專題09浮力及其應用

【跨學科實踐】

1．（2024·江蘇宿遷）科技創(chuàng)新助力中國發(fā)展，中國橋梁建設領先世界。小明對橋梁建造產

生濃厚的興趣，想探究橋墩對河底壓力與水深度的關系。他找來底面積為0.01m2的圓柱體，

放于水平地面的壓力傳感器上，如圖甲所示，示數(shù)為100N。考慮不方便測量圓柱體對河底

的壓力，于是將圓柱體掛在拉力傳感器下方，緩慢向下放至剛好與容器底部接觸，如圖乙所

示。向容器內加水，記錄傳感器示數(shù)F和水的深度h，并畫出如圖丙所示的圖像。

33

（g10N/kg，水110kg/m）求：

（1）圓柱體的質量；

（2）圓柱體的密度；

（3）取走拉力傳感器，圓柱體浸沒于水中時對杯底的壓強。

【答案】（1）10kg；（2）5×103kg/m3；（3）8000Pa

【解析】解：（1）依題意得，圓柱體的重力為100N，由Gmg得，圓柱體的質量

G100N

m10kg

g10N/kg

（2）由圖丙得，圓柱體的高度為0.2m，圓柱體的體積為

V0.01m20.2m0.002m3

圓柱體的密度

m10kg

==5103kg/m3

V0.002m3

（3）圓柱體浸沒在水中，排開水的體積為

3

V排V0.002m

圓柱體受到的浮力為

333

F浮液V排g1.010kg/m0.002m10N/kg20N

圓柱體對容器底的壓力

FGF浮100N20N80N

此時圓柱體對杯底的壓強

F80N

p8000Pa

S0.01m2

答：（1）圓柱體的質量10kg；

（2）圓柱體的密度5×103kg/m3；

（3）取走拉力傳感器，圓柱體浸沒于水中時對杯底的壓強8000Pa。

【中考新考法】

2．（2024·北京）（多選）圖甲為一彩球“溫度計”，其密閉玻璃容器內裝有一種特殊液體，隨

著溫度升高，這種液體的密度會減小。液體中有5個掛有溫度標牌的彩球，彩球體積（包括

標牌）相等，其熱脹冷縮可以忽略。當有彩球懸浮時，懸浮的彩球標牌上的溫度值就是所測

得的當前環(huán)境溫度。圖乙為這個溫度計的示意圖，編號為4的彩球標牌所標溫度值為22℃，

相鄰編號的彩球標牌上的溫度值間隔為2℃。下列說法正確的是（）

A．彩球4在22℃時所受浮力大于18℃時所受浮力

B．當環(huán)境溫度處于該溫度計可測得的最低溫度時，5個彩球均漂浮

C．若有2個彩球漂浮，3個彩球沉底，則環(huán)境溫度t滿足24℃<t<26℃

D．要增大該溫度計能測得的最高溫度，可增加一個與彩球1體積相等、質量更小的彩球

【答案】CD

【解析】當溫度升高時，液體的密度變小，原來懸浮的小球因為浮力變小而沉底，彩球4

號表示環(huán)境溫度為22℃，彩球5號比4號先沉底，說明彩球5號表示的溫度低于彩球4號

表示的溫度，所以彩球5號表示環(huán)境溫度為20℃，那么彩球3號表示環(huán)境溫度24℃，彩球

2號表示環(huán)境溫度為26℃，彩球1號表示28℃。

A．彩球4在22℃時懸浮，彩球4的密度等于液體的密度，浮力等于重力，在18℃時，溫

度低，液體的密度比較大，彩球4號處于漂浮狀態(tài)，浮力等于重力，彩球所受的浮力相同，

故A錯誤；

B．由前面分析可知，該溫度計能測量的最低溫度為20℃，此時彩球5處于懸浮狀態(tài)，另外

4個小球均處于漂浮狀態(tài)，故B錯誤；

C．若有2個彩球漂浮，則彩球1、2號漂浮，說明最高溫度小于26℃，3個彩球沉底，彩

球3、4、5號沉底，說明最低溫度不低于24℃，故環(huán)境溫度t滿足

24℃<t<26℃

故C正確；

D．要增大該溫度計能測得的最高溫度，此時說明彩球內的液體密度最小，最后懸浮，故需

要找一個密度小的彩球，可增加一個與彩球1體積相等、質量更小的彩球，最后懸浮，故D

正確。

故選CD。

考點1浮力

1．（2024·內蒙古包頭）如圖，在游泳比賽中，運動員奮力向后劃水，身體快速向前游動。

關于運動員在水中受力和運動情況的分析，下列說法正確的是（）

A．運動員劃水時不受浮力

B．運動員劃水時受到水的推力向前游動

C．運動員加速劃水，受到的慣性增大

D．運動員對水的力和水對運動員的力是一對平衡力

【答案】B

【解析】A．運動員劃水時浸在水中，排開一定體積的水，受浮力的作用，故Ａ錯誤；

B．運動員劃水時給水一個向后的力，由力的作用是相互的，故受到水向前的推力，人向前

游動，故B正確；

C．慣性大小取決于物體的質量，慣性是物體的一種屬性，不是力，不能說受到慣性，運動

員加速劃水，慣性大小不變，故C錯誤；

D．運動員對水的力和水對運動員的力是一對相互作用力，故D錯誤。

故選B。

2．（2024·黑龍江哈爾濱）如圖所示的容器是器。塞子拔出后各液面高低不同，

以下現(xiàn)象中與其原理相同的是（選填序號：①熱氣球在空中漂浮②C919大客機

在空中飛行③中國空間站繞地球飛行）。

【答案】①連通②②

【解析】[1]圖中容器底部連通，上端開口，是連通器。

[2]塞子拔出后，粗管處液柱高細管處液柱低，是因為流速大的位置壓強小。

①熱氣球在空中漂浮，沖入密度小于空氣的氣體，浮力等于重力，故①不符合題意；

②C919大客機在空中飛行，是利用氣體流速大，壓強小的原理獲得升力，故②符合題意；

③中國空間站繞地球飛行，受到地球引力，故③不符合題意。

3．（2024·寧夏）如圖所示，是“探究浮力的大小與哪些因素有關”的實驗；

（1）如圖甲所示，用彈簧測力計測出物體的重力為N；

（2）將物體逐漸浸入水中，直至浸沒，如圖乙、丙、丁所示，記錄彈簧測力計示數(shù)并分析

數(shù)據可知：浮力的大小與有關；

（3）浸沒后，繼續(xù)緩慢地增大物體在水中的深度，同時記錄彈簧測力計的示數(shù)和物體下表

面的深度；下圖能正確反映物體所受浮力F浮和物體下表面深度h關系的圖像

是；（填序號）

A．B．

C．D．

（4）通過分析圖中甲、丁、戊可知：當物體排開液體的體積一定時，液體的密度越大，物

體所受的浮力；

（5）某同學猜想浮力大小可能與物體的密度有關；請你自選實驗器材，簡要設計實驗步驟

來證明他的猜想是否正確。

【答案】（1）2.1（2）物體排開液體的體積（3）D（4）越大（5）

見解析

【解析】（1）[1]由圖甲可知，彈簧測力計的分度值為0.1N，示數(shù)為2.1N，則物體的重力為

2.1N。

（2）[2]觀察乙、丙、丁圖發(fā)現(xiàn)，在同種液體中，液體密度不變，物體逐漸浸入水中，排開

液體的體積增大，彈簧測力計的示數(shù)減小，由稱重法可知，物體受到的浮力增大，所以浮力

的大小與物體排開液體的體積有關。

（3）[3]由于浮力的大小與物體排開液體的體積有關，物體浸入水中越深，排開液體體積越

大，則物體下表面深度越大，物體受到的浮力越大；當物體浸沒在水中，排開液體的體積不

變，則物體受到的浮力大小不變，故隨著物體下表面深度增大，物體受到的浮力先增大，后

不變，故D符合題意，ABC不符合題意。

故選D。

（4）[4]分析圖中甲、丁、戊發(fā)現(xiàn)，物體浸沒在不同液體中，液體密度不同，物體排開液體

的體積相同，液體密度越大，彈簧測力計示數(shù)越小，即物體受到的浮力越大，所以可得結論：

當物體排開液體的體積一定時，液體的密度越大，物體所受的浮力越大。

（5）[5]①取體積相同的銅塊和鋁塊，用彈簧測力計分別測出它們的重力記為G1、G2；

②用彈簧測力計分別掛著它們浸沒在水中，金屬塊不觸底，讀出彈簧測力計的示數(shù)記為F1、

F2；

③分析比較G1F1和G2F2的大小，即可驗證猜想。

考點2阿基米德原理

4．（2024·遼寧）某同學測量物質的密度。

（一）測量牛奶的密度

（1）天平放在水平臺上，將游碼移到標尺左端的零刻度線處，橫梁靜止時指針偏右，應向

調節(jié)平衡螺母，直至指針指在分度盤中央；

（2）將裝有適量牛奶的燒杯放在天平左盤，當天平重新平衡時，右盤中的砝碼和游碼的位

置如圖（a）所示，則燒杯和牛奶的質量mag；

（3）將燒杯中部分牛奶倒入量筒中，液面的位置如圖（b）所示；

（4）測出燒杯和剩余牛奶的質量mb88.6g；

（5）設計的記錄數(shù)據的表格如下，表格中▲處應補充的內容是；

燒杯和牛奶的質燒杯和剩余牛奶的牛奶的密度

▲mc量筒中牛奶的體積

量m質量m3/gcm3

a/gb/g/gV/cm

（6）根據測量數(shù)據求得牛奶的密度g/cm3。

（二）測量瓷勺的密度：該同學清洗餐具時，發(fā)現(xiàn)瓷勺沉到水底，于是想測量瓷勺的密度。

該同學用廚房電子秤、透明塑料杯、細線、廚具支架和水（密度為水），進行如下操作：

a．用電子秤測量瓷勺的質量m1；

b．將適量的水裝入塑料杯并測出杯和水的總質量m2；

c．按照圖（c）所示的方式組裝，讀出電子秤的示數(shù)m3。

回答下列問題：

（1）選用m1、m2、m3、水和g中的字母表示圖（c）中瓷勺所受的拉力F，瓷

勺的密度；

（2）若圖（c）中瓷勺接觸杯底并對杯底有壓力，會使測得的密度偏。

【答案】（1）左（2）130.6（5）量筒內牛奶的質量（6）1.05（1）

m1水

m1m2m3g（2）小

m3m2

【解析】（一）（1）[1]天平在使用前需要調平，將游碼移到標尺左端的零刻度線處，橫梁靜

止時指針偏右，說明右邊比較重，應該將平衡螺母向左調節(jié)。

（2）[2]由圖可知，砝碼的質量為130g，游碼對應的刻度為0.6g，則燒杯和牛奶的質量

ma130g0.6g130.6g

m

（5）[3]表格中已經記錄量筒內牛奶的體積，計算出量筒內牛奶的質量，根據即可算

V

出牛奶的密度，所以表格中應補充的內容是量筒內牛奶的質量。

（6）[4]量筒內牛奶的質量為

mcmamb130.6g88.6g42g

由圖可知，量筒內牛奶的體積為

V40mL40cm3

牛奶的密度為

m42g

1.05gcm3

V40cm3

（二）（1）[5][6]瓷勺的重力為

＝

Gm1g

將適量的水裝入塑料杯并測出杯和水的總質量m2，按照圖（c）所示的方式組裝，讀出電子

秤的示數(shù)m3，由于瓷勺受到浮力的作用，物體間力的作用是相互的，瓷勺給水一個豎直向

下的力，故電子秤的示數(shù)增加，增加的示數(shù)是瓷勺排開水的質量，所以瓷勺受到的浮力為

F浮G排＝m排gm3m2g

圖（c）中瓷勺所受的拉力為

FGF浮m1gm3m2gm1m2m3g

根據F浮液gV排可知，瓷勺的體積為

F浮m3m2gm3m2

VV排

液g水g水

瓷勺的密度為

mmm水

11

Vm3m2m3m2

水

m1水

（2）[7]若圖（c）中瓷勺接觸杯底并對杯底有壓力，則m3將變大，由可知，測

m3m2

得的密度偏小。

5．（2024·山東菏澤）物理學習小組在“探究浮力大小與哪些因素有關”的實驗中，用同一金

屬塊依次進行如下步驟的操作：

根據上述實驗步驟，完成下列問題：

（1）步驟A中金屬塊重N；

（2）步驟B中金屬塊受到的浮力為N；

（3）分析三步驟數(shù)據，初步得出浮力大小與液體密度有關；

（4）若步驟D中僅把鹽水換成密度比水小的等體積的酒精，測力計的示數(shù)1.6N（選

填“大于”、“小于”或“等于”）；

333

（5）結合已學知識，根據步驟A、C，計算出金屬塊的體積為m（水1.010kg/m，

g取10N/kg）。

【答案】2.60.4A、C、D大于1.0104

【解析】（1）[1]由圖A可知，彈簧測力計的分度值為0.1N，示數(shù)為2.6N，故金屬塊重2.6N。

（2）[2]圖B中，彈簧測力計的示數(shù)為2.2N，由稱重法可知，步驟B中金屬塊受到的浮力

為

F浮GF示2.6N2.2N0.4N

（3）[3]探究浮力大小與液體密度的關系，根據控制變量法，要使金屬塊排開液體的體積相

同，液體的密度不同，因此應分析A、C、D三步數(shù)據。C、D中，金屬塊完全浸入液體，

排開液體的體積相同，液體密度不同，彈簧測力計示數(shù)不同，根據稱重法可知金屬塊受到的

浮力不同，因此可初步得出浮力大小與液體密度有關。

（4）[4]若步驟D中僅把鹽水換成密度比水小的等體積的酒精，金屬塊排開液體的體積不變，

液體密度減小，由F浮液gV排可知，金屬塊受到的浮力減小，由F示GF浮可知，彈簧測

力計的示數(shù)變大，即大于1.6N。

（5）[5]由A、C可得，金屬塊完全浸沒時，受到的浮力為

'

