文档内容
专题20 物体浮沉条件及其应用
【核心考点讲解】
1、物体在液体中的浮沉条件
浮沉状态 示意图 受力分析 密度关系
漂浮 F浮 = G物 ρ物 < ρ液
悬浮 F浮 = G物 ρ物 = ρ液
F浮 < G物
沉底 ρ物 > ρ液
(F浮 + F支 = G物)
F浮 > G物,物体上浮,最终漂浮;
F浮 < G物,物体下沉,最终沉底;
2、浮沉条件的应用
(1)潜水艇是通过改变自身重来实现浮沉的;
(2)热气球是通过改变球体内的空气密度来实现浮沉的;
(3)密度计工作原理是物体的漂浮条件,其刻度特点是上小下大,上疏下密;
(4)轮船、气球、飞艇等都是利用沉浮条件的原理设计的。
【必刷题型精练】
1.(2021•遂宁中考)小明将体积相等的A、B、C三个不同水果放入水中静止后,A 漂浮、B悬浮、C沉底,如
图所示。关于它们的密度和受到的浮力大小判断正确的是( )
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学科网(北京)股份有限公司A.F >F >F B.F >F =F C. < < D. < =
A B C A B C A B C A B C
2.(2021•淄博中考)课外实践活动中,小雨用橡皮ρ泥造ρ“船ρ”并放入水ρ中,ρ往所ρ造小船中装入豆粒来观察它的
承载量,如图所示。在逐渐装入豆粒的过程中(船未沉底)( )
A.小船受的浮力不变
B.小船排开水的质量变大
C.小船浸在水中的体积变小
D.小船受的浮力大于它和豆粒的总重力
3.(2021•株洲中考)如图,我国一艘第三代093B型攻击核潜艇在一次军事演习中,停在水面下 200m处,后根
据演习指令,下潜至300m处悬停,在此过程中( )
A.只需向水舱内充水
B.只需水舱向外排水
C.需先水舱向外排水,后向水舱内充水
D.需先向水舱内充水,后水舱向外排水
4.(2021•广州中考)将体积相同的甲、乙实心球放入装有水的烧杯中。若甲、乙所受的重力和排开水所受的重
力如下表。则两球静止在水中时的情形可能是( )
实心球 实心球所受的重力/N 排开水所受的重力/N
甲 1 1
乙 2 1
A. B. C. D.
5.(2021•襄阳中考)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
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学科网(北京)股份有限公司同一杯水中,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
6.(2021•凉山州中考)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
7.(2021•乐山中考)用细绳连在一起的气球和铁块,恰能悬浮在盛水的圆柱形容器内的某一位置(如图实线所
示),若用一细铁丝(铁丝体积不计)将铁块轻轻向下压较长一段距离后(如图虚线所示),气球受到的浮力、
气球和铁块在水中的浮沉情况及水对容器底部的压强将( )
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学科网(北京)股份有限公司A.变小,下沉、变小 B.变小,下沉、不变
C.不变,悬浮、变小 D.不变,悬浮、不变
8.(2021•陕西中考)将一个质量为275g的土豆放入容器内的水中,土豆下沉后静止在容器底部,如图1。小明
设法在土豆上插入几个轻质的粗吸管后做成了一个“吸管土豆”,再次放回水中后“吸管土豆”浮了起来,最
终漂浮在水面上,如图2(忽略吸管重力,取g=10N/kg)。下列说法正确的是( )
A.图1中静止的土豆所受浮力等于2.75N
B.土豆上插入吸管后增大了排开水的体积从而增大了所受的浮力
C.图2中土豆浮起后其下表面所受水的压力比在图1中时大
D.“吸管土豆”漂浮时所受浮力大于重力
9.(2021•陕西中考)如图所示,物理小组利用体积为170cm3的潜水艇模型(忽略进气、排气管的体积),探究
潜水艇在水中如何实现上浮或下沉,下列说法不正确的是(
水
