1.3水的浮力 同步练习（含解析）

水的浮力
一、单选题
1.半潜船可用来运输超大型货物，空载时漂浮于海面（如图甲）；装载时需向船体水舱注水，船体重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下（如图乙）；待货物被拖到甲板上方时，排出水舱中的水，船体重力减小，甲板上浮至海面，完成货物装载（如图丙）。以下图像能正确表示同一艘半潜船从图甲到图丙受到的浮力变化的是（ ）
A. B. C. D.


2.如图所示，质量为30kg的小孩趴在游泳圈上，假设人体平均密度和水密度相近,则游泳圈受到的浮力大小最接近于（ ）
A. 3000N B. 300N C. 30N D. 3N
3.下列情景中没有受到浮力的物体是（ ）
A. 海中下潜的“蛟龙”号 B. 上升的热气球 C. 航行的“辽宁号” D. 太空遨游的“天宫一号”
4.如图所示，密度均匀的长方体木块漂浮在水面上。将木块沿虚线部分切开，下列说法中正确是（ ）
A. 沿ab切开，左右两部分都将上浮一点 B. 沿cd切开，拿走下部分，剩下的木块上浮一点
C. 沿ab切开，左右两部分还是漂浮 D. 沿cd切开，上半部分漂浮，下半部分悬浮在水中
5.如图所示容器中，底部和侧壁分别有木塞a和b，且a、b在水中的体积相等，则( )
A. 只有a受到的浮力为零 B. a，b受到的浮力相等
C. b受到的浮力大 D. a，b塞受到的浮力均为零
6.10牛的水能产生的浮力（ ）
A. 总是小于10牛 B. 等于10牛 C. 等于0牛 D. 可以大于10牛
7.图甲和图乙的容器中是同一个自制的简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的，将其放入盛有不同液体的两个烧杯中，它会竖直立在液体中，由图中现象可以判断（ ）
A. 密度计在甲烧杯液体中受到的浮力较大 B. 密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大
C. 甲烧杯中液体的密度较大 D. 乙烧杯中液体的密度较大
8.关于物体浮沉条件及应用实例，下列分析合理的是( )
A. 橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面，是通过改变自身重力实现的
B. 轮船从长江驶入东海，吃水深度变大
C. 同一密度计在不同液体中漂浮时，所受浮力大小相同
D. 潜水艇靠改变排开水的体积来改变浮力，从而实现上浮和下沉
9.如图所示的玩具鸭子，放在甲液体中漂浮时，液面位置在A处；放在乙液体中漂浮时，液面位置在B处。则( )
A. 在甲液体中所受的浮力较大
B. 在乙液体中所受的浮力较大
C. 甲、乙液体的密度一样大
D. 甲液体的密度较大
10.如图所示，烧杯中装有某种液体，A为圆柱形木块，用外力F缓慢将A压入其中，h表示木块的下表面到液面的距离，下列关于木块所受浮力F浮和h的关系图像正确的是( )
A.
B.
C.
D.
11.图中小球受到的浮力的方向是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
12.轮船的铁锚从水下深处向上提起，直至完全提出水面，这个过程中，铁锚受到的浮力（ ）
A. 逐渐变小 B. 保持不变 C. 先保持不变，后逐渐变小 D. 先逐渐变小，后保持不变
二、填空题
13.如图所示，在弹簧测力计的挂钩下悬挂一个小水桶，桶与水的总质量为5kg，用细线系一个质量为1.78kg的实心铜球，用手提细线上端将小球缓慢浸没在水中，使其在水中静止，且不与桶壁、桶底接触；当铜球在水中静止时，小球受到的浮力是 _N,弹簧测力计的示数是 N.(ρ铜=8.9x103kg/m3)
14.一支密度计先后放在A.B两种液体中，静止时如图，则A液体的密度比B液体的密度________，（填“>”“=”或“<”，下同）密度计在A液体中受到的浮力________在B液体中受到的浮力。
三、解答题
15.2019年12月17日，首艘国产航母"山东舰"在海南入列。该航母的标准排水量为5万吨，满载排水量为6.5万吨。
（1）当航母从大连港进入黄海北部海域后，士兵们发现航母的吃水深度（即浸在水中的深度）减小了，请解释原因：________。
（2）满载时航母所受的浮力是多大
（3）航母上的工作人员在不同海域取样部分海水，并利用以下方法测量某次取得的海水的密度；一个圆柱形杯身的杯子（杯子厚度忽略不计），先在其中装水密封后，放在水平桌面上，如图甲所示；再将杯子分别倒置在盛有水和海水的容器中，静止后杯子内外液面高度差如图乙和图丙所示，求图丙中海水的密度。
四、实验探究题
16.小金想探究“物体所受浮力大小与排开液体体积的关系”，他将一个金属圆柱体标注成六等分并进行了如图甲所示的探究实验，实验结果如下表所示。请回答以下问题：

浸入液体格数 未浸入 1 2 3 4 5 6
弹簧测力计读数F/N 4.80 4.69 4.6 4.51 4.39 4.30 4.21
浮力大小F浮/N 0 0.11 0.20 _____ 0.41 0.50 0.59
（1）当进入的液体格数为3时，金属圆柱体所受的浮力F浮=________N
（2）小金假设金属圆柱体进入1格所排开的液体的体积为1（不考虑具体大小和单位），则浸入2格所排开液体的体积为2，因此可以用进入格数代替所排开液体体积的大小。经过实验，绘制出浮力大小随排开液体体积（用浸入格数代替）变化的图像，如图乙所示，可以得出物体所受浮力大小与排开液体体积的关系是成________。
（3）小金对甲方案进行修改，设计了如图丙所示的方案进行“物体所受浮力大小与排开液体体积的关系”的研究，其主要目的是为了确保哪一变量相同？________。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 A
【解析】【分析】根据浮沉条件分析浮力的大小变化即可。
【解答】半潜船始终在水面漂浮，它受到的浮力始终等于它的总重力。当向船体内加水时，船体重力增大，那么它受到的浮力增大；将货物拖到甲板上后，排出水，船体重力减小，那么它受到的浮力减小，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
2.【答案】 B
【解析】【分析】根据浮沉条件和二力平衡的知识解答。
【解答】质量30kg的小孩趴在游泳圈上，在水面保持漂浮，根据二力平衡的知识可知，游泳圈受到的浮力等于游泳圈和小孩的重力之和。因为游泳圈的重力可以忽略，那么浮力等于小孩的体重，即F浮=G=30kg×10N/kg=300N。
故选B。
3.【答案】 D
【解析】【分析】浸在液体里的物体，受到向下和向上的压力差，这个压力差就是它受到的浮力，据此分析判断。
【解答】 海中下潜的“蛟龙”号和 航行的“辽宁号”浸在水中， 上升的热气球浸在空气中，它们都会受到浮力，故A、B、C不合题意；
太空遨游的“天宫一号”周围既没有水，也没有空气，肯定不受浮力，故D符合题意。
故选D。
4.【答案】 C
【解析】【分析】首先根据浮沉条件判断物体密度和水的密度的关系，再根据密度的特性判断切开后密度是否发生变化，进而根据浮沉条件判断两部分的浮沉状态。
【解答】原来的长方体木块漂浮在水面上，根据漂浮条件可知，木块的密度小于水的密度。无论沿哪个方向将木块切开，木块的材料种类没有变化，因此切开的两部分密度不变，都仍然小于水的密度，因此仍然漂浮，故C正确，D错误；
当物体漂浮时，它受到的浮力F浮力=G；
ρ液gV排=ρgV；
ρ液V排=ρV；
解得：；
因为V排=Sh排 ， 所以：。
当沿ab方向切开时，液体和物体的密度不变，那么浸入液体的深度不变，所以左右两部分不会上浮也不会下沉，故A错误；
当沿CD方向切开时，拿走下部分，木块的重力减小，那么它受到的浮力减小，排开水的体积也会减小。假设木块露出水面的部分高度不变，而木块的总高度h减小，必然导致变大，因此肯定减小了。而它们的比值肯定不变，因此木块肯定下沉，故B错误。
故选C。

5.【答案】 C
【解析】【分析】浸在液体里的物体受到的浮力，来自与物体上下两个表面的压力差，据此分析即可。
【解答】木塞a的下表面没有水，即没有向上的压力，根据F浮力=F上-F下可知，a受到的浮力为零。木塞b的上下两个表面都有水，因此它肯定受到浮力，所以b受到的浮力比较大，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
6.【答案】 D
【解析】【分析】根据阿基米德原理进行推导分析即可。
【解答】根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液V排g可知，说明物体受到液体浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关，与液体的多少无关。10N的水能够包围起来的体积越大，产生的浮力越大，因此10N的水可以可以产生大于10N的浮力。
故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
7.【答案】 D
【解析】【分析】根据浮沉条件比较密度计受到浮力的大小，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较液体密度的大小。
【解答】密度计始终在液体表面漂浮，那么它受到的浮力等于自身重力。因为它的重力保持不变，所以它受到的浮力不变，故A、B错误；
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，当浮力相等时，液体的密度与V排成反比。因为排开液体的体积V甲＞V乙 ， 所以液体的密度ρ甲＜ρ乙 ， 故C错误，D正确。
故选D。
8.【答案】 C
【解析】【分析】（1）根据轮船的漂浮原理分析；
（2）根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排判断吃水深度的变化；
（3）根据漂浮条件判断；
（4）根据潜水艇的浮沉原理判断。
【解答】A.橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面，是通过“空心”的方法增大排开水的体积，从而增大浮力的，故A错误；
B.轮船从长江驶入东海，它始终在水面漂浮，那么它受到的浮力不变。海水的密度大于江水，根据F浮=ρ水gV排可知，轮船排开水的体积变小，即吃水深度变小，故B错误；
C.同一密度计在不同液体中漂浮时，它受到的浮力始终等于自身重力，因此所受浮力大小相同，故C正确；
D.潜水艇靠进水或排水，从而改变自身重力来实现上浮和下沉的，故D错误。
故选C。
9.【答案】 D
【解析】【分析】根据浮沉条件比较浮力大小，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较液体密度大小。
【解答】玩具鸭子在两种液体中都是漂浮，
那么它受到的浮力都等于自身重力，
因此它受到的浮力相等。
根据图片可知，在甲液体中的V排小于在乙液体中的V排；
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，甲液体的密度较大。
故A、B、C错误，D正确。
故选D。
10.【答案】 C
【解析】【分析】根据阿基米德原理分析即可。
【解答】随着深度h的不断增大，开始时，木块排开水的体积不断增大，那么它受到的浮力不断增大。当木块全部浸没后，木块排开水的体积不变，因此它受到的浮力不变，故C符合题意，而A、B、D错误。
故选C。
11.【答案】 A
【解析】【分析】根据浮力的方向选择即可。
【解答】浮力的方向是竖直向上的，即与水平面垂直且向上，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
12.【答案】 C
【解析】【分析】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的变化。
【解答】轮船的铁锚从水下深处向上提起，在到达水面的过程中，它排开水的体积始终等于自身体积，即保持不变；从开始露出水面到完全露出水面的过程中，它排开水的体积变小。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，铁锚受到的浮力先不变，后逐渐减小，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
二、填空题
13.【答案】 2；52
【解析】【分析】①首先根据公式计算铜球的体积然后，利用阿基米德原理计算铜球受到的浮力；
②小球受到的浮力与小球对水的压力为相互作用力，据此计算水的压力的增大量，那么测力计的示数等于桶和水的总重力与水的压力增大量的和。
【解答】①铜球的体积：；
铜球受到的浮力：F浮=ρ水V排g=ρ水Vg=1.0×103kg/m3×2×10-4m3×10N/kg=2N；
②桶与水的总重力为G=mg=5kg×10N/kg=50N；
设铜球对水的作用力为F′，则F′=F浮=2N，
弹簧测力计的示数：F=G+F′=50N+2N=52N。

14.【答案】 <；=
【解析】【分析】（1）根据浮沉条件判断密度计受到浮力的大小关系；
（2）根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较液体密度的大小。
【解答】（1）根据图片可知，密度计在两种液体中都处于漂浮状态，那么密度计受到的浮力都等于重力。因为密度计的重力不变，所以它受到的浮力相等；
（2）根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，当浮力相等时，液体的密度与V排成反比。因为排开液体的体积VA>VB ， 所以液体的密度ρA<ρB。
三、解答题
15.【答案】 （1）航母漂浮，F浮=G，根据V排=F浮ρ液g=Gρ液g，因为大连港口水的密度小于海水密度，排开液体的体积变小，故吃水深度减小。
（2）F浮=G排=m排g=6×104×103kg×10N/kg=6×108N
（3）设杯子的底面积为S，杯子在水中和在海水中受的浮力相等，F浮水=F浮海水ρ水gV排=ρ海水gV’排ρ水g（V水+Sh2）=ρ海水g（V水+Sh3）ρ水g（Sh1+Sh2）=ρ海水g（Sh1+Sh3）h1=0.10m，h2=0.032m，h3=0.02mρ海水=1.1×103kg/m
【解析】【分析】（1）航母始终漂浮在水面上，首先根据浮沉条件分析浮力是否改变，然后根据阿基米德原理结合水的密度变化判断航母排开液体的体积变化，进而推测吃水深度的变化。
（2）根据阿基米德原理F浮=G排=m排g计算满载时航母受到的浮力大小；
（3）在杯子内装入一定深度的水，然后将它倒置在水和海水中。由于它始终在水面漂浮，那么它们受到的浮力都等于瓶子的总重力。因为瓶子的总重力不变，所以瓶子在海水和水中受到的浮力相等，据此列出等式，然后根据V排=V水+V增=V水+Sh增和阿基米德原理将公式拆开，最后代入数据计算即可。
四、实验探究题
16.【答案】 （1）0.29
（2）正比
（3）浸入液体的深度
【解析】【分析】（1）当物体没有浸入液体中时，它不受浮力，此时只受测力计的拉力和重力，根据第一组数据利用二力平衡的知识计算圆柱体的重力，再根据F浮=G-F拉计算浸入个数为3时受到的浮力。
（2）如果两个物理量变化的图像为一条斜线，那么二者成正比例关系；如果两个物理量变化的图像为一条双曲线，那么二者成反比例关系。
（3）根据图丙，确定哪个因素发生不变即可。
【解答】（1）根据第一组数据可知，此时圆柱体不受浮力，那么它的重力G=F=4.80N；
根据第四组数据可知，圆柱体受到的浮力：F浮=G-F拉=4.80N-4.51N=0.29N。
（2）根据图乙可知，物体受到浮力大小随排开液体体积变化的图像为一条通过坐标原点的斜线，因此二者成正比。
（3）根据图丙可知，圆柱体排开液体的体积不断增大，但是它浸入液体的深度保持不变。