1.3 水的浮力（2）-2024-2025学年科学八年级上册同步讲练（浙教版）

1.3 水的浮力（2） 学习目标 1.掌握物体浮沉条件及其应用 2.掌握并会应用浮力的相关计算方法 知识重点 一、物体浮沉条件 1．物体的浮沉条件：浸没在液体中的物体的浮沉取决于 F浮和 G 的大小。(实心物体浸没在液体中) F浮<G F浮>G F浮＝G(V排液＝V物) F浮＝G(V排液<V物) ρ液<ρ物 ρ液>ρ物 ρ液＝ρ物 ρ液>ρ物 下沉 上浮 悬浮 漂浮 注意： ①上浮和下沉都是不稳定状态，是动态过程。上浮的物体最终会浮出液面，而处于漂浮状态；下沉的物体最终会沉到容器底处于静止状态； ②漂浮和悬浮时，物体都是受到两个力而处于平衡状态，F浮＝ G ； ③沉到水底时：F浮＋F支＝G。 二、物体浮沉条件的应用 1．物体浮沉条件的应用： (1)航天员水下模拟训练：悬浮时，F浮＝G； (2)轮船：将钢铁做成空心，增大排开液体的体积，增大浮力使F浮＝G； ①因为漂浮时，F浮＝G，所以同一艘轮船从海洋行驶到江河或从江河行驶到海洋，其受到的浮力不变； ②根据F浮＝ρ液gV排液，同一艘轮船从海洋行驶到江河，因为F浮不变，ρ液减小，所以 V排液变大，即船身稍下沉； (3)潜水艇：它的上浮和下沉是通过对水舱的排水和充水而改变自身重力来实现的； (4)密度计：利用物体浮沉条件工作的。因为F浮＝ρ液gV排液，液体密度不同，密度计排开液体的体积就不同； (5)热气球和飞艇：采用充密度比空气小的气体(氢气、氦气、热空气)的办法，使它受到的浮力大于重力而升空。 三、浮力的计算方法 1.浮力计算的方法 （1）二次称量法：F 浮=G 物-F； （2）阿基米德原理法：F 浮=G 排=m 排g=ρ液gV 排； （3）压力差法：F 浮=F 向上-F 向下； （4）漂浮或悬浮条件：F 浮=G 排。 题型1物体浮沉条件 [例题1] （2023秋•余杭区期末）在血液检查时，常需要测量血液的密度。如果用密度计测量，需要血液量较多。医院常用一个巧妙的方法：先在几个试管中分别装入已知不同密度的、呈淡蓝色的硫酸铜溶液（如图），然后分别在每个试管中滴进一滴血液，根据下面某个原理就能知道血液的密度。这个原理是（　　） A．硫酸铜溶液的颜色 B．物体的沉浮条件 C．液体内部的压强规律 D．血液的颜色变化 [例题2] （2023秋•上城区期末）医生为测量病人血液密度，往往采用以下方法：先在几个试管内分别装入密度不同的硫酸铜溶液，然后分别在每个试管中滴进一滴血液。整个测量过程中，血滴与硫酸铜溶液不相溶，血滴的体积和质量不变。下列相关说法正确的是（　　） A．若血滴在硫酸铜溶液中漂浮，则该血液密度比硫酸铜溶液密度大 B．若血滴在硫酸铜溶液中悬浮，则该血液密度等于硫酸铜溶液密度 C．若血滴在硫酸铜溶液中下沉，则该血滴在硫酸铜溶液中浮力变小 D．若血滴在硫酸铜溶液中沉底，则该血滴在硫酸铜溶液中浮力为零 [例题3] （2023秋•拱墅区期末）全球变暖已日益威胁到生物的生存，图示为一对北极熊母子无助地坐在一块不断熔化的浮冰上，若在浮冰熔化过程中，北极熊母子在冰上不动，浮冰始终漂浮，则（　　） A．浮冰受到的浮力逐渐增大 B．浮冰受到的浮力大小不变 C．北极熊受到的支持力减小 D．浮冰露出水面的体积减小 [例题4] （2023秋•西湖区校级期末）在盛满不同液体的相同的溢水杯中，放入两个完全相同的小球。如图所示。当小球静止时，甲、乙两杯中溢出液体的重力分别为0.5N和0.4N，则下列说法正确的是（　　） A．甲球受到浮力，乙球不受浮力 B．小球的质量为50g C．甲杯液体的密度与乙杯液体的密度之比为5：4 D．乙球受到的浮力小于0.4N 题型2物体浮沉条件应用 [例题5] （2023秋•莲都区期末）如图所示055型驱逐舰是我国自行建造的首款万吨级驱逐舰。下列有关该舰的说法正确的是（　　） A．漂浮在海面上时，受到的浮力方向向下 B．漂浮在海面上时，受到的浮力大于重力 C．从密度小的海域行驶到大的海域时，排开海水的体积不变 D．从密度大的海域行驶到小的海域时，受到的浮力大小不变 [例题6] （2023秋•宁海县期末）我国研制的水下滑翔机“海燕﹣X”，将世界深海下潜最大深度“刷新”到了10619米。如图所示是水下滑翔机的模型，机身上搭载的油囊可在油泵的控制下进行收缩或膨胀。当油囊收缩时滑翔机下潜，当油囊膨胀时滑翔机上浮。下列说法正确的是（　　） A．滑翔机是通过改变自身重力来实现浮沉的 B．油囊收缩过程中滑翔机所受的浮力逐渐减小 C．油囊膨胀时滑翔机所受的浮力小于滑翔机的重力 D．滑翔机下潜时排开水的重力大于上浮时排开水的重力 [例题7] （2023秋•桐乡市期末）在一只铅笔的下端粘上一块橡皮泥，把它分别置于甲、乙、丙三种不同的液体中，铅笔静止时的情形如图所示，则铅笔分别在三种液体中受到的浮力F的大小和三种液体的密度ρ之间的关系正确的是（　　） A．F甲＜F乙＜F丙，ρ甲＜ρ乙＜ρ丙 B．F甲＞F乙＞F丙，ρ甲＞ρ乙＞ρ丙 C．F甲＝F乙＝F丙，ρ甲＜ρ乙＜ρ丙 D．F甲＝F乙＝F丙，ρ甲＞ρ乙＞ρ丙 [例题8] （2023秋•绍兴期末）某项目化学习小组同学开展了自制潜水艇项目，过程如下： 【产品设计】 图甲为某小组自制的潜水艇，由生活舱和水舱构成，生活舱体积大于水舱体积。