初中物理物体的浮沉条件及其应用试题

为何漂浮在水面上的竹筷一般都是横躺着而不是竖直的？这一现象引起了小科的思考。

【思考】漂浮在水面上的竹筷只受到重力和浮力的作用，因为它们是一对　　力，所以竹筷应该能够竖直地静止在水面上，但事实并不如此。

【实验】小科以内含金属块的中空细塑料管模拟竹筷进行实验探究。如图所示，把一个质量适当的金属块，固定在一根底端封闭的中空细塑料管内的不同位置后，分别轻轻地竖直放在水和浓盐水中，观察它是否始终保持竖直。观察到的实验现象如表：

	$a$	$b$	$c$	$d$
水	不能	不能	能	能
浓盐水	不能	不能	不能	能

【分析】（1）把金属块和塑料管视为一个物体，金属块位置的改变，会改变物体的　　位置。相同条件下，这一位置越低，细管在液体中能竖直漂浮的可能性越大。

（2）分析金属块固定在 $c$点时，细管放入水和浓盐水中时的实验现象可知，相同条件下，浮力作用点的位置相对细管底端越　　（填“高”或“低” $)$，细管在液体中能竖直漂浮的可能性越大。

其实，上述实验现象还需要用杠杆、能的转化等知识来解释，有待于继续研究 $\dots$

如图，底面积为 $100c{m}^2$的圆柱形容器内装有足够多的水，在水面上有一体积为 $4.5\times {10}^{-4}{m}^3$的冰块，冰块内含有质量为 $60g$的物体，冰块有 $\frac{1}{15}$的体积露出水面。 $({\rho }_{冰}=0.9\times {10}^3\mathit{kg}/m^{3}g=10N/\mathit{kg})$求：

（1）冰块受到的浮力；

（2）物体的密度；

（3）当冰块全部熔化后，容器底部受到水的压强变化量是多少？

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）

许多轮船都有排水量的标记，“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是 $4800t$，表示它浮在海面上排开的海水质量是 $4800t$，此时舰船所受的浮力是　　 $N(g=10N/\mathit{kg})$。当舰船从海洋驶入长江时，吃水深度　　。（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$

如图甲所示，物体 $A$的体积为 $V$，放入水中静止时，浸入水中的体积为 $V_1$；现将一体积为 $V_2$的物体 $B$放在物体 $A$上，物体 $A$刚好全部浸没在水中，如图乙所示。则物体 $B$的密度为 $($　　 $)$

A． $\frac{V_1}{V_2}\cdot {\rho }_{水}$B． $\frac{V-V_1}{V_2}\cdot {\rho }_{水}$

C． $\frac{V_2}{V_1}\cdot {\rho }_{水}$D． $\frac{V_1+V_2}{V_2}\cdot {\rho }_{水}$

把重 $8N$，边长为 $0.1m$的正方体物块投入装有足够多水的大容器中，当物块静止时，处于　　状态（选填“沉底”、“悬浮”或“漂浮” $)$，此时物体所受浮力大小为　　 $N$，物块下表面受到水的压强大小为　　 $\mathit{Pa}$．（已知 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，取 $g=10N/\mathit{kg})$

如图所示，完全相同的两个物体分别放在甲、乙两种不同液体中静止后，两容器中液面相平，比较物体在两种液体中所受浮力 $F_{甲}$与 $F_{乙}$及两种液体对容器底部的压强 $P_{甲}$和 $P_{乙}$的大小，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A． $F_{甲}=F_{乙}$， $P_{甲}=P_{乙}$B． $F_{甲}>F_{乙}$， $P_{甲}>P_{乙}$

C． $F_{甲}=F_{乙}$， $P_{甲}>P_{乙}$D． $F_{甲}<F_{乙}$， $P_{甲}<P_{乙}$

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

甲、乙两容器分别装有密度为 ${\rho }_{甲}$、 ${\rho }_{乙}$的两种液体，现有 $A$、 $B$两个实心小球，质量分别为 $m_A$、 $m_B$，体积分别为 $V_A$、 $V_B$，密度分别为 ${\rho }_A$、 ${\rho }_B$，已知它们的密度大小关系为 ${\rho }_{甲}>{\rho }_A>{\rho }_B>{\rho }_{乙}$，下列判断正确的是 $($　　 $)$

