内容正文:
专题10 浮力
3年真题1年模拟
考点分类
山东考情
命题规律
考点01 浮力与阿基米德原理
2026山东东营(2题)、2025山东济宁(1题)、2024山东枣庄(2题)
·情境:科技应用情境下嵌入实验探究元素。
·重点:利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、称重法测浮力的大小。
·趋势:情境化趋势明显,题干背景日趋丰富,常与浮力等知识板块交叉融合。
考点02 物体的浮沉条件
2026山东济宁(1题)、2026山东(1题)、2024山东德州(1题)、2024山东临沂(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:根据物体的浮沉状态判断密度大小。
·趋势:常与惯性等知识板块交叉融合。
考点03 浮力综合应用
2026山东济南(1题)、2026山东东营(1题)、2025山东德州(1题)、2025山东泰安(2题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:利用阿基米德原理计算浮力、密度质量、物体沉浮状态浮力、重力体积关系、浮力深度图像关系、称重法测浮力大小。
·趋势:情境化命题逐步加深,常与浮力等知识板块交叉融合。
考点04 密度·压强·浮力综合计算
2026山东(1题)、2026山东烟台(1题)、2025山东德州(1题)、2025山东青岛(1题)、2025山东日照(1题)、2025山东潍坊(1题)、2024山东日照(1题)、2024山东青岛(1题)、2024山东枣庄(1题)、2024山东临沂(1题)、2024山东烟台(2题)
·情境:常将生活设施与科技应用交织构建命题情境。
·重点:密度公式简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度质量、压强公式简单应用、物体沉浮状态浮力、重力体积关系。
·趋势:情境化趋势明显,题干背景日趋丰富,常与浮力等知识板块交叉融合。
考点05 跨学科实践:制作微型密度计
2025山东济南(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:密度计原理及应用。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,固定以单项选择题形式考查。
考点06 探究影响浮力大小的因素
2024山东青岛(1题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系、称重法测浮力的大小。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点07 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
2024山东德州(1题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、液体压强的特点及其应用。
·趋势:情境化命题逐步加深,常与浮力等知识板块交叉融合,固定以单项选择题形式考查。
考点1 浮力与阿基米德原理
1.(2024·山东枣庄·中考真题)我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在水面以下下潜过程中,受到( )
A. 压强增大,浮力增大
B. 压强不变,浮力增大
C. 压强增大,浮力不变
D. 压强不变,浮力不变
【答案】C
【详解】当“奋斗者”号在水下下潜过程中,深度逐渐增大,由知道,所以受的压强逐渐增大;“奋斗者”号在水面以下下潜过程中,“奋斗者”号排开海水的体积和海水密度不变,由知道,下潜过程中所受浮力不变,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
2.(2026·山东东营·中考真题)新情境 地域特色 东营有着悠久的晒盐历史。某盐场引入海水进行“滩晒制卤”,将海水引入蒸发池,经日晒水分蒸发,卤水的密度将 ,浸没在卤水中的杂质所受的浮力将 。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
【答案】①
变大 ②
变大
【详解】因海水日晒水分蒸发,卤水总质量减小的幅度小于体积减小的幅度,故密度变大;由阿基米德原理,因杂质浸没时等于自身的体积保持不变,变大,故所受浮力变大。
3.(2026·山东东营·中考真题)某科技小组在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,用弹簧测力计测出物体所受的重力为2 N,然后将物体浸没在水中(未触底),弹簧测力计的示数为1.5 N,由此可知物体浸没在水中所受的浮力是 N,物体的密度为 。(已知水的密度,g取10 N/kg)
【答案】①
0.5 ②
【详解】由称重法可知,物体浸没在水中所受浮力为因物体浸没,故 物体的质量物体的密度为
4.(2025·山东济宁·中考真题)如图所示,将一石块悬挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计示数为2.5N;将该石块浸没在装有适量水的烧杯中,静止时弹簧测力计示数为1.5N。求:
(1)石块的体积;
(2)石块的密度。
【答案】(1)
1.0×10-4m3 (2)
2.5×103 kg/m3
【讲解】(1) 由称重法可得,石块完全浸没在水中受到的浮力为此时石块排开水的体积与石块的体积大小相等,可得石块的体积为
(2) 已知石块的重力为2.5N,则石块的密度为
5.(2024·山东枣庄·中考真题)如图甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如乙所示。则圆柱体受到的重力是 N,圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强是 Pa,圆柱体受到的最大浮力是 N。(g取10N/kg,忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)
【答案】① 2.0 ② 1000 ③ 0.5
【详解】[1]由图像可知,当h=0时,弹簧测力计示数为2N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知[2]由图知物体下降高度到10cm时,下表面接触水面,下降20cm时圆柱体刚好浸没水中,此时圆柱体下表面距水面距离是10cm,则下表面受到水的压强[3]圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力为1.5N,则圆柱体受到的浮力
考点2 物体的浮沉条件
1.(2026·山东·中考真题)花样游泳被称为“水中芭蕾”,比赛时运动员在水中展示优美的舞姿。下列关于运动员所受浮力的分析,正确的是( )
A. 入水过程,浮力不变
B. 漂浮在水面时,浮力大于重力
C. 在水面下,下潜越深,浮力越大
D. 露出水面前,上浮时的浮力等于下潜时的浮力
【答案】D
【详解】A.入水过程增大,水密度不变,由可知,浮力变大,故A错误; B.物体漂浮时,浮力等于自身重力,故B错误; C.水面下下潜时,等于自身体积保持不变,由得浮力不变,故C错误; D.露出水面前,上浮和下潜时均等于运动员体积,由得两次浮力相等,故D正确。故选D。
2.(2024·山东临沂·中考真题)2024年1月7日,国产首艘大型邮轮“爱达·魔都号”安全靠泊上海吴淞口国际邮轮港(如图),圆满完成了1119海里航程的商业首航。“爱达·魔都号”邮轮( )
A. 燃烧的重油属于可再生能源
B. 匀速直线航行时受力平衡
C. 受到水的浮力向各个方向
D. 靠泊在港口时没有惯性
【答案】B
【详解】A.重油是化石能源的一种,化石能源在短期内不能从自然界得到补充,属于不可再生能源,故A不符合题意;B.邮轮匀速直线航行时,处于平衡状态,受平衡力的作用,故B 符合题意;C.邮轮在水中受到的浮力方向是竖直向上的,故C不符合题意;D.一切物体都有惯性,邮轮靠泊在港口时也有惯性,故D不符合题意。故选B。
3.(2026·山东济宁·中考真题)如图所示,将自制简易密度计放入水中,静止时,在水面处密度计上作标记点;将其放入某液体中,静止时,标记点在液面的上方,说明 (选填“>”“=”或“<”)。若将该密度计露出液面的部分剪掉,则剩余部分会上浮,原因是 。
【答案】① > ② 剪去露出液面的部分后,重力减小,浮力大于重力
【详解】密度计工作时,始终漂浮,浮力等于重力,故由标记点在液面上方可知,由可知,浮力相等时,越小,液体密度越大,故。因密度计原来漂浮,故;剪去露出液面部分后,剩余部分重力,此时密度计排开液体的体积不变,浮力不变,则,故剩余部分会上浮。
4.(2024·山东德州·中考真题)如图所示,水平桌面上有A、B两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放入两容器中,小球静止时,两容器液面相平,A、B两容器对桌面的压力分别为F1、F2,则ρ1 ρ2,F1 F2(均选填“>”“ <”或“=”)。
【答案】① > ② >
【详解】[1][2]小球在A容器中漂浮,则小球在B容器中悬浮,则综上可得两容器液面相平,由图可知,两容器中液体的体积关系为根据可得,两容器中液体的质量关系为桌面水平,两容器对桌面的压力综上可得
考点3 浮力综合应用
1.(2026·山东东营·中考真题)水平桌面上放着两个相同的圆柱形容器,内装质量相等的甲、乙两种液体。将体积相同但材质不同的两个小球分别放入两容器中,小球静止时,两容器中的液面相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 甲液体的密度大于乙液体的密度
B. 甲液体中小球受到的浮力等于乙液体中小球受到的浮力
C. 甲液体对容器底部的压力小于乙液体对容器底部的压力
D. 装甲液体的容器对桌面的压强大于装乙液体的容器对桌面的压强
【答案】C
【详解】A.甲中小球漂浮,乙中小球悬浮,则 ,,故两容器液面相平,总体积相等,则因 ,故由得,因且 故,故A错误;B.由得,因且,故 ,故B错误;C.液体对容器底部的压力则 ,因,故 ,故C正确;D.甲中小球漂浮,乙中小球悬浮,则,因,故 容器对桌面的压力则因,故由得,因,故,故D错误。 故选C。
2.(2026·山东济南·中考真题)(多选)如图甲所示,用弹簧测力计依次拉着两个实心长方体物块分别缓慢浸入两种液体中,两次实验弹簧测力计的示数随物块下表面在液体中的深度变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 两次实验所用物块的质量相同
B. 第一次实验所用物块的高度小于第二次实验所用物块的高度
C. 若两次实验所用物块的密度相同,则第一次实验所用液体的密度小于第二次实验所用液体的密度
D. 若两次实验所用液体的密度相同,则第一次实验所用物块的密度小于第二次实验所用物块的密度
【答案】AC
【详解】A.由图乙可知,当时,两次实验弹簧测力计示数相等,即物块重力由可知,故A正确。B.当弹簧测力计的示数不再随h变化时,物块完全浸没,此时h等于物块高度。由图乙可知,两次实验图像转折点对应的h相同,即,故B错误;C.若,因,由可知完全浸没时由图乙可知完全浸没后由可知由可知,故C正确;D.若,由及可知因物体浸没,则有,由可知,,故D错误。故选AC。
3.(2025·山东泰安·中考真题)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯,分别装有适量等质量的水。甲烧杯中,静止在杯底的铁块,通过细线与浸没在水中的木球相连,此时甲烧杯对桌面的压力为;乙烧杯放入相同的铁块,与木球体积相同的铁球悬挂并浸没入水中,静止时乙烧杯对桌面的压力为;剪断木球下端的细线后,甲烧杯对桌面的压力为。以上操作中,水的质量保持不变,细线质量和体积忽略不计。已知。下列说法中( )
① ② ③ ④
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】B
【详解】① ② 设水的重力为,铁块的重力为,木球与铁球体积均为,甲烧杯对桌面的压力为静止时乙烧杯对桌面的压力为由于水的质量不变,则水的重力不变,铁块的重力不变,又由于,则,故① 正确,② 错误;③ ④ 剪断木球下端的细线后,由于,木球最终漂浮在水面上,但仍然在杯中,则此时甲烧杯对桌面的压力为由① ② 分析可知,甲烧杯对桌面的压力为由于水的质量不变,则水的重力不变,铁块的重力不变,木球的重力不变,则,故③ 错误,④ 正确。故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
4.(2025·山东德州·中考真题)为了给正方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓慢压入油中,如图甲所示。工件的下表面与油面的距离为h,力F与h的大小关系如图乙所示(ρ油=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A. 工件的边长为0.3m
B. 工件的质量为60kg
C. 工件受到的最大浮力为2000N
D. 工件密度与油的密度之比为3:10
【答案】B
【详解】由图乙可知,当F=0时,工件浸入油的深度为h1=0.3m;当h大于0.5m后,压力F保持为400N不变,说明此时工件完全浸没,据此可知,工件的边长为L=0.5m,当F=0时,工件漂浮在油面上,所以,F浮=G,即ρ油gV排=ρ工件gV工件所以当h1=0.3m时,工件刚好漂浮,此时施加的力F=0,根据物体漂浮时浮力等于重力,则工件完全浸没受到的最大浮力为,故ACD错误,B正确。故选B。
5.(2025·山东泰安·中考真题)依据战国时期竹节柄青铜汲酒器(图甲)工作原理,项目化学习小组利用3D打印技术制作了汲液器,该汲液器由中空圆柱形长柄和储液罐组成,结构示意图如图乙所示,汲液器质量为66g,3D打印所用材料的密度为,且该材料热熔凝固后密度不变。图丙为利用该汲液器转移液体的过程:①将汲液器竖直压入液体中,液体由底部小孔进入,空气由上部小孔排出;②堵住上部小孔,缓慢将汲液器从液体中提出后在空中静止;③松开上部小孔,液体从底部小孔流入水平放置的底面积为的空置圆柱形容器中,壁厚忽略不计。g取10N/kg,。求:
(1)3D打印该汲液器所消耗材料的体积(假设打印过程材料无损耗);
(2)步骤②中汲液器在空中静止时,手对汲液器的拉力为3.72N,忽略被封闭气体质量。步骤③中储液罐内的液体完全流入容器中后,容器内液体的深度为6cm,求该液体的密度;
(3)用下述方法可粗略测量汲液器内部空腔的总容积:将汲液器上部、底部两孔用薄膜封闭,用竖直向下的力将汲液器压入足够深的水中,当汲液器刚好全部浸没入水中静止时,所施加的力为3.24N,忽略汲液器及薄膜的形变、被封闭气体及薄膜的质量和体积,求的大小。
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) 3D打印该汲液器所消耗材料的体积
(2) 汲液器的重力G器=mg=66×10-3kg×10N/kg=0.66N汲液器在空中静止时,受到竖直向下的总重力和竖直向上的拉力,两个力是平衡力,则汲液器和液体的总重力G总=F=3.72N液体的重力G液=G总-G器=3.72N-0.66N=3.06N容器内液体的体积V液=Sh=50cm2×6cm=300cm3=3×10-4m3该液体的密度
(3) 当汲液器刚好全部浸没入水中静止时,处于平衡状态,受到浮力、压力和重力是平衡力,则浮力F浮=G器+F压=0.66N+3.24N=3.9N汲液器排开液体的体积汲液器内部空腔的总容积V容=V排-V=3.9×10-4m3-55×10-6m3=3.35×10-4m3
考点4 密度·压强·浮力综合计算
1.(2024·山东日照·中考真题)(多选)如图甲所示,将一底面积为的长方体木块用细线系在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水,直到木块的上表面与液面相平.木块底部受到水的压强p随容器中水的深度h的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是(,)( )
A. 木块的重力是24N
B. 木块的体积是
C. 木块完全浸没后受到的浮力是40N
D. 木块的密度是
【答案】AC
【详解】A.由图像知,容器中水的深度在6cm时,木块刚好漂浮,细线对木块没有拉力,当容器中水的深度超过18cm时,细线对木块产生拉力且逐渐变大,所以在AB过程中细线对物体没有拉力;由图像知,容器中水的深度在6cm时,木块刚好漂浮,此时水对木块下表面的压强是600Pa,由压强公式得,木块下表面受到水的压力为F=pS=600Pa×0.04m2=24N此时木块刚好漂浮,根据浮力产生的原因得F浮=F=24N根据漂浮条件得,木块的重力G=F浮=24N故A正确;C.由图像知,当容器中水的深度是22cm时,木块刚好浸没,木块下表面受到水的压强是1000Pa,由压强公式得,此时木块下表面受到水的压力为F'=p'S=1000Pa×0.04m2=40N根据浮力产生的原因得F'浮=F'=40N故C正确;B.由F浮=ρ水gV排可知,木块的体积为故B错误;D.由G=mg=ρVg可得,木块的密度为故D错误。故选AC。
2.(2024·山东枣庄·中考真题)将一底面积为200cm2的圆柱形容器放置于水平面上,容器内放一个底面积50cm2、高20cm的圆柱体,如图甲所示,缓慢向容器中注水到一定深度时圆柱体漂浮,继续注水到25cm时停止,在整个注水过程中,圆柱体始终处于直立状态,其注水质量m与容器中水的深度h的关系图像如图乙所示。(,g取10N/kg),则以下说法正确的是( )
A. 当圆柱体漂浮时,露出水面的高度为9cm
B. 圆柱体的密度为kg/m3
C. 注水停止时,水对圆柱体底部的压强为2500Pa
D. 向容器内注水的总质量是4200g
【答案】D
【详解】A.由图乙知,当注水高度为16cm时,圆柱体恰好漂浮,此时圆柱体浸入水中的深度为16cm,露出水面的高度为h=h圆柱体-h1=20cm-16cm=4cm故A错误;B.圆柱体漂浮时,所受的浮力等于自身重力。此时排开水的体积圆柱体的重力圆柱体的质量圆柱体的体积圆柱体的密度故B错误;C.由A可知,圆柱体漂浮时,圆柱体浸入水中的深度为16cm,即圆柱体底部所处的深度为16cm,当停止注水时,圆柱体底部所处的深度不变,仍为16cm=0.16m,则水对圆柱体底部的压强故C错误;D.水的深度为25cm时,水及圆柱体浸入水中部分的总体积停止注水时,水的真正体积水的总质量故D正确。故选D。
3.(2024·山东临沂·中考真题)水平桌面上的两个相同的烧杯中盛有两种不同的液体,两个相同的物块在液体中静止时两液面相平,如图所示。下列选项中的物理量,相等的是( )
A. 两物块底部受到的压力
B. 两物块排开液体的质量
C. 两液体对烧杯底的压强
D. 两烧杯对桌面的压强
【答案】B
【详解】由图可知,物块在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,浮力等于自身重力,因此两个相同的物块在液体中静止时受到的浮力相等。A.将两个相同的物块分别放在两烧杯中,两物块受到的浮力相等,都等于物块的重力,浮力是浸在液体中的物体上下表面受到的压力差,即;物块漂浮是上表面受到的压力为零,悬浮时上表面压力不为零,两物块底部受到的压力不同,故A不符合题意;B.根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开液体的重力,两物体受到的浮力相等,所以排开甲液体的重力等于物块排开乙液体的重力,故B符合题意;C.根据浮沉条件可知,物体漂浮时,物体悬浮时,所以,两杯中液面相平,根据可知,烧杯底受到液体的压强,故C不符合题意;D.由图知,甲液体的体积大于乙液体的体积,且甲液体的密度大于乙液体的密度,根据知,甲液体的质量大于乙液体的质量,又因为两物块的质量和两烧杯的质量都相同,根据知,甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,根据知,甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强,故D不符合题意。故选B。
4.(2024·山东烟台·中考真题)(多选)质量相等的甲、乙两个圆柱形容器静止在水平桌面上,甲容器的底面积大于乙容器的底面积,容器中分别装有质量相等的液体A和液体B,且液面相平。当将质量相等的实心物块M、N分别放入两容器后均沉底,如图所示,此时甲容器对桌面的压强和压力分别为和,乙容器对桌面的压强和压力分别为和。若液体A、B的密度分别为和,物块M、N的密度分别为和,则下列关系式一定正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】AC
【详解】AB.由于容器质量、液体质量、物体质量都相等,由可知,甲乙总重力都相等,而在水平桌面上,压力等于重力,所以F1=F2,因为甲容器的底面积大于乙容器的底面积,由可知,p1p2,故A正确,B错误;CD.由于甲容器的底面积大于乙容器的底面积,而且液面相平,所以A液体体积大于B液体体积,液体A和液体B质量相等,由可知,;根据物体浮沉条件可知,由图可知,M物体沉底,则M物体的密度大于液体A的密度,即;N物体沉底,N物体的密度大于液体B的密度,即;所以,无法判断M的密度与液体B的密度关系,故C正确,D错误。故选AC。
5.(2026·山东·中考真题)金刚石被广泛应用于石油钻探、隧道挖掘、量子计算等领域。天然金刚石产生于地幔高温高压环境,数量有限。我国是人工合成金刚石的最大生产国,技术人员使用“六面顶压机”产生高温高压,将石墨(铅笔芯的主要材料)转变为金刚石。某次生产中,“六面顶压机”对样品腔某个平面A的压强为,受力面积为0.81,产出的单颗金刚石体积为0.12,质量为0.42g。求:
(1)金刚石的密度;
(2)生产过程中,A面受到的压力。
【答案】(1) (2)
【讲解】(1) 金刚石密度
(2) A面受到的压力
6.(2026·山东烟台·中考真题)为了防暑降温,小明制作了一些冰块放在长方形容器中,并将盛有水的圆柱形杯子放置在冰块上,当容器中的冰完全熔化后,盛水的杯子漂浮在水面上,容器中水的深度为10cm。已知容器的底面积为,杯子的底面积为,杯子的质量为100g,杯中水的质量始终为500g,忽略杯子的厚度,不考虑水的蒸发。则冰熔化后,杯子所受的浮力为 N,杯子内外液面的高度差为 cm;熔化前,容器内冰块的体积为 。(水的密度为,冰的密度为,取)
【答案】①
6 ②
1 ③
6000
【详解】根据漂浮条件,盛水的杯子漂浮在水面上,浮力等于杯子与杯中水的总重力。杯子所受的浮力杯子排开水的体积杯子浸入水中的深度杯中水的体积杯子内水的深度内外液面高度差冰熔化后容器中水面以下总体积冰熔化的水的体积冰熔化前后质量不变,由可得
7.(2025·山东德州·中考真题)王莲是一种大型浮叶草本,叶片布满气室、边缘向上卷起,具有粗壮的叶脉支撑结构,因而能产生巨大的浮力,植物园在其观赏期向游客开设载人体验活动。为安全起见,工作人员将一泡沫板置于叶片上方(泡沫板和叶片的面积视为相等)。如图所示,一质量为28kg的游客坐在泡沫板上进行体验。已知叶片底面积为1.4m2,其浸入水中的最大安全深度为5cm。(叶片及泡沫板质量均忽略不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)该游客体验时,泡沫板对叶片的压强;
(2)叶片所能承载的最大重力。
【答案】(1)200Pa (2)700N
【讲解】(1) 在水平面上,泡沫板对叶片的压力等于游客重力(忽略泡沫板自重)则压强
(2) 叶片浸入水中深度 时,浮力最大,静止时等于叶片能承载的最大总重力(包括游客、泡沫板等)。 由题可知由阿基米德原理,可得由于漂浮,则叶片能承受的最大总重力
8.(2025·山东日照·中考真题)上有“天宫”,下有“龙宫”。据了解,我国计划2030年前在南海建成未来型深海空间站,该空间站总长度达到60.2米、型高9.7米、型宽15.8米,排(海)水量为2600吨,将为探索深海极端环境下的生命起源及可燃冰等深海资源的绿色开发等前沿基础研究和高新技术研发提供先进的平台支撑。已知海水密度,g取。若该深海空间站下表面潜入海平面以下2000米深处,求:
(1)该处海水的压强;
(2)该空间站在深海中所受浮力的大小;
(3)若该空间站在海中以速度竖直上浮2分钟,在这个过程中海水对空间站的浮力做了多少功?
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) 若该深海空间站下表面潜入海平面以下2000米深处,该处海水的压强
(2) 该空间站的排(海)水量为2600吨,由阿基米德原理可知,该空间站在深海中所受浮力的大小
(3) 若该空间站在海中以速度竖直上浮2min,空间站上升的高度在这个过程中海水对空间站的浮力做的功
9.(2025·山东潍坊·中考真题)如图甲所示,柱形容器的质量,底面积,静置于水平桌面,其底部放置边长的正方体物块。向容器中慢慢注入水,当水的深度时,物块与容器之间恰好无弹力,取,水的密度。
(1)求水的深度时,物块受到的浮力;
(2)求物块的密度;
(3)求水的深度时,容器对桌面的压强;
(4)若注水前,将物块用轻质弹簧悬挂,使物块与容器之间恰好无弹力,如图乙所示。已知该弹簧弹力大小跟其伸长量(或压缩量)之间的关系如图丙所示,向容器中慢慢注入水,直到水面与物块上表面平齐,求水面与物块上表面平齐时水的深度。
【答案】(1) (2) (3) (4)
【讲解】(1) 物块排开水的体积根据阿基米德原理,可得物块受到的浮力
(2) 当时,物块与容器无弹力,物块漂浮,,由G=mg得物块质量物块体积物块的密度
(3) 水的体积水的质量容器对桌面压力容器对桌面的压强
(4) 未加水前弹簧拉力等于方块重力,为8 N,可从图丙读出其伸长量为。当水面与物块上表面平齐时,物块排开水体积物块受到的浮力弹簧弹力此时弹力方向向下,由图丙知时,弹簧压缩量。物块边长,所以水面与物块上表面平齐时水的深度
10.(2025·山东青岛·中考真题)小明为了自家花园用水方便,设计了一个自动储水水箱,其模型如图所示。底面积为,高为的浮体A(不吸水)通过一轻质细杆与力传感器相连,浮体A的底面与水箱底的距离为0.1m,柱形薄壁水箱的底面积为。当水箱内水位低于最低水位线a时,注水系统自动往水箱内注水;当水位到达0.6m时,轻质细杆对力传感器的作用力恰好为0;当水位到达最高水位线b时,注水系统停止注水。当水位位于a、b水位线时,轻质细杆对力传感器的作用力大小均为。(,)求:
(1)浮体A的重力;
(2)当水位位于最低水位线a时,水对浮体A底面的压强;
(3)当水位位于最高水位线b时,水箱内水的质量。
【答案】(1)50N (2)1000Pa (3)991kg
【讲解】(1) 当水位到达0.6m时,轻质细杆对力传感器的作用力恰好为0,此时浮体A受到的重力和浮力大小相等、方向相反,是一对平衡力;此时浮体A排开水的体积浮体A受到的浮力浮体A的重力
(2) 当水位位于a水位线时,轻质细杆对力传感器的作用力大小为,此时浮体A的浮力小于重力,轻质细杆受到浮体A向下的拉力,大小为40N,浮体A受到的浮力浮体A受到的浮力等于浮体上下底面受的压力差,浮体A上底面在水面上,上底面受的压力为0,因此水对浮体A底面的压力为水对浮体A底面的压强
(3) 当水位位于最高水位线b时,轻质细杆对力传感器的作用力大小40N,此时浮体A的浮力大于重力,轻质细杆受到浮体A向上的压力,大小为40N,浮体A受到的浮力浮体A浸入液体的体积浮体A浸入液体的长度水箱内水的深度水箱内水的体积水箱内水的质量
11.(2024·山东青岛·中考真题)小明设计了一种水下遥感探测器。探测器的主体是一个边长为2dm的正方体金属盒,上下各有一个带传感器的阀门,总重力为30N,某次水底采样时,向探测器内注水,探测器沉入水底。采样完成后,遥控传感器将两个阀门同时打开,从上阀门注入高压气体,水从下阀门流出,当探测器内水的深度为10cm时,关闭两阀门,探测器连同样品恰能匀速上浮,如图所示,已知样品体积为,不计金属盒厚度及阀门和传感器的体积,忽略气体质量和水的阻力,求:
(1)匀速上升时,探测器内水对金属盒底部产生的压强;
(2)样品的密度。
【答案】(1) (2)
【讲解】(1) 当探测器内水的深度为10cm时,探测器内水对金属盒底部产生的压强为(2) 关闭两阀门,探测器排开水的体积等于探测器的体积,为探测器和样品整体受到的浮力为探测器内部水的重力为探测器连同样品恰能匀速上浮,则整体处于平衡状态,即代入数据可得解得:。
12.(2024·山东烟台·中考真题)为庆祝中国人民解放军海军成立75周年,海军烟台舰于2024年4月20日至24日期间访问家乡烟台,并同步开展了军民共建活动。海军烟台舰,舷号“538”,属国产054A型导弹护卫舰,舰长134m,最大宽度16m,高度35m,排水量(满载)约4000t,巡航速度18节(1节=1.852km/h),续航里程4000海里(1海里=1.852km),抗风力大于12级,除极区外任何海区均可安全航行。烟台舰创造了当年护航时间最长、直升机飞行时间最长、编队人数最少、访问国家最多的“四个之最”。(g=10N/kg,海水的密度取kg/m3)求:
(1)满载时烟台舰所受的浮力约为多大?
(2)某次航行中烟台舰吃水深度为4m,则在舰底0.5m2的面积上受到海水的压力为多大?
(3)若烟台舰在某次航行过程中以18节的巡航速度航行3000海里,其航行时间为多少小时?(结果保留一位小数)
【答案】(1) (2) (3)166.7小时
【详解】解:
(1)满载时烟台舰排水量(满载)约4000t因为烟台舰处于漂浮状态,所受浮力等于重力,故烟台舰满载时所受浮力(2)某次航行中烟台舰吃水深度为h=4m,烟台舰吃水深度为4m时的压强为烟台舰底0.5m2的面积上受到海水的压力(3)烟台舰的巡航速度航行距离航行时间答:(1)满载时烟台舰所受的浮力约4×107N;
(2)某次航行中烟台舰吃水深度为4m,则在舰底0.5m2的面积上受到海水的压力为2×104N;
(3)若烟台舰在某次航行过程中以18节的巡航速度航行3000海里,其航行时间为166.7小时。
考点5 跨学科实践:制作微型密度计
1.(2025·山东济南·中考真题)(多选)如图为用细沙和平底矿泉水瓶(已裁掉瓶口部分)制作的两个简易密度计。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,为刻度线,刻度线与刻度线到瓶底的距离相等。下列说法正确的是( )
A. 甲密度计漂浮在液体中时,它受到的浮力大小等于它受到的重力大小
B. 甲密度计刻度线处表示的液体密度大于刻度线处表示的液体密度
C. 两密度计漂浮在同种液体中时,甲密度计排开液体的体积大于乙密度计排开液体的体积
D. 甲密度计刻度线处表示的液体密度小于乙密度计刻度线处表示的液体密度
【答案】ABD
【详解】A.根据物体的浮沉条件,甲密度计漂浮在液体中时,它受到的浮力大小等于它受到的重力大小,故A正确;B.密度计始终漂浮,浮力等于重力,重力不变,则浮力不变。根据,液体的密度越大,密度计排开液体的体积越小,浸入液体的深度越浅,所以密度计的刻度上小下大,所以甲密度计刻度线处表示的液体密度大于刻度线处表示的液体密度,故B正确;C.密度计始终漂浮,浮力等于重力。甲、乙两密度计的质量相同,则重力相同,则两密度计漂浮在同种液体中时受到的浮力相同,根据可知甲密度计排开液体的体积等于乙密度计排开液体的体积,故C错误;D.两密度计漂浮时,浮力等于重力,重力相同,则受到的浮力相同。刻度线与刻度线到瓶底的距离相等,甲密度计的横截面积大于乙密度计的横截面积,所以甲密度计漂浮在刻度线处表示的液体中时比乙密度计漂浮在刻度线处表示的液体中排开液体的体积较大,根据可知甲密度计刻度线处表示的液体密度小于乙密度计刻度线处表示的液体密度,故D正确。故选ABD。
考点6 探究影响浮力大小的因素
1.(2024·山东青岛·中考真题)小明在海边游泳时,发现塑料泡沫板浮在水面上,石块却沉入水底,由此,他进行了有关浮力的实验探究。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出石块的重力为 N;
(2)将石块缓慢浸入水中,弹簧测力计示数 ,石块浸没后,在触底之前,弹簧测力计示数 ,说明浮力的大小与 有关;
(3)将 相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小 ,说明浮力的大小与物体密度无关;
(4)将一个两端蒙有橡皮膜的玻璃管,分别以图乙和图丙的方式浸没于水中,能反映浮力产生原因的是图 。
【答案】(1)1.4 (2)① 变小 ② 不变 ③ 物体排开液体的体积 (3)① 体积 ② 相等 (4)丙
【讲解】(1) 测力计的分度值为0.2N,示数为1.4N,所以,用弹簧测力计测出石块的重力为1.4N。
(2) [1][2][3]由于石块浸入水中时会受到水对其的浮力作用,浮力的方向为竖直向上,根据称重法可知,将石块缓慢浸入水中,石块排开水的体积变大,石块受到的浮力会变大,受到测力计的拉力变小,弹簧测力计示数变小;石块浸没后,在触底之前,石块排开水的体积不变,石块受到的浮力不变,测力计对其的拉力不变,测力计的示数不变;由此可说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(3) [1][2]根据(2)分析以及控制变量法可知,若要探究浮力的大小与物体密度的关系,需控制物体的体积相同、液体的密度相同;所以,将体积相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小相等,说明浮力的大小与物体密度无关。
(4) 当两端蒙有橡皮膜的玻璃管沿水平方向放置时,由于同一深度,液体压强相等,且受力面积相等,所以水对玻璃管两端的橡皮膜的压力F向左和压力F向右的大小相等;当玻璃管沿竖直方向放置时,水对玻璃管两端的橡皮膜的压力F向上大于F向下,竖直方向的合力不为0,方向竖直向上;结合图可知,液体会对玻璃管产生一个向上的和向下的压力不相等,压力差F差=F向上-F向下实际上,这个压力差就是液体对物体的浮力;所以丙图可以说明浮力的产生原因。
考点7 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
1.(2024·山东德州·中考真题)小强用如图所示的实验装置验证阿基米德原理,通过调节升降台让金属块浸入盛满水的溢水杯中(金属块始终未与容器底接触),溢出的水会流入右侧空桶中,下列说法正确的是( )
A. 金属块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压力越大
B. 金属块浸没在水中的深度越深,弹簧测力计A的示数越小
C. 金属块从接触水面至浸入水中某一位置,弹簧测力计A和B的变化量∆FA=∆FB
D. 若实验前溢水杯中未装满水,对实验结果没有影响
【答案】C
【详解】A.金属块浸入水中的深度增大时,溢水杯中水的深度不变,根据p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强不变,根据F=pS可知,水对溢水杯底部的压力不变,故A错误;B.金属块浸没在水中的深度变化时,排开水的体积不变,根据F浮=ρgV排可知,受到的浮力不变,根据F拉=G金-F浮知,金属块受到的拉力不变,弹簧测力计A的示数不变,故B错误;C.由图可知,弹簧测力计A的示数FA=G-F浮弹簧测力计B的示数FB=G桶+G排则∆FA=∆F浮,∆FB=∆G排,根据阿基米德原理可知,∆F浮=∆G排,则∆FA=∆FB,故C正确;D.若实验前溢水杯中未装满水,则测得的F浮不变、G排偏小,对实验结果有影响,故D错误。故选C。
模拟题精选
1.(2026·山东淄博·一模)如图所示,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中处于悬浮状态,在乙杯中处于漂浮状态。下列判断正确的是( )
A. 甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度
B. 鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力
C. 鸡蛋在甲杯中排开盐水的重力等于在乙杯中排开盐水的重力
D. 若向甲杯中加入清水,鸡蛋受到的浮力会变大
【答案】C
【详解】A.鸡蛋在甲杯中处于悬浮状态,则物体的密度等于甲盐水的密度;鸡蛋在乙杯中处于漂浮状态,则物体的密度小于乙盐水的密度,即甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度,故A错误;BC.鸡蛋在甲中悬浮,所以浮力等于重力,在乙中漂浮,所以浮力等于重力,所以甲、乙中受到的浮力相等,由阿基米德原理可知鸡蛋在甲杯中排开盐水的重力等于在乙杯中排开盐水的重力,故B错误,C正确;D.若向甲杯中加入清水,盐水的密度变小,排开液体的体积不变,由阿基米德原理可知鸡蛋受到的浮力变小,故D错误。故选C。
2.(2026·山东济宁学院附属中学·考前预测)如图所示,放在电子秤上的溢水杯装满水。将长方体木块轻轻地放在水面上,静止时,溢出60g的水;用大头针将其全部压入水中,增加的溢出水的质量为40g。已知。g取10N/kg,下列说法中( )
①放入木块,待其静止时电子秤的示数变大
②木块的质量为60g
③木块的体积为
④木块的密度为
A. 只有①②正确
B. 只有②④正确
C. 只有①③正确
D. 只有②③正确
【答案】B
【详解】①木块静止漂浮在水面上时,根据漂浮条件和阿基米德原理可得即木块重力等于溢出的水的重力,溢水杯原本装满水,放入木块后,溢水杯整体对电子秤的总压力不变,因此电子秤示数不变,故① 错误;② 由于溢水杯装满水,则根据阿基米德原理可知木块受到的浮力等于排开液体所受的重力由于木块处于漂浮,则木块受到的浮力等于木块的重力所以即则木块的质量故② 正确;③ 用大头针将木块全部压入水中,木块排开水的总质量为木块体积等于排开液体的体积故③ 错误;④ 木块的密度故④ 正确。故选B。
3.(2026·山东威海荣成市实验中学·考前预测)“大国重器”是国家尊严和实力的象征,下列关于我国“大国重器”的说法正确的是( )
A. 嫦娥六号月球探测器的轮子做得比较宽大是通过增大受力面积减小压力
B. 大国之翼运-20在高空飞行时利用了流体流速越大压强越小的原理
C. 096核潜艇下潜过程中受到海水的压强不变
D. 东风41洲际弹道导弹发射升空过程中受到的大气压强逐渐增大
【答案】B
【详解】A.月球探测器的轮子较为宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A错误;B.流体流速越大,压强越小,运输机在高空飞行是利用此原理,故B正确;C.潜水器下潜过程中,海水的深度增大,根据知,海水的压强变大,故C错误;D.大气压随着海拔高度增加而减小,所以导弹发射后上升过程中受到的大气压强逐渐减小,故D错误。故选B。
4.(2026·山东威海荣成市实验中学·考前预测)为了适应生存环境,许多动物的身体部位进化出了不同的功能。对此,从物理学角度解释错误的是( )
A. 鸟类有时不用拍打翅膀也能翱翔天空,是应用了气流流速大压强大的原理
B. 鱼在水中上浮时鱼鳔的体积增大,从而增大鱼排开水的体积来增大浮力
C. 中国雨蛙指、趾末端有明显吸盘,可以吸附在光滑的树叶上,是利用了大气压强
D. 蚊子尖尖的口器可以轻松插入人皮肤吸吮血液,是通过减小受力面积来增大压强
【答案】A
【详解】A.鸟类有时不用拍打翅膀也能翱翔天空,由于翅膀的形状使上方空气流速快、压强小,下方空气流速慢、压强大,从而产生升力。所以,应用了气流流速大压强小的原理,故A错误,符合题意;B.鱼通过调节鱼鳔的体积来改变自身排开水的体积,从而改变浮力。当鱼鳔体积增大,排开水的体积也增大,浮力增大,鱼就会上浮。故B正确,不符合题意;C.中国雨蛙指、趾末端有明显吸盘,可以排出空气形成吸附,利用大气压强将身体吸附在光滑表面上,类似于壁虎的吸附原理。 故C正确,不符合题意;D.根据压强公式, 在压力一定时,减小受力面积可以增大压强。蚊子的口器细长,减小了与皮肤的接触面积,从而增大压强,使其更容易刺入皮肤。故D正确,不符合题意。故选A。
5.(2026·山东济宁学院附属中学·考前预测)如图所示的是力学的四个实验情景图,下列描述正确的是( )
A. 甲图中木块随小车一起向右匀速运动,此时木块受到的摩擦力向右
B. 乙图中杠杆水平平衡,若将弹簧测力计旋转到虚线位置,测力计示数将变大
C. 丙图中盐水均匀,鸡蛋悬浮于A处,当再往杯中加水并搅匀后,鸡蛋会下沉到B处静止
D. 丁图中当向玻璃管中吹风时,A管中的水面会下降,B管中水面会上升
【答案】B
【详解】A.木块随小车一起匀速向右运动时,木块与小车相对静止,没有相对运动,也没有相对运动趋势,因此木块不受摩擦力,故A错误;B.根据杠杆平衡条件,阻力(钩码总重力)F2和阻力臂(支点O到A的距离)l2都保持不变;弹簧测力计斜拉后,动力臂l1(支点到拉力作用线的垂直距离)比竖直拉动时变小,由可得,动力F1变大,即测力计示数变大,故B正确;C.鸡蛋原来悬浮,说明鸡蛋密度等于盐水密度,加水搅匀后盐水密度均匀减小,盐水密度小于鸡蛋密度,鸡蛋会下沉到杯底,故C错误;D.当向玻璃管中吹风时,A管上面的玻璃管比较细,风经过A管上方的流动速度大于B管上方的空气流动速度,A管上方的压强小于B管上方的压强,水被压向A管,所以A管水面上升,B管水面下降,故D错误。故选B。
6.(2026·山东邹城·学业水平)小华洗草莓时发现草莓漂浮在水面上,他想知道草莓的密度,于是用家里的电子秤进行测量。首先测出杯子和水的质量为210g,如图甲所示;然后再将草莓放入水中漂浮,此时电子秤的示数为237g,如图乙所示;最后用一根细针压草莓使其浸没在水中且不接触杯子,杯子中没有水溢出,此时电子秤的示数为240g,如图丙所示。ρ水=1.0103kg/m3,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A. 草莓的质量为30g
B. 草莓的体积为27cm3
C. 细针对草莓的压力为0.3N
D. 草莓的密度约为0.9103kg/m3
【答案】D
【详解】A.草莓的质量为故A错误;C.细针对草莓的压力为故C错误;B.丙图中,草莓完全浸没,受到的浮力为则草莓的体积为故B错误;D.草莓的密度为故D正确。故选D。
7.(2026·山东潍坊·考前预测)如图所示,当海水的温度及所含盐分变化时,会导致海水密度发生突变,在水域中形成一个类似“悬崖”的突变水层。若有潜艇潜航至此水域,就会急速下沉,发生“掉深”事故,危及潜艇安全。下列说法正确的是( )
A. 潜艇在高密度水层悬浮时,所受浮力大于其重力
B. 潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时,所受浮力不变
C. 潜艇遭遇“掉深”进行自救时,需快速排出水舱中的水
D. 潜艇进入低密度水层,在“掉深”的过程中所受液体压强不变
【答案】C
【详解】A.在高密度水层悬浮时,潜艇处于静止状态,所受浮力等于其重力,故A错误;B.由阿基米德原理可知,潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时,不变,液体密度变小,因此所受浮力变小,故B错误;C.“掉深”的本质是浮力小于重力,潜艇会下沉,通过快速排出水舱中的水可以减小潜艇自身重力,当重力小于浮力时潜艇就会上浮,实现自救,故C正确;D.根据液体压强公式,“掉深”过程中潜艇的深度不断增大,因此受到的海水压强变大,故D错误。故选 C。
8.(2026·山东枣庄·一模)两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙,制成了、两支密度计,放入同一个盛有水的烧杯中,静止后如图所示。下列说法正确的是( )
A. 密度计B所受浮力较大
B. 两密度计底部所受水的压强相等
C. 两密度计在水面处的刻度值不同
D. 密度计排开水的质量较大
【答案】A
【详解】A.由图可知,密度计B排开水的体积大于密度计A排开水的体积,由,液体密度相同时,密度计B受到的浮力较大,故A正确;B.由图可知,密度计浸在液体中的深度,由可知,,故B错误;C.密度计在水面的刻度值为水的密度,因此两密度计在水面处的刻度值相同,故C错误;D.由A选项分析可知,,根据阿基米德原理可知,,由可得,,故D错误。故选A。
9.(2026·山东聊城·一模)课外实践活动中,小明用橡皮泥制作了一个“船”放入水中,并将小石子放入“船”中观察它的承载量,在逐渐装入石子的过程中(船未沉底),下列说法正确的是( )
A. “船”所受的浮力不变
B. “船”排开水的质量变大
C. “船”浸在水中的体积变小
D. “船”受到的浮力大于它和石子的总重力
【答案】B
【详解】AD.往“船”中装入小石子,“船”和小石子的总重力变大,“船”一直处于漂浮状态,漂浮时“船”受到的浮力等于“船”和小石子的总重力,所以“船”受到的浮力在变大,故AD错误;B.“船”受到的浮力变大,由阿基米德原理可知,其排开水的重力变大,根据可知,其排开水的质量变大,故B正确;C.“船”受到的浮力变大,根据可知,“船”排开水的体积变大,所以,“船”浸入水中的体积变大,故C错误。故选 B。
10.(2026·山东日照港中学·一模)(多选)木棒的一端缠绕铜丝可以制成一个简易的密度计,甲、乙两个相同的容器中装有质量相等的不同液体。将该密度计分别放入甲、乙容器中,静止后木棒的位置如图所示,下列说法正确的是( )
A. 木棒在容器中受到的浮力:F浮甲=F浮乙
B. 木棒在容器中排开液体的质量:m甲=m乙
C. 液体对容器底的压强:p甲>p乙
D. 木棒底面受到的液体的压强:p甲>p乙
【答案】AB
【详解】A.因为密度计在甲、乙液体中均处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件,漂浮时浮力等于重力,而密度计的重力不变,所以木棒在容器中受到的浮力,故A正确;B.根据阿基米德原理由于,所以木棒在容器中排开液体的重力相等,那么排开液体的质量,故B正确;C.因为两个容器相同且装有质量相等的不同液体,且两个容器为直筒容器,所以液体对容器底的压力等于液体的重力与密度计重力之和,即压力相等,根据,可知液体对容器底的压强也相等,即,故C错误;D.因为密度计受到的浮力等于其下表面受到的液体压力,且浮力相等,根据,可知木棒底面受到的液体的压强也相等,即,故D错误。故选AB。
11.(2026·山东日照港中学·一模)一个重为8N的实心物体,挂在弹簧测力计下,浸没在水中时弹簧测力计示数为3N。将该物体浸没在另一种液体中时,测力计示数为4N。下列说法正确的是(g=10N/ kg)( )
A. 物体的体积为8×10-4m3
B. 物体的密度为1.6×103kg/m3
C. 另一种液体的密度为0.6×103kg/m3
D. 物体在水中受到的浮力为3N
【答案】B
【详解】D.根据称重法,物体在水中受到的浮力为,故D错误;A.物体的体积为,故A错误;B.物体的密度为,故B正确;C.物体在另一种液体中受到的浮力为则另一种液体的密度为,故C错误。故选B。
12.(2026·山东济宁·二模)跨学科实践小组发现同一鸡蛋在不同密度的盐水中所处状态不同,根据浮沉条件可以比较盐水的密度大小、于是他们利用一根圆柱状饮料吸管、一段细铜丝、石蜡等材料制作了简易密度计。先把吸管两端剪平、用石蜡把下端端口密封,将一些铜丝密绕在吸管的下端,使其能竖直漂浮在水中。漂浮时其浸入水中的深度为H,如图甲:将自制密度计放入密度为1.0g/cm3的水中和密度为1.1g/cm3、1.2g/cm3的盐水中,待漂浮稳定后用记号笔分别在液面齐平处标出对应刻度,如图乙和图丙是两位同学分别制作的M、N两支密度计在水中漂浮时的情景。下列相关分析正确的是( )
A. 密度计漂浮在某液体中时,液面到封口处的距离
B. 刻度位置越靠上,对应液体的密度值越小,刻度线分布越密
C. 若要测量密度稍小于水的另一种液体的密度,M密度计测量更准确
D. 为了提高密度计的精度,可适当增加配重
【答案】D
【详解】A.密度计的原理是漂浮时浮力等于自身重力,设密度计横截面积为,重力为,浸入水中深度为,水的密度为,待测液体密度为,浸入待测液体深度为,根据漂浮条件推导得两次放入液体中时 ①②联立① ② 得:,即液面到封口处的距离为,故A错误;B.由A可知,密度计浸入液体中的深度与液体密度成反比。则刻度位置越靠上,浸入液体中的深度越大,对应液体密度越小。根据数学知识可知,若液体密度变化量相同,液体密度较大时深度变化量较小,液体密度较小时深度变化量较大。即液体的密度值越大,刻度线分布越密,故B错误;C. 由图可知,M密度计受到的重力较小,测量不同液体时,浸入液体的深度变化较小,刻度线间距小;N 密度计受到的重力较大,测量不同液体时,浸入深度变化更明显,刻度线间距大,测量更准确。故C错误;D.密度计始终漂浮在液体表面,密度计受到的浮力始终等于密度计的重力,由可得,密度计相邻两条刻度线间的距离为则密度计横截面积一定时,密度计的重力越大,刻度间距越大,刻度间距越大越精确,因此为了提高密度计的精度,可适当增加配重。D正确。故选D。
13.(2026·山东烟台·学业水平)(多选)如图所示,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,拧紧大瓶瓶盖,通过改变作用在大瓶侧面的压力大小,实现小瓶的浮与沉。下列说法正确的是( )
A. 用力捏大瓶时,可使小瓶悬浮在水中
B. 用力捏大瓶时,小瓶内的气体密度变大
C. 盖上小瓶瓶盖,捏大瓶时也能使小瓶下沉
D. 打开大瓶瓶盖,捏大瓶时不能使小瓶下沉
【答案】ABD
【详解】AB.当用力捏大瓶时,大瓶内水面上方的空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,将小瓶中空气压缩,因此小瓶内气体压强也增大,体积减小,根据可知,此时小瓶内的气体密度变大,这时,小瓶内进入一些水,它的重力变大,大于受到的浮力,就会下沉,小瓶排开水的体积变大,浮力也变大,当浮力刚好等于重力时,就可能处于悬浮状态,故AB正确;C.盖上小瓶瓶盖,捏大瓶时,大瓶内空气被压缩,但水不能进入小瓶内,小瓶的重力不变,小瓶始终漂浮,浮力也不变,则浸入水中的体积不变,故C错误;D.打开大瓶瓶盖,捏大瓶时,大瓶液面上方的气压不变,水不能进入小瓶中,所以小瓶不会下沉,故D正确。故选ABD。
14.(2026·山东济宁学院附属中学·一模)放置在水平桌面上的甲、乙两个完全相同的容器中盛有不同的液体,小强将两个完全相同的鸡蛋分别放入甲、乙两个容器中,鸡蛋静止时的状态如图所示,此时两容器中的液面相平,下列说法正确的是( )
A. 鸡蛋在两容器中受到的浮力大小相等
B. 乙容器中液体的密度较小
C. 甲液体对容器底部的压强大
D. 甲容器对水平桌面的压力较大
【答案】A
【详解】A.两个鸡蛋完全相同,重力相等。甲中鸡蛋悬浮,浮力等于重力();乙中鸡蛋漂浮,浮力也等于重力()。因此,鸡蛋在两容器中受到的浮力大小相等,故A正确;B.悬浮时液体密度等于物体密度();漂浮时液体密度大于物体密度(),则,故B错误;C.两容器液面相平(深度相等),根据,,则乙液体对容器底部的压强大,故C错误;D.容器完全相同,液面相平但,且甲中鸡蛋排开液体体积更大(鸡蛋排开液体体积,,故甲液体体积,乙液体体积,)。根据分析得乙容器中液体质量更大,由得乙容器中的液体重力更大,乙容器中总重力()更大,故乙容器对桌面的压力较大,故D错误。故选A。
15.(2026·山东枣庄市第十五中学·一模)小栋了解到伽利略温度计的测温原理后,想自己动手设计一个粗略测温的装置,他的设计思路如下:在密闭的玻璃容器中装上一种密度会随温度升高而减小的特殊液体,液体中有5个体积相等、密度不同且标有温度示数的小球,小球不吸收液体且热胀冷缩可以忽略不计,当有小球悬浮时,悬浮小球上标有的温度值就是当前环境的温度。如图所示,是这个测温装置的示意图。其中小球3上所标温度值为25℃,相邻标号的小球上所标的温度值间隔为2℃,则下列说法正确的是( )
A. 27℃时,小球2处于漂浮状态
B. 小球2在27℃时所受的浮力小于25℃时所受的浮力
C. 若有3个小球漂浮,2个小球沉底,则环境温度在23℃至25℃之间
D. 若要增大该装置能测得的最高温度,可增加一个与小球5体积相等但质量更大的小球
【答案】C
【详解】A.由题意知,液体的温度升高时,密度变小,原来漂浮的小球因液体的温度升高而下沉,小球3上所标温度值为25℃,相邻标号的小球上所标的温度值间隔为2℃,则小球2上所标温度值为27℃,所以当27℃时,小球2处于悬浮状态,故A错误;B.小球2上所标温度值为27℃,则27℃时小球2处于悬浮状态,浮力与重力相等;小球2在25℃时处于漂浮状态,浮力也等于重力,则小球2在27℃时所受的浮力等于25℃时所受的浮力,故B错误;C.若有3个彩球漂浮,2个彩球沉底,则4、5两个彩球沉底,3号球标示25℃、4号球标示23℃、2号球标示27℃,表明当前环境温度在23℃到25℃之间,故C正确;D.当环境温度升高时,液体的密度减小,当前1号球标示温度最高,若想测量更高的温度,应增加一个密度更小的彩球,所以与彩球1体积相等、质量更小,故D错误。故选C。
16.(2026·山东滨州·一模)如图所示,小滨在“跨学科实践课”上制作了一种微型密度计,下列说法正确的是( )
A. 简易密度计漂浮时浮力大于重力
B. 塑料杆横截面积大的密度计精确度高
C. 增加铜丝长度,彩色胶布标志应上移
D. 增大塑料泡沫球的体积,彩色胶布标志应上移
【答案】C
【详解】A.根据物体浮沉条件可知,漂浮时浮力等于重力,故A错误;B.塑料杆横截面积越小,相同体积变化对应的长度变化越明显,刻度越精细,精确度高;横截面积大则精确度低,故B错误;C.增加铜丝长度,会增加密度计的重力。根据漂浮条件 ,浮力等于重力,浮力需增大,由可知,排开液体体积增大,塑料杆浸入液体的部分变长,露出液面的部分变短,故彩色胶布标志应上移,故C正确;D.增大塑料泡沫球的体积,简易密度计排开液体体积增大,由可知,简易密度计的浮力增大,则密度计上升,即浸入液体的深度减小,因此彩色胶布标志应下移,故D错误。故选C。
17.(2026·山东枣庄·一模)我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射航母福建舰,排水量约为,舰体吃水深度为11m。其电磁弹射器可在3s内将一架质量为30t的舰载机从静止加速至,弹射距离约为90m,电磁弹射器对舰载机的水平牵引力约为。海水密度取,取。
(1)弹射过程中,舰载机在水平方向上受到的阻力约为,则舰载机在水平方向上所受合力大小为 N,方向是 ;
(2)求航母满载时所受浮力;
(3)求航母满载时海水对舰体底部的压强;
(4)求电磁弹射器对舰载机做功的功率。
【答案】(1)① ② 与舰载机运动方向相同 (2) (3) (4)
【讲解】(1) 由题意可知,舰载机水平方向受牵引力和阻力,两个力方向相反,舰载机受到的合力合力方向与较大的牵引力方向一致,即水平向前,与舰载机运动方向相同。
(2) 航母满载时漂浮在海面,根据物体漂浮条件和阿基米德原理,浮力等于排开海水的总重力。由题意得,排开海水的质量排开海水的重力因此满载浮力
(3) 舰底受到的压强
(4) 牵引力做的功电磁弹射器对舰载机做功的功率
18.(2026·山东邹城·学业水平)一金属块在空气中称重时示数为27N,把它全部浸入水中称时弹簧测力计的示数为17N,则该金属块受到的浮力是 N,排开水的重力是 N.
【答案】① 10 ② 10
【详解】[1]由称重法测浮力得,金属块受到的浮力为[2]由阿基米德原理知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,金属块排开水的重力为10N。
19.(2026·山东济南·一模)如图是深圳号在海上航行,田田同学乘坐了这艘船出海游玩。田田发现这艘船最大吃水深度是9m,最大排水量是70000t。(已知:海水密度,g取)
(1)求轮船满载时所受的浮力;
(2)求轮船满载时底部受到的水的压强。
【答案】(1) (2)
【讲解】(1) 根据阿基米德原理,轮船满载时受到的浮力等于排开海水的总重力,即
(2) 轮船满载时底部受到的水的压强为
20.(2026·山东聊城·一模)2026年3月13日,“东方恒远”号海上发射指挥船(气象海洋试验科考船)在威海石岛海域顺利下水.该船总长77米、型宽17.8米、型深7.6米、设计吃水4.0米、设计排水量3200吨。某次海洋科考作业活动时用缆绳将重约为、体积的科考仪器布放至的深度并回收,海水的密度取,取,求:
(1)“东方恒远”号海上发射指挥船满载时所受的浮力;
(2)科考仪器在深水中所受的海水压强;
(3)本次测试中缆绳匀速提升科考仪器至水面所做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
【讲解】(1) “东方恒远”号的设计排水量为3200t,由阿基米德原理可知,“东方恒远”号海上发射指挥船满载时所受的浮力
(2) 科考仪器在深水中所受的海水压强
(3) 科考仪器受到的浮力缆绳对科考仪器的拉力本次测试中缆绳匀速提升科考仪器至水面所做的功
21.(2026·山东枣庄市第十五中学·一模)某环保局用无人船监测湖泊水质,船体质量为。无人船搭载检测设备,在水面沿直线匀速航行,用时,航行时动力恒为。水的密度为,取。求:
(1)无人船此次航行的速度。
(2)无人船此次航行时动力做功的功率。
(3)无人船在水面静止时排开水的体积。
【答案】(1)12km/h (2)100W (3)
【讲解】(1) 由题意可知,无人船航行的路程,航行时间,根据公式可得,无人船此次航行的速度
(2) 由题意可知,无人船航行时动力,无人船航行速度,根据公式可得,无人船航行时动力做功的功率
(3) 由题意得,无人船在水面静止时处于漂浮状态,所受浮力等于总重力。无人船与检测设备的总质量总重力根据阿基米德原理,及可得,无人船在水面静止时排开水的体积
22.(2026·山东日照港中学·一模)一个底面积为的圆柱形容器,放在水平桌面上,容器中装有深度为15cm的水。将一个质量为540g的实心铝块缓慢浸没在水中(水未溢出),,g=10N/kg。求:
(1)铝块的体积;
(2)铝块浸没在水中时受到的浮力;
(3)放入铝块后,水对容器底部的压强。
【答案】(1) (2)2N (3)
【讲解】(1) 铝块质量则铝块的体积
(2) 铝块浸没在水中,排开水的体积铝块受到的浮力
(3) 由题意得,容器底面积初始水深度放入铝块后,水面上升的高度放入铝块后水的总深度放入铝块后水对容器底部的压强
23.(2026·山东枣庄·一模)兴趣小组的同学想探究浮力的大小与物体浸在液体中体积的定量关系。如图所示,他们利用弹簧测力计、实心圆柱体(标有均匀刻度线,相邻刻度线之间的体积为)以及盛有适量液体的容器进行实验。
(1)以下是他们的部分实验步骤,请你补充完整:
①将圆柱体悬挂在弹簧测力计下,静止时,用弹簧测力计测出圆柱体所受的 ,并记入实验表格;
②将圆柱体的一格浸入液体中且不与容器接触,待圆柱体静止时,记录 和圆柱体浸入液体的体积这两个物理量,并记入实验表格;
③ ,待圆柱体静止时,将相关物理量记入实验表格。
(2)该探究过程中需要控制的变量为 ;
(3)该小组同学在分析数据时发现,表格中有遗漏的内容,请你将表格中①②两处补充完整。① ②
实验次数
圆柱体所受重力
弹簧测力计示数
圆柱体浸入液体的体积
①/②
1
4.8
4.8
0
0
2
4.6
20
0.2
3
4.4
40
0.4
4
4.2
60
0.6
5
4.0
80
0.8
6
3.8
100
1.0
(4)分析表格中记录的数据,可以得出结论:浸在同种液体中的物体,所受浮力大小跟浸在液体中的体积成 ;
(5)根据表格中记录的数据,可以计算出该液体的密度为: 。(g取)
【答案】(1)① 重力 ② 弹簧测力计示数 ③ 改变圆柱体浸入液体的体积,重复步骤② (2)液体的密度 (3)① 浮力 ② N (4)正比 (5)
【讲解】(1) [1][2]本实验利用称重法计算浮力,因此第一步需要先测出圆柱体所受的重力;圆柱体浸入液体后,需要记录弹簧测力计示数和圆柱体浸入液体的体积,才能计算浮力。[3]为得到普遍规律,需要多次改变圆柱体浸入液体的体积,重复实验。
(2) 探究浮力与物体浸在液体中体积的关系,根据控制变量法,需要保持液体的密度不变。
(3) [1][2]由称重法可知,得到的是圆柱体受到的浮力,结合表格单位格式,因此① 为浮力,② 为浮力的单位。
(4) 由表格数据可知,浸在液体中的体积增大为几倍,浮力也相应增大为几倍,因此可得:浸在同种液体中的物体,所受浮力大小跟浸在液体中的体积成正比。
(5) 取第一组数据根据阿基米德原理,该液体的密度为
24.(2026·山东日照港中学·一模)某小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)弹簧测力计使用前要先进行 。
(2)实验步骤如图1所示,甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,由图甲和丁可知物体受到的浮力F浮= 。
(3)以下选项中若___________成立,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
A. F1﹣F2=F3﹣F4
B. F1﹣F3=F4﹣F2
C. F3﹣F2=F1﹣F4
(4)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图2所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐 ,B的示数逐渐 。
(5)比较两种实验方案,改进后的优点是___________(多选,都正确得分,否则不得分)。
A. 测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B. 实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定
C. 能同步观察测力计A、B示数的变化
【答案】(1)校零 (2) (3)B (4)① 变小 ② 变大 (5)BC
【讲解】(1) 弹簧测力计使用前指针要指向零刻度线,如果没指向零刻度线,需要校零。
(2) 由图甲可知,物体的重力为,由图丁可知物体浸没时弹簧测力计的示数为,则物体受到的浮力为
(3) 由图乙可知空烧杯的重力为,由图戊可知物体浸没时排开液体与烧杯的总重力为,则物体浸没时排开液体的重力为当,即,可以得出物体受到浮力的大小与排开液体所受重力相等。
(4) [1]如图2所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,根据可知,弹簧测力计A的示数变小。[2]重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,根据可知,弹簧测力计A、B示数的变化量相等。
(5) A.根据可知,测力计A的示数不等于物体所受浮力,故A不符合题意;B.由图2的实验装置和器材,两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋,实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定,故B符合题意;C.薄塑料袋不计质量,能同步观察测力计A、B示数的变化,从而得出物体受到浮力的大小与排开液体所受重力的关系,故C符合题意。故选BC。
25.(2026·山东济宁学院附属中学·一模)如图甲所示的力学综合实验装置。力传感器A上端固定在水平杆上,下端通过细线与正方体E相连,水平升降台上放有溢水杯C和力传感器B,小桶D放在力传感器B上,溢水杯C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E刚好接触水面,之后排开的水全部流入小桶D中,力传感器B的示数随时间t变化的关系如图乙所示。已知,。
(1)当时,求正方体E受到的浮力;
(2)当时,力传感器A的示数,求正方体E的密度。
【答案】(1) (2)
【讲解】(1) 根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到的浮力大小等于排开液体所受的重力,即由图乙可知, 时正方体E还未排开水,力传感器B的示数等于小桶D的重力,即当时,力传感器B的示数等于小桶D和排开水的总重力。由图乙可知,力传感器B的示数则排开水的重力因此正方体E受到的浮力
(2) 由图乙可知,时正方体E浸没在水中,排开水的体积等于正方体E的体积,即 根据阿基米德原理得,排开水的体积力传感器A下端通过细线与正方体E相连,故E受到绳对它向上的拉力等于力传感器A的示数。此时E受力平衡,则E的重力则正方体E质量 正方体密度
26.(2026·山东烟台·学业水平)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越 (选填“长”或“短”)。
(2)如图乙为制作好密度计的一部分,其量程至为。若把该密度计放入某种液体中,液面位置恰好在的中点,则这种液体的密度为 。
(3)若只增加配重,该密度计处对应的刻度值将 (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。
【答案】(1)短 (2)1.2 (3)① 变大 ② 细
【讲解】(1) 根据物体的浮沉条件可知,漂浮时密度计受到的浮力等于重力,同一支密度计竖直漂浮在不同液体中时,浮力相同,根据可知液体的密度越大,密度计排开液体的体积越小,即浸入液体的体积越小,所以,它浸没有液面下的部分的长度越短。
(2) 设吸管横截面积为S,A 处对应密度,C 处对应密度,A 处排开液体体积,C 处排开液体体积。因为,即,B 是AC 中点,设,又,结合,可推出。
(3) [1]密度计漂浮在液体中静止时,液面对应的刻度即为液体的密度,若只增加配重,则密度计受到的浮力变大,根据得,若密度计在某液体中漂浮时液面仍在C位置,排开液体的体积一定,对应的液体的密度变大,即刻度值变大。[2]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。
27.(2026·山东济宁学院附属中学·考前预测)小明发现力学中有很多相似实验,他找了如下器材:①表面平整的长木板(带斜面);②刻度尺;③弹簧测力计;④小车;⑤木块(一边带钩);⑥毛巾;⑦棉布;⑧钩码。
(1)小明探究“阻力对物体运动的影响”实验时,选择了一些器材如上图所示,让小车从同一斜面相同高度由静止滑下,如图丁所示的是小车在不同水平面上运动时速度与时间的关系图像,其中表示小车在毛巾表面上运动的是图线 (选填“a”“b”或“c”)。在毛巾表面和木板表面克服摩擦力做功的功率分别为、,则 (选填“>”“<”或“=”)。
(2)小明为了探究“滑动摩擦力大小与压力大小的关系”,他选择了序号①、⑤、⑧以及 (填序号)的器材。
(3)探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验中,在丙图的基础上只需要再选择序号⑤的器材就可以探究动能的大小与 的关系。
【答案】(1)① c ② > (2)③ (3)速度
【讲解】(1) 毛巾的粗糙程度最大,小车受到的阻力最大,速度变化最大,所以表示小车在毛巾表面上运动的是图线c。因为三次小车的初速度和末速度相同,所以小车的动能变化量相同,即前后两次小车克服摩擦力所做的功相同,而小车在毛巾表面上行驶的时间更短,根据公式可知,>。
(2) 探究“滑动摩擦力大小与压力大小的关系”,需要使用弹簧测力计拉动木块沿水平方向做匀速直线运动,根据二力平衡得到木块所受的摩擦力,所以还需要的器材是③ 。
(3) 选择木块通过小车撞击木块移动的距离来反映小车的动能大小,通过改变小车在斜面上的位置来改变小车到达水平面的速度,所以可以探究动能的大小与速度的关系。
28.(2026·山东邹城·学业水平)如图甲是物理兴趣小组探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验装置。(,取)
(1)由A、B两图可知,B图中物体所受浮力的大小为 N。
(2)由图甲中A和 (选填“B、C”“C、D”或“D、E”)实验步骤可知,浮力大小与物块浸入液体的深度无关。
(3)由实验数据可知,实验所用盐水的密度为 。
(4)完成实验后,小组成员想探究浮力与排开液体重力的关系,利用木块、天平、量筒和溢水杯等器材进行实验,如图乙所示,首先将溢水杯放到调好的天平的左盘,并向溢水杯内缓慢加水,直至液面到达溢水口;在右盘添加砝码直至天平平衡。将量筒放到溢水口下方,将木块缓慢放入溢水杯,待水不流出时,天平依然平衡,这说明 。
【答案】(1)0.7 (2)C、D (3) (4)浸在液体中的物体所受浮力大小等于它排开液体所受的重力
【讲解】(1) 根据称重法,B图中物体受到的浮力大小为
(2) 要探究浮力与物块浸入液体深度的关系,需要控制液体密度和排开液体的体积不变,只改变深度。故A和C、D两步骤可以得出。
(3) 在水中完全浸没的浮力为所以① 在盐水中完全浸没的浮力为又有②由① ② 可以求得
(4) 溢水杯中加水至溢水口,天平平衡,放入木块后,溢出的水流入量筒,天平依然平衡,说明木块受到的浮力等于它排开液体的重力。
29.(2026·山东济南·一模)实验小组探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程如图所示。
(1)a中将铁块缓慢浸入水中,随着深度增加,弹簧测力计示数逐渐变小,铁块受到的浮力逐渐 ,表明浮力与深度有关;铁块浸没后,继续增加深度,弹簧测力计示数不变,表明浮力与深度无关,前后结论不一致。浸没前和浸没后结论不一致的原因是 。
(2)为了进一步研究,改用b中的物块继续探究,此物块重 N,中物块所受浮力均为 N。由此可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与 。
(3)若将b中的物体换成相同材料的球体,则不能完成三次实验的探究,理由是 。
【答案】(1)① 变大 ② 浸没前改变深度的同时也改变了排开液体的体积 (2)① 3.8 ② 1.4 ③ 浸入液体深度无关 (3)球体的形状规则,深度不同时排开液体的体积也不同,不能探究浮力和深度的关系
【讲解】(1) [1]根据称重法,铁块重力不变,弹簧测力计示数变小,因此铁块受到的浮力逐渐变大。[2]浸没前深度增加时,物体排开液体的体积也同时增大,实验没有控制排开液体的体积不变,因此会得出错误结论,和浸没后的结论矛盾。
(2) [1]弹簧测力计分度值为0.1N,读数为3.8N,因此物块重力为3.8N。[2]c、d中拉力都为2.4N,根据称重法可得,受到的浮力都为[3]c、d中物体都浸入在同种水中,排开液体体积相同,只有浸入深度不同,浮力相等,因此得出:浸在同种液体中的物体,浮力大小与浸入液体深度无关。
(3) 见答案
30.(2026·山东日照港中学·一模)如图所示,水平桌面上有一个边长为10cm的正方体木块,木块密度为,用细绳将木块系在容器底部,向容器中加水至木块完全浸没,此时细绳被拉直。g=10N/kg。求:
(1)木块的重力;
(2)木块浸没时细绳受到的拉力;
(3)剪断细绳后,木块静止时露出水面的体积。
【答案】(1)6N (2)4N (3)4×10-4m3
【讲解】(1) 木块体积木块质量为木块重力为
(2) 木块完全浸没时,排开水的体积根据阿基米德原理,木块受到的浮力为对木块受力分析,木块静止受力平衡,则,因此木块受到的拉力根据物体间力的作用是相互的,细绳受到的拉力等于木块受到的拉力,为4N。
(3) 由于木块的密度小于水的密度,剪断细绳后木块漂浮,静止时浮力等于重力,即由阿基米德原理可得,此时木块排开水的体积为露出水面的体积为
31.(2026·山东日照港中学·一模)某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,设计了如下“打捞”过程:如图甲,金属块A部分陷入淤泥内,轻质小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,细绳对小船的拉力为2N,水面与船的上沿相平;将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中,如图乙所示。已知金属块A的体积为,,取10N/kg,小船的质量忽略不计,细绳的质量和体积忽略不计;
(1)甲图中,金属块A上表面距离水面50cm,求金属块A上表面受到的水的压强;
(2)甲图中,求小船受到的浮力;
(3)乙图中,小船有的体积露出水面,求此时小船所受的浮力;
(4)金属块A的密度。
【答案】(1) (2)20N (3)12N (4)
【讲解】(1) 金属块A上表面受到的水的压强
(2) 如图甲所示,将小船和砂石看成一个整体,该整体处于静止状态,受平衡力,该整体受到了竖直向上的浮力,竖直向下的拉力和竖直向下的总重力,故小船受到的浮力
(3) 甲图中,水面与船的上沿相平,小船刚刚浸没,此时小船所受的浮力为乙图中,小船所受的浮力
(4) 金属块A的体积为,物体A所受的浮力为如图乙,小船内所有沙石清除后,将小船和物体A当成一个整体,该整体受到了竖直向上的浮力为该整体处于静止状态,该整体受到了竖直向下的重力和竖直向上的浮力,而小船内所有沙石清除后,小船为轻质小船,故物体A所受的重力为金属块A的密度
32.(2026·山东菏泽一中·一模)如图所示,用粗细均匀和重力可以忽略不计的细绳系住一个体积为0.002m3的石块,从水面上方竖直向下保持匀速且缓慢地全部浸入水中,此过程中细绳的拉力随时间变化的关系如图乙所示。(g取10N/kg)求:
(1)石块浸没在水中时所受浮力的大小是多少?
(2)石块浸没在水中细绳的拉力是多大?
(3)石块的密度有多大?
【答案】(1)20N;(2)20N;(3)2×103kg/m3
【分析】【详解】解:(1)石块浸没在水中时排开水的体积V排=V=0.002m3则石块浸没在水中时所受的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m3=20N
(2)由图乙可知,当t≤5s时,细绳的拉力为40N不变,此时石块位于空中,由二力平衡条件可知,石块的重力G=40N,由F浮=G-F′可得,石块浸没在水中细绳的拉力F′=G-F浮=40N-20N=20N
(3)由G=mg可得,石块的质量则石块的密度答:(1)石块浸没在水中时所受浮力的大小是20N;
(2)石块浸没在水中细绳的拉力是20N;
(3)石块的密度是2×103kg/m3。
33.(2026·山东济宁学院附属中学·一模)小溪同学对“浮力大小的影响因素”进行了实验探究,其过程如图所示,其中b、c两次实验中,物体浸入的体积相同。(,)
(1)由 三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度无关;根据a、c、d三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与 有关;
(2)由上述实验可知,物体的密度为 ;
(3)另一组同学在探究浮力大小与液体密度关系时,浮力变化却不明显。小溪想出下列三种实验改进方案:①换用体积更大的同种物块;②选择密度差别大的两种液体;③选择形状不同的物块。你认为可行的是___________。
A. 只有①可以
B. 只有②可以
C. ①②均可以
D. ①②③均可以
【答案】(1)① a、b、c ② 排开液体的体积 (2) (3)C
【讲解】(1) [1]根据控制变量法,探究浮力与浸在液体中深度的关系时,需要控制液体密度、排开液体体积相同,改变深度。b、c浸入体积相同、液体都是水(密度相同),深度不同,再结合a得到物体重力计算浮力,因此选择的是a、b、c三次实验。[2] a、c、d三次实验,液体都是水(密度相同),排开液体体积不同,浮力不同,因此可得:浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关。
(2) 由图a可知,物体重力,物体质量物体完全浸没在水中时,拉力。物体受力平衡,受到的浮力完全浸没时物体体积等于排开体积物体密度
(3) 根据,浮力变化不明显是因为浮力差太小。① 换用体积更大的物块,更大,浮力差更大,现象更明显,可行;② 换用密度差别更大的液体,更大,浮力差更大,现象更明显,可行;③ 改变物块形状,不改变和,浮力差不变,不可行。 因此① ② 均可行,故选C。
34.(2026·山东威海荣成市实验中学·考前预测)如图甲所示,不吸水的正方体木块B重为4N,边长为10cm,静止在水平放置的柱形容器A底部。无弹性的细线一端固定在容器A底部,另一端固定在木块B底面中央,且细线的长度为5cm,质量和体积忽略不计。(,g取10N/kg)
(1)求木块B对容器A底部的压强。
(2)向容器A中缓慢加水,当木块B浸在水中的体积为5×10-4m3时,停止加水,如图乙所示,求此时细线对木块B的拉力。
(3)若细线能承受的最大拉力为5N,继续加水至细线即将断裂时,求容器A底部受到水的压强。
(解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
【答案】(1)400Pa (2)1N (3)1400Pa
【讲解】(1) 木块B静止在容器底部时,细线处于松弛状态,木块对容器底部的压力等于木块的重力,即木块B的底面积为木块B对容器A底部的压强为
(2) 木块B排开水的体积等于其浸入水中的体积,所受浮力为此时木块B静止,竖直方向上受到向上的浮力以及向下的重力和细线拉力,由力的平衡得所以细线对木块B的拉力为
(3) 细线即将断裂时,其拉力达到最大值。木块B仍处于平衡状态,因此所受浮力为此时木块B排开水的体积为木块B浸入水中的深度为此时细线竖直绷紧,木块下表面到容器底部的距离等于细线长度,因此容器中的水深为容器A底部受到水的压强为
35.(2026·山东烟台·学业水平)如图所示,底面积为的圆柱形玻璃筒中装有一定量的水,放在水平台面上,底面积为的圆柱形物体B浸在水中,并通过轻绳挂于杠杆点,杠杆可绕支点在竖直平面内转动,,物体A是质量为的配重,通过轻绳挂在杠杆点。如图所示,杠杆在水平位置平衡,作用在物体A上的竖直向下的拉力为,物体B有的体积露出水面,B的底部距离水面,求:(取)
(1)杠杆点受到的拉力;
(2)物体B底部受到的水的压强和压力;
(3)物体B的密度。
【答案】(1)3.2N (2)600Pa;0.6N (3)
【分析】在利用浮力求解物体密度时,需要先利用物体体积与排开液体体积之间的关系,计算体积;利用浮力与重力间的关系,求解重力,进一步求质量,最后利用密度公式计算密度。
(1) 配重A的重力杠杆C点受到的向下拉力根据杠杆平衡条件,的力臂为,的力臂为,因此有,且,杠杆点受到的拉力
(2) B底部所处水深,物体B底部受到的水的压强物体B的底面积,物体B底部受到的压力
(3) 物体B有体积露出水面,因此浸入体积物体B排开水的体积物体B的总体积物体B受到的浮力对物体B受力分析,B静止,重力竖直向下,浮力和拉力竖直向上,拉力大小等于,因此物体B的质量物体B的密度
36.(2026·山东烟台·学业水平)如图甲所示,达达同学用弹簧测力计、圆柱形容器、铝合金块、水和细线做“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验。
(1)比较图甲中实验步骤a、b、c,是为了探究浮力的大小与 的关系。
(2)比较图甲中实验步骤 ,是为了探究浮力的大小与液体密度的关系。
(3)达达在完成上述探究实验后灵机一动,将该弹簧测力计和铝合金块直接改制成简易的“浸没式密度计”。则上述实验中该盐水的密度为 kg/m3;该密度计的分度值为 g/cm3。
(4)达达进一步得到启发,设计了如图乙所示的密度计来测量一块岩石的密度:
她将适量的配重颗粒装入粗细均匀的薄壁圆筒中并封闭筒口,将圆筒放入盛有适量水的薄壁大容器中,大容器的横截面积是圆筒的横截面积的8倍。圆筒静止后用记号笔在圆筒对应水面位置标记“0”,在大容器的水面位置标出初始水位线。将待测岩石用细线挂在圆筒下方,放入水中静止后(细线的质量、体积忽略不计,岩石始终不触底),如图丙所示,测出圆筒静止后水面到标记“0”和到初始水位线的距离分别为h1和h2,则该岩石的密度的表达式为ρ= (用h1、h2和ρ水表示)。
【答案】(1)排开液体体积 (2)a、d、e (3)① ② 0.1 (4)
【讲解】(1) 分析图甲实验步骤a、b、c,液体都是水,即液体密度相同,铝合金块浸入水中的体积不同,也就是排开液体的体积不同,所受浮力不同,所以是为了探究浮力的大小与排开液体体积的关系。
(2) 要探究浮力的大小与液体密度的关系,需控制排开液体的体积相同,改变液体密度。由图甲可知,实验步骤d、e中,铝合金块都是完全浸没,排开液体体积相同,d中液体是水,e中液体是盐水,液体密度不同,所以,为了探究浮力的大小与液体密度的关系,可比较图甲实验步骤a、d、e。
(3) [1]由实验步骤a、c可知,铝合金块在水中受到的浮力为根据阿基米德原理可得,铝合金块的体积由实验步骤a、e可知,铝合金块在盐水中的浮力为再根据阿基米德原理可得盐水的密度[2]当铝合金块在水中浸没时,弹簧测力计的示数为2N,在盐水中浸没时,弹簧测力计的示数为1.8N,差值为0.2N,即为弹簧测力计的分度值;由盐水和水的密度可知,密度计的分度值为
(4) 设圆筒的横截面积为,则大容器的横截面积岩石用细线挂在圆筒下方,放入水中静止后,体积的变化量为则即解得岩石的体积为原来圆筒处于漂浮状态,浮力等于重力,即①将岩石和圆筒看成整体,整体处于漂浮状态,浮力等于重力,即 ②② - ① 可得则岩石的密度为
37.(2026·山东潍坊·考前预测)小明用薄壁硬质饮料瓶、水槽、水、细线及几个质量不同的重物制作浮力秤。切掉饮料瓶底部,用细线将瓶盖与其中一个重物连接,旋紧瓶盖,将瓶体开口向上倒置于水槽中,待其静止后,若瓶体呈竖直状态,且与重物整体漂浮,则秤体制作完成,如图甲所示。此时瓶体便可作为秤盘盛放待测物体。
(1)此时整个秤体所受浮力大小 其重力大小(选填“”“”或“”)。
(2)小明想当秤体漂浮且水面位于瓶体的圆柱状部分时才标记刻度。但图甲中秤体在水中的位置尚未满足标记刻度的条件。为满足条件,你的建议是 。
(3)调整后放入水中,如乙图所示。小明先将饮料瓶身与水面齐平处标记为0 cm,此处表示被测物体的质量为 g;再将间隔1 cm的刻度线均匀的标记在瓶身上,测量出饮料瓶圆柱状部分的横截面积为50 cm2后,小明计算出该浮力秤的分度值为 g,并在刻度线上依次进行标记,最终完成浮力秤的制作。()。
(4)小羽参照小明的方法,用一个横截面为圆形,切口处的横截面积也为50 cm2,但上下粗细不同的饮料瓶来制作浮力秤。她正确标记了零刻度线的位置,在瓶身上标注了均匀的刻度线,如图丙所示;她依照小明浮力秤的刻度值,在相同的刻度处标注了相同的质量(图中未画出)。小羽的浮力秤所称出的物体质量与真实值相比将 。(选填“偏小”“相等”“偏大”)
【答案】(1)= (2)增大重物的质量 (3)① 0 ② 50 (4)偏大
【分析】
(1) 秤体处于漂浮状态,根据二力平衡可知,此时整个秤体所受浮力大小等于秤体的重力。
(2) 秤体在水中的位置未满足标记刻度条件,说明称体浸在液中的体积较小,根据,可知增大秤体受到的浮力可增大浸在液体中的体积,秤体漂浮在水中,根据二力平衡,秤体受到的浮力等于秤体的重力,故增大秤体下重物的质量,可达到在瓶体圆柱状位置标记刻度的目的。
(3) 饮料瓶身与水面齐平的位置标记为零厘米,此时秤体内无重物,质量为零。刻度线的间隔距离为1cm,圆柱体的底面积为50cm2,则相邻刻度线之间的体积为,浮力称增加的浮力为,秤体内增加物体的重力为,秤体内增加的质量为,故该浮力秤的分度值为50克。
(4) 浮力秤的测量依据 ,当横截面积不变时,质量与下沉深度成正比,小羽的瓶子上下粗细不同。零刻度线以上部分的横截面积比小明均匀截面的瓶子小。同样质量物体,下沉深度更大,但小羽却按小明秤的刻度对应关系标注,即小深度标大质量,实际放上某个物体,液面对应刻度值偏大。【点睛】
38.(2026·山东聊城·一模)在探究浮力的大小和哪些因素有关系时,物体所受的重力为,当把物体逐渐浸在水中和盐水中时弹簧测力计的示数如图①②③⑤所示;
(1)由实验可知,物体浸没在水中所受的浮力为 。
(2)③图中的弹簧测力计的示数应为 ,说明由②状态到③状态物体所受的浮力 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)对比 两次实验,可以得到浮力的大小和液体密度有关。
(4)根据如图所示的实验数据,可以计算物体的体积为 。盐水的密度为 。(结果保留一位小数,水的密度是)
(5)为了研究浮力的大小是否和物体的形状有关,同学们继续实验:拿来两块相同的橡皮泥(不吸水且不溶于水)分别做成形状不同的实心物体放入水中,如图⑤⑥所示,此时弹簧测力计的示数不相同,由此得出浮力的大小和物体形状有关,小明同学认为此实验结论不合理,原因是 。
【答案】(1)1.4 (2)① 3.4 ② 不变 (3)③ ④ (4)① ② 1.1 (5)没有控制物体排开液体的体积相同
【讲解】(1) 根据称重法测浮力已知物体重力,物体完全浸没在水中时拉力为3.4N,因此
(2) [1][2]从② 到③ ,物体排开水的体积不变,根据,物体所受浮力不变,故③ 的示数也为3.4N;
(3) 探究浮力和液体密度的关系时,需要控制排开液体的体积相同,改变液体密度,③ 浸没在水中,④ 浸没在盐水中,排开体积相同,液体密度不同,因此对比③ ④ 两次实验。
(4) [1]物体浸没在水中时,体积等于排开水的体积 [2]物体浸没在盐水中,浮力因此盐水密度
(5) 探究浮力与物体形状的关系,必须控制液体密度和排开液体的体积相同,⑥ 中橡皮泥没完全浸入水中,没有控制排开液体的体积相同,因此结论不合理。
试卷第1页,共3页
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专题10浮力
考点1浮力与阿基米德原理
1.【答案】C
2.【答案】①
变大
②
变大
3.【答案】①
0.5
①@
4×10
4.【答案】(1)
1.0×10m3
(2)
2.5×103kg/m3
5.【答案】①2.0
②1000
③0.5
考点2物体的浮沉条件
1.【答案】D
2.【答案】B
3.【答案】①>
②剪去露出液面的部分后,重力减小,浮力大
4.【答案】①>
②>
1/6
让教与学更高效
于重力
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考点3浮力综合应用
1.【答案】C
2.【答案】AC
3.【答案】B
4.【答案】B
5.【答案】(1)55cm3
(2)1.02×103kg/m
考点4密度·压强浮力综合计算
1.【答案】AC
2.【答案】D
3.【答案】B
4.【答案】AC
5.【答案】(1)3.5g/cm3
(2)4.86×105N
6.【答案】①
6
②
1
③
6000
7.【答案】(1)200Pa
(2)700N
8.【答案】(1)2×10Pa
(2)2.6×10N
2/6
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(3)3.35×104m3
(3)3.12×109J
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让教与学更高效
9.【答案】(1)8N
(2)8×10kg/m3
(3)700Pa
(4)17.5cm
10.【答案】(1)50N
(2)1000Pa
(3)991kg
11.【答案】(1)1000Pa
(2)6×103kg/m3
12.【答案】(1)4×10N
(2)2×104N
(3)166.7小时
考点5跨学科实践:制作微型密度计
1.【答案】ABD
考点6探究影响浮力大小的因素
1.【答案】(1)1.4
(2)①变小
②不变
③物体排开液体的体
积
(3)①体积
②相等
(4)丙
考点7探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
1.【答案】C
模拟题精选
1.【答案】c
2.【答案】B
3.【答案】B
4.【答案】A
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5.【答案】B
6.【答案】D
7.【答案】C
8.【答案】A
9.【答案】B
10.【答案】AB
11.【答案】B
12.【答案】D
13.【答案】ABD
14【答案】A
15.【答案】C
16.【答案】C
17.【答案】(1)①5×105
(3)1.1×105Pa
18.【答案】①10
②10
19.【答案】(1)7×10N
20.【答案】(1)
(2)
3.2×10N
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②与舰载机运动方向相同
(4)2.4×10W
(2)9×104Pa
4/6
让教与学更高效
(2)8×103N
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让教与学更高效
(3)
1.8×106Pa
9×104J
21.【答案】(1)12m/h
(2)100W
(3)0.03m3
22.【答案】(1)2×104m3
(2)2N
(3)1.7×103Pa
23.【答案】(1)①重力
②弹簧测力计示数
③改变圆柱体浸入液体的体积,重复步
骤②
(2)液体的密度
(3)①浮力F浮
②N
(4)正
比
(5)1×103
24.【答案】(1)校零
(2)F1-F3
(3)B
(4)①变小
②
变大
(5)BC
25.【答案】(1)10N
(2)1.2×103kg/m3
26.【答案】(1)短
(2)1.2
(3)①变大
②细
27.【答案】(1)①c
②>
(2)③
(3)速度
28.【答案】(1)0.7
(2)C、D
(3)1.1×103
(4)浸在液体中的物体
所受浮力大小等于它排开液体所受的重力
29.【答案】(1)①变大
②浸没前改变深度的同时也改变了排开液体的体积
(2)
①3.8
②1.4
③浸入液体深度无关
(3)球体的形状规则,深度不同时排开
液体的体积也不同,不能探究浮力和深度的关系
30.【答案】(1)N
(2)4N
(3)4×104m3
31.【答案】(1)5×103Pa
(2)20N
(3)12N
(4)7×103kg/m
32.【答案】(1)20N:(2)20N:(3)2×103kg1m3
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让教与学更高效
33.【答案】(1)①a、b、c
②排开液体的体积
(2)2×103
(3)
C
34.【答案】(1)400Pa
(2)1N
(3)1400Pa
35.【答案】(1)3.2N
(2)600Pa;0.6①N
(3)3.8×103kg/m3
36.【答案】(1)排开液体体积
(2)a、d、e
(3)①1.1×103
②
0.1
(4)
8h2
8h2-h
P水
37.【答案】(1)=
(2)增大重物的质量
(3)①0
②
50
(4)偏大
38.【答案】(1)1.4
(2)①3.4
②不变
(3)③④
(4)①
1.4×104
②1.1
(5)没有控制物体排开液体的体积相同
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专题10 浮力
3年真题1年模拟
考点分类
山东考情
命题规律
考点01 浮力与阿基米德原理
2026山东东营(2题)、2025山东济宁(1题)、2024山东枣庄(2题)
·情境:科技应用情境下嵌入实验探究元素。
·重点:利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、称重法测浮力的大小。
·趋势:情境化趋势明显,题干背景日趋丰富,常与浮力等知识板块交叉融合。
考点02 物体的浮沉条件
2026山东济宁(1题)、2026山东(1题)、2024山东德州(1题)、2024山东临沂(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:根据物体的浮沉状态判断密度大小。
·趋势:常与惯性等知识板块交叉融合。
考点03 浮力综合应用
2026山东济南(1题)、2026山东东营(1题)、2025山东德州(1题)、2025山东泰安(2题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:利用阿基米德原理计算浮力、密度质量、物体沉浮状态浮力、重力体积关系、浮力深度图像关系、称重法测浮力大小。
·趋势:情境化命题逐步加深,常与浮力等知识板块交叉融合。
考点04 密度·压强·浮力综合计算
2026山东(1题)、2026山东烟台(1题)、2025山东德州(1题)、2025山东青岛(1题)、2025山东日照(1题)、2025山东潍坊(1题)、2024山东日照(1题)、2024山东青岛(1题)、2024山东枣庄(1题)、2024山东临沂(1题)、2024山东烟台(2题)
·情境:常将生活设施与科技应用交织构建命题情境。
·重点:密度公式简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度质量、压强公式简单应用、物体沉浮状态浮力、重力体积关系。
·趋势:情境化趋势明显,题干背景日趋丰富,常与浮力等知识板块交叉融合。
考点05 跨学科实践:制作微型密度计
2025山东济南(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:密度计原理及应用。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,固定以单项选择题形式考查。
考点06 探究影响浮力大小的因素
2024山东青岛(1题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系、称重法测浮力的大小。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点07 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
2024山东德州(1题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、液体压强的特点及其应用。
·趋势:情境化命题逐步加深,常与浮力等知识板块交叉融合,固定以单项选择题形式考查。
考点1 浮力与阿基米德原理
1.(2024·山东枣庄·中考真题)我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在水面以下下潜过程中,受到( )
A. 压强增大,浮力增大
B. 压强不变,浮力增大
C. 压强增大,浮力不变
D. 压强不变,浮力不变
2.(2026·山东东营·中考真题)新情境 地域特色 东营有着悠久的晒盐历史。某盐场引入海水进行“滩晒制卤”,将海水引入蒸发池,经日晒水分蒸发,卤水的密度将 ,浸没在卤水中的杂质所受的浮力将 。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
3.(2026·山东东营·中考真题)某科技小组在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,用弹簧测力计测出物体所受的重力为2 N,然后将物体浸没在水中(未触底),弹簧测力计的示数为1.5 N,由此可知物体浸没在水中所受的浮力是 N,物体的密度为 。(已知水的密度,g取10 N/kg)
4.(2025·山东济宁·中考真题)如图所示,将一石块悬挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计示数为2.5N;将该石块浸没在装有适量水的烧杯中,静止时弹簧测力计示数为1.5N。求:
(1)石块的体积;
(2)石块的密度。
5.(2024·山东枣庄·中考真题)如图甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如乙所示。则圆柱体受到的重力是 N,圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强是 Pa,圆柱体受到的最大浮力是 N。(g取10N/kg,忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)
考点2 物体的浮沉条件
1.(2026·山东·中考真题)花样游泳被称为“水中芭蕾”,比赛时运动员在水中展示优美的舞姿。下列关于运动员所受浮力的分析,正确的是( )
A. 入水过程,浮力不变
B. 漂浮在水面时,浮力大于重力
C. 在水面下,下潜越深,浮力越大
D. 露出水面前,上浮时的浮力等于下潜时的浮力
2.(2024·山东临沂·中考真题)2024年1月7日,国产首艘大型邮轮“爱达·魔都号”安全靠泊上海吴淞口国际邮轮港(如图),圆满完成了1119海里航程的商业首航。“爱达·魔都号”邮轮( )
A. 燃烧的重油属于可再生能源
B. 匀速直线航行时受力平衡
C. 受到水的浮力向各个方向
D. 靠泊在港口时没有惯性
3.(2026·山东济宁·中考真题)如图所示,将自制简易密度计放入水中,静止时,在水面处密度计上作标记点;将其放入某液体中,静止时,标记点在液面的上方,说明 (选填“>”“=”或“<”)。若将该密度计露出液面的部分剪掉,则剩余部分会上浮,原因是 。
4.(2024·山东德州·中考真题)如图所示,水平桌面上有A、B两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放入两容器中,小球静止时,两容器液面相平,A、B两容器对桌面的压力分别为F1、F2,则ρ1 ρ2,F1 F2(均选填“>”“ <”或“=”)。
考点3 浮力综合应用
1.(2026·山东东营·中考真题)水平桌面上放着两个相同的圆柱形容器,内装质量相等的甲、乙两种液体。将体积相同但材质不同的两个小球分别放入两容器中,小球静止时,两容器中的液面相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 甲液体的密度大于乙液体的密度
B. 甲液体中小球受到的浮力等于乙液体中小球受到的浮力
C. 甲液体对容器底部的压力小于乙液体对容器底部的压力
D. 装甲液体的容器对桌面的压强大于装乙液体的容器对桌面的压强
2.(2026·山东济南·中考真题)(多选)如图甲所示,用弹簧测力计依次拉着两个实心长方体物块分别缓慢浸入两种液体中,两次实验弹簧测力计的示数随物块下表面在液体中的深度变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 两次实验所用物块的质量相同
B. 第一次实验所用物块的高度小于第二次实验所用物块的高度
C. 若两次实验所用物块的密度相同,则第一次实验所用液体的密度小于第二次实验所用液体的密度
D. 若两次实验所用液体的密度相同,则第一次实验所用物块的密度小于第二次实验所用物块的密度
3.(2025·山东泰安·中考真题)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯,分别装有适量等质量的水。甲烧杯中,静止在杯底的铁块,通过细线与浸没在水中的木球相连,此时甲烧杯对桌面的压力为;乙烧杯放入相同的铁块,与木球体积相同的铁球悬挂并浸没入水中,静止时乙烧杯对桌面的压力为;剪断木球下端的细线后,甲烧杯对桌面的压力为。以上操作中,水的质量保持不变,细线质量和体积忽略不计。已知。下列说法中( )
① ② ③ ④
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·山东德州·中考真题)为了给正方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓慢压入油中,如图甲所示。工件的下表面与油面的距离为h,力F与h的大小关系如图乙所示(ρ油=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A. 工件的边长为0.3m
B. 工件的质量为60kg
C. 工件受到的最大浮力为2000N
D. 工件密度与油的密度之比为3:10
5.(2025·山东泰安·中考真题)依据战国时期竹节柄青铜汲酒器(图甲)工作原理,项目化学习小组利用3D打印技术制作了汲液器,该汲液器由中空圆柱形长柄和储液罐组成,结构示意图如图乙所示,汲液器质量为66g,3D打印所用材料的密度为,且该材料热熔凝固后密度不变。图丙为利用该汲液器转移液体的过程:①将汲液器竖直压入液体中,液体由底部小孔进入,空气由上部小孔排出;②堵住上部小孔,缓慢将汲液器从液体中提出后在空中静止;③松开上部小孔,液体从底部小孔流入水平放置的底面积为的空置圆柱形容器中,壁厚忽略不计。g取10N/kg,。求:
(1)3D打印该汲液器所消耗材料的体积(假设打印过程材料无损耗);
(2)步骤②中汲液器在空中静止时,手对汲液器的拉力为3.72N,忽略被封闭气体质量。步骤③中储液罐内的液体完全流入容器中后,容器内液体的深度为6cm,求该液体的密度;
(3)用下述方法可粗略测量汲液器内部空腔的总容积:将汲液器上部、底部两孔用薄膜封闭,用竖直向下的力将汲液器压入足够深的水中,当汲液器刚好全部浸没入水中静止时,所施加的力为3.24N,忽略汲液器及薄膜的形变、被封闭气体及薄膜的质量和体积,求的大小。
考点4 密度·压强·浮力综合计算
1.(2024·山东日照·中考真题)(多选)如图甲所示,将一底面积为的长方体木块用细线系在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水,直到木块的上表面与液面相平.木块底部受到水的压强p随容器中水的深度h的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是(,)( )
A. 木块的重力是24N
B. 木块的体积是
C. 木块完全浸没后受到的浮力是40N
D. 木块的密度是
2.(2024·山东枣庄·中考真题)将一底面积为200cm2的圆柱形容器放置于水平面上,容器内放一个底面积50cm2、高20cm的圆柱体,如图甲所示,缓慢向容器中注水到一定深度时圆柱体漂浮,继续注水到25cm时停止,在整个注水过程中,圆柱体始终处于直立状态,其注水质量m与容器中水的深度h的关系图像如图乙所示。(,g取10N/kg),则以下说法正确的是( )
A. 当圆柱体漂浮时,露出水面的高度为9cm
B. 圆柱体的密度为kg/m3
C. 注水停止时,水对圆柱体底部的压强为2500Pa
D. 向容器内注水的总质量是4200g
3.(2024·山东临沂·中考真题)水平桌面上的两个相同的烧杯中盛有两种不同的液体,两个相同的物块在液体中静止时两液面相平,如图所示。下列选项中的物理量,相等的是( )
A. 两物块底部受到的压力
B. 两物块排开液体的质量
C. 两液体对烧杯底的压强
D. 两烧杯对桌面的压强
4.(2024·山东烟台·中考真题)(多选)质量相等的甲、乙两个圆柱形容器静止在水平桌面上,甲容器的底面积大于乙容器的底面积,容器中分别装有质量相等的液体A和液体B,且液面相平。当将质量相等的实心物块M、N分别放入两容器后均沉底,如图所示,此时甲容器对桌面的压强和压力分别为和,乙容器对桌面的压强和压力分别为和。若液体A、B的密度分别为和,物块M、N的密度分别为和,则下列关系式一定正确的是( )
A.
B.
C.
D.
5.(2026·山东·中考真题)金刚石被广泛应用于石油钻探、隧道挖掘、量子计算等领域。天然金刚石产生于地幔高温高压环境,数量有限。我国是人工合成金刚石的最大生产国,技术人员使用“六面顶压机”产生高温高压,将石墨(铅笔芯的主要材料)转变为金刚石。某次生产中,“六面顶压机”对样品腔某个平面A的压强为,受力面积为0.81,产出的单颗金刚石体积为0.12,质量为0.42g。求:
(1)金刚石的密度;
(2)生产过程中,A面受到的压力。
6.(2026·山东烟台·中考真题)为了防暑降温,小明制作了一些冰块放在长方形容器中,并将盛有水的圆柱形杯子放置在冰块上,当容器中的冰完全熔化后,盛水的杯子漂浮在水面上,容器中水的深度为10cm。已知容器的底面积为,杯子的底面积为,杯子的质量为100g,杯中水的质量始终为500g,忽略杯子的厚度,不考虑水的蒸发。则冰熔化后,杯子所受的浮力为 N,杯子内外液面的高度差为 cm;熔化前,容器内冰块的体积为 。(水的密度为,冰的密度为,取)
7.(2025·山东德州·中考真题)王莲是一种大型浮叶草本,叶片布满气室、边缘向上卷起,具有粗壮的叶脉支撑结构,因而能产生巨大的浮力,植物园在其观赏期向游客开设载人体验活动。为安全起见,工作人员将一泡沫板置于叶片上方(泡沫板和叶片的面积视为相等)。如图所示,一质量为28kg的游客坐在泡沫板上进行体验。已知叶片底面积为1.4m2,其浸入水中的最大安全深度为5cm。(叶片及泡沫板质量均忽略不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)该游客体验时,泡沫板对叶片的压强;
(2)叶片所能承载的最大重力。
8.(2025·山东日照·中考真题)上有“天宫”,下有“龙宫”。据了解,我国计划2030年前在南海建成未来型深海空间站,该空间站总长度达到60.2米、型高9.7米、型宽15.8米,排(海)水量为2600吨,将为探索深海极端环境下的生命起源及可燃冰等深海资源的绿色开发等前沿基础研究和高新技术研发提供先进的平台支撑。已知海水密度,g取。若该深海空间站下表面潜入海平面以下2000米深处,求:
(1)该处海水的压强;
(2)该空间站在深海中所受浮力的大小;
(3)若该空间站在海中以速度竖直上浮2分钟,在这个过程中海水对空间站的浮力做了多少功?
9.(2025·山东潍坊·中考真题)如图甲所示,柱形容器的质量,底面积,静置于水平桌面,其底部放置边长的正方体物块。向容器中慢慢注入水,当水的深度时,物块与容器之间恰好无弹力,取,水的密度。
(1)求水的深度时,物块受到的浮力;
(2)求物块的密度;
(3)求水的深度时,容器对桌面的压强;
(4)若注水前,将物块用轻质弹簧悬挂,使物块与容器之间恰好无弹力,如图乙所示。已知该弹簧弹力大小跟其伸长量(或压缩量)之间的关系如图丙所示,向容器中慢慢注入水,直到水面与物块上表面平齐,求水面与物块上表面平齐时水的深度。
10.(2025·山东青岛·中考真题)小明为了自家花园用水方便,设计了一个自动储水水箱,其模型如图所示。底面积为,高为的浮体A(不吸水)通过一轻质细杆与力传感器相连,浮体A的底面与水箱底的距离为0.1m,柱形薄壁水箱的底面积为。当水箱内水位低于最低水位线a时,注水系统自动往水箱内注水;当水位到达0.6m时,轻质细杆对力传感器的作用力恰好为0;当水位到达最高水位线b时,注水系统停止注水。当水位位于a、b水位线时,轻质细杆对力传感器的作用力大小均为。(,)求:
(1)浮体A的重力;
(2)当水位位于最低水位线a时,水对浮体A底面的压强;
(3)当水位位于最高水位线b时,水箱内水的质量。
11.(2024·山东青岛·中考真题)小明设计了一种水下遥感探测器。探测器的主体是一个边长为2dm的正方体金属盒,上下各有一个带传感器的阀门,总重力为30N,某次水底采样时,向探测器内注水,探测器沉入水底。采样完成后,遥控传感器将两个阀门同时打开,从上阀门注入高压气体,水从下阀门流出,当探测器内水的深度为10cm时,关闭两阀门,探测器连同样品恰能匀速上浮,如图所示,已知样品体积为,不计金属盒厚度及阀门和传感器的体积,忽略气体质量和水的阻力,求:
(1)匀速上升时,探测器内水对金属盒底部产生的压强;
(2)样品的密度。
12.(2024·山东烟台·中考真题)为庆祝中国人民解放军海军成立75周年,海军烟台舰于2024年4月20日至24日期间访问家乡烟台,并同步开展了军民共建活动。海军烟台舰,舷号“538”,属国产054A型导弹护卫舰,舰长134m,最大宽度16m,高度35m,排水量(满载)约4000t,巡航速度18节(1节=1.852km/h),续航里程4000海里(1海里=1.852km),抗风力大于12级,除极区外任何海区均可安全航行。烟台舰创造了当年护航时间最长、直升机飞行时间最长、编队人数最少、访问国家最多的“四个之最”。(g=10N/kg,海水的密度取kg/m3)求:
(1)满载时烟台舰所受的浮力约为多大?
(2)某次航行中烟台舰吃水深度为4m,则在舰底0.5m2的面积上受到海水的压力为多大?
(3)若烟台舰在某次航行过程中以18节的巡航速度航行3000海里,其航行时间为多少小时?(结果保留一位小数)
考点5 跨学科实践:制作微型密度计
1.(2025·山东济南·中考真题)(多选)如图为用细沙和平底矿泉水瓶(已裁掉瓶口部分)制作的两个简易密度计。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,为刻度线,刻度线与刻度线到瓶底的距离相等。下列说法正确的是( )
A. 甲密度计漂浮在液体中时,它受到的浮力大小等于它受到的重力大小
B. 甲密度计刻度线处表示的液体密度大于刻度线处表示的液体密度
C. 两密度计漂浮在同种液体中时,甲密度计排开液体的体积大于乙密度计排开液体的体积
D. 甲密度计刻度线处表示的液体密度小于乙密度计刻度线处表示的液体密度
考点6 探究影响浮力大小的因素
1.(2024·山东青岛·中考真题)小明在海边游泳时,发现塑料泡沫板浮在水面上,石块却沉入水底,由此,他进行了有关浮力的实验探究。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出石块的重力为 N;
(2)将石块缓慢浸入水中,弹簧测力计示数 ,石块浸没后,在触底之前,弹簧测力计示数 ,说明浮力的大小与 有关;
(3)将 相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小 ,说明浮力的大小与物体密度无关;
(4)将一个两端蒙有橡皮膜的玻璃管,分别以图乙和图丙的方式浸没于水中,能反映浮力产生原因的是图 。
考点7 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
1.(2024·山东德州·中考真题)小强用如图所示的实验装置验证阿基米德原理,通过调节升降台让金属块浸入盛满水的溢水杯中(金属块始终未与容器底接触),溢出的水会流入右侧空桶中,下列说法正确的是( )
A. 金属块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压力越大
B. 金属块浸没在水中的深度越深,弹簧测力计A的示数越小
C. 金属块从接触水面至浸入水中某一位置,弹簧测力计A和B的变化量∆FA=∆FB
D. 若实验前溢水杯中未装满水,对实验结果没有影响
模拟题精选
1.(2026·山东淄博·一模)如图所示,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中处于悬浮状态,在乙杯中处于漂浮状态。下列判断正确的是( )
A. 甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度
B. 鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力
C. 鸡蛋在甲杯中排开盐水的重力等于在乙杯中排开盐水的重力
D. 若向甲杯中加入清水,鸡蛋受到的浮力会变大
2.(2026·山东济宁学院附属中学·考前预测)如图所示,放在电子秤上的溢水杯装满水。将长方体木块轻轻地放在水面上,静止时,溢出60g的水;用大头针将其全部压入水中,增加的溢出水的质量为40g。已知。g取10N/kg,下列说法中( )
①放入木块,待其静止时电子秤的示数变大
②木块的质量为60g
③木块的体积为
④木块的密度为
A. 只有①②正确
B. 只有②④正确
C. 只有①③正确
D. 只有②③正确
3.(2026·山东威海荣成市实验中学·考前预测)“大国重器”是国家尊严和实力的象征,下列关于我国“大国重器”的说法正确的是( )
A. 嫦娥六号月球探测器的轮子做得比较宽大是通过增大受力面积减小压力
B. 大国之翼运-20在高空飞行时利用了流体流速越大压强越小的原理
C. 096核潜艇下潜过程中受到海水的压强不变
D. 东风41洲际弹道导弹发射升空过程中受到的大气压强逐渐增大
4.(2026·山东威海荣成市实验中学·考前预测)为了适应生存环境,许多动物的身体部位进化出了不同的功能。对此,从物理学角度解释错误的是( )
A. 鸟类有时不用拍打翅膀也能翱翔天空,是应用了气流流速大压强大的原理
B. 鱼在水中上浮时鱼鳔的体积增大,从而增大鱼排开水的体积来增大浮力
C. 中国雨蛙指、趾末端有明显吸盘,可以吸附在光滑的树叶上,是利用了大气压强
D. 蚊子尖尖的口器可以轻松插入人皮肤吸吮血液,是通过减小受力面积来增大压强
5.(2026·山东济宁学院附属中学·考前预测)如图所示的是力学的四个实验情景图,下列描述正确的是( )
A. 甲图中木块随小车一起向右匀速运动,此时木块受到的摩擦力向右
B. 乙图中杠杆水平平衡,若将弹簧测力计旋转到虚线位置,测力计示数将变大
C. 丙图中盐水均匀,鸡蛋悬浮于A处,当再往杯中加水并搅匀后,鸡蛋会下沉到B处静止
D. 丁图中当向玻璃管中吹风时,A管中的水面会下降,B管中水面会上升
6.(2026·山东邹城·学业水平)小华洗草莓时发现草莓漂浮在水面上,他想知道草莓的密度,于是用家里的电子秤进行测量。首先测出杯子和水的质量为210g,如图甲所示;然后再将草莓放入水中漂浮,此时电子秤的示数为237g,如图乙所示;最后用一根细针压草莓使其浸没在水中且不接触杯子,杯子中没有水溢出,此时电子秤的示数为240g,如图丙所示。ρ水=1.0103kg/m3,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A. 草莓的质量为30g
B. 草莓的体积为27cm3
C. 细针对草莓的压力为0.3N
D. 草莓的密度约为0.9103kg/m3
7.(2026·山东潍坊·考前预测)如图所示,当海水的温度及所含盐分变化时,会导致海水密度发生突变,在水域中形成一个类似“悬崖”的突变水层。若有潜艇潜航至此水域,就会急速下沉,发生“掉深”事故,危及潜艇安全。下列说法正确的是( )
A. 潜艇在高密度水层悬浮时,所受浮力大于其重力
B. 潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时,所受浮力不变
C. 潜艇遭遇“掉深”进行自救时,需快速排出水舱中的水
D. 潜艇进入低密度水层,在“掉深”的过程中所受液体压强不变
8.(2026·山东枣庄·一模)两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙,制成了、两支密度计,放入同一个盛有水的烧杯中,静止后如图所示。下列说法正确的是( )
A. 密度计B所受浮力较大
B. 两密度计底部所受水的压强相等
C. 两密度计在水面处的刻度值不同
D. 密度计排开水的质量较大
9.(2026·山东聊城·一模)课外实践活动中,小明用橡皮泥制作了一个“船”放入水中,并将小石子放入“船”中观察它的承载量,在逐渐装入石子的过程中(船未沉底),下列说法正确的是( )
A. “船”所受的浮力不变
B. “船”排开水的质量变大
C. “船”浸在水中的体积变小
D. “船”受到的浮力大于它和石子的总重力
10.(2026·山东日照港中学·一模)(多选)木棒的一端缠绕铜丝可以制成一个简易的密度计,甲、乙两个相同的容器中装有质量相等的不同液体。将该密度计分别放入甲、乙容器中,静止后木棒的位置如图所示,下列说法正确的是( )
A. 木棒在容器中受到的浮力:F浮甲=F浮乙
B. 木棒在容器中排开液体的质量:m甲=m乙
C. 液体对容器底的压强:p甲>p乙
D. 木棒底面受到的液体的压强:p甲>p乙
11.(2026·山东日照港中学·一模)一个重为8N的实心物体,挂在弹簧测力计下,浸没在水中时弹簧测力计示数为3N。将该物体浸没在另一种液体中时,测力计示数为4N。下列说法正确的是(g=10N/ kg)( )
A. 物体的体积为8×10-4m3
B. 物体的密度为1.6×103kg/m3
C. 另一种液体的密度为0.6×103kg/m3
D. 物体在水中受到的浮力为3N
12.(2026·山东济宁·二模)跨学科实践小组发现同一鸡蛋在不同密度的盐水中所处状态不同,根据浮沉条件可以比较盐水的密度大小、于是他们利用一根圆柱状饮料吸管、一段细铜丝、石蜡等材料制作了简易密度计。先把吸管两端剪平、用石蜡把下端端口密封,将一些铜丝密绕在吸管的下端,使其能竖直漂浮在水中。漂浮时其浸入水中的深度为H,如图甲:将自制密度计放入密度为1.0g/cm3的水中和密度为1.1g/cm3、1.2g/cm3的盐水中,待漂浮稳定后用记号笔分别在液面齐平处标出对应刻度,如图乙和图丙是两位同学分别制作的M、N两支密度计在水中漂浮时的情景。下列相关分析正确的是( )
A. 密度计漂浮在某液体中时,液面到封口处的距离
B. 刻度位置越靠上,对应液体的密度值越小,刻度线分布越密
C. 若要测量密度稍小于水的另一种液体的密度,M密度计测量更准确
D. 为了提高密度计的精度,可适当增加配重
13.(2026·山东烟台·学业水平)(多选)如图所示,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,拧紧大瓶瓶盖,通过改变作用在大瓶侧面的压力大小,实现小瓶的浮与沉。下列说法正确的是( )
A. 用力捏大瓶时,可使小瓶悬浮在水中
B. 用力捏大瓶时,小瓶内的气体密度变大
C. 盖上小瓶瓶盖,捏大瓶时也能使小瓶下沉
D. 打开大瓶瓶盖,捏大瓶时不能使小瓶下沉
14.(2026·山东济宁学院附属中学·一模)放置在水平桌面上的甲、乙两个完全相同的容器中盛有不同的液体,小强将两个完全相同的鸡蛋分别放入甲、乙两个容器中,鸡蛋静止时的状态如图所示,此时两容器中的液面相平,下列说法正确的是( )
A. 鸡蛋在两容器中受到的浮力大小相等
B. 乙容器中液体的密度较小
C. 甲液体对容器底部的压强大
D. 甲容器对水平桌面的压力较大
15.(2026·山东枣庄市第十五中学·一模)小栋了解到伽利略温度计的测温原理后,想自己动手设计一个粗略测温的装置,他的设计思路如下:在密闭的玻璃容器中装上一种密度会随温度升高而减小的特殊液体,液体中有5个体积相等、密度不同且标有温度示数的小球,小球不吸收液体且热胀冷缩可以忽略不计,当有小球悬浮时,悬浮小球上标有的温度值就是当前环境的温度。如图所示,是这个测温装置的示意图。其中小球3上所标温度值为25℃,相邻标号的小球上所标的温度值间隔为2℃,则下列说法正确的是( )
A. 27℃时,小球2处于漂浮状态
B. 小球2在27℃时所受的浮力小于25℃时所受的浮力
C. 若有3个小球漂浮,2个小球沉底,则环境温度在23℃至25℃之间
D. 若要增大该装置能测得的最高温度,可增加一个与小球5体积相等但质量更大的小球
16.(2026·山东滨州·一模)如图所示,小滨在“跨学科实践课”上制作了一种微型密度计,下列说法正确的是( )
A. 简易密度计漂浮时浮力大于重力
B. 塑料杆横截面积大的密度计精确度高
C. 增加铜丝长度,彩色胶布标志应上移
D. 增大塑料泡沫球的体积,彩色胶布标志应上移
17.(2026·山东枣庄·一模)我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射航母福建舰,排水量约为,舰体吃水深度为11m。其电磁弹射器可在3s内将一架质量为30t的舰载机从静止加速至,弹射距离约为90m,电磁弹射器对舰载机的水平牵引力约为。海水密度取,取。
(1)弹射过程中,舰载机在水平方向上受到的阻力约为,则舰载机在水平方向上所受合力大小为 N,方向是 ;
(2)求航母满载时所受浮力;
(3)求航母满载时海水对舰体底部的压强;
(4)求电磁弹射器对舰载机做功的功率。
18.(2026·山东邹城·学业水平)一金属块在空气中称重时示数为27N,把它全部浸入水中称时弹簧测力计的示数为17N,则该金属块受到的浮力是 N,排开水的重力是 N.
19.(2026·山东济南·一模)如图是深圳号在海上航行,田田同学乘坐了这艘船出海游玩。田田发现这艘船最大吃水深度是9m,最大排水量是70000t。(已知:海水密度,g取)
(1)求轮船满载时所受的浮力;
(2)求轮船满载时底部受到的水的压强。
20.(2026·山东聊城·一模)2026年3月13日,“东方恒远”号海上发射指挥船(气象海洋试验科考船)在威海石岛海域顺利下水.该船总长77米、型宽17.8米、型深7.6米、设计吃水4.0米、设计排水量3200吨。某次海洋科考作业活动时用缆绳将重约为、体积的科考仪器布放至的深度并回收,海水的密度取,取,求:
(1)“东方恒远”号海上发射指挥船满载时所受的浮力;
(2)科考仪器在深水中所受的海水压强;
(3)本次测试中缆绳匀速提升科考仪器至水面所做的功。
21.(2026·山东枣庄市第十五中学·一模)某环保局用无人船监测湖泊水质,船体质量为。无人船搭载检测设备,在水面沿直线匀速航行,用时,航行时动力恒为。水的密度为,取。求:
(1)无人船此次航行的速度。
(2)无人船此次航行时动力做功的功率。
(3)无人船在水面静止时排开水的体积。
22.(2026·山东日照港中学·一模)一个底面积为的圆柱形容器,放在水平桌面上,容器中装有深度为15cm的水。将一个质量为540g的实心铝块缓慢浸没在水中(水未溢出),,g=10N/kg。求:
(1)铝块的体积;
(2)铝块浸没在水中时受到的浮力;
(3)放入铝块后,水对容器底部的压强。
23.(2026·山东枣庄·一模)兴趣小组的同学想探究浮力的大小与物体浸在液体中体积的定量关系。如图所示,他们利用弹簧测力计、实心圆柱体(标有均匀刻度线,相邻刻度线之间的体积为)以及盛有适量液体的容器进行实验。
(1)以下是他们的部分实验步骤,请你补充完整:
①将圆柱体悬挂在弹簧测力计下,静止时,用弹簧测力计测出圆柱体所受的 ,并记入实验表格;
②将圆柱体的一格浸入液体中且不与容器接触,待圆柱体静止时,记录 和圆柱体浸入液体的体积这两个物理量,并记入实验表格;
③ ,待圆柱体静止时,将相关物理量记入实验表格。
(2)该探究过程中需要控制的变量为 ;
(3)该小组同学在分析数据时发现,表格中有遗漏的内容,请你将表格中①②两处补充完整。① ②
实验次数
圆柱体所受重力
弹簧测力计示数
圆柱体浸入液体的体积
①/②
1
4.8
4.8
0
0
2
4.6
20
0.2
3
4.4
40
0.4
4
4.2
60
0.6
5
4.0
80
0.8
6
3.8
100
1.0
(4)分析表格中记录的数据,可以得出结论:浸在同种液体中的物体,所受浮力大小跟浸在液体中的体积成 ;
(5)根据表格中记录的数据,可以计算出该液体的密度为: 。(g取)
24.(2026·山东日照港中学·一模)某小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)弹簧测力计使用前要先进行 。
(2)实验步骤如图1所示,甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,由图甲和丁可知物体受到的浮力F浮= 。
(3)以下选项中若___________成立,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
A. F1﹣F2=F3﹣F4
B. F1﹣F3=F4﹣F2
C. F3﹣F2=F1﹣F4
(4)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图2所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐 ,B的示数逐渐 。
(5)比较两种实验方案,改进后的优点是___________(多选,都正确得分,否则不得分)。
A. 测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B. 实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定
C. 能同步观察测力计A、B示数的变化
25.(2026·山东济宁学院附属中学·一模)如图甲所示的力学综合实验装置。力传感器A上端固定在水平杆上,下端通过细线与正方体E相连,水平升降台上放有溢水杯C和力传感器B,小桶D放在力传感器B上,溢水杯C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E刚好接触水面,之后排开的水全部流入小桶D中,力传感器B的示数随时间t变化的关系如图乙所示。已知,。
(1)当时,求正方体E受到的浮力;
(2)当时,力传感器A的示数,求正方体E的密度。
26.(2026·山东烟台·学业水平)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越 (选填“长”或“短”)。
(2)如图乙为制作好密度计的一部分,其量程至为。若把该密度计放入某种液体中,液面位置恰好在的中点,则这种液体的密度为 。
(3)若只增加配重,该密度计处对应的刻度值将 (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。
27.(2026·山东济宁学院附属中学·考前预测)小明发现力学中有很多相似实验,他找了如下器材:①表面平整的长木板(带斜面);②刻度尺;③弹簧测力计;④小车;⑤木块(一边带钩);⑥毛巾;⑦棉布;⑧钩码。
(1)小明探究“阻力对物体运动的影响”实验时,选择了一些器材如上图所示,让小车从同一斜面相同高度由静止滑下,如图丁所示的是小车在不同水平面上运动时速度与时间的关系图像,其中表示小车在毛巾表面上运动的是图线 (选填“a”“b”或“c”)。在毛巾表面和木板表面克服摩擦力做功的功率分别为、,则 (选填“>”“<”或“=”)。
(2)小明为了探究“滑动摩擦力大小与压力大小的关系”,他选择了序号①、⑤、⑧以及 (填序号)的器材。
(3)探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验中,在丙图的基础上只需要再选择序号⑤的器材就可以探究动能的大小与 的关系。
28.(2026·山东邹城·学业水平)如图甲是物理兴趣小组探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验装置。(,取)
(1)由A、B两图可知,B图中物体所受浮力的大小为 N。
(2)由图甲中A和 (选填“B、C”“C、D”或“D、E”)实验步骤可知,浮力大小与物块浸入液体的深度无关。
(3)由实验数据可知,实验所用盐水的密度为 。
(4)完成实验后,小组成员想探究浮力与排开液体重力的关系,利用木块、天平、量筒和溢水杯等器材进行实验,如图乙所示,首先将溢水杯放到调好的天平的左盘,并向溢水杯内缓慢加水,直至液面到达溢水口;在右盘添加砝码直至天平平衡。将量筒放到溢水口下方,将木块缓慢放入溢水杯,待水不流出时,天平依然平衡,这说明 。
29.(2026·山东济南·一模)实验小组探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程如图所示。
(1)a中将铁块缓慢浸入水中,随着深度增加,弹簧测力计示数逐渐变小,铁块受到的浮力逐渐 ,表明浮力与深度有关;铁块浸没后,继续增加深度,弹簧测力计示数不变,表明浮力与深度无关,前后结论不一致。浸没前和浸没后结论不一致的原因是 。
(2)为了进一步研究,改用b中的物块继续探究,此物块重 N,中物块所受浮力均为 N。由此可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与 。
(3)若将b中的物体换成相同材料的球体,则不能完成三次实验的探究,理由是 。
30.(2026·山东日照港中学·一模)如图所示,水平桌面上有一个边长为10cm的正方体木块,木块密度为,用细绳将木块系在容器底部,向容器中加水至木块完全浸没,此时细绳被拉直。g=10N/kg。求:
(1)木块的重力;
(2)木块浸没时细绳受到的拉力;
(3)剪断细绳后,木块静止时露出水面的体积。
31.(2026·山东日照港中学·一模)某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,设计了如下“打捞”过程:如图甲,金属块A部分陷入淤泥内,轻质小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,细绳对小船的拉力为2N,水面与船的上沿相平;将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中,如图乙所示。已知金属块A的体积为,,取10N/kg,小船的质量忽略不计,细绳的质量和体积忽略不计;
(1)甲图中,金属块A上表面距离水面50cm,求金属块A上表面受到的水的压强;
(2)甲图中,求小船受到的浮力;
(3)乙图中,小船有的体积露出水面,求此时小船所受的浮力;
(4)金属块A的密度。
32.(2026·山东菏泽一中·一模)如图所示,用粗细均匀和重力可以忽略不计的细绳系住一个体积为0.002m3的石块,从水面上方竖直向下保持匀速且缓慢地全部浸入水中,此过程中细绳的拉力随时间变化的关系如图乙所示。(g取10N/kg)求:
(1)石块浸没在水中时所受浮力的大小是多少?
(2)石块浸没在水中细绳的拉力是多大?
(3)石块的密度有多大?
33.(2026·山东济宁学院附属中学·一模)小溪同学对“浮力大小的影响因素”进行了实验探究,其过程如图所示,其中b、c两次实验中,物体浸入的体积相同。(,)
(1)由 三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度无关;根据a、c、d三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与 有关;
(2)由上述实验可知,物体的密度为 ;
(3)另一组同学在探究浮力大小与液体密度关系时,浮力变化却不明显。小溪想出下列三种实验改进方案:①换用体积更大的同种物块;②选择密度差别大的两种液体;③选择形状不同的物块。你认为可行的是___________。
A. 只有①可以
B. 只有②可以
C. ①②均可以
D. ①②③均可以
34.(2026·山东威海荣成市实验中学·考前预测)如图甲所示,不吸水的正方体木块B重为4N,边长为10cm,静止在水平放置的柱形容器A底部。无弹性的细线一端固定在容器A底部,另一端固定在木块B底面中央,且细线的长度为5cm,质量和体积忽略不计。(,g取10N/kg)
(1)求木块B对容器A底部的压强。
(2)向容器A中缓慢加水,当木块B浸在水中的体积为5×10-4m3时,停止加水,如图乙所示,求此时细线对木块B的拉力。
(3)若细线能承受的最大拉力为5N,继续加水至细线即将断裂时,求容器A底部受到水的压强。
(解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
35.(2026·山东烟台·学业水平)如图所示,底面积为的圆柱形玻璃筒中装有一定量的水,放在水平台面上,底面积为的圆柱形物体B浸在水中,并通过轻绳挂于杠杆点,杠杆可绕支点在竖直平面内转动,,物体A是质量为的配重,通过轻绳挂在杠杆点。如图所示,杠杆在水平位置平衡,作用在物体A上的竖直向下的拉力为,物体B有的体积露出水面,B的底部距离水面,求:(取)
(1)杠杆点受到的拉力;
(2)物体B底部受到的水的压强和压力;
(3)物体B的密度。
36.(2026·山东烟台·学业水平)如图甲所示,达达同学用弹簧测力计、圆柱形容器、铝合金块、水和细线做“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验。
(1)比较图甲中实验步骤a、b、c,是为了探究浮力的大小与 的关系。
(2)比较图甲中实验步骤 ,是为了探究浮力的大小与液体密度的关系。
(3)达达在完成上述探究实验后灵机一动,将该弹簧测力计和铝合金块直接改制成简易的“浸没式密度计”。则上述实验中该盐水的密度为 kg/m3;该密度计的分度值为 g/cm3。
(4)达达进一步得到启发,设计了如图乙所示的密度计来测量一块岩石的密度:
她将适量的配重颗粒装入粗细均匀的薄壁圆筒中并封闭筒口,将圆筒放入盛有适量水的薄壁大容器中,大容器的横截面积是圆筒的横截面积的8倍。圆筒静止后用记号笔在圆筒对应水面位置标记“0”,在大容器的水面位置标出初始水位线。将待测岩石用细线挂在圆筒下方,放入水中静止后(细线的质量、体积忽略不计,岩石始终不触底),如图丙所示,测出圆筒静止后水面到标记“0”和到初始水位线的距离分别为h1和h2,则该岩石的密度的表达式为ρ= (用h1、h2和ρ水表示)。
37.(2026·山东潍坊·考前预测)小明用薄壁硬质饮料瓶、水槽、水、细线及几个质量不同的重物制作浮力秤。切掉饮料瓶底部,用细线将瓶盖与其中一个重物连接,旋紧瓶盖,将瓶体开口向上倒置于水槽中,待其静止后,若瓶体呈竖直状态,且与重物整体漂浮,则秤体制作完成,如图甲所示。此时瓶体便可作为秤盘盛放待测物体。
(1)此时整个秤体所受浮力大小 其重力大小(选填“”“”或“”)。
(2)小明想当秤体漂浮且水面位于瓶体的圆柱状部分时才标记刻度。但图甲中秤体在水中的位置尚未满足标记刻度的条件。为满足条件,你的建议是 。
(3)调整后放入水中,如乙图所示。小明先将饮料瓶身与水面齐平处标记为0 cm,此处表示被测物体的质量为 g;再将间隔1 cm的刻度线均匀的标记在瓶身上,测量出饮料瓶圆柱状部分的横截面积为50 cm2后,小明计算出该浮力秤的分度值为 g,并在刻度线上依次进行标记,最终完成浮力秤的制作。()。
(4)小羽参照小明的方法,用一个横截面为圆形,切口处的横截面积也为50 cm2,但上下粗细不同的饮料瓶来制作浮力秤。她正确标记了零刻度线的位置,在瓶身上标注了均匀的刻度线,如图丙所示;她依照小明浮力秤的刻度值,在相同的刻度处标注了相同的质量(图中未画出)。小羽的浮力秤所称出的物体质量与真实值相比将 。(选填“偏小”“相等”“偏大”)
38.(2026·山东聊城·一模)在探究浮力的大小和哪些因素有关系时,物体所受的重力为,当把物体逐渐浸在水中和盐水中时弹簧测力计的示数如图①②③⑤所示;
(1)由实验可知,物体浸没在水中所受的浮力为 。
(2)③图中的弹簧测力计的示数应为 ,说明由②状态到③状态物体所受的浮力 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)对比 两次实验,可以得到浮力的大小和液体密度有关。
(4)根据如图所示的实验数据,可以计算物体的体积为 。盐水的密度为 。(结果保留一位小数,水的密度是)
(5)为了研究浮力的大小是否和物体的形状有关,同学们继续实验:拿来两块相同的橡皮泥(不吸水且不溶于水)分别做成形状不同的实心物体放入水中,如图⑤⑥所示,此时弹簧测力计的示数不相同,由此得出浮力的大小和物体形状有关,小明同学认为此实验结论不合理,原因是 。
试卷第1页,共3页
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