其材质为硬质塑料瓶，塑料瓶厚度不计，两个舱之间密封不连通，水舱与200毫升的注射器通过塑料软管相连，移动注射器活塞可实现潜水器的浮沉。 【产品调试】 任务一：如图乙所示，潜水艇完成从水面A位置下潜到B位置并稳定停留： 任务二：能从水底上浮到B位置并稳定停留： 任务三：完成从水底打捞一个重物（重0.3牛，体积为10厘米3）到B位置并稳定停留。 （1）小科关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中，若没有观察到气泡，则整个装置 （选填“漏气”或“不漏气”）。 （2）完成任务二的上浮过程中（进出水口已打开）对注射器活塞的操作是 。 （3）已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度120毫升。完成任务三时（用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞），注射器活塞需要稳定在 毫升。 题型3浮力计算 [例题9] （2023秋•拱墅区校级期末）如图所示，装有石块（体积为2×10﹣4m3）的小容器浮在水面上时受到11N的浮力。当把石块投入水中浸没后，石块静止在池底，石块受到池底的支持力为3N，小容器仍漂浮在水面上，水的密度为1.0×103kg/m3，求： （1）沉底时小石块的浮力为多少牛？ （2）与石块在小容器中相比，石块投入水中后，小容器浸入水中的深度 （填“不变”、“变大”或“变小”）。 （3）石块投入水中后，小容器受到的浮力为多少？ [例题10] （2022秋•永康市期末）小杭同学有一张总体积为0.3m3的质量分布均匀的长方体塑料泡沫床垫，将其放入水中时，床垫有体积浸没在水中，求： （1）此时床垫受到的浮力多大？ （2）床垫的密度是多少？ 思维总结 巩固提高 1. （2023秋•镇海区校级期末）小球漂浮在酒精中时排开酒精的质量为0.5千克。若该小球漂浮在水中，则排开水的质量（　　） A．一定等于0.5千克 B．一定大于0.5千克 C．可能大于0.5千克 D．一定小于0.5千克 2. （2023秋•平湖市期末）下列生活现象解释正确的是（　　） A．图①，轮船从长江驶入东海，会上浮一些，但浮力不变 B．图②，把橡皮泥捏成小船后漂浮在水面上，其浮力不变 C．图③，汤圆从锅底到浮出水面的过程中，其浮力变小 D．图④，潜水艇在不断下潜过程中，其浮力不断变小 3. （2024•宁波自主招生）如图，三个物体静止在某液体中的情景。下列说法正确的是（　　） ①若三个物体的质量相等，则受到浮力最小的可能是C物体； ②若三个物体的体积相同，则受到浮力最小的一定是A物体； ③若三个物体由同种材料做成，则A、B物体一定是空心的，C物体一定是实心的； ④若物体都是实心的，则B物体的密度一定与液体的密度相同。 A．①②④ B．②④ C．②③④ D．①③ 4. （2023秋•鹿城区校级期中）向一个轻质塑料瓶中装入液体后密闭，把它分别放在盛有密度为ρ甲、ρ乙两种液体的容器中，静止后如图。若塑料瓶在甲、乙两种液体中所受浮力分别为F甲、F乙。下列判断正确的是（　　）（不计塑料瓶和瓶塞的体积） A．F甲＝F乙；ρ甲＞ρ乙 B．F甲＝F乙；ρ甲＜ρ乙 C．F甲＞F乙；ρ甲＜ρ乙 D．F甲＞F乙；ρ甲＝ρ乙 5. （2023秋•平阳县校级期中）将质量相等的土豆和苹果（V土豆＜V苹果）分别放入装满甲、乙液体的烧杯中 （ρ甲＞ρ乙），静止时如图所示，则下列分析正确的是（　　） A．若将土豆放入乙溶液，则土豆会处于漂浮状态 B．若将苹果放入甲溶液，则苹果会处于悬浮状态 C．土豆排开液体的质量大于苹果排开液体的质量 D．土豆排开液体的体积小于苹果排开液体的体积 6. （2023秋•拱墅区校级月考）如图所示，杭州西湖上漂浮着两只质量不同的鸳鸯，其中质量较大的鸳为雄鸟，质量较小的鸯为雌鸟。下列说法中错误的是（　　） A．鸳和鸯受到的浮力大小相等 B．鸳浸在水中的体积较大 C．鸳受到的浮力大小等于自身的重力 D．鸳和鸯潜入水下时所受浮力均变大 7. （2023秋•拱墅区校级月考）某科学兴趣小组制作的潜水艇模型如图所示。通过胶管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时，若从A管吸掉少量气体，烧瓶将会（　　） A．稍上浮，但最终悬浮在液体中 B．上浮，最终漂浮在水面上 C．稍下沉，但最终悬浮在液体中 D．下沉，最终沉在水底 8. （2023秋•浙江期中）如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海水中悬浮、上浮、漂浮的训练过程。下列对此潜水艇分析正确的是（　　） A．悬浮和漂浮时受到的浮力不相等 B．潜水艇是通过改变浮力大小实现上浮和下沉的 C．从悬浮到漂浮过程中所受浮力逐渐变小 D．潜水艇完全入水后，下沉越深，所受浮力越大 9. （2023秋•杭州期中）放有适量水的烧杯置于水平桌面上。将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力，木块开始上浮，如图所示，最后漂浮。