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第十章第3节物体的浮沉条件及应用一、选择题1．为了来昆明过冬的红嘴鸥不饿着，每年都要用鸥粮喂它们。以前的鸥粮投入水中后一部分由于海鸥不能及时吃到而迅速沉入水里，既浪费粮食又污染了水体。2017年，一厂家对鸥粮进行了“膨化”处理，使其投入水中后能够漂在水面上较长时间，海鸥几乎能吃完它。膨化后的鸥粮能够漂在水面上是因为它的()A．质量变大B．体积变小C．密度变大D．密度变小2．将一块实心均匀物体放入盛水的烧杯中，物体静止时如图1所示。若将该物体分成大小不同的两块，仍然放在盛水的烧杯中，则()A．大块沉入杯底，小块漂在水面上B．大块、小块都沉入杯底C．大块、小块都漂在水面上D．大块、小块都悬浮在水中图13．如图2所示，若“玉林号”导弹护卫舰从大海驶入珠江，下列分析正确的是()图2A．浮力变小，舰体上浮一些B．浮力变大，舰体下沉一些C．浮力不变，舰体下沉一些D．浮力不变，舰体上浮一些4．如图3所示，两只相同的气球，分别充入氢气和空气，充气后体积相同，放飞气球时只有氢气球升上空中。若它们在空气中受到的浮力分别为F氢和F空，则下列说法中正确的是()图3A．F氢＞F空B．F氢＝F空C．F氢＜F空D．条件不足，无法比较5．把一支简易密度计先后放入三种不同的液体中，静止时如图4所示，请完成以下小题。图4(1)密度计在三种液体中受到的浮力()A．甲最大B．乙最大C．丙最大D．甲、乙、丙一样大(2)密度计在三种液体中排开液体的体积()A．甲最大B．乙最大C．丙最大D．甲、乙、丙一样大(3)三种液体密度的大小关系是()A．ρ甲ρ乙ρ丙B．ρ乙ρ甲ρ丙C．ρ甲ρ丙ρ乙D．ρ乙ρ丙ρ甲6．半潜船可用来运输超大型货物，空载时漂浮于海面(如图5甲所示)；装载时需向船体水舱注水，船体重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下(如图乙所示)；待货物被拖到甲板上方时，排出水舱中的水，船体重力减小，甲板上浮至海面，完成货物装载(如图丙所示)。半潜船在甲、乙、丙三种状态时所受的浮力分别为F1、F2、F3，则以下判断正确的是()图5A．F1＞F3＞F2B．F2＞F3＞F1C．F3＞F1＞F2D．F3＞F2＞F17．人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船，做法是将几个灌满水的浮筒沉到水底并拴在沉船两旁，把空气压进浮筒将浮筒里的水排出，沉船随着浮筒一起浮起，下列说法中正确的是()A．沉船在河底时，受到的浮力等于其重力B．浮筒充满气后，受到的浮力大于其重力C．沉船在水下上浮时，受到的浮力逐渐变小D．船和浮筒浮在水面上时，受到的浮力大于其重力8．把密度为0.6×103kg/m3、重为12N的木块放入水中，当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别是()A.漂浮，F浮＞12NB.漂浮，F浮＝12NC.沉底，F浮＜12ND.沉底，F浮＝12N二、填空题9．今年3月，武船集团打造的世界上最大的矿砂船圆满完工。这艘矿砂船的排水量为40万吨，它在海水中满载航行时，船及所装货物总重G为________N，所受浮力F浮________(选填“大于”“等于”或“小于”)G，它由密度较小的水域驶向密度较大的水域时，船身会________。(g取10N/kg)10．如图6所示是同一艘潜水艇在水中上浮和下潜的情景，其中图________表示潜水艇正在水中上浮。这两种情景中，潜水艇所受的浮力分别为F甲、F乙，则F甲________(选填“＞”“＝”或“＜”)F乙。图611．园园煮汤圆时发现，生汤圆放入锅内，由于浮力__________(选填“大于”或“小于”)重力而下沉；煮熟的汤圆因其内部受热膨胀，浮力__________(选填“增大”或“减小”)，从而上浮。若一个汤圆的体积约为20cm3，那么它在上浮过程中(未露出水面)所受浮力约为________N。(g取10N/kg)12．把重10N、密度为0.9×103kg/m3的实心物体投入水中。当物体静止时，物体处于________(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)状态，物体所受浮力为________N，排开水的体积是________m3。(g取10N/kg)13．有一木块的体积为200cm3，密度为0.8×103kg/m3。把它浸没在水中时，它受到的浮力是________N；松手后，木块静止时排开水的质量是________kg。(g取10N/kg)三、计算题14．如图7所示，“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”的体积约为30m3，空载时质量约为22t，最大荷载240kg。(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大？(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入多少立方米的海水？(海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg)图715．“曹冲称象”是家喻户晓的典故。某校兴趣小组受其启发制作了一个“浮力秤”，将厚底直筒形玻璃杯浸入水中，如图8所示，已知玻璃杯的质量为200g，底面积为30cm2，高度为15cm。求：(ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)(1)将杯子开口向上竖直放入水中时(注：水未进入杯内)，杯子受到的浮力。(2)此时杯子浸入水中的深度(即为该“浮力秤”的零刻度线位置)。(3)此浮力秤的最大测量值。图8答案1．D2．D3．C4．B5．(1)D(2)C(3)B6．B7．B8．B9．4×109等于上浮10．甲＝11．小于增大0.212．漂浮101×10－313．20.1614．(1)蛟龙号”空载漂浮在水面时，根据漂浮条件可知它受到的浮力：F浮＝G空载＝m空载g＝22×103kg×10N/kg＝2.2×105N。(2)满载时需要下沉时潜水器排开海水的体积V排＝V船＝30m3，此时F浮′＝ρ海水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×30m3＝3×105N，满载总重力G满＝m满g＝(22×103kg＋240kg)×10N/kg＝2.224×105N，G注水＝F浮′－G满＝3×105N－2.224×105N＝7.76×104N，则由G＝mg＝ρgV可得注入海水的体积：V＝G注水ρ海水g＝7.76×104N1×103kg/m3×10N/kg＝7.76m3。15．(1)杯子所受重力为G杯＝mg＝0.2kg×10N/kg＝2N，因杯子在水中处于漂浮状态，根据漂浮条件可知，杯子受到的浮力为F浮＝G杯＝2N。(2)设杯子浸入水中的深度为h，则F浮＝G排＝ρ水gSh，h＝F浮ρ水gS＝2N1.0×103kg/m3×10N/kg×30×10－4m2≈0.067m。(3)往杯子内放被测物，当杯子下沉到水面刚好到杯口(水未进入杯内)时所称物重即为最大测量值。杯子下沉的深度为h′＝15×10－2m，受到的浮力为F浮′＝ρ水gSh′＝1.0×103kg/m3×10N/kg×30×10－4m2×15×10－2m＝4.5N。故最大测量值为F＝F浮′－G＝4.5N－2N＝2.5N。