专项06 浮力的综合应用(专项训练)(四川专用)2026年中考物理一轮复习讲练测
2026-02-01
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内容正文:
主题二 力学
专项06 浮力的综合应用(原卷版)
目 录
1
6
考点一 浮力的基本认识 6
考点二 实验探究—影响浮力大小的因素 7
考点三 计算浮力的大小 8
考点四 阿基米德原理 11
考点五 沉与浮 11
考点六 浮力的应用 13
15
15
1.(2025·四川广安·模拟预测)一个体积为100cm3、质量为80g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 0.8N B.漂浮 1N C.悬浮 0.8N D.沉底 1N
2.(2025·四川成都·模拟预测)了解我国科技发展成就,关注身边的物理,是物理学习的基本要求。下列数据,符合实际的是( )
A.家用电热毯的功率约为700W
B.微波炉工作1h耗电8kW•h
C.洗衣机工作时的电流约为10A
D.福建舰受到的浮力约为8×108N
3.(2025·四川达州·模拟预测)小李用溢水杯和弹簧测力计测量鸡蛋的密度。如图甲所示,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G1;如图乙所示,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G2。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F1和F2,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
4.(2025·四川广安·三模)海洋内部的海水密度并不是完全相同的,如图所示,在个别海域的海水存在左侧密度大、右侧密度小的情况,俗称“海底断崖”。当海底的潜水艇巡逻时( )
A.遭遇到海底断崖后所受浮力不变
B.以海底的礁石为参照物,潜水艇是静止的
C.潜水艇持续下潜时所受水的压强增大
D.若潜水艇上表面遇到高速洋流时,潜水艇的下表面比上表面所受水的压强小
5.(2025·黑龙江哈尔滨·二模)如图所示,把一只苹果丢入水中,发现苹果下沉一段距离后,又向上运动,最终漂浮在水面上,下列分析正确的是( )
A.苹果的密度小于水的密度
B.在下沉的过程中,苹果受到水的浮力减小
C.在水面漂浮时,苹果受到的浮力大于它受到的重力
D.在下沉的过程中,如果重力突然消失,苹果仍然受到浮力
6.(2025·四川内江·模拟预测)我国055型驱逐舰首舰南昌舰的排水量为12000t,表示它浮在海面上排开的海水质量是12000t。此时舰船所受的浮力是 N,若舰船从海洋驶入长江,吃水深度将 (选填“变大”,“变小”或“不变”)。
7.(2025·四川广安·模拟预测)“星河连西溪,不夜宾城里”于2025年1月25日正式开街。如图是賓城里的游船,游船满载时排水量为50t,满载时游船所受的浮力是 N(),当游船里的乘客全部下船之后,船底受到的水的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
8.(2025·四川达州·模拟预测)如图所示,将重为12N的正方体木块放入装有水的烧杯中,静止后木块没入水中的体积占总体积的3/5,则木块受到的浮力是 N,木块的密度为 kg/m3;若要将木块全部浸入水中,需要再施加 N的压力。
9.(2025·四川南充·模拟预测)小明设计了如图所示的装置测量某金属块B的密度,金属块B未放入量筒时,水面位置如图甲所示,将金属块B完全浸没在水中时,水面升高至如图乙所示的位置。则金属块B所受的浮力为 ;当动滑轮下方所挂钩码A的总质量为220g时,A、B在图示位置达到平衡,则金属块B的密度是 。(已知每个滑轮的质量为20g,,绳重与摩擦均不计。)
10.(2025·四川遂宁·二模)小云实验小组用如图甲所示的实验装置“探究浮力的大小与哪些因素有关”。
(1)由图甲可知物体的体积是 m3;
(2)分析a、b、c三次实验可知:浸在液体中的物体受到浮力的大小与 有关;
(3)分析 三次实验可知:浸在液体中的物体受到浮力的大小与浸没深度无关;
(4)该小组另一位同学,又用获得的数据求出了图甲e实验中液体的密度为 kg/m3;
(5)完成上述实验后,小云又利用如图乙所示的装置来测量某金属块的密度,实验过程如下:
①将空烧杯漂浮在水槽内,用刻度尺测得水面高度为h1;
②将金属块放在烧杯内,用刻度尺测得水面的高度为h2;
③将烧杯内的金属块拿出直接放入水中,用刻度尺测得水面高度为h3;(图未画出);
④金属块的密度金属= (用水、h1、h2、h3表示)。
11.(2025·四川宜宾·模拟预测)如图,轻质杠杆AB可绕O点转动,在A、B两端分别挂有边长为10cm,重力为20N的完全相同的两正方体C、D,OA∶OB=4∶3;当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时,杠杆恰好水平静止,A、B两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态。(g=10N/kg)求:
(1)物体C的密度;
(2)物体C受到的浮力;
(3)物体D对地面的压强。
12.(2025·四川成都·三模)小静在厨房观察到了一个有趣的现象,她把一些苹果放入盛满水的盆子清洗时,从盆中溢出的水会流入底部密封的水槽内。取出苹果后,盆子浮了起来。小静经过思考,建立了以下模型来研究盆子浮起来的条件。如图所示,足够高的圆柱形容器A放在水平面上,内放一个装满水的圆柱形容器B(B厚度不计,且与A底部未紧密贴合)。容器A底面积为,容器B质量为,底面积为,高度为。正方体木块边长为,密度为。,忽略木块吸水、沾水和液体扰动等因素。求:
(1)容器B中所装水的质量;
(2)将木块以水平姿态缓慢放入容器B中,当木块最终静止后,再将木块竖直向上提升,此时木块受到的浮力大小;
(3)把木块取出,再从B容器中抽取水,并注入到容器A中,水对A容器底部产生的压强p与抽取水的质量的函数关系式。(直到将水抽取完)
考点一 浮力的基本认识
1.(2025·四川宜宾·二模)2025年4月24日,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号F遥二十运载火箭将“神舟二十号”载人飞船成功发射,如图所示,下列有关说法正确的是( )
A.火箭载着飞船加速升空过程,其惯性增大
B.飞船在太空飞行时受到了浮力作用
C.飞船绕地球飞行时,处于非平衡状态
D.宇航员在空间站里可通过做俯卧撑达到锻炼身体的目的
2.(2025·四川成都·一模)如图甲、乙所示,这是小明准备自制一个简易密度计所用的铜丝和铅笔。小明将铜丝放入水中后沉入水底,此时铜丝 (选填“受”或“不受”)浮力,将铜丝紧密地绕在铅笔末端,然后将其放入水中,发现铅笔处于漂浮状态并保持竖直静止,此时这个简易密度计所受浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)其总重力。
3.(2024·四川成都·二模)下列物体受到了浮力的是( )
A.静止在湍急河水中的柱形桥墩 B.正在水中加速下落的一块大石头
C.“飘”在太空中的天宫空间站 D.空间站里面被放在水中的乒乓球
考点二 实验探究—影响浮力大小的因素
4.(2025·四川德阳·二模)探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验装置与步骤如图所示:
(1)图B中,此时金属块受到的浮力为 N;
(2)分析图B、C数据可得:物体在液体中受到浮力的大小与 有关;
(3)图D小桶内液体的重力为 N;
(4)请推测图A、B、C中电子秤的示数大小关系m1 m2 m3。(两空均选填“>”、“<”或“=”)
5.(2025·四川成都·二模)小聪和小明用弹簧测力计和实心圆柱体A探究“浮力的大小与哪些因素有关”,如图甲、、、、是他们的实验情景及步骤(g取)。
(1)通过 两次实验,可以探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系。
(2)分析实验步骤、、、,可以说明浮力大小跟 有关。
(3)要探究物体所受浮力大小与液体密度的关系,应该选择 两次实验。
(4)在利用某种液体进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图乙所示弹簧测力计读数与圆柱体A下表面浸入深度的关系图像,则该液体的密度为 。
(5)小聪和小明又找来薄铜片,探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他们的实验步骤如下:
步骤一:将铜片放入盛水的容器中,铜片下沉至容器底;
步骤二:将铜片弯成“碗状”再放入盛水的容器中,“铜碗”漂浮在水面上;
小明得出结论:物体受到的浮力与其形状有关。小聪认为小明得出的结论错误,原因是 。
6.(2025·四川成都·二模)小亮利用如图所示的装置来探究影响浮力大小的因素。(g取10N/kg)
(1)甲图中,物块静止时受到的重力与弹簧测力计对物块的拉力是一对 力。
(2)物块浸没在水中时受到的浮力为 N。
(3)比较甲丁戊三图可知,在排开液体体积相同的情况下,物块所受浮力大小与液体的 有关。
(4)同组的小张同学通过甲乙丙三次实验得出结论:物块所受浮力大小与物块所处的深度有关。小张同学得出这个错误结论的原因是 。
(5)同学们在学习了阿基米德原理后,结合图中的测量数据及水的密度还计算出了其他一些物理量,下列不能通过以上方法计算得出的是___________。
A.物块的密度 B.物块的体积 C.盐水的密度 D.盐水的体积
考点三 计算浮力的大小
7.(2025·四川广元·二模)小夏同学用弹簧测力计挂一形状规则的实心圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,并根据数据绘制了如图所示的圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。经分析得到圆柱体浸没在水中时受到的浮力为 N,圆柱体的底面积为 cm2。(ρ水=1.0g/cm3,g=10N/kg)忽略容器中水面高度的变化。
8.(2024·四川达州·二模)如图甲所示,在容器中装入适量的水,将物体A放入水中时沉底,A的密度是水的密度的3倍,如图乙所示,取出A,将物体B放入该杯水中时B有一半的体积露出水面,如图丙所示,取出B,将物体A用细线系在物体B的下方,再放入该杯水中时,物体B有三分之一的体积露出水面(忽略物体取出过程中表面附着的水,物体均不具有吸水性),则物体B的密度是 ,则两物体的体积= ,乙、丙两图放入物块前后液体对容器底部压强增量之比= 。
9.(2025·四川宜宾·一模)在物理实验操作考试中,小马同学用弹簧测力计悬挂一个圆柱体物块,使物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示;然后匀速放下物块,此过程中弹簧测力计示数与物块下表面浸入水中的深度的关系如图乙所示,弹簧测力计始终在水面上方,实验过程中水始终未溢出(水的密度为,取),求:
(1)物块的质量;
(2)物块受到的最大浮力;
(3)物块的密度;
(4)物块刚好浸没时,物块下表面受到的水的压强。
10.(2025·四川自贡·模拟预测)小晨发现一个质量为1.6kg、不吸水的新型圆台体建筑材料,他只有量程为5N的弹簧测力计,设计了如图所示装置进行实验。一容器M内盛有一定量的水,容器M置于水平地面,当轻质杠杆在水平位置平衡时竖直向上的拉力F为1.5N,此时材料浸没在水中静止且未触底()求:
(1)材料受到的重力;
(2)材料受到的浮力;
(3)材料的密度。
考点四 阿基米德原理
11.(2023·四川成都·模拟预测)一个小球所受的重力为10N。将它浸没在水中时,所排开的水的重力为20N。那么小球浸没时受到的浮力大小为 N,放开手后,物体将 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)。
12.(2025·四川绵阳·模拟预测)2025年3月中国海军在亚丁湾护航时,补给舰千岛湖号在给驱逐舰长沙号进行油水补给时,两舰并排行驶时间距较远,这是因为若靠得过近,彼此间海水流速会很大,导致压强很 ,压力差会使舰艇发生碰撞;综合补给舰千岛湖号,该舰的满载排水量约为28000t,它满载时所受的浮力约为 N。(g=10N/kg)
13.(2025·四川南充·三模)学校课外物理实践小组利用家中常见的物品筷子、刻度尺、杯子和水,巧妙地测量小石块的密度,实验过程如下:
(1)如图甲所示,用细绳将筷子悬挂,筷子静止处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态;
(2)要使筷子在水平位置平衡,应将悬挂点向 调节(选填“左”或“右”),直至筷子在水平位置平衡,标记支点的位置为O。如图乙所示重物悬挂在筷子A处,移动石块悬挂在筷子B处,此时筷子在水平位置恢复平衡,用刻度尺分别测得OA、OB的长度为7cm和5cm;
(3)保持重物的悬挂点位置A不变,将小石块浸没在盛有适量水的杯中,如图丙所示,调整小石块的悬挂点位置(且未与杯底、杯壁接触),直至筷子在水平位置再次平衡,用刻度尺测得OC的长度为8cm;
(4)测得石块的密度为 (结果保留两位有效数字)。
考点五 沉与浮
14.(2025·四川南充·一模)一个重5N的木块漂浮在水面上,它受到的浮力大小为 N,若向水中加盐,木块受到的浮力将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
15.(2025·四川宜宾·模拟预测)如图所示,将重为6N的木块放入未装满水的烧杯中,静止后木块露出水面的体积占总体积的,则下列判断正确的是(,g取10N/kg)( )
A.木块所受的浮力是6N
B.放入木块前后,烧杯底受到水的压强不变
C.木块的密度为
D.若要将木块全部浸入水中,则应该施加竖直向下4N的压力
16.(2025·四川南充·模拟预测)“彩球温度计”是一种现代居家饰品,如图所示。“彩球温度计”中装有某种特定液体(液体的密度随温度升高而变小)。如图,当该液体温度为19℃时,质量为6g的小球b悬浮,b标记“19℃”;另外两个小球分别标记“15℃”“23℃”,当小球悬浮时,它标记的温度与液体温度相等。三幅图中的小球体积大小相同且均处于静止状态,忽略小球体积变化,g取。下列说法不正确的是( )
A.图甲中b受到的浮力为
B.乙中液体温度的范围可能是16℃~18℃
C.图丙中液体温度可以超过24℃
D.当液体温度在15℃~19℃范围内变化时,b静止时所受浮力先减小后不变
17.(2025·四川成都·一模)如图所示,一足够高的底面为正方形的薄壁容器放在水平桌面上,正方形的边长为10cm,容器内某液体的质量为2000g,液体的深度为10cm。实心圆柱体A质量为600g,底面积为20cm2,高度为20cm且不吸水,常数g=10N/kg。
(1)求液体的密度;
(2)若将圆柱体A竖直放入容器内,请分析圆柱体A静止时所处的状态(请写出详细分析过程),并算出此时圆柱体A受到的浮力大小;
(3)若在第(2)问的基础上将A竖直向上提升1cm,求静止时液体对容器底部的压强p。
考点六 浮力的应用
18.(2025·四川内江·模拟预测)轮船从大海驶入长江,轮船受到的浮力 (均选填“变大”“变小”或“不变”),整个船身将 (选填“上浮”或“下沉”)一些。
19.(2025·四川成都·二模)模拟潜水艇工作原理的装置如图所示,模拟装置在水面下下潜时,所受浮力大小将 。若要使模拟装置上浮,应该用注射器 (选填“向内压入”或“向外抽出”)空气。
20.(2025·四川绵阳·二模)如图甲所示,一根一端封闭、粗细均匀的玻璃管内装一些铁沙,使其能竖直漂浮在水中。在玻璃管与水面交界处画上刻线并标记为1.0。表示这个位置对应的液体密度为水的密度的1.0倍。则( )
A.若用上述方法在玻璃管上依次标记0.7、0.8、0.9、1.1、1.2、1.3、…...的刻线,分别表示液体密度与水的密度的比值,则数值越小的刻线越靠下
B.将该密度计放入密度为0.8~1.2g/cm3的不同液体中,浸入的深度h与液体密度之间的关系应符合图乙中图线c
C.图乙中h1.0的位置在h0.8~1.2的中点
D.为使该简易密度计测量水和酒精的密度时,两条刻度线间的距离大一些,应增大玻璃管和铁沙的总质量,或换用横截面积更小的玻璃管
21.(2023·四川广元·二模)在学习了如图甲所示的密度计后,小张在木棒的一端缠绕一些铜丝,自制了一个简易密度计。他将简易密度计分别放入盛有不同液体的乙、丙两个烧杯中,密度计都会竖立在液体中,浸入液体的深度比为5︰2,下列说法正确的是( )
A.密度计在液体中处于悬浮状态
B.若乙中液体为水,则丙中液体密度为2.5g/cm3
C.乙和丙中液体密度之比为5︰2
D.密度计下底端在乙和丙中所受液体压强之比为5︰2
22.(2025·四川成都·一模)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器重为2N,容器内水的质量为1kg,水的深度为10cm。密度均匀但形状不规则的实心圆柱体A质量为900g,较粗部分横截面积均为40cm2,较细部分横截面积均为20cm2,较粗和较细部分的高度均为10cm。实心圆柱体B的质量为mx(mx的取值不确定,单位为克),底面积为50cm2,高度为12cm。实心圆柱体A和B均不吸水。
(1)求圆柱体A单独放在水平地面上时对地面的压强。
(2)若将圆柱体A竖直缓慢放入容器,释放并稳定后,求物体A静止时水对容器底部的压强。
(3)取出圆柱体A后(不考虑取出过程带走水),若将圆柱体B竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强p(Pa)与mX(g)的函数关系式。
1.(2025·山东淄博·中考真题)小明在厨房清洗樱桃时发现,有的樱桃漂浮在水面上,有的沉底。两颗体积相等的樱桃在水中静止时如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲樱桃所受浮力大于自身重力
B.甲樱桃的质量小于乙樱桃的质量
C.向水中加盐,甲樱桃会下沉
D.向水中加盐,盆底受到的液体压强变小
2.(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
3.(2025·江苏南京·中考真题)如图所示,将同一个鸡蛋先后放入装满液体的甲、乙两个相同杯中,甲杯中鸡蛋漂浮,乙杯中鸡蛋沉底。下列说法正确的是( )
A.与乙杯相比,甲杯中液体密度较小
B.与乙杯相比,甲杯溢出的液体质量较小
C.与甲杯相比,乙杯底部受到的液体压强较大
D.与甲杯相比,乙杯对水平地面的压力较小
4.(2025·西藏·中考真题)如图所示,重力为G的长方体物块悬浮在水中,受到的浮力为,上表面受到水的压强为,压力为;下表面受到水的压强为,压力为。下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
5.(2025·江苏淮安·中考真题)如图甲、乙所示,两个相同的柱形容器内装有两种不同的液体,将两个相同的物体A、B放入容器中,静止时液面刚好相平。下列说法正确的是( )
A.A受到的浮力大于B受到的浮力
B.图甲中液体的密度大于图乙中液体的密度
C.两个柱形容器对水平桌面的压强相等
D.两个容器底部受到的液体的压强相等
6.(2025·辽宁·中考真题)如图,装有适量水的柱形容器静止在水平桌面上,不计质量的弹簧悬挂一不吸水圆柱体,圆柱体浸入水中3cm且处于静止状态,此时弹簧伸长量为8cm。现向柱形容器注水,注水过程中圆柱体缓慢上升,当弹簧恰好恢复原长时,停止注水,圆柱体静止。注水量为2.76 kg且水没有溢出。已知:圆柱体高20 cm、底面积,柱形容器底面积。容器中的水面与注水前相比升高了 cm,圆柱体的密度为 。(,整个过程圆柱体始终未与容器壁接触)
7.(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。
8.(2025·江苏盐城·中考真题)如图所示为全球首个全潜式深远海智能渔业平台,平台为三立柱结构。若立柱浸入海水的总体积为7.5×103m3,则立柱受到的浮力为 N;平台上的风机利用风能工作,风能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,风机每小时可发电4000kW·h,相当于完全燃烧 kg焦炭放出的热量。(q焦炭=3×107J/kg,ρ海水取1×103kg/m3,g取10N/kg)
9.(2018·福建·中考真题)如图,薄壁圆柱形容器A、B放在水平桌面上,分别盛有不同的液体,A、B的底面积之比SA∶SB=2∶1,液面的高度之比hA∶hB=3∶2,液体对两个容器底部的压力大小相等,A、B容器底部受到液体的压强之比pA∶pB= 。若将完全相同的小球分别放入A、B,液面未溢出,静止时,A中的小球悬浮,B中的小球将 (选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)。
10.(2025·山东滨州·中考真题)小滨用托盘天平和量筒测量蜡块的密度。
(1)实验前,小滨先将天平置于水平桌面上,把游码移到标尺左端的 处,发现指针如图甲所示,他应将平衡螺母向 移动,直至天平横梁水平平衡。
(2)天平平衡后,小滨把蜡块放在左盘中,右盘中所放砝码及游码在标尺上的位置如图乙所示时,横梁恢复水平平衡,则蜡块的质量为 g。
(3)由于蜡块形状不规则,小滨进行了如图丙所示的操作:
①向量筒内倒入适量的淡盐水,记下淡盐水的体积为30mL;
②将蜡块轻轻放入量筒中,蜡块漂浮在液面上稳定时,液面上升至40mL;
③再用细钢针将蜡块压入淡盐水中使之浸没,此时液面上升至42mL。
由此可知:蜡块的体积为 cm3,蜡块的密度为 g/cm3。
(4)根据以上实验数据,还能算出淡盐水的密度是 kg/m3。
11.(2025·青海·中考真题)如图所示,“悟空”号全海深AUV是由我国某高校研制的无人无缆潜水器,具备在1.1×m深海自主作业的能力。其质量约为1.3×kg,总体积约为4m³。已知海水密度为1.0×kg/m³,g取10N/kg。求:
(1)“悟空”号的重力;
(2)“悟空”号完全潜入海水时,受到的浮力;
(3)“悟空”号在1.1×104m深海自主作业时所受海水的压强。
12.(2025·山东潍坊·中考真题)如图甲所示,柱形容器的质量,底面积,静置于水平桌面,其底部放置边长的正方体物块。向容器中慢慢注入水,当水的深度时,物块与容器之间恰好无弹力,取,水的密度。
(1)求水的深度时,物块受到的浮力;
(2)求物块的密度;
(3)求水的深度时,容器对桌面的压强;
(4)若注水前,将物块用轻质弹簧悬挂,使物块与容器之间恰好无弹力,如图乙所示。已知该弹簧弹力大小跟其伸长量(或压缩量)之间的关系如图丙所示,向容器中慢慢注入水,直到水面与物块上表面平齐,求水面与物块上表面平齐时水的深度。
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主题二 力学
专项06 浮力的综合应用(解析版)
目 录
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考点一 浮力的基本认识 10
考点二 实验探究—影响浮力大小的因素 12
考点三 计算浮力的大小 15
考点四 阿基米德原理 18
考点五 沉与浮 20
考点六 浮力的应用 23
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1.(2025·四川广安·模拟预测)一个体积为100cm3、质量为80g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 0.8N B.漂浮 1N C.悬浮 0.8N 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,小球会加速上浮,最终漂浮,浮力等于重力为0.8N,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.(2025·四川成都·模拟预测)了解我国科技发展成就,关注身边的物理,是物理学习的基本要求。下列数据,符合实际的是( )
A.家用电热毯的功率约为700W
B.微波炉工作1h耗电8kW•h
C.洗衣机工作时的电流约为10A
D.福建舰受到的浮力约为8×108N
【答案】D
【详解】A.家用电热毯功率通常较小,一般在40W−100W左右,700W功率过大,故A不符合题意;
B.微波炉功率约为1kW,工作1h耗电
故B不符合题意;
C.洗衣机工作时的电流约为1~3A,故C不符合题意;
D.福建舰的排水量约为,其受到的浮力约为
故D符合题意。
故选D。
3.(2025·四川达州·模拟预测)小李用溢水杯和弹簧测力计测量鸡蛋的密度。如图甲所示,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G1;如图乙所示,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G2。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F1和F2,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.根据物体的浮沉条件可知,鸡蛋在水中沉底,其受到的浮力与鸡蛋的重力之间的关系为
鸡蛋在盐水中漂浮,其受到的浮力与鸡蛋的重力之间的关系为
故有,故A错误;
B.根据可知,鸡蛋在水中受到的浮力
此时鸡蛋沉底,其体积等于其排开水的体积,则鸡蛋的体积,故B正确;
CD.根据可知,鸡蛋在盐水中受到的浮力
因为
所以鸡蛋受到的重力
则鸡蛋的质量
则鸡蛋的密度,故CD错误。
故选B。
4.(2025·四川广安·三模)海洋内部的海水密度并不是完全相同的,如图所示,在个别海域的海水存在左侧密度大、右侧密度小的情况,俗称“海底断崖”。当海底的潜水艇巡逻时( )
A.遭遇到海底断崖后所受浮力不变
B.以海底的礁石为参照物,潜水艇是静止的
C.潜水艇持续下潜时所受水的压强增大
D.若潜水艇上表面遇到高速洋流时,潜水艇的下表面比上表面所受水的压强小
【答案】C
【详解】A.遭遇到海底断崖后,潜水艇排开的水的体积不变,海水的密度变小,根据可知所受浮力变小,故A不符合题意;
B.以海底的礁石为参照物,潜水艇和海底礁石之间发生了位置的变化,是运动的,故B不符合题意;
C.潜水艇浸没在水中下沉时,所处的深度变大,根据可知受水的压强变大,故C符合题意;
D.若潜水艇上表面遇到高速洋流时,上表面受到的压强小;潜水艇的下表面洋流的速度小,压强大,所以下表面比上表面所受水的压强大,故D不符合题意。
故选C。
5.(2025·黑龙江哈尔滨·二模)如图所示,把一只苹果丢入水中,发现苹果下沉一段距离后,又向上运动,最终漂浮在水面上,下列分析正确的是( )
A.苹果的密度小于水的密度
B.在下沉的过程中,苹果受到水的浮力减小
C.在水面漂浮时,苹果受到的浮力大于它受到的重力
D.在下沉的过程中,如果重力突然消失,苹果仍然受到浮力
【答案】A
【详解】A.苹果最终漂浮在水面上,说明苹果的密度小于水的密度,故A正确;
B.由知道,浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,苹果在下沉的过程中苹果完全浸没,液体的密度和排开液体的体积都没有发生变化,所以受到水的浮力不变,故B错误;
C.在水面漂浮时,苹果保持静止,受力平衡,受到的浮力等于它受到的重力,故C错误;
D.在下沉的过程中,如果重力突然消失,即,根据阿基米德原理,浮力消失,故D错误。
故选A。
6.(2025·四川内江·模拟预测)我国055型驱逐舰首舰南昌舰的排水量为12000t,表示它浮在海面上排开的海水质量是12000t。此时舰船所受的浮力是 N,若舰船从海洋驶入长江,吃水深度将 (选填“变大”,“变小”或“不变”)。
【答案】 变大
【详解】[1] 驱逐舰排开水的质量
根据阿基米德原理可知,驱逐舰受到的浮力
[2]驱逐舰在海中行驶时,处于漂浮状态,浮力等于重力;驱逐舰在长江中行驶时,处于漂浮状态,浮力等于重力,所以驱逐舰从海洋驶入长江时,所受的浮力不变,但是根据阿基米德原理可得,由于液体密度变小,故排开水的体积增大,舰船的吃水深度变大。
7.(2025·四川广安·模拟预测)“星河连西溪,不夜宾城里”于2025年1月25日正式开街。如图是賓城里的游船,游船满载时排水量为50t,满载时游船所受的浮力是 N(),当游船里的乘客全部下船之后,船底受到的水的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 变小
【详解】[1]根据阿基米德原理,浮力等于排开水的重力
[2]游船始终漂浮,浮力与其总重力相等,乘客下船后,游船总重力减小,浮力减小,排开水的体积减小,船会上浮,船底所处的水的深度变小。根据液体压强公式,水的密度ρ不变,深度h变小,故船底受到的水的压强变小。
8.(2025·四川达州·模拟预测)如图所示,将重为12N的正方体木块放入装有水的烧杯中,静止后木块没入水中的体积占总体积的3/5,则木块受到的浮力是 N,木块的密度为 kg/m3;若要将木块全部浸入水中,需要再施加 N的压力。
【答案】 12 0.6×103 8
【详解】[1]木块在水面静止后没入水中的体积占总体积的3/5,所以木块处于漂浮状态。木块受到的浮力等于重力。
[2]由得,木块浸在水中的体积
木块的体积
木块的质量
木块的密度
[3] 将木块全部浸入水中,它所受浮力
木块全部浸入水中时,它受到重力、浮力、压力,它们之间的关系
此时木块所受压力
9.(2025·四川南充·模拟预测)小明设计了如图所示的装置测量某金属块B的密度,金属块B未放入量筒时,水面位置如图甲所示,将金属块B完全浸没在水中时,水面升高至如图乙所示的位置。则金属块B所受的浮力为 ;当动滑轮下方所挂钩码A的总质量为220g时,A、B在图示位置达到平衡,则金属块B的密度是 。(已知每个滑轮的质量为20g,,绳重与摩擦均不计。)
【答案】
【详解】[1]由图甲和图乙得,甲图中水的体积为30mL,乙图中金属块B和水的总体积为40mL,则金属块B的体积
由于金属块浸没水中,则
此时受到的浮力为
[2]由题意知,钩码A的质量为mA=220g=0.22kg
动滑轮的质量为m动=20g=0.02kg
则总重力为
由图乙知,绳子段数,绳重与摩擦均不计时,金属块B对绳子自由端的拉力为
根据相互作用力的特点可知,细绳对金属块B的拉力
由于金属块浸没水中时,受到平衡力作用,即
金属块B的质量为
则金属块B的密度为
10.(2025·四川遂宁·二模)小云实验小组用如图甲所示的实验装置“探究浮力的大小与哪些因素有关”。
(1)由图甲可知物体的体积是 m3;
(2)分析a、b、c三次实验可知:浸在液体中的物体受到浮力的大小与 有关;
(3)分析 三次实验可知:浸在液体中的物体受到浮力的大小与浸没深度无关;
(4)该小组另一位同学,又用获得的数据求出了图甲e实验中液体的密度为 kg/m3;
(5)完成上述实验后,小云又利用如图乙所示的装置来测量某金属块的密度,实验过程如下:
①将空烧杯漂浮在水槽内,用刻度尺测得水面高度为h1;
②将金属块放在烧杯内,用刻度尺测得水面的高度为h2;
③将烧杯内的金属块拿出直接放入水中,用刻度尺测得水面高度为h3;(图未画出);
④金属块的密度金属= (用水、h1、h2、h3表示)。
【答案】(1)
(2)排开液体的体积
(3)a、c、d
(4)
(5)
【详解】(1)由图甲数据和称重法可得,物体浸没在水中受到的浮力为
浸没时物体排开水的体积等于物体的体积,根据阿基米德原理可得,物体的体积为
(2)分析a、b、c三次实验,液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,据称重法知,物体所受的浮力也不同,所以浸在液体中的物体受到的浮力与排开液体的体积有关。
(3)要探究浸在液体中的物体受到浮力的大小与浸没深度是否有关,根据控制变量法,需控制液体的密度和物体排开液体的体积相同,而物体浸没深度不同,故可探究a、c、d三次实验;a、c、d三次实验中,物体浸没水中的深度不同,排开水的体积相同,测力计的示数相同,即所受的浮力相同,所以浸在液体中,物体受到的浮力与浸没的深度无关。
(4)图e中,物体浸没在液体中,测力计的示数为1.6N,物体所受的浮力
浸没在液体中,排开液体的体积等于自身的体积,所以液体的密度
(5)放入金属块前后,烧杯都漂浮,受到的浮力都等于自身的重力,则放入金属块前后,浮力的变化量等于金属块的重力,而浮力的变化量
所以金属块的重力
将烧杯中的金属块放入水中,用刻度尺没得水面高度为h3。则金属块的体积V金属=S容(h3-h1)
金属块的密度
11.(2025·四川宜宾·模拟预测)如图,轻质杠杆AB可绕O点转动,在A、B两端分别挂有边长为10cm,重力为20N的完全相同的两正方体C、D,OA∶OB=4∶3;当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时,杠杆恰好水平静止,A、B两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态。(g=10N/kg)求:
(1)物体C的密度;
(2)物体C受到的浮力;
(3)物体D对地面的压强。
【答案】(1)2×103kg/m3
(2)8N
(3)400Pa
【详解】(1)物体C的体积为
物体C的质量为
则物体C的密度
(2)物体C排开水的体积为
则物体C受到的浮力
(3)根据力的平衡条件,杠杆A端绳子的拉力为
根据杠杆平衡条件则有,则杠杆B端绳子的拉力为
则物体D受到地面的支持力为
根据相互作用力条件,物体D对地面的压力为
则物体D对地面的压强
12.(2025·四川成都·三模)小静在厨房观察到了一个有趣的现象,她把一些苹果放入盛满水的盆子清洗时,从盆中溢出的水会流入底部密封的水槽内。取出苹果后,盆子浮了起来。小静经过思考,建立了以下模型来研究盆子浮起来的条件。如图所示,足够高的圆柱形容器A放在水平面上,内放一个装满水的圆柱形容器B(B厚度不计,且与A底部未紧密贴合)。容器A底面积为,容器B质量为,底面积为,高度为。正方体木块边长为,密度为。,忽略木块吸水、沾水和液体扰动等因素。求:
(1)容器B中所装水的质量;
(2)将木块以水平姿态缓慢放入容器B中,当木块最终静止后,再将木块竖直向上提升,此时木块受到的浮力大小;
(3)把木块取出,再从B容器中抽取水,并注入到容器A中,水对A容器底部产生的压强p与抽取水的质量的函数关系式。(直到将水抽取完)
【答案】(1)4kg
(2)3N
(3)p=2000Pa+1000mxPa(0≤mx≤4kg)
【详解】(1)容器B中所装水的体积
容器B中所装水的质量
(2)已知木块边长a=10cm=0.1m
则木块体积V木=a3=(0.1m)3=1×10−3m3
木块密度ρ木 =0.5g/cm3=0.5×103kg/m3
根据G=mg=ρ木V木g,可得木块重力 G木=ρ木V木g=0.5×103kg/m3×1×10−3m3×10N/kg=5N
若木块浸没在水中,根据F浮=ρ水gV排(V排=V木),可得此时木块受到的浮力F浮=ρ水gV木=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10−3m3=10N
因为F浮>G木,所以木块在水中漂浮。 根据物体漂浮时F浮=G木,可得木块漂浮时排开水的体积V排1,由F浮=ρ水gV排1=G木,则
木块提升2cm,则排开水的体积减少 ΔV=S木×Δh=(0.1m)2×0.02m=2×10−4m3
此时排开水的体积V排2=V排1−ΔV=5×10−4m3−2×10−4m3=3×10−4m3
根据F浮=ρ水gV排,可得此时木块受到的浮力F浮2=ρ水gV排2 =1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10−4m3=3N
(3)设抽取水的质量为mx,则抽取水的体积。将水从B容器抽到A容器中,A容器中水上升的高度(因为B容器在A容器中,水上升的底面积为SA−SB)。原来B容器中水的深度h=0.2m,则此时A容器中水的深度
根据液体压强公式p=ρ水gH,可得
已知SA=300cm2=300×10−4m2 ,SB=200cm2=200×10−4m2, ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,代入上式可得
则(0≤mx≤4kg)
综上,容器B中所装水的质量为4kg;木块竖直向上提升2cm时受到的浮力大小为3N;水对A容器底部产生的压强p与抽取水的质量mx的函数关系式为p=2000Pa+1000mxPa(0≤mx≤4kg)
考点一 浮力的基本认识
1.(2025·四川宜宾·二模)2025年4月24日,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号F遥二十运载火箭将“神舟二十号”载人飞船成功发射,如图所示,下列有关说法正确的是( )
A.火箭载着飞船加速升空过程,其惯性增大
B.飞船在太空飞行时受到了浮力作用
C.飞船绕地球飞行时,处于非平衡状态
D.宇航员在空间站里可通过做俯卧撑达到锻炼身体的目的
【答案】C
【详解】A.火箭载着飞船加速升空过程,其质量不变,惯性不变,故A错误;
B.太空中是真空,飞船在太空飞行时不受浮力作用,故B错误;
C.飞船绕地球飞行时,运动状态在不断改变,受力不平衡,处于非平衡状态,故C正确;
D.空间站里的宇航员处于失重状态,宇航员在空间站里做俯卧撑只需要用很小的力就可以完成,不能达到锻炼身体的目的,故D错误。
故选C。
2.(2025·四川成都·一模)如图甲、乙所示,这是小明准备自制一个简易密度计所用的铜丝和铅笔。小明将铜丝放入水中后沉入水底,此时铜丝 (选填“受”或“不受”)浮力,将铜丝紧密地绕在铅笔末端,然后将其放入水中,发现铅笔处于漂浮状态并保持竖直静止,此时这个简易密度计所受浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)其总重力。
【答案】 受 等于
【详解】[1]根据浮力产生的原因可知,铜丝沉入水底时仍然受到水的浮力作用,只是此时铜丝的重力大于浮力导致其下沉。
[2]当铅笔处于漂浮状态时,根据二力平衡条件,此时这个简易密度计所受的浮力等于其总重力。
3.(2024·四川成都·二模)下列物体受到了浮力的是( )
A.静止在湍急河水中的柱形桥墩 B.正在水中加速下落的一块大石头
C.“飘”在太空中的天宫空间站 D.空间站里面被放在水中的乒乓球
【答案】B
【详解】A.大桥的桥墩由于底面埋在淤泥下,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,故A不符合题意;
B.水中加速下沉的石头,其中上表面受到的压力大于下表面受到的压力,所以石头受到浮力作用,故B符合题意;
C.太空中没有空气,太空中的天宫空间站不受浮力,故C不符合题意;
D.太空中是接近于完全失重状态,浮力是物体的上下表面所受压力差,空间站里面被放在水中的乒乓球和水都处于失重状态,二者没有相互作用力,因此乒乓球不受浮力,故D不符合题意。
故选B。
考点二 实验探究—影响浮力大小的因素
4.(2025·四川德阳·二模)探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验装置与步骤如图所示:
(1)图B中,此时金属块受到的浮力为 N;
(2)分析图B、C数据可得:物体在液体中受到浮力的大小与 有关;
(3)图D小桶内液体的重力为 N;
(4)请推测图A、B、C中电子秤的示数大小关系m1 m2 m3。(两空均选填“>”、“<”或“=”)
【答案】(1)0.6
(2)排开液体的体积
(3)0.8
(4) = =
【详解】(1)根据称重法测量浮力可知,图B中,此时金属块受到的浮力为
(2)分析图B、C数据可得,排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不变,则说明浮力的大小不同,说明 浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(3)根据阿基米德原理可知,图D小桶内液体的重力为
(4)根据阿基米德原理可知,排开液体的重力等于物体受到的浮力。根据力的作用是相互的可知,液体对物体的浮力等于物体对液体的压力,则物体对液体的压力大小等于排开液体的重力,即物体放入液体中增加的压力与排出到小桶中液体的重力相等,所以B、C中容器对电子秤的压力不变,依然等于A中容器对电子秤的压力,所以A、B、C中电子秤的示数大小相等,即m1=m2=m3。
5.(2025·四川成都·二模)小聪和小明用弹簧测力计和实心圆柱体A探究“浮力的大小与哪些因素有关”,如图甲、、、、是他们的实验情景及步骤(g取)。
(1)通过 两次实验,可以探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系。
(2)分析实验步骤、、、,可以说明浮力大小跟 有关。
(3)要探究物体所受浮力大小与液体密度的关系,应该选择 两次实验。
(4)在利用某种液体进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图乙所示弹簧测力计读数与圆柱体A下表面浸入深度的关系图像,则该液体的密度为 。
(5)小聪和小明又找来薄铜片,探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他们的实验步骤如下:
步骤一:将铜片放入盛水的容器中,铜片下沉至容器底;
步骤二:将铜片弯成“碗状”再放入盛水的容器中,“铜碗”漂浮在水面上;
小明得出结论:物体受到的浮力与其形状有关。小聪认为小明得出的结论错误,原因是 。
【答案】(1)c和d
(2)排开液体的体积
(3) c和e
(4)800
(5) 见解析
【详解】(1)探究浮力大小与浸没深度的关系。需要选择物体完全浸没但深度不同的两次实验,且液体的密度相等。 c和d都浸没在水中,深度不同,弹簧测力计的示数相同,说明物体所受浮力大小与浸没深度无关。
(2)a:物体在空气中,测物体重力G。 b:物体部分浸入水中,测力计示数减小,说明物体受浮力。 c:物体浸没在水中,测力计示数进一步减小,浮力增大。 d:物体浸没后深度增加,测力计示数不再变化,浮力不再增大。 结论:浮力大小与物体排开液体的体积有关,跟浸没在液体中的深度无关。
(3)探究物体所受浮力大小与液体密度的关系,需要选择物体浸入相同体积但液体密度不同的两次实验。 由图可知,应选择c和e。
(4)由图甲a和d可得圆柱体A的体积
由图乙可知,物体浸没在某种液体中所受浮力
由阿基米德原理可求某种液体的密度
(5)铜片下沉是因为其密度大于水,浮力小于重力。 弯成“碗状”后,能排开更多水,浮力增大是因为排开水的体积增大,而非形状本身。 小明得出错误结论的原因是:形状改变的同时排开液体的体积也改变了,没有控制排开液体的体积相同。
6.(2025·四川成都·二模)小亮利用如图所示的装置来探究影响浮力大小的因素。(g取10N/kg)
(1)甲图中,物块静止时受到的重力与弹簧测力计对物块的拉力是一对 力。
(2)物块浸没在水中时受到的浮力为 N。
(3)比较甲丁戊三图可知,在排开液体体积相同的情况下,物块所受浮力大小与液体的 有关。
(4)同组的小张同学通过甲乙丙三次实验得出结论:物块所受浮力大小与物块所处的深度有关。小张同学得出这个错误结论的原因是 。
(5)同学们在学习了阿基米德原理后,结合图中的测量数据及水的密度还计算出了其他一些物理量,下列不能通过以上方法计算得出的是___________。
A.物块的密度 B.物块的体积 C.盐水的密度 D.盐水的体积
【答案】(1)平衡
(2)2
(3)密度
(4)没有控制排开液体的体积相同
(5)D
【详解】(1)甲图中物块静止时,重力与弹簧测力计的拉力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,属于一对“平衡力”。
(2)从甲图可知物块重力为3N,从丙图可知物块浸没在水中时弹簧测力计示数为1 N,由称重法得浮力为
(3)比较丁(示数1 N)和戊(示数0.8 N)可知在排开液体体积相同的情况下,浮力随液体密度增大而增大,故浮力大小与液体的“密度”有关。
(4)小张得出“浮力随深度而变”的错误原因在于:实验中没有保持“浸入(或排开)液体体积相同”,物块浸入深度改变的同时排开液体的体积也发生了变化。
(5)A.根据甲、丁两图可知物体在水中受到的浮力,根据可得物块的体积,故A不符合题意;
B.根据甲可知物体的重力,根据G=mg可知物体的质量,结合A选项可得出物块的密度,故B不符合题意;
CD.根据甲、戌两图可知物体在盐水中受到的浮力,由A已知物体的体积,根据可得盐水的密度,而盐水的质量等不可知,因此无法得到盐水的体积,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
考点三 计算浮力的大小
7.(2025·四川广元·二模)小夏同学用弹簧测力计挂一形状规则的实心圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,并根据数据绘制了如图所示的圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。经分析得到圆柱体浸没在水中时受到的浮力为 N,圆柱体的底面积为 cm2。(ρ水=1.0g/cm3,g=10N/kg)忽略容器中水面高度的变化。
【答案】 8 200
【详解】[1]由图乙可知,1~3cm,圆柱体未接触水面,弹簧测力计读数F等于圆柱体的重力G=12N。3~7cm,圆柱体部分浸入水中,弹簧测力计读数F逐渐减小,所受浮力逐渐增大。7~9cm,圆柱体完全浸没在水中,弹簧测力计读数F=4N保持不变,浮力大小不再变化。由称重法测浮力可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力
[2]圆柱体完全浸没时,排开水的体积等于圆柱体的体积,则圆柱体的体积
由图乙可知,圆柱体从接触水面到刚好浸没时下降的高度h=7cm-3cm=4cm
忽略容器中水面高度的变化,则圆柱体的高度h柱=h=4cm
圆柱体的底面积
8.(2024·四川达州·二模)如图甲所示,在容器中装入适量的水,将物体A放入水中时沉底,A的密度是水的密度的3倍,如图乙所示,取出A,将物体B放入该杯水中时B有一半的体积露出水面,如图丙所示,取出B,将物体A用细线系在物体B的下方,再放入该杯水中时,物体B有三分之一的体积露出水面(忽略物体取出过程中表面附着的水,物体均不具有吸水性),则物体B的密度是 ,则两物体的体积= ,乙、丙两图放入物块前后液体对容器底部压强增量之比= 。
【答案】
【详解】[1]B物体在水中处于漂浮状态且有一半的体积露出水面,根据漂浮条件可知
根据和可得
即
所以
[2]根据阿基米德原理可知,B漂浮时,受到的浮力为
A和B为整体时,根据漂浮条件可知,A和B一起漂浮时受到的浮力为
即
解得
即两物体的体积。
[3]根据两次都是物体漂浮,柱形容器底增大压力等于物体受到浮力给水的反作用力,而浮力等于物体的重力;根据公式,则压强增量之比等于压力增量之比,等于增加物体的重力之比,即
9.(2025·四川宜宾·一模)在物理实验操作考试中,小马同学用弹簧测力计悬挂一个圆柱体物块,使物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示;然后匀速放下物块,此过程中弹簧测力计示数与物块下表面浸入水中的深度的关系如图乙所示,弹簧测力计始终在水面上方,实验过程中水始终未溢出(水的密度为,取),求:
(1)物块的质量;
(2)物块受到的最大浮力;
(3)物块的密度;
(4)物块刚好浸没时,物块下表面受到的水的压强。
【答案】(1)1.2kg
(2)2N
(3)
(4)400Pa
【详解】(1)由图像知,物块浸入水中前弹簧测力计的示数为12N,即物块的重力为12N,G=12N,根据G=mg得,物块的质量
(2)物块浸没时,排开水体积保持不变,且最大,根据F浮=ρ液gV排可知,物块所受浮力保持不变,且最大,则弹簧测力计的示数保持不变,由图像知,此时弹簧测力计的示数为F示=10 N
所以物块受到的最大浮力 F浮=G−F示=12N−10N =2N
(3)物块浸没时排开水的体积等于物块的体积,故物块的体积
物块的密度
(4)由图像可知,物块刚好浸没时,物块下表面浸入水中的深度
物块下表面受到的水的压强
答:(1)物块的质量为1.2;
(2)物块受到的最大浮力为;
(3)物块的密度为;
(4)物块刚好浸没时,物块下表面受到的水的压强为。
10.(2025·四川自贡·模拟预测)小晨发现一个质量为1.6kg、不吸水的新型圆台体建筑材料,他只有量程为5N的弹簧测力计,设计了如图所示装置进行实验。一容器M内盛有一定量的水,容器M置于水平地面,当轻质杠杆在水平位置平衡时竖直向上的拉力F为1.5N,此时材料浸没在水中静止且未触底()求:
(1)材料受到的重力;
(2)材料受到的浮力;
(3)材料的密度。
【答案】(1)16N
(2)10N
(3)
【详解】(1)材料受到的重力
(2)设绳子对杠杆的拉力为,根据杠杆的平衡条件可得,绳子对杠杆的拉力为
由图可知,绳子对材料的拉力等于绳子对杠杆的拉力,即
材料受到的浮力
(3)材料的体积等于它浸没时排开水的体积,材料的体积
材料的密度
考点四 阿基米德原理
11.(17-18八年级下·黑龙江大庆·期末)一个小球所受的重力为10N。将它浸没在水中时,所排开的水的重力为20N。那么小球浸没时受到的浮力大小为 N,放开手后,物体将 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)。
【答案】 20 上浮
【详解】[1][2]根据题意可知,小球浸没在水中,小球排开的水重为20N,由阿基米德原理可知,受到的浮力大小为
由于G球=10N,即,故放手后小球将上浮。
12.(2025·四川绵阳·模拟预测)2025年3月中国海军在亚丁湾护航时,补给舰千岛湖号在给驱逐舰长沙号进行油水补给时,两舰并排行驶时间距较远,这是因为若靠得过近,彼此间海水流速会很大,导致压强很 ,压力差会使舰艇发生碰撞;综合补给舰千岛湖号,该舰的满载排水量约为28000t,它满载时所受的浮力约为 N。(g=10N/kg)
【答案】 小 2.8×108
【详解】[1]根据流体压强与流速的关系:流体流速大的位置压强小,两舰靠得过近时,彼此间海水流速很大,所以两舰间的压强很小,两舰外侧的压强较大,从而形成向内的压强差,产生压力差,使舰艇靠拢,发生碰撞,所以两并排行驶的舰艇编队应间距较远。
[2]该舰满载时排开水的重力
由阿基米德原理可得,它满载时所受的浮力
13.(2025·四川南充·三模)学校课外物理实践小组利用家中常见的物品筷子、刻度尺、杯子和水,巧妙地测量小石块的密度,实验过程如下:
(1)如图甲所示,用细绳将筷子悬挂,筷子静止处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态;
(2)要使筷子在水平位置平衡,应将悬挂点向 调节(选填“左”或“右”),直至筷子在水平位置平衡,标记支点的位置为O。如图乙所示重物悬挂在筷子A处,移动石块悬挂在筷子B处,此时筷子在水平位置恢复平衡,用刻度尺分别测得OA、OB的长度为7cm和5cm;
(3)保持重物的悬挂点位置A不变,将小石块浸没在盛有适量水的杯中,如图丙所示,调整小石块的悬挂点位置(且未与杯底、杯壁接触),直至筷子在水平位置再次平衡,用刻度尺测得OC的长度为8cm;
(4)测得石块的密度为 (结果保留两位有效数字)。
【答案】 平衡 右 2.7
【详解】[1]甲图中杠杆处于静止状态,静止状态属于平衡状态。
[2]根据甲图,杠杆右端下沉,表明右端要重一些,故需要将细线向右进行调节。
[3]小石块完全浸没,是为了保证排开水的体积等于石块的体积;
根据乙图杠杆平衡的条件,即
即
则
根据丙图杠杆平衡的条件,即
即
则
所以
解得
根据,石块此时全浸没,,可得
解得
考点五 沉与浮
14.(2025·四川南充·一模)一个重5N的木块漂浮在水面上,它受到的浮力大小为 N,若向水中加盐,木块受到的浮力将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 5 不变
【详解】[1]根据物体浮沉条件可得,木块漂浮在水面上,则木块受到水的浮力为
[2]如果在水中加入一些盐,水的密度变大,根据物体的浮沉条件可知,木块静止后仍然在水中漂浮,木块受到的浮力等于其重力,木块的重力不变,所以木块受到的浮力不变。
15.(2025·四川宜宾·模拟预测)如图所示,将重为6N的木块放入未装满水的烧杯中,静止后木块露出水面的体积占总体积的,则下列判断正确的是(,g取10N/kg)( )
A.木块所受的浮力是6N
B.放入木块前后,烧杯底受到水的压强不变
C.木块的密度为
D.若要将木块全部浸入水中,则应该施加竖直向下4N的压力
【答案】ACD
【详解】A.由题意可知,木块漂浮在水面上,因此浮力为
故A正确;
B.放入木块后,木块浸入水中一部分体积,使烧杯中水面上升,水的密度不变,根据可知,烧杯底受到水的压强变大,故B错误;
C.木块排开液体的体积为
因为静止后木块露出水面的体积占总体积的,即
则排开水的体积为
木块的体积为
木块的质量为
木块的密度为
故C正确;
D.若要将木块全部浸入水中,此时木块排开水的体积等于木块的体积,此时的浮力为
则应该施加竖直向下的压力
故D正确。
故选ACD。
16.(2025·四川南充·模拟预测)“彩球温度计”是一种现代居家饰品,如图所示。“彩球温度计”中装有某种特定液体(液体的密度随温度升高而变小)。如图,当该液体温度为19℃时,质量为6g的小球b悬浮,b标记“19℃”;另外两个小球分别标记“15℃”“23℃”,当小球悬浮时,它标记的温度与液体温度相等。三幅图中的小球体积大小相同且均处于静止状态,忽略小球体积变化,g取。下列说法不正确的是( )
A.图甲中b受到的浮力为
B.乙中液体温度的范围可能是16℃~18℃
C.图丙中液体温度可以超过24℃
D.当液体温度在15℃~19℃范围内变化时,b静止时所受浮力先减小后不变
【答案】D
【详解】由重力公式可得小球b的重力
图甲中,b处于悬浮状态,根据物体的悬浮条件可知,b受到的浮力为0.06N,故A正确,不符合题意;
B.图乙中小球c沉底,由浮沉条件可知,则当c球悬浮时,对应的液体密度等于c球的密度大于图乙中液体的密度,因液体的密度随温度降低而变大,所以乙中液体的温度比15℃高,而b球漂浮在乙液体中,所以乙中液体的温度比19℃低,所以乙中液体温度的范围可能是16℃~18℃,故B正确,不符合题意;
C.由图丙可知,三个小球都下沉,由“环境温度越高时,液体的密度变小,浮力变小,悬浮的小球会下沉”可知液体的温度比23℃还高,因此图丙中液体温度可以超过24℃,故C正确,不符合题意;
D.当液体的温度在19℃时,小球b悬浮,当液体温度小于19℃时,液体的密度变大,小球b将上浮,最终漂浮,此时小球所受浮力等于重力,所以当液体的温度在15℃~19℃范围内变化时,b静止时所受浮力不变,故D错误,符合题意。
故选D。
17.(2025·四川成都·一模)如图所示,一足够高的底面为正方形的薄壁容器放在水平桌面上,正方形的边长为10cm,容器内某液体的质量为2000g,液体的深度为10cm。实心圆柱体A质量为600g,底面积为20cm2,高度为20cm且不吸水,常数g=10N/kg。
(1)求液体的密度;
(2)若将圆柱体A竖直放入容器内,请分析圆柱体A静止时所处的状态(请写出详细分析过程),并算出此时圆柱体A受到的浮力大小;
(3)若在第(2)问的基础上将A竖直向上提升1cm,求静止时液体对容器底部的压强p。
【答案】(1)
(2)5N
(3)
【详解】(1)液体的体积
则液体的密度
(2)圆柱体A密度
圆柱体的密度比液体密度小,所以当液体足够深时,圆柱体可以漂浮,根据漂浮的条件知,浮力F浮=G=mg=0.6kg×10N/kg=6N
根据阿基米德原理知,此时排开液体的体积
因而此时液体的深度为
圆柱体浸入的深度
液体深度小于物体浸入的深度,不能够漂浮;设此时液体的深度为,则有
解得,则此时的浮力
(3)若在第(2)问的基础上将A竖直向上提升1cm,设液面下降高度为,则有
解得,则静止时液体深度为
则静止时液体对容器底部的压强
考点六 浮力的应用
18.(2025·四川内江·模拟预测)轮船从大海驶入长江,轮船受到的浮力 (均选填“变大”“变小”或“不变”),整个船身将 (选填“上浮”或“下沉”)一些。
【答案】 不变 下沉
【详解】[1][2]轮船从大海驶入长江,仍然漂浮,受到的浮力等于船的重力,船的重力不变,所以受到的浮力不变,水的密度变小,由可知,轮船排开水的体积变大,整个船身将下沉一些。
19.(2025·四川成都·二模)模拟潜水艇工作原理的装置如图所示,模拟装置在水面下下潜时,所受浮力大小将 。若要使模拟装置上浮,应该用注射器 (选填“向内压入”或“向外抽出”)空气。
【答案】 不变 向内压入
【详解】[1]潜水艇模拟装置在水下下潜过程中,潜水艇的体积不变,排开水的体积不变,由可知,潜水艇受到水的浮力不变。
[2]如果想要模拟潜水艇的试管上浮,由于浮力不变,根据物体上浮条件可知潜水艇自重G应减小,所以,试管里的一部分水应排出,所以,应该向内压入空气。
20.(2025·四川绵阳·二模)如图甲所示,一根一端封闭、粗细均匀的玻璃管内装一些铁沙,使其能竖直漂浮在水中。在玻璃管与水面交界处画上刻线并标记为1.0。表示这个位置对应的液体密度为水的密度的1.0倍。则( )
A.若用上述方法在玻璃管上依次标记0.7、0.8、0.9、1.1、1.2、1.3、…...的刻线,分别表示液体密度与水的密度的比值,则数值越小的刻线越靠下
B.将该密度计放入密度为0.8~1.2g/cm3的不同液体中,浸入的深度h与液体密度之间的关系应符合图乙中图线c
C.图乙中h1.0的位置在h0.8~1.2的中点
D.为使该简易密度计测量水和酒精的密度时,两条刻度线间的距离大一些,应增大玻璃管和铁沙的总质量,或换用横截面积更小的玻璃管
【答案】D
【详解】A.装铁沙后玻璃管(密度计)一直漂浮在液体中,受到的浮力等于总重力,密度计重力不变,则受到的浮力不变,液体密度越大,排开液体体积越小,粗细均匀的玻璃管浸入液体中的深度越小,所以按照题干中的方法。在玻璃管上依次标记0.7、0.8、0.9、1.1、1.2、1.3、…...的刻线,分别表示液体密度与水的密度的比值,则数值越小的刻线越靠上,数值越大的刻线越靠下,故A不符合题意;
B.将该密度计放入密度为0.8~1.2g/cm3的不同液体中,密度计始终漂浮,则受到的浮力不变,密度计是用粗细均匀的玻璃管和铁沙做的,根据和V=Sh可知,密度计浸入的深度h与液体密度之间的关系为
浮力不变,玻璃管底面积不变,则密度计浸入的深度h与液体密度成反比,应符合图乙中图线a,故B不符合题意;
C.ρ1.0的位置在ρ0.8~1.2的中点,由B已知,密度计浸入的深度h与液体密度之间的关系是图乙中的a,结合该图像可知,图乙中h1.0的位置不在h0.8~1.2的中点,应该偏向h1.2,故C不符合题意;
D.根据密度计浸入的深度h与液体密度之间的关系可知,为使该简易密度计测量水和酒精的密度时,两条刻度线间的距离大一些,在液体密度和密度计底面积不变时,应增大浮力,即应增大玻璃管和铁沙的总质量;或在密度计浮力和液体密度不变时,换用横截面积更小的玻璃管。故D符合题意。
故选D。
21.(2023·四川广元·二模)在学习了如图甲所示的密度计后,小张在木棒的一端缠绕一些铜丝,自制了一个简易密度计。他将简易密度计分别放入盛有不同液体的乙、丙两个烧杯中,密度计都会竖立在液体中,浸入液体的深度比为5︰2,下列说法正确的是( )
A.密度计在液体中处于悬浮状态
B.若乙中液体为水,则丙中液体密度为2.5g/cm3
C.乙和丙中液体密度之比为5︰2
D.密度计下底端在乙和丙中所受液体压强之比为5︰2
【答案】B
【详解】A.密度计有一部分体积没有浸在水中,所以密度计在液体中处于漂浮状态,故A错误;
B.密度计漂浮,浮力等于重力,所以在乙和丙中,密度计受到的浮力大小相等,浸入液体的深度比为5︰2,横截面积相同,所以排开液体的体积比为5︰2,则有
故B正确;
C.由B可知乙中液体和丙中液体的密度之比为
故C错误;
D.浮力指的是物体上下表面受到的压力差,密度计上表面没有受到水的压力,所以密度计下表面受到水的压力等于浮力,由B可知,密度计下底端在乙和丙中所受液体压力相等,密度计底面积相同,由可知,密度计下底端在乙和丙中所受液体压强相等,故D错误。
故选B。
22.(2025·四川成都·一模)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器重为2N,容器内水的质量为1kg,水的深度为10cm。密度均匀但形状不规则的实心圆柱体A质量为900g,较粗部分横截面积均为40cm2,较细部分横截面积均为20cm2,较粗和较细部分的高度均为10cm。实心圆柱体B的质量为mx(mx的取值不确定,单位为克),底面积为50cm2,高度为12cm。实心圆柱体A和B均不吸水。
(1)求圆柱体A单独放在水平地面上时对地面的压强。
(2)若将圆柱体A竖直缓慢放入容器,释放并稳定后,求物体A静止时水对容器底部的压强。
(3)取出圆柱体A后(不考虑取出过程带走水),若将圆柱体B竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强p(Pa)与mX(g)的函数关系式。
【答案】(1)
(2)
(3)见解析
【详解】(1)圆柱体A放在水平地面上对地面的压强
(2)柱体A的总体积
物体A的密度
所以物体A在水中沉底,容器的底面积
水的体积
要使柱体A全部浸没至少需要的水的体积
故柱体没有全部浸没,设容器放入柱体A后,容器中水的深度,则有
即
解得
物体A静止时水对容器底部的压强
(3)①当圆柱体B的密度小于水的密度时,若在水中处于漂浮状态,浸入水中的深度为,引起的液面变化为,则有
即
解得,因为
故在原容器放入B之前水面的部分为6cm即可满足假设,因为容器中原来有水10cm,所以B放入后没有触底,所以此时水对容器底部的压强的关系式为
②圆柱体B的密度大于等于水的密度时,圆柱体B处于沉底状态,假设B在容器中处于浸没状态,液面的深度为h,则
即
解得,故假设成立;
此时水对容器底部的压强
所以静止时水对容器底部的压强
1.(2025·山东淄博·中考真题)小明在厨房清洗樱桃时发现,有的樱桃漂浮在水面上,有的沉底。两颗体积相等的樱桃在水中静止时如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲樱桃所受浮力大于自身重力
B.甲樱桃的质量小于乙樱桃的质量
C.向水中加盐,甲樱桃会下沉
D.向水中加盐,盆底受到的液体压强变小
【答案】B
【详解】A.由图可知,甲樱桃处于漂浮状态,乙樱桃沉底,根据物体的浮沉条件可知,漂浮时浮力等于重力,即
沉底时浮力小于重力,即,故A错误;
B.两颗樱桃的体积相同,由图可知,两者排开水的体积,根据阿基米德原理可知,甲樱桃所受的浮力小于乙樱桃所受的浮力,即,由于,,所以,所以,故B正确;
C.向水中加盐,液体密度增大,由阿基米德原理可知,樱桃所受的浮力将增大,甲樱桃的位置要上浮一些,最终仍漂浮,故C错误;
D.向水中加盐,液体密度增大,由公式可知,在深度h不变时,盆底受到的液体压强将变大,故D错误。
故选B。
2.(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。
3.(2025·江苏南京·中考真题)如图所示,将同一个鸡蛋先后放入装满液体的甲、乙两个相同杯中,甲杯中鸡蛋漂浮,乙杯中鸡蛋沉底。下列说法正确的是( )
A.与乙杯相比,甲杯中液体密度较小
B.与乙杯相比,甲杯溢出的液体质量较小
C.与甲杯相比,乙杯底部受到的液体压强较大
D.与甲杯相比,乙杯对水平地面的压力较小
【答案】D
【详解】A.根据浮沉条件可知,甲杯中鸡蛋漂浮,甲杯中液体密度应该比鸡蛋密度大,乙中沉底,液体密度比鸡蛋小,与乙杯相比,甲杯中液体密度较大,故A错误。
B.根据浮沉条件可知,甲、乙两杯鸡蛋分别处于漂浮和沉底状态,甲中浮力等于鸡蛋重力,乙中浮力小于重力,因为鸡蛋重力不变,故在甲杯中鸡蛋所受浮力较大,根据阿基米德原理,排开液体的质量也较大,因此甲杯溢出的液体质量较大。故B错误;
C.乙杯中液体密度比甲杯小,深度相等,根据知,与甲杯相比,乙杯底部受到的液体压强较小,故C错误;
D.甲中液体的密度大,体积大,液体重力大,鸡蛋和杯子的重力相同,故甲杯子总重力大,对桌面的压力大,故与甲杯相比,乙杯对水平地面的压力较小,故D正确。
故选D。
4.(2025·西藏·中考真题)如图所示,重力为G的长方体物块悬浮在水中,受到的浮力为,上表面受到水的压强为,压力为;下表面受到水的压强为,压力为。下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.由可知,上表面所处的深度比下表面小,所以上表面受到的压强比下表面小,故A错误;
B.由A可知,上下表面受力面积相同,所以由可知,上表面受到的压力比下表面小,故B错误;
C.由浮力的产生原因可知,
故C错误;
D.长方体物块悬浮在水中,根据浮力的产生原因可知,此时,故D正确。
故选D。
5.(2025·江苏淮安·中考真题)如图甲、乙所示,两个相同的柱形容器内装有两种不同的液体,将两个相同的物体A、B放入容器中,静止时液面刚好相平。下列说法正确的是( )
A.A受到的浮力大于B受到的浮力
B.图甲中液体的密度大于图乙中液体的密度
C.两个柱形容器对水平桌面的压强相等
D.两个容器底部受到的液体的压强相等
【答案】B
【详解】AB.由图可知,完全相同的两个物体放入两杯液体内均处于漂浮状态,根据漂浮条件,两种情况下的浮力都等于物体的重力,物体完全相同,所以F浮甲=F浮乙;由于浮力相等,且物体在甲液体中排开液体的体积小于在乙液体中排开液体的体积,根据可得,甲液体的密度大于乙液体的密度,即ρ甲>ρ乙,故A错误,B正确;
C.由图可知甲图排开液体的体积小,而两容器中液面相平,则甲容器中液体的体积大,甲容器中液体密度较大,则甲容器中液体质量更大,总重力更大,物体的重力相同,所以甲图中物体和液体的总重力大于乙图中物体和液体的总重力,根据可知甲容器对桌面产生的压强大,即两容器对桌面产生的压强不相等,故C错误;
D.两容器内液面恰好相平,且甲液体的密度大于乙液体的密度,根据液体压强公式可知,甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强,故D错误。
故选B。
6.(2025·辽宁·中考真题)如图,装有适量水的柱形容器静止在水平桌面上,不计质量的弹簧悬挂一不吸水圆柱体,圆柱体浸入水中3cm且处于静止状态,此时弹簧伸长量为8cm。现向柱形容器注水,注水过程中圆柱体缓慢上升,当弹簧恰好恢复原长时,停止注水,圆柱体静止。注水量为2.76 kg且水没有溢出。已知:圆柱体高20 cm、底面积,柱形容器底面积。容器中的水面与注水前相比升高了 cm,圆柱体的密度为 。(,整个过程圆柱体始终未与容器壁接触)
【答案】 19.6 0.73
【详解】[1]由圆柱体浸入水中3cm且处于静止状态,此时弹簧伸长量为8cm。现向柱形容器注水,注水过程中圆柱体缓慢上升,当弹簧恰好恢复原长时,停止注水,圆柱体静止可知,在停止注水时,圆柱体上升8cm,圆柱体下增加的水的
注水的体积:
容器中的水面与注水前相比升高了
[2]圆柱体浸入水中的深度:h=19.6cm-8cm+3cm=14.6cm
圆柱体漂浮,由物体的浮沉条件得,即
可得
圆柱体的密度
7.(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
8.(2025·江苏盐城·中考真题)如图所示为全球首个全潜式深远海智能渔业平台,平台为三立柱结构。若立柱浸入海水的总体积为7.5×103m3,则立柱受到的浮力为 N;平台上的风机利用风能工作,风能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,风机每小时可发电4000kW·h,相当于完全燃烧 kg焦炭放出的热量。(q焦炭=3×107J/kg,ρ海水取1×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】 7.5×107 可再生 480
【详解】[1]物体排开水的体积等于浸入水中的体积,则立柱受到的浮力为
[2]风能可以从自然界源源不断的获得,所以风能属于可再生能源。
[3]风机每小时可发电4000kW·h,这么多能量需要完全燃烧焦炭的质量为
9.(2018·福建·中考真题)如图,薄壁圆柱形容器A、B放在水平桌面上,分别盛有不同的液体,A、B的底面积之比SA∶SB=2∶1,液面的高度之比hA∶hB=3∶2,液体对两个容器底部的压力大小相等,A、B容器底部受到液体的压强之比pA∶pB= 。若将完全相同的小球分别放入A、B,液面未溢出,静止时,A中的小球悬浮,B中的小球将 (选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)。
【答案】 1:2 漂浮
【详解】[1]由题意可知,液体对容器底部的压力 F 相等,压强公式为, 已知底面积比
则A、B容器底部受到液体的压强之比
[2]圆柱形容器中,液体对底部的压力等于液体重力,因此
液体体积,代入比例,,可得
由和,得,因,故
则
小球在 A 中悬浮,说明, 因 ,根据浮沉条件可知,液体密度大于物体密度时,物体漂浮,可知小球在 B 中漂浮。
10.(2025·山东滨州·中考真题)小滨用托盘天平和量筒测量蜡块的密度。
(1)实验前,小滨先将天平置于水平桌面上,把游码移到标尺左端的 处,发现指针如图甲所示,他应将平衡螺母向 移动,直至天平横梁水平平衡。
(2)天平平衡后,小滨把蜡块放在左盘中,右盘中所放砝码及游码在标尺上的位置如图乙所示时,横梁恢复水平平衡,则蜡块的质量为 g。
(3)由于蜡块形状不规则,小滨进行了如图丙所示的操作:
①向量筒内倒入适量的淡盐水,记下淡盐水的体积为30mL;
②将蜡块轻轻放入量筒中,蜡块漂浮在液面上稳定时,液面上升至40mL;
③再用细钢针将蜡块压入淡盐水中使之浸没,此时液面上升至42mL。
由此可知:蜡块的体积为 cm3,蜡块的密度为 g/cm3。
(4)根据以上实验数据,还能算出淡盐水的密度是 kg/m3。
【答案】(1) 零刻度线 右
(2)10.8
(3) 12 0.9
(4)1080/1.08×103
【详解】(1)[1]使用天平前,游码要移到标尺左端的零刻度线处。
[2]指针偏向零刻度线右侧,说明左盘重,应将平衡螺母向右移动,使天平横梁水平平衡。
(2)蜡块的质量等于砝码质量加上游码对应的刻度值,由图乙知,砝码质量为10g,标尺的分度值为0.2g,因此游码读数为0.8g,故蜡块的质量m=10g+0.8g=10.8g
(3)[1]初始淡盐水的体积V1=30mL,用细钢针将蜡块压入淡盐水中使之浸没后,此时淡盐水的体积V3=42mL,由于石蜡排开水的体积即为石蜡体积,故石蜡的体积V=V3−V1=42mL−30mL=12mL=12cm3
[2]蜡块的密度
(4)蜡块漂浮在液面上稳定时,石蜡排开淡盐水的体积V2=30mL,故V排=V2−V1=40mL−30mL=10mL=1×10-5m3
且此时蜡块所受浮力与重力是一对平衡力,故有F浮=G,又因为石蜡重力G=mg=10.8×10-3kg×10N/kg=0.108N
又因为F浮=ρ盐水gV排,故
11.(2025·青海·中考真题)如图所示,“悟空”号全海深AUV是由我国某高校研制的无人无缆潜水器,具备在1.1×m深海自主作业的能力。其质量约为1.3×kg,总体积约为4m³。已知海水密度为1.0×kg/m³,g取10N/kg。求:
(1)“悟空”号的重力;
(2)“悟空”号完全潜入海水时,受到的浮力;
(3)“悟空”号在1.1×104m深海自主作业时所受海水的压强。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据公式可知,“悟空”号的重力为
(2)根据阿基米德原理可知,“悟空”号完全潜入海水时,排开液体的体积等于物体的体积,故受到的浮力为
(3)根据公式可知,“悟空”号所受海水的压强为
12.(2025·山东潍坊·中考真题)如图甲所示,柱形容器的质量,底面积,静置于水平桌面,其底部放置边长的正方体物块。向容器中慢慢注入水,当水的深度时,物块与容器之间恰好无弹力,取,水的密度。
(1)求水的深度时,物块受到的浮力;
(2)求物块的密度;
(3)求水的深度时,容器对桌面的压强;
(4)若注水前,将物块用轻质弹簧悬挂,使物块与容器之间恰好无弹力,如图乙所示。已知该弹簧弹力大小跟其伸长量(或压缩量)之间的关系如图丙所示,向容器中慢慢注入水,直到水面与物块上表面平齐,求水面与物块上表面平齐时水的深度。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)物块排开水的体积
根据阿基米德原理,可得物块受到的浮力
(2)当时,物块与容器无弹力,物块漂浮,,由G=mg得物块质量
物块体积
物块的密度
(3)水的体积
水的质量
容器对桌面压力
容器对桌面的压强
(4)未加水前弹簧拉力等于方块重力,为8 N,可从图丙读出其伸长量为。
当水面与物块上表面平齐时,物块排开水体积
物块受到的浮力
弹簧弹力
此时弹力方向向下,由图丙知时,弹簧压缩量。
物块边长,所以水面与物块上表面平齐时水的深度
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