专题10 浮力及应用(全国通用)(3大考点)2026年中考物理二模分类汇编
2026-05-19
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3份
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73页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 浮力 |
| 使用场景 | 中考复习-二模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 31.13 MB |
| 发布时间 | 2026-05-19 |
| 更新时间 | 2026-05-19 |
| 作者 | 初中物理志强工作室 |
| 品牌系列 | 好题汇编·二模分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57931871.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
浮力专题二模试题汇编,涵盖阿基米德原理、浮沉条件、综合应用三大考点,结合福建舰、巴黎奥运会跳水等科技与社会热点情境,通过选择、实验、计算等题型梯度考查基础理解与综合应用能力。
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----------|----------|
|单选|15|浮力计算、浮沉条件判断|结合全红婵跳水分析浮力变化,联系潜艇掉深现象考查密度对浮力的影响|
|实验题|5|阿基米德原理验证、浮力影响因素探究|设计“浮力秤制作”跨学科实践,通过多物体数据对比分析实验误差|
|计算题|7|排水量计算、密度测量、浮力与压强综合|以奋斗者号潜水器、航母舰载机为背景,融合浮力、压强、功率等知识综合求解|
内容正文:
专题10 浮力及应用
3大考点概览
考点01浮力、阿基米德原理
考点02物体的浮沉条件
考点03综合应用
浮力、阿基米德原理
考点1
一、单选题
1.(2026·山东临沂·二模)如图所示,将一块实心圆柱形金属块浸没在水中,金属块上、下表面受到水的压力分别为F1,F2。金属块在水中下沉过程中,下列说法中正确的是( )
A.F1变小 B.上表面受到的压强不变
C.F2与F1的差值变大 D.F2与F1的差值不变
2.(2026·江苏扬州·二模)在巴黎奥运会跳水比赛中,中国的运动员全红婵备受关注。如图是她跳水比赛时的图片,下列说法正确的是( )
A.向下运动的过程中,重力势能全部转化为动能
B.从最高点到入水前的过程中,她的速度增大,惯性增大
C.从触水到完全入水的过程中,她所受浮力逐渐增大
D.起跳前,跳板对运动员的支持力与运动员对跳板的压力是一对平衡力
二、多选题
3.(2026·辽宁鞍山·二模)如图所示,塑料碗漂浮在装有适量水的水盆中,将塑料碗倾斜使水进入塑料碗中,最终会看到塑料碗沉入水底(图中未显示),下列说法正确的是( )
A.塑料碗漂浮时所受浮力等于重力
B.沉底的塑料碗不受浮力作用
C.塑料碗能沉入水底是因为塑料碗的重力变大
D.塑料碗浸没水中到沉底的过程中,盆底部受到水的压强不变
4.(2026·山东青岛·二模)【热点难点】如图甲所示,底面积为的实心圆柱体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
B.容器B的底面积为
C.当为6cm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540Pa
5.(2026·山东济南·二模)研学活动中,小明捡到一块石头。他用电子秤和玻璃杯测量其密度,测量过程如图所示。不计绳子的质量和体积,水的密度为1g/cm3,g取10N/kg,下列判断正确的是( )
A.根据本次实验数据,可得出石头密度最准确的测量值为3.125g/cm3
B.从水中取出石头时,带出了1g的水
C.从水中取出石头时,带出的水不会影响密度的测量值
D.石头沉在水底时,杯底对石头的支持力为0.24N
三、填空题
6.(2026·海南·二模)如图所示,先用弹簧测力计测出物体的重力G=___N,将该物体浸没在水中静止时,弹簧测力计的示数F=3N。该物体浸没在水中时受到的力有重力、浮力和弹簧测力计的拉力,此时物体受到的浮力是________N。
7.(2026·江苏淮安·二模)如图,先将溢水杯装满水,然后用测力计拉着重为6N、体积为的金属块,缓慢浸没在水中,溢出的水全部收集到小空桶中,桶中水重为______N,金属块静止时,测力计示数为
_______N。 (g取10N/ kg)
8.(2026·海南省直辖县级单位·二模)小明洗菜时发现体积较大的土豆沉入水底,体积较小的西红柿浮于水面,土豆受到的浮力________西红柿受到的浮力(选填“大于”“小于”或“等于”);他想测量土豆的密度,用细线将土豆挂在弹簧测力计下示数为2.4N,再将其完全浸没水中测力计示数为0.4N,则土豆的密度是________(g取10N/kg,)。
9.(2026·上海崇明·二模)如图为河面上的一只凤头䴙䴘,俗称“油鸭”,擅长潜水捕猎。
(1)当䴙䴘下潜至2m深处,则此处水产生的压强为___________ Pa;
(2)该䴙䴘浮在水面静止时与潜水时进行对比,其所受浮力___________ (选填:A.增大B.减小C.不变)。
10.(2026·陕西榆林·二模)2026年过年期间,陕西韩城举办“品民俗·迎新春”活动,现场“包饺子”。煮饺子时,远远就能闻到香味,这是________现象;煮饺子的过程是通过________的方式改变饺子的内能;煮熟的饺子会浮在水面上,在煮饺子的过程中,饺子受到的浮力_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
四、实验题
11.(2026·吉林·二模)小兖想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)实验步骤如图(a)所示,甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,物体受到的浮力F浮=________,G排=________。(用F1、F2、F3、F4表示)
(2)小兖利用三个不同物体a、b、c进行实验探究,实验数据如下表:
物体
物重G/N
物体浸没在水中测力计的示数F/N
浮力F浮/N
空桶重G0/N
桶与排开水的总重G1/N
排开水重G排/N
a
1.2
0.7
0.5
0.6
1.1
0.5
b
2
1.4
0.6
0.6
1.2
0.6
c
2.4
1.7
0.7
0.6
1.2
0.6
①分析表中物体a、b的实验数据,小兖能初步得出的结论是:_________;
②小兖在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小
于它所受浮力,请分析实验操作中造成这种结果的原因:________;
③小州利用身边的器材对小兖的实验进行改进:装置如图(b)所示。实验时小州逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,发现弹簧测力计A的示数逐渐变小,由此现象可得到的结论是:_______________。
12.(2026·安徽合肥·二模)“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验操作如下,实验过程中弹簧测力计的示数如图所示。(图中均为底面积是50 cm2的相同平底薄壁圆柱形容器,物块不吸水和另一液体)
(1)实验中,物块浸没在水中受到的浮力是__________N。
(2)如果对比乙、戊两次实验,得出“浮力的大小与液体密度有关”的结论,那么这种做法是否正确?请作出判断并说明理由:_____________。
(3)由________________两次实验可得出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)完成戊实验操作后,用弹簧测力计将物块向上拉出液面一小部分,弹簧测力计示数变为2.8 N,此操作会使容器中的液面下降______cm。
13.(2026·重庆渝北·二模)小南制作了如图所示的薄壁探头,用于探究液体压强与浮力的相关问题。实验过程中小南将探头缓慢放入烧杯,用细线绕过定滑轮拉动探头,已知探头的重力为0.5N。
(1)弹簧测力计使用前应________(选填“竖直”或“水平”)调零;
(2)对比图甲、乙、丙可知:在同种液体中,物体所受浮力大小与________________有关;
(3)探头上端的橡皮膜形变程度越大,说明它所受的液体压强越________;图戊、庚探头深度相同,对比橡皮膜形变可知,液体压强与________有关;
(4)如图丙所示,探头受到的浮力为________N;观察丁图和戊图,比较与的大小:________(选填“大于”“小于”“等于”);
(5)根据上述条件,计算出盐水的密度为________;
(6)已知烧杯的底面积为,探头的下表面积为。如图戊,探头下表面到液面的距离为10cm,液面对比图丙降低了0.1cm。图戊中水对橡皮膜产生向下的压力为________N。
五、计算题
14.(2026·山西忻州·二模)某油田的二次开发,需要将的导管架从陆地工厂运至海洋指定位置。如图所示,将导管架装载在驳船的水平甲板上,导管架与驳船的接触面积约,此时驳船排开海水的体积为。行驶过程中,驳船在15min内行驶了2.5km,求解下列问题:(g取10N/kg,取)
(1)驳船行驶15min的平均速度。
(2)导管架装载在驳船上,静止时,导管架对驳船的压强。
(3)导管架装载在驳船上静止时,驳船受到的浮力。
15.(2026·新疆吐鲁番·二模)【热点难点】如图甲所示,圆柱形水舱内部装有部分水,其底面积。A是固定在顶端的力传感器、能够显示A对B的压力或拉力的大小;B是质量和体积均可忽略的细直硬杆,不考虑B的形变,B的上端与力传感器A连接,下端与物体C连接;物体C是底面积的圆柱体。用抽水机将水抽出的过程中、力传感器示数F的大小随抽出水的体积V变化的图像如图乙所示,当物体C的下端刚好露出水面、此时已抽出水的体积。剩余水量的高度为8cm,已知。求:
(1)物体C的下端刚好露出水面时水对水舱底部的压强;
(2)物体C完全浸没时受到的浮力;
(3)未抽水前水舱中水的质量。
物体的浮沉条件
考点2
一、单选题
1.(2026·新疆昌吉·二模)体积相同的木质浮板和铅制压板放入水中,浮板漂浮、压板沉底,浮力更大的是( )
A.浮板 B.压板 C.两者相等 D.无法比较
2.(2026·江西吉安·二模)当海水的温度及所含盐分发生变化时,可能会导致海水密度发生突变,在垂直海面方向上形成一个类似悬崖的突变水层。在如图所示的情形中,若有潜水艇潜行至此水域,潜水艇就会急速下沉,发生掉深事故,将危及潜水艇的安全。下列说法正确的是( )
A.潜水艇从高密度水层潜行进入低密度水层时,所受浮力减小
B.潜水艇在低密度水层掉深时,其浮力等于重力
C.潜水艇遭遇掉深进行自救时,需快速将水吸入潜水艇的水箱中
D.潜水艇从水里露出水面的过程中,其重力不变
3.(2026·陕西西安·二模)【科技前沿】电磁弹射型航母“福建舰”是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。该舰满载时,排水量约8万吨。与“辽宁舰”和“山东舰”不同,“福建舰”放弃了滑跃起飞甲板,采用了平直甲板。相比传统的蒸汽弹射器,电磁弹射器体积更小、重量更轻、效率更高,且弹射力度可精确调节。这意味着它可以弹射更轻质量的无人机,也可以弹射满油满弹的重型舰载机。关于以上信息说法错误的是( )
A.排水量指的是舰船满载时排开水的质量
B.“福建舰”漂浮在海面上,“福建舰”所受的浮力等于重力
C.利用电磁弹射器将舰载机弹出,说明舰载机受到惯性作用获得动能
D.“福建舰”不能与其他舰船近距离并排航行,是因为流体流速越大,压强越小
4.(2026·江西上饶·二模)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量和底面积均相同的容器,分别装有密度不同的液体,将两个完全相同的小球放入容器中( )
A.小球在两液体中所受浮力相等
B.两容器底部受到的液体压强相等
C.甲容器中液体密度小于乙容器中液体密度
D.小球在甲液体中排开液体的质量较大
5.(2026·江苏徐州·二模)一枚重为G的鸡蛋悬浮在盐水中,如图所示。往盐水中继续均匀缓慢加盐,鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图像可能是( )
A B C D
6.(2026·浙江杭州·二模)如图所示,自制密度计由轻质密闭细管和配重物M组成,P、Q为自制密度计上的两根刻度线,其中一根与其静止于酒精中时的液面重合,另一根与其静止于水中时的液面重合;现自制密度计静止于未知液体中,其液面位置到P、Q的距离相等。下列分析正确的是( )
A.P与自制密度计静止于酒精时的液面重合
B.该密度计静止于水中和酒精中时所受的浮力相等
C.未知液体的密度等于水和酒精密度的平均值
D.用直径更大的轻质细管可使PQ间距变大,提高精度
7.(2026·江苏苏州·二模)【热点难点】用柱形水槽、柱形塑料杯(含配重)、质量已知的砝码和水,可制作测量物体质量的装置,使用时,在竖直漂浮的塑料杯中放入待测物体,杯子仍竖直漂浮,根据制作好的标尺便可读出待测物体的质量,制作标尺时,通过在杯中放入砝码进行质量标注(杯子竖直漂浮),如图所示,标注的方式有三种:
①在水槽外壁,用水面高度的变化标注;
②在塑料杯内壁,用杯子浸入水中的深度的变化标注;
③在水槽外壁,用杯底所装指针离槽底的高度的变化标注;
若水槽和塑料杯的底面积分别为和,三种标尺上相同距离的刻线间对应的物体质量变化分别为和,则( )
A. B.
C. D.
二、填空题
8.(2026·安徽宣城·二模)2025年11月5日,我国第三艘国产航空母舰“福建号”正式服役,其满载排水量为88000t,如图所示。当舰载机飞离航母后,此时航母排开的海水体积改变了,则该舰载机的质量是__________t。(,g取10N/kg)
9.(2026·甘肃白银·二模)如图所示,这是跨学科实践小组制作的潜水艇模型。当该潜水艇模型悬浮在水中时,它受到的浮力___________(选填“大于”“小于”或“等于”)自身所受的重力。从胶管向外吸气时,潜水艇模型将下沉,此时潜水艇模型受到的浮力___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。(不计胶管体积)
三、综合题
10.(2026·陕西西安·二模)【跨学科实践】物理实践小组主题是“制作浮力秤”。经思考,小明决定用薄壁硬质饮料瓶、水槽、水、细线及几个质量不同的重物进行制作。他设想,让饮料瓶漂浮于水面,在瓶身上标记出相应的质量刻度线,把待测物体放入瓶中,待水面静止时,根据水面所在刻度线的位置,便可读出待测物体质量。小明进行如下制作:
【任务一】制作秤体
小明切掉饮料瓶底部,用细线将瓶盖与其中一个重物连接,旋紧瓶盖,将瓶体开口向上倒置于水槽中,待其静止后,若瓶体呈竖直状态,且与重物整体漂浮,则秤体制作完成,如图甲所示。此时瓶体便可作为秤盘盛放待测物体。
(1)此时秤体所受浮力大小__________其重力大小。
【任务二】标注刻度
小明认为当秤体漂浮,且水面位于瓶体的圆柱状部分时才便于标记刻度。他发现图甲中秤体在水中的位置尚未满足标记刻度的条件。
(2)为满足条件,小明用准备的器材进行调整,请你给他提出调整建议__________。
调整完成后,小明先将饮料瓶身与水面齐平处标记为0cm,此处即为质量标度的零刻度线;将饮料瓶取出,再将刻度尺对应的长度刻度值标记在瓶身上;测量出饮料瓶圆柱状部分的横截面积为50cm2,再放入水中,如图乙所示。
(3)接下来,只需将瓶身上所标注的长度刻度值转换为相应的质量标度,便可完成浮力秤的制作。请你计算瓶身上刻度1cm处所对应的质量标度___________克。()
小明按照此方法计算并标注了浮力秤各刻度值对应的质量标度。
【任务三】拓展分析
小羽参照小明的方法,用一个横截面为圆形,切口处圆的面积也为50cm2,但上下粗细不同的饮料瓶来制作浮力秤。她正确标记了零刻度线的位置,用刻度尺紧贴瓶身,在瓶身上标注了均匀的刻度,如图丙所示;接着她依照小明浮力秤的刻度值,在相同的刻度处标注了相同的质量标度(图中未画出)。
(4)请判断小羽制作的浮力秤所称出的物体质量比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)。
11.(2026·江苏无锡·二模)制作简易的密度计,器材有:长度为20cm的吸管一根,铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平。(g取10N/kg)
(1)如图甲所示,用刻度尺和记号笔在吸管上标出长度刻度,用石蜡将标0cm的一端封闭,添加铁屑至管内,使其总质量为10g,能竖直漂浮在液体中;
①当将它放入密度为的水中时,浸入的深度为H。若放入密度为的酒精中,密度计所受的浮力大小为______N,浸入的深度为______H;
②将它放入密度为的不同液体中,浸入的深度h与液体密度之间的关系应符合图乙中______(选填“a”“b”或“c”);
③为使该简易密度计测量水和酒精的密度时,两条刻度线间的距离大一些,利用现有器材,合理的做法是:______。
(2)如图丙所示,在吸管下方安装一个小瓶,将铁屑装入瓶中,制成另一支简易密度计,使其总质量为30g,放入液体后能竖直漂浮,小瓶完全浸没。放入水中,在密度计上标记出水面位置M,密度计排开水的体积为______。从水中取出擦干后,放入待测盐水中,M比液面高2cm。取出密度计擦干,倒出部分铁屑,使其总质量为27g,再放入水中,液面距离M为3cm。则吸管的横截面积为______,盐水的密度为______(保留2位小数)。
四、计算题
12.(2026·辽宁鞍山·二模)休渔政策有利于海洋渔业持续、稳定、高质量发展。5月1日起,开始进入海洋伏季休渔期;9月1日休渔期结束后,各渔港码头“千帆竞发”,渔船可出海进行捕捞作业。如图为某型号渔船,其部分参数如表:
总长度(m)
34.2
宽度(m)
6
排水量(t)
200
最大吃水深度(m)
2.1
发动机额定动力输出功率(kW)
280
鱼舱容量()
147
(1)该渔船满载时,求它受到的浮力;
(2)为方便保鲜,现需要将质量为温度为的海水降低到,求此过程放出的热量;[取]
(3)若发动机以额定动力输出功率运行1h,消耗燃油60kg,求内能转化为机械能的效率。(取)
13.(2026·四川绵阳·二模)【跨学科实践】某同学在实践活动中制作液体密度计,并用于液体密度的测量。将瓶身主体为圆柱体的空塑料瓶瓶底剪掉,旋紧瓶盖并在瓶盖上用细线系上一金属块,然后将空塑料瓶和金属块一起倒放入装有适量水、足够高的玻璃容器中。当水面静止时,将塑料瓶瓶身上与水面相平的位置标记为“0”刻线,如图所示,“0”刻线以上塑料瓶瓶身是圆柱体。缓慢向空塑料瓶注入密度未知的液体,当液面刚好达到“0”刻线时停止注入,此时“0”刻线在水面以下4cm处。已知金属块的质量为58g,体积为8cm3,塑料瓶“0”刻线以上圆柱体的横截面积为20cm2,玻璃容器的内底面积为100cm2,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略空塑料瓶自身的厚度和重量,向空塑料瓶注入液体的过程中金属块不触底。求:
(1)注入液体前,水面静止时细线对金属块的拉力;
(2)“0”刻线以下塑料瓶的容积;
(3)注入液体的密度和缓慢注入液体过程中金属块重力做的功。
14.(2026·安徽池州·二模)如图所示,烧杯底面积为200,将体积为500的物体A缓缓放入水中,物体A静止时漂浮在水面上,有体积浸在水中;然后再将B物体放在A物体上,物体A的上表面恰好和水面齐平。求:
(1)物体A的密度;
(2)物体B的重力;
(3)物体A从漂浮到浸没,水对杯底压强的变化量。
15.(2026·安徽·二模)【热点难点】某兴趣小组设计了一款圆筒状的“浸泡上漆器”,现对简化装置进行如下测试:用一根不可伸长的细线将柱体竖直悬挂在铁架台上并保持静止,此时弹簧测力计示数为。现启动升降台使柱体浸没于油漆并静止,此时弹簧测力计示数为,测得上漆器内的液面升高,柱体上表面距离液面,如图所示;将升降台缓慢下降,使柱体再浸泡一段时间,此时弹簧测力计示数为。已知上漆器内部底面积为,柱体底面积为,,,g取10N/kg,忽略因上漆导致油漆量的减少,以及弹簧形变造成的高度变化。求:
(1)柱体的高度H;
(2)柱体底部受到的液体压强p;
(3)柱体的密度。
综合应用
考点3
一、单选题
1.(2026·湖南·二模)科技发展对人类社会进步具有积极意义。下列关于科技应用的原理不正确的是( )
A.图甲:拦河坝上窄下宽的设计利用了连通器的原理
B.图乙:磁悬浮列车利用磁极间的相互作用实现了车体的悬浮
C.图丙:潜水器主要通过改变自身重力实现上浮和下沉
D.图丁:飞机获得的升力利用了流体压强与流速的关系
2.(2026·内蒙古赤峰·二模)在获得2025年跳水世界总决赛金牌后,中国跳水运动员全红婵成为女子10米台最年轻的大满贯得主,如图是她参加比赛时的分解动作示意图。下列说法正确的是( )
A.运动员在空中运动时受到平衡力
B.运动员在空中下落时重力势能增大
C.随着入水深度的增加运动员受到水的压强增大
D.入水时运动员所受浮力的方向取决于入水角度
3.(2026·陕西咸阳·二模)科技小组的同学用长方体泡沫塑料、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型A(如图),总重为4N,A底部与浮子B用细绳相连,水位上升时,浮子B下降;水位下降时,浮子B上升。航标灯A静止时浸入水中的深度始终为5cm,排开水的质量为500g,浮子B重0.6N(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,,),下面分析正确的是( )
A.航标灯A静止时受到的浮力是0.5N
B.航标灯A底部受到水的压强是5000Pa
C.水位下降的过程中,细绳对航标灯A的拉力变小
D.若浮子B是实心的,它的密度是
4.(2026·河南周口·二模)某实验小组的同学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,制成了一个如图所示的“水浮式”指南针。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,则指南针的针尖为北极
C.指南针漂浮在水面上,其排开水的重力大于缝衣针与泡沫的总重力
D.若换用密度比水更大的液体,该指南针可能悬浮在液体中
5.(2026·重庆·二模)如图所示,两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底如图甲所示;放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示,两容器中液面刚好相平,则下列说法正确的是( )
A.小球A的密度大于小球B的密度
B.甲液体的密度大于乙液体的密度
C.小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中的浮力
D.甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强
6.(2026·陕西渭南·二模)放在水平桌面上的甲、乙两个相同的圆柱形容器中盛有同种液体,体积相等的a、b两个物体分别放入甲、乙两个容器中,在液体中静止时两液面相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A.物体a受到的浮力小于重力
B.物体a的密度比b的密度大
C.物体b受到的浮力比a受到的浮力小
D.两容器对桌面的压强一样大
二、多选题
7.(2026·河南商丘·二模)小明将梨和金桔放入水中均漂浮,如图所示。下列说法正确的是( )
A.梨的密度一定与金桔相等 B.金桔的密度一定比水的小
C.金桔受到的浮力大于重力 D.梨受到的浮力比金桔的大
8.(2026·陕西榆林·二模)如图所示是我国自主研发的055型驱逐舰,舰长183米、宽20米、满载排水量,吃水深度为。(,)关于该驱逐舰,下列分析正确的是( )
A.驱逐舰满载时舰底受到海水的压强为
B.驱逐舰满载时受到的浮力为
C.舰载直升机飞离后,驱逐舰会上浮一些
D.舰载直升机飞离后,驱逐舰舰底受到海水的压强不变
9.(2026·黑龙江哈尔滨·二模)两个完全相同的烧杯放在水平桌面上,烧杯中分别盛有不同密度的液体,将同一物体先后放入甲、乙两杯中,当物体静止时,两个烧杯的液面相平,物体所处的位置如图所示,下列说法正确的有( )
A.甲杯中液体密度与乙杯中液体密度相等 B.甲杯液体比乙杯液体对容器底的压强小
C.物体在甲杯中与乙杯中受到的浮力相等 D.甲杯对桌面压强与乙杯对桌面压强相等
10.(2026·陕西西安·二模)小明用电子秤、水、柱形烧杯、紫砂壶盖、轻质细线等器材探究密度和浮力的相关问题。其中柱形烧杯的质量为,其底面积为,实验操作如图所示。g取,水的密度为。根据图示信息,下列说法正确的是( )
A.比较两图可以探究浮力的大小与物体排开液体密度的关系
B.据图可知,壶盖的密度为
C.如图d所示,此时烧杯中的水对烧杯底部的压强为
D.如图e所示,小明发现壶盖略有吸水,导致所测壶盖密度偏小
三、填空题
11.(2026·湖南湘西·二模)【热点难点】如图甲所示,将一个底面积为300cm2的薄壁柱形溢水杯置于水平桌面上,倒入1800g的水,此时水面离溢水口的竖直距离h2=2cm,再将长为10cm的圆柱体缓慢放入水中,当圆柱体竖立下沉在杯中后(图乙),从溢水杯中溢出了200g的水,此时圆柱体对溢水杯底的压力为0。(,取10N/kg)
(1)原溢水杯中水的体积__________ cm3;
(2)当圆柱体竖立下沉在杯中(图乙),圆柱体受到的浮力为__________N;
(3)若此时再将圆柱体竖直向上移动4cm,此时圆柱体底部受到水的压强__________Pa。
四、计算题
12.(2026·广东江门·二模)图甲为我国研制的深海载人潜水器“奋斗者”号。潜水器的机械手臂的结构如图乙所示,当液压杆伸长或缩短时,会带动金属杆绕着点转动。某次作业时,点到的垂直距离为,的长度为且保持水平,对金属杆端的压力是。(金属杆重力不计,取,海水密度取)
(1)采样器对金属杆端的压力为多少?
(2)在海面下处时,潜水器受到海水的压强为多少?
(3)体积为且处于悬浮状态的潜水器所受的浮力为多少?
13.(2026·山东青岛·二模)如图甲所示,正方体A的质量是280kg,作为配重使用。杠杆,某同学用这个装置从水中提取物体B,然后将B放在浮体C上再运走。已知C的体积为0.6m³,一个质量为60kg的同学站在浮体C上,若不用力拉绳子时,浮体C总体积的浸入水中;当该同学用力拉动滑轮组绕绳的自由端,手拉绳的功率P和被拉物体匀速提升的距离关系如图乙所示。物体B上升的速度为0.2m/s且不变,物体被提出水面后,再将B放在C上,同时松开绳子,此时浮体C露出水面的体积相对于B未出水时减小0.05m³;已知两个定滑轮总重为100N。(绳的重力,滑轮与轴的摩擦力及水的阻力不计)求:
(1)人站在C上没有用力拉绳子时,C所受浮力为多大?
(2)当物体B未出水时,人用的拉力为多大?
(3)物体B的重力多大?
(4)已知水底部有很多物体需要清理,若用该装置将水中物体吊起并放在C上运走,为了使整个过程都安全,则该机械装置能够达到的最大效率是多少?(百分号前面保留整数)
五、综合题
14.(2026·吉林·二模)我国某核潜艇H(如图甲)最大下潜深度为350m,完全下潜到海面下的排水量为8.24×103t,已知海水密度为1.03×103kg/m3,江水密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。不考虑潜艇的体积变化。
(1)下列关于核潜艇的说法中,正确的是( )
A.核潜艇的外壳用硬度小的特种钢材制成
B.核潜艇是通过改变自身体积实现浮沉的
C.核潜艇悬浮和漂浮时所受的浮力相等
D.核潜艇由东海海面下,潜行进入长江后所受的浮力变小
(2)核潜艇在海面下水平匀速巡航时,突然进入密度跃层(海水密度突然变小)时,核潜艇将会_______(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”),将给核潜艇带来安全隐患。为确保核潜艇安全,应立即采取的措施是_______(选填“向水舱中充水”或“从水舱中向外排水”)。
(3)核潜艇H所受的海水阻力与航速的平方的关系如图乙,当核潜艇H航速为6m/s时,核潜艇H所受的海水阻力为_______N。
(4)该核潜艇H在深海某区域内以某一速度匀速下降,在到达一定深度后从水舱中向外排出6t的海水,经过一段时间,核潜艇H以相同的速度匀速上升。若该区域内海水的密度保持不变,核潜艇H所受阻力仅与速度有关。求核潜艇H在匀速下降时所受阻力的大小(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,写出必要的文字说明及推导过程)。
15.(2026·上海嘉定·二模)海洋中海水的密度往往会受到温度、盐度以及深度的影响。如图所示,海洋中有些区域的海水密度会明显低于周边海水的密度,我们把这部分海水密度较低的区域称为海水断崖。某型号的潜艇在水下悬浮时,排开水的体积为。
(1)若将海水的密度近似看作,潜艇所处深度在水下200m处。求潜艇受到海水的压强p水;
(2)实际海水的密度会略大,若潜艇在密度为的高密度海水层中处于悬浮状态。当该潜艇驶入密度为的低密度海水断崖区时:
①该潜艇在海水断崖区竖直方向受到的合力为____N,方向为竖直_____;
②为了使潜艇在海水断崖区重新处于悬浮状态,此时潜艇需要_____。
A.向潜艇的水舱注水 B.潜艇的水舱向外排水
③根据第②问,求潜艇水舱需要注入或排出水的质量Δm____。
试卷第1页,共3页
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专题10 浮力及应用
3大考点概览
考点01浮力、阿基米德原理
考点02物体的浮沉条件
考点03综合应用
浮力、阿基米德原理
考点1
一、单选题
1.(2026·山东临沂·二模)如图所示,将一块实心圆柱形金属块浸没在水中,金属块上、下表面受到水的压力分别为F1,F2。金属块在水中下沉过程中,下列说法中正确的是( )
A.F1变小 B.上表面受到的压强不变
C.F2与F1的差值变大 D.F2与F1的差值不变
【答案】D
【详解】AB. 由可知,金属块下沉过程中,上、下表面的深度 都不断增大,水的密度 不变,因此上、下表面受到的水的压强都变大;根据,受力面积不变,因此上表面压力也会变大。故AB错误;
CD.物体受到的浮力。 金属块浸没下沉过程中,排开水的体积 等于金属块自身体积,保持不变,根据,浮力大小不变,因此与的差值不变。故C错误,D正确。
故选D。
2.(2026·江苏扬州·二模)在巴黎奥运会跳水比赛中,中国的运动员全红婵备受关注。如图是她跳水比赛时的图片,下列说法正确的是( )
A.向下运动的过程中,重力势能全部转化为动能
B.从最高点到入水前的过程中,她的速度增大,惯性增大
C.从触水到完全入水的过程中,她所受浮力逐渐增大
D.起跳前,跳板对运动员的支持力与运动员对跳板的压力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.向下运动的过程中,因为要克服阻力做功,会有一小部分重力势能转化为内能,大部分重力势能转化为动能,故A错误。
B.从最高点到入水前的过程中,她的速度增大,但因其质量不变,所以惯性大小不变,故B错误。
C.从触水到完全入水的过程中,她排开水的体积不断变大,根据可知,她所受浮力逐渐增大,故C正确。
D.起跳前,跳板对运动员的支持力与运动员对跳板的压力是作用在不同物体上的两个力,不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
二、多选题
3.(2026·辽宁鞍山·二模)如图所示,塑料碗漂浮在装有适量水的水盆中,将塑料碗倾斜使水进入塑料碗中,最终会看到塑料碗沉入水底(图中未显示),下列说法正确的是( )
A.塑料碗漂浮时所受浮力等于重力
B.沉底的塑料碗不受浮力作用
C.塑料碗能沉入水底是因为塑料碗的重力变大
D.塑料碗浸没水中到沉底的过程中,盆底部受到水的压强不变
【答案】AD
【详解】A.塑料碗漂浮时,根据物体的浮沉条件可知,所受浮力等于重力,故A正确;
B.沉底的塑料碗底部仍会受到水的压力,因此会受到浮力的作用,故B错误;
C.塑料碗能沉入水底是因为塑料碗受到的浮力变小,由于塑料碗的质量不变,则重力不变,故C错误;
D.塑料碗浸没水中到沉底的过程中,排开水的体积不变,水的深度不变,由可知,盆底部受到水的压强不变,故D正确。
故选AD。
4.(2026·山东青岛·二模)【热点难点】如图甲所示,底面积为的实心圆柱体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
B.容器B的底面积为
C.当为6cm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540Pa
【答案】ACD
【详解】A.A是圆柱体,圆柱体对水平桌面的压强为
由图乙可知,当切去高度时,A对水平桌面的压强为0,说明A物体高度是18cm;当切去,即没切之前,圆柱体A对水平桌面的压强为1080Pa,由可知,圆柱体A的密度,故A正确;
B.根据题意可知,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300Pa,由 可知,此时……①
当水对容器底的压强增大至540Pa后不变,说明此时水不足以使切去部分漂浮,则此时……②
由①②解得,故B错误;
C.由乙图可知,切去高度,则水对容器底的压强变化
当切去高度时,水对容器底的压强成线性变化,所以当时,水对容器底的压强p满足
解得,故C正确;
D.当A全部切完放入容器中,此时A竖直方向上受到向上的浮力、向下的重力和容器底对A的支持力作用,可得
由图乙可知,当水对容器底的压强不变时,A切去部分受到的浮力不变,则
A的重力
此时A受到的支持力
根据物体间力的作用是相互的可得,此时A对容器底的压力为
故A对容器底的压强为,故D正确。
故选ACD。
5.(2026·山东济南·二模)研学活动中,小明捡到一块石头。他用电子秤和玻璃杯测量其密度,测量过程如图所示。不计绳子的质量和体积,水的密度为1g/cm3,g取10N/kg,下列判断正确的是( )
A.根据本次实验数据,可得出石头密度最准确的测量值为3.125g/cm3
B.从水中取出石头时,带出了1g的水
C.从水中取出石头时,带出的水不会影响密度的测量值
D.石头沉在水底时,杯底对石头的支持力为0.24N
【答案】ABC
【详解】A.由①②两图可得,玻璃杯和水的质量
利用该质量结合图④可得排水的体积,且排水体积与石头的体积相等,则石块的体积
可得出石头密度最准确的测量值,故A正确;
B.由①②③可得,从水中取出石头时,石块带出水的质量,故B
正确;
C.从水中取出石头时,石块会带走水,但在加水时加到标记处,会将带出的水补充进来,不会影响密度的测量值,故C正确;
D.石头沉在水底时,排开水的体积等于石头的体积,石头受到的浮力
石块的重力
杯底对石头的支持力,故D错误。
故选ABC。
三、填空题
6.(2026·海南·二模)如图所示,先用弹簧测力计测出物体的重力G=___N,将该物体浸没在水中静止时,弹簧测力计的示数F=3N。该物体浸没在水中时受到的力有重力、浮力和弹簧测力计的拉力,此时物体受到的浮力是________N。
【答案】 4 1
【详解】[1]弹簧测力计的分度值为0.2 N,左侧图中指针指向4 N刻度线,因此物体的重力。
[2]此时物体受到的浮力为。
7.(2026·江苏淮安·二模)如图,先将溢水杯装满水,然后用测力计拉着重为6N、体积为的金属块,缓慢浸没在水中,溢出的水全部收集到小空桶中,桶中水重为______N,金属块静止时,测力计示数为
_______N。 (g取10N/ kg)
【答案】 1 5
【详解】 [1]金属块浸没在水中,排开水的体积等于金属块体积
根据阿基米德原理,溢出水的重力等于排开水的重力,也等于金属块受到的浮力
[2] 根据称重法测浮力,可得测力计的示数
8.(2026·海南省直辖县级单位·二模)小明洗菜时发现体积较大的土豆沉入水底,体积较小的西红柿浮于水面,土豆受到的浮力________西红柿受到的浮力(选填“大于”“小于”或“等于”);他想测量土豆的密度,用细线将土豆挂在弹簧测力计下示数为2.4N,再将其完全浸没水中测力计示数为0.4N,则土豆的密度是________(g取10N/kg,)。
【答案】
大于
【详解】[1]由题意知,土豆排开水的体积大于西红柿排开水的体积,由,水的密度和g不变,因此土豆受到的浮力比西红柿大。
[2]利用称重法测浮力可得,土豆完全浸没在水中受到的浮力为
土豆的体积为
土豆的密度为
9.(2026·上海崇明·二模)如图为河面上的一只凤头䴙䴘,俗称“油鸭”,擅长潜水捕猎。
(1)当䴙䴘下潜至2m深处,则此处水产生的压强为___________ Pa;
(2)该䴙䴘浮在水面静止时与潜水时进行对比,其所受浮力___________ (选填:A.增大B.减小C.不变)。
【答案】(1)
(2)A
【详解】(1)水产生的压强
(2)根据阿基米德原理,水的密度不变,䴙䴘浮在水面时只有部分身体浸入水中,较小;潜水时整个身体浸入水中,变大,因此浮力增大,故选A。
10.(2026·陕西榆林·二模)2026年过年期间,陕西韩城举办“品民俗·迎新春”活动,现场“包饺子”。煮饺子时,远远就能闻到香味,这是________现象;煮饺子的过程是通过________的方式改变饺子的内能;煮熟的饺子会浮在水面上,在煮饺子的过程中,饺子受到的浮力_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 扩散 热传递 变大
【详解】该现象是扩散现象,本质是物质的分子在永不停息地做无规则运动,香味分子扩散到空气中,从而被远处的人闻到。煮饺子时,饺子从热水中吸收热量,内能增加,此过程是通过热传递的方式改变内能,热传递的实质是内能从高温物体转移到低温物体。煮饺子过程中,饺子受热膨胀,排开水的体积逐渐变大,根据阿基米德原理,水的密度和g不变,变大,所以饺子受到的浮力变大。
四、实验题
11.(2026·吉林·二模)小兖想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)实验步骤如图(a)所示,甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,物体受到的浮力F浮=________,G排=________。(用F1、F2、F3、F4表示)
(2)小兖利用三个不同物体a、b、c进行实验探究,实验数据如下表:
物体
物重G/N
物体浸没在水中测力计的示数F/N
浮力F浮/N
空桶重G0/N
桶与排开水的总重G1/N
排开水重G排/N
a
1.2
0.7
0.5
0.6
1.1
0.5
b
2
1.4
0.6
0.6
1.2
0.6
c
2.4
1.7
0.7
0.6
1.2
0.6
①分析表中物体a、b的实验数据,小兖能初步得出的结论是:_________;
②小兖在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小
于它所受浮力,请分析实验操作中造成这种结果的原因:________;
③小州利用身边的器材对小兖的实验进行改进:装置如图(b)所示。实验时小州逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,发现弹簧测力计A的示数逐渐变小,由此现象可得到的结论是:_______________。
【答案】(1) F1-F3 F4-F2
(2) F浮=G排 溢水杯未装满 液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大
【详解】(1)由称重法知,物体受到的浮力等于物体的重力减去物体浸没在液体中时弹簧测力计的示数,即。
排开液体的重力等于水和烧杯的总重力与空烧杯的重力之差,即。
(2)[1]分析表中物体a、b的实验数据知,浮力大小与排开液体所受的重力相等,即。
[2]物体c排开水的重力明显小于它所受浮力,可能是溢水杯未装满水,导致溢出的水偏少;也可能是物体接触了溢水杯底部,对底部有压力。
[3]重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中的过程中,排开液体的体积变大,液体密度不变,弹簧测力计A的示数逐渐变小,说明浮力变大;所以可以得出结论:液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大。
12.(2026·安徽合肥·二模)“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验操作如下,实验过程中弹簧测力计的示数如图所示。(图中均为底面积是50 cm2的相同平底薄壁圆柱形容器,物块不吸水和另一液体)
(1)实验中,物块浸没在水中受到的浮力是__________N。
(2)如果对比乙、戊两次实验,得出“浮力的大小与液体密度有关”的结论,那么这种做法是否正确?请作出判断并说明理由:_____________。
(3)由________________两次实验可得出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)完成戊实验操作后,用弹簧测力计将物块向上拉出液面一小部分,弹簧测力计示数变为2.8 N,此操作会使容器中的液面下降______cm。
【答案】(1)2
(2)不正确,未控制物体排开液体的体积相同
(3)丙、丁
(4)1
【详解】(1)根据称重法测浮力:物块重力,浸没在水中时拉力为,因此浮力
(2)探究浮力大小与液体密度的关系时,需要遵循控制变量法,必须保证物体排开液体的体积相同。乙图中物块没有完全浸没,排开液体的体积小于戊图中排开液体的体积,未控制物体排开的体积相同,因此结论不正确。
(3)探究浮力与物体浸没深度的关系,需要控制液体密度、排开液体体积相同,只改变浸没深度,丙、丁两次实验符合要求,因此选丙、丁。
(4)物块体积:物块浸没水中时,
戊中浸没时浮力
得液体密度
拉出部分后浮力
浮力减少;由,得;液面下降高度
13.(2026·重庆渝北·二模)小南制作了如图所示的薄壁探头,用于探究液体压强与浮力的相关问题。实验过程中小南将探头缓慢放入烧杯,用细线绕过定滑轮拉动探头,已知探头的重力为0.5N。
(1)弹簧测力计使用前应________(选填“竖直”或“水平”)调零;
(2)对比图甲、乙、丙可知:在同种液体中,物体所受浮力大小与________________有关;
(3)探头上端的橡皮膜形变程度越大,说明它所受的液体压强越________;图戊、庚探头深度相同,对比橡皮膜形变可知,液体压强与________有关;
(4)如图丙所示,探头受到的浮力为________N;观察丁图和戊图,比较与的大小:________(选填“大于”“小于”“等于”);
(5)根据上述条件,计算出盐水的密度为________;
(6)已知烧杯的底面积为,探头的下表面积为。如图戊,探头下表面到液面的距离为10cm,液面对比图丙降低了0.1cm。图戊中水对橡皮膜产生向下的压力为________N。
【答案】(1)竖直
(2)排开液体的体积
(3) 大 液体的密度
(4) 1.5 大于
(5)1.1×103
(6)1.62
【详解】(1)图中弹簧测力计在竖直方向测量拉力大小,故弹簧测力计使用前应在竖直方向调零。
(2)图甲、乙、丙探头处于漂浮状态,探头受到的浮力等于探头的重力与线的拉力之和,图甲、乙、丙侵入的体积增大,拉力增大,浮力增大,故浮力的大小与排开液体的体积有关。
(3)[1]由于力能改变物体的形状,所以探头上端的橡皮膜形变程度越大,说明橡皮膜受到的压力越大,故它所受的液体压强越大,
[2]图戊、庚探头深度相同,对比橡皮膜形变可知,图庚中橡皮膜的形变大于戊图中橡皮膜的形变,盐水的密度大于水的密度,故液体的压强与液体的密度有关。
(4)如图丙所示,探头受到的浮力等于探头的重力加上细线的拉力,探头通过细线绕过定滑轮和弹簧测力计相连
戊图中橡皮膜的形变大于图丁,图丁中探头排开液体的体积大于图戊,由
可知,。
(5)比较图丙、已,探头在水、盐水中排开的液体体积相同,探头在图己受到的浮力
由可知,探头在水、盐水中排开的液体体积
所以
(6)图戊对比图丙降低了0.1cm,可知探头在图戊的体积变化量
探头受到的浮力变化量为
图戊中探头浮力
图戊中探头下表面受到的压力
图戊中水对橡皮膜产生的压力
五、计算题
14.(2026·山西忻州·二模)某油田的二次开发,需要将的导管架从陆地工厂运至海洋指定位置。如图所示,将导管架装载在驳船的水平甲板上,导管架与驳船的接触面积约,此时驳船排开海水的体积为。行驶过程中,驳船在15min内行驶了2.5km,求解下列问题:(g取10N/kg,取)
(1)驳船行驶15min的平均速度。
(2)导管架装载在驳船上,静止时,导管架对驳船的压强。
(3)导管架装载在驳船上静止时,驳船受到的浮力。
【答案】(1)10km/h
(2)
(3)
【详解】(1)驳船行驶15min的平均速度为
(2)导管架的重力
驳船静止时,导管架对驳船的压力
导管架对驳船的压强
(3)驳船受到的浮力
15.(2026·新疆吐鲁番·二模)【热点难点】如图甲所示,圆柱形水舱内部装有部分水,其底面积。A是固定在顶端的力传感器、能够显示A对B的压力或拉力的大小;B是质量和体积均可忽略的细直硬杆,不考虑B的形变,B的上端与力传感器A连接,下端与物体C连接;物体C是底面积的圆柱体。用抽水机将水抽出的过程中、力传感器示数F的大小随抽出水的体积V变化的图像如图乙所示,当物体C的下端刚好露出水面、此时已抽出水的体积。剩余水量的高度为8cm,已知。求:
(1)物体C的下端刚好露出水面时水对水舱底部的压强;
(2)物体C完全浸没时受到的浮力;
(3)未抽水前水舱中水的质量。
【答案】(1)
800Pa
(2)
32N
(3)
16kg
【详解】(1)由题意得,水的深度
物体C的下端刚好露出水面时水对水舱底部的压强
(2)对物体C受力分析,当C完全露出水面后,浮力为0,传感器拉力等于C的重力,因此;
当C完全浸没时,C受力平衡,向上的浮力,向下的重力和向下的传感器压力(压力大小 ),因此
(3)由题意,抽出的水体积,C下端刚好露出时,C全部在水面上方,剩余水的体积
未抽水前水的总体积
未抽水前水舱中水的质量
物体的浮沉条件
考点2
一、单选题
1.(2026·新疆昌吉·二模)体积相同的木质浮板和铅制压板放入水中,浮板漂浮、压板沉底,浮力更大的是( )
A.浮板 B.压板 C.两者相等 D.无法比较
【答案】B
【详解】根据初中物理阿基米德原理,浮力公式为 ,浮力大小与排开液体的体积成正比(本题液体都是水,、都相同)。两块物体体积相同,木质浮板漂浮,只有部分浸入水中,所以木质浮板排开水的体积;铅制压板沉底,完全浸没在水中,所以压板排开水的体积。所以压板排开水的体积更大,浮力更大。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.(2026·江西吉安·二模)当海水的温度及所含盐分发生变化时,可能会导致海水密度发生突变,在垂直海面方向上形成一个类似悬崖的突变水层。在如图所示的情形中,若有潜水艇潜行至此水域,潜水艇就会急速下沉,发生掉深事故,将危及潜水艇的安全。下列说法正确的是( )
A.潜水艇从高密度水层潜行进入低密度水层时,所受浮力减小
B.潜水艇在低密度水层掉深时,其浮力等于重力
C.潜水艇遭遇掉深进行自救时,需快速将水吸入潜水艇的水箱中
D.潜水艇从水里露出水面的过程中,其重力不变
【答案】A
【详解】A.潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时,V排不变,ρ液变小,由可知,其所受的浮力会变小,故A正确;
B.潜水艇在低密度水层掉深时,即潜水艇在急速下沉,此时,故B错误;
C.潜水艇遭遇掉深时,,此时需快速排出水箱中的水来减小自身重力,从而使,才能让潜水艇重新上浮完成自救,故C错误;
D.潜水艇从水里露出水面的过程,即为上浮的过程,此时潜水艇需逐渐减小自身重力,使,让潜水艇上浮,故D错误。
故选A。
3.(2026·陕西西安·二模)【科技前沿】电磁弹射型航母“福建舰”是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。该舰满载时,排水量约8万吨。与“辽宁舰”和“山东舰”不同,“福建舰”放弃了滑跃起飞甲板,采用了平直甲板。相比传统的蒸汽弹射器,电磁弹射器体积更小、重量更轻、效率更高,且弹射力度可精确调节。这意味着它可以弹射更轻质量的无人机,也可以弹射满油满弹的重型舰载机。关于以上信息说法错误的是( )
A.排水量指的是舰船满载时排开水的质量
B.“福建舰”漂浮在海面上,“福建舰”所受的浮力等于重力
C.利用电磁弹射器将舰载机弹出,说明舰载机受到惯性作用获得动能
D.“福建舰”不能与其他舰船近距离并排航行,是因为流体流速越大,压强越小
【答案】C
【详解】A.排水量是舰船满载时排开水的质量,故A正确,不符合题意;
B.根据物体的漂浮条件,漂浮在液面上的物体所受浮力等于自身重力,所以“福建舰”漂浮时浮力等于重力,故B正确,不符合题意;
C.惯性是物体本身的一种属性,不能说“受到惯性作用”,正确的表述是“舰载机由于惯性保持原来的运动状态”,故C错误,符合题意;
D.流体流速越大的位置,压强越小。两船近距离并排航行时,中间水流速度快、压强小,外侧水流速度慢、压强大,会产生向内的压力差使两船靠近,存在碰撞风险,所以“福建舰”不能与其他舰船近距离并排航行,故D正确,不符合题意。
故选C。
4.(2026·江西上饶·二模)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量和底面积均相同的容器,分别装有密度不同的液体,将两个完全相同的小球放入容器中( )
A.小球在两液体中所受浮力相等
B.两容器底部受到的液体压强相等
C.甲容器中液体密度小于乙容器中液体密度
D.小球在甲液体中排开液体的质量较大
【答案】A
【详解】A.两小球完全相同,所以;小球均漂浮在液体中,是静止状态,受力平衡。小球均受到自身的重力和液体对小球的浮力,二力平衡,所以,,所以,即两小球所受浮力相等,故A正确;
BC.由图可知,液面高度相同;由A得,联立浮力公式
得出
联立压强公式得出
即甲容器底部受到的液体压强大于乙容器底部受到的液体压强,故BC错误;
D.小球漂浮时,排开液体的质量等于小球所受的浮力,由于,得两小球排开液体的质量相同,故D错误。
故选A。
5.(2026·江苏徐州·二模)一枚重为G的鸡蛋悬浮在盐水中,如图所示。往盐水中继续均匀缓慢加盐,鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图像可能是( )
A B C D
【答案】B
【详解】因为鸡蛋悬浮在盐水中时,根据悬浮条件可知:浮力等于鸡蛋的重力;往盐水中继续均匀缓慢加盐,盐水密度增大,浮出水面前鸡蛋排开水的体积不变,由可知,鸡蛋所受浮力逐渐增大;浮出水面后鸡蛋漂浮时所受浮力等于鸡蛋的重力,浮力不再变化。鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像应该是开始浮力等于重力,加盐后浮力先变大,后变小,最后浮力小到等于重力保持不变,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.(2026·浙江杭州·二模)如图所示,自制密度计由轻质密闭细管和配重物M组成,P、Q为自制密度计上的两根刻度线,其中一根与其静止于酒精中时的液面重合,另一根与其静止于水中时的液面重合;现自制密度计静止于未知液体中,其液面位置到P、Q的距离相等。下列分析正确的是( )
A.P与自制密度计静止于酒精时的液面重合
B.该密度计静止于水中和酒精中时所受的浮力相等
C.未知液体的密度等于水和酒精密度的平均值
D.用直径更大的轻质细管可使PQ间距变大,提高精度
【答案】B
【详解】AB.因为密度计在使用时始终处于漂浮状态,浮力大小等于重力大小,密度计的重力不变,浮力不变,由阿基米德原理可知,液体密度与密度计浸入液体深度的关系为
则液体的密度越大密度计浸入液体深度小,又水的密度大于酒精的密度,所以P与自制密度计静止于水中时的液面重合,故A错误,B正确;
C.由
可知,所测液体的密度与密度计浸入液体的深度成反比,当未知液体液面位置在PQ中点时,此未知液体的密度不在水和酒精密度的中点,故此液体密度不等于水和酒精密度的平均值,故C错误;
D.由于
ΔV=V排1-V排2=SΔh
所以,使Δh变大,应减小S即可,所以用直径更小的轻质细管,可以使PQ间距变大,提高精度,故D错误。
故选B。
7.(2026·江苏苏州·二模)【热点难点】用柱形水槽、柱形塑料杯(含配重)、质量已知的砝码和水,可制作测量物体质量的装置,使用时,在竖直漂浮的塑料杯中放入待测物体,杯子仍竖直漂浮,根据制作好的标尺便可读出待测物体的质量,制作标尺时,通过在杯中放入砝码进行质量标注(杯子竖直漂浮),如图所示,标注的方式有三种:
①在水槽外壁,用水面高度的变化标注;
②在塑料杯内壁,用杯子浸入水中的深度的变化标注;
③在水槽外壁,用杯底所装指针离槽底的高度的变化标注;
若水槽和塑料杯的底面积分别为和,三种标尺上相同距离的刻线间对应的物体质量变化分别为和,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】已知水槽底面积,塑料杯底面积,将待测物放入塑料杯中时,杯子仍然竖直漂浮,设标尺变化均为Δh时,对应的质量分别为和。由图可知,杯子排开水的体积变化时,三种标尺上高度变化量之间的关系为
杯子排开水的体积的变化量可表示为
变形可解得
故有
则有、、
由题知, ,
则有
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
二、填空题
8.(2026·安徽宣城·二模)2025年11月5日,我国第三艘国产航空母舰“福建号”正式服役,其满载排水量为88000t,如图所示。当舰载机飞离航母后,此时航母排开的海水体积改变了,则该舰载机的质量是__________t。(,g取10N/kg)
【答案】26
【详解】 航母始终漂浮在水面,浮力始终等于总重力,舰载机飞离后,浮力的减小量等于舰载机的重力,即 ……①
浮力减小量 ……②
而舰载机重力……③
联立①②③可得
则该舰载机的质量是
9.(2026·甘肃白银·二模)如图所示,这是跨学科实践小组制作的潜水艇模型。当该潜水艇模型悬浮在水中时,它受到的浮力___________(选填“大于”“小于”或“等于”)自身所受的重力。从胶管向外吸气时,潜水艇模型将下沉,此时潜水艇模型受到的浮力___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。(不计胶管体积)
【答案】 等于 不变
【详解】根据物体浮沉条件,当物体悬浮在液体中时,受到的浮力等于自身重力;向外吸气时,水进入潜水艇模型,模型总重力变大而下沉,此时模型仍完全浸没在水中,排开水的体积等于模型自身的体积,保持不变,水的密度不变,根据阿基米德原理,可知模型受到的浮力不变。
三、综合题
10.(2026·陕西西安·二模)【跨学科实践】物理实践小组主题是“制作浮力秤”。经思考,小明决定用薄壁硬质饮料瓶、水槽、水、细线及几个质量不同的重物进行制作。他设想,让饮料瓶漂浮于水面,在瓶身上标记出相应的质量刻度线,把待测物体放入瓶中,待水面静止时,根据水面所在刻度线的位置,便可读出待测物体质量。小明进行如下制作:
【任务一】制作秤体
小明切掉饮料瓶底部,用细线将瓶盖与其中一个重物连接,旋紧瓶盖,将瓶体开口向上倒置于水槽中,待其静止后,若瓶体呈竖直状态,且与重物整体漂浮,则秤体制作完成,如图甲所示。此时瓶体便可作为秤盘盛放待测物体。
(1)此时秤体所受浮力大小__________其重力大小。
【任务二】标注刻度
小明认为当秤体漂浮,且水面位于瓶体的圆柱状部分时才便于标记刻度。他发现图甲中秤体在水中的位置尚未满足标记刻度的条件。
(2)为满足条件,小明用准备的器材进行调整,请你给他提出调整建议__________。
调整完成后,小明先将饮料瓶身与水面齐平处标记为0cm,此处即为质量标度的零刻度线;将饮料瓶取出,再将刻度尺对应的长度刻度值标记在瓶身上;测量出饮料瓶圆柱状部分的横截面积为50cm2,再放入水中,如图乙所示。
(3)接下来,只需将瓶身上所标注的长度刻度值转换为相应的质量标度,便可完成浮力秤的制作。请你计算瓶身上刻度1cm处所对应的质量标度___________克。()
小明按照此方法计算并标注了浮力秤各刻度值对应的质量标度。
【任务三】拓展分析
小羽参照小明的方法,用一个横截面为圆形,切口处圆的面积也为50cm2,但上下粗细不同的饮料瓶来制作浮力秤。她正确标记了零刻度线的位置,用刻度尺紧贴瓶身,在瓶身上标注了均匀的刻度,如图丙所示;接着她依照小明浮力秤的刻度值,在相同的刻度处标注了相同的质量标度(图中未画出)。
(4)请判断小羽制作的浮力秤所称出的物体质量比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)等于
(2)换用质量更大的重物
(3)50
(4)偏大
【详解】(1)秤体整体漂浮在水面,根据物体的漂浮条件可知,称体所受浮力大小等于其重力大小。
(2)要让水面位于瓶体的圆柱段,需要使秤体下沉,可以更换质量更大的重物。增大总重力后,漂浮时浮力随之增大,由阿基米德原理可知,排开水的体积变大,故可让水面到达瓶身圆柱段。
(3)放入物体后,浮力秤增加的重力等于增加的浮力,,即,则1cm处所对应的质量
(4)当把同一待测物体放入该瓶中,由浮沉条件可知,浮力秤受到的浮力的增加量相同,由阿基米德原理可知,排开水的体积增加量也相同,但瓶子切口处下部横截面积较小,由可知,瓶子浸入水中深度的增加量更大,且两人标注的刻度相同,则小羽测得物体的质量偏大,即小羽制作的浮力秤所称出的物体质量比真实值偏大。
11.(2026·江苏无锡·二模)制作简易的密度计,器材有:长度为20cm的吸管一根,铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平。(g取10N/kg)
(1)如图甲所示,用刻度尺和记号笔在吸管上标出长度刻度,用石蜡将标0cm的一端封闭,添加铁屑至管内,使其总质量为10g,能竖直漂浮在液体中;
①当将它放入密度为的水中时,浸入的深度为H。若放入密度为的酒精中,密度计所受的浮力大小为______N,浸入的深度为______H;
②将它放入密度为的不同液体中,浸入的深度h与液体密度之间的关系应符合图乙中______(选填“a”“b”或“c”);
③为使该简易密度计测量水和酒精的密度时,两条刻度线间的距离大一些,利用现有器材,合理的做法是:______。
(2)如图丙所示,在吸管下方安装一个小瓶,将铁屑装入瓶中,制成另一支简易密度计,使其总质量为30g,放入液体后能竖直漂浮,小瓶完全浸没。放入水中,在密度计上标记出水面位置M,密度计排开水的体积为______。从水中取出擦干后,放入待测盐水中,M比液面高2cm。取出密度计擦干,倒出部分铁屑,使其总质量为27g,再放入水中,液面距离M为3cm。则吸管的横截面积为______,盐水的密度为______(保留2位小数)。
【答案】 0.1 1.25 a 在管内适当增加铁屑使密度计重力增大 30 1 1.07
【详解】(1)①[1]密度计在酒精中漂浮,其受到的浮力等于重力,则浮力为
[2]由于密度计在水中和酒精中均漂浮,在水中和酒精中受到的浮力均等于其重力,则密度计在水中受到的浮力等于其在酒精中受到的浮力,所以有
可得
②[3]密度计在液体中漂浮,则有
可得
当密度计重力,吸管的横截面积一定时,h与ρ液成反比,故a图线符合h随ρ液变化的规律。
③[4]适当增大密度计的重力,则密度计浸入水中的深度增大,即H增大,密度计放入酒精中漂浮时,浸入酒精中的深度为1.25H,也随之增大,则两条刻度线间的距离会变大。
(2)[5]当密度计总质量为30g时,仍能漂浮在水中,则受到的浮力为
由阿基米德原理有
则有
密度计排开水的体积为
[ 6]与上同理,当密度计质量为27g时,排开水的体积为
此时水面刻度比M低3cm,由此可知吸管的横截面积为
[7]当密度计的质量为30g时,浸入盐水中的深度比M低2cm,由此可知在盐水中浸入的(排开盐水)体积为
由前面分析结论,同理,当密度计在盐水中漂浮时有
则盐水的密度为
四、计算题
12.(2026·辽宁鞍山·二模)休渔政策有利于海洋渔业持续、稳定、高质量发展。5月1日起,开始进入海洋伏季休渔期;9月1日休渔期结束后,各渔港码头“千帆竞发”,渔船可出海进行捕捞作业。如图为某型号渔船,其部分参数如表:
总长度(m)
34.2
宽度(m)
6
排水量(t)
200
最大吃水深度(m)
2.1
发动机额定动力输出功率(kW)
280
鱼舱容量()
147
(1)该渔船满载时,求它受到的浮力;
(2)为方便保鲜,现需要将质量为温度为的海水降低到,求此过程放出的热量;[取]
(3)若发动机以额定动力输出功率运行1h,消耗燃油60kg,求内能转化为机械能的效率。(取)
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由参数表可知,渔船满载时的排水量为
根据阿基米德原理,渔船受到的浮力等于它排开水的重力,所以
(2)海水放出的热量为
(3)发动机输出的机械能,即动力所做的功为
燃油释放的热量为
内能转化为机械能的效率为
13.(2026·四川绵阳·二模)【跨学科实践】某同学在实践活动中制作液体密度计,并用于液体密度的测量。将瓶身主体为圆柱体的空塑料瓶瓶底剪掉,旋紧瓶盖并在瓶盖上用细线系上一金属块,然后将空塑料瓶和金属块一起倒放入装有适量水、足够高的玻璃容器中。当水面静止时,将塑料瓶瓶身上与水面相平的位置标记为“0”刻线,如图所示,“0”刻线以上塑料瓶瓶身是圆柱体。缓慢向空塑料瓶注入密度未知的液体,当液面刚好达到“0”刻线时停止注入,此时“0”刻线在水面以下4cm处。已知金属块的质量为58g,体积为8cm3,塑料瓶“0”刻线以上圆柱体的横截面积为20cm2,玻璃容器的内底面积为100cm2,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略空塑料瓶自身的厚度和重量,向空塑料瓶注入液体的过程中金属块不触底。求:
(1)注入液体前,水面静止时细线对金属块的拉力;
(2)“0”刻线以下塑料瓶的容积;
(3)注入液体的密度和缓慢注入液体过程中金属块重力做的功。
【答案】(1)
0.50N
(2)
(3)
,0.01856J
【详解】(1)金属块在水中受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力F浮金和细线竖直向上的拉力F拉的作用,处于静止状态,受力平衡。
金属块的重力
金属块受到的浮力
细线对金属块的拉力
(2)注入液体前,空塑料瓶和金属块整体处于漂浮状态,由于忽略空塑料瓶的重量,则细线对塑料瓶的拉力就是塑料瓶受到的浮力,根据可得“0”刻线以下塑料瓶的容积
(3)注入液体后,塑料瓶、金属块和注入的液体整体处于漂浮状态,总浮力等于总重力,即注入的液体的重力等于增加的浮力,即
注入液体的体积
则注入液体的密度
缓慢注入液体过程中,塑料瓶下沉,导致容器内水面上升。设塑料瓶(及金属块)相对于容器底部下沉的距离为d,水面上升的高度为。“0”刻线从与水面相平到水面以下4cm,说明塑料瓶相对于水面下沉了 4cm,即
水面上升是由于塑料瓶浸入水中的体积增加引起的。增加的浸入体积为
水面上升的的高度
则金属块下沉的距离
金属块重力做的功
14.(2026·安徽池州·二模)如图所示,烧杯底面积为200,将体积为500的物体A缓缓放入水中,物体A静止时漂浮在水面上,有体积浸在水中;然后再将B物体放在A物体上,物体A的上表面恰好和水面齐平。求:
(1)物体A的密度;
(2)物体B的重力;
(3)物体A从漂浮到浸没,水对杯底压强的变化量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由题可知物体A排开液体体积
由阿基米德原理可得物体A所受浮力
由物体浮沉条件可知,物体漂浮时
,即质量为
由密度公式可得物体A的密度为
(2)将B物体放在A物体上后,把AB两物体看成一个整体,整体漂浮在水面上,即
物体A的上表面恰好和水面齐平,即
由阿基米德可得,整体受到的总浮力
故物体B的重力
(3)设只放入A物体时,水深为,则水的体积为
设将B物体放在A物体上之后,水深为,则水的体积为
联立两式解得水深变化量
由液体压强公式可得水对杯底压强的变化量
15.(2026·安徽·二模)【热点难点】某兴趣小组设计了一款圆筒状的“浸泡上漆器”,现对简化装置进行如下测试:用一根不可伸长的细线将柱体竖直悬挂在铁架台上并保持静止,此时弹簧测力计示数为。现启动升降台使柱体浸没于油漆并静止,此时弹簧测力计示数为,测得上漆器内的液面升高,柱体上表面距离液面,如图所示;将升降台缓慢下降,使柱体再浸泡一段时间,此时弹簧测力计示数为。已知上漆器内部底面积为,柱体底面积为,,,g取10N/kg,忽略因上漆导致油漆量的减少,以及弹簧形变造成的高度变化。求:
(1)柱体的高度H;
(2)柱体底部受到的液体压强p;
(3)柱体的密度。
【答案】(1)
16cm
(2)
2550Pa
(3)
3.25×103kg/m3
【详解】(1)设柱体的体积为V柱,高度为H,底面积
上漆器内部底面积
当柱体浸没于油漆中时,排开油漆的体积等于柱体的体积V柱,排开的油漆体积导致液面上升,此体积等于上漆器内部底面积与液面上升高度h1的乘积,即
柱体的高度为
(2)柱体在空气中时,弹簧测力计的示数F₁等于其重力G,即;柱体浸没在油漆中时,受到浮力F浮,弹簧测力计的示数
因此,柱体受到的浮力
根据阿基米德原理,且
油漆的密度
此时,柱体上表面距离液面
柱体高度
柱体底部所在的深度
柱体底部受到的液体压强
(3)当升降台缓慢下降时,油漆液面相对于柱体下降,导致柱体部分露出液面,浮力减小,弹簧测力计示数F₃增大,设液面相对于柱体下降的高度为Δh,则柱体露出液面的体积
这部分体积的油漆会填充到容器中,使液面相对于容器底部上升
液面相对于柱体的总下降高度
整理得
此时柱体浸入油漆的深度
此时柱体受到的浮力
弹簧测力计的示数
弹簧测力计的示数
根据题意
可得
解得柱体的重力,柱体的质量
柱体的密度
综合应用
考点3
一、单选题
1.(2026·湖南·二模)科技发展对人类社会进步具有积极意义。下列关于科技应用的原理不正确的是( )
A.图甲:拦河坝上窄下宽的设计利用了连通器的原理
B.图乙:磁悬浮列车利用磁极间的相互作用实现了车体的悬浮
C.图丙:潜水器主要通过改变自身重力实现上浮和下沉
D.图丁:飞机获得的升力利用了流体压强与流速的关系
【答案】A
【详解】A.拦河坝上窄下宽是因为液体压强随深度增加而增大,与连通器原理无关,故A错误,符合题意;
B.磁悬浮列车利用同名磁极相互排斥实现悬浮,故B正确,不符合题意;
C.潜水器潜入水中后,排开液体的体积一定,即受到的浮力一定,其主要依靠改变自身重力来实现上浮和下沉,故C正确,不符合题意;
D.飞机机翼利用流体流速越大压强越小的原理获得升力,故D正确,不符合题意。
故选A。
2.(2026·内蒙古赤峰·二模)在获得2025年跳水世界总决赛金牌后,中国跳水运动员全红婵成为女子10米台最年轻的大满贯得主,如图是她参加比赛时的分解动作示意图。下列说法正确的是( )
A.运动员在空中运动时受到平衡力
B.运动员在空中下落时重力势能增大
C.随着入水深度的增加运动员受到水的压强增大
D.入水时运动员所受浮力的方向取决于入水角度
【答案】C
【详解】A.运动员在空中运动时,速度大小和方向不断发生变化,运动状态改变。物体受平衡力时,运动状态保持不变。所以运动员在空中运动时不受平衡力,故A错误;
B.重力势能的大小与物体的质量和高度有关,质量不变时,高度越低,重力势能越小。运动员在空中下落时,质量不变,高度降低,重力势能减小,故B错误;
C.由可知,液体密度不变,随着入水深度的增加运动员受到水的压强增大,故C正确;
D.浮力的方向始终是竖直向上的,与物体的入水角度等其他因素无关,故D错误。
故选C。
3.(2026·陕西咸阳·二模)科技小组的同学用长方体泡沫塑料、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型A(如图),总重为4N,A底部与浮子B用细绳相连,水位上升时,浮子B下降;水位下降时,浮子B上升。航标灯A静止时浸入水中的深度始终为5cm,排开水的质量为500g,浮子B重0.6N(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,,),下面分析正确的是( )
A.航标灯A静止时受到的浮力是0.5N
B.航标灯A底部受到水的压强是5000Pa
C.水位下降的过程中,细绳对航标灯A的拉力变小
D.若浮子B是实心的,它的密度是
【答案】D
【详解】A.根据阿基米德原理,航标灯A受到的浮力等于排开水的重力 ,故A错误;
B.根据液体压强公式,A底部受到水的压强 ,故B 错误;
C.A静止时浸入水中的深度始终为,因此A受到的浮力始终不变,A的重力也不变。绳子对A的拉力,、都不变,因此拉力不变,故C错误;
D.A受到绳子的拉力
B受竖直向上的浮力,竖直向下的重力、向下的绳子的拉力,B受力平衡,即
由阿基米德原理得B的体积
B的质量
B的密度,故D正确。
故选D。
4.(2026·河南周口·二模)某实验小组的同学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,制成了一个如图所示的“水浮式”指南针。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,则指南针的针尖为北极
C.指南针漂浮在水面上,其排开水的重力大于缝衣针与泡沫的总重力
D.若换用密度比水更大的液体,该指南针可能悬浮在液体中
【答案】B
【详解】A.指南针漂浮在水面是因为浮力等于缝衣针和塑料泡沫总重力,地磁场的作用是让指南针指示方向,不是漂浮的原因,故A错误;
B.指南针静止时,异名磁极相吸,指南针的北极会被地磁场的南极(地理北极附近)吸引,指向北方,因此指向北方的针尖就是指南针的北极,故B正确;
C.根据漂浮条件和阿基米德原理,漂浮物体受到的浮力等于重力,浮力也等于排开液体的重力,因此排开水的重力等于缝衣针与泡沫的总重力,故C错误;
D.指南针能在水中漂浮,说明它的平均密度小于水的密度;换用密度比水更大的液体后,指南针平均密度仍小于液体密度,依旧会漂浮,不可能悬浮,故D错误。
故选B。
5.(2026·重庆·二模)如图所示,两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底如图甲所示;放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示,两容器中液面刚好相平,则下列说法正确的是( )
A.小球A的密度大于小球B的密度
B.甲液体的密度大于乙液体的密度
C.小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中的浮力
D.甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强
【答案】D
【详解】A.在乙液体中,A漂浮,则A的密度小于乙液体的密度;B下沉,B的密度大于乙液体的密度;则A的密度小于B的密度,故A错误;
B.在甲液体中,A下沉,A的密度大于甲液体的密度,又因为A的密度小于乙液体的密度,故乙液体的密度大于甲液体的密度,故B错误;
C.在甲液体中,A下沉,浮力小于重力,在乙液体中,A漂浮,浮力等于重力,故小球A在乙液体中受到的浮力较大,故C错误;
D.因为,根据,两容器中液面刚好相平,所以甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强,故D正确。
故选D。
6.(2026·陕西渭南·二模)放在水平桌面上的甲、乙两个相同的圆柱形容器中盛有同种液体,体积相等的a、b两个物体分别放入甲、乙两个容器中,在液体中静止时两液面相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A.物体a受到的浮力小于重力
B.物体a的密度比b的密度大
C.物体b受到的浮力比a受到的浮力小
D.两容器对桌面的压强一样大
【答案】D
【详解】A.物体a漂浮,所以物体a受到的浮力等于重力,故A错误;
B.物体a漂浮在液体中,则;物体b悬浮在液体中,则,因此,故B错误;
C.物体a排开液体体积比物体b排开液体体积小,根据可知,当液体的密度相同时,物体a受到的浮力比b的浮力小,故C错误;
D.由于b悬浮,则b所受的浮力为
即b的重力等于排开液体的重力;a漂浮,则
a所受的浮力即a的重力等于排开液体的重力;因为两液面相平,且是同种液体,所以结合上面分析可知两容器中液体与物体的总重力相同,且两容器相同,所以装置的总重力相同,两容器对桌面的压力大小相等,由于容器的底面积相同,由可知,两容器对桌面的压强大小相等,故D正确。
故选D。
二、多选题
7.(2026·河南商丘·二模)小明将梨和金桔放入水中均漂浮,如图所示。下列说法正确的是( )
A.梨的密度一定与金桔相等 B.金桔的密度一定比水的小
C.金桔受到的浮力大于重力 D.梨受到的浮力比金桔的大
【答案】BD
【详解】AB.梨和金桔都漂浮在水面上,根据浮沉条件可知,梨和金桔的密度都一定小于水,不同物体密度一般不同,无法判断梨和金桔的密度大小关系,故B正确,A错误;
C.金桔漂浮时处于平衡状态,金桔受到的浮力等于自身重力,故C错误;
D.由图可知,,根据阿基米德原理可知,液体密度相同时,V排越大,浮力越大,因此梨受到的浮力比金桔的大,故D正确。
故选BD。
8.(2026·陕西榆林·二模)如图所示是我国自主研发的055型驱逐舰,舰长183米、宽20米、满载排水量,吃水深度为。(,)关于该驱逐舰,下列分析正确的是( )
A.驱逐舰满载时舰底受到海水的压强为
B.驱逐舰满载时受到的浮力为
C.舰载直升机飞离后,驱逐舰会上浮一些
D.舰载直升机飞离后,驱逐舰舰底受到海水的压强不变
【答案】BC
【详解】A.满载排水量12000t,吃水深度为6.6m,驱逐舰满载时舰底受到海水的压强为,故A错误;
B.满载时驱逐舰受到的浮力等于驱逐舰排开水的重力,即,故B正确;
C.舰载直升机飞离后,驱逐舰仍漂浮,浮力等于重力,但重力减小,故浮力减小,根据阿基米德原理知,浸入体积减小,故会上浮一些,故C正确;
D.舰载直升机飞离后,驱逐舰仍漂浮,浮力等于重力,但重力减小,浮力减小,根据阿基米德原理知,浸入体积减小,驱逐舰会上浮一些,浸入水中的深度减小,根据可知,受到海水的压强减小, 故D错误。
故选BC。
9.(2026·黑龙江哈尔滨·二模)两个完全相同的烧杯放在水平桌面上,烧杯中分别盛有不同密度的液体,将同一物体先后放入甲、乙两杯中,当物体静止时,两个烧杯的液面相平,物体所处的位置如图所示,下列说法正确的有( )
A.甲杯中液体密度与乙杯中液体密度相等 B.甲杯液体比乙杯液体对容器底的压强小
C.物体在甲杯中与乙杯中受到的浮力相等 D.甲杯对桌面压强与乙杯对桌面压强相等
【答案】BC
【详解】A.由题意及物体浮沉条件可得,甲中液体密度等于物体密度,乙中液体密度大于物体密度,所以甲杯中液体密度小于乙杯中液体密度,故A错误;
B.液体深度一样,由上述分析科,甲杯中液体密度小于乙杯中液体密度,由可得,甲杯液体比乙杯液体对容器底的压强小,故B正确;
C.物体在甲中悬浮,所受浮力等于物体重力;物体在乙中漂浮,所受浮力也等于物体重力;由题意可得是同一物体,所以物体在甲杯中与乙杯中受到的浮力相等,故C正确;
D.由题意可得,甲中液体的体积小于乙中液体的体积,而甲杯中液体密度小于乙杯中液体密度,所以甲杯中液体质量小于乙杯中液体质量,杯子对桌面的压力等于杯子的重力与物体的重力和杯中液体的重力之和,杯子重力与物体重力相同,所以甲杯对桌面的压力小于乙杯对桌面的压力,由可得,甲杯对桌面压强小于乙杯对桌面压强,故D错误。
故选BC。
10.(2026·陕西西安·二模)小明用电子秤、水、柱形烧杯、紫砂壶盖、轻质细线等器材探究密度和浮力的相关问题。其中柱形烧杯的质量为,其底面积为,实验操作如图所示。g取,水的密度为。根据图示信息,下列说法正确的是( )
A.比较两图可以探究浮力的大小与物体排开液体密度的关系
B.据图可知,壶盖的密度为
C.如图d所示,此时烧杯中的水对烧杯底部的压强为
D.如图e所示,小明发现壶盖略有吸水,导致所测壶盖密度偏小
【答案】BC
【详解】A.比较c、d两图,液体密度相同,物体排开液体体积不同,根据控制变量法,可以探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系,故A错误;
B.由图a、e可知,壶盖所吸水的质量为
结合图d可知,壶盖排开水的质量为
壶盖体积等于排开水的体积
据图a可知,壶盖的质量为60g,壶盖的密度为,故B正确;
C.柱形烧杯的质量为100g,如图d所示,称得质量为320g,则此时烧杯中的水对烧杯底部的压力为
烧杯中的水对烧杯底部的压强为,故C正确;
D.如图e所示,壶盖吸水会导致所测壶盖的体积偏小,从而导致所测壶盖密度偏大,故D错误。
故选BC。
三、填空题
11.(2026·湖南湘西·二模)【热点难点】如图甲所示,将一个底面积为300cm2的薄壁柱形溢水杯置于水平桌面上,倒入1800g的水,此时水面离溢水口的竖直距离h2=2cm,再将长为10cm的圆柱体缓慢放入水中,当圆柱体竖立下沉在杯中后(图乙),从溢水杯中溢出了200g的水,此时圆柱体对溢水杯底的压力为0。(,取10N/kg)
(1)原溢水杯中水的体积__________ cm3;
(2)当圆柱体竖立下沉在杯中(图乙),圆柱体受到的浮力为__________N;
(3)若此时再将圆柱体竖直向上移动4cm,此时圆柱体底部受到水的压强__________Pa。
【答案】(1)1800
(2)8
(3)200
【详解】(1)由密度公式可知原溢水杯中水的体积为
(2)从溢水杯中溢出了200g水的体积为
因原溢水杯中没有装满水则圆柱体排开水的体积为
则圆柱体受到的浮力为
(3)已知圆柱体对容器底的压力为0,则圆柱体处于漂浮状态,根据漂浮条件可知,圆柱体的重力
根据图乙可知
由于
倒入1800g的水时水的高度为
圆柱体的底面积为
图乙中,剩余水的体积
若此时再将圆柱体竖直向上移动,设此时圆柱体浸入水中的深度为h,如图所示
容器里水的体积为
由于容器里的水的体积不变,则
若此时再将圆柱体竖直向上移动4cm,此时圆柱体浸在水中的深度为
此时圆柱体底部受到水的压强为
四、计算题
12.(2026·广东江门·二模)图甲为我国研制的深海载人潜水器“奋斗者”号。潜水器的机械手臂的结构如图乙所示,当液压杆伸长或缩短时,会带动金属杆绕着点转动。某次作业时,点到的垂直距离为,的长度为且保持水平,对金属杆端的压力是。(金属杆重力不计,取,海水密度取)
(1)采样器对金属杆端的压力为多少?
(2)在海面下处时,潜水器受到海水的压强为多少?
(3)体积为且处于悬浮状态的潜水器所受的浮力为多少?
【答案】(1)48N
(2)9×107Pa
(3)3×105N
【详解】(1)由题意可知,O点到AC的垂直距离为动力臂,OB长是阻力臂,AC对金属杆A端的压力是动力,采样器对金属杆B端的压力是阻力,根据杠杆平衡条件可得F1l1=F2l2,则采样器对金属杆B端的压力
(2)在海面下9000m处时,潜水器受到海水的压强是
(3)潜水器悬浮时,排开水的体积等于自身的体积,即
潜水器悬浮在海水中受到的浮力为
13.(2026·山东青岛·二模)如图甲所示,正方体A的质量是280kg,作为配重使用。杠杆,某同学用这个装置从水中提取物体B,然后将B放在浮体C上再运走。已知C的体积为0.6m³,一个质量为60kg的同学站在浮体C上,若不用力拉绳子时,浮体C总体积的浸入水中;当该同学用力拉动滑轮组绕绳的自由端,手拉绳的功率P和被拉物体匀速提升的距离关系如图乙所示。物体B上升的速度为0.2m/s且不变,物体被提出水面后,再将B放在C上,同时松开绳子,此时浮体C露出水面的体积相对于B未出水时减小0.05m³;已知两个定滑轮总重为100N。(绳的重力,滑轮与轴的摩擦力及水的阻力不计)求:
(1)人站在C上没有用力拉绳子时,C所受浮力为多大?
(2)当物体B未出水时,人用的拉力为多大?
(3)物体B的重力多大?
(4)已知水底部有很多物体需要清理,若用该装置将水中物体吊起并放在C上运走,为了使整个过程都安全,则该机械装置能够达到的最大效率是多少?(百分号前面保留整数)
【答案】(1)
4000N
(2)
100N
(3)
400N
(4)
87%
【详解】(1)由题意得,人站在C上未拉绳子时,C排开水的体积
根据阿基米德原理,C所受浮力
(2)由图甲可知,滑轮组承担物重的绳子段数,已知物体B上升速度,则绳子自由端移动速度
由图乙可知,物体B未出水时手拉绳功率,根据得拉力
(3)根据力的作用是相互的,绳子对人向上的拉力
B放在C上后,C排开水体积增加,浮力增加量
根据受力平衡,向下增加的总力等于浮力增加量,即,因此
(4)B出水后,手拉绳功率,此时拉力
不计绳重和摩擦,动滑轮重力
配重A的重力
根据杠杆平衡条件
得E端最大拉力
E端受力满足,已知定滑轮总重,因此绳子自由端最大拉力
人的重力,,因此最大拉力为
滑轮组能提升的最大物重
浮体C最大可承载额外重力为
,因此最大物重为,机械效率
五、综合题
14.(2026·吉林·二模)我国某核潜艇H(如图甲)最大下潜深度为350m,完全下潜到海面下的排水量为8.24×103t,已知海水密度为1.03×103kg/m3,江水密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。不考虑潜艇的体积变化。
(1)下列关于核潜艇的说法中,正确的是( )
A.核潜艇的外壳用硬度小的特种钢材制成
B.核潜艇是通过改变自身体积实现浮沉的
C.核潜艇悬浮和漂浮时所受的浮力相等
D.核潜艇由东海海面下,潜行进入长江后所受的浮力变小
(2)核潜艇在海面下水平匀速巡航时,突然进入密度跃层(海水密度突然变小)时,核潜艇将会_______(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”),将给核潜艇带来安全隐患。为确保核潜艇安全,应立即采取的措施是_______(选填“向水舱中充水”或“从水舱中向外排水”)。
(3)核潜艇H所受的海水阻力与航速的平方的关系如图乙,当核潜艇H航速为6m/s时,核潜艇H所受的海水阻力为_______N。
(4)该核潜艇H在深海某区域内以某一速度匀速下降,在到达一定深度后从水舱中向外排出6t的海水,经过一段时间,核潜艇H以相同的速度匀速上升。若该区域内海水的密度保持不变,核潜艇H所受阻力仅与速度有关。求核潜艇H在匀速下降时所受阻力的大小(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,写出必要的文字说明及推导过程)。
【答案】(1)D
(2) 下沉 从水舱中向外排水
(3)
(4)3×104N
【详解】(1)A.核潜艇在水下需要承担较大的压强,核潜艇的外壳用硬度大的特种钢材制成,故A不正确;
B.核潜艇是通过改变自身重力达到浮沉的,故B不正确;
C.核潜艇悬浮和漂浮时排开水的体积不同,排开水的质量不同,排开水的重力不同,根据阿基米德原理可知所受浮力不相等,故C不正确;
D.核潜艇由东海海面下潜行进入长江后,排开液体的体积不变,液体密度变小,根据可知所受浮力减小,故D正确。
故选D。
(2)[1]核潜艇在海面下水平匀速巡航时,突然进入密度跃层(海水密度突然变小)时,根据 可知会造成核潜艇所受浮力减小,重力不变,则重力大于浮力,核潜艇将会下沉。
[2]因为核潜艇是通过改变自身重力达到浮沉的,为确保核潜艇安全,应立即采取的措施是从水舱中向外排水,减小自身重力,使重力等于浮力,使核潜艇悬浮。
(3)该核潜艇H悬浮在海面下时,螺旋桨将海水推向后,由于物体间力的作用是相互的,海水对螺旋桨施加一个向前的推力,使核潜艇向前运动。由乙图可知,阻力与速度的平方成正比,当航速平方为100m2/s2时,核潜艇受到的阻力为,列式,然后代入数据可得
当核潜艇H航速为6m/s时,核潜艇H所受的海水阻力为
(4)该核潜艇H在深海某区域内以某一速度匀速下降,根据二力平衡条件知,①
在到达一定深度后从水舱中向外排出6t的海水,经过一段时间,核潜艇H以相同的速度匀速上升,根据二力平衡条件知,②
联立①②解得
核潜艇H在匀速上升(下降)时所受阻力的大小
15.(2026·上海嘉定·二模)海洋中海水的密度往往会受到温度、盐度以及深度的影响。如图所示,海洋中有些区域的海水密度会明显低于周边海水的密度,我们把这部分海水密度较低的区域称为海水断崖。某型号的潜艇在水下悬浮时,排开水的体积为。
(1)若将海水的密度近似看作,潜艇所处深度在水下200m处。求潜艇受到海水的压强p水;
(2)实际海水的密度会略大,若潜艇在密度为的高密度海水层中处于悬浮状态。当该潜艇驶入密度为的低密度海水断崖区时:
①该潜艇在海水断崖区竖直方向受到的合力为____N,方向为竖直_____;
②为了使潜艇在海水断崖区重新处于悬浮状态,此时潜艇需要_____。
A.向潜艇的水舱注水 B.潜艇的水舱向外排水
③根据第②问,求潜艇水舱需要注入或排出水的质量Δm____。
【答案】(1)
(2)
向下
B
【详解】(1)根据液体压强公式,潜艇受到海水的压强
(2)潜艇在高密度海水悬浮时,重力等于浮力,即
潜艇驶入断崖区后排开体积不变,此时浮力
因为海水密度变小,排开液体的体积不变,所以浮力变小,竖直方向合力为由于重力大于浮力,合力方向竖直向下;要使潜艇重新悬浮,需要让潜艇总重力等于断崖区的浮力,因此需要减小总重力,即让水舱向外排水,故选B。
重新悬浮时,重力减小量,排出水的质量
试卷第1页,共3页
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专题10 浮力及应用
浮力、阿基米德原理
考点1
一、单选题
1. D 2.C
二、多选题
3. AD 4. ACD 5. ABC
三、填空题
6.4 1
7.1 5
8.大于
9. (1)(2)A
10.扩散 热传递 变大
四、实验题
11. (1) F1-F3 F4-F2
(2) F浮=G排 溢水杯未装满 液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大
12. (1)2
(2)不正确,未控制物体排开液体的体积相同
(3)丙、丁
(4)1
13. (1)竖直
(2)排开液体的体积
(3) 大 液体的密度
(4) 1.5 大于
(5)1.1×103
(6)1.62
五、计算题
14. (1)10km/h
(2)
(3)
【详解】(1)驳船行驶15min的平均速度为
(2)导管架的重力
驳船静止时,导管架对驳船的压力
导管架对驳船的压强
(3)驳船受到的浮力
15. (1)800Pa
(2)32N
(3)16kg
【详解】(1)由题意得,水的深度
物体C的下端刚好露出水面时水对水舱底部的压强
(2)对物体C受力分析,当C完全露出水面后,浮力为0,传感器拉力等于C的重力,因此;
当C完全浸没时,C受力平衡,向上的浮力,向下的重力和向下的传感器压力(压力大小 ),因此
(3)由题意,抽出的水体积,C下端刚好露出时,C全部在水面上方,剩余水的体积
未抽水前水的总体积
未抽水前水舱中水的质量
物体的浮沉条件
考点2
一、单选题
1. B 2. A 3. C 4. A 5.B 6.B 7. C
二、填空题
8. 26
9.等于 不变
三、综合题
10. (1)等于
(2)换用质量更大的重物
(3)50
(4)偏大
11. 0.1 1.25 a 在管内适当增加铁屑使密度计重力增大 30 1 1.07
四、计算题
12. (1)
(2)
(3)
【详解】(1)由参数表可知,渔船满载时的排水量为
根据阿基米德原理,渔船受到的浮力等于它排开水的重力,所以
(2)海水放出的热量为
(3)发动机输出的机械能,即动力所做的功为
燃油释放的热量为
内能转化为机械能的效率为
13. (1)0.50N
(2)
(3),0.01856J
【详解】(1)金属块在水中受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力F浮金和细线竖直向上的拉力F拉的作用,处于静止状态,受力平衡。
金属块的重力
金属块受到的浮力
细线对金属块的拉力
(2)注入液体前,空塑料瓶和金属块整体处于漂浮状态,由于忽略空塑料瓶的重量,则细线对塑料瓶的拉力就是塑料瓶受到的浮力,根据可得“0”刻线以下塑料瓶的容积
(3)注入液体后,塑料瓶、金属块和注入的液体整体处于漂浮状态,总浮力等于总重力,即注入的液体的重力等于增加的浮力,即
注入液体的体积
则注入液体的密度
缓慢注入液体过程中,塑料瓶下沉,导致容器内水面上升。设塑料瓶(及金属块)相对于容器底部下沉的距离为d,水面上升的高度为。“0”刻线从与水面相平到水面以下4cm,说明塑料瓶相对于水面下沉了 4cm,即
水面上升是由于塑料瓶浸入水中的体积增加引起的。增加的浸入体积为
水面上升的的高度
则金属块下沉的距离
金属块重力做的功
14. (1)
(2)
(3)
【详解】(1)由题可知物体A排开液体体积
由阿基米德原理可得物体A所受浮力
由物体浮沉条件可知,物体漂浮时
,即质量为
由密度公式可得物体A的密度为
(2)将B物体放在A物体上后,把AB两物体看成一个整体,整体漂浮在水面上,即
物体A的上表面恰好和水面齐平,即
由阿基米德可得,整体受到的总浮力
故物体B的重力
(3)设只放入A物体时,水深为,则水的体积为
设将B物体放在A物体上之后,水深为,则水的体积为
联立两式解得水深变化量
由液体压强公式可得水对杯底压强的变化量
15. (1)16cm
(2)2550Pa
(3)3.25×103kg/m3
【详解】(1)设柱体的体积为V柱,高度为H,底面积
上漆器内部底面积
当柱体浸没于油漆中时,排开油漆的体积等于柱体的体积V柱,排开的油漆体积导致液面上升,此体积等于上漆器内部底面积与液面上升高度h1的乘积,即
柱体的高度为
(2)柱体在空气中时,弹簧测力计的示数F₁等于其重力G,即;柱体浸没在油漆中时,受到浮力F浮,弹簧测力计的示数
因此,柱体受到的浮力
根据阿基米德原理,且
油漆的密度
此时,柱体上表面距离液面
柱体高度
柱体底部所在的深度
柱体底部受到的液体压强
(3)当升降台缓慢下降时,油漆液面相对于柱体下降,导致柱体部分露出液面,浮力减小,弹簧测力计示数F₃增大,设液面相对于柱体下降的高度为Δh,则柱体露出液面的体积
这部分体积的油漆会填充到容器中,使液面相对于容器底部上升
液面相对于柱体的总下降高度
整理得
此时柱体浸入油漆的深度
此时柱体受到的浮力
弹簧测力计的示数
弹簧测力计的示数
根据题意
可得
解得柱体的重力,柱体的质量
柱体的密度
综合应用
考点3
一、单选题
1.A 2.C 3.D 4.B 5. D 6. D
二、多选题
7. BD 8. BC 9. BC 10. BC
三、填空题
11. (1)1800
(2)8
(3)200
四、计算题
12. (1)48N
(2)9×107Pa
(3)3×105N
【详解】(1)由题意可知,O点到AC的垂直距离为动力臂,OB长是阻力臂,AC对金属杆A端的压力是动力,采样器对金属杆B端的压力是阻力,根据杠杆平衡条件可得F1l1=F2l2,则采样器对金属杆B端的压力
(2)在海面下9000m处时,潜水器受到海水的压强是
(3)潜水器悬浮时,排开水的体积等于自身的体积,即
潜水器悬浮在海水中受到的浮力为
13. (1)4000N
(2)100N
(3)400N
(4)87%
【详解】(1)由题意得,人站在C上未拉绳子时,C排开水的体积
根据阿基米德原理,C所受浮力
(2)由图甲可知,滑轮组承担物重的绳子段数,已知物体B上升速度,则绳子自由端移动速度
由图乙可知,物体B未出水时手拉绳功率,根据得拉力
(3)根据力的作用是相互的,绳子对人向上的拉力
B放在C上后,C排开水体积增加,浮力增加量
根据受力平衡,向下增加的总力等于浮力增加量,即,因此
(4)B出水后,手拉绳功率,此时拉力
不计绳重和摩擦,动滑轮重力
配重A的重力
根据杠杆平衡条件
得E端最大拉力
E端受力满足,已知定滑轮总重,因此绳子自由端最大拉力
人的重力,,因此最大拉力为
滑轮组能提升的最大物重
浮体C最大可承载额外重力为
,因此最大物重为,机械效率
五、综合题
14. (1)D
(2) 下沉 从水舱中向外排水
(3)
(4)3×104N
15. (1)
(2) 向下 B
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