课时9.2 阿基米德原理-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理下册同步学与练[北师大版(北京) (2024)]

第九章 浮力 课时9.2 阿基米德原理 2022年课程标准 物理素养 2.2.9知道阿基米德原理，能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象。 物理观念：经历探究浮力大小跟哪些因素有关的实验过程，认识物体所受浮力的大小跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。 科学思维：认识一切浸在液体中的物体都要受到浮力的作用，浮力的方向是竖直向上的。能通过实验证明上述结论的正确性。 科学探究：会正确使用弹簧计，能够按照实验操作获得实验数据。 科学态度与责任：培养学生勇于探索、严谨认真的科学态度。 1、 阿基米德原理 1． 阿基米德原理： 浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。 2． 方向：竖直向上 3． 阿基米德原理公式：F浮=G排=m排g=pgV排 4． 从阿基米德原理可知：浮力的只决定于液体的密度、物体排开液体的体积（物体浸入液体的体积），与物体的形状、密度、质量、体积、及在液体的深度、运动状态无关。 适用条件：适用于物体受到液体或气体的浮力 5、浮力的计算 （1） 压力差法：F浮=F向上-F向下 （2） 称量法：F浮=G物-F拉（当题目中出现弹簧测力计条件时，一般选用此方法） （3） 漂浮悬浮法：F浮=G物 阿基米德法：F浮=G排=ρ液gV排（当题目中出现体积条件时，一般选用此方法） 问题一：实验 【角度1】阿基米德实验 【典例1】 小强用如图所示的实验装置验证阿基米德原理，通过调节升降台让金属块浸入盛满水的溢水杯中（金属块始终未与容器底接触），溢出的水会流入右侧空桶中，下列说法正确的是（　　） A．金属块浸入水中越深，水对溢水杯底部的压力越大 B．金属块浸没在水中的深度越深，弹簧测力计A的示数越小 C．金属块从接触水面至浸入水中某一位置，弹簧测力计A和B的变化量∆FA=∆FB D．若实验前溢水杯中未装满水，对实验结果没有影响 【变式1-1】 用如图所示的器材，探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系，下列说法错误的是（　　） A．图甲中的溢水杯一定要装满液体 B．通过甲、乙两图可以测出物体所受浮力的大小 C．若图乙中物体碰到了容器底，浮力的测量值会偏小 D．更换大小不同的物体多次实验，是为了寻找普遍规律 【变式1-2】 在探究阿基米德原理的实验中，有以下四步实验操作，最合理的实验顺序是（    ） A．甲乙丙丁 B．丙甲丁乙 C．甲丙乙丁 D．丁丙乙甲 问题二：应用 【角度1】利用阿基米德原理计算 【典例1】 甲、乙、丙、丁四个体积相同的正方体，甲、乙为铁块，用细线吊住浸入水中，丙、丁为木块，丙用细线拴住下方；使其浸入水中，丁漂浮，如图所示；它们受浮力（  ） A．甲、乙受浮力最小，丁受浮力最大 B．甲、丙受浮力相同，丁受浮力最小 C．丙受浮力最小，乙、丁受浮力最大 D．甲、乙、丙、丁体积相同，受浮力相同 【变式1-1】 现有一容器装满水后总质量为150g。在该容器中轻轻放入一质量为27g的金属块A，待A完全浸没后，擦干容器表面的水，测得容器总质量为；继续往该容器中轻轻放入另一个质量为的金属块B，待B完全浸没后，继续擦干容器表面的水，测得此时容器总质量为。则金属块A和金属块B的密度之比为（　　） A． B． C． D． 【变式1-2】 重5牛的物体浸入一盛有水的容器中，受到的浮力为2牛，该物体排开水的重力（　　） A．等于5牛 B．小于2牛 C．等于3牛 D．等于2牛 问题三：解释生活现象 【角度1】应用阿基米德原理解释生活现象 【典例1】 如图所示是我国最先进的潜水器“潜龙三号”。潜水器在水面下匀速下潜的过程中（假定海水的密度不变），受到的浮力和潜水器下表面受到的压强（　　） A．浮力变大，压强变大 B．浮力不变，压强变大 C．浮力不变，压强不变 D．浮力变大，压强不变 【变式1-1】 小华在海底世界游玩时，观察到吐出的气泡上升的情景，如图所示。关于气泡在上升过程所受浮力的大小和气泡内气体压强的大小的变化情况，下列说法中正确的是（　　） A．浮力变小，压强变小 B．浮力变大，压强变大 C．浮力变大，压强变小 D．浮力不变，压强不变 【变式1-2】 下列关于压强与浮力的说法正确的是（　　） A．飞机水平飞行时，机翼上方的空气流速大，压强小 B．潜入水中的潜水艇，潜水越深，所受的压强和浮力就越大 C．历史上通过马德堡半球实验第一次测得了大气压的值 D．将装水的试管由竖直位置逐渐倾斜的过程中（水未洒出），水对管底的压强不变 【基础强化】 一、单选题 1．浸没在液体里的物体，当物体浸没的深度增加时，它所受的压力差（　　） A．不变 B．变小 C．变大 D．无法确定 2．如图所示，我国自行研制的首型舰载多用途歼-15战斗机，在“辽宁舰”成功进行首次起降飞行训练的情景。下列有关航母和舰载飞机的说法中错误的是（　　） A．飞机降落时，以飞机为参照物，则航母是运动的 B．飞机静止在甲板时，受到的重力与支持力是平衡力 C．舰载机从跑道上起飞后，航母底部所在处海水的压强将变小 D．舰载机从跑道上起飞后，航母排开海水的体积将增加 3．2020年11月10日，我国研发的奋斗者号在位于太平洋的马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度为10909米，刷新中国载人深潜的新纪录。潜水器在水面下匀速下潜过程中（　　） A．受到的重力小于浮力 B．上、下表面受到的压力差变大 C．受到的压强变大，浮力不变 D．受到的压强变大，浮力变大 4．将一实心长方体悬挂于弹簧测力计下，物体下表面从水面上某一高度处匀速下放物体，直至物体浸没（水面高度不变，物体未与容器底接触）的过程中，弹簧测力计示数F与物体下表面下降高度h的关系如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．物体重力为100N B．物体浸没时受到的浮力为40N C．物体的密度为3×103kg/m3 D．物体刚好浸没时下表面受到的液体压强为800Pa 5．如图所示：A为木块，B为铝片，C为铁球，而且VA=VB=VC，把它们都浸没在水中，则它们受到的浮力FA、FB、FC之间的关系是（　　） A．FA>FB>FC B．FA<FB<FC C．FA=FB=FC D．FA>FB=FC 6．一个空的塑料药瓶，瓶口扎上橡皮膜，竖直地浸入水中，一次瓶口朝上，一次瓶口朝下，这两次药瓶在水里的位置相同，如图所示，下列关于橡皮膜的说法正确的是（　　） A．两次都向内凹，形变程度相同 B．甲比乙中药瓶受到的浮力大 C．甲比乙中药瓶瓶内大气压大 D．甲乙说明液体压强与压力方向有关 7．关于浮力，下列说法正确的是（　　） A．浸没在水中的深度越深，物体所受浮力逐渐变大 B．被物体排开的液体重力越大，物体受到的浮力越大 C．物体的体积越大，它所受的浮力就越大 D．液体的密度越大，物体在液体中所受的浮力就越大 8．有位物理学家通过理想实验发现：运动物体如果不受其他力的作用，将会继续保持同 样的速度沿直线“永恒”运动下去。这位物理学家是（　　） A．伽利略 B．牛顿 C．阿基米德 D．亚里士多德 9．在水平桌面上完全相同的两个烧杯中，装有相同深度的甲、乙两种液体，把体积相同的A和B两个实心小球分别一起放入甲、乙两种液体中，小球静止时的情况如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．小球A比小球B的质量大 B．在甲液体中，小球A比小球B受到的浮力大 C．小球B在甲液体中比在乙液体中所受的浮力大 D．小球放入后，装甲液体的烧杯比装乙液体的烧杯对桌面的压力小 10．宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛，展现了我国古人的智慧。图为打捞过程示意图，先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起，再把船上的泥沙铲走，铁牛就被拉起，然后把船划到岸边，解开绳索卸下铁牛，就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力为、、，下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 11．三峡大坝船闸利用连通器原理让轮船平稳通行，图中船处于平衡状态，则（　　）    A．甲图中阀门H打开后，两边液面高度保持不变 B．甲图中M、N点处的液体压强相等 C．甲、乙图中M点处的液体压强不等 D．船在甲、乙图中排开液体的质量不等 12．如图为奥运会期间，14岁的全红婵跳水的情景，她为我们呈现了令人叹为观止的“水花消失术”，夺得跳水女子单人10米跳台项目的金牌，关于跳水运动下列说法正确的是（    ）    A．逐渐落入水中的过程中，所受到的浮力变大 B．逐渐落入水中的过程中，头部受到水的压强不变 C．浸没在水中后潜入越深，排开水的重力越大 D．浸没在水中后潜入越深，所受到的浮力越大 13．如图所示，将两个体积相同的a、b两物体分别放入盛有相同液体的相同烧杯中，物体静止时两容器中液面相平。以下说法正确的是（　　） A．b物体排开液体的质量较大 B．a、b两物体在液体中所受浮力相同 C．两木块下表面所受液体的压强相同 D．甲烧杯底部所受液体的压强较大 14．底面积为的圆柱形容器内盛有适量的水，现有一质量，密度底面积为的圆柱体A，一开始下表面恰好贴着水面，如图所示。若用细线拉着A相对于容器底下降圆柱体未触底，水没有溢出，则下列说法正确的是（　　）    A．物块的高为12cm B．下降5cm后，细线对A的拉力为9N C．下降过程中，液体对容器底部的压强一直变大 D．下降5cm后，液体对容器底部增加的压力为 15．近年来我省苹果已是全球知名品牌，产量品质都得到肯定。其中密度是衡量苹果品质的一个重要因素。小雨用天平、溢水杯测量自家果园刚刚采摘苹果的密度：他用天平测出一个苹果的质量是102g，测得装满水的溢水杯的总质量是360g，将苹果放入溢水杯中，苹果漂浮在水面上，借助牙签向下摁使苹果浸没后在溢水杯中，当溢水杯停止排水后再取出苹果，接着测得溢水杯的总质量是240g。则对此分析正确的是（　　） A．苹果漂浮在水面上时浮力大于重力 B．苹果浸没后继续向下摁苹果的过程中，随着深度的增加苹果所受浮力一直增大 C．实验测得苹果的密度为0.85 g/cm3 D．实验测得苹果的密度偏大 二、多选题 16．2020年11月19日，由我国自主研制的“奋斗者”号（图所示）载人潜水器成功坐底马里亚纳海沟，下潜深度达到10909m。“奋斗者”号浸没在水中下潜的过程中，受到的压强和浮力变化情况是（　　） A．压强不变 B．压强变大 C．浮力不变 D．浮力变大 17．下列关于浮力大小的说法，正确的是（，）（　　） A．质量相同的两个实心铜块甲、乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，甲受到的浮力大 B．质量相同的实心铜块和铝块，都浸没在煤油中，铜块受到的浮力大 C．质量相同的实心铜块和铝块，铜块浸没在煤油中，铝块浸没在水中，铝块受到的浮力大 D．体积相同的两个铜块甲、乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，乙受到的浮力大 18．浸没在湖水中的物体，随着浸没深度的增加，下列说法中正确的是（　　） A．物体受到的压强增大 B．物体上、下表面受到的压力增大 C．物体上、下表面受到的压力差增大 D．物体受到的浮力变大 19．某同学用实验验证阿基米德原理，其正确操作过程如图甲、乙、丙所示，图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。下列说法正确的是（　　） A．物块受到的浮力F浮＝F1-F2 B．F2＜F1表明物块受到的重力减小了 C．物块排开的液体受到的重力G排液＝F4-F3 D．通过比较F2与F4的大小是否相等来验证阿基米德原理 20．如图甲所示，长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动，上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像，取g＝10N/kg。根据图像信息，下列判断正确的是（　　） A．该金属块重力的大小为34N B．浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20N C．在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大 D．该金属块的密度是2.7×103kg/m3 三、实验题 21．小明用弹簧测力计、正方体物块、两个相同的圆柱形容器等，对浸在液体中的物体所受浮力进行了探究，其装置和弹簧测力计示数如图所示。（g取10N/kg） （1）分析甲、乙、丙图的实验，说明浮力的大小与 有关；比较甲、丁、戊图的实验，说明浮力的大小与 有关； （2）为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关，可比较甲、 和丁三图的实验，并得出当物体完全浸没于液体中，浮力大小与物体浸入液体的深度 ；当物块浸没在水中时，受到的浮力是 N； （3）根据实验可知，物块的密度是 kg/m3。 22．小熊和同学用小石块、水、弹簧测力计等做“验证阿基米德原理”实验，实验的步骤如图所示。 （1）实验目的：验证阿基米德原理，即浸在液体里的物体受到的 跟被它排开液体 的关系。 （2）小熊在分析数据时发现实验步骤有遗漏，遗漏的步骤为：用弹簧测力计测出空桶的重力；若将遗漏的步骤标注为d，则最合理的实验步骤依次为 （用实验步骤对应的字母表示）。 （3）实验步骤a、b、c、d中，弹簧测力计示数依次为、、、。若这些数字之间的关系满足 （用式子表示），则可证明阿基米德原理的正确性。 （4） 用此实验装置（选填“能”或“不能”）测出小石块的密度；如果可以，则小石块的密度表达式为： 。 23．