浮力五大考点题型归纳-2025-2026学年浙教版八年级上册科学
2025-08-18
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内容正文:
2025-2026八上科学浮力五大题型考点归纳
:题型介绍
题型一、浮力的概念
- 考点详解:浮力是一切浮力液体(或气体)的物体,受到液体(或气体)竖直向上的托力。其产生的根本原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差,公式为F浮=F向上-F向下;若物体完全贴合容器底部(无液体进入),则不受浮力。
- 典型考法:多以选择题、填空题考查概念理解。
- 判断物体是否受浮力:如“河中的桥墩、陷在泥里的石块是否受浮力”(答案:不受,因底部无液体,无向上压力)。
- 分析浮力方向:如“浸没在水中的木块,浮力方向是否随木块倾斜而改变”(答案:不变,始终竖直向上)。
实战演练
浮力的概念(难度系数☆☆)
1.(23-24八年级上·浙江宁波·期中)下列物体没有受到浮力的是( )
A.漂浮在水面的树叶 B.太空中飞行的空间站
C.水中下沉的石块 D.空中上升的气球
2.(24-25八年级上·浙江衢州·期中)如图所示,某小区的流水景观里,有一片落叶正在随水流由高处向低处漂流。落叶在此运动过程中受到浮力的方向是( )
A. B. C. D.
3.(24-25八年级上·浙江宁波·期中)下列物体受到浮力作用的是( )
A.如图甲所示,浸在水下的桥墩
B.如图乙所示,正在水中下沉的石头
C.如图丙所示,飘在太空中的中国空间站
D.如图丁所示,天宫课堂中“悬浮”在水中的乒乓球
4.(22-23八年级上·浙江宁波·期中)如图,取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶,去掉其底部,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,不久就可观察到乒乓球上浮起来。此实验说明了( )
A.大气存在压强
B.连通器原理
C.浮力产生的原因
D.液体的压强与液体的密度和深度有关
题型二、阿基米德原理
- 考点详解:物体浸在液体(或气体)中时,所受浮力大小等于它排开的液体(或气体)所受的重力,公式为F浮=G排=ρ液gV排。关键注意:“浸在”包括“部分浸入”和“完全浸没”,V排是物体排开液体的体积(非物体自身体积,部分浸入时V排<V物)。
- 典型考法:
- 计算题:如“一个体积为100cm3的石块完全浸没在水中,求浮力大小”(已知ρ水=1.0×103kg/m3,代入公式得F浮=1N)。
- 实验探究题:验证阿基米德原理,如“设计实验步骤测量物体排开液体的重力,并与浮力对比”。
- 选择题:分析浮力影响因素,如“同一物体浸没在水和酒精中,浮力大小关系”(答案:水中更大,因ρ水>ρ酒精,V排相同)。
实战演练
阿基米德原来应用(难度系数☆☆☆☆)
1.(23-24八年级上·浙江·期中)小金通过研究,得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论。下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是( )
①弹簧测力计挂着浸在水中的铝块,慢慢下移,在铝块浸没前,弹簧测力计示数逐渐变小
②弹簧测力计挂着浸没在水中的铝块,让铝块再下移一段距离,弹簧测力计示数大小不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上
④弹簧测力计挂着铝块,先后将铝块平放、侧放和竖放,使其部分浸入同一杯水中,保证每次水面到达同一标记处,弹簧测力计示数大小不变
A.只有②③ B.只有②④ C.只有②③④ D.①②③④
2.(2025·浙江温州·三模)潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图,某潜水艇从a处驶入低密度海水区,“掉深”到b处。与a处相比,潜水艇在b处( )
A.受到浮力大小变小 B.受到浮力大小不变
C.排开液体重力变大 D.排开液体体积变小
3.(23-24八年级上·浙江嘉兴·期末)如图所示,在容器中放一个上、下表面积均为10cm2、高为6cm、体积为100cm3的均匀、对称的石鼓,其下表面与容器底部完全紧密接触,石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平,则石鼓受到的浮力是( )
A.0N B.0.4N C.0.6N D.1.0N
4.(24-25八年级上·浙江台州·阶段练习)如图是探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程,弹簧测力计挂着同一金属块。
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(2)由图丙、丁可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度 (填“有关”或“无关”)。
(3)分析 两图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。
(4)由图中数据可知,金属块的密度是 kg/m3。
5.(24-25八年级上·浙江杭州·期中)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.2
2.0
1.7
1.7
1.9
(1)分析比较实验步骤A和 ,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(2)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 N,金属块密度为 kg/m3。
(3)图D和图E中,物体上下表面压力差 (填“D大”“相等”或“E大”)。
(4)小明又通过如图所示的实验操作测出了一石块的密度,他的测量方案如下:首先将装有适量水的小桶挂在弹簧测力计上读出测力计的示数为F1(如图甲所示);然后用细线将物体系好后,挂在测力计的挂钩上使物体浸没在水中,读出测力计的示数为F2(如图乙所示);再用手提着细线使物体浸没在水中,且石块不与杯底接触,读出测力计的示数为F3(如图丙所示),则物体的密度是 (用F1,F2,F3和ρ水表示)
6.(24-25八年级上·浙江金华·阶段练习)如图甲所示,将一长方体物块通过细线悬挂于弹簧测力计的挂钩上,手持弹簧测力计缓慢下降,让长方体物块从盛满水的溢水杯上方缓慢下降至水下一定深度。长方体物块下降过程中,弹簧测力计的示数 F 随下降高度h 的变化关系如图乙所示。回答下列问题。
(1)长方体物块受到的最大浮力为 N。
(2)计算长方体物块的体积
(3)计算长方体物块的密度。
7.(24-25八年级上·浙江·期中)如图是小明设计的“空气浮力演示器”:将一空心金属球挂在弹簧测力计上并保持静止,用气泵往玻璃容器内缓慢抽出或压入空气,可根据现象证明空气浮力的存在。已知:金属球的重力为5N,体积为5×10﹣3米3,压入空气前,容器内原有空气密度约为1.3千克/米3,细线的重力忽略不计。
(1)用气泵从装置玻璃容器内抽出部分空气,观察到 现象,可以说明金属球受到空气浮力的作用。
(2)压入空气前,计算求出金属球在容器内受到的浮力大小 。
(3)小明想通过最小刻度为0.1牛的弹簧测力计反映空气浮力大小的变化。气泵向玻璃容器内压入空气前,弹簧测力计示数4.9N。压入空气后,若发现演示器中的弹簧测力计示数减小了0.1牛,则此时容器内空气密度为多少千克/米3,请通过计算说明 。
题型三、物体的浮沉条件
- 考点详解:基于浮力与物体重力的关系判断浮沉,核心条件如下:
- 当F浮>G物:物体上浮,最终漂浮(漂浮时F浮=G物,V排<V物)。
- 当F浮=G物:物体悬浮(完全浸没,V排=V物)或漂浮。
- 当F浮<G物:物体下沉,最终沉底(沉底时F浮+F支持=G物)。
- 典型考法:
- 选择题:如“将重5N、体积600cm3的物体放入水中,物体最终状态”(计算F浮=6N>物,上浮后漂浮)。
- 计算题:结合密度关系,如“已知物体漂浮在水面,V排=3V物/5,求物体密度”(漂浮时ρ物gV物=ρ水gV排,得ρ物=0.6×103kg/m3)。
实战演练
浮沉条件的运用(难度系数☆☆☆☆☆)
1.(22-23八年级上·浙江·开学考试)均匀的正方体木块放入水中处于漂浮状态,现在将露出水面部分木块切去,则剩余部分木块( )
A.将下沉一点 B.将上浮一点 C.仍不动 D.无法判断
2.(2023·浙江衢州·中考真题)小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论,下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是( )
①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前测力计示数逐渐变小
②测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离测力计示数不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上
A.只有②③ B.只有②④ C.只有②③④ D.①②③④
3.(22-23八年级上·浙江温州·期中)为震慑台独分子,中国人民解放军在2022年8月4日12时至7日12时进行重要军事演训行动,并组织实弹射击。如图为两艘055型万吨(满载排水量达上万吨)远洋导弹驱逐舰正在海上航行。下列说法错误的是( )
A.驱逐舰受到的浮力方向始终竖直向上
B.驱逐舰满载时的总质量达上万吨
C.发射导弹后,驱逐舰会上浮一些
D.发射导弹后,驱逐舰所受浮力不变
4.(23-24八年级上·浙江金华·期中)小科学习了浮力的知识后,设计了一台浮力秤。他将一段密度为0.5×103kg/m3,粗细均匀的木料,先进行不吸水处理,再将其竖立水中,如图所示。这段木料高为40cm,横截面积为0.1m2,其上表面可以作为秤盘。则关于该浮力秤的说法错误的是( )
A.正常使用时必须处于漂浮状态
B.零刻度线为离下表面竖直距离为20cm处
C.距离上表面10cm处的刻度对应的质量为10kg
D.测量范围0~40kg
5.(23-24八年级上·浙江温州·阶段练习)如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有正方体木块A,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,此时木块A刚好完全浸没在水中,接着打开阀门B,缓慢放水,直至木块A完全离开水面时,再关闭阀门B,这个过程中,弹簧弹力F与木块露出水面的体积V的关系如图乙所示。已知,木块体积为,不计弹簧所受浮力,则下列说法正确的是( )
A.C点弹簧处于原长
B.C点与E点的纵坐标c、e的绝对值之比为2∶3
C.CD段弹簧处于拉伸状态
D.D点的横坐标d值为0.2V0
6.(24-25八年级上·浙江杭州·期中)如图甲、乙所示,水平桌面上有两个高为30cm,底面积为的柱形容器,现将两个完全相同的圆柱形木块(重16N、高20cm、底面积:)分别置于柱形容器底部。其中,乙图的木块与容器底部之间用一根长为2cm的细线连接(不计细线的质量)。g取,水的密度;
(1)向甲容器中加水,当水深度为10cm时,求圆柱形木块受到水的浮力有多大?
