飞艇及盐水选种综合应用(共 7 小题)
03 巩固提升练
04 能力培优练
知识梳理
一天一练,温故知新,快乐过暑假
一、物体浮沉判断两种方法
判断依据
漂浮
上浮
悬浮
下沉
浮力与重力关系(受力判断)
F浮=G物
F浮>G物
F浮=G物
F浮<G物
密度关系(实心物体判断)
ρ液>ρ物
ρ液>ρ物
ρ液=ρ物
ρ液<ρ物
注意:(1)浮沉条件只适用于浸没或自由静止在液体中的物体,不适用于被外力固定、沉底受支持力的特殊场景。
(2)上浮、下沉是动态过程,受力不平衡;漂浮、悬浮是静止平衡状态,受力平衡。
(3)实心物体密度等于液体密度时,物体可静止在液体任意深度,不受深度影响。
二、漂浮与悬浮核心异同
1. 相同点:两种状态均为平衡状态,浮力始终等于物体重力,物体合力为0。
2. 不同点:漂浮物体部分浸入液体;悬浮物体完全浸没。
三、物体浮沉条件生活应用
1. 轮船:利用空心法增大排开液体体积,从而增大浮力;轮船始终漂浮,$$F_{\text{浮}}=G_{\text{总}}$$,轮船从江河驶入大海,浮力不变,船体上浮一些。
2. 潜水艇:通过改变自身重力实现浮沉;完全浸没后,排开液体体积不变,浮力大小不变。
3. 密度计:始终漂浮在液体表面,浮力始终等于自身重力;液体密度越大,密度计浸入深度越小,刻度特点上小下大、上疏下密。
4. 气球、飞艇:利用空气浮力升空,内部填充密度小于空气的气体,通过改变自身体积改变浮力实现升降。
题型速练
一题一思,查漏补缺,轻松迎开学
一.判断物体上浮、下沉、漂浮、悬浮状态(共 5 小题)
1.将乒乓球压入水底,松手后乒乓球上浮过程中经过位置1和位置2,跃出水面到位置3,最终在位置4静止,如图所示。下列说法正确的是( )
A.在位置1、2时处于悬浮状态,乒乓球受到的浮力等于自身重力
B.从位置1到位置4的过程中,乒乓球受到的浮力逐渐变小
C.从位置4到位置3,乒乓球做减速运动
D.从位置1到位置4,烧杯中的液面不变
【答案】C
【详解】A.球在位置1、2时没有处于静止状态,还处于上升的状态,不处于悬浮状态,浮力大于自身重力,故A错误;
B.从位置1到位置4的过程中,球排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知浮力不变,故B错误;
C.从位置4到位置3,乒乓球排开水的体积变小,浮力变小,故做减速运动,故C正确;
D.从位置1到位置4,排开水的体积是变化的,则烧杯中液面必然有变化,故D错误;
故选C。
2.曹冲称象的故事广为流传。如图,称象时,先让象站在船上,在船身与水面交界处做上标记。让象上岸后,再将石头装入船中,直至船身上的标记与水面重合,所装石头的质量即为大象的质量。下列说法正确的是( )
A.甲图中船排开水的重力与大象的重力大小相等
B.船内石头增多的过程中船底受到水的压强变大
C.船内石头增多的过程中船受到的浮力大小不变
D.甲图中船所受浮力与乙图中船所受浮力大小相等
【答案】BD
【详解】A.根据阿基米德原理,甲图中船和大象整体漂浮,浮力等于船和大象的总重力,因此船排开水的重力与船和大象的总重力大小相等,故A错误;
BC.船内石头增多时,船的总重力增大,因为船始终漂浮,浮力等于重力,所以浮力增大;根据阿基米德原理可知,排开水的体积增大,船会下沉一些,船底所处的深度增大,根据p=ρgh可知,船底受到水的压强变大,故B正确,C错误;
D.由甲乙图两图可知,船排开水的体积相同,根据阿基米德原理可知,甲图中船所受浮力与乙图中船所受浮力大小相等,故D正确。
故选BD。
3.如图是某同学用烧瓶、橡皮管、玻璃管、橡皮塞制作的潜水艇模型,通过橡皮管吸气或吹气,就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,若通过橡皮管从烧瓶中吸气,则烧瓶将_________(填“上浮”、“下沉”或“悬浮”),这一过程中烧瓶受到的浮力将_________(填“变大”“变小”或“不变”)。(橡皮管的体积忽略不计)
【答案】 下沉 不变
【详解】[1][2]当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,若通过橡皮管从烧瓶中吸气,烧瓶内气压减小,液体会进入烧瓶,使烧瓶的重力增大,而液体密度和烧瓶排开液体的体积不变,由得,烧瓶受到液体的浮力不变,故烧瓶将下沉。
4.如图所示,开始时图甲中冰块位于容器底部,图乙中冰块漂浮于水面,冰块上方均放置有一小铁块。当冰块熔化完后,图甲中的水面与开始时相比将会______(选填“上升”“下降”或“不变”);图乙中的水面与开始时相比将会______(选填“上升”“下降”或“不变”)。
【答案】 下降 下降
【详解】[1]如图甲所示,冰块没有熔化时,冰块和铁块排开水的体积为,当冰块熔化完后,质量不变,冰熔化成水的体积为
铁块沉底,故冰熔化成水所占的体积与铁块排开水的体积为,由于冰的密度小于水的密度,故,故,即甲中的水面与开始时相比将会下降。
[2]将冰块与铁块当成一个整体,如图乙所示,冰块没有熔化时,冰块与铁块这个整体漂浮在水面上,故冰块和铁块所受的浮力为
冰块完全熔化成水时,这个整体的总重力不变,但是铁块沉底,容器底部对铁块有支持力,这个整体受到了竖直向下的重力,竖直向上的浮力,和容器底部对铁块有支持力,这个整体的浮力变小,故整体排开水的体积变小;图乙中的水面与开始时相比将会下降。
5.如图甲,石块叠放在浸在水中的木块上保持静止(两物块均不吸水),石块的重力为4N、体积为,木块的重力为8N、底面积为,此时木块排开液体的体积为__________。当按图乙方式连接静止时,木块受到水的浮力为__________N。
【答案】 10
【详解】[1]如图甲,石块叠放在木块上,处于漂浮状态,根据二力平衡可知,石块和木块受到的浮力
根据阿基米德原理得,木块排开液体的体积
[2]如图乙,石块通过细线与木块连接,处于漂浮状态,根据二力平衡可知
石块受到的浮力为
木块受到的浮力为
二.浮沉状态与受力大小关系辨析(共 6 小题)(难★)
6.如图 所示,某些鱼的浮沉靠鳔充气时膨胀,放气时收缩实现,下列说法不正确的是( )
A.鱼想下沉时,应让鳔收缩
B.鱼静止在水中时,受到的浮力等于鱼的重力
C.鱼想让鳔膨胀,在浅处比深处容易些
D.鳔膨胀时,鱼排开水的重力变小
【答案】D
【详解】A.鱼想下沉时,应让鱼鳔收缩,鱼的体积变小,浮力变小,小于重力,从而实现下沉,故A正确,A不符合题意;
B.鱼静止在水中时,此时鱼处于平衡态,而鱼受到了重力和浮力,重力和浮力是平衡力,故鱼受到的浮力等于鱼的重力,故B正确,B不符合题意;
C.鱼想让鱼鳔膨胀,在浅处时,液体压强较小,水对于鱼的压力较小,鱼鳔的体积更容易变化,故让鱼鳔膨胀,在浅处比深处容易些,故C正确,C不符合题意;
D.鱼鳔膨胀时,鱼受到的浮力变大,鱼排开水的重力变大,故D错误,D符合题意。
故选D。
7.小明参观了中国科技馆“探索与发现”展厅A区后,用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了“浮沉子”如图所示。他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在瓶内的水面上,矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封。当用力挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误的是( )
A.“浮沉子”漂浮时,所受重力等于它受到的浮力
B.“浮沉子”下沉时,所受重力大于它受到的浮力
C.“浮沉子”上浮时,玻璃瓶内的压缩空气会将内部的水压出
D.无论怎样挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”都不可能悬浮在水中
【答案】D
【详解】A.“浮沉子”漂浮时,所受重力等于它受到的浮力,故A正确;
BCD.挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,将瓶体中的空气压缩,这时浮沉子里进入一些水,它的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉。松开手,瓶内水面上的空气体积增大,压强减小,浮沉子里面被压缩的空气把水压出来,此时浮沉子的重力小于它所受的浮力,因此它就向上浮;当浮力等于重力,就会悬浮在水中;故BC正确,D错误。
故选D。
8.某检验人员在盛放密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙的硫酸铜溶液试管中,分别滴入一滴体积相同的同一感染者的血液,一段时间后出现了如图所示的情形。下列分析正确的是( )
A.血液的密度大于ρ甲
B.血液在甲乙两试管中受到的浮力相等
C.血液的重力小于在丙试管排开的溶液的重力
D.三支试管底部受到液体的压强相等
【答案】B
【详解】A.在甲试管中,血液漂浮于硫酸铜溶液中,根据物体的沉浮条件可以判断得出,此时血液的密度应该小于甲试管中硫酸铜溶液的密度ρ甲,故A选项错误;
B.因为不同试管中血液的体积和密度相同,所以它们的质量相同,根据重力公式进一步可知它们的重力也相同,血液在甲试管中漂浮,在乙试管中悬浮,因为都处于平衡状态,浮力与重力相等,所以两种情况下所受到的浮力也相同,故B选项正确;
C.在丙试管中的血液处于沉底的状态,受力分析可得
又根据阿基米德原理
所以
故C选项错误;
D.当物体密度与液体密度相同时,物体悬浮在液体之中,血液滴在乙中悬浮,故感染者血液的密度与ρ乙相同,当血液漂浮时,硫酸铜溶液的密度大于血液的密度,当血液沉底时,硫酸铜溶液的密度小于血液的密度,故可知
因为液面相平,根据液体压强公式
可知
故D选项错误。
故选B。
9.如图所示,将一个空心铁球浸没入水中,放手后铁球恰好悬浮,若沿虚线方向将铁球切成大小不等的两块,则( )
A.大块的将下沉,小块的将上浮 B.大块的将上浮,小块的将下沉
C.两块都将上浮 D.两块都将下沉
【答案】B
【详解】空心铁球悬浮在某液体中,说明物体的密度与液体的密度相同,将它沿图示虚线切为大小不等的两块后,小块为实心,小块密度大于液体的密度,大块仍为空心,切除部分实心后密度减小,密度小于液体的密度,所以大块将上浮,小块将下沉,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
10.如图是用新鲜萝卜制成的“容器”,其中盛有浓度为的食盐溶液,一个塑料小球悬浮在该溶液中,一段时间后小球将______(填“上浮”“下沉”或“仍悬浮”),小球受到的浮力______(填“变小”“不变”或“变大”)。
【答案】 下沉 变小
【详解】[1][2]塑料小球悬浮在溶液中时,说明小球受到的浮力等于重力。一段时间后,新鲜萝卜渗出水分,导致溶液密度降低,根据,小球排开溶液的体积不变,溶液密度变小,因此小球受到的浮力变小,小于重力,因此小球将下沉。
11.物体实现浮沉现象需要满足什么条件呢?
