初中物理物体的浮沉条件及其应用试题

如图甲，在水平面上的盛水容器中，一个质量分布均匀的物体被固定在容器底部的一根细线拉住后完全浸没在水中静止。如图乙，当将细线剪断后，物体漂浮在水面上，且有四分之一的体积露出水面。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．甲、乙两图中，物体受到的浮力之比为 $4:3$

B．物体的密度与水的密度之比为 $1:4$

C．图甲中水对容器底的压强大于图乙中水对容器底的压强

D．图甲中水对容器底的压力大于图乙中水对容器底的压力

如图所示，两个完全相同的柱形容器放在水平桌面上，分别装有甲，乙两种不同的液体。 $a$、 $b$是体积相等的两个小球， $a$球漂浮在液面上， $b$球沉没在容器底。甲液面高于乙液面，且两种液体对容器底的压强相等。则 $($　　 $)$

A．两种液体的密度 ${\rho }_{甲}={\rho }_{乙}$B．两种液体的质量 $m_{甲}=m_{乙}$

C．两个小球所受的重力 $G_a>G_b$D．两个小球所受的浮力 $F_a<F_b$

在“研究液体内部的压强”的实验中，小红选用液体压强计和两个透明圆柱状的容器，分别盛适量的水和盐水进行实验，操作过程如图甲所示。

（1）小红将压强计的探头插入水中后，发现探头看上去变大了，这是因为容器和水的共同作用相当于　　，起到了放大的作用。

（2）通过比较 $B$、 $C$三个图可以得出的结论是：在同种液体的内部，　　。

（3）小红比较 $C$、 $D$两个图得出液体压强和液体密度有关的结论，小明认为这样比较得出结论是不正确的，他的理由是：　　。

（4）小明利用量筒和一个带胶塞的小瓶，测量出矿石的密度，如图乙，实验过程如下：

①用量筒量取适量的水，读出体积为 $V_0$；

②将小瓶放入量筒内，小瓶漂浮在水面上，读出体积为 $V_1$；

③将适量的矿石放入小瓶中，再将小瓶放入量筒内，小瓶仍漂浮在水面上，读出体积为 $V_2$；

④将瓶内的矿石全部倒入水中，再将小瓶放入量筒内，读出体积为 $V_3$。

根据以上信息计算（水的密度用 ${\rho }_{水}$表示）：在图乙③中，小瓶和矿石受到的浮力 $F_{浮}=$　　；矿石的密度表达式为 ${\rho }_{石}=$　　。

三个完全相同的容器内，分别装满酒精、水和盐水后 $({\rho }_{\mathit{盐水}}>{\rho }_{水}>{\rho }_{\mathit{酒精}})$，将 $a$、 $b$、 $c$三个不同的小球放入容器中，小球静止后位置如图所示。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．三个容器底部受到的液体压力关系是 $F_{甲}<F_{乙}<F_{丙}$

B．三个小球的密度关系是 ${\rho }_a>{\rho }_b>{\rho }_c$

C．若将小球 $b$放入丙杯中，小球 $b$排开液体的体积等于小球 $b$的体积

D．若将小球 $c$放入甲杯中，小球 $c$排开液体的质量小于小球 $c$的质量

下列数据最贴近实际的是 $($　　 $)$

A．正常情况下，一个人的心跳每秒约60次

B．在浓盐水中悬浮的一枚鸡蛋所受浮力大约为 $1N$

C．教室内节能灯管的电功率约 $10W$

D．家用电冰箱的正常工作电流约 $1A$

如图是“远望6号”远洋测量船，排水量为25000吨，满载时受到的浮力为　　 $N$．“远望6号”可在南北纬60度以内的任何海域航行，完成对各类航天飞行器的海上跟踪、测控任务。满载的测量船在密度不同的海域漂浮时，受到的浮力　　（填“相同”或“不同” $)$。船静止在测控点，水下 $3m$处船体受到海水的压强为　　 $\mathit{Pa}$． $(g$取 $10N/\mathit{kg}$。 ${\rho }_{\mathit{海水}}=1.03\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$

水平桌面上的甲、乙两个相同容器内分别装有水和盐水，小民将一个放了很久的小鸡蛋 $a$放在水中，发现 $a$漂浮，他又找来了一个新鲜的大鸡蛋 $b$放在盐水中， $b$却沉在杯底，如图所示，此时水和盐水的液面相平，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．水对杯底的压强小于盐水对杯底的压强

B．小鸡蛋 $a$的密度等于大鸡蛋 $b$的密度

C．水对 $a$的浮力大于盐水对 $b$的浮力

D．甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强

如图，将薄壁玻璃杯倒扣在水面上，漂浮时玻璃杯露出水面的高度为 $h_1$，杯子中空气柱的高度为 $h_2$，水的密度为 $\rho$，玻璃杯的横截面积为 $S$， $g$为已知常数，则玻璃杯受到的重力为 $($　　 $)$