小明用弹簧测力计、烧杯、金属块、水、盐水（ρ盐水>ρ水），进行了“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验，步骤如下：小明先用弹簧测力计测出金属块A的重力，然后将金属块慢慢浸入液体中不同深度，液体均未溢出，并将弹簧测力计的示数记录下来，如图所示。 （1）物体A在②步骤中，受到的浮力大小为 N； （2）分析步骤①②③，可得出结论：浮力的大小与 有关； （3）分析步骤 ，可得出结论：浮力的大小与液体密度有关； （4）物体A的体积为 m3，物体的密度为 kg/m3； （5）若先完成步骤③，再完成步骤①，则测得的浮力将 （选填“偏大”或“偏小”）； （6）分析步骤①④⑤，小明发现：物体A浸没在不同密度的液体中之后，测力计的读数不同，因此弹簧测力计示数的大小可间接反映液体密度的大小。当弹簧测力计的示数为3N时，物体A是浸没在密度为1g/cm3的水中，可将3N的刻度处对应标上1g/cm3；同理，在2.8N刻度线处标上盐水的密度值。若把物体A浸没在某种液体中时，弹簧测力计示数为3.1N，则在3.1N的刻度处对应标上此时浸入液体的密度为 g/cm3。 【素养提升】 四、科普阅读题 24．阅读短文，回答下列问题。 极目一号 2022年5月15日凌晨1点26分，中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4300米的科考营地顺利升空。凌晨4点40分，达到9032米，超过珠峰8848.86米的高度，创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。 据介绍，执行此次观测任务所使用的浮空艇，是我国自主研发的系留浮空器，长55米、高19米，浮空艇体积为9000立方米，总重量约2.625吨，地面锚泊车重90吨，通过地面锚泊设备系缆控制升空和驻空（如图甲）。浮空艇有两个气囊，一个是主气囊，里面充氦气（氦气密度比空气小很多），下边腹部还有一个小的副气囊，里面充空气，通过调节副气囊的空气垫就可以调节压力（如图乙）。 (1)浮空艇的整体外形呈现白色，因为在白天使用时，白色可以反射光线、减少 （选填“红外线”或“紫外线”）的吸收，使浮空艇内部气体升温不会过快； (2)因为大气压随海拔升高而 ，所以在升空过程浮空艇为了保持内外气压差处在安全范围，副气囊需要 （选填“排出”或“注入”）空气； (3)若浮空艇携带的科研器材质量175kg，囊内气体的总质量为4t，则未升空前，浮空艇的总重力为 N，浮空艇受到空气的浮力 （选填“大于”“小于”或“等于”）浮空艇的总重力； 海拔/m 4000 4300 4500 5000 6000 7000 8000 9000 大气压/kPa 57.6 55 53.4 50 43.2 36.7 30.9 26.8 空气密度/ 0.82 0.8 0.78 0.74 0.66 0.59 0.53 0.47 (4)气囊内的气压可以用公式近似表示，其中p表示气压，单位Pa，t表示气体温度，单位℃，V表示气体体积，单位m3，系数k随副气囊空气质量变化而变化的情况如图丙所示。假设气囊内气压均匀，且等于外界气压，温度恒为27℃，则浮空艇从7000m上升到9000m，气囊内空气质量变化约为 kg（不同海拔下大气压和空气密度见上表，g取10N/kg）。 【能力培优】 五、计算题 25．用弹簧测力计挂着一个长方体金属块，沿竖直方向缓慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁容器中，直至完全浸没（水未溢出），如图甲所示。通过实验得出金属块下表面浸入水中的深度与其排开水的体积的关系，如图乙所示。已知金属块的质量为0.4kg，容器的底面积与金属块的底面积之比为，，取。求： （1）金属块所受的重力； （2）金属块的下表面浸入水中的深度为2cm时，弹簧测力计的示数； （3）金属块浸没后与金属块浸入之前比较，水对容器底部的压强增加了多少。 26．如图甲所示，一个盛有水的圆柱形容器放在水平面上，现用细绳（足够长）系住一圆柱形金属块匀速落入水中，并用拉力传感器测出细绳的拉力大小，图乙是拉力传感器显示的F随时间变化的图像，从时刻开始到金属块刚好接触容器底部且水未溢出、若忽略水的阻力、绳重，取，，求： （1）金属块完全浸没时受到的浮力； （2）金属块的密度； （3）试分析说明乙图中的哪段是物体浸没时的F随时间变化的图像，并说明理由。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第九章 浮力 课时9.2 阿基米德原理 2022年课程标准 物理素养 2.2.9知道阿基米德原理，能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象。 物理观念：经历探究浮力大小跟哪些因素有关的实验过程，认识物体所受浮力的大小跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。 科学思维：认识一切浸在液体中的物体都要受到浮力的作用，浮力的方向是竖直向上的。能通过实验证明上述结论的正确性。 科学探究：会正确使用弹簧计，能够按照实验操作获得实验数据。 科学态度与责任：培养学生勇于探索、严谨认真的科学态度。 1、 阿基米德原理 1． 阿基米德原理： 浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。 2． 方向：竖直向上 3． 阿基米德原理公式：F浮=G排=m排g=pgV排 4． 从阿基米德原理可知：浮力的只决定于液体的密度、物体排开液体的体积（物体浸入液体的体积），与物体的形状、密度、质量、体积、及在液体的深度、运动状态无关。 适用条件：适用于物体受到液体或气体的浮力 5、浮力的计算 （1） 压力差法：F浮=F向上-F向下 （2） 称量法：F浮=G物-F拉（当题目中出现弹簧测力计条件时，一般选用此方法） （3） 漂浮悬浮法：F浮=G物 阿基米德法：F浮=G排=ρ液gV排（当题目中出现体积条件时，一般选用此方法） 问题一：实验 【角度1】阿基米德实验 【典例1】小强用如图所示的实验装置验证阿基米德原理，通过调节升降台让金属块浸入盛满水的溢水杯中（金属块始终未与容器底接触），溢出的水会流入右侧空桶中，下列说法正确的是（　　） A．金属块浸入水中越深，水对溢水杯底部的压力越大 B．金属块浸没在水中的深度越深，弹簧测力计A的示数越小 C．金属块从接触水面至浸入水中某一位置，弹簧测力计A和B的变化量∆FA=∆FB D．若实验前溢水杯中未装满水，对实验结果没有影响 【答案】C 【详解】A．金属块浸入水中的深度增大时，溢水杯中水的深度不变，根据p=ρgh可知，水对溢水杯底部的压强不变，根据F=pS可知，水对溢水杯底部的压力不变，故A错误； B．金属块浸没在水中的深度变化时，排开水的体积不变，根据F浮=ρgV排可知，受到的浮力不变，根据 F拉=G金-F浮 知，金属块受到的拉力不变，弹簧测力计A的示数不变，故B错误； C．由图可知，弹簧测力计A的示数 FA=G-F浮 弹簧测力计B的示数 FB=G桶+G排 则∆FA=∆F浮，∆FB=∆G排，根据阿基米德原理可知，∆F浮=∆G排，则∆FA=∆FB，故C正确； D．若实验前溢水杯中未装满水，则测得的F浮不变、G排偏小，对实验结果有影响，故D错误。 故选C。 【变式1-1】 用如图所示的器材，探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系，下列说法错误的是（　　） A．图甲中的溢水杯一定要装满液体 B．通过甲、乙两图可以测出物体所受浮力的大小 C．若图乙中物体碰到了容器底，浮力的测量值会偏小 D．更换大小不同的物体多次实验，是为了寻找普遍规律 【答案】C 【详解】A．要想测出物体排开的水的重力，溢水杯内水的液面必须到达溢水杯口，若达不到，则测得的排开的液体的重力会变小，故A正确，不符合题意； B．根据称重法，由甲乙两图可测出物体所受浮力的大小，故B正确，不符合题意； C．若物体碰到了容器底，物体会受到容器底的支持力，导致乙图中弹簧测力计的示数变小，测出的浮力测量值会偏大，故C错误，符合题意； D．为了获得普遍的规律，减小偶然性的发生，实验中需要选用其他液体、更换不同的物体多次实验为，故D正确，不符合题意； 故选C。 【变式1-2】 在探究阿基米德原理的实验中，有以下四步实验操作，最合理的实验顺序是（    ） A．甲乙丙丁 B．丙甲丁乙 C．甲丙乙丁 D．丁丙乙甲 【答案】B 【详解】为了使小桶在接水之后可直接计算溢出水的重力，应先测量空桶的重，然后再测出物体的重力，并直接浸入水中观察测力计的示数，最后测排出的水和小桶的总重，求排出水的重力，因此，合理的顺序应为：丙→甲→丁→乙。 故选B。 问题二：应用 【角度1】利用阿基米德原理计算 【典例1】 甲、乙、丙、丁四个体积相同的正方体，甲、乙为铁块，用细线吊住浸入水中，丙、丁为木块，丙用细线拴住下方；使其浸入水中，丁漂浮，如图所示；它们受浮力（  ） A．甲、乙受浮力最小，丁受浮力最大 B．甲、丙受浮力相同，丁受浮力最小 C．丙受浮力最小，乙、丁受浮力最大 D．甲、乙、丙、丁体积相同，受浮力相同 【答案】B 【详解】如图，甲、丙排开水的体积最大且相同，丁排开水的体积最小，根据可知，甲、丙受到的浮力相等且最大，丁受到的浮力最小，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【变式1-1】 现有一容器装满水后总质量为150g。在该容器中轻轻放入一质量为27g的金属块A，待A完全浸没后，擦干容器表面的水，测得容器总质量为；继续往该容器中轻轻放入另一个质量为的金属块B，待B完全浸没后，继续擦干容器表面的水，测得此时容器总质量为。则金属块A和金属块B的密度之比为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】金属块A完全浸没后， 排开水的质量 根据阿基米德原理知道，受到的浮力 故A的体积 同理B完全浸没后，排开水的质量 B的体积 故金属块A和金属块B的密度之比为 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【变式1-2】 重5牛的物体浸入一盛有水的容器中，受到的浮力为2牛，该物体排开水的重力（　　） A．等于5牛 B．小于2牛 C．等于3牛 D．等于2牛 【答案】D 【详解】由阿基米德原理可知，物体受到的浮力等于排开液体的重力，重5牛的物体浸入一盛有水的容器中，受到的浮力为2牛，则物体排开水的重力等于其受到的浮力，为2N。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 问题三：解释生活现象 【角度1】应用阿基米德原理解释生活现象 【典例1】 如图所示是我国最先进的潜水器“潜龙三号”。潜水器在水面下匀速下潜的过程中（假定海水的密度不变），受到的浮力和潜水器下表面受到的压强（　　） A．浮力变大，压强变大 B．浮力不变，压强变大 C．浮力不变，压强不变 D．浮力变大，压强不变 【答案】B 【详解】潜水器在水面下匀速下潜，海水的密度不变，潜水器浸没在水中，其排开水的体积不变，根据 可知，潜水器受到的浮力不变。由于潜水器在水中的深度逐渐增加，而海水密度不变，所以根据公式可知，潜水器受到的压强变大。 故选B。 【变式1-1】 小华在海底世界游玩时，观察到吐出的气泡上升的情景，如图所示。关于气泡在上升过程所受浮力的大小和气泡内气体压强的大小的变化情况，下列说法中正确的是（　　） A．浮力变小，压强变小 B．浮力变大，压强变大 C．浮力变大，压强变小 D．浮力不变，压强不变 【答案】C 【详解】气泡上升时，深度h变小，由可知，气泡受到水的压强变小，使气泡的体积变大，一定质量的气体，体积变大，压强变小，故气泡内气体的压强变小；气泡的体积变大，排开液体的体积变大，由可知，气泡受到的浮力变大。故C正确，ABD错误。 故选C。 【变式1-2】 下列关于压强与浮力的说法正确的是（　　） A．飞机水平飞行时，机翼上方的空气流速大，压强小 B．潜入水中的潜水艇，潜水越深，所受的压强和浮力就越大 C．历史上通过马德堡半球实验第一次测得了大气压的值 D．将装水的试管由竖直位置逐渐倾斜的过程中（水未洒出），水对管底的压强不变 【答案】A 【详解】A．在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小；因为飞机在飞行时，机翼上方的空气流速大，压强较小，机翼下方的空气流速小，压强大，所以飞机受到一个向上的升力，故A正确； B．潜入水中的潜水艇，潜水越深，由p=ρgh可知，潜水艇所受的压强就越大；根据阿基米德原理可知，当潜水艇完全浸没在水中之后，由于液体密度和排开液体的体积均不变，所以潜水艇所受到的浮力大小不变。故B错误； C．根据物理学史可知，著名的托里拆利实验第一次测得了大气压的数值，故C错误； D．试管中水的长度不变，在倾斜的过程中，深度逐渐变小，由p=ρgh可知，水对管底压强逐渐变小。故D错误。 故选A。 【基础强化】 一、单选题 1．浸没在液体里的物体，当物体浸没的深度增加时，它所受的压力差（　　） A．不变 B．变小 C．变大 D．无法确定 【答案】A 【详解】浮力产生的原因是上下表面受到的压力差，浮力的大小等于物体排开液体受到的重力，当物体浸没的深度增加时，液体密度和排开液体的体积不变，所受浮力不变，因此，它所受的压力差不变，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．如图所示，我国自行研制的首型舰载多用途歼-15战斗机，在“辽宁舰”成功进行首次起降飞行训练的情景。下列有关航母和舰载飞机的说法中错误的是（　　） A．飞机降落时，以飞机为参照物，则航母是运动的 B．飞机静止在甲板时，受到的重力与支持力是平衡力 C．舰载机从跑道上起飞后，航母底部所在处海水的压强将变小 D．舰载机从跑道上起飞后，航母排开海水的体积将增加 【答案】D 【详解】A．飞机降落时，以飞机为参照物，航母相对与飞机的位置发生了改变，故A正确，不符合题意； B．飞机静止在甲板时，此时处于平衡状态，因此飞机受到的重力与和航母对飞机的支持力大小相等，方向相反，并且两个力在同一直线上，两个力都作用在飞机上，因此这两个力满足二力平衡的条件，故B正确，不符合题意； C D．