第3节 浮沉的条件及应用(高效培优讲义)物理新教材沪科版(五四学制)八年级下册
2026-02-17
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2份
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70页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版(五四学制)八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第3节 浮沉的条件及应用 |
| 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 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.68 MB |
| 发布时间 | 2026-02-17 |
| 更新时间 | 2026-02-17 |
| 作者 | 物理杨老师教研组 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-02-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56451452.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第3节 浮沉的条件及其应用
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 浮沉的条件 1
题型2 浮沉条件的应用 5
题型3 密度计 7
题型4 盐水选种 9
题型5 轮船 11
题型6 潜水艇 13
题型7 气球和飞艇 15
【能力培优练】 17
【链接中考】 22
【重难题型讲解】
题型1 浮沉的条件
1.物体浮沉的原因:
物体的浮沉取决于它受的浮力和重力的大小。
2.物体浸没时:
(1)若F浮 < G ,物体将下沉。
(2)若F浮 =G ,物体将悬浮。
(3)若F浮 > G ,物体将上浮。
3.物体漂浮时,F浮 =G 。 (漂浮是上浮的最终结果)
4.物体沉底时,F浮 + F支 = G 。 (沉底是下沉的最终结果)
5.物体的浮沉条件也可以用密度来反映:
(1)若ρ液<ρ物, 物体将下沉。
(2)若ρ液 =ρ物,物体将悬浮。
(3)若ρ液 >ρ物,物体将上浮。
6.物体浮沉条件记忆表:
【典例1-1】(24-25八年级下·四川成都·期中)小华同学在探究“影响物体浮沉的因素”时,实验过程如下:
【设计实验】
方案一:如甲图所示,先在塑料瓶外缠上一些铅丝,然后装入适量的水,使塑料瓶刚好能在水中处于悬浮状态,再用夹子夹住管口,用注射器向外抽气时,你会观察到塑料瓶将下沉;
方案二:把装置中的夹子取掉,重新在塑料瓶内装入适量的水,使瓶在水中刚好处于悬浮状态,如图乙所示。当用注射器向瓶内充气时,塑料瓶将上浮。
【交流评估】
(1)方案一中不能用玻璃瓶代替塑料瓶是因为 ;
(2)鱼在水中的浮沉与 所展示的原理相同;而潜水艇在水中的浮沉与 所展示的原理相同;(以上两空选填“方案一”或“方案二”)
(3)从上述实验可以发现,实现浮沉的方法有两种:一是改变物体的体积,二是 。
【典例1-2】(24-25八年级下·山东济南·期末)小丽同学在洗碗时,她发现碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示,下列说法正确的是( )
A.碗漂浮在水面时受到的浮力大于它的重力
B.碗沉入水底后不会受到浮力的作用
C.碗沉入水底后比漂浮在水面上时排开水的质量大
D.碗沉入水底后比漂浮在水面上时洗碗盆的液面下降
【典例1-3】(24-25八年级下·广西百色·期中)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
跟踪训练1三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如下图所示。下列判断正确的是( )
A.液体的密度大小关系是
B.液体对容器底部的压强大小关系是
C.容器对桌面的压强大小关系是
D.小球受到的浮力大小关系是
跟踪训练2(24-25九年级下·河南南阳·月考)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同的容器,分别装有质量相同的水和盐水,将两个体积相同的实心小球a、b分别放入两容器中,小球静止时,两容器内液面相平。下列说法正确的是( )
A.小球a受到的浮力较大
B.小球b的密度大于小球a的密度
C.甲、乙两容器底受到液体的压强相等
D.甲、乙两容器对水平桌面的压力相等
跟踪训练3(24-25八年级下·山东济宁·期末)小南发现他家鱼缸中的鱼,在鱼鳍和鱼尾不动时,也能实现上浮和下沉,于是他买了一款“仿生鱼”(如图甲所示),研究鱼在鱼鳍和鱼尾不动时,上浮和下沉的原理。下面是他的实践过程,请帮助他完成下列内容:
[项目分解]
(1)研究仿生鱼的结构
(2)研究鱼在水中不动时也能实现上浮和下沉的原因
[项目实施]
(1)研究仿生鱼的结构
小南把仿生鱼拆卸后发现,仿生鱼内部有一个可以自动充气和放气的类似于鱼腹中“鱼鳔”的装置。当向鱼腹充气时,仿生鱼的腹部就会变大,放气时仿生鱼腹部变小。
(2)探究鱼在水中不动时也能实现上浮和下沉的原因
小南发现控制仿生鱼的鱼鳍和鱼尾不动时,只需控制自动充气装置,改变鱼的体积,就可以实现仿生鱼上浮和下沉。他猜想仿生鱼受到的浮力可能与其浸没的 (选填“质量”或“体积")有关,于是他设计如图乙所示实验。已知物块甲和乙为重力相同但体积不同的物体,乙和丙是体积相同密度不同的两种物质。为了验证自己的猜想是否正确,他应选择 两个物块进行实验。通过分析数据得出:鱼在水中不动时若想上浮,只需 (选填“增大”或“减小”)鱼鳔的体积。
[项目拓展]
(3)随着科技的发展,潜水打捞技术日渐成熟,“潜水浮袋”(与鱼在水中改变体积类似,在水中打捞后体积自动变大)越来越多地被人们应用于潜水打捞。如图丙所示为潜水员使用“潜水浮袋”打捞沉物的情景。该物体需要2800N的拉力才能被打捞上来,一个“潜水浮袋”充气后的体积约为0.1m3,重力约为20N,水的密度为1.0×103kg/m3 ,至少需要 个“潜水浮袋”才能让沉物浮上水面。
题型2 浮沉条件的应用
1.增大浮力的方法:
(1)增大液体密度。如:向水中加盐。
(2)增大物体排开液体的体积。如:把钢铁做成空心制成轮船。
2.减小浮力的方法:
(1)减小液体密度。
(2)减小物体排开液体的体积。
【典例2-1】(24-25八年级下·江苏苏州·月考)在水平桌面上,甲、乙两个相同容器中盛有体积不同的盐水,小梦将两个草莓(假设完全相同)分别放入容器中进行清洗,当草莓静止时,甲、乙容器中的液面恰好相平,如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲容器中草莓受到的重力更大 B.甲容器中草莓受到的浮力更大
C.两容器中盐水的密度相同 D.乙容器中盐水对容器底部的压强更大
【典例2-2】(24-25八年级下·山东济南·期中)放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放入两容器中。当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示,则( )
A.甲容器中液体的密度较大 B.乙容器底部受到液体的压强较大
C.甲容器中物块排开液体的重力较大 D.乙容器中物块受到液体的浮力较大
跟踪训练1 (24-25九年级下·北京东城·月考)将木块A和金属块B按甲、乙两种不同的方式,分别放入有水、盐水的相同烧杯中,物体静止时两容器中液面相平(如图所示)。则木块受到的浮力F甲 F乙;容器中原来的液面高度h甲 h乙(选填“>”、“<”、“=”)。
跟踪训练2(2025·河南平顶山·二模)如图所示,水平桌面上有两相同的电子秤,上面分别放有相同的圆柱形容器,容器中装有质量相等的甲、乙两种不同的液体,将体积相等的A、B两个小球分别放入液体中,静止时A球沉底、B球漂浮,此时液体深度h甲<h乙。下列说法正确的是( )
A.液体密度ρ甲<ρ乙
B.两小球受到的浮力FA=FB
C.容器对桌面的压强相等
D.将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),左侧电子秤的示数变化较大
题型3 密度计
1.密度计的作用:
密度计是测量液体密度的仪器。
2.密度计构造:
密度计是一根粗细不均匀的密封玻璃管,管的下部装有少量密度较大的铅丸。
3.密度计的原理:
密度计放在液体中都是漂浮的,因此受到的浮力始终等于它受到的重力并且是不变的F浮=G。根据F浮=ρ液gV排可知,因为F浮不变,所以把它放在密度比较大的液体里,它浸入液体的体积小,上浮一些;把它放在密度比较小的液体里,浸入液体的体积大,下沉一些。所以密度计的刻度从下往上的示数是越来越小的。(后三空均选填“大”或“小”)
【典例3-1】(2025·河南驻马店·模拟预测)如图在木棒的一端缠绕一些铜丝做成自制密度计,将其先后放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里,静止后两烧杯液面相平。下列有关说法正确的是( )
A.密度计在烧杯中所受的浮力 B.液体的密度
C.烧杯底部所受液体的压强 D.烧杯底部所受液体的压力
【典例3-2】(2025·广东茂名·二模)在综合实践活动中制作简易密度计,实验小组将吸管的一端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的底端封闭,做成一只简易密度计,如图甲,将该密度计分别放入水、盐水和酒精中漂浮时,标记的刻度如图乙所示,密度计在水、盐水和酒精中受到的浮力分别是F1、F2、F3,它们的关系是 ;在水中的刻度是 ,盐水的刻度线是 (后二空选填“A/B/C”)
跟踪训练1 (24-25八年级下·山东日照·期中)某兴趣小组用自制密度计(密度计不吸水)对植物细胞吸水、失水的原理展开探究。他们将冬瓜除去瓜瓤后制成“冬瓜碗”,在“冬瓜碗”中加入密度为1.2g/cm³的食盐水,将自制密度计放在盐水中静止时如图甲,一段时间后密度计在盐水中浸入的深度随时间的变化曲线如图乙所示,则( )
A.实验中密度计受到的浮力变大
B.实验中冬瓜在盐水中失水
C.实验中密度计下表面受到液体的压力变大
D.实验中密度计排开液体的质量变大
跟踪训练2(24-25八年级下·重庆·期末)小莹用金属架夹住柱形吸管一端使其密封,制成了一个简易密度计。如图所示,她先将密度计漂浮于水中(),此时受到的浮力为,测得露出水面的高度为15cm;再将密度计漂浮于酒精中(),此时受到的浮力为,测得露出酒精液面的高度为12cm,则 (选填“>”“=”或“<”)。若该密度计漂浮于某液体中时,测得露出液面的高度为11cm,则该液体的密度为 。
题型4 盐水选种
实验:盐水浮鸡蛋
取一枚新鲜鸡蛋,放在清水中,观察它在水中沉浮的情况。向水中慢慢加些盐,并轻轻搅拌,观察鸡蛋的运动情况;再加些清水,观察会发生什么现象?
(1)现象:鸡蛋放在清水中先是沉底;加盐后,鸡蛋上浮直至漂浮在水面上;再加清水后,鸡蛋又下沉直至沉底。
(2)分析:鸡蛋受到的重力不变。鸡蛋的状态发生了变化,是因为浮力发生了变化,而浮力变化的原因是液体的密度变化。
(3)结论:通过改变液体的密度,可以改变浮力的大小,从而改变物体的浮沉状态。
【典例4-1】(24-25八年级下·广东河源·期末)盐水选种是我国古代劳动人民发明的一种巧妙挑选种子(良种、次种)的方法,选种时配制一定浓度的盐水,然后把种子倒入盐水中,如图所示,饱满的种子受到的浮力 重力(选填“大于”、“小于”或“等于”)从而沉入水底,而不饱满的种子受到的浮力 重力(选填“大于”、“小于”或“等于”)进而漂浮在水面。若要选出更饱满的种子,则需要往盐水中加入适当的 。
【典例4-2】(24-25九年级下·江西赣州·月考)用盐水浸种是筛选饱满种子的措施之一。如图所示,把待选种子放入盐水中,饱满种子会沉在盐水底部,不饱满的种子会浮出液面。下列说法正确的是( )
A.浮出液面的种子比沉在盐水底部的种子受到的浮力大
B.浮出液面的种子比沉在盐水底部的种子密度大
C.浮出液面的种子上浮过程中受到的压强变大
D.沉在盐水底部的种子密度比盐水密度大
跟踪训练1 如图所示,盐水的密度为1.1g/cm3,空粒和瘪粒都漂浮在盐水中,饱满的种子沉在盐水的底部。则密度大于1.1g/cm3的是 (选填“空粒”、“瘪粒”或“饱满的种子”);为了挑选更加饱满的种子,应该 (选填“增大”或“减小”)盐水密度。
跟踪训练2(24-25八年级下·海南海口·月考)盐水选种是一种巧妙挑选种子的方法,选种前需要配制一定浓度的盐水,然后把种子倒入盐水中,漂浮于水面的是次种,沉入容器底的是良种(如图)。下列说法正确的是( )
A.若要选出更饱满的种子,则需要往盐水中加入适当的盐
B.盐水选种时所用盐水的密度大于所有良种的密度
C.漂浮于水面的次种所受浮力大于自身重力
D.体积相同的良种和次种,良种受到的浮力较小
题型5 轮船
1.轮船的原理:
把钢铁做成空心增大浮力,从而使它漂浮。
2.轮船的排水量:
是轮船满载时排开水的质量。
【典例5-1】(2025·四川内江·模拟预测)我国055型驱逐舰首舰南昌舰的排水量为12000t,表示它浮在海面上排开的海水质量是12000t。此时舰船所受的浮力是 N,若舰船从海洋驶入长江,吃水深度将 (选填“变大”,“变小”或“不变”)。
【典例5-2】(2025·河南·模拟预测)如图为我国第三艘航空母舰福建舰赴相关海域开展试验的情境。若其满载排水量为8万吨。下列说法正确的是( )
A.航母从东海驶入南海受到的浮力会变大
B.以起飞的舰载机为参照物,航母是运动的
C.飞机飞出后,舰受到的浮力大小不会改变
D.飞机飞出后,舰排开水的质量仍是8万吨
跟踪训练1 (24-25八年级下·黑龙江绥化·期中)辽宁号航空母舰满载时排水量达67500t,它满载时的浮力 N,此时它排开水的体积为 ,若这艘航空母舰从长江驶入东海它所受的浮力将 (选填“变小”“变大”“不变”),这艘航空母舰会 (选填“上浮”,“下沉”)一些。
跟踪训练2(24-25八年级下·安徽亳州·期末)如图为我国第一艘航空母舰“辽宁舰”在海上航行时的情景,下列说法正确的是( )
A.航母是采用“空心”的方法增大排开水的体积来增大浮力的
B.航母漂浮在水面上是因为浮力大于重力
C.航母航行到密度大的海水中,受到的浮力将会增大
D.舰载机飞离航母后,航母仍然漂浮,受到的浮力大小不变
题型6 潜水艇
1.潜水艇的沉浮原理:
因为潜水艇浸没在水里时,排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,所受浮力基本不变,所以只能靠改变自身重力实现浮沉的。(均选填“浮力”或“重力”)
2.潜水艇的浮沉分析:
①下潜时,在两侧的水舱内充入水,艇重增大,重力大于浮力,潜艇就会下沉。
②当水舱充水,潜水艇重等于同体积的水重时,它可以悬浮在水中。
③当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时,潜水艇变轻,从而上浮。
实际航行时,上浮和下潜过程中潜水艇总要开动推进器加快上浮和下潜的速度。
【典例6-1】(2025·陕西西安·模拟预测)小明利用两个注射器、橡皮泥、软管和水等材料制作了如图-1所示的潜艇模型。将一个注射器钻一个小孔,并在同侧粘上一些橡皮泥使其可以在水中稳定浮沉(橡皮泥不堵住小孔),已知未放入水中时,“潜水艇”的重力为0.2N,体积为;如图-2所示,把潜艇模型放在水槽中,调节水槽外注射器的活塞,观察潜艇的浮沉情况。下列分析正确的是(,g取10N/kg)( )
A.潜艇模型是通过改变排开液体的体积来实现上浮和下沉的
B.为使潜艇上浮,可以将水槽外注射器的活塞向外抽
C.潜艇下潜过程中,潜水艇底部所受的液体压强先变大再不变
D.当潜艇模型在水中悬浮时,其受到的浮力为0.3N
【典例6-2】(24-25八年级下·陕西西安·期末)目前世界上遇“掉深”唯一生还的是中国372核潜艇。所谓“掉深”是当海水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,如图所示情景。若有潜艇潜航至此水域时会急速下沉,发生“掉深”事故,危及潜艇安全。下列说法正确的是( )
A.潜艇从漂浮状态下潜至全部浸没的过程,所受浮力变小
B.潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时,所受浮力不变
C.潜艇遭遇“掉深”进行自救时,需快速排出水箱中的水
D.潜水艇在高密度水层悬浮时,所受浮力小于重力
跟踪训练1 (24-25八年级下·江苏无锡·月考)如图所示的潜水艇模型。下列说法不正确的有( )
①潜水艇模型是通过改变它自身的重力实现沉浮的
②潜水艇模型沉底时,它受到的浮力等于自身重力
③向试管内吹气,水会被压入试管中,模型会下沉
④向试管外吸气,水会被压入试管中,模型会上浮
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.③
跟踪训练2(2025·贵州黔东南·模拟预测)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
题型7 气球和飞艇
1.气球升空原理:
通过充入密度小于空气的气体,使气球受到的浮力大于自身的重力而升空,气球可以飘在空中。
例如,节日放飞的气球、携带气象仪器的高空探测气球,充的是氢气或氦气;体育、娱乐活动用的热气球,充的是被燃烧器加热而体积膨胀的热空气。
2.飞艇:
为了能定向航行而不随风飘荡,人们还制成了飞艇,在大气囊下面装了带螺旋桨的发动机和载人装货的吊篮。
【典例7-1】(2025·湖南怀化·二模)长沙市文化旅游广电局携“快乐长沙、韵味星城”定制热气球亮相欧洲最大热气球节——布里斯托热气球节,如图所示,当热气球内部空气被加热时,空气体积变大,使得气球内空气密度 ,热气球受到的浮力增大,当浮力 热气球自身重力时,热气球就开始上升。
【典例7-2】(24-25八年级下·天津河西·期末)相传三国时期,诸葛亮用很轻的竹篾扎成框架,把周围用纸糊起来,并在下端开口处放置一个小碟,点燃小碟内的松脂,就做成了“会飞的灯笼”,后人称其为“孔明灯”,如图所示。它上升的主要原因是:灯笼内的热空气密度小于空气密度,导致灯笼受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)灯笼的重力。若此时空气密度为1.2kg/m3,孔明灯的体积为0.02m3且保持不变,则孔明灯在空气中受到的浮力为 。(取10N/kg)
跟踪训练1(24-25八年级下·四川成都·期末)如图所示是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,在其内部充入氦气就可以依靠 (选填“浮力”或“升力”)升空。若充入密度为0.2kg/m3的氦气后悬浮在空气密度为0.4kg/m3的9052m高空,此时其总体积为9000m3,则它的总质量为 kg。
跟踪训练2(24-25八年级下·河南南阳·期中)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”)。
【能力培优练】
1.(2025·四川广安·模拟预测)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
2.(25-26八年级下·安徽·课后作业)自制的简易密度计如图所示,它是在木棒的一端缠绕铜丝做成的,将其放入不同的液体中,会呈竖直漂浮状态。下列说法正确的是( )
A.木棒越粗,测量误差越小
B.密度计浸入液体的体积越大,说明该液体的密度越小
C.密度计漂浮在水面上静止时,水对密度计的浮力大于它的重力
D.密度计漂浮在水面上静止时,把露出的部分剪去,剩余的部分在水面下静止不动
3.(2025·河南驻马店·三模)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
4.(25-26八年级上·北京延庆·期末)如图所示,重力为G边长为a的正方体物块悬浮在水中,受到的浮力为,上表面深度为,受到水的压强为,压力为;下表面深度为,受到水的压强为,压力为。物块的密度为,水的密度为。下列选项中不正确的是( )
A. B.
C. D.
5.如下图片所示,同一木块两次浮在同一水面上,且静止不动,则两次木块浸在水中的体积关系为 (>、<、=),两次木块底部所受的压强关系为 (>、<、=)。(均选填“>”“<”或“=”)
6.(25-26八年级下·全国·随堂练习)如图所示,小明同学在家帮忙做家务时,将土豆和茄子放在水池里清洗,茄子浮在水面而土豆沉底,则茄子的密度 (选填“大于”或“小于”)土豆的密度;水池的堵头 (选填“受”或“不受”)浮力。
7.(2025·广东深圳·模拟预测)小明用如图所示的装置验证“阿基米德原理”,图丙中弹簧测力计的示数应为 N。若将图乙中的绳子剪断,物体将 (填“上浮”“下沉”或“悬浮”);物体的密度是 。(容器中液体密度,)
8.如图所示,潜水艇始终浸没在水中沿虚线方向匀速上升,以重心O为作用点,作出潜水艇所受重力和浮力的示意图(阻力忽略不计)。
9.(24-25八年级下·山东淄博·期中)盛有水的烧杯放在斜面上,里面漂着一个重1N的小球,试画出小球所受浮力和重力的示意图。
10.(2025·广西南宁·模拟预测)“制作简易密度计”的跨学科实践活动中,同学们需要用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铜丝、石蜡等材料制作一个简易密度计。
(1)将制作完成的密度计放入液体中,使其处于竖直 状态,根据 原理可知,此时密度计所受浮力等于所受重力。
(2)将自制密度计分别放入水中和密度分别为1.1g/cm3、1.2g/cm3的食盐水中,待密度计稳定后用记号笔分别在液面齐平处标出刻度A、B、C(如图甲),刻度C处应标示的密度值为 g/cm3。在标记刻度过程中,发现相邻两刻度线之间的距离较小,为提高测量精度,在保证密度计总质量不变的前提下,请你提出一条合理的改进措施: 。
(3)将制作好的简易密度计置于水中(如图乙),量出水面至封口端的距离为H,此时密度计受到的浮力为F1;再将同一密度计置于盐水中(如图丙),量出盐水液面至封口端的距离为h,此时密度计受到的浮力为F2,则F1 F2(选填“<”“=”或“>”),忽略细铜丝的体积,盐水的密度= (用、H、h表示)。
(4)其他小组制作了A、B两个简易密度计(如图丁):分别放入水中时,水面恰好与A密度计最上面刻度线齐平,与B密度计最下面刻度线齐平,如果要用它们测量密度稍小于水的另一种液体的密度,则应选用 密度计(选填“A”或“B”)。
11.(2026·上海崇明·一模)2010年,中国第一台自主设计和研制的载人潜水器“蛟龙号”如图所示,成功下潜至。(海水密度近似看作)
(1)若“蛟龙号”下潜至3000米深,求受到海水的压强;
(2)若“蛟龙号”排开海水的体积为,求受到的浮力;
(3)潜在一定深度的“蛟龙号”,用高压气体排出水舱中的水,便会向上浮起。则露出水面前“蛟龙号”①受到的重力 (选填:A.减小 B.不变 C.增大);②受到的浮力 (选填:A.减小 B.不变 C.增大)。
12.(2025·广东广州·模拟预测)小海用大塑料瓶(大瓶)和开口的小玻璃瓶(小瓶)制作了如图甲所示的“浮沉子”。装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上,拧紧大瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量空气,通过挤压大瓶可实现小瓶的浮沉,挤压过程中,小瓶不接触大瓶瓶壁。小瓶可视为圆柱形容器,其底面积,高,忽略其底和壁的厚度。第一次用适当大小的力挤压大瓶,小瓶仍漂浮,此时简化的模型如图乙所示,两瓶内水面的高度差,小瓶开口处到大瓶内水面的距离。已知水的密度。求:
(1)不装水时小瓶的质量是多少克?
(2)第二次再用适当大小的力挤压大瓶,使小瓶恰好悬浮时小瓶内水增加的质量多少克?
【链接中考】
1.(2025·山东淄博·中考真题)小明在厨房清洗樱桃时发现,有的樱桃漂浮在水面上,有的沉底。两颗体积相等的樱桃在水中静止时如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲樱桃所受浮力大于自身重力
B.甲樱桃的质量小于乙樱桃的质量
C.向水中加盐,甲樱桃会下沉
D.向水中加盐,盆底受到的液体压强变小
2.(2025·山东德州·中考真题)为了给正方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓慢压入油中,如图甲所示。工件的下表面与油面的距离为h,力F与h的大小关系如图乙所示(ρ油=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A.工件的边长为0.3m B.工件的质量为60kg
C.工件受到的最大浮力为2000N D.工件密度与油的密度之比为3:10
3.(2025·江苏南京·中考真题)如图所示,将同一个鸡蛋先后放入装满液体的甲、乙两个相同杯中,甲杯中鸡蛋漂浮,乙杯中鸡蛋沉底。下列说法正确的是( )
A.与乙杯相比,甲杯中液体密度较小
B.与乙杯相比,甲杯溢出的液体质量较小
C.与甲杯相比,乙杯底部受到的液体压强较大
D.与甲杯相比,乙杯对水平地面的压力较小
4.(2025·宁夏·中考真题)向装有细沙的气球中吹入适量气体,使其恰好悬浮在水中,如图所示。以下说法正确的是( )
A.气球悬浮在水中时,所受浮力小于排开的水所受到的重力
B.将气球用细棒压入水底的过程,气球所受水的压强不变
C.将气球用细棒压入水底的过程,气球所受浮力不变
D.将气球用细棒压入水底,撤去细棒后,气球不会上浮
5.(2025·西藏·中考真题)如图所示,重力为G的长方体物块悬浮在水中,受到的浮力为,上表面受到水的压强为,压力为;下表面受到水的压强为,压力为。下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
6.(2025·江苏淮安·中考真题)如图甲、乙所示,两个相同的柱形容器内装有两种不同的液体,将两个相同的物体A、B放入容器中,静止时液面刚好相平。下列说法正确的是( )
A.A受到的浮力大于B受到的浮力
B.图甲中液体的密度大于图乙中液体的密度
C.两个柱形容器对水平桌面的压强相等
D.两个容器底部受到的液体的压强相等
7.(2025·山东泰安·中考真题)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯,分别装有适量等质量的水。甲烧杯中,静止在杯底的铁块,通过细线与浸没在水中的木球相连,此时甲烧杯对桌面的压力为;乙烧杯放入相同的铁块,与木球体积相同的铁球悬挂并浸没入水中,静止时乙烧杯对桌面的压力为;剪断木球下端的细线后,甲烧杯对桌面的压力为。以上操作中,水的质量保持不变,细线质量和体积忽略不计。已知。下列说法中( )
① ② ③ ④
A.只有①③正确 B.只有①④正确 C.只有②③正确 D.只有②④正确
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第3节 浮沉的条件及其应用
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 浮沉的条件 1
题型2 浮沉条件的应用 8
题型3 密度计 12
题型4 盐水选种 16
题型5 轮船 19
题型6 潜水艇 22
题型7 气球和飞艇 26
【能力培优练】 29
【链接中考】 39
【重难题型讲解】
题型1 浮沉的条件
1.物体浮沉的原因:
物体的浮沉取决于它受的浮力和重力的大小。
2.物体浸没时:
(1)若F浮 < G ,物体将下沉。
(2)若F浮 =G ,物体将悬浮。
(3)若F浮 > G ,物体将上浮。
3.物体漂浮时,F浮 =G 。 (漂浮是上浮的最终结果)
4.物体沉底时,F浮 + F支 = G 。 (沉底是下沉的最终结果)
5.物体的浮沉条件也可以用密度来反映:
(1)若ρ液<ρ物, 物体将下沉。
(2)若ρ液 =ρ物,物体将悬浮。
(3)若ρ液 >ρ物,物体将上浮。
6.物体浮沉条件记忆表:
【典例1-1】(24-25八年级下·四川成都·期中)小华同学在探究“影响物体浮沉的因素”时,实验过程如下:
【设计实验】
方案一:如甲图所示,先在塑料瓶外缠上一些铅丝,然后装入适量的水,使塑料瓶刚好能在水中处于悬浮状态,再用夹子夹住管口,用注射器向外抽气时,你会观察到塑料瓶将下沉;
方案二:把装置中的夹子取掉,重新在塑料瓶内装入适量的水,使瓶在水中刚好处于悬浮状态,如图乙所示。当用注射器向瓶内充气时,塑料瓶将上浮。
【交流评估】
(1)方案一中不能用玻璃瓶代替塑料瓶是因为 ;
(2)鱼在水中的浮沉与 所展示的原理相同;而潜水艇在水中的浮沉与 所展示的原理相同;(以上两空选填“方案一”或“方案二”)
(3)从上述实验可以发现,实现浮沉的方法有两种:一是改变物体的体积,二是 。
【答案】(1)见解析
(2) 方案一 方案二
(3)改变物体的重力
【详解】(1)方案一中不能用玻璃瓶代替塑料瓶是因为用注射器向外抽气时,玻璃瓶不易形变,无法改变排开水的体积,则无法改变受到的浮力。
(2)[1][2]方案一:图甲所示,先在软塑料瓶外缠上一些铅丝,然后装入适量的水,使塑料瓶刚好能在水中处于悬浮状态。再用夹子夹住管口,用注射器向外抽气时,塑料瓶内的气压减小,在液体的压强作用下,塑料瓶体积会变小,排开水的体积变小,浮力减小,浮力小于重力,塑料瓶会下沉;方案二:把甲图中的夹子取掉,在塑料瓶内装入适量的水,使瓶在水中刚好处于悬浮状态,如图乙所示,当用注射器向瓶内充气时,塑料瓶就会有液体被排出来,瓶内液体减小,瓶和瓶内液体重力减小,浮力不变,重力小于浮力,塑料瓶就会上浮。鱼的浮沉靠改变鱼鳔体积,结合题意与方案一原理相同,潜水艇的浮沉靠改变自身重力,结合题意可知与方案二原理相同。
(3)从上述实验可以发现,实现浮沉的方法有两种:一是改变物体的体积,二是改变物体的重力。二者都可以改变浮力和重力的大小关系从而实现浮沉。
【典例1-2】(24-25八年级下·山东济南·期末)小丽同学在洗碗时,她发现碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示,下列说法正确的是( )