=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)( )
ρ
A.模型浸没在水中受到的浮力为1.7N
B.模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力大小不变
C.若要让悬浮的模型上浮应使模型中进水
D.潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的
10.(2021•北京中考)测量工具为我们的工作和生活带来了极大的便利,而成功制作测量工具需要科技人员的创
造性劳动,小慧通过自制密度计。体验动手与动脑相结合的劳动过程。她在粗细均匀的木棒一端缠绕一些细铜
丝制成简易密度计(未标刻度)。该密度计放在水和酒精中时均竖直漂浮,露出液面的长度用L表示(如图所
示),已知酒精的密度为0.8g/cm3,水的密度为1.0g/cm3。为了给简易密度计标刻度,小慧将该密度计放入酒
精中,密度计静止时L为6cm,她在密度计上距顶端6cm处标记刻度线,该刻度线对应的密度值为0.8g/cm3。
小慧将该密度计放入水中,密度计静止时L为8cm,她在密度计上距顶端8cm处标记刻度线,该刻度线对应的
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学科网(北京)股份有限公司密度值为1.0g/cm3。利用上述数据,可计算出该密度计上对应密度值为 1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离
为(忽略铜丝的体积)( )
A.9.2cm B.9.6cm C.10cm D.10.4cm
11.(2021•徐州中考)如图所示,用塑料瓶制成的潜水艇模型悬浮于水中,此时模型受到的浮力 重力
(填“>”、“<”或“=”)。当通过进排气管向瓶中打气时,瓶内气体的压强将 ,模型将上浮。
在上浮过程中,水对模型底部的压强将 (以上两空填“变大”、“变小”或“不变”)。
12.(2020•宜宾中考)如图所示,盛满水的容器放在水平面上,一个体积为 50cm3,密度为0.6×103kg/m3的不吸
水的木块漂浮在水面,木块所受浮力大小为 N,木块漂浮时有 cm3体积露出水面。已知
水
=
1.0×103kg/m3,g取10N/kg。 ρ
13.(2021•襄阳中考)一金属环中间结有冰块,冰块和金属环的总重为 0.71N,将它们放入底面积为10cm2的圆
柱形容器中恰好悬浮于水中(如图甲所示),此时冰块和金属环受到的浮力共为 N;过一段时间冰全
部熔化,金属环沉入水底,容器内的水面下降了0.7cm(如图乙所示),则金属环的质量是 g。(已知
冰
=0.9g/cm3,g取10N/kg)
ρ
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学科网(北京)股份有限公司14.(2021•云南中考)如图所示,水中有一支长14cm、底部嵌有铁块的蜡烛,露出水面的长度为1cm,点燃蜡烛,
至蜡烛熄灭时,水对容器底部产生的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。熄灭时蜡烛所剩
长度为
cm。(
蜡
=0.9×103kg/m3)
ρ
15.(2021•扬州中考)利用塑料笔芯自制密度计,同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯应该选用 。将
所选笔芯放入水中,它能 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。该笔芯漂浮在水中和酒精中时受到的浮力大小 。已知水的密度 =
1
1.0g/cm3,酒精的密度 =0.8g/cm3,若笔芯漂浮在密度为 =0.9g/cm3的液体中,则液面对应的位置可能是ρ
2 3
(填“C”或“D”)。ρ ρ
16.(2021•兴安盟中考)如图甲所示,底面积S为25cm2的圆柱形平底容器内装有适量的未知液体,将容器放入
水中处于直立漂浮状态,容器下表面所处深度h =10cm,该容器受到的浮力是 N;如图乙所示,从容
