資源簡介

一、密度計
工作原理是物體的漂浮條件(根據阿基米德公式F浮＝ρ液V排g，漂浮時浮力一定，ρ液與V排成反比)。密度計下面的金屬粒和玻璃泡能使密度計直立在液體中。密度計的刻度特點“上小下大、上疏下密”。
二、輪船，半潛船等漂浮物
要將密度大于水的材料制成能夠漂浮在水面上的物體必須把它做成空心的，使它能夠排開更多的水。輪船的排水量即輪船滿載時排開水的質量，單位為噸。
三、潛水艇，潛航器等
潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來實現的。潛水艇是鋼鐵外殼，體積不能改變，只能改變自身重力，方法是在水艙內吸入或排出一定量的水。
四、氣球和飛艇
氣球和飛艇是利用空氣的浮力升空的。氣球里充的是密度小于空氣的氣體(氫氣、氦氣或熱空氣)。注意利用阿基米德公式F浮 ＝ρ空氣V排g計算氣球和飛艇的浮力時，代入的是空氣的密度，一般：ρ空氣＝1.29kg/m3。
五、浮力秤
根據漂浮原理，浮力秤空載時重力=浮力，得出“零刻度線”
在漂浮范圍內，增加的物體重力等于增加的浮力，即可得出最大載重量。
若浮力秤是均勻物體，則刻度線是均勻的，與物體的重力成正比。
例1、完全相同的甲、乙兩個容器內都裝滿水。靜止于水中的A、B兩個實心小球體積相同、材料不同，其中A球沉底，B球漂浮，如圖所示。則下列說法正確的是（　　）
A．兩個小球的密度相同 B．兩個小球所受浮力相同
C．水對兩個燒杯底部壓強相同 D．兩個燒杯對桌面壓力相同
例2、將兩個相同的容器甲和乙放在同一水平桌面上，分別向其中倒入不同種類的液體，并將兩個相同的物塊分別放入這兩個容器中。當兩物塊靜止時，兩個容器中液面恰好相平，如圖所示。那么，甲容器底部受到液體的壓強　 　（選填“大于”、“等于”或“小于”）乙容器底部受到液體的壓強；甲容器中物塊排開液體的重力　 　（選填“大于”、“等于”或“小于”）乙容器中物塊排開液體的重力；甲容器中物塊下表面受到的壓力　 　（選填“大于”、“等于”或“小于”）乙容器中物塊下表面受到的壓力。
例3、小科按照教材中“綜合實踐活動”的要求，制作簡易密度計。
（1）取一根粗細均勻的飲料吸管，在其下端塞入適量金屬絲，并用石蠟封口。塞入金屬絲的目的是使吸管能在液體中 　 　。
（2）將吸管放到水中的情景如圖（a）所示，測得浸入的長度為H；放到另一液體中的情景如圖（b）所示，浸入的長度為h。用ρ液、ρ水分別表示液體和水的密度，則ρ液　 　ρ水（填“＞”、“＜”或“＝”）。
實驗次數 1 2 3 4 5
液體密度ρ/g cm﹣3 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2
浸入的深度h/cm 6.3 5.6 5.0 4.5 4.2
（3）小科做了五次實驗，獲得的數據如上表：小科根據實驗數據在吸管上標出0.8、0.9、1.0、1.1、1.2刻度線（單位g/cm3）。小科通過比較上述實驗數據，可不可以研究浮力大小與液體密度的關系，并請說明原因 　 。
（4）接著小科再用這個密度計測量食油的密度。但操作時卻出現了圖（c）所示的情形。請你幫助小科稍加改進，利用該密度計順利測出食油的密度 　 　。
1.如圖所示，自制密度計由輕質密閉細管和配重M組成，吸管和配重的粗細相同。P、Q為自制密度計上的兩根刻度線，其中一根與其靜止于酒精中時的液面重合，另一根與其靜止于水中時的液面重合；現自制密度計靜止于X液體中，其液面位置到P、Q刻度線的距離相等。則下列分析正確的是（　　）
A．X液體的密度大于水和酒精密度的平均值
B．X液體的密度等于水和酒精密度的平均值
C．X液體的密度小于水和酒精密度的平均值
D．X液體的密度大于、等于水和酒精密度的平均值
2.學習了物體的浮沉條件后，小舟做了如下實驗：在兩個薄氣球中加滿溫水，扎緊后剪去多余部分，分別浸沒于盛有冷水與熱水的玻璃杯中（如圖）。若不計氣球自重，放手后兩氣球的運動情況是（　　）
A．冷水、熱水中都下沉 B．冷水中下沉，熱水中上升
C．冷水、熱水中都上升 D．冷水中上升，熱水中下沉
3.“海洋強國”是國家戰略，紹興作為浙江海洋經濟發展示范區的重要戰略節點，正以積極的姿態規劃發展海洋經濟。提升通江達海內河港是海洋經濟發展的主通道。
①如圖是上虞港集裝箱吊機正在作業，隨著船上貨物增多，貨船受到的浮力 　 　（選填“變大”、“變小”或“不變”）。
②若貨船從上虞淡水港出發入海，裝貨完畢后船身吃水位置在圖甲“28”刻度處，那么在海上航行時，吃水位置在“28”刻度處 　 　方（選填“上”或“下”）。
4.小濱同學自制簡易密度計并標記刻度。他在粗細均勻的木棒底部纏繞一些細銅絲后（忽略銅絲的體積），把該密度計放入酒精中豎直漂浮，靜止后露出液面的長度L1為6cm，于是他在木棒與酒精液面交界的刻度線上標記0.8g/cm3；小濱同學又把該密度計放入水中豎直漂浮，靜止后露出液面的長度L2為8cm，則與水面相對應的刻度線上應標記　 g/cm3。密度計上標記1.25g/cm3的刻度線到密度計頂端的距離L3為 　 　cm。該密度計的刻度線是否均勻？并說明理由：　 　。
1.如圖所示，已知雞蛋的質量為55克，體積為50立方厘米。將雞蛋放在盛有清水的玻璃杯里，雞蛋沉入杯底（圖甲）；逐漸將食鹽溶解在水中，雞蛋恰好懸浮（圖乙）；繼續溶解食鹽，最終雞蛋漂浮（圖丙）。下列說法正確的是（　　）
A．圖甲中雞蛋所受浮力為0.55牛
B．圖乙中鹽水的密度是1.1×103千克/米3
C．圖丙中雞蛋所受浮力大于雞蛋自身重力
D．圖中三種狀態下浮力的大小關系是F甲＜F乙＜F丙
2.某校“制作浮力秤”項目研究小組，制成如圖所示浮力秤。使用過程中，發現稱量范圍較小，有待提升改造。
【原理分析】浮力秤是利用物體漂浮時F浮＝G物的原理工作的；浮力大小與液體密度和物體排開液體的體積有關。
【問題提出】浮力大小與液體密度存在怎樣的定量關系？
【方案設計】
器材：懸掛式電子秤、金屬塊（4.0N）、大燒杯、水以及各種不同密度的溶液等。
步驟：①將金屬塊掛在電子秤下，讀取電子秤示數并記錄；
②將金屬塊浸沒在盛水的燒杯中，讀取電子秤示數并記錄，然后取出金屬塊擦干；
③按照步驟②的操作，換用不同密度的溶液，多次重復實驗。
【數據處理】
實驗編號 1 2 3 4 5 6 7
液體密度ρ液（g/cm3） ﹣ 0.8 1.0 1.2 1.4 1.9 2.0
電子秤示數F拉（N） 4.0 3.6 3.5 3.4 3.3 2.6 3.0
浮力大小F浮（N） ﹣ 0.4 0.5 x 0.7 1.4 1.0
【交流分析】
（1）表格中x的數據是 　 　；
（2）實驗過程中，除步驟①外，其余每一次測量，金屬塊都需要浸沒，其目的是 　 　；
（3）小組同學對實驗數據進行了分析討論，認為第6次實驗數據異常。若電子秤正常工作、電子秤讀數和表中數據記錄均無誤。則造成此次實驗數據異常的原因可能是 　 　。
【得出結論】……
【知識應用】（4）根據以上探究，寫出一種增大浮力秤稱量范圍的方法 　 　。
3.某項目化學習小組同學制作“浮漂器”，成功地驗證了阿基米德定律。選取溢水杯、泡沫塊、托盤和粗鐵絲、細鐵絲等材料制作成“浮漂器”。“浮漂器”的支撐桿由粗鐵絲制成，下托盤由細鐵絲制成。
①將“浮漂器”置于裝有適量水的溢水杯，取一小石塊放在上托盤，在支撐桿上標出水位刻度線。
②將小石塊改放在下托盤，往上托盤加砝碼，同時用空燒杯接收溢出的水，直到水位刻度線與水面相平。
③取下砝碼，把燒杯中的水全部倒入上托盤。
由步驟①②得出石塊所受浮力F浮＝G砝碼，由步驟②③得出燒杯中水的重力G排＝G砝碼。因此，F浮＝G排，即石塊所受浮力等于其所排開的水受到的重力，從而驗證了阿基米德原理。
（1）泡沫塊是制作“浮漂器”的關鍵要素之一。確定泡沫塊高度，應考慮的因素有 　 　。（可多選）
A．支撐桿的高度B．托盤的質量C．溢水杯的質量D．泡沫塊的密度
E．液體的密度
（2）步驟①中將“浮漂器”置于溢水杯，判斷杯中水為“適量”的依據是 。
（3）分析步驟②③，該組同學得出結論：燒杯中所收集水的重力等于砝碼的總重力，即G排＝G砝碼。推測其觀察到的現象為 　 　。
（4）有同學認為，往上托盤“加砝碼”的操作存在缺陷，改進方法有 　 　（寫出一種）。
答案及解析
例1、解：
A、A球下沉至容器底部，B球漂浮，所以A球的密度大于水的密度，B球的密度小于水的密度，因此兩個小球的密度大小關系是：ρA＞ρB．故A錯誤；
B、由于AB個實心小球體積相同，則根據圖可知排開水的體積關系：V甲排＝V球，V乙排＜V球，所以V甲排＞V乙排，根據F浮＝ρ液V排g可知：FA＞FB，故B錯誤；
C、因為兩個相同燒杯中都裝滿水，放入球后燒杯中液面高度不變，根據p＝ρgh可知燒杯底部受到水的壓強相等，即：p甲＝p乙；故C正確；
D、兩個相同燒杯中都裝滿水，里面的水的重力G水相等，由于燒杯底部對桌面的壓力等于容器的總重力，則放入物體后對桌面的壓力變化為：F＝G容器+G水+G球﹣G排和G排＝F浮，據此可得：
F′甲＝G容器+G水+G甲﹣G排甲＝G容器+G水+G甲﹣F甲；
F′乙＝G容器+G水+G乙﹣G排乙＝G容器+G水+G乙﹣F乙；
由于甲球下沉至容器底部，乙球漂浮，則G甲＞F甲；G乙＝F乙；
所以F′甲＞F′乙，故D錯誤。
故選：C。
例2、解：（1）甲懸浮，甲的密度等于物體的密度，乙漂浮，乙的密度大于物體的密度，所以甲液體的密度小于乙液體的密度，液體的深度相同，由p＝ρ液gh得，甲容器底受到液體的壓強小于乙容器底部受到液體的壓強；
（2）甲懸浮，浮力等于重力，乙漂浮，浮力等于重力，所以甲、乙容器中受到的浮力相等，根據阿基米德原理，排開液體的重力也相等；
（3）根據浮力產生的原因，F浮＝F向上﹣F向下，則F向上＝F浮+F向下，浮力相等，甲受液體向下的壓力，而乙不受液體向下的壓力，所以甲容器中物塊下表面受到的壓力大于乙容器中物塊下表面受到的壓力。
故答案為：小于；等于；大于。故選：C。
例3、解：（1）取一根粗細均勻的飲料吸管，在其下端塞入適量金屬絲，并用石蠟封口。塞入金屬絲的目的是使吸管能在液體中漂浮；
（2）吸管在水和液體中都是漂浮，則它受到的浮力都等于自身重力，即浮力保持不變。根據阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知，液體的密度與排開液體體積成反比；因為排開液體的體積V液＜V水，所以液體密度ρ液＞ρ水；
（3）小科通過比較上述實驗數據，不可以研究浮力大小與液體密度的關系，原因：沒有控制排開液體的體積相同；
（4）根據c圖可知，吸管的下端觸底了，只有讓吸管離開燒杯底部才能正常使用，則改進方案為：再向容器中添加食油或換成直徑細些的容器；
故答案為：（1）漂浮；（2）＞；（3）不可以，沒有控制排開液體的體積相同；（4）再向容器中添加食油或換成直徑細些的容器。
故答案為：（1）甲；（2）排開液體的密度；（3）C。
1.解：因為密度計在使用時始終處于漂浮狀態，浮力大小等于重力大小，密度計的重力不變，浮力不變，由阿基米德原理可知，液體密度與密度計浸入液體深度的關系為：ρ液，則液體的密度越大密度計浸入液體深度小，又水的密度大于酒精的密度，所以P與自制密度計靜止于水中時的液面重合，Q與自制密度計靜止于酒精中時的液面重合；
由ρ液可知，所測液體的密度與密度計浸入液體的深度成反比，液體密度越大，浸入深度越小，所以密度計下端刻度大，并且刻度是不均勻的，上疏下密。當X液體液面位置在PQ中點時，此X液體的密度在水和酒精密度的中點，故此液體密度小于水和酒精密度的平均值，故C正確。
故選：C。
2.解：溫水的密度小于冷水的密度，由物體的浮沉條件可知，裝溫水的氣球在冷水中上浮；
溫水的密度大于熱水的密度，由物體的浮沉條件可知，裝溫水的氣球在熱水中下沉，故D正確。
故選：D。
3.解：①由于船處于漂浮狀態，根據漂浮條件可知F浮＝G；如果向船上裝貨物時，船的重力增大，則船受到的浮力將變大；
②貨船由河里駛入海里時，因船在海水中也處于漂浮狀態，所受浮力不變；由于水的密度變大，根據F浮＝ρ水gV排可知：排開水的體積變小，貨船上浮一些，所以在海上航行時，吃水位置在“28”刻度處下方。
故答案為：①變大；②下。
4.解：設木棒長度為h，底面積為S，密度計重力為G，小濱將該密度計放入酒精中，密度計靜止時L1為6cm，ρ酒精＝0.8g/cm3＝0.8×103kg/m3，
由F浮酒精＝G，可得：ρ酒精gV排酒精＝G，
即[（h﹣0.06m）S]×0.8×103kg/m3×10N/kg＝G﹣﹣﹣﹣﹣①，
小濱將該密度計放入水中，密度計靜止時L2為8cm，由于水的密度ρ水＝1.0g/cm3＝1.0×103kg/m3，則與水面相對應的刻度線上應標記1.0g/cm3。
由F浮水＝G，可得：
[（h﹣0.08m）S]×1.0×103kg/m3×10N/kg＝G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②可得，h＝0.16m；
設該密度計上對應密度值為1.25g/cm3的刻度線到密度計頂端的距離為L′，
則[（h﹣L′）S]×1.25×103kg/m3×10N/kg＝G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，
將h＝0.16m分別代入②和③，并將②③聯立，
解得L＝0.096m＝9.6cm；
當密度計漂浮在密度為ρ液的液體中時，
因密度計始終漂浮，受到的浮力和自身的重力相等，
所以，G＝F浮液，即ρgSh＝ρ液gSh液，
整理可得：h液h，
由表達式可知，h液和ρ液是反比例函數，所以這種密度計的刻度是不均勻。
故答案為：1.0；9.6；不均勻，由表達式h液h可知，h液和ρ液是反比例函數。
1.解：
A、圖甲中雞蛋處于沉底狀態，則浮力小于重力，雞蛋的重力為G＝mg＝0.055kg×10N/kg＝0.55N，即浮力小于0.55N，故A錯誤；
B、雞蛋的密度為：ρ1.1g/cm3＝1.1×103kg/m3，圖乙中，雞蛋懸浮在液體中時，雞蛋的密度等于液體的密度，所以鹽水的密度是1.1×103kg/m3，故B正確；
C、圖丙中雞蛋漂浮，所受浮力等于雞蛋自身重力，故C錯誤；
D、圖甲中雞蛋處于沉底狀態，則浮力小于重力；圖乙中雞蛋懸浮在液體中時，浮力等于重力；圖丙中雞蛋漂浮，所受浮力等于雞蛋自身重力，所以三種狀態下浮力的大小關系是F甲＜F乙＝F丙，故D錯誤。
故選：B。
2.解：（1）根據2、3、5組的實驗數據可知，金屬塊受到的重力為：G＝F拉+F浮＝3.6N+0.4N＝3.5N+0.5N＝3.3N+0.7N＝4.0N；
第4組實驗中，拉力的大小為3.4N，則受到的浮力為：F浮＝G﹣F拉＝4.0N﹣3.4N＝0.6N；
（2）探究浮力大小與液體密度的關系時，根據控制變量法可知，需要控制金屬塊排開的液體的體積相同，除步驟①外，其余每一次測量，金屬塊都需要浸沒，金屬塊排開的液體的體積等于金屬塊的體積，其目的是控制金屬塊排開的液體的體積相同；
（3）電子秤正常工作、電子秤讀數和表中數據記錄均無誤，每次實驗時金屬塊都需要浸沒，則V排相同，第6次實驗數據與第3次實驗數據相比，液體密度大約是原來的2倍，而浮力是原來的2.8倍，說明測得的浮力偏大，原因可能是金屬塊碰到燒杯底部，造成測力計的示數偏小，由F浮＝G﹣F示可知測得的浮力偏大；
（4）根據以上探究結果，對于圖中的浮力秤，要增大浮力秤的稱量范圍，即增大浮力秤受到的浮力，在V排不變時，可以換用密度比水大的液體。
故答案為：（1）0.6；（2）控制金屬塊排開的液體的體積相同；（3）金屬塊碰到燒杯底部；（4）換用密度比水大的液體。
3.解：（1）泡沫塊高度與泡沫塊所受浮力有關，而其浮力應大于托盤質量，故B正確；
浮漂器能上浮，說明其所受浮力還得大于自身重力，即泡沫塊的密度小于液體的密度，故DE正確；又因為溢水杯和支撐桿在溢水杯的外部，溢水杯靜止不動，所以AC與泡沫塊所受浮力無關。故選：BDE。
（2）判斷杯中水為“適量”的依據是泡沫塊可以浸沒水中但又不會使水溢出；
（3）兩重力相等直觀的現象是有相同的作用效果，即水位刻度線與水面相平；
（4）砝碼有最小重量，食鹽顆粒的最小重量較砝碼更小，故更精確。
故答案為：（1）BDE；（2）泡沫塊可以浸沒水中但又不會使水溢出；（3）水位刻度線與水面相平；（4）加細食鹽。
2023浙教版科學中考第一輪復習--物理模塊（九）
浮力（2）

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