1、 初中物理 2015 各地亮题（51）物体的浮沉条件及应用1、当年“泰坦尼克”号在撞上冰山前就已经发现了前方冰山而紧急改变航向，但由于船身具有巨大的 ，船体难以大幅度改变航向，船身一侧还是与冰山发生了撞击，结果被撞出了大洞，船内进水，船受到的总重力增加，当总重力 浮力时，船在水中下沉（选填“大于”、(d)“等于”或“小于”）。答案 惯性；大于2、将一个生鸡蛋放进盛有清水的杯中，如图所示，鸡蛋沉入水底,鸡蛋重为 G，然后逐渐向水中加入食盐并使其溶解，在鸡蛋渐渐浮起到静止的过程中，鸡蛋所受的浮力随时间变化正确的是( )答案 B3、体育、娱乐活动用的热气球如图所示。当热气球静止在空中某高度时，如果将
2、燃烧器的火焰调小一些，热气球就会下降，下降过程中气囊的体积不变。请分析说明热气球从静止位置下降的原因。 答案 题中关键的因素是将火焰调小一些后，为什么气球会下降？气球下降，说明重力大于浮力；而球的体积是不变的，故浮力不变，那么关键要找出重力增大的原因；重力增大是因为火焰调小一些后，气体的温度下降，压强变小，外界的冷空气进入后形成的。4、某同学在学习浮力的知识后，认为“体积相同的不同物体，浸在水中时所受浮力相同”。请利用身边的物品或实验器材设计一个实验，说明他的观点是错误的。写出实验步骤和实验现象。答案 把体积相同的木块和铁块放入水中，木块漂浮，铁块下沉，木块排开水的体积比铁块排开水的体积小，木
3、块受的浮力小，铁块受的浮力大。所以该同学的认识是不对的。5、小明发现妈妈在腌制萝卜块时，新鲜的萝卜块在盐水中是漂浮的，浸泡几天后，原来漂浮的萝卜块又沉在了容器底他与几位同学对这一现象进行探究，提出如下猜想：猜想 1：可能是由于水的蒸发，盐水密度增大，导致萝卜块下沉；猜想 2：可能是浸泡几天后，萝卜块质量变大，导致萝卜块下沉；猜想 3：可能是浸泡几天后，萝卜块体积变小，导致萝卜块下沉经过一番讨论后，他们马上否定了猜想 1，你认为他们否定的原因是 接着他们就猜想 2 和猜想 3 进行了如下实验操作取三块新鲜的萝卜块，编上编号 A、B、C，分别测出它们的质量和体积；配制一大杯盐水；将三块萝卜块放在盐
4、水中，起初处于漂浮状态几天后，发现萝卜块沉底后将其捞出擦干，分别测出其质量和体积，并记录实验数据如下表萝卜块编号 质量/g 体积/cm 3 放入盐水前 放入盐水后 放入盐水前 放入盐水后A 63.6 58.2 54.8 48.5B 47.3 42.5 42.2 35.4C 79.3 69.8 70.8 58.2请分析上表实验数据可知：（1）猜想 2 是 （选填“正确”或“错误”）的（2）有同学认为猜想 3 是正确的，他认为萝卜块体积变小，浮力变小，导致萝卜块下沉但也有同学认为这种分析错误的，理由是 （3）综合分析上表数据，导致萝卜块下沉的原因是 答案 分析：根据浮力大小的影响因素进行分析，若液
5、体密度变大，则萝卜所受浮力变大；（1）根据表格中萝卜质量的变化结合猜想 2 得出结论；（2）物体的浮沉是由重力和浮力的大小关系共同决定的，不只与物体受到的浮力有关；（3）根据表格中数据得出放入盐水前和放入盐水后的密度关系得出结论如果盐水的密度增大，根据影响浮力的因素，则萝卜受到的浮力增大，萝卜应该上浮，与现象不符，所以否定了猜想 1；（1）根据表格中数据，放入盐水后萝卜的质量减小，所以猜想 2 错误；（2）萝卜块体积变小，浮力变小，但根据数据，萝卜的质量也变小，所以体积变小不是下沉的原因；（3）根据表格中数据知，萝卜的体积变小，其质量也变小，而质量和体积的比值即密度变大了，大于盐水的密度，则其
