專題10 浮力（解析版）

專題10浮力一．選擇題1．（2022·江蘇常州）2022年1月，海嘯導致南太平洋島國湯加淡水緊缺，為實施人道主義救援，中國海軍五指山艦日夜兼程抵達湯加之后，停泊于碼頭旁并通過管道向陸地輸送550t淡水。如圖所示，輸水過程中，五指山艦（）A．艦體略上浮受到浮力不變B．艦體略上浮受到浮力變小C．艦體略下沉受到浮力不變D．艦體略下沉受到浮力變大【答案】B【解析】輸水過程中，五指山艦的重力減小，但五指山艦始終漂浮在海面上，所以受到的浮力大小等于重力大小，重力減小，所以浮力減小，根據F浮=ρgV排可知，排開液體的體積變小，所以五指山艦上浮，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。2．（2022·江蘇泰州）水平桌面上的深桶容器中裝有水，小明在空玻璃瓶口蒙上橡皮膜，將其置于水中某一深度處，恰好懸浮，如圖所示現沿桶壁向容器中緩慢加水，在水面上升的過程中，下列判斷錯誤的是（）A．玻璃瓶保持靜止 B．玻璃瓶下沉至容器底C．水對容器底的壓強增大 D．桌面對容器的支持力增大【答案】A【解析】AB．由題意可知，空玻璃瓶口蒙上橡皮膜懸浮在水中時，豎直方向受浮力和重力且這兩個是一對平衡力，當向試管中加入水時，橡皮膜所處的深度增加，壓強增加，會向里凹陷，排開水的液體變小，浮力變小，重力不變，所以空玻璃會下沉到容器底部。故A錯誤，A符合題意，B正確，B不符合題意；C．向試管中加入水時，水的深度增加，所以水對容器底的壓強增大，故C正確，C不符合題意；D．桌面對容器支持力的大小等于容器自身重力和容器中水的重力之和，向試管中加入水，水的重力增大，所以桌面對容器支持力的大小增大，故D正確，D不符合題意。故選A。3．（2022·江蘇無錫）如圖是我國自主研發(fā)的“極目一號”Ⅲ型浮空艇示意圖，艇體采用輕質的復合織物材料制成，外觀呈白色，囊體上層裝有壓縮氨氣通過向艇外排出下層部分的空氣而實現上升，高度達到9032m，高度越高大氣越稀薄，上升過程中艇體體積不變，關于浮空艇，以下說法中正確的是（）A．艇體材料的密度較大B．白色外觀可以吸收各種色光C．上升過程中，浮空艇所受的浮力變小D．上升過程中，浮空艇所受的重力不變【答案】C【解析】A．艇體采用輕質的復合織物材料制成，艇體材料的密度較小，故A錯誤；B．白色外觀可以反射各種色光，故B錯誤；C．上升過程中，艇體體積不變，根據可知，高度越高大氣越稀薄，空氣的密度變小，故艇體受到的浮力變小，故C正確；D．上升過程中，囊體上層裝有壓縮氨氣通過向艇外排出下層部分的空氣，空氣的密度比較大，減輕了浮空艇的重力，重力小于浮力，從而實現上升，故D錯誤。故選C。4．（2021·江蘇南通）如圖，把小石塊掛在彈簧測力計上，示數為2.5N，再將石塊浸沒在鹽水中，示數變?yōu)?.5N。利用以上信息能求解的物理量是（）A．石塊的體積 B．排開鹽水的重C．石塊的密度 D．鹽水的密度【答案】B【解析】B．由題意可知：可以用稱重法求出石塊浸沒在鹽水中時受到的浮力即排開鹽水的重力F浮=G排=G-F拉=2.5N-1.5N=1N故B符合題意；AD．根據阿基米德原理F浮=鹽水gV排可知，題目中要想求石塊的體積得知道鹽水的密度，但是題中不知道鹽水的密度，所以不能求出石塊的體積，故AD不符合題意；C．雖然知道石塊的重力能求出石塊的質量，但是不知道石塊的體積，所以同樣不能求出石塊的密度，故C不符合題意。故選B。5．（2021·江蘇）用硬塑料瓶、透明膠帶、螺母、塑料管、容器和水等，制作如圖所示的潛水艇模型，不計進排氣管體積，要讓原本懸浮在a位置的潛水艇下潛至b位置懸浮，采取的措施是使瓶內氣體（）A．增加 B．減少C．先增加后減少 D．先減少后增加【答案】D【解析】要讓原本懸浮在a位置的潛水艇下潛至b位置懸浮，首先應該讓潛水艇下沉，即排出氣體使瓶內氣體減少水進入。然后再減小重力，讓潛水艇模型懸浮，即讓氣體進入排出水，實現懸浮，所以瓶內氣體應該先減小后增加。故選D。6．（2021·江蘇蘇州）在下列幾種航空器中，主要利用壓強和流速的關系獲得升力的是（）A．觀光熱氣球 B．民航客機C．武裝直升機 D．運載火箭【答案】B【解析】A．觀光熱氣球利用了通過加熱氣球內的氣體使熱氣球內空氣的溫度升高，密度減小，當密度小于熱氣球外空氣的密度時熱氣球就會上浮，故A不符合題意；B．飛機的機翼上凸下平，當空氣流動時上表面流速快壓強小，下表面流速慢壓強大，產生了一個向上的壓強差，所以飛機獲得升力，故B符合題意；C．直升飛機是利用螺旋槳（又稱為“旋翼”）的運動對空氣施加了一個向下的力，物體間力的作用是相互的，空氣對螺旋槳施加了一個向上的力，所以，直升機的升力產生的原因和固定翼飛機是不同的，與流體的壓強沒有關系，故C不符合題意；D．運載火箭靠燃氣的反沖力獲得升力，故D不符合題意。故選B。7．（2020?常州）一個薄壁密封飲料瓶內裝有一些飲料，分別放在裝有甲、乙兩種液體的容器中，靜止后飲料瓶的狀態(tài)如圖所示飲料瓶受到的浮力分別為F浮甲、F浮乙．甲、乙兩種液體的密度分別為ρ甲、ρ乙．則（）A．F浮甲＞F浮乙，ρ甲＞ρ乙 B．F浮甲＜F浮乙，ρ甲＜ρ乙 C．F浮甲＝F浮乙，ρ甲＞ρ乙 D．F浮甲＝F浮乙，ρ甲＜ρ乙【答案】C【解析】由于飲料瓶漂浮，則F?。紾，所以，飲料瓶在兩種液體中受到的浮力相等，都等于飲料瓶受到的重力G，即F浮甲＝F浮乙＝G，由圖知，飲料瓶排開液體的體積：V甲排＜V乙排，根據F浮＝ρ液gV排可知液體的密度：ρ甲＞ρ乙。故選：C。8．（2020?南通）在綜合實踐活動中，小明制作了一只長12cm，寬5cm的小紙船，如圖甲。圖乙是按圖甲所示箭頭方向觀察到的船的主視圖?，F讓紙船漂浮在水面上，向船內輕輕放入目前我們常用的一元硬幣，估測紙船最多能承載的硬幣數目最接近于（）A．15枚 B．35枚 C．55枚 D．75枚【答案】C【解析】由題意及圖乙可知，紙船的高（船深）約6cm左右，則紙船最大的V排＝12cm×5cm×6cm＝360cm3；由阿基米德原理得，紙錐最大的浮力：F?。溅阉甮V排＝1.0×103kg/m3×9.8N/kg×3.6×10﹣4m3＝3.6N；目前常用的一元硬幣重力約為0.06174N，則紙船最多能承載硬幣數目約為n＝≈58枚。故55枚是最接近答案的選項。故選：C。9．（2020?宿遷）小明在飲料吸管中塞入一些細鐵絲作為配重，并將一端封閉，制作了一只簡易密度計；將其先后放入甲、乙兩杯液體中，當密度計靜止時，兩杯中液體深度相同，如圖所示，下列說法正確的是（）A．密度計在甲杯液體中受到的浮力更大 B．密度計的刻度線，越往上標注的密度值越大 C．密度計放入后，乙杯中液體對容器底的壓強更大 D．適當減小配重，可以增大該密度計兩條刻度線之間的距離，使測量結果更精確【答案】C【解析】A、同一支密度計放在甲、乙兩種液體中都漂浮，則F浮甲＝F浮乙＝G，即浮力是相同的，故A錯誤；B、密度計浸入液體的深度越小，說明液體的密度越大，即密度計越靠近上方的刻度，其相應的密度數值越小，故B錯誤；C、由圖可知，密度計在乙液體中排開的液體的體積小，根據ρ液＝可知，乙液體的密度大，深度相同，根據p＝ρgh可知，乙杯中液體對容器底的壓強更大，故C正確；D、因為密度計漂浮在液體中，則F?。紾，即ρ液gSh＝G，則△V＝sh，增大該密度計兩條刻度線之間的距離，即△V變大，h變大，具體做法是：可適當增大配重或用更細的吸管，故D錯誤。故選：C。10．（2020?鹽城）小明取一根裝有適量配重的飲料吸管，使其豎直漂浮在水中，制作簡易密度計。為了能夠在吸管上準確標注出不同液體密度所對應的刻度，需要測的是（）A．吸管的總長度 B．吸管浸入水中的深度 C．容器中水的深度 D．吸管露出水面的長度【答案】B【解析】因為密度計是漂浮在液體中，所受浮力等于本身的重力，則有：F浮水＝F浮液＝G，由阿基米德原理：F?。溅岩篻V排，ρ水gSh水＝ρ液gSh液＝G，故ρ液＝ρ水；h水是吸管浸入水中的深度，h液是吸管浸入液體中的深度，所以需要測量吸管浸入水中的深度。故選：B。11．（2020?連云港）下列關于浮力的說法正確的是（）A．質量大的物體在液體中所受浮力一定大 B．碼頭上正在卸貨的輪船所受的浮力逐漸減小 C．物體密度小于液體密度時物體在液體中處于懸浮狀態(tài) D．潛水艇在水面下從大海潛行進入長江，所受浮力不變【答案】B【解析】A、浸在液體的物體受到的浮力等于其排開的液體受到的重力，與物體的質量無關，故A錯誤；B、輪船漂浮在水中，受到的浮力等于重力，碼頭上正在卸貨的輪船，其重力減小，所以受到的浮力逐漸減小，故B正確；C、物體密度小于液體密度時，物體在液體中處于漂浮狀態(tài)，故C錯誤；D、潛水艇在水面下從大海潛行進入長江，其排開的水的體積不變，液體的密度減小，根據F?。紾排＝ρ液gV排液可知，其受到的浮力減小，故D錯誤。故選：B。12．（2019?常州）水平臺面上有兩個同規(guī)格燒杯，分別盛有甲、乙兩種液體，將兩個完全相同的物體A、B分別放入兩杯中，靜止時如圖所示，甲、乙液面剛好相平，此時，設A物體受到的浮力為F浮A，甲液體對燒杯底部的壓強為p甲；B物體受到的浮力為F浮B，乙液體對燒杯底部的壓強為p乙，則（）A．F浮A＝F浮B，p甲＞p乙 B．F浮A＝F浮B，p甲＜p乙 C．F浮A＜F浮B，p甲＞p乙 D．F浮A＜F浮B，p甲＜p乙【答案】A【解析】（1）由圖知，物體A、B在液體中都處于漂浮，則F浮A＝GA；F浮B＝GB；而物體A、B是完全相同的物體，則重力相等，即GA＝GB，所以，F浮A＝F浮B．故CD錯誤；（2）由圖知，A排開液體的體積小于B排開液體的體積，已知F浮A＝F浮B，根據F?。溅岩篻V排可知，ρ甲＞ρ乙；已知兩液面等高，根據p＝ρ液gh可知，p甲＞p乙．故A正確，B錯誤。故選：A。13．（2019?常州）科考隊員在南極驚奇地發(fā)現長方體冰山，邊緣齊整宛如人工切割測得長方體冰山露出海面的高度為4m，冰山在海面下的深度為（ρ冰＝0.9×103kg/m3，ρ海水＝1.1×103kg/m3）（）A．18m B．22m C．36m D．40m【答案】A【解析】冰山在海水中漂浮，由漂浮條件可得：F?。紾冰＝ρ冰V冰g，根據阿基米德原理可得：F?。紾排＝ρ海水V排g，所以ρ海水V排g＝ρ冰V冰g，即：ρ海水Sh浸g＝ρ冰Sh冰g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，因冰山為長方體，則h冰＝h浸+h露，所以①式可寫為：ρ海水Sh浸g＝ρ冰S（h浸+h露）g，整理可得h浸＝＝＝18m。故選：A。14．（2019?南通）如圖，將裝有適量水的小玻璃瓶瓶口向下，使其漂浮在大塑料瓶內的水面上，擰緊大瓶瓶蓋，通過改變作用在大瓶側面的壓力大小，實現小瓶的浮與沉。則（）A．用力捏大瓶，小瓶不能實現懸浮 B．用力捏大瓶，小瓶內的氣體密度變大 C．蓋上小瓶瓶蓋，捏大瓶也能使小瓶下沉 D．打開大瓶瓶蓋，捏大瓶也能使小瓶下沉【答案】B【解析】AB、擠壓大塑料瓶，瓶內空氣被壓縮，將壓強傳遞給水，水被壓入小瓶中，將瓶體中的空氣壓縮，小瓶內的氣體密度變大，這時浮沉子里進入一些水，它的重力增加，大于它受到的浮力，就向下沉；當剛剛浸沒時，就處于懸浮狀態(tài)，故A錯誤、B正確；C、蓋上小瓶瓶蓋，擠壓大塑料瓶，瓶內空氣被壓縮，水不能壓入小瓶中，小瓶的重力不變，浸入水里的體積不變，故C錯誤；D、松開大瓶瓶蓋，用力捏大瓶，大瓶上方的氣壓不變，水不能進入小瓶中，所以小瓶不會下沉松開手；故D錯誤。故選：B。15．（2019?淮安）長江上，一艘滿載貨物的輪船在卸完一半貨物后，該艘輪船（）A．會浮起一些，所受浮力變小 B．會浮起一些，所受浮力變大 C．會下沉一些，所受浮力變大 D．會始終漂浮，所受浮力不變【答案】A【解析】因輪船在江水中，處于漂浮狀態(tài)，浮力等于重力，在碼頭卸下貨物后，輪船重力變小，則受到的浮力變?。挥晒絍排＝知，排開水的體積減小，輪船要上浮一些，故A正確。故選：A。二．填空題16．（2022·江蘇蘇州）洗水果時，發(fā)現芒果比油桃大，放入水中后芒果沉底、油桃漂浮，如圖甲所示。它們受到的浮力大小關系為F浮芒___________F浮桃；用天平正確測量油桃的質量，所放砝碼及游碼位置如圖乙所示，則油桃的質量是___________g；芒果的體積一定___________（>/</=）82.4cm3?！敬鸢浮?/p>

>

82.4

>【解析】芒果比油桃體積大，放入水中后芒果沉底、油桃漂浮，則芒果排開水的體積比油桃大，由F浮=ρ水gV排可知，芒果受到的浮力大于油桃受到的浮力。天平標尺的分度值為0.2g，讀數時砝碼質量數和游碼所對的刻度值之和為油桃的質量，則油桃的質量m=50g+20g+10g+2.4g=82.4g因油桃在水中漂浮，則油桃的密度小于水的密度，由可知，油桃的體積大于82.4cm3，而芒果的體積比油桃大，則芒果的體積一定大于82.4cm3。17．（2021·江蘇鎮(zhèn)江）我國“奮斗者”號成功下潛至10909米的深海處，達到了全球深海探測的制高點。如圖所示，某潛水器由寧艙體和油囊兩部分構成，質量為M、體積為V，懸停在深海中甲處。從艙內向油囊注入質量為m的油后，潛水器的體積增大了0.1V，此時潛水器將___________（填“上浮”或“下沉”），最終懸停在乙處，則潛水器在乙處所排開海水的質量為___________，乙處海水的密度為___________。（上述過程無其他動力）【答案】

上浮

M

【解析】根據浮力公式可知，當潛水器的體積增大0.1V時，潛水器收到的浮力增大，而此時潛水器的重力不變，故潛水器將上浮。潛水器在乙處時處于懸停狀態(tài)，則根據阿基米德原理，可知根據可得18．（2021·江蘇淮安）將一個質量為80g、體積為的實心物體浸沒于水中，此時該物體所受浮力大小為_____N，松手后該物體將___________（填“上浮”“懸浮”或“下沉”）。（水的密度為，g取10N/kg）【答案】

1

上浮【解析】由阿基米德原理可知，物體浸沒于水中后，所受浮力為由題意可知，物體所受重力為因F浮>G，故松手后物體將上浮。19．（2021·江蘇）如圖所示，用塑料瓶制成的潛水艇模型懸浮于水中，此時模型受到的浮力______重力（填“>”“<”或“=”）。當通過進排氣管向瓶中打氣時，瓶內氣體的壓強將______，模型將上浮。在上浮過程中，水對模型底部的壓強將______（以上兩空填“變大”“變小”或“不變”）?！敬鸢浮?/p>

=

變大

變小【解析】潛水艇模型懸浮，受平衡力作用，所以此時所受浮力等于自身重力。當通過進排氣管向瓶中打氣時，瓶中氣體增多，氣壓變大，將瓶中水壓出，潛水艇模型自身重力變小，潛水艇上浮。上浮過程中，模型底部所處深度變小，液體密度不變，模型底部所受壓強，故模型底部所受壓強變小。20．（2021·江蘇揚州）利用筆芯自制密度計，同款的新筆芯和用了一半油墨的舊筆芯應該選用______將所選筆芯放入水中，它能______漂浮在水中，在筆芯上標出水面的位置A，將筆芯放入酒精中，仍可漂浮，標出液面的位置B，如圖所示，該筆芯漂浮在水中和酒精中時受到的浮力大小______，已知水的密度=1.0g/cm3，酒精的密度=0.8g/cm3，若筆芯漂浮在密度為=0.9g/cm3的液體中，則液面對應的位置可能是______（填“C”或“D”）?！敬鸢浮?/p>

用了一半油墨的舊

豎直

相等

D【解析】利用筆芯自制密度計，同款的新筆芯和用了一半油墨的舊筆芯應該選用將所選用了一半油墨的舊筆芯放入水中，這樣的舊筆芯重心低，穩(wěn)度大，它能豎直漂浮在水中。筆芯漂浮在水中和酒精中時都漂浮，受到的浮力都等于筆芯自身的重力，故該筆芯漂浮在水中和酒精中時受到的浮力大小相等。筆芯漂浮在水中標出水面的位置A，將筆芯放入酒精中，仍可漂浮，標出液面的位置B，水的密度=1.0g/cm3，酒精的密度=0.8g/cm3，若筆芯漂浮在密度為=0.9g/cm3的液體中時，設筆的質量為m，重力為G，筆頭的體積為V0，筆管的橫截面積為S，根據化簡可知密度與筆管所在的深度成反比，當密度由0.8g/cm3變成0.9g/cm3，和由0.9g/cm3變成1g/cm3相比變化量相同時，深度的變化量故如圖應取D點。21．（2020?鹽城）在透明薄塑料袋中裝入大半袋水，用彈簧測力計鉤住塑料袋緩慢放入水中，水袋受到的浮力不斷增大（增大/減小）。當塑料袋中的水面與容器中水面相平時，水袋中水的重力和排開水的重力相等。用塑料袋進行實驗的好處是塑料袋的重力可以忽略不計（說出一點即可）?！敬鸢浮吭龃螅幌嗥?；塑料袋的重力可以忽略不計?！窘馕觥浚?）用彈簧測力計鉤住塑料袋緩慢放入水中，水袋排開水的體積變大，由F?。溅岩篻V排可知受到的浮力不斷增大；（2）水袋中水的重力和排開水的重力相等，說明水袋中水的重力等于它受到的浮力，即G水＝F浮ρ水gV水＝ρ水gV排，則有：V水＝V排，即當袋內水面與容器中的水面相平時，排開水的體積等于水袋內水的體積；（3）由于塑料袋非常輕，用塑料袋進行實驗，重力可以忽略不計。22．（2020?淮安）將一盛滿水的燒杯置于水平桌面上，緩慢放入一質量為200g的木塊，木塊最終在杯中處于漂浮狀態(tài)，此時木塊所受浮力大小是2N，從杯中排出水的體積是200cm3，上述過程中水對杯底的壓強不變（選填“變大”、“變小”或“不變”）。（水的密度ρ＝1.0×103kg/m3．g取10N/kg）【答案】2；200；不變?！窘馕觥浚?）因為木塊在水中靜止后處于漂浮狀態(tài)，受到的浮力：F?。紾＝mg＝0.2kg×10N/kg＝2N，木塊排開水的體積：V排＝＝＝2×10﹣4m3＝200cm3；（2）木塊放入水中后，排開的水溢出燒杯，杯內水的深度不變，根據p＝ρgh可知，燒杯底部所受水的壓強不變。23．（2020?無錫）如圖所示，某同學正在探究影響浮力大小的因素。（1）為了探究浮力大小與物體排開液體體積的關系，接下來的操作是減小物體排開水的體積，并觀察彈簧測力計示數的變化。（2）將水換成酒精，比較物體浸沒時彈簧測力計的示數，可探究物體所受浮力大小與液體的密度的關系?！敬鸢浮繙p小物體排開水的體積；液體的密度?！窘馕觥浚?）為了探究浮力大小與物體排開液體體積的關系，要控制排開液體的密度相同，只改變物體排開液體的體積，故接下來的操作是減小物體排開水的體積，并觀察彈簧測力計示數的變化。（2）將水換成酒精，比較物體浸沒時彈簧測力計的示數，可探究物體所受浮力大小與液體的密度的關系。24．（2019?鹽城）小明用飲料吸管制作了一只簡易密度計，將其放入水中時，密度計不能直立，應增加（增加/減少）吸管中鐵絲質量，改進后，分別用它測量水和鹽水的密度時，吸管浸入液體的深度分別為h1和h2，則h1＞h2．用它測量可樂密度時，吸管上“沾”上許多小氣泡，測得的密度偏大?！敬鸢浮吭黾樱唬荆淮?。【解析】（1）小明將自制的密度計放入水中，密度計不能直立漂浮，應降低其重心，故需要增加吸管中鐵絲質量；（2）因為密度計不管是在水中還是在鹽水中，都是漂浮狀態(tài)，所以F浮水＝F浮鹽水＝G，設密度計的底面積為S，則根據G＝F浮液＝ρ液gV浸得：ρ水gSh1＝ρ鹽水gSh2，已知：ρ水＜ρ鹽水，所以h1＞h2，（3）由于密度計漂浮時浮力等于重力，重力不變，則浮力不變；根據F?。溅岩篻V排可知排開液體的體積不變，當測量可樂密度時，吸管上“沾”上許多小氣泡，此時V排＝V氣泡+V浸，所以，密度計浸入可樂中的體積變小，由于密度計的刻度是越往下對應的密度越大，所以，所測的液體密度偏大。25．（2019?南京）兩個相同的圓柱形容器中分別裝有體積相等的甲、乙兩種液體，圖示是同一只雞蛋在兩種液體中靜止時的情景。圖中兩種液體的密度分別為ρ甲和ρ乙，雞蛋所受浮力分別為F甲和F乙，容器底部所受液體壓強分別為p甲和p乙，則它們的大小關系是：ρ甲＜ρ乙，F甲＝F乙，p甲＜p乙，以下三種方案：①在雞蛋上開小孔，用注射器抽取雞蛋內蛋清，再用膠帶封好小孔；②在雞蛋上開小孔塞入大頭針，用膠帶封好小孔；③在容器中加入比原液體密度更大的液體，若想使雞蛋在乙液體中下沉，可行的方案有②（填序號）?！敬鸢浮浚?；＝；＜；②。【解析】（1）由圖知：雞蛋在甲液體中懸浮，說明ρ甲＝ρ；雞蛋在乙液體中漂浮，說明ρ乙＞ρ．所以ρ甲＜ρ乙；（2）雞蛋在甲液體中懸浮，則F甲＝G；雞蛋在乙液體中漂浮，則F乙＝G．所以，F甲＝F乙；（3）由于甲、乙兩種液體的體積相等，且液體的密度以ρ甲＜ρ乙，根據G＝ρVg可知液體的重力：G甲＜G乙；由于是圓柱形容器中，則容器底部所受液體壓力：F甲′＝G甲+G，F乙′＝G乙+G，所以，F甲′＜F乙′；由于圓柱形容器是相同的，則容器的底面積相同，根據p＝可知容器底部所受液體壓強：p甲＜p乙。（4）圖乙中雞蛋處于漂浮，若想使雞蛋在乙液體中下沉，根據浮沉條件可知：應增大重力或減小浮力；①在雞蛋上開小孔，用注射器抽取雞蛋內蛋清，再用膠帶封好小孔；此時雞蛋的重力變小，故①方案不可行。②在雞蛋上開小孔塞入大頭針，用膠帶封好小孔；此時雞蛋的重力變大，故②方案可行。③在容器中加入比原液體密度更大的液體，若雞蛋浸入液體中的體積不變，根據F浮＝ρV排g可知浮力變大，雞蛋會上浮，故③方案不可行。26．（2018?蘇州）將一個小物塊完全放入容積為200mL的杯內，向杯中加入128g水或96g酒精都恰能將杯裝滿。小物塊的體積為80cm3，密度為0.9×103kg/m3（ρ酒精＝0.8g/cm3）【答案】80；0.9×103。【解析】（1）由ρ＝可得，128g水的體積：V水＝＝＝128cm3，96g酒精的體積：V酒精＝＝＝120cm3，已知小物塊完全放入容積為200mL的杯內，向杯中加入128g水或96g酒精都恰能將杯裝滿。根據題意可知，小物塊排開水的體積：V排水＝V容﹣V水＝200cm3﹣128cm3＝72cm3，則排開水的質量：m排水＝ρ水V排水＝1g/cm3×72cm3＝72g，排開酒精的體積：V排酒精＝V容﹣V酒精＝200cm3﹣120cm3＝80cm3，則排開酒精的質量：m排酒精＝ρ酒精V排酒精＝0.8g/cm3×80cm3＝64g，所以，＝＝，若物塊放入水中或酒精中都是漂浮，由漂浮條件和阿基米德原理可得F?。紾排＝G物，則m排水應等于m排酒精，與前面的計算不符，故排除這種可能；假設物塊放入水中或酒精中都是沉底，則V排水應等于V排酒精＝V物，與前面的計算不符，故排除這種可能；因ρ水＞ρ酒精，所以該物塊放在水中是漂浮的，在酒精中是沉底的，則小物塊的體積等于物塊排開酒精的體積V＝V排酒精＝80cm3＝80×10﹣6m3，（2）因該物塊放在水中是漂浮的，則F?。紾＝G排水＝72×10﹣3kg×10N/kg＝0.72N，由G＝mg＝ρVg可得，物塊的密度：ρ物＝＝＝0.9×103kg/m3。27．（2018?淮安）如圖所示為我國某新型戰(zhàn)略核潛艇。它在水面航行時排水量為9000t，受到的浮力為9×107N．它在水下下潛過程中，受到的浮力不變（選填“增大”、“減小”或“不變”），受到水的壓強增大（選填“增大”、“減小”或“不變”）。（g取10N/kg）【答案】9×107；不變；增大?！窘馕觥浚?）核潛艇在水面航行時受到的浮力：F浮＝G排＝m排g＝9×106kg×10N/kg＝9×107N；（2））核潛艇在水下下潛的過程中，潛水深度增大，但核潛艇排開的水的體積不變，根據阿基米德原理可知，核潛艇受到浮力不變；（3）根據p＝ρgh可知，在核潛艇下潛過程中，所處深度h增大、海水的密度增大，所以海水對它的壓強增大。28．（2018?泰州）把重10N，密度為0.9×103kg/m3的實心物體投入水中。當物體靜止時，物體處于漂?。ㄆ?懸浮/沉底）狀態(tài)，物體所受浮力為10N，排開水的體積是1×10﹣3m3．（g取10N/kg）【答案】漂?。?0；1×10﹣3?！窘馕觥浚?）因為ρ物＝0.9×103kg/m3＜ρ水，所以物體靜止時，物體漂??；（2）因為物體漂浮，所以F?。紾物＝10N；（3）因為F?。紾排＝ρ水gV排，所以V排＝＝＝1×10﹣3m3。29．（2018?南京）如圖所示，水平桌面上兩個相同的玻璃缸裝滿了水，水中分別漂浮著大、小兩只玩具鴨。甲、乙兩圖中水對缸底的壓強分別為p1和p2，缸對桌面的壓強分別為p1′和p2′．兩只玩具鴨受到的浮力分別為F1和F2，則它們的大小關系為：p1＝p2，p1′＝p2′，F1＞F2，若乙圖中小玩具鴨的質量為15g，它排開水的體積是15cm3?！敬鸢浮浚?；＝；＞；15?！窘馕觥浚?）由圖和題意可知，甲、乙兩個完全相同的玻璃缸裝滿了水，玩具鴨放入后水的深度h仍然相同，根據p＝ρgh可知，水對容器底部的壓強相等，即：p1＝p2；（2）因甲、乙兩個玻璃缸完全相同裝滿了水時，水的質量相等，根據水平面上物體的壓力和自身的重力相等可知，甲、乙兩個玻璃缸裝滿水時對桌面的壓力相等；由于玩具鴨子漂浮，根據漂浮條件和阿基米德原理可知：G物＝F?。紾排，即玩具鴨的重力與溢出水的重力相等，所以漂浮著玩具時玻璃缸對桌面的壓力仍然相等，由于玻璃缸完全相同（底面積相同），則由p＝可知，此時缸對桌面的壓強相等，即：p1′＝p2′；（3）甲、乙缸裝滿了水，玩具鴨子漂浮，根據圖示可知，甲缸中鴨子排開水的體積大，根據阿基米德原理可知，甲缸中鴨子受到的浮力大，即：F1＞F2；（4）若乙圖中小玩具鴨的質量為15g，則漂浮條件和阿基米德原理可知：G排＝F浮＝G物，即：m排g＝m物g，所以，m排＝m物＝15g，由ρ＝可得它排開水的體積：V排＝＝＝15cm3。30．（2018?揚州）為了驗證阿基米德原理，小明在一只塑料袋（塑料袋很輕很?。┲醒b入大半袋水，用彈簧測力計測出盛有水的塑料袋所受重力的大小。再將塑料袋慢慢浸入水中，觀察到測力計的示數變小，說明盛水的塑料袋排開水的體積越大，受到的浮力越大。繼續(xù)將塑料袋慢慢浸入水中，當觀察到袋內水面與燒杯中的水面相平的現象時，彈簧測力計的示數為零，由此驗證了阿基米德原理。小華準備將塑料袋裝滿水做同樣的實驗，操作時發(fā)現，塑料袋尚未完全浸入水中彈簧測力計的示數已為零，這是塑料袋接觸到容器底緣故?！敬鸢浮啃?；水的體積；袋內水面與燒杯中的水面相平的；塑料袋接觸到容器底?！窘馕觥浚?）在塑料袋慢慢浸入水的過程中（袋內水面與燒杯中的水面相平之前），由于塑料袋排開水的體積增大，根據F?。溅阉甮V排可知水對塑料袋的浮力F浮增大；彈簧測力計的示數F′＝G﹣F浮，由于G不變、F浮增大，則彈簧測力計的示數將變??；當袋內水面與燒杯中的水面相平時，排開水的體積等于袋內水的體積，即V排＝V水，則排開水的重力等于袋內水的重力，即：G排＝G水，此時測力計的示數為零（F示＝0），根據稱重法測浮力可得塑料袋所受的浮力：F?。紾水；綜上分析可得，F?。紾排，由此驗證了阿基米德原理。（2）將塑料袋裝滿水做同樣的實驗，塑料袋尚未完全浸入水中彈簧測力計的示數已為零，說明袋內水面與燒杯中的水面相平，由于塑料袋尚未完全浸人水中，所以可能是燒杯里水太少，塑料袋接觸到容器底引起的。31．（2018?連云港）如圖所示，小球在繩子拉力作用下恰好浸沒在水中，此時小球所受的浮力大于小球的重力（選填“大于”、“小于”或“等于”），剪斷繩子后，小球上升過程中所受的浮力變小（選填“變大”、“變小”或“不變”，下同），水對燒杯底部的壓強變小?！敬鸢浮看笥?；變?。蛔冃??！窘馕觥浚?）小球在繩子拉力作用下恰好浸沒在水中，小球受到豎直向下的重力和豎直向上的浮力作用，此時在豎直向下的拉力作用下處于靜止，則根據物體受力平衡可知：F?。紾+F；所以，小球所受的浮力大于小球的重力。（2）剪斷繩子后，小球會上升，由于原來小球恰好浸沒在水中，所以上升后就會露出水面，則上升過程中排開水的體積變小，根據阿基米德原理可知所受的浮力變小，水的液面下降，根據p＝ρgh可知水對燒杯底部的壓強變小。三．作圖題32．（2022·江蘇南通）如圖，重為G的小球漂浮在水面上，請畫出小球的受力示意圖?！敬鸢浮俊窘馕觥啃∏蚱≡谒嫔蠒r，其受到的重力和浮力是一對平衡力，二力大小相等、方向相反、作用在同一直線上，過小球的重心作出豎直向下的重力和豎直向上的浮力，并標上符號。如下圖所示:33．（2020?無錫）如圖所示，雞蛋懸浮在鹽水中，請畫出雞蛋受到的重力G和浮力F的示意圖。【答案】【解析】雞蛋所受浮力的方向是豎直向上的，從重心開始豎直向上畫一條帶箭頭的線段表示出浮力，并標出符號F；雞蛋懸浮在鹽水中，雞蛋受到的重力與浮力大小相等，方向相反，作用點都在重心，同理作出重力的示意圖，并標出符號G；如下圖所示：四．實驗探究題34．（2022·江蘇泰州）如圖是小明“探究浮力大小與哪些因素有關”的實驗情形。（1）物塊未浸入水中時，彈簧測力計示數如圖甲所示，物塊的重力為______N；（2）小明將物塊從圖甲下降至圖乙的過程中，發(fā)現彈簧測力計示數逐漸減小的同時，還觀察到______由此初步分析得出：物體所受浮力的大小與它排開液體的體積有關；（3）繼續(xù)增大物塊所處的深度，當它與容器底部接觸后，彈簧測力計示數如圖丙所示，此時物塊受到的浮力為______N；（4）為探究浮力與液體密度的關系，小明又把物塊浸沒到事先配制好的鹽水中，這樣操作的目的是為了控制______相同；他發(fā)現液體密度改變，而物塊受到的浮力變化卻不明顯。小明想出下列四種實驗改進方案，其中不可行的是______；A．換用體積更大的同種物塊B．換用密度比水小得多的液體C．換用精確程度更高的測力計D．利用現有器材進行多次實驗【答案】

（1）

1.8

（2）水面上升

（3）

0.8

（4）排開液體的體積

D【解析】（1）如圖甲，沒有浸入水中，利用懸掛法測量物體的重力，此時重力為1.8N。（2）圖甲下降至圖乙的過程中，發(fā)現彈簧測力計示數逐漸減小的同時，觀察到燒杯內水面在上升，排開水的體積慢慢變大。（3）如圖乙和丙，液體是水，而且都浸沒，故浮力的的大小不變，故浮力的大小為（4）小明又把物塊浸沒到事先配制好的鹽水中，浸沒后，物體排開液體的體積等于物體的體積，都是浸沒在液體中，排開液體的體積相同。A．換用體積更大的同種物塊，浮力比較大，彈簧測力計示數變化明顯，故A不符合題意；B．換用密度比水小得多的液體，浮力變化比較大，故B不符合題意；C．換用精確程度更高的測力計，微量的浮力變化就可以測量出來，故也是可行，故C不符合題意；D．利用現有器材進行多次實驗，浮力的大小不變，兩次浮力的變化不明顯，故不可行，故D符合題意。故選D。35．（2022·江蘇蘇州）興趣小組探究影響浮力大小的因素。（1）提出如下猜想猜想1：與物體浸在液體中的深度有關猜想2：與物體浸在液體中的體積有關猜想3：與液體的密度有關小組為驗證上述猜想，用彈簧測力計、4個相同的小長方體磁力塊、2個分別盛有水和鹽水的燒杯等，按圖甲步驟進行實驗：①利用磁力將4個磁力塊組合成長方體物塊；②根據圖A、B、C的測量結果，小明認為猜想1是正確的，小華卻認為不一定正確。你覺得小華的理由是___________；③小華為了證明自己的想法，利用上述器材設計實驗D，根據A、B、D的測量結果，可得：浮力大小與物體浸在液體中的深度無關，請在圖D中畫出她實驗時長方體物塊的放置圖；___________④興趣小組進一步研究得出浮力大小與物體浸在液體中的體積有關：⑤根據A、C、E的結果，得出浮力大小還與___________有關。（2）小華把4個磁力塊組合成下圖，她還能探究浮力大小與___________的關系。（3）愛思考的小明又進一步研究水產生的浮力與水自身重力的關系，設計了如下實驗：取兩個相同的容積均為300mL的一次性塑料杯甲、乙（杯壁厚度和杯的質量不計），甲杯中裝入50g水，乙杯中裝入100g水，然后將乙杯放入甲杯中，發(fā)現乙杯浮在甲杯中。這時甲杯中水產生的浮力為___________N；這個實驗說明，液體___________（能/不能）產生比自身重力大的浮力。（g取10N/kg）【答案】

（1）未控制物體浸在液體中的體積相同

液體的密度

（2）物體形狀

（3）

1

能【解析】（1）②由圖A、B、C可知，液體的密度相同，排開液體的體積和深度都不同，沒有控制物體浸在液體中的體積相同，不能得到浮力大小與物體浸在液體中的深度有關。③為了研究浮力大小與物體浸在液體中的深度無關，控制物體浸在液體中的體積相同，圖B中物體被豎直吊起，排開液體的體積等于物體體積的一半，圖D中可以將物體水平吊起，讓物體的一半浸入液體中，這樣可以保持物體排開液體的體積相同，浸入液體的深度不同，如圖所示：⑤由圖A、C、E可知，物體排開液體的體積相同，液體的密度不同，彈簧測力計的示數不同，由稱重法可知浮力大小不同，可以得到浮力大小與液體的密度有關。（2）把4個磁力塊進行不同的組合，可以改變物體的形狀，將它們全部浸沒在同一液體中，排開液體的體積相同，改變物體的形狀，可以探究浮力大小與物體形狀的關系。（3）乙杯處于漂浮狀態(tài)，所以甲杯中水產生的浮力F浮=G乙=m乙g=0.1kg×10N/kg=1N甲杯中液體的重力G甲=m甲g=0.05kg×10N/kg=0.5N因為G甲<F浮所以液體能產生比自身重力大的浮力。36．（2022·江蘇連云港）“彩球溫度計”是一種精美的居家裝飾品，也是一種很特別的溫度計，可用于粗略地測量環(huán)境溫度。如圖甲所示，玻璃管中裝有對溫度敏感的液體，當外界溫度變化時，玻璃管中液體的密度會隨之變化。液體中裝有體積相同的五顏六色的彩球，每個彩球都標注有特定的溫度。當彩球都在玻璃管中靜止，不再運動時，所有上浮彩球中最下方一個彩球標注的溫度表示所測的環(huán)境溫度。當外界溫度降低時，液體中有部分彩球上浮至“彩球溫度計”的上部（彩球體積變化可忽略）。圖乙是某溫度時彩球溫度計中的彩球穩(wěn)定后的分布情況。請根據以上信息并結合所學知識，回答下面問題：（1）乙圖“彩球溫度計”中彩球___________上標注的溫度是當時的環(huán)境溫度（請?zhí)顚懖是蚓幪枺唬?）如果圖甲是另一溫度時彩球穩(wěn)定后的分布情況，則___________“彩球溫度計”所處環(huán)境溫度較高（選填“甲”或“乙”）；（3）如果彩球的質量為，彩球的質量為，則___________（選填“>”“=”或“＜”）；彩球標注的溫度___________彩球標注的溫度（選填“高于”或“低于”）；（4）彩球是否為懸浮狀態(tài)___________，理由是___________?！敬鸢浮?/p>

（1）

（2）甲

（3）＜

高于

（4）否

彩球浸沒在液體中雖然靜止，它除了受到重力和浮力外，還受到其他作用力?！窘馕觥浚?）當彩球都在玻璃管中靜止，不再運動時，所有上浮彩球中最下方一個彩球標注的溫度表示所測的環(huán)境溫度。如圖乙所示，所有上浮彩球中最下方一個為彩球,故彩球上標注的溫度是當時的環(huán)境溫度。（2）甲乙兩圖作為對比發(fā)現，部分小球在甲液體中沉底，乙液體中卻上浮，可以確定小球在乙液體中受到的浮力大于在甲液體中受到的浮力。由于浸沒在液體中的小球，由于排開液體的體積不變，根據可知，液體密度，又因為溫度越高，上浮的小球越多，則可確定液體密度隨溫度的升高而減小，故甲“彩球溫度計”所處環(huán)境溫度較高。（3）如圖所示，彩球和彩球在同種液體中都處于浸沒狀態(tài)，根據可知，兩小球受到的浮力相同，但彩球位于彩球上方，說明彩球的重力小于彩球的重力，再根據可知。若環(huán)境溫度超過這個彩球標示的溫度時，彩球就會下沉，則可確定是下方的彩球先下沉，故彩球標注的溫度高于彩球標注的溫度。（4）彩球不是懸浮狀態(tài)，彩球c浸沒在液體中雖然靜止，它除了受到重力和浮力外，還受到其他作用力，比如上方小球對它的壓力。37．（2018?蘇州）為探究物體在水中受到的浮力大小與浸入水中的體積和深度的關系，小明和小華把裝滿水的溢水杯放到臺秤上，溢水杯口下方放置一空量筒。用細線系住金屬塊并掛在彈簧測力計上，測力計示數為G．然后將金屬塊緩慢浸入水中，且始終不與杯接觸，如圖。（1）金屬塊浸沒前的過程中，測力計示數逐漸變小，說明浮力大小逐漸變大。據此，小明認為金屬塊受到的浮力隨浸入水中的深度增大而增大；而小華則認為浮力隨浸入水中的體積增大而增大，根據以上實驗你認為下列說法正確的是D。A．只有小明的觀點合理B．只有小華的觀點合理C．兩人的觀點都不合理D．兩人的觀點都合理（2）接下來他們繼續(xù)實驗，增大金屬塊浸沒在水中的深度，發(fā)現測力計的示數始終不變且為F，據此可得出小明的觀點不具有普遍性。這個過程中金屬塊受到的浮力F?。紾﹣F。（3）為了深入研究，他們測出量筒中水的體積V排，水的密度用ρ水表示，其重力G排＝ρ水V排g，通過比較數據發(fā)現F?。紾排，換用不同的物體和液體重復上述實驗，都能得出F浮＝G排，說明決定浮力大小的根本因素是G排。（4）從金屬塊開始浸入直至浸沒一定深度的過程中臺秤的示數變化情況是一直不變。【答案】（1）變大；D；（2）小明；G﹣F；（3）ρ水V排g；（4）一直不變?！窘馕觥浚?）金屬塊浸沒前的過程中，測力計示數逐漸變小，根據F＝G﹣F浮可知，說明浮力大小逐漸變大；金屬塊浸沒前的過程中，小明認為金屬塊受到的浮力隨浸入水中的深度增大而增大；而小華則認為浮力隨浸入水中的體積增大而增大，根據以上實驗兩人的觀點都合理，故說法正確的是D；（2）接下來他們繼續(xù)實驗，增大金屬塊浸沒在水中的深度，發(fā)現測力計的示數始終不變且為F，據此可得出浮力與物體完全浸沒在液體中的深度無關，故小明的觀點不具有普遍性；這個過程中金屬塊受到的浮力根據F＝G﹣F浮可知，F?。紾﹣F；（3）量筒中水的體積V排，水的密度用ρ水表示，其重力G排＝m排g＝ρ水V排g，通過比較數據發(fā)現F?。紾排，換用不同的物體和液體重復上述實驗，都能得出F?。紾排，說明決定浮力大小的根本因素是G排。（4）對臺秤受力分析可知：受溢水杯和水豎直向下的重力，金屬塊向下的壓力F壓＝F浮，由平衡條件得：臺秤對容器的支持力FN＝G+F壓；開始臺稱的示數等于溢水杯的重力+水的重力，當物體放入后，受到水對它向上的浮力，因為力的作用是相互的，所以物體對水有一個向下的反作用力，這時臺秤的示數等于溢水杯的重力+水的重力+物體對水向下的壓力﹣溢出的水人重力，而物體的水向下的壓力等于浮力，等于溢出的是的重力，所以抵消，故臺秤示數不變。38．（2018?泰州）某實驗小組在探究“影響浮力大小的因素”時，做了如圖所示的實驗。觀察圖片并分別比較圖中有關數據可知：（1）當物體逐漸浸入水中，物體底面所受壓強將逐漸變大；（2）當物體浸沒在水中時，受到的浮力為1N；（3）比較（b）、（c）兩圖，可以得出物體排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大；（4）比較（c）、（d）兩圖可知，物體所受浮力的大小與液體密度有關?！敬鸢浮浚?）變大；（2）1；（3）物體排開液體的體積；（4）（c）、（d）?！窘馕觥浚?）當物體逐漸浸入水中，下底面在水中的深度增加，根據p＝ρgh可知，下底面所受的壓強變大；（2）由a圖知，物體的重力G＝4N，由圖c知，物體完全浸沒在水中受到的拉力為3N，所以物體浸沒在水中時，受到的浮力為F?。紾﹣F＝4N﹣3N＝1N；（3）（b）、（c）兩圖，液體的密度相同，物體排開液體的體積不同，物體排開液體的體積越大，測力計的示數越小，可得物體排開液體的體積越大，受到的浮力越大；（4）（c）、（d）兩圖，物體都是完全浸沒，排開液體的體積相同，液體的密度不同，測力計的示數不同，可得物體所受浮力的大小與液體密度有關。五．計算題39．（2022·江蘇徐州）溪水中一塊石頭的質量為2.4kg，體積為1×10-3m3，g取10N/kg。求：（1）石頭的密度；（2）石頭浸沒在水中受到的浮力?！敬鸢浮浚?）2.4×103kg/m3；（2）10N【解析】解：（1）石頭的密度為（2）石頭排開水的體積為V排=V=1×10-3m3根據阿基米德原理可得F浮=G排=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N答：（1）石頭的密度為2.4×103kg/m3；（2）石頭浸沒在水中受到的浮力為10N。40．（2020?常州）創(chuàng)新小組自制簡易“浸沒式液體密度計”，過程為：①將一實心小球懸掛在彈簧測力計下方，示數如圖甲所示；②將小球浸沒在水中，彈簧測力計示數如圖乙所示；③將小球浸沒在某未知液體中，彈簧測力計示數如圖丙所示；已知ρ水＝1×103kg/m3，取10N/kg，問：（1）該小球的密度有多大？（2）未知液體的密度有多大？（3）該密度計的最大測量值是5×103kg/m3（4）在測量范圍內，某待測液體的密度ρ與彈簧測力計示數F的關系式為ρ待測液體＝，則該“浸沒式液體密度計”的刻度值分布均勻（均勻/不均勻）?！敬鸢浮看穑海?）該小球的密度為5×103kg/m3；（2）未知液體的密度為2×103kg/m3；（3）5×103；（4）ρ待測液體＝；均勻?！窘馕觥浚?）由圖甲可知：金屬球的重力G＝5N，則小球的質量m＝＝＝0.5kg；由圖乙可知：彈簧測力計的示數為F1＝4N，根據稱重法可知小球在水中受到的浮力F浮1＝G﹣F1＝5N﹣4N＝1N；由于小球處于浸沒狀態(tài)，則根據F?。溅岩篻V排可得：小球的體積V＝V排1＝＝＝1×10﹣4m3，小球的密度ρ＝＝＝5×103kg/m3；（2）由圖丙可知：彈簧測力計的示數為F2＝3N，根據稱重法可知小球在液體中受到的浮力F浮2＝G﹣F2＝5N﹣3N＝2N；由于小球處于浸沒狀態(tài)，則根據F?。溅岩篻V排可得：液體的密度ρ液＝＝＝2×103kg/m3；（3）當測力計的示數為零時，所測的液體密度最大，則小球在密度最大的液體中受到的浮力F浮最大＝G﹣0＝5N﹣0N＝5N；則根據F浮＝ρ液gV排可得：液體的最大密度ρ液最大＝＝＝5×103kg/m3；（4）在測量范圍內，根據F?。紾﹣F和F浮＝ρ液gV排可得：液體的密度表達式：ρ待測液體＝＝＝；因ρ待測液體與F成一次函數，所以該“浸沒式液體密度計”的刻度值分布均勻。答：（1）該小球的密度為5×103kg/m3；（2）未知液體的密度為2×103kg/m3；（3）5×103；（4）ρ待測液體＝；均勻。41．（2019?常州）某型號一次性聲吶，其內部有兩個相同的空腔，每個空腔的容積為2×10﹣3m3，每個空腔的側上方都用輕薄易腐蝕材料制成的密封蓋密封，密封蓋在海水中浸泡24小時后，將被海水完全腐蝕。某次公海軍事演習，反潛飛機向海中投入該聲吶，聲吶在海中靜止后露出整個體積的，聲吶處于探測狀態(tài)，如圖甲所示，24小時后，聲吶沒入海中處于懸浮狀態(tài)，聲吶停止工作，如圖乙所示，再經過24小時后，聲吶沉入海底，如圖丙所示。已知ρ海水＝1.1×103kg/m3，g取10N/kg，問：（1）每個空腔能容納海水的重量有多大？（2）聲吶整個體積有多大？（3）圖甲中，聲吶有多重？（4）圖丙中，海底對聲吶的支持力有多大？【答案】答：（1）每個空腔能容納海水的重量有22N；（2）聲吶整個體積為8×10﹣3m3；（3）圖甲中，聲吶的重力為66N；（4）圖丙中，海底對聲吶的支持力為22N?！窘馕觥浚?）由題知，每個空腔的容積為V＝2×10﹣3m3，每個空腔能容納海水的重量：G海水＝m海水g＝ρ海水V腔g＝1.1×103kg/m3×2×10﹣3m3×10N/kg＝22N；（2）設聲吶的整個體積為V，聲吶的重力為G聲，圖甲中，聲吶漂?。ㄏ路降拿芊馍w浸在海水中），且聲吶在海中靜止后露出整個體積的，則：G聲＝F浮＝ρ海水g（1﹣）V＝ρ海水gV﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，圖乙中，24小時后，下方的密封口被腐蝕，下方空腔充滿海水，聲吶懸浮，把聲吶和進入的海水作為一個整體（即此時下方空腔內的海水作為聲吶的一部分）；則由懸浮條件可得：F浮1＝G總1＝G聲+G海水＝ρ海水gV+22N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，而此時聲吶浸沒在海水中，所以F浮1＝ρ海水gV﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，可得：ρ海水gV＝ρ海水gV+22N，解得：V＝8×10﹣3m3；（3）圖甲中，聲吶漂浮且有體積露出水面，G聲＝F?。溅押Ｋ甮（1﹣）V＝×1.1×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣3m3＝66N；（4）圖丙中，聲吶上方的密封蓋也浸沒在海水中，再經過24小時，密封蓋也被腐蝕，把聲吶和進入的海水作為一個整體（即此時兩個空腔內的海水作為聲吶的一部分）；則可知聲吶的總重力：G總2＝G聲+2×G海水＝66N+2×22N＝110N，聲吶受到的浮力：F浮1＝ρ海水gV＝1.1×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣3m3＝88N，海底對聲吶的支持力：F支＝G總2﹣F浮1＝110N﹣88N＝22N。答：（1）每個空腔能容納海水的重量有22N；（2）聲吶整個體積為8×10﹣3m3；（3）圖甲中，聲吶的重力為66N；（4）圖丙中，海底對聲吶的支持力為22N。42．（2019?連云港）如圖甲所示，拉力F通過滑輪組，將正方體金屬塊從水中勻速拉出至水面上方一定高度處。圖乙是拉力F隨時間t變化的關系圖象。不計動滑輪的重力、摩擦及水和空氣對金屬塊的阻力，g＝10N/kg，求：（1）金屬塊完全浸沒在水中時受到的浮力大小；（2）金屬塊的密度；（3）如果直接將金屬塊平放在水平地面上，它對地面的壓強大小。【答案】答：（1）金屬塊完全浸沒在水中時受到的浮力80N；（2）金屬塊的密度2.7×103kg/m3；（3）如果直接將金屬塊平放在水平地面上，它對地面的壓強5.4×103Pa?！窘馕觥浚?）由甲圖可知，n＝2，不計動滑輪的重力、摩擦及水和空氣對金屬塊的阻力，F＝G，當金屬塊完全露出液面后，金屬塊不受浮力，此時拉力等于重力，即為圖中的t2﹣t3時刻，從乙圖可知，該金屬塊重力為：G＝2F＝2×108N＝216N，當金屬塊未露出液面時，即為圖中的0﹣t1時刻，則2F′+F?。紾，所以金屬塊完全浸沒在水中時受到的浮力：F?。紾﹣2F′＝216N﹣2×68N＝80N；（2）根據F?。溅裧V排可得，金屬塊排開水的體積：V排＝＝＝8×10﹣3m3，金屬塊完全浸沒在水中，則金屬塊的體積V＝V排＝8×10﹣3m3，則根據G＝mg、ρ＝可得，金屬塊的密度為：ρ金＝＝＝2.7×103kg/m3。（3）金屬塊的邊長a＝＝＝0.2m，則受力面積S＝a2＝（0.2m）2＝0.04m2，金屬塊平放在水平地面時對地面的壓強：p＝＝＝＝5.4×103Pa。答：（1）金屬塊完全浸沒在水中時受到的浮力80N；（2）金屬塊的密度2.7×103kg/m3；（3）如果直接將金屬塊平放在水平地面上，它對地面的壓強5.4×103Pa。六．解答題43．（2022·江蘇常州）潛艇在水艙內無水時應漂浮于海面，可以通過充入適量海水實現潛入海中。2013年，西班牙剛建成的S—80潛艇，質量為3.3×106kg。海水密度為1.1×103kg/m3，g取10N/kg。（1）工程師對潛艇進行試驗，發(fā)現水艙內無水的潛艇居然在海水中沉沒，最終靜止在水平船塢底部，如圖甲所示，已知船塢底部對潛艇的支持力為6.6×105N，求潛艇的體積有多大？（2）為了實現水艙內無水時潛艇剛好懸浮在海水中，工程師先將潛艇切割成兩段，然后在這兩段之間加入增補艙段，如圖乙所示，建成潛艇如圖丙所示。已知增補艙段的質量為4.4×104kg，求增補艙段的體積有多大？（3）在此基礎上，工程師將潛艇內的部分原設備更換為更_________（選填“輕”或“重”）的新設備，即可實現在水艙內無水時潛艇漂浮于海面。【答案】

（1）

2940m3

（2）100m3

（3）

輕【解析】（1）潛艇質量為3.3×106kg，則潛艇重力船塢底部對潛艇的支持力為6.6×105N，則潛艇受到浮力潛艇的體積（2）增補艙段的質量為4.4×104kg，加入增補艙段后潛艇重力潛艇剛好懸浮在海水中，則潛艇受到浮力潛艇的總體積增補艙段的體積（3）潛艇體積不變，排海海水的體積不變，所以受到海水的浮力不變，要想上浮，需要減輕潛艇的重力，所以更換為更輕的設備。44．（2022·江蘇揚州）閱讀短文，回答問題。2022年5月15日凌晨1點26分，中國自主研發(fā)的“極目一號”Ⅲ型浮空艇從海拔4270m的科考營地順利升空，4點40分達到9032m，超過珠峰8848.86m的高度，創(chuàng)造浮空艇大氣科學觀測世界紀錄?！皹O目一號”Ⅲ型浮空艇體積約為，總質量約為2.6t，內部上層充滿氦氣，中間隔開，下層是空氣隨著高度升高，通過排出下面部分的空氣，調節(jié)整個浮空艇的壓差在安全范圍內。通過與地面錨泊設備連接的系攬進行升空和駐空，通過系攬里的兩根電線給整個載荷供電。通過搭載的各種探測儀器展開垂直觀測，助力揭示青藏高原環(huán)境變化機理，對推動高原可持續(xù)發(fā)展、推進國家生態(tài)文明建設、促進全球生態(tài)環(huán)境保護產生深遠影響。（1）“極目一號”上升的平均速度______人正常行走的速度；（2）浮空艇最外的白色層通過反射太陽光中的______（選填“紅外線”或“紫外線”），避免艇內氣體溫度劇烈變化；（3）艇體材料除應具有高強度特性外還應具有怎樣的特性？（寫出一種即可）______；（4）浮空艇在營地升空時所受空氣浮力大小為______N；（海拔4270m處空氣密度為，g取10N/kg）（5）浮空艇內的氦氣密度______艇外空氣密度，在升空過程中，浮空艇所受浮力逐漸______；（6）要使浮空艇下降到地面，可采取的最佳辦法是______。【答案】

（1）

小于

（2）紅外線

（3）密度小

（4）7.2×104

（5）小于

減小

（6）

排出部分氦氣【解析】（1）根據短文可知，浮空艇從海拔4270m的科考營地順利升空達到9032m所經過的路程為所用時間t=3小時14分鐘，即“極目一號”浮空艇上升的平均速度為人正常行走的速度約為1.1m/s，因此“極目一號”浮空艇上升的平均速度小于人正常行走的速度。（2）紅外線具有較強的熱效應，紫外線具有較強的化學效應，由題意可知浮空艇最外的白色層應用的目的是避免艇內氣體溫度劇烈變化，因此浮空艇最外的白色層主要功能是反射太陽光中的紅外線。（3）由于浮空艇要在空氣中上浮，需要浮空艇的平均密度小于艇外空氣的密度，因此要求浮空艇艇體材料應具有密度小的特點。（4）根據題意可知，浮空艇體積約為V=V排=9000m3海拔4270m處空氣密度，，浮空艇在營地升空時所受空氣浮力大小為（5）根據物體的浮沉條件可知，當物體的密度小于物體所浸沒的液體（或氣體）密度時，物體上??；浮空艇在空氣中上浮，則其平均密度應小于空氣的密度，根據浮空艇的構造可知，艇體材料密度大于空氣密度，浮空艇內部下