1、8.6 物体的沉浮条件一、选择题1.下列四个情景中，受到的浮力增大的物体是（）。A从深水处走向海岸沙滩的游泳者；B从长江驶入大海的轮船；C海面下正在下沉的潜水艇；D在码头装载货物的轮船【答案】D。【解析】A从深水处走向海岸沙滩的游泳者；所受浮力变小，不符合题意。B从长江驶入大海的轮船；只要轮船质量不变，在长江和在大海中所受浮力相同，故B不符合题意。C海面下正在下沉的潜水艇；所受浮力不变，只是潜水艇受到的重力逐渐增大，导致下沉，故C不符合题意。D在码头装载货物的轮船；轮船上的货物逐渐增大，轮船排开海水的体积逐渐增大，浮力逐渐增大，故D符合题意。2.（2017辽阳）（多选）建设一支强大的海军是实现
2、中国梦的有力保障，核潜艇是海军的战略重器，如图是我国094型战略导弹核潜艇，关于它在海中状态的有关分析正确的是（）。A.上浮过程中所受浮力逐渐增大；B.悬浮时所受浮力等于重力；C.悬浮和漂浮时所受的浮力相等；D.漂浮时比悬浮时排开海水质量小【答案】BD。【解析】A上浮过程中所受浮力逐渐增大；此说法错误。物体受到的浮力与其排开液体的体积有关，上浮过程中潜艇排开水的体积不变，浮力不变。B悬浮时所受浮力等于重力；此说法正确。潜艇悬浮时，处于静止状态，潜艇受到平衡力的作用，故潜艇受到的浮力大于其重力。C悬浮和漂浮时所受的浮力相等；此说法错误。潜艇悬浮时，潜艇排开水的体积等于潜艇的体积；潜艇漂浮时，排开
3、水的体积小于潜艇的体积。D漂浮时比悬浮时排开海水质量小；此说法正确。漂浮时，潜艇排开海水的体积小于悬浮时排开海水的体积，故排开海水的质量亦是如此。此题说法正确的是BD。3.（2017山西）俗话说“瓜浮李沉”，意思是西瓜投入水中会漂浮，李子投入水中会下沉。对此现象，下列说法正确的是（）。A西瓜的密度比李子的密度大；B西瓜漂浮时所受浮力大于重力；C李子下沉过程中所受水的压强不变；D李子浸没后，下沉过程中所受浮力大小不变【答案】D。【解析】“瓜浮李沉”，意思是西瓜投入水中会漂浮，李子投入水中会下沉，其正确的解释应该是西瓜的密度小于水的密度；李子的密度大于水的密度。故A的说法错误。西瓜漂浮在水中时，西
4、瓜受到的浮力等于其受到的重力，故B的说法错误。液体压强与其深度有关，李子在下沉过程中受到水的压强逐渐增大，故C的说法错误。李子完全浸没水中后，李子排开水的体积不变，浮力不变；故D的说法正确。正确答案是D。4.体积为60L的救生圈，所受重力为50N，体重为450N的林林同学在水中使用这个救生圈，当他处于静止状态时，下列判断正确的是()。A人和救生圈没入水中，处于悬浮状态；B人和救生圈漂浮，部分露出水面；C人和救生圈沉入水底；D以上情况都有可能【答案】B。【解析】假设救生圈浸没在水中，则救生圈所受到的浮力为：F浮力=gV排=1.0103kg/m310N/kg0.06m3=600N；G=G人+G圈=
5、450N+50N=500NF浮力；并且人在水里也受到水的浮力，也排开一部分水，所以，人和救生圈漂浮，人和圈可以部分露出水面。故选B。二、填空题5.普通潜水艇从海面下潜但未全部没入海水的过程中，它所受的浮力逐渐_(填“变大”“不变”或“变小”)；若潜水艇悬浮在海水中，当用压缩空气把水舱中的海水排出一部分时，潜水艇将_(填“上浮”或“下沉”)；在露出海面之前，潜水艇所受的浮力将_(填“变大”“不变”或“变小”)。【答案】变大；上浮；不变。【解析】普通潜水艇从海面下潜但未全部没入海水的过程中，V排不断增大，由F浮=水gV排可知它所受的浮力逐渐增大，当将水舱内的水排出一部分后，潜水艇的重力减小，故重力
