2019_2020学年八年级物理下册10.3物体的浮沉条件及应用期末复习精练含解析新版新人教版.docx

知识点10.3物体的浮沉条件及应用
一、物体的浮沉条件及应用知识结构导图

二、知识点巩固
10.3物体的浮沉条件及应用：
1、物体的浮沉条件：
状态
F浮与G物
V排与V物
对实心物体ρ物与ρ液
上浮
F浮＞G物
V排=V物
ρ物<ρ液
下沉
F浮＜G物
ρ物>ρ液
悬浮
F浮＝G物
ρ物=ρ液
漂浮
F浮＝G物
V排<V物
ρ物<ρ液
2.浮力的应用
1)轮船是采用空心的方法来增大浮力的。轮船的排水量：轮船满载时排开水的质量。轮船从河里驶入海里，由于水的密度变大，轮船浸入水的体积会变小，所以会上浮一些，但是受到的浮力不变（始终等于轮船所受的重力）。
2)潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮或下潜。
3)气球和飞艇是靠充入密度小于空气的气体来改变浮力。
4)密度计是漂浮在液面上来工作的，它的刻度是“上小下大”。
4、浮力的计算：
压力差法：F浮=F向上-F向下
称量法：F浮=G物-F拉（当题目中出现弹簧测力计条件时，一般选用此方法）
漂浮悬浮法：F浮=G物
阿基米德法：F浮=G排=ρ液gV排（当题目中出现体积条件时，一般选用此方法）
三、知识点精炼
一．选择题（共8小题）
1．（2020•海淀区一模）如图所示是“深海勇士号”载人潜水器。它可以在4500米的水下连续工作6个小时以上。若海水密度约为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　）

A．潜水器在海面上漂浮时浮力大于重力
B．潜水器在海面下4500米处作业时，潜水器受到的海水压强为4.5×106Pa
C．潜水器在海面下4500米处连续作业时，所受浮力保持不变
D．潜水器在从海面下4500米匀速上浮至海面下3500米过程中，潜水器底部所受海水压力不变
【考点】：液体的压强的计算；阿基米德原理的应用；物体的浮沉条件及其应用．
【答案】：C
【解析】：A、潜水器在海面上漂浮时浮力等于重力，故A错误；
B、潜水器在海面下4500米处作业时，潜水器受到的海水压强约为：
p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4500m＝4.5×107Pa，故B错误；
C、潜水器在海面下4500米处连续作业时，海水的密度和排开海水的体积都不变，根据F浮＝ρ液gV排可知，所受浮力的大小不变，故C正确；
D、潜水器从海面下4500米匀速上浮至海面下3500米过程中，深度变小，根据p＝ρgh可知潜水器受到海水的压强变小，由F＝pS可知潜水器底部所受海水的压力变小，故D错误。
故选：C。
2．（2020•青山区模拟）建设一支强大的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”潜水艇在海中上浮、下潜训练过程，下列对此潜艇分析正确的是（　　）

A．潜艇下潜过程中浮力不断减小
B．潜艇上浮未露出海面的过程中浮力不断增大
C．潜艇悬浮时所受浮力等于同体积的海水所受的重力
D．潜艇是靠改变自身所受的重力和浮力实现上浮和下潜的
【考点】阿基米德原理的应用；物体的浮沉条件及其应用．
【答案】：C
【解析】：A、潜艇下潜过程中，V排不变，根据F浮＝ρ液gV排可知，潜艇所受浮力不变；故A错误；
B、潜艇上浮过程中，露出水面前，V排不变，根据F浮＝ρ液gV排可知，潜艇所受浮力不变；故B错误。
C、根据阿基米德原理可知，浮力等于排开液体的重力，因此潜艇悬浮时所受浮力等于同体积的海水所受的重力，故C正确；
D、潜艇是靠改变自身所受的重力实现上浮和下潜的，故D错误。
故选：C。
3．（2020•临汾一模）如图所示，核潜艇是捍卫我国主权的战略利器。根据不同任务的要求，核潜艇需要在水面漂浮或在不同深度处悬浮（假设海水密度保持不变）。下列说法正确的是（　　）