6、重力会大于排开同体积盐水的重力，即重力大于浮力，所以会下沉考点：物体的浮沉条件及其应用6、甲乙两位同学分别对“物体的浮沉条件”进行了探究（1）甲同学的探究方案实验器材：弹簧测力计（量程 05N，分度值 0.2N）、天平（带砝码盒）、量筒及水、蜡块（10g 左右）探究问题：蜡块的上浮条件实验过程：首先测量蜡块的重力：方案一是用弹簧测力计直接测出蜡块的重力；方案二是用天平测出蜡块的质量，再求出重力你支持方案 ，理由是 测量蜡块受到的浮力：量筒中放入适量的水，把蜡块放在水中浮在水面时，测出蜡块排开水的体积，用阿基米德原理求出浮力你认为上述操作存在的问题是 通过比较蜡块的重力和受到的浮力，可知物体上浮
7、的条件（2）乙同学的探究方案实验器材：装有水的大烧杯、蜡块、铁钉（见图）探究问题：蜡块的下沉条件实验过程：把蜡块浸没在水中，松手后，发现蜡块要上浮直至漂浮在水面为了使浸没在水中的蜡块会下沉，设计了两种实验方案方案一：将一根铁钉全部插入蜡块中，然后将蜡块浸没在水中松手，发现蜡块沉入水底方案二：用同样的铁钉，但只将其部分插入蜡块中，将蜡块浸没在水中松手，发现蜡块也沉入水底从物体受力的角度看，在蜡块中插入铁钉是为了改变 的大小能够得到的实验结论是： 虽然两种方案的实验结果基本一致，但老师认为方案一更科学你认为老师这样评价的主要理由是 答案 1）（1 分）二； （2 分） 因为弹簧秤的分度值大于蜡块的
8、重力（2 分）蜡块没有浸没在水中；（2）（1 分）重力（2 分）物体的重力大于浮力时，物体下沉（2 分）方案一是在改变物体重力的同时，控制了浮力不变这一条件7、如图所示，密度为 的液体中有体积均为 V 的 A、B、C 三个实心物体，A 正在加速向上运动，B 静止，C 正在加速向下运动此刻它们受到的浮力分别为 FA、F B、F C，三者的大小关系是_，请写出 B 物体所受的浮力表达式 FB= _，B 物体的密度为_（后两空用题目中所给字母表示）答案 分析：如图，V A=VB=VC=V，又ABC 三个物体浸没在液体中，三个物体排开液体的体积相同，大小都为 V，又F 浮 = 液 gV 排 ，它们受到
9、的浮力：F A=FB=FC；由题知，B 物体静止，全浸入液体中，B 物体受到的浮力：F 浮 =G 排 = 液 V 排 g=gV，B 物体静止在液体中，B 物体的密度等于液体的密度，即： B=8、普通潜水艇从海面下潜但未全部没入海水的过程中，它所受的浮力逐渐 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；若潜水艇悬浮在海水中，当用压缩空气把水舱中的海水排出一部分时，潜水艇将 （选填“上浮”或“下沉”）；在露出海面之前，潜水艇所受的浮力将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）答案 普通潜水艇从海面下潜但未全部没入海水的过程中，V 排 不断增大，由 F 浮 = 水 gV 排 可知它所受的浮力逐渐增大；当将水
10、舱内的水排出一部分后，潜水艇的重力减小，故重力小于浮力，潜水艇将上浮；在未露出水出之前，由于排开水的体积不变，故潜水艇所受到的浮力不变。考点：物体的浮沉条件。9、用图像来描述物理过程或物理规律是很直观的，如图 a 所示为一立方体木块，下面用一段细线与之相连，细线另一端固定在容器底（容器高比细线与木块边长大得多）。现向容器中慢慢加水，如图 b 所示，若细线的拉力用 F 表示，容器中水的深度用 h 表示，在图中可以准确描述拉力 F 随深度 h 变化关系的图像是： 答案 C10、一只未点燃的蜡烛的下面插入一根小铁钉，使蜡烛能直立漂浮在水面上，露出长度为 L，如图所示。当把蜡烛水面以上部分截掉后剩余部
11、分：A不会重新露出水面 B. 还会重新露出水面 C.以上两种可能都有 D.无法判断答案 B11、子涵同学把一个体积为 125cm3苹果放人水中，苹果在水里处于悬浮状态，则苹果所受的浮力为_N。他从水中取出苹果，分成一个大块和一个小片（如图所示），再将小片放入水中，发现小片沉入水底，据此现象可以推断：若将大块浸没水中，松手后大块将会_(选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)。答案 1.25 上浮 12、甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水，将同一个鸡蛋先后放入其中。当鸡蛋静止时，两个杯子中液面恰好相平，鸡蛋所处的位置如图 7所示。则（ ）A甲杯底部所受的液体压力较大B 鸡蛋在甲杯里排开液体的质
12、量较大C乙杯底部所受的液体压强较大D鸡蛋在乙杯中受到液体的浮力较大 答案 13、向一个塑料瓶中装入密度为 A的液体后密闭，把它分别放在盛有密度为 甲 、 乙 两种液体的容器中，所受浮力分别为 F 甲 、F 乙 ，如图所示，不计塑料瓶的质量和瓶壁、瓶盖的体积，下列判断正确的是（ ）A 甲 大于 乙 F 甲 大于 F 乙 B 甲 大于 乙 F 甲 等于 F 乙C 甲 小于 乙 F 甲 大于 F 乙 D 甲 小于 乙 F 甲 等于 F 乙答案 分析： （1）甲、乙图中，同一物体都漂浮，有漂浮条件可知物体所受浮力 F 甲 、F 乙 的关系；（2）在甲图中，液体 A 装入塑料瓶内放入甲液体中，下沉一些，
13、可知甲液体的密度比 A 的密度小；（3）在乙图中，液体 A 装入塑料瓶内放入乙液体中，上浮一些，可知乙液体的密度比 A 的密度大解答： 解：（1）塑料瓶漂浮F 甲 =F 乙 =G（2）甲图：F 浮 = 甲 V 排 g= AVgV 排 V 甲 A；（3）乙图：F 浮 = 乙 V 排 g= AVgV 排 V 乙 A； 乙 甲 故选 D14、小明用刻度尺、塑料碗、大烧杯（底面积为 S）等器材测量金属球的体积和质量，他先在烧杯内放入适量水，再将塑料碗轻轻放入水中，如图甲所示，测出此时烧杯内水的深度为 h1；将金属球放在塑料碗中，放入球后的状态如图乙所示，测出此时烧杯内水的深度为 h2；将塑料碗中的金属
14、球轻放入烧杯中，如图丙所示，测出此时烧杯内水的深度为 h3下列有关叙述中，正确的是（ ）A金属球的体积是（h 3h 2）S B 金属球的体积是（h 2h 1）SC金属球的质量是 水 （h 2h 1）S D金属球的质量是 水（h 3h 1）S答案 分析： 如图甲，在水盆内放入适量水，将塑料碗轻轻放入水中漂浮，用刻度尺测出此时水盆内水的深度为 h1；如图乙，将金属球放在塑料碗中，装有金属球的塑料碗仍在水中漂浮，用刻度尺测出此时水盆内水的深度为 h2，设水盆的底面积为 S，两次深度之差与底面积的乘积就是金属球漂浮时排开水的体积；已知水的密度和金属球漂浮时排开水的体积，可以得到金属球漂浮排开水的质量，
15、也就是金属球的质量；如图丙，将塑料碗中的金属球放入烧杯中，用刻度尺测出此时烧杯内水的深度为 h3，h 3与 h1之差与烧杯底面积的乘积就是金属球浸没时排开水的体积，也就是金属球的体积解答： 解：设烧杯的底面积为 S，金属球漂浮时排开水的体积 V=（h 2h 1）S，金属球漂浮时排开水的质量 m= 水 V= 水 （h 2h 1）S，金属球的质量 m 石 =m= 水 V= 水 （h 2h 1）S，金属球的体积 V 石 =（h 3h 1）S，则选项 ABD 错误，C 正确故选 C5、如图 4 甲图所示是某实验小组制作的“浮沉子”在一个矿泉水瓶中装满水，然后将一个装有水的小药瓶倒置放入矿泉水瓶内，拧紧