舰载机从跑道上起飞后，整个航母的重力减小，根据阿基米德原理，此时航母受到的浮力减小，此时排开海水的体积减小，故此时航母相对于舰载机没有起飞时要上浮，故此时的航母底部离海面的距离减小，故此时航母底部所在处海水的压强将变小，故C正确，不符合题意；D错误，符合题意。 故选D。 3．2020年11月10日，我国研发的奋斗者号在位于太平洋的马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度为10909米，刷新中国载人深潜的新纪录。潜水器在水面下匀速下潜过程中（　　） A．受到的重力小于浮力 B．上、下表面受到的压力差变大 C．受到的压强变大，浮力不变 D．受到的压强变大，浮力变大 【答案】C 【详解】A．潜水器在水面下匀速下潜过程中，处于平衡状态，潜水器受到的重力和浮力是一对平衡力，大小相等，故A不符合题意； B．潜水器在水面下所受的浮力即为其上、下表面受到的压力差，其匀速下潜过程中，排开水的体积始终等于自身的体积即不变，由F浮＝ρ液V排g可知其所受的浮力不变，即潜水器上、下表面受到的压力差不变，故B不符合题意； CD．潜水器在水面下匀速下潜过程中，随着深度的增加，由p＝ρgh可知其所受到的压强变大；但排开水的体积始终等于自身的体积即不变，F浮＝ρ液V排g可知所受的浮力不变，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 4．将一实心长方体悬挂于弹簧测力计下，物体下表面从水面上某一高度处匀速下放物体，直至物体浸没（水面高度不变，物体未与容器底接触）的过程中，弹簧测力计示数F与物体下表面下降高度h的关系如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．物体重力为100N B．物体浸没时受到的浮力为40N C．物体的密度为3×103kg/m3 D．物体刚好浸没时下表面受到的液体压强为800Pa 【答案】C 【详解】A．由图像可知，当h＝0（物体没有浸入水中），物体的重力 故A错误； B．由图像可知，当物体浸没时，弹簧测力计的示数F′＝40N，则物体浸没时受到的浮力 故B错误； C．由G＝mg可得，物体的质量 由可得，物体的体积 则物体的密度 故C正确； D．由图像可知，物体刚浸没时下表面所处的深度 此时物体下表面受到的液体压强 故D错误。 故选C。 5．如图所示：A为木块，B为铝片，C为铁球，而且VA=VB=VC，把它们都浸没在水中，则它们受到的浮力FA、FB、FC之间的关系是（　　） A．FA>FB>FC B．FA<FB<FC C．FA=FB=FC D．FA>FB=FC 【答案】C 【详解】由于物体浸没时排开液体的体积和本身的体积相等，且 VA=VB=VC 则把它们都浸没在水中时，排开水的体积相等，由F浮=ρgV排可知：三者受到水的浮力相等，即 FA=FB=FC 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 6．一个空的塑料药瓶，瓶口扎上橡皮膜，竖直地浸入水中，一次瓶口朝上，一次瓶口朝下，这两次药瓶在水里的位置相同，如图所示，下列关于橡皮膜的说法正确的是（　　） A．两次都向内凹，形变程度相同 B．甲比乙中药瓶受到的浮力大 C．甲比乙中药瓶瓶内大气压大 D．甲乙说明液体压强与压力方向有关 【答案】B 【详解】A．液体向各个方向都有压强，所以无论瓶口朝上还是朝下，橡皮膜都向内凹，由图可知，乙中橡皮膜深度更深，由可知，乙中橡皮膜受到水的压强更大，所以形变量更大，故A错误； B．由A可知，甲的形变量小，则甲排开液体的体积更大，由可知，甲受到的浮力更大，故B正确； C．由A可知，乙的橡皮膜形变量更大，则乙瓶内气体的体积更小，压强更大，故C错误； D．甲乙橡皮膜朝向不同，深度也不同，存在多个变量，不能说明液体压强与压力方向有关，故D错误。 故选B。 7．关于浮力，下列说法正确的是（　　） A．浸没在水中的深度越深，物体所受浮力逐渐变大 B．被物体排开的液体重力越大，物体受到的浮力越大 C．物体的体积越大，它所受的浮力就越大 D．液体的密度越大，物体在液体中所受的浮力就越大 【答案】B 【详解】A．物体浸入液体的体积越大，浮力越大，浮力大小与深度无关，故A错误； B．根据阿基米德原理可知，物体排开的液体重力等于物体受到的浮力，所以物体排开液体的重力越大，物体受到的浮力越大，故B正确； C．物体排开液体的体积越大，它所受的浮力就越大，与物体的体积无关，故C错误； D．液体受到浮力大小与液体的密度和排开液体的体积都有关，液体的密度越大，物体在液体中所受的浮力不一定越大，故D错误。 故选B。 8．有位物理学家通过理想实验发现：运动物体如果不受其他力的作用，将会继续保持同 样的速度沿直线“永恒”运动下去。这位物理学家是（　　） A．伽利略 B．牛顿 C．阿基米德 D．亚里士多德 【答案】A 【详解】A．意大利物理学家伽利略通过理想斜面实验发现：运动物体如果不受其他力的作用，将会继续保持同样的速度沿直线“永恒”运动下去，故A符合题意； B．牛顿总结了牛顿运动三定律，阐释了牛顿力学的完整体系，阐述了经典力学中基本的运动规律，奠定了经典物理学的基础，故B不符合题意； C．阿基米德证明物体在液体中所受浮力等于它所排开液体的重力，故C不符合题意； D．亚里士多德认为要维持物体的运动，就必须给它施加一定的力，故D不符合题意。 故选A。 9．在水平桌面上完全相同的两个烧杯中，装有相同深度的甲、乙两种液体，把体积相同的A和B两个实心小球分别一起放入甲、乙两种液体中，小球静止时的情况如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．小球A比小球B的质量大 B．在甲液体中，小球A比小球B受到的浮力大 C．小球B在甲液体中比在乙液体中所受的浮力大 D．小球放入后，装甲液体的烧杯比装乙液体的烧杯对桌面的压力小 【答案】C 【详解】A．A漂浮，其所受的浮力等于自身的重力，即 B下沉，即 据可知，由于A排开水的体积小于B排开水的体积，所以A所受的浮力小于B的浮力，故A的重力小于B的重力，故小球A比小球B的质量小，故A错误； B．据可知，由于A排开水的体积小于B排开水的体积，所以A所受的浮力小于B的浮力，故B错误； C．据A在甲中漂浮，即A的密度小于甲的密度；在乙中下沉，A的密度大于乙的密度，故甲的密度大于乙的密度；对于B来说，在甲、乙液体中都是浸没的，故据 可知，V排是相同的，甲的密度大于乙的密度，所以小球B在甲液体中比在乙液体中所受的浮力大，故C正确； D．A、B、容器的重力相同，甲、乙的体积相同，甲的密度大于乙的密度，所以甲的重力大于乙的重力，因此装甲液体的烧杯对桌面的压力大于装乙液体的烧杯对桌面的压力，故D错误。 故选C。 10．宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛，展现了我国古人的智慧。