浮力的典型模型与情境 专项练习- -2025-2026学年人教版物理八年级下学期

浮力的典型模型与情境 考点1：船球模型（液面升降问题） 容器中漂浮的船，将船上的石头扔入水中，液面如何变化？（核心判断V排的变化） 1.如图所示，底面积不同的薄壁圆柱形容器内分别盛有液体甲和乙，液面相平。已知甲、乙液体对容器底部压强相等。若分别在两容器中放入一个完全相同的金属球后，且无液体溢出，则(    ) A. 甲对容器底部压力一定大于乙对容器底部压力 B. 甲对容器底部压力可能小于乙对容器底部压力 C. 甲对容器底部压强一定大于乙对容器底部压强 D. 甲对容器底部压强可能等于乙对容器底部压强 2．如图所示一个圆柱形容器的底面积为200cm2，容器的质量为1kg，容器足够高，厚度忽略。装有体积为3800cm3的清水，旁边放有一个体积为800cm3，质量为0.48kg的正方体木块。下列说法中正确的是（　　） A．甲图中水对容器底部的压强为2000Pa B．乙图木块放入容器，有露在水面外，放入木块前后水对容器底部压强的变化量为160Pa C．乙图木块放入容器中，有露在水面外，放入木块后容器对桌面的压强为2640Pa D．丙图对木块上表面施加压力，使木块完全浸没在水中，此时容器容器对桌面压力为52.8N 3．甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体，放置在水平桌面上，将同种材料制成的实心物体A、B分别放入两容器中，静止时两液面等高，如图。则（　　） A．物体B的重力大于物体A的重力 B．甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度 C．甲容器对水平桌面的压力大于乙容器对水平桌面的压力 D．甲容器底部受到液体的压强小于乙容器底部受到液体的压强 考点2：冰山/浮冰问题 利用漂浮条件ρ冰V冰g=ρ海V排g，求露出体积与总体积的比例 1.如图所示，在烧杯中盛有水，水上面漂浮了一个冰块，冰块中有一枚小铁钉。过一会当冰块融化后，铁钉会沉入水底。则在整个过程中水对容器底部的压力和压强将如何变化（   ） A. 压力增大、压强增大 B. 压力不变、压强增大 C. 压力不变、压强减小 D. 压力减小、压强减小 2．淡水湖面上漂有一块浮冰，如图所示，浮冰在水上和水下的体积比为1∶9，则冰的密度为 kg/m3。当冰全部熔化后，水面将 （选填“升高”或“降低”或“不变”）。 考点3：密度计问题 原理：漂浮，F浮=G 特点：刻度上小下大、上疏下密。 1.两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙，制成了A、B两支密度计，放入同一个盛有水的烧杯中，静止后如图所示。下列说法正确的是(　　) A．密度计A所受浮力较小 B．密度计B所受重力较小 C．两密度计底部所受水的压强相等 D．两密度计在水面处的刻度值不同 2.如图所示，在木棒的一端缠绕一些铜丝做成简易密度计，用它来测量液体密度时，密度计处于漂浮状态，则下列液体密度、和密度计受到的浮力、关系正确的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 3.将同一个新鲜的鸡蛋分别浸入装有浓度不同的盐水的容器中，鸡蛋静止在两个容器中的位置如图所示。则下列说法正确的是（　　） A. 鸡蛋在甲中受到的浮力大 B. 鸡蛋在甲、乙中受到的浮力一样大 C. 鸡蛋在乙中受到的浮力大 D. 由于盐水密度不同，无法比较 4．水平桌面上有甲、乙两个质量和底面积均相同的容器，分别装有密度不同的液体，将两个完全相同的小球放入容器中，静止时的情形如图所示。下列说法正确的是（　　） A．甲容器中液体密度小于乙容器中液体密度 B．两容器底部受到的液体压强相等 C．小球在两液体中所受浮力相等 D．小球在甲液体中排开液体的质量较大 5.如图所示，同一支密度计分别放置在甲、乙两种液体里均静止不动,则密度计在两种液体中所受的浮力F甲　　　　F乙，两种液体的密度ρ甲　　　　ρ乙。(均选填“>”“<”或“=”)  6．在两支相同的平底试管内装入等质量铁砂，然后分别放入装有甲、乙两种不同液体的相同烧杯里，其静止状态如图所示，则下列说法正确的（　　） A．试管在乙液体中受到的浮力较大 B．甲液体密度大于乙液体密度 C．甲烧杯底部所受液体压强较大 D．乙烧杯底部所受液体压强较大 7．水平桌面上放有甲、乙两个完全相同的圆柱形容器，容器内分别盛有等质量的液体，甲中液体密度为ρ1，乙中液体密度为ρ2.，若将两个完全相同的小球A和B分别放在两容器的液体中，两球最终的状态如图所示。此时小球A受到的浮力为F1，小球B受到的浮力为F2；甲中液体对容器底的压强为p1，乙中液体对容器底的压强为p2；甲容器对桌面的压力为N1，乙容器对桌面的压力为N2.则下列判断正确的是（　　） A．ρ1<ρ2 B．F1<F2 C．p1＞p2 D．N1=N2 8．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，将其分别放入甲、乙两个盛有不同液体的烧杯中，它竖直立在液体中的漂浮情况如图所示。