7.3 浮沉的条件及应用 讲义-2025-2026学年沪科版（五四制 )八年级物理下册

本初中物理讲义聚焦“浮沉的条件及应用”核心知识点，系统梳理物体浮沉由重力与浮力关系决定的原理，涵盖浸没、漂浮、沉底等状态的条件及密度关系，衔接阿基米德原理，形成从原理到应用（浮沉子、潜水艇等）的完整学习支架。 资料通过自主浮沉子实验、潜水艇等生活实例培养科学探究能力，用表格对比浮沉状态构建物理观念，设计11类题型分层训练。课中辅助教师实验演示与概念辨析，课后助力学生巩固知识、查漏补缺，提升科学思维与应用能力。

7.3浮沉的条件及应用 一、物体的浮沉条件 1.物体的浮沉条件：浸没在液体中的物体的浮沉决定于它受到的重力和浮力的大小关系。 （1）物体浸没在液体中时：，； 　　①如果，物体下沉，； 　　②如果，物体上浮，； 　　③如果，物体悬浮，。 （2）漂浮在液面上的物体： ， 展开为：， 因为：， 所以：。 （3）沉底的物体：， 所以：，。 大量实验表明： 浸没在液体中的物体受到重力和浮力作用： ①如果浮力大小大于重力大小，物体上浮； ②如果浮力和重力大小相等，二力平衡，物体悬浮在液体中； ③如果浮力大小小于重力大小，物体下沉。 特别的，漂浮、悬浮于液体的物体，处于平衡状态，其浮力和重力大小相等。 二、物体浮沉条件的应用 1.自主活动 装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，漂浮在矿泉水瓶内的水中，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧瓶盖使其密封。小玻璃瓶（含瓶内的水和空气）称为浮沉子 （图 7-3-3 ）。 挤压矿泉水瓶，水进入小玻璃瓶，浮沉子下沉；松手后，水排出小玻璃瓶，浮沉子上浮。 2.潜水艇的浮潜原理 潜水艇的浮潜原理与浮沉子类似。 图7-3-4是潜水艇的横截面示意图，潜水艇的内舱与外壳之间有一个水舱，水舱通过阀门与外界相连。 ①阀门打开，海水进入水舱，潜水艇所受重力增大，当重力大小大于浮力大 小时，潜水艇下沉； 即：当F浮＜G时，潜水艇下沉 ②用压缩空气把水舱内的水排出，潜水艇所受重力减小，当重力大小小于浮力大小时，潜水艇上浮。 即：当F浮＞G时，潜水艇上浮 潜水艇通过这个方法改变自身所受的重力，实现在水中的浮潜。 3. 浮沉条件的应用—载人潜水艇 载人潜水器“奋斗者号”（图 7-3-1 ）配有4块压载铁，总质量约2 t。入水时，由于重力大小大于浮力大小，“奋斗者号”下沉。当“奋斗者号”完成作业时，它会释放压载铁开始上浮。万一“奋斗者号”失去动力，压载铁会自动脱离，使“奋斗者号”上浮以避免危险。 4.浮沉条件的应用—热气球和飞艇 热气球和飞艇等在空气中也会受到很大的浮力。热气球内由燃烧器加热的空气和飞艇中充的氦气的密度都比外面空气的密度小，内外气体的密度差导致浮力大小大于重力大小而使热气球和飞艇得以升空。 从独木舟到潜水器，从热气球到飞艇，浮沉条件的研究和应用使人类能自由地欣赏深海与天空的奇观，并探索其中的奥秘。 要点： 1.物体浮沉条件 浮沉状况 物理现象 运动状态 条件 物液密度关系 V排与V物的关系 浮 上浮 在液体中向上运动 向上运动 V排=V物 漂浮 浮在液面上 静止在液面上 悬 悬浮 停留在液体中任何深度的地方 静止在液体中 V排=V物 沉 下沉 在液体中向下运动 向下运动 V排=V物 沉底 停留在容器底部 静止在容器底部 V排=V物 2.计算浮力的方法： （1）根据浮力产生的原因：F浮=F向上－F向下，一般用于已知物体在液体中的深度，且形状规则的物体。 （2）根据阿基米德原理：F浮=G排液=ρ液gV排，这个公式对任何受到浮力的物体都适用。 （3）称重法：F浮=G物－F拉，将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中，静止时，物体受到重力，浮力和竖直向上的拉力。这三个力平衡。 （4）根据漂浮、悬浮条件：F浮=G物，这个公式只适用于计算漂浮或悬浮物体的浮力。 　注：运用上述方法求浮力时，要明确它们的适用范围，弄清已知条件，不可乱套公式。 题型1：概念辨析 1．有关物体浮沉的下列说法中，正确的是 A．当物体漂浮时，它所受的浮力大于它的重力 B．当物体上浮时，它所受的浮力大于它的重力 C．当物体悬浮时，它所受的浮力小于它的重力 D．当物体下沉时，它所受的浮力等于它的重力 2．下列设备或装置中利用“物体的浮沉条件”来工作的是（　　） A．气垫船 B．抽水机 C．船闸 D．潜水艇 3．关于物体的浮沉条件及应用实例，下列分析合理的是（　　） A．轮船从东海驶入长江，会上浮一些 B．同一物体在不同液体中漂浮时，所受浮力大小相同 C．气球里充的是密度大于空气密度的气体 D．橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面，是因为浮力的大小与物体的形状有关 题型2：判断物体的浮沉Ⅰ 4．一个体积为100cm3、质量为80g的球放入足够深的水中，静止后的状态及所受浮力大小为（　　） A．漂浮    0.8N B．漂浮    1N C．悬浮    0.8N D．沉底    1N 5．把重4N、体积为0.8dm3的物体投入水中，若不计水的阻力，当物体静止时，下列说法中正确的是（　　） A．物体漂浮，浮力为8N B．物体悬浮，浮力为4N C．物体漂浮，浮力为4N D．物体沉底，浮力为8N 6．将重为3 N，体积为4×10-4 m3的物体投入一装有适量水的烧杯中，当物体静止时，下列判断正确的是（　　） A．物体悬浮，F浮= 3 N B．物体漂浮，F浮= 4 N C．物体漂浮，F浮= 3 N D．物体沉底，F浮= 4 N 题型3：判断物体的浮沉Ⅱ 7．一艘远洋轮船由大海驶入黄浦江后，船体将 一些（选填“下沉”或“上浮”），它受到的浮力大小将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。当远洋轮船卸下货物后，发现船身上浮了一些，此时它受到的浮力将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 8．一个物体所受的重力为10N，将其全部浸没在水中时，排开的水受到的重力为20N，此时它所受浮力大小为 N，放手后物体将 （选填“上浮”、“下沉“或“悬浮”），静止时物体所受浮力的大小为 N。 9．一个实心小球先后放入盛有足够多的水和足够多的酒精的两个容器中，小球受到的浮力分别是2.7N和2.4N，已知酒精的密度为，则小球在水中处于 （选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”），小球的密度为 kg/m³。 10．将某物体放入装满水的容器中溢出27g水，放入装满煤油的容器中溢出24g煤油，该物体在水中静止时受到的浮力为 N，在煤油中静止时会 （选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”）。物体的密度是 g/cm3（ ，g取10N/kg）。 题型4：分析物体的浮沉条件 11．如图所示，俗话说“瓜浮李沉”，意思是西瓜投入水中会漂浮，李子投入水中会下沉，对此现象下列说法正确的是（　　） A．西瓜漂浮时所受的浮力大于自身重力 B．李子下沉过程中受到的浮力大于重力 C．李子下沉过程中所受的浮力逐渐变小 D．西瓜所受的浮力大于李子所受的浮力 12．一块冰浮于盐水中，如图那么当冰熔化前后，其液面将 A．升高     B．降低     C．不变      D．无法判断 题型5：浮沉条件的应用—气球和飞艇 13．气球和飞艇； 原理：气球和飞艇是靠充入、排出密度 空气的气体来实现升降。 14．在探测气球中充入的氦气，其密度 空气的密度。当气球内的氦气足够多，使其所受的浮力 重力时， 气球就能够升空。  （均选填“大于”  “小于”或“等于”） 15．图是节日放飞氢气球的场景，氢气球放手后会向 运动。从运动和力的知识可以得到：氢气球向上运动，是因为放手时氢气球的重力G （选填“大于”或“小于”）氢气球受到的空气浮力F，当氢气球上升到一定高度后不再上升，说明氢气球上升过程中受到的浮力F （选填“变大”或“变小”）。 16．如图，孔明灯通过加热灯罩内的空气，使孔明灯内部的空气密度比外部空气密度 （填“大”或“小”），这样，孔明灯 （填“重力减小”或“浮力增大”），当浮力 （填“大于”“小于”或“等于”）重力时，孔明灯就会上升。 题型6：浮沉条件的应用—“浮沉子” 17．如图所示，将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下（小玻璃瓶称为“浮沉子”），使其漂浮在大塑料瓶内的水面上，瓶内留有少量空气，拧紧大瓶瓶盖，通过改变作用在大瓶侧面的压力大小，实现小瓶的浮与沉。则下列说法不正确的是（　　） A．用力捏大瓶，小瓶可能会悬浮 B．用力捏大瓶，小瓶内的气体密度变大 C．盖上小瓶瓶盖，捏大瓶不能使小瓶下沉 D．打开大瓶瓶盖，捏大瓶也能使小瓶下沉 18．如图所示是小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作的“浮沉子”。他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧瓶盖使其密封，用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉，松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误的是（　　）    A．“浮沉子”上浮时，小瓶内上方气压减小，大瓶内上方气压增大 B．适当用力挤压矿泉水瓶侧面，“浮沉子”可能悬浮在水中 C．“浮沉子”下沉时，所受重力大于它受到的浮力 D．潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同 19．如图所示，将装有适量水的小玻璃瓶瓶□向下，漂浮在大塑料瓶内的水面上，拧紧大瓶瓶盖，通过改变作用在大瓶侧面的压力大小，实现小瓶的浮与沉、下列说法中正确的是（　　） A．用力捏大瓶时，小瓶不能实现悬浮 B．用力捏大瓶时，小瓶内的气体密度变大 C．盖上小瓶瓶盖，捏大瓶时也能使小瓶下沉 D．打开大瓶瓶盖，捏大瓶时也能使小瓶下沉 题型7：浮沉条件的应用—潜水艇 20．悬浮在水中的潜水艇能够上浮，是通过下列哪种方法来实验的？（　　） A．减小浮力 B．增大浮力 C．减小自身重力 D．增加自身重力 21．如图所示是潜水艇的示意图，下列说法正确的是（　　） A．潜水艇上浮且未露出水面时，自身浮力变大 B．潜水艇下潜过程中，应在水舱中充水 C．潜水艇漂浮时受到的浮力比悬浮时大 D．潜水艇是通过改变所受浮力的大小来实现上浮和下沉的 22．如图所示，潜水艇悬浮在水中时，下列说法正确的是（    ）    A．潜水艇是靠增大浮力来实现上浮 B．潜水艇是靠减小浮力来实现下潜 C．打开阀门，海水进入压力舱，潜水艇下潜 D．压缩空气打入压力舱，将舱内海水排出，潜水艇下潜 23．潜水艇能在水中上浮、下潜或停留在某一位置。如图，它在a、b、c三处受到的浮力分别为Fa、Fb、Fc，受到的重力分别为Ga、Gb、Gc，已知潜水艇在a处漂浮，b处悬浮，下列说法正确的是（      ） A．Fa=Fb＜Fc B．Ga=Gb=Gc C．Fb=Gb，且合力为0 D．，且合力方向向上 24．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，当潜水艇下潜至水下300m处时，排水量为1.6×104t，此时潜水艇所受到海水的浮力为 N，受到海水的压强为 Pa；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。（=1.05×103kg/m3，g=10N/kg） *题型8：浮沉条件的应用—密度计 25．如图所示，水平桌面上放置着两个完全相同的甲、乙两个烧杯，其中一个烧杯盛有盐水，另一个盛有水。小明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甲、乙两烧杯中，此时液面相平。下列有关说法正确的是（　　） A．甲烧杯中的液体是盐水 B．密度计在两个烧杯中排开液体的重力相等 C．甲乙两烧杯对桌面的压力相等 D．两液体对甲、乙容器底的压强相等 26．在跨学科实践活动中，同学们在一端封闭、粗细均匀的玻璃管中填入配重，使玻璃管能竖直漂浮在液体中，制成了密度计。下列密度计中，刻度标注可能正确的是（   ）（单位：） A． B． C． D． 27．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”） 28．密度计是测液体密度的仪器，它是利用 原理制成的。甲、乙、丙是将相同的密度计分别放入三种不同液体中的情形，由图可知： （1）密度计在三种液体中受到的浮力相比较： 。（选填“>”、“=”或“<”） （2）三种液体的密度相比较：最大的是液体 ；最小的是液体 。 29．将同一支密度计分别放置在甲和乙两种不同液体中，静止后如图所示，密度计在甲液体中受到的浮力 在乙液体中受到的浮力，液体的密度ρ甲 ρ乙（以上两空选填“大于”、“等于”或“小于”）。若我们想要密度计上的刻度值排列更稀疏一些，以下方案，可以采取的设计方案是 。 A．让玻璃管更粗一些 B．让玻璃管更细一些 C．让玻璃管更重一些，测量时接触到容器底部 30．如图所示，小张在木棒的一端缠绕一些铜丝，自制了一个简易密度计A。他将简易密度计A分别放入盛有甲、乙不同液体的两个烧杯中，静止时两烧杯液面相平，简易密度计A浸入甲、乙液体的深度之比为5∶3。下列说法正确的是（　　） A．甲、乙液体中密度计受到浮力之比为5︰3 B．若甲液体密度为，则乙液体密度为 C．密度计底端在甲、乙中所受液体压强之比为1︰1 D．甲液体对烧杯底部的压强比乙液体对烧杯底部的压强大 题型9：浮沉条件的综合应用 31．如图所示，实验中小昭同学通过向水中加盐的方法，原来沉在烧杯底部的鸡蛋慢慢由沉底变为悬浮，再由悬浮最终变为漂浮。关于此过程，下列说法错误的是（　　） A．鸡蛋沉底时受到的浮力小于鸡蛋的受到的重力 B．鸡蛋悬浮时受到的浮力等于鸡蛋的受到的重力 C．鸡蛋漂浮时受到的浮力大于鸡蛋的受到的重力 D．鸡蛋漂浮时，继续加盐，受到的浮力不变 32．体积相同的甲、乙、丙三艘潜艇模型浸没在水中的浮沉情况，如图所示，下列说法正确的是（    ） A．丙潜艇所受浮力最小 B．丙潜艇最终沉底后所受的浮力可能增大 C．将乙潜艇下移一些，静止后它会继续悬浮 D．甲潜艇最终会漂浮，漂浮时的浮力比上浮时的浮力大 33．两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体，把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中，两球沉底如图甲所示；放入乙液体中，两球静止时的情况如图乙所示。则下列说法正确的是（　　）    A．小球A的密度大于小球B的密度 B．甲液体的密度小于乙液体的密度 C．小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中的浮力 D．在甲液体中，容器底部对小球A的支持力等于容器底部对小球B的支持力 34．体积相等的甲、乙、丙三个实心小球，放入水中，甲漂浮，乙悬浮，丙下沉。如图所示。则（　　） A．三个小球所受的浮力是 B．三个小球的密度是 C．三个小球的质量是 D．三个小球排开水的质量是 35．将体积相同材料不同的甲、乙、丙三个实心小球，分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中，甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮，如图所示，下列说法正确的是（    ） A．三个小球受到的浮力大小关系是 B．三个小球的质量大小关系是 C．三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是 D．三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是 36．一质量为M、底面积为S的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上，注入适量的水，取一空烧杯漂浮在薄壁容器的水面上，此时容器内的水深为h1；后将一金属球置于烧杯中，烧杯仍漂浮于水面，此时容器内的水深为h2；再从烧杯中取出金属球放入水中，金属球沉底后，容器内水深为h3，下列说法正确的是（    ） A．金属球的密度为 B．水深为h2时桌面受到容器的压力为ρ水gh2S C．金属球沉底后受到的重力和支持力平衡 D．金属球沉底后对容器底的压力为ρ水g(h2-h3)S 题型10：综合信息题 37．乘热气球飞行是人们喜爱的一种航空体育运动，热气球在空中静止时的高度是有限的。为了解释这一问题，小明查阅资料后得知：①如图所示，热气球气囊底部有供空气加热用的大开口和吊篮，当热气球内空气加热到100℃时，其密度约为0.95千克/米3。②热气球的体积变化忽略不计。③当空气浮力大于热气球总重力时，热气球会上浮，反之会下沉。④热气球外界空气密度与海拔高度的关系如表所示。 海拔高度（米） 10 50 100 200 300 400 空气密度（千克/米3） 1.2245 1.2198 1.2140 1.2023 1.1908 1.1793 (1)分析比较表中空气密度与海拔高度变化关系，可得出的初步结论是： ； (2)根据上述信息并结合相关知识解释热气球在空中静止时的高度是有限的。 38．中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4270m的科考营地顺利升空达到海拔9032m，创造了浮空艇大气科学观测世界纪录，浮空艇体积约为，总质量约为。 (1)如图a所示，“极目一号”Ⅲ型浮空艇主要靠浮力升空，浮空艇有两个气囊，内部上层主气囊充满氦气，中间隔开，下边腹部还有一个小的副气囊如图b所示，副气囊是充空气的，通过调节副气囊中的空气量，进而调节浮空艇的升降。浮空艇主气囊内部充入的氦气密度 （选填“大于”“小于”或“等于”）艇外空气密度；当浮空艇高度升高，大气压强会 （选填“增大”或“减小”），副气囊需要 （选填“排出”或“吸入”）部分空气。 (2)浮空艇通过与地面锚泊车连接的系留缆绳进行升空和驻空，如图c所示。在营地系泊时，浮空艇悬停静止在空中时浮空艇受到重力、浮力和缆绳拉力三个力的作用，它受到重力的大小约为 N。若此时缆绳对浮空艇的拉力方向是竖直向下的，则拉力的大小约为 N。（海拔4270m处空气密度约为） (3)若浮空艇正从足够高处匀速竖直下降，若一重物从浮空艇上掉下，此时浮空艇所受合力的方向为竖直 （选填“向上”或“向下”）。 题型11：计算题 39．某一木块的体积为200cm3，密度为0.8×103kg/m3。把它浸没在水中后放手，为什么木块不能悬浮在水中？木块最终漂浮在水面上静止时，浸在水中的体积有多大？ 40．有质量为30kg、体积为的物体不慎掉入水中，一名潜水员下水打捞它。（取）求： （1）物体的重力； （2）物体浸没在水中时受到的浮力； （3）判断物体的浮沉。 41．如图所示，甲、乙两个轻质薄壁圆柱形容器放置在水平面上（容器足够高）两容器底面积之比为5：3，甲容器中装有水，乙容器中装有某种液体。现将某一物体分别浸入甲、乙两容器的液体中，物体在液体中所处状态、液体对容器底部压强增加量如表1所示。求该物体的密度。 表1 物体所处状态 浸没在水中 漂浮在液面上 液体对容器底部压强增加量（帕） 980 1960 42．如图所示，一个形状规则、质量为3kg的长方体物块放在清水中静止时，露出的体积占总体积的 放在酒精中静止时，露出的体积占总体积的（g取10 N/kg）。求： (1)长方体物块漂浮在水中时，受到的浮力F1； (2)长方体物块的密度ρ物，并推导出：物体漂浮时，若露出液体的体积占总体积的，则 43．如图所示，甲、乙两轻质薄壁圆柱形容器置于水平桌面上，容器足够高。乙容器的底面积为S乙＝1×10﹣2米2，S乙＝2S甲。甲容器内盛有0.3米深的水，乙容器内盛有质量为3.2千克的某种液体。 (1)求水对甲容器底部的压强p水。 (2)若将边长为0.1米的正方体A（ρA＝0.8×103千克/米3）分别放入甲、乙两容器的液体中，A物体在水中漂浮，浸没在某液体中，已知水对甲容器底部压强增加量是某液体对乙容器底部压强增加量的2倍，求： ①放入A物体后，乙容器对地面的压强。 ②A物体在某种液体中的状态（悬浮或下沉），用计算说明。 一、单选题 1．绿豆汤可以消暑解毒，张亮在煮绿豆汤前，将绿豆倒入盛水的容器中，发现成熟饱满的绿豆甲沉入水底，干瘪、虫蛀的绿豆乙漂浮在水面上，下列关于其所受浮力与重力的分析正确的是（　　） A．