4.4.2 水的浮力——物体沉浮条件及应用（高效培优·讲义）科学新教材浙教版八年级上册

本讲义聚焦水的浮力核心知识点，系统梳理物体沉浮条件（受力与密度关系）及浮力应用（轮船、潜艇、密度计等），并整合浮力计算方法（称重法、阿基米德原理等），构建从原理到应用的完整学习支架。 资料以目标导航明确科学观念培养，避坑指南通过解题通法（如浮力计算优先级）提升科学思维，真题与分层练习结合盐水选种、孔明灯等实例强化探究实践。课中辅助教师高效授课，课后助力学生查漏补缺，巩固知识。

4.42水的浮力——物体沉浮条件及应用 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 物体沉浮的条件 考点02 浮力的应用 03 避坑指南·解题通法 角度01 浮力计算 角度02 沉浮条件及其应用 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1. 理解物体的浮沉条件，能用密度关系判断浮沉或根据沉浮状态判断力和密度关系 2. 能用浮力知识解释轮船、密度计、潜艇等生活中的浮沉应用 1. 结合物体沉浮条件，通过实例分析受力情况 2. 轮船抓“空心增大V排”、潜艇抓“水舱蓄水调自重”，画受力图理清F浮与G的关系 考点01 物体沉浮的条件 1. 物体的沉浮条件 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底 向上运动或向下运动，受非平衡力作用 液体中的任意处均可悬浮 上浮的最终状态 下沉的最终状态 静止状态，受平衡力作用 2. 物体在液体中沉浮状态的动态解析 （1）实心物体浸没在液体中时，V排最大，根据阿基米德原理所受的浮力最大，若此时F浮＞G时，物体所受合力向上，则向上运动（上浮），未冒出水面时，V排不变，F浮不变。 随着物体不断上升，物体慢慢露出液面，V排减小，F浮也随之减小，一直减小到F浮＝G时，物体不再上浮，由非平衡状态演变为平衡状态，即物体处于漂浮状态。 （2）物体浸没在液体中，若F浮＜G时，物体所受合力向下，物体向下运动（下沉），直至容器底部 对物体产生一定的支持力为止，这时物体在重力、浮力、支持力的作用下处于平衡状态，由非平衡状态演变为平衡状态，即沉底。 【温馨提示】 悬浮和漂浮的区别 相同点：物体都处于平衡状态，物体所受的浮力和重力是一对平衡力，F浮＝G。 不同点：悬浮时，物体浸没在液体中,V排液 ＝V物，由F浮＝G,即ρ液V排液g＝ρ物V物g可知,ρ液＝ρ物; 漂浮时，物体部分浸入液体中，V排液＜V物，ρ液＞ρ物。 1．小实将两块质量相同的橡皮泥分别做成两个大小不同的空心球，放入相同的两杯水中，静止后状态分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是（　　） A．甲中橡皮泥受到的浮力大 B．乙中橡皮泥受到的浮力大 C．两杯水的液面一样高 D．甲杯水的液面比乙高 【答案】C 【详解】AB．两块相同的橡皮泥，重力相等，分别做成两个大小不同的空心球，放入相同的两杯水中，静止后甲图中小球悬浮，乙图中小球漂浮，浮力都等于重力，故浮力大小相等，故AB错误； CD．根据阿基米德原理知，甲乙两图中空心球排开液体的体积相等，即液面升高的高度相等，因而两杯水的液面一样高，故C正确，D错误。 故选C。 2．盐水选种是我国劳动人民很早就采用的选种方法：将饱满程度不同的同批次水稻种子放入浓度适宜的盐水中，饱满的良种会沉入水底，干瘪、虫蛀的次种则漂浮于水面，从而实现快速筛选。如图所示。若所有种子体积近似相等，下列说法正确的是（      ） A．漂浮的次种受到的浮力大于自身的重力 B．沉底的良种受到的浮力等于自身的重力 C．若盐水的浓度配制过低，会导致漂浮的次种数量减少 D．漂浮的次种受到的浮力一定大于沉底的良种受到的浮力 【答案】C 【详解】A．根据浮沉条件可知，漂浮的次种受到的浮力等于自身的重力，故A错误； B．根据浮沉条件可知，沉底的良种受到的浮力小于自身的重力，故B错误； C．若盐水的浓度配制过低，盐水的密度过小，当次种的密度大于这个浓度的盐水密度时，根据浮沉条件可知，次种也会下沉，故会导致漂浮的次种数量减少，故C正确； D．漂浮的次种排开盐水的体积可能小于沉底的良种排开盐水的体积，由可知，盐水密度相同，漂浮的次种受到的浮力可能小于沉底的良种受到的浮力，故D错误。 故选C。 3．古籍中记载，可以用莲子制备四颗不同标准的“浮子”来比较海水密度。测定时，浮起的“浮子”数量越多，待测海水的密度越大。若将四颗体积相等的“浮子”放入盛有待测海水的竹管内，“浮子”沉浮情况如图所示，下列有关说法正确的是（      ） A．四个浮子质量相等 B．①号“浮子”的重力最大 C．②③④号“浮子”的密度相等 D．若海水密度增大，④号“浮子”所受浮力增大 【答案】B 【详解】ABC．四颗体积相等的“浮子”放入盛有待测海水的竹管内，浸入的体积从1、2、3、4依次减小，根据阿基米德原理可知，浮力逐个减小，根据浮沉条件知，1沉底，说明重力大于浮力，而其他的漂浮，浮力等于重力，故重力是依次减小，由可知，质量逐个减小，根据密度公式知，体积相等，则密度逐个减小，即，故AC错误，B正确； D．海水密度增大，④号“浮子”始终漂浮，所受浮力等于重力而不变，故D错误。 故选B。 4．孔明灯相传是由三国时期的诸葛亮所发明，当时用于传递军事信号。 （1）孔明灯的工作原理是：当点燃灯内燃料加热空气时，由于灯内空气被加热后密度变小，但孔明灯的体积不变，所以孔明灯所受浮力___________（选填“变大”“不变”或“变小”），重力减小，当孔明灯受到的浮力大于重力时就会升空。 （2）小科制作了一个孔明灯，体积约为0.02m3，材料和燃料的质量约为4.1g（环境温度为20℃）。一个标准大气压下干燥空气的密度和温度的关系如表所示。 温度（℃） 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 密度（kg/m3） 1.248 1.205 1.165 1.128 1.093 1.060 1.029 1.000 0.972 0.945 ①该孔明灯受到空气的浮力为多少牛？___________。 ②若要使该孔明灯升空，灯内空气的温度至少为多少摄氏度？___________。 【答案】(1)不变 (2) 0.241N 80℃ 【详解】（1）当点燃灯内燃料加热空气时，而孔明灯的体积不变，故排开空气的体积不变，根据阿基米德原理可知孔明灯所受浮力不变。 （2）①环境温度为20℃时，空气的密度是1.205kg/m3，该孔明灯受到空气的浮力为 ②材料和燃料的重力为 灯刚好要上升时，所受的浮力等于重力，即，灯内空气的重力 灯内空气的质量 灯内空气的密度 由表中数据可知，灯内空气的温度为80℃。 考点02 浮力的应用 1. 轮船 （1）原理：漂浮原理，F浮=G ①若不改变船的总重力，在不同水域浮力不变，ρ液改变，则V排发生改变； ②若在同一水域行驶，ρ液不变，则V排不变； ③若改变船重（如增加货物/人或减少货物/人），因为浮力等于重力，则浮力随之改变。 （2）结构：用钢板制成的轮船，由于船体中间很大部分是空的，可以排开更多的水，获得更大的浮力，从而能漂浮在水面上。轮船的大小通常用排水量表示，排水量是轮船满载时排开水的质量，排水量等于船自身质量和满载时货物的质量之和。 2. 潜水艇 （1）原理：悬浮原理，F浮=G 潜艇悬浮在水中时完全浸没，V排不变，F浮不变，潜艇通过水舱水量的改变，改变自身重力。 ①当水舱充满水时，潜艇受到的重力大于浮力，潜艇下沉； ②当用压缩空气将水舱里的水排出一部分，潜艇受到的重力等于浮力时，潜艇就会停留在水面下任何深度的地方； ③当继续排水，重力小于浮力，潜艇上浮。 （2）总结：通过改变自身重力（向水舱充水或排水）来实现上浮和下潜。 3. 密度计 （1）原理：漂浮原理，F浮=G 同一支密度计测量不同液体密度时，密度计重力不变，故浮力不变，由于液体密度不同，V排改变。 （2）结构：下粗上细的玻璃管，下部的玻璃泡内装入小铅丸或汞，使重心下移密度计更稳定。 （3）密度计刻度值的特点：上面读数小，下面读数大；刻度不均匀，上疏下密；无零刻度。故密度计浸入深度越深，液体密度越小（刻度上小下大）。 4. 气球和飞艇 充入密度小于空气的气体（氢气、氦气、热空气），使得它们受到空气的浮力大于重力，使其上升。 【温馨提示】 1. 分清“改变谁” 轮船/密度计：改变V排(形状)，利用漂浮，浮力等于重力。 潜水艇：改变G自身 (吸水/排水)，利用悬浮，浮力不变。 热气球：改变G自身(加热空气变轻或抛掉沙袋)，利用空气浮力。 2.密度计刻度是反的（上小下大），且不均匀（上疏下密）。