《物体的浮沉条件及应用》同步测试.docx

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《物体的浮沉条件及应用》同步测试

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一、选择题

1．小明在“造船比赛”中用三块大小相同的橡皮泥做成小船，把它们放在盛有水的水槽中，然后往小船内放入不同质量的物体，它们均能漂浮在水面上，如图1所示。

针对此现象，下列说法正确的是（   ）

A．三只小船受到的浮力相等

B．三只小船底面受到的压力相等

C．小船所装物体越重，受到的浮力越大

D．小船所装物体越轻，受到的浮力越大

答案：

C

解析：

三只小船均能漂浮在水面上，根据二力平衡条件，每只小船所受的浮力等于它受的重力。

所以小船所装物体越重，受到的浮力越大。

2．（2013年呼和浩特中考题）体积为60L的救生圈，所受重力为50N，体重为450N的林林同学在水中使用这个救生圈，当他处于静止状态时，下列判断正确的是（   ）

A．人和救生圈没入水中，处于悬浮状态

B．人

和救生圈漂浮，部分露出水面

C．人和救生圈沉入水底

D．以上情况都有可能

答案：

B

解析：

把人和救生圈看作一个整体，它们受到的重力为500N。

假设把救生圈全部浸没在水中，救生圈受到的浮力由F浮=ρ水gV可计算出为600N。

浮力大于重力，物体上浮，直至漂浮，部分露出水面。

3．我国“远望号”卫星测控船从江阴出发执行任务，由长江进入海洋。

下列有关测控船所受浮力的说法正确的是（   ）

A．由于船始终漂浮在水面上，所以它受到的浮力不变

B．由于海水的密度大，所以船在海洋里受到的浮力大

C．由于船排开海水的体积小，所以它在海洋里受到的浮力小

D．由于船排开海水的体积大，所以它在海洋里受到的浮力大

答案：

A

解析：

物体在液体中漂浮时，所受的浮力等于它受的重力。

同一物体重力相同，所以同一物体在不同液体里漂浮，所受浮力相同，A正确。

由F浮=ρ液gV排可知，尽管海水的密度大，但若V排变小，船在海洋里受到的浮力不一定大，故B错误。

由F浮=G排液=ρ液gV排可知，当浮力相同时，液体的密度越大，物体排开液体的体积越小，所以C、D都错误。

4．（2013年东营中考题）如图2所示，将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中，鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态，在乙杯中处于悬浮状态。

下列判断正确的是（   ）

图2

A．甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度

B．甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度

C．鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力

D．鸡蛋在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力

答案：

A

解析：

根据物体与液体密度的关系，当物体在液体上面漂浮时，ρ液>ρ物，当物体在液体中悬浮时ρ液=ρ物，所以甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度。

同一个物体浸在不同液体中处于漂浮和悬浮的静止状态，物体受到的浮力都等于物体的重力，物体的重力不变，所以物体受到的浮力相等，故C、D错误。

5．（2013年荆门市中考题）如图3所示，一只未点燃的蜡烛的下端插入一根小铁钉，使蜡烛能直立漂浮在水面上，露出长度为L，当把蜡烛水面以上部分截掉后剩余部分（   ）

图3

A．还会重新露出水面

B．不会重新露出

水面

C．以上两种可能都有

D．无法判断是否会重新露出水面

答案：

A

解析：

蜡烛原来能漂浮在水面上，此时蜡烛受到的重力等于浮力。

当把蜡烛水面以上部分截掉的瞬间，蜡烛受到的重力减小，而浮力不变，此时浮力将大于重力，所以剩余部分将上浮露出水面。

6．如图4所示，有一质量分布均匀的物体，漂浮在水面上，有

的体积露出水面将露出水面的部分切去后，剩余浸在水中的部分将（　　）

A．上浮　　　B．悬浮　　　C．下沉　　　D．无法确定

答案：

A

解析：

质量分布均匀的物体漂浮在水面上，说明物体密度小于水的密度。

将露出水面的部分切去后，物体的密度不变，仍小于水的密度，所以物体剩余的部分仍漂浮，即物体剩余浸在水中的部分将上浮。

7．在一支平底试管内装入适量铁砂，然后先后放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里，如图5所示。

下列说法正确的是（   ）

A．试管在甲液体中受到的浮力较大   

B．试管在乙液体里排开的液体质量较小

C．装乙液体的烧杯底部所受压强较大 

D．在甲液体中试管底部所受液体压力较大

答案：

C

解析：

从图5看出，同一试管在甲、乙两种液体里均漂浮，试管受到的浮力都等于试管的重力，试管的重力不变，所以试管在两种液体中受到的浮力相同，A错。

根据阿基米德原理，物体受到的浮力等于它排开液体受到的重力，即F浮=G排液=m排g，因为浮力相等，所以试管排开的液体质量相等，B错。

由F浮=G排液=m排g=ρ液gV排，又从图2看出试管在甲液体中V排较大，所以甲液体的密度小于乙。

又两种液体的深度相同，故装乙液体的烧杯底部所受压强较大，C对。

图中试管受到的浮力就等于液体对试管底部向上的压力，因为浮力相等，所以试管底部在两种液体中所受液体压力相等，D错。

8．在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕着适量的铁丝，把它放到甲乙丙三种密度不同的液体中，木棍浸入液体里的情况如图6所示，则木棍在三种液体里受到的浮力F的大小及三种液体密度ρ之间的关系，正确的是（   ）