A．核潜艇漂浮时受到的浮力最大
B．核潜艇上浮时受到的浮力等于重力
C．核潜艇在不同深度悬浮所受浮力相等
D．核潜艇下潜时受到海水的压强不变
【考点】：液体的压强的特点；物体的浮沉条件及其应用．
【答案】：C
【解析】：A、核潜艇漂浮时排开海水的体积小于浸没时排开海水的体积，根据F浮＝ρ液gV排得所受浮力不最大，故A错误；
B、核潜艇上浮时受到的浮力大于重力，故B错误；
C、由于潜水艇悬浮，则潜水艇所受的浮力与重力大小相等，所以潜水艇所受的浮力大小相等，故C正确；
D、核潜艇下潜时，深度增加，根据p＝ρgh得受到海水的压强变大，故D错误。
故选：C。
4．（2020春•黄埔区月考）将木棒的一端缠绕一些铜丝，能使木棒竖直浮在液体中，这就制成了一个很有用的简易密度计。将它分别放到盛有不同液体的杯中，静止时的情景如图所示。对于这个简易密度计所运用的知识，下列说法中正确的是（　　）

A．它在甲液体中所受的浮力大于在乙液体中所受的浮力
B．用它可以判断出乙液体的密度大
C．可以用它直接测出液体密度值
D．它在甲液体中所受的重力大于浮力
【考点】：物体的浮沉条件及其应用．
【答案】：B
【解析】：AD、由图知，同一密度计在两种液体中都漂浮，其受到的浮力都等于密度计的重力，即它在两种不同液体中所受浮力相等，故AD错误；
BC、密度计在两种不同液体中所受浮力相等，但排开液体的体积不同，根据公式F浮＝ρ液gV排可以比较两种液体密度的大小，V排小的液体密度大，可见乙液体的密度大；但简易密度计上没有标出刻度值，所以无法直接读出液体的密度值，故B正确，C错误。
故选：B。
5．（2020•丛台区校级二模）分别用木头、铜、铁制成甲、乙、丙三个体积相等的小球，将它们放入水中，三个小球静止时位置如图所示，以下判断正确的是（　　）（ρ铜＞ρ铁＞ρ水＞ρ木）

A．乙小球一定是空心的
B．甲小球一定是空心的
C．丙小球所受浮力大于乙小球所受浮力
D．丙小球的质量小于乙小球的质量
【考点】：空心、混合物质的密度计算；物体的浮沉条件及其应用．
【答案】：A
【解析】：A、乙小球是铜制成，在水中是悬浮，则ρ乙球＝ρ水，由于ρ铜＞ρ水，所以，乙小球一定是空心的，故A正确；
B、甲小球是木头制成，在水中是漂浮，则ρ甲球＜ρ水，由于ρ水＞ρ木．所以，不能判断甲小球是否是空心，故B错误；
C、已知三个小球的体积相等，由图可知：排开水的体积V乙排＝V丙排＝V球，根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知受到水的浮力F乙浮＝F丙浮，故C错误；
D、由于乙球悬浮、丙球沉底，则根据物体的浮沉条件可知：F乙浮＝G乙，F丙浮＜G丙，由于F乙浮＝F丙浮，所以，G乙＜G丙，则m乙＜m丙，故D错误。
故选：A。
6．（2020春•内蒙古月考）将同一个苹果分别放入两种液体中，苹果静止后，情形如图所示。苹果在甲液体中受到的浮力为F甲，在乙液体中受到的浮力为F乙，则（　　）

A．F甲＞F乙 B．F甲＝F乙
C．F甲＜F乙 D．条件不足，无法判断
【考点】：物体的浮沉条件及其应用．
【答案】：A
【解析】：苹果在甲液体中漂浮，苹果受到的浮力F甲＝G；苹果在B液体中沉底，苹果受到的浮力F乙＜G，因此，F甲＞F乙。
故选：A。
7．（2020•长春模拟）潜艇在正常航行时，有时突然遭遇海水密度变化，可能会引发潜艇“掉深”，即突然快速向海底沉降。造成潜艇沉降的原因可能是（　　）
A．海水密度变大，潜艇所受浮力突然增大
B．海水密度变大，潜艇所受压强突然增大
C．海水密度变小，潜艇所受浮力突然减小
D．海水密度变小，潜艇所受压强突然减小
【考点】：物体的浮沉条件及其应用．
【答案】：C
【解析】：由于海水中不同深度下海水的密度是变化的，所以潜艇突遇“断崖”险情是因为遇到海水的密度突然变小，潜水艇排开海水的体积不变，根据F浮＝ρ海水gV排可知浮力会突然变小，潜水艇突然遭遇海水密度突变引发潜艇“掉深”，“掉深”到潜艇的极限深度便会艇毁人亡，由此分析可知ABD错误，C正确。
故选：C。
8．（2020•泰州一模）三个相同容器内分别盛满不同的液体，现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中，小球静止后的状态如图所示，以下判断正确的是（　　）

A．液体的密度关系是ρ甲＞ρ丙＞ρ乙
B．液体对容器底部的压强关系是p乙＞p甲＞p丙
C．容器对桌面的压强关系是p'乙＞p'丙＞p'甲
D．小球受到的浮力大小关系是F乙＞F丙＞F甲
【考点】：压强大小比较；物体的浮沉条件及其应用．
【答案】：C
【解析】：三个完全相同的小球，其质量、体积和密度都相同；
A、小球在甲中下沉，故ρ球＞ρ甲，在乙容器中漂浮，故ρ球＜ρ乙，在丙中悬浮，故ρ球＝ρ丙；
所以三种液体的密度关系为：ρ甲＜ρ丙＜ρ乙，故A错误；
B、静止时三个容器的液面恰好相平，即深度h相等，由于乙液体的密度最大，根据p＝ρgh可知，乙容器底受到的液体压强最大，甲容器底受到的液体压强最小，即p乙＞p丙＞p甲；故B错误；
C、开始时，液体的体积V甲＝V乙＝V丙，放入小球后，甲、丙溢出相同体积的液体，则剩余液体体积V甲′＝V丙′；
由于ρ甲＜ρ丙，故m甲＜m丙，重力G甲＜G丙，乙液体溢出的最少，故剩余液体体积V乙′最大；
又因为ρ乙最大，所以乙的质量最大、重力最大，故G甲＜G丙＜G乙；
容器相同，则容器重力相等，三个完全相同的小球，则小球的重力相等，容器对水平桌面的压力等于容器、容器内的液体和球的重力之和，即F甲＜F丙＜F乙；
由于受力面积相同，由p＝可得，p'乙＞p'丙＞p'甲，故C正确；
D、由图知，小球在丙容器中悬浮，在乙容器中漂浮，所以小球所受的浮力与自身的重力相等；在甲容器中下沉，浮力小于其重力，所以小球受到的浮力大小关系是F乙＝F丙＞F甲，故D错误。
故选：C。
二．填空题（共4小题）
9．（2020•广东模拟）一个体积为4×10﹣3m3，质量为3.5kg的物体，使它完全浸没在水中，受到的浮力是　　，松手以后，该物体将　　（填“不变”、“上浮”或“下沉”），最终受到的浮力是　 　。
【考点】：浮力大小的计算；物体的浮沉条件及其应用．
【答案】：40N；上浮；35N。
【解析】：（1）当物体浸没在水中时，此时排开水的体积就等于物体的体积，
即V排＝V物＝4×10﹣3m3，
此时物体受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣3m3＝40N；
（2）物体受到的重力：
G＝mg＝3.5kg×10N/kg＝35N＜40N，
所以松手后物体会上浮；
（3）当物体静止时，物体处于漂浮状态，因此物体受到的浮力：F浮′＝G＝35N。
故答案为：40N；上浮；35N。
10．（2020•任城区校级二模）一个质量为50g的木块放入装有水的烧杯中，处于漂浮状态，则木块受到的浮力是　 　N；若再沿烧杯壁缓慢地倒入浓盐水，则木块受到的浮力将　 　（选填“变大”“不变”或“变小”）（g取10N/kg）。
【考点】：阿基米德原理的应用；物体的浮沉条件及其应用．
【答案】：0.5;不变
【解析】：（1）木块在水中处于漂浮状态，
则木块所受浮力：F浮＝G＝mg＝0.05kg×10N/kg＝0.5N；
（2）因木块在水中漂浮，所以木块的密度小于水的密度，
如果再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒入浓盐水，盐水的密度大于木块的密度，
所以，木块仍然漂浮，所受浮力仍等于木块的重力，即木块受到的浮力不变。
故答案为：0.5；不变。
11．（2020春•内蒙古月考）物体在水中的浮沉是由物体重力和所受浮力的大小关系决定的。将一块实心橡皮泥放入水中，它会沉入水底，但将它捏成瓢状，它就可以浮在水面上；在这个过程中，我们主要是改变了　 　力的大小从而改变浮力与物体重力的大小关系。浮在水面的潜水艇，向水舱中充水，就会下潜，这是通过改变　 　力的大小从而改变浮力与物体重力的大小关系。
【考点】：物体的浮沉条件及其应用．
【答案】：物体排开水的重；自身的重。
【解析】：将一块橡皮泥放入水中后，橡皮泥沉入水底，是因为所受浮力小于重力；将它捏成瓢状，它就可以浮在水面上，此时浮力等于重力，在这个过程中，增大了排开水的体积，增大了排开水的重力，
根据F浮＝ρgV排可知浮力增大，即主要是改变了物体排开水的重力的大小从而改变浮力与物体重力的大小关系。
浮在水面的潜水艇，向水舱中充水，增大了潜水艇自身的重力，当重力大于浮力时，潜水艇下潜，这是通过改变自身的重力的大小从而改变浮力与物体重力的大小关系。
故答案为：物体排开水的重；自身的重。
12．（2020•长春模拟）将浸没在水中的鸡蛋释放，鸡蛋下沉，说明鸡蛋所受浮力　 　重力；逐渐向水中加入盐，能够观察到鸡蛋慢慢浮起，说明物体所受浮力与液体　 　有关。
【考点】：阿基米德原理的应用；物体的浮沉条件及其应用．
【答案】：小于；密度
【解析】：由浮沉条件可知，将鸡蛋浸没在水中释放，鸡蛋受到的浮力小于重力，所以下沉；
逐渐向杯中加盐，盐水的密度变大，而鸡蛋排开盐水的体积不变，由阿基米德原理可知鸡蛋受到的浮力变大，由于鸡蛋重不变，当鸡蛋受到的浮力大于鸡蛋重时，鸡蛋就上浮了；说明物体所受浮力与液体密度有关。
故答案为：小于；密度。
三．实验探究题（共2小题）
13．（2020•涿州市校级二模）小明同学用底面积为20cm2、高50cm的圆柱形玻璃筒制作了一个简易的浮力秤，可以测量物体的质量，它的底部放入适量的沙子，可以使其在水中竖直漂浮，放入沙子后浮力秤的总质量为0.2kg，放入水中后漂浮，它的底部在水面以下的深度为10cm，此时，在与水面相齐的玻璃桶壁处标上质量为“0”的刻度线，如图所示。已知：水槽的底面积为50cm2，高30cm。
（1）不放物体时，该装置所受的浮力是　 　N。
（2）如图乙所示，在该装置中放入一个体积为50cm3的石块，此时该浮力秤的底部在水面下的深度h＝20cm。此时，该装置与水面所对应位置处的刻度线应标为　 　kg。
（3）石块的密度是　 　g/cm3。
（4）若将乙图中的石块取出放入水中，液面静止时，水对容器底的压强减小了　 　Pa。
【拓展】若将该浮力秤放在酒精中使用，静止时，浮力秤上标注的“0”刻度线应该　 　（填高于、低于或等于）酒精的液面，此时水槽中酒精的液面高度为20cm，则能够测量的最大物体质量　kg．（酒精的密度为0.8×103kg/m3）