16、瓶盖。其原理图可简化为图乙：按压矿泉水瓶，水会压入小药瓶内，此时由于整个小药瓶所受的重力 （“大于”、“等于”或“小于”）其所受的浮力，因而会发现小药瓶会下沉，松手后，小药瓶又会上升，这个装置可用于演示 （“密度计”、“轮船”、“潜水艇”）的工作原理。答案 大于 潜水艇 16、将边长为 10cm 的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大烧杯内，待木块静止时，从杯中溢出 600g 的水，如图所示。求（1）木块所受到的浮力；（2）木块下表面受到的水的压强（计算时取 g=10N/kg）答案 （1）6N （2）600pa分析：（1）漂浮时浮力等于重力。（2）水对物体下表面的压强：P=F/s=F 浮 =6N
17、/0.01m2=600pa.17、如图所示，在跳水运动员身体全部入水后继续下沉过程中，所受的浮力 （选填“增大”、“减小”或“不变”），受到水的压强 （选填“增大”、“减小”或“不变”m答案 不变；增大分析：（1）跳水运动员在入水过程中，排开水的体积增大，利用阿基米德原理 F 浮 = 水 V 排 分析所受浮力的变化；（2）利用液体压强公式 p=gh 分析跳水运动员在入水过程中压强的变化（1）跳水运动员在入水过程中，排开水的体积增大，由阿基米德原理 F 浮= 水 V 排 可知，水的密度不变，排开水的体积变大，因此该运动员所受的浮力变大（2）当他在入水过程中，深度增加，由 p=gh 可知，压强 p
18、 增大18、密度计是用来测量液体密度的仪器，把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中，密度计静止时，两种液体的深度相同，如图所示，甲、乙两种液体对容器底的压强分别为 p 甲 和 p 乙 ，密度计受到的浮力分别为 F 甲 和F 乙 ，则（ ）Ap 甲 p 乙 F 甲 =F 乙 Bp 甲 p 乙 F 甲 F 乙Cp 甲 p 乙 F 甲 =F 乙 Dp 甲 p 乙 F 甲 F 乙答案 A。解析 由于密度计都是漂浮的，故浮力等于其重力，由于密度计的重力是不变的，故它所受到的浮力也是不变的；由图可以看出，密度计在乙液体中浸入的浅一些，说明在乙液体中时的 V 排 小，故由陈基米德原理可知，液体的密度
19、较大，故选 A。19、装水的密闭小瓶放在大烧杯里的水中间，把烧杯放在电冰箱的冷冻室内，过一段时间取出烧杯，发现烧杯中有一半的水结成了冰，此时小瓶中的水（ ）A只有表面的水结冰 B有一半的水结成冰C都没结冰 D都已结冰答案 水是有一定凝固点的，温度降至 0时才会凝固，在凝固的同时，水要向外放热因此，烧杯中的水能否结冰取决于它的温度能否降至凝固点和是否能继续向外放热解：烧杯里是冰水混合物，温度为零度要让小瓶里的水结冰，小瓶里的水在达到零度后还必须被吸收掉凝固所需放出的热量，既然小瓶外面的水也是零度，小瓶就不会把热量传给外面，所以不结冰故选 C20、如图所示，水面上漂浮一个木块。在木块上放一个 M=
20、4 千克的物体，木块正好全部没入水中。若在木块下挂一个密度为 5103千克/米 3的合金块，木块悬浮在水中，求合金质量. 答案 在木块上放物体 M 时，木块漂浮，在重力 G 物 、浮力 水 gV 木 、压力 Mg 三力作用下平衡，有 F 浮 =G 物 +Mg （1）在木块下挂物体 m 时，木块悬浮。由于木块全浸在水中，所以浮力仍为 水 gV 木。木块在浮力 F 浮 、重力 G 物 、m 对木块的拉力 f 三力作用下平衡，有 F浮 =G 物 +f（2）物体 m 也全浸在水中，受浮力、重力和拉力平衡。浮力 F 浮 = 水 gV 合 ，重力 mg，拉力 f，三力关系为 f+F 浮 =mg（3）（1）
