内容正文:
【八年级物理大单元设计】
10.3 物体的沉浮条件及应用
目录
【基础达标练】 1
题型1:判断物体的沉浮状态 1
题型2:根据物体的沉浮状态判断密度的大小关系 3
题型3:物体在不同液体中的沉浮比较浮力和密度大小 5
题型4:漂浮状态下密度的计算 7
题型5:浮力的利用 10
【能力提升练】 13
题型6:浮力与液面的升降问题 13
题型7:液体中的物体上方或下方有绳子的问题 19
题型8:浮力与压强的综合应用 26
【中考真题练】 32
【基础达标练】
题型1:判断物体的沉浮状态
1.(24-25九年级上·四川眉山·期末)将重为4N,体积为6×10-4m3的物体投入一个装有适量水的烧杯中,溢出200g水。当物体静止时,下列判断正确的是( )
A.物体漂浮,F浮=2N B.物体悬浮,F浮=6N
C.物体漂浮,F浮=4N D.物体沉在水底,F浮=2N
【答案】C
【详解】物体重为4N,所以它的质量为
物体的密度
由于物体的密度小于水的密度,所以把物体放入水中后将漂浮,漂浮时物体所受的浮力等于物体的重力,所以浮力为4N。故C正确,ABD错误。
故选C。
2.对下列物理现象的分析正确的是( )
A.运动速度越大的物体越不容易停下,说明物体运动速度越大,惯性越大
B.以卵击石,鸡蛋破碎,说明鸡蛋受到的力大于石头受到的力
C.物体的密度小于水的密度,物体在水中不一定漂浮
D.撤掉推车的力,车会慢慢停下,说明运动需要力来维持
【答案】C
【详解】A.运动速度越大的物体越不容易停下,是由于惯性要保持原有运动状态,惯性大小只与物体质量有关,与物体速度无关,故A错误;
B.鸡蛋受到的力与石头受到的力是一对相互作用力,大小相等,故B错误;
C.物体的密度小于水的密度,如果该物体吸水或者受到外力作用,则该物体不一定漂浮,故C正确;
D.撤掉推车的力,车会慢慢停下,是因为受到阻力,说明力可以改变物体的运动状态,运动不需要力来维持,故D错误。
故选C。
3.如图是巴川中学吉祥物“小斑马”摆件。经测量,其质量为m,体积为V,m与V的比值小于水。现将其轻轻按压至刚好浸没在装满水且足够大的容器中(摆件不吸水)。关于“小斑马”说法正确的是( )
A.它此时排开水的重力为mg
B.松手后,它受到的浮力将先变小后不变
C.松手后,它最终静止时所受浮力为水gV
D.松手后,它将下沉并最终沉底
【答案】B
【详解】A.将“小斑马”轻轻按压至刚好浸没在水中,对物体在竖直方向上进行受力分析可得
由阿基米德可知,“小斑马”受到的浮力等于排开水的重力,所以排开水的重力为mg+F压,大于mg,故A错误。
B.因为“小斑马”的密度小于水的密度,所以松手后它会上浮最终在水面静止;在上浮过程中,排开液体的体积减小,由阿基米德原理可知, 它所受的浮力减小。在水面静止时,它手里平衡,对它竖直方向上受力分析可得,重力等于浮力,浮力将保持不变,所以松手后,它受到的浮力将先变小后不变,故B正确。
C.松手后最终静止时,浮力等于重力,浮力的大小为
故C错误。
D.“小斑马”的密度小于水的密度,松手后,“小斑马”会上浮并最终在水面保持漂浮。故D错误。
故选B。
4.(22-23八年级下·陕西咸阳·期末)如图所示,小明把鸡蛋放入盛水的杯中,鸡蛋沉在杯底如图甲,向杯中加盐,鸡蛋悬浮如图乙,则鸡蛋在两液体中的浮力关系是 (选填“大于”“小于”或“等于”)。若鸡蛋的质量为50g,则鸡蛋在乙杯盐水中所受到的浮力为 N,往乙杯盐水中再加一些盐,鸡蛋将 (选填“下沉”“上浮”或“仍悬浮”)。
【答案】 小于 0.5 上浮
【详解】[1]鸡蛋在甲中沉入水底,则,在图乙中悬浮,则,所以,鸡蛋受到的浮力。
[2]在乙杯盐水中鸡蛋处于悬浮状态,故所受的浮力大小等于鸡蛋的重力
鸡蛋在乙杯盐水中所受到的浮力为0.5N。
[3]若向杯中继续加盐,使盐水的密度增大,而鸡蛋的体积排开盐水的体积不变,由阿基米德原理知道鸡蛋受到的浮力变大,由于重力不变,则鸡蛋上浮,最后漂浮。
5.一个质量是50g的鸡蛋悬浮在盐水中不动时,它受到的浮力是 N,如果往盐水中不断注入清水,鸡蛋将 (选填“上浮”、“下沉”或“不动”,g=10N/kg)。
【答案】 0.5 下沉
【详解】[1]鸡蛋重
G=mg=50×10﹣3kg×10N/kg=0.5N
鸡蛋悬浮,根据物体的浮沉条件可知鸡蛋受到的浮力
F浮=G=0.5N
[2]鸡蛋悬浮在盐水中,是因为鸡蛋受到的重力和浮力相等,若向杯中加入清水,使盐水的密度减小,而鸡蛋的体积(排开盐水的体积不变),由阿基米德原理知道鸡蛋受到的浮力变小,又因为鸡蛋重不变,所以此时鸡蛋受到的浮力小于鸡蛋重,鸡蛋将下沉。
题型2:根据物体的沉浮状态判断密度的大小关系
6.(23-24八年级下·福建三明·期中)甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球,把它们放入水中静止后的情况如图所示,则下列说法正确的是( )
A.甲受到的浮力最大 B.甲物体的密度最大
C.丁物体受到的浮力最小 D.丁物体的密度最大
【答案】D
【详解】AC.甲球排开水的体积小于乙丙丁球排开水的体积,由得,甲球受到的浮力最小,乙次之,丙丁排开液体体积相等,浮力相等但都比甲乙大。故AC错误;
BD.都放在水中,液体密度相同,甲乙漂浮密度比水小,丙悬浮密度和水相等,丁沉底密度比水大。甲乙球均漂浮在水面上,重力均等于浮力,甲球的浮力小于乙球的浮力,则甲球的重力小于乙球的重力,甲乙球的体积相同,由得,甲球的密度小于乙球的密度,故B错误,D正确。
故选D。
7.物体的浮沉条件
(1)物体上浮时,F浮 G,物 液。
(2)物体下沉时,F浮 G,物 液。
(3)物体悬浮时,F浮 G,物 液。
【答案】(1) > <
(2) < >
(3) = =
【详解】(1)[1]物体上浮时,合力向上,则浮力大于重力,即F浮>G。
[2]物体浸没液体中上浮时,物体体积等于排开液体积,因为F浮>G,则,则。
(2)[1]物体下沉时,合力向下,则浮力小于重力,即F浮<G。
[2]物体浸没液体中下沉时,物体体积等于排开液体积,因为F浮<G,则,则。
(3)[1] 物体悬浮时,合力为0,则浮力等于重力,即F浮=G。
[2]物体悬浮时,物体体积等于排开液体积,因为F浮=G,则,则。
8.(24-25九年级上·广西南宁·开学考试)图钉的钉尖做得很尖是为了 (选填“增大”或“减小”)压强;热气球利用其内部高温气体密度比空气密度 (选填“大”或“小”)的原理升空。
【答案】 增大 小
【详解】[1]由于在压力一定时,减小受力面积,可以增大压强,所以,图钉的钉尖做得很尖是为了增大压强。
[2] 热气球内部气体温度升高,受热膨胀从下口处排出,球内空气变少,密度变小,小于空气的密度,所以,热气球利用热空气密度比空气密度小的原理升空。
9.(23-24八年级下·河北石家庄·期末)当把饺子放入沸腾的水中后,饺子(不考虑饺子的吸水性)先下沉到锅底,过了一会儿又上浮,最终漂浮在水面上。则饺子在下沉过程中 (选填“受”或“不受”)浮力;在加速上浮的过程中,饺子的平均密度ρ ρ水(选填“<”、“=”或“>”);最终漂浮时,饺子受到的浮力 饺子重力(选填“<”、“=”或“>”)。
【答案】 受 < =
【详解】[1]物体受到的浮力大小和排开水的重力大小相等,所以饺子在下沉过程中受到浮力的作用。
[2]由物体的浮沉条件可知,饺子在加速上浮的过程中,饺子的平均密度小于水的密度,即ρ<ρ水。
[3]饺子漂浮在水面上时,受力平衡,受到的浮力大小和重力大小相等。
10.(22-23八年级下·湖北襄阳·期末)俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中可以漂浮,李子投入水中会下沉。漂浮的西瓜受到的浮力 西瓜的重力,西瓜的密度 李子的密度(均选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 等于 小于
【详解】[1]西瓜在水中漂浮,受到的浮力和重力是一对平衡力,大小相等。
[2]西瓜在水中漂浮,西瓜的密度小于水的密度;李子在水中会下沉,李子的密度大于水的密度,所以西瓜的密度小于李子的密度。
题型3:物体在不同液体中的沉浮比较浮力和密度大小
11.(23-24八年级下·山东滨州·期末)小明的妈妈用盐水洗果蔬,小明发现同一种果蔬有时会漂浮,有时会沉底。他饶有兴趣地在柱状容器内加入浓盐水,把一枚土豆轻轻放入其中,静止时土豆漂浮在水面上,如图甲所示;向容器中缓慢注入清水,土豆逐渐下沉;注入适量清水时,土豆悬浮在盐水中,如图乙所示;继续注入清水,土豆沉到容器底部,如图丙所示。下列对这一过程的描述正确的是( )
A.漂浮在水面上时,土豆受到的浮力大于其重力
B.悬浮在盐水中时,土豆的密度与此时盐水的密度相等
C.沉到底部后,土豆受到的浮力可能大于漂浮时受到的浮力
D.沉到底部后,继续注入清水,土豆受到的浮力不再变化
【答案】B
【详解】A.土豆漂浮在水面上时,根据物体的沉浮条件可知,土豆受到的浮力与其重力大小相等,故A错误;