A．F甲＞F乙＞F丙  ρ甲＞ρ乙＞ρ丙

B．F甲＜F乙＜F丙   ρ甲＜ρ乙＜ρ丙

C．F甲=F乙=F丙      ρ甲＞ρ乙＞ρ丙

D．F甲=F乙=F丙     ρ甲＜ρ乙＜ρ丙

答案：

C

解析：

物体在液体中漂浮时，所受的浮力等于它受的重力。

同一物体重力相同，所以同一物体在不同液体里漂浮，所受浮力相同，所以A、B不正确。

 由F浮=G排液=ρ液gV排可知，当浮力相同时，液体的密度越大，物体排开液体的体积越小。

反过来说，同一物体在不同液体里漂浮，浸入体积小的液体密度大。

所以正确答案为C。

二、填空题

9．（2013年烟台中考题）俗话说“瓜浮李沉”，意思是西瓜投入水中可以漂浮，李子投入水中会下沉。

漂浮的西瓜受到的浮力    李子受到的浮力，西瓜的密度    李子的密度。

（均选填“大于”、“小于”或“等于”）

答案：

大于   小于

解析：

生活常识告诉我们，西瓜的体积比李子大得多。

它们投入水中后，西瓜排开水的体积比李子大得多，由F浮=ρ水gV排可知，西瓜受到的浮力大于李子受到的浮力。

根据物体与液体密度的关系，当西瓜在水上面漂浮时，ρ水>ρ物。

当李子在液体中下沉时ρ水<ρ物，所以西瓜的密度小于李子的密度。

10．（2013年乐山中考题）如图7所示，把一木块放入水中，静止时木块有

的体积浸入水中，木块的密度为       kg/m3；如果把该木块放入密度为0．8×103kg/m3的酒精中，静止时，如图1所示，那么该木块下表面受到水的压强p水与受到酒精的压强p酒的关系为p水      p酒（填“大于”、“等于”、“小于”）。

答案：

0．6×103    等于

解析：

（1）因为木块漂浮时，处于静止状态。

所以木块受到的浮力与重力是平衡力。

所以F浮=G，而

，

 ，所以

，

（2）要比较木块下表面受到液体的压强，我们容易想到液体压强公式

，可是水的密度大于酒精，而木块下表面在水中的深度小于酒精，所以用上面的公式无法比较。

想到浮力产生的实质是物体上下表面受到液体的压力差，压强为压力与受力面积的比值，这样就容易比较了。

根据图示可知，木块在水中和在酒精中都处于漂浮状态，浮力等于重力。

即两种情况下的浮力相等。

根据浮力产生的实质可知，浮力等于水或酒精对木块下表面的压力，由于两种情况下木块的重力相等，木块下表面积相等，所以两个压强相等。

11．将一块石蜡，分别放入足量的水和酒精中，当石蜡静止时，它排开水的体积与排开酒精的体积之比为　　　　　。

（ρ石蜡=0．9×103kg/m3，ρ酒=0．8×103kg/m3）

答案：

9：

10

解析：

设石蜡体积为V物，根据题中密度关系判断ρ石蜡＜ρ水，则石蜡在水中静止时漂浮。

而ρ石蜡＞ρ酒，石蜡在酒精中沉底，此时石蜡排开酒精的体积就等于石蜡体积为V物。

题目让求石蜡排开水的体积与排开酒精的体积之比，我们只要求

就可以了。

因为石蜡在水中漂浮，F浮=G物，即ρ石蜡gV物=ρ水gV排，所以

，所以石蜡排开水的体积与排开酒精的体积之比为9：

10。

12．（2013年南充中考题）如图8所示，体积为V=200cm3的木块在绳子拉力F=0．8N的作用下完全浸没在水中（g=10N/kg，ρ水=1．0×103kg/m3，绳子重力不计）。