甲受到的浮力小于重力，乙受到的浮力大于重力 B．甲受到的浮力小于重力，乙受到的浮力等于重力 C．甲受到的浮力大于重力，乙受到的浮力等于重力 D．甲受到的浮力等于重力，乙受到的浮力小于重力 2．一个塑料球，放在酒精中悬浮，放在水中漂浮，则该塑料球在两种液体中所受浮力（　　） A．在酒精中所受浮力较大 B．在水中所受浮力较大 C．一样大 D．无法比较 3．将一重为80N的物体，放入一盛满水的溢水杯中，静止后从杯中溢出了30N的水，则该物体在水中静止时状态及浮力大小是（　　） A．漂浮；F浮=30N B．悬浮；F浮=80N C．沉底；F浮=30N D．漂浮；F浮=50N 4．如图，把一个新鲜的鸡蛋放在水中会沉底（甲图），鸡蛋在水中受到的浮力为，放在浓盐水中会漂浮（乙图），鸡蛋在盐水中受到的浮力为，则（　　） A． B． C． D．无法判断大小 5．如图所示，水面下同一区域同一深度处有两艘完全相同的潜艇，其中一艘正在上浮，另一艘正在下潜，下列判断中错误的是（　　） A．正在上浮的是甲潜艇 B．正在下潜的潜艇所受水的压强不断增大 C．没露出水面前，乙潜艇所受的浮力更大 D．潜水艇能上浮下潜是通过改变自身重力实现的 6．将体积相同材料不同的甲、乙、丙三个实心小球，分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中，甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮，如图所示，下列说法正确的是（    ） A．三个小球受到的浮力大小关系是 B．三个小球的质量大小关系是 C．三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是 D．三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是 二、填空题 7．（1）轮船制造的原理是 ，轮船自河里开向海里所受浮力 （选填“变大”、“不变”或“变小”），轮船应 （选填“上浮一些”或“下沉一些”）。 （2）潜水艇是靠 实现上浮和下潜的，潜水艇自水面下开始下潜过程中所受水的浮力 ，所受水的压强 （均选填“变大”、“不变”或“变小”）。 8．如图所示，“海翼”是由中国科学院沈阳自动化研究所完全自主研发、拥有自主知识产权的水下滑翔机。“海翼”配备油囊装置，需要上浮时，油囊会鼓起来，从而使得排开水的体积 （选填“增大”“减小”或“不变”），受到的浮力 （选填“大于”“小于”或“等于”）重力；“海翼”号实现浮沉原理与传统潜水艇浮沉的原理 （选填“相同”或“不同”）。 9．用手将某重力为12N的物体全部压入水中，排开水的重力为14.7N，则物体受到的浮力为 N，物体排开水的体积为 ，放开手后物体上浮，物体静止时，物体下表面受到水的压力为 N。 10．如图所示，将体积相同的三个小球放入同种液体中，静止时1球漂浮，2球悬浮，3球沉底，则三个小球受到的浮力F1、F2和F3的大小关系为 ，三个小球受到的重力G1、G2和G3大小关系为 。 11．小球质量200g，体积300cm3，把它浸没在水中。求： （1）小球浸没时受到水的浮力 ； （2）放开手后，小球静止时处于何种状态？ （选写“沉底”或“悬浮”或“漂浮”），说明理由 。（水密度1.0×103kg/m3） 12．装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下漂浮在矿泉水瓶内的水中，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧瓶盖使其密封。小玻璃瓶（含瓶内的水和空气）称为浮沉子，如图（a）所示。若将小瓶视为圆柱形容器，底面积为S，忽略其壁厚，当小瓶漂浮时，简化的模型如图（b）所示，小瓶内空气柱的高度为h。若将倒置的小瓶和小瓶内的空气看成一个整体A，A的质量为m，水的密度为ρ水，g为已知量。求： (1)图（b）中A受到的浮力F浮； (2)图（b）中A排开水的体积V排； (3)给大瓶施加适当的压力，小瓶会 （选填“向上运动”或“向下运动”），请尝试解释产生这种现象的原因。 三、计算题 13．体积为的木块浮在水面上，有体积露出水面，求： (1)木块受到的浮力； (2)木块密度。 14．我国自主研制的第三代常规动力潜艇具备先进的通讯设备、武器、导航等系统和隐蔽性强，噪声低、安全可靠等优异性能，主要技术参数如表（g取10N/kg，海水的密度取1.0×103kg/m3），求： 排水量 水上2250t，水下3000t 最大潜水深度 300m 最大航速 水上30km/h，水下36km/h 最大潜水压强 3×106Pa （1）潜艇下潜到最大潜水深度时，潜艇上一个面积是300cm2的观察口受到海水的压力？ （2）潜艇在水上航行时，潜艇的重力？ （3）潜艇的体积是多少？ 15．甲、乙为两个完全相同且足够高的轻质薄壁柱形容器，丙为一个实心金属块，如图所示。若甲、乙容器分别装有密度为、的液体，现将密度为的实心金属块丙（）沿水平方向切成上、下两部分。将上半部分放入甲容器内，下半部分放入乙容器内。最终发现两容器底部受到的液体压强增加量相等。求： (1)请判断这两块被切开的实心金属块分别在、的液体中静止时，所处状态 （“漂浮”、“悬浮”或“沉底”），并说明理由 ； (2)实心金属块上、下两部分的体积比。 16．如图所示，足够高轻质薄壁圆柱形容器甲，底面积为0.5×10-2m2，其中装有质量为1.5kg的金属颗粒。薄壁圆柱形容器乙，底面积为2×10-2m2，其中装有0.4m深的水。 (1)求乙容器中水的质量m水。 (2)若将容器甲竖直插入乙容器中，甲容器漂浮在水面上，如图（b）所示，水不溢出。求甲容器受到的浮力F浮。 (3)将水从乙容器中缓缓抽出。为使甲容器始终漂浮在水面上，且一直处于竖直状态。问：最多抽出质量为 kg的水（本小题直接写出答案即可）。 ( 第 1 页 共 8 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 7.3浮沉的条件及应用 一、物体的浮沉条件 1.物体的浮沉条件：浸没在液体中的物体的浮沉决定于它受到的重力和浮力的大小关系。 （1）物体浸没在液体中时： ， ； 　　①如果 ，物体下沉， ； 　　②如果 ，物体上浮， ； 　　③如果 ，物体悬浮， 。 （2）漂浮在液面上的物体： ， 展开为： ， 因为： ， 所以： 。 （3）沉底的物体： ， 所以： ， 。 大量实验表明： 浸没在液体中的物体受到重力和浮力作用： ①如果浮力大小大于重力大小，物体上浮； ②如果浮力和重力大小相等，二力平衡，物体悬浮在液体中； ③如果浮力大小小于重力大小，物体下沉。 特别的，漂浮、悬浮于液体的物体，处于平衡状态，其浮力和重力大小相等。 二、物体浮沉条件的应用 1.自主活动 装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，漂浮在矿泉水瓶内的水中，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧瓶盖使其密封。小玻璃瓶（含瓶内的水和空气）称为浮沉子 （图 7-3-3 ）。 挤压矿泉水瓶，水进入小玻璃瓶，浮沉子下沉；松手后，水排出小玻璃瓶，浮沉子上浮。 2.潜水艇的浮潜原理 潜水艇的浮潜原理与浮沉子类似。 图7-3-4是潜水艇的横截面示意图，潜水艇的内舱与外壳之间有一个水舱，水舱通过阀门与外界相连。 ①阀门打开，海水进入水舱，潜水艇所受重力增大，当重力大小大于浮力大 小时，潜水艇下沉； 即：当F浮＜G时，潜水艇下沉 ②用压缩空气把水舱内的水排出，潜水艇所受重力减小，当重力大小小于浮力大小时，潜水艇上浮。 即：当F浮＞G时，潜水艇上浮 潜水艇通过这个方法改变自身所受的重力，实现在水中的浮潜。 3. 浮沉条件的应用—载人潜水艇 载人潜水器“奋斗者号”（图 7-3-1 ）配有4块压载铁，总质量约2 t。入水时，由于重力大小大于浮力大小，“奋斗者号”下沉。当“奋斗者号”完成作业时，它会释放压载铁开始上浮。万一“奋斗者号”失去动力，压载铁会自动脱离，使“奋斗者号”上浮以避免危险。 4.浮沉条件的应用—热气球和飞艇 热气球和飞艇等在空气中也会受到很大的浮力。热气球内由燃烧器加热的空气和飞艇中充的氦气的密度都比外面空气的密度小，内外气体的密度差导致浮力大小大于重力大小而使热气球和飞艇得以升空。 从独木舟到潜水器，从热气球到飞艇，浮沉条件的研究和应用使人类能自由地欣赏深海与天空的奇观，并探索其中的奥秘。 要点： 1.物体浮沉条件 浮沉状况 物理现象 运动状态 条件 物液密度关系 V排与V物的关系 浮 上浮 在液体中向上运动 向上运动 V排=V物 漂浮 浮在液面上 静止在液面上 悬 悬浮 停留在液体中任何深度的地方 静止在液体中 V排=V物 沉 下沉 在液体中向下运动 向下运动 V排=V物 沉底 停留在容器底部 静止在容器底部 V排=V物 2.计算浮力的方法： （1）根据浮力产生的原因：F浮=F向上－F向下，一般用于已知物体在液体中的深度，且形状规则的物体。 （2）根据阿基米德原理：F浮=G排液=ρ液gV排，这个公式对任何受到浮力的物体都适用。 （3）称重法：F浮=G物－F拉，将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中，静止时，物体受到重力，浮力和竖直向上的拉力。这三个力平衡。 （4）根据漂浮、悬浮条件：F浮=G物，这个公式只适用于计算漂浮或悬浮物体的浮力。 　注：运用上述方法求浮力时，要明确它们的适用范围，弄清已知条件，不可乱套公式。 题型1：概念辨析 1．有关物体浮沉的下列说法中，正确的是 A．当物体漂浮时，它所受的浮力大于它的重力 B．当物体上浮时，它所受的浮力大于它的重力 C．当物体悬浮时，它所受的浮力小于它的重力 D．当物体下沉时，它所受的浮力等于它的重力 【答案】B 【分析】解答本题应掌握物体的浮沉条件：当浮力大于重力时，物体上浮；当浮力等于重力时，物体漂浮或悬浮；当浮力小于重力时，物体下沉． 【详解】A、当物体漂浮时，浮力应等于重力，故A错误； B、当浮力大于重力时，物体上浮时，故B正确；C、当物体悬浮时，物体所受浮力与重力相等；故C错误；D、当物体所受浮力小于重力时，物体将下沉，故D错误；故选B． 2．下列设备或装置中利用“物体的浮沉条件”来工作的是（　　） A．气垫船 B．抽水机 C．船闸 D．潜水艇 【答案】D 【详解】A．气垫船是利用船体下方的高压气体将船体抬离水面，从而减小航行时的阻力。是通过使用接触面分离来减小阻力。故A不符合题意； B．抽水机是利用大气压强将水抽上来的。当活塞上提时，筒内气压减小，外界大气压将水压入筒内。其工作原理是大气压的应用，。故B不符合题意； C．船闸是利用连通器原理工作的。通过调节闸门，使闸室内的水位与上游或下游的水位齐平，从而让船只顺利通过。其工作原理是连通器原理，故C不符合题意； D．潜水艇通过向水舱充水或排水来改变自身的重力。当潜水艇所受重力大于其所受浮力时，它就下沉；当重力小于浮力时，它就上浮；当重力等于浮力时，它可以悬浮在水中。这是对物体浮沉条件的直接应用。故D符合题意。 故选D。 3．关于物体的浮沉条件及应用实例，下列分析合理的是（　　） A．轮船从东海驶入长江，会上浮一些 B．同一物体在不同液体中漂浮时，所受浮力大小相同 C．气球里充的是密度大于空气密度的气体 D．橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面，是因为浮力的大小与物体的形状有关 【答案】B 【详解】A．轮船从东海驶入长江，轮船的浮力等于重力，大小不变，但海水的密度大于江水的密度，根据 可知，排开液体的体积变大，会下沉一些，故A不符合题意； B．同一物体在不同液体中漂浮时，浮力都等于重力，所以所受浮力大小相同，故B符合题意； C．当气球里充的是密度小于空气的密度时，气球受到的浮力大于自身重力，则气球上升，故气球上升是因为气球里充的是密度小于空气密度的气体，故C不符合题意； D．把橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面上，是通过增加排开液体的体积从而增大浮力来实现的，浮力大小与物体的形状无关，故D不符合题意。 故选B。 题型2：判断物体的浮沉Ⅰ 4．一个体积为100cm3、质量为80g的球放入足够深的水中，静止后的状态及所受浮力大小为（　　） A．漂浮    0.8N B．漂浮    1N C．悬浮    0.8N D．沉底    1N 【答案】A 【详解】当小球完全浸没后受到的浮力为 小球的重力为 由于 ，小球会加速上浮，最终漂浮，浮力等于重力为0.8N，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．把重4N、体积为0.8dm3的物体投入水中，若不计水的阻力，当物体静止时，下列说法中正确的是（　　） A．物体漂浮，浮力为8N B．物体悬浮，浮力为4N C．物体漂浮，浮力为4N D．物体沉底，浮力为8N 【答案】C 【详解】物体的质量为 物体的密度为 所以 ，物体静止时，物体漂浮在水面上，物体受到的浮力等于重力，即 故选C。 6．将重为3 N，体积为4×10-4 m3的物体投入一装有适量水的烧杯中，当物体静止时，下列判断正确的是（　　） A．物体悬浮，F浮= 3 N B．物体漂浮，F浮= 4 N C．物体漂浮，F浮= 3 N D．物体沉底，F浮= 4 N 【答案】C 【详解】物体的密度为 所以物体在水中将漂浮，由物体的浮沉条件可知，当物体静止时，浮力为 F浮=G=3N 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 题型3：判断物体的浮沉Ⅱ 7．一艘远洋轮船由大海驶入黄浦江后，船体将 一些（选填“下沉”或“上浮”），它受到的浮力大小将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。当远洋轮船卸下货物后，发现船身上浮了一些，此时它受到的浮力将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 下沉 不变 变小 【详解】[1][2]当轮船由大海驶入黄浦江后，船体的状态都是漂浮，根据物体的浮沉条件可知，船体在大海和黄浦江中受到的浮力均等于自身的重力大小，所以它受到的浮力大小不变；当轮船由大海驶入黄浦江后，海水变为淡水，液体密度会减小，由F浮=ρ水gV排可知，在这个过程中，由于浮力不变 ，船体排开液体的体积会增大，船体会下沉。 [3]当远洋轮船卸下货物后，船体的重力变小，船体依旧漂浮，浮力等于重力，所以船体受到的浮力变小。 8．一个物体所受的重力为10N，将其全部浸没在水中时，排开的水受到的重力为20N，此时它所受浮力大小为 N，放手后物体将 （选填“上浮”、“下沉“或“悬浮”），静止时物体所受浮力的大小为 N。 【答案】 20 上浮 10 【详解】[1]将物体全部浸没在水中时，已知排开的水受到的重力为20N，由阿基米德原理知此时物体所受的浮力也为20N。 [2]由于物体受到的浮力20N大于物体的自重10N，所以放手后物体上浮。 [3]静止时漂浮，浮力等于重力为10N。 9．一个实心小球先后放入盛有足够多的水和足够多的酒精的两个容器中，小球受到的浮力分别是2.7N和2.4N，已知酒精的密度为 ，则小球在水中处于 （选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”），小球的密度为 kg/m³。 【答案】 漂浮 【详解】[1]若小球漂浮或悬浮在水和酒精中，浮力等于小球的重力，小球受到的浮力应相等；而小球受到的水的浮力为2.7N，受到酒精的浮力为2.4N，因此可判断小球在酒精中沉底，浮力小于重力，小球的体积 小球放入水中时，排开水的体积 小球排开水的体积小于小球的体积，则小球在水中处于漂浮状态。 [2]小球漂浮在水中，浮力等于小球自身的重力， 小球的密度 10．将某物体放入装满水的容器中溢出27g水，放入装满煤油的容器中溢出24g煤油，该物体在水中静止时受到的浮力为 N，在煤油中静止时会 （选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”）。物体的密度是 g/cm3（ ，g取10N/kg）。 【答案】 0.27 沉底 0.9 【详解】[1]物体受到的浮力等于物体排开液体的重力，物体在水中静止时受到的浮力 [2]由浮力公式 可知，物体排开水的体积 由密度公式 可知：物体排开同体积煤油的质量 实际上物体排开煤油的质量是24g，则物体排开煤油的体积大于物体排开水的体积。说明物体放在水中时漂浮在水上，物体的重力 物体在煤油中受到的浮力 则物体放在煤油中静止时将沉底。 [3]物体的体积 物体的质量等于它排开水的质量，物体的密度是 题型4：分析物体的浮沉条件 11．如图所示，俗话说“瓜浮李沉”，意思是西瓜投入水中会漂浮，李子投入水中会下沉，对此现象下列说法正确的是（　　） A．西瓜漂浮时所受的浮力大于自身重力 B．李子下沉过程中受到的浮力大于重力 C．李子下沉过程中所受的浮力逐渐变小 D．西瓜所受的浮力大于李子所受的浮力 【答案】D 【详解】A．西瓜漂浮时处于受力平衡状态，所受的浮力等于自身重力，故A错误； B．李子下沉过程中受到的浮力小于重力，故B错误； C．根据公式 可知，物体受到的浮力仅与液体的密度以及排开水的体积有关，下沉过程中排开水的体积不变，故所受的浮力不变，故C错误； D．根据公式 可知，在液体密度相同的情况下，西瓜排开水的体积比李子排开水的体积大，故西瓜所受的浮力大于李子所受的浮力，故D正确。 故选D。 12．一块冰浮于盐水中，如图那么当冰熔化前后，其液面将 A．升高     B．降低     C．不变      D．无法判断 【答案】A 【分析】（1）冰漂浮在浓盐水中，利用漂浮条件和阿基米德原理求出冰块排开浓盐水的体积．根据ρ＝ 求出当冰熔化之后水的体积．（2）比较上面的两个体积，如果冰化成水的体积大于冰块排开浓盐水的体积，液面上升；如果冰化成水的体积等于冰块排开浓盐水的体积，液面不变；如果冰化成水的体积小于冰块排开浓盐水的体积，液面下降． 【详解】冰块漂浮在盐水中，所以，F浮＝G冰， 由阿基米德原理和重力公式可得：ρ盐水gV排＝m冰g， 则：V排＝ -----① 冰熔化成水之后，状态变化，质量不变，所以，m冰化水＝m冰， 由ρ＝ 可得，冰化为水的体积： ------②， 已知ρ盐水>ρ水，比较①②可知V冰化水>V排， 由于容器没有盛满盐水，所以冰全部熔化后，盐水液面将上升．故选A． 题型5：浮沉条件的应用—气球和飞艇 13．气球和飞艇； 原理：气球和飞艇是靠充入、排出密度 空气的气体来实现升降。 【答案】小于 【详解】气球和飞艇是利用它们在空气中的浮力来工作的，只有当它们的密度小于空气的密度时，才可以升空，所以气球和飞艇是靠充入、排出密度小于空气的气体来实现升降。 14．在探测气球中充入的氦气，其密度 空气的密度。当气球内的氦气足够多，使其所受的浮力 重力时， 气球就能够升空。  （均选填“大于”  “小于”或“等于”） 【答案】 小于 大于 【详解】[1]探测气球中充的是氦气，氦气的密度小于空气的密度。 [2]由浮沉条件可知，当气球内的氦气足够多，气球所受的浮力大于自身重力时，气球就能升空。 15．图是节日放飞氢气球的场景，氢气球放手后会向 运动。从运动和力的知识可以得到：氢气球向上运动，是因为放手时氢气球的重力G （选填“大于”或“小于”）氢气球受到的空气浮力F，当氢气球上升到一定高度后不再上升，说明氢气球上升过程中受到的浮力F （选填“变大”或“变小”）。 【答案】 上 小于 变小 【详解】[1]氢气球内充有氢气，氢气的密度小于空气的密度，根据物体的浮沉条件，氢气球会受到向上的空气浮力，所以放手后会向上运动。 [2]力是改变物体运动状态的原因，氢气球向上运动，说明其受到的向上的空气浮力大于向下的重力，即重力G小于空气浮力F。 [3]随着氢气球上升高度增加，空气的密度会逐渐变小，根据阿基米德原理 ，氢气球排开空气的体积基本不变，空气密度变小则浮力变小，当浮力减小到一定程度时，氢气球就不再上升。 16．如图，孔明灯通过加热灯罩内的空气，使孔明灯内部的空气密度比外部空气密度 （填“大”或“小”），这样，孔明灯 （填“重力减小”或“浮力增大”），当浮力 （填“大于”“小于”或“等于”）重力时，孔明灯就会上升。 【答案】 小 重力减小 大于 【详解】[1][2][3]孔明灯通过加热灯罩内的空气，空气热胀冷缩，使孔明灯内部的空气密度比外部空气密度小，因此孔明灯整体的重力减小，由物体沉浮条件可知，当孔明灯所受浮力大于自身重力时，孔明灯就会上升。 题型6：浮沉条件的应用—“浮沉子” 17．如图所示，将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下（小玻璃瓶称为“浮沉子”），使其漂浮在大塑料瓶内的水面上，瓶内留有少量空气，拧紧大瓶瓶盖，通过改变作用在大瓶侧面的压力大小，实现小瓶的浮与沉。则下列说法不正确的是（　　） A．用力捏大瓶，小瓶可能会悬浮 B．用力捏大瓶，小瓶内的气体密度变大 C．盖上小瓶瓶盖，捏大瓶不能使小瓶下沉 D．打开大瓶瓶盖，捏大瓶也能使小瓶下沉 【答案】D 【详解】A．用力捏大瓶，当小瓶与瓶中水的重力等于其受到的浮力时，小瓶会悬浮，故A正确，不符合题意； B．用力捏大瓶，水进入小瓶，小瓶内的气体质量不变，体积变小，由 得，小瓶内的气体密度变大，故B正确，不符合题意； C．盖上小瓶瓶盖，捏大瓶不能改变小瓶的重力与其排开水的体积，则不能使小瓶下沉，故C正确，不符合题意； D．打开大瓶瓶盖，捏大瓶不能改变小瓶的重力与其排开水的体积，则不能使小瓶下沉，故D错误，符合题意。 故选D。 18．如图所示是小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作的“浮沉子”。他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧瓶盖使其密封，用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉，松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误的是（　　）    A．“浮沉子”上浮时，小瓶内上方气压减小，大瓶内上方气压增大 B．适当用力挤压矿泉水瓶侧面，“浮沉子”可能悬浮在水中 C．“浮沉子”下沉时，所受重力大于它受到的浮力 D．潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同 【答案】A 【详解】AB．松开手，小瓶内水面上的空气体积增大，压强减小，浮沉子里面被压缩的空气把水压出来，此时浮沉子的重力小于它所受的浮力，所以，它就向上浮；当浮力等于重力，就会悬浮在水中，故A错误，符合题意，B正确，不符合题意。 C．挤压大塑料瓶，瓶内空气被压缩，将压强传递给水，水被压入小瓶中，将瓶体中的空气压缩，这时浮沉子里进入一些水，它的重力增加，大于它受到的浮力，就向下沉，故C正确，不符合题意； D．潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同，都是靠改变自身重力来实现沉浮的，故D正确，不符合题意。 故选A。 19．如图所示，将装有适量水的小玻璃瓶瓶□向下，漂浮在大塑料瓶内的水面上，拧紧大瓶瓶盖，通过改变作用在大瓶侧面的压力大小，实现小瓶的浮与沉、下列说法中正确的是（　　） A．用力捏大瓶时，小瓶不能实现悬浮 B．用力捏大瓶时，小瓶内的气体密度变大 C．盖上小瓶瓶盖，捏大瓶时也能使小瓶下沉 D．打开大瓶瓶盖，捏大瓶时也能使小瓶下沉 【答案】B 【详解】AB．挤压大塑料瓶，瓶内空气被压缩，将压强传递给水，水被压入小瓶中，将瓶体中的空气压缩，小瓶内的气体质量不变，体积变小，由 可知小瓶内的气体密度变大，这时小瓶里进入一些水，它的重力增加，大于它受到的浮力，就向下沉；浸没时，就处于悬浮状态，故A错误，B正确； C．盖上小瓶瓶盖，挤压大塑料瓶，瓶内空气被压缩，水不能压入小瓶中，小瓶的重力不变，浸入水里的体积不变，小瓶受到的浮力不变，不能使小瓶下沉，故C错误； D．打开大瓶瓶盖，用力捏大瓶，大瓶上方的气压不变，水不能进入小瓶中，所以小瓶不会下沉，故D错误。 故选B。 题型7：浮沉条件的应用—潜水艇 20．悬浮在水中的潜水艇能够上浮，是通过下列哪种方法来实验的？（　　） A．减小浮力 B．增大浮力 C．减小自身重力 D．增加自身重力 【答案】C 【详解】悬浮在水中的潜水艇浮力等于重力，要想使潜水艇能够上浮，浮力必须大于重力，所以需要减轻自身重，故C符合题意，ABD符合题意。 故选C。 21．如图所示是潜水艇的示意图，下列说法正确的是（　　） A．潜水艇上浮且未露出水面时，自身浮力变大 B．潜水艇下潜过程中，应在水舱中充水 C．潜水艇漂浮时受到的浮力比悬浮时大 D．潜水艇是通过改变所受浮力的大小来实现上浮和下沉的 【答案】B 【详解】A．潜水艇上浮且未露出水面时，排开水的体积不变，根据F浮=ρ水gV排可知所受浮力不变，故A错误； B．潜水艇下潜过程中浮力小于重力，浮力不可改变，因而只有增大重力，故应在水舱中充水，故B正确； C．潜水艇漂浮时，部分露出，故排开水的体积比悬浮时小，根据F浮=ρ水gV排可知，漂浮时受到的浮力比悬浮时小，故C错误； D．潜水艇是通过改变自身的重力大小来实现上浮和下沉的，钢制外壳的体积不变，排开液体的体积不变，浮力不可改变，故D错误。 故选B。 22．如图所示，潜水艇悬浮在水中时，下列说法正确的是（    ）    A．潜水艇是靠增大浮力来实现上浮 B．潜水艇是靠减小浮力来实现下潜 C．打开阀门，海水进入压力舱，潜水艇下潜 D．压缩空气打入压力舱，将舱内海水排出，潜水艇下潜 【答案】C 【详解】A．潜水艇是靠减小自身重力来实现上浮的，故A错误； B．潜水艇是靠增大自身重力来实现下潜的，故B错误； C．打开阀门，海水进入压力舱，潜水艇重力变大，大于浮力，潜水艇下潜，故C正确； D．压缩空气打入压力舱，将舱内海水排出，潜水艇重力变小，小于浮力，潜水艇上浮，故D错误。 故选C。 23．潜水艇能在水中上浮、下潜或停留在某一位置。如图，它在a、b、c三处受到的浮力分别为Fa、Fb、Fc，受到的重力分别为Ga、Gb、Gc，已知潜水艇在a处漂浮，b处悬浮，下列说法正确的是（      ） A．Fa=Fb＜Fc B．Ga=Gb=Gc C．Fb=Gb，且合力为0 D． ，且合力方向向上 【答案】C 【详解】A．由图可知，潜水艇在a、b、c三个位置排开水的体积 ，由 可知，潜水艇在a、b、c三个位置所受浮力的大小关系为 ，故A错误； B．潜水艇在a处漂浮，水舱中吸入部分水后下潜至b处悬浮，浮力等于重力，在c处时处于下潜状态，浮力小于重力，所以 ，故B错误； C．潜水艇在b处悬浮时，所受的浮力等于潜水艇的重力，即 ，且潜水艇处于静止状态，所受合力为0，故C正确； D．潜水艇在c处下潜，所受的浮力小于潜水艇的重力，即 ，合力方向向下，故D错误。 故选C。 24．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，当潜水艇下潜至水下300m处时，排水量为1.6×104t，此时潜水艇所受到海水的浮力为 N，受到海水的压强为 Pa；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。（ =1.05×103kg/m3，g=10N/kg） 【答案】 1.6×108 3.15×106 1.6×108 自身的重力 【详解】[1]已知潜水艇的排水量为1.6×104t，即1.6×107kg，所以潜水艇排开海水的重力为 G排​=m排g=1.6×107kg×10N/kg=1.6×108N 由阿基米德原理可知，潜水艇所受到的海水浮力为 F浮​=G排​=1.6×108N [2]受到海水的压强为 p=ρ海水​gh=1.05×103kg/m3×10N/kg×300m=3.15×106Pa [3]图2中由于潜水艇浸没在海水中，即排开海水的体积V排​不变，根据阿基米德原理，潜水艇所受浮力F浮​也不变，仍为1.6×108N。 [4]潜水艇是通过改变自身重力来实现上浮和下潜的。当潜水艇的水舱向外排出一部分海水时，潜水艇的重力减小，若此时重力小于浮力，则潜水艇会上浮；反之，当潜水艇向水舱中充水时，潜水艇的重力增大，若此时重力大于浮力，则潜水艇会下潜。 *题型8：浮沉条件的应用—密度计 25．如图所示，水平桌面上放置着两个完全相同的甲、乙两个烧杯，其中一个烧杯盛有盐水，另一个盛有水。小明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甲、乙两烧杯中，此时液面相平。下列有关说法正确的是（　　） A．甲烧杯中的液体是盐水 B．密度计在两个烧杯中排开液体的重力相等 C．甲乙两烧杯对桌面的压力相等 D．两液体对甲、乙容器底的压强相等 【答案】B 【详解】A．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，密度计在乙杯液体中排开的液体的体积小，根据F浮=ρ液gV排可知，乙杯液体的密度大，乙烧杯中的液体是盐水，故A错误； B．由A知同一支密度计放在甲、乙两种液体中时，受到的浮力相同，由阿基米德原理F浮=G排知密度计在两个烧杯中排开液体的重力相等，故B正确； C．由于两个烧杯完全相同，甲、乙的液面相平，且V甲排＞V乙排，所以甲杯中液体的体积小于乙杯中液体的体积，且ρ甲＜ρ乙，根据G=mg=ρ液Vg可知，两烧杯中液体的重力G甲＜G乙；由于水平桌面放置两个完全相同的烧杯，则压力F=G液+G杯，所以甲烧杯对桌面的压力小于乙烧杯对桌面的压力，故C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B。 26．在跨学科实践活动中，同学们在一端封闭、粗细均匀的玻璃管中填入配重，使玻璃管能竖直漂浮在液体中，制成了密度计。下列密度计中，刻度标注可能正确的是（   ）（单位： ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据阿基米德原理，浮力等于排开液体的重量。当密度计漂浮在液体中时，它排开液体的重量等于它自身的重量。设密度计的质量为 ，则重力为 。浮力等于排开液体的重量，即 ，其中 是液体密度， 是排开液体的体积。玻璃管横截面积 ，排开液体的体积 ， 是浸入深度，则 ，平衡时有 ，则 ，即 与 成反比。玻璃管粗细均匀，横截面积恒定，因此刻度标注不可能均匀分布。 增加时 减小，即液体密度越大，浸入深度越小，刻度间隔更密集，即刻度为“上小下大，上疏下密”。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 27．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 【详解】[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。 28．密度计是测液体密度的仪器，它是利用 原理制成的。甲、乙、丙是将相同的密度计分别放入三种不同液体中的情形，由图可知： （1）密度计在三种液体中受到的浮力相比较： 。（选填“>”、“=”或“<”） （2）三种液体的密度相比较：最大的是液体 ；最小的是液体 。 【答案】 物体漂浮时浮力等于重力 = = 乙 丙 【详解】[1]密度计是利用物体漂浮时浮力等于重力（即漂浮）的原理制成的。当密度计漂浮在液体中时，它受到的浮力等于自身重力。 （1）[2][3]因为同一密度计在三种液体中都处于漂浮状态，根据物体漂浮条件，浮力都等于密度计自身重力，所以F甲=F乙=F丙。 （2）[4][5]由阿基米德原理F浮=ρ液gV排，浮力相等时，排开液体体积V排越小，液体密度ρ液越大。从图中可看出，密度计在乙液体中排开液体体积最小，在丙液体中排开液体体积最大，所以液体密度最大的是乙，最小的是丙。 29．将同一支密度计分别放置在甲和乙两种不同液体中，静止后如图所示，密度计在甲液体中受到的浮力 在乙液体中受到的浮力，液体的密度ρ甲 ρ乙（以上两空选填“大于”、“等于”或“小于”）。若我们想要密度计上的刻度值排列更稀疏一些，以下方案，可以采取的设计方案是 。 A．让玻璃管更粗一些 B．让玻璃管更细一些 C．让玻璃管更重一些，测量时接触到容器底部 【答案】 等于 大于 B 【详解】[1][2]同一支密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮，则 F浮甲=F浮乙=G 即：密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计的重力G；由图可知，密度计排开液体的体积 V排甲<V排乙 根据F浮=ρ液V排g可得液体的密度关系 ρ甲>ρ乙 [3]由于F浮液=G，即ρ液gSh=G，则ΔV=Sh，所以要使h变大，可以使ΔV变大，或减小S，具体做法是：可适当增大配重（但不能在测量时接触到容器底部），或用更细的吸管。 故选B。 30．如图所示，小张在木棒的一端缠绕一些铜丝，自制了一个简易密度计A。他将简易密度计A分别放入盛有甲、乙不同液体的两个烧杯中，静止时两烧杯液面相平，简易密度计A浸入甲、乙液体的深度之比为5∶3。下列说法正确的是（　　） A．甲、乙液体中密度计受到浮力之比为5︰3 B．若甲液体密度为 ，则乙液体密度为 C．密度计底端在甲、乙中所受液体压强之比为1︰1 D．甲液体对烧杯底部的压强比乙液体对烧杯底部的压强大 【答案】C 【详解】A．同一支密度计置于甲、乙两种液体中都漂浮，由漂浮条件得到： ， ，因为密度计的重力不变，则有 ，即密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力相等，所以甲、乙液体中密度计受到浮力之比为1︰1，而不是5︰3，故A错误； B．简易密度计A浸入甲、乙液体的深度之比为5︰3，设浸入甲液体的深度为 ，浸入乙液体的深度为 ，则 ；因为密度计在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态，根据 ，则有 ，又因为 ，所以有 ，即 ，则乙液体的密度为 故B错误； C．根据浮力产生的原因，浮力等于物体上下表面受到的压力差，因为密度计漂浮在液体中，所以密度计底端受到的液体压力等于密度计受到的浮力，因为密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力相等，所以密度计底端受到的液体压力相等，且密度计的底面积S相同，根据 可知，密度计底端在甲、乙中所受液体压强相等，即压强之比为1︰1，故C正确； D．由选项B可知 ，且 ，所以 ，即 ；静止时两烧杯液面相平，即液体深度h相同，根据液体压强公式 ，因为 ，h相同，所以 ，即甲液体对烧杯底部的压强比乙液体对烧杯底部的压强小，故D错误。 故选C。 题型9：浮沉条件的综合应用 31．如图所示，实验中小昭同学通过向水中加盐的方法，原来沉在烧杯底部的鸡蛋慢慢由沉底变为悬浮，再由悬浮最终变为漂浮。关于此过程，下列说法错误的是（　　） A．鸡蛋沉底时受到的浮力小于鸡蛋的受到的重力 B．鸡蛋悬浮时受到的浮力等于鸡蛋的受到的重力 C．鸡蛋漂浮时受到的浮力大于鸡蛋的受到的重力 D．鸡蛋漂浮时，继续加盐，受到的浮力不变 【答案】C 【详解】A．由物体的浮沉条件可知，当物体受到的浮力小于其自身重力时，物体会沉底，故A正确，不符合题意； B．根据物体的浮沉条件可知，当物体悬浮时，物体全部浸入液体中，此时它所受到的浮力等于其自身重力，故B正确，不符合题意； C．根据物体的浮沉条件可知，当物体漂浮时，物体只有一部分浸入水中，此时它受到的浮力也等于其自身重力，故C错误，符合题意； D．鸡蛋漂浮时，它受到的浮力始终等于其自身重力不变，往水中加盐，鸡蛋仍然漂浮，故不会改变它受到的浮力的大小，故D正确，不符合题意。 故选C。 32．体积相同的甲、乙、丙三艘潜艇模型浸没在水中的浮沉情况，如图所示，下列说法正确的是（    ） A．丙潜艇所受浮力最小 B．丙潜艇最终沉底后所受的浮力可能增大 C．将乙潜艇下移一些，静止后它会继续悬浮 D．甲潜艇最终会漂浮，漂浮时的浮力比上浮时的浮力大 【答案】C 【详解】A．三艘潜艇体积相同，完全浸没时排开液体的体积相同，根据阿基米德原理即 可知，三艘潜艇所受浮力相等，故A错误； B．由图可知，丙在下沉，沉底后排开液体体积不变，液体密度不变，所受浮力不变，故B错误； C．由图可知，乙处于悬浮状态，其在任意位置都有浮力等于重力，即在任意位置都悬浮，故C正确； D．由图可知，甲在上浮，最终漂浮时，浮力等于重力，但排开液体的体积变小，根据阿基米德原理可知，此时受到浮力小于完全浸没时受到的浮力，故D错误。 故选 C。 33．两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体，把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中，两球沉底如图甲所示；放入乙液体中，两球静止时的情况如图乙所示。则下列说法正确的是（　　）    A．小球A的密度大于小球B的密度 B．甲液体的密度小于乙液体的密度 C．小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中的浮力 D．在甲液体中，容器底部对小球A的支持力等于容器底部对小球B的支持力 【答案】B 【详解】A．根据乙图，A漂浮，B沉底，所以A的密度必然小于B的密度，故A错误； B．A在甲中沉底，所以 ，A在乙中漂浮，所以 ，因此甲液体的密度小于乙液体的密度，故B正确； C．A在甲中沉底，所以A受到的浮力小于重力，A在乙中漂浮，所以A受到的浮力等于重力，因此小球A在甲液体中受到的浮力小于在乙液体中的浮力，故C错误； D．A的密度小于B的密度，A、B体积相等，因此A的重力小于B的重力，在甲液体中A、B所受浮力相等，根据受力平衡，即容器底对小球A的支持力小于对小球B的支持力，故D错误。 故选B。 34．体积相等的甲、乙、丙三个实心小球，放入水中，甲漂浮，乙悬浮，丙下沉。如图所示。则（　　） A．三个小球所受的浮力是 B．三个小球的密度是 C．三个小球的质量是 D．三个小球排开水的质量是 【答案】D 【详解】AD．体积相等的甲、乙、丙三个实心小球，三个球排开水的体积V乙=V丙>V甲 由F浮=ρ水gV排得三个球受到的浮力F甲<F乙=F丙 由阿基米德原理可知三个小球排开水的重力G排甲<G排乙=G排丙 由 可知三个小球排开水的质量 故A不符合题意，D符合题意。 BC．甲球处于漂浮状态，则ρ甲<ρ水 乙球处于悬浮状态，则ρ乙=ρ水 丙球沉底，则ρ丙>ρ水 所以三个小球的密度是 三个小球的体积V甲=V乙=V丙 由m=ρV可知三个小球的质量 故BC不符合题意。 故选D。 35．将体积相同材料不同的甲、乙、丙三个实心小球，分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中，甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮，如图所示，下列说法正确的是（    ） A．三个小球受到的浮力大小关系是 B．三个小球的质量大小关系是 C．三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是 D．三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是 【答案】C 【详解】A．由于甲、乙、丙三个实心小球体积相同，则根据图可知排开水的体积关系 ， ， ，所以 根据 可知，三个小球受到的浮力 ，故A错误； B．由题意知，甲球下沉至容器底部，乙球漂浮，丙球悬浮，根据浮与沉的条件可知，所以甲球的密度大于水的密度，乙球的密度小于水的密度，丙球的密度等于水的密度，因此三个小球的密度大小关系是 根据 可知，质量大小关系是 ，故B错误； C．三个相同烧杯中都装满水，里面的水的重力G水相等，由于烧杯底部对桌面的压力等于容器、容器中的水、实心小球的总重力，则放入物体后对桌面的压力变化为 和 据此可得 EMBED Equation.DSMT4 由于甲球下沉至容器底部，乙球漂浮，丙球悬浮，则 ， ， 所以 由于容器的底面积相同，则根据 可知，烧杯底部对桌面的压强的关系是 ，故C正确； D．因为三个相同烧杯中都装满水，放入球后烧杯中液面高度不变，根据 可知烧杯底部受到水的压强相等，即 ，故D错误。 故选C。 36．一质量为M、底面积为S的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上，注入适量的水，取一空烧杯漂浮在薄壁容器的水面上，此时容器内的水深为h1；后将一金属球置于烧杯中，烧杯仍漂浮于水面，此时容器内的水深为h2；再从烧杯中取出金属球放入水中，金属球沉底后，容器内水深为h3，下列说法正确的是（    ） A．金属球的密度为 B．水深为h2时桌面受到容器的压力为ρ水gh2S C．金属球沉底后受到的重力和支持力平衡 D．金属球沉底后对容器底的压力为ρ水g(h2-h3)S 【答案】D 【详解】A．金属球放入烧杯中，排开水的体积为 因为烧杯漂浮，浮力等于重力，即增加的浮力等于金属球的重力为 金属球取出放入水中时，由于金属球完全浸没，此时排开水的体积等于金属球的体积为 则可求金属球的密度为 故A错误； B．