备战2023新中考二轮物理专题导练 专题20 物体浮沉条件及其应用

考点精讲

1、物体在液体中的浮沉条件

F浮 > G物，物体上浮，最终漂浮；

F浮 < G物，物体下沉，最终沉底；

2、浮沉条件的应用

（1）潜水艇是通过改变自身重来实现浮沉的；

（2）热气球是通过改变球体内的空气密度来实现浮沉的；

（3）密度计工作原理是物体的漂浮条件，其刻度特点是上小下大，上疏下密；

（4）轮船、气球、飞艇等都是利用沉浮条件的原理设计的。

真题解析

1．（2021•遂宁中考）小明将体积相等的A、B、C三个不同水果放入水中静止后，A 漂浮、B悬浮、C沉底，如图所示。关于它们的密度和受到的浮力大小判断正确的是（　　）

A．FA＞FB＞FC B．FA＞FB＝FC C．ρA＜ρB＜ρC D．ρA＜ρB＝ρC

解：（1）A、B、C的体积相等，由图知，三个水果排开水的体积VB＝VC＞VA，由F浮＝ρ水V排g得，三个球受到的浮力大小：FA＜FB＝FC，故AB错误；

（2）由图知，A浮漂、B悬浮、C下沉，则ρA＜ρ水，ρB＝ρ水，ρC＞ρ水，所以ρA＜ρB＜ρC，故C正确，D错误。

答案：C。

2．（2021•淄博中考）课外实践活动中，小雨用橡皮泥造“船”并放入水中，往所造小船中装入豆粒来观察它的承载量，如图所示。在逐渐装入豆粒的过程中（船未沉底）（　　）

A．小船受的浮力不变 

B．小船排开水的质量变大 

C．小船浸在水中的体积变小 

D．小船受的浮力大于它和豆粒的总重力

解：A、由于小船一直漂浮在水面上（船未沉底），根据物体漂浮条件F浮＝G物可知，小船受到的浮力大小等于小船和豆粒的总重力的大小，由题意可知，在逐渐装入豆粒的过程中，小船和豆粒的总重力逐渐变大，由此可知，小船受到的浮力逐渐变大，故A错误；

B、由于小船受到的浮力逐渐变大，根据阿基米德原理F浮＝G排可知，小船排开水的重力也逐渐变大，根据m＝可知，小船排开水的质量也变大，故B正确；

C、根据F浮＝ρ水gV排可知，当ρ水、g一定时，小船受到的浮力变大，小船排开水的体积也变大，故C错误；

D、由于小船一直漂浮在水面上（船未沉底），根据物体漂浮条件F浮＝G物可知，小船受到的浮力大小等于小船和豆粒的总重力的大小，故D错误。

答案：B。

3．（2021•株洲中考）如图，我国一艘第三代093B型攻击核潜艇在一次军事演习中，停在水面下200m处，后根据演习指令，下潜至300m处悬停，在此过程中（　　）

A．只需向水舱内充水 

B．只需水舱向外排水 

C．需先水舱向外排水，后向水舱内充水 

D．需先向水舱内充水，后水舱向外排水

解：核潜艇悬停时受到的重力和浮力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上，是一对平衡力，平衡力合力为零；核潜艇完全没入水面之后，海水的密度不变，排开海水的体积不变，根据F浮＝ρ液gV排可知，受到的浮力不变，核潜艇要继续下潜，需要重力大于浮力，需先向水舱内充水，下潜至300m处悬停，此时重力需要等于浮力，由于浮力不变，所以需要水舱向外排水，使重力等于浮力核潜艇才能悬停在300m处。

综上分析可知，D正确，ABC错误。

答案：D。

4．（2021•广州中考）将体积相同的甲、乙实心球放入装有水的烧杯中。若甲、乙所受的重力和排开水所受的重力如下表。则两球静止在水中时的情形可能是（　　）

A． B． C． D．

解：由表格数据可知，G甲＝1N，G乙＝2N，G排甲＝1N，G排乙＝1N，

由阿基米德原理可得，甲、乙实心球受到的浮力F浮甲＝1N，F浮乙＝1N，

由F浮甲＝G甲、F浮乙＜G乙可知，两球静止在水中时，甲球悬浮或漂浮，乙球沉底；

因两球受到的浮力大小相等，则由阿基米德原理可知V排甲＝V排乙，

已知两实心球的体积相等，要排开水的体积相等，则甲球只能是浸没在水中处于悬浮状态，结合选项可知，C选项正确。

答案：C。

5．（2021•襄阳中考）刘星取一只空牙膏皮，一次将它挤瘪，一次将它撑开，两次都拧紧盖后，先后放入桌面上同一杯水中，结果如图甲、乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．牙膏皮在甲中受到的浮力大 

B．牙膏皮在乙中受到的浮力大 

C．牙膏皮在甲、乙中受到的浮力一样大 

D．牙膏皮在甲、乙中受到的浮力无法比较

解：牙膏皮的形状发生变化，但质量不变，所以m甲＝m乙；故甲乙的重力相等都为G，

甲下沉，F浮＜G，乙漂浮，F浮＝G，所以F甲浮＜F乙浮，故B正确，ACD错误

答案：B。

突破提升

一、双选题

1．在两个完全相同的甲、乙容器中，装有一定量的水。向其中分别投放由不同材料制成的体积相等的小球A、B，稳定后两容器中液面高度相同，如图所示，则下列说法中正确的是（　　）

A．小球A所受的浮力小于小球B所受的浮力

B．两小球A、B排开液体的质量相等

C．小球A的密度小于小球B的密度

D．放入小球前甲容器对地面的压力小于乙容器对地面的压力

2．潜水艇在海面下航行时的排水质量为m1，在海面上航行时的排水质量为m2，设海水的密度为ρ，下列说法中正确的是（　　）

A．潜水艇在海面下航行时所受浮力等于

B．当潜水艇在海面上航行时，水中部分的体积为

C．潜水艇在海面下航行时所受的压力差m1g

D．要使潜水艇潜入海面下，需要充入重为的海水

二、填空题

3．阴霾天气中，PM2.5（直径不大于2.5微米的颗粒物）含量较高。

（1）大气中PM2.5的运动属于__________（填“机械运动”或“热运动”）；

（2）体积为8×10-18m3的PM2.5颗粒悬浮在密度为1.2kg/m3的大气中所受的重力是___________N。（g=10N/kg）

4．如图所示，把体积为1000cm3的木块A（木块不吸水）放入盛有水的容器中，再在A的上方放一个质量为300g的物体B，静止后，木块有四分之三的体积浸入水中，则木块A排开水的质量为__________g；这时用一根细线将A与B连接在一起，再次放入水中，静止后，木块A恰好有一半的体积露出水面，此时细线产生的拉力大小为__________N。

5．如图所示，质量均匀的正方体A、B两物体，体积都是为8cm3，A、B的质量分别为4g、16g，将A、B叠放在底面积为20cm2、自重为0.4N的圆柱体容器中，容器壁厚度忽略不计。ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：

（1）物体A的重力是_____N；

（2）图中容器对桌面的压强p1＝_____Pa；

（3）小亮同学缓慢的沿容器壁注入水，当注水质量为188g时，求A、B两物体静止后，水对容器底的压强p2＝_____Pa。

6．有一潜水艇悬浮在水中，如图所示。当用压缩气体把水舱中的水排出一部分时，潜水艇将______（选填“上浮”或“下沉”），在未露出水面之前，潜水艇所受的浮力______，压强______（后两空选填“变大”、“变小”或“不变”）。

7．如图有一个重5N的物体漂浮在水面上，有五分之一的体积露出水面，则此时物体受到的浮力是______N，该物体的密度是______kg/m3。（g＝10N/kg）

8．一艘排水量为的轮船在长江上航行，满载时受到的浮力______N；到岸后卸下的货物后，浸在水下的体积减少了______m3。轮船从长江驶入大海，受到的浮力______（选填“变大”、“不变”或“变小”）（取），船体要______（选填“下沉”，“浮起”）些。

9．将一物块A轻轻放入盛满水的大烧杯中，A静止后，有95g的水溢出；再将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中，A静止后，有80g的酒精溢出。则A在酒精中静止时受到的浮力为_______N，A的体积是_______cm3，A的密度是_______kg/m3。（酒精的密度是0.8×103kg/m3，g取10N/kg）

三、计算题

10．如图甲所示为半潜船，是通过改变自身重力实现上浮和下沉的，半潜船始终漂浮在水面上。如图乙所示为某同学制作的半潜船模型，总体积为10000cm3，船内水舱容积为4000cm3，水舱中无水时半潜船的质量为2000g。一个薄壁柱形容器，置于水平地面上，底面积为1000cm2，高为40cm，先装入32cm深的水后，再将装满水的半潜船放入容器中，静止时如图丙所示（甲板在水面之下一定深度）。求：

（1）图丙中半潜船所受浮力为多少N？

（2）图丙中水对容器底部的压强为多少Pa？

（3）图丙中，若先在甲板上轻轻放一个质量为3kg的固体货物（不吸水），然后将水舱中的水全部缓缓排出在容器中，求静止时容器内水的质量为多少kg？