第十二讲 浮力第 2 节 物体的浮沉条件及应用 2025年中考物理一轮教材复习（河北）

第 2 节 物体的浮沉条件及应用 A 级 基础巩固 ◆命题点一 物体的浮沉定性分析 1. 2024·泸州 中国“长征 18 号”核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行战备训练时，下列对该潜艇的说法正确的是 （ ） A． 通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉的 B． 在水面下匀速下潜过程中，受到的浮力增大 C． 从长江潜行进入东海时，需要往水仓内注水 D． 从长江潜行进入东海时，受到的浮力会变小 2.教材人八下 P59 原图改编 2024 年 1 月 20 日， 第 44 届国际热气球节吸引了全球各地的爱好者前来观赏。如图是热气球在空中飞行的场景。 下列说法正确的是 （ ） A． 热气球上升时，受到的浮力等于自身重力 B． 热气球上升时，受到的浮力等于排开空气的重力 C． 大小不同的热气球悬停在同一高度时，受到的浮力相同 D． 热气球上升过程中，受到的大气压强逐渐增大 3. 教材教八下 P66 观察改编 2024·南通 将新鲜度不同的甲、乙两鸡蛋放入水中，静止时甲沉底如图所示，下列说法正确的是 （ ） A． 若甲、乙体积相等，甲受到的浮力小 B． 若甲、乙质量相等，甲受到的浮力小 C． 向杯中加盐水后，乙受到的浮力变大 D． 向杯中加酒精后，乙受到的浮力变大 4. 2024·临沂 水平桌面上的两个相同的烧杯中盛有两种不同的液体，两个完全相同的物块在液体中静止时两液面相平，如图所示。下列选项中的物理量，相等的是 （ ） A． 两物块底部受到的压力 B． 两物块排开液体的质量 C． 两液体对烧杯底的压强 D． 两烧杯对桌面的压强 5.2024·贵州 泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。 如图所示，冲泡茶叶时，部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大，由于浮力大于重力而______；茶叶充分吸水后由于其密度 ______ 水的密度而下沉。 ◆命题点二 物体的浮沉定量计算 6. 教材人八下 P60，T2 改编 2024·保定二模 如图所示的密度计，AB 部分是粗细均匀的玻璃管， 其上标有刻度，A、B 两点分别是最上面和最下面的刻度位置，这个密度计的测量范围是 1.00×103 kg/m3 ～1.50×103 kg/m3 ；BC 部分是一个玻璃泡，最下端泡内装有铅粒或水银，以保证密度计总能竖直地漂浮在液体中。 该密度计质量为 0.03 kg，AB 部分长 L 为 0.1 m， -39- D 为 AB 的中点，B 处以下的体积为 V。下列说法错误的是 （ ） A． 密度计漂浮在不同液体中受到的浮力均相等 B． 密度计的刻度越往上刻度值越大 C． D 处刻度线的刻度值为 1.20 g/cm3 D． AB 部分横截面积为 1 cm2 7. 2025·预测 带体积刻度的烧杯内盛有一定体积的某种液体。 将质量为 m 的铁块放入液体中，铁块沉底后液面对齐刻度V1，如图甲；用细线在铁块上系一密度为 ρ 的木球后再放入液体，杯中液面对齐刻度 V2，如图乙；将木球和铁块分开放入液体，稳定后，杯中液面对齐刻度 V3，如图丙。忽略细线的体积，g 为已知量，求： （1）木球的质量； （2）图丙中木球受到的浮力； （3）液体的密度。 B 级 能力过关 8. 2024·淮安 如图所示，甲、乙两个相同的容器分别盛有体积相同的水和盐水，静置在水平面上。 现将一杯子和木块以两种方式分别放在甲、乙两容器中，甲中杯子静止时漂浮在水面上，乙中木块紧贴杯底（杯中无气体）并与杯子一起悬浮在盐水中，下列说法正确的是 （ ） A． 甲容器对水平面的压强大于乙容器对水平面的压强 B． 木块在甲容器中受到的浮力大于在乙容器中受到的浮力 C． 甲容器中液面上升的高度大于乙容器中液面上升的高度 D． 将乙容器中的杯子轻轻向下推动少许，杯子和木块将沉到容器底 9. 2024·北京 图甲为一彩球“温度计”，其密闭玻璃容器内装有一种特殊液体，随着温度升高， 这种液体的密度会减小。液体中有 5 个挂有温度标牌的彩球，彩球体积（包括标牌）相等，其热胀冷缩可以忽略。当有彩球悬浮时，悬浮的彩球标牌上的温度值就是所测得的当前环境温度。 图乙为这个温度计的示意图，编号为 4 的彩球标牌所标温度值为 22 ℃，相邻编号的彩球标牌上的温度值间隔为 2 ℃。 下列说法不正确的是 （ ） A． 彩球 4 在 22 ℃时所受浮力等于 18 ℃时所受浮力 B． 当环境温度处于该温度计可测得的最低温度时，5 个彩球均漂浮 C． 若有 2 个彩球漂浮，3 个彩球沉底，则环境温度 t 满足 24 ℃＜t＜26 ℃ D． 要增大该温度计能测得的最高温度，可增加一个与彩球 1 体积相等、质量更小的彩球 10. 2024·潍坊 物理兴趣小组把吸管的下端密闭并缠绕一段细铜丝（细铜丝体积忽略不计），自制一个简易密度计。 如图所示， 密度计分别放入 a、b、c 三种液体中时，均漂浮在液体中，且保持竖直姿态。 密度计在三种液体中静止时，在密度计上与液面平齐处各标记一条刻线，共得到三条刻线。 已知密度计在 c 液体中，有的体积浸入液体，浸入体积为5×10-6 m3 ，三种液体密度如表格所示，下列分析正确的是 （ ）-40- A． 三条刻线的间隔距离不相等 B． 密度计的质量为 0.1 kg C． 密度计在三种液体中所受浮力不相等 D． 密度计在 b 液体中的浸入体积为 3× 10-5 m3 11. 创新装置 如图所示，质量为 6.4 kg、边长为 20 cm 的正方体木块悬浮在油和水的分界面上，它浸在水里的深度为 10 cm，其余部分浸在油里，木块的密度小于水的密度。 （ρ 油 =0.6×103 kg/m3 ，ρ 水 =1.0×103 kg/m3 ，g取 10 N/kg）求： （1）木块受到的浮力； （2）木块下表面受到的压强； （3）如果把容器中的油全部更换成水，木块露出水面的体积。 12. 如图甲所示，水平地面上有一底面积为 400 cm2 、 不计质量的薄壁柱形容器。 容器中放有一个用细线与容器底部相连的小木块，质量为 600 g，细线体积忽略不计。 如图乙所示， 往容器中缓慢加水，直至木块完全没入水中，木块所受的浮力 F 浮与时间 t 的关系图象如图丙所示，其中 AB 段表示木块离开容器底上升直至细线被拉直的过程。（已知 ρ 水= 1.0×103 kg/m3 ，g 取 10 N/kg），求： （1）木块浸没在水中时绳子的拉力； （2）木块的密度； （3）剪断绳子，木块静止后水对容器底部压强的变化量。 -41- A 级 基础巩固 1. C 提示：潜水艇是通过改变自身的重力来实现上浮与下沉的，故 A 项错误；在水面下匀速下潜过程中，的浮力不变，故 B 项错误；从长江潜行进入东海时， 由于液体密度变大，受到的浮力会变大，故 D 项错误。 2. B 提示：热气球只有在匀速直线运动时， 浮力才等于重力， 故 A 项错误； 大小不同的热气球悬停在同一高度时，排开的空气体积不同，空气的密度相同，因此受到的浮力不同，故 C 项错误； 大气压随高度增加而减小，故 D 项错误。 3. B 提示：若甲、乙体积相等，由题图可知，V排甲＞V 排乙，根据 F浮＝ρ水 gV排可知，F浮甲＞F浮乙，故 A 项错误；由题图可知，乙漂浮，则 F浮乙＝G乙＝m乙 g，甲沉底，则 F浮甲＜G 甲＝m 甲 g，若甲、乙质量相等，则 F 浮乙＞F 浮甲，即甲受到的浮力小，故 B 项正确；向杯中加盐水后，液体密度变大，乙仍然处于漂浮状态，浮力等于重力，因此乙受到的浮力不变，故 C 项错误；向杯中加酒精后，液体密度变小，若乙处于漂浮或悬浮状态，浮力等于重力；若乙沉底，浮力小于重力，因此乙受到的浮力可能不变， 也可能变小，故D 项错误。 4. B 提示：由题图可知，一个物块在液体中漂浮，一个物块在液体中悬浮，根据物体的浮沉条件可知，物块受到的浮力都等于自身的重力，由于两个物块是完全相同的，所以两个物块受到的浮力相等，根据阿基米德原理可知，两个物块排开液体的质量相等，根据 G＝mg 可知，两个物块排开液体的质量相等，故 B 项正确；由题图甲可知，物块漂浮在液体中，根据浮力产生的原因可知，物块底部受到液体的压力等于物块受到的浮力，由题图乙可知，物块悬浮在液体中，根据浮力产生的原因可知，物块底部受到液体的压力等于物块受到的浮力与物块上表面受到液体的压力之和，由于物块受到浮力相等，所以题图甲中物块底部受到的压力小于题图乙中物块底部受到的压力，即两物块底部受到的压力不相等，故 A 项错误；根据物体的浮沉条件可知， 题图甲中物块的密度小于液体的密度， 题图乙中物块的密度等于液体的密度， 所以题图甲中液体的密度大于题图乙中液体的密度，而液体的深度相同，所以题图甲中液体对烧杯底部的压强大于题图乙中液体对烧杯底部的压强，故 C 项错误；由题图可知，甲中液体的体积大于乙中液体的体积， 由以上分析可知， 题图甲中液体的密度大于题图乙中液体的密度，由 ρ=可知， 题图甲中液体的质量大于题图乙中液体的质量， 根据 G＝mg 可 知， 题图甲中液体的重力大于题图乙中液体的重力， 由于烧杯对桌面的压力等于物块、 烧杯和液体的总重力， 所以题图甲中烧杯对桌面的压力大于题图乙中烧杯对桌面的压力， 两个烧杯与桌面的接触面积相等，由 p=可知，题图甲中烧杯对桌面的压强大于题图乙中烧杯对桌面的压强，故 D 项错误。 5. 上浮 大于 提示：冲泡茶叶时，部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大，浮力增大，当浮力大于重力时，茶叶会上浮；茶叶充分吸水后由于其密度大于水的密度， 使得重力大于浮力而下沉。 6. B 提示：密度计漂浮在不同液体中，都处于漂浮状态，浮力等于重力，重力不变，则受到的浮力相等，故 A 项不符合题意；根据 F 浮＝ρ液 gV 排 ，密度与排开液体的体积成反比， 所以密度计的刻度越往上刻度值越小，故 B 项符合题意；这个密度计 B 处刻度为 1.5 g/cm3 ， 浸入水中时 ，mg＝1.0 g/cm3×g（V+ SL）……① B 处刻度为 1.5 g/cm3 ，mg＝1.5 g/cm3 × gV……② D 处时，mg＝ρDg（V+S×L）……③ 联立①②③，解得：ρD＝1.20 g/cm3 ， 故 C 项不符合题意； 根据 F 浮＝G＝mg， 则有 mg＝ρmaxgV……④ mg＝ρming（V+SL）……⑤ 联立④⑤解得：S＝1 cm2 ； 故 D 项不符合题意。 7.(解：（1）由题图甲、乙可知，木球的体 积：V＝V2-V1，由 ρ=可知，木球的 质量：m＝ρV＝ρ（V2-V1）； （2）题图丙中木球处于漂浮状态 ，木球受到的浮力：F 浮＝G＝mg＝ρg（V2-V1）； （3）由题图甲、丙可知，木块漂浮时 排开液体的体积：V 排＝V3-V1， 由阿基米德原理可知， 木球受到的 浮力：F 浮＝ρ 液 gV 排＝ρ 液 g（V3-V1）， 则有：ρ 液 g（V3-V1）＝ρg（V2-V1）， 解得：ρ 液= B 级 能力过关 8. C 9. B 提示：由题意知，液体的温度升高时，密度变小，原来悬浮的小球因液体的温度升高而下沉， 所以 4 号彩球标牌所标温度值为 22 ℃， 则 5号小球应标 20 ℃，3 号小球应标24 ℃；由于液体的密度随着环境温度降低会增大， 有更多的彩球能漂浮， 所以当环境温度处于该温度计可测得的最低温度时， 液体的密度等于密度最大一个小球的密度，即5 号彩球悬浮，其余四个小球漂浮，故 B 项错误。 10. A 提示：密度计分别放入 a、b、c三种液体中时，均漂浮在液体中，故密度计受到的浮力都等于重力，设密度计下表面积为 S，即 F 浮＝G＝ρ 液gV 排＝ρ 液 gSh，故密度计浸入液体的深度：h＝，由题表可知，b 液体密度为 a 液体密度的 2 倍，c 液体密度为 b 液体密度的 2 倍，故密度计浸入 a 液体的深度是浸入 b 液体深度的 2 倍，密度计浸入 b 液体的深度是浸入 c 液体深度的 2 倍，故三条刻线的间隔距离不相等，故 A项正确，C 项错误；已知密度计在 c液体中，有 的体积浸入液体，浸入体积为 5×10 -6 m3 ，则 F 浮 ＝G，即ρc gV 排＝G＝mg，则密度计的质量：m＝ ρcV 排＝2×103 kg/m3 ×5×10-6 m3＝0.01 kg，故 B 项错误；由 F 浮＝ρ 液 gV 排可得，密度计在 b 液体中的浸入体积： 故 D 项错误。 11.(解：（1）木块在液体中处于悬浮状态，根据物体的浮沉条件可知：木块受到的浮力大小等于木块的重力大 小，即木 块 受 到 的 浮 力 ： F 浮 ＝G ＝mg＝6.4 kg×10 N/kg＝64 N； （2）木块浸在水里的深度为 10 cm，则木块上表面在油中的深度为 h1＝h -h 木 油 ＝20 cm -（20 cm -10 cm）＝10 cm＝0.1 m；由液体压强公式可知：木块上表面受到的压强：p 上=ρ 油 gh1=0.6×103 kg/m3 × 10 N/kg×0.1 m=600 Pa； 木块上表面受到的压力：F 上=p 上 S= 600 Pa×（0.2 m）2 =24 N；由压力差法可知：木块下表面受到的 压力为 F 下=F 浮 +F 上=64 N+24 N=88 N；由压强公式可知：木块下表面受到的压强：p 下2 200 Pa； （3）如果把容器中的油全部更换成水，因木块的密度小于水的密度，木块最终将会漂浮， 根据物体的浮沉条件可知： 木块漂浮所受的浮力大小等于木块自身的重力； 由阿基米德原理可知： 木块排开水的体积为 则木块露出水面的体积为 V 露=V-V 排=（0.2 m）3 -6.4×10-3 m3 =1.6×10-3 m3 。 12. 解：（1）木块的质量：m＝600 g＝0.6 kg； 木块的重力：G＝mg＝0.6 kg×10 N/kg＝6 N， 木块浸没在水中，由题图丙分析可得浮力：F 浮＝10 N；木块处于静止状态，受力平衡，受到竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的浮力的作用， 所以绳子受到的拉力：F＝F 浮-G＝10 N-6 N＝4 N； （2）由 F 浮＝ρ 液 gV 排，可得木块浸没在水中，排开水的体积等于木块的 （3）剪断绳子后木块漂浮，此时受到的浮力：F 浮′＝G＝6 N，由 F 浮＝ρ 液 gV 排，可得木块此时排开 水对容器底压强的变化量 ：Δp ＝ρ 水 gΔh ＝1.0 ×103 kg/m3 ×10 N/kg ×0.01 m＝100 Pa。 学科网（北京）股份有限公司 $$