第9章 9.3 物体的浮沉 2025-2026学年沪粤版2024初中物理八年级下册同步复习讲义

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第9章 9.3 物体的浮沉 2025-2026学年沪粤版2024初中物理八年级下册同步复习讲义

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第9章 9.3 物体的浮沉
题型1 密度大小与浮沉的关系 题型2 物体浮沉条件
题型3 利用物体的浮沉条件求浮力的大小 题型4 利用物体的浮沉条件比较浮力的大小
题型5 浮力中的绳子、弹簧、杆的问题 题型6 轮船原理
题型7 气球和飞艇原理
▉题型1 密度大小与浮沉的关系
【知识点的认识】
密度与物质的浮沉有着密切的关系。当一块物质的密度大于周围介质(如液体或气体)的密度时,它会下沉;当一块物质的密度小于周围介质的密度时,它会浮起。这是由于密度差异造成的。
1.一个很薄的塑料袋装满水,将袋口扎紧后挂在弹簧测力计上,稳定后,弹簧测力计的读数是9N。若使该装满水的塑料袋全部浸没在水中,弹簧测力计的读数将接近于(  )
A.0N B.3N C.6N D.9N
▉题型2 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。
2.小明帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面如图甲所示,而土豆沉在盆底如图乙所示,他用所学的物理知识对此现象作出一些分析,其中正确的是(  )
A.茄子受到的浮力小于它受到的重力
B.茄子的密度大于土豆的密度
C.放入土豆前后水对盆底的压强不变
D.土豆排开水的重力小于自身的重力
3.如图,两个相同的空塑料瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直的浸没在水中,甲瓶口朝上,乙瓶口朝下,若甲瓶恰好悬浮,则正确的是(  )
A.乙瓶一定下沉
B.两瓶受到的浮力相等
C.甲瓶内气体密度较大
D.乙瓶内气体的压强较小
4.如图所示,水平桌面上三个完全相同的容器内装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的小球分别放入容器内,待小球静止后,A漂浮、B悬浮、C沉底,此时三个容器内水面高度相同。下列判断正确的是(  )
A.容器底部受到水的压强关系:p甲=p乙=p丙
B.小球受到的浮力关系:FA>FB>FC
C.容器对桌面的压力关系:F甲<F乙<F丙
D.小球的质量关系:mA=mB=mC
5.小华用盐水清洗水果时,把苹果和李子浸入水中,静止后观察到的现象如图所示,苹果处于漂浮状态,李子处于悬浮状态。下列判断正确的是(  )
A.两水果受到的浮力一定相等
B.两水果的密度不等,苹果的密度大
C.李子底部受到水的压强比苹果底部的大
D.两水果的重力不等,李子的重力大
6.在两支相同的平底试管内装入等质量铁砂,然后分别放入装有甲、乙两种不同液体的相同烧杯里,其静止状态如图所示,则下列说法正确的(  )
A.试管在乙液体中受到的浮力较大
B.甲液体密度大于乙液体密度
C.甲烧杯底部所受液体压强较大
D.乙烧杯底部所受液体压强较大
7.将体积相同的甲、乙实心球放入装有水的烧杯中,若甲、乙所受的重力和排开水所受的重力如下表,则两球静止在水中时,以下情形合理的是(  )
实心球 实心球所受的重力/N 排开水所受的重力/N
甲 1 1
乙 3 2
A. B.
C. D.
8.如图所示,潜水艇悬浮在水中时,下列说法正确的是(  )
A.要使潜水艇上浮,应向水舱充水
B.要使潜水艇下沉,应将水舱里的水排出一部分
C.当潜水艇悬浮在水中时,潜水艇重等于同体积的水重
D.潜水艇是靠改变自身重力和受到的浮力来实现浮沉的
9.2020年10月27日,我国研发的“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功下潜突破1万米达到10058米,创造了中国载人深潜的新纪录。关于“奋斗者”号下列说法正确的是(  )
A.悬浮和漂浮时受到的浮力相等
B.匀速下潜的过程中受非平衡力
C.从悬浮到下潜过程中受到的浮力变大
D.匀速下潜过程中底部受到的海水压强变大
10.小明看到清淤作业人员正在将水塘底部的淤泥搬运到船上。他想:水面高度会变化吗?于是进行了探究:首先,将石块a和不吸水的木块b置于装有水的烧杯中,如图所示;然后,将石块a从水中拿出并轻轻放在木块b上,它们处于漂浮状态,则水面高度将(  )
A.下降 B.上升 C.不变 D.无法判断
11.如图所示,在水平桌面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液体,现将三个完全相同的圆柱体分别放入液体中,静止时三个容器的液面恰好相平。下列说法正确的是(  )
A.甲容器中的液体密度最大
B.三个容器底受到液体的压力相等
C.三个容器对水平桌面的压强相等
D.圆柱体下表面受到液体的压力在丙图中最小
12.如图所示,某同学将两个完全相同的物体A、B分别放到甲、乙两种液体中。物体静止时,A漂浮,B悬浮,且两液面相平,容器底部受到的液体压强分别为p甲、p乙,物体A、B所受浮力分别为FA、FB。则(  )
A.p甲<p乙,FA=FB B.p甲<p乙,FA>FB
C.p甲>p乙,FA=FB D.p甲>p乙,FA<FB
13.把重10N,密度为0.9×103kg/m3的实心物体投入水中。当物体静止时,物体处于     (漂浮/悬浮/沉底)状态,物体所受浮力为     N,排开水的体积是     m3.(g取10N/kg)
14.一艘远洋轮船装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力     (填“变大”“变小”或“不变”),当船由内河驶入大海后,船受的浮力     (填“变大”“变小”或“不变”),船相对于水面将     (填“上浮”“下沉”或“不变”)。
15.如图所示,用轻质薄壁的塑料瓶、透明胶带、铁质螺母和塑料软管制作潜水艇模型,潜水艇在水中受到浮力的方向是     ,潜水艇通过改变     来实现浮与沉,因此需要选择质量合适的螺母作为配重。如果塑料瓶的容积为V,水的密度为ρ水,铁的密度为ρ铁,要让瓶内有一半水时,潜水艇恰能在水中悬浮,则所选螺母质量的表达式为m=    。
16.一艘轮船空载时的排水量是3000t,装满货物时的排水量为8000t,那么这艘轮最多可以装载     t的货物。如果它从长江驶进大海,它所受到的浮力     (填“变大”、“不变”或“变小”),船排开液体的体积     (填“变大”、“不变”或“变小”)。
17.中国首艘国产001A型航母于2017年4月26日下水,如图所示。该航母排水量达6×107kg,满载时该航母受到浮力是     N。舰载36架战斗机“歼﹣15”全部飞离航母后,航母始终漂浮,航母所受的浮力将     (选填“变大”、“不变”或“变小”),它将     (选填“上浮一些”或“下沉一些”)。
18.如图所示,将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中,恰好处于悬浮状态,它的上表面受到的压力为1.8N,下表面受到的压力为3N,则该物体受到的浮力大小为     N;如将物体再下沉5cm,则它受到的浮力大小为     N;如果将该长方体投入酒精中,物体静止时是     (选填“悬浮”“漂浮”或“沉底”)状态。(ρ水>ρ酒精)
19.一艘轮船从大海驶入长江,它受到的浮力     (填“变大”、“变小”或“不变”),它排开水的体积     (填“变大”、“变小”或“不变”),它将     (填“上升”或“下降”)一些。
20.如图所示,一架总质量为15t的国产舰载机“歼﹣15”在“山东号”国产航母上起飞。“歼﹣15”飞离航母后,航母受到的浮力     ,航母排开海水的体积     (前两空均选填“变大”、变小”或“不变”),航母排开海水的体积变化了     m3。(ρ海水=1.0×103kg/m3)
21.某潜水器漂浮在水面上时,受到的浮力     水对潜水器向上的压力(选填“大于”、“等于”或“小于”);它下潜过程中,底部受到水的压强将     (选填“增大”、“不变”或“减小”),当排开20m3的水时受到的浮力为     N(海水的密度取1×103kg/m3)。
22.潜水艇是靠改变自身的     来实现上浮和下沉的;潜水艇在水中匀速上浮时,所受浮力     ,逐渐浮出水面的过程,所受浮力     。(后两空选填“变大”、“变小”或“不变”)
23.体积为120cm3的一块固体,重为1.8N,把它浸没在密度为1.1×103kg/m3的盐水中后放手,它将    (选填“上浮”或“下沉”),其在盐水中静止时受到的浮力为    N,容器底部对它的支持力为    N.(g取10N/kg)
24.一艘远洋轮船装上货物后,发现船下沉了一些,则它受到的浮力    (选填“变大”、“变小”或“不变”)。当船由内河驶入大海后,船受到浮力    (选填“变大”、“变小”或“不变”),船相对于水面将    (选填“上浮”、“下沉”或“不变”)。
25.“远征号”潜水艇在东海执行完任务后返回到长江某基地,请在图中画出潜水艇匀速上浮过程中所受重力和浮力的示意图。
26.装水的烧杯放在斜面上,有一个球漂浮在水面上,如图所示。请画出该球受
到的力的示意图。
27.一个小球在水中上浮,如图所示,画出小球受力的示意图。
28.如图,画出物体受到重力G和浮力示意图。
29.小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。
实验次数 1 2 3 4 5
液体密度ρ(g/cm3) 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2
浸入的深度h/(cm)     5.6 5 4.5 4.2
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝作为配重为了降低吸管的     ,从而让它能够竖直的漂浮在液面上。小明制作密度计的原理是利用了物体漂浮在液面时,浮力     重力(大于/小于/等于)。
(2)将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图(b)所示,浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液    ρ水(选填“大于”、“小于”或“等于”),h与ρ水、ρ液,及H的关系式是h=    。
(3)小明根据图(a)在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同),再利用上述关系式进行计算,请先补充表中空白处的信息(结果保留一位小数),并根据表格信息标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出)。结果发现,1.1刻线是在1.0刻线的     (上/下)方,相邻刻线的间距     (选填“均匀”或“不均匀”)。
(4)制作完毕后,小明发现1.1和1.2两刻度线的距离较小,请提出一个方法使两条刻度线之间的距离大一些,使测量结果更精确。方法:    。
(5)为检验刻度误差,小明取来食油,先用天平和量筒测量其密度,然后再用这个密度计测量。但操作时却出现如图(c)所示的情形,这让他很扫兴。难道实验就此终止了吗,根据经验或思考,在不更换食油的情况下,你认为可以进行怎样的尝试:    。
30.在物理综合实践活动中,同学们利用粗细均匀的饮料吸管、金属丝、石蜡制作了简易密度计,在饮料吸管的一端塞入适量的金属丝,再用石蜡封口。
(1)同学们在饮料吸管塞入金属丝的目的是使简易密度计能     漂浮在液体中。
(2)同学们在给自制的简易密度计标注刻度时,将密度计放到水中的情景如图﹣1所示,在密度计与水面齐平处标注1.0g/cm3,并用刻度尺测得浸入的长度H。然后将密度计放到另一液体中的情景如图﹣2所示,测量得浸入的长度h。则:
①密度计在图﹣1中所受浮力F1与图﹣2中所受浮力F2的大小关系是F1    (选填“>”、“<”或“=”)F2;
②水和液体的密度大小关系是ρ水    (选填“>”、“<”或“=”)ρ液;
③写出液体密度的表达式:ρ液=    (用H、h、ρ水表示)。
(3)同学们把这支简易密度计放入密度为1.1×103kg/m3的盐水中,盐水液面在密度计1.0g/cm3刻度线的     (选填“上方”或“下方”)。
(4)标注好刻度后,同学们发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,请你提出一个可行的改进方案:    。
31.如图所示,一实心圆柱体物体浮在液面上,露出液面的体积为V1,液面下的体积为V2,则物体的密度与液体的密度之比。
(1)证明上面等式成立;
(2)若只提供一个刻度尺、一个实心圆柱体、一个口径大于该圆柱体横截面的烧杯,以及待测液体(已知圆柱体的密度为ρ物,且ρ′液>ρ物)。利用上述器材,测量待测液体的密度ρ′液。写出实验步骤和表达式。
实验步骤:    。
表达式:ρ′液=    。
32.阅读短文,回答下列问题:
半潜船如图甲所示半潜船,是通过改变自身重量实现上浮和下沉的。半潜船淹没在水中的体积比例高,因此半潜船受到水面上的波浪影响相对较小,能够保持较佳的稳定性而适合当作水上的工作平台使用。如图乙所示,半潜船通过调整水舱内的压载水质量,把装货甲板潜入水中,等待货物装载,当货物拖至甲板上方后,再次调整水舱内的压载水,船体上浮,即完成装载。
(1)半潜船是通过改变     实现上浮和下沉的;它在水面航行时,使其向前运动的动力的施力物体是     (选填“螺旋桨”或“水”);
(2)当半潜船依次处于图乙中三种状态时,从左至右船底受到水的压强分别为p1、p2、p3,则压强由小到大的顺序是     ,水舱内水的质量分别为m1、m2、m3,则质量中最大的是     (选填“m1”“m2”或“m3”);
(3)甲板面积为6000m2,当甲板下潜至水下2m时,受到水的压强为     Pa,受到水的压力为     N。(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
33.阅读短文,回答问题。
第一艘国产航母——山东舰
2019年12月17日,中国首艘国产航母山东舰正式服役。山东舰是我国独立自主建造的第一艘航母,更因为山东舰的设计理念、重要系统、建造材料,如电磁兼容系统、动力系统、阻拦系统、航母特种钢等,都是我国独立自主研发的,完全没有依赖进口,并且拥有完全自主产权,百分百实现了中国航母中国造。航母上配备大量先进装备,其中舰载机是航母战斗力的核心,歼15是我国第一代多用途舰载喷气式战斗机,如表是歼15战斗机的部分技水参数,推重比是指飞机飞行时发动机的总推力与飞机总重的比值。所谓翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值。(g=10N/kg)
空机质量 最大起飞质量 推重比 发动机最大巡航推力
17.5t 32.5t 0.4~0.9 2.4×105N
(1)航母的舰体呈流线型,目的是为了     (选填“增大”或“减小”)阻力;
(2)舰载机在航母上降落时必须适时放下舰钩,钩住甲板上的拦阻索,达到强行减速的目的,这个过程中,舰钩对拦阻索的拉力     (选填“大于”、“等于”或“小于”)拦阻索对舰钩的拉力,舰载机的惯性     (选填“增大”、“减小”或“不变”);当舰机平稳的降落在航母甲板后,航母受到的浮力     (选填“变小”、“不变”或“变大”);
(3)若歼15飞机的翼载是500kg/m2,则机翼面积为     m2;
(4)若歼15飞机以发动机最大巡航推力飞行,推重比为0.8时,最多载重     kg。
34.把重为10N的物体缓慢放入装满水的溢水杯中,当物体静止后,测得溢出的水重为8N,则此时物体所处的状态及受到的浮力大小为(  )
A.漂浮,F浮=8N B.悬浮,F浮=10N
C.沉底,F浮=8N D.沉底,F浮=10N
▉题型3 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
35.1921年8月初,中国共产党第一次全国代表大会在浙江嘉兴南湖的一条游船——“红船”上胜利闭幕,庄严宣告中国共产党正式成立。如图所示,“红船”纪念船静止在水面上,其质量为1.2t,此时纪念船受到浮力大小为     N,浮力的方向是     。当游客登船参观时,纪念船受到的浮力会     。
36.如题图所示,盛有2kg水的柱形容器置于水平地面上,重为6N不吸水的正方体,静止时有五分之二的体积露出水面,则物体的密度为     kg/m3,物体下表面所受水的压力为     N。若物体在压力的作用下刚好浸没水中,不接触容器底,水不溢出,此时水对容器底部的压力为     N。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
37.“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为70m3,空载时质量约为22t,最大荷载200kg。(海水的密度取水的密度)
(1)“蛟龙号”空载时漂浮在水面时受到的浮力为多大?
(2)“蛟龙号”下潜到7km深时,受到海水的压强为多大?
(3)若“蛟龙号”满载时下沉是采用注水方式实现的,则需至少注入多少N的海水?
38.阅读短文,回答问题。
绝境重生的372舰艇
海水跃层也称“跃变层”,它是指海水中某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层,如果海水跃层是上层密度大、下层密度小的状态,形成负密度梯度跃变层,被称为“海中断崖”。潜艇在水下航行中,如突遭海中断崖,急剧掉向海底,称为“掉深”,大多数常规潜艇的有效潜深为300m,潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时,会被巨大的海水压力破坏,造成失事。
我军372潜艇一次远航战备巡逻中,碰见“掉深”的情况,这次潜艇掉的又快又深,潜艇的主机舱管路发生破损,艇长王红理瞬间发出命令:“损管警报!向所有水柜供气”。不到10秒钟,应急供气阀门打开,所有水柜开始供气;1分钟内,上百个阀门关闭,数十种电气设备关闭;2分钟后,全艇各舱室封舱完毕。但“掉深”依然继续。3分钟后,掉深终于停止,深度计开始缓慢回升。372潜艇闯过鬼门关,化险为夷,创下了同类潜艇深度自拔的新纪录,创造了我军乃至世界潜艇史上的奇迹。
(1)“海中断崖”通常指滑艇遇到海水密度跃层,潜艇所处的海水密度突然变     (选填“大”或“小”),所受的浮力突然     (选填“增大”或”减小”),失去平衡急剧下沉的一种现象。
(2)潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时,会被巨大的海水压力破坏,造成失事。这是由于海水的压强随深度的增大而     。
(3)“向所有的水柜供气”的目的是     (选填增大或减小)潜艇自身重力。
(4)实施高压供气、关闭各种阀门后,潜艇掉深有所减缓,但不会立即停止,这是因为     。
(5)如果潜水艇总质量为2.7×103t,体积为3×103m3,当它浮在海面上时,它受到浮力为     N。g取10N/kg。
39.请根据上述材料,回答下列问题。
福船
福船,福建沿海一带尖底古海船的统称,上阔下窄,首尖尾宽两头翘,复原横型图如图所示。其甲板平坦,龙骨厚实,结构坚固;吃水深,容量多,善于装载,稳定性好,抗风力强,适于远洋。
与指南针对航海贡献相媲美的“水密隔舱福船制造技艺”,是中国对世界航海发展史产生深远影响的另一项伟大发明,2010年11月15日,《中国水密隔舱福船制造技艺》被列入联合国教科文组织“急需保护的非物质文化遗产名录”。所谓“水密隔舱”,就是用厚实的隔舱板把船舱层层隔断,分隔成互不透水的一个一个舱区。在航行过程中,如果有一个或两个舱外破损,海水进不到其他舱中,从船整体看,仍然保持有足够的实力,不至沉没。“水密隔舱”技术大大提高了船舶的整体抗沉性,另外隔舱板与船壳板紧密连接,使船体结构也更加坚固,分别隔舱,还便利货物存放管理,水密隔舱福船制造技术,对于远洋航海史研究有着不可替代的重要学术价值。
南京静海寺《郑和残碑》记载:“永乐三年,将领官军乘架二千料海船并八橹船……”,经学术界考证,与北京天坛齐名的二千料海船就是福船。“料”是当时流行的用来表示舟船大小的一种计量单位。二千料海船总长61.2米,最大宽13.8米,型深4.89米;满载时,水线长53米,水线宽13米,吃水深度为3.9米,帆装、给养、武器、人员、货物等及船自身质量总共可达1170吨(即最大排水量可达1170吨)。
郑和下西洋是人类海洋文明史的重要组成部分,是世界航海史上时间最早、规模最大的洲际航海活动,重启海上丝绸之路的今天。“福船”这个珍贵的文化符号成为新兴文化产业里重要的创作灵感,依然在启迪人们不断去开拓创新。
(1)福船采用的     技术大大提高了船舶的整体抗沉性;
(2)排水量是衡量造船能力的重要指标,请你根据文中提供的信息计算出二千料海船满载时受到的浮力     N,船体某点离开水面2.9米,该点受到海水的压强是     Pa;(为了计算方便,海水密度取1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(3)当海船从淡水中驶入海水中时,船体将     (选填“上浮”或“下沉”),海船受到的浮力将     (选填“增大”“减小”或“不变”),船静止时,底部受到的海水的压力     (选填“小于”“大于”或“等于”)船受到的浮力。
▉题型4 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。
40.如图所示,在水平桌面上,甲、乙两个完全相同的玻璃杯分别装有不同密度的盐水。把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中悬浮,而在乙杯中漂浮,且放入鸡蛋后液面高度相同。下列说法正确的是(  )
A.甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度
B.甲杯对桌面的压强小于乙杯对桌面的压强
C.甲杯中盐水对杯底的压强等于乙杯中盐水对杯底的压强
D.鸡蛋在甲杯中所受浮力大于在乙杯中所受浮力
41.小明利用周末时间在厨房学做菜,下列关于厨房中的物理知识说法不正确的是(  )
A.饺子先沉锅底,加热后漂浮在水面,在此过程中饺子受到的浮力增大
B.刀具的刀柄一般都会做得很粗,主要是为了增大压强
C.包子皮上捏出了漂亮的花边,是力改变了物体的形状
D.刀刃抹油是为了在切菜时,使接触面光滑,减小摩擦
42.水平桌面上两个相同的烧杯中分别装有甲、乙两种不同液体,将两个不同材料制成的正方体A、B(VA<VB),按如图两种方式放入两种液体中,待静止后B刚好浸没在甲液体中,A刚好浸没在乙液体中,两杯中液面恰好相平。下列说法正确的是(  )
①甲液体密度小于乙液体密度
②甲液体对杯底的压强等于乙液体对杯底的压强
③物块B受到的浮力大于物块A受到的浮力
④装甲液体的容器对桌面的压力小于装乙液体的容器对桌面的压力
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
43.如图水平面上有两个相同的杯子,分别装不同的液体,将同一个小球A分别放入两杯中,静止时,小球A在甲液体中漂浮,在乙液体中沉底。再往两个杯中放一些盐,杯中液体密度都增大,但两物体仍处于原来的状态,加入盐后(  )
A.小球A在甲液体中受到的浮力变大
B.小球A在乙液体中受到的浮力不变
C.小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中受到的浮力
D.小球A在甲液体中受到的浮力等于在乙液体中受到的浮力
44.下列说法中正确的是(  )
A.图甲中,同一艘轮船从长江驶入大海,浮力变大
B.图乙中,热气球中充入的是密度比空气大的气体
C.图丙中,可以说明物体浸没在液体中越深,所受的浮力越大
D.图丁中,同一密度计在两种液体中所受浮力Fa=Fb,两种液体的密度ρa<ρb
45.把一个不吸水的物体缓慢放入已装有20mL盐水的量筒中,物体静止后如图甲所示,取出物体擦干后,再把它放入图乙所示的已装水的量筒中静止(放入状态未画),已知,ρ水<ρ盐水<ρ物,且ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,以下说法正确的是(  )
A.物体的体积为40mL
B.物体排开水的体积大于20mL
C.物体在盐水中受到的浮力为0.2N
D.物体在盐水中所受的浮力大于它在水中受到的浮力
46.如图所示,在家庭小实验中,某同学想让沉底的鸡蛋漂浮在水面上,下列操作可行的是(  )
A.向杯子中加盐 B.向杯子中加水
C.倒出少量的水 D.轻轻摇晃杯子
47.周末小明帮妈妈做饭时,发现放入油锅中的油条都会先沉底。然后上浮至油面,如图所示。油条所受浮力为F浮,油条自身的重力为G,下列说法正确的是(  )
A.油条在下沉过程中,F浮>G
B.油条浮在油面上时,F浮>G
C.油条浸没在油中时,受热体积膨胀,F浮不变
D.油条在上浮过程中,F浮等于它排开油受到的重力
48.两个相同容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个不同材料制成的实心小球放入甲液体中,两球沉底如图a所示;放入乙液体中,两球静止时的情况如图b所示,此时两容器中液面相平。则下列说法正确的是(  )
A.小球A的质量大于小球B的质量
B.a容器底部受到液体的压强较大
C.小球A在乙液体中受到的浮力较大
D.小球B在两种液体中受到的浮力一样大
49.如图所示,将三个完全相同的鸡蛋分别放入盛有不同液体的烧杯中,鸡蛋在甲杯中沉底,在乙杯中悬浮,在丙杯中漂浮,且各杯中液体深度相同。则下列判断正确的是(  )
A.三种液体的密度关系为:ρ甲=ρ乙>ρ丙
B.鸡蛋排开三种液体的质量关系为:m甲=m乙>m丙
C.鸡蛋受到三种液体的浮力关系为:F甲<F乙=F丙
D.三种液体对容器底部的压强关系为:p甲=p乙>p丙
50.如图,小瓷碗漂浮在水面上,倾斜后能沉入水底,这一情景分析正确的是(  )
A.小瓷碗能沉入水底是因为它的重力变大了
B.小瓷碗漂浮时受到的浮力小于它的重力
C.小瓷碗浸没时和漂浮时相比所受的浮力变小了
D.小瓷碗下沉过程中浮力大于重力
51.如图所示,把一个苹果放入浓盐水中,苹果处于漂浮状态。如果把水面以上的部分切去,则余下的部分(  )
A.沉入水底 B.仍然漂浮 C.刚好悬浮 D.无法判断
52.(1)许多轮船都有排水量的标记,“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是4800t,表示它浮在海面上排开的海水质量是4800t,此时舰船所受的浮力是     。轮船从长江开往海洋,考虑海水比江水密度大,轮船受到的浮力将     ,轮船吃水深度将     。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)如图所示,先将重为G的半个西瓜皮轻轻放在水缸中,发现它漂在水面上,此时它受到的浮力大小为F1,则F1    G;然后把它按入水面下,发现它沉入水底,此时它受到的浮力大小为F2,则F2    G(均选填“大于”“小于”或“等于”)。
53.如图甲所示,将重为10N棱长为10cm的正方体实心物块置于足够深的圆柱形容器底部。现逐渐向容器倒入某种液体,物块受到的浮力F与容器内液体的深度h的关系图像如图乙所示,当倒入容器中液体的深度为6cm时,此时物体受到的浮力     物体重力(填“>”“=”或“<”);当倒入容器中液体的深度为8cm时,物体排开液体的体积     物体体积(填“>”“=”或“<”);该液体的密度为     kg/m3(提示g=10N/kg)。
54.现有甲乙丙三个实心小球,测得其质量体积图像如图。(g=10N/kg)
(1)由图可知,ρ甲    ρ乙(选填“>”“=”“<”);
(2)已知水的密度为1g/cm3,当丙球完全浸入水中时,所受的浮力为     N,此时丙球所受的浮力     丙球所受的重力(“大于”“等于”“小于”),松开后丙球将     (选填“上浮”“下沉”“悬浮”)。
55.如图所示是乒乓球在水中上浮过程中的某一位置,作出此时乒乓球受到的浮力和重力的示意图。
56.“彩球温度计”是一种精美的居家装饰品,也是一种很特别的温度计,可用于粗略地测量环境温度。如图甲所示,玻璃管中装有对温度敏感的液体,当外界温度变化时,玻璃管中液体的密度会随之变化。液体中装有体积相同的五颜六色的彩球,每个彩球都标注有特定的温度。当彩球都在玻璃管中静止,不再运动时,所有上浮彩球中最下方一个彩球标注的温度表示所测的环境温度。
当外界温度降低时,液体中有部分彩球上浮至“彩球温度计”的上部(彩球体积变化可忽略)。图乙是某温度时彩球温度计中的彩球稳定后的分布情况。请根据以上信息并结合所学知识,回答下面问题:
(1)乙图“彩球温度计”中彩球     上标注的温度是当时的环境温度(请填写彩球编号)。
(2)如果图甲是另一温度时彩球稳定后的分布情况,则     “彩球温度计”所处环境温度较高(选填“甲”或“乙”)。
(3)如果彩球a的质量为ma,彩球c的质量为mc,则ma    mc(选填“>”“=”或“<”);彩球a标注的温度     彩球c标注的温度(选填“高于”或“低于”)。
(4)彩球c是否为悬浮状态,理由是     。
▉题型5 浮力中的绳子、弹簧、杆的问题
【知识点的认识】
(1)轻绳的特点:
①轻绳各处受力相等,且拉力方向沿着绳子;
②轻绳不能伸长;
③用轻绳连接的系统通过轻绳的碰撞、撞击时,系统的机械能有损失;
④轻绳的弹力会发生突变。
(2)轻杆的特点:
①轻杆各处受力相等,其力的方向不一定沿着杆的方向;
②轻杆不能伸长或压缩;
③轻杆受到的弹力的方式有拉力或压力。
(3)轻弹簧的特点:
①轻弹簧各处受力相等,其方向与弹簧形变的方向相反;
②弹力的大小为F=kx,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的伸长量或缩短量;
③弹簧的弹力不会发生突变。
57.在水平桌面上放有圆柱状透明水槽,内装有足够深的水。如图甲所示,先将正方体物块放入水中,物块静止时测得其浸入水中的体积为0.004m3;再将小石块用细绳悬挂于正方体物块下面,如图乙所示,物块静止时测得其浸入水中的体积为0.005m3。(细线的体积忽略不计,g取10N/kg,水的密度为1000kg/m3)
(1)正方体物块所受的重力为多少?
(2)请在方框内画出乙图中正方体物块的受力示意图;
(3)图丙中细线对正方体物块的拉力是多少?
58.如图甲所示,轻质弹簧(弹簧质量和体积忽略不计),其两端分别固定在圆柱形容器底部和正方体物块上。已知物块的边长为10cm,弹簧没有发生形变时的长度为12cm,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度ΔL与拉力F的关系如图乙所示,向容器中加水,直到物块上表面与水面相平,此时水深26cm,g=10N/kg。求:
(1)此时水对容器底的压强是多少;
(2)该物块受到水的浮力;
(3)该物块的密度。
▉题型6 轮船原理
【知识点的认识】
(1)轮船工作原理:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。
(2)排水量:轮船满载时排开水的质量。轮船受到的浮力F浮=G;轮船和货物共重G=mg。
59.下列关于压强与浮力的说法正确的是(  )
A.马德堡半球实验第一次准确测出了大气压的数值
B.飞机升空靠的是升力
C.轮船从河里驶向海里,所受的浮力变大
D.潜水艇潜水越深,所受的浮力越大
▉题型7 气球和飞艇原理
【知识点的认识】
气球是通过改变内部气体的体积来调节浮力与重力的关系, 从而实现上升或下降。 当给气球充气时, 气球体积增大, 当自身所排开空气的重力大于本身的重力时, 气球上浮; 反之, 当放气时, 气球体积减小, 浮力减小, 气球下降。
60.下列发明依靠空气的浮力升空的物体是(  )
A.直升机 B.飞艇
C.滑翔伞 D.火箭第9章 9.3 物体的浮沉
题型1 密度大小与浮沉的关系 题型2 物体浮沉条件
题型3 利用物体的浮沉条件求浮力的大小 题型4 利用物体的浮沉条件比较浮力的大小
题型5 浮力中的绳子、弹簧、杆的问题 题型6 轮船原理
题型7 气球和飞艇原理
▉题型1 密度大小与浮沉的关系
【知识点的认识】
密度与物质的浮沉有着密切的关系。当一块物质的密度大于周围介质(如液体或气体)的密度时,它会下沉;当一块物质的密度小于周围介质的密度时,它会浮起。这是由于密度差异造成的。
1.一个很薄的塑料袋装满水,将袋口扎紧后挂在弹簧测力计上,稳定后,弹簧测力计的读数是9N。若使该装满水的塑料袋全部浸没在水中,弹簧测力计的读数将接近于(  )
A.0N B.3N C.6N D.9N
【答案】A
【解答】解:由题可知,塑料袋的体积和质量均很小,则我们可以认为装满水后,水袋整体的密度接近于水的密度。将水袋浸没在水中,由浮沉条件可知,水袋受到的浮力接近于水袋所示的重力,则弹簧测力计的示数接近于0。
故选:A。
▉题型2 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。
2.小明帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面如图甲所示,而土豆沉在盆底如图乙所示,他用所学的物理知识对此现象作出一些分析,其中正确的是(  )
A.茄子受到的浮力小于它受到的重力
B.茄子的密度大于土豆的密度
C.放入土豆前后水对盆底的压强不变
D.土豆排开水的重力小于自身的重力
【答案】D
【解答】解:A、茄子处于漂浮状态,浮力等于重力,故A错误;
B、茄子漂浮密度小于水的密度,土豆沉底密度大于水的密度,故土豆密度大于茄子的密度,故B错误;
C、放入土豆后、水面升高,根据p=ρgh可知容器底部受到水压强增大,故C错误;
D、土豆沉底所受浮力小于重力,故土豆排开水的重力小于自身的重力,故D正确。
故选:D。
3.如图,两个相同的空塑料瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直的浸没在水中,甲瓶口朝上,乙瓶口朝下,若甲瓶恰好悬浮,则正确的是(  )
A.乙瓶一定下沉
B.两瓶受到的浮力相等
C.甲瓶内气体密度较大
D.乙瓶内气体的压强较小
【答案】A
【解答】解:已知两个空塑料瓶是相同的,则两个空塑料瓶的重力相等;甲瓶恰好悬浮,则甲瓶受到的浮力等于瓶的重力;
由图可知:乙瓶的橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,橡皮膜凹的更明显,则乙瓶排开水的体积小于甲瓶排开水的体积,根据阿基米德原理可知:乙瓶受到的浮力小于甲瓶受到的浮力,则乙瓶受到的浮力小于瓶的重力,所以,乙瓶会下沉,故A正确、B错误;
由于两个空塑料瓶是相同的,瓶内空气质量相同,乙瓶橡皮膜凹进得更多,体积变小,故乙瓶内空气的密度变大,乙瓶内空气的压强也变大,故CD错误。
故选:A。
4.如图所示,水平桌面上三个完全相同的容器内装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的小球分别放入容器内,待小球静止后,A漂浮、B悬浮、C沉底,此时三个容器内水面高度相同。下列判断正确的是(  )
A.容器底部受到水的压强关系:p甲=p乙=p丙
B.小球受到的浮力关系:FA>FB>FC
C.容器对桌面的压力关系:F甲<F乙<F丙
D.小球的质量关系:mA=mB=mC
【答案】A
【解答】解:由题知,A、B、C三个小球的体积相同;
A、小球静止时,三个容器内水面高度相同,即h相同,水的密度一定,根据p=ρgh可知,容器底受到水的压强关系为p甲=p乙=p丙,故A正确;
B、由图可知,A、B、C三个小球排开水的体积关系为VA排<VB排=VC排,根据F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小关系为:FA<FB=FC,故B错误;
C、A球在甲容器中漂浮,所以FA=GA;根据阿基米德原理有FA=GA排,所以GA=GA排(即A球的重等于A排开水的重);
B球在乙容器中悬浮,所以FB=GB;根据阿基米德原理有FB=GB排,所以GB=GB排(即B球的重等于B排开水的重);
上面的关系式可理解为AB两球的重分别补充了所缺少水的重,由于甲、乙容器内水面相平,则甲、乙容器内水和小球的总重相等;甲、乙两容器完全相同,则两容器的重力相等,故甲、乙容器的总重相等,甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力,即F甲=F乙;
而C球在丙容器中沉底,所以GC>FC,根据阿基米德原理有FC=GC排,所以GC>GC排,即C球的重大于C排开水的重;故丙容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,即F乙<F丙。
综上分析可知,三个容器对桌面压力关系为F甲=F乙<F丙,故C错误;
D、由图可知,A漂浮,B悬浮,C下沉,则由浮沉条件可知:GA=FA,GB=FB,GC>FC,
由于FA<FB=FC,则GA<GB<GC;所以,mA<mB<mC,故D错误。
故选:A。
5.小华用盐水清洗水果时,把苹果和李子浸入水中,静止后观察到的现象如图所示,苹果处于漂浮状态,李子处于悬浮状态。下列判断正确的是(  )
A.两水果受到的浮力一定相等
B.两水果的密度不等,苹果的密度大
C.李子底部受到水的压强比苹果底部的大
D.两水果的重力不等,李子的重力大
【答案】C
【解答】解:A、由于不知道苹果和李子排开水的体积关系,根据F浮=ρ液gV排可知,无法判断苹果和李子受到的浮力关系,故A错误;
B、根据题意可知,苹果处于漂浮状态,则苹果的密度小于水的密度;李子悬浮时,则李子的密度等于水的密度;所以苹果的密度小于李子的密度,故B错误;
C、由图可知,李子底部的深度大于苹果底部的深度,根据p=ρgh可知,李子底部受到水的压强比苹果底部的大,故C正确;
D、苹果处于漂浮状态,苹果的重力等于受到的浮力,李子悬浮时,李子的重力等于受到的浮力,由于不知道苹果和李子受到浮力的大小关系,所以无法判断苹果和李子的重力关系,故D错误。
故选:C。
6.在两支相同的平底试管内装入等质量铁砂,然后分别放入装有甲、乙两种不同液体的相同烧杯里,其静止状态如图所示,则下列说法正确的(  )
A.试管在乙液体中受到的浮力较大
B.甲液体密度大于乙液体密度
C.甲烧杯底部所受液体压强较大
D.乙烧杯底部所受液体压强较大
【答案】D
【解答】解:A.甲、乙两个液体中,物体都是漂浮状态,浮力等于物体重力。由于铁砂质量相等,重力相等,所以浮力也相等,故A错误;
B.阿基米德原理F浮=ρ液gV排,甲、乙两个液体中浮力相等,由于排开甲液体体积大于排开乙液体体积,所以甲液体密度小于乙液体密度,故B错误;
C、D.甲液体密度小于乙液体密度,两溶液深度h相同,由p=ρ液gh可得乙烧杯底部所受液体压强较大,故C错误,D正确;
故选:D。
7.将体积相同的甲、乙实心球放入装有水的烧杯中,若甲、乙所受的重力和排开水所受的重力如下表,则两球静止在水中时,以下情形合理的是(  )
实心球 实心球所受的重力/N 排开水所受的重力/N
甲 1 1
乙 3 2
A. B.
C. D.
【答案】B
【解答】解:由表格数据可知,G甲=1N,G乙=3N,G排甲=1N,G排乙=2N,
由阿基米德原理可得,甲、乙实心球受到的浮力F浮甲=1N,F浮乙=2N,
由F浮甲=G甲、F浮乙<G乙可知,两球静止在水中时,甲球悬浮或漂浮,乙球沉底;
因两球受到的浮力大小F浮甲<F浮乙,则由阿基米德原理可知V排甲<V排乙,
已知两实心球的体积相等,要满足V排甲<V排乙,甲球只能是部分浸在水中处于漂浮状态,故B选项符合题意。
故选:B。
8.如图所示,潜水艇悬浮在水中时,下列说法正确的是(  )
A.要使潜水艇上浮,应向水舱充水
B.要使潜水艇下沉,应将水舱里的水排出一部分
C.当潜水艇悬浮在水中时,潜水艇重等于同体积的水重
D.潜水艇是靠改变自身重力和受到的浮力来实现浮沉的
【答案】C
【解答】解:
A、潜水艇悬浮在水中,浮力与重力相等,要使潜水艇上浮,则重力应小于浮力,由于潜水艇浮力不变,则应把水舱中的水排出一部分,来减小重力;故A错误;
B、原来潜水艇悬浮,浮力等于重力,要使潜水艇下沉,则重力应大于浮力,由于潜水艇浮力不变,则应向水舱充水,来增大重力,故B错误;
C、当潜水艇悬浮在水中时,排开水的体积与潜水艇的体积相等,由于悬浮,浮力与重力相等,根据阿基米德原理可知潜水艇重等于同体积的水重,故C正确;
D、在未露出水面之前,由于排开水的体积不变,故潜水艇所受到的浮力不变,潜水艇靠改变自身重力实现上浮或下潜,故D错误。
故选:C。
9.2020年10月27日,我国研发的“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功下潜突破1万米达到10058米,创造了中国载人深潜的新纪录。关于“奋斗者”号下列说法正确的是(  )
A.悬浮和漂浮时受到的浮力相等
B.匀速下潜的过程中受非平衡力
C.从悬浮到下潜过程中受到的浮力变大
D.匀速下潜过程中底部受到的海水压强变大
【答案】D
【解答】解:
A、载人潜水器悬浮和漂浮时,排开的水的体积不同,水的密度不变,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,受到的浮力不相等,故A错误;
B、匀速下潜的过程中,潜水器受力平衡力,受平衡力的作用,故B错误;
C、从悬浮到下潜过程中,潜水器排开的水的体积不变,水的密度不变,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,受到的浮力不变,故C错误;
D、匀速下潜过程中,深度变大,水的密度不变,根据公式p=ρ水gh可知,潜水器底部受到的海水压强变大,故D正确。
故选:D。
10.小明看到清淤作业人员正在将水塘底部的淤泥搬运到船上。他想:水面高度会变化吗?于是进行了探究:首先,将石块a和不吸水的木块b置于装有水的烧杯中,如图所示;然后,将石块a从水中拿出并轻轻放在木块b上,它们处于漂浮状态,则水面高度将(  )
A.下降 B.上升 C.不变 D.无法判断
【答案】B
【解答】解:由图可知,b漂浮,F浮b=Gb,a沉底,F浮a<Ga,
.将石块a轻轻放在木块b上,它们处于漂浮状态,则F浮(a+b)=Ga+Gb,
可得F浮(a+b)>F浮a+F浮b,由阿基米德原理F浮=ρ水V排g可知,将石块a轻轻放在木块b上后,a、b排开水的体积比原来变大了,则水面高度将升高。
故选:B。
11.如图所示,在水平桌面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液体,现将三个完全相同的圆柱体分别放入液体中,静止时三个容器的液面恰好相平。下列说法正确的是(  )
A.甲容器中的液体密度最大
B.三个容器底受到液体的压力相等
C.三个容器对水平桌面的压强相等
D.圆柱体下表面受到液体的压力在丙图中最小
【答案】A
【解答】解:A、由于圆柱体在甲容器中漂浮,故ρ甲>ρ物;圆柱体在乙容器中漂浮,故ρ乙>ρ物;且由图知VB排>VA排,由F浮=ρ液V排g可知:ρ乙<ρ甲;在丙容器中悬浮,故ρ丙=ρ物;故三种液体密度关系:ρ甲>ρ乙>ρ丙,即在三个容器中,液体密度最大的是甲,故A正确;
B、静止时三个容器的液面恰好相平,即深度h相等,由于ρ甲>ρ乙>ρ丙,根据p=ρgh可知,p甲>p乙>p丙,根据p,在底面积相同时,F甲>F乙>F丙,故B错误;
C、由图知,液面相平,甲浸入液体的体积最小,甲液体的体积最大,三种液体密度关系:ρ甲>ρ乙>ρ丙,根据G=mg和ρ知,三种液体的重力关系为:G甲>G乙>G丙,容器相同,则容器重力相等,三个圆柱体相同,则圆柱体的重力相等,容器对水平桌面的压力等于容器,容器内的液体和物体的重力之和,故容器对水平桌面的压力:F甲>F乙>F丙,根据p知,三个容器中,甲容器对水平桌面的压强最大,故C错误;
D、由图知,圆柱体在甲、乙两容器中漂浮,在丙容器中悬浮,所以圆柱体所受的浮力与自身的重力相等;三个圆柱体完全相同,则重力相等,所以在三个容器中,圆柱体受到的浮力相等,因为甲乙是漂浮,圆柱体下表面受到液体的压力就等于浮力,而在丙中悬浮,浮力等于上下表面的压力差,所以圆柱体下表面受到液体的压力在丙中最大,故D错误。
故选:A。
12.如图所示,某同学将两个完全相同的物体A、B分别放到甲、乙两种液体中。物体静止时,A漂浮,B悬浮,且两液面相平,容器底部受到的液体压强分别为p甲、p乙,物体A、B所受浮力分别为FA、FB。则(  )
A.p甲<p乙,FA=FB B.p甲<p乙,FA>FB
C.p甲>p乙,FA=FB D.p甲>p乙,FA<FB
【答案】C
【解答】解:(1)由于A、B完全相同,则重力相等,由图可知:A在甲液体中漂浮,B在乙液体中悬浮,
由物体的漂浮、悬浮条件可知:FA=G,FB=G,所以FA=FB。
(2)甲液体中的A漂浮,
ρ甲液>ρA,
乙液体中的B悬浮,
ρ乙液=ρB,
两种液体的密度:
ρ甲液>ρ乙液;
又因为两容器液面等高,
所以由p=ρgh可知,两种液体对容器底压强:
p甲>p乙.故C正确。
故选:C。
13.把重10N,密度为0.9×103kg/m3的实心物体投入水中。当物体静止时,物体处于  漂浮  (漂浮/悬浮/沉底)状态,物体所受浮力为  10  N,排开水的体积是  1×10﹣3 m3.(g取10N/kg)
【答案】漂浮;10;1×10﹣3
【解答】解:
(1)因为ρ物=0.9×103kg/m3<ρ水,
所以物体静止时,物体漂浮;
(2)因为物体漂浮,
所以F浮=G物=10N;
(3)因为F浮=G排=ρ水gV排,
所以V排1×10﹣3m3。
故答案为:漂浮;10;1×10﹣3。
14.一艘远洋轮船装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力  变大  (填“变大”“变小”或“不变”),当船由内河驶入大海后,船受的浮力  不变  (填“变大”“变小”或“不变”),船相对于水面将  上浮  (填“上浮”“下沉”或“不变”)。
【答案】变大;不变;上浮
【解答】解:由题知,货轮在装上货物后,船身下沉,排开水的体积V排变大,由F浮=ρ水V排g可知,船受到水的浮力变大;
当船由内河驶入大海后,都是漂浮,船受到的浮力:F浮=G,船受到的重力不变,所以船受到的浮力不变;
又F浮=ρ液V排g,ρ河水<ρ海水,所以排开河水的体积大于排开海水的体积,船将上浮一些。
故答案为:变大;不变;上浮。
15.如图所示,用轻质薄壁的塑料瓶、透明胶带、铁质螺母和塑料软管制作潜水艇模型,潜水艇在水中受到浮力的方向是  竖直向上  ,潜水艇通过改变  自身重力  来实现浮与沉,因此需要选择质量合适的螺母作为配重。如果塑料瓶的容积为V,水的密度为ρ水,铁的密度为ρ铁,要让瓶内有一半水时,潜水艇恰能在水中悬浮,则所选螺母质量的表达式为m=   。
【答案】竖直向上;自身重力;。
【解答】解:(1)潜艇在水中受到的浮力是水对潜艇的作用,它的方向是竖直向上;
(2)潜水艇通过改变自身的重力来实现浮与沉,因此需要选择质量合适的螺母作为配重;
(3)设螺母的质量为m螺母,根据密度公式得,螺母的体积为:V螺母,螺母受到的浮力为:F浮'=ρ水V螺母g
塑料瓶受到的浮力:F浮=ρ水Vg,
塑料瓶内水的重力:G水=m水g=ρ水()g,
塑料瓶是轻质薄壁,潜水艇恰能在水中悬浮,F浮+F浮'=G总=G水+G螺母,即ρ水Vgm螺母g,解得,m螺母。
故答案为:竖直向上;自身重力;。
16.一艘轮船空载时的排水量是3000t,装满货物时的排水量为8000t,那么这艘轮最多可以装载  5000  t的货物。如果它从长江驶进大海,它所受到的浮力  不变  (填“变大”、“不变”或“变小”),船排开液体的体积  变小  (填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】5000;不变;变小
【解答】解:(1)轮船空载时漂浮,则G船=F浮=G空排=m空排g﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
装满货物时轮船受到的浮力:
F浮′=G排′=m满排′g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
轮船满载时漂浮:
F浮′=G船+G货=m空排g+m货g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②③可得:m满排′g=m船g+m货g,
所以,m货=m满排′﹣m空排=8000t﹣3000t=5000t;
(2)如果它从长江驶进大海,因船处于漂浮状态,所受浮力不变;
由于海水的密度大于江水的密度,根据F浮=ρ液gV排可知:排开液体的体积变小。
故答案为:5000;不变;变小。
17.中国首艘国产001A型航母于2017年4月26日下水,如图所示。该航母排水量达6×107kg,满载时该航母受到浮力是  6×108 N。舰载36架战斗机“歼﹣15”全部飞离航母后,航母始终漂浮,航母所受的浮力将  变小  (选填“变大”、“不变”或“变小”),它将  上浮一些  (选填“上浮一些”或“下沉一些”)。
【答案】6×108;变小;上浮一些
【解答】解:航母排水量达6×107kg,满载时该航母受到浮力是:F浮=G排=m排g=6×107kg×10N/kg=6×108N;
航母始终漂浮于水面上,由漂浮条件可知,浮力等于重力,即F浮=G,当舰载机起飞后航母的重力G减小,因航母仍处于漂浮状态,故所受浮力F浮要减小;因浮力减小,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,排开水的体积减小,航母将上浮一些。
故答案为:6×108;变小;上浮一些。
18.如图所示,将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中,恰好处于悬浮状态,它的上表面受到的压力为1.8N,下表面受到的压力为3N,则该物体受到的浮力大小为  1.2  N;如将物体再下沉5cm,则它受到的浮力大小为  1,2  N;如果将该长方体投入酒精中,物体静止时是  沉底  (选填“悬浮”“漂浮”或“沉底”)状态。(ρ水>ρ酒精)
【答案】1.2;1.2;沉底
【解答】解:由浮力产生的原因可知,该物体受到的浮力:
F浮=F下﹣F上=3N﹣1.8N=1.2N;
因长方体浸没时排开水的体积不变,
所以,由F浮=ρgV排可知,物体再下沉5cm后,受到的浮力仍为1.2N不变。
由题意可知,长方体物体浸没在装有足够深水的容器中,恰好处于悬浮状态,则ρ物=ρ水,
因为ρ水>ρ酒精,则ρ物>ρ酒精,如果将该长方体投入酒精中,则物体将下沉,静止时沉底。
故答案为:1.2;1.2;沉底。
19.一艘轮船从大海驶入长江,它受到的浮力  不变  (填“变大”、“变小”或“不变”),它排开水的体积  变大  (填“变大”、“变小”或“不变”),它将  下降  (填“上升”或“下降”)一些。
【答案】不变;变大;下降
【解答】解:当船从大海驶入长江,船自重不变,因为船漂浮,所受浮力等于船的重力;所以船从大海驶入长江时船受到的浮力不变。
由于ρ江水<ρ海水,由F浮=ρ液V排g知道,船排开江水的体积大于排开海水的体积,所以,船将下沉一些。
故答案为:不变;变大;下降。
20.如图所示,一架总质量为15t的国产舰载机“歼﹣15”在“山东号”国产航母上起飞。“歼﹣15”飞离航母后,航母受到的浮力  变小  ,航母排开海水的体积  变小  (前两空均选填“变大”、变小”或“不变”),航母排开海水的体积变化了  15  m3。(ρ海水=1.0×103kg/m3)
【答案】变小;变小;15。
【解答】解:航母始终漂浮于水面上,由漂浮条件可知,浮力等于重力,即F浮=G,当舰载机飞离航母后航母的重力G变小,因航母仍处于漂浮状态,故所受浮力F浮将变小;
减小的浮力为:
ΔF浮=ΔG=m飞g=15×103kg×10N/kg=1.5×105N,
由ΔF浮=ρ海水gV排得:
ΔV排15m3。
故答案为:变小;变小;15。
21.某潜水器漂浮在水面上时,受到的浮力  等于  水对潜水器向上的压力(选填“大于”、“等于”或“小于”);它下潜过程中,底部受到水的压强将  增大  (选填“增大”、“不变”或“减小”),当排开20m3的水时受到的浮力为  2×105 N(海水的密度取1×103kg/m3)。
【答案】等于;增大;2×105。
【解答】解:(1)因为F浮=F向上﹣F向下,潜水器漂浮在水面上,水对潜水器向下的压力为零,所以,F浮=F向上。
(2)潜水器在水中下潜过程中,所处的深度增大,由p=ρgh可知,底部受到水的压强将增大。
(3)当排开20m3的水时受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×20m3=2×105N。
故答案为:等于;增大;2×105。
22.潜水艇是靠改变自身的  重力  来实现上浮和下沉的;潜水艇在水中匀速上浮时,所受浮力  不变  ,逐渐浮出水面的过程,所受浮力  变小  。(后两空选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】重力;不变;变小
【解答】解:(1)潜水艇靠自身水舱的吸水和排水,来改变自身的重力,从而改变重力与浮力的大小关系,实现上浮和下沉的;
(2)潜水艇在水面下上浮过程中,潜水艇的体积不变,排开水的体积不变,由F浮=ρ水V排g可知,潜水艇受到水的浮力不变;
逐渐浮出水面的过程,潜水艇排开的水的体积变小,根据F浮=ρ水V排g可知,潜水艇受到水的浮力变小。
故答案为:重力;不变;变小。
23.体积为120cm3的一块固体,重为1.8N,把它浸没在密度为1.1×103kg/m3的盐水中后放手,它将 下沉  (选填“上浮”或“下沉”),其在盐水中静止时受到的浮力为 1.32  N,容器底部对它的支持力为 0.48  N.(g取10N/kg)
【答案】下沉;1.32;0.48
【解答】解:
(1)由G=mg得固体的质量:m0.18kg,
固体的密度:ρ1.5×103kg/m3;
因为固体的密度大于盐水的密度,所以固体放入盐水中要下沉;
(2)固体在盐水中下沉,则固体排开盐水的体积等于固体的体积,
静止时固体受到的浮力:F浮=ρ盐水gV排=1.1×103kg/m3×10N/kg×120×10﹣6m3=1.32N,
容器底对固体的支持力:F支=G﹣F浮=1.8N﹣1.32N=0.48N;
故答案为:下沉;1.32;0.48。
24.一艘远洋轮船装上货物后,发现船下沉了一些,则它受到的浮力 变大  (选填“变大”、“变小”或“不变”)。当船由内河驶入大海后,船受到浮力 不变  (选填“变大”、“变小”或“不变”),船相对于水面将 上浮  (选填“上浮”、“下沉”或“不变”)。
【答案】变大;不变;上浮
【解答】解:由题知,货轮在装上货物后,船身下沉,排开水的体积V排变大,
由F浮=ρ水V排g可知:船受到水的浮力变大;
当船由内河驶入大海后,都是漂浮,
根据漂浮条件可知:F浮=G,
由于船受到的重力不变,则船受到的浮力不变;
根据F浮=ρ液V排g,ρ河水<ρ海水可知:
排开河水的体积大于排开海水的体积,船将上浮一些。
故答案为:变大,不变,上浮。
25.“远征号”潜水艇在东海执行完任务后返回到长江某基地,请在图中画出潜水艇匀速上浮过程中所受重力和浮力的示意图。
【答案】
【解答】解:潜水艇匀速上浮过程中所受重力和浮力相等。重力和浮力的作用点都在潜水艇上,故作用点要画在潜水艇上;重力竖直向下,浮力竖直向上;并且浮力应等于重力;如下图:
26.装水的烧杯放在斜面上,有一个球漂浮在水面上,如图所示。请画出该球受
到的力的示意图。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:重力的方向竖直向下,浮力的方向总是竖直向上,二力的作用点都画在小球的重心处,因为小球漂浮在水面上,所以这两个力是一对平衡力,作图时两条线段的长度要相等,如图所示:
27.一个小球在水中上浮,如图所示,画出小球受力的示意图。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:小球在水中受竖直向下的重力和竖直向上的浮力的作用,由于小球正在水中上浮,所以重力比浮力小,二力的作用点画在小球的重心,如图所示:
28.如图,画出物体受到重力G和浮力示意图。
【答案】。
【解答】解:物体的重力G与浮力大小相等,方向相反,作用点都在重心,同理做出重力的示意图,如下图所示。

29.小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。
实验次数 1 2 3 4 5
液体密度ρ(g/cm3) 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2
浸入的深度h/(cm)  6.25  5.6 5 4.5 4.2
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝作为配重为了降低吸管的  重心  ,从而让它能够竖直的漂浮在液面上。小明制作密度计的原理是利用了物体漂浮在液面时,浮力  等于  重力(大于/小于/等于)。
(2)将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图(b)所示,浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液 大于  ρ水(选填“大于”、“小于”或“等于”),h与ρ水、ρ液,及H的关系式是h=   。
(3)小明根据图(a)在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同),再利用上述关系式进行计算,请先补充表中空白处的信息(结果保留一位小数),并根据表格信息标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出)。结果发现,1.1刻线是在1.0刻线的  下  (上/下)方,相邻刻线的间距  不均匀  (选填“均匀”或“不均匀”)。
(4)制作完毕后,小明发现1.1和1.2两刻度线的距离较小,请提出一个方法使两条刻度线之间的距离大一些,使测量结果更精确。方法: 换用更细的吸管或减小吸管的横截面积或增大配重或增大金属丝重力或多绕一些金属丝  。
(5)为检验刻度误差,小明取来食油,先用天平和量筒测量其密度,然后再用这个密度计测量。但操作时却出现如图(c)所示的情形,这让他很扫兴。难道实验就此终止了吗,根据经验或思考,在不更换食油的情况下,你认为可以进行怎样的尝试: 再向容器中加油或者将容器换成直径细些的  。
【答案】(1)重心;等于;
(2)大于;;
(3)6.25;下;不均匀;
(4)换用更细的吸管或减小吸管的横截面积或增大配重或增大金属丝重力或多绕一些金属丝;
(5)再向容器中加油或者将容器换成直径细些的。
【解答】解:(1)为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,吸管下端塞入一些金属丝作为配重,这样做目的是为了降低重心,让密度计竖直漂浮在液体中;
小明制作密度计的原理是利用了物体漂浮在液面时,浮力等于重力;
(2)由于吸管在(a)、(b)图中均漂浮,
所以F浮=G,
则在水和另一种液体中受到的浮力相等,
所以F浮=ρgV排,V排a>V排b,
所以ρ水<ρ液。
设吸管的底面积为S,根据物体浮沉条件可知,
F浮水=F浮夜,即ρ水gSH=ρ液gSh,
h;
(3)液体密度为0.8g/cm3时的深度值为:h6.25cm;
根据(2)可知,将上端刻度与下端刻度进行比较,得到刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密;即1.1刻线是在1.0刻线的下方,相邻刻线的间距不均匀。
(4)为了使两条刻度线之间的距离大一些,使测量结果更精确,由于ΔV=V排1﹣V排2=SΔh,所以,使Δh变大,应减小S即可,即具体做法是:换用更细的吸管或减小吸管的横截面积或增大配重或增大金属丝重力或多绕一些金属丝。
(5)图(c)所示的情形,说明密度计的重力过大,应该使密度计漂浮在液体中,不能沉底,再向容器中加油或者将容器换成直径细些的,以提高油的深度。
故答案为:
(1)重心;等于;
(2)大于;;
(3)6.25;下;不均匀;
(4)换用更细的吸管或减小吸管的横截面积或增大配重或增大金属丝重力或多绕一些金属丝;
(5)再向容器中加油或者将容器换成直径细些的。
30.在物理综合实践活动中,同学们利用粗细均匀的饮料吸管、金属丝、石蜡制作了简易密度计,在饮料吸管的一端塞入适量的金属丝,再用石蜡封口。
(1)同学们在饮料吸管塞入金属丝的目的是使简易密度计能  竖直  漂浮在液体中。
(2)同学们在给自制的简易密度计标注刻度时,将密度计放到水中的情景如图﹣1所示,在密度计与水面齐平处标注1.0g/cm3,并用刻度尺测得浸入的长度H。然后将密度计放到另一液体中的情景如图﹣2所示,测量得浸入的长度h。则:
①密度计在图﹣1中所受浮力F1与图﹣2中所受浮力F2的大小关系是F1 =  (选填“>”、“<”或“=”)F2;
②水和液体的密度大小关系是ρ水 <  (选填“>”、“<”或“=”)ρ液;
③写出液体密度的表达式:ρ液= ρ水 (用H、h、ρ水表示)。
(3)同学们把这支简易密度计放入密度为1.1×103kg/m3的盐水中,盐水液面在密度计1.0g/cm3刻度线的  下方  (选填“上方”或“下方”)。
(4)标注好刻度后,同学们发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,请你提出一个可行的改进方案: 用更细的吸管  。
【答案】(1)竖直;(2)①=;②<;③ρ水;(3)下方;(4)用更细的吸管。
【解答】解:(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,吸管下端塞入适量金属丝作为配重并用石蜡封口,这样做目的是让密度计竖直漂浮在液体中;
(2)①由于吸管在图﹣1和图﹣2中均漂浮,所以F浮=G,则在水和另一种液体中受到的浮力相等,即F1=F2;
②由图可知V排1>V排2,由F浮=ρgV排可知,ρ水<ρ液;
③设吸管的底面积为S,根据物体浮沉条件可知,F浮水=F浮液,即ρ水gSH=ρ液gSh,则有ρ液ρ水;
(3)若将该从水中取出擦干、放到密度为1.1×103kg/m3的盐水中,液体密度增大,但密度计仍然漂浮,浮力大小不变,液体密度增大,根据F浮=ρ液gV排可知,密度计排开液体的体积减小,露出水面的体积增大,故此时吸管上盐水液面的位置在A的下方;
(4)因为吸管是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,由G=F浮=ρgV排=ρgS吸管h可知,吸管浸入液体中的深度:h,所以当ρ液一定时,可适当增大配重,或用更细的吸管,来增大相邻刻度线之间的距离。
故答案为:(1)竖直;(2)①=;②<;③ρ水;(3)下方;(4)用更细的吸管。
31.如图所示,一实心圆柱体物体浮在液面上,露出液面的体积为V1,液面下的体积为V2,则物体的密度与液体的密度之比。
(1)证明上面等式成立;
(2)若只提供一个刻度尺、一个实心圆柱体、一个口径大于该圆柱体横截面的烧杯,以及待测液体(已知圆柱体的密度为ρ物,且ρ′液>ρ物)。利用上述器材,测量待测液体的密度ρ′液。写出实验步骤和表达式。
实验步骤: ①将烧杯放到水平台上,注入适量待测液体;
②用刻度尺测量出实心圆柱体的高度h;
③把实心圆柱体放入烧杯中漂浮,待静止后用刻度尺测量出露出液面的高度h1;
④浸入液体中的深度h2=h﹣h1 。
表达式:ρ′液=   。
【答案】(1)F浮=ρ液V排g=ρ液V2g;
G物=m物g=ρ物V物g=ρ物(V1+V2)g;
ρ液V2g=ρ物(V1+V2)g;
可得:;
(2)实验步骤:①将烧杯放到水平台上,注入适量待测液体;
②用刻度尺测量出实心圆柱体的高度h;
③把实心圆柱体放入烧杯中漂浮,待静止后用刻度尺测量出露出液面的高度h1;
④浸入液体中的深度h2=h﹣h1;
表达式:。
【解答】解:(1)实心圆柱体物体浮在液面上,根据阿基米德原理可得所受的浮力:F浮=ρ液V排g=ρ液V2g;
实心圆柱体物体的重力:G物=m物g=ρ物V物g=ρ物(V1+V2)g;
实心圆柱体物体浮在液面上时F浮=G物,即ρ液V2g=ρ物(V1+V2)g;
可得:;
(2)实验步骤:①将烧杯放到水平台上,注入适量待测液体;
②用刻度尺测量出实心圆柱体的高度h;
③把实心圆柱体放入烧杯中漂浮,待静止后用刻度尺测量出露出液面的高度h1;
④浸入液体中的深度h2=h﹣h1;
设实心圆柱体物体为S,则有:
实心圆柱体物体的重力:G物=m物g=ρ物V物g=ρ物Shg;
实心圆柱体物体浮在液面上时:F浮=ρ′液V排g=ρ′液Sh2g;
实心圆柱体物体浮在液面上时F浮=G物,即ρ′液Sh2g=ρ物Shg,
解之得:。
答:
(1)F浮=ρ液V排g=ρ液V2g;
G物=m物g=ρ物V物g=ρ物(V1+V2)g;
ρ液V2g=ρ物(V1+V2)g;
可得:;
(2)实验步骤:①将烧杯放到水平台上,注入适量待测液体;
②用刻度尺测量出实心圆柱体的高度h;
③把实心圆柱体放入烧杯中漂浮,待静止后用刻度尺测量出露出液面的高度h1;
④浸入液体中的深度h2=h﹣h1;
表达式:。
32.阅读短文,回答下列问题:
半潜船如图甲所示半潜船,是通过改变自身重量实现上浮和下沉的。半潜船淹没在水中的体积比例高,因此半潜船受到水面上的波浪影响相对较小,能够保持较佳的稳定性而适合当作水上的工作平台使用。如图乙所示,半潜船通过调整水舱内的压载水质量,把装货甲板潜入水中,等待货物装载,当货物拖至甲板上方后,再次调整水舱内的压载水,船体上浮,即完成装载。
(1)半潜船是通过改变  自身重力  实现上浮和下沉的;它在水面航行时,使其向前运动的动力的施力物体是  水  (选填“螺旋桨”或“水”);
(2)当半潜船依次处于图乙中三种状态时,从左至右船底受到水的压强分别为p1、p2、p3,则压强由小到大的顺序是  p1<p3<p2 ,水舱内水的质量分别为m1、m2、m3,则质量中最大的是  m2 (选填“m1”“m2”或“m3”);
(3)甲板面积为6000m2,当甲板下潜至水下2m时,受到水的压强为  2×104 Pa,受到水的压力为  1.2 108 N。(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】(1)自身重力;水;(2)p1<p3<p2;m2;(3)2×104;1.2 108。
【解答】解:(1)依据题意可知,半潜船是通过调整船身压载水量来实现上浮和下沉,即通过改变自身重力调节上浮和下沉;
它在水面航行时,螺旋桨与水发生相互作用,故使其向前运动的动力的施力物体是水;
(2)甲、乙、丙三图中船底所处的深度大小关系是:h甲<h丙<h乙,则由p=ρ水gh可知,p1<p3<p2;
船底所处的深度越大,则船排开水的体积:V甲排<V丙排<V乙排,由阿基米德原理可知:F浮=ρgV排,则所受的浮力:F甲浮<F丙浮<F乙浮,
根据阿基米德原理可知:G甲<G丙<G乙,由于半潜船的重力不变,则水舱内水的重力:G1<G3<G2,则根据G=mg可知质量最大的是m2;
(3)甲板下潜至水下h=2m时,水对甲板的压强p板=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa;
由p可得甲板所受的压力:F=p板S=2×104Pa×6000m2=1.2×108N。
故答案为:(1)自身重力;水;(2)p1<p3<p2;m2;(3)2×104;1.2 108。
33.阅读短文,回答问题。
第一艘国产航母——山东舰
2019年12月17日,中国首艘国产航母山东舰正式服役。山东舰是我国独立自主建造的第一艘航母,更因为山东舰的设计理念、重要系统、建造材料,如电磁兼容系统、动力系统、阻拦系统、航母特种钢等,都是我国独立自主研发的,完全没有依赖进口,并且拥有完全自主产权,百分百实现了中国航母中国造。航母上配备大量先进装备,其中舰载机是航母战斗力的核心,歼15是我国第一代多用途舰载喷气式战斗机,如表是歼15战斗机的部分技水参数,推重比是指飞机飞行时发动机的总推力与飞机总重的比值。所谓翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值。(g=10N/kg)
空机质量 最大起飞质量 推重比 发动机最大巡航推力
17.5t 32.5t 0.4~0.9 2.4×105N
(1)航母的舰体呈流线型,目的是为了  减小  (选填“增大”或“减小”)阻力;
(2)舰载机在航母上降落时必须适时放下舰钩,钩住甲板上的拦阻索,达到强行减速的目的,这个过程中,舰钩对拦阻索的拉力  等于  (选填“大于”、“等于”或“小于”)拦阻索对舰钩的拉力,舰载机的惯性  不变  (选填“增大”、“减小”或“不变”);当舰机平稳的降落在航母甲板后,航母受到的浮力  变大  (选填“变小”、“不变”或“变大”);
(3)若歼15飞机的翼载是500kg/m2,则机翼面积为  65  m2;
(4)若歼15飞机以发动机最大巡航推力飞行,推重比为0.8时,最多载重  1.25×104 kg。
【答案】(1)减小;(2)等于;不变;变大;(3)65;(4)1.25×104。
【解答】解:(1)航母的舰体呈流线型,目的是为了减小阻力;
(2)舰载机在航母上着落时,舰钩对拦阻索的拉力和拦阻索对舰钩的拉力是一对相互作用力,大小相等;舰载机在航母上着落时,随着速度的减小,舰载机的质量不变,其惯性大小不变;因为舰载机降落在航母甲板上后,航母仍漂浮,但自重增大,由F浮=G可知,航母所受浮力变大;
(3)因为翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值,则歼15飞机的翼载是500kg/m2,则机翼面积为:S65m2;
(4)因为推重比为0.8,所以飞机最大总重力为:G总3×105N,
所以最大总质量为:m总3×104kg,
所以最多载重量为:m最多载重=m总﹣m飞机=3×104kg﹣17.5×103kg=1.25×104kg。
故答案为:(1)减小;(2)等于;不变;变大;(3)65;(4)1.25×104。
34.把重为10N的物体缓慢放入装满水的溢水杯中,当物体静止后,测得溢出的水重为8N,则此时物体所处的状态及受到的浮力大小为(  )
A.漂浮,F浮=8N B.悬浮,F浮=10N
C.沉底,F浮=8N D.沉底,F浮=10N
【答案】C
【解答】解:∵F浮=G排=G溢=8N,G物=10N,
∴F浮<G物,
∴物体是沉入水底。
故选:C。
▉题型3 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
35.1921年8月初,中国共产党第一次全国代表大会在浙江嘉兴南湖的一条游船——“红船”上胜利闭幕,庄严宣告中国共产党正式成立。如图所示,“红船”纪念船静止在水面上,其质量为1.2t,此时纪念船受到浮力大小为  1.2×104 N,浮力的方向是  竖直向上  。当游客登船参观时,纪念船受到的浮力会  增大  。
【答案】1.2×104;竖直向上;增大。
【解答】解:“红船”纪念船静止在水面上,根据物体的浮沉条件可知,船受的浮力等于自身的重力,
则纪念船受到的浮力:F浮=G=mg=1.2×1000kg×10N/kg=1.2×104N;
浮力的方向竖直向上;
当游客登船参观时,船还是处于漂浮状态,船的浮力等于自身的重力,由于总重力增大,所以纪念船受到的浮力会增大。
故答案为:1.2×104;竖直向上;增大。
36.如题图所示,盛有2kg水的柱形容器置于水平地面上,重为6N不吸水的正方体,静止时有五分之二的体积露出水面,则物体的密度为  0.6×103 kg/m3,物体下表面所受水的压力为  6  N。若物体在压力的作用下刚好浸没水中,不接触容器底,水不溢出,此时水对容器底部的压力为  30  N。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】0.6×103;6;30。
【解答】解:(1)由于物体处于漂浮,则F浮=G,根据阿基米德原理可知:F浮=ρ水gV物=ρ物gV物,ρ物ρ水1×103kg/m3=0.6×103kg/m3;
(2)木块漂浮,受到的浮力为:F浮=G=6N;
根据浮力产生的原因可知,水对物体下表面的压力与物体受到的浮力相等,所以下表面受到的压力为6N;
(3)水的重力为:G水=mg=2kg×10N/kg=20N;
若物体在压力的作用下刚好浸没水中,此时物块多排开了V物的体积的水;
由于F浮=ρ水gV物=6N,则ΔF浮=ρ水gV物=4N;所以物体受到的浮力为:F'浮=F浮+ΔF浮=6N+4N=10N;
物体受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向下的压力,所以压力的大小为:F=F'浮﹣G=10N﹣6N=4N;
对水和物体整体分析:整体受到竖直向下的重力、竖直向下的压力、容器底面竖直向上的支持力的大小,所以容器底面竖直向上的支持力的大小为:
F'=G水+G+F=20N+6N+4N=30N;
由于物体间力的作用是相互的,所以水对容器底部的压力为30N。
故答案为:0.6×103;6;30。
37.“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为70m3,空载时质量约为22t,最大荷载200kg。(海水的密度取水的密度)
(1)“蛟龙号”空载时漂浮在水面时受到的浮力为多大?
(2)“蛟龙号”下潜到7km深时,受到海水的压强为多大?
(3)若“蛟龙号”满载时下沉是采用注水方式实现的,则需至少注入多少N的海水?
【答案】(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为2.2×105N;
(2)“蛟龙号”下潜到7km深时,受到海水的压强为7×107Pa;
(3)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入4.78×105N的海水。
【解答】解:(1)空载的质量m空载=22t=2.2×104kg,
“蛟龙号”空载漂浮在水面,根据物体的浮沉条件可得潜艇受到浮力为:
F浮=G空载=m空载g=2.2×104kg×10N/kg=2.2×105N;
(2)下潜的深度h=7km=7×103m,
潜艇受到海水的压强为:
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7×103m=7×107Pa;
(3)满载需要下沉时潜水器排开海水的体积V排=V船=70m3,
此时F浮′=G排=ρ海水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×70m3=7×105N,
满载总重力G满=m满g=(2.2×104kg+200kg)×10N/kg=2.22×105N,
注入海水的重力G注水=F浮′﹣G满=7×105N﹣2.22×105N=4.78×105N。
答:(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为2.2×105N;
(2)“蛟龙号”下潜到7km深时,受到海水的压强为7×107Pa;
(3)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入4.78×105N的海水。
38.阅读短文,回答问题。
绝境重生的372舰艇
海水跃层也称“跃变层”,它是指海水中某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层,如果海水跃层是上层密度大、下层密度小的状态,形成负密度梯度跃变层,被称为“海中断崖”。潜艇在水下航行中,如突遭海中断崖,急剧掉向海底,称为“掉深”,大多数常规潜艇的有效潜深为300m,潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时,会被巨大的海水压力破坏,造成失事。
我军372潜艇一次远航战备巡逻中,碰见“掉深”的情况,这次潜艇掉的又快又深,潜艇的主机舱管路发生破损,艇长王红理瞬间发出命令:“损管警报!向所有水柜供气”。不到10秒钟,应急供气阀门打开,所有水柜开始供气;1分钟内,上百个阀门关闭,数十种电气设备关闭;2分钟后,全艇各舱室封舱完毕。但“掉深”依然继续。3分钟后,掉深终于停止,深度计开始缓慢回升。372潜艇闯过鬼门关,化险为夷,创下了同类潜艇深度自拔的新纪录,创造了我军乃至世界潜艇史上的奇迹。
(1)“海中断崖”通常指滑艇遇到海水密度跃层,潜艇所处的海水密度突然变  小  (选填“大”或“小”),所受的浮力突然  减小  (选填“增大”或”减小”),失去平衡急剧下沉的一种现象。
(2)潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时,会被巨大的海水压力破坏,造成失事。这是由于海水的压强随深度的增大而  增大  。
(3)“向所有的水柜供气”的目的是  减小  (选填增大或减小)潜艇自身重力。
(4)实施高压供气、关闭各种阀门后,潜艇掉深有所减缓,但不会立即停止,这是因为  惯性  。
(5)如果潜水艇总质量为2.7×103t,体积为3×103m3,当它浮在海面上时,它受到浮力为  2.7×107 N。g取10N/kg。
【答案】(1)小;减小;(2)增大;(3)减小;(4)惯性;(5)2.7×107。
【解答】解:
(1)根据“海中断崖”现象可知,海水跃层是上层密度大、下层密度小,
因此由F浮=ρgV排可知,海中断崖的海水密度变化会造成潜艇受到的浮力减小。
(2)根据p=ρgh可知,潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时,深度增加,压强增大,即海水的压强随深度的增大而增大。
(3)潜艇能够在海底自由的上浮和下潜靠的是改变自身重力来实现的;
“向所有的水柜供气”的目的是排出水柜内的水,减小自身重力,使潜艇快速上浮。
(4)实施高压供气、关闭各种阀门后,潜艇掉深有所减缓;由于潜艇具有惯性,要继续保持原来的运动状态,所以不会立即停止。
(5)当它浮在海面上时,它受到浮力等于重力,即F浮=G=mg=2.7×103×103kg×10N/kg=2.7×107N。
故答案为:(1)小;减小;(2)增大;(3)减小;(4)惯性;(5)2.7×107。
39.请根据上述材料,回答下列问题。
福船
福船,福建沿海一带尖底古海船的统称,上阔下窄,首尖尾宽两头翘,复原横型图如图所示。其甲板平坦,龙骨厚实,结构坚固;吃水深,容量多,善于装载,稳定性好,抗风力强,适于远洋。
与指南针对航海贡献相媲美的“水密隔舱福船制造技艺”,是中国对世界航海发展史产生深远影响的另一项伟大发明,2010年11月15日,《中国水密隔舱福船制造技艺》被列入联合国教科文组织“急需保护的非物质文化遗产名录”。所谓“水密隔舱”,就是用厚实的隔舱板把船舱层层隔断,分隔成互不透水的一个一个舱区。在航行过程中,如果有一个或两个舱外破损,海水进不到其他舱中,从船整体看,仍然保持有足够的实力,不至沉没。“水密隔舱”技术大大提高了船舶的整体抗沉性,另外隔舱板与船壳板紧密连接,使船体结构也更加坚固,分别隔舱,还便利货物存放管理,水密隔舱福船制造技术,对于远洋航海史研究有着不可替代的重要学术价值。
南京静海寺《郑和残碑》记载:“永乐三年,将领官军乘架二千料海船并八橹船……”,经学术界考证,与北京天坛齐名的二千料海船就是福船。“料”是当时流行的用来表示舟船大小的一种计量单位。二千料海船总长61.2米,最大宽13.8米,型深4.89米;满载时,水线长53米,水线宽13米,吃水深度为3.9米,帆装、给养、武器、人员、货物等及船自身质量总共可达1170吨(即最大排水量可达1170吨)。
郑和下西洋是人类海洋文明史的重要组成部分,是世界航海史上时间最早、规模最大的洲际航海活动,重启海上丝绸之路的今天。“福船”这个珍贵的文化符号成为新兴文化产业里重要的创作灵感,依然在启迪人们不断去开拓创新。
(1)福船采用的  “水密隔舱”  技术大大提高了船舶的整体抗沉性;
(2)排水量是衡量造船能力的重要指标,请你根据文中提供的信息计算出二千料海船满载时受到的浮力  1.17×107 N,船体某点离开水面2.9米,该点受到海水的压强是  2.9×104 Pa;(为了计算方便,海水密度取1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(3)当海船从淡水中驶入海水中时,船体将  上浮  (选填“上浮”或“下沉”),海船受到的浮力将  不变  (选填“增大”“减小”或“不变”),船静止时,底部受到的海水的压力  等于  (选填“小于”“大于”或“等于”)船受到的浮力。
【答案】(1)“水密隔舱“;(2)1.17×107;2.9×104;(3)上浮;不变;等于。
【解答】解:(1)福船采用“水密隔舱”,的技术大大提高了船舶的整体抗沉性;
(2)帆装、给养、武器、人员、货物等及船之身质量总共可达:m=1170吨,
船的重力:G=mg=1170×103kg×10N/kg=1.17×107N,
根据漂浮的特点,海船满载时受到的浮力F浮=G=1.17×107N;
船体某点离开水面2.9米,该点受到海水的压强:p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.9m=2.9×104Pa;
(3)当海船从淡水中驶入海水中时,船仍漂浮,浮力等于重力,即海船受到的浮力大小不变,因为海水的密度大于水的密度,根据阿基米原理可知V排减小,船体将上浮;
浮力的实质是物体上下表面受到的压力差,漂浮时上表面受到的压力为0,所以船静止时,底部受到的海水的压力等于船受到的浮力。
故答案为:(1)“水密隔舱“;(2)1.17×107;2.9×104;(3)上浮;不变;等于。
▉题型4 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。
40.如图所示,在水平桌面上,甲、乙两个完全相同的玻璃杯分别装有不同密度的盐水。把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中悬浮,而在乙杯中漂浮,且放入鸡蛋后液面高度相同。下列说法正确的是(  )
A.甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度
B.甲杯对桌面的压强小于乙杯对桌面的压强
C.甲杯中盐水对杯底的压强等于乙杯中盐水对杯底的压强
D.鸡蛋在甲杯中所受浮力大于在乙杯中所受浮力
【答案】B
【解答】解:A、由图可知,鸡蛋在甲杯中悬浮,可得ρ甲=ρ鸡蛋,鸡蛋在乙杯中漂浮,可得ρ乙>ρ鸡蛋,所以ρ甲<ρ乙,故A错误;
B、因为鸡蛋在甲中悬浮,乙中漂浮,V排甲>V排乙,
又因为两液面相平,液体的体积与排开液体的体积之和相同,所以甲液体的体积小于乙液体的体积,
由A知ρ甲<ρ乙,根据m=ρV知m甲<m乙,
根据G=mg可知:G甲<G乙,
甲、乙两个烧杯对水平桌面的压力:F=G液体+G鸡蛋+G烧杯,所以F甲<F乙,根据p知甲烧杯对水平桌面的压强小于乙烧杯对水平面的压强,故B正确;
C、由题可知,两液面两平,即h甲=h乙,且ρ甲<ρ乙,根据p=ρgh可得甲杯中盐水对杯底的压强小于乙杯中盐水对杯底的压强,故C错误;
D、同一个鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态,受到的浮力都等于其自身的重力,所以鸡蛋在甲杯中所受浮力等于在乙杯中所受浮力,故D错误。
故选:B。
41.小明利用周末时间在厨房学做菜,下列关于厨房中的物理知识说法不正确的是(  )
A.饺子先沉锅底,加热后漂浮在水面,在此过程中饺子受到的浮力增大
B.刀具的刀柄一般都会做得很粗,主要是为了增大压强
C.包子皮上捏出了漂亮的花边,是力改变了物体的形状
D.刀刃抹油是为了在切菜时,使接触面光滑,减小摩擦
【答案】B
【解答】解:A、饺子先沉锅底,所受的浮力小于自身的重力,加热后漂浮在水面,所受的浮力等于自身的重力,饺子的重力不变,故在此过程中饺子受到的浮力增大,故A正确;
B、刀具的刀柄一般都会做得很粗,主要是为了在压力相同时,增大受力面积而减小压强,故B错误;
C、包子皮上捏出了漂亮的花边,是力改变了物体的形状,故C正确;
D、菜刃抹油是为了在切菜时,使接触面分离,减小摩擦,故D正确。
故选:B。
42.水平桌面上两个相同的烧杯中分别装有甲、乙两种不同液体,将两个不同材料制成的正方体A、B(VA<VB),按如图两种方式放入两种液体中,待静止后B刚好浸没在甲液体中,A刚好浸没在乙液体中,两杯中液面恰好相平。下列说法正确的是(  )
①甲液体密度小于乙液体密度
②甲液体对杯底的压强等于乙液体对杯底的压强
③物块B受到的浮力大于物块A受到的浮力
④装甲液体的容器对桌面的压力小于装乙液体的容器对桌面的压力
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【答案】D
【解答】解:
①把A、B两物体作为一个整体,该整体在两液体中都处于漂浮状态,由漂浮条件可知F浮=GA+GB,则该整体在两液体中受到的浮力相等;由图可知V排甲=VB,V排乙=VA,且VA<VB,所以V排甲>V排乙;因整体在两液体中受到的浮力相等,且排开甲液体的体积较大,由F浮=ρ液gV排可知,两液体的密度关系:ρ甲<ρ乙,故①正确;
②已知ρ甲<ρ乙,两液体的深度h相同,由p=ρgh可知,甲液体对杯底的压强小于乙液体对杯底的压强,故②错误;
③因整体受到的浮力相等,即甲液体中B物体受到的浮力等于乙液体中A物体受到的浮力,故③错误;
④两容器中液面恰好相平且容器相同,则液体与物块排开液体的体积之和相同,但V排甲>V排乙,故甲液体的体积较小,又知ρ甲<ρ乙,则根据G液=m液g=ρ液gV液可知,甲液体的重力较小;整个容器水平桌面的压力F=G容+GA+GB+G液,因容器相同、则其重力相同,且A、B两物体的重力不变,甲液体的重力较小,故装甲液体的容器对水平桌面的压力较小,故④正确。
故选:D。
43.如图水平面上有两个相同的杯子,分别装不同的液体,将同一个小球A分别放入两杯中,静止时,小球A在甲液体中漂浮,在乙液体中沉底。再往两个杯中放一些盐,杯中液体密度都增大,但两物体仍处于原来的状态,加入盐后(  )
A.小球A在甲液体中受到的浮力变大
B.小球A在乙液体中受到的浮力不变
C.小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中受到的浮力
D.小球A在甲液体中受到的浮力等于在乙液体中受到的浮力
【答案】C
【解答】解:由图可知,小球A在甲液体中始终处于漂浮状态,浮力等于重力,浮力不变;
小球A在乙液体中下沉,受到的浮力小于重力,加入盐后,液体的密度变大,排开的液体的体积不变,则小球受到的浮力变大,但仍小于重力;所以小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中受到的浮力,故ABD错误,C正确;
故选:C。
44.下列说法中正确的是(  )
A.图甲中,同一艘轮船从长江驶入大海,浮力变大
B.图乙中,热气球中充入的是密度比空气大的气体
C.图丙中,可以说明物体浸没在液体中越深,所受的浮力越大
D.图丁中,同一密度计在两种液体中所受浮力Fa=Fb,两种液体的密度ρa<ρb
【答案】D
【解答】解:A、轮船从长江驶入大海时,始终处于漂浮状态,自身的重力不变,受到的浮力不变,故A错误;
B、气球是利用在空气中的浮力来工作的,当气球里气体的密度小于空气的密度时,浮力大于重力,才可以升空,故B错误;
C、根据阿基米德原理可知,浮力与液体的密度、排开液体的体积有关,与物体的体积、物体浸入液体中的深度无关,故C错误;
D、同一密度计测量不同的液体的密度时,都处于漂浮状态,受到的浮力始终等于密度计的重力。由F浮=ρ液gV排可知:露出的体积越大(排开液体的体积越小),液体的密度越大,两种液体的密度ρa<ρb,故D正确。
故选:D。
45.把一个不吸水的物体缓慢放入已装有20mL盐水的量筒中,物体静止后如图甲所示,取出物体擦干后,再把它放入图乙所示的已装水的量筒中静止(放入状态未画),已知,ρ水<ρ盐水<ρ物,且ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,以下说法正确的是(  )
A.物体的体积为40mL
B.物体排开水的体积大于20mL
C.物体在盐水中受到的浮力为0.2N
D.物体在盐水中所受的浮力大于它在水中受到的浮力
【答案】D
【解答】解:A、物体体积:V=40mL﹣20mL=20mL=20cm3,故A错误;
B、因为ρ水<ρ盐水<ρ物,物体在水中沉底,浸没在水中,排开水的体积等于物体的体积为20cm3,故B错误;
CD、物体在水中受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣6m3=0.2N;
由于盐水的密度大于水的密度,根据F浮=ρ液gV排可知浸没在盐水物体所受的浮力大于浸没在水中所受的浮力,所以物体在盐水中受到的浮力大于0.2N,故C错误,D正确。
故选:D。
46.如图所示,在家庭小实验中,某同学想让沉底的鸡蛋漂浮在水面上,下列操作可行的是(  )
A.向杯子中加盐 B.向杯子中加水
C.倒出少量的水 D.轻轻摇晃杯子
【答案】A
【解答】解:
鸡蛋沉底,说明鸡蛋受到的浮力小于其重力,即F浮<G。鸡蛋排开液体的体积不变时,由F浮=ρ液gV排可知,应向杯中加盐,增大液体的密度,以增大鸡蛋所受浮力,当浮力增大到大于鸡蛋的重力时鸡蛋会上浮,最后漂浮在水面。
故选:A。
47.周末小明帮妈妈做饭时,发现放入油锅中的油条都会先沉底。然后上浮至油面,如图所示。油条所受浮力为F浮,油条自身的重力为G,下列说法正确的是(  )
A.油条在下沉过程中,F浮>G
B.油条浮在油面上时,F浮>G
C.油条浸没在油中时,受热体积膨胀,F浮不变
D.油条在上浮过程中,F浮等于它排开油受到的重力
【答案】D
【解答】解:A、油条在下沉过程中,受到的浮力小于重力,故A错误;
B、油条浮在油面上时处于漂浮状态,此时受到的浮力等于重力,故B错误;
C、油条浸没在油中时,受热体积膨胀,根据F浮=ρ油gV排可知浮力随体积的增大而增大,故C错误;
D、根据阿基米德原理可知油条在上浮过程中,油条受到的浮力等于它排开油受到的重力,故D正确。
故选:D。
48.两个相同容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个不同材料制成的实心小球放入甲液体中,两球沉底如图a所示;放入乙液体中,两球静止时的情况如图b所示,此时两容器中液面相平。则下列说法正确的是(  )
A.小球A的质量大于小球B的质量
B.a容器底部受到液体的压强较大
C.小球A在乙液体中受到的浮力较大
D.小球B在两种液体中受到的浮力一样大
【答案】C
【解答】解:
A、在乙液体中,A漂浮,则A的密度小于乙液体的密度;B下沉,B的密度大于乙液体的密度;比较可知,A的密度小于B的密度;两个小球的体积相同,根据m=ρV可知,A的质量小于B的质量,故A错;
B、A实心小球在甲液体中下沉,则甲液体的密度小于A小球的密度;A实心小球在乙液体中漂浮,则乙液体的密度大于A小球的密度,所以甲液体的密度小于乙液体的密度,而液体深度相同,由p=ρgh可知,a容器底部受到液体的压强小于b容器底部受到液体的压强,故B错;
C、由图可知,在甲液体中A球下沉,小球A在甲液体中受到的浮力F浮甲<GA,小球A在乙液体中漂浮,小球A在乙液体中受到的浮力F浮乙=GA,所以F浮甲<F浮乙,故C正确;
D、甲液体的密度小于乙液体的密度,B在两种液体中都下沉,排开液体的体积相同,由F浮=ρ液V排g可知小球B在乙液体中受到的浮力较大,故D错。
故选:C。
49.如图所示,将三个完全相同的鸡蛋分别放入盛有不同液体的烧杯中,鸡蛋在甲杯中沉底,在乙杯中悬浮,在丙杯中漂浮,且各杯中液体深度相同。则下列判断正确的是(  )
A.三种液体的密度关系为:ρ甲=ρ乙>ρ丙
B.鸡蛋排开三种液体的质量关系为:m甲=m乙>m丙
C.鸡蛋受到三种液体的浮力关系为:F甲<F乙=F丙
D.三种液体对容器底部的压强关系为:p甲=p乙>p丙
【答案】C
【解答】解:A、鸡蛋在甲中下沉,甲的密度小于鸡蛋密度;在乙中悬浮,乙的密度等于鸡蛋密度;在丙中漂浮,丙的密度大于鸡蛋密度,所以丙的密度最大,甲的密度最小,A错误;
B、鸡蛋在甲中下沉,浮力小于鸡蛋的重力,则排开液体的质量小于鸡蛋的质量;乙悬浮,丙中漂浮,则乙丙受到的浮力等于鸡蛋的重力,即乙丙排开液体的质量等于鸡蛋的质量,所以m甲<m乙=m丙,B错误;
C、由B知,甲受到的浮力小于重力,乙丙受到的浮力等于重力,所以鸡蛋受到三种液体的浮力关系为:F甲<F乙=F丙,C正确;
D、三种液体的深度相同,丙的密度最大,甲的密度最小,p=ρ液gh得,三种液体对容器底的压强关系是:p甲<p乙<p丙,D错误。
故选:C。
50.如图,小瓷碗漂浮在水面上,倾斜后能沉入水底,这一情景分析正确的是(  )
A.小瓷碗能沉入水底是因为它的重力变大了
B.小瓷碗漂浮时受到的浮力小于它的重力
C.小瓷碗浸没时和漂浮时相比所受的浮力变小了
D.小瓷碗下沉过程中浮力大于重力
【答案】C
【解答】解:A、小瓷碗能沉入水底,瓷碗所受的重力不变,因排开的水的体积减小,所受浮力减小,小于重力而引起的,故A错误;
B、小瓷碗漂浮时,根据漂浮条件可知:受到的浮力等于它的重力,故B错误;
C、由于瓷碗浸没时是下沉,浮力小于重力,漂浮时与瓷碗重力相等,所以小瓷碗浸没时和漂浮时相比所受的浮力变小,故C正确;
D、小瓷碗下沉过程中重力大于浮力,故D错误。
故选:C。
51.如图所示,把一个苹果放入浓盐水中,苹果处于漂浮状态。如果把水面以上的部分切去,则余下的部分(  )
A.沉入水底 B.仍然漂浮 C.刚好悬浮 D.无法判断
【答案】B
【解答】解:切去前,苹果处于漂浮状态,所以苹果受到的浮力等于苹果的重力;
把水面以上的部分切去时,重力变小,浮力不变(排开水的体积不变),此时浮力大于重力,苹果上浮,最终漂浮在液面上。
故选:B。
52.(1)许多轮船都有排水量的标记,“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是4800t,表示它浮在海面上排开的海水质量是4800t,此时舰船所受的浮力是  4.8×107N  。轮船从长江开往海洋,考虑海水比江水密度大,轮船受到的浮力将  不变  ,轮船吃水深度将  变小  。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)如图所示,先将重为G的半个西瓜皮轻轻放在水缸中,发现它漂在水面上,此时它受到的浮力大小为F1,则F1 等于  G;然后把它按入水面下,发现它沉入水底,此时它受到的浮力大小为F2,则F2 小于  G(均选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1)4.8×107N;不变;变小;(2)等于;小于。
【解答】解:(1)舰船所受的浮力:
F浮=G排=m排g=4800×103kg×10N/kg=4.8×107N;
轮船从长江开往海洋,始终处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,船的重力不变,受到的浮力不变,
根据F浮=ρ液gV排的变形式V排可知,由于海水比江水密度大,它排开水的体积变小,因此轮船要上浮一些,轮船吃水深度将变小。
(2)同一个西瓜皮的重力不变,
西瓜皮漂在水面上时,受到的浮力和自身的重力相等,即F浮1=G,
西瓜皮沉入水底时,受到的浮力小于自身的重力,即F浮2<G,
故答案为:(1)4.8×107N;不变;变小;(2)等于;小于。
53.如图甲所示,将重为10N棱长为10cm的正方体实心物块置于足够深的圆柱形容器底部。现逐渐向容器倒入某种液体,物块受到的浮力F与容器内液体的深度h的关系图像如图乙所示,当倒入容器中液体的深度为6cm时,此时物体受到的浮力  <  物体重力(填“>”“=”或“<”);当倒入容器中液体的深度为8cm时,物体排开液体的体积  <  物体体积(填“>”“=”或“<”);该液体的密度为  1.25×103 kg/m3(提示g=10N/kg)。
【答案】<;<;1.25×103。
【解答】解:由图乙可知,当容器内液体的深度h等于或大于8cm时,物块所受的浮力为10N不变,说明物块处于漂浮状态,物体排开液体的体积小于物体体积;
物块排开液体的体积为:
V排=L2h=(10cm)2×8cm=800cm3=8×10﹣4m3,
由F浮=ρgV排可知,液体的密度为:
ρ1.25×103kg/m3,
由图乙结合题意可知,当倒入容器中液体的深度为6cm时,此时物体还没有浮起来,还在容器底部,排开液体的体积为:
V排′=L2h′=(10cm)2×6cm=600cm3=6×10﹣4m3,
受到的浮力为:
F浮′=ρgV排′=1.25×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣4m3=7.5N,
物块漂浮时,受到的浮力等于重力,则物块的重力为:
G=F浮=10N,
当倒入容器中液体的深度为6cm时,此时物体还没有浮起来,还静止在容器底部,物块受到竖直向上的容器底部的支持力、浮力和竖直向下的重力,此时物体受到的浮力小于物体重力。
故答案为:<;<;1.25×103。
54.现有甲乙丙三个实心小球,测得其质量体积图像如图。(g=10N/kg)
(1)由图可知,ρ甲 >  ρ乙(选填“>”“=”“<”);
(2)已知水的密度为1g/cm3,当丙球完全浸入水中时,所受的浮力为  0.02  N,此时丙球所受的浮力  小于  丙球所受的重力(“大于”“等于”“小于”),松开后丙球将  下沉  (选填“上浮”“下沉”“悬浮”)。
【答案】>;0.02;小于;下沉
【解答】解:(1)由图可知甲的质量是4g,体积是2cm3,则甲的密度:ρ甲2g/cm3,
由图可知乙的质量是4g,体积是5cm3,则乙的密度:ρ乙0.8g/cm3,比较可知ρ甲>ρ乙;
(2)由图可知丙的质量是3g,则丙的重力:G=m丙g=3×10﹣3kg×10N/kg=0.03N,
丙的体积是2cm3,当丙球完全浸入水中时,所受的浮力为:F浮=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣6m3=0.02N<0.03N,
则松手后的丙球将下沉。
故答案为:(1)>;(2)0.02;小于;下沉。
55.如图所示是乒乓球在水中上浮过程中的某一位置,作出此时乒乓球受到的浮力和重力的示意图。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:过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;乒乓球在水中上浮过程中,浮力大于重力,所以表示浮力的线段长度应大于表示重力的线段长度;如下图所示:
56.“彩球温度计”是一种精美的居家装饰品,也是一种很特别的温度计,可用于粗略地测量环境温度。如图甲所示,玻璃管中装有对温度敏感的液体,当外界温度变化时,玻璃管中液体的密度会随之变化。液体中装有体积相同的五颜六色的彩球,每个彩球都标注有特定的温度。当彩球都在玻璃管中静止,不再运动时,所有上浮彩球中最下方一个彩球标注的温度表示所测的环境温度。
当外界温度降低时,液体中有部分彩球上浮至“彩球温度计”的上部(彩球体积变化可忽略)。图乙是某温度时彩球温度计中的彩球稳定后的分布情况。请根据以上信息并结合所学知识,回答下面问题:
(1)乙图“彩球温度计”中彩球  c  上标注的温度是当时的环境温度(请填写彩球编号)。
(2)如果图甲是另一温度时彩球稳定后的分布情况,则  甲  “彩球温度计”所处环境温度较高(选填“甲”或“乙”)。
(3)如果彩球a的质量为ma,彩球c的质量为mc,则ma <  mc(选填“>”“=”或“<”);彩球a标注的温度  高于  彩球c标注的温度(选填“高于”或“低于”)。
(4)彩球c是否为悬浮状态,理由是  否,彩球c浸没在液体中虽然静止,它除了受到重力和浮力外,还受到其他作用力  。
【答案】(1)c;(2)甲;(3)<;高于;(4)否,彩球c浸没在液体中虽然静止,它除了受到重力和浮力外,还受到其他作用力。
【解答】解:
(1)当彩球都在玻璃管中静止,不再运动时,所有上浮彩球中最下方一个彩球标注的温度表示所测的环境温度,由图乙知,彩球c上标注的温度是当时的环境温度;
(2)玻璃管中液体对温度敏感,液体的质量一定时,当外界温度升高时,液体膨胀,体积变大,由ρ可知液体密度减小。
由图知,甲中彩球下沉,乙中彩球上浮,甲中彩球受到的浮力小于乙中彩球受到的浮力,每个彩球的体积相等,由F浮=ρ液gV排可知,甲中液体密度小于乙中液体密度,所以甲中液体温度较高,即甲所处环境温度较高;
(3)各彩球的体积相等,由图可知,最初a、c彩球都浸没在液体中,排开液体的体积相等,根据F浮=ρgV排可知此时它们所受的浮力相等,a球先上浮,说明a上浮时浮力大于a的重力,此时c还处于沉底状态,则c受到的浮力小于c的重力,所以Ga<Gc,由G=mg可知ma<mc;
当外界气温降低时,容器内液体的体积变小、密度变大,当外界气温降低时,液体的密度变大,当液体的密度大于小球的密度时,小球就上浮,按小球上浮的先后顺序,先上浮的小球的密度最小,对应标注的温度最高;最后上浮的小球的密度最大,对应的标注温度最低。由图乙知,a球标注的温度高于c球标注的温度;
(4)当彩球c受到浮力大于它的重力时上浮,最终应漂浮在液面,而c球静止在图乙中的位置,说明c球还受到a、b球以及容器壁对它的力,所以c球不是悬浮状态。
故答案为:(1)c;(2)甲;(3)<;高于;(4)否,彩球c浸没在液体中虽然静止,它除了受到重力和浮力外,还受到其他作用力。
▉题型5 浮力中的绳子、弹簧、杆的问题
【知识点的认识】
(1)轻绳的特点:
①轻绳各处受力相等,且拉力方向沿着绳子;
②轻绳不能伸长;
③用轻绳连接的系统通过轻绳的碰撞、撞击时,系统的机械能有损失;
④轻绳的弹力会发生突变。
(2)轻杆的特点:
①轻杆各处受力相等,其力的方向不一定沿着杆的方向;
②轻杆不能伸长或压缩;
③轻杆受到的弹力的方式有拉力或压力。
(3)轻弹簧的特点:
①轻弹簧各处受力相等,其方向与弹簧形变的方向相反;
②弹力的大小为F=kx,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的伸长量或缩短量;
③弹簧的弹力不会发生突变。
57.在水平桌面上放有圆柱状透明水槽,内装有足够深的水。如图甲所示,先将正方体物块放入水中,物块静止时测得其浸入水中的体积为0.004m3;再将小石块用细绳悬挂于正方体物块下面,如图乙所示,物块静止时测得其浸入水中的体积为0.005m3。(细线的体积忽略不计,g取10N/kg,水的密度为1000kg/m3)
(1)正方体物块所受的重力为多少?
(2)请在方框内画出乙图中正方体物块的受力示意图;
(3)图丙中细线对正方体物块的拉力是多少?
【答案】(1)正方体物块所受的重力为40N;
(2)受力示意图见解答;
(3)图丙中细线对正方体物块的拉力是10N。
【解答】解:(1)将正方体物块放入水中,物块静止时测得其浸入水中的体积为0.004m3;此时漂浮,浮力等于重力,
故G=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.004m3=40N;
(2)如图乙所示,物块静止时测得其浸入水中的体积为0.005m3。F'浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.005m3=50N;
正方体漂浮,受力平衡,浮力与重力细线拉力平衡,作用点都画在重心上,
重力是49N,则细线的拉力F=F'浮﹣G=50N﹣40N=10N,如图所示:
(3)因为细线对正方体物块的拉力,使得正方体下沉,根据平衡条件知,拉力等于增大的浮力,即F=ΔF浮=ρ水gΔV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.005m3﹣0.004m3)=10N。
答:(1)正方体物块所受的重力为40N;
(2)受力示意图见解答;
(3)图丙中细线对正方体物块的拉力是10N。
58.如图甲所示,轻质弹簧(弹簧质量和体积忽略不计),其两端分别固定在圆柱形容器底部和正方体物块上。已知物块的边长为10cm,弹簧没有发生形变时的长度为12cm,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度ΔL与拉力F的关系如图乙所示,向容器中加水,直到物块上表面与水面相平,此时水深26cm,g=10N/kg。求:
(1)此时水对容器底的压强是多少;
(2)该物块受到水的浮力;
(3)该物块的密度。
【答案】(1)水对容器底部的压强为2600Pa;
(2)物块受到水的浮力为10N;
(3)物块的密度为0.6×103kg/m3。
【解答】解:(1)此时水深h=26cm=0.26m,
水对容器底部的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.26m=2600Pa;
(2)物块刚好完全浸没在水中,排开水的体积等于物块的体积,即:V排=V物=(0.1 m)3=1×10﹣3m3,
物块所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;
(3)由图甲可知,当物块上表面与液面齐平时,物块上表面距容器底的距离为h=26cm,弹簧伸长的长度:ΔL=26cm﹣12cm﹣10cm=4cm,
由图乙可知,此时弹簧对物体的拉力为F拉=4N,
木块的重力:G物=F浮﹣F拉=10N﹣4N=6N,
木块的质量:m物0.6kg,
物体的密度:ρ物0.6×103kg/m3。
答:(1)水对容器底部的压强为2600Pa;
(2)物块受到水的浮力为10N;
(3)物块的密度为0.6×103kg/m3。
▉题型6 轮船原理
【知识点的认识】
(1)轮船工作原理:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。
(2)排水量:轮船满载时排开水的质量。轮船受到的浮力F浮=G;轮船和货物共重G=mg。
59.下列关于压强与浮力的说法正确的是(  )
A.马德堡半球实验第一次准确测出了大气压的数值
B.飞机升空靠的是升力
C.轮船从河里驶向海里,所受的浮力变大
D.潜水艇潜水越深,所受的浮力越大
【答案】B
【解答】解:A、马德堡半球实验证明了大气压的存在,而托里拆利实验测出了大气压的数值,故A错误;
B、飞机升空时,机翼下方的空气压强大于上方压强,故产生了上升的升力,所以飞机的升力不是利用浮力,故B正确;
C、轮船无论在海里还是河里都处于漂浮状态,所以受到的浮力等于自身重力,因其重力不变所以浮力也不变,故C错误;
D、潜水艇在完全浸没入水中再下潜时,因为排开水的体积不变所以浮力也不变,故D错误。
故选:B。
▉题型7 气球和飞艇原理
【知识点的认识】
气球是通过改变内部气体的体积来调节浮力与重力的关系, 从而实现上升或下降。 当给气球充气时, 气球体积增大, 当自身所排开空气的重力大于本身的重力时, 气球上浮; 反之, 当放气时, 气球体积减小, 浮力减小, 气球下降。
60.下列发明依靠空气的浮力升空的物体是(  )
A.直升机 B.飞艇
C.滑翔伞 D.火箭
【答案】B
【解答】解:A.直升机利用的是力的相互作用升空的,故A错误;
B.飞艇工作时,需要向飞艇内充入比空气密度小的气体,从而利用浮力大于重力而飞行,故B正确;
C.滑翔伞是利用流体压强和流速的关系产生的升力升空的,故C错误;
D.物体间力的作用是相互的,火箭升空靠气体的反冲作用而获得动力,故D错误。
故选:B。

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