(1)设计实验:
①准备好实验器材:容器,小瓶,水;
②如图甲,把盖上盖子的空小瓶浸没于水中,再松手,观察小瓶的运动情况;
③如图乙,把装满水并盖上盖子的小瓶,浸没于水中,再松手,观察小瓶的运动情况;
(2)分析归纳:
①空小瓶上浮到水面,直至静止。则在小瓶上浮过程中_______(选填“>”“<”或“=”)G;
②装满水的小瓶下沉到容器底部。则在小瓶下沉过程中_______(选填“>”“<”或“=”)G。
【答案】 > <
【详解】①[1]把盖上盖子的空小瓶浸没于水中,再松手,它会上浮,由静止变为运动,受到不平衡,受到的浮力大于重力;在未露出水面前,它排开水的体积不变,受到的浮力不变,露出水面后,它排开水的体积变小,受到的浮力变小,但仍大于重力,直到静止时浮力等于重力,处于漂浮状态。
②[2]把装满水并盖上盖子的小瓶,浸没于水中,再松手,它会下沉,由静止变为运动,受到不平衡,受到的浮力小于重力;整个过程中,它排开水的体积不变,受到的浮力不变,浮力始终小于重力。
三.依据浮沉条件比较物体与液体(气体)密度(共 5 小题)(易错★★)
12.如图所示,小明同学在家帮忙做家务时,将土豆和茄子放在水池里清洗,茄子浮在水面而土豆沉底,则茄子的密度______(选填“大于”或“小于”)土豆的密度;水池的堵头______(选填“受”或“不受”)浮力。
【答案】 小于 不受
【详解】[1]茄子在水中漂浮,茄子的密度小于水的密度;土豆在水中沉底,土豆密度大于水的密度,所以茄子的密度小于土豆的密度;
[2]浮力产生的原因是物体受到流体向上和向下的压力差。堵头上表面在水中,会受到水的压力,下表面没有受到水的压力,所以不受浮力。
13.如图所示,桌面上放一个盛盐水的容器,盐水中漂浮着一块冰,冰在逐渐熔化的过程中,容器内液面________(选填“上升”“下降”或“不变”);容器对桌面的压强________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 上升 不变
【详解】[1][2]若冰的熔化质量为m,则冰熔化成水的体积;由于冰块是漂浮在盐水中的,排开盐水的质量,排开盐水的体积。因为,所以,即冰块熔化过程中,容器中液面会上升。冰块在熔化时,容器总重不变,桌面受到的压力和受力面积不变,根据可知,容器对桌面的压强不变。
14.如图所示,静止在地面上的热气球被加热后开始升空,是因为它此时的平均密度___ 空气的密度(选填“大于”、“小于”或“等于”);若该气球体积为5m3,空气密度为1.2kg/m3,气球在空气中受到的浮力为___N。
【答案】 小于 60
【详解】[1]热气球被加热后使热气球内的空气膨胀、体积变大,由密度公式可知,其密度减小,当气球的平均密度小于空气的密度时,它开始升空。
[2]根据阿基米德原理
15.在研究物体浮沉条件的实验中,将一只鸡蛋浸没在水中,并向水中缓慢加盐。鸡蛋受到的浮力F随液体密度变化的图像如图所示,且ρA=ρ水。
(1)当盐水的密度小于ρB时,鸡蛋处于 ______(漂浮/悬浮/沉底)状态;
(2)鸡蛋的重力为 ______,则鸡蛋受到的最小浮力F=______。(用图中已知物理量字母表示)
【答案】 沉底 F0 F0
【详解】(1)[1]由图可知:当盐水的密度小于ρB时,鸡蛋受到浮力,随着盐水的密度的增大而变大,但还没有达到浮力的最大值,则鸡蛋受到浮力小于鸡蛋受到的重力,处于沉底状态。
(2)[2][3]当盐水的密度等于ρB时,鸡蛋受到浮力最大,由于盐水的密度再增大,而浮力保持不变,所以根据F浮=ρ液V排g可知,V排是减小,会小于鸡蛋的体积,即鸡蛋开始处于漂浮状态;由此可知:当盐水的密度等于ρB时,鸡蛋处于悬浮状态;则鸡蛋重力G=F0,根据阿基米德原理可知鸡蛋的体积为
V=V排=
根据阿基米德原理可知排开盐水的体积相同的条件下,盐水的密度最小时,受到的浮力最小;即受到的最小浮力
F=ρAV排g=ρA××g=F0
16.如图1所示,将一底面积为的长方体木块用细线系在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水,直到木块的上表面与液面相平,如图2所示。木块底部受到水的压强p随容器中水的深度h的变化规律如图3所示。已知水的密度为。求:
(1)木块的重力;
(2)木块的密度;
(3)细线上最大拉力。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由图像可知,当木块底部受到的压强为时,此时木块刚好漂浮,受到重力和浮力作用,故有
(2)由图像可知,当木块底部受到的压强为时,木块刚好浸没水中,此时受到的浮力为
由阿基米德原理可知
木块的密度为
(3)由图像可知,当木块完全浸没水中时,此时绳子上的拉力最大,故有
四.漂浮、悬浮异同点分析判断(共 4 小题)
17.甲、乙两个完全相同的玻璃杯,盛有密度不同的盐水,放在水平桌面上。将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯中,当鸡蛋静止时,两杯中的液面恰好相平,如图所示。若甲、乙两杯盐水的密度分别为和,杯中盐水对容器底的压强分别为和,鸡蛋受到的浮力分别为和,甲、乙两杯盐水对水平桌面的压力分别为和。下列判断中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】AC.鸡蛋在甲中悬浮、乙中漂浮,浮力都等于自身重力,同一鸡蛋重力不变,因此;由图可知甲中鸡蛋排开盐水的体积,根据阿基米德原理,浮力相等时,排开液体体积越大,液体密度越小,可得,故AC错误;
B.已知两杯液面恰好相平,即盐水深度相等,且,根据液体压强公式,可得,故B错误;
D.由阿基米德原理、漂浮条件知,鸡蛋的重力等于排开盐水的重力,可将鸡蛋看作是排开的盐水;因为,根据密度公式甲杯中盐水质量小于乙杯中盐水质量,由得甲杯中盐水重力小于乙杯中盐水重力,甲杯总重小于乙杯总重,甲杯对水平面的压力小于乙杯对水平面的压力,即,故D正确。
故选D。
18.体积相同的甲、乙、丙三艘潜艇模型浸没在水中的浮沉情况,如图所示,下列说法正确的是( )
A.丙潜艇所受浮力最小
B.丙潜艇最终沉底后所受的浮力可能增大
C.将乙潜艇下移一些,静止后它会继续悬浮
D.甲潜艇最终会漂浮,漂浮时的浮力比上浮时的浮力大
【答案】C
【详解】A.三艘潜艇体积相同,完全浸没时排开液体的体积相同,根据阿基米德原理即 可知,三艘潜艇所受浮力相等,故A错误;
B.由图可知,丙在下沉,沉底后排开液体体积不变,液体密度不变,所受浮力不变,故B错误;
C.由图可知,乙处于悬浮状态,其在任意位置都有浮力等于重力,即在任意位置都悬浮,故C正确;
D.由图可知,甲在上浮,最终漂浮时,浮力等于重力,但排开液体的体积变小,根据阿基米德原理可知,此时受到浮力小于完全浸没时受到的浮力,故D错误。
故选 C。
19.小华在相同气球内装上不同配重做了两个“小鱼”。“小鱼”甲的质量大于“小鱼”乙的质量。注射器可以通过连接“小鱼”的软管对“小鱼”进行抽气和充气,从而改变“小鱼”的体积。初始时,两“小鱼”在水中处于静止状态,如图所示。忽略空气重力及软管对“小鱼”的作用力。“小鱼”所受浮力分别用F甲、F乙表示。下列说法正确的是( )
A.对甲充气,甲上浮,再次静止时F甲小于F乙
B.对甲抽气,甲下沉,再次静止时F甲一定小于F乙
C.对乙充气,乙再次静止时所受浮力比初始时的浮力小
D.对乙抽气,乙再次静止时所受浮力可能等于初始时的浮力
【答案】D
【详解】A.甲在水中悬浮,乙在水中漂浮,由浮沉条件可知,此时甲、乙所受浮力等于各自重力。则甲所受浮力 F甲 = m甲g ,乙所受浮力 F乙 = m乙g ,因为 m甲 > m乙,所以初始时 F甲 > F乙。充气后,甲的体积增大,排开水的体积增大,导致浮力大于重力,因此上浮。再次静止时,处于漂浮状态,浮力等于重力,因此F甲还是大于 F乙,故A错误;
B.初始时甲悬浮,抽气后体积减小,浮力减小,导致浮力小于重力,因此下沉。若抽出气体后,甲排开水的体积仍大于乙,由阿基米德原理可知,再次静止时F甲仍大于F乙,故B错误;
C.初始时乙漂浮,充气后体积增大,浮力增大,导致浮力大于重力,因此上浮。再次静止时乙会漂浮重新达到平衡,此时 F乙' = m乙g。可知F乙' = F乙,因此乙再次静止时所受浮力与初始时的浮力相等,故C错误;
D.抽气后,乙的气球体积减小,浮力减小,导致浮力小于重力,因此下沉。当乙在水中恰好悬浮时,浮力等于重力,忽略空气重力及软管对“小鱼”的作用力,则重力不变。此时所受浮力就等于初始时的浮力,故D正确。
故选D。
20.如图,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中.已知石块与气球的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮________G总(选填“>”“<”或“=”);若水温升高,石块将______ (选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮” ).
【答案】 < 上浮
【详解】石块和气球悬浮在水中,总,,V排是石块和气球的总体积,气球的体积小于总体积,因此气球受到的浮力F浮<G总;若水温升高,气球的体积增大,排开水的体积变大,由公式 知,气球受到的浮力增大,使得石块和气球受到的浮力大于总重而上浮.
