10.3 物体的浮沉条件及应用(2个知识点+2个方法技巧+7大题型+分层训练)-2024-2025学年八年级下册物理同步题型分类讲与练(人教版2024)
2025-06-03
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2份
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75页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第3节 物体的浮沉条件及应用 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 物体的浮沉条件 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.86 MB |
| 发布时间 | 2025-06-03 |
| 更新时间 | 2025-06-03 |
| 作者 | 物理课代表wang |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-06-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52373092.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
10.3 物体的浮沉条件及应用
01导图速览
02必备知识
►知识点1 物体的浮沉条件
►知识点2 浮力的应用
03方法技巧
►方法技巧1 漂浮物体的五个规律
►方法技巧2 浮力大小的四种计算方法
04经典题型
题型1 利用浮沉条件比较相关物理量的大小
题型2 利用浮沉条件判断物体的浮沉状态
题型3 轮船
题型4 潜水艇
题型5 气球和飞艇
题型6 密度计
题型7 利用浮沉条件进行计算
05分层训练
基础练
提升练
知识点1 物体的浮沉条件
1、液体中常见的三种浮沉现象
浸没在液体中的物体,受到两个力:竖直向下的重力和竖直向上的浮力。根据物体所受浮力与重力大小关系的不同,由静止释放的物体,其浮沉存在三种情况。
(1)物体上浮,最终漂浮在液面上。
(2)物体悬浮,可以静止在液体中(液面之下)的任何位置。
(3)物体下沉,最终沉入底部。
2、物体的浮沉条件
状态
上浮
漂浮
悬浮
下沉
沉底
图示
F浮与G的关系
F浮>G物
F浮=G物
F浮=G物
F浮<G物
F浮+F支=G
ρ液与ρ物的关系
ρ液>ρ物
ρ液>ρ物
ρ液=ρ物
ρ液<ρ物
ρ液<ρ物
V排与V物的关系
V排=V物(露出液面前)
V排<V物
V排=V物
V排=V物
V排=V物
运动状态和受力情况
动态,受非平衡力作用
静态,受平衡力作用
静态,受平衡力作用
动态,受非平衡力作用
静态,受平衡力作用
说明
上浮是个过程,漂浮是上浮的最终状态
悬浮是个状态
下沉是个过程,沉底是下沉的最终状态
3、对物体浮沉条件的理解
浸没在液体中的物体的浮沉不取决于受到浮力的大小,而是取决于物体所受浮力和重力的大小关系。
(1)当F浮>G物时,物体在液体中向上运动(上浮)。随着物体不断上升,物体将有一部分露出液面,物体所受的浮力也随之减小一直减小到F浮=G物时,物体就不再上浮并处于漂浮状态。由此可知,物体上浮是由非平衡状态演变为平衡状态的过程。
(2)当时F浮<G物,物体在液体中向下运动(下沉),直至容器底部对物体产生一定的支持力,这时物体在重力、浮力、支持力的作用下处于平衡状态,下沉运动结束。由此可知,物体下沉是由非平衡状态演变为平衡状态的过程。
知识点2 浮力的应用
1、增大和减小浮力的方法
由阿基米德原理可知,浸在液体中的物体受到的浮力大小由液体密度和排开的液体的体积决定,故可以从改变液体密度和改变排开的液体的体积两方面改变浮力。
2、浮力的应用
(1)轮船
①原理:空心法,即把密度比水大的钢铁制成空心的,能使它排开更多的水,增大可利用的浮力,从而漂浮在水面上。
②排水量:轮船的大小通常用排水量表示,排水量是轮船装满货物时排开水的质量,即排水量=船自身质量+满载时货物的质量,即m排=m船+m货。
③载重线(吃水线)
吃水线是船体与水面相交的线,表示船舶的吃水深度水温变化会影响船舶的吃水深度,故夏季和冬季的吃水线不相同;由于海水、河水密度不同,轮船的吃水线也不同,轮船在载物时水面不能超过最大吃水线。
例如,当轮船由海中驶入河中时,浮力不变,吃水深度变大。
(2)潜水艇
①浮沉原理:潜水艇是靠改变自身的重力实现上浮或下潜的。
②分析:潜水艇浸没在水中时排开水的体积不变,所以浸没后受到的浮力不变。它的艇身装有水舱,向水舱充水时,潜水艇变重,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,它可以悬浮在水中。当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时,潜水艇变轻,当G艇<F浮时潜水艇上浮。
(3)气球和飞艇
①工作原理:气球和飞艇靠充入、排出密度较小的气体来实现升降。
②分析:气球或飞艇所受的浮力,气球或飞艇所受的重力,G=G气+G壳=ρ气Vg+G壳。当F浮>G时,合力方向向上,气球或飞艇可升上天空;由于高度升高,空气密度变小,使F浮变小,当F浮=G时,合力为0,气球或飞艇悬浮于一定高度;要使气球或飞艇降回地面,可以放出一部分气体,使排开空气的体积减小,浮力减小,当F浮<G时,合力方向向下,气球或飞艇下落。
(4)密度计
①原理:二力平衡原理和阿基米德原理。密度计在任何液体中都处于漂浮状态,所受浮力等于其重力。
②分析:密度计的上部标有刻度,形状特殊的玻璃管下部的玻璃泡内封装着金属颗粒,使密度计能够直立在液体中根据阿基米德原理可知,ρ液越大,V排越小,密度计露出液面的体积越大.所以,密度计上的刻度数值是上面小,下面大,且刻度之间的间隔是不均匀的,上疏下密。
方法技巧1 漂浮物体的五个规律
1、“二力平衡”:即物体漂浮在液体中,即物体所受浮力等于其自身重力(F浮=G物)。
2、“浮力恒等”:即同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同。
3、“比例相等”:即漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几,即。
例如,冰山漂浮在海水水面上,若总体积为,则,则有。
4、“密大排小”:即同一物体漂浮在不同液体的液面上时,在密度较大的液体中排开液体的体积较小。
5、“质量相等”:即排开液体的质量等于物体自身的质量(m排=m物)。
方法技巧2 浮力大小的四种计算方法
称重法
压力差法
公式法
平衡法
浮力大小等于物体重力减去浸在液体中时测力计的示数
浮力的大小等于物体受到液体对它上、下表面的压力之差
浮力的大小等于物体所排开的液体受到的重力大小
物体漂浮或悬浮时,浮力与重力是平衡力,大小相等
题型1 利用浮沉条件比较相关物理量的大小
1.(24-25八年级下·重庆北碚·期中)如图所示,甲、乙两个质量相同、底面积相同的薄壁容器放在水平桌面上,容器中分别装有质量相同的a、b两种液体,体积相同的A、B两物体的密度不同,将A、B两物体分别投入a、b两液体中,两个容器中的液面相平,下列说法正确的是( )
A.液体的密度 B.物体的质量
C.容器对桌面的压强 D.液体对容器底部的压力
2.(24-25八年级下·北京房山·期中)小华将一个李子和一个香瓜放入水槽内的水中,静止后,发现李子沉到水槽底部,香瓜漂浮在水面上,如图所示。下列说法正确的是( )
A.李子的密度小于水的密度
B.香瓜的密度大于李子的密度
C.李子受到的浮力等于李子受到的重力
D.香瓜受到的浮力等于香瓜排开水的重力
3.(24-25八年级下·上海奉贤·期中)如图所示,在同一水平桌面上的两个相同容器,分别盛有甲、乙两种液体,将同一个梨分别放入两容器中处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度比乙液体的密度大
B.梨两次排开液体的质量一样大
C.梨在乙液体中受到的浮力大
D.将乙图中露出液面的那部分梨削掉,梨将浸没在液体中
4.(24-25八年级下·吉林·课后作业)如图甲,将一枚鸡蛋放在盛有水的烧杯中,鸡蛋沉入杯底;逐渐向水中加入食盐,鸡蛋先悬浮再漂浮,分别如图乙、丙所示。下列有关说法正确的是( )
A.图甲中鸡蛋所受浮力等于重力
B.图乙中鸡蛋所受浮力大于重力
C.图丙中鸡蛋的密度等于盐水的密度
D.三种状态下鸡蛋浮力的大小关系是F甲<F乙=F丙
5.(2025·广东深圳·二模)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”)
6.(24-25八年级下·全国·课后作业)体积相等的两个实心小球A、B在如图所示的位置保持静止,A、B两球密度的大小关系是 (选填“大于”“小于”或“等于”,下同),A、B两球所受浮力的大小关系是 。
7.(24-25八年级下·全国·课后作业)A、B、C三个实心小球的体积相等,在水中静止(如图所示),若三个小球所受浮力分别为、、,三个球的密度分别为、、,质量分别为、、,则浮力大小关系为 ,密度大小关系为 ,质量大小关系为 。
题型2 利用浮沉条件判断物体的浮沉状态
8.(24-25八年级下·全国·课后作业)一质量分布均匀的物体漂浮于某种液体中,若将该物体截成大小不等的两部分,则( )
A.大的下沉,小的上浮 B.大、小两部分都下沉
C.大、小两部分仍漂浮 D.大、小两部分都悬浮
9.(24-25八年级下·吉林·课后作业)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。
10.(24-25八年级下·全国·课后作业)将一个空心铁球投入水中,有以下几句说法,正确的是( )
A.铁球不一定下沉 B.铁球一定悬浮
C.铁球一定漂浮 D.以上都有可能
11.(24-25八年级下·安徽·课后作业)把一个密度为、体积为的圆柱体,放入盛有150g水的容器中,该圆柱体最终( )
A.一定漂浮 B.一定悬浮 C.一定沉底 D.漂浮或沉底
12.(24-25九年级上·四川眉山·期末)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
题型3 轮船
13.(2025·福建漳州·一模)2025年2月,中国海军远海训练编队进行远海航行,其中055型万吨级驱逐舰的排水量可达12500t,驱逐舰在海上航行过程中。下列说法正确的是( )
A.发射导弹后,驱逐舰所受浮力变小
B.发射导弹后,驱逐舰会下沉一些
C.驱逐舰漂浮于海面上时,浮力大于它的总重力
D.排水量可达12500t指的是驱逐舰排开水所受的重力
14.(24-25八年级下·全国·课后作业)一艘船从东海驶入黄浦江时,船身受的浮力会( )
A.减小 B.增大 C.不变 D.先变大后变小
15.(2025·陕西西安·三模)如图所示是我国舷号为18、排水量为8万余吨的航空母舰“福建舰”进行日常训练的情景。结合图示,下列说法中正确的是( )
A.排水量指的是舰船满载时排开水的重力
B.舰载机逐渐起飞,“福建舰”所受浮力逐渐增大
C.“福建舰”匀速航行时,其受到浮力的方向是竖直向上的
D.“福建舰”匀速航行时,其受到的浮力小于重力
16.(2025八年级下·全国·专题练习)如图所示的是世界上最大的豪华邮轮之一“海洋魅力”号,长361m,宽66m,满载时排水量达22.5万吨,满载时吃水深度达30m,可以搭载6360名游客。下列相关说法正确的是(g取,)( )
A.轮船匀速航行时,所受浮力方向竖直向下 B.轮船漂浮在海面上,所受浮力大于重力
C.满载时船受到的浮力为 D.游客下船后船受到的浮力保持不变
17.(2025·四川内江·二模)轮船从大海驶入长江,轮船受到的浮力 (均选填“变大”“变小”或“不变”),整个船身将 (选填“上浮”或“下沉”)一些。
18.(2025八年级下·全国·专题练习)如图所示,满载货物的轮船从大海驶入内河时,轮船的吃水深度 (选填“变大”“变小”或“不变”);把船上的货物卸下后,轮船所受的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
19.(23-24八年级下·河南安阳·期末)2024年4月20日,备受瞩目的第二艘国产大型邮轮H1509船正式下坞,H1509船“尺码”更大、设备更先进,排水量达到14.19万吨,如图,邮轮满载时受到的浮力 N,在邮轮的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称“载重线”,其中标有W的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线。说明北大西洋海水的密度 印度洋海水的密度(选填“大于”“等于”或“小于”)。(g取10N/kg)
题型4 潜水艇
20.(2025·河北石家庄·一模)某同学用试管制作了一个潜艇模型,如图所示。通过移动注射器的活塞对试管进行打气或吸气,便可使其实现上浮或下沉。下列说法正确的是( )
A.该潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现浮沉的
B.向里推注射器的活塞,可使潜艇模型从图中位置下沉
C.该潜艇模型从图中位置下沉时,受到的浮力逐渐变小
D.该潜艇模型从图中位置上浮时,受到水的压强不变
