【自主高效练】4.4水的浮力 高效培优练--浙教版(2024版)八上科学(含解析)

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【自主高效练】4.4水的浮力 高效培优练--浙教版(2024版)八上科学(含解析)

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【自主高效练】浙教版(2024版)八上科学 高效培优练(16)
考查范围:4.4 水的浮力
01 探究影响浮力大小因素的实验
[典例1](2025秋 余姚市期中)小科在学习“探究浮力大小的相关因素”后,与小组同学反复讨论,改进了老师的实验,改进后的实验装置如图所示,其中A、B是弹簧测力计,C为重物,D为薄塑料袋(质量不计),E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻璃管自制的溢水杯,杯中加入红色的水,F是可升降平台,G为铁架台。
(1)实验选材:在选择A、B两个弹簧测力计时,小组同学经过简单的讨论后,认为应选择规格    (选填“相同”或“不相同”)的弹簧测力计。
(2)实验证据:同学们逐渐调高平台F,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计A的示数变化量ΔFA和弹簧测力计B的示数变化量ΔFB,则阿基米德原理成立的证据是   。
[典例2](2025秋 义乌市校级月考)庆林要研究浮力大小与物体排开液体的体积的关系。他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图1所示的探究。
(1)分析图中弹簧测力计示数的变化可知物体排开液体的体积越大,所受的浮力    。
(2)实验结束后,庆林绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线,如图2所示。分析图象可知:
①曲线    (选填“a”或“b”)描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况。
②该金属圆柱体所受重力为    N,金属圆柱体完全浸没时受到的浮力为    N。
[典例3](2024秋 拱墅区校级期末)探究“浮力的大小跟物体浸入液体的深度是否有关”。
(1)用弹簧测力计测出物块重,并把它慢慢放入水中。根据测力计的示数,绘制了弹簧测力计对物块的拉力和物块所受浮力随浸入水中的深度变化的图象。分析图象可知:
①    (选填“a”或“b”)是描述物块所受浮力随浸入水的深度变化的图象。
②F1、F2或F3这三个力之间的关系是     。
(2)实心圆柱物块密度的表达式为:ρ物=     (水的密度用ρ水表示)。
(3)根据图像分析,本次实验的结论是     。
[典例4](2025秋 海曙区校级月考)如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
(1)如图甲所示弹簧测力计的示数为4.8N,金属块浸没在水中时,受到的浮力是    N。
(2)图戊中盐水的密度是    kg//m3;如果在实验中不小心使图戊中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用,此时测量出的盐水密度值将    (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
[跟踪1](2024秋 定海区校级期末)如图所示是小科自制的用来探究影响浮力大小因素的装置:将弹簧和标尺固定在支架上,用细线将一个金属块悬挂在弹簧下端,弹簧静止时指针正对标尺上的A位置(本装置使用时,弹簧未超过弹性限度)。
(1)向杯中缓慢注水,在从金属块底部接触水面,到金属块刚好浸没水中的过程中,指针由标尺上的A位置缓慢上移至C位置,说明物体所受浮力的大小跟   有关,此过程中支架上O点所受拉力的最大变化量为ΔF1。
(2)继续向杯中注水,指针     (填“上移”“不动”或“下移”)。
[跟踪2](2024秋 绍兴期末)小明同学课外时间利用实验室器材,探究浸在液体中的物体所受浮力大小的影响因素。
(1)图b中,物体A所受浮力大小为     ;
(2)小明做了如图一所示的实验,将物体A逐渐浸入水中,并观察弹簧测力计示数的变化规律,分析比较图a、b、c中现象,可初步得出结论:    ;
(3)为探究物体所受的浮力大小与深度是否有关,该同学将一个密度大于水的长方体,用记号笔划分16等份,分别浸入水中至中线与液面保持相平,如图e、f所示,观察测力计示数,记下F1和F2的值;
①两次实验均将长方体浸入水中至中线,其目的是     ;
②若实验结果为     ,则可得出物体所受浮力大小与深度无关的结论。
[跟踪3](2024秋 台州校级月考)如图是探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程,弹簧测力计挂着同一金属块。
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是     N。
(2)由图丙、丁可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度     (填“有关”或“无关”)。
(3)分析     两图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。
(4)由图中数据可知,金属块的密度是     kg/m3。
02 浮力产生的原因 阿基米德原理
[典例1](2025 钱塘区三模)如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头(  )
A.不受水的压力,受浮力
B.受到水的压力,不受浮力
C.既受水的压力,也受浮力
D.不受水的压力,也不受浮力
[典例2](2024秋 桐乡市校级期末)如图所示容器中,底部和侧壁分别有木塞a和b,且a、b在水中的体积相等,则(  )
A.a受到的浮力大
B.a,b受到的浮力相等
C.只有a塞受到的浮力为零
D.a,b塞受到的浮力均为零
[典例3](2024秋 东阳市期中)小明利用小石块、溢水杯及水、弹簧测力计、小烧杯、细线等器材验证阿基米德原理,过程如图所示,下列说法中正确的是(  )
A.实验中最合理的操作顺序是甲、乙、丙、丁
B.若物体漂浮在水面,就一定不满足阿基米德原理
C.若图乙中的石块没有完全浸入水中,就不能验证阿基米德原理
D.若实验中出现F1﹣F2>F4﹣F3的现象,则可能是由于溢水杯中没有盛满水
[典例4](2024秋 上城区校级月考)如图所示是小芳同学探究“阿基米德原理”的实验,其中桶A为圆柱形。
(1)将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B接住溢出的水,如图丙所示。则空桶A受到的浮力为    N;
(2)测出桶B和溢出水的总重力,如图丁所示,则桶A排开水的重力为    N;
(3)接着小芳同学往桶A中加入沙子进行实验,得到4组数据,表格如下,其中有明显错误的是第    次;
次数 1 2 3 4
桶A与沙子的总重量/N 2.4 2.8 3.2 3.4
桶B与水的总重量/N 4.0 4.4 4.6 5.0
(4)小芳同学进一步探究,她将装有适量沙子的桶A分别放入水中和另一未知液体中,桶A浸入水中的深度为h1,浸入另一液体中的深度为h2,(均未浸没)设水的密度为ρ水,则另一液体的密度表达式为    (用题中已知的物理量字母表示)
[典例5](2024 浙江校级模拟)小李、小张同学想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
[小李方案]小李分别选用三个不同物体a、b、c,利用如图(a)甲、乙、丙、丁所示实验步骤进行实验探究,实验数据如表:
物体 物重G/N 物体浸没在水中测力计的示数F/N 浮力F浮/N 空桶重G0/N 桶与排开水的总重G1/N 排开水重G排/N
a 1.2 0.7 0.5 0.6 1.1 0.5
b 2.0 1.4 0.6 0.6 1.2 0.6
c 2.4 1.7 0.7 0.6 1.2 0.6
[小张方案]小张利用身边的器材对小李的实验进行改进,如图b所示,实验时小张逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,若弹簧测力计A的示数变化量为ΔFA,弹簧测力计B的示数变化量为ΔFB,完成下列问题:
(1)小李在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力,请分析实验操作中造成这种结果的可能原因:   。
(2)针对小张和小李两种实验方案,小张实验装置的优点是    (填答案标号,多选)。
A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化
C.弹簧测力计的示数稳定,便于准确读出数据
D.实验操作相对简单,且可以进行多次实验
[典例6](2024秋 衢州校级期中)小科做“验证阿基米德原理”实验的步骤如图所示。
(1)为了减小误差和更快捷,则图中的操作步骤顺序为     (用字母表示)
(2)实验步骤A、B、C、D中,弹簧测力计的示数依次为Fa=3.8N、Fb=1.8N、Fc=3N、Fd=1N。请通过这些数据求出:
①小石块在水中所受的浮力是多少?
②小石块的密度是多少?
[典例7](2024秋 海曙区期末)一立方体木块的体积为1000cm3,把它放入水中有的体积露出水面。(g取10N/kg)
(1)此时,木块所受的浮力多大?
(2)用一根细绳拉住木块,把它固定在水中,如图甲所示。则绳子对木块的拉力是多大?
(3)在木块下面挂一合金块,使得它们恰好悬浮在水中,如图乙所示。若合金块的密度为2.6×103kg/m3,则合金块的体积是多少?
[跟踪1](2025春 北京校级期末)已知ρ铝<ρ铁<ρ铜,如图所示,将用细线拴好的质量相同的实心的铁块、铜块、铝块分别慢慢浸没在三个完全相同的装满水的杯子中,对于从三个杯子中溢出水的质量的判断正确的是(  )
A.放铁块的质量大
B.放铜块的质量大
C.放铝块的质量大
D.三个杯子中溢出水的质量相同
[跟踪2](2025 台州一模)某同学用图所示实验装置验证阿基米德原理。将物块和空桶挂在弹簧测力计上,读数如图1所示;将物块浸没在装满水的溢水杯中,稳定后,弹簧测力计的读数如图2所示。此时物块受到的浮力大小是(  )
A.0.5牛 B.0.9牛 C.1.5牛 D.3.5牛
[跟踪3](2024秋 义乌市校级月考)如图,亮亮同学将盛水的烧杯放在电子台秤上,台秤的示数如图甲所示;将一个物体放入水中,物体漂浮,台秤示数为375g(如图乙),物体上表面始终保持水平,用力将物块压入全部浸没在水中,此时台秤示数为425g(如图丙);将物块继续下压,从丙到丁物块下表面受到水的压力增加了0.8N。过程中水始终未溢出,以下说法正确的是(  )
A.物体的质量为125g
B.物体的密度为0.5g/cm3
C.从图丙到图丁,电子台秤的示数增加了80g
D.从图丙到图丁,物体上表面受到水的压力增加了0.8N
[跟踪4](2024秋 临海市校级月考)图甲为项目化学习小组初步制作的一个防洪屋模型,中空基座中放有配重,基座上标有水位线(水位不能超过基座),请回答下列问题:
(1)小科发现防洪屋模型上浮时水位超过了基座,如图乙所示。为了让房子在水面以上,小科提出的改进措施是:增大基座的体积,他这样改进的科学原理是    ;
(2)该模型底部基座截面积为500cm2,空载时水位如图丙所示,最大水位为10cm,则该模型最多能放入物体的质量为    。
[跟踪5](2024秋 鹿城区期中)如图甲所示,小石块从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中。如图乙所示是拉力随时间t变化的图像,若不计水的阻力,求:
(1)小石块重力为     N,完全浸没时受到的浮力是     N。
(2)小石块的体积和密度各是多大?(写出计算过程)
[跟踪6](2024秋 拱墅区校级月考)将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止不上浮(如图)。
(1)乒乓球静止不上浮时,除重力外还受到     力;
(2)想让乒乓球浮起来,可进行怎样的操作?请解释原因。
03 物体的浮沉条件及其应用
[典例1](2025 浙江模拟)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
[典例2](2025秋 余姚市期中)我国的航母正按计划进行各项训练。如图所示是中国航母“辽宁号”号训练时的图片。当飞机飞离航母后(  )
A.航母将浮起一些,所受浮力减小
B.航母将沉下一些,所受浮力增大
C.航母将沉下一些,所受浮力减小
D.航母始终漂浮,所受浮力不变
[典例3](2025春 江北区校级月考)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同的容器,分别装有体积相等的水和盐水。将橘子和香蕉先放入甲容器中,取出后擦干,再放入乙容器中,前后两次静止时的情形如图所示。下列说法正确的是(  )
A.香蕉在盐水中受到一对平衡力
B.香蕉在水和盐水中所受浮力相等
C.橘子的密度比水的密度小
D.两容器底对桌面的压力相等
[典例4](2025 浙江模拟)如图甲所示的“长城189号”退役潜艇是宁波潜艇展示园的镇园之宝。潜艇设计精妙,能够自如地在长江和东海间潜行(已知海水的密度大于江水的密度),其原理示意图如图乙所示。针对潜艇的沉浮原理与航行特性,下列描述正确的是(  )
A.当潜艇从长江潜行到东海时,应向水舱内充水
B.潜行时,潜艇通过改变所受浮力大小来实现上浮和下潜
C.当潜艇在海水中下潜时,潜艇底部所受海水压强保持不变
D.当潜艇在海水中下潜时,应向水舱外排水
[典例5](2025 柯城区校级四模)如图所示,小科用大塑料瓶(大瓶)和开口的小玻璃瓶(小瓶)制作了“浮沉子”。装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上,拧紧大瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量空气,用适当大小的力挤压大瓶,可使小瓶下沉。下列说法正确的是(  )
A.用力挤压塑料瓶时,小瓶下沉时所受浮力减小
B.小瓶的上浮和下沉是依靠改变自身重力实现的
C.小瓶在水中悬浮时,浮力与质量是一对平衡力
D.用力挤压塑料瓶时,塑料瓶底所受的液体压强不变
[典例6](2025秋 鄞州区校级期中)两个相同的烧杯甲和乙,装有等量的水,用两块相同的橡皮泥,一块捏成实心,一块捏成碗状,分别放入烧杯中至静止,一块沉于水底,一块浮于水面(如图),则两块橡皮泥受到的浮力F浮甲    (填“大于”“小于”或“等于”,下同)F浮乙;甲容器内液面高度    乙容器内液面高度。
[典例7](2024秋 杭州校级期末)如图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。小东感到好奇,也进行了研究制作。
【原理分析】彩球温度计中的特殊液体密度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,挂牌温度与液体温度相等。
【项目研究】小东用a、b、c三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℃、19℃、23℃时,a、b、c小球浮沉状态如图所示:
【信息处理】结合上述信息,请你帮小东分析以下问题:
(1)小球c对应的温度标记应是     (选填:“15℃”“19℃”或“23℃”)。
(2)液体温度在15℃~23℃范围内,b球所受浮力与液体温度关系的图像正确的是     。
(3)实验可得出的结论是     。
(4)环境温度为25℃时,请推测并在图4中画出三个小球的浮沉状态。
[跟踪1](2025秋 余姚市期中)小亮周末在家洗碗时发现了一个有趣的现象:两只完全相同的碗A、B,将碗A轻轻放在水面上,松手后它能漂浮在水面上;将碗B按入水中,松手后它却沉入水底,如图所示。则此时两碗所受浮力FA、FB的大小关系是(  )
A.FA>FB B.FA<FB
C.FA=FB D.条件不足,无法比较浮力的大小
[跟踪2](2025春 淳安县期中)小金将金鱼装入有水的塑料袋中,扎紧袋口(如图)。将塑料袋放入盛水的玻璃缸中(忽略塑料袋质量),这个装着水和鱼的塑料袋在玻璃缸中所处的状态是(  )
A. B. C. D.
[跟踪3](2024秋 海曙区期末)同一水平面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,将两个相同的物块分别放入两容器中。当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示。则(  )
A.甲容器中液体的密度较大 B.乙容器底部受到液体的压力较大
C.甲容器中物块排开液体的重力较大 D.乙容器对水平面的压强较小
[跟踪4](2024秋 钱塘区校级期中)如图为A、B和C三个物体静止在甲、乙和丙三杯液体中的情形。
(1)若A、B和C三个物体体积相同,甲、乙和丙三杯是同种液体,则受到浮力最大的物体是    (选填“A”“B”或“C”下同);受到重力最大的物体是    。
(2)若A、B和C三个物体体积和质量都相同,则甲、乙和丙三杯液体中密度最大的是   (选填“甲”“乙”或“丙”)。
[跟踪5](2024秋 义乌市期中)某项目化学习小组同学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10厘米3)到B位置并稳定停留。
(1)小科关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中,若没有观察到气泡,则整个装置   (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)完成任务二的上浮过程中(进出水口已打开)对注射器活塞的操作是     ;
(3)已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度120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     毫升;
(4)如图乙所示,潜水艇从B缓慢上浮到A,最终在水面保持静止。请在图丙中画出潜水艇所受浮力随时间变化的大致图像     。
[跟踪6](2024秋 玉环市校级月考)“曹冲称象”是家喻户晓的故事。某科创小组仿效曹冲,展开项目化实践活动一一制作一台“浮力秤”。
【项目名称】制作“浮力秤”
【项目实施】
(一)设计“浮力秤”
(1)绘制设计图。
①浮力秤的制作原理:物体漂浮在液面上时,浮力     重力(填“>”、“<”或“=”)。
②设计浮力秤的装置图,如图甲所示。
(2)制作“浮力秤”。
小组同学按照设计图进行组装:选择轻质的圆柱形小筒,在其底部均匀地放上细沙,上端放一个轻质的秤盘。如图甲所示,将小筒放在水中,就制成了一个“浮力秤”。在小筒底部铺上细沙的目的是:    。
(3)标记刻度。
①将组装好的小筒和空秤盘,放入水中,并使它漂浮在水面上。用记号笔在小筒外侧水面的位置画上一个刻度a,标记为     g。
②在秤盘中只放入一个10g的砝码,用记号笔在小筒外侧水面位置画上刻度b,标记为10g;
③在秤盘中只放入一个20g的砝码,用记号笔在小筒外侧水面位置画上刻度c,标记为20g;
④作好标记的小筒外侧,如图乙所示,a、b、c三个位置正确的是:    (选填“A”或“B”)。
(二)“浮力秤”的改进
(4)同学们利用制作好的浮力秤来测黄豆的质量:如图丙所示,将五颗黄豆放在秤盘中,待秤筒稳定后,发现水面对应的位置没有与刻度线相平,认为浮力秤的精确度不够。为提高浮力秤的精确度,小组同学提出的以下改进措施中可行的是     。
A.用直径更大的大筒 B.用直径更小的小筒
C.增大小筒中细沙的质量 D.大筒中换用密度更大的液体
04 浮力的计算
[典例1](2024秋 钱塘区校级期末)如图甲所示,用弹簧测力计将一长方体物体从装有水的杯子中匀速拉出,物体的底面积为20cm2,杯子的底面积为100cm2,拉力随时间的变化关系如图乙所示。则下列说法正确的是(  )
A.该物体的质量为0.3kg
B.当物体有一半露出水面时,受到的浮力为2N
C.该物体上表面离开水面到物体整个露出水面用时1s
D.该物体的体积为4×10﹣4m3
[典例2](2024秋 浙江期中)在某次项目化学习中,小J在不使用量筒的情况下测出不规则物体的体积。方法如下用电子秤测出烧杯和水的总质量为200g,接着将系好细线的小物体缓慢浸没到水中并保持静止(未触底,绳绷直),且水未溢出,此时电子秤的示数为300g。通过计算得出该物体的体积为(  )
A.50cm3 B.100cm3 C.200cm3 D.300cm3
[典例3](2024秋 淳安县期末)浮标广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域。如图所示,浮标上部是封闭坚硬的壳体,壳体内部是液压式柱塞泵,柱塞泵内有油,壳体下部有可伸缩的弹性油囊,油囊自身的质量和体积忽略不计。柱塞泵下端与油囊连通,浮标可以通过液压式柱塞泵将泵内的油注入油囊或抽回泵内来实现浮沉。已知浮标壳体和柱塞泵的总质量为40kg,油的总质量为20kg,油的密度为0.8×103kg/m3,海水密度取1.0×103kg/m3。当柱塞泵向油囊中压入8kg油时,浮标悬浮于水中。请计算:
(1)当向油囊中压入8kg油时,油囊的体积;
(2)浮标悬浮时,浮标所受的浮力;
(3)浮标上部封闭壳体浸入水中的体积。
[典例4](2024秋 金华期末)如图甲所示,悬挂在弹簧测力计下的实心圆柱体A浸没在水中,将其缓慢拉出水面(忽略物体带出的水),弹簧测力计的示数F与物体上升的高度h之间的变化图像如图乙所示。然后将体积为2000cm3的实心物体B用细线和A连接在一起,如图丙所示放入水中,A、B刚好悬浮。细线的重力和体积忽略不计,通过计算完成下列问题。
(1)物体A浸没在水中时受到的浮力。
(2)物体B浸没在水中时受到的浮力。
(3)物体B的密度。
[跟踪1](2025春 浙江月考)如图为一救生圈漂浮在水面上的情形。假定救生圈的内圈直径约60cm,外圈直径约100cm,救生圈充足气时的平均密度约0.2×103kg/m3,试估算使用该救生圈最多能在木板上承载多重的物体?(假设木板不浸入水中,且不计木板重)
[跟踪2](2024秋 义乌市校级月考)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是2.7N.当把零件浸没在水中时,弹簧测力计的示数是1.7N.现把该零件浸没在另一种液体中时,弹簧测力计的示数是1.9N,求:
(1)该零件浸没在水中时受到的浮力F浮;
(2)该金属零件的密度ρ金;
(3)另一种液体的密度ρ液。
[跟踪3](2023秋 椒江区期末)据《智囊全集》记载,宋朝有一座浮桥,是用八头铁铸的牛来固定的。后由于河水暴涨,水冲断了浮桥,铁牛沉到河底。为了打捞铁牛,当时的人们先将两艘运沙船装满泥沙,再用铁索将铁牛拴到船上,然后卸掉船里的泥沙,随着船逐渐上浮,河底的铁牛被拉了上来。已知每头铁牛的质量约为10吨,体积约为2米3;每艘运沙船的质量约为1吨,且浸入水中的最大体积约为5.1米3,人和铁索的质量及体积忽略不计。
(1)请计算每艘运沙船空载时受到的浮力。
(2)每艘运沙船满载时装载的泥沙质量为多少?
(3)请通过计算说明两艘该规格的运沙船能否将一头铁牛拉离河底。
[跟踪4](2024秋 临平区期中)如图是检修员对射电天文望远镜——“中国天眼”进行体检的情景。检修员通过牵引绳将氦气球与身体连接,使检修员对反射面板的压力减小到面板能够承受的范围之内。已知氦气球(包括球内氦气)连同吊索等配件的总质量为180kg,体积为200m3,反射面板能承受的最大压力为120N。
(1)氦气球受到的浮力是多大?(空气的密度ρ空气=1.29kg/m3)
(2)若检修员需要携带20kg的检修装备,则检修员最大质量为多少千克能开展正常检修工作?
1.(2024秋 上城区校级期末)如图所示,小明在洗水果时发现,丢入水中的苹果有这样的运动过程:苹果先从空气中进入水中,在全部浸没在水中后会继续向下运动一段距离,然后向上运动,最终漂浮在水面上。关于苹果的受力情况,下列说法正确的是(  )
A.苹果向上运动是因为受到的浮力变大
B.苹果向下运动的过程中,受到的重力小于浮力
C.苹果受到的浮力先变大,再变小,最后变大
D.苹果受到的浮力先变大,再不变,最后变小
2.(2025 丽水二模)游泳时,将露出水面的双手浸入水中可以获得更大的浮力,使人上浮防止溺水,如图所示。手浸入水中的过程中,浮力增大的原因是(  )
A.减少了人的重力
B.减少了空气对人的阻力
C.增大了人排开水的体积
D.增大了人的密度
3.(2024秋 慈溪市期末)将重为4N、体积为6×10﹣4m3的物体投入一个装有适量水的烧杯中,溢出200g水。当物体静止时,下列说法正确的是(  )
A.物体漂浮,F甲=4N B.物体悬浮,F甲=2N
C.物体沉在水底,F甲=2N D.物体沉在水底,F甲=4N
4.(2024秋 绍兴期末)如图所示,魔法水母是一款受孩子喜爱的玩具。在瓶内注满水,然后放入魔法水母,旋紧瓶盖,用力抓握塑料瓶,魔法水母就会往水下沉落;松开塑料瓶,它又会浮上来。调整握塑料瓶的力度,魔法水母就可以静止悬浮在水中。下列说法错误的是(  )
A.魔法水母是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的
B.魔法水母下沉时受到的液体压强变大
C.用力挤压矿泉水瓶时,魔法水母内的空气体积变大
D.魔法水母悬浮在水中时,它所受的浮力和重力的大小相等
5.(2024秋 苍南县校级期末)如图,容器内有一密度未知的长方体M,通过粗细可忽略不计的硬质细杆AB固定。打开水阀以稳定的流速注水。当注水时间为t1时,容器内水面恰好接触到长方体M的底部;当注水时间为t2时,长方体M恰好全部浸没在水中;继续加水一段时间后停止(水未溢出)。整个过程中细杆AB所受的力的大小F(不考虑方向)与时间t的关系不可能是(  )
A. B. C. D.
6.(2024秋 海曙区期末)下列说法中正确的是(  )
A.金属块在水中受到浮力,在空气中不受到浮力
B.只有在水中上浮的物体才受到浮力,下沉的物体不受到浮力
C.漂浮在液面的物体受到浮力,沉没在水底的物体不再受到浮力
D.悬浮在汽油中的物体所受的浮力和它漂浮在水上时受到的浮力是相等的
7.(2024秋 诸暨市校级期中)在一定条件下,水中物体能上浮。图示为物体在上浮后静止时的情况,前后所受浮力相同的是(  )
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
8.(2024秋 杭州期中)如图所示,两只完全相同的容器分别装等质量的水在台秤上,用细悬挂着质量不同、体积相同的实心铅球和铝球,逐渐将它们全部浸没在水中(球未接触到容器底,水未溢出),此时台秤甲、乙示数分别为 FN1和FN2,绳的拉力分别为FT1和FT2,已知ρ铅>ρ铝。下列关系正确的是(  )
A.FN1=FN2 FT1>FT2 B.FN1>FN2 FT1>FT2
C.FN1<FN2 FT1>FT2 D.FN1>FN2 FT1<FT2
9.(2025秋 西湖区期中)有同学发现,同一艘船分别在长江(淡水)和海洋(海水)中航行时,船与水面接触的位置不同。请回答:
(1)观察图1和图2,可以发现同一艘船在长江和海洋中航行时,船与水面接触位置不同的主要原因是    。
(2)结合船在长江和海洋中的航行情况,有同学把同一个鸡蛋分别放入装有清水和盐水的杯子中。你判断其中装有盐水的杯子是图   (选填“3”或“4”),判断理由是   。
10.(2024秋 缙云县期末)劳动实践中,小明把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗,他先将一个空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出并放置在桶内,桶仍漂浮在水面(不考虑捞出过程中带出的水)。
(1)某块鹅卵石在水池底部时,它受到的浮力     (填“大于”“小于”或“等于”)它的重力。
(2)全部鹅卵石捞出放置在桶内时,水池内水面高度与鹅卵石未捞出时相比会     (填“上升”“下降”或“不变”)。
11.(2024秋 金华期末)在学习了浮力的相关知识后,某学习小组想进一步研究物体在空气中所受的浮力与气体密度之间的关系。他们利用如图所示装置进行实验,拉力传感器能显示拉力F拉的大小,实验过程中保持钟罩内温度不变。已知相同条件下,气体密度越大,气压越大。
(1)为使实验现象更明显,小明应选择体积     (选填“较大”或“较小”)的金属球。
(2)小明用公式F浮=G﹣F拉计算金属球在钟罩内受到空气的浮力,公式中G表示金属球受到的重力,重力G的测量方法是     。
(3)用气泵向玻璃钟罩内缓慢压入空气,若观察到     (填实验现象),说明金属球受到空气的浮力。
(4)同组的小红取一气球装入少量水,吹鼓后扎紧,替代金属球重复上述实验。请预测,当钟罩内气体密度变小时,拉力传感器示数可能出现的变化,并说明理由。    
12.(2024秋 淳安县期末)某校开展了“自制潜水艇”项目挑战赛。
【明确问题】设计制作能自由浮潜的潜水艇。
【设计方案】小金设计的潜水艇如图所示。
【实施计划】
①小金选取了3个550mL的带瓶盖的矿泉水瓶,300mL注射器和配套的塑料软管,用胶水按图组装潜水艇(瓶子本身及连接部分的质量、体积不计)。
②为了确保潜水艇密封性良好,小金使用了150g的密封胶泥密封了连接处(胶泥体积不计),并对气密性进行了检验。
③为确保潜水艇能平稳下潜,小金在两边的生活舱里各加了500克的配重。
【检验产品】小金利用评价量规测试本组的自制潜水艇。
评价指标 作品等级 待改进
合格
功能舱分区设计 生活舱和水舱独立分开,生活舱大于水舱 生活舱和水舱没有独立分开
平稳性 上浮和下潜过程都能保持水平 上浮或下潜过程中不能保持水平
浮潜情况 能实现上浮和下沉 不能上浮或下沉
根据上述内容回答下列问题:
(1)为验证水舱和针筒之间气密性,小金的操作是堵住两边进出水口,向外拉动注射器活塞,然后松手,观察到     ,表明气密性好。
(2)将潜水艇放置在水面上,要使潜水艇下潜,应     。(选填“向外拉动活塞”或“向内推动活塞”)
(3)依据评价量规,小金自制的潜水艇在“功能舱分区设计”评价指标项的作品等级为     。
(4)依据评价量规,小金自制的潜水艇在“浮潜情况”评价指标项应确定为哪个等级并说明理由:    。
13.(2024秋 缙云县期末)“福建号”航空母舰于2024年12月3日完成了第5次试航,其满载排水量为8万吨。(海水的密度取近似值1.0×103kg/m3)。请回答:
(1)当战斗机返回停在甲板上,福建舰受到的浮力将   (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)“福建舰”满载时受到的浮力大小。
(3)“福建舰”满载时排开海水的体积。
14.(2025春 象山县校级期末)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。
15.(2024秋 绍兴期末)“曹冲称象”是家喻户晓的故事。某校兴趣小组模仿这一现象,制作了一把“浮力秤”。将厚底直筒形的玻璃杯浸入水中,如图所示。已知玻璃杯的质量为150克,底面积为30cm2,高度为15厘米,水的密度ρ水=1×103千克/米3,g取10牛/千克。
(1)将杯子开口向上竖直放入水中时(注:水未进入杯内),杯子受到的浮力为多大?
(2)此时杯子浸入水中的深度(即为该浮力秤的零刻度位置)为多少?
(3)此浮力秤的刻度是否均匀?    (选填“均匀”或“不均匀”),一次能测量的最大质量是多少?
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【自主高效练】浙教版(2024版)八上科学 高效培优练(16)
考查范围:4.4 水的浮力
01 探究影响浮力大小因素的实验
1.(2025秋 余姚市期中)小科在学习“探究浮力大小的相关因素”后,与小组同学反复讨论,改进了老师的实验,改进后的实验装置如图所示,其中A、B是弹簧测力计,C为重物,D为薄塑料袋(质量不计),E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻璃管自制的溢水杯,杯中加入红色的水,F是可升降平台,G为铁架台。
(1)实验选材:在选择A、B两个弹簧测力计时,小组同学经过简单的讨论后,认为应选择规格 相同  (选填“相同”或“不相同”)的弹簧测力计。
(2)实验证据:同学们逐渐调高平台F,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计A的示数变化量ΔFA和弹簧测力计B的示数变化量ΔFB,则阿基米德原理成立的证据是 ΔFA=ΔFB 。
【答案】(1)相同;(2)ΔFA=ΔFB。
【分析】根据称重法计算物体在水中的浮力大小;
分析图中的相同点和不同,根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论,然后分析答题;
【解答】解:(1)实验中为了测量结果更加精确,应选用规格相同的弹簧测力计。规格相同的弹簧测力计分度值和量程一致,测量误差特性相近,能减小因弹簧测力计自身差异导致的测量误差,使实验数据更可靠。
(2)根据称重法,弹簧测力计A的示数变化量等于物体所受的浮力,即 ΔFA=F浮。弹簧测力计B用于测量排开液体的重力,其示数变化量等于排开液体所受的重力,即ΔFB=G排。由阿基米德原理可知,浸在液体中的物体受到的浮力大小等于它排开液体所受的重力,即 F浮=G排,所以阿基米德原理成立的证据是ΔFA=ΔFB。
故答案为:(1)相同;(2)ΔFA=ΔFB。
【点评】本题是探究浸在液体中的物体所受浮力大小规律的实验,分析时,注意控制变量法的应用。
2.(2025秋 义乌市校级月考)庆林要研究浮力大小与物体排开液体的体积的关系。他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图1所示的探究。
(1)分析图中弹簧测力计示数的变化可知物体排开液体的体积越大,所受的浮力 越大  。
(2)实验结束后,庆林绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线,如图2所示。分析图象可知:
①曲线 a  (选填“a”或“b”)描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况。
②该金属圆柱体所受重力为 2.7  N,金属圆柱体完全浸没时受到的浮力为 1.0  N。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据图中物体浸入到液体中的体积和弹簧测力计示数的变化,结合F浮=G﹣F拉分析浮力大小和排开液体体积之间的关系;
(2)根据浮力大小和排开液体体积之间的关系判断出哪一条图象是浮力变化的图象,哪一条是拉力变化的图象;
(3)根据拉力变化的图象可知,物体没有浸入到水中前的拉力即为物体的重力;根据浮力变化的图象可得物体完全浸没时的浮力。
【解答】解:(1)根据图中物体浸入到液体中的体积和弹簧测力计示数的变化,物体进入到液体中的体积越大,即排开液体的体积越大,弹簧测力计的拉力越小,根据F浮=G﹣F拉可知,物体重力不变,物体受的浮力会越大;
(2)①因为在物体全部浸没前,物体进入到液体中的深度越深。排开液体的体积越大,浮力越大;物体全部浸没后,排开液体的体积不变,根据F浮=ρgV排可知,浮力不再变化;所以图象a符合金属圆柱体所受浮力和浸入深度的关系;
②图象b是弹簧测力计对金属圆柱体的拉力变化图象,物体没有浸入到水中前的拉力即为物体的重力G=F=2.7N;
由图象a可知,圆柱体完全浸没后,圆柱体受的浮力为1.0N。
故答案为:(1)越大;(2)①a;②2.7;1.0。
【点评】此题主要考查的是学生对浮力大小与物体排开液体的体积的关系的理解和掌握,读懂图象是解决此题的关键。
3.(2024秋 拱墅区校级期末)探究“浮力的大小跟物体浸入液体的深度是否有关”。
(1)用弹簧测力计测出物块重,并把它慢慢放入水中。根据测力计的示数,绘制了弹簧测力计对物块的拉力和物块所受浮力随浸入水中的深度变化的图象。分析图象可知:
① b  (选填“a”或“b”)是描述物块所受浮力随浸入水的深度变化的图象。
②F1、F2或F3这三个力之间的关系是  F1=F2+F3 。
(2)实心圆柱物块密度的表达式为:ρ物=  ρ水 (水的密度用ρ水表示)。
(3)根据图像分析,本次实验的结论是  物体浸没前,深度越深,浮力越大;物体浸没后,浮力与深度无关  。
【答案】(1)①b; ②F1=F2+F3;(2)ρ水;
(3)物体浸没前,深度越深,浮力越大;物体浸没后,浮力与深度无关。
【分析】(1)物块在完全浸没前,物块排开水的体积随浸入水深度的增大而增大,根据公式F浮=ρ水gV排分析浮力变化;物块在完全浸没后,物块排开水的体积不再改变,所以浮力不再变化;
(2)读懂图象中物体受到的拉力(浮力)与所在水的深度的关系,就能得出正确的答案;
(3)测量物块密度的基本原理是ρ.利用弹簧测力计可以得到物块的重力,利用m得到质量;物块可以浸没在水中,由图象知道物块受到的浮力,利用公式V排得到物块浸入水中的体积,也就是物块的体积。
【解答】解:(1)物块排开水的体积随浸入水深度的增大而增大,根据公式F浮=ρ水gV排可知浮力变大,则图乙中,图象b表示的是随物体浸入液体深度的增大,物体受到的浮力开始越来越大,最后保持不变;图象a表示的是随物体浸入液体深度的增大,物体受到的拉力开始越来越小,最后保持不变。所以描述浮力与深度关系的是b;
(2)图乙中,图象a表示的是随物体浸入液体深度的增大,物体受到的拉力越来越小,在没有浸入水中时,弹簧测力计的示数即为图中F1的大小(物体的重力);
图象a中的F3表示物体全部浸没后弹簧测力计的拉力;图象b中的F2表示物体全部浸没后,物体所受的浮力不变;又知道物体全部浸没后受到三个力的作用,向下的重力和向上的浮力、拉力,此时物体处于静止状态,受的是平衡力,即重力等于浮力加拉力,所以F1=F2+F3;
(3)物体的质量m,
当物体完全浸没时,受到的浮力为F浮=F2,
F浮=ρ水gV排
物体的体积V=V排,
物体的密度:ρ物 ρ水;
根据图像,浸没前浮力是变大的,浸没后浮力不变,故可得出:物体浸没前,深度越深,浮力越大;物体浸没后,浮力与深度无关。
故答案为:(1)①b; ②F1=F2+F3;(2)ρ水;
(3)物体浸没前,深度越深,浮力越大;物体浸没后,浮力与深度无关。
【点评】物体受到的浮力与排开液体的体积大小有关,与所处的深度无关。当物体接触液面不断向下过程中,不要只注意深度的增大,排开液体的体积也是增大的,这才是浮力增大的根本原因。
4.(2025秋 海曙区校级月考)如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
(1)如图甲所示弹簧测力计的示数为4.8N,金属块浸没在水中时,受到的浮力是 2  N。
(2)图戊中盐水的密度是 1.2×103 kg//m3;如果在实验中不小心使图戊中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用,此时测量出的盐水密度值将 偏大  (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
【答案】(1)2;(2)1.2×103;偏大。
【分析】(1)根据称重法求出金属块浸没在水中受到的浮力;
(2)由图甲、戊知,根据称重法求出金属块浸没在水(盐水)中受到的浮力,由阿基米德原理求出ρ盐水;
如果他在实验中不小心使戊图中物体接触了容器底且与容器底有力的作用,测力计示数变小,根据称重法分析F浸盐水变化,确定测量的盐水密度值的变化。
【解答】解:(1)根据称重法测浮力,金属块在水中受到的浮力为:
F浮=G﹣GC=4.8N﹣2.8N=2N;
(2)金属块浸没在水中受到的浮力:F浸水=2N﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
根据阿基米德原理有:
F浮水=ρ水gV排水=ρ水gV物﹣﹣﹣﹣﹣②,
由图甲戊知,金属块浸没在盐水中受到的浮力:
F浮盐水=4.8N﹣2.4N=2.4N﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,
根据阿基米德原理有:
F浮盐水=ρ盐水gV排盐水=ρ盐水gV物﹣﹣﹣﹣﹣﹣④,
由②④得:
ρ盐水ρ水﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤;
将①③代入⑤得:
ρ盐水ρ水=1.2×103 kg/m3;
如果他在实验中不小心使戊图中物体接触了容器底且与容器底有力的作用,则测力计示数变小,导致F示盐水变小,根据称重法,故F浮盐水变大,根据ρ盐水ρ水知,测量的盐水密度值将偏大。
故答案为:(1)2;(2)1.2×103;偏大。
【点评】本题考查称称重法测浮力、控制变量法、数据分析、阿基米德原理及误差分析。
1.(2024秋 定海区校级期末)如图所示是小科自制的用来探究影响浮力大小因素的装置:将弹簧和标尺固定在支架上,用细线将一个金属块悬挂在弹簧下端,弹簧静止时指针正对标尺上的A位置(本装置使用时,弹簧未超过弹性限度)。
(1)向杯中缓慢注水,在从金属块底部接触水面,到金属块刚好浸没水中的过程中,指针由标尺上的A位置缓慢上移至C位置,说明物体所受浮力的大小跟  排开液体体积  有关,此过程中支架上O点所受拉力的最大变化量为ΔF1。
(2)继续向杯中注水,指针  不动  (填“上移”“不动”或“下移”)。
【答案】(1)排开液体体积;
(2)不动。
【分析】(1)利用称重法求浮力,探究浮力大小与金属块浸没在液体体积中的关系;
(2)影响浮力大小因素有,排开液体体积和液体密度。
【解答】解:(1)向杯中缓慢注水,从金属块底部接触水面,到金属块刚好浸没水中的过程中,金属块排开液体体积开始增大,指针由标尺上的A位置缓慢上移至C位置,说明弹簧中的力变小,根据称重法求浮力F浮=G﹣F示,可得出物体受到的浮力增大,说明物体所受浮力的大小跟排开液体体积有关;
(2)继续向杯中注水,因排开液体的体积不变,液体密度不变,由F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力不变,由称重法求浮力F浮=G﹣F示,浮力不变,所以测力计的示数不变,故指针不动。
故答案为:(1)排开液体体积;
(2)不动。
【点评】本题考查影响浮力大小因素的实验,较基础,难度不大。
2.(2024秋 绍兴期末)小明同学课外时间利用实验室器材,探究浸在液体中的物体所受浮力大小的影响因素。
(1)图b中,物体A所受浮力大小为  1N  ;
(2)小明做了如图一所示的实验,将物体A逐渐浸入水中,并观察弹簧测力计示数的变化规律,分析比较图a、b、c中现象,可初步得出结论: 液体的密度一定时,物体排开液体的体积越大,浮力越大  ;
(3)为探究物体所受的浮力大小与深度是否有关,该同学将一个密度大于水的长方体,用记号笔划分16等份,分别浸入水中至中线与液面保持相平,如图e、f所示,观察测力计示数,记下F1和F2的值;
①两次实验均将长方体浸入水中至中线,其目的是  确保物体排开液体的体积相等  ;
②若实验结果为  F1=F2 ,则可得出物体所受浮力大小与深度无关的结论。
【答案】(1)1N;
(2)液体的密度一定时,物体排开液体的体积越大,浮力越大;
(3)确保物体排开液体的体积相等;F1=F2。
【分析】(1)根据称重法,可得物体A所受浮力大小;
(2)液体的密度一定时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大。
(3)利用控制变量法进行分析。
【解答】解:(1)根据称重法,可得图b中,物体A所受浮力大小为F浮=G﹣F=6N﹣5N=1N;
(2)图a、b、c中液体的密度不变,物体排开液体的体积变大,弹簧测力计的示数变小,则受到的浮力变大,说明液体的密度一定时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大。
(3)两次实验均将长方体浸入水中至中线,目的是为了保证物体排开液体的体积相同。
若两次弹簧测力计的示数不变,即F1=F2,则说明物体受到的浮力不变,可得结论为:物体所受浮力大小与深度无关的结论。
故答案为:(1)1N;
(2)液体的密度一定时,物体排开液体的体积越大,浮力越大;
(3)确保物体排开液体的体积相等;F1=F2。
【点评】本题是探究浸在液体中的物体所受浮力大小的影响因素,掌握浮力的影响因素是解题关键。
3.(2024秋 台州校级月考)如图是探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程,弹簧测力计挂着同一金属块。
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是  2  N。
(2)由图丙、丁可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度  无关  (填“有关”或“无关”)。
(3)分析  丁、戊  两图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。
(4)由图中数据可知,金属块的密度是  2.4×103 kg/m3。
【答案】(1)2;(2)无关;(3)丁、戊;2.4×103
【分析】(1)根据弹簧测力计的分度值读数;根据称重法求出浮力的大小;
(2)根据弹簧测力计的示数判定浮力与深度的关系;
(3)探究浮力与液体密度的关系时应控制物体排开的液体的体积不变;
(4)根据阿基米德原理分别表示出物体排开液体的体积即为物体的体积,进一步结合阿基米德原理求得盐水的密度。
【解答】解:(1)弹簧测力计的分度值为0.2N,则金属块的重力为G=4.8N;金属块浸没在水中时受到的浮力F浮=G﹣F水=4.8N﹣2.8N=2N;
(2)分析丙、丁可知,当金属块完全浸没在水中后排开水的体积相同,在水中的深度不同,弹簧测力计示数相同,浮力的大小相同,则浮力的大小与深度无关;
(3)要探究浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关,就要让液体密度不同,其他条件相同,对比图示,应用丁、戊两图分析;
(4)金属块的体积为:
金属块的密度:

故答案为:(1)2;(2)无关;(3)丁、戊;2.4×103。
【点评】本题考查探究影响浮力大小因素的实验,关键是将知识内容记忆清楚,仔细分析不难做出。
02 浮力产生的原因 阿基米德原理
1.(2025 钱塘区三模)如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头(  )
A.不受水的压力,受浮力
B.受到水的压力,不受浮力
C.既受水的压力,也受浮力
D.不受水的压力,也不受浮力
【答案】B
【分析】浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力(适用于气体和液体),浮力的方向总是竖直向上的。
【解答】解:洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,受到水向下的压力,但水堵头的下表面没有水,没有受到水向上的压力,所以水堵头不受浮力。
故选:B。
【点评】本题考查了浮力产生的原因,属于基础题。
2.(2024秋 桐乡市校级期末)如图所示容器中,底部和侧壁分别有木塞a和b,且a、b在水中的体积相等,则(  )
A.a受到的浮力大
B.a,b受到的浮力相等
C.只有a塞受到的浮力为零
D.a,b塞受到的浮力均为零
【答案】C
【分析】浮力产生的实质是:液体对物体上下表面的压力不同,上下表面的压力差即为浮力。
【解答】解:根据图示可知,a木塞在瓶底,a木塞底部不接触液体,即底部不受液体压力的作用,故a木塞不受浮力;b木塞在侧壁,一部分下表面和上表面浸在水中,故b木塞受到的浮力不为零。
故选:C。
【点评】本题考查浮力产生的实质,牢记浮力产生的实质是上下表面压力差。
3.(2024秋 东阳市期中)小明利用小石块、溢水杯及水、弹簧测力计、小烧杯、细线等器材验证阿基米德原理,过程如图所示,下列说法中正确的是(  )
A.实验中最合理的操作顺序是甲、乙、丙、丁
B.若物体漂浮在水面,就一定不满足阿基米德原理
C.若图乙中的石块没有完全浸入水中,就不能验证阿基米德原理
D.若实验中出现F1﹣F2>F4﹣F3的现象,则可能是由于溢水杯中没有盛满水
【答案】D
【分析】通过甲可读出物体重力,配合乙可得到所受浮力,丙丁可得出排开液体重力。
【解答】A选项测空小烧杯重要在溢水之前完成,如之后测量需把水倒掉,烧杯会残留一部分水,造成实验误差,故A错误;
B选项阿基米德原理适用于任何浮沉状态,漂浮也满足阿基米德原理,故B错误;
C选项未完全浸没浮力依然等于排开液体重力,能够验证阿基米德原理,故C错误;
D选项F1﹣F2为浮力,F3﹣F4为排开液体重,如果水未满,则会造成溢出水较少,则排开液体重力小于浮力,故D正确;
故答案为:D。
【点评】考察学生对阿基米德原理验证实验的掌握情况
4.(2024秋 上城区校级月考)如图所示是小芳同学探究“阿基米德原理”的实验,其中桶A为圆柱形。
(1)将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B接住溢出的水,如图丙所示。则空桶A受到的浮力为 2  N;
(2)测出桶B和溢出水的总重力,如图丁所示,则桶A排开水的重力为 2  N;
(3)接着小芳同学往桶A中加入沙子进行实验,得到4组数据,表格如下,其中有明显错误的是第 3  次;
次数 1 2 3 4
桶A与沙子的总重量/N 2.4 2.8 3.2 3.4
桶B与水的总重量/N 4.0 4.4 4.6 5.0
(4)小芳同学进一步探究,她将装有适量沙子的桶A分别放入水中和另一未知液体中,桶A浸入水中的深度为h1,浸入另一液体中的深度为h2,(均未浸没)设水的密度为ρ水,则另一液体的密度表达式为   (用题中已知的物理量字母表示)
【答案】(1)2;
(2)2;
(3)3;
(4)。
【分析】(1)由图甲知,空桶A的重力为2N,图丙中空桶A在溢水杯中处于漂浮状态,根据F浮=GA得出空桶A受到的浮力。
(2)由图乙知,空桶B的重力为1.6N,图丁中桶B和溢出水的总重力为3.6N,根据G排=G总﹣G桶B得出桶A排开水的重力,所以比较可知桶A排开水的重力与桶A受到的浮力的大小关系。
(3)往桶A中加入沙子进行实验时,装有沙子的桶A在水中仍然处于漂浮状态,则排开水的重力等于桶A受到的浮力,也等于桶A和沙子受到的总重力,据此分析;
沙子越多则越重,排开水的体积越多,桶A浸入水中深度就越深。
(4)设桶A的横截面积为S,已知桶A浸入水中的深度为h1,浸入另一液体中的深度为h2,根据F浮水=ρ水gV排水=ρ水gSh1得出桶A和沙子在水中受到的浮力桶A和沙子在液体中受到的浮力,因装有沙子的桶A在水中和在液体中都处于漂浮状态,所以两次受到的浮力相等,根据ρ水gSh1=ρ液gSh2,得出另一液体的密度表达式。
【解答】解:(1)由图知,弹簧测力计的分度值为0.2N,甲图中弹簧测力计的示数为2N,即桶A重为2N,如图丙,小桶A处于漂浮状态,由物体漂浮的条件可知,小桶A受到的浮力与小桶A的重力相同,即F浮=GA=2N。
(2)乙图中弹簧测力计的示数为1.6N,即桶B重为1.6N。由图丁可知,小桶B和排开的水的总重力为G总=3.6N,所以,小桶A排开的水重:G排=G总﹣G桶=3.6N﹣1.6N=2N。
(3)由表格数据可知,桶A与沙子的总重量从2.4N增加到2.8N,增加量ΔG沙=2.8N﹣2.4N=0.4N;桶A与水的总重量从4N增加到4.4N,增加量ΔG水=4.4N﹣4N=0.4N;即ΔG沙=ΔG水,而第3次实验中桶A与沙子的总重量从2.8N增加到3.2N,增加量ΔG沙=3.2N﹣2.8N=0.4N;桶A与水的总重量从4.4N增加到4.6N,增加量ΔG水=4.6N﹣4.4N=0.2N;即ΔG沙≠ΔG水,故错误的是第3次。
(4)装有适量沙子的桶A始终处于漂浮状态,所受浮力等于本身的重力,则F浮水=F浮液=G,由于V排水=Sh1,V排液=Sh2,根据F浮=ρ液gV排得:ρ水gSh1=ρ液gSh2,所以。
故答案为:(1)2;
(2)2;
(3)3;
(4)。
【点评】本题考查浮沉条件和阿基米德原理的应用,是一道综合题。
5.(2024 浙江校级模拟)小李、小张同学想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
[小李方案]小李分别选用三个不同物体a、b、c,利用如图(a)甲、乙、丙、丁所示实验步骤进行实验探究,实验数据如表:
物体 物重G/N 物体浸没在水中测力计的示数F/N 浮力F浮/N 空桶重G0/N 桶与排开水的总重G1/N 排开水重G排/N
a 1.2 0.7 0.5 0.6 1.1 0.5
b 2.0 1.4 0.6 0.6 1.2 0.6
c 2.4 1.7 0.7 0.6 1.2 0.6
[小张方案]小张利用身边的器材对小李的实验进行改进,如图b所示,实验时小张逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,若弹簧测力计A的示数变化量为ΔFA,弹簧测力计B的示数变化量为ΔFB,完成下列问题:
(1)小李在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力,请分析实验操作中造成这种结果的可能原因: 将物体c浸入水中之前,溢水杯中没有加满水(或排开的水没有全部流入小桶)  。
(2)针对小张和小李两种实验方案,小张实验装置的优点是 BCD  (填答案标号,多选)。
A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化
C.弹簧测力计的示数稳定,便于准确读出数据
D.实验操作相对简单,且可以进行多次实验
【答案】(1)将物体c浸入水中之前,溢水杯中没有加满水(或排开的水没有全部流入小桶);(2)BCD。
【分析】(1)在实验中,排除测量误差因素的影响,从溢出水的体积小于排开水的体积考虑;
(2)改进后的优点从增加实验器材的目的来分析。
【解答】解:(1)在实验中,若溢水杯没有装满水,造成溢出水的体积小于排开水的体积,则排开水的重力明显小于所受的浮力(或排开的水没有全部流入小桶);
(2)比较两种实验方案可知,改进后:
A、由称重法F浮=G﹣F′可知,弹簧测力计A的示数等于物体的重力减去受到的浮力,故A错误;
B、薄塑料袋不计质量,能同步观察测力计A、B示数的变化,从而得出物体受到浮力的大小与排开液体所受重力的关系,故B正确;
CD、由图2的实验装置可知,测力计固定、示数更稳定,便于准确读出数据,且实验操作相对简单,可以进行多次实验,故CD正确,
故选:BCD。
故答案为:(1)将物体c浸入水中之前,溢水杯中没有加满水(或排开的水没有全部流入小桶);(2)BCD。
【点评】本题主要是考查学生科学探究的能力、分析能力、观察能力以及对阿基米德原理的理解等,弄清楚实验装置中每一个仪器的作用和目的是关键。
6.(2024秋 衢州校级期中)小科做“验证阿基米德原理”实验的步骤如图所示。
(1)为了减小误差和更快捷,则图中的操作步骤顺序为  DABC  (用字母表示)
(2)实验步骤A、B、C、D中,弹簧测力计的示数依次为Fa=3.8N、Fb=1.8N、Fc=3N、Fd=1N。请通过这些数据求出:
①小石块在水中所受的浮力是多少?
②小石块的密度是多少?
【答案】(1)DABC;
(2)①小石块在水中所受的浮力是2N;②小石块的密度是1.9×103kg/m3。
【分析】(1)通过图A的弹簧测力计可读出石块的重力;通过B与A弹簧测力计的示数差可求出石块所受浮力的大小;图C中弹簧测力计的示数等于小桶的重加石块的浮力;用小桶接水前,应先测出其重力。
(2)①物体受到的浮力等于重力减去弹簧测力计的拉力;
②根据阿基米德原理计算体积,结合密度公式计算石块的密度。
【解答】解:(1)为了减小误差,在小桶接水前,应先测出其重力,且为了减少步骤,测量小桶后测量石块重力,所以合理的实验顺序为D、A、B、C。
(2)①根据称重法知,小石块在水中所受的浮力是
F浮=G F拉=Fa﹣Fb=3.8N﹣1.8N=2N;
②由G=mg得,小石块的质量

根据阿基米德原理知,小石块的体积

小石块的密度是

故答案为:(1)DABC;
(2)①小石块在水中所受的浮力是2N;②小石块的密度是1.9×103kg/m3。
【点评】本题目就是考查学生对阿基米德实验的掌握程度,看学生能否掌握每个步骤,以及每一步要测量的对象,只要基本知识掌握扎实,题目不难做出。
7.(2024秋 海曙区期末)一立方体木块的体积为1000cm3,把它放入水中有的体积露出水面。(g取10N/kg)
(1)此时,木块所受的浮力多大?
(2)用一根细绳拉住木块,把它固定在水中,如图甲所示。则绳子对木块的拉力是多大?
(3)在木块下面挂一合金块,使得它们恰好悬浮在水中,如图乙所示。若合金块的密度为2.6×103kg/m3,则合金块的体积是多少?
【答案】(1)木块所受的浮力为6N;
(2)绳子对木块的拉力是4N;
(3)合金块的体积是2.5×10﹣4m3
【分析】(1)根据木块排开水的体积和阿基米德原理,求出木块受到的浮力;
(2)根据物体浮沉条件求出木块的重力;知道木块的体积(浸没水中排开水的体积),利用阿基米德原理求木块受到的浮力;木块重加上绳子的拉力等于木块受到的浮力,据此求绳子的拉力;
(3)在木块下面挂一合金块,使得它们恰好悬浮在水中,则合金块对木块的拉力与绳子的拉力相同;对合金块受力分析,根据力的平衡、阿基米德原理求出合金块的体积。
【解答】解:(1)木块排开水的体积为V排=(1)V1000cm3=600cm3=0.6×10﹣3m3,
木块受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6×10﹣3m3=6N;
(2)木块漂浮时,受到的浮力与自身的重力相等,所以木块的重力为:G=F浮=6N;
木块浸没时受到的浮力:F'浮=ρ水gV'排=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1000×10﹣6m3=10N;
由于G木+F拉=F'浮,则F拉=F'浮﹣G=10N﹣6N=4N;
(3)在木块下面挂一合金块,使得它们恰好悬浮在水中,则合金块对木块的拉力与绳子的拉力相同,即F=4N;
合金块受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力F、竖直向上的浮力的作用,则:G合金=F浮合金+F,即:ρ合金gV合金=ρ水gV合金+F,代入数据:
2.6×103kg/m3×10N/kg×V合金=1×103kg/m3×10N/kg×V合金+4N,解得:V合金=2.5×10﹣4m3。
答:(1)木块所受的浮力为6N;
(2)绳子对木块的拉力是4N;
(3)合金块的体积是2.5×10﹣4m3。
【点评】本题考查了阿基米德原理的应用、物体浮沉条件的应用、物体的受力分析,有一定的难度。
1.(2025春 北京校级期末)已知ρ铝<ρ铁<ρ铜,如图所示,将用细线拴好的质量相同的实心的铁块、铜块、铝块分别慢慢浸没在三个完全相同的装满水的杯子中,对于从三个杯子中溢出水的质量的判断正确的是(  )
A.放铁块的质量大
B.放铜块的质量大
C.放铝块的质量大
D.三个杯子中溢出水的质量相同
【答案】C
【分析】要判断哪个杯子溢出水的质量最大,就看那个金属块的体积最小;已知金属块的质量相同,利用密度公式,可排出金属块体积的大小顺序,进而得出答案。
【解答】解:由密度公式ρ可知,质量相等的不同物体,密度大的体积小,
因为ρ铜>ρ铁>ρ铝,
所以V铜<V铁<V铝,
所以将它们浸没水中,铝块排开水的体积最多,溢出的水体积最多、质量最大。
故选:C。
【点评】本题主要考查了学生对密度公式的应用,对于相同质量的物体,能否根据密度求出相应的体积,关键是利用好这三者密度的大小顺序。
2.(2025 台州一模)某同学用图所示实验装置验证阿基米德原理。将物块和空桶挂在弹簧测力计上,读数如图1所示;将物块浸没在装满水的溢水杯中,稳定后,弹簧测力计的读数如图2所示。此时物块受到的浮力大小是(  )
A.0.5牛 B.0.9牛 C.1.5牛 D.3.5牛
【答案】A
【分析】由称重法测浮力求出物体受到水的浮力。
【解答】解:由图1可知物块受到的重力是2N,由图2可知物体浸没时受到的拉力为1.5N,物块所的浮力大小为F浮=G﹣F=2N﹣1.5N=0.5N。
故选:A。
【点评】本题考查称重法测量浮力,属于基础题。
3.(2024秋 义乌市校级月考)如图,亮亮同学将盛水的烧杯放在电子台秤上,台秤的示数如图甲所示;将一个物体放入水中,物体漂浮,台秤示数为375g(如图乙),物体上表面始终保持水平,用力将物块压入全部浸没在水中,此时台秤示数为425g(如图丙);将物块继续下压,从丙到丁物块下表面受到水的压力增加了0.8N。过程中水始终未溢出,以下说法正确的是(  )
A.物体的质量为125g
B.物体的密度为0.5g/cm3
C.从图丙到图丁,电子台秤的示数增加了80g
D.从图丙到图丁,物体上表面受到水的压力增加了0.8N
【答案】D
【分析】(1)物块在水中漂浮时,F浮=G木;又由阿基米德原理可知:F浮=G排;所以:G木=G排,即:m木=m排;比较甲、丙可知,木块的体积等于排开水的体积;再利用密度公式可以算出木块的密度;
(2)根据浮力大小和液体的重力与杯子的重力变化分析;
(3)浮力是由于物体在液体中上、下表面受到的压力差产生的。
【解答】解:A.由图甲可知,水和杯子的总质量为300g,放入物体后,总质量变为375g,根据差值法知,物体的质量为
m=m乙﹣m甲=375g﹣300g=75g;故A错误;
B.用力将物块压入全部浸没在水中,此时台秤示数为425g,对比甲丙图可知,则排开水的质量为
m排水=m丙﹣m甲=425g﹣300g=125g;
根据密度公式ρ知,排开水的体积为
物体浸没,排开水的体积等于物体的体积,则物体的密度为;故B错误;
C.从图丙到图丁,物体排开水的体积不变,浮力不变,杯子和水的总重力不变,台秤受到的压力不变,所以台秤的示数不变,故C错误;
D.从图丙到图丁,物体排开水的体积不变,所以浮力不变,浮力指的是物体上下表面受到的压力差,物块下表面受到水的压力增加了0.8N,所以物块上表面受到水的压力也增加了0.8N,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了密度的测量、学生对称重法测浮力、阿基米德原理的了解和掌握,同时为我们提供了一种测量固体密度的方法,为保证物体排开水的体积等于其体积,必须使物体完全浸没。
4.(2024秋 临海市校级月考)图甲为项目化学习小组初步制作的一个防洪屋模型,中空基座中放有配重,基座上标有水位线(水位不能超过基座),请回答下列问题:
(1)小科发现防洪屋模型上浮时水位超过了基座,如图乙所示。为了让房子在水面以上,小科提出的改进措施是:增大基座的体积,他这样改进的科学原理是 增大排开液体体积,增大浮力  ;
(2)该模型底部基座截面积为500cm2,空载时水位如图丙所示,最大水位为10cm,则该模型最多能放入物体的质量为 2kg  。
【答案】(1)增大排开液体体积,增大浮力;
(2)2kg。
【分析】(1)根据物体的浮沉条件F浮=G物,及阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析解答;
(2)从图中可知防洪屋漂浮时浸没水中的深度为6cm,则模型最多能放入的物体重力等于基座全部浸没水中多受的浮力大小;计算出多放入物体的重力,再计算出其质量。
【解答】解:(1)防洪屋模型上浮时水位超过了基座,说明基座的浮力没有达到要求,故需要增大浮力,由阿基米德原理可知,浸在液体中的物体受到的浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,液体密度一定时,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,所以增大基座的体积,可以增大排开液体体积,增大浮力。
(2)根据漂浮时浮力等于重力,增大的浮力等于增大的重力,由图丙可知,刻度尺的分度值为1cm,空载时水位为6.0cm,最大水位为10cm,基座截面积为500cm2,则基座全部浸入水中,排开水的体积增加量ΔV排=SΔh=500cm2×(10cm﹣6.0cm)=2000cm3,
由阿基米德原理可知,该模型最多能放入物体的重力G=ΔF浮=ρ水gΔV排=1×103kg/m3×10N/kg×2000×10﹣6m3=20N,则该模型最多能放入物体的质量
.
故答案为:(1)增大排开液体体积,增大浮力;
(2)2kg。
【点评】本题考查浮沉条件与阿基米德原理的应用,属于中档题。
5.(2024秋 鹿城区期中)如图甲所示,小石块从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中。如图乙所示是拉力随时间t变化的图像,若不计水的阻力,求:
(1)小石块重力为  2.5  N,完全浸没时受到的浮力是  1  N。
(2)小石块的体积和密度各是多大?(写出计算过程)
【答案】(1)2.5;1;
(2)小石块的体积是100cm3,小石块的密度为2.5×103kg/m3。
【分析】(1)当物体没有浸入水中时,所受拉力最大等于重力大小,当物体开始入水,随着排开水体积的增大浮力变大,拉力减小,全部入水后,浮力不变,拉力也不再改变,
则全浸没时受到的浮力F浮=G﹣F;
(2)由阿基米德原理可得,小石块的体积,由得,小石块的密度。
【解答】解:(1)当物体没有浸入水中时,所受拉力最大等于重力大小,当物体开始入水,随着排开水体积的增大浮力变大,拉力减小,全部入水后,浮力不变,拉力也不再改变,
由图乙可知重力G=2.5N;完全浸没时受到的浮力F浮=G﹣F=2.5N﹣1.5N=1N;
(2)由阿基米德原理可得,小石块的体积:,
由得,小石块的密度:。
故答案为:(1)2.5;1;(2)小石块的体积是100cm3,小石块的密度为2.5×103kg/m3。
【点评】本题考查称重法测浮力大小和阿基米德原理的应用,难度适中。
6.(2024秋 拱墅区校级月考)将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止不上浮(如图)。
(1)乒乓球静止不上浮时,除重力外还受到  压  力;
(2)想让乒乓球浮起来,可进行怎样的操作?请解释原因。
【答案】(1)压;(2)用手堵住瓶口。
【分析】浸入液体中物体浮力产生的原因为液体对物体上下表面的压力差。
【解答】解:(1)图中乒乓球静止时,虽然有少量水从瓶口侧面流出,但乒乓球下表面没有受到水的压力,由浮力产生的原因可知此时乒乓球不受浮力作用,故乒乓球静止不上浮时,除重力外还受到压力;
(2)想让乒乓球浮起来,需要水对乒乓球的底部产生向上的压力,所以可进行的操作是:用手堵住瓶口。
故答案为:(1)压;(2)用手堵住瓶口。
【点评】本题考查了浮力产生的原因,属于基础题。
03 物体的浮沉条件及其应用
1.(2025 浙江模拟)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
【分析】(1)当物体漂浮或悬浮时,其浮力等于自身的重力;
(2)运用控制变量法,先找到相同的量,再利用公式F浮=ρ水gV排进行分析。
【解答】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错误,B正确;
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不变,水面高度也不变,故CD错误。
故选:B。
【点评】本题考查了阿基米德原理的应有,有一定难度。
2.(2025秋 余姚市期中)我国的航母正按计划进行各项训练。如图所示是中国航母“辽宁号”号训练时的图片。当飞机飞离航母后(  )
A.航母将浮起一些,所受浮力减小
B.航母将沉下一些,所受浮力增大
C.航母将沉下一些,所受浮力减小
D.航母始终漂浮,所受浮力不变
【答案】A
【分析】飞机飞离航母前后始终漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,分析航母总重力的变化判断受到浮力的变化,根据阿基米德原理判断航母排开液体体积的变化,然后判断航母是上浮、还是下沉一些。
【解答】解:因飞机飞离航母前后始终漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,
所以,飞机飞离航母后,总重力减小,受到的浮力减小,故BD错误;
由F浮=ρgV排的变形式V排可知,航母排开液体的体积变小,航母将浮起一些,故A正确,C错误。
故选:A。
【点评】本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理的应用,分析好飞机飞离航母前后自身重力的变化是关键。
3.(2025春 江北区校级月考)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同的容器,分别装有体积相等的水和盐水。将橘子和香蕉先放入甲容器中,取出后擦干,再放入乙容器中,前后两次静止时的情形如图所示。下列说法正确的是(  )
A.香蕉在盐水中受到一对平衡力
B.香蕉在水和盐水中所受浮力相等
C.橘子的密度比水的密度小
D.两容器底对桌面的压力相等
【答案】C
【分析】(1)香蕉在盐水中沉底,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、垂直向上的支持力;
(2)香蕉在水和盐水中都沉底,由于水的密度小于盐水的密度,根据阿基米德原理可以判断浮力大小关系;
(3)橘子漂浮在水中,橘子的密度小于水的密度;
(4)根据水和盐水的体积相同,盐水的密度大于水的密度,则根据公式G=mg=ρVg可得出盐水的重力大于水的重力,甲、乙两容器对水平桌面的压力等于容器、容器内液体和物体的重力之和,可以比较出甲、乙对桌面的压力大小关系。
【解答】解:A、香蕉在盐水中沉底,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、垂直向上的支持力,所以不是一对平衡力,故A错误;
B、由甲图和乙图可知,香蕉浸没,V排=V物,由于水的密度小于盐水的密度,根据F浮=ρ液gV排可得香蕉在水中所受浮力小于在盐水中所受浮力,故B错误;
C、甲图中橘子漂浮在水中,橘子的密度小于水的密度,故C正确;
D、由于水和盐水的体积相同,盐水的密度大于水的密度,则由G=mg=ρVg可得,盐水的重力大于水的重力,
由于甲、乙两容器对水平桌面的压力等于容器、容器内液体和物体的重力之和,
甲容器对水平桌面的压力:F甲=G容+G水+G香+G橘,
乙容器对水平桌面的压力:F乙=G容+G盐水+G香+G橘,
所以F甲<F乙,故D错误。
故选:C。
【点评】此题主要考查的是学生浮沉条件和阿基米德原理公式的应用,有一定难度。
4.(2025 浙江模拟)如图甲所示的“长城189号”退役潜艇是宁波潜艇展示园的镇园之宝。潜艇设计精妙,能够自如地在长江和东海间潜行(已知海水的密度大于江水的密度),其原理示意图如图乙所示。针对潜艇的沉浮原理与航行特性,下列描述正确的是(  )
A.当潜艇从长江潜行到东海时,应向水舱内充水
B.潜行时,潜艇通过改变所受浮力大小来实现上浮和下潜
C.当潜艇在海水中下潜时,潜艇底部所受海水压强保持不变
D.当潜艇在海水中下潜时,应向水舱外排水
【答案】A
【分析】潜水艇是通过改变自身的重力来实现下潜、悬浮和上浮的;
由于液体受到重力作用,且具有流动性,所以液体对容器底和容器侧壁有压强,液体内部向各个方向都有压强;液体的压强随深度增加而增大;在同一深度处液体向各个方向的压强相等;不同液体的压强还跟密度有关。
【解答】解:A.当潜艇从长江潜行到东海时,液体密度变大,根据阿基米德原理可知,受到的浮力变大,应向水舱内充水,故A正确;
B.潜行时,潜艇通过改变自身的重力大小来实现上浮和下潜,故B错误;
C.当潜艇在海水中下潜时,深度变大,潜艇底部所受海水压强变大,故C错误;
D.当潜艇在海水中下潜时,水舱内水增加,重力大于浮力,应向水舱外灌水,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查潜水艇的原理及液体压强与深度的关系,属于基础题。
5.(2025 柯城区校级四模)如图所示,小科用大塑料瓶(大瓶)和开口的小玻璃瓶(小瓶)制作了“浮沉子”。装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上,拧紧大瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量空气,用适当大小的力挤压大瓶,可使小瓶下沉。下列说法正确的是(  )
A.用力挤压塑料瓶时,小瓶下沉时所受浮力减小
B.小瓶的上浮和下沉是依靠改变自身重力实现的
C.小瓶在水中悬浮时,浮力与质量是一对平衡力
D.用力挤压塑料瓶时,塑料瓶底所受的液体压强不变
【答案】B
【分析】(1)小瓶下沉时,排开水的体积V排增大,由F浮=ρ液gV排可知,小瓶所受浮力增大;
(2)潜水艇的上浮和下沉是依靠改变自身重力实现的;
(3)质量是物体的一种属性,不是力;
(4)用力挤压塑料瓶时,分析水的深度变化,根据液体压强公式p=ρ液gh,判断塑料瓶底所受的液体压强的变化情况。
【解答】解:A.用力挤压塑料瓶时,瓶内空气被压缩,瓶内气体压强增大,部分水被压入小瓶,小瓶的重力增大,当小瓶所受重力大于浮力时,小瓶下沉;小瓶下沉时,排开水的体积V排增大,由F浮=ρ液gV排可知,小瓶所受浮力增大,而不是减小,故A错误;
B.小瓶的上浮和下沉是依靠改变自身重力实现的。当用力挤压塑料瓶时,塑料瓶内的气体压强增大,将水压入小瓶中,小瓶的重力增大,当重力大于浮力时,小瓶下沉;松开手后,塑料瓶内压强减小,小瓶内的水流出,重力减小,当重力小于浮力时,小瓶上浮,故B正确;
C.小瓶在水中悬浮时,浮力与重力是一对平衡力,而不是与质量是一对平衡力。因为平衡力是作用在同一个物体上的两个力,大小相等、方向相反,且作用在同一条直线上,而质量是物体的一种属性,不是力,故C错误;
D.用力挤压塑料瓶时,塑料瓶内的气体体积减小,水的深度增加,根据液体压强公式p=ρ液gh,水的密度ρ液和g不变,深度h增大,所以塑料瓶底所受的液体压强增大,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查潜水艇原理、物体的浮沉条件以及液体压强的相关知识,有一定难度。
6.(2025秋 鄞州区校级期中)两个相同的烧杯甲和乙,装有等量的水,用两块相同的橡皮泥,一块捏成实心,一块捏成碗状,分别放入烧杯中至静止,一块沉于水底,一块浮于水面(如图),则两块橡皮泥受到的浮力F浮甲 小于  (填“大于”“小于”或“等于”,下同)F浮乙;甲容器内液面高度 低于  乙容器内液面高度。
【答案】小于;低于。
【分析】根据物体的浮沉条件判断两种情况下浮力的大小关系;利用阿基米德原理得出两者排开水的体积关系,从而判断出液面高度的关系。
【解答】解:两橡皮泥相同,球形橡皮泥沉底,浮力小于重力;碗形橡皮泥漂浮,浮力等于重力,所以球形橡皮泥受到的浮力小于碗形橡皮泥受到的浮力,即F浮甲小于F浮乙;由F浮=ρ液gV排可得,球形橡皮泥排开水的体积小于碗形橡皮泥排开水的体积,又因为甲、乙为相同容器且水的质量相同,所以甲容器的液面低于乙容器的液面。故答案为:小于;低于。
【点评】本题考查物体浮沉条件、阿基米德原理的应用,难度适中。
7.(2024秋 杭州校级期末)如图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。小东感到好奇,也进行了研究制作。
【原理分析】彩球温度计中的特殊液体密度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,挂牌温度与液体温度相等。
【项目研究】小东用a、b、c三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℃、19℃、23℃时,a、b、c小球浮沉状态如图所示:
【信息处理】结合上述信息,请你帮小东分析以下问题:
(1)小球c对应的温度标记应是  15℃  (选填:“15℃”“19℃”或“23℃”)。
(2)液体温度在15℃~23℃范围内,b球所受浮力与液体温度关系的图像正确的是  C  。
(3)实验可得出的结论是  液体的密度随温度的升高而减小  。
(4)环境温度为25℃时,请推测并在图4中画出三个小球的浮沉状态。
【答案】(1)15℃;(2)C;(3)液体的密度随温度的升高而减小;(4)图见解答。
【分析】(1)由题知,当小球悬浮时,挂牌温度与液体温度相等,据此判断出小球c对应的温度;
(2)液体温度从15℃升高到23℃过程中,b球由漂浮变为悬浮,再下沉,且b球的重力不变,由物体的浮沉条件可知b球受到浮力的变化,据此判断图像;
(3)由物体的浮沉条件可知液体温度升高时b球受到浮力的变化以及V排的变化,再根据F浮=ρ液gV排分析液体密度的变化,从而可知液体的密度随温度变化的规律;
(4)根据(3)的结论,利用阿基米德原理和浮沉条件进行推测。
【解答】解:(1)图1中环境温度(即液体温度)为15℃,且小球c悬浮,由题知,当小球悬浮时,挂牌温度与液体温度相等,所以小球c对应的温度应标记为15℃;
(2)由图可知,液体温度从15℃升高到23℃过程中,b球由漂浮变为悬浮,再下沉,且b球的重力不变,由浮沉条件可知b球的浮力先不变,再减小,故C图符合题意;
(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F浮=ρ液gV排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F浮=ρ液gV排可知液体的密度变小,所以实验可得出的结论是液体的密度随温度的升高而减小;
(4)由(3)可知,液体的密度随温度的升高而减小,且环境温度为23℃时,小球a悬浮,则当环境温度升高为25℃时,液体密度变小,根据F浮=ρ液gV排可知小球a所受浮力变小,浮力小于其重力,所以小球a应沉底,此时b、c两球也是沉底的,如下图所示:

故答案为:(1)15℃;(2)C;(3)液体的密度随温度的升高而减小;(4)图见解答。
【点评】本题考查了阿基米德原理、物体浮沉条件的应用,认真审题,分析得出小球在温度升高时所受浮力的变化是关键。
1.(2025秋 余姚市期中)小亮周末在家洗碗时发现了一个有趣的现象:两只完全相同的碗A、B,将碗A轻轻放在水面上,松手后它能漂浮在水面上;将碗B按入水中,松手后它却沉入水底,如图所示。则此时两碗所受浮力FA、FB的大小关系是(  )
A.FA>FB
B.FA<FB
C.FA=FB
D.条件不足,无法比较浮力的大小
【答案】A
【分析】根据碗的重力相同,结合浮沉条件比较浮力。
【解答】解:两只完全相同的碗A、B,重力相等,将碗A轻轻放在水面上,松手后它能漂浮在水面上;浮力等于重力,将碗B按入水中,松手后它却沉入水底,浮力小于重力,而重力相等,则此时两碗所受浮力FA>FB。
故选:A。
【点评】本题考查浮沉条件的应用,属于中档题。
2.(2025春 淳安县期中)小金将金鱼装入有水的塑料袋中,扎紧袋口(如图)。将塑料袋放入盛水的玻璃缸中(忽略塑料袋质量),这个装着水和鱼的塑料袋在玻璃缸中所处的状态是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】金鱼悬浮在袋内的水中,金鱼的密度等于水的密度,这样,袋内外水的密度相同,不计塑料袋质量和体积时,金鱼和水在水缸中刚好漂浮,据此分析判断。
【解答】解:由图知,金鱼悬浮在袋内的水中,金鱼的平均密度等于水的密度,不计塑料袋质量和体积时,只有当袋中水和鱼的总体积等于排开水的体积V排时,袋内水和金鱼的总重力才等于受到的浮力,才能处于静止状态(漂浮状态),即此时袋内外液面应相平,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了物体浮沉条件的运用,能根据密度关系得出物体在水中的浮与沉是关键。
3.(2024秋 海曙区期末)同一水平面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,将两个相同的物块分别放入两容器中。当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示。则(  )
A.甲容器中液体的密度较大
B.乙容器底部受到液体的压力较大
C.甲容器中物块排开液体的重力较大
D.乙容器对水平面的压强较小
【答案】B
【分析】(1)根据物体的浮沉情况判断出物体密度与液体密度的关系;
(2)根据p=ρ液gh得出容器底受到压强的关系,然后利用p分析容器底部受到液体的压力关系;
(3)根据物体的浮沉条件判断浮力与重力的关系;
(4)乙液体的密度较大,由m=ρV可知,乙液体的质量较大,则乙液体的重力较大,容器对水平面的压力等于总重力,底面积相同,根据p得出容器对桌面的压强的关系。
【解答】解:
A、物体在甲液体中悬浮,则ρ甲=ρ物,在乙液体中漂浮,则ρ乙>ρ物,可知乙液体的密度较大,故A错误;
B、由A知,乙液体的密度较大,深度相同,由p=ρ液gh可知,乙液体对容器底的压强大,由F=pS可知,乙容器底部受到液体的压力较大,故B正确;
C、物体在甲液体中悬浮,则F浮甲=G排甲=G;在乙液体中漂浮,则F浮乙=G排乙=G,所以G排甲=G排乙,故C错误;
D、甲、乙两个相同的容器,两容器中液面恰好相平,由图知,乙液体的体积较大,且乙液体的密度较大,由m=ρV可知,乙液体的质量较大,则乙液体的重力较大,
容器对水平面的压力等于总重力,而G总=G容器+G物+G液体,则甲容器的总重力小,对水平桌面的压力较小,由p可知,甲容器对水平面的压强较小,故D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查了物体浮沉条件及液体压强公式的应用,关键能够根据浮沉情况判断出液体的密度、所受浮力的关系。
4.(2024秋 钱塘区校级期中)如图为A、B和C三个物体静止在甲、乙和丙三杯液体中的情形。
(1)若A、B和C三个物体体积相同,甲、乙和丙三杯是同种液体,则受到浮力最大的物体是 C  (选填“A”“B”或“C”下同);受到重力最大的物体是 C  。
(2)若A、B和C三个物体体积和质量都相同,则甲、乙和丙三杯液体中密度最大的是 乙  (选填“甲”“乙”或“丙”)。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)由于三杯是同种液体,由图得出排开液体的体积大小关系,即可根据阿基米德原理判断浮力的大小。
(2)若A、B和C三个物体体积和质量都相同,则:GA=GB=GC;根据物体的浮沉情况判断浮力的大小。
根据F浮=ρ液gV排确定液体密度的大小关系。
【解答】解:(1)由图可知,VC排>VA排>VB排,根据F浮=ρ液gV排知,在液体密度相同时,F浮C>F浮A>F浮B;
由于A漂浮,则F浮A=GA;B漂浮,则F浮B=GB;丙悬浮,则F浮C=GC;
所以,GC>GA>GB;
(2)若A、B和C三个物体体积和质量都相同,则:GA=GB=GC;
由图可知:A漂浮,则F浮A=GA;B漂浮,则F浮B=GB;丙悬浮,则F浮C=GC;
所以,F浮A=F浮B=F浮C;
由图可知,VC排>VA排>VB排,
根据F浮=ρ液V排g可知密度关系是:ρ丙<ρ甲<ρ乙。
故答案为:(1)C;(2)C;(3)乙。
【点评】该题考查了阿基米德原理的理解和应用,理清题意,分析清楚各种情况的排液体积和状态是解决该题的关键,其难度很大。
5.(2024秋 义乌市期中)某项目化学习小组同学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10厘米3)到B位置并稳定停留。
(1)小科关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中,若没有观察到气泡,则整个装置  不漏汽  (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)完成任务二的上浮过程中(进出水口已打开)对注射器活塞的操作是  慢慢将注射器的活塞向里压  ;
(3)已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度120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  100  毫升;
(4)如图乙所示,潜水艇从B缓慢上浮到A,最终在水面保持静止。请在图丙中画出潜水艇所受浮力随时间变化的大致图像 。
【答案】(1)不漏气;
(2)慢慢将注射器的活塞向里压;
(3)100;
(4)见解答图
【分析】(1)关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中,如果漏气,会观察到气泡产生,据此可解答;
(2)潜水艇是靠改变自身重力来实现浮沉的;完成任务二上浮过程,要减小潜水器自身的重力,需要向外排水;
(3)重物G=0.3N,根据F浮=ρ水v排g可求出重物受到的浮力F浮,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;
根据G=mg求出向外排出水的质量m水,再根据密度公式求出向外排出水的体积V水,即注射器活塞需要向内推入气体的体积V气=V水;
已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度120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:120mL﹣V气;
(4)潜水艇从B位置到潜水艇上表面刚要露出水面时,这个过程潜水艇完全浸没,排开水的体积不变,密度不变,则浮力不变,此时浮力大于重力,潜水艇上浮;接着潜水艇排开水的体积减小,则浮力变小,最终静止时处于漂浮状态,浮力等于重力,据此画图。
【解答】解:(1)将自制潜水器浸没在水中,通过观察潜水器是否有气泡冒出或潜水器中是否进水,来判断潜水器的气密性,当没有气泡冒出或没有水进入潜水器中时,则潜水器的气密性良好,则整个装置不漏气。
(2)如果让潜水器从水底上浮到B位置并稳定停留,则需要减小潜水器的重力,所以需要将潜水器中的水排出,故需要慢慢将注射器的活塞向里压;
(3)打捞物的浮力:

已知重物G=0.3N,则需要增加的浮力:
ΔF浮=G﹣F浮=0.3N﹣0.1N=0.2N,
由F浮=ρgV排可得,需要增加的排水量:

所以注射器活塞需要稳定的刻度为:
120mL﹣20mL=100mL;
(4)潜水艇从B位置到潜水艇上表面刚要露出水面时,这个过程潜水艇完全浸没,排开水的体积不变,密度不变,则浮力不变,此时浮力大于重力,潜水艇上浮;接着潜水艇排开水的体积减小,则浮力变小,最终静止时处于漂浮状态,浮力等于重力,如图所示:
故答案为:(1)不漏气;
(2)慢慢将注射器的活塞向里压;
(3)100;
(4)见解答图。
【点评】本题考查了物体的浮沉条件及其应用、以及阿基米德原理的应用等,有一定的难度。
6.(2024秋 玉环市校级月考)“曹冲称象”是家喻户晓的故事。某科创小组仿效曹冲,展开项目化实践活动一一制作一台“浮力秤”。
【项目名称】制作“浮力秤”
【项目实施】
(一)设计“浮力秤”
(1)绘制设计图。
①浮力秤的制作原理:物体漂浮在液面上时,浮力  等于  重力(填“>”、“<”或“=”)。
②设计浮力秤的装置图,如图甲所示。
(2)制作“浮力秤”。
小组同学按照设计图进行组装:选择轻质的圆柱形小筒,在其底部均匀地放上细沙,上端放一个轻质的秤盘。如图甲所示,将小筒放在水中,就制成了一个“浮力秤”。在小筒底部铺上细沙的目的是: 降低小筒的重心,使小筒竖直漂浮在水面上  。
(3)标记刻度。
①将组装好的小筒和空秤盘,放入水中,并使它漂浮在水面上。用记号笔在小筒外侧水面的位置画上一个刻度a,标记为  0  g。
②在秤盘中只放入一个10g的砝码,用记号笔在小筒外侧水面位置画上刻度b,标记为10g;
③在秤盘中只放入一个20g的砝码,用记号笔在小筒外侧水面位置画上刻度c,标记为20g;
④作好标记的小筒外侧,如图乙所示,a、b、c三个位置正确的是: A  (选填“A”或“B”)。
(二)“浮力秤”的改进
(4)同学们利用制作好的浮力秤来测黄豆的质量:如图丙所示,将五颗黄豆放在秤盘中,待秤筒稳定后,发现水面对应的位置没有与刻度线相平,认为浮力秤的精确度不够。为提高浮力秤的精确度,小组同学提出的以下改进措施中可行的是  B  。
A.用直径更大的大筒
B.用直径更小的小筒
C.增大小筒中细沙的质量
D.大筒中换用密度更大的液体
【答案】(1)等于;(2)降低小筒的重心,使小筒竖直漂浮在水面上;(3)0;A(4)B。
【分析】(一)(1)物体在液体中处于漂浮状态时,其所受浮力与重力大小相等。
(2)从重心降低角度考虑。
(3)秤盘上是空的,没有质量,所以漂浮在水面的小筒外侧的刻度应标为0 g。
秤盘上的质量越大,小筒浸入水中的深度越深,所以刻度从下往上依次增大。
由题可知,相邻两个刻度之间的质量是10 g,把它分成5等份,每等份就是2 g,据此分析。
(二)用直径更小的小筒,在排开液体体积相同时,浸入水中的高度变化越明显,精确度就更高。
【解答】解:(一)(1)①浮力秤利用排开液体的体积大小显示重力大小,根据物体在液体中处于漂浮状态时,其所受浮力与重力大小相等。浮力秤的制作原理:物体漂浮在液面上时,浮力等于重力。
(2)把空小筒放入水中漂浮在水面上,容易倒下,在小筒底部铺上细沙,整个小筒重心降低,能使小筒竖直漂浮在水面上,便于实验操作。
(3)①秤盘上是空的,没有质量,所以漂浮在水面的小筒外侧的刻度应标为0g。
④秤盘上的质量越大,小筒浸入水中的深度越深,所以刻度从下往上依次增大,即从下往上依次为a、b、c三个位置,故选A。
(二)(4)A.直径更大的大筒,放入秤盘的质量每变化10g时,相邻两刻线之间的距离更小,浮力秤精确度更低,故A不符合题意;
B.直径更小的小筒,放入秤盘的质量每变化10g时,相邻两刻线之间的距离更大,浮力秤精确度更高,故B符合题意;
C.大小筒中细沙的质量,只能改变0刻线的位置,不能改变质量每变化10g之间的距离,不能改变浮力秤的精确度,故C不符合题意;
D.筒中换用密度更大的液体,由F浮=ρ液gV排可知,质量每变化10g时,相邻两刻度之间的距离更小,浮力秤的精确度越低,故D不符合题意。
故选:B。
故答案为:(1)等于;(2)降低小筒的重心,使小筒竖直漂浮在水面上;(3)0;A(4)B。
【点评】本题考查浮力的有关知识,是一道综合题。
04 浮力的计算
1.(2024秋 钱塘区校级期末)如图甲所示,用弹簧测力计将一长方体物体从装有水的杯子中匀速拉出,物体的底面积为20cm2,杯子的底面积为100cm2,拉力随时间的变化关系如图乙所示。则下列说法正确的是(  )
A.该物体的质量为0.3kg
B.当物体有一半露出水面时,受到的浮力为2N
C.该物体上表面离开水面到物体整个露出水面用时1s
D.该物体的体积为4×10﹣4m3
【答案】C
【分析】(1)根据物体的重力计算出其质量;
(2)由图像可知物体浸没在水中受到的浮力,根据阿基米德公式可知物体有一半露出水面时受到的浮力大小;
(3)由图像可知,t=2s时长方体上表面到达水面,t=3s时长方体下表面离开水面,从而可知该物体上表面离开水面到物体整个露出水面所用时间;
(4)根据排开水的体积得知物体的体积,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排计算长方体物体的体积。
【解答】解:A.由图像可知,物体的重力G=5N,物体的质量为:,故A错误;
B.由图像可知,物体浸没在水中受到的浮力为:F浮=G﹣F=5N﹣3N=2N,根据阿基米德公式可知,当物体有一半露出水面时,排开液体体积为浸没时的一半,所以浮力为浸没时受到浮力的一半,即为1N,故B错误;
C.由图像可知,t=2s时长方体上表面到达水面,t=3s时长方体下表面离开水面,所以该物体上表面离开水面到物体整个露出水面用时1s,故C正确;
D.由F浮=ρ水gV排可知,物体浸没时排开水的体积即长方体的体积为:,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查阿基米德原理及浮力的计算,关键是将课本知识内容记忆清楚,仔细分析即可。
2.(2024秋 浙江期中)在某次项目化学习中,小J在不使用量筒的情况下测出不规则物体的体积。方法如下用电子秤测出烧杯和水的总质量为200g,接着将系好细线的小物体缓慢浸没到水中并保持静止(未触底,绳绷直),且水未溢出,此时电子秤的示数为300g。通过计算得出该物体的体积为(  )
A.50cm3 B.100cm3 C.200cm3 D.300cm3
【答案】B
【分析】根据阿基米德原理,通过电子秤示数的变化求出物体受到的浮力,进而求出物体的体积。阿基米德原理指出,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液体所受的重力。
【解答】解:电子秤示数从200g变为300g,增加的质量Δm=300g﹣200g=100g=0.1kg;增加的重力ΔG=Δmg=0.1kg×10N/kg=1N,根据力的作用是相互的,物体受到的浮力F浮=ΔG =1N;根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排,因为物体浸没在水中,所以V物 =V排。物体浸没在水中,则物体体积为

故选:B。
【点评】本题考查浮力大小与物体浸入深度的关系,关键知道完全浸没前和完全浸没后的区别,还要知道影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积。
3.(2024秋 淳安县期末)浮标广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域。如图所示,浮标上部是封闭坚硬的壳体,壳体内部是液压式柱塞泵,柱塞泵内有油,壳体下部有可伸缩的弹性油囊,油囊自身的质量和体积忽略不计。柱塞泵下端与油囊连通,浮标可以通过液压式柱塞泵将泵内的油注入油囊或抽回泵内来实现浮沉。已知浮标壳体和柱塞泵的总质量为40kg,油的总质量为20kg,油的密度为0.8×103kg/m3,海水密度取1.0×103kg/m3。当柱塞泵向油囊中压入8kg油时,浮标悬浮于水中。请计算:
(1)当向油囊中压入8kg油时,油囊的体积;
(2)浮标悬浮时,浮标所受的浮力;
(3)浮标上部封闭壳体浸入水中的体积。
【答案】(1)当向油囊中压入8kg油时,油囊的体积是0.01m3;
(2)浮标悬浮时,浮标所受的浮力为600N;
(3)浮标上部封闭壳体浸入水中的体积为0.05m3。
【分析】(1)根据ρ结合质量计算体积;
(2)根据悬浮时浮力等于重力分析;
(3)根据悬浮时浮力大小,结合阿基米德原理计算体积,得出上部封闭壳体浸入水中的体积。
【解答】解:(1)当向油囊中压入m=8kg油时,根据ρ知,油囊体积
(2)浮标悬浮时,浮标所受的浮力F浮=(m壳+m油)g=(40kg+20kg)×10N/kg=600N;
(3)浮标悬浮时,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知,
浮标连同油囊排开水的总体积为;
浮标上部封闭壳体浸入水中的体积为V=0.06m3﹣0.01m3=0.05m3。
答:(1)当向油囊中压入8kg油时,油囊的体积是0.01m3;
(2)浮标悬浮时,浮标所受的浮力为600N;
(3)浮标上部封闭壳体浸入水中的体积为0.05m3。
【点评】本题考查阿基米德原理与浮沉条件的应用,属于中档题。
4.(2024秋 金华期末)如图甲所示,悬挂在弹簧测力计下的实心圆柱体A浸没在水中,将其缓慢拉出水面(忽略物体带出的水),弹簧测力计的示数F与物体上升的高度h之间的变化图像如图乙所示。然后将体积为2000cm3的实心物体B用细线和A连接在一起,如图丙所示放入水中,A、B刚好悬浮。细线的重力和体积忽略不计,通过计算完成下列问题。
(1)物体A浸没在水中时受到的浮力。
(2)物体B浸没在水中时受到的浮力。
(3)物体B的密度。
【答案】(1)物体A浸没在水中时受到的浮力5N;
(2)物体B浸没在水中时受到的浮力20N;
(3)物体B的密度为0.75×103kg/m3。
【分析】(1)称重法求浮力;
(2)用阿基米德原理求B的浮力;
(3)先求出二者整体的体积,用阿基米德原理求出浮力,再分析受力,求得B的重力,进而求出B的密度。
【解答】解:(1)由图乙可知,拉出水面后,物体重力G=10N,F浮=G﹣F=10N﹣5N=5N;
(2)由于B完全浸没,根据阿基米德原理可得:
(3)浸没时物体A的体积:
VA=V排5×10﹣4m3=500cm3,
图丙中:AB的为整体分析,AB整体体积为:V总=2000cm3+500cm3=2500cm3=25×10﹣4m3,
整体受到的浮力:F浮总=ρ水gV总=1×103kg/m3×10N/kg×25×10﹣4m3=25N,
根据悬浮条件可知:F浮总=GA+GB,GB=G浮总﹣GA=25N﹣10N=15N,
所以B的质量:mB1.5kg,
物体B的密度:ρB0.75×103kg/m3.
故答案为:(1)物体A浸没在水中时受到的浮力5N;
(2)物体B浸没在水中时受到的浮力20N;
(3)物体B的密度为0.75×103kg/m3。
【点评】本题考查浮力与浮沉条件的应用以及密度的计算,属于中档题。
1.(2025春 浙江月考)如图为一救生圈漂浮在水面上的情形。假定救生圈的内圈直径约60cm,外圈直径约100cm,救生圈充足气时的平均密度约0.2×103kg/m3,试估算使用该救生圈最多能在木板上承载多重的物体?(假设木板不浸入水中,且不计木板重)
【答案】使用该救生圈最多能在木板上承载640N的物体。
【分析】根据数学知识求出救生圈的体积,救生圈在水中漂浮,刚好浸没在水中时,所受浮力最大,载重也最大,根据阿基米德原理和物体的漂浮条件求最多能承载的物重。
【解答】解:已知救生圈的内圈直径约为D2=60cm=0.6m,外圈直径约为D1=100cm=1m,
则救生圈的体积约为
Vπ()≈3.14×()2×3.14×()≈0.08m3,
救生圈在水中漂浮,刚好浸没在水中时,所受浮力最大,载重也最大,
根据F浮=ρ液gV排和F浮=G=mg=ρVg可得:
ρ水gV排=ρVg+G物,
即:1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m3=0.2×103kg/m3×10N/kg×0.08m3+G物,
解得,最多能承载的物重:G物=640N。
答:使用该救生圈最多能在木板上承载640N的物体。
【点评】本题考查阿基米德原理和物体漂浮条件的应用,求得救生圈的体积是关键。
2.(2024秋 义乌市校级月考)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是2.7N.当把零件浸没在水中时,弹簧测力计的示数是1.7N.现把该零件浸没在另一种液体中时,弹簧测力计的示数是1.9N,求:
(1)该零件浸没在水中时受到的浮力F浮;
(2)该金属零件的密度ρ金;
(3)另一种液体的密度ρ液。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)在空气中称时弹簧秤的示数等于金属零件重,两次示数之差等于受到的浮力;
(2)求出了金属零件受到的浮力,知道水的密度,利用阿基米德原理求排开水的体积(零件的体积);利用m求零件的质量,利用ρ计算其密度;
(3)利用称重法求出浸没在另一种液体时受到的浮力,再利用阿基米德原理求另一种液体的密度。
【解答】解:
(1)金属零件重力等于在空气中称时弹簧测力计的示数:G=F示1=2.7N,
物体受到水的浮力:
F浮=G﹣F示2=2.7N﹣1.7N=1N;
(2)由F浮=ρ水V排g得金属零件的体积:
V=V排1×10﹣4m3;
金属零件的质量:
m0.27kg,
金属零件的密度:
ρ2.7×103kg/m3;
(3)浸没在另一种液体时受到的浮力:
F浮′=G﹣F示3=2.7N﹣1.9N=0.8N,
由F浮=ρ液V排g得液体的密度:
ρ液0.8×103kg/m3。
答:(1)该零件浸没在水中时受到的浮力为1N;
(2)该金属零件的密度为2.7×103kg/m3;
(3)另一种液体的密度为0.8×103kg/m3。
【点评】本题是一道关于浮力测量和物体密度测量的典型习题,计算时注意物体浸没时排开液体的体积与自身的体积相等。在此为我们提供了一种测量物体密度的方法。
3.(2023秋 椒江区期末)据《智囊全集》记载,宋朝有一座浮桥,是用八头铁铸的牛来固定的。后由于河水暴涨,水冲断了浮桥,铁牛沉到河底。为了打捞铁牛,当时的人们先将两艘运沙船装满泥沙,再用铁索将铁牛拴到船上,然后卸掉船里的泥沙,随着船逐渐上浮,河底的铁牛被拉了上来。已知每头铁牛的质量约为10吨,体积约为2米3;每艘运沙船的质量约为1吨,且浸入水中的最大体积约为5.1米3,人和铁索的质量及体积忽略不计。
(1)请计算每艘运沙船空载时受到的浮力。
(2)每艘运沙船满载时装载的泥沙质量为多少?
(3)请通过计算说明两艘该规格的运沙船能否将一头铁牛拉离河底。
【答案】(1)每艘运沙船空载时受到的浮力为1×104N。
(2)每艘运沙船满载时装载的泥沙质量为4.1×103kg;
(3)两艘该规格的运沙船能将一头铁牛拉离河底。
【分析】(1)运沙船空载时在水面漂浮,根据漂浮条件F浮=G=mg 计算此时船受到的浮力;
(2)首先根据阿基米德原理 F浮=ρgV排 计算满载时受到的浮力,根据G沙=F浮﹣G船计算泥沙的重力,最后根据 m泥沙 计算泥沙的质量。
(3)根据G铁牛=m铁牛g计算铁牛受到的重力,根据阿基米德原理 F浮铁牛=ρ液体gV铁牛 计算铁牛受到的浮力,根据F拉=G铁牛﹣F浮铁牛计算拉起铁牛需要的拉力,最后与运沙船内沙子的重力比较即可。
【解答】解:(1)运沙船空载时在水面漂浮,根据漂浮条件知此时船受到的浮力为:
F浮=G=mg=1×103kg×10N/kg=1×104N。
(2)船满载时受到的浮力为:
F浮=ρgV=1×103kg/m3×10N/kg×5.1m3=5.1×104N,
泥沙的重力为:
G沙=F浮﹣G船=5.1×104N﹣1×104N=4.1×104N,
泥沙的质量为:
m泥沙 4.1×103kg;
(3)铁牛受到的重力为:
G铁牛=m铁牛g=10×103kg×10N/kg=1×105N,
铁牛受到的浮力为:
F浮铁牛=ρ液体gV铁牛 =1×103kg/m3×10N/kg×2m3=2×104N,
拉起铁牛需要的拉力为:
F拉=G铁牛﹣F浮铁牛=1×105N﹣2×104N=8×104N,
2船泥沙的重力为:
G沙总=2G沙=2×4.1×104N=8.4×104N>F拉=8×104N,所以两艘该规格的运沙船能将铁牛拉离河底。
答:(1)每艘运沙船空载时受到的浮力为1×104N。
(2)每艘运沙船满载时装载的泥沙质量为4.1×103kg;
(3)两艘该规格的运沙船能将一头铁牛拉离河底。
【点评】本题考查浮沉条件、阿基米德原理、重力公式的应用,有一定难度。
4.(2024秋 临平区期中)如图是检修员对射电天文望远镜——“中国天眼”进行体检的情景。检修员通过牵引绳将氦气球与身体连接,使检修员对反射面板的压力减小到面板能够承受的范围之内。已知氦气球(包括球内氦气)连同吊索等配件的总质量为180kg,体积为200m3,反射面板能承受的最大压力为120N。
(1)氦气球受到的浮力是多大?(空气的密度ρ空气=1.29kg/m3)
(2)若检修员需要携带20kg的检修装备,则检修员最大质量为多少千克能开展正常检修工作?
【答案】(1)氦气球受到的浮力是2580N;(2)若检修员需要携带20kg的检修装备,则检修员最大质量为70kg能开展正常检修工作。
【分析】(1)根据F=ρgV进行计算;
(2)检修员需站在反射面板上才能开展工作,故其重量不能太大也不能太小,氦气球、人与检修装备组成的整体站在反射面板上,在竖直方向上,重力与浮力、支撑力三力平衡,则 G人+G检+G球=F浮+F支;即G人=m人g=F浮+F支﹣m检g﹣m球 g;结合该公式进行分析;
【解答】解:(1)气球在空气中受到的浮力为F=ρgV=1.29kg/m3×10N/kg×200m3=2580N;
(2)由题意可知,检修员需站在反射面板上才能开展工作,故其重量不能太大也不能太小,氦气球、人与检修装备组成的整体站在反射面板上,在竖直方向上,重力与浮力、支撑力三力平衡,则 G人+G检+G球=F浮+F支;即G人=F浮+F支﹣m检g﹣m球 g=2580N+120N﹣180kg×10N/kg﹣20kg×10N/kg=700N;
人的质量m70kg。
答:(1)氦气球受到的浮力是2580N;(2)若检修员需要携带20kg的检修装备,则检修员最大质量为70kg能开展正常检修工作。
【点评】本题难度较大,计算量较大,需要掌握浮力大小的计算方法、二力平衡应用的规律才可解答。
1.(2024秋 上城区校级期末)如图所示,小明在洗水果时发现,丢入水中的苹果有这样的运动过程:苹果先从空气中进入水中,在全部浸没在水中后会继续向下运动一段距离,然后向上运动,最终漂浮在水面上。关于苹果的受力情况,下列说法正确的是(  )
A.苹果向上运动是因为受到的浮力变大
B.苹果向下运动的过程中,受到的重力小于浮力
C.苹果受到的浮力先变大,再变小,最后变大
D.苹果受到的浮力先变大,再不变,最后变小
【答案】D
【分析】A、苹果浸没在水中,排开水的体积等于苹果的体积,由F浮=ρ液gV排可知浮力变化,苹果在向上运动的过程中,浮力大于重力;
B、苹果向下运动的过程中,浸没前,V排变大,由F浮=ρ液gV排可知浮力变大,重力大于浮力;
CD、由题意可知V排先变大,再不变,后变小,由F浮=ρ液gV排可知苹果受到的浮力变化。
【解答】解:A、苹果浸没在水中,排开水的体积等于苹果的体积,ρ液和V排都不变,由F浮=ρ液gV排可知浮力不变,苹果在向上运动的过程中,浮力大于重力,故A错误;
B、苹果向下运动的过程中,浸没前,V排变大,由F浮=ρ液gV排可知浮力变大,重力大于浮力,故B错误;
CD、由题意可知V排先变大,再不变,后变小,由F浮=ρ液gV排可知苹果受到的浮力先变大,再不变,最后变小,故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查阿基米德原理、物体的浮沉条件的灵活运用。
2.(2025 丽水二模)游泳时,将露出水面的双手浸入水中可以获得更大的浮力,使人上浮防止溺水,如图所示。手浸入水中的过程中,浮力增大的原因是(  )
A.减少了人的重力
B.减少了空气对人的阻力
C.增大了人排开水的体积
D.增大了人的密度
【答案】C
【分析】根据阿基米德原理分析。
【解答】解:根据阿基米德原理知,浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,游泳时,将露出水面的双手浸入水中可以使得排开液体的体积更大,液体密度不变,可以获得更大的浮力。
故选:C。
【点评】本题考查阿基米德原理的应用,属于基础题。
3.(2024秋 慈溪市期末)将重为4N、体积为6×10﹣4m3的物体投入一个装有适量水的烧杯中,溢出200g水。当物体静止时,下列说法正确的是(  )
A.物体漂浮,F甲=4N
B.物体悬浮,F甲=2N
C.物体沉在水底,F甲=2N
D.物体沉在水底,F甲=4N
【答案】A
【分析】知道物体的重,利用重力公式求物体的质量,又知道物体的体积,利用密度公式求物体的密度;
求出了物体的密度,和水的密度比较,根据物体的浮沉条件确定物体在水中的状态和受到的浮力。
【解答】解:由G=mg=ρVg得:
物体的密度:ρ0.7×103kg/m3,
则ρ<ρ水,所以物体在水中将漂浮;
物体在水中受到的浮力:
F甲=G=4N。
故选:A。
【点评】本题考查了密度的计算、重力的计算、浮力的计算、物体的浮沉条件,根据物体的密度与水的密度的大小关系确定物体在水中的状态是本题的关键。
4.(2024秋 绍兴期末)如图所示,魔法水母是一款受孩子喜爱的玩具。在瓶内注满水,然后放入魔法水母,旋紧瓶盖,用力抓握塑料瓶,魔法水母就会往水下沉落;松开塑料瓶,它又会浮上来。调整握塑料瓶的力度,魔法水母就可以静止悬浮在水中。下列说法错误的是(  )
A.魔法水母是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的
B.魔法水母下沉时受到的液体压强变大
C.用力挤压矿泉水瓶时,魔法水母内的空气体积变大
D.魔法水母悬浮在水中时,它所受的浮力和重力的大小相等
【答案】C
【分析】(1)根据p=ρgh分析魔法水母下沉时受到的液体压强的变化;
(2)浮力大于重力,物体上浮;浮力小于重力,物体下沉,浮力等于重力,物体悬浮;
(3)气体质量一定时,气体体积越小压强越大。
【解答】解:ACD、挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入魔法水母中,魔法水母的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉;
松开手,魔法水母内水面上的空气体积增大,压强减小,魔法水母里面被压缩的空气把水压出来,此时魔法水母的重力小于它所受的浮力,因此它就向上浮;当浮力等于重力,就会悬浮在水中,故C错误,D正确;
魔法水母是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的,魔法水母上浮时它所受到的重力减小,浮力不变,故A正确;
B、魔法水母下沉时,深度增加,根据p=ρgh知受到的液体压强变大,故B正确。
故选:C。
【点评】此题是大气压和浮力的一个综合考查,是一道综合题,有一定的难度。
5.(2024秋 苍南县校级期末)如图,容器内有一密度未知的长方体M,通过粗细可忽略不计的硬质细杆AB固定。打开水阀以稳定的流速注水。当注水时间为t1时,容器内水面恰好接触到长方体M的底部;当注水时间为t2时,长方体M恰好全部浸没在水中;继续加水一段时间后停止(水未溢出)。整个过程中细杆AB所受的力的大小F(不考虑方向)与时间t的关系不可能是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据阿基米德原理分析浮力变化,根据物体的浮沉分析杆子的作用力的变化,据此分析解答。
【解答】解:开始加水,没有浸入,故不受浮力,拉力等于重力,当注水时间为t1时,容器内水面恰好接触到长方体M的底部;开始受到浮力,且浮力变大,故拉力减小,但由于不知道浮沉,
A.当长方体M的密度大于水的密度,长方体会沉底,即浮力小于重力,时间为t1前,长方体不受浮力,则细杆AB所受的力不变,时间为t1~t2之间,随长方体浸在水中体积的增加,浮力变大,则细杆AB所受的力变小,当再继续加水时,因为浮力不变,则细杆AB所受的力不变,但细杆AB仍然受力,A可能,故A不符合题意;
B.当长方体M的密度等于水的密度,长方体会悬浮,即浮力等于重力,时间为t1前,长方体不受浮力,则细杆AB所受的力不变,时间为t1~t2之间,随长方体浸在水中体积的增加,浮力变大,当长方体刚好浸没后浮力等于重力,此时细杆AB所受的力刚好为0,当再继续加水时,因为浮力不变,细杆AB所受的力仍然为0,B可能,故B不符合题意;
CD.当长方体M的密度小于水的密度,长方体会漂浮,即浮力等于重力,时间为t1前,长方体不受浮力,则细杆AB所受的力不变,时间为t1~t2之间,随长方体浸在水中体积的增加,浮力变大,当物体完全浸没时,受到的浮力大于其重力,因此在时间t2之前,细杆AB所受的力先减小到0,再增加,后保持不变,在时间t2之后就不再改变了,故C可能,D不可能,故C不符合题意,D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查浮沉条件与阿基米德原理的应用,属于中档题。
6.(2024秋 海曙区期末)下列说法中正确的是(  )
A.金属块在水中受到浮力,在空气中不受到浮力
B.只有在水中上浮的物体才受到浮力,下沉的物体不受到浮力
C.漂浮在液面的物体受到浮力,沉没在水底的物体不再受到浮力
D.悬浮在汽油中的物体所受的浮力和它漂浮在水上时受到的浮力是相等的
【答案】D
【分析】(1)浸在液体(或气体)中的物体,若受到的重力大于浮力,物体下沉;若受到的重力小于浮力,物体上浮;若受到的重力等于浮力,物体悬浮;
(2)浮力产生的实质:浸在液体中的物体,液体对物体向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差就是物体受到的浮力。
【解答】解:
A、浸在液体(或气体)中的物体都要受到浮力,因此金属块在水中受到浮力,在空气中也受到浮力,故A错误;
B、在液体中上浮和下沉的物体也受到浮力,物体之所以上浮,是因为它受到的重力小于浮力,故B错误;
C、漂浮在液面的物体受到浮力,沉没在水底的物体也受到浮力,物体之所以下沉,是因为受到的重力大于浮力,故C错误;
D、悬浮在汽油中的物体所受的浮力等于其重力,漂浮在水上时受到的浮力等于其重力,因此悬浮在汽油中的物体所受的浮力和它漂浮在水上时受到的浮力是相等的,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查浮力产生的原因、物体的浮沉条件,都是学生在学习中容易出错的地方,需要认真领会。
7.(2024秋 诸暨市校级期中)在一定条件下,水中物体能上浮。图示为物体在上浮后静止时的情况,前后所受浮力相同的是(  )
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
【答案】D
【分析】(1)沉底的汤圆,浮力小于自身重力,漂浮在水面的汤圆,浮力等于自身重力;
(2)潜水艇在水面下潜行时,排开水的体积等于潜水艇的体积,上浮并浮出水面后,排开水的体积小于潜水艇的体积,根据F浮=ρ液gV排可知浮力的变化;
(3)沉底的鸡蛋,受到的浮力小于鸡蛋的重力,加盐后,鸡蛋上浮并最后漂浮在水面,鸡蛋受到的浮力等于鸡蛋的重力;
(4)轮船在长江和大海都处于漂浮状态,浮力等于自身重力。
【解答】解:A、沉底的汤圆,浮力小于自身重力,汤圆煮熟后上浮并浮出水面,受到浮力等于汤圆的重力,所以,汤圆上浮前后,受到的浮力变大,故A错误;
B、潜水艇在水面下潜行时,排开水的体积等于潜水艇的体积,上浮并浮出水面后,排开水的体积小于潜水艇的体积,根据F浮=ρ液gV排可知,潜水艇浮出水面后浮力变小,故B错误;
C、沉底的鸡蛋,受到的浮力小于鸡蛋的重力,加盐后,鸡蛋上浮并最后漂浮在水面,鸡蛋受到的浮力等于鸡蛋的重力,所以,鸡蛋上浮前后,受到的浮力变大,故C错误;
D、轮船在长江和大海都处于漂浮状态,浮力等于自身重力,由于轮船的重力不变,所以轮船受到的浮力大小不变,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查物体的浮沉条件及其应用、阿基米德原理,知道物体漂浮时,受到的浮力等于自身重力是解题的关键。
8.(2024秋 杭州期中)如图所示,两只完全相同的容器分别装等质量的水在台秤上,用细悬挂着质量不同、体积相同的实心铅球和铝球,逐渐将它们全部浸没在水中(球未接触到容器底,水未溢出),此时台秤甲、乙示数分别为 FN1和FN2,绳的拉力分别为FT1和FT2,已知ρ铅>ρ铝。下列关系正确的是(  )
A.FN1=FN2 FT1>FT2 B.FN1>FN2 FT1>FT2
C.FN1<FN2 FT1>FT2 D.FN1>FN2 FT1<FT2
【答案】A
【分析】(1)知道台秤的示数F=G容器+G水+F向下;
根据题干可知:两只完全相同的容器分别装等质量的水,将体积相同的实心铅球和铝球全部没入水中,此时水未溢出。根据F浮=ρ液gV排求得实心球受到的浮力相同,然后根据物体间力的作用是相互的可求得实心球对水的压力相同,最后即可得出台秤的示数;
(2)根据m=ρV得出体积相同的实心铅球和铝球的质量大小,再判断实心铅球和铝球的重力大小关系,最后根据物体受力平衡判断拉力大小关系。
【解答】解:(1)由题知,两只完全相同的容器分别装等质量的水,则水的质量G1水=G2水;
当实心体积相同的铅球和铝球全部没入水中时V排=V物,则:V铅排=V铝排,
根据F浮=ρ液gV排可知:F铅浮=F铝浮;
根据物体间力的作用是相互的可知,实心球对水的压力F向下=F浮,
由于台秤的示数N=G容器+G水+F向下,则两台秤的示数分别为:
FN1=G容器+G1水+F1向下=G容器+G水+F铅浮;
FN2=G容器+G2水+F2向下=G容器+G水+F铝浮;
所以,FN1=FN2,故BCD错误;
(2)由于实心铅球和铝球体积相同,则根据m=ρV,G=mg可知G=ρVg,因ρ铅>ρ铝,所以G铅>G铝;
对于悬吊在水中的球来说,它受到自身的重力G、水对它的浮力F浮和悬绳对它的拉力T三个力的作用而处于平衡,则绳的拉力为T=G﹣F浮;
则T1=G铅﹣F铅浮,T2=G铝﹣F铝浮;
所以,FT1>FT2;故A正确。
故选:A。
【点评】本题综合考查密度、阿基米德原理以及受力平衡的分析和应用。本题的关键点:一是确定天平受到力的分析,二是对球进行受力分析,然后根据力的合成计算拉力的大小。
9.(2025秋 西湖区期中)有同学发现,同一艘船分别在长江(淡水)和海洋(海水)中航行时,船与水面接触的位置不同。请回答:
(1)观察图1和图2,可以发现同一艘船在长江和海洋中航行时,船与水面接触位置不同的主要原因是 同一艘船在长江(淡水)和海洋(海水)中航行时,处于漂浮状态,浮力相同,由于海水的密度大于淡水的密度,排开海水的体积小一点,因此船在海水中会浮得更高  。
(2)结合船在长江和海洋中的航行情况,有同学把同一个鸡蛋分别放入装有清水和盐水的杯子中。你判断其中装有盐水的杯子是图 3  (选填“3”或“4”),判断理由是 因为盐水的密度大于清水的密度,鸡蛋在盐水中会浮起来,而在清水中会沉下去  。
【答案】(1)同一艘船在长江(淡水)和海洋(海水)中航行时,处于漂浮状态,浮力相同,由于海水的密度大于淡水的密度,排开海水的体积小一点,因此船在海水中会浮得更高;
(2)3;因为盐水的密度大于清水的密度,鸡蛋在盐水中会浮起来,而在清水中会沉下去。
【分析】(1)物体漂浮时浮力等于重力,根据液体的密度结合阿基米德原理分析排开液体体积的关系;
(2)同一鸡蛋的重力相同,放入3、4两种液体中处于漂浮状态或悬浮状态,根据漂浮或悬浮的条件可知在两种液体密度的大小关系。
【解答】解:(1)同一艘船在长江(淡水)和海洋(海水)中航行时,处于漂浮状态,浮力相同,都等于自身重力,船与水面接触位置不同的主要原因是海水的密度大于淡水的密度,排开海水的体积小一点,因此船在海水中会浮得更高。
(2)装有盐水的杯子是图3;判断理由:因为盐水的密度大于清水的密度,鸡蛋在盐水中会浮起来,而在清水中会沉下去。
故答案为:(1)同一艘船在长江(淡水

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