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学科网(北京)股份有限公司器中取出100cm3的液体后,当容器下表面所处深度h =6.8cm时,该容器仍处于直立漂浮状态,则未知液体的
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密度是 kg/m3。(g取10N/kg)
17.(2021•长春模拟)小明制作了一个可测量物体质量的装置,如图甲所示小筒与大筒均为圆柱形容器。小筒和
托盘的总质量为200g,小筒底面积50cm2,高12cm,大筒中装有适量的水,托盘上不放物体时,在小筒和大筒
上与水面相平的位置的刻度均为“0”,将小筒竖直压入水中,当水面距小筒底 10cm时,在小筒和大筒上与水
面相平位置的刻度均为最大测量值,小筒和大筒的分度值相同。把被测物体放入托盘中,读出小筒或大筒上与
水面相平位置对应的刻度值,即为被测物体的质量。
(1)该装置所能测量物体的最大质量为 g;
(2)小筒上相邻两刻度线的间距比大筒上相邻两刻度线间的距离 (选填“大”或“小”);
(3)他想利用此装置测算出石块的密度,操作如下,如图乙所示,将石块放入托盘中,读出大筒上的示数为
m 1 ;如图丙所示,将此石块沉入水中,读出大筒上的示数为m 2 ,该石块密度的表达式为 石 = (水的密
度用 水 表示)。 ρ
18.(2ρ021•武汉模拟)在学习浮力的知识时,小枫同学在老师的指导下制作了一个“浮沉子”。
(1)如图甲所示,将一个量筒内装入适量的水,取一个较小试管也装入适量的水后倒扣到量筒内,如图甲所示,
小试管漂浮在水中静止(试管内液面末标明)。此时试管内水面会 (选填“高于”、“平行于”或“低
于”)量筒中水面,试管内气体压强 (选填“大于”、“等于”或“小于”)当地的大气压。
(2)用橡皮膜包在量筒口,并密封好量筒口。
(3)用较大力向下按橡皮膜会发现,试管内水量会 (选填“增多”、“不变”或“减少”),试管下
沉至量筒底部。此时用试管做成的“浮沉子”受到的重力与漂浮时相比会 (选填“增大”、“不变”或
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(4)小红同学看完以上演示后,利用如图乙所示的饮料瓶、小瓶、水等器材也制作了一个“浮沉子”,结果在
饮料瓶密封性良好的情况下,无论她如何用力都无法使漂浮的“浮沉子”下沉。学习小组的同学们给了她如下
几种建议,你觉得可以实现漂浮的“浮沉子”下沉的是 。
A.松开饮料瓶瓶盖后,用力捏饮料瓶
B.减少饮料瓶内水量后,盖上饮料瓶瓶盖,用力捏饮料瓶
C.适当减少小瓶内水量后,盖上饮料瓶瓶盖,用力捏饮料瓶
D.适量增多小瓶内水量后,盖上饮料瓶瓶盖,用力捏饮料瓶
19.(2021•常州模拟)半潜船是通过压水舱的吸水和排水,实现其上浮和半潜(甲板潜入水中).现有一艘质量
为4×104t的半潜船,前去执行运输一艘受损船舶的任务。(
海水
≈1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
ρ
(1)如图甲所示,当该半潜船不装货物,且压水舱不吸水时,受到的浮力有多大?
(2)当压水舱吸水,半潜船下沉,实现半潜,如图乙所示。将受损船舶移动到半潜船甲板上方后,半潜船通过
排水上浮,当压水舱剩余海水的体积达到3×103m3时,半潜船浸入海水中的体积为5×104m3,这时甲板已完全露
出水面,如图丙所示,则其运输的船舶质量是多少?
20.(2021•青岛模拟)烧杯中盛有密度不同、不相溶的两种液体甲和乙,另有两块体积相等、密度不同的正方体
物块A和物块B,用细线相连,缓慢放入烧杯中,静止时两物块恰好悬浮在甲液体中,如图所示。此时若将连
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学科网(北京)股份有限公司线剪断,两物块分别上浮和下沉,再次静止时,物块 A有 的体积露出液面,物块B有 的体积浸在液体乙
中。
试求:(1)物块A与物块B的密度之比;
(2)液体甲与液体乙的密度之比。
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