21.(24-25八年级下·重庆·期中)如图所示,当海水的温度及所含盐分变化时,可能会导致海水密度发生突变,在垂直海面方向上形成一个类似“悬崖”的突变水层,这叫做“海水断崖”。潜艇在航行时如果遇到 “海水断崖”会急速“掉深”,若不受控制地掉到安全潜深以下,会被巨大的海水压力破坏。关于这个现象,下列说法不正确的是( )
A.潜艇遇“海水断崖”时,所受浮力突然减小
B.潜艇在急速“掉深”过程中,受到的液体压强增大
C.“海水断崖”的危险在于潜水艇在驶入低密度海水区域时会急速下沉
D.遇到“海水断崖”时为尽快脱险,需要向潜艇的水舱供气排水以增大潜艇浮力
22.(24-25八年级下·全国·单元测试)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
23.(2025·陕西西安·三模)潜水艇是海军的战略重器,建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障。如图1,排水量为,此时潜水艇所受到海水的浮力为 N,潜水艇的水舱向外排出一部分海水后开始上浮,潜水艇在图2中的位置时受到海水的浮力为 N;最终潜水艇静止在图3中的海面上。由此可见,潜水艇是通过改变 实现上浮和下潜的。()
24.(24-25八年级下·重庆渝北·期中)如图所示,潜水艇在水中可以实现上浮或下潜,当潜水艇在水中悬浮时受到的浮力为,当它接着在水中下潜时受到的浮力为,则 (选填“﹥”,“=”或“﹤”);当悬浮在水中的潜水艇 (选填“充水”或“排水”)时,潜水艇将上浮。
25.(24-25八年级下·河南·课后作业)潜水艇和轮船都是浮力知识的应用。如图所示是同一艘潜水艇在水面下上浮和下潜时的情景,其中图 正在下潜,潜水艇受到的浮力 (选填“>”“<”或“=”);满载时,排水量为1000t的轮船在河水中航行,受到河水的浮力是 N,船及所装货物共重 N。这艘轮船从河里驶入海里,受到的浮力 ,排开水的体积 。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)(取10N/kg)
题型5 气球和飞艇
26.(2025·山东济南·二模)如图所示,我国汉代发明的孔明灯,加热灯内空气,当内部气体的密度比外部气体密度小到一定程度时,孔明灯就上升。海拔越高,空气越稀薄,若忽略孔明灯体积的变化,在升空过程中,它所受浮力( )
A.始终不变 B.将会变小
C.先不变后变小 D.将会变大
27.(2025·辽宁鞍山·三模)孔明灯通过点燃灯笼下端小碟内的松脂,加热内部的空气,使孔明灯内气体密度要比空气密度 ,实现升空。体积为0.5m3的孔明灯,所受浮力大小约是 N。(空气的密度约为1.3kg/m3)
28.(24-25八年级下·全国·单元测试)热气球是靠加热球内的空气,使其密度 (选填“变大”“变小”或“不变”),相当于充入了 的气体,当F浮 G时就升空了。
29.(24-25八年级下·全国·课后作业)如图所示,热气球下方开口处燃烧液化气,随着热气球内部气体温度升高,热气球体积膨胀到一定程度时,热气球开始离地,徐徐升空,此时热气球受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)热气球的重力;在加热过程中,热气球内部气体的密度 (选填“变大”“变小”或“不变”);如果充入气体后气球和吊篮的总质量为100kg,体积为150m3,则气球可以搭载重 N的货物悬浮在空中。(,g取)
题型6 密度计
30.(24-25八年级下·全国·课后作业)如图所示,小明取一根塑料吸管,下端塞入配重,如铁丝、铁屑等,并密封起来做成一个简易密度计,然后将这个自制的简易密度计分别放入甲、乙两种不同液体中。下列判断正确的是( )
A.甲液体的密度比乙液体的密度大
B.在标记刻度时B处的示数应比A处的小
C.这个密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力相等
D.这个简易密度计的刻度是均匀的
31.(24-25八年级下·重庆·期中)小超用废圆珠笔芯自制了一支密度计,该密度计漂浮在水中受到的浮力 漂浮在酒精中时受到的浮力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。小超利用已知液体密度进行了刻度标注,如图所示,A点标注,C点标注;B为的中点,则B点标注的密度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)。
32.(24-25九年级上·江苏南京·阶段练习)科技小组为进一步了解浮力,设计了如图的简易密度计,密度计体积忽略不计。甲、乙杯中液体密度分别为ρ1、ρ2,甲、乙杯中液体对容器底的压强分别为p1、p2,若使用的两个密度计相同,且两杯中液体的初始体积相同,则ρ1 ρ2(选填</>/=,同下),p1 p2。若ρ1=ρ2,甲使用的密度计可能比乙使用的密度计更 (选填粗/细),也有可能乙使用的密度计的负重比甲使用的密度计更 (选填轻/重)。
33.(24-25八年级下·全国·单元测试)如图所示,同一支自制密度计在甲、乙两种不同的液体中静止时如图所示,则甲液体的密度 乙液体的密度;密度计在甲液体中受到的浮力 在乙液体中受到的浮力。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
34.(24-25八年级下·全国·课后作业)小明用吸管、铁丝等制作了一个简易密度计,将其放入水中时,密度计不能直立,应 (选填“增大”或“减小”)吸管中铁丝的质量;改进后,分别用它测量甲、乙两种液体的密度,如下图所示。则甲、乙两种液体的密度关系是 (选填“>”“<”或“=”)。
35.(24-25九年级上·上海黄浦·期中)如图所示,两支完全相同的密度计漂浮在甲、乙两种液体中,静止两液面相平。则密度计在两液体中所受浮力大小关系是F浮甲 F浮乙,甲、乙两液体密度大小关系是 ,甲、乙两液体对容器底部压强大小关系是p甲 p乙。(均选填“大于”“等于”“小于”)
题型7 利用浮沉条件进行计算
36.(2025·安徽宿州·一模)如图所示,水平地面上有一底面积为的圆柱形容器。容器中水深40cm,一个棱长为10cm的正方体物块通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为4N。求:()
(1)此时物块受到的浮力;
(2)细线剪断后,物块静止时浸入水中的体积;
(3)细线剪断后,液面下降了多少?
37.(24-25八年级下·福建福州·期中)如图所示,水平桌面上放置一个质量为的圆台形容器,它的底面积为,不计容器底和侧壁的厚度。容器中盛有水,水面上静止漂浮一个木块,木块排开水的体积为,水深为,水的总质量为。水的密度为。求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)木块受到的浮力;
(3)圆台形容器对水平桌面的压强。
38.(24-25八年级下·天津滨海新·期中)一底面积为的薄壁柱形容器放在水平桌面上,其内装有适量密度为的水。一体积为的圆柱形木块由一段非弹性细线与容器底部相连,木块浸没水中,如图1所示;现将细线剪断,木块静止后漂浮在水面上,此时有的体积露出水面,如图2所示。求:
(1)木块的密度;
(2)细线未剪断前,细线上的拉力;
(3)细线剪断前后,水对容器底压强的变化量。
39.(24-25八年级下·北京·期中)如图所示,水平地面上有一个底面积为的圆柱形容器,容器中水深40cm,一个边长为10cm的正方体物块通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为5N。(,取)
(1)画出此时正方体物块的受力示意图;
(2)计算此时容器底受到水的压力;
(3)细线剪断后,计算物块静止时受到的浮力。
40.(24-25八年级下·吉林·期末)“水密隔舱福船制造技艺”是中国对世界航海的重大贡献。所谓“水密隔舱”,就是用厚实的隔舱板把船舱层层隔断,分隔成互不透水的一个个舱区。在航行过程中,如果有一个或两个舱意外破损,海水进不到其他舱中,大大提高了船舶的整体抗沉性。若某福船满载时,吃水3.9m,总质量可达1170t。求:(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)满载时福船的总重力;
(2)该福船满载时排开水的体积;
(3)该福船满载时船底0.2m2的面积受到海水的压力。
基础练
1.(24-25八年级下·福建福州·期中)三个体积相同的小球、、在水中静止,如图所示。下列关于三个小球的浮力、密度、排开水的质量、重力的大小关系描述正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2025·黑龙江鸡西·二模)将新鲜度不同的甲、乙两枚鸡蛋放入水中,静止时的状态如图所示,下列说法正确的是(ρ盐水>ρ水>ρ酒精)( )
A.若甲、乙两枚鸡蛋的体积相等,则甲鸡蛋受到的浮力小
B.若甲、乙两枚鸡蛋的质量相等,则甲鸡蛋受到的浮力小
C.向杯中加盐水后,乙鸡蛋受到的浮力变大
D.向杯中加酒精后,甲鸡蛋受到的浮力变大
3.(24-25八年级下·重庆·期中)近日,首台国产“深海微生物原位采样自主水下航行器”成功研制,实现了深海微型生物的高保真原位采样和分析,达到国际先进水平,某科研机构按一定比例做了一个缩小的伪真模型,如图所示。他们将这片海域简化为一个装有足够多水的薄壁柱形容器,并置于水平地面上;航行器模型简化为一个体积为、重8N的空心模型A。将模型A放入容器时,A漂浮于水面上。下列说法正确的是( )
A.模型A漂浮时,浸入水中的体积占总体积的四分之三
B.若模型A从容器中吸入部分水后仍漂浮,则吸水后液面会下降
C.要使模型A悬浮在水中,A需从容器中吸入2kg的水
D.若模型A从容器中吸入部分水后沉底,则沉底后相较于漂浮时水面会下降
4.(24-25八年级下·重庆渝北·期中)如图所示,物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计,在木棒的一端缠绕一些铜丝,放入盛有甲、乙两种不同液体的两个烧杯中(均未触底),静止时液面相平,下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度小 B.甲液体对杯底的压强大
C.密度计在乙液体中受到的浮力小 D.甲排开液体体积大
5.(24-25八年级下·云南昆明·期中)将重为6N,体积为的实心物体浸没在水中,松开手后,当物体静止时,下列判断正确的是( )
A.物体漂浮, B.物体悬浮,
C.物体漂浮, D.物体沉在水底,
6.(2025·北京海淀·一模)如图所示,一架直升机从静止在平静海面上的军舰上起飞并远离。与直升机起飞前相比( )
A.军舰会略向上浮,其所受浮力变大 B.军舰会略向上浮,其所受浮力变小
C.军舰会略向下沉,其所受浮力变大 D.军舰会略向下沉,其所受浮力变小
7.(24-25八年级下·北京·期中)在鱼缸中,漂浮的玩具马、悬浮的玩具鱼和沉在水底的玩具城堡静止时的位置如图所示,下列说法正确的是( )
A.玩具马受到的浮力大于它自身的重力
B.玩具城堡受到的浮力大于它自身的重力
C.玩具城堡受到的浮力小于它排开水的重力
D.玩具鱼受到水的压力的合力等于它受到的重力
8.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)如图是“溺水自救小妙招”——头往后仰双手后伸,身体自然会漂浮起来。“溺水者”的重力为,他浸入水中的体积为 ;右脚距离水面,受到水的压强为 。(,)
9.(2025·黑龙江绥化·模拟预测)将质量36g体积为40cm3的物体浸没在盛水容器中,放手后物体将 (选填“上浮”,悬浮或“下降”),物体最终静止时受到的浮力是 N。
10.(24-25八年级下·重庆北碚·期中)如图所示,莉莉将完整的橘子放入水中,橘子漂浮,将橘子剥开后放入水中,橘子皮漂浮,橘肉沉底,说明橘肉的密度 (选填“>”、“=”或“<”)整个橘子的密度。不考虑水溅出,则从图甲到图乙水面 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
11.(2025九年级下·江苏·专题练习)2023年4月6日,“雪龙2”号极地科考船顺利回家,中国第39次南极考察任务圆满完成。“雪龙二号”是全球第一艘采用船艏、船艉双向破冰技术的极地科考破冰船。满载时总质量为1.4×104t,可在冰厚1.5m、雪厚0.2m的环境中匀速破冰航行。若海水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求满载的“雪龙2号”:
(1)漂浮在海面上时排开海水的体积。
(2)水面下5m深处200cm2面积的船舷受到海水的压力。
12.(2025·河北石家庄·一模)一底面积为25cm2的长方体木块用细线拴在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加入某液体直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到液体的压强随容器中液体深度的变化如图乙所示(g取10N/kg)。求:
(1)液体的密度;
(2)木块的重力;
(3)细线对木块的最大拉力。
13.(2025·甘肃兰州·一模)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?
提升练
14.(24-25八年级下·重庆·期中)浮力知识在生活中有非常多的应用,在学习浮力之后,小花设计了一个“漂浮的花盆”,通过花盆的升降变化提醒人们及时为植物浇水来改变土壤的湿度。如图所示,这只花盆由内外两层容器组成,里层的容器N用于装土和植物,外层的容器M则用来装水。当N放置于水中漂浮时,盆内土壤不同的干湿状态对应水面在N外侧面的①②③位置线,盆内土壤的湿度越大,土壤质量越大。下列说法正确的是( )
A.三条线中,水面在③线位置,盆底所受水的压强最大
B.水面分别对齐外侧三条记号线时,花盆受到浮力大小均相同
C.①记号线对应土壤偏湿,②记号线对应土壤正常,③记号线对应土壤偏干
D.土壤干湿程度不变,向容器M里加入适量盐,则三条记号线在花盆上的位置应整体上移
15.(24-25八年级下·重庆·期中)水平桌面上有一个底面积为100,重为2N的盛水圆柱形容器。现有用相同材料制成的等质量的金属盒和金属球各一个,若把球放在盒内密封后,它们刚好悬浮于水中,此时水深20cm,如图甲所示;若把球和盒用细绳相连,放进水里静止后,盒有三分之一的体积露出水面,如图乙所示:现将细线剪断,最终金属盒漂浮,金属球沉底,水面深度变化2cm,如图丙所示。则下列说法正确的是( )
A.材料的密度为3
B.金属盒内最多能装重8N的水
C.剪断细线后,金属盒静止时有四分之三露出水面
D.剪断细线后,圆柱形容器对桌面的压强为1800Pa
16.(24-25八年级下·重庆北碚·期中)如图甲所示,圆柱形容器中装有某种液体,容器底面积为。将重力为9.6N的正方体木块放入容器中,木块静止时有的体积露出液面,木块的边长为0.1m;如图乙所示,用一个竖直向下的力F,使木块恰好浸没,下列说法正确的是( )
A.F的大小为2.4N
B.木块的密度为
C.液体的密度为
D.从甲图到乙图,液体对容器底部的压强增大了50
17.(2025·陕西西安·三模)“新光华”号半潜船是国内最大、全球第二大半潜船,其最大下潜深度为30m,满载排水量为10万吨。“新光华”号开始时空载漂浮于海面,装载时需向船体水舱注水,甲板下潜至海面以下,拖船将货物拖至甲板上方并固定好后,排出舱中部分海水,使甲板浮出海面,完成装载过程。海水密度近似取,g取,下列有关说法正确的是( )
A.图乙水舱中水的质量等于图丙中货物质量
B.图甲、乙、丙中,图乙状态时“新光华”号所受的浮力最大
C.满载时,“新光华”号所受浮力为
D.最大下潜时,“新光华”号底部受到海水的压强约为
18.(24-25八年级下·福建福州·期中)如图所示,桌面上有甲、乙两个完全相同的装满了水的玻璃缸。其中甲水中漂浮着一只小鸭子,乙水中漂浮着一只大鸭子。若两只鸭子受到的浮力分别为,玻璃缸对桌面的压力分别为。则 , 。
19.(24-25八年级下·重庆·期中)如图甲所示,底面积为300的足够高薄壁柱形容器放在水平地面上,容器内放有一体积为2000的柱形物体A,用一条质量可忽略不计的细绳,两端分别系于物体A底部中心和柱形容器中心。现缓慢向容器中加水,水对容器的底部的压强与容器对桌面的压强的关系如图乙所示,当时水的深度为 cm;若当绳子拉力刚好达到最大值时,将物体A沿竖直方向切去四分之一并取出(剩余部分保持直立),待液面稳定后拉力为 N。
20.(24-25八年级下·北京·期中)一个质量为120g的圆柱形瓶身的空玻璃瓶,瓶内装10cm高的水密封后放在水平地面上,如图甲所示。再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中,静止后,瓶内、外液面的高度差如图乙、丙所示(,取,瓶壁厚度忽略不计)。求:玻璃瓶底的面积是 ,未知液体的密度是 。
21.(2025·安徽芜湖·二模)在水平桌面上放有圆柱状透明水槽,内装有足够深的水。如图甲所示,先将边长为a的正方体物块放入水中,物块静止时用刻度尺测量出物块露出水面的高度h1;如图乙所示,再将小石块放在物块上面,物块静止时用刻度尺测量出物块露出水面的高度h2;如图丙所示,用细线将小石块系在物块下方,然后放入水中,物块静止时用刻度尺测量出物块露出水面的高度h3。(正方体物块的密度较小,小石块不吸水,细线的体积忽略不计,水的密度)
(1)图甲中正方体物块下表面受到水的压强是多少?(用含有所给字母的代数式表示)
(2)小石块的密度是多少?(用含有所给字母的代数式表示)
(3)若,则图内中细线受到的拉力是多少?
22.(2025·云南昆明·一模)如图甲所示的“提子”是早前商店用来打酱油的器具,其模型由一个圆柱形容器和一根细长的柄构成(如图乙)。某提子的容器部分如图丙所示,质量,内高,外高,内底面积,外底面积,细长柄质量不计。如图丁所示是该提子漂浮在酱油中的示意图,已知圆柱形酱油桶装有20cm深的酱油,桶的底面积,酱油密度。求:
(1)图丁中提子所受的浮力;
(2)未放入提子时,酱油对桶底的压强;
(3)在图丁中,继续将提子缓慢下放,使提子下底面浸入酱油的深度为6cm,此时人对长柄的作用力大小;
(4)在(3)的基础上继续向下缓慢放提子,直到提子的容器里面装满酱油且提子容器口再次与酱油面相平为止,这个过程中酱油对桶底的压强变化量。
23.(24-25八年级下·重庆·期中)庄子在逍遥游中写到:“水之积也不厚,则其负大舟也无力”。说的是一个人如果学识(水不够多)不够,是无法完成重大任务或目标的(船的浮起),小明觉得很有道理,于是做了以下实验:如图甲所示,高为10cm的薄壁水槽放在水平地面上,水槽内放入一体积为2000的柱形木块A。现向水槽内缓慢加水,水面的高度与加水质量的关系如图乙所示。求:
(1)木块A刚好能够漂起来时,水对容器底部的压强;
(2)木块A的底面积;
(3)小李觉得庄子并没有了解浮力的本质,浮不起来并不是水不够多,比如当加入水量为1200时,此时木块无法漂浮,但如果将图丙所示的长方体B沿水平或竖直方向切去部分后,将切去部分沿原竖直方向正放入水槽内,木块A也能浮起来。已知B的质量为1.6kg,高为10cm,底面积为200。要使A能漂浮,则长方体B切去部分的体积至少为多少。
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10.3 物体的浮沉条件及应用
01导图速览
02必备知识
►知识点1 物体的浮沉条件
►知识点2 浮力的应用
03方法技巧
►方法技巧1 漂浮物体的五个规律
►方法技巧2 浮力大小的四种计算方法
04经典题型
题型1 利用浮沉条件比较相关物理量的大小
题型2 利用浮沉条件判断物体的浮沉状态
题型3 轮船
题型4 潜水艇
题型5 气球和飞艇
题型6 密度计
题型7 利用浮沉条件进行计算
05分层训练
基础练
提升练
知识点1 物体的浮沉条件
1、液体中常见的三种浮沉现象
浸没在液体中的物体,受到两个力:竖直向下的重力和竖直向上的浮力。根据物体所受浮力与重力大小关系的不同,由静止释放的物体,其浮沉存在三种情况。
(1)物体上浮,最终漂浮在液面上。
(2)物体悬浮,可以静止在液体中(液面之下)的任何位置。
(3)物体下沉,最终沉入底部。
2、物体的浮沉条件
状态
上浮
漂浮
悬浮
下沉
沉底
图示
F浮与G的关系
F浮>G物
F浮=G物
F浮=G物
F浮<G物
F浮+F支=G
ρ液与ρ物的关系
ρ液>ρ物
ρ液>ρ物
ρ液=ρ物
ρ液<ρ物
ρ液<ρ物
V排与V物的关系
V排=V物(露出液面前)
V排<V物
V排=V物
V排=V物
V排=V物
运动状态和受力情况
动态,受非平衡力作用
静态,受平衡力作用
静态,受平衡力作用
动态,受非平衡力作用
静态,受平衡力作用
说明
上浮是个过程,漂浮是上浮的最终状态
悬浮是个状态
下沉是个过程,沉底是下沉的最终状态
3、对物体浮沉条件的理解
浸没在液体中的物体的浮沉不取决于受到浮力的大小,而是取决于物体所受浮力和重力的大小关系。
(1)当F浮>G物时,物体在液体中向上运动(上浮)。随着物体不断上升,物体将有一部分露出液面,物体所受的浮力也随之减小一直减小到F浮=G物时,物体就不再上浮并处于漂浮状态。由此可知,物体上浮是由非平衡状态演变为平衡状态的过程。
(2)当时F浮<G物,物体在液体中向下运动(下沉),直至容器底部对物体产生一定的支持力,这时物体在重力、浮力、支持力的作用下处于平衡状态,下沉运动结束。由此可知,物体下沉是由非平衡状态演变为平衡状态的过程。
知识点2 浮力的应用
1、增大和减小浮力的方法
由阿基米德原理可知,浸在液体中的物体受到的浮力大小由液体密度和排开的液体的体积决定,故可以从改变液体密度和改变排开的液体的体积两方面改变浮力。
2、浮力的应用
(1)轮船
①原理:空心法,即把密度比水大的钢铁制成空心的,能使它排开更多的水,增大可利用的浮力,从而漂浮在水面上。
②排水量:轮船的大小通常用排水量表示,排水量是轮船装满货物时排开水的质量,即排水量=船自身质量+满载时货物的质量,即m排=m船+m货。
③载重线(吃水线)
吃水线是船体与水面相交的线,表示船舶的吃水深度水温变化会影响船舶的吃水深度,故夏季和冬季的吃水线不相同;由于海水、河水密度不同,轮船的吃水线也不同,轮船在载物时水面不能超过最大吃水线。
例如,当轮船由海中驶入河中时,浮力不变,吃水深度变大。
(2)潜水艇
①浮沉原理:潜水艇是靠改变自身的重力实现上浮或下潜的。
②分析:潜水艇浸没在水中时排开水的体积不变,所以浸没后受到的浮力不变。它的艇身装有水舱,向水舱充水时,潜水艇变重,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,它可以悬浮在水中。当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时,潜水艇变轻,当G艇<F浮时潜水艇上浮。
(3)气球和飞艇
①工作原理:气球和飞艇靠充入、排出密度较小的气体来实现升降。
②分析:气球或飞艇所受的浮力,气球或飞艇所受的重力,G=G气+G壳=ρ气Vg+G壳。当F浮>G时,合力方向向上,气球或飞艇可升上天空;由于高度升高,空气密度变小,使F浮变小,当F浮=G时,合力为0,气球或飞艇悬浮于一定高度;要使气球或飞艇降回地面,可以放出一部分气体,使排开空气的体积减小,浮力减小,当F浮<G时,合力方向向下,气球或飞艇下落。
(4)密度计
①原理:二力平衡原理和阿基米德原理。密度计在任何液体中都处于漂浮状态,所受浮力等于其重力。
②分析:密度计的上部标有刻度,形状特殊的玻璃管下部的玻璃泡内封装着金属颗粒,使密度计能够直立在液体中根据阿基米德原理可知,ρ液越大,V排越小,密度计露出液面的体积越大.所以,密度计上的刻度数值是上面小,下面大,且刻度之间的间隔是不均匀的,上疏下密。
方法技巧1 漂浮物体的五个规律
1、“二力平衡”:即物体漂浮在液体中,即物体所受浮力等于其自身重力(F浮=G物)。
2、“浮力恒等”:即同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同。
3、“比例相等”:即漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几,即。
例如,冰山漂浮在海水水面上,若总体积为,则,则有。
4、“密大排小”:即同一物体漂浮在不同液体的液面上时,在密度较大的液体中排开液体的体积较小。
5、“质量相等”:即排开液体的质量等于物体自身的质量(m排=m物)。
方法技巧2 浮力大小的四种计算方法
称重法
压力差法
公式法
平衡法
浮力大小等于物体重力减去浸在液体中时测力计的示数
浮力的大小等于物体受到液体对它上、下表面的压力之差
浮力的大小等于物体所排开的液体受到的重力大小
物体漂浮或悬浮时,浮力与重力是平衡力,大小相等
题型1 利用浮沉条件比较相关物理量的大小
1.(24-25八年级下·重庆北碚·期中)如图所示,甲、乙两个质量相同、底面积相同的薄壁容器放在水平桌面上,容器中分别装有质量相同的a、b两种液体,体积相同的A、B两物体的密度不同,将A、B两物体分别投入a、b两液体中,两个容器中的液面相平,下列说法正确的是( )
A.液体的密度 B.物体的质量
C.容器对桌面的压强 D.液体对容器底部的压力
【答案】C
【解析】A.由图示知,甲容器是柱形,乙容器的下窄上宽,两个容器底面积相同,容器中液面相平,则甲中液体和A的总体积比乙中液体和B的浸入部分的总体积小,而A浸没液体中,B漂浮在液面,则A排开的液体体积比B的大,所以a液体的体积比b的小。两种液体的质量相同,据知,液体a的密度比b的大,故A错误;
B.A在a液体中沉底,则A的密度比a的大,B在b液体中漂浮,则B的密度比b的小,所以A的密度比B的大,A和B的体积相同,据知,A的质量比B的大,故B错误;
C.容器对桌面的压力等于容器的重力、液体的重力及物体的重力之和,两个容器的质量相同,重力相同,两种液体的质量相同,重力相同,A的质量比B的大,A的重力比B的大,所以容器甲对桌面的压力比乙的大,据知,甲容器对桌面的压强比乙的大,故C正确;
D.因为a的密度比b的大,两种液体的深度相同,据知,甲液体对容器底部的压强比乙的大,据F=pS知,a液体对容器底部的压力比b的大,故D错误。
故选C。
2.(24-25八年级下·北京房山·期中)小华将一个李子和一个香瓜放入水槽内的水中,静止后,发现李子沉到水槽底部,香瓜漂浮在水面上,如图所示。下列说法正确的是( )
A.李子的密度小于水的密度
B.香瓜的密度大于李子的密度
C.李子受到的浮力等于李子受到的重力
D.香瓜受到的浮力等于香瓜排开水的重力
【答案】D
【解析】AB.由题意可知,香瓜漂浮在水面上,李子沉在水底,由物体浮沉条件可知,香瓜的密度小于水的密度,李子的密度大于水的密度,则香瓜的密度小于李子的密度,故AB错误;
C.李子沉在水底,由物体浮沉条件可知,李子受到的浮力小于自身重力,故C错误;
D.香瓜漂浮在水面,由阿基米德原理可知,香瓜受到的浮力等于香瓜排开水的重力,故D正确。
故选D。
3.(24-25八年级下·上海奉贤·期中)如图所示,在同一水平桌面上的两个相同容器,分别盛有甲、乙两种液体,将同一个梨分别放入两容器中处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度比乙液体的密度大
B.梨两次排开液体的质量一样大
C.梨在乙液体中受到的浮力大
D.将乙图中露出液面的那部分梨削掉,梨将浸没在液体中
【答案】B
【解析】A.梨在甲中悬浮,则梨的密度等于甲液体的密度,在乙中漂浮,则梨的密度小于乙液体的密度,故可知乙的密度较大,故A错误;
BC.甲悬浮,所受浮力等于排开液体的重力,也等于梨的重力;乙漂浮,所受浮力等于排开液体的重力,也等于梨的重力,可知梨两次所受浮力一样大,梨两次排开液体的重力一样大,则梨两次排开液体的质量一样大,故B正确,C错误;
D.将乙图中漏出液面部分的梨削掉,梨的质量减小,但密度不变,梨的密度依然小于乙液体的密度,处于漂浮状态,但由于梨的质量减小,其重力也将减小,所受浮力也将减小,排开液体的体积将减小,梨将上浮,故D错误。
故选B。
4.(24-25八年级下·吉林·课后作业)如图甲,将一枚鸡蛋放在盛有水的烧杯中,鸡蛋沉入杯底;逐渐向水中加入食盐,鸡蛋先悬浮再漂浮,分别如图乙、丙所示。下列有关说法正确的是( )
A.图甲中鸡蛋所受浮力等于重力
B.图乙中鸡蛋所受浮力大于重力
C.图丙中鸡蛋的密度等于盐水的密度
D.三种状态下鸡蛋浮力的大小关系是F甲<F乙=F丙
【答案】D
【解析】A.图甲中,鸡蛋沉底,鸡蛋受到烧杯底部的支持力,则鸡蛋所受的浮力小于自身的重力,故A错误;
B.图乙中,鸡蛋悬浮,鸡蛋处于平衡状态,所受的浮力等于自身的重力,故B错误;
C.图丙中,鸡蛋漂浮,由沉浮条件可知,所受的浮力等于自身的重力,鸡蛋的密度小于盐水的密度,故C错误;
D.由以上选项的分析可知,三种状态下鸡蛋浮力的大于关系是F甲<F乙=F丙
故D正确。
故选D。
5.(2025·广东深圳·二模)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
【解析】[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。
6.(24-25八年级下·全国·课后作业)体积相等的两个实心小球A、B在如图所示的位置保持静止,A、B两球密度的大小关系是 (选填“大于”“小于”或“等于”,下同),A、B两球所受浮力的大小关系是 。
【答案】小于 小于
【解析】[1][2]由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,小球所受的浮力与小球排开水的体积有关,因两球体积相同,所以B球排开水的体积大于A球排开水的体积,故两球所受的浮力关系FA<FB;因为A球漂浮,由物体的浮沉条件可知ρA<ρ水;因为B球悬浮,由物体的浮沉条件可知ρB=ρ水,所以ρA<ρB。
7.(24-25八年级下·全国·课后作业)A、B、C三个实心小球的体积相等,在水中静止(如图所示),若三个小球所受浮力分别为、、,三个球的密度分别为、、,质量分别为、、,则浮力大小关系为 ,密度大小关系为 ,质量大小关系为 。
【答案】
【解析】[1]由图可知,A排开水的体积最小,BC排开水的体积相同,根据公式可知,BC所受浮力相同,A所受浮力最小,即
[2][3]由图可知,A球漂浮、B球悬浮、C球下沉,则根据物体的浮沉条件可知,,
所以
由可知三个实心小球体积相等时,质量关系为
题型2 利用浮沉条件判断物体的浮沉状态
8.(24-25八年级下·全国·课后作业)一质量分布均匀的物体漂浮于某种液体中,若将该物体截成大小不等的两部分,则( )
A.大的下沉,小的上浮 B.大、小两部分都下沉
C.大、小两部分仍漂浮 D.大、小两部分都悬浮
【答案】C
【解析】质量均匀的物体漂浮于某种液体中,由沉浮条件可得,物体的密度小于液体的密度,若将该物体截成大小不相等的两部分,由于物体的密度不变,仍小于液体的密度,由沉浮条件可知,大、小两部分仍然漂浮在液体中,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
9.(24-25八年级下·吉林·课后作业)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
【解析】[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。
10.(24-25八年级下·全国·课后作业)将一个空心铁球投入水中,有以下几句说法,正确的是( )
A.铁球不一定下沉 B.铁球一定悬浮
C.铁球一定漂浮 D.以上都有可能
【答案】A
【解析】由于铁的密度大于水的密度,实心铁球在水中一定下沉,如果铁球是空心的,空心铁球的密度小于水的密度,空心铁球将漂浮,如果铁球是空心的,空心铁球的密度还大于水的密度,空心铁球将下沉,如果空心铁球的密度等于水的密度,则空心铁球将悬浮,故A正确,BCD错误。
故选A。
11.(24-25八年级下·安徽·课后作业)把一个密度为、体积为的圆柱体,放入盛有150g水的容器中,该圆柱体最终( )
A.一定漂浮 B.一定悬浮 C.一定沉底 D.漂浮或沉底
【答案】A
【解析】圆柱体密度为,水的密度为。则圆柱体的密度小于水的密度,根据物体的浮沉条件可知,圆柱体一定会漂浮,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
12.(24-25九年级上·四川眉山·期末)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。
题型3 轮船
13.(2025·福建漳州·一模)2025年2月,中国海军远海训练编队进行远海航行,其中055型万吨级驱逐舰的排水量可达12500t,驱逐舰在海上航行过程中。下列说法正确的是( )
A.发射导弹后,驱逐舰所受浮力变小
B.发射导弹后,驱逐舰会下沉一些
C.驱逐舰漂浮于海面上时,浮力大于它的总重力
D.排水量可达12500t指的是驱逐舰排开水所受的重力
【答案】A
【解析】ABC.驱逐舰始终处于漂浮状态,浮力与其重力相等,发射导弹后,驱逐舰的重力减小,浮力变小,由可知,驱逐舰排开液体的体积减小,驱逐舰会上浮一些,故A正确,BC错误;
D.排水量指的是驱逐舰满载时排开水的质量,不是重力,故D错误。
故选A。
14.(24-25八年级下·全国·课后作业)一艘船从东海驶入黄浦江时,船身受的浮力会( )
A.减小 B.增大 C.不变 D.先变大后变小
【答案】C
【解析】船在东海和黄浦江均处于漂浮状态,根据漂浮条件可知:船受到的浮力大小等于重力大小,而船的重力不变,则船受到的浮力大小不变。
故选C。
15.(2025·陕西西安·三模)如图所示是我国舷号为18、排水量为8万余吨的航空母舰“福建舰”进行日常训练的情景。结合图示,下列说法中正确的是( )
A.排水量指的是舰船满载时排开水的重力
B.舰载机逐渐起飞,“福建舰”所受浮力逐渐增大
C.“福建舰”匀速航行时,其受到浮力的方向是竖直向上的
D.“福建舰”匀速航行时,其受到的浮力小于重力
【答案】C
【解析】A.排水量指的是舰船满载时排开水的质量,不是重力,故A错误;
B.舰载机逐渐起飞,“福建舰”总重力减小。由于“福建舰”漂浮,由漂浮条件可知浮力等于重力,故所受浮力逐渐减小,故B错误;
C.浮力的方向是竖直向上,“福建舰”匀速航行时,其受到浮力的方向是竖直向上的,故C正确;
D.“福建舰”匀速航行时,受力平衡,在竖直方向上受到的重力与浮力平衡,故其受到的浮力等于重力,故D错误。
故选C。
16.(2025八年级下·全国·专题练习)如图所示的是世界上最大的豪华邮轮之一“海洋魅力”号,长361m,宽66m,满载时排水量达22.5万吨,满载时吃水深度达30m,可以搭载6360名游客。下列相关说法正确的是(g取,)( )
A.轮船匀速航行时,所受浮力方向竖直向下 B.轮船漂浮在海面上,所受浮力大于重力
C.满载时船受到的浮力为 D.游客下船后船受到的浮力保持不变
【答案】C
【解析】A.浮力的方向总是竖直向上的,故A错误;
B.轮船漂浮在海面上,所受浮力等于轮船的重力,故B错误;
C.满载时排水量达22.5万吨,则满载时船受到的浮力为,故C正确;
D.因为轮船一直漂浮在水面,浮力等于重力,当游客下船后,船的总重力变小,所以浮力变小,故D错误。
故选C。
17.(2025·四川内江·二模)轮船从大海驶入长江,轮船受到的浮力 (均选填“变大”“变小”或“不变”),整个船身将 (选填“上浮”或“下沉”)一些。
【答案】不变 下沉
【解析】[1][2]轮船从大海驶入长江,仍然漂浮,受到的浮力等于船的重力,船的重力不变,所以受到的浮力不变,水的密度变小,由可知,轮船排开水的体积变大,整个船身将下沉一些。
18.(2025八年级下·全国·专题练习)如图所示,满载货物的轮船从大海驶入内河时,轮船的吃水深度 (选填“变大”“变小”或“不变”);把船上的货物卸下后,轮船所受的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】变大 变小
【解析】[1]当满载货物的轮船从大海驶入内河时,船始终漂浮,浮力等于轮船自身的重力,船自重不变,则船受到的浮力不变,河水的密度小于海水的密度,根据公式可知,满载货物的轮船从海里驶入河里排开水的体积变大,则轮船浸入水中的体积变大,即吃水深度变大。
[2]把船上的货物卸下后,船仍处于漂浮状态,由于船的重力变小,则船受到的浮力变小。
19.(23-24八年级下·河南安阳·期末)2024年4月20日,备受瞩目的第二艘国产大型邮轮H1509船正式下坞,H1509船“尺码”更大、设备更先进,排水量达到14.19万吨,如图,邮轮满载时受到的浮力 N,在邮轮的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称“载重线”,其中标有W的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线。说明北大西洋海水的密度 印度洋海水的密度(选填“大于”“等于”或“小于”)。(g取10N/kg)
【答案】1.419×109 大于
【解析】[1]邮轮满载时处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力,满载时受到的浮力
F浮=G=mg=14.19×107kg×10N/kg=1.419×109N
[2]邮轮在北大西洋和印度洋时,邮轮都漂浮,所以邮轮受到的浮力都等于邮轮的重力G,即浮力大小关系F1=F2,因为标有W的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线,则邮轮排开海水的体积V大<V印,根据F浮=ρ液V排g可知北大西洋的海水密度大于印度洋的海水密度。
题型4 潜水艇
20.(2025·河北石家庄·一模)某同学用试管制作了一个潜艇模型,如图所示。通过移动注射器的活塞对试管进行打气或吸气,便可使其实现上浮或下沉。下列说法正确的是( )
A.该潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现浮沉的
B.向里推注射器的活塞,可使潜艇模型从图中位置下沉
C.该潜艇模型从图中位置下沉时,受到的浮力逐渐变小
D.该潜艇模型从图中位置上浮时,受到水的压强不变
【答案】A
【解析】A.该潜艇模型通过,移动注射器的活塞对试管进行打气或吸气,可以对试管进行排水和充水,从而改变它的重力,是通过改变潜艇的重力实现浮沉的,故A正确;
B.向里推注射器的活塞,则对试管充气,排出里面的水,可使潜艇模型重力减小,从图中位置上浮,故B错误;
C.该潜艇模型从图中位置下沉时,排开水的体积不变,受到的浮力不变,故C错误;
D.该潜艇模型从图中位置上浮时,在水中的深度减小,受到水的压强减小,故D错误。
故选 A。
21.(24-25八年级下·重庆·期中)如图所示,当海水的温度及所含盐分变化时,可能会导致海水密度发生突变,在垂直海面方向上形成一个类似“悬崖”的突变水层,这叫做“海水断崖”。潜艇在航行时如果遇到 “海水断崖”会急速“掉深”,若不受控制地掉到安全潜深以下,会被巨大的海水压力破坏。关于这个现象,下列说法不正确的是( )
A.潜艇遇“海水断崖”时,所受浮力突然减小
B.潜艇在急速“掉深”过程中,受到的液体压强增大
C.“海水断崖”的危险在于潜水艇在驶入低密度海水区域时会急速下沉
D.遇到“海水断崖”时为尽快脱险,需要向潜艇的水舱供气排水以增大潜艇浮力
【答案】D
【解析】A.根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排, 当潜艇遇到“海水断崖”时,垂直海面方向上海水密度发生突变,潜艇驶入低密度海水区域,即ρ液突然减小,而潜艇排开海水的体积V排不变,由公式可知潜艇所受浮力会突然减小,故A正确,不符合题意;
B.潜艇在急速“掉深”过程中,由液体内部压强产生的原因可知,液体内部某一深度产生的压强相当于液体内部同深度的液柱的重力产生的压强。下沉时上方液柱的重力增大,产生的压强变大,故C正确,不符合题意;
C.潜艇驶入低密度海水区域时,所受浮力突然减小,而潜艇的重力不变,当浮力小于重力时,潜艇就会急速下沉,若不受控制地掉到安全潜深以下,会被巨大的海水压力破坏,故C正确,不符合题意;
D.遇到“海水断崖”时为尽快脱险,需要向潜艇的水舱供气排水,目的是减小潜艇自身的重力,当重力小于浮力时,潜艇才能上浮脱险,而不是增大浮力,故D错误,符合题意。
故选D。
22.(24-25八年级下·全国·单元测试)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
【解析】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。
23.(2025·陕西西安·三模)潜水艇是海军的战略重器,建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障。如图1,排水量为,此时潜水艇所受到海水的浮力为 N,潜水艇的水舱向外排出一部分海水后开始上浮,潜水艇在图2中的位置时受到海水的浮力为 N;最终潜水艇静止在图3中的海面上。由此可见,潜水艇是通过改变 实现上浮和下潜的。()
【答案】 自身重力
【解析】[1]潜水艇所受到海水的浮力为
[2][3]图1到图2,海水的密度不变,潜水艇排开水的体积不变,根据,潜水艇所受到海水的浮力不变,所以潜水艇在图2中的位置时受到海水的浮力仍为。潜水艇所受到海水的浮力不变,潜水艇的水舱向外排出一部分海水后重力减小,浮力大于重力,所以上浮,由此可见,潜水艇是通过改变自身重力实现上浮和下潜的。
24.(24-25八年级下·重庆渝北·期中)如图所示,潜水艇在水中可以实现上浮或下潜,当潜水艇在水中悬浮时受到的浮力为,当它接着在水中下潜时受到的浮力为,则 (选填“﹥”,“=”或“﹤”);当悬浮在水中的潜水艇 (选填“充水”或“排水”)时,潜水艇将上浮。
【答案】= 排水
【解析】[1]根据可知,潜水艇悬浮和下潜时排开水的体积不变,则受到的浮力不变,即。
[2]潜水艇上浮或下潜,是通过改变自身的重力来实现的,上浮应该减小自身重力,则需要向水仓中充气排水。
25.(24-25八年级下·河南·课后作业)潜水艇和轮船都是浮力知识的应用。如图所示是同一艘潜水艇在水面下上浮和下潜时的情景,其中图 正在下潜,潜水艇受到的浮力 (选填“>”“<”或“=”);满载时,排水量为1000t的轮船在河水中航行,受到河水的浮力是 N,船及所装货物共重 N。这艘轮船从河里驶入海里,受到的浮力 ,排开水的体积 。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)(取10N/kg)
【答案】乙 = 不变 变小
【解析】[1][2]潜水艇是通过改变水舱中水的重力来控制浮沉,潜水艇所受的浮力大于潜水艇的重力时,潜水艇上浮,此时水舱中水较少,故甲图为上浮时的情景,乙图为下潜时的情景;根据阿基米德原理可知,潜水艇所受的浮力等于潜水艇排开水的重力,因甲、乙两种情景潜水艇排开水的重力相等,故所受的浮力相等。
[3]由阿基米德原理,满载时轮船所受河水的浮力
[4]因轮船漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以,满载时船及货物总重
[5][6]因船在海水中也处于漂浮状态,所受浮力不变;由河里驶入海里时,由于液体的密度变大,由得,排开水的体积变小。
题型5 气球和飞艇
26.(2025·山东济南·二模)如图所示,我国汉代发明的孔明灯,加热灯内空气,当内部气体的密度比外部气体密度小到一定程度时,孔明灯就上升。海拔越高,空气越稀薄,若忽略孔明灯体积的变化,在升空过程中,它所受浮力( )
A.始终不变 B.将会变小
C.先不变后变小 D.将会变大
【答案】B
【解析】根据阿基米德原理F浮=ρV排g,孔明灯在空气中受到的浮力等于它排开空气的重力。在升空过程中,孔明灯体积V排不变,但海拔越高空气越稀薄,即空气密度ρ气逐渐变小,g为常数不变,所以它所受浮力F浮变小。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
27.(2025·辽宁鞍山·三模)孔明灯通过点燃灯笼下端小碟内的松脂,加热内部的空气,使孔明灯内气体密度要比空气密度 ,实现升空。体积为0.5m3的孔明灯,所受浮力大小约是 N。(空气的密度约为1.3kg/m3)
【答案】小 6.5
【解析】[1]加热内部的空气,孔明灯内气体受热膨胀,孔明灯内气体密度要比空气密度小,根据物体的浮尘条件可知,孔明灯会上升。
[2]体积为0.5m3的孔明灯,所受浮力大小约是
28.(24-25八年级下·全国·单元测试)热气球是靠加热球内的空气,使其密度 (选填“变大”“变小”或“不变”),相当于充入了 的气体,当F浮 G时就升空了。
【答案】变小 密度小于空气 大于
【解析】[1][2][3]当加热热气球内气体时,由于球内气体温度升高,体积变大,密度变小,相当于对球内充入密度比空气小的气体。由于热气球受到竖直向下的重力和空气对它竖直向上的浮力,热气球完全浸没在空气中,排开空气的体积等于球的体积,则当球内气体的密度比空气小时,热气球受到的浮力大于球的重力,球就升空了。
29.(24-25八年级下·全国·课后作业)如图所示,热气球下方开口处燃烧液化气,随着热气球内部气体温度升高,热气球体积膨胀到一定程度时,热气球开始离地,徐徐升空,此时热气球受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)热气球的重力;在加热过程中,热气球内部气体的密度 (选填“变大”“变小”或“不变”);如果充入气体后气球和吊篮的总质量为100kg,体积为150m3,则气球可以搭载重 N的货物悬浮在空中。(,g取)
【答案】大于 变小 950
【解析】[1]热气球徐徐升空时,其体积不变,排开空气的体积不变,所受的浮力不变,而气球内部体积膨胀时,热空气从球口流出,球内气体质量减小,重力减小,小于浮力,所以升空。
[2]在加热过程中,热气球内部气体温度升高,其气体体积增大,则气球内部的气体密度减小。
[3]热气球悬浮在空中时,排开气体的体积
受到的浮力
气球和吊篮的的重力
由于热气球悬浮在空中,则热气球受到的浮力等于热气球和吊篮与货物的重力,则气球可以搭载的货物
题型6 密度计
30.(24-25八年级下·全国·课后作业)如图所示,小明取一根塑料吸管,下端塞入配重,如铁丝、铁屑等,并密封起来做成一个简易密度计,然后将这个自制的简易密度计分别放入甲、乙两种不同液体中。下列判断正确的是( )
A.甲液体的密度比乙液体的密度大
B.在标记刻度时B处的示数应比A处的小
C.这个密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力相等
D.这个简易密度计的刻度是均匀的
【答案】C
【解析】AC.因为同一个密度计放在甲、乙两种不同液体中都漂浮,这个密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力相等,都等于密度计的重力,所以
由图知密度计排开液体的体积 ,根据知液体的密度为,即甲液体的密度比乙液体的密度小,故A错误,C正确;
B.根据知浮力不变时,密度计排开的液体的体积越大,液体的密度越小,所以密度计B处的刻度值应大于A处的刻度值,故B错误;
D.根据知,液体的密度为, 又, 由可知,与成反比例关系,则自制密度计的刻度不是均匀的,故D错误。
