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水的浮力专项
一、单选题
1．小明洗碗时发现，同一只碗可以漂浮在水面上，也可以沉入水底，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力
B．碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力
C．碗沉底时所受的浮力大于它漂浮时所受的浮力
D．碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积
2．海权握，国则兴。建设一支强大海军是实现中国梦的有力保障，潜水艇是海军的战略重器。如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海水中悬浮、上浮、漂浮的训练过程。下列对此潜水艇分析正确的是（　　）
A．悬浮和漂浮时受到的浮力不相等
B．潜水艇是通过改变浮力大小实现上浮和下沉的
C．上浮过程中所受浮力逐渐变小
D．潜水艇完全入水后，下沉越深，所受浮力越大
3．如图所示，质量相等的实心木块、铝块和铁块均静止于水中，已知ρ水<ρ铝<ρ铁，则受到浮力最小的是（　　）
A．木块 B．铝块 C．铁块 D．无法确定
4．有甲、乙、丙三个实心物体，密度分别为ρ甲=0.85g/cm3，ρ乙=1.05g/cm3，ρ丙=1.25g/cm3。现将它们放在密度为1.05g/cm3的液体中，当三个物体静止时，甲、乙、丙三个物体所在的位置对应图中所示的序号可能是（　　）
A．1 、 2 、 4 B．1 、 4 、 3 C．1 、 2 、 3 D．2 、 3 、 4
5．下图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程，其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是（　　）
A．①→② B．②→③ C．③→④ D．④→⑤
6．在一定条件下，物体能在水中上浮。图示物体在上浮前后静止时，所受浮力相同的是（　　）
A．图甲中沉底的汤圆，煮熟后上浮并浮出水面。
B．图乙中潜水艇排出水舱中水后，上浮并浮出水面。
C．图丙中往清水中加盐，沉底的鸡蛋上浮后并浮出水面。
D．图丁中轮船从长江驶入大海，船体上的吃水线 W 线上浮后并浮出水面。
二、填空题
7． 用手将一重为5N的物体全部压入水中，物体排开的水重8N，此时物体受到的浮力为 　 　N，放手后物体将 　 　（填“上浮”或“下沉”），待物体静止时所受浮力为 　 　 N．
8．水平桌面上两个底面积相同的容器中分别盛有甲、乙两种液体，完全相同的小球M、N静止时状态如图所示，已知两个小球受到的浮力相等且两容器内液面相平。则小球M排开液体的重力 　 　小球N排开液体的重力，甲液体的密度 　 　乙液体的密度，甲液体对容器底部的压力 　 　乙液体对容器底部的压力（以上均选填“大于”“等于”或“小于”）。
第8题图 第9题图
9．如图所示，水平桌面上放置的两个相同的圆柱形容器中盛有甲和乙两种不同液体，将一支密度计分别放入这两种不同液体中，静止后的情形如图所示，两液面相平。则甲液体的密度　 　乙液体的密度(选填“大于”、“等子”、“小于”)；密度计在甲液体中受到的浮力　 　在乙液体中受到的浮力(选填“大于”、“等于”、“小于")；原容器中甲液体的质量　 　乙液体的质量(选填“大于”、“等于”、“小于”)。
三、实验探究题
10．小科在验证阿基米德原理时，利用溢水杯、弹簧测力计、铁块、小桶、细线等进行实验，具体操作步骤如图：
（1）细心的同学发现图乙步骤中存在错误，请指出该错误是：　 　。如果不加改正，会导致浮力F浮　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）排开水的重力G排。
（2）纠正错误后，若图中测得的F1、F2、F3、F4关系满足 　 　，则阿基米德原理得到验证。
（3）实验后，小科发现利用实验所得数据还能测出所用铁块的密度，ρ铁＝　 　（水的密度用ρ水表示）。
11．人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船，做法是：把若干浮筒灌满水后沉到水底，潜水员用钢索把它们栓在沉船两侧，然后开动打捞船上的机器，把空气压进浮筒，沉船就可以浮起来。近日，我市有关部门用该方法对航道内沉船进行打捞清理专项行动。（已知，每个浮筒的体积为2m3）
（1）每个浮筒沉入水后受到的浮力为　 　N。
