1、专题专题 13 物体的浮沉条件及浮力的应用物体的浮沉条件及浮力的应用 考点一考点一 物体的浮沉条件物体的浮沉条件 1 （2020 安徽九年级一模）青岛海军阅兵结束后，一艘舰船从海里驶入河里，下列说法正 确的是 A轮船所受浮力变小 B轮船所受浮力变大 C轮船排开液体的体积变小 D轮船排开液体的体积变大 2（2020 安徽芜湖市 八年级期末） 如图所示， 一铅块用细线挂在一个充气的小气球的下面， 把它放入水中某处恰好处于静止状态，如果从底部缓慢放出一些水，则铅块及气球（ ） A仍能静止 B向下运动 C向上运动 D静止、向上或向下运动都有可能 3 （2020 界首市实验中学九年级一模）图所示，是同学
2、们所画的几种情况下的示意图，其 中正确的是（ ） A 一光线与平面镜成 30 角射在平面镜上，其反射光线和反射 角的示意图 B 潜水艇在上浮时所受重力和浮力的示意图 C 使杠杆在图示位置静止的最小力 F 及其力臂 l D 通电螺线管两端极性的标注 4 （2020 安徽合肥市 八年级期末）中国茶文化源远流长，“茶品”是我们最好的饮品，如图 是小明给爸爸泡的一杯绿茶.观察水中起伏的茶叶，结合所学的物理知识，下列解释正确的 是 A茶叶漂浮在水面时受到的浮力大于重力 B茶叶在逐渐下沉时受到的浮力等于重力 C茶叶逐渐下沉过程中受到水的压强变大 D茶叶沉底后只受到重力和支持力的作用 5 （2020 安徽滁
3、州市 定远县第二初级中学八年级期中）气象探测气球在充满氢气后，所受 浮力远远大于重力将该气球放出后，若气球不破裂，其运动情况将是 A一直不停地上升 B匀速向上升 C只能升到一定的高度，并将停留在这一高度 D升到一定高度后会下降，下降到一定高度后又会上升 6 （2020 安徽九年级其他模拟）如图甲所示，烧杯里盛有 6的水，小球在水中恰好悬浮。 经研究发现，水的密度随温度的变化如图乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块，在烧杯内 水的温度下降到 0的过程中，假设小球的体积始终不变，关于小球的浮沉情况判断正确的 是（ ） A先下沉然后上浮 B浮力变小，一直下沉 C先上浮然后下沉 D浮力变大，一直上浮 7
4、 （2020 安徽九年级其他模拟）有一潜水艇悬浮在水中，如图所示当用压缩空气把水舱 中的水排出一部分时，潜水艇将_（填“上浮”或“下沉”)在未露出水面之前，潜 水艇所受的浮力将_（填“变大”“变小”或“不变”） 。 8 （2020 铜陵市第四中学九年级开学考试）A、B 两个实心小球体积相等，密度分别为 A 和 B， 用细线连接在一起， 在某种液体中静止时状态如图所示， 则该液体的密度 =_。 9 （2020 安徽九年级其他模拟）如图,气球下面用细线悬挂一石块，它们恰好悬浮在水中。 已知石块与气球的总重力为 G总，则气球受到的浮力 F浮_G总(选填“”“F2 p1p 2 BF1=F2 p1p2
5、CF1”“”或“=”)；若 水温升高,石块将_ (选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮” ) 【答案】 上浮 【解析】 石块和气球悬浮在水中， 浮 FG 总，F gV 浮液排，V排是石块和气球的总体积，气球的 体积小于总体积，因此气球受到的浮力 F浮G总；若水温升高，气球的体积增大，排开水的 体积变大，由公式F gV 浮液排 知，气球受到的浮力增大，使得石块和气球受到的浮力大 于总重而上浮。 10 （2020 定远县炉桥中学八年级单元测试）中国改装的“瓦良格”号航空母舰出海试航，当 航母在平静的水面航行时，它所受的浮力_它的总重力（选填“大于”、“等于”或“小于”） 。 当航空母舰上舰载飞机起飞后