A． $\mathit{\rho gS}{h}_1$B． $\mathit{\rho gS}{h}_2$C． $\mathit{\rho gS}(h_1+h_2)$D． $\mathit{\rho gS}(h_2-h_1)$

我市为了净化市区空气，环卫工人每天定时驾驶洒水车对市区道路洒水（如图）。下表是该洒水车的相关数据。已知水的密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，请根据题意回答下列问题：

空车质量	水罐容积	装满水时车轮与地面的总接触面积	额定功率
$6t$	$3m^3$	$0.6m^2$	$100\mathit{kW}$

（1）该洒水车装满水时对地面的压强为多少？

（2）若水罐内有一漂浮的物体，浸入水中的体积为 $1.5\times {10}^{-2}{m}^3$，则该物体受到的浮力和重力各为多大？

（3）该洒水车在水平路面上以额定功率匀速行驶 $2000m$用时 $4\mathit{min}$，试计算此过程汽车所受到的牵引力大小。

在三支相同的平底试管内装入等量铁砂，然后分别放入装有甲、乙、丙三种不同液体的烧杯里，其静止状态如图所示，则下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．三种液体对试管的浮力大小关系是 $F_{甲}>F_{乙}>F_{丙}$

B．三种液体的重力大小关系是 $G_{甲}=G_{乙}=G_{丙}$

C．三种液体对烧杯底部的压强大小关系是 $p_{甲}>p_{乙}>p_{丙}$

D．三支试管底部所受液体压强大小关系是 $p_{甲}\text{'}=p_{乙}\text{'}=p_{丙}\text{'}$

密度为 $0.5\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，质量为 $1\mathit{kg}$的正方体木块，静止漂浮在密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$的水面上，求：

（1）木块浸在水中的体积；

（2）把密度为 $9.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，质量未知的正方体铜块轻轻放在正方体木块的中央，过一会儿，其整体静止悬浮在水中时，铜块对木块的压强。

图甲是我国首艘国产航母 $-001A$型航空母舰，它属于中型常规动力航母。该航母满载时的总质量为 $7\times {10}^{4}t$，航母上配置了滑跃式起飞的歼 $-15$舰载机，每架舰载机的质量为 $30t$，舰载机与航母甲板的总接触面积为 $6000c{m}^2$．2018年5月13日该航母再次下水进行试航，航母在 $10\mathit{min}$内航行了 $6\mathit{km}$。如图乙所示是该航母试航过程中牵引力 $F$与航行速度 $\nu$的关系图象。 $\left({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

试计算：

（1）航母试航时的平均速度是多少？

（2）航母满载时排开水的体积是多少？

（3）每架舰载机对航母甲板的压强是多少？

（4）试航过程中，航母的牵引力所做的功是多少？

我国自主研制的第三代常规动力潜艇具备先进的通讯设备、武器、导航等系统和隐蔽性强，噪声低、安全可靠等优异性能，主要技术参数如下表（海水的密度近似为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg})$。求：

排水量	水上 $2250t$，水下 $3000t$	最大潜水深度	$300m$
最大航速	水上 $30\mathit{km}/h$，水下 $36\mathit{km}/h$	最大输出功率（水下）	$3000\mathit{kW}$

（1）潜艇在水上航行时受到的浮力是多少？在水下行驶时排开水的体积是多少？

（2）潜艇由水下某位置下潜到最大潜水深度处，潜艇上一个面积是 $400c{m}^2$的观察口受到海水的压力增大了 $4\times {10}^{4}N$，则潜艇原来位置的深度是多少？

（3）潜艇在水下以最大输出功率匀速行驶 $1h$，发动机输出的能量是多少？若发动机以最大输出功率工作时螺旋桨推进器效率为 $80\%$，潜艇以最大航速匀速行驶时受到水的平均阻力 $f$是多少？

一辆水陆两栖坦克总重 $3\times {10}^{5}N$，它的发动机是一台新型内燃机，两条履带与地面接触的总面积为 $5m^2$． $\left({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^{3}g=10N/\mathit{kg}\right)$

（1）该坦克要从水平冰面上经过，冰层能承受的最大压强为 $7\times {10}^4\mathit{Pa}$，请用计算说明坦克能否安全通过？

（2）该坦克涉水过河漂浮在水面上时，求它排开水的体积是多大？

（3）一次执行任务时，该坦克在平直公路上匀速行驶 $1200m$，用时 $2\mathit{min}$，发动机牵引力的功率保持 $600\mathit{kW}$恒定不变，发动机消耗了 $4.5\mathit{kg}$的燃料（燃料的热值为 $4.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$，求发动机提供的牵引力是多大？发动机的效率是多大？

把质量分别为 $m_A$和 $m_B$，体积为 $V_A$和 $V_B$的 $A$、 $B$两物体放入盛水容器中，当物体 $A$、 $B$静止时位置如图，则此时 $A$物体受到的浮力为　　， $B$物体受到的浮力为　　（水的密度用 $\rho$表示）。