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一、选择题第3节物体的浮沉条件及应用测试时间:20分钟1.下列设备和器材中,利用浮力的是()A.抽水机B.气压计C.潜水艇D.铅垂线1.答案C抽水机工作时利用大气压将水抽到高处,A项错;气压计利用了大气压来工作,B项错;潜水艇是通过改变自身重力实现浮沉的,C项正确;铅垂线是利用重力的方向竖直向下来工作的,D项错误。故选择C。2.关于物体的沉浮条件及应用实例,下列分析合理的是()A.同一密度计在不同液体中漂浮时,所受浮力大小相同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上,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2.答案A密度计漂浮在不同液体中,所受浮力等于本身的重力,而重力不变,所以所受浮力大小相同,故A正确;轮船从长江驶入东海,所受浮力等于本身的重力不变,由于“水”的密度变大,则轮船浸入水中的体积变小,所以吃水深度变小,故B错误;橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面上,橡皮泥的重力不变,是通过改变排开水的体积来实现的,故C错误;潜水艇在水下排开水的体积不变,受到的浮力不变,它的上浮和下沉是通过改变自身的重力来实现的,故D错误。3.如图所示,水平面上的圆柱形容器中分别盛有甲、乙两种液体,且甲液体对容器底部的压力等于乙液体对容器底部的压力。现在两容器中各放入一个物体,漂浮在液面上且液体不溢出。下列说法中正确的是()A.若两物体的质量相等,甲对容器底部的压强可能大于乙B.若两物体的质量相等,甲对容器底部的压强一定小于乙C.若两物体的体积相等,甲对容器底部的压强一定等于乙D.若两物体的体积相等,甲对容器底部的压强一定大于乙3.答案B甲、乙中物体均漂浮,所以物体受到的浮力等于重力,若两物体的质量相等,则所受浮力相等,容器底增大的压力等于物体的重力,由图知,盛甲液体的容器底面积大于盛乙的,所以甲对容器底部的压强一定小于乙,所以A错,B正确;若两物体体积相等,由于V排的大小无法判断,无法得出液面上升的情况,所以无法比较液体对容器底部压强的大小关系,C、D错。4.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烧杯中,它会竖直立在液体中,由观察到的现象可以判断,下列烧杯中的液体密度最大的是()4.答案C因为同一个密度计放在A、B、C、D液体中都漂浮,根据漂浮条件可知,密度计在A、B、C、D液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,即:F浮A=F浮B=F浮C=F浮D=G,由图知密度计排开液体的体积V排DV排BV排AV排C,由阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知,密度计排开C中液体的体积小,所以C中液体的密度大,即ρDρBρAρC。金冰总金金5.一盛有水的长方体容器置于水平面上,现将内部含有一合金球的冰球投入容器中。冰球漂浮在水面上。刚投入时,冰球的体积(含合金球)为1200cm3,冰球露出水面的体积为79cm3,当冰全部熔化后,合金球对容器底部的压力为0.4N。已知冰的密度为0.9×103kg/m3,则合金球的密度为()A.9×103kg/m3B.8×103kg/m3C.6×103kg/m3D.5×103kg/m35.答案D冰球漂浮在水面上,F浮=G冰+G金,则ρ水(V总-V露)g=ρ冰V冰g+ρ金V金g①冰熔化后合金球沉底,容器底部对球的支持力F支=F压=0.4N,又F支+F浮'=G金,F浮'=ρ水V金g②V+V=V=1200cm3③,解得V=10cm3,ρ=5g/cm3=5×103kg/m3,故选D。6.小船中装有木料(ρ木ρ水)并漂浮于静止的池塘水面上,当将小船中的木料全部搬出并抛入池塘中后,池塘中的水面高度将()A.不知其变化情况B.升高C.降低D.不变6.答案D木料在小船中时,浮力等于重力,F浮=G木+G船;木料抛入水中后,木料和小船都漂浮,浮力等于重力,F浮=G木12+G船,F浮=F浮,所以先后两次物体排开液体的体积不变,则水面高度不变。217.如图所示,用一个玻璃瓶装上写有你心愿的纸片,然后盖上盖子并密封,投入江中,就能漂浮在水面上,成为“漂流瓶”。如果漂流瓶从长江漂入大海,它所受的浮力及露出水面体积的变化情况是(ρ海水ρ江水)()A.浮力不变,露出水面体积变大B.浮力变大,露出水面体积不变C.浮力不变,露出水面体积变小D.浮力变小,露出水面体积变大7.答案A漂流瓶在海水和江水中都漂浮,F浮=G,所以漂流瓶从长江漂入大海所受的浮力不变;又F浮=G排=ρ液V排g,ρ海水ρ江水,所以排开海水的体积比排开江水的体积小。漂流瓶从长江漂入大海排开水的体积变小,又V=V排+V露,所以漂流瓶从长江漂入大海露出水面的体积将变大,A正确,B、C、D错。8.如图所示是世界上最大的全透型载客潜水器“寰岛蛟龙1”。潜水器从水面缓慢下潜至水面下一定深度处悬停,里面的人能从潜水器内往外观察海底世界。下列关于潜水器的说法正确的是()A.潜水器是靠改变受到的浮力来实现下潜的B.下潜过程中,水对它的压强不变C.悬停时受到的重力和浮力是一对平衡力D.下潜过程中受到的浮力一直在变大8.答案C潜水器靠改变自身重力实现上浮或下潜,故A错误;潜水器在下潜过程中,海水的密度不变,所处深度不断增大,故水对它的压强变大,故B错误;悬停时受到的重力和浮力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、作用在同一条直线上,是一对平衡力,故C正确;潜水器在完全浸入水中前,排开海水的体积不断增大,所以浮力变大;完全浸入水中后,海水的密度不变,排开海水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力不变,故在下潜过程中,受到的浮力先变大后不变,故D错误。9.小红同学在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥,制成一个简易的密度计,将它分别置于甲、乙两种液体中,观察到其静止时的情形如图所示,下列说法正确的是()A.铅笔在甲液体中受到的浮力较大B.铅笔在乙液体中受到的浮力较大C.乙液体的密度较大D.甲液体的密度较大9.答案C同一个密度计的重力不变,分别漂浮在甲、乙两种液体中,则F浮甲=F浮乙=G,根据阿基米德原理有ρ甲gV甲排=ρ乙gV乙排;从图中可以看出V甲排V乙排,故ρ甲ρ乙。10.在长木条的底部旋进一铁螺钉,木条能直立地浮在水面,用刀将露出液面的部分切除,则余下的木条将()A.下沉B.上浮C.保持原来位置D.无法确定10.答案B在长木条的底部旋进一铁螺钉,木条能直立地浮在水面,受到的浮力和自身的重力相等;当把它露出水面的部分截去后,排开液体的体积不变,受到的浮力不变,但此时底部旋进一铁螺钉的长木条的重力减小,即此时受到的浮力大于自身的重力,故剩余部分将上浮。11.在抗洪救灾中,许多战士都在迷彩服外穿一件厚厚的黄色“背心”,如图所示。“背心”的主要作用是()A.类似于棉衣,起保暖作用B.减少碰撞时受到的伤害C.起相互识别的作用D.当人被风浪卷入水中时,增加人所受的浮力,起救生作用11.答案D迷彩服外穿的黄色的厚厚的“背心”是用密度较小的泡沫材料制成的,它能够增大人所受的浮力,对人体起安全保护作用,综上所述可知,D正确,A、B、C错误。二、填空题12.如图是刚泡好的茶叶,浮在水面的茶叶受到的浮力它受到的重力;茶叶的密度水的密度。(填“大于”、“小于”或“等于”)12.答案等于小于解析浮在水面的茶叶受到的浮力等于它受到的重力;此时,茶叶的密度小于水的密度。13.如图是薄纸制成的下端开口的容器,容器的容积为1m3,所用薄纸重为0.5N,容器内空气重为N,容器(含其内空气)的总重为N(空气密度为1.29kg/m3,g=10N/kg),为了使容器悬浮在空中,你要用的方法使容器内空气减少,容器内空气的重减少N,容器才能悬浮在空中,此时容器内空气密度容器外空气密度(选填“大于”、“等于”或“小于”)。水水水液液液13.答案12.913.4加热使气体膨胀0.5小于m解析由公式ρ=V得m=ρV,可算得容器内空气的质量为1.29kg,再通过G=mg,算得容器内空气重为12.9N。总重量G总=G空气+G容器=13.4N。使容器中空气减少最直接的方法是加热使气体膨胀。要使容器悬浮,则容器所受浮力F浮=G总'。F浮=ρgV=12.9N,G总=13.4N,因此需要减少0.5N空气。此时容器内空气密度小于容器外空气密度。14.如图所示,小华制作了一个简易的密度计:她选择一根长16cm的饮料吸管,将一些铜丝从下端塞入并用石蜡封口,使吸管在液体中漂浮时能保持在方向。密度计在液体中漂浮时,受到的浮力重力(填“大于”、“小于”或“等于”)。把密度计放入水中,露出液面的长度是7.9cm,再将密度计放入某液体中,露出液面的长度是7cm,则此液体的密度为kg/m3(ρ=1.0×103kg/m3)。14.答案竖直等于0.9×103解析将一些铜丝从吸管下端塞入并用石蜡封口,使吸管竖直漂浮在液体中;密度计在液体中漂浮时,受到的浮力等于重力;密度计露出水面的长度是7.9cm,则浸入水中的深度h水=16cm-7.9cm=8.1cm,将该密度计放入某液体中,吸管浸入液体的深度h液=16cm-7cm=9cm,因为密度计不管是在水中还是在该液体中,都处于漂浮状态,所以,F浮水=F浮液=G,由F浮=ρgV排可得:ρgSh=ρgSh,解得:ρ=0.9×103kg/m3。三、作图题15.如图甲所示,杯中放有一个用细线与杯底相连的小木块,细线体积忽略不计。当往杯中缓慢地匀速加水,直至木块没入水中(如图乙所示)。请你在虚线框内,大致画出浮力F浮与时间t的关系图象。(温馨提示:ρ木ρ水)15.答案如图所示解析刚开始加水时,随着水量增加,V排增大,浮力增大,当浮力等于物重时,木块漂浮,直至细线被拉直,浮力一直不变,继续加水,木块不再上升,V排增大,浮力变大,木块被浸没后浮力又保持不变。四、实验探究题16.小刚在学习浮力知识时,看到木块在水中漂浮,铁块在水中下沉,他认为:“质量小的物体在水中漂浮,质量大的物体在水中下沉”。实验室中有以下器材:三个铁块(质量分别为10g、20g、30g)、三个木块(质量分别为5g、10g、15g)、柱形玻璃容器一个、足量的水。请你选用合适的器材,通过实验证明小刚的观点是错误的。要求:(1)写出选用的器材(写出选用器材下的编号);(2)简述实验步骤及现象;(3)比较你所选器材在水中所受浮力的大小关系,写出分析过程。16.答案(1)铁块a、木块f、柱形玻璃容器、水(2)实验步骤:往容器内倒入适量的水,将铁块a和木块f放入水中实验现象:铁块下沉,木块漂浮(3)已知铁块a的质量小于木块f的质量,由公式G=mg可知,G铁G木。铁块下沉,由浮沉条件可知F浮铁G铁;木块漂浮,则F浮木=G木,所以F浮铁F浮木,即铁块a在水中受到的浮力小于木块f在水中受到的浮力。解析(1)本实验的目的是证明“质量小的物体在水中漂浮,质量大的物体在水中下沉”这一观点是错误的,该错误观点是在“看到木块在水中漂浮,铁块在水中下沉”这一生活现象的基础上提出的,故应选择质量大的木块f、质量小的铁块a,外加水和柱形玻璃容器进行实验。(2)要证明小刚的观点是错误的,就要通过实验观察铁块和木块在水中的状态,然后根据“物体的浮沉条件”加以分析论证。17.小京利用铝块、细线、量筒和适量的水测量一个形状不规则的小蜡块的密度。如图所示的四个图是小京正确测量过程的示意图。图中V0、V1、V2、V3分别是量筒中水面所对应的示数。已知水的密度为ρ水,利用图中测量出的物理量和ρ水计算小蜡块的密度,写出小蜡块密度的表达式:ρ蜡=。17.答案(V1-V0)q水V2-V3解析根据图甲、乙,蜡块漂浮,其重力等于浮力,等于排开水的重力,可知蜡块的质量等于其排开水的质量,即m=m排=ρ水m(V1-V0)q水(V1-V0);由图丙、丁知,蜡块的体积V=V2-V3,故蜡块的密度ρ蜡=V=18.小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。。V2-V3(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。塞入金属丝的目的是使吸管能在液体中。(2)将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长