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试卷3 专项三
浮力
测试时间:60 分钟 测试总分:70 分
题 号 一 二 三 四 五 总 分
得 分
一、填空题(本题共 6 小题,每空 1 分,共 14 分)
1.春节是我国传统而又隆重的节日,节日期间煮饺子、吃年夜饭、放鞭炮、发压岁钱是必不可少
的活动,其中在煮饺子时我们通常用“生沉熟浮”来判断饺子的生熟情况。 刚下锅时,会迅速
浸没并下沉到水底,在下沉的过程中,饺子受到的浮力 (选填“变大” “变小”或“不
变”);饺子沉底后,它受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)它的重力。
2.三峡大坝上下游水位差有一百多米,轮船通过需经过 5 级船闸才能完成跳大坝的壮举,工程师
把三峡大坝设计成上窄下宽形状。 一艘排水量为 1 000 t 的轮船通过船闸时受到的浮力为
N,船闸是利用了 原理,三峡大坝修成上窄下宽是因为
。 (g 取 10N / kg)
3.如图所示,这是一种富含物理知识的桌面创意摆件“伽利略彩球温度计”。 密闭的容器中装有
某种液体,液体中悬浮有几个体积相同且不变的彩球,它们受到的浮力 (选填“相等”
或“不相等”);当挂有 20 ℃的彩球由沉底上浮时,说明外界温度在 (选填“升高”或
“降低”)。
4.潜水艇从 A 海域潜行至 B 海域执行任务,已知 A 海域和 B 海域海水的密度关系是 ρA<ρB,若潜
水艇在 A 海域受到的重力为 GA(含水舱),受到的浮力为 FA,在 B 海域受到的重力为 GB(含水
舱),受到的浮力为 FB,则 GA GB,FA (均选填“>”“ =”或“<”)FB。
5.如图所示,将石蜡块紧贴在烧杯底部,向烧杯中缓缓倒入水,石蜡块不上浮,这时石蜡块
(选填“受到”或“没有受到”)浮力。 轻拨石蜡块,让水浸入石蜡块底部,这时水对石蜡
块有 ,从而产生浮力。
第 3 题图
第 5 题图
甲
乙
第 6 题图
6.如图甲所示的容器底固定一轻质弹簧(弹簧质量和体积忽略不计),弹簧原长为 10 cm,弹簧上端固定一棱
长为 10 cm 的正方体,容器足够高,现缓慢往容器内倒水,倒入水的体积与水面上升的高度的关系如图乙
所示,则物体浸没时,所受的浮力为 N。 当倒入水的体积为 11 000 cm3 时,停止倒水,此时水对容
器底的压强为 Pa。 若剪断弹簧,则剪断弹簧前后,水对容器底的压强变化量为 Pa。
二、选择题(本题共 8 小题,每小题 2 分,共 16 分。 第 7~12 题每小题只有一个选项符合题目要求;第 13~14
题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得 2 分,选对但不全的得 1 分,有错选的得 0 分)
7.如图所示,一弹簧上端与物块相连接,下端固定在容器底部。 已知物块所受重力大小为 5 牛,弹簧受到物
体给它的力大小为 3 牛,则物体所受的浮力大小 ( )
A.可能为 8 牛 B.一定为 8 牛 C.一定为 2 牛 D.可能为 3 牛
第 7 题图
第 9 题图
第 10 题图
8.(2023·四川巴中期末)2022 年秋季学期开始,劳动课程正式成为中小学的一门独立课程。 小聪周末洗菜
时发现盆中有的菜浮在水面,有的沉底,关于这一现象,下列说法正确的是 ( )
A.浮在水面的受浮力,沉底的不受浮力 B.浮在水面的不受浮力,沉底的受浮力
C.浮在水面与沉到盆底的菜都不受浮力 D.浮在水面与沉到盆底的菜都受浮力
9.将金属球 A 和 B 分别挂在弹簧测力计的挂钩上,当手提测力计使两金属球没入水中时,两个弹簧测力计
示数相等。 已知金属球 A 的密度为 ρA,金属球 B 的密度为 ρB,且 ρA 大于 ρB,则下列说法正确的是 ( )
A.金属球 A 的体积大于金属球 B 的体积
B.金属球 A 受到的浮力大于金属球 B 受到的浮力
C.金属球 A 的质量大于金属球 B 的质量
