《9.3研究物体的浮沉条件》同步练习3.doc

《9.3研究物体的浮沉条件》同步练习

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，如右图所示，则这4个小球在水中所受浮力最小的是

A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
2．如图所示，将苹果放在水中，静止后会漂浮在水面上。若将苹果露出水面的部分切掉，余下部分重新放入水中，则余下苹果将

A.漂浮 B.悬浮 C.下沉 D.无法确定
3．如图（a），在天平左盘放一杯水，右盘放砝码，使天平平衡．

（a） （b）
（1）将一质量为27g的铝块（铝＝2.7g/m3）放入左盘水中，水不溢出，天平还能平衡吗？
（2）将铝块如图（b）方式放入左盘中，天平还能平衡吗？

4．体积是50cm3，质量是45g的物体，将其缓缓放入装满水的烧杯中，物体静止后，溢出水的质量是________g．将其缓缓放入装满酒精的烧杯中，溢出酒精的质量是________g．（酒＝0.8×103kg/m3）

5．在量筒内注入适量的水，将一木块放入水中，水面达到的刻度是V1，如图（a）所示；再将一金属块投入水中，水面达到的刻度是V2，如图（b）所示；若将金属块放在木块上，木块恰好没入水中，这时水面达到的刻度是V3．如图（c）所示．金属密度＝________．

（a） （b） （c）

6．科学家在进行海洋科考时，常用到一个很大的浮筒．浮筒是由一个质量为90kg的空心圆柱形铁罐制成的，铁罐高2.1m，底面积0.08m2．把浮筒至于海面时，它的一端浮出水面，上方可安装无线电转播器．某次科考中，工作人员装好无线电转播器，将浮筒竖直漂浮在海面上，浮筒露出水面的高度（不含无线电转播器的高度）为0.6m．如图所示．（海水取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：

（1）浮筒底部所受海水的压强．
（2）浮筒受到的浮力．
（3）安装的无线电转播器的质量．
7．（7分）如图为一种水陆两栖抢险救援车，人和车的总重量为6×103 Ｎ。已知= 1×103 kg/m3，g取10 N/kg。问：

（1）救援车停泊在水面时排开水的体积多大？
（2）当救援车以10m/s的速度在陆地上匀速行速时，受到的阻力为其总重量的0.1倍。救援车行驶5min，牵引力做的功是多少？
8．如图所示，把甲铁块放在木块上，木块恰好浸没于水中，把乙铁块系在这个木块下面，木块也恰好浸没水中，已知铁的密度为7.9×103kg/m3．求：甲、乙铁块的质量比．

9．如图所示的木块浸没在水中，细线对木块的拉力是2N．剪断细线，待木块静止后，将木块露出水面的部分切去，再在剩余的木块上加1N向下的压力时，木块有20cm3的体积露出水面．求木块的密度．（g取10N/kg）

10．如图中，容器内分别装有水和盐水，在液面上浮着一块冰，问：（1）冰在水中熔化后，水面如何变化?（2）冰在盐水中熔化后，液面如何变化?

（a） （b）

参考答案
1．D
【解析】
试题分析： 4个小球的质量相同、重力相同，由图知，甲、乙球为漂浮，丙球为悬浮，丁球沉入容器底部，
漂浮和悬浮时，F浮=G=mg，所以甲、乙、丙球受到的浮力：F浮甲=F浮乙=F浮丙=G，
丁球沉入容器底部时，F浮丁＜G，所以四个小球受到的浮力大小情况为F浮甲=F浮乙=F浮丙=＞F浮丁，丁小球的浮力最小．故选D．
考点：物体的浮沉条件及其应用
2．A
【解析】
试题分析：将苹果放在水中，静止后会漂浮在水面上，原因是苹果的密度小于水的密度，若将苹果露出水面的部分切掉，余下部分重新放入水中，苹果的密度和水的密度都没变则余下苹果仍将漂浮，故选A。
考点：物体的浮沉条件
3．（1）不平衡 （2）不平衡
【解析】
解 （1）因为铝＞水，放入容器中，铝块将沉底，容器底部增加的压力就是铝块重力．
天平此时不平衡，左盘下沉，右盘增加27g砝码，可使天平再次平衡．
（2）铝块浸没于水中，但未沉底，此时容器中液面升高△h，容器底部增加的压力△F＝水g△h·S＝水gV铝＝F浮．
铝块体积，V积＝＝＝10cm3
铝块排开水质量：m排＝水V铝＝1g/cm3×10cm3＝10g
天平不平衡，左盘下沉．右盘再放10g砝码，可使天平再次平衡．
【答案】溢出水的质量是45g，溢出酒精的质量是40g
【解析】
解 判断此物体在水中和酒精中的状态
求出物体密度：物＝＝＝0.9g/cm3
∵ 物＜水，物体在水中漂浮．
F水浮＝G
m排水g＝m物g
∴ m排水＝m物＝45g
又∵ 物＜酒精，物体在酒精中沉底．
F酒精浮＝酒精V排g，浸没：V排＝V＝50cm3
m排精浮＝酒精V排＝0.8g/cm3×50cm3＝40g
【答案】 ·水
【解析】解 因为＝，所以要求得，关键是求m和V．比较（a）和（b）图，金属块体积V＝V2－V1．
金属块质量可从浮力知识出发去求得．
图（a）中，木块漂浮 G木＝F浮木 ①
图（c）中，木块和铁漂浮：G木＋G铁＝F浮木′ ②
②－① G铁＝F浮木′－F浮木
m铁g＝水g（V木—V木排）＝水g（V3—V1）
m铁＝水g（V3—V1）
＝＝·水
6．（1）浮筒底部所受海水的压强为1.5×104Pa；（2）浮筒受的浮力为1200N；（3）无线电转播器的质量为30kg．
【解析】
试题分析：（1）浮筒底部距离水面的深度h=L﹣h′=2.1m﹣0.6m=1.5m，
浮筒底部所受海水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa；
（2）浮筒排开水的体积V排=Sh=0.08m2×1.5m=0.12m3，
浮筒受的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3=1200N；
（3）浮筒的重力G筒=mg=90kg×10N/kg=900N，浮筒处于漂浮状态，F浮=G筒+G器，所以无线电转播器受的重力G器=F浮﹣G筒=1200N﹣900N=300N，无线电转播器的质量m′===30kg．
答：（1）浮筒底部所受海水的压强为1.5×104Pa；（2）浮筒受的浮力为1200N；（3）无线电转播器的质量为30kg．
考点：液体的压强的计算；阿基米德原理，物体的浮沉条件
7．（1）0.6 m3（2）1.8×106 J
【解析】
试题分析：（1）由二力平衡得6×103 N
由 得0.6 m3
（2）救援车行驶的路程=10 m/s×5×60 s=3×103 m
救援车受到的阻力0.1×6×103 N=600 N
救援车受到的牵引力600 N
牵引力做的功600 N×3×103 m=1.8×106 J
考点：浮力 功的计算红色字体
【答案】甲、乙铁块质量比为．
【解析】
解 甲在木块上静止：F浮木＝G木＋G甲 ①
乙在木块下静止：F浮木＋F浮乙＝G水＋G乙 ②
不要急于将公式展开而是尽可能简化
②－①   F浮乙＝G乙－G甲
水g V乙＝铁g V乙－铁g V甲
先求出甲和乙体积比
铁V甲＝（甲—乙）V乙
＝＝＝
质量比：＝＝＝
【答案】木块密度为0.6×103kg/m3．
【解析】
试题分析：解 根据三个图，木块均静止，分别列出受力平衡过程

将公式中各量展开，其中V排指图（b）中排开水的体积．

代入数值事理，过程中用国际单位（略）
水V—木V＝
水V排—木V
（水V排—木V排）＝＋水×2×10—5
约去V排和V，求得：水＝0.6×103kg/m3

10．（1）冰在水中熔化后液面不变．（2）冰在盐水中熔化后液面上升．
【解析】
解 （1）如图（a）冰在水中，熔化前处于漂浮状态．
F浮＝G冰
水g V排＝m冰g
V排＝
冰熔化成水后，质量不变：m水＝m冰
求得：V水＝＝
比较①和②，V水＝V排
也就是冰熔化后体积变小了，恰好占据了原来冰熔化前在水中的体积．
所以，冰在水中熔化后液面不变
（2）冰在盐水中：冰熔化前处于漂浮，如图1—3—14（b），则
F盐浮＝G冰
盐水g V排盐＝m冰g
V排盐＝ ①
冰熔化成水后，质量不变，推导与问题（1）相同．
V水＝ ②
比较①和②，因为水＝盐水
∴ V水＝V排排
也就是冰熔化后占据的体积要大于原来冰熔化前在盐水中的体
所以，冰在盐水中熔化后液面上升了．