水深为h2时，由 可知，液体对容器底部的压强为 液体对容器底部的压力为 因容器为薄壁圆柱形容器，故此时桌面受到容器的压力为 故B错误； CD．当金属球沉底后，受到重力、浮力、支持力，这三个力平衡，由阿基米德原理可知，受到的浮力为 则金属球对容器底的压力为 故C错误，D正确。 故选D。 题型10：综合信息题 37．乘热气球飞行是人们喜爱的一种航空体育运动，热气球在空中静止时的高度是有限的。为了解释这一问题，小明查阅资料后得知：①如图所示，热气球气囊底部有供空气加热用的大开口和吊篮，当热气球内空气加热到100℃时，其密度约为0.95千克/米3。②热气球的体积变化忽略不计。③当空气浮力大于热气球总重力时，热气球会上浮，反之会下沉。④热气球外界空气密度与海拔高度的关系如表所示。 海拔高度（米） 10 50 100 200 300 400 空气密度（千克/米3） 1.2245 1.2198 1.2140 1.2023 1.1908 1.1793 (1)分析比较表中空气密度与海拔高度变化关系，可得出的初步结论是： ； (2)根据上述信息并结合相关知识解释热气球在空中静止时的高度是有限的。 【答案】(1)海拔高度越高，空气密度越小 (2)见解析 【详解】（1）由表可知，随着海拔高度的增加，空气密度会逐渐减小，可得：海拔高度越高，空气密度越小。 （2）当空气浮力大于热气球总重力时，热气球会上浮，反之会下沉。热气球受到的浮力为 ，随着热气球上升，空气密度减小，热气球受到的浮力减小。当热气球内空气加热一定温度后，热气球总重力G不变，当热气球受到的浮力F浮小于重力G时，热气球会下降，所以热气球在空中静止时的高度是有限的。 38．中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4270m的科考营地顺利升空达到海拔9032m，创造了浮空艇大气科学观测世界纪录，浮空艇体积约为 ，总质量约为 。 (1)如图a所示，“极目一号”Ⅲ型浮空艇主要靠浮力升空，浮空艇有两个气囊，内部上层主气囊充满氦气，中间隔开，下边腹部还有一个小的副气囊如图b所示，副气囊是充空气的，通过调节副气囊中的空气量，进而调节浮空艇的升降。浮空艇主气囊内部充入的氦气密度 （选填“大于”“小于”或“等于”）艇外空气密度；当浮空艇高度升高，大气压强会 （选填“增大”或“减小”），副气囊需要 （选填“排出”或“吸入”）部分空气。 (2)浮空艇通过与地面锚泊车连接的系留缆绳进行升空和驻空，如图c所示。在营地系泊时，浮空艇悬停静止在空中时浮空艇受到重力、浮力和缆绳拉力三个力的作用，它受到重力的大小约为 N。若此时缆绳对浮空艇的拉力方向是竖直向下的，则拉力的大小约为 N。（海拔4270m处空气密度约为 ） (3)若浮空艇正从足够高处匀速竖直下降，若一重物从浮空艇上掉下，此时浮空艇所受合力的方向为竖直 （选填“向上”或“向下”）。 【答案】(1) 小于 减小 排出 (2) (3)向上 【详解】（1）[1]浮空艇在空中上浮，根据浮沉条件可知，所以主气囊内部充入的氦气密度小于艇外空气密度。 [2]大气压强随着海拔的升高而减小，当浮空艇高度升高，浮空艇外的大气压强会减小。 [3]浮空艇外的大气压强减小，小于副气囊内的气压，副气囊需要排出部分空气，防止由于内外气压差过大将副气囊胀破。 （2）[1][2]浮空艇此时受到的浮力F浮=ρ气gV排=0.8kg/m3×10N/kg×9000m3=7.2×104N 浮空艇的重力G=mg=2.5×103kg×10N/kg=2.5×104N 浮空艇悬停时，受到的拉力、浮力和重力三个力平衡，即 拉力为 （3）浮空艇正从足够高处匀速竖直下降，若一重物从浮空艇上掉下，重力减小，此时浮空艇所受浮力大于重力，所以受到的合力的方向为竖直向上。 题型11：计算题 39．某一木块的体积为200cm3，密度为0.8×103kg/m3。把它浸没在水中后放手，为什么木块不能悬浮在水中？木块最终漂浮在水面上静止时，浸在水中的体积有多大？ 【答案】见详解 【详解】解：木块的重力为 根据阿基米德原理，木块浸没在水中时排开水的体积等于木块体积，则受到的浮力为 则 ，根据物体的沉浮条件，木块松手后漂浮在水面上，不能悬浮在水中，此时的浮力为 木块静止时，浸在水中的体积为 答：由于木块浸没时浮力大于重力，松手后漂浮在水面上，不能悬浮在水中，此时浸在水中的体积为 。 40．有质量为30kg、体积为 的物体不慎掉入水中，一名潜水员下水打捞它。（取 ）求： （1）物体的重力； （2）物体浸没在水中时受到的浮力； （3）判断物体的浮沉。 【答案】（1）300N；（2）80N；（3）物体下沉 【详解】解：（1）物体受到的重力是 （2）物体浸没在水中时 物体受到的浮力是 （3）由于 ，所以，物体下沉。 答：（1）物体的重力为300N； （2）物体浸没在水中时受到的浮力为80N； （3）物体下沉。 41．如图所示，甲、乙两个轻质薄壁圆柱形容器放置在水平面上（容器足够高）两容器底面积之比为5：3，甲容器中装有水，乙容器中装有某种液体。现将某一物体分别浸入甲、乙两容器的液体中，物体在液体中所处状态、液体对容器底部压强增加量如表1所示。求该物体的密度 。 表1 物体所处状态 浸没在水中 漂浮在液面上 液体对容器底部压强增加量（帕） 980 1960 【答案】 kg/m³ 【详解】容器为圆柱体形状，物体浸在水中时，液面升高，液体对容器底部压强与压力要增加。根据力的相互作用可知，水对容器底部增加的压力等于水对物体的浮力。物体浸没在水中时，排开水的体积等于自身体积。有 即 即 ① 物体漂浮在乙中液体表面上时，受到的浮力等于自身重力，浮力又等于液体对容器底部的压力，有 即 ② 又知 ③ 结合①②③可得 42．如图所示，一个形状规则、质量为3kg的长方体物块放在清水中静止时，露出的体积占总体积的 放在酒精中静止时，露出的体积占总体积的 （g取10 N/kg）。求： (1)长方体物块漂浮在水中时，受到的浮力F1； (2)长方体物块的密度ρ物，并推导出：物体漂浮时，若露出液体的体积占总体积的 ，则 【答案】(1)30N (2)见解析 【详解】（1）长方体物块漂浮在水中时，受到的浮力为 （2）设长方体的体积为V，物体漂浮在待测液体上时，物体所受的浮力为 ① 物体所受的浮力还可以表示为 ② 联立①②可解得，物体的密度为 43．如图所示，甲、乙两轻质薄壁圆柱形容器置于水平桌面上，容器足够高。乙容器的底面积为S乙＝1×10﹣2米2，S乙＝2S甲。甲容器内盛有0.3米深的水，乙容器内盛有质量为3.2千克的某种液体。 (1)求水对甲容器底部的压强p水。 (2)若将边长为0.1米的正方体A（ρA＝0.8×103千克/米3）分别放入甲、乙两容器的液体中，A物体在水中漂浮，浸没在某液体中，已知水对甲容器底部压强增加量是某液体对乙容器底部压强增加量的2倍，求： ①放入A物体后，乙容器对地面的压强。 ②A物体在某种液体中的状态（悬浮或下沉），用计算说明。 【答案】(1)3000Pa (2)①4000Pa，②悬浮，计算见解析 【详解】（1）水对甲容器底部的压强为 （2）①正方体A的体积为 正方体A的重力为 乙容器中某液体的重力为 放入A物体后，乙容器对地面的压强为 ②A物体在水中漂浮，水对甲容器底部压强增加量为 某液体对乙容器底部压强增加量为 由于 所以该液体的密度应与A物体密度相同，A物体处于悬浮状态。 一、单选题 1．绿豆汤可以消暑解毒，张亮在煮绿豆汤前，将绿豆倒入盛水的容器中，发现成熟饱满的绿豆甲沉入水底，干瘪、虫蛀的绿豆乙漂浮在水面上，下列关于其所受浮力与重力的分析正确的是（　　） A．甲受到的浮力小于重力，乙受到的浮力大于重力 B．甲受到的浮力小于重力，乙受到的浮力等于重力 C．甲受到的浮力大于重力，乙受到的浮力等于重力 D．甲受到的浮力等于重力，乙受到的浮力小于重力 【答案】B 【详解】由题可知，成熟饱满的绿豆甲沉入水底，根据浮沉条件可知，其受到的浮力小于重力，即 ，干瘪、虫蛀的绿豆乙漂浮在水面上，其受到的浮力等于重力，即 ，故ACD错误，B正确。 故选 B。 2．一个塑料球，放在酒精中悬浮，放在水中漂浮，则该塑料球在两种液体中所受浮力（　　） A．在酒精中所受浮力较大 B．在水中所受浮力较大 C．一样大 D．无法比较 【答案】C 【详解】塑料球漂浮或悬浮时，浮力都等于自身重力，塑料球的重力不变，所以塑料球在两种液体中所受浮力大小相等，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．将一重为80N的物体，放入一盛满水的溢水杯中，静止后从杯中溢出了30N的水，则该物体在水中静止时状态及浮力大小是（　　） A．漂浮；F浮=30N B．悬浮；F浮=80N C．沉底；F浮=30N D．漂浮；F浮=50N 【答案】C 【详解】把物体放入盛满水的溢水杯中，排开的水重：G排=30N，由阿基米德原理可得，物体受到水的浮力 F浮=G排=30N 由 F浮=30N<G物=80N 可知，物体在水中静止时应沉底。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4．如图，把一个新鲜的鸡蛋放在水中会沉底（甲图），鸡蛋在水中受到的浮力为 ，放在浓盐水中会漂浮（乙图），鸡蛋在盐水中受到的浮力为 ，则（　　） A． B． C． D．无法判断大小 【答案】C 【详解】由浮沉条件可知，鸡蛋在水中沉底，受到的浮力小于重力即 ，放在浓盐水中会漂浮，受到的浮力等于重力即 ，由于同一个鸡蛋重力相等，则鸡蛋在水中受到的浮力小于在浓盐水中受到的浮力即 ，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5．如图所示，水面下同一区域同一深度处有两艘完全相同的潜艇，其中一艘正在上浮，另一艘正在下潜，下列判断中错误的是（　　） A．正在上浮的是甲潜艇 B．正在下潜的潜艇所受水的压强不断增大 C．没露出水面前，乙潜艇所受的浮力更大 D．潜水艇能上浮下潜是通过改变自身重力实现的 【答案】C 【详解】AD．潜水艇是通过改变水舱中的水的重力来改变自身重力的，要使潜水艇上浮，应使潜水艇所受的浮力大于潜水艇的重力，所以水舱中水较少时潜水艇上浮，故甲图为上浮时的情景，乙图为下潜时的情景，故AD正确，不符合题意； B．正在下潜的潜艇所处深度变大，由p＝ρ液gh可知，受到水的压强不断增大，故B正确，不符合题意； C．两艘完全相同的潜艇，其体积相同；没露出水面前（浸没），潜艇排开水的体积等于自身的体积，所以两潜艇排开水的体积相同，根据F浮＝ρ水V排g可知，它们所受的浮力相等，故C错误，符合题意。 