A.碗漂浮在水面时受到的浮力大于它的重力
B.碗沉入水底后不会受到浮力的作用
C.碗沉入水底后比漂浮在水面上时排开水的质量大
D.碗沉入水底后比漂浮在水面上时洗碗盆的液面下降
【答案】D
【详解】A.依据物体浮沉条件,碗漂浮于水面时处于平衡状态,此时浮力与重力构成平衡力,大小相等,即漂浮时F浮=G,故A错误;
B.碗沉入水底后,因仍浸在水中,必然受到水施加的向上浮力。其下沉的原因在于此时浮力小于重力,并非不受浮力,故B错误;
C.碗漂浮时,F浮1=G碗;沉入水底时F浮2< G碗,由此可得F浮2 < F浮1。根据阿基米德原理F浮= G排= m排g
浮力大小与排开液体的重力、质量成正比,所以碗沉入水底后排开水的质量小于漂浮时排开水的质量,故C错误;
D.根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,碗漂浮时浮力大,对应排开水的体积V排1大;沉入水底时浮力小,对应排开水的体积V排2小,即V排2< V排1。由于排开水的体积减小,洗碗盆内液面也会随之下降,故D正确。
故选D。
【典例1-3】(24-25八年级下·广西百色·期中)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。
跟踪训练1三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如下图所示。下列判断正确的是( )
A.液体的密度大小关系是
B.液体对容器底部的压强大小关系是
C.容器对桌面的压强大小关系是
D.小球受到的浮力大小关系是
【答案】C
【详解】A.三个完全相同的小球,其质量、体积和密度都相同。小球在甲中下沉,故;在乙中漂浮,故;在丙中悬浮,故。所以三种液体的密度大小关系为,故A错误;
B.静止时三个容器的液面恰好相平,即深度h相等,由于乙中液体的密度最大,根据可知,乙容器底受到的液体压强最大,甲容器底受到的液体压强最小,即,故B错误;
C.开始时,液体的体积,放入小球后,甲、丙溢出相同体积的液体,则剩余液体的体积;由于,故,重力,乙液体溢出的最少,故剩余液体的体积最大;又因为最大,所以乙的质量最大、重力最大,故;容器相同,则容器重力相等,三个完全相同的小球,则小球的重力相等,容器对水平桌面的压力等于容器、容器内的液体和球的重力之和,即;由于受力面积相同,由可得,,故C正确;
D.由图知,小球在丙容器中悬浮,在乙容器中漂浮,所以小球所受的浮力与自身的重力相等;在甲容器中下沉,浮力小于其重力,所以小球受到的浮力大小关系是,故D错误。
故选C。
跟踪训练2(24-25九年级下·河南南阳·月考)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同的容器,分别装有质量相同的水和盐水,将两个体积相同的实心小球a、b分别放入两容器中,小球静止时,两容器内液面相平。下列说法正确的是( )
A.小球a受到的浮力较大
B.小球b的密度大于小球a的密度
C.甲、乙两容器底受到液体的压强相等
D.甲、乙两容器对水平桌面的压力相等
【答案】B
【详解】A.两小球的体积相同,由图可知,小球a排开水的体积较小,小球b排开盐水的体积较大,且盐水的密度大于水的密度,根据阿基米德原理可知,小球a受到的浮力较小,小球b受到的浮力较大,故A错误;
B.由图可知,小球a漂浮在水面,则小球a的密度小于水的密度,小球b沉底,小球b的密度大于盐水的密度,故小球b的密度大于小球a的密度,故B正确;
C.甲、乙两容器内液体的深度相同,由于盐水的密度大于水的密度,根据可知,两容器底受到液体的压强较大,故C错误;
D.小球a、b的体积相同,由于a的密度小于b的密度,根据可知,,两容器相同,且水和盐水的质量相同,则两容器和两液体的重力相同,容器对水平桌面的压力等于容器、液体和小球的总重力,故乙容器对水平桌面的压力较大,故D错误。
故选B。
跟踪训练3(24-25八年级下·山东济宁·期末)小南发现他家鱼缸中的鱼,在鱼鳍和鱼尾不动时,也能实现上浮和下沉,于是他买了一款“仿生鱼”(如图甲所示),研究鱼在鱼鳍和鱼尾不动时,上浮和下沉的原理。下面是他的实践过程,请帮助他完成下列内容:
[项目分解]
(1)研究仿生鱼的结构
(2)研究鱼在水中不动时也能实现上浮和下沉的原因
[项目实施]
(1)研究仿生鱼的结构
小南把仿生鱼拆卸后发现,仿生鱼内部有一个可以自动充气和放气的类似于鱼腹中“鱼鳔”的装置。当向鱼腹充气时,仿生鱼的腹部就会变大,放气时仿生鱼腹部变小。
(2)探究鱼在水中不动时也能实现上浮和下沉的原因
小南发现控制仿生鱼的鱼鳍和鱼尾不动时,只需控制自动充气装置,改变鱼的体积,就可以实现仿生鱼上浮和下沉。他猜想仿生鱼受到的浮力可能与其浸没的 (选填“质量”或“体积")有关,于是他设计如图乙所示实验。已知物块甲和乙为重力相同但体积不同的物体,乙和丙是体积相同密度不同的两种物质。为了验证自己的猜想是否正确,他应选择 两个物块进行实验。通过分析数据得出:鱼在水中不动时若想上浮,只需 (选填“增大”或“减小”)鱼鳔的体积。
[项目拓展]
(3)随着科技的发展,潜水打捞技术日渐成熟,“潜水浮袋”(与鱼在水中改变体积类似,在水中打捞后体积自动变大)越来越多地被人们应用于潜水打捞。如图丙所示为潜水员使用“潜水浮袋”打捞沉物的情景。该物体需要2800N的拉力才能被打捞上来,一个“潜水浮袋”充气后的体积约为0.1m3,重力约为20N,水的密度为1.0×103kg/m3 ,至少需要 个“潜水浮袋”才能让沉物浮上水面。
【答案】 体积 甲、乙 增大 3
【详解】[1]仿生鱼通过充气和放气改变腹部体积,而鱼鳍、鱼尾不动时,其浸没在水中的体积等于排开水的体积,改变体积也就改变排开水的体积,从而改变了浮力,实现了上浮和下沉,因此,猜想浮力与浸没的体积有关。
[2]验证“浮力与浸没体积的关系”需遵循控制变量法,已知“物块甲和乙重力相同但体积不同”,满足“控制重力、改变体积”的条件;而乙和丙体积相同但密度不同,重力也不同,无法控制重力变量,因此应选择甲、乙两个物块。
[3]根据阿基米德原理,当鱼鳔体积增大时,鱼的总体积增大,浸没时排开水的体积增大,浮力随之增大。当浮力大于鱼的总重G时,根据浮沉条件可知,鱼会在合力作用下上浮。因此,鱼想上浮需增大鱼鳔的体积。
[4]已知潜水浮袋排开水的体积,水的密度为,根据阿基米德原理,一个潜水浮袋所受的浮力
潜水浮袋重力,潜水浮袋竖直向上的拉力
拉动物体所需要的拉力,所需潜水浮袋个数
潜水浮袋个数只能是整数,所以是3个。
题型2 浮沉条件的应用
1.增大浮力的方法:
(1)增大液体密度。如:向水中加盐。
(2)增大物体排开液体的体积。如:把钢铁做成空心制成轮船。
2.减小浮力的方法:
(1)减小液体密度。
(2)减小物体排开液体的体积。
【典例2-1】(24-25八年级下·江苏苏州·月考)在水平桌面上,甲、乙两个相同容器中盛有体积不同的盐水,小梦将两个草莓(假设完全相同)分别放入容器中进行清洗,当草莓静止时,甲、乙容器中的液面恰好相平,如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲容器中草莓受到的重力更大 B.甲容器中草莓受到的浮力更大
C.两容器中盐水的密度相同 D.乙容器中盐水对容器底部的压强更大
【答案】D
【详解】A.由题可知,两个草莓完全相同,质量相同,重力相同,故A错误;
B.由图可知,草莓在甲中处于悬浮状态,受到的浮力等于重力,在乙中漂浮,浮力也等于重力,两个草莓重力相等,所以受到的浮力也相等,故B错误;
C.甲中草莓悬浮,说明盐水密度等于草莓密度,乙中草莓漂浮,说明盐水密度大于草莓密度,所以甲中盐水的密度小于乙中盐水的密度,故C错误;
D.由题可知,放草莓后,甲、乙容器中的液面恰好相平,即液体深度相同,根据,因为甲中盐水的密度小于乙中盐水的密度,所以乙容器中盐水对容器底部的压强更大,故D正确。
故选D。
【典例2-2】(24-25八年级下·山东济南·期中)放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放入两容器中。当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示,则( )
A.甲容器中液体的密度较大 B.乙容器底部受到液体的压强较大
C.甲容器中物块排开液体的重力较大 D.乙容器中物块受到液体的浮力较大
【答案】A
【详解】A.物块在乙容器中悬浮,乙容器中液体的密度等于物体的密度;物块在甲容器中漂浮,甲容器中液体的密度大于物块的密度,所以甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度,即,故A正确;
B.两个容器中的液面相平,容器底部所处的深度相等且,由可知,甲容器底部受到液体的压强较大,故B错误;
CD.物块在两种液体中,都只受重力和浮力,且处于平衡状态,则浮力与重力大小相等,方向相反。由于两个受到的重力相等,则物块在两种液体中受到的浮力大小相等,由阿基米德原理可知,两个物块排开液体的重力也相等,故CD错误。
故选A。
跟踪训练1 (24-25九年级下·北京东城·月考)将木块A和金属块B按甲、乙两种不同的方式,分别放入有水、盐水的相同烧杯中,物体静止时两容器中液面相平(如图所示)。则木块受到的浮力F甲 F乙;容器中原来的液面高度h甲 h乙(选填“>”、“<”、“=”)。
【答案】 > <
【详解】[1]由图可知木块A和金属块B在甲、乙两图中都是处于漂浮状态,所以受到的浮力都等于它们的总重力,甲图中木块A受到的浮力
乙图中AB受到的浮力
乙图中木块A受到的浮力为,由于
所以
即。
[2]由于两个相同烧杯中,物体静止时两容器中液面相平,即
由于,水的密度小于盐水的密度,根据阿基米德原理可知V排甲>V排乙,所以,容器中原来的液体体积,由于容器底面积S一定,所以甲容器中原来的液面小于乙容器中原来的液面,即。
跟踪训练2(2025·河南平顶山·二模)如图所示,水平桌面上有两相同的电子秤,上面分别放有相同的圆柱形容器,容器中装有质量相等的甲、乙两种不同的液体,将体积相等的A、B两个小球分别放入液体中,静止时A球沉底、B球漂浮,此时液体深度h甲<h乙。下列说法正确的是( )
