8.3浮力的利用 课堂练习
一、单选题
1．下列工具或装置中，利用连通器原理工作的是（ ）
A．拦河大坝 B．液体密度计
C．抽水机 D．茶壶
2．下列事例中，利用连通器原理工作的是（ ）
A．密度计 B．吸尘器 C．潜水艇 D．船闸
3．两个相同的容器分别盛放密度为ρ甲、ρ乙的甲、乙两种液体。将同一密度计分别放在甲、乙两种液体中，静止时所处的位置如图。将密度计从液体中取出后，容器底部所受液体压强的变化量为Δp甲、Δp乙，则（ ）
A．ρ甲>ρ乙，Δp甲>Δp乙 B．ρ甲>ρ乙，Δp甲=Δp乙
C．ρ甲<ρ乙，Δp甲>Δp乙 D．ρ甲<ρ乙，Δp甲=Δp乙
4．实践小组在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙，制成了a、b两支密度计，把它们放入装有水的烧杯中，静止后如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．密度计a底部所受水的压强较小
B．密度计b所受浮力等于它的重力
C．两密度计所受重力相等
D．两密度计在水面处的刻度值不相同
5．下列说法错误的是（ ）
A．鱼鳔的大小变化是改变自身重力使鱼在水中沉浮
B．用吸管吸瓶中的饮料，是利用了大气压强
C．飞机飞行时获得升力，是利用流速大的地方压强小
D．疫情期间的负压救护车，车内气压小于车外气压
6．唐诗（悯农》中写道“春种一粒粟，秋收万颗子”， 但这需要充实饱满的种子。如图所示的盐水选种，将种子放入配置好的盐水中，就可以把瘪的与充实饱满的种子区分开了，这主要利用了以下哪个物理量的不同来选种的（ ）
A．浮力 B．密度 C．体积 D．重力
7．下列物理知识的应用事例中，叙述错误的是（ ）
A．农民常用浓度适宜的盐水把饱满结实的种子选出来
B．潜水艇是靠改变自身所受重力来实现其浮沉的
C．气球上升是因为气球里填充的是密度小于空气的气体
D．用同一密度计测不同液体密度时，密度计所受浮力不同
8．关于物体的浮沉条件及应用实例，下列分析不合理的是（ ）
A．轮船从长江驶入东海时，其所受的浮力会变大
B．节日放飞的气球里充的是密度小于空气密度的气体
C．同一密度计在不同液体中漂浮时，所受浮力大小相同
D．潜水艇悬浮在海中，当向水舱中注水时，潜水艇会下沉
9．下列现象中与大气压有关的是（ ）
A．茶壶盖上开有小孔 B．三峡大坝筑造得上窄下宽
C．用注射器将药液注入人的肌肉 D．钢铁制造的轮船能漂浮在海面上
10．下列关于浮力的说法正确的是（ ）
A．只有浮在液面的物体才受浮力
B．密度计的刻度上大下小
C．正在装货的轮船所受浮力越来越大
D．潜水艇在水下是通过改变受到的浮力，从而实现上浮和下潜
二、多选题
11．饮料吸管下端加适量的铁砂并用石蜡封口可以制成一个简易密度计，将其分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中后，处于静止状态，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．密度计利用漂浮条件测量液体密度
B．甲液体的密度大于乙液体的密度
C．密度计的刻度是不均匀的，最小的刻度是在密度计的上方
D．为了使测量结果更精确，可以选择更粗的吸管
12．以下说法正确的是（ ）
A．轮船的排水量是指满载货物时排开的水的体积
B．在水面以下的潜水艇是靠改变它自身的重力来实现上浮和下沉的
C．飞机机翼上下表面产生的压强差就是它前进的动力
D．三峡船闸是世界上最大的人造连通器
三、填空题
13．现在大多数汽车上使用的都是铅酸蓄电池，其结构都是由极板、隔板、电解液、外壳等组成。电解液相对密度的高低是随蓄电池充、放电程度的不同而变化的，所以测量蓄电池单格内电解液的密度，就可以了解蓄电池的放电程度。正常情况下每个单格内的电解液相对密度在1.250~1.280之间，如果蓄电池相对密度低于1.230时，就应该对蓄电池进行充电。如图所示是一种测量电解液密度的方法，抽取一部分电解液到玻璃管内，并在玻璃管中放置一个液体密度计，若某次放入密度计后液面处刻度值如图中放大处所示。
（1）密度计是应用了 原理来工作的，把这支密度计放入不同密度的液体中时，密度计所受浮力大小 （选填“改变”或“不变”）；
（2）当给蓄电池充电至正常情况后，请分析液体密度计位置的变化和原因 。
14．如图所示的液体密度计，管壁上标有密度值，用来测量液体的密度，它能竖直浮在液体中。当放入未知液体中时，可以从与液面相平的管壁上读出该液体密度值。由图可知，它的刻度值从上到下逐渐 （选填“变大”“变小”或“不变”）。请利用浮力的知识分析刻度值这样排列的道理： 。若我们想要密度计上的刻度值排列更稀疏一些，可以采取的设计方案是 。
A．让玻璃管更粗一些
B．让玻璃管更细一些
C．让玻璃管更重一些，测量时接触到容器底部
15．一艘轮船的排水量是10000t，该船满载货物时受到水的浮力是 N，若该船从大海驶入内河，则船受到的浮力大小 （选填“变大”“不变”或“变小”），船排开水的体积 （选填“变大”“不变”或“变小”），船要 （选填“上浮一些”或“下沉一些”）。
16．一艘远洋轮船由大海驶入黄浦江后，船体将 一些（选填“下沉”或“上浮”），它受到的浮力大小将 （选填“变大”、“变小”或“不变”），浮力的方向为 。当远洋轮船卸下货物后，发现船身上浮了一些，此时它受到的浮力将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
17．如图（a）所示，重为牛的潜艇悬停在海水某深度处，它排开海水的重力为 牛。潜艇的水舱向外排出牛的海水后开始上浮，在图（b）所示位置时潜艇受到的浮力为 牛。最终潜艇静止在图（c）所示海面，潜艇受到的浮力为 牛。
18．小华用“浮沉子”实验模拟潜水艇的浮沉。如图甲，玻璃瓶和矿泉水瓶分别装适量水，玻璃瓶瓶口朝下，漂浮在矿泉水瓶内的水面上。旋紧瓶盖，如图乙，当用力挤压矿泉水瓶时，瓶身变形，说明了力可以改变物体的 ；矿泉水瓶内水面上方的气体压强变大，将部分水压入玻璃瓶内，“浮沉子”的重力 浮力，加速下沉，松手后，“浮沉子”可上浮。
19．高铁站台上的工作人员总是提醒“请站在黄色安全线外排队候车”，这是由于当列车驶过时，安全线与列车之间空气的流速比安全线外空气的流速 ，越靠近列车，空气压强越 ，也就越危险。（选填“大”或“小”）。（热气球、风筝） 工作原理与此相同。
20．我们用嘴吹起来的气球不能上浮到空中，这是因为我们吹入气球中的气体密度比空气的密度 ，从而气球的重力 它排开的空气受到的重力。
四、实验题
21．小明学习了浮力的知识后，用吸管、蜡、小钢珠制作了一支简易密度计。如图所示。
（1）为了给密度计标上刻度，他进行了如下操作：
a.将其放入水中，竖直漂浮后，在密度计上与水面相平处标上；
b.将其放入密度植物油中，用同样的方法在密度计上标上；
c.接着他以两刻度线间的长度表示，将整个饮料吸管均匀标上刻度；
d.将做好的密度计放入酒精中进行检验，发现液面明显不在刻度处。
①在密度计中加入适量的小钢珠，一是为了使密度计在液体中能 漂浮，二是可以方便改变密度计的 ；
②在测量液体密度时，密度计受到的浮力 密度计的重力；
（2）为了探究自制密度计刻度特点，小明制作了A、B、C三支不同的密度计，A、B粗细相同而质量不同，A、C质量相同而粗细不同。将密度计放入密度不同的液体中，得到了下表中的数据：
密度计浸入液体的深度h/cm 密度计/g·cm-3 A B C
0.8 12.5 15.0 18.6
0.9 11.1 13.3 16.7
1 10.0 12.0 15.0
1.1 9.1 10.9 13.6
1.2 8.3 10.0 12.5
①比较A、B、C三支密度计，它们的刻度是 （选填“均匀”或“不均匀”）的；
②如果A、B、C三支密度计分度值相同，测量精度最高的是 ；
③分析上表数据可知，为了让测量结果更准确，想使简易密度计上两条刻度线之间的距离大一些，可采取的方法是 、 （写出两种方法）；
22．用注射器做了以下几个物理小实验。
（1）图甲，注射器内密封有刚烧开的水，向下拉动活塞，液面上方气压 使液体沸点降低；
（2）图乙，两只纸船浮在水面上静止不动，用注射器在两船之间的水面沿图示方向向前快速喷水，两船将 （选填“静止不动”“相互分开”或“相互靠近”）；
（3）图丙，向外拉注射器活塞，水进入试管，原来悬浮的潜水艇模型将 （选填“上浮”“下沉”或“静止”）；
（4）图丁，水平向右慢慢拉动注射器筒（容积为V，注射器的全部刻度的长为L），当注射器的活塞开始滑动时，弹簧测力计的示数为F，则大气压的值可表示为p= ，若实验过程中注射器筒内漏进了少量空气，则测得的大气压值偏 。
参考答案：
1．D
【详解】A．拦河大坝上窄下宽，是因为液体内部压强深度越深压强越大，不是利用连通器原理工作的，故A不符合题意；
B．液体密度计是利用物体的浮沉条件工作的，不是利用连通器原理工作，故B不符合题意；
C．抽水机是利用大气压将水压进抽水机的，不是利用连通器原理工作的，故C不符合题意；
D．茶壶是上端开口，下端连通的容器，是利用连通器原理工作的，故D符合题意。
故选D。
2．D
【详解】A．密度计是利用漂浮条件和阿基米德原理来工作的，故A不符合题意；
B．吸尘器是利用了流体压强与流速的关系，故B不符合题意；
C．潜水艇利用了浮沉条件，通过改变自身重力来实现浮沉，故C不符合题意；
D．船闸的闸室通过闸门与阀门同上下游的水连接着，形成了一个上端开口，底部连通的连通器，它就是利用连通器的原理来进行工作的，故D符合题意。
故选D。
3．D
【详解】AB．同一密度计的重力不变，密度计在不同液体中都处于漂浮状态，由漂浮条件可知，密度计受到的浮力都等于自身的重力，则密度计在两种液体中所受浮力相同；由图可知，密度计排开甲液体的体积大于排开乙液体的体积，根据可知甲、乙液两种液体的密度关系为，故AB不符合题意；
CD．因容器为柱形容器，且原来密度计在液体中都处于漂浮状态，则将密度计取出后，容器底部所受液体压力的变化量都等于密度计的重力，则减小的压力相等，又因为两容器的底面积，则由可知容器底部所受液体压强的变化量，故D符合题意，C不符合题意。
故选D。
4．B
【详解】A．由图示知，a密度计浸入水中的深度比b的深，据知，a底部所受水的压强较大，故A错误；
BC．密度计漂浮在水中，所受的浮力等于自身重力，所以两支密度计所受的浮力都等于自身的重力。而a密度计排开水的体积比b的大，据知，a密度计所受的浮力比b的大，则a的重力比b的大，故B正确，C错误；
D．两支密度计都是浸在水中，测量的都是水的密度，则两支密度计在水面处的刻度值相同，故D错误。
故选B。
5．A
【详解】A．鱼鳔大小的改变，可改变鱼自身的体积，通过改变排开水的体积来改变所受浮力的大小，实现沉浮，故A错误，符合题意；
B．吸管能把饮料吸进嘴，是因为大气压把饮料压进嘴的，故B正确，不符合题意；
C．飞机的机翼上凸一平，起飞时，机翼上下表面空气流速不同，形成压强差，从而形成升力，利用了流速大的地方压强小。故C正确，不符合题意；
D．负压救护车的车内气压小于车外气压，则车内受污染的空气不会流到车外，故D正确，不符合题意。
故选A。
6．B
【详解】由于干瘪的种子密度较小，采取盐水选中，根据浮沉条件可知，密度小于盐水密度的种子（干瘪的种子）会漂浮，密度大于盐水密度的种子（饱满的种子）会下沉。
故选B。
7．D
【详解】A．因为
时物体会下沉，所以农民常用浓度适宜的盐水，使不饱满的种子浮起来，饱满的种子沉入水中，把饱满结实的种子选出来，故A正确，不符合题意；
B．潜水艇是靠改变自身所受的重力来实现其浮沉的，故B正确，不符合题意；
C．气球上升是因为气球里填充的是密度小于空气的气体，气球所受的浮力大于气球的总重力，故C正确，不符合题意；
D．用同一密度计测量不同液体的密度时，由于密度计始终处于漂浮状态，所以密度计所受的浮力不变，故D错误，符合题意。
故选D。
8．A
【解析】略
9．A
【详解】A．茶壶盖上开小孔后，茶壶与壶嘴的上端都是开口的，才构成连通器。如果壶盖上没有小孔，则在外界大气压的作用下，茶水是倒不出来的，故A符合题意；
B．三峡大坝筑造得上窄下宽是利用液体的压强与深度有关，跟大气压无关，故B不符合题意；
C．用注射器将药液注入人的肌肉是利用人的推力，与大气压无关，故C不符合题意；
D．轮船能漂浮在海面上，是利用了水的浮力，与大气压无关，故D不符合题意。
故选A。
10．C
【详解】A．浸在液体中的物体都受到液体产生的向上的浮力作用，浸没或沉底的物体也受到浮力的作用，故A错误；
B．密度计在液体中处于漂浮状态，浮力等于重力，重力不变，浮力不变，根据，密度计浸入液体的深度越小，说明液体的密度越大，密度计上的刻度值，越靠近下端，示数值越大，密度计的刻度上小下大，故B错误；
C．正在装货的轮船处于漂浮状态，且所受的重力变大，根据可知所受浮力越来越大，故C正确；
D．潜水艇浸没在水中时，排开水的体积不变，受到的浮力不变；为了实现上浮和下沉，是通过改变自身的重力来实现的，故D错误。
故选C。
11．AC
【详解】A．根据物体的浮沉条件可知，漂浮时，浮力等于重力，密度计的重力始终不变，所以密度计利用漂浮条件测量液体密度，故A正确；
B．因为是相同的密度计，在两种液体中都漂浮
所以密度计在两种液体中受到的浮力
又因为浮力大小
由图可知
V排甲>V排乙
则
。
故B错误；
C．密度计受到的浮力不变，根据可知，液体的密度和密度计浸入液体中的深度成反比，所以刻度不均匀，在密度小的液体中密度计的大，密度计浸入液体的体积多，在密度计上对应的刻度偏上，故C正确；
D．密度计漂浮在液体中
即
则
在不变的情况下，减小横截面积S，h变大，测量结果会更精确，故应该选用细的吸管，故D错误。
故选AC。
12．BD
【详解】A．轮船的排水量指的是满载时排开水的质量，不是排开水的体积，故A错误；
B．水面以下的潜水艇是通过吸水和排水从而改变自身重力来实现上浮和下沉的，故B正确；
C．飞机起飞的动力是机翼上下表面产生的压力差，不是压强差，故C错误；
D．船闸是应用连通器的原理制成的，三峡船闸是世界上最大的人造连通器，故D正确。
故选BD。
13． 阿基米德 不变 见解析
【详解】（1）[1][2]密度计放入不同密度的液体中时，都处于漂浮状态，浮力等于重力，重力不变，则浮力不变。根据阿基米德原理，所测液体的密度越大，排开液体的体积越小。
（2）[3]依题意可知，当给蓄电池充电至正常情况后，电解液密度变大。浮力不变，根据可知此时排开液体的体积越小，即密度计浸入电解液的体积变小，则浸入的深度变小，所以液体密度计上升。
14． 变大 见解析 B
【详解】[1]观察该液体密度计可以发现，密度计的刻度值从上向下逐渐变大。
[2]同一只液体密度计漂浮在不同液体中，根据F浮＝G可知，受到的浮力相同；当液体的密度越大，由可知，V排就越小，刻度线就越向下。
[3]由于密度计漂浮在液体中，则F浮＝G，即
则，要使h增大，可以增大或者减小S，因此可以增大配重（但不能在测量时接触到容器底部），或者使用更细的玻璃管。故AC不符合题意，B符合题意。
故选B。
15． 1×108 不变 变大 下沉一些
【详解】[1]该船满载货物时受到水的浮力是
[2]该船从大海驶入内河，重力不变，重力与浮力是平衡力，则船受到的浮力大小不变。
[3]根据，浮力不变，船从大海驶入内河，液体的密度变小，船排开水的体积变大。
[4]由于船排开水的体积变大，船需要下沉一些。
16． 下沉 不变 竖直向上 变小
【详解】[1][2]当轮船由大海驶入黄浦江后，船体的状态都是漂浮，根据物体的浮沉条件可知，船体在大海和黄浦江中受到的浮力均等于自身的重力大小，所以它受到的浮力大小不变；当轮船由大海驶入黄浦江后，海水变为淡水，液体密度会减小，由分析可知，在这个过程中，船体排开液体的体积会增大，船体会下沉。
[3]船体受到重力和浮力的作用，且处于漂浮状态，即平衡状态，重力和浮力是一对平衡力；重力方向竖直向下，由二力平衡条件可知，浮力方向竖直向上。
[4]当远洋轮船卸下货物后，船体的重力减小，船体依旧漂浮，船体受到的浮力大小也会随之减小，当液体密度不变时，船体排开液体的体积会减小，则船身会上浮。
17．
【详解】[1]当潜艇悬停在海水某深度处，根据物体的浮沉条件可知，此时潜艇受到的浮力等于其受到的重力，即
根据阿基米德原理可知，潜艇受到的浮力等于其排开海水的重力
[2]由图（b）所示，潜艇上浮时，潜艇还是浸没在海水中，则潜艇排开海水的体积不变，根据阿基米德原理可知，潜艇受到的浮力不变，还是6×107N。
[3]由图（c）所示，当潜艇最终静止在海面上时，此时潜艇漂浮在海面上，根据物体的浮沉条件可知，此时潜艇受到的浮力等于自身的重力，所以此时潜艇受到浮力为
18． 形状 大于
【详解】[1]力可以改变物体的形状和运动状态，当用力挤压矿泉水瓶时，瓶身变形，说明了力可以改变物体的形状。
[2]矿泉水瓶内水面上方的气体压强变大，将部分水压入玻璃瓶内，“浮沉子”的重力增加，大于它受到的浮力，那么它加速下沉，松手后，矿泉水瓶内水面上方的气体压强变小，部分水从玻璃瓶流出，“浮沉子”的重力减小，小于它受到的浮力，那么“浮沉子”可上浮。
19． 大 小 风筝
【详解】[1][2]当列车驶进站台时，会带动人和车之间的空气流动速度加快，此时人外侧的空气流动速度慢；根据流体压强与流速的关系可知，人外侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压强小，越靠近列车，空气压强越小，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险。
[3]热气球是利用空气的浮力升空的，风筝是利用流体压强和流速的关系升空的，风筝与此原理相同。
20． 大 大于
【详解】[1][2]在空气中密度小于空气的密度的气体才会上浮，因为我们吹入气球中的气体密度大于空气的密度，所以我们用嘴吹起来的气球不能上浮到空中，气球所受浮力小于气球自身的重力。
21． 竖直 重力 等于 不均匀 C 增大密度计的重力 换用更细的密度计
【详解】（1）①[1][2]在密度计中加入适量的小钢珠，增加底部的重力，降低了重心，为了使密度计在液体中能竖直漂浮，可以方便改变密度计的重力；
②[3]在测量液体密度时，密度计漂浮在液体中，由漂浮条件可知，受到的浮力等于密度计的重力；
（2）①[4]由表格数据知，密度计的刻度值每变化0.1g/cm3，A、B、C三支密度计浸入液体的深度变化都不相同，所以它们的刻度是不均匀的。
②[5]如果A、B、C三支密度计分度值相同，由表格数据知C密度计的刻度值每变化0.1g/cm3，浸入液体的深度变化最大，所以测量精度最高的是C。
③[6][7]A、B粗细相同而质量不同，若把密度计A、B放在同种液体中，由表格数据知B浸入液体的深度大，由于A、B粗细相同，所以B排开液体的体积更大，由F浮=ρ液gV排知B受到的浮力更大，由漂浮条件知B的重力更大，即密度计越重，两条刻度线之间的距离越大；A、C质量相同而粗细不同，A、C密度计的重力相同，由于密度计漂浮，浮力等于重力，所以A、C密度计受到的浮力相同，若把密度计A、C放在同种液体中，由F浮=ρ液gV排知A、C排开液体的体积相同，由表格数据知C浸入液体的深度大，说明C更细，即密度计越细，两条刻度线之间的距离越大；所以为了让测量结果更准确，想使简易密度计上两条刻度线之间的距离大一些，可采取的方法是增大密度计的重力、换用更细的密度计。
22． 降低 相互靠近 下沉 小
【详解】（1）[1]图中向下拉动注射器活塞，内部空间增大，降低液面上方气压，水的沸点降低，水会重新沸腾。
（2）[2]两只纸船浮在水面上静止不动，两只纸船两侧压强都相等，用注射器向两船之间的水面快速注水，中间水的流速增大，压强减小，外侧压强不变，两只纸船都在压强差的作用下相互靠近。
（3）[3]向外拉注射器的活塞时，试管内气压变小，水进入试管，试管中的水增多，重力大于浮力，所以潜艇模型将下沉。
（4）[4]当注射器中的活塞开始滑动时，弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡，因此需要记录此时的示数F，注射器是一个圆柱体形状，因此，应量出其刻度部分的长度L，再读出容积V，得出活塞的面积
代入压强公式得
[5]实验过程中注射器筒内漏进了少量空气，则弹簧测力计的示数减小，由压强公式可知，将导致测得的大气压强值偏小。