五.同一物体在不同液体中浮沉规律应用(共 5 小题)
21.将同一鸡蛋分别放入清水和盐水中,鸡蛋在清水中下沉,在盐水中漂浮,这是因为( )
A.鸡蛋在盐水中受到的重力减小 B.鸡蛋在盐水中受到的浮力增大
C.鸡蛋的密度在盐水中变小 D.鸡蛋的体积在盐水中变大
【答案】B
【详解】A.鸡蛋的重力由质量决定,同一鸡蛋质量不变,重力也不变,故A不符合题意;
B.鸡蛋在清水中下沉,浮力小于重力;在盐水中漂浮,浮力等于重力。由于盐水密度更大,排开液体的体积虽减少,但浮力增大至等于重力,故B符合题意;
C.鸡蛋的密度是自身属性,不会因液体改变,故C不符合题意;
D.鸡蛋的体积由自身结构决定,不会因液体改变,故D不符合题意。
故选B。
22.当海水所含盐分随深度和温度发生变化时,可能会导致海水密度发生突变,在垂直海面方向上形成一个类似“悬崖”的突变水层,在如图所示的情形中,若有潜艇潜航至此水域时,就会急速下沉,发生“掉深”事故,危及潜艇安全。我军潜艇曾创造过遭遇“掉深”自救成功的奇迹。下列相关说法错误的是( )
A.潜艇从漂浮到完全沉入海面以下的过程中,其所受浮力在变大
B.潜艇遭遇“掉深”进行自救时,需快速往水箱中吸水
C.潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时,浮力变小
D.潜艇在高密度水层悬浮时,所受浮力等于其重力
【答案】B
【详解】A.根据阿基米德原理,潜艇从漂浮到完全沉入海面下的过程中,排开海水的体积逐渐增大,海水密度不变,因此浮力逐渐变大,故A正确,不符合题意;
B.“掉深”的本质是潜艇浮力小于重力,急速下沉;自救需要减小潜艇自身重力,应快速排出水箱中的水,故B错误,符合题意;
C.潜艇从高密度水层进入低密度水层,排开海水的体积等于自身体积,保持不变,海水的密度减小,根据可知,浮力变小,故C正确,不符合题意;
D.潜艇在高密度水层悬浮时,潜艇处于静止状态,所受的浮力等于其重力,故D正确,不符合题意。
故选B。
23.三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示,以下判断正确的是( )
A.液体的密度关系是
B.液体对容器底部的压强关系是
C.容器对桌面的压强关系是
D.小球受到的浮力大小关系是
【答案】BD
【详解】A.小球在甲中沉底,故,在乙容器中漂浮,故,在丙中悬浮,故;所以三种液体的密度关系为,故A错误;
B.由题意知,容器中液体深度h相等,,据可知,液体对容器底部的压强大小关系是,故B正确;
C.开始时,三个相同容器内分别盛满不同的液体,则液体的体积。放入小球后,甲、丙溢出液体体积相同,乙溢出液体体积最小,则剩余液体体积,由于,由可知,剩余液体的质量 。由可知,剩余液体的重力。容器相同,则容器重力相等,三个完全相同的小球,则小球的重力相等,容器对水平桌面的压力等于容器、容器内的液体和球的重力之和,则 ,受力面积相等,由可得,容器对桌面的压强大小关系是,故C错误;
D.由图可知,小球在丙容器中悬浮,在乙容器中漂浮,所以小球所受的浮力与自身的重力相等;在甲容器中沉底,浮力小于其重力,所以小球受到的浮力大小关系是,故D正确。
故选BD。
24.图中甲、乙两个相同的溢水杯分别盛满水和某种液体,小明将两个完全相同的实心小球分别放入两个溢水杯中。当小球静止时,甲杯中的小球处于悬浮状态,溢出水的质量为m;乙杯中的小球漂浮,且刚好有一半体积浸在液体中,溢出液体的体积为V。已知水的密度为ρ水,下列说法正确的是( )
A.小球的密度是
B.液体的密度是
C.甲、乙两溢水杯中溢出液体的质量相同
D.乙溢水杯放入小球后对桌面的压力增大
【答案】AC
【详解】A.由图甲可知,小球处于悬浮状态,小球的重力
乙杯中的小球漂浮,且刚好有一半体积浸在液体中,溢出液体的体积为V,则小球的体积
小球的密度
故A正确;
B.由图甲可知,小球处于悬浮状态,小球的密度
小球在乙中处于漂浮状态,浮力等于重力,则液体的密度
故B错误;
C.小球在甲中处于悬浮状态,小球在乙中处于漂浮状态,浮力等于重力,重力相同,浮力相等,由阿基米德原理可知排开液体的重力相同,由可知溢出液体的质量相同,故C正确;
D.小球在乙中处于漂浮状态,浮力等于重力,放入小球后,杯中增加的小球的重力等于排出液体的重力,则放入小球前后,总的重力不变,对桌面的压力不变,故D错误。
故选AC。
25.如图所示,甲、乙为两个质量相同的圆柱形容器,甲容器的底面积大于乙容器的底面积。容器内分别装有质量相同的两种不同液体,现将两个完全相同的小球分别放入两容器中,其中甲容器中的小球漂浮,乙容器中的小球沉底。以下说法正确的是( )
A.小球在甲容器中受到的浮力较大
B.甲容器对水平面的压力较大
C.未放小球时液体对两容器底部的压强相同
D.甲容器中的液体密度较大
【答案】AD
【详解】A.由图可知,甲中小球漂浮,浮力等于小球的重力;乙中小球下沉,浮力小于小球的重力,所以甲中小球受到的浮力大,故A正确;
B.容器的质量相同,装有质量相同的液体,小球的质量也相同,所以甲装置和乙装置的总质量相同,因此容器对水平面的压力相同,故B错误;
C.液体的质量相同,液体对容器底部的压力相同,甲的底面积大,由可知,未放小球时液体对甲容器底部的压强较小,故C错误;
D.由图可知,甲中小球漂浮,小球的密度小于甲液体的密度;乙中小球下沉,小球的密度大于乙液体的密度,所以甲液体的密度大于乙液体的密度,故D正确。
故选AD。
六.不同物体在同种液体中浮力与状态比较(共 4 小题)(难★★★)
26.如图甲所示是一种彩球“温度计”。密闭的“温度计”内装有特殊液体,液体密度随温度升高而变小。液体中有编号为1-5的体积相同、质量不同的彩球,每个彩球上标有特定的温度值(忽略热胀冷缩)。小球静止时,哪个小球悬浮,它的温度就是当前环境温度。图乙为这个温度计的示意图,编号为4的彩球所标温度值为22℃,相邻编号的彩球标牌上的温度值间隔为2℃。下列说法正确的是( )
A.乙图中,彩球2和4所受的浮力:
B.彩球2和4的密度:
C.彩球4在26℃时会漂浮
D.彩球2悬浮时,环境温度为26℃
【答案】D
【详解】A.乙图中,,根据阿基米德原理可知,故A错误;
B.乙图中,彩球2漂浮,说明;彩球4沉在液体中,说明,因此,故B错误;
C. 彩球4所标温度为,说明时,4悬浮;当温度为时,温度升高,液体密度减小,因此,会沉底,故C错误;
D.已知相邻编号彩球温度间隔为,4号温度为,编号越小标注温度越高,因此2号标注温度为;根据题意,悬浮彩球的标注温度就是当前环境温度,因此彩球2悬浮时,环境温度为,故D正确。
故选D。
27.深潜器实现浮沉的方法与潜水艇有所不同。小明阅读资料后,利用材质不同但体积相同的两个实心小球A、B和一条细线模拟深潜器,它们放入水中静止后状态如图所示,线已绷紧A、B两球的重力分别为GA、GB,受到的浮力分别为FA、FB,则( )
A.FA=GA B.FB<GB C.FA>FB D.GA=GB
【答案】B
【详解】细线有拉力,说明A的浮力大于重力,即FA>GA,若剪断细线,A球上浮,A的密度小于液体密度,B球下沉,B的密度大于液体密度,FB<GB;两球体积相同,根据
可知,GA<GB,两球均浸没在水中,根据 F浮=ρ水gV排可知,两球所受的浮力相等,即FA=FB,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
28.如图所示,泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”,部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,由于浮力大于重力而________(选填“上浮”或“下沉”);茶叶充分吸水后由于其密度________(选填“>”“<”或“=”)水的密度而下沉。
【答案】 上浮 >
【详解】 [1]根据浮与沉的条件,茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,根据可知,浮力增大,由于浮力大于重力,所以茶叶上浮。
[2]茶叶充分吸水后,质量增大,体积变化不大,导致其密度增大,当茶叶的密度大于水的密度时,根据物体浮沉条件,茶叶下沉。
29.把苹果和菠萝放入水中静止时的状态如下图所示。已知苹果和菠萝的体积分别是、,质量分别是、,则苹果和菠萝受到的浮力分别为________,________。(用所给字母和g表示,已知水的密度为)
【答案】
【详解】[1][2]苹果处于漂浮状态,受到的浮力等于自身的重力,则苹果受到的浮力;菠萝下沉到容器底部,排开水的体积等于自身的体积,则菠萝受到的浮力。
七.密度计工作原理与实际应用(共 6 小题)(难★★)
30.物理兴趣小组把吸管的下端密闭并缠绕一段细铜丝(细铜丝体积忽略不计),自制一个简易密度计。如图所示,密度计分别放入a、b、c三种液体中时,均漂浮在液体中,且保持竖直姿态。密度计在三种液体中静止时,在密度计上与液面平齐处各标记一条刻线,共得到三条刻线。已知密度计在c液体中,有的体积浸入液体,浸入体积为。三种液体密度如表格所示,下列分析正确的是( )
液体种类
液体密度/()
a液体
b液体
c液体
A.三条刻线的间隔距离不相等
B.密度计的质量为0.1kg
C.密度计在三种液体中所受浮力不相等
D.密度计在b液体中的浸入体积为
【答案】A
【详解】A.密度计分别放入a、b、c三种液体中时,均漂浮在液体中,故密度计受到的浮力等于下表面受到的压力,漂浮状态时密度计受到的浮力都等于重力,设密度计下表面积为S,即
故密度计浸入液体的深度为
由表格可知,b液体密度为a液体密度的2倍,c液体密度为b液体密度的2倍,故密度计浸入a液体的深度是浸入b液体深度的2倍,密度计浸入b液体的深度是浸入c液体深度的2倍,故三条刻线的间隔距离不相等,故A正确;
B.已知密度计在c液体中,有 的体积浸入液体,浸入体积为 ,则
则
故B错误;
C.密度计分别放入a、b、c三种液体中时,均漂浮在液体中,故密度计受到的浮力都等于重力,故密度计在三种液体中所受浮力相等,故C错误;
D.密度计在b液体中的浸入体积为
故D错误。
故选A。
31.在木棒的一端缠绕一些铜丝做成简易密度计,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,静止时如图所示。下列判断正确的是( )
A.密度计在甲杯中受到的浮力较大
B.甲杯液体的密度较大
C.乙杯底部受到液体的压强较大
D.密度计底部在甲杯中受到液体的压力较大
【答案】C
【详解】A.同一个密度计在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态,根据漂浮条件,浮力始终等于密度计自身重力,因此密度计在甲、乙中受到的浮力大小相等,故A错误;
B.根据阿基米德原理 ,浮力相等,由图可知密度计在甲中排开液体的体积大于在乙中排开液体的体积,即,因此可得液体密度 ,故B错误;
C.由图可知,两烧杯的液面相平,即液体深度 相同,根据液体压强公式 ,,因此乙杯底部受到液体的压强更大,故C正确;
D.密度计上表面露出液面,上表面不受液体的压力,液体对密度计的压力差(即浮力)等于下底部受到的压力;由于浮力相等,因此密度计底部在甲、乙中受到的压力大小相等,故D错误。
故选C。
32.在综合实践活动中制作简易密度计,实验小组将吸管的一端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的底端封闭,做成一只简易密度计,如图甲,将该密度计分别放入水、盐水和酒精中漂浮时,标记的刻度如图乙所示,密度计在水、盐水和酒精中受到的浮力分别是F1、F2、F3,它们的关系是________;在水中的刻度是________,盐水的刻度线是________(后二空选填“A/B/C”)
【答案】 B C
【详解】[1][2][3]将该密度计分别放入水、盐水和酒精中漂浮时,由可知密度计在三种液体中所受浮力大小相等,即密度计在水、盐水和酒精中受到的浮力;盐水的密度最大,酒精的密度最小,根据可知密度计在盐水中排开液体的体积最小,在酒精中排开液体的体积最大,在水中的刻度是B,盐水的刻度线是C。
33.利用塑料笔芯自制密度计(塑料笔管部分粗细均匀),同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯应该选用_________笔芯(选填“新”或“旧”)。将所选笔芯放入水中,它能竖直漂浮在水中,在笔芯上标出水面的位置A;将笔芯放入酒精中,仍可漂浮,标出液面的位置B,如图所示,该笔芯漂浮在水中受到的浮力大小_________(选填“大于”、“小于”或“等于”)在酒精中时受到的浮力大小。已知水的密度,酒精的密度,若在A、B正中间的位置标上字母C,那么该自制密度计C位置所标注的刻度应该_________(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 旧 等于 小于
【详解】[1]新笔芯的重心靠近笔芯的中间位置,放入水中时无法竖直漂浮;用了一半油墨的旧笔芯的重心在笔芯的一端,当把旧笔芯放入水中时,旧笔芯能竖直漂浮在水中。
[2]笔芯在水和酒精中都处于漂浮状态,根据漂浮条件:物体漂浮时,受到的浮力等于自身的重力。由于旧笔芯的重力没有改变,所以它在水中和酒精中受到的浮力大小是相等的。
[3]笔芯漂浮时,下表面受到的压力等于浮力,浮力相同,则压力相同,设笔芯的底面积为S,密度计处于水中时的深度为H,在待测液体中的深度为h,根据阿基米德原理可知,解得。由表达式可知h和成反比,所以密度计刻度分布不均匀,液体的密度越大,相邻刻度线的距离越小,因为密度计刻度是“上小下大、上疏下密”,故该自制密度计C位置所标注的刻度应该小于。
34.小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的之一是___________(选填“升高”或“降低”)密度计的重心,提高稳度,使吸管能竖直___________在不同液体中。
(2)将吸管放到水中的情景如图甲所示,测得浸入水中的长度为;再将吸管放到另一液体中的情景如图乙所示,浸入液体中的长度为,已知,用分别表示液体和水的密度,则___________(选填“>”或“<”或“=”),与、及的关系式是___________。(用所给的符号表示)
(3)小明根据图甲在吸管上标出1.0刻度线(单位,下同),再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未全部画出)。如图丙所示密度计的两种刻度的标示合理的是___________(选填“A”或“B”)。若相同长度的吸管下端缠绕的金属丝质量越大,密度计的量程会___________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】(1) 降低 漂浮
(2) >
(3) A 变大
【详解】(1)[1][2]为了让饮料吸管能竖直漂浮在液体中,因此在吸管下端塞入适量金属丝作为配重,使重心降低。
(2)[1]根据浮与沉的条件和阿基米德原理可知,漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,保持不变,如果液体的密度越大,则密度计浸入液体中的体积越小,则浸入液体中的长度越短,因为,说明。
[2]因为密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,则
即
则与、及的关系式是
(3)[1]由可知,与成反比,密度越大,液面位置越靠下,则密度计的刻度由上至下数值逐渐增大,则A图符合题意。
[2]若相同长度的吸管下端缠绕的金属丝质量越大,重力越大,且密度计浸入液体中的最大深度和最小深度不变,则根据阿基米德原理和漂浮条件可得,
所以液体最大密度和最小密度之差
当重力G增大时,液体最大密度和最小密度之差增大,量程增大。
35. “制作简易密度计”的跨学科实践活动中,同学们需要用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铜丝、石蜡等材料制作一个简易密度计,称得其总质量为10g。
(1)制作时,先将吸管两端剪平,在其下端塞入适量细铜丝并用石蜡把端口密封,目的是降低________,将制作完成的密度计放入液体中,使其处于竖直________状态(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”),该密度计稳定在液体中时受到的浮力为________N。
(2)将自制密度计分别放入水中和密度分别为、的食盐水中,待密度计稳定后用记号笔分别在液面齐平处标出刻度A、B、C(如图甲),刻度C处应标示的密度值为________。
在标记刻度过程中,发现相邻两刻度线之间的距离较小,为提高测量精度,在保证密度计总质量不变的前提下,请你提出一条合理的改进措施:_________。
(3)将制作好的简易密度计置于水中(如图乙),量出水面至封口端的距离为H,此时密度计受到的浮力为;再将同一密度计置于盐水中(如图丙),量出盐水液面至封口端的距离为h,此时密度计受到的浮力为,则_________(选填“<”“=”或“>”),忽略细铜丝的体积,盐水的密度_________(用、H、h表示)。
【答案】(1) 重心 漂浮 0.1
(2) 1.2 使用更细的吸管
(3) =
【详解】(1)[1][2]制作时在吸管下端塞入细铜丝并用石蜡封口,目的是降低重心,使密度计能竖直漂浮。
[3]漂浮状态下,浮力等于重力,故该密度计稳定在液体中时受到的浮力
(2)[1]密度计漂浮在液面上,受到的浮力等于重力,则有
故浮力一定时,密度计在液体浸入的深度与所在液体的密度成反比。因此,刻度C处应标示的密度值为。
[2]为提高测量精度,增大相邻刻度线间距,在保证总质量不变的前提下,可减小吸管的横截面积(使用更细的吸管),这样在排开液体体积变化相同时,浸入深度变化更明显。
(3)[1]同一密度计测量液体时,漂浮状态下,受到的浮力都等于重力,因此
[2]密度计在水、盐水中受到的浮力相等,即
整理可得,盐水的密度
八.轮船、潜水艇、气球飞艇及盐水选种综合应用(共 7 小题)
36.关于轮船的说法正确的是( )
A.轮船的排水量越大,载重量越大
B.轮船从大海驶入江河,船身会下沉一些
C.轮船的浮力始终大于自身重力
D.轮船的 “空心” 结构是为了减小浮力
【答案】B
【详解】A.轮船的排水量是指满载时排开水的总质量,等于轮船自身质量与载重量之和,排水量越大,若轮船自身质量也大,载重量不一定越大,故A错误;
B.轮船从大海驶入江河,始终处于漂浮状态,浮力等于自身重力,重力不变则浮力不变。根据阿基米德原理,江水密度小于海水密度,在浮力不变时,液体密度减小,排开液体的体积增大,所以船身会下沉一些,故B正确;
C.轮船正常航行时处于漂浮状态,浮力等于总重力,故C错误;
D.轮船的“空心”结构是为了增大排开水的体积,根据阿基米德原理,排开液体体积越大,受到的浮力越大,从而使轮船能漂浮在水面上,不是为了减小浮力,故D错误。
故选B。
37.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
【答案】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。
38.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
【答案】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。
39.如图是小明为班级试验田选择颗粒饱满的花种,他将配制好的一定浓度的盐水倒入烧杯中,漂浮于水面的是次种,沉入容器底的是良种。下列说法正确的是( )
A.往盐水中加入适当的盐可选出更饱满种子
B.静止时,次种受到的浮力小于重力
C.上浮过程中,种子受到的浮力小于它排开的水的重力
D.往烧杯中加入适当的盐,烧杯底部受到盐水的压强减小
【答案】A
【详解】A.饱满种子密度更大,往盐水中加盐后,盐水密度增大,只有密度更大的更饱满种子才会沉底,密度较小的次种依然漂浮,因此可以选出更饱满的种子,故A正确;
B.次种静止时漂浮在水面,根据浮沉条件,漂浮物体受到的浮力等于自身重力,故B错误;
C.根据阿基米德原理,任何情况下种子受到的浮力都等于它排开盐水的重力,故C错误;
D.往烧杯中加盐后,盐水密度增大,液面深度几乎不变,根据液体压强公式,密度增大则烧杯底部受到的压强增大,故D错误。
故选A。
40.如图所示,我国汉代发明的孔明灯,加热灯内空气,当内部气体的密度比外部气体密度小到一定程度时,孔明灯就上升。海拔越高,空气越稀薄,若忽略孔明灯体积的变化,在升空过程中,它所受浮力( )
A.始终不变 B.将会变小
C.先不变后变小 D.将会变大
【答案】B
【详解】根据阿基米德原理F浮=ρV排g,孔明灯在空气中受到的浮力等于它排开空气的重力。在升空过程中,孔明灯体积V排不变,但海拔越高空气越稀薄,即空气密度ρ气逐渐变小,g为常数不变,所以它所受浮力F浮变小。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
41.小明洗水果时,发现体积大的香瓜漂浮在水面上,而体积小的李子却沉在水底,如图所示,下列说法正确的是( )
A.香瓜所受的浮力大于重力
B.李子所受的浮力小于重力
C.李子的密度小于香瓜的密度
D.若将香瓜按入水中浸没,它所受的浮力等于重力
【答案】B
【详解】漂浮的物体:浮力等于重力,物体密度小于液体密度;沉底的物体:浮力小于重力,物体密度大于液体密度,水的密度记为。
A.香瓜漂浮在水面,所受浮力等于自身重力,故A错误;
B.李子沉在水底,所受浮力小于自身重力,故B正确;
C.李子沉底可得,香瓜漂浮可得,因此,故C错误;
D.香瓜密度小于水,将香瓜按入水中浸没后,浮力,重力,因此,浮力大于重力,故D错误。
故选B。
42.关于物体浮沉条件及应用实例,下列分析合理的是( )
A.节日放飞的气球里充的是密度小于空气的气体
B.轮船从长江驶入东海,吃水深度变大
C.橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面,是通过改变自身重力实现的
D.潜水艇靠改变排开水的体积来改变浮力,从而实现上浮和下沉
【答案】A
【详解】A.节日放飞的气球能够在空中上升,是因为里面气体得密度小于空气得密度,故A正确,符合题意;