（2）现有一沉船的质量为3×104kg，打捞该沉船用了12个浮筒，求沉船在水中受到的浮力至少为多少牛？
12．全球变暖，冰川融化、海平面上升，正悄悄改变地球的“模样”。 右图是科学家拍下北冰洋巨型冰山的一角，是冰川漂浮在海面上的情景。已知海水密度为ρ海=1.03×103kg/m3，某同学根据所学知识，进行分析：
（1）冰川熔化前受到的浮力 　 　（填“大于”、“小于”或“登云”）冰块的重力。
（2）若此冰川质量为2.06×108kg，则冰川熔化前排开海水的体积为多少？
（3）请通过计算说明冰川熔化后海平面的升降情况。
四、计算题
13．如图所示，弹簧测力计下面挂一实心圆柱体，将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降（其底面始终与水面平行），使其逐渐浸没入水中某一深处。如图是整个过程中，弹簧测力计的示数F与圆柱体下降距离h变化关系的图象。（g取10N/kg）求：
（1）圆柱体的重力为多少N；
（2）圆柱体浸没时受到的浮力；
（3）圆柱体的密度。
14．如图所示，有一木块的体积为200cm3，浸没在水中且处于静止状态，木块受到绳子向下的拉力F为0.8N．（g＝10N/kg、ρ水＝1.0×103kg/m3，绳子重力忽略不计）求：
（1）木块此时受到浮力；
（2）木块的重力；
（3）剪断绳子，木块静止时排开水的体积。
15．如图所示，台秤上放置一个装有适量水的烧杯，已知烧杯和水的总重为2 N，将一个重力为1.2 N，体积为2×10 4 m3的长方体实心物体A用细线吊着，然后将其一半浸入烧杯的水中。（g取10N/kg）
（1）物体A所受浮力是多少
（2）细线对物体A的拉力为多少
（3）当把细线剪断后，物体A受到的浮力为多少，台秤的示数为多少
1 / 1答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【分析】（1）（2）根据漂浮条件分析判断；
（3）根据物体的浮沉条件判断；
（4）根据阿基米德原理F浮=ρ液体gV排分析判断。
【解答】当碗漂浮在水面上时，它处于平衡状态，即它受到的浮力与重力大小相等，方向相反，故A错误，B正确；
当碗沉底时，它受到的浮力小于它自身的重力。根据前面的分析可知，沉底时受到的浮力小于漂浮时受到的浮力。根据阿基米德原理F浮=ρ液体gV排可知，碗沉底时排开水的体积小于它漂浮时排开水的体积，故C、D错误。
故选B。
2．【答案】A
【解析】【分析】根据潜水艇的浮沉原理分析判断。
【解答】当潜水艇完全浸没在水中时，它排开海水的体积不变，则它受到的浮力不变。当悬浮时，它受到的浮力等于自身重力和海水重力之和；上浮时，向外排出海水，总重力减小，则悬浮时受到的浮力肯定大于漂浮时受到的浮力，故A正确，B错误；
上浮过程中，它排开海水的体积不变，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C错误；
潜水艇完全入水后，当深度增大时，它排开海水的体积不变，则受到的浮力不变，故D错误。
故选A。
3．【答案】C
【解析】【分析】根据浮沉条件和阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较浮力的大小关系。
【解答】木块漂浮在水面上，则它受到的浮力等于重力；铝块在水里下沉，则它受到的浮力小于重力。因为木块和铝块的重力相等，所以浮力F木>F铝。
铝块和铁块都浸没在水中，排开水的体积V铝>V铁，阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，它们受到的浮力F铝>F铁。
那么三者受到的浮力F木>F铝>F铁。
则浮力最小的是铁块。
故选C。
4．【答案】A
【解析】【分析】根据浮沉条件分析。
【解答】根据题目条件可知，甲的密度小于液体密度，在液体中漂浮，应该为①；
乙的密度等于液体密度，在液体中悬浮，应该为②或③；
丙的密度大于液体密度，应该在液体中下沉，应该为④。
那么位置的序号应该为1、2、4或1、3、4。
故选A。
5．【答案】A
【解析】【分析】根据阿基米德原理分析浮力增大时人排开水的体积变化规律即可。
【解答】根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知，当浮力增大时，人排开水的体积肯定在不断增大。根据图片可知，在从①→②的过程中，人排开水的体积不断增大，从②→③→④，人排开水的体积不变，从④→⑤，人排开水的体积减小，因此运动员受到浮力不断增大的阶段是①→②，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
6．【答案】D
【解析】【分析】（1）（3）（4）根据浮沉条件比较浮力的大小变化；
（2）根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排比较浮力的大小变化。
【解答】A.汤圆沉在底部时，浮力小于重力；汤圆上浮时，浮力大于重力。因为汤圆的重力不变，所以它受到的浮力增大，故A不合题意；
B.潜水艇上浮露出水面时，它排开水的体积减小，根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知，它受到的浮力减小，故B不合题意；
C.鸡蛋沉在底部时，浮力小于重力；鸡蛋上浮时，浮力大于重力。因为汤圆的重力不变，所以它受到的浮力增大，故C不合题意；
D.轮船始终在水面漂浮，则它受到的浮力始终等于重力，因此它受到的浮力保持不变，故D符合题意。
故选D。
7．【答案】8；上浮；5
【解析】【解答】解：用手将物体全部压入水中时，已知物体排开的水重为8N，由阿基米德原理知：此时物体所受的浮力F浮=G排=8N；
放手后，物体受到的浮力8N大于物体的自重5N，因此物体要上浮，最后处于漂浮，则浮力F浮′=G=5N．
故答案为：8；上浮；5
【分析】①浸在液体中的物体受到的浮力等于排开的液体受到的重力；
②物体的浮沉条件是：浮力大于重力，上浮；浮力等于重力，悬浮；浮力小于重力，下沉
8．【答案】等于；大于；大于
【解析】【分析】（1）根据阿基米德原理F浮=G排比较小球排开液体的重力大小，根据浮沉条件比较液体密度的大小；
（2）首先根据液体压强公式p=ρ液gh比较容器底部受到压强的大小，再根据F=pS比较容器底部受到压力的大小。
【解答】（1）两个小球受到的浮力相等，根据阿基米德原理F浮=G排可知，两个小球排开液体的重力相等。
小球M在甲液体中漂浮，则液体密度ρ甲>ρ；小球N在乙液体中漂悬浮，则液体密度ρ乙=ρ。比较可知，液体密度ρ甲>ρ乙。
（2）液体的深度相同，且密度ρ甲>ρ乙，根据液体压强公式p=ρ液gh可知，液体对容器底部的压强p甲>p乙。根据F=pS可知，液体对容器底部的压力F甲>F乙。
9．【答案】大于；等于；大于
【解析】【分析】（1）（2）根据浮沉条件比较密度计受到浮力的大小，再根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析液体密度的大小关系；
（3）根据m=ρV比较液体质量的大小关系。
【解答】（1）（2）根据图片可知，密度计在两种液体中都是漂浮，那么它受到的浮力始终等于自身重力。因为密度计的重力不变，所以它受到地方浮力相等。根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知，当浮力相等时，密度计排开液体的体积与液体密度成反比。因为V排甲小于V排乙，所以密度ρ甲大于ρ乙。
（3）根据图片可知，液体的体积V液=V总-V排，因为V排甲小于V排乙，所以V液甲>V液乙。且密度ρ甲大于ρ乙，根据公式m=ρV可知，液体的质量m甲大于m乙。
10．【答案】（1）溢水杯中没有装满水；大于
（2）F2﹣F3＝F4﹣F1
（3） ρ水
【解析】【分析】（1）根据图乙可知，当溢水杯中装满水时，物体排开水的重力才会恰好等于它受到的浮力。如果没有装满水，那么放入物体后水面先上升到溢水杯口才会有水排出，而不是马上排出水，据此比较浮力和排开水的重力大小。
（2）根据阿基米德原理F浮=G排分析解答；
（3）根据称量法计算出铁块受到浮力，根据阿基米德原理计算出铁块的体积，根据密度公式计算铁块的密度。
【解答】（1）根据图片可知，图乙中存在的错误：溢水杯中没有装满水。如果不加改正，会导致浮力F浮大于排开水的重力G排。
（2）根据图片可知，图乙中物体的重力G=F2，丙图中物体浸没时测力计的示数为F3，
则物体受到的浮力：F浮=G-F拉=F2-F3；
空桶的重力G桶=F1，桶和排出水的总重力G总=F4；
则物体排开水的重力G排=G总-G桶=F4-F1；
根据阿基米德原理F浮=G排得到：F2-F3=F4-F1。
（3）综上所述，铁块的体积：；
则铁块的密度：。
11．【答案】（1）2×104
（2）G=mg =3×104Kg×10N/Kg=3×105N
F浮=G船-F筒=3×105N-2×104N×12=6×104N
【解析】【分析】（1）根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算浮筒受到的浮力；
（2）首先根据G=mg计算沉船的重力，再根据F浮=G船-F筒 计算出沉船受到的最小浮力。
【解答】（1）每个浮筒沉入水后受到的浮力：F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×2m3=2×104N。
12．【答案】（1）等于
（2）解：G=mg=2.06×109N
冰川熔化前排开海水的体积V排=F浮/ρ海g=2×105m3
（3）解：若冰川中的冰全部熔化成水，水的体积：V水＝m冰/ρ水=2.06×105m3
因V排＜V水，所以海中冰川熔化后，海平面会升高。
【解析】【分析】（1）根据浮沉条件比较浮力和重力的大小；
（2）首先根据F浮力=G=mg计算出冰川受到的浮力，再根据阿基米德原理计算出冰川排开海水的体积。
（3）冰川熔化前后，质量保持不变，据此计算出它完全熔化成水的体积，然后与原来排开海水的体积进行比较即可。
【解答】（1）冰川熔化前在水面漂浮，根据浮沉条件可知，它此时受到的浮力等于冰块的重力。
（2）冰川熔化前受到的浮力F浮=G=mg=2.06×108kg×10N/kg=2.06×109N；
冰川熔化前排开海水的体积。
13．【答案】（1）由图象可知，当h＝0时，此时圆柱体处于空气中，G＝F拉＝12N
（2）图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况，此时圆柱体受到的拉力F＝4N，
则圆柱体受到的浮力F浮＝G﹣F＝12N﹣3N＝8N
（3）圆柱体完全浸入水中时根据F浮＝ρ水gV排得：
V物＝V排＝ ＝8×10﹣2m3，
圆柱体质量，m＝ ；
圆柱体密度：
ρ物＝ ＝3.5×103kg/m5
【解析】【分析】（1）当物体浸入水中的深度为零时，它不受浮力，此时只受竖直向上的拉力和竖直向下的重力，根据图像，利用二力平衡的知识计算圆柱体的重力。
（2）当物体全部浸没在水中时，它受到的浮力最大，此时测力计的拉力最小，根据图像确定圆柱体完全浸没时测力计的示数，然后根据公式 F浮＝G﹣F 计算它受到的浮力。
（3）首先根据阿基米德原理 计算圆柱体的体积，再根据公式 计算圆柱体的质量，最后根据 计算圆柱体的密度。
14．【答案】（1）木块浸没在水中，则木块排开水的体积：
V排＝V＝200cm3＝2×10﹣4m3，
木块此时受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3＝2N
（2）木块在绳子拉力的作用下静止在水中，受到竖直向下的重力和拉力，
由三力平衡可得：G木+F＝F浮，
则G木＝F浮-F＝2N-0.8N＝1.2N
（3）因G木＜F浮，
所以，剪断绳子后木块静止时处于漂浮状态，
此时木块受到的浮力F浮′＝G木＝1.2N，
根据阿基米德原理可得，此时木块排开水的体积：
V排′＝ ＝1.2×10﹣4m3
【解析】【分析】（1）当物体完全浸没在水中时，它排开液体的体积等于自身体积，根据阿基米德原理 F浮＝ρ液体gV排 计算木块此时受到的浮力即可；
（2）对静止状态下的木块进行受力分析，根据二力平衡的知识 G木＝F浮-F 计算木块受到的重力即可；
（3）将此时木块受到的浮力与重力进行比较，进而确定剪断绳子后木块的运动状态，以及最终的平衡状态。再根据二力平衡的知识计算木块受到的浮力，最后根据阿基米德原理的变形式 计算木块排开水的体积即可。
15．【答案】（1）物体A的一半浸入水中时，
受到的浮力。
（2）此时物体A共受到重力、浮力和细线的拉力作用，
根据二力平衡的知识得到：G=F浮+F拉，
则细线对物体A的拉力为F拉=G-F浮=1.2N-1N=0.2N。
（3）物体A的密度：；
所以当把细线剪断后，物体A在水中漂浮，
则F浮′=G=1.2N；
根据力的作用的相互性可知，物体A对水向下的作用力F压=F浮′=1.2N，
根据力的平衡的条件可知，托盘台秤的示数等于烧杯和水的重力、物体A对水向下的作用力之和，
即F=G总+F压=2N+1.2N=3.2N。
【解析】【分析】（1）根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排计算物体A受到的浮力；
（2）对物体A进行受力分析，根据二力平衡的知识计算出此时细线对它的拉力；
（3）首先根据密度公式计算出物体A的密度，然后与水的密度比较，从而确定物体A在水中的状态，进而计算出它受到的浮力。
根据力的平衡的条件可知，托盘台秤的示数等于烧杯和水的重力、物体A对水向下的作用力之和，据此分析计算即可。
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