6、小于浮力，潜水艇将上浮，在未露出水出之前，由于排开水的体积不变，故潜水艇所受到的浮力不变。故答案为：变大；上浮；不变。6.（2017泰州）一物块的质量为90g，体积为100cm3，现将它浸没在水中，物体所受的浮力为N，松手后，物体将会（上浮/下沉/悬浮），最终静止时物体排开水的质量为 g。（g=10N/kg，水=1.0g/cm3）【答案】1、上浮、90。【解析】根据浮力计算公式，可求得：，物块密度：，物块密度小于水的密度，故松开手后会上浮；当物静止时，物块排开水的质量等于物块质量，即为90g。答案：1、上浮、90。7（2018桂林）小关与同学们去游觉桂林两江四湖，登上游船后，船会下沉一些，那么
7、（）。A船的重力将减小 B水对船的浮力将减小C水对船的浮力将增大D水对船的浮力将保持不变【答案】C。【解析】（1）同学们登上游船过程中，使船的重力变大，故A错误；（2）登上游船过程中，游船一直处于漂浮状态，则F浮=G，所以，游船受到的浮力变大，故BD错误，C正确。故选C。8(2018遵义)在一次抗洪救灾行动中，一名质量为60kg的武警战士登上一艘自重为540kg的冲峰舟准备抢险救灾，此时漂浮在水面上的冲锋舟排开水的体积为m3，若满载时排开水的体积为1.2m3，最多还能装载质量为kg的人和物资。（水=1.0103kg/m3）【答案】0.6；600。【解析】（1）因为冲锋舟漂浮在水面上，所以受到的
8、浮力：F浮=G=（m人+m舟）g=（540kg+60kg）10N/kg=6000N，因为F浮=液gV排，所以其排开水的体积：V排=0.6m3；（2）冲锋舟满载时受到的浮力：=1.0103kg/m310N/kg1.2m3=12000N，设人和物资的总重为G最大，则有G舟+G最大=；即：540kg10N/kg+G最大=12000N；解得：G最大=6600N；故m最大=660kg，所以最多还能装载质量为660kg60kg=600kg。故答案为：0.6；600。9（2018淮安）如图所示为我国某新型战略核潜艇。它在水面航行时排水量为9000t，受到的浮力为N。它在水下下潜过程中，受到的浮力（选填“增大
9、”、“减小”或“不变”），受到水的压强（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（g取10N/kg）【答案】9107；增大；增大。【解析】（1）核潜艇在水面航行时受到的浮力：F浮=G排=m排g=9106kg10N/kg=9107N；（2）随着海水深度的增加，单位体积海水的质量变大，即海水的密度增大，根据F浮=G排=液gV排可知，潜水器受到的浮力增大；（3）根据p=gh可知，在核潜艇下潜过程中，所处深度h增大、海水的密度不变，所以海水对它的压强增大。故答案为：9107；增大；增大。10（2018成都A）我国第二艘航空母舰己于2018年5月13 日开始出海试航，将来可增加我国海军实力。如图12所乐，辽
10、宁号航空母舰训练过程中，舰载飞机飞离航母，与飞离前相比，母舰会 (选填“上浮一些”、“ 下沉一些”或“保持不变”）。舰载机起飞时，机翼上表面空气流动速度 (选填“大于”、“小于”或“等于”）下表面空气流动速度。【答案】上浮一些；大于。【解析】（1）航母始终漂浮于水面上，由漂浮条件可知，浮力等于重力，即F浮=G，当舰载飞机飞离航母后，航母的重力G减小，因航母仍处于漂浮状态，故所受浮力F浮要减小；因浮力减小，由阿基米德原理F浮=gV排可知，排开水的体积减小，航母将上浮一些。（2）由于机翼都做成上凸下平的形状，同一股气流在相同的时间内，通过机翼的上方和下方，上方气流通过时经过的路程大，速度大；下方气
11、流通过时经过的路程小，速度小。故答案为：上浮一些；大于。三、计算题11.随着我国经济的不断增长，国防力量也在加强，我国第一艘航空母舰“辽宁号”已正式交接。根据某航母的主要参数值列式计算：(g10 N/kg，海水1.03103 kg/m3)主要参数值航母总质量(包括舰载飞机)6107 kg每架舰载飞机的质量5150 kg每架舰载飞机与甲板的总接触面积5000 cm2航母正常航行速度54 km/h航母以正常航行速度行驶时所受阻力3.6108 N(1)求每架舰载飞机对甲板的压强；(2)求航母所受的总重力和浮力的大小；(3)若航母以正常航行速度匀速从甲地开往乙地，行驶了540 km.求此过程中航母牵引
12、力的功率；(4)若其中一架舰载飞机起飞后，求航母排开海水的体积减少了多少？【解析】（1）舰载飞机对甲板的压：F=G1=m1g=5150kg10N/kg=5.15104N，舰载飞机对甲板的压强：p=1.03105Pa。（2）航母总重力：G2=m2g=6107kg10N/kg=6108N，因为漂浮，所以F浮=G2=6108N。（3）因为航母在匀速行驶，根据二力平衡可得：F牵=f=3.6108N，牵引力的功率：P=F牵v=3.6108N/kgm/s=5.4109W。（4）舰载飞机起飞前后，航母受到的浮力：F浮=液gV排，F浮1=G2-G1=液gV排1，根据阿基米德原理可得：V=V排-V排1=-=5m
13、3。答：（1）每架舰载飞机对甲板的压强为1.03105Pa；（2）航母的总重力和受到的浮力均为6108N；（3）航母行驶过程中牵引力的功率为5.4109W；（4）航母排开海水的体积减少了5m3。一、选择题1.（2019菏泽）人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟，煮熟后的饺子会漂起来的原因是（）。A饺子的重力减小了； B饺子的重力和浮力都增大了；C饺子的重力不变，浮力增大；D饺子的重力和浮力都减小了【答案】C。【解析】饺子在水中煮的时候，质量不变，则重力不变，因为饺子受热膨胀，体积增大，根据f浮=gv排知，浮力增大，当浮力大于重力时便会浮上来。故ABD错误，C正确。故选C。2.（2019潍坊）
14、2019年4月，中国自主研发的600m无人遥控潜水器“海龙”成功完成下潜任务。在某次下潜中，若从“海龙”刚好浸没开始计时，到返回水面结束计时，下潜深度h随时间t的变化关系如图乙所示。忽略海水密度变化和“海龙”的形变，下列对“海龙”分析正确的是（）。A从开始到结束计时，共用时10min； B在13min，受到海水的浮力逐渐变大C在46min，处于匀速直线运动状态；D在68min，受到海水的压强逐渐减小【答案】AD。【解析】A、由图乙可知，从开始到结束计时，共用时10min，故A正确；B、由题知，从“海龙”刚好浸没开始计时，则在13min内，潜水器浸没水中，排开水的体积不变，由F浮=gV排可知，其
15、受到海水的浮力不变，故B错误；C、由图乙可知，在46min内，下潜深度h不变，说明潜水器的速度为0，处于静止状态，故C错误；D、由图乙可知，在68min内潜水器所处的深度逐渐减小，即潜水器在上浮，由p=gh可知，潜水器受到海水的压强逐渐减小，故D正确。故选AD。3.（2019绵阳）我国10万吨级的“新光华”号半潜船拥有两个标准足球场大的甲板，为亚洲最大。2019年1月，“新光华”号半潜船从巴西运载2.5万吨的超大型钻井平台回到广州。半潜船装载钻井平台的工作过程示意图如图所示，半潜船先通过调整水舱里的压载水量，平稳地将船身和甲板潜入约30米深的水下，只露出船楼建筑；然后将漂浮的钻井平台拖拽到甲板
16、正上方水面，半潜船开始排出水舱里的压载水，上浮到甲板与钻井平台底部接触时，将钻井平台绑扎固定在甲板上，继续排出水舱里的压载水，半潜船船身连同钻井平台一起上浮，浮出水面，最后静止。半潜船在上浮过程中（）。A当排出的压载水重大于钻井平台重时才开始上浮；B当排出的压载水重等于钻井平台重时才开始上浮；C排出的压载水总重大于钻井平台重；D排出的压载水总重等于钻井平台重【答案】C。【解析】半潜船在上浮过程中分为3个状态，如下：图1是半潜船的船身和甲板潜入约30米深的水下的状态（此时漂浮）；图2是上浮到甲板与钻井平台底部刚刚接触时的状态；图3是半潜船船身连同钻井平台一起上浮，浮出水面，最后处于静止状态；AB
17、、图1中，半潜船在水下约30米深的位置处于漂浮状态，浮力等于重力；由图1到图2，将压载水排出水舱，则半潜船的重力减小，重力小于浮力，则半潜船会上浮，所以只要排出压载水，半潜船就会上浮，故AB错误；CD、图1中：F浮1=G半潜船，图3中：F浮3=G半潜船-G排总+G钻（其中G排总为整个过程中排出的压载水总重），由图可知：V排1V排3；由于都是在水中，则由F浮=液V液g可知，F浮1F浮3，即：G半潜船G半潜船-G排总+G钻，所以，G排总G钻，故C正确，D错误。故选C。4（2018临沂）2018年4月20日，我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”（如图所示）成功首潜。潜水器在水面下匀速下潜过程中（）。A
18、受到的重力小于浮力； B上、下表面受到的压力差变大；C受到的压强变大，浮力变大；D受到的压强变大，浮力不变【答案】D。【解答】解：潜水器在水面下匀速下潜，此时水的密度不变，潜水器浸没在水中，其排开水的体积不变，但是在水中的深度逐渐增深。根据公式P=gh和公式F浮=液gV排可知，潜水器受到的压强增大，浮力不变，即上、下表面受到的压力差不变。故选项A、B、C均错误，D正确。故选：D。5（2018玉林）如图所示，若“玉林号”导弹护卫舰从大海驶入珠江，下列分析正确的是（）。A浮力变小，舰体上浮一些；B浮力变大，舰体下沉一些；C浮力不变，舰体下沉一些；D浮力不变，舰体上浮一些【答案】C。【解析】当护卫舰
19、从大海驶入珠江后，仍然漂浮，根据漂浮条件可知受到的浮力：F浮=G，因为护卫舰受到的重力不变，所以船受到的浮力不变；故AB错误；由于海水江水，根据F浮=水V排g可知，排开江水的体积大于排开海水的体积，即：舰体浸入水中的体积变大，舰体下沉一些，故C正确，D错误。故选C。6（2018龙东）海权握，国则兴。建设一支强大海军是实现中国梦的有力保障，潜水艇是海军的战略重器。如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海水中悬浮、上浮、漂浮的训练过程。下列对此潜水艇分析正确的是（）。A悬浮和漂浮时受到的浮力相等；B漂浮时排开的海水所受的重力最小；C上浮过程中所受浮力逐渐变大；D漂浮时潜水艇底部所受海水压强最
20、大【答案】B。【解析】A、由图可知，悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积，由F浮=液gV排可知，潜艇悬浮时所受浮力大，即F悬浮F漂浮，故A错误。B、根据阿基米德原理可知，浮力等于排开液体所受的重力；由B项可知F悬浮F漂浮，所以漂浮时排开海水所受的重力最小，故B正确。C、潜艇上浮过程中，露出水面前，V排不变，根据F浮=液gV排可知，潜艇所受浮力不变；逐渐露出水面时，V排减小，潜艇所受浮力减小；故C错误。D、由图可知，潜艇漂浮时其底部所处深度最小，根据p=gh可知，此时潜艇底部所受海水压强最小，故D错误。故选B。二、填空题7.（2019苏州）2019年4月23日，中国人民海军成立70周年阅
21、兵仪式在黄海举行。（1）两并排行驶的舰艇编队间距较远（如图所示），这是因为若靠得过近，彼此间海水流速会很大，导致压强很_，压力差会使舰艇发生碰撞；（2）在仪式上，我国研制的新型核潜艇浮出水面接受检阅，它是通过减小所受_（选填“重力”或“浮力”）实现上浮的；（3）901综合补给舰也一起亮相，该舰的满载排水量约为40000t，它满载时所受的浮力约为_N。（g=10N/kg）【答案】小；重力；4108。【解析】（1）流体的流速越大，流体的压强越小；若两并排行驶的舰艇靠得过近，彼此间海水流速会很大，导致舰艇间的压强很小，向内的压力差会使舰艇发生碰撞，所以两并排行驶的舰艇编队间距较远。（2）潜水艇是靠改
22、变自身的重来完成上浮或下潜的；当核潜艇浸没在水中时，排开水的体积不变，浮力不变，减小自身的重力，浮力大于重力，核潜艇上浮到水面接受检阅。（3）该舰满载时排开水的重力：G排=m排g=4107kg10N/kg=4108N，由阿基米德原理可得，它满载时所受的浮力：F浮=G排=4108N。故答案为：（1）小；（2）重力；（3）4108。8（2018龙东）如图所示，我国首艘航母“辽宁号”的排水量为67500t，当航母满载时静止在水面上受到的浮力为N；舰体底部在水面下10m深处受到海水的压强是Pa（海水=1.03103kg/m3）。【答案】6.75108；1.03105。【解析】（1）由阿基米德原理可得，
23、该航母满载时受到的浮力：F浮=G排=m排g=67500103 kg10N/kg=6.75108N；（2）舰体底部在水面下10m深处受到海水的压强：p=gh=1.03103kg/m310N/kg10m=1.03105Pa。故答案为：6.75108；1.03105。9（2018南京）如图所示，水平桌面上两个相同的玻璃缸装满了水，水中分别漂浮着大、小两只玩具鸭。甲、乙两图中水对缸底的压强分别为p1和p2，缸对桌面的压强分别为p1和p2两只玩具鸭受到的浮力分别为F1和F2，则它们的大小关系为：p1 p2，p1p2，F1F2，若乙图中小玩具鸭的质量为15g，它排开水的体积是cm3。【答案】=；=；15。
24、【解析】（1）由图和题意可知，甲、乙两个完全相同的玻璃缸装满了水，玩具鸭放入后水的深度h仍然相同，根据p=gh可知，水对容器底部的压强相等，即：p1=p2；（2）因甲、乙两个玻璃缸完全相同装满了水时，水的质量相等，根据水平面上物体的压力和自身的重力相等可知，甲、乙两个玻璃缸装满水时对桌面的压力相等；由于玩具鸭子漂浮，根据漂浮条件和阿基米德原理可知：G物=F浮=G排，即玩具鸭的重力与溢出水的重力相等，所以漂浮着玩具时玻璃缸对桌面的压力仍然相等，由于玻璃缸完全相同（底面积相同），则由p=可知，此时缸对桌面的压强相等，即：p1=p2；（3）甲、乙缸装满了水，玩具鸭子漂浮，根据图示可知，甲缸中鸭子排开
25、水的体积大，根据阿基米德原理可知，甲缸中鸭子受到的浮力大，即：F1F2；（4）若乙图中小玩具鸭的质量为15g，则漂浮条件和阿基米德原理可知：G排=F浮=G物，即：m排g=m物g，所以，m排=m物=15g，由=可得它排开水的体积：V排=15cm3。故答案为：=；=；15。10（2018泸州）在海面下潜艇上浮过程中受到的重力下潜过程中受到的重力（选填“等于”、“小于”或“大于”）。【答案】小于。【解析】潜水艇在海面下上浮，应通过水仓排水而减小自身的重力，由于重力小于浮力故潜水艇会上浮；潜水艇要潜入水中，应通过水仓进水而增大自身的重力，由于重力大于浮力故潜水艇会下沉；所以在海面下潜艇上浮过程中受到的
26、重力小于下潜过程中受到的重力。故答案为：小于。11（2018泸州）据报道，2018年5月5日，直18改进型直升机阵落在我国首艘国产航母的甲板上，如图所示。该航母满载时排水量为7000吨，在海水中吃水深度为11m。取水=1.0103kg/m3，g=10N/kg。该航母满载时，受到的浮力为N，最低处受到海水的压强为Pa；某架直升机飞离该航母后，若航母排开的海水体积减少了7m3，则该直升机的质量是kg。【答案】7107；1.1105；7103。【解析】（1）该航母满载时排水量：m排=7000t=7106kg，航母满载时受到的浮力：F浮=G排=m排g=7106kg10N/kg=7107N；（2）满载时
27、该航母最底处受到海水的压强：p=海gh=1.0103kg/m310N/kg11m=1.1105Pa。（3）因为航母漂浮在水面上，则F浮=G，直升机飞离该航母后，则F浮=G，由于直升机飞离该航母后，直升机的重力G直=GG，则F浮=F浮F浮=GG=G直，根据F浮=海gV排和G=mg可得：直升机的质量m直=海V排=1.0103kg/m37m3=7103kg。故答案为：7107；1.1105；7103。三、计算题12.（2019泸州）庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行，图中093改进型攻击核潜艇于2019年4月27日公开亮相，进行了战略巡航。该潜艇最大核动力功率为2.81
28、04kW，完全下潜到海面下后的排水量为6.8103t（取海水密度=1103kg/m3、g=10N/kg）。问：（1）该潜艇悬浮时，其上一面积为0.05m2的整流罩距海面深度为200m，此时整流罩受到海水的压力为多少？（2）若最大核动力功率转化为水平推力功率的效率为80%，该潜艇在海面下以最大核动力功率水平巡航时，受到的水平推力为1.6106N，此时潜艇的巡航速度为多少？（3）该潜艇浮出海面处于漂浮时，露出海面的体积为1.5103m3，此时潜艇的总重量是多少？【解析】（1）潜艇下潜到200m深处时，h=200m；此时整流罩所受海水的压强：p=gh=1.0103kg/m310N/kg200m=21
29、06Pa。整流罩的面积：S=0.05m2，由p=变形得，整流罩所受压力为：F=pS=2106Pa0.05m2=1105N。（2）最大核动力功率：P总=2.8104kW=2.8107W；根据=可得：有用功率：P有用=P总=80%2.8107W=2.24107W；由P=Fv得潜艇的巡航速度：v=14m/s；（3）完全下潜到海面下后的排水量为6.8103t，则V=V排=6.8103m3。潜艇浮出海面处于漂浮时，排开水的体积V排=V-V露=6.8103m3-1.5103m3=5.3103m3，根据漂浮条件和F浮=液gV排可得，此时潜艇的总重量：G=F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg5.3103m3=5.3107N。答：（1）整流罩受到海水的压力为1105N；（2）潜艇的巡航速度为14m/s；（3）该潜艇浮出海面处于漂浮时，潜艇的总重量是5.3107N。14