下列叙述中，正确的是（　　） A．木块露出水面之前，所受浮力增大 B．木块一旦露出水面，所受浮力就不变 C．木块在浸没和漂浮两种情况下，水对烧杯底的压强不相同 D．当木块漂浮时，向水中一直加入食盐，木块排开液体体积一直变小 10. （2023秋•东阳市期末）如图为伽利略彩球温度计，观察发现里面的小球在一天中不同时刻所处的位置会发生变化。小东感到好奇，也进行了研究制作。 【原理分析】彩球温度计中的特殊液体密度随温度的变化而变化，导致小球浮沉状态发生变化，当小球悬浮时，挂牌温度与液体温度相等。 【项目研究】小东用a、b、c三个体积不变的小球和特殊液体制成简易“温度计”，用以研究液体密度与温度的关系。 【观察记录】在15℃、19℃、23℃时，a、b、c小球浮沉状态如图所示： 【信息处理】结合上述信息，请你帮小东分析以下问题： （1）小球c对应的温度标记应是 （选填：“15℃”“19℃”或“23℃”）。 （2）液体温度在15℃～23℃范围内，b球所受浮力与液体温度关系的图像正确的是 。 （3）实验可得出的结论是 。 （4）环境温度为25℃时，请推测并在图4中画出三个小球的浮沉状态。 11. （2023秋•滨江区期末）图甲为项目化学习小组初步制作的一个防洪屋模型，中空基座中放有配重，基座上标有水位线（水位不能超过基座），请回答下列问题： （1）小滨发现防洪屋模型上浮时水位超过了基座，如图乙所示。为了让房子在水面以上，下列改进措施中可行的是 。 A．只换用密度更小的材料制造基座 B．只增大房子体积 C．只增大基座的体积 （2）该模型底部基座截面积为500cm2，空载时水位如图丙所示，最大水位为10cm、则该模型最多能放入物体的质量为 。 12. （2023秋•滨江区期末）学习了项目化课程后，小滨自制一支能测液体密度的仪器。如图甲所示，取一根两端开口、粗细厚薄均匀的匀质塑料管MN，N端用合金块封口，再通过计算在塑料管外壁标上刻度线和刻度值，仪器就完成制作。如图乙所示，当仪器竖直漂浮在待测液体中时，液面所对应的刻度值就是待测液体的密度大小。已知塑料管长11为30cm，质量m1为3g，塑料管横截面的外圆面积S为1.2cm2；合金块高l2为2cm，质量m2为18g。 （1）求该仪器的重力为多大？ （2）将该仪器竖直漂浮在某液体中，浸没深度为14cm，求液体的密度大小？ 13. （2023秋•长兴县校级期末）在科学实践活动中，某活动小组的同学想要用橡皮泥做“船”浮在水面上，并探究橡皮泥“船”的装载能力。他们用一块体积为20厘米3的橡皮泥做成一艘“船”，放入水中漂浮，试着向其中添加物体，发现最多只能装载25克的物体，如图所示。查阅资料知道橡皮泥的密度为1.5×103千克/米3。已知水的密度为1.0×103千克/米3。求： （1）将这块橡皮泥浸没在水中时所受的浮力为多少？ （2）这艘橡皮泥“船”装载最多物体时受到的浮力为多少？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 1.3 水的浮力（2） 学习目标 1.掌握物体浮沉条件及其应用 2.掌握并会应用浮力的相关计算方法 知识重点 一、物体浮沉条件 1．物体的浮沉条件：浸没在液体中的物体的浮沉取决于 F浮和 G 的大小。(实心物体浸没在液体中) F浮<G F浮>G F浮＝G(V排液＝V物) F浮＝G(V排液<V物) ρ液<ρ物 ρ液>ρ物 ρ液＝ρ物 ρ液>ρ物 下沉 上浮 悬浮 漂浮 注意： ①上浮和下沉都是不稳定状态，是动态过程。上浮的物体最终会浮出液面，而处于漂浮状态；下沉的物体最终会沉到容器底处于静止状态； ②漂浮和悬浮时，物体都是受到两个力而处于平衡状态，F浮＝ G ； ③沉到水底时：F浮＋F支＝G。 二、物体浮沉条件的应用 1．物体浮沉条件的应用： (1)航天员水下模拟训练：悬浮时，F浮＝G； (2)轮船：将钢铁做成空心，增大排开液体的体积，增大浮力使F浮＝G； ①因为漂浮时，F浮＝G，所以同一艘轮船从海洋行驶到江河或从江河行驶到海洋，其受到的浮力不变； ②根据F浮＝ρ液gV排液，同一艘轮船从海洋行驶到江河，因为F浮不变，ρ液减小，所以 V排液变大，即船身稍下沉； (3)潜水艇：它的上浮和下沉是通过对水舱的排水和充水而改变自身重力来实现的； (4)密度计：利用物体浮沉条件工作的。因为F浮＝ρ液gV排液，液体密度不同，密度计排开液体的体积就不同； (5)热气球和飞艇：采用充密度比空气小的气体(氢气、氦气、热空气)的办法，使它受到的浮力大于重力而升空。 三、浮力的计算方法 1.浮力计算的方法 （1）二次称量法：F 浮=G 物-F； （2）阿基米德原理法：F 浮=G 排=m 排g=ρ液gV 排； （3）压力差法：F 浮=F 向上-F 向下； （4）漂浮或悬浮条件：F 浮=G 排。 题型1物体浮沉条件 [例题1] （2023秋•余杭区期末）在血液检查时，常需要测量血液的密度。如果用密度计测量，需要血液量较多。医院常用一个巧妙的方法：先在几个试管中分别装入已知不同密度的、呈淡蓝色的硫酸铜溶液（如图），然后分别在每个试管中滴进一滴血液，根据下面某个原理就能知道血液的密度。这个原理是（　　） A．硫酸铜溶液的颜色 B．