A.液体密度ρ甲<ρ乙
B.两小球受到的浮力FA=FB
C.容器对桌面的压强相等
D.将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),左侧电子秤的示数变化较大
【答案】D
【详解】A.将体积相等的A、B两个小球分别放入液体中,A浸没,浸入的体积较大,且两杯中液体高度,故甲液体的体积较小,装有质量相等的甲、乙两种不同的液体,根据知:,故A错误;
B.A球在甲液体中沉底,B球在乙液体中漂浮,故两个球排开液体体积关系,且,则根据浮力公式得到:A球所受浮力大于B球,故B错误;
C.已知A球在液体中沉底,根据物体的沉浮条件可知,A球的重力大于A球的浮力;B球在液体中漂浮,物体二力平衡,B球重力等于B球所受的浮力,又因为A球所受浮力大于B球的浮力,故A的重力大于B的重力,而液体的质量相等,则重力,则左边容器对电子秤的压力
右边容器对电子秤的压力
所以,根据可知,底面积相等,故左边容器对电子秤的压强较大,故C错误;
D.将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),电子秤的示数变化等于小球的质量,因A球的重力大,由得A球的质量大,故左侧电子秤的示数变化较大,故D正确。
故选D。
题型3 密度计
1.密度计的作用:
密度计是测量液体密度的仪器。
2.密度计构造:
密度计是一根粗细不均匀的密封玻璃管,管的下部装有少量密度较大的铅丸。
3.密度计的原理:
密度计放在液体中都是漂浮的,因此受到的浮力始终等于它受到的重力并且是不变的F浮=G。根据F浮=ρ液gV排可知,因为F浮不变,所以把它放在密度比较大的液体里,它浸入液体的体积小,上浮一些;把它放在密度比较小的液体里,浸入液体的体积大,下沉一些。所以密度计的刻度从下往上的示数是越来越小的。(后三空均选填“大”或“小”)
【典例3-1】(2025·河南驻马店·模拟预测)如图在木棒的一端缠绕一些铜丝做成自制密度计,将其先后放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里,静止后两烧杯液面相平。下列有关说法正确的是( )
A.密度计在烧杯中所受的浮力 B.液体的密度
C.烧杯底部所受液体的压强 D.烧杯底部所受液体的压力
【答案】B
【详解】AB. 同一只密度计放在甲、乙液体中都漂浮,受到的浮力
密度计在甲液体中排开液体的体积较小,根据可知
故A错误,B正确;
CD. 静止后两烧杯液面相平,根据可知烧杯底部受到的液体压强
烧杯的底面积相同,根据可知烧杯底部受到的液体压力
故CD错误。
故选B。
【典例3-2】(2025·广东茂名·二模)在综合实践活动中制作简易密度计,实验小组将吸管的一端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的底端封闭,做成一只简易密度计,如图甲,将该密度计分别放入水、盐水和酒精中漂浮时,标记的刻度如图乙所示,密度计在水、盐水和酒精中受到的浮力分别是F1、F2、F3,它们的关系是 ;在水中的刻度是 ,盐水的刻度线是 (后二空选填“A/B/C”)
【答案】 B C
【详解】[1][2][3]将该密度计分别放入水、盐水和酒精中漂浮时,由可知密度计在三种液体中所受浮力大小相等,即密度计在水、盐水和酒精中受到的浮力;盐水的密度最大,酒精的密度最小,根据可知密度计在盐水中排开液体的体积最小,在酒精中排开液体的体积最大,在水中的刻度是B,盐水的刻度线是C。
跟踪训练1 (24-25八年级下·山东日照·期中)某兴趣小组用自制密度计(密度计不吸水)对植物细胞吸水、失水的原理展开探究。他们将冬瓜除去瓜瓤后制成“冬瓜碗”,在“冬瓜碗”中加入密度为1.2g/cm³的食盐水,将自制密度计放在盐水中静止时如图甲,一段时间后密度计在盐水中浸入的深度随时间的变化曲线如图乙所示,则( )
A.实验中密度计受到的浮力变大
B.实验中冬瓜在盐水中失水
C.实验中密度计下表面受到液体的压力变大
D.实验中密度计排开液体的质量变大
【答案】B
【详解】AD.实验过程中,密度计始终处于漂浮,受到浮力等于密度计重力,而重力不变,所以浮力不变,排开液体的重力不变,即排开液体的质量不变,故AD不符合题意;
B.由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,密度计浸入深度逐渐变大,则V排变大,而浮力等于密度计自身的重力保持不变,则ρ盐水变小,即盐水里的水增加,所以冬瓜在盐水中失水,故B符合题意;
C.根据图象可知,密度计浸入深度逐渐变大,则V排变大,但仍然处于漂浮状态,所以浮力仍等于重力,大小不变,上下表面的压力差不变,因为密度计漂浮时上表面受到的压力为零,所以实验中密度计下表面受到液体的压力不变,故C不符合题意。
故选B。
跟踪训练2(24-25八年级下·重庆·期末)小莹用金属架夹住柱形吸管一端使其密封,制成了一个简易密度计。如图所示,她先将密度计漂浮于水中(),此时受到的浮力为,测得露出水面的高度为15cm;再将密度计漂浮于酒精中(),此时受到的浮力为,测得露出酒精液面的高度为12cm,则 (选填“>”“=”或“<”)。若该密度计漂浮于某液体中时,测得露出液面的高度为11cm,则该液体的密度为 。
【答案】 = 0.75
【详解】[1]密度计分别放入水和酒精中时,均竖直漂浮,物体漂浮时,所受浮力大小等于物体的重力大小,则F1=F2=G
[2]吸管的底面积(横截面积)为S,吸管和金属夹的总体积为V,密度计的总重力为G,由题知密度计在水中时H1=15cm=0.15m
由阿基米德原理得……①
在酒精中时H2=12cm=0.12m
由阿基米德原理得……②
若将该密度计放入某液体中时H3=11cm=0.11m
由阿基米德原理得……③
联立①②③解得该液体密度为
题型4 盐水选种
实验:盐水浮鸡蛋
取一枚新鲜鸡蛋,放在清水中,观察它在水中沉浮的情况。向水中慢慢加些盐,并轻轻搅拌,观察鸡蛋的运动情况;再加些清水,观察会发生什么现象?
(1)现象:鸡蛋放在清水中先是沉底;加盐后,鸡蛋上浮直至漂浮在水面上;再加清水后,鸡蛋又下沉直至沉底。
(2)分析:鸡蛋受到的重力不变。鸡蛋的状态发生了变化,是因为浮力发生了变化,而浮力变化的原因是液体的密度变化。
(3)结论:通过改变液体的密度,可以改变浮力的大小,从而改变物体的浮沉状态。
【典例4-1】(24-25八年级下·广东河源·期末)盐水选种是我国古代劳动人民发明的一种巧妙挑选种子(良种、次种)的方法,选种时配制一定浓度的盐水,然后把种子倒入盐水中,如图所示,饱满的种子受到的浮力 重力(选填“大于”、“小于”或“等于”)从而沉入水底,而不饱满的种子受到的浮力 重力(选填“大于”、“小于”或“等于”)进而漂浮在水面。若要选出更饱满的种子,则需要往盐水中加入适当的 。
【答案】 小于 等于 盐
【详解】[1][2]根据物体的沉浮条件,饱满的种子密度大,受到的浮力小于其自身的重力,从而沉入水底;而不饱满的种子受到的浮力等于重力时,种子漂浮在水面。
[3]更饱满种子的密度更大,若要选出更饱满种子,则需要往盐水中加入适当的盐,增大盐水的密度,将次种漂浮起来。
【典例4-2】(24-25九年级下·江西赣州·月考)用盐水浸种是筛选饱满种子的措施之一。如图所示,把待选种子放入盐水中,饱满种子会沉在盐水底部,不饱满的种子会浮出液面。下列说法正确的是( )
A.浮出液面的种子比沉在盐水底部的种子受到的浮力大
B.浮出液面的种子比沉在盐水底部的种子密度大
C.浮出液面的种子上浮过程中受到的压强变大
D.沉在盐水底部的种子密度比盐水密度大
【答案】D
【详解】A.沉在底部的饱满种子,排开盐水的体积等于自身的体积(因为完全浸没);
浮出液面的不饱满种子,排开盐水的体积小于自身的体积(因为部分露出液面)。
由于饱满种子体积通常更大,且两者都在同一盐水中(密度相同),所以沉在底部的种子排开液体的体积更大,根据阿基米德原理,沉在底部的种子受到的浮力也更大。故A错误;
BD.根据物体的浮沉条件,浮出液面的种子密度小于盐水密度;沉在盐水底部的种子密度大于盐水密度。因此,浮出液面的种子密度比沉在盐水底部的种子密度小,故B错误,D正确;
C.液体内部的压强随深度的增加而增大。浮出液面的种子上浮过程中,其所处的深度减小,因此受到的压强变小,故C错误。
故选D。
跟踪训练1 如图所示,盐水的密度为1.1g/cm3,空粒和瘪粒都漂浮在盐水中,饱满的种子沉在盐水的底部。则密度大于1.1g/cm3的是 (选填“空粒”、“瘪粒”或“饱满的种子”);为了挑选更加饱满的种子,应该 (选填“增大”或“减小”)盐水密度。
【答案】 饱满的种子 增大
【详解】[1][2]饱满的种子沉在盐水的底部,说明饱满的种子的密度大于盐水的密度,即大于1.1g/cm3。为了挑选更饱满的种子,需要让沉底的一部分种子漂浮起来,所以需要增大盐水的密度。
跟踪训练2(24-25八年级下·海南海口·月考)盐水选种是一种巧妙挑选种子的方法,选种前需要配制一定浓度的盐水,然后把种子倒入盐水中,漂浮于水面的是次种,沉入容器底的是良种(如图)。下列说法正确的是( )
A.若要选出更饱满的种子,则需要往盐水中加入适当的盐
B.盐水选种时所用盐水的密度大于所有良种的密度
C.漂浮于水面的次种所受浮力大于自身重力
D.体积相同的良种和次种,良种受到的浮力较小
【答案】A
【详解】A.良种沉底,根据物体浮沉条件可知,良种的密度大于盐水的密度,若要选出更饱满的种子,就是要使密度不太大的良种浮上来,所以,需要需要往盐水中加入适当的盐来增大盐水的密度,故A正确;
B.盐水选种时,良种沉入水底,说明盐水的密度小于良种的密度,这样良种才会因为重力大于浮力而下沉,故B错误;
C.漂浮于水面的次种处于静止状态,受到的浮力和自身的重力是一对平衡力,所以浮力大小等于自身重力,故C错误;
D.体积相同的良种和次种,良种沉底、次种漂浮,则良种浸入盐水中的体积更大,即良种排开盐水的体积大,在盐水密度一定时,根据阿基米德原理,良种受到的浮力大于次种受到的浮力。故D错误。
故选A。
题型5 轮船
1.轮船的原理:
把钢铁做成空心增大浮力,从而使它漂浮。
