内容正文:
物 理
八年级下册 HY
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第九章 浮力
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重难专
题5
密度、压强、浮力的综合
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难关
类型1 密度、压强、浮力定性分析
1.【2024江西中考】如图所示是我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器,它创造
了万米的载人深潜新纪录,标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平。
“奋斗者”号在万米深海处继续下潜的过程中,不考虑海水密度及潜水器体积的变
化,以下说法正确的是( )
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A.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强变大
B.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强不变
C.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强不变
D.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强变大
【解析】“奋斗者”号在万米深海处继续下潜的过程中,“奋斗者”号排开水的体
积不变,深度变大,根据和 可知,“奋斗者”号受到海水的浮
力不变,压强变大,故A正确, 错误。故选A。
√
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2.【2025山西模拟,中】水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别盛有浓度
不同的盐水,将质量相等的冬枣、樱桃(冬枣 樱桃),分别放入盐水中,静止
时的状态如图所示,两容器中的液面相平。下列说法正确的是( )
C
甲乙
A.甲容器中盐水的密度大于乙容器中盐水的密度
B.樱桃可以漂浮在液面上是因为所受的浮力大于重力
C.冬枣和樱桃所受的浮力大小相等
D.甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力
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【解析】由图可知,冬枣悬浮,所受浮力等于自身重力,即 ;樱桃漂浮,
所受浮力等于自身重力,即,由可知,则 ;故B错
误,C正确。冬枣、樱桃的质量相等, ,则冬枣的密度小于樱桃的密度;
冬枣悬浮,冬枣的密度等于甲容器中盐水的密度,樱桃漂浮,樱桃的密度小于乙容
器中盐水的密度,所以甲容器中盐水的密度小于乙容器中盐水的密度,故A错误。放
入冬枣、樱桃后,两容器液面相平, ,冬枣悬浮,樱桃漂浮,所以
,说明没放冬枣、樱桃时甲容器中盐水的体积小于乙容器中盐水的体
积,即,因为,由可知,两液体的质量 ,则
;两容器完全相同,则容器的重力相同,冬枣、樱桃重力相同,两容器对
桌面的压力分别为,,所以 ,
故D错误。故选C。
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3.[中]三个相同的轻质弹簧,一端固定在容器底部,另一端分别
与甲、乙、丙三个体积相同的实心球相连,向容器中倒入水,待稳
定后,观察到如图所示情况,此时乙球下方弹簧长度等于原长,甲、
乙、丙三个小球密度分别为、、,所受浮力分别为 、
、 。下列判断正确的是( )
C
A.甲、乙、丙三个小球均受到弹力 B.甲球重力大于其所受浮力
C. D.
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【解析】乙球下方弹簧长度等于原长,则弹簧对乙球没有作用力,乙球处于平衡状
态,受到的浮力和自身的重力是一对平衡力,二力大小相等,故A错误;由图可知,
甲球下方弹簧长度大于原长,则弹簧对甲球有向下的拉力 ,甲球受到竖直向上的
浮力和竖直向下的重力、弹簧的拉力,在三个力的作用下处于平衡状态,对甲球受
力分析得 ,则甲球的重力小于它受到的浮力,故B错误;丙球下方弹
簧长度小于原长,则弹簧对丙球有向上的支持力 ,丙球在竖直向上的浮力、弹簧
的支持力和竖直向下的重力作用下处于平衡状态,对丙球受力分析可知,
,则丙球的重力大于它受到的浮力,又因三个实心球的体积相等,浸
没时排开水的体积相等,所以由 可知,它们受到的浮力相等,即
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,故D错误;由、、可知, ,
由和可知,三个小球的密度大小关系为 ,故C正
确。故选C。
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关键点拨
根据弹簧的形变情况判断出小球所受弹力的方向,再得出小球受到的浮力和重力的
大小关系。
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4.【2024安徽合肥模拟,偏难】如图所示,两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌
面上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心小球、 分
别放入容器中,小球静止时球沉底,球漂浮,容器中液体的深度 ,两种
液体对容器底部的压强相等。下列说法正确的是( )
D
①两个小球的重力关系为
②两个小球受到的浮力关系为
③两种液体的密度关系为
④两个容器对桌面的压强关系为
A.只有①② B.只有②③④ C.只有①②④ D.只有①②③
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【解析】两种液体对容器底部的压强相等,容器中液体的深度 ,根据
可知两种液体的密度,故③正确;球沉底,则, 球漂浮,
则,因为,所以两个小球的密度关系为 ,两个小球的体积
相同,根据和可知两个小球的重力关系为 ,故①正确;两个
小球的体积相同,所以球排开液体的体积较大,且,根据 可
知两个小球受到的浮力关系为 ,故②正确;装甲液体的容器对桌面的压
力:,装乙液体的容器对桌面的压力: ,两
种液体对容器底部的压强相等,根据 ,两种液体对容器底部的压力相等,由
于是圆柱形容器,则两种液体的重力相等,即,由于 ,则两个容器
对桌面的压力关系为,由于两个容器底面积相等,根据 可知两个容器
对桌面的压强关系为 ,故④错误。故选D。
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5.[偏难]水平桌面上,底面积相同的甲、乙、丙三个轻质容器内装有质量相等的
三种液体,并放入三个完全相同的正方体、、 ,正方体静止时如图所示。则
( )
B
A.三个正方体受到的浮力
B.三个正方体底部受到的压强
C.三个容器底部受到液体的压力
D.桌面受到的压力的关系为
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【解析】由图可知,悬浮,、 漂浮,则由浮沉条件可知,正方体所受的浮力与
自身的重力相等,因正方体、、 完全相同,所以三个正方体的重力相同,则所
受浮力,故A错误;由于悬浮,、 漂浮,根据浮力产生的原因
可知,正方体底部受到的压力 ,由于三个正方体完全
相同,根据可知,正方体底部受到的压强 ,故B正确;由于三个
容器内装有质量相等的三种液体,则液体的重力相等,正方体所受重力相同,根据
容器的形状可知,甲容器侧壁对液体有向上的支持力,乙容器侧壁对液体有向下的
压力,所以容器底部受到液体的压力 ,故C错误;三个容器均为轻质
容器,容器内物体的总质量相等,因此桌面受到的压力的关系为 ,
故D错误。故选B。
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关键点拨
解答本题的关键是灵活应用物体的浮沉条件中浮力和重力的关系,清楚液体对容器
底部的压力与自身重力的关系。
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类型2 密度、压强、浮力定量计算
6.[中]用同种材料制成质量相等的方形盒和实心玩具鱼,把玩具鱼密封在盒内,将
盒放入水中,盒在水中静止时的位置如图所示。材料密度为 ,盒的体积为 ,水
的密度为 。则下列说法不正确的是( )
C
A.玩具鱼的质量为
B.盒与玩具鱼的体积之比为
C.水对盒下表面的压力为
D.盒空心部分的体积为
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【解析】假设方形盒和实心玩具鱼的质量均为 ,方形盒和实心玩具鱼整体悬浮时,
总重力等于浮力,即,则玩具鱼的重力 ,玩具
鱼的质量,故A正确;玩具鱼的体积 ,方形盒和实心玩
具鱼的总重力 ,根据阿基米德原理得盒的体积
,所以盒与玩具鱼的体积之比 ,故B正确;
根据浮力产生的原因可知,水对盒的浮力等于水对盒下表面的压力减去水对盒上表
面的压力,所以水对盒下表面的压力大于水对盒的浮力,即水对盒下表面的压力大
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于,故C错误;根据盒与玩具鱼的体积之比 ,变形得实心玩具鱼
的体积 ,因为方形盒和实心玩具鱼用同种材料制成,且方形盒和玩具鱼的
质量相等,所以制作方形盒的材料的体积等于实心玩具鱼的体积,即 ,则
盒空心部分的体积 ,故D正确。故选C。
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7.【2025辽宁中考,偏难】
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 且处于静止状态,此时弹簧伸长量为
。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
19.6
0.73
原长时,停止注水,圆柱体静止。注水量为 且水没有溢出。已知:圆柱体高
、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______,圆柱体的密度为______。( ,整个过程圆
柱体始终未与容器壁接触)
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【解析】开始时圆柱体浸入水中且处于静止状态,此时弹簧伸长量为 。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,所以在停止注水时,圆柱体上升 ,圆柱体下方增加的水的体积
,该过程中注入的水的体积
,容器中的水面与注水前相比升高了
,此时圆柱体浸入水中的深度
,圆柱体漂浮,则有 ,即
,化简并代入数据可得
,则圆柱体的密度
。
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思路分析
(1)由当弹簧恰好恢复原长时停止注水可知,停止注水时,圆柱体上升 ,进而
求得圆柱体下方增加的水的体积。由密度公式得到注入的水的体积,根据注水体积
与圆柱体下方增加的水的体积之差和容器的底面积与圆柱体的底面积之差,进而得
到容器中的水面与注水前相比升高的值。
(2)先得到圆柱体浸入水中的深度,由圆柱体漂浮时 ,得到圆柱体的密度。
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8.【2025四川南充期末,中】如图,底面积为 的薄壁圆柱
形容器中,下层装有水,上层装有密度为 的不溶于水的某
种油,容器壁上的点恰好位于油与水的交界处,油的深度为 。
正方体的棱长为,质量为,用细线将 系于容器底部且
浸没在水中。求:取
(1)正方体 的密度;
【解】根据可得,正方体的密度 ;
(2)正方体 受到的浮力;
【解】根据阿基米德原理可得,正方体 受到的浮力
;
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(3)剪断细线,静止后,油对容器壁上 点处的压强。
【解】剪断细线,由于的密度小于油的密度,则 静止后漂浮在油表面,水面下降
,漂浮在油表面时, 受到的浮力
,此时 排开油的体积为
,油面相对油的底面上
升,点在油中的深度 ,
油对容器壁上 点处的压强
。
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9.【2025安徽合肥模拟,偏难】如图甲所示,棱长为的正方体木块 在水中静
止时漂浮在水面上,此时木块有的体积露出水面;若将一个与 等体积的正方体
物块粘在的上方,此时、 刚好浸没在水中,如图乙所示。
,取
甲乙
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(1)求木块的密度 ;
【解】木块的体积,甲图中木块
漂浮在水面上,由题意可得排 ,则
浮排, 的质量
,的密度 。
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(2)求物块的密度 ;
【解】正方体物块与木块体积相等,,图乙中和 一起悬
浮, ,
,对、 受力分
析可得,则, 的质量
,的密度 。
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(3)若容器底面积为 ,则与图甲相比较,图乙中水对容器底部压强增大了多少?
【解】对比甲、乙两图,当、 浸没在水中时,水面上升的高度为
,图乙中水对容器底部的压强比图
甲增大了 。
思路分析
(1)利用木块A 漂浮时的浮力等于重力,结合A排开水的体积求其密度;
(2)通过A、B整体浸没时的浮力与总重力的关系,结合体积求B的密度;
(3)先计算甲乙两图中物体排开水的体积差,进一步求出水面上升高度,再求水对容器
底部压强的增大值。
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