35讲 物体的浮沉条件及其应用、浮力的应用（学生版） 2023年初中物理自主招生讲义68讲

第1 页/ 共24 页 初中物理自主招生讲义35 物体的浮沉条件及其应用、浮力的应用 一．物体的浮沉条件及其应用（共58 小题） 【知识点的认识】物体在液体中的浮沉条件 上浮：F 浮＞G 悬浮：F 浮＝G 漂浮：F 浮＝G 下沉：F 浮＜G 沉底：F 浮+＝G 理解：研究物体的浮沉时，物体应浸没于液体中（V 排＝V 物），然后比较此时物体受到的 浮力与重力的关系。如果被研究的物体的平均密度可以知道，则物体的浮沉条件可变成以 下形式：①ρ 物＜ρ 液 ，上浮②ρ 物＝ρ 液 ，悬浮③ρ 物＞ρ 液，下沉 浮沉条件的应用 潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的；热气球是通过改变空气的密度来实现浮沉的； 密度计的工作原理是物体的漂浮条件，其刻度特点是上小下大，上疏下密；用硫酸铜溶液 测血液的密度的原理是悬浮条件。此外，轮船、气球、飞艇等都是利用了沉浮条件的原理 而设计的。 【命题方向】主要以选择题、计算题的形式考查：物理的浮沉，如何控制物体的浮沉，怎 样运用物体的浮沉原理解释问题等。 例1：质量相同的甲、乙、丙、丁4 个小球，分别静止在水中的不同深度处，如图所示， 则这4 个小球在水中所受浮力最小的是（ ） ．甲 B ．乙 ．丙 D．丁 例2 ：一艘远洋轮船装上货物后，发现船身下沉了一些，则它受到的浮力 “ （填变 ” “ ”“ ” 大、变小 不变）。当船由内河驶入大海后，船受到的浮力 “ ” “ （填变大、变 ”“ ” 小 不变），船身相对于水面将 “ ” “ ”“ ” （填上浮、下沉 不变）。 1．如图所示，三个完全相同的烧杯，分别装有体积相同的甲、乙、丙三种液体，将烧杯放 在同一个水槽中静止时，下列说法正确的是（ ） 第1 页/ 共24 页 ．三个烧杯所受浮力相等 B．乙液体的密度最大 ．水对丙液体所在烧杯下表面的压力最大 D．甲液体对烧杯底部压强最大 2．如图，某装有水的容器中漂浮着一块冰，在水的表面上又覆盖着一层油。已知水面高度 1，油面高度为2 ，则当冰熔化之后（ ） ．水面高度1升高，油面高度2升高 B．水面高度1升高，油面高度2降低 ．水面高度1降低，油面高度2升高 D．水面高度1降低，油面高度2降低 3．如图所示，装有少量细沙的长直平底玻璃管漂浮于水面，玻璃管的底面积为5×10﹣ 4m2，浸入水中的长度是01m。当向水中撒入一些食盐并搅拌均匀后，玻璃管向上浮起 001m ，则此食盐水的密度为（ ）（ρ 水＝10×103kg/m3，g＝10/kg） ．11×103kg/m3 B．12×103kg/m3 ．13×103kg/m3 D．14×103kg/m3 4．如图，将一铁块甲（密度为78×103kg/m3）放在一长方体木块上，共同放入水中，木块 正好完全浸没在水中，再将铁块拿走，在木块下面系一个铅合金块乙（密度为 60×103kg/m3 ），木块完全浸没在水中，问铁块甲和铅合金块乙质量比为（ ） 第1 页/ 共24 页 ．1：1 B．39：30 ．30：39 D．5：6 5．如图所示，是同一枚鸡蛋放入不同浓度的盐水中的受力示意图，其中鸡蛋将会下沉的是 （ ） ． B． ． D． 6．某同学做如下实验：先在一玻璃水槽中注入一定量的水，再将盛有小石子的塑料小船放 入水中，如图所示，测得船底到水面的距离为，再每隔一定时间向水里加盐并搅动，直 至食盐有剩余，在他所绘制的吃水线至船底的距离随溶盐量而变化的图象中，下列选项 中最接近的是（ ） ． B． ． D． 