初中物理尖子生自主招生培优讲义版块10 浮力 专题10-3　液面升降问题 （学生版）

页专题10-3液面升降问题知识·解读一、纯冰熔化类型：此类题型的重要推论：（1）若冰块漂浮于水中，则冰熔化后液面不变；（2）若冰块漂浮于密度大于水的液体中，则冰熔化后液面上升；（3）若冰块漂浮于(或浸没于)密度小于水的液体中，则冰熔化后液面下降。二、冰块与其他物体组合漂浮类型此类题型的重要推论：（1）若ρ物>ρ水，则冰熔化后液面下降；（2）若ρ物=ρ水，则冰熔化后液面不变；（3）若ρ物<ρ水，则冰熔化后液面不变。三、分析方法：①基本公式法；②受力分析法；=3\*GB3③等效替代法（以上推论及分析方法会在后文例题中讲解）典例·解读类型一：纯冰熔化于纯水例1、例1、有一块冰浮在容器的水面上，当冰块完全熔化后，水面高度将怎样变化？【答案】【答案】液面高度不变．【解析】利用基本公式推导推论：∵漂浮时F浮＝G冰冰块熔化前排开水的体积（即图中水下部分）为：V排＝F浮/ρ水g＝G冰/ρ水g＝m冰/ρ水又∵冰化成水后质量不变：即m冰=m水∴冰块化成的水的体积为：V＝m水/ρ水＝m冰/ρ水所以液面高度不变（相当于冰块化成的水刚好填补满了图中的水下部分）也即推论（1）：若冰块漂浮于水中，则冰熔化后液面不变；类型二：纯冰熔化于其他溶液例2、例2、将冰块放在浓盐水中，液面位置如图所示，若冰完全熔化，杯中液面高度将()A.上升B.下降C.不变D.无法确认【答案】【答案】液面高度不变．【解析】方法一：基本公式法判断与的大小关系当冰漂浮在盐水中，G=F浮=ρ由于ρ盐水>ρ水，所以方法二：受力分析法根据p=FS、p=ρ液gh，判断容器底部所受液体压强是否变化，进而推断液体深度的变化。冰熔化前后，容器底部所受液体压力等于冰块和盐水的总重力，因此液体对容器底部的压强不变。但冰熔化后，盐水的密度变小，根据知方法三：等效替代法我们可以将物体中的液体（或冰熔化后水）近似处理为利用轻质薄膜紧密包好后放入容器。就可以利用上题中的分析方法判断出液面变化；然后假设将薄膜戳破之后，判断液体的流动引起的液面升降。漂浮于盐水中的冰块熔化为水之后，由于薄膜包好的水的密度小于盐水，因此继续漂浮并有部分体积露出水面，总浮力仍等于总重力保持不变，因此液面将保持不变。然后戳破薄膜，露出液面部分的水将分散开来，增加液面的高度，因此液面实际将上升。由此总结出以下推论：（2）若冰块漂浮于密度大于水的液体中，则冰熔化后液面上升；（3）若冰块漂浮于(或浸没于)密度小于水的液体中，则冰熔化后液面下降.类型三：组合漂浮物类型例3、一艘漂浮在小水池上的小船，一人进行如下操作时，能使池中水面升高的是（）A．将船上的铁块投入水中B．将水中的石块捞入船中C．从水面捞木块入船中D．将池中的水装一些入船中【答案】【答案】B．【解析】方法一：基本公式法（判断V排）此类问题的解题思路：当容器内液体总量不变时，液面之所以会变化，是因为物体排开液体的体积发生了改变。增大，则液面上升；增大，则液面上升；不变，则液面不变；减小，则液面降低。方法二：整体法又因为，因此我们可以通过的变化来判断液面的变化。若增大，则液面上升；若不变，则液面不变；若减小，则液面降低。A选项：将船上的铁块投入水中。铁块投入水中前，船和船上物体处于漂浮状态，所受总浮力等于总重力。将铁块投入水中，铁块沉底，此时船和铁块所受总浮力小于总重力。因此，将船上的铁块投入水中后，总浮力减小，减小，液面降低。物体全部为固体时（且不受外力作用），若浮（漂浮、悬浮）变沉（沉底）时，总浮力减小，减小，液面降低。反之，若沉（沉底）变浮（漂浮、悬浮）时，总浮力增大，增大，液面升高。如选项B：将水中的石块捞入船中。石块由沉底变为漂浮状态，总浮力增大，增大，液面升高。C选项：从水面捞木块入船中。木块捞入船中前处于漂浮状态，捞入船中后依然处于漂浮状态。即前后总浮力都等于总重力，因此浮力不变，不变，液面不变。换言之，保持浮着（可漂浮、悬浮变化）时，液面不变。如D选项，将池中的水装一些入船中，可以认为水从悬浮变为漂浮，总浮力不变，不变，液面不变。培优·训练一、选择题1、如图，容器中水面上漂浮着一只空碗，水底沉着一只土豆。若将土豆取出放入碗中(碗仍能漂浮在水面)，则水面高度将()1、如图，容器中水面上漂浮着一只空碗，水底沉着一只土豆。若将土豆取出放入碗中(碗仍能漂浮在水面)，则水面高度将()A.下降B.上升C.不变D.条件不足，难以判断22、如图所示，一只漂浮在水面上的碗中装有若干石子。现将石子全部投入水中后，水面将()A.保持不变B.升高一些C.降低一些D.都有可能3、如图所示，放在水平桌面上的三个完全相同的容器内，装有适量的水，将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内，待正方体静止后，三个容器内水面高度相同．下列说法正确的是()A.物体受到的浮力大小关系为FA＞FB＞FCB.三个物体的密度大小关系为ρA＞ρB＞ρCC.容器底部受到水的压力大小关系为F甲＞F乙＞F丙D.容器对桌面的压强大小关系为p甲＝p乙＝p丙第3题图第4题图4、如图所示，在一水缸中漂浮着一空脸盆，若把水缸中的水取一部分倒入脸盆中，脸盆仍漂浮在水面上，则水缸中的水面将（）A．上升B．下降C．不变D．无法确定5、漂浮在水面上的冰块，若冰块中含有砂粒，当冰完全熔化后，容器内的水面将（）A．上升B．下降C．不变D．无法判定6、（多选）如图所示，水面上浮有一大块0℃的冰,冰中包有其他的实心物体,当冰全部溶化后,关于液面升降的正确判断是()A.如果冰中包的是0℃的冰,水面将上升B.如果冰中包的是铁块,水面将下降C.如果冰中包的是密度比水小的木块,水面将不变D.如果冰中包的是密度比水小的液状油,且油不溶于水,油面将和原来的水面一样高第6题图第7题图第8题图7、（多选）如图所示，水平桌面上一盛有盐水的容器中漂浮着一冰块(ρ盐水>ρ冰)，冰块熔化前后，下列说法正确的是()A.冰块漂浮时，所受浮力等于重力B.冰块熔化后，容器对桌面的压强增大C.冰块熔化后，液体对容器底的压强不变D.冰块熔化后，容器中盐水的密度不变8、把盛有小石子和泡沫塑料块的小烧杯，放入盛有水的大水槽里，小烧杯能漂浮在水面上，且水面位置如图所示。(1)若将小烧杯里泡沫塑料块全部投入水里，且泡沫塑料块浮在水面，大水槽里的水面将（）(2)再将小烧杯里的小石子全部投入水里，大水槽里的水面将（）A、上升B、下降C、不变D、均有可能二、填空题1、（1）把一个冰块放到一个盛水的烧杯里,冰块漂浮在水面,等冰块完全融化后,烧杯里的水面______；（2）冰块内包一不计质量的气泡,将该冰块放到一个盛水的烧杯里,冰块漂浮在水面,等冰块完全融化后,烧杯里的水面______；（3）冰块内包一木块,将该冰块放到一个盛水的烧杯里,冰块漂浮在水面,等冰块完全融化后,烧杯里的水面______；（4）冰块内包有煤油,将该冰块放到一个盛水的烧杯里,冰块漂浮在水面,等冰块完全融化后,烧杯里的总液面______；（5）冰块内包有酒精,将该冰块放到一个盛水的烧杯里,冰块漂浮在水面,等冰块完全融化后,烧杯里的总液面______；（6）冰块内包一铁块,将该冰块放到一个盛水的烧杯里,冰块漂浮在水面,等冰块完全融化后,烧杯里的水平面______；（7）把一个冰块放到一个盛盐水的烧杯里,冰块漂浮在盐水面,等冰块完全融化后,烧杯里的液面______。22、将一冰块用细线拴住慢慢地浸入到酒精中，并保持悬置状态(如图)，在冰块浸入的过程中，台秤的读数将________（填“增大”“减小”或“不变”），在冰块熔化程中，容器内液面将________（填“上升”“下降”或“不变”），台秤的读数将________（填“增大”“减小”或“不变”）。（已知：冰的密度为0.9×103kg/m3，酒精的密度为0.8×103kg/m3；整个过程中无液体溢出）