专题11 浮力(云南专用)-【好题汇编】5年(2021-2025)中考1年模拟物理真题分类汇编
2025-07-10
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2份
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53页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 浮力 |
| 使用场景 | 中考复习-真题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 云南省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 16.81 MB |
| 发布时间 | 2025-07-10 |
| 更新时间 | 2025-07-10 |
| 作者 | 物理小妖 |
| 品牌系列 | 好题汇编·中考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-07-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52975928.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
四、力学
专题11 浮力
1.(2024·云南·中考真题)【物理思维】一质量为900g、底面积为100cm2、高为12cm的不吸水圆柱体放在盛有4.2kg水的薄壁(厚度不计)柱形容器内,容器底面积为300cm2,如图所示。打开阀门K,放出3kg的水后关闭阀门(=1.0×103kg/m3)。下列说法正确的是( )
A.圆柱体的密度为0.75×103kg/m3
B.放水前水面距容器底部的高度为l4cm
C.放水后水对容器底部的压力为21N
D.放水后水对容器底部的压强为600Pa
【答案】AD
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、浮力与压强的综合问题
【详解】A.圆柱体的密度
故A正确;
B.放水前水的体积
圆柱体漂浮时受到的浮力
根据得圆柱体排开水的体积
圆柱体浸没水中的体积和水的总体积
放水前水面距容器底部的高度为
故B错误;
D.圆柱浸没水中的高度
放水后水的质量
m后=4.2kg-3kg=1.2kg
放水后水的体积
假设圆柱体已经沉底,则放水后水的高度为
所以放出3kg的水后圆柱体已经沉底,放水后水对容器底部的压强
故D正确;
C.因圆柱体不会与容器底密切接触,会受到水的浮力,故放水后水对容器底部的压力
故C错误。
故选AD。
一.浮力基础
2.(2025·云南·中考真题)实验小组探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程如图所示。
(1)a中将铁块缓慢浸入水中,随着深度增加,弹簧测力计示数逐渐变小,铁块受到的浮力逐渐 ,表明浮力与深度有关;铁块浸没后,继续增加深度,弹簧测力计示数不变,表明浮力与深度无关,前后结论不一致。分析发现以上实验某过程中同时改变了深度和 ;
(2)改用b中的物块继续探究,此物块重 N,c、d中物块所受浮力均为 N.由此可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度 关;
(3)根据b、d、e三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力 。分析b、 三次实验可知,排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体密度有关;
(4)若将b中的物体换成相同材料的球体,则不能完成b、c、d三次实验的探究,具体理由是 。
【答案】(1) 变大 排开液体的体积
(2) 3.8 1.4 无
(3) 越大 e、f
(4)见解析
【知识点】探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系、探究浮力大小与液体密度的关系、探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系
【详解】(1)[1]a中将铁块缓慢浸入水中,随着深度增加,弹簧测力计示数逐渐变小,通过称重法计算可知,铁块受到的浮力逐渐变大,说明浮力与深度有关。
[2]铁块浸没后,继续增加深度,弹簧测力计示数不变,通过称重法计算可知,浮力不变,说明浮力与深度无关。
(2)[1]由图b可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,弹簧测力计的示数是3.8N,物块的重力是3.8N。
[2] c、d中物块所受拉力都是2.4N,物块所受浮力均为F浮c= F浮d=G-Fc=3.8N-2.4N=1.4N
[3]c、d图中物块浸入液体中的深度不同,浮力相同,说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度无关。
(3)[1] b、d、e三次实验,e图中物体排开液体的体积最大,弹簧测力计的示数最小,由称重法可知浮力最大,可以得到浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力越大。
[2]探究浮力和液体的密度的关系,保持排开液体的体积相同,液体的密度不同,选择b、e、f三次实验,e、f图中弹簧测力计的示数不同,由称重法可知浮力不同,可以得到排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体密度有关。
(4)若将b中的物体换成相同材料的球体,球体的形状规则,深度不同时排开液体的体积也不同,不能探究浮力和深度的关系。
3.(2024·云南·中考真题)如图所示,小球漂浮在水面上,请画出小球所受浮力的示意图。
【答案】见解析
【知识点】浮力的方向及产生原因
【详解】小球受到竖直向上的浮力,作用点在重心上,如下图
二.阿基米德原理
4.(2021·云南昆明·中考真题)一个气球下挂一个铁块置于水中某一位置,处于静止状态,如图所示。现用手轻轻向下推一下气球,那么手离开气球后,气球和铁块的运动情况是( )
A.加速向下运动 B.匀速向下运动 C.减速向下运动 D.仍然处于静止状态
【答案】A
【知识点】阿基米德原理的应用、液体压强的特点及其应用、应用阿基米德原理解释生活中的现象
【详解】原来金属块和小气球悬浮在水中,浮力等于重力,向下推一下气球,所处的深度增加,由公式p=ρgh知,气球受到水的压强增大,气球的体积变小,所以气球排开水的体积减小,由公式F浮=ρ液gV排知,气球受到的浮力减小,总浮力小于总重力,加速向下运动,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
5.(2021·云南·中考真题)某小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)弹簧测力计使用前要先进行 。
(2)实验步骤如图1所示,甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为、、、。由图甲和丁可知物体受到的浮力 。
(3)以下选项中若 成立,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
A. B. C.
(4)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图2所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入装满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐 ,B的示数逐渐 ,且A、B示数的变化量 (选填“相等”或“不相等”)。
(5)比较两种实验方案,改进后的优点是 (多选)。
A.测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定
C.能同步观察测力A、B示数的变化
【答案】 调零 F1-F3 B 变小 变大 相等 BC
【知识点】探究阿基米德原理实验装置和操作步骤、探究阿基米德原理实验的数据处理
【详解】(1)[1]使用弹簧测力计前要先对它进行调零,不然会影响测量。
(2)[2]因为浮力和测力计示数和等于重力,所以物体受到的浮力为
F浮=F1-F3
(3)[3]排开液体所受重力
G排=F4-F2
根据阿基米德原理,浮力等于排开液体所受重力,故F1-F3= F4-F2,故选B。
(4)[4][5][6]向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入继满水的溢水杯中,物体排开液体体积变大,浮力变大,所以A的示数逐渐变小,塑料袋中水增加,B的示数逐渐增大,因为AB示数变化量都等于排开液体的重力,所以变化量相等。
(5)[7]A.A的示数和浮力之和等于重力,故A不符合题意;
B.塑料袋在生活中常见,测力计不用手提,固定了,示数更稳定,故B符合题意;
C.由图可知,能同步观察测力A、B示数的变化,便于比较,故C符合题意。
故选BC。
6.(2023·云南·中考真题)如图所示,将重为3N,底面积为装有水的薄壁(不计厚度)柱形溢水杯放置在水平的压力传感器上,此时压力传感器的示数为30N,用轻质细线悬挂一重20N、高15cm、底面积为不吸水的圆柱体。初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4cm,现提住细线缓慢下移,使圆柱体逐渐浸入水中,当圆柱体下降7cm时,水面达到溢水口,已知,求
(1)圆柱体未浸入水中时,溢水杯对压力传感器的压强;
(2)圆柱体未浸入水中时,溢水杯中水的质量;
(3)圆柱体刚好浸没时,细线对圆柱体的拉力;
(4)圆柱体从初始位置到刚好浸没,水对溢水杯底部压强的变化量。
【答案】(1);(2);(3)11N;(4)200Pa
【知识点】阿基米德原理的应用、液体压强公式的简单应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】解:(1)根据题意可知,圆柱体未浸入水中时,压力传感器的示数为30N,由可得,溢水杯对压力传感器的压强为
(2)圆柱体未浸入水中时,压力传感器的示数为30N,由于传感器受到的压力等于水的重力加上溢水杯的重力,即有
而溢水杯的重力为1N,则水的重力为
又,故溢水杯中水的质量为
(3)圆柱体刚好浸没时,排开水的体积等于圆柱体自身的体积,即
根据可得,圆柱体刚好浸没时,受到的浮力为
细线对圆柱体的拉力为
(4)因为初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4cm。现提住细线缓慢下移,使圆柱体逐渐浸入水中,当圆柱体下降7cm时,水面达到溢水口,则圆柱体从接触水面到水面上升到溢水口过程中下降的高度为
h下=7cm-4cm=3cm
设此过程中水面上升的高度为∆h,则水面上升到溢水口时圆柱体浸入水中的深度为
h浸=h下+∆h=3cm+∆h
根据V排的两种计算方法可得
V排=S杯∆h=S物h浸=S物×(3cm+∆h)
代入数据可得为
150cm2×∆h=60cm2×(3cm+∆h)
解得∆h=2cm;此时圆柱体浸入水中的深度为
h浸=h下+∆h=3cm+2cm=5cm<H物=15cm
当圆柱体继续下降直至刚好浸没过程中,虽然有水溢出,但溢水杯内水的深度不变,所以圆柱体从初始位置到刚好浸没,溢水杯内水面上升的高度为
∆h=2cm=0.02m
则整个过程中水对溢水杯底部压强的变化量为
∆p=p水g∆h=1.0×l03kg/m3×l0N/kg×0.02m=200Pa
答:(1)圆柱体未浸入水中时,溢水杯对压力传感器的压强为;
(2)圆柱体未浸入水中时,溢水杯中水的质量为2.7kg;
(3)圆柱体刚好浸没时,细线对圆柱体的拉力为11N;
(4)圆柱体从初始位置到刚好浸没,水对溢水杯底部压强的变化量为200Pa。
三.物体的浮沉条件
7.(2021·云南·中考真题)如图所示,水中有一支长14cm、底部嵌有铁块的蜡烛,露出水面的长度为1cm。点燃蜡烛,至蜡烛熄灭时,水对容器底部产生的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。熄灭时蜡烛所剩长度为 cm。()
【答案】 变小 4
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、压强公式的简单应用、阿基米德原理的应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】[1]蜡烛未燃烧时,蜡烛和铁块漂浮,点燃蜡烛,直至蜡烛与水面相平、烛焰熄灭,此时蜡烛和铁块悬浮,漂浮和悬浮浮力都等于重力,因为蜡烛燃烧了,所以重力变小,浮力变小,根据力的作用是相互的,蜡烛对水压力减小,水重力不变,所以水对容器底部减小,压强减小。
[2]设蜡的截面积为S,则蜡烛的重力为
G蜡=m蜡g=ρ蜡V蜡g=ρ蜡h蜡Sg
设小铁块的重量为G铁,又因漂浮,故
G蜡+G铁=G排水=ρ水V排g=ρ水Sh排g
则有
ρ蜡h蜡Sg+G铁=ρ水Sh排g
即
0.9×103kg/m3×0.14m×Sg+G铁=1.0×103kg/m3×g×0.13m×S
解得G铁=4Sg,蜡烛熄灭时设烛长为L,因烧到与水面平齐处即被水熄灭,故悬浮,则有
G蜡剩+G铁=G排水′
即
ρ蜡LSg+G铁=ρ水LSg
把G铁=4Sg代入可得
L=0.04m=4cm
四.浮力的应用
8.(2023·云南·中考真题)科技制作活动中,小明将金属夹夹在吸管一端使其密闭,制成简易密度计,如图所示。为了给密度计标刻度,他将密度计分别放入水和煤油中,密度计均竖直漂浮,吸管露出液面的长度为d。密度计在水中时d为12cm,浮力大小为;在煤油中时d为10cm,浮力大小为,则 (选填“>”“<”或“=”)。若将密度计放入密度为1.25g的液体中,则d为 cm。,
【答案】 = 13.6
【知识点】阿基米德原理的应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、密度计原理及应用
【详解】[1]密度计分别放入水和煤油中时,均竖直漂浮,物体漂浮时,浮力等于物体的重力,则F1=F2。
[2]设密度计的底面积为S,长度为L,在水中时受到的浮力
在煤油中时受到的浮力
由于F1=F2相等,则
即
解得:L=20cm,将密度计放入密度为1.25g /cm3 的液体中时,密度计还是漂浮,浮力与在水中相等,故
即
解得:。
9.(2025·云南昆明·三模)潜艇可以通过“压载水舱”排水或注水实现上浮、悬浮或下沉。如图所示的潜艇原来悬浮于海中较深处,如果现在它要上浮至能够使用潜望镜的位置(仍然悬浮),那么压载水舱应该( )
A.排水 B.注水 C.先排水后注水 D.先注水后排水
【答案】C
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】潜艇浸没后,潜艇排开液体的体积不变(不变,因为潜艇自身的体积不变),根据阿基米德原理,液体密度和不变,所以浮力不变。
潜艇深海悬浮时,浮力等于重力,即
要使潜艇上浮,需要让浮力大于重力,即,由于不变,则只能减小重力G,需要将压载水舱内的水排出,这样潜艇的总重力减小,当重力小于浮力时,潜艇就会上浮。当潜艇上浮到能够使用潜望镜的位置并再次悬浮时,此时浮力又等于重力,,由于上浮过程中排出了水,重力减小,上浮到目标位置后要再次悬浮,所以要注水增加重力,让重力回到与浮力相等,从而再次悬浮。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
10.(2025·云南昆明·三模)潜艇可以通过“压载水舱”排水或注水实现上浮、悬浮或下沉。如图所示的潜艇原来悬浮于海中较深处,如果现在它要上浮至能够使用潜望镜的位置(仍然悬浮),那么压载水舱应该( )
A.排水 B.注水 C.先排水后注水 D.先注水后排水
【答案】C
【知识点】潜水艇的原理
【详解】潜艇是通过改变自身重力来实现上浮、悬浮和下沉的。当潜艇悬浮时,浮力等于重力。
AC.如果压载水舱排水,潜艇的重力减小,因为浮力不变,重力小于浮力,潜艇会上浮。
当到达能够使用潜望镜的位置时,注水又会使重力增大,当浮力等于重力时潜艇又悬浮,故A不符合题意,C符合题意;
B.注水会使潜艇重力增大,潜艇会下沉,而不是上浮,故B不符合题意;
D.先注水会使潜艇下沉,不符合上浮的要求,故D不符合题意。
故选C。
11.(2025·云南楚雄·三模)世界泳联公布2024年度最佳女子跳水运动员,中国选手全红婵当选。下列说法正确的是( )
A.上升过程中全红婵的动能转化为重力势能,且她不受重力作用
B.全红婵受到的重力和跳板对她的支持力是一对相互作用力
C.在最高点时全红婵的速度为零,动能也为零,重力势能最大
D.全红婵完全入水后,随着深度增加,水对她的浮力不变,压强不变
【答案】C
【知识点】平衡力与相互作用力的区别、探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系、物体运动过程中各种机械能的变化情况
【详解】A.起跳上升过程中,质量不变,速度变小,高度变大,动能减小,重力势能增大,是动能转化为重力势能,但仍受重力作用,故A错误;
B.跳板对她的支持力与她受到重力,作用在运动员上,方向相反,大小相等为一对平衡力,故B错误;
C.在最高点时,全红婵的速度为零,动能也为零,高度最大,重力势能最大,故C正确;
D.全红婵完全入水后,随着深度增加,排开水的体积不变,根据F浮=ρgV排可知,潜水艇受到的浮力不变;所处深度增加,根据p=ρgh可知,水对全红婵的压强变大,故D错误。
故选C。
12.(2025·云南昆明·三模)小明有一块质量为50g的橡皮泥,,他将此橡皮泥捏成诸如实心小球、空心长方体、小船等多种形状,先后轻轻将它们放在盛满水的烧杯的水面上,那么溢出水的质量的下列说法,正确的是( )
A.可能是50g B.可能大于50g
C.可能小于50g D.只能是50g
【答案】AC
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】橡皮泥密度大于水的密度,直接放入水中会沉底。将此橡皮泥捏成诸如实心小球、空心长方体、小船等多种形状可以改变排开水的体积,根据,可以改变浮力,所以将它们放在盛满水的烧杯的水面上后,可能漂浮,可能悬浮,也可能沉底。若沉底,则,即
可得溢出水的质量
若悬浮或漂浮,则,即
可得溢出水的质量
故AC正确,BD错误。
故选AC。
13.(2025·云南昆明·三模)一个底面积为、足够高的柱形容器放在水平桌面上,装入某种液体后,液体对容器底部的压强为。将一个不吸收液体的圆柱体缓慢地放入容器中,圆柱体始终保持竖直,松开后它的顶部高出液面的距离,此时液体对容器底部的压强为,。圆柱体自重5N,底面积为,高为8cm。下列判断正确的是( )
A.圆柱体在液体中静止后处于漂浮状态
B.液体的密度为
C.圆柱体的密度为
D.容器中液体的质量为405g
【答案】BD
【知识点】浮力与压强的综合问题
【详解】松开后最终液面与圆柱体顶部的距离d=2cm,当物体顶部高于液面,则浸在液体中的体积V=S(h-d)=25cm2×(8cm-2cm)=150cm3
此时液面变化高度
由于p2-p1=ρ液gΔh=135Pa
可知液体密度
圆柱体的体积V柱体=S柱体h=25cm2×8cm=200cm3
圆柱体的密度
所以圆柱体沉底;容器中液体的体积V液=(S容-S柱体)(h-d)=(100cm2-25cm2)×(8cm-2m)=450cm3
容器中液体的质量m液′=ρ液V液′=0.9g/cm3×450cm3=405g
故BD符合题意,AC不符合题意。
故选BD。
14.(2025·云南楚雄·一模)将重为9N的正方体木块放入装满水的烧杯中,静止后木块漂浮且浸入水中的体积占总体积的四分之三,则下列判断正确的是( )
A.木块的密度为
B.放入木块前后,烧杯底受到水的压强不变
C.木块所受的浮力是9N
D.若要将木块全部浸入水中,需要对木块向下再施加3N的压力
【答案】BCD
【知识点】液体压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】AC.木块漂浮,则受到的浮力等于重力,即
它浸入水中的体积占总体积的四分之三,结合物体浮沉条件、阿基米德原理及可得
解得,木块的密度为
故A错误,C正确;
B.放入木块前后,水的深度不变,烧杯底受到水的压强不变,故B正确;
D.若木块全部浸入水中,它受到的浮力为
若要将木块全部浸入水中,需要对木块向下的压力,压力大小为
故D正确。
故选BCD。
15.(2025·云南昆明·一模)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;然后用细针轻压草莓直至刚好浸没入水中,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等于 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】BC
【知识点】测量质量的特殊方法、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、计算液体对容器底的压强和压力
【详解】A.图甲中,水的重力
而杯子的上宽下窄,水对杯底的压力小于水的重力,小于(m1-m0)g,故A错误;
B.由图甲和乙得,草莓的质量m草莓=m2-m1,故B正确;
C.草莓的重力
图丙中,细针对草莓有压力,所以电子秤的示数发生变化,细针对草莓的压力F=(m3-m2)g
草莓浸没水中,草莓受到向上的浮力和向下的重力及压力的作用,三个力是平衡力,所以它所受的浮力F浮=G草莓+F=(m2-m1)g+(m3-m2)g=(m3-m1)g
排开水的体积,故C正确,D错误。
故选BC。
16.(2025·云南大理·二模)一个底面积的不吸水圆柱体用细线拴在容器底部,不计重力的长方体薄壁容器底面积为,水面与圆柱体上表面恰好相平,水深,如图甲所示。现将水缓慢放出,圆柱体下表面受到的液体压强随容器中水的深度变化的图像如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.圆柱体密度为
B.放水前,圆柱体所受的浮力为
C.放水前,水对容器底部的压强为
D.若不放水,只剪断细线,待圆柱体静止后,水对容器底的压强减小了50Pa
【答案】AD
【知识点】液体压强公式的简单应用、根据浮力产生的原因计算浮力的大小、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、浮力与压强的综合问题
【详解】水面与圆柱体上表面恰好相平,容器中水深30cm,由乙可知,此时圆柱体底部受到的液体压强为1000Pa,根据可知,水的深度为
即物体的高为10cm。
当容器中水的深度由下降到的过程中,圆柱体处于漂浮状态,物块只受到重力G和浮力,由可知,圆柱体下表面受到的压力
由浮力产生的原因可知,此时圆柱体受到的浮力
由物体的漂浮条件可知,圆柱体的重力
由G=mg可知,圆柱体的质量
当容器中水的深度为时,圆柱体刚好浸没水中, 由浮力产生的原因和可知,此时圆柱体受到的浮力
由可知,圆柱体的体积
则圆柱体密度
放水前,容器中水深30cm,水对容器底部的压强为
因为圆柱体的密度小于水的密度,所以剪断绳子稳定后,圆柱体漂浮在水中,由物体的漂浮条件可知,圆柱体受到的浮力
则圆柱体排开水的体积
则液面下降的高度
则液体对容器底部压强减少量为
故AD正确,BC错误。
故选AD。
17.(2025·云南昆明·二模)物理兴趣小组的同学们想探究“物体在空气中是否受到的浮力”的问题,如图所示,小春把一只充满气的篮球和一只加了气嘴的气球放在网兜内,挂在杠杆的左侧,在右侧悬挂钩码并移动到某一位置,使杠杆水平平衡。接着他将 ,如果他观察到 的现象,这个现象说明物体在空气中会受到浮力的作用。
【答案】 把气球气嘴插进篮球气孔中 左侧上升/右端下沉
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、杠杆的动态平衡分析
【详解】[1][2]篮球与气球受到竖直向下的重力G、竖直向上的绳子拉力F、空气的浮力F浮作用而静止,且满足G=F浮+F。把气嘴插进篮球气孔中,空气充入气球后,篮球和气球的总体积变大,根据可知,篮球和气球受到总的空气浮力变大,由知,绳子的拉力F变小,因为球对杠杆的拉力等于球受到的拉力F,所以杠杆左端受到的拉力变小,而、、不变,,所以会出现右端下沉、左侧上升的现象。
18.(2025·云南昆明·三模)穿救生衣可以使人漂浮于水面上,这是利用增大 来增大了浮力;汽车坠入水中后,不容易打开车门,这是因为水对车门产生了 。
【答案】 排开液体体积 压强
【知识点】液体压强的特点及其应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【解析】【小题1】[1]根据阿基米德原理可知,穿救生衣可以增大排开水的体积,从而增大浮力。
[2]车进入水中后,水对车门产生了向车内方向的压强,使车门难以打开。
19.(2025·云南昆明·三模)在探究浮力大小与哪些因素有关时,一位同学猜想浮力大小可能与排开液体的密度、排开液体的体积以及浸入液体的深度三个因素有关。在探究与深度有关的实验时,他准备了一个盛有水的容器,然后将一个物体悬挂在弹簧测力计下进行了下面四次测量,如图①②③④所示,其中前三次测量,弹簧测力计示数如下表所示,第四次测量,弹簧测力计的示数如图④所示。
实验序号
1
2
3
弹簧测力计示数/N
2
1.6
1.4
(1)第四次测量,弹簧测力计的示数为 N,物体所受浮力是 N。
(2)观察如图该同学的操作,你认为他在探究浮力与深度关系时的操作存在的问题分别是 、 。
(3)改正错误,经过实验发现浮力与物体浸入液体的深度无关。从测量①、②和④可以证明,浮力与排开液体的体积 (选填“有关”或“无关”),而且排开液体的体积越大,受到的浮力越 ;
(4)要验证与排开液体的密度是否有关,在以上实验器材的基础上,还必须补充的实验器材是 ;实验中应该控制 不变。
【答案】(1) 1.8 0.2
(2) 物体触底 没有控制排开液体的体积相同
(3) 有关 大
(4) 盛有其他液体的容器 排开液体的体积
【知识点】称重法测浮力的大小、探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系、探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系、探究浮力大小与液体密度的关系
【详解】(1)[1]测力计分度值为0.2N,读数为1.8N。
[2]物体受到的浮力为
(2)[1]物体接触到容器底部,并对底部产生压力。
[2]在探究与深度有关的实验时,没有控制排水体积不变。
(3)[1][2]②④测力计示数不同,说明浮力大小不同,可以证明浮力与排开液体的体积有关,且浸入体积越大,排开液体体积越大,受到的浮力越大。
(4)[1]验证与排开液体的密度是否有关,需要改变液体密度,故需要盛有其它液体的容器。
[2]验证与排开液体的密度是否有关,按控制变量法要求,需要控制排开液体体积不变。
20.(2025·云南昆明·三模)在探究浮力大小与哪些因素有关时,一位同学猜想浮力大小可能与排开液体的密度、排开液体的体积以及浸入液体的深度三个因素有关。在探究与深度有关的实验时,他准备了一个盛有水的容器,然后将一个物体悬挂在弹簧测力计下进行了下面四次测量,如图①②③④所示,其中前三次测量,弹簧测力计示数如下表所示,第四次测量,弹簧测力计的示数如图④所示。
实验序号
1
2
3
弹簧测力计示数/N
2
1.6
1.4
(1)第四次测量,弹簧测力计的示数为 N,物体所受浮力是 N。
(2)观察图该同学的操作,你认为他在探究浮力与深度关系时的操作存在的问题分别是 、 。
(3)改正错误,经过实验发现浮力与物体浸入液体的深度无关。从测量①、②和④可以证明,浮力与排开液体的体积 (选填“有关”或“无关”),而且排开液体的体积越大,受到的浮力越 ;
(4)要验证与排开液体的密度是否有关,在以上实验器材的基础上,还必须补充的实验器材是 ;实验中应该控制 不变。
【答案】(1) 1.8 0.2
(2) 物体触底 没有控制排开液体的体积相同
(3) 有关 大
(4) 盛有其他液体的容器 排开液体的体积
【知识点】探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系、探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系、探究浮力大小与液体密度的关系
【详解】(1)[1]根据弹簧测力计的读数,弹簧测力计的分度值为0.2N,所以第四次测量的示数为1.8N。
[2]由题可知,第一次测量为物体的重量,因此
根据力的平衡可得,物体所受的浮力为
(2)[3]在探究浮力与深度关系时,第三次测量时,物体触底,物体受到容器底部的支持力的影响,与两外两种测量方式不同,没有控制变量,因此操作存在的问题。
[4]在改变深度时,物体排开液体的体积发生了变化,没有控制变量。
(3)[5] [6]由题可知,第二次测量时物体所受的浮力为
对比第二次和第四次浮力大小,发现:随着物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大,因此在其他条件不变的情况下,浮力与排开液体的体积有关。
(4)[7]要探究浮力与排开液体的密度是否有关,因此只需在其他条件不变的情况下改变液体的密度即可,即改变盛有其他液体的容器。
[8]由阿基米德公式可知,在探究浮力与排开液体的密度的关系时,只需控制物体排开液体的体积不变。
21.(2025·云南大理·二模)某兴趣小组用弹簧测力计、4个相同的小长方体磁力块(不吸水,可自由拼接)、2个分别盛有水和盐水的烧杯等,探究影响浮力大小的因素。利用磁力将4个磁力块组合成长方体物块,并按如图所示步骤进行实验。
(1)由A、C可知长方体物块浸没在水中所受的浮力为 N。
(2)小明根据、B、C,认为浮力大小与物体浸入液体的深度有关,小华却认为不一定正确,因为实验中没有控制长方体物块 不变。小华为了证明自己的想法设计了实验D,根据A、B、D可得:浮力大小与物体浸在液体中的深度 (选填"有关"或"无关")。
(3)根据A、C、E的结果,得出浮力大小还与 有关;小华又将磁力块组合成如F所示形状,还能探究浮力大小与物体的 的关系。
(4)根据相关数据,可计算出烧杯中盐水的密度是 。
(5)小明再进一步研究水产生的浮力与水自身重力的关系:取两个相同的容积均为的一次性塑料杯甲、乙(厚度和质量不计),甲杯中装入水,乙杯中装入水,然后将乙杯放入甲杯中,发现乙杯浮在甲杯中,这时甲杯中水产生的浮力为 N;这个实验说明,液体 (选填“能”或“不能”)产生比自身重力大的浮力。
【答案】(1)1.6
(2) 排开液体的体积 无关
(3) 液体的密度 形状
(4)
(5) 1 能
【知识点】探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系、探究浮力大小与液体密度的关系、探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系
【详解】(1)由A可知物块的重力为3.6N,由C可知物块浸没在水中时弹簧测力计的示数为2.0N,根据称重法可知物块受到的浮力
(2)[1]探究物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的深度是否有关时,应控制液体的密度和物体排开液体的体积相同,只改变物体浸在液体中深度,故理由是没有控制排开液体的体积相等,即没有控制长方体物块排开液体的体积相等。
[2]根据A、B、D可得,液体密度和物体排开液体的体积相等,只改变物体浸在液体中的深度,实验B和D中弹簧测力计读数相等,故浮力大小与物体浸在液体中的深度无关。
(3)[1]根据A、C、E可知,物体浸在液体中的深度和物体排开液体的体积相等,只改变液体密度,根据弹簧测力计读数可知,C、E中发现浮力大小还与液体密度有关。
[2]由F可知,此时改变了物体的形状,因此她还能探究浮力大小与物体的形状的关系。
(4)由图C、E可知,物体浸没液体中,故物体体积
由图A、C、E,利用称重法可得
由浮力公式可得
(5)[1][2]甲杯中水的重力
因为乙杯浮在甲杯中,由物体的漂浮条件可知,甲杯中水产生的浮力
因此液体能产生比自身重力大的浮力。
22.(2025·云南昆明·一模)某兴趣小组探究影响浮力大小的因素时,提出如下猜想:
猜想1:与物体浸在液体中的深度有关
猜想2:与物体排开液体的体积有关
猜想3:与液体的密度有关
(1)小组为验证上述猜想,用弹簧测力计、4个相同的小长方体磁力块(磁力块可以根据需要组合)、2个分别盛有水和盐水的烧杯等,按图甲步骤进行实验:
①利用磁力将4个磁力块组合成长方体物块;
②按照图A、B、C所示进行实验,根据测量结果,物块所受浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”),当弹簧测力计的示数如图B所示,此时的浮力为 N。根据上述现象,小明认为猜想1是正确的,小华却认为不一定正确,理由是 ;
③小华为了证明自己的想法,利用上述器材设计实验D,根据A、B、D的测量结果,可得:浮力大小与物体浸在液体中的深度无关,请在图D中画出她实验时长方体物块的放置图;
④根据图A、C、E的结果,得出浮力大小还与 有关。
(2)由以上实验可以测出盐水的密度为 (已知);若在实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则算出的盐水密度 (选填“偏大”、“偏小”或“准确”);
(3)爱思考的小明又进一步猜想“水能否产生大于自身重力的浮力”,设计了如下实验:取两个相同的容积均为200mL的一次性塑料杯a、b(杯壁厚度和杯的质量不计),a杯中装入20g水,b杯中装入80g水(如图乙),然后将b杯放入a杯中,发现b杯漂浮在a杯中。这个实验表明,水 (选填“能”或“不能”)产生大于自身重力的浮力。
【答案】(1) 变大 0.2 见解析 液体的密度
(2) 1.25 准确
(3)能
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系、探究浮力大小与液体密度的关系、探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系
【详解】(1)②[1][2]测力计分度值为0.2N,B中测力计的示数为0.8N,C中示数为0.6N,由称重法可知,物块所受浮力变大,当弹簧测力计的示数如图B所示,此时的浮力为F浮=G-F=1N-0.8N=0.2N
[3]探究浮力大小与物体浸在液体中的深度的关系,要控制其他因素不变,只改变物体浸在液体中的深度,图B、C所示实验中,物体深度改变的同时,物体排开液体的体积也发生了变化,因此根据上述现象,不能验证猜想1是正确的。
③[4]小华为了证明自己的想法,利用上述器材设计实验D,根据A、B、D的测量结果,可得:浮力大小与物体浸在液体中的深度无关:要控制排开液体的体积和液体的密度不变,只改变深度的大小,如下所示:
④[5]C、E中液体的密度不同,测力计示数不同,受到的浮力不同,根据图A、C、E的结果,得出浮力大小还与液体的密度有关。
(2)[1]物体浸没在水中受到的浮力F浮水=1N-0.6N=0.4N
物体浸没在盐水中受到的浮力F浮盐=1N-0.5N=0.5N
排开液体的体积相等,根据阿基米德原理有
盐水的密度为
[2]根据盐水密度表达式可知,两次浮力大小都是测力计示数之差,故若在实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则算出的盐水密度准确。
(3)a杯中装入20g水,b杯中装入80g水(如图乙),然后将b杯放入a杯中,发现b杯漂浮在a杯中,可知b杯的重力等于其受到的浮力,故b杯受到的浮力大小为
而a杯中水的重力为
这个实验表明,水能产生大于自身重力的浮力。
23.(2025·云南昆明·二模)小会旅游时发现渤海水与黄河水相遇却未相融,呈现出两种颜色,如图甲所示。小会通过查阅资料了解到主要原因是两侧水域密度不同所致,为此小会分别取了两瓶足量的渤海水和黄河水进行了实验。
(1)将装有渤海水的烧杯放到调节好的天平上,如图乙,测出渤海水和烧杯的总质量为 g;然后将烧杯中部分渤海水倒入量筒中,如图丙,再用天平测量出剩余的渤海水及烧杯的质量为40.4g,则渤海水的密度ρ渤海水= g/cm3;
(2)在测量黄河水密度时,小会不小心打碎了量筒,机智的他找来一个体积为10cm3的铁块,继续进行实验。他将装有黄河水的烧杯放到调节好的天平上,测出黄河水和烧杯的总质量为50g;如图甲,将铁块用细线系好,浸没黄河水中(未触底),再次称得质量为62g。则铁块排开的黄河水质量为 g,黄河水的密度ρ黄河水= g/cm3;
(3)测量结束后,小会认为两种测量方案不同,可能会导致一定的差异,于是他想便捷地对比黄河水的密度和渤海水的密度,他设计了以下两个实验。
①实验一:将U形管的两端分别连接了软管和探头,当两探头置于空气中时,U形管两侧的液面是 的。如图乙,将两个探头分别置于渤海水和黄河水中,不断调整探头深度,使得U形管两侧液面保持齐平,如果黄河水密度更大,黄河水中探头所处的深度更 (选填“深”或“浅”);
②实验二:将一个长方体塑料块,让其分别漂浮在渤海水和黄河水中,用刻度尺分别测量出在两种液体中塑料块露出来的长度,如果黄河水密度更大,则在黄河水中塑料块露出来的长度更 (选填“长”或“短”)。
(4)小会分析黄河水的密度大主要原因可能是因为泥沙含量较高导致的,为此上述测量黄河水密度的实验中应当注意的是 。
【答案】(1) 82.4 1.05
(2) 12 1.2
(3) 相平 浅 长
(4)将黄河水搅拌均匀
【知识点】测量液体密度的数据处理和误差分析、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】(1)[1]由乙图可知,标尺的分度值为0.2g,所以乙图中,烧杯和渤海水的总质量为m总=50g+20g+10g+2.4g=82.4g
[2]将烧杯中部分渤海水倒入量筒中,再用天平测量出剩余的渤海水及烧杯的质量为40.4g,则倒入量筒中渤海水的质量为m=m总-m剩=82.4g-40.4g=42g
由图丙可知,量筒中渤海水的体积V=40mL=40cm3
渤海水的密度
(2)铁块排开的液体的质量为m'=m2-m0=62g-50g=12g
铁块排开的黄河水的体积为V排=V铁块=10cm3
黄河水的密度为
(3)[1]当两探头置于空气中时,探头受到空气的压强相等,则U形管两侧的液面是相平的。
[2]将两个探头分别置于渤海水和黄河水中,不断调整探头深度,当U形管两侧液面保持齐平时,此时,两侧液体产生的压强相同,则p渤海水=p黄河水,即ρ渤海水gh渤海水=ρ黄河水gh黄河水,如果黄河水密度更大,即ρ渤海水<ρ黄河水,所以h渤海水>h黄河水,即黄河水中的探头在水面下较浅。
[3]设长方体的底面积为S,长方体塑料块漂浮在渤海水和黄河水中,根据物体的浮沉条件可知,F浮黄河水=F渤海水=G塑料块,根据F浮=ρ液gV排可得,ρ黄河水gSh黄河水=ρ渤海水gSh渤海水,化简得ρ黄河水h黄河水=ρ渤海水h渤海水,如果黄河水密度更大,即ρ黄河水>ρ渤海水,则h黄河水<h渤海水,即浸在黄河水中的深度小于浸在渤海水中的深度,海绵块高度相同,则在黄河水中塑料块露出来的长度比渤海水中露出的更长。
(4)由于黄河水泥沙含量较高,在进行测量黄河水密度的实验时应将黄河水搅拌均匀。
24.(2025·云南楚雄·二模)为助力乡村振兴,云南多地将生态农业和旅游观光相结合,打造美丽乡村。如图甲所示的是澄江市龙街街道录充村的俯拍图,图乙是该风景区乡村游用的观光艇,它的空船质量是,发动机最大输出功率为,最大航速为,限载8人,求:
(1)观光艇空船漂浮时所受浮力;
(2)观光艇以最大功率、最大航速匀速直线航行时,受到的牵引力;
(3)观光艇以最大功率、最大航速匀速直线航行,牵引力所做的功。
【答案】(1)8000N
(2)4000N
(3)1.2×107J
【知识点】重力的计算与估算、P=W/t、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、P=Fv
【详解】(1)观光艇空船漂浮时所受浮力大小等于其重力大小,则所受浮力
(2)发动机最大输出功率为,最大航速为,观光艇以最大功率、最大航速匀速直线航行时,由
得,受到的牵引力
(3)由得,观光艇以最大功率、最大航速匀速直线航行,牵引力所做的功
25.(2025·云南昆明·一模)如图甲所示的“提子”是早前商店用来打酱油的器具,其模型由一个圆柱形容器和一根细长的柄构成(如图乙)。某提子的容器部分如图丙所示,质量,内高,外高,内底面积,外底面积,细长柄质量不计。如图丁所示是该提子漂浮在酱油中的示意图,已知圆柱形酱油桶装有20cm深的酱油,桶的底面积,酱油密度。求:
(1)图丁中提子所受的浮力;
(2)未放入提子时,酱油对桶底的压强;
(3)在图丁中,继续将提子缓慢下放,使提子下底面浸入酱油的深度为6cm,此时人对长柄的作用力大小;
(4)在(3)的基础上继续向下缓慢放提子,直到提子的容器里面装满酱油且提子容器口再次与酱油面相平为止,这个过程中酱油对桶底的压强变化量。
【答案】(1)2N
(2)2400Pa
(3)1.62×10-4m3
(4)540Pa
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、液体压强公式的简单应用、二力或多力平衡问题
【详解】(1)提子质量
该提子漂浮在酱油中提子所受的浮力
(2)未放入提子时,酱油对桶底的压强
(3)继续将提子缓慢下放,使提子下底面浸入酱油的深度为6cm,提子排开水的体积
此时提子受到的浮力为
此时人对长柄的作用力大小F=F浮-G=2.16N-2N=0.16N
(4)提子的完全浸没时,排开水的体积为V排1=S2h2-S1h1=30cm2×12cm-27cm2×10cm=90cm3=0.9×10-4m3
这个过程中提子排开水的体积减小了ΔV=V排-V排1=1.8×10-4m3-0.9×10-4m3=0.9×10-4m3
桶内液面下降高度
压强变化量
26.(2025·云南曲靖·模拟预测)如图所示,有一个圆柱形容器,其底面积为300cm²,并且带有阀门K。容器中一开始存有深度为20cm的水。接下来,把一个棱长为10cm、质量为2.5kg的正方体M,用细绳悬挂着慢慢放入水中,放进去之后可以看到正方体M有的体积浸在水里。求:()
(1)正方体M的密度。
(2)在正方体M还未放入水中时,水对容器底部的压强。
(3)正方体M放入水中后,它所受到的浮力。
(4)已知细绳所能承受的最大拉力是20N,当把阀门K打开后,水会以6cm³/s的速度流出,那么打开阀门K后,经过多久细绳会断裂?
【答案】(1)
(2)
(3)8N
(4)
【知识点】液体压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、密度公式的简单应用、二力或多力平衡问题
【详解】(1)正方体M体积为
正方体的密度
(2)在正方体M还未放入水中时,水对容器底部的压强
(3)由于用细绳悬挂放入水中,浸入水中的体积为
正方体受到的浮力
(4)绳子被拉断的瞬间,正方体M受到的浮力
此时正方体M浸没在水中的体积
正方体M底面积为
水面下降的高度
放出水的体积
打开阀门K后,到细绳断裂所用的时间
27.(2025·云南昆明·二模)如图所示,某科技小组设计了一种测量物体质量的“浮力秤”。取一带有秤盘的小桶,其底面积为20cm2,圆柱部分高为50cm,另取一只足够高的大桶,其底面积为50cm2(大桶厚度忽略不计),已知水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3。按下列步骤制作:
第一步:向大桶里倒入适量的水,将带有秤盘的小桶轻轻放入大桶中,小桶漂浮在水面时,水面与小桶上10cm刻度线齐平,在10cm处标记“0”g;
第二步:计算出“浮力秤”能称量的最大质量,在相应刻度线处标注最大称量值,再将两刻度等间距标注其它称量值,即完成了“浮力秤”的制作。求:
(1)未称量时小桶底部受到水的压强;
(2)带有秤盘的小桶重力;
(3)“浮力秤”最大能称量物体的质量;
(4)“浮力秤”达到最大称量值时,小桶相对于未称量时大桶下降的高度。
【答案】(1)
(2)2N
(3)800g
(4)24cm
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、重力的计算与估算、液体压强公式的简单应用
【详解】(1)未称量时,小桶底部的在水中深度为10cm=0.1m,小桶底部受到水的压强
(2)小桶排开水的体积为
小桶漂浮在水中浮力等于总重力,则小桶的重力
(3)小桶最大排开水的体积为
小桶始终漂浮在水中,最大称量重力为
由重力的计算公式可知,“浮力秤”最大能称量物体的质量为
(4)液面上升的高度
小桶浸入深度变化
小桶下降的高度
28.(2025·云南昆明·三模)图甲是某饮水机自动注水装置的模型,底面积为的柱形水箱内装有质量为的水,一质量和体积不计的竖直硬细杆上端通过力传感器固定,下端与不吸水的、底面积为的实心长方体连接。打开水龙头,水箱中的水缓慢排出,细杆对力传感器作用力的大小随排出水的质量变化的关系如图乙所示,当排水质量为时,长方体刚好全部露出水面,由传感器控制开关开始注水。求:
(1)当排水质量为时,水箱内剩余水所受的重力;
(2)长方体A浸没时所受浮力;
(3)长方体的密度;
(4)上述排水过程中,当力传感器示数为时,水箱底部受到水的压强。
【答案】(1)20N
(2)10N
(3)
(4)
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、密度公式的简单应用、重力的计算与估算、液体压强公式的简单应用
【详解】(1)排水质量为时,水箱内剩余水的质量为
则水箱内剩余水所受的重力
(2)当排水质量为时,长方体刚好全部露出水面,此时力传感器示数为2N,则A的重力为2N;长方体A浸没时,力传感器示数为8N,则所受浮力为
(3)长方体的体积为
则长方体的密度
(4)当力传感器示数为时,长方体所受浮力为
则长方体排开水的体积
则物体A浸入水中的深度为
长方体刚好全部露出水面时,水箱内剩余水的体积为
则物体A下表面到水箱底部的高度为
则当力传感器示数为时,水箱中水的深度为
则水箱底部受到水的压强
29.(2025·云南昆明·三模)图甲是某饮水机自动注水装置的模型,底面积为的柱形水箱内装有质量为6kg的水,一质量和体积不计的竖直硬细杆上端通过力传感器固定,下端与不吸水的、底面积为的实心长方体A连接。打开水龙头,水箱中的水缓慢排出,细杆对力传感器作用力的大小F随排出水的质量m变化的关系如图乙所示,当排水质量为4kg时,长方体A刚好全部露出水面,由传感器控制开关开始注水。求:
(1)当排水质量为4kg时,水箱内剩余水所受的重力;
(2)长方体A浸没时所受浮力;
(3)长方体A的密度;
(4)上述排水过程中,当力传感器示数为3N时,水箱底部受到水的压强。
【答案】(1)20N
(2)10N
(3)0.2×103kg/m3
(4)2×103Pa
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、液体中的物体上方与下方有绳子的问题、密度公式的简单应用、重力的计算与估算、液体压强公式的简单应用
【详解】(1)当排水质量为4kg时,水箱内剩余水的质量为
由可得,水箱内剩余水所受的重力为
(2)由图乙可知,当排水量为4kg时,细杆对力传感器作用力的大小为2N,此时长方体A刚好全部露出水面,则长方体A的重力为
长方体全部浸没在水中,长方体受到向上的浮力,和细杆对它的拉力,受到竖直向下的重力,此时长方体处于平衡状态,且细杆对力传感器作用力的大小为
则长方体A所受的浮力为
(3)当长方体全部浸没在水中时,排开水的体积即为长方体的体积,由可得,长方体的体积为
由可得,长方体A的质量为
由可得,长方体A的密度为
(4)当力传感器示数为3N时,物体所受到的浮力为
由可得,此时长方体A浸入水中的体积为
此时长方体A下表面距离水面的深度为
长方体A下表面与容器底的距离为
由可得,当力传感器示数为3N时,水箱底部受到水的压强为
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四、力学
专题11 浮力
1.(2024·云南·中考真题)【物理思维】一质量为900g、底面积为100cm2、高为12cm的不吸水圆柱体放在盛有4.2kg水的薄壁(厚度不计)柱形容器内,容器底面积为300cm2,如图所示。打开阀门K,放出3kg的水后关闭阀门(=1.0×103kg/m3)。下列说法正确的是( )
A.圆柱体的密度为0.75×103kg/m3
B.放水前水面距容器底部的高度为l4cm
C.放水后水对容器底部的压力为21N
D.放水后水对容器底部的压强为600Pa
一.浮力基础
2.(2025·云南·中考真题)实验小组探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程如图所示。
(1)a中将铁块缓慢浸入水中,随着深度增加,弹簧测力计示数逐渐变小,铁块受到的浮力逐渐 ,表明浮力与深度有关;铁块浸没后,继续增加深度,弹簧测力计示数不变,表明浮力与深度无关,前后结论不一致。分析发现以上实验某过程中同时改变了深度和 ;
(2)改用b中的物块继续探究,此物块重 N,c、d中物块所受浮力均为 N.由此可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度 关;
(3)根据b、d、e三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力 。分析b、 三次实验可知,排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体密度有关;
(4)若将b中的物体换成相同材料的球体,则不能完成b、c、d三次实验的探究,具体理由是 。
3.(2024·云南·中考真题)如图所示,小球漂浮在水面上,请画出小球所受浮力的示意图。
二.阿基米德原理
4.(2021·云南昆明·中考真题)一个气球下挂一个铁块置于水中某一位置,处于静止状态,如图所示。现用手轻轻向下推一下气球,那么手离开气球后,气球和铁块的运动情况是( )
A.加速向下运动 B.匀速向下运动 C.减速向下运动 D.仍然处于静止状态
5.(2021·云南·中考真题)某小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)弹簧测力计使用前要先进行 。
(2)实验步骤如图1所示,甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为、、、。由图甲和丁可知物体受到的浮力 。
(3)以下选项中若 成立,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
A. B. C.
(4)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图2所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入装满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐 ,B的示数逐渐 ,且A、B示数的变化量 (选填“相等”或“不相等”)。
(5)比较两种实验方案,改进后的优点是 (多选)。
A.测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定
C.能同步观察测力A、B示数的变化
6.(2023·云南·中考真题)如图所示,将重为3N,底面积为装有水的薄壁(不计厚度)柱形溢水杯放置在水平的压力传感器上,此时压力传感器的示数为30N,用轻质细线悬挂一重20N、高15cm、底面积为不吸水的圆柱体。初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4cm,现提住细线缓慢下移,使圆柱体逐渐浸入水中,当圆柱体下降7cm时,水面达到溢水口,已知,求
(1)圆柱体未浸入水中时,溢水杯对压力传感器的压强;
(2)圆柱体未浸入水中时,溢水杯中水的质量;
(3)圆柱体刚好浸没时,细线对圆柱体的拉力;
(4)圆柱体从初始位置到刚好浸没,水对溢水杯底部压强的变化量。
三.物体的浮沉条件
7.(2021·云南·中考真题)如图所示,水中有一支长14cm、底部嵌有铁块的蜡烛,露出水面的长度为1cm。点燃蜡烛,至蜡烛熄灭时,水对容器底部产生的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。熄灭时蜡烛所剩长度为 cm。()
四.浮力的应用
8.(2023·云南·中考真题)科技制作活动中,小明将金属夹夹在吸管一端使其密闭,制成简易密度计,如图所示。为了给密度计标刻度,他将密度计分别放入水和煤油中,密度计均竖直漂浮,吸管露出液面的长度为d。密度计在水中时d为12cm,浮力大小为;在煤油中时d为10cm,浮力大小为,则 (选填“>”“<”或“=”)。若将密度计放入密度为1.25g的液体中,则d为 cm。,
9.(2025·云南昆明·三模)潜艇可以通过“压载水舱”排水或注水实现上浮、悬浮或下沉。如图所示的潜艇原来悬浮于海中较深处,如果现在它要上浮至能够使用潜望镜的位置(仍然悬浮),那么压载水舱应该( )
A.排水 B.注水 C.先排水后注水 D.先注水后排水
10.(2025·云南昆明·三模)潜艇可以通过“压载水舱”排水或注水实现上浮、悬浮或下沉。如图所示的潜艇原来悬浮于海中较深处,如果现在它要上浮至能够使用潜望镜的位置(仍然悬浮),那么压载水舱应该( )
A.排水 B.注水 C.先排水后注水 D.先注水后排水
11.(2025·云南楚雄·三模)世界泳联公布2024年度最佳女子跳水运动员,中国选手全红婵当选。下列说法正确的是( )
A.上升过程中全红婵的动能转化为重力势能,且她不受重力作用
B.全红婵受到的重力和跳板对她的支持力是一对相互作用力
C.在最高点时全红婵的速度为零,动能也为零,重力势能最大
D.全红婵完全入水后,随着深度增加,水对她的浮力不变,压强不变
12.(2025·云南昆明·三模)小明有一块质量为50g的橡皮泥,,他将此橡皮泥捏成诸如实心小球、空心长方体、小船等多种形状,先后轻轻将它们放在盛满水的烧杯的水面上,那么溢出水的质量的下列说法,正确的是( )
A.可能是50g B.可能大于50g
C.可能小于50g D.只能是50g
13.(2025·云南昆明·三模)一个底面积为、足够高的柱形容器放在水平桌面上,装入某种液体后,液体对容器底部的压强为。将一个不吸收液体的圆柱体缓慢地放入容器中,圆柱体始终保持竖直,松开后它的顶部高出液面的距离,此时液体对容器底部的压强为,。圆柱体自重5N,底面积为,高为8cm。下列判断正确的是( )
A.圆柱体在液体中静止后处于漂浮状态
B.液体的密度为
C.圆柱体的密度为
D.容器中液体的质量为405g
14.(2025·云南楚雄·一模)将重为9N的正方体木块放入装满水的烧杯中,静止后木块漂浮且浸入水中的体积占总体积的四分之三,则下列判断正确的是( )
A.木块的密度为
B.放入木块前后,烧杯底受到水的压强不变
C.木块所受的浮力是9N
D.若要将木块全部浸入水中,需要对木块向下再施加3N的压力
15.(2025·云南昆明·一模)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;然后用细针轻压草莓直至刚好浸没入水中,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等于 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
16.(2025·云南大理·二模)一个底面积的不吸水圆柱体用细线拴在容器底部,不计重力的长方体薄壁容器底面积为,水面与圆柱体上表面恰好相平,水深,如图甲所示。现将水缓慢放出,圆柱体下表面受到的液体压强随容器中水的深度变化的图像如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.圆柱体密度为
B.放水前,圆柱体所受的浮力为
C.放水前,水对容器底部的压强为
D.若不放水,只剪断细线,待圆柱体静止后,水对容器底的压强减小了50Pa
17.(2025·云南昆明·二模)物理兴趣小组的同学们想探究“物体在空气中是否受到的浮力”的问题,如图所示,小春把一只充满气的篮球和一只加了气嘴的气球放在网兜内,挂在杠杆的左侧,在右侧悬挂钩码并移动到某一位置,使杠杆水平平衡。接着他将 ,如果他观察到 的现象,这个现象说明物体在空气中会受到浮力的作用。
18.(2025·云南昆明·三模)穿救生衣可以使人漂浮于水面上,这是利用增大 来增大了浮力;汽车坠入水中后,不容易打开车门,这是因为水对车门产生了 。
19.(2025·云南昆明·三模)在探究浮力大小与哪些因素有关时,一位同学猜想浮力大小可能与排开液体的密度、排开液体的体积以及浸入液体的深度三个因素有关。在探究与深度有关的实验时,他准备了一个盛有水的容器,然后将一个物体悬挂在弹簧测力计下进行了下面四次测量,如图①②③④所示,其中前三次测量,弹簧测力计示数如下表所示,第四次测量,弹簧测力计的示数如图④所示。
实验序号
1
2
3
弹簧测力计示数/N
2
1.6
1.4
(1)第四次测量,弹簧测力计的示数为 N,物体所受浮力是 N。
(2)观察如图该同学的操作,你认为他在探究浮力与深度关系时的操作存在的问题分别是 、 。
(3)改正错误,经过实验发现浮力与物体浸入液体的深度无关。从测量①、②和④可以证明,浮力与排开液体的体积 (选填“有关”或“无关”),而且排开液体的体积越大,受到的浮力越 ;
(4)要验证与排开液体的密度是否有关,在以上实验器材的基础上,还必须补充的实验器材是 ;实验中应该控制 不变。
20.(2025·云南昆明·三模)在探究浮力大小与哪些因素有关时,一位同学猜想浮力大小可能与排开液体的密度、排开液体的体积以及浸入液体的深度三个因素有关。在探究与深度有关的实验时,他准备了一个盛有水的容器,然后将一个物体悬挂在弹簧测力计下进行了下面四次测量,如图①②③④所示,其中前三次测量,弹簧测力计示数如下表所示,第四次测量,弹簧测力计的示数如图④所示。
实验序号
1
2
3
弹簧测力计示数/N
2
1.6
1.4
(1)第四次测量,弹簧测力计的示数为 N,物体所受浮力是 N。
(2)观察图该同学的操作,你认为他在探究浮力与深度关系时的操作存在的问题分别是 、 。
(3)改正错误,经过实验发现浮力与物体浸入液体的深度无关。从测量①、②和④可以证明,浮力与排开液体的体积 (选填“有关”或“无关”),而且排开液体的体积越大,受到的浮力越 ;
(4)要验证与排开液体的密度是否有关,在以上实验器材的基础上,还必须补充的实验器材是 ;实验中应该控制 不变。
21.(2025·云南大理·二模)某兴趣小组用弹簧测力计、4个相同的小长方体磁力块(不吸水,可自由拼接)、2个分别盛有水和盐水的烧杯等,探究影响浮力大小的因素。利用磁力将4个磁力块组合成长方体物块,并按如图所示步骤进行实验。
(1)由A、C可知长方体物块浸没在水中所受的浮力为 N。
(2)小明根据、B、C,认为浮力大小与物体浸入液体的深度有关,小华却认为不一定正确,因为实验中没有控制长方体物块 不变。小华为了证明自己的想法设计了实验D,根据A、B、D可得:浮力大小与物体浸在液体中的深度 (选填"有关"或"无关")。
(3)根据A、C、E的结果,得出浮力大小还与 有关;小华又将磁力块组合成如F所示形状,还能探究浮力大小与物体的 的关系。
(4)根据相关数据,可计算出烧杯中盐水的密度是 。
(5)小明再进一步研究水产生的浮力与水自身重力的关系:取两个相同的容积均为的一次性塑料杯甲、乙(厚度和质量不计),甲杯中装入水,乙杯中装入水,然后将乙杯放入甲杯中,发现乙杯浮在甲杯中,这时甲杯中水产生的浮力为 N;这个实验说明,液体 (选填“能”或“不能”)产生比自身重力大的浮力。
22.(2025·云南昆明·一模)某兴趣小组探究影响浮力大小的因素时,提出如下猜想:
猜想1:与物体浸在液体中的深度有关
猜想2:与物体排开液体的体积有关
猜想3:与液体的密度有关
(1)小组为验证上述猜想,用弹簧测力计、4个相同的小长方体磁力块(磁力块可以根据需要组合)、2个分别盛有水和盐水的烧杯等,按图甲步骤进行实验:
①利用磁力将4个磁力块组合成长方体物块;
②按照图A、B、C所示进行实验,根据测量结果,物块所受浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”),当弹簧测力计的示数如图B所示,此时的浮力为 N。根据上述现象,小明认为猜想1是正确的,小华却认为不一定正确,理由是 ;
③小华为了证明自己的想法,利用上述器材设计实验D,根据A、B、D的测量结果,可得:浮力大小与物体浸在液体中的深度无关,请在图D中画出她实验时长方体物块的放置图;
④根据图A、C、E的结果,得出浮力大小还与 有关。
(2)由以上实验可以测出盐水的密度为 (已知);若在实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则算出的盐水密度 (选填“偏大”、“偏小”或“准确”);
(3)爱思考的小明又进一步猜想“水能否产生大于自身重力的浮力”,设计了如下实验:取两个相同的容积均为200mL的一次性塑料杯a、b(杯壁厚度和杯的质量不计),a杯中装入20g水,b杯中装入80g水(如图乙),然后将b杯放入a杯中,发现b杯漂浮在a杯中。这个实验表明,水 (选填“能”或“不能”)产生大于自身重力的浮力。
23.(2025·云南昆明·二模)小会旅游时发现渤海水与黄河水相遇却未相融,呈现出两种颜色,如图甲所示。小会通过查阅资料了解到主要原因是两侧水域密度不同所致,为此小会分别取了两瓶足量的渤海水和黄河水进行了实验。
(1)将装有渤海水的烧杯放到调节好的天平上,如图乙,测出渤海水和烧杯的总质量为 g;然后将烧杯中部分渤海水倒入量筒中,如图丙,再用天平测量出剩余的渤海水及烧杯的质量为40.4g,则渤海水的密度ρ渤海水= g/cm3;
(2)在测量黄河水密度时,小会不小心打碎了量筒,机智的他找来一个体积为10cm3的铁块,继续进行实验。他将装有黄河水的烧杯放到调节好的天平上,测出黄河水和烧杯的总质量为50g;如图甲,将铁块用细线系好,浸没黄河水中(未触底),再次称得质量为62g。则铁块排开的黄河水质量为 g,黄河水的密度ρ黄河水= g/cm3;
(3)测量结束后,小会认为两种测量方案不同,可能会导致一定的差异,于是他想便捷地对比黄河水的密度和渤海水的密度,他设计了以下两个实验。
①实验一:将U形管的两端分别连接了软管和探头,当两探头置于空气中时,U形管两侧的液面是 的。如图乙,将两个探头分别置于渤海水和黄河水中,不断调整探头深度,使得U形管两侧液面保持齐平,如果黄河水密度更大,黄河水中探头所处的深度更 (选填“深”或“浅”);
②实验二:将一个长方体塑料块,让其分别漂浮在渤海水和黄河水中,用刻度尺分别测量出在两种液体中塑料块露出来的长度,如果黄河水密度更大,则在黄河水中塑料块露出来的长度更 (选填“长”或“短”)。
(4)小会分析黄河水的密度大主要原因可能是因为泥沙含量较高导致的,为此上述测量黄河水密度的实验中应当注意的是 。
24.(2025·云南楚雄·二模)为助力乡村振兴,云南多地将生态农业和旅游观光相结合,打造美丽乡村。如图甲所示的是澄江市龙街街道录充村的俯拍图,图乙是该风景区乡村游用的观光艇,它的空船质量是,发动机最大输出功率为,最大航速为,限载8人,求:
(1)观光艇空船漂浮时所受浮力;
(2)观光艇以最大功率、最大航速匀速直线航行时,受到的牵引力;
(3)观光艇以最大功率、最大航速匀速直线航行,牵引力所做的功。
25.(2025·云南昆明·一模)如图甲所示的“提子”是早前商店用来打酱油的器具,其模型由一个圆柱形容器和一根细长的柄构成(如图乙)。某提子的容器部分如图丙所示,质量,内高,外高,内底面积,外底面积,细长柄质量不计。如图丁所示是该提子漂浮在酱油中的示意图,已知圆柱形酱油桶装有20cm深的酱油,桶的底面积,酱油密度。求:
(1)图丁中提子所受的浮力;
(2)未放入提子时,酱油对桶底的压强;
(3)在图丁中,继续将提子缓慢下放,使提子下底面浸入酱油的深度为6cm,此时人对长柄的作用力大小;
(4)在(3)的基础上继续向下缓慢放提子,直到提子的容器里面装满酱油且提子容器口再次与酱油面相平为止,这个过程中酱油对桶底的压强变化量。
26.(2025·云南曲靖·模拟预测)如图所示,有一个圆柱形容器,其底面积为300cm²,并且带有阀门K。容器中一开始存有深度为20cm的水。接下来,把一个棱长为10cm、质量为2.5kg的正方体M,用细绳悬挂着慢慢放入水中,放进去之后可以看到正方体M有的体积浸在水里。求:()
(1)正方体M的密度。
(2)在正方体M还未放入水中时,水对容器底部的压强。
(3)正方体M放入水中后,它所受到的浮力。
(4)已知细绳所能承受的最大拉力是20N,当把阀门K打开后,水会以6cm³/s的速度流出,那么打开阀门K后,经过多久细绳会断裂?
27.(2025·云南昆明·二模)如图所示,某科技小组设计了一种测量物体质量的“浮力秤”。取一带有秤盘的小桶,其底面积为20cm2,圆柱部分高为50cm,另取一只足够高的大桶,其底面积为50cm2(大桶厚度忽略不计),已知水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3。按下列步骤制作:
第一步:向大桶里倒入适量的水,将带有秤盘的小桶轻轻放入大桶中,小桶漂浮在水面时,水面与小桶上10cm刻度线齐平,在10cm处标记“0”g;
第二步:计算出“浮力秤”能称量的最大质量,在相应刻度线处标注最大称量值,再将两刻度等间距标注其它称量值,即完成了“浮力秤”的制作。求:
(1)未称量时小桶底部受到水的压强;
(2)带有秤盘的小桶重力;
(3)“浮力秤”最大能称量物体的质量;
(4)“浮力秤”达到最大称量值时,小桶相对于未称量时大桶下降的高度。
28.(2025·云南昆明·三模)图甲是某饮水机自动注水装置的模型,底面积为的柱形水箱内装有质量为的水,一质量和体积不计的竖直硬细杆上端通过力传感器固定,下端与不吸水的、底面积为的实心长方体连接。打开水龙头,水箱中的水缓慢排出,细杆对力传感器作用力的大小随排出水的质量变化的关系如图乙所示,当排水质量为时,长方体刚好全部露出水面,由传感器控制开关开始注水。求:
(1)当排水质量为时,水箱内剩余水所受的重力;
(2)长方体A浸没时所受浮力;
(3)长方体的密度;
(4)上述排水过程中,当力传感器示数为时,水箱底部受到水的压强。
29.(2025·云南昆明·三模)图甲是某饮水机自动注水装置的模型,底面积为的柱形水箱内装有质量为6kg的水,一质量和体积不计的竖直硬细杆上端通过力传感器固定,下端与不吸水的、底面积为的实心长方体A连接。打开水龙头,水箱中的水缓慢排出,细杆对力传感器作用力的大小F随排出水的质量m变化的关系如图乙所示,当排水质量为4kg时,长方体A刚好全部露出水面,由传感器控制开关开始注水。求:
(1)当排水质量为4kg时,水箱内剩余水所受的重力;
(2)长方体A浸没时所受浮力;
(3)长方体A的密度;
(4)上述排水过程中,当力传感器示数为3N时,水箱底部受到水的压强。
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