第八章 浮力（综合题30道）-【刷好题】2025-2026学年八年级物理下册热点题型专练（2024鲁科版五四学制）

第八章 浮力（综合题30道） 1．“蛟龙号”潜水器下潜过程中，求当它排开水的体积为20米3时所受浮力F浮的大小。 2．如图甲所示，是中国“奋斗者”号载人潜水器在水中进行探测，“奋斗者”号是中国研发的万米载人潜水器，主要用来执行水下考察、海底勘探、海底开发和打捞救生等任务。海水的密度取，取。请你回答： (1)当“奋斗者”号潜至海面下处，海水对它的压强约是多少？ (2)“奋斗者”号下潜时，外部携带了4块压载铁，总体积为，每块压载铁的质量为，压载铁被悬挂的模型如图乙所示。若“奋斗者”号悬浮于海面下某一深度，请在图乙中画出压载铁受力示意图。 (3)试计算4块压载铁在“奋斗者”号悬浮于海面下某一深度时受到的浮力，以及4块压载铁对“奋斗者”号的拉力？ 3．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。_______ 4．请你运用掌握的实验技能解答下列问题。 (1)刻度尺使用：图中，测量某木块长度时，刻度尺放置正确的是_________图；该木块的长度为_________cm。 (2)天平使用：把天平放在水平桌面上，游码放在标尺左端零刻度线处，指针静止时如图甲所示，应调节_________，使横梁平衡；在测量物体质量时，砝码放入右盘中，指针静止时如图乙所示，应调节_________，使横梁平衡。（两空均选填“平衡螺母”或“游码”） (3)弹簧测力计使用：弹簧测力计下悬挂一个重物，示数如图甲所示；把重物浸在水中时，示数如图乙所示。此时重物受到水的浮力为_________N。 5．船是人类伟大的发明，船的发展史也从某方面体现了人类的科技进步。福船是中国古代航海木帆船“四大船型”之一，其优良性能保障了明代郑和下西洋这一壮举的成功实施；“雪龙2”号是全球首艘采用艏艉双向破冰技术的极地科考船；2025年6月17号是福建舰下水三周年。福建舰在海上受到巨大的浮力，这个浮力的施力物体是________，请在图中画出福建舰所受浮力和重力________。 6．2024年11月17日，我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号在广州市正式入列，如图所示。“梦想”号满载时排水量为42600t，它使用卫星及声呐定位，能在海上的固定点正常作业。（，）。 (1)卫星定位利用的是_________（选填“超声波”或“电磁波”）。 (2)“梦想”号发动机螺旋桨向后推水而使船获得前进的力，说明力的作用是_________。 (3)满载时，“梦想”号受到水的浮力约为_________N。当它从珠江驶向大海的过程中，受到的浮力_________，排开水的体积_________。（后两空选填“变大”“变小”或“不变”） (4)风压指的是垂直于气流方向的平面所受到风的压力，常用单位是N/m2，它的大小与风速的二次方成正比。当风速为8m/s时，风压可达到40N/m2。当海风的风速为16m/s时，“梦想”号上面积为2m2的玻璃窗受到海风的压力为_________N。 7．在开展跨学科实践时，小松和组员们了解到郑和下西洋所用的多桅木帆船都有“水密隔舱”，如图所示。于是他们也制作了一艘具有水密隔舱（每个隔舱相互隔离）的实验小船。 (1)（计算）在载重比赛中，该小船排开水的体积是，求：小船所受的浮力大小和方向。 (2)船舶设计中采用水密隔舱，主要基于以下哪种原理和目的（　　） A．利用液体压强随深度增加而减小的特点，保护船体底部 B．通过增加隔舱数量，使船体总重力大于浮力，便于操控 C．将船体分隔为独立空间，避免某区域破损导致整体沉没 D．依据连通器原理，平衡各舱室的水压，防止侧翻 8．如图所示，甲、乙两个完全相同的薄壁轻质圆柱形容器置于水平桌面上，底面积均为0.2m²，两容器底部用一根细管相连，开始阀门K关闭。甲容器中盛有深度为0.9m的水。乙容器中放一边长为0.1m的正方形物体A（不吸水），其质量为600g。（g=10N/kg，ρ水=1×10³kg/m³） (1)阀门K未打开时，①请在图丙中画出物体A的受力示意图__________。②求水对甲容器底的压强？__________ (2)打开阀门后，直到水不再流动，①甲容器液面的高度__________乙容器液面的高度（选填“高于”“等于”或“低于”），判断依据是______________。②求物体A静止时受到的浮力？__________ 9．如图所示，小明在家里洗水果时，发现体积较小的苹果漂浮在水面上，而体积较大的芒果却沉在水底。 (1)请在图乙方框内画出此时苹果的受力示意图；（“·”表示苹果） (2)苹果的质量为150g，苹果受到的重力大小为_______N； (3)苹果受到的浮力大小为_______N，依据是_______； (4)小明想知道芒果的密度，如图所示，他用电子秤测量芒果的质量为_______g，随后，他测出芒果的体积为，图甲中芒果受到的浮力大小为_______N。芒果对容器底部压力大小为_______N。 10．小明在成长笔记中记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 错题改正 如图，把一个体积为的正方体小木块放入水中，静止时，木块有露出水面，求木块受到的浮力。（，g取10N/kg） 解：由题意可知： 木块受到的浮力： 错误之处：______ 错因分析：______ 正确解答：______ 11．明代的《智囊全集》中记录了《打捞铁牛》的故事，船工先将躺在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳系在一起，再把船上的泥沙铲走，铁牛被拉起，然后把船划到岸边，就可将铁牛拖上岸。小明设计了一个模拟“打捞”过程：如图甲所示，体积为2×10-4 m3、重为7N的长方体金属块A部分陷入淤泥内，上表面与水面相平。水面上的小船内装有11N的沙石，竖直细绳将金属块A和小船紧连，此时细绳对金属块A向上的拉力为3N，小船有五分之一的体积露出水面。将小船内的沙石清除6N后，金属块A被拉出淤泥静止在水中，此时小船有五分之二的体积露出水面，如图乙所示。不计细绳的质量和体积。 (1)图甲中金属块A受到的浮力是______ N。 (2)请计算出小船的重力。（g=10N/kg，ρ水=1.0×103 kg/m3，写出必要的文字及推导过程） 12．图中是我国第一艘航空母舰福建舰，它是我国完全自主研制的首艘电磁弹射型航母，其全长为320米，最大宽度78米，满载排水量为8万吨，满载时吃水深度达到13米（即舰底最深处距离海面的竖直高度），已知海水密度为1.03×103kg/m3，g取10N/kg。求： (1)福建舰满载时，舰底某处位于海面下13米，求此处海水产生的压强； (2)福建舰满载时受到的浮力； (3)①当福建舰从长江驶入大海时（忽略燃油损耗），福建舰的吃水线将___________（选填“上移”、“不变”或“下移”）； ②用所学知识解释吃水深度变化的原因_________。 13．宋朝怀丙用浮船打捞铁牛，展现了我国古人智慧。如图所示，用实验器材模拟打捞情景：将水槽平放，用细线的一端系住金属块，另一端系在塑料容器底部中央，塑料容器中装若干钩码（每个钩码质量为50g）；然后将金属块水平放在水槽底部，并将金属块与水槽底部 相连的四周用橡皮泥密封，防止水进入金属块与水槽底部之间。向水槽中缓慢加水，塑料容器水平漂浮在水面并随水位升高，直到细线刚好拉直时停止加水，此时细线上无拉力 （ρ水=1×103kg/m³）。根据上述素材，回答下列问题： (1)停止加水前，金属块_________（ 选 填“受到”或“不受”）浮力的作用。 (2)当水槽中水位高H=10cm 时，水槽底受到水的压强为多少。 (3)当从塑料容器中取出4个钩码时，塑料容器开始上升，金属块刚好能与水槽底分离（不计细线长度变化，不计金属块与橡皮泥间的摩擦，不考虑大气压）。 ①经受力分析可知，金属块的质量________（选填“大于”“小于”或“等于”）200g， 理由是___________。 ②请分析说明塑料容器拉着金属块上升的过程中，其所受浮力如何变化。____ 14．如图所示，水平桌面上有一足够高的薄壁柱形容器，内装一定量的水，有一个底面积为S的杯子A 竖直漂浮在容器的水面上，静止时杯子浸在水面下的深度为h。