重难点14物体的浮沉条件及其应用-2022年中考物理热点及重难点专练试卷（原卷+解析）

专项三  力学

重难点14  物体的浮沉条件及其应用

【重点知识梳理】

14.1物体的浮沉条件

物体的浮沉条件

14.2物体浮沉条件的应用

1.轮船；采用“空心”的方法，增加可利用的浮力。轮船的排水量m排=m船+m物。

2.潜艇：通过改变自身重力实现上浮和下沉。

3.密度计：当物体漂浮时，有F浮=G物。同一只密度计的重力一定，由F浮  =G物ρ液gV排，可得：ρ液= ，G物一定，所以ρ液与V排成反比，即密度计的刻度是由下至上依次减小的，越靠近下端，刻度值越大，露出液面越多，液体密度越大。

4.飞艇、热气球：在内部填充密度比空气密度小的气体，使其受到的浮力大于或等于自身的重力。

5.盐水（泥浆）选种：利用盐水（泥浆）的密度比水大，使不合要求的种子漂浮，符合要求的种子沉底，从而选出符合要求的种子。

【难点知识突破】

14.1判断物体的浮沉情况

1.判断浮沉情况，根据题目的已知条件，灵活选用判断依据：若知道重力、浮力，比较二者大小来判断，这里计算浮力时，一定要假设V排=V物。若果已知二者的密度，通过比较密度更直接。若果需要判断是漂浮，还是悬浮，通过比较密度更容易一些，因为当物体漂浮或悬浮时都有G物=F浮，不好判断。

2.比较浮力大小，最好用公式F浮=ρgv排，分析F浮、ρ、V排三者之间的变化关系。判断液体密度，可以计算出密度，也可以比较物体的浮沉状态，应用浮沉条件来判断。

【例题分析】

【例1】（2021凉山）如图所示，将一个空心铁球浸没入水中，放手后铁球恰好悬浮，若沿虚线方向将铁球切成大小不等的两块，则（　　）

A．大块的将下沉，小块的将上浮 B．大块的将上浮，小块的将下沉

C．两块都将上浮 D．两块都将下沉

14.2根据浮沉条件浮力的几个典型题型

1.已知漂浮物体排开（或露出）液体部分的比值，求液体或物体的密度。

一般解法是：利用漂浮时，有F浮= G物，变形得ρ液gV排=ρ物gV物，根据此公式变形，可求物体或液体的密度，还可以求比值等。

【例题分析】

【例2】一个体积为500cm3的长方体实心木块漂浮在水面上时，有3/5的体积在水下。当在木块上放置一个体积为50cm3的物块后，木块刚好浸没在水中，求（1）木块的密度；（2）若将该物块单独放与水中，静止后它受到的浮力是多少？（g取10N/kg）

2.比例问题

这类问题，要综合运用密度计算、浮沉条件的判断分析综合求解。注意结合已知的比值，联系公式

F浮=ρ水gV排和当漂浮或悬浮时有F浮= G物，变形公式为ρ液gV排=ρ物gV物，分析问题。

【例题分析】

【例3】（2021泰安）两个体积相同的实心正方体A和B，静止在水槽内如图所示位置。正方体A有的体积浸入水中，正方体A的下表面和正方体B的上表面所处的深度相同。设两正方体密度分别为和，所受浮力分别为和，所受重力分别为和，下表面所受水的压强分别为和，下列说法中（    ）

①    ②      ③    ④

A．只有①②正确 B．只有③④正确

C．只有②④正确 D．只有①②③正确

3.压强与浮力的综合

浮力的产生归根揭底是由于物体受到液体的压强差，从而产生压力差。所以压强与浮力之间存在着必然联系。在确定的液体中，压强的变化，原因是物体浸入液体的深度的变化，浮力的变化也是由此引起（浸入的越多，V排就越大，浮力就越大）。解这类题目时，计算压强的变化，一般通过计算浮力的变化，找出V排的变化，通过液体体积的变化和容器底面积，求得深度的变化，再利用液体压强公式计算。

【例题分析】

【例6】（2021·遂宁）创新科技小组用轻质杆设计制作了测量液体密度的工具——密度秤。其中经防腐处理的合金块重8N，体积100cm3，秤砣重2N，秤纽处O到A端长10cm。测量时手提着秤纽将密度秤的合金块浸没在待测液体中（不接触容器），调节秤砣位置使秤杆水平平衡，秤砣悬挂处的刻度值为被测液体密度。请解答下列问题（g=10N/kg）：

（1）在底面积为100cm2的烧杯内装入20cm深的待测液体，测量情况如图，测得OC长34cm。求秤杆A端受到绳子的拉力大小。

（2）C点刻度表示的待测液体密度多大？

（3）以上过程中合金块放入前后，待测液体对烧杯底部压强变化多少？

（4）请列出秤砣悬挂位置到秤纽O点距离L与待测液体密度ρ的函数关系式，并说明制成的密度秤

刻度是否均匀。

【巩固练习】

1．（2021宁波）将密度为0.9g/cm3、边长为10cm的立方体冰块，放入盛有水的柱状容器中，静止时冰块有2cm露出水面，如图所示。对容器缓慢加热，直至冰块完全熔化。在冰熔化过程中，下列判断与事实不符的是（　　）

A．冰吸收热量，温度保持不变             B．水面高度始终保持不变

C．冰块漂浮之后，受到的浮力逐渐变小     D．水对容器底部的压力最多增大1.0N

2.（2021内江）潜艇在国防中起到了重要作用，下列关于潜艇涉及的相关知识正确的是（　　）

A．潜艇的浮沉是通过改变自身体积实现的

B．潜艇浸没在水中越深，受到的浮力越大

C．悬浮在水中的潜艇受到的浮力等于自身重力

D．水对潜艇上表面的压强大于下表面的压强

3.（2021南充）（多选）甲、乙两实心物体在水中的浮沉情况如图所示，它们的质量分别为、，体积分别为、，密度分别为、，所受浮力分别为、，下列说法正确的是（　　）

A．若，则一定有 B．若，则一定有

C．若，则一定有 D．若，则一定有

4.（2021南充）以下表述错误的是（　　）

A．飞艇和飞机获得升力的原理相同

B．氢气球在空中上升过程中受气压影响体积会变大

C．热气球充的是加热后体积膨胀的热空气

D．潜水艇工作时是通过改变自身重力的方式来实现浮沉的

血，血液流入管中时，管内气压高于人体血压

5．（2021临沂）2021年4月7日，我国自主研发的深海钻探“利剑”——“海牛Ⅱ号”抵达2060m的海底，并成功下钻231m，刷新了深海海底钻机的世界纪录。在海面下匀速竖直下潜的“海牛Ⅱ号”（　　）

A．重力不做功 B．机械能不变

C．所受压强减小 D．排开海水的质量不变

6．（2021泸州）小王同学做了下面几个家庭实验，以下说法正确的是（　　）

A．图甲，缓慢拉动纸片，鸡蛋未落入杯中，说明鸡蛋不受重力

B．图甲，快速抽出纸片，鸡蛋落入杯中，说明鸡蛋具有惯性

C．图乙，鸡蛋悬浮在盐水中，说明鸡蛋密度大于盐水密度

D．图乙，鸡蛋悬浮在盐水中，增加盐水浓度鸡蛋将下沉

7．（2021江苏）用硬塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等，制作如图所示的潜水艇模型，不计进排气管体积，要让原本悬浮在a位置的潜水艇下潜至b位置悬浮，采取的措施是使瓶内气体（　　）

A．增加 B．减少

C．先增加后减少 D．先减少后增加

8．（2021衡阳）甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同的小球而材质不同的小球，把它们放入水中静止后的情况如图所示，则它们在水中所受浮力相等的是（　　）

A．甲和乙 B．乙和丙 C．丙和丁 D．甲和丁

9．（2021陕西）如图所示，物理小组利用体积为170cm3 的潜水艇模型（忽略进气排气管的体积）探究潜水艇在水中如何实现上浮或下沉，下列说法不正确的是（）（　　）

A．模型浸没在水中受到的浮力为1.7N

B．模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力大小不变

C．若要让悬浮的模型上浮应使模型中进水

D．潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的

10．（2021昆明）一个气球下挂一个铁块置于水中某一位置，处于静止状态，如图所示。现用手轻轻向下推一下气球，那么手离开气球后，气球和铁块的运动情况是（　　）

A．加速向下运动 B．匀速向下运动 C．减速向下运动 D．仍然处于静止状态

11.（2021陕西）小明做了鉴别水和盐水的实验（ρ水 <ρ盐水）。如图-1，用相同烧杯盛装体积相同的水和盐水，分别放在已调平的天平两托盘上，右侧烧杯中盛装的是______。 如图-2，将同一压强计的金属盒分别放人水和盐水中同一深度处，右侧容器中盛装的是______。如图-3，用同一测力计挂着相同的铝球分别放人水和盐水中，盛装水的容器对应的测力计示数较______（选填“大”或“小”）。

12.（2021临沂）2021年4月23日，海军三型主战舰艇--------长征18号艇，大连舰、海南舰在海南三亚某军港集中交接入列。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席交接入列活动并登上舰艇视察，如图所示的大连舰满载排水量大12300t，则其满载时受到的浮力为______N（g取10N/kg）；舰载直升机起飞后，大连舰受到的浮力______（选填“变大”“变小”或“不变”）；两只舰艇不能近距离高速并排航行，是由于两舰艇间水的流速越大，压强越______，容易相撞。

13．（2021金华）某校“制作浮力秤”项目研究小组制成如图所示浮力秤，使用过程中，发现称量范围较小，有待提升改造。

（原理分析）浮力秤是利用物体漂浮时F浮=G物的原理工作的；浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。

（问题提出）浮力大小与液体密度存在怎样的定量关系?

（方案设计）

器材：悬挂式电子秤、金属块（4.0N）、大烧杯、水以及各种不同密度的溶液等；

步骤：①将金属块块挂在电子秤下，读取电子秤示数并记录；

②将金属块浸没在盛水的烧杯中，读取电子秤示数并记录，然后取出金属块擦干；

③按照步骤②的操作，换用不同密度的溶液，多次重复实验。

（数据处理）

（交流分析）

（1）表格中x的数据是______；

（2）实验过程中，除步骤①外，其余每一次测量，金属块都需要浸没，其目的是______；

（3）小组同学对实验数据进行了分析讨论，认为第6次实验数据异常。若电子秤正常工作，电子秤读数和表中数据记录均无误。则造成此次实验数据异常的原因可能是______；

（得出结论）……

（知识应用）（4）根据以上探究，写出一种增大浮力秤称量范围的方法______。

14．（2021天津）水平桌面上有一底面积为5S0的圆柱形薄壁容器，容器内装有一定质量的水。将底面积为S0、高为h0的柱形杯装满水后（杯子材料质地均匀），竖直放入水中，静止后容器中水的深度为上h0，如图所示；再将杯中的水全部倒入容器内，把空杯子竖直正立放入水中，待杯子自由静止后，杯底与容器底刚好接触，且杯子对容器底的压力为零，容器中水的深度为h0，如图所示，已知水的密度为ρ0，求：

（1）空杯子的质量；（2）该杯子材料的密度。