专题10 浮力(专项训练)(广东专用)2026年中考物理一轮复习讲练测
2026-01-26
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内容正文:
专题10 浮力(专项训练)
目 录
01·趋势领航练 1
02·考点通关练 7
基础通关 7
通关01 浮力 7
通关02 阿基米德原理 11
通关03 物体的浮沉条件及应用 13
能力通关 16
03·真题诊断练 30
1.【新情景·结合航天航空考查浮力的特点】“天宫课堂”第一课上,王亚平做了一个有关浮力的实验。在太空中,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,如下图所示。下列有关该现象的解释,正确的是( )
A.乒乓球受到的浮力方向向下 B.乒乓球受到的浮力等于重力
C.浮力和重力没有关系 D.太空中重力消失时,浮力也消失了
【答案】D
【详解】在地球上,物体漂浮是因为受到浮力作用,浮力方向向上,且浮力等于重力。浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差(下表面压力大于上表面压力),这个压力差由液体的重力引起,所以浮力来源于重力。在太空中(微重力环境),物体处于失重状态,即重力几乎为零,液体不再有明显的“上、下”之分,也没有压强差,因此浮力消失,故ABC错误,D正确。
故选 D。
2.【新情景·结合历史文化考查浮力与重力的特点】在二十世纪中期,羊皮筏子是宁夏人民及黄河中上游两岸人们的重要水运工具。羊皮筏是宰杀牛羊后,将皮囊缝合到一起,充入空气制成。如图所示,关于羊皮筏子的说法不正确的是( )
A.羊皮筏子能浮在水面上是因为受到了水对它向上的浮力
B.羊皮筏子浸入水中的体积越大,受到的浮力越大
C.羊皮筏子能浮在水面是因为受到的浮力大于自身重力
D.羊皮筏子在水中受到的浮力等于它排开水的重力
【答案】C
【详解】A.浸入液体中的物体会受到液体对其向上托的力,即浮力。羊皮筏子能浮在水面上是因为受到了水对它向上的浮力。故A正确,不符合题意;
B.羊皮筏子浸入水中的体积越大,其排开水的体积越大,根据可知,受到的浮力越大。故B正确,不符合题意;
C.根据物体的浮沉条件可知,羊皮筏子浮在水面时受到的浮力等于自身重力。故C错误,符合题意;
D.根据阿基米德原理可知,浸入液体中的物体受到浮力大小等于其排开液体所受的重力,所以羊皮筏子在水中受到的浮力等于它排开水的重力。故D正确,不符合题意。
故选C。
3.【新情景·结合新科技考查浮力的特点】如图是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,它创造了海拔9032米的大气科学观测世界纪录。该浮空艇是软式飞艇,上升过程中需要通过调整气囊中的气压来保持外形不变。下列说法正确的是( )
A.浮空艇受到的浮力等于排开空气的重力
B.浮空艇上升过程中排开空气的体积变大
C.浮空艇上升过程中受到的大气压变大
D.浮空艇上升过程中受到的大气压不变
【答案】A
【详解】A.根据阿基米德原理,浸在气体中的物体受到的浮力等于它排开气体所受的重力。浮空艇浸在空气中,所以浮空艇受到的浮力等于排开空气的重力,故A正确;
B.浮空艇上升过程中通过调整气囊中的气压来保持外形不变,这意味着浮空艇的体积不变,那么它排开空气的体积也不变,故B错误;
CD.大气压随高度的升高而减小。浮空艇上升过程中,高度增加,所以受到的大气压是变小的,故CD错误。
故选 A。
4.【新角度·跨学科实践考查浮力的特点】春节期间,爱思考的小明设计完成了一项物理学科的跨学科实践活动:利用家里的工具测量草莓的密度。小明找到一个质量为m0的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;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m1、m2、m3,不计细针体积。下列判断正确的是( )
A.乙图中,草莓的质量为m2-m1-m0
B.丙图中,草莓排开水的体积为
C.草莓的密度为
D.细针对草莓的压力为(m3-m2-m0)g
【答案】B
【详解】A.由图甲乙可知,草莓的质量为
故A错误;
B.根据阿基米德原理可知,丙图中草莓受到的浮力为
则草莓排开水的体积为
故B正确;
C.草莓的体积为
则草莓的密度为
故C错误;
D.图丙中,草莓受到竖直向下的重力、竖直向下的压力和竖直向上的浮力而平衡,根据力的平衡条件,细针对草莓的压力为
故D错误。
故选B。
5.【新情景·结合体育运动考查浮力的特点】2025年成都世界运动会的赛艇比赛中,运动员划桨使赛艇前进。下列说法正确的是( )
A.赛艇加速前进时,其运动状态发生改变
B.赛艇漂浮在水面上,所受浮力大于总重力
C.运动员对桨的作用力与桨对运动员的作用力是一对平衡力
D.停止划桨后赛艇会慢慢停下,说明力是维持物体运动的原因
【答案】A
【详解】A.赛艇加速前进时,速度变大,运动状态发生变化,故A正确;
B.赛艇漂浮在水面上,由物体浮沉条件可知,赛艇受到的浮力等于其总重力,故B错误;
C.运动员对桨的作用力与桨对运动员的作用力作用在不同物体上,是一对相互作用力,故C错误;
D.停止划桨后赛艇会慢慢停下,是因为赛艇受到阻力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因,故D错误。
故选A。
6.【新情景·结合日常生活考查浮力的方向】如图是琦航同学去龙虎山研学时拍摄的风景,竹筏载着游客漂浮在水面上,受到水 的浮力,此时竹筏的重力 (选填“大于”“小于”或“等于”)其排开水的重力。
【答案】 竖直向上 小于
【详解】[1][2]浮力的方向始终竖直向上。竹筏载着游客漂浮在水面上,处于平衡状态,此时竹筏与游客的总重力等于浮力,由阿基米德原理可知,此时浮力等于其排开水的重力。故竹筏的重力小于其排开水的重力。
7.【新情景·结合人工运河考查浮力的计算】2014年9月26日,引江济汉工程正式通水通航,工程有67km黄金航道、的最高流量,已成为中国现代最大的人工运河。一艘排水量100t的货船在航道通行时,该船满载时受到的浮力为 N;距离水面1.5m下的船体位置受到的水的压强为 Pa。(g=10N/kg)
【答案】
【详解】[1]货船排水量为100t,根据阿基米德原理,可得轮船满载时受到的浮力
[2]根据液体压强公式,可得距离水面1.5m下的船体位置受到的水的压强
8.【新情景·结合人工运河考查浮力的计算】中国大运河博物馆展示了各种古代船只模型。
(1)资料显示:“丝网船”最大载重为。若船和货物总质量为,船静止在水中时所受浮力为 ,排开水的体积为 ;(取)
(2)资料显示:“沙飞船”航速迅捷。同向并排行驶的两条“沙飞船”要保持安全距离,是因为两船较近时,中间流速 ,流体压强 ;
【答案】(1) 6
(2) 变大 变小
【详解】(1)[1]船静止在水中时,处于漂浮状态。根据物体的漂浮条件:漂浮的物体所受浮力等于其自身重力,则,已知船和货物总质量,重力公式为,,因此总重力为
因此浮力为
[2]根据阿基米德原理:浸在液体中的物体所受浮力,等于它排开的液体所受的重力,公式为,代入水的密度
排开水的体积
(2)[1][2]流体的压强与流速有关:流速越大,流体压强越小;流速越小,流体压强越大。同向并行的两船距离较近时,中间水流通道变窄,水流速变大,导致中间区域压强变小;而船外侧水流速小、压强大,会产生向中间的压力差,易使两船相撞,因此需保持安全距离。
9.【新情景·结合气候变化考查浮力的计算】地球气候变暖,冰川熔化加剧,是造成海平面变化的原因之一。如图所示,是一块质量为60t的冰川漂浮在海面上的情景,已知海水的密度为,g取。求:
(1)海面下5m深处产生的压强;
(2)冰川受到的浮力。
【详解】(1)海面下5m深处产生的压强为
(2)因为冰川漂浮在海面上,根据物体的浮沉条件可知,漂浮时冰川受到的浮力等于冰川的重力。所以冰川受到的浮力为
10.【新情景·结合新科技考查浮力的计算】市面上有一种防溺水手环,如图所示,将手环系在手臂上,紧急情况下打开手环,手环内气瓶的会迅速充满气囊,最终使人漂浮于水面。为确保安全,人体浸入水中的体积不能超过人体总体积的五分之四;已知某运动员质量,平均密度,水的密度,,忽略手环体积和自重,求:
(1)该运动员的体积;
(2)当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时,该运动员在水中受到的浮力;
(3)人漂浮时,气囊体积至少多大,才能确保运动员的安全。
【详解】(1)根据密度公式可得,该运动员的体积为
(2)当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时,排开水的体积为
根据阿基米德原理,该运动员在水中受到的浮力为
(3)运动员的重力为
为确保安全,人漂浮时,总浮力等于总重力;此时,人浸入水中的体积为人体总体积的五分之四,气囊完全浸入水中,根据物体漂浮条件,,即
其中,,所以,气囊受到的浮力为
根据阿基米德原理,气囊的体积至少为
通关01 浮力
1.关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.只有浮在液体表面上的物体才受到浮力
B.只要下沉的物体就不会受到浮力
C.一切浸入液体中的物体(其下表面未与容器底紧密接触)都受到液体对它施加的浮力
D.浮力的方向总是垂直向上的
【答案】C
【详解】ABC.一切浸入液体中的物体(其下表面未与容器底紧密接触)都受到液体对其下表面施加的向上的力,其上、下表面存在压力差,故都受到液体对它施加的浮力,故C正确,AB错误;
D.浮力的方向总是竖直向上的,不是垂直向上,故D错误
故选C。
2.如图所示,弹簧测力计挂着一个重10N的物块浸没水中,物块受到的水的浮力是3N,则弹簧测力计对物块的拉力是( )
A.3N B.5N C.7N D.13N
【答案】C
【详解】物块浸没水中时,受到竖直向下的重力G=10N,竖直向上的浮力F浮=3N,以及弹簧测力计对物块竖直向上的拉力F。物块静止在水中,在竖直方向上满足二力平衡,根据力的平衡条件可得F+F浮=G,则弹簧测力计对物块的拉力F=10N-3N=7N
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.如图所示,用细杆将重为3N的正方体小木块压入水中并保持静止,此木块上表面受到水的压力为7N,下表面受到水的压力为15N,则木块受到的浮力大小是 N。
【答案】8
【详解】根据浮力的产生原因,浸没水中木块受到的浮力等于上、下两个表面的压力差,且浮力的方向总是竖直向上的,所以木块受到的浮力大小为
4.如图甲乙所示是某同学用实验探究浮力大小的实验过程。
(1)物体在图B中所受浮力为 N;
(2)由图中A、B、C三图可知,浮力大小与排开液体的体积有关;由图中A、C、D三图可知,浮力大小和浸没的深度 关;由图中A、D、E三图可知,浮力大小和 有关;
(3)为了使实验结论更具有普遍性,同学们接下来应该怎样操作: 。
A.多次测量取平均值 B.换用其他液体多次实验
【答案】(1)1.6
(2) 无 液体密度
(3)B
【详解】(1)图A中,测力计测量的是物体的重力,此时测力计示数为6N,则物体的重力为;图B中,测力计的分度值为0.2N,示数为4.4N,则此时物体受到的拉力为,根据称重法可得,物体在图B中所受浮力为
(2)[1]由图中A、C、D三图可知,物体浸没的液体密度相同(均为水),物体浸没的深度不同,排开水的体积相同,C、D中测力计的示数相同,根据称重法可知,物体受到的浮力相等,可知,浮力大小和浸没的深度无关。
[2]由图中的A、D、E三图可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,测力计的示数不同,根据称重法可知,物体受到的浮力不同,故可知,浮力大小和液体的密度有关。
(3)多次测量取平均值是为了减小误差,为了使实验结论更具有普遍性,应换用其他液体多次实验,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
5.下图是研究浮力大小的实验装置图,请根据图示回答下列问题。
(1)由图(A)(B)得,图(B)中弹簧测力计的示数较小,说明了 两图中弹簧测力计的示数差等于 ;
(2)图(B)(C)中,弹簧测力计的示数不同,说明浸在同一种液体中的物体所受浮力大小跟 有关;
(3)图(C)(D)中,弹簧测力计的示数不同,说明物体排开液体的体积相同时,所受浮力大小跟 有关;
(4)图(D)(E)中,弹簧测力计的示数相同,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小跟 无关。
【答案】(1) 物体受到向上的浮力 物体受到浮力的大小
(2)排开液体的体积
(3)排开液体的密度
(4)浸没的深度
【详解】(1)图(A)为空气中测量,示数为物体重力G,图(B)为物体部分浸入液体,示数减小说明物体受到向上的浮力作用,故(A)、(B)两图中弹簧测力计的示数差刚好等于浮力。
(2)图(B)(C)中,改变了物体浸在液体中的体积大小,即物体排开液体的体积,弹簧测力计的示数发生了改变,由称重法可知,受到的浮力改变,说明浸在同一种液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
(3)图(C)(D)中,图(C)的液体是水,图(D)的液体是酒精,物体浸没在两液体中的,即物体排开液体的体积相同,改变了液体的密度,两图中弹簧测力计示数发生了变化,由称重法可知,受到的浮力改变,说明物体排开液体的体积相同时,所受浮力大小跟液体的密度有关。
(4)图(D)(E)中,液体是相同的酒精,两图中的物体都浸没在液体中,即物体排开液体的体积相同,只改变了浸没在液体中的深度,弹簧测力计的示数不发生改变,由称重法可知,受到的浮力不变,故说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小跟物体浸没的深度无关。
通关02 阿基米德原理
6.将一个体育测试用的实心球和一个乒乓球同时没入水中,放手后发现:实心球沉入水底,而乒乓球浮出水面,则( )
A.乒乓球受到的浮力大 B.实心球受到的浮力大 C.它们受到的浮力一样大 D.不能确定
【答案】B
【详解】一个小乒乓球和一个大实心球同时没入水中,放手后发现,最终乒乓球漂浮在水面,实心球沉在水底,由于乒乓球的体积小,且浸入的体积更小,根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g知,乒乓球排开液体的体积较小,故受到的浮力较小;实心球排开液体的体积较大,故受到的浮力较大,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.如图,“新光华”号半潜船是国内最大、全球第二大半潜船。空载时漂浮于海面(如图甲);装载时需向半潜船的水舱中注水,船体重力增加,甲板下沉至海面以下(如图乙);待货物被拖到甲板后,排出半潜船水舱中的水,船体重力减小,甲板上浮至海面,完成货物装载(如图丙)。半潜船在甲、乙、丙三种状态时所受的浮力分别为、、,则浮力最大的是( )
A. B. C. D.一样大
【答案】B
【详解】根据图可知,乙图中半潜船排开水的体积最大,其次是丙图,甲图排开水的体积最小,已知液体的密度是相同的,所以据可知,乙图中船受浮力最大,其次是丙图,再次是甲图,即浮力大小关系是:,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8.距水面0.1米深处水的压强为 帕。重为8牛、体积为1×10-3米3的物体浸没在水中,物体受到弹簧测力计的拉力为6牛。则此时物体受到的浮力为 牛,如果物体在水中保持浸没状态增加深度,受到的浮力为 牛。
【答案】 980 9.8 9.8
【详解】[1]距水面0.1米深处水的压强为
[2]由于不确定物体其他受力情况,以及弹簧测力计施加力的方向,因此无法用称重法得出物体受到的浮力,已知物体的体积为1×10-3米3,且物体浸没在水中,由阿基米德原理可得,物体受到的浮力为
[3]由于物体浸没,液体的密度不变,排开液体的体积不变,则受到的浮力不变仍为9.8N。
9.小阳探究浮力大小与排开的水所受重力的关系,如图所示,弹簧测力计的示数分别为、、和。某次实验时,测得,,,。
(1)物体在空气中所受的重力等于 N;
(2)物体浸没在水中后所受的浮力等于 N;
(3)物体排开水所受的重力等于 N;
(4)通过以上实验可得:物体所受浮力的大小 (选填“大于”“等于”或“小于”)物体排开的水所受的重力。
【答案】(1)3
(2)0.6
(3)0.6
(4)等于
【详解】(1)如图甲,弹簧测力计吊着物体静止在空中,则物体的重力
(2)如图甲、乙,根据称重法,物体浸没在水中后所受的浮力
(3)如图丙、丁,物体排开水所受的重力
(4)根据上述分析可得,即物体所受浮力的大小等于物体排开的水所受的重力。
10.在马航 MH370 失联后,由东海舰队导弹驱逐舰 “长春” 舰、导弹护卫舰 “常州” 舰和综合补给舰 “巢湖” 舰组成的中国第17批搜救编队参与了搜救工作。如图所示,“长春”舰满载时排水量为,吃水深度 6m(g取 10N/kg)。满载时:
(1)“长春” 舰受到的浮力有多大?
(2)船底受到水的压强为多大?
【详解】(1)由阿基米德原理可知,舰船受到的浮力等于它排开水的重力, “长春”舰满载时受到的浮力
(2)通常情况下,海水的密度取 ,船底所处的深度即为吃水深度,船底受到水的压强为
通关03 物体的浮沉条件及应用
11.2024年全国游泳冠军赛上,费立纬以14分49秒30的成绩获得男子1500m自由泳冠军。下列有关说法正确的是( )
A.运动员折返后不划水仍前进是由于运动员具有惯性
B.游泳时以泳池为参照物运动员是静止的
C.运动员在池水中前进时不受重力的作用
D.运动员浮在水面上时,所受的浮力大于重力
【答案】A
【详解】A.惯性是物体保持原来运动状态的性质。运动员折返后不划水仍前进,是因为身体具有惯性,会保持原来的运动状态继续运动。故A正确;
B.游泳时以泳池为参照物,运动员与泳池之间的位置不断变化,因此运动员是运动的,故B错误;
C.运动员在池水中前进时,仍受到地球的吸引,重力始终存在,故C错误;
D.运动员浮在水面上静止时,处于平衡状态,浮力与重力大小相等,故D错误。
故选A。
12.如图所示是小明在“跨学科实践课”上利用材料做出的密度计,下列说法正确的是( )
A.密度计漂浮时所受浮力小于其自身重力
B.用同一密度计在不同液体中测密度时,其所受浮力不同
C.向水中加入食盐后密度计会下沉
D.密度计所受浮力大小等于排开液体的重力
【答案】D
【详解】A.密度计工作时漂浮在液面上,根据物体的浮沉条件可知,密度计漂浮时所受浮力等于其自身重力,故A错误;
B.用同一密度计在不同液体中测密度,密度计静止后始终漂浮在液面上,它所受浮力始终等于其自身重力,它的重力不变,所以浮力也不变,即所受浮力相同,故B错误;
C.向水中加入食盐后,液体密度会变大,但密度计仍漂浮在液面上,它所受浮力等于其自身重力,它的重力不变,所以浮力也不变,根据可得,变小,所以密度计会上浮一些,故C错误。
D.根据阿基米德原理,密度计所受浮力大小等于排开液体的重力,故D正确。
故选D。
13.如图一艘总质量为5×106kg的轮船,行驶在长江上,所受浮力为 N;当它从长江驶入海洋,轮船的吃水深度 (选填“减小”、“增大”或“不变”),(g取10N/kg)。
【答案】 5×107 减小
【详解】[1]轮船行驶在长江上,处于漂浮状态,则受到的浮力F浮=G=mg=5×106kg×10N/kg=5×107N
[2]轮船从长江驶入海洋,一直处于漂浮状态,受到的浮力等于轮船的重力,轮船的重力不变,则轮船受到的浮力不变;由于海水密度大于江水的密度,则由F浮=ρ液gV排可知,轮船排开液体的体积减小,它将上浮一些,所以吃水深度将减小。
14.端午节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,如图是广东2025年传统龙舟争霸赛的情景。队员通过向后划桨使龙舟加速向前做直线运动,此时龙舟受力 (选填“平衡”或“不平衡”);龙舟到终点时不能立马停止,原因是龙舟具有 ;赛龙舟比赛结束后,选手们陆续从龙舟上下来,龙舟所受浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 不平衡 惯性 变小
【详解】[1]龙舟加速向前做直线运动,其速度不断增大,运动状态发生了改变,所以此时龙舟受力不平衡。
[2]龙舟到终点时不能立马停止,是因为龙舟具有惯性,要保持原来的运动状态继续向前运动一段距离。
[3]赛龙舟比赛结束后,选手们陆续从龙舟上下来,龙舟的总重力减小。因为龙舟漂浮在水面上,根据物体浮沉条件可知,龙舟所受浮力等于其重力,因为重力减小,所以龙舟所受浮力变小。
15.海船遇到冰山是很危险的,因为自由漂浮于海洋上的冰山的大部分体积隐藏在海面下,露出的仅是“冰山一角”。如图所示,一座质量为10吨的冰山漂浮在水面上。(,,)求:
(1)试求冰山受到的重力;
(2)试求冰山在海水中受到的浮力;
(3)试求冰山漂浮在水面上露出水面的体积为多少。
【详解】(1)由题可知,冰山的质量
根据重力公式 ,可得冰山受到的重力
(2)由于冰山漂浮在水面上,根据物体的漂浮条件,冰山受到的浮力等于其自身所受的重力即
(3)根据阿基米德原理 ,可得冰山排开水的体积即冰山浸入海水中的体积
根据可得冰山的总体积
所以冰山露出水面的体积
1.用密度计测量酒精的密度,是一种初步判断酒精是否合格的简单办法。如图所示是跨学科实践小组的同学们设计的微型密度计。主要由标度杆、浮子、配重等构成。把调好配重的微型密度计放入标准消毒酒精中。待微型密度计静止时,依据液面的位置在标度杆上做一个记号。则微型密度计( )
A.在水中时排开水的质量大于自身的质量
B.在水中时受到水向上的压力大于自身的重力
C.在标准消毒酒精中浸入的更深一些
D.在标准消毒酒精中受到的浮力更大
【答案】C
【详解】AB.微型密度计漂浮在水面上,受到水向上的压力为浮力,此时浮力等于重力,即排开水的重力等于自身重力,故AB不符合题意;
CD.漂浮状态的微型密度计,浮力等于重力,密度计重力不变,在水中所受浮力等于其在酒精中所受浮力,酒精的密度小于水的密度,由可知,在标准消毒酒精中密度计排开液体体积变大,即浸入的更深一些,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
2.体积相同的甲、乙、丙三艘潜艇模型浸没在水中的浮沉情况,如图所示,下列说法正确的是( )
A.丙潜艇所受浮力最小
B.丙潜艇最终沉底后所受的浮力可能增大
C.将乙潜艇下移一些,静止后它会继续悬浮
D.甲潜艇最终会漂浮,漂浮时的浮力比上浮时的浮力大
【答案】C
【详解】A.三艘潜艇体积相同,完全浸没时排开液体的体积相同,根据阿基米德原理即 可知,三艘潜艇所受浮力相等,故A错误;
B.由图可知,丙在下沉,沉底后排开液体体积不变,液体密度不变,所受浮力不变,故B错误;
C.由图可知,乙处于悬浮状态,其在任意位置都有浮力等于重力,即在任意位置都悬浮,故C正确;
D.由图可知,甲在上浮,最终漂浮时,浮力等于重力,但排开液体的体积变小,根据阿基米德原理可知,此时受到浮力小于完全浸没时受到的浮力,故D错误。
故选 C。
3.如图甲所示,一底面积为S0的圆柱形容器放在水平桌面上,容器内装有适量密度为ρ0的水,水的高度为h0。现将一密度均匀、体积为V0的实心物块A放入容器中,物块静止时,容器中水的高度为h1,如图乙所示。此时再将一小铁块B放在物块A上,物块A浸没水中(未接触容器底),如图丙所示,此时容器中水的高度为h2。下列说法正确的是()
A.物块A的重力为ρ0gh1S0
B.图乙中,物块A受到的浮力为ρ0g(h1-h0)
C.物块A的密度为
D.铁块B的重力为ρ0g(h2-h1)S0
【答案】D
【详解】AB.图乙中物块A漂浮在水面上,其重力等于受到的浮力,即
故AB错误;
C.物块A的密度为
故C错误;
D.由图丙可知,小铁块B放在A上后,排开水的体积
根据物体的浮沉条件知:物体A、B漂浮在水面,受到的浮力等于总重力,即
则铁块B的重力为,故D正确。
故选D。
4.课外实践活动中,小雨用橡皮泥造“船”并放入水中,往所造小船中装入豆粒来观察它的承载量,如图所示。在逐渐装入豆粒的过程中(船未沉底)( )
A.小船受的浮力不变 B.小船浸在水中的体积变小
C.小船受的浮力变大 D.小船受的浮力大于它和豆粒的总重力
【答案】C
【详解】ABC.根据公式,液体密度不变,g不变,在逐渐装入豆粒的过程中,小船浸在液体中的体积逐渐变大,即小船排开水的体积变大,所以小船所受的浮力变大,故AB不符合题意,C符合题意;
D.在逐渐装入豆粒的过程中,船始终处于漂浮状态,所以小船受的浮力等于它和豆粒的总重力,故D不符合题意。
故选C。
5.“漏,以铜受水,刻节,昼夜百节”。项目式学习小组制作了一个漏刻用以计时,如图所示。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的刻度即可读取时间。下列说法正确的是( )
A.“开始计时”应标记在标尺的B处
B.浮箭上升过程中,速度保持不变
C.播水壶内水量减少,出水速度减小,测出的时间会出现偏差
D.为了增加时间测量范围,可以适当增大出水口的面积
【答案】C
【详解】A.刚开始时容器中水少,液面低,浮标位置低,故指针指在上方A位置,故A错误;
B.播水壶不断滴水,水的深度变小,压强减小,滴水速度变慢,浮箭上升的速度变慢,故B错误;
C.液体的压强与深度有关,在深度改变后,压强减小,滴水速度变慢,不可能是均匀滴水,测得的时间会出现偏差,故C正确;
D.为了增加时间测量范围,应该减小播水壶滴入受水壶的水滴速度,故应该减小出水口的面积,故D错误。
故选C。
6.如图1,是某兴趣小组测量物体密度的实验装置。将力传感器(可显示推、拉、压力的大小)固定在铁架台上,底面积为的实心均匀圆柱体A通过轻质硬杆与力传感器相连,力传感器显示杆对圆柱体A作用力的大小。底面积为的柱形容器B盛有适量的水,放在水平升降台上。升降台上升使圆柱体A逐渐浸入水中,力传感器的示数F与升降台上升的高度h的关系如图2所示。圆柱体A始终保持竖直且不吸水,整个过程无水溢出且圆柱体A未触底,杆没入水中的体积忽略不计,下列说法正确的是( )
A.圆柱体A逐渐浸入水中,其底部受到水的压强逐渐变小
B.当时表示圆柱体浸入水中的深度为8cm
C.圆柱体A的密度为
D.圆柱体A浸没时,容器底部受到水的压强增加了800Pa
【答案】C
【详解】A.根据可知,水的密度不变,圆柱体A逐渐浸入水中,其底部进入水中的深度逐渐变大,受到水的压强逐渐变大,故A错误;
B.h表示升降台上升的高度,当时,设水面相对于容器底上升的高度为,因为圆柱体A浸入水中的体积等于它排开水的体积,则有
代入数值有
解得
则圆柱体浸入水中的深度为,故B错误;
C.当时,圆柱体A排开水的体积为
由图像可知,此时轻质硬杆对圆柱体A的拉力减小为0,圆柱体A只受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,且两个力大小相等,则圆柱体A的重力为
圆柱体A的质量为
当圆柱体A浸没时,轻质硬杆对圆柱体A向上的拉力变为向下的压力,且大小为2N,此时圆柱体A受到的浮力为
此时圆柱体A的体积等于其排开水的体积,即
圆柱体A的密度为,故C正确;
D.圆柱体A浸没时,水面相对于容器底上升的高度为
容器底部受到水的压强增加了,故D错误。
故选C。
7.在跨学科实践活动中小延制作了如图1所示的“浮沉子”。他将一个开口的小玻璃瓶倒置在塑料矿泉水瓶中使其漂浮,矿泉水瓶密封后用力挤压,小玻璃瓶下降至如图2所示。小玻璃瓶内气压记为p内,矿泉水瓶内气压记为p外。已知质量一定的气体在密闭空间中,其他条件相同时,体积越小,压强越大。则小玻璃瓶从图1位置下降至图2所示位置过程中下列说法中正确的是( )
A.p内变小
B.p外变小
C.以小瓶和瓶内气体、瓶内水整体为研究对象,受到的浮力不变
D.以小瓶和瓶内气体、瓶内水整体为研究对象,受到的浮力变大
【答案】D
【详解】AB.根据“质量一定的气体,体积越小,压强越大”可知,挤压矿泉水瓶时,瓶内空气被压缩,矿泉水瓶内的气压p外增大,会把水压入小玻璃瓶,小玻璃瓶内的气体体积被压缩,所以小玻璃瓶内的气压p内增大,故AB错误;
CD.以小瓶、瓶内气体、瓶内水整体为研究对象。图1中整体漂浮,浮力等于总重力;图2中整体下沉,排开水的体积变大,根据阿基米德原理可知,浮力变大,故C错误,D正确。
故选D。
8.有一杯水、一杯盐水和一块重为、密度为的塑料块。则该塑料块的体积是 ;该塑料块浸没在水中时所受到的浮力是 N;若该塑料块在盐水中是漂浮的,浸在盐水中的体积是塑料块总体积的,该塑料块浸在盐水中时所受到的浮力是 N;则盐水的密度是 (g取)。
【答案】 0.2 0.22
【详解】[1]根据公式可得,塑料块的质量
由公式可得,塑料块的体积
[2]当塑料块浸没在水中时,
根据阿基米德原理可得,塑料块浸没在水中时所受到的浮力
[3]因为该塑料块在盐水中是漂浮的,根据物体的浮沉条件,塑料块受到的浮力
[4]因为塑料块浸在盐水中的体积是塑料块总体积的,故塑料块浸在盐水中的体积
塑料块排开盐水的体积
根据阿基米德原理可得,盐水的密度
9.三峡大坝是当今世界上综合效益最大的水利工程。
(1)如图所示,大坝一般都是“上窄下宽”。从固体压强的角度看,这是因为大坝对下方的地基有压强,可以通过增大 的方式,减小大坝对下方的地基的压强。从液体压强角度看,液体的压强随 的增大而增大,“上窄下宽”可以承受更大的水压;大坝 受到浮力的作用(选填“会”或“不会”)。
(2)三峡工程修筑了五级船闸方便船只通行,船闸是利用了 的原理。
【答案】(1) 受力面积 深度 不会
(2)连通器
【详解】(1)[1][2][3]大坝上窄下宽,从地基作用看,增大了地基的受力面积,根据知,减小压强。根据液体压强可知,水的压强随深度的增大而增大。 浮力产生的原因是浸在液体或气体里的物体受到液体或气体对物体向上的和向下的压力差,大坝的底部没有水,不受水对它向上的压力,不会受到浮力。
(2)船闸应用了连通器内同种液体静止时液面保持相平的原理工作的。
10.有A、B两个正方体物块,如图甲所示,将质量为1kg的物块A放入水中,有五分之三体积露出水面,则A受到的浮力是 N;A的密度是 kg/m3,再将物块B放在A的上面,如图乙所示,物块A恰好完全浸没在水中,则物块B的质量是 kg。(水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】 10 0.4×103 1.5
【详解】[1][2]甲图中A漂浮受到的浮力与其重力相等,则浮力为
此时物体A排开液体的体积为
已知物体A有五分之三体积露出水面,则物体A的体积为
A的密度是
[3]乙图中物体A完全浸没,此时物体A受到的浮力为
A、B整体分析可知,A受到的浮力等于A、B两物体的总重力,则B物体的重力为
则物块B的质量是
11.如图为小明测量湘江水的密度过程示意图。他先用底面积为的薄壁柱形杯子装适量的湘江水,电子秤示数为,如图甲所示;然后用一根轻细线吊着一个体积为的重物浸没在水中,重物与杯子不接触,此时电子秤示数为,如图乙所示;最后剪断细线,让重物沉底,稳定后电子秤示数为,如图丙所示。则重物的重力为 N;图乙到图丙的过程中,杯子对电子秤的压强变化量为 Pa;湘江水的密度为 。(整个过程无水溢出,g取)
【答案】 1 59.2 1.02
【详解】[1]由甲、丙可知,重物的质量为
重物的重力为
[2]图乙到图丙的过程中,杯子对电子秤的压力变化量为
图乙到图丙的过程中,杯子对电子秤的压强变化量为
[3]由甲、乙可知,重物受到的浮力为
则重物排开水的质量为
因为重物浸没水中,所以重物排开水的体积等于其自身的体积,即重物排开水的体积为
则湘江水的密度为
12.如图所示,质量为0.3kg的薄壁长方体容器甲放置在水平地面上,里面装有10cm深的水。另有密度大于水,且完全相同的实心长方体A、B置于水平地面上,已知。(,g取10N/kg)
(1)长方体容器甲的重力为 N。
(2)水对容器底部的压强为 Pa。
(3)将A以不同底面朝下的方式放入长方体容器中,稳定后,在A对容器底部有压力作用的所有方式中,A对容器底部的最小压强为;再将B按照A的方式放入水中,且置于A上方。在这两次放入后,水对容器底部的压强分别为和。则放入B后,容器对桌面的压力为 N。
【答案】(1)3
(2)1000
(3)45.4
【详解】(1)由可得容器甲的重力
(2)由液体压强公式,可得水对容器底部的压强
(3)由公式可知,A对容器底部的压强最小时,受力面积最大,故应该是平放。由于此时的高度L<8cm,小于水的深度,且A对容器底有压强,所以A浸没。水对容器底部的压强为1240Pa;根据可得
水的深度增大了2.4cm,根据体积关系有
解得,当B按照A的方式叠放在A上方,总高度是10cm,小于水的深度,故B物体也是浸没的。此时压强1400Pa,根据可得,此时水的深度为
水的深度又增加了
由于完全相同的AB,不溢出时,水面增加的高度相同,此时大小不同,说明有水溢出,且溢出水的体积为
已知A对容器底部的最小压强为750Pa;A的体积为
当A浸没时,排开水的体积等于A的体积,即
A所受浮力为
根据公式可得,,
代入数据解得A的重力为
因为物块A、B完全相同,所以
剩余水的体积为
剩余水的质量为
剩余水的重力为
故放入B后,容器对桌面的压力大小为
13.为“探究物体在水中受到的浮力大小与浸入水中的体积和深度的关系”,小明和小华把装满水的溢水杯放到台秤上,溢水杯口下方放置一空量筒。用细线系住金属块并挂在弹簧测力计上,测力计示数为。然后将金属块缓慢浸入水中,且始终不与溢水杯接触,如图。
(1)金属块浸没前的过程中,测力计示数逐渐变小,说明浮力大小逐渐 。据此,小明认为金属块受到的浮力随浸入水中的深度的增大而增大;而小华则认为浮力随浸入水中的体积的增大而增大,根据以上实验,你认为下列说法正确的是 (填字母)。
A.只有小明的观点合理 B.只有小华的观点合理
C.两人的观点都不合理 D.两人的观点都合理
(2)接下来他们继续实验,增大金属块浸没在水中的深度,发现测力计的示数始终不变且为,据此可得出 的观点不具有普遍性。这个过程中金属块受到的浮力 。
(3)为了深入研究,他们测出量筒中水的体积,水的密度用表示,其重力 ,通过比较数据发现,换用不同的物体和液体重复上述实验,都能得出,说明决定浮力大小的根本因素是。
【答案】(1) 变大 D
(2) 小明
(3)/
【详解】(1)[1]金属块浸没前的过程中,对金属块进行受力分析可知,金属块受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力及弹簧测力计竖直向上的拉力,金属块缓慢浸入水中,即整个过程都处于一个动态平衡的平衡状态,即,弹簧测力计示数逐渐变小,说明浮力逐渐变大。
[2]此时,金属块排开液体的体积和金属块浸入水中的深度均在变大,所以小明小华的观点均合理,故D正确,ABC错误。
故选D。
(2)[1]完全浸没后,增大金属块浸入的深度,弹簧测力计的示数不变,说明受到的浮力不变,说明浮力与物体浸入的深度无关,则小明的观点不具有普遍性。
[2]根据力的平衡条件可知,此时浮力大小为
(3)由可得,排开水的质量为
由可得,排开水的重力为
66.(2025·广西南宁·模拟预测)
14.如图甲所示,薄壁圆筒的底面积是,在圆筒下用细线(忽略体积)拴一个体积为的实心物块(密度大于水),再放入盛水的大桶中,静止时,圆筒底部到水面的距离为5cm,然后在圆筒内倒入深为5cm的某种液体,圆筒底部到水面的距离为8cm,如图乙所示。取,水的密度为。问:
(1)图甲中,实心物块所受的浮力是多少?
(2)图甲中,圆筒底部受到水的压力是多少?
(3)圆筒内液体的质量和密度分别是多少?
【详解】(1)由题意可知,,
实心物块完全浸没在水中,其排开水的体积等于自身的体积。根据阿基米德原理,图甲中,实心物块所受的浮力
(2)由题意可知,圆筒底部到水面的距离
圆筒底面积
图甲中,圆筒底部受到水的压强
圆筒底部受到水的压力
(3)由题意可知,圆筒内倒入液体后,圆筒排开水的高度变化为
圆筒底面积
乙图中,圆筒排开水的体积变化量
装置始终处于漂浮状态,所受浮力等于总重力,则放入液体的重力等于增加的浮力,即:
圆筒内液体的质量
液体的体积
圆筒内液体的密度
15.宋代和尚怀丙利用水的浮力打捞沉在河底的铁牛展示了我国古代人民的聪明才智。他先让人用绳子把河底淤泥中的铁牛与船上的架子系牢。然后把船上泥沙扔到河里,利用船把铁牛拉起,如图所示。假定一个铁牛的质量是27650kg,船拖着铁牛在水中匀速上升。则:(已知铁的密度是,黄河水的密度为,g取10N/kg)
(1)若黄河水深为3m,铁牛沉在水底时所受河水的压强是多少?
(2)铁牛在水中所受的浮力是多少?
(3)绳子对铁牛的拉力是多少?
(4)现在常用的沉船打捞技术为“浮筒打捞法”。原理图如图所示,若某质量为吨、体积为的轮船沉没在深的淡水湖底,一个浮筒的质量为、体积为()。求打捞沉船需要的最少浮筒数。
【详解】(1)根据液体压强公式计算。
已知黄河水的密度,水深,。
铁牛所受河水的压强为
(2)首先根据密度公式计算铁牛的体积。
得铁牛的体积
铁牛完全浸没在水中,排开水的体积。
根据阿基米德原理计算浮力。
得浮力
(3)铁牛在水中匀速上升,处于平衡状态,其受力平衡。铁牛受到竖直向下的重力,竖直向上的浮力和绳子的拉力。
根据平衡条件有
所以,铁牛的重力
绳子的拉力
(4)设需要个浮筒才能将沉船打捞起来。当沉船刚好被拉离湖底时,沉船和浮筒作为一个整体,处于平衡状态。
总浮力等于总重力,即。
即平衡方程
其中沉船的重力
沉船受到的浮力
一个浮筒的重力
一个浮筒完全浸没时受到的浮力
代入平衡方程
解得
因为浮筒数必须是整数,所以至少需要20个浮筒。
命题点01 浮力
1.(2024·内蒙古包头·中考真题)如图,在游泳比赛中,运动员奋力向后划水,身体快速向前游动。关于运动员在水中受力和运动情况的分析,下列说法正确的是( )
A.运动员划水时不受浮力
B.运动员划水时受到水的推力向前游动
C.运动员加速划水,受到的惯性增大
D.运动员对水的力和水对运动员的力是一对平衡力
【答案】B
【详解】A.运动员划水时浸在水中,排开一定体积的水,受浮力的作用,故A错误;
B.运动员划水时给水一个向后的力,由力的作用是相互的,故受到水向前的推力,人向前游动,故B正确;
C.惯性大小取决于物体的质量,惯性是物体的一种属性,不是力,不能说受到惯性,运动员加速划水,惯性大小不变,故C错误;
D.运动员对水的力和水对运动员的力是一对相互作用力,故D错误。
故选B。
2.(2024·江苏徐州·中考真题)我国南北朝时期成书的《关尹子·九药篇》中说:“瓶存二窍,以水实之,倒泻;闭一则水不下。”瓶上有两个小孔,闭住一个,水就流不出来,主要是由于( )
A.重力的作用 B.摩擦力的作用
C.浮力的作用 D.大气压的作用
【答案】D
【详解】瓶子上两个孔,使瓶子构成了一个连通器,堵住瓶子的其中一个孔后,瓶子内外气压不相通,此时瓶子内气体的压强小于瓶子外界大气压,所以瓶子里的水倒不出来。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3.(2024·山东枣庄·中考真题)如图甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如乙所示。则圆柱体受到的重力是 N,圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强是 Pa,圆柱体受到的最大浮力是 N。(g取10N/kg,忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)
【答案】 2.0 1000 0.5
【详解】[1]由图像可知,当h=0时,弹簧测力计示数为2N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知
[2]由图知物体下降高度到10cm时,下表面接触水面,下降20cm时圆柱体刚好浸没水中,此时圆柱体下表面距水面距离是10cm,则下表面受到水的压强
[3]圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力为1.5N,则圆柱体受到的浮力
4.(2023·广东·中考真题)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中;
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、 和分度值;调零时,弹簧测力计应在 (选填“竖直”或“水平”)方向上调零;
(2)如题图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm的长方体物块(可塑),测出重力,将它缓慢浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h,请根据实验数据,在图乙中画出物块所受浮力F浮随h变化的图像;
(3)分析图像可知:浸没前,h增加,F浮 ;浸没后,h增加,F浮 ;(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图像 (选填“相同”或“不同”);
(5)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加一种材料: 。
【答案】 量程 竖直 见详解 变大 不变 不同 酒精
【详解】(1)[1][2]使用弹簧测力计前,应该先观察弹簧测力计的零刻度线、量程和分度值;调零时,应该在竖直方向下拉动弹簧测力计,防止卡壳。
(2)[3]由甲图可得,物块重力G=1.0N,当物块慢慢浸入水中时,在竖直方向上只受竖直向上的拉力,浮力和竖直向下的重力作用,即
当浸入水中深度为2cm时,此时弹簧测力计的示数为0.8N,则浮力为
同理,当深度为4cm和6cm时,浮力分别为0.4N和0.6N;当物块完全浸入水中后,根据
随着浸入水中的深度增加,排开水的体积保持不变,所以浮力大小保持不变,如图所示
(3)[4]分析图像可知,物块浸没前,根据
深度h增加,物块排开水的体积增加,浮力变大。
[5]物块浸没后,根据
深度h增加,物块排开水的体积等于物块的体积,此时排开水的体积保持不变,浮力大小不变。
(4)[6]若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,物块的高度和体积不变,但物块在浸入水中的过程中,排开水的体积增加的速率变小,最后浸没水中时浮力依然会保持不变,故两次实验所得的F浮随h变化的图像会不相同。
(5)[7]若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,只需要增加密度不等于水的液体,重复上述实验,形成对比数据。
5.(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
【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。
命题点02 阿基米德原理
6.(2024·广东广州·中考真题)潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图,某潜水艇从a处驶入低密度海水区,“掉深”到b处。与a处相比,潜水艇在b处( )
A.受到浮力大小变小 B.受到浮力大小变大
C.排开液体重力不变 D.排开液体重力变大
【答案】A
【详解】AB.潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,排开水的体积不变,根据可知,潜水艇受到的浮力变小,因此与a处相比,潜水艇在b处受到浮力大小变小,故A符合题意,B不符合题意;
CD.根据阿基米德原理可知,物体浸在液体中受到的浮力等于其排开的液体受到的重力,由于潜水艇受到的浮力变小,所以潜水艇排开液体的重力变小,即与a处相比,潜水艇在b处排开液体重力变小,故CD不符合题意。
故选A。
7.(2025·北京·中考真题)某小组设计了水箱自动控制进水装置,如图所示。水箱内的圆柱形金属控制棒用不可伸长的细线悬挂在力传感器下面,并始终浸在水中,通过它对力传感器拉力的大小触发开关,控制水泵自动进水。用水时,水箱内水位降低,当到达最低水位时,力传感器所受拉力等于,触发开关,水泵开始持续向水箱注水;当水位到达最高水位时,力传感器所受拉力等于,再次触发开关,水泵停止向水箱注水。若进水过程中同时用水,相同时间内进水量大于出水量。已知控制棒的质量为,水的密度为。下列说法正确的是( )
A.控制棒受到的浮力最大时,排开水的体积为
B.控制棒受到的浮力的变化量最大为
C.力传感器受到的拉力大小在与之间时,说明水箱正在进水
D.缩短悬挂控制棒的细线,可使水箱中的最高和最低水位均升高
【答案】D
【详解】A.由题意,控制棒始终浸在水中,控制棒受重力、浮力和拉力。当水位到达最高水位时,力传感器所受拉力等于,由可知,此时控制棒排开水的体积最大,水的密度不变,则此时控制棒受到的浮力最大。控制棒处于静止状态,受平衡力,则
控制棒的重力不变,受到的浮力最大,则此时拉力最小为。由,则此时排开水的体积
故A错误;
B.当到达最低水位时,力传感器所受拉力等于,由可知,此时控制棒排开水的体积最小,水的密度不变,则此时控制棒受到的浮力最小,由
此时拉力最大为。水位由最低到达最高的过程,控制棒排开水的体积变化量最大,水的密度不变,由,则控制棒受到的浮力的变化量最大。最低水位时,浮力
最高水位时浮力
则浮力的最大变化量
故B错误;
C.由题意,最低水位时拉力为,此时控制棒受拉力最大,水泵启动进水。最高水位时拉力为,此时控制棒受拉力最小,水泵停止进水。进水过程中拉力从逐渐减小到。若进水过程中同时用水,相同时间内进水量大于出水量,所以进水时水位是净上升的,因此拉力是从单调减小到。如果水泵停止进水后(拉力已达到),开始用水,水位下降,拉力从逐渐增大。在拉力从增大到的过程中,水箱并未进水(水泵未启动),但拉力确实处于和之间。因此,拉力在和之间时,可能是正在进水(拉力从减小到),也可能正在用水(拉力从增大到),故C错误;
D.缩短悬挂控制棒的细线,因为、的触发条件不变,控制棒受重力不变,由,则控制棒受最小浮力和最大浮力不变。假设初始时细线长度为L,控制棒长度为h,水箱底到力传感器的距离为H。最低水位时,控制棒浸入,设浸入深度为,则,则,
则
因为、、、、都不变,所以不变,则水位高度
缩短细线,、、不变,减小,增大。同理,最高水位也会增大。所以,缩短悬挂控制棒的细线,可使水箱中的最高和最低水位均升高,故D正确。
故选D。
8.(2025·四川泸州·中考真题)小华一家人在端午节期间外出旅游,领略祖国大好河山。他们驾车从泸州到重庆,再坐游轮游览长江三峡。他们所驾汽车的发动机是汽油机,如图是汽油机的 示意图;游轮从上游到下游经过的船闸是利用了 原理;当乘客下游轮后,游轮底受到水的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 压缩冲程 连通器 变小
【详解】[1]观察可知,图中汽油机的两个气门都关闭,活塞向上运动,这是压缩冲程的特征。
[2]船闸的工作原理是连通器。当船从上游驶向船闸时,关闭下游阀门,打开上游阀门,上游与闸室组成连通器,水从上游流向闸室,当闸室水位与上游水位相平时,船进入闸室。然后关闭上游阀门,打开下游阀门,闸室与下游组成连通器,水从闸室流向下游,当闸室水位与下游水位相平时,船驶出闸室。
[3]当乘客下游轮后,游轮的重力减小,因为游轮漂浮在水面上,浮力等于重力,所以浮力也减小。根据阿基米德原理,液体密度不变,浮力减小,所以排开水的体积减小,游轮会上浮一些,游轮底所处的深度减小。再根据液体压强公式,液体密度不变,深度减小,所以游轮底受到水的压强变小。
9.(2022·广东深圳·中考真题)小红在游玩时见了一些石头,拿了其中一块来做实验。
(1)天平放在水平桌面上指针如甲图所示,平衡螺母应向 (选填“左”或“右”)调,直至平衡;
(2)如图乙,小石头的质量为 g,可求得小石块的密度为 g/cm3;
(3)砝码磨损,按照以上步骤,测得小石块密度 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(4)若使用弹簧测力计测量石头密度,如图:
(水的密度为,用已知物理量符号表示)。
【答案】 右 89 8.9 偏大
【详解】(1)[1]天平放在水平桌面上指针如甲图所示,指针偏左,说明左侧质量更大,因此应该将平衡螺母向右调,直至天平平衡。
(2)[2]如图乙所示,小石头的质量为砝码质量加上游码示数,标尺上每一小格代表0.2g,故石块质量为
[3]石块体积为
故石头密度为
(3)[4]砝码磨损,则测量的质量比实际质量更大,根据可知,体积不变时,所测密度偏大。
(4)[5]石头浸没在水中所受浮力为
根据阿基米德原理可知,石头的体积为
石头质量为
则石头密度为
10.(2025·广东深圳·中考真题)如图是深圳号在海上航行,田田同学乘坐了这艘船出海游玩。田田发现这艘船最大吃水高度是9米,最大排水量是70000吨,船上一汽车用钢打造,钢的体积0.1立方米。(已知:钢的密度是7.9×103kg/m3,海水密度1×103kg/m3),求:
(1)钢的质量;
(2)求轮船满载时所受的浮力;
(3)船底面积是1×103m2,求轮船底部受到的压力。
【详解】(1)钢的质量m钢=ρ钢V钢=7.9×103kg/m3×0.1m3=790kg
(2)根据阿基米德原理可得,轮船满载时所受的浮力F浮=G排=m排g=70000×103kg×10N/kg=7×108N
(3)轮船底部受到的海水压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×9m=9×104Pa
轮船底部受到的压力F=pS=9×104Pa×1×103m2=9×107N
命题点03 物体的浮沉条件及应用
11.(2023·广东深圳·中考真题)如图,亮亮同学将盛水的烧杯放在电子台秤上,台秤的示数如图甲所示;将一个物块投入水中,漂浮时台秤示数为375g(如图乙),物体上表面始终保持水平,用力将物块压入全部浸没在水中,此时台秤示数为425g(如图丙);将物块继续下压,从丙到丁物块下表面受到水的压力增加了0.8N,整个过程水始终未溢出,请问说法正确的是( )
A.木块的质量为125g
B.木块的密度为
C.从图丙到图丁,瓶底水的压强逐渐增大
D.从图丙到图丁,物体上表面受到水的压力增加了0.8N
【答案】D
【详解】A.将盛水的烧杯放在电子台秤上,示数为300g,则烧杯和水的质量为300g,将物块投入水中,漂浮时台秤示数为375g,则烧杯、水和物体的质量为375g,所以物体的质量
m=375g-300g=75g
故A错误;
B.用力将物块压入全部浸没在水中,此时台秤示数为425g,则排开水的重力
m排=425g-300g=125g
则物体的体积
则物体的密度
故B错误;
C.从图丙到图丁,物体始终浸没在水中,水面不再升高,由p=ρgh可知,瓶底水的压强不变,故C错误;
D.从图丙到图丁,物块下表面受到水的压力增加了0.8N,由于物体上表面和物块下表面变化的深度相同,所以物体上表面受到水的压力也增加了0.8N,故D正确。
故选D。
12.(2025·山东德州·中考真题)为了给正方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓慢压入油中,如图甲所示。工件的下表面与油面的距离为h,力F与h的大小关系如图乙所示(ρ油=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A.工件的边长为0.3m B.工件的质量为60kg
C.工件受到的最大浮力为2000N D.工件密度与油的密度之比为3:10
【答案】B
【详解】由图乙可知,当F=0时,工件浸入油的深度为h1=0.3m;当h大于0.5m后,压力F保持为400N不变,说明此时工件完全浸没,据此可知,工件的边长为L=0.5m,当F=0时,工件漂浮在油面上,所以,F浮=G,即ρ油gV排=ρ工件gV工件
所以
当h1=0.3m时,工件刚好漂浮,此时施加的力F=0,根据物体漂浮时浮力等于重力,则
工件完全浸没受到的最大浮力为,故ACD错误,B正确。
故选B。
13.(2025·江苏无锡·中考真题)2025年5月18日,我国自主研制的大型水陆两栖飞机AG600“鲲龙”批生产首架机成功完成验证任务,具备交付使用条件。AG600最大起飞质量为53.5t,若实施海上救援,以500km/h的速度飞行,3h到达事发海域,飞行距离为 km,漂浮在海面上时排开的海水的体积最大为 m3(海水密度取1.0×103kg/m3)。执行灭火任务时,20s完成汲水12t,随后飞往火场灭火,若某次灭火需要用水600t,取水点离火场44km,飞机以220km/h的速度飞行,从取水点汲水开始计时,洒水用时不计,任务完成后重新回到取水点,共耗时 s。
【答案】 1500 53.5 73000
【详解】[1]飞机以500km/h的速度飞行,3h到达事发海域,飞行距离为
[2]AG600最大起飞质量为53.5t,飞机漂浮在海面上,根据物体漂浮条件
排开海水的体积
[3]执行灭火任务时,20s完成汲水12t,某次灭火需要用水600t,汲水次数为
汲水总时间
取水点离火场44km,飞机以220km/h的速度飞行,单程飞行时间
所以从取水点汲水开始计时,到任务完成后重新回到取水点共耗时
14.(2024·广东深圳·中考真题)“海葵一号”是中国自主设计并建造的亚洲首艘浮式生产储卸型装置,“海葵一号”漂浮在大海上工作,从空中俯瞰像一朵绽放的葵花。傲傲同学查阅资料得知:“海葵一号”的质量是3.7×107kg,满载时排开海水的质量是1.0×108kg(g 取10N/kg, 海水的密度为 1.0×103kg/m3) 根据已知信息求:
(1)“海葵一号”满载时受到的浮力;
(2)“海葵一号”一次最多能储存石油的质量;
(3)当一架3×104N的直升机停放在“海葵一号”的水平停机坪上时,直升机与停机坪接触的面积是0.06m2,请帮助傲傲同学求出直升机对停机坪的压强。
【详解】解:(1)“海葵一号”满载时受到的重力
“海葵一号”漂浮在海面上,根据二力平衡,“海葵一号”满载时受到的浮力
(2)“海葵一号”一次最多能储存石油的质量
(3)直升机在水平停机坪上,对停机坪的压力
直升机对停机坪的压强
答:(1)“海葵一号”满载时受到的浮力为1.0×109N;
(2)“海葵一号”一次最多能储存石油的质量为6.3×107kg;
(3)直升机对停机坪的压强为5×105Pa。
15.(2025·甘肃兰州·中考真题)图甲是利用“浮筒打捞法”打捞沉船的示意图,浮筒是密封的大钢筒,能浮在水面上。打捞工作船把若干个浮筒拖到沉船所在位置上方的水面上,将浮筒灌满水,让它们沉到水底。潜水员用钢索把灌满水的浮筒拴牢在船的两侧,然后用压气机将空气压进浮筒,把水排出,浮筒就会带着沉船一起浮到水面上来。小雅利用上述原理制作了实心沉船模型A和空心浮筒模型B来模拟打捞沉船的过程:A、B间用轻质细绳相连,将A、B放入水平地面上一个装有适量水、足够高的圆柱形容器中,B利用容器中的水自动充水,B充满水后A、B的位置如图乙所示,此时,A对容器底部的压力为16N。打捞时,向B中充气,当B中的水全部排出至容器中时,B浮出水面,A、B静止时的位置如图丙所示。已知A的质量为1.4kg,体积为200cm3,B的质量为0.6kg,体积为2000cm3,圆柱形容器的底面积为1000cm2。求:
(1)图乙中B受到的浮力;
(2)B空心部分的体积;
(3)乙、丙两图中,水对容器底部压强的变化量Δp。
【详解】(1)由阿基米德原理得图乙中模型B受到的浮力为
(2)图乙中,以A、B整体为研究对象,受到重力G、浮力F浮和容器底的支持力F支,且根据力的相互作用知
整体受到的浮力为
整体受到的重力为
由于三力平衡,所以,B中充入的水的重力为
由和,根据题意知道,B空心部分的体积等于B中充入的水的,即
(3)图丙中,AB整体为研究对象,受到重力G、浮力F,处于漂浮状态,则浮力为
排开水的总体积为
则变化的体积为
液面变化的高度为
水对容器底的压强变化量为
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专题10 浮力(专项训练)
目 录
01·趋势领航练 1
02·考点通关练 4
基础通关 4
通关01 浮力 4
通关02 阿基米德原理 6
通关03 物体的浮沉条件及应用 8
能力通关 9
03·真题诊断练 15
1.【新情景·结合航天航空考查浮力的特点】“天宫课堂”第一课上,王亚平做了一个有关浮力的实验。在太空中,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,如下图所示。下列有关该现象的解释,正确的是( )
A.乒乓球受到的浮力方向向下 B.乒乓球受到的浮力等于重力
C.浮力和重力没有关系 D.太空中重力消失时,浮力也消失了
2.【新情景·结合历史文化考查浮力与重力的特点】在二十世纪中期,羊皮筏子是宁夏人民及黄河中上游两岸人们的重要水运工具。羊皮筏是宰杀牛羊后,将皮囊缝合到一起,充入空气制成。如图所示,关于羊皮筏子的说法不正确的是( )
A.羊皮筏子能浮在水面上是因为受到了水对它向上的浮力
B.羊皮筏子浸入水中的体积越大,受到的浮力越大
C.羊皮筏子能浮在水面是因为受到的浮力大于自身重力
D.羊皮筏子在水中受到的浮力等于它排开水的重力
3.【新情景·结合新科技考查浮力的特点】如图是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,它创造了海拔9032米的大气科学观测世界纪录。该浮空艇是软式飞艇,上升过程中需要通过调整气囊中的气压来保持外形不变。下列说法正确的是( )
A.浮空艇受到的浮力等于排开空气的重力 B.浮空艇上升过程中排开空气的体积变大
C.浮空艇上升过程中受到的大气压变大 D.浮空艇上升过程中受到的大气压不变
4.【新角度·跨学科实践考查浮力的特点】春节期间,爱思考的小明设计完成了一项物理学科的跨学科实践活动:利用家里的工具测量草莓的密度。小明找到一个质量为m0的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;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m1、m2、m3,不计细针体积。下列判断正确的是( )
A.乙图中,草莓的质量为m2-m1-m0 B.丙图中,草莓排开水的体积为
C.草莓的密度为 D.细针对草莓的压力为(m3-m2-m0)g
5.【新情景·结合体育运动考查浮力的特点】2025年成都世界运动会的赛艇比赛中,运动员划桨使赛艇前进。下列说法正确的是( )
A.赛艇加速前进时,其运动状态发生改变
B.赛艇漂浮在水面上,所受浮力大于总重力
C.运动员对桨的作用力与桨对运动员的作用力是一对平衡力
D.停止划桨后赛艇会慢慢停下,说明力是维持物体运动的原因
6.【新情景·结合日常生活考查浮力的方向】如图是琦航同学去龙虎山研学时拍摄的风景,竹筏载着游客漂浮在水面上,受到水 的浮力,此时竹筏的重力 (选填“大于”“小于”或“等于”)其排开水的重力。
7.【新情景·结合人工运河考查浮力的计算】2014年9月26日,引江济汉工程正式通水通航,工程有67km黄金航道、的最高流量,已成为中国现代最大的人工运河。一艘排水量100t的货船在航道通行时,该船满载时受到的浮力为 N;距离水面1.5m下的船体位置受到的水的压强为 Pa。(g=10N/kg)
8.【新情景·结合人工运河考查浮力的计算】中国大运河博物馆展示了各种古代船只模型。
(1)资料显示:“丝网船”最大载重为。若船和货物总质量为,船静止在水中时所受浮力为 ,排开水的体积为 ;(取)
(2)资料显示:“沙飞船”航速迅捷。同向并排行驶的两条“沙飞船”要保持安全距离,是因为两船较近时,中间流速 ,流体压强 ;
9.【新情景·结合气候变化考查浮力的计算】地球气候变暖,冰川熔化加剧,是造成海平面变化的原因之一。如图所示,是一块质量为60t的冰川漂浮在海面上的情景,已知海水的密度为,g取。求:
(1)海面下5m深处产生的压强;
(2)冰川受到的浮力。
10.【新情景·结合新科技考查浮力的计算】市面上有一种防溺水手环,如图所示,将手环系在手臂上,紧急情况下打开手环,手环内气瓶的会迅速充满气囊,最终使人漂浮于水面。为确保安全,人体浸入水中的体积不能超过人体总体积的五分之四;已知某运动员质量,平均密度,水的密度,,忽略手环体积和自重,求:
(1)该运动员的体积;
(2)当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时,该运动员在水中受到的浮力;
(3)人漂浮时,气囊体积至少多大,才能确保运动员的安全。
通关01 浮力
1.关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.只有浮在液体表面上的物体才受到浮力
B.只要下沉的物体就不会受到浮力
C.一切浸入液体中的物体(其下表面未与容器底紧密接触)都受到液体对它施加的浮力
D.浮力的方向总是垂直向上的
2.如图所示,弹簧测力计挂着一个重10N的物块浸没水中,物块受到的水的浮力是3N,则弹簧测力计对物块的拉力是( )
A.3N B.5N C.7N D.13N
3.如图所示,用细杆将重为3N的正方体小木块压入水中并保持静止,此木块上表面受到水的压力为7N,下表面受到水的压力为15N,则木块受到的浮力大小是 N。
4.如图甲乙所示是某同学用实验探究浮力大小的实验过程。
(1)物体在图B中所受浮力为 N;
(2)由图中A、B、C三图可知,浮力大小与排开液体的体积有关;由图中A、C、D三图可知,浮力大小和浸没的深度 关;由图中A、D、E三图可知,浮力大小和 有关;
(3)为了使实验结论更具有普遍性,同学们接下来应该怎样操作: 。
A.多次测量取平均值 B.换用其他液体多次实验
5.下图是研究浮力大小的实验装置图,请根据图示回答下列问题。
(1)由图(A)(B)得,图(B)中弹簧测力计的示数较小,说明了 两图中弹簧测力计的示数差等于 ;
(2)图(B)(C)中,弹簧测力计的示数不同,说明浸在同一种液体中的物体所受浮力大小跟 有关;
(3)图(C)(D)中,弹簧测力计的示数不同,说明物体排开液体的体积相同时,所受浮力大小跟 有关;
(4)图(D)(E)中,弹簧测力计的示数相同,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小跟 无关。
通关02 阿基米德原理
6.将一个体育测试用的实心球和一个乒乓球同时没入水中,放手后发现:实心球沉入水底,而乒乓球浮出水面,则( )
A.乒乓球受到的浮力大 B.实心球受到的浮力大 C.它们受到的浮力一样大 D.不能确定
7.如图,“新光华”号半潜船是国内最大、全球第二大半潜船。空载时漂浮于海面(如图甲);装载时需向半潜船的水舱中注水,船体重力增加,甲板下沉至海面以下(如图乙);待货物被拖到甲板后,排出半潜船水舱中的水,船体重力减小,甲板上浮至海面,完成货物装载(如图丙)。半潜船在甲、乙、丙三种状态时所受的浮力分别为、、,则浮力最大的是( )
A. B. C. D.一样大
8.距水面0.1米深处水的压强为 帕。重为8牛、体积为1×10-3米3的物体浸没在水中,物体受到弹簧测力计的拉力为6牛。则此时物体受到的浮力为 牛,如果物体在水中保持浸没状态增加深度,受到的浮力为 牛。
9.小阳探究浮力大小与排开的水所受重力的关系,如图所示,弹簧测力计的示数分别为、、和。某次实验时,测得,,,。
(1)物体在空气中所受的重力等于 N;
(2)物体浸没在水中后所受的浮力等于 N;
(3)物体排开水所受的重力等于 N;
(4)通过以上实验可得:物体所受浮力的大小 (选填“大于”“等于”或“小于”)物体排开的水所受的重力。
10.在马航 MH370 失联后,由东海舰队导弹驱逐舰 “长春” 舰、导弹护卫舰 “常州” 舰和综合补给舰 “巢湖” 舰组成的中国第17批搜救编队参与了搜救工作。如图所示,“长春”舰满载时排水量为,吃水深度 6m(g取 10N/kg)。满载时:
(1)“长春” 舰受到的浮力有多大?
(2)船底受到水的压强为多大?
通关03 物体的浮沉条件及应用
11.2024年全国游泳冠军赛上,费立纬以14分49秒30的成绩获得男子1500m自由泳冠军。下列有关说法正确的是( )
A.运动员折返后不划水仍前进是由于运动员具有惯性 B.游泳时以泳池为参照物运动员是静止的
C.运动员在池水中前进时不受重力的作用 D.运动员浮在水面上时,所受的浮力大于重力
12.如图所示是小明在“跨学科实践课”上利用材料做出的密度计,下列说法正确的是( )
A.密度计漂浮时所受浮力小于其自身重力
B.用同一密度计在不同液体中测密度时,其所受浮力不同
C.向水中加入食盐后密度计会下沉
D.密度计所受浮力大小等于排开液体的重力
13.如图一艘总质量为5×106kg的轮船,行驶在长江上,所受浮力为 N;当它从长江驶入海洋,轮船的吃水深度 (选填“减小”、“增大”或“不变”),(g取10N/kg)。
14.端午节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,如图是广东2025年传统龙舟争霸赛的情景。队员通过向后划桨使龙舟加速向前做直线运动,此时龙舟受力 (选填“平衡”或“不平衡”);龙舟到终点时不能立马停止,原因是龙舟具有 ;赛龙舟比赛结束后,选手们陆续从龙舟上下来,龙舟所受浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
15.海船遇到冰山是很危险的,因为自由漂浮于海洋上的冰山的大部分体积隐藏在海面下,露出的仅是“冰山一角”。如图所示,一座质量为10吨的冰山漂浮在水面上。(,,)求:
(1)试求冰山受到的重力;
(2)试求冰山在海水中受到的浮力;
(3)试求冰山漂浮在水面上露出水面的体积为多少。
1.用密度计测量酒精的密度,是一种初步判断酒精是否合格的简单办法。如图所示是跨学科实践小组的同学们设计的微型密度计。主要由标度杆、浮子、配重等构成。把调好配重的微型密度计放入标准消毒酒精中。待微型密度计静止时,依据液面的位置在标度杆上做一个记号。则微型密度计( )
A.在水中时排开水的质量大于自身的质量
B.在水中时受到水向上的压力大于自身的重力
C.在标准消毒酒精中浸入的更深一些
D.在标准消毒酒精中受到的浮力更大
2.体积相同的甲、乙、丙三艘潜艇模型浸没在水中的浮沉情况,如图所示,下列说法正确的是( )
A.丙潜艇所受浮力最小
B.丙潜艇最终沉底后所受的浮力可能增大
C.将乙潜艇下移一些,静止后它会继续悬浮
D.甲潜艇最终会漂浮,漂浮时的浮力比上浮时的浮力大
3.如图甲所示,一底面积为S0的圆柱形容器放在水平桌面上,容器内装有适量密度为ρ0的水,水的高度为h0。现将一密度均匀、体积为V0的实心物块A放入容器中,物块静止时,容器中水的高度为h1,如图乙所示。此时再将一小铁块B放在物块A上,物块A浸没水中(未接触容器底),如图丙所示,此时容器中水的高度为h2。下列说法正确的是()
A.物块A的重力为ρ0gh1S0 B.图乙中,物块A受到的浮力为ρ0g(h1-h0)
C.物块A的密度为 D.铁块B的重力为ρ0g(h2-h1)S0
4.课外实践活动中,小雨用橡皮泥造“船”并放入水中,往所造小船中装入豆粒来观察它的承载量,如图所示。在逐渐装入豆粒的过程中(船未沉底)( )
A.小船受的浮力不变 B.小船浸在水中的体积变小
C.小船受的浮力变大 D.小船受的浮力大于它和豆粒的总重力
5.“漏,以铜受水,刻节,昼夜百节”。项目式学习小组制作了一个漏刻用以计时,如图所示。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的刻度即可读取时间。下列说法正确的是( )
A.“开始计时”应标记在标尺的B处
B.浮箭上升过程中,速度保持不变
C.播水壶内水量减少,出水速度减小,测出的时间会出现偏差
D.为了增加时间测量范围,可以适当增大出水口的面积
6.如图1,是某兴趣小组测量物体密度的实验装置。将力传感器(可显示推、拉、压力的大小)固定在铁架台上,底面积为的实心均匀圆柱体A通过轻质硬杆与力传感器相连,力传感器显示杆对圆柱体A作用力的大小。底面积为的柱形容器B盛有适量的水,放在水平升降台上。升降台上升使圆柱体A逐渐浸入水中,力传感器的示数F与升降台上升的高度h的关系如图2所示。圆柱体A始终保持竖直且不吸水,整个过程无水溢出且圆柱体A未触底,杆没入水中的体积忽略不计,下列说法正确的是( )
A.圆柱体A逐渐浸入水中,其底部受到水的压强逐渐变小
B.当时表示圆柱体浸入水中的深度为8cm
C.圆柱体A的密度为
D.圆柱体A浸没时,容器底部受到水的压强增加了800Pa
7.在跨学科实践活动中小延制作了如图1所示的“浮沉子”。他将一个开口的小玻璃瓶倒置在塑料矿泉水瓶中使其漂浮,矿泉水瓶密封后用力挤压,小玻璃瓶下降至如图2所示。小玻璃瓶内气压记为p内,矿泉水瓶内气压记为p外。已知质量一定的气体在密闭空间中,其他条件相同时,体积越小,压强越大。则小玻璃瓶从图1位置下降至图2所示位置过程中下列说法中正确的是( )
A.p内变小
B.p外变小
C.以小瓶和瓶内气体、瓶内水整体为研究对象,受到的浮力不变
D.以小瓶和瓶内气体、瓶内水整体为研究对象,受到的浮力变大
8.有一杯水、一杯盐水和一块重为、密度为的塑料块。则该塑料块的体积是 ;该塑料块浸没在水中时所受到的浮力是 N;若该塑料块在盐水中是漂浮的,浸在盐水中的体积是塑料块总体积的,该塑料块浸在盐水中时所受到的浮力是 N;则盐水的密度是 (g取)。
9.三峡大坝是当今世界上综合效益最大的水利工程。
(1)如图所示,大坝一般都是“上窄下宽”。从固体压强的角度看,这是因为大坝对下方的地基有压强,可以通过增大 的方式,减小大坝对下方的地基的压强。从液体压强角度看,液体的压强随 的增大而增大,“上窄下宽”可以承受更大的水压;大坝 受到浮力的作用(选填“会”或“不会”)。
(2)三峡工程修筑了五级船闸方便船只通行,船闸是利用了 的原理。
10.有A、B两个正方体物块,如图甲所示,将质量为1kg的物块A放入水中,有五分之三体积露出水面,则A受到的浮力是 N;A的密度是 kg/m3,再将物块B放在A的上面,如图乙所示,物块A恰好完全浸没在水中,则物块B的质量是 kg。(水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3)
11.如图为小明测量湘江水的密度过程示意图。他先用底面积为的薄壁柱形杯子装适量的湘江水,电子秤示数为,如图甲所示;然后用一根轻细线吊着一个体积为的重物浸没在水中,重物与杯子不接触,此时电子秤示数为,如图乙所示;最后剪断细线,让重物沉底,稳定后电子秤示数为,如图丙所示。则重物的重力为 N;图乙到图丙的过程中,杯子对电子秤的压强变化量为 Pa;湘江水的密度为 。(整个过程无水溢出,g取)
12.如图所示,质量为0.3kg的薄壁长方体容器甲放置在水平地面上,里面装有10cm深的水。另有密度大于水,且完全相同的实心长方体A、B置于水平地面上,已知。(,g取10N/kg)
(1)长方体容器甲的重力为 N。
(2)水对容器底部的压强为 Pa。
(3)将A以不同底面朝下的方式放入长方体容器中,稳定后,在A对容器底部有压力作用的所有方式中,A对容器底部的最小压强为;再将B按照A的方式放入水中,且置于A上方。在这两次放入后,水对容器底部的压强分别为和。则放入B后,容器对桌面的压力为 N。
13.为“探究物体在水中受到的浮力大小与浸入水中的体积和深度的关系”,小明和小华把装满水的溢水杯放到台秤上,溢水杯口下方放置一空量筒。用细线系住金属块并挂在弹簧测力计上,测力计示数为。然后将金属块缓慢浸入水中,且始终不与溢水杯接触,如图。
(1)金属块浸没前的过程中,测力计示数逐渐变小,说明浮力大小逐渐 。据此,小明认为金属块受到的浮力随浸入水中的深度的增大而增大;而小华则认为浮力随浸入水中的体积的增大而增大,根据以上实验,你认为下列说法正确的是 (填字母)。
A.只有小明的观点合理 B.只有小华的观点合理
C.两人的观点都不合理 D.两人的观点都合理
(2)接下来他们继续实验,增大金属块浸没在水中的深度,发现测力计的示数始终不变且为,据此可得出 的观点不具有普遍性。这个过程中金属块受到的浮力 。
(3)为了深入研究,他们测出量筒中水的体积,水的密度用表示,其重力 ,通过比较数据发现,换用不同的物体和液体重复上述实验,都能得出,说明决定浮力大小的根本因素是。
14.如图甲所示,薄壁圆筒的底面积是,在圆筒下用细线(忽略体积)拴一个体积为的实心物块(密度大于水),再放入盛水的大桶中,静止时,圆筒底部到水面的距离为5cm,然后在圆筒内倒入深为5cm的某种液体,圆筒底部到水面的距离为8cm,如图乙所示。取,水的密度为。问:
(1)图甲中,实心物块所受的浮力是多少?
(2)图甲中,圆筒底部受到水的压力是多少?
(3)圆筒内液体的质量和密度分别是多少?
15.宋代和尚怀丙利用水的浮力打捞沉在河底的铁牛展示了我国古代人民的聪明才智。他先让人用绳子把河底淤泥中的铁牛与船上的架子系牢。然后把船上泥沙扔到河里,利用船把铁牛拉起,如图所示。假定一个铁牛的质量是27650kg,船拖着铁牛在水中匀速上升。则:(已知铁的密度是,黄河水的密度为,g取10N/kg)
(1)若黄河水深为3m,铁牛沉在水底时所受河水的压强是多少?
(2)铁牛在水中所受的浮力是多少?
(3)绳子对铁牛的拉力是多少?
(4)现在常用的沉船打捞技术为“浮筒打捞法”。原理图如图所示,若某质量为吨、体积为的轮船沉没在深的淡水湖底,一个浮筒的质量为、体积为()。求打捞沉船需要的最少浮筒数。
命题点01 浮力
1.(2024·内蒙古包头·中考真题)如图,在游泳比赛中,运动员奋力向后划水,身体快速向前游动。关于运动员在水中受力和运动情况的分析,下列说法正确的是( )
A.运动员划水时不受浮力 B.运动员划水时受到水的推力向前游动
C.运动员加速划水,受到的惯性增大 D.运动员对水的力和水对运动员的力是一对平衡力
2.(2024·江苏徐州·中考真题)我国南北朝时期成书的《关尹子·九药篇》中说:“瓶存二窍,以水实之,倒泻;闭一则水不下。”瓶上有两个小孔,闭住一个,水就流不出来,主要是由于( )
A.重力的作用 B.摩擦力的作用 C.浮力的作用 D.大气压的作用
3.(2024·山东枣庄·中考真题)如图甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如乙所示。则圆柱体受到的重力是 N,圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强是 Pa,圆柱体受到的最大浮力是 N。(g取10N/kg,忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)
4.(2023·广东·中考真题)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中;
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、 和分度值;调零时,弹簧测力计应在 (选填“竖直”或“水平”)方向上调零;
(2)如题图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm的长方体物块(可塑),测出重力,将它缓慢浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h,请根据实验数据,在图乙中画出物块所受浮力F浮随h变化的图像;
(3)分析图像可知:浸没前,h增加,F浮 ;浸没后,h增加,F浮 ;(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图像 (选填“相同”或“不同”);
(5)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加一种材料: 。
5.(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 。
命题点02 阿基米德原理
6.(2024·广东广州·中考真题)潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图,某潜水艇从a处驶入低密度海水区,“掉深”到b处。与a处相比,潜水艇在b处( )
A.受到浮力大小变小 B.受到浮力大小变大 C.排开液体重力不变 D.排开液体重力变大
7.(2025·北京·中考真题)某小组设计了水箱自动控制进水装置,如图所示。水箱内的圆柱形金属控制棒用不可伸长的细线悬挂在力传感器下面,并始终浸在水中,通过它对力传感器拉力的大小触发开关,控制水泵自动进水。用水时,水箱内水位降低,当到达最低水位时,力传感器所受拉力等于,触发开关,水泵开始持续向水箱注水;当水位到达最高水位时,力传感器所受拉力等于,再次触发开关,水泵停止向水箱注水。若进水过程中同时用水,相同时间内进水量大于出水量。已知控制棒的质量为,水的密度为。下列说法正确的是( )
A.控制棒受到的浮力最大时,排开水的体积为
B.控制棒受到的浮力的变化量最大为
C.力传感器受到的拉力大小在与之间时,说明水箱正在进水
D.缩短悬挂控制棒的细线,可使水箱中的最高和最低水位均升高
8.(2025·四川泸州·中考真题)小华一家人在端午节期间外出旅游,领略祖国大好河山。他们驾车从泸州到重庆,再坐游轮游览长江三峡。他们所驾汽车的发动机是汽油机,如图是汽油机的 示意图;游轮从上游到下游经过的船闸是利用了 原理;当乘客下游轮后,游轮底受到水的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
9.(2022·广东深圳·中考真题)小红在游玩时见了一些石头,拿了其中一块来做实验。
(1)天平放在水平桌面上指针如甲图所示,平衡螺母应向 (选填“左”或“右”)调,直至平衡;
(2)如图乙,小石头的质量为 g,可求得小石块的密度为 g/cm3;
(3)砝码磨损,按照以上步骤,测得小石块密度 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(4)若使用弹簧测力计测量石头密度,如图:
(水的密度为,用已知物理量符号表示)。
10.(2025·广东深圳·中考真题)如图是深圳号在海上航行,田田同学乘坐了这艘船出海游玩。田田发现这艘船最大吃水高度是9米,最大排水量是70000吨,船上一汽车用钢打造,钢的体积0.1立方米。(已知:钢的密度是7.9×103kg/m3,海水密度1×103kg/m3),求:
(1)钢的质量;
(2)求轮船满载时所受的浮力;
(3)船底面积是1×103m2,求轮船底部受到的压力。
命题点03 物体的浮沉条件及应用
11.(2023·广东深圳·中考真题)如图,亮亮同学将盛水的烧杯放在电子台秤上,台秤的示数如图甲所示;将一个物块投入水中,漂浮时台秤示数为375g(如图乙),物体上表面始终保持水平,用力将物块压入全部浸没在水中,此时台秤示数为425g(如图丙);将物块继续下压,从丙到丁物块下表面受到水的压力增加了0.8N,整个过程水始终未溢出,请问说法正确的是( )
A.木块的质量为125g
B.木块的密度为
C.从图丙到图丁,瓶底水的压强逐渐增大
D.从图丙到图丁,物体上表面受到水的压力增加了0.8N
12.(2025·山东德州·中考真题)为了给正方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓慢压入油中,如图甲所示。工件的下表面与油面的距离为h,力F与h的大小关系如图乙所示(ρ油=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A.工件的边长为0.3m B.工件的质量为60kg
C.工件受到的最大浮力为2000N D.工件密度与油的密度之比为3:10
13.(2025·江苏无锡·中考真题)2025年5月18日,我国自主研制的大型水陆两栖飞机AG600“鲲龙”批生产首架机成功完成验证任务,具备交付使用条件。AG600最大起飞质量为53.5t,若实施海上救援,以500km/h的速度飞行,3h到达事发海域,飞行距离为 km,漂浮在海面上时排开的海水的体积最大为 m3(海水密度取1.0×103kg/m3)。执行灭火任务时,20s完成汲水12t,随后飞往火场灭火,若某次灭火需要用水600t,取水点离火场44km,飞机以220km/h的速度飞行,从取水点汲水开始计时,洒水用时不计,任务完成后重新回到取水点,共耗时 s。
14.(2024·广东深圳·中考真题)“海葵一号”是中国自主设计并建造的亚洲首艘浮式生产储卸型装置,“海葵一号”漂浮在大海上工作,从空中俯瞰像一朵绽放的葵花。傲傲同学查阅资料得知:“海葵一号”的质量是3.7×107kg,满载时排开海水的质量是1.0×108kg(g 取10N/kg, 海水的密度为 1.0×103kg/m3) 根据已知信息求:
(1)“海葵一号”满载时受到的浮力;
(2)“海葵一号”一次最多能储存石油的质量;
(3)当一架3×104N的直升机停放在“海葵一号”的水平停机坪上时,直升机与停机坪接触的面积是0.06m2,请帮助傲傲同学求出直升机对停机坪的压强。
15.(2025·甘肃兰州·中考真题)图甲是利用“浮筒打捞法”打捞沉船的示意图,浮筒是密封的大钢筒,能浮在水面上。打捞工作船把若干个浮筒拖到沉船所在位置上方的水面上,将浮筒灌满水,让它们沉到水底。潜水员用钢索把灌满水的浮筒拴牢在船的两侧,然后用压气机将空气压进浮筒,把水排出,浮筒就会带着沉船一起浮到水面上来。小雅利用上述原理制作了实心沉船模型A和空心浮筒模型B来模拟打捞沉船的过程:A、B间用轻质细绳相连,将A、B放入水平地面上一个装有适量水、足够高的圆柱形容器中,B利用容器中的水自动充水,B充满水后A、B的位置如图乙所示,此时,A对容器底部的压力为16N。打捞时,向B中充气,当B中的水全部排出至容器中时,B浮出水面,A、B静止时的位置如图丙所示。已知A的质量为1.4kg,体积为200cm3,B的质量为0.6kg,体积为2000cm3,圆柱形容器的底面积为1000cm2。求:
(1)图乙中B受到的浮力;
(2)B空心部分的体积;
(3)乙、丙两图中,水对容器底部压强的变化量Δp。
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