专题06 阿基米德原理及应用（七大考向）-2025-2026学年上海八年级下册物理期中冲刺满分专题系列（沪科版 五四学制）

专题06 阿基米德原理及应用 考向1 探究阿基米德原理实验 1 考向2 利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量 9 考向3 探究物体的浮沉条件 13 考向4 根据物体的浮沉状态判断密度大小 17 考向5 密度计原理及应用 20 考向6 轮船的原理 22 考向7 潜水艇的原理 26 考向1 探究阿基米德原理实验 1．某中学两个物理小组的同学，在实验室中验证阿基米德原理。 (1)方案一，小刚用石块按如图（a）实验步骤依次进行实验。由图可知，石块浸没在水中受到的浮力=________N，排开水的重力________N，发现，造成这种结果的原因可能是________（选填下列字母序号）； A．最初溢水杯中的水未装至溢水口 B．整个实验过程中，弹簧测力计都没有调零 C．步骤C中，石块浸没后，碰触到溢水杯底部 (2)方案二，如图（b），小明将装满水的溢水杯放在升降台C上，用升降台来调节溢水杯的高度。当小明逐渐调高升降台，发现随着重物浸入水中的体积越来越大，弹簧测力计A的示数减小，且弹簧测力计A的示数变化量________（选填“大于”“小于”或“等于”）B的示数变化量，从而证明了；为了多次实验得到普遍规律，方案________（选填“一”或“二”）的操作更加简便。 【答案】(1) 2 1.9 AC (2) 等于 二 【知识点】探究阿基米德原理实验装置和操作步骤、探究阿基米德原理实验的数据处理、称重法测浮力的大小 【详解】（1）[1]由图（a）知，石块重力 石块浸没在水中时弹簧测力计示数 根据称重法，石块浸没在水中受到的浮力 [2]石块排开水的重力等于桶和排开水的总重力减去空桶的重力，即 [3]A．若最初溢水杯中的水未装至溢水口，石块排开的水不能全部溢出，导致测得的排开水的重力偏小，故A符合题意； B．若整个实验过程中弹簧测力计都没有调零，因为是通过两次示数差计算浮力和排开水重力，对结果无影响，故B不符合题意； C．步骤C中，石块浸没后碰触到溢水杯底部，弹簧测力计示数偏小，根据称重法，测得的浮力偏大，故C符合题意。 故选AC。 （2）[1]根据阿基米德原理，物体受到的浮力等于排开液体的重力。重物浸入水中体积越大，浮力越大，弹簧测力计A示数减小量等于浮力大小，弹簧测力计B示数增大量等于排开液体重力，所以弹簧测力计A的示数变化量等于B的示数变化量。 [2]方案二通过调节升降台就能实现多次实验，方案一需要多次更换石块、倒水等操作，所以方案二操作更简便。 2．如图所示，小明和小张同学合作进行“探究影响浮力大小的因素”的实验。 (1)当金属块全部浸没在水中时，受到的浮力是 _____ 牛，若它受到水对它向上的压力为8牛，则水对它向下的压力大小为 _____ 牛； (2)由C、D两图可知：物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度 _______ （选填“有关”或“无关”）；由 __________ 两图可知：物体受到的浮力大小与物体浸入液体的体积有关；由D、E两图可知：物体受到的浮力大小与液体的 _______ 有关； (3)小明继续实验，想验证阿基米德原理，还需要添加 ___________ （填写器材名），还需要测量 ____________________ （填写物理量），写出阿基米德原理的表达式：__________； (4)如图中的F所示，小张拿一块木块放进水中，发现木块最终漂浮在水面上，用力的示意图画出木块所受到的浮力_______。若木块质量为3千克，体积为5×10-3米3，计算木块浸入水中的体积与木块体积的比值_______。 【答案】(1) 1 7 (2) 无关 B、C 密度 (3) 溢水杯和小桶 见详解 F浮＝G排 (4) 【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、探究阿基米德原理实验装置和操作步骤、探究浮力大小与液体密度的关系、探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系、探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系 【详解】（1）[1][2]根据称重法测浮力，当金属块全部浸没在水中时，浮力F浮=G-F，若图中已知金属块重力G=4N，浸没在水中时弹簧测力计示数F=3N，则F浮=4N-3N=1N 根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下，则F向下=F向上-F浮＝8N-1N=7N （2）[1]C、D 两图中，金属块都浸没在水中，深度不同，但弹簧测力计示数相同，根据F浮=G-F可知，物体受到的浮力大小相同，所以物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关 [2]A、B、C 图中，液体都是水，金属块浸入水中的体积逐渐增大，弹簧测力计示数逐渐减小，根据F浮=G-F可知，浮力逐渐增大，所以由 A、B、C 三图可知物体受到的浮力大小与物体浸入液体的体积有关。 [3]D、E 两图中，金属块浸没在不同液体中，排开液体的体积相同，但液体密度不同，弹簧测力计示数不同，根据F浮=G-F可知，物体受到的浮力不同，所以物体受到的浮力大小与液体的密度有关。 （3）[1][2][3]要验证阿基米德原理，需要测量物体排开液体的重力，所以还需要添加的器材是溢水杯和小桶。用弹簧测力计测量金属块的重力G、金属块浸没在液体中时弹簧测力计的示数F、空小桶的重力G桶以及小桶和排开液体的总重力G总。阿基米德原理的表达式为F浮=G排。 （4）[1][2]木块漂浮在水面上，受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力，这两个力是一对平衡力，大小相等。过木块的重心作竖直向上的浮力F浮。如图所示 因为木块漂浮，所以F浮=G=mg=3kg×10N/kg=30N 根据F浮=ρ水gV排，可得 则木块浸入水中的体积与木块体积的比值为 3．在“探究物质质量与体积的关系”实验中，应选用___________（选填“一种”或“多种”）物质进行多次实验，目的是___________，“测物质密度”这个实验中多次测量的目的是___________。研究阿基米德原理的时候，应在量筒中倒入适量的密度为的水，小明同学先将物体挂在弹簧测力计下，此时水面读数，弹簧测力计读数，然后将其浸没在水中，弹簧测力计读数变为，量筒中水面读数，则物体所受浮力大小为___________，物体排开水的体积为___________，这两者的关系应该为___________。 【答案】 多种 寻找普遍规律 减小误差 【知识点】探究阿基米德原理实验装置和操作步骤、称重法测浮力的大小 【详解】[1] [2]探究物质质量与体积的关系时，需选用多种不同物质进行多次实验，通过对比不同物质的m-V关系，寻找普遍规律，避免仅用单一物质导致的偶然性。 [3] “测物质密度”实验中多次测量的目的是通过多次测量取平均值减小误差，提高测量精度。 [4]物体所受浮力等于其在空气中与浸没水中时弹簧测力计的示数差，即。 [5]物体排开水的体积为浸没前后量筒液面所对刻度的差。 [6]根据阿基米德原理，这两者的关系应该为。 4．小红做验证阿基米德原理的实验。 (1)为了方便操作且减小误差，下图最合理的操作步骤应该是___________； A．①②③④ B．④②①③ C．④①②③ (2)在实验步骤②中，如果增大物体浸没在液体中的深度时（不接触容器底），弹簧测力计示数会___________； A．变大 B．变小 C．不变 (3)分析图中的实验数据可知，物体受到的浮力___________物体排开液体的重力。 A．大于 B．等于 C．小于 【答案】(1)C (2)C (3)B 【知识点】探究阿基米德原理实验的数据处理、探究阿基米德原理实验装置和操作步骤 【详解】（1）为了方便操作且减小误差，先用弹簧测力计测出空桶的重力，然后放下空桶，再测量物体的重力，然后用弹簧测力计挂着物体浸在水中，读出弹簧测力计示数，最后测出桶和溢出水的重力，所以合理的操作步骤应该是④①②③，故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 （2）在实验步骤②中，增大物体浸没在液体中的深度时（不接触容器底），物体排开水的体积不变，受到的浮力不变，则弹簧测力计示数保持不变，故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 （3）分析图中的实验数据可知，物体受到的浮力 物体排开液体的重力 可知，物体受到的浮力等于排开液体的重力，故B符合题意，AC不符合题意。 故选B。 5．某中学两个物理小组的同学，在实验室中验证阿基米德原理。 (1)方案一，小刚用石块按如图（a）实验步骤依次进行实验。由图可知，石块浸没在水中受到的浮力________N，排开水的重力________N，发现，造成这种结果的原因不可能是________（选填下列字母序号）； A．最初溢水杯中的水未装至溢水口 B．整个实验过程中，弹簧测力计都没有校零 C．步骤C中，石块浸没后，碰触到溢水杯底部 (2)方案二，如图（b），小明将装满水的溢水杯放在升降台C上，用升降台来调节溢水杯的高度。当小明逐渐调高升降台，发现随着重物浸入水中的体积越来越大，弹簧测力计A的示数________（选填“增大”“减小”或“不变”），且弹簧测力计A的示数变化量________（选填“大于”“小于”或“等于”）B的示数变化量，从而证明了；为了多次实验得到普遍规律，方案）________（选填“一”或“二”）的操作更加简便； 【答案】(1) 2 1.9 B (2) 减小 等于 二 【知识点】探究阿基米德原理实验的数据处理、探究阿基米德原理实验装置和操作步骤、称重法测浮力的大小 【详解】（1）[1][2][3]根据可知，石块浸没在水中受到的浮力 排开水的重力 A.若最初溢水杯中的水未装至溢水口，则石块排开水的只有一部分溢出到桶中，排开水的重力减小，故A不符合题意； B．若弹簧测力计都没有校零，那么四次测量结果都应加上测量前弹簧测力计示数，那么所得浮力与排开水的重力大小应不变，故B符合题意； C．步骤C中，石块浸没后，碰触到溢水杯底部，则导致减小，减小， ，得出错误结论，故C不符合题意。 故选B。 （2）[1][2][3]重物浸入水中的体积越来越大时，排开液体的体积变大，根据可知，重物受到的浮力变大，因为所以弹簧测力计A的示数变小。又因为重物浸入水中的体积越来越大时，溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大，所以弹簧测力计B的示数变大。 根据阿基米德原理可知、物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等，所以弹簧测力计A示数的变化量和弹簧测力计B的示数变化量相等，由上可知，方案二的操作可较方便的完成多次实验，使结论有普遍性。 6．某实验小组按照如图所示的步骤，探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。 (1)先用______分别测出空桶和石块的重力，其中石块的重力大小为______N； (2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为______N。石块排开的水所受的重力可由______（填字母代号）两个步骤测出； (3)由以上步骤可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小______排开水所受的重力（选填“大于”“等于”或“小于”）； (4)若溢水杯的水没有装满，则会导致本实验测量的______（选填“大于”、“等于”或“小于”）； (5)实验使用的石块的密度为______。 【答案】(1) 弹簧测力计 3.6 (2) 1.2 AD (3)等于 (4)大于 (5)3×103 【知识点】探究阿基米德原理实验的数据处理、探究阿基米德原理实验装置和操作步骤 【详解】（1）[1][2]在这个实验中，是用弹簧测力计来测量力的大小，所以先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力。从图 B 中可看出弹簧测力计示数为3.6N，即石块的重力大小为3.6N。 （2）[3]由称重法可知石块受到的浮力大小为F浮=G-F拉=3.6N-2.4N=1.2N [4]根据D图可测出桶和排开水的总重力，根据A图可得到桶的重力，所以根据AD两个图能得到排开水的重力。 （3）由AD两图可得排开水所受的重力G排=G总-G桶=2.4N-1.2N=1.2N 所以F浮=G排。 （4）溢水杯的水没装满，物体放入溢水杯时，先要使溢水杯满了才可以向外排水，导致排开水的重力偏小，则测得的浮力大于排开水的重力，即F浮>G排。 （5）由重力公式变形可得石块的质量 因为石块浸没在水中，所以物体的体积等于物体排开液体的体积，由阿基米德公式变形可得石块排开液体的体积 由密度公式可得石块的密度 7．体积为的金属块浸没在水中。求：金属块受到的浮力大小F浮。 【答案】30N 【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量 【详解】因为金属块浸没在水中，所以排开水的体积等于金属块的体积，即 金属块受到的浮力大小 考向2 利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量 8．小平同学将一个质量为50g的鸡蛋放入一杯均匀盐水静止时，如图所示，然后向杯子里加入一些食盐搅拌，过一会儿后，则鸡蛋最终所受浮力（　　） A．小于0.49N B．大于0.49N C．等于0.49N D．无法确定 【答案】C 【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量 【详解】如图，鸡蛋处于悬浮状态，浮力等于重力，向杯子中加入一些食盐搅拌后，液体密度增大，鸡蛋排开盐水的体积不变，根据公式可得，鸡蛋受到的浮力变大，鸡蛋重力不变，则浮力大于重力，鸡蛋将上浮最终漂浮于液面上，此时鸡蛋受到的浮力等于它的重力，所以鸡蛋最终所受浮力为 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 9．一个实心铁球和一个实心铝球分别用弹簧测力计挂着浸没在水中，弹簧测力计的示数相等，则铁球和铝球的体积之比为________。（，） 【答案】1∶4 【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、称重法测浮力的大小 【详解】实心铁球和实心铝球浸没在水中，两弹簧测力计的示数相同，根据F示=G-F浮=mg-F浮 可得 即 则 所以 10．小华做“探究浮力大小与哪些因素有关”实验，他用弹簧测力计竖直提起金属块，此时测力计的示数为3牛，将金属块全部浸没在水中时，测力计示数为2牛，则金属块所受的浮力大小为______N，方向为______，若将金属块继续向下移动，测力计示数______（选填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】 1 竖直向上 不变 【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、称重法测浮力的大小、浮力的方向及产生原因 【详解】[1]金属块所受的浮力大小为 [2]金属块受到的浮力为液体对它向上压力与向下压力之差，方向竖直向上。 [3]若将金属块继续向下移动，金属块排开水的体积不变，则它受到的浮力也不变，测力计示数等于重力与浮力之差，所以，测力计示数不变。 11．如图（a）所示，重力均为2牛的苹果和梨子，从高处掉入水里，最终苹果漂浮在水面上，梨子沉底。 (1)在图（b）中用2B铅笔画出苹果受到的浮力的示意图； (2)当掉下的梨子恰好浸没在水中时，排开水的体积为米，求此时它受到的浮力； (3)随着梨子浸没于水中的深度增大，它所受的浮力________（选填“增大”“不变”或“减小”），浮力的方向是________的；沉底时它所受的合力为________牛。 【答案】(1) (2)2N (3) 不变 竖直向上 0 【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量 【详解】（1）苹果漂浮在水面上，浮力F浮的作用点在苹果的重心上。浮力方向竖直向上，从苹果的重心开始，沿竖直向上方向画一条带箭头的线段，标上F浮，如图所示： （2）梨子受到的浮力 （3）[1][2]梨子浸没在水中后，随着深度增大，排开水的体积V排不变（因为梨子已经浸没 ），液体密度液不变，根据F浮=ρ液gV排，所以它所受浮力不变。浮力的方向总是竖直向上的。 [3]梨子沉底时处于静止状态，受重力G、浮力F浮和容器底对它的支持力F支，这三个力平衡，合力为0 。 12．大量实验表明：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于________大小。研究表明，阿基米德原理也适用于________。将瓶口朝下，放入一个乒乓球，同时向瓶中缓慢注水，发现有少量水从乒乓球与瓶口的缝隙漏出，乒乓球________上浮；拧上瓶盖，乒乓球________上浮。 【答案】 排开液体的重力 气体 不会 会 【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、浮力的方向及产生原因 【详解】[1]由阿基米德原理可知，，即浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于排开液体的重力大小。 [2]由于浸在气体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于排开气体的重力大小，所以阿基米德原理也适用于气体。 [3]由于浮力产生的根本原因是液体对物体上、下表面产生压力差，将瓶口朝下，放入一个乒乓球，同时向瓶中缓慢注水，则乒乓球上表面受到水的压力，下表面没有受到水的压力，所以乒乓球没有受到浮力，不会上浮。 [4]拧上瓶盖，有少量水从乒乓球与瓶口的缝隙漏出，当乒乓球下方有水后，乒乓球下表面受到水的压力，则乒乓球受到浮力，所以乒乓球会上浮。 13．现在大多数汽车上使用的都是铅酸蓄电池，其结构都是由极板、隔板、电解液、外壳等组成。电解液相对密度的高低是随蓄电池充、放电程度的不同而变化的，所以测量蓄电池单格内电解液的密度，就可以了解蓄电池的放电程度。正常情况下每个单格内的电解液相对密度在1.250~1.280之间，如果蓄电池相对密度低于1.230时，就应该对蓄电池进行充电。如图所示是一种测量电解液密度的方法，抽取一部分电解液到玻璃管内，并在玻璃管中放置一个液体密度计，若某次放入密度计后液面处刻度值如图中放大处所示。 （1）密度计是应用了______原理来工作的，把这支密度计放入不同密度的液体中时，密度计所受浮力大小______（选填“改变”或“不变”）； （2）当给蓄电池充电至正常情况后，请分析液体密度计位置的变化和原因______。 【答案】 阿基米德 不变 见解析 【知识点】应用阿基米德原理解释生活中的现象、密度计原理及应用、阿基米德原理的应用 【详解】（1）[1][2]密度计放入不同密度的液体中时，都处于漂浮状态，浮力等于重力，重力不变，则浮力不变。根据阿基米德原理，所测液体的密度越大，排开液体的体积越小。 （2）[3]依题意可知，当给蓄电池充电至正常情况后，电解液密度变大。浮力不变，根据可知此时排开液体的体积越小，即密度计浸入电解液的体积变小，则浸入的深度变小，所以液体密度计上升。 考向3 探究物体的浮沉条件 14．某小组探究“漂浮在液面上的实心物块露出液面的体积与什么因素有关”，他们先把甲物质组成的不同实心物块放入水中漂浮，测得实验数据如表一所示；再把乙物质组成的不同实心物块放入水中，测得的实验数据如表二所示。 表一 表二 表三 物质甲 物质乙 物质丙___________ 序号 物体体积 露出水面体积 序号 物体体积 露出水面体积 序号 物体体积 露出水面体积 1 300 60 4 300 120 7 300 30 2 200 40 5 200 80 8 200 ______ 3 100 20 6 100 40 9 100 10 (1)分析比较表一、表二中实验序号__________的数据及相关条件，可得出的初步结论是：漂浮在液面上的实心物块，当物体的体积和液体的密度相同时，物体的密度越小，露出液面的体积越大； (2)分析比较实验序号1、2和3（或4、5和6）的数据及相关条件，可得出的初步结论是：漂浮在液面上的实心物块，当物体的密度和液体的密度相同时，__________； (3)实验小组同学又进一步分析了表中的实验数据，发现漂浮在液面上的实心物块，与、、存在一定的定量关系。为了验证以上猜想，将丙物质组成的实心物块放入水中重复实验，测得实验数据如表三所示．由此推断出表三丙物质的密度为___________，序号8中的露出水面的体积为___________。 【答案】(1)1、4或2、5或3、6 (2)物块露出水面的体积与物体体积成正比 (3) 20 【知识点】归纳法、控制变量法、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、探究物体的浮沉条件 【详解】（1）比较表一、表二中实验序号1、4或2、5或3、6的数据，是不同物体漂浮在同种液体中，物体体积相同，但露出水面的体积不同，可得出的初步结论是：漂浮在液面上的实心物块，当物体的体积和液体的密度相同时，物体的密度越小，露出液面的体积越大。 （2）1、2、3或4、5、6的数据，是同种物体，漂浮在同种液面上，物体的体积越大，露出液面的体积越大，且露出液面的体积与物体总体积之比是定值，即物块露出水面的体积与物体体积成正比。 （3）[1]研究V露随ρ物的变化关系时，根据控制变量法知道，需要控制物体漂浮，液体的密度不变，物体的体积不变，改变物体的密度，所以需要对比1、2和3（或4、5和6）实验数据 根据实验序号1知道，， 根据实验序号2知道，， …… 根据实验序号4知道，， 根据实验序号5知道，， …… 由此可知，与、、存在一定的定量关系是 根据实验序号7知道， 由此推断出表三丙物质的密度 [2]根据实验序号7中知道，实验序号8中露出水面的体积为 15．如图所示，半球形物体重12N，浸没在液体中称时，弹簧测力计示数为10N，则下列说法正确的是（　　） A．浸没时半球在液体中受到重力、拉力、浮力和水的压力 B．浸没时半球受到液体压力的合力方向竖直向下 C．浸没时半球受到的液体的压力的合力为2N D．剪断连接测力计的绳子，物体将静止不动 【答案】C 【知识点】浮力的方向及产生原因、探究物体的浮沉条件 【详解】A．根据图示可知，浸没的半球在液体中受到重力、拉力和浮力的作用，水对半球的压力的合力就是浮力，故A错误； B．半球所受液体压力的合力就是半球所受的浮力，浮力的方向总是竖直向上的，故B错误； C．由称重法可知，浸没时半球受到的浮力（液体的压力的合力）为 F浮=G-F=12N-10N=2N故C正确； D．因为半球所受的浮力小于重力，所以剪断连接测力计的绳子后半球将下沉，故D错误。 故选C。 16．潜水器能通过注水和排水方式改变水仓内海水的重力，从而在海中实现上浮、下潜和保持既不上浮也不下潜的状态，其结构示意图如图所示。某同学为了研究浸没在水中的物体上浮、下沉的原因，选择六个物体，分别测量了它们的重力G，并将它们浸没在水中，分别测出了物体所受的浮力F、观察了它们运动的情况，得到如下表数据。 物体 物体重力G（牛） 物体所受浮力F（牛） 运动情况 物体1 60 49 下沉 物体2 45 35 下沉 物体3 30 20 下沉 物体4 50 55 上浮 物体5 40 60 上浮 物体6 20 26 上浮 ① 比较表中数据，可得出的初步结论是：浸没在水中的物体，当______，物体下沉。 ② 若潜水器从海水密度较小的海域潜入到密度较大的海域过程中，为了能保持既不上浮也不下沉的运动。现有两种方案可供选择： A．在潜水器水仓内注入海水            B．将海水从潜水器水仓排出 （a）应该选择的方案是______（选择“A”或“B”）。 （b）请根据上述信息并结合浮力知识，说明你选择的理由。______ 【答案】 浮力小于重力 A 见解析 【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、根据物体的浮沉状态判断密度大小、探究物体的浮沉条件 【详解】①[1]比较表中数据知，浸没在水中的物体，因为浮力小于重力，所以物体下沉。 ②（a）（b）[2][3]根据可知，潜水器浸没在海水中排开海水的体积相同，海水密度增大，它所受浮力增大，为了使潜水器做既不上浮也不下沉的运动，根据二力平衡可知，必须使它的重力仍等于浮力，需向水舱内注入海水增加潜水器重力，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 考向4 根据物体的浮沉状态判断密度大小 17．一个实心正方体物块的密度为，现将它放在密度为的液体中，如图所示。下列对物块静止时在液体中位置的判断，正确的是（　　） A．可能在1处 B．可能在2处 C．一定在3处 D．一定在4处 【答案】B 【知识点】根据物体的浮沉状态判断密度大小 【详解】实心正方体物块的密度为，现将它放在密度为的液体中，因物体的密度等于液体的密度，故物体处于悬浮状态，物体静止时可能在2处或3处，ACD错误，B正确。 故选B。 18．物理课上，老师将整个橙子放入水中，漂浮在水面上，如图甲。将其切成大小两块，再次投入水中，发现大块仍漂浮，小块缓慢沉入水底，如图乙。下列说法正确的是（　　）    A．整个橙子的密度等于水的密度 B．大块橙子受到的浮力大于其重力 C．小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小 D．两块橙子受到浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力 【答案】D 【知识点】根据物体的浮沉状态判断密度大小、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系 【详解】A．整个橙子放入水中，漂浮在水面上， 整个橙子的密度小于水的密度，故A错误； B．将其切成大小两块，再次投入水中，发现大块仍漂浮，大块橙子受到的浮力等于其重力，故B错误； C．小块橙子缓慢沉入水底的过程中，体积不变，排开水的体积不变，由阿基米德原理可知其受到的浮力不变，故C错误； D．整个橙子在水中漂浮，所受浮力等于其重力。将其切成大小两块，再次投入水中，大块橙子受到的浮力等于自身重力，小块橙子受到的浮力小于自身重力，两块橙子受到浮力之和小于整个橙子受到的浮力，故D正确。 故选D。 19．已知鸡蛋的质量为55g，体积为。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里，鸡蛋沉入杯底，如图a所示；逐渐将食盐溶解在水中，鸡蛋恰好悬浮如图b所示；继续在水中溶解食盐，直到食盐不再溶解，最终鸡蛋漂浮在水面，如图c所示。 (1)求图a中鸡蛋所受浮力F浮。 (2)求图b中食盐水的密度盐水。 (3)实验时，饱和食盐水的密度为（为盐水能达到的最大密度）。小华通过观察图c估计：此时鸡蛋浸入盐水中的体积大约为鸡蛋总体积的。请通过推理和计算，判断小华的预估是否合理。 【答案】(1)0.49N (2) (3)不合理 【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系 【详解】（1）图a中鸡蛋完全浸没在清水中，排开水的体积等于鸡蛋的体积。根据阿基米德原理，鸡蛋所受的浮力为 （2）图b中鸡蛋在食盐水中悬浮，根据悬浮条件，F浮=G蛋，即 解得 （3）图c中鸡蛋漂浮在饱和食盐水中，根据漂浮条件，F浮'=G蛋，即 解得 所以鸡蛋浸入盐水中的体积占其总体积的比例为 而小华预估的比例为与计算所得结果相差较大，所以小华的预估不合理。 20．如图所示，用同一支密度计分别测量甲、乙两种液体的密度，则密度计在两种液体里受到的浮力大小F甲______F乙，两种液体的密度ρ甲______ρ乙。如果容器内液体的深度相等，则液体对容器底部的压强P甲______P乙（均选填“”、“”或“”） 【答案】 【知识点】物体在不同液体中的浮沉比较浮力和密度的大小 【详解】[1]物体漂浮在水面上时，所受浮力等于其重力，所以密度计在甲乙两种液体中所受浮力相等。 [2]根据公式可知，密度计在甲液体中排开的液体体积小，所以甲液体的密度大。 [3]根据公式，液体深度相同，甲液体的密度大，所以甲液体对容器底部的压强大。 考向5 密度计原理及应用 21．某物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计，分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，静止时液面相平如图所示，则（    ） A．密度计在甲液体中受到浮力更小 B．甲液体的密度更小 C．密度计在甲液体中受到浮力更大 D．甲液体的密度更大 【答案】B 【知识点】密度计原理及应用、物体在不同液体中的浮沉比较浮力和密度的大小、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系 【详解】AC．密度计在两种液体中都处于漂浮状态，受到的浮力都等于密度计的重力，即，故AC不符合题意； BD．密度计在甲液体中排开液体的体积较大，根据可得，甲液体的密度较小，即，故B符合题意，D不符合题意。 故选 B。 22．如图是实验室和生产技术中广泛使用的液体密度计。液体密度计是一只下粗上细的玻璃管，在管中下端封有小铅粒作配重，使它能竖直浮在液体中。 (1)如图（a）所示，由于密度计自身所受的重力大小一定，根据___________原理。液体的密度越___________，密度计排开液体的体积越小。 (2)某同学将粗细均匀的吸管一端密封，在吸管内装上适量的铁砂，并在吸管上标上刻度线及相应的密度值，制成了简易密度计，如图（b）所示；密度计上有密度值为和的两条刻度线（）。 a．请在图（b）上画出两条刻度线的大致位置___________。 b．两刻度线之间的距离为，该同学发现很小，若想增大，分析说明应增加还是减少吸管内铁砂的质量___________。 【答案】(1) 阿基米德 大 (2) 增加吸管内铁砂的质量 【知识点】密度计原理及应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量 【详解】（1）[1][2]密度计是根据物体漂浮时受力平衡及阿基米德原理制成的，由于密度计自身所受重力的大小一定，漂浮时，密度计受到的浮力大小也一定，根据阿基米德原理可知，当浮力大小一定的情况下，液体的密度越大，密度计排开液体的体积越小。 （2）[1]根据阿基米德原理可知，液体密度较大时，较小，密度计露出液面的体积大，反之就小，所以密度计的刻度值是上面小、下面大。根据题意可知，故两根刻度线的位置如图所示： [2]密度计始终漂浮，浮力与自身重力大小相等，即 则， 由于，则 若想增大，则可以增加吸管内铁砂的质量，来增大密度计的重力。 23．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 【知识点】密度计原理及应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量 【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。 考向6 轮船的原理 24．一艘货船正常停泊在港口时，货船的总质量为m，水的密度为ρ水，g为已知量。求： (1)货船受到的浮力F浮； (2)货船排开水的体积V排； (3)货船卸去货物后，船体会____________（选填“上浮一些”或“下沉一些”），请尝试解释产生这种现象的原因。___________ 【答案】(1)mg (2) (3) 上浮一些 见解析 【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、轮船的原理 【详解】（1）一艘货船正常停泊在港口时，始终处于漂浮状态，根据浮与沉的条件可知，货船受到的浮力等于其重力，即 （2）根据阿基米德原理可知，货船排开水的体积 （3）[1][2]因为货船始终处于漂浮状态，根据浮与沉的条件可知，货船受到的浮力等于其重力，卸去货物后，货船的重力减小，因此受到的浮力变小，根据可知，排开液体的体积减小，所以船体会上浮一些。 25．满载排水量为1.0×103t的轮船在河水中航行，满载时受到河水的浮力为__________N，船排开河水的体积为__________m3；当这艘满载的轮船从河水驶入海水中时，它的排水量将__________（选填“变大”“变小”“不变”）。（已知，取） 【答案】 1.0×107 1.0×103 不变 【知识点】轮船的原理、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量 【详解】[1][2]满载排水量 根据阿基米德原理，浮力等于排开液体的重力，所以轮船受到的浮力 由可得，轮船排开河水的体积 [3]排水量是指排开液体的质量，轮船漂浮时浮力等于重力，即，从河水驶入海水，轮船始终漂浮，轮船重力不变，则浮力不变，根据阿基米德原理，则轮船排开的河水所受的重力不变，由，则排开液体的质量不变，即排水量不变。 26．如图所示，这是我国历史上第一艘自主设计建造的万吨级远洋货轮“东风号”，这艘巨轮在黄浦江畔下水，达到当时国际先进水平，并且全部使用国产材料，它排开水的体积约为2×104m3。 (1)计算该货轮所受的浮力F浮_______。 (2)该货轮的排水量为________ kg。 (3)说理分析该货轮从黄浦江行驶到东海，排开液体体积的变化情况________。 【答案】(1)2×108N (2)2×107 (3)见解析 【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、轮船的原理、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系 【详解】（1）根据阿基米德原理，该货轮所受的浮力 （2）根据可得该货轮的排水量为 （3）该货轮从黄浦江行驶到东海始终处于漂浮状态，受到的浮力大小等于自身的重力，从黄浦江行驶到东海过程中自身重力不变，则货轮受到的浮力也不变，因海水的密度比江水的密度大，根据阿基米德原理可知：该货轮从黄浦江行驶到东海，排开液体体积的变小。 27．下列情况中，物体受到的浮力增大的是（   ） A．轮船由长江驶入东海 B．浸没在水中的船锚继续下沉的过程中 C．船员入水的过程中 D．轮船在码头停靠时 【答案】C 【知识点】轮船的原理、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量 【详解】A．轮船由长江驶入东海时，虽然海水密度大于淡水，但轮船始终漂浮，浮力等于自身重力。因轮船总重力不变，所以浮力不变，故A不符合题意； B．船锚完全浸没后，V排等于船锚体积且不再变化，下沉过程中ρ液和 V排均不变，由F浮=ρ液gV排知，浮力不变，故B不符合题意； C．船员入水过程中，身体逐渐浸入水中，ρ液不变，V排逐渐增大，由F浮=ρ液gV排知，浮力增大，故C符合题意； D．轮船停靠时处于漂浮状态，浮力等于总重力，若无货物变化则浮力不变，故D不符合题意。 故选C。 28．物块浸没在液体中，受到液体对它向上、向下的压力分别为15牛、5牛，其受到浮力的大小为___________牛；物块所受浮力与重力的合力大小为12牛，它所受重力的大小为___________牛。重力为10牛的水对漂浮的物体所产生的浮力大小___________10牛（选填“一定小于”、“一定等于”或“可能大于”）。根据图中轮船上的“吃水线”排列情况，可以判断：印度洋海水密度___________北大西洋海水密度（选填“大于”、“等于”或“小于”），同一艘轮船从印度洋开往北大西洋，它所受浮力___________（选填“变大”、“不变”或“变小”），船体将___________（选填“上浮”或“下沉”）。 【答案】 10 22 可能大于 小于 不变 上浮 【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、根据浮力产生的原因计算浮力的大小、轮船的原理 【详解】[1]由浮力产生的原因可知，物体受到浮力 F浮=F向上-F向下=15N-5N=10N [2]物块浸没在液体中，说明重力大于或等于浮力，且浮力和重力的方向相反，因物块所受浮力与重力的合力大小为12N，则有 G-F浮=12N 所以物块的重力 G=12N+F浮=12N+10N=22N [3]由阿基米德原理可知，物体所受的浮力的大小取决于液体的密度和物体排开液体的体积，与液体的多少无关，重力为10牛的水对漂浮的物体所产生的浮力大小可能小于10N，可能等于10N，可能大于10N。 [4]轮船漂浮，轮船受到的浮力都等于轮船受到的重力，重力不变，浮力不变，由图知北大西洋载重线低，印度洋载重线高，在印度洋轮船排开海水的体积较大，根据F浮=ρ液gV排可知，印度洋海水密度小于北大西洋海水的密度。 [5][6]同一艘轮船从印度洋开往北大西洋，处于漂浮状态，浮力等于重力，重力不变，浮力不变，北大西洋载重线低，排开海水的体积变小，船体将上浮。 考向7 潜水艇的原理 29．2010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 【知识点】液体压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、潜水艇的原理 【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。 30．如图1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；而图2中传统潜水艇是通过改变______实现在水中的浮潜。 【答案】 增大 大于 自身重力 【知识点】潜水艇的原理、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系 【详解】[1][2]由题意得，“海翼”水下滑翔机配备的油囊鼓起来时，水下滑翔机所排开的水的体积增大，根据阿基米德原理可知，水下滑翔机所受浮力增大，当受到的浮力大于重力时，水下滑翔机就能实现上浮。 [3]传统潜水艇自身的体积不变，浸没在水中时的不变，根据阿基米德原理可知，潜水艇所受浮力不变，但传统潜水艇配备有水箱，用压缩空气排出水箱中的水，自身重力减小，当受到的浮力大于重力时，潜水艇上浮；往水箱中充水，自身重力增大，当受到的浮力小于重力时，潜艇下潜，所以，传统潜水艇是通过改变自身重力实现在水中的浮潜的。 31．我国自主研制的深海潜水器“奋斗者”号是国之重器。 (1)“奋斗者”号体积约为40m3，潜入万米深的海底时，海水对其浮力约为___________N（海水的密度近似取）；请在图中，画出此时浮力的示意图________。 (2)关于“奋斗者”号的浮沉，下列说法正确的是___________。 A．通过改变自身重力实现浮沉 B．通过改变受到浮力实现浮沉 【答案】(1) (2)A 【知识点】潜水艇的原理、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、力的示意图 【详解】（1）[1]体积约为40m3的“奋斗者”号潜入万米深的海底时受浮力约为 [2]浮力的方向竖直向上，作用点为O点，大小为，故过O点画竖直向上的有向线段，标，作图如下： （2）在“奋斗者”号的浮沉过程中，体积不变，则排开水的重力不变，由阿基米德原理可知，受到的浮力不变，所以是通过改变自身重力实现浮沉的，故A正确，B错误。 故选A。 32．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 【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、潜水艇的原理 【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。 33．如图（a）是我国自主研发的潜水器“奋斗者”号，创造了10909米的载人深潜记录。下潜前水舱注水并挂好压载铁，在马里亚纳海沟成功坐底，达到最大深度后，抛掉适量压载铁等相关技术，实现上浮。 (1)如图（b）所示，是潜水器正在从水面加速下潜时的情景，O点是它的重心，请在图上画出潜水器此时所受浮力和重力G的示意图； (2)当“奋斗者”号完全潜入水中时，排开水的体积为，求潜水器受到的浮力；（取） (3)利用所学物理知识解释：“奋斗者”号上浮时，为什么不像潜艇那样采用压载水舱排水来改变自身重力的方法，而是通过抛掉适量压载铁来实现呢？ 【答案】(1) (2) (3)见解析 【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、潜水艇的原理、重力的示意图、浮力的方向及产生原因 【详解】（1）潜水器正在从水面加速下潜，受到重力大于浮力，重力竖直向下，符号为G；浮力竖直向上，且浮力和重力在同一条直线上，如图所示： （2）潜水器受到的浮力 （3）潜水器下潜的深度远大于一般潜艇，在深海高压环境下，采用压载水舱排水来改变自身重力的方法对舱体和密封性要求极高，且需要的压力特别大，设计和制作难度大，成本高，而通过抛掉适量压载铁来实现上浮更为简便，降低了技术难度和风险。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 阿基米德原理及应用 考向1 探究阿基米德原理实验 1 考向2 利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量 9 考向3 探究物体的浮沉条件 13 考向4 根据物体的浮沉状态判断密度大小 17 考向5 密度计原理及应用 20 考向6 轮船的原理 22 考向7 潜水艇的原理 26 考向1 探究阿基米德原理实验 1．某中学两个物理小组的同学，在实验室中验证阿基米德原理。 (1)方案一，小刚用石块按如图（a）实验步骤依次进行实验。由图可知，石块浸没在水中受到的浮力=________N，排开水的重力________N，发现，造成这种结果的原因可能是________（选填下列字母序号）； A．最初溢水杯中的水未装至溢水口 B．整个实验过程中，弹簧测力计都没有调零 C．步骤C中，石块浸没后，碰触到溢水杯底部 (2)方案二，如图（b），小明将装满水的溢水杯放在升降台C上，用升降台来调节溢水杯的高度。当小明逐渐调高升降台，发现随着重物浸入水中的体积越来越大，弹簧测力计A的示数减小，且弹簧测力计A的示数变化量________（选填“大于”“小于”或“等于”）B的示数变化量，从而证明了；为了多次实验得到普遍规律，方案________（选填“一”或“二”）的操作更加简便。 2．如图所示，小明和小张同学合作进行“探究影响浮力大小的因素”的实验。 (1)当金属块全部浸没在水中时，受到的浮力是 _____ 牛，若它受到水对它向上的压力为8牛，则水对它向下的压力大小为 _____ 牛； (2)由C、D两图可知：物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度 _______ （选填“有关”或“无关”）；由 __________ 两图可知：物体受到的浮力大小与物体浸入液体的体积有关；由D、E两图可知：物体受到的浮力大小与液体的 _______ 有关； (3)小明继续实验，想验证阿基米德原理，还需要添加 ___________ （填写器材名），还需要测量 ____________________ （填写物理量），写出阿基米德原理的表达式：__________； (4)如图中的F所示，小张拿一块木块放进水中，发现木块最终漂浮在水面上，用力的示意图画出木块所受到的浮力_______。若木块质量为3千克，体积为5×10-3米3，计算木块浸入水中的体积与木块体积的比值_______。 3．在“探究物质质量与体积的关系”实验中，应选用___________（选填“一种”或“多种”）物质进行多次实验，目的是___________，“测物质密度”这个实验中多次测量的目的是___________。研究阿基米德原理的时候，应在量筒中倒入适量的密度为的水，小明同学先将物体挂在弹簧测力计下，此时水面读数，弹簧测力计读数，然后将其浸没在水中，弹簧测力计读数变为，量筒中水面读数，则物体所受浮力大小为___________，物体排开水的体积为___________，这两者的关系应该为___________。 4．小红做验证阿基米德原理的实验。 (1)为了方便操作且减小误差，下图最合理的操作步骤应该是___________； A．①②③④ B．④②①③ C．④①②③ (2)在实验步骤②中，如果增大物体浸没在液体中的深度时（不接触容器底），弹簧测力计示数会___________； A．变大 B．变小 C．不变 (3)分析图中的实验数据可知，物体受到的浮力___________物体排开液体的重力。 A．大于 B．等于 C．小于 5．某中学两个物理小组的同学，在实验室中验证阿基米德原理。 (1)方案一，小刚用石块按如图（a）实验步骤依次进行实验。由图可知，石块浸没在水中受到的浮力________N，排开水的重力________N，发现，造成这种结果的原因不可能是________（选填下列字母序号）； A．最初溢水杯中的水未装至溢水口 B．整个实验过程中，弹簧测力计都没有校零 C．步骤C中，石块浸没后，碰触到溢水杯底部 (2)方案二，如图（b），小明将装满水的溢水杯放在升降台C上，用升降台来调节溢水杯的高度。当小明逐渐调高升降台，发现随着重物浸入水中的体积越来越大，弹簧测力计A的示数________（选填“增大”“减小”或“不变”），且弹簧测力计A的示数变化量________（选填“大于”“小于”或“等于”）B的示数变化量，从而证明了；为了多次实验得到普遍规律，方案）________（选填“一”或“二”）的操作更加简便； 6．某实验小组按照如图所示的步骤，探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。 (1)先用______分别测出空桶和石块的重力，其中石块的重力大小为______N； (2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为______N。石块排开的水所受的重力可由______（填字母代号）两个步骤测出； (3)由以上步骤可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小______排开水所受的重力（选填“大于”“等于”或“小于”）； (4)若溢水杯的水没有装满，则会导致本实验测量的______（选填“大于”、“等于”或“小于”）； (5)实验使用的石块的密度为______。 7．体积为的金属块浸没在水中。求：金属块受到的浮力大小F浮。 考向2 利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量 8．小平同学将一个质量为50g的鸡蛋放入一杯均匀盐水静止时，如图所示，然后向杯子里加入一些食盐搅拌，过一会儿后，则鸡蛋最终所受浮力（　　） A．小于0.49N B．大于0.49N C．等于0.49N D．无法确定 9．一个实心铁球和一个实心铝球分别用弹簧测力计挂着浸没在水中，弹簧测力计的示数相等，则铁球和铝球的体积之比为________。（，） 10．小华做“探究浮力大小与哪些因素有关”实验，他用弹簧测力计竖直提起金属块，此时测力计的示数为3牛，将金属块全部浸没在水中时，测力计示数为2牛，则金属块所受的浮力大小为______N，方向为______，若将金属块继续向下移动，测力计示数______（选填“增大”“不变”或“减小”）。 11．如图（a）所示，重力均为2牛的苹果和梨子，从高处掉入水里，最终苹果漂浮在水面上，梨子沉底。 (1)在图（b）中用2B铅笔画出苹果受到的浮力的示意图； (2)当掉下的梨子恰好浸没在水中时，排开水的体积为米，求此时它受到的浮力； (3)随着梨子浸没于水中的深度增大，它所受的浮力________（选填“增大”“不变”或“减小”），浮力的方向是________的；沉底时它所受的合力为________牛。 12．大量实验表明：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于________大小。研究表明，阿基米德原理也适用于________。将瓶口朝下，放入一个乒乓球，同时向瓶中缓慢注水，发现有少量水从乒乓球与瓶口的缝隙漏出，乒乓球________上浮；拧上瓶盖，乒乓球________上浮。 13．现在大多数汽车上使用的都是铅酸蓄电池，其结构都是由极板、隔板、电解液、外壳等组成。电解液相对密度的高低是随蓄电池充、放电程度的不同而变化的，所以测量蓄电池单格内电解液的密度，就可以了解蓄电池的放电程度。正常情况下每个单格内的电解液相对密度在1.250~1.280之间，如果蓄电池相对密度低于1.230时，就应该对蓄电池进行充电。如图所示是一种测量电解液密度的方法，抽取一部分电解液到玻璃管内，并在玻璃管中放置一个液体密度计，若某次放入密度计后液面处刻度值如图中放大处所示。 （1）密度计是应用了______原理来工作的，把这支密度计放入不同密度的液体中时，密度计所受浮力大小______（选填“改变”或“不变”）； （2）当给蓄电池充电至正常情况后，请分析液体密度计位置的变化和原因______。 考向3 探究物体的浮沉条件 14．某小组探究“漂浮在液面上的实心物块露出液面的体积与什么因素有关”，他们先把甲物质组成的不同实心物块放入水中漂浮，测得实验数据如表一所示；再把乙物质组成的不同实心物块放入水中，测得的实验数据如表二所示。 表一 表二 表三 物质甲 物质乙 物质丙___________ 序号 物体体积 露出水面体积 序号 物体体积 露出水面体积 序号 物体体积 露出水面体积 1 300 60 4 300 120 7 300 30 2 200 40 5 200 80 8 200 ______ 3 100 20 6 100 40 9 100 10 (1)分析比较表一、表二中实验序号__________的数据及相关条件，可得出的初步结论是：漂浮在液面上的实心物块，当物体的体积和液体的密度相同时，物体的密度越小，露出液面的体积越大； (2)分析比较实验序号1、2和3（或4、5和6）的数据及相关条件，可得出的初步结论是：漂浮在液面上的实心物块，当物体的密度和液体的密度相同时，__________； (3)实验小组同学又进一步分析了表中的实验数据，发现漂浮在液面上的实心物块，与、、存在一定的定量关系。为了验证以上猜想，将丙物质组成的实心物块放入水中重复实验，测得实验数据如表三所示．由此推断出表三丙物质的密度为___________，序号8中的露出水面的体积为___________。 15．如图所示，半球形物体重12N，浸没在液体中称时，弹簧测力计示数为10N，则下列说法正确的是（　　） A．浸没时半球在液体中受到重力、拉力、浮力和水的压力 B．浸没时半球受到液体压力的合力方向竖直向下 C．浸没时半球受到的液体的压力的合力为2N D．剪断连接测力计的绳子，物体将静止不动 F浮=G-F=12N-10N=2N故C正确； D．因为半球所受的浮力小于重力，所以剪断连接测力计的绳子后半球将下沉，故D错误。 故选C。 16．潜水器能通过注水和排水方式改变水仓内海水的重力，从而在海中实现上浮、下潜和保持既不上浮也不下潜的状态，其结构示意图如图所示。某同学为了研究浸没在水中的物体上浮、下沉的原因，选择六个物体，分别测量了它们的重力G，并将它们浸没在水中，分别测出了物体所受的浮力F、观察了它们运动的情况，得到如下表数据。 物体 物体重力G（牛） 物体所受浮力F（牛） 运动情况 物体1 60 49 下沉 物体2 45 35 下沉 物体3 30 20 下沉 物体4 50 55 上浮 物体5 40 60 上浮 物体6 20 26 上浮 ① 比较表中数据，可得出的初步结论是：浸没在水中的物体，当______，物体下沉。 ② 若潜水器从海水密度较小的海域潜入到密度较大的海域过程中，为了能保持既不上浮也不下沉的运动。现有两种方案可供选择： A．在潜水器水仓内注入海水            B．将海水从潜水器水仓排出 （a）应该选择的方案是______（选择“A”或“B”）。 （b）请根据上述信息并结合浮力知识，说明你选择的理由。______ 考向4 根据物体的浮沉状态判断密度大小 17．一个实心正方体物块的密度为，现将它放在密度为的液体中，如图所示。下列对物块静止时在液体中位置的判断，正确的是（　　） A．可能在1处 B．可能在2处 C．一定在3处 D．一定在4处 18．物理课上，老师将整个橙子放入水中，漂浮在水面上，如图甲。将其切成大小两块，再次投入水中，发现大块仍漂浮，小块缓慢沉入水底，如图乙。下列说法正确的是（　　）    A．整个橙子的密度等于水的密度 B．大块橙子受到的浮力大于其重力 C．小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小 D．两块橙子受到浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力 19．已知鸡蛋的质量为55g，体积为。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里，鸡蛋沉入杯底，如图a所示；逐渐将食盐溶解在水中，鸡蛋恰好悬浮如图b所示；继续在水中溶解食盐，直到食盐不再溶解，最终鸡蛋漂浮在水面，如图c所示。 (1)求图a中鸡蛋所受浮力F浮。 (2)求图b中食盐水的密度盐水。 (3)实验时，饱和食盐水的密度为（为盐水能达到的最大密度）。小华通过观察图c估计：此时鸡蛋浸入盐水中的体积大约为鸡蛋总体积的。请通过推理和计算，判断小华的预估是否合理。 20．如图所示，用同一支密度计分别测量甲、乙两种液体的密度，则密度计在两种液体里受到的浮力大小F甲______F乙，两种液体的密度ρ甲______ρ乙。如果容器内液体的深度相等，则液体对容器底部的压强P甲______P乙（均选填“”、“”或“”） 考向5 密度计原理及应用 21．某物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计，分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，静止时液面相平如图所示，则（    ） A．密度计在甲液体中受到浮力更小 B．甲液体的密度更小 C．密度计在甲液体中受到浮力更大 D．甲液体的密度更大 22．如图是实验室和生产技术中广泛使用的液体密度计。液体密度计是一只下粗上细的玻璃管，在管中下端封有小铅粒作配重，使它能竖直浮在液体中。 (1)如图（a）所示，由于密度计自身所受的重力大小一定，根据___________原理。液体的密度越___________，密度计排开液体的体积越小。 (2)某同学将粗细均匀的吸管一端密封，在吸管内装上适量的铁砂，并在吸管上标上刻度线及相应的密度值，制成了简易密度计，如图（b）所示；密度计上有密度值为和的两条刻度线（）。 a．请在图（b）上画出两条刻度线的大致位置___________。 b．两刻度线之间的距离为，该同学发现很小，若想增大，分析说明应增加还是减少吸管内铁砂的质量___________。 23．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________。 考向6 轮船的原理 24．一艘货船正常停泊在港口时，货船的总质量为m，水的密度为ρ水，g为已知量。求： (1)货船受到的浮力F浮； (2)货船排开水的体积V排； (3)货船卸去货物后，船体会____________（选填“上浮一些”或“下沉一些”），请尝试解释产生这种现象的原因。___________ 25．满载排水量为1.0×103t的轮船在河水中航行，满载时受到河水的浮力为__________N，船排开河水的体积为__________m3；当这艘满载的轮船从河水驶入海水中时，它的排水量将__________（选填“变大”“变小”“不变”）。（已知，取） 26．如图所示，这是我国历史上第一艘自主设计建造的万吨级远洋货轮“东风号”，这艘巨轮在黄浦江畔下水，达到当时国际先进水平，并且全部使用国产材料，它排开水的体积约为2×104m3。 (1)计算该货轮所受的浮力F浮_______。 (2)该货轮的排水量为________ kg。 (3)说理分析该货轮从黄浦江行驶到东海，排开液体体积的变化情况________。 27．下列情况中，物体受到的浮力增大的是（   ） A．轮船由长江驶入东海 B．浸没在水中的船锚继续下沉的过程中 C．船员入水的过程中 D．轮船在码头停靠时 28．物块浸没在液体中，受到液体对它向上、向下的压力分别为15牛、5牛，其受到浮力的大小为___________牛；物块所受浮力与重力的合力大小为12牛，它所受重力的大小为___________牛。重力为10牛的水对漂浮的物体所产生的浮力大小___________10牛（选填“一定小于”、“一定等于”或“可能大于”）。根据图中轮船上的“吃水线”排列情况，可以判断：印度洋海水密度___________北大西洋海水密度（选填“大于”、“等于”或“小于”），同一艘轮船从印度洋开往北大西洋，它所受浮力___________（选填“变大”、“不变”或“变小”），船体将___________（选填“上浮”或“下沉”）。 考向7 潜水艇的原理 29．2010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）。 30．如图1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；而图2中传统潜水艇是通过改变______实现在水中的浮潜。 31．我国自主研制的深海潜水器“奋斗者”号是国之重器。 (1)“奋斗者”号体积约为40m3，潜入万米深的海底时，海水对其浮力约为___________N（海水的密度近似取）；请在图中，画出此时浮力的示意图________。 (2)关于“奋斗者”号的浮沉，下列说法正确的是___________。 A．通过改变自身重力实现浮沉 B．通过改变受到浮力实现浮沉 32．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 33．如图（a）是我国自主研发的潜水器“奋斗者”号，创造了10909米的载人深潜记录。下潜前水舱注水并挂好压载铁，在马里亚纳海沟成功坐底，达到最大深度后，抛掉适量压载铁等相关技术，实现上浮。 (1)如图（b）所示，是潜水器正在从水面加速下潜时的情景，O点是它的重心，请在图上画出潜水器此时所受浮力和重力G的示意图； (2)当“奋斗者”号完全潜入水中时，排开水的体积为，求潜水器受到的浮力；（取） (3)利用所学物理知识解释：“奋斗者”号上浮时，为什么不像潜艇那样采用压载水舱排水来改变自身重力的方法，而是通过抛掉适量压载铁来实现呢？ 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $