初中物理物体的浮沉条件及其应用试题

中国首艘国产航母 $001A$于2017年4月26日正式下水（如图）。下水方式采用了漂浮式下水，这也是现代航母建造中普遍使用的下水方式。漂浮式下水是打开闸门让海水注入船坞（停泊、修理或制造船只的地方），船依靠浮力浮起后驶离船坞。 $(g$取 $10N/\mathit{kg}$，海水密度取 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$问：

（1）航母 $001A$设计满载排水量约7万吨，那么它满载时受到的浮力是多少？

（2）水面下 $4m$处海水产生的压强是多少？

（3）一位质量为 $60\mathit{kg}$的歼15舰载机飞行员来到航母的水平甲板上，若双脚与甲板的接触面积是 $0.04m^2$，则他双脚站立时对甲板的压强是多少？

小明在研究物体的浮沉时，发现铁块放入水中下沉，塑料块浸没在水中后上浮。为进 一步探究物体的浮沉条件，他找来了下列器材：弹簧测力计、一杯水、细线、铁块 $A$、塑料块 $B$和塑料块 $C(B$ 与 $A$体积相同， $C$与 $A$质量相同）。

（1）他按图甲和乙进行了实验，测出铁块受到的浮力大小为　　，并与重力比较，由此得出了物体下沉的条件。

（2）实验时，他无意中发现增大铁块浸没在水中的深度，某一时刻测力计的示数会突然变 小，示数变小的原因是：　　。

（3）为探究物体上浮的条件，他选择了合适的塑料块，利用现有器材在题中（1）实验的基础上，增加一个实验步骤就完成了探究。

①选择的塑料块是　　 $(B/C)$。

②增加的步骤是　　（用字母表示测得的物理量）。

③当满足　　（用测得的物理量表示）条件时，物体上浮。

一冰块漂浮在水面上，用 $V$表示冰块露出水面的体积，△ $V$表示冰块露出水面体积的减小量。若相同时间内冰融化的量相等，则下列 $V$和△ $V$随时间 $t$变化的关系图线中，可能正确的是 $($　　 $)$

A．B．

C．D．

人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟，煮熟后的饺子会漂起来的原因是 $($　　 $)$

A．饺子的重力减小了B．饺子的重力和浮力都增大了

C．饺子的重力不变，浮力增大D．饺子的重力和浮力都减小了

将一个密度为 $0.9\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$的实心小球，先后浸没在水和酒精中，松开手后，小球静止时，排开水和酒精的体积分别为 $V_1$和 $V_2$，小球在水和酒精中所受的浮力分别为 $F_1$和 $F_2$．以下判断正确的是 $\left({\rho }_{\mathit{酒精}}=0.8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)($　　 $)$

A． $V_1:V_2=1:1$   $F_1:F_2=5:4$B． $V_1:V_2=4:5$   $F_1:F_2=1:1$

C． $V_1:V_2=9:10$   $F_1:F_2=9:8$D． $V_1:V_2=8:9$   $F_1:F_2=10:9$

现有一形状不规则的木块，小明同学用图甲、乙丙所示的方法测出了木块的密度，实验步骤如下：（1）向容器内倒入适量的水，水的体积记为 $V_1$．（2）将木块轻轻放入容器中，液面上升至 $V_2$．（3）用细针将木块按压，使木块浸没于水中，液面上升至 $V_3$．请写出下列物理量的表达式：木块的质量 $m=$　　，木块的体积 $V=$　　，木块密度 $\rho =$　　（已知水的密度 ${\rho }_{水})$。

如图所示，用细线将正方体 $A$和物体 $B$相连放入水中，两物体静止后恰好悬浮，此时 $A$上表面到水面的高度差为 $0.12m$。已知 $A$的体积为 $1.0\times {10}^{-3}{m}^3$，所受重力为 $8N$； $B$的体积为 $0.5\times {10}^{-3}{m}^3$．（水的密度 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$求：