求：

（1）木块此时受到浮力。

（2）木块的重力。

（3）剪断绳子，木块静止时排开水的体积。

答案：

（1）木块此时受到浮力为2N。

（2）木块的重力为1．2N。

（3）剪断绳子，木块静止时排开水的体积为1．2×10﹣4m3。

解析：

（1）木块受到的浮力可以根据阿基米德原理直接计算得出。

木块此时受到浮力为

（2）由于不知道木块的质量和密度，所以不能利用

计算重力。

可以利用平衡法求木块的重力。

首先分析木块在水中的受力情况：

如图9，木块受竖直向下的重力G，绳子对它竖直向下的拉力F，还有水对它竖直向上的浮力F浮1。

因为木块静止，所以木块受平衡力，所有向下的力的和等于向上的力。

即G+F=F浮1，则G=F浮1﹣F=2N﹣0．8N=1．2N。

（3）剪断绳子，木块静止时漂浮在水面上，此时木块所受的浮力与它自身的重力二力平衡（如图10）。

所以F浮2=G，即

故木块静止时排开水的体积

13．“曹冲称象”是家喻户晓的典故。

某校兴趣小组模仿这一现象，制作了一把“浮力秤”。

将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中，如图11所示。

已知玻璃杯的质量200g，底面积为30cm2，高度为15cm。

求：

（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位置）。

（3）此浮力秤的最大称量（即量程）。

答案：

（1）因为杯子在水中处于漂浮状态，根据二力平衡的条件，F浮=G物=m物g=0．2kg×10N/kg＝2N

（2）设杯子浸入水中时，浸入的深度为h，有F浮=ρ液gV排=ρ液gsh

所以

（3）当往杯子内放被测物时，若杯子下沉到水面刚好到杯口（水未进杯内），被测物重力最大，此时杯子增加的下沉深度为h′＝0．15m－

m，被测物的重力

即能称量的最大值为2．5N

解析：

（1）观察图11可知，玻璃杯在水面上漂浮，所以F浮=G物=m物g。

（2）根据F浮=ρ液gV排可求杯子浸入水中时，浸入的深度。

（3）往杯子内放被测物时，当杯子下沉到水面刚好到杯口（水未进杯内）物体的重力就是浮力秤的最大称量。

由此可知，此时物体的重力等于液体对物体增大的浮力。

三、实验题

14．某科学兴趣小组用以下器材设计实验，探究“物体漂浮时，所受浮力与自身重力的大小关系”。

器材：

弹簧秤、量筒、小塑料瓶、细线、若干玻璃珠。

② 向量筒中注入适量的水，读出量筒中水的体积V1＝30毫升。

②在质量为5克的小塑料瓶中放入适量的玻璃珠，测出放有玻璃珠的小塑料瓶的重力G。

③将该小塑料瓶放人量筒中，使它浮在水面上。

稳定时读出水面对应的刻度V2＝90毫升。

④比较小塑料瓶的重力和所受的浮力的大小关系，可以初步得出结论。

（1）使用测量仪器前，应观察它的量程和最小刻度值。

图12所示弹簧测力计的量程是   牛。

（2）小塑料瓶本身就能浮在水面，实验时为什么还要放入适量的玻璃珠？

（3）计算放有玻璃珠的小塑料瓶所受的浮力F=     牛。

答案：

（1）5；

（2）能用弹簧测力计比较准确地测量出小塑料瓶的重力（或“使塑料瓶有较大体积浸在水中，减小测量误差”）；（3）0．6。

解析：

因为本实验中小塑料瓶的重力太小了，如果直接用弹簧测力计测量，误差太大。

同时由于小塑料瓶的重力太小，当它在水面漂浮时，受到的浮力也很小，这样它排开水的体积也很小，即将该小塑料瓶放入量筒中，使它浮在水面上。

稳定时水面对应的刻度与原来相比变化不大，这也会增大实验误差，使测量不准确。

为了避免上述情况的发生，最简单有效的方法便是在小塑料瓶中放入适量的玻璃珠，来增加瓶的重力。

第3问让计算浮力，直接利用阿基米德原理就行了。

15．为了探究物体的浮沉条件，实验室提供了如下器材：

弹簧测力计、量筒、烧杯、铜块、蜡块、细线、水及其他简单辅助器材。

第一小组：

探究铜块的下沉条件。

实验中，他们用两种方法测量了铜块受到的浮力：

方法1：

称重法。

测量过程及示数如图13（甲）所示，则铜块所受的浮力为     N。

方法2：

阿基米德原理法。

测量过程与

示数如图13（乙）所示，则铜块排开水的体积为      mL，根据F浮＝G排＝ρ水gV排可计算出浮力。

通过实验可得出铜块浸没在水中下沉的条件是                   。

第二小组：

探究蜡块上浮的条件。

要测量蜡块浸没时的浮力，你准备选用第一组上述两方法中的方法    （填“1”或“2”），并简要说明操作中还应采取的措施：

                               。

答案：

0．2  20  重力大于浮力  2  用针使蜡块完全浸没在水中

解析：

从图13（甲）中读出铜块的重力为2．2N，在水中时弹簧测力计的示数为2N，所以铜块受到的浮力F浮=G–F‘=2．2N-2N=0．2N。

图13（乙）中铜块排开水的体积为V排=40ml-20ml=20ml。

通过实验明显看出铜块浸没在水中下沉的条件是重力大于浮力。

因为蜡块在水中上浮，最终要漂浮，所以不能像铜块那样用方法1测浮力，必须选用方法2。

不过因为要测量蜡块浸没时的浮力，所以要用针按压使蜡块完全浸没在水中。