第13讲 水的浮力提升（原卷版）

第13讲水的浮力提升浮力变化与液体对容器底部压力变化的关系液面升降--小船抛物液面升降--浮冰问题一.对于直筒型容器：上下粗细相同的容器1.浮力变化量等于液体对容器底部支持力变化量(液体对物体的浮力向上，物体对液体的反作用力向下大小等于浮力，所以整体进行受力分析可得，容器底对液体的F支=G液+F浮)2.容器底对液体的支持力等于液体对容器底压力（△F压=△PS=ρ液g△hS=△F浮）3.对于这样的断层式容器上表面S1，下表面S2分析变化关系二.液面升降1.小船抛物-------------浮力变化量等于液体对容器底部支持力变化量(所以总浮力变小液面下降，总浮力变大液面上升)2.浮冰模型-----如液体对底部的压力大小不变，液面随着密度变化(密度变大，液面降低，密度减小，液面升高)3.浮冰夹杂物体的受力分析(重点结合浮力与压力变化关系计算)考点一：浮力变化与液体对容器底部压力变化的关系【例1】如图，在底面积为S的圆柱形水槽底部有一个金属球，圆柱型的烧杯漂浮在水面上，此时烧杯底受到水的压力为F1。若把金属球从水中捞出放在烧杯里使其底部保持水平漂浮在水中，此时烧杯底受到水的压力为F2，此时水槽底部受到水的压强与捞起金属球前的变化量为p，水的密度为ρ水。根据上述条件可知金属球捞起放入烧杯后（）A．圆柱形水槽对桌面的压强变大 B．烧杯受到的浮力为F2-F1C．金属球受的支持力为F2-F1-pS D．水槽底部受到水的压力变化了pS【例2】如图所示，水平地面上有一个底面积为200cm2的盛水容器A内有边长为10cm的正方体物块B，一根细线与容器底部相连，此时细线受到的拉力是6N。已知水的密度是1×103kg/m3，g取10N/kg，则下列说法中正确的是（）①物块B受到的浮力是10N②物块B的密度是0.6×103kg/m3③剪断绳子，待物块B静止后受到的浮力为10N④剪断绳子，待物块B静止后，容器底受到水的压强减小了300PaA．只有①③ B．只有②④ C．只有②③ D．只有①④考点二：小船抛物【例1】如图甲所示，木块A的重力为12N，将合金块B放在木块A上方，木块A恰好有三分之二的体积浸入水中（不考虑木块A吸水）；若将合金块B取下放入水中，如图乙所示，B沉底，木块A露出水面的体积为自身体积的二分之一，此时B受到容器底部的支持力为3N。下列说法正确的是（）A．图甲中A受到的浮力为12NB．木块A的密度为0.67×103kg/m3C．从图甲到图乙，水对A底部的压力变化了3ND．合金块B的密度为4×103kg/m3【例2】小明把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗，他先将一个重为10N的空桶漂浮在水面上，然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内，桶仍漂浮在水面。如图（不考虑捞出过程中带出的水，ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）则下列说法错误的是（）

A．空桶漂浮在水面时所受浮力大小10NB．将鹅卵石捞出放置在桶内时，水池水面高度与鹅卵石未捞岀时相比会上升C．若此时桶排开水的体积为5.0×10-3m3，桶内鹅卵石的质量为5kgD．将鹅卵石捞出放置在桶内后，水对空桶底部的压力增大考点三：浮冰问题【例1】小明喝奶茶时发现有很多冰块漂浮在奶茶液面上，他想了解冰熔化后奶茶液面变化情况，于是他在家用盐水代替奶茶进行探究：将纯净水凝固而成的冰块放入装有适量盐水的水杯中（如图所示），观察冰块熔化后的情况。则（）A．液面上升，液体对杯底的压强不变 B．液面上升，液体对杯底的压强变大C．液面下降，液体对杯底的压强减小 D．液面不变，液体对杯底的压强不变【例2】小国喜欢喝奶茶，于是买了甲、乙两杯奶茶，两个相同的圆柱形杯子装有相同的奶茶，加了等质量的“珍珠”，并在乙杯奶茶中加了与“珍珠”质量相等的冰，没封盖放在水平桌面上，“珍珠”和冰静止时的状态如图所示，两容器中的奶茶面相平（）。下列说法不正确的是（）

A．乙杯中所有“珍珠”所受浮力小于冰所受浮力B．冰未熔化时，两容器中的奶茶对容器底部的压强相等C．冰熔化后，乙杯中“珍珠”所受浮力大于甲杯中“珍珠”所受浮力D．冰熔化后，甲、乙两容器对水平桌面的压强相等1．如图甲，边长为10cm的实心均匀正方体A，质量为800g，放置在底面积为200cm2、足够高的薄壁容器中。底面积150cm2、高为10cm的实心均匀长方体B通过一轻质细线悬挂于天花板上，细线拉力为15N，A上表面与B下表面相距7cm。现往容器中注入密度为1.2g/cm3的液体，当液体深度为17cm时，A恰好完全浸没，如图乙（g取10N/kg）。下列说法正确的是（）

A．乙图中，细线受到的拉力为11N B．从甲图到乙图，A物体克服重力做功56JC．乙图中，正方体A处于悬浮状态 D．剪断乙图中细线，液面高度不变2．一个质量为80g的圆柱形瓶身的空玻璃瓶，内装10cm高的水密封后放在水平地面上，如图甲所示，再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中，静止后瓶内、外液面的高度差如图乙和图丙所示（ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg，瓶壁厚度忽略不计）。下列说法正确的是（）

①玻璃瓶在水中受到的浮力小于在未知液体中受到的浮力②未知液体的密度为0.75g/cm3③玻璃瓶底的面积为50cm2④玻璃瓶在水中受到的浮力为4.8NA．①② B．②③ C．②④ D．③④3．香香同学将一些石块放入剪开口的矿泉水瓶内，放入一装水盆中，它们漂浮在水面上，如图，现把瓶中的部分石块取出一半放入盆中的水里，则（）A．盆中的水面会上升 B．盆中的水面高度不变C．盆中的水面会下降 D．盆对地面的压强变大4．如图甲所示，把弹簧下端固定在容器底部，上端固定在边长为10cm的正方体木块上，此时木块上表面与水面相平，水深为22cm，弹簧作用力为F。已知弹簧体积、质量忽略不计，原长为10cm，弹簧受到拉力的作用时，弹簧伸长的长度△L与所受拉力F的关系如图乙所示，容器的底面积为200cm2。则下列判断正确的是（）A．木块受到水的浮力为8NB．木块的密度为0.6×103kg/m3C．打开出水口，当弹簧作用力大小再次等于F时关闭出水口，容器内剩余水的质量为2.2kgD．打开出水口，当弹簧恰好恢复原长时关闭出水口，此时水对容器底的压强变化量为200Pa5．小红帮助妈妈洗碗时发现，叠在一起的碗a和碗b漂浮在水面上，随后小红轻轻将碗a拿起并沉入水底，如图所示。则水面高度将（）

A．不变 B．上升 C．下降 D．无法判断6．如图所示，底面积为S且粗细均匀的玻璃管、底厚且平，竖立于水中静止时深度为h1；若将玻璃管竖立于液体A中，静止时其浸入液体A中的深度为h2；再向玻璃管中放入一石块，静止时其浸入液体A中的深度为h3。下列说法正确的是（）

A．水和液体A的密度关系为ρ水>ρAB．玻璃管的重力为G0=ρ水gSh2C．液体A的密度为D．石块的重力为7．如图所示，空心小木盒分别放入和吊上相同的铜块，然后把它们放入水中，则下列判断正确的是（）

A．把铜块由甲图放置改为乙图放置，容器里的水面升高B．把铜块由乙图放置改为甲图放置，容器里的水面升高C．把铜块由甲图放置改为乙图放置，或由乙图放置改为甲图放置，容器里的水面都不变D．把铜块由甲图放置改为乙图放置，或由乙图放置改为甲图放置，容器里的水面都降低8．炎热夏天，人们通常会在装有水的玻璃杯中放入冰块，如图所示是小明将一块放入水中后静止时的情景，下列说法正确的是（）

A．冰块受到的浮力大于重力B．冰块的密度大于水的密度C．向杯中加盐可以使冰块下沉D．冰块熔化后，水对玻璃杯底的压强不变9．如图所示，聪聪研究轮船制作原理。他将两块相同的橡皮泥分别做成实心球形和碗形，放入甲、乙两杯水中（两个杯子完全相同），静止时水面相平，则下列分析正确的是（

）

A．球形橡皮泥受到浮力大B．碗形橡皮泥受到浮力大C．放入前，乙杯水对容器底的压强大D．放入后，乙杯水对容器底的压强大10．如图所示，小明把一个马铃薯，密度为放入盛有浓盐水，密度为的容器中，马铃薯处于漂浮状态，现将水面以上的部分切去后再次放入容器中，不计水的损失。下列四个判断，有几个是正确的（）马铃薯将悬浮在盐水中马铃薯受到的浮力大小不变盐水的液面将下降

A． B． C． D．11．如图所示，容器中放一个上、下底面积为10cm2，高为5cm，体积为80cm3的均匀对称石鼓，其下底表面与容器底部完全紧密接触，石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平，则石鼓受到的浮力是（）A．0N B．0.1N C．0.3N D．0.8N12．如题图所示，静止放在水平桌面上的水槽中，装有一定量的水，将一只装有实心铁块的塑料盒放入水中。若将铁块从塑料盒中取出后直接放入水槽中，则（

）A．桌面受到水槽的压强减小B．水槽中的水面高度增加C．水槽底受到水的压强减小D．塑料盒底受到水的压强不变13．如图所示，水平桌面上放置一高为50cm，底面积为200cm2的薄壁柱形容器（不计质量），里面盛有30cm高的水。现将两个体积相同且均为正方体的物体A、B用不可伸长的细线系住，放入水中后，A刚好完全浸没在水中，细线被拉直。已知A重8N，B受到的浮力为10N，A、B密度之比为2∶3。以下说法不正确的是（）A．细线对物体A的拉力为2NB．物体B对容器底部的压力为零C．若将细线剪断，待物体静止后，容器对桌面的压强为4000PaD．细线剪断前后，液体对容器底部的压强变化量为900Pa14．如图甲所示，在水平桌面上质量为1000g的薄壁厚底容器中装有20cm深的水，已知容器的底面积为400cm2，容器中水的质量为10kg，将一质地均匀的长方体物块通过一根轻杆缓慢压入水中，当物块还有五分之一的体积露出水面时（如图乙），容器对桌面的压强与图甲相比增加了200Pa，此时杆对物块的压力为3N，则下列说法正确的是（

）A．甲图中容器对桌面的压强为2000PaB．甲图中水对容器底的压力为100NC．乙图中物块的密度为0.5×103kg/m3D．若将物块全部压入水中，杆对物块的压力为4N15．将一盛有水的薄壁容器放在水平桌面上，容器的底面积4×10-3m2，容器的质量忽略不计，容器中水的重力G水=3N，水面距容器底的距离h=0.06m，如图甲所示。现将一金属圆柱体A用细线吊着浸没在水中，静止时容器中的水未溢出，A未碰触容器底和容器壁，如图乙所示。已知A的重力GA=0.6N，体积VA=2×10-5m3，g=10N/kg。则（）A．A未浸入时，水对容器底的压强为750paB．A未浸入时，容器对桌面的压强为600paC．A浸没时，容器对桌面的压强是800paD．A浸没在水中静止时，它受到细线的拉力大小为0.6N16．萌萌想测一根质地均匀的圆柱形物体的密度。他用天平测出其质量为30g后，欲测体积时，发现其长度超过量筒（如图）。她使用一根细线成功的标出了圆柱体高线的中点处A，然后将圆柱体竖直缓慢放入盛有20mL水的量筒中，发现液面与A相平时，液面对准40mL刻度线，而其底面恰好与10mL刻度处对准，则（）A．圆柱体密度为1g/cm3B．圆柱体体积为40mLC．在放入量筒过程中，圆柱体每下降3cm，液面就上升2cmD．圆柱体与量筒的横截面积之比为2：317．如图所示，足够高的圆柱形容器中盛有适量水，水面漂浮着一个小容器，当将一个实心球放入小容器中后，大容器中的水面上升的高度是10cm；若把这个实心球从小容器中取出放入大容器中的水里后，水面又下降了6cm；则这个实心球的密度是（

）

A．1.6×103kg/m3 B．2.4×103kg/m3 C．2.5×103kg/m3 D．4.0×103kg/m318．桌面上容器内盛有水，在一试管里面放一小球后，浮在水面上。如图所示，现将小球取出，放入水中，下沉容器底部，试管仍浮在水面上，则（）A．液面下降 B．液面上升C．容器底受到水的压强不变 D．桌面受到的压强变小19．如图所示。一个容器内装有水，水面上漂浮着一块冰。放于室温下，在冰熔化过程中。水面的高度是（）A．变大B．不变C．变小 D．条件不足，无法判断20．随着全球气候变暖，漂浮于海面的冰山正逐渐熔化。小明为了探究冰山熔化后海平面是否变化，就将一块冰放入浓盐水中，冰处于漂浮状态，液面位置如图所示。冰熔化后，杯中的液面将比熔化前(

)A．不变 B．上升 C．下降 D．无法判断21．如图，放置于水平面上的圆柱形容器装有某种液体，内部悬停有一硬质小球，其下端连接着一根细金属链条，链条的一部分堆积于容器底部，当液体随温度发生热胀冷缩现象时，小球的悬停位置也会发生变化。则当温度升高时，有（）A．小球会上升一段距离B．小球受到的浮力大小不变C．容器对支持面的压强将变大D．液体对容器底部的压强将变小22．圆柱体A底面积为80cm2、重6N，柱形容器B底面积为100cm2，装有一定高度的水；将A沿水平方向切下Δh的部分放入B中，容器B底部所受水的压力F水随Δh变化的关系如图乙所示，切下部分所受浮力为F浮。下列说法正确的是（）A．B的容积为