資源簡介

水的浮力專項
一、單選題
1．小明洗碗時發現，同一只碗可以漂浮在水面上，也可以沉入水底，如圖所示，下列說法正確的是（　　）
A．碗漂浮時所受的浮力大于它所受的重力
B．碗漂浮時所受的浮力等于它排開的水所受的重力
C．碗沉底時所受的浮力大于它漂浮時所受的浮力
D．碗沉底時排開水的體積等于它漂浮時排開水的體積
2．海權握，國則興。建設一支強大海軍是實現中國夢的有力保障，潛水艇是海軍的戰略重器。如圖所示是我國海軍某艦隊的“強國號”潛水艇在海水中懸浮、上浮、漂浮的訓練過程。下列對此潛水艇分析正確的是（　　）
A．懸浮和漂浮時受到的浮力不相等
B．潛水艇是通過改變浮力大小實現上浮和下沉的
C．上浮過程中所受浮力逐漸變小
D．潛水艇完全入水后，下沉越深，所受浮力越大
3．如圖所示，質量相等的實心木塊、鋁塊和鐵塊均靜止于水中，已知ρ水<ρ鋁<ρ鐵，則受到浮力最小的是（　　）
A．木塊 B．鋁塊 C．鐵塊 D．無法確定
4．有甲、乙、丙三個實心物體，密度分別為ρ甲=0.85g/cm3，ρ乙=1.05g/cm3，ρ丙=1.25g/cm3。現將它們放在密度為1.05g/cm3的液體中，當三個物體靜止時，甲、乙、丙三個物體所在的位置對應圖中所示的序號可能是（　　）
A．1 、 2 、 4 B．1 、 4 、 3 C．1 、 2 、 3 D．2 、 3 、 4
5．下圖表示跳水運動員從入水到露出水面的過程，其中運動員受到水的浮力不斷增大的階段是（　　）
A．①→② B．②→③ C．③→④ D．④→⑤
6．在一定條件下，物體能在水中上浮。圖示物體在上浮前后靜止時，所受浮力相同的是（　　）
A．圖甲中沉底的湯圓，煮熟后上浮并浮出水面。
B．圖乙中潛水艇排出水艙中水后，上浮并浮出水面。
C．圖丙中往清水中加鹽，沉底的雞蛋上浮后并浮出水面。
D．圖丁中輪船從長江駛入大海，船體上的吃水線 W 線上浮后并浮出水面。
二、填空題
7． 用手將一重為5N的物體全部壓入水中，物體排開的水重8N，此時物體受到的浮力為 　 　N，放手后物體將 　 　（填“上浮”或“下沉”），待物體靜止時所受浮力為 　 　 N．
8．水平桌面上兩個底面積相同的容器中分別盛有甲、乙兩種液體，完全相同的小球M、N靜止時狀態如圖所示，已知兩個小球受到的浮力相等且兩容器內液面相平。則小球M排開液體的重力 　 　小球N排開液體的重力，甲液體的密度 　 　乙液體的密度，甲液體對容器底部的壓力 　 　乙液體對容器底部的壓力（以上均選填“大于”“等于”或“小于”）。
第8題圖 第9題圖
9．如圖所示，水平桌面上放置的兩個相同的圓柱形容器中盛有甲和乙兩種不同液體，將一支密度計分別放入這兩種不同液體中，靜止后的情形如圖所示，兩液面相平。則甲液體的密度　 　乙液體的密度(選填“大于”、“等子”、“小于”)；密度計在甲液體中受到的浮力　 　在乙液體中受到的浮力(選填“大于”、“等于”、“小于")；原容器中甲液體的質量　 　乙液體的質量(選填“大于”、“等于”、“小于”)。
三、實驗探究題
10．小科在驗證阿基米德原理時，利用溢水杯、彈簧測力計、鐵塊、小桶、細線等進行實驗，具體操作步驟如圖：
（1）細心的同學發現圖乙步驟中存在錯誤，請指出該錯誤是：　 　。如果不加改正，會導致浮力F浮　 　（選填“大于”、“等于”或“小于”）排開水的重力G排。
（2）糾正錯誤后，若圖中測得的F1、F2、F3、F4關系滿足 　 　，則阿基米德原理得到驗證。
（3）實驗后，小科發現利用實驗所得數據還能測出所用鐵塊的密度，ρ鐵＝　 　（水的密度用ρ水表示）。
11．人們常用“浮筒打撈法”打撈沉船，做法是：把若干浮筒灌滿水后沉到水底，潛水員用鋼索把它們栓在沉船兩側，然后開動打撈船上的機器，把空氣壓進浮筒，沉船就可以浮起來。近日，我市有關部門用該方法對航道內沉船進行打撈清理專項行動。（已知，每個浮筒的體積為2m3）
（1）每個浮筒沉入水后受到的浮力為　 　N。
（2）現有一沉船的質量為3×104kg，打撈該沉船用了12個浮筒，求沉船在水中受到的浮力至少為多少牛？
12．全球變暖，冰川融化、海平面上升，正悄悄改變地球的“模樣”。 右圖是科學家拍下北冰洋巨型冰山的一角，是冰川漂浮在海面上的情景。已知海水密度為ρ海=1.03×103kg/m3，某同學根據所學知識，進行分析：
（1）冰川熔化前受到的浮力 　 　（填“大于”、“小于”或“登云”）冰塊的重力。
（2）若此冰川質量為2.06×108kg，則冰川熔化前排開海水的體積為多少？
（3）請通過計算說明冰川熔化后海平面的升降情況。
四、計算題
13．如圖所示，彈簧測力計下面掛一實心圓柱體，將圓柱體從盛有水的容器上方離水面某一高度處緩緩下降（其底面始終與水面平行），使其逐漸浸沒入水中某一深處。如圖是整個過程中，彈簧測力計的示數F與圓柱體下降距離h變化關系的圖象。（g取10N/kg）求：
（1）圓柱體的重力為多少N；
（2）圓柱體浸沒時受到的浮力；
（3）圓柱體的密度。
14．如圖所示，有一木塊的體積為200cm3，浸沒在水中且處于靜止狀態，木塊受到繩子向下的拉力F為0.8N．（g＝10N/kg、ρ水＝1.0×103kg/m3，繩子重力忽略不計）求：
（1）木塊此時受到浮力；
（2）木塊的重力；
（3）剪斷繩子，木塊靜止時排開水的體積。
15．如圖所示，臺秤上放置一個裝有適量水的燒杯，已知燒杯和水的總重為2 N，將一個重力為1.2 N，體積為2×10 4 m3的長方體實心物體A用細線吊著，然后將其一半浸入燒杯的水中。（g取10N/kg）
（1）物體A所受浮力是多少
（2）細線對物體A的拉力為多少
（3）當把細線剪斷后，物體A受到的浮力為多少，臺秤的示數為多少
1 / 1答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【分析】（1）（2）根據漂浮條件分析判斷；
（3）根據物體的浮沉條件判斷；
（4）根據阿基米德原理F浮=ρ液體gV排分析判斷。
【解答】當碗漂浮在水面上時，它處于平衡狀態，即它受到的浮力與重力大小相等，方向相反，故A錯誤，B正確；
當碗沉底時，它受到的浮力小于它自身的重力。根據前面的分析可知，沉底時受到的浮力小于漂浮時受到的浮力。根據阿基米德原理F浮=ρ液體gV排可知，碗沉底時排開水的體積小于它漂浮時排開水的體積，故C、D錯誤。
故選B。
2．【答案】A
【解析】【分析】根據潛水艇的浮沉原理分析判斷。
【解答】當潛水艇完全浸沒在水中時，它排開海水的體積不變，則它受到的浮力不變。當懸浮時，它受到的浮力等于自身重力和海水重力之和；上浮時，向外排出海水，總重力減小，則懸浮時受到的浮力肯定大于漂浮時受到的浮力，故A正確，B錯誤；
上浮過程中，它排開海水的體積不變，根據阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，它受到的浮力不變，故C錯誤；
潛水艇完全入水后，當深度增大時，它排開海水的體積不變，則受到的浮力不變，故D錯誤。
故選A。
3．【答案】C
【解析】【分析】根據浮沉條件和阿基米德原理F浮=ρ液gV排比較浮力的大小關系。
【解答】木塊漂浮在水面上，則它受到的浮力等于重力；鋁塊在水里下沉，則它受到的浮力小于重力。因為木塊和鋁塊的重力相等，所以浮力F木>F鋁。
鋁塊和鐵塊都浸沒在水中，排開水的體積V鋁>V鐵，阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，它們受到的浮力F鋁>F鐵。
那么三者受到的浮力F木>F鋁>F鐵。
則浮力最小的是鐵塊。
故選C。
4．【答案】A
【解析】【分析】根據浮沉條件分析。
【解答】根據題目條件可知，甲的密度小于液體密度，在液體中漂浮，應該為①；
乙的密度等于液體密度，在液體中懸浮，應該為②或③；
丙的密度大于液體密度，應該在液體中下沉，應該為④。
那么位置的序號應該為1、2、4或1、3、4。
故選A。
5．【答案】A
【解析】【分析】根據阿基米德原理分析浮力增大時人排開水的體積變化規律即可。
【解答】根據阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知，當浮力增大時，人排開水的體積肯定在不斷增大。根據圖片可知，在從①→②的過程中，人排開水的體積不斷增大，從②→③→④，人排開水的體積不變，從④→⑤，人排開水的體積減小，因此運動員受到浮力不斷增大的階段是①→②，故A正確，而B、C、D錯誤。
故選A。
6．【答案】D
【解析】【分析】（1）（3）（4）根據浮沉條件比較浮力的大小變化；
（2）根據阿基米德原理F浮力=ρ液gV排比較浮力的大小變化。
【解答】A.湯圓沉在底部時，浮力小于重力；湯圓上浮時，浮力大于重力。因為湯圓的重力不變，所以它受到的浮力增大，故A不合題意；
B.潛水艇上浮露出水面時，它排開水的體積減小，根據阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知，它受到的浮力減小，故B不合題意；
C.雞蛋沉在底部時，浮力小于重力；雞蛋上浮時，浮力大于重力。因為湯圓的重力不變，所以它受到的浮力增大，故C不合題意；
D.輪船始終在水面漂浮，則它受到的浮力始終等于重力，因此它受到的浮力保持不變，故D符合題意。
故選D。
7．【答案】8；上浮；5
【解析】【解答】解：用手將物體全部壓入水中時，已知物體排開的水重為8N，由阿基米德原理知：此時物體所受的浮力F浮=G排=8N；
放手后，物體受到的浮力8N大于物體的自重5N，因此物體要上浮，最后處于漂浮，則浮力F浮′=G=5N．
故答案為：8；上浮；5
【分析】①浸在液體中的物體受到的浮力等于排開的液體受到的重力；
②物體的浮沉條件是：浮力大于重力，上浮；浮力等于重力，懸浮；浮力小于重力，下沉
8．【答案】等于；大于；大于
【解析】【分析】（1）根據阿基米德原理F浮=G排比較小球排開液體的重力大小，根據浮沉條件比較液體密度的大小；
（2）首先根據液體壓強公式p=ρ液gh比較容器底部受到壓強的大小，再根據F=pS比較容器底部受到壓力的大小。
【解答】（1）兩個小球受到的浮力相等，根據阿基米德原理F浮=G排可知，兩個小球排開液體的重力相等。
小球M在甲液體中漂浮，則液體密度ρ甲>ρ；小球N在乙液體中漂懸浮，則液體密度ρ乙=ρ。比較可知，液體密度ρ甲>ρ乙。
（2）液體的深度相同，且密度ρ甲>ρ乙，根據液體壓強公式p=ρ液gh可知，液體對容器底部的壓強p甲>p乙。根據F=pS可知，液體對容器底部的壓力F甲>F乙。
9．【答案】大于；等于；大于
【解析】【分析】（1）（2）根據浮沉條件比較密度計受到浮力的大小，再根據阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析液體密度的大小關系；
（3）根據m=ρV比較液體質量的大小關系。
【解答】（1）（2）根據圖片可知，密度計在兩種液體中都是漂浮，那么它受到的浮力始終等于自身重力。因為密度計的重力不變，所以它受到地方浮力相等。根據阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知，當浮力相等時，密度計排開液體的體積與液體密度成反比。因為V排甲小于V排乙，所以密度ρ甲大于ρ乙。
（3）根據圖片可知，液體的體積V液=V總-V排，因為V排甲小于V排乙，所以V液甲>V液乙。且密度ρ甲大于ρ乙，根據公式m=ρV可知，液體的質量m甲大于m乙。
10．【答案】（1）溢水杯中沒有裝滿水；大于
（2）F2﹣F3＝F4﹣F1
（3） ρ水
【解析】【分析】（1）根據圖乙可知，當溢水杯中裝滿水時，物體排開水的重力才會恰好等于它受到的浮力。如果沒有裝滿水，那么放入物體后水面先上升到溢水杯口才會有水排出，而不是馬上排出水，據此比較浮力和排開水的重力大小。
（2）根據阿基米德原理F浮=G排分析解答；
（3）根據稱量法計算出鐵塊受到浮力，根據阿基米德原理計算出鐵塊的體積，根據密度公式計算鐵塊的密度。
【解答】（1）根據圖片可知，圖乙中存在的錯誤：溢水杯中沒有裝滿水。如果不加改正，會導致浮力F浮大于排開水的重力G排。
（2）根據圖片可知，圖乙中物體的重力G=F2，丙圖中物體浸沒時測力計的示數為F3，
則物體受到的浮力：F浮=G-F拉=F2-F3；
空桶的重力G桶=F1，桶和排出水的總重力G總=F4；
則物體排開水的重力G排=G總-G桶=F4-F1；
根據阿基米德原理F浮=G排得到：F2-F3=F4-F1。
（3）綜上所述，鐵塊的體積：；
則鐵塊的密度：。
11．【答案】（1）2×104
（2）G=mg =3×104Kg×10N/Kg=3×105N
F浮=G船-F筒=3×105N-2×104N×12=6×104N
【解析】【分析】（1）根據阿基米德原理F浮=ρ液gV排計算浮筒受到的浮力；
（2）首先根據G=mg計算沉船的重力，再根據F浮=G船-F筒 計算出沉船受到的最小浮力。
【解答】（1）每個浮筒沉入水后受到的浮力：F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×2m3=2×104N。
12．【答案】（1）等于
（2）解：G=mg=2.06×109N
冰川熔化前排開海水的體積V排=F浮/ρ海g=2×105m3
（3）解：若冰川中的冰全部熔化成水，水的體積：V水＝m冰/ρ水=2.06×105m3
因V排＜V水，所以海中冰川熔化后，海平面會升高。
【解析】【分析】（1）根據浮沉條件比較浮力和重力的大小；
（2）首先根據F浮力=G=mg計算出冰川受到的浮力，再根據阿基米德原理計算出冰川排開海水的體積。
（3）冰川熔化前后，質量保持不變，據此計算出它完全熔化成水的體積，然后與原來排開海水的體積進行比較即可。
【解答】（1）冰川熔化前在水面漂浮，根據浮沉條件可知，它此時受到的浮力等于冰塊的重力。
（2）冰川熔化前受到的浮力F浮=G=mg=2.06×108kg×10N/kg=2.06×109N；
冰川熔化前排開海水的體積。
13．【答案】（1）由圖象可知，當h＝0時，此時圓柱體處于空氣中，G＝F拉＝12N
（2）圖象中CD段是圓柱體完全浸入水中的情況，此時圓柱體受到的拉力F＝4N，
則圓柱體受到的浮力F浮＝G﹣F＝12N﹣3N＝8N
（3）圓柱體完全浸入水中時根據F浮＝ρ水gV排得：
V物＝V排＝ ＝8×10﹣2m3，
圓柱體質量，m＝ ；
圓柱體密度：
ρ物＝ ＝3.5×103kg/m5
【解析】【分析】（1）當物體浸入水中的深度為零時，它不受浮力，此時只受豎直向上的拉力和豎直向下的重力，根據圖像，利用二力平衡的知識計算圓柱體的重力。
（2）當物體全部浸沒在水中時，它受到的浮力最大，此時測力計的拉力最小，根據圖像確定圓柱體完全浸沒時測力計的示數，然后根據公式 F浮＝G﹣F 計算它受到的浮力。
（3）首先根據阿基米德原理 計算圓柱體的體積，再根據公式 計算圓柱體的質量，最后根據 計算圓柱體的密度。
14．【答案】（1）木塊浸沒在水中，則木塊排開水的體積：
V排＝V＝200cm3＝2×10﹣4m3，
木塊此時受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3＝2N
（2）木塊在繩子拉力的作用下靜止在水中，受到豎直向下的重力和拉力，
由三力平衡可得：G木+F＝F浮，
則G木＝F浮-F＝2N-0.8N＝1.2N
（3）因G木＜F浮，
所以，剪斷繩子后木塊靜止時處于漂浮狀態，
此時木塊受到的浮力F浮′＝G木＝1.2N，
根據阿基米德原理可得，此時木塊排開水的體積：
V排′＝ ＝1.2×10﹣4m3
【解析】【分析】（1）當物體完全浸沒在水中時，它排開液體的體積等于自身體積，根據阿基米德原理 F浮＝ρ液體gV排 計算木塊此時受到的浮力即可；
（2）對靜止狀態下的木塊進行受力分析，根據二力平衡的知識 G木＝F浮-F 計算木塊受到的重力即可；
（3）將此時木塊受到的浮力與重力進行比較，進而確定剪斷繩子后木塊的運動狀態，以及最終的平衡狀態。再根據二力平衡的知識計算木塊受到的浮力，最后根據阿基米德原理的變形式 計算木塊排開水的體積即可。
15．【答案】（1）物體A的一半浸入水中時，
受到的浮力。
（2）此時物體A共受到重力、浮力和細線的拉力作用，
根據二力平衡的知識得到：G=F浮+F拉，
則細線對物體A的拉力為F拉=G-F浮=1.2N-1N=0.2N。
（3）物體A的密度：；
所以當把細線剪斷后，物體A在水中漂浮，
則F浮′=G=1.2N；
根據力的作用的相互性可知，物體A對水向下的作用力F壓=F浮′=1.2N，
根據力的平衡的條件可知，托盤臺秤的示數等于燒杯和水的重力、物體A對水向下的作用力之和，
即F=G總+F壓=2N+1.2N=3.2N。
【解析】【分析】（1）根據阿基米德原理F浮力=ρ液gV排計算物體A受到的浮力；
（2）對物體A進行受力分析，根據二力平衡的知識計算出此時細線對它的拉力；
（3）首先根據密度公式計算出物體A的密度，然后與水的密度比較，從而確定物體A在水中的狀態，進而計算出它受到的浮力。
根據力的平衡的條件可知，托盤臺秤的示數等于燒杯和水的重力、物體A對水向下的作用力之和，據此分析計算即可。
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