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第二篇 物质科学(一)
第18课时 浮力
考点1 知道浮力的概念
1．浮力
浸在液体(或气体)中的物体，受到液体(或气体)
_______________称作浮力。
2．方向：_____________。
3．产生原因：物体上下表面受到的液体(或气体)的___________，浮力是液体(或气体)给物体的压力的合力。
向上托起的力
竖直向上
压力差
考点2 描述阿基米德原理
1．内容：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它_______________________。
2．公式：F浮＝G排＝__________。
由公式可知浮力的大小取决于液体的密度和排开液体的体积。
浸没在水中的石块受到的浮力跟它排开的水重有什么关系？
排开的液体所受的重力
ρ液V排g
考点3 直接运用阿基米德原理或公式的变形进行简单的计算
有关浮力的分析与计算：
1．阿基米德原理：F浮＝G排＝__________。
2．称重法：F浮＝__________，其中F为物体浸入液体时弹簧测力计的读数。
注意：称重法分析浮力时需注意测力计的示数不是浮力的大小而是拉力的大小。
3．平衡条件法：___________，一般指物体在液体中处于悬浮或漂浮状态。
F浮＝G物
G物－F
ρ液V排g
考点4 认识物体浮沉条件
1．物体在液体中的浮沉条件
2.浮沉条件的应用：潜艇是通过改变___________来实现浮沉的；密度计的工作原理是物体的______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________条件。
自身的重力
漂浮
悬浮
1．(2020·金华、丽水)如图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。该过程中气泡密度和它受到浮力的变化情况，叙述正确的是(
)
A.密度和浮力都不变
B．密度和浮力都变大
C．密度变小，浮力不变
D．密度变小，浮力变大
D
2．(2020·台州)下图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程，其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是(
)
A.①→②
B．②→③
C．③→④
D．④→⑤
A
3．(2019·绍兴)小敏对“物体在水中浸没前受到的浮力是否与浸入深度有关”进行了研究。
(1)将一长方体金属块横放，部分体积浸入水中时，在液面所对的烧杯壁作一标记线，读出弹簧测力计的示数F甲(如图甲)为______牛；再把金属块竖放浸入同一杯水中，当_____
_____________时，读出弹簧测力计示数(如图乙)。比较发现F甲＝F乙，小敏得出：浸没前物体受到的浮力与浸入深度无关。
(2)图中两种状态时，金属块底部受到水的压强p甲_______p乙(填“大于”“等于”或“小于”)。
1.6
水面与标记线相平
小于
4．小晨设计了一个实验，用排水法测某实心金属块的密度。实验器材有小空筒、溢水杯、烧杯、量筒和水。实验步骤如下：
①让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中，如图甲；
②将金属块浸没在水中，测得溢出水的体积为20毫升，如图乙；
③将烧杯中20毫升水倒掉，从水中取出金属块，如图丙；
④将金属块放入小空筒，小空筒仍漂浮在水面，测得此时溢出水的体积为44毫升，如图丁。
请回答下列问题：
(1)被测金属块的密度是_______克/厘米3。
(2)在实验步骤③和④中，将沾有水的金属块放入小空筒，测出的金属块密度将_______(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
3.2
不变
高频点1 阿基米德原理应用
?★例1 (2020·黔南州)如图，重为5N，体积为0.2×10－3m3的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上，将它浸没在水中，物体受到的浮力是____N，静止时弹簧测力计的示数是____N(g取10N/kg)。
2
3
例1 2 3 【解析】物体浸没在水中，则物体排开水的体积V排＝V，根据阿基米德原理可知，物体受到的浮力为：F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.2×10－3m3＝2N，由称重法测浮力可知F浮＝G－F，则物体浸没在水中静止时弹簧测力计的示数：F＝G－F浮＝5N－2N＝3N。
★1.(2019·广州)两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体，把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体中，最后处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等，甲、乙所受浮力相比(
)
