河北专版2020中考物理复习方案第四单元力学课时训练12物体的浮沉条件及应用试题.docx

课时训练(十二)　物体的浮沉条件及应用
(限时:40分钟)

|基础巩固|
一、选择题
1.[2019·成都]将一枚重为0.5 N的鸡蛋放入一杯均匀盐水中,静止时如图K12-1所示,然后向杯子里加入一些清水,则 (　　)

图K12-1
A.鸡蛋会下沉 B.鸡蛋的重力增加
C.鸡蛋所受浮力变大 D.鸡蛋所受浮力为0.5 N
2.[2019·菏泽]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
3.[2018·桂林]小关与同学们去游览桂林两江四湖,登上游船后,船会下沉一些,那 (　　)
A.船的重力将减小
B.水对船的浮力将减小
C.水对船的浮力将增大
D.水对船的浮力将保持不变
4.关于物体浮沉条件及应用实例,下列分析合理的是(　　)
A.同一密度计在不同液体中漂浮时,所受浮力大小相同
B.轮船从长江驶入东海,吃水深度变大
C.橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面,是通过改变自身重力实现的
D.潜水艇靠改变排开水的体积来改变浮力,从而实现上浮和下沉
5.[2019·湖州]放有适量水的烧杯置于水平桌面上,将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力,木块开始上浮,如图K12-2所示,最后漂浮,且有25体积露出水面。下列叙述中,错误的是 (　　)

图K12-2
A.在露出水面之前,木块所受浮力不变
B.在露出水面之前,木块所受浮力大于木块的重力
C.木块在浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强相等
D.木块的密度为0.6 g/cm3
6.[2019·广安]如图K12-3所示,甲、乙两个完全相同的容器中盛有两种不同的液体,把两个完全相同的立方体A、B分别放入这两种液体中,均处于漂浮状态,静止时两个容器中的液面相平,A、B在两种液体中所受浮力分别为FA、FB,液体对烧杯底的压强分别为p甲、p乙,则 (　　)

图K12-3
A.FA<FB　p甲=p乙 B.FA=FB　p甲=p乙
C.FA=FB　p甲<p乙 D.FA=FB　p甲>p乙
7.[2019·绵阳]我国10万吨级的“新光华”号半潜船拥有两个标准足球场大的甲板,为亚洲最大。2019年1月,“新光华”号半潜船从巴西运载2.5万吨的超大型钻井平台回到广州。半潜船装载钻井平台的工作过程示意图如图K12-4所示,半潜船先通过调整水舱里的压载水量,平稳地将船身和甲板潜入约30米深的水下,只露出船楼建筑;然后将漂浮的钻井平台拖拽到甲板正上方水面,半潜船开始排出水舱里的压载水,上浮到甲板与钻井平台底部接触时,将钻井平台绑扎固定在甲板上,继续排出水舱里的压载水,半潜船船身连同钻井平台一起上浮,浮出水面,最后静止。半潜船在上浮过程中 (　　)

图K12-4
A.当排出的压载水重大于钻井平台重时才开始上浮
B.当排出的压载水重等于钻井平台重时才开始上浮
C.排出的压载水总重大于钻井平台重
D.排出的压载水总重等于钻井平台重
二、填空及简答题
8.[2019·贵港]为庆祝中国海军建军70周年,我国举行了大型的海上阅兵活动。某潜水艇在水面上航行时,相对于岸上观礼的人群是　　　　(选填“运动”或“静止”)的。潜水艇是靠改变　　　　来实现上浮或下沉的。 
9.[2019·石家庄灵寿县北洼中学二模]假如由你来设计一个可以载人的带吊篮的气球,气球里可以充入密度
　　　　(选填“小于”或“大于”)空气的气体,如果充的是氢气,为了使乘客能降回地面,可以采取的措施是　　　　　　　　　;如果充的是热空气,可以采取的措施是　　　　　　;这两种措施的共同目的都是为了减小气球受到的　　　　力。 
10.[2019·盐城]小明用饮料吸管制作了一只简易密度计,将其放入水中时,密度计不能直立,应　　　　(选填“增加”或“减少”)吸管中铁丝质量。改进后,如图K12-5所示分别用它测量水和盐水的密度时,吸管浸入两液体的深度分别为h1和h2,则h1　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)h2,用它测量可乐密度时,吸管上“沾”上许多小气泡,使测得的密度偏　　　　。 

图K12-5
11.[2018·广东]我国最新研发的63A式轻型水陆两栖坦克的质量为24 t,它在陆地上行驶时与水平地面接触的总面积为8 m2,对地面的压强为　　　　Pa;坦克的前部和后部各装有一个浮控箱,当坦克在水面上浮渡时,它受到的浮力是　　　　N,排开水的体积为　　　　m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg) 
三、计算应用题
12.[2019·怀化]某容器放在水平桌面上,盛有足量的水。现将体积为1.25×10-4 m3、质量为0.4 kg的实心正方体放入水中,正方体不断下沉,直到沉底,如图K12-6所示。求:(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)正方体受到的重力的大小。
(2)正方体浸没在水中受到的浮力F浮的大小。
(3)容器底部对正方体支持力的大小和正方体对容器底部的压强。

图K12-6
13.[2019·邢台二模]如图K12-7所示,底面积为20 cm2、高50 cm的薄圆柱形玻璃桶,它的底部放入适量的沙子使其竖直地漂浮在水槽中,水槽的底面积为50 cm2,高30 cm。玻璃桶的底部在水面以下的深度为10 cm。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)求放入适量沙子的玻璃桶所受的浮力。
(2)在装有沙子的玻璃桶中放入一个体积为50 cm3的石块,此时玻璃桶底部在水面下的深度h=20 cm,则石块的密度为多少?
(3)若将装有沙子的玻璃桶中放入的石块取出放入水中,水面静止时,水槽底所受水的压强减少了多少?