B.土豆悬浮在盐水中时,根据物体的沉浮条件可知,土豆的密度与此时盐水的密度相等,故B正确;
C.沉到底部后,土豆受到的浮力小于土豆的重力;漂浮时,土豆受到的浮力等于其重力,故沉到底部后,土豆受到的浮力小于漂浮时受到的浮力,故C错误;
D.沉到底部后,继续注入清水,液体密度减小,排开液体体积不变,由可知,土豆受到的浮力减小,故D错误。
故选B。
12.(23-24八年级下·重庆长寿·期末)如图所示,将同一个小球先后放入甲、乙两杯液体中,小球在液体中均处于漂浮状态。下列判断中正确的是( )
A.甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度
B.甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度
C.小球在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力
D.小球在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力
【答案】A
【详解】小球均漂浮,浮力等于重力,所以浮力相等,图乙中小球排开液体的体积更大,由可知,乙液体密度较小。故A正确,BCD错误。
故选A。
13.(23-24八年级下·江苏盐城·期末)一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料,分别放在装有甲、乙两种液体的容器中,静止后,饮料瓶的状态如图所示,饮料瓶受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙,甲、乙两种液体的密度为ρ甲、ρ乙,则下列说法正确的是( )
A., B.,
C.F浮甲=F浮乙, D.F浮甲=F浮乙,
【答案】D
【详解】AB.饮料瓶在甲、乙中均处于漂浮状态,受力平衡,浮力等于重力,所以浮力相等,故AB错误;
CD.由图可知,在乙液体中,饮料瓶排开液体的体积更大,由可知,乙液体的密度更小,故C错误,D正确。
故选D。
14.(24-25九年级上·上海·期中)重为G的木块漂浮在水中,则木块受到的浮力 G;木块下底面受到水向上的压力 G;若该木块漂浮在酒精中,已知ρ酒精<ρ水,与漂浮在水中相比,木块排开酒精的体积 ,木块下底面受到酒精向上的压力与水向上的压力的关系是 。(均选填“=”“>”或“<”)
【答案】 = = > =
【详解】[1]根据二力平衡条件可知,物体漂浮时所受重力与浮力相等。
[2]浮力产生的原因是物体受到液体对其向上和向下的压力差,物体漂浮时所受浮力就等于下表面所受压力,所以
[3]若该木块漂浮在酒精中,此时木块受到的浮力大小还是等于其重力大小,因为酒精的密度小于水的密度,所以由可知木块排开酒精的体积大于木块排开水的体积。
[4]因为木块在酒精中也是漂浮的,因此木块下底面受到酒精向上的压力等于木块的重力,所以木块漂浮在酒精中受到酒精向上的压力等于漂浮在水中时受到水向上的压力,即
15.(23-24八年级下·广东江门·阶段练习)一艘轮船的排水量为25000吨,满载时受到的浮力为 N。满载时船在密度不同的海域漂浮时受到的浮力 (填“相同”或“不同”)。(g取)当轮船从大海驶入淡水河区域时,船身会 (稍微上浮、保持不变、稍微下沉)。
【答案】 2.5×108 相同 稍微下沉
【解析】【小题1】[1]船满载时受到的浮力F浮=G排=m排g=25000×103kg×10N/kg=2.5×108N
[2][3]船在密度不同的海域漂浮时,受到的浮力都等于测量船的重力,而船在密度不同的海域,质量不变、重力不变,所以受到的浮力相同。海水的密度大于淡水的密度,由可知,排开海水的体积小于排开淡水的体积,所以船从大海驶入淡水河区域时,船身会稍微下沉。
题型4:漂浮状态下密度的计算
16.体积是的塑料球漂浮在水面上,有的体积露出水面,则塑料球的密度是 .(写出求解思路)
【答案】
【详解】塑料球漂浮在水面上,F浮=G,
ρ水gV排=ρ球gV球,
ρ水g(1-) V球 =ρ球gV球,
ρ球=ρ水=×1×103kg/m3≈0.67×103kg/m3.
17.木块的密度是0.6 g/cm3,冰块的密度是0.9 g/cm3,若它们的体积相等,都漂浮在水面上,则木块受到的浮力 冰块受到的浮力,木块露出水面的体积 冰块露出水面的体积.(选填“大于”“小于”“等于”)
【答案】 小于 大于
【详解】木块、冰块体积相等,木块的密度小于冰块的密度,根据公式m=ρV可知冰块的质量大于木块的质量;木块与冰块全部漂浮,浮力等于自身的重力;因为木块的重力小于冰块的重力,所以木块受到的浮力小于冰块受到的浮力;根据公式F浮=ρgV排可知,排开水的体积越大,受到的浮力越大,所以冰块排开水的体积大;因为体积相等,所以冰块露出水面的体积就小.
【点睛】已知木块和冰块的体积相等,根据公式m=ρV可求质量的大小;物体漂浮时浮力等于自身的重力;根据浮力公式可求木块和冰块排开水的体积的大小,从而求出木块和冰块露出水面的体积的大小.
18.在“抗洪救险”中,一名受灾群众找到一张总体积为0.3米3的长方体塑料泡沫床垫来自救。将其放入水中时,床垫有五分之一的体积浸没在水中,求:
(1)此时床垫受到的浮力是多少牛?
(2)此塑料泡沫床垫的密度是多少千克/米3?
【答案】(1)588牛
(2)200kg/m3
【详解】(1)根据阿基米德原理可得,此时床垫受到的浮力是
(2)由于床垫是漂浮在水上,根据物体浮沉条件可知,床垫受到的重力为
此塑料泡沫床垫的密度是
19.(23-24八年级下·河南周口·期中)如图所示,放置在水平桌面上的柱形容器中装有的水,把质量为的木块放入水中,木块静止时有的体积露出水面,已知容器底面积为,容器重忽略不计,()求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)容器对桌面的压强。
【答案】(1)3N;(2);(3)
【详解】解:(1)由题意可知,木块静止时漂浮,浮力大小等于其重力,为
(2)由可知,木块排开水的体积为
则木块的体积为
由可得
(3)容器中水的重力为
容器对桌面的压力等于水和木块的重力之和,即
由可得,容器对桌面的压强为
答:(1)木块受到的浮力3N;
(2)木块的密度为;
(3)容器对桌面的压强为2000Pa。
20.(23-24九年级下·山东济南·阶段练习)从高处掉入水里的苹果,最终会漂浮在水面上。设苹果的质量,苹果密度均匀,其密度,水的密度,g取,求:
(1)苹果漂浮在水面上时受到的浮力大小;
(2)苹果的体积多大;
(3)苹果浸没在水中时受到的浮力的大小。
【答案】(1)1.5N;(2);(3)2.5N
【详解】解:(1)苹果的质量,则苹果的重力
苹果漂浮在水面上时受到的浮力等于重力,则浮力
F1=G=1.5N
(2)苹果的质量,苹果密度均匀,其密度
则苹果的体积
(3)苹果浸没在水中时受到的浮力
答:(1)苹果漂浮在水面上时受到的浮力大小为1.5N;
(2)苹果的体积;
(3)苹果浸没在水中时受到的浮力的大小为2.5N。
题型5:浮力的利用
21.(23-24八年级下·福建福州·期末)盐水选种是我国劳动人民发明的一种巧妙挑选种子的方法。配制一定浓度的盐水后,把种子倒入盐水中,漂浮于盐水面的是次种(密度约0.3~1.05×103kg/m3),沉入容器底的是良种(密度约1.3×103kg/m3),如图所示。为选好种子,配制的盐水密度应约为( )
A.1.03×103kg/m3 B.1.05×103kg/m3
C.1.20×103kg/m3 D.1.35×103kg/m3
【答案】C
【详解】根据浮与沉的条件,当物体的密度大于液体的密度时沉底,当物体的密度小于液体的密度时漂浮,由题意知,漂浮于盐水面的是次种(密度约0.3~1.05×103kg/m3),沉入容器底的是良种(密度约1.3×103kg/m3),因此盐水的密度应大于1.05×103kg/m3,小于1.3×103kg/m3。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
22.(2025·江苏宿迁·一模)“时代到处是惊涛骇浪,你埋下头,甘心做沉默的砥柱;一穷二白的年代,你挺起胸,成为国家最大的财富。三十载赫赫而无名,花甲年不弃使命。你的人生,正如深海中的潜艇,无声,但有无穷的力量。”这是中国中央电视台《感动中国2013年度人物》黄旭华的颁奖词,也子深受鼓舞,制作了如图所示的潜水艇模型。下列说法不正确的有( )
①潜水艇模型是通过改变它自身的重力实现沉浮的
②潜水艇模型沉底时,它受到的浮力等于自身重力
③向试管内吹气,水会被压入试管中,模型会下沉
④向试管外吸气,水会被压入试管中,模型会上浮
A.①②③ B.①②④
C.②③④ D.③
【答案】C
【详解】①当潜艇模型浸没在水中时,排开水的体积不变,所受浮力不变,因此模型的上浮和下沉是通过改变潜艇的重力来实现的,故①正确;
②潜水艇模型沉底时,它受到的浮力小于自身重力,故②错误;
③向试管内吹气,水会被压出试管,此时模型的自重减小,当重力小于浮力时,模型上浮,故③错误;
④向试管外吸气,水会被压入试管,此时模型的自重增加,当重力大于浮力时,模型下沉,故④错误。
故选C。
23.如图所示是关于浮力知识的应用实例,下列说法错误的是( )
A.图甲,良种所受浮力小于重力,次种所受浮力大于重力
B.图乙,巨轮能浮在水面上是因为用空心的办法增大了排开液体的体积
C.图丙,艇里充的是密度小于空气的氦气
D.图丁,气球是利用填充气体的密度小于空气密度的方法来实现上浮
【答案】A
【详解】A.良种沉底,所受浮力小于自身的重力,次种漂浮在液面上,浮力等于自身重力,故A错误,符合题意;
B.巨轮之所以能够浮在水面上,是利用空心的方法来增大排开液体的体积来增大浮力,故B正确,不符合题意;
C.飞艇内充入气体的密度一定比空气密度小,体积相等时,重力小于浮力,故C正确,不符合题意;
D.气球是利用空气的浮力来工作的,当气体的密度小于空气的密度时,才可以升空,故D正确,不符合题意。
故选A。
24.(1)某导弹驱逐舰满载时的排水量是4800t,此舰所受的浮力是 N,当它从海洋驶入长江时,所受浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(ρ海水=1.025×103kg/m3)
(2)为了保证航行的隐蔽性,某潜水艇在水中潜行,当它从长江进入大海中后,受到的浮力 ,潜水艇的重力 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】(1) 不变
(2) 变大 变大
【详解】(1)[1]由阿基米德原理可知,此舰所受的浮力是
[2]由物体的浮沉条件可知,浮力等于自身重力,当它从海洋驶入长江时,处于漂浮状态,舰的重力不变,所受浮力不变。
(2)[1][2]潜水艇潜入水中后在水中潜行,当从长江进入大海中后,排开液体的体积不变,液体密度增大,根据知所受浮力增大;潜水艇在水面下从长江开到大海,说明其处于悬浮状态,浮力等于重力,由于受到的浮力变大,故重力变大。
25.如图所示,热气球下方开口处燃烧液化气,随着热气球内部气体温度升高,热气球体积膨胀到一定程度时,热气球开始离地,徐徐升空,此时热气球受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)热气球的重力;在加热过程中,热气球内部气体的密度 (选填“变大”“变小”或“不变”);如果充入气体后气球和吊篮的总质量为100kg,体积为150m3,则气球可以搭载重 N的货物悬浮在空中。(,g取)
【答案】 大于 变小 950
【详解】[1]热气球徐徐升空时,其体积不变,排开空气的体积不变,所受的浮力不变,而气球内部体积膨胀时,热空气从球口流出,球内气体质量减小,重力减小,小于浮力,所以升空。
[2]在加热过程中,热气球内部气体温度升高,其气体体积增大,则气球内部的气体密度减小。
[3]热气球悬浮在空中时,排开气体的体积
受到的浮力
气球和吊篮的的重力
由于热气球悬浮在空中,则热气球受到的浮力等于热气球和吊篮与货物的重力,则气球可以搭载的货物
【能力提升练】
题型6:浮力与液面的升降问题
26.(24-25九年级上·广东深圳·阶段练习)“我劳动,我快乐”,瑶瑶同学养成了良好的劳动习惯,每天坚持洗碗,在洗碗过程中,他发现碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示,下列说法正确的是( )
A.碗漂浮在水面时受到的浮力大于它的重力
B.碗沉入水底后不会受到浮力作用
C.碗沉入水底后比漂浮在水面上时洗碗盆的液面下降
D.碗沉入水底后比漂浮在水面上时洗碗盆的液面上升
【答案】C
【详解】A.物体漂浮时,浮力等于自身的重力,所以碗漂浮在水面时受到的浮力等于的重力,故A错误;
B.浸在液体中的一切物体都受浮力作用,碗沉入水底后仍受到浮力作用,故B错误;
CD.碗沉入水底时,浮力小于重力;碗漂浮时,浮力等于自身的重力,由于碗的重力相同,所以碗沉入水底时比漂浮在水面上时的浮力小,即据可知,碗浸没后,排开的水的体积减小,水面则下降,故C正确,D错误。
故选C。
27.小明喝奶茶时发现有很多冰块漂浮在奶茶液面上,他想了解冰熔化后奶茶液面变化情况,于是他在家用盐水代替奶茶进行探究:将纯净水凝固而成的冰块放入装有适量盐水的水杯中(如图所示),观察冰块熔化后的情况。则( )
A.液面上升,液体对杯底的压强不变 B.液面上升,液体对杯底的压强变大
C.液面下降,液体对杯底的压强减小 D.液面不变,液体对杯底的压强不变
【答案】A
【详解】由题意可得,冰漂浮在盐水上,根据物体的浮沉特点可知,F浮=G冰,根据阿基米德原理可得,ρ盐gV排=ρ冰gV冰,故可得冰排开液体的体积为
当冰熔化后,状态发生改变,质量不变,即冰融化后变成水的质量为m水=m冰,故可得,ρ水V水=ρ冰V冰,故可得冰熔化后变成水的体积为
又因为ρ盐>ρ水,所以V排<V水,排开盐水的体积小于冰块融化后变成水的体积,所以液面上升;因为冰熔化成水后,质量不变,根据G=mg可得,其重力不变,又因为烧杯是圆柱形,所以液体对其底部的压力不变,因为受力面积不变,根据可得,液体对杯底的压强不变。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
28.(24-25九年级上·重庆九龙坡·开学考试)如图甲,足够高的柱形容器置于水平地面上,底面积为200cm2。高为10cm空杯(厚度不可忽略)用轻质细杆固定悬于容器内某处。现沿着容器边缘缓慢向容器内注水,细杆对杯子的作用力F与所加水的质量的关系如图乙。则杯子的质量为 kg;若在加入2.2kg水时,轻轻取走细杆,待液面重新静止后,水对容器底部的压强为 Pa。
【答案】 0.6 1400
【详解】[1]水面到达杯子底部前,杆的弹力等于杯子的重力,即
杯子的质量
[2]由图乙可知,第一阶段,当水面刚好到达杯子底部时,加入水的质量为,此时加入水的体积为
1kg水的深度为
第二阶段,水面到达杯子底部后,随着水的加入,杯子排开水的体积增大,浮力越来越大,在某个位置浮力等于杯子的重力,此时细杆受力为0;继续加水,当水面到达杯口时,杯子受到水竖直向上的浮力,自身竖直向下的重力6N和细杆竖直向下4N的弹力,三个力合力为0,此时杯子受到的浮力为
杯子排开水的体积为
则杯子的底面积为
容器底面积与杯子底部下面的面积之差为
则从水面到达杯底至达到杯口过程中,加入水的体积为
加入水的质量为
即加入水的总质量为2kg时,杯外侧的水面与杯口齐平。
第三阶段,继续加水,水进入杯子中,杯子受到的浮力不变,杯子的总重力增大,则杯子对细杆向上的支持力减小,直至为0时,杯子受到的浮力恰好等于杯子的总重力,此时杯中进入的水的重力为
杯中进入的水的质量为
第四阶段,继续加水,直至杯中的水面与杯口齐平,杯子受到的浮力不变,杯子的总重力继续变大,大于杯子受到的浮力,此时杯子对细杆有向下的拉力,大小等于2N;杯中的水面与杯口齐平时杯中加入水的总体积等于杯子的体积,则第三阶段和第四阶段加入水的总质量为
此时容器内加入水的总质量为
第五阶段,再加水时,水面杯子浸没在水中,受到的浮力和杯子的总重力不再改变,因此细杆受到的拉力也不再改变,大小保持在2N。
综上所述,若加入2.2kg水,处于第三阶段,即2.2kg水中,2kg在杯外,0.2kg在杯中,此时杯子的总重力为
杯子受到的浮力为10N,浮力大于总重力,若取下细杆,待稳定后杯子会处于漂浮状态,水面会下降,则稳定后杯子受到的浮力为
杯子排开水的体积为
排开水的体积变化量为
水面下降的高度为
此时水面的深度为
水对容器底部的压强为
29.(24-25九年级上·云南玉溪·开学考试)一质量为,密度为的正方体木块用细线系于底面积为容器的水中,如图所示,则:(,g取)
(1)木块的体积是多少?
(2)木块所受的浮力大小是多少?
(3)将细线剪断后,木块静止时,所受浮力大小是多少?
(4)将细线剪断后,木块静止时,容器底部受到水的压强变化了多少?
【答案】(1)
(2)12N
(3)6N
(4)150Pa
【详解】(1)木块的体积为
(2)木块浸没在水中,受到的浮力为
(3)由于木块密度小于水的密度,将细线剪断后,木块静止时将漂浮,根据二力平衡知识可知,此时浮力等于木块的重力,即
(4)将细线剪断后,木块静止时,其排开水的体积为
则木块排开水减小的体积为
水面下降的高度为
则容器底部受到水的压强变化了
30.(23-24八年级下·湖南娄底·期末)如图甲所示,薄壁柱形容器置于水平桌面上,容器中放有一个底面积为1×10-2m2、高为0.16m的均匀实心长方体物块A(物块与容器底部不密合),A的底部与容器底用一根长为0.08m的细绳连在一起,现慢慢地向容器中注水,当加入2kg的水时,A对容器底部的压力刚好为0,如图乙所示,此时容器中水的深度为h=0.1m。求:
(1)图乙中,物块A受到的浮力?
(2)物块A的密度?
(3)继续向容器中加水,直到物块A恰好完全浸没水中,如图丙所示,此时将与A相连的细绳剪断,求细绳剪断前后,物块A静止时,水对容器底部压强的变化量?(整个过程无水溢出)
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)如图乙,A排开液体的体积为
则物块A受到的浮力为
(2)当加入2kg的水时,A对容器底部的压力刚好为0,此时物体恰好漂浮,浮力大小等于重力,则有
则物体的质量为
物体的体积为
物块A的密度为
(3)当加入2kg的水时,水的体积为
则在图乙中有
则
将与A相连的细绳剪断,物块A静止时,漂浮于水面,则物块排开液体体积的变化量为
则液面变化的深度为
水对容器底部压强的变化量为
答:(1)物块A受到的浮力;
(2)物块A的密度;
(3)水对容器底部压强的变化量。
题型7:液体中的物体上方或下方有绳子的问题
31.(24-25九年级上·重庆·开学考试)如图所示,A、B为不同规格的潜水艇模型,吸、放水功能完好。为空心正方体,B为空心长方体,A、B均由密度为的材料制成。A、B空心部分体积分别为、,底面积分别为、。当中注满水,B中无水,容器中液面与上表面相平时,绳中拉力为,此时轻质容器对桌面压强为,细绳长。若雯雯同学将中所有水放出后,B开始吸水,则下列说法正确的是( )
①A注满水后的重力为
②B的高度为
③容器底面积为
④当绳恰好对容器底部无拉力时,B吸水的质量为
A.①③ B.②③ C.③④ D.④
【答案】D
【详解】①A的体积为
A中空心体积为,则注满水后水的重力为
A中材料的体积为
A中材料的质量为
则A注满水后的重力为
故①错误;
②A受到的浮力为
物体B的重力可表示为
①
B受到的浮力可表示为
②
将A、B看成一个整体,整体受向下的重力,受绳子向下的拉力,受水向上的浮力,处于平衡状态,则
③
联立①②③,代入数据可得,B受到的体积为
则B的高度为
故②错误;
③B的重力为
容器内水的体积为
容器内水的重力可表示为
④
轻质容器对桌面压力由容器内水的重力、A的总重力、B的重力组成,大小为
轻质容器对桌面的压强为可表示为
⑤
代入数据,联立④⑤,代入数据解得容器的底面积为
故③错误;
④根据题意可知,将A中的水放出,水面水上升,然后B再开始吸水,则水面又会下降。A中水未放出时,绳子对B拉力为6N,根据受力分析可知,若要使拉力减小并且恰好为0,则B吸收的水要比A放出的水更多,因此液面会下降至A的上表面以下。设多吸收的水的重力为,则多吸收的水导致水面下降的高度为
此时A受到的浮力为
⑥
拉力并且恰好为0,则整体受力情况为所有向上的力等于所有向下的力,即
⑦
联立⑥⑦,代入数据解得,则B吸收水的质量为
故④正确。
综上所述,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
32.(23-24八年级下·山东烟台·期末)某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,模拟了如下“打捞”过程:如图甲,体积的金属块A下表面陷入淤泥内,小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,此时细绳对小船的拉力为2N,水面与船的上沿相平;将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中时,小船有五分之二的体积露出水面,如图乙。细绳的质量和体积、小船的质量均忽略不计。下列说法正确的是( )
A.甲图中的小船所受浮力为20N B.小船的体积为
C.金属块A重18N D.金属块A的密度为
【答案】AB
【详解】A.如图甲所示,对小船受力分析可知,细绳的质量和体积、小船的质量均忽略不计,小船受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力以及绳子对其向下的拉力作用,所以甲图中的小船所受浮力为
故A正确;
B.水面与船的上沿相平,小船刚好浸没在水中,其排开水的体积等于小船的体积,因此小船的体积为
故B正确;
C.如图乙所示,小船有五分之二的体积露出水面,根据阿基米德原理可得,此时小船受到的浮力为
根据二力平衡可知,此时绳子对小船的拉力为
根据物体间力的作用是相互的可知,绳子对A的拉力为
根据阿基米德原理可得,此时A受到的浮力为
此时A受到竖直向上的浮力以及绳子对其的拉力、竖直向下的重力,即有
金属块A重
故C错误;
D.金属块A的质量为
金属块A的密度为
故D错误。
故选AB。
33.(23-24八年级下·福建福州·期末)一个装有水的圆柱形容器(底面积为,不计容器壁厚度)放在水平桌面上,将边长均为10cm的正方体物体A和B,用细线相连,放入容器中,呈如图甲所示状态,物体A露出水面高度为2cm;剪断细线后如图乙,物体B沉入水底,物体A露出水面高度为4cm,则( )
A.物体A的密度为 B.物体B的密度为
C.图甲中细线对物体A的拉力为4N D.剪断细线后水面下降2cm
【答案】B
【详解】A.由乙图可知,A漂浮在水面上,A排开液体的体积为
V排A=10cm×10cm×(10cm-4cm)=600cm3=6×10-4m3
根据阿基米德原理可知,木块A受到的浮力为
木块A漂浮,受到的浮力等于自身的重力,则木块A受到的重力为6N,根据重力的公式
G=mg
可知,木块的质量为
故木块A的密度为
故A不符合题意;
B.由图甲可知,把两个正方体看成是一个整体,漂浮在水面上,共同排开水的体积为
V排AB=10cm×10cm×(10cm+10cm-2cm)=1800cm3=1.8×10-3m3
A和B共同受到的浮力为
物体AB漂浮在水面上,受到的浮力等于AB的总重力G,为18N,故物体B受到的重力为
GB=G-GA=18N-6N=12N
故物体B的质量为
故物体B的密度为
故B符合题意;
C.由图甲可知,物体A排开水的体积为
此时A受到的浮力为
物体A受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和绳子对A的拉力作用,此时A处于平衡状态,则绳子对A的拉力为
故C不符合题意;
D.由题意可知,剪断细线后,排开水的体积减小部分为
圆柱形容器的底面积为200cm2,故液面下降的高度为
故D不符合题意。
故选B。
34.(23-24八年级下·河北唐山·阶段练习)如图所示,圆柱形容器盛有水,放置在水平地面上,容器底面积为。质量分布均匀的正方体木块通过细绳与容器底部相连,正方体木块重为4N、体积为。(已知水的密度为,g取10N/kg)求:
(1)正方体木块所受浮力大小;
(2)绳子的拉力;
(3)剪断绳子,待木块静止后液面下降的高度。
【答案】(1)10N;(2)6N;(3)0.02m
【详解】解:(1)正方体木块所受浮力大小
(2)木块在竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的浮力作用处于静止状态,由平衡力得,绳子的拉力
(3)剪断绳子,木块由于受到的浮力大于重力,上浮,最终漂浮,漂浮时受到的浮力变为
则待木块静止后,木块受到的浮力减小了
由得,木块排开水的体积减少了
液面下降的高度为
答:(1)正方体木块所受浮力大小10N;
(2)绳子的拉力6N;
(3)剪断绳子,待木块静止后液面下降的高度0.02m。
35.(22-23八年级下·四川绵阳·期末)平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上,质量为,边长为的立方体木块漂浮在水面上,如图甲所示。将合金块轻放在木块上,静止后木块露出水面的高度为,如图乙所示;若将立方体合金块用细绳系于的下方,再放入水中,静止时木块露出水面的高度为,且未与容器底部接触,如图丙所示。已知,取,求:
(1)图甲状态,木块浸入水中的深度;
(2)图丙状态,绳子对木块的拉力大小;
(3)合金块的密度。
【答案】(1)0.05m;(2)3N;(3)
【详解】解:(1)根据题意可知,木块漂浮在水面上时,有
所以有
即
代数据
解得
(2)将合金块B轻放在木块A上,静止后木块A露出水面的高度为,如图乙所示为AB漂浮,则有
代入数据,可得
解得
则物体B的质量
如图丙,绳子对木块A的拉力纪为大小为:,对A受力分析得
即有
(3)对丙图B受力分析,可得
即有
代入数据
解得
合金块B的密度为
答:(1)图甲状态,木块A浸入水中的深度;
(2)图丙状态,绳子对木块A的拉力大小;
(3)合金块B的密度。
题型8:浮力与压强的综合应用
36.(23-24八年级下·山东泰安·期中)在相同的溢水杯中分别盛满不同的液体,再放入两个完全相同的小球,如图所示。当小球静止时,甲、乙两杯中溢出液体的重力分别是0.4N和0.5N,g取,下列说法中( )
①小球的质量是50g
②甲杯中小球受到的浮力小于0.4N
③甲杯中液体对杯底的压强等于乙杯中液体对杯底的压强
④甲杯对桌面的压力小于乙杯对桌面的压力
A.只有①②正确 B.只有②③正确
C.只有①④正确 D.只有③④正确
【答案】C
【详解】①由乙图可知,小球处于漂浮的状态,小球的重力等于浮力,根据阿基米德原理,小球受到的浮力等于排开液体的重力,所以小球的重力等于排开液体的重力,小球的质量是,故①正确;
②根据阿基米德原理,小球受到的浮力等于排开液体的重力,所以甲杯中小球受到的浮力等于0.4N,故②错误;
③由甲乙两图可知,同一小球,密度不变,在甲中沉底说明甲中液体密度小于小球密度,在乙中漂浮说明乙中液体密度大于小球密度,所以甲杯中液体密度小于乙中液体密度,相同的溢水杯说明两杯中液体的深度相同,根据可知,甲中液体对杯底的压强小于乙杯中液体对杯底的压强,故③错误;
④相同的溢水杯,相同的小球,它们的总重力相等,由题意可知,甲中液体的体积小于乙中液体的体积,甲中液体的密度小于乙中液体的密度,根据可知,甲中液体的质量小于乙中液体的质量,根据可知,甲中液体的重力小于乙中液体的重力,且杯对桌面的压力等于溢水杯、小球和液体的总重力,即甲杯对桌面的压力小于乙杯对桌面的压力,故④正确。
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
37.(23-24八年级下·山东济宁·期末)如图甲所示,将一圆柱体木块用细线栓在没有水的容器底部,然后向容器中逐渐加水。图乙是木块所受浮力随容器中水的深度变化的图象。下列说法正确的是( )
①木块的重力为
②木块的底面积为
③木块刚好浸没时,木块底部所受液体压强为
④木块的密度为
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
【答案】C
【详解】①由图乙可知,当水的深度h从0增加到6cm的过程中,木块所受浮力逐渐增加,根据阿基米德原理可知木块排开水的体积逐渐增大,当h从6cm增加到12cm的过程中,浮力保持6N不变,当h从12cm增加到16cm的过程中,浮力逐渐增大,木块排开水的体积逐渐增大,则说明当h从6cm增加到12cm的过程中,木块处于漂浮状态,浮力等于重力,即木块的重力为6N,故①错误;
②由图乙可知,当h大于16cm时,木块所受浮力保持10N不变,此时木块完全浸没,木块排开水的体积等于木块的体积,则木块的体积为
由图乙可知,当水的深度h从0增加到6cm的过程中,木块没有浮起,木块浸入水的深度为6cm,当h从12cm增加到16cm的过程中,木块浸入水的深度又增加4cm,当h=16cm时木块刚刚完全浸没,所以,木块的高度是h木=6cm+4cm=10cm,则木块的底面积为,故②正确;
③木块刚好完全浸没,木块底部的深度是10cm,木块底部所受液体压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10-2m=1000Pa,故③错误;
④木块的密度为,故④正确。
故选C。
38.(23-24八年级下·山东烟台·期末)将木块A和金属块B分别按甲、乙两种不同的方式放在同一杯水中,则关于A和B整体受到的浮力、及容器底部受到水的压强、,下列关系正确的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】C
【详解】木块A和金属块B分别按甲、乙两种不同的方式放在同一杯水中,A和B整体均是处于漂浮状态,根据浮沉条件可知,A和B整体受到的浮力都等于A和B整体的总重力,所以A和B整体受到的浮力相等,即,再根据阿基米德原理可知,甲、乙两图中A和B整体排开水的体积相等。由于木块A和金属块B分别按甲、乙两种不同的方式放在同一杯水中,杯子中水的体积不变,放入A和B整体后,甲、乙两图中A和B整体排开水的体积相等,所以甲、乙两图中水的深度相同,根据液体压强公式可知,容器底部受到水的压强相等,即,故ABD错误,C正确。
故选C。
39.(23-24八年级下·重庆·期末)如图甲所示,现有一底面积为且带有阀门(关闭)的圆柱形薄壁大容器(足够高),内装有10cm深的水,若将另一带有阀门(关闭,阀门体积不计)的圆柱形薄壁小容器轻轻放入大容器的水中,小容器漂浮,此时水深变为12cm,如图乙,图乙中大容器底部受到水的压强为 Pa;若再将底面积为,高为5cm的均匀柱体A放入小容器中,此时水深为13cm,如图丙。打开阀门,水向外流,水面下降到4.5cm深时关闭阀门,小容器刚好触底(对大容器压力为0),再打开阀门,水进入到小容器中,直到水面不再变化时,此时柱体A所受到的浮力为 N。
【答案】 1200 3.6
【详解】[1]图乙中大容器底部受到水的压强为
[2]将A放入小容器后,小容器排开水的体积为
由可得小容器的底面积为
将A放入小容器后,小容器漂浮,小容器增加的浮力等于A的重力,则放入A增加的排开水的体积为
物体A的重力为
A的质量为
A的密度为
A的密度大于水的密度,所以A在进水后一定不会漂浮。打开阀门,水进入到小容器中,直到水面不再变化时,内外液面的高度相同,假设水面的高度为h,则
则水面的高度为
A排开液体的体积为
所受的浮力为
40.(2025八年级下·安徽·专题练习)如图甲所示,质地均匀的圆柱形物体,质量为1kg,底面积为,竖直放入水平桌面上的薄壁圆柱形容器(容器壁厚度不计)内。(,g取10N/kg)
(1)求物体对容器底部的压强;
(2)向容器内注入2cm深的水,物体不会倾斜,也没有浮起,如图乙所示。求水对容器底部的压强;
(3)现不断往容器内注水,当注水深度为物体高度的一半时,物体对容器底部的压力刚好为0,如图丙所示。求物体的密度;
(4)在容器内继续注入适量的水,物体静止时如图丁所示。将露出水面的部分切去,待剩余部分再次静止后,请推理说明水对容器底部压强的变化量与容器对桌面压强的变化量的大小有何关系。
【答案】(1)1000Pa
(2)200Pa
(3)0.5×103kg/m3
(4)
【详解】(1)无水时,物体对容器底的压力等于其重力,即F=G=mg=1kg×10N/kg=10N
物体对容器底部的压强为
(2)水深度为2cm,即0.02m,根据得水对容器底部的压强为
(3)当水深为物体高度一半时,压力为0,则此时浮力等于重力。根据阿基米德原理,所受浮力为
而物体重力为
根据物体浮沉条件可知,浮力等于重力,得到
则
(4)当物体再次静止时,物体漂浮,受到的浮力等于物体重力,此时物体浸入水中的深度为物体高度的一半,将物体露出水面部分切去,则切去质量为圆柱体质量的一半,即m=0.5kg。假设容器底面积为S,则容器对桌面压强的变化量
当物体切去一半后,剩下的一半仍漂浮,故排开液体质量与剩余物体质量相等,均为0.5kg,即排开液体质量也为m=0.5kg;排开液体变化量;则有
水面高度变化量
则水对容器底部压强的变化量
因此
41.(23-24八年级下·山东青岛·期中)如图所示,底面积为100cm2的圆柱形容器内盛有一定量的水,将一重力为6N的木块A放入水中,再将另一重力为2N的合金块B放在木块A的上方,此时木块A恰好有的体积浸入水中。求:
(1)此时木块A受到的浮力大小;
(2)木块A的密度;
(3)若取走合金块B,水对容器底部压强的变化量。
【答案】(1)8N
(2)
(3)
【详解】(1)A、B整体漂浮,根据物体浮沉条件可得,此时木块A受到的浮力大小为
(2)由图可知,只有A浸入水中,则木块A排开水的体积为
木块A的体积为
木块A的密度为
(3)若取走合金块B,木块A漂浮,此时变化的浮力为
根据可得,水对容器底部压强的变化量为
【中考真题练】
1.(2024·四川内江·中考真题)“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
【答案】B
【详解】AB.当驱逐舰从海洋驶入长江时,仍然处于漂浮状态,所以,浮力仍然等于重力,故浮力不变,故A不符合题意,B符合题意;
CD.由于
ρ海水>ρ水
液体密度变小,所以排开水的体积增大,即舰船的吃水深度变大,故CD不符合题意。
故选B。
2.(2024·青海·中考真题)从神话故事“嫦娥奔月”到张九龄的诗句“海上生明月,天涯共此时”,再到朱自清的文学作品《荷塘月色》,月亮被赋予了多种寓意。根据如图所示的荷塘月色图,下列描述合理的是( )
A.漂浮的荷叶只受重力作用 B.漂浮的荷叶只受浮力作用
C.月亮倒影是光的折射形成 D.月亮倒影是光的反射形成
【答案】D
【详解】AB.荷叶漂浮在水中,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,且浮力和重力大小相等,故AB不符合题意;
CD.水面相当于平面镜,月亮的倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的虚像,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.(2024·四川巴中·中考真题)一个体积为100cm3、质量为90g的球放入足够深的水中,静止后的状态及所受浮力大小为( )
A.漂浮 0.9N B.漂浮 1N C.沉底 0.9N D.沉底 1N
【答案】A
【详解】当小球完全浸没后受到的浮力为
小球的重力为
由于可知,小球会加速上浮,最终漂浮,浮力等于重力为0.9N,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.(2024·山东枣庄·中考真题)将一底面积为200cm2的圆柱形容器放置于水平面上,容器内放一个底面积50cm2、高20cm的圆柱体,如图甲所示,缓慢向容器中注水到一定深度时圆柱体漂浮,继续注水到25cm时停止,在整个注水过程中,圆柱体始终处于直立状态,其注水质量m与容器中水的深度h的关系图像如图乙所示。(,g取10N/kg),则以下说法正确的是( )
A.当圆柱体漂浮时,露出水面的高度为9cm
B.圆柱体的密度为kg/m3
C.注水停止时,水对圆柱体底部的压强为2500Pa
D.向容器内注水的总质量是4200g
【答案】D
【详解】A.由图乙知,当注水高度为16cm时,圆柱体恰好漂浮,此时圆柱体浸入水中的深度为16cm,露出水面的高度为
h=h圆柱体-h1=20cm-16cm=4cm
故A错误;
B.圆柱体漂浮时,所受的浮力等于自身重力。此时排开水的体积
圆柱体的重力
圆柱体的质量
圆柱体的体积
圆柱体的密度
故B错误;
C.由A可知,圆柱体漂浮时,圆柱体浸入水中的深度为16cm,即圆柱体底部所处的深度为16cm,当停止注水时,圆柱体底部所处的深度不变,仍为16cm=0.16m,则水对圆柱体底部的压强
故C错误;
D.水的深度为25cm时,水及圆柱体浸入水中部分的总体积
停止注水时,水的真正体积
水的总质量
故D正确。
故选D。
5.(2024·内蒙古赤峰·中考真题)在《浮力》单元复习课上,学生用溢水杯和弹簧测力计测量鸡蛋的密度。如图甲,先把鸡蛋缓慢放入盛满水的溢水杯中,鸡蛋沉底,测得溢出水的重力为;如图乙,再把同一个鸡蛋缓慢放入盛满盐水的溢水杯中,鸡蛋漂浮,测得溢出盐水的重力为。下列说法正确的是( )
A.鸡蛋在水中和盐水中受到的浮力分别为和,它们的关系是
B.鸡蛋的体积为
C.鸡蛋的密度为
D.鸡蛋的密度为
【答案】B
【详解】A.鸡蛋在水中沉底,浮力小于重力,鸡蛋在盐水中漂浮,浮力等于重力,所以F1<F2,故A错误;
B.鸡蛋在水中沉底,排开水的体积等于鸡蛋的体积,由阿基米德原理可得,鸡蛋的体积故B正确;
CD.鸡蛋在盐水中漂浮,浮力等于重力,即F浮=G2=G鸡蛋鸡蛋的质量鸡蛋的密度故CD错误。
故选B。
6.(2024·福建·中考真题)质量为的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为、、,不计细针体积。下列判断正确的是( )
A.甲图中,水对杯底的压力为 B.乙图中,草莓的质量为
C.丙图中,草莓排开水的体积为 D.丙图中,细针对草莓的压力为
【答案】C
【详解】A.甲图中,水的重力为
由于杯子不是柱体,所以水对杯底的压力小于水的重力,即
故A错误;
B.乙图中,草莓漂浮,受到的浮力等于草莓的重力,即,根据阿基米德原理可知,草莓受到的浮力等于排开水的重力,即
所以草莓的质量为
故B错误;
C.根据阿基米德原理可知,草莓受到的浮力
草莓浸没时排开水的体积
故C正确;
D.丙图中,草莓受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和竖直向下的细针的压力,根据力的平衡条件可知,细针对草莓的压力
故D错误。
故选C。
7.(2024·四川达州·中考真题)如图甲所示,悬挂在弹簧测力计下的实心圆柱体A浸没在水中,将其缓慢拉出水面(忽略物体带出的水),弹簧测力计的示数F与物体上升的高度h之间的变化图像如图乙所示。然后将体积为2000的实心物体B用细线和A连接在一起,如图丙所示放入水中,A、B刚好悬浮。细线的重力和体积忽略不计,,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.A浸没在水中所受浮力为10N B.A的底面积为50
C.B的重力为20N D.B的密度为
【答案】D
【详解】A.由乙图可知,当h处于0~10cm时,弹簧测力计的示数不变,说明圆柱体A未露出水面,此时弹簧测力计的示数F示=5N,当h处于20cm以上时,弹簧测力计的示数不变,说明圆柱体A已完全露出水面,此时弹簧测力计的示数F示′=10N,则圆柱体A受到的重力
圆柱体A浸没在水中时受到的浮力
故A错误;
B.由可得,圆柱体A的体积
若圆柱体A拉离水面时容器中的水面高度不变,则圆柱体A的底面积
实际圆柱体A拉出水面时,容器中的水面在下降,物体A从刚露出水面到离开水面时移动的距离与圆柱体A的高度不相等,故B错误;
C.将体积为2000cm3的实心物体B用细线和A连接在一起,放入水中,A、B刚好悬浮,则A、B的总重力
则B的重力
故C错误;
D.B的密度
故D正确。
故选D。
8.(2024·甘肃兰州·中考真题)一根轻质且不可拉伸的细线将一边长为10cm的正方体物块拴接在容器底部,如图甲所示,当水深为30cm时,绳子刚好伸直;如图乙所示,当水深为36cm时,物体上表面恰好与水面相平,已知,则此正方体物块的密度为 ,乙图中细线的拉力为 N。
【答案】 0.4×103 6
【详解】[1]由题意可知,当水深为30cm时,物体刚好伸直,此时物体处于漂浮状态,排开水的体积等于物体浸入水中的体积为
由于漂浮,物体受到的重力大小等于浮力
物体的密度为
[2]当物体浸没时,受到三个力的作用,它们之间的关系为
浸没时物体受到的浮力大小为
乙图中细线的拉力为
9.(2024·黑龙江绥化·中考真题)如图,一长方体物块漂浮在水面上时,物块露出水面的体积是总体积的,当它漂浮在另一液面上时,浸入液体的体积是总体积的。水和液体对物块下表面的压强分别为和,则 (选填“>”“=”或“<”)。杯中液体的密度是 。(物块质量分布均匀,且不吸水和另一液体)
【答案】 =
【详解】[1]物块漂浮在水和液体中,则物块在水和液体中受到的浮力等于自身的重力,而浮力是物体上下表面受到液体对它的压力差,漂浮时,上表面的压力为0,则物块下表面受到的压力相等,据知,水和液体对物块下表面的压强相等,即p1=p2。
[2]物块漂浮在水面时,排开水的体积
受到的浮力
物块漂浮在液体中时,排开液体的体积
物块受到的浮力
则有
解得杯中液体的密度
10.(2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)如图所示,有一个内外壁皆为圆柱形的平底容器,内装足够深的水。将一个质地均匀的正方体物体悬挂在竖直放置的弹簧测力计下(图中未画出弹簧测力计)。当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为7N;当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为4N。现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时,所受到的浮力是 N,该物体的密度为 。
【答案】 9
【详解】[1][2]设物体体积为,重力为,根据和称重法,当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为7N,则有
①
当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为4N,则有
②
联立①②,解得物体体积,重力,则该物体的密度为
所以则该物体静止时漂浮,浮力为
11.(2024·四川乐山·中考真题)如图所示,实心均匀圆柱体A、底面积均为的薄壁圆柱形容器B、C,都放置在水平桌面上,A、B、C的高度均为10cm。容器B内装有水,各项参数如表所示。忽略圆柱体A吸附液体等次要因素,g取。
参数
圆柱体A
水
油
质量/g
90
120
81
密度/()
0.6
1
0.9
深度/cm
4
3
(1)求圆柱体A的体积;
(2)将A竖直缓慢放入B中,静止时A漂浮在水面,求此时圆柱体A受到的浮力;
(3)将A竖直缓慢放入C中,待A静止后,求油对容器底部的压强。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)根据题中表格内参数可得圆柱体A的体积为
(2)A漂浮在水面,则所受浮力与A的重力相等,即浮力大小为
(3)油的体积为
圆柱体A的密度小于油的密度,假如A放入油中,静止时处于漂浮状态,则所受浮力与A的重力相等,由(2)可得浮力大小为0.9N,则排开油的体积为
因为
所以A不能漂浮在油中,A在油中沉底,则此时油的深度为
油对容器底的压强为
答:(1)圆柱体A的体积;
(2)将A竖直缓慢放入B中,静止时A漂浮在水面,此时圆柱体A受到的浮力;
(3)将A竖直缓慢放入C中,待A静止后,油对容器底部的压强。
12.(2024·湖南长沙·中考真题)有一个质量为4kg,底面积为的足够高的薄壁柱形容器放在水平地面上,g取10N/kg。
(1)容器受到的重力是多大?
(2)容器对水平地面的压强是多大?
(3)科技小组利用这个容器来研究物体的浮沉,他们将同种材料制成的不吸水的正方体A和长方体B放在容器中,如图甲所示,向容器内缓慢加水,A、B始终保持竖直,水深h与加水体积V的关系如图乙所示。当水深为时,取出其中一个物体,水面下降2cm。当水深为时,水对容器底部的压强是多少帕?(不考虑取出物体的过程中带出的水,)
【答案】(1)40N;(2)800Pa;(3)①若,3000 Pa,②若,1500Pa
【详解】解:(1)容器的重力
(2)容器对水平地面的压力
容器对水平地面的压强
(3)由题意及图像可知,A、B浸没或漂浮时均有
注水体积由的过程中
……①
注水体积由的过程中
……②
注水体积由的过程中
……③
联立①②③解得
由此可知正方体A边长,取出其中一个物体时
①若,则A、B浸没,由可知取出的物体为A,为A的高度,,水对容器底部的压强
②若,则A、B漂浮,由可知取出的物体为B由图可知A浸入水中的深度为,B浸入水中的深度为,由于
解得
水对容器底部的压强
答:(1)容器受到的重力是40N;
(2)容器对水平地面的压强是800Pa;
(3)若,水对容器底部的压强为3000Pa,若,水对容器底部的压强为1500Pa。
13.(2024·四川泸州·中考真题)钓鱼是一项户外运动。图甲是钓鱼常用的一种钓具,其主要由鱼钩、铅坠、浮漂(7颗相同浮子)构成,该钓具各部分参数如下表所示。假如垂钓时,浸没在水面下的浮子处于同一竖直线上,漂浮在水面上的浮子处于同一水平线上,为浮子的理想状态(忽略鱼线弯曲造成的影响,即不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用)。如图乙所示,某钓鱼爱好者在鱼塘垂钓时,鱼饵的质量为,体积为,沉到水底后未与塘底紧密接触,有4颗浮子浸没在水下、有3颗浮子漂浮在水面上,且浮子处于理想状态。取,,则:
名称
1颗浮子
铅坠
鱼钩
鱼线
质量m/kg
不计
体积
不计
不计
(1)浸没在水中的4颗浮子受到的总浮力为多大?
(2)当鱼饵静止在水平塘底时,鱼饵受到的支持力为多大?
(3)当鱼饵被全部吃掉,而鱼未上钩,稳定后,浮子仍处于理想状态,水面下浸没的浮子有多少颗?
【答案】(1);(2);(3)3颗
【详解】解:(1)由知道,4颗浮子受到的总浮力
(2)不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用,将水面下的四个浮子、铅坠、鱼饵、鱼钩作为一个整体分析,其总重力与其所受总浮力及水平塘底对鱼饵的支持力平衡。则四个浮子的重力
鱼饵的重力
鱼钩的重力
铅坠的重力
铅坠所受浮力
鱼饵受到的浮力
故鱼饵受到的支持力为
(3)当鱼饵被全部吃掉,而鱼未上钩,稳定后,假设有n颗浮子浸没在水中,根据物体浮沉条件可得,此时,鱼钩、铅坠和浮漂整体受到的总浮力
鱼钩、铅坠和浮漂的重力为
根据阿基米德原理可得,总浮力为
可得
解得n=3颗。
答:(1)浸没在水中的4颗浮子受到的总浮力为;
(2)当鱼饵静止在水平塘底时,鱼饵受到的支持力为;
(3)当鱼饵被全部吃掉,而鱼未上钩,稳定后,水面下浸没的浮子有3颗。
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【八年级物理大单元设计】
10.3 物体的沉浮条件及应用
目录
【基础达标练】 1
题型1:判断物体的沉浮状态 1
题型2:根据物体的沉浮状态判断密度的大小关系 2
题型3:物体在不同液体中的沉浮比较浮力和密度大小 3
题型4:漂浮状态下密度的计算 4
题型5:浮力的利用 5
【能力提升练】 6
题型6:浮力与液面的升降问题 7
题型7:液体中的物体上方或下方有绳子的问题 8
题型8:浮力与压强的综合应用 10
【中考真题练】 12
【基础达标练】
题型1:判断物体的沉浮状态
1.(24-25九年级上·四川眉山·期末)将重为4N,体积为6×10-4m3的物体投入一个装有适量水的烧杯中,溢出200g水。当物体静止时,下列判断正确的是( )
A.物体漂浮,F浮=2N B.物体悬浮,F浮=6N
C.物体漂浮,F浮=4N D.物体沉在水底,F浮=2N
2.对下列物理现象的分析正确的是( )
A.运动速度越大的物体越不容易停下,说明物体运动速度越大,惯性越大
B.以卵击石,鸡蛋破碎,说明鸡蛋受到的力大于石头受到的力
C.物体的密度小于水的密度,物体在水中不一定漂浮
D.撤掉推车的力,车会慢慢停下,说明运动需要力来维持
3.如图是巴川中学吉祥物“小斑马”摆件。经测量,其质量为m,体积为V,m与V的比值小于水。现将其轻轻按压至刚好浸没在装满水且足够大的容器中(摆件不吸水)。关于“小斑马”说法正确的是( )
A.它此时排开水的重力为mg
B.松手后,它受到的浮力将先变小后不变
C.松手后,它最终静止时所受浮力为水gV
D.松手后,它将下沉并最终沉底
4.(22-23八年级下·陕西咸阳·期末)如图所示,小明把鸡蛋放入盛水的杯中,鸡蛋沉在杯底如图甲,向杯中加盐,鸡蛋悬浮如图乙,则鸡蛋在两液体中的浮力关系是 (选填“大于”“小于”或“等于”)。若鸡蛋的质量为50g,则鸡蛋在乙杯盐水中所受到的浮力为 N,往乙杯盐水中再加一些盐,鸡蛋将 (选填“下沉”“上浮”或“仍悬浮”)。
5.一个质量是50g的鸡蛋悬浮在盐水中不动时,它受到的浮力是 N,如果往盐水中不断注入清水,鸡蛋将 (选填“上浮”、“下沉”或“不动”,g=10N/kg)。
题型2:根据物体的沉浮状态判断密度的大小关系
6.(23-24八年级下·福建三明·期中)甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球,把它们放入水中静止后的情况如图所示,则下列说法正确的是( )
A.甲受到的浮力最大 B.甲物体的密度最大
C.丁物体受到的浮力最小 D.丁物体的密度最大
7.物体的浮沉条件
(1)物体上浮时,F浮 G,物 液。
(2)物体下沉时,F浮 G,物 液。
(3)物体悬浮时,F浮 G,物 液。
8.(24-25九年级上·广西南宁·开学考试)图钉的钉尖做得很尖是为了 (选填“增大”或“减小”)压强;热气球利用其内部高温气体密度比空气密度 (选填“大”或“小”)的原理升空。
9.(23-24八年级下·河北石家庄·期末)当把饺子放入沸腾的水中后,饺子(不考虑饺子的吸水性)先下沉到锅底,过了一会儿又上浮,最终漂浮在水面上。则饺子在下沉过程中 (选填“受”或“不受”)浮力;在加速上浮的过程中,饺子的平均密度ρ ρ水(选填“<”、“=”或“>”);最终漂浮时,饺子受到的浮力 饺子重力(选填“<”、“=”或“>”)。
10.(22-23八年级下·湖北襄阳·期末)俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中可以漂浮,李子投入水中会下沉。漂浮的西瓜受到的浮力 西瓜的重力,西瓜的密度 李子的密度(均选填“大于”、“小于”或“等于”)。
题型3:物体在不同液体中的沉浮比较浮力和密度大小
11.(23-24八年级下·山东滨州·期末)小明的妈妈用盐水洗果蔬,小明发现同一种果蔬有时会漂浮,有时会沉底。他饶有兴趣地在柱状容器内加入浓盐水,把一枚土豆轻轻放入其中,静止时土豆漂浮在水面上,如图甲所示;向容器中缓慢注入清水,土豆逐渐下沉;注入适量清水时,土豆悬浮在盐水中,如图乙所示;继续注入清水,土豆沉到容器底部,如图丙所示。下列对这一过程的描述正确的是( )
A.漂浮在水面上时,土豆受到的浮力大于其重力
B.悬浮在盐水中时,土豆的密度与此时盐水的密度相等
C.沉到底部后,土豆受到的浮力可能大于漂浮时受到的浮力
D.沉到底部后,继续注入清水,土豆受到的浮力不再变化
12.(23-24八年级下·重庆长寿·期末)如图所示,将同一个小球先后放入甲、乙两杯液体中,小球在液体中均处于漂浮状态。下列判断中正确的是( )
A.甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度
B.甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度
C.小球在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力
D.小球在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力
13.(23-24八年级下·江苏盐城·期末)一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料,分别放在装有甲、乙两种液体的容器中,静止后,饮料瓶的状态如图所示,饮料瓶受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙,甲、乙两种液体的密度为ρ甲、ρ乙,则下列说法正确的是( )
A., B.,
C.F浮甲=F浮乙, D.F浮甲=F浮乙,
14.(24-25九年级上·上海·期中)重为G的木块漂浮在水中,则木块受到的浮力 G;木块下底面受到水向上的压力 G;若该木块漂浮在酒精中,已知ρ酒精<ρ水,与漂浮在水中相比,木块排开酒精的体积 ,木块下底面受到酒精向上的压力与水向上的压力的关系是 。(均选填“=”“>”或“<”)
15.(23-24八年级下·广东江门·阶段练习)一艘轮船的排水量为25000吨,满载时受到的浮力为 N。满载时船在密度不同的海域漂浮时受到的浮力 (填“相同”或“不同”)。(g取)当轮船从大海驶入淡水河区域时,船身会 (稍微上浮、保持不变、稍微下沉)。
题型4:漂浮状态下密度的计算
16.体积是的塑料球漂浮在水面上,有的体积露出水面,则塑料球的密度是 .(写出求解思路)
17.木块的密度是0.6 g/cm3,冰块的密度是0.9 g/cm3,若它们的体积相等,都漂浮在水面上,则木块受到的浮力 冰块受到的浮力,木块露出水面的体积 冰块露出水面的体积.(选填“大于”“小于”“等于”)
18.在“抗洪救险”中,一名受灾群众找到一张总体积为0.3米3的长方体塑料泡沫床垫来自救。将其放入水中时,床垫有五分之一的体积浸没在水中,求:
(1)此时床垫受到的浮力是多少牛?
(2)此塑料泡沫床垫的密度是多少千克/米3?
19.(23-24八年级下·河南周口·期中)如图所示,放置在水平桌面上的柱形容器中装有的水,把质量为的木块放入水中,木块静止时有的体积露出水面,已知容器底面积为,容器重忽略不计,()求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)容器对桌面的压强。
20.(23-24九年级下·山东济南·阶段练习)从高处掉入水里的苹果,最终会漂浮在水面上。设苹果的质量,苹果密度均匀,其密度,水的密度,g取,求:
(1)苹果漂浮在水面上时受到的浮力大小;
(2)苹果的体积多大;
(3)苹果浸没在水中时受到的浮力的大小。
题型5:浮力的利用
21.(23-24八年级下·福建福州·期末)盐水选种是我国劳动人民发明的一种巧妙挑选种子的方法。配制一定浓度的盐水后,把种子倒入盐水中,漂浮于盐水面的是次种(密度约0.3~1.05×103kg/m3),沉入容器底的是良种(密度约1.3×103kg/m3),如图所示。为选好种子,配制的盐水密度应约为( )
A.1.03×103kg/m3 B.1.05×103kg/m3
C.1.20×103kg/m3 D.1.35×103kg/m3
22.(2025·江苏宿迁·一模)“时代到处是惊涛骇浪,你埋下头,甘心做沉默的砥柱;一穷二白的年代,你挺起胸,成为国家最大的财富。三十载赫赫而无名,花甲年不弃使命。你的人生,正如深海中的潜艇,无声,但有无穷的力量。”这是中国中央电视台《感动中国2013年度人物》黄旭华的颁奖词,也子深受鼓舞,制作了如图所示的潜水艇模型。下列说法不正确的有( )
①潜水艇模型是通过改变它自身的重力实现沉浮的
②潜水艇模型沉底时,它受到的浮力等于自身重力
③向试管内吹气,水会被压入试管中,模型会下沉
④向试管外吸气,水会被压入试管中,模型会上浮
A.①②③ B.①②④
C.②③④ D.③
23.如图所示是关于浮力知识的应用实例,下列说法错误的是( )
A.图甲,良种所受浮力小于重力,次种所受浮力大于重力
B.图乙,巨轮能浮在水面上是因为用空心的办法增大了排开液体的体积
C.图丙,艇里充的是密度小于空气的氦气
D.图丁,气球是利用填充气体的密度小于空气密度的方法来实现上浮
24.(1)某导弹驱逐舰满载时的排水量是4800t,此舰所受的浮力是 N,当它从海洋驶入长江时,所受浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(ρ海水=1.025×103kg/m3)
(2)为了保证航行的隐蔽性,某潜水艇在水中潜行,当它从长江进入大海中后,受到的浮力 ,潜水艇的重力 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
25.如图所示,热气球下方开口处燃烧液化气,随着热气球内部气体温度升高,热气球体积膨胀到一定程度时,热气球开始离地,徐徐升空,此时热气球受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)热气球的重力;在加热过程中,热气球内部气体的密度 (选填“变大”“变小”或“不变”);如果充入气体后气球和吊篮的总质量为100kg,体积为150m3,则气球可以搭载重 N的货物悬浮在空中。(,g取)
【能力提升练】
题型6:浮力与液面的升降问题
26.(24-25九年级上·广东深圳·阶段练习)“我劳动,我快乐”,瑶瑶同学养成了良好的劳动习惯,每天坚持洗碗,在洗碗过程中,他发现碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示,下列说法正确的是( )
A.碗漂浮在水面时受到的浮力大于它的重力
B.碗沉入水底后不会受到浮力作用
C.碗沉入水底后比漂浮在水面上时洗碗盆的液面下降
D.碗沉入水底后比漂浮在水面上时洗碗盆的液面上升
27.小明喝奶茶时发现有很多冰块漂浮在奶茶液面上,他想了解冰熔化后奶茶液面变化情况,于是他在家用盐水代替奶茶进行探究:将纯净水凝固而成的冰块放入装有适量盐水的水杯中(如图所示),观察冰块熔化后的情况。则( )
A.液面上升,液体对杯底的压强不变 B.液面上升,液体对杯底的压强变大
C.液面下降,液体对杯底的压强减小 D.液面不变,液体对杯底的压强不变
28.(24-25九年级上·重庆九龙坡·开学考试)如图甲,足够高的柱形容器置于水平地面上,底面积为200cm2。高为10cm空杯(厚度不可忽略)用轻质细杆固定悬于容器内某处。现沿着容器边缘缓慢向容器内注水,细杆对杯子的作用力F与所加水的质量的关系如图乙。则杯子的质量为 kg;若在加入2.2kg水时,轻轻取走细杆,待液面重新静止后,水对容器底部的压强为 Pa。
29.(24-25九年级上·云南玉溪·开学考试)一质量为,密度为的正方体木块用细线系于底面积为容器的水中,如图所示,则:(,g取)
(1)木块的体积是多少?
(2)木块所受的浮力大小是多少?
(3)将细线剪断后,木块静止时,所受浮力大小是多少?
(4)将细线剪断后,木块静止时,容器底部受到水的压强变化了多少?
30.(23-24八年级下·湖南娄底·期末)如图甲所示,薄壁柱形容器置于水平桌面上,容器中放有一个底面积为1×10-2m2、高为0.16m的均匀实心长方体物块A(物块与容器底部不密合),A的底部与容器底用一根长为0.08m的细绳连在一起,现慢慢地向容器中注水,当加入2kg的水时,A对容器底部的压力刚好为0,如图乙所示,此时容器中水的深度为h=0.1m。求:
(1)图乙中,物块A受到的浮力?
(2)物块A的密度?
(3)继续向容器中加水,直到物块A恰好完全浸没水中,如图丙所示,此时将与A相连的细绳剪断,求细绳剪断前后,物块A静止时,水对容器底部压强的变化量?(整个过程无水溢出)
题型7:液体中的物体上方或下方有绳子的问题
31.(24-25九年级上·重庆·开学考试)如图所示,A、B为不同规格的潜水艇模型,吸、放水功能完好。为空心正方体,B为空心长方体,A、B均由密度为的材料制成。A、B空心部分体积分别为、,底面积分别为、。当中注满水,B中无水,容器中液面与上表面相平时,绳中拉力为,此时轻质容器对桌面压强为,细绳长。若雯雯同学将中所有水放出后,B开始吸水,则下列说法正确的是( )
①A注满水后的重力为
②B的高度为
③容器底面积为
④当绳恰好对容器底部无拉力时,B吸水的质量为
A.①③ B.②③ C.③④ D.④
32.(23-24八年级下·山东烟台·期末)某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,模拟了如下“打捞”过程:如图甲,体积的金属块A下表面陷入淤泥内,小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,此时细绳对小船的拉力为2N,水面与船的上沿相平;将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中时,小船有五分之二的体积露出水面,如图乙。细绳的质量和体积、小船的质量均忽略不计。下列说法正确的是( )
A.甲图中的小船所受浮力为20N B.小船的体积为
C.金属块A重18N D.金属块A的密度为
33.(23-24八年级下·福建福州·期末)一个装有水的圆柱形容器(底面积为,不计容器壁厚度)放在水平桌面上,将边长均为10cm的正方体物体A和B,用细线相连,放入容器中,呈如图甲所示状态,物体A露出水面高度为2cm;剪断细线后如图乙,物体B沉入水底,物体A露出水面高度为4cm,则( )
A.物体A的密度为 B.物体B的密度为
C.图甲中细线对物体A的拉力为4N D.剪断细线后水面下降2cm
34.(23-24八年级下·河北唐山·阶段练习)如图所示,圆柱形容器盛有水,放置在水平地面上,容器底面积为。质量分布均匀的正方体木块通过细绳与容器底部相连,正方体木块重为4N、体积为。(已知水的密度为,g取10N/kg)求:
(1)正方体木块所受浮力大小;
(2)绳子的拉力;
(3)剪断绳子,待木块静止后液面下降的高度。
35.(22-23八年级下·四川绵阳·期末)平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上,质量为,边长为的立方体木块漂浮在水面上,如图甲所示。将合金块轻放在木块上,静止后木块露出水面的高度为,如图乙所示;若将立方体合金块用细绳系于的下方,再放入水中,静止时木块露出水面的高度为,且未与容器底部接触,如图丙所示。已知,取,求:
(1)图甲状态,木块浸入水中的深度;
(2)图丙状态,绳子对木块的拉力大小;
(3)合金块的密度。
题型8:浮力与压强的综合应用
36.(23-24八年级下·山东泰安·期中)在相同的溢水杯中分别盛满不同的液体,再放入两个完全相同的小球,如图所示。当小球静止时,甲、乙两杯中溢出液体的重力分别是0.4N和0.5N,g取,下列说法中( )
①小球的质量是50g
②甲杯中小球受到的浮力小于0.4N
③甲杯中液体对杯底的压强等于乙杯中液体对杯底的压强
④甲杯对桌面的压力小于乙杯对桌面的压力
A.只有①②正确 B.只有②③正确
C.只有①④正确 D.只有③④正确
37.(23-24八年级下·山东济宁·期末)如图甲所示,将一圆柱体木块用细线栓在没有水的容器底部,然后向容器中逐渐加水。图乙是木块所受浮力随容器中水的深度变化的图象。下列说法正确的是( )
①木块的重力为
②木块的底面积为
③木块刚好浸没时,木块底部所受液体压强为
④木块的密度为
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
38.(23-24八年级下·山东烟台·期末)将木块A和金属块B分别按甲、乙两种不同的方式放在同一杯水中,则关于A和B整体受到的浮力、及容器底部受到水的压强、,下列关系正确的是( )
A., B.,
C., D.,
39.(23-24八年级下·重庆·期末)如图甲所示,现有一底面积为且带有阀门(关闭)的圆柱形薄壁大容器(足够高),内装有10cm深的水,若将另一带有阀门(关闭,阀门体积不计)的圆柱形薄壁小容器轻轻放入大容器的水中,小容器漂浮,此时水深变为12cm,如图乙,图乙中大容器底部受到水的压强为 Pa;若再将底面积为,高为5cm的均匀柱体A放入小容器中,此时水深为13cm,如图丙。打开阀门,水向外流,水面下降到4.5cm深时关闭阀门,小容器刚好触底(对大容器压力为0),再打开阀门,水进入到小容器中,直到水面不再变化时,此时柱体A所受到的浮力为 N。
40.(2025八年级下·安徽·专题练习)如图甲所示,质地均匀的圆柱形物体,质量为1kg,底面积为,竖直放入水平桌面上的薄壁圆柱形容器(容器壁厚度不计)内。(,g取10N/kg)
(1)求物体对容器底部的压强;
(2)向容器内注入2cm深的水,物体不会倾斜,也没有浮起,如图乙所示。求水对容器底部的压强;
(3)现不断往容器内注水,当注水深度为物体高度的一半时,物体对容器底部的压力刚好为0,如图丙所示。求物体的密度;
(4)在容器内继续注入适量的水,物体静止时如图丁所示。将露出水面的部分切去,待剩余部分再次静止后,请推理说明水对容器底部压强的变化量与容器对桌面压强的变化量的大小有何关系。
41.(23-24八年级下·山东青岛·期中)如图所示,底面积为100cm2的圆柱形容器内盛有一定量的水,将一重力为6N的木块A放入水中,再将另一重力为2N的合金块B放在木块A的上方,此时木块A恰好有的体积浸入水中。求:
(1)此时木块A受到的浮力大小;
(2)木块A的密度;
(3)若取走合金块B,水对容器底部压强的变化量。
【中考真题练】
1.(2024·四川内江·中考真题)“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
2.(2024·青海·中考真题)从神话故事“嫦娥奔月”到张九龄的诗句“海上生明月,天涯共此时”,再到朱自清的文学作品《荷塘月色》,月亮被赋予了多种寓意。根据如图所示的荷塘月色图,下列描述合理的是( )
A.漂浮的荷叶只受重力作用 B.漂浮的荷叶只受浮力作用
C.月亮倒影是光的折射形成 D.月亮倒影是光的反射形成
3.(2024·四川巴中·中考真题)一个体积为100cm3、质量为90g的球放入足够深的水中,静止后的状态及所受浮力大小为( )
A.漂浮 0.9N B.漂浮 1N C.沉底 0.9N D.沉底 1N
4.(2024·山东枣庄·中考真题)将一底面积为200cm2的圆柱形容器放置于水平面上,容器内放一个底面积50cm2、高20cm的圆柱体,如图甲所示,缓慢向容器中注水到一定深度时圆柱体漂浮,继续注水到25cm时停止,在整个注水过程中,圆柱体始终处于直立状态,其注水质量m与容器中水的深度h的关系图像如图乙所示。(,g取10N/kg),则以下说法正确的是( )
A.当圆柱体漂浮时,露出水面的高度为9cm B.圆柱体的密度为kg/m3
C.注水停止时,水对圆柱体底部的压强为2500Pa D.向容器内注水的总质量是4200g
5.(2024·内蒙古赤峰·中考真题)在《浮力》单元复习课上,学生用溢水杯和弹簧测力计测量鸡蛋的密度。如图甲,先把鸡蛋缓慢放入盛满水的溢水杯中,鸡蛋沉底,测得溢出水的重力为;如图乙,再把同一个鸡蛋缓慢放入盛满盐水的溢水杯中,鸡蛋漂浮,测得溢出盐水的重力为。下列说法正确的是( )
A.鸡蛋在水中和盐水中受到的浮力分别为和,它们的关系是
B.鸡蛋的体积为
C.鸡蛋的密度为
D.鸡蛋的密度为
6.(2024·福建·中考真题)质量为的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为、、,不计细针体积。下列判断正确的是( )
A.甲图中,水对杯底的压力为 B.乙图中,草莓的质量为
C.丙图中,草莓排开水的体积为 D.丙图中,细针对草莓的压力为
7.(2024·四川达州·中考真题)如图甲所示,悬挂在弹簧测力计下的实心圆柱体A浸没在水中,将其缓慢拉出水面(忽略物体带出的水),弹簧测力计的示数F与物体上升的高度h之间的变化图像如图乙所示。然后将体积为2000的实心物体B用细线和A连接在一起,如图丙所示放入水中,A、B刚好悬浮。细线的重力和体积忽略不计,,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.A浸没在水中所受浮力为10N B.A的底面积为50
C.B的重力为20N D.B的密度为
8.(2024·甘肃兰州·中考真题)一根轻质且不可拉伸的细线将一边长为10cm的正方体物块拴接在容器底部,如图甲所示,当水深为30cm时,绳子刚好伸直;如图乙所示,当水深为36cm时,物体上表面恰好与水面相平,已知,则此正方体物块的密度为 ,乙图中细线的拉力为 N。
9.(2024·黑龙江绥化·中考真题)如图,一长方体物块漂浮在水面上时,物块露出水面的体积是总体积的,当它漂浮在另一液面上时,浸入液体的体积是总体积的。水和液体对物块下表面的压强分别为和,则 (选填“>”“=”或“<”)。杯中液体的密度是 。(物块质量分布均匀,且不吸水和另一液体)
10.(2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)如图所示,有一个内外壁皆为圆柱形的平底容器,内装足够深的水。将一个质地均匀的正方体物体悬挂在竖直放置的弹簧测力计下(图中未画出弹簧测力计)。当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为7N;当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为4N。现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时,所受到的浮力是 N,该物体的密度为 。
11.(2024·四川乐山·中考真题)如图所示,实心均匀圆柱体A、底面积均为的薄壁圆柱形容器B、C,都放置在水平桌面上,A、B、C的高度均为10cm。容器B内装有水,各项参数如表所示。忽略圆柱体A吸附液体等次要因素,g取。
参数
圆柱体A
水
油
质量/g
90
120
81
密度/()
0.6
1
0.9
深度/cm
4
3
(1)求圆柱体A的体积;
(2)将A竖直缓慢放入B中,静止时A漂浮在水面,求此时圆柱体A受到的浮力;
(3)将A竖直缓慢放入C中,待A静止后,求油对容器底部的压强。
12.(2024·湖南长沙·中考真题)有一个质量为4kg,底面积为的足够高的薄壁柱形容器放在水平地面上,g取10N/kg。
(1)容器受到的重力是多大?
(2)容器对水平地面的压强是多大?
(3)科技小组利用这个容器来研究物体的浮沉,他们将同种材料制成的不吸水的正方体A和长方体B放在容器中,如图甲所示,向容器内缓慢加水,A、B始终保持竖直,水深h与加水体积V的关系如图乙所示。当水深为时,取出其中一个物体,水面下降2cm。当水深为时,水对容器底部的压强是多少帕?(不考虑取出物体的过程中带出的水,)
13.(2024·四川泸州·中考真题)钓鱼是一项户外运动。图甲是钓鱼常用的一种钓具,其主要由鱼钩、铅坠、浮漂(7颗相同浮子)构成,该钓具各部分参数如下表所示。假如垂钓时,浸没在水面下的浮子处于同一竖直线上,漂浮在水面上的浮子处于同一水平线上,为浮子的理想状态(忽略鱼线弯曲造成的影响,即不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用)。如图乙所示,某钓鱼爱好者在鱼塘垂钓时,鱼饵的质量为,体积为,沉到水底后未与塘底紧密接触,有4颗浮子浸没在水下、有3颗浮子漂浮在水面上,且浮子处于理想状态。取,,则:
名称
1颗浮子
铅坠
鱼钩
鱼线
质量m/kg
不计
体积
不计
不计
(1)浸没在水中的4颗浮子受到的总浮力为多大?
(2)当鱼饵静止在水平塘底时,鱼饵受到的支持力为多大?
(3)当鱼饵被全部吃掉,而鱼未上钩,稳定后,浮子仍处于理想状态,水面下浸没的浮子有多少颗?
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