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浮力
第1节 阿基米德原理
课标要求
2.2.9 通过实验，认识浮力。探究并了解浮力大小与哪些因素 有关。知道阿基米德原理，能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象。 4.2.4 探究浮力大小与哪些因素有关。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 浮力产生的原因 ★★ 本章出现的题型有选择题、填空题、做图题、实验题和解答题，本章的题型难度范围跨度范围较大，包含简单题、中档题和压轴题，简单题中往往考察基础概念和现象分析。中档题中，主要考察一些关于浮力的简单计算。压轴题中，往往和压强、杠杆和滑轮知识相结合。
考点2 探究浮力大小的影响因素 ★★★
考点3 阿基米德原理 ★★★
★★★代表必考点，★★代表常考点，★星表示中频考点。
知识点一、浮力
1.定义：浸在液体或气体中的物体受到向上的力，这个力叫做浮力.用符号表示
2.浮力的方向：竖直向上（与重力方向相反）.
3.浮力产生的原因：浸没在液体中的物体，其上、下表面都受到液体对它的压力不同，这就是浮力产生的原因.
知识点二、实验：探究浮力的大小的决定因素
实验目的：
（1）探究浮力的大小跟物体浸没深度的关系；
（2）探究浮力的大小跟物体排开液体体积的关系；
（3）探究浮力的大小跟液体密度的关系.
2. 实验思路：
（1）探究浮力的大小跟物体浸没深度的关系时，要控制物体浸在液体中的体积相同、液体的密度相同，只改变物体浸没在液体中的深度.
（2）探究浮力的大小跟物体排开液体体积的关系时，要控制液体的密度相同、物体相同，只改变物体排开液体的体积.
（3）探究浮力的大小跟液体密度的关系时，要控制物体浸没在水中的体积相同、物体相同，只改变液体的密度（种类）.
3. 实验结论：物体在液体中所受浮力的大小，跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关.物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大.
知识点三、阿基米德原理
1.阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力.
2.公式：，还可以用公式表示.
3.物理量及单位：表示液体密度，单位为kg/cm3，表示物体排开水的体积，单位是.
4.适用范围：阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体.
考点一 浮力产生的原因
浮力的产生：如图所示，浸没在液体中的长方体，两个相对的侧面所受液体的压力相互平衡；长方体上、下表面所处深度不同，液体对其下表面的压强大于液体对其上表面的压强，而上、下表面的面积相同，所以液体对长方体向上的压力大于液体对它向下的压力．
计算：
角度1：判断物体是否受到浮力作用
【例1】（多选）（2023·湖南株洲·统考中考真题）2023年5月28日，国产大飞机C919成功商业首航。图为正在飞行时的C919，下列说法正确的是（ ）
A．机翼的主要作用是提供浮力 B．机翼的主要作用是产生升力
C．以地面为参照物，飞行员是静止的 D．以座舱为参照物，飞行员是静止的
【答案】BD
【详解】AB．机翼上方凸起，下方平直，飞机在运动时，其机翼上方的空气流速快，压强小，而机翼下方的空气流速慢，压强大，故机翼受到一个向上的升力，而不是浮力，故A错误，B正确；
C．飞行员相对地面的位置是变化的，故以地面为参照物，飞行员是运动的，故C错误；
D．飞行员相对座舱位置没有发生变化，故以座舱为参照物，飞行员是静止的，故D正确。
故选BD。
【变式1】（2022·四川内江·统考一模）不同鱼缸里的两条鱼，趴在水底争论不休，它们说法正确的是（ ）
A．甲鱼缸的鱼说压强是由水的重力产生的，所以它受压强大
B．乙鱼缸的鱼说压强与深度有关，所以它受压强大
C．甲鱼缸的鱼说只要在水里的东西都受到浮力的作用
D．乙鱼缸的鱼说水底的石头没有浮起来，石头没受到浮力
【答案】B
【详解】AB．由图可知，乙所处的深度较深，水的密度一定，根据可知，乙受到的压强大，故A错误，B正确；
C．如果物体底面埋在淤泥下，不能与水接触，因此物体没有受到水对其向上的压力，根据浮力产生的原因可知物体不受浮力作用，故C错误；
D．乙鱼缸的鱼说水底的石头没有浮起来，是因为浮力小于其重力，石头受到浮力，故D错误。
故选B。
【变式2】（2022·湖南株洲·株洲二中校考模拟预测）在太空失重环境下，宇航员是可以“飘”在航天舱内的，在航天舱内将一个乒乓球压入水中，如图所示，轻轻松开手后，乒乓球会（ ）
A．保持不动 B．下沉最终沉底
C．上浮最终漂浮 D．可能上浮也可能下沉
【答案】A
【详解】在太空中水和乒乓球处于完全失重状态，水不会对浸入其中的乒乓球产生压力，乒乓不会受到浮力的作用，所以会悬浮在水里的任意位置，所以当将乒乓球压入水中，轻轻松开手后，乒乓球会保持不动。
故选A。
角度2：浮力的方向及产生的原因
【例2】（2023·山东东营·统考中考真题）如图所示，一枚鸡蛋漂浮在盛有盐水的容器中。请画出该鸡蛋的受力示意图。
【答案】
【变式1】（2023·四川成都·校考模拟预测）课上老师演示了如下实验：将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下，把乒乓球（直径略大于瓶口直径）放入瓶内并注水，看到有少量水从瓶口流出，此时乒乓球静止，如图甲所示；然后用瓶盖堵住瓶口，一会儿乒乓球浮起来了，最终浮在水面上静止，如图乙所示。关于以上现象，下列分析错误的是（ ）
A．图甲中，乒乓球没有受到水的浮力作用
B．图甲中，乒乓球受到的支持力与受到的重力和水的压力平衡
C．图乙中，乒乓球受到重力、浮力和水的压力的作用
D．图乙中，乒乓球受到水竖直向上的压力和重力的作用
【答案】C
【详解】AB．图甲中，乒乓球在瓶底静止，因为只有上部分有液体，乒乓球没有受到液体对球向上的压力，故没有受到浮力。乒乓球受到重力、上部液体的压力和支持力，且重力与压力的合力与支持力相等。故AB正确，不符合题意；
CD．图乙中，乒乓球处于漂浮状态，浮力等于重力，浮力也是液体对其向上的压力。故C错误，符合题意；D正确，不符合题意。
故选：C。
【变式2】（2023·河北廊坊·廊坊市第四中学校考模拟预测）2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆。图甲是航天员王亚平在空间站做的乒乓球浮力消失实验，图乙为某物理老师做的浮力实验。下列说法错误的是（ ）
A．液体内部存在向各个方向的压强，是由于液体受重力，且有流动性
B．图甲，太空中失重状态下，水的密度小到零
C．图甲，液体对乒乓球没有压力差，因此浮力消失
D．图乙，乒乓球受到液体压力，因此受到浮力作用
【答案】B
【详解】A．由于液体受到重力，故会对容器底产生压强，液体有流动性，故对容器壁产生压强，所以液体内部向各个方向都有压强，故A正确，不符合题意；
B．质量是物体的属性，与形状、状态、位置、温度无关，到太空中是位置的改变，而质量不变，水的体积也没有消失，则密度表示物体质量与体积的比值，密度不会减小到零，故B错误，符合题意；
C．浮力产生的原因是物体上下表面存在压力差，在中国空间站微重力环境中，乒乓球所受压力差为零，所以乒乓球不受浮力，故C正确，不符合题意；
D．图乙实验中，漂浮的乒乓球下表面受到水向上的压力，上表面没有受到压力，故上下表面存在压力差，所以乒乓球受到浮力作用，故D正确，不符合题意。
故选B。
角度3：根据浮力产生的原因计算浮力的大小
【例3】（2023·上海长宁·统考一模）如图所示，将重为10牛的圆柱体A用细绳悬挂着竖直浸没在水中某一深度处，上、下表面受到水的压力F上、F下分别为2牛和8牛，则A受到水的浮力F浮为 牛；用剪刀将细绳剪断瞬间，A所受的合力为 牛；细绳剪断后，圆柱体A在水中竖直下沉过程中，压力F上、F下和浮力F浮变大的是 （填写力的符号）。
【答案】 6 4 F上、F下
【详解】[1]物体A浸在液体中时，上、下两个表面的压力差即A所受浮力，所以A受到水的浮力
[2]剪断细绳，A受竖直向下的重力和竖直向上的浮力，此时A所受的合力
[3]细绳剪断后，圆柱体A在水中竖直下沉过程中，排开液体的体积不变，所处液体的密度不变，所以A受到的浮力大小不变；但是A下沉过程中，上、下表面所处液体深度逐渐增加，液体密度不变，由可知，上、下表面所受液体压强变大。又因为上下表面所受压力，整个下沉过程中，上、下表面的面积不变，故上、下表面所受压力变大。
【变式1】（2023·山东枣庄·统考二模）一个竖直悬挂在水中的圆柱体，上表面受到的水的压力为5N，下表面受到水的压力为13N，这个圆柱体受到的水的浮力为（ ）
A．18 N B．5 N C．13 N D．8 N
【答案】D
【详解】这个圆柱体受到的水的浮力为
故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
【变式2】（2023·上海静安·统考二模）重为20牛，体积为米3的金属块从空中竖直下落，若金属块在下落时受到的空气阻力始终为0.2牛，则金属块在下落过程中所受的合力为 牛；当该金属块浸没在水中后，所受的浮力为 牛，若此时该金属块上表面受到水的压力为7.84牛，则金属块下表面受到水的压力为 牛。
【答案】 19.8 2 9.84
【详解】[1]金属块下落时受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力，则金属块在下落过程中所受的合力为
[2]该金属块浸没在水中后，所受的浮力为
[3]对于规则的物体，浮力等于物体下表面与上表面的压力之差，因此金属块下表面受到水的压力为
考点二 探究浮力大小的影响因素
称重法求物体所受的浮力：由于浮力的方向竖直向上，与重力的方向刚好相反，可以先把物体挂在弹簧测力计下，测得物体在空气中的重力，再把物体浸在液体中，记下弹簧测力计的示数，则物体此时在这种液体中所受的浮力，这种求浮力的方法为称重法.此法适用于求解在液体中下沉的物体所受到的浮力.
产生浮力的液体的受力情况：浸在液体中的物体受到液体施加的浮力，由于物体间力的作用是相互的，物体也对液体产生了反作用力，其大小等于浮力，方向与浮力方向相反.
