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2025年江西省各地市中考物理模拟试题分类精选考点10 浮力(Word版附解析)
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这是一份2025年江西省各地市中考物理模拟试题分类精选考点10 浮力(Word版附解析),共21页。
A.甲、乙两种液体的密度大小关系为ρ甲<ρ乙
B.甲、乙两种液体对烧杯底的压强大小关系为p甲>p乙
C.两小球所受浮力的大小关系为FA>FB
D.两小球排开液体的重力大小关系为GA<GB
2.(2025•余江区一模)如图所示,四个体积相同而材料不同的小球甲、乙、丙、丁分别静止在不同深度的水里。以下说法正确的是( )
A.甲球所受浮力最大
B.乙球所受浮力最小
C.丙、丁球所受浮力相等
D.丁球不受浮力
二.多选题(共13小题)
(多选)3.(2025•南昌一模)某同学在家帮忙做家务时,将土豆和茄子放在水池里清洗,茄子浮在水面而土豆沉底,如图所示。关于上述情景,下列说法正确的是( )
A.茄子的密度一定小于土豆的密度
B.茄子受到的浮力一定大于土豆受到的浮力
C.水堵头受到水的压力,但没有受到水的浮力
D.茄子底部受到水的压强小于土豆底部受到水的压强
(多选)4.(2025•瑞昌市三模)水平桌面上两个底面积、质量相同的甲、乙容器中分别盛有两种不同的液体。将两个完全相同的小球分别放入两容器中,两球静止时的状态如图所示,两容器内液面相平。下列分析正确的是( )
A.两容器中小球所受浮力相等
B.乙容器中,小球受到的浮力小于其受到的重力
C.甲容器底部受到液体的压强更小
D.两容器对水平桌面的压力相等
(多选)5.(2025•南昌三模)把一个材质均匀的正方体,分别投入A、B、C三种液体中,静止后的状态如图所示,下列说法正确的是( )
A.在A液体中正方体受到浮力最大
B.三种液体中C液体密度最接近正方体的密度
C.三种液体中的A密度最大
D.C液体烧杯对地面压强最大
(多选)6.(2025•永修县模拟)中国人自古就有“上天入海”的梦想,随着国家科技的飞速发展,这些梦想正在一步步变为现实。对于如图所示的“国之重器”的分析,其中正确的是( )
A.甲图,AS700飞艇中充入气体的密度大于空气的密度
B.乙图,093型核潜艇在浮出水面过程中,受到的浮力变小
C.丙图,C919客机升空时,机翼上方空气的流速大,压强小
D.丁图,“山东号”航母上的舰载机起飞后,航母受到的浮力不变
(多选)7.(2025•九江校级一模)将两个实心小球a、b,轻放入两个装有不同液体的相同容器中,最后静止处于如图所示状态,此时两液面高度相同,a球质量比b球大,则下列判断正确的是( )
A.小球所受浮力Fa=Fb
B.小球所受浮力Fa>Fb
C.液体对容器底部压强p甲>p乙
D.液体对容器底部压强p甲<p乙
(多选)8.(2025•余江区二模)关于如图所示的情景,下列说法错误的是( )
A.图甲,“天宫课堂”中展示的乒乓球没有浮起来,是因为受到的浮力太小了
B.图乙,浸在液体中的物体受到的浮力是垂直向上的
C.图丙,阿基米德原理只适用浸没在液体中的物体
D.图丁,密度计是根据在不同液体中受到的浮力大小相等来测量液体密度
(多选)9.(2025•渝水区校级模拟)物理与日常生活、工程实践密切相关,下列分析正确的是( )
A.飞机受到升力,是因为机翼上下表面空气的流速不同
B.轧路机使用大滚筒,是为了增大受力面积,减小压强
C.轮船是利用空心的办法来增大所受的浮力的
D.机器的轴上安装滚动轴承,是为了减少摩擦
(多选)10.(2025•景德镇模拟)如图所示,放在水平桌面上的甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有三种不同的液体,将三个完全相同的长方体A分别放入三种液体中,静止时三个容器的液面恰好相平。则下列判断不正确的是( )
A.物体A受的浮力F甲浮=F乙浮=F丙浮
B.容器对桌面的压力F甲<F乙<F丙
C.液体的密度ρ甲>ρ乙>ρ丙
D.液体对容器底的压强p甲<p乙=p丙
(多选)11.(2025•渝水区模拟)中国人自古就有“上天入海”的梦想,随着国家科技的飞速发展,这些梦想正在一步步变为现实。对于如图所示的“国之重器”的分析,其中不正确的是( )
A.甲图,AS700飞艇中充入气体的密度等于空气的密度
B.乙图,093型核潜艇在浮出水面过程中,受到的浮力不变
C.丙图,C919客机升空时,机翼上方空气的流速大,压强大
D.丁图,航母山东舰上的舰载机起飞后,航母受到的浮力变小
(多选)12.(2025•永修县三模)055型驱逐舰是我国自主研制的第一款排水量超过万吨的主力驱逐舰,满载时吃水深度为8m,满载排水量可达12000t(海水密度取1.0×103kg/m3)。下列说法正确的是( )
A.驱逐舰在海上航行时受到的浮力大于重力
