内容正文:
专题05浮力和浮力的应用
3大考点概览
考点01 阿基米德原理
考点02 物体浮沉的条件
考点03 浮力的应用
阿基米德原理
考点1
1.(2026·上海崇明·一模)2010年,中国第一台自主设计和研制的载人潜水器“蛟龙号”如图所示,成功下潜至。(海水密度近似看作)
(1)若“蛟龙号”下潜至3000米深,求受到海水的压强;
(2)若“蛟龙号”排开海水的体积为,求受到的浮力;
(3)潜在一定深度的“蛟龙号”,用高压气体排出水舱中的水,便会向上浮起。则露出水面前“蛟龙号”①受到的重力 (选填:A.减小 B.不变 C.增大);②受到的浮力 (选填:A.减小 B.不变 C.增大)。
2.(2026·上海静安&金山·一模)抹香鲸在海面下游动。(约为,取)
(1)海水在1000m深处产生的压强约为 Pa;
(2)抹香鲸排开海水的体积为,其所受浮力的大小约为 N。
物体浮沉的条件
考点2
3.(2026·上海浦东·一模)一只苹果漂浮在容器中的水面上,如图(a)所示。
(1)在图(a)中用力的示意图画出苹果受到的浮力。
(2)用手指将苹果向下按压至如图(b)所示的位置并保持静止,则苹果受到的浮力大小 (选填:A.变大 B.变小 C.不变),若此时水深0.2m,则水对容器底部的压强为 Pa。
4.(2026·上海浦东·一模)三位物理学家的探索与实践。
历史上著名的 实验测定了大气压强的值。在探究电流与电阻的关系时,应先控制 不变,再进一步探究得出欧姆定律。阿基米德跨进盛满水的浴缸洗澡时,看见浴缸里的水向外溢出,想到形状不规则的物体浸没在液体中时,其排开液体的体积 (选填:A.大于 B.小于 C.等于)物体的体积。
5.(2026·上海普陀·一模)如图所示,小明和家人放飞一盏孔明灯。已知外界空气密度为1.3kg/m3。
(1)若点燃后灯的体积为0.5m3,则灯受到的浮力大小是 N;
(2)放手后灯加速上升,此时灯受到的浮力大小 其受到的重力大小;灯内气体密度 1.3kg/m3。(均选择“A.大于”“B.等于”或“C.小于”)
6.(2026·上海奉贤·一模)航行在江边的船只,若突然遇到退潮,船只可能会搁浅。如图(a)所示,小明为研究其中的原因,将盛有水的轻质薄壁柱形容器置于水平桌面中央,轻轻横放入一质地均匀的长方体木块。木块在水中漂浮,此时水的深度为0.2m。将容器内的水逐渐抽出,木块仍旧漂浮。直到水面下降到一定高度时,木块底部恰好与容器底部接触,此时木块对容器底部的压力恰好为0N,如图(b)所示。继续抽水,木块沉底,如图(c)所示。
(1)通过实验,结合所学知识推理出船只搁浅的原因是( )
A.江边的水太少,能产生的浮力也很小
B.水位下降,船浸入水中的体积减小,受到的浮力减小
C.水位下降,导致船的重力变大
(2)已知容器的底面积为。木块的质量为1.2kg,底面积为。
①求水的深度为0.2m时,水对容器底部的压强。
②图(c)中容器中剩余水的深度为0.1米,求容器对桌面的压强。
③图(b)中水的深度恰为木块高度的,求木块的密度。
浮力的应用
考点3
7.(2026·上海嘉定区·一模)巴西木作为观赏植物,适合水培。如图所示,现将质量为0.7kg,底面积为、高度为0.2m的圆柱形巴西木放入花盆后置于水平地面。已知花盆的质量为1.3kg,底面积为。
(1)求巴西木的密度;
(2)求花盆对水平地面的压强;
(3)往花盆中倒入高度为0.01m的水,求此时巴西木所受的浮力大小F浮。
8.(2026·上海松江·一模)如图所示,是我国完全自主设计和建造的首艘电磁弹射型航母“福建舰”。
(1)当“福建舰”上的舰载机起飞后,其所受浮力 ;舰底所受海水的压强 (均选“A.变大”“B.不变”“C.变小”)。
(2)大型舰队在海上编队航行的过程中,各舰船之间要保持一定距离,是因为高速同向行驶的舰船若靠得太近,两舰之间水流的流速会较 (均选“A.大”或“B.小”);两舰之间的压强 (均选“A.大于”“B.等于”或“C.小于”)两舰船外侧水流的压强,可能会造成碰撞事故。
9.(2026·上海徐汇区·一模)如图(a)所示,重达数万斤的铁牛大部分身体在淤泥中,古人以“舟载土石、卸载上浮”的方法拔出铁牛,即先在船舱里装满泥沙,将铁牛和船用绳索系牢,后减少船中泥沙,铁牛就缓慢从水中淤泥拔出。如图(b)所示,忽略船和铁牛的形状,将其简化为物体A和物体B。
(1)若河水的密度为,船排开水的体积为,求船受到的浮力。
(2)如图(b)所示,物体B部分露出淤泥,请从浮力的本质分析物体B是否受到液体的浮力。
(3)如图(c)所示,铁牛从淤泥中拔出后,继续减少船中泥沙,船会带着铁牛一起缓慢上浮,最终停止在如图(d)所示位置。此过程中船舱里泥沙减少的质量为,水的密度为,求船排开液体的体积变化量。
10.(2026·上海松江·一模)如图所示,物理兴趣小组为学校“生物角”设计了一个自动水箱模型。浮体A(不吸水)的底面积为0.01m2,高为1m,通过一轻质硬细杆与力传感器相连,浮体A底面与水箱底的距离为0.1m,柱形薄壁水箱的底面积为1.2m2,当水箱内水位低于最低水位线h1时,水泵开始注水;当水位到达0.5m时,力传感器示数恰好为0;继续注水到最高水位线h2水泵停止注水,此时力传感器示数为49N(即浮体A所受浮力较水位线0.5m时增加了49N)。
(1)若水面位于最低水位线h1为0.2m处,求此时水对储水箱底部的压强P1;
(2)求浮体A的密度ρA;
(3)求最高水位线h2。
11.(2026·上海徐汇区·一模)人类在生产和生活中不断改进工具,提高劳动效率。
(1)下列工具中,属于省力杠杆的是______
A.镊子 B.赛艇的船桨
C.食品钳 D.起瓶器
(2)在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验中,根据实验数据绘制温度随时间变化的图像,如图所示,水的温度在沸腾前 ,沸腾过程中温度 ,水的沸点为 ℃。
(3)将同一支密度计分别放置在甲和乙液体中,静止后如图所示,密度计在液体中受到的浮力 ,液体的密度 ,液体对容器底部的压力 。(上述均选:A.大于 B.等于 C.小于)
12.(2026·上海杨浦·一模)某兴趣小组为制作可计时的简易“漏刻”模型,分别将两个完全相同的圆柱形薄壁容器甲、乙放置在高低不同的水平台阶上,如图所示,盛满水的容器甲底部有一个出水管(此时出水管上的阀门关闭),盛有水的容器乙中有一个由标尺和圆柱形浮船组成的物体丙,其下表面刚好与容器乙底部接触但无压力。已知容器甲的底面积为,内装水的质量为10kg;浮船的底面积为,浮船排开水的体积为。
(1)求物体丙受到的浮力。
(2)求容器乙底部受到水的压强。
(3)打开出水管的阀门,容器甲中的水缓慢注入容器乙,每分钟注入质量为150g的水,求从刚开始注水到容器甲、乙对台阶的压强相等时所用的时间。
试卷第1页,共3页
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专题05浮力和浮力的应用
3大考点概览
考点01 阿基米德原理
考点02 物体浮沉的条件
考点03 浮力的应用
阿基米德原理
考点1
1.(2026·上海崇明·一模)2010年,中国第一台自主设计和研制的载人潜水器“蛟龙号”如图所示,成功下潜至。(海水密度近似看作)
(1)若“蛟龙号”下潜至3000米深,求受到海水的压强;
(2)若“蛟龙号”排开海水的体积为,求受到的浮力;
(3)潜在一定深度的“蛟龙号”,用高压气体排出水舱中的水,便会向上浮起。则露出水面前“蛟龙号”①受到的重力 (选填:A.减小 B.不变 C.增大);②受到的浮力 (选填:A.减小 B.不变 C.增大)。
【答案】(1)
(2)
(3) A B
【详解】(1)由可得,“蛟龙号”受到海水的压强为
(2)根据阿基米德原理可知,“蛟龙号”受到的浮力为
(3)①“蛟龙号”用高压气体排出水舱中的水,其总质量减小;根据重力公式可知,在g不变的情况下,其受到的重力减小,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
②在露出水面前,“蛟龙号”始终是完全浸没在海水中的,排开海水的体积不变;根据阿基米德原理可知,在海水密度和排开海水的体积都不变的情况下,其受到的浮力不变,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
2.(2026·上海静安&金山·一模)抹香鲸在海面下游动。(约为,取)
(1)海水在1000m深处产生的压强约为 Pa;
(2)抹香鲸排开海水的体积为,其所受浮力的大小约为 N。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)海水在1000m深处产生的压强约为
(2)抹香鲸排开海水的体积为,根据阿基米德原理,其所受浮力的大小约为
物体浮沉的条件
考点2
3.(2026·上海浦东·一模)一只苹果漂浮在容器中的水面上,如图(a)所示。
(1)在图(a)中用力的示意图画出苹果受到的浮力。
(2)用手指将苹果向下按压至如图(b)所示的位置并保持静止,则苹果受到的浮力大小 (选填:A.变大 B.变小 C.不变),若此时水深0.2m,则水对容器底部的压强为 Pa。
【答案】(1)
(2) 变大 2000
【详解】(1)苹果漂浮在水中,苹果受到的浮力等于重力,处于平衡状态,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,过苹果的重心,做竖直向上的有向线段,标上浮力的符号,即为浮力的示意图,如图
(2)[1]用手指将苹果向下按压至如图(b)所示的位置并保持静止,苹果排开水的体积变大,由可知,则苹果受到的浮力大小变大。
[2]若此时水深0.2m,则水对容器底部的压强为
4.(2026·上海浦东·一模)三位物理学家的探索与实践。
历史上著名的 实验测定了大气压强的值。在探究电流与电阻的关系时,应先控制 不变,再进一步探究得出欧姆定律。阿基米德跨进盛满水的浴缸洗澡时,看见浴缸里的水向外溢出,想到形状不规则的物体浸没在液体中时,其排开液体的体积 (选填:A.大于 B.小于 C.等于)物体的体积。
【答案】 托里拆利 电压 C
【详解】[1]托里拆利通过实验测定了大气压的数值。
[2]探究电流与电阻关系时,应该采用控制变量法,控制电压相同。
[3]形状不规则的物体浸没在液体中时,排开液体的体积等于物体的体积。
5.(2026·上海普陀·一模)如图所示,小明和家人放飞一盏孔明灯。已知外界空气密度为1.3kg/m3。
(1)若点燃后灯的体积为0.5m3,则灯受到的浮力大小是 N;
(2)放手后灯加速上升,此时灯受到的浮力大小 其受到的重力大小;灯内气体密度 1.3kg/m3。(均选择“A.大于”“B.等于”或“C.小于”)
【答案】(1)6.37
(2) A C
【详解】(1)根据阿基米德原理可得灯受到的浮力大小
(2)[1]孔明灯加速上升,根据力与运动的关系可知,孔明灯受到竖直向上的浮力大于竖直向下的重力。
[2]根据浮沉条件可知,当灯内气体的密度小于外界空气的密度,孔明灯受到的总重力小于其所受的浮力,孔明灯就会上升。
6.(2026·上海奉贤·一模)航行在江边的船只,若突然遇到退潮,船只可能会搁浅。如图(a)所示,小明为研究其中的原因,将盛有水的轻质薄壁柱形容器置于水平桌面中央,轻轻横放入一质地均匀的长方体木块。木块在水中漂浮,此时水的深度为0.2m。将容器内的水逐渐抽出,木块仍旧漂浮。直到水面下降到一定高度时,木块底部恰好与容器底部接触,此时木块对容器底部的压力恰好为0N,如图(b)所示。继续抽水,木块沉底,如图(c)所示。
(1)通过实验,结合所学知识推理出船只搁浅的原因是( )
A.江边的水太少,能产生的浮力也很小
B.水位下降,船浸入水中的体积减小,受到的浮力减小
C.水位下降,导致船的重力变大
(2)已知容器的底面积为。木块的质量为1.2kg,底面积为。
①求水的深度为0.2m时,水对容器底部的压强。
②图(c)中容器中剩余水的深度为0.1米,求容器对桌面的压强。
③图(b)中水的深度恰为木块高度的,求木块的密度。
【答案】(1)B
(2)1960Pa 1078Pa
【详解】(1)A.船只搁浅的原因是浮力没有足够大,不能漂浮,而浮力与液体的密度和排开液体的体积有关,与液体的多少无关,故A不符合题意;
B.因为水位下降,船浸入水中的体积减小,受到的浮力减小,故B符合题意;
C.水位下降,船的重力不变,故C错误。
故选B。
(2)[1]水的深度为0.2m时,水对容器底的压强为
[2]图(c)容器中剩余水的深度为0.1m,水的质量为
压力等于木块与水的总重力,故
压强为
[3]图(b)中木块对容器底部的压力恰好为0,说明刚好漂浮,浮力等于重力,水的深度恰为木块高度h的,即,由阿基米德原理和
可得,,化简可得
浮力的应用
考点3
7.(2026·上海嘉定区·一模)巴西木作为观赏植物,适合水培。如图所示,现将质量为0.7kg,底面积为、高度为0.2m的圆柱形巴西木放入花盆后置于水平地面。已知花盆的质量为1.3kg,底面积为。
(1)求巴西木的密度;
(2)求花盆对水平地面的压强;
(3)往花盆中倒入高度为0.01m的水,求此时巴西木所受的浮力大小F浮。
【答案】(1)
(2)
(3)0.49N
【详解】(1)根据题意,巴西木为圆柱形,巴西木的体积为
则巴西木的密度
(2)花盆和巴西木的总质量为
花盆对水平地面的压力
花盆对水平地面的压强为
(3)巴西木浸入水中的深度即为水的高度
巴西木排开水的体积为
根据阿基米德原理,巴西木所受的浮力为
8.(2026·上海松江·一模)如图所示,是我国完全自主设计和建造的首艘电磁弹射型航母“福建舰”。
(1)当“福建舰”上的舰载机起飞后,其所受浮力 ;舰底所受海水的压强 (均选“A.变大”“B.不变”“C.变小”)。
(2)大型舰队在海上编队航行的过程中,各舰船之间要保持一定距离,是因为高速同向行驶的舰船若靠得太近,两舰之间水流的流速会较 (均选“A.大”或“B.小”);两舰之间的压强 (均选“A.大于”“B.等于”或“C.小于”)两舰船外侧水流的压强,可能会造成碰撞事故。
【答案】(1) C C
(2) A C
【详解】(1)[1][2]福建舰始终漂浮,浮力等于重力。当舰载机起飞之后,福建舰重力减小,则浮力减小,根据,福建舰排开水的体积变小,则福建舰底部所处深度减小,根据,福建舰底部受到海水的压强变小。
(2)[1][2]流体中流速越大的位置压强越小。大型舰队在海上编队航行的过程中,各舰船之间要保持一定距离,是因为高速同向行驶的舰船靠得太近,两船之间水流的流速大,压强小于船外侧水流的压强,水流的压力差会使船相互靠近而易造成碰撞事故。
9.(2026·上海徐汇区·一模)如图(a)所示,重达数万斤的铁牛大部分身体在淤泥中,古人以“舟载土石、卸载上浮”的方法拔出铁牛,即先在船舱里装满泥沙,将铁牛和船用绳索系牢,后减少船中泥沙,铁牛就缓慢从水中淤泥拔出。如图(b)所示,忽略船和铁牛的形状,将其简化为物体A和物体B。
(1)若河水的密度为,船排开水的体积为,求船受到的浮力。
(2)如图(b)所示,物体B部分露出淤泥,请从浮力的本质分析物体B是否受到液体的浮力。
(3)如图(c)所示,铁牛从淤泥中拔出后,继续减少船中泥沙,船会带着铁牛一起缓慢上浮,最终停止在如图(d)所示位置。此过程中船舱里泥沙减少的质量为,水的密度为,求船排开液体的体积变化量。
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【详解】(1)根据阿基米德原理可得,船受到的浮力为
(2)浮力来源于液体对物体上下表面压力差。物体B的下表面不与液体接触,无液体压力;液体仅作用于其上表面(左右作用力抵消、上下作用力抵消),因而液体对物体的作用力竖直向下,故液体对物体B不产生浮力。
(3)将船和物体看成整体,处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件,图(c)状态时,有
图(d)状态时,有
根据题意可得
于是得,解得
10.(2026·上海松江·一模)如图所示,物理兴趣小组为学校“生物角”设计了一个自动水箱模型。浮体A(不吸水)的底面积为0.01m2,高为1m,通过一轻质硬细杆与力传感器相连,浮体A底面与水箱底的距离为0.1m,柱形薄壁水箱的底面积为1.2m2,当水箱内水位低于最低水位线h1时,水泵开始注水;当水位到达0.5m时,力传感器示数恰好为0;继续注水到最高水位线h2水泵停止注水,此时力传感器示数为49N(即浮体A所受浮力较水位线0.5m时增加了49N)。
(1)若水面位于最低水位线h1为0.2m处,求此时水对储水箱底部的压强P1;
(2)求浮体A的密度ρA;
(3)求最高水位线h2。
【答案】(1)1960Pa
(2)
(3)1m
【详解】(1)水对储水箱底部的压强为
(2)当水位到达0.5m时,力传感器示数恰好为0,此时浮体A处于漂浮状态,其所受的浮力等于其自身重力,即
此时浮体A浸入水中的深度为
浮体A排开水的体积为
此时浮体A所受的浮力为
即A的重力为,浮体A的质量为
由得,浮体A的密度为
(3)当水位到达最高水位线时,浮体A所受浮力为
此时浮体A排开水的体积为
此时浮体A浸入水中的深度为
最高水位线为
11.(2026·上海徐汇区·一模)人类在生产和生活中不断改进工具,提高劳动效率。
(1)下列工具中,属于省力杠杆的是______
A.镊子 B.赛艇的船桨
C.食品钳 D.起瓶器
(2)在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验中,根据实验数据绘制温度随时间变化的图像,如图所示,水的温度在沸腾前 ,沸腾过程中温度 ,水的沸点为 ℃。
(3)将同一支密度计分别放置在甲和乙液体中,静止后如图所示,密度计在液体中受到的浮力 ,液体的密度 ,液体对容器底部的压力 。(上述均选:A.大于 B.等于 C.小于)
【答案】(1)D
(2) 持续上升 保持不变 99.6
(3) B C C
【详解】(1)根据杠杆平衡原理可知,当动力臂大于阻力臂时,该机械为省力杠杆,镊子、食品钳、船桨都是费力杠杆,只有起瓶器是省力杠杆。故ABC不符合题意;D符合题意。
故选D。
(2)[1][2][3]从图中可以看出,在水沸腾前温度始终上升,沸腾时温度保持在99.6℃不变,故水的沸点为99.6℃。
(3)[1][2]同一密度计在两种液体中都漂浮,根据物体的浮沉条件,受到的浮力都等于密度计受到的重力,即
由图所示,甲图中密度计排开液体的体积大于乙图中密度计排开液体的体积,
由,可得
[3]由图可知,甲图中液体深度小于乙图中液体深度,根据可知,甲图中液体对容器底产生的压强小于乙图中液体对容器底产生的压强。
根据可知,对于相同规格容器而言,甲图中液体对容器底产生的压力小于乙图中液体对容器底产生的压力。
12.(2026·上海杨浦·一模)某兴趣小组为制作可计时的简易“漏刻”模型,分别将两个完全相同的圆柱形薄壁容器甲、乙放置在高低不同的水平台阶上,如图所示,盛满水的容器甲底部有一个出水管(此时出水管上的阀门关闭),盛有水的容器乙中有一个由标尺和圆柱形浮船组成的物体丙,其下表面刚好与容器乙底部接触但无压力。已知容器甲的底面积为,内装水的质量为10kg;浮船的底面积为,浮船排开水的体积为。
(1)求物体丙受到的浮力。
(2)求容器乙底部受到水的压强。
(3)打开出水管的阀门,容器甲中的水缓慢注入容器乙,每分钟注入质量为150g的水,求从刚开始注水到容器甲、乙对台阶的压强相等时所用的时间。
【答案】(1)4N
(2)800Pa
(3)20min
【详解】(1)根据阿基米德原理,物体丙受到的浮力等于它排开水的重力,则物体丙受到的浮力
(2)因为物体丙的下表面刚好与容器乙底部接触但无压力,所以浮船浸入水中的深度等于容器乙中水的深度,则
所以,容器乙中水的深度
容器乙底部受到水的压强
(3)当容器甲、乙对台阶的压强相等时,即
因为两个容器是完全相同的圆柱形容器,底面积相等
根据压强公式,可知两容器对台阶的压力相等
由于压力等于总重力,所以两容器内的总重力相等,即总质量相等
此时甲容器内的总质量
此时乙容器内的总质量
物体丙漂浮在水面上,其重力等于浮力
所以物体丙的质量
容器乙中初始水的体积
容器乙中初始水的质量
其中,由于,则
解得
已知每分钟注入水的质量
所需时间
试卷第1页,共3页
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