4 沉与浮
知识点1 物体的浮沉条件
1．关于潜水艇的悬浮、下沉、上浮三种状态，下列说法正确的是( )
A．上浮时潜艇所受海水的压强变大
B．浮出海面前，三种状态下所受浮力大小相等
C．下沉时要从水舱排出一部分海水
D．在任意深度处，潜水艇外表面所受压力不变
2．(山东临沂期中)鸡蛋放入水中沉入杯底；向杯中加盐，使鸡蛋慢慢上浮直至漂浮在液面。该过程中关于鸡蛋所受的浮力大小，下列说法正确的是( )
A．始终保持不变 B．始终变大
C．先变大，后不变 D．先不变，后变大
3．(四川广元苍溪县二模)将两个质量相同的橡皮泥做成实心球形和碗形，分别放入甲、乙两杯水中，静止时如图所示，由此可知，橡皮泥的密度__ __水的密度，甲杯中橡皮泥所受的浮力__ __乙杯中橡皮泥所受的浮力。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
4．(贵州中考)泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示，冲泡茶叶时，部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大，由于浮力大于重力而__ __；茶叶充分吸水后由于其密度__ __水的密度而下沉。
5．(山东济南月考)在园博园中，漂浮在水面上的充气“大黄鸭”。已知“大黄鸭”的质量为50 kg。求：(g取10 N/kg)
(1)“大黄鸭”所受的浮力；
(2)“大黄鸭”排开水所受的重力；
(3)“大黄鸭”排开水的体积。
知识点2 控制浮与沉
6．(山东济宁期末)如图，将一简易密度计先后放入甲、乙两种不同液体里。两种液体密度分别为ρ甲、ρ乙，密度计所受的浮力分别为F1、F2。下列说法正确的是( )
A．ρ甲>ρ乙 F1> F2
B．ρ甲>ρ乙 F1＝F2
C．ρ甲<ρ乙 F1< F2
D．ρ甲<ρ乙 F1＝F2
7．如图所示，在我国“2022巅峰使命”珠峰科考中，极目一号Ⅲ型浮空艇到达海拔9 032 m 的高度，对珠峰地区气候进行数据测量。浮空艇能升空是因为内部充入了密度比空气密度__ __的气体，在上升过程中，浮空艇受到的大气压强越来越__ __。(两空均选填“大”或“小”)
8．(河北邢台月考)2024年1月7日，国产首艘大型邮轮“爱达魔都号”顺利完成首航，安全靠泊上海吴淞口国际邮轮港。“爱达·魔都号”全长323.6 m，满载排水量约为1.36×105 t，拥有2 125间客房和套房，满载可容纳5 246名宾客。当其满载航行时所受的浮力为__ __ N，当“爱达·魔都号”从东海驶入长江时，它所受的浮力会__ __(选填“变大”“变小”或“不变”)，船身会__ __(选填“上浮”或“下沉”)一些。(g取10 N/kg)
9．(四川巴中中考)一个体积为100 cm3、质量为90 g的球放入足够深的水中，g取10 N/kg，静止后的状态及所受浮力大小为( )
A．漂浮 0.9 N B．漂浮 1 N
C．沉底 0.9 N D．沉底 1 N
10．(江苏南通中考)将新鲜度不同的甲、乙两鸡蛋放入水中，静止时的状态如图所示，下列说法正确的是( )
A．若甲、乙体积相等，甲受到的浮力小
B．若甲、乙质量相等，甲受到的浮力小
C．向杯中加盐水后，乙受到的浮力变大
D．向杯中加酒精后，乙受到的浮力变大
11．(山东威海期中改编)小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”(如图)，他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧瓶盖使其密封，用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉，松手后“浮沉子”即上浮。下列说法不正确的是( )
A．“浮沉子”下沉时，所受的重力大于它所受的浮力
B．无论怎样挤压矿泉水瓶侧面，“浮沉子”不可能悬浮在水中
C．“浮沉子”上浮时，小瓶内的压缩空气会将内部的水压出
D．潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同
12．(山东临沂中考)水平桌面上的两个相同的烧杯中盛有两种不同的液体，两个相同的物块在液体中静止时两液面相平，如图所示。下列选项中的物理量，相等的是( )
A．两物块底部所受的压力
B．两物块排开液体的质量
C．两液体对烧杯底的压强
D．两烧杯对桌面的压强
13．(广西中考)如图所示，桌子上有一个底面积为2×10-2 m2、内盛有某液体的圆柱形容器，物块A(不吸液体)漂浮在液面上，则A的密度__ __(选填“大于”“小于”或“等于”)液体的密度，若A的密度为0.5×103 kg/m3，体积为4×10-4m3，则A的质量为__ __ kg。现用力压A，使其缓慢向下，直到恰好浸没在液体中(液体未溢出)，此时液体对容器底部压强增大了80 Pa，则该液体的密度为__ __ kg/m3。
14．(广东深圳中考)“海葵一号”是中国自主设计并建造的亚洲首艘浮式生产储卸型装置，“海葵一号”漂浮在大海上工作，从空中俯瞰像一朵绽放的葵花。思考乐傲傲同学查阅资料得知：“海葵一号”的质量是3.7×107 kg，满载时排开海水的质量是1.0×108 kg。求：(g 取10 N/kg，ρ海水＝1.0×103 kg/m3)
(1)“海葵一号”满载时所受的浮力；
(2)“海葵一号”一次最多能储存石油的质量；
(3)当一架3×104 N的直升机停放在“海葵一号”的水平停机坪上时，直升机与停机坪接触的面积是0.06 m2，直升机对停机坪的压强。
15．(科学态度与责任)(江苏常州中考)为实施流花11－1油田二次开发，中国工程师需要将导管架从陆地工厂运至海洋指定位置。
①工程师将导管架装载在驳船上，静止时驳船排开海水的体积为8×104 m3，如图甲所示；
②驳船将导管架运至海洋指定位置后，导管架被推入海中，如图乙所示；
③驳船和导管架完全分离后，静止时空驳船排开海水的体积为5×104 m3，如图丙所示；
已知导管架的体积为3.3×104 m3。求：(ρ海水＝1.1×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)导管架所受的重力大小；
(2)导管架和驳船完全分离后，导管架最终静止时所受的浮力大小。4 沉与浮
知识点1 物体的浮沉条件
1．关于潜水艇的悬浮、下沉、上浮三种状态，下列说法正确的是( B )
A．上浮时潜艇所受海水的压强变大
B．浮出海面前，三种状态下所受浮力大小相等
C．下沉时要从水舱排出一部分海水
D．在任意深度处，潜水艇外表面所受压力不变
2．(山东临沂期中)鸡蛋放入水中沉入杯底；向杯中加盐，使鸡蛋慢慢上浮直至漂浮在液面。该过程中关于鸡蛋所受的浮力大小，下列说法正确的是( C )
A．始终保持不变 B．始终变大
C．先变大，后不变 D．先不变，后变大
3．(四川广元苍溪县二模)将两个质量相同的橡皮泥做成实心球形和碗形，分别放入甲、乙两杯水中，静止时如图所示，由此可知，橡皮泥的密度__大于__水的密度，甲杯中橡皮泥所受的浮力__小于__乙杯中橡皮泥所受的浮力。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
4．(贵州中考)泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示，冲泡茶叶时，部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大，由于浮力大于重力而__上浮__；茶叶充分吸水后由于其密度__大于__水的密度而下沉。
5．(山东济南月考)在园博园中，漂浮在水面上的充气“大黄鸭”。已知“大黄鸭”的质量为50 kg。求：(g取10 N/kg)
(1)“大黄鸭”所受的浮力；
(2)“大黄鸭”排开水所受的重力；
(3)“大黄鸭”排开水的体积。
(1)“大黄鸭”漂浮在水面上，根据物体的浮沉条件可知，“大黄鸭”受到的浮力等于其重力为F浮＝G＝mg＝50 kg×10 N/kg＝500 N；
(2)根据阿基米德原理可知，“大黄鸭”排开水的重力与其浮力大小相等，为G排＝F浮＝500 N；
(3)“大黄鸭”排开水的体积为V排＝＝＝0.05 m3。
答；(1)“大黄鸭”所受的浮力为500 N；
(2)“大黄鸭”排开水所受的重力为500 N；
(3)“大黄鸭”排开水的体积为0.05 m3。
知识点2 控制浮与沉
6．(山东济宁期末)如图，将一简易密度计先后放入甲、乙两种不同液体里。两种液体密度分别为ρ甲、ρ乙，密度计所受的浮力分别为F1、F2。下列说法正确的是( B )
A．ρ甲>ρ乙 F1> F2
B．ρ甲>ρ乙 F1＝F2
C．ρ甲<ρ乙 F1< F2
D．ρ甲<ρ乙 F1＝F2
7．如图所示，在我国“2022巅峰使命”珠峰科考中，极目一号Ⅲ型浮空艇到达海拔9 032 m 的高度，对珠峰地区气候进行数据测量。浮空艇能升空是因为内部充入了密度比空气密度__小__的气体，在上升过程中，浮空艇受到的大气压强越来越__小__。(两空均选填“大”或“小”)
8．(河北邢台月考)2024年1月7日，国产首艘大型邮轮“爱达魔都号”顺利完成首航，安全靠泊上海吴淞口国际邮轮港。“爱达·魔都号”全长323.6 m，满载排水量约为1.36×105 t，拥有2 125间客房和套房，满载可容纳5 246名宾客。当其满载航行时所受的浮力为__1.36×109__ N，当“爱达·魔都号”从东海驶入长江时，它所受的浮力会__不变__(选填“变大”“变小”或“不变”)，船身会__下沉__(选填“上浮”或“下沉”)一些。(g取10 N/kg)
9．(四川巴中中考)一个体积为100 cm3、质量为90 g的球放入足够深的水中，g取10 N/kg，静止后的状态及所受浮力大小为( A )
A．漂浮 0.9 N B．漂浮 1 N
C．沉底 0.9 N D．沉底 1 N
10．(江苏南通中考)将新鲜度不同的甲、乙两鸡蛋放入水中，静止时的状态如图所示，下列说法正确的是( B )
A．若甲、乙体积相等，甲受到的浮力小
B．若甲、乙质量相等，甲受到的浮力小
C．向杯中加盐水后，乙受到的浮力变大
D．向杯中加酒精后，乙受到的浮力变大
11．(山东威海期中改编)小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”(如图)，他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧瓶盖使其密封，用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉，松手后“浮沉子”即上浮。下列说法不正确的是( B )
A．“浮沉子”下沉时，所受的重力大于它所受的浮力
B．无论怎样挤压矿泉水瓶侧面，“浮沉子”不可能悬浮在水中
C．“浮沉子”上浮时，小瓶内的压缩空气会将内部的水压出
D．潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同
挤压大塑料瓶，瓶内空气被压缩，将压强传递给水，水被压入小瓶中，将瓶体中的空气压缩，这时浮沉子里进入一些水，它的重力增加，大于它受到的浮力，就向下沉。松开手，小瓶内水面上的空气体积增大，压强减小，浮沉子里面被压缩的空气把水压出来，此时浮沉子的重力小于它所受的浮力，因此它就向上浮。当浮力等于重力，就会悬浮在水中；潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同，都是靠改变自身重力来实现沉浮的。故B错误。
12．(山东临沂中考)水平桌面上的两个相同的烧杯中盛有两种不同的液体，两个相同的物块在液体中静止时两液面相平，如图所示。下列选项中的物理量，相等的是( B )
A．两物块底部所受的压力
B．两物块排开液体的质量
C．两液体对烧杯底的压强
D．两烧杯对桌面的压强
13．(广西中考)如图所示，桌子上有一个底面积为2×10-2 m2、内盛有某液体的圆柱形容器，物块A(不吸液体)漂浮在液面上，则A的密度__小于__(选填“大于”“小于”或“等于”)液体的密度，若A的密度为0.5×103 kg/m3，体积为4×10-4m3，则A的质量为__0.2__ kg。现用力压A，使其缓慢向下，直到恰好浸没在液体中(液体未溢出)，此时液体对容器底部压强增大了80 Pa，则该液体的密度为__0.9×103__ kg/m3。
已知物块A(不吸液体)漂浮在液面上，则F浮＝G，即ρ液gV排＝ρAgVA，因为V排＜VA，所以ρ液＞ρA；由ρ＝可得，A的质量mA＝ρAVA＝0.5×103 kg/m3×4×10-4 m3＝0.2 kg；物体A漂浮在液面上，则F浮＝G，即ρ液gV排＝ρAgVA，则V排＝，现用力压A，使其缓慢向下，则液面上升的高度Δh＝＝＝＝2×10-2 m－＝2×10-2 m3－，此时液体对容器底部的压强增大了80 Pa，则Δp＝ρ液gΔh，即80 Pa＝ρ液×10 N/kg×(2×10-2 m－)2，解得ρ液＝0.9×103 kg/m3。
14．(广东深圳中考)“海葵一号”是中国自主设计并建造的亚洲首艘浮式生产储卸型装置，“海葵一号”漂浮在大海上工作，从空中俯瞰像一朵绽放的葵花。思考乐傲傲同学查阅资料得知：“海葵一号”的质量是3.7×107 kg，满载时排开海水的质量是1.0×108 kg。求：(g 取10 N/kg，ρ海水＝1.0×103 kg/m3)
(1)“海葵一号”满载时所受的浮力；
(2)“海葵一号”一次最多能储存石油的质量；
(3)当一架3×104 N的直升机停放在“海葵一号”的水平停机坪上时，直升机与停机坪接触的面积是0.06 m2，直升机对停机坪的压强。
(1)“海葵一号”满载时受到的重力G＝mg＝1.0×108 kg×10 N/kg＝1.0×109 N，“海葵一号”漂浮在海面上，根据二力平衡，“海葵一号”满载时所受的浮力F浮＝G＝1.0×109 N；
(2)“海葵一号”一次最多能储存石油的质量m＝m排－m海＝1.0×108 kg－3.7×107 kg＝6.3×107 kg；
(3)直升机在水平停机坪上，对停机坪的压力F＝G机＝3×104 N，
直升机对停机坪的压强p＝＝＝5×105 Pa；
答：(1)“海葵一号”满载时所受的浮力为1.0×109 N；
(2)“海葵一号”一次最多能储存石油的质量为6.3×107 kg；
(3)直升机对停机坪的压强为5×105 Pa。
15．(科学态度与责任)(江苏常州中考)为实施流花11－1油田二次开发，中国工程师需要将导管架从陆地工厂运至海洋指定位置。
①工程师将导管架装载在驳船上，静止时驳船排开海水的体积为8×104 m3，如图甲所示；
②驳船将导管架运至海洋指定位置后，导管架被推入海中，如图乙所示；
③驳船和导管架完全分离后，静止时空驳船排开海水的体积为5×104 m3，如图丙所示；
已知导管架的体积为3.3×104 m3。求：(ρ海水＝1.1×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)导管架所受的重力大小；
(2)导管架和驳船完全分离后，导管架最终静止时所受的浮力大小。
(1)由甲图可知导管架和驳船所受的总重力G总＝F浮甲＝ρ海水gV排＝1.1×103 kg/m3×10 N/kg×8×104 m3＝8.8×108 N，
由丙图可知空驳船所受的总重力G船＝F浮丙＝ρ海水gV排′＝1.1×103 kg/m3×10 N/kg×5×104 m3＝5.5×108 N，
导管架所受的重力G架＝G总－G船＝8.8×108 N－5.5×108 N＝3.3×108 N；
(2)导管架和驳船完全分离后，导管架浸没时所受的浮力F浮架＝ρ海水gV排″＝1.1×103 kg/m3×10 N/kg×3.3×104 m3＝3.63×108 N，
由计算可知，导管架浸没时的浮力大于它自身的重力，因此导管架漂浮在海水中，导管架和驳船完全分离后，导管架最终静止时受到浮力大小为3.3×108 N。
答：(1)导管架所受的重力大小为3.3×108 N；
(2)导管架和驳船完全分离后，导管架最终静止时所受的浮力大小为3.3×108 N。
