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中考物理一轮复习讲练测 第09讲—浮力（模拟检测）（含解析））
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这是一份中考物理一轮复习讲练测 第09讲—浮力（模拟检测）（含解析）），共24页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上，下列几种估测较为符合实际的是等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题
1．把一重为10N的铁块用细线系在弹簧测力计下浸没在水中，如图所示，静止时弹簧测力计的示数为7N，则铁块所受的浮力为（ ）
A．10NB．7NC．3ND．17N
【答案】C
【详解】对物体进行受力分析，如图所示：
根据二力平衡条件可知，物体在水中所受的浮力为
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2．如图所示，密度为ρ的液体中有体积均为V的A、B、C三个实心物体，A正在上浮，B静止，C正在下沉。下列说法正确的是（ ）
A．它们受到的浮力FA>FB>FC
B．它们受到的浮力相等
C．B物体的密度大于液体的密度
D．C物体的密度小于液体的密度
【答案】B
【详解】AB．已知
由于A、B、C三个物体浸没在液体中，则三个物体排开液体的体积相同，大小都为V，由F浮=ρ液V排g可知：受到的浮力为
FA=FB=FC
故A错误，B正确；
CD．由于A正在上浮，B静止，C正在下沉，根据浮沉条件可知
故CD错误。
故选B。
3．如图，“寻梦” 学习小组制作的潜水艇模型，通过橡胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，可使烧瓶下沉或上浮。若使潜水艇下沉（胶管在水中的体积忽略不计），下列分析正确的是（ ）
A．使用橡胶管向“潜水艇”内吹气B．“潜水艇”所受的浮力逐渐变小
C．水对“潜水艇”的压强保持不变D．“潜水艇” 自身重力增大实现下沉
【答案】D
【详解】A．使用橡胶管向“潜水艇”内吹气时，瓶内气压增大，将烧瓶内的水挤出，使得烧瓶的总重力减小，而烧瓶所受浮力不变，此时烧瓶所受浮力将大于烧瓶的总重力，故烧瓶将上浮，故A错误；
B．“潜水艇”下沉过程中，排开水的体积不变，故由阿基米德原理可知，“潜水艇”所受的浮力不变，故B错误；
C．“潜水艇”下沉过程中，距离水面的深度增加，故由p=ρgh可得，水对“潜水艇”的同一位置压强变大，故C错误；
D．使用橡胶管从烧瓶中吸气时，瓶内气压减小，在外界大气压的作用下将烧瓶外的水压入烧瓶中，使得烧瓶的总重力增大，而烧瓶所受浮力不变，此时烧瓶的总重力大于烧瓶所受浮力，故“潜水艇”将下沉，可知是通过“潜水艇”自身重力增大实现下沉，故D正确。
故选D。
4．如图三个体积相同而材料不同的球A、B、C，分别静止在不同深度的水里，以下说法正确的是（ ）
A．A球所受的浮力最小
B．A球所受的浮力最大
C．B球所受的浮力大于C球
D．C球所受的浮力最小
【答案】A
【详解】三球的体积相等，A漂浮，B悬浮，C沉底，所以三球排开水的体积关系
由可知，三球受到的浮力大小为
由以上分析可知，A正确，BCD错误。
故选A。
5．三个相同的轻质弹簧，一端固定在容器底部，另一端分别与甲、乙、丙三个体积相同的实心球相连，向容器中倒入水，待稳定后，观察到如图所示情况，此时乙球下方弹簧长度等于原长，甲乙丙三个小球密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙，所受浮力分别为F甲、F乙、F丙。下列判断正确的是（ ）
A．甲乙丙三小球均受到弹力
B．甲球重力大于其所受浮力
C．ρ甲＜ρ乙＜ρ丙
D．F甲＞F乙＞F丙
【答案】C
【详解】A．依题意得，乙球下方弹簧长度等于原长，说明乙球没有受到弹力的作用，故A错误；
B．由图得，甲球下方的弹簧处于拉伸状态，甲球受到的弹力方向竖直向下，此时甲球受到重力、弹力、浮力作用处于静止作用，由力的平衡得
因此甲球重力小于其所受浮力，故B错误；
CD．乙球受到重力、浮力作用处于静止状态，则
丙球下方的弹簧被压缩，则丙球受到的弹力方向竖直向上，此时丙球受到重力、弹力、浮力作用处于静止作用，由力的平衡得
甲乙丙是体积相同的实心球，甲乙丙均浸没在水中，由阿基米德原理得，甲乙丙受到的浮力相等，则
由得，甲乙丙的质量关系
由得，甲乙丙的密度关系
故C正确，D错误。
故选C。
6．如图是验证阿基米德原理的实验操作，在这一实验中测出浮力大小的步骤是（ ）
A．D和EB．C和DC．B和ED．C和E
【答案】B
【详解】因题中验证阿基米德原理，B步骤为测量空桶的重力，C步骤为用弹簧测力计测物体的重力G，D步骤为将物体浸没在溢水杯的水中，记下弹簧测力计的示数F，E步骤为测量空桶和排出的水的总重。根据可求浮力大小。在这一实验中，测出浮力大小的步骤是C和D，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
7．下列几种估测较为符合实际的是（ ）
A．人步行的速度约为5m/s
B．学生双脚站立时对地面的压强接近1.7×105Pa
C．空气的密度约为1.29×103kg/m3
D．学生游泳时所受的浮力约500N
【答案】D
【详解】A．人步行的速度约为1.1m/s，故A不符合题意；
B．中学生的质量约为60kg，站立时对地面的压强约
故B不符合题意；
C．空气的密度约为1.29kg/m3，故C不符合题意；
D．中学生的重力在500N左右，身体密度与水的密度差不多，在水中游泳时接近悬浮或漂浮状态，所以受到的浮力与重力相等，在500N左右，故D符合题意。
故选D。
8．如图甲所示，假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中，在沉入过程中，其下表面到水面的距离h逐渐增大，构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示（g取10N/kg）。下列判断正确的是（ ）
A．构件的边长为4m
B．构件的密度为3×103kg/m3
C．浮力F1随h变化的图线是图乙中的①图线
D．当构件的下表面距江面4m深时，构件上表面受到江水的压强为4×104Pa
【答案】B
【详解】A．从乙图中可以看出，当构件完全淹没时的高度为2m，则构件边长为2m，故A错误；
BC．由图可知，构件在浸入水的过程中排开水的体积逐渐变大，所以浮力也逐渐变大，则钢丝绳的拉力F2逐渐减小；当构件浸没后排开水的体积不变，所以浮力不变，钢丝绳的拉力F2也不变，因此反映钢丝绳拉力F2随h变化的图线是①，构件所受浮力随h变化的图线是②，由图线知，构件完全淹没时，拉力F2=1.6×105N，构件体积
V=l3=(2m)3=8m3
构件完全淹没时
V排=V=8m3
则有
F浮=G-F2
ρ水gV排=ρgV-F2
代入数值可得
1×103kg/m3×10N/kg×8m3=ρ×10N/kg×8m3-1.6×105N
则构件的密度为ρ=3×103kg/m3，故B正确，C错误；
D．当构件的下表面距江面4m深时，构件上表面距江面
4m-2m=2m
构件上表面受到江水的压强为
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa
故D错误。
故选B。
二、填空题
9．一个圆柱形容器足够高，底面积为200cm2，其中装有一定量的水。现将边长为10cm的正方体木块放入其中如图所示，木块静止时，有一半的体积露出液面，此时水面比放入木块前升高___________cm，若要使木块完全浸没在水中还需要向下施加___________N的压力。
【答案】 2.5 5
【详解】[1]木块的体积为
木块静止时，有一半的体积露出液面，则水面比放入木块前升高的高度为
[2] 在水中漂浮，故其重力等于浮力，则重力大小为
木块完全浸入水中受到的浮力为
需要施加向下的力才能使木块完全浸入水中，其大小为
10．体积相同的 A、B、C 三个物体，放入水中静止后，处于如图所示的状态，则三个物体受的重力 GA、GB、GC的大小关系为_____，密度 ρA、ρB、ρC 的大小关系为_____。
【答案】 ρA＜ρB＜ρC
【详解】[1]依题意得，A、B、C的体积相等，由图得，A、B、C排开水的体积大小关系为
由得，A、B、C受到的浮力的大小关系为
由图得，AB漂浮在水面上，C悬浮在水中，因此
， ，
因此
[2]由得，A、B、C的质量关系为
A、B、C的体积相等，由得
11．一只轻质极薄的小塑料袋，袋内装满水（袋内无空气）且水的质量为，将其浸没在水中，静止时如图所示，则此时盛水的小塑料袋受到了竖直向上的_______作用，其大小为______。（）
【答案】 浮力 2
【详解】[1]将装满水小塑料袋浸没在水中，静止时如图所示，小塑料袋受到了重力，还受到了水对其向竖直向上的浮力。
[2]浮力与装满水小塑料袋的重力是平衡力，故浮力的大小为
12．一个质量为160g、体积为320cm3的物块放入某种液体中漂浮时，它排开液体的体积是200cm3，这个物块漂浮时受到的浮力为______N，这种液体的密度是______g/cm3。（g取10N/kg）
【答案】 1.6 0.8
【详解】[1]物块漂浮时，所受浮力等于自身重力，所以浮力
F浮=G=mg=0.16kg×10N/kg=1.6N
[2]据阿基米德原理得，液体的密度
13．两个完全相同的烧杯中均装有足够等量的水，将质量相同的实心正方体A和B（VA>VB）分别放入两个烧杯的水中并保持静止状态，如图所示。如果A和B两个正方体下表面受到水的压力分别为FA和FB，则FA___________FB；A、B两个正方体所排开水的体积VA排___________VB排（均选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】 小于 等于
【详解】[1]由图可知，A处于漂浮状态，受力平衡，则；B处于悬浮状态，受力平衡，则。因为A和B的质量相同，所以，则，即两者受到的浮力相等。根据浮力产生的原因为物体上下表面受到的压力差，即，可知，，A和B两个正方体下表面受到水的压力分别为FA和FB，故。
[2]因为两者受到的浮力相等，，根据阿基米德原理可知，浮力大小和液体密度都相同，故A、B两个正方体所排开水的体积相等，。
14．将一支相同的密度计放入甲、乙两容器中，如图所示，两容器中的液体密度分别为ρA、ρB，密度计所受浮力分别为FA、FB，则密度和浮力的关系ρA______ρB，FA______FB（选填大于、小于、等于）。
【答案】 大于 等于
【详解】[1]根据物体的沉浮条件可知，密度计在液体中漂浮时，所受浮力等于重力，大小不变，排开液体体积越大，则液体密度越小，故ρA＞ρB。
[2]密度计在液体中漂浮时，所受浮力等于重力，大小不变，故密度计在两个容器中受到的浮力相等。
15．如图甲所示，重2N，底面积为200cm2的薄壁四柱形容器置于水平升降台中央，容器中装有17cm深的水。与容器高度相同的圆柱体A悬挂在轻质细杆下保持静止，A的下表面与水面相平。在向上调节升降台过程中记录下杆对A的作用力F与升降台移动的距离h的关系，如图乙所示。当h=13cm时，容器对升降台的压强为___________Pa；当h=17cm时，缓慢撤走细杆，A在容器中静止后，切掉A浸在水中体积的一半，待A剩余部分静止时，A剩余部分相对于容器底部移动的距离是___________cm。
【答案】 2.1×103 6.18
【详解】[1]升降台上升，圆柱体浸入水中后，容器中水面上升，圆柱体浸入水中的体积逐渐增大，所以浮力逐渐增大，上升到一定高度水溢出容器，圆柱体浸入水中的体积继续增加，浮力继续增大直到等于重力，在此之前，杆对圆柱体的作用力是拉力，方向竖直向上，圆柱体浸入水中的体积继续增大，此时杆对圆柱体的作用力是压力，方向竖直向下。由以上分析可知，当升降台没有上升时，杆对圆柱体的拉力等于铁块的重力，由图乙可知，圆柱体的重力是12N，当拉力是6N时，水开始溢出容器，圆柱体受到的浮力
F浮1=G-F拉=12N-6N=6N
此时圆柱体浸入水中的体积
此时圆柱体浸入水中的体积是6×10-4m3，则容器内水面上升的高度
刚开始时水深是17cm，容器内水面上升3cm后，水刚好溢出，圆柱体A的高度与容器高度相同，则容器的高度
h容=h圆=h水+h=17cm+3cm=20cm
则容器的体积
V容=Sh容=200cm2×20cm=4000cm3=4×10-3m3
由图可知，当升降台上升17cm时，圆柱体浸没在水中，此时杆对圆柱体的压力是8N，方向竖直向下，对圆柱体受力分析，圆柱体受重力，浮力，杆对铁块的压力，则
F浮3=G+F压=12N+8N=20N
则圆柱体浸入水中的体积
此时圆柱体浸入液体中的体积等于铁块的体积，即圆柱体的体积是2×10-3m3，则圆柱体的底面积
圆柱体受到的浮力等于重力，即杆对圆柱体的拉力等于0时，圆柱体浸入水中的体积
此时圆柱体浸入水中的高度
即图乙中，图像与横轴交点处的坐标是12cm，当升降台上升13cm时可得
解得F4=1.6N，当升降台上升13cm时，对圆柱体受力分析可知，此时圆柱体受向上的浮力，杆对圆柱体向下的压力，竖直向下的重力，则
F浮4=F4+G=1.6N+12N=13.6N
圆柱体排开液体的体积
则此时容器中水的体积
V水=V容-V4=4×10-3m3-1.36×10-3m3=2.64×10-3m3
容器中水的重力
G水=m水g=ρV水g=1.0×103kg/m3×2.64×10-3m3×10N/kg=26.4N
容器对升降台的压力
F5=G水+G容+F4+G物=26.4N+2N+1.6N+12N=42N
则容器对升降台的压强
[2]缓慢撤走细杆，圆柱体漂浮在水中，此时浮力等于重力，A浸入水中的体积是1.2×10-3m3，切掉A浸在水中体积的一半，则剩余圆柱体的体积
圆柱体的重力是12N，体积是2×10-3m3，则圆柱体的密度
则切掉后，圆柱体的重力
G'=m'g=ρ圆V剩g=0.6×103m3×1.94×10-3m3×10N/kg=11.64N
圆柱体漂浮，此时浮力等于重力，则F浮6=11.64N，则物体浸入水中的体积
浸入水中的深度
则此时相对于容器底部移动的距离
h'=h2-h浸=12cm-5.82cm=6.18cm
16．如图所示，一个底面积为800cm2的薄壁圆柱形容器中装有某种液体，将一边长为10cm的正方体木块轻放入该容器中，木块静止时露出液面的高度为2cm，液体对容器底部的压强变化了80Pa。则该木块底部受到的液体压强为___________Pa，木块受到的浮力为___________N。
【答案】 640 6.4
【详解】[1]木块静止时露出液面的高度为2cm，则木开排开液体的体积
则液面升高的高度为
则该液体的密度
则该木块底部受到的液体压强为
[2]木块受到的浮力为
17．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______，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______的关系。
【答案】 减小物体排开水的体积 液体的密度
【详解】(1)[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)[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。
18．核潜艇是国家的战略重器，是维护国家安全的基石之一。核潜艇在水下水平匀速巡航时，突然进入密度跃层（海水密度突然变小）时，潜艇将会______，为确保潜艇安全，应立即采取______的措施，使潜艇的重力小于它的浮力，一段时间后，潜艇将会上浮。
【答案】 下沉 排出水舱中的水
【详解】[1]核潜艇在水下水平匀速巡航时，突然进入密度跃层（海水密度突然变小）时，潜艇的体积不变，由可知，此时浮力减小，小于潜艇所受的重力，故潜艇将会下沉。
[2]为确保潜艇的安全，应减小潜艇所受的重力，故应立即采取向外排出水舱中的水的措施。
三、作图题
19．用绳系住氢气球，在风力的作用下静止在如图所示的位置。请补全气球受力的示意图。
【答案】
【详解】氢气球受到重力、浮力、风的推力和绳子的拉力作用下处于静止状态，即处于平衡状态。过氢气球的重心，沿竖直向上画一条带箭头的线条，用符号F浮表示；沿竖直向下浮画一条带箭头的线段，用符号G表示；沿绳子向下画一条带箭头的线段，用符号F绳表示。如图所示
20．如图所示，一个小球静止在斜面上的一个盛水容器里，画出小球所受重力与浮力的示意图。
【答案】
【详解】小球静止在水中，受到竖直向上的浮力，和竖直向下的重力，重力和浮力是一对平衡力，受力示意图如下所示：
四、实验题
21．小明的奶奶过生日时，爸爸给奶奶买了一条金项链，小明想测量这条金项链的密度。
（1）小明将天平放在水平工作台面上，发现天平如图甲所示，小明应先___________，然后再调节平衡螺母使天平平衡；
（2）测量过程中，当天平右盘内所加砝码和游码的位置如图乙所示时，天平恰好平衡，则金项链的质量是___________；
（3）将金项链浸没在装有水的量筒中，量筒中水面的位置如图丙所示，金项链的体积是___________。小明计算出这条金项链的密度是___________；
（4）爸爸提出不用量筒，用图丁的弹簧测力计也能测出这条金项链的体积，他设想将金项链挂在弹簧测力计下读出弹簧测力计的示数，然后将金项链浸没在水中（但不沉底）读出弹簧测力计的示数，利用两次示数之差可以计算出金项链浸没在水中时受到的浮力，然后通过浮力计算出金项链的体积。你认为爸爸的测量方案是否可行___________，理由是___________。
【答案】 将游码归零 57.6 3 不可行 见解析
【详解】（1）[1]天平使用前，应先将游码归零，再调节平衡螺母使天平平衡。由图得，使用前，游码未归零，故应先将游码归零后，再调节平衡螺母使天平平衡。
（2）[2]由图得，标尺的分度值为0.2g，示数为2.6g，金项链的质量是
[3]由图丙得，量筒的分度值为1mL，金项链放入量筒中的水后，量筒的示数变为13mL，则金项链的体积是
[4]这条金项链的密度是
（4）[5][6]由于金项链的体积为，浸没在水中所受的浮力为
即金项链浸没入水中后，弹簧测力计得示数只减小，小于弹簧测力计的分度值，弹簧测力计测不出来，故爸爸的方案不可行。
22．在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，小兵同学根据图所示实验操作，从中选出一些图，针对某一个因素进行研究，并通过分析弹簧测力计的示数，说明他的探究结果。
（1）在图B水中物块受到的浮力是_______N；
（2）探究浮力与物体排开液体的体积的关系时，可选用_______三个图，可得出结论：________；
（3）探究浮力与液体密度的关系时，可选用_______三个图。以上探究浮力与物体排开液体的体积、浮力与液体密度的关系时，所利用的实验方法叫________法；
（4）小兵同学想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”，他找来薄铁片，烧杯和水进行实验，实验步骤如下：
步骤一：将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底；
步骤二：将铁片弯成“碗”状再放入水中，它漂浮在水面上。
①分析可知，第一次铁片受到的浮力________（选填“大于”“等于”或“小于”）第二次铁片受到的浮力；
②小兵同学得出：物体受到的浮力与其形状有关，小兵同学得出错误结论的原因是：_______。
【答案】 0.4 ABC 在相同密度液体中，物体所受浮力随物体排开液体的体积增大而增大 ADE 控制变量 小于 在改变铁片形状的同时，没有控制排开水的体积不变
【详解】（1）[1]由图A可知，物体受重力与拉力平衡，说明
在图B中，物体在重力、浮力与拉力作用下平衡，在竖直方向上合力为零，所以物块受到的浮力是
（2）[2]探究浮力与物体排开液体的体积的关系时，根据控制变量法可知，需要保证物体排开液体的体积为单一变量，液体密度相同，可以选用图ABC。
[3]图C中物体所受浮力比图B中大，可知，在相同密度液体中，物体所受浮力随物体排开液体的体积增大而增大。
（3）[4]探究浮力与液体密度的关系时，根据控制变量法可知，需要保证液体密度为单一变量，物体排开液体的体积相同，可以选用图ADE。
[5]在探究浮力与物体排开液体的体积的关系时，需要控制液体密度相同；在探究浮力与液体密度的关系时，需要控制物体排开液体的体积相同，所以这种实验方法为控制变量法。
（4）①[6]将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底，铁片受到的浮力小于铁片的重力；将铁片弯成“碗状”再放入水中，它漂浮在水面上，“碗状”铁片受到的浮力等于铁片的重力；铁片弯成碗状，形状变化，重力不变，所以第一次受到的浮力小于第二次受到的浮力。
②[7]小兵同学探究过程中，只注意铁片形状的改变，没有控制铁片排开液体的体积的变化，实验过程中有两个自变量。
23．“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时，同学们先提出了如下的猜想：
猜想A：可能与物体浸没在液体中的深度有关。
猜想B：可能与液体的密度有关。
猜想C：可能与物体浸在液体中的体积有关。
为了验证上述猜想，同学们利用一个物体、弹簧测力计、水、盐水和细线，做了如图所示的实验。
（1）通过实验a和c，可知物体浸没在水中时受到的浮力大小是___________N。
（2）通过分析比较acd实验，可以验证猜想___________（填“A”“B”或“C”）是错误的。
（3）通过分析比较ade实验，可以验证猜想___________（填“A”“B”或“C”）是正确的。
（4）通过分析比较___________三次实验可以得出液体密度相同时，排开液体的体积越大浮力越大的结论。
（5）该实验探究主要运用的科学探究方法是_____，盐水的密度是____kg/m3。
【答案】 2 A B abc 控制变量法 1.2×103
【详解】（1）[1]由图a可知，物体的重力为8N，由图a和c可知物体完全浸没在水中，根据称重法测浮力可得，物体浸在水中受到的浮力为
F浮=G-F=8N-6N=2N
（2）[2]根据acd可知，液体的密度相同，排开液体的体积相同，深度不同，弹簧测力计的示数相同，浮力相同，说明浮力的大小不会随着深度的增加而改变，即浮力与深度无关，故猜想A错误。
（3）[3]根据ade可知，排开液体的体积相同，液体的密度不相同，弹簧测力计的示数不同，浮力不同，说明物体在水中和在盐水中受到的浮力是不同的，即浮力与液体密度有关，故B猜想正确。
（4）[4]要探究浮力与排开液体体积的关系，需要控制液体密度相同时，改变排开液体的体积，图abc符合题意。
（5）[5]当研究一个物理量同时与多个因素有关时，则采用控制变量法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决。故本实验采用了控制变量法。
[6]根据
F浮=ρ水gV排
物体的体积
由图ac可知，物体浸没在盐水中受到的浮力为
所以盐水的密度为
五、计算题
24．底面积为150cm2、重3N、盛水4cm深且足够高的薄壁柱形容器置于水平桌面上，如图所示，将底面积为50cm2、质量为450g、密度为0.9g/cm3的不吸水圆柱体用轻质细线挂在测力计下，由图示位置缓慢向下浸入水中，直至测力计示数为0后，只取走测力计，再打开阀门K向外放水。求：
（1）圆柱体的体积；
（2）圆柱体下降过程中，当其浸入水中的深度为2cm时，测力计的示数；
（3）当放水至容器对桌面的压强为800Pa时，水对容器底的压强。
【答案】（1）500cm3；（2）3.5N；（3）450Pa
【详解】解：（1）由题意可知，圆柱体的质量为m=450g，密度为ρ=0.9g/cm3，故由可得，圆柱体的体积为
（2）圆柱体下降过程中，当其浸入水中的深度为2cm时，则其排开水的体积为
V排=S柱h0=50cm2×2cm=100cm3=1×10-4m3
故由F浮=ρ液gV排可得，此时圆柱体所受浮力为
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N
圆柱体的重力为
G=mg=0.45kg×10N/kg=4.5N
故由称重法可得，此时弹簧测力计的示数为
F=G-F浮=4.5N-1N=3.5N
（3）当容器对桌面的压强为p容=800Pa时，由可得，容器对桌面的压力为
F压=p容S容=800Pa×1.5×10-2m2=12N
由受力分析可知，容器对桌面的压力F压等于容器、圆柱体与水的重力之和G总，即
F压=G总=G容+G+G水=12N
解得此时容器内的水的重力为
G水=G总-G容-G=12N-3N-4.5N=4.5N
由G=mg可得，此时水的质量为
由可得，水的体积为
设此时圆柱体下端与容器底端接触，圆柱体浸入水中的深度为h水，可得
S容h水=S柱h水+V水
解得
此时圆柱体排开水的体积为
V′排=S柱h水=50cm2×4.5cm=225cm3=2.25×10-4m3
由阿基米德原理可知，此时圆柱体所受浮力为
F′浮=ρ水gV′排=1×103kg/m3×10N/kg×2.25×10-4m3=2.25N
可知此时圆柱体所受浮力小于其重力，则圆柱体在水中处于下沉状态，故假设成立，则此时容器中的水面深度为
h′水=h水=0.045m
故由p=ρgh可得，水对容器底的压强为
p水=ρ水gh′水=1×103kg/m3×10N/kg×0.045m=450Pa
答：（1）圆柱体的体积为500cm3；
（2）测力计的示数为3.5N；
（3）水对容器底的压强为450Pa。
25．小红用菜盆盛水清洗樱桃时，将一个塑料水果盘漂浮在菜盆里的水面上盛放樱桃，当她把水里的樱桃捞起来放入果盘后，发现菜盆里的水位有所变化。为一探究竟，她用一个水槽、一个长方体空盒A、一个正方体金属块B设计了如图的实验来研究。已知水槽的底面积为200cm2，空盒A底面积为100cm2，金属块B边长为5cm。她先把金属块B放入水槽中沉底，当空盒A漂浮在水面上时，盒底浸入水中1cm深。整个实验中，水槽里的水未溢出。（ρB=7.0×103kg/m3）
（1）空盒A漂浮在水面上时，求盒底部受到水的压强大小；
（2）求空盒A漂浮在水面上时所受浮力的大小；
（3）小红把金属块B从水中捞起后放进盒A并漂浮在水面上时，求盒A受到的浮力的大小；（金属块B上附着的水忽略不计）
（4）第（3）问中水槽里的水位与之前相比会上升还是下降？请算出水槽里水位变化的高度。
【答案】（1）100Pa；（2）1N；（3）9.75N；（4）上升，3.75cm
【详解】解：（1）由题意可知，A盒盒底所处的深度为1cm，即0.01m，由可知，盒底部受到水的压强
（2）由题意可知，空盒A底面积为100cm2，即0.01m2入水中1cm深，即0.01m，故空盒A排开水的体积
由可知，空盒A漂浮在水面上时所受浮力
（3）由题意可知，金属块B的重力
小红把金属块B从水中捞起后放进盒A并漂浮在水面上时，盒A受到的浮力的大小与盒A和金属块B的重力大小之和相等，即
（4）金属块B在水中时受到的浮力
把金属块B从水中捞起后放进盒A中时，将A、B视为一个整体，此时该整体所受的浮力变化量
该整体排开水的体积的变化量
故水槽里水位变化的高度
水槽里的水位与之前相比会上升。
答：（1）空盒A漂浮在水面上时，盒底部受到水的压强为100Pa；
（2）空盒A漂浮在水面上时所受浮力为1N；
（3）水槽里的水位与之前相比会上升，水槽里水位变化的高度为3.75cm。
26．如图所示，圆柱形容器中盛有适量的水，质量m为1.2kg，体积V为110-3m3的金属球被细绳系住，细绳另一端用手提住，使金属球浸没在水中静止，已知1103kg/m3，g取10N/kg。求：
（1）对图中金属球进行受力分析；
（2）图中金属球受到的浮力；
（3）图中细绳对金属球的拉力。
【答案】（1）；（2）10N；（3）2N
【详解】解：（1）对金属球受力分析，受到重力、浮力和绳子的拉力，如图所示：
（2）金属球受到的浮力
（3）金属球的重力
细绳对金属球的拉力
答：（1）如上图所示；
（2）图中金属球受到的浮力是10N；
（3）图中细绳对金属球的拉力是2N。
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题
1．把一重为10N的铁块用细线系在弹簧测力计下浸没在水中，如图所示，静止时弹簧测力计的示数为7N，则铁块所受的浮力为（ ）
A．10NB．7NC．3ND．17N
【答案】C
【详解】对物体进行受力分析，如图所示：
根据二力平衡条件可知，物体在水中所受的浮力为
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2．如图所示，密度为ρ的液体中有体积均为V的A、B、C三个实心物体，A正在上浮，B静止，C正在下沉。下列说法正确的是（ ）
A．它们受到的浮力FA>FB>FC
B．它们受到的浮力相等
C．B物体的密度大于液体的密度
D．C物体的密度小于液体的密度
【答案】B
【详解】AB．已知
由于A、B、C三个物体浸没在液体中，则三个物体排开液体的体积相同，大小都为V，由F浮=ρ液V排g可知：受到的浮力为
FA=FB=FC
故A错误，B正确；
CD．由于A正在上浮，B静止，C正在下沉，根据浮沉条件可知
故CD错误。
故选B。
3．如图，“寻梦” 学习小组制作的潜水艇模型，通过橡胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，可使烧瓶下沉或上浮。若使潜水艇下沉（胶管在水中的体积忽略不计），下列分析正确的是（ ）
A．使用橡胶管向“潜水艇”内吹气B．“潜水艇”所受的浮力逐渐变小
C．水对“潜水艇”的压强保持不变D．“潜水艇” 自身重力增大实现下沉
【答案】D
【详解】A．使用橡胶管向“潜水艇”内吹气时，瓶内气压增大，将烧瓶内的水挤出，使得烧瓶的总重力减小，而烧瓶所受浮力不变，此时烧瓶所受浮力将大于烧瓶的总重力，故烧瓶将上浮，故A错误；
B．“潜水艇”下沉过程中，排开水的体积不变，故由阿基米德原理可知，“潜水艇”所受的浮力不变，故B错误；
C．“潜水艇”下沉过程中，距离水面的深度增加，故由p=ρgh可得，水对“潜水艇”的同一位置压强变大，故C错误；
D．使用橡胶管从烧瓶中吸气时，瓶内气压减小，在外界大气压的作用下将烧瓶外的水压入烧瓶中，使得烧瓶的总重力增大，而烧瓶所受浮力不变，此时烧瓶的总重力大于烧瓶所受浮力，故“潜水艇”将下沉，可知是通过“潜水艇”自身重力增大实现下沉，故D正确。
故选D。
4．如图三个体积相同而材料不同的球A、B、C，分别静止在不同深度的水里，以下说法正确的是（ ）
A．A球所受的浮力最小
B．A球所受的浮力最大
C．B球所受的浮力大于C球
D．C球所受的浮力最小
【答案】A
【详解】三球的体积相等，A漂浮，B悬浮，C沉底，所以三球排开水的体积关系
由可知，三球受到的浮力大小为
由以上分析可知，A正确，BCD错误。
故选A。
5．三个相同的轻质弹簧，一端固定在容器底部，另一端分别与甲、乙、丙三个体积相同的实心球相连，向容器中倒入水，待稳定后，观察到如图所示情况，此时乙球下方弹簧长度等于原长，甲乙丙三个小球密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙，所受浮力分别为F甲、F乙、F丙。下列判断正确的是（ ）
A．甲乙丙三小球均受到弹力
B．甲球重力大于其所受浮力
C．ρ甲＜ρ乙＜ρ丙
D．F甲＞F乙＞F丙
【答案】C
【详解】A．依题意得，乙球下方弹簧长度等于原长，说明乙球没有受到弹力的作用，故A错误；
B．由图得，甲球下方的弹簧处于拉伸状态，甲球受到的弹力方向竖直向下，此时甲球受到重力、弹力、浮力作用处于静止作用，由力的平衡得
因此甲球重力小于其所受浮力，故B错误；
CD．乙球受到重力、浮力作用处于静止状态，则
丙球下方的弹簧被压缩，则丙球受到的弹力方向竖直向上，此时丙球受到重力、弹力、浮力作用处于静止作用，由力的平衡得
甲乙丙是体积相同的实心球，甲乙丙均浸没在水中，由阿基米德原理得，甲乙丙受到的浮力相等，则
由得，甲乙丙的质量关系
由得，甲乙丙的密度关系
故C正确，D错误。
故选C。
6．如图是验证阿基米德原理的实验操作，在这一实验中测出浮力大小的步骤是（ ）
A．D和EB．C和DC．B和ED．C和E
【答案】B
【详解】因题中验证阿基米德原理，B步骤为测量空桶的重力，C步骤为用弹簧测力计测物体的重力G，D步骤为将物体浸没在溢水杯的水中，记下弹簧测力计的示数F，E步骤为测量空桶和排出的水的总重。根据可求浮力大小。在这一实验中，测出浮力大小的步骤是C和D，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
7．下列几种估测较为符合实际的是（ ）
A．人步行的速度约为5m/s
B．学生双脚站立时对地面的压强接近1.7×105Pa
C．空气的密度约为1.29×103kg/m3
D．学生游泳时所受的浮力约500N
【答案】D
【详解】A．人步行的速度约为1.1m/s，故A不符合题意；
B．中学生的质量约为60kg，站立时对地面的压强约
故B不符合题意；
C．空气的密度约为1.29kg/m3，故C不符合题意；
D．中学生的重力在500N左右，身体密度与水的密度差不多，在水中游泳时接近悬浮或漂浮状态，所以受到的浮力与重力相等，在500N左右，故D符合题意。
故选D。
8．如图甲所示，假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中，在沉入过程中，其下表面到水面的距离h逐渐增大，构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示（g取10N/kg）。下列判断正确的是（ ）
A．构件的边长为4m
B．构件的密度为3×103kg/m3
C．浮力F1随h变化的图线是图乙中的①图线
D．当构件的下表面距江面4m深时，构件上表面受到江水的压强为4×104Pa
【答案】B
【详解】A．从乙图中可以看出，当构件完全淹没时的高度为2m，则构件边长为2m，故A错误；
BC．由图可知，构件在浸入水的过程中排开水的体积逐渐变大，所以浮力也逐渐变大，则钢丝绳的拉力F2逐渐减小；当构件浸没后排开水的体积不变，所以浮力不变，钢丝绳的拉力F2也不变，因此反映钢丝绳拉力F2随h变化的图线是①，构件所受浮力随h变化的图线是②，由图线知，构件完全淹没时，拉力F2=1.6×105N，构件体积
V=l3=(2m)3=8m3
构件完全淹没时
V排=V=8m3
则有
F浮=G-F2
ρ水gV排=ρgV-F2
代入数值可得
1×103kg/m3×10N/kg×8m3=ρ×10N/kg×8m3-1.6×105N
则构件的密度为ρ=3×103kg/m3，故B正确，C错误；
D．当构件的下表面距江面4m深时，构件上表面距江面
4m-2m=2m
构件上表面受到江水的压强为
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa
故D错误。
故选B。
二、填空题
9．一个圆柱形容器足够高，底面积为200cm2，其中装有一定量的水。现将边长为10cm的正方体木块放入其中如图所示，木块静止时，有一半的体积露出液面，此时水面比放入木块前升高___________cm，若要使木块完全浸没在水中还需要向下施加___________N的压力。
【答案】 2.5 5
【详解】[1]木块的体积为
木块静止时，有一半的体积露出液面，则水面比放入木块前升高的高度为
[2] 在水中漂浮，故其重力等于浮力，则重力大小为
木块完全浸入水中受到的浮力为
需要施加向下的力才能使木块完全浸入水中，其大小为
10．体积相同的 A、B、C 三个物体，放入水中静止后，处于如图所示的状态，则三个物体受的重力 GA、GB、GC的大小关系为_____，密度 ρA、ρB、ρC 的大小关系为_____。
【答案】 ρA＜ρB＜ρC
【详解】[1]依题意得，A、B、C的体积相等，由图得，A、B、C排开水的体积大小关系为
由得，A、B、C受到的浮力的大小关系为
由图得，AB漂浮在水面上，C悬浮在水中，因此
， ，
因此
[2]由得，A、B、C的质量关系为
A、B、C的体积相等，由得
11．一只轻质极薄的小塑料袋，袋内装满水（袋内无空气）且水的质量为，将其浸没在水中，静止时如图所示，则此时盛水的小塑料袋受到了竖直向上的_______作用，其大小为______。（）
【答案】 浮力 2
【详解】[1]将装满水小塑料袋浸没在水中，静止时如图所示，小塑料袋受到了重力，还受到了水对其向竖直向上的浮力。
[2]浮力与装满水小塑料袋的重力是平衡力，故浮力的大小为
12．一个质量为160g、体积为320cm3的物块放入某种液体中漂浮时，它排开液体的体积是200cm3，这个物块漂浮时受到的浮力为______N，这种液体的密度是______g/cm3。（g取10N/kg）
【答案】 1.6 0.8
【详解】[1]物块漂浮时，所受浮力等于自身重力，所以浮力
F浮=G=mg=0.16kg×10N/kg=1.6N
[2]据阿基米德原理得，液体的密度
13．两个完全相同的烧杯中均装有足够等量的水，将质量相同的实心正方体A和B（VA>VB）分别放入两个烧杯的水中并保持静止状态，如图所示。如果A和B两个正方体下表面受到水的压力分别为FA和FB，则FA___________FB；A、B两个正方体所排开水的体积VA排___________VB排（均选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】 小于 等于
【详解】[1]由图可知，A处于漂浮状态，受力平衡，则；B处于悬浮状态，受力平衡，则。因为A和B的质量相同，所以，则，即两者受到的浮力相等。根据浮力产生的原因为物体上下表面受到的压力差，即，可知，，A和B两个正方体下表面受到水的压力分别为FA和FB，故。
[2]因为两者受到的浮力相等，，根据阿基米德原理可知，浮力大小和液体密度都相同，故A、B两个正方体所排开水的体积相等，。
14．将一支相同的密度计放入甲、乙两容器中，如图所示，两容器中的液体密度分别为ρA、ρB，密度计所受浮力分别为FA、FB，则密度和浮力的关系ρA______ρB，FA______FB（选填大于、小于、等于）。
【答案】 大于 等于
【详解】[1]根据物体的沉浮条件可知，密度计在液体中漂浮时，所受浮力等于重力，大小不变，排开液体体积越大，则液体密度越小，故ρA＞ρB。
[2]密度计在液体中漂浮时，所受浮力等于重力，大小不变，故密度计在两个容器中受到的浮力相等。
15．如图甲所示，重2N，底面积为200cm2的薄壁四柱形容器置于水平升降台中央，容器中装有17cm深的水。与容器高度相同的圆柱体A悬挂在轻质细杆下保持静止，A的下表面与水面相平。在向上调节升降台过程中记录下杆对A的作用力F与升降台移动的距离h的关系，如图乙所示。当h=13cm时，容器对升降台的压强为___________Pa；当h=17cm时，缓慢撤走细杆，A在容器中静止后，切掉A浸在水中体积的一半，待A剩余部分静止时，A剩余部分相对于容器底部移动的距离是___________cm。
【答案】 2.1×103 6.18
【详解】[1]升降台上升，圆柱体浸入水中后，容器中水面上升，圆柱体浸入水中的体积逐渐增大，所以浮力逐渐增大，上升到一定高度水溢出容器，圆柱体浸入水中的体积继续增加，浮力继续增大直到等于重力，在此之前，杆对圆柱体的作用力是拉力，方向竖直向上，圆柱体浸入水中的体积继续增大，此时杆对圆柱体的作用力是压力，方向竖直向下。由以上分析可知，当升降台没有上升时，杆对圆柱体的拉力等于铁块的重力，由图乙可知，圆柱体的重力是12N，当拉力是6N时，水开始溢出容器，圆柱体受到的浮力
F浮1=G-F拉=12N-6N=6N
此时圆柱体浸入水中的体积
此时圆柱体浸入水中的体积是6×10-4m3，则容器内水面上升的高度
刚开始时水深是17cm，容器内水面上升3cm后，水刚好溢出，圆柱体A的高度与容器高度相同，则容器的高度
h容=h圆=h水+h=17cm+3cm=20cm
则容器的体积
V容=Sh容=200cm2×20cm=4000cm3=4×10-3m3
由图可知，当升降台上升17cm时，圆柱体浸没在水中，此时杆对圆柱体的压力是8N，方向竖直向下，对圆柱体受力分析，圆柱体受重力，浮力，杆对铁块的压力，则
F浮3=G+F压=12N+8N=20N
则圆柱体浸入水中的体积
此时圆柱体浸入液体中的体积等于铁块的体积，即圆柱体的体积是2×10-3m3，则圆柱体的底面积
圆柱体受到的浮力等于重力，即杆对圆柱体的拉力等于0时，圆柱体浸入水中的体积
此时圆柱体浸入水中的高度
即图乙中，图像与横轴交点处的坐标是12cm，当升降台上升13cm时可得
解得F4=1.6N，当升降台上升13cm时，对圆柱体受力分析可知，此时圆柱体受向上的浮力，杆对圆柱体向下的压力，竖直向下的重力，则
F浮4=F4+G=1.6N+12N=13.6N
圆柱体排开液体的体积
则此时容器中水的体积
V水=V容-V4=4×10-3m3-1.36×10-3m3=2.64×10-3m3
容器中水的重力
G水=m水g=ρV水g=1.0×103kg/m3×2.64×10-3m3×10N/kg=26.4N
容器对升降台的压力
F5=G水+G容+F4+G物=26.4N+2N+1.6N+12N=42N
则容器对升降台的压强
[2]缓慢撤走细杆，圆柱体漂浮在水中，此时浮力等于重力，A浸入水中的体积是1.2×10-3m3，切掉A浸在水中体积的一半，则剩余圆柱体的体积
圆柱体的重力是12N，体积是2×10-3m3，则圆柱体的密度
则切掉后，圆柱体的重力
G'=m'g=ρ圆V剩g=0.6×103m3×1.94×10-3m3×10N/kg=11.64N
圆柱体漂浮，此时浮力等于重力，则F浮6=11.64N，则物体浸入水中的体积
浸入水中的深度
则此时相对于容器底部移动的距离
h'=h2-h浸=12cm-5.82cm=6.18cm
16．如图所示，一个底面积为800cm2的薄壁圆柱形容器中装有某种液体，将一边长为10cm的正方体木块轻放入该容器中，木块静止时露出液面的高度为2cm，液体对容器底部的压强变化了80Pa。则该木块底部受到的液体压强为___________Pa，木块受到的浮力为___________N。
【答案】 640 6.4
【详解】[1]木块静止时露出液面的高度为2cm，则木开排开液体的体积
则液面升高的高度为
则该液体的密度
则该木块底部受到的液体压强为
[2]木块受到的浮力为
17．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______，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______的关系。
【答案】 减小物体排开水的体积 液体的密度
【详解】(1)[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)[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。
18．核潜艇是国家的战略重器，是维护国家安全的基石之一。核潜艇在水下水平匀速巡航时，突然进入密度跃层（海水密度突然变小）时，潜艇将会______，为确保潜艇安全，应立即采取______的措施，使潜艇的重力小于它的浮力，一段时间后，潜艇将会上浮。
【答案】 下沉 排出水舱中的水
【详解】[1]核潜艇在水下水平匀速巡航时，突然进入密度跃层（海水密度突然变小）时，潜艇的体积不变，由可知，此时浮力减小，小于潜艇所受的重力，故潜艇将会下沉。
[2]为确保潜艇的安全，应减小潜艇所受的重力，故应立即采取向外排出水舱中的水的措施。
三、作图题
19．用绳系住氢气球，在风力的作用下静止在如图所示的位置。请补全气球受力的示意图。
【答案】
【详解】氢气球受到重力、浮力、风的推力和绳子的拉力作用下处于静止状态，即处于平衡状态。过氢气球的重心，沿竖直向上画一条带箭头的线条，用符号F浮表示；沿竖直向下浮画一条带箭头的线段，用符号G表示；沿绳子向下画一条带箭头的线段，用符号F绳表示。如图所示
20．如图所示，一个小球静止在斜面上的一个盛水容器里，画出小球所受重力与浮力的示意图。
【答案】
【详解】小球静止在水中，受到竖直向上的浮力，和竖直向下的重力，重力和浮力是一对平衡力，受力示意图如下所示：
四、实验题
21．小明的奶奶过生日时，爸爸给奶奶买了一条金项链，小明想测量这条金项链的密度。
（1）小明将天平放在水平工作台面上，发现天平如图甲所示，小明应先___________，然后再调节平衡螺母使天平平衡；
（2）测量过程中，当天平右盘内所加砝码和游码的位置如图乙所示时，天平恰好平衡，则金项链的质量是___________；
（3）将金项链浸没在装有水的量筒中，量筒中水面的位置如图丙所示，金项链的体积是___________。小明计算出这条金项链的密度是___________；
（4）爸爸提出不用量筒，用图丁的弹簧测力计也能测出这条金项链的体积，他设想将金项链挂在弹簧测力计下读出弹簧测力计的示数，然后将金项链浸没在水中（但不沉底）读出弹簧测力计的示数，利用两次示数之差可以计算出金项链浸没在水中时受到的浮力，然后通过浮力计算出金项链的体积。你认为爸爸的测量方案是否可行___________，理由是___________。
【答案】 将游码归零 57.6 3 不可行 见解析
【详解】（1）[1]天平使用前，应先将游码归零，再调节平衡螺母使天平平衡。由图得，使用前，游码未归零，故应先将游码归零后，再调节平衡螺母使天平平衡。
（2）[2]由图得，标尺的分度值为0.2g，示数为2.6g，金项链的质量是
[3]由图丙得，量筒的分度值为1mL，金项链放入量筒中的水后，量筒的示数变为13mL，则金项链的体积是
[4]这条金项链的密度是
（4）[5][6]由于金项链的体积为，浸没在水中所受的浮力为
即金项链浸没入水中后，弹簧测力计得示数只减小，小于弹簧测力计的分度值，弹簧测力计测不出来，故爸爸的方案不可行。
22．在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，小兵同学根据图所示实验操作，从中选出一些图，针对某一个因素进行研究，并通过分析弹簧测力计的示数，说明他的探究结果。
（1）在图B水中物块受到的浮力是_______N；
（2）探究浮力与物体排开液体的体积的关系时，可选用_______三个图，可得出结论：________；
（3）探究浮力与液体密度的关系时，可选用_______三个图。以上探究浮力与物体排开液体的体积、浮力与液体密度的关系时，所利用的实验方法叫________法；
（4）小兵同学想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”，他找来薄铁片，烧杯和水进行实验，实验步骤如下：
步骤一：将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底；
步骤二：将铁片弯成“碗”状再放入水中，它漂浮在水面上。
①分析可知，第一次铁片受到的浮力________（选填“大于”“等于”或“小于”）第二次铁片受到的浮力；
②小兵同学得出：物体受到的浮力与其形状有关，小兵同学得出错误结论的原因是：_______。
【答案】 0.4 ABC 在相同密度液体中，物体所受浮力随物体排开液体的体积增大而增大 ADE 控制变量 小于 在改变铁片形状的同时，没有控制排开水的体积不变
【详解】（1）[1]由图A可知，物体受重力与拉力平衡，说明
在图B中，物体在重力、浮力与拉力作用下平衡，在竖直方向上合力为零，所以物块受到的浮力是
（2）[2]探究浮力与物体排开液体的体积的关系时，根据控制变量法可知，需要保证物体排开液体的体积为单一变量，液体密度相同，可以选用图ABC。
[3]图C中物体所受浮力比图B中大，可知，在相同密度液体中，物体所受浮力随物体排开液体的体积增大而增大。
（3）[4]探究浮力与液体密度的关系时，根据控制变量法可知，需要保证液体密度为单一变量，物体排开液体的体积相同，可以选用图ADE。
[5]在探究浮力与物体排开液体的体积的关系时，需要控制液体密度相同；在探究浮力与液体密度的关系时，需要控制物体排开液体的体积相同，所以这种实验方法为控制变量法。
（4）①[6]将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底，铁片受到的浮力小于铁片的重力；将铁片弯成“碗状”再放入水中，它漂浮在水面上，“碗状”铁片受到的浮力等于铁片的重力；铁片弯成碗状，形状变化，重力不变，所以第一次受到的浮力小于第二次受到的浮力。
②[7]小兵同学探究过程中，只注意铁片形状的改变，没有控制铁片排开液体的体积的变化，实验过程中有两个自变量。
23．“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时，同学们先提出了如下的猜想：
猜想A：可能与物体浸没在液体中的深度有关。
猜想B：可能与液体的密度有关。
猜想C：可能与物体浸在液体中的体积有关。
为了验证上述猜想，同学们利用一个物体、弹簧测力计、水、盐水和细线，做了如图所示的实验。
（1）通过实验a和c，可知物体浸没在水中时受到的浮力大小是___________N。
（2）通过分析比较acd实验，可以验证猜想___________（填“A”“B”或“C”）是错误的。
（3）通过分析比较ade实验，可以验证猜想___________（填“A”“B”或“C”）是正确的。
（4）通过分析比较___________三次实验可以得出液体密度相同时，排开液体的体积越大浮力越大的结论。
（5）该实验探究主要运用的科学探究方法是_____，盐水的密度是____kg/m3。
【答案】 2 A B abc 控制变量法 1.2×103
【详解】（1）[1]由图a可知，物体的重力为8N，由图a和c可知物体完全浸没在水中，根据称重法测浮力可得，物体浸在水中受到的浮力为
F浮=G-F=8N-6N=2N
（2）[2]根据acd可知，液体的密度相同，排开液体的体积相同，深度不同，弹簧测力计的示数相同，浮力相同，说明浮力的大小不会随着深度的增加而改变，即浮力与深度无关，故猜想A错误。
（3）[3]根据ade可知，排开液体的体积相同，液体的密度不相同，弹簧测力计的示数不同，浮力不同，说明物体在水中和在盐水中受到的浮力是不同的，即浮力与液体密度有关，故B猜想正确。
（4）[4]要探究浮力与排开液体体积的关系，需要控制液体密度相同时，改变排开液体的体积，图abc符合题意。
（5）[5]当研究一个物理量同时与多个因素有关时，则采用控制变量法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决。故本实验采用了控制变量法。
[6]根据
F浮=ρ水gV排
物体的体积
由图ac可知，物体浸没在盐水中受到的浮力为
所以盐水的密度为
五、计算题
24．底面积为150cm2、重3N、盛水4cm深且足够高的薄壁柱形容器置于水平桌面上，如图所示，将底面积为50cm2、质量为450g、密度为0.9g/cm3的不吸水圆柱体用轻质细线挂在测力计下，由图示位置缓慢向下浸入水中，直至测力计示数为0后，只取走测力计，再打开阀门K向外放水。求：
（1）圆柱体的体积；
（2）圆柱体下降过程中，当其浸入水中的深度为2cm时，测力计的示数；
（3）当放水至容器对桌面的压强为800Pa时，水对容器底的压强。
【答案】（1）500cm3；（2）3.5N；（3）450Pa
【详解】解：（1）由题意可知，圆柱体的质量为m=450g，密度为ρ=0.9g/cm3，故由可得，圆柱体的体积为
（2）圆柱体下降过程中，当其浸入水中的深度为2cm时，则其排开水的体积为
V排=S柱h0=50cm2×2cm=100cm3=1×10-4m3
故由F浮=ρ液gV排可得，此时圆柱体所受浮力为
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N
圆柱体的重力为
G=mg=0.45kg×10N/kg=4.5N
故由称重法可得，此时弹簧测力计的示数为
F=G-F浮=4.5N-1N=3.5N
（3）当容器对桌面的压强为p容=800Pa时，由可得，容器对桌面的压力为
F压=p容S容=800Pa×1.5×10-2m2=12N
由受力分析可知，容器对桌面的压力F压等于容器、圆柱体与水的重力之和G总，即
F压=G总=G容+G+G水=12N
解得此时容器内的水的重力为
G水=G总-G容-G=12N-3N-4.5N=4.5N
由G=mg可得，此时水的质量为
由可得，水的体积为
设此时圆柱体下端与容器底端接触，圆柱体浸入水中的深度为h水，可得
S容h水=S柱h水+V水
解得
此时圆柱体排开水的体积为
V′排=S柱h水=50cm2×4.5cm=225cm3=2.25×10-4m3
由阿基米德原理可知，此时圆柱体所受浮力为
F′浮=ρ水gV′排=1×103kg/m3×10N/kg×2.25×10-4m3=2.25N
可知此时圆柱体所受浮力小于其重力，则圆柱体在水中处于下沉状态，故假设成立，则此时容器中的水面深度为
h′水=h水=0.045m
故由p=ρgh可得，水对容器底的压强为
p水=ρ水gh′水=1×103kg/m3×10N/kg×0.045m=450Pa
答：（1）圆柱体的体积为500cm3；
（2）测力计的示数为3.5N；
（3）水对容器底的压强为450Pa。
25．小红用菜盆盛水清洗樱桃时，将一个塑料水果盘漂浮在菜盆里的水面上盛放樱桃，当她把水里的樱桃捞起来放入果盘后，发现菜盆里的水位有所变化。为一探究竟，她用一个水槽、一个长方体空盒A、一个正方体金属块B设计了如图的实验来研究。已知水槽的底面积为200cm2，空盒A底面积为100cm2，金属块B边长为5cm。她先把金属块B放入水槽中沉底，当空盒A漂浮在水面上时，盒底浸入水中1cm深。整个实验中，水槽里的水未溢出。（ρB=7.0×103kg/m3）
（1）空盒A漂浮在水面上时，求盒底部受到水的压强大小；
（2）求空盒A漂浮在水面上时所受浮力的大小；
（3）小红把金属块B从水中捞起后放进盒A并漂浮在水面上时，求盒A受到的浮力的大小；（金属块B上附着的水忽略不计）
（4）第（3）问中水槽里的水位与之前相比会上升还是下降？请算出水槽里水位变化的高度。
【答案】（1）100Pa；（2）1N；（3）9.75N；（4）上升，3.75cm
【详解】解：（1）由题意可知，A盒盒底所处的深度为1cm，即0.01m，由可知，盒底部受到水的压强
（2）由题意可知，空盒A底面积为100cm2，即0.01m2入水中1cm深，即0.01m，故空盒A排开水的体积
由可知，空盒A漂浮在水面上时所受浮力
（3）由题意可知，金属块B的重力
小红把金属块B从水中捞起后放进盒A并漂浮在水面上时，盒A受到的浮力的大小与盒A和金属块B的重力大小之和相等，即
（4）金属块B在水中时受到的浮力
把金属块B从水中捞起后放进盒A中时，将A、B视为一个整体，此时该整体所受的浮力变化量
该整体排开水的体积的变化量
故水槽里水位变化的高度
水槽里的水位与之前相比会上升。
答：（1）空盒A漂浮在水面上时，盒底部受到水的压强为100Pa；
（2）空盒A漂浮在水面上时所受浮力为1N；
（3）水槽里的水位与之前相比会上升，水槽里水位变化的高度为3.75cm。
26．如图所示，圆柱形容器中盛有适量的水，质量m为1.2kg，体积V为110-3m3的金属球被细绳系住，细绳另一端用手提住，使金属球浸没在水中静止，已知1103kg/m3，g取10N/kg。求：
（1）对图中金属球进行受力分析；
（2）图中金属球受到的浮力；
（3）图中细绳对金属球的拉力。
【答案】（1）；（2）10N；（3）2N
【详解】解：（1）对金属球受力分析，受到重力、浮力和绳子的拉力，如图所示：
（2）金属球受到的浮力
（3）金属球的重力
细绳对金属球的拉力
答：（1）如上图所示；
（2）图中金属球受到的浮力是10N；
（3）图中细绳对金属球的拉力是2N。
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