6、，它排开水的体积_（选填“增大”、“减小”或“不变”） 。 【答案】等于 减小 【解析】 （1）因为航母漂浮，所以它受到的浮力等于总重力； （2）战机从航母上起飞后，航母的总重力减小，根据漂浮物体的重力等于自身重力，所以 浮力将减小，由阿基米德原理可知排开水的体积会减小。 考点二考点二 物体浮沉条件的应用物体浮沉条件的应用 11 （2020 桐城市第二中学九年级月考）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，则说法正确的是（ ） A甲浮力最小 B丁浮力最大 C丙丁浮力一定相等 D甲乙浮力一定相等 【答案】D 【解析】 因为 4 小球质量相同，所以甲、乙、丙、
7、丁 4 个小球的重力也相同；根据物体的浮沉条件可 知，甲、乙小球漂浮，所以甲、乙小球所受重力即等于其自身浮力，而丙小球悬浮，所以丙 小球所受浮力也等于自身重力；丁小球沉底，说明丁小球所受浮力一定小于自身重力；综上 所述甲、乙、丙所受浮力相等且等于自身重力，丁所受浮力小于自身重力且在 4 个小球中所 受浮力最小，故只有 D 选项符合题意。 故选 D。 12 （2020 安徽省颍上第三中学八年级月考）如图所示，A、B 两物体静止在水中（ ） A两物体受到的浮力一定相等 B两物体受到的浮力不等，A 物体受到的浮力大 C两物体的密度不等，B 物体的密度大 D两物体的重力不等，B 物体的重力大 【答案】
8、C 【解析】 物体 A 漂浮，故 FAGA，物体 B 悬浮，故 FBGB，因 A. B 的重力和体积关系未知，所以 浮力大小无法判断，故 A. B. D 选项错误； 物体 A 漂浮，则 A水，物体 B 悬浮，则 B水，A 故 A 错误； B因两图的液体深度相同，故两液体的体积相同，根据 m V 可知， mm 甲乙 故 GG 甲乙 两容器对桌面的压力 FGG 甲甲容，F GG 乙乙容 因两容器相同，则 FF 甲乙 ，SS 甲乙 由 F p S 可得 pp 甲乙 故 B 错误； C因密度计漂浮于液面上，所以密度计所受的浮力等于密度的重力，所以密度计在两液体 中所受的浮力相等，故 C 错误； D根据
9、阿基米德原理知：密度计排开甲、乙液体的重力相等，故 D 正确。 故选 D。 25 （2020 安徽九年级其他模拟）如图所示，木块漂浮在水面上，不可伸长的细线处于松弛 状态，装有足够多水的容器底有一阀门 K。打开阀门使水缓慢流出，当细线断流的瞬间关闭 阀门，则（ ） A细线断裂的瞬间，木块受到的拉力大于重力 B细线断后，容器受到水的压强比断线的瞬间大 C细线断裂前，木块受到的拉力的变化量大于浮力变化量 D细线断后，木块再次漂浮时受到的浮力比断线的瞬间小 【答案】B 【解析】 A细线断裂的瞬间，木块受到重力、浮力和拉力的作用，而重力等于拉力加上浮力，所以 拉力小于重力，故 A 错； B细线断后，受
10、到的拉力不存在，物体将下沉一些，容器内水的深度变大，由 p=gh 可知 容器底受到水的压强变大，比断线的瞬间大，故 B 正确； C细线断裂前，木块受到重力、浮力和拉力的作用，重力等于拉力加上浮力，木块受到的 拉力的变化量等于浮力变化量，故 C 错； D细线断后，受到的拉力不存在，物体将将下沉一些，木块再次漂浮时，排开水的体积变 大，受到的浮力变大，比断线的瞬间大，故 D 错。 故选 B。 26 （2020 安徽九年级其他模拟）在水平桌面上，有两个相同圆柱形容器，内盛相等质量的 盐水。将同一鸡蛋分别放入其中，鸡蛋静止时如图所示。鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力分别 为 F1和 F2，盐水对容器底部压强
