专题03 质量与密度、压强、浮力(7大考点)(北京专用)2026年中考物理二模分类汇编
2026-06-08
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3份
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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 | 密度,密度的应用,浮力 |
| 使用场景 | 中考复习-二模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 16.58 MB |
| 发布时间 | 2026-06-08 |
| 更新时间 | 2026-06-08 |
| 作者 | xkw_077816975 |
| 品牌系列 | 好题汇编·二模分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-06-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58254548.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦初中物理质量与密度、压强、浮力7大核心考点,汇编2026年北京多城区二模试题,涵盖选择、计算、实验探究等题型,注重真实情境与能力梯度。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择|约20题|增大/减小压强方法、浮力状态分析|结合冬奥会滑雪板、北极熊爬行等生活情境|
|计算|约5题|液体压强计算、浮力综合计算|融入港珠澳大桥沉管、雪龙2号破冰等科技案例|
|实验探究|约10题|密度测量(特殊法)、探究液体压强/浮力影响因素|强调控制变量法,设计压力秤测体积等创新方案|
内容正文:
专题03质量与密度、压强、浮力
7大考点概览
考点01 增大或减小压强的方法
考点02 压强综合应用分析及计算
考点03 浮力综合分析
考点04 浮力综合计算
考点05 测量固体、体液的密度及特殊法测密度
考点06 探究液体压强与哪些因素有关
考点07 探究浮力大小与哪些因素有关
增大或减小压强的方法
考点1
1.(2026·北京西城·二模)如图所示的四个实例中,为了减小压强的是( )
A.滑雪板做得较宽大 B.图钉尖做得很尖锐
C.破窗锤的锤头做成锥状 D.冰鞋的刀刃较薄
【答案】A
【解析】A.滑雪板做得较宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积减小压强,故A符合题意;
BCD.图钉尖做得尖锐,破窗锤锤头做锥状,冰鞋刀刃做得较薄,都是在压力一定时,通过减小受力面积增大压强,故BCD不符合题意;故选A。
2.(2026·北京东城区·二模)如图所示是北极熊途经薄冰区域时,由四足行走改为身体俯卧、腹部紧贴冰面爬行的情境。北极熊这种行为变化主要是为了( )
A.减小北极熊的惯性 B.减小冰面所受到的压力
C.增大冰面对北极熊的支持力 D.减小北极熊对冰面的压强
【答案】D
【解析】A.惯性大小只与物体的质量有关,北极熊的质量不变,因此惯性大小不变,故A不符合题意;
B.水平冰面上,北极熊对冰面的压力大小等于自身重力,北极熊重力不变,因此对冰面的压力不变,故B不符合题意;
C.冰面对北极熊的支持力和北极熊对冰面的压力是一对相互作用力,二者大小相等,压力不变,因此冰面对北极熊的支持力也不变,故C不符合题意;
D.根据压强公式,北极熊对冰面的压力不变,俯卧后北极熊与冰面接触,受力面积增大,因此北极熊对冰面的压强减小,故D符合题意。故选D。
3.(2026·北京石景山·二模)图中所示的实例中,目的为了减小压强的是( )
A.刻刀的刀口薄而尖细
B.火车轨道下铺放枕木
C.破窗锤的锥状敲击端
D.压路机的碾子质量很大
【答案】B
【解析】A.刻刀的刀口薄而尖细:是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B.火车轨道下铺放枕木:是在压力一定时,增大受力面积,减小火车对路基的压强,避免路基下陷,故B符合题意;
C.破窗锤的锥状敲击端:在压力一定时,减小受力面积增大压强,方便破窗,故C不符合题意;
D.压路机的碾子质量很大:在受力面积一定时,增大压力来增大压强,方便压实路面,故D不符合题意。故选B。
4.(2026·北京海淀·二模)如图所示实例中,为了增大压强的是( )
A.图钉帽的面积做得较大
B.切熟鸡蛋的钢丝很细
C.书包背带做得较宽
D.大型运输车安装多组车轮
【答案】B
【解析】ACD.图钉帽的面积做得较大,书包背带做得较宽,大型运输车安装多组车轮,这些都是在压力一定时,增大受力面积,属于减小压强,故ACD不符合题意;
B.切熟鸡蛋的钢丝很细,是在压力一定时,减小受力面积,属于增大压强,故B符合题意。故选B。
5.(2026·北京朝阳·二模)如图所示为轮胎式装载机,铲斗安装在大臂一端,大臂相当于杠杆,在大臂液压装置的作用下可绕支点转动,实现铲斗的升降。关于该装载机下列说法正确的是( )
A.铲斗前端的尖齿是通过减小受力面积的方法增大压力
B.该装载机的大臂可视为省力杠杆
C.宽大的轮胎是通过增大受力面积的方法减小压强
D.轮胎上有很深的花纹是通过增加表面粗糙程度的方法减小摩擦
【答案】C
【解析】A.铲斗前端的尖齿是在压力一定时,通过减小受力面积的方法来增大压强,而不是增大压力,故A错误;
B.观察装载机结构可知,液压装置施加动力的动力臂明显小于铲斗处受到的阻力臂,因此大臂相当于一个费力杠杆,故B错误;
C.宽大的轮胎是在机器对地面压力一定的情况下,通过增大受力面积的方法来有效减小对地面的压强,故C正确;
D.轮胎上很深的花纹是在压力一定时,通过增加接触面粗糙程度的方法来增大摩擦,以防止打滑,而不是减小摩擦,故D错误。故选C。
6.(2026·北京顺义·二模)如图所示的实例中,为了减小压强的是( )
A.载重车装有很多车轮 B.压路机装有很重的钢轮
C.逃生锤的锤头很尖 D.切蛋器装有很细的钢丝
【答案】A
【解析】A.载重车装有很多车轮,是在压力一定时,增大了轮胎与地面的受力面积,从而减小对地面的压强,故A符合题意;
B.压路机装有很重的钢轮,在受力面积不变时,增大对地面的压力,从而增大对地面的压强,故B不符合题意;
CD.逃生锤的锤头很尖、切蛋器装有很细的钢丝,都是在压力不变时,通过减小受力面积来增大压强,故CD不符合题意。故选A。
7.(2026·北京房山·二模)2026年米兰冬奥会中国体育代表团创境外参加冬奥会的最佳战绩。如图所示,是中国运动员站在滑雪板上、立于水平地面上的情景。关于滑雪板做得较宽的目的,下列说法正确的是( )
A.增大压力,增大压强 B.增大压力,减小压强
C.增大受力面积,增大压强 D.增大受力面积,减小压强
【答案】D
【解析】运动员站在滑雪板上、立于水平地面上,对地面的压力不变,滑雪板做得较宽是增大了运动员与雪面的受力面积,根据可知,滑雪板做得较宽的目的是在压力一定时,增大受力面积,减小压强。故选D。
压强综合应用分析及计算
考点2
1.(2026·北京石景山·二模)如图所示,两个相同的圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,两容器内液面相平。实验中,将同一微小压强计的探头分别放入液体内、B两点处,且点到容器底部距离比B到容器底部距离小,此时形管内的液面高度差相等。下列正确的是( )
A.A点受到的液体压强小于B点
B.两容器底部受到的液体压强相等
C.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
D.若将乙容器内的探头缓慢向下移动,形管内的液面高度差变小
【答案】C
【解析】A.微小压强计U形管的液面高度差反映探头处的压强,题目中液面高度差相等,说明A、B两点压强相等,故A错误;
C.两容器液面相平,总液面高度相同;A点到容器底的距离小于B点到容器底的距离,深度是液面到探头的竖直距离,因此A点深度
B点深度
可得。根据,,,可得,压强相同时,深度越大,液体密度越小,因此,故C正确;
B.容器底部压强,总液面高度相等,由选项C推导可知,因此甲容器底部压强小于乙容器,故B错误;
D.探头向下移动,深度增大,液体压强增大,U形管液面高度差会变大,故D错误。故选C。
2.(2026·北京西城·二模)关于生活中的四个情境,下列说法正确的是( )
A.锅中的水烧开后,调大火焰能使锅中开水的温度升高
B.锅中的水烧开后,上方产生大量“白气”,这是汽化形成的水蒸气
C.刚出锅的馒头入口时感到很烫,这是因为刚出锅的馒头含有很高的热量
D.当风沿窗外的墙面吹过时,窗帘飘向窗外,这是由于窗外空气流速较大压强较小
【答案】D
【解析】A.水沸腾时温度保持不变,加大火焰只会加快水汽化,无法提升水温,故A错误;
B.开水上方大量的“白气”是高温水蒸气遇冷液化形成的小水珠,故B错误;
C.热量是过程量,只能说“吸收或者放出热量”,不能说物体“含有热量”;馒头烫手是因为温度高,故C错误;
D.流体流速越大,压强越小;窗外空气流速大、气压小,室内气压大于室外气压,将窗帘压向窗外,故D正确。故选 D。
3.(2026·北京平谷·二模)物理兴趣小组用小瓶做以下实验,下列有关说法正确的是( )
A.图甲,用吸管对着水平桌面上静止的两个小瓶中间吹气,两瓶彼此远离
B.图乙,用玻璃瓶自制气压计从一层乘电梯前往十层,细管内水柱上升
C.图丙,将空玻璃瓶口朝下往下压的过程中,扎在瓶口的橡皮膜凹陷程度变小
D.图丁,装有适量水的小瓶敞口朝下放入矿泉水瓶中,挤压矿泉水瓶,小瓶向上运动
【答案】B
【解析】A.对着两瓶中间吹气时,中间流速变大、压强减小,小于两瓶外侧的大气压,两瓶会在压强差作用下相互靠近,故A错误;
B.自制气压计从一层到十层,海拔升高,外界大气压减小,瓶内气压大于外界大气压,会将水压入细管,使细管内水柱上升,故B正确;
C.液体压强随深度增加而增大,空瓶瓶口朝下往下压的过程中,瓶口橡皮膜所处水的深度变大,受到的压强变大,凹陷程度变大,故C错误;
D.该装置是浮沉子,挤压矿泉水瓶时,水被压入小瓶内,小瓶总重力变大,重力大于浮力,小瓶会向下运动,故D错误。故选B。
4.(2026·北京石景山·二模)能源的利用和科技的进步,有力推动了人类文明的发展进程。下列说法正确的是( )
A.太阳能、风能和天然气都是可再生能源
B.“奋斗号”潜水器下潜越深,外壳受到海水的压强越大
C.空间站中的航天员通过超声波与地面控制中心传递信息
D.“4G”和“5G”通信信号的电磁波在真空中传播的速度不等
【答案】B
【解析】A.太阳能、风能是可再生能源,天然气是化石能源,属于不可再生能源,故A错误;
B.根据液体压强规律,海水密度不变时,潜水器下潜深度越大,外壳受到海水的压强越大,故B正确;
C.真空不能传声,超声波无法在太空传播,航天员是通过电磁波和地面传递信息的,故C错误;
D.所有电磁波在真空中的传播速度都相等(等于光速),因此4G和5G通信信号的传播速度相同,故D错误。故选B。
5.(2026·北京西城·二模)小强将一只底面积为,质量为1 kg的平底空桶放在水平地面上,并在桶内装入40 cm深的水,如图所示。此时水对桶底的压力比桶对水平地面的压力小20 N。g取10 N/kg。下列判断中正确的是( )
A.桶内水的质量为17 kg B.水对桶底的压力为170 N
C.桶对地面的压力为200 N D.水对桶底的压强为
【答案】A
【解析】水对桶底的压强
水对桶底的压力
桶对水平地面的压力
水平地面上,桶对地面的压力等于桶和水的总重力
桶的重力
因此水的重力
水的质量
故选A。
6.(2026·北京西城·二模)小萱利用滴管在如图所示U形管左、右两侧管中分别注入体积相等的水和食用油,待两种液体静止后,她观察到U形管左、右两侧液面不相平。请你选择合适的研究对象,从力的角度推理判断:当两种液体静止时,U形管左、右两侧的液面哪边更高。(已知:)
【答案】U形管的右侧液面比左侧液面更高
【解析】假设两种液体不流动,液片两侧受到的压力分别是F1和F2,设液片的面积为S,液片到左、右管液面高度分别为h1、h2。则:,,已知,若,则,合力不为0,且合力方向向右,因此液片不会静止,液片会向右侧运动。若要液片静止,则合力为0,即,因此:,所以,当两种液体静止时,U形管的右侧液面比左侧液面更高。
7.(2026·北京昌平·二模)如图甲所示,某同学在学校组织的“绿色校园,从我做起”的环保实践活动中,主动承担了为校园新栽种的树苗浇水的任务。该同学质量为,双脚与地面的总接触面积为。他用图乙所示的平底水桶装水,水桶底面积为(不计桶壁的厚度),水桶内装有深度为、质量为11 kg的水,水桶放在水平地面上时水对水桶底的压力为,水桶对水平地面的压强为,该同学提起这桶水时对水平地面的压强为。已知水的密度为,取。求:
(1)水对水桶底的压力。
(2)该同学提起这桶水时对水平地面的压强。
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)水对桶底的压强
水对水桶底的压力
(2)水桶对水平地面的压力
桶和水的总重力
同学提起这桶水时对水平地面的压力
压强
浮力综合分析
考点3
1.(2026·北京东城区·二模)将体积相同的甲、乙实心球放入装有水的容器中待其静止。甲、乙所受的重力大小G物及其排开水所受的重力大小G排见下表。下列图中符合两球在水中的情境的是( )
实心球
G物/N
G排/N
甲
1
1
乙
2
1
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】对于甲:,所以甲可能漂浮或悬浮;
对于乙:,浮力小于自身重力,因此乙一定下沉,最终沉在容器底部。
甲、乙体积相等,因为,根据,因此。 乙沉底,因此,所以,说明甲也完全浸没在水中,处于悬浮状态。故选B。
2.(2026·北京东城区·二模)一个足够高的柱形容器放在水平放置的电子秤上,容器正中央放有实心正方体,如图甲所示。向容器中缓慢注水,注水过程中电子秤的示数与容器内水的深度的关系如图乙所示。,取。下列说法正确的是( )
A.容器的底面积为
B.M最终处于沉底状态
C.容器的质量为
D.当水的深度时,对容器底的压力为
【答案】D
【解析】由图乙可知,当,即未加水时,总质量,即容器与M的总质量
阶段,增加水的质量
水的横截面积为容器底面积减M的底面积,即
阶段,图像在处发生转折,这表明正方体M的状态发生了变化。最可能的情况是,当水深达到时,M开始漂浮。图像在到之间的倾斜程度与 之后的倾斜程度相同,这进一步证实了从开始,M已经处于漂浮状态,水面上升时,M也随之上升。增加水的横截面积为容器底面积
,,得
A.容器底面积计算得,故A错误;
B.由得
M为正方体,故边长。 当时浮力达到最大
此时,M是漂浮,最终不是沉底状态,故B错误;
C.M的质量
容器质量,故C错误;
D.当时,M未漂浮,仍在容器底,浮力
M对容器底的压力,故D正确。
故选 D。
3.(2026·北京昌平·二模)如图甲所示为模拟水位报警器装置,容器口左边安装激光器,右边安装接收器,当接收器正常接收到激光照射时,报警器不工作。容器里有一浮块M,底部通过弹簧与容器底部相连(弹簧质量、体积忽略不计),当水面距容器口距离为,弹簧恰好保持原长。容器里水面上升时,浮块随之上升,一旦浮块挡住激光,报警器报警。弹簧伸长量与弹簧所受拉力的关系如图乙所示。已知浮块M高为,底面积为,密度为,水的密度为,取。下列说法正确的是( )
A.浮块M所受重力大小为
B.水面上升过程中,浮块M所受浮力大小不变
C.恰好报警时,水面距容器口的距离是
D.当时,弹簧所受拉力大小为
【答案】C
【解析】A.浮块的体积
质量为
所以浮块M的重力为
故A错误;
B.水面上升时,浮块会上浮,弹簧被拉长,当浮力超过浮块重力后,浮力仍随浸入深度增加而变大。故B错误;
C.当弹簧为原长时,,浮块漂浮,浮力等于重力,即,由公式得
此时浸入水中的深度,浮块露出水面的高度
报警时,浮块顶部到达容器口,即露出水面的高度等于水面到容器口的距离h0,设此时水面上升了Δh,弹簧伸长了Δx,对浮块受力分析,由图乙,弹簧的拉力表达式可写为,浮块浸入水中的深度变为12cm+(Δh−Δx),浮力为
水面到容器口的距离变为,且此时
联立可得,对应拉力,此时浮力
浸入深度
则浮块露出高度为,故C正确;
D.当时,水面比原位置上升了1cm,则浮块浸入水中的深度变化为 (13cm−Δx),浮力
受力平衡,,联立方程,解得,对应拉力,不是 1N,故D错误。故选C。
4.(2026·北京大兴·二模)把相同的吸管一端封闭成平底,再各放入一颗小钢珠,就制成了两支完全相同的简易密度计。把两个相同的容器甲、乙中盛有不同液体,放在水平桌面上,将两支密度计分别放入两容器中,当它们竖直静止在液体中时,两容器中的液面高度相同。M为甲液体中的点,它到甲中密度计底部的距离为,为乙液体中的点,它到乙中密度计底部的距离也为,如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲容器中的液体密度较小
B.甲容器中的密度计受到的浮力较大
C.甲容器中的密度计底部受到的液体压强较小
D.甲中液体在M点的压强小于乙中液体在点的压强
【答案】D
【解析】B.密度计漂浮在液体中,浮力始终等于自身重力。两支密度计完全相同,重力相等,因此两支密度计受到的浮力相等,故B错误;
A.根据阿基米德原理,浮力相等,由图可知,甲中密度计浸入液体的体积小于乙中密度计浸入液体的体积,因此甲液体密度更大,故A错误;
C. 密度计漂浮,浮力等于密度计底部受到的液体压力(上端在液面外,压力为0,浮力等于上下压力差),即
压力相同,密度计底面积相同,由可知,密度计底部受到的液体压强相等,故C错误;
D.设密度计底部液体压强为,M点距离甲密度计底部为,N点距离乙密度计底部也为,因此两点压强可表示为 ,
已知,因此,可得 ,即甲中M点压强小于乙中N点压强,故D正确。故选D。
5.(2026·北京顺义·二模)有一款U形水上机器人,它被誉为“会跑的救生圈”,可远距离、快速、精准实现对落水人员的救援。如图所示为被救援的人趴在这款机器人上驶向岸边,已知这款机器人的质量为18 kg,体积为0.12 m3,被救援的人质量为60 kg。假设人的密度与水的密度相等,被救援的人至少要有的体积露出水面,g取10 N/kg。下列说法正确的是( )
A.被救援的人和机器人受到的浮力为120 N
B.被救援的人和机器人排开水的总体积为
C.救援前后,机器人浸入水中的体积之差为
D.该机器人所能救援的人的最大质量为180 kg
【答案】C
【解析】已知:,,人浸入水中体积为。
A.整体漂浮,总浮力等于总重力,即,故A错误;
B.根据阿基米德原理,得排开水总体积,故B错误;
C.人的重力全部由机器人承担(忽略人自身浮力对机器人的影响),救援前后机器人浸入水中的体积差
故C正确;
D.设最大救援质量为,机器人刚好完全浸没时,根据平衡条件得
整理得
故D错误。故选C。
6.(2026·北京房山·二模)如图所示,水平面上有甲、乙两个相同的溢水杯,分别装满密度不同的液体,将同一个小球分别放入溢水杯中静止。小球在甲杯中漂浮,此时溢出液体的质量为,小球在乙杯中沉底,此时溢出液体的质量为。下列说法正确的是( )
A.小球受到的重力为
B.甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度
C.小球放入后,甲杯中液体对杯底的压强比放入前增大
D.小球放入后,乙杯对桌面的压强比放入前增大
【答案】D
【解析】A.小球在甲杯中漂浮,根据漂浮条件和阿基米德原理,小球重力
小球在乙杯沉底时,,即 ,故A错误;
B.根据浮沉条件可知,小球在甲中漂浮,可得;小球在乙沉底,可得,因此,故B错误;
C.溢水杯原本已经装满液体,放入小球后液体溢出,杯内液体深度不变,根据液体压强公式,液体密度、深度都不变,因此液体对杯底压强不变,故C错误;
D.放入小球前,乙杯总重力为
放入小球后,总重力变为
总重力变化量
因为小球沉底,,因此,乙杯对桌面的总压力变大;接触面积不变,根据,乙杯对桌面的压强比放入前增大,故D正确。故选D。
7.(2026·北京平谷·二模)如图所示,水平桌面上放置两个完全相同的溢水杯,分别装满甲、乙两种液体。将一个密度为的小球放入甲液体中,小球静止时,溢出液体的质量为;再将小球放入乙液体中,小球静止时,溢出液体的质量为,此时两溢水杯中液体对容器底部的压强为p甲和p乙,下列说法正确的是( )
A.小球静止时,溢出液体的质量
B.两容器底部受到的压强
C.小球的体积为
D.乙液体的密度为
【答案】D
【解析】A.物体在甲中漂浮,则
在乙中下沉,则
所以,故A错误;
B.在液体甲中,小球漂浮,所以甲液体的密度大于小球的密度,在液体乙中,小球沉底,乙液体的密度小于小球的密度,则甲液体的密度大于乙液体的密度,甲、乙两液体的深度相同,由可知,两容器底部受到的压强,故B错误;
CD.小球在乙液体中完全浸没,小球的体积等于排开乙液体的体积,所以小球的体积为①
物体在甲中漂浮,则
所以小球的质量为
小球的体积②
联立①②可得,故C错误,D正确。故选D。
8.(2026·北京海淀·二模)小明在已调零的弹簧测力计下悬挂一个小桶,在测力计的原刻度线处标上相应的密度值,制成一个简易的“液体密度秤”,如图所示。使用时将测力计上端固定,向小桶内缓慢加满待测液体,即可直接读出液体的密度。当相邻两刻度线对应的密度差值越小,该装置的测量精度越高。已知测力计的量程为,小桶的容积为、重为。下列说法正确的是( )
A.该密度秤的最大测量值为
B.若仅换用质量相等、容积更大的小桶再次制成密度秤,则其测量精度会提高
C.若小桶内的液体没有加满,则测出的密度会偏大
D.若将重为的小石块用细线系好,手提细线使石块浸没在装满液体的小桶中,石块不接触小桶,静止后密度秤的示数增大了
【答案】B
【解析】A.对小桶受力分析有
得,故A错误;
B.测量精度由相邻两刻度线对应的密度差值决定,差值越小,精度越高。测力计的刻度是均匀的,相邻刻度的拉力差固定,根据,当换用质量相等、容积更大的小桶时,V 变大,不变,因此 变小,相邻刻度的密度差更小,测量精度提高,故B正确;
C.若液体没有加满,实际液体体积 ,此时测力计示数
计算时仍按容积 V 代入公式得
因为,所以,测出的密度偏小,故C错误;
D.石块浸没在装满液体的小桶中,不接触小桶,石块会将液体排出小桶外,剩余液体的重力会减小,但石头受到浮力,故石头对液体也有竖直向下的压力。由阿基米德原理,,故静止后测力计拉力为示数不变,密度秤的示数不变,故D错误。故选B。
9.(2026·北京朝阳·二模)港珠澳大桥是全世界最长的跨海大桥,其中一段由33根沉管拼接而成的海底隧道长5664m。沉管(如图所示,两端已封闭)由浅海区浮运到较深的指定海域;再精确沉放到指定位置。物理小组的同学们用一个体积为的密闭空箱模拟封闭后的沉管,结合盛有水的容器模拟研究沉管浮运和沉放的过程。当空箱漂浮在水面上时,有的体积露出水面,如图甲所示。向空箱A内注入一定量的水,此时需要施加竖直向上的拉力才能使空箱A浸没在水中且不碰容器,如图乙所示。水的密度取,铁的密度取,g取。下列说法正确的是( )
A.空箱的密度与水的密度之比为1:4
B.图甲中,若使空箱悬浮,可向其内注入的水
C.图甲中,若在空箱上表面放置一个质量为的实心铁块,可使空箱下沉到容器底部
D.图乙中,空箱内的水受到的重力比拉力大
【答案】D
【解析】图甲, 空箱漂浮时,体积露出水面,因此排开水的体积。漂浮时浮力等于空箱重力,
空箱质量。
A.由漂浮时,,,得,故A错误;
B.空箱悬浮时,总浮力等于总重力,此时,总浮力
总重力
因此注入水的重力
水的体积,故B错误;
C.铁块的重力为
放入铁块后的总重力
铁块体积
总浮力
总浮力大于总重力,空箱不会下沉,故C错误;
D.对乙图的空箱和水整体受力分析即,整理得,即水的重力比拉力��大2N,故D正确。故选D。
10.(2026·北京西城·二模)某校课外小组用细沙和平底矿泉水瓶(已裁掉瓶口部分)制作了如图所示的两个简易密度计。甲、乙两密度计的质量相同,甲密度计的横截面积大于乙密度计的横截面积,a、b、c、d为刻度线,a刻线与c刻线到瓶底的距离相等,b刻线与d刻线到瓶底的距离相等。下列说法正确的是( )
A.甲密度计a刻线处比b刻线处表示的液体密度更大
B.甲密度计a刻线处比乙密度计c刻线处表示的液体密度更小
C.两个密度计漂浮在同种液体中,甲比乙浸入液体的深度更大
D.a、b刻线表示的液体密度差小于c、d刻度线表示的液体密度差
【答案】ABD
【解析】A.同一个密度计的质量不变,漂浮时浮力等于重力不变。根据阿基米德原理,浸入的体积越大,表示密度越小,故a刻线处比b刻线处表示的液体密度更大,故A正确;
B.由于两个密度计的质量相同,漂浮时浮力等于重力相同。根据阿基米德原理,浸入的体积越大,表示密度越小,图中a刻线处和乙密度计c刻线高度相等,但甲的底面积大,浸入的体积大,故密度小,即甲密度计a刻线处比乙密度计c刻线处表示的液体密度更小,故B正确;
C.两个密度计漂浮在同种液体中,浮力相等,浸入的体积相等,甲的底面积大,故深度小,则甲比乙浸入液体的深度小,故C错误;
D.甲两刻线之间的密度差
乙两刻线之间的密度差
由由题意知,,则。故D正确。
故选 ABD。
11.(2026·北京东城区·二模)小东用压力秤(测量压力大小)、烧杯、水、筷子(体积可忽略)测量苹果的体积。主要的实验步骤如下:
(1)将压力秤置于水平桌面调零,把装有适量水的烧杯放在压力秤上,如图甲所示,静止时读出压力秤的示数并记为。
将苹果放入水中,苹果处于漂浮状态,如图乙所示,__________,静止时读出压力秤的示数并记为。
(2)苹果所受浮力的表达式为__________(用、表示)。写出推导过程,要求:明确研究对象并画出受力分析图。
根据计算出苹果的体积。
【答案】(1)用筷子把苹果压入水中并使苹果刚好完全浸没
(2)以烧杯和水整体为研究对象
在图甲中,整体受到重力和压力秤的支持力,此时压力秤示数等于支持力,即;在图乙中,整体受到重力、苹果对水的压力(根据力的作用是相互的,等于苹果所受浮力)和压力秤的支持力,此时压力秤示数等于支持力,即。用图乙中整体受力情况的式子减去图甲中整体受力情况的式子,可得,所以苹果所受浮力
【解析】(1)因为要测苹果的体积,可用筷子把苹果压入水中并使苹果刚好完全浸没,这样求出浮力之后,可根据计算出苹果的体积。
(2)略
浮力综合计算
考点4
1.(2026·北京东城区·二模)在物理实践活动中,小东用一根粗细均匀、上端开口、下端封闭的轻质塑料管制成一支密度计,用来测量家里酱油的密度,如图甲所示。将密度计分别放入水和酱油中,静止时如图乙、丙所示。已知密度计管长为,质量为,,取。求:
(1)密度计在水中所受浮力大小。
(2)酱油的密度。
【答案】(1)0.05 N
(2)
【解析】(1)密度计质量
密度计的重力
密度计在水中静止漂浮,根据物体漂浮条件,浮力等于自身重力,因此密度计在水中所受浮力
(2)设密度计横截面积为,密度计总长度 。由图可知,密度计在水中露出液面长度 ,因此浸入水中的深度
密度计在酱油中露出液面长度 ,因此浸入酱油的深度
密度计在酱油中仍漂浮,浮力等于重力,因此。根据阿基米德原理 ,且均匀管排开液体体积,代入得:,则酱油密度
2.(2026·北京大兴·二模)“潜水打捞浮力袋”是进行水下救援和打捞作业时常用工具。使用时,在水下把浮力袋和被打捞的物体固定在一起,然后给浮力袋充气使浮力袋的体积变大,利用浮力作用把被打捞的物体带到水面附近,如图所示为潜水员利用浮力袋打捞水下物体时的情境。假定某次打捞作业中使用的浮力袋(包含固定用设备)的总质量为,在水面下深处的岩石层表面进行作业,水的密度为,g取,不计浮力袋内充入的空气质量。
(1)求水面下深处水产生的压强大小。
(2)若浮力袋充气后的最大体积为,试通过分析说明它能否将质量为的岩石样本带到水面附近。
【答案】(1)
(2)能
【解析】(1)水面下深处水产生的压强大小
(2)充气后浮力袋受到的最大浮力
浮力袋和岩石样本一起受到的重力
因为仅浮力袋受到的最大浮力大于它们一起受到的重力,所以能将样本带到水面附近。
3.(2026·北京朝阳·二模)如图所示,“雪龙2号”是我国自主建造的首艘极地科学考察破冰船,2026年4月圆满完成第42次南极科考任务。该船满载时排开水的质量为,它采用双向破冰技术,能以一定的速度连续破开厚的冰层。当遇到较厚冰层时,它会利用船体的特殊设计把船首冲到冰面之上,通过船首对冰面施加巨大的压力,使冰层破碎。在某次破冰作业时,冰层的抗压强度(即冰能承受的最大压强)达到了,若船首对冰面施加的压力为满载时总重的0.1倍,船首与冰面的接触面积为。g取。
(1)求满载的“雪龙2号”漂浮时受到的浮力。
(2)该船在本次破冰作业中,能否依靠压力直接压碎冰层?请通过计算说明。
【答案】(1)
(2)不能依靠压力直接压碎冰层。
【解析】(1)根据阿基米德原理,漂浮物体受到的浮力等于排开液体的重力,即
(2)先计算船首对冰面的压力,再计算船对冰面的压强,与冰层的最大抗压强度比较,判断能否压碎冰层。
满载时船漂浮,因此船的总重力
由题意,船首对冰面的压力为满载总重的倍,因此压力
已知船首与冰面的接触面积,根据压强公式
比较得 ,即船对冰面的压强小于冰层能承受的最大压强,因此该船不能依靠压力直接压碎冰层。
4.(2026·北京石景山·二模)某同学用如图甲所示的装置模拟潜水艇的浮沉实验。装置能在水中完全浸没,通过注射器改变内部储水舱的水量来调节自身重力(注射器及软管内仅装空气,内部气压始终等于外界大气压,水舱内的水足量)。已知水的密度,。调整活塞位置,装置从水底上浮至位置并稳定悬浮,如图乙所示,此时注射器活塞稳定在刻度处。现用细线将一个、体积的重物挂在装置正下方(细线质量和体积不计,忽略软管对潜水艇的作用力),从水底打捞,使装置带着重物一起上浮到位置并稳定悬浮,如图丙所示。
(1)画出图丙中重物M的受力示意图。
(2)计算重物M受到的浮力。
(3)潜水艇位于图丙所示位置时,注射器活塞需要稳定在多少毫升刻度处。
【答案】(1)
(2)0.1N
(3)
【解析】(1)图丙中重物M稳定悬浮,处于平衡状态,受到三个力的作用:竖直向下的重力、竖直向上的水的浮力、竖直向上的细线拉力,按照力的示意图作图规则绘制即可。如图所示:
(2)重物M完全浸没在水中,因此排开水的体积等于重物体积
根据阿基米德原理可知
(3)图乙中潜水艇悬浮,设此时潜水艇总重力为,潜水艇受到的浮力为,根据悬浮条件得
潜水艇排开水的体积始终等于自身体积,因此保持不变。图丙中潜水艇和重物整体悬浮,总重力等于总浮力,即
整理得重力变化量
即潜水艇排出水的重力为
排出水的体积等于注射器内空气增加的体积,因此
此时注射器刻度为
测量固体、液体的密度及特殊法测密度
考点5
1.(2026·北京西城·二模)小亮利用微小压强计做“探究影响液体压强的因素”的实验。在水平桌面上有两个相同的容器,其中装有甲、乙两种液体。
(1)实验开始前,他应先调节微小压强计U形管的两液面__________。
(2)他把同一支压强计的探头先后放入甲、乙两种液体中的相同深度处,如图所示,观察U形管两次液面的高度差,可得到结论:__________液体的密度较小。(选填“甲”或“乙”)
【答案】(1)相平
(2)甲
【解析】(1)微小压强计是通过U形管两侧液面的高度差来反映液体压强大小的。为了保证测量的准确性,实验前必须确保软管内气体压强与大气压相等,因此应调节U形管两液面相平。
(2)由图可知,探头在甲、乙两种液体中的深度相同,但甲图中U形管液面高度差小于乙图,说明甲液体产生的压强较小。根据 ,在深度 相同时,压强 越小,液体的密度 越小,故甲液体的密度较小。
2.(2026·北京大兴·二模)小兴用天平和量筒测量一块合金的密度,他用一小块合金样品进行了实验。
(1)将天平放在水平台面上,游码归零后,发现指针指示的位置如图甲所示,将平衡螺母向______端移动,使横梁水平平衡;
(2)将样品放在天平的左盘,当右盘中砝码的质量和游码在标尺上的位置如图乙所示时,横梁再次水平平衡,样品的质量为______g;
(3)用细线系好该合金块,把它浸没在盛有水的量筒中,水面静止时如图丙所示,样品的体积为______;
(4)该合金的密度为______。
【答案】(1)左
(2)62
(3)20
(4)3.1
【解析】(1)将天平放在水平台面上,游码归零后,发现指针指示的位置如图甲所示,指针右偏,说明右端重,应将平衡螺母向左端移动,使横梁水平平衡。
(2)如图乙所示,标尺分度值为0.2g,则样品的质量为
(3)如图丙所示,量筒分度值为,示数为,则样品的体积为
(4)该合金的密度为
3.(2026·北京房山·二模)小华测量食用油密度的主要实验步骤如下:
①用天平测出空烧杯质量。
②用天平测出烧杯和杯内剩余食用油的总质量。
③将烧杯中的部分食用油倒入量筒中,测出量筒中食用油的体积。
④计算出食用油的密度。
⑤用天平测出烧杯和食用油的总质量。
请根据以上实验完成下列问题:
(1)请给上述必要的实验步骤排序________。
(2)画出实验数据记录表格。
(3)实验中、的测量数值分别如图甲、乙所示,测出,食用油的体积,则食用油的密度________。
【答案】(1)⑤③②④
(2)
烧杯和食用油的总质量m1/g
烧杯和剩余食用油的质量m2/g
量筒中食用油的体积V/cm3
量筒中食用油的质量m/g
食用油的密度ρ/(g⋅cm−3)
(3)0.9
【解析】(1)测量液体密度时,为了避免烧杯残留液体带来误差,采用剩余法测量,不需要测量空烧杯质量,必要步骤排序为:
(2)需要记录的数据有:烧杯和食用油的总质量、食用油的体积、烧杯和杯内剩余食用油的总质量、倒出食用油的质量、食用油的密度,故表格如下图所示:
烧杯和食用油的总质量m1/g
烧杯和剩余食用油的质量m2/g
量筒中食用油的体积V/cm3
量筒中食用油的质量m/g
食用油的密度ρ/(g⋅cm−3)
(3)量筒分度值为,凹液面最低处对应,因此,天平读数:砝码总质量
游码示数为,因此
倒出食用油质量
密度
4.(2026·北京顺义·二模)为了测量某种液体的密度,小亮取适量这种液体的样品进行了如下实验:
(1)将天平、量筒放在___________台面上。将盛有适量液体的烧杯放在调节好的天平左盘内,改变右盘中砝码的个数和游码的位置,使天平横梁在水平位置重新平衡,此时砝码质量和游码在标尺上的位置如图甲所示,则烧杯及杯内液体的总质量为___________g。
(2)将烧杯中的一部分液体倒入量筒中,如图乙所示,则量简中液体的体积为___________cm3;再用天平测出烧杯和剩余液体的总质量为108g。
(3)根据上述实验数据计算此种液体的密度为___________kg/m3。
【答案】(1)水平 163
(2)50
(3)1.1×103
【解析】(1)[1]使用天平和量筒测量时,应将它们放在水平台面上,这样才能保证测量的准确性。
[2]由图甲可知,烧杯和液体的总质量为m总=100g+50g+10g+3g=163g
(2)由图乙可知,量筒的分度值为2mL,量筒中液体的体积为V=50mL=50cm3
(3)量筒中液体的质量m=m总-m剩=163g-108g=55g
液体的密度
5.(2026·北京东城区·二模)测量某种液体密度的主要实验步骤如下
(1)用调节好的天平测量烧杯和液体的总质量,当天平再次平衡时,如图甲所示,烧杯和液体的总质量为______g;
(2)将烧杯中的部分液体倒入量筒中,如图所示,量筒中液体的体积为______cm3;
(3)用天平测出烧杯和杯内剩余液体的总质量为74g;
(4)计算出液体的密度为______g/cm3。
【答案】122 60 0.8
【解析】(1)[1]如图甲所示,天平标尺的分度值为0.2g,游码右端在2g处,则烧杯和液体的总质量
m=100g+20g+2g=122g
(2)[2]如图乙所示,量筒分度值为2mL,液柱上表面在60mL处,则量筒中液体的体积
V=60mL=60cm3
(4)[3]由实验步骤(1)(3)可知倒入量筒中的液体质量为
则液体的密度
6.(2026·北京石景山·二模)小石用量筒测量橡皮泥的密度。
进行了如图所示操作:
①如图甲,在量筒中加入适量水,记录水的体积为;
②如图乙,将橡皮泥捏成碗状,轻放入量筒中,使其漂浮在水面上,记录液面示数为;
③如图丙,将橡皮泥用细长针压入水中,记录此时液面示数为。
橡皮泥的密度__________(用、、、表示)。
【答案】
【解析】当橡皮泥漂浮在水面上时,根据物体漂浮的条件,此时橡皮泥受到的浮力等于自身重力,即,由阿基米德原理可知,此时橡皮泥排开水的体积
所以
因为,且
所以
可得橡皮泥的质量
当把橡皮泥用细长针压入水中时,橡皮泥排开水的体积等于自身的体积,即
根据密度公式,可得,橡皮泥的密度
7.(2026·北京大兴·二模)小兴用如图所示的方法测量一个金属块的密度:把一个盛有适量水的广口容器放在已调零且水平放置的电子秤上,读出电子秤的示数,如图甲所示;用细线系好待测的金属块,把金属块轻放在容器里的水中,待水面静止时读出电子秤的示数,如图乙所示;用细线将金属块提起仍浸没在水中(不碰触容器),待水面静止时读出电子秤的示数,如图丙所示。
请你用测量出的物理量和水的密度写出金属块密度的表达式,要求写出推导过程。
【答案】1. 求金属块的质量。
如图甲所示,电子秤首先测出水与容器的总质量为;在图乙中,待测金属块被完全放入水中且沉底,此时电子秤的示数代表了容器、水以及金属块的总质量。
根据前后两次的质量差,可直接得出金属块的真实质量为
2. 求金属块的体积。
如图丙所示,用细线将金属块提起,使其浸没在水中且不碰触容器,此时电子秤的示数为
由于力的作用是相互的,金属块受到的向上的浮力,等于其对水产生的向下压力,图丙相比图甲所增加的重量即为浮力大小,即
根据阿基米德原理,且由于金属块处于完全浸没状态,整理可得金属块的体积表达式为
3. 推导金属块的密度。
根据密度公式,可得金属块密度的最终表达式为
【解析】略
8.(2026·北京平谷·二模)学习浮力知识后,某实验小组利用酒精、烧杯、铁块、细线和弹簧测力计测量牛奶的密度。主要实验步骤如下,请你补充完整:
(1)①用细线拴住铁块,用弹簧测力计测出铁块的重力G;
②将铁块浸没在酒精中且不触碰烧杯底和侧壁,记下此时弹簧测力计的示数F1;
③__________,记下此时弹簧测力计的示数F2;
(2)则牛奶的密度表达式为ρ牛奶=______(用G、F1、F2和ρ酒精表示);
【答案】(1)将铁块浸没在牛奶中且不触烧杯底和侧壁
(2)
【解析】(1)将铁块浸没在酒精中且不触碰烧杯底和侧壁,通过铁块的重力以及此时弹簧测力计的示数计算得出铁块所受浮力,再借助阿基米德原理计算得出铁块排开酒精的体积,由于铁块完全浸没,所以铁块的体积等于排开酒精的体积,由于可求出铁块的体积,为测得牛奶的密度,应将铁块也完全浸没在牛奶中,通过铁块重力和弹簧测力计的示数计算得出铁块所受浮力,再借助阿基米德原理计算得出牛奶的密度,所以实验步骤③为将铁块浸没在牛奶中且不触烧杯底和侧壁,记下此时弹簧测力计的示数F2。
(2)同一铁块两次都浸没,排开液体的体积都等于铁块自身体积V,保持不变。铁块浸没在酒精中时,浮力为
解得,铁块体积
铁块浸没在牛奶中时,浮力为
解得,牛奶的密度为
9.(2026·北京海淀·二模)小明用裁剪后的饮料瓶(瓶身上部粗细均匀)、刻度尺、水和细筷子测量一个苹果的密度。
(1)将以下的实验步骤补充完整:
①在瓶内装入适量的水,使水面到达瓶身粗细均匀的部分,如图甲所示,用刻度尺测出此时水面到水平桌面的距离。
②将苹果放入水中,苹果漂浮在水面上,如图乙所示,用刻度尺测出此时水面到水平桌面的距离。
③________,水未溢出,用刻度尺测出此时水面到水平桌面的距离。
(2)已知水的密度为,则待测苹果的密度________。(用已知量和测量量表示)
【答案】(1)用大头针将苹果完全压入水中
(2)
【解析】(1)本实验中有一个关键的不变量,就是瓶身粗细均匀的那一部分的截面积,这个截面积记为,实验需要先得到苹果的质量,再得到苹果的体积。
前两步,苹果漂浮(二力平衡),结合阿基米德原理有①
第三步需要让苹果完全浸没,此时苹果排开液体的体积就是苹果自身的体积,苹果的重力②
根据①②两式的关系,可以达到测量的目的。为了第三步能让苹果完全浸没以便得到相应的数据,应当使用细筷子将苹果按入水中。
(2)联立上面的①②两式,可得
整理可得
探究液体压强与哪些因素有关
考点6
1.(2026·北京东城区·二模)小东利用微小压强计探究“液体内部压强和液体密度是否有关”。
(1)液体内部压强是通过微小压强计__________反映的。
(2)小东将探头放入水中,如图甲所示,为了完成探究,小东接下来应按照__________(选填“乙”或“丙”)图继续实验。
【答案】(1)U形管两侧液面的高度差
(2)丙
【解析】(1)该实验利用转换法,液体内部压强的大小通过微小压强计U形管两侧液面的高度差来反映,液面高度差越大,说明探头处的液体压强越大。
(2)探究“液体内部压强和液体密度是否有关”时,要控制深度相同,改变液体密度。甲图是水,接下来应选择密度不同的液体,且要保证探头在液体中的深度与甲图相同,丙图中液体是盐水,探头深度与甲图一致,符合实验要求;乙图中探头深度与甲图不同,不符合控制变量法,所以应按照丙图继续实验。
2.(2026·北京昌平·二模)水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺和装有适量水的两个烧杯。A、B两同学利用提供的器材探究液体内部压强的大小与液体深度是否有关,进行了如甲、乙两图所示的实验。
A同学观察并测量发现:当时,形管两侧的液面高度差不同,他得出结论“液体内部压强的大小与液体深度有关”;B同学重新对该实验进行观察和测量,有了新的发现:当时,U形管两侧的液面高度差也不同。因此,B同学对A同学的结论产生了质疑。请你针对B同学的质疑,写出该实验的改进措施__________。
【答案】向乙烧杯中加入适量的水,调整乙烧杯中的微小压强计探头位置,使、
【解析】要探究液体内部压强的大小与液体深度是否有关,根据控制变量法可知,需控制液体密度、探头所处位置到烧杯底的深度相同,探头的深度不同。B同学发现,当时,U形管两侧的液面高度差也不同,可知A同学探究中没有控制变量,即没有控制探头所处位置到烧杯底的深度相同,针对B同学的质疑,改进措施是:向乙烧杯中加入适量的水,调整乙烧杯中的微小压强计探头位置,使、。
3.(2026·北京顺义·二模)水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺和装有适量水的烧杯。利用上述器材设计实验探究水内部任意一点的压强与该点到容器底的距离是否有关。
(1)设计实验步骤如下,请补充完整。
①将微小压强计的探头放入水中,测量出探头距水面5cm、距容器底7cm,如图所示,读出U形管两端液面高度差,将数据记录到表格中。
②___________,读出U形管两端液面高度差,将数据记录到表格中。
(2)分析论证,用U形管两端液面高度差的大小反映___________的大小,若不变,可得出结论:___________。
【答案】(1)向烧杯中倒入适量的水,改变探头在水中的位置,保持探头距水面的深度仍为5cm,用刻度尺测出此时探头到容器底的距离
(2)探头处水的压强 水内部任意一点的压强与该点到容器底的距离无关
【解析】(1)要探究水内部压强和该点到容器底距离的关系,需要控制液体密度、该点到水面的深度不变,只改变该点到容器底的距离,观察压强变化,因此步骤②需要保持探头到水面深度不变(仍为5cm),改变到容器底的距离(向烧杯中加水)进行实验。
(2)微小压强计的U形管液面高度差反映探头处水压强的大小;若不变,说明压强大小和到容器底的距离无关,可得出对应结论。
4.(2026·北京朝阳·二模)小阳利用一个微小压强计、两个完全相同的圆柱形玻璃杯、水和盐水(),探究液体内部某点的压强与液体的密度和该点在液体中的深度是否有关。他将微小压强计的探头放入玻璃杯中并将其固定,向玻璃杯中缓慢倒入一定量的水,实验现象如图甲所示;继续向玻璃杯中缓慢倒入适量的水,实验现象如图乙所示。
(1)实验中通过观察________反映液体内部某点的压强。
(2)由图甲和图乙所示的实验可得,液体内部某点的压强与________有关。
(3)为了探究液体内部某点的压强与液体密度是否有关,在保持探头位置不变的条件下(如图丙所示),可以向图丙中的玻璃杯里倒入________(填写选项前的字母),理由是________。
A.与图甲中水的体积相等的盐水 B.与图甲中水的质量相等的盐水
【答案】(1)U形管两侧液面的高度差
(2)液体的深度
(3)A 探究液体压强与液体密度的关系时,需要控制探头深度不变,只改变液体密度。圆柱形玻璃杯底面积相同,倒入和甲中水体积相等的盐水后,液面高度与甲相同,探头位置固定不变,因此探头深度相同,符合控制变量法的要求。
【解析】(1)本实验利用转换法,液体内部压强越大,微小压强计U形管两侧的液面高度差越大,因此用U形管两侧的液面高度差反映液体压强大小。
(2)甲、乙两图中,液体都是水,密度相同,乙图中探头在液体中的深度更大,U形管液面高度差更大,说明液体压强更大,因此可得液体内部压强与液体的深度有关。
(3)探究液体压强和密度的关系时,必须控制深度相同,改变液体密度,所以应倒入与甲中等体积的盐水。若倒入质量相等的盐水,由于盐水密度大于水,相同质量的盐水体积更小,液面更低,会导致探头深度也变小,出现深度、密度两个变量,无法得出结论,故选A。
探究浮力大小与哪些因素有关
考点7
1.(2026·北京东城区·二模)在探究“浮力大小与物体密度是否有关”的实验中,小东选用体积相同、密度不同的实心金属块甲和乙,进行如图①②③④所示的实验操作,计算出浮力大小并比较,得出结论。根据以上实验操作,回答下列问题。
(1)小东探究过程中存在的问题:__________。
(2)请针对探究过程中存在的问题,写出改正措施:__________。
【答案】(1)没有控制物体排开液体的体积相同
(2)将步骤③④中乙物体浸入水中的体积调整为与甲物体相同
【解析】(1)在探究“浮力大小与物体密度是否有关”的实验中,根据控制变量法,需要控制排开液体的体积和液体密度相同,只改变物体密度。观察图中操作,在步骤③④中,没有控制乙物体排开液体的体积与甲物体排开液体的体积相同,这是探究过程中存在的问题。
(2)针对上述问题,为了保证实验中只有物体密度这一个变量,需要控制排开液体体积相同。所以改正措施为:将步骤③④中乙物体浸入水中的体积调整为与甲物体相同(或使乙物体排开水的体积等于甲物体排开水的体积)。
2.(2026·北京石景山·二模)小石探究“浸在液体中的物体所受浮力大小与排开液体体积的关系”,利用符合实验要求的弹簧测力计(已调零)、正方体合金块A、烧杯、水,进行了以下实验。
(1)用弹簧测力计测出合金块的重力为,将合金块部分浸入水中,此时弹簧测力计示数如图甲所示,则合金块所受浮力为__________。
(2)在图甲实验的基础上,手提弹簧测力计将合金块缓缓竖直向下浸入水中,随着浸入体积的增加,弹簧测力计示数随合金块下降高度的变化如图乙所示,可以推得整个过程中,合金块A所受浮力的变化情况是__________。
(3)小石认为不能根据当合金块下降的高度大于(不接触容器底)时的现象来说明“浸在液体中的物体所受浮力大小与排开液体体积的关系”,理由是__________。
【答案】(1)2
(2)先增大后不变
(3)当弹簧测力计下降的高度大于h0时,没有改变排开液体的体积
【解析】(1)由图甲可知,弹簧测力计的分度值为,示数为。根据称重法测浮力可知合金块A所受浮力
(2)根据图乙,在合金块A缓缓竖直向下浸入水中的过程中,弹簧测力计示数先减小后不变。由称重法测浮力可知,所以浮力先增大后不变。
(3)要探究“浸在液体中的物体所受浮力大小与排开液体体积的关系”,需要控制液体密度不变,改变排开液体体积。当合金块A下降的高度大于(不接触容器底)时,合金块A已经浸没在水中,此时继续下降,排开液体的体积不再发生变化,不满足改变排开液体体积这一条件。
3.(2026·北京大兴·二模)小国在学习浮力时认为:浸没在水中的物体受到水的浮力作用,物体浸没在水中的深度越大则物体受到的浮力也越大。为了验证他的猜想是否正确,他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和绑着细线的金属块等器材,设计了合理的实验方案并进行了探究。
(1)实验中的自变量是_______________________。
(2)物体受到的浮力无法直接测量,需要测量_____________和_____________后通过恰当的公式求得。
(3)画出记录实验数据的表格。
【答案】(1)物体浸没在水中的深度
(2)物体受到的重力 物体浸没在水中时受到的拉力
(3)
【解析】(1)本实验探究浮力大小与物体浸没深度的关系,自变量是实验中主动改变的物理量,因此自变量为物体浸没在水中的深度。
(2)本实验用称重法计算浮力,公式为,因此需要先测量金属块的重力G、金属块浸没时弹簧测力计的拉力,再计算得到浮力。
(3)略
4.(2026·北京房山·二模)为了验证“浮力的大小跟物体排开液体所受重力大小的关系”,小华进行了如图所示实验,弹簧测力计的示数分别表示为、、、,实验时测得、、、。
(1)由实验可得结论______;
(2)理论推导也是物理的一种研究方法。得到实验结论后,小华以“浸没在液体中的长方体”为模型进行研究,长方体的上表面与水面平行,如图戊所示。请写出阿基米德原理的理论推导过程。
【答案】(1)浮力的大小跟物体排开液体所受重力大小相等
(2)浸没在液体中的长方体侧面所受的压力相互平衡,设长方体底面积为,高度为,根据,长方体上下表面受到的压强差为
根据,长方体上下表面受到的压力差为
根据浮力的产生原因,受到的浮力为
【解析】(1)图丙中物体浸没时受到的浮力为
物体排开液体所受重力为
所以,即浮力的大小跟物体排开液体所受重力大小相等。
(2)略
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专题03质量与密度、压强、浮力
7大考点概览
考点01 增大或减小压强的方法
考点02 压强综合应用分析及计算
考点03 浮力综合分析
考点04 浮力综合计算
考点05 测量固体、体液的密度及特殊法测密度
考点06 探究液体压强与哪些因素有关
考点07 探究浮力大小与哪些因素有关
增大或减小压强的方法
考点1
1.(2026·北京西城·二模)如图所示的四个实例中,为了减小压强的是( )
A.滑雪板做得较宽大 B.图钉尖做得很尖锐
C.破窗锤的锤头做成锥状 D.冰鞋的刀刃较薄
2.(2026·北京东城区·二模)如图所示是北极熊途经薄冰区域时,由四足行走改为身体俯卧、腹部紧贴冰面爬行的情境。北极熊这种行为变化主要是为了( )
A.减小北极熊的惯性 B.减小冰面所受到的压力
C.增大冰面对北极熊的支持力 D.减小北极熊对冰面的压强
3.(2026·北京石景山·二模)图中所示的实例中,目的为了减小压强的是( )
A.刻刀的刀口薄而尖细
B.火车轨道下铺放枕木
C.破窗锤的锥状敲击端
D.压路机的碾子质量很大
4.(2026·北京海淀·二模)如图所示实例中,为了增大压强的是( )
A.图钉帽的面积做得较大
B.切熟鸡蛋的钢丝很细
C.书包背带做得较宽
D.大型运输车安装多组车轮
5.(2026·北京朝阳·二模)如图所示为轮胎式装载机,铲斗安装在大臂一端,大臂相当于杠杆,在大臂液压装置的作用下可绕支点转动,实现铲斗的升降。关于该装载机下列说法正确的是( )
A.铲斗前端的尖齿是通过减小受力面积的方法增大压力
B.该装载机的大臂可视为省力杠杆
C.宽大的轮胎是通过增大受力面积的方法减小压强
D.轮胎上有很深的花纹是通过增加表面粗糙程度的方法减小摩擦
6.(2026·北京顺义·二模)如图所示的实例中,为了减小压强的是( )
A.载重车装有很多车轮 B.压路机装有很重的钢轮
C.逃生锤的锤头很尖 D.切蛋器装有很细的钢丝
7.(2026·北京房山·二模)2026年米兰冬奥会中国体育代表团创境外参加冬奥会的最佳战绩。如图所示,是中国运动员站在滑雪板上、立于水平地面上的情景。关于滑雪板做得较宽的目的,下列说法正确的是( )
A.增大压力,增大压强 B.增大压力,减小压强
C.增大受力面积,增大压强 D.增大受力面积,减小压强
压强综合应用分析及计算
考点2
1.(2026·北京石景山·二模)如图所示,两个相同的圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,两容器内液面相平。实验中,将同一微小压强计的探头分别放入液体内、B两点处,且点到容器底部距离比B到容器底部距离小,此时形管内的液面高度差相等。下列正确的是( )
A.A点受到的液体压强小于B点
B.两容器底部受到的液体压强相等
C.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
D.若将乙容器内的探头缓慢向下移动,形管内的液面高度差变小
2.(2026·北京西城·二模)关于生活中的四个情境,下列说法正确的是( )
A.锅中的水烧开后,调大火焰能使锅中开水的温度升高
B.锅中的水烧开后,上方产生大量“白气”,这是汽化形成的水蒸气
C.刚出锅的馒头入口时感到很烫,这是因为刚出锅的馒头含有很高的热量
D.当风沿窗外的墙面吹过时,窗帘飘向窗外,这是由于窗外空气流速较大压强较小
3.(2026·北京平谷·二模)物理兴趣小组用小瓶做以下实验,下列有关说法正确的是( )
A.图甲,用吸管对着水平桌面上静止的两个小瓶中间吹气,两瓶彼此远离
B.图乙,用玻璃瓶自制气压计从一层乘电梯前往十层,细管内水柱上升
C.图丙,将空玻璃瓶口朝下往下压的过程中,扎在瓶口的橡皮膜凹陷程度变小
D.图丁,装有适量水的小瓶敞口朝下放入矿泉水瓶中,挤压矿泉水瓶,小瓶向上运动
4.(2026·北京石景山·二模)能源的利用和科技的进步,有力推动了人类文明的发展进程。下列说法正确的是( )
A.太阳能、风能和天然气都是可再生能源
B.“奋斗号”潜水器下潜越深,外壳受到海水的压强越大
C.空间站中的航天员通过超声波与地面控制中心传递信息
D.“4G”和“5G”通信信号的电磁波在真空中传播的速度不等
5.(2026·北京西城·二模)小强将一只底面积为,质量为1 kg的平底空桶放在水平地面上,并在桶内装入40 cm深的水,如图所示。此时水对桶底的压力比桶对水平地面的压力小20 N。g取10 N/kg。下列判断中正确的是( )
A.桶内水的质量为17 kg B.水对桶底的压力为170 N
C.桶对地面的压力为200 N D.水对桶底的压强为
6.(2026·北京西城·二模)小萱利用滴管在如图所示U形管左、右两侧管中分别注入体积相等的水和食用油,待两种液体静止后,她观察到U形管左、右两侧液面不相平。请你选择合适的研究对象,从力的角度推理判断:当两种液体静止时,U形管左、右两侧的液面哪边更高。(已知:)
7.(2026·北京昌平·二模)如图甲所示,某同学在学校组织的“绿色校园,从我做起”的环保实践活动中,主动承担了为校园新栽种的树苗浇水的任务。该同学质量为,双脚与地面的总接触面积为。他用图乙所示的平底水桶装水,水桶底面积为(不计桶壁的厚度),水桶内装有深度为、质量为11 kg的水,水桶放在水平地面上时水对水桶底的压力为,水桶对水平地面的压强为,该同学提起这桶水时对水平地面的压强为。已知水的密度为,取。求:
(1)水对水桶底的压力。
(2)该同学提起这桶水时对水平地面的压强。
浮力综合分析
考点3
1.(2026·北京东城区·二模)将体积相同的甲、乙实心球放入装有水的容器中待其静止。甲、乙所受的重力大小G物及其排开水所受的重力大小G排见下表。下列图中符合两球在水中的情境的是( )
实心球
G物/N
G排/N
甲
1
1
乙
2
1
A. B.
C. D.
2.(2026·北京东城区·二模)一个足够高的柱形容器放在水平放置的电子秤上,容器正中央放有实心正方体,如图甲所示。向容器中缓慢注水,注水过程中电子秤的示数与容器内水的深度的关系如图乙所示。,取。下列说法正确的是( )
A.容器的底面积为
B.M最终处于沉底状态
C.容器的质量为
D.当水的深度时,对容器底的压力为
3.(2026·北京昌平·二模)如图甲所示为模拟水位报警器装置,容器口左边安装激光器,右边安装接收器,当接收器正常接收到激光照射时,报警器不工作。容器里有一浮块M,底部通过弹簧与容器底部相连(弹簧质量、体积忽略不计),当水面距容器口距离为,弹簧恰好保持原长。容器里水面上升时,浮块随之上升,一旦浮块挡住激光,报警器报警。弹簧伸长量与弹簧所受拉力的关系如图乙所示。已知浮块M高为,底面积为,密度为,水的密度为,取。下列说法正确的是( )
A.浮块M所受重力大小为
B.水面上升过程中,浮块M所受浮力大小不变
C.恰好报警时,水面距容器口的距离是
D.当时,弹簧所受拉力大小为
4.(2026·北京大兴·二模)把相同的吸管一端封闭成平底,再各放入一颗小钢珠,就制成了两支完全相同的简易密度计。把两个相同的容器甲、乙中盛有不同液体,放在水平桌面上,将两支密度计分别放入两容器中,当它们竖直静止在液体中时,两容器中的液面高度相同。M为甲液体中的点,它到甲中密度计底部的距离为,为乙液体中的点,它到乙中密度计底部的距离也为,如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲容器中的液体密度较小
B.甲容器中的密度计受到的浮力较大
C.甲容器中的密度计底部受到的液体压强较小
D.甲中液体在M点的压强小于乙中液体在点的压强
5.(2026·北京顺义·二模)有一款U形水上机器人,它被誉为“会跑的救生圈”,可远距离、快速、精准实现对落水人员的救援。如图所示为被救援的人趴在这款机器人上驶向岸边,已知这款机器人的质量为18 kg,体积为0.12 m3,被救援的人质量为60 kg。假设人的密度与水的密度相等,被救援的人至少要有的体积露出水面,g取10 N/kg。下列说法正确的是( )
A.被救援的人和机器人受到的浮力为120 N
B.被救援的人和机器人排开水的总体积为
C.救援前后,机器人浸入水中的体积之差为
D.该机器人所能救援的人的最大质量为180 kg
6.(2026·北京房山·二模)如图所示,水平面上有甲、乙两个相同的溢水杯,分别装满密度不同的液体,将同一个小球分别放入溢水杯中静止。小球在甲杯中漂浮,此时溢出液体的质量为,小球在乙杯中沉底,此时溢出液体的质量为。下列说法正确的是( )
A.小球受到的重力为
B.甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度
C.小球放入后,甲杯中液体对杯底的压强比放入前增大
D.小球放入后,乙杯对桌面的压强比放入前增大
7.(2026·北京平谷·二模)如图所示,水平桌面上放置两个完全相同的溢水杯,分别装满甲、乙两种液体。将一个密度为的小球放入甲液体中,小球静止时,溢出液体的质量为;再将小球放入乙液体中,小球静止时,溢出液体的质量为,此时两溢水杯中液体对容器底部的压强为p甲和p乙,下列说法正确的是( )
A.小球静止时,溢出液体的质量
B.两容器底部受到的压强
C.小球的体积为
D.乙液体的密度为
8.(2026·北京海淀·二模)小明在已调零的弹簧测力计下悬挂一个小桶,在测力计的原刻度线处标上相应的密度值,制成一个简易的“液体密度秤”,如图所示。使用时将测力计上端固定,向小桶内缓慢加满待测液体,即可直接读出液体的密度。当相邻两刻度线对应的密度差值越小,该装置的测量精度越高。已知测力计的量程为,小桶的容积为、重为。下列说法正确的是( )
A.该密度秤的最大测量值为
B.若仅换用质量相等、容积更大的小桶再次制成密度秤,则其测量精度会提高
C.若小桶内的液体没有加满,则测出的密度会偏大
D.若将重为的小石块用细线系好,手提细线使石块浸没在装满液体的小桶中,石块不接触小桶,静止后密度秤的示数增大了
9.(2026·北京朝阳·二模)港珠澳大桥是全世界最长的跨海大桥,其中一段由33根沉管拼接而成的海底隧道长5664m。沉管(如图所示,两端已封闭)由浅海区浮运到较深的指定海域;再精确沉放到指定位置。物理小组的同学们用一个体积为的密闭空箱模拟封闭后的沉管,结合盛有水的容器模拟研究沉管浮运和沉放的过程。当空箱漂浮在水面上时,有的体积露出水面,如图甲所示。向空箱A内注入一定量的水,此时需要施加竖直向上的拉力才能使空箱A浸没在水中且不碰容器,如图乙所示。水的密度取,铁的密度取,g取。下列说法正确的是( )
A.空箱的密度与水的密度之比为1:4
B.图甲中,若使空箱悬浮,可向其内注入的水
C.图甲中,若在空箱上表面放置一个质量为的实心铁块,可使空箱下沉到容器底部
D.图乙中,空箱内的水受到的重力比拉力大
10.(2026·北京西城·二模)某校课外小组用细沙和平底矿泉水瓶(已裁掉瓶口部分)制作了如图所示的两个简易密度计。甲、乙两密度计的质量相同,甲密度计的横截面积大于乙密度计的横截面积,a、b、c、d为刻度线,a刻线与c刻线到瓶底的距离相等,b刻线与d刻线到瓶底的距离相等。下列说法正确的是( )
A.甲密度计a刻线处比b刻线处表示的液体密度更大
B.甲密度计a刻线处比乙密度计c刻线处表示的液体密度更小
C.两个密度计漂浮在同种液体中,甲比乙浸入液体的深度更大
D.a、b刻线表示的液体密度差小于c、d刻度线表示的液体密度差
11.(2026·北京东城区·二模)小东用压力秤(测量压力大小)、烧杯、水、筷子(体积可忽略)测量苹果的体积。主要的实验步骤如下:
(1)将压力秤置于水平桌面调零,把装有适量水的烧杯放在压力秤上,如图甲所示,静止时读出压力秤的示数并记为。
将苹果放入水中,苹果处于漂浮状态,如图乙所示,__________,静止时读出压力秤的示数并记为。
(2)苹果所受浮力的表达式为__________(用、表示)。写出推导过程,要求:明确研究对象并画出受力分析图。
根据计算出苹果的体积。
浮力综合计算
考点4
1.(2026·北京东城区·二模)在物理实践活动中,小东用一根粗细均匀、上端开口、下端封闭的轻质塑料管制成一支密度计,用来测量家里酱油的密度,如图甲所示。将密度计分别放入水和酱油中,静止时如图乙、丙所示。已知密度计管长为,质量为,,取。求:
(1)密度计在水中所受浮力大小。
(2)酱油的密度。
2.(2026·北京大兴·二模)“潜水打捞浮力袋”是进行水下救援和打捞作业时常用工具。使用时,在水下把浮力袋和被打捞的物体固定在一起,然后给浮力袋充气使浮力袋的体积变大,利用浮力作用把被打捞的物体带到水面附近,如图所示为潜水员利用浮力袋打捞水下物体时的情境。假定某次打捞作业中使用的浮力袋(包含固定用设备)的总质量为,在水面下深处的岩石层表面进行作业,水的密度为,g取,不计浮力袋内充入的空气质量。
(1)求水面下深处水产生的压强大小。
(2)若浮力袋充气后的最大体积为,试通过分析说明它能否将质量为的岩石样本带到水面附近。
3.(2026·北京朝阳·二模)如图所示,“雪龙2号”是我国自主建造的首艘极地科学考察破冰船,2026年4月圆满完成第42次南极科考任务。该船满载时排开水的质量为,它采用双向破冰技术,能以一定的速度连续破开厚的冰层。当遇到较厚冰层时,它会利用船体的特殊设计把船首冲到冰面之上,通过船首对冰面施加巨大的压力,使冰层破碎。在某次破冰作业时,冰层的抗压强度(即冰能承受的最大压强)达到了,若船首对冰面施加的压力为满载时总重的0.1倍,船首与冰面的接触面积为。g取。
(1)求满载的“雪龙2号”漂浮时受到的浮力。
(2)该船在本次破冰作业中,能否依靠压力直接压碎冰层?请通过计算说明。
4.(2026·北京石景山·二模)某同学用如图甲所示的装置模拟潜水艇的浮沉实验。装置能在水中完全浸没,通过注射器改变内部储水舱的水量来调节自身重力(注射器及软管内仅装空气,内部气压始终等于外界大气压,水舱内的水足量)。已知水的密度,。调整活塞位置,装置从水底上浮至位置并稳定悬浮,如图乙所示,此时注射器活塞稳定在刻度处。现用细线将一个、体积的重物挂在装置正下方(细线质量和体积不计,忽略软管对潜水艇的作用力),从水底打捞,使装置带着重物一起上浮到位置并稳定悬浮,如图丙所示。
(1)画出图丙中重物M的受力示意图。
(2)计算重物M受到的浮力。
(3)潜水艇位于图丙所示位置时,注射器活塞需要稳定在多少毫升刻度处。
测量固体、液体的密度及特殊法测密度
考点5
1.(2026·北京西城·二模)小亮利用微小压强计做“探究影响液体压强的因素”的实验。在水平桌面上有两个相同的容器,其中装有甲、乙两种液体。
(1)实验开始前,他应先调节微小压强计U形管的两液面__________。
(2)他把同一支压强计的探头先后放入甲、乙两种液体中的相同深度处,如图所示,观察U形管两次液面的高度差,可得到结论:__________液体的密度较小。(选填“甲”或“乙”)
2.(2026·北京大兴·二模)小兴用天平和量筒测量一块合金的密度,他用一小块合金样品进行了实验。
(1)将天平放在水平台面上,游码归零后,发现指针指示的位置如图甲所示,将平衡螺母向______端移动,使横梁水平平衡;
(2)将样品放在天平的左盘,当右盘中砝码的质量和游码在标尺上的位置如图乙所示时,横梁再次水平平衡,样品的质量为______g;
(3)用细线系好该合金块,把它浸没在盛有水的量筒中,水面静止时如图丙所示,样品的体积为______;
(4)该合金的密度为______。
3.(2026·北京房山·二模)小华测量食用油密度的主要实验步骤如下:
①用天平测出空烧杯质量。
②用天平测出烧杯和杯内剩余食用油的总质量。
③将烧杯中的部分食用油倒入量筒中,测出量筒中食用油的体积。
④计算出食用油的密度。
⑤用天平测出烧杯和食用油的总质量。
请根据以上实验完成下列问题:
(1)请给上述必要的实验步骤排序________。
(2)画出实验数据记录表格。
(3)实验中、的测量数值分别如图甲、乙所示,测出,食用油的体积,则食用油的密度________。
烧杯和食用油的总质量m1/g
烧杯和剩余食用油的质量m2/g
量筒中食用油的体积V/cm3
量筒中食用油的质量m/g
食用油的密度ρ/(g⋅cm−3)
烧杯和食用油的总质量m1/g
烧杯和剩余食用油的质量m2/g
量筒中食用油的体积V/cm3
量筒中食用油的质量m/g
食用油的密度ρ/(g⋅cm−3)
4.(2026·北京顺义·二模)为了测量某种液体的密度,小亮取适量这种液体的样品进行了如下实验:
(1)将天平、量筒放在___________台面上。将盛有适量液体的烧杯放在调节好的天平左盘内,改变右盘中砝码的个数和游码的位置,使天平横梁在水平位置重新平衡,此时砝码质量和游码在标尺上的位置如图甲所示,则烧杯及杯内液体的总质量为___________g。
(2)将烧杯中的一部分液体倒入量筒中,如图乙所示,则量简中液体的体积为___________cm3;再用天平测出烧杯和剩余液体的总质量为108g。
(3)根据上述实验数据计算此种液体的密度为___________kg/m3。
5.(2026·北京东城区·二模)测量某种液体密度的主要实验步骤如下
(1)用调节好的天平测量烧杯和液体的总质量,当天平再次平衡时,如图甲所示,烧杯和液体的总质量为______g;
(2)将烧杯中的部分液体倒入量筒中,如图所示,量筒中液体的体积为______cm3;
(3)用天平测出烧杯和杯内剩余液体的总质量为74g;
(4)计算出液体的密度为______g/cm3。
6.(2026·北京石景山·二模)小石用量筒测量橡皮泥的密度。
进行了如图所示操作:
①如图甲,在量筒中加入适量水,记录水的体积为;
②如图乙,将橡皮泥捏成碗状,轻放入量筒中,使其漂浮在水面上,记录液面示数为;
③如图丙,将橡皮泥用细长针压入水中,记录此时液面示数为。
橡皮泥的密度__________(用、、、表示)。
7.(2026·北京大兴·二模)小兴用如图所示的方法测量一个金属块的密度:把一个盛有适量水的广口容器放在已调零且水平放置的电子秤上,读出电子秤的示数,如图甲所示;用细线系好待测的金属块,把金属块轻放在容器里的水中,待水面静止时读出电子秤的示数,如图乙所示;用细线将金属块提起仍浸没在水中(不碰触容器),待水面静止时读出电子秤的示数,如图丙所示。
请你用测量出的物理量和水的密度写出金属块密度的表达式,要求写出推导过程。
8.(2026·北京平谷·二模)学习浮力知识后,某实验小组利用酒精、烧杯、铁块、细线和弹簧测力计测量牛奶的密度。主要实验步骤如下,请你补充完整:
(1)①用细线拴住铁块,用弹簧测力计测出铁块的重力G;
②将铁块浸没在酒精中且不触碰烧杯底和侧壁,记下此时弹簧测力计的示数F1;
③__________,记下此时弹簧测力计的示数F2;
(2)则牛奶的密度表达式为ρ牛奶=______(用G、F1、F2和ρ酒精表示);
9.(2026·北京海淀·二模)小明用裁剪后的饮料瓶(瓶身上部粗细均匀)、刻度尺、水和细筷子测量一个苹果的密度。
(1)将以下的实验步骤补充完整:
①在瓶内装入适量的水,使水面到达瓶身粗细均匀的部分,如图甲所示,用刻度尺测出此时水面到水平桌面的距离。
②将苹果放入水中,苹果漂浮在水面上,如图乙所示,用刻度尺测出此时水面到水平桌面的距离。
③________,水未溢出,用刻度尺测出此时水面到水平桌面的距离。
(2)已知水的密度为,则待测苹果的密度________。(用已知量和测量量表示)
探究液体压强与哪些因素有关
考点6
1.(2026·北京东城区·二模)小东利用微小压强计探究“液体内部压强和液体密度是否有关”。
(1)液体内部压强是通过微小压强计__________反映的。
(2)小东将探头放入水中,如图甲所示,为了完成探究,小东接下来应按照__________(选填“乙”或“丙”)图继续实验。
2.(2026·北京昌平·二模)水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺和装有适量水的两个烧杯。A、B两同学利用提供的器材探究液体内部压强的大小与液体深度是否有关,进行了如甲、乙两图所示的实验。
A同学观察并测量发现:当时,形管两侧的液面高度差不同,他得出结论“液体内部压强的大小与液体深度有关”;B同学重新对该实验进行观察和测量,有了新的发现:当时,U形管两侧的液面高度差也不同。因此,B同学对A同学的结论产生了质疑。请你针对B同学的质疑,写出该实验的改进措施__________。
3.(2026·北京顺义·二模)水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺和装有适量水的烧杯。利用上述器材设计实验探究水内部任意一点的压强与该点到容器底的距离是否有关。
(1)设计实验步骤如下,请补充完整。
①将微小压强计的探头放入水中,测量出探头距水面5cm、距容器底7cm,如图所示,读出U形管两端液面高度差,将数据记录到表格中。
②___________,读出U形管两端液面高度差,将数据记录到表格中。
(2)分析论证,用U形管两端液面高度差的大小反映___________的大小,若不变,可得出结论:___________。
4.(2026·北京朝阳·二模)小阳利用一个微小压强计、两个完全相同的圆柱形玻璃杯、水和盐水(),探究液体内部某点的压强与液体的密度和该点在液体中的深度是否有关。他将微小压强计的探头放入玻璃杯中并将其固定,向玻璃杯中缓慢倒入一定量的水,实验现象如图甲所示;继续向玻璃杯中缓慢倒入适量的水,实验现象如图乙所示。
(1)实验中通过观察________反映液体内部某点的压强。
(2)由图甲和图乙所示的实验可得,液体内部某点的压强与________有关。
(3)为了探究液体内部某点的压强与液体密度是否有关,在保持探头位置不变的条件下(如图丙所示),可以向图丙中的玻璃杯里倒入________(填写选项前的字母),理由是________。
A.与图甲中水的体积相等的盐水 B.与图甲中水的质量相等的盐水
探究浮力大小与哪些因素有关
考点7
1.(2026·北京东城区·二模)在探究“浮力大小与物体密度是否有关”的实验中,小东选用体积相同、密度不同的实心金属块甲和乙,进行如图①②③④所示的实验操作,计算出浮力大小并比较,得出结论。根据以上实验操作,回答下列问题。
(1)小东探究过程中存在的问题:__________。
(2)请针对探究过程中存在的问题,写出改正措施:__________。
2.(2026·北京石景山·二模)小石探究“浸在液体中的物体所受浮力大小与排开液体体积的关系”,利用符合实验要求的弹簧测力计(已调零)、正方体合金块A、烧杯、水,进行了以下实验。
(1)用弹簧测力计测出合金块的重力为,将合金块部分浸入水中,此时弹簧测力计示数如图甲所示,则合金块所受浮力为__________。
(2)在图甲实验的基础上,手提弹簧测力计将合金块缓缓竖直向下浸入水中,随着浸入体积的增加,弹簧测力计示数随合金块下降高度的变化如图乙所示,可以推得整个过程中,合金块A所受浮力的变化情况是__________。
(3)小石认为不能根据当合金块下降的高度大于(不接触容器底)时的现象来说明“浸在液体中的物体所受浮力大小与排开液体体积的关系”,理由是__________。
3.(2026·北京大兴·二模)小国在学习浮力时认为:浸没在水中的物体受到水的浮力作用,物体浸没在水中的深度越大则物体受到的浮力也越大。为了验证他的猜想是否正确,他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和绑着细线的金属块等器材,设计了合理的实验方案并进行了探究。
(1)实验中的自变量是_______________________。
(2)物体受到的浮力无法直接测量,需要测量_____________和_____________后通过恰当的公式求得。
(3)画出记录实验数据的表格。
4.(2026·北京房山·二模)为了验证“浮力的大小跟物体排开液体所受重力大小的关系”,小华进行了如图所示实验,弹簧测力计的示数分别表示为、、、,实验时测得、、、。
(1)由实验可得结论______;
(2)理论推导也是物理的一种研究方法。得到实验结论后,小华以“浸没在液体中的长方体”为模型进行研究,长方体的上表面与水面平行,如图戊所示。请写出阿基米德原理的理论推导过程。
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专题03质量与密度、压强、浮力
增大或减小压强的方法
考点1
1.A
2.D
3.B
4.B
5.C
6.A
7.D
压强综合应用分析及计算
考点2
1.C
2.D
3.B
4.B
5.A
6.U形管的右侧液面比左侧液面更高
7.解:(1)水对桶底的压强
水对水桶底的压力
(2)水桶对水平地面的压力
桶和水的总重力
同学提起这桶水时对水平地面的压力
压强
浮力综合分析
考点3
1.B
2.D
3.C
4.D
5.C
6.D
7.D
8.B
9.D
10.ABD
11.(1)用筷子把苹果压入水中并使苹果刚好完全浸没
(2)以烧杯和水整体为研究对象
在图甲中,整体受到重力和压力秤的支持力,此时压力秤示数等于支持力,即;在图乙中,整体受到重力、苹果对水的压力(根据力的作用是相互的,等于苹果所受浮力)和压力秤的支持力,此时压力秤示数等于支持力,即。用图乙中整体受力情况的式子减去图甲中整体受力情况的式子,可得,所以苹果所受浮力
浮力综合计算
考点4
1.解:(1)密度计质量
密度计的重力
密度计在水中静止漂浮,根据物体漂浮条件,浮力等于自身重力,因此密度计在水中所受浮力
(2)设密度计横截面积为,密度计总长度 。由图可知,密度计在水中露出液面长度 ,因此浸入水中的深度
密度计在酱油中露出液面长度 ,因此浸入酱油的深度
密度计在酱油中仍漂浮,浮力等于重力,因此。根据阿基米德原理 ,且均匀管排开液体体积,代入得:,则酱油密度
2.解:(1)水面下深处水产生的压强大小
(2)充气后浮力袋受到的最大浮力
浮力袋和岩石样本一起受到的重力
因为仅浮力袋受到的最大浮力大于它们一起受到的重力,所以能将样本带到水面附近。
3.解:(1)根据阿基米德原理,漂浮物体受到的浮力等于排开液体的重力,即
(2)先计算船首对冰面的压力,再计算船对冰面的压强,与冰层的最大抗压强度比较,判断能否压碎冰层。
满载时船漂浮,因此船的总重力
由题意,船首对冰面的压力为满载总重的倍,因此压力
已知船首与冰面的接触面积,根据压强公式
比较得 ,即船对冰面的压强小于冰层能承受的最大压强,因此该船不能依靠压力直接压碎冰层。
4.解:(1)图丙中重物M稳定悬浮,处于平衡状态,受到三个力的作用:竖直向下的重力、竖直向上的水的浮力、竖直向上的细线拉力,按照力的示意图作图规则绘制即可。如图所示:
(2)重物M完全浸没在水中,因此排开水的体积等于重物体积
根据阿基米德原理可知
(3)图乙中潜水艇悬浮,设此时潜水艇总重力为,潜水艇受到的浮力为,根据悬浮条件得
潜水艇排开水的体积始终等于自身体积,因此保持不变。图丙中潜水艇和重物整体悬浮,总重力等于总浮力,即
整理得重力变化量
即潜水艇排出水的重力为
排出水的体积等于注射器内空气增加的体积,因此
此时注射器刻度为
测量固体、液体的密度及特殊法测密度
考点5
1.(1)相平
(2)甲
2.(1)左
(2)62
(3)20
(4)3.1
3.(1)⑤③②④
(2)
烧杯和食用油的总质量m1/g
烧杯和剩余食用油的质量m2/g
量筒中食用油的体积V/cm3
量筒中食用油的质量m/g
食用油的密度ρ/(g⋅cm−3)
(3)0.9
4.(1)水平 163
(2)50
(3)1.1×103
5.122 60 0.8
6.
7.1. 求金属块的质量。
如图甲所示,电子秤首先测出水与容器的总质量为;在图乙中,待测金属块被完全放入水中且沉底,此时电子秤的示数代表了容器、水以及金属块的总质量。
根据前后两次的质量差,可直接得出金属块的真实质量为
2. 求金属块的体积。
如图丙所示,用细线将金属块提起,使其浸没在水中且不碰触容器,此时电子秤的示数为
由于力的作用是相互的,金属块受到的向上的浮力,等于其对水产生的向下压力,图丙相比图甲所增加的重量即为浮力大小,即
根据阿基米德原理,且由于金属块处于完全浸没状态,整理可得金属块的体积表达式为
3. 推导金属块的密度。
根据密度公式,可得金属块密度的最终表达式为
8.(1)将铁块浸没在牛奶中且不触烧杯底和侧壁
(2)
9.(1)用大头针将苹果完全压入水中
(2)
探究液体压强与哪些因素有关
考点6
1.(1)U形管两侧液面的高度差
(2)丙
2.向乙烧杯中加入适量的水,调整乙烧杯中的微小压强计探头位置,使、
3.(1)向烧杯中倒入适量的水,改变探头在水中的位置,保持探头距水面的深度仍为5cm,用刻度尺测出此时探头到容器底的距离
(2)探头处水的压强 水内部任意一点的压强与该点到容器底的距离无关
4.(1)U形管两侧液面的高度差
(2)液体的深度
(3)A 探究液体压强与液体密度的关系时,需要控制探头深度不变,只改变液体密度。圆柱形玻璃杯底面积相同,倒入和甲中水体积相等的盐水后,液面高度与甲相同,探头位置固定不变,因此探头深度相同,符合控制变量法的要求。
探究浮力大小与哪些因素有关
考点7
1.(1)没有控制物体排开液体的体积相同
(2)将步骤③④中乙物体浸入水中的体积调整为与甲物体相同
2.(1)2
(2)先增大后不变
(3)当弹簧测力计下降的高度大于h0时,没有改变排开液体的体积
3.(1)物体浸没在水中的深度
(2)物体受到的重力 物体浸没在水中时受到的拉力
(3)
4.(1)浮力的大小跟物体排开液体所受重力大小相等
(2)浸没在液体中的长方体侧面所受的压力相互平衡,设长方体底面积为,高度为,根据,长方体上下表面受到的压强差为
根据,长方体上下表面受到的压力差为
根据浮力的产生原因,受到的浮力为
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