B.驱逐舰满载时,受到的浮力为1.2×108N
C.舰载直升机起飞后,驱逐舰会下沉一些
D.驱逐舰满载航行时,海水对舰底的压强为8×104Pa
(多选)13.(2025•新余模拟)浮沉条件在日常生活中有广泛的应用,从简单的物体漂浮到复杂的建筑结构设计,都有其独特的用途。下列四幅图中关于浮沉条件的应用说法正确的是( )
A.图甲中密度计测量的液体密度越大,密度计受到的浮力越大
B.图乙中盐水选种时,下沉的种子密度比盐水的密度大
C.图丙中热气球是通过自带的加热器调节气囊中气体的温度来控制升降
D.图丁中古人打捞铁牛时,浮船受到的浮力等于铁牛的重力
(多选)14.(2025•章贡区三模)下列各种图像与对应的物理知识的描述错误的是( )
A.若图像表示质量与体积的关系,则a的密度大于b的密度
B.图中阴影部分面积表示物体受到的压强
C.描述浮力与排开液体重力的关系,x为排开液体重力,y为浮力
D.物体所受的摩擦力与速度的关系
(多选)15.(2025•上饶模拟)水平桌面上放置有甲、乙、丙三个完全相同的圆柱形容器,容器中盛有不同种类的液体,将质量和体积均相同的三个物体A、B、C分别放到甲、乙、丙容器中,静止时的位置如图所示,容器中的液面高度相同。下列判断中正确的是( )
A.三个物体受到的浮力为FA>FB>FC
B.容器中液体的质量为m甲<m乙<m丙
C.液体对容器底部的压强为p甲>p乙>P丙
D.容器对桌面的压力为F甲<F乙<F丙
三.填空题(共11小题)
16.(2025•南城县一模)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同容器,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在两容器中,小球静止时,两容器液面相平,两个小球受到的浮力分别为F1、F2,甲、乙容器底部受到液体的压强分别p1、p2。则F1 F2,p1 p2。(以上两空选填“>”,“=”,“<”)
17.(2025•渝水区模拟)将质量为0.5kg的物体,轻轻放入盛满足量水的溢水杯中,溢出0.3kg的水,则此物体受到的浮力是 N,该物体在水中静止时处于 状态(选填“漂浮”“悬浮”“沉底”)。(g取10N/kg)
18.(2025•分宜县一模)小明用吸管、铁丝制作了一只简易密度计,将其放入水中时,密度计不能直立,应 (选填“增加”或“减少”)吸管中铁丝质量;改进后,分别用它测量甲、乙两种液体的密度,如图所示,则甲、乙两种液体的密度关系是ρ甲 ρ乙(选填“>”、“<”或“=”)。
19.(2025•瑞昌市三模)如图所示,某物块被细线系在弹簧测力计下,在空气中时,弹簧测力计的示数是F1,浸没在密度为ρ的液体中时,弹簧测力计的示数是F2。物块所受重力与质量之比为g,则物块浸没在该液体中受到的浮力为 ,物块浸没在液体中排开液体的体积为 。(均用题中所给字母表示)
20.(2025•樟树市校级模拟)如图是琦航同学去龙虎山研学时拍摄的风景,竹筏载着游客漂浮在水面上,受到水 的浮力,此时竹筏的重力 (选填“大于”“小于”或“等于”)其排开水的重力。
21.(2025•红谷滩区校级模拟)2024年3月7日,圆满完成中国第40次南极考察任务的“雪龙2”号,在南极秦岭站载上考古队员,启程返回中国,如图所示,“雪龙2号”搭载了科考人员后舰体略 (选填“上浮”或“下沉”)一些,“雪龙2号”科考船水下部分距离海面深9m处承受海水产生的压强为 Pa(ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)。
22.(2025•九江校级一模)随着“一带一路”海外贸易的拓展,满载商品的货船从内河驶向大海,如图所示,在此过程中,货船受到的浮力 ,船体将 (选填“上浮”或“下沉”)一些。
23.(2025•袁州区校级三模)如图所示,将同一只密度计分别放入甲、乙两种液体中。请你根据图中的现象分析判断:ρ甲 ρ乙,若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m甲、m乙,m甲 m乙(两空均选填“>”“=”或“<”)。
24.(2025•上饶三模)如图所示,将乒乓球按压到水面下20cm深度处,松开手后乒乓球加速上升,在乒乓球没有露出水面之前,乒乓球上下表面受到水的压力差 ,乒乓球受到水的压强 。(均填“增大”“减小”或“不变”)
25.(2025•江西模拟)如图所示,水槽中有四个体积相同质量不相同的A、B、C、D的物块,其中物块C粘在水槽壁上。则物块B所受到的重力比物块D所受到的 ,物块C (填“有”或“没有”)浮力。
26.(2025•永修县校级模拟)如图所示,A、B两物块以不同方式组合,分别静止在甲、乙两种液体中,由此可判断ρ甲 ρ乙;若A物块在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙,则F甲 F乙.(均选填“>”、“<”或“=”)