21、、（2）两式联立，得 Mg=f。代入（3）式得 Mg=mgF 浮 =mg 水gV 合合金 m 的体积为 ，代入上式 ，千克木块下方挂的合金物体质量为 5 千克。21、如图 1 所示，体积不同、重力不同的 A、B 两个物体浸在水中。用绳系住 A 物，拉力为 F 时 A 物静止。用力 F 压 B 物，B 物静止。若将 A、B 两物系在一起放入水中，它们将（ ）A. 上浮 B. 下沉 C. 悬浮 D. 无法判定 图 1答案 C22、小明看到鸡蛋浮在盐水面上，他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉在此过程中，鸡蛋受到的浮力 F 随时间 t 的变化图像可能是下图中的答案 A23、如图所示，体积为 1103 m3
22、，材料相同的两个金属球，分别连接在弹簧的一端，弹簧的另一端固定在容器的底部第一个装置内是水，弹簧对球向上的弹力为 69N，第二个装置内是某种液体，弹簧对球向上弹力为 71N，则该种液体的密度为 kg/m 3（g 取 10N/kg）答案 解：小球受到重力、弹力以及浮力作用，而弹力大小等于重力与浮力的差；在水中时，小球的重力 G=F 浮水 +F 弹水 = 水 gV 排 +F 弹水=1000kg/m310N/kg1103 m3+69N=79N，在某种液体中，小球所受的浮力 F浮液 =GF 弹液 =79N71N=8N，所以液体的密度 = = =0.8103kg/m3故答案为：0.810 324、粗细均
23、匀、密度为 的蜡烛底部粘有一块质量为 m 的铁块,蜡烛竖直漂浮在密度为 的水中,蜡烛露出水面的高度为 H,如图所示.点燃蜡烛,直至蜡烛与水面相平、烛焰熄灭(假定蜡烛油不流下来),设燃烧掉的蜡烛长为 L,则 L/H的关系是 ( )A. B. C. D. 答案 C25、儿童练习游泳时穿的一种“救生衣”实质是将泡沫塑料包缝在背心上。使用时，穿上这种“救生衣”，泡沫塑料位于人的胸部。为确保人的安全，必须使人的头部露出水面，儿童的体重约为 300 牛，人的密度约为 l.06103 Kg/m3，人的头部体积约占人体总体积的十分之一，泡沫塑料的密度约为 10 Kg/m3，则此儿童使用的“救生衣”的最小体积为
24、_。答案 4.6710 2 26、图 7 所示，水中有甲、乙两支密度计，水面与甲的最上端刻度齐，与乙的最下端刻度齐，在回答“测牛奶的密度应该用哪支密度计？”这个问题时，一位同学用到了以下 7 句话： (1)把密度计放入牛奶中它会漂浮在液面上： (2)密度计漂浮在任何液体的液面上时，它所排开的液体受到的重力都与它自身受到的重力相等； (3)牛奶的密度大于水的密度； (4)一定体积的牛奶受到的重力大于同体积的水重； (5)密度计排开较小体积的牛奶就可以获得足够的浮力； (6)密度计漂浮在牛奶中的位置要比在水中的位置高一些； (7)应该选用密度计甲。 这些话中有的是多余的，采用下列哪种说法可以把问题
25、讲得既精练又准确？( ) A(1)(2)(3)(4)(6)(7) B(2)(3)(5)(6)(7) C(2)(3)(5)(6) D(2)(3)(4)(7) 答案 B27、如图所示，在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块，在木块的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块 B，金属块 B 浸没在液体内，而木块漂浮在液面上，液面正好与容器口相齐某瞬间细线突然断开，待稳定后液面下降了 1；然后取出金属块 B，液面又下降了 2；最后取出木块 A，液面又下降了 3由此可判断 A 与 B 的密度比为（ ） A 3（ 1 2）B 1（ 2 3）C（ 2 1） 3D（ 2 3） 1答案 A28、如图所示，一个铁球