B.轮船从长江驶入东海,受到的浮力不变,但液体密度增大,根据可得,V排减小,所以吃水深度变小,故B错误,不符合题意;
C.橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面,是通过增大排开水的体积从而增大浮力来实现的,故C错误,不符合题意;
D.潜水艇是通过进水和排水,通过改变自身重力实现上浮和下沉的,故D错误,不符合题意。
故选A。
快速解题口诀
密大上浮密小沉,密等悬浮任意深;
漂浮悬浮重力等,沉底三力要平衡;
轮船浮力气不变,潜艇变重定浮沉;
密度计浮永不变,上小下大刻度真。
高频易错点
1
浮力大的物体不一定上浮,物体浮沉由浮力与重力的大小关系决定,而非单纯看浮力大小。
2
沉底的物体受到浮力,只是浮力小于自身重力,所以无法上浮。
3
漂浮物体,液体密度一定大于物体密度;悬浮物体,液体密度一定等于物体密度。
一、单项选择题
1.如图所示,关于物体浮沉条件的应用,下列说法正确的是( )
A.图甲中沉底的良种密度大于盐水的密度
B.图乙中潜水艇是通过减小浮力来实现下潜的
C.图丙中航母从长江驶入海洋的过程中,受到的浮力变大
D.图丁中孔明灯利用内部气体密度大于空气密度来实现升空的
【答案】A
【详解】A.物体的浮沉条件是:当物体密度大于液体密度时,物体所受浮力小于重力,物体下沉。图甲中良种沉底,说明其密度大于盐水的密度,故A正确;
B.潜水艇的下潜原理是:通过吸水增加自身重力,使重力大于浮力实现下潜,其排开水的体积基本不变,浮力也基本不变,并非减小浮力,故B错误;
C.航母在长江和海洋中均处于漂浮状态,所受浮力始终等于自身重力,其重力不变,因此浮力不变。从长江到海洋,只是液体密度变大,根据分析得排开液体的体积变小,故C错误;
D.孔明灯升空的原理是:加热灯罩内的空气,使内部气体受热膨胀,密度小于外界空气密度,从而获得大于自身重力的浮力实现升空,故D错误。
故选A。
2.小丽同学在洗碗时,她发现碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示,下列说法正确的是( )
A.碗漂浮在水面时受到的浮力大于它的重力
B.碗沉入水底后不会受到浮力的作用
C.碗沉入水底后比漂浮在水面上时排开水的质量大
D.碗沉入水底后比漂浮在水面上时洗碗盆的液面下降
【答案】D
【详解】A.依据物体浮沉条件,碗漂浮于水面时处于平衡状态,此时浮力与重力构成平衡力,大小相等,即漂浮时F浮=G,故A错误;
B.碗沉入水底后,因仍浸在水中,必然受到水施加的向上浮力。其下沉的原因在于此时浮力小于重力,并非不受浮力,故B错误;
C.碗漂浮时,F浮1=G碗;沉入水底时F浮2< G碗,由此可得F浮2 < F浮1。根据阿基米德原理F浮= G排= m排g
浮力大小与排开液体的重力、质量成正比,所以碗沉入水底后排开水的质量小于漂浮时排开水的质量,故C错误;
D.根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,碗漂浮时浮力大,对应排开水的体积V排1大;沉入水底时浮力小,对应排开水的体积V排2小,即V排2< V排1。由于排开水的体积减小,洗碗盆内液面也会随之下降,故D正确。
故选D。
3.如图所示为体积相同的氢气球和空气球,刚释放时,氢气球上浮,而空气球却浮不起来。对这种现象,下列说法中正确的是( )
A.氢气球受浮力,空气球不受浮力
B.氢气球不受重力,空气球只受重力
C.氢气球受到的浮力大于本身的重力
D.空气球受到的浮力等于本身的重力
【答案】C
【详解】A.氢气球和空气球都浸在空气中,都受到空气的浮力作用,故A错误;
B.地球表面的物体都受到重力作用,所以氢气球和空气球都受到重力作用,故B错误;
C.氢气球能上浮,由沉浮条件可知,氢气球受到的浮力大于自身重力,故C正确;
D.空气球浮不起来,由沉浮条件可知,空气球受到的浮力小于自身重力,故D错误。
故选C。
4.甲、乙两个完全相同的溢水杯分别装满酒精()和水。将两个完全相同的实心小球轻轻放入两杯中,甲杯溢出80g酒精,乙杯溢出90g水。,下列说法正确的是( )
A.小球在水中受到的浮力是0.8N B.小球的体积是
C.小球的质量是100g D.小球的密度为
【答案】D
【详解】A.乙杯溢出90g水,小球在水中受到的浮力
故A错误;
B.小球的酒精中受到的浮力
比在水中受到的浮力小,说明小球在酒精和在水中的浮沉状态不同,若小球完全浸没在酒精中,小球的体积
若小球也完全浸没在水中受到的浮力
说明小球没有完全浸没在水中,小球处于漂浮状态,故小球的体积为,故B错误;
C.由B选项可知,小球在水中处于漂浮状态,由沉浮条件可知,故小球的质量等于排开水的质量,则小球的质量是90g,故C错误;
D.小球的密度
故D正确。
故选D。
二、多项选择题
5.某兴趣小组在探究物体浮沉条件时,在容器中加入一定量的食用油和水,静置分层后,将质量相同的a、b两球放入容器中,两球静止后状态如图所示,此时两球所受浮力分别为Fa、Fb。已知两球密度分别为、,油和水的密度关系为,下列分析正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【详解】因ρ油<ρ水,因此上层为油,下层为水。a球漂浮在油面上,b球悬浮在水中,则,
由物体浮沉条件可知,两球所受浮力都等于自身重力,即,
因两球质量相同,则。故BC正确,AD错误。
故选BC。
6.关于物体浮沉条件及应用实例,下列分析合理的是( )
A.潜水艇靠改变排开水的体积来改变浮力,从而实现上浮和下沉
B.热气球主要是靠增大气球的体积来增大空气对它的浮力,达到升空
C.同一密度计在不同液体中漂浮时,所受浮力大小相同
D.农民用盐水选种,当饱满的种子也上浮时,应加入水
【答案】CD
【详解】A.潜水艇靠改变自身重力来实现上浮和下沉,故A不符合题意;
B.热气球加热使得球内气体的密度比空气密度小来实现升空的,故B不符合题意;
C.密度计是漂浮在液体中,所受浮力与自身重力相等,重力不变,所以浮力不变,故C符合题意;
D.农民用盐水选种,当饱满的种子也上浮时,说明盐水的密度过大,则应加水适当减小盐水的密度,故D符合题意。
故选CD。
三、填空题
7.如图所示,烧杯中重为5N的木块在水中上浮,最终漂浮。木块在上浮且还未露出水面的过程中,受到的浮力______(选填“变大”“变小”或“不变”);木块最终漂浮在水面上时受到的浮力为______ N。
【答案】 不变 5
【详解】[1]根据阿基米德原理,木块上浮且未露出水面时,液体密度、g均不变,木块排开水的体积也不变,因此受到的浮力不变。
[2]物体漂浮时,受力平衡,浮力等于自身重力,这是浮沉条件。已知木块重力为5N,因此漂浮时受到的浮力为5N。木块最终静静地漂浮在水面上,此时木块受到水的浮力大小等于木块的重力,为5N。
8.核潜艇是重要的军事战略装备,中国工程院院士黄旭华团队研制的核潜艇在某次军事演习中执行深海作业,悬浮在海水中(如图)。要使潜艇下潜,应对水舱______(选填“注水”或“排水”)。在下潜过程中,潜艇上下表面的压力差______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 注水 不变
【详解】[1]潜水艇悬浮在海水中,要使潜水艇下潜,则需要重力将大于浮力,所以,此时应对水舱注水。
[2]在下潜过程中,潜水艇上、下表面受到海水对它的压力差等于潜水艇自身受到浮力,由阿基米德原理知道,由于排开水的体积不变,水的密度不变,即浮力保持不变,潜艇上下表面的压力差不变。
9.如图所示是由中航工业自主研制的国产载人飞艇“祥云”AS700。当AS700载人飞艇以4150kg的最大起飞质量在空中悬停时受到的浮力为________N,此时飞艇内部的气体密度________(填“大于”“小于”或“等于”)外界空气的密度。若该飞艇从光谷广场出发飞往天河机场,全程,耗时,则飞艇的平均速度为________。
【答案】 41500 小于
【详解】[1]飞艇的总质量是4150kg,此时刚好悬浮在空中,根据二力平衡的知识可知飞艇所受浮力。
[2]飞艇能在空中悬浮,是因为飞艇内部气体密度小于外界空气的密度,从而使飞艇受到的浮力等于自身重力。
[3]根据速度公式可知飞艇的速度。
10.如图所示,是我国首艘具备破冰能力的大型航标船“海巡156”。该船满载时排开水的质量为2400t,它满载时受到的浮力为________N;当该船从长江驶入东海时,它受到的浮力_________(选填“变大”“变小”或“不变”),轮船会_________(选填“上浮”或“下沉”)一些。(g取)
【答案】 不变 上浮
【详解】[1]根据阿基米德原理,浮力等于船排开液体的重力。已知排开水的质量m=2400t=2.4×106kg
则浮力F浮=mg=2.4×106kg×10N/kg=2.4×107N
[2]当船舶从长江驶入东海时,虽然海水密度变大,但船始终处于漂浮状态,浮力等于重力。由于船的总重力不变,所以浮力不变。
[3]根据浮力公式可知,浮力不变而海水密度ρ增大时,排开水的体积V排会减小,因此船体会上浮一些。
11.如图甲是一款无人潜航器,其油舱和外油囊的结构如图乙,通过液压泵调节外部油囊大小。此潜航器是靠改变________实现浮沉的,需要下潜时,液压泵需要将油压进________油囊。
【答案】 浮力 内
【详解】[1]改变油囊大小改变了潜水艇排开液体的体积,从而改变了潜水艇浮力的大小来实现浮沉。
[2]将油压进内部油囊,潜水艇排开液体的体积减小,浮力减小,潜水艇下潜。
四、作图题
12.如图所示,在探究物体浮沉条件的实验中,小丽把体积相同的物体A和B同时浸没在水中,由静止释放,A上浮,B下沉。请画出物体B的受力示意图(不计阻力)。
【答案】
【详解】体积相同的物体A和B同时浸没在水中,两物体所受浮力相等,A上浮、B下沉。物体B在水中受竖直向下的重力和竖直向上的浮力的作用,由于物体B在水中正在下沉,所以重力大于浮力,二力的作用点均画在物体B的重心上,如图所示。
五、计算题
13.体积、重6N的木块A,用线系在底面积为圆柱形容器的底部,当倒入足够的水使木块A浸没,求:
(1)木块受的浮力;
(2)木块的密度是多少?
(3)剪断系线后A静止时,所受浮力是多大?排开水的体积有多少?
(4)木块A露出水面后,容器底受水的压强减少多少帕?
【答案】(1)10N
(2)
(3),
(4)100Pa
【详解】(1)木块浸没在水中,排开水的体积等于木块的体积,则木块受的浮力
(2)木块的质量
木块的密度
(3)由于木块的密度小于水的密度,剪断系线后A静止时,处于漂浮状态,浮力与重力相等,
由可知,排开水的体积
(4)木块露出水面后,排开水的体积减少
水的深度减少
容器底受水的压强减少
六、实验题
14.下面是张超同学利用量筒和水测量橡皮泥密度的实验过程及分析,如图是整个实验的操作情景,请完成下列填空.
(1)在量筒中装适量的水,读出水面对应的刻度值V1=________.
(2)把橡皮泥捏成碗状,小心放入量筒使之漂浮在水面上,读出此时水面对应的刻度值V2,根据漂浮条件可求出橡皮泥的质量:m=________.(g取10 N/kg)
(3)再把橡皮泥团成球放入量筒使之沉入水底,读出此时水面对应的刻度值V3.
(4)利用密度计算公式可计算出橡皮泥的密度为________kg/m3.