11、分别为 p1和 p2，则（ ） AF1F2 p1p 2 BF1=F2 p1p2 CF1F2 p1=p2 DF1=F2 p1=p2 【答案】D 【解析】 鸡蛋悬浮在甲杯中，受到盐水的浮力等于鸡蛋重力；鸡蛋漂浮在乙杯中，受到盐水的浮力也 等于鸡蛋重力；所以鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力大小相等，即 F1=F2 由于容器是圆柱形容器，则鸡蛋在甲杯盐水中悬浮，盐水对容器底的压力 F甲=G鸡蛋+G盐水 鸡蛋在乙杯盐水中漂浮，盐水对容器底的压力 F乙=G鸡蛋+G盐水 所以 F甲=F乙 因为容器相同、容器底面积相同，由压强公式 F p S 可知，盐水对容器底部的压强相等， 即 p1=p2 ABC 不符合题意，
12、D 符合题意。 故选 D。 27 （2020 安徽九年级其他模拟）“蛟龙号”完成第 20 次下潜任务后，逐渐浮出水面，当排 开水的质量为 2000t 时，所受海水的浮力是_N；在“蛟龙号”浮出水面的过程中，浮力将 _（选填“变大”“变小”或“不变”） （海水1.0 103kg/m3） 【答案】2 107 变小 【解析】 （1）“蛟龙号”所受浮力 7 2000 1000kg 10N/kg2 10 NFGm g 浮排排 （2）在“蛟龙号”浮出水面的过程中，排开水的体积不断减小，根据公式F gV 浮水排可知 浮力将变小。 28 （2020 安徽芜湖市 八年级期末）潜水艇能潜入水下航行，进行侦察和袭击
13、，是一种很 重要的军用舰艇 潜水艇漂浮在水面时， 其所受浮力与重力的大小关系为 F浮_G （填 “”、“”或“=”） ；当潜水艇水舱充水时，潜水艇将_。 （选填“上浮”、“下沉”或“悬 浮”） 【答案】= 下沉 【解析】 1根据漂浮条件，潜水艇漂浮在水面时，浮力与重力相等，即 F浮=G； 2潜水艇漂浮在水面时，由于水舱充水潜水艇的重力变大，则浮力变大；由于排开的水的 密度不变，由 F=液gV排可知：排开水的体积将变大，即潜水艇将下沉。 29 （2020 马鞍山市成功学校九年级开学考试）如图，一根细绳悬挂一个半径为 r 米，质量 为 m 千克的半球，半球的底面积与容器底部紧密接触，此容器内液体的
14、密度为 千克/m3， 高度为 H 米。已知球体的体积公式是 3 4 3 r V ，球面积公式是 S球=4r2，圆面积公式是 S 圆=r2，则液体对半球的压力为_N。 【答案】 23 2 () 3 r Hrg 【解析】 由题知半球的底面积与容器底紧密接触即容器底部没有液体， 所以半球不会受到液体向上的 浮力。以容器底为研究对象与半球接触部分容器底受半球的重力和半球上部水的重力 1 2 FmggS HgV 圆 带入题中数据得 23 2 () 3 Fr Hrgmg 则容器底对半球产生一个向上的支持力 23 2 () 3 Fr Hrgmg 半球受重力、液体对它的压力、容器底对它的支持力三个力平衡则有液
15、体对它的压力 2323 22 ()-=() 33 Fr Hrgmg mgr Hrg 液 30 （2020 安徽铜陵市 八年级期末）边长为 0.1m 的正方体金属块 M，重为 25N，将 M 挂 在杠杆的 B 端，并使其浸没水中，如图所示已知 OB=0.8m，OA=0.6m，现用力 F 在 A 点 竖直向上拉杠杆，使杠杆水平平衡g 取 10N/kg，不计杠杆、绳的质量求： （1）金属块的密度 ； （2）此时金属块所受的浮力 F浮； （3）F 的大小，此时金属块所受的浮力。 【答案】 （1） 2.5 103kg/m3 （2）10N （3）20N 【解析】 （1）金属块的密度 33 25N 2.5k
16、g10N / kg (0.1m)0.001m G mg VV 2.5 3 10 kg/ 3 m （2）金属块的密度 F浮= gV 水排 1.0 3 10 kg/ 3 m 10N/kg(0 3 .1m)=10N （3）拉力为 F拉=G物-F浮=25N-10N=15N 根据杠杆平衡条件：F拉BOB=FOA，即 F= B 0.8m 0.6m OB F OA 拉 15N=20N 答： （1）金属块的密度 为 2.5 103kg/m3； （2）此时金属块所受的浮力 F浮为 10N； （3）F 的大小为 15N，此时金属块所受的浮力 20N。 31 （2020 安徽师范大学附属郑蒲港学校九年级开学考试）如