在容器的底部有一个质量为m、体积为V的实心金属块B(与容器底部不密合)，用一根细线将B与玻璃杯A的底部相连，开始时细线未拉直，缓慢向容器中注水，当金属块B和底部分开后，停止加水(细线质量和体积忽略不计，杯子A没有浸没，水的密度为ρ水)。 求：（1）加水前杯子A底部受到水的压力是多少? （2）加水后当金属块B和底部分开后静止时，细线的拉力为多少? （3）加水后当金属块B和底部分开后静止时，杯子A在水下的深度是多少? 15．小明自制液体密度计，测量待测液体的密度。取一根空心吸管，将一些小铁钉从吸管的下端塞入作为配重，并用石蜡将吸管的下端封起来，制成配重吸管：将配重吸管放入水中，静止后如图甲所示，配重吸管在水面下的深度；将配重吸管放入待测液体中，静止后如图乙所示，配重吸管在液面下的深度。已知，g取10N/kg，求： (1)待测液体的密度_______； (2)若取一些水缓慢倒入乙图内容器中，水与待测液体充分混合会使得配重吸管受到的浮力（　　） A．变小 B．变大 C．不变 D．条件不足，不能确定 (3)水与待测液体充分混合后，配重吸管浸入新液体的深度h新为（　　） A．h新＞15cm B．h新＜12cm C．15cm＞h新＞12cm D．条件不足，不能确定 16．在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中，主要实验步骤如下： a.将一个金属圆柱体悬挂在弹簧测力计下，按如图甲所示组装器材。 b.向空烧杯中缓慢注入清水，直到没过金属圆柱体一段距离（烧杯未加满水），如图乙中①～⑤所示，待示数稳定后分别读取弹簧测力计的示数F1∼F5。 c.如图乙中⑥所示，再向烧杯中加入适量盐，并轻轻搅拌，直至弹簧测力计示数稳定后示数为F6。 d.将以上测量结果记录在下列表格中 弹簧测力计示数 F1/N F2/N F3/N F4/N F5/N F6/N 2.4 2.2 1.8 1.4 1.4 1.3 (1)由图乙中①②③④可以得出浮力的大小跟物体 ____________ 有关。在图③中，金属圆柱体所受到的浮力F浮＝ ________ N。 (2)图乙中①④⑤可以得出浮力的大小跟物体 __________ 无关。 (3)由哪三个图可以得出浮力的大小与液体密度有关？________ 。你判断的依据是 _________ 。 (4)根据图中①②③④⑤绘出物体所受浮力F与物体下表面离液面距离h的图像大致是如图中的（　　） A． B． C． D． 17．厚积薄发 逐梦深蓝 众所周知，除了浩瀚神秘的宇宙星空，深不可测的海洋中也蕴含着十分丰富的资源。因此开发海洋、经略海洋，拓展蓝色经济空间，是人类生存和社会发展的必要考虑和必然趋势。新中国成立70多年来，我国的载人深潜从无到有、从浅海到深海，获得了前所未有的高速发展。从“蛟龙”号、“深海勇士”号到“奋斗者”号，我国已经完成对地球上海洋最深处的极限挑战，中国载人深潜器的发展经历了从跟跑、并跑到领跑的跨越。“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909m，刷新中国载人深潜的新纪录。“奋斗者”号采用的固体浮力材料为微米级大小的空心玻璃微珠，具有密度小、耐磨耐高温、隔音隔热、电绝缘、抗压能力强等多方面优点。下潜开始时，压载水箱开始注水并调整姿态，达到“最舒服的状态”后，开始下潜，在临近海底后，潜水器会抛掉第一组压载铁使自己悬浮在水中，并按照作业计划进行海底作业。完成作业后潜水器会抛掉第二组压载铁，使潜水器加速返航。 (1)“奋斗者”号采用的固体浮力材料为微米级大小的空心玻璃微珠，它具有的优点有___________（填写出一点即可），“奋斗者”号是通过改变___________（填“自身的重力”或“受到的浮力”）实现浮沉的 (2)完成作业后，奋斗者号抛掉第二组压载铁，此时受到___________（填“平衡力”或“非平衡力”）作用。 (3)已知海水密度为1×103kg/m3，g取10N/kg，“奋斗者”号潜水器成功坐底时，潜水器底部受到海水的压强为___________Pa。 18．我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器（如图）对印度洋进行深海探矿、海底高精度地形测量，“蛟龙号”的外壳选择了钛合金板作主材，其主要技术参数如下表。 体积/m3 50 最大速度/节 25 质量/kg 5.5×104 最大载荷（不包括乘员体重）/kg 220 最大下潜深度/m 7000 乘员人数（每人体重不超过80kg） 3 (1)“蛟龙号”的外壳选择钛合金板，这主要是因为这种材料具有较大__________（选填：“密度”或“硬度”）。 (2)“蛟龙号”在水下下潜的过程中受到海水的压强__________，浮力__________（填“变大”、“变小”或“不变”）。 (3)蛟龙号挂有适当数量的压载铁，可通过改变压载铁的数量，来控制其下沉或上浮。加速下沉的“蛟龙号”，若在经过某一密度均匀的海水区域时，迅速抛掉部分压载铁，使其所受浮力等于重力，不计水的阻力，则其将__________。 (4)“蛟龙号”采用“深潜器无动力下潜上浮技术”，它是靠改变压载铁的数量，实质上就是通过改变__________来实现浮沉。当它处于1000m深工作区时，“蛟龙号”自身所受的浮力为__________N，若按深潜器以最大的载荷和最多的乘载人员计算，则抛掉的压载铁重力不能小于__________N才能保证深潜器上浮。（设海水的密度ρ水=1.03×103kg/m3） 19．2023年12月27日，我国首艘自主研制的超深水大洋钻探船“梦想”号在珠江口海域首次试航成功。如图所示，“梦想”号是一艘具备海域钻探能力的科考钻探船，满载时排水量为。（江水的密度小于海水的密度，且海水的密度取，取） (1)满载的“梦想”号在南海海面上所受的浮力为多少？ (2)钻头在深的海底处所受海水的压强为多少？ (3)若满载的“梦想”号从珠江驶入南海，其排开水的体积如何变化？请简要说明理由。 20．学习浮力知识后，小刚用一根粗细均匀的吸管自制了一支密度计。他在吸管的下端装入适量的钢珠后用蜡封住并使底部平整。做好后测出该密度计的总质量为2.4g，吸管总长为0.12m 。 （1）如图所示是小刚将该密度计放入水中静止时的情形，A是他在吸管上标记的此时水面的位置，则图中密度计受到的浮力是______N； （2）若将该密度计从水中取出擦干、放到密度为1.1×103kg/m3的盐水中，漂浮时密度计受到的浮力为______N，此时吸管上盐水液面的位置在A的______（选填“上方”或“下方”）； （3）小刚将自制好的密度计放入另一种液体中，沉到容器底，不好测量这种液体密度，如图，可采取的办法是______。 21．什么船可以轻松扛起航母？答案是半潜船。它是专门从事运输超长超重又无法分割吊运的超大型设备（如大型海上石油钻井平台、大型舰船、潜艇等）的特种海运船舶。我国制造的“新光华”号半潜船（如图甲所示），其长255米，宽68米，甲板面积相当于两个标准足球场大小，拥有118个有着独立通海阀的压载水舱，最大下潜深度达30.5米，载重达98000吨，为国内最大、全球第二大半潜船。半潜船可以通过改变自身重力实现上浮和下沉。因为其淹没在水中的体积比例高，因此半潜船受到水面上的波浪影响相对较小，能够保持较佳的稳定性而适合当作水上的工作平台使用。如图乙所示，半潜船装载货物前，将船上通海阀全部打开，压载水舱进水，船身甲板潜入水中，只露出船楼。等货物被拖曳到装货甲板上方时，启动大型空气压缩机或调载泵，将压载水舱的水排出船体，船身和货物便一起浮出水面，即完成装载。（ρ海水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） (1)半潜船在水面航行时，使其向前运动的动力的施力物体是__________（选填“螺旋桨”或“水”）； (2)当半潜船依次处于图乙中三种状态时，从左至右水舱内海水的质量分别为m1、m2、m3，则质量中最大的是__________（选填“m1”、“m2”或“m3”）； (3)如丙图所示，为半潜船静止漂浮在水面时的图像。请在答题卡指定区域画出此时半潜船的受力示意图（重心O已标出）； (4)半潜船到达最大下潜深度时，求船底所受海水的压强； (5)假设半潜船未装载货物且甲板刚好露出海面时的排水量为8t，求此时半潜船所浮力； (6)某次半潜船需要搬运6.5×104t的货物，且半潜船下潜前甲板刚好露出海面。当半潜船载重上浮至甲板刚好露出海面时。请通过分析说明至少需要在压载水舱排出多少吨海水。 22．如图是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰福建舰，其全长为320米，最大宽度78米，满载排水量为8万吨，满载时吃水深度达到13米（即舰底最深处距离海面的竖直高度）。已知海水密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求∶ (1)舰载机飞行时，由于机翼上下表面形状不同，机翼上方比下方________ （选填“凸”或“凹”），从而产生升力。舰载机飞离航母后，航母吃水深度________ （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (2)某次航母满载时匀速直线航行，受到的阻力是自身重力的0.01倍，此时航母受到的牵引力。 (3)福建舰满载时受到的浮力。 (4)福建舰舰底一个面积为0.25m2的主动排水口受到海水压力。 23．我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4270m的科考营地顺利升空，创造了海拔9032m的大气科学观测世界纪录。“极目一号”Ⅲ型浮空艇体积约为，总质量约为2.6t。（海拔4270m处空气密度为0.8kg/，g取10N/kg） (1)浮空艇里充的是密度______（选填“大于”或“小于”）空气的气体；升空过程中，浮空艇受到的大气压强变______； (2)浮空艇在营地升空前所受空气浮力大约为多少？ (3)浮空艇在营地升空前要使浮空艇不飞走，固定绳索对浮空艇的拉力为多少？ 24．将一质量为1kg，底面积为的圆柱形薄壁容器放置于水平面上，容器内放一个底面积为、高为20cm的圆柱体，如图甲所示。缓慢向容器中注水，注水到一定深度时圆柱体开始漂浮，继续注水到水深为25cm时停止。在整个注水过程中，圆柱体始终处于直立状态，其注水质量m与容器中水的深度h关系图象如图乙所示。求：（，g取） (1)空圆柱形容器对地面的压强为______Pa； (2)圆柱体的密度大小； (3)整个注水过程结束后，向容器内注水的总质量大小。 25．如图所示，为了测量某圆柱形金属块B的密度，小彤设计了如图所示的装置，金属块B未放入量筒时，水面位置如图甲所示，将金属块B完全浸没在水中时，水面升高至如图乙所示的位置。当动滑轮下方所挂钩码A的总质量为200g时，A、B在图示位置达到平衡。已知每个滑轮的质量为10g，绳重与摩擦均不计。金属块B的底面积2cm2，细绳对金属块B的拉力为________N，求金属块B的重力为________N，金属块B的密度是________kg/m3，当动滑轮下方所挂钩码A的总质量为215g时，金属块B下表面压强是多少________？（写出必要的文字说明、表达式及最后的结果，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg） 26．如图所示，将一个小球浸没在水中由静止释放。 (1)请画出小球可能出现的状态和受力分析。 (2)若小球上浮，请结合受力分析，证明该物体密度小于水。 27．我国的载人深潜器“蛟龙”号完成了水深万米级海试。“蛟龙”号有一个面积为50cm2的观察窗，当在10000m海水深处时。求：（ρ海水=1×103kg/m3，g取10N/kg） (1)“蛟龙”号受到海水的压强； (2)观察窗受到的海水压力。 (3)“蛟龙”号在潜入水浸没中后，下潜的过程中浮力_________ 。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 28．“城与舰同名，舰与城连心”，郴州舰是一艘以郴州命名的主力舰艇，是郴州人的骄傲。如图，该舰长147米，满载排水量4200吨，最大吃水深度5m，于2023年春正式入列命名，郴州舰是我国自行研制设计的多用途、全封闭054A型导弹护卫舰。（，海水密度取1.0×103kg/m3） (1)满载时郴州舰受到的浮力为___________N； (2)达到最大吃水深度时，舰底0.2m2的面积上受到海水的压力是多大？ (3)某次训练时，郴州舰舰载直升机停在舰尾停机坪，该直升机总质量为3t，与停机坪接触面积约为0.3m2，则该直升机对停机坪的压强是多大？ 29．小熙家的桌子上放着一个漂亮的鱼缸，如图所示。鱼缸的质量为3kg，底面积为，鱼缸内水和鱼等的总质量为30kg，水深26cm。（已知，g取10N/kg） （1）鱼缸中金鱼吐出的气泡在上升过程中，体积逐渐变大，所受压强逐渐______，所受浮力逐渐______（均选填“增大”、“减小”或“不变”）； （2）水对鱼缸底部的压力是多少？____ （3）鱼缸对桌面的压强是多少？____ 30．2020年11月19日10时09分，由我国自主研制的“大国重器”——“奋斗者”号全海深载人潜水器成功坐底马里亚纳海沟。在此次深潜过程中，“奋斗者”号突破万米海深，潜入全球最深海域。（设海水密度为1.0×103千克/米3，且不随深度发生变化） (1)“奋斗者”号全海深载人潜水器排开海水的体积约为50米3，求潜水器下潜过程中所受的浮力F浮大小； (2)船长在接受采访时说：“潜水器下潜到10000米海底时，要承受近1000个大气压，也就是说1米2要承受1万吨的压力”，请计算分析这个说法的依据。 (3)由于实际上不同深度海水密度是不同的，“奋斗者”号下潜时受到的浮力也会不同，为了避免深潜器失控，“奋斗者”号每次下潜之前，科学家都要事先精确测量下潜工作区的海水密度。小金利用所学知识设计了测量海水密度的实验方案，其实验原理是________；实验步骤如下所示，请将他的实验步骤按正确的顺序排列。 ①把装有待测海水的量筒放到电子天平上，测出海水的质量m； ②把待测海水倒入量筒中，测出海水体积V； ③根据实验原理，计算得出海水密度； ④把量筒放到电子天平上，去皮。 正确的实验步骤：________。除此方法外，还可以利用________直接测量海水的密度。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第8章 浮力（综合题30道） 1．“蛟龙号”潜水器下潜过程中，求当它排开水的体积为20米3时所受浮力F浮的大小。 【答案】 【详解】由阿基米德原理可知，它排开水的体积为20m3时所受到的浮力 2．如图甲所示，是中国“奋斗者”号载人潜水器在水中进行探测，“奋斗者”号是中国研发的万米载人潜水器，主要用来执行水下考察、海底勘探、海底开发和打捞救生等任务。海水的密度取，取。请你回答： (1)当“奋斗者”号潜至海面下处，海水对它的压强约是多少？ (2)“奋斗者”号下潜时，外部携带了4块压载铁，总体积为，每块压载铁的质量为，压载铁被悬挂的模型如图乙所示。若“奋斗者”号悬浮于海面下某一深度，请在图乙中画出压载铁受力示意图。 (3)试计算4块压载铁在“奋斗者”号悬浮于海面下某一深度时受到的浮力，以及4块压载铁对“奋斗者”号的拉力？ 【答案】(1) (2) (3)， 【详解】（1）下潜深度为时潜水器受到的海水压强 （2）压载铁受到竖直向上的浮力和拉力、竖直向下的重力，从它的重心沿竖直向下、竖直向上分别画出重力、拉力和浮力的示意图，如图所示： （3）4块压载铁在水下浸没时受到的浮力 4块压载铁的总重力 4块压载铁受到竖直向上的浮力和拉力、竖直向下的重力，且处于平衡状态，则4块压载铁水下浸没时受到“奋斗者”号的拉力 因为力的作用是相互的。则4块压载铁对“奋斗者”号的拉力 3．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。 4．请你运用掌握的实验技能解答下列问题。 (1)刻度尺使用：图中，测量某木块长度时，刻度尺放置正确的是_________图；该木块的长度为_________cm。 (2)天平使用：把天平放在水平桌面上，游码放在标尺左端零刻度线处，指针静止时如图甲所示，应调节_________，使横梁平衡；在测量物体质量时，砝码放入右盘中，指针静止时如图乙所示，应调节_________，使横梁平衡。（两空均选填“平衡螺母”或“游码”） (3)弹簧测力计使用：弹簧测力计下悬挂一个重物，示数如图甲所示；把重物浸在水中时，示数如图乙所示。此时重物受到水的浮力为_________N。 【答案】(1) 乙 5.30（5.28~5.32cm之间均正确） (2) 平衡螺母 游码 (3)2 【详解】（1）[1]测量时，刻度尺的零刻度线要对准被测物体的一端，故“乙”正确。 [2]刻度尺的分度值为0.1cm，被测物体的一端在5cm后面第3小格处，故读数为，注意，有时可能存在误差，故读数在5.28~5.32cm之间均为正确结果。 （2）[1]天平测量物体质量之前，需要将游码移到标尺左侧零刻度线处，再调节平衡螺母使天平横梁平衡。 [2]天平测量物体的时候，天平需要通过增减砝码或移动游码使天平横梁再次平衡，然后读出物体的质量。 （3）由题意可知，甲图测量的是重物受到的重力，大小为，乙图测量的是重物浸在水中时受到的拉力，大小为，根据称重法测浮力可知，物体受到的浮力。 5．船是人类伟大的发明，船的发展史也从某方面体现了人类的科技进步。福船是中国古代航海木帆船“四大船型”之一，其优良性能保障了明代郑和下西洋这一壮举的成功实施；“雪龙2”号是全球首艘采用艏艉双向破冰技术的极地科考船；2025年6月17号是福建舰下水三周年。福建舰在海上受到巨大的浮力，这个浮力的施力物体是________，请在图中画出福建舰所受浮力和重力________。 【答案】 海水 【详解】[1]浸在气体或液体内的物体受到流体竖直向上的作用力叫作浮力，浮力的施力物体是气体或液体。福建舰在海上受到巨大的浮力，这个浮力的施力物体是海水。 [2]福建舰漂浮在水面上时，受重力和浮力作用，二力是一对平衡力，重力方向竖直向下，浮力方向竖直向上，两力的大小相等，从福建舰重心开始，分别沿重力和浮力的方向画一条有向线段，并在线段末尾分别标上字母和，注意两条线段长度要相等。如图所示： 6．2024年11月17日，我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号在广州市正式入列，如图所示。“梦想”号满载时排水量为42600t，它使用卫星及声呐定位，能在海上的固定点正常作业。（，）。 (1)卫星定位利用的是_________（选填“超声波”或“电磁波”）。 (2)“梦想”号发动机螺旋桨向后推水而使船获得前进的力，说明力的作用是_________。 (3)满载时，“梦想”号受到水的浮力约为_________N。当它从珠江驶向大海的过程中，受到的浮力_________，排开水的体积_________。（后两空选填“变大”“变小”或“不变”） (4)风压指的是垂直于气流方向的平面所受到风的压力，常用单位是N/m2，它的大小与风速的二次方成正比。当风速为8m/s时，风压可达到40N/m2。当海风的风速为16m/s时，“梦想”号上面积为2m2的玻璃窗受到海风的压力为_________N。 【答案】(1)电磁波 (2)相互的 (3) 4.26×108 不变 变小 (4)320 【详解】（1）卫星定位利用的是电磁波。因为电磁波可以在真空中传播，能够穿越大气层实现远距离的信号覆盖，而超声波不能在真空中传播。 （2）“梦想”号发动机螺旋桨向后推水而使船获得前进的力，螺旋桨向后推水，水会对螺旋桨产生一个向前的反作用力，推动船前进，说明力的作用是相互的。 （3）[1]根据阿基米德原理F浮=G排=m排g，“梦想”号满载时排水量m排=42600t=4.26×107kg 则满载时受到水的浮力F浮=G排=m排g=4.26×107kg×10N/kg=4.26×108N [2]当它从珠江驶向大海的过程中，始终处于漂浮状态，浮力等于重力，船的重力不变，所以受到的浮力不变。 [3]根据F浮=ρ液gV排可知，浮力不变，海水密度大于江水密度，所以排开水的体积变小。 （4）已知风压大小与风速的二次方成正比，设风压为p，风速为v，则p=kv2，当v=8m/s时，p=40N/m2，由p=kv2可得 当v=16m/s时，风压 则可得玻璃窗受到海风的压力F=pS=160N/m2×2m2=320N 7．在开展跨学科实践时，小松和组员们了解到郑和下西洋所用的多桅木帆船都有“水密隔舱”，如图所示。于是他们也制作了一艘具有水密隔舱（每个隔舱相互隔离）的实验小船。 (1)（计算）在载重比赛中，该小船排开水的体积是，求：小船所受的浮力大小和方向。 (2)船舶设计中采用水密隔舱，主要基于以下哪种原理和目的（　　） A．利用液体压强随深度增加而减小的特点，保护船体底部 B．通过增加隔舱数量，使船体总重力大于浮力，便于操控 C．将船体分隔为独立空间，避免某区域破损导致整体沉没 D．依据连通器原理，平衡各舱室的水压，防止侧翻 【答案】(1)14.7N，竖直向上 (2)C 【详解】（1）根据阿基米德原理 浮力方向与重力的方向相反，为竖直向上。 （2）A．液体压强的特点是随深度增加而增大，并非减小。水密隔舱不是基于这个错误的压强特点来保护船体底部，故A不符合题意； B．船舶正常漂浮时，浮力等于重力（）。若船体重力大于浮力（），船会下沉，而不是便于操控，水密隔舱的设计目的也不是让总重力大于浮力，故B不符合题意； C．水密隔舱把船体分隔成多个独立空间，当某一区域破损时，海水只能进入该破损的独立隔舱，不会蔓延到整个船体，避免了因大量海水涌入导致整体沉没的危险，这符合水密隔舱的设计原理和目的，故C符合题意； D．连通器是上端开口、底部相连通的容器，水密隔舱的隔舱是相互隔离的，不满足连通器“底部连通”的条件，不是依据连通器原理来平衡舱室水压防止侧翻，故D不符合题意。 故选C。 8．如图所示，甲、乙两个完全相同的薄壁轻质圆柱形容器置于水平桌面上，底面积均为0.2m²，两容器底部用一根细管相连，开始阀门K关闭。甲容器中盛有深度为0.9m的水。乙容器中放一边长为0.1m的正方形物体A（不吸水），其质量为600g。（g=10N/kg，ρ水=1×10³kg/m³） (1)阀门K未打开时，①请在图丙中画出物体A的受力示意图__________。②求水对甲容器底的压强？__________ (2)打开阀门后，直到水不再流动，①甲容器液面的高度__________乙容器液面的高度（选填“高于”“等于”或“低于”），判断依据是______________。②求物体A静止时受到的浮力？__________ 【答案】(1) 9000Pa (2) 等于 打开阀门后，直到水不再流动，甲、乙容器形成连通器 6N 【详解】（1）[1]物体静止，则它受平衡力，这两个力是竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F，大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，作用点在物体的重心。 重力从重心竖直向下画，标出符号G，支持力从重心竖直向上画，标出符号F，注意两个力大小相等，所画线段的长度要相等，如图： 水对甲容器底的压强 [2]甲容器中盛有深度为0.9m的水，根据，水对甲容器底的压强 （2）[1][2]打开阀门后，直到水不再流动，甲、乙容器形成连通器，根据连通器原理可知，甲容器液面的高度等于乙容器液面的高度。 [3]物体A的重力 物体A的密度 所以物体A在水中漂浮，根据物体漂浮条件，漂浮时浮力等于重力，所以 9．如图所示，小明在家里洗水果时，发现体积较小的苹果漂浮在水面上，而体积较大的芒果却沉在水底。 (1)请在图乙方框内画出此时苹果的受力示意图；（“·”表示苹果） (2)苹果的质量为150g，苹果受到的重力大小为_______N； (3)苹果受到的浮力大小为_______N，依据是_______； (4)小明想知道芒果的密度，如图所示，他用电子秤测量芒果的质量为_______g，随后，他测出芒果的体积为，图甲中芒果受到的浮力大小为_______N。芒果对容器底部压力大小为_______N。 【答案】(1) (2)1.5 (3) 1.5 二力平衡条件 (4) 480.0 4 0.8 【详解】（1）较小的苹果漂浮在水面上，受到竖直向下的重力 G 和竖直向上的浮力F浮，二者大小相等，方向相反。此时苹果的受力示意图如下 （2）苹果的质量 m=150g=0.15kg 重力大小G=mg=0.15kg×10N/kg=1.5N （3）[1]由于苹果漂浮，浮力等于重力，苹果受到的浮力大小F浮=G=1.5N [2]苹果漂浮，处于静止，是平衡状态，依据二力平衡条件可知，苹果漂浮时浮力等于重力。 （4）[1]电子秤的分度值是0.1g，如图所示，小明用电子秤测量芒果的质量480.0g。 [2]芒果的体积为400cm3，图甲中芒果受到的浮力大小 [3]芒果的重力G芒果=m芒果g=480×10-3kg×10N/kg=4.8N 芒果对容器底部压力与 容器底部对芒果的支持力是一对相互作用力，大小相等，故芒果对容器底部压力大小 F压​=F支=G芒果−F浮=4.8N−4N=0.8N 10．小明在成长笔记中记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 错题改正 如图，把一个体积为的正方体小木块放入水中，静止时，木块有露出水面，求木块受到的浮力。（，g取10N/kg） 解：由题意可知： 木块受到的浮力： 错误之处：______ 错因分析：______ 正确解答：______ 【答案】 排开液体的体积及浮力计算错误 错把露出液面的体积当成排开液体的体积 见详解 【详解】[1]错误之处为： 木块受到的浮力： [2]错因分析为错把露出液面的体积当成排开液体的体积 [3]正确解答为由题意可知 木块受到的浮力为 11．明代的《智囊全集》中记录了《打捞铁牛》的故事，船工先将躺在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳系在一起，再把船上的泥沙铲走，铁牛被拉起，然后把船划到岸边，就可将铁牛拖上岸。小明设计了一个模拟“打捞”过程：如图甲所示，体积为2×10-4 m3、重为7N的长方体金属块A部分陷入淤泥内，上表面与水面相平。水面上的小船内装有11N的沙石，竖直细绳将金属块A和小船紧连，此时细绳对金属块A向上的拉力为3N，小船有五分之一的体积露出水面。将小船内的沙石清除6N后，金属块A被拉出淤泥静止在水中，此时小船有五分之二的体积露出水面，如图乙所示。不计细绳的质量和体积。 (1)图甲中金属块A受到的浮力是______ N。 (2)请计算出小船的重力。（g=10N/kg，ρ水=1.0×103 kg/m3，写出必要的文字及推导过程） 【答案】(1)0 (2)2N 【详解】（1）图甲中金属块A部分陷入淤泥内，金属块A的下表面没有受到水的压力，由浮力产生的原因可知金属块A受到的浮力为0N。 （2）金属块受到的浮力 根据漂浮时，浮力等于重力，则 ① ② 代入数据③ ④ 解得小船的重力G船=2N。 12．图中是我国第一艘航空母舰福建舰，它是我国完全自主研制的首艘电磁弹射型航母，其全长为320米，最大宽度78米，满载排水量为8万吨，满载时吃水深度达到13米（即舰底最深处距离海面的竖直高度），已知海水密度为1.03×103kg/m3，g取10N/kg。求： (1)福建舰满载时，舰底某处位于海面下13米，求此处海水产生的压强； (2)福建舰满载时受到的浮力； (3)①当福建舰从长江驶入大海时（忽略燃油损耗），福建舰的吃水线将___________（选填“上移”、“不变”或“下移”）； ②用所学知识解释吃水深度变化的原因_________。 【答案】(1)1.339×105Pa (2)8×108N (3) 下移 见解析 【详解】（1）福建舰满载时，舰底某处位于海面下13米，此处海水产生的压强 （2）福建舰满载时受到的浮力 （3）[1][2]当福建舰从长江驶入大海时（忽略燃油损耗），福建舰受到的浮力始终等于船的重力，福建舰的重力不变，则福建舰受到的浮力不变，海水的密度大于长江水，由得，福建舰排开海水的体积变小，福建舰浸入水中深度变小，船会上浮一些，则福建舰的吃水线将下移。 13．宋朝怀丙用浮船打捞铁牛，展现了我国古人智慧。如图所示，用实验器材模拟打捞情景：将水槽平放，用细线的一端系住金属块，另一端系在塑料容器底部中央，塑料容器中装若干钩码（每个钩码质量为50g）；然后将金属块水平放在水槽底部，并将金属块与水槽底部 相连的四周用橡皮泥密封，防止水进入金属块与水槽底部之间。向水槽中缓慢加水，塑料容器水平漂浮在水面并随水位升高，直到细线刚好拉直时停止加水，此时细线上无拉力 （ρ水=1×103kg/m³）。根据上述素材，回答下列问题： (1)停止加水前，金属块_________（ 选 填“受到”或“不受”）浮力的作用。 (2)当水槽中水位高H=10cm 时，水槽底受到水的压强为多少。 (3)当从塑料容器中取出4个钩码时，塑料容器开始上升，金属块刚好能与水槽底分离（不计细线长度变化，不计金属块与橡皮泥间的摩擦，不考虑大气压）。 ①经受力分析可知，金属块的质量________（选填“大于”“小于”或“等于”）200g， 理由是___________。 ②请分析说明塑料容器拉着金属块上升的过程中，其所受浮力如何变化。____ 【答案】(1)不受 (2)1×103Pa (3) 小于 见解析 变小 【详解】（1）金属块与水槽底部相连的四周用橡皮泥密封，防止水进入金属块与水槽底部之间，金属块不受水向上的压强，故金属块不受浮力。 （2）水深H＝10cm＝0.1m 根据可得，水槽底受到水的压强为p＝ρgH＝1×103kg/m3×10N/kg×0.1m＝1×103Pa （3）[1][2]砝码取出恰好拉起时，说明取出砝码的重力恰好等于物体重力与液体向下的压力之和，故物体的重力小于取出砝码的总重力，根据可知，金属块的质量小于取出砝码的总质量，即质量小于200g。 [3]塑料容器拉着金属块上升的过程中，浸入的体积减小，由F浮＝ρgV排可知，上升过程中其他条件不变，V排减小，浮力减小。 14．如图所示，水平桌面上有一足够高的薄壁柱形容器，内装一定量的水，有一个底面积为S的杯子A 竖直漂浮在容器的水面上，静止时杯子浸在水面下的深度为h。在容器的底部有一个质量为m、体积为V的实心金属块B(与容器底部不密合)，用一根细线将B与玻璃杯A的底部相连，开始时细线未拉直，缓慢向容器中注水，当金属块B和底部分开后，停止加水(细线质量和体积忽略不计，杯子A没有浸没，水的密度为ρ水)。 求：（1）加水前杯子A底部受到水的压力是多少? （2）加水后当金属块B和底部分开后静止时，细线的拉力为多少? （3）加水后当金属块B和底部分开后静止时，杯子A在水下的深度是多少? 【答案】（1）ρ水ghS；（2）；（3） 【详解】解（1）加水前杯子 A 底部受到水的压力是 （2）加水后当金属块 B 和底部分开后静止时，金属块B受到三个力作用，重力、拉力、浮力。此时有 所以 （3）加水后当金属块B和底部分开后静止时，杯子A 是漂浮状态，杯子A受到三个力作用，重力、拉力、浮力，杯子 A的重力是 杯子A受到的拉力为    杯子A受到的浮力为                        由于，所以有 杯子A在水下的深度是 答：（1）加水前杯子A底部受到水的压力是ρ水ghS； （2）加水后当金属块B和底部分开后静止时，细线的拉力为mg−ρ水gV； （3）加水后当金属块B和底部分开后静止时，杯子A在水下的深度是。 15．小明自制液体密度计，测量待测液体的密度。取一根空心吸管，将一些小铁钉从吸管的下端塞入作为配重，并用石蜡将吸管的下端封起来，制成配重吸管：将配重吸管放入水中，静止后如图甲所示，配重吸管在水面下的深度；将配重吸管放入待测液体中，静止后如图乙所示，配重吸管在液面下的深度。已知，g取10N/kg，求： (1)待测液体的密度_______； (2)若取一些水缓慢倒入乙图内容器中，水与待测液体充分混合会使得配重吸管受到的浮力（　　） A．变小 B．变大 C．不变 D．条件不足，不能确定 (3)水与待测液体充分混合后，配重吸管浸入新液体的深度h新为（　　） A．h新＞15cm B．h新＜12cm C．15cm＞h新＞12cm D．条件不足，不能确定 【答案】(1) (2)C (3)C 【详解】（1）设密度计的底面积为S，密度计在水中和液体中都处于漂浮状态，则所受浮力都等于自身重力，重力不变，则浮力相等，根据可得，则液体密度为 （2）取一些水缓慢倒入乙图内容器中，水与待测液体充分混合后，密度计仍然处于漂浮状态，其所受浮力依然等于自身重力，重力不变，则浮力不变，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 （3）由（1）可知水的密度小于液体的密度，水与待测液体充分混合后，混合液体的密度减小，而密度计所受浮力不变，由阿基米德原理推导式可得，则密度计浸入液体中的体积变大，密度计底面积不变，则密度计浸入混合液体中的深度变大，但由于混合液体的密度依然大于水的密度，所以密度计浸入混合液体的深度比水中小，比液体中大，即，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 16．在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中，主要实验步骤如下： a.将一个金属圆柱体悬挂在弹簧测力计下，按如图甲所示组装器材。 b.向空烧杯中缓慢注入清水，直到没过金属圆柱体一段距离（烧杯未加满水），如图乙中①～⑤所示，待示数稳定后分别读取弹簧测力计的示数F1∼F5。 c.如图乙中⑥所示，再向烧杯中加入适量盐，并轻轻搅拌，直至弹簧测力计示数稳定后示数为F6。 d.将以上测量结果记录在下列表格中 弹簧测力计示数 F1/N F2/N F3/N F4/N F5/N F6/N 2.4 2.2 1.8 1.4 1.4 1.3 (1)由图乙中①②③④可以得出浮力的大小跟物体 ____________ 有关。在图③中，金属圆柱体所受到的浮力F浮＝ ________ N。 (2)图乙中①④⑤可以得出浮力的大小跟物体 __________ 无关。 (3)由哪三个图可以得出浮力的大小与液体密度有关？________ 。你判断的依据是 _________ 。 (4)根据图中①②③④⑤绘出物体所受浮力F与物体下表面离液面距离h的图像大致是如图中的（　　） A． B． C． D． 【答案】(1) 排开液体的体积 0.6 (2)浸没的深度 (3) ①⑤⑥ 见解析 (4)C 【详解】（1）[1]图①②③④，控制液体的密度不变，改变排开液体的体积，探究浮力的大小跟物体排开液体的体积的关系。 [2]根据称重法知，在图③中，金属体所受到的浮力 （2）由图乙中①④⑤可知，液体的密度不变，排开液体的体积不变，弹簧测力计示数不变，说明浮力不变，故可得出浮力的大小跟物体浸没的深度无关。 （3）[1]要探究浮力的大小与液体密度的关系，需要控制物体排开液体的体积相同，液体密度不同，由图乙可知，①⑤⑥满足实验要求。 [2]判断的依据是：在图①⑤⑥中，物体排开液体的体积相同，液体密度不同，弹簧测力计示数不同，浮力不同，说明浮力的大小与液体密度有关。 （4）逐渐浸入水中，缓慢地增大物体在水中的深度，在物体浸没前，随深度的变大，排开液体的体积变大，受到浮力变大，浸没后，排开液体的体积不变，受到的浮力不变，如图A、B、C、D所示，能正确反映物体所受浮力F浮和物体下表面深度h关系的图像是C。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 17．厚积薄发 逐梦深蓝 众所周知，除了浩瀚神秘的宇宙星空，深不可测的海洋中也蕴含着十分丰富的资源。因此开发海洋、经略海洋，拓展蓝色经济空间，是人类生存和社会发展的必要考虑和必然趋势。新中国成立70多年来，我国的载人深潜从无到有、从浅海到深海，获得了前所未有的高速发展。从“蛟龙”号、“深海勇士”号到“奋斗者”号，我国已经完成对地球上海洋最深处的极限挑战，中国载人深潜器的发展经历了从跟跑、并跑到领跑的跨越。“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909m，刷新中国载人深潜的新纪录。“奋斗者”号采用的固体浮力材料为微米级大小的空心玻璃微珠，具有密度小、耐磨耐高温、隔音隔热、电绝缘、抗压能力强等多方面优点。下潜开始时，压载水箱开始注水并调整姿态，达到“最舒服的状态”后，开始下潜，在临近海底后，潜水器会抛掉第一组压载铁使自己悬浮在水中，并按照作业计划进行海底作业。完成作业后潜水器会抛掉第二组压载铁，使潜水器加速返航。 (1)“奋斗者”号采用的固体浮力材料为微米级大小的空心玻璃微珠，它具有的优点有___________（填写出一点即可），“奋斗者”号是通过改变___________（填“自身的重力”或“受到的浮力”）实现浮沉的 (2)完成作业后，奋斗者号抛掉第二组压载铁，此时受到___________（填“平衡力”或“非平衡力”）作用。 (3)已知海水密度为1×103kg/m3，g取10N/kg，“奋斗者”号潜水器成功坐底时，潜水器底部受到海水的压强为___________Pa。 【答案】(1) 密度小（合理即可） 自身的重力 (2)非平衡力 (3) 【详解】（1）[1]根据题干描述，空心玻璃微珠的优点包括密度小、抗压能力强等，任选其一即可。 [2]由题意可知下潜开始时，压载水箱开始注水并调整姿态后，开始下潜，在临近海底后，潜水器会抛掉第一组压载铁使自己悬浮在水中，并按照作业计划进行海底作业。完成作业后潜水器会抛掉第二组压载铁，使潜水器加速返航，“奋斗者”号是通过改变自身的重力实现浮沉的。 （2）抛掉第二组压载铁后，潜水器加速返航，说明潜水器在加速上升，处于非平衡状态，因此受非平衡力作用。 （3）已知，深度 潜水器底部受到海水的压强 18．我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器（如图）对印度洋进行深海探矿、海底高精度地形测量，“蛟龙号”的外壳选择了钛合金板作主材，其主要技术参数如下表。 体积/m3 50 最大速度/节 25 质量/kg 5.5×104 最大载荷（不包括乘员体重）/kg 220 最大下潜深度/m 7000 乘员人数（每人体重不超过80kg） 3 (1)“蛟龙号”的外壳选择钛合金板，这主要是因为这种材料具有较大__________（选填：“密度”或“硬度”）。 (2)“蛟龙号”在水下下潜的过程中受到海水的压强__________，浮力__________（填“变大”、“变小”或“不变”）。 (3)蛟龙号挂有适当数量的压载铁，可通过改变压载铁的数量，来控制其下沉或上浮。加速下沉的“蛟龙号”，若在经过某一密度均匀的海水区域时，迅速抛掉部分压载铁，使其所受浮力等于重力，不计水的阻力，则其将__________。 (4)“蛟龙号”采用“深潜器无动力下潜上浮技术”，它是靠改变压载铁的数量，实质上就是通过改变__________来实现浮沉。当它处于1000m深工作区时，“蛟龙号”自身所受的浮力为__________N，若按深潜器以最大的载荷和最多的乘载人员计算，则抛掉的压载铁重力不能小于__________N才能保证深潜器上浮。（设海水的密度ρ水=1.03×103kg/m3） 【答案】(1)硬度 (2) 变大 不变 (3)做匀速下沉运动 (4) 自身重力 5.546×105 3.96×104 【详解】（1）液体压强随深度的增加而增大，要克服深海海水产生的巨大压强，所选的材料必须有很强的硬度，而钛合金板就属于硬度大，稳定性强的材料。 （2） [1][2]“蛟龙号”下潜的过程中，海水密度不变，深度增加，根据液体压强公式p=ρgh可知受到海水的压强变大；潜艇排开液体的体积不变，根据F浮=ρ液gV排可知，受到的浮力不变。 （3）抛掉部分压载铁，使其所受浮力等于重力，不计水的阻力，受的是平衡力，它将保持原状态做匀速下沉运动。 （4）[1][2]“蛟龙号”采用“深潜器无动力下潜上浮技术”，它是靠改变自身重力来实现浮沉，当它悬停在1000m工作区时，“蛟龙号”自身所受的浮力为F浮=ρ水gV排=1.03×103kg/m3×10N/kg×50m3=5.15×105N [3]深潜器以最大的载荷和最多的乘载人员时的重力为G=(5.5×104kg+220kg+3×80kg) ×10N/kg=5.546×105N 根据浮与沉的条件，深潜器上浮时，需要浮力大于重力，因此抛掉的压载铁重力不能小于G抛=G-F浮=5.546×105N-5.15×105N=3.96×104N 19．2023年12月27日，我国首艘自主研制的超深水大洋钻探船“梦想”号在珠江口海域首次试航成功。如图所示，“梦想”号是一艘具备海域钻探能力的科考钻探船，满载时排水量为。（江水的密度小于海水的密度，且海水的密度取，取） (1)满载的“梦想”号在南海海面上所受的浮力为多少？ (2)钻头在深的海底处所受海水的压强为多少？ (3)若满载的“梦想”号从珠江驶入南海，其排开水的体积如何变化？请简要说明理由。 【答案】(1) (2) (3)变小，理由见解析 【详解】（1）满载的“梦想”号在南海海面上处于漂浮状态，所受的浮力为 （2）钻头在深的海底处所受海水的压强 （3）“梦想”号在珠江和南海行驶时都处于漂浮状态，所受的浮力都等于其所受的重力，所以浮力大小不变，又因为海水（盐水）的密度一般大于江水（淡水）的密度，根据，“梦想”号从珠江驶入南海，排开水的体积变小。 20．学习浮力知识后，小刚用一根粗细均匀的吸管自制了一支密度计。他在吸管的下端装入适量的钢珠后用蜡封住并使底部平整。做好后测出该密度计的总质量为2.4g，吸管总长为0.12m 。 （1）如图所示是小刚将该密度计放入水中静止时的情形，A是他在吸管上标记的此时水面的位置，则图中密度计受到的浮力是______N； （2）若将该密度计从水中取出擦干、放到密度为1.1×103kg/m3的盐水中，漂浮时密度计受到的浮力为______N，此时吸管上盐水液面的位置在A的______（选填“上方”或“下方”）； （3）小刚将自制好的密度计放入另一种液体中，沉到容器底，不好测量这种液体密度，如图，可采取的办法是______。 【答案】 2.4×10-2 2.4×10-2 下方 加液体/换细长的容器 【详解】（1）[1]密度计处于漂浮状态，图中密度计受到的浮力是 （2）[2] 密度计放在盐水中依然漂浮，浮力仍等于重力，仍为2.4×10-2N。 [3] 密度计在清水和盐水中受到的浮力相等，但盐水密度大，根据阿基米德原理可知，越大，越小，所以此时吸管上盐水液面的位置在A的下方。 （3）[4]密度计沉到底部，是因为排开液体的体积不够，所以可以向容器中多注入一些液体，或换用细长的容器。 21．什么船可以轻松扛起航母？答案是半潜船。它是专门从事运输超长超重又无法分割吊运的超大型设备（如大型海上石油钻井平台、大型舰船、潜艇等）的特种海运船舶。我国制造的“新光华”号半潜船（如图甲所示），其长255米，宽68米，甲板面积相当于两个标准足球场大小，拥有118个有着独立通海阀的压载水舱，最大下潜深度达30.5米，载重达98000吨，为国内最大、全球第二大半潜船。半潜船可以通过改变自身重力实现上浮和下沉。因为其淹没在水中的体积比例高，因此半潜船受到水面上的波浪影响相对较小，能够保持较佳的稳定性而适合当作水上的工作平台使用。如图乙所示，半潜船装载货物前，将船上通海阀全部打开，压载水舱进水，船身甲板潜入水中，只露出船楼。等货物被拖曳到装货甲板上方时，启动大型空气压缩机或调载泵，将压载水舱的水排出船体，船身和货物便一起浮出水面，即完成装载。（ρ海水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） (1)半潜船在水面航行时，使其向前运动的动力的施力物体是__________（选填“螺旋桨”或“水”）； (2)当半潜船依次处于图乙中三种状态时，从左至右水舱内海水的质量分别为m1、m2、m3，则质量中最大的是__________（选填“m1”、“m2”或“m3”）； (3)如丙图所示，为半潜船静止漂浮在水面时的图像。请在答题卡指定区域画出此时半潜船的受力示意图（重心O已标出）； (4)半潜船到达最大下潜深度时，求船底所受海水的压强； (5)假设半潜船未装载货物且甲板刚好露出海面时的排水量为8t，求此时半潜船所浮力； (6)某次半潜船需要搬运6.5×104t的货物，且半潜船下潜前甲板刚好露出海面。当半潜船载重上浮至甲板刚好露出海面时。请通过分析说明至少需要在压载水舱排出多少吨海水。 【答案】(1)水 (2)m2 (3) (4)3.05×105Pa (5)8×104N (6)6.5×104t 【详解】（1）力的作用是相互的，半潜船在水面航行时，螺旋桨向后给水向后的力，水给螺旋桨一向前的作用力，故半潜船前行力的施力物体是水。 （2）半潜船通过改变自身重力实现上浮和下沉，重力的改变是通过改变压载水舱内海水的质量来实现的。从图乙可知，中间状态船身甲板潜入水中最多，此时船的重力最大，即水舱内海水的质量最大，所以质量最大的是m2。 （3）半潜船静止漂浮在水面时，受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮，这两个力是一对平衡力，大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上。以重心O为作用点，分别画出竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮，线段长度相等，并标上相应的符号，如图所示： （4）船底所受海水压强p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30.5m=3.05×105Pa （5）由阿基米德原理可知，半潜船所受浮力F浮=G排=m排g=8×103kg×10N/kg=8×104N （6）半潜船下潜前处于漂浮状态，所受浮力等于半潜船和压载水的重力之和 即F浮1=G船+G水1 半潜船载重上浮后，仍处于漂浮状态，此时所受浮力等于半潜船和压载水及货物的重力之和 即F浮2=G船+G货+G水2 因为半潜船载重上浮后及下潜前甲板均刚好露出海面，船体排开水的体积相等，所以船体所受浮力相等，则有F浮2=F浮1，即G船+G货+G水2=G船+G水1 半潜船排出的压载水中G排=G水1-G水2=G货 即m排g=m货g 解得m排=m货=6.5×104t 22．如图是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰福建舰，其全长为320米，最大宽度78米，满载排水量为8万吨，满载时吃水深度达到13米（即舰底最深处距离海面的竖直高度）。已知海水密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求∶ (1)舰载机飞行时，由于机翼上下表面形状不同，机翼上方比下方________ （选填“凸”或“凹”），从而产生升力。舰载机飞离航母后，航母吃水深度________ （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (2)某次航母满载时匀速直线航行，受到的阻力是自身重力的0.01倍，此时航母受到的牵引力。 (3)福建舰满载时受到的浮力。 (4)福建舰舰底一个面积为0.25m2的主动排水口受到海水压力。 【答案】(1) 凸 变小 (2) (3) (4) 【详解】（1）[1]机翼是上凸下凹的结构，在飞行时，根据流体流速与压强的关系，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大，所以机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速才获得了升力。 [2]舰载机飞离航母后，航母的总重力减小，其所受浮力等于其重力，所以浮力也变小，由阿基米德原理推导式 可知，排开液体的体积变小，航母会上浮一些，即航母的船底在水中的深度会变浅，航母吃水深度变小。 （2）航母满载时漂浮，重力为 航母满载时匀速直线航行，受力平衡，则牵引力为 （3）福建舰满载时受到的浮力 （4）水面下13m处受到海水的压强为 福建舰舰底一个面积为0.25m2的主动排水口受到海水压力 23．我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4270m的科考营地顺利升空，创造了海拔9032m的大气科学观测世界纪录。“极目一号”Ⅲ型浮空艇体积约为，总质量约为2.6t。（海拔4270m处空气密度为0.8kg/，g取10N/kg） (1)浮空艇里充的是密度______（选填“大于”或“小于”）空气的气体；升空过程中，浮空艇受到的大气压强变______； (2)浮空艇在营地升空前所受空气浮力大约为多少？ (3)浮空艇在营地升空前要使浮空艇不飞走，固定绳索对浮空艇的拉力为多少？ 【答案】(1) 小于 小 (2)7.2×104N (3)4.6×104N 【详解】（1）[1]浮空艇里充的是密度小于空气的气体，浮力大于重力，因而能够升空。 [2]海拔越高，气压越低。升空过程中，浮空艇受到的大气压强变小。 （2）浮空艇在营地升空前所受空气浮力大约为F浮=ρ气V排g=0.8kg/m3×9000m3×10N/kg=7.2×104N （3）浮空艇的重力G=mg=2.6×103kg×10N/kg=2.6×104N 则固定绳索对浮空艇的拉力F=F浮-G=7.2×104N-2.6×104N=4.6×104N 24．将一质量为1kg，底面积为的圆柱形薄壁容器放置于水平面上，容器内放一个底面积为、高为20cm的圆柱体，如图甲所示。缓慢向容器中注水，注水到一定深度时圆柱体开始漂浮，继续注水到水深为25cm时停止。在整个注水过程中，圆柱体始终处于直立状态，其注水质量m与容器中水的深度h关系图象如图乙所示。