7 “ ” ．在习近平总书记改革强军，科技兴军伟大思想指引下，我国军队的武器装备建设取得 了巨大进步。下列说法正确的是（ ） ． 国产航空母舰001 型的排水量是7 万吨，满载时所受海水的 第1 页/ 共24 页 浮力为7×108 B． 国产歼20 战机是利用空气的浮力直接升空的 ． 国产99 式主战坦克安装宽大的履带是为了增大坦克对地面的压 强 D． 当向悬浮于水中的国产潜水艇的水舱充水时，潜水艇会逐 渐浮出水面 8 上流传着一种说法，鸡蛋能否沉入水底可以鉴别其是否新鲜。为了验证其真实性，小亮 买了些新鲜鸡蛋，并拿其中一颗进行实验。第一天放入水中的鸡蛋沉入水底（如图 甲），取出鸡蛋擦干放置50 天后，再放入水中时鸡蛋漂浮在水面（如图乙），看来传 是真的。下列分析正确的是（ ） ．鸡蛋两次所受的浮力一样大 B．甲图中鸡蛋排开水的重力大 ．乙图中鸡蛋所受浮力大于重力 D．放置50 天后的鸡蛋密度变大 9 “ ” ．小明同学利用饮料瓶和薄壁小圆柱形玻璃瓶制作了浮沉子，玻璃瓶在饮料瓶中的情况 如图所示（玻璃瓶口开着并倒置），玻璃瓶的横截面积为S＝15m2，此时玻璃瓶内外水 面高度差1＝2m，饮料瓶内水面到玻璃瓶底部高度差2＝8m，下列说法中正确的是（ ）（不计饮料瓶和小玻璃瓶中气体的重力，g＝10/kg，ρ 水＝1×103kg/m3） 第1 页/ 共24 页 ①用力挤压饮料瓶，发现玻璃瓶仍然漂浮在水面，此过程中1减小、2不变； ②用力挤压饮料瓶，发现玻璃瓶仍然漂浮在水面，此过程中1不变、2增大； ③空玻璃瓶的质量为3g；④空玻璃瓶的质量为13g。 ．①③ B．②③ ．①④ D．②④ 10．如图所示，大水槽里有不相溶的、B 两种液体，液体的密度为ρ，B 液体的密度为 2ρ．一个边长为的小立方体物块，一半浸没在液体中，另一半浸没在B 液体中，物块的 上表面与液体上表面齐平，则下列说法正确的是（ ） ．物块的密度为3ρ B．物块的密度为15ρ ．如果在物块上再加一小铁块，物块仍然静止，物块受的浮力会减小 D．如果在物块上再加一小铁块，物块仍然静止，物块受的浮力不变 11．如图所示，容器内有水，有一塑料试管下面挂一小铁块，浮在水面上。现将小铁块取 下放入试管中，试管仍浮在水面，则（ ） ．液面上升 B．液面下降 ．容器底部受到液体的压强不变 D．试管外壁上点受到液体的压强不变 第1 页/ 共24 页 12．如图所示，小东让一密度计漂浮在水面上，然后往水中加适量食盐，下列说法中正确 的是（ ） ．密度计会上浮一些 B．液体对容器底部的压强变小 ．漂浮时密度计受到的浮力大于重力 D．密度计静止时，液体对它的浮力变小 13．如图所示，将苹果和梨子放入水中后，苹果漂浮，梨子沉底，若苹果的质量、体积及 受到的浮力为m1、V1和F1，梨子的质量、体积及受到的浮力为m2、V2和F2，以下判断 正确的是（ ） ．若m1＞m2，则F1一定小于F2 B．若m1＝m2，则F1一定小于F2 ．若V1＝V2，则F1一定小于F2 D．若V1＞V2，则F1一定大于F2 14．如图所示，在三个相同的容器中装有质量相同的水，将木块、金属块B 按不同的方式 放入水中，待、B 静止时，三个容器中木块露出液面部分的体积V 甲、V 乙和V 丙相比 较，正确的是（ ） ．V 甲＞V 乙＞V 丙 B．V 甲＜V 乙＜V 丙 ．V 甲＝V 乙＜V 丙 D．V 甲＝V 乙＝V 丙 第1 页/ 共24 页 15．在柱状容器里注入适量的浓盐水，在盐水中放入一块冰，冰与盐水的质量相等，并始 终漂浮在盐水面上。当一半冰熔化之后，发现容器里的水面上升的高度为，当剩余的冰 全部熔化之后，水面将又会上升（ ） ． B． ． D． 16．如图所示容器内放有一长方体木块，上面压有一铁块，木块浮出水面的高度为1 （图）；用细绳将该铁块系在木块的下面，木块浮出水面的高度为2（图b）；将细绳剪 断 后 （ 图 ） ， 木 块 浮 出 水 面 的 高 度 为 （ ） ．1+ B．2+ ．1+ D．2+ 17．如图所示，金属块通过轻绳系于木块的下方，静止在水中；金属块B 平放在木块D 的 上表面，静止在水面上。已知长方体木块和D 密度、体积、形状均完全相同，密度是水 密度的一半，它们的上表面均正好与水面相平；金属块和B 的体积、形状完全相同，它 们各自的体积是单个木块体积的一半，则、B 的密度之比为（ ） ．3：1 B．2：1 ．6：1 D．4：1 18．如图所示，密度均匀的长方体木块漂浮在水面上。若将木块虚线以下的部分截去，则 （ ） 第1 页/ 共24 页 ．木块和水面均下降，且下降的高度相同 B．木块和水面均下降，且木块下降的高度更大 ．木块和水面均下降，且水面下降的高度更大 D．木块下降，水面上升，且变化的高度不相同 19．如图所示，杯中盛有水，一长方形木块漂浮于水面，其下用细线系住一实心铁球，则 下列说法正确的是（ ） ①木块所受到的浮力与它排开的水重不相等 ②铁球所受到的浮力与它排开的水重不相等 ③木块所受到的重力与它排开的水重不相等 ④铁块所受到的重力与它排开的水重不相等 ⑤若细线断开，铁球沉到杯底（未撞破玻璃），则杯中液面升高 ⑥若细线断，铁球沉到杯底（未撞破玻璃），则杯中液面降低。 ．①③⑤ B．①②⑥ ．③④⑤ D．③④⑥ 20．一质量均匀。高为的木块漂浮在水面上，如图所示，木块高度的在 水面之上，现把 木块露出水面部分截去，则（ ） ．剩下部分将下沉 B．剩下部分将静止不动 ．木块露出水面部分的高度为 D．木块露出水面部分的高度为 第1 页/ 共24 页 21．、b 两种物质的质量和体积关系图象如图所示。分别用、b 两种物质制成体积相等的 甲、乙两个实心物体，浸没在水中放手，待物体稳定后（ ） ．甲漂浮，甲受浮力大 B．乙漂浮，乙受浮力大 ．甲漂浮，乙受浮力大 D．乙漂浮，甲受浮力大 22．容器内原来盛有水银，有一只小铁球浮在水银面上，如图（）所示。现再向容器里倒 入油，使小铁球完全浸没在这两种液体中，如图（b ）所示，则（ ） ．铁球受到的浮力增大 B．铁球受到油的压力而下沉了些 ．铁球上升些使它在水银中的体积减小 D．铁球保持原来的位置不动 23．如图所示，将一个铁块放在一大木块B 上，大木块B 浮于容器内水面上，当将铁块从 大木块上取下放入水中，对容器内水面的变化判断正确的是（ ） ．水面上升 B．水面下降 ．水面位置不变 D．水面位置变化取决于铁块的体积大小 24．全球变暖已经日益威胁到生物的生存，图为一对北极熊母子无助地坐在一块不断融化 缩小的浮冰上。若浮冰和北极熊始终处于漂浮状态，则随着浮冰的融化（ ） 第1 页/ 共24 页 ．浮冰受到的浮力在增大 B．浮冰受到的浮力大小不变 ．浮冰在水中的体积在减小 D．北极熊受到的支持力在减小 25．由于隐蔽的需要，我军的一艘潜水艇从长江水面以下同一深度潜行至大海中。在此过 程中，潜水艇受到的（ ） ．浮力增加，重力不变 B．浮力增加，重力增加 ．浮力不变，重力不变 D．浮力减小，重力不变 26．取一片金属箔做成中空的桶，它可以漂浮在盛有水的烧杯中，如果将此金属箔揉成 团，它会沉入水底。比较前后两种情况，则下列说法正确的是（ ） ．金属箔漂浮时受到的重力比它沉底时受到的重力小 B．金属箔漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大 ．