(2)向甲容器中加水,至少需要加入多少质量的水,才能使圆柱形木块对容器底部的压力为零;(圆柱形木块不发生倾斜)
(3)请在丙图中画出向乙容器中加水,木块受到水的浮力与所加水的质量m的关系。(圆柱形木块不发生倾斜,请在坐标轴上标出相应的数据)
题型四、浮力的应用
- 考点详解:核心是利用浮沉条件或阿基米德原理设计工具,常见应用及原理如下:
- 轮船:做成空心,增大V排以增大浮力,漂浮时F浮=G总(排水量=船排开水的质量)。
- 潜水艇:通过进水/排水改变自身重力(G变),实现上浮(G变<F浮)、下沉(G变>F浮)。
- 密度计:漂浮时F浮=G计,因G计不变,ρ液越大,V排越小,故刻度“上小下大”。
- 气球/飞艇:充密度小于空气的气体(如氦气),使F浮>G总实现升空。
- 典型考法:多为选择题、填空题
如“潜水艇上浮时,是通过排出水减小重力还是增大浮力”(答案:减小重力);
“轮船从长江驶入大海,浮力和吃水深度变化”(答案:浮力不变,吃水深度变小,因ρ海水大)。
实战演练
浮力在生活中的应用(难度系数☆☆☆☆)
1.(24-25八年级上·浙江杭州·期中)浮力知识在生活中的应用非常广泛,下列说法正确的是( )
A.图甲橡皮泥船漂浮在水中,受到的浮力大于总重力
B.图乙悬浮的潜水艇想要实现上浮时,需要向蓄水仓中注水
C.图丙盐水选种时,沉入水底的良种浮力大于重力
D.图丁点燃孔明灯后,内部空气密度比外部空气密度小到一定程度时孔明灯上升
2.(24-25八年级上·浙江杭州·期中)下列说法正确的是( )
图甲:橡皮泥船 图乙:蛟龙号载人潜水器
图丙:同一支密度计分别插入被测液体中静止
图丁:同一个鸡蛋分别没入到浓盐水和清水中
A.图甲中橡皮泥船采用改变自重的办法来增加载货量
B.图乙中“蛟龙号”从海面潜入7000m深的海底是通过改变浮力大小来实现的
C.图丙中密度计在两种液体中所受浮力,两种液体的密度
D.图丁同一鸡蛋浸没在液体中,液体密度越大鸡蛋受到的浮力越大
3.(2025·浙江台州·二模)关于下列四个情景中,物体所受到的浮力大小相等的是( )
A.浮出水面和潜入水中的同一潜水艇
B.插入两种被测液体中静止的同一支密度
C.在水中沉底和漂浮的同一橡皮泥
D.浸没在水和浓盐水中静止的同一个鸡蛋
4.(24-25八年级上·浙江绍兴·期中)某科学小组制作如图所示的潜水艇模型,以下说法正确的是( )
A.潜水艇在水面下匀速下潜时,受到的浮力小于重力
B.潜水艇工作原理是改变自身体积
C.潜水艇漂浮在水面上时浮力大于重力
D.若想让潜水艇上浮,需要向左压注射器活塞
5.(24-25八年级上·浙江杭州·期末)某校开展了“自制潜水艇”项目挑战赛。
【明确问题】设计制作能自由浮潜的潜水艇。
【设计方案】小金设计的潜水艇如图所示。
【实施计划】
①小金选取了3个550mL的带瓶盖的矿泉水瓶,300mL注射器和配套的塑料软管,用胶水按图组装潜水艇(瓶子本身及连接部分的质量、体积不计)。
②为了确保潜水艇密封性良好,小金使用了150g的密封胶泥密封了连接处(胶泥体积不计),并对气密性进行了检验。
③为确保潜水艇能平稳下潜,小金在两边的生活舱里各加了500克的配重。
【检验产品】小金利用评价量规测试本组的自制潜水艇。
评价指标
作品等级
待改进
合格
功能舱分区设计
生活舱和水舱独立分开,生活舱大于水舱
生活舱和水舱没有独立分开
平稳性
上浮和下潜过程都能保持水平
上浮或下潜过程中不能保持水平
浮潜情况
能实现漂浮和下沉
不能上浮或下沉
根据上述内容回答下列问题:
(1)为验证水舱和针筒之间气密性,小金的操作是堵住两边进出水口,向外拉动注射器活塞,然后松手,观察到 ,表明气密性好。
(2)将潜水艇放置在水面上,要使潜水艇下潜,应 。(选填“向外拉动活塞”或“向内推动活塞”)
(3)依据评价量规,小金自制的潜水艇在“功能舱分区设计”评价指标项的作品等级为 。
(4)依据评价量规,小金自制的潜水艇在“浮潜情况”评价指标项应确定为哪个等级并说明理由: 。
6.(23-24八年级上·浙江温州·阶段练习)某校举行了潜水艇制作大赛,图1是比赛现场图,图2、图3为参赛选手作品,比赛相关信息如下:
【制作要求】①生活舱和水舱独立分开;②生活舱体体积大于水舱
【比赛任务】①完成从水面下潜到指定位置悬浮;②完成从水底上浮到指定位置悬浮
【制作材料】带盖的矿泉水瓶(380ml)4个、500 g配重物、注射器及塑料管、热熔胶、剪刀、刻刀、透明胶等。
(1)甲组同学参赛作品如图2,请根据制作要求分析该作品是否符合参赛要求 ?
(2)乙组同学参赛作品如图3,生活舱(可加配重不进水)为2个矿泉水瓶,水舱为1个矿泉水瓶(均未剪裁),潜水艇自重为100 g。在实践中,乙组同学发现即使加入所有配重,水舱装满水后,潜水艇仍漂浮,无法下沉至水底。请通过计算说明原因 ;(矿泉水瓶厚度不计,塑料软管、热熔胶均忽略不计)
(3)乙组同学经过思考,你认为若想要完成比赛任务,潜水艇自重变化忽略不计,可对潜水艇如何改进 (写出一条即可)。
7.(24-25八年级上·浙江金华·期中)航天员使用浮力水槽模拟失重进行训练,航天员身穿训练服进入水槽,通过在训练服内配置铅块,使人处于悬浮状态,从而模拟失重,已知一套训练服净质量为25kg,航天员质量为70kg,穿上训练服后的总体积为100dm3,并保持不变,,g取10N/kg,则:
(1)若航天员身穿不配置铅块的训练服进入水槽,静止时受到的浮力是多大?
(2)当航天员站在蓄有4m深水的池底时,他对池底的压强为1250Pa,航天员每只脚着地的面积为200cm2,训练服内配置的铅块的质量是多大?
(3)若航天员在地面上最大能举起136N的物体,则航天员在水中最大能举起质量为多少千克的实心铁球(铁球不露出水面)?
8.(22-23八年级上·浙江宁波·期中)在科学实践活动中,某活动小组想要用橡皮泥做“船”浮在水面上,并探究橡皮泥“船”的装载能力。他们用一块体积为20cm3的橡皮泥做成一只“船”,放入水中漂浮,试着向其中添加物体,发现最多只能装载25g的物体,如图所示。查阅资料知道橡皮泥的密度为1.5×103kg/m3。已知水的密度为1.0×103kg/m3,求:
(1)将这块橡皮泥浸没在水中时所受的浮力为多少?
(2)这只橡皮泥“船”装载最多物体时受到的浮力为多少?
(3)该小组同学想提高橡皮泥“船”的装载能力,请你帮助他们提出一条合理化的建议。
考点五、浮力相关的综合问题
- 考点详解:综合浮力、压强(液体压强p=ρgh、固体压强p=F/S)、密度(ρ=m/V)等知识点,需结合多个公式分步分析。
- 典型考法:多为压轴计算题,
如“一个底面积为200cm2的圆柱形容器装水,水面高20cm,将一个重5N的木块放入后,水面升至25cm,求:(1)木块受的浮力;(2)水对容器底的压强变化;(3)容器对台秤的压力变化”(解析:(1)漂浮F浮=5N;(2)△P=ρ水g△h=500Pa;(3)△ F=5N,等于木块重力)。
实战演练
浮力综合问题(难度系数☆☆☆☆☆)
1.(24-25八年级上·浙江杭州·期中)2024年5月1日,我国第三艘航空母舰福建舰解缆启航,赴相关海域开展航行试验。福建舰满载时排水量是8万吨,海水的密度取 1.0x103 kg/m3下列说法正确的是( )
A.福建舰满载时受到的浮力约为 8 x 105N
B.吃水深度为12m时,舰底受到海水的压强为 1.2 x105Pa
C.航母上的舰载机起飞后,航母会下沉一些
D.航母配备的深水炸弹主要用于拦截来袭鱼雷,深水炸弹在水下下潜过程中浮力变大
2.(23-24八年级上·浙江·期中)相同柱形容器甲、乙置于水平地面上,容器内装有完全相同物块A、B,物块A与容器甲底部用一根细绳相连。同时往两容器内注水,直至水面相平,如图所示。下列判断正确的是( )
A.此时物块受到的浮力 B.此时容器对地面的压力
C.此时容器对地面的压强 D.此时水对容器底部的压力
3.(24-25八年级上·浙江嘉兴·期末)将一个质量为300g的土豆放入容器内的水中,土豆下沉后静止在容器底部,如图甲。小嘉设法在土豆上插入几个轻质的粗吸管后做成了一个“吸管土豆”,再次放回水中后“吸管土豆”浮了起来,最终漂浮在水面上,如图乙(忽略吸管重力)。下列说法正确的是( )
A.图甲中静止的土豆所受浮力等于3.0N
B.土豆上插入吸管后增大了排开水的体积从而增大了所受的浮力
C.图乙中土豆浮起后其下表面所受水的压力比在图甲中时大
D.“吸管土豆”漂浮时所受浮力大于重力
4.(23-24八年级上·浙江宁波·期末)如图所示,水平桌面上有一个底面积为的盛水的圆柱形容器,将用相同材料制成的空心球和实心球用细线系住放入容器中,它们刚好悬浮于水中,此时水深,实心球和空心球的质量均为;现将细线剪断,空心球上浮,至静止时露出水面体积为;
(1)两个球在水中悬浮时受到的总浮力是多少牛顿?
(2)空心球漂浮后,容器底部受到水的压强是多少帕?
(3)空心球的空心体积是多少?
5.(24-25八年级上·浙江湖州·期中)“同济飞鱼”是我国制造的一款水空跨域巡航器原型机,它在空中可以像无人机一样飞行,入水后像潜水器一样运行(如图甲所示)、它的质量为1.63kg,可在水下巡游游。(已知g取10N/kg,水的密度水=1.0×103kg/m3)
(1)“同济飞鱼”在水中巡游时,下沉时浮力将 (填“增大”“减小”或“不变”);
(2)在某次测试“同济飞鱼”的“打捞”功能的试验中,“同济飞鱼”悬挂着一个实心物块A从水面以下匀速上升,直至实心物块A匀速提升到距水面一定的高度,如图乙所示:测试过程中,绳的拉力随时间t变化的图象(不计水的阻力),如图丙所示。求:
①实心物块A浸没在水中时受到的浮力是多大 ?
②实心物块A的密度是多少 ?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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2025-2026八上科学浮力五大题型考点归纳
:题型介绍
题型一、浮力的概念
- 考点详解:浮力是一切浮力液体(或气体)的物体,受到液体(或气体)竖直向上的托力。其产生的根本原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差,公式为F浮=F向上-F向下;若物体完全贴合容器底部(无液体进入),则不受浮力。
- 典型考法:多以选择题、填空题考查概念理解。
- 判断物体是否受浮力:如“河中的桥墩、陷在泥里的石块是否受浮力”(答案:不受,因底部无液体,无向上压力)。
- 分析浮力方向:如“浸没在水中的木块,浮力方向是否随木块倾斜而改变”(答案:不变,始终竖直向上)。
实战演练
浮力的概念(难度系数☆☆)
1.(23-24八年级上·浙江宁波·期中)下列物体没有受到浮力的是( )
A.漂浮在水面的树叶 B.太空中飞行的空间站
C.水中下沉的石块 D.空中上升的气球
【答案】B
【知识点】浮力产生的原因
【详解】浮力是浸在液体或气体中的物体受到液体或气体向上托起的力;漂浮在水面的树叶、水中下沉的石块、空中上升的气球都浸在液体或气体中,所以都受到水或空气的浮力;由于太空中没有空气,所以太空中飞行的空间站没有浸在气体中,所以没有受到浮力,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.(24-25八年级上·浙江衢州·期中)如图所示,某小区的流水景观里,有一片落叶正在随水流由高处向低处漂流。落叶在此运动过程中受到浮力的方向是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】浮力产生的原因
【详解】浮力的方向与重力的方向相反,是竖直向上的;而竖直向上,其实就是与水平面垂直且向上,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.(24-25八年级上·浙江宁波·期中)下列物体受到浮力作用的是( )
A.如图甲所示,浸在水下的桥墩
B.如图乙所示,正在水中下沉的石头
C.如图丙所示,飘在太空中的中国空间站
D.如图丁所示,天宫课堂中“悬浮”在水中的乒乓球
【答案】B
【知识点】浮力产生的原因
【详解】A.在液体中,浮力产生的原因是上下表面受到的压力差,桥墩的底部埋在河床里面,液体对其下表面没有产生向上的压力,所以其不受浮力,故A错误;
B.在水中下沉的石头受到了水对其上下表面的压力,上下表面存在压力差,受浮力的作用,故B正确;
C.飘在太空中的中国空间站,既没有浸入在空气中,也没有浸入在液体中,其不受浮力,故C错误;
D.天宫课堂中“悬浮”在水中的乒乓球,水和乒乓球都处于失重状态,水无法产生压强,乒乓球上下表面也没有压力差,故D错误。
故选B。
4.(22-23八年级上·浙江宁波·期中)如图,取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶,去掉其底部,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,不久就可观察到乒乓球上浮起来。此实验说明了( )
A.大气存在压强
B.连通器原理
C.浮力产生的原因
D.液体的压强与液体的密度和深度有关
【答案】C
【知识点】浮力产生的原因、影响液体压强大小的因素、大气压强的存在
【详解】A.乒乓球上下都受到大气压的作用,开始不上浮,后来又上浮,不是大气压的作用,故A不符合题意;
B.连通器至少有两个部分上端开口,只有一个乒乓球不属于连通器 ,故B不符合题意;
C.开始时乒乓球受到上面液体压强和大气压的作用,向上的压强小于向下的压强,乒乓球不能上浮;乒乓球下面有水,向上的液体压强大于向下的液体压强,跟浮力的产生有关系,故C符合题意;
D.研究液体压强和深度的关系,液体的深度越深、液体的压强越大,乒乓球是否上浮无法判断压强大小。故D不符合题意。
故选C。
题型二、阿基米德原理
- 考点详解:物体浸在液体(或气体)中时,所受浮力大小等于它排开的液体(或气体)所受的重力,公式为F浮=G排=ρ液gV排。关键注意:“浸在”包括“部分浸入”和“完全浸没”,V排是物体排开液体的体积(非物体自身体积,部分浸入时V排<V物)。
- 典型考法:
- 计算题:如“一个体积为100cm3的石块完全浸没在水中,求浮力大小”(已知ρ水=1.0×103kg/m3,代入公式得F浮=1N)。
- 实验探究题:验证阿基米德原理,如“设计实验步骤测量物体排开液体的重力,并与浮力对比”。
- 选择题:分析浮力影响因素,如“同一物体浸没在水和酒精中,浮力大小关系”(答案:水中更大,因ρ水>ρ酒精,V排相同)。
实战演练
阿基米德原来应用(难度系数☆☆☆☆)
1.(23-24八年级上·浙江·期中)小金通过研究,得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论。下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是( )
①弹簧测力计挂着浸在水中的铝块,慢慢下移,在铝块浸没前,弹簧测力计示数逐渐变小
②弹簧测力计挂着浸没在水中的铝块,让铝块再下移一段距离,弹簧测力计示数大小不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上
④弹簧测力计挂着铝块,先后将铝块平放、侧放和竖放,使其部分浸入同一杯水中,保证每次水面到达同一标记处,弹簧测力计示数大小不变
A.只有②③ B.只有②④ C.只有②③④ D.①②③④
【答案】C
【知识点】阿基米德原理
【详解】①弹簧测力计挂着浸在水中的铝块,慢慢下移,在铝块浸没前,测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,深度改变,排开液体体积也改变,故不能证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关,故①不符合题意;
②测力计挂着浸没在水中的铁块下移,液体密度和排开液体体积不变,只改变深度,可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关,故②符合题意;
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上,液体密度和排开液体体积不变,下底面深度不同,可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关;故③符合题意;
④弹测力计挂着铝块,先后将铝块平放、侧放和竖放,使其部分浸入同一杯水中,保证每次水面到达同一标记处,排开液体体积相同,液体密度相同,不同物体深度不同,弹簧测力计示数大小不变,浮力不变,可以证明物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关,故④符合题意,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.(2025·浙江温州·三模)潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图,某潜水艇从a处驶入低密度海水区,“掉深”到b处。与a处相比,潜水艇在b处( )
A.受到浮力大小变小 B.受到浮力大小不变
C.排开液体重力变大 D.排开液体体积变小
【答案】A
【知识点】阿基米德原理
【详解】ABD.潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,排开水的体积不变,根据F浮=ρ液V排g可知,潜水艇受到的浮力变小,因此与a处相比,潜水艇在b处受到浮力大小变小,故A符合题意,BD不符合题意;
C.根据阿基米德原理可知,物体浸在液体中受到的浮力等于其排开的液体受到的重力,由于潜水艇受到的浮力变小,所以潜水艇排开液体的重力变小,即与a处相比,潜水艇在b处排开液体重力变小,故C不符合题意。
故选A。
3.(23-24八年级上·浙江嘉兴·期末)如图所示,在容器中放一个上、下表面积均为10cm2、高为6cm、体积为100cm3的均匀、对称的石鼓,其下表面与容器底部完全紧密接触,石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平,则石鼓受到的浮力是( )
A.0N B.0.4N C.0.6N D.1.0N
【答案】B
【知识点】阿基米德原理
【详解】由于石鼓下底面与容器紧密接触,且石鼓上表面与水面相平,所以,石鼓圆柱体部分不受浮力,而石鼓两侧凸出的部分受到了浮力,则石鼓排开水的体积如下图阴影部分所示
则
所以,石鼓受到水的浮力
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.(24-25八年级上·浙江台州·阶段练习)如图是探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程,弹簧测力计挂着同一金属块。
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(2)由图丙、丁可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度 (填“有关”或“无关”)。
(3)分析 两图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。
(4)由图中数据可知,金属块的密度是 kg/m3。
【答案】 2 无关 丁、戊 2.4×103
【知识点】浮力大小的计算、阿基米德原理
【详解】(1)[1]根据称重法测浮力,金属块在水中受到的浮力为
F浮=G-F拉=4.8N-2.8N=2N
(2)[2]分析丙、丁两图,当金属都块浸没在水中后,金属块的深度不同,但测力计示数相同,物体所受浮力的大小大小相同,故得出当金属块浸没在水中后,所受浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。
(3)[3]比较图丁、戊,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,两图中,测力计示数不同,根据称重法,可知金属块受到的浮力不同,故由实验数据可得到的结论是:浸在液体中的物体受到浮力的大小与液体密度有关。
(4)[4]金属块的体积为
金属块的密度
5.(24-25八年级上·浙江杭州·期中)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.2
2.0
1.7
1.7
1.9
(1)分析比较实验步骤A和 ,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(2)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 N,金属块密度为 kg/m3。
(3)图D和图E中,物体上下表面压力差 (填“D大”“相等”或“E大”)。
(4)小明又通过如图所示的实验操作测出了一石块的密度,他的测量方案如下:首先将装有适量水的小桶挂在弹簧测力计上读出测力计的示数为F1(如图甲所示);然后用细线将物体系好后,挂在测力计的挂钩上使物体浸没在水中,读出测力计的示数为F2(如图乙所示);再用手提着细线使物体浸没在水中,且石块不与杯底接触,读出测力计的示数为F3(如图丙所示),则物体的密度是 (用F1,F2,F3和ρ水表示)
【答案】(1)D、E
(2) 1 2.7×103
(3)相等
(4)
【知识点】浮力大小的计算、密度公式的应用、阿基米德原理
【详解】(1)研究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关,液体的密度相同时,浸没深度不同,浮力相同,由此可知选实验步骤中的A和D、E。
(2)[1][2]由图A可知,金属块的重力为2.7N,根据称重法可知:物块浸没在水中受到的浮力为
F浮=G-F=2.7N-1.7N=1N
金属块的体积
金属块的质量
金属块的密度
(3)图D和图E中,物体都是浸没在液体中,液体密度和排开液体的体积都相同,物体上、下表面压力差就等于浮力,浮力大小相同,故物体上、下表面压力差相等。
(4)图甲中弹簧测力计测量小桶和水的总重力,图乙中弹簧测力计测量小桶、水和物体的总重力,则物体的重力
G=F2-F1
则物体的质量
图丙中弹簧测力计的小桶和水的重力加上物体对水的作用力,则物体对水的作用力
F=F3-F1
由力的作用是相互的可知,物体受到的浮力
F浮=F3-F1
因为物体浸没在水中,所以,由阿基米德原理可知,物体的体积
则物体的密度
6.(24-25八年级上·浙江金华·阶段练习)如图甲所示,将一长方体物块通过细线悬挂于弹簧测力计的挂钩上,手持弹簧测力计缓慢下降,让长方体物块从盛满水的溢水杯上方缓慢下降至水下一定深度。长方体物块下降过程中,弹簧测力计的示数 F 随下降高度h 的变化关系如图乙所示。回答下列问题。
(1)长方体物块受到的最大浮力为 N。
(2)计算长方体物块的体积
(3)计算长方体物块的密度。
【答案】(1)10
(2)1×10-3m3
(3)2×103kg/m3
【知识点】浮力大小的计算、阿基米德原理
【详解】(1)由图象知,长方体的重力G=20N,当物块完全浸没时,拉力F=10N,则完全浸没时受到的最大浮力为
(2)解:物体完全浸没在水里时,物块的体积等于排开水的体积为
(3)长方体的重力G=20N,则物块的质量为
物块的体积为1×10-3m3,则物块的密度为
答:(2)长方体物块的体积为1×10-3m3;
(3)长方体物块的密度为2×103kg/m3。
7.(24-25八年级上·浙江·期中)如图是小明设计的“空气浮力演示器”:将一空心金属球挂在弹簧测力计上并保持静止,用气泵往玻璃容器内缓慢抽出或压入空气,可根据现象证明空气浮力的存在。已知:金属球的重力为5N,体积为5×10﹣3米3,压入空气前,容器内原有空气密度约为1.3千克/米3,细线的重力忽略不计。
(1)用气泵从装置玻璃容器内抽出部分空气,观察到 现象,可以说明金属球受到空气浮力的作用。
(2)压入空气前,计算求出金属球在容器内受到的浮力大小 。
(3)小明想通过最小刻度为0.1牛的弹簧测力计反映空气浮力大小的变化。气泵向玻璃容器内压入空气前,弹簧测力计示数4.9N。压入空气后,若发现演示器中的弹簧测力计示数减小了0.1牛,则此时容器内空气密度为多少千克/米3,请通过计算说明 。
【答案】(1)弹簧测力计示数变大
(2)0.065N
(3)见解析
【知识点】浮力大小的计算、阿基米德原理
【详解】(1)由题知,用气泵从装置玻璃容器内抽出部分空气,若金属球受到空气浮力,则空气密度下降,根据阿基米德公式,金属球受到的浮力减小,浮力的方向为竖直向上,则会观察到弹簧测力计示数变大。
(2)由阿基米德原理可得,压入空气前金属球受到的浮力
F浮=ρ气gV球=1.3kg/m3×10N/kg×5×10-3m3=0.065N
(3)根据题意可知,压入空气后,受到的浮力为
F浮=G-F示数=5N-4.8N=0.2N
则容器内空气的密度为
题型三、物体的浮沉条件
- 考点详解:基于浮力与物体重力的关系判断浮沉,核心条件如下:
- 当F浮>G物:物体上浮,最终漂浮(漂浮时F浮=G物,V排<V物)。
- 当F浮=G物:物体悬浮(完全浸没,V排=V物)或漂浮。
- 当F浮<G物:物体下沉,最终沉底(沉底时F浮+F支持=G物)。
- 典型考法:
- 选择题:如“将重5N、体积600cm3的物体放入水中,物体最终状态”(计算F浮=6N>物,上浮后漂浮)。
- 计算题:结合密度关系,如“已知物体漂浮在水面,V排=3V物/5,求物体密度”(漂浮时ρ物gV物=ρ水gV排,得ρ物=0.6×103kg/m3)。
实战演练
浮沉条件的运用(难度系数☆☆☆☆☆)
1.(22-23八年级上·浙江·开学考试)均匀的正方体木块放入水中处于漂浮状态,现在将露出水面部分木块切去,则剩余部分木块( )
A.将下沉一点 B.将上浮一点 C.仍不动 D.无法判断
【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【详解】开始时均匀的正方体木块放入水中处于漂浮状态,浮力等于重力;当把正方体木块露出水面的部分截去后,瞬时排开液体的体积不变,受到的浮力不变,但此时木块的重力减小,即此时受到的浮力大于自身的重力,故剩余部分将上浮,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.(2023·浙江衢州·中考真题)小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论,下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是( )
①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前测力计示数逐渐变小
②测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离测力计示数不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上
A.只有②③ B.只有②④ C.只有②③④ D.①②③④
【答案】C
【知识点】浮力产生的原因、物体的浮沉条件及其应用、阿基米德原理
【详解】要探究物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关,要保持物体浸在同种液体中的体积不变,只改变物体浸入液体的深度;
①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前测力计示数逐渐变小,改变了铁块浸入水中的体积,不合题意;
②测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离测力计示数不变,铁块浸没时体积不变,只改变深度,符合题意;
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上,木块受到的浮力等于重力,排开水的体积相等,浸入的深度不同,符合题意;
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上,物体受到的浮力相同排开水的体积相等,浸入的深度不同,符合题意;
由以上分析可知,C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.(22-23八年级上·浙江温州·期中)为震慑台独分子,中国人民解放军在2022年8月4日12时至7日12时进行重要军事演训行动,并组织实弹射击。如图为两艘055型万吨(满载排水量达上万吨)远洋导弹驱逐舰正在海上航行。下列说法错误的是( )
A.驱逐舰受到的浮力方向始终竖直向上
B.驱逐舰满载时的总质量达上万吨
C.发射导弹后,驱逐舰会上浮一些
D.发射导弹后,驱逐舰所受浮力不变
【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用、阿基米德原理
【详解】A.浮力的方向总是竖直向上,因此驱逐舰所受浮力的方向是竖直向上,故A正确,不符合题意;
B.满载时的排水量指的是满载时驱逐舰排开水的质量,根据漂浮条件和阿基米德原理得
F浮=G船=G排
由G=mg知m船=m排,由于满载排水量达上万吨,所以驱逐舰满载时的总质量也达上万吨,故B正确,不符合题意;
CD.原来驱逐舰处于漂浮状态,受到的浮力等于总重力,发射导弹后,重力变小,此时的浮力大于重力,故驱逐舰会上浮一些,最后驱逐舰仍处于漂浮状态,因总重力变小,所以静止时驱逐舰所受浮力变小,故C正确,不符合题意;D错误,符合题意。
故选D。
4.(23-24八年级上·浙江金华·期中)小科学习了浮力的知识后,设计了一台浮力秤。他将一段密度为0.5×103kg/m3,粗细均匀的木料,先进行不吸水处理,再将其竖立水中,如图所示。这段木料高为40cm,横截面积为0.1m2,其上表面可以作为秤盘。则关于该浮力秤的说法错误的是( )
A.正常使用时必须处于漂浮状态
B.零刻度线为离下表面竖直距离为20cm处
C.距离上表面10cm处的刻度对应的质量为10kg
D.测量范围0~40kg
【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用、阿基米德原理
【详解】木料的体积
V=Sh=0.1m2×0.4m=0.04m3
木料的质量为
m=ρV=0.5×103kg/m3×0.04m3=20kg
木料处于漂浮状态,浮力等于和重力,即
F浮=G=mg=20kg×10N/kg=200N
根据阿基米德原理可知,排开水得体积为
此时木料浸入水中的深度
因为木料上没有放物体,故浮力秤的0刻度线为离下表面竖直距离20cm处;当木料浸入的深度为距离上表面10cm处时,排开水的体积为
V排=S(h-L1)=0.1m2×(0.4m-0.1m)=0.03m3
浮力秤的浮力为
F′浮=ρ水gV′排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m3=300N
物体的重力为
G物=F′浮-G=300N-200N=100N
物体的质量为
当木料全部浸没时,排开水的体积为
V″排=Sh=0.1m2×0.4m=0.04m3
浮力秤的浮力为
F″浮=ρ水gV″排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m3=400N
物体的最大重力为
G′物=F″浮-G=400N-200N=200N
物体的最大质量为
综上可知,浮力秤正常使用时必须处于漂浮状态,0刻度线为离下表面竖直距离20cm处,距离上表面10cm处的刻度对质量为10kg,测量范围是在0~20kg,故ABC正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
5.(23-24八年级上·浙江温州·阶段练习)如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有正方体木块A,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,此时木块A刚好完全浸没在水中,接着打开阀门B,缓慢放水,直至木块A完全离开水面时,再关闭阀门B,这个过程中,弹簧弹力F与木块露出水面的体积V的关系如图乙所示。已知,木块体积为,不计弹簧所受浮力,则下列说法正确的是( )
A.C点弹簧处于原长
B.C点与E点的纵坐标c、e的绝对值之比为2∶3
C.CD段弹簧处于拉伸状态
D.D点的横坐标d值为0.2V0
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用、阿基米德原理
【详解】A.由图乙知道,C点木块A刚好完全浸没在水中,因为ρ水>ρ木,所以此时木块所受的浮力大于木块的重力,即
F浮>G木
则弹簧对木块有竖直向下的拉力,弹簧被拉伸,处于伸长状态,故A错误;
C.在D点时,弹簧弹力F=0N,弹簧处于原长,所以CD段弹簧被拉伸,故C正确;
B.在C点木块完全浸没时,木块排开水的体积
V排=V0
由知道,木块的质量
m木=ρ木块V0
木块的重力
木块受到浮力
此时弹簧弹力
在E点木块A完全离开水面时,弹簧被压缩,此时弹簧弹力等于木块的重力,即
则
即点C与点E的纵坐标c、e的绝对值之比为,3∶7,故B错误;
D.在D点时,弹簧弹力F=0N,弹簧处于原长,此时木块漂浮在水面上
F浮=G木
即
则木块露出水面的体积
即D点的横坐标d的值为0.3V0,故D错误。
故选C。
6.(24-25八年级上·浙江杭州·期中)如图甲、乙所示,水平桌面上有两个高为30cm,底面积为的柱形容器,现将两个完全相同的圆柱形木块(重16N、高20cm、底面积:)分别置于柱形容器底部。其中,乙图的木块与容器底部之间用一根长为2cm的细线连接(不计细线的质量)。g取,水的密度;
(1)向甲容器中加水,当水深度为10cm时,求圆柱形木块受到水的浮力有多大?
(2)向甲容器中加水,至少需要加入多少质量的水,才能使圆柱形木块对容器底部的压力为零;(圆柱形木块不发生倾斜)
(3)请在丙图中画出向乙容器中加水,木块受到水的浮力与所加水的质量m的关系。(圆柱形木块不发生倾斜,请在坐标轴上标出相应的数据)
【答案】(1)10N
(2)960g
(3)
【知识点】浮力大小的计算、物体的浮沉条件及其应用、阿基米德原理
【详解】(1)当水深度为10cm时,圆柱形木块受到水的浮力
(2)圆柱形木块对容器底部的压力为零时,圆柱形木块受到的浮力等于重力
圆柱形木块排开水的体积
则水深
则加入水的质量
(3)圆柱形木块重16N、高20cm、底面积:,则圆柱形木块的密度
则圆柱形木块的密度小于水的密度,由于向乙容器中加水的质量达到960g后,木块受到的浮力等于木块的重力为16N,则木块漂浮,则继续加水,木块始终漂浮,木块受到的浮力不再增大,所以木块受到水的浮力与所加水的质量m的关系,如下图所示:
题型四、浮力的应用
- 考点详解:核心是利用浮沉条件或阿基米德原理设计工具,常见应用及原理如下:
- 轮船:做成空心,增大V排以增大浮力,漂浮时F浮=G总(排水量=船排开水的质量)。
- 潜水艇:通过进水/排水改变自身重力(G变),实现上浮(G变<F浮)、下沉(G变>F浮)。
- 密度计:漂浮时F浮=G计,因G计不变,ρ液越大,V排越小,故刻度“上小下大”。
- 气球/飞艇:充密度小于空气的气体(如氦气),使F浮>G总实现升空。
- 典型考法:多为选择题、填空题
如“潜水艇上浮时,是通过排出水减小重力还是增大浮力”(答案:减小重力);
“轮船从长江驶入大海,浮力和吃水深度变化”(答案:浮力不变,吃水深度变小,因ρ海水大)。
实战演练
浮力在生活中的应用(难度系数☆☆☆☆)
1.(24-25八年级上·浙江杭州·期中)浮力知识在生活中的应用非常广泛,下列说法正确的是( )
A.图甲橡皮泥船漂浮在水中,受到的浮力大于总重力
B.图乙悬浮的潜水艇想要实现上浮时,需要向蓄水仓中注水
C.图丙盐水选种时,沉入水底的良种浮力大于重力
D.图丁点燃孔明灯后,内部空气密度比外部空气密度小到一定程度时孔明灯上升
【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用、浮力的变化
【详解】A.当橡皮泥船漂浮在水面上时,橡皮泥船处于漂浮状态属于平衡状态,浮力等于重力,故A错误;
B.压缩空气将悬停在水中的潜水艇水舱里的水排出一部分时,潜水艇自身的重力减小,当重力小于受到的浮力时,潜水艇上浮,故B错误;
C.根据物体的浮沉条件可知,良种沉底,所受浮力小于自身的重力,次种漂浮在液面上,浮力等于自身重力,故C错误;
D.加热孔明灯内部空气,内部空气的密度比外部空气的密度小到一定程度,则孔明灯受到的浮力会大于自身重力,则孔明灯向上升,故D正确。
故选D。
2.(24-25八年级上·浙江杭州·期中)下列说法正确的是( )
图甲:橡皮泥船 图乙:蛟龙号载人潜水器
图丙:同一支密度计分别插入被测液体中静止
图丁:同一个鸡蛋分别没入到浓盐水和清水中
A.图甲中橡皮泥船采用改变自重的办法来增加载货量
B.图乙中“蛟龙号”从海面潜入7000m深的海底是通过改变浮力大小来实现的
C.图丙中密度计在两种液体中所受浮力,两种液体的密度
D.图丁同一鸡蛋浸没在液体中,液体密度越大鸡蛋受到的浮力越大
【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用、阿基米德原理
【详解】A.图甲中橡皮泥船采用空心的办法增大排开水的体积,从而增大浮力来增加橡皮泥船的载货量,故A错误;
B.图乙中“蛟龙号”从海面潜入7000m深的海底是通过改变自身重力来实现的,故B错误;
C.图丙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
F甲=F乙
由图可知
V排甲>V排乙
由F浮=ρgV排可得,两种液体的密度
ρ甲<ρ乙
故C错误;
D.由F浮=ρgV排排可得,排开液体的体积相等,但浓盐水的密度大于水的密度,所以鸡蛋受到盐水的浮力大于受到水的浮力,即图丁同一鸡蛋浸没在液体中,液体密度越大鸡蛋受到的浮力越大,故D正确。
故选D。
3.(2025·浙江台州·二模)关于下列四个情景中,物体所受到的浮力大小相等的是( )
A.浮出水面和潜入水中的同一潜水艇
B.插入两种被测液体中静止的同一支密度
C.在水中沉底和漂浮的同一橡皮泥
D.浸没在水和浓盐水中静止的同一个鸡蛋
【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用、阿基米德原理
【详解】A.浮出水面和潜入水中的同一潜水艇,潜水艇排开水的体积不同,根据阿基米德原理可知,潜水艇受到的浮力不等,故A不符合题意;
B.插入两种被测液体中静止的同一支密度,都处于漂浮状态,则它受到的浮力始终等于重力,即浮力大小相等,故B符合题意;
C.同一橡皮泥在水中沉底时,它受到的浮力小于重力;漂浮时它受到的浮力等于重力,则二者浮力不等,故C不符合题意;
D.浸没在水和浓盐水中静止的同一个鸡蛋,排开水的体积相等,但是液体密度不等。根据阿基米德原理可知,鸡蛋受到的浮力大小不等,故D不符合题意。
故选B。
4.(24-25八年级上·浙江绍兴·期中)某科学小组制作如图所示的潜水艇模型,以下说法正确的是( )
A.潜水艇在水面下匀速下潜时,受到的浮力小于重力
B.潜水艇工作原理是改变自身体积
C.潜水艇漂浮在水面上时浮力大于重力
D.若想让潜水艇上浮,需要向左压注射器活塞
【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【详解】A.潜水器在水面下匀速下潜,受到浮力与重力二力平衡,大小相等,即浮力等于重力,故A错误;
B.潜水艇是靠改变自身的重力来实现浮沉的,故B错误;
C.潜水艇漂浮在水面上时浮力等于重力,故C错误;
D.如果潜水艇需要上浮,则浮力要大于重力,需要减小潜水艇的重力,所以需要向左压注射器活塞,故D正确。
故选D。
5.(24-25八年级上·浙江杭州·期末)某校开展了“自制潜水艇”项目挑战赛。
【明确问题】设计制作能自由浮潜的潜水艇。