四.实验探究题(共12小题)
27.(2025•永修县模拟)小明同学按如图所示步骤,探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)如图甲所示,金属块的重力为 N;在丁图中,金属块受到浮力为 N;
(2)通过比较步骤甲、乙、丙可以得出结论:同种液体中,金属块受到的浮力大小与排开液体 有关;通过比较步骤甲、丙、丁可以得出结论:同种液体中,金属块受到的浮力大小与浸没在液体中的 无关;
(3)小明又做了如图己的实验,若满足关系式:F1﹣F3= ,则验证了“阿基米德原理”;浸入液体中的金属块所受的浮力的大小等于金属块排开液体所受的 的大小。若将金属块换成可以漂浮在水面的木块进行实验,则 (选填“能”或“不能”)验证阿基米德原理。
28.(2025•萍乡二模)小西和同学们利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材,做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验,进行了如图所示的操作。
(1)由 两图得出物块所受浮力F浮=1N,再由另外两图得出物块排开液体所受重力G排=1N,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
(2)为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的是( )(选填字母)。
A.用原来的方案和器材多次测量求平均值
B.将物块换成小石块,用原来的方案再次进行实验
(3)小组同学经过交流、评估和反思后,得出实验步骤的最佳顺序是 。
(4)根据实验数据,还可以计算出物块的密度ρ= kg/m3(g取10N/kg)。
29.(2025•南城县一模)小明在厨房帮妈妈煮饺子,发现饺子刚入锅时沉在水底,一段时间后会鼓起来,煮熟后漂浮在水面上。小明猜想,物体受到的浮力大小可能与它排开液体的体积有关,于是设计实验进行探究。如图,他把适量沙子装入气球,并充入少量空气,制成一个“饺子”进行了如下实验。实验中充入“饺子”的空气质量忽略不计。
(1)弹簧测力计是物理实验中常用的测量工具,该实验前应在 方向调零,如图甲所示,该测力计的分度值是 N,用弹簧测力计测出“饺子”的重力G= N;
(2)如图乙所示,将“饺子”浸入水中,“饺子”沉底,它受到的浮力F乙与其重力G的大小关系为F乙 G;(填“>”“<”或“=”)
(3)用测力计把“饺子”竖直拉离水底,在水中静止,测力计的示数如图丙所示,它受到的浮力F丙= N;
(4)向“饺子”中充入适量空气,使其体积变大再浸入水中,测力计的示数如图丁所示,此时它受到的浮力为F丁,则F丁与F丙的大小关系为F丁 F丙;(填“>”“<”或“=”)
(5)向“饺子”中充入更多的空气,浸入水中,“饺子”排开水的体积更大,最终漂浮在水面上,如图戊所示。至此,小明验证了自己的猜想,即物体受到的浮力大小与它排开液体的体积有关,且排开液体的体积越大,所受浮力越 。
30.(2025•余干县校级模拟)在学习了“防溺水安全宣传片”后,某中学物理学习小组进行了一些讨论。
【问题】“浮力大小跟哪些因素有关呢?同学们提出了以下猜想:
猜想一:浮力的大小是否跟物体浸在液体中的体积有关
猜想二:浮力的大小是否跟液体的密度有关
猜想三:浮力的大小是否跟物体浸没在液体中的深度有关
【证据】为了验证上述猜想,学习小组在实验室选取器材,进行了如图所示的实验:
(1)由弹簧测力计示数变化可知,金属块全部浸没在水中所受的浮力大小为 N。
(2)分析图B和图C,随着物体浸入水中的体积越来越大,物体受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”),可以验证猜想 (选填“一”、“二”或“三”)是正确的。
【解释】比较图中全部实验步骤,得出的结论是:浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”)。
【交流】
(1)分析图B,金属块的下表面受到的水的压力为 N;在图D中金属块的下表面所受液体压强 (选填“大于”、“小于”或“等于”)在图E中所受液体的压强。
(2)为了使实验效果更明显,实验中的金属块,应选择 。(已知ρ铜>ρ铝)
A.20cm3的铜块
B.20cm3的铝块
C.10cm3的铜块
D.10cm3的铝块
31.(2025•渝水区校级一模)如图所示是“探究影响浮力大小的因素”的实验过程及数据。
(1)当物体逐渐浸入水中,水对物体底面的压强将逐渐变 ;
(2)比较图1、2、3中弹簧测力计的示数,可探究浮力的大小与物体 有关;
(3)比较图1、3、4中弹簧测力计的示数,可探究浮力的大小与物体浸没在液体中的 无关;若慢慢松手使物体沉入杯底时,物体受到的浮力为 N。
(4)比较图1、4、5中弹簧测力计的示数,可以计算出浓盐水的密度是 kg/m3;(g取10N/kg,ρ水=1×103J/kg)
(5)小明由图2、5所示实验,他就得出物体受到的浮力大小与液体的密度有关的结论。他的分析过程是 (选填“正确”或“错误”)的,你判断的理由是 。
32.(2025•永修县三模)亲爱的同学们,请你用学过的知识回答下列问题
(1)如图1所示的两个弹簧测力计,现要测量一个重约2.6N的物体应该选用 (选填“A”或“B”)更好
(2)如图2所示,小明在做“探究阿基米德原理实验”时,其操作步骤如下
A.用弹簧测力计测出石块的重力
B.用大烧杯装满水,把石块浸没在水中,排出的水用小桶装着,并记下弹簧测力计的示数
C.他再用弹簧测力计测出装有被排出水的小桶的总重力
①根据上述步骤,小明的实验过程漏了一步,你认为应补充如下 。
②通过实验,小明测量出浮力和物体排开液体所受的重力的大小,进行比较就可以得出结论 (用式子表示)
(3)小华在探究影响滑动摩擦力大小因素时,用如图3所示方式测定滑动摩擦力的大小,这样操作的错误是拉力的方向 ,纠错误后,拉动弹簧测力计使木块做 运动,这样做的目的是使拉力和摩擦力成为一对 ,若在木块上再放一个砝码,则木块运动时受到的滑动摩擦力将 (选填“变大”或“不变”)。
33.(2025•景德镇模拟)小明收到的新年礼物是一个蛇年的小饰品,他用小饰品做了以下实验。
(1)如1图和题2图,小饰品底座的长度是 cm,质量是 g;
(2)小明想测量小饰品的密度,发现小饰品放不进量筒,改用如4图所示方法测体积。
①往烧杯中加入适量水浸没小饰品,在水面到达的位置上做标记,然后取出小饰品;
②往量筒装入80mL的水,然后将量筒的水倒入烧杯中,让水面到达标记处,量筒里剩余水的体积如3图,为 mL;
③计算出小饰品的密度ρ为 g/cm3(保留一位小数);
(3)善于思考的小明同学又利用家里的电子秤来测量泡沫块的密度,其步骤如下:
①在底部安装有定滑轮的圆柱形容器中加入适量的水,静止在水平电子秤上(如图A所示),电子秤的示数m1=2kg;
②把一块不吸水的泡沫块放入水中(如图B所示),电子秤的示数m2=2.2kg;
③用细线绕过定滑轮竖直向上拉动泡沫块,使泡沫块浸没在水中静止(如图C所示),电子秤的示数为1.4kg;
根据实验数据得出图B中泡沫块受到的浮力为 N,图C中泡沫块受到的浮力为 N,图泡沫块的密度为 kg/m3。(g=10N/kg)
34.(2025•浔阳区校级二模)小强利用弹簧测力计、铁块、溢水杯等器材按照如图所示,探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)以上探究步骤中,甲、乙、丙、丁最合理的操作顺序是 ;
(2)铁块浸没于水后受到的浮力F浮为 N。测出铁块排开水所受的重力G排可发现:F浮 G排(填“>”“=”“<”),由此得出阿基米德原理;
(3)按最合理的实验步骤进行操作,下列因素会影响实验结果的是 ;
A.溢水杯内未盛满水
B.小桶内原来有少量水
C.铁块未浸没在水中
(4)实验结束后,小芯同学将实验装置改成了如图戊所示,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、薄塑料桶(质量忽略不计)。向下调节水平横杆,从重物下表面与水面接触开始到浸没于盛满水的溢水杯中的过程中,观察到A的示数逐渐 (选“变大”“不变”“变小”),说明:在液体的密度一定时,物体排开的液体越多, ,实验装置改进后的优点是: 。(写出一个即可)。
35.(2025•上饶三模)小平同学按如图1所示的步骤做“探究浮力大小与哪些因素有关”实验。
(1)通过比较步骤甲、乙、丙可以得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小与物体排开液体的 有关;比较步骤甲、 、丁可以得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;比较甲、丁、 可以探究浮力大小与液体密度的关系。
(2)若完成实验后,小平发现整个实验中弹簧测力计都忘记了校零,则测得物体浸没在水中受到的浮力与真实值相比 (填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(3)用弹簧测力计拉着物体从水面缓慢浸入水中,根据实验数据描绘的弹簧测力计示数F随物体浸入深度h变化的关系图像如图2所示,其中最符合实际的是 (填字母)。
(4)小平又做了图3所示的实验,图中的四个实验步骤(A、B、C、D)的最佳顺序是 。若弹簧测力计的示数F1、F2、F3和F4的大小关系为 ,则验证了“阿基米德原理”:浸入液体中的物体所受的浮力的大小等于物体排开液体所受的重力的大小。
36.(2025•安远县校级模拟)小华同学在探究“影响物体浮沉的因素”时,实验过程如下:
【设计实验】
方案一:如图甲所示,先在塑料瓶外缠上一些铅丝,然后装入适量的水,使塑料瓶则好能在水中处于悬浮状态。再用夹子夹住管口,用注意器向外抽气时,你会观察到塑料瓶将 (选填“上浮”、“下沉”或“仍悬浮”),这是由于向外抽气时塑料瓶的体积 ,使塑料瓶受到的浮力 。(以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
方案二:把甲图中的夹子取掉,在塑料瓶内装入适量的水,使瓶在水中刚好处于悬浮状态,如图乙所示。当用注射器向瓶内充气时,塑料瓶将 (选填“上浮”、“下沉”或“仍悬浮”)。这是因为向瓶内充气时,瓶内的水将 (选填“增多”、“减少”或“不变”),而瓶子受到的浮力 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【交流评估】
(1)方案一中如果采用玻璃瓶是否可以? ,因为 。
(2)鱼在水中的浮沉与 所展示的原理相同;而潜水艇在水中的浮沉与 所展示的原理相同。(以上两空增选填“方案一”或“方案二”)
(3)从上述实验可以发现,实现浮沉的方法有两种:一是改变物体的 ,二是改变物体的 。
37.(2025•江西模拟)某实验小组制作了如图1所示的探头进行了液体压强和浮力的综合探究。
(1)实验时的情形如图所示,比较甲图和乙图,可以探究 的关系,比较甲图和 图,可以初步得出结论:液体内部压强与液体的密度有关。
(2)该实验小组用弹簧测力计挂着此探头继续探究:
①他们先向溢水杯中注水,直到溢水口水流出时停止加水,最后溢水杯中的水面恰好与溢水口相平。
②用细线悬挂在弹簧测力下的探头刚好浸没于水中,如图丁所示,此时弹簧测力计的示数为0.6N,溢出的水全部流入小量筒中,此时探头所受到的浮力大小为 N(g取10N/kg)。
③探头从丁图位置不断缓慢往下放(未触底之前),排开水的质量将会 (填“变大”“变小”或“不变”),弹簧测力计的示数将会 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)根据上面的探究,在图2中粗略画出F浮﹣h的图像。
38.(2025•安远县模拟)小飞利用电子秤、柱形玻璃杯(质量为50g,内底面积为50cm2)、长方体木块、水、盐水、长细针(质量和体积忽略不计)、抹布进行浮力与密度相关知识的探究。他的主要步骤如下,对应实验操作的简易示意图如图所示:
①向柱形玻璃杯内倒入适量的水,电子秤示数如图A所示。
②将木块放入柱形玻璃杯的水中漂浮,电子秤示数如图B所示。
③用长细针将木块缓慢压入水中静止,木块在不同位置时电子秤的示数分别如用C、D、E所示。
④向玻璃杯内倒入适量的盐水,电子秤示数如图F所示。
⑤用长细针将木块缓慢压入盐水中静止,电子秤的示数如图G所示。
(1)根据如图A、B、C、D、E中电子秤的示数,可以得出浸在液体中的物体受到浮力的大小与 有关;根据如图中E和F、G中电子秤的示数,可以得出物体受到液体浮力的大小还与 有关。
(2)根据上述实验步骤,可以得出木块的质量为 g,如图E中木块排开水的体积为 cm3。
(3)如图G中,木块受到盐水的浮力为 N。盐水的密度为 g/cm3,长细针对木块的压力为 N,盐水对玻璃杯底的压强为 Pa。
(4)由于该木块材质较为疏松,被压入水中时会吸水,则根据如图A、B、E中电子秤的示数计算出的木块密度将比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。为了缩小上述偏差,小飞进行了如下操作:在图E的操作后,将木块取出,用抹布快速擦干木块表面的水分后放在电子秤上,记录电子秤示数如图H所示,由此可以计算出木块密度较为准确的结果为 g/cm3。
五.解答题(共3小题)
39.(2025•江西模拟)如图所示,“潜龙三号”是我国自主研制的潜水器,长3.5m,高1.5m,平均宽度约1m,体积约6m3,最大下潜深度为4000m,体型像“小丑鱼”。在首次海试中:(ρ海水取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)求潜水器下潜至3900m深处时受到海水的压强;
(2)求潜水器浸没时受到海水的浮力;
(3)如果此潜水器下潜到4000m以下的海底,潜水器与水底紧密接触,请你分析将会造成什么后果。
40.(2025•樟树市校级模拟)南野物理学习小组做“探究物体所受浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验时,如图所示进行相关步骤:先测出物块的重力,如图甲所示,再将物块缓慢浸入装满水的溢水杯中,不碰到容器底和容器壁,当物块完全浸没后,弹簧测力计示数如图乙,小桶中溢出水的深度为10cm。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)请回答:
(1)在物块缓慢浸入水中的过程中,电子秤的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)完全浸没后,物块所受的浮力是多少?
(3)图乙中,小桶的桶底受到的水的压强是多少?
41.(2025•安远县校级模拟)为了实现全球贸易一体化的设想,跨海铺设通讯光缆已经开始启动,我国自主研制的深海光缆技术处于世界领先水平,而海底光缆的重要技术指标之一是能够承受几百个至几千个大气压的水压。现已知海水的密度ρ海水=1.03×103kg/m3,取g=10N/kg。求:
(1)当光缆铺设在大海4000m深处时,它受到的海水压强是多少?
(2)若某光缆接线盒是长、宽、高分别为0.5m、0.4m、0.3m的长方体,它能悬浮在海水的任意深度处,则这个接线盒所受重力是多少?
(3)请你在虚框内画出光缆接线盒悬浮在海水的任意深度处时受力示意图。
六.计算题(共11小题)
42.(2025•萍乡二模)如图甲所示,水平放置的长方体容器中水深16cm,用细线将沉在容器底的圆柱体物块竖直向上匀速提升。从物块刚刚离开容器底到拉出水面的过程中,拉力F与物块下表面到容器底的距离h的关系如图乙所示(细线的质量、体积及物块带走的水均忽略不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)物块浸没在水中时受到的浮力;
(2)圆柱体的体积;
(3)物块取出后,水对容器底的压强。
43.(2025•抚州模拟)小明和几个同学一起去公园坐游船,如图所示,船身长405cm,宽150cm,高170cm,该船满载时,船和人的总质量为450kg,最大行驶速度为5.4km/h,求:(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)游船以最大速度行驶30min,通过的路程为多少?
(2)船底距水面0.5m深处所受水的压强为多少?
(3)船满载时,船和人的总重力为多少?
(4)船满载时所受浮力为多少?
44.(2025•樟树市校级模拟)如图所示,底面积为300cm2的圆柱形容器内盛有一定量的水,将一个重力为9N的木块A放入水中,再将另一个重力为3N的合金块B放在木块A的正上方,此时木块A恰好有45的体积浸入水中。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)求木块A受到的浮力大小;
(2)求木块A的密度;
(3)若取走合金块B,则水对容器底部压强的变化量为多少?
45.(2025•赣州一模)赣南的特产——脐橙,它香甜多汁,闻名世界。小涵在洗脐橙时发现脐橙静止时会漂浮在水面上,于是小涵把脐橙轻轻放入盛满水的玻璃容器中,如图所示。此时脐橙底部浸入水中的深度为5cm,它排开水的质量为180g。用牙签按压脐橙刚好浸没,排开水的质量增至200g(g取10N/kg,ρ水=1.0g/cm3),忽略牙签浸入水中的体积。求:
(1)脐橙底部受到水的压强;
(2)脐橙的质量;
(3)脐橙的密度。
46.(2025•江西模拟)如图所示的是我国自主研发的某型号导弹驱逐舰,它满载时的排水量为7.5×106kg(指装满货物时排开水的质量),海水的密度取ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)该导弹驱逐舰满载时排开海水的重力;
(2)该导弹驱逐舰水下5m处舰体受到的压强;
(3)该导弹驱逐舰满载时,其排开海水的体积V排。
47.(2025•九江一模)如图甲所示为一款常见的酒提子(竹酒舀),模型如图乙所示,外底面积为60cm2、高度为10cm,空酒壶的重力为3.6N,底面积为300cm2,现将酒提子缓慢竖直放入装有20cm深酒的酒壶中,如图丙所示,酒提子手柄上的力的大小与酒提子相对酒壶下降的高度h降的关系如图丁所示(酒不溢出),ρ酒=0.9×103kg/m3,g=10N/kg。
(1)酒壶中酒的质量;
(2)装酒后酒壶对水平地面产生的压强;
(3)丁图中酒提子手柄上的力的大小为0时,酒壶中酒的深度为多少cm?(结果保留两位小数)
48.(2025•上饶模拟)如图甲所示,用弹簧测力计悬挂一实心物块,从盛水的烧杯上方某一高度匀速下降,直至浸没于水中并继续匀速下降(物块未与烧杯底接触)。物块下降过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙所示。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
求:
(1)物块的质量;
(2)物块完全浸没在水中受到的浮力;
(3)物块的体积;
(4)物块刚好完全浸没时,水对物块下表面的压强。
49.(2025•吉水县二模)小华按图示的步骤进行探究浮力的实验,在弹簧测力计下悬挂一个金属球,弹簧测力计的示数如图甲所示,将金属球浸没在水中,弹簧测力计的示数如图乙所示,圆柱形烧杯内水面上升了2cm且水未溢出。已知ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg,请计算:
(1)金属球浸没在水中受到的浮力;
(2)金属球的体积;
(3)烧杯的底面积。
50.(2025•南昌模拟)我国自主研制的“奋斗者”号深海载人潜水器,其潜水深度可达10909m,这个数字刷新了中国载人深潜的记录。若某潜水器的空载质量为36t(其中包含8t配重,以方便潜水器下潜),体积是30m3(g取10N/kg,不考虑潜水器体积和海水密度的变化,海水的密度取1.05×103kg/m3)求:
(1)当潜水器底部到达10000m深度时,其底部受到海水的压强;
(2)该潜水器空载时的重力;
(3)该潜水器完全潜入海水中时受到的浮力;
(4)该潜水器空载并抛掉8t配重后,漂浮在海面时受到的浮力。
51.(2025•安远县校级模拟)2011年11月30日,我国首艘高速客轮“海峡号”从福建平潭前往台湾台中市,开辟了“小三通”的第二条通道。平潭距离台中约Skm,单程航行约th。如果客轮行驶速度为n节(即n海里/h),则:
(1)每1海里相当于多少km?
(2)如果该客轮的排水量为1800t,则其在海里航行时受到的浮力为多大?它从海里行驶到河里是上浮些还是下沉些,为什么?(ρ海水>ρ河水)
52.(2025•吉安模拟)如图所示,将边长为20cm的正方体放入水中,正方体浸入水中的深度为10cm,已知水的密度为1×103kg/m3,g=10N/kg。求:
(1)水对正方体下表面的压强;
(2)正方体受到的浮力;
(3)正方体的密度。
考点10 浮力
参考答案与试题解析
一.选择题(共2小题)
二.多选题(共13小题)
一.选择题(共2小题)
1.(2025•浔阳区校级二模)水平桌面上两个完全相同的烧杯中分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的小球A、B分别放入两烧杯中,当两球静止时,两液面高度相同,球所处的位置如图所示,则有关液体的密度、液体对烧杯底的压强、浮力以及排开液体的重力,说法正确的是( )
A.甲、乙两种液体的密度大小关系为ρ甲<ρ乙
B.甲、乙两种液体对烧杯底的压强大小关系为p甲>p乙
C.两小球所受浮力的大小关系为FA>FB
D.两小球排开液体的重力大小关系为GA<GB
【答案】B
【解答】解:AB、由于A球漂浮,B球悬浮,根据物体的浮沉条件可知ρ甲>ρ球,ρ乙=ρ球,则两种液体的密度大小关系是ρ甲>ρ乙,且两烧杯中液面相平即h甲=h乙,根据液体压强的计算公式p=ρgh可知,两种液体对烧杯底的压强的大小关系为p甲>p乙。故A错误、B正确。
CD、由图可知,A球漂浮,B球悬浮,所以根据浮沉条件可知,两球受到的浮力都等于各自的重力,由于两个小球是相同的,重力相等,所以两球所受浮力的大小关系:FA=FB=G;根据阿基米德原理可知,排开液体重力:GA=FA,GB=FB,所以GA=GB。故CD错误;
故选:B。
2.(2025•余江区一模)如图所示,四个体积相同而材料不同的小球甲、乙、丙、丁分别静止在不同深度的水里。以下说法正确的是( )
A.甲球所受浮力最大
B.乙球所受浮力最小
C.丙、丁球所受浮力相等
D.丁球不受浮力
【答案】C
【解答】解:四个小球的体积相同,分别静止在不同深度的水里,
由图可知,它们排开水的体积关系为V排甲<V排乙<V排丙=V排丁,
由F浮=ρgV排可知,它们受到的浮力关系为F甲<F乙<F丙=F丁,
所以,甲球所受浮力最小,其次是乙,丙丁两球所受浮力相等且最大,故ABD错误、C正确。
故选:C。
二.多选题(共13小题)
(多选)3.(2025•南昌一模)某同学在家帮忙做家务时,将土豆和茄子放在水池里清洗,茄子浮在水面而土豆沉底,如图所示。关于上述情景,下列说法正确的是( )
A.茄子的密度一定小于土豆的密度
B.茄子受到的浮力一定大于土豆受到的浮力
C.水堵头受到水的压力,但没有受到水的浮力
D.茄子底部受到水的压强小于土豆底部受到水的压强
【答案】ACD
【解答】解:A.茄子漂浮,密度小于水的密度,土豆沉底,密度大于水的密度,故茄子的密度一定小于土豆的密度,故A正确;
B.根据阿基米德原理知,浮力大小与排开液体的体积和液体密度有关,都是水,但排开液体的体积无法比较,故浮力不好比较;故B错误;
C.水堵头受到水的压力向下,由于下表面没有向上的压强,故没有受到水的浮力,故C正确;
D.茄子底部的深度比土豆底部小,底部受到水的压强小于土豆底部受到水的压强,故D正确。
故选:ACD。
(多选)4.(2025•瑞昌市三模)水平桌面上两个底面积、质量相同的甲、乙容器中分别盛有两种不同的液体。将两个完全相同的小球分别放入两容器中,两球静止时的状态如图所示,两容器内液面相平。下列分析正确的是( )
A.两容器中小球所受浮力相等
B.乙容器中,小球受到的浮力小于其受到的重力
C.甲容器底部受到液体的压强更小
D.两容器对水平桌面的压力相等
【答案】AC