F浮GF示C2.6N1.6N1N

金屬塊的體積

'

F浮1N43

VV排331.010m

水g1.010kg/m10N/kg

6．（2024·山東濟寧）小明測量某金屬塊的密度時，用托盤天平測量金屬塊的質量，平衡時

右盤中的砝碼情況和游碼在標尺上的位置如圖（a）所示；用量筒和水測量金屬塊的體積，

相關信息如圖（b）所示。

求：（取g10Nkg）

(1)金屬塊在水中所受浮力的大小；

(2)金屬塊的密度。

【答案】(1)0.2N(2)4.33g/cm3

【解析】（1）由圖（b）可知，金屬塊排開水的體積為

353

V排=V=60mL-40mL=20mL=20cm210m

金屬塊受到的浮力為

3353

F浮水gV排1.010kg/m10N/kg210m0.2N

（2）由圖（a）可知，金屬塊的質量為

m50g+20g+10g+5g+1.6g=86.6g

則金屬塊的密度為

m86.6g

4.33g/cm3

V20cm3

7．（2024·青海）“飛天”興趣小組在模擬搭建月球科研基地時，選取了某種磚塊作為建筑材

33

料，鉆取了一塊圓柱體樣品（樣品不吸水）。已知g=10N/kg，水110kg/m，求：

（1）如圖甲所示，利用彈簧測力計測得樣品重力為4.2N，則該樣品的質量m；

（2）如圖乙所示，該樣品浸沒在水中時受到的浮力F浮；

（3）該樣品的密度ρ；

（4）當該樣品上表面距水面4cm處時，樣品上表面所受水的壓強p；

（5）請你為月球基地命名并簡單介紹其寓意。

【答案】（1）0.42kg；（2）3N；（3）1.4×103kg/m3；（4）400Pa；（5）見解析

【解析】解：（1）該樣品的質量為

G4.2N

m0.42kg

g10N/kg

（2）如圖乙所示，測力計分度值為0.2N，示數(shù)為1.2N。根據稱重法，該樣品浸沒在水中時

受到的浮力為

F浮GF拉4.2N1.2N3N

（3）樣品的體積為

F浮3N43

VV排33310m

水g1.010kg/m10N/kg

則該樣品的密度為

m0.42kg

1.4103kg/m3

V3104m3

（4）樣品上表面所受水的壓強為

pgh1.0103kg/m310N/kg0.04m400Pa

（5）月球基地名字為“飛天”，表達中國人民由來已久的探索太空的夢想。

答：（1）如圖甲所示，利用彈簧測力計測得樣品重力為4.2N，則該樣品的質量為0.42kg；

（2）如圖乙所示，該樣品浸沒在水中時受到的浮力為3N；

（3）該樣品的密度為1.4×103kg/m3；

（4）當該樣品上表面距水面4cm處時，樣品上表面所受水的壓強為400Pa；

（5）見解答。

8．（2024·山東聊城）我國的智能船舶“明遠”號礦砂船最大載質量為40萬噸，這么大的貨船

通過國際港口時，工作人員通常是通過讀取貨船沒入海水中的深度來測量載質量。物理小組

根據這個原理，利用圓柱形玻璃杯制作出可測量物體質量的“浮力秤”。如圖甲所示，玻璃杯

底面積為80cm2，質量為200g，將未知質量的鐵塊放入玻璃杯中，靜止時玻璃杯浸入水中的

3

深度為5.5cm。ρ水=1.0×103kg/m，g取10N/kg。求：

(1)玻璃杯底面所受水的壓強和壓力；

(2)鐵塊的質量；

(3)此裝置還可以作為密度計來測量未知液體的密度。如圖乙所示，將空玻璃杯放入待測液

體中，靜止時浸入液體中的深度為2cm，求待測液體的密度。

【答案】(1)550Pa，4.4N(2)240g(3)1.25g/cm3

【解析】（1）玻璃杯底面所受水的壓強為

pgh=1103kg/m310N/kg5.510-2m=50Pa5

玻璃杯底面所受水的壓力

FpS=550Pa8010-4m2=4.4N

（2）玻璃杯和鐵塊漂浮在水中，受到了浮力和重力，則玻璃杯和鐵塊總重力為

G總=F浮F向上=4.4N

則總質量為

G總4.4N

m總=0.44kg=440g

g10N/kg

鐵塊的質量

m鐵m總-m燒杯=440g-200g=240g

（3）如圖乙所示，將空玻璃杯放入待測液體中，靜止時浸入液體中的深度為2cm，則排開

液體的體積為

23