但我们用模型计算时一般把密度计看作圆柱体。 1．如图所示，是我国自主研发的最新载人潜水器“奋斗者”号，载人下潜最大深度为10909米，不考虑下潜海域海水密度变化，下列有关“奋斗者”号下潜过程说法正确的是（      ） A．“奋斗者”号在海水中下潜时，受到的海水浮力不断变大 B．“奋斗者”号在海水中下潜时，受到的海水压强不断变大 C．“奋斗者”号完成下潜作业，上浮回归时要向载水仓注水 D．“奋斗者”号在水中浸没悬停和露出海面漂浮，所受海水浮力相同 【答案】B 【详解】A．“奋斗者”号在海水中下潜时，浸没后排开海水的体积等于自身体积，保持不变，海水密度也不变，根据阿基米德原理可知，浮力不变，故A错误； B．下潜过程中，深度不断增大，海水密度不变，根据液体压强公式，受到的海水压强不断变大，故B正确； C．上浮回归时，需要减小自身重力，应排出载水仓的水，而不是注水，故C错误； D．浸没悬停时，排开海水的体积等于自身体积；漂浮时，排开海水的体积小于自身体积，根据阿基米德原理可知，两次浮力不相同，故D错误。 故选B。 2．下图是与浮力有关的事例，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，舰载机起飞后，航母受到的浮力不变 B．图乙中，鸡蛋悬浮在浓盐水中，向杯中加水，鸡蛋所受浮力变小 C．图丙中，在空中向左匀速飘动的热气球，它所受到浮力方向是向左 D．图丁中，同一支密度计静止在不同液体中，液体的密度大于液体的密度 【答案】B 【详解】A．舰载机起飞后，航母自重减小，因航母仍漂浮，根据物体浮沉条件可知，航母受到的浮力变小，故A错误； B．图乙中悬浮，浓盐水的密度等于鸡蛋的密度；当向杯中加水，盐水的密度变小，鸡蛋会下沉，排开液体的体积不变，根据 可知，盐水的密度变小，所以鸡蛋所受浮力变小，故B正确； C．由于物体在气体或者液体中所受的浮力的方向是竖直向上，在空中向左匀速飘动的热气球，它所受到浮力方向是竖直向上，故C错误； D．密度计都处于漂浮状态，根据物体浮沉条件可知，密度计所受的浮力都等于其自身重力，同一支密度计静止在不同液体中，所以密度计在A和B中所受的浮力相等，由于密度计在A中排开液体A的体积大于在液体B中排开液体B的体积，根据可知，液体A的密度小于液体B的密度，故D错误。 故选B。 3．轮船的大小常用排水量来表示，所谓排水量就是轮船满载货物时排开水的质量。某艘轮船自身质量为m1，排水量为m2。请解答下列问题： （1）该轮船最多可运载的货物质量为________；满载货物时受到的浮力为_________。（两空均填表达式） （2）该轮船从长江驶入东海后，吃水深度（即水面到船底的深度）将如何变化________？请解释原因________________________________________________________________________________________。 【答案】 m2-m1 m2g 吃水深度变小 见解析 【详解】（1）[1][2]因为轮船漂浮，所以F浮=G总 由阿基米德原理知道F浮=G排=m2g，所以G排=G总，即，所以m2=m总 即漂浮的轮船的排水量m2与船和货物的总质量m总相等，所以，该轮船最多可运载的货物质量为 （2）[3][4]轮船从长江驶入东海，轮船始终漂浮，所受浮力等于船的重力，即浮力不变，由于液体的密度变大，由知道，轮船浸入水中的体积变小，所以吃水深度变小。 4．如图是某型号水下机器人。它可以通过三种方式控制浮沉，第一种是机器人内部水舱充放水，水舱的容积为；第二种是利用推进器提供竖直向上的推力，可以在之间调节；第三种是在机器人外部加装不同数量的浮块，每个浮块质量均为，体积均为。已知该机器人水舱未充水时的质量为，未装浮块时，机器人的总体积为（体积不变）。取，水的密度。求： （1）若机器人在海面下水平匀速巡航时，突然进入密度跃层（海水密度突然变小）时，机器人会______（选填“上浮”、“下沉”或“静止不动”），将给机器人带来安全隐患；为确保机器人安全，应立即采取的措施是______（选填“向水舱中充水”或“从水舱中向外排水”）； （2）当机器人未加浮块、水舱充满水，浸没在水中悬停时，的大小； （3）深处水底有一物体（未与水底紧密接触），重，体积为，需机器人潜入水中用机械臂抓住物体打捞上来，为确保打捞顺利进行，机器人下水前需制定好能让机器人抓住物体上浮的方案，在调到的情况下，还需如何利用另外两种方式实现上浮，请通过计算给出一种合理方案。 【答案】(1) 下沉 从水舱中向外排水 (2)20N (3)可以将水舱中水排空，并用一个浮块，即可让机器人抓住物体上浮。 【详解】（1）机器人在海面下水平匀速巡航时，突然进入密度跃层，海水密度突然变小，根据阿基米德原理，排开海水的体积不变，那么所受的浮力变小，在重力作用下，核潜艇将会下沉。为确保核潜艇安全，应立即采取的措施是从水舱中向外排水，这样核潜艇的重力变小，使核潜艇不再下沉。 （2）机器人未充水时的重力 水舱充满水时水的重力 根据阿基米德原理知，机器人浸没时所受浮力 机器人悬停时，处于平衡状态，满足 则此时的推力 （3）要将重95N、体积为的物体打捞上来，则物体受到的浮力 一个浮块的重力 一个浮块受到的浮力 为确保打捞顺利进行，机器人下水前水舱内先充满水，打捞时将水舱中的水排空，由题知此时，设另外要安装n个浮块，则整体受到向上的合力为 整体受到向下的合力为 要能把物体打捞上来，向上的合力至少等于向下的合力，则有 解得，取1，即可将水舱里水全部排出再安装一个浮块。 浮力的计算 1. 压力差法：根据浮力成因，浮力等于上下表面压力差列式计算 𝐹浮=𝐹下表面−𝐹上表面；若物体漂浮，则浮力等于F下表面 2. 称重法：用弹簧测力计称重后再放入液体中读出示数，𝐹浮=𝐺−𝐹拉； 3. 阿基米德原理：𝐹浮=𝐺排液=ρ液g𝑉排； 4. 平衡法：根据物体的沉浮状态，一般为漂浮、悬浮、沉底，列式计算。 5. 方法选择的优先级 有弹簧测力计示数→优先用称重法。 已知液体密度和排开体积→优先用公式法（最通用）。 物体漂浮或悬浮→优先用平衡法（最简单）。 已知上下表面压力→优先用压力差法。 物体的沉浮条件及应用 1. 轮船​ 空心法增大V排，使F浮=G；排水量=满载时排开水的质量​ 轮船从河里驶入海里：浮力不变（始终等于重力），海水密度大→V排变小→船身上浮一些。排水量不变（排水量是满载时排开水的质量，是船的固有属性）。 2. 潜水艇​ 靠改变自身重力实现沉浮（水舱充水/排水），F浮不变 潜水艇在水下时：V排=V艇不变，所以F浮不变。下潜时向水舱充水，G增大，F浮<G；上浮时排水，G减小，F浮 >G。 3. 密度计 ​漂浮时F浮 =G计不变，ρ液越小→V排越大→浸入越深 密度计的刻度特点：越往下（浸入越深），液体密度越小，所以刻度值是上大下小。因为V排与ρ液成反比，刻度不均匀。 角度01 浮力计算 1．如图甲所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上方连有正方体甲，容器侧面的底部有一个由阀门K控制的出水口。此时物体甲刚好完全浸没在水中，接着打开阀门K，缓慢放水，直至物体甲恰好完全离开水面，再关闭阀门K，这个过程中，弹簧的弹力F与物体露出水面的体积V的关系如图乙所示，已知物体甲的密度为0.6×103kg/m3，体积为V0，不计弹簧所受浮力。则： （1）B点时弹簧的弹力大小为_____牛； （2）点A与点C的纵坐标a、c的绝对值之比为________。 【答案】 0 2∶3 【详解】（1）[1]由图乙可知，在B点时，弹簧弹力F=0N。 （2）[2]在A点物体完全浸没时，物体排开水的体积为 此时弹簧的弹力为 在C点物体完全离开水面时，弹簧被压缩，此时弹簧弹力等于物体的重力，即 则。 2．如图甲所示是小敏研究弹簧测力计的示数与物体A下表面离水面的距离的关系实验装置，其中是底面积为的实心均匀圆柱形物体。用弹簧测力计提着物体A，使其缓慢浸入水中（水未溢出），得到与的关系图像如图乙中实线所示。（取） （1）完全浸没时，受到水的浮力为_____N。 （2）物体A的体积为多少？ （3）小敏换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图乙中虚线所示图像，则该液体密度为多少？ 【答案】(1)2N (2) (3) 【详解】（1）由图乙可知，当h=0时，弹簧测力计的示数为3N，即物体A的重力G=3N，由图乙可知，物体完全浸没在水中时弹簧测力计的示数F=1N，则物体A受到水的浮力为 （2）因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，由可知，物体A的体积为 （3）由图乙可知，物体完全浸没在未知液体中时弹簧测力计的示数F'=1.4N，物体A浸没在未知液体中受到的浮力为 由可知，该液体密度为。 角度02 沉浮条件及其应用 1．校园科技节开展自制潜艇比赛，某小组同学利用玻璃瓶制作了如图所示的潜艇模型。参赛潜艇模型需按要求完成在A处漂浮、在B和D 处悬浮、在C处沉底的动作展示。下列说法中正确的是（　　） A．当潜艇模型从A 处到B处时，需要向外拉活塞 B．当潜艇模型从B处到C处时，潜艇模型受到的浮力变大 C．当潜艇模型从C 处到D处时，潜艇模型受到的重力变大 D．当潜艇模型从D处到A处时，潜艇模型受到的浮力变大 【答案】A 【详解】A．潜艇模型从A到B处时，从漂浮到悬浮，浮力增大，需要增大重力，故减小瓶内气压，需要向外拉活塞，试管内的水将变多，故A正确； Ｂ．潜艇模型从B到C处时，完全浸没水中，瓶子排开液体的体积相同，浮力大小不变，故B错误； Ｃ．潜艇模型从C到D处时，瓶子从沉底到悬浮，潜水艇模型的浮力不变，重力要减小，故C错误； Ｄ．潜艇模型从D到A处时，瓶子从浸没到漂浮，瓶子排开水的体积减小了，浮力也减小，故D错误。 故选A。 2．人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船，做法是将几个灌满水的浮筒沉到水底，潜水员用钢索把它们拴在沉船两侧，打捞船上的机器开动，把空气压进浮筒，将浮筒里的水排出，沉船随着浮筒一起浮起。下列说法正确的是（　　） A．船沉到水底静止时，船受到的浮力等于船的重力 B．浮筒浸没后，随着深度的增加，所受的浮力增大 C．把空气压进浮筒后，浮筒受到的浮力大于自身重力 D．船和浮筒浮在水面时，它们受到的浮力大于它们的总重力 【答案】C 【详解】A．船沉到水底静止时，由浮沉条件可知船受到的浮力小于船的重力，故A错误； B．浮筒浸没后，随着深度的增加，它排开水的体积不变，根据F浮=ρ水gV排可知它受到的浮力保持不变，故B错误； C．把空气压进浮筒后，浮筒中的水被排出，浮筒的重力减小，而浮筒排开水的体积不变，则浮筒受到的浮力不变，此时浮筒受到的浮力大于自身重力而上浮，故C正确； D．船和浮筒浮在水面时，处于漂浮状态，此时它们受到的浮力等于它们的总重力，故D错误。 故选C。 3．小科按照教材中“综合实践活动”的要求，制作简易密度计。 （1）取一根粗细均匀的玻璃管，在其下端缠绕了适量铜丝，初步做成了一支密度计。缠绕铜丝的目的是使管玻璃能在液体中_________； （2）将玻璃管放到水中的情景如图（a）所示，测得漫入的长度为H；放到另一液体樟脑油中的情景如图（b）所示，浸入的长度为h，用、分别表示樟脑油和水的密度，则________（填“>”“<”或“=”）； （3）小科做了五次实验，获得的数据如下表：小科根据实验数据在玻璃管上标出0.8、0.9、1.0、1.1、1.2刻度线（单位g/cm3）。小科通过比较上述实验数据，可不可以研究浮力大小与液体密度的关系，并请说明原因________________________________________________________； 实验次数 1 2 3 4 5 液体密度/g·cm-3 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 浸入的深度h/cm 6.3 5.6 5.0 4.5 4.2 （4）实验中，小科发现细铜丝很容易滑落，于是他改变这段铜丝的形状，并把铜丝置于玻璃管内，再次测量同一杯水，玻璃管将__________（填“上升”、“下降”或“停在原来深度”）。 【答案】 竖直漂浮 > 不能，没有控制排开液体的体积相同 下降 【详解】（1）[1]为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中，吸管下端塞入一些金属丝作为配重，所以其目的是让密度计竖直漂浮在液体中。 （2）[2]吸管在水和液体中都是漂浮，则它受到的浮力都等于自身重力，即浮力保持不变，根据阿基米德原理可知，液体的密度与排开液体体积成反比，因为排开液体的体积，所以液体密度 （3）[3]浮力的大小与液体密度和排开液体的体积有关，探究浮力与液体密度的关系时，必须控制排开液体的体积相同而改变液体密度。 （4）[4]铜丝置于玻璃管内，会减少铜丝排开水的体积，要想不变，玻璃管将下降。 1．（2025·浙江·中考真题）鱼通过调节鱼鳔中的气体体积来控制浮沉。如图，鱼在水缸中，当它浮在水面时，与悬浮在水中相比（　　） A．受到的浮力减少 B．受到的浮力不变 C．水面高度下降 D．水面高度上升 【答案】B 【详解】AB．当物体漂浮或悬浮时，鱼受到的浮力等于自身的重力，所以鱼在水缸中，当它浮在水面时，与悬浮在水中相比，浮力不变，故A不符合题意，B符合题意； CD．阿基米德原理F浮=ρ水gV排分析，浮力不变，液体密度不变，所以两次排开的液体体积不变，水面高度也不变，故CD不符合题意。 故选B。 2．（2024·浙江·中考真题）运河中一艘货船因偏离航道搁浅（如图）。为使该货船能回到航道继续航行，下列措施一定不可行的是（　　） A．借助浮筒使船上浮 B．将货船拖回到航道 C．清除货船底部淤泥 D．将货物搬到甲板上 【答案】D 【详解】A．借助浮筒能增大浮力，可以使船上浮，故A不符合题意； B．将货船拖回到航道，可以使船继续航行，故B不符合题意； C．清除货船底部淤泥，能增大船排开的水的体积，从而增大浮力，故C不符合题意； D．将货物搬到甲板上，船和货物的总重力不变，在浮力不变的情况下，不能继续航行，故D符合题意。 故选D。 3．（2023·浙江湖州·中考真题）现将一杯子和木块（不吸水，密度为）以两种方式放入同一容器中（容器内水的质量保持不变）。如图所示，图1杯子开口向上，浮在水面上。图2杯子倒扣（里面充满水），木块紧贴杯底，一起悬浮在水中。两种情况下（　　） A．木块所受浮力的大小相同 B．杯子所受浮力的大小相同 C．容器内水的深度相同 D．木块对杯子底部力的大小相同 【答案】C 【详解】A．图1木块未排开液体，由阿基米德原理可知，木块不受到浮力的作用，图2木块排开液体，由阿基米德原理可知，木块受到浮力的作用，因此木块所受浮力的大小不相同，故A不符合题意； B．图1杯子所受的浮力大于杯子的重力，图2杯子所受浮力小于杯子的重力，故B错误； C．图1杯子和木块漂浮，浮力等于重力；图2杯子和木块悬浮，浮力等于重力；由可知，两种情况时杯子和木块排开水的体积相同，容器内水的深度相同，故C符合题意； D．图1木块对杯底的压力等于木块的重力；图2木块对杯子底部的压力等于木块受到的浮力减重力，对杯子底部压力的大小不同，故D不符合题意。 故选C。 ⚡基础速刷 1．我国某型号潜水艇在执行任务时，通过向水舱外排水，从悬浮状态上浮至水面，并最终漂浮。忽略海水密度变化，与悬浮时相比，漂浮时潜水艇（　　） A．所受浮力变小 B．所受浮力变大 C．排开海水的体积不变 D．排开海水的体积变大 【答案】A 【详解】AB．潜水艇悬浮和漂浮时，浮力等于自身重力，潜水艇通过向水舱外排水，从悬浮状态上浮至水面，并最终漂浮；与悬浮时相比较，漂浮时，潜水艇的重力减小，潜水艇所受的浮力减小，故A符合题意，B不符合题意； CD．由，可知，漂浮时浮力减小，排开水的体积减小，故CD不符合题意。 故选A。 2．浙江一名学生发明的溺水自救报警器获省第33届青少年科创大赛一等奖。这款溺水自救报警器主要分为感应器、岸上接收报警器、安全气囊三部分，当发生溺水时，感应器通电，发出耀眼的红蓝闪烁的灯光，并发送信号给佩戴于胸前的安全气囊，气囊中的电机收到信号拉动开关，干冰（固态二氧化碳）瞬间给气囊充气，产生约1500 N的拉力，短时间内就能把溺水人员拉至水面（上升过程中气囊体积不变），如图所示。关于此现象，下列说法正确的是（　　） A．溺水者下沉时重力等于其排开水的重力 B．溺水者在下沉过程中所受的压强不变 C．溺水者被安全气囊拉着上升且未露出水面的过程中其所受浮力变大 D．溺水者被安全气囊拉着上升至露出水面的过程中其所受浮力先不变后变小 【答案】D 【详解】A．溺水者下沉时受到的浮力小于自身的重力，由可知，溺水者受到的重力大于其排开水的重力，故A错误； B．溺水者在下沉过程中深度增大，由可知，溺水者所受的压强变大，故B错误； C．溺水者被安全气囊拉着上升过程中气囊体积不变，由可知，未露出水面的过程中，溺水者和气囊的总体积不变，即不变，其所受浮力不变，故C错误； D．溺水者被安全气囊拉着上升至露出水面的过程中，在未露出水面前浮力不变，露出水面后，变小，其所受浮力变小，直到浮力等于重力时，溺水者安全停在水面上，此过程中其所受浮力先不变后变小，故D正确。 故选D。 3．小科将两块相同的橡皮泥分别做成空心球形和碗形，放入相同的两杯水中，静止后的状态分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是（　　） A．甲中橡皮泥的浮力大 B．乙中橡皮泥的浮力大 C．甲杯水的液面比乙高 D．两杯水的液面一样高 【答案】D 【详解】两块相同的橡皮泥，重力相等，分别做成空心球形和碗形，放入相同的两杯水中，开始的水面高度相等，静止后的状态分别如图甲、乙所示，分别的悬浮和漂浮，浮力都等于重力，故浮力大小相等，根据阿基米德原理知，排开液体的体积相等，即液面升高的高度相等，因而两杯水的液面一样高，故D正确，ABC错误。 故选D。 4．小滨用清水洗蓝莓时发现，有的蓝莓沉底，有的漂浮。如图，两颗等体积的蓝莓在水中静止时，下列有关说法正确的是（　　） A．甲蓝莓所受到的浮力大于乙蓝莓所受到的浮力 B．甲蓝莓的密度大于乙蓝莓的密度 C．向盆中加水，甲蓝莓会下沉 D．向盆中加水，盆底受到的液体压强变大 【答案】D 【详解】A．根据阿基米德原理。 甲漂浮，乙沉底。 因，故，则，故A错误； B．物体浮沉条件，漂浮时。 沉底时。 因此，故B错误； C．甲漂浮时，浮力等于重力（）。 加水后，液体密度不变（仍为清水），甲的浮沉状态取决于其密度与水的密度关系。 因，加水后甲仍漂浮，不会下沉，故C错误； D．液体压强公式。 加水后，水的深度h增大，液体密度ρ液和g不变。 因此，盆底受到的压强p变大，故D正确。 故选D。 5. 如图为利用浮囊打捞沉船的示意图。将浮囊固定在沉船上后充气，可帮助沉船上浮。下列关于该打捞过程的说法正确的是（　　） A．浮囊受到浮力，施力物体是空气 B．沉船匀速上浮且未露出海面时，受到的浮力变小 C．增加充气浮囊的数量，可增大总浮力，更容易拉起沉船 D．潜水员下潜作业时，所处深度越深，受到海水的压强越小 【答案】C 【详解】A．浮囊浸在海水中，浮力的施力物体是海水，不是空气，故A错误； B．沉船未露出海面，V排​不变、海水的密度不变，由可知，所受浮力不变；故B错误； C．增多浮囊，整体可排开海水体积变大，可利用的总浮力变大，便于拉起沉船，故C正确； D．由液体压强可知，深度h越深，海水压强越大，故D错误。 故选C。 6．学校科技小组利用浮力知识测量小石块的密度，进行了如下操作： ①将均匀长方体物块放入柱形盛水容器中，物块静止时漂浮在水面； ②将小石块轻放在物块上，物块仍漂浮，测得物块浸入水中的长度与步骤①相比增加了h1； ③将小石块用质量、体积均忽略不计的细线系在物块下方，物块和小石块静止时整体漂浮，测得物块浸入水中的长度与步骤①相比增加了h2。 下列说法正确的是（　　） A．步骤②中，物块所受浮力与步骤①相比变小 B．步骤③中，容器底部所受水的压强与步骤②相比变大 C．本实验中，小石块的密度表达式为 D．步骤③中，物块和石块作为整体受到平衡力的作用 【答案】D 【详解】A．步骤②中物块浸入水中的长度比步骤①更大，物块排开水的体积更大，根据可知，物块所受浮力比步骤①更大，故A错误； B．步骤②和步骤③中，物块和石块的总重力不变，整体都漂浮，总浮力等于总重力，因此总浮力不变，总排开水的体积不变，容器内水的深度不变；根据可知，容器底部受到水的压强不变，故B错误； C．步骤②中，增加的浮力等于石块重力，即，则石块质量 总排开水的体积相等，即，，因此 石块密度为，故C错误； D．步骤③中物块和石块整体静止，处于平衡状态，因此整体受到平衡力的作用，故D正确。 故选D。 7．如图是近年来很火的冰浮体验项目，也被网友戏称为“冰镇小龙虾”。体验者会穿上红色的特制防寒防水漂浮服（因造型酷似小龙虾，被叫作“龙虾服”），躺在水里就能浮起来，完全不用担心溺水。在“冰浮体验”活动中，一名质量为50kg的体验者穿上红色漂浮服后，可平稳漂浮在水面上，若漂浮服及内部空气的总质量为10kg，下列说法正确的是（     ） A．源浮时，体验者受到的浮力大于总重力 B．漂浮时，排开水的总重力为600N C．漂浮服与人浸入水中的体积为 D．若体验者浸入水中更深，浮力变小 【答案】B 【详解】总质量，总重力 A．漂浮时物体受力平衡，人整体受到的浮力等于总重力，故A错误； B．根据阿基米德原理，浮力等于排开水的重力；漂浮时 ，因此排开水的总重力为 ，故B正确； C．由得浸入体积，故C错误； D．浸入水中更深时，排开水的体积变大，水的密度不变，由可知浮力变大，故D错误。 故选B。 8．在弹簧测力计下挂一物体，当物体浸入水中体积时，弹簧测力计示数为3.5N；当物体浸入水中体积时，弹簧测力计示数为1N，取下该物体放入水中，物体静止时受到的浮力是（　　） A．12N B．10N C．7N D．6N 【答案】D 【详解】设物体的体积为V，其重力为G，当物体浸入水中体积时，弹簧测力计示数为3.5N，根据称重法测浮力可得，即 ——① 当物体浸入水中一半体积时，弹簧测力计示数为1N，根据称重法测浮力可得 即 ——② ②式÷①式，解得G=6N，将G=6N代入②式可得V=1×10-3m3， 取下该物体放入水中，假设其浸没在水中，则它受到的浮力为 即浸没时浮力大于木块的重力，取下该物体放入水中，该物体将上浮最终处于漂浮状态，则物体静止时受到的浮力为，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 9. 我国自主研制的“华瑞龙”半潜船满载排水量达10万吨。通过向半潜船的蓄水舱注水或排水，实现部分船体潜入或者浮出水面（如图1）。 （1）半潜船下潜过程中，所受浮力________（填“变大”“变小”或“不变”）； （2）某次向距离540千米的海岛运输货物，半潜船以18千米/小时的相对地面速度匀速直线航行，则到达海岛所需的时间为________小时； （3）纬度不同，海水密度也会不同。图2为不同纬度地区的海水密度。某次运输任务半潜船从高纬度A地到低纬度B地（船总质量保持不变），船浸入水中的深度将________（填“变大”或“变小”）。 【答案】(1)变大 (2)30 (3)变大 【详解】（1）半潜船下潜过程中，液体的密度不变，由于排开液体的体积变大，由可知，受到的浮力会变大。 （2）由可知，到达海岛所需的时间为 （3）由图丙可知，半潜船从高纬度A地到低纬度B地时，处于漂浮状态，则 由于重力不变，所受浮力也不变，海水密度变小，由可知，排开液体的体积变大，其吃水深度变大。 10. 某水产养殖基地引入的养殖网箱的简化模型如图所示。图中的中央柱形容器是由足够高的镀锌铁皮（不计铁皮体积和质量）制成的空心圆柱体，可充气或抽气实现整个网箱的上浮或下沉，使其漂浮在海面上。 （1）若空心圆柱体未进水，整个装置漂浮在海面上，发现冬季露出水面的部分比夏季多，根据此现象判断______（填“冬季”或“夏季”）海水密度更大； （2）若在气阀处抽气可以使装置下沉的原因是___________________________________________________； （3）已知制作网箱的材料和铸铁块的总重力为牛，当进入空心圆柱体内海水的重力为牛时，求该装置浸在海水中的总体积？（海水密度取） 【答案】(1)冬季 (2)海水进入柱形容器内部，整个装置受到的重力变大，浮力小于重力 (3) 【详解】（1）整个装置始终漂浮，浮力等于重力，重力不变，则浮力不变。整个装置冬季露出水面的部分比夏季多，即冬季排开海水的体积较小，根据可知，冬季海水密度更大。 （2）若在气阀处抽气，中央柱形容器内部气压减少，海水进入柱形容器内部，整个装置受到的重力变大，浮力小于重力，所以装置下沉。 （3）当进入空心圆柱体内海水的重力为牛时，装置的总重力为 因为装置漂浮，则浮力为 则该装置浸在海水中的总体积。 🚀能力跃升 1．如图所示，同一个正方体先后放入a、b、c三种液体中，静止时下列判断正确的是（　　） A．物体下表面受到液体的压力 B．液体的密度 C．物体受到的浮力 D．物体下表面受到液体的压强 【答案】A 【详解】A．浸在液体中物体受到的浮力等于物体上下表面受到液体的压力差，a、b液体中的正方体，上表面受到向下的压力为0，因此下表面受到的向上的压力等于物体受到的浮力，等于物体的重力，即 c液体中的正方体，上表面受到向下的压力大于0，正方体下表面受到液体c的压力 故正方体下表面受到c液体向上的压力大于a、b液体中正方体下表面受到的压力，即物体下表面受到液体的压力，故A正确； B．正方体在a、b液体中漂浮，浮力等于重力，即 由图可知，正方体排开a液体的体积大于排开b液体的体积，即，因此，正方体悬浮在c液体中，由物体的浮沉条件可知，；综合以上分析可得，液体的密度，故B错误； C．由图可知，正方体在三种液体中处于悬浮或漂浮状态，正方体受到的浮力和重力相等，同一正方体重力不变，在三种液体中所受浮力都等于重力，即，故C错误； D．物体下表面受到液体的压力，同一正方体，下表面的面积相同，由可得物体下表面受到液体的压强，故D错误。 故选A。 2. 一个质量为80g的圆柱形瓶身的空玻璃瓶，内装10cm高的水密封后放在水平地面上，如图甲所示，再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中，静止后，瓶内、外液面的高度差如图乙和图丙所示（，瓶壁厚度忽略不计）。玻璃瓶底的面积为_________，未知液体的密度为_________，玻璃瓶在水中受到的浮力为____________。 【答案】 0.8N 【详解】 [1]图乙中玻璃瓶处于漂浮状态，浮力等于其总重 玻璃瓶和瓶内的水受到的浮力，即 由此可得玻璃杯受到的浮力 玻璃瓶底面积 [2]设玻璃瓶的底面积为S，玻璃瓶在水中和在液体中受的浮力相等，，即，代入数据可得 因为水的体积，图中，，，由上式可得液体的密度 [3]玻璃瓶在水中受到的浮力等于其重力。 3. 小余见妈妈腌制鸭蛋时，鸭蛋先沉底，过一会儿鸭蛋浮了起来，于是产生了好奇，想知道鸭蛋浮起来的原因是什么。他猜测可能与液体的密度有关系，便利用鸭蛋，清水，食盐来探究这一问题： 【进行实验】 （1）在玻璃杯中放入清水，再将鸭蛋放入，观察到鸭蛋沉底。 （2）在清水中慢慢加入食盐，用筷子搅拌至全部溶解，发现鸭蛋会慢慢上浮，最后漂浮。 （3）为了进行定量研究，小余决定配制不同浓度的食盐水进行实验。他用天平等相关仪器配制出密度依次增大的食盐水溶液，分别标记为A、B、C、D、E。 （4）将鸭蛋依次放入不同密度的食盐水中，并分别记录鸭蛋在每种液体中的状态（沉底、悬浮或漂浮），同时用量筒测量并记录鸭蛋排开液体的体积。 【数据分析与探究】 溶液编号 液体密 鸭蛋状态 排开液体体 鸭蛋所受浮力 A（清水） 1 沉底 55 0.55 B 1.05 沉底 55 0.578 C 1.1 悬浮 55 ▲ D 1.15 漂浮 53 0.610 E 1.2 漂浮 50.7 0.608 （1）分析A、B两组数据，当鸭蛋在液体中均“沉底”时，随着液体密度的增大，鸭蛋排开液体的体积不变，其所受浮力________（填“变大”、“变小”或“不变”）。此时，浮力________鸭蛋重力（填“>”、“<”或“=”）。 （2）小余实验过程中忘记测量C组鸭蛋受到的浮力大小，但经过计算发现，A、B、D、E中，不管沉底还是漂浮，鸭蛋受到的浮力都符合阿基米德定律，于是通过计算也得到了C组鸭蛋受到的浮力为________，并再次重新测量，观察到测量值与计算值基本一致，得出悬浮状态一样符合阿基米德定律的结论。 【得出结论】物体受到的浮力与液体密度有关。 【答案】(1) 变大 < (2)0.605N 【详解】（1）A、B两组中鸭蛋均沉底，排开液体的体积相同。根据阿基米德原理在不变时，液体密度增大，浮力随之变大； 鸭蛋沉底时受到容器底部的支持力，因此 所以 （2）C组中液体密度为，鸭蛋排开液体的体积为，根据阿基米德原理，C组鸭蛋受到的浮力为。 4．在“制作简易密度计”的项目化学习过程中，某学习小组制作步骤如下： ①取一根粗细均匀的塑料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口，使塑料吸管能竖直漂浮在液体中。 ②将吸管分别放到不同密度的液体中，测出浸入的深度，记录数据如下表，并在吸管上标出相应密度的刻度线。实验数据记录表 实验次数 1 2 3 4 液体的密度 0.8 0.9 1.0 1.1 浸入的深度 6.3 5.6 5 4.5 （1）如图1是某同学将密度计放在甲、乙两种液体中静止时的情况（液面到吸管底部的距离，则两种液体密度的大小关系为___________（填“>”、“<”或“=”）。 （2）经数据分析，该同学认为该密度计刻度间距不均匀。他的判断理由是___________________________ __________________________________________________________________________。 （3）制作完成后发现标注的刻度线间隔较小，若想提高密度计的精确程度，可以作出的改进有___________。（填字母、可多选） A．换用管径更小的吸管 B．改用更长的吸管（管径不变） C．在相邻刻度间标注更多刻度 D．适当增加配重金属丝的质量 （4）改进制作后，利用该密度计测量某液体的密度，出现如图2所示的沉底情形。出现该现象的可能原因是_________________________________________（写出一种即可） 【答案】(1) (2)根据表格数据分析可知，液体密度差值相同时，塑料吸管浸入水中的深度差值不相同 (3)AD (4)密度计的重力过大/待测液体密度太小 【详解】（1）密度计在甲、乙液体中均漂浮，浮力始终等于自身重力，即 根据阿基米德原理变形得，由图可知密度计在甲中浸入体积更大，因此。 （2）根据漂浮条件，得 与是反比例关系，不是线性关系；结合表格数据也可看出：液体密度每次增加，浸入深度的变化量并不相等，因此刻度间距不均匀。 （3）AD．根据可得，相同密度差对应的深度差 换用管径更小的吸管即减小吸管横截面积S、适当增加配重金属丝质量即增大密度计总重力G，都可以增大，放大刻度间隔，提高精确度；故AD符合题意； B．仅增长吸管、管径不变，G和S都不变，深度差不变，不能增大间隔；故B不符合题意； C．仅修改标注，没有增大实际间隔，无法提高精确度，故C不符合题意。 故选AD。 （4）密度计沉底说明重力大于浮力，常见原因是密度计配重过多，总重力过大，或待测液体密度太小，浮力不足以支撑密度计漂浮。 5．市面上有一款智能防溺水手环（如图），它由气囊和小型气瓶组成，气瓶内储存有经高压压缩的二氧化碳气体。当监测到溺水风险时，气囊会自动打开，使溺水者上浮。 （1）气囊在水中打开时受到的浮力方向是________。 （2）请结合浮力的相关知识，解释智能防溺水手环的工作原理是__________________________________ ______________________________________________________________________________。 （3）此款智能手环气囊完全打开时的体积约，当它完全浸没在水中时可提供多大的浮力？（取） 【答案】(1)竖直向上 (2)气囊充入气体后，体积变大，排开水的体积变大，所受浮力变大，此时手环拉住人向上逃生。 (3)180N 【详解】（1）浸在流体中的物体受到浮力的作用，浮力的方向竖直向上；气囊在水中打开时受到的浮力方向是竖直向上。 （2）当游泳者遇到危险时，打开开关，手环内的压缩气体迅速释放并充满气囊，充入气体后，手环中的气囊体积变大，排开水的体积变大，所受浮力变大，此时手环拉住人向上逃生。 （3）当气囊完全浸没在水中时可提供的浮力。 🌟思维挑战 1．如图甲所示为伽利略彩球温度计，观察发现里面的小球在一天中不同时刻所处的位置会发生变化。这是因为彩球温度计中的特殊液体的密度会随温度的变化而变化，导致小球浮沉状态发生变化，当小球悬浮时，液体温度与小球下端吊牌标记的温度相等。小东为探究特殊液体的密度随温度的变化的规律，进行了如下实验。 【项目研究】小东用a、b、c、d四个体积不变的小球和特殊液体制成简易温度计，用以研究液体密度与温度的关系。 【观察记录】在15℃、18℃、21℃、24℃时，a、b、c、d四个小球的浮沉状态如图乙所示。 （1）小球b对应的温度标记为________（填“15℃”“18℃”“21℃”或“24℃”）。 （2）液体温度在15~24℃范围内，小球a所受浮力与液体温度关系的图像，正确的是（　　）（填字母）。 A． B． C． D． （3）由实验可得出的结论是________________________________________________________________。 （4）请对四个小球的密度（ρa、ρb、ρc、ρd）按从大到小进行排列________________。 【答案】(1)21℃ (2)C (3)在15~24℃范围内，随温度升高特殊液体密度变小 (4)ρd＞ρc＞ρb＞ρa 【详解】（1）小球b在21℃时悬浮，根据题意，此时液体温度与小球下端吊牌标记的温度相等，所以小球b对应的温度标记为21℃。 （2）小球a在15℃、18℃、21℃均漂浮, 24℃时悬浮，根据浮沉条件，漂浮和悬浮时浮力等于重力，小球a的重力不变，所以浮力不变。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 （3）当液体温度升高时，小球b先漂浮，再悬浮，这一过程中b球的浮力不变，但浸入液体中的体积逐渐增大，由可知，液体的密度变小；b球由悬浮到沉底过程中，根据浮沉条件可知，其受到的浮力减小，但浸没后V排不变，根据可知，液体的密度变小，所以实验可得出的结论是在15~24℃范围内，随温度升高特殊液体密度变小。 （4）根据特殊液体的密度随温度的升高而减小，所以A、B、C、D液体密度的关系是ρD＜ρC＜ρB＜ρA 小球悬浮时，小球的密度等于液体的密度，所以四个小球的密度按从大到小为ρd＞ρc＞ρb＞ρa。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.42水的浮力——物体沉浮条件及应用 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 物体沉浮的条件 考点02 浮力的应用 03 避坑指南·解题通法 角度01 浮力计算 角度02 沉浮条件及其应用 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1. 理解物体的浮沉条件，能用密度关系判断浮沉或根据沉浮状态判断力和密度关系 2. 能用浮力知识解释轮船、密度计、潜艇等生活中的浮沉应用 1. 结合物体沉浮条件，通过实例分析受力情况 2. 轮船抓“空心增大V排”、潜艇抓“水舱蓄水调自重”，画受力图理清F浮与G的关系 考点01 物体沉浮的条件 1. 物体的沉浮条件 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底 向上运动或向下运动，受非平衡力作用 液体中的任意处均可悬浮 上浮的最终状态 下沉的最终状态 静止状态，受平衡力作用 2. 物体在液体中沉浮状态的动态解析 （1）实心物体浸没在液体中时，V排最大，根据阿基米德原理所受的浮力最大，若此时F浮＞G时，物体所受合力向上，则向上运动（上浮），未冒出水面时，V排不变，F浮不变。 随着物体不断上升，物体慢慢露出液面，V排减小，F浮也随之减小，一直减小到F浮＝G时，物体不再上浮，由非平衡状态演变为平衡状态，即物体处于漂浮状态。 （2）物体浸没在液体中，若F浮＜G时，物体所受合力向下，物体向下运动（下沉），直至容器底部 对物体产生一定的支持力为止，这时物体在重力、浮力、支持力的作用下处于平衡状态，由非平衡状态演变为平衡状态，即沉底。 【温馨提示】 悬浮和漂浮的区别 相同点：物体都处于平衡状态，物体所受的浮力和重力是一对平衡力，F浮＝G。 不同点：悬浮时，物体浸没在液体中,V排液 ＝V物，由F浮＝G,即ρ液V排液g＝ρ物V物g可知,ρ液＝ρ物; 漂浮时，物体部分浸入液体中，V排液＜V物，ρ液＞ρ物。 1．小实将两块质量相同的橡皮泥分别做成两个大小不同的空心球，放入相同的两杯水中，静止后状态分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是（　　） A．甲中橡皮泥受到的浮力大 B．乙中橡皮泥受到的浮力大 C．两杯水的液面一样高 D．甲杯水的液面比乙高 2．盐水选种是我国劳动人民很早就采用的选种方法：将饱满程度不同的同批次水稻种子放入浓度适宜的盐水中，饱满的良种会沉入水底，干瘪、虫蛀的次种则漂浮于水面，从而实现快速筛选。如图所示。若所有种子体积近似相等，下列说法正确的是（      ） A．漂浮的次种受到的浮力大于自身的重力 B．沉底的良种受到的浮力等于自身的重力 C．若盐水的浓度配制过低，会导致漂浮的次种数量减少 D．漂浮的次种受到的浮力一定大于沉底的良种受到的浮力 3．古籍中记载，可以用莲子制备四颗不同标准的“浮子”来比较海水密度。测定时，浮起的“浮子”数量越多，待测海水的密度越大。若将四颗体积相等的“浮子”放入盛有待测海水的竹管内，“浮子”沉浮情况如图所示，下列有关说法正确的是（      ） A．四个浮子质量相等 B．①号“浮子”的重力最大 C．②③④号“浮子”的密度相等 D．若海水密度增大，④号“浮子”所受浮力增大 4．孔明灯相传是由三国时期的诸葛亮所发明，当时用于传递军事信号。 （1）孔明灯的工作原理是：当点燃灯内燃料加热空气时，由于灯内空气被加热后密度变小，但孔明灯的体积不变，所以孔明灯所受浮力___________（选填“变大”“不变”或“变小”），重力减小，当孔明灯受到的浮力大于重力时就会升空。 （2）小科制作了一个孔明灯，体积约为0.02m3，材料和燃料的质量约为4.1g（环境温度为20℃）。一个标准大气压下干燥空气的密度和温度的关系如表所示。 温度（℃） 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 密度（kg/m3） 1.248 1.205 1.165 1.128 1.093 1.060 1.029 1.000 0.972 0.945 ①该孔明灯受到空气的浮力为多少牛？___________。 ②若要使该孔明灯升空，灯内空气的温度至少为多少摄氏度？___________。 考点02 浮力的应用 1. 轮船 （1）原理：漂浮原理，F浮=G ①若不改变船的总重力，在不同水域浮力不变，ρ液改变，则V排发生改变； ②若在同一水域行驶，ρ液不变，则V排不变； ③若改变船重（如增加货物/人或减少货物/人），因为浮力等于重力，则浮力随之改变。 （2）结构：用钢板制成的轮船，由于船体中间很大部分是空的，可以排开更多的水，获得更大的浮力，从而能漂浮在水面上。轮船的大小通常用排水量表示，排水量是轮船满载时排开水的质量，排水量等于船自身质量和满载时货物的质量之和。 2. 潜水艇 （1）原理：悬浮原理，F浮=G 潜艇悬浮在水中时完全浸没，V排不变，F浮不变，潜艇通过水舱水量的改变，改变自身重力。 ①当水舱充满水时，潜艇受到的重力大于浮力，潜艇下沉； ②当用压缩空气将水舱里的水排出一部分，潜艇受到的重力等于浮力时，潜艇就会停留在水面下任何深度的地方； ③当继续排水，重力小于浮力，潜艇上浮。 （2）总结：通过改变自身重力（向水舱充水或排水）来实现上浮和下潜。 3. 密度计 （1）原理：漂浮原理，F浮=G 同一支密度计测量不同液体密度时，密度计重力不变，故浮力不变，由于液体密度不同，V排改变。 （2）结构：下粗上细的玻璃管，下部的玻璃泡内装入小铅丸或汞，使重心下移密度计更稳定。 （3）密度计刻度值的特点：上面读数小，下面读数大；刻度不均匀，上疏下密；无零刻度。故密度计浸入深度越深，液体密度越小（刻度上小下大）。 4. 气球和飞艇 充入密度小于空气的气体（氢气、氦气、热空气），使得它们受到空气的浮力大于重力，使其上升。 【温馨提示】 1. 分清“改变谁” 轮船/密度计：改变V排(形状)，利用漂浮，浮力等于重力。 潜水艇：改变G自身 (吸水/排水)，利用悬浮，浮力不变。 热气球：改变G自身(加热空气变轻或抛掉沙袋)，利用空气浮力。 2.密度计刻度是反的（上小下大），且不均匀（上疏下密）。但我们用模型计算时一般把密度计看作圆柱体。 1．如图所示，是我国自主研发的最新载人潜水器“奋斗者”号，载人下潜最大深度为10909米，不考虑下潜海域海水密度变化，下列有关“奋斗者”号下潜过程说法正确的是（      ） A．“奋斗者”号在海水中下潜时，受到的海水浮力不断变大 B．“奋斗者”号在海水中下潜时，受到的海水压强不断变大 C．“奋斗者”号完成下潜作业，上浮回归时要向载水仓注水 D．“奋斗者”号在水中浸没悬停和露出海面漂浮，所受海水浮力相同 2．下图是与浮力有关的事例，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，舰载机起飞后，航母受到的浮力不变 B．图乙中，鸡蛋悬浮在浓盐水中，向杯中加水，鸡蛋所受浮力变小 C．图丙中，在空中向左匀速飘动的热气球，它所受到浮力方向是向左 D．图丁中，同一支密度计静止在不同液体中，液体的密度大于液体的密度 3．轮船的大小常用排水量来表示，所谓排水量就是轮船满载货物时排开水的质量。某艘轮船自身质量为m1，排水量为m2。请解答下列问题： （1）该轮船最多可运载的货物质量为________；满载货物时受到的浮力为_________。（两空均填表达式） （2）该轮船从长江驶入东海后，吃水深度（即水面到船底的深度）将如何变化________？请解释原因________________________________________________________________________________________。 4．如图是某型号水下机器人。它可以通过三种方式控制浮沉，第一种是机器人内部水舱充放水，水舱的容积为；第二种是利用推进器提供竖直向上的推力，可以在之间调节；第三种是在机器人外部加装不同数量的浮块，每个浮块质量均为，体积均为。已知该机器人水舱未充水时的质量为，未装浮块时，机器人的总体积为（体积不变）。取，水的密度。求： （1）若机器人在海面下水平匀速巡航时，突然进入密度跃层（海水密度突然变小）时，机器人会______（选填“上浮”、“下沉”或“静止不动”），将给机器人带来安全隐患；为确保机器人安全，应立即采取的措施是______（选填“向水舱中充水”或“从水舱中向外排水”）； （2）当机器人未加浮块、水舱充满水，浸没在水中悬停时，的大小； （3）深处水底有一物体（未与水底紧密接触），重，体积为，需机器人潜入水中用机械臂抓住物体打捞上来，为确保打捞顺利进行，机器人下水前需制定好能让机器人抓住物体上浮的方案，在调到的情况下，还需如何利用另外两种方式实现上浮，请通过计算给出一种合理方案。 浮力的计算 1. 压力差法：根据浮力成因，浮力等于上下表面压力差列式计算 𝐹浮=𝐹下表面−𝐹上表面；若物体漂浮，则浮力等于F下表面 2. 称重法：用弹簧测力计称重后再放入液体中读出示数，𝐹浮=𝐺−𝐹拉； 3. 阿基米德原理：𝐹浮=𝐺排液=ρ液g𝑉排； 4. 平衡法：根据物体的沉浮状态，一般为漂浮、悬浮、沉底，列式计算。 5. 方法选择的优先级 有弹簧测力计示数→优先用称重法。 已知液体密度和排开体积→优先用公式法（最通用）。 物体漂浮或悬浮→优先用平衡法（最简单）。 已知上下表面压力→优先用压力差法。 物体的沉浮条件及应用 1. 轮船​ 空心法增大V排，使F浮=G；排水量=满载时排开水的质量​ 轮船从河里驶入海里：浮力不变（始终等于重力），海水密度大→V排变小→船身上浮一些。排水量不变（排水量是满载时排开水的质量，是船的固有属性）。 2. 潜水艇​ 靠改变自身重力实现沉浮（水舱充水/排水），F浮不变 潜水艇在水下时：V排=V艇不变，所以F浮不变。下潜时向水舱充水，G增大，F浮<G；上浮时排水，G减小，F浮 >G。 3. 密度计 ​漂浮时F浮 =G计不变，ρ液越小→V排越大→浸入越深 密度计的刻度特点：越往下（浸入越深），液体密度越小，所以刻度值是上大下小。因为V排与ρ液成反比，刻度不均匀。 角度01 浮力计算 1．如图甲所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上方连有正方体甲，容器侧面的底部有一个由阀门K控制的出水口。此时物体甲刚好完全浸没在水中，接着打开阀门K，缓慢放水，直至物体甲恰好完全离开水面，再关闭阀门K，这个过程中，弹簧的弹力F与物体露出水面的体积V的关系如图乙所示，已知物体甲的密度为0.6×103kg/m3，体积为V0，不计弹簧所受浮力。则： （1）B点时弹簧的弹力大小为_____牛； （2）点A与点C的纵坐标a、c的绝对值之比为________。 2．如图甲所示是小敏研究弹簧测力计的示数与物体A下表面离水面的距离的关系实验装置，其中是底面积为的实心均匀圆柱形物体。用弹簧测力计提着物体A，使其缓慢浸入水中（水未溢出），得到与的关系图像如图乙中实线所示。（取） （1）完全浸没时，受到水的浮力为_____N。 （2）物体A的体积为多少？ （3）小敏换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图乙中虚线所示图像，则该液体密度为多少？ 角度02 沉浮条件及其应用 1．校园科技节开展自制潜艇比赛，某小组同学利用玻璃瓶制作了如图所示的潜艇模型。参赛潜艇模型需按要求完成在A处漂浮、在B和D 处悬浮、在C处沉底的动作展示。下列说法中正确的是（　　） A．当潜艇模型从A 处到B处时，需要向外拉活塞 B．当潜艇模型从B处到C处时，潜艇模型受到的浮力变大 C．当潜艇模型从C 处到D处时，潜艇模型受到的重力变大 D．当潜艇模型从D处到A处时，潜艇模型受到的浮力变大 2．人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船，做法是将几个灌满水的浮筒沉到水底，潜水员用钢索把它们拴在沉船两侧，打捞船上的机器开动，把空气压进浮筒，将浮筒里的水排出，沉船随着浮筒一起浮起。下列说法正确的是（　　） A．船沉到水底静止时，船受到的浮力等于船的重力 B．浮筒浸没后，随着深度的增加，所受的浮力增大 C．把空气压进浮筒后，浮筒受到的浮力大于自身重力 D．船和浮筒浮在水面时，它们受到的浮力大于它们的总重力 3．小科按照教材中“综合实践活动”的要求，制作简易密度计。 （1）取一根粗细均匀的玻璃管，在其下端缠绕了适量铜丝，初步做成了一支密度计。缠绕铜丝的目的是使管玻璃能在液体中_________； （2）将玻璃管放到水中的情景如图（a）所示，测得漫入的长度为H；放到另一液体樟脑油中的情景如图（b）所示，浸入的长度为h，用、分别表示樟脑油和水的密度，则________（填“>”“<”或“=”）； （3）小科做了五次实验，获得的数据如下表：小科根据实验数据在玻璃管上标出0.8、0.9、1.0、1.1、1.2刻度线（单位g/cm3）。小科通过比较上述实验数据，可不可以研究浮力大小与液体密度的关系，并请说明原因________________________________________________________； 实验次数 1 2 3 4 5 液体密度/g·cm-3 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 浸入的深度h/cm 6.3 5.6 5.0 4.5 4.2 （4）实验中，小科发现细铜丝很容易滑落，于是他改变这段铜丝的形状，并把铜丝置于玻璃管内，再次测量同一杯水，玻璃管将__________（填“上升”、“下降”或“停在原来深度”）。 1．（2025·浙江·中考真题）鱼通过调节鱼鳔中的气体体积来控制浮沉。如图，鱼在水缸中，当它浮在水面时，与悬浮在水中相比（　　） A．受到的浮力减少 B．受到的浮力不变 C．水面高度下降 D．水面高度上升 2．（2024·浙江·中考真题）运河中一艘货船因偏离航道搁浅（如图）。为使该货船能回到航道继续航行，下列措施一定不可行的是（　　） A．借助浮筒使船上浮 B．将货船拖回到航道 C．清除货船底部淤泥 D．将货物搬到甲板上 3．（2023·浙江湖州·中考真题）现将一杯子和木块（不吸水，密度为）以两种方式放入同一容器中（容器内水的质量保持不变）。如图所示，图1杯子开口向上，浮在水面上。图2杯子倒扣（里面充满水），木块紧贴杯底，一起悬浮在水中。两种情况下（　　） A．木块所受浮力的大小相同 B．杯子所受浮力的大小相同 C．容器内水的深度相同 D．木块对杯子底部力的大小相同 ⚡基础速刷 1．我国某型号潜水艇在执行任务时，通过向水舱外排水，从悬浮状态上浮至水面，并最终漂浮。忽略海水密度变化，与悬浮时相比，漂浮时潜水艇（　　） A．所受浮力变小 B．所受浮力变大 C．排开海水的体积不变 D．排开海水的体积变大 2．浙江一名学生发明的溺水自救报警器获省第33届青少年科创大赛一等奖。这款溺水自救报警器主要分为感应器、岸上接收报警器、安全气囊三部分，当发生溺水时，感应器通电，发出耀眼的红蓝闪烁的灯光，并发送信号给佩戴于胸前的安全气囊，气囊中的电机收到信号拉动开关，干冰（固态二氧化碳）瞬间给气囊充气，产生约1500 N的拉力，短时间内就能把溺水人员拉至水面（上升过程中气囊体积不变），如图所示。关于此现象，下列说法正确的是（　　） A．溺水者下沉时重力等于其排开水的重力 B．溺水者在下沉过程中所受的压强不变 C．溺水者被安全气囊拉着上升且未露出水面的过程中其所受浮力变大 D．溺水者被安全气囊拉着上升至露出水面的过程中其所受浮力先不变后变小 3．小科将两块相同的橡皮泥分别做成空心球形和碗形，放入相同的两杯水中，静止后的状态分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是（　　） A．甲中橡皮泥的浮力大 B．乙中橡皮泥的浮力大 C．甲杯水的液面比乙高 D．两杯水的液面一样高 4．小滨用清水洗蓝莓时发现，有的蓝莓沉底，有的漂浮。如图，两颗等体积的蓝莓在水中静止时，下列有关说法正确的是（　　） A．甲蓝莓所受到的浮力大于乙蓝莓所受到的浮力 B．甲蓝莓的密度大于乙蓝莓的密度 C．向盆中加水，甲蓝莓会下沉 D．向盆中加水，盆底受到的液体压强变大 5. 如图为利用浮囊打捞沉船的示意图。将浮囊固定在沉船上后充气，可帮助沉船上浮。下列关于该打捞过程的说法正确的是（　　） A．浮囊受到浮力，施力物体是空气 B．沉船匀速上浮且未露出海面时，受到的浮力变小 C．增加充气浮囊的数量，可增大总浮力，更容易拉起沉船 D．潜水员下潜作业时，所处深度越深，受到海水的压强越小 6．学校科技小组利用浮力知识测量小石块的密度，进行了如下操作： ①将均匀长方体物块放入柱形盛水容器中，物块静止时漂浮在水面； ②将小石块轻放在物块上，物块仍漂浮，测得物块浸入水中的长度与步骤①相比增加了h1； ③将小石块用质量、体积均忽略不计的细线系在物块下方，物块和小石块静止时整体漂浮，测得物块浸入水中的长度与步骤①相比增加了h2。 下列说法正确的是（　　） A．步骤②中，物块所受浮力与步骤①相比变小 B．步骤③中，容器底部所受水的压强与步骤②相比变大 C．本实验中，小石块的密度表达式为 D．步骤③中，物块和石块作为整体受到平衡力的作用 7．如图是近年来很火的冰浮体验项目，也被网友戏称为“冰镇小龙虾”。体验者会穿上红色的特制防寒防水漂浮服（因造型酷似小龙虾，被叫作“龙虾服”），躺在水里就能浮起来，完全不用担心溺水。在“冰浮体验”活动中，一名质量为50kg的体验者穿上红色漂浮服后，可平稳漂浮在水面上，若漂浮服及内部空气的总质量为10kg，下列说法正确的是（     ） A．源浮时，体验者受到的浮力大于总重力 B．漂浮时，排开水的总重力为600N C．漂浮服与人浸入水中的体积为 D．若体验者浸入水中更深，浮力变小 8．在弹簧测力计下挂一物体，当物体浸入水中体积时，弹簧测力计示数为3.5N；当物体浸入水中体积时，弹簧测力计示数为1N，取下该物体放入水中，物体静止时受到的浮力是（　　） A．12N B．10N C．7N D．6N 9. 我国自主研制的“华瑞龙”半潜船满载排水量达10万吨。通过向半潜船的蓄水舱注水或排水，实现部分船体潜入或者浮出水面（如图1）。 （1）半潜船下潜过程中，所受浮力________（填“变大”“变小”或“不变”）； （2）某次向距离540千米的海岛运输货物，半潜船以18千米/小时的相对地面速度匀速直线航行，则到达海岛所需的时间为________小时； （3）纬度不同，海水密度也会不同。图2为不同纬度地区的海水密度。某次运输任务半潜船从高纬度A地到低纬度B地（船总质量保持不变），船浸入水中的深度将________（填“变大”或“变小”）。 10. 某水产养殖基地引入的养殖网箱的简化模型如图所示。图中的中央柱形容器是由足够高的镀锌铁皮（不计铁皮体积和质量）制成的空心圆柱体，可充气或抽气实现整个网箱的上浮或下沉，使其漂浮在海面上。 （1）若空心圆柱体未进水，整个装置漂浮在海面上，发现冬季露出水面的部分比夏季多，根据此现象判断______（填“冬季”或“夏季”）海水密度更大； （2）若在气阀处抽气可以使装置下沉的原因是___________________________________________________； （3）已知制作网箱的材料和铸铁块的总重力为牛，当进入空心圆柱体内海水的重力为牛时，求该装置浸在海水中的总体积？（海水密度取） 🚀能力跃升 1．如图所示，同一个正方体先后放入a、b、c三种液体中，静止时下列判断正确的是（　　） A．物体下表面受到液体的压力 B．液体的密度 C．物体受到的浮力 D．物体下表面受到液体的压强 2. 一个质量为80g的圆柱形瓶身的空玻璃瓶，内装10cm高的水密封后放在水平地面上，如图甲所示，再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中，静止后，瓶内、外液面的高度差如图乙和图丙所示（，瓶壁厚度忽略不计）。玻璃瓶底的面积为_________，未知液体的密度为_________，玻璃瓶在水中受到的浮力为____________。 3. 小余见妈妈腌制鸭蛋时，鸭蛋先沉底，过一会儿鸭蛋浮了起来，于是产生了好奇，想知道鸭蛋浮起来的原因是什么。他猜测可能与液体的密度有关系，便利用鸭蛋，清水，食盐来探究这一问题： 【进行实验】 （1）在玻璃杯中放入清水，再将鸭蛋放入，观察到鸭蛋沉底。 （2）在清水中慢慢加入食盐，用筷子搅拌至全部溶解，发现鸭蛋会慢慢上浮，最后漂浮。 （3）为了进行定量研究，小余决定配制不同浓度的食盐水进行实验。他用天平等相关仪器配制出密度依次增大的食盐水溶液，分别标记为A、B、C、D、E。 （4）将鸭蛋依次放入不同密度的食盐水中，并分别记录鸭蛋在每种液体中的状态（沉底、悬浮或漂浮），同时用量筒测量并记录鸭蛋排开液体的体积。 【数据分析与探究】 溶液编号 液体密 鸭蛋状态 排开液体体 鸭蛋所受浮力 A（清水） 1 沉底 55 0.55 B 1.05 沉底 55 0.578 C 1.1 悬浮 55 ▲ D 1.15 漂浮 53 0.610 E 1.2 漂浮 50.7 0.608 （1）分析A、B两组数据，当鸭蛋在液体中均“沉底”时，随着液体密度的增大，鸭蛋排开液体的体积不变，其所受浮力________（填“变大”、“变小”或“不变”）。此时，浮力________鸭蛋重力（填“>”、“<”或“=”）。 （2）小余实验过程中忘记测量C组鸭蛋受到的浮力大小，但经过计算发现，A、B、D、E中，不管沉底还是漂浮，鸭蛋受到的浮力都符合阿基米德定律，于是通过计算也得到了C组鸭蛋受到的浮力为________，并再次重新测量，观察到测量值与计算值基本一致，得出悬浮状态一样符合阿基米德定律的结论。 【得出结论】物体受到的浮力与液体密度有关。 4．在“制作简易密度计”的项目化学习过程中，某学习小组制作步骤如下： ①取一根粗细均匀的塑料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口，使塑料吸管能竖直漂浮在液体中。 ②将吸管分别放到不同密度的液体中，测出浸入的深度，记录数据如下表，并在吸管上标出相应密度的刻度线。实验数据记录表 实验次数 1 2 3 4 液体的密度 0.8 0.9 1.0 1.1 浸入的深度 6.3 5.6 5 4.5 （1）如图1是某同学将密度计放在甲、乙两种液体中静止时的情况（液面到吸管底部的距离，则两种液体密度的大小关系为___________（填“>”、“<”或“=”）。 （2）经数据分析，该同学认为该密度计刻度间距不均匀。他的判断理由是___________________________ __________________________________________________________________________。 （3）制作完成后发现标注的刻度线间隔较小，若想提高密度计的精确程度，可以作出的改进有___________。（填字母、可多选） A．换用管径更小的吸管 B．改用更长的吸管（管径不变） C．在相邻刻度间标注更多刻度 D．适当增加配重金属丝的质量 （4）改进制作后，利用该密度计测量某液体的密度，出现如图2所示的沉底情形。出现该现象的可能原因是_________________________________________（写出一种即可） 5．市面上有一款智能防溺水手环（如图），它由气囊和小型气瓶组成，气瓶内储存有经高压压缩的二氧化碳气体。当监测到溺水风险时，气囊会自动打开，使溺水者上浮。 （1）气囊在水中打开时受到的浮力方向是________。 （2）请结合浮力的相关知识，解释智能防溺水手环的工作原理是__________________________________ ______________________________________________________________________________。 （3）此款智能手环气囊完全打开时的体积约，当它完全浸没在水中时可提供多大的浮力？（取） 🌟思维挑战 1．如图甲所示为伽利略彩球温度计，观察发现里面的小球在一天中不同时刻所处的位置会发生变化。这是因为彩球温度计中的特殊液体的密度会随温度的变化而变化，导致小球浮沉状态发生变化，当小球悬浮时，液体温度与小球下端吊牌标记的温度相等。小东为探究特殊液体的密度随温度的变化的规律，进行了如下实验。 【项目研究】小东用a、b、c、d四个体积不变的小球和特殊液体制成简易温度计，用以研究液体密度与温度的关系。 【观察记录】在15℃、18℃、21℃、24℃时，a、b、c、d四个小球的浮沉状态如图乙所示。 （1）小球b对应的温度标记为________（填“15℃”“18℃”“21℃”或“24℃”）。 （2）液体温度在15~24℃范围内，小球a所受浮力与液体温度关系的图像，正确的是（　　）（填字母）。 A． B． C． D． （3）由实验可得出的结论是________________________________________________________________。 （4）请对四个小球的密度（ρa、ρb、ρc、ρd）按从大到小进行排列________________。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $