内容正文:
专题09 浮力
3大考点概览
考点01 浮力与阿基米德原理
考点02 物体浮沉条件与应用
考点03 浮力综合题
浮力与阿基米德原理
考点1
一、选择题
1.(2026·广东佛山·一模)在探究“影响浮力大小的因素”实验中,小明选用同一实心金属块按图示的步骤进行操作。根据图中现象,他可以得出的结论是( )
A.浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关
B.浮力大小与排开液体的重力有关
C.浮力大小与液体的密度有关
D.浮力大小与物体的密度有关
【答案】C
【详解】该实验控制物体排开液体的体积不变,改变液体的密度,液体的密度不同,物体受到的浮力不同,由此可以得出的结论是浮力大小与液体的密度有关,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.(2026·内蒙古赤峰·一模)在《浮力》单元复习课上,学生用溢水杯和弹簧测力计测量鸡蛋的密度。如图甲,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;如图乙,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。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和,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.鸡蛋在水中沉底,浮力小于重力,鸡蛋在盐水中漂浮,浮力等于重力,所以F1<F2,故A错误;
B.鸡蛋在水中沉底,排开水的体积等于鸡蛋的体积,由阿基米德原理可得,鸡蛋的体积
故B正确;
CD.鸡蛋在盐水中漂浮,浮力等于重力,即
F浮=G2=G鸡蛋鸡蛋的质量
鸡蛋的密度
故CD错误。
故选B。
3.(2026·广东汕头·一模)【易错题】如图甲所示,物体A是边长为10cm的正方体,硬杆B一端固定在容器底,另一端紧密连接物体A。现缓慢向容器中加水至A刚好浸没,硬杆B受到物体A的作用力F的大小随水深h变化的图像如图乙所示,不计杆的质量和体积(g取10N/kg)( )
A.当水深h为9cm时,物体A受到的浮力为10N
B.硬杆B长为6cm
C.当物体A刚好浸没时,仅将硬杆B撤去,物体A会下沉
D.物体A重6N
【答案】D
【详解】ABD.由图乙可知,当水深在0~3cm时,杆B受到物体A的作用力不变,该作用力等于A的重力;水深在3cm~9cm,杆B受到物体A的作用力逐渐变小,原因是物体A受到水的浮力变大,据此可知,硬杆B的长度
当水深为9cm时,杆B受到物体A的作用力为0,此时物体A受到的重力和浮力相等处于漂浮状态,此时物体A浸入水中深度
物体A排开水的体积
物体A受到水的浮力为
则物体A的重力为
故AB不符合题意,D符合题意;
C.当水深为13cm时,物体A恰好浸没,此时排开水的体积大于600cm3,由可知,物体A受到的浮力变大,大于自身的重力,则仅将硬杆B撤去,物体A会上浮,故C不符合题意。
故选D。
4.(2026·福建厦门·一模)【传统文化】中国的很多美食都与传统节日有关,如图是小年与妈妈一起煮元宵的场景。煮熟的元宵浮起来是因为( )
A.重力变小了 B.浮力变大了
C.密度变大了 D.体积变小了
【答案】B
【详解】A.元宵在煮熟过程中,质量几乎不变,根据G=mg(g不变),其重力不变,故A不符合题意;
B.元宵刚放入水中时,由于元宵的密度大于水的密度,重力大于浮力,所以下沉。随着加热,元宵内部空气受热膨胀,体积变大,根据阿基米德原理浮液排,液(水的密度)不变,g不变,排变大,浮力变大。当浮力大于重力时,元宵就会浮起来,故B符合题意;
C.元宵内部空气受热膨胀,体积变大,质量不变,根据ρ=m/V,其密度变小,而不是变大,故C不符合题意;
D.实际情况是元宵内部空气受热膨胀,体积变大,而不是变小,故D不符合题意。
故选B。
二、多选题
5.(2026·河南信阳·一模)如图,小明在探究漂浮的物体所受浮力大小与排开液体的重力大小关系时,将一个底面积为S,装满水的溢水杯放在电子秤上,然后将一个质量为m的木块轻轻放入水中,并用小烧杯接住全部溢出的水。则下列说法正确的是( )
A.木块受到水的浮力大于mg B.小烧杯中溢出水的重力为mg
C.电子秤的示数保持不变 D.溢水杯底受到的压强增大
【答案】BC
【详解】A.木块漂浮在水面上,根据漂浮条件,木块受到的浮力等于自身重力,即,故A错误;
B.根据阿基米德原理,浮力等于排开(溢出)水的重力,即。结合,可得,即小烧杯中溢出水的重力为mg,故B正确;
C.放入木块前,电子秤的总压力对应溢水杯和满水的总重力;放入木块后,重力为mg的水溢出到电子秤外的小烧杯,同时电子秤上增加了重力为mg的木块,因此总压力为
总重力不变,因此电子秤的示数保持不变,故C正确;
D.溢水杯原本是装满水的,放入木块后水仍然满溢,水的深度h不变,根据液体压强公式,水的密度ρ、深度h都不变,因此溢水杯底受到水的压强不变,故D错误。
故选BC。
6.(2026·天津武清·一模)水平桌面上有甲、乙两个相同的容器和体积相等的实心泡沫球、实心铜球,容器中分别装有等质量的水和酒精,如图所示。已知水、酒精、泡沫球和铜球的密度关系为ρ泡沫<ρ酒精<ρ水<ρ铜。现将泡沫球轻放入水中,将铜球轻放入酒精中(容器中均无液体溢出),待液面静止时,下列判断中正确的是( )
A.容器甲对桌面的压力小于容器乙对桌面的压力
B.泡沫球受到的浮力小于铜球受到的浮力
C.水对容器底的压力小于酒精对容器底的压力
D.水对容器底的压强大于酒精对容器底的压强
【答案】ABC
【详解】A.依题意得,甲乙容器为相同容器,质量与底面积相等;实心泡沫球、实心铜球体积相等
由得
容器中分别装有等质量的水和酒精,则将将泡沫球轻放入水中,将铜球轻放入酒精中(容器中均无液体溢出),待液面静止时,容器对桌面的压力等于容器、液体、球的总重力,由于
则容器甲对桌面的压力小于容器乙对桌面的压力,故A正确;
B.因为
ρ泡沫<ρ酒精<ρ水<ρ铜所以泡沫球放入水中漂浮,根据漂浮条件可得,泡沫球受到浮力
F泡沫=G泡沫=ρ泡沫gV球铜球放入酒精中下沉,铜球受到浮力
F铜=ρ酒精gV排=ρ酒精gV球比较可知,F泡沫<F铜,即:泡沫球受到的浮力小于铜球受到的浮力,故B正确;
D.水对容器底的压强
酒精对容器底的压强
由
,,
得
故D错误;
C.由得,水对容器底的压力
酒精对容器底的压力
则
故C正确。
故选ABC。
三、填空题
7.(2026·辽宁沈阳·一模)如图,把装满水的烧杯放在盘子里,再把空的饮料罐开口朝上,缓缓按入装满水的烧杯中(饮料罐未浸没),烧杯中的水不断溢出。此过程中饮料罐受到浮力的大小将______,烧杯底部受到水的压强将______。(以上均填“变大”、“不变”或“变小”)
【答案】 变大 不变
【详解】[1]将空的饮料罐开口朝上,缓缓按入装满水的烧杯中,饮料罐浸入水中的体积变大,由 知道,饮料罐受到浮力变大。
[2]烧杯中水不断溢出,则烧杯中水的深度不变,由知道,烧杯底部受到烧杯内水的压强将不变。
8.(2026·黑龙江哈尔滨·一模)弹簧测力计提着的金属块分别放在空气和水中静止不动,弹簧测力计的示数如图所示,则金属块所受浮力的大小为______N,金属块排开的水所受重力大小为______N。
【答案】 1 1
【详解】[1]图中物块的重力为3N,浸没后的拉力;根据称重法可知,金属块所受浮力的大小为
[2]根据阿基米德原理知,浮力大小等于排开液体的重力,故金属块排开的水所受重力大小为1N。
9.(2026·辽宁丹东·一模)【易错题】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
10.(2026·重庆·一模)【课外活动】在育才中学举行的创新科技大赛上,爱动脑筋的小陶同学制作了一个利用浮力来提升较重物体的模型,其简化示意图如图所示。容器底面积为150cm2且足够高,柱形物体A的重力为15N,密度为3g/cm3,底面积为50cm2,与容器底部不密合。小陶同学往容器中加入0.5kg水,加水结束时水对容器底部压强为___________Pa。小陶同学继续向容器中再加入2kg水后,用体积不计的轻质细绳竖直向上提升物体A,由于绳子能承受的拉力有限,他最多能将A竖直向上提升12cm。则该绳子能够承受的最大拉力为___________N。
【答案】 500 11.5
【详解】[1] 由于物体A的密度大于水的密度,物体A始终是沉底的。往容器中加入0.5kg水,则
水对容器底部压强为
[2]由
得物体A的高度为
继续向容器中再加入2kg水,当加了0.5kg的时候,水位再次上升0.05m,此时水位刚好与物体A的顶部相平,剩下的1.5kg水可以使水位再上升的高度为
两次加水后水位总高为
物体A的高度为0.1m,是水位总高度的一半。物体A最多能被竖直向上提升12cm = 0.12m,当物体提升了0.1m的时候,物体顶部刚好接触水面,此后在往上提的过程中物体排开水的体积减小,浮力减小,绳子的拉力增加,当再次提升,也就是物体到达最大提升高度时,物体露出水面的高度为
物体在水面下的高度为
此时,物体受重力、浮力、绳子拉力三力平衡,绳子拉力为
四、作图题
11.(2026·安徽宿州·一模)如图所示,这是一个乒乓球在水中加速上浮过程中处在某一位置的示意图,请在图中画出此时乒乓球所受力的示意图。
【答案】
【详解】乒乓球在水中加速上浮过程中,受到重力和浮力,浮力大于重力,过乒乓球的重心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,并分别用符号G和F浮表示,浮力的线段长度大于表示重力的线段长度,如下图所示:
12.(2026·贵州六盘水·一模)如图所示,弹簧的一端固定在容器的底部,另一端固定在物体的下表面,重力为G的物体静止在轻质弹簧顶端。现缓慢向容器注水直至完全浸没物体,已知水浸没物体二分之一体积时,弹簧处于原长。请在图中画出弹簧对物体的弹力随水面上升高度h变化关系的大致图像(忽略弹簧所受浮力和重力)。
【答案】
【详解】当水面上升高度h=0时,弹簧对物体的弹力F弹=G;水在A点之前,物体没有受到浮力,弹力等于重力,当水面上升高度时,弹簧处于原长l,弹簧对物体的弹力F弹=0,此时的浮力为
……①
当水面上升高度hC时,物体完全浸没在水中,弹簧对物体的弹力
F弹=F浮'−G……②
物体完全浸没在水中,浮力为
……③
由①③式子解得,代入②式子中,解得此时的弹力为G。物体完全浸没在水中后,弹簧对物体的弹力大小不变。根据以上分析,弹簧对物体的弹力F弹随水面上升高度h变化关系的大致图像如图所示:
五、计算题
13.(2026·上海徐汇·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
14.(2026·新疆克拉玛依·一模)如图所示,高度为15cm,底面积为40cm2的圆柱形容器放置在水平桌面上,将密度为2.4g/cm3,高度为10cm,底面积为15cm2的圆柱体物块静置于容器中。一装置以每分钟50cm3的流量向容器中注水,圆柱体物块不吸水且未与容器底部紧密接触。求:
(1)圆柱体物块的质量;
(2)圆柱体物块浸没时,圆柱体物块对容器底的压力;
(3)从开始注水计时后2min末与7min末容器底部所受水的压强之比。
【答案】(1)360g
(2)2.1N
(3)8:25
【详解】(1)圆柱体物块的体积为
圆柱体物块的质量
(2)圆柱体物块浸没时,受到的浮力为
圆柱体物块的重力为
圆柱体物块对容器底的压力
(3)当水的高度等于圆柱体的高度时,注水的时间为
从开始注水计时后2min末,水的高度为
注水7min末,水的高度为
从开始注水计时后2min末与7min末容器底部所受水的压强之比