17、图，台秤上放置一个装有适量 水的圆柱形烧杯，已知烧杯和水的总质量为 1000g，烧杯的底面积为 100cm2，现将一个质 量为 600g，体积为 500cm3的实心物体 A 用细线吊着，然后将其慢慢浸入烧杯的水中烧杯 厚度不计，水始终未溢出求： (1)物体 A 全部浸入水中后，求物体 A 所受到的浮力 F浮和绳子对物体 A 的拉力 F。 (2)物体 A 全部浸入水中后，水对烧杯底部压强比物体 A 未浸入水中时增大了多少？ (3)物体 A 全部浸入水中后，圆柱形烧杯对台秤的压力？ 【答案】(1)5N，1N；(2)500Pa；(3)15N 【解析】 (1)物体 A 全部浸入水中时受到的浮力 F浮=
18、 gV水 排=1.0 10 3kg/m3 10N/kg 0.5 10-3m3=5N 物体 A 的重力 GA=mAg=0.6kg 10N/kg=6N 细线对物体 A 的拉力 F拉=GA-F浮=6N-5N=1N (2)容器中只有水时，水对圆柱形烧杯底部的压力等于水的重力，物体 A 全标浸入水中时,水 对物体 A 有向上的浮力，由于力的作用是相互的，所以物体 A 对水有向下压力且物体 A 对 水的向下压力等于浮力，此时水对烧杯底部压力等于水的重力加物体 A 对水的压力，所以 水对烧杯底部增大的压力 5NFF 浮 则水对烧杯底部增大的压强 42 5N 500Pa 100 10 m F p s (3)物
19、体 A 全部浸入液体所受浮力为 5N 烧杯和水的总重力为 G杯和水=mg=1kg 10N/kg=10N 烧杯对台秤的压力等于烧杯和水的总重力与物体 A 对水向下的作用力之和即 F=G杯和水+F浮=10N+5N=15N 答：(1)物体 A 全部浸入水中后，物体 A 所受到的浮力为 5N 绳子对物体 A 的拉力为 1N。 (2)物体 A 全部浸入水中后，水对烧杯底部压强比物体 A 未浸入水中时增大了 500Pa。 (3)物体 A 全部浸入水中后，圆柱形烧杯对台秤的压力为 15N。 32 （2020 天长市第四中学九年级其他模拟）质量为 10kg 的异形水槽，上口面积为 0.3m2， 底面积为 0.
20、4m2，放在水平台面上，向槽中加水至水深 0.3m 后水面与左肩相平，如图甲所 示（已知 水=1.0 103kg/m3，g 取 10N/kg，水槽的侧壁厚度不计） ，将棱长为 20cm 的正方体 物块轻轻放入水中，当其静止时（如图乙） ，测出该物块露出水面的高度为 5cm，求： (1)该物块的密度； (2)甲乙两图中，水对容器底部的压强变化量； (3)用力 F 垂直向下作用在物块的上表面，使物块上表面与水面相平并保持静止（如图丙） ， 此时力 F 的大小。 【答案】(1)0.75 103kg/m3；(2)200Pa；(3)20N 【解析】 (1)物块的体积 V0.008m3 物块排开水的体积
21、V排V浸20cm 20cm （20cm5cm）6000cm30.006m3 物块受到的浮力 F浮水gV排1.0 103kg/m3 10N/kg 6 103m360N 因为物块漂浮，所以物块的重力 GF浮60N 物块的质量 60N 6kg 10N/kg G m g 物块的密度 33 3 6kg 0.75 10 kg/m 0.008m m V (2)甲、乙两图比较，水深变化 3 2 0.006m 0.02m 0.3m V h S 排 上 水对容器底部的压强变化量 33 1.0 10 kg/m10N/kg 0.02m200Papgh 水 (3)要让物块全部没入水中，需要增大排开水的体积 333 0.
