2025水中浸物试题及答案

2025水中浸物试题及答案一、单项选择题（每小题3分，共18分）1.体积相同的铝块、木块和空心铜球（空心部分体积占总体积的30%）同时浸没在水中，释放后瞬间三者所受浮力大小关系为（）A.铝块＞木块＞空心铜球B.空心铜球＞铝块＞木块C.三者浮力相等D.木块＞铝块＞空心铜球2.如图所示（注：此处假设图示为一个圆柱形容器中盛水，水面漂浮一个装有铁块的小烧杯），若将烧杯中的铁块取出直接投入水中，静止后容器底部受到水的压强将（）A.变大B.变小C.不变D.无法判断3.某同学用弹簧测力计测量一个实心金属球的密度，步骤如下：①用测力计测出金属球在空气中的重力为G；②将金属球浸没在水中（未触底），测力计示数为F；③将金属球浸没在某种未知液体中，测力计示数为F'。则金属球密度ρ₀与未知液体密度ρ液的关系为（）A.ρ₀=Gρ水/(G-F)，ρ液=(G-F')ρ水/(G-F)B.ρ₀=(G-F)ρ水/G，ρ液=(G-F')ρ水/(G-F)C.ρ₀=Gρ水/(G-F)，ρ液=(G-F)ρ水/(G-F')D.ρ₀=(G-F)ρ水/G，ρ液=(G-F)ρ水/(G-F')4.潜水艇在海水中从深度50m下潜至100m的过程中（假设海水密度均匀，潜水艇体积不变），下列说法正确的是（）A.潜水艇受到的浮力变大B.潜水艇受到的浮力不变，舱内水舱需吸入更多海水C.潜水艇底部受到的压强不变D.潜水艇排开海水的质量变小5.如图（注：假设图示为三个相同容器中分别盛有等质量的水、酒精和盐水，各放入一个体积相同的实心球，水球漂浮，酒精中球沉底，盐水中球悬浮），则三个球所受浮力大小关系为（）A.水＞盐水＞酒精B.盐水＞水＞酒精C.水=盐水＞酒精D.盐水＞水=酒精6.一个边长为10cm的正方体木块（ρ木=0.6×10³kg/m³）静止漂浮在水面上，现用细铁丝将木块缓慢下压至刚好完全浸没（铁丝体积忽略不计），此过程中手对铁丝的压力变化情况为（）A.一直增大，最大值为4NB.先不变后增大，最大值为4NC.一直增大，最大值为6ND.先增大后不变，最大值为6N二、填空题（每空2分，共20分）7.一个体积为200cm³的物体浸没在煤油中（ρ煤油=0.8×10³kg/m³），它受到的浮力为______N；若该物体在煤油中下沉，则其密度至少大于______kg/m³。8.某同学用溢水杯做“验证阿基米德原理”实验，当物体浸没时，弹簧测力计示数为1.2N，溢出水的质量为80g，则物体重力为______N，物体密度为______kg/m³（g取10N/kg）。9.如图（注：假设图示为U型管压强计，金属盒浸没在水中某深度时，左右液面高度差为8cm），若将金属盒水平旋转90°（探头方向改变但深度不变），U型管液面高度差将______（选填“变大”“变小”或“不变”）；若将水换成密度为1.2×10³kg/m³的盐水，保持深度不变，液面高度差将变为______cm（U型管内液体为水）。10.一艘排水量为5000t的货轮（排水量指满载时排开水的质量），满载时受到的浮力为______N；从长江驶入大海（ρ江水＜ρ海水），货轮将______（选填“上浮”“下沉”或“不变”），排开海水的体积比排开江水的体积______（选填“大”或“小”）。三、计算题（共32分）11.（8分）一个质量为200g的空烧杯漂浮在水面上，当向烧杯中加入150g的小石块后，烧杯仍漂浮，此时烧杯排开水的体积为多少？若将这些小石块直接投入水中，石块沉底后烧杯排开水的体积与石块排开水的体积之和为300cm³，求小石块的密度。（g取10N/kg）12.（10分）如图（注：假设图示为一个底面积为200cm²的圆柱形容器，内盛深度为15cm的水，将一个体积为500cm³、密度为0.8×10³kg/m³的实心木块缓慢放入水中，静止后）：（1）木块静止时浸入水中的体积是多少？（2）容器底部受到水的压强增加了多少？（3）若用一根细线将木块完全拉至浸没（细线体积忽略），此时细线对木块的拉力为多少？13.（14分）某科技小组设计了一个测量液体密度的装置：一个上端开口、下端封闭的玻璃管（质量为50g，底面积为5cm²），管内装有10cm高的已知密度ρ₀=2×10³kg/m³的金属颗粒，将其竖直放入待测液体中，静止时玻璃管浸入液体的深度为15cm（玻璃管厚度忽略，g取10N/kg）。（1）求玻璃管（含金属颗粒）的总重力；（2）求待测液体的密度；（3）若更换不同质量的金属颗粒，该装置能否测量密度更大的液体？请说明理由。四、综合分析题（共30分）14.（12分）小明在学习“浮力”后，对“物体浮沉条件”进行了拓展研究：取一个薄壁透明塑料瓶（质量忽略不计），装入适量水后密封，使其能悬浮在水中；然后用注射器向瓶内注入空气，观察到瓶子上浮，最终漂浮；再用注射器抽出瓶内空气，瓶子下沉，最终沉底。请结合实验现象，运用物理知识解释以下问题：（1）初始状态下瓶子悬浮的条件是什么？（2）注入空气后瓶子为何上浮？此时浮力与重力的关系如何？（3）若向瓶内注入空气过多，瓶子漂浮时露出水面的体积与注入空气的体积是否成正比？请说明理由。15.（18分）某考古队发现一件疑似古代青铜酒壶的文物，需测量其密度（假设酒壶为实心，不吸水）。实验室提供的器材有：弹簧测力计、烧杯、水、细线、记号笔、足够多的细沙（密度已知为ρ沙）。请设计两种不同的实验方案，要求：（1）写出每种方案的实验步骤；（2）推导密度的表达式（用测量量和已知量表示）；（3）说明每种方案的优点或注意事项。---答案及解析一、单项选择题1.答案：C解析：根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排，三者体积相同且完全浸没，V排均等于自身体积，故浮力相等。2.答案：B解析：烧杯漂浮时，铁块的重力等于排开水的重力（F浮=G铁）；铁块沉底后，排开水的体积等于铁块体积（V排=V铁），而G铁=ρ铁gV铁＞ρ水gV铁（因ρ铁＞ρ水），故总排开水的体积减小，液面下降，容器底部压强p=ρ水gh减小。3.答案：A解析：金属球密度ρ₀=G/(gV)，V=V排=(G-F)/(ρ水g)，故ρ₀=Gρ水/(G-F)；未知液体中F浮'=G-F'=ρ液gV，代入V得ρ液=(G-F')ρ水/(G-F)。4.答案：B解析：潜水艇体积不变，V排不变，浮力F浮=ρ液gV排不变；下潜需增大重力（吸入海水）；深度增加，底部压强p=ρ液gh增大；排开海水质量m排=ρ液V排不变。5.答案：C解析：水球漂浮，F浮=G球；盐水球悬浮，F浮=G球；酒精球沉底，F浮=ρ酒精gV排＜G球（因V排=V球，ρ酒精＜ρ球），故水和盐水浮力相等且大于酒精。6.答案：A解析：木块漂浮时浮力F浮1=G木=ρ木gV木=0.6×10³×10×0.001=6N；完全浸没时浮力F浮2=ρ水gV木=10N。