A．若 $V_A=V_B$，将两球都放入甲容器中，静止时两球所受浮力之比为 $1:1$

B．若 $V_A=V_B$，将两球都放入乙容器中，静止时两球所受浮力之比为 ${\rho }_A:{\rho }_B$

C．若 $m_A=m_B$，将 $A$、 $B$两球分别放入乙、甲容器中，静止时两球所受浮力之比为 $1:1$

D．若 $m_A=m_B$，将 $A$、 $B$两球分别放入甲、乙容器中，静止时两球所受浮力之比为 ${\rho }_B:{\rho }_{乙}$

观察自然现象，通过实验研究揭示其原理，并解释生产、生活中的应用，这是科学学习的一种基本方法。下列各项的现象、原理与应用之间不对应的是 $($ 　　 $)$

选项	$A$	$B$	$C$	$D$
现象	高山上，普通的锅难以煮熟	刮风时，窗帘向外飘	晾在通风处的衣服干得快	煮熟的汤圆浮在水面上
探究原理	沸点与气压的关系	气压与流速的关系	影响蒸发快慢的因素	物体的浮沉条件
应用	高压锅	飞机	吸尘器	轮船

A．

$A$

B．

$B$

C．

$C$

D．

$D$

如图所示，将一枚鸡蛋放在一杯盐水中，鸡蛋刚好处于悬浮状态，在往杯中加入清水的过程中，下列判断正确的是 $($　　 $)$

A．鸡蛋将上浮，在未露出水面之前，所受浮力在减小

B．鸡蛋将上浮，在未露出水面之前，所受浮力不变

C．鸡蛋将下沉，所受浮力在减小

D．鸡蛋将下沉，所受浮力不变

取一根内部横截面积为1平方厘米的直筒形塑料管，在底部扎上橡皮膜后，称得质量为2克。向管内倒入10克液体，再将它放入水中。放手后，观察到橡皮膜恰好变平，如图所示（管壁厚可以忽略）。

请回答：

（1）气管内液体的密度　 　（选填”大于“”等于“或”小于“ $)$水的密度。

（2）水对塑料管底部橡皮膜产生的压强大小。

（3）装有液体的塑料管受到的浮力大小。

小张在家中自制了一个简易密度计并用它来测定盐水的密度。

实验器材有：刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。

实验步骤如下：

①用刻度尺测出竹筷的长度 $L$

②竹筷的下端缠上适量的细铅丝

③把自制的密度计放入盛水的烧杯中，静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度 $h_1$（如图所示）

④把自制的密度计放入盛盐水的烧杯中，静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度 $h_2$

根据上面的步骤回答下列问题：

（1）竹筷下端缠上适量的细铅丝，主要目的是　　（选填“降低重心”或“增大支撑面” $)$使竹筷能竖直漂浮在液面。

（2）密度计是利用浮力　　重力的条件工作的，竹筷下表面受到水的压强　　竹筷下表面受到盐水的压强（均选填“大于”、“等于”、或“小于” $)$

（3）被测液体的密度越大，密度计排开液体的体积　　（选填“越小’”或“越大” $)$

（4）被测盐水的密度表达式： ${\rho }_{\mathit{盐水}}=$　　（不计铅丝体积，水的密度为 ${\rho }_{水})$

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。

某同学设计了如图所示的装置测量盐水的密度，已知木块的重力为 $3N$，体积为 $500c{m}^3$，当木块静止时弹簧测力计的示数为 $2.5N$， $g=10N/\mathit{kg}$，盐水密度是　　 $\mathit{kg}/m^3$；若剪断细绳，木块最终静止时所受浮力是　　 $N$．（一切摩擦与阻力均忽略不计）