10.5 物体的浮与沉（同步练习）
一、单选题
1．物理知识在生产生活中应用广泛，例如：①夏天，房间内往往放置一盆水；②用泡沫塑料作为救生衣材料；③瓶子音乐；④用盐水进行农业选种。其中，运用了密度性质的是（ ）
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
2．下列工具或装置中，利用连通器原理工作的是（ ）
A．拦河大坝 B．液体密度计
C．抽水机 D．茶壶
3．把质量相等的木球和铝球浸没于某种液体中，放手后木球漂浮而铝球下沉，静止后它们所受浮力的大小关系是（ ）
A． B． C． D．无法确定
4．一个装有水的圆柱形容器（底面积为200cm2，不计容器壁厚度）放在水平桌面上，往容器中放入用细线相连，边长均为10cm的正方体物体A和B，二者静止后的状态如图甲所示，此时物体A露出水面高度为2cm。剪断细线后，二者静止后的状态如图乙，此时物体A露出水面高度为4cm。则（ ）
A．物体A的重为4N B．剪断细线后水面下降2cm
C．物体B的密度为1.8×103kg/m3 D．图甲中细线对物体A的拉力为2N
5．甲、乙两只完全相同的烧杯里盛有不同浓度的盐水，将同一只鸡蛋先后放入其中，当鸡蛋静止时，两烧杯中的液面相平，鸡蛋所处的位置如图所示。则下列说法中正确的是（ ）
A．乙烧杯中盐水的密度较大
B．鸡蛋在甲杯中排开液体的质量较大
C．鸡蛋在乙烧杯中受到的浮力较大
D．甲烧杯底所受液体的压力较大
6．关于物体的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．航母上的飞机起飞后，航母所受浮力不变
D．潜水艇靠改变排开水的体积来改变所受的浮力，从而实现上浮和下沉
7．关于生活中密度常识的说法正确的是（ ）
A．鉴别物质，只需要测出它的密度即可作出准确判断
B．不同物质的密度一定不同
C．水凝固成冰时体积会增大，所以质量和密度也会变大
D．气体受热膨胀，密度变小，所以发生火灾时为了避免吸入燃烧后产生的有毒气体，人应贴近地面爬行
8．实践小组在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙，制成了a、b两支密度计，把它们放入装有水的烧杯中，静止后如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．密度计a底部所受水的压强较小
B．密度计b所受浮力等于它的重力
C．两密度计所受重力相等
D．两密度计在水面处的刻度值不相同
9．半潜运输船是一种专门从事运输大型海上石油钻井平台、预制桥梁构件等超长超重设备的运输工程船。“半潜”是指其进行装载货物前甲板位于水面以上，装载货物时甲板和部分船身潜入水下，利用浮力减轻货物重力的影响。在同一水域，下列说法正确的是（ ）
A．该船装载货物前和装载货物时，船底受到水的压强相等
B．该船装载货物前和装载货物时，其所受浮力大小相等
C．该船装载货物后静止在水面上，受平衡力作用
D．该船装载的货物浸入水中后重力减小
10．陆游在《升仙桥遇风雨大至憩小店》中写道：“空江鱼鳖从龙起，平野雷霆拥马来。”前半句写的是江面刮起一阵旋风，将水中的鱼鳖卷入空中。旋风中间空气流速快、压强小，将水中的鱼鳖“吸”到空中。下列现象与此原理相同的是（ ）
A．站台上乘客须站在安全线以外的区域候车
B．我国高原地区要用高压锅才能把食物煮熟
C．通过对热气球内的空气加热使热气球升空
D．墙壁上的吸盘挂钩能够挂一些较重的物品
二、填空题
11．把一金属块浸没在盛满酒精的杯中，溢出酒精8g（酒精密度为），若把这金属块浸没在盛满水的杯中时，从杯中溢出水的质量是 g。我们常用成语“冰山一角”形容事物显露出来的仅仅是其很小的一部分。事实上，冰山浮在海水中的确只露出“一角”，那么，浸没在海面之下的部分约占冰山总体积的 %（，）。
12．如图所示，这是我国自主研发的第一艘 001A 型航空母舰，它满载时的排水量为 6.5×104t，则它满载时所受的浮力为 N；当一架舰载机飞离了航母，则航母浸在水中的体积跟原来相比将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。舰载机着舰后由于 继续高速运动，所以必须适时放下着舰钩，钩住甲板上的拦阻索，达到强行减速目的，说明力可以改变物体的 。
13．如图甲所示，有一体积、质量均忽略不计的弹簧，其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为10cm，容器的底面积为300cm2，弹簧没有发生形变时的长度为10cm。弹簧的伸长量与它所受拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水，直到物体的上表面与液面相平，此时水深24cm，水对容器底部的压力为F1，物体受到的浮力为F浮。打开出水口缓慢放水，当弹簧没有形变时关闭出水口，此时水对容器底部的压力为F2，g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，则 N，物体的密度是 kg/m3。
14．将同一个新鲜的鸡蛋分别浸入密度不同的甲、乙两杯盐水中，静止时的位置如图，鸡蛋的密度 甲杯中盐水的密度，鸡蛋在甲杯中受到的浮力 乙杯中受到的浮力。（两空均选填“大于”、“等于”或“小于”）
15．潜水艇能潜入水中航行，是一种很重要的舰艇，当水中的潜水艇需要上浮时，用压缩空气将水舱中的水排出一部分，使自身重力 浮力，从而上浮；潜水艇在水面上漂浮时重力 浮力。（两空都选填“大于”“小于”或“等于”）
16．将一个实心铁球分别投入水、煤油和水银中，静止后铁球的位置如图所示，则铁球在 中受到的浮力最大，在 中受到的浮力最小。
三、作图题
17．作图题：如图所示，在斜面上的烧杯中悬浮一个质量为50g的小球，请在图上画出小球受力的示意图。（请写出相关计算过程）
四、实验题
18．端午节家庭聚会后，小鹏的父亲将喝剩的白酒交给他，要他利用所学的物理知识测出白酒的密度。家中没有量筒，只找到了一个弹簧测力计和一个废旧的铁块，于是他在两只玻璃杯中分别装入水和白酒，进行了如下操作∶
①将铁块悬挂在弹簧测力计下方，读出测力计的示数F1，如图甲所示；
②把铁块浸没在水中，读出测力计示数F2；
③把铁块浸在白酒中，读出测力计示数F3。请你回答下列问题∶
（1）弹簧测力计示数F1= N；
（2）图中他有操作错误的是图 （选填“甲”、“乙”、“丙”），他的错误之处是没有将铁块 在白酒中；
（3）更正错误操作后，测力计的示数变成F4，请你帮小鹏推导出白酒密度的表达式ρ酒= ；（用字母符号表示，水的密度为ρ水）
（4）用液体密度计直接测量因为酒的密度比水的小，所以选用最大刻度是1.0g/cm 的液体密度计，它的测量原理是：密度计放入不同液体中，都处于漂浮状态，它所受的浮力 （选填“大于”“等于”或“小于”）重力；被测液体密度越小，其排开液体的体积越 ，所以它的刻度是从1.0g/cm3 （选填“由下而上”或“由上而下”）顺次标记0.9、0.8、0.7……
19．物理兴趣小组的同学对物体的浮沉条件进行了研究．在一个圆柱形玻璃容器底部，放一个边长为10cm的正方体物块，然后逐渐向容器中倒水（水始终未溢出），通过测量容器中水的深度h，分别计算出该物块所受到的浮力F浮，并绘制了如图所示的图像．请解答下列问题．（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）
（1）分析图像可知，水的深度由0逐渐增加到8cm前的过程中，物块受到的浮力 （选填“变小”“不变”或“变大”）；
（2）水深10cm时水对容器底的压强是 Pa；
（3）当容器中水深超过8cm以后，物块处于 状态；
（4）物块的密度为多少 ？
参考答案：
1．C
【详解】①．夏天，房间内往往放置一盆水，水分蒸发时，会吸收周围的热量，从而降低室内温度。不是利用密度性质，故①不符合题意；
②．泡沫塑料的密度比较小，相同体积时，泡沫制成的救生衣质量小，重力小，使有效利用的浮力增大。利用了密度性质，故②符合题意；
③．瓶子音乐通常由多个瓶子组成，每个瓶子都装有不同量的水或沙子，通过敲击瓶子或者摇晃瓶子来创造出美妙的音乐。利用的是声音的特性，故③不符合题意；
④．调节盐水的密度，饱满的种子密度大于盐水密度而下沉，不饱满的种子密度小于盐水的密度而漂浮，达到选种的目的。利用了密度性质，故④符合题意。
故选C。
2．D
【详解】A．拦河大坝上窄下宽，是因为液体内部压强深度越深压强越大，不是利用连通器原理工作的，故A不符合题意；
B．液体密度计是利用物体的浮沉条件工作的，不是利用连通器原理工作，故B不符合题意；
C．抽水机是利用大气压将水压进抽水机的，不是利用连通器原理工作的，故C不符合题意；
D．茶壶是上端开口，下端连通的容器，是利用连通器原理工作的，故D符合题意。
故选D。
3．C
【详解】根据沉浮条件，放手后木球漂浮，则木球的浮力等于其重力；而铝球下沉，则铝球的浮力小于其重力。木球和铝球质量相等，所以重力相等，所以木球的浮力更大，即。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
4．D
【详解】A．从图乙可以看到，物体A漂浮在水面上，此时物体A露出水面高度为4cm，物体A浸没在水中的深度为6cm，物体A排开水的体积为
根据阿基米德原理可知，物体A受到的浮力大小为
根据物体的浮沉条件可知，物体A受到的浮力大小等于其自身的重力大小，物体A的重为6N，故A不符合题意；
B．剪断细线前，物体A露出水面高度为2cm，剪断细线后，物体A露出水面高度为4cm，物体B还是浸没在水中，两物体排开水的总体积变小了，这变化量为
圆柱形容器底面积为200cm2，水面下降的高度为
剪断细线后水面下降1cm，故B不符合题意；
C．观察图甲，把物体A和B看作一个整体，它受到自身的重力，和水对它的浮力，这二力平衡，可得
物体A和B排开水的体积为
物体A的重为6N，可得
解得，物体B的质量为1.2kg，物体B的体积为1.0×10-3m3，根据密度公式可知，物体B的密度为
物体B的密度为1.2×103kg/m3，故C不符合题意；
D．从图甲可以看到，对A受力分析，它受到自身的重力、细线对物体A的拉力和水对它的浮力，三力平衡，可得
图甲中A受到的浮力为
物体A的重为6N，可得细线对物体A的拉力为
图甲中细线对物体A的拉力为2N，故D符合题意。
故选D。
5．D
【详解】ABC．由图可知，鸡蛋在甲杯中漂浮，在乙杯中悬浮，根据浮沉条件可知
，
因此。它们此时所受的浮力都等于自身的重力，即所受浮力相同，因此所排开液体的质量也相同。故ABC错误；
D．因两烧杯中的液面相平，甲杯中密度大于乙杯中密度，根据可知，甲杯底部受到的压强较大，两个烧杯底面积相同，由可知，甲杯底部受到的压力较大，故D正确。
故选D。
6．A
【详解】A．密度计漂浮，则由物体的沉浮条件知，重力等于浮力，密度计的重力不变，则浮力不变，故A符合题意。
B．轮船从长江驶入东海，由于东海的海水密度大于长江的河水密度，根据，浮力不变，排开水的体积减小，可知吃水深度变小，故B不符合题意。
C．航母上的飞机起飞后，则由物体的沉浮条件知，重力等于浮力，航母的重力变小，航母所受浮力变小，故C不符合题意。
D．潜水艇在水中，排开水的体积不会改变，它靠从舱内抽入水或抽出水来改变潜水艇的重力，从而实现上浮和下沉，故D不符合题意。
故选A。
7．D
【详解】AB． 密度是物质的属性，不同物质密度一般不同，但个别物质的密度也相同，所以不能单一根据密度辨别物质，故AB错误；
C．水凝固成冰时体积会增大，是因为质量不变，密度变小，根据可知，体积会变大，故C错误；
D．气体受热膨胀，密度变小，根据物体的浮沉条件可知，有毒气体会升上，所以发生火灾时为了避免吸入燃烧后产生的有毒气体，人应贴近地面爬行，故D正确。
故选D。
8．B
【详解】A．由图示知，a密度计浸入水中的深度比b的深，据知，a底部所受水的压强较大，故A错误；
BC．密度计漂浮在水中，所受的浮力等于自身重力，所以两支密度计所受的浮力都等于自身的重力。而a密度计排开水的体积比b的大，据知，a密度计所受的浮力比b的大，则a的重力比b的大，故B正确，C错误；
D．两支密度计都是浸在水中，测量的都是水的密度，则两支密度计在水面处的刻度值相同，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】A．该船装载货物后，船底到水面的高度变大，由可知船底受到的压强变大，故A错误；
BD．船装载货物前后始终漂浮在水面，受到的浮力等于船和货物的重力之和，该船装载的货物浸入水中后重力变大，故船装载货物前受到浮力小于船装载货物后受到浮力，故BD错误；
C．该船装载货物后静止在水面上，为平衡状态，则船受力平衡，故C正确。
故选C。
10．A
【详解】A．火车带动周围空气流动，使得车附近空气流速快、压强小；站台上乘客须站在安全线以外的区域候车，防止被气压差推向车，故A符合题意；
B．高压锅利用液体沸点随液体表面大气压的增大而升高的原理工作；故B不符合题意；
C．热气球是利用空气浮力升空的，通过对热气球内的空气加热使热气球的重力小于浮力而升空，故C不符合题意；
D．吸盘利用大气压吸附在墙壁上，故D不符合题意。
故选A。
11． 10 90
【详解】[1]根据可知，溢出酒精的体积为
则金属块的体积为
把金属块浸没在盛满水的杯中时，溢出水的体积为
溢出水的质量为
[2]因为冰在海面上处于漂浮状态，所以
即
所以
12． 6.5×108 变小 惯性 运动状态
【详解】[1]它满载时所受的浮力
F浮=G排=m排g=6.5×104×103kg×10N/kg=6.5×108N
[2]当一架舰载机起飞后，航母的重力减小，航母处于漂浮状态，浮力等于重力，航母受到的浮力减小，由F浮=ρ海水gV排可知航母排开海水体积减小了。
[3]航载机着舰后，由于惯性不会立即停下来，因此会继续向前运动。
[4]放下着舰钩，钩住甲板上的拦阻索，对舰载机强行减速，拦阻索的阻力使舰载机停下来，改变了舰载机的运动状态，说明力可以改变物体的运动状态。
13． 24
【详解】[1][2]物块刚好完全浸没在水中，则
物体所受的浮力
由图甲可知，当物体上表面上液面齐平时，物体上表面距容器底的距离为h =24cm弹簧伸长的长度
由图乙可知，此时弹簧对物体的拉力为
木块的重力
物体的密度
当弹簧处于没有发生形变的自然状态时弹簧10cm，此时物体受的浮力
此时排开水的体积
物体浸入水中的深度
此时水的深度
放水前后水对容器底部压强的变化量
水对容器底部的压力差
14． 小于 等于
【详解】[1]鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态，根据物体浮沉条件可知：鸡蛋的密度小于甲杯盐水的密度。
[2]由图可知，同一个鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态，由于物体漂浮或悬浮时，受到的浮力和自身的重力相等，所以同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等，都等于鸡蛋的重力。
15． 小于 等于
【详解】[1]潜水艇水面以下时，它的体积不变，排开水的体积不变，所以，由阿基米德原理可知潜水艇受到水的浮力不变，当压缩空气将水舱中的水排出一部分后，潜水艇的自重减小，浮力大于重力，潜水艇上浮。
[2]当潜水艇漂浮时，由漂浮条件可知，它的浮力等于重力。
16． 水银 煤油
【详解】[1][2]从图中可以看出，铁球在水和煤油中沉底、在水银中漂浮，因此铁球在水和煤油中受到的浮力小于铁球的重力，铁球在水银中受到的浮力等于铁球的重力，所以铁球在水银中受到的浮力最大。煤油的密度小于水的密度，铁球排开煤油和水的体积都等于铁球的体积，由阿基米德原理得，铁球在煤油中受到的浮力最小。
17．
【详解】小球的重力为
小球悬浮，受到的重力和浮力为一对平衡力，重力方向竖直向下，浮力方向竖直向上，两力大小相等，作用点可都画在重心的位置，如图所示：
18． 3.8 丙 浸没 等于 大 自下而上
【详解】（1）[1]由图可以看出，弹簧测力计分度值0.2N，根据指针位置读出示数3.8N。
（2）[2][3]由于要利用阿基米德原理计算白酒的密度，所以铁块进入白酒的体积要与铁块浸入水中的体积相同，故丙图中错误，应该将铁块浸没在白酒中。
（3）[4]由阿基米德原理得铁块在水中的浮力
铁块在白酒中的浮力
故白酒的密度
（4）[5]密度计测量各种液体都是漂浮在液体中，由物体沉浮条件可知，漂浮时浮力均等于重力。
[6][7]密度计测量各种液体，受到浮力都相等，由阿基米德原理可知，在密度越小液体中，排开液体体积越大，所以密度计的刻度，越往上排开液体体积越大，刻度值越小。
19． 变大 1000 漂浮 0.8×103kg/m3
【分析】根据图象确定水的深度由0逐渐增加到8cm前的过程中，物块受到的浮力的变化；根据 计算水对容器底的压强；根据漂浮时浮力与重力相等的特点进行分析；根据阿基米德原理计算出浮力，物块漂浮，物块的重力等于浮力，根据 计算出物体的质量，由密度公式 计算物块密度的大小．
【详解】(1)由图象知，水的深度由0逐渐增加到8cm前的过程中，物块受到的浮力变大；
(2)水深10cm时水对容器底的压强是：
，
(3)由图象知，从h=8cm开始，随着水的深度增加，水对容器底的压强不再发生变化，8cm<10cm，物体没有浸没，说明物块处于漂浮状态；
(4)由题意知,物块漂浮时， ；
物体漂浮时所受的浮力： ，
因为漂浮，所以 ；
由 得，物体的质量；
所以物体的密度：.
故答案为变大；1000；漂浮；0.8×103kg/m3．