A.甲所受浮力更大
B．乙所受浮力更大
C．甲、乙所受浮力一样大
D.不知道液体密度无法比较浮力大小
C
1．C 【解析】根据阿基米德原理可知：F浮甲＝G排甲，F浮乙＝G排乙，已知甲、乙排开液体的重力相等，所以F浮甲＝F浮乙。故选C。
高频点2 漂浮
★例2 (2019·郴州)A、B是两个不溶于水的物块，用一根细线连接在一起，先后以两种不同方式放入同一个装有水的烧杯中，处于如图甲、乙所示的静止状态。试判断两种情况下，烧杯中水面的高度h甲、h乙的大小关系为(
)
A．h甲＜h乙
B．h甲＞h乙
C．h甲＝h乙
D．无法判断
C
例2 C 【解析】把A、B当作一个物体进行受力分析：因为漂浮，所以图甲物体受到的浮力：F甲＝GA＋GB；因为漂浮，所以图乙物体受到的浮力：F乙＝GA＋GB，故两种情况下，F甲＝F乙；根据F浮＝ρ水V排g可知，排开液体的体积也相同，h＝，所以h甲＝h乙。故选C。
★2.(2020·乐山)如图所示，将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体的甲、乙烧杯中，待小球静止后，两个烧杯内液面高度相同。下列说法正确的是(
)
A．甲烧杯中小球受到的浮力大
B．乙烧杯中小球排开液体的质量大
C．甲烧杯中液体的密度大
D．乙烧杯底部受到液体压强大
C
2．C 【解析】A.因为物体漂浮或悬浮时，受到的浮力和自身的重力相等，两个完全相同的小球，重力相等，则两小球受到的浮力相等，故A错误；B.因为小球在两杯中受到的浮力相等，都等于小球的重力，根据F浮＝G排＝m排g可知，两小球在两杯中排开液体的质量相等，故B错误；C.由图可知，小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态。根据浮沉条件可知，ρ甲液＞ρ球，ρ乙液＝ρ球，所以ρ甲液＞ρ乙液，故C正确；D.两杯中液面相平，ρ甲液＞ρ乙液，根据p＝ρ液gh可知，烧杯底受到液体的压强p甲液＞p乙液，故D错误。故选C。
★例3 (2020·广东)游泳时佩戴游泳圈是防止溺水的有效方法。质量为50kg的小蓉佩戴游泳圈后，能静静地漂浮在水面上，如图所示。游泳圈对她的作用力大小最符合实际的是(
)
A．5000N
B．500N
C．50N
D．5N
高频点3 浮力的简单计算
C
★3.弹簧测力计下挂一长方体物体，将物体从盛有适量水的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拉与物体下降高度h变化关系的图像，则下列说法中正确的是(g取10N/kg)(
)
A.物体的体积是500cm3
B．物体受到的最大浮力是5N
C．物体的密度是2.25×103kg/m3
D．物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
C
高频点4 物体沉浮条件的应用
例4 (2019·绵阳)我国10万吨级的“新光华”号半潜船拥有两个标准足球场大的甲板，为亚洲最大。2019年1月，“新光华”号半潜船从巴西运载2.5万吨的超大型钻井平台回到广州。半潜船装载钻井平台的工作过程示意图如图所示，半潜船先通过调整水舱里的压载水量，平稳地将船身和甲板潜入约30米深的水下，只露出船楼建筑；然后将漂浮的钻井平台拖拽到甲板正上方水面，半潜船开始排出水舱里的压载水，上浮到甲板与钻井平台底部接触时，将钻井平台绑扎固定在甲板上，继续排出水舱里的压载水，半潜船船身连同钻井平台一起上浮，浮出水面，最后静止。半潜船在上浮过程中(
)
A．当排出的压载水重大于钻井平台重时才开始上浮
B．当排出的压载水重等于钻井平台重时才开始上浮
C．排出的压载水总重大于钻井平台重
D．排出的压载水总重等于钻井平台重
C
4．(2020·南充)某次军事演习中，执行深海作业的潜水艇悬浮在海水中(如图)。要使潜水艇下潜，应对水舱_______(填“注水”或“排水”)，在下潜过程中，海水对潜水艇上下表面的压力差_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
注水
不变
【提醒】本题考查阿基米德原理和浮沉条件的应用，知道影响浮力的因素是液体密度和排开液体的体积，物体下沉到容器底部时，容器会对物体产生的支持力。
★例5 (2020·衢州)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
C
例5 C 【解析】考察船和铁锚为一个整体，总重力为G，图甲中铁锚部分浸入水中，考察船和铁锚受力情况是：重力G、船身受到的浮力F甲、铁锚受到的浮力F浮1，由于考察船处于漂浮状态，根据物体受力平衡可知：F甲＋F浮1＝G，所以，F甲＝G－F浮1；图乙中铁锚完全浸没水中但未触底；考察船和铁锚受力情况是：重力G、船身受到的浮力F乙、铁锚受到的浮力F浮2，由于考察船处于漂浮状态，根据物体受力平衡可知：F乙＋F浮2＝G；所以，F乙＝G－F浮2；图丙中由于铁锚沉底，则铁锚受到支持力的作用，所以，考察船和铁锚受力情况是：
重力G、船身受到的浮力F丙、铁锚受到的浮力F浮3、支持力F支持，根据受力平衡可知：F丙＋F浮3＋F支持＝G，所以，F丙＝G－F浮3－F支持。由于图甲铁锚部分浸入水中，图乙和图丙中铁锚完全浸没在水中，则：铁锚排开水的体积V排1＜V排2＝V排3＝V铁锚，根据阿基米德原理可知：F浮1＜F浮2＝F浮3，所以，F甲＞F乙＞F丙。故选C。
例6 (2018·温州)如图甲是小明设计的“空气浮力演示器”。将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上，调节配重质量使两者保持静止，用气泵往玻璃容器内缓慢压入空气，可根据现象证明空气浮力的存在。已知金属球重5牛，体积为5×10－3米3。(滑轮和细线的重力、配重的体积及各种摩擦均忽略不计)
(1)用气泵向图甲装置玻璃容器内压入空气，观察到什么现象可以说明金属球受到空气浮力的作用？_____________________。
(2)制作该演示器中的空心金属球，用了体积为5×10－5米3的金属材料，求该金属材料的密度。
金属球上升(配重下降)
(3)小明想通过最小刻度为0.1牛的弹簧测力计反映空气浮力大小的变化，他设想将该演示器改进成如图乙所示装置。压入空气前，容器内原有的空气密度为1.2千克/米3，现通过气泵向玻璃容器内压入空气，使容器内空气密度增大到3.0千克/米3，能否使演示器中的弹簧测力计示数变化值大于0.1牛？请通过计算说明。
(友情提示：本栏目建议午休时间完成)
1．(2020·牡丹江)如图所示，2019年4月23日海军成立70周年的海上阅舰仪式上，我国新型万吨级055型导弹驱逐舰接受检阅，其
满载排水量达12500t。有关该型
驱逐舰在海上航行过程中，下列
说法正确的是(
)
A．驱逐舰所受浮力的方向是
竖直向下
B．满载时的排水量指的是驱逐舰所受的重力
C．发射导弹后，驱逐舰所受浮力变小
D．发射导弹后，驱逐舰会下沉一些
C
2．(2020·青岛)探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示，其中所用金属块a和塑料块b的密度不同，但重力均为1.6N。下列分析正确的是(
)
A．金属块a浸没在水中时，受到浮力的大小为0.3N
B．利用甲、乙，可以探究浮力的大小与物体体积的关系
C．利用乙、丙，可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D．利用丙、丁，可以探究浮力的大小与液体密度的关系
D
3．(2020·自贡)一枚重量为G的鸡蛋悬浮在盐水中，如图所示。往盐水中继续均匀缓慢加盐(盐水未到饱和)，鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图像可能是(
)
A
★4.(2019·泰安)如图所示，水平桌面上有甲、乙两个相同容器，分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体，将两个相同的小球分别放在两容器中，小球静止时，两容器液面相平，两个小球受到的浮力分别为F1、F2，则下列判断中(
)
①F1＞F2
②ρ1＞ρ2
③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
④甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
A．只有②③正确 B．只有①②正确
C．只有③④正确 D．只有①③④正确
A
4．A 【解析】①因为物体漂浮或悬浮时，受到的浮力和自身的重力相等，所以两个相同的小球在两杯中受到的浮力都等于小球的重力，则F1＝F2，故①错误；②由图可知，小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态，根据浮沉条件可知，ρ1＞ρ球，ρ2＝ρ球，所以ρ1＞ρ2，故②正确；③两杯液面相平，ρ1＞ρ2，所以根据p＝ρ液gh可知，烧杯底受到液体的压强：p1＞p2，故③正确；
④由于两球漂浮或悬浮，排开液体的重力等于球的重力，则两种情况下容器内的总重力等于等高的液体产生的压力，所以可以认为甲杯内液体的体积等于乙杯内液体的体积，且ρ1＞ρ2，由G＝mg＝ρVg可知，甲杯内总重力较大，甲、乙两烧杯相同，所以甲杯对桌面的压力较大，故④错误。由此分析可知：只有②③正确。故选A。
5．(2020·雅安)如图所示，当乒乓球从水里上浮到水面上，乒乓球在A位置时受到的浮力为FA，水对杯底的压强为pA，在B位置时受到的浮力为FB，水对杯底的压强为pB，则它们的大小关系是(
)
A．FA＝FB pA＝pB
B．FA＜FB pA＜pB
C．FA＞FB pA＞pB
D．FA＞FB pA＝pB
C
6．(2020·江西)如图所示，A、B两物块以不同方式组合，分别静止在甲、乙两种液体中，由此可判断ρ甲____ρ乙；若A物块在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙，则F甲____F乙。(均填“＞”“＜”或“＝”)
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7．(2020·湖州)2019年12月17日，由我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰(如图甲)，正式交付海军。该舰标准排水量为5万吨，可同时停放36架歼－15舰载机，若每架舰载机质量为25吨。(海水的密度取1.03×103千克/立方米)
(1)在标准排水量时，航母所受的浮力为__________。
(2)当36架舰载机全部飞离航母后，航母排开海水的体积减少了_______立方米。(结果保留一位小数)
5×108牛
873.8
★8.(2019·盐城)小明用饮料吸管制作了一支简易密度计，将其放入水中时，密度计不能直立，应____(填“增加”或“减少”)吸管中铁丝质量。改进后，分别用它测量水和盐水的密度时，吸管浸入液体的深度分别为h1和h2，则h1____h2。用它测量可乐密度时，吸管上“沾”上许多小气泡，测得的密度偏____。
增加
＞
大
8．增加 ＞ 大 【解析】(1)小明将自制的密度计放入水中，密度计不能直立漂浮，应降低其重心，故需要增加吸管中铁丝质量；(2)因为密度计不管是在水中还是在盐水中，都是漂浮状态，所以F浮水＝F浮盐水＝G，设密度计的底面积为S，则根据G＝F浮液＝ρ液gV浸得：ρ水gSh1＝ρ盐水gSh2，已知：ρ水＜ρ盐水，所以h1＞h2；(3)由于密度计漂浮时浮力等于重力，重力不变，则浮力不变；根据F浮＝ρ液gV排可知排开液体的体积不变，当测量可乐密度时，吸管上“沾”上许多小气泡，此时V排＝V气泡＋V浸，所以，密度计浸入可乐中的体积变小，由于密度计的刻度是越往下对应的密度越大，所以，所测的液体密度偏大。
9．(2018·衡阳)为了直观验证阿基米德原理，实验装置如图所示，把弹簧测力计上端固定在铁架台上，用粗铁丝做一个框，挂在弹簧测力计挂钩上，在粗铁丝框上端悬吊一个金属块，下端放一小杯，在金属块的正下方，有一个溢水杯，溢水杯放置在铁架台的支架上，溢水杯跟金属块、粗铁丝都不接触。
(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架，使金属块完全浸没在水中(如图甲→乙→丙)，在此过程中，弹簧测力计示数：F甲_______F丙(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)再平稳缓慢地降低溢水杯支架，使金属块完全离开水面(如图丁)，可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为_____N，此时浮力的测量数值比真实数值将_______(填“偏大”或“偏小”)。
等于
1.2
偏大
10．(2019·杭州)如图所示，将密度为0.6克/厘米3、高度为10厘米、底面积为20厘米2的圆柱体放入底面积为50厘米2的容器中，并向容器内加水。(g取10牛/千克)
(1)当水加到2厘米时，求圆柱体对容器底的压力大小。
(2)继续向容器中加水，当圆柱体对容器底压力为0时，求圆柱体在液面上方和下方的长度之比。考点1 知道浮力的概念
1．浮力
浸在液体(或气体)中的物体，受到液体(或气体)____________称作浮力。
2．方向：____________。
3．产生原因：物体上下表面受到的液体(或气体)的____________，浮力是液体(或气体)给物体的压力的合力。
考点2 描述阿基米德原理
1．内容：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它____________。
2．公式：F浮＝G排＝____________。
由公式可知浮力的大小取决于液体的密度和排开液体的体积。
浸没在水中的石块受到的浮力跟它排开的水重有什么关系？
考点3 直接运用阿基米德原理或公式的变形进行简单的计算
有关浮力的分析与计算：
1．阿基米德原理：F浮＝G排＝____________。
2．称重法：F浮＝____________，其中F为物体浸入液体时弹簧测力计的读数。
注意：称重法分析浮力时需注意测力计的示数不是浮力的大小而是拉力的大小。
3．平衡条件法：____________，一般指物体在液体中处于悬浮或漂浮状态。
考点4 认识物体浮沉条件
1．物体在液体中的浮沉条件
上浮
下沉
漂浮
悬浮
沉底
F浮＞G
F浮＜G
F浮＝G
F浮＝G
F浮＋N＝G
实
心
体
ρ液＞ρ物
ρ液＜ρ物
ρ液＞ρ物
V排＜V物
ρ液＝ρ物
V排＝V物
ρ液＜ρ物
处于动态(运动状态不断改变)，受力不平衡
是“上浮”过程的最终状态
可以停留在液体的任何深度处
是“下沉”过程的最终状态
处于静态，受平衡力作用
2.浮沉条件的应用：潜艇是通过改变____________来实现浮沉的；密度计的工作原理是物体的____________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____________条件。
1．(2020·金华、丽水)如图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。该过程中气泡密度和它受到浮力的变化情况，叙述正确的是( )
A.密度和浮力都不变
B．密度和浮力都变大
C．密度变小，浮力不变
D．密度变小，浮力变大
2．(2020·台州)下图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程，其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是( )
A.①→② B．②→③ C．③→④ D．④→⑤
3．(2019·绍兴)小敏对“物体在水中浸没前受到的浮力是否与浸入深度有关”进行了研究。
(1)将一长方体金属块横放，部分体积浸入水中时，在液面所对的烧杯壁作一标记线，读出弹簧测力计的示数F甲(如图甲)为________牛；再把金属块竖放浸入同一杯水中，当____________时，读出弹簧测力计示数(如图乙)。比较发现F甲＝F乙，小敏得出：浸没前物体受到的浮力与浸入深度无关。
(2)图中两种状态时，金属块底部受到水的压强p甲____________p乙(填“大于”“等于”或“小于”)。
4．小晨设计了一个实验，用排水法测某实心金属块的密度。实验器材有小空筒、溢水杯、烧杯、量筒和水。实验步骤如下：
①让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中，如图甲；
②将金属块浸没在水中，测得溢出水的体积为20毫升，如图乙；
③将烧杯中20毫升水倒掉，从水中取出金属块，如图丙；
④将金属块放入小空筒，小空筒仍漂浮在水面，测得此时溢出水的体积为44毫升，如图丁。
请回答下列问题：
(1)被测金属块的密度是________克/厘米3。
(2)在实验步骤③和④中，将沾有水的金属块放入小空筒，测出的金属块密度将____________(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
高频点1 阿基米德原理应用
★例1 (2020·黔南州)如图，重为5N，体积为0.2×10－3m3的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上，将它浸没在水中，物体受到的浮力是________N，静止时弹簧测力计的示数是________N(g取10N/kg)。
★1.(2019·广州)两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体，把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体中，最后处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等，甲、乙所受浮力相比( )
A.甲所受浮力更大
B．乙所受浮力更大
C．甲、乙所受浮力一样大
D.不知道液体密度无法比较浮力大小
高频点2 漂浮
★例2 (2019·郴州)A、B是两个不溶于水的物块，用一根细线连接在一起，先后以两种不同方式放入同一个装有水的烧杯中，处于如图甲、乙所示的静止状态。试判断两种情况下，烧杯中水面的高度h甲、h乙的大小关系为( )
A．h甲＜h乙 B．h甲＞h乙 C．h甲＝h乙 D．无法判断
★2.(2020·乐山)如图所示，将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体的甲、乙烧杯中，待小球静止后，两个烧杯内液面高度相同。下列说法正确的是( )
A．甲烧杯中小球受到的浮力大
B．乙烧杯中小球排开液体的质量大
C．甲烧杯中液体的密度大
D．乙烧杯底部受到液体压强大
高频点3 浮力的简单计算
★例3 (2020·广东)游泳时佩戴游泳圈是防止溺水的有效方法。质量为50kg的小蓉佩戴游泳圈后，能静静地漂浮在水面上，如图所示。游泳圈对她的作用力大小最符合实际的是( )
A．5000N B．500N C．50N D．5N
★3.弹簧测力计下挂一长方体物体，将物体从盛有适量水的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拉与物体下降高度h变化关系的图像，则下列说法中正确的是(g取10N/kg)( )
A.物体的体积是500cm3
B．物体受到的最大浮力是5N
C．物体的密度是2.25×103kg/m3
D．物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
高频点4 物体沉浮条件的应用
例4 (2019·绵阳)我国10万吨级的“新光华”号半潜船拥有两个标准足球场大的甲板，为亚洲最大。2019年1月，“新光华”号半潜船从巴西运载2.5万吨的超大型钻井平台回到广州。半潜船装载钻井平台的工作过程示意图如图所示，半潜船先通过调整水舱里的压载水量，平稳地将船身和甲板潜入约30米深的水下，只露出船楼建筑；然后将漂浮的钻井平台拖拽到甲板正上方水面，半潜船开始排出水舱里的压载水，上浮到甲板与钻井平台底部接触时，将钻井平台绑扎固定在甲板上，继续排出水舱里的压载水，半潜船船身连同钻井平台一起上浮，浮出水面，最后静止。半潜船在上浮过程中( )
A．当排出的压载水重大于钻井平台重时才开始上浮
B．当排出的压载水重等于钻井平台重时才开始上浮
C．排出的压载水总重大于钻井平台重
D．排出的压载水总重等于钻井平台重
4．(2020·南充)某次军事演习中，执行深海作业的潜水艇悬浮在海水中(如图)。要使潜水艇下潜，应对水舱________(填“注水”或“排水”)，在下潜过程中，海水对潜水艇上下表面的压力差________(填“变大”“变小”或“不变”)。
【提醒】本题考查阿基米德原理和浮沉条件的应用，知道影响浮力的因素是液体密度和排开液体的体积，物体下沉到容器底部时，容器会对物体产生的支持力。
★例5 (2020·衢州)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
例6 (2018·温州)如图甲是小明设计的“空气浮力演示器”。将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上，调节配重质量使两者保持静止，用气泵往玻璃容器内缓慢压入空气，可根据现象证明空气浮力的存在。已知金属球重5牛，体积为5×10－3米3。(滑轮和细线的重力、配重的体积及各种摩擦均忽略不计)
(1)用气泵向图甲装置玻璃容器内压入空气，观察到什么现象可以说明金属球受到空气浮力的作用？____________。
(2)制作该演示器中的空心金属球，用了体积为5×10－5米3的金属材料，求该金属材料的密度。
(3)小明想通过最小刻度为0.1牛的弹簧测力计反映空气浮力大小的变化，他设想将该演示器改进成如图乙所示装置。压入空气前，容器内原有的空气密度为1.2千克/米3，现通过气泵向玻璃容器内压入空气，使容器内空气密度增大到3.0千克/米3，能否使演示器中的弹簧测力计示数变化值大于0.1牛？请通过计算说明。
1．(2020·牡丹江)如图所示，2019年4月23日海军成立70周年的海上阅舰仪式上，我国新型万吨级055型导弹驱逐舰接受检阅，其满载排水量达12500t。有关该型驱逐舰在海上航行过程中，下列说法正确的是( )
A．驱逐舰所受浮力的方向是竖直向下
B．满载时的排水量指的是驱逐舰所受的重力
C．发射导弹后，驱逐舰所受浮力变小
D．发射导弹后，驱逐舰会下沉一些
2．(2020·青岛)探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示，其中所用金属块a和塑料块b的密度不同，但重力均为1.6N。下列分析正确的是( )
A．金属块a浸没在水中时，受到浮力的大小为0.3N
B．利用甲、乙，可以探究浮力的大小与物体体积的关系
C．利用乙、丙，可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D．利用丙、丁，可以探究浮力的大小与液体密度的关系
3．(2020·自贡)一枚重量为G的鸡蛋悬浮在盐水中，如图所示。往盐水中继续均匀缓慢加盐(盐水未到饱和)，鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图像可能是( )
★4.(2019·泰安)如图所示，水平桌面上有甲、乙两个相同容器，分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体，将两个相同的小球分别放在两容器中，小球静止时，两容器液面相平，两个小球受到的浮力分别为F1、F2，则下列判断中( )
①F1＞F2 ②ρ1＞ρ2 ③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 ④甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
A．只有②③正确 B．只有①②正确
C．只有③④正确 D．只有①③④正确
5．(2020·雅安)如图所示，当乒乓球从水里上浮到水面上，乒乓球在A位置时受到的浮力为FA，水对杯底的压强为pA，在B位置时受到的浮力为FB，水对杯底的压强为pB，则它们的大小关系是( )
A．FA＝FB pA＝pB B．FA＜FB pA＜pB
C．FA＞FB pA＞pB D．FA＞FB pA＝pB
6．(2020·江西)如图所示，A、B两物块以不同方式组合，分别静止在甲、乙两种液体中，由此可判断ρ甲________ρ乙；若A物块在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙，则F甲________F乙。(均填“＞”“＜”或“＝”)
7．(2020·湖州)2019年12月17日，由我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰(如图甲)，正式交付海军。该舰标准排水量为5万吨，可同时停放36架歼－15舰载机，若每架舰载机质量为25吨。(海水的密度取1.03×103千克/立方米)
(1)在标准排水量时，航母所受的浮力为________。
(2)当36架舰载机全部飞离航母后，航母排开海水的体积减少了________立方米。(结果保留一位小数)
★8.(2019·盐城)小明用饮料吸管制作了一支简易密度计，将其放入水中时，密度计不能直立，应____________(填“增加”或“减少”)吸管中铁丝质量。改进后，分别用它测量水和盐水的密度时，吸管浸入液体的深度分别为h1和h2，则h1______h2。用它测量可乐密度时，吸管上“沾”上许多小气泡，测得的密度偏______。
9．(2018·衡阳)为了直观验证阿基米德原理，实验装置如图所示，把弹簧测力计上端固定在铁架台上，用粗铁丝做一个框，挂在弹簧测力计挂钩上，在粗铁丝框上端悬吊一个金属块，下端放一小杯，在金属块的正下方，有一个溢水杯，溢水杯放置在铁架台的支架上，溢水杯跟金属块、粗铁丝都不接触。
第9题图
(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架，使金属块完全浸没在水中(如图甲→乙→丙)，在此过程中，弹簧测力计示数：F甲____________F丙(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)再平稳缓慢地降低溢水杯支架，使金属块完全离开水面(如图丁)，可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为____________N，此时浮力的测量数值比真实数值将____________(填“偏大”或“偏小”)。
10．(2019·杭州)如图所示，将密度为0.6克/厘米3、高度为10厘米、底面积为20厘米2的圆柱体放入底面积为50厘米2的容器中，并向容器内加水。(g取10牛/千克)
(1)当水加到2厘米时，求圆柱体对容器底的压力大小。
(2)继续向容器中加水，当圆柱体对容器底压力为0时，求圆柱体在液面上方和下方的长度之比。
参考答案
第18课时 浮力
课前预热
考点1 1.向上托起的力 2.竖直向上 3.压力差
考点2 1.排开的液体所受的重力 2.ρ液V排g
考点3 1.ρ液V排g 2.G物－F 3.F浮＝G物
考点4 2.自身的重力 漂浮 悬浮
【考点真题】1.D 2.A 3.(1)1.6 水面与标记线相平 (2)小于
4.(1)3.2 (2)不变
课堂突破
例1 2 3 例2 C 例3 C 例4 C 例5 C
例6 (1)金属球上升(配重下降) (2)m＝＝0.5千克 ρ＝＝＝1.0×104千克/米3 (3)F浮1＝ρ气1gV球＝1.2千克/米3×10牛/千克×5×10－3米3＝0.06牛 F浮2＝ρ气2gV球＝3千克/米3×10牛/千克×5×10－3米3＝0.15牛 F1＝2×(G球－F浮1)＝2×(5牛－0.06牛)＝9.88牛 F2＝2×(G球－F浮2)＝2×(5牛－0.15牛)＝9.7牛 ΔF拉＝F1－F2＝9.88牛－9.7牛＝0.18牛 ∵ΔF拉＝0.18牛>0.1牛 ∴能使弹簧测力计示数变化值大于0.1牛。(其他合理解法也可)
【变式拓展】
1．C 2.C 3.C 4.注水 不变
校内作业
1．C 2.D 3.A 4.A 5.C 6.> > 7.(1)5×108牛
(2)873.8 8.增加 ＞ 大 9.(1)等于 (2)1.2 偏大
10．(1)F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×20×10－4m2×2×10－2m＝0.4N，G＝mg＝ρVg＝0.6×103kg/m3×20×10－4m2×10×10－2m×10N/kg＝1.2N，F支＝F压＝G－F浮＝1.2N－0.4N＝0.8N。 (2)F浮＝G＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×20×10－4m2×h下＝1.2N，h下＝0.06m＝6cm，＝＝＝。第18课时 浮力
1．(2019·凉山州)一块挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中(水足够深)，在圆柱体接触容器底之前，能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下降的高度h关系的图像是( )
2．(2019·枣庄)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
3．(2020·临沂)2019年12月17日，我国第一艘国产航母“山东舰”(如图)在海南三亚某军港交付海军。下列说法正确的是( )
A．停在静止航母上的舰载机受力平衡
B．相对航母，起飞的舰载机是静止的
C．舰载机起飞时，空气浮力大于重力
D．舰载机起飞后，航母所受浮力增大
4．(2020·常德)将一个新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中，鸡蛋静止在两个容器中的位置如图所示。则下列说法正确的是( )
A．鸡蛋在水中受到的浮力大
B．鸡蛋在水和浓盐水中受到的浮力一样大
C．鸡蛋的密度大于水的密度
D．鸡蛋的密度小于浓盐水的密度
5．(2019·鄂州)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为ρA＞ρB＞ρC
C．容器底部受到水的压力大小关系为F甲＞F乙＞F丙
D．容器对桌面的压强大小关系为p甲＝p乙＝p丙
★6.(2020·深圳)如图所示，放在水平桌面上的溢水杯盛满水，用弹簧测力计挂一个实心铁块，示数为F1；将铁块缓慢浸没于水中(未接触溢水杯)，溢出的水流入小烧杯，弹簧测力计的示数为F2。下列判断正确的是( )
A．水对溢水杯底部的压强p甲＜p乙
B．溢水杯对桌面的压力F甲＜F乙
C．铁块受到的浮力F浮＝F2－F1
D．小烧杯中水的重力G＝F1－F2
7．(2020·新疆)一个盛有足够多水的溢水杯放在水平桌面上，先往溢水杯中投入一个质量为m的小球A，从溢水杯中溢出的水的质量为20g，再往溢水杯中投入一个质量为2m的小球B，从溢水杯中再次溢出的水的质量为80g，此时A、B小球受到的总浮力为F浮，水对溢水杯底部产生的压力比两小球投入溢水杯前增加了ΔF。已知小球A、B的密度均小于水的密度，则( )
A．F浮＝1.2N，ΔF＝0.2N
B．F浮＝1.2N，ΔF＝1.2N
C．F浮＝1.0N，ΔF＝1.0N
D．F浮＝1.0N，ΔF＝0N
8．(2020·淮安)将一盛满水的烧杯置于水平桌面上，缓慢放入一质量为200g的木块，木块最终在杯中处于漂浮状态，此时木块所受浮力大小是________N，从杯中排出水的体积是________cm3，上述过程中水对杯底的压强________(填“变大”“变小”或“不变”)。(水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)
9．(2020·甘孜州)如图甲所示，小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他用弹簧测力计挂着实心圆柱体，圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触，然后将其缓慢拉出水面，弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙，g取10N/kg，则圆柱体的重力为________N，圆柱体受到的最大浮力是________N。
10．(2018·十堰)将一底面积为0.01m2的长方体木块用细线拴在一个空容器的底部，然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平，如图甲所示。在此整个过程中，木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示，则木块所受到的最大浮力为________N，木块重力为________N，细线对木块的最大拉力为______N。(g取10N/kg)
第10题图
11．(2019·金华、义乌、丽水)归纳与演绎是科学学习中非常重要的科学方法，下表是兴趣小组归纳根据“ρ＝”，运用浮力知识间接测量固体密度的方法，请回答：
方法
实验器材
操作过程
思维过程
数据处理
适用范围
一
弹簧测力计
烧杯
水
∵m＝
V物＝V排＝
∴ρ物＝
＝·ρ水
＝·ρ水
(1)ρ物＝
__________
kg/m3
ρ物＞ρ液
二
量筒
细铁丝
水
……
(2)ρ物＝
____________
(用V1、V2、
V3、ρ水表示)
……
ρ物＜ρ液
12.(2020·宁波)在不打破鸡蛋的前提下，如何有效判断自然状态下保存的未知产出日期的鸡蛋新鲜度？小科进行了探究。
【查阅资料】
刚产出的鸡蛋密度相近，冷却后里面内容物收缩，会在蛋的一端形成气室。一般的鸡蛋一端大(称为钝端)、一端小(称为尖端)。蛋壳主要成分是碳酸钙，其表面有很多微小气孔，以便于蛋内外的气体交换，同时蛋内水分可通过气孔排出。
【实验过程】
任选自然状态下保存的、大小相近的同一批适龄健康的母鸡于不同日期产出的鸡蛋20枚，将它们轻放入水中，观察静止后状态。
【实验现象】
(1)4枚鸡蛋漂浮在水面上，其余16枚鸡蛋沉于水底。
(2)沉于水底鸡蛋的钝端与尖端的连线与水平底面之间有一个夹角，记为θ。16枚鸡蛋的θ大小不一，但尖端基本上比钝端更靠近底面，如图所示是其中3枚鸡蛋在水中静止时的状态。
【思考与分析】
鸡蛋的新鲜度会影响它的气室大小、密度大小和θ大小。
(1)从实验现象可知：鸡蛋的气室位置在鸡蛋的________(填“钝端”或“尖端”)附近。
(2)θ大小与气室占整个鸡蛋的体积比有关，图中3枚鸡蛋气室占整个鸡蛋的体积比从高到低排序为________。由此可以从θ大小初步判断鸡蛋的新鲜度。
(3)自然状态下，随着鸡蛋存放时间变长，鸡蛋的________会变小，从而使鸡蛋的密度变小。可以判断，实验中漂浮在水面上的鸡蛋存放时间较久。
★13.(2020·杭州)如图甲、乙所示，水平桌面上有两个高为30cm的柱形容器，现将两个完全相同的圆柱形金属块(重120N、高20cm、底面积100cm2)分别置于柱形容器底部。其中，图乙的金属块与容器底部之间用少量蜡密封(不计蜡的质量)。取g＝10N/kg。
(1)计算图甲中金属块对容器底部的压强。
(2)图乙中，向容器内加水至液面高度为10cm，求金属块对容器底部的压力。(取大气压强p0＝1.0×105Pa)
(3)若向图甲中容器内加水，画出从开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部压力F随容器中液面高度h变化的图像(需标注相应的数据)。
参考答案
第18课时 浮力
1．A 2.D 3.A 4.C 5.D 6.D 7.A
8．2 200 不变
9．2 0.4
10．15 9 6
11．(1)3×103 (2)ρ水
12．(1)钝端 (2)1号、2号、3号
(3)质量
13．(1)图甲中金属块对容器底部的压强为1.2×104Pa (2)金属块对容器底部的压力为1120N (3)如图(共19张PPT)