【答案】 50 mL 14 g 1.75×103
【详解】(1)由图知道,量筒每一个大格代表10ml,每一个小格代表2ml,所以橡皮泥浸没之前,水面对应的示数是V1 =50ml=50cm3
(2)由图知道,橡皮泥漂浮在水面上时,水面对应的示数是V2 =64ml=64cm3
即橡皮泥漂浮在水面上时,排开水的体积是V'=V2 -V1 =64ml-50ml=14ml=14cm3=1.4×10-5 m3
漂浮条件知道橡皮泥受到的重力是:G=F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×1.4×10-5 m3 =0.14N
所以,橡皮泥的质量:
(3)由图知道,当橡皮泥团成球浸没在水中时,量筒对应的示数是:V3 =58ml=58cm3
(4)橡皮泥漂浮在水面上时,受到的重力等于排开水的重力,所以橡皮泥的质量等于排开水的质量,即
m=m排水=(V2 -V1)ρ水
橡皮泥的体积是:V=V3 -V1
所以,橡皮泥的密度是
15.阅读文章,回答问题:
半潜船
半潜船,是专门从事运输大型海上石油钻井平台、大型舰船等超长超重,但又无法分割吊运的超大型设备的特种海运船舶。
半潜船在工作时, 会像潜水艇一样,通过本身压载水(指为控制船舶纵倾、横倾、吃水或稳性等而在船上加装的水)的调整,能够平稳地将一个足球场大小的船身甲板潜入10~30m深的水下,只露出船楼建筑(如图甲所示),以便将所要承运的货物(像舰船等)从指定位置拖拽到半潜船的装货甲板上.然后等需要装运的货物进入到已潜入水下的装货甲板上方时,启动大型空气压缩机,再次调整半潜船身压载水舱中的水量,使船身连同甲板上的货物一起浮出水面,然后绑扎固定,就可以跨海越洋将货物运至世界各地的客户手中了(如图乙所示为用半潜船运送损坏的舰艇).中国是继荷兰之后第二个建造自航式半潜运输船的国家."泰安口"号半潜船是中国大陆建造的第一艘大型自航式半潜运输船,可在海上承运重10000t以上的货物.2015年7月10日上午,东海岛船成为加入我国海军战斗序列第一艘半潜船。舷号868,长175.5m,宽32.4m,排水量约20000t,可对重型装备构件及小型舰艇进行拖带、运输,同时可作为临时船坞对受损舰艇实施海上抢修。
(1)半潜船是利用将密度比水大的材料制成“_____”的办法,增大受到的浮力,从而漂浮在水面上的;
(2)半潜船在工作时,通过_______(选填“增加”或“减少”)本身压载水舱中的水量,平稳地将装货甲板潜入水下;
(3)没有装载任何货物处于下潜状态的半潜船,与它装载着舰艇并浮出水面时受到的浮力一定_______(选填“相等”或“不相等”);
(4)我海军使用的半潜船—东海岛船在海上行驶时,所受的最大浮力约为_____N(g取10N/kg)。
【答案】 空心 增加 不相等 2×108
【详解】(1)[1]半潜船是利用将密度比水大的材料制成;采用增大空心部分的体积,可以增大可利用的浮力;从而漂浮在水面上。
(2)[2]由材料可知,半潜船在工作时,通过增加本身压载水舱中的水量,平稳地将装货甲板潜入水下。
(3)[3]装货前甲板处于下潜状态(下面甲图),装载舰艇后浮出水面(下面乙图),据图可知,甲图中半潜船排开水的体积大,乙图中半潜船排开水的体积小;根据F浮=ρ水gV排 可得F浮甲 >F浮乙 ,即装货前甲板处于下潜状态时比装载舰艇后浮出水面时受到的浮力大,故没有装载任何货物处于下潜状态的半潜船,与它装载着舰艇并浮出水面时受到的浮力一定不相等。
(4)[4]由题意可知,东海岛船的排水量约20000t,所以它所受的最大浮力:
F浮=G排=m排g=2×107 kg×10N/kg=2×108 N
1.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( )
A B C D
【答案】D
【详解】最初没有向碗中加水时,碗漂浮,受到的浮力等于自身重力;向漂浮在水面上的碗中加水,假如碗里水的质量是缓慢均匀增加的,在碗未浸没到水中时,仍处于漂浮状态,碗受到的浮力为碗的重力和碗中的水的重力之和,浮力也是匀速增加的,其图像为一条斜直线;当碗浸没到水中,碗沉底,排开水的体积变小,为碗自身的体积,此时碗受到的浮力小于碗自身的重力(小于t=0时碗受到的浮力),因排开水的体积不再变化,由可知碗受到的浮力也不变,为一条平行于时间轴的线段,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.某深海探测器利用“深海潜水器无动力下潜上浮技术”,其两侧配备多块相同的压载铁,当其到达设定深度时,抛卸压载铁,使其悬浮、上浮等,并通过探测器观察窗观察海底世界.这种深海探测器在一次海底科考活动中,经过下潜、悬浮、上浮等一系列操作后,顺利完成任务.如图所示为该探测器在理想状态下观察窗所受海水压强随时间变化的图像,下列说法正确的是
A.探测器在两个阶段,在竖直方向的速度大小关系是
B.探测器在阶段处于上浮过程,探测器所受的浮力逐渐增大
C.探测器在阶段处于悬浮状态,受到重力、浮力和海水对探测器的压力
D.探测器在三个阶段,所受重力的关系是
【答案】A
【详解】A.由液体压强公式可知深度越深压强越大,压强的变化速度体现的即为深度的变化速度,由图像可知AB段压强变化的速度小于CD段压强变化的速度,因此;
B.由图像可知CD段压强逐渐减小,由液体压强公式可知深度越浅压强越小,因此处于上浮过程中,同时据阿基米德原理 可知排开液体体积不变,所受浮力不变;
C.BC段压强不变,由液体压强公式可知探测器深度不变,因此处于悬浮状态,此时受到向上的浮力和向下的重力二力平衡;
D.AB段物体下沉,重力大于浮力,BC段抛去部分重物后悬浮,重力等于浮力,CD段再次抛去部分重物后上浮,重力小于浮力,因此.
3.如图所示,容器底面积为200cm2,一根细线下吊着物体,容器开始是空的,现在往容器中以200cm3/min的恒定速度注水,绳子的拉力随注水时间变化如图乙所示,物体的质量为___________g,物体下表面离容器底部的距离___________cm,物体的密度为___________kg/m3
【答案】 240 4 1.2×103
【详解】[1]由图乙可知,在开始注水前,物体静止,处于平衡状态,绳子的拉力为2.4N,此时对物体进行受力分析,物体受到拉力与重力,且G=F拉,所以物体的重力为2.4N,根据G=mg可得物体的质量为
[2]由图乙可知,0~4min,拉力不变,过了4min后,拉力开始逐渐减小,这说明液面在4min时到达物体下表面,由题意可知4min注入水的体积为
V注=200cm3/min×4min=800cm3
根据V=Sh可得物体下表面离容器底部的距离为
[3]由[1]可知,物体的质量为m=0.24kg,由图乙可知,7min后,拉力不再改变,说明7min时,液面达到了物体的上表面,物体刚好处于浸没状态,此时对物体进行受力分析,物体受到拉力、重力与浮力,且G=F浮+F拉,所以可得物体所受浮力为
F浮=G-F拉=2.4N-0.4N=2N
根据可得物体的体积,即此时物体排开液体的体积为
根据可得物体的密度为
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暑假作业11 物体浮沉条件及应用综合专题
目 录
01 知识积累
02 题型速练
一.判断物体上浮、下沉、漂浮、悬浮状态(共 5 小题)
二.浮沉状态与受力大小关系辨析(共 6 小题)(难★)
三.依据浮沉条件比较物体与液体密度(共 5 小题)(易错★★)
四.漂浮、悬浮异同点分析判断(共 4 小题)
五.同一物体在不同液体中浮沉规律应用(共 5 小题)
六.不同物体在同种液体中浮力与状态比较(共 4 小题)(难★★★)
七.密度计工作原理与实际应用(共 6 小题)(难★★)
八.轮船、潜水艇、气球飞艇及盐水选种综合应用(共 7 小题)
03 巩固提升练
04 能力培优练
知识梳理
一天一练,温故知新,快乐过暑假
一、物体浮沉判断两种方法
判断依据
漂浮
上浮
悬浮
下沉
浮力与重力关系(受力判断)
F浮=G物
F浮>G物
F浮=G物
F浮<G物
密度关系(实心物体判断)
ρ液>ρ物
ρ液>ρ物
ρ液=ρ物
ρ液<ρ物
注意:(1)浮沉条件只适用于浸没或自由静止在液体中的物体,不适用于被外力固定、沉底受支持力的特殊场景。
(2)上浮、下沉是动态过程,受力不平衡;漂浮、悬浮是静止平衡状态,受力平衡。
(3)实心物体密度等于液体密度时,物体可静止在液体任意深度,不受深度影响。
二、漂浮与悬浮核心异同
1. 相同点:两种状态均为平衡状态,浮力始终等于物体重力,物体合力为0。
2. 不同点:漂浮物体部分浸入液体;悬浮物体完全浸没。
三、物体浮沉条件生活应用
1. 轮船:利用空心法增大排开液体体积,从而增大浮力;轮船始终漂浮,$$F_{\text{浮}}=G_{\text{总}}$$,轮船从江河驶入大海,浮力不变,船体上浮一些。
2. 潜水艇:通过改变自身重力实现浮沉;完全浸没后,排开液体体积不变,浮力大小不变。
3. 密度计:始终漂浮在液体表面,浮力始终等于自身重力;液体密度越大,密度计浸入深度越小,刻度特点上小下大、上疏下密。
4. 气球、飞艇:利用空气浮力升空,内部填充密度小于空气的气体,通过改变自身体积改变浮力实现升降。
题型速练
一题一思,查漏补缺,轻松迎开学
一.判断物体上浮、下沉、漂浮、悬浮状态(共 5 小题)
1.将乒乓球压入水底,松手后乒乓球上浮过程中经过位置1和位置2,跃出水面到位置3,最终在位置4静止,如图所示。下列说法正确的是( )
A.在位置1、2时处于悬浮状态,乒乓球受到的浮力等于自身重力
B.从位置1到位置4的过程中,乒乓球受到的浮力逐渐变小
C.从位置4到位置3,乒乓球做减速运动
D.从位置1到位置4,烧杯中的液面不变
2.曹冲称象的故事广为流传。如图,称象时,先让象站在船上,在船身与水面交界处做上标记。让象上岸后,再将石头装入船中,直至船身上的标记与水面重合,所装石头的质量即为大象的质量。下列说法正确的是( )
A.甲图中船排开水的重力与大象的重力大小相等
B.船内石头增多的过程中船底受到水的压强变大
C.船内石头增多的过程中船受到的浮力大小不变
D.甲图中船所受浮力与乙图中船所受浮力大小相等
3.如图是某同学用烧瓶、橡皮管、玻璃管、橡皮塞制作的潜水艇模型,通过橡皮管吸气或吹气,就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,若通过橡皮管从烧瓶中吸气,则烧瓶将_________(填“上浮”、“下沉”或“悬浮”),这一过程中烧瓶受到的浮力将_________(填“变大”“变小”或“不变”)。(橡皮管的体积忽略不计)
4.如图所示,开始时图甲中冰块位于容器底部,图乙中冰块漂浮于水面,冰块上方均放置有一小铁块。当冰块熔化完后,图甲中的水面与开始时相比将会______(选填“上升”“下降”或“不变”);图乙中的水面与开始时相比将会______(选填“上升”“下降”或“不变”)。
5.如图甲,石块叠放在浸在水中的木块上保持静止(两物块均不吸水),石块的重力为4N、体积为,木块的重力为8N、底面积为,此时木块排开液体的体积为__________。当按图乙方式连接静止时,木块受到水的浮力为__________N。
二.浮沉状态与受力大小关系辨析(共 6 小题)
6.如图 所示,某些鱼的浮沉靠鳔充气时膨胀,放气时收缩实现,下列说法不正确的是( )
A.鱼想下沉时,应让鳔收缩
B.鱼静止在水中时,受到的浮力等于鱼的重力
C.鱼想让鳔膨胀,在浅处比深处容易些
D.鳔膨胀时,鱼排开水的重力变小
7.小明参观了中国科技馆“探索与发现”展厅A区后,用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了“浮沉子”如图所示。他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在瓶内的水面上,矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封。当用力挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误的是( )
A.“浮沉子”漂浮时,所受重力等于它受到的浮力
B.“浮沉子”下沉时,所受重力大于它受到的浮力
C.“浮沉子”上浮时,玻璃瓶内的压缩空气会将内部的水压出
D.无论怎样挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”都不可能悬浮在水中
8.某检验人员在盛放密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙的硫酸铜溶液试管中,分别滴入一滴体积相同的同一感染者的血液,一段时间后出现了如图所示的情形。下列分析正确的是( )
A.血液的密度大于ρ甲
B.血液在甲乙两试管中受到的浮力相等
C.血液的重力小于在丙试管排开的溶液的重力
D.三支试管底部受到液体的压强相等
9.如图所示,将一个空心铁球浸没入水中,放手后铁球恰好悬浮,若沿虚线方向将铁球切成大小不等的两块,则( )
A.大块的将下沉,小块的将上浮 B.大块的将上浮,小块的将下沉
C.两块都将上浮 D.两块都将下沉
10.如图是用新鲜萝卜制成的“容器”,其中盛有浓度为的食盐溶液,一个塑料小球悬浮在该溶液中,一段时间后小球将______(填“上浮”“下沉”或“仍悬浮”),小球受到的浮力______(填“变小”“不变”或“变大”)。
11.物体实现浮沉现象需要满足什么条件呢?