求：（，g取） (1)空圆柱形容器对地面的压强为______Pa； (2)圆柱体的密度大小； (3)整个注水过程结束后，向容器内注水的总质量大小。 【答案】(1)500 (2)0.8×103kg/m3 (3)4200g 【详解】（1）空圆柱形容器的重力G空=m空g=1kg×10N/kg=10N 空圆柱形容器对地面的压力F=G空=10N 空圆柱形容器对地面的压强 （2）由图乙可知，当注入水的深度在16cm时，图象出现拐点，且此后注入相同深度的水时水的质量增大，而圆柱体高是20cm，所以，当注入水的深度h1=16cm时，圆柱体恰好处于漂浮状态，当圆柱体刚好漂浮时，其排开水的体积V排=50cm2×16cm=800cm3=8×10-4m3 圆柱体受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3=8N 由漂浮条件可得圆柱体的重力G=F浮=8N 圆柱体的质量 圆柱体的密度 （3）注入水的体积为V水=V总-V排=S容h-S柱h1=200cm2×25cm-50cm2×16cm=4200cm3 水的质量为m水=ρ水V水=1.0g/cm3×4200cm3=4200g 25．如图所示，为了测量某圆柱形金属块B的密度，小彤设计了如图所示的装置，金属块B未放入量筒时，水面位置如图甲所示，将金属块B完全浸没在水中时，水面升高至如图乙所示的位置。当动滑轮下方所挂钩码A的总质量为200g时，A、B在图示位置达到平衡。已知每个滑轮的质量为10g，绳重与摩擦均不计。金属块B的底面积2cm2，细绳对金属块B的拉力为________N，求金属块B的重力为________N，金属块B的密度是________kg/m3，当动滑轮下方所挂钩码A的总质量为215g时，金属块B下表面压强是多少________？（写出必要的文字说明、表达式及最后的结果，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg） 【答案】 0.7 0.8 8×103 250Pa 【详解】[1]由题意知，动滑轮的质量 动滑轮的重力 钩码A的质量 钩码A的重力 由图可知，n=3，因此绳的拉力 [2]由图甲乙可知，物体B体积等于其排开的体积，为 VB=V排=40mL-30mL=10mL=10cm3=1×10-5m3 根据阿基米德原理可知，B受到的浮力 F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×1×10-5m3×10N/kg=0.1N 因此金属块B的重力为 [3]金属块B的密度 [4]当动滑轮下方所挂钩码A的总质量为215g时，钩码A的质量 钩码A的重力 此时绳的拉力 则此时物体B受到的浮力为 根据可知，此时物体B排开水的体积为 B的底面积 浸没的深度为 B的下表面压强 26．如图所示，将一个小球浸没在水中由静止释放。 (1)请画出小球可能出现的状态和受力分析。 (2)若小球上浮，请结合受力分析，证明该物体密度小于水。 【答案】(1) (2)见解析 【详解】（1）放手后，小球受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力，力的示意图如下所示： 当G>F浮，物体下沉，当G=F浮，物体悬浮，当G<F浮，物体上浮。 （2）当G<F浮，物体上浮；物体重力G=mg=ρVg 物体受到的浮力F浮=ρ液gV排 物体上浮，有ρVg<ρ液gV排 由于V>V排，所以ρ<ρ液 27．我国的载人深潜器“蛟龙”号完成了水深万米级海试。“蛟龙”号有一个面积为50cm2的观察窗，当在10000m海水深处时。求：（ρ海水=1×103kg/m3，g取10N/kg） (1)“蛟龙”号受到海水的压强； (2)观察窗受到的海水压力。 (3)“蛟龙”号在潜入水浸没中后，下潜的过程中浮力_________ 。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】(1)1×108Pa (2)5×105N (3)不变 【详解】（1）“蛟龙”号受到海水的压强p=ρ海水gh=1×103kg/m3×10N/kg×10000m=1×108Pa （2）观察窗的面积S=50cm2=0.005m2 则观察窗受到的海水压力F=pS=1×108Pa×0.005m2=5×105N （3）根据阿基米德原理，浮力F浮=ρ液V排g。当“蛟龙”号完全浸没后，排开海水的体积V排不再变化，因此浮力保持不变。 28．“城与舰同名，舰与城连心”，郴州舰是一艘以郴州命名的主力舰艇，是郴州人的骄傲。如图，该舰长147米，满载排水量4200吨，最大吃水深度5m，于2023年春正式入列命名，郴州舰是我国自行研制设计的多用途、全封闭054A型导弹护卫舰。（，海水密度取1.0×103kg/m3） (1)满载时郴州舰受到的浮力为___________N； (2)达到最大吃水深度时，舰底0.2m2的面积上受到海水的压力是多大？ (3)某次训练时，郴州舰舰载直升机停在舰尾停机坪，该直升机总质量为3t，与停机坪接触面积约为0.3m2，则该直升机对停机坪的压强是多大？ 【答案】(1)4.2×107 (2)1×104N (3)1×105Pa 【详解】（1）满载排水量 根据阿基米德了原理可知满载时郴州舰受到的浮力为 （2）舰底受到海水的压强p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa 舰底0.2m2的面积上受到海水的压力F= pS=5×104Pa×0.2m2=1×104N （3）直升机对停机坪的压力F直=G直=m直g=3×103kg×10N/kg=3×104N 直升机对停机坪的压强 29．小熙家的桌子上放着一个漂亮的鱼缸，如图所示。鱼缸的质量为3kg，底面积为，鱼缸内水和鱼等的总质量为30kg，水深26cm。（已知，g取10N/kg） （1）鱼缸中金鱼吐出的气泡在上升过程中，体积逐渐变大，所受压强逐渐______，所受浮力逐渐______（均选填“增大”、“减小”或“不变”）； （2）水对鱼缸底部的压力是多少？____ （3）鱼缸对桌面的压强是多少？____ 【答案】 减小 增大 260N 【详解】（1）[1][2]鱼缸中金鱼吐出的气泡在上升过程中，深度逐渐减小，体积逐渐变大，由可知，所受压强逐渐减小。由可知，所受浮力逐渐增大。 （2）[3]水对鱼缸底部的压力 （3）[4]鱼缸对桌面的压强 30．2020年11月19日10时09分，由我国自主研制的“大国重器”——“奋斗者”号全海深载人潜水器成功坐底马里亚纳海沟。在此次深潜过程中，“奋斗者”号突破万米海深，潜入全球最深海域。（设海水密度为1.0×103千克/米3，且不随深度发生变化） (1)“奋斗者”号全海深载人潜水器排开海水的体积约为50米3，求潜水器下潜过程中所受的浮力F浮大小； (2)船长在接受采访时说：“潜水器下潜到10000米海底时，要承受近1000个大气压，也就是说1米2要承受1万吨的压力”，请计算分析这个说法的依据。 (3)由于实际上不同深度海水密度是不同的，“奋斗者”号下潜时受到的浮力也会不同，为了避免深潜器失控，“奋斗者”号每次下潜之前，科学家都要事先精确测量下潜工作区的海水密度。小金利用所学知识设计了测量海水密度的实验方案，其实验原理是________；实验步骤如下所示，请将他的实验步骤按正确的顺序排列。 ①把装有待测海水的量筒放到电子天平上，测出海水的质量m； ②把待测海水倒入量筒中，测出海水体积V； ③根据实验原理，计算得出海水密度； ④把量筒放到电子天平上，去皮。 正确的实验步骤：________。除此方法外，还可以利用________直接测量海水的密度。 【答案】(1) (2)p=108帕=108牛/米2，1米2面积上的质量 (3) ④②①③ 密度计 【详解】（1）浮力由阿基米德原理计算： （2）计算10000米深处压强：，1标准大气压≈1×105Pa，故，与“近1000个大气压”一致。 1m2承受压力：对应质量：，验证说法正确。 （3）[1]实验原理为密度定义式。 [2]步骤顺序：先“去皮”（④），再测体积（②）、测质量（①），最后计算（③）。所以为④②①③。 [3]测量液体密度还可以直接利用测量仪器密度计。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $