专题10 浮力(3年汇编)(四川专用)2024-2026年中考物理真题分类汇编
2026-07-16
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2份
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74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-真题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.33 MB |
| 发布时间 | 2026-07-16 |
| 更新时间 | 2026-07-16 |
| 作者 | 学科网初物精品工作室 |
| 品牌系列 | 好题汇编·中考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-07-16 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58841582.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦四川近3年中考浮力真题及模拟题,以实验探究、科技应用(如“蓝鲸号”无人艇)、生活实际(钓鱼浮漂)等真实情境构建命题体系,覆盖浮力核心考点。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|约15题|阿基米德原理应用、沉浮条件、密度计原理|结合055型驱逐舰等科技情境,考查分析推理能力|
|实验探究题|约8题|影响浮力大小因素、密度计制作|跨学科实践(自制密度计),强调科学探究与模型建构|
|计算题|约10题|浮力综合(与压强、密度结合)|以潜艇、浮箱种植为情境,体现从简单计算到复杂推理的梯度|
内容正文:
专题10 浮力
3年真题1年模拟
考点分类
四川考情
命题规律
考点1 探究影响浮力大小的因素
2026四川成都(1题)、2025四川成都(1题)、2025四川泸州(1题)、2024四川德阳(1题)
·情境:多结合实验探究(实验)创设真实情境。
·重点:称重法测浮力的大小、连通器的原理。
·趋势:情境化命题增强,常与欧姆定律综合考查。
考点2 阿基米德原理的应用
2026四川南充(1题)、2024四川成都(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设情境。
·重点:密度公式的简单应用、阿基米德原理的应用。
·趋势:从简单识记向分析推理转变。
考点3 物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
2026四川成都(2题)、2026四川南充(1题)、2026四川内江(1题)、2025四川泸州(1题)、2024四川泸州(2题)、2024四川内江(1题)
·情境:多结合科技应用和实验探究(探究)创设真实情境。
·重点:物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、密度及质量。
·趋势:情境化命题增强,常与压强综合考查。
考点4 密度计原理及应用
2026四川广元(1题)、2026四川南充(1题)、2025四川泸州(1题)、2025四川绵阳(1题)、2025四川成都(1题)、2024四川泸州(1题)
·情境:多结合科技应用(科技)和实验探究(实验)创设真实情境。
·重点:密度计原理及应用、密度及质量、物体沉浮状态与浮力。
·趋势:情境化命题增强,从简单识记向分析推理转变。
考点5 轮船、潜水艇
2024四川泸州(2题)
·情境:多结合传统文化(龙舟)创设真实情境。
·重点:阿基米德原理的应用、密度及质量、物体沉浮状态与浮力。
·趋势:情境化命题增强,从简单识记向分析推理转变,固定以选择题形式考查。
考点6 浮力综合问题
2026四川广元(1题)、2026四川泸州(2题)、2026四川南充(1题)、2025四川成都(1题)、2025四川德阳(1题)、2025四川泸州(1题)、2025四川攀枝花(1题)、2024四川成都(1题)、2024四川德阳(1题)、2024四川绵阳(1题)
·情境:多结合生活设施(学校)和科技应用(科技)和传统文化(传统)创设真实情境。
·重点:密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系以及轮船。
·趋势:情境化命题增强,常与压强综合考查。
考点1 探究影响浮力大小的因素
1.(2025·四川成都·中考真题)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.(2026·四川成都·中考真题)在实验探究中,明确实验目的并理解实验方案,正确使用实验仪器,准确采集实验数据,注意操作安全,这些都是基本要求。
(1)以下四个学生必做实验中,必须测量时间的实验是________。
A.探究杠杆的平衡条件 B.测量物体运动的速度
C.测量固体和液体的密度 D.探究液体压强与哪些因素有关
(2)用弹簧测力计测力前需要调零,调零的具体操作方法:将测力计沿受力方向放置,调节________,让指针指到刻度板的零刻度线。
(3)在“探究浮力大小与哪些因素有关”实验中,由图可知,水对物体的浮力大小为________N。
(4)在“探究光的反射定律”实验中,为确保安全,需要注意的是________。
3.(2026·四川广元·中考真题)某物理兴趣小组“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验过程如图甲所示。(已知)
【实验探究】
(1)小张通过比较图a、b、c得出结论:物体所受浮力大小与物体浸入液体的深度有关,同学们认为这个结论是错误的,其原因是________________________;大家进一步分析图a、d、e发现:物体所受浮力的大小还与液体的________有关。
【实践应用】
(2)同学们利用圆筒和配重自制一个如图乙所示的密度计,实验步骤如下:
①让密度计漂浮在水中,测得此时水面到密度计底部的距离;
②让密度计漂浮在某液体中,测得液面到密度计底部的距离,则此液体的密度________。
【交流改进】
(3)当测量另一种液体的密度时,液面与圆筒口刚好相平,若需测量比该液体密度更小的液体密度,请你提出一条改进密度计的合理建议:________________________。
考点2 阿基米德原理的应用
1.(2024·四川成都·中考真题)小李同学想估算空气对自己的浮力大小,采集的数据有:自己的体重、自己的密度(与水接近,约为1.0×103kg/m3)、空气的密度(约为1.3kg/m3)。则空气对小李的浮力大小约为( )
A.0.006N B.0.6N C.60N D.600N
2.(2026·四川南充·中考真题)2025年4月28日,全球首艘高速可潜无人艇“蓝鲸号”下水。在某次执行任务时,该潜艇完全浸没在水中并匀速下潜(不考虑海水的密度变化),此过程中潜艇受到的浮力___________,其底部受到的液体压强___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
考点3 物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
1.(2026·四川成都·中考真题)关于沉与浮,下列分析正确的是( )
A.潜艇通过改变自身体积来实现下潜和上浮
B.热气球通过调节气囊内气体的温度来控制上升和下降
C.用同一支密度计测量不同液体密度时,密度计所受浮力不同
D.把乒乓球按入水中,释放后,乒乓球在上浮过程中所受浮力变大
2.(2026·四川南充·中考真题)如图为中国新一代055型万吨级驱逐舰,被定位为航母编队的“带刀护卫”。已知其满载时排水量为12000吨,舰底面积为2000m2;当驱逐舰满载以72km/h的速度匀速直线巡航时,受到的阻力是总重力的0.01倍。(海水密度近似取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)下列判断正确的是( )
A.驱逐舰发射炮弹后,浮力大小不变
B.驱逐舰满载时,排开海水的体积是
C.驱逐舰满载时,舰体“吃水”深度为6m
D.驱逐舰满载以72km/h匀速直线巡航时,功率为
3.(2025·四川泸州·中考真题)在探究液体压强与容器形状关系的过程中,同学们建立了以下模型。甲、乙、丙三个容器的底面积相同而形状不同,容器中分别装有且深度相同的三种液体,将完全相同的密闭小瓶按如图方式放入液体中,均能漂浮。则放入小瓶后,下列判断正确的是( )
A.各容器内液面上升高度
B.各容器内液面上升高度
C.各容器底部受液体压力变化量
D.各容器底部受液体压力变化量
4.(2024·四川泸州·中考真题)如图所示,甲、乙两个相同的平底烧杯放在水平桌面上,在两个烧杯中加入适量的清水,乙烧杯水面上漂浮有冰块,两杯水面恰好一样高,下列判断正确的是( )
A.甲烧杯对桌面的压力等于乙烧杯对桌面的压力
B.甲烧杯对桌面的压强小于乙烧杯对桌面的压强
C.乙烧杯中冰块熔化后,水对烧杯底的压力增大
D.乙烧杯中冰块熔化后,水对烧杯底的压强不变
5.(2024·四川内江·中考真题)“青岛号”导弹驱逐舰从海洋驶入长江时,受到的浮力和吃水深度的变化是(ρ海水>ρ水,忽略驱逐舰自重的变化)( )
A.浮力变大 B.浮力不变
C.吃水深度变小 D.吃水深度不变
6.(2026·四川成都·中考真题)在研究潜艇的跨学科实践活动中,实验小组将质量为,底面积为的长方体形状的薄壁(厚度不计)水槽放在水平桌面上。向水槽中注入适量的水,水的深度为,如图甲所示。
(1)水的密度用表示,求水槽中水的质量(用相关字母表示)。
(2)实验小组选用的潜艇模型如图乙所示。将模型放入水槽,水没有溢出,模型漂浮在水面,水槽中水的深度变为,重力与质量的比值用表示。求水槽对水平桌面的压强(用相关字母表示)。
(3)实验小组开启遥控装置,让水槽中的水缓慢进入潜艇模型,经过一段时间后,停止吸水,关闭阀门,模型静止时仍然漂浮在水面。实验小组发现,水槽中水的深度不变,仍然为!请通过计算论证实验小组的发现是否正确。
7.(2026·四川内江·中考真题)一个体积,密度的橡皮泥,浸没在水中受到的浮力是________N;若把这块橡皮泥捏成一只小船漂浮在水面上,小船受到的浮力是________N。(g取)
8.(2024·四川泸州·中考真题)钓鱼是一项户外运动。图甲是钓鱼常用的一种钓具,其主要由鱼钩、铅坠、浮漂(7颗相同浮子)构成,该钓具各部分参数如下表所示。假如垂钓时,浸没在水面下的浮子处于同一竖直线上,漂浮在水面上的浮子处于同一水平线上,为浮子的理想状态(忽略鱼线弯曲造成的影响,即不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用)。如图乙所示,某钓鱼爱好者在鱼塘垂钓时,鱼饵的质量为,体积为,沉到水底后未与塘底紧密接触,有4颗浮子浸没在水下、有3颗浮子漂浮在水面上,且浮子处于理想状态。取,,则:
名称
1颗浮子
铅坠
鱼钩
鱼线
质量m/kg
不计
体积
不计
不计
(1)浸没在水中的4颗浮子受到的总浮力为多大?
(2)当鱼饵静止在水平塘底时,鱼饵受到的支持力为多大?
(3)当鱼饵被全部吃掉,而鱼未上钩,稳定后,浮子仍处于理想状态,水面下浸没的浮子有多少颗?
考点4 密度计原理及应用
1.(2026·四川南充·中考真题)某跨学科实践小组,利用塑料杆、泡沫小球和细铜丝自制了一个微型密度计如图甲所示,用此密度计测量盐水的密度,并进行如下操作(铜丝的体积忽略不计,,g取10N/kg)。
(1)在塑料杆下端缠绕铜丝,其作用是___________(“升高”或“降低”)重心,使密度计能竖立在不同液体中;制作完成后,测得密度计的总质量m=11g,塑料杆的横截面积;
(2)将密度计放在水中,待静止时在塑料杆与液面齐平的位置做好标记A,此时受到的浮力为F1;再把密度计放入待测的盐水中,静止时密度计上的A点高出液面,此时所受浮力为F2,则F1___________F2;
(3)由以上数据测得此盐水的密度___________g/cm3。
2.(2025·四川泸州·中考真题)实践出真知。“九章”社团的同学们利用所学知识进行跨学科实践——自制密度计。
(1)他们用铁钉插入粗细均匀、横截面积为0.2cm2的吸管并密封,制作了第一代密度计。使用铁钉的目的是使吸管重心降低、在液体中竖直____。测试时将其放入密度为1.0g/cm3的清水中,测得它的吃水深度为10.5cm;取出再放入盐水中,测得它的吃水深度为10.0cm,则盐水的密度为____g/cm3。发现两次吃水深度相差很小,同学们猜想可能是吸管横截面积太小的缘故;
(2)于是,他们用横截面积较大、粗细均匀的柱形瓶做了第二代密度计。测试时发现它在清水和上述盐水中的吃水深度差与第一代密度计几乎一样。老师提出:根据密度计在两种液体中受到液体对它的____力相等,可推出这种粗细均匀的密度计在清水和盐水中的吃水深度的比值关系是____(用表示);
(3)同学们围绕怎样增大吃水深度差这一问题,结合前两次的制作经验,将设计思路和数据输入某AI软件,设计了如图所示的第三代密度计。若第三代密度计在清水中的吃水深度仍为10.5cm,则它在上述盐水中吃水深度为____cm。若它在某种液体中的吃水深度为15.0cm,则这种液体的密度为____g/cm³。(以上结果保留两位小数)
3.(2025·四川绵阳·中考真题)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。
4.(2024·四川泸州·中考真题)在某届泸州市青少年科技创新大赛中,小明制作的“杆秤液体密度计”如图甲所示,选取了一根质量不计的硬质轻杆,P为提挂点,P点的左侧端点A处悬挂透明塑料杯,右侧悬挂秤砣,不计细线质量。将相同体积不同密度的待测液体加入杯中,根据杠杆平衡条件可知,杠杆平衡时,秤砣悬挂点到P点的距离与待测液体的密度成一次函数关系,即可在杠杆上均匀标出刻度线来测量液体密度。其制作与测量过程中进行了如下操作:
(1)距离左端点A处10cm的位置制作提挂点P;用天平称得空塑料杯质量如图乙所示,则空塑料杯质量为________g;右侧秤砣采用50g钩码拴上细线制成;
(2)将空塑料杯悬挂在A点,调节右侧秤砣细线位置,使杠杆在水平位置平衡,此时细线位置处标记为“”,此刻度线到提挂点P距离为________cm;
(3)将100mL密度为的水倒入塑料杯中,在液面处作标记,调节秤砣细线位置使杠杆再次在水平位置平衡,并在此时秤砣细线位置处标记为“1”,此刻度线到提挂点P的距离为________cm;将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,则该密度计的分度值为________;按该分度值在杠杆上均匀画出刻度线,即杆秤密度计制作完成;
(4)用制作好的密度计测量某一液体密度时,将100mL的液体倒入空塑料杯中,秤砣细线位置如图丙所示,则待测液体密度为________;
(5)制作好的密度计不仅能够测出液体的密度,还可以测算某些固体的密度。某次测量时,小明将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,再向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,则小石块的密度为________。
考点5 轮船、潜水艇
1.(2024·四川泸州·中考真题)中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行战备训练时,下列对该潜艇的说法中正确的是( )
A.通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B.在水面下匀速下潜过程中,受到的浮力增大
C.从长江潜行进入东海时,需要往水仓内注水
D.从长江潜行进入东海时,受到的浮力会变小
考点6 浮力综合问题
1.(2024·四川德阳·中考真题)盛有适量水的柱形容器静止于水平桌面上,先把质量与碗相等的土豆放置于碗中,并将其放入柱形容器的水中处于漂浮状态如图甲所示;再把土豆从碗中取出轻放入水中,静止时土豆沉底、碗处于漂浮状态如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.水对碗减少的浮力(甲、乙图对比)等于乙图中水对土豆的浮力
B.乙图中水对碗的浮力小于水对土豆的浮力
C.甲图容器中的水对容器底部的压强大于乙图容器中的水对容器底部的压强
D.甲图容器对地面的压强大于乙图容器对地面的压强
2.(2026·四川泸州·中考真题)跨学科实践小组的同学们一起研讨制作浮力秤。用剪刀将两个大小不同的矿泉水瓶剪开,用大瓶瓶身作盛水桶,小瓶瓶身作浮筒,细沙作配重,纸锥作秤盘,制成了Ⅰ型秤。
(1)实验时发现浮筒容易歪斜和倾倒,尤其是放入待测物体后,这是因为______。他们将细沙换成铁屑,用另一只略小的水瓶瓶身作秤筒,制成了Ⅱ型秤,就解决了上述问题。
(2)某次实验,Ⅱ型秤空载时盛水桶中的水深为10.25 cm,浮筒浸入水中的深度为5 cm,其余数据如图所示,取。空载时浮筒上的水位线标记为0,往上每增加长度对应所称质量变化______g;当放入的物体时,浮筒相对于盛水桶底部下降了______cm;若不再加水,则该秤的最大秤量是______g。
(3)有同学用长颈烧瓶作浮筒制成了如图所示的Ⅲ型秤,为使它等质量刻度均匀且测量范围大,应通过增减铁屑使它空载时,液面在______(选填“”“B”或“”)点处最佳。请比较Ⅲ型秤相对于Ⅱ型秤的优点是______(答一条即可)。
3.(2026·四川广元·中考真题)小明在实验室模拟浮箱种植情境,他将底面积为、足够高的柱形容器置于水平桌面上,A是棱长为的正方体浮箱模型,通过长为4cm的细线连接着底面积为的柱形物体B(B与容器底部未紧密黏合)。先将A、B两物体叠放在容器中央,然后缓慢向容器中注水,注水过程中A、B一直保持竖直状态。当水的深度为12cm时,细线处于自由状态,如图甲所示,此时物体B对容器底的压力为1.7N;继续向容器中注水,细线断裂前正方体A所受浮力F与水的深度h的关系如图乙所示,当水的深度为时,细线刚好达到最大拉力1.5N。细线不可伸长,且质量、体积不计。,g取。求:
(1)图甲中水对容器底的压强;
(2)物体B的重力大小;
(3)当向容器中加入6L水时,此时水的深度。
4.(2026·四川泸州·中考真题)“冰山一角”是古人对相关自然现象的一个科学而又浪漫的描述,科技小组的同学们对此进行了研究。在一个足够高的圆筒内装入适量的盐水,再将一质量的冰块放入其中,冰块处于漂浮状态。已知圆筒的底面积,盐水的密度,水的密度,冰的密度,。
(1)求冰块的体积;
(2)求冰块露出盐水面的“一角”与浸入盐水中的体积之比;
(3)忽略两种液体混合后体积的变化,则冰块熔化后液面怎么变化?变化了多少?
5.(2026·四川南充·中考真题)学校科技小组发现了一口深H=5m的水井,设计了一款自动化安全警示装置来实时显示井中水的深度,图甲为结构简图。底面积S为0.1m2,长度d为0.2m的密闭空心浮体内装有一定质量的沙子,并用轻绳与弹簧下端相连接;当水与井口齐平时,浮体刚好全部浸没在水中,此时弹簧的弹力F=0,绳子恰好伸直;若水位下降,浮体也会跟着下降并逐渐露出水面,从而带动指针绕O点转动,稳定时显示盘上指针所指的刻度表示此时剩余水的深度。已测得该弹簧弹力F随浮体下降的距离x的关系如图乙所示(,g取10N/kg,不考虑浮体对水深的影响及轻绳和弹簧的重力,弹簧始终在弹性限度内)。
(1)求需要的浮体和沙子的总质量m;
(2)当浮体完全露出水面时,显示盘上指针所指位置的示数是多少?
(3)若显示剩余水深为2.9m,求此时水对浮体底部的压强。
6.(2025·四川成都·中考真题)假期,小美一家开启深海科技探究之旅。请根据她在学习中获得的信息完成相关计算。分析过程忽略液体扰动等次要因素,,。
(1)2024年12月,我国首艘覆盖全球深远海探测并具备冰区载人深潜的科考船——“探索三号”在南沙启航,如图。若科考船搭载货物和船员的总质量为,船排开海水体积为,求船的质量。
(2)“探索三号”科考船把搭载的“深海勇士”号潜水器从空中开始竖直下放,如图。将潜水器外形视为底面积为的长方体,图甲是吊绳受到拉力大小与时间的关系图像,图乙是潜水器下降速度与时间的关系图像。潜水器保持不晃动,动力装置未启动。从吊绳拉力为开始,到潜水器刚好浸没为止,求潜水器底部受到海水压强的变化量。
(3)潜水器在某海底区域进行打捞作业。打捞前,潜水器静止时与海底接触面积为,对海底压强为。若打捞的物品总质量为,密度为,物品装入绳网悬挂于潜水器外壁,绳网的质量和体积忽略不计。现需抛掉挂在潜水器外壁密度为的压载物,使潜水器实现无动力悬浮,求抛掉的压载物总质量。(用、、、、、、表示)
7.(2025·四川德阳·中考真题)如图甲所示,“国之重器”起重船起吊重物时,需通过抽水机将一侧水舱里的水抽向另一侧水舱来保持起重船平衡。如图乙所示,小兰设计了一种采用力传感器感知抽水量的长方体水舱模型,水舱中装有的水,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是质量、底面积的圆柱体。用抽水机将水抽出的过程中,力传感器示数的大小随抽出水的体积变化的图像如图丙所示。当物体C的下端刚好露出水面,此时已抽出水的体积。已知。求:
(1)物体C的重力;
(2)物体C完全浸没时排开水的体积;
(3)当力传感器示数为时,水对水舱模型底部的压强。
8.(2025·四川泸州·中考真题)科创小组的同学设计了如图甲所示的力学综合实验装置。力传感器上端固定在水平杆上,下端通过竖直轻杆与正方体相连,水平升降台上放有溢水杯和力传感器,小桶放在力传感器上,溢水杯中的水面刚好与溢水口齐平。水平升降台匀速上升,当时,正方体刚好接触水面,之后排开的水全部流入小桶中,力传感器的示数随时间变化的关系如图乙所示。已知。
(1)当力传感器的示数时,求正方体受到的浮力;
(2)求升降台匀速上升的速度;
(3)当时,力传感器的示数,求正方体的密度。
9.(2025·四川攀枝花·中考真题)苴却砚主要产于攀枝花市仁和区,是中国名砚之一。同学们在参观了中国苴却砚博物馆后,了解到苴却石石质致密细腻、莹洁滋润,特别适合雕刻做砚。小明和小江同学想测出苴却石的密度,已有的实验器材为:小苴却石块、大烧杯、足量的水、细线(不计体积和质量)。
(1)小明同学找到了一台电子台秤(放于水平桌面上并已调零),利用已有的实验器材,设计了如下的实验方案:
①将苴却石块放于台秤上,读出台秤的示数;
②将烧杯放于台秤上,并在烧杯中加入适量的水,读出台秤的示数;
③用细线将苴却石块捆牢,再用手提着细线将苴却石块浸没并悬停于水中,读出台秤的示数;
④若水的密度为,则小明测得的苴却石密度可表示为______(用题中给定的物理量字母表示)。
(2)小江同学未找到电子台秤,但找到了一个弹簧测力计(已竖直调零),利用已有的实验器材,也测出了苴却石的密度。请将他的实验方案补充完整。
①用细线将苴却石块捆牢,再用弹簧测力计勾住细线将苴却石块竖直吊起,静止后读出弹簧测力计的示数;
②在烧杯中加入适量的水,____________;
③若水的密度为,则小江测得的苴却石密度可表示为______(用题中给定及自己设定的物理量字母表示)。
10.(2024·四川成都·中考真题)科创社的同学设计并“3D”打印了一艘长方体轮船模型,为了对轮船进行测试,准备了一个薄壁长方体容器置于水平地面,其底面积为1800cm2,装有深度为9cm的水,如图甲所示。轮船的质量为2.2kg,底面积为800cm2,总高度为16cm,如图乙所示。轮船的下部有7个长方体水密隔舱(以便轮船漏水时,相互隔离,确保行船安全),每个隔舱的内部底面积均为100cm2,高度为10cm;轮船的上部可放置货物,并通过调整货物位置保持轮船不倾斜。忽略液体扰动等次要因素,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求容器中水的质量。
(2)设计组的同学从安全角度设想:在轮船满载(最大载重)时,假如有2个隔舱漏满水,稳定后轮船依然漂浮,且浸入水中的深度为14cm,求满载时货物的质量。
(3)测试组的同学对轮船进行漏水实验:将载货5kg的轮船置于容器中,通过扎孔使4个隔舱漏入一定质量的水,然后堵住小孔并保持轮船不倾斜,求此时水对轮船外底部的压强P与漏入隔舱内水的质量mx克(0<mx≤4000)之间的关系式。
11.(2024·四川绵阳·中考真题)如图甲所示,水平桌面上有一足够高的薄壁柱形容器,其底面积,将边长的均匀实心正方体物块放置在容器底部。缓慢向容器中加水,直到容器中的水深为时,停止加水,此时物块已经漂浮在水中,如图乙所示:再缓慢向容器中加注适量煤油,当物块静止时,物块上表面与煤油上表面刚好齐平。物块不吸水,也不吸收煤油,上浮过程中上下表面始终水平,煤油与水不相溶,已知,,,g取10N/kg,求:
(1)物块的重力以及加水前物块对容器底部的压强;
(2)向容器加水过程中,当水深为时,物块对容器底部的压力;
(3)加注完煤油,物块静止时,其下表面与容器底部的距离。
模拟题精选
1.(2026·四川成都郫都·二模)同学们在完成了探究“影响浮力大小的因素”实验之后,老师把一金属块挂在弹簧测力计下,浸没在水中(如图所示),弹簧测力计的示数为。下列做法能使弹簧测力计的示数变大的是( )
A.金属块下移一点 B.往烧杯里再添加点水
C.往烧杯里加些盐 D.金属块露出水面一些
2.(2026·四川成都双流·二模)物理学提倡跨学科实践,在真实情境中去探究、去学习,下列说法正确的是( )
A.悬浮的潜水艇将压缩空气压入水舱排出海水,浮力变大而上浮
B.常用矩形结构加固桥梁,是因为矩形具有很好的结构稳定性
C.三峡船闸是一项非常巨大的工程,其基本工作原理是连通器
D.不能站在列车站台安全线内,是因为空气流速小的地方压强小
3.(2026·四川资阳·一模)物理学是一门以观察和实验为基础的学科。实验与观察,是很好的学习物理的方法。通过下面的实验或生活、科技图片的观察,说法错误的是( )
A.在材料、粗糙程度相同的水平面上匀速拉动物体,物体越重,拉力越大,说明在其他条件不变时,压力越大,滑动摩擦力越大
B.假设海水的密度不变,中国载人潜水器“奋斗者”号在水面下下潜过程中,潜水器所受浮力的大小始终等于它排开海水的重力
C.旋翼无人机正在喷洒农药,当无人机水平匀速飞行时,无人机处于平衡状态,喷洒过程中无人机的动能不变
D.运动员比赛中,从竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中(不考虑空气阻力),竿的弹性势能减小,运动员的机械能增大
4.(2026·四川成都·一诊)下列是一些生活中的实例,对其应用物理知识的解释正确的是( )
A.注射器的针头做得尖锐,是为了增大压力
B.飞机机翼受到的升力,利用了气体流速越大的位置压强越小
C.护士用注射器给病人注射药液时,利用了大气压强的作用
D.飞艇可以悬停在空中,利用了飞艇受到的浮力大于它受到的重力
5.(2026·四川绵阳·一模)如图甲所示,底面积为的轻质薄壁柱形容器放置在水平桌面上,密度为的长方体A放置于体积为为正方体B上,A、B浸没在水中且正方体B通过不可伸长的细线与容器底部相连。打开阀门K匀速放水,细线对B的拉力F与容器中水的深度h的关系如图乙所示,求:
(1)初始时刻水对容器底部的压强;
(2)正方体B的重力;
(3)当水面下降到时关闭阀门K,将A从B上取下放入水中并剪断细线,待A、B静止时,剪断细线前后B克服重力做的功。
6.(2026·四川成都锦江·二模)2024年12月27日,我国自主研制建造的“四川舰”在上海下水,该舰满载排水量约为4万余吨。“四川舰”漂浮在海面上时,其所受浮力________自身总重力。若该舰从东海驶入长江,舰身会________(选填“上浮”或“下沉”)一些。()
7.(2026·四川成都锦江·二模)如图甲所示,是同学们自制的潜水器模型,它由薄壁水箱和实心压载铁组成,具备自动吸水、排水及丢弃压载铁的功能,薄壁水箱下部为底面积、高40cm的圆柱形,上部为底面积、高10cm的圆柱形,空薄壁水箱的质量为3kg;水箱下方固定有两块完全相同的圆柱体压载铁,压载铁密度为,每块体积为、底面积为。如图乙所示,将未装水的潜水器模型放入底面积为、高度为2m的水平放置的圆柱形容器中,容器内原有水深43cm,潜水器模型竖直漂浮。整个过程中,潜水器底部始终保持水平,忽略液体扰动等次要因素。已知,。求:
(1)图乙所示潜水器漂浮时受到的浮力。
(2)图乙所示若潜水器抛掉一块压载铁,水对容器底部的压强变化量。
(3)同学们尝试通过潜水器自动吸水改变浮沉状态,写出容器中剩余水对容器底部的压强p潜水器吸水质量m(单位:g)的函数关系式(从开始吸水到水箱吸满水停止)。
8.(2026·四川成都郫都·二模)为了探究浮力及其应用,小明在水平桌面上用圆柱形水槽、圆柱形厚壁小桶(质地均匀、有质量不计的提柄)开展注水实验,如图所示,桶底与水槽底接触但不紧密。水槽的内底面积、高度足够高,小桶的外底面积、高,水的密度,取,请完成下列计算:
(1)沿水槽内壁只向水槽内缓慢注水,当水的深度为0.05m时,小桶没有浮起,求注入水的质量。
(2)当水槽内注水深度为0.06m时,小桶对容器底的压力刚好为零;接下来向桶中注水,让桶中水的体积是桶容积的一半,再向水槽内注水至与桶口相平,此时小桶对容器底的压力也刚好为零。求小桶材料的密度。
(3)在上述“水槽内的水面与桶口相平”的状态下,用弹簧测力计施加0.8N的力竖直向上拉桶,当达到静止时,求水对水槽底部的压强。
9.(2026·四川成都双流·二模)小明在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,将底面积装有水的柱形容器放在水平升降台上,如图甲所示,为减小实验误差,小明将传统的弹簧测力计换成了固定在水平杆上的力传感器。传感器下端连接有一根质量不计的竖直硬细杆(力传感器显示细杆受到的力),细杆下端则与圆柱体A相连,A的底面积、密度,时刻,A浸没在水中。逐渐降低升降台的高度,力传感器示数与时间的变化关系如图乙,水对容器底部的压强与时间的变化关系如图丙,已知水的密度。物体A竖直且不吸水,忽略水的扰动等次要因素。求:
(1)时刻容器内水的深度;
(2)时刻细杆对A作用力的大小和图丙中的值;
(3)时间段内升降台下降的高度。
10.(2026·四川成都武侯·二模)核潜艇是重要的军事战略装备。如图所示,潜艇悬浮在海水中,此时向潜艇水舱里注水,则潜艇受到的海水压强大小___________,受到的浮力大小___________。
11.(2026·四川成都武侯·二模)请根据小智在“浮力起重”学习中获得的相关信息完成计算。分析过程忽略液体扰动等次要因素,,g取。
(1)中山舰是中国近代史上的一代名舰,其标准排水量为780t,满载排水量为836t。求满载时中山舰排开水的体积;
(2)1938年中山舰在长江被日军击中,沉入19m深的江底,1997年被打捞出水。打捞时采用“双驳抬撬、整体出水”的方案,如图甲所示。小智将清除泥沙过程简化为三个阶段,第一阶段使舰体(含泥沙)悬停在水中,第二阶段进行清淤作业,第三阶段清淤结束,缓慢匀速提升舰体。整个过程舰体未出水,舰体材料体积取。图乙是舰体受到竖直向上的拉力与时间的关系图像。求清除的泥沙的质量;(取)
(3)小智设想利用浮筒对清淤后的中山舰进行打捞,建立如图丙所示的模型,中山舰的相关数据沿用第(2)问,每个浮筒底面积为,高3m,质量为5t,装满水的总质量为17t。将60个装满水的浮筒竖直放置于中山舰的下方,利用高压气体使60个浮筒同时向外排水,每个浮筒的排水流量为。通过计算发现,该方案无法将中山舰打捞出水。请写出中山舰对浮筒的压强p与排水时间秒的关系式。
12.(2026·四川绵阳游仙·二模)小莹用金属架夹住柱形吸管一端使其密封,制成了一个简易密度计。如图所示,她先将密度计漂浮于水中(),此时受到的浮力为,测得露出水面的高度为15cm;再将密度计漂浮于酒精中(),此时受到的浮力为,测得露出酒精液面的高度为12cm,则______(选填“>”“=”或“<”)。若该密度计漂浮于某液体中时,测得露出液面的高度为11cm,则该液体的密度为______。
13.(2026·四川成都·一诊)如图所示的西宁舰是中国自行研制的052D型导弹驱逐舰,满载排水量约7500吨,则西宁舰满载时所受的浮力为_______N,此时其浸入水中的体积为_______m3。
14.(2026·四川成都·一诊)科创社的同学设计了顶部开孔的水库自动泄洪控制装置模型,如图所示。其中A为压力传感器,B是不吸水的圆柱体,密度为0.6g/cm3,能够沿着固定的光滑细杆(忽略体积和摩擦)在竖直方向自由移动。当模型内水深h1=15cm时,B与模型底面刚好接触且压力为零。水面上涨到设计的警戒水位(50cm)时,圆柱体对压力传感器的压力为3N,触发报警装置,开启泄洪阀门。已知圆柱体B的底面积SB=100cm2,高hB=25cm。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求圆柱体B的质量;
(2)刚触发报警装置时,求B浸入水中的深度;
(3)为了提高防洪安全性,增加圆柱体B的高度可使警戒水位降低,求水位降低引起的模型底面压强变化与圆柱体B增加的高度厘米之间的关系式。
试卷第1页,共3页
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专题10 浮力
3年真题1年模拟
考点分类
四川考情
命题规律
考点1 探究影响浮力大小的因素
2026四川成都(1题)、2025四川成都(1题)、2025四川泸州(1题)、2024四川德阳(1题)
·情境:多结合实验探究(实验)创设真实情境。
·重点:称重法测浮力的大小、连通器的原理。
·趋势:情境化命题增强,常与欧姆定律综合考查。
考点2 阿基米德原理的应用
2026四川南充(1题)、2024四川成都(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设情境。
·重点:密度公式的简单应用、阿基米德原理的应用。
·趋势:从简单识记向分析推理转变。
考点3 物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
2026四川成都(2题)、2026四川南充(1题)、2026四川内江(1题)、2025四川泸州(1题)、2024四川泸州(2题)、2024四川内江(1题)
·情境:多结合科技应用和实验探究(探究)创设真实情境。
·重点:物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、密度及质量。
·趋势:情境化命题增强,常与压强综合考查。
考点4 密度计原理及应用
2026四川广元(1题)、2026四川南充(1题)、2025四川泸州(1题)、2025四川绵阳(1题)、2025四川成都(1题)、2024四川泸州(1题)
·情境:多结合科技应用(科技)和实验探究(实验)创设真实情境。
·重点:密度计原理及应用、密度及质量、物体沉浮状态与浮力。
·趋势:情境化命题增强,从简单识记向分析推理转变。
考点5 轮船、潜水艇
2024四川泸州(2题)
·情境:多结合传统文化(龙舟)创设真实情境。
·重点:阿基米德原理的应用、密度及质量、物体沉浮状态与浮力。
·趋势:情境化命题增强,从简单识记向分析推理转变,固定以选择题形式考查。
考点6 浮力综合问题
2026四川广元(1题)、2026四川泸州(2题)、2026四川南充(1题)、2025四川成都(1题)、2025四川德阳(1题)、2025四川泸州(1题)、2025四川攀枝花(1题)、2024四川成都(1题)、2024四川德阳(1题)、2024四川绵阳(1题)
·情境:多结合生活设施(学校)和科技应用(科技)和传统文化(传统)创设真实情境。
·重点:密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系以及轮船。
·趋势:情境化命题增强,常与压强综合考查。
考点1 探究影响浮力大小的因素
1.(2025·四川成都·中考真题)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
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系、探究浮力大小与液体密度的关系、探究阿基米德原理实验的数据处理
【详解】由题意可知,选用体积相同的实心金属块甲和乙,浸没在水中,则金属块排开水的体积相同,则排开液体的重力相同;液体的密度相同;由图可知,金属块在水中的深度相同,金属块的密度不同,由控制变量法可知,他探究的问题是浮力大小与物体密度的关系,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2.(2026·四川成都·中考真题)在实验探究中,明确实验目的并理解实验方案,正确使用实验仪器,准确采集实验数据,注意操作安全,这些都是基本要求。
(1)以下四个学生必做实验中,必须测量时间的实验是________。
A.探究杠杆的平衡条件 B.测量物体运动的速度
C.测量固体和液体的密度 D.探究液体压强与哪些因素有关
(2)用弹簧测力计测力前需要调零,调零的具体操作方法:将测力计沿受力方向放置,调节________,让指针指到刻度板的零刻度线。
(3)在“探究浮力大小与哪些因素有关”实验中,由图可知,水对物体的浮力大小为________N。
(4)在“探究光的反射定律”实验中,为确保安全,需要注意的是________。
【答案】(1)B
(2)刻度板
(3)0.8
(4)不要让激光射入眼睛(其他合理答案也可)
【难度】0.77
【知识点】测量物体平均速度的数据处理和误差分析、使用弹簧测力计的注意事项及错误分析、称重法测浮力的大小、探究光的反射定律时的实验注意事项
【详解】(1)测量物体运动速度的原理是,必须测量路程和时间;其余三个实验都不需要测量时间,因此选B。
(2)弹簧测力计调零时,沿受力方向放好测力计后,调节刻度板,使指针对准刻度板的零刻度线。
(3)根据称重法测浮力,得到水对物体的浮力
(4)本实验通常用激光笔作为光源,激光能量集中,直射眼睛会灼伤视网膜。因此实验需要注意不要让激光笔直射眼睛,防止损伤眼睛。
3.(2026·四川广元·中考真题)某物理兴趣小组“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验过程如图甲所示。(已知)
【实验探究】
(1)小张通过比较图a、b、c得出结论:物体所受浮力大小与物体浸入液体的深度有关,同学们认为这个结论是错误的,其原因是________________________;大家进一步分析图a、d、e发现:物体所受浮力的大小还与液体的________有关。
【实践应用】
(2)同学们利用圆筒和配重自制一个如图乙所示的密度计,实验步骤如下:
①让密度计漂浮在水中,测得此时水面到密度计底部的距离;
②让密度计漂浮在某液体中,测得液面到密度计底部的距离,则此液体的密度________。
【交流改进】
(3)当测量另一种液体的密度时,液面与圆筒口刚好相平,若需测量比该液体密度更小的液体密度,请你提出一条改进密度计的合理建议:________________________。
【答案】(1) 未控制排开液体体积相同 密度
(2)1.1
(3)减轻密度计底部的配重(或换用长度更长、横截面积更大的圆筒)
【难度】0.65
【知识点】漂浮状态的密度计算、密度计原理及应用、探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系、探究浮力大小与液体密度的关系
【详解】(1)探究浮力与浸入深度的关系时,需遵循控制变量法,保持液体密度、物体排开液体的体积不变,只改变浸入深度。但b、c两次实验同时改变了浸入深度和排开体积,变量不唯一。且对比c、d可知浮力大小与浸入深度无关;
物体在d、e中均完全浸没,排开液体的体积相同,而液体密度不同,导致弹簧测力计示数不同、浮力大小不同,因此物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
(2)密度计漂浮时浮力等于自身重力,重力不变,因此密度计在水和待测液体中受到的浮力大小相等。设圆筒横截面积为,根据阿基米德原理得
在水中
在待测液体中
由,约去和,推导得
(3)根据漂浮条件,液体密度越小,排开液体的体积越大,密度计浸入液体的深度越深。当前液面与圆筒口刚好相平,说明浸入深度已达圆筒上限,若测量密度更小的液体,浸入深度会进一步增大,液体将进入圆筒,密度计无法正常工作。改进建议如下:
减轻密度计底部的配重,减小总重力,在相同液体中浸入深度变浅,预留更多深度空间;
换用长度更长的圆筒,提升最大浸入深度的上限;
换用横截面积更大的圆筒,排开液体体积相同时,浸入深度更小,避免液面超过筒口。
考点2 阿基米德原理的应用
1.(2024·四川成都·中考真题)小李同学想估算空气对自己的浮力大小,采集的数据有:自己的体重、自己的密度(与水接近,约为1.0×103kg/m3)、空气的密度(约为1.3kg/m3)。则空气对小李的浮力大小约为( )
A.0.006N B.0.6N C.60N D.600N
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】密度公式的简单应用、阿基米德原理的应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】中学生的质量约为50kg,则中学生的体积
由阿基米德原理可得,中学生在空气中受到的浮力
与0.6N接近。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.(2026·四川南充·中考真题)2025年4月28日,全球首艘高速可潜无人艇“蓝鲸号”下水。在某次执行任务时,该潜艇完全浸没在水中并匀速下潜(不考虑海水的密度变化),此过程中潜艇受到的浮力___________,其底部受到的液体压强___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 不变 变大
【难度】0.85
【知识点】液体压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】潜艇完全浸没下潜时,海水密度不变,排开海水的体积等于潜艇体积,保持不变,g为常量,根据可知浮力不变。
潜艇下潜过程中,海水密度不变,g为常量,潜艇所处深度逐渐增大,根据可知其底部受到的液体压强变大。
考点3 物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
1.(2026·四川成都·中考真题)关于沉与浮,下列分析正确的是( )
A.潜艇通过改变自身体积来实现下潜和上浮
B.热气球通过调节气囊内气体的温度来控制上升和下降
C.用同一支密度计测量不同液体密度时,密度计所受浮力不同
D.把乒乓球按入水中,释放后,乒乓球在上浮过程中所受浮力变大
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、根据物体的浮沉状态判断密度大小、密度计原理及应用、潜水艇的原理
【详解】A.潜艇是通过改变自身重力(向水舱充水或排水)来实现下潜和上浮的,而不是改变自身体积,故A错误;
B.热气球通过调节气囊内气体的温度,改变气体密度,从而改变自身重力与所受浮力的大小关系,实现上升和下降。加热时,气囊内气体膨胀,密度减小,重力减小,浮力大于重力,热气球上升;降温时则相反,故B正确;
C.密度计在不同液体中都是漂浮状态,根据漂浮条件,浮力始终等于自身重力,所以同一支密度计在不同液体中所受浮力是相同的,故C错误;
D.乒乓球在上浮过程中,未露出水面时,排开水的体积不变,根据阿基米德原理 ,浮力不变;露出水面后,排开水的体积减小,浮力才会变小,故D错误。
故选B。
2.(2026·四川南充·中考真题)如图为中国新一代055型万吨级驱逐舰,被定位为航母编队的“带刀护卫”。已知其满载时排水量为12000吨,舰底面积为2000m2;当驱逐舰满载以72km/h的速度匀速直线巡航时,受到的阻力是总重力的0.01倍。(海水密度近似取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)下列判断正确的是( )
A.驱逐舰发射炮弹后,浮力大小不变
B.驱逐舰满载时,排开海水的体积是
C.驱逐舰满载时,舰体“吃水”深度为6m
D.驱逐舰满载以72km/h匀速直线巡航时,功率为
【答案】BD
【难度】0.52
【知识点】液体压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、P=Fv
【详解】A.驱逐舰始终漂浮,浮力等于总重力;发射炮弹后总质量减小、总重力减小,因此浮力减小,故A错误;
B.根据阿基米德原理,驱逐舰漂浮时
排开海水的体积,故B正确;
C.船体上宽下窄,实际排水截面积小于舰底面积,题干中 2000m2 是舰底面积,不是规则柱体的排水横截面积,不能直接用计算吃水深度,因此不能得出吃水6m,故C错误;
D.驱逐舰满载以72km/h匀速直线巡航时,功率
,故D正确。
故选BD。
3.(2025·四川泸州·中考真题)在探究液体压强与容器形状关系的过程中,同学们建立了以下模型。甲、乙、丙三个容器的底面积相同而形状不同,容器中分别装有且深度相同的三种液体,将完全相同的密闭小瓶按如图方式放入液体中,均能漂浮。则放入小瓶后,下列判断正确的是( )
A.各容器内液面上升高度
B.各容器内液面上升高度
C.各容器底部受液体压力变化量
D.各容器底部受液体压力变化量
【答案】AC
【难度】0.65
【知识点】比较液体在不同容器中对容器底部压强和压力的大小、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】AB.因为完全相同的密闭小瓶在三种液体中均能漂浮,根据漂浮条件,小瓶受到的浮力相等。因为,由阿基米德原理可知。因为三个容器的底面积相同,又因为甲容器越往上开口越小,乙容器上下粗细相同,丙容器越往上开口越大,可得各容器内液面上升高度,故B错误,A正确;
CD.因为小瓶受到的浮力相等,根据阿基米德原理,小瓶排开液体的重力都等于小瓶的重力,即相当于向三个容器加入了重力相等的液体。
因为甲容器越往上开口越小,甲容器底部受液体压力变化量大于小瓶的重力;
因为乙容器上下粗细相同,乙容器底部受液体压力变化量等于小瓶的重力;
因为丙容器越往上开口越大,丙容器底部受液体压力变化量小于小瓶的重力;
所以各容器底部受液体压力变化量,故D错误,C正确。
故选AC。
4.(2024·四川泸州·中考真题)如图所示,甲、乙两个相同的平底烧杯放在水平桌面上,在两个烧杯中加入适量的清水,乙烧杯水面上漂浮有冰块,两杯水面恰好一样高,下列判断正确的是( )
A.甲烧杯对桌面的压力等于乙烧杯对桌面的压力
B.甲烧杯对桌面的压强小于乙烧杯对桌面的压强
C.乙烧杯中冰块熔化后,水对烧杯底的压力增大
D.乙烧杯中冰块熔化后,水对烧杯底的压强不变
【答案】AD
【难度】0.65
【知识点】压强公式的简单应用、比较液体在不同容器中对容器底部压强和压力的大小、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】A.两杯水面一样高,则由液体压强公式可知两杯水对容器底部压强都相等,则由压力公式可知两杯水对容器底部的压力也相等。烧杯对桌面的压力等于水对容器底部压力和容器的重力之和,因此甲乙烧杯对桌面的压力是相等的,故A正确;
B.由于两容器对桌面的压力相等,烧杯的底面积也相同,由压强公式可知甲烧杯对桌面的压强等于乙烧杯对桌面的压强,故B错误;
CD.乙烧杯中冰块处于漂浮状态,冰块所受的浮力等于自身受到的重力,也等于冰块排开液体所受的重力,因此当冰块熔化成水后,恰好将冰块排开液体的体积填充,即水的液面高度不变,由此可知水对烧杯底部的压强不变,水对烧杯底部的压力也不变,故C错误,D正确。
故选AD。
5.(2024·四川内江·中考真题)“青岛号”导弹驱逐舰从海洋驶入长江时,受到的浮力和吃水深度的变化是(ρ海水>ρ水,忽略驱逐舰自重的变化)( )
A.浮力变大 B.浮力不变
C.吃水深度变小 D.吃水深度不变
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】阿基米德原理的应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】AB.当驱逐舰从海洋驶入长江时,仍然处于漂浮状态,所以,浮力仍然等于重力,故浮力不变,故A不符合题意,B符合题意;
CD.由于
ρ海水>ρ水
液体密度变小,所以排开水的体积增大,即舰船的吃水深度变大,故CD不符合题意。
故选B。
6.(2026·四川成都·中考真题)在研究潜艇的跨学科实践活动中,实验小组将质量为,底面积为的长方体形状的薄壁(厚度不计)水槽放在水平桌面上。向水槽中注入适量的水,水的深度为,如图甲所示。
(1)水的密度用表示,求水槽中水的质量(用相关字母表示)。
(2)实验小组选用的潜艇模型如图乙所示。将模型放入水槽,水没有溢出,模型漂浮在水面,水槽中水的深度变为,重力与质量的比值用表示。求水槽对水平桌面的压强(用相关字母表示)。
(3)实验小组开启遥控装置,让水槽中的水缓慢进入潜艇模型,经过一段时间后,停止吸水,关闭阀门,模型静止时仍然漂浮在水面。实验小组发现,水槽中水的深度不变,仍然为!请通过计算论证实验小组的发现是否正确。
【答案】(1)
(2)
(3)正确,吸水前模型漂浮,模型受到的浮力为
模型排开水的体积为
水面下的总体积为
水槽中水的深度为
设吸入潜艇模型的水的质量为,则水槽内水减少的体积为
吸水后模型仍漂浮,则吸水后模型受到的浮力为
此时模型排开水的体积为
水面下的总体积为
水槽中水的深度为
即
水槽内水的深度不变,故实验小组的发现正确。
【难度】0.4
【知识点】压强公式的简单应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、密度公式的简单应用、潜水艇的原理
【分析】第一问根据和推导;第二问根据漂浮条件和和推到哦;第三问通过漂浮条件和推导出吸水前后水面下的总体积,进一步推导出水的深度表达式进行论证。
【详解】(1)由题意,水的体积为
则水的质量
(2)模型放入水中,排开水的体积为
模型漂浮,由漂浮条件得模型的重力
水的重力为
水槽的重力为
水槽对水平桌面的压力等于总重力
水槽对水平桌面的压强
(3)略。
7.(2026·四川内江·中考真题)一个体积,密度的橡皮泥,浸没在水中受到的浮力是________N;若把这块橡皮泥捏成一只小船漂浮在水面上,小船受到的浮力是________N。(g取)
【答案】 0.6 1.2
【难度】0.65
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、密度公式的简单应用
【详解】橡皮泥浸没在水中时,排开水的体积等于自身体积,根据阿基米德原理橡皮泥所受浮力
根据密度公式,橡皮泥的质量
橡皮泥的重力
当橡皮泥捏成小船漂浮在水面时,根据二力平衡条件,浮力等于重力,即
8.(2024·四川泸州·中考真题)钓鱼是一项户外运动。图甲是钓鱼常用的一种钓具,其主要由鱼钩、铅坠、浮漂(7颗相同浮子)构成,该钓具各部分参数如下表所示。假如垂钓时,浸没在水面下的浮子处于同一竖直线上,漂浮在水面上的浮子处于同一水平线上,为浮子的理想状态(忽略鱼线弯曲造成的影响,即不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用)。如图乙所示,某钓鱼爱好者在鱼塘垂钓时,鱼饵的质量为,体积为,沉到水底后未与塘底紧密接触,有4颗浮子浸没在水下、有3颗浮子漂浮在水面上,且浮子处于理想状态。取,,则:
名称
1颗浮子
铅坠
鱼钩
鱼线
质量m/kg
不计
体积
不计
不计
(1)浸没在水中的4颗浮子受到的总浮力为多大?
(2)当鱼饵静止在水平塘底时,鱼饵受到的支持力为多大?
(3)当鱼饵被全部吃掉,而鱼未上钩,稳定后,浮子仍处于理想状态,水面下浸没的浮子有多少颗?
【答案】(1);(2);(3)3颗
【难度】0.4
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】解:(1)由知道,4颗浮子受到的总浮力
(2)不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用,将水面下的四个浮子、铅坠、鱼饵、鱼钩作为一个整体分析,其总重力与其所受总浮力及水平塘底对鱼饵的支持力平衡。则四个浮子的重力
鱼饵的重力
鱼钩的重力
铅坠的重力
铅坠所受浮力
鱼饵受到的浮力
故鱼饵受到的支持力为
(3)当鱼饵被全部吃掉,而鱼未上钩,稳定后,假设有n颗浮子浸没在水中,根据物体浮沉条件可得,此时,鱼钩、铅坠和浮漂整体受到的总浮力
鱼钩、铅坠和浮漂的重力为
根据阿基米德原理可得,总浮力为
可得
解得n=3颗。
答:(1)浸没在水中的4颗浮子受到的总浮力为; (2)当鱼饵静止在水平塘底时,鱼饵受到的支持力为; (3)当鱼饵被全部吃掉,而鱼未上钩,稳定后,水面下浸没的浮子有3颗。
考点4 密度计原理及应用
1.(2026·四川南充·中考真题)某跨学科实践小组,利用塑料杆、泡沫小球和细铜丝自制了一个微型密度计如图甲所示,用此密度计测量盐水的密度,并进行如下操作(铜丝的体积忽略不计,,g取10N/kg)。
(1)在塑料杆下端缠绕铜丝,其作用是___________(“升高”或“降低”)重心,使密度计能竖立在不同液体中;制作完成后,测得密度计的总质量m=11g,塑料杆的横截面积;
(2)将密度计放在水中,待静止时在塑料杆与液面齐平的位置做好标记A,此时受到的浮力为F1;再把密度计放入待测的盐水中,静止时密度计上的A点高出液面,此时所受浮力为F2,则F1___________F2;
(3)由以上数据测得此盐水的密度___________g/cm3。
【答案】(1)降低
(2)=/等于
(3)1.1
【难度】0.65
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、物体在不同液体中的浮沉比较浮力和密度的大小、密度计原理及应用
【详解】(1)下端缠绕铜丝,增加底部质量,降低重心,让密度计竖直漂浮。
(2)密度计始终漂浮,漂浮条件;总质量不变,总重力不变,所以在水和盐水中浮力相等,即。
(3)根据,密度计在水中漂浮时
即
所以
密度计在盐水中漂浮时,A点高出液面,排开体积减少
盐水里排开体积
密度计在水中漂浮时
时
盐水的密度
2.(2025·四川泸州·中考真题)实践出真知。“九章”社团的同学们利用所学知识进行跨学科实践——自制密度计。
(1)他们用铁钉插入粗细均匀、横截面积为0.2cm2的吸管并密封,制作了第一代密度计。使用铁钉的目的是使吸管重心降低、在液体中竖直____。测试时将其放入密度为1.0g/cm3的清水中,测得它的吃水深度为10.5cm;取出再放入盐水中,测得它的吃水深度为10.0cm,则盐水的密度为____g/cm3。发现两次吃水深度相差很小,同学们猜想可能是吸管横截面积太小的缘故;
(2)于是,他们用横截面积较大、粗细均匀的柱形瓶做了第二代密度计。测试时发现它在清水和上述盐水中的吃水深度差与第一代密度计几乎一样。老师提出:根据密度计在两种液体中受到液体对它的____力相等,可推出这种粗细均匀的密度计在清水和盐水中的吃水深度的比值关系是____(用表示);
(3)同学们围绕怎样增大吃水深度差这一问题,结合前两次的制作经验,将设计思路和数据输入某AI软件,设计了如图所示的第三代密度计。若第三代密度计在清水中的吃水深度仍为10.5cm,则它在上述盐水中吃水深度为____cm。若它在某种液体中的吃水深度为15.0cm,则这种液体的密度为____g/cm³。(以上结果保留两位小数)
【答案】(1) 漂浮 1.05
(2) 浮
(3) 5.48 0.96
【难度】0.65
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、密度计原理及应用
【详解】(1)[1]密度计的原理是始终漂浮在不同液体中,因此用铁钉插入粗细均匀、横截面积为0.2cm2的吸管并密封,目的是自制密度计会竖直的漂浮在液面上。
[2]密度计始终漂浮,受到的浮力均等于自身重力,由于重力不变,则浮力不变,设密度计的底面积为S底,可得
解得盐水的密度为
(2)[1][2]密度计始终漂浮,则浮力与重力相等,同一密度计在不同的液体中受到的浮力相等,设密度计的底面积为S′,则
解得
(3)[1]由于密度计在水和盐水中受到的浮力相等,即
可得
解得
上方细管进入盐水中的深度为
则它在上述盐水中吃水深度为
[2]若它在某种液体中的吃水深度为15.0cm,根据浮力相等可得
解得
3.(2025·四川绵阳·中考真题)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
4.(2024·四川泸州·中考真题)在某届泸州市青少年科技创新大赛中,小明制作的“杆秤液体密度计”如图甲所示,选取了一根质量不计的硬质轻杆,P为提挂点,P点的左侧端点A处悬挂透明塑料杯,右侧悬挂秤砣,不计细线质量。将相同体积不同密度的待测液体加入杯中,根据杠杆平衡条件可知,杠杆平衡时,秤砣悬挂点到P点的距离与待测液体的密度成一次函数关系,即可在杠杆上均匀标出刻度线来测量液体密度。其制作与测量过程中进行了如下操作:
(1)距离左端点A处10cm的位置制作提挂点P;用天平称得空塑料杯质量如图乙所示,则空塑料杯质量为________g;右侧秤砣采用50g钩码拴上细线制成;
(2)将空塑料杯悬挂在A点,调节右侧秤砣细线位置,使杠杆在水平位置平衡,此时细线位置处标记为“”,此刻度线到提挂点P距离为________cm;
(3)将100mL密度为的水倒入塑料杯中,在液面处作标记,调节秤砣细线位置使杠杆再次在水平位置平衡,并在此时秤砣细线位置处标记为“1”,此刻度线到提挂点P的距离为________cm;将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,则该密度计的分度值为________;按该分度值在杠杆上均匀画出刻度线,即杆秤密度计制作完成;
(4)用制作好的密度计测量某一液体密度时,将100mL的液体倒入空塑料杯中,秤砣细线位置如图丙所示,则待测液体密度为________;
(5)制作好的密度计不仅能够测出液体的密度,还可以测算某些固体的密度。某次测量时,小明将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,再向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,则小石块的密度为________。
【答案】 25 5 25 0.1 0.8 2.5
【难度】0.65
【知识点】特殊方法测密度、通过推导间接测量物质的密度、运用杠杆平衡原理进行计算
【详解】(1)[1]物体质量等于砝码质量加上游码对应刻度,即空烧杯质量为
(2)[2]把APB看作杠杆,P为支点,A点受力为
B点受力为
根据杠杆平衡条件,有
此刻度线到提挂点P距离为
(3)[3]100mL密度为的水倒入塑料杯中,水的质量为
A点受力为
根据杠杆平衡条件,有
此刻度线到提挂点P距离为
[4]“0”到“1”之间共20cm,将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,每份2cm,则该密度计的分度值为0.1g/cm3。
(4)[5]如图丙所示,则待测液体密度为0.8g/cm3。
(5)[6]秤砣细线在“0.5”刻度处,此刻度线到提挂点P距离为15cm,将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,可得
则石块重力为
则石块质量为
秤砣细线在“1.3”刻度处,此刻度线到提挂点P距离为31cm,向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,可得
则加入水的重力为
则加入水的体积为
则石块体积为
所以石块密度为
考点5 轮船、潜水艇
1.(2024·四川泸州·中考真题)中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行战备训练时,下列对该潜艇的说法中正确的是( )
A.通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B.在水面下匀速下潜过程中,受到的浮力增大
C.从长江潜行进入东海时,需要往水仓内注水
D.从长江潜行进入东海时,受到的浮力会变小
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】阿基米德原理的应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、潜水艇的原理
【详解】A.潜艇是通过改变自身重力来实现上浮与下沉的,故A错误;
B.在水面下匀速下潜过程中,潜艇排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知,受到的浮力不变,故B错误;
CD.从长江潜行进入东海时,潜艇排开水的体积不变,而海水密度大于河水密度,根据阿基米德原理可知,潜艇受到的浮力变大,需要往水仓内注水来增大自身重力,从而使自身重力仍等于受到的浮力,故C正确,D错误。
故选C。
考点6 浮力综合问题
1.(2024·四川德阳·中考真题)盛有适量水的柱形容器静止于水平桌面上,先把质量与碗相等的土豆放置于碗中,并将其放入柱形容器的水中处于漂浮状态如图甲所示;再把土豆从碗中取出轻放入水中,静止时土豆沉底、碗处于漂浮状态如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.水对碗减少的浮力(甲、乙图对比)等于乙图中水对土豆的浮力
B.乙图中水对碗的浮力小于水对土豆的浮力
C.甲图容器中的水对容器底部的压强大于乙图容器中的水对容器底部的压强
D.甲图容器对地面的压强大于乙图容器对地面的压强
【答案】C
【难度】0.4
【知识点】液体压强公式的简单应用、浮力与压强的综合问题、压强公式的简单应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】碗与土豆的质量相等
根据得
A.甲图中碗漂浮,碗受到的浮力等于碗与土豆重力之和……①
乙图中碗漂浮,土豆沉底,对碗和土豆分析得……②
由①②两式得
故A错误;
B.乙图中水对碗的浮力
水对土豆的浮力
所以,故B错误;
C.甲图容器中水到碗底距离大于乙图容器中水到碗底距离,甲容器排开水更多,故,根据得水对容器底部的压强,故C正确;
D.甲、乙两图容器对地面的压力等于容器重力、碗重力、土豆重力之和,所以,,根据得甲、乙两图容器对地面的压强,故D错误。
故选C。
2.(2026·四川泸州·中考真题)跨学科实践小组的同学们一起研讨制作浮力秤。用剪刀将两个大小不同的矿泉水瓶剪开,用大瓶瓶身作盛水桶,小瓶瓶身作浮筒,细沙作配重,纸锥作秤盘,制成了Ⅰ型秤。
(1)实验时发现浮筒容易歪斜和倾倒,尤其是放入待测物体后,这是因为______。他们将细沙换成铁屑,用另一只略小的水瓶瓶身作秤筒,制成了Ⅱ型秤,就解决了上述问题。
(2)某次实验,Ⅱ型秤空载时盛水桶中的水深为10.25 cm,浮筒浸入水中的深度为5 cm,其余数据如图所示,取。空载时浮筒上的水位线标记为0,往上每增加长度对应所称质量变化______g;当放入的物体时,浮筒相对于盛水桶底部下降了______cm;若不再加水,则该秤的最大秤量是______g。
(3)有同学用长颈烧瓶作浮筒制成了如图所示的Ⅲ型秤,为使它等质量刻度均匀且测量范围大,应通过增减铁屑使它空载时,液面在______(选填“”“B”或“”)点处最佳。请比较Ⅲ型秤相对于Ⅱ型秤的优点是______(答一条即可)。
【答案】(1)浮筒重心偏高,稳定性差
(2) 15 2.5 400
(3) B 刻度间距更大,读数精度更高
【难度】0.55
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、液体压强公式的简单应用、与浮力相关的设计实验
【详解】(1)I型浮筒配重细沙在上方,整体重心位置高,稳度小,放入物体后容易歪斜倾倒;换成铁屑后配重下沉,重心降低,稳定性提升。
(2)设浮筒相对桶下降,桶内水面上升,排开水体积变化相等,所以……①
液面相对浮筒上升的总高度……②
每增加1cm时,将,代入①②式子求得,,增加的排开水的体积为
放入50g物体时,增加的排开水的体积
放入 50g 物体时浮筒相对桶底部下降高度
浮筒最多可再进入深度20cm,最大额外排开体积为
最大称量质量为
(3)要刻度均匀、长颈烧瓶C处横截面积不均匀,故排除C点;需要在AB两点中选择量程大的,故选择B点能测量的范围更大,满足要求;Ⅲ型秤相对于Ⅱ型秤的优点是B点以上刻度间距更大,读数精度更高。
3.(2026·四川广元·中考真题)小明在实验室模拟浮箱种植情境,他将底面积为、足够高的柱形容器置于水平桌面上,A是棱长为的正方体浮箱模型,通过长为4cm的细线连接着底面积为的柱形物体B(B与容器底部未紧密黏合)。先将A、B两物体叠放在容器中央,然后缓慢向容器中注水,注水过程中A、B一直保持竖直状态。当水的深度为12cm时,细线处于自由状态,如图甲所示,此时物体B对容器底的压力为1.7N;继续向容器中注水,细线断裂前正方体A所受浮力F与水的深度h的关系如图乙所示,当水的深度为时,细线刚好达到最大拉力1.5N。细线不可伸长,且质量、体积不计。,g取。求:
(1)图甲中水对容器底的压强;
(2)物体B的重力大小;
(3)当向容器中加入6L水时,此时水的深度。
【答案】(1)1200Pa
(2)2.7N
(3)16.75cm
【难度】0.4
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、液体中的物体上方与下方有绳子的问题、计算液体对容器底的压强和压力、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【分析】第一问根据直接计算;第二问根据图像分析B的高度,进而求出B的体积和浮力,根据受力平衡求出重力;第三问分阶段考虑,分析当水的体积为6L时,细线是否断裂,进而求出水的深度。
【详解】(1)图甲中水的深度
则水对容器底的压强
(2)由图乙可知,水深为4cm时A开始受到浮力,说明A下底面初始距离容器底高度为4cm,因此物体B的高度;B完全浸没在水中,B排开水的体积
物体B所受的浮力
对B受力分析,B静止时,重力等于浮力与容器底的支持力之和,支持力等于B对容器底的压力,则物体B的重力
(3)第一阶段:当水深为4cm时,水的体积
第二阶段:由题意可知,A的浮力达到6N后保持不变,说明此时A刚开始漂浮,浮力等于A的重力,即
此时A排开水的体积为
A的底面积为
A漂浮时浸入深度
则A刚开始漂浮时,容器内水的体积为
第三阶段:细线拉直时,容器内水的体积为
此时水的深度
第四阶段:细线拉直后继续加水,当细线达到最大拉力时,B受到的重力,受到向上的合力
所以B仍然沉底。
A受到的浮力为
此时A排开水的体积
此时A浸入深度
此时加入水的体积
此时水的体积仍小于6L,继续加水细线断裂,A漂浮在水面,B仍然沉底,因此从细线刚拉直到加入水的总体积的过程中所加水的体积
水上升的高度为
当向容器中加入6L水时,水的深度
4.(2026·四川泸州·中考真题)“冰山一角”是古人对相关自然现象的一个科学而又浪漫的描述,科技小组的同学们对此进行了研究。在一个足够高的圆筒内装入适量的盐水,再将一质量的冰块放入其中,冰块处于漂浮状态。已知圆筒的底面积,盐水的密度,水的密度,冰的密度,。
(1)求冰块的体积;
(2)求冰块露出盐水面的“一角”与浸入盐水中的体积之比;
(3)忽略两种液体混合后体积的变化,则冰块熔化后液面怎么变化?变化了多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
液面上升;
【难度】0.62
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、浮力与液面升降问题、密度公式的简单应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】(1)根据密度公式,变形可得冰块体积
(2)冰块漂浮,根据漂浮条件得
由阿基米德原理得
冰块的重力
联立得
即
露出的体积
因此体积比
(3)冰熔化后质量不变,
冰熔化成水的体积
冰漂浮时浸入的体积
由于,因此
液面上升。体积的变化量
液面高度的变化量
5.(2026·四川南充·中考真题)学校科技小组发现了一口深H=5m的水井,设计了一款自动化安全警示装置来实时显示井中水的深度,图甲为结构简图。底面积S为0.1m2,长度d为0.2m的密闭空心浮体内装有一定质量的沙子,并用轻绳与弹簧下端相连接;当水与井口齐平时,浮体刚好全部浸没在水中,此时弹簧的弹力F=0,绳子恰好伸直;若水位下降,浮体也会跟着下降并逐渐露出水面,从而带动指针绕O点转动,稳定时显示盘上指针所指的刻度表示此时剩余水的深度。已测得该弹簧弹力F随浮体下降的距离x的关系如图乙所示(,g取10N/kg,不考虑浮体对水深的影响及轻绳和弹簧的重力,弹簧始终在弹性限度内)。
(1)求需要的浮体和沙子的总质量m;
(2)当浮体完全露出水面时,显示盘上指针所指位置的示数是多少?
(3)若显示剩余水深为2.9m,求此时水对浮体底部的压强。
【答案】(1)20kg
(2)0.8m
(3)1000Pa
【难度】0.6
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、二力或多力平衡问题、液体压强公式的简单应用
【详解】(1)当水与井口齐平时,浮体刚好全部浸没,此时弹簧的弹力为0,浮体受到的浮力与重力平衡,浮体受到的浮力为
则浮体和沙子的总重力
总质量
(2) 当浮体完全露出水面时,浮力为0,弹簧的弹力等于浮体和沙子的总重力,即
由图乙可知,弹力与下降距离成正比,比例系数
则此时浮体下降的距离
水面下降的距离等于浮体下降的距离加上浮体的长度,即
显示盘上指针所指位置的示数为剩余水深
(3)若显示剩余水深为2.9m,则水面下降的距离
设此时浮体下降的距离为x',浮体浸入水中的深度为h浸,根据几何关系有
可得
即
此时浮体受到向上的弹力,浮力和自身重力受力平衡,即
可得
代入数据得
解得
此时水对浮体底部的压强
6.(2025·四川成都·中考真题)假期,小美一家开启深海科技探究之旅。请根据她在学习中获得的信息完成相关计算。分析过程忽略液体扰动等次要因素,,。
(1)2024年12月,我国首艘覆盖全球深远海探测并具备冰区载人深潜的科考船——“探索三号”在南沙启航,如图。若科考船搭载货物和船员的总质量为,船排开海水体积为,求船的质量。
(2)“探索三号”科考船把搭载的“深海勇士”号潜水器从空中开始竖直下放,如图。将潜水器外形视为底面积为的长方体,图甲是吊绳受到拉力大小与时间的关系图像,图乙是潜水器下降速度与时间的关系图像。潜水器保持不晃动,动力装置未启动。从吊绳拉力为开始,到潜水器刚好浸没为止,求潜水器底部受到海水压强的变化量。
(3)潜水器在某海底区域进行打捞作业。打捞前,潜水器静止时与海底接触面积为,对海底压强为。若打捞的物品总质量为,密度为,物品装入绳网悬挂于潜水器外壁,绳网的质量和体积忽略不计。现需抛掉挂在潜水器外壁密度为的压载物,使潜水器实现无动力悬浮,求抛掉的压载物总质量。(用、、、、、、表示)
【答案】(1)
(2)
(3)
【难度】0.4
【知识点】浮力与深度的图像关系、浮力与压强的综合问题、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】(1)根据阿基米德原理,科考船漂浮时,,由题知,轮船的总重力
轮船所受浮力
因为,所以总质量
则船的质量
(2)由图甲拉力变化可知,第5min潜水器开始浸入海水,第6min潜水器浸没。从图乙速度变化可知,前2min空中匀速下降,速度0.1m/s,根据二力平衡原理,潜水器重力
5 - 6min浸入过程匀速下降,速度0.05m/s,匀速运动时间,潜水器长度
当拉力时,此时潜水器受到的浮力
因,则
从此时到浸没,浸入深度变化
潜水器底部受到海水压强的变化量
(3)打捞前,潜水器静止在海底,对海底压强,则
此时潜水器受力情况:重力、海底支持力、浮力,根据平衡条件
打捞物品并抛掉压载物后,物品质量,密度,则物品体积,物品受到的浮力
压载物质量,密度,体积,压载物受到的浮力
无动力悬浮时,整体受力平衡,
将代入上式得:
消去,整理得:
移项得:
则
进一步变形得
对两项分别通分:
第一项:
第二项:
所以
7.(2025·四川德阳·中考真题)如图甲所示,“国之重器”起重船起吊重物时,需通过抽水机将一侧水舱里的水抽向另一侧水舱来保持起重船平衡。如图乙所示,小兰设计了一种采用力传感器感知抽水量的长方体水舱模型,水舱中装有的水,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是质量、底面积的圆柱体。用抽水机将水抽出的过程中,力传感器示数的大小随抽出水的体积变化的图像如图丙所示。当物体C的下端刚好露出水面,此时已抽出水的体积。已知。求:
(1)物体C的重力;
(2)物体C完全浸没时排开水的体积;
(3)当力传感器示数为时,水对水舱模型底部的压强。
【答案】(1)5N
(2)
(3)或
【难度】0.4
【知识点】重力的计算与估算、液体压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】(1)物体C的重力
(2)当物体C完全浸没时,由图可知杆对物体C的压力为
对C受力分析,C受到重力、浮力和压力,则
则物体C完全浸没时排开水的体积
(3)当物体C的下端刚好露出水面时,水舱模型内剩余水的体积
C的下端距离水舱模型底部的距离
当力传感器示数为时
①若杆对物体C的压力为
对C受力分析,C受到重力、浮力和压力,则
物体C排开水的体积
物体C浸在水中的深度
此时水的深度为
则水对水舱模型底部的压强
②若杆对物体C的拉力为
对C受力分析,C受到重力、浮力和拉力,则
解得
物体C排开水的体积
物体C浸在水中的深度
此时水的深度为
则水对水舱模型底部的压强
所以当力传感器示数为2N时,水对水舱模型底部的压强为或。
8.(2025·四川泸州·中考真题)科创小组的同学设计了如图甲所示的力学综合实验装置。力传感器上端固定在水平杆上,下端通过竖直轻杆与正方体相连,水平升降台上放有溢水杯和力传感器,小桶放在力传感器上,溢水杯中的水面刚好与溢水口齐平。水平升降台匀速上升,当时,正方体刚好接触水面,之后排开的水全部流入小桶中,力传感器的示数随时间变化的关系如图乙所示。已知。
(1)当力传感器的示数时,求正方体受到的浮力;
(2)求升降台匀速上升的速度;
(3)当时,力传感器的示数,求正方体的密度。
【答案】(1)
(2)
(3)或
【难度】0.4
【知识点】计算物体运动的速度、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、二次称重法测量密度
【详解】(1)根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受的重力,即
由图乙可知,小桶的重力
当时,排开水的重力
所以正方体E受到的浮力
(2)由图乙可知,正方体E从刚接触水面到刚好完全浸没所用的时间
正方体E完全浸没时排开水的重力
根据,可得正方体E的体积
所以正方体E的边长
升降台匀速上升的速度
(3)当时,正方体E已经完全浸没在水中,此时力传感器A的示数。由前面计算可知
如果正方体E的密度大于水:根据称重法可得正方体E的重力
正方体E的质量
正方体E的密度
如果正方体E的密度小于水:根据称重法可得正方体E的重力
正方体E的质量
正方体E的密度
故正方体的密度为或
9.(2025·四川攀枝花·中考真题)苴却砚主要产于攀枝花市仁和区,是中国名砚之一。同学们在参观了中国苴却砚博物馆后,了解到苴却石石质致密细腻、莹洁滋润,特别适合雕刻做砚。小明和小江同学想测出苴却石的密度,已有的实验器材为:小苴却石块、大烧杯、足量的水、细线(不计体积和质量)。
(1)小明同学找到了一台电子台秤(放于水平桌面上并已调零),利用已有的实验器材,设计了如下的实验方案:
①将苴却石块放于台秤上,读出台秤的示数;
②将烧杯放于台秤上,并在烧杯中加入适量的水,读出台秤的示数;
③用细线将苴却石块捆牢,再用手提着细线将苴却石块浸没并悬停于水中,读出台秤的示数;
④若水的密度为,则小明测得的苴却石密度可表示为______(用题中给定的物理量字母表示)。
(2)小江同学未找到电子台秤,但找到了一个弹簧测力计(已竖直调零),利用已有的实验器材,也测出了苴却石的密度。请将他的实验方案补充完整。
①用细线将苴却石块捆牢,再用弹簧测力计勾住细线将苴却石块竖直吊起,静止后读出弹簧测力计的示数;
②在烧杯中加入适量的水,____________;
③若水的密度为,则小江测得的苴却石密度可表示为______(用题中给定及自己设定的物理量字母表示)。
【答案】(1)
(2) 用弹簧测力计提着苴却石块浸没并悬停于水中,读出测力计的示数
【难度】0.4
【知识点】通过推导间接测量物质的密度、称重法测浮力的大小、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】(1)分析题可得,③中,苴却石块给水一个向下的压力,所以台秤示数增大,同时水会给苴却石块一个向上的浮力,由于物体间力的作用是相互的,所以苴却石块给水的压力等于水给苴却石块向上的浮力,即苴却石块浸没时受到的浮力
根据阿基米德原理可得,石块排开水的体积
石块浸没时,
石块的密度
(2)[1]①用细线将苴却石块捆牢,再用弹簧测力计勾住细线将苴却石块竖直吊起,静止后读出弹簧测力计的示数,即为苴却石块的重力;
②在烧杯中加入适量的水,用弹簧测力计提着苴却石块浸没并悬停于水中,读出弹簧测力计的示数 。
[2]根据可得,苴却石块的质量
由称重法可得,苴却石块受到的浮力,由阿基米德原理可得,苴却石块浸没时
因为苴却石块浸没,所以
苴却石块的密度
10.(2024·四川成都·中考真题)科创社的同学设计并“3D”打印了一艘长方体轮船模型,为了对轮船进行测试,准备了一个薄壁长方体容器置于水平地面,其底面积为1800cm2,装有深度为9cm的水,如图甲所示。轮船的质量为2.2kg,底面积为800cm2,总高度为16cm,如图乙所示。轮船的下部有7个长方体水密隔舱(以便轮船漏水时,相互隔离,确保行船安全),每个隔舱的内部底面积均为100cm2,高度为10cm;轮船的上部可放置货物,并通过调整货物位置保持轮船不倾斜。忽略液体扰动等次要因素,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求容器中水的质量。
(2)设计组的同学从安全角度设想:在轮船满载(最大载重)时,假如有2个隔舱漏满水,稳定后轮船依然漂浮,且浸入水中的深度为14cm,求满载时货物的质量。
(3)测试组的同学对轮船进行漏水实验:将载货5kg的轮船置于容器中,通过扎孔使4个隔舱漏入一定质量的水,然后堵住小孔并保持轮船不倾斜,求此时水对轮船外底部的压强P与漏入隔舱内水的质量mx克(0<mx≤4000)之间的关系式。
【答案】(1)16.2kg
(2)7000g
(3))当0<mx≤3200时,;当3200<mx≤4000时,
【难度】0.15
【知识点】阿基米德原理的应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】(1)已知容器底面积为1800cm2,装有深度为9cm的水,即容器底面积为0.18m2,装有深度为0.09m的水,所以容器中水的质量为
(2)将整个轮船(包括漏入隔舱内的水)看成整体,轮船底面积为800cm2,即0.08m2,总高度为16cm,即0.16m,浸入水中的深度为14cm,此时浮力为
每个隔舱的内部底面积均为100cm2,即0.01m2,高度为10cm,即0.1m,漏入隔舱内的水的重力为
货物质量(满载)为
(3)假设轮船可以触底,当轮船刚好触底时,轮船、货物及漏入隔舱内水的总重力等于轮船所受浮力,可得下列关系式
解得
4个隔舱漏满水的质量
假设成立,此时轮船浸入水中的深度
所以轮船上端不会进水。
①当0<mx≤3200时,漏入隔舱中水的质量
轮船漂浮,轮船、货物及漏入水的总重力等于轮船所受浮力,轮船底部所受液体压强为
②当3200<mx≤4000时,漏入隔舱中水的质量
轮船触底,轮船底部所受液体压强为
综上,当0<mx≤3200时
当3200<mx≤4000时
答:(1)容器中水的质量为16.2kg。 (2)在轮船满载(最大载重)时,假如有2个隔舱漏满水,稳定后轮船依然漂浮,且浸入水中的深度为14cm,满载时货物的质量为7000g。 (3)将载货5kg的轮船置于容器中,通过扎孔使4个隔舱漏入一定质量的水,然后堵住小孔并保持轮船不倾斜,此时水对轮船外底部的压强P与漏入隔舱内水的质量mx克(0<mx≤4000)之间的关系式为:当0<mx≤3200时,;当3200<mx≤4000时,。
11.(2024·四川绵阳·中考真题)如图甲所示,水平桌面上有一足够高的薄壁柱形容器,其底面积,将边长的均匀实心正方体物块放置在容器底部。缓慢向容器中加水,直到容器中的水深为时,停止加水,此时物块已经漂浮在水中,如图乙所示:再缓慢向容器中加注适量煤油,当物块静止时,物块上表面与煤油上表面刚好齐平。物块不吸水,也不吸收煤油,上浮过程中上下表面始终水平,煤油与水不相溶,已知,,,g取10N/kg,求:
(1)物块的重力以及加水前物块对容器底部的压强;
(2)向容器加水过程中,当水深为时,物块对容器底部的压力;
(3)加注完煤油,物块静止时,其下表面与容器底部的距离。
【答案】(1)9N,900Pa
(2)5N
(3)3cm
【难度】0.15
【知识点】密度公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、压强公式的简单应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】(1)物块的质量
物块的重力
加水前物块对容器底部的压强为
(2)当容器中的水深为时,假设物块仍然没有脱离容器底部,此时物块所受浮力
因为,所以假设成立,物块A对容器的压力大小为
(3)设水深为10cm时,物块浸入水下的深度为,此时浮力等于重力,则有,加注煤油后,物块在水下的深度为,煤油的深度为,此时物块下表面到容器底部的距离为h,根据悬浮条件可知,物块所受重力等于水和煤油对物块的浮力,则有 ①
同时有 ②
根据水的体积保持不变可得 ③
联立①②③可解得,即加注完煤油,物块静止时,其下表面与容器底部的距离为3cm。
模拟题精选
1.(2026·四川成都郫都·二模)同学们在完成了探究“影响浮力大小的因素”实验之后,老师把一金属块挂在弹簧测力计下,浸没在水中(如图所示),弹簧测力计的示数为。下列做法能使弹簧测力计的示数变大的是( )
A.金属块下移一点 B.往烧杯里再添加点水
C.往烧杯里加些盐 D.金属块露出水面一些
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】称重法测浮力的大小、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】A.金属块仍然完全浸没在水中,排开水的体积不变,水的密度不变,根据阿基米德原理,浮力不变,弹簧测力计示数,所以示数不变,该选项错误。
B.金属块还是完全浸没,排开水的体积和水的密度都不变,浮力不变,弹簧测力计示数不变,该选项错误。
C.盐水密度变大,金属块排开液体体积不变,浮力变大,弹簧测力计示数,则示数会变小,该选项错误。
D.金属块排开水的体积变小,水的密度不变,浮力变小,弹簧测力计示数,所以示数变大,该选项正确。
综上,正确答案是金属块露出水面一些。故选D。
2.(2026·四川成都双流·二模)物理学提倡跨学科实践,在真实情境中去探究、去学习,下列说法正确的是( )
A.悬浮的潜水艇将压缩空气压入水舱排出海水,浮力变大而上浮
B.常用矩形结构加固桥梁,是因为矩形具有很好的结构稳定性
C.三峡船闸是一项非常巨大的工程,其基本工作原理是连通器
D.不能站在列车站台安全线内,是因为空气流速小的地方压强小
【答案】C
【难度】0.81
【知识点】生活中常见的连通器、流体压强与流速的关系及现象解释、潜水艇的原理、生活中简单机械的应用
【详解】A.悬浮的潜水艇排开海水的体积等于自身体积,潜水艇上浮是因为排出海水后自身重力减小,导致重力小于浮力。此过程中,潜艇所受浮力并不会变大,当重力小于浮力时上浮,故A错误;
B.三角形结构具有稳定性,矩形结构易变形,工程中常用三角形结构加固桥梁,故B错误;
C.三峡船闸符合连通器“上端开口、底部相连通”的结构特点,其基本工作原理是连通器,故C正确;
D.列车经过时站台安全线内空气流速大压强小,外侧流速小压强大,易将人压向列车,因此不能站在安全线内,故D错误。
故选C。
3.(2026·四川资阳·一模)物理学是一门以观察和实验为基础的学科。实验与观察,是很好的学习物理的方法。通过下面的实验或生活、科技图片的观察,说法错误的是( )
A.在材料、粗糙程度相同的水平面上匀速拉动物体,物体越重,拉力越大,说明在其他条件不变时,压力越大,滑动摩擦力越大
B.假设海水的密度不变,中国载人潜水器“奋斗者”号在水面下下潜过程中,潜水器所受浮力的大小始终等于它排开海水的重力
C.旋翼无人机正在喷洒农药,当无人机水平匀速飞行时,无人机处于平衡状态,喷洒过程中无人机的动能不变
D.运动员比赛中,从竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中(不考虑空气阻力),竿的弹性势能减小,运动员的机械能增大
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】影响滑动摩擦力大小的因素、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、辨析物体的机械能是否发生变化、物体运动过程中各种机械能的变化情况
【详解】A.滑动摩擦力由压力和接触面的粗糙程度决定,当接触面的粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大,故A正确,不符合题意;
B.阿基米德原理,下潜时V排不变(潜水器体积不变),浮力不变,始终等于排开海水的重力。故B正确,不符合题意;
C.动能与物体的速度和质量有关,喷洒农药时无人机总质量减小,且速度v不变,则动能减小。故C错误,符合题意;
D.从竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中,竿的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能,竿的弹性势能减小,运动员机械能增加。故D正确,不符合题意。
故选C。
4.(2026·四川成都·一诊)下列是一些生活中的实例,对其应用物理知识的解释正确的是( )
A.注射器的针头做得尖锐,是为了增大压力
B.飞机机翼受到的升力,利用了气体流速越大的位置压强越小
C.护士用注射器给病人注射药液时,利用了大气压强的作用
D.飞艇可以悬停在空中,利用了飞艇受到的浮力大于它受到的重力
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、增大压强的方法及生活中的实例、大气压的应用、飞机的升力及其应用
【详解】A.注射器针头尖锐,是为了减小受力面积,增大压强,不是增大压力,故A错误;
B.飞机机翼升力,利用气体流速越大的位置压强越小,故B正确;
C.注射药液是靠手推活塞,靠外力作用,不是利用大气压;吸取药液才利用大气压,故C错误;
D.飞艇悬停时,处于平衡态,浮力等于重力,故D错误。
故选 B。
5.(2026·四川绵阳·一模)如图甲所示,底面积为的轻质薄壁柱形容器放置在水平桌面上,密度为的长方体A放置于体积为为正方体B上,A、B浸没在水中且正方体B通过不可伸长的细线与容器底部相连。打开阀门K匀速放水,细线对B的拉力F与容器中水的深度h的关系如图乙所示,求:
(1)初始时刻水对容器底部的压强;
(2)正方体B的重力;
(3)当水面下降到时关闭阀门K,将A从B上取下放入水中并剪断细线,待A、B静止时,剪断细线前后B克服重力做的功。
【答案】(1)
(2)5N
(3)0.2125J
【难度】0.15
【知识点】二力或多力平衡问题、液体压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、功的计算和估算
【详解】(1)打开阀门K匀速放水,随着水位的降低,h减小,由图可知,初始时刻,水的深度为30cm,所以水对容器底部的压强为
(2)由图乙知,水的深度为28cm时,长方体A的上表面与水面相平;水深度为23cm时,A全部露出水面,正方体B的上表面刚好与液面相平,深度小于23cm后,A部分露出水面,水深28cm,A、B浸没在水中,都受浮力,将A、B看做一个整体,由力平衡知识可得
①
水深23cm,只有B浸没在水中,受浮力,将A、B看做一个整体,由力平衡知识可得
②
由①-②可得,A受到的浮力
根据阿基米德原理可得,A的体积为
A的重力为
B浸没时受到的浮力为
将、代入②式可得
解得
(3)由题意知,B的体积为1000cm3,那么B的边长
那么B的底面积
水深度为23cm时关闭阀门时,正方体B的下表面与容器底的高度为
由于,所以将A从B取下放入水中并间断细线后,B静止时处于漂浮状态。此时B所受的重力与浮力是一对平衡力,即
所以B排开水的体积为
B浸没在水中的深度为
当液体深度为23cm时关闭阀门,此时液体体积为
容器中水的深度为
此时B的下表面与容器底的距离为
待A、B静止后,与剪线前相比,B重心移动的距离
这个过程中克服B的重力所做的功
6.(2026·四川成都锦江·二模)2024年12月27日,我国自主研制建造的“四川舰”在上海下水,该舰满载排水量约为4万余吨。“四川舰”漂浮在海面上时,其所受浮力________自身总重力。若该舰从东海驶入长江,舰身会________(选填“上浮”或“下沉”)一些。()
【答案】 等于 下沉
【难度】0.7
【知识点】应用阿基米德原理解释生活中的现象、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、轮船的原理
【详解】由浮沉条件可知故“四川舰”漂浮在海面处于静止状态,其所受浮力等于自身总重力。
该舰从东海驶入长江时始终处于漂浮状态,自身总重力不变,所受浮力不变,根据阿基米德原理,得,已知,所以排开江水的体积会增大,舰身因此会下沉一些。
7.(2026·四川成都锦江·二模)如图甲所示,是同学们自制的潜水器模型,它由薄壁水箱和实心压载铁组成,具备自动吸水、排水及丢弃压载铁的功能,薄壁水箱下部为底面积、高40cm的圆柱形,上部为底面积、高10cm的圆柱形,空薄壁水箱的质量为3kg;水箱下方固定有两块完全相同的圆柱体压载铁,压载铁密度为,每块体积为、底面积为。如图乙所示,将未装水的潜水器模型放入底面积为、高度为2m的水平放置的圆柱形容器中,容器内原有水深43cm,潜水器模型竖直漂浮。整个过程中,潜水器底部始终保持水平,忽略液体扰动等次要因素。已知,。求:
(1)图乙所示潜水器漂浮时受到的浮力。
(2)图乙所示若潜水器抛掉一块压载铁,水对容器底部的压强变化量。
(3)同学们尝试通过潜水器自动吸水改变浮沉状态,写出容器中剩余水对容器底部的压强p潜水器吸水质量m(单位:g)的函数关系式(从开始吸水到水箱吸满水停止)。
【答案】(1)
46N
(2)
175Pa
(3)
当0≤m≤4600g时,p=5450Pa;当4600g<m≤9000g时,p=(6600-0.25m)Pa
【难度】0.65
【知识点】液体压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、浮力与压强的综合问题
【详解】(1)一块压载铁的质量
总质量
总重力
潜水器漂浮,由漂浮条件得
(2)抛掉一块压载铁后,剩余潜水器总重力
剩余潜水器漂浮,排开液体的体积
沉底压载铁排开体积
原总排开液体体积
总排开液体体积变化量
液面下降高度
压强变化量
(3)容器原有水体积
水箱最大容积
故时,潜水器总体积
设吸水质量为(单位:),吸入水体积,剩余水体积
① 当潜水器未完全浸没(漂浮):由漂浮条件得
得
液面高度满足
得 ,因此
② 当时,潜水器完全浸没,潜水器排开水的体积
液面高度满足
代入液体压强公式整理得
8.(2026·四川成都郫都·二模)为了探究浮力及其应用,小明在水平桌面上用圆柱形水槽、圆柱形厚壁小桶(质地均匀、有质量不计的提柄)开展注水实验,如图所示,桶底与水槽底接触但不紧密。水槽的内底面积、高度足够高,小桶的外底面积、高,水的密度,取,请完成下列计算:
(1)沿水槽内壁只向水槽内缓慢注水,当水的深度为0.05m时,小桶没有浮起,求注入水的质量。
(2)当水槽内注水深度为0.06m时,小桶对容器底的压力刚好为零;接下来向桶中注水,让桶中水的体积是桶容积的一半,再向水槽内注水至与桶口相平,此时小桶对容器底的压力也刚好为零。求小桶材料的密度。
(3)在上述“水槽内的水面与桶口相平”的状态下,用弹簧测力计施加0.8N的力竖直向上拉桶,当达到静止时,求水对水槽底部的压强。
【答案】(1)
(2)
(3)
【难度】0.6
【知识点】液体压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】(1)注入水的质量
(2)当容器内水的深度为时,桶排开水的体积
小桶对容器底的压力刚好为零,处于漂浮状态,小桶的重力
即
则小桶的质量
由于前后压力都为零,则桶中水的重力等于增加的浮力,即
桶中水的体积
当桶口与水面相平时,桶排开水的体积
小桶的体积
小桶的密度
(3)桶与桶内水的总重力
受到的浮力
此时排开水的体积
水面下降高度为:
此时水的深度
水对容器底的压强
9.(2026·四川成都双流·二模)小明在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,将底面积装有水的柱形容器放在水平升降台上,如图甲所示,为减小实验误差,小明将传统的弹簧测力计换成了固定在水平杆上的力传感器。传感器下端连接有一根质量不计的竖直硬细杆(力传感器显示细杆受到的力),细杆下端则与圆柱体A相连,A的底面积、密度,时刻,A浸没在水中。逐渐降低升降台的高度,力传感器示数与时间的变化关系如图乙,水对容器底部的压强与时间的变化关系如图丙,已知水的密度。物体A竖直且不吸水,忽略水的扰动等次要因素。求:
(1)时刻容器内水的深度;
(2)时刻细杆对A作用力的大小和图丙中的值;
(3)时间段内升降台下降的高度。
【答案】(1)
(2)
作用力大小为,
(3)
【难度】0.4
【知识点】液体压强公式的简单应用、浮力与压强的综合问题
【详解】(1)由丙图可知时刻,水对容器底部的压强
由可得,容器内水的深度
(2)由图乙可知,之后A完全离开水面,力传感器示数等于A的重力,即
根据,可得A的体积
时刻A仍完全浸没在水中,浮力
对A受力分析:向上的浮力,向下的重力和细杆作用力,根据平衡可得,因此细杆对A的作用力
容器内水的体积
时刻,排开水的体积
时刻水的深度
因此
(3)时刻A浸入水中的深度,即A底端在水面下0.12m处。
时刻A完全离开水面,A底端与水面相平,因此水面相对于地面下降的总高度为0.12m
即水面相对于容器下降的高度
设升降台下降高度为,容器下降将带动水面下降,因此总下降满足,解得
10.(2026·四川成都武侯·二模)核潜艇是重要的军事战略装备。如图所示,潜艇悬浮在海水中,此时向潜艇水舱里注水,则潜艇受到的海水压强大小___________,受到的浮力大小___________。
【答案】 变大 不变
【难度】0.7
【知识点】液体压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、潜水艇的原理
【详解】当向水舱注水时,潜艇的总重力增大,重力大于浮力,会下潜,深度h增加,根据,海水密度和g不变,因此潜艇受到的海水压强变大。
根据,潜艇悬浮在海水中,注水后下潜的过程中,它始终完全浸没在海水中,排开海水的体积等于潜艇自身的体积,保持不变。海水密度和g也不变,因此潜艇受到的浮力不变。
11.(2026·四川成都武侯·二模)请根据小智在“浮力起重”学习中获得的相关信息完成计算。分析过程忽略液体扰动等次要因素,,g取。
(1)中山舰是中国近代史上的一代名舰,其标准排水量为780t,满载排水量为836t。求满载时中山舰排开水的体积;
(2)1938年中山舰在长江被日军击中,沉入19m深的江底,1997年被打捞出水。打捞时采用“双驳抬撬、整体出水”的方案,如图甲所示。小智将清除泥沙过程简化为三个阶段,第一阶段使舰体(含泥沙)悬停在水中,第二阶段进行清淤作业,第三阶段清淤结束,缓慢匀速提升舰体。整个过程舰体未出水,舰体材料体积取。图乙是舰体受到竖直向上的拉力与时间的关系图像。求清除的泥沙的质量;(取)
(3)小智设想利用浮筒对清淤后的中山舰进行打捞,建立如图丙所示的模型,中山舰的相关数据沿用第(2)问,每个浮筒底面积为,高3m,质量为5t,装满水的总质量为17t。将60个装满水的浮筒竖直放置于中山舰的下方,利用高压气体使60个浮筒同时向外排水,每个浮筒的排水流量为。通过计算发现,该方案无法将中山舰打捞出水。请写出中山舰对浮筒的压强p与排水时间秒的关系式。
【答案】(1)
(2)
(3)
【难度】0.6
【知识点】密度公式的简单应用、压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【分析】根据阿基米德原理结合受力分析求解。
【详解】(1)满载时中山舰排开水的体积
(2)设清除泥沙的体积为,清淤前拉力,清淤后拉力。根据受力平衡,清淤前,清淤后,两式相减得,则有
则清除泥沙的体积
则清除泥沙的质量
(3)清淤后中山舰需要向上托举的力为
60个浮筒总浮力为
排水时间为时,排出水的总重力
浮筒原有总重力
因此浮筒现在总重力
浮筒能提供的向上举力
中山舰对浮筒的压力
总受力面积,则中山舰对浮筒的压强
12.(2026·四川绵阳游仙·二模)小莹用金属架夹住柱形吸管一端使其密封,制成了一个简易密度计。如图所示,她先将密度计漂浮于水中(),此时受到的浮力为,测得露出水面的高度为15cm;再将密度计漂浮于酒精中(),此时受到的浮力为,测得露出酒精液面的高度为12cm,则______(选填“>”“=”或“<”)。若该密度计漂浮于某液体中时,测得露出液面的高度为11cm,则该液体的密度为______。
【答案】 = 0.75
【难度】0.4
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、物体在不同液体中的浮沉比较浮力和密度的大小、密度计原理及应用
【详解】[1]密度计分别放入水和酒精中时,均竖直漂浮,物体漂浮时,所受浮力大小等于物体的重力大小,则F1=F2=G
[2]吸管的底面积(横截面积)为S,吸管和金属夹的总体积为V,密度计的总重力为G,由题知密度计在水中时H1=15cm=0.15m
由阿基米德原理得……①
在酒精中时H2=12cm=0.12m
由阿基米德原理得……②
若将该密度计放入某液体中时H3=11cm=0.11m
由阿基米德原理得……③
联立①②③解得该液体密度为
13.(2026·四川成都·一诊)如图所示的西宁舰是中国自行研制的052D型导弹驱逐舰,满载排水量约7500吨,则西宁舰满载时所受的浮力为_______N,此时其浸入水中的体积为_______m3。
【答案】
【难度】0.75
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】[1]根据阿基米德原理,西宁舰满载时受到的浮力
[2]由阿基米德原理可得,西宁舰浸入水中的体积为
14.(2026·四川成都·一诊)科创社的同学设计了顶部开孔的水库自动泄洪控制装置模型,如图所示。其中A为压力传感器,B是不吸水的圆柱体,密度为0.6g/cm3,能够沿着固定的光滑细杆(忽略体积和摩擦)在竖直方向自由移动。当模型内水深h1=15cm时,B与模型底面刚好接触且压力为零。水面上涨到设计的警戒水位(50cm)时,圆柱体对压力传感器的压力为3N,触发报警装置,开启泄洪阀门。已知圆柱体B的底面积SB=100cm2,高hB=25cm。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求圆柱体B的质量;
(2)刚触发报警装置时,求B浸入水中的深度;
(3)为了提高防洪安全性,增加圆柱体B的高度可使警戒水位降低,求水位降低引起的模型底面压强变化与圆柱体B增加的高度厘米之间的关系式。
【答案】(1)1500g
(2)0.18m
(3)Δp=4000N/m3·Δh
【难度】0.4
【知识点】二力或多力平衡问题、密度公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】(1)圆柱体B的体积VB=SBhB=100cm2×25cm=2500cm3
圆柱体B的质量mB=ρBVB=0.6g/cm3×2500cm3=1500g
(2)刚触发报警装置时,物体B受到的浮力F浮=GB+F=1500×10-3kg×10N/kg+3N=18N
由阿基米德原理求出B浸入水中的深度
(3)设水位下降高度为Δh1,物体B浸入深度为h浸+Δh-Δh1,此时圆柱体B受到的浮力F浮1=ρ水g(h浸+Δh-Δh1)SB
此时圆柱体B的重力GB′=ρBg(hB+Δh)SB
所以F=F浮1-GB′
即F=ρ水g(h浸+Δh-Δh1)SB-ρBg(hB+Δh)SB
所以解得Δp=4000N/m3·Δh
试卷第1页,共3页
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