内容正文:
专题04 密度、压强和浮力
中
目 录
第一部分 风向速递 洞察考向,感知前沿
跨学科 新载体 新情境
第二部分 分层突破 固本培优,精准提分
一阶·考点靶向练
考点01 密度
考点02 固体压强
考点03 液体压强
考点04 大气压强、流体压强与流速的关系
考点05 阿基米德原理
考点06 物体的浮沉条件及应用
考点07 综合计算
二阶·素养进阶练
第三部分 真题验证 对标中考,感悟考法
风●向●速●递
【跨学科】1.(2026·宁夏·一模)曹冲称象的故事广为流传。如图,称象时,先让象站在船上,在船身与水面交界处做上标记。让象上岸后,再将石头装入船中,直至船身上的标记与水面重合,所装石头的质量即为大象的质量。下列说法正确的是( )
A.甲图中船排开水的重力与大象的重力大小相等
B.船内石头增多的过程中船底受到水的压强变小
C.船内石头增多的过程中船受到的浮力大小不变
D.甲图中船所受浮力与乙图中船所受浮力大小相等
【跨情境】2.(2026·上海浦东新·一模)小东和小方尝试利用一根透明软管和适量的水,在墙上找到相同高度的点,如图所示。
(1)他们将透明软管弯折成“U”形状后,透明软管可以看成一个简单的______器。
(2)他们在软管内注入水,当水______时,沿两侧管内水面对应的位置在墙上进行标记,找到了相同高度的点A、B。
(3)若小东手执软管不动,小方将软管的右端缓慢向上提一些(水未溢出),则通过(2)中的方法重新获得的相同高度的两个点的位置( )
A.高于点A、B B.低于点A、B C.与点A、B等高
【新载体】3.(2026·上海松江·一模)2025年春晚的创意融合舞蹈《秧BOT》中,机器人身穿花棉袄,与真人舞蹈演员同台表演(取)。
(1)若某个机器人的质量为50kg,每只脚与舞台的接触面积为0.01m2,则机器人站立时,如图所示,对舞台的压强为______Pa;
(2)当它行走时,对舞台的压力将______;压强将______(均选填“A.变大”“B.不变”或“C.变小”)。
【跨学科】4.(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。
分●层●突●破
一阶·考点靶向练
考点01 密度
1.(2025·湖北·三模)2024年11月16日,湖北省迎来立冬后的第一场雪。小明用刻度尺测出水平地面雪的厚度为H=150 mm,然后他将雪踏实(雪踏实后成为冰),如图所示。则脚踩出的雪坑的深度h为(ρ雪=0.6×103kg/m3 ,ρ冰=0.9×103kg/m3)( )
A.150 mm B.100mm C.90 mm D.50 mm
2.(2025·陕西西安·三模)成语“泾渭分明”源自于陕西泾河与渭河交汇处的自然现象。泾河水与渭河水的密度不同,因此它们的交汇处呈现出一条分界线。小明用试管分别取了5cm3、5g的泾河水和15cm3、18g的渭河水。由此可知___________(选填“泾河水”或“滑河水”)的密度较大。交汇处两河水流速相近时,渭河水会分布在___________(选填“上层”或“下层”)。某次洪水导致两河水体混合,混合后总体积为200m3,总质量为,假设混合前后总体积不变,则混合水中渭河水与泾河水的体积比为___________。
3.(2025·福建漳州·模拟预测)为了测量金属球的密度,设计了甲和乙两种方案,按图所示完成实验;
方案甲:
(1)实验前,应在___________方向对弹簧测力计进行调零;
(2)由图A测得金属球的重力,图B、C测得金属球体积;
(3)则金属球的密度为___________;
方案乙:
(1)如图D用电子秤测出金属球的质量;
(2)如图E将金属球放入溢水杯中,然后向溢水杯中注满水,测出总质量;
(3)取出金属球,再向溢水杯中补满水,测出总质量,如图F;
(4)则___________g;金属球的密度是___________;
评估:
(1)在方案乙中,当金属球取出时会沾有水,该步骤对测量金属球密度是否会有影响?___________;
(2)方案乙测出的实验误差更小,原因是___________。
考点02 固体压强
4.(2025·黑龙江·模拟预测)如图甲所示,将一个每个面粗糙程度均相同的长方体铁块分别平放、立放在水平桌面上,它对桌面的压强分别是和。如图乙所示,用水平推力推动它在桌面上匀速直线运动时,推力大小分别为和。下列关于压强和推力的关系正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(2025·广西南宁·三模)某零件由粗、细两段材料相同、高度均为12cm的实心圆柱体组成,较粗部分横截面积为100cm2。将该零件按图甲所示方式置于水平地面上时,零件对水平地面的压强为。若将零件沿水平方向截成两部分后,按图乙所示方式分别置于水平地面上,左侧部分高度为6cm,对水平地面的压强为3×103Pa,右侧部分对水平地面的压强为1.1×104Pa。求:零件的密度为______kg/m3,甲图中零件对水平地面的压强为______Pa。
考点03 液体压强
6.(2025·江苏连云港·二模)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体,下列说法正确的是( )
A.液体的密度ρ甲<ρ乙 B.容器对桌面的压强p甲<p乙
C.液体对容器底部的压强p甲=p乙 D.液体对容器底部的压力F甲>F乙
7.(2025·江苏苏州·一模)如图所示,两端开口的圆锥形小筒,下面用一重力可忽略不计的薄片贴住后一起浸入水中,漂浮在水面。如果向小筒中注入100g的水,薄片恰能脱落,则同样也能够使薄片下落的方法是( )
A.在薄片中央轻放100g砝码 B.慢慢注入100g酒精
C.慢慢注入100g水银 D.上述三种情况都不行
8.(2025·江苏无锡·一模)学习“液体”压强时, 老师展示了如图(甲)所示的实验,小明得出结论:深度越大,水的压强越大,水喷出的最远距离就越大。老师另找了一个矿泉水瓶,在侧边扎了两个相同的小圆孔C和D,按如图(乙)所示进行实验;观察到 sc<sd . 如水对侧边C、D两点压强为pc和 pD,则 pc_______ pD(选填“>”、“=”或“<”)。在图(乙)中,其他条件不变。 将木板向右移动,使C孔、D孔流出的最远水流落在木板上, sC '、sD '分别是此时的最远距离,则 _______sD '(选填“>”、“=”或“<”),判断小明同学的结论是_______(选填 “正确” 或 “错误”)的。
9.(2025·四川遂宁·模拟预测)某兴趣小组利用如图所示器材,探究“液体压强跟哪些因素有关”。
(1)实验前,利用U形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等组装成压强计,放在空气中静止后,发现U形管两边的液面出现如图甲所示的情景,接下来正确的调节方法是______(填写正确选项前的字母);
A.将U形管右侧高出部分的液体倒出
B.向U形管中继续盛装液体
C.取下橡皮管,重新进行安装
(2)压强计是通过观察U形管两端液面的______来显示橡皮膜所受压强大小的仪器;
(3)通过比较图中______两个实验,是为了探究液体的压强与液体深度的关系;
(4)某次实验测得压强计中U形管左右两侧液面的高度差为8cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差为______Pa;(取)
(5)利用如下图戊的实验器材进行拓展实验:容器中间用隔板分成A、B两部分,隔板底部有一小圆孔(用C表示),用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时,其形状会发生改变。如图己,当在A中盛水,测得深度为12cm,在B中盛某种液体,测得深度为15cm,此时C处橡皮膜形状刚好不改变,则B中液体密度______。
考点04 大气压强、流体压强与流速的关系
10.(2025·江西·模拟预测)如图所示,护士给病人输液时,药水瓶上插着两根管,一根给病人输液,另一根通过瓶盖扎进瓶内药水中。下列说法正确的是( )
A.这根“闲置”管是为了利用大气压的原理
B.药液流入血管的主要动力是药液自身的重力
C.此装置与连通器的原理相似
D.输液过程中,瓶内液面上方气压始终等于外界大气压
11.(2025·安徽·二模)用如图所示的两种气压装置来观察大气压的变化,对于现象解释正确的是( )
A.大气压增大时,甲图中玻璃管内的液面会下降
B.大气压增大时,乙图中玻璃管内的液面会上升
C.海拔升高时,甲图中玻璃管内的液面会上升
D.海拔升高时,乙图中玻璃管内的液面会上升
12.(2025·江苏扬州·三模)2022年冬奥会在我国隆重举办。如图所示,冰壶运动亦称冰上溜石,冰壶石由纯粹的花岗岩石磨制而成,塑料环形手把利用螺栓固定。
(1)冰壶离手后,依靠_______继续向前运动,冰壶是可以控制方向的,如果冰壶投掷出时顺时针旋转,冰壶会向_________(选填“左”或“右”)偏;
(2)队友扫冰导致冰面产生薄薄的水层,_________(选填“增大”或“减小”)冰壶前进过程受到的力,冰壶能滑行得更远。
考点05 阿基米德原理
13.(2025·山东泰安·三模)如图所示的容器内盛有空气,活塞可左右移动且不漏气,容器中有一个木球A,当用力F向左推动活塞时,下列说法中正确的是( )
A.容器内空气的密度变小 B.木球A受到的浮力变大
C.木球A对容器的压力将变大 D.无法比较木球A对容器压力的大小
14.(2025·湖北武汉·三模)如图是探究浮力的大小跟哪些因素有关的几个实验情景。实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N。若盐水的密度为,则下列结论错误的是( )
A.物体M的密度为
B.实验乙中,物体M受到的拉力为3.0N
C.实验丙中,物体M下表面受到盐水的压力为1.2N
D.实验丁中,容器底部受到的压力大于0.3N
