第9章 浮力【B卷 专项卷】（重难训练49题9大考点）-2024-2025学年八年级物理下册单元速记·巧练（沪粤版2024）

第九章 浮力 （B卷•专项卷） 一．浮力及其产生原因（共5小题） 二．浮力大小的计算（共7小题） 三、探究影响浮力大小的因素（共5小题） 四、探究阿基米德原理（共5小题） 五、阿基米德原理的应用（共7小题） 六、物体的浮沉（共5小题） 七、物体浮沉条件的应用（共5小题） 八、浮力的应用（共4小题） 九、浮力综合问题（5小题） 一．浮力及其产生原因（共5小题） 1．把橙子放入装有清水的杯子中，在橙子加速下沉的过程中拍摄获得一张照片，如图所示。请你尝试画出此时橙子所受的浮力和重力的示意图（O点为橙子重心）。 2．如图所示，试画出浸没在水中的小球所受浮力的示意图。 3．一个盛有盐水的容器放在斜面上，有一只鸡蛋悬浮在盐水中，如图所示，画出该鸡蛋所受浮力的示意图。 4．如图所示，a、b是能自由移动的物体，c、d是容器自身凸起的一部分，受到浮力的物体或部分有 。 5．为了研究浮力产生的原因，小明同学画出了如图所示的示意图。对于浸在液体中的长方体物体，其下表面受到液体向上的压力 （选填“小于”或“大于”）上表面受到液体向下的压力，这两个压力之间存在的 就是产生浮力的原因。浮力的大小与该物体所受重力的大小 （选填“有关”或“无关”）。 二．浮力大小的计算（共7小题） 6．小明和小华利用如图所示的实验器材探究物体的浮沉条件，他们探究活动的过程如下： (1)探究蜡块的上浮条件； ①测量蜡块所受的重力； 小明设计的方案：用弹簧测力计测出蜡块所受的重力； 小华设计的方案：用天平测出蜡块的质量，求出重力。 你支持 （选填“小明”或“小华”）的方案，理由是 ； ②测量蜡块受到的浮力。 小明在量筒中放入适量的水，把蜡块放入水中浮在水面时，测出蜡块排开水的体积，用阿基米德原理求出浮力。上述操作中存在的问题是 ； ③通过比较蜡块所受的重力和受到的浮力可知物体上浮的条件。 (2)探究石块下沉的条件。 ①测量石块所受的重力； 用弹簧测力计测出石块所受的重力； ②测量石块受到的浮力。 小明利用量筒测出石块浸没水中排开水的体积，用阿基米德原理求出浮力。小华依据另一种原理，采用不同的方法也测出了石块受到的浮力，其方法是 ； ③通过比较石块所受的重力和受到的浮力，可知物体下沉的条件。 7．在弹簧测力计下挂一个石块，下列情况中弹簧测力计的示数最小的是（　　） A．石块静止在空气中 B．石块浸没在水中 C．石块浸没在酒精中 D．石块浸没在盐水中 8．用弹簧测力计在空气中测得一个石块的重量为10N；把石块浸没到水中后，弹簧测力计的示数为7N。由此可知，石块在水中受到的浮力是 N。 9．如图所示，先用弹簧测力计测出物体的重力G=4N，将该物体浸没在水中静止时，弹簧测力计的示数F=3N。该物体浸没在水中时受到的有重力、浮力和 ，此时物体受到的浮力是 N。 10．一物体重为30N，当它浸没在水中时（图），弹簧测力计的示数为25N。求：（g取） (1)物体受到的浮力； (2)物体的体积； (3)物体的密度。 11．一物块浸没在液体中，受到液体对它向上、向下的压力分别为，则其受到浮力的大小为 N。 12．在课外小组活动中，小刚将挂在弹簧测力计下的形状不规则的石块分别浸没在水和盐水中，弹簧测力计的示数如图所示，石块在水中所受的浮力为 N，在盐水中受到的浮力为 N，该石块浸没在水中和浸没在盐水中的体积 （选填“相等”或“不相等”）．石块体积为 ，石块密度为 ，盐水密度为 ．（g取） 三、探究影响浮力大小的因素（共5小题） 13．一个石块重，把它挂在弹簧测力计下端，然后将其浸没在某种液体中，若此时弹簧测力计的示数为，则该石块受到的液体的浮力为 N。由此可知，此石块在液体中下沉时 （选填“受到”或“不受到”）浮力的作用，此石块排开的液体重为 N。 14．如图所示，小明将一挂在弹簧测力计下高为10cm的金属圆柱体匀速缓慢浸入水中（水足够深），在圆柱体接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F。实验数据见下表： 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 0 2 4 6 8 10 12 6.75 6.25 5.75 5.25 4.75 4.25 4.25 (1)分析表中的实验数据，可以得出物体重为 N。实验④中，物体受到的浮力为 N； (2)分析表中实验①～⑤的数据，说明 ； (3)分析表中实验⑥和实验⑦的数据，说明 ； (4)下列能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离关系的图像是（　　） A． B． C． D． 15．小明在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：弹簧测力计、实心圆柱体金属块、大烧杯若干、水、盐水、细线等。  （g取10N/kg） （1）小明进行了如图（a）所示的实验：按A步骤所示测出金属块重为 N； （2）用弹簧测力计挂着金属块缓慢地浸入液体中不同深度，步骤如图（a）B、C、D、E、F所示（液体均未溢出），并将其示数记录在下表中： 实验步骤 B C D E F 弹簧测力计示数/N 3.8 3.6 3.5 3.5 3.4 （3）在实验步骤D中金属块所受浮力是 N； （4）分析实验步骤A、B、C、D，可以说明浮力大小跟 有关：分析实验步骤 A、E、 （填字母），可以说明浮力大小跟排开液体的密度有关； （5）小明还想利用溢水杯、量筒、密度为ρ石的小石块（密度用 表示）以及常见生活材料，来测量盐水的密度和不吸水泡沫的密度，实验步骤如图（b）所示。 ①把泡沫块轻轻放入装满盐水的溢水杯中使其漂浮，盐水溢出且全部流入量筒中，读出量筒中盐水的体积为； ②用细线系住小石块将其轻放入溢水杯底，读出此时量筒中盐水的体积为； ③再将小石块轻放在泡沫块上方，使小石块和泡沫块共同漂浮在盐水表面，读出量筒中盐水的体积为； ④轻压小石块，使泡沫块恰好完全浸没盐水，读出量筒中盐水的体积为； 根据上述实验可知，泡沫密度ρ泡沫= （用字母ρ石表示）；进行第③步骤时石头放在泡沫上会带有盐水，则测得的盐水密度= （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 16．小明同学在探究“影响浮力大小的因素”时，依次做了如图甲所示的实验； (1)由图甲中的 可知，物体受到的浮力大小跟物体浸在水中的体积有关；由图甲中的A、C、D可知，浸没在水中的物体受到的浮力大小跟物体浸没在水中的深度 （选填“有关”或“无关”）； (2)根据图甲中的A、D、E三幅图的实验现象，请提出一个可探究的科学问题： ？ (3)实验所用物块的密度为 kg/m3； (4)小明还想探究浮力是否与物体所受的重力有关，请你帮他简述实验方案： ； 【拓展】小明受上面实验的启发，用家里的电子秤、玻璃杯、木块、水、牙签，进行了如下操作，实验过程如图乙所示； ①向烧杯内倒入适量水，放在已调零的电子秤上，如图乙A所示； ②将木块直接放入水中，电子秤示数如图乙B所示； ③用细针向下压木块，使其刚好浸没在水中，此时电子秤示数如图乙C所示； 利用上述实验可得木块的密度为 g/cm3。 17．在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，同学们提出如下猜想： 猜想1：浮力的大小可能与液体的密度有关。 猜想2：浮力的大小可能与物体的重力有关。 猜想3：浮力的大小可能与物体的形状有关。 猜想4：浮力的大小可能与排开液体的体积有关。 (1)如图1所示，用手把饮料罐按入水中，在饮料罐未完全浸入水中时，饮料罐浸入水中越深，手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想 ；（选填序号） (2)为了研究猜想1和猜想2，运用了体积相同的A、B、C三个圆柱体，测得B和C的重力分别为4.4N和5N。然后进行如图2所示的实验。 ①如图2，在序号a中圆柱体A的重力已测出，在序号b的实验中物体所受的浮力为 N； ②比较序号 三次实验，可得出初步结论：浮力大小与液体密度有关； ③进一步分析可知：液体的密度越大，物体浸没时所受的浮力越 ；（ρ浓盐水>ρ水>ρ酒精） ④比较序号b、c、d的三次实验，可得出结论：浮力的大小与物体的重力 关。 (3)为了研究猜想3，小明用两块相同的橡皮泥分别捏成小船和小球放入装有水的烧杯中，发现小船浮在水面上而小球沉入水底。由此小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关，你认为这结论 （选填“可靠”或“不可靠”）。 四、探究阿基米德原理（共5小题） 18．在“探究影响浮力大小的因素”的实验中，小明利用老师提供的弹簧测力计、圆柱体、两杯分别装有水和某种液体的烧杯进行探究，其装置和弹簧测力计示数如图所示： (1)分析图（a）、（b）、（c），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有无关系，可选用图 的装置来进行操作； (3)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是 N，圆柱体浸没在某液体中受到的浮力是 N，说明这种液体的密度比水的密度 ； (4)综上所述，影响浮力大小的因素有 、 。 19．李佳和同学们利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材，做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验，进行了如图所示的操作（g取，）。 (1)由 两图得出物块所受浮力，再由另外两图得出物块排开液体所受重力，可初步得出结论：浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力； (2)实验时，若溢水杯中未装满水，则会导致测出的 （选填“偏大”或“偏小”）； (3)为了得到更普遍的结论，接下来的操作中合理的是（　　）（选填字母）； A．用原来的方案和器材多次测量求平均值 B．将物块换成小石块，用原来的方案再次进行实验 (4)小组同学经过交流、评估和反思后，得出实验步骤的最佳顺序是 。（填入“甲、乙、丙、丁”的合理顺序） (5)根据实验数据，还可以计算出物块的密度 。 20．小西和同学们利用弹簧测力计、石块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材，做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验，进行了如图所示的操作。 (1)为了减小误差，最合理的实验顺序是 ； (2)按照最合理的顺序进行实验，并收集数据。设甲、乙、丙、丁实验中弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3、F4，如果关系式 （用字母表达）成立，即可验证阿基米德原理； (3)如果图甲中的溢水杯装满水时，溢水杯对水平桌面的压强为p1，图乙中的溢水口不再有水溢出时，溢水杯对水平桌面的压强为p2，则p1 p2 （选填“>”“<”或“ = ”）； (4)步骤甲、丙、丁的测量操作均如图所示，但在步骤乙中，当小石块只有一部分浸入在水中时就直接进行读数，则本次操作 （选填“会”或“不会”）影响实验结论。 21．下列A、B、C、D四幅图是“探究浮力的大小与排开水所受重力关系”的过程情景。请根据图示完成下面的填空。 (1)实验中所用圆柱体的重力为 N；在情景图B中存在的错误是 ； (2)纠正错误后，继续实验，在情景C中圆柱体受到的浮力F浮= N；圆柱体排开的水所受的重力G排= N； (3)实验结果表明：浸在水中的物体受到的浮力 物体排开水所受到的重力； (4)为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中不合理的是___________； A．用原来的方案和器材多次测量取平均值 B．用原来的方案将水换成酒精进行实验 C．用原来的方案将圆柱体换成体积与其不同的铁块进行实验 【拓展设问】 (5)有同学设计如图E所示的方案来探究，该方案具有的优点是___________。 A．实验前溢水杯可以不盛满水 B．实验器材生活化，实验中弹簧测力计示数稳定 C．一次实验就能找出普遍规律 22．某同学在探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”时，做了如图所示的实验。根据要求完成下列探究过程： (1)石块的重力G= N。 (2)石块浸入水中后弹簧测力计的示数F= N，由此可得，石块所受浮力F浮= N。 (3)石块排开的水所受到的重力G排= N。 (4)通过比较F浮和G排的大小，可以发现：F浮 G排。 (5)由上述实验可得：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 ，这就是著名的 原理，用公式表示为 。 (6)你认为最合理的实验顺序是 。 五、阿基米德原理的应用（共7小题） 23．探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系 （1）实验过程 （2）实验分析：物体受到的浮力F浮＝ ，排开液体所受的重力G排＝ ，比较两者的大小，得出结论。 （3）实验结论：浸在液体中的物体，受到的浮力的大小与它排开液体所受重力的大小 。 （4）反思与交流：可将实验顺序改进为 。先测空桶重力，再测小桶和液体的总重力，然后计算排开液体所受重力，避免因桶内残留有水而影响测量结果。 24．潜艇的壳体是用高强度的特种钢板制造的。某潜艇的最大下潜深度可达350m，总体积为，艇内两侧有水舱，潜艇截面如图所示。潜艇通过向水舱中注水或从水舱中向外排水来改变自重，从而实现下沉或上浮。（海水密度取，g取10N/kg） (1)水舱未注入海水时，潜艇总重为，此时漂浮在海面的潜艇排开海水的体积是多少立方米？ (2)为使潜艇完全潜入海水中，至少要向水舱中注入多少吨海水？ (3)潜艇的壳体为什么要用高强度的特种钢板制造？ 25．将质量为1.2kg、体积为的木块投入足够多的水中（木块被水浸没），此时木块受到的浮力为多大？木块受到的重力和浮力哪个大？木块最终会处于何处？ 26．在远洋轮船的船舷上，都漆着六条“吃水线”，又称“载重线”，如图所示。其中标有“WNA”的是北大西洋冬季载重线，位置靠下；标有“T”的是热带载重线，位置靠上。若有一艘远洋轮船在北半球处于冬季时从北大西洋驶向印度洋（热带海洋），则轮船受到的浮力情况以及北大西洋的海水密度与印度洋的海水密度之间的关系是（　　） A．浮力增大， B．浮力减小， C．浮力不变， D．浮力不变， 27．人工涂抹油漆难精准且气味难闻，于是某团队设计了“智能浸泡上漆器”，如图所示，上漆器由柱形硬质浮杆、力传感器、工作台、挡板等组成。浮杆的质量为0.3kg，底面积为，力传感器固定且与浮杆接触但无压力，工作台固定在上漆器底部，其上表面面积为0.5m2，高为0.2m。将待上漆的质量分布均匀的柱体A放在工作台中央，将挡板固定在1m高处，开始注漆，当浮杆对力传感器的压力为15N时停止注漆，完成对柱体A的上漆。已知柱体A的质量为600kg，底面积为1m2，高为0.8m，油漆密度为，g取10N/kg。求： (1)当漆面上升至0.1m时，油漆对上漆器底部的压强； (2)当漆面上升至0.4m时，柱体A对工作台的压强； (3)停止注漆时，柱体A被上漆的高度。 28．如图是小明利用容积为，质量为厚度不计的硬质饮料瓶做成的潜水艇模型，配重螺母质量为，体积不计；其余部件质量与体积均不计，取。求： (1)当饮料瓶内不装水时，模型受到的重力； (2)模型悬浮在水中时，饮料瓶中水的质量； (3)排尽瓶中水静止后，模型排开水的体积。 29．三个相同容器内分别盛满不同的液体，现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中，小球静止后的状态如图所示，以下判断正确的是（　　） A．液体的密度关系是 B．液体对容器底部的压强关系是 C．容器对桌面的压强关系是 D．小球受到的浮力大小关系是 六、物体的浮沉（共5小题） 30．下图是我国自主研发的某型号驱逐舰，其部分设计参数如下表所示。（海水密度为1.05g/cm3，g取10N/kg） 标准排水量 5800t 满载排水量 7000t 长 165m 宽 19m 满载吃水深度 6.5m (1)求满载时舰底受到海水的压强； (2)求满载时舰受到的浮力； (3)求满载时舰和所载货物的总重力； (4)满载时舰排开海水的体积约为多少立方米?（结果保留一位小数） 31．将重为4N，体积为6×10-4m3的物体投入一个装有适量水的烧杯中，溢出200g水。当物体静止时，下列判断正确的是（　　） A．物体漂浮，F浮=2N B．物体悬浮，F浮=6N C．物体漂浮，F浮=4N D．物体沉在水底，F浮=2N 32．小明同学想知道中国潜艇在南海中执行任务时是如何实现浮沉的，他自制了一个浮沉子，模拟潜艇浮沉。如图甲所示，将小药瓶打孔，瓶内放一小段铁丝，灌上水盖紧；在广口瓶中注入水，一只手拿瓶，另一只手用带有弯钩的滴管向小药瓶内一点点注入空气，并反复实验，观察小药瓶下沉的情况，直到小药瓶上方的空气量恰能使小药瓶在水中缓慢上浮，用橡皮膜密封广口瓶的瓶口，用手压橡皮膜，小药瓶自动下沉，便算成功。 (1)用手压橡皮膜，膜和瓶内空气之间的压强增大，小药瓶内 （选填“充水”或“排水”），浮沉子所受浮力 （选填“大于”“小于”或“等于”）所受重力，浮沉子下沉。 (2)拿开手，橡皮膜恢复原状，膜和瓶内空气之间的压强减小，小药瓶内 （选填“充水”或“排水”），浮沉子所受浮力 （选填“大于”“小于”或“等于”）所受重力，浮沉子上浮。 (3)轻压橡皮膜到一定程度，浮沉子悬浮于水中，此时浮沉子所受浮力 （选填“大于”“小于”或“等于”）浮沉子下沉时所受的浮力。 (4)做完实验，小明将图乙潜艇模型与实验所用的浮沉子进行比较，发现潜艇与浮沉子都是靠改变 来实现浮沉的。 33．如图甲所示，一个厚度可忽略不计、底面积为100cm2的圆柱形空杯子，通过一根轻质细杆固定并悬挂于一足够高的圆柱形容器中，容器底面积为200cm2。现通过容器边缘往容器中缓慢注水，细杆对杯子的作用力F与注水质量m的关系如图乙所示。求： (1)杯子的质量； (2)杯子的高度； (3)当细杆的作用力为5N时,取走细杆，待液面重新稳定后,水对容器底部的压强。 34．登上如图所示的“水韵琅琊”游船，听“王羲之”穿越古今的告白，观酷炫的灯光秀表演。 ①游客陆续登船的过程中，游船受到的浮力 ，船底受到水的压强 （均选填“增大”“减小”或“不变”）；②夜风吹来，游客感到阵阵凉意是因为 ；游客感觉电视塔“迎面而来”是以 为参照物的； ④游览结束后，关闭发动机的游船仍能向前运动，是因为游船 。 七、物体浮沉条件的应用（共5小题） 35．如图所示，放置在水平桌面上的甲、乙两个相同薄壁圆柱形容器，高度为，底面积为，甲容器内装有水，将圆柱形实心物体浸没在水底。物体高度为，底面积为，密度为；乙容器内装有质量为m，密度为的某种液体。忽略物体吸附液体等次要因素，，。 (1)求物体浸没在水底时所受浮力的大小； (2)将物体从甲容器底部竖直缓慢提升，直到物体上表面高出水面5cm时停止，求此时物体下表面受到的水的压强； (3)提着轻绳将物体从甲容器取出后，再缓慢放入乙容器内，为保证液体不会溢出，求乙容器内液体质量m的最大值（用、、、、、表示）。 36．物理源于生活，同学们利用塑料瓶进行了如下实验。 (1)如图甲所示的实验：①瓶中有少量水，盖紧瓶盖；②用力扭转瓶身；③松动瓶盖，瓶盖冲出。瓶内出现的白雾是水蒸气遇冷 （填物态变化的名称）形成的，此实验说明了物体 ，内能减小； (2)如图乙所示，取一塑料瓶，用一小玻璃瓶制作成“浮沉子”。拧紧塑料瓶的瓶盖，当用力挤压塑料瓶时，“浮沉子”会下沉，“浮沉子”的重力 （大于/小于/等于）“浮沉子”所受浮力； (3)如图丙所示，某兴趣小组自制了一个简易气压计，若拿着此装置从山脚走到山顶，则液柱的高度会 。 37．潜艇要潜入水下航行时，必须 自重。悬浮在空中的气球要下降，必须减小气球的 ，从而减小 。 38．氢气球在空气中会上浮，是因为它受到 的作用，该力的方向为 。热气球在空气中也会下落，下落时它 （选填“受”或“不受”）浮力。 39．有一种测定人体血液密度的方法是：在几支试管内分别装入密度不同的硫酸铜溶液，再向每支试管内分别滴入一滴血液。若血液在某一支试管内悬浮，则血液的密度就 （大于/小于/等于）该试管内硫酸铜溶液的密度。 八、浮力的应用（共4小题） 40．充满氦气的气象探测气球携带探空仪（体积不计）在空中测量，如图所示，某段时间气球在空中水平匀速运动，气球下方的缆绳松弛，此时气球受到的浮力 （选填“大于”“等于”或“小于”）重力。工作完毕后释放部分氦气，气球体积缩小，所受浮力随之变小，气球降落，此时气球排开空气的体积约为，则气球受到的浮力为 N。（，取10N/kg） 41．将吸管的一端封口并缠绕细铜丝制作了一个简易密度计。将该密度计分别放入盛有水和盐水的甲、乙两容器中，静止时如图所示，此时液面相平。下列有关说法正确的是（　　） A．甲容器中的液体是盐水 B．密度计在水中排开液体的重力较小 C．密度计在两液体中所受的浮力相等 D．两液体对甲、乙容器底的压强相等 42．某同学制作了如图所示的潜艇模型，在推拉注射器活塞过程中，下列说法正确的是（　　） A．潜艇没有浮出水面时所受的重力不变 B．潜艇没有浮出水面时所受的浮力不变 C．向外拉注射器活塞，可实现潜艇上浮 D．向内推注射器活塞，可实现潜艇下沉 43．玻璃密度计是测量 的工具，它是根据漂浮在液面上的物体所受的浮力等于重力的原理制造与工作的。如图所示，玻璃密度计的刻度是下 （大/小，下同）上 ，实际标注的刻度是纯水密度的倍数。玻璃密度计通常有两种：一种用于测密度比纯水大的液体，叫重表；另一种用于测密度比纯水小的液体，叫轻表。图所示的密度计是 表，其所测液体的密度为 。 九、浮力综合问题（5小题） 44．“漏刻”是古代一种滴水计时的工具。如图甲是受水型浮箭漏，当水从播水壶滴入受水壶后，受水壶内由标尺与浮块组成的浮箭上升，此时通过指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取时间。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103 kg/m3） (1)当受水壶中水柱高度由1cm上升到2cm时，壶底所受压强变 ； (2)圆筒形受水壶内部底面积为800cm2，长方体浮块的底面积为400cm2、高3cm。滴水后，当浮箭刚浮起时，受水壶内水面的高度为2cm，此时浮箭受到的浮力为 N； (3)受水壶内无水时，指针对应标尺的位置标记为“←开始滴水”，图乙中标尺上每一格的长度均为1cm，播水壶1min滴水的质量为80g，则4刻钟（每一刻钟为15分钟）后，指针指在“开始滴水”标记处往下数第 格。 45． (1)2025年2月27日，小米汽车XiaomiSU7ultra正式上市，如上中图所示的小米汽车的整备质量做到了2.2吨，最长续航超过800km，这两个数值均是如今的顶尖水准。该车的重力是 N；若车轮与地面的总接触面积为0.05m2，则它空载时对水平地面的压强是 Pa； (2)我国高铁技术处于世界领先地位，高铁线路总长度居世界第一、如图甲所示为高铁车厢内的破窗锤，金属端制成锥形是为了需要破窗时增大 ；如图乙所示站台处设有黄色警戒区域，当列车进站时，列车与警戒区域之间的空气流速变大，压强变 ，会产生一个 （选填“朝向”或“远离”）列车的压力，所以乘客在候车时不得跨过警戒区域，以免发生危险； (3)如图甲所示，体积可忽略不计的轻质硬杆B一端固定在容器底，一端与不吸水的实心正方体A固定。现缓慢向容器中加水，当水深为15cm时正方体A刚好浸没，杆B受到正方体A的作用力F随注水深度变化的图像如图乙所示。则杆B的长度为 cm，当F大小为0时，容器底部受到水的压强为 Pa。 46．如图所示，薄壁烧杯内装质量800g的水，烧杯的底面积是，将一个质量是200g、体积是的实心长方体A用细线吊着，然后将其体积的三分之一浸入烧杯内的水中。（杯内的水在实验过程中始终没有溢出。，）求： (1)长方体A受到的浮力； (2)细线对长方体A的拉力； (3)若剪断细线，待A静止后，水对烧杯底的压强变化量。 47．如图所示，实心均匀柱体A和薄壁圆柱形容器B置于水平桌面上。柱体A的底面积为，柱体A有三分之一露在桌子外面。容器B的底面积为，容器足够高，容器中水深，已知容器B对桌面的压强为2500Pa，。求： (1)水对容器B底部的压强； (2)容器B的质量； (3)现沿竖直方向截取柱体A露出桌面的部分，并将其浸没在容器的水中，此时柱体A对桌面的压强等于水对容器底部压强增加量的8倍，求柱体A的密度。 48．（多选题）盛有水的圆柱形容器置于水平桌面上，如图甲所示，容器对桌面的压强为p1；用细线拴一金属球，将金属球浸没在液体中，如图乙所示，容器对桌面的压强为；将细线剪断金属球沉到容器底部，如图丙所示，容器对桌面的压强为。已知容器的底面积为S，液体的密度为p液，则下列判断正确的是（　　） A．金属球的重力为 B．金属球在液体中所受浮力为 C．金属球的体积 D．金属球的密度 49．如图，水平桌面上放置底面积为300cm2的薄壁圆柱形容器，容器侧壁靠近底部的位置有一个由阀门K控制的出水口，边长为10cm的正方体A用不可伸长的轻质细线悬挂放入水中静止，此时有的体积露出水面，细线受到的拉力为12N，容器中水深为18cm。细线能承受的最大拉力为15N，物体A不吸水。求： (1)物体有的体积露出水面时受到的浮力； (2)在（1）问中物体A的底部所受水的压强； (3)打开阀门K使水缓慢流出，求细线刚好断裂时，放出水的体积。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第九章 浮力 （B卷•专项卷） 一．浮力及其产生原因（共5小题） 二．浮力大小的计算（共7小题） 三、探究影响浮力大小的因素（共5小题） 四、探究阿基米德原理（共5小题） 五、阿基米德原理的应用（共7小题） 六、物体的浮沉（共5小题） 七、物体浮沉条件的应用（共5小题） 八、浮力的应用（共4小题） 九、浮力综合问题（5小题） 一．浮力及其产生原因（共5小题） 1．把橙子放入装有清水的杯子中，在橙子加速下沉的过程中拍摄获得一张照片，如图所示。请你尝试画出此时橙子所受的浮力和重力的示意图（O点为橙子重心）。 【答案】 【解析】由题意可知，橙子加速下沉，则该橙子在水中受到的浮力小于其自身重力，过橙子重心沿竖直向下方向作带箭头的有向线段，符号记为G，即橙子受到的重力；过橙子重心沿竖直向上方向作带箭头的有向线段，符号记为F浮，即橙子受到的浮力，作图如下图所示： 2．如图所示，试画出浸没在水中的小球所受浮力的示意图。 【答案】 【解析】物体所受浮力的方向是竖直向上的，从小球重心（球心）开始竖直向上画一条带箭头的线段表示出浮力，并标出F浮，如图所示： 3．一个盛有盐水的容器放在斜面上，有一只鸡蛋悬浮在盐水中，如图所示，画出该鸡蛋所受浮力的示意图。 【答案】 【解析】浮力的作用点在物体的重心上，方向竖直向上，过重心竖直向上画一条带有箭头的线段，在箭头的旁边标明浮力的符号，如下图所示： 4．如图所示，a、b是能自由移动的物体，c、d是容器自身凸起的一部分，受到浮力的物体或部分有 。 【答案】a，b，d 【解析】由图可知，水对a物体上下表面产生了压力差，故a物体一定受浮力的作用； b物体上表面没有受到水的压力，但下表面受到水的压力，因此水对b物体上下表面产生了压力差，故b物体也受浮力的作用； c物体上表面受到水的压力，但下表面没有受到水的压力，因此水对c物体没有产生向上的压力差，故c物体不受浮力的作用 由图可知，水对d物体上下表面产生了压力差，故d物体受浮力的作用，因此受到浮力的物体或部分有a，b，d。 5．为了研究浮力产生的原因，小明同学画出了如图所示的示意图。对于浸在液体中的长方体物体，其下表面受到液体向上的压力 （选填“小于”或“大于”）上表面受到液体向下的压力，这两个压力之间存在的 就是产生浮力的原因。浮力的大小与该物体所受重力的大小 （选填“有关”或“无关”）。 【答案】 大于 压力差 无关 【解析】[1][2]由液体压强的特点可知，物体下表面受到的液体压强较大，上表面受到的压强小，因为上、下表面的面积相等，根据可知，物体下表面受到的压力较大，上表面受到的压力较小，这两个压力的差值就是浮力产生的原因。 [3]浮力的大小与液体的密度和物体浸没在液体中的体积有关，与物体所受重力大小无关。 二．浮力大小的计算（共7小题） 6．小明和小华利用如图所示的实验器材探究物体的浮沉条件，他们探究活动的过程如下： (1)探究蜡块的上浮条件； ①测量蜡块所受的重力； 小明设计的方案：用弹簧测力计测出蜡块所受的重力； 小华设计的方案：用天平测出蜡块的质量，求出重力。 你支持 （选填“小明”或“小华”）的方案，理由是 ； ②测量蜡块受到的浮力。 小明在量筒中放入适量的水，把蜡块放入水中浮在水面时，测出蜡块排开水的体积，用阿基米德原理求出浮力。上述操作中存在的问题是 ； ③通过比较蜡块所受的重力和受到的浮力可知物体上浮的条件。 (2)探究石块下沉的条件。 ①测量石块所受的重力； 用弹簧测力计测出石块所受的重力； ②测量石块受到的浮力。 小明利用量筒测出石块浸没水中排开水的体积，用阿基米德原理求出浮力。小华依据另一种原理，采用不同的方法也测出了石块受到的浮力，其方法是 ； ③通过比较石块所受的重力和受到的浮力，可知物体下沉的条件。 【答案】(1) 小华 蜡块所受的重力小于弹簧测力计的分度值，无法直接精确测量 蜡块没有浸没在水中 (2)将石块浸没在水中时，读出弹簧测力计的示数，算出浮力的大小 【解析】（1）①[1][2]由图可知，弹簧测力计的1N之间有5小格，1小格为0.2N，即分度值为0.2N，蜡块的重力 蜡块的重力小于弹簧测力计的分度值，无法直接精确测量，所以，支持小华的方案。 ②[3]把蜡块放在水中浮在水面时，测出蜡块排开水的体积，这样用阿基米德原理求出的浮力不是蜡块浸没在水中受到的浮力。应该利用“助沉法”使蜡块浸没在水中，测出蜡块排开水的体积。 （2）利用称重法测量石块受到的浮力：将石块浸没在水中时读出弹簧测力计的示数F示，利用计算石块受到的浮力大小。 7．在弹簧测力计下挂一个石块，下列情况中弹簧测力计的示数最小的是（　　） A．石块静止在空气中 B．石块浸没在水中 C．石块浸没在酒精中 D．石块浸没在盐水中 【答案】D 【解析】石块在空气中时，测力计示数等于石块的重力；由于石块密度大于水、酒精、盐水的密度，故将石块放在水、酒精、盐水中，石块会浸没，即排开液体的体积等于石块的体积；由阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排 可知石块在盐水中所受的浮力最大，水中次之，酒精中最小；由称重法测浮力可知，测力计示数等于石块的重力减去所受浮力，故石块浸没在盐水中时测力计示数最小，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 8．