【考点】：浮力大小的计算；物体的浮沉条件及其应用．
【答案】：（1）1.96；（2）0.2；（3）4；（4）294；（5）低于；0.2。
【解析】：（1）不放物体时，浮力秤处于漂浮状态，受到的浮力和自身的重力相等，
所以，该装置所受的浮力：
F浮0＝G0＝m0g＝0.2kg×9.8N/kg＝1.96N；
（2）在该装置中放入一个体积为50cm3的石块后，该浮力秤处于漂浮状态，
由F浮＝ρgV排＝ρgSh和G＝mg可得：ρ水gS筒h1＝（m0+m石）g，
该装置与水面所对应位置处的刻度线应标：
m石＝ρ水S筒h1﹣m0＝1.0×103kg/m3×20×10﹣4m2×0.2m﹣0.2kg＝0.2kg；
（3）石块的密度：
ρ石＝＝＝4g/cm3；
（4）因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等，
所以，由F浮＝ρgV排和G＝mg可得，图乙中排开水的体积V排＝，
将乙图中的石块取出放入水中，液面静止时排开水的体积V排′＝+V石，
则排开水体积的减少量：
△V排＝V排﹣V排′＝﹣（+V石）＝﹣V石＝﹣50cm3＝150cm3，
则水面下降的高度：
△h＝＝＝3cm，
所以，水对容器底的压强减小了：
△p＝ρ水g△h＝1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.03m＝294Pa；
【拓展】若将该浮力秤放在酒精中使用，静止时处于漂浮状态，受到的浮力和自身的重力相等，
则排开酒精的体积：
V排″＝＝＝2.5×10﹣4m3＝250cm3，
此时浸入酒精中的深度：
h2＝＝＝12.5cm＞10cm，
所以，浮力秤上标注的“0”刻度线应该低于酒精的液面；
此时水槽中酒精的液面高度为20cm，则酒精的体积：
V酒精＝S容h3﹣V排″＝50cm2×20cm﹣250cm3＝750cm3，
当圆柱形玻璃筒刚与容器底部接触时，该浮力秤排开酒精的体积最大，受到的浮力最大，测量物体的质量最大，
此时容器内酒精的深度：
h4＝＝＝25cm，
浮力称排开酒精的最大体积：
V排酒精＝S筒h4＝20cm2×25cm＝500cm3，
由F浮＝ρgV排和G＝mg可得：ρ酒精gV排酒精＝（m0+m测）g，
则m测＝ρ酒精V排酒精﹣m0＝0.8×103kg/m3×500×10﹣6m3﹣0.2kg＝0.2kg。
故答案为：（1）1.96；（2）0.2；（3）4；（4）294；（5）低于；0.2。
14．（2020•五华区校级二模）为安全起见，妈妈为小明买了一块浮板辅助练习游泳。妈妈认为浮板能漂在水面上是因为它轻，小明认为妈妈的说法不对，科学的说法是因为浮板的密度比水的密度小。为验证自己的说法，小明设计了如下实验：
（1）找一根轻质均匀木棍、细绳质量忽略不计和一块标有“净重115g”字样的新肥皂，用如图所示的方法进行测量。测量时，使木棍在　 　位置平衡，记下A、B的位置，用刻度尺测出OA＝10cm，OB＝40cm，则浮板的质量为　 　kg。
（2）把浮板压入装满水的桶中刚好浸没，用塑料袋质量忽略不计收集溢出的水，用1所述方法测得溢出水的质量为4.6kg，则浮板的体积为　 　m3，密度为　 　kg/m3；小明用此浮板游泳时浮板受到的最大浮力为　 　N，方向为　 　。
（3）根据这个实验结果，妈妈说原来用密度比水小的材料制成的物体才能漂浮在水上，这种说法　
　 （选填“正确”或“不正确”）。请举例说明　 　。

【考点】：物体的浮沉条件及其应用
【答案】：（1）水平；0.46；（2）4.6×10﹣3；0.1×103；46；竖直向上；（3）不正确；用钢铁制成的船能漂浮在水面上。
【解析】：（1）测量过程中，使木棍在水平位置平衡，此时OA、OB的长度等于A、B两处力的力臂；
根据杠杆的平衡条件：m板g×OA＝m皂g×OB
代入数据：m板×10N/kg×10cm＝115×10﹣3kg×10N/kg×40cm
解得m板＝0.46kg。
（2）由题意和密度公式得，浮板的体积：
V＝V排＝＝＝4.6×10﹣3m3；
浮板的密度：ρ＝＝＝0.1×103kg/m3；
浮板完全浸没时受到的浮力：
F浮＝ρ水gV板＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4.6×10﹣3m3＝46N，浮力的方向竖直向上。
（3）钢铁的密度远大于水的密度，但用钢铁制成的船舶可以漂浮在水中，所以妈妈的说法是错误的。
故答案为：（1）水平；0.46；（2）4.6×10﹣3；0.1×103；46；竖直向上；（3）不正确；用钢铁制成的船能漂浮在水面上。
四．计算题（共3小题）
15．（2020•杭州一模）瓯江北口大桥是世界上首座“三塔四跨双层钢桁梁悬索桥”，主桥中塔为世界首创的A字型混凝土塔结构，采用沉井基础，中塔首节钢沉井体积为105米3，总重力约108牛，从江苏南通耗时七天浮运到桥位处（如图）。（ρ水＝1.0×103千克/米3）
（1）据浮沉条件判断，沉井在运输过程中处于　 　状态。
（2）沉井就位之后，开始注水下沉着床，要使沉井完全沉入水中，需注入水的质量是多少？

【考点】：物体的浮沉条件及其应用．
【答案】：（1）漂浮；（2）需注入水的质量是9×107kg
【解析】：（1）若钢沉井完全浸没在水中，其受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×105m3＝109N＞108N，
所以，沉井在运输过程中（浮运）处于漂浮状态。
（2）因为沉井开始下沉时，浮力等于总重力，
所以需要注入水的重力：G水＝F浮﹣G沉井＝109N﹣108N＝9×108N，
由G＝mg可得，需要注入水的质量：m＝＝＝9×107kg。
答：（1）漂浮；（2）需注入水的质量是9×107kg。
16．（2020春•蒙城县月考）有一种叫做“蓝鳍金枪鱼﹣21”的自主水下航行器，用于深海搜寻。其外形与潜艇相似（如图所示），相关参数为体积1m3、重量7500N，最大潜水深度4000m，最大航速7.5km/h（不考虑海水密度变化，海水密度ρ取1.0×103kg/m3）。
（1）航行器停留在水下300m深处作业时，若遇故障发动机关闭，试分析判断航行器的浮沉情况。
（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时，能静止漂浮在海面上，求此时“金枪鱼”露出海面的体积为多大？

【考点】：阿基米德原理的应用；物体的浮沉条件及其应用．
【答案】：（1）航行器停留在水下300m深处作业时，若遇故障发动机关闭，航行器将上浮；
（2）0.25m3。
【解析】：（1）航行器停留在水下300m深处作业时，受到的浮力：
F浮＝ρ海水gV排＝ρ海水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3＝1.0×104N；
航行器重力G＝7500N；
因为F浮＞G，
所以航行器在海水中将上浮；
（2）因“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时恰能静止漂浮在海面上，
所以，此时它所受的浮力：
F浮′＝G＝7500N，
由F浮＝ρ海水V排g可得，此时排开海水的体积：
V排′＝＝＝0.75m3，
露出海面体积为：V露＝V﹣V排＝1m3﹣0.75m3＝0.25m3。
答：（1）航行器停留在水下300m深处作业时，若遇故障发动机关闭，航行器将上浮；
（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时，能静止漂浮在海面上，此时“金枪鱼”露出海面的体积为0.25m3。
17．（2020•庐阳区校级一模）如图甲所示，将边长为10cm的立方体木块A放入水中，有的体积浸入水面，将金属块B放在木块中央静止后用刻度尺测出此时木块露出水面的高度h1为2cm，如图乙所示，再用轻质细线将金属块捆绑在木块中央，放入水中静止后测出此时木块露出水面高度h2为3cm，如图丙所示（g取10N/kg）。求：
（1）木块在图甲中受到的浮力；
（2）图甲中木块底部受到的压强；
（3）金属块的密度。

【考点】：密度的计算；液体的压强的计算；物体的浮沉条件及其应用．
【答案】：（1）6N；（2）600Pa；（3）2×103kg/m3。

【解析】：（1）立方体木块A的边长为10cm＝0.1m，
则木块A的底面积：SA＝（0.1m）2＝1×10﹣2m2，
木块A的体积：VA＝（0.1m）3＝1×10﹣3m3，
由题可知，甲图中木块排开水的体积：V排甲＝VA＝×1×10﹣3m3＝6×10﹣4m3，
则甲图中木块受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣4m3＝6N；
（2）由题可知，甲图中木块浸入水中的深度：h＝×0.1m＝0.06m，
则甲图中木块底部所受的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m＝600Pa；
（3）甲图中木块漂浮，所以木块的重：GA＝F浮＝6N，
图乙中木块浸入水中的体积：V浸＝SAh浸＝1×10﹣2m2×（0.1m﹣0.02m）＝8×10﹣4m3，
图丙中木块浸入水中的体积：V浸′＝SAh浸′＝1×10﹣2m2×（0.1m﹣0.03m）＝7×10﹣4m3，
乙、丙两图中，A和B的整体都处于漂浮状态，总浮力等于总重力，总重力不变，
所以，两物体所受的总浮力相同，排开水的总体积相等，即V浸＝V浸′+VB，
则金属块B的体积：VB＝V浸﹣V浸′＝8×10﹣4m3﹣7×10﹣4m3＝1×10﹣4m3，
乙图中正方体木块A和金属块B受到的总浮力：
F浮′＝ρ水gV排′＝ρ水gV浸＝1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3＝8N，
由于A和B的整体处于漂浮状态，所以GA+GB＝F浮′，
则金属块B的重力：GB＝F浮′﹣GA＝8N﹣6N＝2N，
金属块B的质量：mB＝＝＝0.2kg，
所以金属块B的密度：ρB＝＝＝2×103kg/m3。
答：（1）木块在图甲中受到的浮力为6N；
（2）图甲中木块底部受到的压强600Pa；
（3）金属块的密度为2×103kg/m3。
五．综合能力题（共1小题）
18．（2020•洪山区模拟）我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器（如图甲）外壳选择了钛合金板做主材，其主要技术参数如下表。蛟龙号带有适当数量的压载铁，通过改变压载铁的数量，来控制其下沉或上浮，采用科学家们研发的具有世界先进水平的高速水声通信技术，即声呐通信。
体积/m3
50
最大速度/节
25
自身质量/kg
2.2×104
最大载荷（不包括乘员体重）/kg
460
最大下潜深度/m
7000
乘员人数（每人体重不超过80kg）
3

（1）“蛟龙号”的电源是由多节充油银锌蓄电池串联而成，这种电源的“比能量”约为15kW•h/kg，“比能量”是指电池单位质量所输出的电能。这种蓄电池的放电电压随时间的变化规律如图乙，可以用60A的电流连续放电10h。“蛟龙号”工作时，需要的总能量约为120kW•h，则其电源的质量约为　 　kg，为了对“蛟龙号”正常供电，串联的蓄电池不得少于　 　节。
（2）“蛟龙号”采用“深潜器无动力下潜上浮技术”，其两侧配备4块相同的压载铁，当其到达设定深度时，可抛卸其中2块压载铁，使其处于悬浮状态，从而实现各种试验作业，当“蛟龙号”悬停在工作区时，每块铁块的体积为多少立方米时，才能使“蛟龙号”最大负载时实现悬浮静止状态。（设海水的密度ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg，ρ铁＝8×103kg/m3）
（3）“蛟龙号”抛卸所有压载铁后上浮，乘员取出载荷上岸后，“蛟龙号”漂浮在海面上，由起重装置将其匀速竖直吊离水面，起重装置起吊拉力的功率随时间变化的图象如图所示，图丙中P2＝2P1．则t1时刻“蛟龙号”的排水体积为多少立方米？（不考虑水的阻力）
【考点】：阿基米德原理的应用；物体的浮沉条件及其应用．
【答案】：（1）8；125；（2）每块铁块的体积为1.95m3 时，才能使“蛟龙号”最大负载时实现悬浮静止状态；（3）t1时刻“蛟龙号”的排水体积为11立方米。
【解析】：（1）电源的质量m＝＝8kg；
一节蓄电池的能量：W1＝UIt＝1.6V×60A×10×3600s＝3.456×106J，
蓄电池的节数＝125（节）；
（2）“蛟龙号”悬浮时受到的浮力：F浮＝ρgV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×50m3＝5×105N；
设每块压载铁的质量为m铁，则总重力：
G总＝mg+2m铁g＝（2.2×104kg+460kg+3×80kg）×10N/kg+2×10N/kg×m铁＝227000N+2×10N/kg×m铁；
2个压载铁受到的浮力：F浮铁＝2ρgV铁＝2×1.0×103kg/m3×10N/kg×V铁；
“蛟龙号”悬浮时，所受的浮力和总重力是平衡力；
由G总＝F浮+F浮铁可得：
227000N+2×10N/kg×m铁＝5×105N+2×1.0×103kg/m3×10N/kg×V铁
解得V铁＝1.95m3。
（3）设在t1、t2时刻起重装置对“蛟龙号”的拉力分别为F1、F2，“蛟龙号”上升的速度为v，
t1时刻，“蛟龙号”还没有离开水面，由力的平衡条件可得：F1+F浮′＝mg，所以F1＝mg﹣F浮′，
t2时刻，“蛟龙号”已经完全离开水面，则：F2＝mg，
由题可知P2＝2P1，即F2v＝2F1v，
所以F2＝2F1，
即mg＝2（mg﹣F浮′），
则F浮′＝mg＝×2.2×104kg×10N/kg＝1.1×105N，
根据阿基米德原理可得t1时刻“蛟龙号”的排水体积：
V排′＝＝＝11m3。
故答案为：（1）8；125；
（2）每块铁块的体积为1.95m3 时，才能使“蛟龙号”最大负载时实现悬浮静止状态；
（3）t1时刻“蛟龙号”的排水体积为11立方米。

18