15.(2026·天津河西·一模)【易错题】一底面积为、装有适量水的薄壁柱形容器放在水平桌面上。容器中有一重力为的柱体A与一底面积为、重力为的金属块B用细线连接,如图所示,不可伸缩的细线刚好被拉直且无拉力。然后沿水平方向逐渐切去柱体A露出水面的一部分,细线上的拉力与切去高度h的关系图像如图3所示。求:
(1)金属块B受到的浮力;
(2)细线刚好被拉直且无拉力时,金属块B对容器底的压强;
(3)当沿水平方向切去柱体A的重力为时,柱体A剩余部分刚好浸没水中,如图3所示;此时与图1相比,水对容器底压强的变化量。
【答案】(1)2F0;(2);(3)
【详解】解:(1)最开始不可伸缩的细线刚好被拉直且无拉力,说明物体A漂浮,只受到重力和浮力的作用,物体B沉底,只受到重力、支持力和浮力的作用;由图2可知,当细线上的拉力F拉=F0时,沿水平方向切去柱体A的重力为F0,此时金属块B受到的浮力
(2)细线刚好被拉直且无拉力时,金属块B对容器底的压力
金属块B对容器底的压强
(3)由图2可知,当细线上的拉力F拉=F0时,沿水平方向切去柱体A的重力为F0,此时
当沿水平方向切去柱体A的重力为4F0时,柱体A剩余部分为
GA剩余'=5F0-4F0=F0
且剩余部分刚好浸没水中,如图3所示,结合图2可得,,此时
物体A受到的浮力的变化量为
水对容器底压强的变化量为
答:(1)金属块B受到的浮力为2F0;
(2)细线刚好被拉直且无拉力时,金属块B对容器底的压强为;
(3)当沿水平方向切去柱体A的重力为4F0时,柱体A剩余部分刚好浸没水中,如图3所示;此时与图1相比,水对容器底压强的变化量为。
16.(2026·广西南宁·一模)为了保证鱼缸能不断更换水,科技小组设计了一个鱼缸自动换水装置模型。装置模型如图所示,进水口不间断地向鱼缸中慢慢注水,实心均匀圆柱形浮筒A能在竖直方向无摩擦自由滑动,高度为50cm,底面积为浮筒底部用10cm的轻质细杆与鱼缸的排出口阀门相连,略大于排出口的圆形阀门(质量、厚度不计)的上表面积为。当浮筒对轻杆的压力为0时,水的深度为。当阀门打开排出水的过程中,排出量大于流入量。求:
(1)当浮筒对轻杆的压力为0时,阀门受到水的压强;
(2)圆形浮筒A的密度;
(3)在自动更换过程中,鱼缸内水的最大深度与最小深度之比。
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)已知此时水的深度,可直接利用液体压强公式计算阀门受到水的压强。
(2)当浮筒对轻杆压力为0时,浮筒刚好处于漂浮状态,所受浮力等于自身重力。先根据水深计算浮筒浸入水中的深度,再利用阿基米德原理算所受浮力,然后利用密度公式求解浮筒的密度。
(3)当阀门关闭时,浮筒对轻杆压力为0时的水深为最小深度的临界点;当浮筒增加的浮力等于阀门受到水的压力时达到打开临界,据此计算水的最大深度。
【详解】(1)浮筒对轻杆的压力为0时,阀门受到水的压强
(2)浮筒浸入水中的深度
此时浮筒对轻杆压力为0,浮筒所受浮力等于自身重力,则浮筒的重力
浮筒总体积
圆形浮筒A的密度
(3)自动换水过程中,浮筒对轻杆压力为0时,阀门关闭,水位最低,即;当进水使水深增加,浮力增加,浮筒增加的浮力等于水对阀门向下的压力时阀门自动打开,此时水的最大深度为
增加的浮力即为阀门受到的向上拉力
阀门受到向下的水压力
平衡时有,则,即。代入数值
解得,因此
深度之比
六、实验题
17.(2026·河南商丘·一模)2025年11月5日,我国首艘电磁弹射型航母“福建舰”入列,标志着我国海军迈入“三航母时代”。在观看完入列仪式后,小明对浮力产生了浓厚的兴趣,为探究浮力大小与哪些因素有关,他进行了如图所示实验。
(1)实验前,小明先将弹簧测力计在______(填“水平”或“竖直”)方向调零;当物体浸没在水中时所受的浮力是______N;
(2)小明根据测量结果,绘制了物体浸入水中时弹簧测力计的示数随浸入深度h的变化图像,如图所示,其中正确的是______(选择字母序号);
A B C D
(3)比较a、f、g三次实验,可初步得出结论:当排开液体的体积相同时,浮力的大小与______有关;根据实验结果和水的密度,小明顺利算出了图中某液体的密度为______;
(4)除上述现象外,请再举一个能体现“浮力大小与排开液体体积有关”的生活现象:______。
【答案】(1) 竖直 1
(2)C
(3) 液体密度 0.8
(4)轮船空载时吃水浅,满载时吃水深
【详解】(1)[1]实验中要用弹簧测力计测量竖直方向上的拉力,所以实验前,小明先将弹簧测力计在竖直方向调零。
[2]根据a、f两图结合称重法,当物体浸没在水中时所受的浮力
(2)物体受到的浮力与液体的密度和排开液体的体积有关。物体没有全部浸没时,随着浸入深度增加,物体排开水的体积变大,则受到的浮力变大,根据称重法
可知,弹簧测力计的示数减小;物体全部浸没后,随着浸入深度增加,物体排开水的体积不变,则受到的浮力不变,根据称重法
可知,弹簧测力计的示数不变。故C正确,ABD错误。
故选C。
(3)[1]比较a、f、g三次实验,物体排开液体的体积相同,液体密度不同,则弹簧测力计的示数不同,根据称重法可知受到的浮力不同,可初步得出结论:当排开液体的体积相同时,浮力的大小与液体密度有关。
[2]图中物体完全浸没在某液体中时受到的浮力
物体浸没在水中时所受的浮力为,物体排开液体的体积相同,根据可知,浮力和液体的密度成正比,则有
则图中某液体的密度
(4)见答案
18.(2026·陕西延安·一模)小明把空的易拉罐缓慢按入水中,如图—1,感觉用力越来越大,于是他设计了如图—2所示的实验步骤探究浮力的大小与哪些因素有关。
(1)实验开始前,应将弹簧测力计在______方向上调零。图—2C中物体所受浮力F浮=_____N;
(2)分析图—2A、C、D三次实验可知:浮力大小与物体浸在液体中的深度______(选填“有关”或“无关”);
(3)分析图—2A、B、C三次实验可知:浮力的大小与物体______有关;
(4)分析图—2______三次实验可知:物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体所受浮力越_______;
(5)小明又找来溢水杯和电子秤,他将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用手提着一个铝块,将其缓慢浸入溢水杯中,如图—3所示,从铝块刚接触水面到浸没的过程中,电子秤的示数将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1) 竖直 4
(2)无关
(3)排开液体的体积
(4) A、D、E 大
(5)不变
【详解】(1)[1]实验时要在竖直方向测量力的大小,因此应将弹簧测力计在竖直方向上调零。
[2]由图—2A可知,物体受到的重力为5N,根据称重法可知,图—2C中物体所受浮力
(2)分析图—2A、C、D三次实验可知,C和D中液体密度相同,物体排开液体的体积相同,浸没在液体中的深度不同,弹簧测力计的示数相同,根据称重法可知,物体所受浮力相同,故可得:浮力大小与物体浸在液体中的深度无关。
(3)分析图—2A、B、C三次实验可知,B和C中液体密度相同,物体排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,根据称重法可知,物体所受浮力不同,故可得:浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(4)[1][2]根据控制变量法,要想探究物体所受浮力与液体密度的关系,应控制物体排开液体的体积相同时,只改变液体的密度,因此应分析分析图—2A、D、E三次实验;D和E中物体排开液体的体积相同,液体密度不同,液体的密度越大,弹簧测力计的示数越小,根据称重法可知,物体所受浮力越大,故可得:物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体所受浮力越大。
(5)铝块未放入时,电子秤示数
铝块放入后,电子秤示数
由阿基米德原理可知,所以,即铝块放入后,电子秤示数不变。
19.(2026·宁夏石嘴山·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。
物体浮沉条件与应用
考点2
一、选择题
1.(2026·广西来宾·一模)如图所示的潜水艇模型。下列说法不正确的有( )
①潜水艇模型是通过改变它自身的重力实现沉浮的
②潜水艇模型沉底时,它受到的浮力等于自身重力
③向试管内吹气,水会被压入试管中,模型会下沉
④向试管外吸气,水会被压入试管中,模型会上浮
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.③
【答案】C
【详解】①潜水艇模型通过胶管吸气或吹气,可以改变试管内的水量,从而改变模型的总重力。根据物体的浮沉条件(重力与浮力的关系),通过改变自身重力可以实现上浮、下沉或悬浮。故①正确;
②潜水艇模型沉底时,处于静止状态,受到竖直向下的重力G、竖直向上的浮力和容器底部对它竖直向上的支持力。根据力的平衡条件,有
因为支持力大于0,所以重力G一定大于浮力。故②错误;
③向试管内吹气,试管内气压增大,大于外界水压,会把试管内的水向外压出,导致模型总重力减小,模型会因此上浮。故③错误;
④向试管外吸气,试管内气压减小,小于外界水压,外界的水会被压入试管中,导致模型总重力增大,模型会因此下沉。故④错误。
综上所述,②③④错误,符合题意,①正确,符合题意,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.(2026·湖南湘西·一模)世界游泳冠军杨丽娜在防溺水课程中强调,意外落水时应立即屏住呼吸、头往后仰,且手不能伸出水面,以增大生存几率。下列说法正确的是( )
A.头部后仰能减少人体质量
B.伸出手臂能增加人体浮力
C.头部后仰会减少身体浸入水中的体积
D.伸出手臂会减少浸入水中的体积,导致浮力不足
【答案】D
【详解】A.人体质量是物体本身的属性,不会因姿势改变而改变,故A错误;
BD.根据公式可知,浮力大小取决于排开水的体积,伸出手臂会使手臂部分离开水面,导致人体浸入水中的总体积即排开水的体积减小,则浮力减小,即导致浮力不足,故B错误,D正确;
C.头部后仰的目的是让口鼻露出水面呼吸,这并不会减少身体浸入水中的总体积,反而会使重心后移,有助于保持身体在水中的平衡,故C错误。
故选D。
3.(2026·甘肃平凉·一模)【科技热点】如图所示,我国完全自主设计建造的“福建舰”排水量可达8万吨。某次,“福建舰”沿水平直线匀速航行,g取10N/kg,则下列说法正确的是( )
A.“福建舰”满载时所受浮力为8×107N
B.“福建舰”从上海码头驶向深海时会上浮一些,所受浮力变大
C.“福建舰”以54km/h的航行速度匀速直线航行10min的航行距离为8km
D.当舰载机起飞后,“福建舰”舰底受到的海水压强变小
【答案】D
【详解】A.“福建舰”满载时在海里所受浮力约为,故A错误;
B.“福建舰”从上海码头驶向深海时,始终漂浮,浮力等于重力,重力不变,则所受浮力不变,根据可知,液体密度增大,则排开液体的体积减少,所以航母会上浮一些,故B错误;
C.由可知,“福建舰”以54km/h的航行速度匀速直线航行10min的航行距离为,故C错误;
D.“福建舰”始终漂浮,浮力等于重力,当舰船上的舰载机起飞后,重力变小,则浮力变小,根据 可知,浮力减小,则舰底会上浮一些,浸入液体的深度变小,由可知,舰底受到的海水压强变小,故D正确。
故选D。
4.(2026•湖南株洲•一模)我国自主研发的“奋斗者”号载人深潜器成功坐底马里亚纳海沟,深度接近10000米。在它完全浸没后,从海面匀速下潜至万米深处的过程中(忽略海水密度变化),下列说法正确的是( )