故选C。 6．将体积相同材料不同的甲、乙、丙三个实心小球，分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中，甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮，如图所示，下列说法正确的是（    ） A．三个小球受到的浮力大小关系是 B．三个小球的质量大小关系是 C．三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是 D．三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是 【答案】C 【详解】A．由于甲、乙、丙三个实心小球体积相同，则根据图可知排开水的体积关系 ， ， ，所以 根据 可知，三个小球受到的浮力 ，故A错误； B．由题意知，甲球下沉至容器底部，乙球漂浮，丙球悬浮，根据浮与沉的条件可知，所以甲球的密度大于水的密度，乙球的密度小于水的密度，丙球的密度等于水的密度，因此三个小球的密度大小关系是 根据 可知，质量大小关系是 ，故B错误； C．三个相同烧杯中都装满水，里面的水的重力G水相等，由于烧杯底部对桌面的压力等于容器、容器中的水、实心小球的总重力，则放入物体后对桌面的压力变化为 和 据此可得 EMBED Equation.DSMT4 由于甲球下沉至容器底部，乙球漂浮，丙球悬浮，则 ， ， 所以 由于容器的底面积相同，则根据 可知，烧杯底部对桌面的压强的关系是 ，故C正确； D．因为三个相同烧杯中都装满水，放入球后烧杯中液面高度不变，根据 可知烧杯底部受到水的压强相等，即 ，故D错误。 故选C。 二、填空题 7．（1）轮船制造的原理是 ，轮船自河里开向海里所受浮力 （选填“变大”、“不变”或“变小”），轮船应 （选填“上浮一些”或“下沉一些”）。 （2）潜水艇是靠 实现上浮和下潜的，潜水艇自水面下开始下潜过程中所受水的浮力 ，所受水的压强 （均选填“变大”、“不变”或“变小”）。 【答案】 密度大于水的钢铁制成空心可以浮在水面上 不变 上浮一些 改变自身重力 不变 变大 【详解】(1)[1]浮在水面上的轮船也是浮力的应用，由物体的浮沉条件可知，漂浮在水面上的轮船，受到的浮力等于船受到重力，即利用密度大于水的钢铁制成空心可以浮在水面上。 [2]同一艘轮船从河里驶进海里，船始终漂浮，浮力等于重力，船质量没有变化，所以受到的重力大小不变，所以，船受到的浮力不变。 [3]海水的密度大于河水的密度，由F浮＝ρ液gV排可知，排开海水的体积小于排开河水的体积，所以，船身相对于水面将上浮一些。 (2)[4]潜水艇是靠改变自身重力实现上浮和下潜的。 [5]潜水艇在水面下下潜过程中，排开水的体积始终等于潜水艇的自身体积不变，由阿基米德原理F浮＝ρ水V排g可知，潜水艇受到水的浮力不变。 [6]潜水艇在水面下下潜过程中，水的深度变大，由p＝ρgh可知，潜水艇受到水的压强变大。 8．如图所示，“海翼”是由中国科学院沈阳自动化研究所完全自主研发、拥有自主知识产权的水下滑翔机。“海翼”配备油囊装置，需要上浮时，油囊会鼓起来，从而使得排开水的体积 （选填“增大”“减小”或“不变”），受到的浮力 （选填“大于”“小于”或“等于”）重力；“海翼”号实现浮沉原理与传统潜水艇浮沉的原理 （选填“相同”或“不同”）。 【答案】 增大 大于 不同 【详解】[1][2][3]“海翼”配备油囊装置，需要上浮时，油囊会鼓起来，排开水的体积增大，由 可知，浮力增大，使浮力大于重力，物体上浮；潜水艇靠改变自身的重力来实现浮沉，与“海翼”号实现浮沉的原理不同。 9．用手将某重力为12N的物体全部压入水中，排开水的重力为14.7N，则物体受到的浮力为 N，物体排开水的体积为 ，放开手后物体上浮，物体静止时，物体下表面受到水的压力为 N。 【答案】 14.7N 12N 【详解】[1]根据阿基米德原理可知物体所受的浮力等于排开水所受重力 。 [2]由阿基米德原理可知物体排水的体积为 [3]物体上浮静止后，漂浮在水面，浮力等于重力，根据浮力等于物体上下表面压力差可知，物体下表面受的压力为12N。 10．如图所示，将体积相同的三个小球放入同种液体中，静止时1球漂浮，2球悬浮，3球沉底，则三个小球受到的浮力F1、F2和F3的大小关系为 ，三个小球受到的重力G1、G2和G3大小关系为 。 【答案】 F1<F2=F3 G1<G2<G3 【详解】[1]从图中可知1球排开液体的体积较小，2、3两球排开液体的体积较大且相同，由阿基米德原理 可知，三个小球所受浮力的大小关系为 F1<F2=F3 [2]1球漂浮，所受的浮力等于自身的重力，2球悬浮，所受的浮力等于自身的重力，3球下沉，所受的浮力小于自身的重力，故则三个小球受到的重力大小关系为 G1<G2<G3 11．小球质量200g，体积300cm3，把它浸没在水中。求： （1）小球浸没时受到水的浮力 ； （2）放开手后，小球静止时处于何种状态？ （选写“沉底”或“悬浮”或“漂浮”），说明理由 。（水密度1.0×103kg/m3） 【答案】 3N 漂浮 见解析 【详解】[1]小球浸没时，排开水的体积和本身的体积相等，根据阿基米德原理可知，小球受到的浮力为 [2][3]小球受到的重力为 由于 F浮＞G所以小球在水中是上浮至漂浮状态。 12．装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下漂浮在矿泉水瓶内的水中，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧瓶盖使其密封。小玻璃瓶（含瓶内的水和空气）称为浮沉子，如图（a）所示。若将小瓶视为圆柱形容器，底面积为S，忽略其壁厚，当小瓶漂浮时，简化的模型如图（b）所示，小瓶内空气柱的高度为h。若将倒置的小瓶和小瓶内的空气看成一个整体A，A的质量为m，水的密度为ρ水，g为已知量。求： (1)图（b）中A受到的浮力F浮； (2)图（b）中A排开水的体积V排； (3)给大瓶施加适当的压力，小瓶会 （选填“向上运动”或“向下运动”），请尝试解释产生这种现象的原因。 【答案】(1)mg (2) (3) 向下运动 见解析 【详解】（1）由图2可知，A处于漂浮状态，根据浮与沉的条件可知，浮力等于重力，图2中A所受浮力F浮=G=mg （2）由F浮=ρ液V排g可知，图2中A排开水的体积 （3）[1][2]给大瓶施加适当的压力，瓶内空气被压缩，压强变大，把水压进A，使得A的重力增大，根据浮与沉的条件可知，重力大于浮力而向下运动，当浸没后浮力不再增大，重力大于浮力会下沉。 三、计算题 13．体积为 的木块浮在水面上，有 体积露出水面，求： (1)木块受到的浮力 ； (2)木块密度 。 【答案】(1)8×103N (2)0.4×103kg/m3 【详解】（1）木块排开液体的体积为 木块受到的浮力为 （2）由于木块漂浮，浮力与其重力相等，则木块的重力为 木块密度为 14．我国自主研制的第三代常规动力潜艇具备先进的通讯设备、武器、导航等系统和隐蔽性强，噪声低、安全可靠等优异性能，主要技术参数如表（g取10N/kg，海水的密度取1.0×103kg/m3），求： 排水量 水上2250t，水下3000t 最大潜水深度 300m 最大航速 水上30km/h，水下36km/h 最大潜水压强 3×106Pa （1）潜艇下潜到最大潜水深度时，潜艇上一个面积是300cm2的观察口受到海水的压力？ （2）潜艇在水上航行时，潜艇的重力？ （3）潜艇的体积是多少？ 【答案】（1）9×104N；（2）2.25×107N；（3）3000m3 【详解】解：（1）潜艇下潜到最大潜水深度时，潜艇上一个面积是300cm2的观察口受到海水的压力为 F=pS=3×106Pa×300×10﹣4m2=9×104N （2）潜艇在水上航行时处于漂浮状态，受到的浮力 F浮=G排=m排上g=2.25×106kg×10N/kg=2.25×107N 根据物体浮沉条件可知，潜艇的重力为 G=F浮=2.25×107N （3）根据密度公式可知，潜艇的体积为 答：（1）潜艇下潜到最大潜水深度时，潜艇上一个面积是300cm2的观察口受到海水的压力为9×104N； （2）潜艇在水上航行时，潜艇的重力为2.25×107N； （3）潜艇的体积是3000m3。 15．甲、乙为两个完全相同且足够高的轻质薄壁柱形容器，丙为一个实心金属块，如图所示。若甲、乙容器分别装有密度为 、 的液体，现将密度为 的实心金属块丙（ ）沿水平方向切成上、下两部分。将上半部分放入甲容器内，下半部分放入乙容器内。最终发现两容器底部受到的液体压强增加量相等。求： (1)请判断这两块被切开的实心金属块分别在 、 的液体中静止时，所处状态 （“漂浮”、“悬浮”或“沉底”），并说明理由 ； (2)实心金属块上、下两部分的体积比 。 【答案】(1) 在甲容器中沉底，在乙容器中漂浮 见解析 (2) 【详解】（1）[1][2]将密度为 的金属块沿水平方向切成上、下两部分，密度是不变的；将上半部分放入甲容器中，根据沉浮条件，因为 ，所以，静止时金属块处于沉底状态；下半部分放入乙容器中，因为 ，所以，静止时金属块处于漂浮状态。 （2）甲容器底部受到的压强增加量为 下半部分金属块在乙中漂浮，受到的浮力等于重力，即 下半部分金属块排开液体的体积为 乙容器底部受到的压强增加量为 因为最终发现两容器底部受到的压强增加量相等，则 即 故 则 16．如图所示，足够高轻质薄壁圆柱形容器甲，底面积为0.5×10-2m2，其中装有质量为1.5kg的金属颗粒。薄壁圆柱形容器乙，底面积为2×10-2m2，其中装有0.4m深的水。 (1)求乙容器中水的质量m水。 (2)若将容器甲竖直插入乙容器中，甲容器漂浮在水面上，如图（b）所示，水不溢出。求甲容器受到的浮力F浮。 (3)将水从乙容器中缓缓抽出。为使甲容器始终漂浮在水面上，且一直处于竖直状态。问：最多抽出质量为 kg的水（本小题直接写出答案即可）。 【答案】(1)8kg (2)14.7N (3)3.5kg 【详解】（1）乙容器中水的体积 乙容器中水的质量 （2）因为容器甲轻质，且漂浮在水中，由浮沉条件知道，甲容器受到的浮力 （3）容器甲竖直插入乙容器中，排开水的体积 没入水中的深度 水面高度的变化 此时甲容器底部距离乙容器底部的距离 所以，为使甲容器始终漂浮在水面上，且一直处于竖直状态，最多抽出水的深度是甲容器底部以下的深度，即h，这些水的质量是 学科网（北京）股份有限公司 $