(1)设计实验:
①准备好实验器材:容器,小瓶,水;
②如图甲,把盖上盖子的空小瓶浸没于水中,再松手,观察小瓶的运动情况;
③如图乙,把装满水并盖上盖子的小瓶,浸没于水中,再松手,观察小瓶的运动情况;
(2)分析归纳:
①空小瓶上浮到水面,直至静止。则在小瓶上浮过程中_______(选填“>”“<”或“=”)G;
②装满水的小瓶下沉到容器底部。则在小瓶下沉过程中_______(选填“>”“<”或“=”)G。
三.依据浮沉条件比较物体与液体(气体)密度(共 5 小题)
12.如图所示,小明同学在家帮忙做家务时,将土豆和茄子放在水池里清洗,茄子浮在水面而土豆沉底,则茄子的密度______(选填“大于”或“小于”)土豆的密度;水池的堵头______(选填“受”或“不受”)浮力。
13.如图所示,桌面上放一个盛盐水的容器,盐水中漂浮着一块冰,冰在逐渐熔化的过程中,容器内液面________(选填“上升”“下降”或“不变”);容器对桌面的压强________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
14.如图所示,静止在地面上的热气球被加热后开始升空,是因为它此时的平均密度___ 空气的密度(选填“大于”、“小于”或“等于”);若该气球体积为5m3,空气密度为1.2kg/m3,气球在空气中受到的浮力为___N。
15.在研究物体浮沉条件的实验中,将一只鸡蛋浸没在水中,并向水中缓慢加盐。鸡蛋受到的浮力F随液体密度变化的图像如图所示,且ρA=ρ水。
(1)当盐水的密度小于ρB时,鸡蛋处于 ______(漂浮/悬浮/沉底)状态;
(2)鸡蛋的重力为 ______,则鸡蛋受到的最小浮力F=______。(用图中已知物理量字母表示)
16.如图1所示,将一底面积为的长方体木块用细线系在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水,直到木块的上表面与液面相平,如图2所示。木块底部受到水的压强p随容器中水的深度h的变化规律如图3所示。已知水的密度为。求:
(1)木块的重力;
(2)木块的密度;
(3)细线上最大拉力。
四.漂浮、悬浮异同点分析判断(共 4 小题)
17.甲、乙两个完全相同的玻璃杯,盛有密度不同的盐水,放在水平桌面上。将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯中,当鸡蛋静止时,两杯中的液面恰好相平,如图所示。若甲、乙两杯盐水的密度分别为和,杯中盐水对容器底的压强分别为和,鸡蛋受到的浮力分别为和,甲、乙两杯盐水对水平桌面的压力分别为和。下列判断中正确的是( )
A. B. C. D.
18.体积相同的甲、乙、丙三艘潜艇模型浸没在水中的浮沉情况,如图所示,下列说法正确的是( )
A.丙潜艇所受浮力最小
B.丙潜艇最终沉底后所受的浮力可能增大
C.将乙潜艇下移一些,静止后它会继续悬浮
D.甲潜艇最终会漂浮,漂浮时的浮力比上浮时的浮力大
19.小华在相同气球内装上不同配重做了两个“小鱼”。“小鱼”甲的质量大于“小鱼”乙的质量。注射器可以通过连接“小鱼”的软管对“小鱼”进行抽气和充气,从而改变“小鱼”的体积。初始时,两“小鱼”在水中处于静止状态,如图所示。忽略空气重力及软管对“小鱼”的作用力。“小鱼”所受浮力分别用F甲、F乙表示。下列说法正确的是( )
A.对甲充气,甲上浮,再次静止时F甲小于F乙
B.对甲抽气,甲下沉,再次静止时F甲一定小于F乙
C.对乙充气,乙再次静止时所受浮力比初始时的浮力小
D.对乙抽气,乙再次静止时所受浮力可能等于初始时的浮力
20.如图,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中.已知石块与气球的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮________G总(选填“>”“<”或“=”);若水温升高,石块将______ (选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮” ).
五.同一物体在不同液体中浮沉规律应用(共 5 小题)
21.将同一鸡蛋分别放入清水和盐水中,鸡蛋在清水中下沉,在盐水中漂浮,这是因为( )
A.鸡蛋在盐水中受到的重力减小 B.鸡蛋在盐水中受到的浮力增大
C.鸡蛋的密度在盐水中变小 D.鸡蛋的体积在盐水中变大
22.当海水所含盐分随深度和温度发生变化时,可能会导致海水密度发生突变,在垂直海面方向上形成一个类似“悬崖”的突变水层,在如图所示的情形中,若有潜艇潜航至此水域时,就会急速下沉,发生“掉深”事故,危及潜艇安全。我军潜艇曾创造过遭遇“掉深”自救成功的奇迹。下列相关说法错误的是( )
A.潜艇从漂浮到完全沉入海面以下的过程中,其所受浮力在变大
B.潜艇遭遇“掉深”进行自救时,需快速往水箱中吸水
C.潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时,浮力变小
D.潜艇在高密度水层悬浮时,所受浮力等于其重力
23.三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示,以下判断正确的是( )
A.液体的密度关系是
B.液体对容器底部的压强关系是
C.容器对桌面的压强关系是
D.小球受到的浮力大小关系是
24.图中甲、乙两个相同的溢水杯分别盛满水和某种液体,小明将两个完全相同的实心小球分别放入两个溢水杯中。当小球静止时,甲杯中的小球处于悬浮状态,溢出水的质量为m;乙杯中的小球漂浮,且刚好有一半体积浸在液体中,溢出液体的体积为V。已知水的密度为ρ水,下列说法正确的是( )
A.小球的密度是
B.液体的密度是
C.甲、乙两溢水杯中溢出液体的质量相同
D.乙溢水杯放入小球后对桌面的压力增大
25.如图所示,甲、乙为两个质量相同的圆柱形容器,甲容器的底面积大于乙容器的底面积。容器内分别装有质量相同的两种不同液体,现将两个完全相同的小球分别放入两容器中,其中甲容器中的小球漂浮,乙容器中的小球沉底。以下说法正确的是( )
A.小球在甲容器中受到的浮力较大
B.甲容器对水平面的压力较大
C.未放小球时液体对两容器底部的压强相同
D.甲容器中的液体密度较大
六.不同物体在同种液体中浮力与状态比较(共 4 小题)
26.如图甲所示是一种彩球“温度计”。密闭的“温度计”内装有特殊液体,液体密度随温度升高而变小。液体中有编号为1-5的体积相同、质量不同的彩球,每个彩球上标有特定的温度值(忽略热胀冷缩)。小球静止时,哪个小球悬浮,它的温度就是当前环境温度。图乙为这个温度计的示意图,编号为4的彩球所标温度值为22℃,相邻编号的彩球标牌上的温度值间隔为2℃。下列说法正确的是( )
A.乙图中,彩球2和4所受的浮力:
B.彩球2和4的密度:
C.彩球4在26℃时会漂浮
D.彩球2悬浮时,环境温度为26℃
27.深潜器实现浮沉的方法与潜水艇有所不同。小明阅读资料后,利用材质不同但体积相同的两个实心小球A、B和一条细线模拟深潜器,它们放入水中静止后状态如图所示,线已绷紧A、B两球的重力分别为GA、GB,受到的浮力分别为FA、FB,则( )
A.FA=GA B.FB<GB C.FA>FB D.GA=GB
28.如图所示,泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”,部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,由于浮力大于重力而________(选填“上浮”或“下沉”);茶叶充分吸水后由于其密度________(选填“>”“<”或“=”)水的密度而下沉。
29.把苹果和菠萝放入水中静止时的状态如下图所示。已知苹果和菠萝的体积分别是、,质量分别是、,则苹果和菠萝受到的浮力分别为________,________。(用所给字母和g表示,已知水的密度为)
七.密度计工作原理与实际应用(共 6 小题)
30.物理兴趣小组把吸管的下端密闭并缠绕一段细铜丝(细铜丝体积忽略不计),自制一个简易密度计。如图所示,密度计分别放入a、b、c三种液体中时,均漂浮在液体中,且保持竖直姿态。密度计在三种液体中静止时,在密度计上与液面平齐处各标记一条刻线,共得到三条刻线。已知密度计在c液体中,有的体积浸入液体,浸入体积为。三种液体密度如表格所示,下列分析正确的是( )
液体种类
液体密度/()
a液体
b液体
c液体
A.三条刻线的间隔距离不相等
B.密度计的质量为0.1kg
C.密度计在三种液体中所受浮力不相等
D.密度计在b液体中的浸入体积为
31.在木棒的一端缠绕一些铜丝做成简易密度计,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,静止时如图所示。下列判断正确的是( )
A.密度计在甲杯中受到的浮力较大
B.甲杯液体的密度较大
C.乙杯底部受到液体的压强较大
D.密度计底部在甲杯中受到液体的压力较大
32.在综合实践活动中制作简易密度计,实验小组将吸管的一端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的底端封闭,做成一只简易密度计,如图甲,将该密度计分别放入水、盐水和酒精中漂浮时,标记的刻度如图乙所示,密度计在水、盐水和酒精中受到的浮力分别是F1、F2、F3,它们的关系是________;在水中的刻度是________,盐水的刻度线是________(后二空选填“A/B/C”)
33.利用塑料笔芯自制密度计(塑料笔管部分粗细均匀),同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯应该选用_________笔芯(选填“新”或“旧”)。将所选笔芯放入水中,它能竖直漂浮在水中,在笔芯上标出水面的位置A;将笔芯放入酒精中,仍可漂浮,标出液面的位置B,如图所示,该笔芯漂浮在水中受到的浮力大小_________(选填“大于”、“小于”或“等于”)在酒精中时受到的浮力大小。已知水的密度,酒精的密度,若在A、B正中间的位置标上字母C,那么该自制密度计C位置所标注的刻度应该_________(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
34.小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的之一是___________(选填“升高”或“降低”)密度计的重心,提高稳度,使吸管能竖直___________在不同液体中。
(2)将吸管放到水中的情景如图甲所示,测得浸入水中的长度为;再将吸管放到另一液体中的情景如图乙所示,浸入液体中的长度为,已知,用分别表示液体和水的密度,则___________(选填“>”或“<”或“=”),与、及的关系式是___________。(用所给的符号表示)
(3)小明根据图甲在吸管上标出1.0刻度线(单位,下同),再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未全部画出)。如图丙所示密度计的两种刻度的标示合理的是___________(选填“A”或“B”)。若相同长度的吸管下端缠绕的金属丝质量越大,密度计的量程会___________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
35. “制作简易密度计”的跨学科实践活动中,同学们需要用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铜丝、石蜡等材料制作一个简易密度计,称得其总质量为10g。
(1)制作时,先将吸管两端剪平,在其下端塞入适量细铜丝并用石蜡把端口密封,目的是降低________,将制作完成的密度计放入液体中,使其处于竖直________状态(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”),该密度计稳定在液体中时受到的浮力为________N。
(2)将自制密度计分别放入水中和密度分别为、的食盐水中,待密度计稳定后用记号笔分别在液面齐平处标出刻度A、B、C(如图甲),刻度C处应标示的密度值为________。
在标记刻度过程中,发现相邻两刻度线之间的距离较小,为提高测量精度,在保证密度计总质量不变的前提下,请你提出一条合理的改进措施:_________。
(3)将制作好的简易密度计置于水中(如图乙),量出水面至封口端的距离为H,此时密度计受到的浮力为;再将同一密度计置于盐水中(如图丙),量出盐水液面至封口端的距离为h,此时密度计受到的浮力为,则_________(选填“<”“=”或“>”),忽略细铜丝的体积,盐水的密度_________(用、H、h表示)。
八.轮船、潜水艇、气球飞艇及盐水选种综合应用(共 7 小题)
36.关于轮船的说法正确的是( )
A.轮船的排水量越大,载重量越大
B.轮船从大海驶入江河,船身会下沉一些
C.轮船的浮力始终大于自身重力
D.轮船的 “空心” 结构是为了减小浮力
37.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
38.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
39.如图是小明为班级试验田选择颗粒饱满的花种,他将配制好的一定浓度的盐水倒入烧杯中,漂浮于水面的是次种,沉入容器底的是良种。下列说法正确的是( )
A.往盐水中加入适当的盐可选出更饱满种子
B.静止时,次种受到的浮力小于重力
C.上浮过程中,种子受到的浮力小于它排开的水的重力
D.往烧杯中加入适当的盐,烧杯底部受到盐水的压强减小
40.如图所示,我国汉代发明的孔明灯,加热灯内空气,当内部气体的密度比外部气体密度小到一定程度时,孔明灯就上升。海拔越高,空气越稀薄,若忽略孔明灯体积的变化,在升空过程中,它所受浮力( )
A.始终不变 B.将会变小
C.先不变后变小 D.将会变大
41.小明洗水果时,发现体积大的香瓜漂浮在水面上,而体积小的李子却沉在水底,如图所示,下列说法正确的是( )
A.香瓜所受的浮力大于重力
B.李子所受的浮力小于重力
C.李子的密度小于香瓜的密度
D.若将香瓜按入水中浸没,它所受的浮力等于重力
42.关于物体浮沉条件及应用实例,下列分析合理的是( )
A.节日放飞的气球里充的是密度小于空气的气体
B.轮船从长江驶入东海,吃水深度变大
C.橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面,是通过改变自身重力实现的
D.潜水艇靠改变排开水的体积来改变浮力,从而实现上浮和下沉
快速解题口诀
密大上浮密小沉,密等悬浮任意深;
漂浮悬浮重力等,沉底三力要平衡;
轮船浮力气不变,潜艇变重定浮沉;
密度计浮永不变,上小下大刻度真。
高频易错点
1
浮力大的物体不一定上浮,物体浮沉由浮力与重力的大小关系决定,而非单纯看浮力大小。
2
沉底的物体受到浮力,只是浮力小于自身重力,所以无法上浮。
3
漂浮物体,液体密度一定大于物体密度;悬浮物体,液体密度一定等于物体密度。
一、单项选择题
1.如图所示,关于物体浮沉条件的应用,下列说法正确的是( )
A.图甲中沉底的良种密度大于盐水的密度
B.图乙中潜水艇是通过减小浮力来实现下潜的
C.图丙中航母从长江驶入海洋的过程中,受到的浮力变大
D.图丁中孔明灯利用内部气体密度大于空气密度来实现升空的
2.小丽同学在洗碗时,她发现碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示,下列说法正确的是( )
A.碗漂浮在水面时受到的浮力大于它的重力
B.碗沉入水底后不会受到浮力的作用
C.碗沉入水底后比漂浮在水面上时排开水的质量大
D.碗沉入水底后比漂浮在水面上时洗碗盆的液面下降
3.如图所示为体积相同的氢气球和空气球,刚释放时,氢气球上浮,而空气球却浮不起来。对这种现象,下列说法中正确的是( )
A.氢气球受浮力,空气球不受浮力
B.氢气球不受重力,空气球只受重力
C.氢气球受到的浮力大于本身的重力
D.空气球受到的浮力等于本身的重力
4.甲、乙两个完全相同的溢水杯分别装满酒精()和水。将两个完全相同的实心小球轻轻放入两杯中,甲杯溢出80g酒精,乙杯溢出90g水。,下列说法正确的是( )
A.小球在水中受到的浮力是0.8N B.小球的体积是
C.小球的质量是100g D.小球的密度为
二、多项选择题
5.某兴趣小组在探究物体浮沉条件时,在容器中加入一定量的食用油和水,静置分层后,将质量相同的a、b两球放入容器中,两球静止后状态如图所示,此时两球所受浮力分别为Fa、Fb。已知两球密度分别为、,油和水的密度关系为,下列分析正确的是( )
A. B.
C. D.
6.关于物体浮沉条件及应用实例,下列分析合理的是( )
A.潜水艇靠改变排开水的体积来改变浮力,从而实现上浮和下沉
B.热气球主要是靠增大气球的体积来增大空气对它的浮力,达到升空
C.同一密度计在不同液体中漂浮时,所受浮力大小相同
D.农民用盐水选种,当饱满的种子也上浮时,应加入水
三、填空题
7.如图所示,烧杯中重为5N的木块在水中上浮,最终漂浮。木块在上浮且还未露出水面的过程中,受到的浮力______(选填“变大”“变小”或“不变”);木块最终漂浮在水面上时受到的浮力为______ N。
8.核潜艇是重要的军事战略装备,中国工程院院士黄旭华团队研制的核潜艇在某次军事演习中执行深海作业,悬浮在海水中(如图)。要使潜艇下潜,应对水舱______(选填“注水”或“排水”)。在下潜过程中,潜艇上下表面的压力差______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
9.如图所示是由中航工业自主研制的国产载人飞艇“祥云”AS700。当AS700载人飞艇以4150kg的最大起飞质量在空中悬停时受到的浮力为________N,此时飞艇内部的气体密度________(填“大于”“小于”或“等于”)外界空气的密度。若该飞艇从光谷广场出发飞往天河机场,全程,耗时,则飞艇的平均速度为________。
10.如图所示,是我国首艘具备破冰能力的大型航标船“海巡156”。该船满载时排开水的质量为2400t,它满载时受到的浮力为________N;当该船从长江驶入东海时,它受到的浮力_________(选填“变大”“变小”或“不变”),轮船会_________(选填“上浮”或“下沉”)一些。(g取)
11.如图甲是一款无人潜航器,其油舱和外油囊的结构如图乙,通过液压泵调节外部油囊大小。此潜航器是靠改变________实现浮沉的,需要下潜时,液压泵需要将油压进________油囊。
四、作图题
12.如图所示,在探究物体浮沉条件的实验中,小丽把体积相同的物体A和B同时浸没在水中,由静止释放,A上浮,B下沉。请画出物体B的受力示意图(不计阻力)。
五、计算题
13.体积、重6N的木块A,用线系在底面积为圆柱形容器的底部,当倒入足够的水使木块A浸没,求:
(1)木块受的浮力;
(2)木块的密度是多少?
(3)剪断系线后A静止时,所受浮力是多大?排开水的体积有多少?
(4)木块A露出水面后,容器底受水的压强减少多少帕?
六、实验题
14.下面是张超同学利用量筒和水测量橡皮泥密度的实验过程及分析,如图是整个实验的操作情景,请完成下列填空.
(1)在量筒中装适量的水,读出水面对应的刻度值V1=________.
(2)把橡皮泥捏成碗状,小心放入量筒使之漂浮在水面上,读出此时水面对应的刻度值V2,根据漂浮条件可求出橡皮泥的质量:m=________.(g取10 N/kg)
(3)再把橡皮泥团成球放入量筒使之沉入水底,读出此时水面对应的刻度值V3.
(4)利用密度计算公式可计算出橡皮泥的密度为________kg/m3.
15.阅读文章,回答问题:
半潜船
半潜船,是专门从事运输大型海上石油钻井平台、大型舰船等超长超重,但又无法分割吊运的超大型设备的特种海运船舶。
半潜船在工作时, 会像潜水艇一样,通过本身压载水(指为控制船舶纵倾、横倾、吃水或稳性等而在船上加装的水)的调整,能够平稳地将一个足球场大小的船身甲板潜入10~30m深的水下,只露出船楼建筑(如图甲所示),以便将所要承运的货物(像舰船等)从指定位置拖拽到半潜船的装货甲板上.然后等需要装运的货物进入到已潜入水下的装货甲板上方时,启动大型空气压缩机,再次调整半潜船身压载水舱中的水量,使船身连同甲板上的货物一起浮出水面,然后绑扎固定,就可以跨海越洋将货物运至世界各地的客户手中了(如图乙所示为用半潜船运送损坏的舰艇).中国是继荷兰之后第二个建造自航式半潜运输船的国家."泰安口"号半潜船是中国大陆建造的第一艘大型自航式半潜运输船,可在海上承运重10000t以上的货物.2015年7月10日上午,东海岛船成为加入我国海军战斗序列第一艘半潜船。舷号868,长175.5m,宽32.4m,排水量约20000t,可对重型装备构件及小型舰艇进行拖带、运输,同时可作为临时船坞对受损舰艇实施海上抢修。
(1)半潜船是利用将密度比水大的材料制成“_____”的办法,增大受到的浮力,从而漂浮在水面上的;
(2)半潜船在工作时,通过_______(选填“增加”或“减少”)本身压载水舱中的水量,平稳地将装货甲板潜入水下;
(3)没有装载任何货物处于下潜状态的半潜船,与它装载着舰艇并浮出水面时受到的浮力一定_______(选填“相等”或“不相等”);
(4)我海军使用的半潜船—东海岛船在海上行驶时,所受的最大浮力约为_____N(g取10N/kg)。
1.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( )
A B C D
2.某深海探测器利用“深海潜水器无动力下潜上浮技术”,其两侧配备多块相同的压载铁,当其到达设定深度时,抛卸压载铁,使其悬浮、上浮等,并通过探测器观察窗观察海底世界.这种深海探测器在一次海底科考活动中,经过下潜、悬浮、上浮等一系列操作后,顺利完成任务.如图所示为该探测器在理想状态下观察窗所受海水压强随时间变化的图像,下列说法正确的是
A.探测器在两个阶段,在竖直方向的速度大小关系是
B.探测器在阶段处于上浮过程,探测器所受的浮力逐渐增大
C.探测器在阶段处于悬浮状态,受到重力、浮力和海水对探测器的压力
D.探测器在三个阶段,所受重力的关系是
3.如图所示,容器底面积为200cm2,一根细线下吊着物体,容器开始是空的,现在往容器中以200cm3/min的恒定速度注水,绳子的拉力随注水时间变化如图乙所示,物体的质量为___________g,物体下表面离容器底部的距离___________cm,物体的密度为___________kg/m3
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