【设计方案】小金设计的潜水艇如图所示。
【实施计划】
①小金选取了3个550mL的带瓶盖的矿泉水瓶,300mL注射器和配套的塑料软管,用胶水按图组装潜水艇(瓶子本身及连接部分的质量、体积不计)。
②为了确保潜水艇密封性良好,小金使用了150g的密封胶泥密封了连接处(胶泥体积不计),并对气密性进行了检验。
③为确保潜水艇能平稳下潜,小金在两边的生活舱里各加了500克的配重。
【检验产品】小金利用评价量规测试本组的自制潜水艇。
评价指标
作品等级
待改进
合格
功能舱分区设计
生活舱和水舱独立分开,生活舱大于水舱
生活舱和水舱没有独立分开
平稳性
上浮和下潜过程都能保持水平
上浮或下潜过程中不能保持水平
浮潜情况
能实现漂浮和下沉
不能上浮或下沉
根据上述内容回答下列问题:
(1)为验证水舱和针筒之间气密性,小金的操作是堵住两边进出水口,向外拉动注射器活塞,然后松手,观察到 ,表明气密性好。
(2)将潜水艇放置在水面上,要使潜水艇下潜,应 。(选填“向外拉动活塞”或“向内推动活塞”)
(3)依据评价量规,小金自制的潜水艇在“功能舱分区设计”评价指标项的作品等级为 。
(4)依据评价量规,小金自制的潜水艇在“浮潜情况”评价指标项应确定为哪个等级并说明理由: 。
【答案】(1)活塞被压回到原处
(2)向外拉动活塞
(3)合格
(4)待改进,该潜艇所受最大浮力为16.5N,最大重力为14.5N,重力小于浮力,潜艇无法下沉
【知识点】物体的浮沉条件及其应用、阿基米德原理
【详解】(1)为验证水舱和针筒之间气密性,小金的操作是堵住两边进出水口,向外拉动注射器活塞,然后松手,观察到活塞被压回到原处,表明气密性好。
(2)当增加水舱的水量,让水舱的水的重力加上潜水艇自身的重力大于潜水艇所受的浮力时,潜水艇就会下潜,所以可以向外拉动注射器活塞,抽出水舱内的一部分空气,从而让水舱吸水,实现潜水艇下潜。
(3)根据图示可知,小金自制的潜水艇生活舱和水舱独立分开,生活舱大于水舱,在“功能舱分区设计”中作品等级为合格。
(4)水舱中水的质量为m水=ρ水V水=1g/cm3×300cm3=300g
潜水艇的总质量为m总=m水+m胶+m配=300g+150g+1000g=1450g=1.45kg
潜水艇的总重力为G总=m总g=1.45kg×10N/kg=14.5N
潜水艇排开水的体积为V排=3×550mL=1650mL=1650cm3=1.65×10-3m3
潜水艇浸没时受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.65×10-3m3=16.5N>14.5N
所以潜水艇无法下沉,小金自制的潜水艇在“浮潜情况”评价指标为待改进。
6.(23-24八年级上·浙江温州·阶段练习)某校举行了潜水艇制作大赛,图1是比赛现场图,图2、图3为参赛选手作品,比赛相关信息如下:
【制作要求】①生活舱和水舱独立分开;②生活舱体体积大于水舱
【比赛任务】①完成从水面下潜到指定位置悬浮;②完成从水底上浮到指定位置悬浮
【制作材料】带盖的矿泉水瓶(380ml)4个、500 g配重物、注射器及塑料管、热熔胶、剪刀、刻刀、透明胶等。
(1)甲组同学参赛作品如图2,请根据制作要求分析该作品是否符合参赛要求 ?
(2)乙组同学参赛作品如图3,生活舱(可加配重不进水)为2个矿泉水瓶,水舱为1个矿泉水瓶(均未剪裁),潜水艇自重为100 g。在实践中,乙组同学发现即使加入所有配重,水舱装满水后,潜水艇仍漂浮,无法下沉至水底。请通过计算说明原因 ;(矿泉水瓶厚度不计,塑料软管、热熔胶均忽略不计)
(3)乙组同学经过思考,你认为若想要完成比赛任务,潜水艇自重变化忽略不计,可对潜水艇如何改进 (写出一条即可)。
【答案】 是 ,潜水艇无法下沉 增加配重
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【详解】(1)[1]制作要求是①生活舱和水舱独立分开;②生活舱体体积大于水舱,故图2中作品符合要求。
(2)[2]潜水艇完全浸没在水中为
水舱装满水时的质量为
其受到的浮力为
水舱装满水后的总重力
由于,根据物体沉浮条件,潜水艇无法下沉。
(3)[3] 由于,根据物体沉浮条件,潜水艇无法下沉,故可以增加配重等。
7.(24-25八年级上·浙江金华·期中)航天员使用浮力水槽模拟失重进行训练,航天员身穿训练服进入水槽,通过在训练服内配置铅块,使人处于悬浮状态,从而模拟失重,已知一套训练服净质量为25kg,航天员质量为70kg,穿上训练服后的总体积为100dm3,并保持不变,,g取10N/kg,则:
(1)若航天员身穿不配置铅块的训练服进入水槽,静止时受到的浮力是多大?
(2)当航天员站在蓄有4m深水的池底时,他对池底的压强为1250Pa,航天员每只脚着地的面积为200cm2,训练服内配置的铅块的质量是多大?
(3)若航天员在地面上最大能举起136N的物体,则航天员在水中最大能举起质量为多少千克的实心铁球(铁球不露出水面)?
【答案】(1)950N
(2)10kg
(3)15.6kg
【知识点】重力的大小、物体的浮沉条件及其应用、二力平衡条件的应用、阿基米德原理
【详解】(1)航天员身穿训练服进入水槽,通过在训练服内配置铅块,使人处于悬浮状态,则当航天员身穿不配置铅块的宇航服进入水槽,静止时会处于漂浮状态,受到的浮力为
(2)当航天员站在蓄有4m深水的池底时,他对池底的压力为
根据相互作用力,支持力为
此时受到的浮力为
则此时航天员的总重力为
则训练服内配置的铅块的重力为
则训练服内配置的铅块的质量为
(3)设航天员在水中最大能举起的实心铁球的质量为,则有
即
解得。即航天员在水中最大能举起质量为15.6千克的实心铁球。
8.(22-23八年级上·浙江宁波·期中)在科学实践活动中,某活动小组想要用橡皮泥做“船”浮在水面上,并探究橡皮泥“船”的装载能力。他们用一块体积为20cm3的橡皮泥做成一只“船”,放入水中漂浮,试着向其中添加物体,发现最多只能装载25g的物体,如图所示。查阅资料知道橡皮泥的密度为1.5×103kg/m3。已知水的密度为1.0×103kg/m3,求:
(1)将这块橡皮泥浸没在水中时所受的浮力为多少?
(2)这只橡皮泥“船”装载最多物体时受到的浮力为多少?
