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第8章 8.7 物体的浮沉条件及其应用
题型1 物体浮沉条件 题型2 利用物体的浮沉条件求浮力的大小
题型3 利用物体的浮沉条件比较浮力的大小 题型4 冰块熔化问题
▉题型1 物体浮沉条件
【知识点的认识】
物体浮沉条件：
（1）当物体的密度小于液体的密度时，物体所受的浮力大于重力，因此物体会上浮。
（2）当物体的密度等于液体的密度时，物体所受的浮力等于重力，物体将保持悬浮状态。
（3）当物体的密度大于液体的密度时，物体所受的浮力小于重力，因此物体将下沉。
1．如图所示是舰载机飞离甲板的过程，下列说法正确的是（　　）
A．飞机在甲板上加速助跑时，受的是平衡力
B．飞机起飞前加速助跑，可获得更大的惯性，利于升空
C．飞机飞离甲板后，军舰受到水的浮力变小
D．飞机加速升空时，机翼上方的空气流速快，压强大
【答案】C
【解答】解：A、飞机在航母甲板上加速飞行时，处于非平衡状态，受非平衡力作用，故A错误；
B、惯性与质量有关，飞机的质量不变，惯性不变，故B错误；
C、舰船处于漂浮状态，所受浮力等于自身的重力，飞机飞离甲板后，舰船的重力变小，舰船受到水的浮力变小，故C正确；
D、飞机加速升空时，机翼上方的空气流速快，压强小，故D错误。
故选：C。
2．某同学制作了如图所示的潜水艇模型，下列说法正确的是（　　）
A．潜水艇没有浮出水面时所受的重力相同
B．潜水艇没有浮出水面时所受的浮力相同
C．向外拉注射器活塞，可实现潜水艇上浮
D．向内推注射器活塞，可实现潜水艇下沉
【答案】B
【解答】解：AB、潜水艇是通过改变自身的重力来实现下潜和上浮的，当向外拉注射器活塞或向内推注射器活塞时，改变了潜水艇受到的重力，但是当潜艇模型浸没在水中时，排开水的体积不变，所受浮力不变，故A错误、B正确；
C、向外拉注射器活塞，水会被压入试管内，此时试管的自重增加，当重力大于浮力时，可实现潜水艇下沉，故C错误；
D、向内推注射器活塞，水会被压出试管内，此时试管的自重减小，当重力小于浮力时，可实现潜水艇上浮，故D错误。
故选：B。
3．一艘船从东海驶入黄浦江时，船受的浮力将会（　　）
A．浮力不变，船身下沉些
B．浮力增大，船身上浮些
C．浮力减少，船身下沉些
D．浮力不变，船身上浮些
【答案】A
【解答】解：船在东海和黄浦江均处于漂浮状态，属于平衡状态，船受到的浮力大小等于重力大小，
而船重力不变，则船受到的浮力大小不变，
又因为在船行驶过程中，海水密度大于江水密度，根据阿基米德原理可知：排开江水的体积偏大，则船身将下沉些。
故选：A。
4．如图所示，天平左右两侧放有相同的烧杯，内装有等质量的水。现有体积相同的乒乓球和铁球，将铁球使用细线悬挂在铁架台上并浸没在右侧烧杯内的水中，且不与烧杯接触；将乒乓球直接轻轻放入左侧烧杯中。水在过程中不会溢出，下列说法中正确的是（　　）
A．乒乓球漂浮，浮力大于重力
B．左右烧杯底部液体压强相等
C．因为两球体积和两烧杯内水的质量相等，所以图中天平能够平衡
D．若使用细铁丝慢压乒乓球使其浸没在水中，天平将平衡
【答案】D
【解答】解：A、乒乓球漂浮，浮力等于重力，故A错误；
B．左侧乒乓球部分浸入，右侧全部浸入，原来水的质量和体积相等，浸入的体积不等，液面高度不等，根据p＝ρ液gh知，左右烧杯底部液体压强不等，故B错误；
C．因为两烧杯和杯内水的质量相等，但左侧排开液体的重力等于乒乓球的浮力，右侧排开液体的重力等于铁球的浮力，右侧浮力大，故排开液体的重力大，因而右侧下沉，故图中天平不能够平衡，故C错误；
D．若使用细铁丝慢压乒乓球使其浸没在水中，左右的浮力相等，排开液体的重力相等，因而压力相等，故天平将平衡，故D正确。
故选：D。
5．2022年1月，海啸导致南太平洋岛国汤加淡水紧缺，为实施人道主义救援，中国海军五指山舰日夜兼程抵达汤加之后，停泊于码头旁并通过管道向陆地输送550t淡水，如图所示，输水过程中，五指山舰（　　）
A．舰体略上浮，受到浮力不变
B．舰体略上浮，受到浮力变小
C．舰体略下沉，受到浮力不变
D．舰体略下沉，受到浮力变大
【答案】B
【解答】解：五指山舰始终漂浮在水面上，根据浮沉条件，漂浮时，浮力等于重力，当输水过程中，五指山舰的总重力减小，故受到的浮力减小；
根据阿基米德原理原理得，当浮力变小时，V排变小，即舰体上浮。故B正确。
故选：B。
6．中国首艘国产001A型航母于4月26日下水，如图所示。关于舰载机在航母上训练飞行时，下列说法正确的是（　　）
A．舰载机在甲板上和飞离航母后，航母始终漂浮，航母所受浮力大小不变
B．舰载机飞行时能获得向上的压强差，是因为机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速
C．舰载机在航母甲板上加速前进时，受到平衡力作用
D．在起飞过程中，舰载机的惯性将消失
【答案】B
【解答】解：A、航载飞机飞离航母后，航母的总重力减小，航母始终漂浮，浮力等于重力，所以浮力会减小，故A错误；
B、飞机飞行时能获得向上的压强差，是因为机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速，上方压强小于下方，从而产生向上的升力，故B正确；
C、舰载机在航母甲板上加速前进时，受到非平衡力作用，故C错误；
D、物体在任何时候都有惯性，飞机在起飞过程中，惯性不可能消失，故D错误。
故选：B。
7．如图所示，将甲、乙两个容器放在水平桌面上，甲、乙两容器的底面积分别为S甲和S乙．甲容器中盛有密度为ρ1的液体，乙容器中盛有密度为ρ2的液体。现将体积相等的A、B两个物体分别放入甲、乙两容器后，物体A悬浮，物体B漂浮且有一半体积露出液面，此时两容器液面相平。液体对甲容器底部的压强为P1压力为F1液体对乙容器底部的压强为P2、压力为F2．已知物体A与物体B的密度之比为2：3，S乙等于4S甲．则下列判断正确的是（　　）
A．P1＝P2，F1＞F2 B．P1＜P2，12F1＝F2
C．3P1＝P2，6F1＝F2 D．P1＞P2，F1＝4F2
【答案】B
【解答】解：液体对甲容器底部的压强P1＝ρ1gh，液体对乙容器底部的压强P2＝ρ2gh，
又因为ρ2＞ρ1，所以P2＞P1。
根据公式 F浮＝ρ2gGB＝ρBVg 可知ρ2＝2ρB，
液体对甲容器底部的压力F1＝P1S甲＝ρ1ghS甲＝ρAghS甲
液体对乙容器底部的压力F2＝P2S乙＝ρ2ghS乙＝2ρBghS乙，
所以，即12F1＝F2。
故选：B。
8．一个大容器中装有部分水，水中有个小容器，且在小容器中有一木块（ρ木＜ρ水），如图所示。若将木块轻轻放入水中，则（　　）
A．水面会上升
B．水面会下降
C．水面高度不变
D．水对容器底的压强增大
【答案】C
【解答】解：如图，容器漂浮，
容器受到的水的浮力：
F浮＝G容+G木，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
将木块轻轻放入水中，容器和木块还漂浮在水面上，
二者受到的总浮力：
F浮′＝G容+G木，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②得：
F浮＝F浮′，
∵F浮＝ρ水v排g，
∴两种情况下排开水的体积相同，
∴将木块轻轻放入水中后容器内水位不变（水深h不变），
又∵p＝ρgh，
∴水对容器底的压强不变。
故选：C。
（多选）9．关于物体所受浮力，下列说法合理的是（　　）
A．游轮从长江行驶到大海，船身上浮，浮力变大
B．我国的“蛟龙号”潜水器在水下悬停时，所受浮力等于重力
C．向水中逐渐加入盐，沉底的鸡蛋开始上浮，这个过程鸡蛋所受的浮力增大
D．空中的热气球从悬浮开始下降，浮力小于重力
【答案】BCD
【解答】解：A、当轮船由从长江驶入大海后，都是漂浮，船受到的浮力：F浮＝G，因为船受到的重力不变，所以船受到的浮力不变；又因为F浮＝ρ水v排g，ρ海水＞ρ江水，所以排开海水的体积小于排开江水的体积，即：船浸入水中的体积变小，船上浮一些，故A错误；
B、若“蛟龙号”潜水器所受浮力等于重力时，蛟龙号”潜水器会悬停，故B正确；
C、向水中逐渐加入盐，盐水的密度增大，由F浮＝ρ液gV排可知浮力变大，当浮力大于重力时，鸡蛋会上浮，故C正确；
D、空中的热气球悬浮时浮力等于重力；下降时浮力小于重力，所以空中的热气球从悬浮开始下降，浮力小于重力，故D正确。
故选：BCD。
10．如图所示为中国新一代通用型导弹驱逐舰，其排水量为7×103t，则驱逐舰满载时的总质量为 　7×103 t；该驱逐舰从海洋驶入长江时所受到的浮力将 　不变　 （填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】7×103；不变。
【解答】解：（1）由G＝F浮＝G排可知，该驱逐舰满载时的总质量：m总＝m排＝7×103t。
（2）驱逐舰从海洋驶入长江时，始终处于漂浮状态，根据物体的漂浮条件可知，驱逐舰受到的浮力与重力相等，驱逐舰的重力不变，则驱逐舰受到的浮力不变。
故答案为：7×103；不变。
11．“奋斗者号”是我国自主研制的深潜器。当“奋斗者号”完全潜入水中时，排开水的体积为50m3，它所受浮力为 　5×105 N。如图所示是深潜器正在上浮和悬浮的情景，其中 　甲　 （选填“甲”或“乙”）深潜器正在上浮，此时两幅图的深潜器所受到的浮力 　相等　 。（选填“相等”或“不相等”）（，g取10N/kg）
【答案】5×105；甲；相等。
【解答】解：当“奋斗者号”完全潜入水中时，由阿基米德原理可知：“奋斗者号”受到的浮力；
由题意可知：两幅图的深潜器均浸没在水中，排开水的体积相等，由阿基米德原理可知：此时两幅图的深潜器所受到的浮力相等；
根据物体的浮沉条件可知：深潜器上浮时，所受浮力大于重力；深潜器悬浮时，所受浮力等于重力；因两幅图的深潜器所受到的浮力相等，图甲中水舱水少，说明图甲深潜器重力小，它所受浮力大于重力，则图甲深潜器正在上浮。
故答案为：5×105；甲；相等。
12．一个苹果的质量为150g、体积为200cm3，用手将其浸没在水中，此时苹果受到的浮力为 　2　 N；松手后苹果将 　上浮　 （选填“上浮”“下沉”或“悬浮”），苹果静止后，浸入水中的体积为 　150　 cm3。（g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）
【答案】2；上浮；150。
【解答】解：将苹果浸没在水中，由阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知：此时苹果受到的浮力为；由重力公式可知：苹果的重力G＝mg＝150×10﹣3kg×10N/kg＝1.5N；因此时苹果受到的浮力F浮＝2N＞G＝1.5N，根据物体的浮沉条件可知：松手后苹果将上浮；苹果静止后，处于漂浮状态，根据物体的浮沉条件可知：苹果漂浮时受到的浮力大小等于苹果的重力，由阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知：苹果静止后，浸入水中的体积为。
故答案为：2；上浮；150。
13．浮力是由于周围液体对物体向上和向下的 　压力差　 而产生的。将一块质量为60g、体积为100cm3的物块浸没在水中后放手，物块最终处于 　漂浮　 （选填“沉底”“悬浮”或“漂浮”）状态，此时物块浸入水中的体积是 　60　 cm3，物块受到的浮力为 　0.6　 N。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）
【答案】压力差；漂浮；60；0.6。
【解答】解：物体浸在液体中，由于物体上、下表面所处的深度不同，下表面所处的深度大于上表面的深度，下表面受到的压强大于上表面受到的压强，因此液体对物体产生的一个向上的压力与向下的压力不相等，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。
物体完全浸没时受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10﹣6m3＝1N；
物体的重力为：
G＝mg＝60×10﹣3kg×10N/kg＝0.6N；
G物＜F浮，物体上浮，最后漂浮；
物体浮在水面上，所以物块受到的浮力为：F浮′＝G物＝0.6N。
根据F浮＝ρ水gV排可得，物块浸入水中部分的体积：
V浸＝V排′6×10﹣5m3＝60cm3。
故答案为：压力差；漂浮；60；0.6。
14．如图所示，四个不同物质制作的质量分布均匀的实心小球A、B、C、D分别静止在水中不同位置，若四个小球质量相同，所受浮力最小的是 　D　 球，若四个小球体积相同，所受浮力最小的是 　A　 球（填A/B/C/D）。
【答案】D；A。
【解答】解：
（1）已知四个小球的质量相同，由G＝mg可知，四个小球的重力相等；
由图示可知，A、B两球处于漂浮状态，所以A、B受到浮力的大小关系：FA＝FB＝G；
C球处于悬浮状态，则C球受到的浮力：FC＝G；
D球沉底，则D球受到的浮力：FD＜G；
综合上述分析可知，此时所受浮力最小的小球是D球；
（2）已知四个小球的体积相同，由图示可知，四个小球排开水的体积关系：V排A＜V排B＜V排C＝V排D，
由F浮＝ρ水gV排可知，所受浮力最小是A球。
故答案为：D；A。
15．满载时排水量为1000t的轮船在河水中航行，满载时所受的重力为 　107 N，所受河水的浮力是 　107 N，如果河水密度为1×103kg/m3，船排开水的体积是 　103 m3，当轮船从河水里行驶到大海时，它所受的浮力将 　不变　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。（海水的密度比河水的密度大）（g取10N/kg）
【答案】107；107；103；不变。
【解答】解：（1）根据阿基米德原理得F浮＝G排；因为轮船漂浮在水上，所以F浮＝G船总；
所以船及所装货物的重力：G船总＝G排＝m排g＝1000×1000kg×10N/kg＝1×107N，
（2）根据（1）得轮船所受浮力：
F浮＝G排＝1×107N，
（3）由F浮＝ρ水gV排可得，船排开水的体积：
V排1×103m3。
（4）当轮船从河水里开到大海时，由于轮船始终漂浮，则船受到的浮力F浮＝G；
因为船受到的重力G不变，所以船受到的浮力不变。
故答案为：107；107；103；不变。
16．一烧杯放在斜面上，画出图中小球受重力和浮力的示意图。
【答案】见解答图。
【解答】解：重力的方向是竖直向下的，从小球重心作竖直向下的力；物体漂浮，方向竖直向上，从重心开始竖直向上画一条带箭头的线段，由于物体漂浮在水面上，物体受到的浮力大小等于物体的重力大小，所以浮力的长度和重力的长度大致相等，如图所示：
17．如图所示一个鸡蛋在水中匀速缓慢上浮，请作出鸡蛋所受力的示意图。（不考虑鸡蛋与水之间的摩擦）
【答案】
【解答】解：一个鸡蛋在水中匀速上浮，受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力的作用，大小相等，两个力的作用点均选在重心上，且处于平衡状态，据此作出它的受力示意图，如下图所示：
。
18．某同学自制简易密度计并测定盐水的密度。实验步骤如下：
①在粗细均匀的竹棒的一端缠上适量细铅丝，制成简易密度计；
②用刻度尺测出竹棒的长度L；
③把简易密度计放入盛水的烧杯中，静止后用刻度尺测出液面上竹棒的长度h1；
④把密度计放在盛盐水的烧杯中，静止后用刻度尺测出液面上的长度h2。
（1）密度计是利用漂浮条件工作的，被测液体的密度越大，密度计排开液体的体积 　越小　 （填“越小”或“越大”）。所以密度计的刻度越往下越 　大　 （填“小”或“大”）。
（2）被测盐水的密度ρ盐水＝　 ρ水 。（不计铅丝体积，水的密度用ρ水表示）
（3）若测量液体密度时，密度计接触到容器的底部，则测得的密度值将 　大于　 （填“大于”“小于”或“等于”）实际值。
【答案】（1）越小；大；（2） ρ水；（3）大于。
【解答】解：（1）密度计工作时漂浮在液面上，故是利用浮力与重力大小相等的条件来工作的；
由漂浮的特点和阿基米德原理：G＝F＝ρ液gV排＝ρ液gSh，
因不计铅丝体积，S相同，ρ液h为一定值，ρ液与h为反比例函数，故它的刻度线分布是不均匀的；
根据G＝F＝ρ液gV排，因重力不变，被测液体的密度越大，故密度计排开液体的体积就越小，因此密度计越往下，标注的密度值就越大；
（2）在水中时：F浮＝ρ水gV排1＝ρ水gS（L﹣h1）；
在盐水中时：F浮＝ρ盐水gV排2＝ρ盐水gS（L﹣h2）；
因为浮力相等，所以：ρ水gS（L﹣h1）＝ρ盐水gS（L﹣h2）；
即被测盐水的密度表达式：
ρ盐水 ρ水；
（3）密度计接触到容器的底部，密度计不能继续向下运动，没入液体中的体积偏小，因为密度计越往下刻度值越大，故测量的密度值偏大。
故答案为：（1）越小；大；（2） ρ水；（3）大于。
19．2022年6月17日，我国完全自主设计建造的第三艘航空母舰正式下水并命名为“福建舰”（如图所示），这艘航母满载时排水量（即排开水的质量）达8×104t，吃水深度在10m以上，其他各项技术指标领跑全球同类其他航母。求：（g取10N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3）
（1）当“福建舰”满载从长江驶入大海，舰身将 　上浮　 （选填“上浮”或“下沉”）一些。
（2）当“福建舰”满载漂浮在水面时，受到的浮力和浸入水中的体积分别为多少？
（3）当航母吃水深度（浸入水中的深度）为10m时，舰底受到的水的压强是多少？
（4）当一架我国自主设计制造的质量为3×104kg的歼15舰载机飞离航母时，航母此时排开水的体积变化了多少？
【答案】（1）上浮；
（2）当“福建舰”满载漂浮在水面时，受到的浮力和浸入水中的体积分别为8×108N、8×104m3；
（3）当航母吃水深度（浸入水中的深度）为10m时，舰底受到的水的压强是1.0×105Pa；
（4）当一架我国自主设计制造的质量为3×104kg的歼15舰载机飞离航母时，航母此时排开水的体积变化了30m3。
【解答】解：（1）福建舰从长江驶入大海，所受浮力等于本身的重力不变，由于ρ江水＜ρ海水，根据F浮＝ρ液V排g可知，则福建舰浸入水的体积变小，所以吃水深度变小，航母相对于水面将上浮一些；
（2）当“福建舰”满载时漂浮在水面时，处于静止状态受平衡力的作用；
受到的浮力为F浮＝G排＝m排g＝8×104×103kg×10N/kg＝8×108N，
它浸入水中的体积V排8×104m3；
（3）水面下10m处海水产生的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg×10N/kg×10m＝1.0×105Pa；
（4）歼15舰载机通过电子弹射方式飞离航母时，航母的总重力变小，但航母仍处于漂浮状态，
根据F浮＝G可知航母受到的浮力将变小，船上浮一些，船的吃水深度变小；根据G＝mg和F浮＝ρ水gV排可知
航母此时排开水的体积变化量ΔV排30m3。
答：（1）上浮；
（2）当“福建舰”满载漂浮在水面时，受到的浮力和浸入水中的体积分别为8×108N、8×104m3；
（3）当航母吃水深度（浸入水中的深度）为10m时，舰底受到的水的压强是1.0×105Pa；
（4）当一架我国自主设计制造的质量为3×104kg的歼15舰载机飞离航母时，航母此时排开水的体积变化了30m3。
20．研学活动中，小林参观了海军基地的“强国”号潜水艇。“强国”号潜水艇总质量为900t，最大下潜深度可达350m，总体积为1.5×103m3。取10N/kg，ρ海水＝1.0×103kg/m3。
（1）潜水艇是通过改变 　自身重力　 来实现浮沉的。
（2）当“强国”号潜水艇漂浮在海面上时，排开海水的体积是多少？
（3）为了使漂浮在海面上的“强国”号潜水艇完全潜入海水中，至少要向水舱中充入多少kg的水？
【答案】（1）自身重力；
（2）总质量为900t的“强国”号潜水艇漂浮在海面上时排开海水的体积是9×102m3；
（3）为了使漂浮在海面上的“强国”号潜水艇完全潜入海水中，至少要向水舱中充入质量为6×105kg的水。
【解答】解：（1）潜水艇浸没在水中时，潜水艇受到水的浮力和重力的作用，由于潜水艇的体积不变，排开水的体积不变，根据F浮＝ρ海水V排g可知：潜水艇受到水的浮力不变；
把压缩空气压入潜水艇的压力舱，将海水排出，潜水艇自重G减小，当F浮＞G时，潜水艇上浮；
打开压力舱的阀门，让海水进入压力舱内，潜水艇自重G增大，当F浮＜G时，潜水艇下沉；
当F浮＝G时，潜水艇悬浮，可以停留在任何深度；由此可见，潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的；
（2）当潜水艇漂浮在海面上时，它受到的浮力：
F浮＝G潜水艇＝m潜水艇g＝900×103kg×10N/kg＝9×106N；
根据F浮＝ρ海水gV排知该潜水艇漂浮在海面时排开海水的体积为：
V排9×102m3；
（3）潜水艇潜入水中时受到的浮力：
F浮′＝ρ海水gV排＝ρ海水gV潜水艇＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×103m3＝1.5×107N；
要使潜水艇下潜，G潜水艇+G海水≥F浮′，
所以至少要向水舱充入海水的重力为：
G海水＝F浮′﹣G潜水艇＝1.5×107N﹣9×106N＝6×106N，
根据G＝mg可知海水的质量m海水6×105kg。
答：（1）自身重力；
（2）总质量为900t的“强国”号潜水艇漂浮在海面上时排开海水的体积是9×102m3；
（3）为了使漂浮在海面上的“强国”号潜水艇完全潜入海水中，至少要向水舱中充入质量为6×105kg的水。
21．市面上有一种防溺水手环，如图，将手环系在手臂上，紧急情况下打开手环，手环内气瓶的CO2会迅速充满气囊，最终使人漂浮于水面。为确保安全，人体浸入水中的体积不能超过人体总体积的五分之四。已知某运动员质量m人＝61.2kg，平均密度，水的密度，忽略手环体积和自重，求：
（1）该运动员的重力；
（2）当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时，该运动员在水中受到的浮力；
（3）人漂浮时，气囊体积至少多大，才能确保运动员的安全。
【答案】（1）该运动员的重力为612N；
（2）该运动员在水中受到的浮力为480N；
（3）人漂浮时，气囊体积至少为0.0132m3，才能确保运动员的安全。
【解答】解：（1）该运动员的重力为：G人＝m人g＝61.2kg×10N/kg＝612N；
（2）由得人的体积为：，
当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时，该运动员在水中受到的浮力为
；
（3）人漂浮时，受到的浮力为F浮′＝G人＝612N，
由F浮＝ρ水gV排得此时排开水的体积为：，
气囊体积为：V气囊＝V′排V人＝0.0612m30.06m3＝0.0132m3。
答：（1）该运动员的重力为612N；
（2）该运动员在水中受到的浮力为480N；
（3）人漂浮时，气囊体积至少为0.0132m3，才能确保运动员的安全。
22．小金把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗.他先将一个重为10N的空桶漂浮在水面上，然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内，桶仍漂浮在水面。（不考虑捞出过程中带出的水，ρ水＝1.0×103kg/m3）
（1）求空桶漂浮在水面时所受浮力大小；
（2）鹅卵石捞出放置在桶内时，若此时桶排开水的体积为6.0×10﹣3m3，求桶内鹅卵石的质量。
【答案】（1）空桶漂浮在水面时所受浮力大小为10N；
（2）桶内鹅卵石的质量为5kg。
【解答】解：（1）空桶漂浮在水面上，所以浮力等于重力，即F浮＝G桶＝10N；
（2）鹅卵石捞出放置在桶内时的浮力为：
F浮′＝ρ水gV排′＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6.0×10﹣3m3＝60N，
桶内鹅卵石的重力为：
G石＝F浮′﹣G桶＝60N﹣10N＝50N，
鹅卵石的质量为：
m石5kg。
答：（1）空桶漂浮在水面时所受浮力大小为10N；
（2）桶内鹅卵石的质量为5kg。
23．请阅读《白鹤梁水下博物馆》并回答问题。
白鹤梁水下博物馆
白鹤梁水下博物馆位于重庆市涪陵区长江岸边，它被联合国教科文组织誉为“世界首座非潜水可到达的水下遗址博物馆”，是世界水文资料的宝库。
白鹤梁原本是一块长江边上的天然的巨型石梁，是古人用于观测长江的水文站，其具有不朽的水文历史价值和文学艺术价值。在三峡工程蓄水之前，唯有在冬季枯水期，人们才有幸一睹白鹤梁题刻的风姿。为了保护这块意义非凡的石梁，中国工程院院士于2001年提出“无压容器”水下博物馆建造方案，即在水下40米的白鹤梁外修建一个钢筋混凝土“罩体”，与长江水隔离。为了“无压”，罩子内部也要蓄满水，只不过这里面的水是经过过滤、净化，非常干净的长江水，使“罩体”基本处于水压平衡的状态，同时防止江水常年对白鹤梁遗址原体的冲刷损坏。
“罩体”内沿白鹤梁体修建了一条参观廊道，由耐压金属和23个玻璃观察窗构成，游人可沿着参观廊道近距离观看、研究白鹤梁上的题刻。照明系统采用LED技术，寿命长、光照好、节能省电，另有先进的循环水系统、防水系统、水下实时摄影系统。
这一极具创新设想的工程实施，为水下文化遗产的原址保护提供了成功的工程范例。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）白鹤梁的“无压容器”保护方案中混凝土罩体内应当 　A　 （填写正确选项前的字母）。
A.蓄满水
B.排空水
C.抽真空
（2）冬季枯水期白鹤梁混凝土保护罩所承受江水压强与非枯水期相比将 　减小　 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）“罩体”内沿白鹤梁体修建的参观廊道上有玻璃观察窗，其面积约为0.5m2，已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。则观察窗所承受的江水的压力约为 　2×105 N。
【答案】（1）A；（2）减小；（3）2×105。
【解答】解：（1）根据题干信息可知为了“无压”罩子内部采取的是蓄满水，故选A；
（2）由于冬季枯水期与非枯水期相比水的深度变小，根据p＝ρgh判断冬季枯水期白鹤梁混凝土保护罩所承受江水压强与非枯水期的压强减小；
（3）玻璃观察窗受到的压强p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×40m＝4×105Pa，
根据p可得观察窗所承受的江水的压力：F＝pS＝4×105Pa×0.5m2＝2×105N。
故答案为：（1）A；（2）减小；（3）2×105。
▉题型2 利用物体的浮沉条件求浮力的大小
【知识点的认识】
漂浮、悬浮时，浮力等于物体自身的重力或排开水的重力，F＝mg＝ρVg。
沉浮时，浮力等于物体的体积乘以水的密度F浮＝ρ液gV物
24．将重为5牛的物体放入盛水的容器中，物体漂浮在水面上且溢出2牛的水，物体受到的浮力（　　）
A．一定等于 3 牛 B．一定等于 5 牛
C．可能等于 2 牛 D．可能等于 3 牛
【答案】B
【解答】解：由题知，物体漂浮在水面上，
物体受到的浮力：
F浮＝G＝5N。
故选：B。
25．如图所示，小明把鸡蛋放入盛水的杯中，鸡蛋沉在杯底如图甲，向杯中加盐，鸡蛋悬浮如图乙，则鸡蛋在两液体中的浮力关系是F甲　小于　 F乙（选填“大于”、“小于”或“等于”）。若鸡蛋的质量为50g，则鸡蛋在乙杯盐水中所受到的浮力为　0.5　 N，往乙杯盐水中再加一些盐，鸡蛋静止后所受的浮力　不变　 。（选填“变大”、“变小”、“不变”）
【答案】小于；0.5；不变
【解答】解：（1）鸡蛋在甲中沉入水底，则F甲＜G；
在图乙中悬浮，则F乙＝G；
所以，鸡蛋受到的浮力F甲＜F乙。
（2）在乙杯盐水中鸡蛋悬浮，
F浮＝G＝mg＝50×10﹣3kg×10N/kg＝0.5N，
若向杯中继续加盐，使盐水的密度增大，而鸡蛋的体积（排开盐水的体积不变），由阿基米德原理知道鸡蛋受到的浮力变大，由于重力不变，则鸡蛋上浮，最后漂浮，所以，鸡蛋静止后所受的浮力等于重力，所以，往乙杯盐水中再加一些盐，鸡蛋静止后所受的浮力不变。
故答案为：小于；0.5；不变。
26．如图所示，小球重5N，漂浮在水面上，画出小球所受重力和浮力的示意图。
【答案】。
【解答】解：小球漂浮在水面上，根据物体的漂浮条件可知，小球受到的浮力F浮＝G＝5N，浮力的方向总是竖直向上的，重力总是竖直向下的，小球受力的示意图如图所示：
。
▉题型3 利用物体的浮沉条件比较浮力的大小
【知识点的认识】
（1）根据阿基米德原理比较浮力大小
（2）根据物体沉浮状态比较浮力大小
当ρ液和V排都不相同时，就需要我们转换思路，利用沉浮状态的特点进行分析比较，尤其注意利用特殊状态中F浮与G物的大小关系进行分析。
27．小明把同一个实心物块依次放入装有不同液体的三个相同的容器内，待物块静止后液面高度相同，如图所示，则下列四种说法中正确的是（　　）
A．三个容器底部受到的液体压强相等
B．三个容器中，甲容器内的液体密度最大
C．三个容器中，物块在甲容器中受到的浮力最小
D．物块在乙容器中受到的浮力大于物块在丙容器中受到的浮力
【答案】C
【解答】解：AB、由于丙图中悬浮，故ρ丙＝ρ物；乙漂浮，故ρ乙＞ρ物；甲下沉，故ρ甲＜ρ物；由于物体的密度相同，所以乙液体的密度最大，其次是丙，再次是甲，即ρ甲＜ρ丙＜ρ乙；由于容器的液面高度相同，根据p＝ρgh可知：p甲＜p丙＜p乙；故AB错误；
CD、由于甲下沉，所以甲的浮力小于重力，乙中悬浮、丙中漂浮，所以其所受的浮力与其自身的重力相等，故F浮甲＜F浮乙＝F浮丙，故C正确，D错误。
故选：C。
28．如图所示，水平桌面上同一物体分别放入底面积和质量都相同的甲、乙两烧杯中处于静止状态，此时液面相平，下列说法正确的是（　　）
A．物体在甲中受到的浮力小于乙
B．甲对桌面的压强小于乙
C．甲底部受到液体的压强大于乙
D．甲乙对桌面的压强相等
【答案】B
【解答】解：A、甲在液体中悬浮，所以浮力等于自身的重力；乙在液体中漂浮，所以浮力等于自身的重力，物体相同，所以重力相同，故浮力相同，故A错误；
B、甲图物体悬浮，说明甲液体的密度等于物体的密度；乙图漂浮，说明乙液体的密度大于物体的密度，故乙液体的密度大于甲液体的密度，且乙杯中的液体体积多，根据m＝ρV可知，乙杯中液体的质量大，故乙杯对桌面的压力大于甲杯对桌面的压力，据公式P分析即可知，甲对桌面的压强小于乙，故B正确，D错误；
C、据B可知，由于乙液体的密度大于甲液体的密度，且深度相同，所以乙底部受到液体的压强大于甲，故C错误；
故选：B。
29．下列关于浮力的说法正确的是（　　）
A．浮力的方向总是竖直向上的
B．只有密度比水小的材料制成的物体才能漂浮在水面上
C．飞艇在空中所受浮力一定大于重力
D．沉底的物体一定不受浮力的作用
【答案】A
【解答】解：A、浮力是液体对物体的向上和向下的压力差，方向总是与物体受到的竖直向上的压力方向一致，总是竖直向上的，故A正确；
B、当密度大的物体制成空心的，使它排开更多的水，当浮力等于重力时，它就可以浮在水面上，故B错误；
C、飞艇在空中在加速上升过程中浮力大于重力，加速下降时，重力大于浮力，匀速飞行时浮力等于重力，故C错误；
D、物体放入液体中，由于受到液体对它竖直向上的浮力小于竖直向下的重力，所以物体会沉入容器底，所以沉底的物体也会受浮力的作用，故D错误。
故选：A。
30．潜水艇是通过改变 　自身重力　 达到上浮和下沉的，潜水艇在下沉过程中，受到的浮力 　小于　 自身的重力，受到海水的压强 　变大　 （选填“变大”或“减小”）。
【答案】自身重力；小于；变大。
【解答】解：（1）潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自重来实现的；
（2）当潜水艇浸没后继续下潜的过程中，浮力不变，重力变大，所以受到的浮力小于自身的重力；
（3）浸没在水中的潜水艇当它逐渐下潜时，深度h变大，排开水的体积不变，
因为p＝ρgh，所以潜水艇受到水的压强变大。
故答案为：自身重力；小于；变大。
31．如图所示，用手将重力为1N、体积为125cm3的一个小球浸没在水中时，它受到的浮力为 　1.25　 N；放开手后小球将 　上浮　 （选填“上浮”“下沉”或“悬浮”），最终小球受到的浮力为 　1　 N，浮力的方向为 　竖直向上　 。（g取10N/kg；水的密度为1.0×103kg/m3）
【答案】1.25；上浮；1；竖直向上。
【解答】解：小球所受的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×125×10﹣6m3＝1.25N；
因为1.25N＞1N，即浮力大于重力，
所以小球将上浮，小球静止时漂浮在水面，此时浮力等于重力，所以小球静止时受到的浮力为1N；
浮力的方向竖直向上。
故答案为：1.25；上浮；1；竖直向上。
32．利用如图所示的装置来探究浮力的方向是怎样的，随着α角的改变，悬线与斜面的夹角将 　改变　 （选填“改变”或“保持不变”），剪断悬线，小气球将沿 　竖直向上　 方向运动。
【答案】改变；竖直向上。
【解答】解：浮力的方向总是竖直向上的，随着α角的改变，悬线与斜面的夹角改变；
剪断悬线前，小气球在竖直方向受到的浮力等于小球的重力与细线的拉力之和，即小气球受到的浮力大于小气球的重力，所以剪断悬线后，小气球将沿竖直方向向上运动。
故答案为：改变；竖直向上。
33．请在图中画出正在水中上浮的乒乓球受力示意图。
【答案】
【解答】解：从乒乓球的重心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段，并分别用符号G和F浮表示，即为其所受重力和浮力示意图；乒乓球在水中上浮，浮力大于重力，故浮力线段的长度应大于重力线段的长度，如下图所示：
34．阅读短文，回答问题。
2022年5月15日凌晨1点26分，中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拨4270m的科考营地顺利升空，4点40分达到9032m，超过珠峰8848.86m的高度，创造浮空艇大气科学观测世界纪录。
如图甲所示，“极目一号”Ⅲ型浮空艇体积约为9000m3，总质量约为2.6t。如图乙所示，其内部上层充满压缩氦气，下层是空气，中间是带气阀的隔层，上、下层与外界之间均有控制气阀。浮空艇与地面锚泊车连接的系搅进行升空和驻空，通过系搅里的两根电线给整个载荷供电。通过搭载的各种探测仪器展开垂直观测，助力揭示青藏高原环境变化机理，对推动高原可持续发展、推进国家生态文明建设、促进全球生态环境保护产生深远影响。
（1）浮空艇最外的白色层通过反射太阳光中的 　红外线　 （选填“红外线”或“紫外线”），避免艇内气体温度剧烈变化。
（2）艇体材料除应具有高强度特性外还应具有怎样的特性？　耐腐蚀性　 （写出一种即可）。
（3）浮空艇在营地升空时所受空气浮力大小为 　7.2×104 N。（海拔4270m处空气密度为0.8kg/m3，g取10N/kg）
（4）浮空艇内的氦气密度 　小于　 艇外空气密度，在升空过程中，浮空艇所受浮力逐渐 　变小　 。
（5）当悬于空中的浮空艇需要 　上浮　 （填“上浮”或“下降”）的时候，可以用上层的氦气排出下层的部分空气，以此改变自身重力，同时使整个浮空艇的压差在安全范围内。
【答案】（1）红外线；（2）耐腐蚀性；（3）7.2×104；（4）小于；变小；（5）上浮。
【解答】解：（1）红外线能使物体升温，所以白色层反射太阳光中的红外线，避免温度剧烈变化；
（2）艇体材料除了高强度外，还需要耐腐蚀性、低密度、耐高温等特点；
（3）浮空艇在营地升空时所受空气浮力F浮＝ρ空gV＝0.80kg/m3×10N/kg×9000m3＝7.2×104N；
（4）浮空艇要上升，说明浮空艇受到的浮力大于重力，由于排开空气的体积和浮空艇的体积相等，所以ρ空gV＞ρ氦gV；化简得ρ空＞ρ氦；
上升过程中，空气变稀薄，空气密度变小，导致浮力变小；
（5）由于相同条件下氦气密度比空气小得多，当用上层的氦气排出下层的部分空气时，浮空艇的重力减小，而浮空艇的体积可认为不变，外部空气的密度大于内部气体的密度，根据阿基米德原理可知，浮空艇受到的浮力大于自身的重力，所以浮空艇会上浮。
故答案为：（1）红外线；（2）耐腐蚀性；（3）7.2×104；（4）小于；变小；（5）上浮。
▉题型4 冰块熔化问题
【知识点的认识】
当冰块中不含有其他物体时， 冰融化前后的质量不变，冰块融化后对水面高度无影响。
冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变；冰中含有铁块、石块等密度大于水的物体，冰化为水后液面下降。
35．一块含有5cm3石块的冰块，总质量为55g，将它放在盛有水的圆柱形容器中恰好能完全淹没在水中（如图甲所示），当冰块完全熔化后，石块沉入容器底，容器里的水面下降了0.5cm（如图乙所示），已知容器底面积为10cm2，。则：冰块中冰的体积是 　50　 cm3，石块的质量是 　10　 g，石块的密度是 　2×103 kg/m3。
【答案】50；10；2×103。
【解答】解：当冰块完全熔化后，容器里的水面下降了0.5cm，则水面下降的体积
，
由题意可知，冰的体积减去冰熔化为水的体积，就是水面下降的体积，所以有
，
则冰熔化为水的体积
①
冰熔化为水，质量不变，即m冰化水＝m冰，根据m＝ρV可得ρ水V冰化水＝ρ冰V冰，
代入数据有
②
解方程②可得：V冰＝50cm3；
冰块中冰的质量
，
石块的质量
m石＝m总﹣m冰＝55g﹣45g＝10g，
石块的密度
。
故答案为：50；10；2×103。第8章 8.7 物体的浮沉条件及其应用
题型1 物体浮沉条件 题型2 利用物体的浮沉条件求浮力的大小
题型3 利用物体的浮沉条件比较浮力的大小 题型4 冰块熔化问题
▉题型1 物体浮沉条件
【知识点的认识】
物体浮沉条件：
（1）当物体的密度小于液体的密度时，物体所受的浮力大于重力，因此物体会上浮。
（2）当物体的密度等于液体的密度时，物体所受的浮力等于重力，物体将保持悬浮状态。
（3）当物体的密度大于液体的密度时，物体所受的浮力小于重力，因此物体将下沉。
1．如图所示是舰载机飞离甲板的过程，下列说法正确的是（　　）
A．飞机在甲板上加速助跑时，受的是平衡力
B．飞机起飞前加速助跑，可获得更大的惯性，利于升空
C．飞机飞离甲板后，军舰受到水的浮力变小
D．飞机加速升空时，机翼上方的空气流速快，压强大
2．某同学制作了如图所示的潜水艇模型，下列说法正确的是（　　）
A．潜水艇没有浮出水面时所受的重力相同
B．潜水艇没有浮出水面时所受的浮力相同
C．向外拉注射器活塞，可实现潜水艇上浮
D．向内推注射器活塞，可实现潜水艇下沉
3．一艘船从东海驶入黄浦江时，船受的浮力将会（　　）
A．浮力不变，船身下沉些
B．浮力增大，船身上浮些
C．浮力减少，船身下沉些
D．浮力不变，船身上浮些
4．如图所示，天平左右两侧放有相同的烧杯，内装有等质量的水。现有体积相同的乒乓球和铁球，将铁球使用细线悬挂在铁架台上并浸没在右侧烧杯内的水中，且不与烧杯接触；将乒乓球直接轻轻放入左侧烧杯中。水在过程中不会溢出，下列说法中正确的是（　　）
A．乒乓球漂浮，浮力大于重力
B．左右烧杯底部液体压强相等
C．因为两球体积和两烧杯内水的质量相等，所以图中天平能够平衡
D．若使用细铁丝慢压乒乓球使其浸没在水中，天平将平衡
5．2022年1月，海啸导致南太平洋岛国汤加淡水紧缺，为实施人道主义救援，中国海军五指山舰日夜兼程抵达汤加之后，停泊于码头旁并通过管道向陆地输送550t淡水，如图所示，输水过程中，五指山舰（　　）
A．舰体略上浮，受到浮力不变
B．舰体略上浮，受到浮力变小
C．舰体略下沉，受到浮力不变
D．舰体略下沉，受到浮力变大
6．中国首艘国产001A型航母于4月26日下水，如图所示。关于舰载机在航母上训练飞行时，下列说法正确的是（　　）
A．舰载机在甲板上和飞离航母后，航母始终漂浮，航母所受浮力大小不变
B．舰载机飞行时能获得向上的压强差，是因为机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速
C．舰载机在航母甲板上加速前进时，受到平衡力作用
D．在起飞过程中，舰载机的惯性将消失
7．如图所示，将甲、乙两个容器放在水平桌面上，甲、乙两容器的底面积分别为S甲和S乙．甲容器中盛有密度为ρ1的液体，乙容器中盛有密度为ρ2的液体。现将体积相等的A、B两个物体分别放入甲、乙两容器后，物体A悬浮，物体B漂浮且有一半体积露出液面，此时两容器液面相平。液体对甲容器底部的压强为P1压力为F1液体对乙容器底部的压强为P2、压力为F2．已知物体A与物体B的密度之比为2：3，S乙等于4S甲．则下列判断正确的是（　　）
A．P1＝P2，F1＞F2 B．P1＜P2，12F1＝F2
C．3P1＝P2，6F1＝F2 D．P1＞P2，F1＝4F2
8．一个大容器中装有部分水，水中有个小容器，且在小容器中有一木块（ρ木＜ρ水），如图所示。若将木块轻轻放入水中，则（　　）
A．水面会上升
B．水面会下降
C．水面高度不变
D．水对容器底的压强增大
（多选）9．关于物体所受浮力，下列说法合理的是（　　）
A．游轮从长江行驶到大海，船身上浮，浮力变大
B．我国的“蛟龙号”潜水器在水下悬停时，所受浮力等于重力
C．向水中逐渐加入盐，沉底的鸡蛋开始上浮，这个过程鸡蛋所受的浮力增大
D．空中的热气球从悬浮开始下降，浮力小于重力
10．如图所示为中国新一代通用型导弹驱逐舰，其排水量为7×103t，则驱逐舰满载时的总质量为 　 t；该驱逐舰从海洋驶入长江时所受到的浮力将 　 　 （填“变大”“变小”或“不变”）。
“奋斗者号”是我国自主研制的深潜器。当“奋斗者号”完全潜入水中时，排开水的体积为50m3，它所受浮力为 　 N。如图所示是深潜器正在上浮和悬浮的情景，其中 　 　 （选填“甲”或“乙”）深潜器正在上浮，此时两幅图的深潜器所受到的浮力 　 　 。（选填“相等”或“不相等”）（，g取10N/kg）
12．一个苹果的质量为150g、体积为200cm3，用手将其浸没在水中，此时苹果受到的浮力为 　 　 N；松手后苹果将 　 　 （选填“上浮”“下沉”或“悬浮”），苹果静止后，浸入水中的体积为 　 　 cm3。（g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）
13．浮力是由于周围液体对物体向上和向下的 　 　 而产生的。将一块质量为60g、体积为100cm3的物块浸没在水中后放手，物块最终处于 　 　 （选填“沉底”“悬浮”或“漂浮”）状态，此时物块浸入水中的体积是 　 　 cm3，物块受到的浮力为 　 　 N。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）
14．如图所示，四个不同物质制作的质量分布均匀的实心小球A、B、C、D分别静止在水中不同位置，若四个小球质量相同，所受浮力最小的是 　 　 球，若四个小球体积相同，所受浮力最小的是 　 　 球（填A/B/C/D）。
15．满载时排水量为1000t的轮船在河水中航行，满载时所受的重力为 　 N，所受河水的浮力是 　 N，如果河水密度为1×103kg/m3，船排开水的体积是 　 m3，当轮船从河水里行驶到大海时，它所受的浮力将 　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。（海水的密度比河水的密度大）（g取10N/kg）
16．一烧杯放在斜面上，画出图中小球受重力和浮力的示意图。
17．如图所示一个鸡蛋在水中匀速缓慢上浮，请作出鸡蛋所受力的示意图。（不考虑鸡蛋与水之间的摩擦）
18．某同学自制简易密度计并测定盐水的密度。实验步骤如下：
①在粗细均匀的竹棒的一端缠上适量细铅丝，制成简易密度计；
②用刻度尺测出竹棒的长度L；
③把简易密度计放入盛水的烧杯中，静止后用刻度尺测出液面上竹棒的长度h1；
④把密度计放在盛盐水的烧杯中，静止后用刻度尺测出液面上的长度h2。
密度计是利用漂浮条件工作的，被测液体的密度越大，密度计排开液体的体积 　
　 （填“越小”或“越大”）。所以密度计的刻度越往下越 　 　 （填“小”或“大”）。
（2）被测盐水的密度ρ盐水＝　 。（不计铅丝体积，水的密度用ρ水表示）
（3）若测量液体密度时，密度计接触到容器的底部，则测得的密度值将 　 　 （填“大于”“小于”或“等于”）实际值。
19．2022年6月17日，我国完全自主设计建造的第三艘航空母舰正式下水并命名为“福建舰”（如图所示），这艘航母满载时排水量（即排开水的质量）达8×104t，吃水深度在10m以上，其他各项技术指标领跑全球同类其他航母。求：（g取10N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3）
（1）当“福建舰”满载从长江驶入大海，舰身将 　 　 （选填“上浮”或“下沉”）一些。
（2）当“福建舰”满载漂浮在水面时，受到的浮力和浸入水中的体积分别为多少？
（3）当航母吃水深度（浸入水中的深度）为10m时，舰底受到的水的压强是多少？
（4）当一架我国自主设计制造的质量为3×104kg的歼15舰载机飞离航母时，航母此时排开水的体积变化了多少？
20．研学活动中，小林参观了海军基地的“强国”号潜水艇。“强国”号潜水艇总质量为900t，最大下潜深度可达350m，总体积为1.5×103m3。取10N/kg，ρ海水＝1.0×103kg/m3。
（1）潜水艇是通过改变 　 　 来实现浮沉的。
（2）当“强国”号潜水艇漂浮在海面上时，排开海水的体积是多少？
（3）为了使漂浮在海面上的“强国”号潜水艇完全潜入海水中，至少要向水舱中充入多少kg的水？
21．市面上有一种防溺水手环，如图，将手环系在手臂上，紧急情况下打开手环，手环内气瓶的CO2会迅速充满气囊，最终使人漂浮于水面。为确保安全，人体浸入水中的体积不能超过人体总体积的五分之四。已知某运动员质量m人＝61.2kg，平均密度，水的密度，忽略手环体积和自重，求：
（1）该运动员的重力；
（2）当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时，该运动员在水中受到的浮力；
（3）人漂浮时，气囊体积至少多大，才能确保运动员的安全。
22．小金把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗.他先将一个重为10N的空桶漂浮在水面上，然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内，桶仍漂浮在水面。（不考虑捞出过程中带出的水，ρ水＝1.0×103kg/m3）
（1）求空桶漂浮在水面时所受浮力大小；
（2）鹅卵石捞出放置在桶内时，若此时桶排开水的体积为6.0×10﹣3m3，求桶内鹅卵石的质量。
23．请阅读《白鹤梁水下博物馆》并回答问题。
白鹤梁水下博物馆
白鹤梁水下博物馆位于重庆市涪陵区长江岸边，它被联合国教科文组织誉为“世界首座非潜水可到达的水下遗址博物馆”，是世界水文资料的宝库。
白鹤梁原本是一块长江边上的天然的巨型石梁，是古人用于观测长江的水文站，其具有不朽的水文历史价值和文学艺术价值。在三峡工程蓄水之前，唯有在冬季枯水期，人们才有幸一睹白鹤梁题刻的风姿。为了保护这块意义非凡的石梁，中国工程院院士于2001年提出“无压容器”水下博物馆建造方案，即在水下40米的白鹤梁外修建一个钢筋混凝土“罩体”，与长江水隔离。为了“无压”，罩子内部也要蓄满水，只不过这里面的水是经过过滤、净化，非常干净的长江水，使“罩体”基本处于水压平衡的状态，同时防止江水常年对白鹤梁遗址原体的冲刷损坏。
“罩体”内沿白鹤梁体修建了一条参观廊道，由耐压金属和23个玻璃观察窗构成，游人可沿着参观廊道近距离观看、研究白鹤梁上的题刻。照明系统采用LED技术，寿命长、光照好、节能省电，另有先进的循环水系统、防水系统、水下实时摄影系统。
这一极具创新设想的工程实施，为水下文化遗产的原址保护提供了成功的工程范例。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）白鹤梁的“无压容器”保护方案中混凝土罩体内应当 　 　 （填写正确选项前的字母）。
A.蓄满水
B.排空水
C.抽真空
（2）冬季枯水期白鹤梁混凝土保护罩所承受江水压强与非枯水期相比将 　 　 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）“罩体”内沿白鹤梁体修建的参观廊道上有玻璃观察窗，其面积约为0.5m2，已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。则观察窗所承受的江水的压力约为 　 N。
▉题型2 利用物体的浮沉条件求浮力的大小
【知识点的认识】
漂浮、悬浮时，浮力等于物体自身的重力或排开水的重力，F＝mg＝ρVg。
沉浮时，浮力等于物体的体积乘以水的密度F浮＝ρ液gV物
24．将重为5牛的物体放入盛水的容器中，物体漂浮在水面上且溢出2牛的水，物体受到的浮力（　　）
A．一定等于 3 牛 B．一定等于 5 牛
C．可能等于 2 牛 D．可能等于 3 牛
25．如图所示，小明把鸡蛋放入盛水的杯中，鸡蛋沉在杯底如图甲，向杯中加盐，鸡蛋悬浮如图乙，则鸡蛋在两液体中的浮力关系是F甲　 　 F乙（选填“大于”、“小于”或“等于”）。若鸡蛋的质量为50g，则鸡蛋在乙杯盐水中所受到的浮力为　 　 N，往乙杯盐水中再加一些盐，鸡蛋静止后所受的浮力　 　 。（选填“变大”、“变小”、“不变”）
26．如图所示，小球重5N，漂浮在水面上，画出小球所受重力和浮力的示意图。
▉题型3 利用物体的浮沉条件比较浮力的大小
【知识点的认识】
（1）根据阿基米德原理比较浮力大小
（2）根据物体沉浮状态比较浮力大小
当ρ液和V排都不相同时，就需要我们转换思路，利用沉浮状态的特点进行分析比较，尤其注意利用特殊状态中F浮与G物的大小关系进行分析。
27．小明把同一个实心物块依次放入装有不同液体的三个相同的容器内，待物块静止后液面高度相同，如图所示，则下列四种说法中正确的是（　　）
A．三个容器底部受到的液体压强相等
B．三个容器中，甲容器内的液体密度最大
C．三个容器中，物块在甲容器中受到的浮力最小
D．物块在乙容器中受到的浮力大于物块在丙容器中受到的浮力
28．如图所示，水平桌面上同一物体分别放入底面积和质量都相同的甲、乙两烧杯中处于静止状态，此时液面相平，下列说法正确的是（　　）
A．物体在甲中受到的浮力小于乙
B．甲对桌面的压强小于乙
C．甲底部受到液体的压强大于乙
D．甲乙对桌面的压强相等
29．下列关于浮力的说法正确的是（　　）
A．浮力的方向总是竖直向上的
B．只有密度比水小的材料制成的物体才能漂浮在水面上
C．飞艇在空中所受浮力一定大于重力
D．沉底的物体一定不受浮力的作用
30．潜水艇是通过改变 　 　 达到上浮和下沉的，潜水艇在下沉过程中，受到的浮力 　
　 自身的重力，受到海水的压强 　 　 （选填“变大”或“减小”）。
31．如图所示，用手将重力为1N、体积为125cm3的一个小球浸没在水中时，它受到的浮力为 　 　 N；放开手后小球将 　 　 （选填“上浮”“下沉”或“悬浮”），最终小球受到的浮力为 　 　 N，浮力的方向为 　 　 。（g取10N/kg；水的密度为1.0×103kg/m3）
32．利用如图所示的装置来探究浮力的方向是怎样的，随着α角的改变，悬线与斜面的夹角将 　 　 （选填“改变”或“保持不变”），剪断悬线，小气球将沿 　 　 方向运动。
33．请在图中画出正在水中上浮的乒乓球受力示意图。
34．阅读短文，回答问题。
2022年5月15日凌晨1点26分，中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拨4270m的科考营地顺利升空，4点40分达到9032m，超过珠峰8848.86m的高度，创造浮空艇大气科学观测世界纪录。
如图甲所示，“极目一号”Ⅲ型浮空艇体积约为9000m3，总质量约为2.6t。如图乙所示，其内部上层充满压缩氦气，下层是空气，中间是带气阀的隔层，上、下层与外界之间均有控制气阀。浮空艇与地面锚泊车连接的系搅进行升空和驻空，通过系搅里的两根电线给整个载荷供电。通过搭载的各种探测仪器展开垂直观测，助力揭示青藏高原环境变化机理，对推动高原可持续发展、推进国家生态文明建设、促进全球生态环境保护产生深远影响。
（1）浮空艇最外的白色层通过反射太阳光中的 　 　 （选填“红外线”或“紫外线”），避免艇内气体温度剧烈变化。
（2）艇体材料除应具有高强度特性外还应具有怎样的特性？　 　 （写出一种即可）。
（3）浮空艇在营地升空时所受空气浮力大小为 　 N。（海拔4270m处空气密度为0.8kg/m3，g取10N/kg）
（4）浮空艇内的氦气密度 　 　 艇外空气密度，在升空过程中，浮空艇所受浮力逐渐 　 　 。
（5）当悬于空中的浮空艇需要 　 　 （填“上浮”或“下降”）的时候，可以用上层的氦气排出下层的部分空气，以此改变自身重力，同时使整个浮空艇的压差在安全范围内。
▉题型4 冰块熔化问题
【知识点的认识】
当冰块中不含有其他物体时， 冰融化前后的质量不变，冰块融化后对水面高度无影响。
冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变；冰中含有铁块、石块等密度大于水的物体，冰化为水后液面下降。
35．一块含有5cm3石块的冰块，总质量为55g，将它放在盛有水的圆柱形容器中恰好能完全淹没在水中（如图甲所示），当冰块完全熔化后，石块沉入容器底，容器里的水面下降了0.5cm（如图乙所示），已知容器底面积为10cm2，。则：冰块中冰的体积是 　 　 cm3，石块的质量是 　 　 g，石块的密度是 　 kg/m3。

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