9.3 跨学科实践：探究潜艇的沉浮原理（分层作业）物理北师大版（北京）2024八年级全一册

9.3 科学实践：探究潜艇的沉浮原理 目 录 【考点过关练】 2 考点1：物体的沉浮状态与浮力、重力和体积的关系 2 考点2：根据物体的沉浮状态判断密度的大小关系 2 考点3：物体在不同液体中的沉浮比较浮力和密度大小 3 考点4：漂浮状态下密度的计算 4 考点5：浮力的利用 4 【提升实战练】 6 【重难创新练】 11 考点1：物体的沉浮状态与浮力、重力和体积的关系 1．一个密封的木箱，体积是，质量是4kg，它在水中最终的状态是（　　） A．悬浮 B．沉底 C．漂浮 D．无法判断 2．将质量为0.5kg的小球放入盛满水的杯中，小球静止后，溢出的水的质量为0.3kg，小球在水中将（　　） A．上浮 B．悬浮 C．下沉 D．无法判断 3．一个重为20N的物块浸没在水中时受到的浮力为25N，释放后它将 （选填“上浮”“下沉”或“悬浮”）。当物块刚要露出水面时，所受浮力 （选填“大于”“小于”或“等于”）20N，当物块漂浮在水面时，所受浮力为 N。 4．将重为22N、体积为0.002m3的物体缓慢放入水槽的水中，直至其静止．物体静止时受到的浮力是 N，此时物体处于 （填“漂浮”“悬浮”或“沉底”）状态。 考点2：根据物体的沉浮状态判断密度的大小关系 5．如图所示，将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中，鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态，在乙杯中处于悬浮状态。下列判断正确的是（　　） A．甲杯中盐水的密度大 B．乙杯中盐水的密度大 C．鸡蛋在甲杯中受到的浮力大 D．鸡蛋在乙杯中受到的浮力大 6．将三个质量相等的实心小球a、b、c放入装有水的容器中静止时所处的状态如图所示，其中a球漂浮，b、c两球沉底。三个小球的体积关系为。则下列说法正确的是（　　） A．三个小球所受浮力大小关系为 B．三个小球的密度关系为 C．三个小球排开水的体积关系为 D．球b对容器底部的压力等于球c对容器底部的压力 7．小明洗水果时，发现体积较小的桔子漂浮在水面上，而体积较大的芒果却沉在水底，如图所示。则桔子的密度 芒果的密度，此时桔子受到的浮力 它自身的重力。（均选填“大于”“小于”或“等于”） 8．一空心球放入水中后悬浮，若如图所示切成两块再浸没在水中，则大块将 （选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”，下同），小块将 。 考点3：物体在不同液体中的沉浮比较浮力和密度大小 9．小宇自制一个简易密度计，将其分别放入盛有水和盐水的相同容器中，静止时液面相平，如图所示。下列说法正确的是（   ） A．甲容器中的液体是水 B．甲、乙容器对桌面的压强相等 C．密度计在两液体中所受的浮力不相等 D．密度计在甲容器位置低，排开液体的重力小 10．把一个材质均匀的正方体分别投入甲、乙、丙三种液体中，静止后的状态如图所示，下列说法正确的是（　　） A．三种液体中甲的密度最大 B．在丙液体中正方体受到浮力最大 C．三种液体中甲液体密度最接近正方体的密度 D．正方体的密度大于三种液体中的任意一种 11．如图所示，把两个完全相同的圆台形容器放在水平桌面上，分别倒入适量甲、乙两种不同的液体。然后把橡皮泥做成两个完全相同的小船，其中一个小船下面用细线拴着铝块，放在甲液体中，另一个上面压着完全相同的铝块，放入乙液体中。此时，没有液体进入两个小船内，也没有液体溢出容器，液面都恰好与船沿相平且液面高度相等。则容器底部受到的液体压强的大小关系为p甲 p乙，两小船底所受液体压力F甲 F乙（两空均选填“>”“=”“<”）。 12．一个体积为的小球，轻轻放入盛满水的溢水杯中，小球静止后排出水的质量为90g，此时小球处于 状态，所受浮力为 N；将小球取出，放入盛足够多的密度为的酒精的杯中，静止后小球所受浮力为 N（g取）。 考点4：漂浮状态下密度的计算 13．在“探究怎样使物体上浮或下沉”的实验中，用手将重为1.5N，体积为1.6×10-4m3的苹果压入水中直到苹果浸没，松手后苹果静止时是 （选填“沉底”，“漂浮”或“悬浮）状态，此时，苹果受到的浮力大小是 N。 14．木块的密度是0.6 g/cm3,冰块的密度是0.9 g/cm3,若它们的体积相等,都漂浮在水面上,则木块受到的浮力 冰块受到的浮力,木块露出水面的体积 冰块露出水面的体积．（选填“大于”“小于”“等于”） 15．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，最后漂浮，且静止时有五分之三体积露出水面，则木块的密度是 kg/m3。 16．如图所示，将一个正方体木块放入水中，静止时刚好有一半的体积露出水面，则该木块的密度是 kg/m3（已知：ρ水=1.0×103kg/m3）。 考点5：浮力的利用 17．盐水选种是占代我国劳动人民的发明的一种巧妙的挑选种子的方法，用盐水选种时需要配制一定浓度的盐水，然后把种子倒入盐水中，则漂浮于盐水面的是次种，沉入容器底的是良种，有关盐水选种过程中下列说法正确的是（    ） A．良种所受浮力等于重力 B．次种所受浮力大于重力 C．若良种和次种的体积相同，则良种受到的浮力较大 D．盐水选种时所用盐水的密度都要大于所有种子的密度 18．下图所示的是潜艇在水中常见的三种状态，从左往右依次是“浮出水面”“隐身潜行”“隐伏”。忽略潜艇上方的潜望镜，这三种状态下浮力相等的是（　　） A．“浮出水面”与“隐身潜行” B．“隐身潜行”与“隐伏” C．“浮出水面”与“隐伏” D．“浮出水面”“隐身潜行”和“隐伏” 19．下列说法中正确的是（    ） A．图甲中，同一艘轮船从长江驶入大海，浮力变大 B．图乙中，热气球上升时充入的是密度比空气大的气体 C．图丙中，把易拉罐插入装满水的杯中，可说明物体浸没在水中越深，所受的浮力越大 D．图丁中，同一密度计在两种液体中所受浮力，两种液体的密度 20．浮力的应用 (1)轮船：将密度大于水的材料做成空心，使它能排开更多的水，从而 浮力，这就是制成轮船的道理； (2)潜水艇：通过改变自身的 来实现沉浮。向水舱充水，使重力 浮力，潜水艇就 ；水舱排水，使重力 浮力，潜水艇就 。潜水艇上浮过程中（未露出水面）浮力 ，露出水面过程中浮力 ； (3)气球和飞艇：充入密度 空气密度的气体。它们的升降是靠改变物体的 从而改变浮力的大小，当浮力大于重力时气球就 ； (4)密度计：它可以 在不同液体中测量液体的密度，在酿酒、石油、化工以及农业选种等方面有广泛应用。 一、单选题 1．可回收垃圾投放前应保持清洁干燥。小明在清洗金属材质的空鞋油管时，发现挤瘪的空鞋油管沉在水底（如图甲所示），而将它撑鼓后却浮在水面（如图乙所示）。下列分析正确的是（　　） A．图甲中，鞋油管所受的浮力小于它排开水所受的重力 B．图乙中，鞋油管所受的浮力大于它自身所受的重力 C．图甲中鞋油管所受的浮力大于图乙中鞋油管所受的浮力 D．图甲中鞋油管所受的浮力小于图乙中鞋油管所受的浮力 2．如图所示，两个相同的圆柱形容器放在水平桌面上，分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心球A、B分别放入容器中静止时，A球悬浮，B球漂浮，h1<h2，且两种液体对容器底的压强相等，下列说法正确的是（  ） A．两种液体的密度：ρ甲<ρ乙 B．两个小球受到的重力：GA<GB C．两个容器对桌面的压强：p甲>p乙 D．两个小球受到的浮力：FA浮>FB浮 3．如下图所示，在水平桌面上的甲、乙两个相同的容器中装有不同液体。将质量相等的实心物体A、B（）分别放入甲、乙两个容器中，静止时两个容器中的液面保持相平，则（    ） A．物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力 B．甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度 C．甲、乙两个容器的底部受到液体的压强相等 D．甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力 4．如图所示，同一小瓶内先后装入不同质量的水，浸没在水中后发现：小瓶在图甲中上浮，在图乙中下沉。如果浸没时小瓶受到的浮力分别为，则（　　） A． B． C． D．无法判断 5．如下图所示，装有适量水的水杯放置在水平桌面上，水中漂浮着一个正方体木块。现向杯中注入质量为m的水（水未溢出），待木块静止后，与注水前相比，下列说法正确的是（    ） A．木块下表面所受水的压强增大 B．木块排开水的体积保持不变 C．杯底所受水的压力增加量为mg D．水杯对桌面的压力增加量小于mg 6．如图所示，放在水平桌面上的三个完全相同的容器内，装有适量的水，将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内，待正方体静止后，三个容器内水面高度相同。则三个物体的密度大小关系为（　　） A． B． C． D． 7．如图是金老师制作的潜艇模型，通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉或上浮。若从烧瓶中吸气，使其从右图所示的位置下沉（胶管在水中的体积忽略不计），下列分析正确的是（    ） A．“潜艇”排开水的重力变小 B．“潜艇”所受的浮力不变 C．“潜艇”顶部受到水的压强保持不变 D．“潜艇”是通过改变浮力的大小来实现下沉的 8．了解物体浮沉的秘密后，小亮了解到在远洋海轮上，常画有几条“吃水线”，如图所示。其中②是印度洋线，另外四条分别是“淡水线”、“夏季海洋线”、“冬季海洋线”和“北大西洋线”，其中印度洋线在北大西洋线上边，下列说法正确的是（　　） A．轮船漂浮在水面是因为浮力大于重力 B．同一轮船在不同水域受到的浮力不同 C．图中淡水线是⑤ D．印度洋海水密度比北大西洋海水密度小 二、填空题 9．小球质量为240g、体积为300cm3。把它浸没在水中，小球所受浮力为 N，放开手后，小球将 （选填“下沉”、“上浮”或“不动”），最终小球静止时，受到的浮力为 N。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） 10．如图所示，两物块A、B以不同方式组合，分别静止在密度为甲、乙的甲、乙两种液体中，由此可判断甲 乙；若物块A在甲、乙液体中受到的浮力分别为F浮1和F浮2，则F浮1 F浮2。（均选填“＞”“＜”或“＝”） 11．用细线将一木块系在杯底，使其浸没，如图所示，若木块重力为10N，细线对木块的拉力为6N，则此时木块所受浮力为 N。若剪断细线，木块向上运动直至露出水面前，木块所受合力为 N。 12．如图所示为一个底部带有阀门K的容器，容器左右两侧形状完全相同，分别装有体积相同的盐水和水，将两个完全相同的小球A、B分别放入盐水和水中，静止时的情况如图所示，此时小球A受到的浮力 （选填“大于”“等于”或“小于”）小球B受到的浮力；打开阀门K后，两个小球重新静止后的状态是 （选填“都漂浮”“都悬浮”或“一个漂浮一个悬浮”）。 13．把重9N、边长为0.1m的正方体物块投入装有足够多水的大容器中，当物块静止时处于 （选填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”）状态，此时物体所受浮力大小为 N。 14．淡水湖面上漂有一块浮冰，如图所示，浮冰水上和水下的体积比为1∶9，则冰的密度为 kg/m3。当冰全部熔化后，水面将 。 三、实验题 15．为了探究“物体的浮沉条件”，灵灵同学在老师的指导下完成了以下实验，如图所示。（取10N/kg，） 步骤一：用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力，如图甲所示； 步骤二：用手拿着这个空玻璃瓶浸没在水中，放手后发现玻璃瓶上浮； 步骤三：将一个物块装入玻璃瓶并盖上盖子，放入水中放手后发现玻璃瓶下沉； 步骤四：取出玻璃瓶并擦干瓶上的水，挂在弹簧测力计上，保持玻璃瓶竖直，然后从图乙位置慢慢浸入水中，并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数与玻璃瓶下表面浸入水中深度的关系如图丙所示。 (1)装有物块的玻璃瓶全部浸没时受到的浮力是 N。 (2)图丙中段表示玻璃瓶受到的浮力逐渐 ，这说明物体所受浮力大小与 有关；BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度 （选填“有关”或“无关”）。 (3)步骤二中空玻璃瓶浸没时受到的浮力为 N。 (4)灵灵认真分析以上实验数据和现象后发现，物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关，分析可得出结论：物体上浮的条件是 。 (5)当玻璃瓶刚好浸没时，下表面受到水的压强为 Pa。 (6)细心的灵灵同学发现玻璃瓶上还标有100mL的字样，请教后得知这表示玻璃瓶的容积，于是他灵机一动，在装有物块的玻璃瓶内装满水，再用弹簧测力计测出总重力，如图丁所示，此时弹簧测力计示数为3.1N，根据以上数据他算出了物块的密度约为 kg/m3。（结果保留一位小数） 四、计算题 16．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？ 17．如图所示，小华在薄壁平底试管中装入一些沙子，管口密封，制成一个简易密度计。当把它放入水中竖直漂浮时，试管露出水面的高度为5cm；当把它放入待测液体中竖直漂浮时，试管露出液面的高度为7cm。若试管和沙子的总质量为30g，试管的横截面积为，水的密度为，g取10N/kg。求： (1)试管在水中漂浮时受到的浮力。 (2)在水中漂浮时，水对试管底部的压强。 (3)待测液体的密度。（计算结果保留三位有效数字） 18．一个圆柱形容器中装有适量水，将一个重4N的合金块B放置在体积为1000cm3的木块A上后，缓慢将A、B一同放入水中，待其静止后，发现木块A的上表面恰好与水面相平，如图所示。求： (1)此时木块A所受的浮力大小是多少？ (2)木块A的密度是多少？ (3)取掉合金块B后，待A静止时，A露出水面的体积与自身体积的比值是多少？ 19．小美在一次实验时将一个装有部分水的平底薄壁试管，放入一个底面积为的柱形盛水水槽中，试管竖直漂浮在水槽内的水面上，试管内水面与水槽底部的距离为h（如图甲所示）；然后小美将一橡皮放入试管内，橡皮下沉并浸没在该试管水中后，发现试管内水面与水槽底部的距离恰好仍为h（如图乙所示），此时水槽中水的深度H=20cm，小美测量出水槽的底面积是试管底面积的6倍。求： (1) 图乙中水对柱形水槽底部的压强是 Pa，压力是 N (2) 图甲中试管和试管中的水的总质量为0.1kg，试管排开水的体积多大？ (3) 请帮小美算出放入试管中的橡皮的密度是多大？ 20．如图甲所示，将边长为h的正方体木块A放入水中时，有h1浸入水中。如图乙所示，将金属块B放在木块A中央静止后，木块A下表面到水面的距离为h2。如图丙所示，再用轻质细线将金属块B绑在木块A中央，放入水中静止后测出木块A下表面到水面的距离为h3，以上过程均不考虑水附着在物体上的影响，木块A的底面积为S。 g、ρ水、S、h1、h2、h3均为已知量。求： (1)木块A的重力GA（用题中已知物理量符号表示）； (2)金属块B质量mB的表达式（用题中已知物理量符号表示）； (3)若 求金属块B的密度。 21．如图所示，一个底面积为且足够深的薄壁柱形平底容器放置于水平桌面上，现将一个重为、棱长为的正方体实心物体M（不吸水）挂于弹簧下端，并置于柱形容器内，弹簧上端固定不动，现在向容器中缓慢注水，弹簧弹力大小与注水体积的变化图像如图乙所示，求：（不计弹簧的质量和体积，弹簧的伸长两每变化1cm，弹力变化1N，且弹簧始终在弹性限度内变化，g取） (1)当物体M浸没水中时受到水的浮力； (2)当物体M刚好漂浮时加入水的质量； (3)B点时弹簧的弹力； (4)图乙中从A到B的加水过程中，增加注水的重力为，容器底部对桌面的压强变化量。 22．如图甲所示，质地均匀的圆柱形物体，质量为1kg，底面积为，竖直放入水平桌面上的薄壁圆柱形容器（容器壁厚度不计）内。（，g取10N/kg） (1)求物体对容器底部的压强； (2)向容器内注入2cm深的水，物体不会倾斜，也没有浮起，如图乙所示。求水对容器底部的压强； (3)现不断往容器内注水，当注水深度为物体高度的一半时，物体对容器底部的压力刚好为0，如图丙所示。求物体的密度； (4)在容器内继续注入适量的水，物体静止时如图丁所示。将露出水面的部分切去，待剩余部分再次静止后，请推理说明水对容器底部压强的变化量与容器对桌面压强的变化量的大小有何关系。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 9.3 科学实践：探究潜艇的沉浮原理 目 录 【考点过关练】 2 考点1：物体的沉浮状态与浮力、重力和体积的关系 2 考点2：根据物体的沉浮状态判断密度的大小关系 2 考点3：物体在不同液体中的沉浮比较浮力和密度大小 4 考点4：漂浮状态下密度的计算 6 考点5：浮力的利用 8 【提升实战练】 10 【重难创新练】 21 考点1：物体的沉浮状态与浮力、重力和体积的关系 1．一个密封的木箱，体积是，质量是4kg，它在水中最终的状态是（　　） A．悬浮 B．沉底 C．漂浮 D．无法判断 【答案】C 【详解】密封箱子的密度 箱子密度小于水的密度，则此箱子掉入足够深的水中，它将上浮，最后处于漂浮。 故选C。 2．将质量为0.5kg的小球放入盛满水的杯中，小球静止后，溢出的水的质量为0.3kg，小球在水中将（　　） A．上浮 B．悬浮 C．下沉 D．无法判断 【答案】C 【详解】小球的重力G球=m球g=0.5kg×9.8N/kg=4.9N 小球受到的浮力F浮=G排=m排g=0.3kg×9.8N/kg=2.94N 所以F浮<G球，因此小球在水中下沉。 故选C。 3．一个重为20N的物块浸没在水中时受到的浮力为25N，释放后它将 （选填“上浮”“下沉”或“悬浮”）。当物块刚要露出水面时，所受浮力 （选填“大于”“小于”或“等于”）20N，当物块漂浮在水面时，所受浮力为 N。 【答案】 上浮 大于 20 【详解】[1]物块浸没在水中时受到的浮力为25N，物体的自重20N，浮力大于重力，因此物体要上浮。 [2]当它刚要露出水面时，排开水的体积还没有减小，则所受浮力不变仍为25N，故浮力大于20N。 [3]当物体漂浮在水面时，此时物体所受的浮力等于物体的重力，即为20N。 4．将重为22N、体积为0.002m3的物体缓慢放入水槽的水中，直至其静止．物体静止时受到的浮力是 N，此时物体处于 （填“漂浮”“悬浮”或“沉底”）状态。 【答案】 20 沉底 【详解】[1]物体完全浸没后受到的浮力 [2]因为20N＜22N，物体将会下沉，静止时处于沉底状态。 考点2：根据物体的沉浮状态判断密度的大小关系 5．如图所示，将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中，鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态，在乙杯中处于悬浮状态。下列判断正确的是（　　） A．甲杯中盐水的密度大 B．乙杯中盐水的密度大 C．鸡蛋在甲杯中受到的浮力大 D．鸡蛋在乙杯中受到的浮力大 【答案】A 【详解】AB．鸡蛋在甲中漂浮，所以鸡蛋的密度小于甲盐水的密度，在乙中悬浮，所以鸡蛋的密度等于乙盐水的密度，所以甲盐水的密度大于乙盐水的密度，则A正确，B错误； CD．鸡蛋在甲中漂浮，所以浮力等于重力，在乙中悬浮，所以浮力等于重力，所以甲、乙两杯盐水中受到的浮力相等，则CD错误。 故选A。 6．将三个质量相等的实心小球a、b、c放入装有水的容器中静止时所处的状态如图所示，其中a球漂浮，b、c两球沉底。三个小球的体积关系为。则下列说法正确的是（　　） A．三个小球所受浮力大小关系为 B．三个小球的密度关系为 C．三个小球排开水的体积关系为 D．球b对容器底部的压力等于球c对容器底部的压力 【答案】C 【详解】A．b、c两球沉底，三个小球的体积关系为，因此，b小球受到的浮力大于c小球受到的浮力，故A错误； B．三个质量相等的实心小球a、b、c，他们的体积关系为，由 可知，三个小球的密度关系为，故B错误； C．因为a球漂浮，受到的浮力等于重力，b小球沉底，受到的浮力小于重力，两小球质量相等，由可知，，b、c两球沉底，有，综上有，故C正确； D．b、c两球对容器底的压力等于重力减去受到的浮力，两球重力相等，b小球受到的浮力大于c小球受到的浮力，因此球b对容器底部的压力小于球c对容器底部的压力，故D错误。 故选C。 7．小明洗水果时，发现体积较小的桔子漂浮在水面上，而体积较大的芒果却沉在水底，如图所示。则桔子的密度 芒果的密度，此时桔子受到的浮力 它自身的重力。（均选填“大于”“小于”或“等于”） 【答案】 小于 等于 【详解】[1][2]桔子漂浮在水面上，桔子受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力，处于平衡状态，桔子受到的浮力等于它自身的重力，桔子的密度小于水的密度，芒果沉在水底，芒果的密度大于水的密度，所以桔子的密度小于芒果的密度。 