4.4 水的浮力（重难点专练）科学新教材浙教版八年级上册

4.4 水的浮力 题型01 浮力及阿基米德原理 题型02 物体浮沉条件 题型03 浮力的应用 ▌题型01 浮力及阿基米德原理 1．浮力概念：液体(气体)对浸入其中的物体都会产生向上的浮力。 浮力的方向是竖直向上的。 浮力的施力物体：液体，浮力的受力物体：浸入液体中的物体。 浮力产生的原因：物体的上、下表面受到压力差。即F浮＝F下表面－F上表面 2、原 理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。 公 式：F浮＝G排液＝ρ液gV排液。 1. 下列物体没有受到浮力作用的是（　　） A．在水中嬉戏的小鸭 B．在水中下沉的石头 C．在深海潜游的鲸鱼 D．深入河底的桥墩 【答案】D 【解答】解：ABC、在水中嬉戏的小鸭、在水中下沉的石头、在深海潜游的鲸鱼，都受到液体或气体向上的压力，由浮力的产生原因可知，它们都受到浮力作用，故ACD不符合题意； D、桥墩由于底面埋在地下，其底面不与水接触，因此桥墩没有受到水对其向上的压力，则桥墩不受浮力作用，故D符合题意。 故选：D。 2. 在2024年3月8日（国际劳动妇女节），天气晴好，微风，小华看到拴在地上的气球呈现如图所示的样子，图中能正确表示气球所受空气浮力方向的是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 【答案】B 【解答】解：观察图中箭头，F2的方向是竖直向上的，符合浮力方向的要求；而F1、F3、F4的方向均不是竖直向上。所以能正确表示气球所受空气浮力方向的是F2。 故选：B。 3. 京杭大运河历史悠久，是我国南北交通的大动脉，如今实现百年来首次全线水流贯通，将为中国的发展再提升一个新高度。根据相关知识回答问题。京杭大运河是我国仅次于长江的第二条“黄金水道”。运河的通航，促进了沿线城市的迅速发展。在码头运货的轮船，所受的浮力为（　　） A．F1 B．F2 C．F3 【答案】A 【解答】解：浮力的方向总是竖直向上的，故由图知，四个力中F1是浮力。 故选：A。 4. 在“制作能承重的纸船”项目化学习活动中，小科制作了一艘带有防水涂层的铝箔船模型。如图所示，他将铝箔船放入盛有适量水的圆柱形透明玻璃容器中，随后不断向船舱内轻轻放入一元硬币进行承重测试，直到水面接近船舷的安全吃水线。在不断放入硬币的过程中（水未溢出），下列分析正确的是（　　） A．铝箔船受到的浮力逐渐增大，因为浮力是水对船的作用，所以容器底部对桌面的压力不变 B．容器底部受到水的压强逐渐增大，且增加的液体压力大小恰好等于放入硬币的总重力 C．铝箔船排开水的质量逐渐变大，且排开水的总质量始终大于船和硬币的总质量 D．铝箔船底部浸入水中的深度增加量等于容器内水面上升的高度 【答案】B 【解答】解：A．在不断放入硬币的过程中，铝箔船和硬币的总重力逐渐增大，因为铝箔船始终处于漂浮状态，受到的浮力等于总重力，所以铝箔船受到的浮力逐渐增大；将容器、水、铝箔船和硬币看作一个整体，容器底部对桌面的压力等于整体的总重力，由于不断放入硬币，总重力增大，所以容器底部对桌面的压力逐渐增大，故A错误； B．由于铝箔船受到的浮力逐渐增大，根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知，船排开水的体积逐渐增大，容器内水面上升，根据p＝ρgh可知，容器底部受到水的压强逐渐增大；对于圆柱形容器，容器底部受到水的压力F＝pS＝ρghS＝ρg（V水+V排）＝G水+F浮，则增加的液体压力ΔF＝ΔF浮，因为铝箔船始终漂浮，增加的浮力等于放入硬币的总重力，即ΔF浮＝G硬币，所以增加的液体压力大小恰好等于放入硬币的总重力，故B正确； C．根据物体浮沉条件，铝箔船漂浮时受到的浮力等于总重力，即F浮＝G总，根据阿基米德原理F浮＝G排＝m排g，总重力G总＝m总g，所以m排g＝m总g，即排开水的总质量始终等于船和硬币的总质量，故C错误； D．设容器底面积为S容，船底面积为S船，水面上升的高度，铝箔船底部浸入水中的深度增加量，因为S容＞S船，所以Δh浸＞Δh水，即铝箔船底部浸入水中的深度增加量大于容器内水面上升的高度，故D错误。 故选：B。 5. 小东留意到玻璃水缸里的乌龟（未触及底部）总会时不时地将头探出水面。下列针对乌龟把头探出水面前后的分析，正确的是（　　） A．乌龟自身重力减小 B．乌龟受到的浮力不变 C．水对容器底部的压强变小 D．容器对桌面的压力变大 【答案】C 【解答】解：A、乌龟的质量不变，根据G＝mg可知重力不变，故A错误； B、将头探出水面，乌龟排开水的体积变小，根据F浮＝ρ水gV排可知乌龟所受的浮力变小，故B错误； C、水面下降，根据p＝ρ水gh可知容器底部受到水的压强变小，故C正确； D、各物体的重力不变，根据F＝G总可知容器对桌面的压力不变，故D错误。 故选：C。 6. 一艘潜艇在执行任务时，从海面下潜至深海过程中（如图），先通过注水使自身缓慢下沉，当完全浸没后继续下潜至目标深度。在此过程中，关于潜艇所受浮力随深度变化的大致图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：图中开始有部分露出，当下潜到刚好浸没，排开液体的体积变大，根据阿基米德原理知，浮力变大，而浸没后深度变大，浸入的体积不变，故浮力不变，则浮力是先变大后不变，故D正确，ABC错误。 故选：D。 7. 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 【解答】解：将两块相同的橡皮泥，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。 8. 小明将一圆柱形物体按图甲方式悬挂在弹簧测力计下端，使物体匀速下降逐渐浸入水中。弹簧测力计示数F随物体下降距离l的变化情况如下表所示。 l（厘米） 1 2 3 4 5 6 7 F（牛） 2.8 2.8 2.7 2.4 2.1 1.8 1.8 （1）当物体下降5厘米时，判断物体是否浸没，并说明理由 。 （2）求该圆柱形物体的体积。 （3）经计算，小明在坐标图中画出物体在水中所受浮力F浮与物体浸入液体中深度h的关系曲线（如图丙）。