2023年北京初三二模物理試卷匯編：物體的浮沉條件

第1頁/共1頁2023北京初三二模物理匯編物體的浮沉條件一、單選題1．（2023·北京平谷·統(tǒng)考二模）有兩根完全相同且粗細均勻的木棒，兩名同學分別在木棒一端纏繞質量不同的細銅絲制成A、B兩只簡易密度計，把它們放入同一個盛有水的容器中，靜止后如圖所示。下列說法正確的是（）

A．密度計A所受浮力比它的重力小B．密度計A的重力比密度計B的重力大C．兩密度計所受的浮力相等D．兩密度計在水面處的刻度值不同2．（2023·北京石景山·統(tǒng)考二模）青花瓷是中國瓷器的主流品種之一，如圖甲所示，色白花青躍然于杯，小明想測量這個厚壁（厚度不可忽略）敞口青花瓷杯的密度，他用電子秤測量出此杯的質量是，將底面積為的圓柱形水槽內注入適量水，如圖乙所示，再將青花瓷杯放入水槽內，靜止時漂浮于水面上，此時水深為；用細棒緩慢向下壓杯，當杯口與水面相平時，水深，且水始終未溢出；再向下壓青花瓷杯，瓷杯沉底，此時水深。已知水的密度，g取。關于此過程，下列說法正確的是（）

A．容器內水的質量是B．青花瓷杯最多可以裝的水C．青花瓷杯的密度約是D．細棒對青花瓷杯的最大的壓力是3．（2023·北京西城·統(tǒng)考二模）如圖所示，輕質柱形容器放置在水平桌面上，容器內裝有重為G1的水，將重為G2的正方體物體A放入水中后處于漂浮狀態(tài)，物體A露出水面的體積為其總體積的。若用一個豎直向下的壓力F1壓物體A，使其剛好浸沒在水中后靜止，這時物體A的下表面受到水豎直向上的壓力為F2。下列說法正確的是（）

A．物體A的密度為0.4×103kg/m3B．物體A漂浮時，容器對桌面的壓力為G1C．物體A浸沒在水中后受到的浮力等于F2-F1-G2D．豎直向下的壓力F1和重力G2的比值為2∶34．（2023·北京房山·統(tǒng)考二模）如圖所示，水平桌面上放置有甲、乙兩個圓柱形容器，甲容器中盛有液體A，物塊M漂浮在液體A中，物塊M排開液體的質量為m1，液體A對甲容器底部的壓強為p1；乙容器中盛有液體B，物塊N漂浮在液體B中，物塊N排開液體的質量為m2，液體B對乙容器底部的壓強為p2，已知甲容器底面積大于乙容器底面積，容器中液體A、B質量相等，物塊M、N質量相等。下列判斷中正確的是（

）A．p1＜p2 B．p1＞p2 C．m1＜m2 D．m1＞m25．（2023·北京豐臺·統(tǒng)考二模）水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四個完全相同的圓柱形容器，容器內分別盛有等質量的液體．其中甲、乙、丁容器中的液體密度相同．若將小球A放在甲容器的液體中，小球A靜止時漂浮，此時甲容器對桌面的壓力為F1；若將小球A用一段不計質量的細線與乙容器底部相連，并使其浸沒在該容器的液體中，小球A靜止時乙容器對桌面的壓力為F2；若將小球A放在丙容器的液體中，小球A靜止時懸浮，此時丙容器對桌面的壓力為F3；若將小球A放在丁容器的液體中，用一根不計質量的細桿壓住小球A，使其浸沒，且不與容器底接觸，小球A靜止時丁容器對桌面的壓力為F4．則下列判斷正確的是A．F2<F1=F3<F4 B．F1=F2=F3<F4C．F1=F3<F2<F4 D．F1=F2=F3=F4二、多選題6．（2023·北京東城·統(tǒng)考二模）圖所示，裝有適量水的水杯放置在水平桌面上，水中漂浮著一個正方體木塊?，F(xiàn)向杯中注入質量為m的水（水未溢出），待木塊靜止后，與注水前相比，下列說法中正確的是（）

A．木塊下表面所受水的壓強增大 B．木塊排開水的體積保持不變C．杯底所受水的壓力增加量為mg D．水杯對桌面的壓力增加量為mg7．（2023·北京順義·統(tǒng)考二模）兩個完全相同的方形薄壁容器甲、乙放置在水平桌面上，容器的底面積均為0.01m2，容器內盛有相同高度的水，如圖所示。將兩個密度不同，但體積相同均為2×10-4m3的實心長方體A、B分別豎直放入甲、乙容器中（水未溢出。A漂浮，其重力為GA；B沉底，其重力為GB），水對容器底部的壓強p水和容器對桌面的壓強p容大小如下表所示，g取10N/kg。下列說法中正確的是（）

壓強甲乙1100120016002000A．容器的重力為5N B．C．A受到的浮力為1N D．B受到的浮力小于1N三、實驗題8．（2023·北京東城·統(tǒng)考二模）小東找到一塊橡皮泥，想測出它的密度，進行了如下操作。①向量筒中倒入適量的水，讀出此時量筒中水面所對應的示數(shù)；②將橡皮泥捏成小碗狀，使其漂浮在量筒的水面上，讀出此時量筒中水面所對應的示數(shù)；③將橡皮泥沉入水底，讀出此時量筒中水面所對應的示數(shù)。已知水的密度為，根據(jù)以上操作記錄的數(shù)據(jù)，推導出橡皮泥的密度的表達式。（用、、、表示，并寫出推導過程）四、綜合題9．（2023·北京朝陽·統(tǒng)考二模）閱讀《“奮斗者”號》并回答題?！皧^斗者”號深遂的海底世界充滿了神秘與未知，驅動著人類孜孜不倦地探索。2012年6月24日，“蛟龍”號載人深潛器下潛7020米新紀錄誕生。在此后的八年時間中，我國科研團隊攻堅克難，不斷探索，終于在2020年11月10日，“奮斗者”號載人深潛器（如圖所示）成功下潛10909m，刷新了我國載人深潛的新紀錄。

“奮斗者”號的載人艙設計為球形，如圖所示。球形結構可以將深海的壓力向四周分散開來，從而可以承受更大的壓力?！皧^斗者”號最引人注目的是中國科學院金屬研究所鈦合金團隊采用自主發(fā)明的Ti62A鈦合金新材料，為“奮斗者”號建造了世界最大、搭載人數(shù)最多的潛水器載人艙球殼，它比“蛟龍”號更抗壓，實現(xiàn)了下潛更大的深度。載人艙的研制極大推動了我國材料力學和結構力學的發(fā)展?！皧^斗者”號還采用了新型固體浮力材料保障潛水器安全返回水面。浮力材料要求密度小，還要抗很大的水壓?！皧^斗者”號使用的固體浮力材料的關鍵部分是成千上萬個納米級大小的玻璃微珠，這個玻璃微珠中間是空心的，密度只有水的30%。固體浮力材料的研制突破了我國浮力材料研究的關鍵技術。某次執(zhí)行任務時，在“奮斗者”號的外部掛好2t的壓載鐵，注水下潛，當下潛至預定深度時，“奮斗者”號通過適時拋掉0.8t的壓載鐵實現(xiàn)懸停。當完成工作后，潛航員再拋掉剩余的壓載鐵，實現(xiàn)上浮?？梢?，無論是下潛、懸停、還是上浮，壓載鐵的作用都是巨大的。目前，中國成為世界上萬米下潛次數(shù)和人數(shù)最多的國家?！皧^斗者”號為我國探索海洋科學奧秘，保護和合理利用海洋資源提供了強大支撐。讓我們保持奮斗的狀態(tài)，繼續(xù)向深海進發(fā)?。ㄒ阎F的密度，海水的密度，。）請根據(jù)上述材料回答下列問題：（1）“奮斗者”號的載人艙設計為球形結構，其目的是___________；（2）“奮斗者”號采用密度較小的鈦合金新材料和新型固體浮力材料，其目的是___________；A．增大浮力

B．減小重力

C．更加抗壓（3）請你利用公式分析說明“奮斗者”號在執(zhí)行該次任務時，實現(xiàn)上浮的原因_______。五、計算題10．（2023·北京順義·統(tǒng)考二模）某同學制作了一個密度計，如圖甲所示，密度計質量m=10g，長度L=16cm，把這個密度計放入水中，密度計豎直漂浮，靜止時露出水面的長度L1=8cm，如圖乙所示；把該密度計放入密度未知的液體A中，密度計靜止時露出水面的長度L2=9.6cm，如圖丙所示，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求：（1）密度計放入水中時所受浮力大??；（2）液體A的密度。

11．（2023·北京石景山·統(tǒng)考二模）如圖所示，放在水平桌面上的薄壁柱型容器，底面積為，容器內水的重力為，深度為。一個實心球A（不吸水）的體積，質量，取。求：（1）實心球A未放入水中時，水對容器底部的壓強；（2）實心球A放入水中，靜止后受到的浮力大小。12．（2023·北京豐臺·統(tǒng)考二模）如圖所示，將一個底面積為6、高為15cm的長方體實心鐵塊，直立放在水平桌面上的溢水杯底（鐵塊與杯底不密合）。向溢水杯內緩慢注水，當溢水杯中的水面與溢水口相平時水深，此時鐵塊立在杯底。已知水的密度，取，求：（1）鐵塊所受的浮力大??；（2）若僅將鐵塊換為形狀完全相同、質量為80g的物塊，重復上述過程。請通過計算說明物塊在水中能否立在杯底。

13．（2023·北京平谷·統(tǒng)考二模）如圖所示，將一質量分布均勻的實心物體A投入水中，靜止時沉入水底。已知物體A的體積為，水的密度為，g取10N/kg。求：（1）物體A浸沒水中時受到的浮力；（2）小晨認為減小物體所受的重力可以使物體上浮，現(xiàn)將物體切掉一半，再放入水中。請你判斷他的想法是否正確，并從運動和力的角度分析說明。

14．（2023·北京海淀·統(tǒng)考二模）水平桌面上放有底面積S為200cm2的柱形薄壁容器，將邊長L為10cm的正方體物塊用細線（不計細線的體積和質量）與容器底部連在一起。向容器中注水，當水面高度h為25cm時停止注水，此時物塊有一半體積浸在水中，細線對物塊豎直向下的拉力F為1N，如圖所示。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。（1）求物塊一半體積浸在水中時，物塊受到的浮力。（2）若剪斷細線，求物塊靜止后水對容器底的壓力。

六、簡答題15．（2023·北京石景山·統(tǒng)考二模）在兩個容器中分別盛有甲、乙兩種不同的液體，把體積相同的A、B兩個實心小球放入甲液體中，兩球沉底如圖甲所示；放入乙液體中，兩球靜止時的情況如圖乙所示。請比較，在甲液體中，容器底對小球A的支持力與容器底對小球B的支持力的大小，并簡述分析過程。

參考答案1．B【詳解】A．兩支密度計均漂浮在水面，則密度計受到浮力等于自身的重力，故A錯誤；BC．由圖可知排開水的體積VA排>VB排由F浮=ρ水V排g可知浮力大小關系FA浮>FB浮兩支密度計均漂浮在水面，則密度計受到浮力等于自身的重力，所以它們的重力關系GA>GB故B正確，C錯誤；D．密度計在水面處的刻度值為水的密度，所以兩密度計在水面處的刻度值相同，故D錯誤。故選B。2．C【詳解】A．青花瓷杯放入水槽內靜止時漂浮于水面，浮力等于重力青花瓷杯排開水的體積為此時水深為，水槽底面積為，則容器內水的體積為容器內水的質量為故A錯誤；B．當杯口與水面相平時，水深，且水始終未溢出，瓷杯沉底，此時水深，則青花瓷杯最多可以裝水的體積為故B錯誤；C．青花瓷杯的體積為青花瓷杯的密度約是故C正確；D．用細棒緩慢向下壓杯，當杯口與水面相平時，水深，此時細棒對青花瓷杯的壓力最大，排開水的體積為此時青花瓷杯受到的浮力為此時細棒對青花瓷杯的壓力為故D錯誤。故選C。3．D【詳解】A．物體漂浮在水中時，所受浮力F浮等于物重G，即物體A的密度故A錯誤；B．物體A漂浮時，容器對桌面的壓力等于水和物體的總重力，即G1+G2，故B錯誤；C．物體A浸沒在水中受到向下的壓力F1、重力和浮力，物體A浸沒在水中后受到的浮力F浮1=G2+F1故C錯誤；D．物體完全浸沒時，所受浮力等于物重和豎直向下的壓力之和，豎直向下的壓力F1=F浮1-G2=ρ水gV-ρgV=(ρ水-ρ)gV=(1×103kg/m3-0.6×103kg/m3)×gV=0.4×103kg/m3×gV所以豎直向下的壓力F1與重力G2之比為故D正確。故選D。4．A【詳解】因為物體漂浮在液體中，而容器的形狀為圓柱形，所以液體對容器底部的壓力大小等于液體重力與物體重力之和，又容器中液體A、B質量相等，物塊M、N質量相等，得兩容器底部所受壓力相等，又由甲容器底面積大于乙容器底面積，可得p1＜p2；兩物體均漂浮，物體漂浮時，浮力大小等于物體重力大小，物塊M、N質量相等，可得兩物體排開液體重力相等，重力相等的液體質量也一定相等，得m1=m2。故答案選A。5．B【詳解】設四個容器（包含小球A）的重力均為G，根據(jù)容器的平衡條件可知，桌面對容器的支持力滿足F1｀=F2｀=F3｀=G，F(xiàn)4｀＞G，那么容器對桌面的壓力關系是F1=F2=F3<F4．故選B。6．BD【詳解】A．由題意可知，未注入水之前，木塊是漂浮在水面上，根據(jù)物體的浮沉條件可知，木塊的密度小于水的密度，即ρ水>ρ木塊。因此注水后，木塊仍處于漂浮狀態(tài)，所受的浮力大小仍等于自身重力大小，重力不變，木塊受到的浮力不變，又因為木塊下表面受到的壓力大小即為浮力大小，因此木塊下表面所受水的壓力不變，木塊的底面積不變，根據(jù)可得，木塊下表面所受水的壓強不變，故A錯誤；B．由A分析可知，注入水后，木塊所受的浮力不變，根據(jù)阿基米德原理可知，木塊排開水的體積不變，故B正確；C．由于杯子上寬下窄，杯壁還承擔一部分液體的重力，因此杯底所受水的壓力增加量小于mg，故C錯誤；D．水杯對桌面的壓力等于水杯的總重力，因此水杯對桌面的壓力增加量等于注入水的重力，即mg，故D正確。故選BD。7．ABC【詳解】A．由題意可知，A漂浮，甲容器中水對容器底的壓力為甲容器對桌面的壓力為則容器的重力為故A正確；BC．由于A漂浮，B沉底，根據(jù)液體壓強公式可得，甲容器水的深度為乙容器水的深度為ΔhA與ΔhB的高度差之間水的體積，即為A長方體未浸入水中的體積，則A排開水的體積為根據(jù)阿基米德原理可得，A受到的浮力為因為A漂浮，A受到的浮力等于重力，則當A放入甲容器后，容器對地面的壓力為則水的重力為B放入乙容器后，容器對地面的壓力為則B重力為則故BC正確；D．由題意可知，B沉底，根據(jù)阿基米德原理可得，B受到的浮力為故D錯誤。故選ABC。8．見解析【詳解】向量筒中倒入適量的水，讀出此時量筒中水面所對應的示數(shù)V1，將橡皮泥沉入水底，讀出此時量筒中水面所對應的示數(shù)V3，可知橡皮泥體積V=V3-V1將橡皮泥捏成小碗狀，使其漂浮在量筒的水面上，讀出此時量筒中水面所對應的示數(shù)V2，排開水的體積V排=V2-V1由阿基米德原理可知浮力F浮=G排=ρ水gV排=ρ水g(V2-V1)橡皮泥處于漂浮時，則它的重力G=F浮=ρ水g(V2-V1)橡皮泥密度9．分散壓力B見解析【詳解】（1）[1]奮斗者號的載人艙設計為球形結構，球形結構可以將深海的壓力向四周分散開來，從而可以承受更大的壓力。故其目的是分散深海的壓力。（2）[2]由材料知，固體浮力材料的關鍵部分是成千上萬個納米級大小的玻璃微珠，這個玻璃微珠中間是空心的，密度只有水的30%，奮斗者號的體積是一定的，使用較小密度的材料，可以減小重力。而奮斗者號最引人注目的是中國科學院金屬研究所鈦合金團隊采用自主發(fā)明的Ti62A鈦合金新材料，為奮斗者號建造了世界最大、搭載人數(shù)最多的潛水器載人艙球殼，它比蛟龍?zhí)柛箟?，實現(xiàn)了下潛更大的深度。所以鈦合金新材料是為了更抗壓。奮斗者號采用密度較小的鈦合金新材料和新型固體浮力材料，其目的是減小重力。故AC不符合題意，B符合題意。故選B。（3）[3]實現(xiàn)上浮的原因，執(zhí)行任務時，在奮斗者號的外部掛好2t的壓載鐵，注水下潛，當下潛至預定深度時，奮斗者號通過適時拋掉0.8t的壓載鐵實現(xiàn)懸停，此時F浮=G。當完成工作后，潛航員再拋掉剩余的壓載鐵，拋掉剩余鐵塊時，自重減小，此時F浮>G，物體上浮。10．（1）0.1N；（2）1.25×103kg/m3【詳解】解：（1）假設密度計的底面積為S，密度計豎直漂浮，靜止時露出水面的長度L1=8cm，則浸入水中的深度為由于密度計漂浮在水面上，此時密度計受到的浮力等于重力，根據(jù)阿基米德原理可得，密度計放入水中時所受浮力大小為（2）浸入液體中的深度為因為密度計無論是在水中還是待測液體中，都處于漂浮狀態(tài)，因此有假設密度計的底面積為S，根據(jù)阿基米德原理可得即解得ρ液=1.25×103kg/m3答：（1）密度計放入水中時所受浮力大小為0.1N；（2）液體A的密度為1.25×103kg/m3。11．（1）；（2）0.3N【詳解】解：（1）實心球A未放入水中時，水對容器底的壓強（2）A球的密度由于所以A球漂浮，靜止后受到的浮力答：（1）實心球A未放入水中時，水對容器底部的壓強是；（2）實心球A放入水中，靜止后受到的浮力大小是0.3N。12．（1）0.6N；（2）可以在水中立在杯底，見解析【詳解】解：（1）鐵塊在水中沉底，此時排開水的體積（2）將鐵塊換為形狀完全相同、質量為80g的物塊，物塊的重力G=mg=80×10-3kg×10N/kg=0.8N若物塊能保持立在水底，則所受浮力F浮′=0.8N>0.6N故物體靜止時，物塊在水中能保持立在杯底。答：（1）鐵塊所受的浮力大小0.6N；（2）物體靜止時，物塊在水中能保持立在杯底。13．（1）10N；（2）見解析【詳解】解：（1）物體A浸沒在水中受到的浮力F浮A=ρ水gV排A=ρ水gVA=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0×10-3m3=10N（2）