内容正文:
浮力
基础过关
1.(2025·安徽合肥模拟)将一个质量为50 g、体积为20 cm3的小球轻轻投放在足量水中,已知水的密度为1 g/cm3。待小球静止后受到的浮力大小为 N。
2.(跨学科·新科技)(2025·四川遂宁中考)2024年12月,我国自主研制建造的076型两栖攻击舰首舰——“中国人民解放军海军四川舰”正式下水,该舰满载排水量(排开水的质量)4万余吨。若以满载排水量4万吨来计算,该舰满载时所受浮力大小为 N。不考虑燃料质量变化,该舰由海水密度较小的近海驶向海水密度较大的远海区域时,排开海水的体积将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)
3.(2024·安徽阜阳模拟)在探究浮力产生原因时,需选取模型进行推导,从而得出阿基米德原理,图 (选填“甲”“乙”或“丙”)中模型不适合用来推导阿基米德原理。
4.(2024·安徽合肥模拟)阿牛用密度计测量液体的密度,如图所示,液面正好位于密度计0.8和1.0刻度正中间,则该液体的密度 (选填“等于”“略小于”或“略大于”)0.9 g/cm3。
5.(2025·黑龙江大兴安岭中考)某材料不吸收液体,在酒精或盐水中均不溶解,且不与酒精或盐水发生化学反应,用该材料制成重为1 N的实心球。若将球投入足够多的酒精中,当球静止时,受到的浮力大小是 N;若将球投入足够多的盐水中,当球静止时,受到的浮力大小是 N。(已知ρ球=1.0×103 kg/m3,ρ酒精=0.8×103 kg/m3,ρ盐水=1.1×103 kg/m3)
6.小李同学想估算空气对自己的浮力大小,采集的数据有:自己的质量(约为50 kg)、自己的密度(与水接近,约为1.0×103 kg/m3)、空气的密度(约为1.3 kg/m3)。则空气对小李的浮力大小约为 ( )
A.0.006 N B.0.6 N
C.60 N D.600 N
7.(2024·安徽合肥模拟)甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的液体,将一只鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋最终静止时,两杯中液面相平齐,鸡蛋所处位置如图所示。两杯中液体质量分别为m甲、m乙,两鸡蛋所受浮力记为F浮甲、F浮乙,两杯底部所受的液体压力分别为F甲、F乙,两杯中液体的密度分别为ρ液甲、ρ液乙。下列判断正确的是 ( )
A.m甲>m乙 B.F浮甲<F浮乙
C.F甲>F乙 D.ρ液甲<ρ液乙
8.中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行战备训练时,下列对该潜艇的说法正确的是 ( )
A.它是通过改变排开水的体积实现上浮与下沉的
B.在水面下匀速下潜的过程中,它受到的浮力增大
C.它从长江潜行进入东海时,需要往水仓内注水
D.它从长江潜行进入东海时,受到的浮力会变小
能力提升
9.(2025·黑龙江中考)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。
10.(2025·江苏连云港中考)王莲拥有水生植物中最大的叶片,莲叶边缘上卷,在叶脉通气组织支撑下,莲叶几乎不浸入水中。王莲进入观赏期时,植物园向游客开设“莲叶载人”的体验活动。为保证安全,莲叶浸入水中的深度不能超过其边缘卷边高度的25%。工作人员将面积为1.5 m2、质量为3 kg的硬质泡沫板放在底面积为2 m2的莲叶中央,该莲叶卷边高度为16 cm,游客站立在硬质泡沫板上,体验“一叶当舟”的乐趣,如图所示,某游客质量为60 kg,双脚站立时与地面的接触面积为4×10-2 m2。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)求游客双脚站立在地面时对地面的压强。
(2)游客体验“一叶当舟”时,莲叶受到的压强是多少?
(3)为保证安全,该莲叶能托起游客的最大质量是多少?
创新题型
11.(跨学科·工程实践)(2025·山东威海中考)如图甲所示,某航海器由钢板焊接的两个空心三棱柱组成,侧面为ABCDE。在△ABC中,AB=8 m,AC=BC,∠ACB=90°;在△CDE中,底边DE的高为0.9 m;两个三棱柱棱的长度均为10 m,下方三棱柱体积为6 m3,航海器总重1.2×106 N,g取10 N/kg。(三棱柱体积=三角形面积×棱的长度)
甲
乙
丙
(1)航海器漂浮在水面上时,求排开水的体积。
(2)航海器误入浅水区搁浅,下方三棱柱一部分陷入泥沙,如图乙所示。为将航海器浮起来,采取了以下措施:卸掉重2×105 N的设备,等待涨潮之后清理下面的泥沙。搁浅位置24小时内,航海器底部到水面的距离H随时间变化情况如图丙所示。假设航海器整体始终保持水平,请通过计算判断航海器是否能浮起来。
12.【跨学科试题】小华利用废旧塑料瓶制作了一个测量物体所受重力的简易测力计,剪掉空塑料瓶的瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一所受重力适当的石块,将其倒置在水桶中,静止时,在瓶子上与水面相平位置标记零刻度线,再利用刻度尺均匀标记其他刻度线,刻度线左侧标记深度值,刻度线右侧标记相应的被测物体所受重力的数值,如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀,其横截面积为50 cm2,不放被测物体时测力计的总质量为200 g,瓶身零刻度线处受到的液体压强大于200 Pa时测力计会发生较大的弹性形变,导致测力计测量不准确。已知水的密度为1.0 g/cm3。g取10 N/kg。求:
(1)不放被测物体时测力计在水中受到的浮力;
(2)该测力计的分度值;
(3)该测力计的量程。
13.某实验小组在研究某种物质的属性时,已知日常需将该物质浸没在煤油中保存,将体积为1×10-3 m3、重6 N的该物质用细线系在底面积为250 cm2的圆柱形容器的底部,使该物质浸没在煤油中,如图所示,g取10 N/kg,ρ煤油=0.8×103 kg/m3。
(1)求该物质的密度。
(2)求细线受到的拉力。
(3)若细线与该物质脱落,待该物质静止后,煤油对容器底的压强变化了多少?
14.实验室里有甲、乙两种液体。小华同学将同一个小球分别放入甲、乙液体中,小球静止后的情境如图所示。于是,他得出了甲液体密度比乙液体密度大的结论。请你通过分析推理,判断小华的结论是否正确。
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浮力
基础过关
1.(2025·安徽合肥模拟)将一个质量为50 g、体积为20 cm3的小球轻轻投放在足量水中,已知水的密度为1 g/cm3。待小球静止后受到的浮力大小为 N。
答案 0.2
2.(跨学科·新科技)(2025·四川遂宁中考)2024年12月,我国自主研制建造的076型两栖攻击舰首舰——“中国人民解放军海军四川舰”正式下水,该舰满载排水量(排开水的质量)4万余吨。若以满载排水量4万吨来计算,该舰满载时所受浮力大小为 N。不考虑燃料质量变化,该舰由海水密度较小的近海驶向海水密度较大的远海区域时,排开海水的体积将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)
答案 4×108 变小
3.(2024·安徽阜阳模拟)在探究浮力产生原因时,需选取模型进行推导,从而得出阿基米德原理,图 (选填“甲”“乙”或“丙”)中模型不适合用来推导阿基米德原理。
答案 丙
4.(2024·安徽合肥模拟)阿牛用密度计测量液体的密度,如图所示,液面正好位于密度计0.8和1.0刻度正中间,则该液体的密度 (选填“等于”“略小于”或“略大于”)0.9 g/cm3。
答案 略小于
5.(2025·黑龙江大兴安岭中考)某材料不吸收液体,在酒精或盐水中均不溶解,且不与酒精或盐水发生化学反应,用该材料制成重为1 N的实心球。若将球投入足够多的酒精中,当球静止时,受到的浮力大小是 N;若将球投入足够多的盐水中,当球静止时,受到的浮力大小是 N。(已知ρ球=1.0×103 kg/m3,ρ酒精=0.8×103 kg/m3,ρ盐水=1.1×103 kg/m3)
答案 0.8 1
6.小李同学想估算空气对自己的浮力大小,采集的数据有:自己的质量(约为50 kg)、自己的密度(与水接近,约为1.0×103 kg/m3)、空气的密度(约为1.3 kg/m3)。则空气对小李的浮力大小约为 ( )
A.0.006 N B.0.6 N
C.60 N D.600 N
答案 B
7.(2024·安徽合肥模拟)甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的液体,将一只鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋最终静止时,两杯中液面相平齐,鸡蛋所处位置如图所示。两杯中液体质量分别为m甲、m乙,两鸡蛋所受浮力记为F浮甲、F浮乙,两杯底部所受的液体压力分别为F甲、F乙,两杯中液体的密度分别为ρ液甲、ρ液乙。下列判断正确的是 ( )
A.m甲>m乙 B.F浮甲<F浮乙
C.F甲>F乙 D.ρ液甲<ρ液乙
答案 D
8.中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行战备训练时,下列对该潜艇的说法正确的是 ( )
A.它是通过改变排开水的体积实现上浮与下沉的
B.在水面下匀速下潜的过程中,它受到的浮力增大
C.它从长江潜行进入东海时,需要往水仓内注水
D.它从长江潜行进入东海时,受到的浮力会变小
答案 C
能力提升
9.(2025·黑龙江中考)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。
答案 0.5 0.6
解析 因为木块漂浮在水面,所以木块受到的浮力为F浮=G木=m木g=50×10-3 kg×10 N/kg=0.5 N;由阿基米德原理可知,木块排开水的体积为V排==5×10-5 m3,所以木块的体积为V木=×10-5 m3= cm3;则木块的密度为ρ木==0.6 g/cm3。
10.(2025·江苏连云港中考)王莲拥有水生植物中最大的叶片,莲叶边缘上卷,在叶脉通气组织支撑下,莲叶几乎不浸入水中。王莲进入观赏期时,植物园向游客开设“莲叶载人”的体验活动。为保证安全,莲叶浸入水中的深度不能超过其边缘卷边高度的25%。工作人员将面积为1.5 m2、质量为3 kg的硬质泡沫板放在底面积为2 m2的莲叶中央,该莲叶卷边高度为16 cm,游客站立在硬质泡沫板上,体验“一叶当舟”的乐趣,如图所示,某游客质量为60 kg,双脚站立时与地面的接触面积为4×10-2 m2。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)求游客双脚站立在地面时对地面的压强。
(2)游客体验“一叶当舟”时,莲叶受到的压强是多少?
(3)为保证安全,该莲叶能托起游客的最大质量是多少?
答案 (1)1.5×104 Pa (2)420 Pa (3)77 kg
解析 (1)游客对地面的压力F=G=mg=60×10 N=600 N,游客对地面的压强为
p==1.5×104 Pa。
(2)莲叶受到的压力F'=G总=m总g=(60+3) kg×10 N/kg=630 N,莲叶受到的压强为
p'==420 Pa。
(3)当莲叶浸入水中的深度达到卷边高度的25%时,泡沫板和游客的总重力
G总'=F浮=ρ水gV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×25%×2 m2×0.16 m=800 N。泡沫板和人的总质量为
m总'==80 kg,
莲叶能托起游客的最大质量m人=m总'-m泡沫板=80 kg-3 kg=77 kg。
创新题型
11.(跨学科·工程实践)(2025·山东威海中考)如图甲所示,某航海器由钢板焊接的两个空心三棱柱组成,侧面为ABCDE。在△ABC中,AB=8 m,AC=BC,∠ACB=90°;在△CDE中,底边DE的高为0.9 m;两个三棱柱棱的长度均为10 m,下方三棱柱体积为6 m3,航海器总重1.2×106 N,g取10 N/kg。(三棱柱体积=三角形面积×棱的长度)
甲
乙
丙
(1)航海器漂浮在水面上时,求排开水的体积。
(2)航海器误入浅水区搁浅,下方三棱柱一部分陷入泥沙,如图乙所示。为将航海器浮起来,采取了以下措施:卸掉重2×105 N的设备,等待涨潮之后清理下面的泥沙。搁浅位置24小时内,航海器底部到水面的距离H随时间变化情况如图丙所示。假设航海器整体始终保持水平,请通过计算判断航海器是否能浮起来。
答案 (1)120 m3 (2)航海器不能浮起来
解析 (1)当航海器漂浮在水面上,航海器受到的浮力和重力大小相等,故F浮=1.2×106 N,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排得,航海器排开水的体积为
V排==120 m3。
(2)卸掉重力为2×105 N的设备,航海器的重力为G'=1.2×106 N-2×105 N=1.0×106 N,
若要使航海器浮起来,则航海器受到的浮力最小要等于航海器的重力。
当航海器底部到水面的距离H越大,航海器受到的浮力越大。
分析图丙可知,当H=3.9 m时航海器受到的浮力最大。
此时,水面到C点的距离为d=3.9 m-0.9 m=3 m。
在△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,因水面平行于AB,故上方三棱柱浸入水中的体积V上浸=×(3 m+3 m)×3 m×10 m=90 m3,
航海器浸在水中的体积为V=90 m3+6 m3=96 m3,
此时航海器受到水的浮力F浮'=ρ液gV排'=ρ液gV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×96 m3=9.6×105 N<1.0×106 N,
因浮力小于重力,故航海器不能浮起来。
12.【跨学科试题】小华利用废旧塑料瓶制作了一个测量物体所受重力的简易测力计,剪掉空塑料瓶的瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一所受重力适当的石块,将其倒置在水桶中,静止时,在瓶子上与水面相平位置标记零刻度线,再利用刻度尺均匀标记其他刻度线,刻度线左侧标记深度值,刻度线右侧标记相应的被测物体所受重力的数值,如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀,其横截面积为50 cm2,不放被测物体时测力计的总质量为200 g,瓶身零刻度线处受到的液体压强大于200 Pa时测力计会发生较大的弹性形变,导致测力计测量不准确。已知水的密度为1.0 g/cm3。g取10 N/kg。求:
(1)不放被测物体时测力计在水中受到的浮力;
(2)该测力计的分度值;
(3)该测力计的量程。
答案:(1)2 N (2)0.1 N (3)1 N
13.某实验小组在研究某种物质的属性时,已知日常需将该物质浸没在煤油中保存,将体积为1×10-3 m3、重6 N的该物质用细线系在底面积为250 cm2的圆柱形容器的底部,使该物质浸没在煤油中,如图所示,g取10 N/kg,ρ煤油=0.8×103 kg/m3。
(1)求该物质的密度。
(2)求细线受到的拉力。
(3)若细线与该物质脱落,待该物质静止后,煤油对容器底的压强变化了多少?
答案:(1)0.6×103 kg/m3 (2)2 N (3)80 Pa
解析:(1)由G=mg可得该物质的质量为
m==0.6 kg
该物质的密度为
ρ==0.6×103 kg/m3。
(2)由题知,该物质浸没在煤油中,则该物质排开煤油的体积V排=V=1×10-3 m3,该物质所受煤油的浮力为
F浮=ρ煤油gV排=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-3 m3=8 N
该物质浸没在煤油中时,受向下的重力、向下的拉力和向上的浮力,由力的平衡条件可得
G+F拉=F浮
该物质受到的拉力为
F拉=F浮-G=8 N-6 N=2 N。
(3)若细线与该物质脱落,因该物质的密度小于煤油的密度,所以待该物质静止后处于漂浮状态,此时该物质受到的浮力F浮'=G=6 N,由F浮=ρ液gV排得此时排开煤油的体积为
V排'==7.5×10-4 m3
则排开煤油的体积变化量为
ΔV排=1×10-3 m3-7.5×10-4 m3=2.5×10-4 m3
液面降低的高度为
Δh==1×10-2 m
煤油对容器底的压强变化量为
Δp=ρ煤油gΔh=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-2 m=80 Pa。
14.实验室里有甲、乙两种液体。小华同学将同一个小球分别放入甲、乙液体中,小球静止后的情境如图所示。于是,他得出了甲液体密度比乙液体密度大的结论。请你通过分析推理,判断小华的结论是否正确。
答案:将同一个小球分别放入甲、乙液体中,小球漂浮,则小球所受的浮力都等于小球所受的重力,因此,小球在甲、乙液体中所受的浮力相等,小球在甲液体中的V排比较大,根据F浮=ρ液gV排,则甲液体密度比较小,即ρ甲<ρ乙,小华的结论不正确。
学科网(北京)股份有限公司
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