设密度计在甲、乙两个烧杯中所受的浮力分别为F甲、F乙，两个烧杯中液体的密度分别为、。则F甲________F乙， ________。（选填“大于”、“等于”或“小于”）密度计上有密度值为ρ1和ρ2的两条刻度线（ρ1＞ρ2），两刻度线之间的距离为，该同学发现很小。若想增大，应_______（填写“增加”或“减少”）管内铁砂的质量。分析说明理由_______。 考点4：潜水艇、气球、轮船原理 潜水艇：改变自身重力实现浮沉 1．潜水艇是一种重要的军事舰艇，它在水下航行时，是靠改变自身 来实现上浮或下沉的；轮船是采用“空壳法”控制浮沉，即把密度比水大的钢铁制成空心的，使其能排开更多的水，从而增大其所受 力，使轮船可以浮在水面上。一个体积为 300cm3的物体浮在水面上，它的体积露出水面，它受的浮力是 N。（g取10N/kg） 2．如图所示，潜水艇通过调节自身 来实现上浮和下潜。潜水艇处于悬浮状态时受到的浮力 重力；若向水舱充水，其重力变 ，潜水艇将 ；若将水舱中的水排出一部分，潜水艇将 。 3．如图所示，某同学用塑料瓶制成的潜水艇模型悬浮于水中，此时模型受到的浮力 （填“大于”“小于”或“等于”）自身受到的重力。当通过进/排气管向瓶中打气时，模型将 （填“上浮”“下沉”或“保持静止”）。 4.潜水艇是靠          来实现上浮和下沉的。如图所示，静止在处的潜水艇要想到达处未露出水面，它的水舱要          填“吸入”或“排出”一些水，潜水艇从处运动到处的过程中，受到的浮力          。 5.小悦用塑料瓶等材料，制作了一个潜水艇模型。他把潜水艇模型放入装有水的盆中，模型在水中漂浮，如图所示。小悦必须从进气排气管口处________选填“吹”或“吸”气，改变潜水艇模型自身的________力，实现在水盆中下沉。 6．如图是金老师制作的潜艇模型，通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉或上浮。若从烧瓶中吸气，使其从右图所示的位置下沉（胶管在水中的体积忽略不计），下列分析正确的是（    ） A．“潜艇”排开水的重力变小 B．“潜艇”所受的浮力不变 C．“潜艇”顶部受到水的压强保持不变 D．“潜艇”是通过改变浮力的大小来实现下沉的 7．如图所示，用轻质薄壁的塑料瓶、透明胶带、铁质螺母和塑料软 管制作潜水艇模型，潜水艇在水中受到浮力的方向是 　 　 ， 潜水艇通过改变 　 　 来实现浮与沉，因此需要选择质量合适 的螺母作为配重。如果塑料瓶的容积为V，水的密度为ρ水，铁的密 度为ρ铁，要让瓶内有一半水时，潜水艇恰能在水中悬浮，则所选螺 母质量的表达式为m＝　 　 。 8．如图所示，潜水艇悬浮在水中时，下列说法正确的是（　　） A．要使潜水艇上浮，应向水舱充水 B．要使潜水艇下沉，应将水舱里的水排出一部分 C．当潜水艇悬浮在水中时，潜水艇重等于同体积的水重 D．潜水艇是靠改变自身重力和受到的浮力来实现浮沉的 9．如图所示是“深海勇士号”载人潜水器。它可以在4500米的水下连续工作6个小时以上。若海水密度约为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A．潜水器在海面上漂浮时浮力大于重力 B．潜水器在海面下4500米处作业时，潜水器受到的海水压强为4.5×106Pa C．潜水器在海面下4500米处连续作业时，所受浮力保持不变 D．潜水器在从海面下4500米匀速上浮至海面下3500米过程中，潜水器底部所受海水压力不变 10.潜水艇通过向水舱中充水或从水舱向外排水能使其下沉或上浮。某型号潜水艇的总体积为，水舱未充海水时潜水艇总重为，最大下潜深度可达，海水密度为，取。求： 最大下潜深度处的海水压强； 潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力； 潜水艇悬浮在海水中时，水舱中充入海水的质量。 11．阅读材料，回答下列问题： “蛟龙”号是我国自主研发的7000m级深海载人潜水器，长8.2m，宽3.0m，高3.4m，底面积约为20m²，具备全球99.8%的海域探测能力。“蛟龙”号在海中上浮、下潜主要是通过改变自身重力实现的。2025年完成技术升级后，“蛟龙”号在中国海域开展新一轮科考工作，在10天作业窗口期内共实施14个潜次，并创纪录地完成4次“一天两潜”，连续9次实现“一拖二”作业，即一名潜航员带两名科学家下潜作业。通过此次高频次、高质量下潜，“蛟龙”号载人深潜器总体下潜能力大幅提升，将为实施后续高强度运行提供坚强保障。 (1)“蛟龙”号在海中上浮、下潜主要是通过 实现的，当“蛟龙”号从水深7000m处上浮至露出水面时，浮力大小是如何变化的： ； (2)如下图所示，“蛟龙”号停在水面上，请画出它的受力示意图；（重心已标出） (3)求“蛟龙”号下潜至7000m时受到的水的压强；（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） (4)求“蛟龙”号在7000m水深处底部受到压力大小。 气球/飞艇：改变自身体积（或充入密度小于空气的气体）实现升降 1.如图是我国研发的“圆梦”号平流层飞艇.该飞艇依靠浮力可升到20km高的平流层,其推进系统由太阳能电池提供能量.推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡,可使飞艇长时间悬停.若飞艇的气囊体积为3×104m3,平流层空气密度取0.06kg/m3,则飞艇在平流层受到的浮力约为_______N.(g=10N/kg) 2.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。 3．两只相同气球，分别充入氢气和空气，充气后体积不同，同学们在教室内同时放飞时只有氢气气球上升，如图所示。若它们在空气中受到浮力分别为和，下列判断正确的是（ ） A． B． C． D．条件不足，无法比较 轮船：采用“空心”法增大浮力；排水量（满载时排开水的质量） 1．如图所示的是海军055型驱逐舰，它是我国未来海军的中坚力量。其排水量为12000t，吃水深度为6.6m。关于该驱逐舰，下列分析正确的是（　　） A．该驱逐舰在海上航行时受到的浮力大于重力 B．驱逐舰满载时受到的浮力约为 C．舰载直升机飞离后，驱逐舰受到的浮力变小 D．驱逐舰吃水深度越深，舰底受到水的压强越小 2．下图是我国自主研制的全球最大的集装箱船“鑫福103”轮。当从船上卸下一部分集装箱后（　　） A．船体略上浮，受到浮力不变 B．船体略上浮，受到浮力变小 C．船体略下沉，受到浮力不变 D．船体略下沉，受到浮力变大 3.如图所示的是世界上最大的豪华邮轮之一“海洋魅力”号，长361m，宽66m，满载时排水量达22.5万吨，满载时吃水深度达30m，可以搭载6360名游客。下列相关说法正确的是（g取，）（    ） A. 轮船匀速航行时，所受浮力方向竖直向下 B. 轮船漂浮在海面上，所受浮力大于重力 C. 满载时船受到的浮力为 D. 游客下船后船受到的浮力保持不变 4．2021年3月23日，巴拿马籍大型货轮“长赐号”在苏伊士运河 搁浅，如图甲所示。28～29日，海水涨潮、运河水位持续上升，28 日“长赐号”仍处于搁浅状态，29日“长赐号“脱离运河河底，随 着水位上升船身逐渐升高，最终如图乙所示。28～29日，海水涨潮、 运河水位持续上升过程中，“长赐号”受到的浮力（　　） A．一直变大 B．先变大后不变 C．一直不变 D．先不变后变大 5．如图所示是我国第二艘055型万吨驱逐舰“拉萨号”，它于2021年3月正式亮相，其综合作战能力在当今世界位居同类舰艇前列。“拉萨号”受到的浮力方向 　 　 ，若舰上的直升机飞离甲板后，驱逐舰所受的浮力大小 　 　 ，排开水的体积 　 　 （后两空均选填“变大”、“不变”或“变小”）。 答案 浮力的典型模型与情境 考点1：船球模型（液面升降问题） 容器中漂浮的船，将船上的石头扔入水中，液面如何变化？（核心判断V排的变化） 1.如图所示，底面积不同的薄壁圆柱形容器内分别盛有液体甲和乙，液面相平。已知甲、乙液体对容器底部压强相等。若分别在两容器中放入一个完全相同的金属球后，且无液体溢出，则(    ) A. 甲对容器底部压力一定大于乙对容器底部压力 B. 甲对容器底部压力可能小于乙对容器底部压力 C. 甲对容器底部压强一定大于乙对容器底部压强 D. 甲对容器底部压强可能等于乙对容器底部压强 【答案】  【解析】甲乙液面相同，对容器底部压强相等，根据公式可知，甲、乙两的液体的密度相等； 分别在两容器中放入一个完全相同的金属球后，甲底面积小，所以液体甲在容器中升高的高度大，根据公式可知，甲对容器底部的压强大于乙对容器底部的压强； 由于两容器为直壁容器，液体对容器底的压力等于液体重，甲液体的体积小于乙液体的体积，甲液体的重小于乙液体的重，所以甲对容器底部的压力小于乙对容器底部的压力。 2．如图所示一个圆柱形容器的底面积为200cm2，容器的质量为1kg，容器足够高，厚度忽略。装有体积为3800cm3的清水，旁边放有一个体积为800cm3，质量为0.48kg的正方体木块。下列说法中正确的是（　　） A．甲图中水对容器底部的压强为2000Pa B．乙图木块放入容器，有露在水面外，放入木块前后水对容器底部压强的变化量为160Pa C．乙图木块放入容器中，有露在水面外，放入木块后容器对桌面的压强为2640Pa D．丙图对木块上表面施加压力，使木块完全浸没在水中，此时容器容器对桌面压力为52.8N 【答案】C 【解析】A．3800cm3水的高度为 则水对容器底的压强 p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.19m=1.9×103Pa 故A错误； B．乙图木块放入容器中，有露在水面外，则木块体积的在水下面，即木块排开水的体积为 木块排开的这些水能让容器中水位上升的高度为 则放入木块前后水对容器底部压强的变化量为 故B错误； C．容器中水的质量 m水=ρ水V水=1.0g/cm3×3800cm3=3800g=3.8kg 容器、水、木块对桌面的压力大小等于三者的总重力 F总=G总=m总g=(m容+m水+m木)g=(1kg+3.8kg+0.48kg)×10N/kg=52.8N 则放入木块后容器对桌面的压强为 故C正确； D．根据阿基米德原理可知，将木块压入水中的力的大小应等于木块露在水面外的部分被压入水中所受的浮力，即 此时容器对桌面的压力为 F压′=F总+F压=52.8N+3.2N=56N 故D错误。 故选C。 3．甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体，放置在水平桌面上，将同种材料制成的实心物体A、B分别放入两容器中，静止时两液面等高，如图。则（　　） A．物体B的重力大于物体A的重力 B．甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度 C．甲容器对水平桌面的压力大于乙容器对水平桌面的压力 D．甲容器底部受到液体的压强小于乙容器底部受到液体的压强 【答案】C 【解析】A．甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体，将实心物体A、B分别放入两容器中，静止时液面等高，则A、B排开液体的体积相同，A漂浮、B悬浮，所以A的体积大于B的体积，A、B密度相同，根据和可知物体B的重力小于物体A的重力，故A错误； B．A漂浮，则密度小于甲容器中液体的密度，B悬浮，则密度等于乙容器中液体的密度，A、B密度相同，所以甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度，故B错误； D．甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度，深度相同，根据可知甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强，故D错误； C．容器底面积相同，甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强，根据可知甲容器底部受到液体的压力大于乙容器底部受到液体的压力，甲乙容器底部受到液体的压力等于内部物体的总重力，且甲乙容器相同，所以甲容器总重力大于乙容器总重力，则甲容器对水平桌面的压力大于乙容器对水平桌面的压力，故C正确。 故选C。 考点2：冰山/浮冰问题 利用漂浮条件ρ冰V冰g=ρ海V排g，求露出体积与总体积的比例 1.如图所示，在烧杯中盛有水，水上面漂浮了一个冰块，冰块中有一枚小铁钉。过一会当冰块融化后，铁钉会沉入水底。则在整个过程中水对容器底部的压力和压强将如何变化（   ） A. 压力增大、压强增大 B. 压力不变、压强增大 C. 压力不变、压强减小 D. 压力减小、压强减小 【答案】D 【解析】冰熔化前整体受到的浮力为，冰熔化后整体受到的浮力相当于 冰熔化为水后前后重力不变，因为铁块下沉，所以，所以。由可知，前后排开水的体积，所以液面将下降，根据可知，水对容器底部的压强会减小，根据可知，水对容器底的压力减小，故D符合题意，A、B、C不符合题意。 2．淡水湖面上漂有一块浮冰，如图所示，浮冰在水上和水下的体积比为1∶9，则冰的密度为 kg/m3。当冰全部熔化后，水面将 （选填“升高”或“降低”或“不变”）。 【答案】0.9×103 不变 【解析】[1]由图可知，浮冰漂浮在水面上，由沉浮条件可知，浮冰受到的浮力等于浮冰的重力，即 由阿基米德原理可得 由于浮冰水上和水下的体积比为1∶9，则有解得 [2]当冰全部熔化成水后，质量不变，即，则 即 则冰全部熔化成水后，水的体积 即水的体积 所以熔化后水的体积等于浮冰排开水的体积，则冰全部熔化后，水面将不变。 考点3：密度计问题 原理：漂浮，F浮=G 特点：刻度上小下大、上疏下密。 1.两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙，制成了A、B两支密度计，放入同一个盛有水的烧杯中，静止后如图所示。下列说法正确的是(　　) A．密度计A所受浮力较小 B．密度计B所受重力较小 C．两密度计底部所受水的压强相等 D．两密度计在水面处的刻度值不同 【答案】A　 2.如图所示，在木棒的一端缠绕一些铜丝做成简易密度计，用它来测量液体密度时，密度计处于漂浮状态，则下列液体密度、和密度计受到的浮力、关系正确的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】D 【解析】密度计放在两种液体中都漂浮，根据漂浮条件可知，密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力，即F1=F2=G,由图可知，密度计排开液体的体积V排1>V排2，由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，甲液体的密度小，即ρ1<ρ2，故D符合题意，A、B、C不符合题意。 3.将同一个新鲜的鸡蛋分别浸入装有浓度不同的盐水的容器中，鸡蛋静止在两个容器中的位置如图所示。则下列说法正确的是（　　） A. 鸡蛋在甲中受到的浮力大 B. 鸡蛋在甲、乙中受到的浮力一样大 C. 鸡蛋在乙中受到的浮力大 D. 由于盐水密度不同，无法比较 【答案】C 【解析】由图可知鸡蛋在甲盐水中沉底，则浮力小于鸡蛋的重力；鸡蛋在乙盐水中悬浮，则浮力等于鸡蛋的重力，且同一只鸡蛋的重力不变，所以鸡蛋在乙盐水中受到的浮力大，故ABD错误，C正确。 4．水平桌面上有甲、乙两个质量和底面积均相同的容器，分别装有密度不同的液体，将两个完全相同的小球放入容器中，静止时的情形如图所示。下列说法正确的是（　　） A．甲容器中液体密度小于乙容器中液体密度 B．两容器底部受到的液体压强相等 C．小球在两液体中所受浮力相等 D．小球在甲液体中排开液体的质量较大 【答案】C 【解析】A．两个完全相同的小球放入容器中，由图可知，甲容器中小球漂浮，乙容器中小球悬浮，由沉浮条件可知，甲容器中液体密度大于小球的密度，乙容器中液体密度等于小球的密度，小球的密度不变，所以甲容器中液体密度大于乙容器中液体密度，故A错误； B．由于甲容器中液体密度大于乙容器中液体密度，两个容器中液体深度相同，由可知，甲容器底部受到的液体压强大于乙容器底部受到的液体压强，故B错误； C．由图可知，甲容器中小球漂浮，乙容器中小球悬浮，由沉浮条件可知，甲、乙容器中小球受到浮力都等于重力，小球的重力不变，所以小球在两液体中所受浮力相等，故C正确； D．由于小球在两液体中所受浮力相等，由阿基米德原理可知，小球在甲、乙液体中排开液体的重力相等，则小球在甲、乙液体中排开液体的质量相等，故D错误。 故选C。 5.如图所示，同一支密度计分别放置在甲、乙两种液体里均静止不动,则密度计在两种液体中所受的浮力F甲　　　　F乙，两种液体的密度ρ甲　　　　ρ乙。(均选填“>”“<”或“=”)  【答案】=　<　 6．在两支相同的平底试管内装入等质量铁砂，然后分别放入装有甲、乙两种不同液体的相同烧杯里，其静止状态如图所示，则下列说法正确的（　　） A．试管在乙液体中受到的浮力较大 B．甲液体密度大于乙液体密度 C．甲烧杯底部所受液体压强较大 D．乙烧杯底部所受液体压强较大 【答案】D 【解答】解：A.甲、乙两个液体中，物体都是漂浮状态，浮力等于物体重力。由于铁砂质量相等，重力相等，所以浮力也相等，故A错误； B.阿基米德原理F浮＝ρ液gV排，甲、乙两个液体中浮力相等，由于排开甲液体体积大于排开乙液体体积，所以甲液体密度小于乙液体密度，故B错误； C、D.甲液体密度小于乙液体密度，两溶液深度h相同，由p＝ρ液gh可得乙烧杯底部所受液体压强较大，故C错误，D正确； 故选：D。 7．水平桌面上放有甲、乙两个完全相同的圆柱形容器，容器内分别盛有等质量的液体，甲中液体密度为ρ1，乙中液体密度为ρ2.，若将两个完全相同的小球A和B分别放在两容器的液体中，两球最终的状态如图所示。此时小球A受到的浮力为F1，小球B受到的浮力为F2；甲中液体对容器底的压强为p1，乙中液体对容器底的压强为p2；甲容器对桌面的压力为N1，乙容器对桌面的压力为N2.则下列判断正确的是（　　） A．ρ1<ρ2 B．F1<F2 C．p1＞p2 D．N1=N2 【答案】D 【解析】A球在甲容器中漂浮，B球在乙容器中悬浮，则由浮沉条件可知，A的密度小于甲容器液体密度，B球密度等于乙容器液体密度，两球所受浮力均等于其重力，由于A、B两球完全相同，则可得ρ1>ρ2，F1=F2；由于容器为圆柱形，且小球均未沉底，则容器底部所受压力等于内部液体与小球总重力，又由于小球相同，液体质量相同，则容器底部所受压力相同，容器底面积相同，则由可得液体对容器底的压强相等，即p1=p2，容器相同，液体质量相同，小球质量相同，则总重力相同，可得对地面压力相同，即N1=N2，故选D。 8．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，将其分别放入甲、乙两个盛有不同液体的烧杯中，它竖直立在液体中的漂浮情况如图所示。设密度计在甲、乙两个烧杯中所受的浮力分别为F甲、F乙，两个烧杯中液体的密度分别为、。则F甲________F乙， ________。（选填“大于”、“等于”或“小于”）密度计上有密度值为ρ1和ρ2的两条刻度线（ρ1＞ρ2），两刻度线之间的距离为，该同学发现很小。若想增大，应_______（填写“增加”或“减少”）管内铁砂的质量。分析说明理由_______。 【解析】 等于 小于 增加 见解析 【解析】[1]密度计在甲、乙两个烧杯中均漂浮，根据可知所受的浮力F甲等于F乙。 [2]密度计在甲液体中排开液体的体积较大，根据可知，甲烧杯中液体的密度较小，即小于。 [3][4]由漂浮条件和阿基米德原理可得 两种情况下密度计受到的浮力相等，所以可得 因，所以，已知两刻度线之间的距离为，则 则密度计在密度为的液体中受到的浮力 整理得 所以，在和一定时，可以通过增大整个密度计的质量m来增大，而吸管的质量一定，则应增加吸管内铁砂的质量。 考点4：潜水艇、气球、轮船原理 潜水艇：改变自身重力实现浮沉 1．潜水艇是一种重要的军事舰艇，它在水下航行时，是靠改变自身 来实现上浮或下沉的；轮船是采用“空壳法”控制浮沉，即把密度比水大的钢铁制成空心的，使其能排开更多的水，从而增大其所受 力，使轮船可以浮在水面上。一个体积为 300cm3的物体浮在水面上，它的体积露出水面，它受的浮力是 N。（g取10N/kg） 【答案】 重力 浮 1 【解析】[1]潜水艇的艇身装有水舱，向水舱充水时，潜水艇变重，逐渐潜入水中。当水舱充水后潜水艇重等于同体积的水重时，潜水艇在水中悬浮，受到的重力和浮力相等；当用压缩空气将水舱里的水排出一部分后，自身的重力减小，潜水艇变轻，受到的浮力不变，则受到的重力小于浮力，所以潜水艇会上浮。由此可知，潜水艇是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的。 [2]用密度比水大的钢铁制成空心的，它的重力没变，由于体积变大，其排开水的体积变大，由阿基米德原理可知，所受到的浮力变大，当浮力大于重力时，便可以浮在水面上，这是采用空心的方法来增大可以利用的浮力，根据这个道理，人们用密度比水大的钢铁制造了能够浮在水面上的轮船。 [3]根据阿基米德原理可知，物体浮在水面上受的浮力 2．如图所示，潜水艇通过调节自身 来实现上浮和下潜。潜水艇处于悬浮状态时受到的浮力 重力；若向水舱充水，其重力变 ，潜水艇将 ；若将水舱中的水排出一部分，潜水艇将 。 【答案】 重力 等于 大 下潜 上浮 【解析】[1][2][3][4][5]潜水艇靠自身水舱的吸水和排水，来改变自身的重力，从而改变重力与浮力的大小关系，来实现上浮和下沉。潜水艇完全浸没在水中处于悬浮状态，此时受到的浮力等于自身重力；若此时向水舱中注水，潜水艇受到的重力变大，而其排开水的体积不再变化，根据F浮=ρgV排可知，潜水艇受到的浮力不变，因其重力大于浮力，所以潜水艇将下潜。若将水舱中的水排出一部分，潜水艇受到的重力变小，而其排开水的体积不再变化，根据F浮=ρgV排可知，潜水艇受到的浮力不变，因其重力小于浮力，所以潜水艇将上浮。 3．如图所示，某同学用塑料瓶制成的潜水艇模型悬浮于水中，此时模型受到的浮力 （填“大于”“小于”或“等于”）自身受到的重力。当通过进/排气管向瓶中打气时，模型将 （填“上浮”“下沉”或“保持静止”）。 【答案】 等于 上浮 【解析】[1]如图所示，用塑料瓶制成的潜水艇模型悬浮于水中，根据物体的浮沉条件可知，此时模型受到的浮力等于重力。 [2]潜水艇浸没时排开液体的体积不变，由阿基米德原理可知，潜水艇浸没时受到的浮力不变；当通过进排气管向内打气时，瓶内气体的压强将变大，水排出潜水艇模型中，使得潜水艇模型的重力减小，潜水艇模型将上浮。 4.潜水艇是靠          来实现上浮和下沉的。如图所示，静止在处的潜水艇要想到达处未露出水面，它的水舱要          填“吸入”或“排出”一些水，潜水艇从处运动到处的过程中，受到的浮力          。 【答案】改变自身重力；排出；不变  【解析】潜水艇是靠改变自身重力来实现上浮和下沉的，静止在处的潜水艇要想到达处即上浮，其浮力应该大于重力，所以应将水舱内的水排出一部分，使潜水艇的重力减小，当重力小于浮力时，潜水艇将上浮； 在未露出水面之前，由于排开水的体积不变，故潜水艇从处运动到处过程中，所受到的浮力不变。 故答案为：改变自身重力；排出；不变。 5.小悦用塑料瓶等材料，制作了一个潜水艇模型。他把潜水艇模型放入装有水的盆中，模型在水中漂浮，如图所示。小悦必须从进气排气管口处________选填“吹”或“吸”气，改变潜水艇模型自身的________力，实现在水盆中下沉。 【答案】吸     重  【解析】潜水艇排开水的体积不变，由浮液排知，受到的浮力不变，要使其下沉，需要增大重力，所以必须从进排气管吸气，使塑料瓶内气压减小，大气压将部分水压入瓶内，重力增大，当大于浮力时，塑料瓶就会下沉。 潜水艇是通过人工的方法排水、吸水，来改变潜艇自身所受的重力，从而达到上浮和下沉的。 6．如图是金老师制作的潜艇模型，通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉或上浮。若从烧瓶中吸气，使其从右图所示的位置下沉（胶管在水中的体积忽略不计），下列分析正确的是（    ） A．“潜艇”排开水的重力变小 B．“潜艇”所受的浮力不变 C．“潜艇”顶部受到水的压强保持不变 D．“潜艇”是通过改变浮力的大小来实现下沉的 【答案】B 【解析】AB．从瓶中吸气烧瓶会进水而下沉，完全浸没时由阿基米德原理可知，浮力大小不变，排开水的重力不变，故A错误，B正确； C．“潜水艇”从如图所示的位置下沉时，顶部深度变大使受到水的压强变大，故C错误； D．潜水艇是通过改变自身重力实现上浮和下沉，不是通过改变浮力的大小来实现下沉的，故D错误。 故选B。 7．如图所示，用轻质薄壁的塑料瓶、透明胶带、铁质螺母和塑料软 管制作潜水艇模型，潜水艇在水中受到浮力的方向是 　 　 ， 潜水艇通过改变 　 　 来实现浮与沉，因此需要选择质量合适 的螺母作为配重。如果塑料瓶的容积为V，水的密度为ρ水，铁的密 度为ρ铁，要让瓶内有一半水时，潜水艇恰能在水中悬浮，则所选螺 母质量的表达式为m＝　 　 。 【答案】竖直向上；自身重力；。 【解答】解：（1）潜艇在水中受到的浮力是水对潜艇的作用，它的方向是竖直向上； （2）潜水艇通过改变自身的重力来实现浮与沉，因此需要选择质量合适的螺母作为配重； （3）设螺母的质量为m螺母，根据密度公式得，螺母的体积为：V螺母，螺母受到的浮力为：F浮'＝ρ水V螺母g 塑料瓶受到的浮力：F浮＝ρ水Vg， 塑料瓶内水的重力：G水＝m水g＝ρ水（）g， 塑料瓶是轻质薄壁，潜水艇恰能在水中悬浮，F浮+F浮'＝G总＝G水+G螺母，即ρ水Vgm螺母g，解得，m螺母。 故答案为：竖直向上；自身重力；。 8．如图所示，潜水艇悬浮在水中时，下列说法正确的是（　　） A．要使潜水艇上浮，应向水舱充水 B．要使潜水艇下沉，应将水舱里的水排出一部分 C．当潜水艇悬浮在水中时，潜水艇重等于同体积的水重 D．潜水艇是靠改变自身重力和受到的浮力来实现浮沉的 【答案】C 【解答】A、潜水艇悬浮在水中，浮力与重力相等，要使潜水艇上浮，则重力应小于浮力，由于潜水艇浮力不变，则应把水舱中的水排出一部分，来减小重力；故A错误； B、原来潜水艇悬浮，浮力等于重力，要使潜水艇下沉，则重力应大于浮力，由于潜水艇浮力不变，则应向水舱充水，来增大重力，故B错误； C、当潜水艇悬浮在水中时，排开水的体积与潜水艇的体积相等，由于悬浮，浮力与重力相等，根据阿基米德原理可知潜水艇重等于同体积的水重，故C正确； D、在未露出水面之前，由于排开水的体积不变，故潜水艇所受到的浮力不变，潜水艇靠改变自身重力实现上浮或下潜，故D错误。 故选：C。 9．如图所示是“深海勇士号”载人潜水器。它可以在4500米的水下连续工作6个小时以上。若海水密度约为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A．潜水器在海面上漂浮时浮力大于重力 B．潜水器在海面下4500米处作业时，潜水器受到的海水压强为4.5×106Pa C．潜水器在海面下4500米处连续作业时，所受浮力保持不变 D．潜水器在从海面下4500米匀速上浮至海面下3500米过程中，潜水器底部所受海水压力不变 【答案】C 【解析】A．潜水器漂浮时，处于平衡状态，受到的浮力和重力是一对平衡力，大小相等，故A错误； B．在海面下4500m处，潜水器受到的海水压强 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4500m=4.5×107Pa 故B错误； C．潜水器在海面下4500米连续作业时，排开海水的体积不变，据阿基米德原理知，所受的浮力保持不变，故C正确； D．潜水器由海面下4500m上浮至3500m，底部所处位置深度变浅，受到海水的压强变小，而受力面积不变，则所受海水压力变小，故D错误。 故选C。 10.潜水艇通过向水舱中充水或从水舱向外排水能使其下沉或上浮。某型号潜水艇的总体积为，水舱未充海水时潜水艇总重为，最大下潜深度可达，海水密度为，取。求： 最大下潜深度处的海水压强； 潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力； 潜水艇悬浮在海水中时，水舱中充入海水的质量。 【答案】解： 因为悬浮，所以 水舱中充入海水的质量  11．阅读材料，回答下列问题： “蛟龙”号是我国自主研发的7000m级深海载人潜水器，长8.2m，宽3.0m，高3.4m，底面积约为20m²，具备全球99.8%的海域探测能力。“蛟龙”号在海中上浮、下潜主要是通过改变自身重力实现的。2025年完成技术升级后，“蛟龙”号在中国海域开展新一轮科考工作，在10天作业窗口期内共实施14个潜次，并创纪录地完成4次“一天两潜”，连续9次实现“一拖二”作业，即一名潜航员带两名科学家下潜作业。通过此次高频次、高质量下潜，“蛟龙”号载人深潜器总体下潜能力大幅提升，将为实施后续高强度运行提供坚强保障。 (1)“蛟龙”号在海中上浮、下潜主要是通过 实现的，当“蛟龙”号从水深7000m处上浮至露出水面时，浮力大小是如何变化的： ； (2)如下图所示，“蛟龙”号停在水面上，请画出它的受力示意图；（重心已标出） (3)求“蛟龙”号下潜至7000m时受到的水的压强；（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） (4)求“蛟龙”号在7000m水深处底部受到压力大小。 【解析】（1）[1]潜水艇主要是靠改变自身重力实现沉浮的。“蛟龙号”通过对它的水舱进行排、吸水来改变自身重力，从而实现上浮、下潜的。 [2]当“蛟龙”号从水深7000m处上浮至露出水面时，根据，在从水深7000m处上浮至露出水面前，不变，浮力不变；当从露出水面到漂浮的过程，变小，浮力变小；所以浮力大小变化情况是：先不变，后变小。 （2）“蛟龙”号停在水面上，处于平衡状态，受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力，这两个力大小相等，方向相反，作用点在重心，如下图所示： （3）“蛟龙”号下潜至7000m时受到的水的压强为 （4）“蛟龙”号在7000m水深处底部受到压力大小为 气球/飞艇：改变自身体积（或充入密度小于空气的气体）实现升降 1.如图是我国研发的“圆梦”号平流层飞艇.该飞艇依靠浮力可升到20km高的平流层,其推进系统由太阳能电池提供能量.推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡,可使飞艇长时间悬停.若飞艇的气囊体积为3×104m3,平流层空气密度取0.06kg/m3,则飞艇在平流层受到的浮力约为_______N.(g=10N/kg) 【答案】1.8×104 2.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 【解析】[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。 3．两只相同气球，分别充入氢气和空气，充气后体积不同，同学们在教室内同时放飞时只有氢气气球上升，如图所示。若它们在空气中受到浮力分别为和，下列判断正确的是（ ） A． B． C． D．条件不足，无法比较 【答案】C 【解析】两只相同的气球，分别充入氢气和空气，充气后体积不同，所以排开空气的体积不同，由图可知，空气气球排开空气的体积较大，根据可知，空气密度相同，排开空气的体积越大时，浮力越大，所以空气气球受到的浮力更大，即。 故选C。 轮船：采用“空心”法增大浮力；排水量（满载时排开水的质量） 1．如图所示的是海军055型驱逐舰，它是我国未来海军的中坚力量。其排水量为12000t，吃水深度为6.6m。关于该驱逐舰，下列分析正确的是（　　） A．该驱逐舰在海上航行时受到的浮力大于重力 B．驱逐舰满载时受到的浮力约为 C．舰载直升机飞离后，驱逐舰受到的浮力变小 D．驱逐舰吃水深度越深，舰底受到水的压强越小 【答案】C 【解析】A．驱逐舰在海上航行时，处于漂浮状态，根据物体的浮沉条件可知，驱逐舰受到的浮力等于总重力，故A错误； B．根据阿基米德原理可知，驱逐舰满载时受到的浮力约为 故B错误； C．舰载直升机飞离后，驱逐舰依然漂浮，受到的浮力等于重力，因总重力会减小，则驱逐舰受到的浮力也会减小，故C正确； D．驱逐舰吃水深度越深，即h越大，根据可知舰底受到水的压强越大，故D错误。 故选C。 2．下图是我国自主研制的全球最大的集装箱船“鑫福103”轮。当从船上卸下一部分集装箱后（　　） A．船体略上浮，受到浮力不变 B．船体略上浮，受到浮力变小 C．船体略下沉，受到浮力不变 D．船体略下沉，受到浮力变大 【答案】B 【解析】船始终处于漂浮状态，受到的浮力等于重力，当从船上卸下一部分集装箱后，重力变小，根据物体浮沉条件可知船受到的浮力变小，根据F浮=ρ液gV排可知船排开水的体积变小，船略上浮。 故选B。 3.如图所示的是世界上最大的豪华邮轮之一“海洋魅力”号，长361m，宽66m，满载时排水量达22.5万吨，满载时吃水深度达30m，可以搭载6360名游客。下列相关说法正确的是（g取，）（    ） A. 轮船匀速航行时，所受浮力方向竖直向下 B. 轮船漂浮在海面上，所受浮力大于重力 C. 满载时船受到的浮力为 D. 游客下船后船受到的浮力保持不变 【答案】C 【解析】浮力的方向总是竖直向上的，故A错误； 轮船漂浮在海面上，所受浮力等于轮船的重力，故B错误； 满载时排水量达22.5万吨，则满载时船受到的浮力为，故C正确； 因为轮船一直漂浮在水面，浮力等于重力，当游客下船后，船的总重力变小，所以浮力变小，故D错误。 4．2021年3月23日，巴拿马籍大型货轮“长赐号”在苏伊士运河 搁浅，如图甲所示。28～29日，海水涨潮、运河水位持续上升，28 日“长赐号”仍处于搁浅状态，29日“长赐号“脱离运河河底，随 着水位上升船身逐渐升高，最终如图乙所示。28～29日，海水涨潮、 运河水位持续上升过程中，“长赐号”受到的浮力（　　） A．一直变大 B．先变大后不变 C．一直不变 D．先不变后变大 【答案】B 【解答】解：图甲中“长赐号”搁浅时受力平衡，受到三个力的作用：竖直向下的重力、竖直向上的支持力和浮力，则受到的浮力小于重力； 随着水位上升，在“长赐号“脱离运河河底漂浮前的过程中，长赐号排开的水的体积逐渐变大，根据阿基米德原理F浮＝ρgV排可知，受到的浮力逐渐变大； 图乙中“长赐号“漂浮后，随着水位继续上升的过程中，船身逐渐升高，但排开水的体积不变，受到的浮力不变。 故选：B。 5．如图所示是我国第二艘055型万吨驱逐舰“拉萨号”，它于2021年3月正式亮相，其综合作战能力在当今世界位居同类舰艇前列。“拉萨号”受到的浮力方向 　 　 ，若舰上的直升机飞离甲板后，驱逐舰所受的浮力大小 　 　 ，排开水的体积 　 　 （后两空均选填“变大”、“不变”或“变小”）。 【答案】竖直向上；变小；变小。 【解答】解： （1）因为浮力的方向总是竖直向上的，因此“拉萨号”受到的浮力方向竖直向上； （2）驱逐舰一直漂浮在水面上，所受浮力等于重力大小；若舰上的直升机飞离甲板后，其总重力减小，则驱逐舰所受的浮力变小； （3）由F浮＝ρ水gV排可知，在水的密度一定时，所受浮力变小，则排开水的体积变小。 学科网（北京）股份有限公司 $