物体的沉浮条件 C．液体内部的压强规律 D．血液的颜色变化 【解答】解：当血滴在硫酸铜溶液中悬浮时，根据物体的浮沉条件可知，ρ液＝ρ血，即血液的密度等于硫酸铜溶液的密度，故此方法测血液的密度运用了物体的浮沉条件，故B正确、ACD错误。 故选：B。 [例题2] （2023秋•上城区期末）医生为测量病人血液密度，往往采用以下方法：先在几个试管内分别装入密度不同的硫酸铜溶液，然后分别在每个试管中滴进一滴血液。整个测量过程中，血滴与硫酸铜溶液不相溶，血滴的体积和质量不变。下列相关说法正确的是（　　） A．若血滴在硫酸铜溶液中漂浮，则该血液密度比硫酸铜溶液密度大 B．若血滴在硫酸铜溶液中悬浮，则该血液密度等于硫酸铜溶液密度 C．若血滴在硫酸铜溶液中下沉，则该血滴在硫酸铜溶液中浮力变小 D．若血滴在硫酸铜溶液中沉底，则该血滴在硫酸铜溶液中浮力为零 【解答】解：A、若血滴在硫酸铜溶液中漂浮，则该血液密度比硫酸铜溶液密度小，故A错误； B、若血滴在硫酸铜溶液中悬浮，则该血液密度等于硫酸铜溶液密度，故B正确； CD、若血滴在硫酸铜溶液中下沉，在完全浸没前该血滴在硫酸铜溶液中浮力变小，完全浸没后浮力不变，故CD错误。 故选：B。 [例题3] （2023秋•拱墅区期末）全球变暖已日益威胁到生物的生存，图示为一对北极熊母子无助地坐在一块不断熔化的浮冰上，若在浮冰熔化过程中，北极熊母子在冰上不动，浮冰始终漂浮，则（　　） A．浮冰受到的浮力逐渐增大 B．浮冰受到的浮力大小不变 C．北极熊受到的支持力减小 D．浮冰露出水面的体积减小 【解答】解：AB由题知，浮冰和北极熊始终处于漂浮状态，则F浮＝G总，随着浮冰的熔化，浮冰的重力减小，北极熊和浮冰的总重力减小；因为F浮＝G总，所以浮冰和北极熊受到的浮力减小，故AB错误； C、北极熊站在浮冰上，受到的支持力和重力是一对平衡力，二力的大小相等，北极熊的重力不变，所以支持力大小不变，故C错误； D、设冰熔化过程减少的质量为Δm，则冰减少的体积为：ΔV， 冰块受到的浮力减少量为：ΔF浮＝ΔG＝Δmg，则排开水的体积减少量为：ΔV排， 因为ρ冰＜ρ水，则ΔV＞ΔV排，所以浮冰露出水面部分的体积也要减少，故D正确。 故选：D。 [例题4] （2023秋•西湖区校级期末）在盛满不同液体的相同的溢水杯中，放入两个完全相同的小球。如图所示。当小球静止时，甲、乙两杯中溢出液体的重力分别为0.5N和0.4N，则下列说法正确的是（　　） A．甲球受到浮力，乙球不受浮力 B．小球的质量为50g C．甲杯液体的密度与乙杯液体的密度之比为5：4 D．乙球受到的浮力小于0.4N 【解答】解：（1）因为物体所受浮力的大小与排开液体的重力相等， 所以甲杯中小球受到的浮力F甲＝G排甲＝0.5N； 乙杯中小球受到的浮力F乙＝G排乙＝0.4N； 因为小球在甲杯漂浮， 所以G甲＝G排甲＝0.5N； 由G＝mg得甲杯种小球的质量为： m0.05kg＝50g 因为两个完全相同的小球， 所以乙杯中小球的质量也为50g，故AD错误，B正确； （2）由题意知G排甲：G排乙＝0.5N：0.4N＝5：4， 即ρ甲gV排甲：ρ乙gV排乙＝5：4， 由图知V排甲＜V排乙，所以ρ甲：ρ乙≠5：4，故C错误。 故选：B。 题型2物体浮沉条件应用 [例题5] （2023秋•莲都区期末）如图所示055型驱逐舰是我国自行建造的首款万吨级驱逐舰。下列有关该舰的说法正确的是（　　） A．漂浮在海面上时，受到的浮力方向向下 B．漂浮在海面上时，受到的浮力大于重力 C．从密度小的海域行驶到大的海域时，排开海水的体积不变 D．从密度大的海域行驶到小的海域时，受到的浮力大小不变 【解答】解： A、浮力的方向，竖直向上，故A错误； B、因为驱逐舰漂浮在海面上，所以受到的浮力等于自身的重力，故B错误； C、驱逐舰漂浮，受到的浮力等于重力，从海水密度较大的海域驶入密度较小的海域时，浮力不变，根据F浮＝ρ液gV排可知，它排开海水的体积变大；同理从密度小的海域行驶到大的海域时，排开海水的体积变小，故D正确、C错误。 故选：D。 [例题6] （2023秋•宁海县期末）我国研制的水下滑翔机“海燕﹣X”，将世界深海下潜最大深度“刷新”到了10619米。如图所示是水下滑翔机的模型，机身上搭载的油囊可在油泵的控制下进行收缩或膨胀。当油囊收缩时滑翔机下潜，当油囊膨胀时滑翔机上浮。下列说法正确的是（　　） A．滑翔机是通过改变自身重力来实现浮沉的 B．油囊收缩过程中滑翔机所受的浮力逐渐减小 C．油囊膨胀时滑翔机所受的浮力小于滑翔机的重力 D．滑翔机下潜时排开水的重力大于上浮时排开水的重力 【解答】解：A、机身上搭载的油囊可在油泵的控制下进行收缩或膨胀，则油馕排开的水的体积不同，受到的浮力不同，所以能实现浮沉，故A错误； B、油囊收缩时，排开的水的体积变小，水的密度不变，根据阿基米德原理可知，滑翔机受到的浮力减小，故B正确； C、油囊膨胀时，滑翔机会上浮，根据物体的浮沉条件可知，滑翔机所受的浮力大于滑翔机的重力，故C错误； D、滑翔机本身的重力不变，上浮时滑翔机排开水的重力大于滑翔机的重力，下潜时排开水的重力小于滑翔机的重力，所以上浮时滑翔机排开水的重力大于下潜时排开水的重力，故D错误。 故选：B。 [例题7] （2023秋•桐乡市期末）在一只铅笔的下端粘上一块橡皮泥，把它分别置于甲、乙、丙三种不同的液体中，铅笔静止时的情形如图所示，则铅笔分别在三种液体中受到的浮力F的大小和三种液体的密度ρ之间的关系正确的是（　　） A．F甲＜F乙＜F丙，ρ甲＜ρ乙＜ρ丙 B．F甲＞F乙＞F丙，ρ甲＞ρ乙＞ρ丙 C．F甲＝F乙＝F丙，ρ甲＜ρ乙＜ρ丙 D．F甲＝F乙＝F丙，ρ甲＞ρ乙＞ρ丙 【解答】解：（1）浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度有关，甲、乙、丙均漂浮，所以浮力都等于其自身重力， 所以F甲＝F乙＝F丙； （2）由图可以看出，甲中排开液体的体积最小，说明液体的密度最大，丙中排开液体的体积最大，说明液体的密度最小，故ρ甲＞ρ乙＞ρ丙．故D正确。 故选：D。 [例题8] （2023秋•绍兴期末）某项目化学习小组同学开展了自制潜水艇项目，过程如下： 【产品设计】 图甲为某小组自制的潜水艇，由生活舱和水舱构成，生活舱体积大于水舱体积。其材质为硬质塑料瓶，塑料瓶厚度不计，两个舱之间密封不连通，水舱与200毫升的注射器通过塑料软管相连，移动注射器活塞可实现潜水器的浮沉。 【产品调试】 任务一：如图乙所示，潜水艇完成从水面A位置下潜到B位置并稳定停留： 任务二：能从水底上浮到B位置并稳定停留： 任务三：完成从水底打捞一个重物（重0.3牛，体积为10厘米3）到B位置并稳定停留。 （1）小科关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中，若没有观察到气泡，则整个装置 （选填“漏气”或“不漏气”）。 （2）完成任务二的上浮过程中（进出水口已打开）对注射器活塞的操作是 。 （3）已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度120毫升。完成任务三时（用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞），注射器活塞需要稳定在 毫升。 【解答】解：（1）关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中，如果漏气，会观察到气泡产生，即：当观察没有气泡产生现象，则气密性良好。 （2）完成任务二上浮过程，要减小潜水器自身的重力，需要向外排水，对注射器活塞的操作是：向内推活塞； （3）重物G＝0.3N，受到的浮力为：F浮＝ρ水v排g＝1.0×103kg/m3×10×10﹣6m3×10N/kg＝0.1N， 完成从水底打捞这个重物到B位置并稳定停留，在浮力不变的情况下，要减小自身的重力，即向外排出水的重力为：G水＝G﹣F浮＝0.3N﹣0.1N＝0.2N， 向外排出水的质量为：m水0.02kg＝20g， 根据密度公式得，向外排出水的体积为：V水20cm3＝20mL， 则注射器活塞需要向内推入V气＝V水＝20mL的气体， 已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度120毫升，完成任务三时（用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞），注射器活塞需要稳定在的刻度是：120mL﹣20mL＝100mL。 故答案为：（1）不漏气；（2）向内推活塞；（3）100。 题型3浮力计算 [例题9] （2023秋•拱墅区校级期末）如图所示，装有石块（体积为2×10﹣4m3）的小容器浮在水面上时受到11N的浮力。当把石块投入水中浸没后，石块静止在池底，石块受到池底的支持力为3N，小容器仍漂浮在水面上，水的密度为1.0×103kg/m3，求： （1）沉底时小石块的浮力为多少牛？ （2）与石块在小容器中相比，石块投入水中后，小容器浸入水中的深度 （填“不变”、“变大”或“变小”）。 （3）石块投入水中后，小容器受到的浮力为多少？ 【解答】（1）把石块投入水中后，石块下沉至池底，根据阿基米德定律 F浮＝ρ液gV物＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3＝2N， （2）与小石块在容器中相比，小石块投入水中后，小容器的总重力减小，则由漂浮条件可知小容器受到的浮力变小，根据F浮＝G排＝ρ液gV排可知，小容器排开水的体积变小，所以小容器浸入水中的深度变小； （3）第（1）问中 G石＝F浮+F支＝2N+3N＝5N； 石块在小容器中时小容器受到水的浮力：F浮1＝G小容器+G石， 小容器的重力为：G小容器＝F浮1﹣G石＝11N﹣5N＝6N， 小石块投入水中后，小容器在水中处于漂浮状态，则此时小容器所受浮力为：F'浮＝G小容器＝6N。 故答案为：（1）小石块的重力为5N； （2）变小； （3）小石块投入水中后，小容器受到的浮力为6N。 [例题10] （2022秋•永康市期末）小杭同学有一张总体积为0.3m3的质量分布均匀的长方体塑料泡沫床垫，将其放入水中时，床垫有体积浸没在水中，求： （1）此时床垫受到的浮力多大？ （2）床垫的密度是多少？ 【解答】解：（1）床垫排开水的体积：V排V0.3m3＝0.06m3， 床垫受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1000kg/m3×10N/kg×0.06m3＝600N； （2）床垫漂浮时受到的浮力等于自身的重力，则床垫重力G＝F浮＝600N， 床垫的质量：m60kg， 床垫的密度：ρ0.2×103kg/m3； 答：（1）此时床垫受到的浮力600N； （2）床垫的密度是0.2×103kg/m3。 思维总结 巩固提高 1. （2023秋•镇海区校级期末）小球漂浮在酒精中时排开酒精的质量为0.5千克。若该小球漂浮在水中，则排开水的质量（　　） A．一定等于0.5千克 B．一定大于0.5千克 C．可能大于0.5千克 D．一定小于0.5千克 【解答】解：小球在酒精和水中均漂浮，根据沉浮条件有F浮＝G，又因为阿基米德原理，有F浮＝G排，所以G＝G排，即mg＝m排g，化简得m＝m排，小球质量不变，所以排开液体的质量不变，所以若该小球漂浮在水中，则排开水的质量一定等于0.5千克。故A正确，BCD错误。 故选：A。 2. （2023秋•平湖市期末）下列生活现象解释正确的是（　　） A．图①，轮船从长江驶入东海，会上浮一些，但浮力不变 B．图②，把橡皮泥捏成小船后漂浮在水面上，其浮力不变 C．图③，汤圆从锅底到浮出水面的过程中，其浮力变小 D．图④，潜水艇在不断下潜过程中，其浮力不断变小 【解答】解： A、轮船从长江驶入东海，轮船始终漂浮，浮力等于重力，重力不变，则浮力不变；因海水密度大于江水密度，根据F浮＝ρ液gV排可知，轮船排开水的体积减小，所以吃水深度变小，故A正确； B、橡皮泥捏成小船后受到的重力不变，但可以漂浮在水面，是通过改变排开水的体积来实现的，故B错误； C、汤圆从锅底到浮出水面的过程中，重力不变，浮力变大，浮力大于重力，所以，汤圆上浮，故C错误； D、由图可知，潜水艇从海面不断下潜过程中，排开液体的体积变大，由F浮＝ρ液gV排可知，潜水艇受到的浮力变大，故D错误； 故选：A。 3. （2024•宁波自主招生）如图，三个物体静止在某液体中的情景。下列说法正确的是（　　） ①若三个物体的质量相等，则受到浮力最小的可能是C物体； ②若三个物体的体积相同，则受到浮力最小的一定是A物体； ③若三个物体由同种材料做成，则A、B物体一定是空心的，C物体一定是实心的； ④若物体都是实心的，则B物体的密度一定与液体的密度相同。 A．①②④ B．②④ C．②③④ D．①③ 【解答】解：由图可知：A物体漂浮，B物体悬浮，C物体可能悬浮或沉在底部， ∵三个物体静止在某液体中，∴排开的液体的密度相同。 ①若三个物体的质量相等，则物体的重力相等，由浮沉条件可知：F浮A＝G，F浮B＝G，F浮C≤G，所以受到浮力最小可能是C物体； ②若三个物体的体积相同，由图可知：VA排＜V，VB排＝V，VC排＝V，则根据阿基米德原理知：F浮A＜F浮B＝F浮C，所以受到浮力最小的一定是A物体； ③由浮沉条件根据物体所处的状态可知：ρA＜ρ液，ρB＝ρ液，ρC＞ρ液，所以若三个物体由同种材料做成，则A、B物体一定是空心的，C物体可能是实心的； ④若物体都是实心的，因为B物体悬浮，则B物体的密度一定与液体的密度相同。 由上分析可知：①②④正确，③错。 故选：A。 4. （2023秋•鹿城区校级期中）向一个轻质塑料瓶中装入液体后密闭，把它分别放在盛有密度为ρ甲、ρ乙两种液体的容器中，静止后如图。若塑料瓶在甲、乙两种液体中所受浮力分别为F甲、F乙。下列判断正确的是（　　）（不计塑料瓶和瓶塞的体积） A．F甲＝F乙；ρ甲＞ρ乙 B．F甲＝F乙；ρ甲＜ρ乙 C．F甲＞F乙；ρ甲＜ρ乙 D．F甲＞F乙；ρ甲＝ρ乙 【解答】解：因同一塑料瓶和液体的重力不变，且塑料瓶在甲、乙中均漂浮， 所以，塑料瓶在两液体中受到的浮力相等，即F甲＝F乙，故CD错误； 由图可知，塑料瓶在甲中排开液体的体积大于在乙中排开液体的体积， 由F浮＝ρgV排的变形式ρ可知，ρ甲＜ρ乙，故A错误，B正确。 故选：B。 5. （2023秋•平阳县校级期中）将质量相等的土豆和苹果（V土豆＜V苹果）分别放入装满甲、乙液体的烧杯中 （ρ甲＞ρ乙），静止时如图所示，则下列分析正确的是（　　） A．若将土豆放入乙溶液，则土豆会处于漂浮状态 B．若将苹果放入甲溶液，则苹果会处于悬浮状态 C．土豆排开液体的质量大于苹果排开液体的质量 D．土豆排开液体的体积小于苹果排开液体的体积 【解答】解：AB、由于土豆悬浮在甲液体中、苹果漂浮在乙液体中且ρ甲＞ρ乙，则ρ土豆＝ρ甲＞ρ乙＞ρ苹果，所以苹果在甲液体中会漂浮，土豆在乙液体中会沉底，故AB错误； CD、由于土豆悬浮在甲液体中、苹果漂浮在乙液体中，则F浮甲＝G土豆，F浮乙＝G苹果，又因为土豆和苹果的质量相等，由G＝mg可知G土豆＝G苹果，则F浮甲＝F浮乙，由阿基米德原理可知，G排甲＝G排乙，由G＝mg可知m排甲＝m排乙，又因为ρ甲＞ρ乙，由ρ可知，土豆排开液体的体积小于苹果排开液体的体积，故C错误、D正确。 故选：D。 6. （2023秋•拱墅区校级月考）如图所示，杭州西湖上漂浮着两只质量不同的鸳鸯，其中质量较大的鸳为雄鸟，质量较小的鸯为雌鸟。下列说法中错误的是（　　） A．鸳和鸯受到的浮力大小相等 B．鸳浸在水中的体积较大 C．鸳受到的浮力大小等于自身的重力 D．鸳和鸯潜入水下时所受浮力均变大 【解答】解：ABC、两只质量不同的鸳鸯漂浮在水面时，根据物体的浮沉条件可知，鸳鸯所受的浮力均等于自身的重力，即F浮＝G鹅＝mg，鸳的质量大，所以鸳所受的浮力大于鸯所受的浮力；根据F浮＝ρ水gV排可知，鸳浸在水中的体积较大，故BC正确、A错误； D、鸳和鸯潜入水下时排开水的都体积大，根据F浮＝ρ水gV排可知，受到的浮力都变大，故D正确。 故选：A。 7. （2023秋•拱墅区校级月考）某科学兴趣小组制作的潜水艇模型如图所示。通过胶管A从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时，若从A管吸掉少量气体，烧瓶将会（　　） A．稍上浮，但最终悬浮在液体中 B．上浮，最终漂浮在水面上 C．稍下沉，但最终悬浮在液体中 D．下沉，最终沉在水底 【解答】解：若从A管吸掉少量气体，瓶内气压减小，大气压将水压入瓶内，水进入烧瓶内后，瓶的自身重力增大，但体积不变、浮力不变，自重大于浮力，将下沉，最终沉在水底。 故选：D。 8. （2023秋•浙江期中）如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海水中悬浮、上浮、漂浮的训练过程。下列对此潜水艇分析正确的是（　　） A．悬浮和漂浮时受到的浮力不相等 B．潜水艇是通过改变浮力大小实现上浮和下沉的 C．从悬浮到漂浮过程中所受浮力逐渐变小 D．潜水艇完全入水后，下沉越深，所受浮力越大 【解答】解：A、由图可知，悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积，由F浮＝ρ液gV排可知，潜艇悬浮时所受浮力大，即F悬浮＞F漂浮，故A正确； B、在水中，潜水艇受到水的浮力和重力的作用， 根据F浮＝ρ水V排g可知，潜水艇的体积不变，排开水的体积不变， 故潜水艇受到水的浮力不变； 把压缩空气压入潜水艇的压力舱，将海水排出，潜水艇自重G减小，当F浮＞G时，潜水艇上浮； 打开压力舱的阀门，让海水进入压力舱内，潜水艇自重G增大，当F浮＜G时，潜水艇下沉； 当F浮＝G时，潜水艇悬浮，可以停留在任何深度； 由此可见，潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的，故B错误； C、潜艇上浮过程中，露出水面前，V排不变，根据F浮＝ρ液gV排可知，潜艇所受浮力不变，逐渐露出水面时，V排减小，潜艇所受浮力减小，故C错误； D、潜水艇下沉越深，而排开液体的体积不变，由公式F浮＝ρ水V排g可知，所受的浮力不变，故D错误。 故选：A。 9. （2023秋•杭州期中）放有适量水的烧杯置于水平桌面上。将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力，木块开始上浮，如图所示，最后漂浮。下列叙述中，正确的是（　　） A．木块露出水面之前，所受浮力增大 B．木块一旦露出水面，所受浮力就不变 C．木块在浸没和漂浮两种情况下，水对烧杯底的压强不相同 D．当木块漂浮时，向水中一直加入食盐，木块排开液体体积一直变小 【解答】解：A、木块上浮过程中，露出水面前，水的密度一定，排开水的体积不变，根据公式F浮＝ρ水gV排可知，木块所受浮力不变；故A错误； B、随着露出水面的体积逐渐增大，即排开液体的体积逐渐变小，所以据阿基米德原理可知，此时所受的浮力是变小的，故B错误； C、因木块浸没时排开水的体积大于木块漂浮时排开水的体积， 所以，木块浸没时水的深度大于木块漂浮时水的深度， 根据p＝ρ水gh可知，木块浸没时水对烧杯底的压强较大，故C正确； D、根据漂浮条件可得：F浮＝G木； 结合阿基米德原理和重力公式可得：ρ盐水gV排＝G木， 所以，V排， 向水中加入食盐，盐水的密度增大，但当盐水溶液饱和后，再加盐盐水溶液的密度保持不变， 因此当木块漂浮时，向水中一直加入食盐，木块排开液体体积先变小后不变，故D错误。 故选：C。 10. （2023秋•东阳市期末）如图为伽利略彩球温度计，观察发现里面的小球在一天中不同时刻所处的位置会发生变化。小东感到好奇，也进行了研究制作。 【原理分析】彩球温度计中的特殊液体密度随温度的变化而变化，导致小球浮沉状态发生变化，当小球悬浮时，挂牌温度与液体温度相等。 【项目研究】小东用a、b、c三个体积不变的小球和特殊液体制成简易“温度计”，用以研究液体密度与温度的关系。 【观察记录】在15℃、19℃、23℃时，a、b、c小球浮沉状态如图所示： 【信息处理】结合上述信息，请你帮小东分析以下问题： （1）小球c对应的温度标记应是 （选填：“15℃”“19℃”或“23℃”）。 （2）液体温度在15℃～23℃范围内，b球所受浮力与液体温度关系的图像正确的是 。 （3）实验可得出的结论是 。 （4）环境温度为25℃时，请推测并在图4中画出三个小球的浮沉状态。 