若将该物体按图乙方式悬挂，请在坐标系中画出浮力随浸入水中深度变化的大致曲线。 【答案】（1）弹簧测力计示数F没有保持不变； （2）该圆柱形物质的体积为10﹣4m3； （3）。 【解答】解：（1）当物体浸没时，根据阿基原理可知，受到的浮力不变，当物体下降5厘米时，弹簧测力计示数为2.1N，当下降到6厘米时，示数又变小为1.8N，故物体没有浸没，理由是弹簧测力计示数F没有保持不变。 （2）由表中数据可知，物体浸没在水中所受的浮力为F浮＝G﹣FC＝2.8N﹣1.8N＝1N； 当物体浸没在液体中时，由阿基米德原理，F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV，故物体的体积： V10﹣4m3。 （3）将物体由甲改乙方式放置，浸入水中相同深度，排开水的体积变大，由阿基米德原理可知，受到的浮力变大，物体浸没时（受到的浮力不变）的深度变小，如下所示： 。 答：（1）弹簧测力计示数F没有保持不变； （2）该圆柱形物质的体积为10﹣4m3； （3）。 ▌题型02 物体浮沉条件 物体的浮沉条件：浸没在液体中的物体的浮沉取决于 F浮和 G 的大小。(实心物体浸没在液体中) F浮<G F浮>G F浮＝G(V排液＝V物) F浮＝G(V排液<V物) F浮<G(V排液＝V物) ρ液<ρ物 ρ液>ρ物 ρ液＝ρ物 ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 下沉 上浮 悬浮 漂浮 沉底 9. 在长江投放一个漂流瓶，漂流瓶从长江漂入大海，则漂流瓶受到的浮力及它露出水面的体积的变化情况是（ρ水＜ρ海水）（　　） A．浮力不变，露出水面体积变大 B．浮力变大，露出水面体积不变 C．浮力不变，露出水面体积变小 D．浮力变大，露出水面体积变大 【答案】A 【解答】解：漂流瓶在海水和江水中都漂浮，其受到的浮力始终等于自身重力，属于漂流瓶从长江漂入大海所受到的浮力不变； ρ海水＞ρ江水，根据F浮＝G排＝ρ液V排g可知排开海水的体积比排开江水的体积小，则漂流瓶从长江漂入大海露出水面的体积将变大。 故选：A。 10. 小红在阳台种了几株番茄苗，番茄成熟后，她将一个番茄先后浸没在盛有水和盐水的容器中静止，释放后发现番茄在水中下沉，在盐水中上浮。下列说法正确的是（　　） A．番茄密度比水大 B．番茄在水中受到的浮力较大 C．番茄在盐水中受到的浮力小于它排开盐水的重力 D．将番茄露出盐水部分切去，盐水对容器底部的压强将增大 【答案】A 【解答】解：AB、番茄先后浸没在盛有水和盐水的容器中静止，释放后发现番茄在水中下沉，在盐水中上浮，根据浮沉条件知，番茄的密度大于水，小于盐水；水中的浮力小于重力，盐水中漂浮，浮力等于重力，故盐水中的浮力较大，故A正确，B错误； C、根据阿基米德原理知，浮力大小等于排开液体的重力，则在盐水中受到的浮力等于它排开盐水的重力，故C错误； D、将番茄露出盐水部分切去，重力减小，浮力大于重力会上浮，继续露出部分，因而浸入液体的体积减小，故液面会下降，深度减小，根据p＝ρ液gh知，盐水对容器底部的压强将减小，故D错误。 故选：A。 11. 小虞把一块铁块A放在水面，它会沉入水底；若将这块铁块铸成碗状B，再把它放在水面，它会漂浮在水面上（如图所示）。受到的浮力分别为FA和FB则它们大小关系是（　　） A．FA＜FB B．FA＞FB C．FA＝FB D．无法判断 【答案】A 【解答】解：A、铁块A沉到容器底部， 所以铁块受到的浮力： FA＜G，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 因为铁块铸成碗状B漂浮在水面，所以碗状铁块受到的浮力： FB＝G，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②可得：FA＜FB，故A正确。 故选：A。 12. 如图所示，在足够深的柱形容器中装有适量水，木块A漂浮在水面上，其下方用细线悬挂着实心金属块B，B完全浸没在水中，细线处于伸直状态且有明显拉力。下列说法正确的是（　　） A．木块A受到的浮力等于它自身的重力 B．剪断细线后，待两物体静止，容器对桌面的压力不变 C．剪断细线后，待两物体静止，水对容器底部的压强不变 D．若向容器中缓慢加入浓盐水，搅拌均匀后，细线拉力将增大 【答案】B 【解答】解：A、由题目可知物体A如图所示在水中，受到浮力的作用和绳子对A的拉力，即GA+F拉＝FA浮，故A的浮力应大于自身的重力，故A错误； B、容器对地面的压力F＝G容+G水+GA+GB，剪短细线后容器及容器中的物体总重力没有发生变化，故压力不变，受力面积一定，根据可知容器对地面的压强不变； C、剪短细线前，容器中物体A和B的总浮力为：F浮总＝GA+GB，剪短细线后A漂浮，GA＝F浮A，物体B沉底受到的浮力F浮B＜GB，总浮力F浮'＝GA+F浮B＜GA+GB，浮力减小，排开水的总体积减小，液面下降，根据p＝ρgh可知水对容器底部的压强减小，故C错误； D、向容器中加入浓盐水后，搅拌均匀后，液体的密度增大，物体B仍沉底，排开液体的体积V排＝VB不变，根据F浮＝ρ液gV排，可知B受到浮力变大，细线的拉力F拉＝GB﹣F浮B减小，故D错误。 故选：B。 13. 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 【解答】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F浮＝ρ液gV排，浮力不变，不是不断变大，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p＝ρgh，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，V排等于自身体积；漂浮时，V排小于自身体积，根据F浮＝ρ液gV排，两次浮力不相同，故D错误。 故选：B。 14. 小虞探究物体的浮沉条件：将一只鸡蛋先后放入深度相同的清水和浓盐水中，一段时间后发现：鸡蛋在清水中沉底，在浓盐水中悬浮（如图）。下列说法正确的是（　　） A．两个烧杯底部受到的液体压强相等 B．鸡蛋在浓盐水中受到的浮力等于它的重力 C．鸡蛋在清水中受到的浮力等于在浓盐水中受到的浮力 D．