《物体的浮沉条件及应用》同步测试
江苏丰县初级中学 董慧玲
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7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=0．8×103 kg / 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。
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发表于 2014-9-25 09:56:09
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