下压过程中，压力F压=F浮-F浮1，随浸入体积增大，F浮增大，F压从0增至10N-6N=4N（因G木=6N，最终F压=4N）。二、填空题7.1.6；0.8×10³解析：F浮=ρ煤油gV排=0.8×10³×10×200×10⁻⁶=1.6N；下沉条件ρ物＞ρ液。8.2；2.5×10³解析：G=F浮+F示=ρ水gV排+1.2N=10×0.08=0.8N+1.2N=2N；V排=80g/1g/cm³=80cm³，ρ=G/(gV)=2/(10×80×10⁻⁶)=2.5×10³kg/m³。9.不变；6.67解析：液体内部同一深度向各个方向压强相等，故高度差不变；p=ρ水gh水=ρ盐水gh盐水，h盐水=(ρ水/ρ盐水)h水=(1/1.2)×8≈6.67cm。10.5×10⁷；上浮；小解析：F浮=G排=m排g=5000×10³×10=5×10⁷N；海水密度大，排开体积小，船会上浮。三、计算题11.解：（1）烧杯漂浮时，总重力G总=(0.2+0.15)kg×10N/kg=3.5N，F浮=G总=ρ水gV排，V排=3.5/(10³×10)=3.5×10⁻⁴m³=350cm³。（2）石块沉底后，V排石=V石，烧杯漂浮时V排杯'=m杯g/(ρ水g)=0.2kg/10³kg/m³=2×10⁻⁴m³=200cm³，故V排杯'+V排石=300cm³，V石=100cm³；石块密度ρ石=m石/V石=150g/100cm³=1.5g/cm³=1.5×10³kg/m³。12.解：（1）木块漂浮，F浮=G木=ρ木gV木=0.8×10³×10×500×10⁻⁶=4N，V浸=F浮/(ρ水g)=4/(10³×10)=4×10⁻⁴m³=400cm³。（2）液面上升Δh=ΔV/S=(V浸)/S=400cm³/200cm²=2cm=0.02m，Δp=ρ水gΔh=10³×10×0.02=200Pa。（3）完全浸没时F浮'=ρ水gV木=10³×10×500×10⁻⁶=5N，拉力F拉=F浮'-G木=5N-4N=1N。13.解：（1）金属颗粒体积V粒=Sh=5cm²×10cm=50cm³=5×10⁻⁵m³，m粒=ρ₀V粒=2×10³×5×10⁻⁵=0.1kg，总质量m总=0.05kg+0.1kg=0.15kg，G总=0.15×10=1.5N。（2）漂浮时F浮=G总=ρ液gV排=ρ液gSh浸，ρ液=G总/(gSh浸)=1.5/(10×5×10⁻⁴×0.15)=2×10³kg/m³。（3）能；增加金属颗粒质量，总重力G增大，F浮=ρ液gSh浸需增大，相同ρ液下h浸增大（但不超过玻璃管总长）；若测量更大ρ液，相同h浸时F浮更大，可通过增加G使装置仍能漂浮，从而扩展测量范围。四、综合分析题14.（1）初始时瓶子悬浮，说明其平均密度等于水的密度，即总重力等于浮力（G=F浮）。（2）注入空气后，瓶子总体积增大（内部空气占据体积），排开水的体积增大，浮力F浮=ρ水gV排增大，而总重力G不变（忽略瓶子质量），当F浮＞G时，瓶子上浮；最终漂浮时F浮=G。（3）不成正比；漂浮时F浮=G不变，V排=G/(ρ水g)不变，露出体积V露=V瓶-V排，而注入空气体积ΔV=V瓶'-V瓶（V瓶'为注入后的总体积），故V露=V瓶'-V排=V瓶+ΔV-V排，V露与ΔV成正比（因V排不变）。15.方案一（弹簧测力计法）：步骤：①用测力计测酒壶重力G；②将酒壶浸没水中（不触底），测测力计示数F；③计算密度ρ=Gρ水/(G-F)。优点：操作简单，直接利用浮