第3节水的浮力3液面高度变化问题（学生版）

水的浮力3液面高度变化问题目标导航目标导航课程标准课标解读会用物体的浮沉条件解释有关现象和解决简单的实际问题。利用受力分析，推导物理浮力变化1、利用浮力公式与浮沉条件，判断物体浸没与漂浮时的液面高度变化；冰融化前后液面变化等，此类型难度较大。2、两个物体放水中或绳子弹簧等拉着，考察受力分析等，难度较大。知识精讲知识精讲知识点01液面高度变化问题类型一:冰漂在某液体(1)纯冰在纯水中融化，融化后液面高度；(2)纯冰在盐水(或其他密度比水大的液体)中融化，融化后液面；(3)纯冰在密度比水小的液体中融化，融化后液面高度。类型二:冰块中含有其他杂质，漂在水中(1)含有木块(或其他密度比水的固体)的冰块在纯水中融化，融化后液面高度；(2)含有石块(或其他密度比水的固体)的冰块在纯水中融化，融化后液面高度；(3)含有煤油(或其他密度比水的液体)的冰块在纯水中融化，融化后液面高度。类型三:冰块中含有一定质量的气体，漂在水中，融化后液面【能力拓展】一、判断方法(1)比较体积变化法:比较的是冰熔化前(或物体投放前)在液体中排开液体的体积和冰熔化成水后的体积(或物体投放后液体体积)的大小关系:若前体积大于后体积，液面下降；若前体积等于后体积，液面不变；若前体积小于后体积，液面上升。(2)比较压力变化法:比较前后容器底部受到压力的变化。F前=P前xS底=p液gh前S底,F后=P后xS底=p液gh后S底,根据前后压力的大小关系得出液体前后深度的关系，再判断液面的升降情况。(3)比较浮力变化法:比较前后浮力的变化判断液面的升降。若F前浮>F后浮，则液面下降；若F前浮<F后浮,则液面上升；若F前浮=F后浮，则液面不变。二、状态法及其使用(1)状态法:变化前后液体中的物体所处的状态进行比较来判断液面的升降。(2)如何用“状态法”速断液面升降a.若变化前后液体中的物体都处于漂浮、悬浮状态，而无沉体出现，则液面不变；b.若液体中的物体，在变化前无沉体，而变化后有沉体出现，则液面下降；c.若液体中的物体，在变化前有沉体，而变化后无沉体出现，则液面升高。【即学即练1】5.如图，一杯果汁(密度大于水)，加冰后液面正好同杯口相平。则在冰块熔化过程中(

)A.液面不变，液体不溢出

B.液面不变，液体溢出

C.液面下降

D.无法确定【即学即练2】（2019八上·萧山月考）将冰块放在浓盐水中，液面位置如图所示，若冰完全熔化，杯中液面高度将________（填“上升”、“下降”或“不变”，下同）；该浓盐水的密度为1.2g/cm3，露出水面的冰块体积是冰块体积的几分之几？________；若用水代替盐水，则液面高度将________。（冰的密度为0.9g/cm3）知识点02绳子、弹簧等受力分析物体在液体中处于稳定状态，通常会受到重力、浮力、拉力(弹力)、支持力等作用，先利用二力平衡的条件受力分析，进一步答题。【能力拓展】浮力计算基本步骤①确定研究对象②确定物体运动状态③确定物体受力情况④确定计算方法【即学即练1】（2019八上·义乌期中）如图所示，弹簧上端与物块m相连接，下端固定在容器底部。当物块浸没在水中静止时与浸没在酒精中静止时，弹簧的弹力大小相等。物块的体积为100cm3，酒精的密度为0.8×103kg/m3(不计弹簧质量及体积)其中正确的是(

) A.物块浸没在水中静止时弹簧对底部的拉力为0.2N

B.当弹簧脱离容器底部后静止时物块露出水面的体积为物块体积的1/9

C.物块浸没在酒精中静止时弹簧对物块的支持力是0.1N

D.物块的质量为0.9kg【即学即练2】（2019八上·余姚期末）如图用细线将正方体A和物体B相连放入水中，两物体静止后恰好悬浮，此时A上表面到水面的高度差为0.12m。已知A的体积为1.0×10﹣3m3，所受重力为8N；B的体积为0.5×10﹣3m3，g取10N/kg，求：（1）A的密度；（2）细线对B的拉力大小。能力拓展能力拓展考法01受到弹簧或绳子拉力时，误认为拉力的方向都是向下物体在水下受到绳子拉力作用时，一定时向下的拉力；但弹簧可以压缩也可以拉长，可能时向下的拉力或向上的弹力，要根据实际的伸长情况来确定。【典例1】（2019八上·天台期末）如图所示，在一个装满水的容器中，轻质弹簧的一端连着小球，另一端固定在容器底部。已知小球的体积是500cm3，小球静止时受到弹簧对它的作用力为4N。则：（1）此时小球受到的浮力为多少？（2）如果剪断弹簧后，请分析小球的运动情况，并计算再次静止后小球受到的浮力是多少？分层提分分层提分题组A基础过关练1.（2020·杭州模拟）学了浮力知识后，小刚同学想探究冰在不同液体中熔化后的液面升降情况，他用如图的方法，把冰块分别放入浓盐水、酒精，水中，结果熔化后液面比原来下降的是（

）A.盐水

B.酒精

C.水

D.无法判断2.（2018八上·温州期中）如图为底部有一小孔的花盆倒扣在水槽中，小明发现塑料花盆缓慢下沉直至沉入水槽底部，这个过程中花盆受到的浮力和水槽中液面的高度变化正确的是（

）A.浮力变大，液面高度下降

B.浮力变小，液面高度下降

C.浮力变大，液面高度上升

D.浮力变小，液面高度上升3.如图所示，容器内有水，有一试管下面挂一小铁块，浮在水面上。现将小铁块取下放入试管中，试管仍浮在水面，则(

)A.液面上升

B.试管底部受到液体的压强变大C.液面下降

D.试管所受到的浮力不变4.（2019八上·杭州期中）如图所示，两只完全相同的容器分别装等质量的水放在台秤上，用细线悬挂着质量相同的实心铅球和铝球，逐渐将它们全部浸没在水中（球未接触到容器底，水未溢出），此时台秤甲、乙示数分别为N1和N2，绳的拉力分别为T1和T2，已知ρ铅＞ρ铝，则下列关系正确的是（

）A.N1=N2

T1＞T2

B.N1＞N2

T1＞T2

C.N1＜N2

T1＞T2

D.N1＞N2

T1＜T25.（2019八上·余姚期中）如图所示，某圆柱形薄壁容器装有适量的水，其底面积为20cm2，将物体B放入水中时，通过台秤测得总质量150g；使用一绳子提起物体B，物体B刚好有一半体积露出水面时保持静止不动，此时台秤示数为70g，并测得容器内液面下降了1cm。则物体B的密度是(

)×103kg/m3

×103kg/m3

×103kg/m3

×103kg/m36.（2019八上·浙江期中）如图所示，在一块浮在水面的长方体木块上放一质量为272克的铁块甲，木块恰好浸没在水中。拿掉铁块甲，用细线把铁块乙系在木块下面，木块也恰好浸没在水中，则铁块乙的质量为（

）(ρ铁＝7.8克/厘米3，ρ水＝1.0克/厘米3)A.312克

B.237克

C.318克

D.326克题组B能力提升练1.（2019八上·义乌月考）如下图所示，四个相同的容器内水面一样高，a容器内只有水，b容器内有木块漂浮在水面上，c容器内漂浮着一块冰块，d容器中悬浮着一个空心球。则下列四种说法正确的一组是（

）①每个容器的总质量都相等②b容器中再倒入酒精后，木块在液面下的体积减小③c容器中冰块熔化后水面高度升高④d容器中再倒入酒精后，小球将下沉A.③④

B.①④

C.①②

D.②④2.（2018八上·绍兴期中）如图，四个相同的容器内水面一样高，a容器内有水，b容器内有木块漂浮在水面上，c容器内漂浮着一块冰块，d容器中悬浮着一个空心球。下列四种说法正确的一组是()①每个容器的总质量都相等；②四个容器中，液体对容器底的压强相同；③在b容器中倒入酒精后，木块在液面下的体积减小；④c容器中冰块融化后水面高度将下降；⑤d容器中倒入酒精后，小球将下沉。A.①②④

B.①③⑤

C.①②⑤

D.②③④3.（2020八上·余姚期中）如图所示，边长为10cm的立方体木块A通过细线与圆柱形容器底部相连，容器中液面与A上表面齐平．从打开容器底部的抽液机匀速向外排液开始计时，细线中拉力F随时间t的变化图象如图2所示．木块密度ρ=0.5×103kg/m3，容器的底面积为200cm2，g=10N/kg。下列说法正确的是（

）A.随着液体的排出，木块受到的浮力不断减小

B.容器中的液体是酒精

C.抽液机每秒钟排出液体的质量是10g

D.第30s时，木块露出液面的高度是2cm4.如图甲所示的圆柱形容器中装有适量的某种液体，现将密度为0.6×103kg/m3的正方体木块A放入容器中，木块静止时露出液面的体积与浸入液体的体积之比为1：3；在木块上表面轻放一个物块B（VA=2VB），A的上表面刚好与液面相平，如图乙所示。若将物块B单独放入此液体中，它静止时将（

）A.悬浮

B.漂浮

C.沉底

D.无法判断5.（2019八上·浙江期中）三个相同的轻质弹簧，一端固定在容器底部，另一端分别与三个体积相同的实心球相连，容器内倒入某种液体，待液体和球都稳定后，观察到如图所示的情况，乙球下方弹簧长度等于原长，这三个球受到浮力的大小关系是________（选填字母）；A．F甲＜F乙＜F丙B．F甲＞F乙＞F丙C．F甲=F乙=F丙这三个球的密度大小关系是________（选填字母）A．ρ甲＜ρ乙＜ρ丙

B．ρ甲＞ρ乙＞ρ丙

C．ρ甲=ρ乙=ρ丙其中________球（选填“甲”“乙”“丙”）的密度与液体密度相同。6.（2019八上·天台期中）小明在水盆中洗碗，发现一个大碗正漂浮在水盆中，如图所示。他将水盆底的一铁沙球放入大碗中，但大碗仍然漂浮。与原先相比，大碗所受到的浮力将________（选填“变大”、“不变”或“变小”），水盆中的水面将会________（选填“上升”、“不变”或“下降”）。7.（2021·杭州）小金把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗他先将一个重为10N的空桶漂浮在水面上，然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内，桶仍漂浮在水面(不考虑捞出过程中带出的水，ρ水=1.0×103kg/m3)（1）空桶漂浮在水面时所受浮力大小（2）鹅卵石捞出放置在桶内时，水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会

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(选填“上升”、“下降”或“不变”)。若此时桶排开水的体积为6.0×103m3，求桶内鹅卵石的质量。8.把边长L＝0.5m、密度ρA＝0.6×103kg/m3的正方体A放入底面积为S＝1m2的柱形盛水容器中，如图甲所示。将物块B轻放在A的上面，容器中的水面上升了0.01m，如图乙所示，则物块B的质量为________kg。9.（2020八上·余杭月考）人们常用“冰山一角"来形容事物显露出来的仅仅是其很小的部分，更多的还隐藏在表面现象之下。事实上，冰山浮在海水中的确只露”一角"(如图所示)。若现有一座冰山，它露出海面的体积是2000m3，(已知：海水的密度取ρ海水=1×103kg/m3，冰的密度ρ冰=0.9×103kg/m3)。则：（1）假如此冰山完全熔化，则液面将________(填“不变”、“降低”或“上升")；（2）这座冰山的总体积为多少？题组C培优拔尖练1.如图甲所示，高5cm、重5N的长方体物块被弹簧固定在烧杯底部。现向烧杯中匀速缓慢加水，水位高度H随时间变化如图乙所示（整个过程中，弹簧每受到1N的力伸长或压缩1cm，弹簧体积及所受浮力忽略不计）。下列说法正确的是（

）A.t1时刻，弹簧处于伸长状态

B.t1~t2时刻，弹簧的长度变化了15cmC.t.时刻，物体所受的浮力为10N

D.该物体的密度为0.4×103kg/m32.（2020八上·温岭期中）小科在一根一端密封的空心玻璃管下端绕上一段细铁丝（体积忽略不计），制成一支自制密度计，用它来测量液体密度，测量过程中杯内液体总量没有变化。（1）在空心玻璃管下端绕上一段细铁丝的目的________（2）当密度计在杯中漂浮时，液面高度在A处(如图甲)。此时，密度计受到的浮力________重力(选填“<”、“=”或“>”)。（3）使用中，小科发现细铁丝很容易滑落，于是他改变这段细铁丝的形状，并把铁丝置于玻璃管内，再次测量同一杯液体密度(如图乙)，玻璃管浸入液体中的深度将________(填“变大”、“变小”或“不变”)。3.（2020八上·奉化期末）如图甲所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量关系如图乙所示，弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A，当容器中水的深度为20cm时，