10.3科学探究：浮力的大小同步练习
一、单选题
1．水平桌面上的薄壁圆柱形容器中盛有某种液体，容器底面积为80cm2，用细线拴着体积为为100cm3的金属球沉入容器底，这时液体深度为10cm，金属球对容器底的压力为1.9N，如图所示。现将金属球从液体中取出，液体对容器底的压强改变了100Pa，从容器中取出金属球时，表面所沾液体与细线的体积均不计。则下列判断正确的是（ ）
A．金属球在液体中所受浮力大小为1N
B．容器中液体所受重力大小为5.6N
C．取出金属球后，容器对桌面的压强减小了100Pa
D．液体的密度为1.25×103 kg/m3
2．如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景，各图中物体A均处于静止。实验甲、丙中，弹簧测力计的示数分别为4.0N和2.8N。已知盐水的密度为1.2×103kg/m3，则下列结论正确的是（ ）
A．实验甲、乙、丙，可探究浮力大小跟液体深度是否有关
B．实验乙中弹簧测力计的示数小于2.8N
C．实验丙中物体A受到的拉力为1.2N
D．实验丙中物体A浸没在盐水中后，盐水对容器底的压力比物体A没有放入盐水时增大了1.2N
3．2023年3月11日下午，“探索一号”科考船搭载着“奋斗者”号载人潜水器，圆满完成了国际首次环大洋洲载人深潜科考任务，顺利返回三亚。“奋斗者”号在海面下下潜的过程中，下列说法正确的是（假设海水的密度不变）（ ）
A．“奋斗者”号受到的海水的压强不变，受到的海水的浮力不变
B．“奋斗者”号受到的海水的压强变小，受到的海水的浮力变小
C．“奋斗者”号受到的海水的压强变大，受到的海水的浮力变大
D．“奋斗者”号受到的海水的压强变大，受到的海水的浮力不变
4．下列说法不正确的是（ ）
A． 如图所示，石头沉入水底，所以石头受到的浮力一定小于漂浮的木头受到的浮力
B． 如图所示，a、b为制作容器时留下的凸起，a受浮力，b不受浮力
C． 如图所示，汽车轮胎表面的槽纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力
D． 如图所示，说明重力的方向总是竖直向下
5．如图，、、三个体积相同的小球，放在液体中静止，它们受到的浮力大小分别为、、，则（ ）
A． B．
C． D．
6．如图所示，一个边长为4cm的正方体木块，放在有溢水口的水槽中，在没有把物体放到水槽时，水槽中水面正好在溢水口，当木块浮在水槽的水面上静止不动时，从溢水口中溢出的水的体积是34cm3，木块露出水面的体积大小和木块受到的浮力大小分别是(g取10N/kg)( )
A．64cm3，0.6N B．30cm3，0.3N
C．34cm3，0.34N D．30cm3，0.34N
7．如图所示，装有水的容器静止放在水平桌面上，正方体物块M悬浮在水中，其上表面与水面平行，则下列说法中正确的是
A．M上、下表面受到水压力的合力大于M受到的浮力
B．M上、下表面受到水压力的合力大小等于M受到的重力大小
C．M上、下表面受到水压力的合力大小等于零
D．M受到水作用力的合力大小等于零
8．将挂在弹簧测力计下端的金属块先后浸没在水和煤油中，已知煤油密度为0.8g/cm3，金属块静止时弹簧测力计示数如图所示，则金属块（ ）
A．密度是3.0g/cm3 B．质量是3kg
C．在煤油中受到的浮力1N D．体积为10cm3
二、多选题
9．在弹簧测力计下悬挂一个实心小球，弹簧测力计的示数为16N，将小球浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中，弹簧测力计的示数是8N，g取10N/kg，下列说法正确的是（ ）
A．小球受到的浮力是8N
B．小球的质量是1.6kg
C．小球的体积是8.0×10-4m3
D．小球的密度是1.6×103kg/m3
10．2020年11月19日，由我国自主研制的“奋斗者”号（图所示）载人潜水器成功坐底马里亚纳海沟，下潜深度达到10909m。“奋斗者”号浸没在水中下潜的过程中，受到的压强和浮力变化情况是（ ）
A．压强不变 B．压强变大
C．浮力不变 D．浮力变大
三、填空题
11．如图所示，底面积100cm2，高为15cm的不计质量的圆柱体容器（容器壁的厚度忽略不计）放在水平桌面的中央，容器中装有1000cm3水，将一个重3N，高为10cm的实心长方体A挂在弹簧测力计上，然后竖直浸入水中，当物体A刚好浸没在水中时，弹簧测力计的读数为2N，物体A的密度为 kg/m3；物体A恰好浸没时，A物体受到的浮力为 N，容器对桌面的压力为 N。（g取10N/kg）
12．重为12牛、体积为5×10﹣4米3的石块浸没在水中受到重力与浮力的合力大小为 牛，方向为 。
13．如图所示，一烧杯里装了适量的水，则A点处水产生的压强为 Pa（ρ水=1×103kg/m3，g取10N/kg，）；如图所示，某物块用细线（体积忽略不计）系在弹簧测力计下，在空气中称时示数是10N，浸没在该烧杯的水中称时示数是6N，此时物块受到的浮力为 N；物体的体积为 m3；物块继续下沉，则烧杯中的水的液面 （选填“上升”、“不变”或“下降”）；如果把烧杯里的水换成酒精（ρ酒精=0.8×103kg/m3），物块仍然浸没在里面，则弹簧测力计的示数应该 6N（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
14．小华由河心走向河岸时，小华受到的浮力越来越 ， 河底对小华脚底产生的压强越来越 ．
15．如图甲所示，弹簧测力计挂着一块实心圆柱形合金体，从空中逐渐浸入水中的情景；如图乙所示，弹簧测力计示数F随合金体逐渐浸入水中深度h的变化图像．分析可知：合金体受到的重力为 N，完全浸没在水中时受到的浮力为 N，合金体的密度是 kg/m3。
16．弹簧测力计下吊着一个物体，示数为5N，当物体一半浸入水中时，弹簧测力计示数为2N，若把它全部浸没在水中时，它受到的浮力为 N，此时排开水的体积为 cm。
四、作图题
17．如图，实心铁球正在水中下沉，画出此时小球受到的重力和浮力的示意图。
五、实验题
18．小明猜想“物体所受的浮力与物体所处的深度有关”。他在弹簧测力计下挂一金属柱，把它逐渐放入水中（如图甲）。
（1）小明根据测力计的示数，得出结论：金属柱在水中的深度越深，所受的浮力越小；小军用同一金属柱做了另一组实验（如图乙），得出另一个的结论：浸没的金属柱所受的浮力都是6.6N，与深度无关；请你从两位同学的结论中任选一个，判断其是否正确，并说出理由。答： ；理由是 。
（2）如果把这个金属柱直接放在水中如图D所示，根据小明和小军的实验可以推断，此时金属柱所受的浮力大小为 N。
（3）根据上述实验的全部数据，进一步得到金属柱的质量是 kg；金属柱的体积为 m3；金属柱的密度是 kg/m3。（g＝10N/kg）
19．小军同学利用如图器材进行“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。
（1）实验时测力计应沿 方向匀速拉动，运用 原理测量摩擦力；
（2）小军同学想探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，应该比较 两个实验；若运动过程中木块的速度突然变大，则木块受到的滑动摩擦力将 ；
（3）小明通过甲、乙两图实验得到了正确的结论，下列现象中利用了该结论的是 （选填字母）；
A．把书包带做得宽些
B．体操运动员在手上涂镁粉
C．刹车时用力捏自行车的手闸
D．移动很重的石块时，在地上铺设滚木
（4）小华利用小铁块做了如图所示的实验来探究影响浮力大小的因素。
①物体浸没在水中时受到的浮力是 N；
②比较A、C、D三次实验可知，浮力的大小与深度 ；比较 三次实验可知，浮力的大小与物体排开液体的体积有关；
六、综合题
20．如图甲所示， 圆柱体石块在钢绳拉力的作用下从液面上方以恒定的速度下降，直至全部没入某种液体中， 如图乙所示是钢绳拉力随圆柱体下降高度h变化的图像。（圆柱体石块的体积V=5×10-2m3，g取10N/kg）求：
（1）根据图乙回答，圆柱体石块的重力是 N， 浸没时钢绳的拉力是 N；
（2）该种液体密度是多少？ ( )
（3）圆柱体石块在刚浸没时，下表面受到该种液体的压强是多少？( )
参考答案：
1．B
【详解】AD．由V=Sh可知，将金属球从液体中取出后，液面下降的高度
由可知，液体的密度为
金属球浸没在水中，排开液体的体积等于金属球自身的体积，即
金属球在液体中所受浮力为
故AD错误；
B．将金属球从液体中取出后容器内液体的深度为
容器内液体的体积为
由可知，容器内液体的质量为
容器内液体的重力为
故B正确；
C．金属球沉入容器底，受到水中向上的浮力、容器底对金属球竖直向上的支持力和竖直向下的重力，根据力的平衡条件可知，金属球的重力为
取出金属球后，容器对桌面的压力减小量为
取出金属球后，容器对桌面的压强减小量为
故C错误。
故选B。
2．D
【详解】A．比较甲、乙、丙图可知，乙、丙两图，液体的密度不同，物体所处深度相同，不能探究浮力大小跟液体深度是否有关。故A错误；
BC．在丙图中，弹簧测力计示数为2.8N，根据称量法，物体在丙图中所受浮力
对比乙丙两图，物体排开液体体积相同，但是乙图中水的密度小于丙图中盐水的密度，所以物体A在水中所受浮力小于在盐水中所受浮力。由可知：乙图中弹簧拉力大于丙图中的2.8N。故BC错误；
D．丙图中物体A受到的浮力为1.2N，液体对A的浮力与A对液体的压力为相互作用力，根据相互作用力知识可知：盐水对容器底的压力比物体A没有放入盐水时增大了1.2N。故D正确。
故选D。
3．D
【详解】“奋斗者”号在海面下下潜时，它排开海水的体积是不变的，海水的密度也是不变的，根据阿基米德原理可以知道，其受到的浮力是不变的。下潜过程中，它在海水中的深度增大，根据液体压强特点可以知道，它受到的海水压强是增大的。故ABC错误，D正确。
故选D。
4．A
【详解】A．由于不知道它们排开的水的体积的大小，无法根据阿基米德原理求出浮力的大小，故A错误，符合题意；
B．由图可知，水对a物体上下表面产生了的压力差，故a物体一定受浮力的作用；b物体上表面受到水的压力，但下表面没有受到水的压力，因此水对b物体上下表面没有产生向上的压力差，故b物体不受浮力的作用，故B正确，不符合题意；
C．轮胎有花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故C正确，不符合题意；
D．重力是由于地球表面的物体受到地球的吸引产生的，所以重力的方向始终是竖直向下的，故D正确，不符合题意。
故选A。
5．C
【详解】根据题意可知，、小球浸没在液体中，所以、小球排开液体体积相等；小球漂浮在液体表面，所以小球排开液体体积小于、小球排开液体体积。根据阿基米德原理可知，物体受到的浮力等于物体排开液体的重力，根据浮力公式
得出，在同种液体中物体受到的浮力与排开液体的体积成正比，则有
故选C。
6．D
【详解】 (1)溢出的水的体积即排开的水的体积，木块的体积V＝4cm×4cm×4cm＝64cm3，木块露出水面的体积V外＝V V排＝64cm3 34cm3＝30cm3；(2)木块受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×34×10 6m3＝0.34N，故选D.
点睛：（1）木块浸在水中的体积等于它排开水的体积，木块露出水面的体积等于物体的体积减去物体浸在水中的体积；（2）木块受到的浮力等于它排开的水的重力．
7．B
【分析】根据物体浮沉条件：浸没水中的物体，F浮>G，上浮（最后漂浮：F′浮=G）；F浮
F合=F下 F上=F浮=G，
故ACD错误，B正确。
8．A
【详解】D．设金属块的重力为G，体积为V，金属块浸没在水中受到的浮力为
F浮水＝G-F拉水
则
G＝F拉水+F浮水
金属块浸没在煤油中受到的浮力为
F浮煤油＝G﹣F拉煤油
则
G＝F拉煤油+F浮煤油
因金属块的重力不变，所以，得
F拉水+F浮水＝F拉煤油+F浮煤油
由F浮＝ρ液gV排可得，上式变形为
F拉水+ρ水gV＝F拉煤油+ρ煤油gV
带入数值得
2N+1.0×103kg/m3×10N/kg×V＝2.2N+0.8×103kg/m3×10N/kg×V
解得
V＝1×10﹣4m3＝100cm3
故D错误；
C．在煤油中受到的浮力
F浮煤油＝ρ煤油gV＝0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3＝0.8N
故C错误；
B．金属块的重力为
G＝F拉煤油+F浮煤油＝2.2N+0.8N＝3N
由G＝mg可得，金属块的质量为
故B错误；
A．金属块的密度为
故A正确。
故选A。
9．ABD
【详解】A．由题知，小球的重力为8N，小球受到的浮力
F浮=G-F=16N-8N=8N
故A正确；
B．小球的质量
故B正确；
C．小球浸没在油中，小球排开油的体积等于小球的体积，根据阿基米德原理可得，小球的体积
故C错误；
D．小球的密度
故D正确。
故选ABD。
10．BC
【详解】当潜水器浸没在水中下潜的过程中，排开液体的体积不变，由阿基米德原理可知潜水器受到的浮力大小不变。在同种液体中，压强随着液体深度的变大而变大。故AD不符合题意，BC符合题意。
故选BC。
11． 3×103 1 11
【详解】[1][2]物体A受到的浮力为
F浮＝G-F示＝3N-2N＝1N
因为物体A刚好浸没在水中，所以由阿基米德原理可得物体的体积为
V＝V排1×10﹣4m3＝100cm3
由
G＝mg＝ρVg
可得物体A的密度为
ρ3×103kg/m3
[3]未放物体时，容器内水的深度为
h110cm
物体A浸没时，水面上升的高度为
1cm
此时容器内水的深度
所以水未溢出；容器内水的重力为
G水＝m水g＝ρ水Vg＝1.0×103kg/m3×1000×10﹣6m3×10N/kg＝10N
容器的质量不计，桌面受到的压力为
F压＝G水+G-F示＝10N+3N-2N＝11N
12． 7.1 竖直向下
【详解】[1][2]石块浸没在水中，则石块排开水的体积为V排=5×10﹣4m3，则石块浸没在水中受到的浮力为
F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5×10﹣4m3=4.9N
石块受到的浮力与重力是同一直线上的两个力，且方向相反，所以石块浸没在水中受到重力与浮力的合力大小为
F合=G-F浮=12N-4.9N=7.1N
方向竖直向下。
13． 1×103 4 4×10-4 不变 大于
【详解】[1]根据液体压强公式可知，A点处水产生的压强为
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa
[2]由称重法可得，此时物块受到的浮力为
F浮=G-F示=10N-6N=4N
[3]物体体积等于排开水的体积，即
[4]因物体已经浸没，故物块继续下沉，排开水的体积不变，烧杯中的水的液面不变。
[5]如果把烧杯里的水换成酒精（ρ酒精=0.8×103kg/m3），物块仍然浸没在里面，排开液体的体积不变，但由于液体密度变小，则物体受到的浮力减小，故弹簧测力计的示数应该大于6N。
14． 小 大
【详解】因为小华由河心走向河岸时，排开水的体积变小，而水的密度不变，所以根据阿基米德原理
F浮=水gV排可知，小华受到的浮力越来越小；因为小华的重力不变，所以小华对河底的压力变大，因此河底对小华脚的压力变大，而受力面积不变，所以根据压强公式p=可知，河底对小华脚产生的压强越来越大．
15． 2.0/2 0.5 4×103
【详解】[1]由图乙可知，当下降的高度h≤10cm时，合金体未浸入水中，此时弹簧测力计示数为F1=2.0N，所以合金体的重力
G=F1=2.0N
[2]当h=10cm时，合金体刚浸入水中，h=20cm时，合金体刚好浸没水中，此时弹簧测力计示数F2=1.5N，根据称重法可得，合金体受到的浮力
F浮=G-F2=2.0N-1.5N=0.5N
[3]合金体的体积
合金体的密度
16． 6 600
【详解】[1]当物体一半浸入水中时，物体受到的浮力
F浮=G-F′=5N-2N=3N
当物体全部浸没在水中时，排开水的体积变为原来2倍，由阿基米德原理可知此时物体受到的浮力
F浮′=2F浮=2×3N=6N
[2]由阿基米德原理可知，此时排开水的体积为
17．
【详解】正在下沉的物体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力，且此时浮力小于重力，如图所示：
【点睛】本题考查了力的示意图和力臂的画法．注意力臂是指支点到力的作用线的距离，不是力的作用点与支点的距离。
18． 小明的结论是错误的 见解析
3 0.96 3×10﹣4 3.2×103
【详解】（1）[1][2]小明的结论是错误的，金属柱在完全浸没在水中以前，从图中数据可以看出，在水中越深，弹簧测力计的示数越来越小，而浮力
F浮＝G﹣F拉
就会越来越大。
（2）[3]金属体完全浸没在水中以后，F浮＝ρ水gV排可知，ρ水和V排不变，因此浮力不变，但是浮力大小不是6.6N，而是
F浮＝G﹣F拉＝9.6N﹣6.6N＝3N
（3）[4]金属体的质量
[5]由阿基米德原理得金属体的体积
[6]金属体的密度为
19． 水平 二力平衡 乙、丙 不变 C 1 无关 ABC或ABD
【详解】（1）[1][2]验时测力计应沿水平方向匀速拉动，使木块受到的拉力与摩擦力大小相等、方向相反、且作用在同一直线上，这是运用了二力平衡的原理测量摩擦力。
（2）[3]探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时，应控制压力大小相等，改变接触面的粗糙程度，因此应该比较乙、丙两个实验。
[4]木块受到的滑动摩擦力大小只与压力大小、接触面的粗糙程度有关，与速度大小无关，因此木块的速度变大，木块受到的滑动摩擦力不变。
（3）[5]通过甲、乙两图实验可得到结论：当接触面粗糙程度相同时，压力越大，受到的滑动摩擦力越大；
A．把书包带做得宽些，为了减小压强，故A不符合题意；
B．体操运动员在手上涂镁粉，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故B不符合题意；
C．刹车时用力捏自行车的手闸，是通过增大压力来增大摩擦力，故C符合题意；
D．移动很重的石块时，在地上铺设滚木，是通过用滚动替代滑动来减小摩擦力，故D不符合题意。
故选C。
（4）[6]通过A、C或者A、D两次实验，可计算出物体浸没在水中时受到的浮力为
[7]C、D两次实验中，物体浸入液体的深度不同，但受到的浮力大小相等，因此浮力的大小与深度无关。
[8]要探究浮力的大小与物体排开液体的体积的关系，必须控制液体的密度大小相等，改变物体排开液体的体积，因此选ABC或ABD三次实验，都可知浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
20． 1400 900 1.0×103k/m3 1.0×104Pa
【详解】解：（1）[1]当石块未进入水中时，受到水的浮力为0，拉力最大，为重力，由图像得，圆柱体石块的重力是
[2]浸没时，石块排开水体积最大，受到浮力最大，拉力最小，由图像得，此时拉力为900N。
（2）[3]石块浸没在液体中，排开液体体积为
此时石块受到浮力为
由得，液体密度为
（3）[4]由图得，圆柱体下降
时，刚好完全浸没，此时下表面在液体中的深度为1m，下表面受到该种液体的压强是
答：（1）根据图乙回答，圆柱体石块的重力是1400N， 浸没时钢绳的拉力是900N ；
（2）该种液体密度是1.0×103k/m3；
（3）圆柱体石块在刚浸没时，下表面受到该种液体的压强是1.0×104Pa。
