专题10 浮力（解析版）

专题10浮力一．选择题1．（2022·江苏常州）2022年1月，海啸导致南太平洋岛国汤加淡水紧缺，为实施人道主义救援，中国海军五指山舰日夜兼程抵达汤加之后，停泊于码头旁并通过管道向陆地输送550t淡水。如图所示，输水过程中，五指山舰（）A．舰体略上浮受到浮力不变B．舰体略上浮受到浮力变小C．舰体略下沉受到浮力不变D．舰体略下沉受到浮力变大【答案】B【解析】输水过程中，五指山舰的重力减小，但五指山舰始终漂浮在海面上，所以受到的浮力大小等于重力大小，重力减小，所以浮力减小，根据F浮=ρgV排可知，排开液体的体积变小，所以五指山舰上浮，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。2．（2022·江苏泰州）水平桌面上的深桶容器中装有水，小明在空玻璃瓶口蒙上橡皮膜，将其置于水中某一深度处，恰好悬浮，如图所示现沿桶壁向容器中缓慢加水，在水面上升的过程中，下列判断错误的是（）A．玻璃瓶保持静止 B．玻璃瓶下沉至容器底C．水对容器底的压强增大 D．桌面对容器的支持力增大【答案】A【解析】AB．由题意可知，空玻璃瓶口蒙上橡皮膜悬浮在水中时，竖直方向受浮力和重力且这两个是一对平衡力，当向试管中加入水时，橡皮膜所处的深度增加，压强增加，会向里凹陷，排开水的液体变小，浮力变小，重力不变，所以空玻璃会下沉到容器底部。故A错误，A符合题意，B正确，B不符合题意；C．向试管中加入水时，水的深度增加，所以水对容器底的压强增大，故C正确，C不符合题意；D．桌面对容器支持力的大小等于容器自身重力和容器中水的重力之和，向试管中加入水，水的重力增大，所以桌面对容器支持力的大小增大，故D正确，D不符合题意。故选A。3．（2022·江苏无锡）如图是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇示意图，艇体采用轻质的复合织物材料制成，外观呈白色，囊体上层装有压缩氨气通过向艇外排出下层部分的空气而实现上升，高度达到9032m，高度越高大气越稀薄，上升过程中艇体体积不变，关于浮空艇，以下说法中正确的是（）A．艇体材料的密度较大B．白色外观可以吸收各种色光C．上升过程中，浮空艇所受的浮力变小D．上升过程中，浮空艇所受的重力不变【答案】C【解析】A．艇体采用轻质的复合织物材料制成，艇体材料的密度较小，故A错误；B．白色外观可以反射各种色光，故B错误；C．上升过程中，艇体体积不变，根据可知，高度越高大气越稀薄，空气的密度变小，故艇体受到的浮力变小，故C正确；D．上升过程中，囊体上层装有压缩氨气通过向艇外排出下层部分的空气，空气的密度比较大，减轻了浮空艇的重力，重力小于浮力，从而实现上升，故D错误。故选C。4．（2021·江苏南通）如图，把小石块挂在弹簧测力计上，示数为2.5N，再将石块浸没在盐水中，示数变为1.5N。利用以上信息能求解的物理量是（）A．石块的体积 B．排开盐水的重C．石块的密度 D．盐水的密度【答案】B【解析】B．由题意可知：可以用称重法求出石块浸没在盐水中时受到的浮力即排开盐水的重力F浮=G排=G-F拉=2.5N-1.5N=1N故B符合题意；AD．根据阿基米德原理F浮=盐水gV排可知，题目中要想求石块的体积得知道盐水的密度，但是题中不知道盐水的密度，所以不能求出石块的体积，故AD不符合题意；C．虽然知道石块的重力能求出石块的质量，但是不知道石块的体积，所以同样不能求出石块的密度，故C不符合题意。故选B。5．（2021·江苏）用硬塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等，制作如图所示的潜水艇模型，不计进排气管体积，要让原本悬浮在a位置的潜水艇下潜至b位置悬浮，采取的措施是使瓶内气体（）A．增加 B．减少C．先增加后减少 D．先减少后增加【答案】D【解析】要让原本悬浮在a位置的潜水艇下潜至b位置悬浮，首先应该让潜水艇下沉，即排出气体使瓶内气体减少水进入。然后再减小重力，让潜水艇模型悬浮，即让气体进入排出水，实现悬浮，所以瓶内气体应该先减小后增加。故选D。6．（2021·江苏苏州）在下列几种航空器中，主要利用压强和流速的关系获得升力的是（）A．观光热气球 B．民航客机C．武装直升机 D．运载火箭【答案】B【解析】A．观光热气球利用了通过加热气球内的气体使热气球内空气的温度升高，密度减小，当密度小于热气球外空气的密度时热气球就会上浮，故A不符合题意；B．飞机的机翼上凸下平，当空气流动时上表面流速快压强小，下表面流速慢压强大，产生了一个向上的压强差，所以飞机获得升力，故B符合题意；C．直升飞机是利用螺旋桨（又称为“旋翼”）的运动对空气施加了一个向下的力，物体间力的作用是相互的，空气对螺旋桨施加了一个向上的力，所以，直升机的升力产生的原因和固定翼飞机是不同的，与流体的压强没有关系，故C不符合题意；D．运载火箭靠燃气的反冲力获得升力，故D不符合题意。故选B。7．（2020•常州）一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料，分别放在装有甲、乙两种液体的容器中，静止后饮料瓶的状态如图所示饮料瓶受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙．甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙．则（）A．F浮甲＞F浮乙，ρ甲＞ρ乙 B．F浮甲＜F浮乙，ρ甲＜ρ乙 C．F浮甲＝F浮乙，ρ甲＞ρ乙 D．F浮甲＝F浮乙，ρ甲＜ρ乙【答案】C【解析】由于饮料瓶漂浮，则F浮＝G，所以，饮料瓶在两种液体中受到的浮力相等，都等于饮料瓶受到的重力G，即F浮甲＝F浮乙＝G，由图知，饮料瓶排开液体的体积：V甲排＜V乙排，根据F浮＝ρ液gV排可知液体的密度：ρ甲＞ρ乙。故选：C。8．（2020•南通）在综合实践活动中，小明制作了一只长12cm，宽5cm的小纸船，如图甲。图乙是按图甲所示箭头方向观察到的船的主视图。现让纸船漂浮在水面上，向船内轻轻放入目前我们常用的一元硬币，估测纸船最多能承载的硬币数目最接近于（）A．15枚 B．35枚 C．55枚 D．75枚【答案】C【解析】由题意及图乙可知，纸船的高（船深）约6cm左右，则纸船最大的V排＝12cm×5cm×6cm＝360cm3；由阿基米德原理得，纸锥最大的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×9.8N/kg×3.6×10﹣4m3＝3.6N；目前常用的一元硬币重力约为0.06174N，则纸船最多能承载硬币数目约为n＝≈58枚。故55枚是最接近答案的选项。故选：C。9．（2020•宿迁）小明在饮料吸管中塞入一些细铁丝作为配重，并将一端封闭，制作了一只简易密度计；将其先后放入甲、乙两杯液体中，当密度计静止时，两杯中液体深度相同，如图所示，下列说法正确的是（）A．密度计在甲杯液体中受到的浮力更大 B．密度计的刻度线，越往上标注的密度值越大 C．密度计放入后，乙杯中液体对容器底的压强更大 D．适当减小配重，可以增大该密度计两条刻度线之间的距离，使测量结果更精确【答案】C【解析】A、同一支密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮，则F浮甲＝F浮乙＝G，即浮力是相同的，故A错误；B、密度计浸入液体的深度越小，说明液体的密度越大，即密度计越靠近上方的刻度，其相应的密度数值越小，故B错误；C、由图可知，密度计在乙液体中排开的液体的体积小，根据ρ液＝可知，乙液体的密度大，深度相同，根据p＝ρgh可知，乙杯中液体对容器底的压强更大，故C正确；D、因为密度计漂浮在液体中，则F浮＝G，即ρ液gSh＝G，则△V＝sh，增大该密度计两条刻度线之间的距离，即△V变大，h变大，具体做法是：可适当增大配重或用更细的吸管，故D错误。故选：C。10．（2020•盐城）小明取一根装有适量配重的饮料吸管，使其竖直漂浮在水中，制作简易密度计。为了能够在吸管上准确标注出不同液体密度所对应的刻度，需要测的是（）A．吸管的总长度 B．吸管浸入水中的深度 C．容器中水的深度 D．吸管露出水面的长度【答案】B【解析】因为密度计是漂浮在液体中，所受浮力等于本身的重力，则有：F浮水＝F浮液＝G，由阿基米德原理：F浮＝ρ液gV排，ρ水gSh水＝ρ液gSh液＝G，故ρ液＝ρ水；h水是吸管浸入水中的深度，h液是吸管浸入液体中的深度，所以需要测量吸管浸入水中的深度。故选：B。11．（2020•连云港）下列关于浮力的说法正确的是（）A．质量大的物体在液体中所受浮力一定大 B．码头上正在卸货的轮船所受的浮力逐渐减小 C．物体密度小于液体密度时物体在液体中处于悬浮状态 D．潜水艇在水面下从大海潜行进入长江，所受浮力不变【答案】B【解析】A、浸在液体的物体受到的浮力等于其排开的液体受到的重力，与物体的质量无关，故A错误；B、轮船漂浮在水中，受到的浮力等于重力，码头上正在卸货的轮船，其重力减小，所以受到的浮力逐渐减小，故B正确；C、物体密度小于液体密度时，物体在液体中处于漂浮状态，故C错误；D、潜水艇在水面下从大海潜行进入长江，其排开的水的体积不变，液体的密度减小，根据F浮＝G排＝ρ液gV排液可知，其受到的浮力减小，故D错误。故选：B。12．（2019•常州）水平台面上有两个同规格烧杯，分别盛有甲、乙两种液体，将两个完全相同的物体A、B分别放入两杯中，静止时如图所示，甲、乙液面刚好相平，此时，设A物体受到的浮力为F浮A，甲液体对烧杯底部的压强为p甲；B物体受到的浮力为F浮B，乙液体对烧杯底部的压强为p乙，则（）A．F浮A＝F浮B，p甲＞p乙 B．F浮A＝F浮B，p甲＜p乙 C．F浮A＜F浮B，p甲＞p乙 D．F浮A＜F浮B，p甲＜p乙【答案】A【解析】（1）由图知，物体A、B在液体中都处于漂浮，则F浮A＝GA；F浮B＝GB；而物体A、B是完全相同的物体，则重力相等，即GA＝GB，所以，F浮A＝F浮B．故CD错误；（2）由图知，A排开液体的体积小于B排开液体的体积，已知F浮A＝F浮B，根据F浮＝ρ液gV排可知，ρ甲＞ρ乙；已知两液面等高，根据p＝ρ液gh可知，p甲＞p乙．故A正确，B错误。故选：A。13．（2019•常州）科考队员在南极惊奇地发现长方体冰山，边缘齐整宛如人工切割测得长方体冰山露出海面的高度为4m，冰山在海面下的深度为（ρ冰＝0.9×103kg/m3，ρ海水＝1.1×103kg/m3）（）A．18m B．22m C．36m D．40m【答案】A【解析】冰山在海水中漂浮，由漂浮条件可得：F浮＝G冰＝ρ冰V冰g，根据阿基米德原理可得：F浮＝G排＝ρ海水V排g，所以ρ海水V排g＝ρ冰V冰g，即：ρ海水Sh浸g＝ρ冰Sh冰g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，因冰山为长方体，则h冰＝h浸+h露，所以①式可写为：ρ海水Sh浸g＝ρ冰S（h浸+h露）g，整理可得h浸＝＝＝18m。故选：A。14．（2019•南通）如图，将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下，使其漂浮在大塑料瓶内的水面上，拧紧大瓶瓶盖，通过改变作用在大瓶侧面的压力大小，实现小瓶的浮与沉。则（）A．用力捏大瓶，小瓶不能实现悬浮 B．用力捏大瓶，小瓶内的气体密度变大 C．盖上小瓶瓶盖，捏大瓶也能使小瓶下沉 D．打开大瓶瓶盖，捏大瓶也能使小瓶下沉【答案】B【解析】AB、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，小瓶内的气体密度变大，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；当刚刚浸没时，就处于悬浮状态，故A错误、B正确；C、盖上小瓶瓶盖，挤压大塑料瓶，瓶内空气被压缩，水不能压入小瓶中，小瓶的重力不变，浸入水里的体积不变，故C错误；D、松开大瓶瓶盖，用力捏大瓶，大瓶上方的气压不变，水不能进入小瓶中，所以小瓶不会下沉松开手；故D错误。故选：B。15．（2019•淮安）长江上，一艘满载货物的轮船在卸完一半货物后，该艘轮船（）A．会浮起一些，所受浮力变小 B．会浮起一些，所受浮力变大 C．会下沉一些，所受浮力变大 D．会始终漂浮，所受浮力不变【答案】A【解析】因轮船在江水中，处于漂浮状态，浮力等于重力，在码头卸下货物后，轮船重力变小，则受到的浮力变小；由公式V排＝知，排开水的体积减小，轮船要上浮一些，故A正确。故选：A。二．填空题16．（2022·江苏苏州）洗水果时，发现芒果比油桃大，放入水中后芒果沉底、油桃漂浮，如图甲所示。它们受到的浮力大小关系为F浮芒___________F浮桃；用天平正确测量油桃的质量，所放砝码及游码位置如图乙所示，则油桃的质量是___________g；芒果的体积一定___________（>/</=）82.4cm3。【答案】

>

82.4

>【解析】芒果比油桃体积大，放入水中后芒果沉底、油桃漂浮，则芒果排开水的体积比油桃大，由F浮=ρ水gV排可知，芒果受到的浮力大于油桃受到的浮力。天平标尺的分度值为0.2g，读数时砝码质量数和游码所对的刻度值之和为油桃的质量，则油桃的质量m=50g+20g+10g+2.4g=82.4g因油桃在水中漂浮，则油桃的密度小于水的密度，由可知，油桃的体积大于82.4cm3，而芒果的体积比油桃大，则芒果的体积一定大于82.4cm3。17．（2021·江苏镇江）我国“奋斗者”号成功下潜至10909米的深海处，达到了全球深海探测的制高点。如图所示，某潜水器由宁舱体和油囊两部分构成，质量为M、体积为V，悬停在深海中甲处。从舱内向油囊注入质量为m的油后，潜水器的体积增大了0.1V，此时潜水器将___________（填“上浮”或“下沉”），最终悬停在乙处，则潜水器在乙处所排开海水的质量为___________，乙处海水的密度为___________。（上述过程无其他动力）【答案】

上浮

M

【解析】根据浮力公式可知，当潜水器的体积增大0.1V时，潜水器收到的浮力增大，而此时潜水器的重力不变，故潜水器将上浮。潜水器在乙处时处于悬停状态，则根据阿基米德原理，可知根据可得18．（2021·江苏淮安）将一个质量为80g、体积为的实心物体浸没于水中，此时该物体所受浮力大小为_____N，松手后该物体将___________（填“上浮”“悬浮”或“下沉”）。（水的密度为，g取10N/kg）【答案】

1

上浮【解析】由阿基米德原理可知，物体浸没于水中后，所受浮力为由题意可知，物体所受重力为因F浮>G，故松手后物体将上浮。19．（2021·江苏）如图所示，用塑料瓶制成的潜水艇模型悬浮于水中，此时模型受到的浮力______重力（填“>”“<”或“=”）。当通过进排气管向瓶中打气时，瓶内气体的压强将______，模型将上浮。在上浮过程中，水对模型底部的压强将______（以上两空填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】

=

变大

变小【解析】潜水艇模型悬浮，受平衡力作用，所以此时所受浮力等于自身重力。当通过进排气管向瓶中打气时，瓶中气体增多，气压变大，将瓶中水压出，潜水艇模型自身重力变小，潜水艇上浮。上浮过程中，模型底部所处深度变小，液体密度不变，模型底部所受压强，故模型底部所受压强变小。20．（2021·江苏扬州）利用笔芯自制密度计，同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯应该选用______将所选笔芯放入水中，它能______漂浮在水中，在笔芯上标出水面的位置A，将笔芯放入酒精中，仍可漂浮，标出液面的位置B，如图所示，该笔芯漂浮在水中和酒精中时受到的浮力大小______，已知水的密度=1.0g/cm3，酒精的密度=0.8g/cm3，若笔芯漂浮在密度为=0.9g/cm3的液体中，则液面对应的位置可能是______（填“C”或“D”）。【答案】

用了一半油墨的旧

竖直

相等

D【解析】利用笔芯自制密度计，同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯应该选用将所选用了一半油墨的旧笔芯放入水中，这样的旧笔芯重心低，稳度大，它能竖直漂浮在水中。笔芯漂浮在水中和酒精中时都漂浮，受到的浮力都等于笔芯自身的重力，故该笔芯漂浮在水中和酒精中时受到的浮力大小相等。笔芯漂浮在水中标出水面的位置A，将笔芯放入酒精中，仍可漂浮，标出液面的位置B，水的密度=1.0g/cm3，酒精的密度=0.8g/cm3，若笔芯漂浮在密度为=0.9g/cm3的液体中时，设笔的质量为m，重力为G，笔头的体积为V0，笔管的横截面积为S，根据化简可知密度与笔管所在的深度成反比，当密度由0.8g/cm3变成0.9g/cm3，和由0.9g/cm3变成1g/cm3相比变化量相同时，深度的变化量故如图应取D点。21．（2020•盐城）在透明薄塑料袋中装入大半袋水，用弹簧测力计钩住塑料袋缓慢放入水中，水袋受到的浮力不断增大（增大/减小）。当塑料袋中的水面与容器中水面相平时，水袋中水的重力和排开水的重力相等。用塑料袋进行实验的好处是塑料袋的重力可以忽略不计（说出一点即可）。【答案】增大；相平；塑料袋的重力可以忽略不计。【解析】（1）用弹簧测力计钩住塑料袋缓慢放入水中，水袋排开水的体积变大，由F浮＝ρ液gV排可知受到的浮力不断增大；（2）水袋中水的重力和排开水的重力相等，说明水袋中水的重力等于它受到的浮力，即G水＝F浮ρ水gV水＝ρ水gV排，则有：V水＝V排，即当袋内水面与容器中的水面相平时，排开水的体积等于水袋内水的体积；（3）由于塑料袋非常轻，用塑料袋进行实验，重力可以忽略不计。22．（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2N，从杯中排出水的体积是200cm3，上述过程中水对杯底的压强不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（水的密度ρ＝1.0×103kg/m3．g取10N/kg）【答案】2；200；不变。【解析】（1）因为木块在水中静止后处于漂浮状态，受到的浮力：F浮＝G＝mg＝0.2kg×10N/kg＝2N，木块排开水的体积：V排＝＝＝2×10﹣4m3＝200cm3；（2）木块放入水中后，排开的水溢出烧杯，杯内水的深度不变，根据p＝ρgh可知，烧杯底部所受水的压强不变。23．（2020•无锡）如图所示，某同学正在探究影响浮力大小的因素。（1）为了探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，接下来的操作是减小物体排开水的体积，并观察弹簧测力计示数的变化。（2）将水换成酒精，比较物体浸没时弹簧测力计的示数，可探究物体所受浮力大小与液体的密度的关系。【答案】减小物体排开水的体积；液体的密度。【解析】（1）为了探究浮力大小与物体排开液体体积的关系，要控制排开液体的密度相同，只改变物体排开液体的体积，故接下来的操作是减小物体排开水的体积，并观察弹簧测力计示数的变化。（2）将水换成酒精，比较物体浸没时弹簧测力计的示数，可探究物体所受浮力大小与液体的密度的关系。24．（2019•盐城）小明用饮料吸管制作了一只简易密度计，将其放入水中时，密度计不能直立，应增加（增加/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，测得的密度偏大。【答案】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。25．（2019•南京）两个相同的圆柱形容器中分别装有体积相等的甲、乙两种液体，图示是同一只鸡蛋在两种液体中静止时的情景。图中两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙，鸡蛋所受浮力分别为F甲和F乙，容器底部所受液体压强分别为p甲和p乙，则它们的大小关系是：ρ甲＜ρ乙，F甲＝F乙，p甲＜p乙，以下三种方案：①在鸡蛋上开小孔，用注射器抽取鸡蛋内蛋清，再用胶带封好小孔；②在鸡蛋上开小孔塞入大头针，用胶带封好小孔；③在容器中加入比原液体密度更大的液体，若想使鸡蛋在乙液体中下沉，可行的方案有②（填序号）。【答案】＜；＝；＜；②。【解析】（1）由图知：鸡蛋在甲液体中悬浮，说明ρ甲＝ρ；鸡蛋在乙液体中漂浮，说明ρ乙＞ρ．所以ρ甲＜ρ乙；（2）鸡蛋在甲液体中悬浮，则F甲＝G；鸡蛋在乙液体中漂浮，则F乙＝G．所以，F甲＝F乙；（3）由于甲、乙两种液体的体积相等，且液体的密度以ρ甲＜ρ乙，根据G＝ρVg可知液体的重力：G甲＜G乙；由于是圆柱形容器中，则容器底部所受液体压力：F甲′＝G甲+G，F乙′＝G乙+G，所以，F甲′＜F乙′；由于圆柱形容器是相同的，则容器的底面积相同，根据p＝可知容器底部所受液体压强：p甲＜p乙。（4）图乙中鸡蛋处于漂浮，若想使鸡蛋在乙液体中下沉，根据浮沉条件可知：应增大重力或减小浮力；①在鸡蛋上开小孔，用注射器抽取鸡蛋内蛋清，再用胶带封好小孔；此时鸡蛋的重力变小，故①方案不可行。②在鸡蛋上开小孔塞入大头针，用胶带封好小孔；此时鸡蛋的重力变大，故②方案可行。③在容器中加入比原液体密度更大的液体，若鸡蛋浸入液体中的体积不变，根据F浮＝ρV排g可知浮力变大，鸡蛋会上浮，故③方案不可行。26．（2018•苏州）将一个小物块完全放入容积为200mL的杯内，向杯中加入128g水或96g酒精都恰能将杯装满。小物块的体积为80cm3，密度为0.9×103kg/m3（ρ酒精＝0.8g/cm3）【答案】80；0.9×103。【解析】（1）由ρ＝可得，128g水的体积：V水＝＝＝128cm3，96g酒精的体积：V酒精＝＝＝120cm3，已知小物块完全放入容积为200mL的杯内，向杯中加入128g水或96g酒精都恰能将杯装满。根据题意可知，小物块排开水的体积：V排水＝V容﹣V水＝200cm3﹣128cm3＝72cm3，则排开水的质量：m排水＝ρ水V排水＝1g/cm3×72cm3＝72g，排开酒精的体积：V排酒精＝V容﹣V酒精＝200cm3﹣120cm3＝80cm3，则排开酒精的质量：m排酒精＝ρ酒精V排酒精＝0.8g/cm3×80cm3＝64g，所以，＝＝，若物块放入水中或酒精中都是漂浮，由漂浮条件和阿基米德原理可得F浮＝G排＝G物，则m排水应等于m排酒精，与前面的计算不符，故排除这种可能；假设物块放入水中或酒精中都是沉底，则V排水应等于V排酒精＝V物，与前面的计算不符，故排除这种可能；因ρ水＞ρ酒精，所以该物块放在水中是漂浮的，在酒精中是沉底的，则小物块的体积等于物块排开酒精的体积V＝V排酒精＝80cm3＝80×10﹣6m3，（2）因该物块放在水中是漂浮的，则F浮＝G＝G排水＝72×10﹣3kg×10N/kg＝0.72N，由G＝mg＝ρVg可得，物块的密度：ρ物＝＝＝0.9×103kg/m3。27．（2018•淮安）如图所示为我国某新型战略核潜艇。它在水面航行时排水量为9000t，受到的浮力为9×107N．它在水下下潜过程中，受到的浮力不变（选填“增大”、“减小”或“不变”），受到水的压强增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（g取10N/kg）【答案】9×107；不变；增大。【解析】（1）核潜艇在水面航行时受到的浮力：F浮＝G排＝m排g＝9×106kg×10N/kg＝9×107N；（2））核潜艇在水下下潜的过程中，潜水深度增大，但核潜艇排开的水的体积不变，根据阿基米德原理可知，核潜艇受到浮力不变；（3）根据p＝ρgh可知，在核潜艇下潜过程中，所处深度h增大、海水的密度增大，所以海水对它的压强增大。28．（2018•泰州）把重10N，密度为0.9×103kg/m3的实心物体投入水中。当物体静止时，物体处于漂浮（漂浮/悬浮/沉底）状态，物体所受浮力为10N，排开水的体积是1×10﹣3m3．（g取10N/kg）【答案】漂浮；10；1×10﹣3。【解析】（1）因为ρ物＝0.9×103kg/m3＜ρ水，所以物体静止时，物体漂浮；（2）因为物体漂浮，所以F浮＝G物＝10N；（3）因为F浮＝G排＝ρ水gV排，所以V排＝＝＝1×10﹣3m3。29．（2018•南京）如图所示，水平桌面上两个相同的玻璃缸装满了水，水中分别漂浮着大、小两只玩具鸭。甲、乙两图中水对缸底的压强分别为p1和p2，缸对桌面的压强分别为p1′和p2′．两只玩具鸭受到的浮力分别为F1和F2，则它们的大小关系为：p1＝p2，p1′＝p2′，F1＞F2，若乙图中小玩具鸭的质量为15g，它排开水的体积是15cm3。【答案】＝；＝；＞；15。【解析】（1）由图和题意可知，甲、乙两个完全相同的玻璃缸装满了水，玩具鸭放入后水的深度h仍然相同，根据p＝ρgh可知，水对容器底部的压强相等，即：p1＝p2；（2）因甲、乙两个玻璃缸完全相同装满了水时，水的质量相等，根据水平面上物体的压力和自身的重力相等可知，甲、乙两个玻璃缸装满水时对桌面的压力相等；由于玩具鸭子漂浮，根据漂浮条件和阿基米德原理可知：G物＝F浮＝G排，即玩具鸭的重力与溢出水的重力相等，所以漂浮着玩具时玻璃缸对桌面的压力仍然相等，由于玻璃缸完全相同（底面积相同），则由p＝可知，此时缸对桌面的压强相等，即：p1′＝p2′；（3）甲、乙缸装满了水，玩具鸭子漂浮，根据图示可知，甲缸中鸭子排开水的体积大，根据阿基米德原理可知，甲缸中鸭子受到的浮力大，即：F1＞F2；（4）若乙图中小玩具鸭的质量为15g，则漂浮条件和阿基米德原理可知：G排＝F浮＝G物，即：m排g＝m物g，所以，m排＝m物＝15g，由ρ＝可得它排开水的体积：V排＝＝＝15cm3。30．（2018•扬州）为了验证阿基米德原理，小明在一只塑料袋（塑料袋很轻很薄）中装入大半袋水，用弹簧测力计测出盛有水的塑料袋所受重力的大小。再将塑料袋慢慢浸入水中，观察到测力计的示数变小，说明盛水的塑料袋排开水的体积越大，受到的浮力越大。继续将塑料袋慢慢浸入水中，当观察到袋内水面与烧杯中的水面相平的现象时，弹簧测力计的示数为零，由此验证了阿基米德原理。小华准备将塑料袋装满水做同样的实验，操作时发现，塑料袋尚未完全浸入水中弹簧测力计的示数已为零，这是塑料袋接触到容器底缘故。【答案】小；水的体积；袋内水面与烧杯中的水面相平的；塑料袋接触到容器底。【解析】（1）在塑料袋慢慢浸入水的过程中（袋内水面与烧杯中的水面相平之前），由于塑料袋排开水的体积增大，根据F浮＝ρ水gV排可知水对塑料袋的浮力F浮增大；弹簧测力计的示数F′＝G﹣F浮，由于G不变、F浮增大，则弹簧测力计的示数将变小；当袋内水面与烧杯中的水面相平时，排开水的体积等于袋内水的体积，即V排＝V水，则排开水的重力等于袋内水的重力，即：G排＝G水，此时测力计的示数为零（F示＝0），根据称重法测浮力可得塑料袋所受的浮力：F浮＝G水；综上分析可得，F浮＝G排，由此验证了阿基米德原理。（2）将塑料袋装满水做同样的实验，塑料袋尚未完全浸入水中弹簧测力计的示数已为零，说明袋内水面与烧杯中的水面相平，由于塑料袋尚未完全浸人水中，所以可能是烧杯里水太少，塑料袋接触到容器底引起的。31．（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大于小球的重力（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变小（选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），水对烧杯底部的压强变小。【答案】大于；变小；变小。【解析】（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。三．作图题32．（2022·江苏南通）如图，重为G的小球漂浮在水面上，请画出小球的受力示意图。【答案】【解析】小球漂浮在水面上时，其受到的重力和浮力是一对平衡力，二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，过小球的重心作出竖直向下的重力和竖直向上的浮力，并标上符号。如下图所示:33．（2020•无锡）如图所示，鸡蛋悬浮在盐水中，请画出鸡蛋受到的重力G和浮力F的示意图。【答案】【解析】鸡蛋所受浮力的方向是竖直向上的，从重心开始竖直向上画一条带箭头的线段表示出浮力，并标出符号F；鸡蛋悬浮在盐水中，鸡蛋受到的重力与浮力大小相等，方向相反，作用点都在重心，同理作出重力的示意图，并标出符号G；如下图所示：四．实验探究题34．（2022·江苏泰州）如图是小明“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验情形。（1）物块未浸入水中时，弹簧测力计示数如图甲所示，物块的重力为______N；（2）小明将物块从图甲下降至图乙的过程中，发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时，还观察到______由此初步分析得出：物体所受浮力的大小与它排开液体的体积有关；（3）继续增大物块所处的深度，当它与容器底部接触后，弹簧测力计示数如图丙所示，此时物块受到的浮力为______N；（4）为探究浮力与液体密度的关系，小明又把物块浸没到事先配制好的盐水中，这样操作的目的是为了控制______相同；他发现液体密度改变，而物块受到的浮力变化却不明显。小明想出下列四种实验改进方案，其中不可行的是______；A．换用体积更大的同种物块B．换用密度比水小得多的液体C．换用精确程度更高的测力计D．利用现有器材进行多次实验【答案】

（1）

1.8

（2）水面上升

（3）

0.8

（4）排开液体的体积

D【解析】（1）如图甲，没有浸入水中，利用悬挂法测量物体的重力，此时重力为1.8N。（2）图甲下降至图乙的过程中，发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时，观察到烧杯内水面在上升，排开水的体积慢慢变大。（3）如图乙和丙，液体是水，而且都浸没，故浮力的的大小不变，故浮力的大小为（4）小明又把物块浸没到事先配制好的盐水中，浸没后，物体排开液体的体积等于物体的体积，都是浸没在液体中，排开液体的体积相同。A．换用体积更大的同种物块，浮力比较大，弹簧测力计示数变化明显，故A不符合题意；B．换用密度比水小得多的液体，浮力变化比较大，故B不符合题意；C．换用精确程度更高的测力计，微量的浮力变化就可以测量出来，故也是可行，故C不符合题意；D．利用现有器材进行多次实验，浮力的大小不变，两次浮力的变化不明显，故不可行，故D符合题意。故选D。35．（2022·江苏苏州）兴趣小组探究影响浮力大小的因素。（1）提出如下猜想猜想1：与物体浸在液体中的深度有关猜想2：与物体浸在液体中的体积有关猜想3：与液体的密度有关小组为验证上述猜想，用弹簧测力计、4个相同的小长方体磁力块、2个分别盛有水和盐水的烧杯等，按图甲步骤进行实验：①利用磁力将4个磁力块组合成长方体物块；②根据图A、B、C的测量结果，小明认为猜想1是正确的，小华却认为不一定正确。你觉得小华的理由是___________；③小华为了证明自己的想法，利用上述器材设计实验D，根据A、B、D的测量结果，可得：浮力大小与物体浸在液体中的深度无关，请在图D中画出她实验时长方体物块的放置图；___________④兴趣小组进一步研究得出浮力大小与物体浸在液体中的体积有关：⑤根据A、C、E的结果，得出浮力大小还与___________有关。（2）小华把4个磁力块组合成下图，她还能探究浮力大小与___________的关系。（3）爱思考的小明又进一步研究水产生的浮力与水自身重力的关系，设计了如下实验：取两个相同的容积均为300mL的一次性塑料杯甲、乙（杯壁厚度和杯的质量不计），甲杯中装入50g水，乙杯中装入100g水，然后将乙杯放入甲杯中，发现乙杯浮在甲杯中。这时甲杯中水产生的浮力为___________N；这个实验说明，液体___________（能/不能）产生比自身重力大的浮力。（g取10N/kg）【答案】

（1）未控制物体浸在液体中的体积相同

液体的密度

（2）物体形状

（3）

1

能【解析】（1）②由图A、B、C可知，液体的密度相同，排开液体的体积和深度都不同，没有控制物体浸在液体中的体积相同，不能得到浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。③为了研究浮力大小与物体浸在液体中的深度无关，控制物体浸在液体中的体积相同，图B中物体被竖直吊起，排开液体的体积等于物体体积的一半，图D中可以将物体水平吊起，让物体的一半浸入液体中，这样可以保持物体排开液体的体积相同，浸入液体的深度不同，如图所示：⑤由图A、C、E可知，物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，由称重法可知浮力大小不同，可以得到浮力大小与液体的密度有关。（2）把4个磁力块进行不同的组合，可以改变物体的形状，将它们全部浸没在同一液体中，排开液体的体积相同，改变物体的形状，可以探究浮力大小与物体形状的关系。（3）乙杯处于漂浮状态，所以甲杯中水产生的浮力F浮=G乙=m乙g=0.1kg×10N/kg=1N甲杯中液体的重力G甲=m甲g=0.05kg×10N/kg=0.5N因为G甲<F浮所以液体能产生比自身重力大的浮力。36．（2022·江苏连云港）“彩球温度计”是一种精美的居家装饰品，也是一种很特别的温度计，可用于粗略地测量环境温度。如图甲所示，玻璃管中装有对温度敏感的液体，当外界温度变化时，玻璃管中液体的密度会随之变化。液体中装有体积相同的五颜六色的彩球，每个彩球都标注有特定的温度。当彩球都在玻璃管中静止，不再运动时，所有上浮彩球中最下方一个彩球标注的温度表示所测的环境温度。当外界温度降低时，液体中有部分彩球上浮至“彩球温度计”的上部（彩球体积变化可忽略）。图乙是某温度时彩球温度计中的彩球稳定后的分布情况。请根据以上信息并结合所学知识，回答下面问题：（1）乙图“彩球温度计”中彩球___________上标注的温度是当时的环境温度（请填写彩球编号）；（2）如果图甲是另一温度时彩球稳定后的分布情况，则___________“彩球温度计”所处环境温度较高（选填“甲”或“乙”）；（3）如果彩球的质量为，彩球的质量为，则___________（选填“>”“=”或“＜”）；彩球标注的温度___________彩球标注的温度（选填“高于”或“低于”）；（4）彩球是否为悬浮状态___________，理由是___________。【答案】

（1）

（2）甲

（3）＜

高于

（4）否

彩球浸没在液体中虽然静止，它除了受到重力和浮力外，还受到其他作用力。【解析】（1）当彩球都在玻璃管中静止，不再运动时，所有上浮彩球中最下方一个彩球标注的温度表示所测的环境温度。如图乙所示，所有上浮彩球中最下方一个为彩球,故彩球上标注的温度是当时的环境温度。（2）甲乙两图作为对比发现，部分小球在甲液体中沉底，乙液体中却上浮，可以确定小球在乙液体中受到的浮力大于在甲液体中受到的浮力。由于浸没在液体中的小球，由于排开液体的体积不变，根据可知，液体密度，又因为温度越高，上浮的小球越多，则可确定液体密度随温度的升高而减小，故甲“彩球温度计”所处环境温度较高。（3）如图所示，彩球和彩球在同种液体中都处于浸没状态，根据可知，两小球受到的浮力相同，但彩球位于彩球上方，说明彩球的重力小于彩球的重力，再根据可知。若环境温度超过这个彩球标示的温度时，彩球就会下沉，则可确定是下方的彩球先下沉，故彩球标注的温度高于彩球标注的温度。（4）彩球不是悬浮状态，彩球c浸没在液体中虽然静止，它除了受到重力和浮力外，还受到其他作用力，比如上方小球对它的压力。37．（2018•苏州）为探究物体在水中受到的浮力大小与浸入水中的体积和深度的关系，小明和小华把装满水的溢水杯放到台秤上，溢水杯口下方放置一空量筒。用细线系住金属块并挂在弹簧測力计上，测力计示数为G．然后将金属块缓慢浸入水中，且始终不与杯接触，如图。（1）金属块浸没前的过程中，测力计示数逐渐变小，说明浮力大小逐渐变大。据此，小明认为金属块受到的浮力随浸入水中的深度增大而增大；而小华则认为浮力随浸入水中的体积增大而增大，根据以上实验你认为下列说法正确的是D。A．只有小明的观点合理B．只有小华的观点合理C．两人的观点都不合理D．两人的观点都合理（2）接下来他们继续实验，增大金属块浸没在水中的深度，发现测力计的示数始终不变且为F，据此可得出小明的观点不具有普遍性。这个过程中金属块受到的浮力F浮＝G﹣F。（3）为了深入研究，他们测出量筒中水的体积V排，水的密度用ρ水表示，其重力G排＝ρ水V排g，通过比较数据发现F浮＝G排，换用不同的物体和液体重复上述实验，都能得出F浮＝G排，说明决定浮力大小的根本因素是G排。（4）从金属块开始浸入直至浸没一定深度的过程中台秤的示数变化情况是一直不变。【答案】（1）变大；D；（2）小明；G﹣F；（3）ρ水V排g；（4）一直不变。【解析】（1）金属块浸没前的过程中，测力计示数逐渐变小，根据F＝G﹣F浮可知，说明浮力大小逐渐变大；金属块浸没前的过程中，小明认为金属块受到的浮力随浸入水中的深度增大而增大；而小华则认为浮力随浸入水中的体积增大而增大，根据以上实验两人的观点都合理，故说法正确的是D；（2）接下来他们继续实验，增大金属块浸没在水中的深度，发现测力计的示数始终不变且为F，据此可得出浮力与物体完全浸没在液体中的深度无关，故小明的观点不具有普遍性；这个过程中金属块受到的浮力根据F＝G﹣F浮可知，F浮＝G﹣F；（3）量筒中水的体积V排，水的密度用ρ水表示，其重力G排＝m排g＝ρ水V排g，通过比较数据发现F浮＝G排，换用不同的物体和液体重复上述实验，都能得出F浮＝G排，说明决定浮力大小的根本因素是G排。（4）对台秤受力分析可知：受溢水杯和水竖直向下的重力，金属块向下的压力F压＝F浮，由平衡条件得：台秤对容器的支持力FN＝G+F压；开始台称的示数等于溢水杯的重力+水的重力，当物体放入后，受到水对它向上的浮力，因为力的作用是相互的，所以物体对水有一个向下的反作用力，这时台秤的示数等于溢水杯的重力+水的重力+物体对水向下的压力﹣溢出的水人重力，而物体的水向下的压力等于浮力，等于溢出的是的重力，所以抵消，故台秤示数不变。38．（2018•泰州）某实验小组在探究“影响浮力大小的因素”时，做了如图所示的实验。观察图片并分别比较图中有关数据可知：（1）当物体逐渐浸入水中，物体底面所受压强将逐渐变大；（2）当物体浸没在水中时，受到的浮力为1N；（3）比较（b）、（c）两图，可以得出物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大；（4）比较（c）、（d）两图可知，物体所受浮力的大小与液体密度有关。【答案】（1）变大；（2）1；（3）物体排开液体的体积；（4）（c）、（d）。【解析】（1）当物体逐渐浸入水中，下底面在水中的深度增加，根据p＝ρgh可知，下底面所受的压强变大；（2）由a图知，物体的重力G＝4N，由图c知，物体完全浸没在水中受到的拉力为3N，所以物体浸没在水中时，受到的浮力为F浮＝G﹣F＝4N﹣3N＝1N；（3）（b）、（c）两图，液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，物体排开液体的体积越大，测力计的示数越小，可得物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大；（4）（c）、（d）两图，物体都是完全浸没，排开液体的体积相同，液体的密度不同，测力计的示数不同，可得物体所受浮力的大小与液体密度有关。五．计算题39．（2022·江苏徐州）溪水中一块石头的质量为2.4kg，体积为1×10-3m3，g取10N/kg。求：（1）石头的密度；（2）石头浸没在水中受到的浮力。【答案】（1）2.4×103kg/m3；（2）10N【解析】解：（1）石头的密度为（2）石头排开水的体积为V排=V=1×10-3m3根据阿基米德原理可得F浮=G排=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N答：（1）石头的密度为2.4×103kg/m3；（2）石头浸没在水中受到的浮力为10N。40．（2020•常州）创新小组自制简易“浸没式液体密度计”，过程为：①将一实心小球悬挂在弹簧测力计下方，示数如图甲所示；②将小球浸没在水中，弹簧测力计示数如图乙所示；③将小球浸没在某未知液体中，弹簧测力计示数如图丙所示；已知ρ水＝1×103kg/m3，取10N/kg，问：（1）该小球的密度有多大？（2）未知液体的密度有多大？（3）该密度计的最大测量值是5×103kg/m3（4）在测量范围内，某待测液体的密度ρ与弹簧测力计示数F的关系式为ρ待测液体＝，则该“浸没式液体密度计”的刻度值分布均匀（均匀/不均匀）。【答案】答：（1）该小球的密度为5×103kg/m3；（2）未知液体的密度为2×103kg/m3；（3）5×103；（4）ρ待测液体＝；均匀。【解析】（1）由图甲可知：金属球的重力G＝5N，则小球的质量m＝＝＝0.5kg；由图乙可知：弹簧测力计的示数为F1＝4N，根据称重法可知小球在水中受到的浮力F浮1＝G﹣F1＝5N﹣4N＝1N；由于小球处于浸没状态，则根据F浮＝ρ液gV排可得：小球的体积V＝V排1＝＝＝1×10﹣4m3，小球的密度ρ＝＝＝5×103kg/m3；（2）由图丙可知：弹簧测力计的示数为F2＝3N，根据称重法可知小球在液体中受到的浮力F浮2＝G﹣F2＝5N﹣3N＝2N；由于小球处于浸没状态，则根据F浮＝ρ液gV排可得：液体的密度ρ液＝＝＝2×103kg/m3；（3）当测力计的示数为零时，所测的液体密度最大，则小球在密度最大的液体中受到的浮力F浮最大＝G﹣0＝5N﹣0N＝5N；则根据F浮＝ρ液gV排可得：液体的最大密度ρ液最大＝＝＝5×103kg/m3；（4）在测量范围内，根据F浮＝G﹣F和F浮＝ρ液gV排可得：液体的密度表达式：ρ待测液体＝＝＝；因ρ待测液体与F成一次函数，所以该“浸没式液体密度计”的刻度值分布均匀。答：（1）该小球的密度为5×103kg/m3；（2）未知液体的密度为2×103kg/m3；（3）5×103；（4）ρ待测液体＝；均匀。41．（2019•常州）某型号一次性声呐，其内部有两个相同的空腔，每个空腔的容积为2×10﹣3m3，每个空腔的侧上方都用轻薄易腐蚀材料制成的密封盖密封，密封盖在海水中浸泡24小时后，将被海水完全腐蚀。某次公海军事演习，反潜飞机向海中投入该声呐，声呐在海中静止后露出整个体积的，声呐处于探测状态，如图甲所示，24小时后，声呐没入海中处于悬浮状态，声呐停止工作，如图乙所示，再经过24小时后，声呐沉入海底，如图丙所示。已知ρ海水＝1.1×103kg/m3，g取10N/kg，问：（1）每个空腔能容纳海水的重量有多大？（2）声呐整个体积有多大？（3）图甲中，声呐有多重？（4）图丙中，海底对声呐的支持力有多大？【答案】答：（1）每个空腔能容纳海水的重量有22N；（2）声呐整个体积为8×10﹣3m3；（3）图甲中，声呐的重力为66N；（4）图丙中，海底对声呐的支持力为22N。【解析】（1）由题知，每个空腔的容积为V＝2×10﹣3m3，每个空腔能容纳海水的重量：G海水＝m海水g＝ρ海水V腔g＝1.1×103kg/m3×2×10﹣3m3×10N/kg＝22N；（2）设声呐的整个体积为V，声呐的重力为G声，图甲中，声呐漂浮（下方的密封盖浸在海水中），且声呐在海中静止后露出整个体积的，则：G声＝F浮＝ρ海水g（1﹣）V＝ρ海水gV﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，图乙中，24小时后，下方的密封口被腐蚀，下方空腔充满海水，声呐悬浮，把声呐和进入的海水作为一个整体（即此时下方空腔内的海水作为声呐的一部分）；则由悬浮条件可得：F浮1＝G总1＝G声+G海水＝ρ海水gV+22N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，而此时声呐浸没在海水中，所以F浮1＝ρ海水gV﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，可得：ρ海水gV＝ρ海水gV+22N，解得：V＝8×10﹣3m3；（3）图甲中，声呐漂浮且有体积露出水面，G声＝F浮＝ρ海水g（1﹣）V＝×1.1×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣3m3＝66N；（4）图丙中，声呐上方的密封盖也浸没在海水中，再经过24小时，密封盖也被腐蚀，把声呐和进入的海水作为一个整体（即此时两个空腔内的海水作为声呐的一部分）；则可知声呐的总重力：G总2＝G声+2×G海水＝66N+2×22N＝110N，声呐受到的浮力：F浮1＝ρ海水gV＝1.1×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣3m3＝88N，海底对声呐的支持力：F支＝G总2﹣F浮1＝110N﹣88N＝22N。答：（1）每个空腔能容纳海水的重量有22N；（2）声呐整个体积为8×10﹣3m3；（3）图甲中，声呐的重力为66N；（4）图丙中，海底对声呐的支持力为22N。42．（2019•连云港）如图甲所示，拉力F通过滑轮组，将正方体金属块从水中匀速拉出至水面上方一定高度处。图乙是拉力F随时间t变化的关系图象。不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力，g＝10N/kg，求：（1）金属块完全浸没在水中时受到的浮力大小；（2）金属块的密度；（3）如果直接将金属块平放在水平地面上，它对地面的压强大小。【答案】答：（1）金属块完全浸没在水中时受到的浮力80N；（2）金属块的密度2.7×103kg/m3；（3）如果直接将金属块平放在水平地面上，它对地面的压强5.4×103Pa。【解析】（1）由甲图可知，n＝2，不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力，F＝G，当金属块完全露出液面后，金属块不受浮力，此时拉力等于重力，即为图中的t2﹣t3时刻，从乙图可知，该金属块重力为：G＝2F＝2×108N＝216N，当金属块未露出液面时，即为图中的0﹣t1时刻，则2F′+F浮＝G，所以金属块完全浸没在水中时受到的浮力：F浮＝G﹣2F′＝216N﹣2×68N＝80N；（2）根据F浮＝ρgV排可得，金属块排开水的体积：V排＝＝＝8×10﹣3m3，金属块完全浸没在水中，则金属块的体积V＝V排＝8×10﹣3m3，则根据G＝mg、ρ＝可得，金属块的密度为：ρ金＝＝＝2.7×103kg/m3。（3）金属块的边长a＝＝＝0.2m，则受力面积S＝a2＝（0.2m）2＝0.04m2，金属块平放在水平地面时对地面的压强：p＝＝＝＝5.4×103Pa。答：（1）金属块完全浸没在水中时受到的浮力80N；（2）金属块的密度2.7×103kg/m3；（3）如果直接将金属块平放在水平地面上，它对地面的压强5.4×103Pa。六．解答题43．（2022·江苏常州）潜艇在水舱内无水时应漂浮于海面，可以通过充入适量海水实现潜入海中。2013年，西班牙刚建成的S—80潜艇，质量为3.3×106kg。海水密度为1.1×103kg/m3，g取10N/kg。（1）工程师对潜艇进行试验，发现水舱内无水的潜艇居然在海水中沉没，最终静止在水平船坞底部，如图甲所示，已知船坞底部对潜艇的支持力为6.6×105N，求潜艇的体积有多大？（2）为了实现水舱内无水时潜艇刚好悬浮在海水中，工程师先将潜艇切割成两段，然后在这两段之间加入增补舱段，如图乙所示，建成潜艇如图丙所示。已知增补舱段的质量为4.4×104kg，求增补舱段的体积有多大？（3）在此基础上，工程师将潜艇内的部分原设备更换为更_________（选填“轻”或“重”）的新设备，即可实现在水舱内无水时潜艇漂浮于海面。【答案】

（1）

2940m3

（2）100m3

（3）

轻【解析】（1）潜艇质量为3.3×106kg，则潜艇重力船坞底部对潜艇的支持力为6.6×105N，则潜艇受到浮力潜艇的体积（2）增补舱段的质量为4.4×104kg，加入增补舱段后潜艇重力潜艇刚好悬浮在海水中，则潜艇受到浮力潜艇的总体积增补舱段的体积（3）潜艇体积不变，排海海水的体积不变，所以受到海水的浮力不变，要想上浮，需要减轻潜艇的重力，所以更换为更轻的设备。44．（2022·江苏扬州）阅读短文，回答问题。2022年5月15日凌晨1点26分，中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4270m的科考营地顺利升空，4点40分达到9032m，超过珠峰8848.86m的高度，创造浮空艇大气科学观测世界纪录。“极目一号”Ⅲ型浮空艇体积约为，总质量约为2.6t，内部上层充满氦气，中间隔开，下层是空气随着高度升高，通过排出下面部分的空气，调节整个浮空艇的压差在安全范围内。通过与地面锚泊设备连接的系揽进行升空和驻空，通过系揽里的两根电线给整个载荷供电。通过搭载的各种探测仪器展开垂直观测，助力揭示青藏高原环境变化机理，对推动高原可持续发展、推进国家生态文明建设、促进全球生态环境保护产生深远影响。（1）“极目一号”上升的平均速度______人正常行走的速度；（2）浮空艇最外的白色层通过反射太阳光中的______（选填“红外线”或“紫外线”），避免艇内气体温度剧烈变化；（3）艇体材料除应具有高强度特性外还应具有怎样的特性？（写出一种即可）______；（4）浮空艇在营地升空时所受空气浮力大小为______N；（海拔4270m处空气密度为，g取10N/kg）（5）浮空艇内的氦气密度______艇外空气密度，在升空过程中，浮空艇所受浮力逐渐______；（6）要使浮空艇下降到地面，可采取的最佳办法是______。【答案】

（1）

小于

（2）红外线

（3）密度小

（4）7.2×104

（5）小于

减小

（6）

排出部分氦气【解析】（1）根据短文可知，浮空艇从海拔4270m的科考营地顺利升空达到9032m所经过的路程为所用时间t=3小时14分钟，即“极目一号”浮空艇上升的平均速度为人正常行走的速度约为1.1m/s，因此“极目一号”浮空艇上升的平均速度小于人正常行走的速度。（2）红外线具有较强的热效应，紫外线具有较强的化学效应，由题意可知浮空艇最外的白色层应用的目的是避免艇内气体温度剧烈变化，因此浮空艇最外的白色层主要功能是反射太阳光中的红外线。（3）由于浮空艇要在空气中上浮，需要浮空艇的平均密度小于艇外空气的密度，因此要求浮空艇艇体材料应具有密度小的特点。（4）根据题意可知，浮空艇体积约为V=V排=9000m3海拔4270m处空气密度，，浮空艇在营地升空时所受空气浮力大小为（5）根据物体的浮沉条件可知，当物体的密度小于物体所浸没的液体（或气体）密度时，物体上浮；浮空艇在空气中上浮，则其平均密度应小于空气的密度，根据浮空艇的构造可知，艇体材料密度大于空气密度，浮空艇内部下