（1）水对正方体 $A$上表面的压强；

（2）物体 $B$的重力；

（3）细线对物体 $B$的拉力。

下列关于浮力的说法正确的是 $($　　 $)$

A．轮船从长江驶入大海，所受的浮力变大

B．悬浮在液体中的物体所受的浮力大小等于物体的重力

C．阿基米德原理说明物体所受浮力大小等于物体的重力

D．鸡蛋放入清水中沉在杯子底部，是因为鸡蛋在清水中不受浮力

如图是湖南师范大学学生发明的水上自行车，车下固定5个充满气的气囊，每个气囊的体积均为 $3.0\times {10}^{-2}{m}^3$，已知该水上自行车的总质量为 $25\mathit{kg}$，不计车轮浸入水中的体积。 $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

（1）当自行车停放在水面上没人骑行时，气囊排开水的总体积为多少？

（2）当质量为 $75\mathit{kg}$的人骑行时，固定在正中间的1个气囊破裂，该自行车是否还能安全骑行？请通过计算说明。

如图为“移动核电宝”，它由小型核反应堆与船舶组合而成。该“移动核电宝”发电时，反应堆内不停地发生着　    　（填“核聚变”或“核裂变”）；核能是　     　（填“可再生”或“不可再生”）能源；若船舶的排水量为10⁵t，其满载时所受浮力大小为　 　N（g取10N/kg）

甲、乙两相同的容器中，装有相同体积的水，将有某种液体的瓶子（瓶子质量不计），先后置于甲、乙两容器中，静止时如图所示，容器中无水溢出。则下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．甲，乙两容器中，瓶子受到的浮力相等

B．甲、乙两容器中，水对容器底部的压力相等

C．瓶内液体密度小于水的密度

D．甲中瓶内液体对瓶子底部的压力小于乙中瓶内液体对瓶盖的压力

水平桌面上完全相同的甲、乙两个容器，分别装有体积相等的两种液体。将体积相等的 $A$、 $B$两个小球，分别都放到两个容器中，静止时如图所示。 $B$球在两种液体中都沉底， $A$球在甲容器的液体中露出的体积大于在乙容器的液体中露出的体积。下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度

B．甲、乙两容器中的液体对容器底部的压力相等

C．甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强

D． $A$球在甲容器中受到的浮力小于 $B$球在乙容器中受到的浮力

如图所示，放在水平桌面上的两个容器，质量和底面积相同，分别装有密度不同的甲、乙两种液体。将两个体积相同的小球 $a$、 $b$分别放入两液体中静止，此时两个容器底部受到的液体压强相等。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．放入小球后，液体对容器底部的压力 $F_{甲}=F_{乙}$

B．两种液体的密度 ${\rho }_{甲}>{\rho }_{乙}$

C． $a$、 $b$两个小球的质量 $m_a<m_b$

D．若将 $a$球放入乙液体中， $b$球放入甲液体中，静止时， $a$、 $b$两个小球所受到的浮力 $F_a<F_b$

地球气候变暖，冰川熔化加剧，是造成海平面变化的原因之一。小明同学根据所学知识，通过比较冰川完全熔化成水后水的体积与冰川熔化前排开海水的体积，就能推断海平面的升降。如图所示，是冰川漂浮在海面上的情景，若冰川的质量为 $m_{冰}$ ，海水的密度为 ${\rho }_{海}$ ，水的密度为 ${\rho }_{水}$ ，且 ${\rho }_{海}>{\rho }_{水}$ ， $g$ 用符号表示。求：

（1）冰川熔化前受到的浮力；

（2）冰川熔化前排开海水的体积；

（3）冰川完全熔化成水后水的体积；

（4）推断海平面的升降，并说明理由。

小强做鸡蛋在盐水中悬浮的实验时，先配制了半杯浓盐水并将鸡蛋放入杯中，静止时如图甲所示，然后逐渐向杯中添加清水，直至如图乙所示。在逐渐向杯中添加清水过程中，下列说法不正确的是 $($　　 $)$

A．鸡蛋受到的浮力不变

B．盐水的密度变小

C．盐水对烧杯底的压强逐渐变小

D．盐水对烧杯底的压力逐渐变大