金属箔沉底时受到的浮力等于它的重力 D．金属箔沉底时排出水的体积与它漂浮时排开水的体积相等 27．质量均匀的物体，悬浮在某种液体中，如果把此物体分成轻重不同的两块，则 （ ） ．轻重两块都仍悬浮在液体中 B．轻重两块都下沉 ．轻重两块都上浮 D．重的下沉，轻的上浮 28．把甲、乙两个实心球投入酒精中，如图所示。若它们的体积相同，下面说法正确的是 （ ） ．它们受到的浮力一样大 B．甲、乙两球的质量相等 第1 页/ 共24 页 ．乙球的密度比甲球的密度大 D．乙球的密度是08×103千克/米3 （多选）29．如图所示，容器中间用隔板分成左右相等的两部分，隔板下部有一圆孔用薄 橡皮膜封闭，橡皮膜两侧压强不相同时其形状会发生改变。将适量的甲、乙两种液体注 入两个容器中，分别将、B 两个体积相等的实心小球放入液体中，待液面静止时，橡皮 膜向右凸起。下列说法正确的是（ ） ．甲、乙两种液体密度关系是ρ 甲＞ρ 乙 B．、B 两个小球的密度关系是ρ＞ρB ．甲、乙两种液体对容器底部的压强关系是p 甲＜p 乙 D．、B 两个小球静止时所受到的浮力关系是F＝FB （多选）30．如图所示将苹果和梨放入水中后，苹果漂浮，梨沉底，若苹果的质量、体积 及受到的浮力分别为m1、V1和F1，梨的质量、体积及受到的浮力分别为m2、V2和F2， 下列判断正确的是（ ） ．若m1＝m2，则F1一定大于F2 B．若m1＞m2，则F1可能等于F2 ．若V1＞V2，则F1一定大于F2 D．若V1＝V2，则F1一定小于F2 （多选）31．如图所示，容器中间用隔板分成左右相等的两部分，隔板下部有一圆孔用薄 橡皮膜封闭，橡皮膜两侧压强不相同时其形状会发生改变。将适量的甲、乙两种液体注 入两个容器中，分别将，B 两个体积相等的实心小球放入液体中，待液面静止时，橡皮 膜向右凸起。下列说法正确的是（ ） 第1 页/ 共24 页 ．甲、乙两种液体密度关系是ρ 甲＞ρ 乙 B．、B 两个小球的密度关系是ρ＞ρB ．甲、乙两种液体对容器底部的压强关系是p 甲＞p 乙 D．、B 两个小球静止时所受到的浮力关系是F＝FB （多选）32．水平桌面上放有两个完全相同的烧杯，分别盛有两种不同液体，将、B 两个 质量相等的实心物体（VB＝2V）分别放入甲、乙两种液体中，如图所示，两物体静止 时两容器中液面相平，下列说法正确的是（ ） ．甲容器中液体密度大于乙容器中液体密度 B．物体受到的浮力小于B 物体受到的浮力 ．甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力 D．两物体放入前，甲容器底受到的压强大于乙容器底受到的压强 （多选）33．向甲、乙两个完全相同的柱形容器内分别倒入等质量的不同种液体；并将容 器放在水平桌面上；把完全相同的物体、B 分别放入甲、乙容器中，当物体、B 静止 时，它们所处的位置如图所示，则（ ） ．甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度 B．物体下表面所受液体压力等于物体B 下表面所受液体压力 ．甲容器底部所受液体压强等于乙容器底部所受液体压强 第1 页/ 共24 页 D．甲容器对水平桌面的压力大于乙容器对水平桌面的压力 （多选）34．如图所示，甲图中圆柱形容器装有适量的水。将密度均匀的木块放入水中静 止时，有 的体积露出水面，如图乙所示，此时水对容器底部的压强比图甲水对容器底 部的压强增加了300P．若在木块上表面轻放一个质量为m1的物块，平衡时木块仍有部 分体积露出水面，如图丙所示，此时水对容器底部的压强比图甲水对容器底部的压强增 加了400P．若将容器中的水换成另一种液体，在木块上表面轻放一个质量为m2 的物 块，使平衡时木块露出液面部分与丙图相同，如图丁所示。若m1：m2＝5：1，则下列 说法中正确的是（ ） ．木块的密度为06×103kg/m3 B．在丁图中，液体的密度为08×103kg/m3 ．木块的质量m 与m1之比为1：3 D．在图丙中，木块露出水面的体积与木块的体积之比是5：1 35．甲、乙两个柱形容器中分别盛有密度为ρ1、ρ2的液体。、B 是两个实心正方体，密度 为ρ、ρB，所受的重力为G、GB，体积为V、VB，将和B 以不同的方式先后放入甲、乙 两容器的液体中，如图所示。在甲容器中，有 的体积露出液面。在乙容器中，、B 通 过细绳相连，B 受到容器底的支持力为F 支（B 与容器底不密合），受到细绳的拉力为F 拉。不计细绳的质量和体积，ρ1：ρ2＝2：1，V：VB＝4：1，F 支：F 拉＝1：3，则ρ：ρB ＝ 。 36．从粗细均匀的蜡烛底部塞入一重G 的铁钉（体积忽略不计），使蜡烛竖直漂浮在水 第1 页/ 共24 页 中，蜡烛露出水面的高度为，如图所示。点燃蜡烛，直至蜡烛与水面相平，蜡烛熄灭 （蜡烛油不流下来），则蜡烛燃烧掉的长度为L＝ 。（设蜡烛的密度为ρ 蜡，水 的密度为ρ 水） 37．如图可以估测一支蜡烛的密度。用手提着蜡烛的引线，使蜡烛稳定在水中，测出蜡烛 在水中的长度L1与蜡烛全长为L，可以计算出蜡烛的密度为 。 38．如图所示，粗细均匀的蜡烛长l0，底部粘有一质量为m 的小铁块。现将它竖直立放于 水中，它的上端露出水面。如果将蜡烛点燃，假定蜡烛燃烧时无蜡油流下来，蜡烛每分 △ 钟燃烧的长度为 l，从点燃蜡烛开始计时，蜡烛熄灭需要的时间t＝ （用物理量 的符号表示），已知蜡烛的密度为ρ，水的密度为ρ1，铁的密度为ρ2。 39．张老师在研究浮力产生原因时，做了如下实验，如图是由容器和B 构成的连通器，B 容器底的中间部分有一个面积为80m2方形孔，将密度为06g/m3、边长为10m 的正方体 木块放在B 容器中，且把容器底的正方形孔密合覆盖，然后向B 容器缓慢注入15m 深 的水，发现木块没有上浮，静止在B 容器底部。 第1 页/ 共24 页 （1）B 容器中水对木块压力的大小为 （g＝10/kg）； （2）为使B 容器中的木块上浮，至少需要在容器中注入距离B 容器底 m 深的 水。 40．钢铁制成的航母能浮在海面上是因为其受到的浮力 “ ”“ ” “ （填大于 小于或等 ” 于）自身的重力。潜水艇在水中能实现上浮或下潜是靠改变 达到目的。 41．甲、乙两溢水杯放在实验桌上，分别盛满水和酒精，酒精的密度为08×103kg/m3．将密 度为09×103kg/m3的小球M 轻轻放入甲溢水杯的水中，小球M 静止时从甲溢水杯中溢出 9g 的水，则小球体积为 m3；将小球M 轻轻放入乙溢水杯的酒精中，小球M 静止 时从乙溢水杯中溢出 g 的酒精。 42．小明将装有适量水的圆柱形杯子放入槽内的水中，使杯子竖直漂浮在水面上，如图甲 所示，用刻度尺测得杯底到槽中水面的深度1＝6m，杯底到杯内水面深度2＝4m；然后 把小石头放入杯内水中，杯子仍然竖直漂浮在水面上，如图乙所示，用刻度尺测得杯底 到槽中水面的深度3＝9m，杯底到杯内水面深度4＝55m．小明还测得杯子底面积S 为 20m2．则小石头的密度是 kg/m3。 43．如图，密度计是利用 原理来测量液体密度的仪器。同一支密度计分别放置在 甲、乙两种液体里均静止不动，则密度计在两种液体中所受的浮力F 甲 F 乙．两种 液体的密度ρ 甲 ρ 乙 “ ” “ ”