(3)该小组同学想提高橡皮泥“船”的装载能力,请你帮助他们提出一条合理化的建议。
【答案】(1)0.2N;(2)0.55N;(3)详见解析
【知识点】浮力大小的计算
【详解】解:(1)已知
根据阿基米德原理可知
(2)已知橡皮泥体积为
橡皮泥密度为
故橡皮泥的重力为
物体的质量为
物体的重力为
对整体进行受力分析,这只橡皮泥“船”装载最多物体时,浮力为
(3)如果要提高橡皮泥“船”的装载能力,根据阿基米德原理
我们可以通过增大船的体积的方式来提高船的装载能力。
答:(1)将这块橡皮泥浸没在水中时所受的浮力为;
(2)这只橡皮泥“船”装载最多物体时受到的浮力为;
(3)见解析。
考点五、浮力相关的综合问题
- 考点详解:综合浮力、压强(液体压强p=ρgh、固体压强p=F/S)、密度(ρ=m/V)等知识点,需结合多个公式分步分析。
- 典型考法:多为压轴计算题,
如“一个底面积为200cm2的圆柱形容器装水,水面高20cm,将一个重5N的木块放入后,水面升至25cm,求:(1)木块受的浮力;(2)水对容器底的压强变化;(3)容器对台秤的压力变化”(解析:(1)漂浮F浮=5N;(2)△P=ρ水g△h=500Pa;(3)△ F=5N,等于木块重力)。
实战演练
浮力综合问题(难度系数☆☆☆☆☆)
1.(24-25八年级上·浙江杭州·期中)2024年5月1日,我国第三艘航空母舰福建舰解缆启航,赴相关海域开展航行试验。福建舰满载时排水量是8万吨,海水的密度取 1.0x103 kg/m3下列说法正确的是( )
A.福建舰满载时受到的浮力约为 8 x 105N
B.吃水深度为12m时,舰底受到海水的压强为 1.2 x105Pa
C.航母上的舰载机起飞后,航母会下沉一些
D.航母配备的深水炸弹主要用于拦截来袭鱼雷,深水炸弹在水下下潜过程中浮力变大
【答案】B
【知识点】影响液体压强大小的因素、物体的浮沉条件及其应用、阿基米德原理
【详解】A.福建舰满载时漂浮,受到的浮力
故A错误;
B.吃水深度为12m时,舰底受到海水的压强
故B正确;
C.航母上的舰载机起飞后,航母总重力减小,由于浮力等于重力,则航母受到的浮力减小,航母排开液体体积变小,则航母上浮一些,故C错误;
D.深水炸弹在水下下潜过程中,排开液体体积不变,根据阿基米德原理可知,深水炸弹受到的浮力不变,故D错误。
故选B。
2.(23-24八年级上·浙江·期中)相同柱形容器甲、乙置于水平地面上,容器内装有完全相同物块A、B,物块A与容器甲底部用一根细绳相连。同时往两容器内注水,直至水面相平,如图所示。下列判断正确的是( )
A.此时物块受到的浮力 B.此时容器对地面的压力
C.此时容器对地面的压强 D.此时水对容器底部的压力
【答案】D
【知识点】影响液体压强大小的因素、物体的浮沉条件及其应用、压强大小比较
【详解】A.由图知,A排开水的体积大于B排开水的体积,根据阿基米德原理可知,此时物块受到的浮力
故A错误;
B.由图知,甲中水的体积小于乙中水的体积,根据密度的变形公式知,甲中水的质量小于乙中水的质量,根据知,甲中水的重力小于乙中水的重力;又因为物体、容器都相同,所以甲的总重力小于乙的总重力,因为在水平面上,物体对水平面的压力等于其重力,所以,此时甲容器对水平地面的压力小于乙容器对水平地面的压力,即
故B错误;
C.根据知,此时甲容器对水平地面的压强小于乙容器对水平地面的压强,即
故C错误;
D.水面相平,根据知,此时水对容器底部的压强相等,由知,此时水对容器底部的压力也相等,即
故D正确。故选D。
3.(24-25八年级上·浙江嘉兴·期末)将一个质量为300g的土豆放入容器内的水中,土豆下沉后静止在容器底部,如图甲。小嘉设法在土豆上插入几个轻质的粗吸管后做成了一个“吸管土豆”,再次放回水中后“吸管土豆”浮了起来,最终漂浮在水面上,如图乙(忽略吸管重力)。下列说法正确的是( )
A.图甲中静止的土豆所受浮力等于3.0N
B.土豆上插入吸管后增大了排开水的体积从而增大了所受的浮力
C.图乙中土豆浮起后其下表面所受水的压力比在图甲中时大
D.“吸管土豆”漂浮时所受浮力大于重力
【答案】B
【知识点】影响液体压强大小的因素、物体的浮沉条件及其应用、阿基米德原理
【详解】A.土豆重力为
因甲中土豆沉没在水底部,故所受浮力小于重力,即小于3.0N,故A错误;
B.土豆上插上吸管后,由于吸管是空心的,体积较大。相比于土豆,排开水的体积增大了,根据可知,受到浮力增大,大到一定程度,可以使土豆悬浮或者漂浮。故B正确;
C.土豆下表面面积不变,乙中土豆下表面深度小于甲中土豆下表面深度,根据可知,乙中土豆下表面所受水压强小。根据可知,乙中土豆下表面所受水压力小。故C错误;
D.吸管土豆静止时,处于平衡状态,所受重力等于浮力。故D错误。
故选B。
4.(23-24八年级上·浙江宁波·期末)如图所示,水平桌面上有一个底面积为的盛水的圆柱形容器,将用相同材料制成的空心球和实心球用细线系住放入容器中,它们刚好悬浮于水中,此时水深,实心球和空心球的质量均为;现将细线剪断,空心球上浮,至静止时露出水面体积为;
(1)两个球在水中悬浮时受到的总浮力是多少牛顿?
(2)空心球漂浮后,容器底部受到水的压强是多少帕?
(3)空心球的空心体积是多少?
【答案】(1)4N;(2)1850Pa;(3)300cm3
【知识点】物体的浮沉条件及其应用、压强的大小及其计算、阿基米德原理
【详解】解:(1)实心球和空心球的质量均为200g,两球在水中悬浮时,浮力等于重力
F浮=G总=0.2kg×10N/kg×2=4N
(2)空心球上浮,露出水面体积150cm3时,水面下降高度
此时水深
h=20cm-1.5cm=18.5cm=0.185m
容器底受到水的压强
(3)空心球和实心球的总体积
空心球的体积
实心球的体积与空心球实心部分的体积相同,空心球实心部分的体积
V空实=V实=400cm3-350cm3=50cm3
空心球空心部分体积
V空心=V空-V空实=350cm3-50cm3=300cm3
答:(1)两个球在水中悬浮时受到的总浮力是4牛顿;
(2)空心球漂浮后,容器底部受到水的压强是1850帕;
(3)空心球的空心体积是300cm3。
5.(24-25八年级上·浙江湖州·期中)“同济飞鱼”是我国制造的一款水空跨域巡航器原型机,它在空中可以像无人机一样飞行,入水后像潜水器一样运行(如图甲所示)、它的质量为1.63kg,可在水下巡游游。(已知g取10N/kg,水的密度水=1.0×103kg/m3)
(1)“同济飞鱼”在水中巡游时,下沉时浮力将 (填“增大”“减小”或“不变”);
(2)在某次测试“同济飞鱼”的“打捞”功能的试验中,“同济飞鱼”悬挂着一个实心物块A从水面以下匀速上升,直至实心物块A匀速提升到距水面一定的高度,如图乙所示:测试过程中,绳的拉力随时间t变化的图象(不计水的阻力),如图丙所示。求:
①实心物块A浸没在水中时受到的浮力是多大 ?
②实心物块A的密度是多少 ?
【答案】(1)不变
(2) 5N 2.8×103kg/m3
【知识点】浮力大小的计算、密度公式的应用、阿基米德原理
【详解】(1)“同济飞鱼”在水中巡游时,液体的密度不变,排开液体的体积不变,则浮力不变。
(2)[1]根据丙图可知,实心物块A浸没在水中时受到的浮力是
[2]实心物块A的体积为
实心物块A的密度是
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