26、分别放在水中、盐水和水银中，受到的浮力最大的是（ ）A在水中 B在盐水中 C在水银中 D条件不足，无法确定答案 C29、科技小组的同学想利用学到的浮力知识制作一个浮力秤。他们找来一个瓶身为柱状体的空饮料瓶，剪掉瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖系上一块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，如图 8 所示。使用时，只要把被测物体投入瓶中，从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量。 1在这里石块的作用是什么？试应用所学物理知识分析其中的道理。 2这种浮力秤的质量刻度是均匀的吗？为什么？ 3经测量，该饮料瓶圆柱状部分的直径为 8.0cm ，当浮力秤中不放被测物体时，水面所对位置为零刻度（如图 8 所示）。请
27、根据图中标明的长度值，通过计算，在 1 、2 、3 、4 各刻度线右侧给浮力秤标明对应的质量值。（取 3.1，最后结果只保留整数）答案 1石块的作用是使浮力秤能够竖直地漂浮在水中。（ l 分）石块受到的重力远大于空饮料瓶受到的重力，所以浮力秤的重心较低，并低于浮力的作用点，如图答一 3 所示，当浮力等于重力时，浮力秤将竖直漂浮在水中。（如果没有石块，整套装置的重心将会高于浮力的作用点，在浮力和里力的作用下，浮力秤容易歪倒，难以竖直漂浮在水中。）( 2 分）2质量的刻度是均匀的。（1 分）设被测物体的质量为 m ， 饮料瓶圆柱状部分的半释为 r，在浮力秤中放入被测物体后，瓶身浸入的深度增加值为
28、h ，则：浮力秤再次漂浮时，增大的浮力等于增大的重力：F 浮 G （ 1 分）即： 水 g r2 hmg （ 2 分）可得： h （ 1 分）因为 水、r 为定值，所以 h 与 m 成正比，该浮力秤质量的刻度是均匀。 ( l 分）3 因为 h ，所以 m = 水 g r2 h ( 1 分）其中 水l .010 3 kg/m3，r4.0cm，h11cm，h2 2cm ，h3 3cm ，h4= 4cm 。代入以上数据，可得对应 1、2、3、4 各刻度线的质最值应标记为50g、 1 00 g、150g、 200 g，如图答一 4 所示。30、星期天，小芳在科学馆听科普讲座时， 讲解员说：“热带海洋的
29、海水密度较大，船从河流驶入热带海洋时，虽然自重不变，但船体会上浮一些。”回到家里，她看到厨房里放着的酱油和陈醋。小芳想，我能不能用今天了解的知 识比较酱油和陈醋密度的大小呢?于是。她取 来酱油、陈醋和两个小碗，又找来固体胶棒的 塑料盖，并在其侧面标示出刻度作为器材， 如图 18 所示。下面是小芳设计的实验方案，请你将其补充完整。(1)用两个小碗分别盛适量的酱油、陈醋；（2)将胶棒盖开口朝上分别放入酱油和陈醋中，胶棒盖竖直漂浮在液体中；(3)通过观察，比较 ，来鉴别酱油和陈醋密度的大小， 越大，液体的密度越大她按照上面的步骤操作，发现实验效果并不明显。经过一番思考，她找来少量的大米对实验进行改进。最终，她成功地鉴别了酱油和陈醋密度的大小。请你写出她对实验的改进方法，并说明利用这种方法是如何鉴别液体密度大小的。改进方法：鉴别方法：答案 胶棒盖露出液面的高度 胶棒盖露出液面的高度改进方法：将胶棒盖开口朝上分别放人酱油和陈醋中，向胶棒盖里增减米粒直至液面在胶棒盖上的位置两次相同鉴别方法：比较两次米粒的个数，米粒越多，密度越大
