第九章 浮力 2025年中考物理一轮专题复习（福建）

第九章 浮力 知识点1 认识浮力 1.浮力定义：液体或气体对浸在其中的物体都有_________的 托力，物理学中把这个托力叫做浮力. 2.浮力产生原因：液体或气体对浸在其中的物体向上和向下 的_______. 3.浮力的方向：_________. 4.施力物体：___________. 竖直向上 压力差 竖直向上 液体或气体 5.测量浮力的方法(_____法)：用测力计分别测出物体在空气 中的重力G和物体浸在液体中时的弹簧测力示数F′，则F浮＝ _______. 称重 G－F′ 【名师点拨】 (1)浸在液体中的物体不一定能受到浮力，如桥墩、打入河床的木桩、拦河大坝等因其底部与河床紧密贴合，水对其向上的压力为零，故物体不受向上的浮力.(2)同一物体浸没在液体中不同深度，液体对物体向上和向下的压力差不变，所以浮力不变. 知识点2 阿基米德原理 1.内容：浸在液体中的物体受到_________的浮力，浮力的大 小等于它排开的液体所受的___________. 2.公式：F浮＝G排＝__________(适用于液体和气体)，G排表示 物体排开的液体所受的重力，单位为N；ρ液表示液体密度，单 位为kg/m3；V排表示物体排开液体的体积，单位为m3.变形式： 求密度：ρ液＝ ；求体积：V排＝ . 竖直向上 重力的大小 ρ液(气)gV排 3.理解：由公式可知，浮力只与_____________和_________有 关，而与物体本身的重力、密度、体积、形状、深度、在液体 中是否运动、液体的多少等因素无关. 排开液体体积 液体密度 【名师点拨】 “物体排开液体的体积”与“物体的体积”不同，只有物体全部浸没在液体中时，物体排开液体的体积才等于物体的体积. 知识点3 物体的浮沉条件 1.物体的浮沉条件 2.浮沉条件的应用 (1)轮船：采用“空心”的方法增大可利用的浮力.轮船的大小 通常用排水量来表示，轮船排水量是指轮船装满货物时排开水 的_____. (2)密度计：在任何液体中都处于_____状态，露出液面的体 积越大，该液体密度越___. 质量 漂浮 大 (3)潜水艇：原理是通过改变自身的_____来实现浮沉的(浸没 后浮力不变). (4)气球和飞艇：充入密度_____空气的气体，如氢气、氦 气、热空气.原理：靠改变_________实现升降的. 重力 小于 自身重力 (1)浸没在液体中的物体一定受到浮力作用.( ) (2)在水中上浮的物体受到浮力，下沉的物体不受浮力.( ) (3)浮力的方向总是竖直向上的.( ) (4)物体浸没得越深，所受的浮力越大.( ) (5)浮力的大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有 关.( ) (6)阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体.( ) × × √ × √ √ (7)码头上正在卸货的轮船所受的浮力逐渐减小.( ) (8)同一密度计放在不同的液体中，所受浮力不变.( ) (9)潜水艇是通过改变自身的体积来实现上浮或下潜的.( ) (10)潜水艇由河里潜行到海里，浮力不变.( ) √ √ × × 实验1 探究浮力的大小跟哪些因素有关 【实验装置和情景】 【实验方法】_________法. 【设计与进行实验】 1.实验原理：称重法(F浮＝G－F示). 2.实验前，若观察弹簧测力计的指针未指在零刻度线上，则 应对弹簧测力计进行_____；实验时，弹簧测力计吊着物体要 ___________向下放. 控制变量 调零 匀速、缓慢 3.A、B、C三次实验，是为了探究浮力大小与_______________ ___的关系，得出的结论是_________________________________ _____________________________，采用的物理实验方法是_____ _____法. 4.________(填字母代号)三次实验，说明浮力大小与物体浸没 在液体中的深度_____(填“有关”或“无关”). 5.________(填字母代号)三次实验，是为了探究浮力大小与液 体密度的关系. 物体排开液体体 积 在液体密度相同时，物体排开液体的 体积越大，物体受到的浮力越大 控制 变量 A、C、D 无关 A、D、E 6.物体浸没在水中时受到的浮力为__N. 7.换用不同的物体和液体进行多次测量，使实验结论具有___ _____. 