8．一空心球放入水中后悬浮，若如图所示切成两块再浸没在水中，则大块将 （选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”，下同），小块将 。 【答案】 上浮 下沉 【详解】[1][2]空心球在水中悬浮，说明该球的平均密度等于水的密度，则组成该球的物质的密度大于水的密度，所以将图中的小块浸没在水中，小块将下沉，说明小块受到的浮力小于重力；空气球悬浮，受到的浮力等于重力，切去小块部分，减小的浮力小于减小的重力，则剩余的大块受到的浮力大于重力，则大块将上浮。 考点3：物体在不同液体中的沉浮比较浮力和密度大小 9．小宇自制一个简易密度计，将其分别放入盛有水和盐水的相同容器中，静止时液面相平，如图所示。下列说法正确的是（   ） A．甲容器中的液体是水 B．甲、乙容器对桌面的压强相等 C．密度计在两液体中所受的浮力不相等 D．密度计在甲容器位置低，排开液体的重力小 【答案】A 【详解】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，是盐水，甲容器中的液体是水，故A正确，C错误； B．甲、乙容器对桌面的压力等于容器的重力、液体的重力之和，甲乙两容器相同，容器的重力相同；由图可知，甲容器中水的体积小于乙容器中盐水的体积，甲、乙两容器中液体的重力等于，由此可知，甲容器中水的重力小于乙容器中盐水的重力，因此甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力，两容器的底面积相同，由可知，甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强，故B错误； D．甲、乙两容器中密度计漂浮，密度计受到的浮力，密度计在甲、乙容器中排开液体的重力相等，都等于密度计自身的重力，故D错误。 故选A。 10．把一个材质均匀的正方体分别投入甲、乙、丙三种液体中，静止后的状态如图所示，下列说法正确的是（　　） A．三种液体中甲的密度最大 B．在丙液体中正方体受到浮力最大 C．三种液体中甲液体密度最接近正方体的密度 D．正方体的密度大于三种液体中的任意一种 【答案】C 【详解】根据图示可知、乙、丙三种液体中都处于漂浮状态，正方体的密度小于三种液体中的任意一种，浮力等于重力，所以正方体在三种液体中受到的浮力是相同的；正方体在甲中排开液体的体积最大，最接近正方体的体积，由可知，甲液体密度最小，最接近正方体的密度。 故选C。 11．如图所示，把两个完全相同的圆台形容器放在水平桌面上，分别倒入适量甲、乙两种不同的液体。然后把橡皮泥做成两个完全相同的小船，其中一个小船下面用细线拴着铝块，放在甲液体中，另一个上面压着完全相同的铝块，放入乙液体中。此时，没有液体进入两个小船内，也没有液体溢出容器，液面都恰好与船沿相平且液面高度相等。则容器底部受到的液体压强的大小关系为p甲 p乙，两小船底所受液体压力F甲 F乙（两空均选填“>”“=”“<”）。 【答案】 < < 【详解】[1]因为小船与铝块整体都是漂浮的，所以受到的浮力的大小都等于小船与铝块的总重力，由图可知小船与铝块整体在甲液体中漂浮时排开的液体的体积要大于乙液体中排开的液体的体积，则根据公式 F浮=ρ液gV排 可知，甲液体的密度要小于乙液体的密度，因为甲乙两种液体的液面高度相等，所以根据液体压强的特点可知容器底部液体压强的大小关系为 p甲<p乙 [2]由题意可知两小船底部到液面的距离相同，则根据液体压强的特点可知，甲液体在小船底部产生的压强小于乙液体在小船底部产生的压强，又因为两小船完全相同，受力面积相等，所以可知两小船底所受液体压力大小关系为 F甲<F乙 12．一个体积为的小球，轻轻放入盛满水的溢水杯中，小球静止后排出水的质量为90g，此时小球处于 状态，所受浮力为 N；将小球取出，放入盛足够多的密度为的酒精的杯中，静止后小球所受浮力为 N（g取）。 【答案】 漂浮 0.9 0.8 【详解】[1] [2]小球如果完全浸没，受到的浮力为 根据阿基米德原理，小球实际受到的浮力为 实际受到的浮力小，则小球在水中处于漂浮状态，所受浮力为。 [3]在水中小球漂浮，其重力为 若小球浸没在酒精中，受到的浮力为 浮力比重力小，则小球在酒精中静止时沉底，所受浮力为。 考点4：漂浮状态下密度的计算 13．在“探究怎样使物体上浮或下沉”的实验中，用手将重为1.5N，体积为1.6×10-4m3的苹果压入水中直到苹果浸没，松手后苹果静止时是 （选填“沉底”，“漂浮”或“悬浮）状态，此时，苹果受到的浮力大小是 N。 【答案】 漂浮 1.5 【详解】[1]当苹果浸没在水中时，排开水的体积就等于苹果的体积，即 V排=V物=1.6×10−4m3 所以此时苹果受到的浮力 F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×1.6×10−4m3=1.6N 因为G<F浮，所以松手后苹果会上浮，静止时是漂浮状态。 [2]当苹果静止时漂浮，受到的浮力等于重力，即 F′浮=G=1.5N 苹果受到的浮力大小是1.5N。 14．木块的密度是0.6 g/cm3,冰块的密度是0.9 g/cm3,若它们的体积相等,都漂浮在水面上,则木块受到的浮力 冰块受到的浮力,木块露出水面的体积 冰块露出水面的体积．（选填“大于”“小于”“等于”） 【答案】 小于 大于 【详解】木块、冰块体积相等，木块的密度小于冰块的密度，根据公式m＝ρV可知冰块的质量大于木块的质量；木块与冰块全部漂浮，浮力等于自身的重力；因为木块的重力小于冰块的重力，所以木块受到的浮力小于冰块受到的浮力；根据公式F浮＝ρgV排可知，排开水的体积越大，受到的浮力越大，所以冰块排开水的体积大；因为体积相等，所以冰块露出水面的体积就小． 【点睛】已知木块和冰块的体积相等，根据公式m＝ρV可求质量的大小；物体漂浮时浮力等于自身的重力；根据浮力公式可求木块和冰块排开水的体积的大小，从而求出木块和冰块露出水面的体积的大小． 15．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，最后漂浮，且静止时有五分之三体积露出水面，则木块的密度是 kg/m3。 【答案】0.4×103 【详解】木块最后漂浮，则根据漂浮条件可得F浮＝G木，结合阿基米德原理和重力公式可得 ρ水gV排＝ρ木gV木 由静止时有五分之三体积露出水面可得 所以 16．如图所示，将一个正方体木块放入水中，静止时刚好有一半的体积露出水面，则该木块的密度是 kg/m3（已知：ρ水=1.0×103kg/m3）。 【答案】0.5×103 【详解】因为木块漂浮，所以，又因为 ，，， 可得到 该木块的密度是0.5×103kg/m3。 考点5：浮力的利用 17．盐水选种是占代我国劳动人民的发明的一种巧妙的挑选种子的方法，用盐水选种时需要配制一定浓度的盐水，然后把种子倒入盐水中，则漂浮于盐水面的是次种，沉入容器底的是良种，有关盐水选种过程中下列说法正确的是（    ） A．良种所受浮力等于重力 B．次种所受浮力大于重力 C．若良种和次种的体积相同，则良种受到的浮力较大 D．盐水选种时所用盐水的密度都要大于所有种子的密度 【答案】C 【详解】A．良种沉底，所受浮力小于重力，故A错误； B．次种漂浮，所受浮力等于重力，故B错误； C．若良种和次种的体积相同，则良种排开水的体积较大，由得，良种受到的浮力较大，故C正确； D．盐水选种时所用盐水的密度若大于所有种子的密度，所有种子均漂浮在水面，无法分辨，故D错误。 故选C。 18．下图所示的是潜艇在水中常见的三种状态，从左往右依次是“浮出水面”“隐身潜行”“隐伏”。忽略潜艇上方的潜望镜，这三种状态下浮力相等的是（　　） A．“浮出水面”与“隐身潜行” B．“隐身潜行”与“隐伏” C．“浮出水面”与“隐伏” D．“浮出水面”“隐身潜行”和“隐伏” 【答案】B 【详解】 根据阿基米德原理可知，浮力大小取决于液体密度和物体排开液体的体积。在本题中，液体都是水，密度相同，重力加速度 g 也相同，所以浮力大小只与排开水的体积有关。“浮出水面”时，潜艇部分露出水面，排开水的体积小于潜艇自身的体积。“隐身潜行”时，潜艇完全浸没在水中，此时排开水的体积等于潜艇自身的体积。“隐伏”其实也是潜艇完全浸没在水中的一种状态，排开水的体积同样等于潜艇自身的体积。所以“隐身潜行”与“隐伏”这两种状态下，潜艇排开水的体积相等，受到的浮力也相等。 故选B 。 19．下列说法中正确的是（    ） A．图甲中，同一艘轮船从长江驶入大海，浮力变大 B．图乙中，热气球上升时充入的是密度比空气大的气体 C．图丙中，把易拉罐插入装满水的杯中，可说明物体浸没在水中越深，所受的浮力越大 D．图丁中，同一密度计在两种液体中所受浮力，两种液体的密度 【答案】D 【详解】A．图甲中，同一艘轮船从长江驶入大海，处于漂浮状态，浮力等于重力，重力不变，浮力不变，故A错误； B．热气球是利用在空气中的浮力来工作的，当气体的密度小于空气的密度时，才可以升空，故B错误； C．图丙中，将空饮料罐慢慢向下按，饮料罐浸没前，排开水的体积越来越大，由公式F浮=ρ液gV排可知，在水的密度一定时，饮料罐受到的浮力越来越大，所以向下按的力越来越大；当空饮料罐浸没后，浸没在水中越深，但排开水的体积不变，其受到的浮力不变，故C错误； D．图丁中密度计在两种液体中均漂浮，受到的浮力和自身的重力相等，由于密度计的重力不变，所以浮力关系为Fa=Fa，由图可知V排a＜V排b，由F浮=ρ液gV排可得，两种液体的密度ρa＞ρb，故D正确。 故选D。 20．浮力的应用 (1)轮船：将密度大于水的材料做成空心，使它能排开更多的水，从而 浮力，这就是制成轮船的道理； (2)潜水艇：通过改变自身的 来实现沉浮。向水舱充水，使重力 浮力，潜水艇就 ；水舱排水，使重力 浮力，潜水艇就 。潜水艇上浮过程中（未露出水面）浮力 ，露出水面过程中浮力 ； (3)气球和飞艇：充入密度 空气密度的气体。它们的升降是靠改变物体的 从而改变浮力的大小，当浮力大于重力时气球就 ； (4)密度计：它可以 在不同液体中测量液体的密度，在酿酒、石油、化工以及农业选种等方面有广泛应用。 【答案】(1)增大 (2) 重力 大于 下潜 小于 上浮 不变 变小 (3) 小于 体积 升空 (4)漂浮 【详解】（1）将密度大于水的材料做成空心，使它能排开更多的水，由可知，排开水的体积增大，浮力增大，这就是制成轮船的道理。 （2）[1][2][3][4][5][6][7]潜水艇靠改变自身的重力实现上浮或下沉，潜水艇的艇身装有水舱，向水舱充水时，潜水艇变重，重力大于浮力，逐渐潜入水中；当水舱充水后潜水艇重等于同体积的水重时，潜水艇在水中悬浮，受到的重力和浮力相等；当用压缩空气将水舱里的水排出时，自身的重力减小，潜水艇变轻，潜水艇上浮过程中（未露出水面），由阿基米德原理可知，受到的浮力不变，则受到的重力小于浮力，所以潜水艇会上浮；露出水面过程中，排开水的体积减小，由阿基米德原理可知，受到的浮力减小。 （3）[1][2][3]飞艇中所装的气体都是比空气密度小，通过加热气体，使热气球内的空气膨胀、体积增大、密度减小。它们的升降是靠改变物体的体积从而改变浮力的大小，根据阿基米德原理可知，物体排开气体的体积越大，受到的浮力越大，它们因受到的浮力大于本身的重力而升空。 （4）密度计是利用漂浮原理工作的，故密度在被测液体中都漂浮。 一、单选题 1．可回收垃圾投放前应保持清洁干燥。小明在清洗金属材质的空鞋油管时，发现挤瘪的空鞋油管沉在水底（如图甲所示），而将它撑鼓后却浮在水面（如图乙所示）。下列分析正确的是（　　） A．图甲中，鞋油管所受的浮力小于它排开水所受的重力 B．图乙中，鞋油管所受的浮力大于它自身所受的重力 C．图甲中鞋油管所受的浮力大于图乙中鞋油管所受的浮力 D．图甲中鞋油管所受的浮力小于图乙中鞋油管所受的浮力 【答案】D 【详解】A．在图甲中，鞋油管沉在水底，所受的浮力小于自身的重力。由阿基米德原理可知，鞋油管所受浮力等于它排开水所受的重力。故A错误； B．在图乙中，鞋油管漂浮在水面上，根据漂浮条件，它所受的浮力等于它自身的重力。故B错误； CD．同一空鞋油管做成不同形状的物体，空鞋油管的质量不变，由G=mg可得，二者所受的重力相等，即G甲=G乙；甲中鞋油管沉入水底，则F甲＜G甲，乙中鞋油管漂浮在水面上，则F乙=G乙，所以F甲＜F乙，故C错误，D正确。 故选D。 2．如图所示，两个相同的圆柱形容器放在水平桌面上，分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心球A、B分别放入容器中静止时，A球悬浮，B球漂浮，h1<h2，且两种液体对容器底的压强相等，下列说法正确的是（  ） A．两种液体的密度：ρ甲<ρ乙 B．两个小球受到的重力：GA<GB C．两个容器对桌面的压强：p甲>p乙 D．两个小球受到的浮力：FA浮>FB浮 【答案】D 【详解】A．两种液体对容器底的压强相等，且h1<h2，根据可知，两种液体的密度关系为，故A错误； BD．A小球完全浸没在甲液体中，排开甲液体的体积等于A小球的体积，B小球漂浮在乙液体中，排开乙液体的体积小于B小球的体积，因为两小球体积相等，所以两小球排开液体的体积关系为，由可知，两个小球的浮力关系为：，因为A小球在甲液体中悬浮，重力等于其受到的浮力，B小球漂浮在乙液体中，受到的重力也等于其受到的浮力，故，故B错误，D正确。 C．两种液体对容器底的压强相等，受力面积相等，根据可知，甲和乙两种液体对容器底的压力相等，液体对容器的压力由液体重和物重组成，故甲、乙中液体和物体的总重相同，由此可知两个容器对桌面的压力关系为，由于两个容器底面积相等，根据可知，两个容器对桌面的压强关系为：，故C错误。 故选D。 3．如下图所示，在水平桌面上的甲、乙两个相同的容器中装有不同液体。将质量相等的实心物体A、B（）分别放入甲、乙两个容器中，静止时两个容器中的液面保持相平，则（    ） A．物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力 B．甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度 C．甲、乙两个容器的底部受到液体的压强相等 D．甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力 【答案】B 【详解】A．AB物体的质量相等，由得；甲容器中，物体A漂浮，则；容器中，物体B悬浮，则；所以，故A不符合题意； B．依题意得，由图得，A排开液体的体积，B排开液体的体积，AB受到的浮力相等，根据得，即甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度，B符合题意； C．放入物体A、B后，两容器中液面相平，则甲乙液体深度相等，又因为，根据可知，即甲容器底部受到的压强大于乙容器底部受到的压强，C不符合题意； D．放入物体A、B后，两容器中液面相平，由于，则甲容器中液体的体积大于乙容器中液体的体积；又因甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度，由得，甲容器中液体的重力大于乙容器中液体的重力；容器对桌面的压力等于容器的重力、物体的重力和液体的重力之和，由于容器的重力、物体的重力均相同，所以甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力，D不符合题意。 故选B。 4．如图所示，同一小瓶内先后装入不同质量的水，浸没在水中后发现：小瓶在图甲中上浮，在图乙中下沉。如果浸没时小瓶受到的浮力分别为，则（　　） A． B． C． D．无法判断 【答案】A 【详解】在这两幅图中，小瓶都是完全浸没在水中的，这意味着小瓶排开的水的体积（​）是相等的，都等于小瓶自身的体积（）。根据阿基米德原理可知，在甲、乙两种情况下，小瓶浸没时受到的浮力相等，即 。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A​。 5．如下图所示，装有适量水的水杯放置在水平桌面上，水中漂浮着一个正方体木块。现向杯中注入质量为m的水（水未溢出），待木块静止后，与注水前相比，下列说法正确的是（    ） A．木块下表面所受水的压强增大 B．木块排开水的体积保持不变 C．杯底所受水的压力增加量为mg D．水杯对桌面的压力增加量小于mg 【答案】B 【详解】A．因为木块一直处于漂浮的状态，因此浮力等于重力，而木块重力不变，所以所受浮力不变，根据浮力产生的原因可知，木块下表面受到水对其向上的压力等于浮力，大小不变，木块底面积不变，根据可知，木块下表面所受水的压强不变，故A错误； B．因为木块漂浮，浮力等于重力不变，液体密度不变，根据可知，木块排开水的体积保持不变，故B正确； C．杯底所受水的压力增加量为 增加水的重力为 由容器的形状可知 即杯底所受水的压力增加量 故C错误； D．水杯对桌面的压力属于固体压力，将杯、水、木块看成一个整体，即水杯对桌面的压力等于整体的重力，向杯中注入质量为m的水（水未溢出），整体的重力增加了mg，因水杯放置在水平桌面上，所以水杯对桌面的压力增加量等于mg，故D错误。 故选B。 6．如图所示，放在水平桌面上的三个完全相同的容器内，装有适量的水，将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内，待正方体静止后，三个容器内水面高度相同。则三个物体的密度大小关系为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】已知三个正方体的体积相同，由图可知，三个正方体排开水的体积关系为，根据可知，浮力的大小关系为，由图可知，和处于漂浮，处于悬浮，则由浮沉条件可知：，，，由于，所以；由于正方体的体积相同，所以根据可知，物体密度的大小关系。 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 7．如图是金老师制作的潜艇模型，通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉或上浮。若从烧瓶中吸气，使其从右图所示的位置下沉（胶管在水中的体积忽略不计），下列分析正确的是（    ） A．“潜艇”排开水的重力变小 B．“潜艇”所受的浮力不变 C．“潜艇”顶部受到水的压强保持不变 D．“潜艇”是通过改变浮力的大小来实现下沉的 【答案】B 【详解】AB．从瓶中吸气烧瓶会进水而下沉，完全浸没时由阿基米德原理可知，浮力大小不变，排开水的重力不变，故A错误，B正确； C．“潜水艇”从如图所示的位置下沉时，顶部深度变大使受到水的压强变大，故C错误； D．潜水艇是通过改变自身重力实现上浮和下沉，不是通过改变浮力的大小来实现下沉的，故D错误。 故选B。 8．了解物体浮沉的秘密后，小亮了解到在远洋海轮上，常画有几条“吃水线”，如图所示。其中②是印度洋线，另外四条分别是“淡水线”、“夏季海洋线”、“冬季海洋线”和“北大西洋线”，其中印度洋线在北大西洋线上边，下列说法正确的是（　　） A．轮船漂浮在水面是因为浮力大于重力 B．同一轮船在不同水域受到的浮力不同 C．图中淡水线是⑤ D．印度洋海水密度比北大西洋海水密度小 【答案】D 【详解】A．轮船漂浮在水面上时，轮船静止，处于平衡状态，轮船受到的浮力等于重力，故A错误； B．同一轮船在不同水域始终处于漂浮状态，浮力始终等于重力，所以受到的浮力不变，故B错误； C．由于同一轮船在不同水域受到的浮力相同，不同水域的水的密度不同，由阿基米德原理可知，水的密度越小，轮船排开水的体积越大，轮船浸入水中深度越深，所以图中淡水线是①，故C错误； D．由题意可知，②是印度洋线，淡水线是①，则北大西洋线在印度洋线下放，则轮船浸入印度洋中深度比浸入北大西洋中深度更深，则轮船在印度洋中排开海水的体积更大；由于轮船在不同水域受到的浮力相同，由阿基米德原理可知，印度洋海水密度比北大西洋海水密度小，故D正确。 故选D。 二、填空题 9．小球质量为240g、体积为300cm3。把它浸没在水中，小球所受浮力为 N，放开手后，小球将 （选填“下沉”、“上浮”或“不动”），最终小球静止时，受到的浮力为 N。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） 【答案】 3 上浮 2.4 【详解】[1]小球浸没在水中时，排开液体的体积 小球受到的浮力 [2]小球的重力 当小球完全浸没在水中的，小球受到的浮力大于重力，则放开手后，小球将上浮。 [3]最终小球静止时，处于漂浮，浮力等于重力，则此时受到的浮力 10．如图所示，两物块A、B以不同方式组合，分别静止在密度为甲、乙的甲、乙两种液体中，由此可判断甲 乙；若物块A在甲、乙液体中受到的浮力分别为F浮1和F浮2，则F浮1 F浮2。（均选填“＞”“＜”或“＝”） 【答案】 ＜ ＜ 【详解】[1]由于AB两物体两次静止时处于漂浮或悬浮状态，所以受到的浮力都等于物体受到的重力，即F浮=G；由图知，物体AB排开液体的体积V甲排＞V乙排， 由F浮=ρ液gV排可知ρ甲＜ρ乙。 [2]物块A在甲液体中受到的浮力与B在甲液体中受到的浮力之和等于两物块A、B的重力之和；而物块A在乙液体中受到的浮力等于两物块A、B的重力之和，故物块A在甲、乙液体中受到的浮力分别为F浮1和F浮2，则F浮1＜F浮2。 11．用细线将一木块系在杯底，使其浸没，如图所示，若木块重力为10N，细线对木块的拉力为6N，则此时木块所受浮力为 N。若剪断细线，木块向上运动直至露出水面前，木块所受合力为 N。 【答案】 16 6 【详解】[1]据图可知，木块处于静止状态，受到竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的浮力，这三个力构成平衡力，则木块受到的浮力为 [2]若剪断细线，木块露出水面前，受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力，由于木块排开液体的体积不变，液体的密度不变，则两个力与剪断绳子前相等，则此时合力为 12．如图所示为一个底部带有阀门K的容器，容器左右两侧形状完全相同，分别装有体积相同的盐水和水，将两个完全相同的小球A、B分别放入盐水和水中，静止时的情况如图所示，此时小球A受到的浮力 （选填“大于”“等于”或“小于”）小球B受到的浮力；打开阀门K后，两个小球重新静止后的状态是 （选填“都漂浮”“都悬浮”或“一个漂浮一个悬浮”）。 【答案】 等于 都漂浮 【详解】[1]小球A在盐水中处于漂浮状态，浮力等于重力，小球B在水中处于悬浮状态，浮力等于重力，因为A、B两球完全相同，即两球的重力相等，故两球受到的浮力也相等。 [2]原来小球B在水中处于悬浮状态，由浮沉条件可知，小球B的密度等于水的密度，因为A、B两球完全相同，所以小球A的密度也等于水的密度；打开阀门K后，盐水和水混合，水的密度变大，盐水的密度变小。最终容器左右两侧液体都变成淡盐水，密度相同，都大于水的密度，即都大于两球的密度。由浮沉条件可知，两个小球重新静止后都漂浮。 13．把重9N、边长为0.1m的正方体物块投入装有足够多水的大容器中，当物块静止时处于 （选填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”）状态，此时物体所受浮力大小为 N。 【答案】 漂浮 9 【详解】[1]重9N、边长为0.1m的正方体物块的密度 由于水的密度为1×103kg/m3，所以正方体物块的密度小于水的密度，由沉浮条件可知，正方体物块静止时，漂浮在水面上。 [2]由于正方体物块静止时，漂浮在水面上，处于平衡状态，所以正方体物块受到的浮力等于正方体物块的重力，故此时物体所受浮力大小为9N。 14．淡水湖面上漂有一块浮冰，如图所示，浮冰水上和水下的体积比为1∶9，则冰的密度为 kg/m3。当冰全部熔化后，水面将 。 【答案】 不变 【详解】[1]由图可知，浮冰漂浮在水面上，由沉浮条件可知，浮冰受到的浮力等于浮冰的重力，即 由阿基米德原理可得 由于浮冰水上和水下的体积比为1∶9，则有 解得 [2]当冰全部熔化成水后，质量不变，即 则 即 则冰全部熔化成水后，水的体积 即水的体积 所以熔化后水的体积等于浮冰排开水的体积，则冰全部熔化后，水面将不变。 三、实验题 15．为了探究“物体的浮沉条件”，灵灵同学在老师的指导下完成了以下实验，如图所示。（取10N/kg，） 步骤一：用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力，如图甲所示； 步骤二：用手拿着这个空玻璃瓶浸没在水中，放手后发现玻璃瓶上浮； 步骤三：将一个物块装入玻璃瓶并盖上盖子，放入水中放手后发现玻璃瓶下沉； 步骤四：取出玻璃瓶并擦干瓶上的水，挂在弹簧测力计上，保持玻璃瓶竖直，然后从图乙位置慢慢浸入水中，并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数与玻璃瓶下表面浸入水中深度的关系如图丙所示。 (1)装有物块的玻璃瓶全部浸没时受到的浮力是 N。 (2)图丙中段表示玻璃瓶受到的浮力逐渐 ，这说明物体所受浮力大小与 有关；BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度 （选填“有关”或“无关”）。 (3)步骤二中空玻璃瓶浸没时受到的浮力为 N。 (4)灵灵认真分析以上实验数据和现象后发现，物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关，分析可得出结论：物体上浮的条件是 。 (5)当玻璃瓶刚好浸没时，下表面受到水的压强为 Pa。 (6)细心的灵灵同学发现玻璃瓶上还标有100mL的字样，请教后得知这表示玻璃瓶的容积，于是他灵机一动，在装有物块的玻璃瓶内装满水，再用弹簧测力计测出总重力，如图丁所示，此时弹簧测力计示数为3.1N，根据以上数据他算出了物块的密度约为 kg/m3。（结果保留一位小数） 【答案】(1)1.8 (2) 变大 物体排开液体的体积 无关 (3)1.8 (4)浮力大于物体重力 (5)600 (6)3.3×103 【详解】（1）由图丙得，装有物块的玻璃瓶全部浸没时受到的浮力是 （2）[1][2]图丙中段玻璃瓶受到的拉力不断减小，玻璃瓶的总重力不变，由得，图丙中段玻璃瓶受到的浮力逐渐变大；此过程中玻璃瓶排开水的体积变大，这说明物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。 [3]BC段物体浸没在水中，物体浸没在水中的速度改变，物体受到的拉力不变，说明物体受到的水的浮力不变，说明物体受到的浮力大小与浸没的深度无关。 （3）步骤二中空玻璃瓶浸没时排开水的体积与装有物块的玻璃瓶浸没时排开水的体积相同，由得，玻璃瓶受到的浮力相同，则步骤二中空玻璃瓶浸没时受到的浮力为1.8N。 （4）由图甲得，测力计的分度值为0.2N，示数为1.4N，即空玻璃瓶的重力为1.4N，空玻璃瓶浸没时受到的浮力为1.8N，此时空玻璃瓶受到的浮力大于重力，空玻璃瓶上浮，说明物体上浮的条件是浮力大于物体重力。 （5）由图丙得，当玻璃瓶刚好浸没时，玻璃瓶下表面浸入水中深度为6cm，此时下表面受到水的压强为 （6）由图丙得，玻璃瓶与物块的重力为2.4N。细心的灵灵同学发现玻璃瓶上还标有100mL的字样，请教后得知这表示玻璃瓶的容积，于是他灵机一动，在装有物块的玻璃瓶内装满水，再用弹簧测力计测出总重力，此时弹簧测力计示数为3.1N，此时瓶中装的水的重力为 由得，玻璃瓶中装的水的体积为 物块的体积为 物块的重力为 物块的密度约为 四、计算题 16．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 【详解】（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。 17．如图所示，小华在薄壁平底试管中装入一些沙子，管口密封，制成一个简易密度计。当把它放入水中竖直漂浮时，试管露出水面的高度为5cm；当把它放入待测液体中竖直漂浮时，试管露出液面的高度为7cm。若试管和沙子的总质量为30g，试管的横截面积为，水的密度为，g取10N/kg。求： (1)试管在水中漂浮时受到的浮力。 (2)在水中漂浮时，水对试管底部的压强。 (3)待测液体的密度。（计算结果保留三位有效数字） 【答案】(1)0.3N (2)2000Pa (3) 【详解】（1）试管和沙子的总重G=mg=30×10-3kg×10N/kg=0.3N 由于试管漂浮在水面，则F浮=G=0.3N （2）设试管长为l，则在水中浸入深度为l-0.05m， 根据阿基米德原理得F浮=ρ水g(l-0.05m)S=1.0×103kg/m3×10N/kg×(l-0.05m)×1.5×10-4m2=0.3N 解得l=0.25m， 则浸入水中深度h1=l-0.05m=0.25m-0.05m=0.2m 故水对试管底部的压强p=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa （3）当试管漂浮于水面时，有F浮=G=ρ水gh1S① 当试管漂浮于待测液体时，有h2=l-0.07m=0.25m-0.07m=0.18m 则有F浮′=G=ρ液gh2S② 由①②两式得 18．一个圆柱形容器中装有适量水，将一个重4N的合金块B放置在体积为1000cm3的木块A上后，缓慢将A、B一同放入水中，待其静止后，发现木块A的上表面恰好与水面相平，如图所示。求： (1)此时木块A所受的浮力大小是多少？ (2)木块A的密度是多少？ (3)取掉合金块B后，待A静止时，A露出水面的体积与自身体积的比值是多少？ 【答案】(1)10N (2)0.6×103kg/m3 (3)2:5 【详解】（1）因为物体完全浸没在水中，所以 由阿基米德原理可得 （2）把和当作一个整体则整体漂浮，分析受力可得 物体A的重力为 又因为 木块A的密度是 （3）因为，所以去掉B后A将处于漂浮状态，此时A所受浮力，则有 所以 A露出水面的体积与自身体积的比值是 19．小美在一次实验时将一个装有部分水的平底薄壁试管，放入一个底面积为的柱形盛水水槽中，试管竖直漂浮在水槽内的水面上，试管内水面与水槽底部的距离为h（如图甲所示）；然后小美将一橡皮放入试管内，橡皮下沉并浸没在该试管水中后，发现试管内水面与水槽底部的距离恰好仍为h（如图乙所示），此时水槽中水的深度H=20cm，小美测量出水槽的底面积是试管底面积的6倍。求： (1) 图乙中水对柱形水槽底部的压强是 Pa，压力是 N (2) 图甲中试管和试管中的水的总质量为0.1kg，试管排开水的体积多大？ (3) 请帮小美算出放入试管中的橡皮的密度是多大？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）[1]图乙中水对柱形水槽底部的压强为 [2]图乙中水对柱形水槽底部的压力为 （2）图甲中的试管漂浮在水中，浮力等于其自身的重力，为 试管排开水的体积为 （3）设试管下沉的深度为，放入前后试管内水面与水槽底部的距离均为h，则试管内水面上升的体积等于橡皮排开水的体积等于试管下沉的体积，即 试管下沉部分导致水面上升的高度为 则试管排开水的体积变化量为 橡皮放入后，试管仍处于漂浮状态，试管增加浮力等于试管增加的重力为，即 则橡皮的密度为 20．如图甲所示，将边长为h的正方体木块A放入水中时，有h1浸入水中。如图乙所示，将金属块B放在木块A中央静止后，木块A下表面到水面的距离为h2。如图丙所示，再用轻质细线将金属块B绑在木块A中央，放入水中静止后测出木块A下表面到水面的距离为h3，以上过程均不考虑水附着在物体上的影响，木块A的底面积为S。 g、ρ水、S、h1、h2、h3均为已知量。求： (1)木块A的重力GA（用题中已知物理量符号表示）； (2)金属块B质量mB的表达式（用题中已知物理量符号表示）； (3)若 求金属块B的密度。 【答案】(1)； (2)； (3) 【详解】（1）木块A漂浮在水中，则受到的浮力等于其自身重力，又根据阿基米德原理可得浮力等于排开水的重力，则 （2）在乙图中，木块A和金属块B共同漂浮在水面上，浮力等于总重力，则 B的重力为，代入上式可得，解得 （3）在丙图中，木块A和金属块B被细线绑在一起，浮力等于总重力，则 可得，解得 金属块B的密度为 21．如图所示，一个底面积为且足够深的薄壁柱形平底容器放置于水平桌面上，现将一个重为、棱长为的正方体实心物体M（不吸水）挂于弹簧下端，并置于柱形容器内，弹簧上端固定不动，现在向容器中缓慢注水，弹簧弹力大小与注水体积的变化图像如图乙所示，求：（不计弹簧的质量和体积，弹簧的伸长两每变化1cm，弹力变化1N，且弹簧始终在弹性限度内变化，g取） (1)当物体M浸没水中时受到水的浮力； (2)当物体M刚好漂浮时加入水的质量； (3)B点时弹簧的弹力； (4)图乙中从A到B的加水过程中，增加注水的重力为，容器底部对桌面的压强变化量。 【答案】(1)10N (2)3.8kg (3)4N (4)1600Pa 【详解】（1）当物体M浸没水中时受到水的浮力 （2）当物体M刚好漂浮时，M受到的浮力刚好等于M的重力，则此时测力计对M的拉力为0，由图得，此时注入的水的体积为3800cm3， 由得，加入水的质量 （3）由图得，AB点的弹力相等，B点后物体受到的弹力不变，物体M在重力、浮力、弹力作用下处于平衡状态，M的重力不变，由二力平衡得，B点后物体M受到的浮力大小不变，则说明B点后物体M浸没在水中，则B点时弹簧的弹力 （4）A点物体受到的浮力小于物体M的重力，则物体M受到的弹力方向竖直向上；B点物体受到的浮力大于物体M的重力，则物体A受到的弹力方向竖直向下；AB点物体受到的弹力大小相等，为4N，此时容器底部对桌面的压力为 B点容器底部对桌面的压力为 则A到B点容器底部对桌面的压强增加 22．如图甲所示，质地均匀的圆柱形物体，质量为1kg，底面积为，竖直放入水平桌面上的薄壁圆柱形容器（容器壁厚度不计）内。（，g取10N/kg） (1)求物体对容器底部的压强； (2)向容器内注入2cm深的水，物体不会倾斜，也没有浮起，如图乙所示。求水对容器底部的压强； (3)现不断往容器内注水，当注水深度为物体高度的一半时，物体对容器底部的压力刚好为0，如图丙所示。求物体的密度； (4)在容器内继续注入适量的水，物体静止时如图丁所示。将露出水面的部分切去，待剩余部分再次静止后，请推理说明水对容器底部压强的变化量与容器对桌面压强的变化量的大小有何关系。 【答案】(1)1000Pa (2)200Pa (3)0.5×103kg/m3 (4) 【详解】（1）无水时，物体对容器底的压力等于其重力，即F=G=mg=1kg×10N/kg=10N 物体对容器底部的压强为 （2）水深度为2cm，即0.02m，根据得水对容器底部的压强为 （3）当水深为物体高度一半时，压力为0，则此时浮力等于重力。根据阿基米德原理，所受浮力为 而物体重力为 根据物体浮沉条件可知，浮力等于重力，得到 则 （4）当物体再次静止时，物体漂浮，受到的浮力等于物体重力，此时物体浸入水中的深度为物体高度的一半，将物体露出水面部分切去，则切去质量为圆柱体质量的一半，即m=0.5kg。假设容器底面积为S，则容器对桌面压强的变化量 当物体切去一半后，剩下的一半仍漂浮，故排开液体质量与剩余物体质量相等，均为0.5kg，即排开液体质量也为m=0.5kg；排开液体变化量；则有 水面高度变化量 则水对容器底部压强的变化量 因此 20． 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$