15.(2025·广东广州·三模)如图所示,两个小球A和B(VA<VB),分别轻放入装着甲、乙两种不同液体的同规格溢水杯中(放入后两球均能浸没)。用两个相同的小桶分别收集溢出的两种液体(小桶均未满出),稳定后测出两小桶的质量相等。以下说法中正确的是( )
A.小球A和B所受到的浮力相等
B.小桶内甲液体的体积等于乙液体的体积
C.A球排开液体的体积与B球排开液体的体积相等
D.无法比较甲、乙两种液体密度的大小
16.(2025·山东聊城·三模)在探究浮力的大小和哪些因素有关系时:
(1)小明用手把一个空矿泉水瓶压入水中,矿泉水瓶浸入水中的体积越大越费力,提出猜想浮力大小可能和物体浸入液体的体积有关;小红将一个鸡蛋放入水中,鸡蛋下沉,放入盐水中,鸡蛋漂浮,由此你能猜想浮力的大小还可能和______有关。
(2)实验过程中先用弹簧测力计称量物体的重力,静止时示意如图甲所示。再将物体完全浸没在水中,静止时示数如图乙所示。则物体在乙图状态下所受的浮力为______ N。
(3)将乙图中的物体逐渐提升至丙状态,随着物体露出水面的体积越来越大,发现弹簧测力计的示数逐渐变______,说明所受的浮力逐渐变______。
(4)比较______两次实验,可以得到浮力的大小和液体密度有关。
(5)根据实验数据,可以计算物体的密度为______。结果保留一位小数
(6)小杰同学根据石块在水中下沉、塑料块在水中漂浮,猜想浮力的大小可能和物体的密度有关。请设计一个实验,验证猜想是否正确______。
17.(2026·宁夏·一模)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F1、F2、F3、F4,由图甲和丁可知物体受到的浮力F浮=___________。
(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.F1﹣F2=F3﹣F4 B.F1﹣F3=F4﹣F2 C.F3﹣F2=F1﹣F4
(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,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐___________,B的示数逐渐___________。
(5)比较两种实验方案,改进后的优点是___________(多选,都正确得分,否则不得分)。
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.能同步观察测力计A、B示数的变化
18.(2025·山东济宁·一模)如图甲所示,一个质量为270g的铝块用轻质的不可伸缩的细线系在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触未知液体的液面(ρ铝=2.7×103kg/m3)。将铝块缓慢浸入未知液体中,弹簧测力计的示数随铝块浸入深度的变化情况如图乙所示。求:
(1)铝块浸没液体中所受的浮力;
(2)未知液体的密度大小(g取10N/kg)。
考点06 物体的浮沉条件及应用
19.(2025·四川成都·模拟预测)孔明灯是我国古代用作军事信号的灯笼,当灯笼内的空气被加热到一定温度时,灯笼就能腾空而起。若气温为时,空气的密度为,孔明灯的总体积(排开空气的体积)为且保持不变,取,下列关于孔明灯的说法正确的是( )
A.灯内空气温度升高时,其重力会增加 B.它漂浮在空气中所受到的浮力为
C.浮起时所受浮力等于灯内空气的重力 D.灯内空气的温度升高时,其密度不变
20.(2025·新疆阿克苏·三模)一圆柱体木块漂浮在某液体中,将木块浮在液面以上部分切去后,木块重新漂浮;再次切去液面以上部分后,剩余木块的体积为原体积的。已知木块密度的为,液体的密度为,则可判断为( )
A.1:3 B. C.1:2 D.
21.(2025·重庆·一模)如图所示,质量为m0=50g的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲,电子秤的示数为m1=150g;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙,电子秤的示数为m2=171g;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙,电子秤的示数为m3=180g;水均未溢出,不计草莓吸水,不计细针体积。则草莓的质量为________g,草莓的体积为________cm3。
22.(2025·安徽黄山·模拟预测)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?
考点07 综合计算
23.(2025·陕西渭南·二模)如图甲,水平放置的方形容器里有一个重量G=8N,边长L=10cm的立方体物块M,M与容器底部没有紧密接触。以Q=5mL/s的恒定流量向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示。,g取10N/kg,下列有关的说法正确的是( )
A.随着水的注入,容器底部受到水的压强逐渐变小
B.随着水的注入,物块M受到的浮力一直增大
C.t=140s时,物块M排开水的体积为800cm3
D.t=140s时,水对容器底部的压力大小为7N
24.(2024·福建福州·二模)如图甲所示,底面积为S1=80cm2的容器内装有适量的某种液体,A为长方体木块,其底面积为S2=50cm2,C为压力传感器,用F表示压力传感器的示数,h表示木块A的下表面与液面的距离,小明同学想利用此装置探究F与h的关系,它先把木块A放入液体中,当木块A静止时,测得木块A的下表面与液面的距离为h=4cm,小明再用轻杆B向下压,逐渐改变h的大小,并记录下与之相对应的压力F的数值,依据数据得到了如图乙所示的F-h图象,此过程中液体始终没有溢出。(不计传感器C和轻杆B的重力和体积),下列做法正确的是( )
A.该液体的密度为2.4×103kg/m3
B.该物体完全浸没时液体对其上下表面压力差为10N
C.木块A的重力为6N
D.木块A全部浸没后,与木块放入液体前相比,液体对容器底部的压强增加了750Pa
25.(2025·安徽合肥·一模)如图甲所示,底面积S1=200cm2的长方形水槽中盛有适量的水,现将一个底面积S2=30cm2空的圆柱体容器,轻轻地放入长方形水槽中,圆柱体容器静止时漂浮于水槽中,此时圆柱体容器浸入水中的深度h1=0.05m(已知ρ水=1.0×103kg/m3)。求:
(1)圆柱体容器所受的重力G容器大小;
(2)若向圆柱体容器中缓慢注入深度h2=0.125m的未知液体,如图乙所示,当圆柱体容器再次静止时,其浸入水的深度h3=0.15m(此时圆柱体容器未触及水槽底部且水槽中水未溢出),则注入的未知液体密度ρ液为多大?
(3)注入未知液体前后,长方形水槽底部受到水的压强的变化量ΔP大小。
二阶·素养进阶练
1.(2025·重庆·三模)如图所示,两个完全相同的容器中分别装有甲、乙两种体积相同的不同液体,将同一小球分别浸没在两容器中,静止时细线对小球均有拉力且拉力相等。下列说法正确的是( )
A.甲液体密度大于乙液体密度
B.小球在甲液体中所受浮力等于在乙液体中所受浮力
C.放入小球后左边容器对桌面的压力大于右边容器对桌面的压力
D.剪断乙中的细线,液面静止后容器底部受到液体的压强变小
2.(2025·山东日照·二模)图甲所示,一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上,对长木板施加一个水平向右的力,使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,直到木板的长度伸出桌面时停止运动,此过程中木板对桌面的压强与木板被推动的距离的关系图像如图乙所示。已知木板宽为,下列说法中( )
①长木板的底面积为
②当时,木板对桌面的压强为
③当时,木板对桌面的压力为
④移动过程中,木板对桌面的摩擦力先不变后减小
A.只有①②正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有②④正确
3.(2025·新疆·一模)实心长方体A和B放置在水平地面上,A和B的质量之比为1∶7,它们的长、宽、高如图所示,现在长方体A、B的右侧沿竖直方向按相同比例截取一部分长方体,叠放在对方剩余部分的上表面,此时A、B剩余部分对水平地面的压强为pA'、pB',下列关于切割比例n取值范围和对应pA'、pB'的大小关系正确的是( )
A.当n=0.2时,pA'=pB'
B.当0<n<0.1时,pA'<pB'
C.当0.1<n<0.2时,pA'<pB'
D.当0.05<n<0.2时,pA'>pB'
4.(2025·重庆·二模)如图甲所示,底面积为100cm2的实心圆柱体A放在水平桌面上,薄壁圆柱形容器B足够高,装有水。现将A沿水平方向切去Δh的高度,并将切去部分放入容器B的水中。A剩余部分对地面的压强和水对容器底的压强随切去高度Δh的关系如图乙所示。下列计算正确的是( )
A.圆柱体A的密度为0.8×103kg/m3
B.容器B的底面积为350cm2
C.当Δh为3cm时,水对容器底的压强为460Pa
D.当A全部切完放入容器中,A对容器底的压强为500Pa
5.(2025·福建福州·一模)小明对传感器感兴趣,他将力传感器固定在容器底部,用轻硬细杆连接力传感器和柱形物块M,如图甲所示,力传感器能够显示细杆所受的压力或拉力(不计细杆的质量和体积)。现缓慢向容器中加水,力传感器的示数F随水深h变化的图像如图乙所示,下列分析错误的是( )
A.物块M的重力为15N
B.当水深为9cm时,物块M所受浮力为9N
C.物块M的密度为
D.物块M刚浸没时,水对容器底的压强为1400Pa
6.(2025·陕西商洛·一模)为了测量木块的密度,小明进行了如下实验。如图-1,将盛有适量水的烧杯放在电子秤上,电子秤的示数为200g;如图-2,将一个长方体木块放入水中,木块漂浮时电子秤的示数为275g;如图-3,用细针将木块压入水中使其浸没,并保持静止,此时电子秤的示数为325 g。已知水的密度为,g取10 N/kg。下列说法正确的是( )
A.木块的重力为1.25 N
B.图-2中木块所受浮力为2.75 N
C.木块的密度为
D.图-3中,木块静止时,细针对木块的压力为1.25N
7.(2025·广西南宁·模拟预测)水平桌面上有A、B两个质地均匀的实心正方体,A的高为L1,B的高为L2。将B沿如图甲所示的方向切割为两个长方体B1和B2,如果只将B1放在B2上(其他条件不变),此时B2对桌面的压强为p1;如果只将B2放在A上(其他条件不变),此时A对桌面的压强为p2。改变切割位置,p1、p2随a的变化关系如图乙所示则图像p一a中曲线2表示的是_________(选填“p1”或“p2”)与a的关系,B的密度________kg/m3。
8.(2025·湖南长沙·一模)“漏刻”是古代一种滴水计时的工具。如图甲是受水型浮箭漏,当水从播水壶滴入受水壶后,受水壶内由标尺与浮块组成的浮箭上升,此时通过指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取时间。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)当受水壶中水柱高度由1cm上升到2cm时,壶底所受压强变______;
(2)圆筒形受水壶内部底面积为800cm2,长方体浮块的底面积为400cm2、高3cm。滴水后,当浮箭刚浮起时,受水壶内水面的高度为2cm,此时浮箭受到的浮力为______ N;
(3)受水壶内无水时,指针对应标尺的位置标记为“←开始滴水”,图乙中标尺上每一格的长度均为1cm,播水壶1min滴水的质量为80g,则4刻钟(每一刻钟为15分钟)后,指针指在“开始滴水”标记处往下数第______格。
9.(2025·湖南长沙·模拟预测)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。
10.(2025·湖南湘西·模拟预测)如图甲所示,物体A是边长为10cm的正方体,轻质硬杆B是力传感器,体积和质量可忽略不计,硬杆B一端固定在底面积为圆柱形容器底,另一端连着物体A,圆柱形容器的重力为3N,现缓慢向容器中加水至物体A刚好浸没,力传感器杆B受到物体A的作用力大小F随水深h变化的图像如图乙所示(,)。求:
(1)物体A完全浸没时受到的浮力;
(2)物体A的重力;
(3)当轻质硬杆B受到的力的大小为3N时,水对容器底部的压强。
真●题●验●证
1.(2025·黑龙江·中考真题)有一个容器的质量是20g,装满水后总质量是570g,装满某液体后总质量是460g。则该容器的容积和某液体的密度分别是( )
A.550mL、0.75×103kg/m3
B.440mL、0.75×103kg/m3
C.500mL、0.8×103kg/m3
D.550mL、0.8×103kg/m3
2.(2025·山东东营·中考真题)某兴趣小组对物理课本上的插图进行了讨论,下列对插图的介绍正确的是( )
A.甲图:玻璃管中的液体只对橡胶膜有压强
B.乙图:粗管中水的流速最快压强最小
C.丙图:滑雪者没有陷入雪中是因为她对雪压力较小
D.丁图:盆景水位保持一定的高度是因为大气压的作用
3.(2025·四川攀枝花·中考真题)如图所示,质量分布均匀的圆柱状物体甲、乙放置在水平地面A上,此时甲、乙对地面的压强相等。现沿水平面B切去上方的部分后,甲、乙剩余部分对地面的压强、和压力、的大小关系是( )
A.、
B.、
C.、
D.、
4.(2025·四川绵阳·中考真题)如图所示,置于水平桌面的三个相同烧杯,分别装有质量相等的三种不同液体,x、y和z是三种液体中距杯底等高的点,则( )
A.液体密度:
B.液体对烧杯底部的压强:
C.烧杯对桌面的压力:
D.x、y、z三点液体的压强:
5.(2025·青海西宁·中考真题)如图所示,水平桌面上放置的薄壁容器,A部分为圆柱体,其底面积,B部分底面积,A、B两部分底部用薄而小的橡皮膜密封隔开。先在A部分中倒入1.0kg的水,后在B部分中缓慢倒入某种液体直到中间橡皮膜不再左右凸起(忽略橡皮膜的高度带来的影响),测量出某种液体的深度(,取),下列说法正确的是( )
A.水对A部分底部的压力为12.5N B.水对A部分底部的压强为
C.B部分中液体的密度是 D.某种液体对B部分底部的压力为10N
6.(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
7.(2025·山东德州·中考真题)王莲是一种大型浮叶草本,叶片布满气室、边缘向上卷起,具有粗壮的叶脉支撑结构,因而能产生巨大的浮力,植物园在其观赏期向游客开设载人体验活动。为安全起见,工作人员将一泡沫板置于叶片上方(泡沫板和叶片的面积视为相等)。如图所示,一质量为28kg的游客坐在泡沫板上进行体验。已知叶片底面积为1.4m2,其浸入水中的最大安全深度为5cm。(叶片及泡沫板质量均忽略不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)该游客体验时,泡沫板对叶片的压强;
(2)叶片所能承载的最大重力。
8.(2025·山东青岛·中考真题)小明为了自家花园用水方便,设计了一个自动储水水箱,其模型如图所示。底面积为,高为的浮体A(不吸水)通过一轻质细杆与力传感器相连,浮体A的底面与水箱底的距离为0.1m,柱形薄壁水箱的底面积为。当水箱内水位低于最低水位线a时,注水系统自动往水箱内注水;当水位到达0.6m时,轻质细杆对力传感器的作用力恰好为0;当水位到达最高水位线b时,注水系统停止注水。当水位位于a、b水位线时,轻质细杆对力传感器的作用力大小均为。(,)求:
(1)浮体A的重力;
(2)当水位位于最低水位线a时,水对浮体A底面的压强;
(3)当水位位于最高水位线b时,水箱内水的质量。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究! 8
学科网(北京)股份有限公司
$
专题04 密度、压强和浮力
中
目 录
第一部分 风向速递 洞察考向,感知前沿
跨学科 新载体 新情境
第二部分 分层突破 固本培优,精准提分
一阶·考点靶向练
考点01 密度
考点02 固体压强
考点03 液体压强
考点04 大气压强、流体压强与流速的关系
考点05 阿基米德原理
考点06 物体的浮沉条件及应用
考点07 综合计算
二阶·素养进阶练
第三部分 真题验证 对标中考,感悟考法
风●向●速●递
【跨学科】1.(2026·宁夏·一模)曹冲称象的故事广为流传。如图,称象时,先让象站在船上,在船身与水面交界处做上标记。让象上岸后,再将石头装入船中,直至船身上的标记与水面重合,所装石头的质量即为大象的质量。下列说法正确的是( )
A.甲图中船排开水的重力与大象的重力大小相等
B.船内石头增多的过程中船底受到水的压强变小
C.船内石头增多的过程中船受到的浮力大小不变
D.甲图中船所受浮力与乙图中船所受浮力大小相等
【答案】D
【详解】A.根据阿基米德原理,甲图中船和大象整体漂浮,浮力等于船和大象的总重力,因此船排开水的重力与船和大象的总重力大小相等,即船排开水的重力大于大象的重力,故A错误;
B.船内石头增多时,船的总重力增大,根据阿基米德原理可知,排开水的体积增大,船会下沉一些,船底所处的深度增大,根据可知,船底受到水的压强变大,故B错误;
C.船内石头增多时,船的总重力增大,因为船始终漂浮,浮力等于重力,所以浮力增大,故C错误;
D.由甲乙图两图可知,船排开水的体积相同,根据阿基米德原理可知,甲图中船所受浮力与乙图中船所受浮力大小相等,故D正确。
故选D。
【跨情境】2.(2026·上海浦东新·一模)小东和小方尝试利用一根透明软管和适量的水,在墙上找到相同高度的点,如图所示。
(1)他们将透明软管弯折成“U”形状后,透明软管可以看成一个简单的______器。
(2)他们在软管内注入水,当水______时,沿两侧管内水面对应的位置在墙上进行标记,找到了相同高度的点A、B。
(3)若小东手执软管不动,小方将软管的右端缓慢向上提一些(水未溢出),则通过(2)中的方法重新获得的相同高度的两个点的位置( )
A.高于点A、B B.低于点A、B C.与点A、B等高
【答案】(1)连通
(2)静止
(3)A
【详解】(1)将透明软管弯折成“U”形状后,透明软管两端开口,底部连通,所以透明软管可以看成一个简单的连通器。
(2)根据连通器的特点,连通器中同种液体不流动时,各部分中的液面总保持相平。所以他们在软管内注入水,当水静止时,沿两侧管内水面对应的位置在墙上进行标记,就可以找到相同高度的点A、B。
(3)小方将软管的右端缓慢向上提一些,软管仍构成一个连通器,两端液面仍相平,但由于管内液柱长度不变,所以通过(2)中的方法重新获得的相同高度的两个点的位置高于点A、B。故BC不符合题意,A符合题意。
故选A。
【新载体】3.(2026·上海松江·一模)2025年春晚的创意融合舞蹈《秧BOT》中,机器人身穿花棉袄,与真人舞蹈演员同台表演(取)。
(1)若某个机器人的质量为50kg,每只脚与舞台的接触面积为0.01m2,则机器人站立时,如图所示,对舞台的压强为______Pa;
(2)当它行走时,对舞台的压力将______;压强将______(均选填“A.变大”“B.不变”或“C.变小”)。
【答案】(1)
(2) B A
【详解】(1)机器人站立时对舞台的压力
则对舞台的压强为
(2)[1][2]行走时,机器人对舞台的压力不变,始终等于自身的重力,受力面积减小,根据可知,对舞台的压强变大。
【跨学科】4.(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
分●层●突●破
一阶·考点靶向练
考点01 密度
1.(2025·湖北·三模)2024年11月16日,湖北省迎来立冬后的第一场雪。小明用刻度尺测出水平地面雪的厚度为H=150 mm,然后他将雪踏实(雪踏实后成为冰),如图所示。则脚踩出的雪坑的深度h为(ρ雪=0.6×103kg/m3 ,ρ冰=0.9×103kg/m3)( )
A.150 mm B.100mm C.90 mm D.50 mm
【答案】D
【详解】测出积雪原来的厚度为,脚踩出的雪坑的深度,雪挤压后,质量不变;设雪坑面积为,雪的体积,冰的体积
由,雪压成冰质量不变,所以,即
脚踩出的雪坑的深度为,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.(2025·陕西西安·三模)成语“泾渭分明”源自于陕西泾河与渭河交汇处的自然现象。泾河水与渭河水的密度不同,因此它们的交汇处呈现出一条分界线。小明用试管分别取了5cm3、5g的泾河水和15cm3、18g的渭河水。由此可知___________(选填“泾河水”或“滑河水”)的密度较大。交汇处两河水流速相近时,渭河水会分布在___________(选填“上层”或“下层”)。某次洪水导致两河水体混合,混合后总体积为200m3,总质量为,假设混合前后总体积不变,则混合水中渭河水与泾河水的体积比为___________。
【答案】 渭河水 下层 3:1
【详解】[1][2]由题意得,5cm3、5g的泾河水的密度为
15cm3、18g的渭河水的密度为
故渭河水的密度较大,所以交汇处两河水流速相近时,渭河水因密度较大会分布在下层。
[3]因为泾河水的密度为
渭河水的密度为
当某次洪水导致两河水体混合时,设渭河水的体积为V,则泾河水的体积为(200m3-V),因为,所以
解得:,即则
故混合水中渭河水与泾河水的体积比为
3.(2025·福建漳州·模拟预测)为了测量金属球的密度,设计了甲和乙两种方案,按图所示完成实验;
方案甲:
(1)实验前,应在___________方向对弹簧测力计进行调零;
(2)由图A测得金属球的重力,图B、C测得金属球体积;
(3)则金属球的密度为___________;
方案乙:
(1)如图D用电子秤测出金属球的质量;
(2)如图E将金属球放入溢水杯中,然后向溢水杯中注满水,测出总质量;
(3)取出金属球,再向溢水杯中补满水,测出总质量,如图F;
(4)则___________g;金属球的密度是___________;
评估:
(1)在方案乙中,当金属球取出时会沾有水,该步骤对测量金属球密度是否会有影响?___________;
(2)方案乙测出的实验误差更小,原因是___________。
【答案】 竖直 7.2 9.6 7.5 不会 见解析
【详解】方案甲
(1)[1]悬挂法测量重力,弹簧测力计需要在竖直方向使用,故实验前应在竖直方向对弹簧测力计进行调零。
(3)[2]金属球的质量
由图B、C知,量筒分度值为2mL,金属球体积
则金属球的密度为
方案乙
(4)[3][4]由图D知,金属球的质量;排开水的质量为
排开水的体积为
金属球的体积等于排开水的体积,即
金属球密度为
评估
(1)[5]取出金属球,带出一些水,造成往溢水杯中所加的水的质量偏多,但加满水时,溢水杯中水的总质量不变,求得金属球排开水的质量不变,求得的排开水的体积不变,即金属球的体积不变,金属球的质量为准确值,据知,求得的密度不变。
(2)[6]方案乙是通过测量金属球排开水的质量,利用水的密度来计算金属球的体积。相比直接用量筒测量体积的方法,方案乙避免了量筒测量时可能出现的一些人为读数误差以及操作不规范带来的误差等,所以方案乙测出的实验误差更小。
考点02 固体压强
4.(2025·黑龙江·模拟预测)如图甲所示,将一个每个面粗糙程度均相同的长方体铁块分别平放、立放在水平桌面上,它对桌面的压强分别是和。如图乙所示,用水平推力推动它在桌面上匀速直线运动时,推力大小分别为和。下列关于压强和推力的关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】ABCD.物体两次不同的放置,压力不变,把物体竖放比横放时的受力面积小,由压强公式可知,竖放时产生的压强大,即;压力不变、接触面粗糙程度不变,摩擦力不变,又知物体做匀速直线运动,水平方向的推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以,故B正确,A、C、D错误。
故选B。
5.(2025·广西南宁·三模)某零件由粗、细两段材料相同、高度均为12cm的实心圆柱体组成,较粗部分横截面积为100cm2。将该零件按图甲所示方式置于水平地面上时,零件对水平地面的压强为。若将零件沿水平方向截成两部分后,按图乙所示方式分别置于水平地面上,左侧部分高度为6cm,对水平地面的压强为3×103Pa,右侧部分对水平地面的压强为1.1×104Pa。求:零件的密度为______kg/m3,甲图中零件对水平地面的压强为______Pa。
【答案】 9600
【详解】[1]乙图左侧部分零件对水平地面的压力
则乙图左侧部分零件重力为
乙图左侧部分零件体积为
则零件的密度为
[2]设较细部分横截面积为,则乙图右侧部分零件体积为
则乙图右侧部分零件重力为
右侧部分对水平地面的压强为1.1×104Pa,则有
解得。则乙图右侧部分零件重力为
则整个零件重力为
则甲图中零件对水平地面的压强
考点03 液体压强
6.(2025·江苏连云港·二模)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体,下列说法正确的是( )
A.液体的密度ρ甲<ρ乙 B.容器对桌面的压强p甲<p乙
C.液体对容器底部的压强p甲=p乙 D.液体对容器底部的压力F甲>F乙
【答案】D
【详解】A.因两容器的底面积相同,液体深度也相同,则由图可知,甲容器中液体的体积较小,因为两种液体的质量相等,根据可知ρ甲>ρ乙,故A错误;
B.容器对桌面的压力等于容器和液体的总重力,两容器的质量相等,液体的质量相等,根据 F=G总=m总g可知,容器对桌面的压力F甲=F乙;两容器的底面积相同,根据可知,容器对桌面的压强p甲=p乙,故B错误;
CD.两容器中液体的深度相同,且ρ甲>ρ乙,由p=ρ液gh可知,液体对容器底部的压强p甲'>p乙';容器底面积相同,根据可知,液体对容器底部的压力F甲>F乙,故C错误,D正确。
故选D。
7.(2025·江苏苏州·一模)如图所示,两端开口的圆锥形小筒,下面用一重力可忽略不计的薄片贴住后一起浸入水中,漂浮在水面。如果向小筒中注入100g的水,薄片恰能脱落,则同样也能够使薄片下落的方法是( )
A.在薄片中央轻放100g砝码 B.慢慢注入100g酒精
C.慢慢注入100g水银 D.上述三种情况都不行
【答案】B
【详解】A.结合重力公式G=mg计算可知100g砝码重力等于100g水中的重力,圆锥形小筒上窄下宽,所以水对薄片向上的压力大于砝码的向下的压力,所以薄片不下落,故A不符合题意
BD.100g的酒精和100g的水,体积之比为,相同底面积时,深度之比为,圆锥形小筒上窄下宽,所以,根据压强公式大于水向上的压力,所以100g的酒精能够使薄片下落,故B符合题意,D不符合题意。
C.100g的水银和100g的水,水银的体积要小于水的体积,所以高度小于水的高度,根据压强公式分析小于水向上的压力,所以100g的水银不能够使薄片下落,故C不符合题意。
故选 B。
8.(2025·江苏无锡·一模)学习“液体”压强时, 老师展示了如图(甲)所示的实验,小明得出结论:深度越大,水的压强越大,水喷出的最远距离就越大。老师另找了一个矿泉水瓶,在侧边扎了两个相同的小圆孔C和D,按如图(乙)所示进行实验;观察到 sc<sd . 如水对侧边C、D两点压强为pc和 pD,则 pc_______ pD(选填“>”、“=”或“<”)。在图(乙)中,其他条件不变。 将木板向右移动,使C孔、D孔流出的最远水流落在木板上, sC '、sD '分别是此时的最远距离,则 _______sD '(选填“>”、“=”或“<”),判断小明同学的结论是_______(选填 “正确” 或 “错误”)的。
【答案】 < > 错误
【详解】[1]液体压强的 “深度” 是指液体中某点到液面的竖直距离。由图乙可知,D 点的竖直深度大于C点,根据 p=ρgh,水的密度ρ和g不变时,深度越大,压强越大。因此,C点压强小于D点压强,即 pC<pD。
[2]根据题意,其他条件不变,将木板向右移,最远的水流依然落在木板上,左侧仍在瓶子下方;根据下图木板与水流轨迹的交点知,如图所示:
此时C孔流出水的距离大,即sC'>sD'。
[3]由上述实验可知,保持其他条件不变,仅将木板向右移,只改变了小孔到地面的距离,发现对应小孔水喷出的最远距离发生了变化,由此可知:水喷出的最远距离不仅与小孔在水中的深度有关,还与小孔到地面的距离有关。小明同学实验过程中,没有控制小孔到地面的距离,小孔到地面的距离是变化的,故不能通过喷出的距离显示压强的大小,不能探究压强与深度关系,因此小明同学的结论是错误的。
9.(2025·四川遂宁·模拟预测)某兴趣小组利用如图所示器材,探究“液体压强跟哪些因素有关”。
(1)实验前,利用U形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等组装成压强计,放在空气中静止后,发现U形管两边的液面出现如图甲所示的情景,接下来正确的调节方法是______(填写正确选项前的字母);
A.将U形管右侧高出部分的液体倒出
B.向U形管中继续盛装液体
C.取下橡皮管,重新进行安装
(2)压强计是通过观察U形管两端液面的______来显示橡皮膜所受压强大小的仪器;
(3)通过比较图中______两个实验,是为了探究液体的压强与液体深度的关系;
(4)某次实验测得压强计中U形管左右两侧液面的高度差为8cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差为______Pa;(取)
(5)利用如下图戊的实验器材进行拓展实验:容器中间用隔板分成A、B两部分,隔板底部有一小圆孔(用C表示),用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时,其形状会发生改变。如图己,当在A中盛水,测得深度为12cm,在B中盛某种液体,测得深度为15cm,此时C处橡皮膜形状刚好不改变,则B中液体密度______。
【答案】(1)C;(2)高度差;(3)乙、丙;(4)800/;(5)/800/
【详解】(1)实验前,将金属盒的橡皮管装在U形管的一侧后,如果右侧液面高,左侧液面低,说明U形管两边液面上方压强不同,则应将橡皮管取下,重新安装,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(2)压强计是通过观察U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小,U形管两端液面高度差越大,橡皮膜受到的压强越大,运用了转换法。
(3)为了探究液体的压强与液体深度的关系,要用到控制变量法,控制液体的密度相同,橡皮膜所处的深度不同,因此需要比较乙、丙两次实验。
(4)橡皮管内气体的压强与大气压之差等于液体高度差产生的压强,故
(5)C处橡皮膜形状刚好不改变,则容器底部两侧压强相等,故
则B中液体密度
考点04 大气压强、流体压强与流速的关系
10.(2025·江西·模拟预测)如图所示,护士给病人输液时,药水瓶上插着两根管,一根给病人输液,另一根通过瓶盖扎进瓶内药水中。下列说法正确的是( )
A.这根“闲置”管是为了利用大气压的原理
B.药液流入血管的主要动力是药液自身的重力
C.此装置与连通器的原理相似
D.输液过程中,瓶内液面上方气压始终等于外界大气压
【答案】A
【详解】A.这根“闲置”的管是为了瓶内始终与大气连通,利用大气压达到瓶内气压与血管中的压强保持稳定,故A正确;
B.药液能流入血管主要是因为药瓶内压强与血管内压强之间的压强差,故B错误;
C.连通器是顶端开口,底部相连的仪器,此装置只有一端顶部开口,故C错误;
D.药液是匀速流出的,则瓶内与血管内的压强差要保持不变,瓶内压强由药液的液体压强和大气压强组成,药液产生的压强会发生变化,所以瓶内的气压也会发生变化,故D错误。
故选A。
11.(2025·安徽·二模)用如图所示的两种气压装置来观察大气压的变化,对于现象解释正确的是( )
A.大气压增大时,甲图中玻璃管内的液面会下降
B.大气压增大时,乙图中玻璃管内的液面会上升
C.海拔升高时,甲图中玻璃管内的液面会上升
D.海拔升高时,乙图中玻璃管内的液面会上升
【答案】D
【详解】AC.甲图是托里拆利实验,玻璃管内是真空,大气压的值等于玻璃管内液柱产生的压强,大气压增大时,外界大气压变大,大气压支持的水银柱高度变大,玻璃管内的水银柱会上升。海拔升高时,外界大气压变小,大气压支持的水银柱高度变小,玻璃管内的水银柱会下降。故AC错误;
BD.乙图中,瓶内封闭部分气体的压强等于玻璃管内液体的压强与外界大气压之和,瓶内气压不变,大气压增大时,瓶外大气压变大,瓶内气压小于外界大气压,玻璃管内的液面会下降;海拔升高时,外界大气压变小,瓶内气压大于外界大气压,玻璃管内的液面会上升。故B错误,D正确。
故选D。
12.(2025·江苏扬州·三模)2022年冬奥会在我国隆重举办。如图所示,冰壶运动亦称冰上溜石,冰壶石由纯粹的花岗岩石磨制而成,塑料环形手把利用螺栓固定。
(1)冰壶离手后,依靠_______继续向前运动,冰壶是可以控制方向的,如果冰壶投掷出时顺时针旋转,冰壶会向_________(选填“左”或“右”)偏;
(2)队友扫冰导致冰面产生薄薄的水层,_________(选填“增大”或“减小”)冰壶前进过程受到的力,冰壶能滑行得更远。
【答案】(1) 惯性 右
(2)减小
【详解】(1)[1]冰壶离手后,由于惯性冰壶会保持原来的运动状态不变,继续向前运动。
[2]冰壶投掷出时顺时针旋转,刷冰时会使冰面产生薄薄的水层,使冰壶与冰面之间的气体流动方向与冰壶旋转方向相同,根据流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,冰壶右侧的空气流速大,压强小,左侧的空气流速小,压强大,所以冰壶会向右偏。
(2)冰面产生薄薄的水层,使冰壶与接触面分离,因此减小了冰壶前进过程受到的摩擦力,冰壶能滑行得更远。
考点05 阿基米德原理
13.(2025·山东泰安·三模)如图所示的容器内盛有空气,活塞可左右移动且不漏气,容器中有一个木球A,当用力F向左推动活塞时,下列说法中正确的是( )
A.容器内空气的密度变小 B.木球A受到的浮力变大
C.木球A对容器的压力将变大 D.无法比较木球A对容器压力的大小
【答案】B
【详解】A.向左推动活塞时,里面封闭的空气质量不变,体积减小,由可知,里面空气的密度增大,故A错误;
B.因为A球浸没在里面的空气中,A球的体积不变,A球在空气中排开的体积与它自身的体积相等,即,由于里面空气的密度增大,由可知,木球A受到的浮力变大,故B正确;
CD.对A球进行受力分析,它受到重力、浮力和支持力的作用,即,木球A受到的浮力变大,G不变,所以F支减小,根据物体间力的作用是相互的,,所以木球A对容器的压力将减小,故CD错误。
故选B。
14.(2025·湖北武汉·三模)如图是探究浮力的大小跟哪些因素有关的几个实验情景。实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N。若盐水的密度为,则下列结论错误的是( )
A.物体M的密度为
B.实验乙中,物体M受到的拉力为3.0N
C.实验丙中,物体M下表面受到盐水的压力为1.2N
D.实验丁中,容器底部受到的压力大于0.3N
【答案】C
【详解】A.甲图测量的是物体的重力,可得物体的质量为
丙图中物体完全浸没在盐水中,此时弹簧测力计的示数为2.8N,则物体受到的浮力为
物体的体积为
物体的密度为
故A正确,不符合题意;
B.如图乙,当物体完全浸没在水中,排开液体的体积为物体的体积,则物体在水中受到的浮力为
则实验乙中,物体A受到的拉力为
故B正确,不符合题意;
C.浮力指浸在液体中的物体上下表面受到的压力差,实验丙中,物体受到的浮力为1.2N,因为物体上表面有受到液体的压力,所以下表面受到的压力大于1.2N,故C错误,符合题意;
D.由图丁可知,物体完全浸没在盐水中,受到的浮力与丙图中物体受到的浮力相等,弹簧测力计的示数为2.5N,则此时物体对容器底部的压力为
而容器底部受到的压力还有液体给的压力,因此会大于0.3N,故D正确,不符合题意。
故选C。
15.(2025·广东广州·三模)如图所示,两个小球A和B(VA<VB),分别轻放入装着甲、乙两种不同液体的同规格溢水杯中(放入后两球均能浸没)。用两个相同的小桶分别收集溢出的两种液体(小桶均未满出),稳定后测出两小桶的质量相等。以下说法中正确的是( )
A.小球A和B所受到的浮力相等
B.小桶内甲液体的体积等于乙液体的体积
C.A球排开液体的体积与B球排开液体的体积相等
D.无法比较甲、乙两种液体密度的大小
【答案】D
【详解】A.根据阿基米德原理,因为两小桶质量相等,用两个相同的小桶分别收集溢出的两种液体(小桶均未满出),稳定后测出两小桶的质量相等。但是乙中液体开始时没有达到溢水杯口,因此B球排开液体的质量大于A球排开液体的质量,所以,故A错误;
B.两个小球A和B(VA<VB)分别放入装着甲、乙两种不同液体的同规格溢水杯中(放入后两球均能浸没),因两球均浸没,因此两球排开水的体积等于小球自身体积,但是乙中液体开始时没有达到溢水杯口,因此无法比较小桶内乙液体的体积与小桶内甲液体的体积,故B错误;
C.两个小球A和B(VA<VB),放入后液体后,两球均能浸没,故A球排开液体的体积小于与B球排开液体的体积,故C错误;
D.因为两个小球A和B的密度关系不知,放入后液体后,两球均能浸没,故无法比较甲、乙两种液体密度的大小,故D正确。
故选D。
16.(2025·山东聊城·三模)在探究浮力的大小和哪些因素有关系时:
(1)小明用手把一个空矿泉水瓶压入水中,矿泉水瓶浸入水中的体积越大越费力,提出猜想浮力大小可能和物体浸入液体的体积有关;小红将一个鸡蛋放入水中,鸡蛋下沉,放入盐水中,鸡蛋漂浮,由此你能猜想浮力的大小还可能和______有关。
(2)实验过程中先用弹簧测力计称量物体的重力,静止时示意如图甲所示。再将物体完全浸没在水中,静止时示数如图乙所示。则物体在乙图状态下所受的浮力为______ N。
(3)将乙图中的物体逐渐提升至丙状态,随着物体露出水面的体积越来越大,发现弹簧测力计的示数逐渐变______,说明所受的浮力逐渐变______。
(4)比较______两次实验,可以得到浮力的大小和液体密度有关。
(5)根据实验数据,可以计算物体的密度为______。结果保留一位小数
(6)小杰同学根据石块在水中下沉、塑料块在水中漂浮,猜想浮力的大小可能和物体的密度有关。请设计一个实验,验证猜想是否正确______。
【答案】(1)液体的密度;(2);(3) 大 小;(4)乙、丁;(5);(6)见解析
【详解】(1)鸡蛋在水中下沉,在盐水中漂浮,说明鸡蛋在盐水中所受浮力大于在水中时的浮力,即浮力大小与液体密度有关。
(2)观察图甲,读出弹簧测力计示数,即物体重力,图乙中弹簧测力计示数,由称重法可知,图乙中物体所受浮力
(3)[1][2]观察图乙和图丙可知,弹簧测力计的示数逐渐变大;根据称重法可知,丙图物体所受浮力,说明所受的浮力逐渐变小。
(4)要探究浮力大小与液体密度的关系,需改变液体的密度,保持物体排开液体体积相同,故选乙、丁两图。
(5)由图甲可知,物体的质量为
由甲、乙两图可知,物体所受的浮力为
因物体在乙图中浸没,则物体体积等于排开液体体积,由阿基米德原理可知,
物体的密度为
(6)探究浮力的大小可能和物体的密度有关,需要用不同密度的物体,在保持物体排开液体体积和液体密度不变时,分别测出浮力大小进行比较,具体步骤如下:
a.用两个相同弹簧测力计在竖直方向进行调零。
b.在弹簧测力计下分别挂上两个体积相同的实心铁块和铝块,分别测出其重力为、。
c.将两个金属块分别浸没在水中,读出此时弹簧测力计示数、。
d.计算出两金属块所受浮力、
e.比较两金属块所受浮力大小,若,说明浮力大小与物体密度无关;若,说明浮力大小和物体密度有关。
17.(2026·宁夏·一模)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F1、F2、F3、F4,由图甲和丁可知物体受到的浮力F浮=___________。
(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.F1﹣F2=F3﹣F4 B.F1﹣F3=F4﹣F2 C.F3﹣F2=F1﹣F4
(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,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐___________,B的示数逐渐___________。
(5)比较两种实验方案,改进后的优点是___________(多选,都正确得分,否则不得分)。
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.能同步观察测力计A、B示数的变化
【答案】(1)校零
(2)
(3)B
(4) 变小 变大
(5)BC
【详解】(1)弹簧测力计使用前指针要指向零刻度线,如果没指向零刻度线,需要校零。
(2)由图甲可知,物体的重力为,由图丁可知物体浸没时弹簧测力计的示数为,则物体受到的浮力为
(3)由图乙可知空烧杯的重力为,由图戊可知物体浸没时排开液体与烧杯的总重力为,则物体浸没时排开液体的重力为
当,即,可以得出物体受到浮力的大小与排开液体所受重力相等。
(4)[1]如图2所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,根据可知,弹簧测力计A的示数变小。
[2]重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,根据可知,弹簧测力计A、B示数的变化量相等。
(5)A.根据可知,测力计A的示数不等于物体所受浮力,故A不符合题意;
B.由图2的实验装置和器材,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,实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定,故B符合题意;
C.薄塑料袋不计质量,能同步观察测力计A、B示数的变化,从而得出物体受到浮力的大小与排开液体所受重力的关系,故C符合题意。
故选BC。
18.(2025·山东济宁·一模)如图甲所示,一个质量为270g的铝块用轻质的不可伸缩的细线系在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触未知液体的液面(ρ铝=2.7×103kg/m3)。将铝块缓慢浸入未知液体中,弹簧测力计的示数随铝块浸入深度的变化情况如图乙所示。求:
(1)铝块浸没液体中所受的浮力;
(2)未知液体的密度大小(g取10N/kg)。
【答案】(1)1.2N
(2)1.2×103
【详解】(1)由题意可知,铝块的质量
铝块的重力为
铝块未浸入液体时,弹簧测力计的示数等于铝块的重力,即
由图像可知,当铝块完全浸没在液体中时,弹簧测力计的示数为,且保持不变, 铝块浸没时所受的浮力为:
(2)根据密度公式可得铝块的体积
因为铝块完全浸没在液体中,所以排开液体的体积等于铝块的体积
根据阿基米德原理,可得未知液体的密度为
考点06 物体的浮沉条件及应用
19.(2025·四川成都·模拟预测)孔明灯是我国古代用作军事信号的灯笼,当灯笼内的空气被加热到一定温度时,灯笼就能腾空而起。若气温为时,空气的密度为,孔明灯的总体积(排开空气的体积)为且保持不变,取,下列关于孔明灯的说法正确的是( )
A.灯内空气温度升高时,其重力会增加 B.它漂浮在空气中所受到的浮力为
C.浮起时所受浮力等于灯内空气的重力 D.灯内空气的温度升高时,其密度不变
【答案】B
【详解】A.灯内空气温度升高时,根据热胀冷缩原理,空气体积膨胀。由于孔明灯体积保持不变,部分空气逸出,导致灯内空气质量减小,由公式可知,质量减小,重力减小,故A错误;
B.孔明灯在空气中受到的浮力为
故B正确;
C.根据物体上浮的条件可知,孔明灯上浮时,受到的浮力大于灯和内部空气的总重力,所以,受到的浮力一定大于灯内空气的重力,故C错误;
D.由前面分析可知,灯内空气温度升高时,灯内空气质量减小,体积不变,由密度公式可知,其密度减小,故D错误。
故选B。
20.(2025·新疆阿克苏·三模)一圆柱体木块漂浮在某液体中,将木块浮在液面以上部分切去后,木块重新漂浮;再次切去液面以上部分后,剩余木块的体积为原体积的。已知木块密度的为,液体的密度为,则可判断为( )
A.1:3 B. C.1:2 D.
【答案】C
【详解】设原来木块的体积为V,原来木块漂浮在水面上,根据浮沉条件知
根据阿基米德原理和重力公式有
切去液面上部分后,木块的体积为,仍漂浮,此时木块的体积,则
可得 ---------①
再切去液面上部分,剩余木块的体积等于第二次排开液体的体积,由题知
此时
可得----------②
联立①②相比,解得,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
21.(2025·重庆·一模)如图所示,质量为m0=50g的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲,电子秤的示数为m1=150g;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙,电子秤的示数为m2=171g;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙,电子秤的示数为m3=180g;水均未溢出,不计草莓吸水,不计细针体积。则草莓的质量为________g,草莓的体积为________cm3。
【答案】 21 30
【详解】[1]杯子和水的质量m1=150g,杯子、水和草莓的质量m2=171g,则草莓的质量
[2]草莓完全浸没在水中时排开水的体积
草莓的体积
22.(2025·安徽黄山·模拟预测)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?
【答案】(1)1N
(2)0.5N
(3)30g,
【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
考点07 综合计算
23.(2025·陕西渭南·二模)如图甲,水平放置的方形容器里有一个重量G=8N,边长L=10cm的立方体物块M,M与容器底部没有紧密接触。以Q=5mL/s的恒定流量向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示。,g取10N/kg,下列有关的说法正确的是( )
A.随着水的注入,容器底部受到水的压强逐渐变小
B.随着水的注入,物块M受到的浮力一直增大
C.t=140s时,物块M排开水的体积为800cm3
D.t=140s时,水对容器底部的压力大小为7N
【答案】C
【详解】A.根据液体压强公式,随着水的注入,水的深度h逐渐增大,水的密度ρ和g不变 ,所以容器底部受到水的压强逐渐变大,故A错误;
B.物块M的质量
物块M的密度
它的密度小于水的密度,当水深时会漂浮。在物块M漂浮前,随着水的注入,物块M排开水的体积增大,根据阿基米德原理,浮力增大;当浮力等于8N时,物块M开始漂浮,之后排开水的体积不变,浮力不变,等于物块重力 ,故B错误;
C.由图像可知,当时,水的深度为,大于立方体物块M的边长为10cm,则根据浮沉条件可知物块在水中将漂浮。此时物块M排开水的重力等于物体的重力,即
则物块M排开水的体积为
故C正确;
D.由图像可知,当t=140s时,物块处于漂浮状态,注入的水的体积
水的重力
容器底部受到的压力等于水的重力加上物块的重力,所以水对容器底部的压力
故D错误。
故选C。
24.(2024·福建福州·二模)如图甲所示,底面积为S1=80cm2的容器内装有适量的某种液体,A为长方体木块,其底面积为S2=50cm2,C为压力传感器,用F表示压力传感器的示数,h表示木块A的下表面与液面的距离,小明同学想利用此装置探究F与h的关系,它先把木块A放入液体中,当木块A静止时,测得木块A的下表面与液面的距离为h=4cm,小明再用轻杆B向下压,逐渐改变h的大小,并记录下与之相对应的压力F的数值,依据数据得到了如图乙所示的F-h图象,此过程中液体始终没有溢出。(不计传感器C和轻杆B的重力和体积),下列做法正确的是( )
A.该液体的密度为2.4×103kg/m3
B.该物体完全浸没时液体对其上下表面压力差为10N
C.木块A的重力为6N
D.木块A全部浸没后,与木块放入液体前相比,液体对容器底部的压强增加了750Pa
【答案】B
【详解】A.由乙图可知,当物体浸入的深度从4cm到10cm时,传感器受到的压力从0到6N,即此过程中物体受到的浮力增大6N,物体排开水的体积增加量为
则液体的密度为
故A错误;
B.由图可知,物体的总长度为10cm,则物体的体积为
物体完全浸没受到的浮力为
根据浮力产生的原因可知,该物体完全浸没时液体对其上下表面压力差为10N,故B正确;
C.由图可知,当物体浸入液体中的深度为4cm时,物体处于漂浮状态,浮力等于重力,则木块A的重力
故C错误;
D.木块A全部浸没后,排开水的体积等于物体的体积,则水面升高的高度为
与木块放入液体前相比,液体对容器底部的压强增加量为
故D错误。
故选B。
25.(2025·安徽合肥·一模)如图甲所示,底面积S1=200cm2的长方形水槽中盛有适量的水,现将一个底面积S2=30cm2空的圆柱体容器,轻轻地放入长方形水槽中,圆柱体容器静止时漂浮于水槽中,此时圆柱体容器浸入水中的深度h1=0.05m(已知ρ水=1.0×103kg/m3)。求:
(1)圆柱体容器所受的重力G容器大小;
(2)若向圆柱体容器中缓慢注入深度h2=0.125m的未知液体,如图乙所示,当圆柱体容器再次静止时,其浸入水的深度h3=0.15m(此时圆柱体容器未触及水槽底部且水槽中水未溢出),则注入的未知液体密度ρ液为多大?
(3)注入未知液体前后,长方形水槽底部受到水的压强的变化量ΔP大小。
【答案】(1)1.5N
(2)0.8×103kg/m3
(3)150Pa
【详解】(1)空的圆柱体容器浸在水中的体积
由阿基米德原理
可知受到的浮力为
由题意可知,圆柱体容器漂浮在水面上,则其受到的重力与浮力是一对平衡力,故圆柱体容器受到的G容器与F浮大小相等,则有
(2)向空的圆柱体容器中注入一定量的未知液体后,圆柱体容器浸入水的深度变为0.15m,则此时圆柱体容器所排开水的体积
圆柱体容器受到的新浮力
则注入的未知液体的重力G液=F'浮-G容器=4.5N-1.5N=3N
注入的未知液体的体积
则未知液体的密度为
(3)向空的圆柱体容器中注入的液体重量为3N,对比分析甲图和乙图可得,注入未知液体后,长方形水槽底部受到的压力增大了3N,即ΔF=3N
长方形水槽的底面积为
则注入未知液体前后,长方形水槽底部受到水的压强的变化量
二阶·素养进阶练
1.(2025·重庆·三模)如图所示,两个完全相同的容器中分别装有甲、乙两种体积相同的不同液体,将同一小球分别浸没在两容器中,静止时细线对小球均有拉力且拉力相等。下列说法正确的是( )
A.甲液体密度大于乙液体密度
B.小球在甲液体中所受浮力等于在乙液体中所受浮力
C.放入小球后左边容器对桌面的压力大于右边容器对桌面的压力
D.剪断乙中的细线,液面静止后容器底部受到液体的压强变小
【答案】D
【详解】AB.如图所示,对小球进行受力分析可知,在甲液体中,小球受到重力、竖直向上的浮力以及竖直向上的绳的拉力的作用,因为小球静止,处于平衡状态,根据力的平衡条件可知,三者之间的关系为F浮甲+F拉=G球,在乙液体中,小球受到重力、竖直向上的浮力以及竖直向下的绳的拉力的作用,根据力的平衡条件可得F浮乙=G球+F拉,因为两种情况下的拉力相等,则可得F浮甲<F浮乙,在甲、乙液体中小球都是浸没,排开液体的体积相等,由阿基米德原理及公式F浮=ρ液gV排可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,故AB错误;
C.对甲图进行受力分析可知,容器对桌面的压力为F甲压=G甲+G容器+G球-F拉,对乙图进行受力分析可知容器对桌面的压力为F乙压=G乙+G容器+G球,因为甲液体的密度小于乙液体的密度,且两者体积相同,则可知G甲<G乙,所以放入小球后左边容器对桌面的压力小于右边容器对桌面的压力,故C错误;
D.因为在乙液体中小球受到的浮力大于其重力,所以剪断乙中的细线后小球会上浮直至漂浮,排开液体的体积减小,液面高度下降,根据液体压强公式p液=ρ液gh可知,液面静止后容器底部受到液体的压强变小,故D正确。
故选D。
2.(2025·山东日照·二模)图甲所示,一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上,对长木板施加一个水平向右的力,使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,直到木板的长度伸出桌面时停止运动,此过程中木板对桌面的压强与木板被推动的距离的关系图像如图乙所示。已知木板宽为,下列说法中( )
①长木板的底面积为
②当时,木板对桌面的压强为
③当时,木板对桌面的压力为
④移动过程中,木板对桌面的摩擦力先不变后减小
A.只有①②正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有②④正确
【答案】C
【详解】①由图乙可知,木板伸出桌面的长度为
此时木板的长度伸出桌面,所以长木板的长度为
长木板的底面积为
故①错误;
②③木板对桌面的压力等于木板的重力,移动过程中,木板对桌面的压力不变,由图乙可知,长木板未伸出桌面时对桌面的压强,根据,则木板的重力为
当时,木板对桌面的压力还是等于木板自身的重力为;
当时,此时桌面的受力面积为
长木板对桌面的压力不变,此时木板对桌面的压强
故②③正确;
④移动过程中,木板对桌面的压力、接触面的粗糙程度以及材料都不变,所以滑动摩擦力不变,故④错误。
故选C。
3.(2025·新疆·一模)实心长方体A和B放置在水平地面上,A和B的质量之比为1∶7,它们的长、宽、高如图所示,现在长方体A、B的右侧沿竖直方向按相同比例截取一部分长方体,叠放在对方剩余部分的上表面,此时A、B剩余部分对水平地面的压强为pA'、pB',下列关于切割比例n取值范围和对应pA'、pB'的大小关系正确的是( )
A.当n=0.2时,pA'=pB'
B.当0<n<0.1时,pA'<pB'
C.当0.1<n<0.2时,pA'<pB'
D.当0.05<n<0.2时,pA'>pB'
【答案】B
【详解】物体A和物体B的质量之比为1:7,根据,则
由图可知,B的底面积与A的底面积之比
截取后物体A对水平地面的压强
截取后物体B对水平地面的压强为:
当时,带入公式,解得n=0.1
A.当n=0.2时,,故A错误;
BC.当时,代入公式解得0<n<0.1,故B正确,C错误;
D.当时,代入公式解得n>0.1;当0.05<n<0.2时,有可能是,也可能是,故D错误。
故选B。
4.(2025·重庆·二模)如图甲所示,底面积为100cm2的实心圆柱体A放在水平桌面上,薄壁圆柱形容器B足够高,装有水。现将A沿水平方向切去Δh的高度,并将切去部分放入容器B的水中。A剩余部分对地面的压强和水对容器底的压强随切去高度Δh的关系如图乙所示。下列计算正确的是( )
A.圆柱体A的密度为0.8×103kg/m3
B.容器B的底面积为350cm2
C.当Δh为3cm时,水对容器底的压强为460Pa
D.当A全部切完放入容器中,A对容器底的压强为500Pa
【答案】C
【详解】A.由知道,图乙中,A剩余部分对地面的压强随切去高度Δh的增大而减小,即将A沿水平方向切去Δh=0cm时,对地面的压强是1200Pa, 将A沿水平方向切去Δh=20cm时,对地面的压强是0Pa,说明A的高度是20cm,由知道,圆柱体A的密度
故A错误;
B.根据题意知道,水对容器底的压强随切去高度Δh的逐渐增加而增大,由乙图知道,当Δh=0cm时,水对容器底的压强最小,为400Pa,由 知道,此时①
当水对容器底的压强600Pa,此时②
由①②解得
故B错误;
C.设当Δh为3cm时,水对容器底的压强为p,由A选项分析知道,当 A剩余部分对地面的压强和水对容器底的压强刚好相等时,切去高度
此时压强是600 Pa,由乙图知道,切去高度Δh变化10cm,则水对容器底的压强变化600 Pa,由数学知识知道,当Δh为3cm时,
解得
故C正确;
D.由乙图知道,当A全部切完放入容器中,A对容器底的压强为600Pa,故D错误。
故选C。
5.(2025·福建福州·一模)小明对传感器感兴趣,他将力传感器固定在容器底部,用轻硬细杆连接力传感器和柱形物块M,如图甲所示,力传感器能够显示细杆所受的压力或拉力(不计细杆的质量和体积)。现缓慢向容器中加水,力传感器的示数F随水深h变化的图像如图乙所示,下列分析错误的是( )
A.物块M的重力为15N
B.当水深为9cm时,物块M所受浮力为9N
C.物块M的密度为
D.物块M刚浸没时,水对容器底的压强为1400Pa
【答案】C
【详解】A.由图可知,当时,细杆受到的压力等于物体M的重力,所以物块M的重力为15N,故A正确,不符合题意;
B.当水深为9cm时,细杆受到的压力为6N,由相互作用力的关系可知,细杆对物体M向上的支持力为6N,则物块M所受浮力为
故B正确,不符合题意;
C.物块M的质量为
分析图像可知,当时,水面刚好到M的下表面;当时,M受到的浮力恰好等于重力;然后浮力继续增大,M对细杆的拉力变大,当力传感器的示数F为9N时,M刚好浸没,受到的浮力为
根据阿基米德原理可得物体M的体积为
则物块M的密度为
故C错误,符合题意;
D.当时,M受到的浮力等于重力,即
根据阿基米德原理可得此时物块排开水的体积为
由图乙可知,当时,水面刚好到M的下表面;当时,M受到的浮力恰好等于重力;此时M在水中的高度为
M的底面积为
则M的高度为
物块M刚浸没时,容器内水的深度
则此时水对容器底的压强为
故D正确,不符合题意。
故选C。
6.(2025·陕西商洛·一模)为了测量木块的密度,小明进行了如下实验。如图-1,将盛有适量水的烧杯放在电子秤上,电子秤的示数为200g;如图-2,将一个长方体木块放入水中,木块漂浮时电子秤的示数为275g;如图-3,用细针将木块压入水中使其浸没,并保持静止,此时电子秤的示数为325 g。已知水的密度为,g取10 N/kg。下列说法正确的是( )
A.木块的重力为1.25 N
B.图-2中木块所受浮力为2.75 N
C.木块的密度为
D.图-3中,木块静止时,细针对木块的压力为1.25N
【答案】C
【详解】A.由图,图-1中电子秤示数为,图-2中电子秤示数为,图-3中电子秤示数为,由题意,木块的重力,故A错误;
B.图-2中木块漂浮,此时浮力等于自身重力为0.75N,故B错误;
C.图-3中,物体浸没时浮力为
由阿基米德原理,则物体体积
木块质量
木块的密度为,故C正确;
D.图-3中木块静止时,木块受平衡力,则有
即细针对木块的压力为,故D错误。
故选C。
7.(2025·广西南宁·模拟预测)水平桌面上有A、B两个质地均匀的实心正方体,A的高为L1,B的高为L2。将B沿如图甲所示的方向切割为两个长方体B1和B2,如果只将B1放在B2上(其他条件不变),此时B2对桌面的压强为p1;如果只将B2放在A上(其他条件不变),此时A对桌面的压强为p2。改变切割位置,p1、p2随a的变化关系如图乙所示则图像p一a中曲线2表示的是_________(选填“p1”或“p2”)与a的关系,B的密度________kg/m3。
【答案】 p1 0.5×103
【详解】[1]将B1放在B2上,B2对桌面的压强为
由此可知,p1与a成反比,故图像p-a中的曲线2表示的是p1与a的关系;将B2放在A上(其他条件不变),此时A对桌面的压强为
由此可知,p2与a为一次函数关系 ,故图像p-a中的直线1表示的是p2与a的关系。
[2]由图像可知,当时, ①
当时, ②
当时, ③
④
由①②③④解得,代入①②③④解得,,,,。
则B的质量
B的密度
8.(2025·湖南长沙·一模)“漏刻”是古代一种滴水计时的工具。如图甲是受水型浮箭漏,当水从播水壶滴入受水壶后,受水壶内由标尺与浮块组成的浮箭上升,此时通过指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取时间。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)当受水壶中水柱高度由1cm上升到2cm时,壶底所受压强变______;
(2)圆筒形受水壶内部底面积为800cm2,长方体浮块的底面积为400cm2、高3cm。滴水后,当浮箭刚浮起时,受水壶内水面的高度为2cm,此时浮箭受到的浮力为______ N;
(3)受水壶内无水时,指针对应标尺的位置标记为“←开始滴水”,图乙中标尺上每一格的长度均为1cm,播水壶1min滴水的质量为80g,则4刻钟(每一刻钟为15分钟)后,指针指在“开始滴水”标记处往下数第______格。
【答案】(1)大
(2)8
(3)5
【详解】(1)当受水壶中水柱高度由1cm上升到2cm时,根据,水的深度变大,壶底所受压强变大。
(2)此时浮箭受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×400×2×10-6m3=8N
(3)4刻钟等于,4刻钟滴水的质量
根据密度公式得,其体积为
开始的水深2cm时,浮箭没有移动,此时水与浮箭进入体积之和为V''=V'-(Sh-V排)=4800cm3-(800cm2×2cm-400cm2×2cm)=4000cm3
浮箭上升的高度
指针指在“开始滴水”标记处往下数第5格。
9.(2025·湖南长沙·模拟预测)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
10.(2025·湖南湘西·模拟预测)如图甲所示,物体A是边长为10cm的正方体,轻质硬杆B是力传感器,体积和质量可忽略不计,硬杆B一端固定在底面积为圆柱形容器底,另一端连着物体A,圆柱形容器的重力为3N,现缓慢向容器中加水至物体A刚好浸没,力传感器杆B受到物体A的作用力大小F随水深h变化的图像如图乙所示(,)。求:
(1)物体A完全浸没时受到的浮力;
(2)物体A的重力;
(3)当轻质硬杆B受到的力的大小为3N时,水对容器底部的压强。
【答案】(1)10N
(2)6N
(3)600Pa或1200Pa
【详解】(1)物体A为正方体,其边长为10cm,则A的体积
A浸没时,它排开水的体积等于A的体积,其受到的浮力
(2)由图乙知,水深等于3cm时,A刚好接触水面,即,水深为9cm时,A对杆B的作用力为0,此时A受到的浮力等于它的重力,A浸入水中的深度
A排开水的体积
则A的重力
(3)当轻质硬杆B受到向下的压力3N时,B给A的支持力也为3N,A在重力、浮力和向上的支持力作用下处于平衡状态,A受到的浮力
此时A排开水的体积为
此时A浸入水中的深度
此时容器中水的总深度为
水对容器底部的压强为
当轻质硬杆B受到向上的拉力3N时,B给A的向下的拉力也为3N,A在浮力、重力和向下的拉力作用下处于平衡状态,A受到的浮力
此时A排开水的体积为
此时A浸入水中的深度
此时容器中水的总深度为
水对容器底部的压强为
综上所述,当轻质硬杆B受到的力的大小为3N时,水对容器底部的压强为600Pa或1200Pa。
真●题●验●证
1.(2025·黑龙江·中考真题)有一个容器的质量是20g,装满水后总质量是570g,装满某液体后总质量是460g。则该容器的容积和某液体的密度分别是( )
A.550mL、0.75×103kg/m3
B.440mL、0.75×103kg/m3
C.500mL、0.8×103kg/m3
D.550mL、0.8×103kg/m3
【答案】D
【详解】根据总质量等于液体质量与瓶子质量之和可得
代入数据有①
②
联立①②解得V=550cm3,ρ液=0.8g/cm3=0.8×103kg/m3
故D正确,ABC错误。
故选D。
2.(2025·山东东营·中考真题)某兴趣小组对物理课本上的插图进行了讨论,下列对插图的介绍正确的是( )
A.甲图:玻璃管中的液体只对橡胶膜有压强
B.乙图:粗管中水的流速最快压强最小
C.丙图:滑雪者没有陷入雪中是因为她对雪压力较小
D.丁图:盆景水位保持一定的高度是因为大气压的作用
【答案】D
【详解】A.液体内部向各个方向都有压强,玻璃管中的液体不仅对橡胶膜有压强,对玻璃管的侧壁也有压强,故A错误;
B.在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。在相同流量下,管越粗,水的流速越慢,则压强越大;管越细,水的流速越快,则压强越小。所以乙图中粗管中水的流速最慢、压强最大,故B错误;
C.滑雪者没有陷入雪中,是因为滑雪板增大了受力面积,根据可知,在压力一定时,增大受力面积减小了对雪的压强,而不是对雪压力较小,故C错误;
D.盆景的水位能保持一定高度,是因为大气压支持着瓶内的水,这是大气压的作用,故D正确。
故选D。
3.(2025·四川攀枝花·中考真题)如图所示,质量分布均匀的圆柱状物体甲、乙放置在水平地面A上,此时甲、乙对地面的压强相等。现沿水平面B切去上方的部分后,甲、乙剩余部分对地面的压强、和压力、的大小关系是( )
A.、
B.、
C.、
D.、
【答案】A
【详解】由题意可知,圆柱状物体甲、乙放置在水平地面A上,它们对地面的压力都等于其自身的重力,由、及可得,
未切之前可得,甲、乙对地面的压强相等即
如图所示,乙的高度比甲高,即,所以可得,甲的密度大于乙的密度即;现沿水平面B切去上方的部分后,甲、乙剩余部分的高度相同,即,由可得,甲、乙剩余部分对地面的压强大小关系为;由图可知,甲、乙剩余部分的底面积关系是,由可得,甲、乙剩余部分对地面的压力大小关系为,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.(2025·四川绵阳·中考真题)如图所示,置于水平桌面的三个相同烧杯,分别装有质量相等的三种不同液体,x、y和z是三种液体中距杯底等高的点,则( )
A.液体密度:
B.液体对烧杯底部的压强:
C.烧杯对桌面的压力:
D.x、y、z三点液体的压强:
【答案】D
【详解】A.三个烧杯相同,液体质量相等,由图可知液体体积,根据密度公式可知,,故A不符合题意;
B.液体对烧杯底部的压力等于液体的重力(柱形容器),三种液体质量相等,重力相等,因此三个烧杯底部受到的压力相同,烧杯底面积S相同,根据压强公式可得,液体对烧杯底部的压强,故B不符合题意;
C.烧杯对桌面的压力等于烧杯和液体的总重力,三个烧杯相同,烧杯受到的重力相同,液体质量相等,受到的重力相同,因此三个烧杯的总重力相等,烧杯对桌面的压力,故C不符合题意;
D.x、y、z三点距杯底等高,,根据液体压强公式得,x、y、z三点以下液体对烧杯底部产生的压强,x、y、z三点以上液体的压强为、、,液体对烧杯底部的压强,液体对烧杯底部的压强
x、y、z三点液体的压强,故D符合题意。
故选D。
5.(2025·青海西宁·中考真题)如图所示,水平桌面上放置的薄壁容器,A部分为圆柱体,其底面积,B部分底面积,A、B两部分底部用薄而小的橡皮膜密封隔开。先在A部分中倒入1.0kg的水,后在B部分中缓慢倒入某种液体直到中间橡皮膜不再左右凸起(忽略橡皮膜的高度带来的影响),测量出某种液体的深度(,取),下列说法正确的是( )
A.水对A部分底部的压力为12.5N B.水对A部分底部的压强为
C.B部分中液体的密度是 D.某种液体对B部分底部的压力为10N
【答案】C
【详解】A.水的重力为
A部分为圆柱体,则水对A部分底部的压力为
故A错误;
B.水对A部分底部的压强为
故B错误;
C.橡皮膜不再左右凸起,说明B部分中液体和A部分中水对橡皮膜压强相同,忽略橡皮膜的高度带来的影响,则某种液体对B部分底部的压强为
B部分中液体的密度为
故C正确;
D.某种液体对B部分底部的压力为
故D错误。
故选C。
6.(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。
7.(2025·山东德州·中考真题)王莲是一种大型浮叶草本,叶片布满气室、边缘向上卷起,具有粗壮的叶脉支撑结构,因而能产生巨大的浮力,植物园在其观赏期向游客开设载人体验活动。为安全起见,工作人员将一泡沫板置于叶片上方(泡沫板和叶片的面积视为相等)。如图所示,一质量为28kg的游客坐在泡沫板上进行体验。已知叶片底面积为1.4m2,其浸入水中的最大安全深度为5cm。(叶片及泡沫板质量均忽略不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)该游客体验时,泡沫板对叶片的压强;
(2)叶片所能承载的最大重力。
【答案】(1)200Pa
(2)700N
【详解】(1)在水平面上,泡沫板对叶片的压力等于游客重力(忽略泡沫板自重)
则压强
(2)叶片浸入水中深度 时,浮力最大,静止时等于叶片能承载的最大总重力(包括游客、泡沫板等)。
由题可知
由阿基米德原理,可得
由于漂浮,则叶片能承受的最大总重力
8.(2025·山东青岛·中考真题)小明为了自家花园用水方便,设计了一个自动储水水箱,其模型如图所示。底面积为,高为的浮体A(不吸水)通过一轻质细杆与力传感器相连,浮体A的底面与水箱底的距离为0.1m,柱形薄壁水箱的底面积为。当水箱内水位低于最低水位线a时,注水系统自动往水箱内注水;当水位到达0.6m时,轻质细杆对力传感器的作用力恰好为0;当水位到达最高水位线b时,注水系统停止注水。当水位位于a、b水位线时,轻质细杆对力传感器的作用力大小均为。(,)求:
(1)浮体A的重力;
(2)当水位位于最低水位线a时,水对浮体A底面的压强;
(3)当水位位于最高水位线b时,水箱内水的质量。
【答案】(1)50N
(2)1000Pa
(3)991kg
【详解】(1)当水位到达0.6m时,轻质细杆对力传感器的作用力恰好为0,此时浮体A受到的重力和浮力大小相等、方向相反,是一对平衡力;此时浮体A排开水的体积
浮体A受到的浮力
浮体A的重力
(2)当水位位于a水位线时,轻质细杆对力传感器的作用力大小为,此时浮体A的浮力小于重力,轻质细杆受到浮体A向下的拉力,大小为40N,浮体A受到的浮力
浮体A受到的浮力等于浮体上下底面受的压力差,浮体A上底面在水面上,上底面受的压力为0,因此水对浮体A底面的压力为
水对浮体A底面的压强
(3)当水位位于最高水位线b时,轻质细杆对力传感器的作用力大小40N,此时浮体A的浮力大于重力,轻质细杆受到浮体A向上的压力,大小为40N,浮体A受到的浮力
浮体A浸入液体的体积
浮体A浸入液体的长度
水箱内水的深度
水箱内水的体积
水箱内水的质量
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究! 8
学科网(北京)股份有限公司
$