10.3 物体的浮沉条件及应用 同步练--2025-2026学年人教版物理八年级下学期

**基本信息** 分层覆盖基础认知、综合应用、实践创新，通过概念辨析-模型计算-实验探究-实际应用的路径巩固浮沉条件及应用，培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知层|浮力概念、浮沉条件、简单应用|选择题1-5考查浮力单位、沉底/漂浮条件，如第4题结合连通器等生活实例，强化物理观念| |综合应用层|浮沉与密度、压强综合计算|选择题6-10涉及潜艇模型、物块浸没受力分析，如第7题结合液体压强与浮力变化，提升科学推理能力| |实践创新层|实验探究与实际问题解决|实验题12设计密度计改进，综合题21以气柱船模型考查载重与浮力关系，体现科学探究与社会责任|

物体的浮沉条件及应用 同步练习 好 题 冲 关 一、选择题 1．关于浮力，下列说法中正确的是（     ） A．浮力的单位是帕斯卡 B．水中沉底的鹅卵石所受浮力小于其重力 C．静止在水中的物体，受到的浮力大小等于自身的重力 D．体积不同的物体漂浮在水面上时，体积大的物体受到的浮力一定大 2．中国科技日新月异，在航母、航天、高铁、航空等领域取得一系列新成就。结合相关物理原理，下列说法正确的是（　　） A．国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600M在飞行过程中，机翼上方空气比下方空气流速大压强大，从而获得部分升力 B．“神舟十九号”返回舱在减速下降过程中，则其所受合力方向是向下的 C．歼35隐身舰载机从福建舰上起飞后，福建舰的排水量减小 D．时速600公里的高速磁浮列车进站时，关闭动力后仍能滑行一段距离，是受到了惯性的作用 3．一小球漂浮在酒精中，排开酒精的重为。将该小球放入水中静止时，排开水的重力（液体的深度大于小球直径，）（   ） A．大于 B．等于 C．小于 D．无法判断 4．下列生活情境中涉及到的力学原理分析正确的是（    ） A．水塔的供水系统利用连通器特点向用户供水 B．潜水艇是靠改变浮力的大小实现上浮下潜的 C．堵住茶壶盖的小孔，水不容易被倒出是由于水对茶壶底的压强太小 D．飞机的机翼上凸下平，机翼上方空气对机翼上表面的压强较大 5．将质量为500 g、体积为的物体放入盛水的烧杯中，物体静止时，判断正确的是（     ） A．漂浮， B．悬浮， C．漂浮， D．沉底， 6．如图所示是小明利用一次性注射器和试管自制的潜艇模型，关于该潜艇模型的分析正确的是（　　） A．潜艇模型是通过改变试管排开液体的体积来实现上浮和下沉的 B．为使潜艇模型上浮，可将注射器的活塞向外抽 C．潜艇模型下潜过程中，潜艇底部所受的液体压强不变 D．潜艇模型悬浮在水中时，其排开水的重力等于自身的重力 7．如图甲所示，水平地面上有一底面积为，高为22cm柱形薄壁容器，容器中装有质量为1.2 kg、密度为的某种液体。现将一个质量分布均匀、底面积为、高10cm物块（不吸液体）放入容器中，物块漂浮在液面上且露出了的体积，如图乙所示；再用力向下压物块使其刚好浸没（图像未画出）。下列说法正确的是（     ） A．图乙中物块所受浮力为 B．物体浸没时，液体对容器底部的压强为 C．物体从漂浮到浸没过程中，重力做功为0.128J D．物体从漂浮到浸没过程中，容器对桌面的压力变化了 8．边长均为10cm、材料不同的实心正方体A和B，用质量不计的细线连接，轻轻放入某液体中，最终悬浮，细线处于绷紧状态，如图所示。剪断细线后，B物体对容器底的压力为3N，已知，容器底面积为，则下列说法错误的是（　　） A．细绳上拉力为3N B．A漂浮时露出的体积 C．密度大小是，且该液体密度是 D．剪断细线后，容器底部受到的液体压强减小150Pa 9．如图所示，生活物理科创小组制作了一个潜水器模型，模型包括主体和压载铁两部分。主体为底面积、高20cm的长方体，内部有一个可装水的水箱，未装水时质量1.2kg。两块相同的压载铁贴在主体底部，每块体积，密度。该模型可以通过吸水排水，或者抛掉压载铁来实现上浮或下潜。现对这个模型进行测试：先在足够高的圆柱形容器中装入深度1m的水（容器底面积），然后将模型的水箱装满水，放入水中，模型沉底。之后，先抛掉一块压载铁，模型恰好悬浮；再抛掉剩余一块压载铁，同时将水箱中的水全部排出，模型上浮至漂浮状态。整个过程中模型底部始终保持水平。下列说法正确的是（   ） A．下沉过程中，压载铁给主体部分施加了16N的拉力 B．沉底时，潜水器受到的浮力为20N C．最终漂浮时水对容器底的压强约为 D．悬浮时，潜水器的总重力为20N 10．如图所示，一质量分布均匀的圆柱体工件A与一个薄壁轻质圆柱形容器B静置于水平桌面上。已知工件A的密度为，高度为，底面积。容器B的底面积，高度，容器内装有深度的某种液体，液体密度。则下列说法正确的是（　　） ①工件A对桌面的压强为3000Pa ②若将工件A沿竖直方向切去一半，并将切下部分放入容器B中，待稳定后，液体对容器底部的压强为2080Pa ③若将原工件竖直切割一部分后放入容器中，液体对容器底部的压强为，切割部分对容器底部的压强为，当时，容器对桌面的压强为2200Pa ④若从工件A上方水平切去高度，并将切去部分竖直放入容器B内。设工件A对桌面压力的变化量为，容器B对桌面压力的变化量为。若，则切去的高度一定是 A．①③ B．①②③④ C．②④ D．①③④ 二、实验与探究题 11．为了测量某鸡蛋的密度，小明和小亮进行了如图所示的实验： (1)小明将天平放在___________上，将游码拨至零刻度线处，调节平衡螺母直至天平平衡。用调好的天平测量鸡蛋的质量，平衡时如图-2，鸡蛋的质量为___________g。 (2)小明用溢水杯测量鸡蛋的体积。做法是先往溢水杯中加水，直到___________时停止。然后用透明胶带（体积不计）将鸡蛋和细线的一端固定，用细线吊着鸡蛋，使鸡蛋缓慢浸入水中，直至浸没，同时用量筒收集溢出水。量筒示数如图-3，据此计算鸡蛋的密度为___________g/cm3。 (3)同组小亮清除透明胶带后，进行以下步骤测量鸡蛋密度： ①将鸡蛋放入水中，观察到鸡蛋沉底。 ②逐渐向水中加盐并搅拌，当观察到如图-4情景时，停止加盐、搅拌，当鸡蛋恰好悬浮时，此时鸡蛋的密度与盐水密度相等。 ③取出鸡蛋，用天平测出烧杯和杯中盐水的总质量m1。 ④将烧杯中部分盐水倒入量筒中，读出盐水的体积V，再用天平测出___________的总质量m2。 ⑤鸡蛋的密度表达式为=___________（用m1、m2和V表示）。 12．小明按照教材中“综合实践活动”的要求，找来一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口，制作了简易密度计。 (1)取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能______漂浮在液体中。 (2)用同一密度计测量甲、乙液体密度，则______（选填“”“”或“”）。 (3)小军也用吸管制作了密度计，他发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小，导致用此密度计测量液体密度时误差较大，为此同学提出如下改进方案，其中可行的（　　） A．换大的容器盛放液体做实验 B．换细的吸管制作密度计 C．换稍长的吸管制作密度计 D．适当减小密度计的配重 (4)C、D两个密度计放入水中时，水面恰好与C密度计最上面刻度线齐平，与D密度计最下面刻度线齐平，如图丁。若要用它们测浓盐水的密度，则应选用密度计______（选填“C”或“D”）。 (5)将C、D依次放入一系列密度已知的液体中，标出与液面位置相平的刻度线及相应密度值，并测量吸管浸入液体的深度h，画出 图像，若图丁中，则密度计C上与刻度线的间距______（选填“”“”或“”）密度计D上与刻度线的间距。 13．在探究“推断物体不受力时的运动”的实验中，某小组设计了如图所示的实验： (1)为控制变量，此实验中应分别让同一小车从同一斜面的__________（选填“同一”或“不同”）位置由静止下滑，这样做能够保证小车到达水平面起始端的__________相同。 (2)通过比较小车在毛巾、棉布、木板上滑行的距离，可以得出：小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。进一步推理可知，如果运动的小车不受力，它将做__________运动。 (3)根据以上结论，关于运动和力的判断，下列说法正确的是__________（填字母） A．沿水平方向没有推动桌子，是因为桌子受到的推力小于摩擦力 B．轮船漂浮水面上，是因为轮船受到的浮力等于轮船和货物受到的总重力 C．地面上滚动的足球最终会停下来，是因为受到的阻力大于向前的惯性的作用 14．如图所示，小阳在一次研学中把一块捡到的漂亮石头作成了石雕，他看着得意的作品也想知道这块石头的密度，于是他和同学组建团队一起用天平和量筒做了如下实验，请完成相关内容： (1)本实验测量石块密度的原理是__________； (2)把托盘天平放在水平桌面上，将游码移到标尺左端的零刻度线处，发现指针偏向分度盘中线的左侧，他应向__________（选填“左”或“右”）调节平衡螺母，才能使天平平衡； (3)天平平衡后，把从石头上敲下的一块边角料小石块放在左盘，用镊子向右盘添加砝码并移动游码如图甲，则小石块质量是__________g； (4)在量筒中注入适量的水（如图乙），读出此时的示数；然后把石块浸没在量筒的水中，读出此时水面所对应的示数；则待测小石块的体积_____，该小石块的密度为_____； (5)如考虑到小石块吸水，以上方法所测石块密度值偏_____（选填“大”或“小”）； (6)小阳的团队测出了石块的密度后他们想利用电子秤、两块相同的玩具积木木块（不吸收液体）质量为、一段轻质硬的小铁线、两个相同的烧杯测量用于石雕上的液体涂料的密度（如图丙）。实验步骤如下： ①在烧杯中倒入适量的水，将木块放入水中漂浮，用电子秤测出烧杯、木块和水的总质量为； ②用小铁线将木块按入水中浸没（水未溢出，木块未触底），静止时读出此时电子秤的示数为； ③在另一烧杯中倒入适量的待测液体涂料，将木块放入待测液体涂料中漂浮，用电子秤测出烧杯、木块和待测液体的总质量； ④用小铁线将木块按入待测液体涂料中浸没（液体未溢出），静止时读出此时电子秤的示数为； ⑤待测液体涂料密度的表达式为__________（已知水的密度为） 三、综合与应用题 15．如图所示为独竹漂表演，当人和竹竿一起静止在水面时，竹竿受到的浮力__________人和竹竿的总重力（选填“大于”“小于”或“等于”）；当人在水面上翩翩起舞抬起一只脚时，竹竿排开水的质量__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 16．如图所示，是“远望6号”远洋测量船，“远望6号”可在南北纬60度以内的任何海域航行，完成对各类航天飞行器的海上跟踪、测控任务。“远望6号”漂浮在海面上时，它受到的浮力________自身总重力（选填“大于”、“等于”或“小于”）；远洋测量船从河里驶入海里，船身会________（选填“上浮一些”或“下沉一些”）。 17．如图所示的是我国目前最先进的航空母舰——福建舰，其满载排水量为，最大吃水深度为，配备的电磁弹射装置可以让质量为的舰载机快速离舰。2024年5月，福建舰圆满完成第一次航行试验任务。（计算时海水密度取，g取） (1)满载福建舰在航行试验过程中，从低密度海域驶入高密度海域，福建舰所受的浮力______（选填“变大”“变小”或“不变”），相对于液面，福建舰将______（选填“上浮”或“下沉”）一些。 (2)福建舰满载时，水平面面积为的一部分舰底受到海水的压力是多少？ (3)一架质量为的舰载机飞离福建舰后，福建舰排开海水的体积将怎样变化？变化的体积是多少？ 18．如图所示，一正方体重物沉在水中斜面上并静止。画出重物受到的重力和浮力的示意图。 19．阅读下面的短文，回答问题。 绝境重生的372舰艇 海水跃层也称“跃变层”，它是指海水中某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层。如果海水跃层是上层密度大、下层密度小的状态，形成负密度梯度跃变层，被称为“海中断崖”。潜艇在水下航行中，如突遭“海中断崖”，会急剧掉向海底，称为“掉深”，大多数常规潜艇的有效潜深为300 m，潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时，会被巨大的海水压力破坏，造成失事。 我军372潜艇一次远航战备巡逻中，碰见“掉深”的情况，这次潜艇掉的又快又深，潜艇的主机舱管路发生破损，艇长王红理瞬间发出命令：“损管警报！向所有水柜供气！”。不到10秒钟，应急供气阀门打开，所有水柜开始供气；1分钟内，上百个阀门关闭，数十种电气设备关闭；2分钟后，全艇各舱室封舱完毕。但“掉深”依然继续。3分钟后，掉深终于停止，深度计开始缓慢回升。372潜艇闯过鬼门关，化险为夷，创下了同类潜艇深度自拔的新纪录，创造了我军乃至世界潜艇史上的奇迹。 (1)潜艇遇到“海中断崖”时，潜艇所处的海水密度突然________，所受的浮力________，潜艇会失去平衡而急剧下沉。（均选填“变大”、“变小”或“不变”） (2)向所有的水柜供气的目的是________（选填“增大”或“减小”）潜艇自身的重力。 (3)潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时，会被巨大的海水压力破坏，造成失事。这是由于海水的压强随深度的增大而________（选填“增大”、“减小”或“不变”），当潜艇下潜至300m深度时受到海水的压强约等于________Pa。（取海水的密度为1103 kg/m3，g取10N/kg） 20．赛龙舟是我国民间的一项传统体育项目。如图所示，一艘载人龙舟的总质量为，当载人龙舟静止于水面时，（，g取）求： (1)载人龙舟受到的浮力； (2)载人龙舟排开的水重； (3)船体排开水的体积。 21．实践小组受“水密隔舱”造船技艺的启发，利用快递包装材料气柱袋（如图甲），设计制作了“气柱船”模型，以探究其安全性能。如图乙，船底部由100个可看成圆柱体的轻质气柱袋组成，每个气柱袋底面积为，高度为20cm。上方固定一块质量为1kg的薄木板作为船的甲板。若某个气柱袋发生破损，会迅速瘪掉，体积忽略不计，其余气柱袋不受影响。求： (1)“气柱船”空载时所受的浮力； (2)为保证安全，要求水不能没过木板，求木板上可搭载物体的最大质量； (3)若该“气柱船”实际载重为30N，模拟触礁测试中，缓慢增加气柱袋的破损数量n，并调节搭载物体的位置使木板始终水平。木板到水面的距离h随破损数量n变化的大致图像如图丙，求和。 学科网（北京）股份有限公司 $ 物体的浮沉条件及应用 同步练习 好 题 冲 关 一、选择题 1．关于浮力，下列说法中正确的是（     ） A．浮力的单位是帕斯卡 B．水中沉底的鹅卵石所受浮力小于其重力 C．静止在水中的物体，受到的浮力大小等于自身的重力 D．体积不同的物体漂浮在水面上时，体积大的物体受到的浮力一定大 【答案】B 【详解】A．浮力是力，力的单位是牛顿，帕斯卡是压强的单位，故A错误； B．物体在液体中沉底的条件是所受浮力小于自身重力，因此沉底的鹅卵石所受浮力小于重力，故B正确； C．只有漂浮或悬浮在水中静止的物体，浮力才等于自身重力；如果物体静止在容器底部，浮力小于重力，故C错误； D．漂浮物体的浮力等于自身重力，浮力大小由物体重力决定，和物体体积无关，体积大的物体重力不一定大，浮力不一定大，故D错误。 故选B。 2．中国科技日新月异，在航母、航天、高铁、航空等领域取得一系列新成就。结合相关物理原理，下列说法正确的是（　　） A．国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600M在飞行过程中，机翼上方空气比下方空气流速大压强大，从而获得部分升力 B．“神舟十九号”返回舱在减速下降过程中，则其所受合力方向是向下的 C．歼35隐身舰载机从福建舰上起飞后，福建舰的排水量减小 D．时速600公里的高速磁浮列车进站时，关闭动力后仍能滑行一段距离，是受到了惯性的作用 【答案】C 【详解】A．流速越大的位置压强越小。机翼上方空气流速比下方大，因此上方压强比下方小，从而获得向上的升力，故A错误； B．返回舱减速下降时，运动方向向下但速度减小，说明合力方向与运动方向相反，所以其所受合力方向向上，故B错误； C．福建舰漂浮在水面上，根据漂浮条件，浮力等于总重力。歼35起飞后，福建舰的总重力减小，浮力也随之减小。由阿基米德原理 可知，排开水的质量（即排水量）减小，故C正确； D．惯性是物体的固有属性，不是力，不能表述为“受到惯性的作用”，磁浮列车关闭动力后仍能滑行一段距离，是由于列车具有惯性，故D错误。 故选C。 3．一小球漂浮在酒精中，排开酒精的重为。将该小球放入水中静止时，排开水的重力（液体的深度大于小球直径，）（   ） A．大于 B．等于 C．小于 D．无法判断 【答案】B 【详解】小球漂浮在酒精中，根据物体的浮沉条件有 ， ，同时，根据阿基米德原理，物体受到的浮力等于它排开液体所受的重力，题中已知排开酒精的重为2N，故，所以小球的重力 ，因为，所以有 ，所以将小球放入水中时，小球仍然会漂浮，即在水中受到浮力也等于重力，所以排开水的重力为2N，故选 B。 4．下列生活情境中涉及到的力学原理分析正确的是（    ） A．水塔的供水系统利用连通器特点向用户供水 B．潜水艇是靠改变浮力的大小实现上浮下潜的 C．堵住茶壶盖的小孔，水不容易被倒出是由于水对茶壶底的压强太小 D．飞机的机翼上凸下平，机翼上方空气对机翼上表面的压强较大 【答案】A 【详解】A．连通器的定义是上端开口、底部互相连通，水塔供水系统符合连通器结构，利用连通器原理向用户供水，故A正确； B．潜水艇浸没在水中时，排开水的体积不变，浮力大小不变，它是通过改变自身重力实现上浮下潜，故B错误； C．堵住茶壶盖小孔后，外界大气压无法进入壶内，壶内气压小于外界大气压，大气压托住水所以水不易倒出，故C错误； D．飞机机翼上凸下平，飞行时机翼上方空气流速更大，根据流体压强规律（流速越大压强越小），机翼上表面压强更小，故D错误。 故选A。 5．将质量为500 g、体积为的物体放入盛水的烧杯中，物体静止时，判断正确的是（     ） A．漂浮， B．悬浮， C．漂浮， D．沉底， 【答案】A 【详解】由题意可知，物体的密度 根据物体的浮沉条件可知，物体在水中处于漂浮状态，此时其受到的浮力 故选A。 6．如图所示是小明利用一次性注射器和试管自制的潜艇模型，关于该潜艇模型的分析正确的是（　　） A．潜艇模型是通过改变试管排开液体的体积来实现上浮和下沉的 B．为使潜艇模型上浮，可将注射器的活塞向外抽 C．潜艇模型下潜过程中，潜艇底部所受的液体压强不变 D．潜艇模型悬浮在水中时，其排开水的重力等于自身的重力 【答案】D 【详解】A．该潜艇模型完全浸没在水中后，自身体积不变，排开液体的体积不变，是通过进水或出水改变自身重力来实现上浮和下沉的，A错误； B．将注射器活塞向外抽时，试管内空气被抽出，试管内气压减小，水会进入试管，模型总重力变大，重力大于浮力，模型会下沉，故B错误； C．根据，潜艇下潜过程中，底部所处深度h增大，水的密度不变，因此底部受到的液体压强变大，C错误； D．根据阿基米德原理，模型受到的浮力等于排开水的重力；模型悬浮时，浮力等于自身重力，因此排开水的重力等于模型自身的重力，D正确。 故选D。 7．如图甲所示，水平地面上有一底面积为，高为22cm柱形薄壁容器，容器中装有质量为1.2 kg、密度为的某种液体。现将一个质量分布均匀、底面积为、高10cm物块（不吸液体）放入容器中，物块漂浮在液面上且露出了的体积，如图乙所示；再用力向下压物块使其刚好浸没（图像未画出）。下列说法正确的是（     ） A．图乙中物块所受浮力为 B．物体浸没时，液体对容器底部的压强为 C．物体从漂浮到浸没过程中，重力做功为0.128J D．物体从漂浮到浸没过程中，容器对桌面的压力变化了 【答案】D 【详解】液体体积 物块体积 物块漂浮在液面上且露出了的体积，所以，浮力等于重力， A．图乙中物块所受浮力，故A错误。 B．物体浸没时，液体深度 最终 液体对容器底部的压强为，故B错误。 C．物体从漂浮到浸没过程中，漂浮时液面深度 物块有漏出液面，所以重心在液面下 所以重心到容器底距离 物体浸没时液面深度，物块重心在液面下 所以重心到容器底距离 重心下降 则重力做功 故C错误。 D．物体从漂浮到浸没过程中，容器对桌面的压力变化等于浮力变化减去溢出液体重力。 则 溢出液体体积 溢出液体重力 所以物体从漂浮到浸没过程中，容器对桌面的压力变化了 故D正确。 故选D。 8．边长均为10cm、材料不同的实心正方体A和B，用质量不计的细线连接，轻轻放入某液体中，最终悬浮，细线处于绷紧状态，如图所示。剪断细线后，B物体对容器底的压力为3N，已知，容器底面积为，则下列说法错误的是（　　） A．细绳上拉力为3N B．A漂浮时露出的体积 C．密度大小是，且该液体密度是 D．剪断细线后，容器底部受到的液体压强减小150Pa 【答案】C 【分析】对剪断细线前的A进行受力分析，因为A受重力、浮力和拉力，所以根据力的平衡关系计算细绳拉力。因为A、B整体悬浮，所以先利用悬浮条件，结合两正方体的体积、A的密度，推导液体密度和B的密度。剪断细线后，对A分析，因为A漂浮，所以利用漂浮条件推导A排开液体的体积，进而得到露出体积的比例。分析剪断细线前后容器底部受到的压力变化，因为压力变化量等于细线拉力，所以结合容器底面积，利用压强公式计算液体压强的减小量。 【详解】A．原来AB整体悬浮，B受到向下的重力，向上的浮力和细线向上的拉力，即……① 剪断细线后B沉底，B受到向下的重力，向上的浮力和容器底部向上的支持力，即……② 联立①②可得，绳子上的拉力等于容器底对B物体的支持力，根据相互作用力的特点，可得细绳上拉力为 故A正确； BC．A、B两物体的体积为 A物体的重力为 原来AB整体悬浮，A受到向上的浮力，向下的重力和细线拉力，即 解得 A、B两物体排开液体的体积相同，即所受浮力相同，即 则B物体的重力为 B物体的密度为 因此；剪断细线后，A漂浮，此时，A物体排开液体的体积为 则A物体露出的体积为 故B正确，C错误； D．剪断细线后，总排开体积减小量为 液面下降高度为 则液体压强减小量为 故D正确。 题目要求选错误的，故选C。 9．如图所示，生活物理科创小组制作了一个潜水器模型，模型包括主体和压载铁两部分。主体为底面积、高20cm的长方体，内部有一个可装水的水箱，未装水时质量1.2kg。两块相同的压载铁贴在主体底部，每块体积，密度。该模型可以通过吸水排水，或者抛掉压载铁来实现上浮或下潜。现对这个模型进行测试：先在足够高的圆柱形容器中装入深度1m的水（容器底面积），然后将模型的水箱装满水，放入水中，模型沉底。之后，先抛掉一块压载铁，模型恰好悬浮；再抛掉剩余一块压载铁，同时将水箱中的水全部排出，模型上浮至漂浮状态。整个过程中模型底部始终保持水平。下列说法正确的是（   ） A．下沉过程中，压载铁给主体部分施加了16N的拉力 B．沉底时，潜水器受到的浮力为20N C．最终漂浮时水对容器底的压强约为 D．悬浮时，潜水器的总重力为20N 【答案】C 【分析】根据阿基米德原理求出潜水器悬浮和沉底时的浮力。根据压载铁的密度和体积求出其质量和重力，再根据其状态判断拉力的大小。漂浮时，利用水箱内水的体积、两块压载铁的体积以及排开水的体积求出水面上升的高度，再求出最终漂浮时水对容器底的压强。 【详解】D．主体的体积为 抛掉一块压载铁后，模型恰好悬浮，总排开体积 总浮力 悬浮时总重力等于浮力，即 ，故D错误； A．每块压载铁的质量为 每块压载铁的重力为 两块压载铁的总重力为 下沉过程中，潜水器向下加速运动，，所以 ，根据相互作用力的关系知，压载铁对主体的拉力小于16N，故A错误； B．沉底时模型带两块压载铁，总排开体积 浮力 ，故B错误； C．主体装满水时，总重力为 沉底时，主体受到的浮力为 未装水时主体的重力为 水箱中水的重力为 水箱中水的质量为 水箱中水的体积为 漂浮时，模型受到的浮力为 排开水的体积为 相比未放入模型时，水面上升的高度为 最终水的深度为 最终漂浮时水对容器底的压强为 ，故C正确。 故选C。 10．如图所示，一质量分布均匀的圆柱体工件A与一个薄壁轻质圆柱形容器B静置于水平桌面上。已知工件A的密度为，高度为，底面积。容器B的底面积，高度，容器内装有深度的某种液体，液体密度。则下列说法正确的是（　　） ①工件A对桌面的压强为3000Pa ②若将工件A沿竖直方向切去一半，并将切下部分放入容器B中，待稳定后，液体对容器底部的压强为2080Pa ③若将原工件竖直切割一部分后放入容器中，液体对容器底部的压强为，切割部分对容器底部的压强为，当时，容器对桌面的压强为2200Pa ④若从工件A上方水平切去高度，并将切去部分竖直放入容器B内。设工件A对桌面压力的变化量为，容器B对桌面压力的变化量为。若，则切去的高度一定是 A．①③ B．①②③④ C．②④ D．①③④ 【答案】A 【分析】对于判断①，求出压力，可利用压强公式计算其对桌面的压强，判断该说法是否正确。 对于判断②，先分析切下的A部分放入容器B后的浮沉状态，再根据浮沉条件和阿基米德原理及液体压强公式计算液体对容器底部的压强，判断说法是否正确。 对于判断③，根据比例关系，结合液体压强公式和柱体压强公式列出等式，求出切割部分的相关参数；再根据容器对桌面的压力等于液体重力加切割部分的重力，利用压强公式计算容器对桌面的压强，判断说法是否正确。 对于判断④，先明确ΔFA​等于切去部分的重力，ΔFB​等于切去部分受到的浮力；根据的比例关系，结合重力公式、浮沉条件和阿基米德原理和体积关系列出等式，分情况讨论切去部分放入容器后是否浸没，进而求出Δh，判断说法是否正确。 【详解】工件A的体积 工件A的重力 ①因为物体放在水平桌面上，所以工件A对桌面的压强，故①正确； ②若工件A沿竖直方向切去一半，切割部分底面积 高度仍0.5m,由于容器最高0.26m，浮力最大为 切下部分的重力 所以切去部分在液体中会沉底。 液体的实际深度 说明液体没有溢出，则液体对容器底部的压强，故②错误； ③设切下部分的底面积是S，由于切割部分对容器底部有压强，则其放在液体中会沉底； 设液体深度为h，液体对容器底压强，切割部分对容器底压力 压强 即 代入数据得： ​ 解得 所以液体不溢出。 由②可知，此时切下部分的重力 液体的重力为 而容器对桌面压力 压强 ，故③正确； ④由题意可知，，说明有液体溢出。 则工件A对桌面压力的变化量 容器B对桌面压力的变化量为 则​ 解得 即 代入数值有 解得 容器中除了液体还剩余的容积是 若切下部分漂浮则 即 代入数值得 解得 此时 排开液体的体积为 切下部分浸入液体的深度为 符合题意。 若切下部分沉底，则 即 代入数值得 解得 因此切去高度不一定是，故④错误。 综上可知，①③正确。 故选A。 二、实验与探究题 11．为了测量某鸡蛋的密度，小明和小亮进行了如图所示的实验： (1)小明将天平放在___________上，将游码拨至零刻度线处，调节平衡螺母直至天平平衡。用调好的天平测量鸡蛋的质量，平衡时如图-2，鸡蛋的质量为___________g。 (2)小明用溢水杯测量鸡蛋的体积。做法是先往溢水杯中加水，直到___________时停止。然后用透明胶带（体积不计）将鸡蛋和细线的一端固定，用细线吊着鸡蛋，使鸡蛋缓慢浸入水中，直至浸没，同时用量筒收集溢出水。量筒示数如图-3，据此计算鸡蛋的密度为___________g/cm3。 (3)同组小亮清除透明胶带后，进行以下步骤测量鸡蛋密度： ①将鸡蛋放入水中，观察到鸡蛋沉底。 ②逐渐向水中加盐并搅拌，当观察到如图-4情景时，停止加盐、搅拌，当鸡蛋恰好悬浮时，此时鸡蛋的密度与盐水密度相等。 ③取出鸡蛋，用天平测出烧杯和杯中盐水的总质量m1。 ④将烧杯中部分盐水倒入量筒中，读出盐水的体积V，再用天平测出___________的总质量m2。 ⑤鸡蛋的密度表达式为=___________（用m1、m2和V表示）。 【答案】(1) 水平桌面 42 (2) 水面恰好与溢水口相平 ×103 (3) 剩余盐水和烧杯 【详解】（1）[1]使用托盘天平测量物体质量前，首先需要将其放置在水平桌面上，并将游码拨至标尺左端的零刻度线处。调节平衡螺母使天平横梁平衡。 [2]由图-2，天平右盘中放置了两个20g的砝码，游码在标尺上指示的刻度是2g ，所以物体的质量 （2）[1]使用溢水杯测量不规则物体的体积时，必须先将溢水杯装满水，即水面刚好与溢水口相平。这样当物体完全浸没在水中时，排开的水就会全部溢出，溢出水的体积就等于物体的体积。 [2]由图-3，量筒的分度值为 ，所以鸡蛋的体积 ，所以鸡蛋的密度 （3）[1][2]由题可知，小亮的方法是利用物体悬浮时密度等于液体密度的原理。 步骤②中，向水中加盐直到鸡蛋恰好悬浮，此时鸡蛋的密度等于盐水的密度。为了求出盐水的密度，需要测出一定体积盐水的质量。步骤③测出了烧杯和盐水的总质量； 步骤④将部分盐水倒入量筒中测出体积，为了得到倒入量筒中盐水的质量，还需要测出剩余盐水和烧杯的总质量。那么倒入量筒中的盐水质量就是 盐水的密度 ，因为鸡蛋悬浮，所以鸡蛋的密度。 12．小明按照教材中“综合实践活动”的要求，找来一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口，制作了简易密度计。 (1)取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能______漂浮在液体中。 (2)用同一密度计测量甲、乙液体密度，则______（选填“”“”或“”）。 (3)小军也用吸管制作了密度计，他发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小，导致用此密度计测量液体密度时误差较大，为此同学提出如下改进方案，其中可行的（　　） A．换大的容器盛放液体做实验 B．换细的吸管制作密度计 C．换稍长的吸管制作密度计 D．适当减小密度计的配重 (4)C、D两个密度计放入水中时，水面恰好与C密度计最上面刻度线齐平，与D密度计最下面刻度线齐平，如图丁。若要用它们测浓盐水的密度，则应选用密度计______（选填“C”或“D”）。 (5)将C、D依次放入一系列密度已知的液体中，标出与液面位置相平的刻度线及相应密度值，并测量吸管浸入液体的深度h，画出 图像，若图丁中，则密度计C上与刻度线的间距______（选填“”“”或“”）密度计D上与刻度线的间距。 【答案】(1)竖直 (2)> (3)B (4)C (5)> 【详解】（1）取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。降低重心，塞入金属丝的目的是使吸管能竖直漂浮在液体中。 （2）密度计在甲、乙液体中均漂浮，浮力等于重力，即 由图可知，密度计在液体中浸入深度，即。根据阿基米德原理，浮力相等时，越大，液体密度越小。因此。 （3）A．容器大小不影响密度计本身的漂浮状态和排开体积，因此对刻度间距无影响，故A不符合题意； B．根据（S是吸管横截面积，h是浸入深度），当变化相同时，吸管越细（S越小），浸入深度h的变化就越大，刻度间距也就越大，故B符合题意； C．吸管长度不影响“密度变化与浸入深度的对应关系”（只要能漂浮即可），不能直接增大刻度间距，故C不符合题意； D．配重减小，密度计重力G减小，漂浮时也减小；根据，相同液体中会减小，密度计浸入深度变小，但这会让刻度更密集，故D不符合题意。 故选B。 （4）浓盐水密度比水大，密度计浸入深度会更浅。 密度计C：水面与最上面刻度线齐平，测更大密度液体时，刻度线仍有空间向下标注； 密度计D：水面与最下面刻度线齐平，测更大密度液体时，浸入深度更浅，无刻度可标。 故应选用密度计C。 （5）根据图丁，同种液体中C排开液体体积更大，表明受到浮力更大，重力更大。与刻度线的间距 可知，， 因，故，即密度计C上与刻度线的间距大于密度计D上与刻度线的间距。 13．在探究“推断物体不受力时的运动”的实验中，某小组设计了如图所示的实验： (1)为控制变量，此实验中应分别让同一小车从同一斜面的__________（选填“同一”或“不同”）位置由静止下滑，这样做能够保证小车到达水平面起始端的__________相同。 (2)通过比较小车在毛巾、棉布、木板上滑行的距离，可以得出：小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。进一步推理可知，如果运动的小车不受力，它将做__________运动。 (3)根据以上结论，关于运动和力的判断，下列说法正确的是__________（填字母） A．沿水平方向没有推动桌子，是因为桌子受到的推力小于摩擦力 B．轮船漂浮水面上，是因为轮船受到的浮力等于轮船和货物受到的总重力 C．地面上滚动的足球最终会停下来，是因为受到的阻力大于向前的惯性的作用 【答案】(1) 同一 速度 (2)匀速直线 (3)B 【详解】（1）小车从斜面上滑下时的初始高度越大，进入水平面时的速度越大，为控制变量，此实验中应分别让同一小车从同一斜面的同一位置由静止下滑，这样做能够保证小车到达水平面起始端的速度相同，使小车以相同速度开始在阻力不同的水平面上运动。 （2）小车受到的阻力越小， 速度减小得越慢。进一步推理可知，如果运动的小车不受力，它的速度就不会减小，它将做匀速直线运动。 （3）A．沿水平方向没有推动桌子，桌子处于静止状态，桌子受到的推力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，故A错误； B．轮船漂浮在水面上，由漂浮条件可知，轮船受到的浮力等于轮船和货物总共受到的重力，故B正确； C．地面上滚动的足球最终会停下来，是因为足球受到的阻力，惯性是物体的一种性质，惯性不是力，不能说惯性作用，故C错误。 故选B。 14．如图所示，小阳在一次研学中把一块捡到的漂亮石头作成了石雕，他看着得意的作品也想知道这块石头的密度，于是他和同学组建团队一起用天平和量筒做了如下实验，请完成相关内容： (1)本实验测量石块密度的原理是__________； (2)把托盘天平放在水平桌面上，将游码移到标尺左端的零刻度线处，发现指针偏向分度盘中线的左侧，他应向__________（选填“左”或“右”）调节平衡螺母，才能使天平平衡； (3)天平平衡后，把从石头上敲下的一块边角料小石块放在左盘，用镊子向右盘添加砝码并移动游码如图甲，则小石块质量是__________g； (4)在量筒中注入适量的水（如图乙），读出此时的示数；然后把石块浸没在量筒的水中，读出此时水面所对应的示数；则待测小石块的体积_____，该小石块的密度为_____； (5)如考虑到小石块吸水，以上方法所测石块密度值偏_____（选填“大”或“小”）； (6)小阳的团队测出了石块的密度后他们想利用电子秤、两块相同的玩具积木木块（不吸收液体）质量为、一段轻质硬的小铁线、两个相同的烧杯测量用于石雕上的液体涂料的密度（如图丙）。实验步骤如下： ①在烧杯中倒入适量的水，将木块放入水中漂浮，用电子秤测出烧杯、木块和水的总质量为； ②用小铁线将木块按入水中浸没（水未溢出，木块未触底），静止时读出此时电子秤的示数为； ③在另一烧杯中倒入适量的待测液体涂料，将木块放入待测液体涂料中漂浮，用电子秤测出烧杯、木块和待测液体的总质量； ④用小铁线将木块按入待测液体涂料中浸没（液体未溢出），静止时读出此时电子秤的示数为； ⑤待测液体涂料密度的表达式为__________（已知水的密度为） 【答案】(1) (2)右 (3)39 (4) 15 (5)大 (6) 【详解】（1）测量物质密度实验的原理是 （2）把托盘天平放在水平桌面上，将游码移到标尺左端的零刻度线处，指针偏向分度盘左侧，应按“左偏右调、右偏左调”的原则向右调节平衡螺母，使天平横梁在水平位置平衡。 （3）如图甲所示，标尺分度值为0.2g，游码对应的刻度值为4g，则石块的质量 （4）由图乙可知，左侧小图为在量筒中注入适量的水，读出；右侧小图为把石块浸没在量筒的水中，读出；由此可得出石块的体积 该小石块的密度 （5）石块吸水会使量筒中液面上升幅度变小，测得的石块体积偏小，根据可知，质量准确，体积偏小，因此测得的密度偏大。 （6）第①步中，用电子秤测出烧杯、木块和水的总质量为，所以烧杯和水的总质量为； 第②步中，用小铁线将木块按入水中浸没，静止时读出此时电子秤的示数为，相对于只倒入适量水的烧杯，此时烧杯对电子秤增加的压力为 根据物体间力的作用是相互的，所以此时木块受到的浮力等于烧杯对电子秤增加的压力，所以木块在水中受到的浮力 所以木块的体积……Ⅰ 第③步中，用电子秤测出烧杯、木块和涂料液体的总质量，所以烧杯和涂料液体的总质量； 第④步中，用小铁线将木块按入待测涂料液体中浸没，静止时读出此时电子秤的示数为，相对于只倒入适量待测涂料的烧杯，此时烧杯对电子秤增加的压力为 所以木块浸没在涂料液体中受到的浮力 由此也可得出木块的体积……Ⅱ Ⅰ、Ⅱ两式联立可得 三、综合与应用题 15．如图所示为独竹漂表演，当人和竹竿一起静止在水面时，竹竿受到的浮力__________人和竹竿的总重力（选填“大于”“小于”或“等于”）；当人在水面上翩翩起舞抬起一只脚时，竹竿排开水的质量__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 等于 不变 【详解】[1]当人和竹竿一起静止漂浮在水面时，整体受力平衡，根据漂浮条件，竹竿受到的浮力等于人和竹竿的总重力。 [2]人抬起一只脚后，人和竹竿的总重力不变，仍保持漂浮状态，浮力始终等于总重力，因此浮力大小不变；根据阿基米德原理，浮力不变时，竹竿排开水的质量也不变。 16．如图所示，是“远望6号”远洋测量船，“远望6号”可在南北纬60度以内的任何海域航行，完成对各类航天飞行器的海上跟踪、测控任务。“远望6号”漂浮在海面上时，它受到的浮力________自身总重力（选填“大于”、“等于”或“小于”）；远洋测量船从河里驶入海里，船身会________（选填“上浮一些”或“下沉一些”）。 【答案】 等于 上浮一些 【详解】根据物体漂浮条件：漂浮在液面上的物体，受到的浮力等于自身总重力；测量船从河里驶入海里时，始终处于漂浮状态，自身总重力不变，因此受到的浮力大小不变；由于海水密度大于河水密度，根据阿基米德原理 ，浮力不变时，液体密度越大，排开液体的体积越小，船身排开海水体积减小，因此船身会上浮一些。 17．如图所示的是我国目前最先进的航空母舰——福建舰，其满载排水量为，最大吃水深度为，配备的电磁弹射装置可以让质量为的舰载机快速离舰。2024年5月，福建舰圆满完成第一次航行试验任务。（计算时海水密度取，g取） (1)满载福建舰在航行试验过程中，从低密度海域驶入高密度海域，福建舰所受的浮力______（选填“变大”“变小”或“不变”），相对于液面，福建舰将______（选填“上浮”或“下沉”）一些。 (2)福建舰满载时，水平面面积为的一部分舰底受到海水的压力是多少？ (3)一架质量为的舰载机飞离福建舰后，福建舰排开海水的体积将怎样变化？变化的体积是多少？ 【答案】(1) 不变 上浮 (2) (3)变小； 【详解】（1）福建舰在海上航行试验的过程中，从低密度海域驶入高密度海域，始终处于漂浮状态，浮力始终等于自身重力，而自身重力不变，故福建舰所受的浮力不变。由于海水密度变大，根据阿基米德原理可知，它排开海水的体积变小，吃水深度变小，即上浮一些。 （2）舰底受到海水的压强为 舰底受到海水的压力为 （3）一架质量为30t的舰载机飞离福建舰后，福建舰的重力减小，福建舰处于漂浮状态，浮力等于重力，浮力减小，由阿基米德原理可知排开海水的体积减小；浮力的变化量为 排开海水的体积的变化量 18．如图所示，一正方体重物沉在水中斜面上并静止。画出重物受到的重力和浮力的示意图。 【答案】 【详解】重力G作用点在物体的重心，方向竖直向下。浮力 作用点在物体的重心，方向竖直向上。由于物体是“沉”在水中的，说明其受到的重力大于浮力，即。在示意图中，代表重力的线段应长于代表浮力的线段。 19．阅读下面的短文，回答问题。 绝境重生的372舰艇 海水跃层也称“跃变层”，它是指海水中某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层。如果海水跃层是上层密度大、下层密度小的状态，形成负密度梯度跃变层，被称为“海中断崖”。潜艇在水下航行中，如突遭“海中断崖”，会急剧掉向海底，称为“掉深”，大多数常规潜艇的有效潜深为300 m，潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时，会被巨大的海水压力破坏，造成失事。 我军372潜艇一次远航战备巡逻中，碰见“掉深”的情况，这次潜艇掉的又快又深，潜艇的主机舱管路发生破损，艇长王红理瞬间发出命令：“损管警报！向所有水柜供气！”。不到10秒钟，应急供气阀门打开，所有水柜开始供气；1分钟内，上百个阀门关闭，数十种电气设备关闭；2分钟后，全艇各舱室封舱完毕。但“掉深”依然继续。3分钟后，掉深终于停止，深度计开始缓慢回升。372潜艇闯过鬼门关，化险为夷，创下了同类潜艇深度自拔的新纪录，创造了我军乃至世界潜艇史上的奇迹。 (1)潜艇遇到“海中断崖”时，潜艇所处的海水密度突然________，所受的浮力________，潜艇会失去平衡而急剧下沉。（均选填“变大”、“变小”或“不变”） (2)向所有的水柜供气的目的是________（选填“增大”或“减小”）潜艇自身的重力。 (3)潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时，会被巨大的海水压力破坏，造成失事。这是由于海水的压强随深度的增大而________（选填“增大”、“减小”或“不变”），当潜艇下潜至300m深度时受到海水的压强约等于________Pa。（取海水的密度为1103 kg/m3，g取10N/kg） 【答案】(1) 变小 变小 (2) 减小 (3) 增大 【详解】（1）由短文可知“海中断崖”是上层海水密度大、下层密度小的状态，因此潜艇遇到时所处的海水密度突然变小；根据阿基米德原理，潜艇排开海水的体积不变，海水密度减小，所以所受浮力变小，潜艇失去平衡急剧下沉。 （2）潜艇依靠改变自身重力实现上浮和下潜，向水柜供气可排出水柜内的水，从而减小潜艇自身的重力，助力潜艇上浮。 （3）根据液体压强的规律，海水的压强随深度的增大而增大，因此潜艇掉到安全潜深以下时会被巨大的海水压力破坏； 当潜艇下潜至300m深度时受到海水的压强约等于 20．赛龙舟是我国民间的一项传统体育项目。如图所示，一艘载人龙舟的总质量为，当载人龙舟静止于水面时，（，g取）求： (1)载人龙舟受到的浮力； (2)载人龙舟排开的水重； (3)船体排开水的体积。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】【小题1】龙舟重为 龙舟静止时处于漂浮状态，则其受到的浮力为 【小题2】龙舟排开的水重 【小题3】根据得，船体排开水的体积为 21．实践小组受“水密隔舱”造船技艺的启发，利用快递包装材料气柱袋（如图甲），设计制作了“气柱船”模型，以探究其安全性能。如图乙，船底部由100个可看成圆柱体的轻质气柱袋组成，每个气柱袋底面积为，高度为20cm。上方固定一块质量为1kg的薄木板作为船的甲板。若某个气柱袋发生破损，会迅速瘪掉，体积忽略不计，其余气柱袋不受影响。求： (1)“气柱船”空载时所受的浮力； (2)为保证安全，要求水不能没过木板，求木板上可搭载物体的最大质量； (3)若该“气柱船”实际载重为30N，模拟触礁测试中，缓慢增加气柱袋的破损数量n，并调节搭载物体的位置使木板始终水平。木板到水面的距离h随破损数量n变化的大致图像如图丙，求和。 【答案】(1)10N (2)9kg (3)12cm，60 【分析】第一问根据漂浮时浮力等于重力可求解；第二问仍然根据漂浮条件以及求解，其中最大排开水的体积等于所有气柱袋的总体积；第三问根据漂浮条件以及和图像进行分析求解。 【详解】（1）“气柱船”空载时漂浮，浮力等于总重力，气柱袋为轻质的，重力可忽略，总重力等于甲板重力，则“气柱船”空载时所受的浮力 （2）水不没过木板时，最大排开水的体积等于所有气柱袋的总体积，即最大排开水的体积为 最大浮力为 因为漂浮时浮力等于总重力，所以木板上可搭载物体的最大重力为 木板上可搭载物体的最大质量为 （3）因为气柱船漂浮在水面上，所以此时的实际浮力为 当无破损，即时，“气柱船”的底面积为 此时排开水的体积为 此时“气柱船”浸在水中的深度为 此时木板到水面的距离为 当木板到水面的距离时，破损数量为，此时“气柱船”浸在水中的深度为，因为气柱船仍然漂浮，重力不变，浮力不变，液体密度不变，排开水的体积不变，所以排开水的体积为 解得 学科网（北京）股份有限公司 $