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文档简介
初中物理自主招生讲义35
物体的浮沉条件及其应用、浮力的应用
--物体的浮沉条件及其应用(共58小题)
【知识点的认识】物体在液体中的浮沉条件
上浮:F浮>G悬浮:F浮=G漂浮:F浮=G
下沉:F浮<6沉底:F浮+N=G
理解:研究物体的浮沉时,物体应浸没于液体中(丫排=丫物),然后比较此时物体受到的
浮力与重力的关系。如果被研究的物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下
形式:①p物<p液,上浮②「物=「液,悬浮③P物>P液,下沉
浮沉条件的应用
潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的;热气球是通过改变空气的密度来实现浮沉的;密
度计的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;用硫酸铜溶液测血
液的密度的原理是悬浮条件。此外,轮船、气球、飞艇等都是利用了沉浮条件的原理而设计
的。
【命题方向】主要以选择题、计算题的形式考查:物理的浮沉,如何控制物体的浮沉,怎样
运用物体的浮沉原理解释问题等。
例1:质量相同的甲、乙、丙、丁4个小球,分别静止在水中的不同深度处,如图所示,则
这4个小球在水中所受浮力最小的是()
A.甲B.乙C.丙D.丁
分析;由图知,甲、乙球为漂浮,丙球为悬浮,丁球沉入容器底部,根据浮沉条件得出球受
到的浮力与重力的关系,而4个小球的质量相同、重力相同,可得4个小球受到的浮力大小
关系。
解:由图知,甲、乙球为漂浮,丙球为悬浮,丁球沉入容器底部,
,,漂浮和悬浮时,F浮=G=mg,4个小球的质量相同
,甲、乙、丙球受到的浮力:F浮甲=F浮乙=F浮丙=G,
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丁球沉入容器底部时,F浮丁<G,;.F浮甲=F浮乙=F浮丙〉F浮丁,则丁球的浮力最小。故选D。
点评:本题考查了重力的公式、物体的浮沉条件,利用好漂浮和悬浮条件是本题的关键。
例2:一艘远洋轮船装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力变大(填“变
大”、“变小”“不变”)。当船由内河驶入大海后,船受到的浮力不变(填“变大”、
“变小”“不变”),船身相对于水面将上浮(填“上浮”、“下沉”“不变”)。
分析:货轮在装上货物后,船身下沉,说明排开水的体积变大,根据阿基米德原理分析船受
到浮力的变化情况;
当船由长江驶入大海后,都是漂浮,根据漂浮条件分析船受到浮力的变化情况,再根据阿基
米德原理判断排开水的体积的变化,从而得出船是上浮还是下沉。
解:由题知,货轮在装上货物后,船身下沉,排开水的体积V排变大,
,;F浮=p;>kV排g,••.船受到水的浮力变大;
当船由内河驶入大海后,都是漂浮,船受到的浮力:尸浮=6,
:船受到的重力不变,,船受到的浮力不变;
^F浮=p液V排g,P河水<P海水,
,排开河水的体积大于排开海水的体积,船将上浮一些。
故答案为:变大,不变,上浮。
点评:本题关键有二,一是漂浮条件的使用,二是利用阿基米德原理时要同时考虑影响浮力
的两个因素(液体的密度和排开液体的体积)。
【解题方法点拨】
判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较F浮与G或比较p液与p物。
1.如图所示,三个完全相同的烧杯,分别装有体积相同的甲、乙、丙三种液体,将烧杯放
在同一个水槽中静止时,下列说法正确的是()
A.三个烧杯所受浮力相等
B.乙液体的密度最大
C.水对丙液体所在烧杯下表面的压力最大
D.甲液体对烧杯底部压强最大
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答案与解析:
A、由图可知:V甲排<V丙排〈V乙排;由尸浮=「8丫排可知:烧杯所受的浮力:F乙>F丙>F
甲,故A错误;
B、由图可知,三个烧杯都漂浮在水面上,根据F浮=6物可知:烧杯与液体的总重力:G
乙>6丙>6甲,由于烧杯相同,所以三种液体的重力关系:G乙液>G丙液>G甲液,
由G=mg可知,液体的质量关系:m乙液>m丙液>m甲液,
由于三种液体的体积相同,由p=g可得,P乙液〉P内液>P甲液,故B正确;
C、浮力等于液体对浸在其中的物体向上、向下的压力差,由于烧杯上表面没有受到水向
下的压力,所以水对烧杯下表面的压力等于浮力,所以乙烧杯所受浮力最大,水对乙液
体所在烧杯下表面的压力最大,故C错误;
D、由B可得G乙液>G丙液>G甲液,对烧杯的压力F乙最大,烧杯的底面积S相等,由p
=]■可得乙液体对烧杯底部压强最大,故D错误。
故选:Bo
2.如图,某装有水的容器中漂浮着一块冰,在水的表面上又覆盖着一层油。已知水面高度
hi,油面高度为hz,则当冰熔化之后()
A.水面高度hl升高,油面高度h2升高
B.水面高度hl升高,油面高度h2降低
C.水面高度hl降低,油面高度h2升高
D.水面高度hl降低,油面高度h2降低
答案与解析:冰熔化前,有:
m冰—P油V排油+p水V排水,
熔化后,有
m冰—P水V冰化水,
可见:V冰化水<丫排油+V排水,
故,液面总高度h2下降。
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又因为V冰化水>v排水,
故水面高度hl上升。
故选:Bo
3.如图所示,装有少量细沙的长直平底玻璃管漂浮于水面,玻璃管的底面积为5X10"m2,
浸入水中的长度是0.1m。当向水中撒入一些食盐并搅拌均匀后,玻璃管向上浮起0.01m,
则此食盐水的密度为()(p7k=1.0X103kg/m3,g=10N/kg)
;二—二―二―二―二—二―二―二~
A.1.1X103kg/m3B.1.2X103kg/m3
C.1.3X103kg/m3D.1.4X103kg/m3
答案与解析:排开水的体积为:
丫排=511浸=5XloFmZxo.lmnSX10-5m3,
玻璃管和细沙受到的浮力为:
F浮=P,kgV排=LOXl()3kg/m3xlON/kgX5Xl(r5m3=o.5N,
因为玻璃管漂浮,则玻璃管和细沙总重为:G=F浮=0.5N,
撒入食盐后,玻璃管向上浮起0.01m,则排开水的体积为:
V排'=Sh'=5X10-4m2X(0.1m-0.01m)=4.5X10-5m3,
加盐后玻璃管上浮一些,仍漂浮,
F浮'=G=0.5N,
即:P#水gV排'=G=0.5N,
G________0.5N_________,、
则P盐水=V排'=1CN/HX4RXirr53=11X10kg/m。
丫排lON/kgX4.5XIQm
故选:Ao
4.如图,将一铁块甲(密度为7.8Xl()3kg/m3)放在一长方体木块上,共同放入水中,木块
正好完全浸没在水中,再将铁块拿走,在木块下面系一个铅合金块乙(密度为6.0X
103kg/m3),木块完全浸没在水中,问铁块甲和铅合金块乙质量比为()
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铁块甲
---二-二--------------铅合金块乙
A.1:1B.39:30C.30:39D.5:6
答案与解析:
方法一:甲与木块这个整体漂浮在水面上,受到的浮力等于甲和木块的重力的和:G甲+G
*=F浮甲,即P铁gV甲+G木=「水gV木--①;
乙与木块整体在水中是悬浮的,受到的浮力等于乙和木块的重力的和:G乙+G木=F浮乙,
即P铅gV乙+G木=「水8(V木+V乙)--②;
P拱
由②-①,整理可知:P铅gV乙-p铁gV甲=p7kgV乙;贝!I:V乙=布----三一V甲=
P铅-P水
、,_
7.8XlePkg/1n3
3f—33<一甲ORV甲;
6.OX10Jkg/m-lXlQ^kg/m'325
根据p=E可得铁块甲和铅合金块乙质量比为:m甲:m乙up,V甲:p铅Vi=pEf5V甲:p铅铠V
V25
on
T=p甲:p钳/=25p甲:39p=25X7.8X103kg/m3:39X6.0X103kg/m3=5:6;
25ea
方法二:长方体木块在铁块压力的作用下全部浸没在水中,木块受到的铁块的压力为:F
=G铁=0铁且丫甲;
木块在铅合金块向下的拉力的作用下全部浸没在水中,对合金块受力分析:受到竖直向
下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的浮力,由于物体间力的作用是相同的,则合金
块对木块的拉力为:F=G铅-F浮;
根据阿基米德原理可知:F浮=p;1kgV乙;
则:F'up.gV乙-p水gV乙;
F和F的作用效果相同,则两个力的大小是相同的,即F=F,P铁gV甲np钳gV乙-p水gV
乙=(P铅g_P水g)V乙;
整理得:P铁V甲=(p铅-p水)V乙;
V甲P铅P水—6.oxox>()3kg/m325
V乙P铁7.8X103kg/m3391
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铁块甲和铅合金块乙质量比为:典=:铁:甲=7.8Xl,kg/3*25=5
m乙P铅V乙6X10Jkg/mJX396
故选:D。
5.如图所示,是同一枚鸡蛋放入不同浓度的盐水中的受力示意图,其中鸡蛋将会下沉的是
A.由图可知,鸡蛋在盐水中受到的浮力大于自身的重力,鸡蛋会上浮,故A不符合题
思;
B.由图可知,鸡蛋在盐水中受到的浮力等于自身的重力,鸡蛋会悬浮,故B不符合题
思;
C.由图可知,鸡蛋在盐水中受到的浮力小于自身的重力,鸡蛋会下沉,故C符合题意;
D.由图可知,鸡蛋在盐水中受到的浮力大于自身的重力,鸡蛋会上浮,故D不符合题
意。故选:Co
6.某同学做如下实验:先在一玻璃水槽中注入一定量的水,再将盛有小石子的塑料小船放
入水中,如图所示,测得船底到水面的距离为h,再每隔一定时间向水里加盐并搅动,直
至食盐有剩余,在他所绘制的吃水线至船底的距离h随溶盐量而变化的图象中,下列选
答案与解析:
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每隔一定时间向水里加盐并搅动,塑料小船一直漂浮在水面上,它受到水的浮力等于小
船的重力,则受到水的浮力大小不变;
由阿基米德原理得,在浮力不变时,小船排开水的体积随液体的密度增大而减小,也就
是浸入液体的深度h随着液体密度增大而减小;考虑到液体的溶解度,盐的溶解达到饱
和时,盐水的密度不再发生变化,此时小船排开水的体积也不变化,即浸入液体的深度h
也不再变化。
故选:D。
7.在习近平总书记“改革强军,科技兴军”伟大思想指引下,我国军队的武器装备建设取
得了巨大进步。下列说法正确的是()
A.国产航空母舰001A型的排水量是7万吨,满载时所受海水
的浮力为7X108N
B.国产歼20战机是利用空气的浮力直接升空的
国产99式主战坦克安装宽大的履带是为了增大坦克对地面的压
D.当向悬浮于水中的国产潜水艇的水舱充水时,潜水艇会逐
渐浮出水面
答案与解析:A、满载时受到的浮力:F浮=G排=m排g=70000X103kgX1ON/kg=7X108N;
故A正确;
B、飞机的机翼通常都做成上面凸起,飞机起飞时,是利用气体压强和流速的关系产生的
飞机的升力,故B错误;
C、坦克的履带非常宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C错误;
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D、潜水艇悬浮于水中,其所受浮力与重力相等,即F浮=G;由于水舱充水潜水艇的重
力变大,重力大于浮力,所以潜水艇将下沉,故D错误。
故选:A。
8上流传着一种说法,鸡蛋能否沉入水底可以鉴别其是否新鲜。为了验证其真实性,小亮买
了些新鲜鸡蛋,并拿其中一颗进行实验。第一天放入水中的鸡蛋沉入水底(如图甲),
取出鸡蛋擦干放置50天后,再放入水中时鸡蛋漂浮在水面(如图乙),看来网传是真的。
下列分析正确的是()
A.鸡蛋两次所受的浮力一样大
B.甲图中鸡蛋排开水的重力大
C.乙图中鸡蛋所受浮力大于重力
D.放置50天后的鸡蛋密度变大
答案与解析:
A、由图可知:在甲中下沉,V甲排=V鸡蛋,在乙中漂浮,V乙排<V鸡蛋;由于是同一个鸡
蛋,则鸡蛋的体积相同,则甲排>V乙排:
由浮力的公式F浮=pgV排可知:鸡蛋所受的浮力:F甲〉F乙,故A错误;
B、根据F浮=6排可知:鸡蛋排开水的重力:G甲排>G乙排,故B正确;
C、鸡蛋在乙中漂浮,根据漂浮条件可知:浮力等于其重力,故C错误;
D、因为鸡蛋在甲中下沉,则p,>p水,在乙中漂浮,则p乙<p水,所以p,>p乙,即放置50
天后的鸡蛋密度变小了,故D错误。
故选:Bo
9.小明同学利用饮料瓶和薄壁小圆柱形玻璃瓶制作了“浮沉子”,玻璃瓶在饮料瓶中的情
况如图所示(玻璃瓶口开着并倒置),玻璃瓶的横截面积为S=1.5cm2,此时玻璃瓶内外
水面高度差hi=2cm,饮料瓶内水面到玻璃瓶底部高度差h2=8cm,下列说法中正确的是
()(不计饮料瓶和小玻璃瓶中气体的重力,g=10N/kg,p*=lX103kg/m3)
①用力挤压饮料瓶,发现玻璃瓶仍然漂浮在水面,此过程中hi减小、h2不变;
②用力挤压饮料瓶,发现玻璃瓶仍然漂浮在水面,此过程中hi不变、h2增大;
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③空玻璃瓶的质量为3g;④空玻璃瓶的质量为13g。
A.①③B.②③C.①④D.②④
答案与解析:(1)用力挤压饮料瓶,瓶内气体的体积减小,气压变大,将水压入小玻璃
瓶,将瓶中的空气压缩,这是浮沉子里进入一些水,浮沉子所受重力大于它受到浮力,
于是向下沉,h2增大,最终还是漂浮,
开始时:P水gV排=「水且丫水+m瓶g,即p水8$112=「水8$(h2-hi)+m瓶g,p水$112=「水(h2
-hi)S+m瓶
解得p水1115=01瓶-------------①
,
后来:P水gV排'=p*gV7X+m瓶g,即p水gS(h2+Z\h)=p水gS(hz+zMi-hj)+m瓶g,
P水gSh2+p水8$4±=「水8$112+「水gS^h-p水gShi'+m瓶g,
解得:p水h/$=01瓶-----------②,
由①②知hi=h/,所以由于水进入玻璃瓶,%不变,故①错误,②正确;
(2)瓶和水都漂浮,浮力等于重力,F浮=G水+G瓶
即P水gV排=「水gV水+m瓶g
即p水8$112=「水8$(h2-hi)+m瓶g
P水$112=「水(hz-hi)S+m瓶
l.OX103kg/m3X1.5X10-4m2X0.08m=1.0X103kg/m3XX1.5XW4m2X(0.08m-
0.02m)+m瓶
解得m瓶=3Xl()-3kg=3g,故③正确,④错误。
故选:Bo
10.如图所示,大水槽里有不相溶的A、B两种液体,A液体的密度为p,B液体的密度为
2p.一个边长为a的小立方体物块,一半浸没在A液体中,另一半浸没在B液体中,物
块的上表面与A液体上表面齐平,则下列说法正确的是()
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一二二二二二二二二:二二二
A.物块的密度为3P
B.物块的密度为1.5p
C.如果在物块上再加一小铁块,物块仍然静止,物块受的浮力会减小
D.如果在物块上再加一小铁块,物块仍然静止,物块受的浮力不变
答案与解析:
(1)因物体在两种液体中悬浮,
所以物块受到的总浮力F}j=F浮A+F浮B=G物,
由F浮up^gV排,G=mg=pVg可得:pAgV排A+pBgV排B=P物gV,
解得:p物=1.5p.故A错误,B正确;
(2)如果在物块上再加一小铁块,物块因收到铁块压力的作用而向下移动,排开液体B
的体积增大,排开液体A的体积减小,因PB>PA则受到的浮力增大,所以与原来物块悬
浮相比较,物块受到的浮力变大。故CD错误。
故选:Bo
11.如图所示,容器内有水,有一塑料试管下面挂一小铁块,浮在水面上。现将小铁块取下
放入试管中,试管仍浮在水面,则()
A.液面上升
B.液面下降
C.容器底部受到液体的压强不变
D.试管外壁上A点受到液体的压强不变
答案与解析:•••如图所示和将铁块取下放入试管中,均为漂浮,
**-F浮=G,
:总重不变,
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...两种情况下受到的水的浮力不变,
•F浮=PZRV排g,
,两种情况下排开水的体积不变、水深不变,
•;p=pgh,
,水对容器底的压强不变,故AB都错;C正确;
如图,排开水的总体积等于试管排开水的体积加上铁块排开水的体积;
将铁块取下放入试管中,二者排开水的总体积等于试管排开水的体积;
•.•两种情况下排开水的总体积不变,
二将铁块取下放入试管中,试管排开水的体积变大,试管A点所处深度变大,
•;p=pgh,
,试管A点受到水的压强变大,故D错;
故选:C=
12.如图所示,小东让一密度计漂浮在水面上,然后往水中加适量食盐,下列说法中正确的
是()
A.密度计会上浮一些
B.液体对容器底部的压强变小
C.漂浮时密度计受到的浮力大于重力
D.密度计静止时,液体对它的浮力变小
答案与解析:因为加食盐前后,密度计都漂浮,自重不变,
所以密度计受到的浮力不变,F浮=G,故CD错误;
因为F浮npjgV排g,液体的密度增大,
所以密度计排开水的体积减小,将上浮一些,故A正确;
因为p=pgh,液体的密度增大,h不变,
液体对容器底的压强变大,故B错误。
故选:Ao
13.如图所示,将苹果和梨子放入水中后,苹果漂浮,梨子沉底,若苹果的质量、体积及受
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到的浮力为mi、Vi和Fi,梨子的质量、体积及受到的浮力为m2、V2和F2,以下判断正
A.若mi>m2,则Fi一定小于F2
B.若mi=m2,则Fi—•定小于F2
C.若Vi=V2,则Fi定小于F2
D.若Vi>V2,则Fi一定大于F2
答案与解析:
(1)由于苹果漂浮,梨子沉底,则根据浮沉条件可知:
Fi=Gi=mig,G2=m2g>F2,
A、若mi>m2,贝1]FI>F2,故A错误;
B、若011=012,则F1>F2,故B错误;
由于苹果漂浮,梨子沉底,贝九
V排1<V1,V排2=V2,
(2)由于都是浸在水中,根据F浮=「水且丫排可知:
C、若Vi=V2,因苹果有一部分露出水面,所以V排i<V排2,则FI<F2;故C正确;
D、若Vi>V2,则V排1与V排2的大小不能比较,所以Fi不一定大于F2,故D错误。
故选:Co
14.如图所示,在三个相同的容器中装有质量相同的水,将木块A、金属块B按不同的方
式放入水中,待A、B静止时,三个容器中木块露出液面部分的体积V甲、V乙和V丙相
比较,正确的是(
A.V甲〉V乙〉V丙B.V甲<V乙<V丙
C.V甲=丫乙<丫丙D-V甲=丫乙=丫丙
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答案与解析:由图可知木块A和金属块B在甲、乙两图中都是处于漂浮状态,图丙中木
块A处于漂浮状态,
所以A、B两物体受到的浮力F甲AB=GA+GB,F乙AB=GA+GB,F丙AB=GA+FB浮,
因为金属块B在水中会下沉,所以,GB>FB浮,
所以F甲AB=F乙AB>F丙AB;
F滓
根据阿基米德原理可知V排=7;;-------,则V甲AB=V乙AB>V丙AB,因为乙中B全部浸没,
P水g
故三个容器中木块浸入液面部分的体积V甲A>V乙A>V丙A,即三个容器中木块露出液
面部分的体积V^<V乙<V丙,故B正确。
故选:Bo
15.在柱状容器里注入适量的浓盐水,在盐水中放入一块冰,冰与盐水的质量相等,并始终
漂浮在盐水面上。当一半冰熔化之后,发现容器里的水面上升的高度为h,当剩余的冰全
部熔化之后,水面将又会上升()
A.—hB.—hC.—hD.h
432
答案与解析:在解答此题时,我们可以使用一个快捷方式点。如下图:
漂浮的物体质量是m,烧杯里的液体的质量是M,液体的密度是p液,则可以得出,图中
m+M
的V=Sh=
P液,
推导过程如下:
由「=带得,容器内液体的体积丫液=不益
mg_____m
由阿基米德原理F=G排up^gV排,G=mg得,V
排一P液g—P液;
......,,,rviMmm+M
/水熔化刖的体积v=v浪+v产百==三;
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这个快捷点很有用,我们先来用这个点来解这道题。
设浓盐水的体积为V盐,冰块熔化成水后的体积为V水,冰块和盐水的质量均为M;
2H
则在冰没有熔化时,Vo=Sho=-^—=2V盐;
2M
在冰熔化一半时,V1=S(ho+h)=4"一==gv处+gv水
液-----;-----3"3
V盐忖丫水
,
在冰完全熔化后,V2=S(ho+h+h
22
Vi-Vo=Sh=fv^-fva;
V2-Vi=Sh,=冬水一卷VJL;
oo
所以:Sh=2Sh,,
h'=—ho故选:Co
2
16.如图所示容器内放有一长方体木块,上面压有一铁块,木块浮出水面的高度为%(图a);
用细绳将该铁块系在木块的下面,木块浮出水面的高度为h2(图b);将细绳剪断后(图
C),木块浮出水面的高度为(
答案与解析:设长方体木块的底面积为S,高为h;把木块M和铁块m看做一个整体,
两种情况都是处于漂浮状态,浮力等于木块和铁块的总重力,浮力相等。在同种液体中
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它们受到的浮力相等,排开液体的体积相等;即Va用LVb排。
又:Vaj^=Sh-Shi,Vbffl=Sh-Sh2+Vm,所以Sh-Shi=Sh-Sh2+Vm,
;.Vm=S(h2-hi)----------------------------------------①
由图a可知:木块和铁块的漂浮时
F浮=6木+6铁;
.\p水gS(h-ht)=p7kgSh+pftgVm-----------②;
__P水h[+P铁(h2-h。~
将①式代入②式得:h=J;~在一~---------------③。
P水-P木
将细绳剪断后(图c)木块漂浮;GM=FM浮;即p木gSh=p水gS(h-113);
(P水-P木)h
h3=④;
P水
P(h-h,)
将③式代入④式得:h3=h]+袄仆9~—»
P水
故选:Ao
17.如图所示,金属块A通过轻绳系于木块C的下方,静止在水中;金属块B平放在木块
D的上表面,静止在水面上。已知长方体木块C和D密度、体积、形状均完全相同,密
度是水密度的一半,它们的上表面均正好与水面相平;金属块A和B的体积、形状完全
相同,它们各自的体积是单个木块体积的一半,则A、B的密度之比为()
B
D
A.3:1B.2:1C.6:1D.4:1
答案与解析:根据题意可知:设木块C和D的体积为V,则木块密度「木=113水,金属块
A和B的体积VA=VB=9;
当金属块A通过轻绳系于木块C的下方,静止在水中;由于金属块A和木块C全部浸
没水中,
则:GC+GA=F浮1,
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即:p木(V+VA),
所以,上水(V+yV),
整理得:pA=2p水;
金属块B平放在木块D的上表面,静止在水中;由于木块D全部浸没水中,
则:GD+GB=F浮2,
即:P木£^+「138丫口=「水8丫,
所以,上水8丫+「38义"1'丫=「水8丫,
整理得:PB=P水;
所以,PA:PB=2p水:p水=2:1o
故选:Bo
18.如图所示,密度均匀的长方体木块漂浮在水面上。若将木块虚线以下的部分截去,则
()
A.木块和水面均下降,且下降的高度相同
B.木块和水面均下降,且木块下降的高度更大
C.木块和水面均下降,且水面下降的高度更大
D.木块下降,水面上升,且变化的高度不相同
答案与解析:因为木块漂浮,所以浮力与重力相等,
则F浮=6木
P水gVP*gV木
V排_p木
V木P水
因为木块密度和水的密度不变,因此木块淹没的体积与木块体积的比值不变;当将木块
虚线以下的部分截去后,木块淹没的体积与此时木块体积的比值变小,要使比值不变,
应增大比值,即增大排开液体的体积,故剩下的木块会下沉一些;由于木块的总体积减
小,因此淹没的体积也将减小,则水面也将下降。
由于木块的底面积小于容器的底面积,且木块下降时水面也会适当升高,所以可知木块
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下降的高度大。
【简要说明】下图中,两红线间的距离为水面下降的高度,两蓝线间的距离为木块下降
的高度;
设水面下降的高度为Ah水,木块下降的高度Ah木,容易得知木块两次露出水面的高度h
露>h露',即h露-h露'>0;
,
则由图知,Ah:+;=hjg+Ah7X-hjS>Ah水,即木块下降的高度较大。
故选:Bo
19.如图所示,杯中盛有水,一长方形木块漂浮于水面,其下用细线系住一实心铁球,则下
列说法正确的是()
①木块所受到的浮力与它排开的水重不相等
②铁球所受到的浮力与它排开的水重不相等
③木块所受到的重力与它排开的水重不相等
④铁块所受到的重力与它排开的水重不相等
⑤若细线断开,铁球沉到杯底(未撞破玻璃),则杯中液面升高
⑥若细线断,铁球沉到杯底(未撞破玻璃),则杯中液面降低。
A.①③⑤B.①②⑥C.③④⑤D.③④⑥
答案与解析:
由阿基米德原理可知,物体受到的浮力就等于它排开的液体受到的重力,故①②都是错
误的;
图中木块受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向下的拉力,则木块所受到的重
力不等于它受到的浮力,即木块所受到的重力不等于它排开的水重,故③正确;
图中铁球受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向上的拉力,则铁球所受到的重
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力不等于它受到的浮力,即铁球所受到的重力不等于它排开的水重,故④正确;
细线断了以后,铁球沉到杯底,木块所受浮力会大于自身的重力,因此会向上浮起一些,
此时液面会降低,故⑤错误,⑥正确。
综上分析,正确的是③④⑥。
故选:Do
20.--质量均匀。高为H的木块漂浮在水面上,如图所示,木块高度的在《水面之上,现
4
把木块露出水面部分截去,则()
O
A.剩下部分将下沉
B.剩下部分将静止不动
C.木块露出水面部分的高度为与
D.木块露出水面部分的高度为萼
16
答案与解析:方法一、AB、因为木块漂浮,所以浮力与重力相等,同时也说明木块的密
度小于水的密度。把木块露出水面部分截去后,木块重力减小,排开水的体积不变,浮
力不变,浮力大于重力,所以剩下部分会上浮。故AB错误;
CD、设木块的底面积为S,把木块露出水面部分截去后木块浸入水中的高度为h浸,
把木块露出水面部分截去之前,木块漂浮,浮力等于重力,即F浮=「水8丫排=全水gV=
甜gSH=G,
把木块露出水面部分截去后,剩余木块的高度为H-加=却。
44
把木块露出水面部分截去后,木块仍然漂浮,浮力F浮'=多3=¥义与水8$11=袅水
44416
gSH①,
根据阿基米德原理有:F浮'=P7kgSh浸②
根据①②两式有:品水8$11=「水8$11漫,
16
9
则h产逗火s瞿,
P水gS16
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截去后,木块露出水面部分的高度为h'=当-翼=要。故C错误,D正确。
41616
方法二、物体漂浮时G物=F浮,
G物=口^物g=p物gV物,
根据阿基米德原理,F浮=6^=p^gV排,
所以,P^gV^=p^gV
P物_丫排
因此有:
p液V物
由题意知木块有{■露出水面,所以:
p木_V排—(T)v木=8
p水v木一底4'
把木块露出水面部分截去之后,木块的密度和水的密度不变,所以剩余木块依旧漂浮;
木块的截面积S不变,木块剩余的体积为(1-二)木=(1-4-)H=-1H,设部分的高
444
度为h,则有:
3
P木_V排2_4SH_Sh_3
P水V木剩3sH4
4
解得11=理。ABC错误,D正确。
16
故选:D。
21.a、b两种物质的质量和体积关系图象如图所示。分别用a、b两种物质制成体积相等的
甲、乙两个实心物体,浸没在水中放手,待物体稳定后()
B.乙漂浮,乙受浮力大
C.甲漂浮,乙受浮力大D.乙漂浮,甲受浮力大
答案与解析:
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3
由图象可知当ma=2.0g时,Va=1.0cm,所以pa=-^"=_2QF”=2g/cni3,
va1.0c
m2.Og
3h
当mb=2.0g时,Va=3.0cm,所以pb="^~=------y«0.67g/cm3,
vb3.Oc
由题Va=Vb=V,
Pa>p水,所以a浸没在水中放手后会下沉,受到的浮力Fa=p,kgV,
Pb<P水,所以b浸没在水中放手后会上浮,最后漂浮在水面,受到的浮力Fb=Gb=pbgV.所
以Fa>Fb.故ABC错误,D正确。
故选:D。
22.容器内原来盛有水银,有一只小铁球浮在水银面上,如图(a)所示。现再向容器里倒
入油,使小铁球完全浸没在这两种液体中,如图(b)所示,则()
(a)(b)
A.铁球受到的浮力增大
B.铁球受到油的压力而下沉了些
C.铁球上升些使它在水银中的体积减小
D.铁球保持原来的位置不动
答案与解析:首先铁球受到的浮力等于重力(漂浮),这个浮力全部由它排开水银获得,
当加入油后,铁球受到的浮力不变,还是等于它受到的重力(悬浮),但这个浮力由它
排开水银和排开油获得,大小等于它排开水银的重力与排开油的重力之和,所以,加入
油后,水银提供的浮力变小了,也就是它排开水银的体积变小了,铁球就会上浮一些。
故选:C=
23.如图所示,将一个铁块A放在一大木块B上,大木块B浮于容器内水面上,当将铁块
A从大木块上取下放入水中,对容器内水面的变化判断正确的是()
A.水面上升
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B.水面下降
C.水面位置不变
D.水面位置变化取决于铁块的体积大小
答案与解析:
A和B原来共同漂浮在水面上,浮力与重力相等,此时F浮=GA+GB;
当将铁块A从大木块上取下放入水中时,木块仍漂浮,木块受到的浮力等于其重力,铁
块A下沉,受到的浮力小于其重力,则此时A和B受到的浮力比原来减小,排开水的体
积减小,则水面下降。
故选:Bo
24.全球变暖已经日益威胁到生物的生存,图为一对北极熊母子无助地坐在一块不断融化缩
小的浮冰上。若浮冰和北极熊始终处于漂浮状态,则随着浮冰的融化()
A.浮冰受到的浮力在增大
B.浮冰受到的浮力大小不变
C.浮冰在水中的体积在减小
D.北极熊受到的支持力在减小
答案与解析:
(1)由题知,浮冰和北极熊始终处于漂浮状态,随着浮冰的熔化,浮冰的重力减小,北
极熊和浮冰的总重力减小,因为F浮=G总,所以浮冰和北极熊受到的浮力减小;而F浮
=P,kV排g,所以浮冰排开水的体积减小,故AB错、C正确;
(2)北极熊站在浮冰上,受到的支持力和重力大小相等、大小不变,故D错。
故选:Co
25.由于隐蔽的需要,我军的一艘潜水艇从长江水面以下同一深度潜行至大海中。在此过程
中,潜水艇受到的()
A.浮力增加,重力不变B.浮力增加,重力增加
C.浮力不变,重力不变D.浮力减小,重力不变
答案与解析:(1)潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的。
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(2)潜水艇从长江赴大海时,排开液体的体积始终等于潜水艇的体积,但液体的密度变
大,由浮力公式:F=p液gv排可知,液体密度越大,所受的浮力越大,所以潜水艇在海水
中潜行时所受的浮力大于在江水中潜行时所受的浮力,由于潜水艇始终在水中悬浮,所
以浮力等于自身的重力,故潜水艇在海水中潜行时所受的浮力变大,故自身的重力变大。
故选:Bo
26.取一片金属箔做成中空的桶,它可以漂浮在盛有水的烧杯中,如果将此金属箔揉成团,
它会沉入水底。比较前后两种情况,则下列说法正确的是()
A.金属箔漂浮时受到的重力比它沉底时受到的重力小
B.金属箔漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大
C.金属箔沉底时受到的浮力等于它的重力
D.金属箔沉底时排出水的体积与它漂浮时排开水的体积相等
答案与解析:A、题目中说的两种情况下,金属箔的多少没变,所以两种情况下的重力是
相等的。所以A说法错误。
B、因为金属箔做成中空的桶时,增大了排开水的体积,增大了浮力,浮力等于重力,所
以物体漂浮在水面上。
而将金属箔揉成团,它的体积减小,排开水的体积减少,所以受到的浮力减小,小于重
力,因此它会沉入水底。B正确;
C、由B知,金属箔沉底时受到的浮力小于重力,所以C说法错误;
D、金属箔沉底时受到的浮力小于漂浮时的浮力,根据F浮=p淞gV排,所以沉底时排开水
的体积小于漂浮时排开水的体积,D说法错误。
故选:Bo
27.质量均匀的物体,悬浮在某种液体中,如果把此物体分成轻重不同的两块,则()
A.轻重两块都仍悬浮在液体中
B.轻重两块都下沉
C.轻重两块都上浮
D.重的下沉,轻的上浮
答案与解析:•••均匀物体悬浮在液体中,
,,「物=「液’
.把此物体分成大小不同的两部分时密度不变,
•••再放入液体中,两者仍为悬浮。
第22页/共55页
故选:Ao
28.把甲、乙两个实心球投入酒精中,如图所示。若它们的体积相同,下面说法正确的是()
A.它们受到的浮力一样大
B.甲、乙两球的质量相等
C.乙球的密度比甲球的密度大
D.乙球的密度是0.8X103千克/米3
答案与解析:
A、由图知,把甲、乙两个实心球投入酒精中,甲漂浮,乙悬浮,两球排开水的体积v甲
Vv乙,
:F浮=。酒精v排g,
两个球受到的浮力:F甲浮VF乙浮,故A错;
B、・・•甲球漂浮,
,•F甲浮——G甲,
乙球悬浮,
••F乙浮二G乙,
JG甲VG乙,
▽・・G
又・m=一,
g
二•m甲Vm乙,故B错;
c、:p寸,甲、乙两球的体积相同,
,p甲<p乙,故C正确。
D、乙球悬浮时,F乙浮=G乙,
...p『p酒精,但是酒精的密度不一定是0.8X1()3千克/米3.故D不正确。
故选:Co
(多选)29.如图所示,容器中间用隔板分成左右相等的两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡
皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不相同时其形状会发生改变。将适量的甲、乙两种液体注入
第23页/共55页
两个容器中,分别将A、B两个体积相等的实心小球放入液体中,待液面静止时,橡皮
膜向右凸起。下列说法正确的是()
A.甲、乙两种液体密度关系是p甲>p乙
B.A、B两个小球的密度关系是PA>PB
C.甲、乙两种液体对容器底部的压强关系是p用<p乙
D.A、B两个小球静止时所受到的浮力关系是FA=FB
答案与解析:
A、橡皮膜向右凸起,说明橡皮膜处左侧的液体压强大,即p左>p右,由图知h左Vh右,
根据液体压强公式p=pgh可知,p£>p*>即psp>p乙,故A正确;
C、橡皮膜以下部分液体的深度相同,因pQp乙,则根据p=pgh可知甲橡皮膜以下部分
的液体压强大于乙橡皮膜以下部分的压强(即pS>pj),而液体对容器底的压强
等于上下两部分液体压强之和,所以甲、乙两种液体对容器底部的压强关系是p^>p乙,
故C错误;
BD、A、B两球的体积相等,由图知VA排〉VB排,且液体的密度p,>p乙,根据F浮=「液
gV排知,A、B两个小球静止时所受到的浮力关系是FA>FB,故D错误;
由图知A球在甲液体中漂浮,B球在乙液体中漂浮,则由浮沉条件可知:GA=FA,GB
=FB,由于FA>FB,则有GA>GB,由题意可知,A、B两球的体积相等,由G=mg=
pgV可知,A、B两个小球的密度PA>PB,故B正确。
故选:ABo
(多选)30.如图所示将苹果和梨放入水中后,苹果漂浮,梨沉底,若苹果的质量、体积及
受到的浮力分别为mi、Vi和Fi,梨的质量、体积及受到的浮力分别为m2、V2和F2,下
列判断正确的是()
第24页/共55页
A.若mi=m2,则FL一定大于F2
B.若mi>m2,则Fi可能等于F2
C.若VAV2,则Fi一定大于F2
D.若Vi=V2,则Fi一定小于F2
答案与解析:
由于苹果漂浮,梨子沉底,则根据浮沉条件可知:
Fi=Gi=mig,F2<G2=m2g,
(1)若mi>m2,贝1JFI>F2;
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