A.深潜器所受海水压强不变,浮力变大
B.深潜器所受海水压强变大,浮力不变
C.深潜器所受海水压强变大,浮力变小
D.深潜器所受海水压强变大,浮力变大
【答案】B
【详解】液体密度不变,深潜器下潜过程中深度不断增大,由 知,深潜器所受海水压强逐渐变大。深潜器完全浸没后下潜,排开海水的体积等于自身体积保持不变,且海水密度不变,由 知,深潜器所受浮力不变,故B正确,ACD错误。
故选B。
5.(2026·河北邯郸·一模)小郸洗水果时,发现体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底,如图所示。下列说法正确的是( )
A.桔子的密度小于芒果的密度
B.桔子受到的浮力大于它受到的重力
C.桔子底部受到液体的压强大于芒果底部受到的压强
D.桔子受到的浮力大于芒果受到的浮力
【答案】A
【详解】A.由浮沉条件可知,桔子的密度小于水的密度,芒果的密度大于水的密度,因此桔子的密度小于芒果的密度,故A正确;
B.桔子在水中漂浮,所以桔子受到的浮力等于它受到的重力,故B错误;
C.芒果底部的深度大于桔子底部的深度,所以芒果底部受到的压强大于桔子底部的压强,故C错误;
D.桔子排开水的体积小于芒果排开水的体积,由,桔子受到的浮力小于芒果受到的浮力,故D错误。
故选A。
6.(2026·辽宁盘锦·一模)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
【答案】A
【详解】A.番茄在水中下沉,番茄受到的浮力小于自身的重力
番茄沉底时,,说明番茄的密度大于水的密度,即,故A正确;
B.放手后,番茄在水中沉底,浮力小于重力,在盐水中漂浮,浮力等于重力,番茄在盐水中的浮力更大,故B错误;
C.根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,番茄在盐水中受到的浮力等于它排开盐水的重力,故C错误;
D.切去露出部分后,番茄仍漂浮,排开盐水的体积减少,液面下降,盐水深度减小,由可知,盐水对容器底部的压强将减小,故D错误。
故选A。
7.(2026·广东广州·一模)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。
8.(2026·山西吕梁·一模)“创新”小组的同学们将一根缝衣针用条形磁铁磁化后,穿过一块塑料泡沫,放在水中漂浮在水面上,制成了一个“水浮式”指南针(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.指南针能够漂浮在水面上,是因为受到地磁场的作用
B.若指南针的针尖指向北方,则指南针的针尖为S极
C.指南针漂浮在水面上,其排开水所受的重力等于缝衣针与泡沫的总重力
D.指南针漂浮在水面上,它受到的浮力大于缝衣针与泡沫的总重力
【答案】C
【详解】A. 指南针能够漂浮在水面上,是因为受到水的浮力作用,而不是地磁场的作用,地磁场是使指南针指向南北方向的原因,故A错误;
B.地磁的南极在地理北极附近,地磁的北极在地理南极附近,若指南针的针尖指向北方,则指南针的针尖为N极,故B错误;
C. 根据物体漂浮时浮力等于重力,以及阿基米德原理,指南针漂浮在水面上,它受到的浮力等于缝衣针与泡沫的总重力,那么其排开水所受的重力也等于缝衣针与泡沫的总重力,故C正确;
D. 指南针漂浮在水面上,处于平衡状态,它受到的浮力等于缝衣针与泡沫的总重力,故D错误。
故选C。
二、填空题
9.(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。
10.(2026·湖北荆州·一模)如图甲所示的密闭容器,壁厚忽略不计。其底部是边长为5cm的正方形,容器中装有高度为8cm的水,此时水对容器底的压强为______Pa.将容器倒置并使其在水中竖直漂浮,如图乙所示,容器内外水面的高度差为2cm,该容器的质量为______g.(水的密度为,g取10N/kg)
【答案】 800 50
【详解】[1]容器中装有高度为8cm的水,此时水对容器底的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-2m=800Pa
[2]容器排开水的体积
V排=V水+ V空=Sh+SΔh= 5cm×5cm×8cm+5cm×5cm×2cm = 250cm3
容器所受的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×10kg/m3×10N/kg×250×10-6m3=2.5N
容器和水的重力
G=F浮=2.5N
容器和水的质量
水的体积
V水=Sh=5cm×5cm×8cm = 200cm3
水的质量
m水=ρ水V水= lg/ cm3×200cm3= 200g=0.2kg
容器的质量
m容=m-m水=0.25kg-0.2kg=0.05kg=50g
11.(2026·吉林白山·一模)如图所示,盐水的密度为1.1g/cm3,空粒和瘪粒都漂浮在盐水中,饱满的种子沉在盐水的底部。则密度大于1.1g/cm3的是______(选填“空粒”、“瘪粒”或“饱满的种子”);为了挑选更加饱满的种子,应该______(选填“增大”或“减小”)盐水密度。
【答案】 饱满的种子 增大
【详解】[1][2]饱满的种子沉在盐水的底部,说明饱满的种子的密度大于盐水的密度,即大于1.1g/cm3。为了挑选更饱满的种子,需要让沉底的一部分种子漂浮起来,所以需要增大盐水的密度。
12.(2026·辽宁铁岭·一模)“祥龙岛”号客滚船是运营于“大连湾港一烟台港”航线的一艘豪华客滚船,如图所示,该船全长208米,吃水深度6.5米,排水量4.3万吨,满载时船的总重为______N。船静止在海面上时,受到的浮力______(填“大于”“等于”或“小于”)船的总重。(取)
【答案】 等于
【详解】[1][2]该船满载漂浮在海面上时,根据物体的浮沉条件可知,它受到的浮力等于它自身和所载货物的总重力,则总重力为
13.(2026·辽宁营口·一模)A、B两只轻质薄塑料袋,其中一只装有酒精,另一只装有等质量的盐水,分别放入置于水平桌面上的甲、乙两个相同容器中,容器中装有等质量水的,A静止时如图所示,则A塑料袋内装的是 ___________。若将两塑料袋内的空气排尽后密封,重复上述操作,待其在水中静止时,A、B两袋液体受到的浮力分别为FA和FB,两容器中水对容器底的压强分别为P甲和P乙,两容器对桌面的压强分别为P'甲和P'乙,则它们的大小关系为FA___________FB,P甲___________P乙,P'甲___________P'乙。
【答案】 盐水 < < =
【详解】[1]根据图示可知,A静止时处于漂浮状态,受到的浮力等于自身的重力;根据阿基米德原理可知,浮力大小等于排开的水的重力;根据图示可知,A排开的水的体积大于液体的体积,根据可知,液体的密度大于水的密度,所以A塑料袋中装的是盐水。
[2][3]若将两塑料袋内的空气排尽后密封,重复上述操作,水的密度不变,所以B塑料袋在水中漂浮;盐水的密度大于水的密度,则A塑料袋在水中下沉;根据物体的浮沉条件可知,B塑料袋受到的浮力等于自身的重力,A塑料袋受到的浮力小于自身的重力,A、B塑料袋中液体的质量相同,重力相同,所以A塑料袋受到的浮力小于B塑料袋受到的浮力,即FA<FB;根据阿基米德原理可知,B塑料袋排开的水的体积大,水面上升的高,根据可知,两容器中水对容器底的压强分别为P甲<P乙;
[4]容器相同,水的质量相同,A、B塑料袋及液体的质量相同,前后两次的总质量相同,根据可知,总重力相同,所以两容器对桌面的压力相同,受力面积相同,根据可知两容器对桌面的压强大小相同,即P'甲=P'乙。
三、计算题
14.(2026·广东龙岩·一模)【科技前沿】如图甲所示“海油观澜号”是我国首个深远海浮式风电平台。它由质量为4000t,可等效为一个柱形结构的浮式基础和质量为5000t的风电机组构成(如图乙所示)。未安装风电机组,浮式基础漂浮在海面上时,其吃水深度为8m。求:
(1)8m深处海水的压强;
(2)安装风电机组后,浮式基础的吃水深度为多大;
(3)安装风电机组后,为增强稳定性需向浮式基础内注入海水使其吃水深度为20m,求注入海水的质量。
【答案】(1)
(2)18 m
(3)1000 t
【详解】(1)根据液体压强公式计算8m深处海水的压强
(2)浮式基础漂浮,根据物体漂浮条件可知,即
浮式基础的底面积为
安装风电机组后,整体漂浮,总浮力等于总重力。
总质量
安装后的吃水深度为
(3)注入海水后,系统整体仍然漂浮,总浮力等于最终的总重力。最终的总质量为
注入海水的质量为
15.(2026·内蒙古呼和浩特·一模)【课外活动】学习小组自制“浮力秤”用来称量物体的质量,其结构由浮体和外筒组成。浮体包括秤盘和高度为100cm,底面积为20cm2的圆柱体(底部固定物P可让浮体直立漂浮在水中),浮体总质量0.25kg,外筒是足够高且底面积为25cm2的圆柱形容器,容器壁厚度忽略不计。向外筒中加入适量水,浮体直立漂浮在水面上,将待测物体放在秤盘上,测出圆柱体没入水中的深度就可以“称”出物体的质量。,g取10N/kg。求:
(1)秤盘上不放物体时,圆柱体下表面受到水的压强;
(2)将某物体放入秤盘,静止时圆柱体露出水面37.5cm,该物体的质量;
(3)要使“浮力秤”达到最大称量值,使用前应在外筒中至少加入水的质量。
【答案】(1)1250Pa(2)1kg(3)0.5kg
【详解】(1)圆柱体底面积
水的密度
秤盘不放物体时,浮体漂浮,浮力等于浮体总重力
浮体上表面不受水的压力,浮力等于下表面受到的水的压力,即
秤盘不放物体时圆柱体下表面受到水的压强
(2)放入物体后,圆柱体露出水面,此时浸入深度
浮体和物体整体漂浮,总浮力等于总重力
总质量
待测物体质量
(3)浮力秤达到最大称量时,圆柱体刚好完全浸没,此时水面高度等于圆柱体高度,水占据的横截面积为外筒底面积减去圆柱体底面积
水的体积
至少加入水的质量
四、综合题
16.(2026·新疆哈密·一模)【跨学科实践】某兴趣小组制作了一个微型密度计,在圆木棒的一端缠绕一些铜丝,将其放入不同的液体中,它会竖直立在液体中,已知圆木棒的横截面积为0.5cm2。
(1)小组同学用天平测出了密度计的质量为10g,将密度计放入水中并处于漂浮状态,如图甲所示,在木棒上用记号笔标出水面的位置,这就是水的密度刻度“1g/cm3”,此时密度计受到的浮力为 ___________ N;
(2)假设该密度计漂浮于密度为0.8g/cm3的某液体中时,密度计所在液面的位置将会在原来水中的标记处之 ___________ (选填“上”或“下”),在距离“1g/cm3”刻度线 ___________ cm的位置标刻“0.8g/cm3”的刻度线;
(3)用同样的方法可以标刻其他刻度,如图乙所示,微型密度计的刻度(单位:g/cm3)标刻正确的是 ___________ (填标号)。
【答案】(1)0.1
(2) 上 5
(3)B
【详解】(1)密度计的重力
由于密度计是漂浮在水面上的,根据物体的浮沉条件可知,密度计在水中受到的浮力
(2)[1][2]由可知,密度计排开水的体积
即密度计在水面以下的体积
根据密度计的工作原理可知,密度计在不同的液体受到的浮力相同,即密度计在密度为0.8g/cm3的某液体中受到的浮力为0.1N,液体的密度
由可知,密度计排开液体的体积
即密度计在该液体液面以下的体积
故密度计所在液面的位置将会在原来水中的标记处之上,由V=Sh可知,密度计在水面以下
密度计在某液体液面以下的深度
则“1g/cm3”刻度线和“0.8g/cm3”刻度线之间的距离
(3)根据阿基米德原理和体积公式V=Sh可知,密度计浸入液面下的深度
由于密度计在不同液体受到的浮力相同,圆木棒的横截面积不变,根据可知,密度计浸入液面下的深度与液体的密度成反比,所以密度计的刻度特点是上小下大,而且刻度不是均匀的,上疏下密,故图乙中B标刻正确,综上分析知,故ACD错误,B正确。
故选B。
17.(2026·贵州毕节·一模)图甲是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇。(取)
(1)浮空艇形似“大白鲸”,外壳是白色的,这样可以反射光,使艇内气体升温不会过快。内部充的是密度______(选填“大于”“小于”或“等于”)空气的氦气;
(2)若浮空艇体积为,从科考基地(当地空气密度约为)即将升空时,所受浮力为______N;
(3)小明利用气球和重物模拟浮空艇下降的工作原理。如图乙所示,重物包含有定滑轮和电动装置,细线一端连接气球,另一端通过滑轮连接电动装置。充入适量氢气后气球的总质量为,体积为。当重物和气球静止时,地面对的支持力______(选填“大于”“等于”或“小于”)的重力。若要使气球下降, 处的拉力至少大于______N。(所受的浮力、细线重力和滑轮摩擦忽略不计,当地空气密度为)
【答案】(1)小于
(2)
(3) 小于 21.8
【详解】(1)浮空艇内部充的是密度小于空气的氦气,使得自身的浮力大于重力,从而实现浮空。
(2)即将升空时,浮空艇所受浮力为
(3)[1]当重物和气球静止时,重物A在细线竖直向上的拉力、自身竖直向下的重力、地面竖直向上的支持力的作用下保持平衡,根据力的平衡条件可知,地面对的支持力小于的重力。
[2]气球受重力、拉力和浮力,气球的重力为
气球所受浮力为
则若要使气球下降,处的拉力至少为
浮力综合题
考点3
一、单选题
1.(2026·山东济宁·一模)如图所示,甲烧杯中液体的密度为,物块P的重力为1N,实心小球Q的体积为,露出液面的体积为总体积的五分之一。乙烧杯中Q悬浮、P沉底,两烧杯液面相平,如图。g取10N/kg。下列说法错误的是( )
A.两烧杯底部所受液体压强关系是:
B.甲图中小球Q受到的浮力大小为0.24N
C.液体乙的密度为
D.物块P在乙液体中受到的浮力为0.8N
【答案】C
【详解】A.由浮沉条件得
两烧杯液面相平,则两烧杯中液体的深度相同,由得,两烧杯底部所受液体压强关系是
故A正确,不符合题意;
B.甲图中小球Q受到的浮力大小为
故B正确,不符合题意;
C.由浮沉条件得,小球Q的重力为
由与得,液体乙的密度为
故C错误,符合题意;
D.物块P在甲液体中悬浮,其在甲液体中受到的浮力为
物块P浸没在甲液体中,物块P的体积等于物块P排开液体的体积,由得,物块P的体积
物块P浸没在乙液体中,物块P排开水的体积等于物块P的体积,物块P在乙液体中受到的浮力为
故D正确,不符合题意。
故选C。
2.(2026·陕西西安·一模)如图所示,小明收到的生日礼物是一个“伽利略彩球温度计”,可以粗略地测量环
境温度。玻璃瓶中装有某种液体,浸有个体积相同的彩球(分别标有15℃、18℃、21℃、24℃、27℃、
30℃、33℃字样),彩球体积不随温度变化而变化。当外界温度在15℃-33℃范围内变化时,会有彩球随之上浮或下沉,当所有彩球静止后,浮在上面的彩球中,标示温度值最低的那个彩球所标示的温度即此时环境的大致温度。下列说法中不正确的是( )
A.当环境温度为10℃时,所有彩球浮在液面上
B.浸没在液体中的彩球受到的浮力相同
C.当环境温度升高时,“伽利略彩球温度计”对桌面的压强变小
D.7个彩球的质量都是不同的
【答案】C
【详解】A.当环境温度为时,液体的体积变小,由得液体温度降低时液体的密度变大,液体密度大于彩球的密度,根据物体浮沉条件可知,所有的彩球都浮在液面,故A正确,不符合题意;
B.浸没在液体中的彩球排开液体的体积相等,又是在同种液体中,根据阿基米德原理可知,浸没在液体中的彩球受到的浮力相同,故B正确,不符合题意;
C.当环境温度升高时,“伽利略彩球温度计”对桌面的压力不变,受力面积不变,根据可知,它对桌面的压强不变,故C错误,符合题意;
D.由题意知,7个彩球的体积相同,放在同一液体中浮沉情况不同,彩球的密度不相同,由知质量都是不同的,故D正确,不符合题意。
故选。
3.(2026·福建福州·一模)如图甲所示,柱形薄壁容器重为,底面积为,装有深的水,数显式推拉测力计的细杆下固定了底面积为的柱形物块,物块下表面与水面相平,测力计示数为。当物块缓慢下降时,测力计示数恰为0N(图乙)。使物块继续向下运动至上表面与水面相平(水未溢出),测力计的示数为1N(图丙)。下列说法正确的是( )
A.测力计示数为时物块所受浮力为 B.该物块的密度为
C.图乙中水对容器底部的压强为 D.图丙中容器对桌面的压强为
【答案】B
【详解】A.根据甲图知,物体重力,乙图拉力为,此时物块受到的浮力与其重力相等,则浮力为,故A错误;
B.丙图中物块完全浸没,此时此时物块受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向下的压力,且向下的压力为,根据平衡力,物块受到的浮力
由阿基米德原理可得
物体的重力为,根据,可得
浸没时,解得
故B正确;
C.根据阿基米德原理知,乙图浸入的体积
假设水的深度为,则
解得深度
图乙中水对容器底部的压强为
故C错误;
D.容器中水的重力
对桌面的压力
压强
故D错误。
故选。
4.(2026·福建泉州·一模)如图甲所示,将弹簧测力计一端固定,另一端挂一合金块A的圆柱形容器中,容器的质量为200g(容器的厚度忽略不计)。容器底部有个由阀门B控制的出水口。打开阀门B缓慢放水过程中,整个过程中金属块始终不与容器底部接触。下列说法正确的是(g取10N/kg)( )
A.随着放水时间的增加,合金块A受到的浮力一直减小
B.合金块A受到的最大浮力为22N
C.合金块A的密度为3.2×103kg/m3
D.合金块A浸没时,弹簧测力计示数力为10N
【答案】C
【详解】A.A.由图乙可知,随着放水时间的增加,弹簧测力计的示数F先不变后增加再不变,由F浮=G-F可知,合金块A受到的浮力先不变后减小,故A错误;
BD.由乙图可知,当合金块A全部露出水面后,测力计的示数即合金块A的重力为
G=F=32N
合金块全部浸入水中时的示数为F'=22N,则合金块A最大的浮力为
F浮=G﹣F'=32N﹣22N=10N
故BD错误;
C.由G=mg可得,合金块A的质量
合金浸没在水中,由F浮=ρ水gV排可得合金的体积
则合金块A的密度
故C正确。
故选C。
5.(2026·北京通州·一模)某考古队在一次勘探中发现一座水下古城,其中有一块刻有文字的长方形大石块静静地躺在湖底,几乎有一半体积陷在泥沙里,大石块上模糊的文字极有可能会揭开古城的秘密,于是考古队决定将它打捞上来。他们计划在巨石底部的淤泥里打入两根钢管,从钢管中穿过钢索,再用打捞船上的起重机将大石块提升出水面。下面是他们打捞过程:先将起重机上的绳索放入水底,系在捆绑石块的钢索上,如图甲所示;当石块脱离湖底后,起重机将石块缓慢地在水中匀速提升,如图乙所示;最后将石块提出水面,放置在打捞船上,如图丙所示。在不考虑钢索和钢管所受重力以及水对石碑阻力的情况下,对于整个打捞过程,下列说法正确的是( )
A.甲图中,绳索上的拉力只要大于石块受到的重力,就能使石块脱离水底
B.在乙图和丙图所示情境中,打捞船所受的浮力大小不相等
C.打捞船吃水最深的情境,不在甲、乙、丙三幅图所示场景之中
D.乙图所示情境中绳索对石块的拉力与丙图所示情境中石块对打捞船的压力大小相等
【答案】B
【详解】A.甲图中,石块受到竖直向下的重力、竖直向下的水的压力、竖直向上的拉力,所以绳索上的拉力要大于石块受到的重力与水对石块的压力之和,就能使石块脱离水底,故A错误;
B.乙图中打捞船和石块受到的浮力等于打捞船与石块所受重力的和,丙图中,打捞船受到的浮力等于打捞船与石块所受重力的和,两图中打捞船所受的浮力大小不相等,故B正确;
C.打捞船吃水最深的情境,应该是打捞船所受浮力最大的情景,图甲中打捞船受到的浮力等于打捞船所受的重力和石块对打捞船向下的拉力之和,故甲图所受的浮力最大,吃水深度最深,故C错误;
D.乙图所示情境中绳索对石块的拉力等于石块的重力与所受的浮力之差,丙图所示情境中石块对打捞船的压力大小等于石块的重力,所以乙图所示情境中绳索对石块的拉力与丙图所示情境中石块对打捞船的压力大小不相等,故D错误。
故选B。
二、多选题
6.(2026·辽宁鞍山·一模)【新题型】水平桌面上放置有甲、乙两个底面积和质量都相同的玻璃杯,杯内装有适量的水,水面相平。将物体A、B分别放入甲、乙两杯水中,物体静止时如图所示,下列说法正确的是( )
A.放入物体后两容器对桌面的压强相等
B.图乙中剪断细线,若B下沉,则A所受浮力变小
C.放入物体后,甲容器底部受到水的压强小于乙容器底部受到水的压强
D.图乙中若AB之间细线的拉力为零,则物体B的密度等于水的密度
【答案】BD
【详解】A.由于容器形状,原来水面相平时,甲中水的体积,总重力
物体静止,压力等于重力,容器对桌面压强,S相同,因此,故A错误;
B.乙图中剪断细线,若B下沉,说明,原来A受力,又因为
剪断后拉力消失,A浮力大于重力,A上浮,排开水的体积减小,最终浮力减小,故B正确;
C. 放入物体后水面高度h相同,水的压强,因此甲乙容器底部受到水的压强相等,故C错误;
D.图乙中若AB之间细线的拉力为零,这说明B在水中是悬浮的,根据物体浮沉条件可知,物体B的密度等于水的密度,故D正确。
故选BD。
三、计算题
7.(2026·新疆乌鲁木齐·一模)【易错题】如图甲所示,两只大小不同的薄壁圆柱形容器分别装有水和A液体,小容器的底面积为100cm2,甲图中小容器在水中的深度为6cm,小容器中A液体的深度为4cm;若在小容器中装入水,大容器中装入A液体,如图乙所示,内外液面相平,且小容器中水的深度为1cm。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)甲图中水对小容器底部的压强。
(2)甲图中小容器受到水的浮力。
(3)液体A的密度。
【答案】(1)600Pa
(2)6N
(3)1.4×103kg/m3
【详解】(1)甲图中小容器在水中的深度为h=6cm=0.06m
水对容器底部的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa
(2)甲图中小容器受到水的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10-4m2×0.06m=6N
(3)甲图中A的浮力F浮=G容器+GA=G容器+ρAgVA=G容器+ρA×10N/kg×100×10-4m2×0.04m=6N①
乙图中A的浮力F浮′=G容器+G水=G容器+ρ水gSh水=G容器+1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10-4m2×0.01m=ρA×10N/kg×100×10-4m2×0.01m②
由①②得ρA=1.4×103kg/m3。
四、综合题
8.(2026·上海奉贤·一模)福建舰是中国第一艘采用电磁弹射系统的航母,舰载量达到55至75架飞机,如图(a)所示。
(1)一只重为8牛的模型船漂浮在水面上,如图(b)所示。请用力的示意图画出模型船受到的浮力;(作图)
(2)采用电磁弹射系统,这是为了增大起飞时飞机的______;
A.动能 B.弹性势能 C.重力势能
(3)飞机起飞时,机翼下表面的空气流速比上表面的空气流速小,下表面受到的压强要______一些,机翼上下表面形成压力差,飞机获得上升的动力。
A.大 B.小
【答案】(1)
(2)A
(3)A
【详解】(1)模型船漂浮在水面上,浮力等于重力,则浮力的大小为8N,方向竖直向上,作图如下:
(2)采用电磁弹射系统,这是为了增大起飞时飞机的速度,从而增大飞机的动能,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(3)流体中流速越快的位置压强越小。飞机起飞时,机翼下表面的空气流速比上表面的空气流速小,下表面受到的压强要大一些,机翼上下表面形成向上的压力差,飞机获得上升的动力。故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
9.(2026·天津·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
10.(2026·江苏南通·一模)【新题型】“漏刻”为我国古代的滴水计时工具,图甲为它的模拟示意图。漏水壶通过底部的出水口向受水壶中滴水,受水壶中的箭尺始终处于漂浮状态,通过受水壶口指针对应箭尺上的刻度来计时。
(1)箭尺底部装有适量的配重,目的是使箭尺能够______漂浮在水中;当受水壶中液面升高时,箭尺受到的浮力______(选填“变大”、“不变”或“变小”,下同),箭尺排开水的体积______,受水壶底部所受水的压强______。
(2)为准确计量时间,古人采用多级漏水壶逐级滴水的方式(如图乙),应保持______号(填序号)漏水壶中的液面高度恒定。
(3)某小组制作了一个简易“漏刻”(如图丙),已知圆筒形受水壶内部底面积,箭尺总重,长方体配重的底面积、高。受水壶内无水时,指针对应标尺的位置标记为“开始滴水”,标尺上每一格为。漏水壶的滴水量恒为,当指针指在标尺上的位置时,“漏刻”记录的时间为______。
【答案】(1) 竖直 不变 不变 变大
(2)②
(3)30
【详解】(1)[1]箭尺底部装有适量的配重,降低重心,目的是使箭尺能够竖直漂浮在水中。
[2][3]当受水壶中液面升高时,箭尺在水中始终处于漂浮状态,浮力始终等于重力,重力大小不变,浮力大小也不变,则排开水的体积不变。
[4] 受水壶中液面升高,据得,受水壶底部所受水的压强变大。
(2)为准确计量时间,古人采用多级漏水壶逐级滴水的方式(如图乙),需要保证滴水的速度稳定。而滴水的速度与漏水壶中水产生的压强有关,如果保持某个漏水壶中的液面高度恒定,那么该漏水壶中水产生的压强就恒定,滴水的速度也就稳定,从而能够更准确地计量时间。由于受水壶需要滴水的速度稳定。故使用时,定时给①号漏水壶补水,确保②号漏水壶始终处于满水状态,保证②号漏水壶流入受水壶的滴水速度稳定,从而大大提高了测量的准确性。
(3)箭尺总重6N,滴水后,当箭尺刚浮起时受到的浮力
箭尺排开水的体积
箭尺浸入水中的深度
由于此时箭尺刚浮起,所以水面高度为2cm,滴水的体积
标尺上每一格为1cm,当指针指在标尺上的A位置时,箭尺上升了三格,即3cm,底座距离受水壶底3cm,需要滴水的体积V2=S壶底h=600cm2×3cm=1800cm3
当指针指在标尺上的A 位置时,需要滴水的总体积
1min滴水的质量为80g,1min滴水的体积
此时“漏刻”记录的时间
11.(2026·江苏无锡·一模)某小组设计了水箱自动控制进水装置,如图所示。水箱内质量为m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,控制水泵自动注水。当水箱内水位降低到最低水位时,力传感器所受拉力等于,触发开关水箱进水,此时控制棒受到的浮力为______(用字母表示);当水位上升时,力传感器的示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”),当力传感器所受拉力等于时,再次触发开关,水泵停止向水箱注水。若换用一根形状完全相同但密度更大的控制棒,将会使水箱中的最高水位______(选填“升高”、“降低”或“不变”)。
【答案】 变小 升高
【详解】[1]对控制棒受力分析,控制棒静止,满足平衡关系
控制棒重力G=mg,此时拉力为,因此浮力
[2]水位上升时,控制棒浸入水中的体积变大,根据阿基米德原理,浮力变大;由拉力
可知,拉力变小,因此力传感器的示数变小。
[3]停止注水的条件是拉力减小到,即满足
变形得
换用形状相同、密度更大的控制棒后,控制棒重力更大,因此需要更大的浮力才能让拉力降到,更大的浮力对应更大的排开水体积,即需要更高的水位才能触发停止,因此水箱最高水位升高。
12.(2026·广西北海·一模)图甲是某科创小组设计的海鲜养殖网箱,该装置由空心薄壁圆柱体和养殖网两部分组成,其简化模型如图乙所示。该装置重5×104N,养殖网材料的体积为6m3,空心薄壁圆柱体高20m、横截面积为1m2。通过气阀改变圆柱体内的气压,控制进出圆柱体的海水,实现装置的浮沉。为了增加稳定性,还可以在网箱底部中央悬挂实心铸铁块(不触海底),每个铸铁块的体积为0.1m3,密度为7.0×103kg/m3。若圆柱体内的空气质量忽略不计,海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)当网箱的底部下沉到海面下5m处时,网箱底部受到海水的压强;
(2)每个铸铁块的质量;
(3)一个铸铁块悬挂于网箱底部,静止时网箱对铸铁块的拉力;
(4)当遇到台风时,为了抵御风浪,要使圆柱体刚好浸没于海水中,请你通过计算说明需要悬挂铸铁块的数量和进入圆柱体内的水所受的重力。(写出一种方案,合理即可)
【答案】(1)
(2)700kg
(3)
(4)需要悬挂铸铁块2块,进入圆柱体内水的重力为
【详解】(1)网箱底部受到的海水压强
(2)每个铸铁块的质量
(3)铸铁块重力
铸铁块浸没在海水中,所受的浮力为
静止时网箱对铸铁块的拉力
(4)圆柱体刚好浸没时,总浮力等于总重力,设悬挂铸铁块数量为n,进入圆柱体水的重力为,圆柱体的体积为
总排开体积
总浮力为
总重力为原装置重力、铸铁总重力、进水重力之和
刚好浸没时,总浮力等于总重力,即
整理可得,
圆柱体最大容纳水的重力
根据可得,
整理可得,取正整数n=2时,进入圆柱体内水的重力为
答案不唯一,n取合理正整数,对应正确即可。
13.(2026·江苏连云港·一模)我国研发的平流层飞艇“圆梦”号已首飞成功,飞艇依靠浮力可升到20km高的平流层,其推进系统由太阳能电池提供能量,推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡,可使飞艇长时间悬停。平流层飞艇探测范围与高度的关系如表一所示。
表一:
飞行高度/km
20
40
50
80
100
探测范围半径/km
194
347
414
589
695
飞艇飞行时气流对飞艇的水平作用力与风速的关系如下图所示:
(1)下列飞行器中,其升空原理与飞艇相同的是______;
A.飞机 B.火箭 C.热气球 D.风筝
(2)由表一可以得到什么结论______;
(3)若飞艇的气囊体积为,则飞艇在平流层受到的浮力约为______N(平流层空气密度取,g取10N/kg);
(4)飞艇推进器的功效(功效是指推进器的推力与功率的比值)为0.01N/W;当飞艇推进器的功率为,且飞艇悬停时,此时平流层风速为______m/s。
【答案】(1)C
(2)飞艇的飞行高度越高,其探测范围半径越大
(3)
(4)150
【分析】根据图像分析阻力与速度的关系,并进一步得出具体关系式,再求出对应功率下的风速。
【小题1】由题可知,飞艇升空原理是利用空气的浮力。飞机和风筝是利用机翼或翼面上下方空气流速不同产生的压强差(伯努利原理)来获得升力。火箭是利用向下喷射高速气体产生的反作用力来升空。只有热气球是通过加热气囊内的空气,使其密度小于外部空气,从而获得浮力升空。这与飞艇的升空原理相同,故ABD不符合题意,C符合题意,
故选C。
【小题2】观察表一中的数据,当飞行高度从20km增加到100km时,对应的探测范围半径也从194km增加到695km。这表明飞行高度与探测范围半径呈正相关关系,即飞艇的飞行高度越高,其探测范围半径越大。
【小题3】飞艇在平流层受到的浮力约为
【小题4】功效是推力与功率的比值,即,可得此时推进器产生的推力
当飞艇悬停时,推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力(即空气阻力)相平衡。因此
由图可知,空气阻力与风速的平方成正比,即。当 时, 时
求得
所以,空气阻力与风速的关系式为 ,当空气阻力时,平流层风速为
14.(2026·广东珠海·一模)阅读材料,回答问题∶
中性浮力水槽
为了在地面模拟航天员在太空中所处的失重环境,我国建设了特殊的“潜水池”--中性浮力水槽。当物体受到的浮力大于自身重力时,这个浮力称为“正浮力”;当物体受到的浮力小于自身重力时,这个浮力称为“负浮力”。训练时,航天员通过增减配重的方法使自身的重力与浮力相等,以获得与太空中相似的失重感,此时的浮力称为“中性浮力”。
如图甲所示,为了充分摸拟出舱任务,航天员需穿着厚重的水下训练服,在机械臂和若干潜水员的协助下进行水下活动。潜水员携带的气瓶配有如图乙所示的气压表。潜水前,有3000L的常压空气被压缩至容积为10L的瓶中∶潜水时,通过气压表示数可以知道瓶内常压空气量(两者的关系如表所示)。如图丙所示,是潜水员小风在水下的平均耗气速度v与所处深度h的关系。常压空气消耗量的单位为L,潜水时间的单位为 min,耗气速度的单位为 L/min。
气压表示数与常压空气量关系表
气压表示数/bar
300
210
120
30
瓶内空气量/L
3000
2100
1200
300
(1)航天员在水槽中处于“中性浮力”状态时,_____(选填“受”或“不受”)重力作用;如果航天员要模拟月球漫步,需要在水槽中营造_____(选填“正”“中性”或“负”)浮力的环境。
(2)在一定温度下,一定质量的气体的体积与气压成反比。则瓶内“300bar”的气体压强是其在同温常压下气体压强的_____倍。
(3)小凤自身质量为70kg,身着130kg的训练服在水槽中进行模拟失重训练,训练服与配重的总体积为,则其整体所受浮力的大小为_____N,其配重的质量为_____kg。(,)
(4)小凤在水深9m处停留了一段时间,在这期间气压表示数由210bar降到134bar,则这段停留时间为_____ min。
【答案】(1) 受 负
(2)300
(3) 2200 20
(4)20
【分析】求解停留时间时,先根据图丙得出耗气速度和深度的函数关系式,再代入数据求出耗气的速度;然后根据表中数据得出瓶内空气量与气压表示数的关系,得出耗气量,最后求出停留的时间。
【详解】(1)地球上的所有物体都会受到重力作用,航天员在水槽中处于中性浮力状态只是浮力与重力平衡,仍然受到重力作用;月球漫步需要模拟小于地球重力的环境,即整体合力向下,要求浮力小于总重力,根据定义浮力小于重力时为负浮力,因此需要营造负浮力环境。
(2)根据题意,同温下一定质量的气体,体积与气压成反比,即,常压下体积,压缩后体积,因此
即瓶内气压是常压的300倍。
(3)整体浸没在水中,排开水的体积等于总体积,根据阿基米德原理,整体所受浮力大小为
中性浮力状态下浮力等于总重力,因此总重力,总质量
配重质量
(4)由图丙可得,耗气速度和深度满足一次函数关系(单位:为,为),代入 得;根据表格规律,瓶内空气量为气压表示数的10倍,因此消耗的空气量
停留时间
试卷第1页,共3页
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专题09 浮力
浮力与阿基米德原理
考点1
一、选择题
1.C 2.B 3.D 4.B
二、多选题
5.BC 6.ABC
三、填空题
7.变大 不变
8.1 1
9. 19.6 0.73
10.500 11.5
四、作图题
11.
12.
五、计算题
13.(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
14.(1)360g(2)2.1N(3)8:25
【详解】(1)圆柱体物块的体积为
圆柱体物块的质量
(2)圆柱体物块浸没时,受到的浮力为
圆柱体物块的重力为
圆柱体物块对容器底的压力
(3)当水的高度等于圆柱体的高度时,注水的时间为
从开始注水计时后2min末,水的高度为
注水7min末,水的高度为
从开始注水计时后2min末与7min末容器底部所受水的压强之比
15.(1)2F0;(2);(3)
【详解】解:(1)最开始不可伸缩的细线刚好被拉直且无拉力,说明物体A漂浮,只受到重力和浮力的作用,物体B沉底,只受到重力、支持力和浮力的作用;由图2可知,当细线上的拉力F拉=F0时,沿水平方向切去柱体A的重力为F0,此时金属块B受到的浮力
(2)细线刚好被拉直且无拉力时,金属块B对容器底的压力
金属块B对容器底的压强
(3)由图2可知,当细线上的拉力F拉=F0时,沿水平方向切去柱体A的重力为F0,此时
当沿水平方向切去柱体A的重力为4F0时,柱体A剩余部分为
GA剩余'=5F0-4F0=F0
且剩余部分刚好浸没水中,如图3所示,结合图2可得,,此时
物体A受到的浮力的变化量为
水对容器底压强的变化量为
答:(1)金属块B受到的浮力为2F0;
(2)细线刚好被拉直且无拉力时,金属块B对容器底的压强为;
(3)当沿水平方向切去柱体A的重力为4F0时,柱体A剩余部分刚好浸没水中,如图3所示;此时与图1相比,水对容器底压强的变化量为。
16.(1)(2)(3)
【分析】(1)已知此时水的深度,可直接利用液体压强公式计算阀门受到水的压强。
(2)当浮筒对轻杆压力为0时,浮筒刚好处于漂浮状态,所受浮力等于自身重力。先根据水深计算浮筒浸入水中的深度,再利用阿基米德原理算所受浮力,然后利用密度公式求解浮筒的密度。
(3)当阀门关闭时,浮筒对轻杆压力为0时的水深为最小深度的临界点;当浮筒增加的浮力等于阀门受到水的压力时达到打开临界,据此计算水的最大深度。
【详解】(1)浮筒对轻杆的压力为0时,阀门受到水的压强
(2)浮筒浸入水中的深度
此时浮筒对轻杆压力为0,浮筒所受浮力等于自身重力,则浮筒的重力
浮筒总体积
圆形浮筒A的密度
(3)自动换水过程中,浮筒对轻杆压力为0时,阀门关闭,水位最低,即;当进水使水深增加,浮力增加,浮筒增加的浮力等于水对阀门向下的压力时阀门自动打开,此时水的最大深度为
增加的浮力即为阀门受到的向上拉力
阀门受到向下的水压力
平衡时有,则,即。代入数值
解得,因此
深度之比
六、实验题
17.(1) 竖直 1
(2)C
(3) 液体密度 0.8
(4)轮船空载时吃水浅,满载时吃水深
18.(1) 竖直 4
(2)无关
(3)排开液体的体积
(4) A、D、E 大
(5)不变
19.(1)校零
(2)
(3)B
(4) 变小 变大
(5)BC
物体浮沉条件与应用
考点2
一、选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
C
D
D
B
A
A
A
C
二、填空题
9.(1)6.37
(2) A C
10.800 50
11.饱满的种子 增大
12. 等于
13.盐水 < < =
三、计算题
14.(1)(2)18 m(3)1000 t
【详解】(1)根据液体压强公式计算8m深处海水的压强
(2)浮式基础漂浮,根据物体漂浮条件可知,即
浮式基础的底面积为
安装风电机组后,整体漂浮,总浮力等于总重力。
总质量
安装后的吃水深度为
(3)注入海水后,系统整体仍然漂浮,总浮力等于最终的总重力。最终的总质量为
注入海水的质量为
15.(1)1250Pa(2)1kg(3)0.5kg
【详解】(1)圆柱体底面积
水的密度
秤盘不放物体时,浮体漂浮,浮力等于浮体总重力
浮体上表面不受水的压力,浮力等于下表面受到的水的压力,即
秤盘不放物体时圆柱体下表面受到水的压强
(2)放入物体后,圆柱体露出水面,此时浸入深度
浮体和物体整体漂浮,总浮力等于总重力
总质量
待测物体质量
(3)浮力秤达到最大称量时,圆柱体刚好完全浸没,此时水面高度等于圆柱体高度,水占据的横截面积为外筒底面积减去圆柱体底面积
水的体积
至少加入水的质量
四、综合题
16.(1)0.1
(2) 上 5
(3)B
17.(1)小于
(2)
(3) 小于 21.8
浮力综合题
考点3
一、单选题
1.C 2.C 3.B 4.C 5.B
二、多选题
6.BD
三、计算题
7.(1)600Pa(2)6N(3)1.4×103kg/m3
【详解】(1)甲图中小容器在水中的深度为h=6cm=0.06m
水对容器底部的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa
(2)甲图中小容器受到水的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10-4m2×0.06m=6N
(3)甲图中A的浮力F浮=G容器+GA=G容器+ρAgVA=G容器+ρA×10N/kg×100×10-4m2×0.04m=6N①
乙图中A的浮力F浮′=G容器+G水=G容器+ρ水gSh水=G容器+1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10-4m2×0.01m=ρA×10N/kg×100×10-4m2×0.01m②
由①②得ρA=1.4×103kg/m3。
四、综合题
8.(1)
(2)A
(3)A
9.(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
10.(1) 竖直 不变 不变 变大
(2)②
(3)30
11. 变小 升高
12.(1)
(2)700kg
(3)
(4)需要悬挂铸铁块2块,进入圆柱体内水的重力为
【详解】(1)网箱底部受到的海水压强
(2)每个铸铁块的质量
(3)铸铁块重力
铸铁块浸没在海水中,所受的浮力为
静止时网箱对铸铁块的拉力
(4)圆柱体刚好浸没时,总浮力等于总重力,设悬挂铸铁块数量为n,进入圆柱体水的重力为,圆柱体的体积为
总排开体积
总浮力为
总重力为原装置重力、铸铁总重力、进水重力之和
刚好浸没时,总浮力等于总重力,即
整理可得,
圆柱体最大容纳水的重力
根据可得,
整理可得,取正整数n=2时,进入圆柱体内水的重力为
答案不唯一,n取合理正整数,对应正确即可。
13. (1)C
(2)飞艇的飞行高度越高,其探测范围半径越大
(3)
(4)150
14.(1) 受 负
(2)300
(3) 2200 20
(4)20
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专题09 浮力
3大考点概览
考点01 浮力与阿基米德原理
考点02 物体浮沉条件与应用
考点03 浮力综合题
浮力与阿基米德原理
考点1
一、选择题
1.(2026·广东佛山·一模)在探究“影响浮力大小的因素”实验中,小明选用同一实心金属块按图示的步骤进行操作。根据图中现象,他可以得出的结论是( )
A.浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关
B.浮力大小与排开液体的重力有关
C.浮力大小与液体的密度有关
D.浮力大小与物体的密度有关
2.(2026·内蒙古赤峰·一模)在《浮力》单元复习课上,学生用溢水杯和弹簧测力计测量鸡蛋的密度。如图甲,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;如图乙,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。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和,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
3.(2026·广东汕头·一模)【易错题】如图甲所示,物体A是边长为10cm的正方体,硬杆B一端固定在容器底,另一端紧密连接物体A。现缓慢向容器中加水至A刚好浸没,硬杆B受到物体A的作用力F的大小随水深h变化的图像如图乙所示,不计杆的质量和体积(g取10N/kg)( )
A.当水深h为9cm时,物体A受到的浮力为10N
B.硬杆B长为6cm
C.当物体A刚好浸没时,仅将硬杆B撤去,物体A会下沉
D.物体A重6N
4.(2026·福建厦门·一模)【传统文化】中国的很多美食都与传统节日有关,如图是小年与妈妈一起煮元宵的场景。煮熟的元宵浮起来是因为( )
A.重力变小了 B.浮力变大了
C.密度变大了 D.体积变小了
二、多选题
5.(2026·河南信阳·一模)如图,小明在探究漂浮的物体所受浮力大小与排开液体的重力大小关系时,将一个底面积为S,装满水的溢水杯放在电子秤上,然后将一个质量为m的木块轻轻放入水中,并用小烧杯接住全部溢出的水。则下列说法正确的是( )
A.木块受到水的浮力大于mg B.小烧杯中溢出水的重力为mg
C.电子秤的示数保持不变 D.溢水杯底受到的压强增大
6.(2026·天津武清·一模)水平桌面上有甲、乙两个相同的容器和体积相等的实心泡沫球、实心铜球,容器中分别装有等质量的水和酒精,如图所示。已知水、酒精、泡沫球和铜球的密度关系为ρ泡沫<ρ酒精<ρ水<ρ铜。现将泡沫球轻放入水中,将铜球轻放入酒精中(容器中均无液体溢出),待液面静止时,下列判断中正确的是( )
A.容器甲对桌面的压力小于容器乙对桌面的压力
B.泡沫球受到的浮力小于铜球受到的浮力
C.水对容器底的压力小于酒精对容器底的压力
D.水对容器底的压强大于酒精对容器底的压强
三、填空题
7.(2026·辽宁沈阳·一模)如图,把装满水的烧杯放在盘子里,再把空的饮料罐开口朝上,缓缓按入装满水的烧杯中(饮料罐未浸没),烧杯中的水不断溢出。此过程中饮料罐受到浮力的大小将______,烧杯底部受到水的压强将______。(以上均填“变大”、“不变”或“变小”)
8.(2026·黑龙江哈尔滨·一模)弹簧测力计提着的金属块分别放在空气和水中静止不动,弹簧测力计的示数如图所示,则金属块所受浮力的大小为______N,金属块排开的水所受重力大小为______N。
9.(2026·辽宁丹东·一模)【易错题】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)
10.(2026·重庆·一模)【课外活动】在育才中学举行的创新科技大赛上,爱动脑筋的小陶同学制作了一个利用浮力来提升较重物体的模型,其简化示意图如图所示。容器底面积为150cm2且足够高,柱形物体A的重力为15N,密度为3g/cm3,底面积为50cm2,与容器底部不密合。小陶同学往容器中加入0.5kg水,加水结束时水对容器底部压强为___________Pa。小陶同学继续向容器中再加入2kg水后,用体积不计的轻质细绳竖直向上提升物体A,由于绳子能承受的拉力有限,他最多能将A竖直向上提升12cm。则该绳子能够承受的最大拉力为___________N。
四、作图题
11.(2026·安徽宿州·一模)如图所示,这是一个乒乓球在水中加速上浮过程中处在某一位置的示意图,请在图中画出此时乒乓球所受力的示意图。
12.(2026·贵州六盘水·一模)如图所示,弹簧的一端固定在容器的底部,另一端固定在物体的下表面,重力为G的物体静止在轻质弹簧顶端。现缓慢向容器注水直至完全浸没物体,已知水浸没物体二分之一体积时,弹簧处于原长。请在图中画出弹簧对物体的弹力随水面上升高度h变化关系的大致图像(忽略弹簧所受浮力和重力)。
五、计算题
13.(2026·上海徐汇·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。
14.(2026·新疆克拉玛依·一模)如图所示,高度为15cm,底面积为40cm2的圆柱形容器放置在水平桌面上,将密度为2.4g/cm3,高度为10cm,底面积为15cm2的圆柱体物块静置于容器中。一装置以每分钟50cm3的流量向容器中注水,圆柱体物块不吸水且未与容器底部紧密接触。求:
(1)圆柱体物块的质量;
(2)圆柱体物块浸没时,圆柱体物块对容器底的压力;
(3)从开始注水计时后2min末与7min末容器底部所受水的压强之比。
15.(2026·天津河西·一模)【易错题】一底面积为、装有适量水的薄壁柱形容器放在水平桌面上。容器中有一重力为的柱体A与一底面积为、重力为的金属块B用细线连接,如图所示,不可伸缩的细线刚好被拉直且无拉力。然后沿水平方向逐渐切去柱体A露出水面的一部分,细线上的拉力与切去高度h的关系图像如图3所示。求:
(1)金属块B受到的浮力;
(2)细线刚好被拉直且无拉力时,金属块B对容器底的压强;
(3)当沿水平方向切去柱体A的重力为时,柱体A剩余部分刚好浸没水中,如图3所示;此时与图1相比,水对容器底压强的变化量。
16.(2026·广西南宁·一模)为了保证鱼缸能不断更换水,科技小组设计了一个鱼缸自动换水装置模型。装置模型如图所示,进水口不间断地向鱼缸中慢慢注水,实心均匀圆柱形浮筒A能在竖直方向无摩擦自由滑动,高度为50cm,底面积为浮筒底部用10cm的轻质细杆与鱼缸的排出口阀门相连,略大于排出口的圆形阀门(质量、厚度不计)的上表面积为。当浮筒对轻杆的压力为0时,水的深度为。当阀门打开排出水的过程中,排出量大于流入量。求:
(1)当浮筒对轻杆的压力为0时,阀门受到水的压强;
(2)圆形浮筒A的密度;
(3)在自动更换过程中,鱼缸内水的最大深度与最小深度之比。
六、实验题
17.(2026·河南商丘·一模)2025年11月5日,我国首艘电磁弹射型航母“福建舰”入列,标志着我国海军迈入“三航母时代”。在观看完入列仪式后,小明对浮力产生了浓厚的兴趣,为探究浮力大小与哪些因素有关,他进行了如图所示实验。
(1)实验前,小明先将弹簧测力计在______(填“水平”或“竖直”)方向调零;当物体浸没在水中时所受的浮力是______N;
(2)小明根据测量结果,绘制了物体浸入水中时弹簧测力计的示数随浸入深度h的变化图像,如图所示,其中正确的是______(选择字母序号);
A B C D
(3)比较a、f、g三次实验,可初步得出结论:当排开液体的体积相同时,浮力的大小与______有关;根据实验结果和水的密度,小明顺利算出了图中某液体的密度为______;
(4)除上述现象外,请再举一个能体现“浮力大小与排开液体体积有关”的生活现象:______。
18.(2026·陕西延安·一模)小明把空的易拉罐缓慢按入水中,如图—1,感觉用力越来越大,于是他设计了如图—2所示的实验步骤探究浮力的大小与哪些因素有关。
(1)实验开始前,应将弹簧测力计在______方向上调零。图—2C中物体所受浮力F浮=_____N;
(2)分析图—2A、C、D三次实验可知:浮力大小与物体浸在液体中的深度______(选填“有关”或“无关”);
(3)分析图—2A、B、C三次实验可知:浮力的大小与物体______有关;
(4)分析图—2______三次实验可知:物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体所受浮力越_______;
(5)小明又找来溢水杯和电子秤,他将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用手提着一个铝块,将其缓慢浸入溢水杯中,如图—3所示,从铝块刚接触水面到浸没的过程中,电子秤的示数将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
19.(2026·宁夏石嘴山·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
物体浮沉条件与应用
考点2
一、选择题
1.(2026·广西来宾·一模)如图所示的潜水艇模型。下列说法不正确的有( )
①潜水艇模型是通过改变它自身的重力实现沉浮的
②潜水艇模型沉底时,它受到的浮力等于自身重力
③向试管内吹气,水会被压入试管中,模型会下沉
④向试管外吸气,水会被压入试管中,模型会上浮
2.(2026·湖南湘西·一模)世界游泳冠军杨丽娜在防溺水课程中强调,意外落水时应立即屏住呼吸、头往后仰,且手不能伸出水面,以增大生存几率。下列说法正确的是( )
A.头部后仰能减少人体质量
B.伸出手臂能增加人体浮力
C.头部后仰会减少身体浸入水中的体积
D.伸出手臂会减少浸入水中的体积,导致浮力不足
3.(2026·甘肃平凉·一模)【科技热点】如图所示,我国完全自主设计建造的“福建舰”排水量可达8万吨。某次,“福建舰”沿水平直线匀速航行,g取10N/kg,则下列说法正确的是( )
A.“福建舰”满载时所受浮力为8×107N
B.“福建舰”从上海码头驶向深海时会上浮一些,所受浮力变大
C.“福建舰”以54km/h的航行速度匀速直线航行10min的航行距离为8km
D.当舰载机起飞后,“福建舰”舰底受到的海水压强变小
4.(2026•湖南株洲•一模)我国自主研发的“奋斗者”号载人深潜器成功坐底马里亚纳海沟,深度接近10000米。在它完全浸没后,从海面匀速下潜至万米深处的过程中(忽略海水密度变化),下列说法正确的是( )
A.深潜器所受海水压强不变,浮力变大
B.深潜器所受海水压强变大,浮力不变
C.深潜器所受海水压强变大,浮力变小
D.深潜器所受海水压强变大,浮力变大
5.(2026·河北邯郸·一模)小郸洗水果时,发现体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底,如图所示。下列说法正确的是( )
A.桔子的密度小于芒果的密度
B.桔子受到的浮力大于它受到的重力
C.桔子底部受到液体的压强大于芒果底部受到的压强
D.桔子受到的浮力大于芒果受到的浮力
6.(2026·辽宁盘锦·一模)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
7.(2026·广东广州·一模)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
8.(2026·山西吕梁·一模)“创新”小组的同学们将一根缝衣针用条形磁铁磁化后,穿过一块塑料泡沫,放在水中漂浮在水面上,制成了一个“水浮式”指南针(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.指南针能够漂浮在水面上,是因为受到地磁场的作用
B.若指南针的针尖指向北方,则指南针的针尖为S极
C.指南针漂浮在水面上,其排开水所受的重力等于缝衣针与泡沫的总重力
D.指南针漂浮在水面上,它受到的浮力大于缝衣针与泡沫的总重力
二、填空题
9.(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”)
10.(2026·湖北荆州·一模)如图甲所示的密闭容器,壁厚忽略不计。其底部是边长为5cm的正方形,容器中装有高度为8cm的水,此时水对容器底的压强为______Pa.将容器倒置并使其在水中竖直漂浮,如图乙所示,容器内外水面的高度差为2cm,该容器的质量为______g.(水的密度为,g取10N/kg)
11.(2026·吉林白山·一模)如图所示,盐水的密度为1.1g/cm3,空粒和瘪粒都漂浮在盐水中,饱满的种子沉在盐水的底部。则密度大于1.1g/cm3的是______(选填“空粒”、“瘪粒”或“饱满的种子”);为了挑选更加饱满的种子,应该______(选填“增大”或“减小”)盐水密度。
12.(2026·辽宁铁岭·一模)“祥龙岛”号客滚船是运营于“大连湾港一烟台港”航线的一艘豪华客滚船,如图所示,该船全长208米,吃水深度6.5米,排水量4.3万吨,满载时船的总重为______N。船静止在海面上时,受到的浮力______(填“大于”“等于”或“小于”)船的总重。(取)
13.(2026·辽宁营口·一模)A、B两只轻质薄塑料袋,其中一只装有酒精,另一只装有等质量的盐水,分别放入置于水平桌面上的甲、乙两个相同容器中,容器中装有等质量水的,A静止时如图所示,则A塑料袋内装的是 ___________。若将两塑料袋内的空气排尽后密封,重复上述操作,待其在水中静止时,A、B两袋液体受到的浮力分别为FA和FB,两容器中水对容器底的压强分别为P甲和P乙,两容器对桌面的压强分别为P'甲和P'乙,则它们的大小关系为FA___________FB,P甲___________P乙,P'甲___________P'乙。
三、计算题
14.(2026·广东龙岩·一模)【科技前沿】如图甲所示“海油观澜号”是我国首个深远海浮式风电平台。它由质量为4000t,可等效为一个柱形结构的浮式基础和质量为5000t的风电机组构成(如图乙所示)。未安装风电机组,浮式基础漂浮在海面上时,其吃水深度为8m。求:
(1)8m深处海水的压强;
(2)安装风电机组后,浮式基础的吃水深度为多大;
(3)安装风电机组后,为增强稳定性需向浮式基础内注入海水使其吃水深度为20m,求注入海水的质量。
15.(2026·内蒙古呼和浩特·一模)【课外活动】学习小组自制“浮力秤”用来称量物体的质量,其结构由浮体和外筒组成。浮体包括秤盘和高度为100cm,底面积为20cm2的圆柱体(底部固定物P可让浮体直立漂浮在水中),浮体总质量0.25kg,外筒是足够高且底面积为25cm2的圆柱形容器,容器壁厚度忽略不计。向外筒中加入适量水,浮体直立漂浮在水面上,将待测物体放在秤盘上,测出圆柱体没入水中的深度就可以“称”出物体的质量。,g取10N/kg。求:
(1)秤盘上不放物体时,圆柱体下表面受到水的压强;
(2)将某物体放入秤盘,静止时圆柱体露出水面37.5cm,该物体的质量;
(3)要使“浮力秤”达到最大称量值,使用前应在外筒中至少加入水的质量。
四、综合题
16.(2026·新疆哈密·一模)【跨学科实践】某兴趣小组制作了一个微型密度计,在圆木棒的一端缠绕一些铜丝,将其放入不同的液体中,它会竖直立在液体中,已知圆木棒的横截面积为0.5cm2。
(1)小组同学用天平测出了密度计的质量为10g,将密度计放入水中并处于漂浮状态,如图甲所示,在木棒上用记号笔标出水面的位置,这就是水的密度刻度“1g/cm3”,此时密度计受到的浮力为 ___________ N;
(2)假设该密度计漂浮于密度为0.8g/cm3的某液体中时,密度计所在液面的位置将会在原来水中的标记处之 ___________ (选填“上”或“下”),在距离“1g/cm3”刻度线 ___________ cm的位置标刻“0.8g/cm3”的刻度线;
(3)用同样的方法可以标刻其他刻度,如图乙所示,微型密度计的刻度(单位:g/cm3)标刻正确的是 ___________ (填标号)。
17.(2026·贵州毕节·一模)图甲是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇。(取)
(1)浮空艇形似“大白鲸”,外壳是白色的,这样可以反射光,使艇内气体升温不会过快。内部充的是密度______(选填“大于”“小于”或“等于”)空气的氦气;
(2)若浮空艇体积为,从科考基地(当地空气密度约为)即将升空时,所受浮力为______N;
(3)小明利用气球和重物模拟浮空艇下降的工作原理。如图乙所示,重物包含有定滑轮和电动装置,细线一端连接气球,另一端通过滑轮连接电动装置。充入适量氢气后气球的总质量为,体积为。当重物和气球静止时,地面对的支持力______(选填“大于”“等于”或“小于”)的重力。若要使气球下降, 处的拉力至少大于______N。(所受的浮力、细线重力和滑轮摩擦忽略不计,当地空气密度为)
浮力综合题
考点3
一、单选题
1.(2026·山东济宁·一模)如图所示,甲烧杯中液体的密度为,物块P的重力为1N,实心小球Q的体积为,露出液面的体积为总体积的五分之一。乙烧杯中Q悬浮、P沉底,两烧杯液面相平,如图。g取10N/kg。下列说法错误的是( )
A.两烧杯底部所受液体压强关系是:
B.甲图中小球Q受到的浮力大小为0.24N
C.液体乙的密度为
D.物块P在乙液体中受到的浮力为0.8N
2.(2026·陕西西安·一模)如图所示,小明收到的生日礼物是一个“伽利略彩球温度计”,可以粗略地测量环
境温度。玻璃瓶中装有某种液体,浸有个体积相同的彩球(分别标有15℃、18℃、21℃、24℃、27℃、
30℃、33℃字样),彩球体积不随温度变化而变化。当外界温度在15℃-33℃范围内变化时,会有彩球随之上浮或下沉,当所有彩球静止后,浮在上面的彩球中,标示温度值最低的那个彩球所标示的温度即此时环境的大致温度。下列说法中不正确的是( )
A.当环境温度为10℃时,所有彩球浮在液面上
B.浸没在液体中的彩球受到的浮力相同
C.当环境温度升高时,“伽利略彩球温度计”对桌面的压强变小
D.7个彩球的质量都是不同的
3.(2026·福建福州·一模)如图甲所示,柱形薄壁容器重为,底面积为,装有深的水,数显式推拉测力计的细杆下固定了底面积为的柱形物块,物块下表面与水面相平,测力计示数为。当物块缓慢下降时,测力计示数恰为0N(图乙)。使物块继续向下运动至上表面与水面相平(水未溢出),测力计的示数为1N(图丙)。下列说法正确的是( )
A.测力计示数为时物块所受浮力为 B.该物块的密度为
C.图乙中水对容器底部的压强为 D.图丙中容器对桌面的压强为
4.(2026·福建泉州·一模)如图甲所示,将弹簧测力计一端固定,另一端挂一合金块A的圆柱形容器中,容器的质量为200g(容器的厚度忽略不计)。容器底部有个由阀门B控制的出水口。打开阀门B缓慢放水过程中,整个过程中金属块始终不与容器底部接触。下列说法正确的是(g取10N/kg)( )
A.随着放水时间的增加,合金块A受到的浮力一直减小
B.合金块A受到的最大浮力为22N
C.合金块A的密度为3.2×103kg/m3
D.合金块A浸没时,弹簧测力计示数力为10N
5.(2026·北京通州·一模)某考古队在一次勘探中发现一座水下古城,其中有一块刻有文字的长方形大石块静静地躺在湖底,几乎有一半体积陷在泥沙里,大石块上模糊的文字极有可能会揭开古城的秘密,于是考古队决定将它打捞上来。他们计划在巨石底部的淤泥里打入两根钢管,从钢管中穿过钢索,再用打捞船上的起重机将大石块提升出水面。下面是他们打捞过程:先将起重机上的绳索放入水底,系在捆绑石块的钢索上,如图甲所示;当石块脱离湖底后,起重机将石块缓慢地在水中匀速提升,如图乙所示;最后将石块提出水面,放置在打捞船上,如图丙所示。在不考虑钢索和钢管所受重力以及水对石碑阻力的情况下,对于整个打捞过程,下列说法正确的是( )
A.甲图中,绳索上的拉力只要大于石块受到的重力,就能使石块脱离水底
B.在乙图和丙图所示情境中,打捞船所受的浮力大小不相等
C.打捞船吃水最深的情境,不在甲、乙、丙三幅图所示场景之中
D.乙图所示情境中绳索对石块的拉力与丙图所示情境中石块对打捞船的压力大小相等
二、多选题
6.(2026·辽宁鞍山·一模)【新题型】水平桌面上放置有甲、乙两个底面积和质量都相同的玻璃杯,杯内装有适量的水,水面相平。将物体A、B分别放入甲、乙两杯水中,物体静止时如图所示,下列说法正确的是( )
A.放入物体后两容器对桌面的压强相等
B.图乙中剪断细线,若B下沉,则A所受浮力变小
C.放入物体后,甲容器底部受到水的压强小于乙容器底部受到水的压强
D.图乙中若AB之间细线的拉力为零,则物体B的密度等于水的密度
三、计算题
7.(2026·新疆乌鲁木齐·一模)【易错题】如图甲所示,两只大小不同的薄壁圆柱形容器分别装有水和A液体,小容器的底面积为100cm2,甲图中小容器在水中的深度为6cm,小容器中A液体的深度为4cm;若在小容器中装入水,大容器中装入A液体,如图乙所示,内外液面相平,且小容器中水的深度为1cm。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)甲图中水对小容器底部的压强。
(2)甲图中小容器受到水的浮力。
(3)液体A的密度。
四、综合题
8.(2026·上海奉贤·一模)福建舰是中国第一艘采用电磁弹射系统的航母,舰载量达到55至75架飞机,如图(a)所示。
(1)一只重为8牛的模型船漂浮在水面上,如图(b)所示。请用力的示意图画出模型船受到的浮力;(作图)
(2)采用电磁弹射系统,这是为了增大起飞时飞机的______;
A.动能 B.弹性势能 C.重力势能
(3)飞机起飞时,机翼下表面的空气流速比上表面的空气流速小,下表面受到的压强要______一些,机翼上下表面形成压力差,飞机获得上升的动力。
A.大 B.小
9.(2026·天津·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。
10.(2026·江苏南通·一模)【新题型】“漏刻”为我国古代的滴水计时工具,图甲为它的模拟示意图。漏水壶通过底部的出水口向受水壶中滴水,受水壶中的箭尺始终处于漂浮状态,通过受水壶口指针对应箭尺上的刻度来计时。
(1)箭尺底部装有适量的配重,目的是使箭尺能够______漂浮在水中;当受水壶中液面升高时,箭尺受到的浮力______(选填“变大”、“不变”或“变小”,下同),箭尺排开水的体积______,受水壶底部所受水的压强______。
(2)为准确计量时间,古人采用多级漏水壶逐级滴水的方式(如图乙),应保持______号(填序号)漏水壶中的液面高度恒定。
(3)某小组制作了一个简易“漏刻”(如图丙),已知圆筒形受水壶内部底面积,箭尺总重,长方体配重的底面积、高。受水壶内无水时,指针对应标尺的位置标记为“开始滴水”,标尺上每一格为。漏水壶的滴水量恒为,当指针指在标尺上的位置时,“漏刻”记录的时间为______。
11.(2026·江苏无锡·一模)某小组设计了水箱自动控制进水装置,如图所示。水箱内质量为m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,控制水泵自动注水。当水箱内水位降低到最低水位时,力传感器所受拉力等于,触发开关水箱进水,此时控制棒受到的浮力为______(用字母表示);当水位上升时,力传感器的示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”),当力传感器所受拉力等于时,再次触发开关,水泵停止向水箱注水。若换用一根形状完全相同但密度更大的控制棒,将会使水箱中的最高水位______(选填“升高”、“降低”或“不变”)。
12.(2026·广西北海·一模)图甲是某科创小组设计的海鲜养殖网箱,该装置由空心薄壁圆柱体和养殖网两部分组成,其简化模型如图乙所示。该装置重5×104N,养殖网材料的体积为6m3,空心薄壁圆柱体高20m、横截面积为1m2。通过气阀改变圆柱体内的气压,控制进出圆柱体的海水,实现装置的浮沉。为了增加稳定性,还可以在网箱底部中央悬挂实心铸铁块(不触海底),每个铸铁块的体积为0.1m3,密度为7.0×103kg/m3。若圆柱体内的空气质量忽略不计,海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)当网箱的底部下沉到海面下5m处时,网箱底部受到海水的压强;
(2)每个铸铁块的质量;
(3)一个铸铁块悬挂于网箱底部,静止时网箱对铸铁块的拉力;
(4)当遇到台风时,为了抵御风浪,要使圆柱体刚好浸没于海水中,请你通过计算说明需要悬挂铸铁块的数量和进入圆柱体内的水所受的重力。(写出一种方案,合理即可)
13.(2026·江苏连云港·一模)我国研发的平流层飞艇“圆梦”号已首飞成功,飞艇依靠浮力可升到20km高的平流层,其推进系统由太阳能电池提供能量,推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡,可使飞艇长时间悬停。平流层飞艇探测范围与高度的关系如表一所示。
表一:
飞行高度/km
20
40
50
80
100
探测范围半径/km
194
347
414
589
695
飞艇飞行时气流对飞艇的水平作用力与风速的关系如下图所示:
(1)下列飞行器中,其升空原理与飞艇相同的是______;
A.飞机 B.火箭 C.热气球 D.风筝
(2)由表一可以得到什么结论______;
(3)若飞艇的气囊体积为,则飞艇在平流层受到的浮力约为______N(平流层空气密度取,g取10N/kg);
(4)飞艇推进器的功效(功效是指推进器的推力与功率的比值)为0.01N/W;当飞艇推进器的功率为,且飞艇悬停时,此时平流层风速为______m/s。
14.(2026·广东珠海·一模)阅读材料,回答问题∶
中性浮力水槽
为了在地面模拟航天员在太空中所处的失重环境,我国建设了特殊的“潜水池”--中性浮力水槽。当物体受到的浮力大于自身重力时,这个浮力称为“正浮力”;当物体受到的浮力小于自身重力时,这个浮力称为“负浮力”。训练时,航天员通过增减配重的方法使自身的重力与浮力相等,以获得与太空中相似的失重感,此时的浮力称为“中性浮力”。
如图甲所示,为了充分摸拟出舱任务,航天员需穿着厚重的水下训练服,在机械臂和若干潜水员的协助下进行水下活动。潜水员携带的气瓶配有如图乙所示的气压表。潜水前,有3000L的常压空气被压缩至容积为10L的瓶中∶潜水时,通过气压表示数可以知道瓶内常压空气量(两者的关系如表所示)。如图丙所示,是潜水员小风在水下的平均耗气速度v与所处深度h的关系。常压空气消耗量的单位为L,潜水时间的单位为 min,耗气速度的单位为 L/min。
气压表示数与常压空气量关系表
气压表示数/bar
300
210
120
30
瓶内空气量/L
3000
2100
1200
300
(1)航天员在水槽中处于“中性浮力”状态时,_____(选填“受”或“不受”)重力作用;如果航天员要模拟月球漫步,需要在水槽中营造_____(选填“正”“中性”或“负”)浮力的环境。
(2)在一定温度下,一定质量的气体的体积与气压成反比。则瓶内“300bar”的气体压强是其在同温常压下气体压强的_____倍。
(3)小凤自身质量为70kg,身着130kg的训练服在水槽中进行模拟失重训练,训练服与配重的总体积为,则其整体所受浮力的大小为_____N,其配重的质量为_____kg。(,)
(4)小凤在水深9m处停留了一段时间,在这期间气压表示数由210bar降到134bar,则这段停留时间为_____ min。
试卷第1页,共3页
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