V排Sh=80cm2cm=160cm

將空玻璃杯放入待測液體中，此時處于漂浮，故物體所受的重力等于浮力，也等于排開液體

所受的重力，即可得

GF浮=G排

經整理可知

m燒杯=m排=200g

待測液體的密度為

m排200g

3

液=2=1.25g/cm

V排160cm

9．（2024·江蘇常州）為實施流花11-1油田二次開發(fā)，中國工程師需要將導管架從陸地工廠

運至海洋指定位置。

①工程師將導管架裝載在駁船上，靜止時駁船排開海水的體積為8104m3，如圖甲所示；

②駁船將導管架運至海洋指定位置后，導管架被推入海中，如圖乙所示；

③駁船和導管架完全分離后，靜止時空駁船排開海水的體積為5104m3，如圖丙所示；

4333

已知導管架的體積為3.310m，海水1.110kg/m，g取10N/kg．求：

（1）導管架受到重力大小；

（2）導管架和駁船完全分離后，導管架最終靜止時受到浮力大小。

【答案】（1）3.3108N；（2）3.3108N

【解析】解：（1）由甲圖可知導管架和駁船的總重力

33438

G總F浮甲水gV排1.110kg/m10N/kg810m8.810N

由丙圖可知空駁船的總重力

33438

G船F(xiàn)浮丙水gV排1.110kg/m10N/kg510m5.510N

導管架受到重力大小

888

G架G總G船8.810N5.510N3.310N

（2）導管架和駁船完全分離后，導管架完全浸沒時受到浮力大小

''33438

F浮架水gV排1.110kg/m10N/kg3.310m3.6310N

由計算可知，導管架完全浸沒時的浮力大于它自身的重力，因此導管架漂浮在海水中，導管

架和駁船完全分離后，導管架最終靜止時受到浮力大小為3.3108N。

答：（1）導管架受到重力大小為3.3108N；

（2）導管架和駁船完全分離后，導管架最終靜止時受到浮力大小為3.3108N。

10．（2024·四川廣元）如圖甲，一個底面積為100cm2的薄壁圓柱形容器中盛有深度為40cm

的水。電動機吊著一個底面積為50cm2的圓柱形金屬塊，從金屬塊底面距水面20cm高處開

始豎直下降，然后進入水中，最后靜止在容器底部，金屬塊運動過程中始終做勻速直線運動，

水未溢出。整個過程中，電動機對金屬塊拉力的功率P與金屬塊運動時間t的關系如圖乙。

g取10N/kg，水的密度為1.0103kg/m3，金屬塊下降過程中受到的阻力和繩子自重不計。求：

（1）金屬塊下降的速度大小；

（2）金屬塊浸沒在水中時，受到的浮力大小；

（3）金屬塊靜止在容器底部時，上表面受到水的壓力大小。

【答案】（1）0.2m/s；（2）5N；（3）17.5N

【解析】解：（1）由乙圖可知，金屬塊從開始下降，到下表面接觸水面所用時間為1s，路

程為20cm=0.2m，則金屬塊下降的速度

s0.2m

v=0.2m/s

t11s

（2）金屬塊從開始下降，到下表面接觸水面，電動機對金屬塊的拉力等于金屬塊重力，則

金屬塊重力

P6W

GF1=30N

1v0.2m/s

由乙圖可知，金屬塊浸沒在水中時，電動機功率為5W，對金屬塊拉力

P5W

F2=25N

2v0.2m/s

金屬塊浸沒在水中時，受到的浮力

F浮=G-F230N-25N=5N

（3）金屬塊浸沒在水中時，物體體積等于排開水的體積

F浮5N-433

VV排=33=510m=500cm

水g110kg/m10N/kg

水面上升高度

3

V排500cm

h=2=5cm

S容100cm

金屬塊高度

V500cm3

h金==2=10cm

S金50cm

上表面到水面的距離

hh水+Δhh金=40cm+5cm-10cm=35cm=0.35m

上表面受到水的壓強

p=gh=1103kg/m310N/kg0.35m=3500Pa

上表面受到水的壓力

-42

F=pS金=3500Pa5010m=17.5N

答：（1）金屬塊下降的速度為0.2m/s；

（2）金屬塊浸沒在水中時，受到的浮力為5N；

（3）上表面受到水的壓力為17.5N。

12．（2024·山東濰坊）如圖甲所示的裝置由杠桿PQ、圓柱形物體a、b以及水箱、滑輪等組

成。杠桿PQ只能繞O點在豎直平面內轉動，PO:OQ1:3，P端通過豎直繩連接a，a通

過豎直輕桿固定在地面上；b浸沒在水中，通過細繩、滑輪與杠桿Q端相連。開始時PQ水

平，打開出水口閥門，輕桿對a的作用力F的大小隨水面下降高度x變化的規(guī)律如圖乙所示。

已知a、b質量分別為ma1.5kg、mb1.08kg，滑輪、杠桿和繩的重力均忽略不計，忽略

所有摩擦，g取10N/kg，水的密度1.0103kg/m3。求：

(1)打開閥門前P端繩對a的拉力；

(2)打開閥門前b受到的浮力；

(3)b的密度；

(4)當b受到的拉力大小為8.4N時，b下表面處的液體壓強。

【答案】(1)10.2N(2)4N(3)2.7103kg/m3(4)2.4103Pa

【解析】（1）由圖乙可知，當水面下降高度x小于10cm時，輕桿對a的作用力F不變，則

P端繩對a的拉力不變，Q端繩的拉力不變，繩對b的拉力不變，b受到的浮力不變，此時

b完全浸沒在水中；當水面下降高度x在10cm至50cm之間時，輕桿對a的作用力F方向

先向上，大小逐漸減小，直至減小為零，之后F方向變?yōu)橄蛳拢笮≈饾u增大，此時P端

繩對a的拉力逐漸增大，Q端繩的拉力也逐漸增大，繩對b的拉力也逐漸增大，b受到的浮

力逐漸減小，此過程為b上表面剛露出水面到b下表面剛露出水面的過程；當水面下降高度

x大于50cm時，輕桿對a的作用力F不變，則P端繩對a的拉力不變，Q端繩的拉力不變，

繩對b的拉力不變，b受到的浮力不變，此時b完全露出水面。打開閥門前輕桿對a的作用

力F=4.8N，物體a處于靜止狀態(tài)，豎直方向受力平衡，則打開閥門前P端繩對a的拉力為

FP拉Ga-Fmag-F1.5kg10N/kg-4.8N15N-4.8N10.2N

（2）由PO:OQ1:3可知，打開閥門前Q端繩的拉力為

11

F拉F拉10.2N3.4N

Q3P3

圖中承重繩子股數(shù)n=2，滑輪、杠桿和繩的重力均忽略不計，此時繩子對b的拉力為

Fb2FQ拉23.4N6.8N

此時，物體b處于靜止狀態(tài)，豎直方向受力平衡，則打開閥門前b受到的浮力為

F浮bGb-Fbmbg-Fb1.08kg10N/kg-6.8N10.8N6.8N4N

（3）b的體積為

F浮b4N-43

VbV排33410m

水g1.010kg/m10N/kg

b的密度為

m1.08kg

b33

b432.710kg/m

Vb410m

（4）當b浸沒時，受到的拉力為6.8N，b的重力不變，當b受到的拉力大小為8.4N時，浮

力需減小，則此時b上表面露出水面，b下表面處的液體壓力等于浮力，當b受到的拉力大

小為8.4N時，b下表面處的液體壓力為

F壓下F浮bGb-Fbmbg-Fb1.08kg10N/kg-8.4N10.8N8.4N2.4N

由圖乙可知，當水面下降高度x小于10cm時，輕桿對a的作用力F不變，則P端繩對a的

拉力不變，Q端繩的拉力不變，繩對b的拉力不變，b受到的浮力不變，此時b完全浸沒在

水中；當水面下降高度x在10cm至50cm之間時，輕桿對a的作用力F方向先向上，大小

逐漸減小，直至減小為零，之后F方向變?yōu)橄蛳拢笮≈饾u增大，此時P端繩對a的拉力

逐漸增大，Q端繩的拉力也逐漸增大，繩對b的拉力也逐漸增大，b受到的浮力逐漸減小，

此過程為b上表面剛露出水面到b下表面剛露出水面的過程；當水面下降高度x大于50cm

時，輕桿對a的作用力F不變，則P端繩對a的拉力不變，Q端繩的拉力不變，繩對b的

拉力不變，b受到的浮力不變，此時b完全露出水面。由此可知，b的高度為

h50cm10cm40cm

b的底面積為

V410-4m3

Sb1103m2

h40102m

b下表面處的液體壓強為

F壓下2.4N

p2.4103Pa

S1103m2

考點3物體的浮沉條件及應用

13．（2024·青海）從神話故事“嫦娥奔月”到張九齡的詩句“海上生明月，天涯共此時”，再到

朱自清的文學作品《荷塘月色》，月亮被賦予了多種寓意。根據如圖所示的荷塘月色圖，下

列描述合理的是（）

A．漂浮的荷葉只受重力作用B．漂浮的荷葉只受浮力作用

C．月亮倒影是光的折射形成D．月亮倒影是光的反射形成

【答案】D

【解析】AB．荷葉漂浮在水中，受到豎直向下的重力和豎直向上的浮力，且浮力和重力大

小相等，故AB不符合題意；

CD．水面相當于平面鏡，月亮的倒影屬于平面鏡成像，是由光的反射形成的虛像，故C不

符合題意，D符合題意。

故選D。

14．（2024·甘肅蘭州）將質量相等的實心物體A、B分別放入裝有甲、乙兩種不同液體的容

器中，已知兩液體質量相等，兩容器底面積相等但形狀不同，A、B兩物體靜止時的狀態(tài)如

圖所示，此時兩容器中的液面恰好相平，下列說法中正確的是（）

A．A物體體積大于B物體體積B．甲液體密度大于乙液體密度

C．A物體所受浮力小于B物體所受浮力D．甲、乙兩液體對容器底部的壓強相等

【答案】A

【解析】由圖可知，A在甲中漂浮，A受到的浮力等于A的重力，又根據阿基米德原理A

受到的浮力等于A排開甲液體所受的重力，則有

GAFA浮G排甲

B在乙中懸浮，B受到的浮力等于B的重力，又根據阿基米德原理B受到的浮力等于B排

開乙液體所受的重力，則有

GBFB浮G排乙

已知，A與B質量相等，根據Gmg可知，A與B重力相等，所以G排甲G排乙，甲與乙液

體重力相等，若此時兩容器中只裝有兩種液體且液面相平，則甲液體總重力與乙液體總重力

相等，即G甲G乙，所以兩容器中只裝有兩種液體且液面相平時，兩種液體的總質量相等。

m

又由圖可知，甲液體的總體積大于乙液體的總體積，根據可以得到

V

甲乙

根據液體壓強計算公式pgh可知，在深度相同時，甲液體對容器底的壓強小于乙液體

對容器底的壓強；

由前面分析可知

FA浮FB浮甲gV排甲乙gV排乙

已知甲乙，所以

V排甲V排乙

由題目信息可知VAV排甲，VBV排乙，所以

VAVB

故A正確，BCD錯誤。

故選A。

15．（2024·山東濰坊）物理興趣小組把吸管的下端密閉并纏繞一段細銅絲（細銅絲體積忽略

不計），自制一個簡易密度計。如圖所示，密度計分別放入a、b、c三種液體中時，均漂浮

在液體中，且保持豎直姿態(tài)。密度計在三種液體中靜止時，在密度計上與液面平齊處各標記

1

一條刻線，共得到三條刻線。已知密度計在c液體中，有的體積浸入液體，浸入體積為

8

5106m3。三種液體密度如表格所示，下列分析正確的是（）

液體種類液體密度/（kgm3）

a液體0.5103

b液體1103

c液體2103

A．三條刻線的間隔距離不相等

B．密度計的質量為0.1kg

C．密度計在三種液體中所受浮力不相等

D．密度計在b液體中的浸入體積為3105m3

【答案】A

【解析】A．密度計分別放入a、b、c三種液體中時，均漂浮在液體中，故密度計受到的浮

力等于下表面受到的壓力，漂浮狀態(tài)時密度計受到的浮力都等于重力，設密度計下表面積為

S，即

F浮G液ghS

故密度計浸入液體的深度為

G

h

液gS

由表格可知，b液體密度為a液體密度的2倍，c液體密度為b液體密度的2倍，故密度計

浸入a液體的深度是浸入b液體深度的2倍，密度計浸入b液體的深度是浸入c液體深度的

2倍，故三條刻線的間隔距離不相等，故A正確；

1

B．已知密度計在c液體中，有的體積浸入液體，浸入體積為5106m3，則

8

cgV排Gmg

則

3363

mcV排210kg/m510m0.01kg

故B錯誤；

C．密度計分別放入a、b、c三種液體中時，均漂浮在液體中，故密度計受到的浮力都等于

重力，故密度計在三種液體中所受浮力相等，故C錯誤；

D．密度計在b液體中的浸入體積為

F浮Gmgm0.01kg-53

V排b33110m

bgbgbgb110kg/m

故D錯誤。

故選A。

16．（2024·甘肅蘭州）一根輕質且不可拉伸的細線將一邊長為10cm的正方體物塊拴接在容

器底部，如圖甲所示，當水深為30cm時，繩子剛好伸直；如圖乙所示，當水深為36cm時，

33

物體上表面恰好與水面相平，已知水1.010kg/m，則此正方體物塊的密度為

kg/m3，乙圖中細線的拉力為N。

【答案】①0.4×103②6

【解析】[1]由題意可知，當水深為30cm時，物體剛好伸直，此時物體處于漂浮狀態(tài)，排開

水的體積等于物體浸入水中的體積為

343

V排V浸Sh10cm10cm10cm36cm30cm400cm410m

由于漂浮，物體受到的重力大小等于浮力

3343

GF浮水gV排1.010kg/m10N/kg410m4N

物體的密度為

G4N

mg10N/kg33

30.410kg/m

VV10102m

[2]當物體浸沒時，受到三個力的作用，它們之間的關系為

F浮GF

浸沒時物體受到的浮力大小為

3323

F浮水gV排1.010kg/m10N/kg1010m10N

乙圖中細線的拉力為

FF浮G10N4N6N

17．（2024·黑龍江哈爾濱）學習了力學知識后，同學們到實驗室進行實驗

（1）如圖所示是春巍同學利用浮力知識測量物體重力大小的實驗過程，則物體排開水的體

333

積為cm，物體所受重力為N；（ρ水=1.0×10kg/m，g=9.8N/kg）

（2）她查閱資料發(fā)現(xiàn)不同地點g值并不都等于9.8N/kg，于是她想利用所學力學知識測出所

在地的g值大小，請你幫她完成實驗設計（器材自選）。

①實驗原理：；

②實驗步驟：；

③由于各地g值相差較小，為提高測出g值的準確性，她提出應選擇精密的測量儀器。請你

再提出一條合理建議。

G

【答案】（1）100.98（2）g見解析見解析

m

【解析】（1）[1]由圖可知，量筒的示數(shù)為30mL，放入物體后，量筒的示數(shù)為40mL，則物

體排開液體的體積

V40mL30mL10mL10cm3

[2]物體所受的浮力為

3363

F浮水gV排1.010kg/m1010m9.8N/kg0.98N

由沉浮條件可知，漂浮時，物體受到的浮力等于物體的重力，所以物體所受重力大小為0.98N。

（2）①[3]探究重力與質量的關系中，重力可用彈簧測力計測量，質量用天平來測量，即本

G

實驗中可能用到的測量器材有彈簧測力計和天平；實驗原理：g。

m

②[4]實驗步驟：選取質量適中的石塊，在不同地點，用彈簧測力計測量該物體的重力，用

G

天平來測量該物體的質量，利用公式g計算出g值的大小，并比較不同地點g值的大小。

m

③[5]由于各地g值相差較小，為提高測出g值的準確性，她提出應選擇精密的測量儀器，可

以使用分度值更小的測力計來測重力，以提高測出g值的準確性，也可以使用精確度更高的

電子秤來測物體的質量。

18．（2024·黑龍江大慶）密度計是根據“浮在液面上的物體所受浮力等于物體自重的原理”制

作的。某學習小組在研究與密度有關的實驗時，要自制一個簡單的密度計。關于密度計及相

關實驗，請回答下列問題：

（1）如圖甲，在一根一端封閉粗細均勻的玻璃管內放一些小鉛粒使管能豎直浮于水中不動，

設玻璃管的橫截面積為S，管和管內鉛粒總質量為m，水的密度為，則玻璃管在水面以下

的長度h1（用S、m、表示）；在玻璃管與水面交接處畫上刻線并標記下1.0，代

表這個位置對應的液體密度為水的密度的1.0倍。

（2）將這個自制密度計放置于某未知液體中，管豎直且漂浮不動時，如果標記1.0的刻線

位于液面上方，距離管與液面交接處為h2，如圖乙所示。則該液體密度與水的密度的比值

為（用h1、h2表示）；如果標記1.0的刻線位于液面下方，距離管與液面交接處為h2

（題中未畫出），則該液體密度與水的密度的比值為（用h1、h2表示）；

（3）若用上述方法在玻璃管上依次標記0.7、0.8、0.9、1.1、1.2、1.3……的刻線，分別代

表液體密度與水的密度的比值，則數(shù)值小的刻線在（填“上邊”或“下邊”），刻線分布

（填“均勻”或“不均勻”）；

（4）現(xiàn)用某種密度較大的液體做成一個簡易的氣壓計，當大氣壓為p0時，管內外液面高度

差為h3，如圖丙所示。現(xiàn)將管豎直向上提升少許，下端管口未露出槽內液面，管內外液面高

度差將（填“變大”“不變”或“變小”）；

（5）將（4）中簡易氣壓計拿到山頂，發(fā)現(xiàn)管內外液面高度差為h4，則山頂?shù)臍鈮簽?/p>

（用h3、h4、p0表示）。