1.3水的浮力 同步练习（含解析）

水的浮力
一、单选题
1.如图。室温下气球下面用细绳吊一铁块悬浮在水中静止不动，若将水升温至50℃，气球和铁块会（ ）
A. 一起向上运动 B. 一起向下运动 C. 静止不动 D. 条件不足，无法判断
2.2020年4月23日，“雪龙”号考察船圆满完成历时198天的南极考察任务，返回上海码头落锚。在铁链拉着铁锚缓慢放入水中时，经历了如图所示三种情况：图甲中铁锚部分浸入水中；图乙中铁锚完全浸没水中但未触底；图丙中铁锚沉底。三种情况下船身受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙 ， 它们的大小关系正确的是（ ）
A. F甲＝F乙＝F丙 B. F甲＞F乙＝F丙 C. F甲＞F乙＞F丙 D. F甲＜F乙＜F丙
3.如图1所示，将一薄塑料瓶瓶底剪去，用瓶盖将瓶口密封，倒入适量的水，使其竖直漂浮在木棒的一端缠绕一些细铜丝制成简易的液体密度计，将其分别放入盛有甲乙两种液体的烧杯中处于静止状态，如图所示，若密度计在甲乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙 ， 甲乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙。则（ ）
A. F甲＜F乙 B. F甲＞F乙 C. ρ甲＞ρ乙 D. ρ甲＜ρ乙
4.如图所示，把一只乒乓球放在瓶内(瓶颈的截面直径略小于乒乓球的直径)，从上面倒入水，观察到有水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出，但乒乓球并不上浮。对乒乓球受力分析正确的是（ ）
A. 重力、浮力、压力 B. 浮力、压力、支持力 C. 重力、支持力、浮力 D. 重力、压力、支持力
5.一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降，然后将圆柱体逐渐浸入水中。如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化美系图象(g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A. 圆柱体受到的重力是8N B. 圆柱体的高度是9cm
C. 四柱体浸没时受到的浮力是4N D. 圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
6.一艘在水下向左潜行的潜艇，受到的浮力方向表示正确的是（ ）
A. B. C. D.
7.如图所示，三个完全相同的杯子盛满水，然后将甲、乙两球分别放入两个杯子中，甲球浮在水面上，而乙球可以停在水中的任何位置，则三个杯子的总重量哪个大（ ）
A. 放甲球的杯子最大 B. 放乙球的杯子最大 C. 没放球的杯子最大 D. 三个杯子一样大
8.某同学制作了如图所示的潜水艇模型，下列说法错误的是( )
A. 潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的
B. 向内推注射器活塞，水会被压水试管中，可实现潜艇下沉
C. 向外拉注射器活塞，试管内水量适当时，可实现潜艇悬浮
D. 潜艇模型的试管上绕些铁丝，可保持试管稳定
9.一个很薄的塑料袋装满水，袋口扎紧后挂在弹簧测力计下称量，示数为9N，若将塑料袋体积的2/3浸在水中称，弹簧测力计的示数接近于：（ ）
A. 0 N B. 2 N C. 3 N D. 6 N
10.如图所示，三个完全相同的玻璃缸装满了水，其中（a）中只有水，（b）水中漂浮着一只小鸭子，（c）水中漂浮着一只大鸭子．若把三个缸放到台秤上称量，可知它们的质量（ ）
A. （a）最大 B. （b）最大 C. （c）最大 D. 一样大
11.有甲、乙两个溢水杯，甲溢水杯盛满酒精，乙溢水杯盛满某种液体，将一个不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中，小球浸没在酒精中，溢出酒精的质量是80g；将小球从甲溢水杯中取出擦干，轻轻放入乙溢水杯中，溢出液体的质量是80g，小球露出液面体积与浸入液体中体积之比为1 ：4。已知ρ酒精=0.8×103kg/m3 ， 下列说法中正确的是( )
A. 小球静止于甲溢水杯的底部 B. 小球的体积是80cm3