2.轮船的排水量:
是轮船满载时排开水的质量。
【典例5-1】(2025·四川内江·模拟预测)我国055型驱逐舰首舰南昌舰的排水量为12000t,表示它浮在海面上排开的海水质量是12000t。此时舰船所受的浮力是 N,若舰船从海洋驶入长江,吃水深度将 (选填“变大”,“变小”或“不变”)。
【答案】 变大
【详解】[1] 驱逐舰排开水的质量
根据阿基米德原理可知,驱逐舰受到的浮力
[2]驱逐舰在海中行驶时,处于漂浮状态,浮力等于重力;驱逐舰在长江中行驶时,处于漂浮状态,浮力等于重力,所以驱逐舰从海洋驶入长江时,所受的浮力不变,但是根据阿基米德原理可得,由于液体密度变小,故排开水的体积增大,舰船的吃水深度变大。
【典例5-2】(2025·河南·模拟预测)如图为我国第三艘航空母舰福建舰赴相关海域开展试验的情境。若其满载排水量为8万吨。下列说法正确的是( )
A.航母从东海驶入南海受到的浮力会变大
B.以起飞的舰载机为参照物,航母是运动的
C.飞机飞出后,舰受到的浮力大小不会改变
D.飞机飞出后,舰排开水的质量仍是8万吨
【答案】B
【详解】A.航母从东海驶入南海始终漂浮时,受到的浮力等于物体的重力,重力不变,故浮力不变,故A错误;
B.以起飞的舰载机为参照物,航母相对于舰载机的位置改变,是运动的,故B正确;
CD.航母始终漂浮,浮力等于重力,舰载机起飞后,航母总重力减小,所以所受浮力减小,因而排水量减小,此时不再是满载,故排开水的质量小于8万吨,故CD错误。
故选B。
跟踪训练1 (24-25八年级下·黑龙江绥化·期中)辽宁号航空母舰满载时排水量达67500t,它满载时的浮力 N,此时它排开水的体积为 ,若这艘航空母舰从长江驶入东海它所受的浮力将 (选填“变小”“变大”“不变”),这艘航空母舰会 (选填“上浮”,“下沉”)一些。
【答案】
67500
不变
上浮
【详解】[1]辽宁号航空母舰满载时受到的浮力为
[2]此时它排开水的体积为
[3][4]航空母舰始终漂浮,受到的浮力与其总重力相等,艘航空母舰从长江驶入东海总重力不变,则浮力不变,但长江的密度小于东海的密度,根据可知,航空母舰排开液体的体积将变小,即会上浮一些。
跟踪训练2(24-25八年级下·安徽亳州·期末)如图为我国第一艘航空母舰“辽宁舰”在海上航行时的情景,下列说法正确的是( )
A.航母是采用“空心”的方法增大排开水的体积来增大浮力的
B.航母漂浮在水面上是因为浮力大于重力
C.航母航行到密度大的海水中,受到的浮力将会增大
D.舰载机飞离航母后,航母仍然漂浮,受到的浮力大小不变
【答案】A
【详解】A.航母是采用空心的办法增大排开液体的体积,从而增大可以利用的浮力,故A正确;
B.当航母漂浮在水面上时,根据物体的浮沉条件可知,它所受浮力等于重力,故B错误;
C.航母航行到密度大的海水中,仍然漂浮,受到的浮力仍等于重力,重力不变,受到的浮力也不变,故C错误;
D.舰载机飞离后,航母仍漂浮,但自重减小,因为,所以航母所受浮力减小,故D错误。
故选A。
题型6 潜水艇
1.潜水艇的沉浮原理:
因为潜水艇浸没在水里时,排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,所受浮力基本不变,所以只能靠改变自身重力实现浮沉的。(均选填“浮力”或“重力”)
2.潜水艇的浮沉分析:
①下潜时,在两侧的水舱内充入水,艇重增大,重力大于浮力,潜艇就会下沉。
②当水舱充水,潜水艇重等于同体积的水重时,它可以悬浮在水中。
③当用压缩空气将水舱里的水排出一部分时,潜水艇变轻,从而上浮。
实际航行时,上浮和下潜过程中潜水艇总要开动推进器加快上浮和下潜的速度。
【典例6-1】(2025·陕西西安·模拟预测)小明利用两个注射器、橡皮泥、软管和水等材料制作了如图-1所示的潜艇模型。将一个注射器钻一个小孔,并在同侧粘上一些橡皮泥使其可以在水中稳定浮沉(橡皮泥不堵住小孔),已知未放入水中时,“潜水艇”的重力为0.2N,体积为;如图-2所示,把潜艇模型放在水槽中,调节水槽外注射器的活塞,观察潜艇的浮沉情况。下列分析正确的是(,g取10N/kg)( )
A.潜艇模型是通过改变排开液体的体积来实现上浮和下沉的
B.为使潜艇上浮,可以将水槽外注射器的活塞向外抽
C.潜艇下潜过程中,潜水艇底部所受的液体压强先变大再不变
D.当潜艇模型在水中悬浮时,其受到的浮力为0.3N
【答案】D
【详解】A.当潜艇模型浸没在水中时,排开水的体积不变,通过对水槽内注射器进行打气或吸气,注射器内压强发生变化,水槽中的水进入或排出注射器,注射器重力发生变化,因此潜艇模型的上浮和下沉是通过改变潜艇的重力来实现的,故A错误;
B.将水槽外注射器的活塞向外抽,水槽内的水会进入水槽内的注射器中,注射器的重力变大,根据物体的浮沉条件可知,重力大于浮力,潜艇会下沉,故B错误;
C.潜艇下潜过程中,根据可知,随着深度的增大,潜水艇底部所受的液体压强变大,故C错误;
D.当潜艇模型在水中悬浮时,潜水艇完全浸没在水中,排开水的体积等于自身的体积即,根据阿基米德原理可得,其受到的浮力为
故D正确。
故选D。
【典例6-2】(24-25八年级下·陕西西安·期末)目前世界上遇“掉深”唯一生还的是中国372核潜艇。所谓“掉深”是当海水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,如图所示情景。若有潜艇潜航至此水域时会急速下沉,发生“掉深”事故,危及潜艇安全。下列说法正确的是( )
A.潜艇从漂浮状态下潜至全部浸没的过程,所受浮力变小
B.潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时,所受浮力不变
C.潜艇遭遇“掉深”进行自救时,需快速排出水箱中的水
D.潜水艇在高密度水层悬浮时,所受浮力小于重力
【答案】C
【详解】A.潜艇从漂浮状态下潜至全部浸没的过程中,液体密度不变,排开水的体积变大。根据阿基米德原理可知,所受浮力变大。故A错误;
B.潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时,潜艇的体积不变,即排开水的体积不变,但海水密度变小。根据阿基米德原理可知潜艇所受的浮力变小。故B错误;
C.潜艇遭遇“掉深”时,是由于进入低密度水层,所受浮力突然减小,导致浮力小于重力而急速下沉。为了自救,潜艇需要减小自身的重力。通过快速排出水箱中的水,可以减小潜艇的总重力,当重力减小到与浮力相等或更小时,潜艇就可以停止下沉或开始上浮。故C正确;
D.潜水艇在高密度水层悬浮时,处于平衡状态,所受的浮力与重力是一对平衡力,大小相等。故D错误。
故选C。
跟踪训练1 (24-25八年级下·江苏无锡·月考)如图所示的潜水艇模型。下列说法不正确的有( )
①潜水艇模型是通过改变它自身的重力实现沉浮的
②潜水艇模型沉底时,它受到的浮力等于自身重力
③向试管内吹气,水会被压入试管中,模型会下沉
④向试管外吸气,水会被压入试管中,模型会上浮
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.③
【答案】C
【详解】①潜水艇模型通过胶管吸气或吹气,可以改变试管内的水量,从而改变模型的总重力。根据物体的浮沉条件(重力与浮力的关系),通过改变自身重力可以实现上浮、下沉或悬浮。故①正确;
②潜水艇模型沉底时,处于静止状态,受到竖直向下的重力G、竖直向上的浮力和容器底部对它竖直向上的支持力。根据力的平衡条件,有
因为支持力大于0,所以重力G一定大于浮力。故②错误;
③向试管内吹气,试管内气压增大,大于外界水压,会把试管内的水向外压出,导致模型总重力减小,模型会因此上浮。故③错误;
④向试管外吸气,试管内气压减小,小于外界水压,外界的水会被压入试管中,导致模型总重力增大,模型会因此下沉。故④错误。
综上所述,②③④错误,符合题意,①正确,符合题意,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
跟踪训练2(2025·贵州黔东南·模拟预测)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。
题型7 气球和飞艇
1.气球升空原理:
通过充入密度小于空气的气体,使气球受到的浮力大于自身的重力而升空,气球可以飘在空中。
例如,节日放飞的气球、携带气象仪器的高空探测气球,充的是氢气或氦气;体育、娱乐活动用的热气球,充的是被燃烧器加热而体积膨胀的热空气。
2.飞艇:
为了能定向航行而不随风飘荡,人们还制成了飞艇,在大气囊下面装了带螺旋桨的发动机和载人装货的吊篮。
【典例7-1】(2025·湖南怀化·二模)长沙市文化旅游广电局携“快乐长沙、韵味星城”定制热气球亮相欧洲最大热气球节——布里斯托热气球节,如图所示,当热气球内部空气被加热时,空气体积变大,使得气球内空气密度 ,热气球受到的浮力增大,当浮力 热气球自身重力时,热气球就开始上升。
【答案】 变小 大于
【详解】[1]根据密度公式,当热气球内部空气被加热时,空气体积变大,而空气质量不变,所以气球内空气密度变小。
[2]根据物体的浮沉条件可知,当浮力大于自身重力时,物体上浮,故气球上升。
【典例7-2】(24-25八年级下·天津河西·期末)相传三国时期,诸葛亮用很轻的竹篾扎成框架,把周围用纸糊起来,并在下端开口处放置一个小碟,点燃小碟内的松脂,就做成了“会飞的灯笼”,后人称其为“孔明灯”,如图所示。它上升的主要原因是:灯笼内的热空气密度小于空气密度,导致灯笼受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)灯笼的重力。若此时空气密度为1.2kg/m3,孔明灯的体积为0.02m3且保持不变,则孔明灯在空气中受到的浮力为 。(取10N/kg)
【答案】 大于 0.24
【详解】[1]灯笼内的热空气密度小于空气密度,导致灯笼受到的浮力大于自身的重力,合力向上,所以灯笼向上运动。
[2]孔明灯排开空气的体积等于自身的体积,由阿基米德原理知,孔明灯在空气中受到的浮力为F浮=ρ空gV排=1.2kg/m3×10N/kg×0.02m3=0.24N
跟踪训练1(24-25八年级下·四川成都·期末)如图所示是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,在其内部充入氦气就可以依靠 (选填“浮力”或“升力”)升空。若充入密度为0.2kg/m3的氦气后悬浮在空气密度为0.4kg/m3的9052m高空,此时其总体积为9000m3,则它的总质量为 kg。
【答案】 浮力 3600
【详解】[1]在内部充入氦气后,浮空艇的浮力大于重力从而升空,故依靠浮力升空。
[2]浮空艇所受浮力为
因为悬浮,浮空艇重力为
则总质量为
跟踪训练2(24-25八年级下·河南南阳·期中)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。
【能力培优练】
1.(2025·四川广安·模拟预测)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。
2.(25-26八年级下·安徽·课后作业)自制的简易密度计如图所示,它是在木棒的一端缠绕铜丝做成的,将其放入不同的液体中,会呈竖直漂浮状态。下列说法正确的是( )
A.木棒越粗,测量误差越小
B.密度计浸入液体的体积越大,说明该液体的密度越小
C.密度计漂浮在水面上静止时,水对密度计的浮力大于它的重力
D.密度计漂浮在水面上静止时,把露出的部分剪去,剩余的部分在水面下静止不动
【答案】B
【详解】A.木棒越粗,相同密度变化下,密度计浸入深度的变化越小,测量误差会越大,而非越小,故A错误。
B.密度计始终漂浮,浮力等于重力(),根据阿基米德原理,越大,说明越小,故B正确。
C.漂浮状态下,浮力与重力是一对平衡力,大小相等,而非浮力大于重力,故C错误。
D.密度计漂浮在水面时,受到的浮力等于重力,当截去密度计露出水面的部分时,重力变小,浮力大于重力,密度计会上浮,最终处于漂浮状态,故D错误。
故选B。
3.(2025·河南驻马店·三模)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。
4.(25-26八年级上·北京延庆·期末)如图所示,重力为G边长为a的正方体物块悬浮在水中,受到的浮力为,上表面深度为,受到水的压强为,压力为;下表面深度为,受到水的压强为,压力为。物块的密度为,水的密度为。下列选项中不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】AC.根据力的平衡与合成知识可知,浮力等于液体对物体上下表面的压力差,有
故A错误,题意,C正确,不符合题意
BD.物体悬浮,物体体积等于排开液体体积。有
即
可得
故BD正确,不符合题意
故选A。
5.如下图片所示,同一木块两次浮在同一水面上,且静止不动,则两次木块浸在水中的体积关系为 (>、<、=),两次木块底部所受的压强关系为 (>、<、=)。(均选填“>”“<”或“=”)
【答案】 = <
【详解】[1]同一木块浮在同一水面上,木块受到的浮力等于自身的重力,由于木块的重力相等,所以两木块受到的浮力相等,由可知,木块排开水的体积相等,即木块在水中的体积。
[2]由图可知,b图中木块下表面的深度大于a图中木块下表面的深度,根据可知,b图中木块下表面受到的压强大于a图中木块下表面受到的压强,即。
6.(25-26八年级下·全国·随堂练习)如图所示,小明同学在家帮忙做家务时,将土豆和茄子放在水池里清洗,茄子浮在水面而土豆沉底,则茄子的密度 (选填“大于”或“小于”)土豆的密度;水池的堵头 (选填“受”或“不受”)浮力。
【答案】 小于 不受
【详解】[1]茄子在水中漂浮,茄子的密度小于水的密度;土豆在水中沉底,土豆密度大于水的密度,所以茄子的密度小于土豆的密度;
[2]浮力产生的原因是物体受到流体向上和向下的压力差。堵头上表面在水中,会受到水的压力,下表面没有受到水的压力,所以不受浮力。
7.(2025·广东深圳·模拟预测)小明用如图所示的装置验证“阿基米德原理”,图丙中弹簧测力计的示数应为 N。若将图乙中的绳子剪断,物体将 (填“上浮”“下沉”或“悬浮”);物体的密度是 。(容器中液体密度,)
【答案】 1.5 下沉
【详解】[1][2]根据图甲、乙,由称重法可得,物体浸没在液体中所受浮力为
因,由浮沉条件可知,若将图乙中的绳子剪断,物体将下沉。
根据阿基米德原理,物体排开液体的重力等于其所受浮力,即
图丁中弹簧测力计测量空桶的重力为0.5N,图丙中弹簧测力计测量物体排开液体和桶的总重力,故其示数应为
[3]物体排开液体的质量为
物体排开液体的体积为
因物体浸没在液体中,物体的体积等于物体排开液体的体积,即,物体的质量为
物体的密度为
8.如图所示,潜水艇始终浸没在水中沿虚线方向匀速上升,以重心O为作用点,作出潜水艇所受重力和浮力的示意图(阻力忽略不计)。
【答案】
【详解】潜水艇始终浸没在水中沿虚线方向匀速上升,说明潜水艇受到的是平衡力,潜水艇浸没在水中,潜水艇会受到竖直向上的浮力,潜水艇还会受到竖直向下的重力,两者大小相同,方向相反,如图所示:
9.(24-25八年级下·山东淄博·期中)盛有水的烧杯放在斜面上,里面漂着一个重1N的小球,试画出小球所受浮力和重力的示意图。
【答案】
【解析】【小题1】由题可知,小球在水中漂浮,浮力等于重力,所以从球心画一条竖直向下的箭头,标为,从球心画一条竖直向上的箭头,标为,两个箭头长度相等(表示大小相等),如图所示:
10.(2025·广西南宁·模拟预测)“制作简易密度计”的跨学科实践活动中,同学们需要用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铜丝、石蜡等材料制作一个简易密度计。
(1)将制作完成的密度计放入液体中,使其处于竖直 状态,根据 原理可知,此时密度计所受浮力等于所受重力。
(2)将自制密度计分别放入水中和密度分别为1.1g/cm3、1.2g/cm3的食盐水中,待密度计稳定后用记号笔分别在液面齐平处标出刻度A、B、C(如图甲),刻度C处应标示的密度值为 g/cm3。在标记刻度过程中,发现相邻两刻度线之间的距离较小,为提高测量精度,在保证密度计总质量不变的前提下,请你提出一条合理的改进措施: 。
(3)将制作好的简易密度计置于水中(如图乙),量出水面至封口端的距离为H,此时密度计受到的浮力为F1;再将同一密度计置于盐水中(如图丙),量出盐水液面至封口端的距离为h,此时密度计受到的浮力为F2,则F1 F2(选填“<”“=”或“>”),忽略细铜丝的体积,盐水的密度= (用、H、h表示)。
(4)其他小组制作了A、B两个简易密度计(如图丁):分别放入水中时,水面恰好与A密度计最上面刻度线齐平,与B密度计最下面刻度线齐平,如果要用它们测量密度稍小于水的另一种液体的密度,则应选用 密度计(选填“A”或“B”)。
【答案】(1) 漂浮 二力平衡
(2) 1.2 见解析
(3) =
(4)B
【详解】(1)[1]密度计的工作状态是竖直漂浮在液体中,只有漂浮时才能利用浮力与重力的关系测量密度。
[2]当物体漂浮时,根据二力平衡原理,物体所受浮力与重力大小相等、方向相反,因此浮力等于重力。
(2)[1]密度计的刻度特点是 “下密上疏、下大上小”,液体密度越小,密度计浸入液体的体积越大,刻度越靠上。已知刻度对应水和浓度更高的食盐水,因此最下方的刻度C对应密度为1.2g/cm3的食盐水。
[2]相邻刻度间距小,是因为吸管横截面积大,相同密度变化对应的浸入深度变化小。可以换用更细的吸管,可增大相同密度变化对应的深度变化,从而提高测量精度。
(3)[1]密度计在水和盐水中均处于漂浮状态,而漂浮时浮力始终等于物体自身的重力(密度计重力不变),因此 。
[2] 设吸管的横截面积为S ,则密度计浸入 水中的体积为 ,在水中受到的浮力; 浸入盐水中的体积 ,在盐水受到的浮力 。 结合可解得,盐水密度为 。
(4)测量密度小于水的液体时,密度计浸入液体的体积会大于在水中的浸入体积。 A 密度计:水面与最上面刻度齐平,测量更小密度的液体时,浸入体积增大,超出A密度计量程; B 密度计:水面与最下面刻度齐平,测量更小密度的液体时,浸入体积增大,在量程以内。 因此应选用B密度计。
11.(2026·上海崇明·一模)2010年,中国第一台自主设计和研制的载人潜水器“蛟龙号”如图所示,成功下潜至。(海水密度近似看作)
(1)若“蛟龙号”下潜至3000米深,求受到海水的压强;
(2)若“蛟龙号”排开海水的体积为,求受到的浮力;
(3)潜在一定深度的“蛟龙号”,用高压气体排出水舱中的水,便会向上浮起。则露出水面前“蛟龙号”①受到的重力 (选填:A.减小 B.不变 C.增大);②受到的浮力 (选填:A.减小 B.不变 C.增大)。
【答案】(1)
(2)
(3) A B
【详解】(1)由可得,“蛟龙号”受到海水的压强为
(2)根据阿基米德原理可知,“蛟龙号”受到的浮力为
(3)①“蛟龙号”用高压气体排出水舱中的水,其总质量减小;根据重力公式可知,在g不变的情况下,其受到的重力减小,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
②在露出水面前,“蛟龙号”始终是完全浸没在海水中的,排开海水的体积不变;根据阿基米德原理可知,在海水密度和排开海水的体积都不变的情况下,其受到的浮力不变,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
12.(2025·广东广州·模拟预测)小海用大塑料瓶(大瓶)和开口的小玻璃瓶(小瓶)制作了如图甲所示的“浮沉子”。装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上,拧紧大瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量空气,通过挤压大瓶可实现小瓶的浮沉,挤压过程中,小瓶不接触大瓶瓶壁。小瓶可视为圆柱形容器,其底面积,高,忽略其底和壁的厚度。第一次用适当大小的力挤压大瓶,小瓶仍漂浮,此时简化的模型如图乙所示,两瓶内水面的高度差,小瓶开口处到大瓶内水面的距离。已知水的密度。求:
(1)不装水时小瓶的质量是多少克?