角度1：称重法测浮力的大小
【例4】（2023·陕西·统考中考真题）如图，用细线将一个质量为27g、体积为10cm3的铝块系在电子测力计的挂钩上，使铝块完全浸没在水中静止不动，此时，该铝块受到的浮力为 N，电子测力计的示数 N。若使铝块在水中继续下降，它所受的浮力将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。（g取10N/kg，细线重力忽略不计）
【答案】 0.1 0.17 不变
【详解】[1]铝块完全浸没在水中静止不动，则排开水的体积等于物体的体积，有
受到的浮力为
[2]根据称重法可得，铝块完全浸没时所受的浮力为
则电子测力计的示数为
[3]若使铝块在水中继续下降，根据可知，它所受的浮力将保持不变。
【变式1】（2023·广东珠海·珠海市文园中学校考三模）如图所示，将同一金属块挂在弹簧测力计下，分别浸没在水和酒精两种液体中静止（ρ水=1.0×103 kg/m3，ρ酒精=0.8×103 kg/m3）；甲图中弹簧测力计的示数为F1，乙图中弹簧测力计的示数为F2。金属块在两种液体中受到的浮力F随浸入液体中的深度h变化图像如图丙所示，a、b相应的倾斜直线与横轴夹角分别为α、β。则甲烧杯中所盛液体为 ；图像丙中= ；金属块密度ρ= kg/m3。
【答案】 酒精 1.5×103
【详解】[1]金属块在甲液体中受到的浮力为
在乙液体中受到的浮力为
则，又因为金属块浸没在两种液体中，排开液体的体积相同，由可知，甲液体的密度小于乙液体的密度，即甲烧杯中所盛液体为酒精，所以a、b分别对应酒精和水。
[2]物体浸没在液体中受到浮力、重力、拉力作用，其关系为
浸没在酒精中
-----①
浸没在水中
----②
由①②联立解得：，，所以
由图乙可知
[3]由公式
可知，金属块密度为
【变式2】（多选）（2023·山东青岛·二模）实验小组进行“探究影响浮力大小的因素”实验，实验步骤及现象如图所示，分析实验步骤、测量结果可知（ ）
A．图乙中物体受到0.5N的浮力
B．图丙和图乙中，A排开液体的体积之比为1∶2
C．图丙中，将物体A继续向下运动，弹簧测力计示数继续减小
D．物体A的密度为4×103kg/m3
【答案】AD
【详解】A．根据甲、乙中弹簧测力计示数可知，乙图中物体A受到的浮力为F浮1=G﹣F1=4N﹣3.5N=0.5N
故A符合题意；
B．图丙中物体受到的浮力为F浮2=G﹣F2=4N﹣3N=1N
液体的密度不变，图丙中A受到的浮力是图乙中物体A受到的浮力的2倍，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，图丙中A排开的水的体积是图乙中A排开的水的体积的2倍，即图丙和图乙中，A排开液体的体积之比为2∶1，故B不符合题意；
C．图丙中，将物体A继续向下运动，水的密度不变，排开的水的体积不变，根据F浮=ρ液gV排可知，A受到的浮力不变，弹簧测力计示数不变，故C不符合题意；
D．物体全部浸没水中，物体体积
物体密度为，故D符合题意。
故选AD。
角度2:探究浮力大小的影响因素
【例5】（2023·黑龙江·统考中考真题）如图所示是物理兴趣小组探究“影响浮力大小的因索”的实验，根据他的实验探究数据，请你回答下列问题：（ρ水=1.0×103kg/m3）
（1）由图可知物体浸没在水中受到的浮力F浮= N；
（2）由图ACD可知，浮力大小与物体浸没深度 （选填“无关”或“有关”）；
（3）分析此实验可得出：物体受到的浮力大小与 和 有关；
（4）经进一步计算可知物体体积V= m3，物体的密度ρ= kg/m3。
【答案】 0.5 无关 液体的密度 物体排开液体的体积
【详解】（1）[1]由图A可知物体的重力是2N，由图C可知物体浸没在水中的拉力是1.5N，物体浸没在水中受到的浮力F浮=G-F3=2N-1.5N=0.5N
（2）[2]由图ACD可知，当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同，在水中的深度不同，弹簧测力计示数相同，浮力的大小相同，则浮力的大小与深度无关。
（3）[3][4]由图ABC可知，液体的密度不变，物体排开液体的体积不同，弹簧测力计的示数不同，浮力大小不同，说明浮力大小与排开液体的体积有关；由ADE可知，物体排开液体的体积相同，只有液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，浮力大小不同，由此可得：物体在液体中所受浮力的大小跟液体的密度有关。
（4）[5]物体的体积
[6]物体的密度
【变式1】（2023·宁夏银川·银川市第三中学校考模拟预测）在学习了“浮力”的知识后，张强同学提出了一个问题：浸在液体中的物体受到浮力的大小与深度有关吗？经过思考，他在学校实验室找来了弹簧测力计、烧杯、一个金属块、水等器材。设计并进行了如图所示的探究实验：
（1）由实验可知，金属块在图A中受到的浮力为 N；
（2）张强同学根据图A、B两次实验，得出：物体浸在液体中的深度越深，所受浮力越大。你认为他的实验结论是 （填“正确”或“错误”）的，原因是 。
（3）通过实验可知：物体完全浸没后，所受浮力的大小与在液体中的深度 ，在由图A至图C的过程中，金属块受到水的压强 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）根据实验，可求出该金属块的密度为 kg/m3。
【答案】 0.6 错误 没有控制物体排开液体的体积相等 无关 变大 2.8×103
【详解】（1）[1]由图可知，金属块的重力为；由图A可知，金属块浸在水中时，测力计的示数为，根据称重法得，金属块在图A中受到的浮力为
（2）[2][3]张强同学根据图A、B两次实验，得出：物体浸在液体中的深度越深，所受浮力越大。他的实验结论是错误的，原因是：这两次实验中，物体排开液体的体积也是不相等的，无法判定浮力的不同是由什么因素造成的。
（3）[4]分析B、C两图可知，当金属块浸没入水中后，在不同的深度，测力计的示数是相同的，则金属块所受的浮力相同，即浮力的大小与它浸入水的深度无关。
[5]在由图A至图C的过程中，深度变大，根据液体压强公式得，在液体密度一定时，金属块受到水的压强变大。
（4）[6]根据称重法，由C图知，金属块浸没中受到的浮力为
金属块的体积为
由可知金属块的质量为
则金属块的密度为
【变式2】（2023·黑龙江绥化·统考模拟预测）实验室提供如下器材：弹簧测力计、足够大的量筒、烧杯、金属块、细线及其他简单辅助器材。小华在探究浮力大小与哪些因素有关的实验中，做了如图所示的实验。
（1）比较甲和乙可知，浸在液体中的物体，受到 （填方向）的浮力作用。
（2）分析乙和丙可知，弹簧测力计测得拉力的大小关系是F1 （选填“”“”或“”）F2，这说明浮力的大小与 有关。
（3）通过探究乙和丁， （选填“能”或“不能”）得到浮力大小与液体密度的关系。
（4）若要测量悬浮在水中的某物体受到的浮力，选用上述提供的器材中的 （选填提供的器材中的一种测量工具）就能测得，理由是 。
【答案】 竖直向上 物体排开液体的体积 不能 弹簧测力计 悬浮在水中的物体受到的浮力和重力是一对平衡力，大小相等
【详解】（1）[1]图乙的弹簧测力计示数比甲的小，说明物体在液体中受到液体给它竖直向上的托力，这个托力就是浮力。
（2）[2][3]比较图乙和丙，丙中弹簧测力计的示数大乙的示数，，由知，乙受到的浮力大于丙受到的浮力，，在图乙、丙中液体的密度不变，而排开液体的体积不同，由此说明：浮力大小与物体排开液体的体积有关。
（3）[4]浮力大小与排开液体的密度和排开液体的体积有关，探究浮力大小与排开液体密度的关系时，应控制排开液体的体积相同，改变液体的密度，由乙和丁可知，水和盐水密度不同，物体排开水和盐水的体积也不同，所以，不能得到浮力大小与液体密度的关系。
（4）[5][6]悬浮在水中的物体受到的浮力和重力是一对平衡力，大小相等，所以用弹簧测力计测出物体的重力，就可得知悬浮的物体受到的浮力大小。
考点三 阿基米德原理
阿基米德原理的五点透析
（1）原理中所说的“浸在液体中的物体”包含两种状态，一是物体的全部体积都浸入液体里，即物体浸没在液体里；二是物体的一部分体积浸入液体里，另一部分露在液面以上.
（2）是指被物体排开的液体所受的重力，表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力.
（3）V排表示被物体排开的液体的体积，当物体全部浸入液体里时，；当物体只有一部分浸入液体里时，
（4）由可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、液体的多少等因素无关.
（5）阿基米德原理也适用于气体，但公式中应该为.
角度1：利用阿基米德原理计算浮力的大小、密度和质量
【例6】（2023·四川遂宁·统考中考真题）小刘应用图甲所示器材进行如下探究：升降台AB上放置轻质薄壁柱形容器，容器底面积为200cm2，内装15cm深的水；将弹簧上端固定在力传感器上，下端悬挂重20N、高20cm、横截面积为50cm2的长方体石块，石块下表面刚好与水面接触；已知弹簧伸长量ΔL与受到的拉力F的关系如图乙所示。将升降台AB缓慢升高（全过程水不会溢出），当传感器显示拉力为12N时（不计弹簧自重），与升降台升高前相比，容器底部受到的压强变化了 Pa。升降台AB升高的高度为 cm。（ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg）
【答案】 400 20
【详解】[1]如乙图所示，由题可知，升降台AB缓慢升高，当传感器显示拉力为12N时，弹簧伸长量为12cm，此时石块受到的浮力为
根据阿基米德原理可知，排开水的体积为
因为全过程水不会溢出，则容器中水上升的高度为
则与升降台升高前相比，容器底部受到的压强变化量为
[2]由题意可知，石块浸入在水中部分的高度为
则石块底部到容器底部的距离为
由题可知升降台没有上升前力传感器到容器底的距离为
升降台上升后力传感器到容器底的距离为
则升降台AB升高的高度为
【变式1】（2023·山东德州·统考一模）如图是我国首艘10万吨级智慧渔业大型工船“国信1号”。它的排水量为13×105t，满载时排开海水的体积为 m3；满载时工船所受的浮力为 N。（海水取1.0×103kg/m3）
【答案】 1.3×106 1.3×1010
【详解】[1]满载时排开海水的体积为
[2]满载时工船所受的浮力为
【变式2】（2023·云南昆明·统考二模）如图所示为测量小石块所受浮力大小的实验，小石块重3.2N，将其浸没在装满水的溢水杯中，小石块排出的水全部收集在小烧杯中，小石块浸没在水中时所受浮力的大小为 N，结合阿基米德原理知识可知，小烧杯中水的重力为 N。
【答案】 0.8 0.8
【详解】[1]石块的重力为，由图知弹簧测力计的示数，根据称重法可知石块浸没在装满水的溢水杯中所受浮力为
[2]根据阿基米德原理可知，石块排开液体的重力等于石块受到的浮力，所以小烧杯中水的重力为
角度2：浮力与深度图像问题
【例7】（2020·四川雅安·统考中考真题）预计2020年通车的雨城区“大兴二桥”在施工时，要向江中沉放大量的施工构件。如图甲所示，假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中，在沉入过程中，其下表面到水面的距离h逐渐增大，构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示（g取10N/kg）。下列判断正确的是（ ）
A．构件的边长为4m
B．构件的密度为3×103kg/m3
C．浮力F1随h变化的图线是图乙中的①图线
D．当构件的下表面距江而4m深时，构件上表面受到江水的压强为4×104Pa
【答案】B
【分析】(1)当构件完全淹没时的高度则为构件的边长；
(2)利用体积公式求出其体积，根据图中可知构件完全浸没时的拉力，此时构件受到的浮力、重力以及拉力的关系为F浮=G-F2 ，然后将密度和体积代入可得ρ水gV排=ρgV-F2，将已知数据代入即可求出构件的密度。
(3)先分析构件下沉过程中，排开水的体积变大，因此构件受到的浮力变大，当构件排开水的体积不变时，构件受到的浮力也不再改变；
(4)利用p=ρ水gh即可求出底部受到江水的压强。
【详解】A．从乙图中可以看出，当构件完全淹没时的高度为2m，则构件边长为2m，故A错误；
B．构件体积V=2m×2m×2m=8m3
构件完全淹没时，V排=V=8m3，F2=1.6×105N，则有F浮=G F2
ρ水gV排=ρgV F2
代入数值可得1×103kg/m3×10N/kg×8m3=ρ×10N/kg×8m3 1.6×105N，则ρ=3×103kg/m3，故B正确；
C．由图可知，构件在浸入水中的过程是排开的水的体积变大，所以浮力逐渐变大；当构件浸没后排开水的体积不变，所以浮力不变，因此浮力F1随h变化的图线是图乙中的②，故C错误；
D．当h=3m时，构件底部受到江水的压强p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa，故D错误。
故选B。
【变式1】（2022·广西钦州·统考二模）如图甲所示，立方体木块下端用一段细线与之相连，细线另一端固定在容器底（容器高比细线与木块边长之和大得多）。现向容器中慢慢加水（如图乙），直到装满容器。细线的拉力用F表示，容器中水的深度用h表示，则拉力F随深度h的变化关系图像是（ ）
A．B．C． D．
【答案】C
【详解】向容器中慢慢加水，物体浸入水中，一开始因为排开水的体积小，物体受到的浮力小于重力，细线没有被拉直，拉力为0；随着水的增多，排开水的体积越来越大，当物体受到的浮力大于物体重时，物体开始上升，当细线被拉直，细绳的拉力增大；当物体全浸入水中，排开水的体积不变、浮力不变，细线的拉力不变；由此可见细线的拉力是先为0，不断增大，最后不变。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【变式2】（2022·安徽马鞍山·统考二模）如图甲为底面积为200cm2的圆柱形容器中盛有水，上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降，直至圆柱体刚好接触底部，整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示，则圆柱体的密度为 kg/m3。
【答案】
【详解】为了便于分析，给线段标上A、B、C、D四个点，如右图，根据图象分析如下
由图像AB段可知，此时物体在空气中，因圆柱体缓慢下降，则圆柱体受到的重力
图像中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况，此时圆柱体受到的拉力；则圆柱体受到的最大浮力
由可得，物体的体积
则圆柱体的密度
角度3：应用阿基米德原理解释生活中的现象
【例8】（2022·福建龙岩·统考模拟预测）2021年12月9日，神舟十三号的航天员在空间站做了乒乓球在水中浮力消失的实验，如图所示。太空中失重状态下，下列说法正确的是（ ）
A．水的密度减小到零 B．乒乓球没有排开水
C．乒乓球的质量为零 D．乒乓球排开的水重力为零
【答案】D
【详解】A．密度是物质本身的一种特性，一切物体都有密度，水的密度不会因为失重变为零，故A错误；
B．乒乓球放入水中后，占据了一部分原本都是水的空间，而且放入后液面会升高，所以是排开了一部分水的，故B错误；
C．质量是物体的一种属性，不随物体位置的改变而改变，所以乒乓球的质量不为零，故C错误；
D．太空中失重状态下，排开的水重力为零，根据物体受到的浮力等于它排开的液体所受的重力，浮力为零，相当于浮力消失了，故D正确。
故选D。
【变式1】（2023·河南平顶山·统考二模）如图所示，潜水员正潜没在海水中，他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气，以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是（ ）
A．下潜过程中，受到海水的压强变大
B．水平游动时，受到海水的压强变小
C．下潜过程中，需对背心进行充气
D．对背心进行放气后，受到海水的浮力变大
【答案】A
【详解】AB．向海底下潜过程中，潜水员所处的深度逐渐变大，根据可知受到海水的压强变大；在海水中水平游动时，潜水员所处的深度不变，根据可知受到海水的压强不变，故A正确，B错误；
C．下潜过程中，需减小其受到的浮力，由可知需对背心进行放气，使背心的体积变小，排开水的体积变小，故C错误；
D．对背心进行放气后，背心的体积变小，排开水的体积变小，由可知，受到海水的浮力变小，故D错误。
故选A。
【变式2】（2023·海南·统考中考真题）“强军筑梦，挺进深蓝”。海军372潜艇起航驶离军港，奔赴深海大洋。该潜艇完全浸没后，下潜过程中所受的浮力 ，从密度小的海域进入密度大的海域所受的浮力 （均选填“变大”“不变”或“变小”）。
【答案】 不变 变小
【详解】[1]潜艇完全浸没后，因为排开液体的体积不变，液体的密度不变，根据可知，下潜过程中所受的浮力不变。
[2]因为潜水艇排开液体的体积不变，液体的密度变小，根据可知，浮力变小。
一、单选题
1．（2023·山东潍坊·统考中考真题）5月8日，在2023年世界泳联跳水世界杯蒙特利尔站的女子单人十米跳台决赛中，中国选手全红婵夺得冠军。图示为其参加比赛时的分解动作示意图。不考虑空气阻力，下列对全红婵的分析正确的是（ ）
A．在跳台静止时，只受到重力作用 B．到达最高点时，受到平衡力作用
C．从最高点到入水前的过程中，惯性不变 D．入水过程中，所受浮力方向取决于入水的角度
【答案】C
【详解】A．静止的物体受力平衡，在跳台静止时，受到重力和支持力作用，且相互平衡，故A错误；
B．从离开跳板到最高点的过程中，不计空气阻力，她只受到重力作用，因而受力不平衡；故B错误；
C．惯性的大小只与质量有关，从最高点到入水前的过程中，质量大小不变，则惯性不变，故C正确；
D．浮力的方向始终竖直向上，入水过程中，所受浮力方向始终竖直向上，与入水的角度无关，故D错误。
故选C。
2．（2023·江苏常州·统考中考真题）为拯救濒危物种中华鲟，生物学家在放养的中华鲟身上拴上定位硬壳胶囊。数天后，胶囊与潜入水中的中华鲟脱离，最终漂浮于江面发射定位信号，脱离后，胶囊受到的浮力随时间变化的关系为下列图中的（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】当胶囊未离开水面时，排开水的体积不变，由阿基米德原理可知，该过程中胶囊受到的浮力大小不变；当胶囊露出水面且稳定前，排开水的体积不断减小，由阿基米德原理可知，胶囊受到的浮力不断减小；当胶囊最终漂浮在水面时，排开水的体积不再变化，由阿基米德原理可知，此时受到的浮力不再变化。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3．（2023·山东济南·统考中考真题）把一块石头和一个西红柿同时放入水中，它们静止时西红柿漂在水面上，而石头沉入了水底，如图所示。石头和西红柿在水中受到的浮力的大小相比较（ ）
A．石头受到的浮力更大些
B．西红柿受到的浮力更大些
C．石头和西红柿受到的浮力一样大
D．无法比较石头和西红柿受到的浮力大小
【答案】A
【详解】把一块石头和一个西红柿同时放入水中，它们静止时西红柿漂在水面上，而石头沉入了水底，西红柿排开的水的体积小于石头排开的水的体积，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，石头受到的浮力大。
故选A。
二、多选题
4．（2023·四川泸州·统考中考真题）小明在探究沉与浮的条件时，用一根细线连接A、B两个物体，放在盛水的烧杯中，处于悬浮状态，如图甲所示。剪断细线后，A物体处于漂浮状态，B物体沉到烧杯底部，如图乙所示。设甲、乙两图烧杯对桌面的压强分别为p1、p2，水对烧杯底部的压强变化为Δp，甲图中细线的拉力为F，乙图中B物体对烧杯底部的压强为pB。已知B物体的重力为G，体积为V，烧杯的底面积为S，水的密度为ρ。以下关系式正确的有（ ）
A．p1＞p2 B．F＝G﹣ρgV
C． D．
【答案】BC
【详解】A．甲、乙图中烧杯对水平桌面的压力不变，都等于烧杯的总重力，受力面积不变，由 知道，甲、乙两图烧杯对桌面的压强不变，即p1＝p2
故A错误；
B．甲图中B物体受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的浮力，所以细线的拉力
F＝G﹣F浮＝G﹣ρgV，故B正确；
C．甲、乙图浮力的减小量为
排开水的体积减小量为
液面高度的减小量为
水对烧杯底部的压强变化为，故C正确；
D．乙图中B物体对烧杯底部的压强为
由于无法算出B的底面积，所以不能算出B物体对烧杯底部的压强，故D错误。
故选BC。
三、填空题
5．（2022·湖南株洲·统考中考真题）在“测量浮力大小”的实验中，由图甲可知金属块受到的重力是 N，现将金属块完全浸没到水中，弹簧测力计的示数变为如图乙所示，则金属块受到水的浮力是 N。
【答案】 1.4 0.4
【详解】[1]由图甲可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数F＝1.4N，此时金属块处于空气中，由二力平衡条件可得，金属块受到的重力G＝F＝1.4N
[2]由图乙可知，金属块浸没时弹簧测力计的示数F'＝1.0N，即金属块受到的拉力为1.0N，则金属块受到水的浮力F浮＝G-F'＝1.4N-1.0N＝0.4N
四、作图题
6．（2022·四川宜宾·统考中考真题）如图，一轻质细绳上端系着一重为G的氢气球，下端固定在水平地面，细绳在竖直方向被拉紧。氢气球保持静止，O点为氢气球的重心。请在图中画出氢气球的受力示意图。
【答案】
【详解】静止的气球受到平衡力作用，分别受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和绳子向下的拉力作用，过氢气球的重心，沿竖直向上画一条带箭头的线段，用F浮表示；沿竖直向下画一条带箭头的线段，用G表示，沿绳子向下画一条带箭头的线段，用符号F绳表示，受力示意如下图：
五、实验题
7．（2023·甘肃兰州·统考中考真题）小刚游泳时发现，人从浅水区走向深水区的过程中所受浮力逐渐变大。于是他猜想浮力的大小可能与物体浸在液体中的深度有关。为了验证自己的猜想是否正确，他设计并完成了如图甲所示的实验，并将详细的实验数据记录在表格中。
物块下表面所处深度h/cm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
弹簧测力计示数F/N 4.6 4.2 3.8 3.4 3.0 2.6 2.2 2.2 2.2 2.2
物块所受浮力F浮/N 0 0.4 0.8 1.6 2.0 2.4 2.4 2.4 2.4
（1）表格中所缺数据为 ，请在图乙中画出浮力大小F浮与物块下表面所处深度h之间的关系图像 ；
（2）分析上述实验，请解释人从浅水区走向深水区时浮力为什么会变大？ 。；
（3）由图B和表中数据可知，物块下表面受到水的压强为 Pa）；
（4）为了继续探究浮力的大小是否与液体密度有关，他应该采取的操作是： 。
【答案】 1.2 见解析 300 见解析
【详解】（1）[1]由表中数据可知，深度为零时，弹簧测力计的示数是4.6N，物体的重力G=4.6N，当物块下表面深度是3cm时，弹簧测力计的示数是3.4N，物块受到的浮力F浮=G-F=4.6N-3.4N=1.2N
[2]由表中数据，利用描点法画出浮力和物块下表面深度的关系图像，如图所示：
（2）[3]由表中数据可知，物块没有全部浸入液体中，物块下表面深度越大，即排开液体的体积越大，受到的浮力越大，人从浅水区走向深水区时，人排开水的体积在增大，人受到的浮力增大。
（3）[4]图B中弹簧测力计的示数是3.4N，由表中数据可知物块下表面的深度是3cm，物块下表面受到水的压强为
（4）[5]若要探究物块所受浮力大小是否与液体密度有关，需改变液体的密度，要增加的器材是盐水，可将物块完全浸没在装有盐水的杯中，观察弹簧测力计的示数，与图D比较得出结论。
8．（2023·湖北十堰·统考中考真题）如图是小青“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验，弹簧测力计示数的大小关系是：．
（1）乙图中物块受浮力大小的表达式， ；
（2）小青比较甲、乙、丙三图，得出浮力大小与深度有关的结论，有同学指出这个结论不可靠，原因是 ；
（3）如果实验中水的密度大于液体的密度，则弹簧测力计示数大小关系应满足 （选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】 没有控制物体排开液体的体积相同 小于
【详解】（1）[1]甲图中物体的重力大小等于，乙图中弹簧测力计对物体的拉力大小为，根据称重法物块受浮力大小的表达式
（2）[2]比较甲、乙、丙三图可知，液体的密度不变，金属块排开的液体的体积不同，由于没有控制物体排开液体的体积相同，所以不能探究浮力大小与深度的关系，因此，结论不可靠。
（3）[3]丙、丁两图物体全部浸没，排开液体体积相同，由于
根据可知，
根据可知，在水中受到的浮力
在某液体中受到的浮力
则
因此
六、综合题
9．（2022·湖北襄阳·统考中考真题）一底面积为8cm2的容器放置在水平地面上（如图甲所示），内放有一创意“潜艇”模型。“潜艇”是由高20cm、底部嵌有金属块的塑料制成的柱体（ρ塑料＝0.8×103kg/m3）。缓慢向图甲所示容器中注水到一定深度时“潜艇”会漂浮，继续注水到24cm时停止，注水质量m与容器中水的深度h的m-h关系图象如图乙所示。当把“潜艇”水平切掉一部分后，剩余部分放入水中恰好悬浮（如图丙所示），测得“潜艇”剩余部分的质量为0.05kg。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）求：
（1）图丙中“潜艇”剩余部分悬浮于水中时受到的浮力为 N；由图乙分析可知，当注水深度为 cm时，“潜艇”对容器底部压力刚好为0；
（2）注水停止时水对容器底部的压力 ；
（3）“潜艇”水平切掉的高度Δh以及图乙中m1的值各为多少 ？
【答案】 0.5 18 1.92N 10cm、54g
【详解】（1）[1]由题知，“潜艇”剩余部分的质量为0.05kg，剩余部分放入水中恰好悬浮，此时“潜艇”受到的浮力
[2]由图乙可知，当注入水的深度在18cm时，图象出现拐点，且此后注入相同深度的水时水的质量增大，而“潜艇”高是20cm，所以，当注入水的深度h1＝18cm时，“潜艇”恰好处于漂浮状态，此时“潜艇”对容器底部压力刚好为0。
（2）[3]注水到24cm时停止，水的深度
水对容器底部的压强
水对容器底部的压力
（3）[4]当注入水深度24cm时，
“潜艇”恰好处于漂浮状态，由浮漂条件有
所以
即——①
当把“潜艇”水平切掉一部分后，剩余部分放入水中恰好悬浮时，，即
——②
①②联立得
将代入②，解得
所以“潜艇”恰好处于漂浮状态时注入水的体积
此过程中注水的质量
七、计算题
10．（2022·内蒙古兴安盟·统考中考真题）在物理实验操作考核中，水平桌面上放置底面积为100cm2圆柱形容器（不计容器壁厚度），内有一定量的水（如图甲）。某考生用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体，从水面开始缓慢浸入水中，拉力F与圆柱体下表面到水面的距离h变化关系如图乙所示。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）圆柱体浸没在水中时所受到的浮力；
（2）圆柱体的体积；
（3）圆柱体的密度。
【答案】（1）1N；（2）1×10-4m3；（3）3×103kg/m3
【详解】解：（1）由乙图可知，圆柱体未浸入水中时弹簧测力计的示数为F1=3N，圆柱体完全浸入在水中时弹簧测力计的示数为F2=2N。则圆柱体浸没在水中时所受到的浮力
F浮=F1-F2=3N-2N=1N
（2）浸没时，圆柱体的体积等于排开液体的体积，由F浮=ρ液V排g可知，圆柱体浸没在水中时排开液体的体积即圆柱体的体积为
（3）圆柱体的重力G=F1=3N
圆柱体的质量是
圆柱体的密度是
答：（1）圆柱体浸没在水中时所受到的浮力是1N；
（2）圆柱体的体积是1×10-4m3；
（3）圆柱体的密度是3×103kg/m3。
一、单选题
1．（2022·山东临沂·统考二模）2022年3月23日，中国空间站第二次太空授课活动圆满完成！神舟13号航天员翟志刚、王亚平、叶光富相互配合，讲解了很多实验现象。关于这次太空授课，下列说的错误的是（ ）
A．在空间站内可以使用弹簧测力计测量拉力
B．放在水中的乒乓球不受浮力
C．航天员把冰墩墩带到太空中，冰墩墩的质量会变小
D．空间站里的水呈现球形是因为水分子之间相互作用的引力造成的
【答案】C
【详解】A．在空间站内处于失重状态，弹簧测力计测的是拉力，不是重力，故A正确，不符合题意；
B．在太空中，物体都处于失重状态，乒乓球在水中静止时，没有受到水的压力，所以不会受到浮力，故B正确，不符合题意；
C．航天员把冰墩墩带到太空中，位置发生变化，所含物质的多少没有变化，所以冰墩墩的质量没有变化，故C错误，符合题意；
D．因为水分子之间存在引力，所以造成空间站里的水呈现球形，故D正确，不符合题意。
故选C。
2．（2023·江西上饶·校联考二模）某运动员以如图所示的姿势蹲在水平地面上，则该运动员没有受到的力是（ ）
A．重力 B．摩擦力 C．支持力 D．浮力
【答案】B
【详解】ABC．运动员蹲在水平地面上，处于平衡状态，则受到竖直向下的重力与竖直向上的支持力，水平方向由于没有相对运动或相对运动趋势，则不受到摩擦力作用，故AC不符合题意，B符合题意；
D．由于人在空气中，排开了空气，受到空气竖直向上的浮力，但由于浮力很小，不易觉察，故D不符合题意。
故选B。
3．（2022·江苏南通·统考二模）下列四幅图描述的现象中，揭示的物理原理相同的两图是（ ）
A．甲、丙 B．甲、丁 C．乙、丙 D．丙、丁
【答案】A
【详解】甲图，沿纸条上方吹起，纸条上方空气流动速度加快，压强变小，纸条向上飘起，说明流体流动速度快的地方压强小；
乙图，孔明灯上升是利用了空气的浮力；
丙图，用漏斗吹乒乓球，乒乓球上方空气流动速度较快，气压变小，乒乓球上方压强小于下方压强，乒乓球掉不下来，说明流体流动速度快的地方压强小；
丁图，用吸管吸饮料是利用大气压强的作用。
综上所述，揭示的物理原理相同的是甲、丙，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
4．（2022·湖南湘西·统考一模）如图所示，把实心铁圆柱体竖直浸入水中，圆柱体下表面受水的压力为，圆柱体受到水的浮力为，那么下列说法正确的是（ ）
A．浸没前 B．浸没前 C．浸没后 D．浸没后
【答案】C
【详解】AB．根据浮力产生的原因可知，浮力等于物体上下表面的压力差。圆柱体下表面受水的压力为，圆柱体受到水的浮力为，上表面受水的压力为F上，所以浮力为
当物体浸没前，F上=0，所以，故AB错误；
CD．由于浮力为，浸没后，F上≠0，所以，故C正确，D错误。
故选C。
5．（2023·广东深圳·深圳市龙岗区香港中文大学（深圳）附属知新学校校考三模）水平桌面上有甲、乙两个质量和底面积均相同的容器，分别装有密度不同的液体，将两个完全相同的小球放入容器中，静止时两容器中液面高度相同，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
B．甲容器中小球受到的浮力大于乙容器中小球受到的浮力
C．甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强
D．甲容器底部受到液体的压力小于乙容器底部受到液体的压力
【答案】C
【详解】AB．两个小球重力相等，甲图，小球漂浮，浮力等于重力，即F甲=G
乙图，小球悬浮，浮力等于重力，即F乙=G
所以甲容器中小球受到的浮力等于乙容器中小球受到的浮力，根据F浮=ρ液gV排，在浮力相同时，由图知
V甲排所以ρ甲>ρ乙，故AB错误；
CD．两容器中液面高度相同，两种液体的密度不同ρ甲>ρ乙
根据p=ρgh可知，p甲>p乙
由F=pS可知，S相同，容器底受到液体的压力F甲>F乙，故C正确，D错误。
故选C。
6．（2022·内蒙古兴安盟·统考二模）小杰同学在游玩海底世界时，观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示，对气泡上升时受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是（ ）
A．浮力不变，压强不变 B．浮力变小，压强变小
C．浮力变大，压强变大 D．浮力变大，压强变小
【答案】D
【详解】气泡上升时，h变小，由得气泡受到水的压强变小，因此气泡的体积变大，由于一定质量的气体，体积变大，压强变小，所以气泡内的压强变小；由于气泡在上升过程中体积变大，所以根据阿基米德原理可知，气泡所受的浮力在变大。
故选D。
7．（2022·海南·海南中学校考二模）为防治新型冠状病毒的传播，社区进行了全面消毒，如图所示是工作人员身背喷雾器消毒的情景。喷雾器工作利用的原理是（ ）
A．液体在流速大的地方压强小 B．帕斯卡定律
C．大气压原理 D．阿基米德定律
【答案】A
【详解】当喷雾器工作时，细管上端开口处空气流速大，压强小，容器内液面上方气体流速小，压强大，这样细管的上下两开口端就出现了压强差，消毒液在压强差作用下沿着细管喷出。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
8．（2023·山东泰安·统考一模）如图，弹簧测力计下端用轻质细线系着不吸水的实心圆柱体，圆柱体浸没在水中，现将其以1cm/s的速度匀速拉出水面，弹簧测力计示数F随圆柱体上升时间的变化关系如图乙，g取10N/kg，圆柱体表面所沾水和细线体积均不计，则：
①圆柱体的重力大小为2.0N；
②圆柱体在0～20s内，所受浮力一直减小；
③圆柱体的密度为5×103kg/m3；
④圆柱体上表面刚露出水面时，下表面受到水的压强为1000Pa。
下列正确的一组是（ ）
A．只有①②④正确 B．只有①②③正确
C．只有②③④正确 D．只有①③④正确
【答案】D
【详解】①由图乙可知，当圆柱体完全露出水面时，此示数等于为圆柱体的重力G＝F＝2.0N
故①正确；
②圆柱体在0～20s内，所受拉力先不变，根据F浮＝G-F拉力可知浮力先不变，后变小，故②错误；
③由图乙可知，圆柱体完全浸没时弹簧测力计的示数F甲＝1.6N，所以圆柱体完全浸没时所受浮力
F浮＝G-F甲＝2.0N-1.6N＝0.4N
圆柱体排开水的体积
圆柱体的质量
因为圆柱体浸没在水中，所以，圆柱体的体积V＝V排＝4×10﹣5m3
圆柱体的密度，故③正确；
④由图乙知，20s时圆柱体下表面刚刚脱离水面，若不考虑水面高度的变化，则圆柱体的高度
H＝s＝vt＝1cm/s×(20s-10s)＝10cm=0.1m
则圆柱体上表面刚好与液面相平时，圆柱体底部所处的深度h＝H＝10cm＝0.1m
圆柱体底部受到水的压强p＝ρ水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.1m＝1×103Pa，故④正确。
综上分析可知，正确的是①③④，故D正确，ABC错误。
故选D。
9．（2023下·重庆南岸·八年级重庆第二外国语学校校考期中）弹簧测力计下挂一长方体物体，将物体从烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中（如图甲），图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像（忽略液面变化），则下列说法中正确的是（ ）
A．物体的高度为8cm B．物体的体积是500cm3
C．物体的密度是2.25×103kg/m3 D．物体受到的最大浮力是5N
【答案】C
【详解】A．由图像知道，物体的高度（即物体刚浸没时下表面所处的深度）
h=8cm-4cm=4cm，故A错误；
BCD．由图像知道，G=9N，当物体完全浸没时，拉力F=5N，则该物体受到的最大浮力
F浮=G-F=9N-5N=4N
由知道，物体的体积
物体的质量
物体的密度是，故C正确，BD错误。
故选C。
二、填空题
10．（2022·山东临沂·统考二模）2021年12月9日，神舟十三号的航天员给我们做了如图所示“乒乓球在水中浮力消失”的实验，在太空失重状态下，乒乓球排开水的质量 ，排开水的密度 （两空均选填“变大”、“不变”或“变小”）。
【答案】 不变 不变
【详解】[1]质量是物体的一种属性，不随物体的形状、状态、位置、温度的变化而变化，故乒乓球排开水的质量不变，但由于失重环境，乒乓球受到的浮力为零。
[2]密度是物质本身的一种特性，与物质的种类、状态和温度有关，与质量、体积、形状无关，故乒乓球排开水的密度不变。
11．（2022·黑龙江大庆·统考二模）如图甲为盛水的烧杯，上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降，直至将圆柱体全部浸入水中，整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示，圆柱体受到的最大浮力是 ，当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强 400Pa（选填“大于”、“小于”或“等于”）。（不考虑液面变化）
【答案】 6N 等于
【详解】[1]为了便于分析，在弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像线段上标上A、B、C、D四个点如下图所示：
由图像可知，当h＝0时，弹簧测力计示数为9N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知
图像中CD段圆柱体完全浸入水中，排开水的体积不再改变，受到的浮力不再改变，测力计的示数即圆柱体受到的拉力F＝3N，则圆柱体受到的最大浮力为
[2]不考虑液面变化，由图知圆柱体下降高度为4cm时，下表面接触水面，下降8cm时圆柱体刚好浸没水中，此时圆柱体下表面距水面距离是
则下表面受到水的压强为
12．（2022·山东日照·统考二模）用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示。由此处匀速下放物块，直至浸没于水中并继续匀速下放（物块始终未与容器接触）。物块下放过程中，弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。物块完全浸没在水中受到的浮力为 N。
【答案】4
【详解】由图乙可知，物块未浸入水中时，由图乙可知测力计的示数为8N，即物块的重力为，物块完全浸没在水中时，测力计的示数为，则物块完全浸没在水中受到的浮力为
13．（2022·四川内江·校考一模）如图所示，用密度计测量盐水的密度时，若密度计的质量为50g，则密度计受到的浮力为 N，密度计所受浮力的方向是 。（g取10N/kg）
【答案】 0.5N 竖直向上
【详解】[1][2]图中密度计是漂浮的，所以
密度计所受浮力的方向是竖直向上。
14．（2023·内蒙古赤峰·统考模拟预测）2020年11月10日，我国“奋斗者号”潜水器潜入了全世界最深的马里亚纳海沟，该海底深10909m。该潜水器在海面以下下潜过程中受到的浮力 （选填“变大”“不变”或“变小”），当它下潜到水下10000m时，受到海水的压强为 Pa。（假设海水密度保持不变，）。
【答案】 不变 1.0×108
【详解】[1]据阿基米德原理可知，该潜水器在海面以下下潜过程中，海水的密度不变，排开液体的体积不变，故其在海水中所受浮力不变。
[2]潜水器下潜到10000m处受到的压强为
15．（2023·辽宁本溪·统考二模）如图是西北工业大学发明的仿生柔体潜航器。潜航器将两翼固定滑行时，利用了流体流速大的地方压强 来获得升力；潜航器由海水潜航到淡水中时，浮力将 。潜航器在淡水下2m潜航时受到的液体压强为 Pa。（淡水的密度取；海水的密度取；g取）
【答案】 小 变小 2×104
【详解】[1]潜航器将两翼上凸下平，滑行时，上方水的流速大、压强小，下方水的流速小、压强大，从而产生向上的升力，所以是利用了流体流速大的地方压强小来获得升力。
[2]根据公式
潜航器由海水潜航到淡水中时，水的密度变小，排开液体的体积不变，浮力变小。
[3]潜航器在淡水下2m潜航时受到的液体压强为
16．（2023·四川广安·统考二模）如图甲所示用弹簧测力计吊着一长方体物块从空中匀速下降浸没在盛水的圆柱形薄壁容器中。图乙所示的是弹簧测力计示数随物块下降高度变化的关系图像，则物块浸没在水中时受到的浮力为 N；当上表面恰好与水面相平时，下表面受到水的压强为 Pa。（忽略液面高度变化）
【答案】 8 400
【详解】[1]由图像可知，当h≤3cm时，弹簧测力计示数F＝12N不变，此时物块处于空气中，由二力平衡条件可知，物块的重力为
当h≥7cm时，弹簧测力计示数F′=4N不变，此时物块完全浸没，则物块浸没在水中时受到的浮力为
[2]由图像可知，当物块上表面恰好与水面相平时，下表面所处的深度为
则下表面受到水的压强为
三、实验题
17．（2022·河北石家庄·石家庄外国语学校校考模拟预测）某兴趣小组在探究浸在液体中的物体所受浮力大小规律的实验中，做如图1的实验，同一物体A逐渐浸入到密度为的液体中，并通过观察弹簧测力计的示数。
（1）由实验可知A物体浸没在液体中时所受的浮力是 N；
（2）分析比较实验序号甲、乙、丙可初步得出结论： ；
（3）不计烧杯厚度，当A浸没在液体中后，液体未溢出，如图丙，烧杯底受到的液体压力比未放入A时增加了 N；
【拓展】小明同学用下面的方法测出了正方体B的密度，具体操作如下：将边长为的正方体物块B放入圆柱形容器底部，如图a所示。逐渐向容器内倒入水（未溢出），测量容器内水的深度h，计算出该物块对应受到的浮力，并绘制了如图b（实线）所示。（g取）
更换密度为液体重复上述实验，绘制了如图b（虚线）所示的图像。则物块重力为 N，物块密度 ，则液体的密度 。
【答案】 2 同种液体，排开液体体积越大，受到的浮力越大 2 8 0.8×103 0.7×103
【详解】（1）[1]由甲图知，A物体的重力为6N，A物体浸没时，弹簧测力计的示数为4N，A物体浸没在液体中所受的浮力大小为
（2）[2]分析比较实验序号甲、乙、丙，液体的密度相同时，物体排开液体的体积越大，弹簧测力计的示数越小，根据可知，物体受到浮力越大，所以结论为：同种液体，排开液体体积越大，受到的浮力越大。
（3）[3]当A浸没在水中后，水给A一向上的浮力，根据力的作用是相互的可知，A也会给水一向下的压力，所以烧杯中的水对烧杯底部增大的压力
拓展
[4][5]由图像可知，水的深度从
以后物体受到的浮力8N不再发生变化，因
所以，物体处于漂浮状态，因物体漂浮时，受到的浮力和重力相等，所以，物体的重力
物块的体积
物体的密度
[6]由图像可知，当
以后物体在液体中受到的浮力
不变，所以此时物体完全浸没，因物体完全浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，由可得，液体的密度
18．（2022·山东泰安·统考三模）小明利用电子秤、长方体铁块、细线、圆柱形玻璃板、糖水，探究“影响浮力大小的因素”实验。
（1）如图甲，将搅拌均匀的糖水装入柱形杯中，置于电子秤上，示数为400.0g。用质量和体积均不计的细线系好铁块，缓慢浸入装有糖水的容器中，直到乙图所示的位置，发现该过程中电子秤示数逐渐增大。说明：铁块所受浮力大小与 有关；
（2）继续将铁块缓慢浸没到图丙所示位置，通过观察与比较，小明认为物体所受浮力大小与浸没后的深度 （选填“有关”或“无关”），此时金属柱所受浮力大小为 N；
（3）将铁块沉入杯底，松开细线（细线已松弛），此时电子秤的示数如图丁所示，铁块的体积为 cm3，糖水密度为 。
【答案】 排开液体的体积 无关 0.224 20
【详解】（1）[1]金属块逐渐浸入糖水中，排开糖水体积逐渐增大，受到糖水浮力增大，因为力的作用是相互的，所以金属块对糖水有向下力的作用逐渐增大，所以糖水对杯底压力增大，这说明金属块受到的浮力与排开液体的体积有关
（2）[2]由图乙和丙知，液体的密度相同，排开液体的体积也相同，深度不同，电子秤的示数相同，浮力相同，说明物体所受浮力大小与深度无关。
[3]图丙中，金属块所受的浮力
（3）[4]金属块的质量为
根据密度公式知，金属块的体积为
[5]根据阿基米德原理得糖水的密度为
四、计算题
19．（2023·江西宜春·统考一模）如图所示，将密度为、高度为、底面积为的实心圆柱体放入底面积为的水平放置的容器中，并向容器内加水（取）。
（1）圆柱体的重力为多大？
（2）当加水到深时，水对容器底的压强为多大？
（3）继续向容器中加水，当圆柱体对容器底的压力刚好为零时，圆柱体浸入水中的深度是多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）圆柱体的体积
圆柱体的重力
（2）水对容器底的压强
（3）继续向容器中加水，当圆柱体对容器底压力为时，物体刚好漂浮，则
根据可得此时浸入水中的体积排开水的体积
则圆柱体浸入水中的深度
答：（1）圆柱体的重力为。
（2）当水加到深时，水对容器底的压强为。
（3）继续向容器中加水，当圆柱体对容器底压力为时，圆柱体浸入水中的深度为。
20．（2020·河北石家庄·石家庄市第四十一中学校考一模）如图所示，实心正方体铜块A重89N，放置在水平地面上的平底薄壁容器底面积为0.02m2，内装100N的水，现将实心铜块A系在弹簧测力计挂钩上，并把它完全浸没于容器内的水中（水未溢出，铜块未接触容器底部）求：
（1）若将铜块A静置于水平桌面上，它对水平桌面的压强是多少？
（2）将铜块A浸入水中，当浸入体积为其一半时弹簧测力计的示数是多少？
（3）铜块完全浸没于水中与未放铜块A前相比，水对容器底的压强增大了多少？（已知ρ铜=8.9×103kg/m3，g=10N/kg）
【答案】（1）8900Pa；（2）84N；（3）500Pa
【详解】解：（1）已知实心正方体铜块A重89N，g=10N/kg，则这铜块的质量为
铜块的密度ρ铜=8.9×103kg/m3，则这铜块的体积为
该铜块为正方体，它的边长为
该铜块与水平桌面的接触面积为
该铜块对水平桌面的压力为89N，根据压强公式，可知
它对水平桌面的压强为8900Pa。
（2）将铜块A浸入水中，当浸入体积为其一半时，它排开水的体积为
根据阿基米德原理可知，它受到的浮力大小为
已知铜块的重力为89N，铜块一半浸没在水中，处于平衡状态，受力平衡，自身的重力、浮力和弹簧测力计的拉力，这三力平衡，可得弹簧测力计的拉力大小为
弹簧测力计的示数为84N。
（3）铜块完全浸没于水中，排开水的体积，大小等于其自身的体积大小，即
平底薄壁容器底面积为0.02m2，则容器中水面升高的高度为
根据液体压强公式可知，水对容器底的压强增大量为
水对容器底的压强增大了500Pa。
答：（1）若将铜块A静置于水平桌面上，它对水平桌面的压强是8900Pa；
（2）将铜块A浸入水中，当浸入体积为其一半时弹簧测力计的示数是84N；
（3）铜块完全浸没于水中与未放铜块A前相比，水对容器底的压强增大了500Pa。中小学教育资源及组卷应用平台
浮力
第1节 阿基米德原理
课标要求
2.2.9 通过实验，认识浮力。探究并了解浮力大小与哪些因素 有关。知道阿基米德原理，能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象。 4.2.4 探究浮力大小与哪些因素有关。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 浮力产生的原因 ★★ 本章出现的题型有选择题、填空题、做图题、实验题和解答题，本章的题型难度范围跨度范围较大，包含简单题、中档题和压轴题，简单题中往往考察基础概念和现象分析。中档题中，主要考察一些关于浮力的简单计算。压轴题中，往往和压强、杠杆和滑轮知识相结合。
考点2 探究浮力大小的影响因素 ★★★
考点3 阿基米德原理 ★★★
★★★代表必考点，★★代表常考点，★星表示中频考点。
知识点一、浮力
1.定义：浸在液体或气体中的物体受到向上的力，这个力叫做浮力.用符号表示
2.浮力的方向：竖直向上（与重力方向相反）.
3.浮力产生的原因：浸没在液体中的物体，其上、下表面都受到液体对它的压力不同，这就是浮力产生的原因.
知识点二、实验：探究浮力的大小的决定因素
实验目的：
（1）探究浮力的大小跟物体浸没深度的关系；
（2）探究浮力的大小跟物体排开液体体积的关系；
（3）探究浮力的大小跟液体密度的关系.
2. 实验思路：
（1）探究浮力的大小跟物体浸没深度的关系时，要控制物体浸在液体中的体积相同、液体的密度相同，只改变物体浸没在液体中的深度.
（2）探究浮力的大小跟物体排开液体体积的关系时，要控制液体的密度相同、物体相同，只改变物体排开液体的体积.
（3）探究浮力的大小跟液体密度的关系时，要控制物体浸没在水中的体积相同、物体相同，只改变液体的密度（种类）.
3. 实验结论：物体在液体中所受浮力的大小，跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关.物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大.
知识点三、阿基米德原理
1.阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力.
2.公式：，还可以用公式表示.
3.物理量及单位：表示液体密度，单位为kg/cm3，表示物体排开水的体积，单位是.
4.适用范围：阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体.
考点一 浮力产生的原因
浮力的产生：如图所示，浸没在液体中的长方体，两个相对的侧面所受液体的压力相互平衡；长方体上、下表面所处深度不同，液体对其下表面的压强大于液体对其上表面的压强，而上、下表面的面积相同，所以液体对长方体向上的压力大于液体对它向下的压力．
计算：
角度1：判断物体是否受到浮力作用
【例1】（多选）（2023·湖南株洲·统考中考真题）2023年5月28日，国产大飞机C919成功商业首航。图为正在飞行时的C919，下列说法正确的是（ ）
A．机翼的主要作用是提供浮力 B．机翼的主要作用是产生升力
C．以地面为参照物，飞行员是静止的 D．以座舱为参照物，飞行员是静止的
【变式1】（2022·四川内江·统考一模）不同鱼缸里的两条鱼，趴在水底争论不休，它们说法正确的是（ ）
A．甲鱼缸的鱼说压强是由水的重力产生的，所以它受压强大
B．乙鱼缸的鱼说压强与深度有关，所以它受压强大
C．甲鱼缸的鱼说只要在水里的东西都受到浮力的作用
D．乙鱼缸的鱼说水底的石头没有浮起来，石头没受到浮力
【变式2】（2022·湖南株洲·株洲二中校考模拟预测）在太空失重环境下，宇航员是可以“飘”在航天舱内的，在航天舱内将一个乒乓球压入水中，如图所示，轻轻松开手后，乒乓球会（ ）
A．保持不动 B．下沉最终沉底
C．上浮最终漂浮 D．可能上浮也可能下沉
角度2：浮力的方向及产生的原因
【例2】（2023·山东东营·统考中考真题）如图所示，一枚鸡蛋漂浮在盛有盐水的容器中。请画出该鸡蛋的受力示意图。
【答案】
【变式1】（2023·四川成都·校考模拟预测）课上老师演示了如下实验：将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下，把乒乓球（直径略大于瓶口直径）放入瓶内并注水，看到有少量水从瓶口流出，此时乒乓球静止，如图甲所示；然后用瓶盖堵住瓶口，一会儿乒乓球浮起来了，最终浮在水面上静止，如图乙所示。关于以上现象，下列分析错误的是（ ）
A．图甲中，乒乓球没有受到水的浮力作用
B．图甲中，乒乓球受到的支持力与受到的重力和水的压力平衡
C．图乙中，乒乓球受到重力、浮力和水的压力的作用
D．图乙中，乒乓球受到水竖直向上的压力和重力的作用
【变式2】（2023·河北廊坊·廊坊市第四中学校考模拟预测）2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆。图甲是航天员王亚平在空间站做的乒乓球浮力消失实验，图乙为某物理老师做的浮力实验。下列说法错误的是（ ）
A．液体内部存在向各个方向的压强，是由于液体受重力，且有流动性
B．图甲，太空中失重状态下，水的密度小到零
C．图甲，液体对乒乓球没有压力差，因此浮力消失
D．图乙，乒乓球受到液体压力，因此受到浮力作用
角度3：根据浮力产生的原因计算浮力的大小
【例3】（2023·上海长宁·统考一模）如图所示，将重为10牛的圆柱体A用细绳悬挂着竖直浸没在水中某一深度处，上、下表面受到水的压力F上、F下分别为2牛和8牛，则A受到水的浮力F浮为 牛；用剪刀将细绳剪断瞬间，A所受的合力为 牛；细绳剪断后，圆柱体A在水中竖直下沉过程中，压力F上、F下和浮力F浮变大的是 （填写力的符号）。
【变式1】（2023·山东枣庄·统考二模）一个竖直悬挂在水中的圆柱体，上表面受到的水的压力为5N，下表面受到水的压力为13N，这个圆柱体受到的水的浮力为（ ）
A．18 N B．5 N C．13 N D．8 N
【变式2】（2023·上海静安·统考二模）重为20牛，体积为米3的金属块从空中竖直下落，若金属块在下落时受到的空气阻力始终为0.2牛，则金属块在下落过程中所受的合力为 牛；当该金属块浸没在水中后，所受的浮力为 牛，若此时该金属块上表面受到水的压力为7.84牛，则金属块下表面受到水的压力为 牛。
考点二 探究浮力大小的影响因素
称重法求物体所受的浮力：由于浮力的方向竖直向上，与重力的方向刚好相反，可以先把物体挂在弹簧测力计下，测得物体在空气中的重力，再把物体浸在液体中，记下弹簧测力计的示数，则物体此时在这种液体中所受的浮力，这种求浮力的方法为称重法.此法适用于求解在液体中下沉的物体所受到的浮力.
产生浮力的液体的受力情况：浸在液体中的物体受到液体施加的浮力，由于物体间力的作用是相互的，物体也对液体产生了反作用力，其大小等于浮力，方向与浮力方向相反.
角度1：称重法测浮力的大小
【例4】（2023·陕西·统考中考真题）如图，用细线将一个质量为27g、体积为10cm3的铝块系在电子测力计的挂钩上，使铝块完全浸没在水中静止不动，此时，该铝块受到的浮力为 N，电子测力计的示数 N。若使铝块在水中继续下降，它所受的浮力将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。（g取10N/kg，细线重力忽略不计）
【变式1】（2023·广东珠海·珠海市文园中学校考三模）如图所示，将同一金属块挂在弹簧测力计下，分别浸没在水和酒精两种液体中静止（ρ水=1.0×103 kg/m3，ρ酒精=0.8×103 kg/m3）；甲图中弹簧测力计的示数为F1，乙图中弹簧测力计的示数为F2。金属块在两种液体中受到的浮力F随浸入液体中的深度h变化图像如图丙所示，a、b相应的倾斜直线与横轴夹角分别为α、β。则甲烧杯中所盛液体为 ；图像丙中= ；金属块密度ρ= kg/m3。
【变式2】（多选）（2023·山东青岛·二模）实验小组进行“探究影响浮力大小的因素”实验，实验步骤及现象如图所示，分析实验步骤、测量结果可知（ ）
A．图乙中物体受到0.5N的浮力
B．图丙和图乙中，A排开液体的体积之比为1∶2
C．图丙中，将物体A继续向下运动，弹簧测力计示数继续减小
D．物体A的密度为4×103kg/m3
角度2:探究浮力大小的影响因素
【例5】（2023·黑龙江·统考中考真题）如图所示是物理兴趣小组探究“影响浮力大小的因索”的实验，根据他的实验探究数据，请你回答下列问题：（ρ水=1.0×103kg/m3）
（1）由图可知物体浸没在水中受到的浮力F浮= N；
（2）由图ACD可知，浮力大小与物体浸没深度 （选填“无关”或“有关”）；
（3）分析此实验可得出：物体受到的浮力大小与 和 有关；
（4）经进一步计算可知物体体积V= m3，物体的密度ρ= kg/m3。
【变式1】（2023·宁夏银川·银川市第三中学校考模拟预测）在学习了“浮力”的知识后，张强同学提出了一个问题：浸在液体中的物体受到浮力的大小与深度有关吗？经过思考，他在学校实验室找来了弹簧测力计、烧杯、一个金属块、水等器材。设计并进行了如图所示的探究实验：
（1）由实验可知，金属块在图A中受到的浮力为 N；
（2）张强同学根据图A、B两次实验，得出：物体浸在液体中的深度越深，所受浮力越大。你认为他的实验结论是 （填“正确”或“错误”）的，原因是 。
（3）通过实验可知：物体完全浸没后，所受浮力的大小与在液体中的深度 ，在由图A至图C的过程中，金属块受到水的压强 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）根据实验，可求出该金属块的密度为 kg/m3。
【变式2】（2023·黑龙江绥化·统考模拟预测）实验室提供如下器材：弹簧测力计、足够大的量筒、烧杯、金属块、细线及其他简单辅助器材。小华在探究浮力大小与哪些因素有关的实验中，做了如图所示的实验。
（1）比较甲和乙可知，浸在液体中的物体，受到 （填方向）的浮力作用。
（2）分析乙和丙可知，弹簧测力计测得拉力的大小关系是F1 （选填“”“”或“”）F2，这说明浮力的大小与 有关。
（3）通过探究乙和丁， （选填“能”或“不能”）得到浮力大小与液体密度的关系。
（4）若要测量悬浮在水中的某物体受到的浮力，选用上述提供的器材中的 （选填提供的器材中的一种测量工具）就能测得，理由是 。
考点三 阿基米德原理
阿基米德原理的五点透析
（1）原理中所说的“浸在液体中的物体”包含两种状态，一是物体的全部体积都浸入液体里，即物体浸没在液体里；二是物体的一部分体积浸入液体里，另一部分露在液面以上.
（2）是指被物体排开的液体所受的重力，表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力.
（3）V排表示被物体排开的液体的体积，当物体全部浸入液体里时，；当物体只有一部分浸入液体里时，
（4）由可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、液体的多少等因素无关.
（5）阿基米德原理也适用于气体，但公式中应该为.
角度1：利用阿基米德原理计算浮力的大小、密度和质量
【例6】（2023·四川遂宁·统考中考真题）小刘应用图甲所示器材进行如下探究：升降台AB上放置轻质薄壁柱形容器，容器底面积为200cm2，内装15cm深的水；将弹簧上端固定在力传感器上，下端悬挂重20N、高20cm、横截面积为50cm2的长方体石块，石块下表面刚好与水面接触；已知弹簧伸长量ΔL与受到的拉力F的关系如图乙所示。将升降台AB缓慢升高（全过程水不会溢出），当传感器显示拉力为12N时（不计弹簧自重），与升降台升高前相比，容器底部受到的压强变化了 Pa。升降台AB升高的高度为 cm。（ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg）
【变式1】（2023·山东德州·统考一模）如图是我国首艘10万吨级智慧渔业大型工船“国信1号”。它的排水量为13×105t，满载时排开海水的体积为 m3；满载时工船所受的浮力为 N。（海水取1.0×103kg/m3）
【变式2】（2023·云南昆明·统考二模）如图所示为测量小石块所受浮力大小的实验，小石块重3.2N，将其浸没在装满水的溢水杯中，小石块排出的水全部收集在小烧杯中，小石块浸没在水中时所受浮力的大小为 N，结合阿基米德原理知识可知，小烧杯中水的重力为 N。
角度2：浮力与深度图像问题
【例7】（2020·四川雅安·统考中考真题）预计2020年通车的雨城区“大兴二桥”在施工时，要向江中沉放大量的施工构件。如图甲所示，假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中，在沉入过程中，其下表面到水面的距离h逐渐增大，构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示（g取10N/kg）。下列判断正确的是（ ）
A．构件的边长为4m
B．构件的密度为3×103kg/m3
C．浮力F1随h变化的图线是图乙中的①图线
D．当构件的下表面距江而4m深时，构件上表面受到江水的压强为4×104Pa
【变式1】（2022·广西钦州·统考二模）如图甲所示，立方体木块下端用一段细线与之相连，细线另一端固定在容器底（容器高比细线与木块边长之和大得多）。现向容器中慢慢加水（如图乙），直到装满容器。细线的拉力用F表示，容器中水的深度用h表示，则拉力F随深度h的变化关系图像是（ ）
A．B．C． D．
【变式2】（2022·安徽马鞍山·统考二模）如图甲为底面积为200cm2的圆柱形容器中盛有水，上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降，直至圆柱体刚好接触底部，整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示，则圆柱体的密度为 kg/m3。
角度3：应用阿基米德原理解释生活中的现象
【例8】（2022·福建龙岩·统考模拟预测）2021年12月9日，神舟十三号的航天员在空间站做了乒乓球在水中浮力消失的实验，如图所示。太空中失重状态下，下列说法正确的是（ ）
A．水的密度减小到零 B．乒乓球没有排开水
C．乒乓球的质量为零 D．乒乓球排开的水重力为零
【变式1】（2023·河南平顶山·统考二模）如图所示，潜水员正潜没在海水中，他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气，以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是（ ）
A．下潜过程中，受到海水的压强变大
B．水平游动时，受到海水的压强变小
C．下潜过程中，需对背心进行充气
D．对背心进行放气后，受到海水的浮力变大
【变式2】（2023·海南·统考中考真题）“强军筑梦，挺进深蓝”。海军372潜艇起航驶离军港，奔赴深海大洋。该潜艇完全浸没后，下潜过程中所受的浮力 ，从密度小的海域进入密度大的海域所受的浮力 （均选填“变大”“不变”或“变小”）。
一、单选题
1．（2023·山东潍坊·统考中考真题）5月8日，在2023年世界泳联跳水世界杯蒙特利尔站的女子单人十米跳台决赛中，中国选手全红婵夺得冠军。图示为其参加比赛时的分解动作示意图。不考虑空气阻力，下列对全红婵的分析正确的是（ ）
A．在跳台静止时，只受到重力作用 B．到达最高点时，受到平衡力作用
C．从最高点到入水前的过程中，惯性不变 D．入水过程中，所受浮力方向取决于入水的角度
2．（2023·江苏常州·统考中考真题）为拯救濒危物种中华鲟，生物学家在放养的中华鲟身上拴上定位硬壳胶囊。数天后，胶囊与潜入水中的中华鲟脱离，最终漂浮于江面发射定位信号，脱离后，胶囊受到的浮力随时间变化的关系为下列图中的（ ）
A． B． C． D．
3．（2023·山东济南·统考中考真题）把一块石头和一个西红柿同时放入水中，它们静止时西红柿漂在水面上，而石头沉入了水底，如图所示。石头和西红柿在水中受到的浮力的大小相比较（ ）
A．石头受到的浮力更大些
B．西红柿受到的浮力更大些
C．石头和西红柿受到的浮力一样大
D．无法比较石头和西红柿受到的浮力大小
二、多选题
4．（2023·四川泸州·统考中考真题）小明在探究沉与浮的条件时，用一根细线连接A、B两个物体，放在盛水的烧杯中，处于悬浮状态，如图甲所示。剪断细线后，A物体处于漂浮状态，B物体沉到烧杯底部，如图乙所示。设甲、乙两图烧杯对桌面的压强分别为p1、p2，水对烧杯底部的压强变化为Δp，甲图中细线的拉力为F，乙图中B物体对烧杯底部的压强为pB。已知B物体的重力为G，体积为V，烧杯的底面积为S，水的密度为ρ。以下关系式正确的有（ ）
A．p1＞p2 B．F＝G﹣ρgV
C． D．
三、填空题
5．（2022·湖南株洲·统考中考真题）在“测量浮力大小”的实验中，由图甲可知金属块受到的重力是 N，现将金属块完全浸没到水中，弹簧测力计的示数变为如图乙所示，则金属块受到水的浮力是 N。
四、作图题
6．（2022·四川宜宾·统考中考真题）如图，一轻质细绳上端系着一重为G的氢气球，下端固定在水平地面，细绳在竖直方向被拉紧。氢气球保持静止，O点为氢气球的重心。请在图中画出氢气球的受力示意图。
五、实验题
7．（2023·甘肃兰州·统考中考真题）小刚游泳时发现，人从浅水区走向深水区的过程中所受浮力逐渐变大。于是他猜想浮力的大小可能与物体浸在液体中的深度有关。为了验证自己的猜想是否正确，他设计并完成了如图甲所示的实验，并将详细的实验数据记录在表格中。
物块下表面所处深度h/cm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
弹簧测力计示数F/N 4.6 4.2 3.8 3.4 3.0 2.6 2.2 2.2 2.2 2.2
物块所受浮力F浮/N 0 0.4 0.8 1.6 2.0 2.4 2.4 2.4 2.4
（1）表格中所缺数据为 ，请在图乙中画出浮力大小F浮与物块下表面所处深度h之间的关系图像 ；
（2）分析上述实验，请解释人从浅水区走向深水区时浮力为什么会变大？ 。；
（3）由图B和表中数据可知，物块下表面受到水的压强为 Pa）；
（4）为了继续探究浮力的大小是否与液体密度有关，他应该采取的操作是： 。
8．（2023·湖北十堰·统考中考真题）如图是小青“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验，弹簧测力计示数的大小关系是：．
（1）乙图中物块受浮力大小的表达式， ；
（2）小青比较甲、乙、丙三图，得出浮力大小与深度有关的结论，有同学指出这个结论不可靠，原因是 ；
（3）如果实验中水的密度大于液体的密度，则弹簧测力计示数大小关系应满足 （选填“大于”、“等于”或“小于”）。
六、综合题
9．（2022·湖北襄阳·统考中考真题）一底面积为8cm2的容器放置在水平地面上（如图甲所示），内放有一创意“潜艇”模型。“潜艇”是由高20cm、底部嵌有金属块的塑料制成的柱体（ρ塑料＝0.8×103kg/m3）。缓慢向图甲所示容器中注水到一定深度时“潜艇”会漂浮，继续注水到24cm时停止，注水质量m与容器中水的深度h的m-h关系图象如图乙所示。当把“潜艇”水平切掉一部分后，剩余部分放入水中恰好悬浮（如图丙所示），测得“潜艇”剩余部分的质量为0.05kg。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）求：
（1）图丙中“潜艇”剩余部分悬浮于水中时受到的浮力为 N；由图乙分析可知，当注水深度为 cm时，“潜艇”对容器底部压力刚好为0；
（2）注水停止时水对容器底部的压力 ；
（3）“潜艇”水平切掉的高度Δh以及图乙中m1的值各为多少 ？
七、计算题
10．（2022·内蒙古兴安盟·统考中考真题）在物理实验操作考核中，水平桌面上放置底面积为100cm2圆柱形容器（不计容器壁厚度），内有一定量的水（如图甲）。某考生用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体，从水面开始缓慢浸入水中，拉力F与圆柱体下表面到水面的距离h变化关系如图乙所示。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）圆柱体浸没在水中时所受到的浮力；
（2）圆柱体的体积；
（3）圆柱体的密度。
一、单选题
1．（2022·山东临沂·统考二模）2022年3月23日，中国空间站第二次太空授课活动圆满完成！神舟13号航天员翟志刚、王亚平、叶光富相互配合，讲解了很多实验现象。关于这次太空授课，下列说的错误的是（ ）
A．在空间站内可以使用弹簧测力计测量拉力
B．放在水中的乒乓球不受浮力
C．航天员把冰墩墩带到太空中，冰墩墩的质量会变小
D．空间站里的水呈现球形是因为水分子之间相互作用的引力造成的
2．（2023·江西上饶·校联考二模）某运动员以如图所示的姿势蹲在水平地面上，则该运动员没有受到的力是（ ）
A．重力 B．摩擦力 C．支持力 D．浮力
3．（2022·江苏南通·统考二模）下列四幅图描述的现象中，揭示的物理原理相同的两图是（ ）
A．甲、丙 B．甲、丁 C．乙、丙 D．丙、丁
4．（2022·湖南湘西·统考一模）如图所示，把实心铁圆柱体竖直浸入水中，圆柱体下表面受水的压力为，圆柱体受到水的浮力为，那么下列说法正确的是（ ）
A．浸没前 B．浸没前 C．浸没后 D．浸没后
5．（2023·广东深圳·深圳市龙岗区香港中文大学（深圳）附属知新学校校考三模）水平桌面上有甲、乙两个质量和底面积均相同的容器，分别装有密度不同的液体，将两个完全相同的小球放入容器中，静止时两容器中液面高度相同，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
B．甲容器中小球受到的浮力大于乙容器中小球受到的浮力
C．甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强
D．甲容器底部受到液体的压力小于乙容器底部受到液体的压力
6．（2022·内蒙古兴安盟·统考二模）小杰同学在游玩海底世界时，观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示，对气泡上升时受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是（ ）
A．浮力不变，压强不变 B．浮力变小，压强变小
C．浮力变大，压强变大 D．浮力变大，压强变小
7．（2022·海南·海南中学校考二模）为防治新型冠状病毒的传播，社区进行了全面消毒，如图所示是工作人员身背喷雾器消毒的情景。喷雾器工作利用的原理是（ ）
A．液体在流速大的地方压强小 B．帕斯卡定律
C．大气压原理 D．阿基米德定律
8．（2023·山东泰安·统考一模）如图，弹簧测力计下端用轻质细线系着不吸水的实心圆柱体，圆柱体浸没在水中，现将其以1cm/s的速度匀速拉出水面，弹簧测力计示数F随圆柱体上升时间的变化关系如图乙，g取10N/kg，圆柱体表面所沾水和细线体积均不计，则：
①圆柱体的重力大小为2.0N；
②圆柱体在0～20s内，所受浮力一直减小；
③圆柱体的密度为5×103kg/m3；
④圆柱体上表面刚露出水面时，下表面受到水的压强为1000Pa。
下列正确的一组是（ ）
A．只有①②④正确 B．只有①②③正确
C．只有②③④正确 D．只有①③④正确
9．（2023下·重庆南岸·八年级重庆第二外国语学校校考期中）弹簧测力计下挂一长方体物体，将物体从烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中（如图甲），图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像（忽略液面变化），则下列说法中正确的是（ ）
A．物体的高度为8cm B．物体的体积是500cm3
C．物体的密度是2.25×103kg/m3 D．物体受到的最大浮力是5N
二、填空题
10．（2022·山东临沂·统考二模）2021年12月9日，神舟十三号的航天员给我们做了如图所示“乒乓球在水中浮力消失”的实验，在太空失重状态下，乒乓球排开水的质量 ，排开水的密度 （两空均选填“变大”、“不变”或“变小”）。
11．（2022·黑龙江大庆·统考二模）如图甲为盛水的烧杯，上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降，直至将圆柱体全部浸入水中，整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示，圆柱体受到的最大浮力是 ，当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强 400Pa（选填“大于”、“小于”或“等于”）。（不考虑液面变化）
12．（2022·山东日照·统考二模）用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示。由此处匀速下放物块，直至浸没于水中并继续匀速下放（物块始终未与容器接触）。物块下放过程中，弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。物块完全浸没在水中受到的浮力为 N。
13．（2022·四川内江·校考一模）如图所示，用密度计测量盐水的密度时，若密度计的质量为50g，则密度计受到的浮力为 N，密度计所受浮力的方向是 。（g取10N/kg）
14．（2023·内蒙古赤峰·统考模拟预测）2020年11月10日，我国“奋斗者号”潜水器潜入了全世界最深的马里亚纳海沟，该海底深10909m。该潜水器在海面以下下潜过程中受到的浮力 （选填“变大”“不变”或“变小”），当它下潜到水下10000m时，受到海水的压强为 Pa。（假设海水密度保持不变，）。
15．（2023·辽宁本溪·统考二模）如图是西北工业大学发明的仿生柔体潜航器。潜航器将两翼固定滑行时，利用了流体流速大的地方压强 来获得升力；潜航器由海水潜航到淡水中时，浮力将 。潜航器在淡水下2m潜航时受到的液体压强为 Pa。（淡水的密度取；海水的密度取；g取）
16．（2023·四川广安·统考二模）如图甲所示用弹簧测力计吊着一长方体物块从空中匀速下降浸没在盛水的圆柱形薄壁容器中。图乙所示的是弹簧测力计示数随物块下降高度变化的关系图像，则物块浸没在水中时受到的浮力为 N；当上表面恰好与水面相平时，下表面受到水的压强为 Pa。（忽略液面高度变化）
三、实验题
17．（2022·河北石家庄·石家庄外国语学校校考模拟预测）某兴趣小组在探究浸在液体中的物体所受浮力大小规律的实验中，做如图1的实验，同一物体A逐渐浸入到密度为的液体中，并通过观察弹簧测力计的示数。
（1）由实验可知A物体浸没在液体中时所受的浮力是 N；
（2）分析比较实验序号甲、乙、丙可初步得出结论： ；
（3）不计烧杯厚度，当A浸没在液体中后，液体未溢出，如图丙，烧杯底受到的液体压力比未放入A时增加了 N；
【拓展】小明同学用下面的方法测出了正方体B的密度，具体操作如下：将边长为的正方体物块B放入圆柱形容器底部，如图a所示。逐渐向容器内倒入水（未溢出），测量容器内水的深度h，计算出该物块对应受到的浮力，并绘制了如图b（实线）所示。（g取）
更换密度为液体重复上述实验，绘制了如图b（虚线）所示的图像。则物块重力为 N，物块密度 ，则液体的密度 。
18．（2022·山东泰安·统考三模）小明利用电子秤、长方体铁块、细线、圆柱形玻璃板、糖水，探究“影响浮力大小的因素”实验。
（1）如图甲，将搅拌均匀的糖水装入柱形杯中，置于电子秤上，示数为400.0g。用质量和体积均不计的细线系好铁块，缓慢浸入装有糖水的容器中，直到乙图所示的位置，发现该过程中电子秤示数逐渐增大。说明：铁块所受浮力大小与 有关；
（2）继续将铁块缓慢浸没到图丙所示位置，通过观察与比较，小明认为物体所受浮力大小与浸没后的深度 （选填“有关”或“无关”），此时金属柱所受浮力大小为 N；
（3）将铁块沉入杯底，松开细线（细线已松弛），此时电子秤的示数如图丁所示，铁块的体积为 cm3，糖水密度为 。
四、计算题
19．（2023·江西宜春·统考一模）如图所示，将密度为、高度为、底面积为的实心圆柱体放入底面积为的水平放置的容器中，并向容器内加水（取）。
（1）圆柱体的重力为多大？
（2）当加水到深时，水对容器底的压强为多大？
（3）继续向容器中加水，当圆柱体对容器底的压力刚好为零时，圆柱体浸入水中的深度是多少？
20．（2020·河北石家庄·石家庄市第四十一中学校考一模）如图所示，实心正方体铜块A重89N，放置在水平地面上的平底薄壁容器底面积为0.02m2，内装100N的水，现将实心铜块A系在弹簧测力计挂钩上，并把它完全浸没于容器内的水中（水未溢出，铜块未接触容器底部）求：
（1）若将铜块A静置于水平桌面上，它对水平桌面的压强是多少？
（2）将铜块A浸入水中，当浸入体积为其一半时弹簧测力计的示数是多少？
（3）铜块完全浸没于水中与未放铜块A前相比，水对容器底的压强增大了多少？（已知ρ铜=8.9×103kg/m3，g=10N/kg）