用弹簧测力计在空气中测得一个石块的重量为10N；把石块浸没到水中后，弹簧测力计的示数为7N。由此可知，石块在水中受到的浮力是 N。 【答案】3 【解析】对浸没在水中静止的石块进行受力分析，得石块受到竖直向下的重力等于水对石块竖直向上的浮力加上竖直向上的拉力（弹簧测力计的示数），故石块受到的浮力 9．如图所示，先用弹簧测力计测出物体的重力G=4N，将该物体浸没在水中静止时，弹簧测力计的示数F=3N。该物体浸没在水中时受到的有重力、浮力和 ，此时物体受到的浮力是 N。 【答案】 细线的拉力 1 【解析】[1]物体浸没在水中时处于静止状态，受力平衡，受到竖直向下的重力，竖直向上的浮力以及细线对物体向上的拉力。 [2]此时物体受到的浮力为 10．一物体重为30N，当它浸没在水中时（图），弹簧测力计的示数为25N。求：（g取） (1)物体受到的浮力； (2)物体的体积； (3)物体的密度。 【答案】(1)5N；(2)；(3) 【解析】（1）物体受到的浮力F浮=G-F=30N-25N=5N （2）因为物体完全浸没，所以物体体积 （3）物体的密度 11．一物块浸没在液体中，受到液体对它向上、向下的压力分别为，则其受到浮力的大小为 N。 【答案】20 【解析】因为浮力的实质就是浸在液体中的物体受到的向上和向下的压力差，所以物体受到的浮力为 12．在课外小组活动中，小刚将挂在弹簧测力计下的形状不规则的石块分别浸没在水和盐水中，弹簧测力计的示数如图所示，石块在水中所受的浮力为 N，在盐水中受到的浮力为 N，该石块浸没在水中和浸没在盐水中的体积 （选填“相等”或“不相等”）．石块体积为 ，石块密度为 ，盐水密度为 ．（g取） 【答案】 1 1.1 相等 100 4 1.1 【解析】[1]由图可知，石块的重力为，石块在水中所受的浮力为。 [2]石块在盐水中受到的浮力为。 [3]该石块在水中和在盐水中都完全浸没，浸没的体积都等于石块的体积，所以体积相等。 [4]根据可得，石块的体积为。 [5]根据可得，石块的质量为，由可得，石块的密度为。 [6]根据可得，盐水的密度为。 三、探究影响浮力大小的因素（共5小题） 13．一个石块重，把它挂在弹簧测力计下端，然后将其浸没在某种液体中，若此时弹簧测力计的示数为，则该石块受到的液体的浮力为 N。由此可知，此石块在液体中下沉时 （选填“受到”或“不受到”）浮力的作用，此石块排开的液体重为 N。 【答案】 3 受到 3 【解析】[1][2]根据称重法测浮力得，石块受到液体的浮力 石块在液体中下沉时受到液体对其上下表面的压力差，所以受到浮力的作用。 [3]根据阿基米德原理，此石块排开的液体重力 14．如图所示，小明将一挂在弹簧测力计下高为10cm的金属圆柱体匀速缓慢浸入水中（水足够深），在圆柱体接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F。实验数据见下表： 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 0 2 4 6 8 10 12 6.75 6.25 5.75 5.25 4.75 4.25 4.25 (1)分析表中的实验数据，可以得出物体重为 N。实验④中，物体受到的浮力为 N； (2)分析表中实验①～⑤的数据，说明 ； (3)分析表中实验⑥和实验⑦的数据，说明 ； (4)下列能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离关系的图像是（　　） A． B． C． D． 【答案】(1)6.75 1.5；(2)见解析；(3)见解析；(4)B 【解析】（1）[1][2]由表格可可知，h为0时，拉力是6.75N，物体的重力和拉力是平衡力，大小相等，所以物体的重力G=6.75N，第4次实验时，物体所受浮力F浮=G-F拉=6.75N-5.25N=1.5N （2）分析表中实验①～⑤的数据，物体浸没前，可以发现液体密度相同，物体排开液体的体积增大，测力计示数在变小，则受到的浮力也在增大，故可以说明物体在浸没前所受浮力随着浸入深度的增大而增大。 （3）分析表中实验⑥和实验⑦的数据，h增大，但F不再改变，说明物体已完全浸没，因此可得：物体浸没在同种液体里，所受浮力的大小与浸没的深度无关。 （4）由表格中数据知，测力计的示数随深度的增加先变小，后不变，故B符合题意，ACD不符合题意， 故选B。 15．小明在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：弹簧测力计、实心圆柱体金属块、大烧杯若干、水、盐水、细线等。  （g取10N/kg） （1）小明进行了如图（a）所示的实验：按A步骤所示测出金属块重为 N； （2）用弹簧测力计挂着金属块缓慢地浸入液体中不同深度，步骤如图（a）B、C、D、E、F所示（液体均未溢出），并将其示数记录在下表中： 实验步骤 B C D E F 弹簧测力计示数/N 3.8 3.6 3.5 3.5 3.4 （3）在实验步骤D中金属块所受浮力是 N； （4）分析实验步骤A、B、C、D，可以说明浮力大小跟 有关：分析实验步骤 A、E、 （填字母），可以说明浮力大小跟排开液体的密度有关； （5）小明还想利用溢水杯、量筒、密度为ρ石的小石块（密度用 表示）以及常见生活材料，来测量盐水的密度和不吸水泡沫的密度，实验步骤如图（b）所示。 ①把泡沫块轻轻放入装满盐水的溢水杯中使其漂浮，盐水溢出且全部流入量筒中，读出量筒中盐水的体积为； ②用细线系住小石块将其轻放入溢水杯底，读出此时量筒中盐水的体积为； ③再将小石块轻放在泡沫块上方，使小石块和泡沫块共同漂浮在盐水表面，读出量筒中盐水的体积为； ④轻压小石块，使泡沫块恰好完全浸没盐水，读出量筒中盐水的体积为； 根据上述实验可知，泡沫密度ρ泡沫= （用字母ρ石表示）；进行第③步骤时石头放在泡沫上会带有盐水，则测得的盐水密度= （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】 4 0.5 排开液体的体积 F 不变 【解析】（1）[1]A步骤中弹簧测力计的分度值是0.1N，读数为4N。 （3）[2]根据称重法可得，金属块所受浮力是 （4）[3]实验步骤A、B、C、D，物体排开液体的体积逐渐变大，弹簧测力计的示数变小，物体受到的浮力逐渐变大，说明浮力大小跟排开液体的体积有关。 [4]探究物体受到的浮力与液体密度的关系，需要控制物体排开液体的体积相同，改变液体的密度，因此选择实验步骤 A、E、F。 （5）[5]①中泡沫块漂浮，则泡沫块重力为 由①②可知，石块的体积 则石块的重力为 ③中石块和泡沫块共同漂浮时，根据阿基米德可知石块受到的浮力为 又因为漂浮，浮力等于重力，即，则 解得盐水的密度为 则泡沫的质量为 泡沫的体积为，则泡沫的密度为 [6]进行第③步骤时石头放在泡沫上会带有盐水，虽然石头上会沾一些水，导致“溢水杯”中水的体积减小，但“沾水”的石头放在泡沫块上方时会多排开一些水，且“溢水杯”中水的体积减小量正好等于由于石头“沾水”而多排开水的体积，即V排不变，则盐水密度不变。 16．小明同学在探究“影响浮力大小的因素”时，依次做了如图甲所示的实验； (1)由图甲中的 可知，物体受到的浮力大小跟物体浸在水中的体积有关；由图甲中的A、C、D可知，浸没在水中的物体受到的浮力大小跟物体浸没在水中的深度 （选填“有关”或“无关”）； (2)根据图甲中的A、D、E三幅图的实验现象，请提出一个可探究的科学问题： ？ (3)实验所用物块的密度为 kg/m3； (4)小明还想探究浮力是否与物体所受的重力有关，请你帮他简述实验方案： ； 【拓展】小明受上面实验的启发，用家里的电子秤、玻璃杯、木块、水、牙签，进行了如下操作，实验过程如图乙所示； ①向烧杯内倒入适量水，放在已调零的电子秤上，如图乙A所示； ②将木块直接放入水中，电子秤示数如图乙B所示； ③用细针向下压木块，使其刚好浸没在水中，此时电子秤示数如图乙C所示； 利用上述实验可得木块的密度为 g/cm3。 【答案】(1) A、B、C 无关 (2)浮力的大小和液体的密度有关吗 (3)1.6×103 (4) 取两块体积相同的铁块和铝块，测出它们各自的重力，分别用弹簧测力计吊着浸没到水中，静止时读出测力计的示数，再计算浮力，通过比较得出结论 0.8 【解析】（1）[1]探究物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积关系时，应控制液体的密度相同，改变物体排开液体的体积，故应选择A、B、C三图。 [2]由图甲中的A、C、D三图可知，排开水的体积相同，深度不同，但浮力相同，说明浸没在水中的物体受到的浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。 （2）由图甲中的A、D、E可知，物体浸没在液体中的深度相同、排开液体的体积相同，物体受到的浮力不同，说明物体所受的浮力与液体的密度有关，故可探究的科学问题是浮力的大小和液体的密度有关吗？ （3）测力计分度值为0.1N，由图甲知，物块的重力为1.6N；根据称重法测浮力，由图甲中的A、C可知物块受到的浮力 由可得，物块的体积物块的重力为1.6N，根据得，物块的质量 物块的密度 （4）[1]探究浮力是否与物体所受的重力有关，应控制液体的密度与物体排开液体的体积相同，即将质量不同、体积相同的不同物体浸没在水中。 【拓展】[2]将烧杯、水、木块视为一个整体，木块的质木块全部浸入水中时，排开水的质量 木块排开水的体积 因木块浸没在水中，所以木块的体积 木块的密度 17．在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，同学们提出如下猜想： 猜想1：浮力的大小可能与液体的密度有关。 猜想2：浮力的大小可能与物体的重力有关。 猜想3：浮力的大小可能与物体的形状有关。 猜想4：浮力的大小可能与排开液体的体积有关。 (1)如图1所示，用手把饮料罐按入水中，在饮料罐未完全浸入水中时，饮料罐浸入水中越深，手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想 ；（选填序号） (2)为了研究猜想1和猜想2，运用了体积相同的A、B、C三个圆柱体，测得B和C的重力分别为4.4N和5N。然后进行如图2所示的实验。 ①如图2，在序号a中圆柱体A的重力已测出，在序号b的实验中物体所受的浮力为 N； ②比较序号 三次实验，可得出初步结论：浮力大小与液体密度有关； ③进一步分析可知：液体的密度越大，物体浸没时所受的浮力越 ；（ρ浓盐水>ρ水>ρ酒精） ④比较序号b、c、d的三次实验，可得出结论：浮力的大小与物体的重力 关。 (3)为了研究猜想3，小明用两块相同的橡皮泥分别捏成小船和小球放入装有水的烧杯中，发现小船浮在水面上而小球沉入水底。由此小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关，你认为这结论 （选填“可靠”或“不可靠”）。 【答案】(1)4；(2)1 b、e、f 大 无；(3)不可靠 【解析】（1）饮料罐未完全浸入水中时，其浸入水中越深，排开水的体积越大，所以浮力越大，所以手感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想4。 （2）[1]由图2中的a知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为4N，即圆柱体A的重力为4N。A浸没水中，测力计的示数为3N，据称重法知，此时A所受的浮力 [2]要探究浮力大小与液体密度的关系，应将同一物体浸没在不同液体的同一深度，所以比较序号b、e、f可达到实验目的。 [3]由b、e、f中测力计的示数知，A浸没在浓盐水中测力计的示数最小，在酒精中的示数最大，据称重法知，A在浓盐水中所受的浮力最大，在酒精中所受的浮力最小。而三种液体中，浓盐水的密度最大，酒精的密度最小，所以液体的密度越大，物体浸没时所受的浮力越大。 [4]由b和c实验知，B和C浸没在水中，所受的浮力分别为， A、B和C三者的重力不同，浸没在水中所受的浮力都为1N，可知浮力的大小与物体的重力无关。 （3）根据控制变量法知：要研究浮力大小与物体形状的关系，必须保证排开液体的体积和液体的密度不变，小明实验中改变了形状，但没有让二者全浸入水中，即没有控制排开水的体积相同，故小明的结论不可靠。 四、探究阿基米德原理（共5小题） 18．在“探究影响浮力大小的因素”的实验中，小明利用老师提供的弹簧测力计、圆柱体、两杯分别装有水和某种液体的烧杯进行探究，其装置和弹簧测力计示数如图所示： (1)分析图（a）、（b）、（c），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有无关系，可选用图 的装置来进行操作； (3)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是 N，圆柱体浸没在某液体中受到的浮力是 N，说明这种液体的密度比水的密度 ； (4)综上所述，影响浮力大小的因素有 、 。 【答案】(1)排开液体的体积；(2)（a）、（c）、（d）/（c）、（d）；(3)4 4.4 大；(4)物体排开液体的体积 液体密度 【解析】（1）据图中圆柱体浸入到液体中的体积和弹簧测力计示数的变化，圆柱体进入到液体中的体积越大，即排开液体的体积越大，弹簧测力计的拉力越小，根据F浮=G-F拉可知，圆柱体重力不变，受的浮力会越大，说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。 （2）比较图（a）、（c）、（d）或（c）、（d）两图可知，液体密度相同，圆柱体排开液体的体积相同，浸没的深度不同，而物体受的浮力相同，说明圆柱体浸没在同种液体中，所受浮力大小与圆柱体浸没在液体中的深度无关。 （3）[1][2]由图（a）可知，圆柱体没有浸入到水中前的拉力即为物体的重力，则物体的重力为G=5N 由图（c）可知，圆柱体完全浸没后，圆柱体受的浮力为F浮1=G-F拉水=5N-1N=4N 同理，图（e）中圆柱体受的浮力为F浮2=G-F拉液=5N-0.6N=4.4N [3]由于圆柱体体积不变，即V排不变，根据可知，当V排不变时，液体密度越大，物体受到的浮力越大，因 说明这种液体的密度比水的密度大。 （4）[1][2]由（1）可知，浮力的大小与物体排开液体的体积有关；由（3）可知，浮力的大小与液体的密度有关；故影响浮力大小的因素有：物体排开液体的体积、液体的密度。 19．李佳和同学们利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材，做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验，进行了如图所示的操作（g取，）。 (1)由 两图得出物块所受浮力，再由另外两图得出物块排开液体所受重力，可初步得出结论：浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力； (2)实验时，若溢水杯中未装满水，则会导致测出的 （选填“偏大”或“偏小”）； (3)为了得到更普遍的结论，接下来的操作中合理的是（　　）（选填字母）； A．用原来的方案和器材多次测量求平均值 B．将物块换成小石块，用原来的方案再次进行实验 (4)小组同学经过交流、评估和反思后，得出实验步骤的最佳顺序是 。（填入“甲、乙、丙、丁”的合理顺序） (5)根据实验数据，还可以计算出物块的密度 。 【答案】(1)甲、乙 (2)偏小 (3)B (4)丁、甲、乙、丙 (5) 【解析】（1）根据称重法可知需要测量的物理量：物体的重力、物体完全浸没后测力计的拉力，即甲、乙两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力 （2）若溢水杯的水没有装满，则会导致本实验测量的偏小，称重法测得的浮力不变，故会导致本实验测量的 （3）为了得到更普遍的结论，应换用不同液体和不同物体进行多次实验，而不是用原来的方案和器材多次测量取平均值，故选B。 （4）实验步骤：测出空的小桶所受的重力；用测力计测出某物体所受的重力；把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中，读出此时测力计的示数，同时，用小桶收集物体排开的水；测出小桶和物体排开的水所受的总重力；所以合理顺序为丁、甲、乙、丙。 （5）甲图可以测出物块的质量为；丙、丁两幅图可以测出排开水的体积： 即物体的体积 物块的密度 20．小西和同学们利用弹簧测力计、石块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材，做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验，进行了如图所示的操作。 (1)为了减小误差，最合理的实验顺序是 ； (2)按照最合理的顺序进行实验，并收集数据。设甲、乙、丙、丁实验中弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3、F4，如果关系式 （用字母表达）成立，即可验证阿基米德原理； (3)如果图甲中的溢水杯装满水时，溢水杯对水平桌面的压强为p1，图乙中的溢水口不再有水溢出时，溢水杯对水平桌面的压强为p2，则p1 p2 （选填“>”“<”或“ = ”）； (4)步骤甲、丙、丁的测量操作均如图所示，但在步骤乙中，当小石块只有一部分浸入在水中时就直接进行读数，则本次操作 （选填“会”或“不会”）影响实验结论。 【答案】(1)丁甲乙丙 (2) (3)= (4)不会 【解析】（1）实验时，为了减小误差，即减小石块沾水对实验结果的影响，要先测出空桶的重力，然后测出石块的重力，再将石块浸在溢水杯中，读出弹簧测力计的示数，根据得出石块受到的浮力，最后测出小桶和水的总重力，从而测出石块排开水的重力，因此合理的实验步骤是丁甲乙丙。 （2）根据称重法，石块受到的浮力为 石块排开水的重力为 若 可得 即可验证阿基米德原理。 （3）图甲中的溢水杯装满水时，设溢水杯重力为，溢水杯内水的重力为，溢水杯对水平桌面的压力为 图乙中的溢水口不再有水溢出时，溢水杯对水平桌面的压力为 所以图甲乙中的溢水杯对水平桌面的压力相等，受力面积相同，根据可知图甲乙中的溢水杯对水平桌面的压强相等，即。 （4）步骤甲、丙、丁的测量操作均如图所示，但在步骤乙中，当小石块只有一部分浸入在水中时就直接进行读数，虽然小石块未全部浸没在水中，小石块排开水的体积小，排开水的重力小，但所受的浮力也小，仍然能得出浮力等于排开的液体受到的重力，对实验结论不会产生影响。 21．下列A、B、C、D四幅图是“探究浮力的大小与排开水所受重力关系”的过程情景。请根据图示完成下面的填空。 (1)实验中所用圆柱体的重力为 N；在情景图B中存在的错误是 ； (2)纠正错误后，继续实验，在情景C中圆柱体受到的浮力F浮= N；圆柱体排开的水所受的重力G排= N； (3)实验结果表明：浸在水中的物体受到的浮力 物体排开水所受到的重力； (4)为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中不合理的是___________； A．用原来的方案和器材多次测量取平均值 B．用原来的方案将水换成酒精进行实验 C．用原来的方案将圆柱体换成体积与其不同的铁块进行实验 【拓展设问】 (5)有同学设计如图E所示的方案来探究，该方案具有的优点是___________。 A．实验前溢水杯可以不盛满水 B．实验器材生活化，实验中弹簧测力计示数稳定 C．一次实验就能找出普遍规律 【答案】(1) 4 溢水杯中的水的高度未达到溢水口处 (2) 1 1 (3)等于 (4)A (5)B 【解析】（1）[1]据B图可知，弹簧测力计的分度值是0.2N，则物体的重力为4N。 [2]要测量物体浸没后排出水的重力，需要将溢水杯中装满水，图中溢水杯中的水的高度未达到溢水口处，即溢水杯中未装满水。 （2）[1]C图中弹簧测力计的示数为3N，根据称重法可得，物体受到的浮力为 [2]根据A、D两步骤可得，圆柱体排开的水所受的重力为 （3）根据上式实验数据可得，浸在水中的物体受到的浮力等于其排开水所受的重力。 （4）实验中为了得到普遍规律，需要换用不同的液体或不同体积的物体进行多次实验，采用原器材原物体进行实验得到的结论不具有普遍性，操作不合理，故A符合题意。 （5）A．实验前溢水杯必须盛满水，否则测出的浮力与溢出水的重力大小不相等，故A不符合题意； B．据图可知，实验器材生活化，实验中弹簧测力计示数稳定，便于读数，故B符合题意； C．一次实验不能找出普遍规律，根据一次实验得出的结论具有偶然性，故C不符合题意。 故选B。 22．某同学在探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”时，做了如图所示的实验。根据要求完成下列探究过程： (1)石块的重力G= N。 (2)石块浸入水中后弹簧测力计的示数F= N，由此可得，石块所受浮力F浮= N。 (3)石块排开的水所受到的重力G排= N。 (4)通过比较F浮和G排的大小，可以发现：F浮 G排。 (5)由上述实验可得：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 ，这就是著名的 原理，用公式表示为 。 (6)你认为最合理的实验顺序是 。 【答案】(1)3 (2) 1.6 1.4 (3)1.4 (4)= (5) 重力 阿基米德 F浮=G排 (6)CABD 【解析】（1）由A图可知，弹簧测力计显示的示数等于石块的重力G，即石块的重力为3N。 （2）[1]由B图可知，石块浸入水中后弹簧测力计的示数为1.6N。 [2]石块浸入水中时的浮力为 （3）由C图可知，空小桶的重力为0.4N，由D图可知，小桶和排开水的总重力为1.8N，因此石块排开的水所受到的重力 （4）比较F浮和G排的大小，可以发现浮力与石块排开水的重力关系为 （5）[1][2][3]分析实验数据可得：浸在液体中的物体，所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力，这就是著名的阿基米德原理，其公式表达式为。 （6）为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力，应先测量空桶的重力，然后再测出石块的重力，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，因此最合理的实验顺序是CABD。 五、阿基米德原理的应用（共7小题） 23．探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系 （1）实验过程 （2）实验分析：物体受到的浮力F浮＝ ，排开液体所受的重力G排＝ ，比较两者的大小，得出结论。 （3）实验结论：浸在液体中的物体，受到的浮力的大小与它排开液体所受重力的大小 。 （4）反思与交流：可将实验顺序改进为 。先测空桶重力，再测小桶和液体的总重力，然后计算排开液体所受重力，避免因桶内残留有水而影响测量结果。 【答案】 G-F G总-G桶 相等 丁、甲、乙、丙 【解析】（2）[1]由图甲乙得，物体受到的浮力 [2]由图丙丁得，排开液体所受的重力 即 则可得：浸在液体中的物体，受到的浮力的大小与它排开液体所受重力的大小相等。 （3）[4]为了减小液体残留导致测量结果的偏差，可将实验顺序改进为丁、甲、乙、丙。 24．潜艇的壳体是用高强度的特种钢板制造的。某潜艇的最大下潜深度可达350m，总体积为，艇内两侧有水舱，潜艇截面如图所示。潜艇通过向水舱中注水或从水舱中向外排水来改变自重，从而实现下沉或上浮。（海水密度取，g取10N/kg） (1)水舱未注入海水时，潜艇总重为，此时漂浮在海面的潜艇排开海水的体积是多少立方米？ (2)为使潜艇完全潜入海水中，至少要向水舱中注入多少吨海水？ (3)潜艇的壳体为什么要用高强度的特种钢板制造？ 【答案】(1) (2)618t (3)见解析 【解析】（1）水舱未注入海水时，潜水艇漂浮，由漂浮条件可知，潜艇所受浮力为F浮=G=9.27×106N 潜水艇排开海水的体积 （2）潜水艇完全潜在水中时浮力F浮′=ρ海水gV排′=1.03×103kg/m3×10N/kg×1.5×103m3=1.545×107N 由力的平衡得到F浮′=G艇+G海水 注入海水的重力G海水=F浮′-G艇=1.545×107N-9.27×106N=6.18×106N 注入海水的质量 （3）液体内部的压强随深度的增加而增大，潜艇潜入水下越深，受到的压强越大，潜艇的壳体用高强度的特种钢板制造可以使潜艇在深水处能承受更大的水压。 25．将质量为1.2kg、体积为的木块投入足够多的水中（木块被水浸没），此时木块受到的浮力为多大？木块受到的重力和浮力哪个大？木块最终会处于何处？ 【答案】19.6N；浮力比重力大；木块最终会漂浮在水面上 【解析】木块投入足够多的水中，木块被水浸没，此时木块受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×9.8N/kg×2×10-3m3=19.6N 木块的重力G=mg=1.2kg×9.8N/kg=11.76N 浮力大于重力，木块上浮，最终会漂浮在水面上。 26．在远洋轮船的船舷上，都漆着六条“吃水线”，又称“载重线”，如图所示。其中标有“WNA”的是北大西洋冬季载重线，位置靠下；标有“T”的是热带载重线，位置靠上。若有一艘远洋轮船在北半球处于冬季时从北大西洋驶向印度洋（热带海洋），则轮船受到的浮力情况以及北大西洋的海水密度与印度洋的海水密度之间的关系是（　　） A．浮力增大， B．浮力减小， C．浮力不变， D．浮力不变， 【答案】C 【解析】轮船在北大西洋与印度洋中，始终漂浮在水面上，轮船受到的浮力等于轮船的重力，轮船的重力不变，轮船受到的浮力不变；标有“WNA”的是北大西洋冬季载重线，位置靠下；标有“T”的是热带载重线，位置靠上，则轮船在北大西洋中排开水的体积较小，轮船在印度洋中排开水的体积较大，由得 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 27．人工涂抹油漆难精准且气味难闻，于是某团队设计了“智能浸泡上漆器”，如图所示，上漆器由柱形硬质浮杆、力传感器、工作台、挡板等组成。浮杆的质量为0.3kg，底面积为，力传感器固定且与浮杆接触但无压力，工作台固定在上漆器底部，其上表面面积为0.5m2，高为0.2m。将待上漆的质量分布均匀的柱体A放在工作台中央，将挡板固定在1m高处，开始注漆，当浮杆对力传感器的压力为15N时停止注漆，完成对柱体A的上漆。已知柱体A的质量为600kg，底面积为1m2，高为0.8m，油漆密度为，g取10N/kg。求： (1)当漆面上升至0.1m时，油漆对上漆器底部的压强； (2)当漆面上升至0.4m时，柱体A对工作台的压强； (3)停止注漆时，柱体A被上漆的高度。 【答案】(1)1000Pa (2)8000Pa (3)0.7m 【解析】（1）当漆面上升至0.1m时，油漆对上漆器底部的压强 （2）当漆面上升至0.4m时，柱体A排开液体的体积为 柱体A受到的浮力为 对工作台的压力为 柱体A对工作台的压强 （3）当浮杆对力传感器的压力为15N时，由力的相互性，力传感器对浮杆的压力T大小为15N，方向竖直向下，浮杆还受到重力及液体产生的浮力的作用，根据力的平衡有 根据阿基米德原理，浮杆排开液体的体积 浮杆在液体中的深度为 此时柱体A受到的浮力为 柱体A的重力为 此时柱体A受到的浮力大于柱体A的重力，故静止时柱体A应漂浮，继续注漆时，柱体A仍漂浮，漂浮时受到的浮力等于重力，故停止注漆时，柱体A排开油漆的体积 浸入油漆的深度为 此时柱体A露出的高度 油漆面到挡板的高度为 故柱体A只能露出0.1m的高度，则柱体A被上漆的高度为 28．如图是小明利用容积为，质量为厚度不计的硬质饮料瓶做成的潜水艇模型，配重螺母质量为，体积不计；其余部件质量与体积均不计，取。求： (1)当饮料瓶内不装水时，模型受到的重力； (2)模型悬浮在水中时，饮料瓶中水的质量； (3)排尽瓶中水静止后，模型排开水的体积。 【答案】(1)1N (2)0.3kg (3)1×10-4m3 【解析】（1）当饮料瓶内不装水时，模型的总质量m=0.02kg+0.08kg=0.1kg 模型的总重力G=mg=0.1kg×10N/kg=1N （2）饮料瓶的容积 当模型悬浮时，排开水的体积 悬浮时受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-4m3=4N 模型的总重力 模型的总质量 饮料瓶中水的质量 （3）排尽水后，悬浮时，因为，所以模型排尽水后，在水中上浮，静止时漂浮，此时浮力等于重力为1N，根据阿基米德原理可知，模型排开水的体积 29．三个相同容器内分别盛满不同的液体，现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中，小球静止后的状态如图所示，以下判断正确的是（　　） A．液体的密度关系是 B．液体对容器底部的压强关系是 C．容器对桌面的压强关系是 D．小球受到的浮力大小关系是 【答案】D 【解析】AB．甲中小球沉底，，乙中小球漂浮，，丙中小球悬浮，，所以液体的密度关系是 ，由可知，当液体深度相同时，密度大的液体产生的压强大，故液体对容器底部的压强关系是，故AB错误； C．容器对桌面的压力为 由于乙丙中浮力均等于小球重力，故乙丙中容器对桌面的压力为 因为乙液体密度大于丙液体密度，则；甲与丙排开液体体积相等，则剩余液体体积相等，，由知，丙中剩余液体重力大，故，故，容器底面积相等，由知容器对桌面的压强关系是，故C错误； D．甲中小球沉底，则浮力小于重力，，乙中小球漂浮，则浮力等于重力，，丙中小球悬浮，则浮力等于重力，，故，故D正确。 故选D。 六、物体的浮沉（共5小题） 30．下图是我国自主研发的某型号驱逐舰，其部分设计参数如下表所示。（海水密度为1.05g/cm3，g取10N/kg） 标准排水量 5800t 满载排水量 7000t 长 165m 宽 19m 满载吃水深度 6.5m (1)求满载时舰底受到海水的压强； (2)求满载时舰受到的浮力； (3)求满载时舰和所载货物的总重力； (4)满载时舰排开海水的体积约为多少立方米?（结果保留一位小数） 【答案】(1) (2) (3) (4) 【解析】（1）满载时舰底受到海水的压强为 （2）根据题意可知，，根据阿基米德原理可得 （3）舰艇漂浮时浮力等于总重力，故总重力为 （4）根据可得，舰排开海水的体积为 31．将重为4N，体积为6×10-4m3的物体投入一个装有适量水的烧杯中，溢出200g水。当物体静止时，下列判断正确的是（　　） A．物体漂浮，F浮=2N B．物体悬浮，F浮=6N C．物体漂浮，F浮=4N D．物体沉在水底，F浮=2N 【答案】C 【解析】物体重为4N，所以它的质量为 物体的密度 由于物体的密度小于水的密度，所以把物体放入水中后将漂浮，漂浮时物体所受的浮力等于物体的重力，所以浮力为4N。故C正确，ABD错误。 故选C。 32．小明同学想知道中国潜艇在南海中执行任务时是如何实现浮沉的，他自制了一个浮沉子，模拟潜艇浮沉。如图甲所示，将小药瓶打孔，瓶内放一小段铁丝，灌上水盖紧；在广口瓶中注入水，一只手拿瓶，另一只手用带有弯钩的滴管向小药瓶内一点点注入空气，并反复实验，观察小药瓶下沉的情况，直到小药瓶上方的空气量恰能使小药瓶在水中缓慢上浮，用橡皮膜密封广口瓶的瓶口，用手压橡皮膜，小药瓶自动下沉，便算成功。 (1)用手压橡皮膜，膜和瓶内空气之间的压强增大，小药瓶内 （选填“充水”或“排水”），浮沉子所受浮力 （选填“大于”“小于”或“等于”）所受重力，浮沉子下沉。 (2)拿开手，橡皮膜恢复原状，膜和瓶内空气之间的压强减小，小药瓶内 （选填“充水”或“排水”），浮沉子所受浮力 （选填“大于”“小于”或“等于”）所受重力，浮沉子上浮。 (3)轻压橡皮膜到一定程度，浮沉子悬浮于水中，此时浮沉子所受浮力 （选填“大于”“小于”或“等于”）浮沉子下沉时所受的浮力。 (4)做完实验，小明将图乙潜艇模型与实验所用的浮沉子进行比较，发现潜艇与浮沉子都是靠改变 来实现浮沉的。 【答案】(1) 充水 小于 (2) 排水 大于 (3)等于 (4)自身的重力 【解析】（1）[1][2]当用手压薄膜时，膜和瓶内空气之间的压强增大，在压强差的作用下，水会进入小药瓶，即小药瓶内充水。此时，小药瓶的重力增大，而根据阿基米德原理，因为小药瓶排开液体的体积不变，液体密度也不变，所以浮力不变。但由于重力增大，使得浮沉子所受浮力小于其重力，物体所受合力向下，浮沉子就会下沉。 （2）[1][2]拿开手，橡皮膜恢复原状，膜和瓶内空气之间的压强减小，压强差的作用下，小药瓶会排水。此时，小药瓶的重力变小，而根据阿基米德原理，因为小药瓶排开液体的体积不变，液体密度也不变，所以浮力不变。但由于重力变小，使得浮沉子所受浮力大于其重力，物体所受合力向上，浮沉子就会上浮。 （3）根据阿基米德原理，悬浮和下沉时，小药瓶都浸没在水中，小药瓶排开液体的体积不变，液体密度也不变，所以浮力不变。 （4）在整个实验过程中，无论是浮沉子通过改变内部水的多少来改变自身重力，还是潜水艇通过向水舱中充水或排水改变自身重力，它们都是靠改变自身的重力来实现浮沉的。 33．如图甲所示，一个厚度可忽略不计、底面积为100cm2的圆柱形空杯子，通过一根轻质细杆固定并悬挂于一足够高的圆柱形容器中，容器底面积为200cm2。现通过容器边缘往容器中缓慢注水，细杆对杯子的作用力F与注水质量m的关系如图乙所示。求： (1)杯子的质量； (2)杯子的高度； (3)当细杆的作用力为5N时,取走细杆，待液面重新稳定后,水对容器底部的压强。 【答案】(1)0.6kg (2)0.1m (3)850Pa或1450Pa 【解析】（1）由题意可得，水面到达杯子底部前，杆的拉力等于杯子的重力，即 G杯= F1=6N 则杯子的质量为 （2）由乙图可知，当细杆对杯子向下的弹力为4N时，杯子全部浸没在水中，此时杯子受到的浮力为 F浮=G+F2=6N+4N=10N 杯子的体积为 杯子的高度为 （3）由乙图可知，水面到达杯子底部时，水的质量为1kg，则水的体积为 杯底到容器底的深度为 当细杆的作用力为5N时，分两种情况，第一种是杯子中没有水，第二种是杯子中有水，在第一种情况中，当细杆的拉力为5N时，此时的浮力为 F浮1=G-F3=6N-5N=1N 此时杯子排开水的体积为 此时杯子浸在水中的深度为 此时容器底受到水的压强为 p水=ρ水g(h1+ h水)=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.01m+0.05m) =600Pa 水对容器底的压力为 F=pS容=600Pa×200×10-4 m2=12N 取走细杆，待液面重新稳定后，因杯子的重力小于全部浸没时的浮力，所以杯子漂浮在水面，此时水对容器底的压力为 F压= F+F3=12N+5N=17N 此时水对容器底的压强为 第二种情况中杯中水的重力为 G1= F浮+F3-G杯=10N+5N-6N=9N 杯中水的质量为 此时杯子与杯中水的总重力为 G总=G1+G杯=9N+6N=15N> F浮=10N 所以杯子将沉底，此时容器中水的总质量为 m总=m水+m1+ρ水(S容- S杯)h杯=1kg+0.9kg+1.0×103kg/m3×(0.02m2-0.01 m2) ×0.1m=2.9kg 容器中水的体积为 容器中水的深度为 此时水对容器底的压强为 p2=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.145m =1450Pa 综上，当细杆的作用力为5N时，取走细杆，待液面重新稳定后，水对容器底部的压强为850Pa或1450Pa。 34．登上如图所示的“水韵琅琊”游船，听“王羲之”穿越古今的告白，观酷炫的灯光秀表演。 ①游客陆续登船的过程中，游船受到的浮力 ，船底受到水的压强 （均选填“增大”“减小”或“不变”）；②夜风吹来，游客感到阵阵凉意是因为 ；游客感觉电视塔“迎面而来”是以 为参照物的； ④游览结束后，关闭发动机的游船仍能向前运动，是因为游船 。 【答案】 增大 增大 蒸发吸热 船 具有惯性 【解析】[1]船始终处于漂浮状态，浮力等于船和人的总重力，游客登船过程中，总重力增大，所以船受到的浮力增大。 [2]由F浮＝ρ液gV排知，浮力增大时，排开水的体积变大，吃水深度变深，由p＝ρgh知，船底受到水的压强增大。 [3]夜风吹来时，汗液蒸发加快，而蒸发吸热，所以游客感到阵阵凉意。 [4]电视塔相对于船的位置越来越近，所以以船为参照物，游客感觉电视塔“迎面而来”。 [5]关闭发动机的游船由于惯性要继续保持原来的运动状态继续向前运动。 七、物体浮沉条件的应用（共5小题） 35．如图所示，放置在水平桌面上的甲、乙两个相同薄壁圆柱形容器，高度为，底面积为，甲容器内装有水，将圆柱形实心物体浸没在水底。物体高度为，底面积为，密度为；乙容器内装有质量为m，密度为的某种液体。忽略物体吸附液体等次要因素，，。 (1)求物体浸没在水底时所受浮力的大小； (2)将物体从甲容器底部竖直缓慢提升，直到物体上表面高出水面5cm时停止，求此时物体下表面受到的水的压强； (3)提着轻绳将物体从甲容器取出后，再缓慢放入乙容器内，为保证液体不会溢出，求乙容器内液体质量m的最大值（用、、、、、表示）。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）物体的体积为 则物体浸没在水底时所受浮力的大小为 （2）物体上表面高出水面5cm时下表面浸入水中深度为 则此时物体下表面受到的水的压强为 （3）由，可知物体在乙容器中漂浮，由此可得浮力为 则排开水的体积为 液体的体积，容器的容积，为保证液体不会溢出，则有 即 解得，所以乙容器内液体质量m的最大值为 36．物理源于生活，同学们利用塑料瓶进行了如下实验。 (1)如图甲所示的实验：①瓶中有少量水，盖紧瓶盖；②用力扭转瓶身；③松动瓶盖，瓶盖冲出。瓶内出现的白雾是水蒸气遇冷 （填物态变化的名称）形成的，此实验说明了物体 ，内能减小； (2)如图乙所示，取一塑料瓶，用一小玻璃瓶制作成“浮沉子”。拧紧塑料瓶的瓶盖，当用力挤压塑料瓶时，“浮沉子”会下沉，“浮沉子”的重力 （大于/小于/等于）“浮沉子”所受浮力； (3)如图丙所示，某兴趣小组自制了一个简易气压计，若拿着此装置从山脚走到山顶，则液柱的高度会 。 【答案】(1) 液化 对外做功 (2)大于 (3)升高 【解析】（1）[1][2]白雾是瓶中水蒸气对瓶盖（外）做功，水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，水蒸气内能减少，温度降低，液化形成的。 （2）“浮沉子”下沉过程中，物体向下运动，所受合力向下，故重力大于浮力。 （3）若拿着简易气压计从山脚走到山顶，因为大气压随海拔升高而减小，气压计内部液面上方气压不变，外界气压变小，内外气压差变大，因此液柱的高度会升高。 37．潜艇要潜入水下航行时，必须 自重。悬浮在空中的气球要下降，必须减小气球的 ，从而减小 。 【答案】 增大 体积 浮力 【解析】[1]潜水艇是通过改变自身重力来实现上浮和下潜的，潜水艇要从水面潜入水下航行时，应该向水舱中加入水来增加重力，使重力大于浮力而下潜。 [2][3]悬浮在空中的气球要下降，必须放出气体，使气球体积减小，从而使浮力减小，气球受到的浮力小于气球的重力，气球才能下降。 38．氢气球在空气中会上浮，是因为它受到 的作用，该力的方向为 。热气球在空气中也会下落，下落时它 （选填“受”或“不受”）浮力。 【答案】 浮力 竖直向上 受 【解析】[1][2]氢气球在空气中会上浮，是因为氢气球排开了一定体积的气体，受到气体给它的竖直向上的浮力的作用。 [3]热气球在空气中下落，是因为浮力小于重力，下落时，它仍受浮力。 39．有一种测定人体血液密度的方法是：在几支试管内分别装入密度不同的硫酸铜溶液，再向每支试管内分别滴入一滴血液。若血液在某一支试管内悬浮，则血液的密度就 （大于/小于/等于）该试管内硫酸铜溶液的密度。 【答案】等于 【解析】由浮沉条件可知，物体在液体中悬浮时，物体的密度等于液体的密度，若血液在某一支试管内悬浮，则血液的密度就等于该试管内硫酸铜溶液的密度。 八、浮力的应用（共4小题） 40．充满氦气的气象探测气球携带探空仪（体积不计）在空中测量，如图所示，某段时间气球在空中水平匀速运动，气球下方的缆绳松弛，此时气球受到的浮力 （选填“大于”“等于”或“小于”）重力。工作完毕后释放部分氦气，气球体积缩小，所受浮力随之变小，气球降落，此时气球排开空气的体积约为，则气球受到的浮力为 N。（，取10N/kg） 【答案】 等于 【解析】[1]某段时间气球在空中水平匀速运动，气球下方的缆绳松弛，说明不受风力，此时气球处于平衡状态，则气球受到的浮力等于重力。 [2]气球受到的浮力为 41．将吸管的一端封口并缠绕细铜丝制作了一个简易密度计。将该密度计分别放入盛有水和盐水的甲、乙两容器中，静止时如图所示，此时液面相平。下列有关说法正确的是（　　） A．甲容器中的液体是盐水 B．密度计在水中排开液体的重力较小 C．密度计在两液体中所受的浮力相等 D．两液体对甲、乙容器底的压强相等 【答案】C 【解析】AC．同一支密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮，根据浮沉条件知，此时密度计所受浮力都等于自身重力，即浮力是相同的；由图可知，密度计在乙液体中排开的液体的体积小，根据可知，乙液体的密度大，故A错误，C正确； B．由A可知同一支密度计放在甲、乙两种液体中的浮力相同，由阿基米德原理F浮=G排可知密度计排开甲液体的重力等于排开乙液体的重力，故B错误； D．深度相同，由于乙液体的密度大，根据p=ρgh可知，乙杯中液体对容器底的压强更大，故D错误。 故选C。 42．某同学制作了如图所示的潜艇模型，在推拉注射器活塞过程中，下列说法正确的是（　　） A．潜艇没有浮出水面时所受的重力不变 B．潜艇没有浮出水面时所受的浮力不变 C．向外拉注射器活塞，可实现潜艇上浮 D．向内推注射器活塞，可实现潜艇下沉 【答案】B 【解析】AB．潜水艇是通过改变自身的重力来实现下潜和上浮的，当向外拉注射器活塞或向内推注射器活塞时，改变了潜水艇受到的重力，但是当潜艇模型浸没在水中时，排开水的体积不变，所受浮力不变，故A错误，B正确； C．向外拉注射器活塞，水会被压入试管内，此时试管的自重增加，当重力大于浮力时，可实现潜水艇下沉，故C错误； D．向内推注射器活塞，水会被压出试管内，此时试管的自重减小，当重力小于浮力时，可实现潜水艇上浮，故D错误。 故选B。 43．玻璃密度计是测量 的工具，它是根据漂浮在液面上的物体所受的浮力等于重力的原理制造与工作的。如图所示，玻璃密度计的刻度是下 （大/小，下同）上 ，实际标注的刻度是纯水密度的倍数。玻璃密度计通常有两种：一种用于测密度比纯水大的液体，叫重表；另一种用于测密度比纯水小的液体，叫轻表。图所示的密度计是 表，其所测液体的密度为 。 【答案】 液体密度 大 小 重 【解析】[1][2][3]常用玻璃密度计是用来测液体密度的工具，玻璃密度计的工作原理是基于阿基米德原理，即浸在流体中的物体所受到的向上的浮力等于物体所排开的流体的重量；由知，浸入液体体积越大则该液体密度越小，故 图中密度计的刻度是越往下值越大，所以密度计的刻度是下大上小。 [4][5]由图可知改密度计体积最大处对应的密度是，即它所测的液体密度为大于等于水的密度，故为重表；目前改密度计浸入部分与液面相平的读数即该液体密度为 九、浮力综合问题（5小题） 44．“漏刻”是古代一种滴水计时的工具。如图甲是受水型浮箭漏，当水从播水壶滴入受水壶后，受水壶内由标尺与浮块组成的浮箭上升，此时通过指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取时间。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103 kg/m3） (1)当受水壶中水柱高度由1cm上升到2cm时，壶底所受压强变 ； (2)圆筒形受水壶内部底面积为800cm2，长方体浮块的底面积为400cm2、高3cm。滴水后，当浮箭刚浮起时，受水壶内水面的高度为2cm，此时浮箭受到的浮力为 N； (3)受水壶内无水时，指针对应标尺的位置标记为“←开始滴水”，图乙中标尺上每一格的长度均为1cm，播水壶1min滴水的质量为80g，则4刻钟（每一刻钟为15分钟）后，指针指在“开始滴水”标记处往下数第 格。 【答案】(1)大 (2)8 (3)5 【解析】（1）当受水壶中水柱高度由1cm上升到2cm时，根据，水的深度变大，壶底所受压强变大。 （2）此时浮箭受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×400×2×10-6m3=8N （3）4刻钟等于，4刻钟滴水的质量 根据密度公式得，其体积为 开始的水深2cm时，浮箭没有移动，此时水与浮箭进入体积之和为V''=V'-(Sh-V排)=4800cm3-(800cm2×2cm-400cm2×2cm)=4000cm3 浮箭上升的高度 指针指在“开始滴水”标记处往下数第5格。 45． (1)2025年2月27日，小米汽车XiaomiSU7ultra正式上市，如上中图所示的小米汽车的整备质量做到了2.2吨，最长续航超过800km，这两个数值均是如今的顶尖水准。该车的重力是 N；若车轮与地面的总接触面积为0.05m2，则它空载时对水平地面的压强是 Pa； (2)我国高铁技术处于世界领先地位，高铁线路总长度居世界第一、如图甲所示为高铁车厢内的破窗锤，金属端制成锥形是为了需要破窗时增大 ；如图乙所示站台处设有黄色警戒区域，当列车进站时，列车与警戒区域之间的空气流速变大，压强变 ，会产生一个 （选填“朝向”或“远离”）列车的压力，所以乘客在候车时不得跨过警戒区域，以免发生危险； (3)如图甲所示，体积可忽略不计的轻质硬杆B一端固定在容器底，一端与不吸水的实心正方体A固定。现缓慢向容器中加水，当水深为15cm时正方体A刚好浸没，杆B受到正方体A的作用力F随注水深度变化的图像如图乙所示。则杆B的长度为 cm，当F大小为0时，容器底部受到水的压强为 Pa。 【答案】(1) (2) 压强 小 朝向 (3) 5 1100 【解析】（1）[1][2]车的重力G=mg=2.2×103kg×10N/kg=2.2×104N 车空载时对地面的压力等于车的重力，即F=G=2.2×104N 车空载时对水平地面的压强 （2）[1]金属端制成锥形是因为锥形受力面积小，在压力一定时，可以增大压强，更易将玻璃砸破。 [2][3]站台处设有黄色警戒区域是因为列车驶过时，周围的空气流速大、压强小，乘客身后一侧空气流速小，压强大，两侧存在较大的压强差，会产生一个朝向列车的压力，将乘客压向列车一侧，所以乘客在候车时不得跨过警戒区域，以免发生危险。 （3）[1]由图乙可知，当h0=0cm时，力传感器的示数为F0=6N，由细杆的质量不考虑可知，正方体A对力传感器的压力等于自身的重力，即正方体A的重力G=F0=6N 由图乙可知，当h2=5cm时物体A的下表面恰好与水面接触，因此细杆的长度L杆=5cm。 [2]当力传感器的示数大小F为0时，正方体A受到的浮力等于正方体A的重力，即F浮'=G=6N 由图乙可知，当h2=5cm时，物体A的下表面恰好与水面接触，当容器内水的深度h1=15cm时，正方体A刚好浸没，则正方体A的边长L=h浸1=15cm-5cm=10cm 此时正方体A排开水的体积 则正方体A浸在水中的深度 所以此时容器中水的深度h=L杆+h排=5cm+6cm=11cm=0.11m 则当力传感器的示数大小F为0时，容器底部受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.11m=1100Pa 46．如图所示，薄壁烧杯内装质量800g的水，烧杯的底面积是，将一个质量是200g、体积是的实心长方体A用细线吊着，然后将其体积的三分之一浸入烧杯内的水中。（杯内的水在实验过程中始终没有溢出。，）求： (1)长方体A受到的浮力； (2)细线对长方体A的拉力； (3)若剪断细线，待A静止后，水对烧杯底的压强变化量。 【答案】(1)1N (2)1N (3)100Pa 【解析】（1）实心长方体A的体积浸入烧杯内的水中时排开水的体积为 长方体A受到的浮力为 （2）长方体A的重力为 对物体A受力分析可知，物体A受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力以及绳子对物体A的拉力，根据力的平衡条件可知，细线对物体A的拉力 （3）若剪断细线，由于长方体全部浸没时受到的浮力为 根据物体的浮沉条件可知，长方体会先上浮，待A静止后，长方体A处于漂浮状态，长方体A漂浮时受到的浮力 根据阿基米德原理可知，漂浮时排开水的体积 与A体积浸没时相比排开水的体积增加量 由可知，烧杯内水面上升的高度 水对烧杯底的压强增大量 47．如图所示，实心均匀柱体A和薄壁圆柱形容器B置于水平桌面上。柱体A的底面积为，柱体A有三分之一露在桌子外面。容器B的底面积为，容器足够高，容器中水深，已知容器B对桌面的压强为2500Pa，。求： (1)水对容器B底部的压强； (2)容器B的质量； (3)现沿竖直方向截取柱体A露出桌面的部分，并将其浸没在容器的水中，此时柱体A对桌面的压强等于水对容器底部压强增加量的8倍，求柱体A的密度。 【答案】(1)2000Pa (2)1kg (3) 【解析】（1）水对容器B底部的压强为 （2）容器中水的体积为 由可知，水的质量为 水的重力为 容器B对桌面的压力为 因为水平面上的物体对水平面的压力大小等于其重力大小，则此时容器B的总重力为 则容器B的重力为 容器B的质量为 （3）A剩余部分的重力为 此时A对桌面的压强为 则水对容器内压强增大为 由题意可知，即 又因为 所以 则 即 48．（多选题）盛有水的圆柱形容器置于水平桌面上，如图甲所示，容器对桌面的压强为p1；用细线拴一金属球，将金属球浸没在液体中，如图乙所示，容器对桌面的压强为；将细线剪断金属球沉到容器底部，如图丙所示，容器对桌面的压强为。已知容器的底面积为S，液体的密度为p液，则下列判断正确的是（　　） A．金属球的重力为 B．金属球在液体中所受浮力为 C．金属球的体积 D．金属球的密度 【答案】BD 【解析】A．由甲图和丙图可得，容器对桌面压强的变化量，因水平面上物体的压力和自身的重力相等，金属球的重力等于容器对桌面压力的变化量，所以由可得，金属球的重力 故A错误； B．由甲图和乙图可得，容器对桌面压强的变化量由可得，容器对桌面增加的压力 乙图和甲图相比，对于球 容器对桌面增加的压力 金属球排开液体的重力即金属球在液体中所受浮力为 故B正确； C．金属球完全浸没时，金属球的其体积等于其排开液体的体积，由可知金属球的体积 故C错误； D．金属球的密度 故D正确。 故选BD。 49．如图，水平桌面上放置底面积为300cm2的薄壁圆柱形容器，容器侧壁靠近底部的位置有一个由阀门K控制的出水口，边长为10cm的正方体A用不可伸长的轻质细线悬挂放入水中静止，此时有的体积露出水面，细线受到的拉力为12N，容器中水深为18cm。细线能承受的最大拉力为15N，物体A不吸水。求： (1)物体有的体积露出水面时受到的浮力； (2)在（1）问中物体A的底部所受水的压强； (3)打开阀门K使水缓慢流出，求细线刚好断裂时，放出水的体积。 【答案】(1)； (2)800Pa ； (3) 【解析】（1）物体有的体积露出水面时，物体排开液体的体积为 此时物体受到的浮力为 （2）根据浮力的定义，此时物体下表面受到的压力F下=F浮=8N，物体A的底部所受水的压强为 （3）细线受到的拉力为12N时，对物体A受力分析可得，G=F浮+F拉=8N+12N=20N 刚好断裂时，F拉'=15N，此时受到的浮力为F浮'= G- F拉'=20N-15N=5N 物体排开液体体积的改变量为 物体浸入水中深度的改变量为 所以放水的体积为 / 学科网（北京）股份有限公司 $$