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沪粤版八年级下册 第九章 《浮力》单元测试 提升卷型
一、选择题（每题3分，共30分）
1．以下情景中的物体没有受到浮力的是
A．图甲：海中航行的“辽宁舰”
B．图乙：海中下潜的“蛟龙号”
C．图丙：遨游太空的“天宫一号”
D．图丁：空中上升的热气球
2．图甲为盛水的烧杯，上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降，直至将圆柱体逐渐进入水中。整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示，g取10N/kg。下列说法正确的是（不考虑液面的变化）（　　）
A．圆柱体受到的重力是8N
B．圆柱体受到的最大浮力是4N
C．圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
D．当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为700Pa
3．潜水艇是维护海洋权益的关键装备，如图为某潜水艇在海水中的运行状态示意图。潜水艇在水中处于悬浮状态，某时刻其由水下的甲位置下潜到乙位置，则下列说法正确的是
A．若潜水艇浮出水面且处于漂浮状态时，其所受到的浮力大于自身重力
B．潜水艇在水下由甲位置下潜到乙位置的过程中，其受到的浮力变大
C．潜水艇由甲位置下潜到乙位置的过程中，潜水艇底部受到水的压强变大
D．潜水艇是靠改变自身浮力的大小来实现上浮和下沉的
4．小明在“造船比赛”中用三块大小相同的橡皮泥做成小船，把它们放在盛有水的水槽中，然后往小船内放入不同质量的物体，它们均能漂浮在水面上，如图所示，针对此现象，下列说法正确的是（　　）
A．三只小船受到的浮力相等
B．三只小船底面受到的压力一定相等
C．小船所装物体越重，受到的浮力越大
D．小船所装物体越轻，受到的浮力越大
5．在施工过程中，需要运送一定数量的石块放入海底施工。据此，如图所示，实验小组做了一个橡皮泥“船”。在“船”中放入一定数量的石块后放入水中，待船静止后，逐渐将石块取出并放入水中，在此过程中下列说法正确的是（　　）
A．小船受到的浮力不变 B．小船浸在水中的体积变大
C．水面将上升 D．小船底部受到水的压强变小
6．水平桌面上放置两个溢水杯，分别装满液体1、液体2.将一个小球轻轻放入液体1中，小球静止时，溢出液体的体积为V1、质量为m1，如图甲所示；将该小球轻轻放入液体2中，小球静止时，溢出液体的体积为V2、质量为m2，如图乙所示.以下说法正确的是
A． B．
C．小球的密度为 D．小球的密度为
7．三个体积相同而材料不同的球A、B、C，分别静止在不同深度的水里， 以下说法正确的是（　　）
A．A球所受的浮力最小 B．A球所受的浮力最大
C．B球所受的浮力最大 D．C球所受的浮力最小
8．如图所示，小丽同学想利用空气浮力估算手中气球的体积大小，采集的数据有：无风静止时细绳竖直向下的拉力(约为0.25 N)、气球的重力(约为 空气的密度(约为1.3kg/m3)，g取10 N/ kg.气球的体积大小约为 (　　)
A．2m3 B．0.2m3 C． D．2 dm3
9．如图所示，用细绳将一个物体系在容器底部。若物体上表面受到水向下的压力为7N，下表面受到水向上的压力为13N，则物体所受浮力为（　　）
A．4N B．6N C．7N D．13N
10．在探究“物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系“实验时，具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示．为方便操作和减小测量误差，最合理操作步骤应该是 （　　）
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁
C．乙、甲、丁、丙 D．丁、甲、乙、丙
二、多选题（每题3分，共9分）
11．如图所示，潜水员在海水中潜行时，他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气。下列分析正确的是（　　）
A．潜水员通过改变浮力实现上浮下沉的
B．对背心进行放气后，潜水员受到海水的浮力变大
C．潜水员要借助背心上浮时，需要给背心充气
D．对背心进行放气后，潜水员受到的浮力小于排开海水的重力
12．如图所示，密度分布均匀的圆柱形棒的一端悬挂一个小铁块并一起浸入水中。平衡时棒浮出水面的长度是浸入水中长度的n倍。若水的密度为ρ，则棒的密度为（　　）
A． B． C． D．
13．如图甲所示，水平面上有一个底面积为S的薄壁圆柱形容器，容器中装有密度为、质量为的液体，一个质量分布均匀、体积为的正方体物块（不吸该液体）放入容器中，物块漂浮在液面上，露出液面的体积是物块体积的。现将一个质量为的铁块轻轻放在物块上表面的中间位置（图乙），物块恰好浸没在液体中（液体未溢出）。下列分析正确的是（　　）
A．物块的密度是液体密度的
B．铁块的质量满足
C．图甲位置时液体对容器底部的压强为
D．图乙位置时液体对容器底部的压强为
三、填空题（每空2分，共20分）
14．如图所示，重20N的物体浸没在水中，上表面受到水向下的压力为15N，下表面受到水向上的压力为24N，则物体受到的浮力大小为　 　N，方向　 　。
15．将体积为 、重力为4N的球浸没在水中，球受到的合力大小为　 　N，方向为　 　，放手后这个球将　 　（填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）。 （g=10N/kg）
16．如图所示，一只苹果从高处掉入水里，最终漂浮在水面上。苹果在水中减速下降时，苹果受到的浮力　 　苹果的重力，苹果最终漂浮在水面上时受到的浮力　 　 重力。
17．金属块重10N，悬挂在弹簧测力计上。当金属块完全浸没于水中（且金属块不与盛水容器接触）时，其所受浮力的方向为　 　。弹簧测力计的读数为8N，此时金属块受到的浮力是　 　N。如果把金属块全部浸没在酒精中，金属块受到的浮力是　 　N。（、）
四、实验探究题（每空2分，共22分）
18．学校科技小组进行了“测量小石块密度”的实验。
（1）用天平测小石块的质量，当天平平衡时，右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图甲所示，小石块的质量为　 　g，用量筒和水测得小石块的体积为20cm3，则小石块的密度为　 　kg/m3.
（2）利用浮力知识，科技小组的同学又用另一种方法测出了小石块的密度。
步骤一：如图乙所示，将长方体物块放入柱形盛水容器中，物块漂浮，测出物块浸入水中的长度。
步骤二：如图丙所示，将小石块放在物块上，测得物块浸入水中的长度与图乙相比增加了h1，此时物块受到的浮力与图乙相比　 　
步骤三：如图丁所示，将小石块用细线（细线体积和质量均忽略不计）系在物块下，测得物块浸入水中的长度与图乙相比增加了h2，图丁中水对容器底部的压强　 　（填“大于”、“等于”或“小于”）图丙中水对容器底部的压强。
根据以上信息可得，小石块密度表达式为ρ石=　 　（用ρ水、h1、h2表示）。
19．如图是小明同学实验小组探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验装置（在物体未浸入水中时，溢水杯中盛满水或酒精）。
（1）物体完全浸没在水中时所受的浮力为　 　N；
（2）由A、C、D可知，浮力与物体浸没的深度　 　（选填“有关”或“无关”）；
（3）由A、D、E可知，浮力与液体的密度　 　（选填“有关”或“无关”）；
实验结果表明，物体在液体中所受浮力大小，跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。在这个实验中小明还测量出B、C、D、E中排出液体的重力，发现浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力大小等于它排开液体所受的重力；
【拓展】小明在家中利用台秤、玻璃杯、水、玻璃缸、记号笔来测量盐水的密度。实验过程如下：
①将玻璃杯放在台秤上，测出空玻璃杯的质量为m1；
②如图甲所示，向玻璃缸中倒入适量的水，使空玻璃杯漂浮在水面上，用记号笔记下水面在玻璃杯上对应的位置b，此时玻璃杯受到的浮力为　 　；
③倒出玻璃缸中的水并擦干净，向玻璃缸里倒入适量的待测盐水，擦干玻璃杯外面的水，使玻璃杯漂浮在盐水面上（如图乙所示）。向玻璃杯中倒水，直到盐水液面与　 　相平；
④取出玻璃杯并擦干外面的盐水，用台秤测出其总质量为m2；
⑤盐水密度的表达式为ρ盐水=　 　（用字母表示，已知水的密度为ρ水）。
五、计算题（共7分）
20．在物理实验操作考试中，小马同学用弹簧测力计悬挂一个圆柱体物块，使物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示；然后匀速放下物块，此过程中弹簧测力计示数与物块下表面浸入水中的深度的关系如图乙所示，弹簧测力计始终在水面上方，实验过程中水始终未溢出（水的密度为，取），求：
（1）物块的质量；
（2）物块受到的最大浮力；
（3）物块的密度；
（4）物块刚好浸没时，物块下表面受到的水的压强。
六、科普阅读题（每空2分，共12分）
21．阅读短文，回答下列问题。
极目一号
2022年5月15日凌晨1点26分， 中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4300米的科考营地顺利升空。凌晨4点40分，达到9032米， 超过珠峰8848.86米的高度，创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。据介绍，执行此次观测任务所使用的浮空艇，是我国自主研发的系留浮空器，长55米、高19米，浮空艇体积为9000 立方米，总重量约2.625吨，地面锚泊车重90吨，通过地面锚泊设备系缆控制升空和驻空(如图甲)。浮空艇有两个气囊，一个是上气囊，里面充氦气(气密度比空气小很多)，下边腹部还有一个小的副气囊，里面充空气。通过调节副气囊的空气垫就可以调节压力(如图乙)。
（1）浮空艇的整体外形呈现白色，因为在白天使用时，白色可以反射光线、减少　 　(选填“红外线”或“紫外线”)的吸收，使浮空艇内部气体升温不会过快。
（2）因为大气压随海拔升高而　 　，所以在升空过程浮空艇为了保持内外气压差处在安全范围，副气囊需要　 　(选填“排出”或“注入”)空气。
（3）若浮空艇携带的科研器材质量 175kg， 囊内气体的总质量为4t，则未升空前，浮空艇的总重力为　 　N，浮空艇受到空气的浮力　 　 (选填“大于”“小于”或“等于”)浮空艇的总重力。
海拔/m 4000 4300 450 5000 6000 7000 8000 9000
大气压/kPa 57.6 55 53.4 50 43.2 36.7 30.9 26.8
空气密度/kg/m3 0.82 0.8 0.78 0.74 0.66 0.59 0.53 0.47
（4）气囊内的气压可以用公式p=k(273+t)/V近似表示，其中p表示气压，单位 Pa， t表示气体温度，单位℃，V表示气体体积，单位m3：系数k随副气囊空气质量变化而变化的情况如图丙所示。假设气囊内气压均匀，且等于外界气压，温度恒为27℃，则浮空艇从7000m 上升到9000m， 气囊内空气质量变化约为　 　 kg(不同海拔下大气压和空气密度见表， g取10N/kg)
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A、“辽宁舰”在海中航行，浸在海水中，海水对它有向上和向下的压力差，因此受到浮力。
B、“蛟龙号”在海中下潜，仍然浸没在海水中，海水对它有压力差，因此受到浮力。
C、“天宫一号”在太空中遨游，太空是真空环境，没有液体或气体对它产生压力差，因此不受浮力。
D、热气球在空中上升，浸在空气中，空气对它有向上和向下的压力差，因此受到浮力。
故答案为：C。
【分析】1、浮力的定义：浸在液体或气体中的物体，受到液体或气体对它竖直向上的托力，这个力叫做浮力。
2、浮力产生的条件：物体必须浸在液体或气体中，且液体或气体对物体上下表面存在压力差。
3、浮力的产生原因：液体（或气体）对物体向上的压力大于向下的压力，这个压力差就是浮力。
4、真空环境的特点：太空中几乎是真空，没有液体和气体，因此无法产生浮力。
2．【答案】C
【知识点】密度公式及其应用；重力及其大小的计算；二力平衡的条件及其应用；液体压强计算公式的应用；阿基米德原理
【解析】【解答】A．由图像可知，当时，此时圆柱体在空气中，弹簧测力计示数为12N，此时圆柱体收到竖直向下的重力和竖直向上的拉力作用，根据二力平衡条件可知，圆柱体的重力为：
G=F=12N
圆柱体的质量为：
故A错误；
B．当时弹簧测力计示数为4N，此时圆柱体完全浸没在水中，所受的浮力最大，为：
故B错误；
C．圆柱体浸没在水中时，排开水的体积等于圆柱体的体积，则圆柱体的体积为：
则圆柱体密度为：
故C正确；
D．当圆柱体刚好全部浸没时，下表面所处的深度为：
h=7cm-3cm=4cm=0.04m
则下表面受到水的压强为：
故D错误。
故选C。
【分析】1.已知圆柱体在空气中时弹簧测力计的示数，根据二力平衡条件可知圆柱体的重力，进而可求出物体的质量；
2.已知圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数，根据称重法可求出物体所受的浮力，利用阿基米德原理可求出圆柱体排开水的体积，即圆柱体的体积；
3.已求出圆柱体的质量和体积，利用密度公式求出圆柱体的密度；
4.由图可知圆柱体刚好浸没在水中时下表面所处的深度，根据求出圆柱体下表面受到水的压强。
3．【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用；阿基米德原理；浮力的利用；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】 A．由浮沉条件可知，潜水艇浮出水面且处于漂浮状态，此时它所受到的浮力等于自身重力，故A错误；
B．潜水艇由甲位置下潜到乙位置的过程中，潜水艇排开水的体积不变，根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知，其受到的浮力大小不变，故B错误；
C．潜水艇由甲位置下潜到乙位置的过程中，它在水中的深度增大，由液体压强公式p=ρ水gh可知，潜水艇底部受到水的压强变大，故C正确；
D．潜水艇是通过排水或进水改变自身的重力来实现上浮和下沉的，故D错误。
故选：C。
【分析】 A.根据物体的漂浮条件判断；
B.根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排分析其受到的浮力变化；
C.由p=ρ液gh可知潜水艇底部受到水的压强变化；
D.根据潜水艇的浮沉方法判断。
4．【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】ACD. 往小船内放入不同质量的物体，它们均能漂浮在水面上，根据浮沉条件可知，小船所受的浮力等于小船和放入物体的总重力，由于三只小船的总重力不同，所以三只小船受到的浮力不相等，小船所装物体越重，受到的浮力越大，小船所装物体越轻，受到的浮力越小，故AD错误，C正确；
B.根据浮力的大小等于物体受到的向上与向下的压力差可知：小船漂浮时小船底面受到的压力与浮力相等，由于小船受到的浮力不相等，所以底面受到的压力不相等，故B错误。
故选C.
【分析】1.根据浮沉条件可知，小船漂浮，所受的浮力等于小船和放入物体的总重力，据此分析比较小船受到的浮力大小；
2.浮力产生的原理：浮力的大小等于物体受到的向上与向下的压力差，据此分析比较船底面受到的压力大小。
5．【答案】D
【知识点】液体压强计算公式的应用；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A．小船漂浮在水面上，受到的浮力等于它的总重力。当逐渐将石块取出并放入水中时，船的总重力减小，因此受到的浮力也减小。故选项A错误。
B．小船漂浮时，浮力等于总重力。随着石块被取出并放入水中，船的总重力减小，浮力也随之减小。根据阿基米德原理，液体密度不变，浮力减小意味着小船浸在水中的体积变小。故选项B错误。
C．石块原本放在小船中时，船漂浮，总浮力等于船和石块的总重力。当石块被取出并放入水中后，船仍漂浮，船受到的浮力等于船的重力；而石块沉底，石块受到的浮力小于其重力。因此，船和石块受到的总浮力减小。根据阿基米德原理，排开水的总体积变小，导致水面下降。故选项C错误。
D．将石块取出并放入水中后，小船受到的浮力减小，排开水的体积变小，船会上浮一些，船底在水中的深度减小，因此船底受到水的压强变小。故选项D正确。
综上所述，正确答案是D。
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差，计算公式为F浮=ρ液gV排，所以物体所受浮力和物体所处的深度无关，与排开水的体积有关，当排开水的体积越小时，浮力越小，排开水的体积越大时，浮力越大；
2、阿基米德原理：物体排开水的重力等于物体所受浮力；
3、物体沉浮条件：物体悬浮时的浮力等于重力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度等于液体的密度，物体漂浮表明浮力等于重力（排开水的体积小于物体体积），物体的密度小于液体的密度，物体下沉时重力大于浮力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度大于液体的密度；
4、压强的计算：公式为P=ρgh，压强和液体的密度、浸没深度有关，且密度越大，压强越大，深度越大，压强越大， 在同种液体的同一深度，液体向各个方向的压强相同。
6．【答案】D
【知识点】密度公式及其应用；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.由图可知，小球在液体1中漂浮，在液体2中悬浮，所受的浮力等于小球的重力，即 F浮=G球=m球g，根据阿基米德原理可知，F浮=G排=m排g，可得m球=m1=m2，故A错误；
B.由图可知，小球在液体1中漂浮，V1CD.小球的密度为：
故C错误，D正确。
故选D。
【分析】由小球在液体中的状态比较小球排开液体的体积大小，根据浮沉条件和阿基米德原理分析小球排开液体的质量大小，根据密度公式表示小球的密度。
7．【答案】A
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】 解：根据物体排开液体的体积大小判断浮力。三球的体积相等，由图可知BC完全沉没，排开液体的体积相同，A漂浮，则三球排开水的体积关系：VA＜VB=VC，因此A球受到的浮力最小，A项正确。
故选：A。
【分析】 已知三个小球体积相同，都放在同一液体中，所受浮力看排开液体的体积，排开体积大的所受浮力大。
8．【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理
【解析】【解答】气球静止时受力平衡，向上的空气浮力等于向下的拉力、气球重力之和，即：F浮=F拉+G球，
代入数据：F浮= 0.25N+1.4×10-2N=0.264N，根据阿基米德原理，空气浮力F浮 =ρ空气gV排（气球体积V=V排），得，故ABD错误，C正确。
故选C。
【分析】1.受力平衡的应用。物体静止时处于平衡状态，合力为 0。本题中气球静止，向上的空气浮力与向下的拉力、气球重力构成平衡力，即F浮=F拉+G球。
2.阿基米德原理（空气浮力的计算），F浮 =ρ空气gV排（气球体积V=V排），根据变形公式可计算气球体积。
9．【答案】B
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】解：物体受到的浮力F浮=F向上-F向下=13N-7N=6N。
故选：B。
【分析】根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下进行解答。
10．【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】验证阿基米德原理时，为方便操作和减小误差，先测出空桶所受的重力，再把空桶置于溢水杯口的正下方；然后用弹簧测力计测出物体所受的重力；再用弹簧测力计吊着物体浸没在装满水的溢水杯中，读出弹簧测力计的示数；最后测出桶和排开水所受的总重力，实验合理的实验顺序是：丁、甲、乙、丙，故D符合题意。
故选D。
【分析】探究阿基米德原理时，先测量空桶重力和物块重力，将物体浸没测量浮力，最后测量溢出液体的重力。
11．【答案】A,C
【知识点】阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】ABC、当对背心进行充气后，排开液体的体积变大，根据F浮=ρ液gV排可知，则受到的浮力变大，大于潜水员的重力，开始上浮；
当对背心进行放气后，排开液体的体积变小，根据F浮=ρ液gV排可知，则受到的浮力变小，小于潜水员的重力，开始下沉；故潜水员是通过改变浮力实现上浮下沉的，故AC正确，B错误；
D、根据阿基米德原理可知，浸在液体中的物体所受浮力大小等于它排开液体所受重力，所以对背心进行放气后，受到的浮力等于排开海水的重力，故D错误。
故选：AC。
【分析】（1）潜水员在水中的总重力不变，但是可以通过向背心充放气，改变背心的体积，从而改变排开水的体积，根据F浮=ρ液gV排分析判断浮力变化情况。
（2）阿基米德原理：浸在液体中的物体所受浮力大小等于它排开液体所受重力。
12．【答案】C
【知识点】密度公式及其应用；重力及其大小的计算；浮力及其产生原因；杠杆的平衡条件
【解析】【解答】 设棒的横截面积为 S ，浸入水中的长度为 L ，则浮出水面的长度为 n L ，棒的总长度为 ( n + 1 ) L ；水的密度为 ρ ，棒的密度为 ρ' 。棒的质量m= ρ' S（n+1）L，棒子的重力G= ρ' gS（n+1）L，棒子的浮力F浮= ρgSL；
根据三角形相似可知，A为棒子的重心，则G棒=，所以 ρ' =，故C正确，ABD错误；
综上选C。
【分析】 本题需利用杠杆平衡条件结合浮力、重力的知识来求解棒的密度。首先确定杠杆的支点、动力、阻力及对应力臂，再通过受力分析和杠杆平衡条件建立方程，进而推导出棒的密度。
13．【答案】A,B,D
【知识点】压强的大小及其计算；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、图甲中物块受到的浮力为，由于物块漂浮在液体上，则物块的重力等于物块受到的浮力，即G=F浮， 则物块的密度
，故A正确；
B、图乙中物块受到的浮力为F浮'=ρgV，由于物块和铁块整体漂浮在水面上，则物块的重力与铁块的重力之和等于物块此时受到的浮力，即G+G2=F浮'， 则铁块的质量m2=，故B正确；
C、图甲位置时液体对容器底部的压力等于物块的重力与液体的重力之和，则液体对容器底部的压强为：，故C错误；
D、图乙位置时液体对容器底部的压力等于物块的重力、铁块的重力与液体的重力之和，即 则液体对容器底部的压强为：，故D正确。
故选：ABD。
【分析】（1）物体处于漂浮状态时，物体受到的浮力等于重力，根据阿基米德原理表示物体受到的浮力，根据密度公式、重力公式计算物块的密度；
（2）物块和铁块整体漂浮在液体上，物块的重力与铁块的重力之和等于物块此时受到的浮力，据此计算铁块的重力，根据计算铁块的质量；
（3）图甲位置时液体对容器底部的压力等于物块的重力与液体的重力之和，根据，G=mg表示液体对容器底部的压强；
（4）图乙位置时液体对容器底部的压力等于物块的重力、铁块的重力与液体的重力之和，根据，G=mg表示液体对容器底部的压强。
14．【答案】9；竖直向上
【知识点】浮力及其产生原因；浮力大小的计算
【解析】【解答】根据浮力产生的本质是液体对物体上下表面的压力差，直接代入数据计算：
浮力大小： F浮=F向上-F向下=24N-15N=9N。浮力方向：浮力的方向由向上的压力主导，始终为竖直向上，与物体重力方向无关。
故答案为：9；竖直向上。
【分析】1、浮力的产生原因公式：F浮=F向上-F向下，浮力大小等于液体对物体向上和向下的压力之差。
2、浮力的方向：总是竖直向上，该方向与物体的形状、浸没状态无关。
3、受力分析提示：题目中给出的物体重力（20N）为干扰项，利用压力差法计算浮力时，无需用到物体自身重力。
15．【答案】1；竖直向上；上浮
【知识点】力的合成与应用；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】（1）将球浸没在水中时，它排开水的体积等于自身体积，此时球受到的浮力；浮力方向竖直向上，重力方向竖直向下，两个力的方向相反，
则球受到的合力等于两个力的差，即；合力方向与较大的浮力方向一致，即合力方向竖直向上。
（2）放手后，由于球受到的浮力大于重力，则球会上浮，直至漂浮。
【分析】（1）首先根据阿基米德原理计算球受到的浮力，然后判断浮力和重力的方向，根据“方向相反用减法”计算合力的大小，根据“合力与较大力的方向一致”确定合力方向；
（2）比较浮力和重力大小，根据浮沉条件判断小球的运动状态。
16．【答案】大于；等于
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】苹果在水中减速下降，说明苹果的运动状态在改变，合力不为零。此时苹果受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力，因为苹果减速下降，运动方向向下但速度减小，所以合力向上，即浮力大于重力；当苹果最终漂浮在水面上时，苹果处于静止状态，受力平衡。根据二力平衡条件，此时苹果受到的浮力和重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，所以浮力等于重力。
故答案为：大于；等于
【分析】1、力与运动的关系：物体受非平衡力时，运动状态（速度大小、运动方向）会改变；受平衡力时，运动状态保持不变（静止或匀速直线运动）。本题中苹果减速下降，就是因为受到的浮力和重力不平衡，浮力大于重力，合力向上改变了其运动状态。
2、物体的浮沉条件：浸没在液体中的物体，浮力与重力的大小关系决定浮沉：
若F浮> G，物体上浮，最终漂浮（漂浮时F浮=G）；
若F浮=G，物体悬浮；
若F浮< G，物体下沉。
苹果漂浮在水面，就是典型的浮沉条件应用，漂浮时浮力等于重力。
17．【答案】竖直向上；2；1.6
【知识点】浮力及其产生原因；阿基米德原理；浮力大小的计算
【解析】【解答】金属块浸没在水中时，其所受浮力的方向为竖直向上，根据称重法可知，金属块受到的浮力是，因为金属块全部浸没在水中，可知金属块的体积等于金属块排开水的体积
如果把金属块全部浸没在酒精中，根据阿基米的原理可知，金属块受到的浮力是。
故答案为：竖直向上；2；1.6。
【分析】 （1）浮力的方向为竖直向上；称重法测浮力：金属块所受浮力等于金属块的重力减去金属块在水中测力计的示数；
（2）根据已求出的金属块受的浮力（全浸入），求出排开水的体积（金属块的体积），再利用阿基米德原理求金属块受到酒精的浮力。
18．【答案】（1）54；2.7×103
（2）变大；等于；
【知识点】质量的测量与天平的使用；密度公式及其应用；固体密度的测量；设计实验测密度；阿基米德原理
【解析】【解答】（1）天平读数=砝码质量+游码示数，砝码为50g，游码示数为4g，因此：m=50g+4g=54g
密度计算：已知体积V=20cm3，由密度公式：。
（2）图丙中，小石块放在物块上，总重力增大。物块漂浮时F浮=G总，因此浮力变大。
图丙和图丁中，物块和小石块的总重力不变，整体漂浮，总浮力F浮总=G物+G石不变。
根据阿基米德原理，总排开水的体积V排总不变，容器内水面高度不变。
由液体压强公式p=水gh，水对容器底部的压强等于。
设物块底面积为 S。增加的浮力等于小石块重力，即G石=F浮1=水gSh1，故小石块质量m石=水Sh1。
增加的排开水体积等于小石块体积，即V石=S（h丙-h丁）=S（h1-h2）
小石块密度：。
故答案为：（1）54；2.7×103；（2）变大；等于；。
【分析】1、天平的使用
读数规则：物体质量 = 砝码质量 + 游码对应刻度值。
2、密度的计算
公式：，单位换算：1g/cm3=1103kg/m3。
3、阿基米德原理
公式：F浮=液gV排，浮力等于排开液体的重力。
4、物体的浮沉条件
漂浮时：F浮=G物，总重力变化会直接影响浮力大小。
5、液体压强
公式：p=液gh，压强由液体密度和深度决定，深度不变则压强不变。
6、浮力法测密度
利用漂浮时浮力等于重力，结合排开液体体积变化，间接测量物体质量与体积，从而计算密度。
19．【答案】1；无关；有关；m1g；b；
【知识点】密度公式及其应用；阿基米德原理；浮力大小的计算；探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】（1）根据A图可知，物体的重力为4N。根据D图可知，物体浸没在水中时受到的拉力为3N，则物体完全浸没在水中时所受的浮力。
（2）根据实验C、D可知，物体浸没在水中深度不同，但是测力计的示数相同，根据可知，物体受到的浮力相同，由此可知：物体在液体中所受浮力的大小跟浸没深度无关。
（3）根据实验D、E可知，液体的密度不同，测力计示数不同，根据可知，物体所受浮力大小不同，说明浮力与液体的密度有关。
【拓展】玻璃杯在水中漂浮，所受浮力等于重力，即；
向玻璃杯中倒水，直到盐水液面与b相平，玻璃杯两次排开液体的体积相等，
那么：；
解得：。
【分析】（1）根据AD两图，利用公式计算物体完全浸没在水中时所受的浮力；
（2）当深度改变时，如果浮力发生改变，那么浮力和深度有关；否则，浮力和深度无关，根据实验CD分析；
（3）当液体密度改变时，如果发生改变，那么浮力和液体密度有关；否则，浮力和液体密度无关，根据实验DE分析；
【拓展】向玻璃杯中倒水，直到盐水液面与b相平，玻璃杯两次排开液体的体积相等，据此根据列方程计算即可。
20．【答案】（1）解：由图像知，物块浸入水中前弹簧测力计的示数为12N，即物块的重力为12N，G=12N，根据G=mg得，物块的质量
答：（1）物块的质量为1.2；
（2）解：物块浸没时，排开水体积保持不变，且最大，根据F浮=ρ液gV排可知，物块所受浮力保持不变，且最大，则弹簧测力计的示数保持不变，由图像知，此时弹簧测力计的示数为F示=10 N
所以物块受到的最大浮力 F浮=G F示=12N 10N =2N
答：物块受到的最大浮力为；
（3）解：物块浸没时排开水的体积等于物块的体积，故物块的体积
物块的密度
答：物块的密度为；
（4）解：由图像可知，物块刚好浸没时，物块下表面浸入水中的深度
物块下表面受到的水的压强
答：物块刚好浸没时，物块下表面受到的水的压强为。
【知识点】密度公式及其应用；重力及其大小的计算；液体压强计算公式的应用；浮力大小的计算；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】（1）根据，计算物体的质量大小；
（2）根据物体的重力和拉力差，计算物体受到的浮力；
（3）根据，计算物体排开液体的体积，根据，计算物体的密度；
（4）根据p=ρgh，计算液体压强的大小。
（1）由图像知，物块浸入水中前弹簧测力计的示数为12N，即物块的重力为12N，G=12N，根据G=mg得，物块的质量
（2）物块浸没时，排开水体积保持不变，且最大，根据F浮=ρ液gV排可知，物块所受浮力保持不变，且最大，则弹簧测力计的示数保持不变，由图像知，此时弹簧测力计的示数为F示=10 N
所以物块受到的最大浮力 F浮=G F示=12N 10N =2N
（3）物块浸没时排开水的体积等于物块的体积，故物块的体积
物块的密度
（4）由图像可知，物块刚好浸没时，物块下表面浸入水中的深度
物块下表面受到的水的压强
答：（1）物块的质量为1.2；
（2）物块受到的最大浮力为；
（3）物块的密度为；
（4）物块刚好浸没时，物块下表面受到的水的压强为。
21．【答案】（1）红外线
（2）减小；排出
（3）6.8×104；大于
（4）1100
【知识点】红外线；浮力大小的计算；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】 解：（1）红外线能使物体升温，浮空艇的整体外形呈现白色，白色可以反射光线、减少红外线的吸收，使浮空艇内部气体升温不会过快；
（2）因为大气压强随海拔升高而减小，所以在升空过程浮空艇为了保持内外气压差处在安全范围，副气囊需要排出空气；
（3）由表中数据可知，4300米的科考营地的空气密度为0.8kg/m3，浮空艇在营地升空前受到空气浮力为：
F浮=ρ空gV=0.8kg/m3×10N/kg×9000m3=7.2×104N；
浮空艇的总重力为：G总=m总g=（2.625×1000kg+4×1000kg+175kg）×10N/kg=6.8×104N，
此时浮空艇受到竖直向上的浮力与竖直向下的重力及拉力平衡，所以浮力大于浮空艇的总重力；
（4）气囊内温度恒为27℃，由表中数据知，浮空艇在7000m时的气压p=36.7kPa=36.7×103Pa，
由可得：，
由图象知，副气囊空气质量m=15×102kg=1500kg，
当浮空艇在9000m时的气压p'=26.8kPa=26.8×103Pa，，
副气囊空气质量m'=4×102kg=400kg，
所以浮空艇从7000m上升到9000m，气囊内空气质量变化约为：Δm=m-m'=1500kg-400kg=1100kg。
故答案为：（1）红外线；（2）减小；排出；（3）6.8×104；大于；（4）1100。
【分析】 （1）红外线具有热效应，能使物体快速升温，所以白色层反射太阳光中的红外线，避免温度升高过快；
（2）大气压强随海拔升高而减小，据此分析解答；
（3）由F浮=ρ空gV可得浮空艇从科考营地升空时所受空气浮力；未升空前，浮空艇受到竖直向上的浮力与竖直向下的重力及拉力平衡，据此分析；
（4）由表中数据知，浮空艇在7000m和9000m时的气压，气囊内温度恒为27℃，根据计算两个高度的k值，由图象读出气囊内空气质量，从而得到气囊内空气质量变化量。
1 / 1沪粤版八年级下册 第九章 《浮力》单元测试 提升卷型
一、选择题（每题3分，共30分）
1．以下情景中的物体没有受到浮力的是
A．图甲：海中航行的“辽宁舰”
B．图乙：海中下潜的“蛟龙号”
C．图丙：遨游太空的“天宫一号”
D．图丁：空中上升的热气球
【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A、“辽宁舰”在海中航行，浸在海水中，海水对它有向上和向下的压力差，因此受到浮力。
B、“蛟龙号”在海中下潜，仍然浸没在海水中，海水对它有压力差，因此受到浮力。
C、“天宫一号”在太空中遨游，太空是真空环境，没有液体或气体对它产生压力差，因此不受浮力。
D、热气球在空中上升，浸在空气中，空气对它有向上和向下的压力差，因此受到浮力。
故答案为：C。
【分析】1、浮力的定义：浸在液体或气体中的物体，受到液体或气体对它竖直向上的托力，这个力叫做浮力。
2、浮力产生的条件：物体必须浸在液体或气体中，且液体或气体对物体上下表面存在压力差。
3、浮力的产生原因：液体（或气体）对物体向上的压力大于向下的压力，这个压力差就是浮力。
4、真空环境的特点：太空中几乎是真空，没有液体和气体，因此无法产生浮力。
2．图甲为盛水的烧杯，上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降，直至将圆柱体逐渐进入水中。整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示，g取10N/kg。下列说法正确的是（不考虑液面的变化）（　　）
A．圆柱体受到的重力是8N
B．圆柱体受到的最大浮力是4N
C．圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
D．当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为700Pa
【答案】C
【知识点】密度公式及其应用；重力及其大小的计算；二力平衡的条件及其应用；液体压强计算公式的应用；阿基米德原理
【解析】【解答】A．由图像可知，当时，此时圆柱体在空气中，弹簧测力计示数为12N，此时圆柱体收到竖直向下的重力和竖直向上的拉力作用，根据二力平衡条件可知，圆柱体的重力为：
G=F=12N
圆柱体的质量为：
故A错误；
B．当时弹簧测力计示数为4N，此时圆柱体完全浸没在水中，所受的浮力最大，为：
故B错误；
C．圆柱体浸没在水中时，排开水的体积等于圆柱体的体积，则圆柱体的体积为：
则圆柱体密度为：
故C正确；
D．当圆柱体刚好全部浸没时，下表面所处的深度为：
h=7cm-3cm=4cm=0.04m
则下表面受到水的压强为：
故D错误。
故选C。
【分析】1.已知圆柱体在空气中时弹簧测力计的示数，根据二力平衡条件可知圆柱体的重力，进而可求出物体的质量；
2.已知圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数，根据称重法可求出物体所受的浮力，利用阿基米德原理可求出圆柱体排开水的体积，即圆柱体的体积；
3.已求出圆柱体的质量和体积，利用密度公式求出圆柱体的密度；
4.由图可知圆柱体刚好浸没在水中时下表面所处的深度，根据求出圆柱体下表面受到水的压强。
3．潜水艇是维护海洋权益的关键装备，如图为某潜水艇在海水中的运行状态示意图。潜水艇在水中处于悬浮状态，某时刻其由水下的甲位置下潜到乙位置，则下列说法正确的是
A．若潜水艇浮出水面且处于漂浮状态时，其所受到的浮力大于自身重力
B．潜水艇在水下由甲位置下潜到乙位置的过程中，其受到的浮力变大
C．潜水艇由甲位置下潜到乙位置的过程中，潜水艇底部受到水的压强变大
D．潜水艇是靠改变自身浮力的大小来实现上浮和下沉的
【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用；阿基米德原理；浮力的利用；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】 A．由浮沉条件可知，潜水艇浮出水面且处于漂浮状态，此时它所受到的浮力等于自身重力，故A错误；
B．潜水艇由甲位置下潜到乙位置的过程中，潜水艇排开水的体积不变，根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知，其受到的浮力大小不变，故B错误；
C．潜水艇由甲位置下潜到乙位置的过程中，它在水中的深度增大，由液体压强公式p=ρ水gh可知，潜水艇底部受到水的压强变大，故C正确；
D．潜水艇是通过排水或进水改变自身的重力来实现上浮和下沉的，故D错误。
故选：C。
【分析】 A.根据物体的漂浮条件判断；
B.根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排分析其受到的浮力变化；
C.由p=ρ液gh可知潜水艇底部受到水的压强变化；
D.根据潜水艇的浮沉方法判断。
4．小明在“造船比赛”中用三块大小相同的橡皮泥做成小船，把它们放在盛有水的水槽中，然后往小船内放入不同质量的物体，它们均能漂浮在水面上，如图所示，针对此现象，下列说法正确的是（　　）
A．三只小船受到的浮力相等
B．三只小船底面受到的压力一定相等
C．小船所装物体越重，受到的浮力越大
D．小船所装物体越轻，受到的浮力越大
【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】ACD. 往小船内放入不同质量的物体，它们均能漂浮在水面上，根据浮沉条件可知，小船所受的浮力等于小船和放入物体的总重力，由于三只小船的总重力不同，所以三只小船受到的浮力不相等，小船所装物体越重，受到的浮力越大，小船所装物体越轻，受到的浮力越小，故AD错误，C正确；
B.根据浮力的大小等于物体受到的向上与向下的压力差可知：小船漂浮时小船底面受到的压力与浮力相等，由于小船受到的浮力不相等，所以底面受到的压力不相等，故B错误。
故选C.
【分析】1.根据浮沉条件可知，小船漂浮，所受的浮力等于小船和放入物体的总重力，据此分析比较小船受到的浮力大小；
2.浮力产生的原理：浮力的大小等于物体受到的向上与向下的压力差，据此分析比较船底面受到的压力大小。
5．在施工过程中，需要运送一定数量的石块放入海底施工。据此，如图所示，实验小组做了一个橡皮泥“船”。在“船”中放入一定数量的石块后放入水中，待船静止后，逐渐将石块取出并放入水中，在此过程中下列说法正确的是（　　）
A．小船受到的浮力不变 B．小船浸在水中的体积变大
C．水面将上升 D．小船底部受到水的压强变小
【答案】D
【知识点】液体压强计算公式的应用；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A．小船漂浮在水面上，受到的浮力等于它的总重力。当逐渐将石块取出并放入水中时，船的总重力减小，因此受到的浮力也减小。故选项A错误。
B．小船漂浮时，浮力等于总重力。随着石块被取出并放入水中，船的总重力减小，浮力也随之减小。根据阿基米德原理，液体密度不变，浮力减小意味着小船浸在水中的体积变小。故选项B错误。
C．石块原本放在小船中时，船漂浮，总浮力等于船和石块的总重力。当石块被取出并放入水中后，船仍漂浮，船受到的浮力等于船的重力；而石块沉底，石块受到的浮力小于其重力。因此，船和石块受到的总浮力减小。根据阿基米德原理，排开水的总体积变小，导致水面下降。故选项C错误。
D．将石块取出并放入水中后，小船受到的浮力减小，排开水的体积变小，船会上浮一些，船底在水中的深度减小，因此船底受到水的压强变小。故选项D正确。
综上所述，正确答案是D。
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差，计算公式为F浮=ρ液gV排，所以物体所受浮力和物体所处的深度无关，与排开水的体积有关，当排开水的体积越小时，浮力越小，排开水的体积越大时，浮力越大；
2、阿基米德原理：物体排开水的重力等于物体所受浮力；
3、物体沉浮条件：物体悬浮时的浮力等于重力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度等于液体的密度，物体漂浮表明浮力等于重力（排开水的体积小于物体体积），物体的密度小于液体的密度，物体下沉时重力大于浮力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度大于液体的密度；
4、压强的计算：公式为P=ρgh，压强和液体的密度、浸没深度有关，且密度越大，压强越大，深度越大，压强越大， 在同种液体的同一深度，液体向各个方向的压强相同。
6．水平桌面上放置两个溢水杯，分别装满液体1、液体2.将一个小球轻轻放入液体1中，小球静止时，溢出液体的体积为V1、质量为m1，如图甲所示；将该小球轻轻放入液体2中，小球静止时，溢出液体的体积为V2、质量为m2，如图乙所示.以下说法正确的是
A． B．
C．小球的密度为 D．小球的密度为
【答案】D
【知识点】密度公式及其应用；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.由图可知，小球在液体1中漂浮，在液体2中悬浮，所受的浮力等于小球的重力，即 F浮=G球=m球g，根据阿基米德原理可知，F浮=G排=m排g，可得m球=m1=m2，故A错误；
B.由图可知，小球在液体1中漂浮，V1CD.小球的密度为：
故C错误，D正确。
故选D。
【分析】由小球在液体中的状态比较小球排开液体的体积大小，根据浮沉条件和阿基米德原理分析小球排开液体的质量大小，根据密度公式表示小球的密度。
7．三个体积相同而材料不同的球A、B、C，分别静止在不同深度的水里， 以下说法正确的是（　　）
A．A球所受的浮力最小 B．A球所受的浮力最大
C．B球所受的浮力最大 D．C球所受的浮力最小
【答案】A
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】 解：根据物体排开液体的体积大小判断浮力。三球的体积相等，由图可知BC完全沉没，排开液体的体积相同，A漂浮，则三球排开水的体积关系：VA＜VB=VC，因此A球受到的浮力最小，A项正确。
故选：A。
【分析】 已知三个小球体积相同，都放在同一液体中，所受浮力看排开液体的体积，排开体积大的所受浮力大。
8．如图所示，小丽同学想利用空气浮力估算手中气球的体积大小，采集的数据有：无风静止时细绳竖直向下的拉力(约为0.25 N)、气球的重力(约为 空气的密度(约为1.3kg/m3)，g取10 N/ kg.气球的体积大小约为 (　　)
A．2m3 B．0.2m3 C． D．2 dm3
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理
【解析】【解答】气球静止时受力平衡，向上的空气浮力等于向下的拉力、气球重力之和，即：F浮=F拉+G球，
代入数据：F浮= 0.25N+1.4×10-2N=0.264N，根据阿基米德原理，空气浮力F浮 =ρ空气gV排（气球体积V=V排），得，故ABD错误，C正确。
故选C。
【分析】1.受力平衡的应用。物体静止时处于平衡状态，合力为 0。本题中气球静止，向上的空气浮力与向下的拉力、气球重力构成平衡力，即F浮=F拉+G球。
2.阿基米德原理（空气浮力的计算），F浮 =ρ空气gV排（气球体积V=V排），根据变形公式可计算气球体积。
9．如图所示，用细绳将一个物体系在容器底部。若物体上表面受到水向下的压力为7N，下表面受到水向上的压力为13N，则物体所受浮力为（　　）
A．4N B．6N C．7N D．13N
【答案】B
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】解：物体受到的浮力F浮=F向上-F向下=13N-7N=6N。
故选：B。
【分析】根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下进行解答。
10．在探究“物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系“实验时，具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示．为方便操作和减小测量误差，最合理操作步骤应该是 （　　）
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁
C．乙、甲、丁、丙 D．丁、甲、乙、丙
【答案】D
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】验证阿基米德原理时，为方便操作和减小误差，先测出空桶所受的重力，再把空桶置于溢水杯口的正下方；然后用弹簧测力计测出物体所受的重力；再用弹簧测力计吊着物体浸没在装满水的溢水杯中，读出弹簧测力计的示数；最后测出桶和排开水所受的总重力，实验合理的实验顺序是：丁、甲、乙、丙，故D符合题意。
故选D。
【分析】探究阿基米德原理时，先测量空桶重力和物块重力，将物体浸没测量浮力，最后测量溢出液体的重力。
二、多选题（每题3分，共9分）
11．如图所示，潜水员在海水中潜行时，他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气。下列分析正确的是（　　）
A．潜水员通过改变浮力实现上浮下沉的
B．对背心进行放气后，潜水员受到海水的浮力变大
C．潜水员要借助背心上浮时，需要给背心充气
D．对背心进行放气后，潜水员受到的浮力小于排开海水的重力
【答案】A,C
【知识点】阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】ABC、当对背心进行充气后，排开液体的体积变大，根据F浮=ρ液gV排可知，则受到的浮力变大，大于潜水员的重力，开始上浮；
当对背心进行放气后，排开液体的体积变小，根据F浮=ρ液gV排可知，则受到的浮力变小，小于潜水员的重力，开始下沉；故潜水员是通过改变浮力实现上浮下沉的，故AC正确，B错误；
D、根据阿基米德原理可知，浸在液体中的物体所受浮力大小等于它排开液体所受重力，所以对背心进行放气后，受到的浮力等于排开海水的重力，故D错误。
故选：AC。
【分析】（1）潜水员在水中的总重力不变，但是可以通过向背心充放气，改变背心的体积，从而改变排开水的体积，根据F浮=ρ液gV排分析判断浮力变化情况。
（2）阿基米德原理：浸在液体中的物体所受浮力大小等于它排开液体所受重力。
12．如图所示，密度分布均匀的圆柱形棒的一端悬挂一个小铁块并一起浸入水中。平衡时棒浮出水面的长度是浸入水中长度的n倍。若水的密度为ρ，则棒的密度为（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】密度公式及其应用；重力及其大小的计算；浮力及其产生原因；杠杆的平衡条件
【解析】【解答】 设棒的横截面积为 S ，浸入水中的长度为 L ，则浮出水面的长度为 n L ，棒的总长度为 ( n + 1 ) L ；水的密度为 ρ ，棒的密度为 ρ' 。棒的质量m= ρ' S（n+1）L，棒子的重力G= ρ' gS（n+1）L，棒子的浮力F浮= ρgSL；
根据三角形相似可知，A为棒子的重心，则G棒=，所以 ρ' =，故C正确，ABD错误；
综上选C。
【分析】 本题需利用杠杆平衡条件结合浮力、重力的知识来求解棒的密度。首先确定杠杆的支点、动力、阻力及对应力臂，再通过受力分析和杠杆平衡条件建立方程，进而推导出棒的密度。
13．如图甲所示，水平面上有一个底面积为S的薄壁圆柱形容器，容器中装有密度为、质量为的液体，一个质量分布均匀、体积为的正方体物块（不吸该液体）放入容器中，物块漂浮在液面上，露出液面的体积是物块体积的。现将一个质量为的铁块轻轻放在物块上表面的中间位置（图乙），物块恰好浸没在液体中（液体未溢出）。下列分析正确的是（　　）
A．物块的密度是液体密度的
B．铁块的质量满足
C．图甲位置时液体对容器底部的压强为
D．图乙位置时液体对容器底部的压强为
【答案】A,B,D
【知识点】压强的大小及其计算；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、图甲中物块受到的浮力为，由于物块漂浮在液体上，则物块的重力等于物块受到的浮力，即G=F浮， 则物块的密度
，故A正确；
B、图乙中物块受到的浮力为F浮'=ρgV，由于物块和铁块整体漂浮在水面上，则物块的重力与铁块的重力之和等于物块此时受到的浮力，即G+G2=F浮'， 则铁块的质量m2=，故B正确；
C、图甲位置时液体对容器底部的压力等于物块的重力与液体的重力之和，则液体对容器底部的压强为：，故C错误；
D、图乙位置时液体对容器底部的压力等于物块的重力、铁块的重力与液体的重力之和，即 则液体对容器底部的压强为：，故D正确。
故选：ABD。
【分析】（1）物体处于漂浮状态时，物体受到的浮力等于重力，根据阿基米德原理表示物体受到的浮力，根据密度公式、重力公式计算物块的密度；
（2）物块和铁块整体漂浮在液体上，物块的重力与铁块的重力之和等于物块此时受到的浮力，据此计算铁块的重力，根据计算铁块的质量；
（3）图甲位置时液体对容器底部的压力等于物块的重力与液体的重力之和，根据，G=mg表示液体对容器底部的压强；
（4）图乙位置时液体对容器底部的压力等于物块的重力、铁块的重力与液体的重力之和，根据，G=mg表示液体对容器底部的压强。
三、填空题（每空2分，共20分）
14．如图所示，重20N的物体浸没在水中，上表面受到水向下的压力为15N，下表面受到水向上的压力为24N，则物体受到的浮力大小为　 　N，方向　 　。
【答案】9；竖直向上
【知识点】浮力及其产生原因；浮力大小的计算
【解析】【解答】根据浮力产生的本质是液体对物体上下表面的压力差，直接代入数据计算：
浮力大小： F浮=F向上-F向下=24N-15N=9N。浮力方向：浮力的方向由向上的压力主导，始终为竖直向上，与物体重力方向无关。
故答案为：9；竖直向上。
【分析】1、浮力的产生原因公式：F浮=F向上-F向下，浮力大小等于液体对物体向上和向下的压力之差。
2、浮力的方向：总是竖直向上，该方向与物体的形状、浸没状态无关。
3、受力分析提示：题目中给出的物体重力（20N）为干扰项，利用压力差法计算浮力时，无需用到物体自身重力。
15．将体积为 、重力为4N的球浸没在水中，球受到的合力大小为　 　N，方向为　 　，放手后这个球将　 　（填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）。 （g=10N/kg）
【答案】1；竖直向上；上浮
【知识点】力的合成与应用；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】（1）将球浸没在水中时，它排开水的体积等于自身体积，此时球受到的浮力；浮力方向竖直向上，重力方向竖直向下，两个力的方向相反，
则球受到的合力等于两个力的差，即；合力方向与较大的浮力方向一致，即合力方向竖直向上。
（2）放手后，由于球受到的浮力大于重力，则球会上浮，直至漂浮。
【分析】（1）首先根据阿基米德原理计算球受到的浮力，然后判断浮力和重力的方向，根据“方向相反用减法”计算合力的大小，根据“合力与较大力的方向一致”确定合力方向；
（2）比较浮力和重力大小，根据浮沉条件判断小球的运动状态。
16．如图所示，一只苹果从高处掉入水里，最终漂浮在水面上。苹果在水中减速下降时，苹果受到的浮力　 　苹果的重力，苹果最终漂浮在水面上时受到的浮力　 　 重力。
【答案】大于；等于
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】苹果在水中减速下降，说明苹果的运动状态在改变，合力不为零。此时苹果受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力，因为苹果减速下降，运动方向向下但速度减小，所以合力向上，即浮力大于重力；当苹果最终漂浮在水面上时，苹果处于静止状态，受力平衡。根据二力平衡条件，此时苹果受到的浮力和重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，所以浮力等于重力。
故答案为：大于；等于
【分析】1、力与运动的关系：物体受非平衡力时，运动状态（速度大小、运动方向）会改变；受平衡力时，运动状态保持不变（静止或匀速直线运动）。本题中苹果减速下降，就是因为受到的浮力和重力不平衡，浮力大于重力，合力向上改变了其运动状态。
2、物体的浮沉条件：浸没在液体中的物体，浮力与重力的大小关系决定浮沉：
若F浮> G，物体上浮，最终漂浮（漂浮时F浮=G）；
若F浮=G，物体悬浮；
若F浮< G，物体下沉。
苹果漂浮在水面，就是典型的浮沉条件应用，漂浮时浮力等于重力。
17．金属块重10N，悬挂在弹簧测力计上。当金属块完全浸没于水中（且金属块不与盛水容器接触）时，其所受浮力的方向为　 　。弹簧测力计的读数为8N，此时金属块受到的浮力是　 　N。如果把金属块全部浸没在酒精中，金属块受到的浮力是　 　N。（、）
【答案】竖直向上；2；1.6
【知识点】浮力及其产生原因；阿基米德原理；浮力大小的计算
【解析】【解答】金属块浸没在水中时，其所受浮力的方向为竖直向上，根据称重法可知，金属块受到的浮力是，因为金属块全部浸没在水中，可知金属块的体积等于金属块排开水的体积
如果把金属块全部浸没在酒精中，根据阿基米的原理可知，金属块受到的浮力是。
故答案为：竖直向上；2；1.6。
【分析】 （1）浮力的方向为竖直向上；称重法测浮力：金属块所受浮力等于金属块的重力减去金属块在水中测力计的示数；
（2）根据已求出的金属块受的浮力（全浸入），求出排开水的体积（金属块的体积），再利用阿基米德原理求金属块受到酒精的浮力。
四、实验探究题（每空2分，共22分）
18．学校科技小组进行了“测量小石块密度”的实验。
（1）用天平测小石块的质量，当天平平衡时，右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图甲所示，小石块的质量为　 　g，用量筒和水测得小石块的体积为20cm3，则小石块的密度为　 　kg/m3.
（2）利用浮力知识，科技小组的同学又用另一种方法测出了小石块的密度。
步骤一：如图乙所示，将长方体物块放入柱形盛水容器中，物块漂浮，测出物块浸入水中的长度。
步骤二：如图丙所示，将小石块放在物块上，测得物块浸入水中的长度与图乙相比增加了h1，此时物块受到的浮力与图乙相比　 　
步骤三：如图丁所示，将小石块用细线（细线体积和质量均忽略不计）系在物块下，测得物块浸入水中的长度与图乙相比增加了h2，图丁中水对容器底部的压强　 　（填“大于”、“等于”或“小于”）图丙中水对容器底部的压强。
根据以上信息可得，小石块密度表达式为ρ石=　 　（用ρ水、h1、h2表示）。
【答案】（1）54；2.7×103
（2）变大；等于；
【知识点】质量的测量与天平的使用；密度公式及其应用；固体密度的测量；设计实验测密度；阿基米德原理
【解析】【解答】（1）天平读数=砝码质量+游码示数，砝码为50g，游码示数为4g，因此：m=50g+4g=54g
密度计算：已知体积V=20cm3，由密度公式：。
（2）图丙中，小石块放在物块上，总重力增大。物块漂浮时F浮=G总，因此浮力变大。
图丙和图丁中，物块和小石块的总重力不变，整体漂浮，总浮力F浮总=G物+G石不变。
根据阿基米德原理，总排开水的体积V排总不变，容器内水面高度不变。
由液体压强公式p=水gh，水对容器底部的压强等于。
设物块底面积为 S。增加的浮力等于小石块重力，即G石=F浮1=水gSh1，故小石块质量m石=水Sh1。
增加的排开水体积等于小石块体积，即V石=S（h丙-h丁）=S（h1-h2）
小石块密度：。
故答案为：（1）54；2.7×103；（2）变大；等于；。
【分析】1、天平的使用
读数规则：物体质量 = 砝码质量 + 游码对应刻度值。
2、密度的计算
公式：，单位换算：1g/cm3=1103kg/m3。
3、阿基米德原理
公式：F浮=液gV排，浮力等于排开液体的重力。
4、物体的浮沉条件
漂浮时：F浮=G物，总重力变化会直接影响浮力大小。
5、液体压强
公式：p=液gh，压强由液体密度和深度决定，深度不变则压强不变。
6、浮力法测密度
利用漂浮时浮力等于重力，结合排开液体体积变化，间接测量物体质量与体积，从而计算密度。
19．如图是小明同学实验小组探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验装置（在物体未浸入水中时，溢水杯中盛满水或酒精）。
（1）物体完全浸没在水中时所受的浮力为　 　N；
（2）由A、C、D可知，浮力与物体浸没的深度　 　（选填“有关”或“无关”）；
（3）由A、D、E可知，浮力与液体的密度　 　（选填“有关”或“无关”）；
实验结果表明，物体在液体中所受浮力大小，跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。在这个实验中小明还测量出B、C、D、E中排出液体的重力，发现浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力大小等于它排开液体所受的重力；
【拓展】小明在家中利用台秤、玻璃杯、水、玻璃缸、记号笔来测量盐水的密度。实验过程如下：
①将玻璃杯放在台秤上，测出空玻璃杯的质量为m1；
②如图甲所示，向玻璃缸中倒入适量的水，使空玻璃杯漂浮在水面上，用记号笔记下水面在玻璃杯上对应的位置b，此时玻璃杯受到的浮力为　 　；
③倒出玻璃缸中的水并擦干净，向玻璃缸里倒入适量的待测盐水，擦干玻璃杯外面的水，使玻璃杯漂浮在盐水面上（如图乙所示）。向玻璃杯中倒水，直到盐水液面与　 　相平；
④取出玻璃杯并擦干外面的盐水，用台秤测出其总质量为m2；
⑤盐水密度的表达式为ρ盐水=　 　（用字母表示，已知水的密度为ρ水）。
【答案】1；无关；有关；m1g；b；
【知识点】密度公式及其应用；阿基米德原理；浮力大小的计算；探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】（1）根据A图可知，物体的重力为4N。根据D图可知，物体浸没在水中时受到的拉力为3N，则物体完全浸没在水中时所受的浮力。
（2）根据实验C、D可知，物体浸没在水中深度不同，但是测力计的示数相同，根据可知，物体受到的浮力相同，由此可知：物体在液体中所受浮力的大小跟浸没深度无关。
（3）根据实验D、E可知，液体的密度不同，测力计示数不同，根据可知，物体所受浮力大小不同，说明浮力与液体的密度有关。
【拓展】玻璃杯在水中漂浮，所受浮力等于重力，即；
向玻璃杯中倒水，直到盐水液面与b相平，玻璃杯两次排开液体的体积相等，
那么：；
解得：。
【分析】（1）根据AD两图，利用公式计算物体完全浸没在水中时所受的浮力；
（2）当深度改变时，如果浮力发生改变，那么浮力和深度有关；否则，浮力和深度无关，根据实验CD分析；
（3）当液体密度改变时，如果发生改变，那么浮力和液体密度有关；否则，浮力和液体密度无关，根据实验DE分析；
【拓展】向玻璃杯中倒水，直到盐水液面与b相平，玻璃杯两次排开液体的体积相等，据此根据列方程计算即可。
五、计算题（共7分）
20．在物理实验操作考试中，小马同学用弹簧测力计悬挂一个圆柱体物块，使物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示；然后匀速放下物块，此过程中弹簧测力计示数与物块下表面浸入水中的深度的关系如图乙所示，弹簧测力计始终在水面上方，实验过程中水始终未溢出（水的密度为，取），求：
（1）物块的质量；
（2）物块受到的最大浮力；
（3）物块的密度；
（4）物块刚好浸没时，物块下表面受到的水的压强。
【答案】（1）解：由图像知，物块浸入水中前弹簧测力计的示数为12N，即物块的重力为12N，G=12N，根据G=mg得，物块的质量
答：（1）物块的质量为1.2；
（2）解：物块浸没时，排开水体积保持不变，且最大，根据F浮=ρ液gV排可知，物块所受浮力保持不变，且最大，则弹簧测力计的示数保持不变，由图像知，此时弹簧测力计的示数为F示=10 N
所以物块受到的最大浮力 F浮=G F示=12N 10N =2N
答：物块受到的最大浮力为；
（3）解：物块浸没时排开水的体积等于物块的体积，故物块的体积
物块的密度
答：物块的密度为；
（4）解：由图像可知，物块刚好浸没时，物块下表面浸入水中的深度
物块下表面受到的水的压强
答：物块刚好浸没时，物块下表面受到的水的压强为。
【知识点】密度公式及其应用；重力及其大小的计算；液体压强计算公式的应用；浮力大小的计算；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】（1）根据，计算物体的质量大小；
（2）根据物体的重力和拉力差，计算物体受到的浮力；
（3）根据，计算物体排开液体的体积，根据，计算物体的密度；
（4）根据p=ρgh，计算液体压强的大小。
（1）由图像知，物块浸入水中前弹簧测力计的示数为12N，即物块的重力为12N，G=12N，根据G=mg得，物块的质量
（2）物块浸没时，排开水体积保持不变，且最大，根据F浮=ρ液gV排可知，物块所受浮力保持不变，且最大，则弹簧测力计的示数保持不变，由图像知，此时弹簧测力计的示数为F示=10 N
所以物块受到的最大浮力 F浮=G F示=12N 10N =2N
（3）物块浸没时排开水的体积等于物块的体积，故物块的体积
物块的密度
（4）由图像可知，物块刚好浸没时，物块下表面浸入水中的深度
物块下表面受到的水的压强
答：（1）物块的质量为1.2；
（2）物块受到的最大浮力为；
（3）物块的密度为；
（4）物块刚好浸没时，物块下表面受到的水的压强为。
六、科普阅读题（每空2分，共12分）
21．阅读短文，回答下列问题。
极目一号
2022年5月15日凌晨1点26分， 中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4300米的科考营地顺利升空。凌晨4点40分，达到9032米， 超过珠峰8848.86米的高度，创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。据介绍，执行此次观测任务所使用的浮空艇，是我国自主研发的系留浮空器，长55米、高19米，浮空艇体积为9000 立方米，总重量约2.625吨，地面锚泊车重90吨，通过地面锚泊设备系缆控制升空和驻空(如图甲)。浮空艇有两个气囊，一个是上气囊，里面充氦气(气密度比空气小很多)，下边腹部还有一个小的副气囊，里面充空气。通过调节副气囊的空气垫就可以调节压力(如图乙)。
（1）浮空艇的整体外形呈现白色，因为在白天使用时，白色可以反射光线、减少　 　(选填“红外线”或“紫外线”)的吸收，使浮空艇内部气体升温不会过快。
（2）因为大气压随海拔升高而　 　，所以在升空过程浮空艇为了保持内外气压差处在安全范围，副气囊需要　 　(选填“排出”或“注入”)空气。
（3）若浮空艇携带的科研器材质量 175kg， 囊内气体的总质量为4t，则未升空前，浮空艇的总重力为　 　N，浮空艇受到空气的浮力　 　 (选填“大于”“小于”或“等于”)浮空艇的总重力。
海拔/m 4000 4300 450 5000 6000 7000 8000 9000
大气压/kPa 57.6 55 53.4 50 43.2 36.7 30.9 26.8
空气密度/kg/m3 0.82 0.8 0.78 0.74 0.66 0.59 0.53 0.47
（4）气囊内的气压可以用公式p=k(273+t)/V近似表示，其中p表示气压，单位 Pa， t表示气体温度，单位℃，V表示气体体积，单位m3：系数k随副气囊空气质量变化而变化的情况如图丙所示。假设气囊内气压均匀，且等于外界气压，温度恒为27℃，则浮空艇从7000m 上升到9000m， 气囊内空气质量变化约为　 　 kg(不同海拔下大气压和空气密度见表， g取10N/kg)
【答案】（1）红外线
（2）减小；排出
（3）6.8×104；大于
（4）1100
【知识点】红外线；浮力大小的计算；物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】 解：（1）红外线能使物体升温，浮空艇的整体外形呈现白色，白色可以反射光线、减少红外线的吸收，使浮空艇内部气体升温不会过快；
（2）因为大气压强随海拔升高而减小，所以在升空过程浮空艇为了保持内外气压差处在安全范围，副气囊需要排出空气；
（3）由表中数据可知，4300米的科考营地的空气密度为0.8kg/m3，浮空艇在营地升空前受到空气浮力为：
F浮=ρ空gV=0.8kg/m3×10N/kg×9000m3=7.2×104N；
浮空艇的总重力为：G总=m总g=（2.625×1000kg+4×1000kg+175kg）×10N/kg=6.8×104N，
此时浮空艇受到竖直向上的浮力与竖直向下的重力及拉力平衡，所以浮力大于浮空艇的总重力；
（4）气囊内温度恒为27℃，由表中数据知，浮空艇在7000m时的气压p=36.7kPa=36.7×103Pa，
由可得：，
由图象知，副气囊空气质量m=15×102kg=1500kg，
当浮空艇在9000m时的气压p'=26.8kPa=26.8×103Pa，，
副气囊空气质量m'=4×102kg=400kg，
所以浮空艇从7000m上升到9000m，气囊内空气质量变化约为：Δm=m-m'=1500kg-400kg=1100kg。
故答案为：（1）红外线；（2）减小；排出；（3）6.8×104；大于；（4）1100。
【分析】 （1）红外线具有热效应，能使物体快速升温，所以白色层反射太阳光中的红外线，避免温度升高过快；
（2）大气压强随海拔升高而减小，据此分析解答；
（3）由F浮=ρ空gV可得浮空艇从科考营地升空时所受空气浮力；未升空前，浮空艇受到竖直向上的浮力与竖直向下的重力及拉力平衡，据此分析；
（4）由表中数据知，浮空艇在7000m和9000m时的气压，气囊内温度恒为27℃，根据计算两个高度的k值，由图象读出气囊内空气质量，从而得到气囊内空气质量变化量。
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