专题09 浮力 阿基米德原理 物体的浮与沉(期末真题汇编,江苏专用)八年级物理下学期苏科版
2026-06-01
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3份
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53页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 五、物体的浮与沉 |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 浮力 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.17 MB |
| 发布时间 | 2026-06-01 |
| 更新时间 | 2026-06-01 |
| 作者 | 物理空间 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-06-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58147331.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
专题聚焦浮力及应用,涵盖5大高频考点,精选多地期末真题,突出实验探究与实际情境结合。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择/填空|丰富|浮力产生原因、阿基米德原理、浮沉条件|结合矿泉水瓶、压强检测装置等生活化情境|
|实验题|重点|影响浮力因素探究、原理验证|注重控制变量法应用,如探究排液体积与密度关系|
|计算题|综合|密度计算、浮力与压力综合|联系密度计、潜艇模型等实际应用,融合力与运动分析|
内容正文:
专题09 浮力 阿基米德原理 物体的浮与沉
(答案版)
(
地城
考点01
认识浮力
)
1.D
2.升高;<;变小
3.D
4.(1)8;(2)4;(3)4。
5.5;2。
6.
7.
(
地城
考点02
探究影响浮力大小的因素
)
1.D
2.(1)竖直;4.7;4.2;
(2)同种液体中,物体受到的浮力大小随着排开液体的体积的增大而增大;排开液体的体积一定时,浮力大小与液体密度有关;
(3)1.1×103;小于。
3.(1)1.4;(2)无关;a、b、c;越大;(3)2.4×103。
(
地城
考点03
阿基米德原理
)
1.A
2.A
3.A
4.A
5.变小;等于。
6.>;>。
7.<;>;>。
8.(1)1;(2)没有控制排开液体体积相同;(3)D、E;(4)等于;(5)C;(6)不变。
9.(1)B;(2)F2﹣F1=F3﹣F4;(3)减小;等于;(4)不变;(5)等于;1.2;偏大。
10.(1)8×10﹣4m3;(2)1.5×103kg/m3;(3)1.2×103kg/m3。
(
地城
考点04
物体的浮沉条件
)
1.C
2.B
3.水;竖直向上;上浮;减小。
4.D
5.>;=;=;1.2×103。
6.等于;拉动注射器的活塞,让水进入潜艇模型。
7.
8.
9.
10.(1)物块受到浮力为5N;
(2)物块的密度为0.5×103kg/m3;
(3)至少需要对物块A施加一个5牛顿、竖直向下的力F,才能使物块A全部浸入水中
(
地城
考点05
物体的浮沉条件的应用
)
1.B
2.C
3.C
4.D
5.=;<;<。
6.(1)短;(2)1.2;(3)变大;细。
7.(1)0.6N;(2)0.4N;(3)0.6×103kg/m3。
8.(1)8N;(2)10﹣3m3;(3)4N。
9.(1)漂浮;0.28;12.5;(2)③;(3)在吸管中增加铁屑;(4)31.1;A。
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专题09 浮力 阿基米德原理 物体的浮与沉
(解析版)
5大高频考点概览
考点01 认识浮力
考点02 探究影响浮力大小的因素
考点03 阿基米德原理
考点04 物体的浮沉条件
考点05 物体浮沉条件的应用
(
地城
考点0
1
认识浮力
)
1.(2025春•徐州期末)关于浸在水中的物体所受的浮力,下列说法中正确的是( )
A.上浮时受到浮力,下沉时不受浮力
B.浮力的施力物体是物体本身
C.浮力的施力物体是容器
D.浮力的方向总是竖直向上
【考点】浮力的施力物体;浮力产生的原因;浮力的方向.
【答案】D
【分析】(1)浸在液体或气体里的物体受到液体或气体竖直向上托的力叫做浮力;
(2)浮力的产生原因是因为物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力。
【解答】解:ABC、浸在水里的物体受到水竖直向上托的浮力,浮力的施力物体是水,在水中下沉的物体、上浮的物体都受到浮力的作用,故ABC错误;
D、浮力的方向总是竖直向上的,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了浮力产生的原因、方向,属于基础题。
2.(2025春•镇江期末)如图所示,在透明正方体塑料盒的上下左右面的中央各开一个直径相同的圆孔,蒙上弹性薄膜,将一根硬质的均匀塑料管插入盒内作为“手柄”,做成一个气密性良好的压强检测装置.若堵住塑料管口放在空气中,当四块弹性薄膜均向外凸出,说明气温 升高 (选填“升高”或“降低”);若是打开塑料管口,当正方体塑料盒浸没在某液体中时,会发现弹性薄膜a的形变量 < (选填“>”、“<”或“=”)弹性薄膜c的形变量,从而说明浮力产生的原因;缓慢增加塑料盒浸没的深度,塑料盒所受浮力将 变小 。
【考点】浮力产生的原因.
【答案】升高;<;变小。
【分析】本实验中,通过观察橡皮膜的形变来反映液体内部向各个方向都有压强;
塑料盒内气体温度升高,压强增加;
液体内部压强随深度的增加而增大;
根据F浮=ρ液gV排判断浮力的变化。
【解答】解:(1)堵住塑料管口,放在空气中,当四块弹性薄膜均向外凸出,说明塑料盒内气体的压强增大,温度升高了;
(2)堵住塑料管口,浸没液体中,缓慢增加深度,a处深度小于c处深度,a处压强小于c处压强,a处压力小于c处压力,盒内空气被挤压,由于上方a处向下的压力较小,所以弹性薄膜a的形变量小于弹性薄膜c的形变量;
(3)缓慢增加塑料盒浸没的深度,橡皮受到的压强逐渐增大,塑料盒的排开水的体积逐渐变小,由F浮=ρ液gV排可知,塑料盒所受浮力将变小。
故答案为:升高;<;变小。
【点评】本题考查了浮力产生的原因、气体压强与温度的关系、液体压强的特点、阿基米德原理的应用等,属于综合题。
3.(2025春•沭阳县期末)如图所示,取一个矿泉水瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮(如图甲);若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来(如图乙和丙),此实验中,相关说法正确的是( )
A.甲乙两次实验中,小球所受浮力相等
B.三次实验中,小球均受到浮力
C.丙图中,乒乓球在上浮时受到的浮力不等于水对球上下面的压力差
D.此实验原理可以进一步阐述浮力产生的原因
【考点】浮力产生的原因.
【答案】D
【分析】根据浮力产生的原因,结合物体浮沉条件分析解答:浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力。
【解答】解:A.甲图下方不受水的压强,因而没有向上的压力,由浮力产生的原因可知,此时乒乓球不受浮力;
乙图中,用手堵住瓶口,乒乓球下方有水,水对乒乓球有向上的压力,乒乓球受到浮力。所以甲乙两次实验中,小球所受浮力不相等,故A错误;
B.由上述对甲图的分析可知,甲图中乒乓球不受浮力,故B错误;
C.根据浮力产生的原因,浮力等于液体对物体上下表面的压力差,丙图中乒乓球上浮时受到浮力,所以受到的浮力等于水对球上下表面的压力差,故C错误;
D.甲图中乒乓球不受浮力(下方无水,无向上压力),乙、丙图中乒乓球受浮力(下方有水,有向上压力,产生压力差),通过对比,能阐述浮力是由于液体对物体上下表面存在压力差产生的,即可以进一步阐述浮力产生的原因,故D正确。
故选:D。
【点评】浸在液体中的物体产生浮力的原因,是因为物体受到液体的压力,物体受到液体的压力是因为物体受到液体的压强作用,液体压强是因为液体有重力和具有流动性。
4.(2025春•徐州期末)用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好相平,如图甲所示,由此处匀速下放物块,直至浸没于水中。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示,对于此图回答以下问题:(g=10N/kg)
(1)物块受到的重力为 8 N;
(2)物块浸没在水中时受到的浮力是 4 N;
(3)物块刚好浸没时下表面受到水的压力为 4 N。
【考点】压力差法求浮力大小;称重法测量浮力;力的合成与应用.
【答案】(1)8;(2)4;(3)4。
【分析】(1)物体未浸入水中时,测力计测出的是物体的重力;
(2)由称重法得到物体浸没在水中时受到的浮力;
(3)物块刚好浸没时,物体上表面受到水的压力为零,由压力差法可知物体刚好浸没时下表面受到水的压力。
【解答】解:(1)由图乙可知,物块未浸入水中时,弹簧测力计示数为8N,由称重法可知,物块的重力为8N。
(2)由图乙可知,物块浸没在水中时,弹簧测力计示数为4N,即F示=4N,物块浸没在水中时受到的浮力为F浮=G﹣F示=8N﹣4N=4N。
(3)物块刚好浸没时,物体上表面受到水的压力为零,即F向下=0N,由压力差可知F浮=F向上﹣F向下=F向上﹣0N=4N,所以物块刚好浸没时下表面受到水的压力F向上=4N。
故答案为:(1)8;(2)4;(3)4。
【点评】本题考查压力差法求浮力和称重法求浮力两公式的应用,难度中等。
5.(2025春•句容市期末)如图所示,用针将重为3N的长方体小木块压入水中浸没,静止时木块上表面受到水的压力为5N,下表面受到水的压力为10N,则木块受到的浮力大小为 5 N;针对木块的压力为 2 N。
【考点】压力差法求浮力大小;力的合成与应用.
【答案】5;2。
【分析】(1)浮力产生的原因是液体对物体上、下表面的压力差,F浮=F向上﹣F向下;
(2)木块静止时,受力平衡,重力和压力的合力的大小与浮力的大小相等。
【解答】解:浮力产生的原因是液体对物体上、下表面的压力差,F浮=F向上﹣F向下=10N﹣5N=5N;
木块静止时,对木块进行受力分析,木块受到竖直向下的重力、针对它竖直向下的压力、竖直向上的浮力,三个力平衡,则有F浮=F压+G;所以针对木块的压力为:F压=F浮﹣G=5N﹣3N=2N。
故答案为:5;2。
【点评】本题考查压力差法计算浮力、力的平衡知识的应用,关键是能够对物体进行受力分析,难度适中。
6.(2025春•新吴区期末)如图所示,浸没在水中的物体,上表面受到水的压力为6N,下表面受到水的压力为10N,请画出物体所受浮力F浮的示意图(需标出力的大小)。
【考点】浮力的方向;画力的示意图;浮力产生的原因.
【答案】
【分析】根据浮力产生的原因求出物体所受浮力大小,然后确定浮力的方向和作用点,再根据力的示意图的画法作图。
【解答】解:浸没在水中的物体,上表面受到水的压力为6N,下表面受到水的压力为10N,
根据浮力产生的原因可得,物体所受浮力F浮=F下﹣F上=10N﹣6N=4N;
从物体重心开始,沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,并在线段的末尾标上F浮及其大小。如图所示:
【点评】此题考查力的示意图的画法、浮力产生的原因,根据浮力产生的原因求出物体所受浮力大小是关键。
7.(2025春•惠山区期末)如图所示,一只鸭子漂浮在水面上,请画出它所受浮力F浮的示意图(点O为鸭子的重心)。
【考点】浮力的方向;画力的示意图.
【答案】
【分析】当物体漂浮在水中时,物体受到的浮力方向竖直向上,大小等于重力的大小,作用点在物体重心上。据此画出浮力的示意图。
【解答】解:漂浮在水面的鸭子所受浮力的方向是竖直向上的,从重心开始竖直向上画一条带箭头的线段表示出浮力,并在箭头附近标出字母F浮,如图所示:
【点评】作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点。
(
地城
考点02
探究影响浮力大小的因素
)
1.(2025•扬州宝应期末)在探究“影响浮力大小的因素”实验中,小明选用体积相同的实心金属块甲和乙,实验过程如图所示,他探究的问题是( )
A.浮力大小与物体浸入液体深度的关系
B.浮力大小与排开液体重力的关系
C.浮力大小与液体密度的关系
D.浮力大小与物体密度的关系
【考点】探究浮力大小的影响因素
【分析】根据公式:F浮+F拉=G,即浮力加上弹簧测力计的拉力等于物块的重力,由此可以分析出重力和弹簧测力计的示数差值变化,还可求出浮力大小。
【解答】解:探究物体所受浮力与液体密度与排开体积有关,甲、乙两物体体积相同,排开液体的体积相同,液体的密度相同,而物体的密度不同的,比较弹簧测力计的示数的变化,故可探究物体所受浮力与物体密度的关系,故D符合题意,
故选:D。
【点评】本题考查了影响浮力因素的实验探究,难度不大。
2.(2025春•海安市期末)某物理兴趣小组在探究影响浮力大小因素的实验中,将装有适量酸奶的密封透明的瓶子(空瓶的质量为30g,瓶子的厚度不计)分别按如图所示的步骤进行实验,步骤C中瓶内外的液面相平:
(1)实验前,弹簧测力计应在 竖直 (选填“水平”或“竖直”)方向校零。步骤A中测得装有适量酸奶的瓶子总重为 4.7 N。将瓶子浸没在水中,如图步骤D,此时瓶子受到的浮力为 4.2 N。
(2)分析步骤A、B、C三图可得出结论: 同种液体中,物体受到的浮力大小随着排开液体的体积的增大而增大 ;分析步骤A、D、E三图可得出结论: 排开液体的体积一定时,浮力大小与液体密度有关 。
(3)通过上述数据的分析,可得出酸奶的密度ρ= 1.1×103 kg/m3。实际测量过程中,瓶子的厚度不能忽略,则测得酸奶密度 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【考点】探究浮力大小的影响因素.
【分析】(1)测量重力时,弹簧测力计竖直放置,因而使用前竖直方向进行调零;根据弹簧测力计的分度值和指针的位置读数,利用称重法求浮力;
(2)根据控制变量法,找出不变的量和变化的量,确定浮力大小与变化量之间的关系;
(3)根据内外液面相平时的浮力,利用阿基米德原理求出酸奶的体积;得出酸奶的重力,结合G=mg=ρVg可得计算酸奶的密度;
根据瓶子的厚度不能忽略,计算的体积偏大,据此分析。
【解答】解:(1)测量重力时,弹簧测力计竖直放置,因而使用前竖直方向进行调零;
弹簧测力计分度值为0.2N,示数为4.7N,将瓶子浸没在水中,如图步骤D,浸没在水中时的浮力为F浮水=G﹣F=4.7N﹣0.5N=4.2N;
(2)分析实验步骤A、B、C随着物体排开液体的体积增大,所受浮力也增大,可以得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小随着排开液体的体积的增大而增大;
为了探究浮力大小与液体密度的关系,应该控制排开液体的体积相同,而液体的密度不同,而A、D、E排开液体的体积相同,液体的密度不同,所受浮力不同,故可以得出排开液体的体积一定时,浮力大小与液体密度有关;
(3)空瓶的质量为30g,重力G'=mg=0.03kg×10N/kg=0.3N;
根据C图知,当内外液面相平,即排开液体的体积等于酸奶的体积知,弹簧测力计的示数为0.7N;此时F'浮水=G﹣F'=4.7N﹣0.7N=4N;
根据阿基米德原理知酸奶的体积V=V排4×10﹣4m3;
酸奶的重力G‘’=G﹣G'=4.7N﹣0.3N=4.4N;
根据 G=mg=ρVg可得:4.4N=ρ酸×10N/kg×4×10﹣4m3;
解得ρ酸=1.1×103kg/m3。
瓶子的厚度不能忽略,根据浮力计算的体积偏大,根据G=mg=ρVg计算的密度偏小。
故答案为:(1)竖直;4.7;4.2;
(2)同种液体中,物体受到的浮力大小随着排开液体的体积的增大而增大;排开液体的体积一定时,浮力大小与液体密度有关;
(3)1.1×103;小于。
【点评】本题考查浮力有关因素的探究与密度的测量,属于较难题。
3.(2025•苏州期末)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,某中学同学们根据生活经验提出了浮力的大小可能与下列因素有关的猜想:①与物体浸入液体中的深度有关;②与物体排开液体的体积有关;③与液体的密度有关。
(1)进行探究时,实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。其中序号b中物体P所受浮力的大小为 1.4 N。
(2)分析a、c、d三次实验可知,浮力大小与物体浸没在液体中的深度 无关 (选填“有关”或“无关”);分析 a、b、c 三次实验可知,浮力大小与物体排开液体的体积有关;分析a、d、e三次实验可知,在物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体受到的浮力 越大 (选填“越大”或“越小”)。
(3)物体P的密度为 2.4×103 kg/m3。(g取10N/kg,水的密度为1×103kg/m3)
【考点】探究浮力大小的影响因素.
【分析】(1)据图a可知,物体P所受重力为G=4.8N,物体重力与序号b中弹簧测力计示数之差即为物体P所受浮力大小;
(2)c、d实验中,液体的密度相同,物体排开液体的体积相同,物体浸没在液体中的深度不同,结合a实验,根据控制变量法判断;b、c实验中,液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,结合a实验,根据控制变量法判断;d、e实验中,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,结合a实验,根据控制变量法判断;
(3)利用重力公式求得物块的质量,利用浮力公式算出物体的体积V,根据密度公式求出物块的密度。
【解答】解:(1)据图a可知,物体P所受重力为G=4.8N,其中序号b中物体P所受浮力大小为F浮b=G﹣F拉b=4.8N﹣3.4N=1.4N;
(2)c、d实验中,液体的密度相同,物体排开液体的体积相同,物体浸没在液体中的深度不同,结合a实验,根据控制变量法可知,浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;b、c实验中,液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,结合a实验,根据控制变量法可知,浮力大小与物体排开液体的体积有关;d、e实验中,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,结合a实验,根据控制变量法可知,在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大;
(3)物体的质量为:
m,
物体的体积为:
V2×10﹣4m3;
物块的密度为:
ρ2.4×103kg/m3。
故答案为:(1)1.4;(2)无关;a、b、c;越大;(3)2.4×103。
【点评】此题考查了探究浮力大小与哪些因素有关、浮力公式及其计算、密度公式及其计算,属常规题目。
(
地城
考点03
阿基米德原理
)
1.(2025春•徐州期末)兴趣小组在测量“浮力的大小”时,其实验操作步骤及弹簧测力计的示数均如图所示。下列等式正确的是( )
A.F2﹣F3=F4﹣F1 B.F2﹣F1=F4﹣F3
C.F3﹣F1=F2﹣F4 D.F1=F2﹣F3﹣F4
【答案】A
【分析】由图示实验步骤可知,F1表示空桶的重力,F2表示物块的重力,F3表示物块浸没在水中时测力计的示数,F4表示小桶和物块排开水的总重力,根据称重法测浮力求浮力,求出物块排开水的重力,根据阿基米德原理可知浮力与排开水的重力相等,从而可知各示数之间的关系。
【解答】解:由图示实验步骤可知,F1表示空桶的重力,F2表示物块的重力,F3表示物块浸没在水中时测力计的示数,F4表示小桶和物块排开水的总重力。
则物块受到的浮力:F浮=G﹣F示=F2﹣F3,
物块排开水的重力:G排=G总﹣G空=F4﹣F1,
根据阿基米德原理可知:F浮=G排,即:F2﹣F3=F4﹣F1,故A正确。
故选:A。
2.(2025春•徐州期末)把重为0.5N的物体放入盛有水的烧杯中,溢出水的重力为0.3N,则物体受到的浮力( )
A.可能为0.4N B.可能为0.2N
C.一定为0.5N D.一定为0.3N
【答案】A
【分析】由阿基米德原理知道,浸在液体中的物体受的浮力等于物体排开的液体的重力。解题时注意:烧杯内的水不一定满。
【解答】解:将一个重为0.5N的物体浸没在盛有水的烧杯中,溢出烧杯的水重为0.3N,有以下两种可能:
①若烧杯中水是满的,溢出烧杯的水重为0.3N,根据阿基米德原理可知,浮力等于溢出烧杯的水重,大小为0.3N。
②若烧杯中水是不满的,溢出烧杯的水重为0.3N,说明物体排开的水的重力大于0.3N,根据阿基米德定律,浮力大于0.3N。
综上分析,物体受到的浮力等于或大于0.3N,故A正确、BCD错。
故选:A。
3.(2025•新泰市模拟)如图甲所示,弹簧测力计下挂有一个圆柱体,把它从盛水的烧杯底缓慢提升,直到全部露出水面,该过程中弹簧测力计读数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示,(g取10N/kg,忽略水面的变化)下列说法中( )
①圆柱体受到的重力是10N
②圆柱体受到的最大浮力是6N
③圆柱体刚要露出水面时,圆柱体下表面受到水的压强为300Pa
④圆柱体的密度是1.5g/cm3
A.只有①③正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有②④正确
【答案】A
【分析】①根据图乙可知当h>5cm时,弹簧测力计的示数为10N不变,此时圆柱体位于空中,根据二力平衡条件得出圆柱体的重力;
②根据图乙可知当h<2cm时,圆柱体完全浸没在水中,弹簧测力计的示数为6N不变,此时圆柱体受到的浮力最大且不变,根据称重法F浮=G﹣F拉求出圆柱体受到的最大浮力;
③忽略水面的变化,由图乙可知,圆柱体从2cm开始露出水面到5cm完全离开水面,据此求出圆柱体的高,根据p=ρgh可求出圆柱体刚要露出水面时圆柱体下表面受到水的压强;
④物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,根据F浮=ρ液gV排求出圆柱体的体积,根据G=mg求出圆柱体的质量,利用ρ求出圆柱体密度。
【解答】解:①由图乙可知,当h>5cm时,弹簧测力计的示数为10N不变,此时圆柱体位于空中,由二力平衡条件可知,圆柱体的重力G=F=10N,故①正确;
②.由图乙可知,当h<2cm时,圆柱体完全浸没在水中,弹簧测力计的示数为F′=6N不变,此时圆柱体受到的浮力最大且不变,则圆柱体受到的最大浮力F浮=G﹣F′=10N﹣6N=4N,故②错误;
③忽略水面的变化,由图乙可知,圆柱体从h1=2cm开始露出水面到h2=5cm完全离开水面,则圆柱体的高为h=h2﹣h1=5cm﹣2cm=3cm,则圆柱体刚要露出水面时圆柱体下表面受到水的压强为:p=ρ水gh=1.0×103m3×10N/kg×0.03m=300Pa,故③正确;
④因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρ液gV排可得,圆柱体的体积V=V排4×10﹣4m3,
由G=mg可得,圆柱体的质量m1kg,
则圆柱体密度ρ2.5×103kg/m3=2.5g/cm3,故④错误。
故选:A。
4.(2025春•句容市期末)一名初中生质量约50kg,空气密度约为1.3kg/m3,人体的密度与水接近,则他受到空气的浮力约为( )
A.0.6N B.6N C.60N D.600N
【答案】A
【分析】中学生的质量约为50kg,人体的密度和水的密度差不多,根据密度计算公式求出人的体积,根据阿基米德原理求出受到的浮力。
【解答】解:中学生的质量约为50kg,人体的密度约为1.0×103kg/m3,
由ρ得中学生排开空气的体积:
V排=V0.05m3,
他受到的空气浮力:
F浮=ρ空气gV排=1.3kg/m3×10N/kg×0.05m3=0.65N,故A符合题意。
故选:A。
5.(2025春•姜堰区期末)小明用如图所示装置验证阿基米德原理:将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数逐渐 变小 ,弹簧测力计甲的示数变化量 等于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)乙的示数变化量,则验证了阿基米德原理。
【答案】变小;等于。
【分析】随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,根据称重法可知重物所受浮力的变化,根据阿基米德原理可知排开液体重力的变化。由称重法可知甲弹簧测力计示数的变化量等于重物受到的浮力,乙弹簧测力计示数的变化量等于重物排开液体的重力。
【解答】解:(1)根据F浮=ρ液V排g可知,排开液体的体积变大,重物受到的浮力变大,又因为F浮=G﹣F示得F示=G﹣F浮,所以弹簧测力计甲的示数逐渐变小;
(2)又因重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大,所以弹簧测力计乙的示数变大;根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,所以弹簧测力计甲示数的变化量等于乙示数的变化量,则验证了阿基米德原理。
故答案为:变小;等于。
6.(2025春•滨湖区期末)如图所示,甲、乙两个相同的溢水杯盛满水。把体积相同的两个小球放入其中,静止时如图所示,甲溢出40g水,乙溢出30g水,两小球在甲、乙杯中受到的浮力分别为F1、F2,甲、乙两个溢水杯底对桌面的压强分别为p1、p2,则F1 > F2,p1 > p2(均选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】>;>。
【分析】(1)根据浸入的体积结合阿基米德原理分析;
(2)由图可知,深度相等,根据浮沉条件比较小球的重力与排开液体的重力关系,得出总重力的大小关系,结合压强公式分析解答。
【解答】解:甲球全部浸入,乙球部分浸入,甲排开液体的质量大,根据阿基米德原理知,浮力等于排开液体的重力,根据G=mg知,甲排开液体的重力大,根据阿基米德原理知,受到的浮力大,
根据图中深度相同,甲沉底,小球的重力大于排开液体的重力,而乙小球的重力等于排开液体的重力,乙可以等效替换为全部是水,故甲的总重力大于乙的总重力,根据底面积相等,故甲的压强大于乙。
故答案为:>;>。
7.(2024•南京)如图所示,三个相同的容器内装入体积相同的液体,用弹簧测力计提起相同物体浸入液体后,物体均静止。甲、乙两图中物体露出液面的体积相等,两容器底部受到液体压强的变化量为Δp甲、Δp乙;甲、乙、丙三图中测力计读数分别为F1、F2和F3(示数未标出)。则它们的大小关系是:F1 < F2,F2 > F3,Δp甲 > Δp乙。(ρ水>ρ酒精)
【答案】<;>;>。
【分析】(1)相同物体在甲、乙两图中露出液面的体积相等,则排开液体的体积相等,而ρ水>ρ酒精,根据F浮=ρ液V排g得出受浮力大小关系,再根据F浮=G﹣F示得出弹簧测力计示数的大小关系;
(2)相同物体在乙、丙两图中露出液面的体积不相等,排开液体的体积不相等,根据F浮=ρ液V排g得出受浮力大小关系,再根据F浮=G﹣F示得出弹簧测力计示数的大小关系。
(3)三个相同的容器内装入体积相同的液体,相同物体在甲、乙两图中露出液面的体积相等,则物体浸入的体积(排开液体的体积)相等,两容器内液面的升高值相同,利用p=ρgh可得容器底部受到液体压强变化量的大小关系。
【解答】解:(1)相同物体重力G相同,在甲、乙两图中露出液面的体积相等,则排开液体的体积相等,而ρ水>ρ酒精,由F浮=ρ液V排g得出受浮力大小:F浮1>F浮2,由F浮=G﹣F示可得弹簧测力计示数的大小F1<F2;
(2)相同物体重力G相同,在乙图中部分浸入,在丙图中浸没,排开酒精的体积V排2<V排3,根据F浮=ρ酒精V排g得出受浮力大小:F浮2<F浮3,由F浮=G﹣F示可得弹簧测力计示数的大小F2>F3。
(3)容器相同、装入液体的体积相同,相同物体在甲、乙两图中露出液面的体积相等,则物体浸入的体积(排开液体的体积)相等,由V排=Sh可知两容器内液面的升高值相同,而ρ水>ρ酒精,由p=ρgh可知容器底部受到液体压强变化量,即Δp甲>Δp乙。
故答案为:<;>;>。
8.(2025春•宿城区期末)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,小红将一个物块挂在弹簧测力计下,并逐渐使其浸入水中,如图所示。
(1)物块浸没在水中时受到的浮力是 1 N;
(2)小红根据图A、B、C得出结论,物体在液体中深度越深,受到的浮力越大。小黄认为这个结论是错误的,理由是 没有控制排开液体体积相同 ;
(3)由图A和 D、E (填实验序号),可知浸在液体中的物体受到浮力的大小与液体的密度有关;
(4)小红接着用如图所示装置验证阿基米德原理。通过实验得到结论:浸在液体中的物体,受到的浮力大小 等于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)物体排开液体的重力。
(5)以下情况不会影响实验结论的是 C ;
A.图甲中水面未到达溢水杯的溢水口;
B.操作时物体碰到溢水杯的杯底;
C.图乙中物体未全部浸没在水中;
(6)物体浸入溢水杯过程中电子秤示数将 不变 。
【答案】(1)1;(2)没有控制排开液体体积相同;(3)D、E;(4)等于;(5)C;(6)不变。
【分析】(1)利用称重法F浮=G﹣F求出物体浸没在水中时,受到的浮力;
(2)探究浮力与物体浸入液体深度的关系,应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,分析图示实验,然后答题;
(3)浮力的大小与液体密度和排开液体体积有关,与深度和物体密度无关,根据控制变量法进行分析;
(4)物体所受的浮力等于物体的重力减去浸入液体时弹簧测力计的示数;物体排开液体的重力等于桶和排开水所受的重力减去空桶的重力,然后比较浮力和排开水所受的浮力得出结论;
(5)分析三个选项的操作,看是否对测得浮力的大小、排开水的重力是否有影响,据此判断选项的正误;
(6)物体浸没在水中静止时,物体受到重力、浮力以及拉力的作用。根据阿基米德原理可知物体受到的浮力等于排开的水重,物体对水的压力大小与浮力相等,所以溢水杯对电子秤的压力不变。
【解答】解:(1)如图A知,物体重G=2.4N,
如图C知,物体浸没在水中,弹簧测力计的示数为F=1.4N,
则物体浸没在水中受到的浮力:F浮=G﹣F=2.4N﹣1.4N=1N;
(2)图A、B、C,排开液体体积不同,深度也不同,由于没有控制排开液体体积相同,故小红的结论是错误的;
(3)探究浮力与液体密度的关系,需控制排开液体体积不变,改变液体密度,故选图A和图D、E实验;
(4)空气中物体的重力为G′=4N;水中弹簧测力计的示数为F′=3N,
物体在水中受到的浮力为:F浮=F1﹣F3=4N﹣3N=1N;
由图可知,空桶的重力F2=0.5N,
由图可知,水和桶的重力F4=1.5N,
所以溢出水的重力为:G排=F4﹣F2=1.5N﹣0.5N=1N,
根据计算结果,可见F浮=G排,说明浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开的液体受到的重力;
(5)A、图乙中水面未达到溢水杯的溢水口,测得的物体的浮力准确,物体排开的水不能完全计入溢水杯中,导致测得的排开的水的重力偏小,导致实验结论错误,故A不符合题意;
B、图乙中物体碰到容器底,此时物体受到容器内部支持力的作用,测力计的示数变小,导致测量得的浮力偏大,而物体排出的水的体积不变,物体排开水的重力不变,则会导致实验结论错误,故B不符合题意;
C、图乙中物体未浸没在水中,物体排开水的体积较小,受到的浮力较小,物体排开的水的重力较小,仍可以得出正确的结论,故C符合题意;
故选:C;
(6)由于溢水杯中装满水,物体浸没在水中静止时,根据阿基米德原理可知物体受到的浮力等于排开的水重,物体对水的压力大小与浮力相等,所以溢水杯对电子秤的压力不变,即电子秤示数不变。
故答案为:(1)1;(2)没有控制排开液体体积相同;(3)D、E;(4)等于;(5)C;(6)不变。
9.(2025春•泰兴市期末)某实验小组的同学,想验证阿基米德原理,进行下面的实验,如图甲所示:
(1)为了方便操作和减小测量误差,最合理的操作步骤顺序应该是 B ;
A.①②③④
B.④②①③
C.④①②③
D.②①③④
(2)按照正确的操作步骤,当测量结果满足等式 F2﹣F1=F3﹣F4 时(用弹簧测力计示数F1、F2、F3、F4表示),则说明阿基米德原理成立;
(3)小华利用身边的器材对实验进行了改进:两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料杯(质量忽略不计)等器材,装置如图乙所示。实验时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直至刚好全部浸没,观察到弹簧测力计A的示数逐渐 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”),弹簧测力计B的示数逐渐增大,若弹簧测力计A的示数变化量为ΔFA,B的示数变化量为ΔFB,则它们的大小关系是ΔFA 等于 ΔFB(选填“大于”“等于”或“小于”);
(4)在这个过程中溢水杯对升降台的压力 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)为了更加直观的验证阿基米德原理,聪明的小红又对实验进行了改进,如下图丙所示:把弹簧测力计上端固定在铁架台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上,在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下端放一小杯,在金属块的正下方,有一个溢水杯,装满水的溢水杯放置在铁架台的支架上,溢水杯跟金属块、粗铁丝都不接触。
①平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸没入水中(如图丙→丁→戊),在此过程中。弹簧测力计示数:F丙 等于 F戊(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
②再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离开水面(如图己)。可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为 1.2 N,此浮力的测量数值比真实数值将 偏大 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)B;
(2)F2﹣F1=F3﹣F4
(3)减小;等于;
(4)不变;
(5)等于;1.2;偏大。
【分析】(1)从为了方便操作和减小测量误差分析;
(2)根据称重法得出物体受到的浮力,得出排开液体的重力大小,结合阿基米德原理分析。
(3)根据称重法F浮=G﹣F示分析;
弹簧测力计A示数的变化量等于浮力的大小,弹簧测力计B示数的变化量等于排开液体的重力,结合阿基米德原理分析;
(4)溢水杯对升降台的压力等于溢水杯、水和物体的总重力减去物体受到的浮力,结合力的相互性及阿基米德原理分析;
(5)金属块排开液体的体积不变,液体密度不变,根据阿基米德原理得出浮力不变,其总重力不变,受到的浮力不变,据此分析;
根据称重法得出浮力大小,因为金属块离开水面时会带一些小水滴,使得测量的重力F己偏大,根据F浮=F丙﹣F己分析。
【解答】解:(1)为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力,应先测量空桶的重。然后再测出物体的重力,将溢水杯装满水,并直接浸入水中观察测力计的示数,最后测排出的水和小桶的总重,求排出的水的重力,所以最合理的操作步骤顺序应该是:④②①③,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
(2)根据称重法,物体受到的浮力F浮=F2﹣F1,排开液体的重力G排=F3﹣F4,当F2﹣F1=F3﹣F4时,说明阿基米德原理成立。
(3)实验时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直至刚好全部浸没,根据称重法F浮=G﹣F示,重物受到的浮力逐渐增大,重力不变,所以弹簧测力计A的示数逐渐减小。
根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,弹簧测力计A示数的变化量等于浮力的大小,弹簧测力计B示数的变化量等于排开液体的重力,所以ΔFA=ΔFB。
(4)溢水杯对升降台的压力等于溢水杯、水和物体的总重力减去物体受到的浮力(因为物体受到浮力,对水有反作用力,相当于减轻了溢水杯对升降台的压力),而物体受到的浮力等于排开液体的重力,排开的水又流入了薄塑料杯,所以溢水杯、水和物体的总重力不变,浮力不变,那么溢水杯对升降台的压力不变。
(5)平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸没入水中(如图丙→丁→戊),在此过程中,金属块排开液体的体积不变,液体密度不变,根据阿基米德原理,浮力不变,对整个装置(金属块、小杯、粗铁丝框)进行受力分析,其总重力不变,受到的浮力不变,所以弹簧测力计示数F丙=F戊。
由图丙可知弹簧测力计示数F丙为4.4N,由图己可知弹簧测力计示数F己为3.2N,则浮力F浮=F丙﹣F己=4.4N﹣3.2N=1.2N
因为金属块离开水面时会带一些小水滴,使得测量的重力F己偏大,根据F浮=F丙﹣F己,F丙不变,F己偏大,所以此浮力的测量数值比真实数值偏大。
故答案为:(1)B;
(2)F2﹣F1=F3﹣F4
(3)减小;等于;
(4)不变;
(5)等于;1.2;偏大。
10.(2025•东平县一模)如图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深度处。如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图像。已知,g=10N/kg。求:
(1)圆柱体的体积;
(2)圆柱体的密度;
(3)若将圆柱体全部浸入另一种液体中,弹簧测力计示数为2.4N,则该液体的密度是多少?
【答案】(1)圆柱体的体积为8×10﹣4m3;
(2)圆柱体的密度为1.5×103kg/m3;
(3)该液体的密度是1.2×103kg/m3。
【分析】(1)根据图像分析重力与拉力大小,得出浮力,结合阿基米德原理计算体积;
(2)根据重力计算质量,结合体积计算密度;
(3)根据称重法和阿基米德原理计算液体的密度。
【解答】解:(1)由图像知,圆柱体的重力G=12N。浸没时的拉力F=4N,说明圆柱体浸没水中所受的浮力为
F浮=G﹣F1=12N﹣4N=8N;
圆柱体浸没时,排开水的体积等于自身的体积,据阿基米德原理知,
;
(2)由图像知,圆柱体的重力G=12N,根据G=mg知,圆柱体的质量
;
圆柱体的密度
;
(3)圆柱体浸没另一种液体中,测力计的示数为2.4N,所受的浮力F浮1=G﹣F2=12N﹣2.4N=9.6N;
该液体的密度
。
答:(1)圆柱体的体积为8×10﹣4m3;
(2)圆柱体的密度为1.5×103kg/m3;
(3)该液体的密度是1.2×103kg/m3。
(
地城
考点04
物体的浮沉条件
)
1.(2025春•盐城期末)如图所示,马铃薯沉在水底,乒乓球浮在水面上。以下判断正确的是( )
A.乒乓球受到的浮力大于重力
B.马铃薯受到的浮力一定等于重力
C.马铃薯受到的浮力大于乒乓球受到的浮力
D.马铃薯受到的浮力小于乒乓球受到的浮力
【答案】C
【分析】(1)根据浮沉条件分析浮力与自身重力的关系;
(2)根据图中浸入的体积结合阿基米德原理分析浮力大小关系;
【解答】解:A、乒乓球漂浮,处于静止状态,受力平衡,浮力等于重力,故A错误;
B、马铃薯沉底,故受到的浮力一定小于重力,故B错误;
CD、根据图中,乒乓球浸入的体积小于马铃薯浸入的体积,根据阿基米德原理知,乒乓球受到的浮力小于马铃薯的浮力,故C正确,D错误。
故选:C。
2.(2025春•丹阳市期末)装有适量盐水的透明塑料袋放入盛水的玻璃缸中(不计塑料袋质量和体积),如图所示,待塑料袋静止时可能出现的情况是(已知ρ盐水>ρ水)( )
A.②③④ B.①②③ C.①②③④ D.①②④
【答案】B
【分析】(1)根据袋内外的液体密度结合漂浮或悬浮的条件分析;
(2)根据阿基米德原理分析体积相等时的浮力与重力关系。
【解答】解:①④根据漂浮时浮力等于重力,则有浮力为F浮=G,根据阿基米德原理知,ρ水gV排=ρ盐水gV盐水,由于ρ盐水>ρ水,则V盐水<V排,盐水的液面比水低,待塑料袋静止时可能出现①情况,不可能出现④情况;
②若盐水袋悬浮在水中,则浮力等于重力,则有ρ水gV排=ρ盐水gV盐水,由于ρ盐水>ρ水,则V盐水<V排,待塑料袋静止时可能出现②情况;
③若袋子装满盐水,则盐水和排开水低体积相等,根据F浮=ρ水gV排;重力G=ρ盐水gV;
盐水的密度大,故重力大于浮力,因而沉底。故可能出现③情况。
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
3.(2023春•梁园区期末)赛龙舟是我国民间端午节的传统习俗,比赛前龙舟静止在湖面上受到浮力的作用,该浮力的施力物体是 水 ,浮力的方向是 竖直向上 ;当运动员从龙舟走上岸后,龙舟在水中将 上浮 (选填“上浮”或“下沉”)一些,此时所受的浮力 减小 (选填“减小”、“不变”或“增大”)。
【答案】水;竖直向上;上浮;减小。
【分析】浮力是液体对浸在其中的物体产生的竖直向上托的力;根据阿基米德原理即可求出浮力,由于物体漂浮则受到的浮力等于自身的重力,根据F浮=ρ液gV排分析。
【解答】解:龙舟静止在湖面上,龙舟对水有竖直向下的压力,水对龙舟有竖直向上的浮力,故浮力的施力物体是水,浮力的方向是竖直向上。
当运动员从龙舟走上岸后,龙舟的总重力减小,龙舟对水的压力减小,由力的相互性可知,浮力等于压力,故浮力会减小,根据F浮=ρ液gV排可知,排开水的体积会减小,故龙舟在水中将上浮一些。
故答案为:水;竖直向上;上浮;减小。
4.(2025春•溧阳市期末)甲、乙两个圆柱形容器完全相同,静止放在水平桌面上,容器中分别盛有A、B两种液体,将两个完全相同的小球放入两个容器中,静止时,小球在甲容器中漂浮,在乙容器中沉底,此时两容器中液面高度相同,如图所示。若A、B液体的密度分别为ρA、ρB,小球在A、B液体中所受浮力分别为FA、FB,A、B液体对容器底部的压强分别为pA、pB,甲、乙两个容器对桌面的压强分别为p甲、p乙,则下列判断正确的是( )
A.ρA<ρB B.FA<FB C.pA= pB D.p甲>p乙
【答案】D
【分析】(1)根据浮沉条件可知:物体漂浮时,ρ物<ρ液;物体沉底时,ρ物>ρ液;
(2)根据浮沉条件可知:物体漂浮时,F浮=G物;物体沉底时,F浮<G物;
(3)根据p可知,S相同,所以只需比较液体对容器底部的压力,而由于液体对容器底部的压力等于液体的重力与小球的重力之和;从图中可知液体的体积大小关系,根据m=ρV即可比较出液体质量的大小关系,根据G=mg判断出液体重力关系,从而判断出液体对容器底部的压力的关系;
(4)容器对桌面的压力等于容器的重力、小球的重力以及液体的重力之和。
【解答】解:
A、小球在甲容器中漂浮,所以ρA>ρ物,在乙容器中沉底,ρB<ρ物,所以ρA>ρB,故A错误;
B、小球在甲容器中漂浮,所以,FA=G物,在乙容器中沉底,所以FB<G物,所以FA>FB,故B错误;
C、由A选项可知ρA>ρB,且A的体积较大,根据m=ρV可得mA>mB,根据G=mg可得GA>GB,柱状容器,液体对容器底部的压力等于液体重力与球的重力的和,所以A液体对容器底部的压力比较大,由于容器的底面积相同,根据p可知底面积一定时,压力大的压强大,所以A液体对容器底部的压强大,即pA>pB,故C错误;
D、由C选项可知GA>GB,容器对地面的压力等于液体重力、容器重力与球的重力三者之和,所以A容器对地面的压力较大,由于容器的底面积相同,根据p可知底面积一定时,压力大的压强大,所以装液体A的容器对地面的压强大,即p甲>p乙,故D正确。
故选:D。
5.(2025春•句容市期末)两个相同的柱形容器放在水平桌面上,里面分别装有质量相等的甲、乙两种液体,将A、B两个质量相等的实心球放入甲液体中,静止时两球状态如图所示,则球受到的浮力FA浮 > FB浮;若将这两球放入乙液体中静止时均漂浮,A、B两球排开乙液体的体积分别为VA排、VB排,则VA排 = VB排;两球放入甲、乙液体中静止后,两容器对桌面的压强分别为p1、p2,则p1 = p2;若甲液体是水,且B球分别在甲、乙两液体中所受浮力之比为5:6,则B球密度ρB= 1.2×103 kg/m3。
【答案】>;=;=;1.2×103。
【分析】将A、B两个质量相等的实心球放入甲液体中,静止时A漂浮,受到的浮力等于自身重力,B下沉,受到的浮力小于重力,据此比较两球受到的浮力大小;
A、B的质量相等,将这两球放入乙液体中静止时均漂浮,根据漂浮条件可知A、B所受浮力的关系,根据F浮=ρ液gV排可知A、B排开液体的体积关系;
容器对桌面的压力等于容器、液体和物体的总重力,根据F=G=mg可知两容器对桌面的压力关系,根据p可知两容器对桌面的压强关系;
B球在水中沉底,排开水的体积等于B的体积,B球在乙中漂浮,所受浮力等于重力,根据F浮=ρ液gV排、G=mg=ρVg求B球的密度。
【解答】解:将A、B两个质量相等的实心球放入甲液体中,静止时A漂浮,受到的浮力等于自身重力,B下沉,受到的浮力小于重力,根据G=mg可知两球重力相等,比较可知球受到的浮力FA浮>FB浮;A、B的质量相等,将这两球放入乙液体中静止时均漂浮,所受浮力等于重力,根据F浮=G=mg可知A、B所受的浮力相等,根据F浮=ρ液gV排可知A、B排开液体的体积相等,即VA排=VB排;
容器对桌面的压力等于容器、液体和物体的总重力,根据F=G=mg可知两容器对桌面的压力相等,根据p可知两容器对桌面的压强相等,即p1=p2;
B球在水中沉底,排开水的体积等于B的体积,B球在乙中漂浮,所受浮力等于重力,根据F浮=ρ液gV排、G=mg=ρVg可得:,
则B球的密度:ρB1.2×103kg/m3。
故答案为:>;=;=;1.2×103。
6.(2025春•海州区期末)小明用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、软管、水槽和水等,制作如图所示的潜艇模型,当拉动注射器的活塞时,水能进入潜艇模型;反之,水被排出潜艇模型。将模型放入水中后,模型恰能漂浮于水面,此时它受到的浮力 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力。若让漂浮的模型下沉,应该进行的操作是 拉动注射器的活塞,让水进入潜艇模型 。
【答案】等于;拉动注射器的活塞,让水进入潜艇模型。
【分析】物体浮沉条件:浮力大于重力,物体上浮;浮力小于重力,物体下沉。
【解答】解:模型漂浮于水面,根据沉浮条件,此时浮力等于重力。
潜水艇的工作原理是改变自身重力实现上浮和下沉。因此让漂浮的模型下沉,应该进行的操作是拉动注射器的活塞,让水进入潜艇模型,增大自身重力。
故答案为:等于;拉动注射器的活塞,让水进入潜艇模型。
7.(2025•通州区一模)如图,鸡蛋沉在杯底,请画出鸡蛋受到的重力和浮力。
【答案】。
【分析】根据鸡蛋沉在杯底,可判断鸡蛋受到的浮力与重力的大小关系,浮力方向竖直向上,大小小于重力,作用点在鸡蛋的重心上,据此作图即可。
【解答】解:
鸡蛋所受浮力的方向是竖直向上的,从重心开始竖直向上画一条带箭头的线段表示出浮力,并标出符号F浮;
鸡蛋沉在杯底,鸡蛋受到的重力大浮力,方向相反,作用点都在重心,同理作出重力的示意图,并标出符号G;
如下图所示:
。
8.(2025春•兴化市期末)如图,当用力捏大塑料瓶时,小玻璃瓶加速下沉,请在图中O点画出小玻璃瓶在该过程中所受重力和浮力的示意图。
【答案】。
【分析】大瓶中的小瓶受到浮力和重力作用,根据小玻璃瓶加速下沉分析作答。
【解答】解:当用力捏大塑料瓶时,小瓶里进入一些水,它的重力增加,重力大于浮力,小玻璃瓶加速下沉,重力大于浮力,如图所示:
。
9.(2025春•宜兴市期末)如图,甲图为潜水艇悬浮时重力的受力示意图,请在乙图中画出该潜水艇上浮时重力和浮力的示意图(线段的长短表示力的大小关系)。
【答案】如图
【分析】潜水艇悬浮时,所受的竖直向上的浮力等于竖直向下的重力大小;想要上浮,应从水舱中排出一部分水,减小自身的重力,且潜水艇排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知自身所受的浮力不变,据此画图。
【解答】解:潜水艇悬浮时,所受的竖直向上的浮力等于竖直向下的重力大小;想要上浮,应从水舱中排出一部分水,减小自身的重力,且潜水艇排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知自身所受的浮力不变,故上浮时重力和浮力的示意图如图。
故答案为:如图。
10.(2025•宿城区期末)有一个圆柱形容器内装有适量的水,如图所示。把一个边长为10cm的正方体物块A放入水中,当物块A静止时有一半浸入水中,已知水的密度为1.0×103kg/m3,求:
(1)物块受到浮力;
(2)物块的密度;
(3)至少需要对物块A施加一个多少牛顿、竖直向下的力F,才能使物块A全部浸入水中。
【答案】(1)物块受到浮力为5N;
(2)物块的密度为0.5×103kg/m3;
(3)至少需要对物块A施加一个5牛顿、竖直向下的力F,才能使物块A全部浸入水中
【分析】(1)根据物体的边长求出体积,然后求出排开的水的体积,根据阿基米德原理求出物体受到的浮力;
(2)根据物体的漂浮条件求出物体的重力,根据ρ求出物体的密度;
(3)当A全部浸入水中时,根据阿基米德原理求出此时受到的浮力;对物体A受力分析,求出压力的大小。
【解答】解:(1)物体的体积为:V=(10cm)3=1000cm3=1000×10﹣6m3=1×10﹣3m3;
物块A静止时有一半浸入水中,排开的水的体积为:V排V1×10﹣3m3=0.5×10﹣3m3;
物块受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.5×10﹣3m3=5N;
(2)物体漂浮,受到的浮力等于自身的重力,则物体的重力为:G=F浮=5N;
物体的密度为:ρ0.5×103kg/m3;
(3)当A全部浸入水中时受到的浮力为:F'浮=ρ水gV'排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;
物体A处于静止状态,受到竖直向下的压力、竖直向下的重力、竖直向上的浮力,则竖直向下的压力为:F=F'浮﹣G=10N﹣5N=5N。
答:(1)物块受到浮力为5N;
(2)物块的密度为0.5×103kg/m3;
(3)至少需要对物块A施加一个5牛顿、竖直向下的力F,才能使物块A全部浸入水中。
(
地城
考点05
物体的浮沉条件的应用
)
1.(2025春•宜兴市期末)小亮发现妈妈刚买的红萝卜在清洗的时候会沉入水中,在家里放置一段时间后,萝卜会变“糠”,但是看上去和新买时没什么两样,再次放入水中后,会漂起来,下列说法中正确的是( )
A.萝卜变“糠”后,其质量不变
B.萝卜变“糠”后与刚买时相比,其体积不变
C.萝卜变“糠”后与刚买时相比,其密度变大
D.萝卜两次在水中所受的浮力大小不同,变“糠”后比变“糠”前大
【答案】B
【分析】(1)物体所含物质的多少叫质量;单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度;
(2)利用密度公式ρ=、物体的浮沉条件、p=ρgh解题。
【解答】解:ABC、刚买的红萝卜在清洗的时候会沉入水中,说明刚买的萝卜密度大于水,萝卜“糠”了再次放入水中后,会漂起来,说明此时的萝卜密度小于水,与刚买时相比,密度变小,萝卜变“糠”,密度变小,看上去和新买时没什么两样,说明体积没变,根据m=ρV可知,其质量变小了,故AC错误,B正确;
D、萝卜变“糠”后放入水中,漂浮在水面上,排开水的体积变小,其所受浮力比变“糠”前放入水中变小了,故D错误。
故选:B。
2.(2024春•姑苏区期末)如图甲所示,“彩球温度计”是一种精美的居家装饰品,也可用于粗略测量环境温度,瓶内装有体积可随温度升高而变大的液体,当温度为22℃时,标记为22℃的小球c悬浮(如图乙所示)。另外四个小球体积均与小球c相同,分别标记为“15℃”、“20℃”、“25℃”和“29℃”,下列说法正确的是( )
A.小球a、b受到的浮力相等
B.小球d受到的浮力小于小球c受到的浮力
C.小球a标记的温度为29℃
D.小球e标记的温度为29℃
【答案】C
【分析】(1)根据阿基米德原理比较五个小球受到的浮力的大小关系;
(2)液体的体积随温度的升高而变大,根据密度公式可知液体的密度随温度的升高而减小,根据物体的浮沉条件可知随着温度的变化小球在液体的浮沉状态的变化,据此判断小球标记的温度值。
【解答】解:AB、由图乙可知,c、d、e浸没在液体中,则c、d、e排开液体的体积等于小球自身的体积,而a、b漂浮在液体表面,则a、b排开液体的体积小于自身的体积,而且a排开液体的体积小于b排开液体的体积,根据阿基米德原理可知,小球a受到的浮力小于小球b受到的浮力,小球d受到的浮力等于小球c受到的浮力,故AB错误;
C、由图乙根据物体的浮沉条件可知,小球a、b的密度小于此时液体的密度,d、e的密度大于此时液体的密度,c的密度等于此时液体的密度,
根据题意可知,液体的体积随温度的升高而变大,而液体的质量与温度无关,根据ρ可知,液体密度随温度的升高而减小,所以当液体温度升高时,小球a、b会适当下沉,b首先会处于悬浮状态,温度继续升高,小球a下沉至悬浮,所以b标记的温度应该是25℃,a标记的温度应该是29℃,故C正确;
D、根据以上分析可知,当液体的温度降低时,液体的密度会增大,小球c、d、e受到的浮力会增大,随着温度的降低,首先小球c会上浮至漂浮,接着小球d处于悬浮,最后小球e会处于悬浮状态,故小球d标记的温度应该是20℃,小球e标记的温度应该是15℃,故D错误。
故选:C。
3.(2025春•淮安期末)将冰块放在水中,液面位置如图所示,若冰完全熔化,杯中液面高度将( )
A.下降 B.上升 C.不变 D.无法确定
【答案】C
【分析】冰漂浮于水面上,要想判断冰熔化之后,水面是否变化,则需要比较冰块排开液体的体积跟冰熔化成水后的体积大小。若二者体积相等,则水面不变;若增大,则水面上升;若减小,则水面下降。
【解答】解:因为冰漂浮于水面上,
所以F浮=ρ水gV排=G冰,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
又因为冰熔化成水后,其质量不变,重力不变,
所以G水=ρ水gV水=G冰,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:ρ水gV排=ρ水gV水,
所以V排=V水,
即:冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积。
所以冰化水后液面高度不变。
故选:C。
4.(2025春•仪征市期末)如图甲所示,物体A是边长为10cm的正方体,力传感器固定在容器底部,用硬杆B紧密连接传感器和物体A,力传感器能够显示出硬杆B所受的压力或拉力。现缓慢向容器中加水至A刚好浸没,力传感器的示数F随水深h变化的图像如图乙所示。不计传感器、硬杆B的质量与体积,下列判断错误的是( )
A.图乙中M点的数据为15
B.物体A的重力为6N
C.当轻杆B受到的压力为4N时,水深h为7cm
D.当物体A刚好浸没时,硬杆B对物体A的拉力为10N
【答案】D
【分析】(1)由图乙可知,当水深在0~5cm时,杆B受到物体A的作用力不变,该作用力等于A的重力以及杆的长度,水深在5cm~11cm,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,据此得出M点数据;
(2)当水深为11cm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,先求出此时物体A浸入水中深度,利用V=Sh求出物体A排开水的体积,再利用F浮=ρ液gV排求出物体A受到水的浮力,进一步得出物体A的重力;
(3)当水深为15cm时,物体A恰好浸没,根据V=a3算出此时排开水的体积,根据F浮=ρ水gV排可知此时受到的浮力,浮力减去重力就是硬杆B对物体A的拉力。
【解答】解:A.由题图乙可知,当水深在0~5cm时,硬杆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5cm~11cm时,硬杆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,B的长度为5cm,M点A刚好浸没,则图乙中M点的数据为5cm+10cm=15cm,故A正确,不符合题意;
B.当水深为11cm时,力传感器的示数为0,说明此时物体A的重力等于A受到的浮力,即,故B正确,不符合题意;
C.当轻杆B受到的压力为4N时,A受到水的浮力为F浮′=G﹣F=6N﹣4N=2N,由F浮=ρ液V排g得,此时A排开水的体积为,水深h为,故C正确,不符合题意;
D.当物体A刚好浸没时,物体A受到的浮力为,硬杆B对物体A的拉力为,故D错误,符合题意。
故选:D。
5.(2025春•广陵区期末)物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计,分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,静止时液面相平如图所示,密度计在液体中受到浮力F甲 = F乙,液体的密度ρ甲 < ρ乙。液体对杯底的压强p甲 < p乙。(选填“<”、“=”或“>”)
【答案】=;<;<。
【分析】(1)根据物体的浮沉条件可知:物体漂浮时,受到的浮力大小等于物体的重力;
(2)已知浮力、排开液体的体积,根据阿基米德原理可得出甲、乙液体密度的大小关系;
(3)已知深度、液体的密度,由液体压强公式p=ρgh可得出甲、乙液体对杯底压强的大小关系。
【解答】解:(1)由图可知:密度计在两个烧杯中都处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知:密度计受到的浮力大小等于密度计的重力;因在两个烧杯中使用的是同一个密度计,重力相等,则密度计在两液体中受到浮力大小相等,即F甲=F乙;
(2)由图可知:密度计在甲烧杯中排开液体的体积大于在乙烧杯中排开液体的体积;因F甲=F乙,根据阿基米德原理可知:甲液体的密度小于乙液体的密度,即ρ甲<ρ乙;
(3)静止时液面相平,则甲、乙液体的深度相等;因ρ甲<ρ乙,由液体压强公式p=ρgh可知:乙液体对杯底的压强大于甲液体对杯底的压强,即p甲<p乙。
故答案为:=;<;<。
6.(2025春•海安市期末)跨学科实践小组在粗细均匀的吸管一端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的两端封闭起来,制作了简易密度计。
(1)如图甲,这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,液体的密度越大,它浸没在液面下的长度h越 短 (选填“长”或“短”)。
(2)如图乙为制作好密度计的一部分,其量程A至C为1g/cm3∼1.5g/cm3。若把该密度计放入某种液体中,液面位置恰好在AC的中点B,则这种液体的密度为 1.2 g/cm3。
(3)若只增加配重,该密度计C处对应的刻度值将 变大 (选填“变大”或“变小”);在配重不变的情况下,为了提高测量精确度,宜选用更 细 (选填“粗”或“细”)的吸管。
【答案】(1)短;(2)1.2;(3)变大;细。
【分析】(1)密度计在液体中受到的浮力总是等于自身重力,被测液体的密度越大,排开液体的体积越小,浸入液体部分也越小;(2)由G物=F浮=ρ液gV排=ρ液gSh,S为管底面积,h为浸入深度,液体密度与吸管浸入深度成反比,刻度不均匀且上疏下密,据此可算出A点B点C点高度,进而算出B处液体的密度;(3)若只增加配重,则浮力变大,根据F浮=ρ液gV排判断出密度计排开液体体积的变化;在配重不变的情况下,选用细的吸管,吸管浸入水中深度增加,刻度变稀疏,据此判断出测量误差的变化。
【解答】解:(1)密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,保持不变,如果液体的密度越大,则密度计浸入液体中的体积越小,即浸入液体部分的长度越短;
(2)已知密度计的量程是1g/cm3~1.5g/cm3,A点对应的密度为1g/cm3,C点对应的密度为1.5g/cm3,根据G物=F浮=ρ液gV排=ρ液gSh列出一下方程组;
①
②
③
联立①②③式,可得ρB=1.2g/cm3;
(3)若只增加配重,则浮力变大,根据F浮=ρ液gV排,得液体密度一定,密度计排开液体的体积变大,即浸入液体的体积变大,浸入液体的深度增加,C在液面下,刻度值变大。在配重不变的情况下,选用细的吸管,吸管浸入水中深度增加,刻度变稀疏,测量误差将会小一些。
故答案为:(1)短;(2)1.2;(3)变大;细。
7.(2025•钟楼区校级一模)如图甲所示,水平桌面上放有一底面积为80cm2的溢水杯,在溢水杯中装满水。现将一正方体木块(不吸水)轻轻放入杯中,木块漂浮时从溢水口溢出60mL水。用手缓慢将木块压入水中(手不碰水),如图乙所示,当木块上表面刚好与水面相平时,溢出水的体积增加到100mL(g取10N/kg,)。求:
(1)木块漂浮时所受浮力的大小;
(2)木块上表面与水面刚好相平时手对木块压力F的大小;
(3)木块的密度。
【答案】(1)木块漂浮时所受浮力的大小为0.6N;
(2)木块上表面与水面刚好相平时手对木块压力F的大小为0.4N;
(3)木块的密度是0.6×103kg/m3。
【分析】(1)根据阿基米德原理求出所受的浮力;
(2)根据物体的漂浮条件求出物块的重力,根据物块刚好浸没时排开水的体积等于物块的体积结合阿基米德原理求出物块此时受到的浮力,根据力的平衡条件求出手对物块上表面的压力;
(3)根据G=mg求出木块的质量,根据ρ求出木块的密度。
【解答】解:(1)木块漂浮时所受的浮力:
F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×60×10﹣6m3=0.6N;
(2)由物体的漂浮条件可知,物块的重力:G=F浮=0.6N,
当物块刚好浸没时排开水的体积:V排'=V=100mL=100cm3=10﹣4m3,
此时受到的浮力:F浮'=ρ水gV排'=1×103kg/m3×10N/kg×10﹣4m3=1N,
由力的平衡条件可知,此时手对物块上表面的压力:F压=F浮'﹣G=1N﹣0.6N=0.4N;
(3)因为木块漂浮,
所以G=F浮=0.6N;
木块的质量:
m0.06kg,
木块的密度:
ρ0.6×103kg/m3。
答:(1)木块漂浮时所受浮力的大小为0.6N;
(2)木块上表面与水面刚好相平时手对木块压力F的大小为0.4N;
(3)木块的密度是0.6×103kg/m3。
8.(2025春•南京期末)如图所示,正方体物体(不吸水)重6N,被一体积可以忽略的细线拉住固定在容器底部,细线受到拉力为2N,此时物体总体积的80%浸入水中。求:
(1)此时物体受到的浮力。
(2)物体的体积。
(3)往容器中加水使其浸没在水中,此时细线拉力。
【答案】(1)此时物体受到的浮力为8N。
(2)物体的体积为10﹣3m3;
(3)往容器中加水使其浸没在水中,此时细线拉力为4N。
【分析】(1)对木块做受力分析,向上的是浮力,向下受到了自身的重力和细线的拉力,即F浮=G+F拉;
(2)根据求得的木块受到的浮力,利用F浮=ρgV排变形可求得排开水的体积,进而求出物体的体积;
(3)利用F浮=ρgV排可算出物体浸没时的浮力,根据F浮=G+F拉算出此时的拉力。
【解答】解:(1)物体受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和竖直向下的拉力,所以此时物体受到的浮力为:
F浮=G+F=6N+2N=8N;
(2)利用F浮=ρ液gV排得排开水的体积为:
V排8×10﹣4m3;
物体的体积为:
V10﹣3m3;
(3)物体浸没在水中时V′排=V=10﹣3m3,
此时的浮力为:
F′浮=ρ水V′排g=1×103kg/m3×10﹣3m3×10N/kg=10N;
此时细线拉力为:
F=F′浮﹣G=10N﹣6N=4N。
答:(1)此时物体受到的浮力为8N。
(2)物体的体积为10﹣3m3;
(3)往容器中加水使其浸没在水中,此时细线拉力为4N。
9.(2025春•无锡校级期末)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28g,能竖直 漂浮 在液体中:当将它放入密度为1.0g/cm3的水中时,浸入的深度为H=10cm。若放入密度为0.8g/cm3的酒精中,密度计所受的浮力大小为 0.28 N,浸入的深度为 12.5 cm;
(2)将它放入密度不同的液体中,浸入的深度h与液体密度倒数之间的关系应符合图乙中 ③ (选填“①”“②”或“③”);
(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: 在吸管中增加铁屑 。
(4)按照上述做法增加精度的同时会让密度计在液体中浸得很深,在有些场景不具备实用价值。小明发现厂制玻璃密度计下端配有一个浮子,他尝试以小瓶为浮子进行改进。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。若吸管的直径为6mm,且改进后密度计的量程为1.0g/cm3~1.1g/cm3、标度区长为10cm,则密度计(含配重)的总质量为 31.1 g(结果保留一位小数),小瓶排开液体的体积可能是 A (填“A”或“B”)。
A27cm3 B.30cm3
【答案】(1)漂浮;0.28;12.5;(2)③;(3)在吸管中增加铁屑;(4)31.1;A。
【分析】(1)因为密度计是一根两端封闭即空心的,所以能使密度计浮在液体表面,为了使它保持竖直的漂浮,就在管的底部封存少许铅粒;
密度计在酒精中漂浮,其受到的浮力等于重力;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,据此分析;
(2)根据密度计在液体中漂浮,得浸入的深度h与液体密度ρ液的关系式进行分析;
(3)密度计测量密度时,密度计在水中处于漂浮状态,密度计浮力等于其重力,由阿基米德原理说明提高密度计所采取的措施;
(4)最大容量计算可以排开液体的体积,根据阿基米德原理和浮沉条件计算质量。
【解答】解:(1)为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,添加铁屑至吸管内,这样做目的是让密度计竖直漂浮在液体中;
根据密度计工作时漂浮在被测液体中可知,F浮=ρ液gV排=ρ液gSH=G物,
即有ρ液1gSH1=ρ液2gSH2,
化简后可得ρ液1H1=ρ液2H2,
当将它放入密度为1.0g/cm3的水中时,浸入的深度为H=10cm。若放入密度为0.8g/cm3的酒精中,密度计浸入的深度为,
所受浮力为;
(2)根据F浮力=G密度计=ρ液1gSH1=ρ液2gSH2可知
即密度计浸入液体的深度h与液体密度倒数成正比,所以它们之间的关系应符合图乙中③;
(3)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。
(4)由于后密度计的量程为1.0g/cm3~1.1g/cm3、标度区长为10cm,根据F浮力=ρ液1gSH1=ρ液2gSH2=G密度计=m密度计g可知,ρ液1H1=ρ液2H2=ρ液2(H1﹣ΔH)
代数可得,
解得H1=1.1m,密度计(含配重)的总质量为;
由于吸管标注部分排开水的体积为,
当液体密度为水(1.0g/cm3)时,整个密度计排开水的体积为,
所以小瓶排开液体的体积为,
故选A。
故答案为:(1)漂浮;0.28;12.5;(2)③;(3)在吸管中增加铁屑;(4)31.1;A。
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专题09 浮力 阿基米德原理 物体的浮与沉
(原卷版)
5大高频考点概览
考点01 认识浮力
考点02 探究影响浮力大小的因素
考点03 阿基米德原理
考点04 物体的浮沉条件
考点05 物体浮沉条件的应用
(
地城
考点0
1
认识浮力
)
1.(2025春•徐州期末)关于浸在水中的物体所受的浮力,下列说法中正确的是( )
A.上浮时受到浮力,下沉时不受浮力 B.浮力的施力物体是物体本身
C.浮力的施力物体是容器 D.浮力的方向总是竖直向上
2.(2025春•镇江期末)如图所示,在透明正方体塑料盒的上下左右面的中央各开一个直径相同的圆孔,蒙上弹性薄膜,将一根硬质的均匀塑料管插入盒内作为“手柄”,做成一个气密性良好的压强检测装置.若堵住塑料管口放在空气中,当四块弹性薄膜均向外凸出,说明气温 (选填“升高”或“降低”);若是打开塑料管口,当正方体塑料盒浸没在某液体中时,会发现弹性薄膜a的形变量 (选填“>”、“<”或“=”)弹性薄膜c的形变量,从而说明浮力产生的原因;缓慢增加塑料盒浸没的深度,塑料盒所受浮力将 。
3.(2025春•沭阳县期末)如图所示,取一个矿泉水瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮(如图甲);若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来(如图乙和丙),此实验中,相关说法正确的是( )
A.甲乙两次实验中,小球所受浮力相等
B.三次实验中,小球均受到浮力
C.丙图中,乒乓球在上浮时受到的浮力不等于水对球上下面的压力差
D.此实验原理可以进一步阐述浮力产生的原因
4.(2025春•徐州期末)用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好相平,如图甲所示,由此处匀速下放物块,直至浸没于水中。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示,对于此图回答以下问题:(g=10N/kg)
(1)物块受到的重力为 N;
(2)物块浸没在水中时受到的浮力是 N;
(3)物块刚好浸没时下表面受到水的压力为 N。
5.(2025春•句容市期末)如图所示,用针将重为3N的长方体小木块压入水中浸没,静止时木块上表面受到水的压力为5N,下表面受到水的压力为10N,则木块受到的浮力大小为 N;针对木块的压力为 N。
6.(2025春•新吴区期末)如图所示,浸没在水中的物体,上表面受到水的压力为6N,下表面受到水的压力为10N,请画出物体所受浮力F浮的示意图(需标出力的大小)。
7.(2025春•惠山区期末)如图所示,一只鸭子漂浮在水面上,请画出它所受浮力F浮的示意图(点O为鸭子的重心)。
(
地城
考点02
探究影响浮力大小的因素
)
1.(2025•扬州宝应期末)在探究“影响浮力大小的因素”实验中,小明选用体积相同的实心金属块甲和乙,实验过程如图所示,他探究的问题是( )
A.浮力大小与物体浸入液体深度的关系
B.浮力大小与排开液体重力的关系
C.浮力大小与液体密度的关系
D.浮力大小与物体密度的关系
2.(2025春•海安市期末)某物理兴趣小组在探究影响浮力大小因素的实验中,将装有适量酸奶的密封透明的瓶子(空瓶的质量为30g,瓶子的厚度不计)分别按如图所示的步骤进行实验,步骤C中瓶内外的液面相平:
(1)实验前,弹簧测力计应在 (选填“水平”或“竖直”)方向校零。步骤A中测得装有适量酸奶的瓶子总重为 N。将瓶子浸没在水中,如图步骤D,此时瓶子受到的浮力为 N。
(2)分析步骤A、B、C三图可得出结论: ;分析步骤A、D、E三图可得出结论: 。
(3)通过上述数据的分析,可得出酸奶的密度ρ= kg/m3。实际测量过程中,瓶子的厚度不能忽略,则测得酸奶密度 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
3.(2025•苏州期末)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,某中学同学们根据生活经验提出了浮力的大小可能与下列因素有关的猜想:①与物体浸入液体中的深度有关;②与物体排开液体的体积有关;③与液体的密度有关。
(1)进行探究时,实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。其中序号b中物体P所受浮力的大小为 N。
(2)分析a、c、d三次实验可知,浮力大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”);分析 三次实验可知,浮力大小与物体排开液体的体积有关;分析a、d、e三次实验可知,在物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体受到的浮力 (选填“越大”或“越小”)。
(3)物体P的密度为 kg/m3。(g取10N/kg,水的密度为1×103kg/m3)
(
地城
考点03
阿基米德原理
)
1.(2025春•徐州期末)兴趣小组在测量“浮力的大小”时,其实验操作步骤及弹簧测力计的示数均如图所示。下列等式正确的是( )
A.F2﹣F3=F4﹣F1 B.F2﹣F1=F4﹣F3
C.F3﹣F1=F2﹣F4 D.F1=F2﹣F3﹣F4
2.(2025春•徐州期末)把重为0.5N的物体放入盛有水的烧杯中,溢出水的重力为0.3N,则物体受到的浮力( )
A.可能为0.4N B.可能为0.2N C.一定为0.5N D.一定为0.3N
3.(2025•新泰市模拟)如图甲所示,弹簧测力计下挂有一个圆柱体,把它从盛水的烧杯底缓慢提升,直到全部露出水面,该过程中弹簧测力计读数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示,(g取10N/kg,忽略水面的变化)下列说法中( )
①圆柱体受到的重力是10N
②圆柱体受到的最大浮力是6N
③圆柱体刚要露出水面时,圆柱体下表面受到水的压强为300Pa
④圆柱体的密度是1.5g/cm3
A.只有①③正确 B.只有①④正确 C.只有②③正确 D.只有②④正确
4.(2025春•句容市期末)一名初中生质量约50kg,空气密度约为1.3kg/m3,人体的密度与水接近,则他受到空气的浮力约为( )
A.0.6N B.6N C.60N D.600N
5.(2025春•姜堰区期末)小明用如图所示装置验证阿基米德原理:将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数逐渐 ,弹簧测力计甲的示数变化量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)乙的示数变化量,则验证了阿基米德原理。
6.(2025春•滨湖区期末)如上图所示,甲、乙两个相同的溢水杯盛满水。把体积相同的两个小球放入其中,静止时如图所示,甲溢出40g水,乙溢出30g水,两小球在甲、乙杯中受到的浮力分别为F1、F2,甲、乙两个溢水杯底对桌面的压强分别为p1、p2,则F1 F2,p1 p2(均选填“>”、“=”或“<”)。
7.(2024•南京)如图所示,三个相同的容器内装入体积相同的液体,用弹簧测力计提起相同物体浸入液体后,物体均静止。甲、乙两图中物体露出液面的体积相等,两容器底部受到液体压强的变化量为Δp甲、Δp乙;甲、乙、丙三图中测力计读数分别为F1、F2和F3(示数未标出)。则它们的大小关系是:F1 F2,F2 F3,Δp甲 Δp乙。(ρ水>ρ酒精)
8.(2025春•宿城区期末)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,小红将一个物块挂在弹簧测力计下,并逐渐使其浸入水中,如图所示。
(1)物块浸没在水中时受到的浮力是 N;
(2)小红根据图A、B、C得出结论,物体在液体中深度越深,受到的浮力越大。小黄认为这个结论是错误的,理由是 ;
(3)由图A和 (填实验序号),可知浸在液体中的物体受到浮力的大小与液体的密度有关;
(4)小红接着用如图所示装置验证阿基米德原理。通过实验得到结论:浸在液体中的物体,受到的浮力大小 (选填“大于”、“小于”或“等于”)物体排开液体的重力。
(5)以下情况不会影响实验结论的是 ;
A.图甲中水面未到达溢水杯的溢水口;
B.操作时物体碰到溢水杯的杯底;
C.图乙中物体未全部浸没在水中;
(6)物体浸入溢水杯过程中电子秤示数将 。
9.(2025春•泰兴期末)某实验小组的同学,想验证阿基米德原理,进行下面的实验,如图甲所示:
(1)为了方便操作和减小测量误差,最合理的操作步骤顺序应该是 ;
A.①②③④ B.④②①③ C.④①②③ D.②①③④
(2)按照正确的操作步骤,当测量结果满足等式 时(用弹簧测力计示数F1、F2、F3、F4表示),则说明阿基米德原理成立;
(3)小华利用身边的器材对实验进行了改进:两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料杯(质量忽略不计)等器材,装置如图乙所示。实验时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直至刚好全部浸没,观察到弹簧测力计A的示数逐渐 (选填“增大”“减小”或“不变”),弹簧测力计B的示数逐渐增大,若弹簧测力计A的示数变化量为ΔFA,B的示数变化量为ΔFB,则它们的大小关系是ΔFA ΔFB(选填“大于”“等于”或“小于”);
(4)在这个过程中溢水杯对升降台的压力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)为了更加直观的验证阿基米德原理,聪明的小红又对实验进行了改进,如下图丙所示:把弹簧测力计上端固定在铁架台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上,在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下端放一小杯,在金属块的正下方,有一个溢水杯,装满水的溢水杯放置在铁架台的支架上,溢水杯跟金属块、粗铁丝都不接触。
①平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸没入水中(如图丙→丁→戊),在此过程中。弹簧测力计示数:F丙 F戊(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
②再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离开水面(如图己)。可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为 N,此浮力的测量数值比真实数值将 (选填“偏大”或“偏小”)。
10.(2025•东平县一模)如图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深度处。如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图像。已知,g=10N/kg。求:
(1)圆柱体的体积;
(2)圆柱体的密度;
(3)若将圆柱体全部浸入另一种液体中,弹簧测力计示数为2.4N,则该液体的密度是多少?
(
地城
考点04
物体的浮沉条件
)
1.(2025春•盐城期末)如图所示,马铃薯沉在水底,乒乓球浮在水面上。以下判断正确的是( )
A.乒乓球受到的浮力大于重力
B.马铃薯受到的浮力一定等于重力
C.马铃薯受到的浮力大于乒乓球受到的浮力
D.马铃薯受到的浮力小于乒乓球受到的浮力
2.(2025春•丹阳市期末)装有适量盐水的透明塑料袋放入盛水的玻璃缸中(不计塑料袋质量和体积),如图所示,待塑料袋静止时可能出现的情况是(已知ρ盐水>ρ水)( )
A.②③④ B.①②③ C.①②③④ D.①②④
3.(2025春•梁园区期末)赛龙舟是我国民间端午节的传统习俗,比赛前龙舟静止在湖面上受到浮力的作用,该浮力的施力物体是 ,浮力的方向是 ;当运动员从龙舟走上岸后,龙舟在水中将 (选填“上浮”或“下沉”)一些,此时所受的浮力 (选填“减小”、“不变”或“增大”)。
4.(2025春•溧阳市期末)甲、乙两个圆柱形容器完全相同,静止放在水平桌面上,容器中分别盛有A、B两种液体,将两个完全相同的小球放入两个容器中,静止时,小球在甲容器中漂浮,在乙容器中沉底,此时两容器中液面高度相同,如图所示。若A、B液体的密度分别为ρA、ρB,小球在A、B液体中所受浮力分别为FA、FB,A、B液体对容器底部的压强分别为pA、pB,甲、乙两个容器对桌面的压强分别为p甲、p乙,则下列判断正确的是( )
A.ρA<ρB B.FA<FB C.pA= pB D.p甲>p乙
5.(2025春•句容市期末)两个相同的柱形容器放在水平桌面上,里面分别装有质量相等的甲、乙两种液体,将A、B两个质量相等的实心球放入甲液体中,静止时两球状态如图所示,则球受到的浮力FA浮 FB浮;若将这两球放入乙液体中静止时均漂浮,A、B两球排开乙液体的体积分别为VA排、VB排,则VA排 VB排;两球放入甲、乙液体中静止后,两容器对桌面的压强分别为p1、p2,则p1 p2;若甲液体是水,且B球分别在甲、乙两液体中所受浮力之比为5:6,则B球密度ρB= kg/m3。
6.(2025春•海州区期末)小明用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、软管、水槽和水等,制作如图所示的潜艇模型,当拉动注射器的活塞时,水能进入潜艇模型;反之,水被排出潜艇模型。将模型放入水中后,模型恰能漂浮于水面,此时它受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力。若让漂浮的模型下沉,应该进行的操作是 。
7.(2025•通州区一模)如图,鸡蛋沉在杯底,请画出鸡蛋受到的重力和浮力。
8.(2025春•兴化市期末)如图,当用力捏大塑料瓶时,小玻璃瓶加速下沉,请在图中O点画出小玻璃瓶在该过程中所受重力和浮力的示意图。
9.(2025春•宜兴市期末)如图,甲图为潜水艇悬浮时重力的受力示意图,请在乙图中画出该潜水艇上浮时重力和浮力的示意图(线段的长短表示力的大小关系)。
10.(2025•宿城区期末)有一个圆柱形容器内装有适量的水,如图所示。把一个边长为10cm的正方体物块A放入水中,当物块A静止时有一半浸入水中,已知水的密度为1.0×103kg/m3,求:
(1)物块受到浮力;
(2)物块的密度;
(3)至少需要对物块A施加一个多少牛顿、竖直向下的力F,才能使物块A全部浸入水中。
(
地城
考点05
物体的浮沉条件的应用
)
1.(2025春•宜兴市期末)小亮发现妈妈刚买的红萝卜在清洗的时候会沉入水中,在家里放置一段时间后,萝卜会变“糠”,但是看上去和新买时没什么两样,再次放入水中后,会漂起来,下列说法中正确的是( )
A.萝卜变“糠”后,其质量不变
B.萝卜变“糠”后与刚买时相比,其体积不变
C.萝卜变“糠”后与刚买时相比,其密度变大
D.萝卜两次在水中所受的浮力大小不同,变“糠”后比变“糠”前大
2.(2024春•姑苏区期末)如图甲所示,“彩球温度计”是一种精美的居家装饰品,也可用于粗略测量环境温度,瓶内装有体积可随温度升高而变大的液体,当温度为22℃时,标记为22℃的小球c悬浮(如图乙所示)。另外四个小球体积均与小球c相同,分别标记为“15℃”、“20℃”、“25℃”和“29℃”,下列说法正确的是( )
A.小球a、b受到的浮力相等
B.小球d受到的浮力小于小球c受到的浮力
C.小球a标记的温度为29℃
D.小球e标记的温度为29℃
3.(2025春•淮安期末)将冰块放在水中,液面位置如图所示,若冰完全熔化,杯中液面高度将( )
A.下降 B.上升 C.不变 D.无法确定
4.(2025春•仪征市期末)如图甲所示,物体A是边长为10cm的正方体,力传感器固定在容器底部,用硬杆B紧密连接传感器和物体A,力传感器能够显示出硬杆B所受的压力或拉力。现缓慢向容器中加水至A刚好浸没,力传感器的示数F随水深h变化的图像如图乙所示。不计传感器、硬杆B的质量与体积,下列判断错误的是( )
A.图乙中M点的数据为15
B.物体A的重力为6N
C.当轻杆B受到的压力为4N时,水深h为7cm
D.当物体A刚好浸没时,硬杆B对物体A的拉力为10N
5.(2025春•广陵区期末)物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计,分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,静止时液面相平如图所示,密度计在液体中受到浮力F甲 F乙,液体的密度ρ甲 ρ乙。液体对杯底的压强p甲 p乙。(选填“<”、“=”或“>”)
6.(2025春•海安市期末)跨学科实践小组在粗细均匀的吸管一端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的两端封闭起来,制作了简易密度计。
(1)如图甲,这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,液体的密度越大,它浸没在液面下的长度h越 (选填“长”或“短”)。
(2)如图乙为制作好密度计的一部分,其量程A至C为1g/cm3∼1.5g/cm3。若把该密度计放入某种液体中,液面位置恰好在AC的中点B,则这种液体的密度为 g/cm3。
(3)若只增加配重,该密度计C处对应的刻度值将 (选填“变大”或“变小”);在配重不变的情况下,为了提高测量精确度,宜选用更 (选填“粗”或“细”)的吸管。
7.(2025•钟楼区校级一模)如图甲所示,水平桌面上放有一底面积为80cm2的溢水杯,在溢水杯中装满水。现将一正方体木块(不吸水)轻轻放入杯中,木块漂浮时从溢水口溢出60mL水。用手缓慢将木块压入水中(手不碰水),如图乙所示,当木块上表面刚好与水面相平时,溢出水的体积增加到100mL(g取10N/kg,)。求:
(1)木块漂浮时所受浮力的大小;
(2)木块上表面与水面刚好相平时手对木块压力F的大小;
(3)木块的密度。
8.(2025春•南京期末)如图所示,正方体物体(不吸水)重6N,被一体积可以忽略的细线拉住固定在容器底部,细线受到拉力为2N,此时物体总体积的80%浸入水中。求:
(1)此时物体受到的浮力。
(2)物体的体积。
(3)往容器中加水使其浸没在水中,此时细线拉力。
9.(2025春•无锡校级期末)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28g,能竖直 在液体中:当将它放入密度为1.0g/cm3的水中时,浸入的深度为H=10cm。若放入密度为0.8g/cm3的酒精中,密度计所受的浮力大小为 N,浸入的深度为 cm;
(2)将它放入密度不同的液体中,浸入的深度h与液体密度倒数之间的关系应符合图乙中
(选填“①”“②”或“③”);
(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: 。
(4)按照上述做法增加精度的同时会让密度计在液体中浸得很深,在有些场景不具备实用价值。小明发现厂制玻璃密度计下端配有一个浮子,他尝试以小瓶为浮子进行改进。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。若吸管的直径为6mm,且改进后密度计的量程为1.0g/cm3~1.1g/cm3、标度区长为10cm,则密度计(含配重)的总质量为 g(结果保留一位小数),小瓶排开液体的体积可能是 (填“A”或“B”)。
A.27cm3 B.30cm3
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