D.金属球 A 的质量小于金属球 B 的质量
10.(2023·山东济南开学考试)泡茶时,有的茶叶浮在水面上,渐渐吸收水分后,会缓慢下沉;有些茶叶快速
下沉,但表面附着了小气泡后,还会缓慢上升。 水面上的茶叶下沉入水的过程中(假设其体积不变),所
受的浮力 ( )
A.先变大后不变 B.先变小后变大
C.先变大后变小 D.先变小后不变
11.(2023·山东临沂月考)2021 年 3 月 400 米长的集装箱货轮“长赐”号搁浅堵在埃及苏伊士运
河的水道上,造成全球贸易混乱。 货轮搁浅(大半身已被淤泥浸没)而不能浮起来,这是因为
( )
A.有浮力,但浮力小于重力 B.有浮力,且浮力等于重力
C.货轮底部没有水进入,不产生向上的浮力 D.机器坏了,不产生浮力
12.“海中断崖”指海水跃层为上层密度大、下层密度小的状态。 潜艇在水下航行时,如突遭“海
中断崖”,可以迅速向潜艇内的水舱供气,避免潜艇急速掉入海底。 下列说法正确的是
( )
A.潜艇在下降过程中受到的浮力增大 B.潜艇在下降过程中受到的压强不变
C.向潜艇内的水舱供气,潜艇的浮力增大 D.向潜艇内的水舱供气,潜艇的重力减小
13.(双选)甲、乙两容器底面积相同,放在水平桌面上,分别装有不同密度的液体。 将同一个实
心小球放到两容器中,液面高度相同,则下列说法错误的是 ( )
A.小球在甲容器中受到的浮力更大
B.甲容器中的液体密度比乙容器中的小
C.若乙图中装的是水且小球有一半体积露出水面,则小球密度为 0.5×103 kg / m3
D.如图所示,甲容器对水平桌面的压强更大
14.(2023·辽宁本溪二模)(双选)玩具小黄鸭由 A、B、C 三个材料不同的实心部分组成,A 部分
的体积小于 C 部分的体积。 两个相同的小黄鸭在消毒时,被分解后将其中的一部分分别投
入到装有甲、乙两种消毒液的相同容器中,静止时如图所示,两容器中液面相平,C 对乙容器
底有压力。 下列说法正确的是 ( )
甲
乙
A.甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强
B.A 部分的密度小于 C 部分的密度
50
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C.甲容器对水平桌面的压强小于乙容器对水平桌面的压强
D.将乙容器中的 B、C 两部分安装在一起,仍放在乙液体中,乙液面会下降
三、作图题(本题共 2 小题,每小题 2 分,共 4 分)
15.法国孟格菲兄弟发明的热气球,是人类最早的飞行工具,其原型是我国三国时期诸葛亮发明
的孔明灯。 现在,热气球作为一项体育项目正日趋普及。 如图所示的热气球正沿虚线斜向
右上方匀速飞行,请在图中 O 点处画出热气球的受力示意图。 (不考虑空气的阻力)
16.(2023·山东威海一模)如图所示,容器中装有密度为 0.8×103 kg / m3 的液体,现将一个质量
为 2 kg、体积为 2.5 dm3 的实心物块 A 轻轻放入液体中,然后松手。 画出物体最终在液体中
静止时的受力示意图。
四、实验探究题(本题共 3 小题,第 17 题 5 分,第 18 题 7 分,第 19 题 6 分,共 18 分)
17.小涵和同学们“探究阿基米德原理”。
(1)小涵用弹簧测力计吊起一只装满水的薄塑料袋。 如图甲所示,她把这袋水完全浸没在水
中时观察到弹簧测力计示数为 0,根据二力平衡条件,袋中水受到的浮力等于
的重力。 经分析她还从这个实验中得到了一个启示:袋中水受到的浮力还等于
的重力。
甲
乙
丙
(2)在讨论交流环节中小乐认为只用水袋进行实验,器材过于特殊,结论不具有普遍性。 他
把袋中的水换成相同体积、相同形状的沙子重复实验,却没有得出上述结论。 如图乙所
示,小涵经过理性探究后发现由于 和 没有改变,所以沙
袋和水袋受到的浮力是相同的,结论仍然具有普遍性。 (实验中薄塑料袋的自重不计)
(3)为了检验(1)中得到的启示是否正确,小涵打算用图丙的器材做实验进行探究。 请你说出小涵需要
测量哪些量才能完成探究? 。
