专题10 浮力-【木牍中考】安徽中考十年（2016-2025）物理真题分类汇编

专题10 浮力 一、实验题 1.（2021安徽）小华按图示的步骤进行探究浮力的实验: a.在弹簧测力计下悬挂一个金属球,如图甲所示,弹簧测力计的示数为2.6 N; b.将金属球浸没在水中,弹簧测力计的示数如图乙所示; c.将金属球从水中取出并擦干水,再将它浸没在另一种液体中,弹簧测力计的示数如图丙所示。 由实验可知,金属球浸没在水中时受到的浮力大小为　　　　N,图丙中液体的密度　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。  【答案】1.0　小于 【解析】本题考查称重法测浮力及利用浮力大小的影响因素进行相关分析。由题图甲可知,金属球的重力为2.6 N,题图乙中弹簧测力计的示数为1.6 N,可知金属球浸没在水中时受到的浮力F浮1=2.6 N-1.6 N=1.0 N;题图丙中弹簧测力计的示数为1.8 N,可知金属球浸没在另一种液体中时受到的浮力 F浮2=2.6 N-1.8 N=0.8 N;金属球排开水和排开另一种液体的体积相等,由F浮=ρgV排可知,题图丙中液体的密度小于水的密度。 三、计算题 2.（2025 安徽）某兴趣小组要测量一实心圆柱体(不吸水且不溶于水)的密度,进行了如下操作:用一根不可伸长的细线将圆柱体竖直悬挂在铁架台上并保持静止,将一盛有水的柱形容器放在水平升降台上,容器和升降台整体安放在圆柱体的正下方,使容器内的水面与圆柱体下表面恰好不接触,测得容器内水的深度为h1=10 cm,如图所示;缓慢调节升降台使细线恰好伸直且无拉力,测得容器上升的高度为h2=8 cm,整个过程没有水溢出,圆柱体始终处于竖直状态。已知圆柱体的高为H=20 cm,圆柱体与容器的底面积之比为S1∶S2=1∶3,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,不计容器壁厚度。求: (1)调节升降台前水对容器底部的压强p; (2)调节升降台后圆柱体浸入水中的深度h; (3)圆柱体的密度ρ。 【答案】（1）1.0×103Pa （2）12cm （3）0.6×103kg/m3 【解析】（1）调节升降台前水对容器底部的压强p＝ρ水gh1=1.0×103Pa。 （2）缓慢调节升降台后使细线恰好伸直且无拉力，故圆柱体的位置始终不变。 由水的体积不变可得S2h2=（S2-S1）h 所以圆柱体浸人水中的深度h=12cm （3）圆柱体处于漂浮状态，所以F浮＝G 由阿基米德原理得F浮＝ρ水gS1h 因为G=mg,V=S1H 所以圆柱体的密度0.6×103kg/m3 3.（2024 安徽）某兴趣小组要测量一金属块的密度,设计了如下方案:将装有适量细沙的薄壁圆筒,缓慢竖直放入盛有适量水的、水平放置的长方体透明薄壁容器中,待圆筒静止后,在圆筒上对应水面的位置标记一点A,并在长方体容器上标出此时的水位线MN(如图甲所示);然后将待测金属块用细线悬挂在圆筒下方,缓慢竖直放入水中,圆筒静止后(金属块不接触容器底部),在长方体容器上标出此时的水位线PQ(如图乙所示);再向长方体容器中缓慢注水至圆筒上的A点与MN在同一水平面上(如图丙所示)。测出PQ与此时水面的距离为h1,与MN的距离为h2。若圆筒的底面积为S,长方体容器的底面积为4S,A点到圆筒底部的竖直距离为h,不计细线的质量和体积,已知ρ水和g。 (1)求图甲中圆筒和细沙总重力G的大小(用题中给定的物理量符号表示); (2)求金属块的体积V(用题中给定的物理量符号表示); (3)若h1=0.07 m,h2=0.03 m,ρ水=1.0×103 kg/m3,求金属块的密度ρ。 【答案】（1）ρ水gSh；（2）S(3h2-h1)；（3）6×103kg/m3 【详解】本题考查浮力的相关计算。 解:(1)因为漂浮,圆筒和细沙总重力G=F浮=ρ水gV排=ρ水gSh(2分) (2)由题意可知,图乙与图丙中A点到水面距离相等,均为h1+h2 分析图甲到图乙的液面高度变化可知ΔV排=4Sh2 同时ΔV排=S(h1+h2)+V金 解得V金=S(3h2-h1)(2分) 一题多解由题意可知,图乙与图丙中A点到水面距离相等,均为h1+h2 设MN到容器底的距离为H 则图甲中总体积为4SH=V水+Sh 图乙中总体积为4S(H+h2)=V水+S(h+h1+h2)+V金 解得V金=S(3h2-h1) (3)因为漂浮 由图甲可知,G=F浮 由图乙可知,G+G金=F浮+ΔF浮 所以G金=ΔF浮=ρ水gΔV排=ρ水g4Sh2 金属块的质量m==4ρ水Sh2 金属块的密度 ρ=ρ水=×1.0×103 kg/m3=6×103 kg/m3 (4分) (其它合理解答均可给分) 4.（2023安徽）“浮沉子”最早是由科学家笛卡儿设计的。小华用大塑料瓶(大瓶)和开口小玻璃瓶(小瓶)制作了图1所示的“浮沉子”：装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上，拧紧大瓶的瓶盖使其密封，两瓶内均有少量空气。将小瓶视为圆柱形容器，底面积为S，忽略其壁厚(即忽略小瓶自身的体积)。当小瓶漂浮时，简化的模型如图2所示，小瓶内空气柱的高度为h。手握大瓶施加适当的压力，使小瓶下沉并恰好悬浮在图3所示的位置。将倒置的小瓶和小瓶内的空气看成一个整体A，A的质量为m，水的密度为ρ水，g为已知量，求： (1)图2中A所受浮力的大小； (2)图2中A排开水的体积； (3)图2和图3中小瓶内空气的密度之比。 【答案】本题考查浮力的计算、阿基米德原理及浮沉条件的应用。 解：(1)A处于漂浮状态，故所受浮力 F浮＝G＝mg (2)由阿基米德原理可得，F浮＝ρ水gV排 解得V排＝(2分) (3)题图3中，A处于悬浮状态，故所受浮力 F'浮＝mg 由阿基米德原理可得，F'浮＝ρ水gV'排 解得V'排＝ 则题图3中小瓶内空气的体积V'＝V'排＝ 题图2中小瓶内空气的体积V＝Sh 又因为小瓶内空气质量不变，故密度之比 5.（2022安徽）小华采用如下方法测量一物块(不溶于水)的密度:弹簧测力计悬挂物块静止时的示数为F1=3.0 N(如图甲所示);将物块浸没在水中,静止时弹簧测力计的示数为F2=2.0 N(如图乙所示)。已知ρ水=1.0×103 kg/m3。求: (1)物块的质量m; (2)物块的体积V; (3)物块的密度ρ。 【答案】本题考查称重法测浮力、阿基米德原理和密度公式的应用。 解:(1)由题意得G=F1=3.0 N 故m== kg=0.30 kg (2)由题意得F浮=F1-F2 由阿基米德原理得F浮=ρ水gV排 则V排== m3=1.0×10-4 m3 故V=V排=1.0×10-4 m3 (3)ρ== kg/m3=3.0×103 kg/m3 6.（2020安徽）某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加人到圆柱形平底玻璃容器里，然后一起缓慢放人盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度h1= 10cm时，容器处于直立漂浮状态，如图a所示。（已知容器的底面积S=25cm2 ，ρ水=1.0×103kg/m2，g取10N/kg） (1)求水对容器下表面的压强； (2)求容器受到的浮力； (3)从容器中取出100cm3的液体后，当容器下表面所处的深度h2=6.8cm时，容器又处于直立漂浮状态，如图b所示。求液体的密度。 【答案】解：(1)水对容器下表面的压强 p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa (2)容器受到的浮力 F浮=p1S=1000Pa×25×10-4m2=2.5N (3)图a中容器漂浮，所以容器和容器中液体总重力等于此时所受的浮力，即 G液+G容=F浮 此为①式， 图b中，水对容器下表面的压强 p2=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.068m=680Pa 此时，容器受到的浮力 F浮＇=p2S=680Pa×25×10-4m2=1.7N 容器和容器中液体总重力也等于此时所受的浮力，即 G液＇+G容=F浮＇ 此为②式， 由①②两式得，取出液体的重力 ∆G液=F浮-F浮＇=2.5N-1.7N=0.8N 取出液体的质量 液体密度 7.（2019安徽）将底面积S=3×10-3m2高h=0.1m的铝制圆柱体，轻轻地放人水槽中，使它静止于水槽底部，如图所示（圆柱体的底部与水槽的底部不密合），此时槽中水深=0.05m（已知ρ铝=2.7×103kg/m3，ρ水=1.0×103kg/m3.g取l0N/kg）．求 （1）水对圆柱体底部压强P1 （2）圆柱体受到的浮力F浮; （3）圆柱体对水槽底部的压强P2. 【答案】解：(1)p1=ρ水gh1=500 Pa (2)F浮=p1S=1.5 N (3)圆柱体的重力G铝=m铝g=ρ铝V铝g=ρ铝Shg=8.1 N 圆柱体对水槽底部的压力大小为F=G铝-F浮=6.6 N 所以有p2==2.2×103 Pa 8.(2018安徽）重为200N的方形玻璃槽，底面积为0.4m2，放在水平台面上，向槽中加水至水深0.3m(已知=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，玻璃槽的侧壁厚度不计) (1)求水对槽底部的压强和槽底对水平台面的压强; (2)将边长为20 cm的正方形物块轻轻放入水中,当其静止时,测出该物块露出水面的高度为5 cm,求该物块的密度; (3)用力F垂直向下作用在物块的上表面,使物块露出水面的高度为2 cm并保持静止,求此时力F的大小。 【答案】解：（1）求水对槽底部的压强和槽底对水平台面的压强； （2）将边长为20cm的正方体物块轻轻放入水中，当其静止时，测出该物块露出水面的高度为5cm，求该物块的密度； （3）用力F垂直向下作用在物块的上表面，使物块露出水面的高度为2cm并保持静止，求此时力F的大小。 (1)水对槽底部的压强 p=ρ水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m=3×103 Pa 水的体积 V=Sh=0.4 m2×0.3 m=0.12 m3 根据G=mg和ρ=可得,水的重力 G水=ρ水Vg=1×103 kg/m3×0.12 m3×10 N/kg=1200 N 玻璃槽对水平台面的压力 F=G水+G玻璃槽=1200 N+200 N=1400 N 玻璃槽对水平台面的压强 p'==3.5×103 Pa (2)正方体物块轻轻放入水中,当其静止时,处于漂浮状态,所以F浮=G木 根据F浮=ρ水gV排、G=mg和ρ=可得 ρ水gV排=ρ木gV木 代入数值可得,1×103 kg/m3×10 N/kg×(0.2 m)2×(0.2 m-0.05 m)=ρ木×10 N/kg×(0.2 m)3 解得ρ木=0.75×103 kg/m3 (3)根据力的平衡可知,力F的大小等于物块增大的浮力,即 F=ΔF浮=ρ水gΔV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×(0.2 m)2×(0.05 m-0.02 m)=12 N 9.（2017安徽）如图a所示，一长方体木块质量为0.12kg，高为4.0cm；将木块平稳地放在水面上，静止时木块露出水面的高度为2.0cm，如图b所示，利用金属块和细线，使木块浸没水中且保持静止状态。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg,求： （1）木块的密度ρ木 （2）细线对木块的拉力F. 【答案】解：(1)由木块漂浮,可得 F浮1=G木 于是有ρ水gV木=ρ木gV木 可得ρ木=ρ水=0.5×103 kg/m3 (2)由木块漂浮时,F浮1=G木=m木g=1.2 N 可知木块完全浸没在水中时,有F浮2=2.4 N 于是F=F浮2-G木=1.2 N(方向竖直向下) 10.（2016安徽）理论上分析:浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体表面压力的合力。如图所示，一个底面积为S，高为h的长方体浸没在密度为ρ的液体中。 （1）分析该物体侧面所受液体压力的合力F合1； （2）求出该物体底面所受液体压力的合力F合2； （3）结合以上结果，说明该埋论分析与阿基米德原埋的表述是一致的。 【答案】(1)以长方体的左右侧面为例,两侧面所处液体的深度相等,所以根据p=ρ液gh可知,左右两侧面受到液体的压强相等,即 p左=p右 又两侧面面积相等,根据F=pS可知两侧面受到液体的压力相等,即 F左=F右 所以长方体左右两侧面所受液体压力的合力为0,同理可知,其前后两个侧面受到的合力也为0,所以 F合1=0 (2)由液体压强公式p=ρ液gh及F=pS可得 F下=p下S=ρ液h1gS,F上=p上S=ρ液h2gS 物体底面所受液体压力的合力 F合2=F下-F上=ρ液h1gS-ρ液h2gS=ρ液gSh (3)由(1)可知,长方形物体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,即可以相互抵消掉。由(2)可知,V=V排,m排=ρ液V排,则F浮=ρ液gSh=ρ液gV=ρ液gV排=m排g=G排,即浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体的重力,这与阿基米德原理的表述是一致的。 立足安徽 精准备考 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $