初中物理物体的浮沉条件及其应用试题

2020年6月20日，我国自主设计和建造的“海斗号”载人潜水器，成功下潜到太平洋“马里亚纳海沟”10000米深处。创造了载人潜水器海水深潜的世界纪录。潜水器由双层船壳构成，外层与海水接触，外壳选择了钛合金作主材，潜水器在上浮和下潜时，其体积是一定的。潜水器近似可以看作长方体，其规格：长 $9m$、宽 $3m$、高 $3.4m$。该潜水器悬浮在海水中时总质量为 $25t$（海面大气压 $1.0\times {10}^5\mathit{Pa}$， $g=10N/\mathit{kg})$。

（1）假设海水密度不随深度变化，质量不变的潜水器在上浮且未浮出水面过程中，受到水的浮力　     　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；

（2）“海斗号”悬浮在海水中，求所受到的浮力；

（3）载人潜水器在10000米深处，其上表面受到的压力约为 $2.78\times {10}^{9}N$，求海水的密度。

如图所示，将生鸡蛋浸没在装有适量白醋的烧杯中，反应产生的气泡会附着在蛋壳表面，随着表面气泡的增加，鸡蛋慢慢上浮。请分析说明附着大量气泡的鸡蛋上浮的原因。（不考虑白醋密度和鸡蛋质量的变化）

水平桌面上两只完全相同的杯子里，分别盛有甲、乙两种不同液体。把两个完全相同的小球分别放入甲、乙两种液体中，静止后，在甲液体中的小球沉底，在乙液体中的小球悬浮，此时两个杯中的液面恰好相平。如图所示，下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．甲液体的密度大于乙液体的密度

B．甲液体对杯底的压强等于乙液体对杯底的压强

C．甲液体中小球受到的浮力小于乙液体中小球受到的浮力

D．盛甲液体的杯子对桌面的压强等于盛乙液体的杯子对桌面的压强

如图所示是某载人潜水器，它可以在4500米的水下连续工作。若海水密度约为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$ ，潜水器悬浮在海水中时的总质量为 $18t$ 。下列说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．	潜水器在海面上漂浮时浮力大于重力
B．	潜水器上浮和下潜是靠改变浮力大小实现的
C．	潜水器悬浮在海水中时，所受浮力为 $1.8\times {10}^{5}N$
D．	潜水器在海面下4500米处作业时，受到的海水压强为 $4.5\times {10}^6\mathit{Pa}$

解放前，我国经济很落后，一些地区过着极其原始的生活。如图所示，就是为了解决饮水问题，需要到很远地方挑水的示意图。为了防止道路不好水溅出桶外，在水面上覆盖木板（如图），若一个木板质量为 $500g$，密度为 $0.8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，每个桶内水深 $30\mathit{cm}\left({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$，求：

（1）桶底受到的水产生的压强；

（2）一个木板受到的浮力及静止时露出水面的体积；

（3）扁担与绳质量忽略不计，扁担长度 $1.5m$，每桶水总重 $180N$，扁担与肩膀接触点距离扁担右端 $55\mathit{cm}$，支撑手距离扁担左端也是 $55\mathit{cm}$，则支撑手受到的扁担产生的压力。

如图所示一个鸡蛋在水中下沉，请作出鸡蛋所受力的示意图。（不考虑鸡蛋与水之间的摩擦）

如图 $A$、 $B$体积相同， $B$、 $C$质量相等，将他们放入水中静止后， $A$漂浮， $B$悬浮， $C$沉底。下列说法，正确的是 $($　　 $)$

A． $A$所受浮力可能大于 $B$所受浮力

B． $C$所受浮力一定小于 $A$所受浮力

C． $B$物体所受浮力一定是最大的

D． $A$下表面所受压力可能大于 $B$下表面所受的压力

2021年4月，海南舰在三亚某军港交接入列。海南舰作为海上大型作战平台，备受关注。下列说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．	海南舰在海面静止时，甲板上的飞机起飞后，受到的浮力不变
B．	在加速靠近海岛的过程中，船舱内的坦克相对于海岛是静止的
C．	舰船电力由柴油发电机提供，发电机原理跟家用电风扇原理相同
D．	因流速大压强小，两军舰在海上并列航行时要保持一定的距离