(2)第二次再用适当大小的力挤压大瓶,使小瓶恰好悬浮时小瓶内水增加的质量多少克?
【答案】(1)
不装水时小瓶的质量是6g。
(2)
使小瓶恰好悬浮时小瓶内水增加的质量是2g。
【详解】(1)由图乙可知,小瓶处于漂浮状态,根据阿基米德原理和物体漂浮条件,小瓶受到的浮力等于其总重力。小瓶排开水的体积为
根据漂浮条件,浮力等于重力,即小瓶和内部水的总质量等于排开水的质量
小瓶内水的体积为
小瓶内水的质量为
不装水时小瓶的质量为
(2)当小瓶恰好悬浮时,它完全浸没在水中,根据物体悬浮条件,小瓶受到的浮力等于其总重力。小瓶的总体积为
根据悬浮条件,浮力等于重力,即悬浮时小瓶和内部水的总质量等于其排开水的质量
此时小瓶内水的质量为
小瓶内水增加的质量为
【链接中考】
1.(2025·山东淄博·中考真题)小明在厨房清洗樱桃时发现,有的樱桃漂浮在水面上,有的沉底。两颗体积相等的樱桃在水中静止时如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲樱桃所受浮力大于自身重力
B.甲樱桃的质量小于乙樱桃的质量
C.向水中加盐,甲樱桃会下沉
D.向水中加盐,盆底受到的液体压强变小
【答案】B
【详解】A.由图可知,甲樱桃处于漂浮状态,乙樱桃沉底,根据物体的浮沉条件可知,漂浮时浮力等于重力,即
沉底时浮力小于重力,即,故A错误;
B.两颗樱桃的体积相同,由图可知,两者排开水的体积,根据阿基米德原理可知,甲樱桃所受的浮力小于乙樱桃所受的浮力,即,由于,,所以,所以,故B正确;
C.向水中加盐,液体密度增大,由阿基米德原理可知,樱桃所受的浮力将增大,甲樱桃的位置要上浮一些,最终仍漂浮,故C错误;
D.向水中加盐,液体密度增大,由公式可知,在深度h不变时,盆底受到的液体压强将变大,故D错误。
故选B。
2.(2025·山东德州·中考真题)为了给正方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓慢压入油中,如图甲所示。工件的下表面与油面的距离为h,力F与h的大小关系如图乙所示(ρ油=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A.工件的边长为0.3m B.工件的质量为60kg
C.工件受到的最大浮力为2000N D.工件密度与油的密度之比为3:10
【答案】B
【详解】由图乙可知,当F=0时,工件浸入油的深度为h1=0.3m;当h大于0.5m后,压力F保持为400N不变,说明此时工件完全浸没,据此可知,工件的边长为L=0.5m,当F=0时,工件漂浮在油面上,所以,F浮=G,即ρ油gV排=ρ工件gV工件
所以
当h1=0.3m时,工件刚好漂浮,此时施加的力F=0,根据物体漂浮时浮力等于重力,则
工件完全浸没受到的最大浮力为,故ACD错误,B正确。
故选B。
3.(2025·江苏南京·中考真题)如图所示,将同一个鸡蛋先后放入装满液体的甲、乙两个相同杯中,甲杯中鸡蛋漂浮,乙杯中鸡蛋沉底。下列说法正确的是( )
A.与乙杯相比,甲杯中液体密度较小
B.与乙杯相比,甲杯溢出的液体质量较小
C.与甲杯相比,乙杯底部受到的液体压强较大
D.与甲杯相比,乙杯对水平地面的压力较小
【答案】D
【详解】A.根据浮沉条件可知,甲杯中鸡蛋漂浮,甲杯中液体密度应该比鸡蛋密度大,乙中沉底,液体密度比鸡蛋小,与乙杯相比,甲杯中液体密度较大,故A错误。
B.根据浮沉条件可知,甲、乙两杯鸡蛋分别处于漂浮和沉底状态,甲中浮力等于鸡蛋重力,乙中浮力小于重力,因为鸡蛋重力不变,故在甲杯中鸡蛋所受浮力较大,根据阿基米德原理,排开液体的质量也较大,因此甲杯溢出的液体质量较大。故B错误;
C.乙杯中液体密度比甲杯小,深度相等,根据知,与甲杯相比,乙杯底部受到的液体压强较小,故C错误;
D.甲中液体的密度大,体积大,液体重力大,鸡蛋和杯子的重力相同,故甲杯子总重力大,对桌面的压力大,故与甲杯相比,乙杯对水平地面的压力较小,故D正确。
故选D。
4.(2025·宁夏·中考真题)向装有细沙的气球中吹入适量气体,使其恰好悬浮在水中,如图所示。以下说法正确的是( )
A.气球悬浮在水中时,所受浮力小于排开的水所受到的重力
B.将气球用细棒压入水底的过程,气球所受水的压强不变
C.将气球用细棒压入水底的过程,气球所受浮力不变
D.将气球用细棒压入水底,撤去细棒后,气球不会上浮
【答案】D
【详解】A.根据阿基米德原理,物体所受浮力等于排开液体所受的重力,所以气球悬浮时,浮力等于排开的水的重力,故A错误;
B.将气球压入水底过程中,深度增加,根据,气球所受水的压强会增大,故B错误;
C.压入水底过程中,气球体积会因水的压强增大而变小,排开水的体积变小,根据,浮力会变小,故C错误;
D.开始气球悬浮,受到的浮力与其重力大小相等,气球被压入水底后,体积变小,浮力变小,浮力小于重力,所以撤去细棒后,气球不会上浮,故D正确。
故选D。
5.(2025·西藏·中考真题)如图所示,重力为G的长方体物块悬浮在水中,受到的浮力为,上表面受到水的压强为,压力为;下表面受到水的压强为,压力为。下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.由可知,上表面所处的深度比下表面小,所以上表面受到的压强比下表面小,故A错误;
B.由A可知,上下表面受力面积相同,所以由可知,上表面受到的压力比下表面小,故B错误;
C.由浮力的产生原因可知,
故C错误;
D.长方体物块悬浮在水中,根据浮力的产生原因可知,此时,故D正确。
故选D。
6.(2025·江苏淮安·中考真题)如图甲、乙所示,两个相同的柱形容器内装有两种不同的液体,将两个相同的物体A、B放入容器中,静止时液面刚好相平。下列说法正确的是( )
A.A受到的浮力大于B受到的浮力
B.图甲中液体的密度大于图乙中液体的密度
C.两个柱形容器对水平桌面的压强相等
D.两个容器底部受到的液体的压强相等
【答案】B
【详解】AB.由图可知,完全相同的两个物体放入两杯液体内均处于漂浮状态,根据漂浮条件,两种情况下的浮力都等于物体的重力,物体完全相同,所以F浮甲=F浮乙;由于浮力相等,且物体在甲液体中排开液体的体积小于在乙液体中排开液体的体积,根据可得,甲液体的密度大于乙液体的密度,即ρ甲>ρ乙,故A错误,B正确;
C.由图可知甲图排开液体的体积小,而两容器中液面相平,则甲容器中液体的体积大,甲容器中液体密度较大,则甲容器中液体质量更大,总重力更大,物体的重力相同,所以甲图中物体和液体的总重力大于乙图中物体和液体的总重力,根据可知甲容器对桌面产生的压强大,即两容器对桌面产生的压强不相等,故C错误;
D.两容器内液面恰好相平,且甲液体的密度大于乙液体的密度,根据液体压强公式可知,甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强,故D错误。
故选B。
7.(2025·山东泰安·中考真题)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯,分别装有适量等质量的水。甲烧杯中,静止在杯底的铁块,通过细线与浸没在水中的木球相连,此时甲烧杯对桌面的压力为;乙烧杯放入相同的铁块,与木球体积相同的铁球悬挂并浸没入水中,静止时乙烧杯对桌面的压力为;剪断木球下端的细线后,甲烧杯对桌面的压力为。以上操作中,水的质量保持不变,细线质量和体积忽略不计。已知。下列说法中( )
① ② ③ ④
A.只有①③正确 B.只有①④正确 C.只有②③正确 D.只有②④正确
【答案】B
【详解】①②设水的重力为,铁块的重力为,木球与铁球体积均为,甲烧杯对桌面的压力为
静止时乙烧杯对桌面的压力为
由于水的质量不变,则水的重力不变,铁块的重力不变,又由于,则,故①正确,②错误;
③④剪断木球下端的细线后,由于,木球最终漂浮在水面上,但仍然在杯中,则此时甲烧杯对桌面的压力为
由①②分析可知,甲烧杯对桌面的压力为
由于水的质量不变,则水的重力不变,铁块的重力不变,木球的重力不变,则,故③错误,④正确。
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
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