18.小明利用液体压强计和密度计辨别淡水和盐水。
(1)小明认为装置中连有橡皮管的 U 形管就是一个连通器,你认为小明的看法是 (选填“正
确”或“错误”)的,理由是 。
(2)使用压强计前用手轻轻按压几下橡皮膜,发现 U 形管中的液面高度差几乎不变,则说明
。
(3)调整好装置后,如上图甲、乙所示,小明发现图乙中 U 形管两边的液面高度差比图甲大,于是认为乙
是盐水,你认为他的结论是 (选填“可靠的”或“不可靠的”),原因是:
。
(4)如图丙、丁所示,让同一支密度计分别静止在丙和丁中,密度计受到的浮力 (选填“变大”
“变小”或“不变”);装盐水的容器是 (选填“丙”或“丁”)。
19.(2023·福建泉州期末)小华做了“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验:
甲 乙 丙 丁 戊
己
(1)物体浸没在水中时受到的浮力 F浮 = N。
(2)分析甲、乙、丙三次实验可知:浮力的大小与 有关。
(3)分析甲、丙、丁三次实验可知: 。
(4)实验所用盐水的密度为 kg / m3。
(5)小华又做了如图己的实验,若弹簧测力计的示数 F1、F2、F3和 F4的大小关系为 ,则
验证了“阿基米德原理”:浸入液体中的物体所受的浮力的大小等于物体排开液体所受的 的
大小。
五、综合应用题(本题共 2 小题,第 20 题 9 分,第 21 题 9 分,共 18 分)
20.(2023·湖北黄冈期末)学习了密度知识后,小雨发现:生活中密度大于水的物体在水中会下
沉,密度小于水的物体在水中会上浮。 她猜想:如果物体的密度等于液体的密度,物体就会
悬浮于液体中。 为了验证自己的猜想,她取来一个质量为 55 g 的鸡蛋,将鸡蛋放入一个装有
100 mL 清水的量杯中,鸡蛋沉在杯底,此时量杯中的液面所在刻度为 150 mL;逐渐加入食用
盐并搅拌使其全部溶解,当加入的食用盐达到 14.4 g 时,鸡蛋恰好悬浮于盐水中,如图所示,
此时量杯中的液面所在刻度为 154 mL。 求:(清水的密度为 1.0×103 kg / m3,g 取 10 N / kg)
(1)100 mL 清水的质量;
(2)鸡蛋的密度;
(3)通过计算说明小雨的猜想是否正确。
21.周末小美到青海湖游玩,她想粗略测一下湖水的密度。 她将自己手中容积为 550 mL 且装满
纯净水的轻薄透明塑料瓶放入湖水中,当瓶子静止时,看到露出水面的体积大约为 50 mL,若
不计瓶子的重力,求:(g 取 10 N / kg)
(1)此时瓶子受到的浮力;
(2)湖水的密度;
(3)若湖水中某处的深度是 5 m,潜伏在湖底此处的湟鱼所受湖水的压强。
60
(6)装置漏气,所需拉力偏小,所测大气压值就偏
小 1.1
20.解:(1)满载时该车的总重力为
G =m总 g=(m自+m载)g
=(12+12)×103 kg×10 N / kg = 2.4×105 N
(2)满载时受力面积为
S= 10×0.02 m2 = 0.2 m2
在水平路面上,满载时,车对地面的压力 F = G =
2.4×105 N,满载时该车对地面压强为
p= F
S
= 2.4×10
5 N
0.2 m2
= 1.2×106 Pa
(3)路面能承受渣土车的最大压力为
F最大 = p最大S= 1.6×106 Pa×0.2 m2 = 3.2×105 N
超载的压力为
F超 =F最大-F= 3.2×105 N-2.4×105 N= 8×104 N
超载的质量为
m超 =
G超
g
=
F超
g
= 8×10
4 N
10 N / kg
= 8×103 kg= 8 t
答:略。
21.解:(1)瓶内水的体积
V= 550 mL= 5.5×10-4 m3
瓶内水的质量
m= ρ水V= 1.0×103 kg / m3×5.5×10
-4 m3 = 0.55 kg
(2)h= 22 cm= 0.22 m
瓶内水对瓶盖的压强
p= ρ水 gh = 1.0×103 kg / m3×10 N / kg×0.22 m
= 2.2×103 Pa
(3)瓶子对窗台的压力
F=G=mg= 0.55 kg×10 N / kg = 5.5 N
瓶子对窗台的压强
p′= F
S
= 5.5 N
0.03 m2
≈183 Pa
答:略。
专项三 浮力
1.不变 小于
2.1×107 连通器 液体压强随深度的增加而增大
3.相等 降低
4.< <
5.没有受到 压力差
6.10 3 000 125
7.A 8.D 9.D 10.A 11.C 12.D 13.AD
14.BC 【解析】两容器中 B 部分均漂浮,所受浮力
相等,均等于 B 的重力,B 部分在乙液体中浸入的
体积小,由 F浮 = ρ液 gV排 可知,乙液体的密度大于
甲液体的密度。 两液面相平,ρ甲 <ρ乙,由 p = ρgh
可知,甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器
底的压强,故 A 错误;A 部分在甲液体中悬浮,则
A 部分密度等于甲液体的密度,C 部分在乙液体
中沉底且对容器底有压力,所以 C 部分密度大于
乙液体的密度,而乙液体的密度大于甲液体的密
度,所以 A 部分的密度小于 C 部分的密度,故 B
正确;由图可知,甲、乙容器中,液面相平且乙液
体的体积大于甲液体的体积,且乙液体的密度大
于甲液体的密度,由 m= ρV 可知,乙容器中液体质
量更大。 A 部分的密度小于 C 部分的密度,A 部
分的体积小于 C 部分的体积,由 m = ρV 可知 mC>
mA,则乙容器中的总质量大于甲容器中的总质
量,由 G=mg 可知,乙容器总重力大于甲容器总
重力,乙对桌面的压力大于甲对桌面的压力,而
两容器底面积相同,由 p = F
S
可知,甲容器对水平
桌面的压强小于乙容器对水平桌面的压强,故 C
正确;C 部分沉底,则 F浮C <GC,B 部分漂浮,则
F浮B =GB,则 F浮C+F浮B<GC+GB,因此,将 B、C 两部
分安装在一起后,整体与之前相比会下沉,BC 整
体排开液体的体积变大,故乙液面会上升,故 D
错误。 故选 BC。
15.
16.
17.(1)袋中水 排开水
(2)排开水的体积 水的密度
(3)需要测量空烧杯的重力 G杯,物体的重力 G,
物体浸在水中时弹簧测力计的示数 F,排开的水
和烧杯的总重 G总,比较 G-F 和 G总-G杯的大小关
系即可
18.(1)错误 U 形管左侧上端不开口
(2)装置漏气
(3)不可靠的 没有控制深度相同
(4)不变 丁
19.(1)4
(2)物体排开液体的体积
(3)浮力的大小与物体浸没的深度无关
(4)1.1×103
(5)F1-F3 =F4-F2 重力
20.解:(1)清水的密度为 1.0×103 kg / m3,即
1.0 g / cm3,100 mL 清水的质量
m水 = ρ水 V水 = 1.0 g / cm3×100 cm3 = 100 g
(2)鸡蛋的体积
30
V蛋 =V1-V水 = 150 cm3-100 cm3 = 50 cm3
鸡蛋的密度
ρ蛋 =
m蛋
V蛋
= 55 g
50 cm3
= 1.1 g / cm3
(3)量杯中盐水的质量
m盐水 =m水+m盐 = 100 g+14.4 g = 114.4 g
量杯中盐水的体积
V盐水 =V2-V蛋 = 154 cm3-50 cm3 = 104 cm3
量杯中盐水的密度
ρ盐水 =
m盐水
V盐水
= 114.4 g
104 cm3
= 1.1 g / cm3
因为 ρ蛋 = ρ盐水,所以小雨的猜想是正确的。
答:略。
21.解:(1)由 ρ= m
V
可知此瓶纯净水的质量
m= ρV= 1.0×103 kg / m3×550×10-6 m3 = 0.55 kg
则纯净水的重力为
G=mg= 0.55 kg×10 N / kg = 5.5 N
由于轻薄透明的塑料瓶处于漂浮状态,则瓶受到
的浮力为 F浮 =G= 5.5 N;
(2)由题可知,塑料瓶排开水的体积
V排 = V瓶 - V露 = 550 mL - 50 mL = 500 mL = 5 ×
10-4m3
由 F浮 = ρ液 gV排 可得湖水的密度
ρ湖水 =
F浮
gV排
= 5.5 N
10 N / kg×5×10-4m3
= 1.1×103 kg / m3
(3)潜伏在湖底的湟鱼所受湖水的压强为
p=ρ湖水gh=1.1×103 kg / m3×10 N/ kg×5 m=5.5×104 Pa
答:略。
专项四 机械与人 小粒子与大宇宙
1.弹性势 机械 不做功
2.180 60
3.省力 小
4.方向 省力
5.(1-mg
4F
)×100% 高
6.温度 扩散 无规则运动
7.B
8.C 【解析】由图像可知,该汽车最初的动能为 0,
最终的动能也为 0,由功能关系可知 W=W1+W2,即
加速过程牵引力做的功等于整个过程中克服摩擦
力做的功,故 A 正确;由图像可知,加速过程的路
程大于减速过程的路程,因为摩擦力不变,所以加
速时克服摩擦力做的功大于减速时克服摩擦力做
的功,即 W1>W2,故 B 正确;0~ t1 时间内,汽车做加
速运动,则 F牵 > f,在加速阶段牵引力做功为 W =
F牵 s,克服摩擦力做功为 W1 = fs,所以 W>W1,而加
速阶段的时间 t 一定,由 P = W
t
可知 P>P1,故 C 错
误;因为加速和减速过程中,平均速度相等(等于
1
2
v1),摩擦力不变,由 P = Fv 可知,克服摩擦力做
功的功率相等,即 P1 =P2,故 D 正确。 故选 C。
9.B 【解析】缩短拉杆 OA,力 F 会向右移动,根据力
臂的定义可知,此时 F 的力臂变小,即动力臂变
小,在阻力、阻力臂不变的情况下,根据杠杆的平
衡条件可知,动力 F 增大,故 A 错误;将 F 转至 1
位置,根据力臂的定义可知,此时动力臂变大,根
据杠杆的平衡条件可知,动力 F 减小;将 F 转至 2
位置,根据力臂的定义可知,此时动力臂变小,根
据杠杆的平衡条件可知,动力 F 变大,所以力 F 分
别在 1、2 位置时的大小是不相同的,故 B 正确,CD
错误。 故选 B。
10.B 【解析】从图中可知,绳子的有效股数为 3,此
时物体 B 恰好以 0.5 m / s 的速度匀速下降(不计
绳重和滑轮的摩擦),则绳子的拉力 F = 1
3
×(GB+
G动)=
1
3
×(20 N+4 N)= 8 N,物体 B 匀速下降,则
物体 A 匀速运动,由二力平衡条件可知,物体 A
所受摩擦力 f =F = 8 N。 要使物体 B 以 1 m / s 的
速度匀速上升,物体 A 运动速度 v= 3vB = 3×1 m / s
= 3 m / s。 物体 A 对地面的压力和接触面的粗糙
程度不变,则物体 A 所受的摩擦力仍为 8 N,绳子
对 A 的拉力 F1 = f = 8 N。 对 A 受力分析,水平方
向上受到水平向右的拉力 F1、摩擦力 f 和水平向
左拉动 A 的力 FA的作用,且处于平衡状态,故水
平向左拉动 A 的力 FA =F1+f= 8 N+8 N= 16 N,故
B 符合题意,ACD 不符合题意。 故选 B。
11.D 【解析】 不计摩擦及绳重,根据 η =
W有
W总
=
Gh
(G+G动)h
= G
G+G动
可知,滑轮质量越小,机械效率
越高,故 A 错误;使用定滑轮能改变力的方向,但
不能改变力的大小,故 B 错误;定滑轮提升物体
时,绳子末端移动的距离 s乙 = h,用动滑轮提升物
体时,绳子末端移动的距离 s甲 = 2h,所以 s甲>s乙,
故 C 错误;两物体的重力相同,提升相同高度,由
W有用 =Gh 可知,甲、乙装置所做的有用功相同,不
计绳重和绳与滑轮间的摩擦,乙做的总功等于有
用功,即 W乙总 =W乙有,用甲装置提重物时,需提起
动滑轮做额外功,即 W甲总 =W甲有+W动,所以 W甲总>
W乙总,即手的拉力 F1 做的功大于 F2 做的功,故 D
正确。 故选 D。
12.D 13.BD
14.AD 【解析】忽略绳重及滑轮转轴摩擦,物块以
0.2 m / s 匀速水平向左移动时,物体处于平衡状
态,甲滑轮组对物体向左的拉力 F1 =F甲 = 400 N,
40