故选C。
31.(24-25八年级下·重庆·期中)小超用废圆珠笔芯自制了一支密度计,该密度计漂浮在水中受到的浮力 漂浮在酒精中时受到的浮力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。小超利用已知液体密度进行了刻度标注,如图所示,A点标注,C点标注;B为的中点,则B点标注的密度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】等于 小于
【解析】[1]该密度计漂浮在水中和酒精中,由漂浮条件可知,浮力等于重力,故浮力大小相等。
[2]密度计的刻度是上小下大、上疏下密。A点标注1×103kg/m3,C点标注1.5×103kg/m3;故两种的密度中间值应该在中点的下方,才能满足上疏下密,因B为AC的中点,其密度小于中间值1.25×103kg/m3。
32.(24-25九年级上·江苏南京·阶段练习)科技小组为进一步了解浮力,设计了如图的简易密度计,密度计体积忽略不计。甲、乙杯中液体密度分别为ρ1、ρ2,甲、乙杯中液体对容器底的压强分别为p1、p2,若使用的两个密度计相同,且两杯中液体的初始体积相同,则ρ1 ρ2(选填</>/=,同下),p1 p2。若ρ1=ρ2,甲使用的密度计可能比乙使用的密度计更 (选填粗/细),也有可能乙使用的密度计的负重比甲使用的密度计更 (选填轻/重)。
【答案】< < 细 轻
【解析】[1]如图,密度计在甲、乙两种液体中漂浮,所受浮力等于自身重力,由于使用的两个密度计相同,所以浮力大小相等,密度计在甲中排开的液体体积大,根据F浮=ρ液gV排可知,甲、乙两种液体的密度关系为ρ1<ρ2。
[2]两杯中液体的初始体积相同,由图知甲、乙杯中液体的深度相同,而ρ1<ρ2,由p=ρgh知甲、乙杯中液体对容器的压强关系为p1<p2。
[3]若ρ1=ρ2,两密度计所受浮力相同,而h甲>h乙,根据F浮=ρ液gV排=ρ液gSh可知,S甲<S乙,所以甲使用的密度计可能比乙使用的密度计更细。
[4]若ρ1=ρ2,两密度计粗细相同时,甲排开液体的体积大。根据F浮=ρ液gV排可知,甲受到的浮力大,由于漂浮时密度计所受的浮力等于重力,则乙使用的密度计的负重比甲使用的密度计更轻。
33.(24-25八年级下·全国·单元测试)如图所示,同一支自制密度计在甲、乙两种不同的液体中静止时如图所示,则甲液体的密度 乙液体的密度;密度计在甲液体中受到的浮力 在乙液体中受到的浮力。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】大于 等于
【解析】[1][2]密度计在测液体密度时,在甲乙中都是漂浮,根据浮沉条件可知,密度计在甲液体中受到的浮力等于在乙液体中受到的浮力,都等于密度计的重力。从图中可知,甲排开液体的体积小于乙排开液体的体积,浮力相等,根据F浮=ρ液gV排,可知甲液体的密度大于乙液体的密度。
34.(24-25八年级下·全国·课后作业)小明用吸管、铁丝等制作了一个简易密度计,将其放入水中时,密度计不能直立,应 (选填“增大”或“减小”)吸管中铁丝的质量;改进后,分别用它测量甲、乙两种液体的密度,如下图所示。则甲、乙两种液体的密度关系是 (选填“>”“<”或“=”)。
【答案】增大 <
【解析】[1]小明将自制的密度计放入水中,密度计不能直立漂浮,应降低其重心,故需要增加吸管中铁丝质量,使其重心降低。
[2]因为密度计在甲、乙两种液体中时,都是漂浮状态,所以
设密度计的底面积为S,则根据
设密度计在甲、乙两液体中距离液面的深度分别为H、h,即有
因为
所以
35.(24-25九年级上·上海黄浦·期中)如图所示,两支完全相同的密度计漂浮在甲、乙两种液体中,静止两液面相平。则密度计在两液体中所受浮力大小关系是F浮甲 F浮乙,甲、乙两液体密度大小关系是 ,甲、乙两液体对容器底部压强大小关系是p甲 p乙。(均选填“大于”“等于”“小于”)
【答案】等于 大于 大于
【解析】[1]图中所示密度计始终漂浮,浮力等于密度计的重力,因此密度计在两液体中所受浮力大小相等,即。
[2]根据可知,密度计在甲液体中排开液体的体积小,则甲液体的密度大,即。
[3]静止两液面相平,根据可知,甲液体的密度大,则甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强。
题型7 利用浮沉条件进行计算
36.(2025·安徽宿州·一模)如图所示,水平地面上有一底面积为的圆柱形容器。容器中水深40cm,一个棱长为10cm的正方体物块通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为4N。求:()
(1)此时物块受到的浮力;
(2)细线剪断后,物块静止时浸入水中的体积;
(3)细线剪断后,液面下降了多少?
【答案】(1)10N (2) (3)2cm
【解析】(1)棱长为10cm的正方体物块的体积
物块浸没在水中时受到的浮力。
(2)物体受到三个力的作用:竖直向下的重力和拉力、竖直向上的浮力。细线受到的拉力为4N,则物体的重力为
因为物块浸没在水中时的浮力大于木块的重力,所以剪断细线后,物块会上浮直至漂浮在水面上,由于漂浮,所以
则。
(3)物块露出水面的体积为
液面下降的高度为。
37.(24-25八年级下·福建福州·期中)如图所示,水平桌面上放置一个质量为的圆台形容器,它的底面积为,不计容器底和侧壁的厚度。容器中盛有水,水面上静止漂浮一个木块,木块排开水的体积为,水深为,水的总质量为。水的密度为。求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)木块受到的浮力;
(3)圆台形容器对水平桌面的压强。
【答案】(1)
(2)1N
(3)
【解析】(1)由图可知,水的深度h=10cm=0.1m
则水对容器底部的压强
(2)水面上静止漂浮一个木块,木块排开水的体积为1.0×10-4m3,则木块受到的浮力
(3)根据物体浮沉条件可知,木块的重力G木=F浮=1N
圆台形容器的重力
水的重力
则圆台形容器对水平桌面的压力
容器的底面积S=30cm2=3×10-3m2
圆台形容器对水平桌面的压强
38.(24-25八年级下·天津滨海新·期中)一底面积为的薄壁柱形容器放在水平桌面上,其内装有适量密度为的水。一体积为的圆柱形木块由一段非弹性细线与容器底部相连,木块浸没水中,如图1所示;现将细线剪断,木块静止后漂浮在水面上,此时有的体积露出水面,如图2所示。求:
(1)木块的密度;
(2)细线未剪断前,细线上的拉力;
(3)细线剪断前后,水对容器底压强的变化量。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)当木块漂浮时,有
由与得
即
则
(2)当木块受细线拉力浸没水中时,此时木块排开水的体积等于木块的体积,木块受竖直向下的重力、拉力与竖直向上的浮力的作用下处于静止状态,由二力平衡得
故
(3)细线剪断后,木块漂浮,木块排开水的体积变小,液面下降,液面下降的高度为
水对容器底压强的变化量
39.(24-25八年级下·北京·期中)如图所示,水平地面上有一个底面积为的圆柱形容器,容器中水深40cm,一个边长为10cm的正方体物块通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为5N。(,取)
(1)画出此时正方体物块的受力示意图;
(2)计算此时容器底受到水的压力;
(3)细线剪断后,计算物块静止时受到的浮力。
【答案】(1)见解析 (2)80N (3)5N
【解析】(1)物块浸没在水中,此时受到竖直向下的重力、延细线方向产生向下细线的拉力和竖直向上的浮力的作用,处于静止状态,三个力的作用点画在物体的重心处,如图:
(2)水对容器底的压强为
容器底受到水的压力为
(3)物块浸没在水中时受到的浮力为
因物块浸没在水中,此时受到重力、细线的拉力和浮力的作用,处于静止状态,根据力的平衡关系可知,物块的重力为
细线剪断后,物块最终处于漂浮状态,根据浮沉条件可知,物块静止时受到的浮力为
40.(24-25八年级下·吉林·期末)“水密隔舱福船制造技艺”是中国对世界航海的重大贡献。所谓“水密隔舱”,就是用厚实的隔舱板把船舱层层隔断,分隔成互不透水的一个个舱区。在航行过程中,如果有一个或两个舱意外破损,海水进不到其他舱中,大大提高了船舶的整体抗沉性。若某福船满载时,吃水3.9m,总质量可达1170t。求:(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)满载时福船的总重力;
(2)该福船满载时排开水的体积;
(3)该福船满载时船底0.2m2的面积受到海水的压力。
【答案】(1)1.17×107N (2)1.17×103m3 (3)7.8×103N
【解析】(1)满载时福船的总重力
(2)该福船满载时所受浮力
该福船满载时排开水的体积
(3)该福船满载时船底所受海水压强
船底0.2m2的面积受到的海水压力
基础练
1.(24-25八年级下·福建福州·期中)三个体积相同的小球、、在水中静止,如图所示。下列关于三个小球的浮力、密度、排开水的质量、重力的大小关系描述正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.由图可知,因为小球A、B、C体积相等,所以小球排开水的体积VA<VB=VC,由F浮=ρ水gV排可知FA<FB=FC,故A错误;
B.由图可知,A漂浮、B悬浮、C沉底,则ρA<ρ水、ρB=ρ水、ρC>ρ水,所以ρA<ρB<ρC,故B错误;
C.由于小球受到的浮力FA<FB=FC,根据阿基米德原理G排=F浮可知G排A<G排B=G排C,则根据G=mg可知m排A<m排B=m排C,故C错误;
D.由图可知,A漂浮、B悬浮、C沉底,根据物体的浮沉条件可知FA=GA,FB=GB,FC<GC,又因为FA<FB=FC,所以,GA<GB<GC,故D正确。
故选D。
2.(2025·黑龙江鸡西·二模)将新鲜度不同的甲、乙两枚鸡蛋放入水中,静止时的状态如图所示,下列说法正确的是(ρ盐水>ρ水>ρ酒精)( )
A.若甲、乙两枚鸡蛋的体积相等,则甲鸡蛋受到的浮力小
B.若甲、乙两枚鸡蛋的质量相等,则甲鸡蛋受到的浮力小
C.向杯中加盐水后,乙鸡蛋受到的浮力变大
D.向杯中加酒精后,甲鸡蛋受到的浮力变大
【答案】B
【解析】A.根据阿基米德原理表达式F浮=ρ液gV排可知,甲乙两鸡蛋浸入的液体相同,两者体积相等的情况下,甲鸡蛋全部浸入水中,乙鸡蛋部分浸入水中,甲鸡蛋排开水的体积更大,所以甲鸡蛋受到的浮力更大,故A错误;
B.甲、乙两枚鸡蛋的质量相等即两者受到的重力相等,乙鸡蛋漂浮于水面,则有F浮乙=G乙,甲鸡蛋沉入水底,则有F浮甲<G甲,因为G甲=G乙,所以有F浮甲<F浮乙,故B正确;
C.因为乙鸡蛋漂浮,说明乙鸡蛋的密度小于水的密度,向杯中加盐水后,乙鸡蛋的密度还是小于盐水的密度,它依然处于漂浮状态,受到的浮力等于它的重力,即受到的浮力不变,故C错误;
D.因为甲是沉入水底的,由物体的浮沉条件可知,甲的密度大于水的密度,向杯中加入酒精后,液体密度变小,甲依然沉入液体中,排开液体的体积不变,但是液体密度减小,所以受到的浮力变小,故D错误。
故选B。
3.(24-25八年级下·重庆·期中)近日,首台国产“深海微生物原位采样自主水下航行器”成功研制,实现了深海微型生物的高保真原位采样和分析,达到国际先进水平,某科研机构按一定比例做了一个缩小的伪真模型,如图所示。他们将这片海域简化为一个装有足够多水的薄壁柱形容器,并置于水平地面上;航行器模型简化为一个体积为、重8N的空心模型A。将模型A放入容器时,A漂浮于水面上。下列说法正确的是( )
A.模型A漂浮时,浸入水中的体积占总体积的四分之三
B.若模型A从容器中吸入部分水后仍漂浮,则吸水后液面会下降
C.要使模型A悬浮在水中,A需从容器中吸入2kg的水
D.若模型A从容器中吸入部分水后沉底,则沉底后相较于漂浮时水面会下降
【答案】D
【解析】A.模型A漂浮时,浮力等于重力,即,则浸入水中的体积
则浸入水中的体积占总体积的比例为
故A错误;
BD.若模型A从容器中吸入部分水后仍漂浮,浮力始终等于重力,重力变大,则浮力变大,重力变化量等于浮力的变化量,即。吸收的水的重力等于重力的变化量,即。则有即,可得,即吸收的水的体积等于排开水的体积变化量,所以吸水后液面不变;若模型A从容器中吸入部分水后沉底,吸水前,浮力等于重力,吸水后,浮力小于重力,则重力变化量大于浮力的变化量,即。吸收的水的重力等于重力的变化量,即。则有即,可得,即吸收的水的体积大于排开水的体积变化量,所以吸水后液面下降,故B错误,D正确;
C.模型A悬浮在水中时,浮力等于重力,此时浮力为
则此时重力为
则吸入的水的重力为
则吸入的水的质量为
故C错误。
故选D。
4.(24-25八年级下·重庆渝北·期中)如图所示,物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计,在木棒的一端缠绕一些铜丝,放入盛有甲、乙两种不同液体的两个烧杯中(均未触底),静止时液面相平,下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度小 B.甲液体对杯底的压强大
C.密度计在乙液体中受到的浮力小 D.甲排开液体体积大
【答案】B
【解析】ACD.由题意可知,相同的简易密度计放在两种不同的液体中,都处于漂浮状态,受到的浮力相同,都等于密度计的重力,而在乙液体中密度计浸入的体积更多,排开液体的体积更大,由公式F浮=ρ液gV排可得,乙液体的密度更小,故ACD错误;
B.因为甲液体的密度更大,且两者液面相平,所以由液体压强公式p=ρgh可知,甲液体对杯底的压强更大,故B正确。
故选B。
5.(24-25八年级下·云南昆明·期中)将重为6N,体积为的实心物体浸没在水中,松开手后,当物体静止时,下列判断正确的是( )
A.物体漂浮, B.物体悬浮,
C.物体漂浮, D.物体沉在水底,
【答案】D
【解析】A.物体浸没时受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×4×10⁻⁴m³=4N
由于浮力小于物体重力,物体将下沉至水底,而非漂浮,故A错误。
B.物体悬浮的条件是浮力等于重力且物体平均密度等于液体密度。本题中浮力4N小于重力6N,且物体密度,大于水的密度,故B错误。
C.物体漂浮时浮力应等于重力,但实际浮力4N小于重力6N,且物体密度大于水,故C错误。
D.由计算可知浮力为4N,物体重力为6N,浮力小于重力,物体将沉底且静止时浮力仍为4N,故D正确。
故选D。
6.(2025·北京海淀·一模)如图所示,一架直升机从静止在平静海面上的军舰上起飞并远离。与直升机起飞前相比( )
A.军舰会略向上浮,其所受浮力变大 B.军舰会略向上浮,其所受浮力变小
C.军舰会略向下沉,其所受浮力变大 D.军舰会略向下沉,其所受浮力变小
【答案】B
【解析】军舰始终处于漂浮状态,受到的浮力等于重力,当直升机从军舰上起飞后,重力变小,所以军舰受到的浮力变小,根据可知,ρ液不变,g不变,V排减小,故舰体略上浮。所以,与直升机起飞前相比,军舰会略向上浮,其所受浮力变小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.(24-25八年级下·北京·期中)在鱼缸中,漂浮的玩具马、悬浮的玩具鱼和沉在水底的玩具城堡静止时的位置如图所示,下列说法正确的是( )
A.玩具马受到的浮力大于它自身的重力
B.玩具城堡受到的浮力大于它自身的重力
C.玩具城堡受到的浮力小于它排开水的重力
D.玩具鱼受到水的压力的合力等于它受到的重力
【答案】D
【解析】A.玩具马处于漂浮状态,受到的浮力等于它自身的重力,故A错误;
B.玩具城堡沉在水底,受到的浮力小于它自身的重力,故B错误;
C.根据阿基米德原理,玩具城堡受到的浮力等于它排开水的重力,故C错误;
D.玩具鱼受到水的压力的合力就是它受到的浮力,玩具鱼悬浮在水中,它受到的浮力等于它受到的重力,故D正确。
故选 D。
8.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)如图是“溺水自救小妙招”——头往后仰双手后伸,身体自然会漂浮起来。“溺水者”的重力为,他浸入水中的体积为 ;右脚距离水面,受到水的压强为 。(,)
【答案】0.09
【解析】[1]人处于漂浮状态,受到的浮力为
他浸入水中的体积为
[2]右脚距离水面,受到水的压强为
9.(2025·黑龙江绥化·模拟预测)将质量36g体积为40cm3的物体浸没在盛水容器中,放手后物体将 (选填“上浮”,悬浮或“下降”),物体最终静止时受到的浮力是 N。
【答案】上浮 0.36
【解析】[1]物体的重力为
物体浸没在盛水容器中时受到的浮力为
物体受到的浮力大于重力,它将上浮。
[2]物体上浮,最终将漂浮于水面,此时受到的浮力为
10.(24-25八年级下·重庆北碚·期中)如图所示,莉莉将完整的橘子放入水中,橘子漂浮,将橘子剥开后放入水中,橘子皮漂浮,橘肉沉底,说明橘肉的密度 (选填“>”、“=”或“<”)整个橘子的密度。不考虑水溅出,则从图甲到图乙水面 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
【答案】大于 下降
【解析】[1]整个橘子漂浮在水面上,所以,整个橘子的密度小于水的密度;橘肉沉底,所以,橘肉的密度大于水的密度,说明橘肉的密度大于整个橘子的密度。
[2]整个橘子漂浮在水面上,受到的浮力等于整个橘子的重力;橘子皮漂浮,受到的浮力等于它的重力,橘肉沉底,受到的浮力小于它的重力,所以,橘子皮和橘肉受的总浮力小于整个橘子的重力,即从图甲到图乙,橘子受的总浮力变小,排开水的体积变小,所以,不考虑水溅出,则从图甲到图乙水面下降。
11.(2025九年级下·江苏·专题练习)2023年4月6日,“雪龙2”号极地科考船顺利回家,中国第39次南极考察任务圆满完成。“雪龙二号”是全球第一艘采用船艏、船艉双向破冰技术的极地科考破冰船。满载时总质量为1.4×104t,可在冰厚1.5m、雪厚0.2m的环境中匀速破冰航行。若海水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求满载的“雪龙2号”:
(1)漂浮在海面上时排开海水的体积。
(2)水面下5m深处200cm2面积的船舷受到海水的压力。
【答案】(1)1.4×104m3; (2)1000N
【解析】(1)漂浮在海面上时所受的浮力F浮=G总=m总g=1.4×104×1000kg×10N/kg=1.4×108N
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知,漂浮在海面上时排开海水的体积
V排1.4×104m3
(2)水面下5m深处200cm2面积的船舷受到海水的压强p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa
受到海水的压力F=pS=5×104Pa×200×10-4m2=1000N
12.(2025·河北石家庄·一模)一底面积为25cm2的长方体木块用细线拴在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加入某液体直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到液体的压强随容器中液体深度的变化如图乙所示(g取10N/kg)。求:
(1)液体的密度;
(2)木块的重力;
(3)细线对木块的最大拉力。
【答案】(1)0.8×103 kg/m3; (2)1.8N; (3)1.2N
【解析】(1)由图乙可知,当液体的深度为9cm,木块刚好漂浮,木块底部受到液体的压强为720 Pa,根据液体压强公式p=ρgh,可求出液体的密度为
(2)由图乙可知,当木块刚好漂浮时,木块底部受到液体的压强p=720Pa,木块底部受到液体向上的压力为
木块受到的浮力
因木块漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以木块的重力为
(3)液体的深度从9cm增大到16cm,木块一直处于漂浮状态;当木块上表面与液面相平时,木块受到的浮力最大,木块底部受到液体的压强最大,细线的拉力最大。由图乙可知,木块底部受到液体的最大压强pmax=1200Pa,由 可得,木块底部受到液体向上的压力
由浮力产生的原因可得,木块受到的最大浮力为
细线对木块的最大拉力
13.(2025·甘肃兰州·一模)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
【解析】(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
提升练
14.(24-25八年级下·重庆·期中)浮力知识在生活中有非常多的应用,在学习浮力之后,小花设计了一个“漂浮的花盆”,通过花盆的升降变化提醒人们及时为植物浇水来改变土壤的湿度。如图所示,这只花盆由内外两层容器组成,里层的容器N用于装土和植物,外层的容器M则用来装水。当N放置于水中漂浮时,盆内土壤不同的干湿状态对应水面在N外侧面的①②③位置线,盆内土壤的湿度越大,土壤质量越大。下列说法正确的是( )
A.三条线中,水面在③线位置,盆底所受水的压强最大
B.水面分别对齐外侧三条记号线时,花盆受到浮力大小均相同
C.①记号线对应土壤偏湿,②记号线对应土壤正常,③记号线对应土壤偏干
D.土壤干湿程度不变,向容器M里加入适量盐,则三条记号线在花盆上的位置应整体上移
【答案】C
【解析】A.根据液体压强公式p=ρgh,可知液体压强与液体密度和深度有关。水面在③线位置时,花盆浸入水中的深度h最小,所以盆底所受水的压强最小,故A错误;
B.根据物体的浮沉条件,当物体漂浮时,物体受到的浮力等于其重力,即F浮=G。已知盆内土壤的湿度越大,土壤质量越大,花盆的总重力G就越大。水面分别对齐外侧三条记号线时,花盆处于漂浮状态,由于土壤湿度不同,花盆的总重力不同,所以花盆受到的浮力大小不同,故B错误;
C.由前面分析可知,盆内土壤的湿度越大,土壤质量越大,花盆的总重力G就越大,根据F浮=G和F浮=ρ液gV排可知,花盆的总重力越大,排开水的体积V排就越大,花盆浸入水中的深度就越深。水面对准①记号线时,排开的液体体积最大,所受浮力最大,总重力最大,则对应土壤偏湿。同理,②记号线对应土壤正常,③记号线对应土壤偏干,故C正确;
D.向容器M里加入适量盐后,液体的密度ρ液增大。因为土壤干湿程度不变,所以花盆的总重力G不变,根据F浮=G和F浮=ρ液gV排可得,当ρ液增大时,V排减小,即花盆浸入水中的体积减小,那么三条记号线在花盆上的位置应整体下移,故D错误。
故选C。
15.(24-25八年级下·重庆·期中)水平桌面上有一个底面积为100,重为2N的盛水圆柱形容器。现有用相同材料制成的等质量的金属盒和金属球各一个,若把球放在盒内密封后,它们刚好悬浮于水中,此时水深20cm,如图甲所示;若把球和盒用细绳相连,放进水里静止后,盒有三分之一的体积露出水面,如图乙所示:现将细线剪断,最终金属盒漂浮,金属球沉底,水面深度变化2cm,如图丙所示。则下列说法正确的是( )
A.材料的密度为3
B.金属盒内最多能装重8N的水
C.剪断细线后,金属盒静止时有四分之三露出水面
D.剪断细线后,圆柱形容器对桌面的压强为1800Pa
【答案】B
【解析】A.设金属盒的体积为V盒,金属球的体积为V球,二者的质量相等,为m,由图甲可知,盒与球处于悬浮状态,则所受浮力等于盒与球的总重力,由图乙可知,盒与球处于漂浮状态,则所受浮力也等于盒与球的总重力,可知两种情况下盒与球所受的浮力相等,由F浮=ρ液gV排可知,两次排开水的体积相同,即,则
因F浮=G总,则有
即,则
材料的密度,故A错误;
C.由图乙可知
由图丙可知,金属盒漂浮
由以上两式可知,图丙中金属盒浸入水中的体积,剪断细线后,金属盒静止时有二分之一露出水面,故C错误;
B.图甲乙中,金属球和金属盒两次排开水的体积相同,故水深都是20cm
图乙中金属球和金属盒排开水的体积,图丙中金属球和金属盒排开水的体积
现将细线剪断,最终金属盒漂浮,金属球沉底,水面深度减小2cm,金属球和金属盒排开水减少的体积
代入数据
金属盒排的体积,金属盒实心部分的质量等于金属球的质量,它们由相同材料制成,金属盒实心部分的体积等于金属球的体积,即
由题意可知,盒空心部分的体积
金属盒内最多能装水的重力,故B正确;
D.圆柱形容器中水的体积
圆柱形容器中水的重力
金属球和金属盒的重力
剪断细线后,整个容器对桌面的压力
剪断细线后,圆柱形容器对桌面的压强,故D错误。
故选B 。
16.(24-25八年级下·重庆北碚·期中)如图甲所示,圆柱形容器中装有某种液体,容器底面积为。将重力为9.6N的正方体木块放入容器中,木块静止时有的体积露出液面,木块的边长为0.1m;如图乙所示,用一个竖直向下的力F,使木块恰好浸没,下列说法正确的是( )
A.F的大小为2.4N
B.木块的密度为
C.液体的密度为
D.从甲图到乙图,液体对容器底部的压强增大了50
【答案】A
【解析】B.木块体积为
则木块密度为
故B错误;
C.甲图中木块漂浮,浮力等于重力,则有,则液体密度为
故C错误;
A.乙中木块恰好全部浸没,则此时浮力为
此时木块受重力、压力和浮力,处于平衡状态,根据力的平衡条件,F的大小为
故A正确;
D.从甲图到乙图,木块排开液体的体积变化量为
则液面上升的高度为
则从甲图到乙图,液体对容器底部的压强增加量为
故D错误。
故选A。
17.(2025·陕西西安·三模)“新光华”号半潜船是国内最大、全球第二大半潜船,其最大下潜深度为30m,满载排水量为10万吨。“新光华”号开始时空载漂浮于海面,装载时需向船体水舱注水,甲板下潜至海面以下,拖船将货物拖至甲板上方并固定好后,排出舱中部分海水,使甲板浮出海面,完成装载过程。海水密度近似取,g取,下列有关说法正确的是( )
A.图乙水舱中水的质量等于图丙中货物质量
B.图甲、乙、丙中,图乙状态时“新光华”号所受的浮力最大
C.满载时,“新光华”号所受浮力为
D.最大下潜时,“新光华”号底部受到海水的压强约为
【答案】BD
【解析】AB.由图可知,甲、乙、丙三种状态下半潜船排开水的体积关系为,液体的密度一定,由可知半潜船在如图甲、乙、丙三种状态时所受的浮力关系为,而乙、丙都是漂浮,浮力等于重力,乙、丙的浮力不等,则总重力不等,故乙水舱中水质量不等于图丙中货物质量,故A错误,B正确;
C.根据阿基米德原理可得,满载时,“新光华”号所受浮力为
故C错误;
D.“新光华”号半潜船处在最大下潜时,船底所受海水的压强为
故D正确。
故选BD。
18.(24-25八年级下·福建福州·期中)如图所示,桌面上有甲、乙两个完全相同的装满了水的玻璃缸。其中甲水中漂浮着一只小鸭子,乙水中漂浮着一只大鸭子。若两只鸭子受到的浮力分别为,玻璃缸对桌面的压力分别为。则 , 。
【答案】< =
【解析】[1]如图,两只鸭子都漂浮在水面上,大鸭子排开水的体积较大,根据阿基米德原理可知,大鸭子受到的浮力较大,即。
[2]两只鸭子都漂浮在水面上,受到的浮力等于各自的重力,即它们各自的重力等于它们排开的水的重力,所以,两个玻璃缸中水和鸭子的总重是相等的,玻璃缸也完全相同,所以,两个玻璃缸与各自里面的水、鸭子的总重相等,它们对桌面的压力也相等,即。
19.(24-25八年级下·重庆·期中)如图甲所示,底面积为300的足够高薄壁柱形容器放在水平地面上,容器内放有一体积为2000的柱形物体A,用一条质量可忽略不计的细绳,两端分别系于物体A底部中心和柱形容器中心。现缓慢向容器中加水,水对容器的底部的压强与容器对桌面的压强的关系如图乙所示,当时水的深度为 cm;若当绳子拉力刚好达到最大值时,将物体A沿竖直方向切去四分之一并取出(剩余部分保持直立),待液面稳定后拉力为 N。
【答案】8 9
【解析】[1]由图乙可知,当p2=900Pa时,p1=800Pa。则容器中水的深度
[2]已知容器底面积S=300cm2=300×10−4m2=3×10−2m2,容器对桌面的压强
从图乙可知,向容器中缓慢加水时,柱体A经历了在容器底静止、浮力等于重力时上浮、细绳拉直后加水至浸没、浸没后继续加水四个阶段。则当p1=800Pa时,细绳刚好拉直,此时柱体A所受浮力等于物体的重力;当p'1=1400Pa时,物体A刚好浸没,此时柱体A所受浮力最大,绳子的拉力刚好达到最大值。由题意可知
第三个阶段水面上升的高度
第三个阶段增加水的重力
增加水的体积
圆柱体A的底面积
圆柱体A的高
圆柱体A的重力
物体A沿竖直方向切去四分之一后剩余重力
物体A沿竖直方向切去四分之一并取出后,液面下降的高度
物体切去的高度为
则物体浸没在水中,柱体A剩余部分所受浮力
此时绳子的拉力
20.(24-25八年级下·北京·期中)一个质量为120g的圆柱形瓶身的空玻璃瓶,瓶内装10cm高的水密封后放在水平地面上,如图甲所示。再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中,静止后,瓶内、外液面的高度差如图乙、丙所示(,取,瓶壁厚度忽略不计)。求:玻璃瓶底的面积是 ,未知液体的密度是 。
【答案】60
【解析】[1]设玻璃瓶底的面积为,则水的体积为,则水的重力为
乙中玻璃瓶排开水的体积为
乙中玻璃瓶漂浮,则浮力等于重力,根据,则有
解得
[2]丙中玻璃瓶排开水的体积为
丙中玻璃瓶漂浮,则浮力等于重力,根据,则浮力为
则未知液体的密度
21.(2025·安徽芜湖·二模)在水平桌面上放有圆柱状透明水槽,内装有足够深的水。如图甲所示,先将边长为a的正方体物块放入水中,物块静止时用刻度尺测量出物块露出水面的高度h1;如图乙所示,再将小石块放在物块上面,物块静止时用刻度尺测量出物块露出水面的高度h2;如图丙所示,用细线将小石块系在物块下方,然后放入水中,物块静止时用刻度尺测量出物块露出水面的高度h3。(正方体物块的密度较小,小石块不吸水,细线的体积忽略不计,水的密度)
(1)图甲中正方体物块下表面受到水的压强是多少?(用含有所给字母的代数式表示)
(2)小石块的密度是多少?(用含有所给字母的代数式表示)
(3)若,则图内中细线受到的拉力是多少?
【答案】(1) (2) (3)2.4N
【解析】(1)正方体的边长为a,物块静止时,露出水面的高度h1,则图甲中正方体物块下表面在水中的深度为a-h1,则图甲中正方体物块下表面受到水的压强
(2)图甲中正方体物块在水中漂浮,由沉浮条件可知,正方体物块的重力等于正方体物块受到的浮力,即
将小石块放在物块上面,物块静止时,物块露出水面的高度h2,则正方体物块浸在水中的体积
正方体物块在水中漂浮,则正方体物块和小石块的重力等于正方体物块受到的浮力,即
则小石块的重力
用细线将小石块系在物块下方,然后放入水中,物块静止时,物块露出水面的高度h3,则小石块的体积
则小石块的密度
(3)图内中正方体受到重力、浮力和细线的拉力,则细线受到的拉力等于正方体受到浮力与重力之差,即
22.(2025·云南昆明·一模)如图甲所示的“提子”是早前商店用来打酱油的器具,其模型由一个圆柱形容器和一根细长的柄构成(如图乙)。某提子的容器部分如图丙所示,质量,内高,外高,内底面积,外底面积,细长柄质量不计。如图丁所示是该提子漂浮在酱油中的示意图,已知圆柱形酱油桶装有20cm深的酱油,桶的底面积,酱油密度。求:
(1)图丁中提子所受的浮力;
(2)未放入提子时,酱油对桶底的压强;
(3)在图丁中,继续将提子缓慢下放,使提子下底面浸入酱油的深度为6cm,此时人对长柄的作用力大小;
(4)在(3)的基础上继续向下缓慢放提子,直到提子的容器里面装满酱油且提子容器口再次与酱油面相平为止,这个过程中酱油对桶底的压强变化量。
【答案】(1)2N (2)2400Pa (3)1.62×10-4m3 (4)540Pa
【解析】(1)提子质量
该提子漂浮在酱油中提子所受的浮力
(2)未放入提子时,酱油对桶底的压强
(3)继续将提子缓慢下放,使提子下底面浸入酱油的深度为6cm,提子排开水的体积
此时提子受到的浮力为
此时人对长柄的作用力大小F=F浮-G=2.16N-2N=0.16N
(4)提子的完全浸没时,排开水的体积为V排1=S2h2-S1h1=30cm2×12cm-27cm2×10cm=90cm3=0.9×10-4m3
这个过程中提子排开水的体积减小了ΔV=V排-V排1=1.8×10-4m3-0.9×10-4m3=0.9×10-4m3
桶内液面下降高度
压强变化量
23.(24-25八年级下·重庆·期中)庄子在逍遥游中写到:“水之积也不厚,则其负大舟也无力”。说的是一个人如果学识(水不够多)不够,是无法完成重大任务或目标的(船的浮起),小明觉得很有道理,于是做了以下实验:如图甲所示,高为10cm的薄壁水槽放在水平地面上,水槽内放入一体积为2000的柱形木块A。现向水槽内缓慢加水,水面的高度与加水质量的关系如图乙所示。求:
(1)木块A刚好能够漂起来时,水对容器底部的压强;
(2)木块A的底面积;
(3)小李觉得庄子并没有了解浮力的本质,浮不起来并不是水不够多,比如当加入水量为1200时,此时木块无法漂浮,但如果将图丙所示的长方体B沿水平或竖直方向切去部分后,将切去部分沿原竖直方向正放入水槽内,木块A也能浮起来。已知B的质量为1.6kg,高为10cm,底面积为200。要使A能漂浮,则长方体B切去部分的体积至少为多少。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)根据图像拐点是1800g,对应的高度是6cm知,此时刚好使得木块A能够漂起来时,根据公式知,加水的体积
根据图知,当加入3400g水时容器装满水,体积为
漂浮后的加水体积为
上升的高度为
则容器的底面积为
木块A刚好能够漂起来时,木块所受的浮力等于重力,所以对容器没有压力,则水对容器底部的压强为
(2)开始加水到漂浮有
木块A的底面积
(3)已知B的质量为1.6kg,高为10cm,底面积为200cm2。B的体积是
B的密度是
因此放入B后,B在水中漂浮。由前面分析可知,要使A漂浮,加水的体积为1800cm3,现在加水1200cm3,因此B需要排开水的体积为
根据浮沉条件可知,B受到的浮力等于自身重力,则有,,则可得
即长方体B切去部分的体积至少为750cm3。
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