1 普 遍性 【分析、交流与反思】 8.F浮­h图像(如图甲所示)、F示­h图像(如图乙所示)，由图可 知，浸没前物体逐渐浸入液体的过程中，弹簧测力计示数不断 _____，物体所受浮力逐渐_____；当物体浸没后深度继续增加， 弹簧测力计示数_____，物体所受浮力_____. 减小 增大 不变 不变 9.由实验可知，酒精的密度为________kg/m3，物体的密度 为______kg/m3. 0.8×103 4×103 【点拨】 由A图利用G＝mg得到物体的质量m；由A、C图得浮力，利用F浮 ＝ρ液gV排得到物体的体积V，由ρ＝ 求出物体的密度；由A、 E图求浮力F浮＝G－F示，利用F浮＝ρ液gV排求出酒精的密度. 10.实验改进(如图甲所示)：实验时将弹簧测力计固定在铁架台上，使物体悬在空烧杯中，向烧杯中逐渐加水，可以保证弹簧测力计的示数稳定，方便读数. 11.如图乙所示，将两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥和正方体 进行实验，得出的结论：浮力的大小与物体的形状有关.该结 论_______(填“正确”或“不正确”)，原因是_____________ _______________. 不正确 没有控制排开 液体的体积相同 12.探究浮力大小与物体质量是否有关的实验设计思路：(1)取 _____相同、_____不同的两物体(密度均大于水，如铁块和铝 块)，用弹簧测力计测出它们各自的重力，利用公式G＝mg计算 其质量.(2)分别用弹簧测力计提着这两个物体(如铁块和铝块) 浸没到水中，读出弹簧测力计的示数，计算出浮力的大小. (3)通过比较浮力大小得出结论. 体积 质量 【实验结论】物体所受浮力的大小只与_________和_______ _____________有关，与物体在液体中所处的深度、物体的形 状、物体的密度等因素_____；液体的密度一定时，物体排开 液体的体积越大，物体受到的浮力_____；物体排开液体的体 积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力_____. 液体密度 物体排 开液体的体积 无关 越大 越大 实验2 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系 【实验装置和情景】 【实验器材】弹簧测力计、溢水杯、小桶、水(及其他液体)、 圆柱形物体(或小石块). 【设计与进行实验】 1.用弹簧测力计测出空小桶的重力G桶. 2.用弹簧测力计测出物体的重力G物. 3.将物体浸没在盛满水的溢水杯中，记下弹簧测力计的示数F示. 4.用弹簧测力计测出盛水小桶的总重力G桶＋水. 5.计算出物体受到水的浮力F浮和排出水的重力G排. 6.为了_____________，可换用其他物体和液体，多次实验. 得到普遍规律 【实验表格】 次序 1 2 3 物体所受的重力G物/N 3.0 2.0 6.0 物体浸没在水中时弹簧测力计的示数F示/N 2.0 1.0 5.0 浮力F浮/N 小桶和排开水所受的总重力G桶＋水/N 2.0 2.0 3.0 小桶所受的重力G桶/N 1.0 1.0 2.0 排开水所受的重力G排/N 【分析、交流与反思】 7.根据实验表格，第1次实验中，物体所受浮力F浮＝____N； 物体排开液体所受的重力G排＝____N；物体的密度ρ物＝ ________kg/m3. 8.某同学按如图所示操作实验，其中的错误是______________ _____，这会导致所测得的排开液体的重力偏___. 1.0 1.0 3.0×103 B烧杯中液体未 装满 小 9.将物体放入液体中测拉力时，若物体接触容器底，则测得的 浮力偏___. 10.实验时，如果物体没有完全浸没，_____(填“仍能”或 “不能”)得出正确结论. 【实验结论】浸在液体中的物体受到的浮力_____它排开液体 所受的重力. 大 仍能 等于 考点1 认识浮力(5年0考) 突破1 [2024·南安模拟]下列物体没有受到浮力的是( ) A.空中上升的热气球 B.水中下潜的奋斗者号 C.海面航行的辽宁号 D.在月背采样的嫦娥六号 突破2 [2024·厦门模拟]如图所示，用细绳吊着柱体浸没在水中，柱体所受浮力为F浮，柱体上、下表面受到水的压力分别为F向下、F向上.下列关系式一定成立的是( ) A.F浮＝F向下 B.F浮＜F向上 C.F浮＞F向下 D.F浮＞F向上 突破3 [2024·苏州]将鸡蛋放入盐水中出现如图所示状态，缓慢向杯中加盐或水使鸡蛋悬浮，下列说法正确的是( ) A.加盐可以让鸡蛋悬浮 B.鸡蛋悬浮时液体密度大 C.鸡蛋悬浮时浮力大 D.鸡蛋悬浮时液体对杯底的压强大 突破4 [2024·广东]如图所示，小球漂浮在水面，请在O点画出小球受到的重力G和浮力F的示意图. 答案：如图所示： 考点2 阿基米德原理及其应用(5年5考) 突破1 [2024·凉山州]如图所示，两个完全相同的小球，分别漂浮在装有一定酒精和水的容器中(ρ水＞ρ酒)，小球的质量为6 g，体积为10 cm3，下列描述正确的是( ) A.小球的密度为6×103 kg/m3 B.小球排开水的质量等于排开酒精的质量 C.用力将图乙的小球向下压的过程中，小球受到的浮力不变 D.将酒精注入乙容器中(不溢出液体)，小球浸入液体的体积不变 突破2 [2024·新疆]人体密度跟水的密度差不多.质量为40 kg 的小明套着游泳圈(游泳圈重力不计)在游泳池中漂浮时，小明 浸在水中的体积为他的体积的 ，则游泳圈浸在水中的体积约 为( ) A.10 dm3 B.20 dm3 C.30 dm3 D.40 dm3 突破2 [2024·兰州]一根轻质且不可拉伸的细线将一边长为 10 cm的正方体物块拴接在容器底部，如图甲所示，当水深为 30 cm时，绳子刚好伸直；如图乙所示，当水深为36 cm时， 物体上表面恰好与水面相平，已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，则 此正方体物块的密度为________kg/m3，乙图中细线的拉力为 __N. 0.4×103 6 突破4 [2024·烟台节选]为庆祝中国人民解放军海军成立75周年，海军烟台舰于2024年4月20日至24日期间访问家乡烟台.海军烟台舰排水量(满载)约4 000 t，巡航速度18节(1节＝1.852 km/h)，续航里程4 000海里(1海里＝1.852 km).(g取10 N/kg，海水的密度取1.0×103 kg/m3)求： (1)满载时烟台舰所受的浮力约为多大？ (2)若烟台舰在某次航行过程中以18节的巡航速度航行3 000海里，其航行时间为多少小时？(结果保留一位小数) 解：(1)满载排水量：m排＝4 000 t＝4×106 kg，由阿基米德原理得：F浮＝G排＝m排g＝4×106 kg×10 N/kg＝4×107 N； (2)航行时间：t＝ ≈166.7 h. 考点3 物体浮沉条件及其应用(5年5考) 一、浮沉条件的应用 突破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中正确的是( ) 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 突破2 [2024·内江]“青岛号”导弹驱逐舰从海洋驶入长江时，受到的浮力和吃水深度的变化是(ρ海水＞ρ水，忽略驱逐舰自重的变化)( ) A.浮力变大 B.浮力不变 C.吃水深度变小 D.吃水深度不变 突破3 [2024·眉山]物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度 计，分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，静止时液面相平如 图所示，密度计在液体中受到浮力F甲___F乙，液体对杯底的压 强p甲___p乙.(均填“＜”“＝”或“＞”) ＝ ＜ 二、利用浮沉条件判断物体的运动状态 突破4 [2024·广安]2023年4月，我国东部战区组织了环台岛军事演习.当参演的航空母舰——“辽宁舰”上的战斗机从军舰上起飞后( ) A.飞行的战机以航母为参照物，是静止的 B.航母所受浮力变小，会上浮一些 C.航母所受浮力不变，排开水的体积不变 D.航母两侧水域流速大的位置压强大 突破5 [2024·自贡]在传统农耕文化中，劳动人民一般采用“盐水选种”的方法挑选种子，下列说法正确的是( ) A.种子上浮过程中盐水对种子的压强变大 B.漂浮的种子受到的浮力大于自身重力 C.下沉的种子密度比盐水的密度大 D.沉底的种子只受到重力和支持力 1.[2024·福建]质量为m0的杯子，装入适量的水后放在水平的电子秤上，如图甲所示；接着把草莓轻放入水中，草莓漂浮，如图乙所示；然后用细针将草莓轻压入水中，如图丙所示；水均未溢出，电子秤示数依次为m1、m2、m3，不计细针体积.下列判断正确的是( ) A.图甲中，水对杯底的压力为(m1－m0)g B.图乙中，草莓的质量为m2－m1－m0 C.图丙中，草莓排开水的体积为 D.图丙中，细针对草莓的压力为(m3－m2－m0)g 2.[2020·福建]如图所示，体积相同的两物体A、B用不可伸长的细线系住，放入水中后，A有四分之一体积露出水面，细线被拉直.已知A重4 N，B受到的浮力为8 N，A、B密度之比为2∶5.那么( ) A.A、B所受的重力之比为5∶2 B.A、B所受的浮力之比为1∶2 C.细线对A的拉力大小为1 N D.B对容器底部的压力为零 3.[2024·宁德模拟]甲、乙两个完全相同的柱形容器，静止放在水平桌面上，容器中分别盛有体积相同的A、B两种液体，将一个小球先后放入两个容器中，静止时如图所示.下列判断正确的是( ) A.A、B两种液体的密度ρA＜ρB B.小球在A、B两种液体中所受浮力FA＝FB C.甲、乙两个容器对桌面的压强p甲＜p乙 D.甲、乙两个容器对桌面的压力F甲＞F乙 4.[2024·龙岩模拟]实心正方体木块(不吸水)漂浮在水上，如图所示，此时浸入水中的体积为6×10－4 m3，然后在其上表面放置一个重4 N的铝块，静止后木块上表面刚好与水面相平(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)，则该木块( ) A.木块的重力是10 N B.木块的体积是0.6×10－3 m3 C.木块的密度是0.6×103 kg/m3 D.放置铝块后，木块下表面受到水的压强增大了500 Pa 5.[2021·福建]如图所示，将一边长为10 cm的正方体木块放 入装有某液体的圆柱形容器中.木块静止时露出液面的高度为 2 cm，液面比放入前升高1 cm，容器底部受到液体的压强变 化了80 Pa，则木块底部受到液体压强为____Pa，木块受到的 浮力为____N. 640 6.4 解析：(1)液面比放入前升高1 cm，即h＝0.01 m，容器底部受 到液体的压强变化了80 Pa；由p＝ρgh得，液体的密度为： ρ＝ ＝800 kg/m3；正方体木块的边长为 10 cm，木块静止时露出液面的高度为2 cm，则木块下表面距 水面的距离为：h浸＝10 cm－2 cm＝8 cm＝0.08 m；则木块底 部受到液体压强为p木＝ρgh浸＝800 kg/m3×10 N/kg×0.08 m ＝640 Pa； (2)木块排开液体的体积为：V排＝0.1 m×0.1 m×0.08 m＝0.000 8 m3；木块受到的浮力为：F浮＝ρV排g＝800 kg/m3 ×0.000 8 m3×10 N/kg＝6.4 N. 6.[2020·福建节选]我国自主研制的“海斗一号”全海深自主 遥控潜水器，填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白.在 预定深度完成任务后，潜水器抛掉配重物，潜水器受到的浮力 _____(填“大于”“等于”或“小于”)自重，从而上浮. 大于 解析：在预定深度完成任务后，潜水器抛掉配重物时，潜水器排开海水的体积不变，由F浮＝ρgV排可知，受到的浮力不变，而自身的总重力减小，当潜水器受到的浮力大于自重时，潜水器会上浮. 7.[2024·福建模拟]端午节是中国民间的重要节日，也是我国首个入选世界非遗的节日，而赛龙舟是端午节最重要的节日民俗活动之一，如图所示是赛龙舟的情景，龙舟中有12名运动员.g取10 N/kg. (1)船头的运动员用力击鼓发出声音，该声音是由物体产生 的，运动员向后划桨时，船桨会受到河水_____(填“向前” 或“向后”)的力. (2)比赛过程中，以河岸为参照物，龙舟是_____的.到达终点 后，龙舟不能立即停下，这是因为它具有_____. (3)若每名运动员的质量均为60 kg，则运动员全部坐上龙舟后 浮力将增加______N，此时排开水的质量增加了____kg. 向前 运动 惯性 720 7 200 8.[2024·福建]“漏刻”是古代一种滴水计时的工具.项目式学习小组制作了一个漏刻，装置如图1所示，播水壶不断滴水，受水壶内由标尺与浮块组成的浮箭上升后，通过指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取时间. (1)测滴水量：播水壶装满水后，计划用烧杯接取滴水.为了减 小误差，测量滴水的质量应选择以下方案中的___(填写序号). ①先测空烧杯质量，接水后再测滴水和烧杯的总质量. ②先测滴水和烧杯的总质量，倒去水后再测烧杯质量. 测得1 min滴水的质量为80 g，则1刻钟(15 min)滴水的体积 为______cm3. ① 1 200 (2)分析测算：圆筒形受水壶内部底面积600 cm2，浮箭总重 6 N，长方体浮块的底面积300 cm2、高3 cm.受水壶内无水 时，指针对应标尺的位置标记为“←开始滴水”.滴水后， 当浮箭刚浮起时，受到的浮力为__N，此时受水壶内的水面高 度为__cm. 6 2 (3)标尺定标：图2的标尺上每一格表示1 cm，请你在标尺上对应位置标出“←3刻钟”. 答案：如图所示： (4)成品试测：经检测，漏刻每1刻钟的实际时间均超出 15 min，发现随着播水壶内水量减少，滴水间隔时间越来越长. 为使滴水间隔时间相同，小组讨论后，将滴水壶装置改进成如 图3所示，依据的物理知识____________________________ _________________________. 根据p＝ρgh，水的深度保持不 变，出水口的液体压强不变 9.[2023·福建节选]小华利用氦气球与探空仪了解空气状况.如图甲所示，质量为0.4 kg的探空仪静止在水平桌面上，与桌面接触面积为0.02 m2.在室内测试时，将探空仪固定在充有氦气的气球上，释放后氦气球恰好能携带探空仪悬浮在空中，如图乙所示.已知球壳质量为0.23 kg，球内氦气的密度为0.17 kg/m3，室内空气的密度为1.22 kg/m3.g取10 N/kg.求： 悬浮时氦气球的体积(计算浮力时，不计探空仪的体积和球壳的厚度). 解：气球悬浮，则F浮＝G＝(m＋m壳＋m氦气)g①， 不计探空仪的体积和球壳的厚度，则氦气球受到浮力：F浮＝ ρ空气gV球②， 氦气的质量：m氦气＝ρ氦气V球③， 联立①②③可得：悬浮时氦气球的体积： 10.[2022·福建]如图所示是一款能自动浮沉的潜水玩具，正方体潜水器内装有智能电磁铁，将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中，容器放置在水平铁板上，不计容器的重力.潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l，自动调节电磁铁电流大小，改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小.闭合开关前，潜水器处于漂浮状态.闭合开关，潜水器启动后先匀速下沉，完全浸入水中后，变为加速下沉直至容器底部，下沉全过程F随l变化的关系保持不变，水深变化的影响忽略不计.已知潜水器的边长为 10 cm，重为5 N，g取 10 N/kg，容器的底面积为1 000 cm2，水深为25 cm.求： (1)潜水器漂浮时受到的浮力； (2)下沉全过程潜水器重力所做的功； (3)潜水器沉底静止后容器对铁板的压强. 解：(1)潜水器处于漂浮状态时，潜水器受到的浮力：F浮＝ G潜水器＝5 N； (2)潜水器的底面积：S1＝10 cm×10 cm＝100 cm2＝0.01 m2， 由F浮＝ρ液V排g＝ρ水S1 h1 g得，漂浮时浸入水中的深度： h1＝ ＝0.05 m， 即等于潜水器边长的一半， 即等于潜水器边长的一半， 则此时潜水器的重心恰好与水面相平，所以潜水器下降的距离h2＝h－h1＝0.25 m－0.05 m＝0.2 m， 潜水器的重力所做的功：W＝G潜水器h2＝5 N×0.2 m＝1 J； (3)潜水器匀速下沉时，F随l的变化关系式为：F＝F浮－G潜水器＝ρ水gS1(h－l)－G潜水器＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg× 0.01 m2×(0.25 m－l)－5 N＝(20－100l) N， 依题意，潜水器浸没后加速下沉，F随l的变化关系不变，即F＝(20－100l)N； 潜水器沉底静止时，l＝0，受到的吸引力F＝20 N； 潜水器漂浮时，潜水器受到的重力等于它排开水的重力，因此潜水器和水的总重G等于容器中只装25 cm深的水重G水； 容器的底面积S2＝1 000 cm2＝0.1 m2； 潜水器和水的总重：G总＝G水＝ρ水gS2h＝1.0×103 kg/m3× 10 N/kg×0.1 m2×0.25 m＝250 N； eq \f(F浮,gV排) eq \f(F浮,ρ液g) eq \f(m,V) eq \f(3,4) eq \f(s,v)＝eq \f(3 000×1.852 km,18×1.852 km/h) eq \f(m3－m1,ρ水) eq \f(p,gh)＝eq \f(80 Pa,10 N/kg×0.01 m) V球＝eq \f(m＋m壳,ρ空气－ρ氦气)＝eq \f(0.4 kg＋0.23 kg,1.22 kg/m3－0.17 kg/m3)＝0.6 m3. eq \f(F浮,ρ水gS1 )＝eq \f(5 N,1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m2) 潜水器沉底静止时，容器对铁板的压力：F压＝F＋G总＝20 N＋250 N＝270 N； 由p＝eq \f(F,S)可得，容器对铁板的压强：p＝eq \f(F,S)＝eq \f(270 N,0.1 m2)＝2 700 Pa. $$