内容正文:
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第9、10章 压强 流体的力现象
第3课时 浮力
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【基础练·基础达标】
1.如图所示,在跳水运动员从入水到露出水面的过程中,运动员受到水的浮力不断增大的阶段是( )
A.①→② B.②→③ C.③→④ D.④→⑤
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题序
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2.(2025·济南东南片区一模)小亮周末在家洗碗时发现了一个有趣的现象:两只完全相同的碗A、B,将碗A轻轻放在水面上,松手后它能漂浮在水面上;将碗B按入水中,松手后它却沉入水底,如图所示。则此时两碗所受浮力FA、FB的大小关系是( )
A.FA>FB
B.FA<FB
C.FA=FB
D.条件不足,无法比较浮力的大小
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3.(2025·济宁经开一模)盛有清水的大烧杯中有一沉底的鸡蛋,现往清水中加入浓盐水,使鸡蛋上浮,最后漂浮在水面,如图所示。在此过程中鸡蛋所受浮力F浮随时间t的变化关系的图像可能是图中的( )
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4.(2025·济南历城二模)在容器中加入一定量的水,将体积相同的小球a、b放入容器中,最终静止后两球的状态如图所示,则两球的质量ma与mb和此时两球所受浮力F浮a与F浮b的大小关系是( )
A.ma<mb B.ma>mb
C.F浮a>F浮b D.F浮a=F浮b
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5.【科技发展·古代技术】(2025·德州齐河一模)图甲为我国古代的滴水计时工具——漏刻,图乙为它的模拟示意图。让漏壶中的水慢慢滴入箭壶,木块与箭杆组成的箭舟(未与箭壶底部接触)慢慢上浮,古人从盖孔处看箭杆上的标记,就能知道具体的时刻。当箭壶中液面升高时,下列说法正确的是( )
A.箭舟受到的浮力变大
B.箭舟排开水的体积变大
C.水对箭舟底的压力不变
D.水对箭壶底压强不变
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题序
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6.(2025·甘孜)“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是4.8×103 t,浮在海面
上时所受的浮力是_________N。当舰船从海洋驶入长江时,它会_______
(选填“上浮”或“下沉”)一些。(g取10 N/kg)
4.8×107
下沉
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7.(2025·黑龙江龙东地区)小宁同学把一个质量为50 g的木块放在水中,
木块漂浮时有的体积露出水面,则这个木块受到的浮力是_____N,它的
密度是______g/cm3。(g取10 N/kg)
0.5
0.6
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8.(2025·菏泽牡丹二模)学完浮力相关知识后,小明在家发现几个大小相同且中间开孔的玻璃球(质量均为50 g),小明用细线将玻璃球串成一串(每串一个球之前打个结),将其挂在弹簧测力计下准备探究浮力的大小与排开液体体积的关系,如图甲所示。(g取10 N/kg)
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题序
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(1)小明将不同数量的玻璃球浸没在水中,是为了改变________________。
(2)多次实验,并将实验中所得的数据记录在下表中:
实验次数 1 2 3 4 5
玻璃球浸没个数 0 1 2 3 4
弹簧测力计示数F/N 2 1.8 1.6 1.4 1.2
a b
①表格中a、b处应填入的内容分别是a:______________________,b:_____。
②完善实验表格后,根据实验数据可得出结论:
__________________________________________。
排开液体的体积
物体所受浮力大小F浮/N
0.2
物体所受浮力大小与排开液体的体积成正比
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(3)完成实验后,他又想知道物体所受浮力大小与液体对容器底部的压力有什么
关系,于是他找来电子秤继续进行实验,将装有一定量水的容器放在电子秤上,
在测力计下悬挂不同数量的玻璃球,分别在水中浸没不同个数的玻璃球(玻璃
球不触底),如图乙所示。收集的相关数据如表所示,通过表中数据可知:其他
条件一定时,___________________________________________________。
实验次数 1 2 3 4 5 6
浸没玻璃球的个数 0 2 3 4 5 6
测力计示数F/N 3 2.6 2.4 2.2 2 1.8
电子秤示数m/g 200 240 260 280 300 320
物体所受浮力大小等于液体对容器底部压力的变化量
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9.(2025·聊城临清三模)“巅峰使命”珠峰科考项目组成功将自主研发的浮空艇从海拔4 300 m的营地升空到9 000 m,创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。假设在此前的一次实验中,浮空艇(表皮很薄的气囊)体积为 8 000 m3,内部充有氦气和空气的混合气体,混合气体的密度为0.2 kg/m3,浮空艇的表皮及外壁仪器舱总质量为2×103 kg,浮空艇用缆绳系在一辆锚泊车上(如图所示)。该浮空艇周围空气的密度为 1.2 kg/m3,g取10 N/kg,缆绳的重力、体积不计,仪器舱体积不计。求:
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(1)浮空艇内气体的质量;
(2)浮空艇所受的浮力;
(3)某时刻此装置刚好悬停在空中,锚泊车所受的重力;
(4)如果你是高山防寒服设计师,设计高山防寒服要注意哪些问题,请说出其中一条。
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解:(1)浮空艇内气体的质量:
m气=ρ内V=0.2 kg/m3×8×103 m3=1.6×103 kg。
(2)浮空艇所受的浮力:F浮=ρ外gV排=1.2 kg/m3×10 N/kg×8×103 m3
=9.6×104 N。
(3)根据平衡状态的受力分析可知锚泊车所受的重力:
G=F浮-m气g-m仪g=9.6×104 N-1.6×103 kg×10 N/kg-2×103 kg×10 N/kg
=6×104 N。
(4)高山防寒服要求具备保暖、质量轻、防水透气的功能。
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【能力练·能力提升】
10.(2025·达州)小红在阳台种了几株番茄苗,番茄成熟后,她将一个番茄先后浸没在盛有水和盐水的容器中静止,释放后发现番茄在水中下沉,在盐水中上浮。下列说法正确的是( )
A.番茄密度比水大
B.番茄在水中受到的浮力较大
C.番茄在盐水中受到的浮力小于它排开盐水所受的重力
D.将番茄露出盐水部分切去,盐水对容器底部的压强将增大
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11.(2025·德州武城二模)如图甲所示,装有水的薄壁柱形容器放置在水平桌面上,弹簧测力计拉着实心柱体重物A浸没在水中,重物上表面与水面相平,已知重物底面积为S,容器底面积为3S,测力计拉着重物从图甲位置开始缓慢竖直上升,测力计所受拉力F随重物底部到容器底部的距离h变化的关系图像如图乙所示,不计水的阻力。下列说法正确的是( )
A.重物浸没在水中时所受浮力为3 N
B.水对容器底部的压强变大
C.重物的密度为2.5×103 kg/m3
D.重物的高度为0.25 m
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12.(2025·陕西A卷)小明想测量一个长方体物块的密度,他用细线提着物
块缓慢放入盛有水的杯中,如图甲所示,压力传感器的示数随物块浸入
深度的变化关系如图乙所示。整个过程中物块受到浮力的变化情况是______________,已知物块的质量为2.4 kg,则物块的密度为_________kg/m3。
剪断细线,当物块静止后压力传感器的示数为_____N。(水的密度为1.0×
103 kg/m3,g取10 N/kg)
先变大后不变
1.2×103
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13.【科技发展·现代科技】(2025·重庆)2025年4月28日,全球首艘高速可潜无人艇“蓝鲸号”下水,如图所示。其体积为12 m3,依靠智能压载水舱系统进行浮沉调节,可实现数十米深的下潜、静态悬浮和水下航行。(近海海水密度取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)“蓝鲸号”在近海悬浮时所受浮力;
(2)“蓝鲸号”在近海悬浮时,距海面20 m处的顶部受到海水的压强;
(3)若“蓝鲸号”从近海水平潜行至远海,海水密度突变为1.03×103 kg/m3时,至少应增加多少自重才能防止上浮。
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解:(1)“蓝鲸号”在近海悬浮时所受浮力:
F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×12 m3=1.2×105 N。
(2)距海面20 m处的顶部受到海水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20 m=2×105 Pa。
(3)“蓝鲸号”在近海悬浮时,F浮=G=1.2×105 N,
“蓝鲸号”潜行至远海,所受浮力:
F浮'=ρ水'gV排=1.03×103 kg/m3×10 N/kg×12 m3=1.236×105 N,
应增加的自重:G'=F浮'-G=1.236×105 N-1.2×105 N=3.6×103 N。
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【压轴练·满分冲刺】
14.(2025·凉山州)《天工开物》中记录了我国古代劳动者煮海水制盐的方法,
对用于制盐的海水密度有严格要求。关于海水等级的测评,《熬波图咏》中
谈到,可以用莲子制备成四颗不同标准的“浮子”来测定海水等级。测定时,
浮起的“浮子”数量越多,待测海水的等级越高(一等海水密度最大等级最高,
二、三、四、五等依次次之)。若将以上四颗“浮子”放入盛有待测海水的
竹管内,“浮子”的沉浮情况如图所示,下列选项正确的是( )
A.竹管内待测的海水为一等海水
B.①号“浮子”的重力比其他三颗“浮子”大
C.①号“浮子”的密度比其他三颗“浮子”大
D.若竹管内改盛四等海水,①号“浮子”所受浮力不变
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