鸡蛋在浓盐水中排开液体的质量小于在清水中排开液体的质量 【答案】B 【解答】解： A、由题意知水和盐水的深度相同，鸡蛋排开水的体积也相同，所以图中总体积相等，则深度相等，因为ρ盐水＞ρ水，根据p＝ρgh，图中甲烧杯比乙烧杯底部受到液体的压强小，故A错误； B、鸡蛋在乙中恰好悬浮，则鸡蛋受到的浮力等于自身的重力，故B正确； CD、鸡蛋在甲中沉底，则鸡蛋受到的浮力小于自身的重力；鸡蛋在乙中恰好悬浮，则鸡蛋受到的浮力等于自身的重力，所以鸡蛋在水中受到的浮力小于它在盐水中受到的浮力，根据阿基米德原理可知，鸡蛋浸没时排开水的重力小于它浸没时排开盐水的重力，根据G＝mg知鸡蛋浸没时排开水的质量小于它浸没时排开盐水的质量，故CD错误。 故选：B。 15. 如图所示，边长为10cm的立方体木块A通过细线与圆柱形容器底部相连，容器中液面与A上表面齐平。从打开容器底部的抽液机匀速向外排液开始计时，细线中拉力F随时间t的变化图像如图所示。木块密度0.5×103kg/m3，容器底部面积为200cm2，g＝10N/kg。下列说法中正确的是（　　） A．容器中的液体是水 B．随着液体的排出，木块受到的浮力不断减小 C．容器中的液体是酒精 D．第50s时，木块露出液面的高度是2cm 【答案】A 【解答】解：由题知，木块A的边长L＝10cm＝0.1m， AC、木块A的体积：， 木块的重力为：， 由坐标图可知，初始时刻液面与木块上表面齐平，木块完全浸没，由图像可知此时细线拉力F拉＝5N， 排开液体体积， 此时木块受力平衡，木块受到的浮力F浮＝G木+F拉＝5N+5N＝10N， 则液体的密度， 此密度与水的密度一致，因此容器中液体是水，故A正确，C错误； B、抽液时，液面匀速下降，木块排开液体体积逐渐减小，由F浮＝ρ液gV排知，浮力随之减小。 当t＝50s时细线的拉力F拉＝0，此时浮力等于重力，即F浮'＝G木＝5N， 此后若继续抽液，木块漂浮，浮力等于重力不变。因此浮力先减小后不变，故B错误； D、t＝50s时，F拉＝0，木块所受浮力F浮'＝5N， 由阿基米德原理求排液体积：， 木块底面积 木块浸入液体中的深度， 木块露出液面高度h露＝10cm﹣5cm＝5cm，故D错误。 故选：A。 16. 如图甲所示，水平放置的底面积为200cm2的轻质薄壁柱形容器中浸没有正方体A、圆柱体B．体积为1000cm3，重力为6N的A通过不可伸长的细线与容器底部相连，B放在A上。打开阀门K放出液体，容器中液体深度h与细线上拉力F关系如图乙所示。若当液体深度为20cm时，关闭阀门，剪断细线，将B从A上取下放入液体中，待A、B静止后，容器底部受到的液体压强p1，则下列说法不正确的是（　　） A．容器内液体密度为2×103kg/m3 B．未打开阀门前，B对A的压强为500Pa C．待A、B静止后，液体压强p1＝3750Pa D．待A、B静止后，与剪断细线前，A竖直移动了4.5cm 【答案】C 【解答】解：已知VA＝1000cm3，则hA（10cm，则SA（10cm）2＝100cm2； A、当液体深度为20cm时，绳子的拉力发生转折，说明圆柱体B全部露出液面，正方体A上表面与液面相平，则此时V排2＝VA＝1000cm3＝1×10﹣3m3，根据阿基米德原理可知： F浮2＝ρ液gV排2， 根据受力平衡可知： F浮2＝GA+GB+F2， 则：ρ液gV排2＝GA+GB+F2， 即：ρ液×10N/kg×1×10﹣3m3＝6N+GB+8N ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当液体深度为16cm时，绳子的拉力为0，则说明正方体A和圆柱体B处于漂浮状态， 此时，V排3＝VA﹣SAΔh3＝1000cm3﹣100cm2×（20cm﹣16cm）＝600cm3＝6×10﹣4m3， 根据阿基米德原理可知： F浮3＝ρ液gV排3， 根据受力平衡可知： F浮3＝GA+GB， 则：ρ液gV排3＝GA+GB， 即：ρ液×10N/kg×6×10﹣4m3＝6N+GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 解①②可得： ρ液＝2×103kg/m3，GB＝6N； B、由图象知，当液体深度大于25cm时，正方体A和圆柱体B都处于浸没状态，则根据受力平衡可知： F浮1＝GA+GB+F1＝6N+6N+12N＝24N， 根据F浮＝ρ液gV排可知： V排1.2×10﹣3m3， 所以，VB＝V排﹣VA＝1.2×10﹣3m3﹣1.2×10﹣3m3＝2×10﹣4m3＝200cm3， 则：SB40cm2＝4×10﹣3m2， 未打开阀门前，B上表面的深度为：Δh1＝30cm﹣25cm＝5cm＝0.05m， 则B对A的压力F＝GB﹣FB浮＝GB﹣ρ液gVB＝6N﹣2×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3＝2N， B对A的压强p500Pa；故B正确； C、当液体深度为20cm时关闭阀门，液体体积V液＝S容h3﹣VA＝200cm2×20cm﹣1000cm3＝3000cm3， 待A静止后处于漂浮状态，则F浮A＝GA＝6N， 根据F浮＝ρ液gV排可知： VA排3×10﹣4m3＝300cm3， 则待A、B静止后液体深度h17.5cm＝0.175m， 容器底部受到的液体压强p1＝ρ液gh＝2×103kg/m3×10N/kg×0.175m＝3500Pa；故C错误； D、当液体深度为20cm时关闭阀门时，正方体A的下表面与容器底的高度为h′＝20cm﹣10cm＝10cm， 待A、B静止后正方体A浸没的深度hA浸3cm， 则此时A的下表面与容器底的高度为h″＝17.5cm﹣3cm＝14.5cm， 所以，Δh＝h″﹣h′＝14.5cm﹣10cm＝4.5cm，故D正确。 故选：C。 ▌题型03 浮力的应用 1.密度计 工作原理是物体的漂浮条件(根据阿基米德公式F浮＝ρ液V排g，漂浮时浮力一定，ρ液与V排成反比)。密度计下面的金属粒和玻璃泡能使密度计直立在液体中。密度计的刻度特点“上小下大、上疏下密”。 2.轮船，半潜船等漂浮物 轮船：将钢铁做成空心，增大排开液体的体积，增大浮力使F浮＝G； 轮船的排水量即轮船满载时排开水的质量，单位为吨。 ①因为漂浮时，F浮＝G，所以同一艘轮船从海洋行驶到江河或从江河行驶到海洋，其受到的浮力不变； ②根据F浮＝ρ液gV排液，同一艘轮船从海洋行驶到江河，因为F浮不变，ρ液减小，所以 V排液变大，即船身稍下沉； 3.潜水艇，潜航器等 潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。潜水艇是钢铁外壳，体积不能改变，只能改变自身重力，方法是在水舱内吸入或排出一定量的水。 4.热气球和飞艇：采用充密度比空气小的气体(氢气、氦气、热空气)的办法，使它受到的浮力大于重力而升空。 17. 某项目化学习小组开展了自制潜水艇项目，过程如下： 【产品设计】图甲为某小组自制的潜水艇，由生活舱和水舱构成，生活舱体积大于水舱体积，其材质为硬质塑料瓶，塑料瓶厚度不计，两个舱之间密封不连通，水舱与200毫升的注射器通过塑料软管相连，移动注射器活塞可以实现潜水器的浮沉。 【产品调试】 任务一：如图乙所示，潜水艇完成从水面A位置下潜到B位置并稳定停留。 任务二：能从水底上浮到B位置并稳定停留。 任务三：完成从水底打捞一个重物（重0.3牛，体积为20厘米3）到B位置并稳定停留。 （1）自制潜水器靠改变 来完成三个任务。 （2）小明关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中，当观察到 现象，则气密性良好。 （3）完成任务二的过程中，注射器活塞应如何移动？ 。 （4）已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度a毫升，完成任务三时（用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞），注射器活塞需要稳定在哪个刻度？ 。（提示：结果用含a的代数式表示；注射器内气压始终等于外界大气压：g取10N/kg，水的密度为1克/厘米3） 【答案】（1）水舱的进、出水；（2）没有气泡产生；（3）先向左后向右；（4）注射器活塞需要稳定在（a﹣10）mL刻度。 【解答】解：（1）潜水艇在上浮时重力要小于浮力，水舱要出水，潜水艇要下沉时重力要大于浮力，水舱要进水； （2）小明关闭进出水口，将自制的潜水器浸没在水中，入股漏气会有气泡产生，如果没有气泡产生，说明气密性好；即：当观察没有气泡产生现象，则气密性良好。 （3）完成任务二上浮过程，小潜水器受到的浮力要大于自身的重力，需要向外排水，对注射器活塞的操作是：向左推活塞，在B处稳定停下来时，要时浮力等于重力，此时要向水舱进水，故注射器的活塞向右，所以注射器的活塞先向左后向右移动。 （4）重物G＝0.3N，受到的浮力为：F浮＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×20×10﹣6m3×10N/kg＝0.2N， 完成从水底打捞这个重物到B位置并稳定停留，在浮力不变的情况下，要减小自身的重力，即向外排出水的重力为：G水＝G﹣F浮＝0.3N﹣0.2N＝0.1N， 向外排出水的质量为：m水0.01kg＝10g， 根据密度公式得，向外排出水的体积为：V水10cm3＝10mL， 则注射器活塞需要向内推入V气＝V水＝10mL的气体， 已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度a毫升，完成任务三时（用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞），注射器活塞需要稳定在的刻度是：a﹣V水＝a﹣10mL。 故答案为：（1）水舱的进、出水；（2）没有气泡产生；（3）先向左后向右；（4）注射器活塞需要稳定在（a﹣10）mL刻度。 18. 在科学课上同学们开展“制作浮沉子”项目化学习活动，与老师讨论并一起制定了评价量表（如表）。小东用矿泉水瓶和药剂小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”（如图甲所示），他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在矿泉水瓶内，拧紧瓶盖使其密封，用手挤压使矿泉水瓶发生形变“浮沉子”便会下沉（如图乙所示），松手恢复原状后“浮沉子”即上浮。 评价指标 评价等级 优秀 合格 待改进 活动材料 材料便宜且易得 材料便宜但不易获取 材料昂贵且不易获取 装置稳定性 ？ 保持竖直偶尔会倾倒 经常会倾倒 调试效果 轻轻一按便能下沉 用力一按才能下沉 用力一按也不能下沉 （1）评价量表中“？”应该填写的内容是 。 （2）分析下列与“浮沉子”原理相同的工具是 。 A.密度计 B.潜水艇 C.轮船 （3）当“浮沉子”悬浮在水中时，“浮沉子”受到的浮力 （填“大于”、“等于”或“小于”）“浮沉子”的重力。 （4）小东发现自己的作品在“调试效果”中被评为“合格”等级，如果要达到“优秀”等级，请你结合浮沉子的工作原理，提出改进建议是 。 【答案】（1）始终竖直不倾倒； （2）B； （3）大于； （4）抽出瓶内部分气体。 【解答】解：（1）装置的稳定性是看是否竖直，故评价量表中“？”应该填写的内容是始终竖直不倾倒； （2）浮沉子通过挤压使得水进入到瓶内改变自重实现浮沉的，故与潜水艇原理相同； （3）当“浮沉子”悬浮在水中时，根据浮沉条件知，“浮沉子”受到的浮力等于“浮沉子”的重力与进入瓶内的水的总重力，故大于“浮沉子”的重力； （4）在气体质量一定时，气体体积越小压强越大，用力一按才能下沉，说明瓶内气体较多，进入的水较少，故改为轻轻一按便能下沉，需要抽出瓶内部分气体。 故答案为：（1）始终竖直不倾倒；（2）B； （3）大于； （4）抽出瓶内部分气体。 19. 综合实践活动课上，小江展示了自制的“小潜水艇”。如图甲所示，矿泉水瓶中装有适量的水，将一个未装满水的小玻璃瓶倒扣入矿泉水瓶中，给矿泉水瓶口盖上插有吸管的瓶盖，吸管与瓶盖之间密封且不接触瓶内的水面，小玻璃瓶沉在水底，小江通过吸管将矿泉水瓶中的气体吸出一部分，“小潜水艇”上浮了，如图乙所示。 （1）请分析解释“小潜水艇”上浮的原因。 （2）再说出一种能让“小潜水艇”上浮的方法。 【答案】（1）用嘴吸气后，矿泉水瓶内液面上方气体减少，瓶内气压变小，导致小玻璃瓶瓶口处的液体产生向下的压强差，也就产生向下的压力差，将小玻璃瓶内的部分水排出，则小玻璃瓶和瓶内水的总重力变小；小玻璃瓶浸没在水中，其排开水的体积不变，根据 F浮＝ρ水gV排可知，小玻璃瓶受到的浮力不变，而小玻璃瓶和瓶内水的总重力变小，此时小玻璃瓶受到的浮力大于其总重力，所以小玻璃瓶上浮； （2）将另一吸管的管口贴靠在瓶中吸管的上端；沿水平方向吹气。 【解答】解：（1）用嘴吸气后，矿泉水瓶内液面上方气体减少，瓶内气压变小，导致小玻璃瓶瓶口处的液体产生向下的压强差，也就产生向下的压力差，将小玻璃瓶内的部分水排出，则小玻璃瓶和瓶内水的总重力变小；小玻璃瓶浸没在水中，其排开水的体积不变，根据 F浮＝ρ水gV排可知，小玻璃瓶受到的浮力不变，而小玻璃瓶和瓶内水的总重力变小，此时小玻璃瓶受到的浮力大于其总重力，所以小玻璃瓶上浮。 （2）由（1）知，使瓶内气压减小，可以使小玻璃瓶内的部分水排出，从而使其所受浮力变大，进而可以让“小潜水艇”上浮， 因此使“小潜水艇”上浮的方法有： 方法一：将另一吸管的管口贴靠在瓶中吸管的上端；沿水平方向吹气； 方法二：先用手挤压矿泉水瓶，再用另一只手堵住吸管口，最后撤去挤压矿泉水瓶的手； 方法三：将整个装置放到阳光下晒或将装置进行水浴加热等。 答：（1）用嘴吸气后，矿泉水瓶内液面上方气体减少，瓶内气压变小，导致小玻璃瓶瓶口处的液体产生向下的压强差，也就产生向下的压力差，将小玻璃瓶内的部分水排出，则小玻璃瓶和瓶内水的总重力变小；小玻璃瓶浸没在水中，其排开水的体积不变，根据 F浮＝ρ水gV排可知，小玻璃瓶受到的浮力不变，而小玻璃瓶和瓶内水的总重力变小，此时小玻璃瓶受到的浮力大于其总重力，所以小玻璃瓶上浮； （2）将另一吸管的管口贴靠在瓶中吸管的上端；沿水平方向吹气。 20. 学习完浮力相关知识后，某科技小组想自制一个潜水艇。请回答： 【设计要求】 ①潜水艇可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换。 ②为保证潜水艇正常工作，应尽可能增大工作舱的体积。 【产品制作】 （1）步骤：①如图所示，利用塑料隔板将硬质塑料瓶分为工作舱和水舱两部分，且两个舱之间密封不连通。 ②关闭进出水口，将潜水艇浸没在水中，若没有观察到气泡，表明装置 （填“漏气”或“不漏气”）。 ③打开进出水口，利用塑料软管将注射器与水舱相连，推拉注射器活塞，观察潜水艇的沉浮情况。当潜水艇在如图所示位置静止时，要使该潜水艇下潜，应 （填“向外拉”或“向内推”）注射器的活塞。 （2）该小组同学采用总质量为0.2千克（包括塑料隔板）、总体积为1升的硬质塑料瓶来制作该潜水艇，要使该潜水艇顺利下潜，则水舱的体积至少为多少立方厘米？（已知水的密度为1.0×103千克/米3） 【产品改进】 （3）试水阶段发现部分小组的潜水艇工作舱占比较小、水舱占比较大时，才能使潜水艇顺利下潜。为解决该问题，在选用同一体积的瓶子进行制作时，请你为他们提出一条改进建议。 【答案】（1）②不漏气；③向外拉；（2）水舱体积至少为800厘米3；（3）在潜水艇的四周绑适量细铁丝来增重（或在潜水艇的水舱底部装入适量细沙）。 【解答】解：（1）②关闭进出水口，将潜水艇密封，浸没在水中，若没有观察到气泡，表明装置不漏气；③向外拉活塞时，抽出里面的气体，吸水舱吸水，潜水艇重力增大，使该潜水艇下潜； （2）水舱内无水时，浸没后所受浮力： F浮＝ρ水gV排＝1.0×103千克/米3×10牛/千克×1×10⁻3米3＝10牛； 潜水艇自身重力： G＝mg＝0.2千克×10牛/千克＝2牛； 所以水舱中水的最小重力： G′＝F浮﹣G＝10牛﹣2牛＝8牛； 水舱中水的最小质量： ； 此时水舱内水的体积： ； 因此水舱体积至少为800厘米3； （3）在潜水艇的四周绑适量细铁丝来增重（或在潜水艇的水舱底部装入适量细沙）。 故答案为：（1）②不漏气；③向外拉；（2）水舱体积至少为800厘米3；（3）在潜水艇的四周绑适量细铁丝来增重（或在潜水艇的水舱底部装入适量细沙）。 21. 如图是小明设计的“空气浮力演示器”：将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上，调节配重质量使二者保持静止，用气泵往玻璃容器内缓慢压入空气，已知容器的容积为0.05m3金属球重4N。体积为6×10﹣4m3（滑轮和细线的重力、配重的体积及各种摩擦均忽略不计）。 （1）用气泵向玻璃容器内压入空气，当我们看到 现象时，可以说明金属球受到空气浮力的作用。 （2）制作该演示器中的空心金属球，用了体积为5×10﹣5m3的金属材料，求该金属材料的密度。 （3）压入空气前，容器内原有的空气密度为1.2kg/m3求配重静止时金属球受到空气的浮力是多少N？ 【答案】（1）金属球上升； （2）该金属材料的密度为8×103kg/m3； （3）配重静止时金属球受到空气的浮力是0.0072N。 【解答】解：（1）由题知，演示器容器内定滑轮下所挂金属球和配重平衡，即G球＝G配，向甲玻璃容器内压入空气后，若金属球受到空气浮力的作用，则金属球对左侧绳子拉力F＝G球﹣F浮，所以F＜G配，金属球会上升（或配重下降）； （2）金属球重4N，质量为m0.4kg，所用金属材料的体积5×10﹣5m3， 则金属材料的密度：ρ球8×103kg/m3； （3）由阿基米德原理可得，压入空气前金属球受到的浮力： F浮＝ρ气gV球＝1.2kg/m3×10N/kg×6×10﹣4m3＝0.0072N。 故答案为：（1）金属球上升； （2）该金属材料的密度为8×103kg/m3； （3）配重静止时金属球受到空气的浮力是0.0072N。 22. 如图所示，在一个容器中盛有水和煤油两种液体，在液体中有一块冰悬浮着，水、煤油、冰的密度分别为ρ水、ρ油、ρ冰且ρ水＞ρ冰＞ρ油，则：当冰熔化时，水和油的分界面b将 ，及油面a将 。（填“上升”，“下降”或“不变”） 【答案】上升；下降。 【解答】解：当冰块漂浮在水中时，浮力等于重力， 即F浮＝G排， ρ水gV排＝ρ冰gV冰， V排V冰， 因为物质的质量不随状态的改变而改变，因此冰熔化为水时，质量不变，等于冰块的质量，故熔化成水时的体积V水； 显然冰块漂浮在水中时，熔化成水的体积等于排开水的体积。 如图冰块浸没在水与油之间，油也要给冰浮力，所以冰排开水的体积要变小，V排小于V水，冰全部熔化为水的体积大于冰排开水的体积，所以冰化水后水位上升，故b上升； 冰块浸没在冰与油之间，冰熔化水，体积减小，使得总液面下降，故a下降。 故答案为：上升；下降。 23. 科技的发展可以使人上天入海。热气球在上升过程中，球内的气体密度 （填“大于”“等于”或“小于”）球外的空气密度。使得气球受到的 大于重力而上升；潜艇则是通过改变自身 来实现上浮和下沉的，在水下的潜艇继续下潜的过程中受到的浮力 （填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】小于；浮力；重力；不变。 【解答】解：热气球在上升过程中，球内的气体密度小于球外的空气密度，使得气球受到的浮力大于重力而上升； 潜艇则是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的。在水下的潜艇继续下潜的过程中，它排开水的体积不变，根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知，它受到的浮力不变。 故答案为：小于；浮力；重力；不变。 24. 我校项目化小组进行自制潜水器活动，潜水器模型如图所示，其材质为硬质塑料瓶，塑料瓶厚度不计。内部由生活舱和水舱构成，两个舱之间密封不连通，注射器与水舱通过塑料软管相连。 设计要求： ①潜水器可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换。 ②潜水器能够从水面潜到水下20厘米深度位置停留5秒。 ③能够打捞起30克的水下重物。 ④为保证潜水器正常工作和生活，应尽可能提高生活舱的体积。 （1）如图所示此时潜水器的总体密度 水的密度。（选填“＞”、“＜”或“＝”）要使此状态的潜水器下潜到水下20厘米深度位置，应如何操作： ； 表一为项目化学习小组设计的潜水器的评价量表 优秀 良好 待改进 指标一 密封性良好，且生活舱和水舱分离 密封性良好，但生活舱和水舱未分离 密封性不好 指标二 能实现上浮和下沉，能精准悬停于某一深度 只能实现上浮或下沉 指标三 能精准控制水舱空气体积，实现快速精确的沉浮。 能基本控制水舱空气体积，但浮沉控制精准度一般。 浮沉控制不准确或反应迟钝。 （2）根据设计要求，将评价量表中指标二的良好一栏补充完整； （3）潜水器由生活仓和水仓两个仓室构成，若矿泉水瓶、塑料软管的厚度和自重均不计（不含配重），生活仓的体积为300cm3，水仓体积为200cm3，生活仓和水仓之间密封不连通。若潜水器的水仓进水100克恰好能够悬浮，小组同学需要放置的配重至少为多少克？ 【答案】（1）＜；向外拉动注射器活塞，抽出水舱内的一部分空气；（2）能实现上浮和下沉，但不能精准悬停于某一深度；（3）放置的配重至少为400g。 【解答】解：（1）如图所示，潜水器漂浮在液面上，根据物体的浮沉条件可知，潜水器的总体密度小于水的密度。 潜水艇是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的，因此向外拉动注射器活塞，抽出水舱内的一部分空气，从而让水舱吸水，实现潜水器下潜。 （2）结合优秀等级指标二可知，表中指标二的良好一栏应补充的内容是：能实现上浮和下沉，但不能精准悬停于某一深度。 （3）因为潜水器悬浮时排开水的体积为： ， 此时潜水器受到的浮力为： ， 则此时潜水器的总重力为： G总＝F浮＝5N； 则此时潜水器的总质量为： ， 则需放入配重的质量为： m配＝m总﹣m水＝500g﹣100g＝400g。 故答案为：（1）＜；向外拉动注射器活塞，抽出水舱内的一部分空气；（2）能实现上浮和下沉，但不能精准悬停于某一深度；（3）放置的配重至少为400g。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.4 水的浮力 题型01 浮力及阿基米德原理 题型02 物体浮沉条件 题型03 浮力的应用 ▌题型01 浮力及阿基米德原理 1．浮力概念：液体(气体)对浸入其中的物体都会产生向上的浮力。 浮力的方向是竖直向上的。 浮力的施力物体：液体，浮力的受力物体：浸入液体中的物体。 浮力产生的原因：物体的上、下表面受到压力差。即F浮＝F下表面－F上表面 2、原 理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。 公 式：F浮＝G排液＝ρ液gV排液。 1. 下列物体没有受到浮力作用的是（　　） A．在水中嬉戏的小鸭 B．在水中下沉的石头 C．在深海潜游的鲸鱼 D．深入河底的桥墩 2. 在2024年3月8日（国际劳动妇女节），天气晴好，微风，小华看到拴在地上的气球呈现如图所示的样子，图中能正确表示气球所受空气浮力方向的是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 3. 京杭大运河历史悠久，是我国南北交通的大动脉，如今实现百年来首次全线水流贯通，将为中国的发展再提升一个新高度。根据相关知识回答问题。京杭大运河是我国仅次于长江的第二条“黄金水道”。运河的通航，促进了沿线城市的迅速发展。在码头运货的轮船，所受的浮力为（　　） A．F1 B．F2 C．F3 4. 在“制作能承重的纸船”项目化学习活动中，小科制作了一艘带有防水涂层的铝箔船模型。如图所示，他将铝箔船放入盛有适量水的圆柱形透明玻璃容器中，随后不断向船舱内轻轻放入一元硬币进行承重测试，直到水面接近船舷的安全吃水线。在不断放入硬币的过程中（水未溢出），下列分析正确的是（　　） A．铝箔船受到的浮力逐渐增大，因为浮力是水对船的作用，所以容器底部对桌面的压力不变 B．容器底部受到水的压强逐渐增大，且增加的液体压力大小恰好等于放入硬币的总重力 C．铝箔船排开水的质量逐渐变大，且排开水的总质量始终大于船和硬币的总质量 D．铝箔船底部浸入水中的深度增加量等于容器内水面上升的高度 5. 小东留意到玻璃水缸里的乌龟（未触及底部）总会时不时地将头探出水面。下列针对乌龟把头探出水面前后的分析，正确的是（　　） A．乌龟自身重力减小 B．乌龟受到的浮力不变 C．水对容器底部的压强变小 D．容器对桌面的压力变大 6. 一艘潜艇在执行任务时，从海面下潜至深海过程中（如图），先通过注水使自身缓慢下沉，当完全浸没后继续下潜至目标深度。在此过程中，关于潜艇所受浮力随深度变化的大致图像正确的是（　　） A． B． C． D． 7. 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 8. 小明将一圆柱形物体按图甲方式悬挂在弹簧测力计下端，使物体匀速下降逐渐浸入水中。弹簧测力计示数F随物体下降距离l的变化情况如下表所示。 l（厘米） 1 2 3 4 5 6 7 F（牛） 2.8 2.8 2.7 2.4 2.1 1.8 1.8 （1）当物体下降5厘米时，判断物体是否浸没，并说明理由 。 （2）求该圆柱形物体的体积。 （3）经计算，小明在坐标图中画出物体在水中所受浮力F浮与物体浸入液体中深度h的关系曲线（如图丙）。若将该物体按图乙方式悬挂，请在坐标系中画出浮力随浸入水中深度变化的大致曲线。 ▌题型02 物体浮沉条件 物体的浮沉条件：浸没在液体中的物体的浮沉取决于 F浮和 G 的大小。(实心物体浸没在液体中) F浮<G F浮>G F浮＝G(V排液＝V物) F浮＝G(V排液<V物) F浮<G(V排液＝V物) ρ液<ρ物 ρ液>ρ物 ρ液＝ρ物 ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 下沉 上浮 悬浮 漂浮 沉底 9. 在长江投放一个漂流瓶，漂流瓶从长江漂入大海，则漂流瓶受到的浮力及它露出水面的体积的变化情况是（ρ水＜ρ海水）（　　） A．浮力不变，露出水面体积变大 B．浮力变大，露出水面体积不变 C．浮力不变，露出水面体积变小 D．浮力变大，露出水面体积变大 10. 小红在阳台种了几株番茄苗，番茄成熟后，她将一个番茄先后浸没在盛有水和盐水的容器中静止，释放后发现番茄在水中下沉，在盐水中上浮。下列说法正确的是（　　） A．番茄密度比水大 B．番茄在水中受到的浮力较大 C．番茄在盐水中受到的浮力小于它排开盐水的重力 D．将番茄露出盐水部分切去，盐水对容器底部的压强将增大 11. 小虞把一块铁块A放在水面，它会沉入水底；若将这块铁块铸成碗状B，再把它放在水面，它会漂浮在水面上（如图所示）。受到的浮力分别为FA和FB则它们大小关系是（　　） A．FA＜FB B．FA＞FB C．FA＝FB D．无法判断 12. 如图所示，在足够深的柱形容器中装有适量水，木块A漂浮在水面上，其下方用细线悬挂着实心金属块B，B完全浸没在水中，细线处于伸直状态且有明显拉力。下列说法正确的是（　　） A．木块A受到的浮力等于它自身的重力 B．剪断细线后，待两物体静止，容器对桌面的压力不变 C．剪断细线后，待两物体静止，水对容器底部的压强不变 D．若向容器中缓慢加入浓盐水，搅拌均匀后，细线拉力将增大 13. 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 14. 小虞探究物体的浮沉条件：将一只鸡蛋先后放入深度相同的清水和浓盐水中，一段时间后发现：鸡蛋在清水中沉底，在浓盐水中悬浮（如图）。下列说法正确的是（　　） A．两个烧杯底部受到的液体压强相等 B．鸡蛋在浓盐水中受到的浮力等于它的重力 C．鸡蛋在清水中受到的浮力等于在浓盐水中受到的浮力 D．鸡蛋在浓盐水中排开液体的质量小于在清水中排开液体的质量 15. 如图所示，边长为10cm的立方体木块A通过细线与圆柱形容器底部相连，容器中液面与A上表面齐平。从打开容器底部的抽液机匀速向外排液开始计时，细线中拉力F随时间t的变化图像如图所示。木块密度0.5×103kg/m3，容器底部面积为200cm2，g＝10N/kg。下列说法中正确的是（　　） A．容器中的液体是水 B．随着液体的排出，木块受到的浮力不断减小 C．容器中的液体是酒精 D．第50s时，木块露出液面的高度是2cm 16. 如图甲所示，水平放置的底面积为200cm2的轻质薄壁柱形容器中浸没有正方体A、圆柱体B．体积为1000cm3，重力为6N的A通过不可伸长的细线与容器底部相连，B放在A上。打开阀门K放出液体，容器中液体深度h与细线上拉力F关系如图乙所示。若当液体深度为20cm时，关闭阀门，剪断细线，将B从A上取下放入液体中，待A、B静止后，容器底部受到的液体压强p1，则下列说法不正确的是（　　） A．容器内液体密度为2×103kg/m3 B．未打开阀门前，B对A的压强为500Pa C．待A、B静止后，液体压强p1＝3750Pa D．待A、B静止后，与剪断细线前，A竖直移动了4.5cm ▌题型03 浮力的应用 1.密度计 工作原理是物体的漂浮条件(根据阿基米德公式F浮＝ρ液V排g，漂浮时浮力一定，ρ液与V排成反比)。密度计下面的金属粒和玻璃泡能使密度计直立在液体中。密度计的刻度特点“上小下大、上疏下密”。 2.轮船，半潜船等漂浮物 轮船：将钢铁做成空心，增大排开液体的体积，增大浮力使F浮＝G； 轮船的排水量即轮船满载时排开水的质量，单位为吨。 ①因为漂浮时，F浮＝G，所以同一艘轮船从海洋行驶到江河或从江河行驶到海洋，其受到的浮力不变； ②根据F浮＝ρ液gV排液，同一艘轮船从海洋行驶到江河，因为F浮不变，ρ液减小，所以 V排液变大，即船身稍下沉； 3.潜水艇，潜航器等 潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。潜水艇是钢铁外壳，体积不能改变，只能改变自身重力，方法是在水舱内吸入或排出一定量的水。 4.热气球和飞艇：采用充密度比空气小的气体(氢气、氦气、热空气)的办法，使它受到的浮力大于重力而升空。 17. 某项目化学习小组开展了自制潜水艇项目，过程如下： 【产品设计】图甲为某小组自制的潜水艇，由生活舱和水舱构成，生活舱体积大于水舱体积，其材质为硬质塑料瓶，塑料瓶厚度不计，两个舱之间密封不连通，水舱与200毫升的注射器通过塑料软管相连，移动注射器活塞可以实现潜水器的浮沉。 【产品调试】 任务一：如图乙所示，潜水艇完成从水面A位置下潜到B位置并稳定停留。 任务二：能从水底上浮到B位置并稳定停留。 任务三：完成从水底打捞一个重物（重0.3牛，体积为20厘米3）到B位置并稳定停留。 （1）自制潜水器靠改变 来完成三个任务。 （2）小明关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中，当观察到 现象，则气密性良好。 （3）完成任务二的过程中，注射器活塞应如何移动？ 。 （4）已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度a毫升，完成任务三时（用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞），注射器活塞需要稳定在哪个刻度？ 。（提示：结果用含a的代数式表示；注射器内气压始终等于外界大气压：g取10N/kg，水的密度为1克/厘米3） 18. 在科学课上同学们开展“制作浮沉子”项目化学习活动，与老师讨论并一起制定了评价量表（如表）。小东用矿泉水瓶和药剂小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”（如图甲所示），他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在矿泉水瓶内，拧紧瓶盖使其密封，用手挤压使矿泉水瓶发生形变“浮沉子”便会下沉（如图乙所示），松手恢复原状后“浮沉子”即上浮。 评价指标 评价等级 优秀 合格 待改进 活动材料 材料便宜且易得 材料便宜但不易获取 材料昂贵且不易获取 装置稳定性 ？ 保持竖直偶尔会倾倒 经常会倾倒 调试效果 轻轻一按便能下沉 用力一按才能下沉 用力一按也不能下沉 （1）评价量表中“？”应该填写的内容是 。 （2）分析下列与“浮沉子”原理相同的工具是 。 A.密度计 B.潜水艇 C.轮船 （3）当“浮沉子”悬浮在水中时，“浮沉子”受到的浮力 （填“大于”、“等于”或“小于”）“浮沉子”的重力。 （4）小东发现自己的作品在“调试效果”中被评为“合格”等级，如果要达到“优秀”等级，请你结合浮沉子的工作原理，提出改进建议是 。 19. 综合实践活动课上，小江展示了自制的“小潜水艇”。如图甲所示，矿泉水瓶中装有适量的水，将一个未装满水的小玻璃瓶倒扣入矿泉水瓶中，给矿泉水瓶口盖上插有吸管的瓶盖，吸管与瓶盖之间密封且不接触瓶内的水面，小玻璃瓶沉在水底，小江通过吸管将矿泉水瓶中的气体吸出一部分，“小潜水艇”上浮了，如图乙所示。 （1）请分析解释“小潜水艇”上浮的原因。 （2）再说出一种能让“小潜水艇”上浮的方法。 20. 学习完浮力相关知识后，某科技小组想自制一个潜水艇。请回答： 【设计要求】 ①潜水艇可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换。 ②为保证潜水艇正常工作，应尽可能增大工作舱的体积。 【产品制作】 （1）步骤：①如图所示，利用塑料隔板将硬质塑料瓶分为工作舱和水舱两部分，且两个舱之间密封不连通。 ②关闭进出水口，将潜水艇浸没在水中，若没有观察到气泡，表明装置 （填“漏气”或“不漏气”）。 ③打开进出水口，利用塑料软管将注射器与水舱相连，推拉注射器活塞，观察潜水艇的沉浮情况。当潜水艇在如图所示位置静止时，要使该潜水艇下潜，应 （填“向外拉”或“向内推”）注射器的活塞。 （2）该小组同学采用总质量为0.2千克（包括塑料隔板）、总体积为1升的硬质塑料瓶来制作该潜水艇，要使该潜水艇顺利下潜，则水舱的体积至少为多少立方厘米？（已知水的密度为1.0×103千克/米3） 【产品改进】 （3）试水阶段发现部分小组的潜水艇工作舱占比较小、水舱占比较大时，才能使潜水艇顺利下潜。为解决该问题，在选用同一体积的瓶子进行制作时，请你为他们提出一条改进建议。 21. 如图是小明设计的“空气浮力演示器”：将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上，调节配重质量使二者保持静止，用气泵往玻璃容器内缓慢压入空气，已知容器的容积为0.05m3金属球重4N。体积为6×10﹣4m3（滑轮和细线的重力、配重的体积及各种摩擦均忽略不计）。 （1）用气泵向玻璃容器内压入空气，当我们看到 现象时，可以说明金属球受到空气浮力的作用。 （2）制作该演示器中的空心金属球，用了体积为5×10﹣5m3的金属材料，求该金属材料的密度。 （3）压入空气前，容器内原有的空气密度为1.2kg/m3求配重静止时金属球受到空气的浮力是多少N？ 22. 如图所示，在一个容器中盛有水和煤油两种液体，在液体中有一块冰悬浮着，水、煤油、冰的密度分别为ρ水、ρ油、ρ冰且ρ水＞ρ冰＞ρ油，则：当冰熔化时，水和油的分界面b将 ，及油面a将 。（填“上升”，“下降”或“不变”） 23. 科技的发展可以使人上天入海。热气球在上升过程中，球内的气体密度 （填“大于”“等于”或“小于”）球外的空气密度。使得气球受到的 大于重力而上升；潜艇则是通过改变自身 来实现上浮和下沉的，在水下的潜艇继续下潜的过程中受到的浮力 （填“变大”“不变”或“变小”）。 24. 我校项目化小组进行自制潜水器活动，潜水器模型如图所示，其材质为硬质塑料瓶，塑料瓶厚度不计。内部由生活舱和水舱构成，两个舱之间密封不连通，注射器与水舱通过塑料软管相连。 设计要求： ①潜水器可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换。 ②潜水器能够从水面潜到水下20厘米深度位置停留5秒。 ③能够打捞起30克的水下重物。 ④为保证潜水器正常工作和生活，应尽可能提高生活舱的体积。 （1）如图所示此时潜水器的总体密度 水的密度。（选填“＞”、“＜”或“＝”）要使此状态的潜水器下潜到水下20厘米深度位置，应如何操作： ； 表一为项目化学习小组设计的潜水器的评价量表 优秀 良好 待改进 指标一 密封性良好，且生活舱和水舱分离 密封性良好，但生活舱和水舱未分离 密封性不好 指标二 能实现上浮和下沉，能精准悬停于某一深度 只能实现上浮或下沉 指标三 能精准控制水舱空气体积，实现快速精确的沉浮。 能基本控制水舱空气体积，但浮沉控制精准度一般。 浮沉控制不准确或反应迟钝。 （2）根据设计要求，将评价量表中指标二的良好一栏补充完整； （3）潜水器由生活仓和水仓两个仓室构成，若矿泉水瓶、塑料软管的厚度和自重均不计（不含配重），生活仓的体积为300cm3，水仓体积为200cm3，生活仓和水仓之间密封不连通。若潜水器的水仓进水100克恰好能够悬浮，小组同学需要放置的配重至少为多少克？ 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $