第4节 物体浮沉条件及其应用 同步学案

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第四节 物体浮沉条件及其应用
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知识点1：物体在液体中的浮沉条件
????? 上浮：F浮＞G??? 悬浮：F浮=G??? ? 下沉：F浮＜G
?? 说明：研究物体的浮沉时，物体应浸没于液体中（V排=V物），然后比较此时物体受到的浮力与重力的关系．如果被研究的物体的平均密度可以知道，则物体的浮沉条件可变成以下形式：①ρ物＜ρ液，上浮 ②ρ物=ρ液，悬浮 ③ρ物＞ρ液，下沉
★例1 （2018?山西）小亮同学利用气球和圆柱形水杯做了一个小实验。把气球内灌入一定量的水封口制成水球（如图甲）。先将水球放入冷水中，水球漂浮（如图乙）。把杯中冷水换成热水，再次把水球放入热水中，发现水球沉在水底（如图丙）。下列分析正确的是（　　）
A．水球在冷水中所受浮力小于热水中所受浮力
B．水球在冷水中排开水的重力等于水球的重力
C．冷水的密度小于热水的密度
D．在冷水和热水同一深度处压强相等
知识点2：?浮沉条件的应用
?潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的；热气球是通过改变空气的密度来实现浮沉的；密度计的工作原理是物体的漂浮条件，其刻度特点是上小下大，上疏下密；用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是悬浮条件．此外，轮船、气球、飞艇等都是利用了沉浮条件的原理而设计的。
例题2：（2018?黑龙江）海权握，国则兴。建设一支强大海军是实现中国梦的有力保障，潜水艇是海军的战略重器。如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海水中悬浮、上浮、漂浮的训练过程。下列对此潜水艇分析正确的是（　　）
A．悬浮和漂浮时受到的浮力相等
B．漂浮时排开的海水所受的重力最小
C．上浮过程中所受浮力逐渐变大
D．漂浮时潜水艇底部所受海水压强最大
易错点拨
易错点1：物体在液体中的浮沉条件
例题3（2017?齐齐哈尔）在水平桌面上有甲乙两个完全相同的烧杯，两个烧杯内分别盛满密度为ρ甲和ρ乙的两种液体，把两个完全相同的小球轻轻地放入甲、乙烧杯内，静止时如图所示，烧杯对桌面的压强分别为P甲和P乙，小球所受浮力分别为F甲和F乙，下列判断正确的是（　　）

A．ρ甲＜ρ乙 B．P甲＞P乙 C．P甲=P乙 D．F甲＜F乙
易错点2：物体在液体中的浮沉条件应用
例题4（2018?金华）杯子放在水平桌面上，放入茶叶，再倒人开水，茶叶先漂浮在水面上，过一段时间，茶叶逐渐下沉到杯底。
（1）茶叶漂浮在水面，是因为浮力　等于　重力（填“大于”、“小于”或“等于”）；
（2）茶叶匀速下沉阶段（不考虑水的蒸发），茶杯对桌面的压力将　不变　（填“变大”、“变小”或“不变”）。
综合应用
例题5（2017?长春）小明制作了一个可测量物体质量的装置，如图甲所示小筒与大筒均为圆柱形容器。小筒和托盘的总质量为200g，小筒底面积50cm2，高12cm，大筒中装有适量的水，托盘上不放物体时，在小筒和大筒上与水面相平的位置的刻度均为“0”，将小筒竖直压入水中，当水面距小筒底10cm时，在小筒和大筒上与水面相平位置的刻度均为最大测量值，小筒和大筒的分度值相同。把被测物体放入托盘中，读出小筒或大筒上与水面相平位置对应的刻度值，即为被测物体的质量。

（1）该装置所能测量物体的最大质量为　 　g；
（2）小筒上相邻两刻度线的间距比大筒上相邻两刻度线间的距离　 　（选填“大”或“小”）；
（3）他想利用此装置测算出石块的密度，操作如下，如图乙所示，将石块放入托盘中，读出大筒上的示数为m1；如图丙所示，将此石块沉入水中，读出大筒上的示数为m2，该石块密度的表达式为ρ石=　 　（水的密度用ρ水表示）
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一．选择题（共10小题）
1．（2017?成都）将一小石块浸没在水中，放手后小石块沉入水底，在小石块下沉过程中，下列分析正确的是（　　）
A．浮力变大 B．浮力变小 C．浮力大于重力 D．浮力小于重力
2．如图所示，向盛水的烧杯中陆续加盐，并轻轻搅拌，鸡蛋将（　　）

A．下沉，浮力不变 B．上浮，浮力不变
C．下沉，浮力变小 D．上浮，浮力变大
3．2014年12月，中央军委主席习近平高度赞扬了海军372潜艇官兵。372潜艇在海上正常航行时，突然遭遇海水密度变化，引发潜艇“掉深”，即突然快速向海底沉降。指战员临危不惧，冷静处置，转危为安。造成潜艇沉降的原因可能是（　　）
A．潜艇所受浮力突然增大 B．潜艇所受压强突然增大
C．潜艇所受浮力突然减小 D．潜艇所受压强突然减小
4．A、B是两个质量完全相同的实心长方体，轻轻放入水中后，静止时如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．两物体的密度大小关系是：ρA＞ρB
B．两物体受到水的浮力大小关系是：F浮A＜F浮B
C．两物体排开水的体积大小关系是：V排A=V排B
D．两物体下表面受到水的压强大小关系是：pA＞pB
5．如图，将同一密度计分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中，它竖直立在液体中，如果密度计受到的浮力分别为F甲、F乙，液体的密度分别为ρ甲、ρ乙．则（　　）

A．F甲=F乙 ρ甲＞ρ乙 B．F甲=F乙 ρ甲＜ρ乙
C．F甲＜F乙 ρ甲＜ρ乙 D．F甲＜F乙 ρ甲＞ρ乙
6．（2018?眉山）如图所示，放在水平桌面上的三个完全相同的容器内，装有适量的水，将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内，待正方体静止后，三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是（　　）
A．物体受到的浮力大小关系为FA＞FB＞FC
B．三个物体的密度大小关系是ρA＞ρB＞ρC
C．容器对桌面的压力大小关系为F甲=F乙=F丙
D．容器底部受到水的压强大小关系为P甲＞P乙＞P丙
7．（2018?玉林）如图所示，若“玉林号”导弹护卫舰从大海驶入珠江，下列分析正确的是（　　）

A．浮力变小，舰体上浮一些 B．浮力变大，舰体下沉一些
C．浮力不变，舰体下沉一些 D．浮力不变，舰体上浮一些
8．（2018?昆明）为了来昆明过冬的红嘴鸥不饿着，每年都要用鸥粮喂它们。以前的鸥粮投入水中后一部分由于海鸥不能及时吃到而迅速沉入水里，既浪费粮食又污染了水体。2017年，一厂家对鸥粮进行了“膨化”处理，使其投入水中后能够漂在水面上较长时间，海鸥几乎能吃完它。膨化后的鸥粮能够漂在水面上是因为它的（　　）
A．质量变大 B．体积变小 C．密度变大 D．密度变小
9．（2017?泰安）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。将一不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中，小球下沉到杯底，溢出酒精的质量是40g；将小球从甲溢水杯中取出擦干，轻轻放入乙溢水杯中，小球漂浮且有的体积露出液面，溢出液体的质量是50g，已知ρ酒精=0.8×103kg/m3，下列计算正确的是（　　）
①小球的质量是40g
②小球的体积是50cm3
③液体的密度是1.1×103kg/m3
④小球的密度是0.9×103kg/m3。
A．只有①②正确 B．只有②③正确 C．只有②④正确 D．只有①③正确
10．甲、乙两容器分别装有密度为ρ甲、ρ乙的两种液体，现有A、B两个实心小球，质量分别为mA、mB，体积分别为 VA、VB，密度分别为ρA、ρB，已知它们的密度大小关系为ρ甲＞ρA＞ρB＞ρ乙，下列判断正确的是（　　）
A．若VA=VB，将两球都放入甲容器中，静止时两球所受浮力之比为1：1
B．若VA=VB，将两球都放入乙容器中，静止时两球所受浮力之比为ρA：ρB
C．若mA=mB，将A、B两球分别放入乙、甲容器中，静止时两球所受浮力之比为1：1
D．若mA=mB，将A、B两球分别放入甲、乙容器中，静止时两球所受浮力之比为ρB：ρ乙
二．填空题（共5小题）
11．（2018?德州）在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计，现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，如图所示，当它们竖直静止在液体中时，液面高度相同。从观察到的现象可以判断：两个简易密度计所受浮力F甲　 　F乙、两杯液体的密度ρ甲　 　ρ乙、两个烧杯底部所受液体的压强p甲　 　p乙（选填”大于”、“小于”或”等于“）

12．（2018?连云港）如图所示，小球在绳子拉力作用下恰好浸没在水中，此时小球所受的浮力　 　小球的重力（选填“大于”、“小于”或“等于”），剪断绳子后，小球上升过程中所受的浮力　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），水对烧杯底部的压强　 　。
13．（2017?恩施州）中国在海洋探测方面已经取得了巨大成就。某海洋探测器发现海水密度会随着深度而变化，到1500米左右后基本保持不变。已知探测器总质量为m，体积为V，如图是其某次自由下潜时的v﹣t图象，则此探测器在t1时刻之前重力　 　（填“大于”“等于”或“小于”）浮力；t2时刻探测器所在处海水的密度表达式为　 　（不计海水对探测器的阻力）。
14．（2017?临沂）2017年4月26日9时，我国首艘国产航母（如图）在大连造船厂正式下水，当航母静止在水面上时，其受到的浮力　 　（填“大于”、“等于”或“小于”）重力，在水面下10m深处的船体受到海水的压强为　 　Pa．（ρ海水=1.0×103kg/cm3，g=10N/kg）

15．（2017?十堰）如图所示，边长为a正方体木块漂浮在密度为ρ的液体中，有体积露出液面，则木块的密度为　 　，木块下表面受到液体的压强为　 　，若把木块露出液面的部分切去时，木块将　 　（选填“上浮”、“保持不动”或“下沉”）。
三．实验探究题（共1小题）
16．测量液体密度的仪器叫做密度计。图（a）和图（b）是自制的简易密度计，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。
（1）请判断哪杯液体密度大，并说明理由。
（2）实验室的密度计的上部是一个用来标刻度的空心圆柱形玻璃管，管下部为一玻璃泡，内装有铅粒。某密度计圆柱形玻璃管长L=10cm，横截面积S=2.5cm2，该密度计总质量m=20g，将它放入水中静止时，水面距玻璃管上端为4cm；将此密度计放入未知液体中静止时，发现液面距玻璃管上端为2cm．求这种液体的密度以及密度计玻璃管上能标出的最大刻度值和最小刻度值。（已知水的密度为1.0×103 kg/m3，g=10N/kg）

　
四．计算题（共1小题）
17．（2018?杭州）“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米3，空载时质量约为22吨，最大荷载240千克。
（1）“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大？
（2）若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入多少立方米的水？（海水密度取1.0×103千克/米3，g取10牛/千克）

　









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一．选择题（共10小题）
1．（2018?槐荫区二模）俗话说“瓜浮李沉”，意思是西瓜投入水中会漂浮，李子投入水中会下沉。对此现象，下列说法正确的是（　　）
A．西瓜所受的浮力大于李子所受的浮力
B．李子下沉过程中所受的浮力逐渐变小
C．西瓜漂浮时所受的浮力大于自身重力
D．李子下沉过程中受到的浮力大于重力
2．（2018?广州模拟）有一体积为0.1m3的冰块漂浮在水面上（ρ冰=0.9×103kg/m3，ρ水=1.0×103kg/m3），则该冰块（　　）
A．总重量是1×103N B．浸入液面以下的体积是0.08m3
C．水上部分体积占总体积的 D．受到的浮力是9×102N
3．（2018?市中区一模）冲泡茶叶时，一开始茶叶漂在水面上，过一段时间后又沉入水底。下列对茶叶的分析正确的是（　　）
A．茶叶漂浮时，重力小于浮力 B．茶叶沉底时，重力大于浮力
C．茶叶下沉时，重力小于浮力 D．茶叶上浮时，重力等于浮力
4．（2018?历下区三模）如图所示，用一个玻璃瓶装上写有你心愿的纸片，然后盖上盖子并密封，投入江中，就能漂浮在水面上，成为“漂流瓶”。如果漂流瓶从长江漂入大海，它所受的浮力及露出水面体积的变化情况是（ρ海水＞ρ江水）（　　）
A．浮力不变，露出水面体积变大
B．浮力变大，露出水面体积不变
C．浮力不变，露出水面体积变小
D．浮力变小，露出水面体积变大
5．（2018?江西模拟）如图是同学们在家庭实验室中的一些小制作、小发明，对其解释不正确的是（　　）

A．甲图中用圆珠笔芯制作的密度计，它的刻度是越往上越小
B．乙图是制作的水气压计，试管口的塞子要多打孔与大气相通
C．丙图潜艇的制作原理是通过吸水、排水的方法改变其重力，实现沉与浮
D．丁图是一个冷热水混合淋浴器，它利用了流体压强与流速的关系
6．（2018?南充一模）如图所示，a、b、c三个实心小球，其中a与b质量相等，b与c体积相同；将三个小球放入水中静止不动时，a球漂浮、b球悬浮、c球沉底。则下列判断中正确的是（　　）
A．它们在水中的体积关系是：Va＜Vb=Vc
B．它们所受的浮力关系是：Fa=Fb=Fc
C．它们的密度关系是：ρa＞ρb＞ρc
D．它们的重力关系是：Ga=Gb＞Gc
7．（2018?宝山区一模）如果把远洋轮船想象成一个巨大的液体密度计，下列有关远洋轮船体上的国际航行载重线（如图所示）的表述中，正确的是（　　）
A．FW表示冬季轮船在海水中航行时的吃水线
B．FW表示夏季轮船在海水中航行时的吃水线
C．S 表示夏季轮船在海水中航行时的吃水线
D．W表示冬季轮船在淡水中航行时的吃水线
8．（2018?安徽二模）如图所示，a、b是两种物质的质量与体积关系的图象，分别用a、b两种物质制成质量相等的甲、乙两实心物体，浸没在水中，松手稳定后（　　）
A．甲漂浮，甲受浮力大于乙 B．乙悬浮，乙受浮力大于甲
C．甲沉底，甲受浮力小于乙 D．乙沉底，乙受浮力小于甲
9．（2018?连云港三模）在装有不同液体的甲、乙两个容器中，同时放入两个完全相同的物体，当物体静止后两容器内液面恰好相平，如图所示。若液体对甲、乙两容器底部压强分别是P甲、P乙，液体对两物体的浮力分别是F甲、F乙，则下列判断中正确的是（　　）

A．P甲＜P乙，F甲=F乙 B．P甲＞P乙，F甲=F乙
C．P甲=P乙，F甲＜F乙 D．P甲=P乙，F甲＞F乙
10．（2018?邻水县模拟）在装有水的烧杯中漂浮着甲、乙两个实心球，两球露出水面的体积相等，已知两球的质量m甲＞m乙．当往水中慢慢倒入酒精并缓慢搅拌的过程中，甲球的浮力大小F与时间t的变化关系如图所示。则关于乙球开始沉没于液面之下的时刻t′与t0关系正确的是（　　）

A．t′＞t0 B．t′=t0 C．t′＜t0 D．乙球不可能沉入液面下
二．填空题（共5小题）
11．（2018?济宁二模）两个完全相同的玻璃缸装满了水，其中（a）只有水，（b）水中悬浮着一个50g的小球。若把这两个缸放到台秤上称量，可知质量关系为ma　 　 mb （填“大于“小于”或”等于）；该小球的体积为　 　 cm3。

12．（2018?重庆二模）底面积为100cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水，放置于水平桌面上。现将体积为500cm3，重为3N的木块A轻放入容器内的水中，静止后水面的高度为8cm，如图甲所示，若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方，使其恰好浸没在水中，如图乙所示（水未溢出），不计绳重及其体积，则：图甲中木块A静止时进入水中的体积　 　；物体B的密度　 　；
13．（2018?许昌二模）浮标广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域。浮标结构如图所示，坚硬壳体外下方装有可伸缩油囊。当液压式柱塞泵向下运动时，可将壳体内的油注人油囊；当液压式柱塞泵向上运动时，可将油囊内的油吸人壳体，从而实现浮标的上下移动。则当液压式柱塞泵向下运动时，浮标向　 　移动；当液压式柱塞泵向上运动时，浮标向　 　移动。
14．（2018?江西一模）钢铁制成的航母能浮在海面上是因为其受到的浮力　 　（填“大于”“小于”或“等于”）自身的重力。潜水艇在水中能实现上浮或下潜是靠改变　 　达到目的。
15．（2018?德惠市一模）潜水艇是靠改变自身重力实现上浮和下潜的，向潜水艇的水舱中充入适当的海水后，潜水艇在海水中由漂浮变为悬浮，潜水艇受到的浮力　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。如果该潜水艇由海水中潜入长江中仍然保持悬浮，应该　 　（选填“增大”或“减小”）潜水艇水舱中水的质量（ρ海水＞ρ水）
三．实验探究题（共1小题）
16．（2018?梁溪区二模）小明在物理综合实践活动中制作简易吸管密度计，其过程如下：
（1）取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入金属丝并用石蜡封口，放入水中，吸管竖直漂浮在水面上，吸管所受浮力为F浮1．如图所示，小明感觉吸管浸入水中的长度偏大，在不改变吸管总长的前提下，他应　 　（填具体操作），再次将吸管放入水中，吸管仍竖直漂浮在水面上，此时吸管浸入水中的长度为14.4cm，并在与水面交接的吸管上标记水的密度，此时吸管所受浮力为F浮2．则F浮1　 　F浮2（选填“=”、“＞”或“＜”）。
（2）再将此吸管放入另一液体中，测得此时吸管浸入液体中的长度为16cm，此时吸管所受浮力为F浮3．则F浮3　 　F浮2（选填“=”、“＞”或“＜”），则液体密度ρ液=　 　g/cm3，同样将该液体密度标记与液面交接的吸管上。
（3）将吸管放置在不同液体中，量取吸管在液体中的深度，通过正确计算，在吸管上标出对应的刻度线，便制成了一个简易的吸管密度计。下列四种刻度的标示合理的是　 　。

（4）为了使测量结果更准确，如何使简易密度计上两条刻度线（如0.9、1.0）之间的距离大一些？写出一种方法：　 　。
四．计算题（共1小题）
17．（2018?花山区一模）如图a所示，边长为10cm的正方体木块放入水中，静止时有的体积露出水面。如图b所示，将边长为5cm的正方体合金块轻轻放在木块上，木块刚好浸没。已知水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：（1）木块的质量；（2）合金块的密度。

　


参考答案与试题解析
例题1：【解答】解：A、水球的重力一定，在冷水中漂浮，浮力等于重力，在热水中沉底，浮力小于重力，所以水球在冷水中所受浮力大于热水中所受浮力。故A错误；
B、水球在冷水中漂浮，浮力等于重力，根据阿基米德原理可知，浮力等于其排开液体的重力，所以水球在冷水中排开水的重力等于水球的重力。故B正确；
C、密度与温度有关，温度越高，密度越小；所以冷水的密度大于热水的密度，故C错误；
D、冷水的密度大于热水的密度，根据p=ρgh可知，在冷水和热水同一深度处水球在冷水中受到的压强大于在热水中受到的压强。故D错误；
【答案】B。
例题2【解答】解：A、由图可知，悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积，由F浮=ρ液gV排可知，潜艇悬浮时所受浮力大，即F悬浮＞F漂浮 ，故A错误。
B、根据阿基米德原理可知，浮力等于排开液体所受的重力；由B项可知F悬浮＞F漂浮 ，所以漂浮时排开海水所受的重力最小，故B正确。
C、潜艇上浮过程中，露出水面前，V排不变，根据F浮=ρ液gV排可知，潜艇所受浮力不变；逐渐露出水面时，V排减小，潜艇所受浮力减小；故C错误。
D、由图可知，潜艇漂浮时其底部所处深度最小，根据p=ρgh可知，此时潜艇底部所受海水压强最小，故D错误。
【答案】B。
例题3【解答】解：A、由图可知，小球在甲中漂浮，则ρ球＜ρ甲，在乙中悬浮，则ρ球=ρ乙，故ρ甲＞ρ乙，故A错误；
BC、烧杯对桌面的压力等于烧杯、烧杯内液体和小球的总重力，由图知，甲、乙液体体积开始时相同，放入小球后甲中漂浮、乙中悬浮、乙中溢出的液体多，故甲烧杯内液体的体积大于乙烧杯内液体的体积，又知ρ甲＞ρ乙，根据ρ=和G=mg可知甲烧杯内的重力大于乙烧杯内的重力，两烧杯、两小球的重力均相等，则重力相等，故甲杯对水平桌面的压力大于乙杯对水平桌面的压力，烧杯的底面积相等，根据p=可知，甲杯对水平桌面的压强大于乙杯对水平桌面的压强。故B正确，C错误；
D、由图可知，小球在甲中漂浮，则F浮甲=G，在乙中悬浮，则F浮乙=G，故F浮甲=F浮乙，故D错误。
【答案】B。
例题4【解答】解：（1）根据物体浮沉条件可知，茶叶漂浮在水面，是因为浮力等于重力；
（2）茶杯对桌面的压力等于茶杯、水和茶叶的总重力，所以不考虑水的蒸发，茶杯对桌面的压力不变。
【答案】（1）等于；（2）不变。
例题5【解答】解：（1）当水面距小筒底10cm时，则V排=S小h=50cm2×10cm=500cm3=5×10﹣4m3，
则F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣4m3=5N。
由于小筒和托盘处于漂浮，则G总=F浮=5N；
所以m总===0.5kg=500g；
则测量物体的最大质量m大=m总﹣m小=500g﹣200g=300g；
（2）由于托盘上不放物体时，在小筒和大筒上与水面相平的位置的刻度均为“0”，当托盘上放物体时，则小筒再浸入水的体积为V浸=S小h小；
大筒中水面上升后增加的体积V排=S大h大；
由于S小＜S大，则：h小＞h大，
即：小筒上相邻两刻度线的间距比大筒上相邻两刻度线间的距离大；
（3）根据该装置可知石块质量为m1；将此石块沉入水中，读出大筒上的示数为是石块排开的水的质量m2，
根据ρ=可得石块的体积为：V石=V排=；
则石块的密度：ρ石===。
【答案】（1）300；（2）大；（3）

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一．选择题（共10小题）
1．【解答】解：石块浸没在水中下沉时，其排开水的体积不变，
根据F浮=ρ水gV排可知，石块受到的浮力大小不变；故AB错误；
由于石块下沉，根据物体的浮沉条件可知：浮力小于重力，故C错误，D正确。
【答案】D。
2．【解答】解：向水中加盐，使水的密度增大，
∵F浮=ρ液v排g，鸡蛋在水中排开水的体积不变，
∴鸡蛋受到的水的浮力增大，
当鸡蛋受到的水的浮力大于自重时，鸡蛋将上浮。
【答案】D。
3．【解答】解：由于海水中不同深度下海水的密度会是变化的，所以潜艇突遇“断崖”险情是因为遇到海水的密度突然变小，潜水艇排开海水的体积不变，根据F浮=ρ海水gV排可知浮力会突然变小，潜水艇突然遭遇海水密度突变引发潜艇“掉深”，“掉深”到潜艇的极限深度便会艇毁人亡，由此分析可知ABD错误，C正确。
【答案】C。　
4．【解答】解：A、由图可知，A在水中漂浮，ρA＜ρ水，B在水中悬浮，ρB=ρ水，所以ρA＜ρB，故A错误；
B、由图可知，A静止时在水中漂浮，F浮A=GA，B静止时在水中悬浮，F浮B=GB，而mA=mB，GA=GB，所以F浮A=F浮B，故B错误；
C、因为F浮A=F浮B，由F浮=ρ液gV排可知，V排A=V排B，故C正确；
D、由图可知，B的下表面距离水面的深度hB＞hA（A的下表面距离水面的深度），由p=ρ液gh可知，pB＞pA，故D错误。
【答案】C。
5．【解答】解：
（1）同一支密度计分别放在甲、乙两种液中均静止不动，密度计总处于漂浮状态，根据物体的漂浮条件可知，密度计在这两种液体中受到的浮力等于密度计的重力，所以F甲=F乙；
（2）密度计受到的浮力相等，由图可知密度计排开甲液体的体积大，根据公式F浮=ρ液gV排可知ρ甲＜ρ乙。
【答案】B。　
6．【解答】解：由题知，A、B、C三个正方体的体积相同；
A、由图可知，A、B、C三个正方体排开水的体积关系为VA排＜VB排＜VC排，
根据F浮=ρ液gV排可知，浮力的大小关系为：FA＜FB＜FC，故A错误；
B、由图可知，A和B处于漂浮，C处于悬浮，
则由浮沉条件可知：GA=FA，GB=FB，GC=FC，
由于FA＜FB＜FC，所以GA＜GB＜GC；
由于正方体A、B、C的体积相同，
所以根据ρ==可知，物体密度的大小关系：ρA＜ρB＜ρC，故B错误；
C、因正方体分别处于漂浮或悬浮状态，则浮力等于自身重力，由阿基米德原理可知，物体受到的浮力等于排开液体的重力，即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力，即可以理解为，容器中正方体的重力补充了它排开的水的重力，能看出三个容器内总重力相等；由于容器相同，所以三个容器对桌面的压力关系为F甲=F乙=F丙，故C正确；
D、正方体静止时，三个容器内水面高度相同，即h相同，水的密度一定，根据p=ρgh可知，容器底受到水的压强关系为p甲=p乙=p丙，故D错误。
【答案】C。　
7．【解答】解：当护卫舰从大海驶入珠江后，仍然漂浮，根据漂浮条件可知受到的浮力：F浮=G，
因为护卫舰受到的重力不变，所以船受到的浮力不变；故AB错误；
由于ρ海水＞ρ江水，根据F浮=ρ水V排g可知，排开江水的体积大于排开海水的体积，
即：舰体浸入水中的体积变大，舰体下沉一些，故C正确，D错误。
【答案】C。　
8．【解答】解：根据阿基米德原理可知F浮=ρ水gV排；物体的重力G物=ρ物gV，
所以，物体漂浮时ρ水gV排=ρ物gV。
因为膨化后的鸥粮能够漂在水面上，V排小于V，
所以ρ物＜ρ水，即膨化后的鸥粮的密度变小，小于水的密度。
【答案】D。　
9．【解答】解：由题意知小球放入乙液体中处于漂浮状态，故F浮乙=G=G排，故m=m排=50g；
由题知，在甲中小球下沉，小球的体积就等于排开酒精的体积，所以据ρ=可得：
v=v酒精===50cm3；
所以小球的密度是：
ρ球===1g/cm3=1000kg/m3；
因为小球在乙中漂浮，所以
F浮=G本身
根据阿基米德原理有，F浮=m排g=ρ乙gV ①；
且G本身=ρ球gV ②；
故将①②带入F浮=G本身可得：
ρ乙gV=ρ球gV
所以ρ乙=ρ球=×1000kg/m3=1.1×103kg/m3
故②③正确；
【答案】B。　
10．【解答】解：A、当VA=VB时，将两球都放入甲容器中，两球都将漂浮，浮力等于各自的重力，因为mA＞mB，所以A受到的浮力大于B受到的浮力，故A错误。
B、当VA=VB时，将两球都放入乙容器中，两球都将下沉，两球所受的浮力根据公式F浮=ρ液gV排可知，两球排开液体的体积相同，在同一种液体中，所以静止时两球所受浮力相等，故B错误。
C、若mA=mB时，将A、B两球分别放入乙、甲容器中，A在乙中下沉，所受浮力小于自身重力，B在甲中漂浮，浮力等于自身的重力，两球所受浮力不相等，故C错误。
D、若mA=mB时，将A、B两球分别放入甲、乙容器中，A在甲中漂浮，浮力等于自身的重力，F浮A=GA=mAg=mBg，B在乙中下沉，所受的浮力F浮B=ρ乙gVB=ρ乙g，
所以静止时两球所受浮力之比为==，故D正确。
【答案】D。　
二．填空题（共5小题）
11．【解答】解：由图可知，密度计在甲、乙液体中处于漂浮状态，此时F浮=G，
两个完全相同的重力相同，
所以密度计在两种液体中所受的浮力相等；
甲中密度计排开液体的体积大于乙中排开液体的体积，
根据F浮=ρgV排可知，甲液体的密度小于乙液体的密度。
液面高度相同，
根据p=ρgh可知，甲烧杯底部受到的压强小。
【答案】等于；小于；小于。　
12．【解答】解：
（1）小球在绳子拉力作用下恰好浸没在水中，小球受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力作用，此时在竖直向下的拉力作用下处于静止，则根据物体受力平衡可知：F浮=G+F；所以，小球所受的浮力大于小球的重力。
（2）剪断绳子后，小球会上升，由于原来小球恰好浸没在水中，所以上升后就会露出水面，则上升过程中排开水的体积变小，根据阿基米德原理可知所受的浮力变小，水的液面下降，根据p=ρgh可知水对烧杯底部的压强变小。
【答案】大于；变小；变小。
13．【解答】解：
（1）由图象可知，在t1时刻之前，探测器的下潜速度是越来越快的，即探测器向下做加速运动，所以探测器受到的重力大于浮力；
（2）由图象可知，在t1时刻之后探测器做匀速运动，则t2时刻探测器处于平衡状态，
不计海水对探测器的阻力，根据二力平衡条件可得：F浮=G，
结合阿基米德原理可得：ρ海gV=mg，
所以此处海水的密度为：ρ海=。
【答案】大于；ρ海=。　
14．【解答】解：（1）航母在水中漂浮，浮力等于自身重力；
（2）船底某处距海面的深度h=10m，船底受到海水的压强：
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m=1.0×105Pa。
【答案】等于；1.0×105。　
15．【解答】解：（1）木块在液体中漂浮，所以浮力与重力相等，则：F浮=G，
所以有ρg（1﹣）V=ρ木gV，
解得：ρ木=ρ。
（2）木块露出液面的高度为a，所以浸入液面以下的部分高度为（1﹣）a=a；
木块底部所受液体的压强p=ρga；
（3）当把它露出液面的部分截去后，瞬时排开液体的体积不变，受到的浮力不变，
但此时木块的重力减小，即此时受到的浮力大于自身的重力，故剩余部分将上浮。
【答案】ρ；ρga；上浮。　
三．实验探究题（共1小题）
16．【解答】解：（1）同一个密度计放在不同液体中都漂浮，则F浮a=F浮b=G，
由图知密度计排开液体的体积V排a＞V排b，根据F浮=ρ液V排g可知：ρa＜ρb。
（2）密度计的质量m=20g=0.02kg，则G=mg=0.02kg×10N/kg=0.2N；
当置于水中时，F浮1=G=0.2N；
由F浮=ρ水gV排可得：
V排水===2×10﹣5m3，
圆柱形玻璃管进入水的体积V1=S（h﹣h1）=2.5cm2×（10cm﹣4cm）=15cm3=1.5×10﹣5m3；
所以管下部玻璃泡的体积V0=V排水﹣V1=2×10﹣5m3﹣1.5×10﹣5m3=5×10﹣6m3，
放入未知液体中静止时，圆柱形玻璃管进入液体的体积V2=S（h﹣h2）=2.5cm2×（10cm﹣2cm）=20cm3=2×10﹣5m3；
则V排液=V0+V2=5×10﹣6m3+2×10﹣5m3=2.5×10﹣5m3；
由于密度计都是处于漂浮状态，则F浮2=G=0.2N；，
由F浮=ρ水gV排可得：
ρ液===0.8×103kg/m3。
当密度计上部的圆柱形玻璃管全部露出液面时，所测液体密度值为最大，
因为F浮=G，所以，ρ最大gV0=G，
则ρ最大===4×103kg/m3。
当密度计上部的圆柱形玻璃管全部浸没液面时，所测液体密度值为最小，
圆柱形玻璃管的体积V=Sh=2.5cm2×10cm=25cm3=2.5×10﹣5m3；
V排最大=V0+V=5×10﹣6m3+2.5×10﹣5m3=3×10﹣5m3；
因为F浮=G，所以，ρ最小g（V0+Sh）=G，
则ρ最小==≈0.67×103kg/m3。
【答案】（1）b液体密度大。
（2）这种液体的密度为0.8×103kg/m3；密度计玻璃管上能标出的最大刻度值和最小刻度值分别为4×103kg/m3、0.67×103kg/m3。　
四．计算题（共1小题）
17．【解答】解：
（1）蛟龙号”空载漂浮在水面时，根据漂浮条件可知潜艇受到浮力：
F浮=G空载=m空载g=22×103kg×10N/kg=2.2×105N；
（2）满载时需要下沉时潜水器排开海水的体积V排=V船=30m3，
此时F浮′=ρ海gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N，
满载总重力G满=m满g=（22×103kg+240kg）×10N/kg=2.224×105N，
G注水=F浮′﹣G满=3×105N﹣2.224×105N=7.76×104N，
则由G=mg=ρgV可得注入水的体积：
V注入===7.76m3。
【答案】（1）“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为2.2×105N；
（2）若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，至少注入7.76m3的水。
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一．选择题（共10小题）
1．【解答】解：
ACD、西瓜漂浮在水面上，浮力等于其重力，即F浮西瓜=G西瓜；
李子在水中下沉，浮力小于其重力，即F浮李子＜G李子；
由于西瓜的重力大于李子的重力，即G西瓜＞G李子，
所以，西瓜所受的浮力大于李子所受的浮力，故A正确；CD错误；
B、李子下沉过程中，水的密度不变、排开水的体积不变，根据F浮=ρgV排可知，李子下沉过程所受的浮力大小不变。故B错误；
【答案】A。　
2．【解答】解：由ρ=得：
冰块质量m=ρ冰V=0.9×103kg/m3×0.1m3=90kg，
则冰块重力G=mg=90kg×10N/kg=900N，故A错误；
∵冰块漂浮在水面上，
∴冰块受到的浮力：
F浮=G冰=900N，故D正确；
由F浮=ρ水V排g得：
V排===0.09m3，故B错误；
则V露=V﹣V排=0.1m3﹣0.09m3=0.01m3，
所以，==，故C错误。
【答案】D。
3．【解答】解：A、茶叶漂浮时，重力等于浮力，故A错误；
B、茶叶沉底时，重力大于浮力，故B正确；
C、茶叶下沉时，重力大于浮力，故C错误；
D、茶叶上浮时，重力小于浮力，故D错误。
【答案】B。　
4．【解答】解：漂流瓶在海水和江水中都漂浮，F浮=G，所以漂流瓶从长江漂入大海所受到的浮力不变；
又F浮=G排=ρ液V排g，ρ海水＞ρ江水，所以排开海水的体积比排开江水的体积小，漂流瓶从长江漂入大海排开水的体积将变小，
又V=V排+V露。
所以漂流瓶从长江漂入大海露出水面的体积将变大，A正确，BCD错误。
【答案】A。
5．【解答】解：A、甲图中用圆珠笔芯制作的密度计，它的刻度是越往上越小；故该项解释正确。
B、乙图是制作的水气压计，试管口的塞子多打孔与大气相通，大气压和瓶内气体压强之间没有压强差，就不能比较测量；故该项解释错误。
C、丙图潜艇浸没在水中，受到的浮力一定，通过排水减小潜艇的重力，使重力小于浮力，潜艇就上浮；吸水时增加潜艇的重力，使重力大于浮力，潜艇就下沉；故该项解释正确。
D、丁图是一个冷热水混合淋浴器，冷水在水管里流动时压强变小，热水在压强的作用下与冷水混合的，它是利用了流体压强与流速的关系；故该项解释正确。
【答案】B。　
6．【解答】解：（1）由图可知，a漂浮，b悬浮，则V排a＜Va，V排b=Vb，
当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮，
Fa=Ga，Fb=Gb；
a与b质量相等，则物体的重力相等，
所以浮力Fa=Fb，
由F浮=ρgV排可得，V排a=V排b，
由题干可知：Vb=Vc，
V排a=V排b=V排c，故A错误；
（2）b悬浮，c沉入底部，
所以Fb=Gb，Fc＜Gc；
b与c体积相同，
根据F浮=ρgV排可知：Fb=Fc，Gb＜Gc；则Ga=Gb＜Gc，故D错误；
（3）当物体的密度大于液体的密度时物体下沉，当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮，当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮，根据a漂浮、b悬浮、c沉入底部可知：ρa＜ρb＜ρc，故C错误；
由上分析可知：浮力Fa=Fb=Fc，故B正确。
【答案】B。　
7．【解答】解：（1）轮船在淡水中和在海洋中航行时，都是漂浮，轮船受到的浮力：F浮=G，
轮船受到的重力G不变，则轮船受到的浮力不变。
根据F浮=ρ液gV排可知排开淡水的体积更大，所以左侧最上边的是“淡水中航行时的吃水线”FW，右侧的是“海水中航行时的吃水线”。
（2）根据液体的热胀冷缩，冬天温度低，海水的密度更高，物体在海水中都是漂浮，受到的浮力相同，
所以根据F浮=ρ液gV排可知排开海水的体积更小，
所以右侧下边的是“冬季海水中航行时的吃水线”W，右侧上边的是“夏季海水中航行时的吃水线”S。
综上可知，故C正确。
【答案】C。　
8．【解答】解：
由图可得，a、b两物质的密度分别为：
ρa===2g/cm3 ，ρb===0.5g/cm3；
由于ρa＞ρ水＞ρb，
则用a、b两物质制成的甲、乙两实心物体在水中稳定后，甲下沉，乙漂浮；
根据物体的浮沉条件可知，F浮甲＜G甲，F浮乙=G乙，
由于甲、乙两个实心物体的质量相等，所以G甲=G乙，
比较可知，F浮甲＜F浮乙，故C正确。
【答案】C。
9．【解答】解：由题知，两物体完全相同，物体重相同，
在甲液体中悬浮、在乙液体中漂浮，所受到的浮力相等，都等于物体重；
∵F浮=ρ液V排g，排开甲液体的体积比排开乙液体的体积大，
∴ρ甲＜ρ乙，
∵p=ρgh，两容器液面等高，
∴甲容器液体对底部压强小于乙容器液体对底部压强，即：p甲＜p乙。
【答案】A。　
10．【解答】解：
由题意和图示可知，甲球受到的浮力先不变，随着酒精的加入，混合液体的密度逐渐减小，浮力减小，当浮力小于重力时（液体的密度小于甲球的密度），甲球下沉。
ABC、因为G=mg，且m甲＞m乙，所以G甲＞G乙，
又甲、乙两个实心球漂浮在水中，
所以F浮甲=G甲，F浮乙=G乙，
则F浮甲＞F浮乙，
又因为F浮=ρ液gV排，
所以V排甲＞V排乙，
甲和乙露出水面的体积相等，所以甲的体积比乙的体积大；
物体漂浮，所以F浮=G=mg，即ρ水gV排=ρ（V排+V露）g，
则物体的密度ρ==，
因为甲、乙露出部分的体积相等，且V排甲＞V排乙，
所以ρ甲＞ρ乙；
又因为甲球的密度较大，故甲球早开始浸没，
因为甲和乙露出水面的体积相同，若乙球能浸没，则甲早浸没于混合液体中，即乙球开始沉没于液面之下的时刻t′大于甲球开始沉没于液面之下的时刻t0，故A正确，BC错误；
D、因为不知道乙和酒精与水混合液的密度大小关系，所以不能判断乙球是否沉入液面下，故D错误。
【答案】A。
二．填空题（共5小题）
11．【解答】解：（1）由题意可知，两个完全相同的玻璃缸装满了水，
图（b）中，小球在水中悬浮，受到的浮力和自身的重力相等，即F浮=G球，
由阿基米德原理可得，小球排开水的重力G排=F浮，则G球=G排，
由G=mg可得，m球=m排，即小球的质量等于同体积水的质量，
所以，两玻璃缸的总质量相等，即ma=mb；
（2）因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，
所以，由F浮=ρ水gV排和悬浮条件可得，该小球的体积：
V=V排======50cm3。
【答案】等于；50。
12．【解答】解：
（1）因为A漂浮在水中，所以F浮=GA=3N，
根据F浮=ρ水gV排得：
V排===3×10﹣4m3；
（2）图A、B共同悬浮：F浮A+F浮B=GA+GB
根据F浮=ρ水gV排得：
ρ水g（VA+VB）=GA+GB，
所以，VA+VB===9×10﹣4m3；
其中VA=500cm3=5×10﹣4m3，
故VB=9×10﹣4m3﹣5×10﹣4m3=4×10﹣4m3；
B的质量为：mB===0.6kg；
B的密度为：ρB===1.5×103kg/m3。
【答案】3×10﹣4m3；1.5×103kg/m3。　
13．【解答】解：浮标的总重力不变，当液压式柱塞泵向下运动时，将壳体内的油注人油囊，油囊鼓起来，从而使排开水的体积增大，根据F浮=ρ液gV排知，浮标受到的浮力变大，当浮力大于重力时，浮标上浮；
当液压式柱塞泵向上运动时，油囊内的油吸入壳体，油囊变瘪，从而使排开水的体积减小，根据F浮=ρ液gV排知，浮标受到的浮力变小，当浮力小于重力时，浮标下沉，即向下移动。
【答案】上；下。　
14．【解答】解：当航母静止在水面上时，根据漂浮条件知：受到的浮力等于重力；
在水中，潜水艇受到水的浮力和重力的作用，
根据F浮=ρ水v排g，潜水艇的体积不变，上浮或下潜时，排开水的体积不变，故潜水艇受到水的浮力不变；
把压缩空气压入潜水艇的压力舱，将海水排出，潜水艇自重G减小，当F浮＞G时，潜水艇上浮；
打开压力舱的阀门，让海水进入压力舱内，潜水艇自重G增大，当F浮＜G时，潜水艇下沉。
【答案】等于；自身重力。　
15．【解答】解：向潜艇的水舱中充入适量的海水后，潜艇在海水中由漂浮变为悬浮，根据物体浮沉条件可知，浮力等于重力，重力增加，所以在此过程中潜艇受到的浮力变大；
该潜艇由海中潜入长江中，水的密度减小，根据F浮=ρ液gV排可知浮力减小，若仍然保持悬浮，此时应减小自身的重力，使浮力等于重力，潜水艇才会悬浮，所以应使水舱中的水量减少。
【答案】变大；减小。　
三．实验探究题（共1小题）
16．【解答】解：
（1）吸管浸入水中的长度偏大，在不改变吸管的前提下，应该将减少塞入的金属丝，将其重力减小；再次将吸管放入水中，吸管仍竖直漂浮在水面上，并根据漂浮条件可知；两次吸管所受浮力都与重力相等；因为重力减小，浮力也减小，故F浮1＞F浮2；
（2）由于吸管在两种液体中均漂浮，
所以F浮=G，重力相等，故F浮3=F浮2；设吸管的底面积为S，根据物体浮沉条件可知，
F浮3=F浮2，即ρ水gSH=ρ液gSh，
液体的密度：ρ液=?ρ水=×1×103kg/m3=0.9×103kg/m3=0.9g/cm3；
（3）因为密度计是漂浮在液体中，所受浮力等于本身的重力，
则F浮水=F浮液=G，即ρ水gSH水=ρ液gSh液=G，
则h液=H水，h液和ρ液是反比例函数，
所以，刻度分布不均匀；且密度计的刻度由上至下数值逐渐增大；当液体密度的变化大时h液变化越小，故C正确；
（4）因为△V=Sh，所以使h变大，应减小S即可，具体做法是：用更细的吸管。
【答案】（1）减少塞入的金属丝的质量；＞；（2）=；0.9；（3）C；（4）用更细的吸管。　
四．计算题（共1小题）
17．【解答】解：
（1）木块排开水的体积：
V排=V=×（0.1m）3=0.0006m3，
木块受到的浮力：
F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×0.0006m3×10N/kg=6N，
因为木块漂浮，
所以木块重力：
G=F浮=6N；
木块的质量：
m===0.6kg，
（2）把一合金块放在木块上，木块恰好全部浸入水中，木块受到的浮力：
F浮′=ρ水gV′排=1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.1m）3=10N，
合金块的重力：
G合金=△F浮=F浮′﹣F浮=10N﹣6N=4N，
合金块的质量：
m合金===0.4kg=400g；
合金的密度为：ρ合金===3.2g/cm3。
【答案】（1）木块的质量为0.6kg；（2）合金块的密度3.2g/cm3


































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