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第九讲 浮力
命题点一
1.图示为小王同学制作的潜水艇模型．关于该“潜水艇”，下列选项正确的是( )
第1题图
A. 打气时，“潜水艇”内气压大于大气压，水流进
B. 抽气时，“潜水艇”内气压小于大气压，水流出
C. “潜水艇”下沉时，重力增大，浮力减小
D. “潜水艇”上浮时，在露出水面前，浮力不变
2.鱼在水中是靠改变自身体积实现上浮和下沉的，下列分析正确的是( )
A. 鱼在上浮过程中，水对它的压强逐渐增大
B. 鱼在下沉过程中，体积减小，浮力不变
C. 鱼在水中静止时，它受到的浮力和重力的大小不相等
D. 水面下游动的鱼体积变大时，它受到的浮力也会变大
3. “潜龙一号”是我国自主研制的无人无缆潜水器，下潜深度能达到6 000 m．它是利用声呐发出的________探测下潜深度的，潜水器在水中的上浮和下沉是通过改变__________来实现的；上浮过程中，底部所受水的压强________；未露出水面前，所受的浮力________．
4.小华测得一个熟鸡蛋的质量是57.5 g，体积为55 cm3，其密度为________ kg/m3 (计算结果保留两位小数)．她将熟鸡蛋浸没在水中后，熟鸡蛋下沉，下沉过程中受到的浮力________(选填“变大”“变小”或“不变”)．欲使熟鸡蛋悬浮，可向水中加________(选填“水”“酒精”或“浓盐水”)．当熟鸡蛋悬浮时，液体密度________(选填“大于”“小于”或“等于”)熟鸡蛋的密度．
【延伸】1. 图示为我国自发研制的核潜艇，当它从水里慢慢浮起时，以下说法正确的是( )
延伸1题图
A. 核潜艇能在水里上浮下潜，是通过改变自身重力达到的
B. 核潜艇上浮且未露出水面时，受到的浮力与重力同时变小
C. 核潜艇漂浮在水面上时，受到的浮力大小等于排开海水的重力
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D. 核潜艇浸没在水中的深度越深，受到的浮力越大
2. 小唯将一个重5 N的物体，放入装满水的容器中时，溢出了0.4 kg的水，此物体受到的浮力为________N，它在水中静止时将________．(选填“漂浮”“悬浮”或“沉入底部”)
命题点二 浮力相关实验
5.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时，小丽提出如下猜想：
猜想一：浮力的大小跟物体排开液体的体积有关；
猜想二：浮力的大小跟液体的密度有关；
猜想三：浮力的大小跟物体的密度有关．
(1)小丽用重为3.2 N的物体A做了如图甲、乙、丙所示的实验．该实验验证了猜想______是正确的，可得出：在同种液体中，物体排开液体的体积越大，受到的浮力________．实验中，物体A浸没时受到的浮力为________N，方向__________．
第5题图
(2)下表是小丽验证猜想二时收集的实验数据：
液体种类
物体A在液
体中的状态
弹簧测力计的
示数/N
物体A受到的浮力/N
酒精
浸没
1.4
1.8
盐水
浸没
0.8
2.4
分析比较表中数据和图甲、乙、丙实验中________(选填“甲”“乙”或“丙”)的数据可知：浮力的大小与液体的密度________．
(3)为验证猜想三，小丽选用了与物体A密度不同的物体B进行实验．她将物体B逐渐浸入水中，容器中的水面上升至图示O位置时，发现棉线松弛，弹簧测力计示数变为0，如图丁所示．取出物体B后，小丽又将物体A缓慢浸入水中，她在水面上升到________(选填“O点之上”“O点”或“O点之下”)位置时，读取弹簧测力计的示数，这样做是为了控制______________相同，以便判断浮力的大小与物体的密度是否有关．
命题点三
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6.小明清洗甜瓜时发现它漂浮在水面，此时甜瓜受到浮力的大小________(选填“大于”“小于”或“等于”)重力，小明想知道甜瓜的密度，于是将甜瓜放入盛满水的溢水杯中，静止时溢出水410 mL，再使甜瓜向下浸没在水中，又溢出水25 mL，此时甜瓜受到的浮力比漂浮时增大了________N(g取10 N/kg)，甜瓜的密度为________g/cm3.
7.将一个质量为5 kg的西瓜放在盛满水的桶中，西瓜漂浮，此时溢出水的质量为________kg.若让它恰好浸没在水中，共溢出水5.4 kg，则西瓜的体积是__________m3，西瓜的密度是____________kg/m3.
8.如图甲所示，用弹簧测力计吊着圆柱体物块，由图示位置缓慢下降，直到恰好浸没在水中，拉力F与物块排开水的体积V的关系图像如图乙．物块受到的重力为________N，在水中浸没时受到的浮力为________N．物块在上述下降过程中，受到的浮力逐渐________，下表面受到的压强将________(以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)．
第8题图
9.为庆祝中国人民海军建军60周年，2009年4月23日在青岛举行了盛大的海军阅兵仪式．我国92核潜艇首次亮相，如图所示．
第9题图
(1)潜水艇浮出海面时受到的浮力________潜在海面下受到的浮力(选填“大于”“小于”或“等于”)．
(2)若潜水艇的排水量为5 000 t，它受到的浮力是________ N(g取10 N/kg)．在海面下，随着潜水深度的增加，潜水艇受到水的压强________，浮力________(均选填“变大”“变小”或“不变”)．
【延伸】在日前举办的东京玩具展上，一款能够上天、入地、下海的遥控玩具车吸引了众多参会者的目光．这款海陆空三栖遥控玩具车的自身重量仅为50 g
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，该车在水中悬浮时，受到水的浮力为________N，其下潜到水下10 m深处时，车身受到水的压强为____________Pa.没有露出水面前该车水中上浮的过程中浮力________．(选填“增大”“减小”或“不变”)(水的密度为1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
延伸题图
10. 某同学用底面积S为5 cm2的圆柱形直管和金属小颗粒自制一个密度计，如图所示．密度计总重0.4 N，高12.5 cm.当密度计竖直漂浮在水中时，浸入水中的深度为8 cm，这时在密度计与水面相平的a点处标上水的密度值．(g取10 N/kg, ρ 酒精＝0.8×103 kg/m3)
第10题图
(1)密度计在水中受到的浮力为________ N．若要在密度计上标出酒精的密度值，应标在a点________(选填“之上”或“之下”)．
(2)密度计在水中竖直漂浮时，水对密度计底部的压强是多少？
(3)求密度计所能测量的液体密度的最小值．
11.在缺水的地区，需要时刻储备生活用水．图示为一种具有自动蓄水功能的长方形水池，A是一个底面积为100 cm2的方形塑料盒，与塑料盒连接的直杆可绕固定点O转动，当蓄水量达到2.4 m3时，活塞B堵住进水管，注水结束，水位为H.(水的密度是1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
第11题图
(1)注水的过程中，随着水位上升，水对水池底部的压强逐渐________．
(2)注水结束时，水池中水的质量是多少？此时塑料盒浸入水中的深度是10 cm，塑料盒所受的浮力是多大？
(3)若在塑料盒内放入质量为0.3 kg的物体，注水结束时的水位比H高了多少？
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12.某同学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置，它的底部较重，可以竖直漂浮在水面上，总质量为0.21 kg，底面积为3×10－3 m2，不放物体时，在与水面所对应位置处标为质量的“0”刻度线，如图甲所示(g取10 N/kg)．请解答下列问题：
第12题图
(1)不放物体时，该装置所受的浮力是多大？
(2)如图乙所示，在该装置中放入一个体积为1.5×10－5 m3的物块A，它的底部距离水面h＝0.11 m．此时，该装置受到的浮力是多大？与水面所对应位置处的刻度线应标为多少克？
(3)物块A的密度是多少？
13.如图所示为一名飞行爱好者自制的飞行器．该飞行器利用150个大小相等的氦气球所受的浮力牵引上升，驾驶者和飞行器所有装置的总质量为 270 kg(包括氦气质量). 某次飞行时， 9 h飞行了380 km. 请解答以下问题．(g取10 N/kg，ρ空气＝1.29 kg/m3，忽略阻力及所载物体受到的浮力，计算结果保留一位小数)
第13题图
(1)此次飞行的平均速度是多少？
(2)飞行器在空中匀速上升时，150个氦气球受到的浮力是多大？每个氦气球的体积是多大？
(3)要使飞行器安全下落，可采取的方法是____________________________________________________________________．
答案：
1. D 【解析】本题考查了浮沉条件的应用．
选项
解读
正误
A
打气时，“潜水艇”内气压大于大气压，将“潜水艇”内的水压出来
×
B
×
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抽气时，“潜水艇”内的气压小于大气压，在大气压的作用下，将水压进“潜水艇”内
C
“潜水艇”的体积一定，所受到的浮力是一定的
×
D
“潜水艇”在露出水面前，排开水的体积一定，所受到的浮力不变
√
2. D 【解析】本题考查压强和浮力的相关知识．
选项
解读
正误
A
鱼在上浮过程中因为所处的深度减小，所以压强减小
×
B
鱼在下沉的过程中，挤出鱼鳔中的气体，使身体的体积减小从而下沉，其体积和浮力都减小
×
C
鱼在水中静止时，处于平衡状态，浮力等于重力
×
D
根据F浮＝ρ液gV排可知，体积增大，所受的浮力也增大
√
3. (每空1分，共4分)超声波 自身重力 减小 不变 【解析】“潜龙一号”是利用声呐发出的超声波探测下潜深度的；潜水器在水中的上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的；在上浮过程中，所处深度h不断减小，因为p＝ρ水gh，水的密度不变，所以底部所受水的压强变小；未露出水面前，其排开水的体积不变，故其所受浮力不变．
4. (每空1分，共4分)1.05×103(或1 045.45) 不变 浓盐水 等于 【解析】已知鸡蛋的质量是57.5 g，体积为55 cm3，密度为ρ＝＝≈1.05 g/m3＝1. 05×103 kg/m3；当鸡蛋浸没在水中后，在下沉过程中鸡蛋排开水的体积不变，由于浸在液体里的物体所受的浮力只与液体的密度和排开液体的体积有关，所以鸡蛋所受的浮力不变；鸡蛋下沉说明鸡蛋的密度大于水的密度，欲使鸡蛋悬浮，需要增大水的密度，可向水里加浓盐水；当熟鸡蛋悬浮时，F浮＝G，即ρ鸡蛋V鸡蛋g＝ρ液体V液体g，又因为V鸡蛋＝V液体，所以ρ鸡蛋＝ρ液体．
【延伸】1. A 【解析】潜艇能在水里上浮下潜，就是通过改变自身重力达到的，A说法正确；核潜艇上浮且未露出水面时，受到的浮力不变，只是重力变小，B说法错误；核潜艇漂浮在水面上时，受到的浮力大小等于自身重力，C说法错误；根据阿基米德原理可知，核潜艇受到的浮力等于排开液体的重力，而它是浸没状态，所以受到的浮力大小不变，D说法错误．故选A.
2. 4 沉入底部 【解析】根据阿基米德原理可知，物体受到的浮力等于排开液体的重力，即F浮＝G排水＝mg＝0.4 kg×10 N/kg＝4 N；由于F浮
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