一个底面积为 $100c{m}^2$足够高的柱形容器 $M$装有 $20\mathit{cm}$深的水，置于水平地面上；一个质量忽略不计的硬塑料瓶固定在轻杆上，内有适量的水，如图甲所示。塑料瓶 $\mathit{ABCD}$部分为柱形，柱形部分高度 $h_{\mathit{AB}}$为 $16\mathit{cm}$。用手拿住轻杆，将该瓶从图甲中刚接触水面位置，缓慢竖直下降 $6\mathit{cm}$，杆对瓶的拉力 $F$随下降高度 $h$之间的关系图如图乙所示。然后从该位置继续向下，直到水面与 $\mathit{AD}$相平为止。则瓶内所装水的重力为　　 $N$；当水面与 $\mathit{AD}$相平时，瓶外的水对容器 $M$底部的压强为　　 $\mathit{Pa}$。

如图所示为我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰，该舰标准排水量为5万吨，可同时停放36架歼﹣15舰载机，每架舰载机质量为25吨，g＝10N/kg。求：

（1）在标准排水量时，航母所受的浮力为多大？

（2）航母在某海域训练，此海域的海水密度1.02×10³kg/m³，当36架舰载机全部飞离航母后，航母排开海水的体积减少了多少立方米？（结果保留两位小数）

右图是民族传统体育项目"独竹漂"的表演场景。若表演者脚下的楠竹的质量为 12kg ，排开水的体积为 0.06m ³ ，则楠竹受到的浮力为 _____N ，运动员和手中细竹竿共重 _____N 。（ g=10N/kg ）

如图所示，将密度为0.6×10 ³kg/m ³、高度为8cm、底面积为20cm ²的实心圆柱体竖直放在底面积为100cm ²水平放置的容器中。（水的密度为1.0×10 ³kg/m ³，g取10N/kg）

求：（1）没加水时，圆柱体对容器底的压强；

（2）向容器内加水，当水加到3cm深时，求容器底对圆柱体的支持力大小；

（3）继续向容器中加水，当水深为6cm时，求圆柱体竖直静止时，圆柱体浸入水中的深度h。

如图是"寻梦"学习小组制作的潜水艇模型，通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉或上浮。若从烧瓶中吸气，使其从如图所示的位置下沉（胶管在水中的体积忽略不计）。下列分析正确的是 $($ 　　 $)$

A．	"潜水艇"所受的浮力逐渐变小
B．	"潜水艇"排开水的重力保持不变
C．	"潜水艇"顶部受到水的压强保持不变
D．	"潜水艇"是通过改变浮力的大小来实现下沉的

2021年4月23日，海军三型主战舰艇--长征18号艇、大连舰、海南舰在海南三亚某军港集中交接入列。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席交接入列活动并登上舰艇视察。

如图所示的大连舰满载排水量达 $12300t$ ，则其满载时受到的浮力为 　　 $N(g$ 取 $10N/\mathit{kg})$ ；舰载直升机起飞后，大连舰受到的浮力 　　（选填"变大"、"变小"或"不变" $)$ ；两只舰艇不能近距离高速并排航行，是由于两舰艇间水的流速越大，压强越 　　，容易相撞。

甲、乙两个自重不计的薄壁圆柱形容器，盛有两种不同的液体，将两个相同的小球分别放入液体中，小球静止时位置如图所示，此时液面相平。则 $($ 　　 $)$

A．	甲中液体密度比乙中液体密度小
B．	小球在甲中所受浮力比乙中所受浮力大
C．	取出小球后容器底部压强变化量较小的是甲
D．	取出小球后甲容器和乙容器对桌面的压力相等