图K12-7

|能力培优|
14.(多选)[2019·唐山滦南县一模]如图K12-8所示,装有金属球的平底烧杯漂浮在盛有水的大容器中的水面上,大容器的底面积为S,此时烧杯受到的浮力为F1。若把金属球从烧杯中拿出并投入水中沉底时,烧杯所受的浮力为F2,容器底对金属球的支持力为F3,则 (　　)

图K12-8
A.平底烧杯的重力大小为F2
B.金属球投入水中后,平底烧杯所受浮力减小了F3
C.金属球投入水中后,水对大容器底部的压强减小了F3S
D.金属球的密度为(F1-F2)ρ水F1-F2-F3
15.(多选)[2018·天津]如图K12-9所示,水平地面上放有上下两部分均为柱形的薄壁容器,两部分的横截面积分别为S1、S2。质量为m的木球通过细线与容器底部相连,细线受到的拉力为F,此时容器中水深为h。下列说法正确的是(水的密度为ρ0) (　　)

图K12-9
A.木球的密度为mgρ0F+mg
B.木球的密度为mgρ0F-mg
C.剪断细线,待木球静止后水对容器底的压力变化量为F
D.剪断细线,待木球静止后水对容器底的压力变化量为S2S1F

【参考答案】
1.A　[解析]由图可知,此时鸡蛋处于悬浮状态,鸡蛋密度和盐水密度相同,当向盐水中加入清水后,盐水密度会减小,小于鸡蛋密度,鸡蛋会下沉,鸡蛋的重力不变,鸡蛋受到的浮力变小,小于0.5 N,故选A。
2.C　3.C
4.A　[解析]轮船从长江驶入东海,浮力不变,海水密度大于江水密度,故吃水深度变小;橡皮泥捏成小船后,重力不变,是通过做成空心的,增大了排开水的体积而实现漂浮;潜水艇是靠改变自身重力来实现浮沉的。
5.C
6.D
7.C
8.运动　自身重力
9.小于　放掉部分氢气　降低温度　浮
10.增加　大于　大
[解析]密度计放入水中不能直立,说明铁丝的质量偏轻了,要增加铁丝的质量使密度计直立在水中;由于密度计漂浮在液体中,则G=F浮=ρ盐水gV排盐水=ρ水gV排水,因为ρ盐水大于ρ水,则V排盐水<V排水,Sh盐水<Sh水,h盐水<h水,即h2<h1;密度计的刻度值上小下大,用它测量可乐密度时,吸管上“沾”上许多小气泡,由于小气泡受到的浮力大于自身重力,小气泡浸没在可乐中,给密度计向上的作用力,使密度计上浮了一些,则密度计读数变大,使测得的密度偏大。
11.3×104　2.4×105　24
12.解:(1)正方体的重力
G=mg=0.4 kg×10 N/kg=4 N。
(2)正方体浸没在水中,V排=V=1.25×10-4 m3,
则F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.25×10-4 m3=1.25 N。
(3)正方体沉在容器底部,由于处于静止状态,则受力平衡,即G=F支+F浮,所以F支=G-F浮=4 N-1.25 N=2.75 N。
由于支持力与压力是一对相互作用力,则可知正方体对容器底部的压力F压=F支=2.75 N,
正方体的边长L=3V=31.25×10-4 m3=0.05 m,
则正方体对容器底部的压强p=F压S=2.75N(0.05m)2=1.1×103 Pa。
13.解:(1)F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20×10-4 m2×10×10-2 m=2 N。
(2)根据物体的浮沉条件可知,装石块、沙子的玻璃桶所受浮力的增加量与石块重力大小相等,即
G石=ΔF浮=F浮'-F浮=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2×10-3 m2×0.2 m-2 N=2 N,
m石=G石g=2N10N/kg=0.2 kg=200 g,
ρ石=m石V石=200g50cm3=4 g/cm3=4×103 kg/m3。
(3)将石块从玻璃桶中取出未放入水中时,装有沙子的玻璃桶排开水体积的减少量为ΔV排=G石ρ水g=2N1.0×103 kg/m3×10N/kg=2×10-4 m3;
因石块密度大于水的密度,所以放入水槽后会沉底,其排开水的体积为V排加=V石=G石ρ石g=2N4×103 kg/m3×10N/kg=5×10-5 m3;
整个操作过后,水面下降Δ h=ΔV排-V排加S水槽=2×10-4 m3-5×10-5 m350×10-4 m2=0.03 m;
水槽底所受水的压强减少量为
Δp=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.03 m=300 Pa。
14.ACD
15.AD　[解析] 木球浸没时,其受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和绳子的拉力,由于木球处于静止状态,受力平衡,根据力的平衡条件可得F浮=G+F=mg+F,木球浸没时,V排=V木,则根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得ρ0gV木=mg+F,由ρ=mV可得,木球的体积V木=mρ木,所以,ρ0g×mρ木=mg+F,解得ρ木=mgρ0F+mg,故A正确,B错误。剪断细线,木块漂浮,则待木球静止后所受浮力F浮'=G=mg,浮力变化量为ΔF浮=F浮-F浮'=mg+F-mg=F,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得,水面下降的高度(容器上部的水面下降)Δh=ΔV排S1=ΔF浮ρ0gS1=Fρ0gS1,则由Δp=ΔFS可得,水对容器底的压力变化量ΔF=ΔpS2=ρ0gΔhS2=ρ0g×Fρ0gS1S2=S2S1F,故C错误,D正确。

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