22、008m0.006m0.002mVVV 排排 物块受到增大的浮力 333 1.0 10 kg/m10N/kg 0.002m20NFgV 浮水排 要让物块全部没入水中，需竖直向下对物块施加的力 20NFF 浮 答：(1)该物块的密度为 0.75 103kg/m3； (2)甲乙两图中，水对容器底部的压强变化量为 200Pa； (3)用力 F 垂直向下作用在物块的上表面，使物块上表面与水面相平并保持静止，此时力 F 的大小为 20N。 33 （2020 马鞍山市成功学校九年级开学考试）某同学想测量一种液体的密度。他将适量的 待测液体加入到圆柱形平底玻璃容器里， 然后一起缓慢放入盛有水的水槽中。 当容
23、器下表面 所处的深度 h=8cm 时， 容器处于直立漂浮状态， 如图 a 所示。（已知容器的底面积 S=25cm2， 水=1.0 103kg/m3，g 取 10N/kg） (1)求水对容器下表面的压强； (2)求容器受到的浮力； (3)从容器中取出 100cm3的液体后， 当容器下表面所处的深度 h2=4.8cm 时， 容器又处于直立 漂浮状态，如图 b 所示，求液体的密度。 【答案】(1) 800Pa；(2)2N；(3)0.8g/m3 【解析】 (1)(2)计算容器进入水面后排开水的体积 3-332 8cm=200cm=25cm=0.2 10 mVSh 排 则水对容器的浮力及容器与其中液体重
24、量之和为 33-33 1.0 10 kg= =10N/kg 0.2 10 mN/2m=FGgV 浮水排 水对容器底的压强 32 2N =800Pa 2.5 10 m F p S 浮 (3)计算取出 100g 水之后容器排开水的体积 23-33 4.8cm=120cm =0.12=2510 mcmVSh 排 根据水对容器的浮力与容器与液体的重量和相等则有 3-333 1.0 10 kg/= =10N/kg 0.12 10 m =1.2mNFGgV 浮水排 1003cm 液体的重量 G=2N-1.2N=0.8N 1003cm 液体的质量 0.8N =0.08kg 10N/kg G m g 则容器内
25、液体的密度 3 33 0.08kg800g =0.8g /cm 100cm100cm m V 答：(1)水对容器下表面的压强为 800Pa。 (2)容器受到的浮力为 2N。 (3)液体的密度为 0.8g/m3。 34 （2020 合肥市第五十五中学九年级其他模拟）如图甲所示，边长为 10cm 的正方体木块 A，放在水中静止时露出水面部分的高度为 4cm。如图乙所示，将石块 B 通过细线与木块 A 相连，使木块 A 恰好浸没在水中并保持静止。已知木块 A 与石块 B 的体积之比为 52，水 的密度 水=1.0 103kg/m3。求： (1)木块 A 受到的重力 (2)图乙中细线对木块 A 的拉力
26、 (3)石块 B 的密度 【答案】(1)6N；(2)4N；(3)2 103kg/m3 【解析】 (1)因木块 A 漂浮，所以浮力等于重力，即 GA=F浮A=水gV排=水gSAh浸入=1.0 103kg/m3 10N/kg （0.1m）2 （0.1m-0.04m)=6N (2)浸没时物体 A 所受浮力 F浮A=水gVA=1.0 103kg/m3 10N/kg （0.1m）3=10N 因为 A 受平衡力的作用，所以，图乙中细线对木块 A 的拉力 F拉=F浮A-GA=10N-6N=4N (3)已知木块 A 与石块 B 的体积之比为 52，则 B 的体积 343 B 2 (0.1m)4 10 m 5
27、V B 受到的浮力 F浮B=水gVB=1.0 103kg/m3 10N/kg 4 10-4m3=4N 因为 B 受平衡力的作用，故 GB=F浮B+F拉=4N+4N=8N 石块 B 的质量 B B 8N = 0.8kg 10N/kg G m g 则石块 B 的密度 33 B B 43 B 0.8kg 2 10 kg / m 4 10 m m V 答：(1)木块 A 受到的重力为 6N； (2)图乙中细线对木块 A 的拉力为 4N； (3)石块 B 的密度为 2 103kg/m3。 35 （2020 安徽合肥市 九年级二模）如图甲所示，水平桌面上有一底面积为 5 103m2的圆 柱形容器内装适量的
28、水，现在用细绳系住体积为 4 104m3的物体 A，使它竖直下垂且全部 浸入水中静止，如图乙所示，此时绳子的拉力是 2N，水=1.0 103kg/m3，g=10N/kg 求： (1)物体 A 受到的浮力； (2)物体 A 的重力； (3)物体 A 全部浸入水中静止后，容器底部增大的压强。 【答案】(1)40N；(2)6N；(3)800Pa 【解析】 (1)由阿基米德原理，可知物体 A 所受的浮力为 33-43 1.0 10 kg/m10N/kg 4 10 m4NFgV 浮水排 (2)由于物体 A 处于静止状态，受力平衡，则 A 4N2N6NGFF 浮拉 (3)因为物体浸没在水中，物体的体积等于排开水的体积 43 4 10 mV 排 ，水面升高的高度 为 43 32 4 10 m 0.08m 5 10 m V h S 排 水对容器底部增大的压强为 33 1 10 kg/m10N/kg 0.08m800Papg h 水 答：(1)物体 A 受到的浮力为 40N； (2)物体 A 的重力为 6N； (3)物体 A 全部浸入水中静止后，容器底部增大的压强为 800Pa。