C. 液体的密度是1.0×103kg/m3 D. 小球的密度是0.9×103kg/m3
12.2020 年全球变暖情况越发严重，2 月份巴西一名科学家在南极地区南极半岛附近监测到了 20.75 ℃的气温，这打破了南极地区有记录以来的最高气温。随着温度的上升，冰川慢慢地融化在海里（冰化为淡水，密度小于海水密度），在这个过程中（ ）
A. 海平线慢慢上升 B. 海平线仍保持原来的高度 C. 海平线可能保持不变 D. 海平线慢慢下降
二、填空题
13.人在齐胸深的水中走路时会感到轻飘飘的，这是因为人在水中受到 。
14.小柯在一根一端密封的空心玻璃管下端绕上一段细铁丝，制成一支自制密度计，用它来测量液体密度，测量过程中杯内液体总量没有变化。
（1）.当密度计在杯中漂浮时，杯内液面与玻璃管相交于管上A处(如图甲)。此时，密度计受到的浮力重力 (填“<”“=”或“>”)。
（2）.使用中，小柯发现细铁丝很容易滑落，于是他改变这段细铁丝的形状，并把铁丝置于玻璃管内，再次测量同一杯液体密度(如图乙)，此时杯中液面与玻璃管的交界面将位于 (填“A点之上”“A点之下”或“仍在A处”)。
三、解答题
15.如图甲所示，是小科家的“懒人花盆”。它的外面是一个储水盆，里面是一个栽培盆，栽培盆中有一圆柱体浮子能在光滑的管中自由上下运动，浮子的顶端可显示水位高低，栽培盆底的陶粒通过渗透与蒸发的原理起到吸水和透气的作用，从而为土壤提供水分。“懒人花盆”的原理可简化成图乙，已知：浮子重为0.02N，横截面积为0.5cm2 ， 请回答下列问题。
（1）从植物细胞吸水或失水原理分析，若储水盆内所用营养液浓度过高，会导致植物细胞________。
（2）浮子在水中漂浮时，浸入水中的深度是多少？
（3）当储水盆内盛有密度比水大的营养液时，营养液对漂浮的浮子底面的压强为多大？(g取10N/kg)
四、实验探究题
16.把不同的物体放入水里，我们会发现有些物体浮在水面，有些物体会下沉。为什么不同的物体放入水中会有不同的沉浮现象呢？小明选择铜块、铁块、石蜡、木块四种材料进行实验，并把实验现象记录在表一、表二中。（ρ 水=1.0×10 3 kg/m3）
表一 质量相同体积不同的物体
物体 质量/克 体积/厘米 3 沉浮情况
铜块 40 4.5 沉到水底
铁块 40 5.1 沉到水底
石蜡 40 44.4 浮在水面
木块 40 80 浮在水面
表二 体积相同质量不同的物体
物体 质量/克 体积/厘米3 沉浮情况
铜块 44.5 5 沉到水底
铁块 39.5 5 沉到水底
石蜡 4.5 5 浮在水面
木块 2.5 5 浮在水面
（1）.由表一可知，小明基于的假设是：不同物体在水中的沉浮情况可能与 有关。
（2）.分析表格中的数据，小明认为可能是物体的密度影响了物体在水中的沉浮情况，他的依据是 。
（3）.现将铜块、铁块、石蜡、木块进行两两叠加后放入水中，则最后两物体都浮在水面上（如图），则 A、B 两物体最有可能是 。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 A
【解析】【分析】水温升高后，气体的体积会膨胀，根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析它们受到浮力的变化，再根据浮沉条件判断它们运动状态的变化。
【解答】原来气球和铁块在水中处于悬浮状态，
那么它们受到的浮力等于总重力。
当水温升高后，气球的体积会膨胀，根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知，气球受到的浮力增大；
因为浮力大于重力，
所以它们一起向上运动。
故选A。
2.【答案】 C
【解析】【分析】当物体漂浮在液面上时，它受到的浮力等于重力，据此分析判断。
【解答】在甲和乙图中，将船和铁锚看作一个整体，它们始终在水面漂浮，那么它们受到的总重力等于总浮力，即F浮船+F锚=G船+G锚；
因为甲中铁锚进入水中的体积小于乙，所以甲中铁锚受到的浮力小于乙中铁锚受到的浮力。根据F浮船+F锚=G船+G锚可知，甲中船受到的浮力就大于乙中船的浮力，即F甲＞F乙。
由F浮船+F锚=G船+G锚得到：F浮船-G船=G锚-F锚 ， 因为铁锚的重力大于它的浮力，所以F浮船-G船＞0，即F浮船＞G船；
在丙图中，船在水面漂浮，即F浮船=G船；
那么船受到的浮力F乙＞F丙；
三种情况下船的浮力大小为：F甲＞F乙＞F丙。
故选C。

3.【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排比较液体的密度大小。
【解答】密度计在液体表面漂浮，那么它受到的浮力始终等于自身重力。因为密度计的重力不变，所以它受到的浮力相等，即F甲=F乙；
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D正确，而A、B、C错误。
故选D。
4.【答案】 D
【解析】【分析】浸在液体里的物体上下两个表面的压力差就是它受到的浮力，据此对乒乓球进行受力分析即可。
【解答】根据图片可知，乒乓球的下表面没有水，不会受到向上的压力，因此乒乓球不会受到浮力，故A、B、C错误；
乒乓球受到向下的重力、向下的压力和向上的支持力，故D正确。
故选D。
5.【答案】 D
【解析】【分析】（1）由图可知0-3cm段圆柱体未浸入液体，根据二力平衡的知识计算圆柱体的重力；
（2）根据图象可知圆柱体从开始没入水中到完全浸没可得出圆柱体的高度。
（3）由图象7-9cm段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变，受到的浮力不再改变，根据F浮=G-F计算即可；
（4）利用物体受到的最大浮力和阿基米德原理求得圆柱体的体积，利用密度公式求得圆柱体的密度。
【解答】A.由图象可知，当h=0时，此时圆柱体没有进入水中，不受浮力。弹簧测力计示数为12N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知，G=F拉=12N，故A错误；
B.根据图象可知，圆柱体从下表面开始没入水中到完全浸没的深度：h=7cm=-3cm=4cm，因此圆柱体的高度是4cm，故B错误；
C.由图象可知，物体完全浸没后排开水的体积不再改变，受到的浮力不再改变，则圆柱体受到的最大浮力：F浮=G-F=12N-4N=8N，故C错误；
D.圆柱体的体积：
圆柱体密度： ， 故D正确。
故选D。
6.【答案】 D
【解析】【分析】根据浮力的方向判断。
【解答】浮力是物体浸在液体里时上下两个表面的压力差，因此浮力的方向始终是竖直向上的，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
7.【答案】 D
【解析】【分析】根据浮沉条件和阿基米德原理分析判断。
【解答】甲球漂浮浮在水面，而乙球在水中悬浮，由物体的浮沉条件可知，甲、乙两球受到的浮力等于其自身的重力。根据阿基米德原理F浮=G排可知，甲、乙两球受到的浮力等于其各自排开水的重力，所以两个小球排开水的重力等于其各自的重力，因此三个杯子的总重量是相等的。
故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
8.【答案】 B
【解析】【分析】根据浮沉条件分析判断。
【解答】A.潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的，故A正确不合题意；
B.向内推注射器活塞，水会被排出试管，此时重力减小，可实现潜艇上浮，故B错误不合题意；
C.向外拉注射器活塞，试管内水量适当时，可实现潜艇悬浮，故C正确不合题意；
D.潜艇模型的试管上绕些铁丝，与右边的试管塞和导管等平衡，可保持试管稳定，故D正确不合题意。
故选B。
9.【答案】 C
【解析】【分析】塑料袋很薄，那么它的体积可以忽略不计，当它完全浸没在水中时，排开水的体积和里面水的体积相等，据此计算出塑料袋受到的浮力，然后根据F=G-F浮计算测力计的示数即可。
【解答】塑料袋很薄，那么它的体积可以忽略不计。
设塑料袋的体积为V，根据密度公式得到：G=ρ水gV=9N；
当塑料袋的2/3浸在水中时，那么它受到的浮力：F浮=ρ水gV排=ρ水g×=9N×=6N；
那么此时弹簧测力计的示数为：F=G-F浮=9N-6N=3N。
故选C。
10.【答案】 D
【解析】【分析】将鸭子放入水中时肯定会排成部分水，将排出水的质量与鸭子的质量进行比较即可。
【解答】a：台秤的示数=容器的质量+水的质量；
b和c：将容器装满水，然后分别放入小鸭子和大鸭子。
由于它们在水面漂浮，那么它们受到的浮力F浮=G；
根据阿基米德原理F浮力=G排可知：G=G排；
mg=m排g；
即m=m排；
即鸭子的质量等于排出水的质量；
根据台秤的示数=容器的质量+水的质量-溢出水的质量+鸭子的质量可知，台秤的示数保持不变。
故选D。

11.【答案】 C
【解析】【分析】（1）根据浮沉条件判断小球在甲中的状态；
（2）根据V=V排=计算小球的体积；
（3）根据漂浮条件计算出液体的密度；
（4）根据浮沉条件计算出小球的密度。
【解答】当小球漂浮在液体表面上时，它受到的浮力等于重力，
即F浮力=G，
m排g=mg；
那么m=m排=80g；
当小球完全浸没在酒精中时，它排开酒精的体积是80g；
即m=m排；
那么m排g=mg；
即G排=G=F浮力 ，
因此小球肯定在酒精中悬浮。
故A错误；
因为小球在酒精中悬浮，所以小球的密度等于酒精的密度，即ρ球=0.8×103kg/m3 ， 故D错误；
小球的体积V=V排= ，
故B错误；
小球在水中漂浮，那么液体的密度=1×103kg/m3 ， 故C正确。
故选C。
12.【答案】 A
【解析】【分析】根据海水的体积变化分析即可。
【解答】冰川慢慢融化在海里，则海水的体积不断增大，那么海平面肯定会慢慢上升，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
二、填空题
13.【答案】 向上的浮力
【解析】【分析】浸在液体中的物体，都会受到向上的浮力，据此分析解答。
【解答】人在齐胸深的水中走路时会感到轻飘飘的，这是因为人在水中受到向上的浮力，从而使人对地面的压力减小所致。

14.【答案】 （1）=
（2）A点之上
【解析】【分析】（1）根据二力平衡的知识分析浮力和重力的关系；
（2）根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排比较前后两次密度计排开水的体积大小即可。
【解答】（1）当密度计在杯中漂浮时，它受到向上的浮力和向下的重力相互平衡。根据二力平衡的条件可知，密度计受到的浮力等于重力。
（2）无论铁丝缠在外面，还是放入玻璃管内，密度计始终在液面漂浮。
根据二力平衡的条件可知，它受到的浮力等于总重力。
由于密度计的浮力和总重力不变，
因此密度计受到的浮力相等。
根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知，密度计排开液体的总体积相等。
当铁丝在外面时，V排总=V管排+V铁；
当铁丝在玻璃管内时，V排总=V管排'；
那么V管排'>V管排；
因此杯中液面与玻璃管的交界面将位于A点之上。
三、解答题
15.【答案】 （1）失水
（2）解：浮子在水中漂浮时，F浮＝G＝0.02N，根据F＝ρ水gV排＝ρ水gSh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5×10－4m2×h＝0.02N，解得：h＝0.04m。
（3）解：营养液对漂浮的浮子底面的压强p＝ ＝ ＝ ＝400Pa。
【解析】【分析】根据浮力公式求出物体的浮力，根据压强公式，求出压强大小即可。
【解答】（1）从植物细胞吸水或失水原理分析，若储水盆内所用营养液浓度过高，会导致植物细胞失水。
四、实验探究题
16.【答案】 （1）物体体积
（2）物体密度大于水的密度时，物体下沉，物体密度小于水的密度时，物体会浮在水面
（3）石蜡和木块
【解析】【分析】（1）根据表一可知，物体的体积较小的在水中下沉，体积较大的在水中漂浮，据此确定小明的猜想内容；
（2）分别计算出每个物体的密度，然后与水的密度比较，再与浮沉状态对照，从而找到密度与浮沉之间的内在联系；
（3）根据每个物体的浮沉状态判断。
【解答】（1）由表一可知，物体的体积在不断改变，则小明基于的假设是：不同物体在水中的沉浮情况可能与物体体积有关。
（2）根据公式计算可知，铜块的密度为8.89g/cm3 ， 铁块的密度为7.84g/cm3 ， 它们的密度都大于水，都在水中下沉。石蜡的密度为0.9g/cm3 ， 木块的密度为0.5g/cm3 ， 它们的密度都小于水，都在水中漂浮，那么得到结论：体密度大于水的密度时，物体下沉，物体密度小于水的密度时，物体会浮在水面。
（3）铜块和铁块的密度都大于水，将它们叠放起来平均密度也大于水，在水中肯定下沉，故A、B不可能为铜块和铁块；
石蜡和木块的密度都小于水，叠放起来平均密度肯定小于水，在水中肯定漂浮，故A、B最有可能是石蜡和木块。