图为打捞过程示意图，先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起，再把船上的泥沙铲走，铁牛就被拉起，然后把船划到岸边，解开绳索卸下铁牛，就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力为、、，下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由图可知，船在图中甲、乙、丙排开水的体积，根据阿基米德原理可知船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力。 故选B。 11．三峡大坝船闸利用连通器原理让轮船平稳通行，图中船处于平衡状态，则（　　）    A．甲图中阀门H打开后，两边液面高度保持不变 B．甲图中M、N点处的液体压强相等 C．甲、乙图中M点处的液体压强不等 D．船在甲、乙图中排开液体的质量不等 【答案】C 【详解】A．图中，阀门H打开，闸室和上游水道构成连通器，水从上游流向闸室，直至相平，故A错误； B．甲图中M、N点处的深度不同，由公式p=ρ液gh可知M、N点处的液体压强不相等，故B错误； C．甲、乙图中M点的深度不同，由公式p=ρ液gh可知所受液体压强不同，故C正确； D．船在甲、乙图中都处于漂浮状态，受到的浮力相等，根据 F浮=G排=m排g 可知：船排开液体的质量相同，故D错误。 故选C。 12．如图为奥运会期间，14岁的全红婵跳水的情景，她为我们呈现了令人叹为观止的“水花消失术”，夺得跳水女子单人10米跳台项目的金牌，关于跳水运动下列说法正确的是（    ）    A．逐渐落入水中的过程中，所受到的浮力变大 B．逐渐落入水中的过程中，头部受到水的压强不变 C．浸没在水中后潜入越深，排开水的重力越大 D．浸没在水中后潜入越深，所受到的浮力越大 【答案】A 【详解】A．逐渐落入水中的过程中，排开水的体积越来越大，根据F浮=ρ液V排g可知，所受到的浮力变大，故A正确； B．逐渐落入水中的过程中，头部所处深度越来越深，根据p=ρgh可知，头部受到水的压强变大，故B错误； CD．浸没在水中后排开水的体积不变，根据F浮=ρ液V排g可知，所受浮力不变，根据阿基米德原理可知排开水的重力也不变，故CD错误。 故选A。 13．如图所示，将两个体积相同的a、b两物体分别放入盛有相同液体的相同烧杯中，物体静止时两容器中液面相平。以下说法正确的是（　　） A．b物体排开液体的质量较大 B．a、b两物体在液体中所受浮力相同 C．两木块下表面所受液体的压强相同 D．甲烧杯底部所受液体的压强较大 【答案】A 【详解】A．由图得，b物体排开液体的体积大，由得，b物体排开液体的质量较大，故A正确； B．b物体排开液体的体积较大，由得，b物体在液体中所受浮力较大，故B错误； C．两木块均漂浮在液体表面上，则物体下表面所受压力等于浮力大小，则b物体下表面受到的压力较大，ab的底面积相同，由得，b物体下表面所受液体的压强较大，故C错误； D．两液体的深度相同，由得，甲乙烧杯底部所受液体的压强相同，故D错误。 故选A。 14．底面积为的圆柱形容器内盛有适量的水，现有一质量，密度底面积为的圆柱体A，一开始下表面恰好贴着水面，如图所示。若用细线拉着A相对于容器底下降圆柱体未触底，水没有溢出，则下列说法正确的是（　　）    A．物块的高为12cm B．下降5cm后，细线对A的拉力为9N C．下降过程中，液体对容器底部的压强一直变大 D．下降5cm后，液体对容器底部增加的压力为 【答案】B 【详解】A．根据密度公式得圆柱体A的体积为 则圆柱体A的高为 故A错误； B．下降5cm后，即圆柱体A浸入水中的体积为 此时圆柱体A排开水的体积等于其浸没水的体积，即 则使水面升高的高度为 因 所以，此时，圆柱体A浸没水中，则此时圆柱体A排开水的体积，等于其自身体积，即 根据阿基米德原理可得，圆柱体A受到的浮力为 则细线对A的拉力为 故B正确； C．刚开始，液体的深度随着圆柱体A的浸入，液体的深度变大，根据知，液体对容器底部的压强变大；当圆柱体A浸没以后，圆柱体A继续浸入液体的深度不变，根据知，液体对容器底部的压强不变，故C错误； D．下降5cm后，液体对容器底部增加的压力等于液体对容器底部增加的压力等于圆柱体A浸没水中受到的浮力，即 故D错误。 故选B。 15．近年来我省苹果已是全球知名品牌，产量品质都得到肯定。其中密度是衡量苹果品质的一个重要因素。小雨用天平、溢水杯测量自家果园刚刚采摘苹果的密度：他用天平测出一个苹果的质量是102g，测得装满水的溢水杯的总质量是360g，将苹果放入溢水杯中，苹果漂浮在水面上，借助牙签向下摁使苹果浸没后在溢水杯中，当溢水杯停止排水后再取出苹果，接着测得溢水杯的总质量是240g。则对此分析正确的是（　　） A．苹果漂浮在水面上时浮力大于重力 B．苹果浸没后继续向下摁苹果的过程中，随着深度的增加苹果所受浮力一直增大 C．实验测得苹果的密度为0.85 g/cm3 D．实验测得苹果的密度偏大 【答案】C 【详解】A．苹果漂浮在水面上时处于平衡状态，此时苹果在竖直方向上受竖直向上的浮力和竖直向下的重力，由二力平衡可知此时浮力和重力大小相等，故A错误； B．由F浮=ρ液gV排可知，当苹果浸没后排开的液体的体积等于苹果的体积，当继续向下摁苹果时虽然深度增大但V排不发生变化，所受浮力不变，故B错误； C．装满水的溢水杯的总质量是360g，取出苹果后测得溢水杯的总质量是240g，减少的120g的水的体积等于苹果的体积，减小的水的质量m水=120g，可知水或苹果的体积      苹果的密度为      故C正确； D．由于是借助牙签向下摁使苹果浸没在水中，测得的体积V比实际值偏大，由可知，此时测得的密度偏小，故D错误。 故选C。 二、多选题 16．2020年11月19日，由我国自主研制的“奋斗者”号（图所示）载人潜水器成功坐底马里亚纳海沟，下潜深度达到10909m。“奋斗者”号浸没在水中下潜的过程中，受到的压强和浮力变化情况是（　　） A．压强不变 B．压强变大 C．浮力不变 D．浮力变大 【答案】BC 【详解】当潜水器浸没在水中下潜的过程中，排开液体的体积不变，由阿基米德原理可知潜水器受到的浮力大小不变。在同种液体中，压强随着液体深度的变大而变大。故AD不符合题意，BC符合题意。 故选BC。 17．下列关于浮力大小的说法，正确的是（，）（　　） A．质量相同的两个实心铜块甲、乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，甲受到的浮力大 B．质量相同的实心铜块和铝块，都浸没在煤油中，铜块受到的浮力大 C．质量相同的实心铜块和铝块，铜块浸没在煤油中，铝块浸没在水中，铝块受到的浮力大 D．体积相同的两个铜块甲、乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，乙受到的浮力大 【答案】AC 【详解】质量相等的两个实心铜块甲、乙，根据密度计算公式可知，甲、乙的体积相同；甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，由于，根据阿基米德原理可知，甲受到的浮力大，故A正确。质量相等的实心铝块和铜块，由于，根据密度计算公式可知，铝块体积大，都浸没在煤油中，则铝块排开煤油的体积大，根据阿基米德原理可知，铝块受到的浮力大，故B错误。