【解答】解：（1）图1中环境温度（即液体温度）为15℃，且小球c悬浮，由题知，当小球悬浮时，挂牌温度与液体温度相等，所以小球c对应的温度应标记为15℃； （2）由图可知，液体温度从15℃升高到23℃过程中，b球由漂浮变为悬浮，再下沉，且b球的重力不变，由浮沉条件可知b球的浮力先不变，再减小，故C图符合题意； （3）当液体温度升高时，小球b先漂浮，再悬浮，这一过程中b球的浮力不变，但浸入液体中的体积逐渐增大，由F浮＝ρ液gV排可知液体的密度变小；b球由悬浮到沉底过程中，根据浮沉条件可知其受到的浮力减小，但浸没后V排不变，根据F浮＝ρ液gV排可知液体的密度变小，所以实验可得出的结论是液体的密度随温度的升高而减小； （4）由（3）可知，液体的密度随温度的升高而减小，且环境温度为23℃时，小球a悬浮，则当环境温度升高为25℃时，液体密度变小，根据F浮＝ρ液gV排可知小球a所受浮力变小，浮力小于其重力，所以小球a应沉底，此时b、c两球也是沉底的，如下图所示： 。 故答案为：（1）15℃；（2）C；（3）液体的密度随温度的升高而减小；（4）图见解答。 11. （2023秋•滨江区期末）图甲为项目化学习小组初步制作的一个防洪屋模型，中空基座中放有配重，基座上标有水位线（水位不能超过基座），请回答下列问题： （1）小滨发现防洪屋模型上浮时水位超过了基座，如图乙所示。为了让房子在水面以上，下列改进措施中可行的是 。 A．只换用密度更小的材料制造基座 B．只增大房子体积 C．只增大基座的体积 （2）该模型底部基座截面积为500cm2，空载时水位如图丙所示，最大水位为10cm、则该模型最多能放入物体的质量为 。 【解答】解：（1）A、只换用密度更小的材料制造基座，防洪屋模型的质量减小，重力减小，根据G物＝F浮＝ρ液gV排知，防洪屋排开水的体积变小，可使房子在水面以上，故A可行； B、只增大房子体积，防洪屋模型质量不变，重力不变，浮力不变，根据题意可知，防洪屋模型上浮时水位超过基座，故B不可行； C、只增大基座的体积，防洪屋模型的质量不变，重力不变，根据G物＝F浮＝ρ液gV排知，基座排开水的体积增大，可使房子在水面以上，故C可行； 故选：AC； （2）该模型漂浮时浸没水中的深度为6cm，全部浸没时浸没水中的深度为10cm，模型始终处于漂浮状态，最多放入物体的重力等于模型可再多受的浮力大小； 模型可再浸没水中的深度：h＝10cm﹣6cm＝4cm＝0.04m； 最多放入物体的重力：G＝F浮＝ρ液gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×500×10﹣4m2×0.04m＝20N； 最多放入物体的质量：m2kg。 故答案为：（1）AC； （2）2kg。 12. （2023秋•滨江区期末）学习了项目化课程后，小滨自制一支能测液体密度的仪器。如图甲所示，取一根两端开口、粗细厚薄均匀的匀质塑料管MN，N端用合金块封口，再通过计算在塑料管外壁标上刻度线和刻度值，仪器就完成制作。如图乙所示，当仪器竖直漂浮在待测液体中时，液面所对应的刻度值就是待测液体的密度大小。已知塑料管长11为30cm，质量m1为3g，塑料管横截面的外圆面积S为1.2cm2；合金块高l2为2cm，质量m2为18g。 （1）求该仪器的重力为多大？ （2）将该仪器竖直漂浮在某液体中，浸没深度为14cm，求液体的密度大小？ 【解答】解：（1）该仪器的重力：G＝mg＝（3×10﹣3kg+18×10﹣3kg）×10N/kg＝0.21N； （2）该仪器竖直漂浮在液体中，则该仪器此时受到的浮力：F浮＝G＝0.21N， 该仪器浸没在此液体中时，排开液体的体积为： ， 由F浮＝ρ液gV排可知，液体密度为： ρ液1.25×103kg/m3。 答：（1）求该仪器的重力为0.21N； （2）将该仪器竖直漂浮在某液体中，浸没深度为14cm，液体的密度为1.25×103kg/m3。 13. （2023秋•长兴县校级期末）在科学实践活动中，某活动小组的同学想要用橡皮泥做“船”浮在水面上，并探究橡皮泥“船”的装载能力。他们用一块体积为20厘米3的橡皮泥做成一艘“船”，放入水中漂浮，试着向其中添加物体，发现最多只能装载25克的物体，如图所示。查阅资料知道橡皮泥的密度为1.5×103千克/米3。已知水的密度为1.0×103千克/米3。求： （1）将这块橡皮泥浸没在水中时所受的浮力为多少？ （2）这艘橡皮泥“船”装载最多物体时受到的浮力为多少？ 【解答】解：（1）橡皮泥的体积V＝20cm3＝2×10﹣5m3， 浸没时V排＝V，橡皮泥浸没在水中时所受的浮力： F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣5m3＝0.2N。 （2）物体质量m＝25g＝0.025kg， 物体重力G＝mg＝0.025kg×10N/kg＝0.25N， 橡皮泥“船”重力G船＝m船g＝ρ橡Vg＝1.5×103kg/m3×2×10﹣5m3×10N/kg＝0.3N， “船”装载最多物体时仍是漂浮状态，则有浮力F'浮＝G总＝G+G船＝0.25N+0.3N＝0.55N。 答：（1）橡皮泥浸没在水中时所受的浮力为0.2N； （2）这只橡皮泥“船”装载最多物体时受到的浮力为0.55N。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$