质量相同的实心铝块和铜块，由于，根据密度计算公式可知铝块体积大；铜块浸没在煤油中，铝块浸没在水中，铝块排开水的体积大，铝块所浸入的液体的密度大，根据阿基米德原理可知，铝块受到的浮力大，故C正确。体积相同的两个铜块甲、乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，根据阿基米德原理可知，甲受到的浮力大，故D错误。 18．浸没在湖水中的物体，随着浸没深度的增加，下列说法中正确的是（　　） A．物体受到的压强增大 B．物体上、下表面受到的压力增大 C．物体上、下表面受到的压力差增大 D．物体受到的浮力变大 【答案】AB 【详解】AB．物体在湖水中所处的深度h增加，根据知物体受到湖水的压强增大，由可知，压力也增大，故AB正确； CD．根据阿基米德原理知浸没在湖水中的物体，随着浸没深度的增加，ρ液、V排都不变，所以物体受到的浮力不变，物体上、下表面受到的压力差指的就是浮力，所以压力差也不变，故CD错误。 故选AB。 19．某同学用实验验证阿基米德原理，其正确操作过程如图甲、乙、丙所示，图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。下列说法正确的是（　　） A．物块受到的浮力F浮＝F1-F2 B．F2＜F1表明物块受到的重力减小了 C．物块排开的液体受到的重力G排液＝F4-F3 D．通过比较F2与F4的大小是否相等来验证阿基米德原理 【答案】AC 【详解】A．由图中实验甲，物体重力是F1，物体放入水后弹簧测力计显示物体的重力是F2，所以由称重法可知，物体受到的浮力为 F浮＝F1-F2 故A正确； B．物体的重力是不变的，示数变化是因为受到了浮力，故B错误； C．根据阿基米德可知，物块排开的液体受到的重力为 G排液＝F4-F3 故C正确； D．若F3-F2＝F4-F3，则表明物体受到的浮力等于其排开的液体的重力，说明本次实验结果符合阿基米德原理，故D错误。 故选AC。 20．如图甲所示，长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动，上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像，取g＝10N/kg。根据图像信息，下列判断正确的是（　　） A．该金属块重力的大小为34N B．浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20N C．在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大 D．该金属块的密度是2.7×103kg/m3 【答案】BD 【详解】A．由图乙可知，该金属块的重力为 G＝54N 故A错误； B．由图乙可知，金属块浸没时所受绳子拉力为F＝34N，根据称重法可知，浸没在水中的金属块受到的浮力大小为 F浮＝G－F＝54N－34N＝20N 故B正确； C．由图可知，在t1至t2时间段，绳子拉力F增大，根据 F浮＝G－F 可知，金属块在水中受到的浮力逐渐减小，故C错误； D．金属块的质量为 浸没在水中时，金属块的体积等于排开水的体积，即 所以金属块的密度为 故D正确。 故选BD。 三、实验题 21．小明用弹簧测力计、正方体物块、两个相同的圆柱形容器等，对浸在液体中的物体所受浮力进行了探究，其装置和弹簧测力计示数如图所示。（g取10N/kg） （1）分析甲、乙、丙图的实验，说明浮力的大小与 有关；比较甲、丁、戊图的实验，说明浮力的大小与 有关； （2）为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关，可比较甲、 和丁三图的实验，并得出当物体完全浸没于液体中，浮力大小与物体浸入液体的深度 ；当物块浸没在水中时，受到的浮力是 N； （3）根据实验可知，物块的密度是 kg/m3。 【答案】 物体排开液体的体积 液体的密度 丙 无关 4 1.25×103 【详解】（1）[1]根据图可知，甲、乙、丙中物体排开水的体积改变，说明在液体的密度相同时，浮力大小与物体排开液体的体积有关。 [2]根据图片甲、丁、戊可知，实验中液体的密度不同，说明在物体排开水的体积相同时，浮力大小与液体密度有关。 （2）[3]探究浮力大小与物体浸没在水中深度的关系时，必须控制液体密度和排开液体体积相同，只改变深度，故选实验甲、丙、丁。 [4]虽然深度不断增大，但是弹簧测力计的示数不变，即物体受到的浮力不变，因此浮力大小与物体浸入深度无关。 [5]根据甲丙两图可知，物体受到的浮力 F浮=G-F拉=5N-1N=4N （3）[6]物体的体积 物体的密度 22．小熊和同学用小石块、水、弹簧测力计等做“验证阿基米德原理”实验，实验的步骤如图所示。 （1）实验目的：验证阿基米德原理，即浸在液体里的物体受到的 跟被它排开液体 的关系。 （2）小熊在分析数据时发现实验步骤有遗漏，遗漏的步骤为：用弹簧测力计测出空桶的重力；若将遗漏的步骤标注为d，则最合理的实验步骤依次为 （用实验步骤对应的字母表示）。 （3）实验步骤a、b、c、d中，弹簧测力计示数依次为、、、。若这些数字之间的关系满足 （用式子表示），则可证明阿基米德原理的正确性。 （4） 用此实验装置（选填“能”或“不能”）测出小石块的密度；如果可以，则小石块的密度表达式为： 。 【答案】 浮力 重力 d、a、b、 能 【详解】（1）[1][2]阿基米德原理的内容：浸在液体中物体受到的浮力，大小等于被它排开的液体受到的重力，所以实验目的为：验证浸在液体里的物体受到的浮力跟被它排开液体重力的关系。 （2）[3]实验时，先测出空桶的重力，然后测出物体的重力，再物体浸没在溢水杯中，读出弹簧测力计的示数，根据 得出受到的浮力，最后测出小桶和水的总重力，因此合理的实验步骤是：d、a、b、c。 （3）[4]由实验过程可知，物体浸没液体中受到的浮力 物体排开液体的重力 如果满足 可以证明：浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。 （4）[5][6]能用此实验装置测出小石块的密度。石块受到的浮力 根据阿基米德原理 求石块体积 石块的密度 23．小明用弹簧测力计、烧杯、金属块、水、盐水（ρ盐水>ρ水），进行了“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验，步骤如下：小明先用弹簧测力计测出金属块A的重力，然后将金属块慢慢浸入液体中不同深度，液体均未溢出，并将弹簧测力计的示数记录下来，如图所示。 （1）物体A在②步骤中，受到的浮力大小为 N； （2）分析步骤①②③，可得出结论：浮力的大小与 有关； （3）分析步骤 ，可得出结论：浮力的大小与液体密度有关； （4）物体A的体积为 m3，物体的密度为 kg/m3； （5）若先完成步骤③，再完成步骤①，则测得的浮力将 （选填“偏大”或“偏小”）； （6）分析步骤①④⑤，小明发现：物体A浸没在不同密度的液体中之后，测力计的读数不同，因此弹簧测力计示数的大小可间接反映液体密度的大小。当弹簧测力计的示数为3N时，物体A是浸没在密度为1g/cm3的水中，可将3N的刻度处对应标上1g/cm3；同理，在2.8N刻度线处标上盐水的密度值。若把物体A浸没在某种液体中时，弹簧测力计示数为3.1N，则在3.1N的刻度处对应标上此时浸入液体的密度为 g/cm3。 【答案】 0.4 排开液体的体积 ①③⑤ 1×10−4m3 4×103 偏大 0.9 【详解】（1）[1]由图①知，示数为4N，即G=4N； 由图②知，示数为F=3.6； 物体完全浸没在盐水中受到的浮力 （2）[2]分析①②③步骤图可知，物体排开水的体积不同 ，弹簧测力计的示数不同，说明浸在同一液体中的 物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关。 （3）[3]分析①③⑤图可知，物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，说明物 体排开相同体积的液体时，所受浮力大小跟被浸入液体密度有关。 （4）[4]物体浸没在水中时，受到的浮力是 根据阿基米德原理得， 物体的体积为 [5]物体的密度为 （5）[6]若先完成步骤③再完成步骤①，会由于物体沾有 水，导致所测重力偏大，由称重法可知，物体受到的浮力将偏大。 （6）[7]物体浸没在盐水中时，排开盐水的体积 由图1、5知，物体浸没在盐水中受到的浮力 根据阿基米德原理得 若把物体A浸没在某种液体中时，弹簧测力计示 数为3.1N，参考上述的计算步骤可知 则。 【素养提升】 四、科普阅读题 24．阅读短文，回答下列问题。 极目一号 2022年5月15日凌晨1点26分，中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4300米的科考营地顺利升空。凌晨4点40分，达到9032米，超过珠峰8848.86米的高度，创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。 据介绍，执行此次观测任务所使用的浮空艇，是我国自主研发的系留浮空器，长55米、高19米，浮空艇体积为9000立方米，总重量约2.625吨，地面锚泊车重90吨，通过地面锚泊设备系缆控制升空和驻空（如图甲）。浮空艇有两个气囊，一个是主气囊，里面充氦气（氦气密度比空气小很多），下边腹部还有一个小的副气囊，里面充空气，通过调节副气囊的空气垫就可以调节压力（如图乙）。 (1)浮空艇的整体外形呈现白色，因为在白天使用时，白色可以反射光线、减少 （选填“红外线”或“紫外线”）的吸收，使浮空艇内部气体升温不会过快； (2)因为大气压随海拔升高而 ，所以在升空过程浮空艇为了保持内外气压差处在安全范围，副气囊需要 （选填“排出”或“注入”）空气； (3)若浮空艇携带的科研器材质量175kg，囊内气体的总质量为4t，则未升空前，浮空艇的总重力为 N，浮空艇受到空气的浮力 （选填“大于”“小于”或“等于”）浮空艇的总重力； 海拔/m 4000 4300 4500 5000 6000 7000 8000 9000 大气压/kPa 57.6 55 53.4 50 43.2 36.7 30.9 26.8 空气密度/ 0.82 0.8 0.78 0.74 0.66 0.59 0.53 0.47 (4)气囊内的气压可以用公式近似表示，其中p表示气压，单位Pa，t表示气体温度，单位℃，V表示气体体积，单位m3，系数k随副气囊空气质量变化而变化的情况如图丙所示。假设气囊内气压均匀，且等于外界气压，温度恒为27℃，则浮空艇从7000m上升到9000m，气囊内空气质量变化约为 kg（不同海拔下大气压和空气密度见上表，g取10N/kg）。 【答案】(1)红外线 (2) 减小 排出 (3) 6.8×104 大于 (4)1100 【详解】（1）红外线能使物体升温，浮空艇的整体外形呈现白色，白色可以反射光线、减少红外线的吸收，使浮空艇内部气体升温不会过快。 （2）[1][2]因为大气压强随海拔升高而减小，所以在升空过程浮空艇为了保持内外气压差处在安全范围，副气囊需要排出空气。 （3）[1]未升空前，浮空艇的总重力为 [2]由短文内容可知，中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4300米的科考营地顺利升空。由表格数据可知，海拔4300米处空气的密度为，浮空艇受到空气的浮力为 因此浮空艇受到空气的浮力大于浮空艇的总重力。 （4）气囊内温度恒为27℃，由表中数据知，浮空艇在7000m时的气压 由可得 由图丙知，副气囊空气质量 当浮空艇在9000m时的气压 此时 由图丙可知，副气囊空气质量 所以浮空艇从7000m上升到9000m，气囊内空气质量变化约为 【能力培优】 五、计算题 25．用弹簧测力计挂着一个长方体金属块，沿竖直方向缓慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁容器中，直至完全浸没（水未溢出），如图甲所示。通过实验得出金属块下表面浸入水中的深度与其排开水的体积的关系，如图乙所示。已知金属块的质量为0.4kg，容器的底面积与金属块的底面积之比为，，取。求： （1）金属块所受的重力； （2）金属块的下表面浸入水中的深度为2cm时，弹簧测力计的示数； （3）金属块浸没后与金属块浸入之前比较，水对容器底部的压强增加了多少。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）金属块受到的重力为 （2）由乙图，当时，金属块排开水的体积 受到的浮力 弹簧测力计的示数为 （3）由图可知，当h为5cm之后，金属块排开水的体积不再改变，说明金属块已完全浸没，则金属块的体积为50cm3，金属块的底面积为 容器的底面积为 增加的压力等于水对金属块的浮力，则 水对容器底部增加的压强为 答：（1）金属块所受的重力为4N； （2）金属块的下表面浸入水中的深度为2cm时，弹簧测力计的示数为3.8N； （3）金属块浸没后与金属块浸入之前比较，水对容器底部的压强增加了。 26．如图甲所示，一个盛有水的圆柱形容器放在水平面上，现用细绳（足够长）系住一圆柱形金属块匀速落入水中，并用拉力传感器测出细绳的拉力大小，图乙是拉力传感器显示的F随时间变化的图像，从时刻开始到金属块刚好接触容器底部且水未溢出、若忽略水的阻力、绳重，取，，求： （1）金属块完全浸没时受到的浮力； （2）金属块的密度； （3）试分析说明乙图中的哪段是物体浸没时的F随时间变化的图像，并说明理由。 【答案】（1）5N；（2）2.8×103kg/m3；（3）见详解 【详解】解：（1）由图乙可知金属块的重力为14N，金属块浸没后细绳的拉力为9N，则金属块受到的浮力为 F浮=G-F拉=14N-9N=5N（2）由F浮=ρ水gV排可得浸没时金属块排开水的体积 因全部浸没，则金属块的体积 V金=V排=5×10-4m3由G=mg可得金属块的质量 金属块的密度 （3）金属块全部浸没，排开水的体积不再改变，受到的浮力不再改变，拉力F也就不变，由图象可知，第5s到第7s段拉力F不变，说明CD是物体浸没时的F随时间变化的图像。 答：（1）金属块完全浸没时受到的浮力为5N； （2）金属块的密度为； （3）见详解。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$