【解答】解:AB.甲容器中的小球处于悬浮状态,故F浮甲=G,乙容器中的小球处于漂浮状态,故F浮乙=G,由于两容器中的小球完全相同,故两小球所受浮力相等,故A正确,B错误;
C.根据浮沉条件知,甲液体的密度等于球的密度,乙液体的密度大于球的密度,可知ρ甲<ρ乙,根据题意知两容器内液面相平,即深度相同,由液体压强公式p=ρgh可得,甲容器底部受到液体的压强更小,故C正确;
D.根据水平面上的压力等于总重力,由于两容器的质量、两小球的质量相同,但ρ甲<ρ乙,乙容器中的液体体积大于甲容器中的液体体积,根据G=mg=ρVg可知甲的重力较小,故F1<F2,由于力的作用是相互的,故甲容器对水平桌面的压力小于乙容器对水平桌面的压力,故D错误;
故选:AC。
(多选)5.(2025•南昌三模)把一个材质均匀的正方体,分别投入A、B、C三种液体中,静止后的状态如图所示,下列说法正确的是( )
A.在A液体中正方体受到浮力最大
B.三种液体中C液体密度最接近正方体的密度
C.三种液体中的A密度最大
D.C液体烧杯对地面压强最大
【答案】BC
【解答】解:A、根据图示可知,正方体在A、B、C三种液体中都处于漂浮状态,受到的浮力都等于自身的重力,所以正方体在三种液体中受到的浮力是相同的,故A错误;
BCD、由图中可以看出,物体排开液体的体积最小的是在A中,其次是B、C;因为所受浮力相等,根据公式F浮=ρgV排可知,排开液体的体积越大,这种液体的密度越小,所以液体密度最小的是C,其次是B,容器完全相同,两个正方体完全相同,则重力相同,容器液面相平,由图知液体的体积VA>VB>Vc,且ρ液A>ρ液B>ρ液c,所以由ρ=mV可知,容器内液体的质量mA>mB>mC,由G=mg可知,液体的重力GA液>GB液>GC液,则容器及容器内液体和物体的总重力GA>GB>GC,因为容器对桌面的压力等于容器内液体和物体的总重力,所以容器对桌面的压力FA>FB>FC,由p=FS可知,A液体烧杯对地面压强最大,故BC正确,D错误。
故选:BC。
(多选)6.(2025•永修县模拟)中国人自古就有“上天入海”的梦想,随着国家科技的飞速发展,这些梦想正在一步步变为现实。对于如图所示的“国之重器”的分析,其中正确的是( )
A.甲图,AS700飞艇中充入气体的密度大于空气的密度
B.乙图,093型核潜艇在浮出水面过程中,受到的浮力变小
C.丙图,C919客机升空时,机翼上方空气的流速大,压强小
D.丁图,“山东号”航母上的舰载机起飞后,航母受到的浮力不变
【答案】BC
【解答】解:A、甲图,AS700飞艇中充入气体的密度小于空气的密度,这样可使飞艇受到的浮力大于自身重力而升空,故A错误;
B、乙图,093型核潜艇在浮出水面过程中,根据F浮=ρgV排可知,V排变小,所以受到的浮力变小,故B正确;
C、丙图,C919客机升空时,机翼上方空气的流速大、压强小,故C正确;
D、丁图,“山东号”航母上的舰载机起飞后,航母的总重力减小,受到的浮力变小,故D错误。
故选:BC。
(多选)7.(2025•九江校级一模)将两个实心小球a、b,轻放入两个装有不同液体的相同容器中,最后静止处于如图所示状态,此时两液面高度相同,a球质量比b球大,则下列判断正确的是( )
A.小球所受浮力Fa=Fb
B.小球所受浮力Fa>Fb
C.液体对容器底部压强p甲>p乙
D.液体对容器底部压强p甲<p乙
【答案】BC
【解答】解:AB、a球质量比b球大,根据G=mg可知a球重力比b球大,且a球漂浮,b球悬浮,结合F浮=G可知,小球所受浮力的关系为Fa>Fb,故A错误,B正确;
CD、由图可知,a球排开液体的体积小于b球排开液体的体积,即Va排<Vb排,且浮力的关系为Fa>Fb,
根据F浮=ρ液gV排可知ρ甲一定大于ρ乙,且两液面高度相同,由p=ρgh知液体对容器底部压强的关系为p甲>p乙,故C正确、D错误。
故选:BC。
(多选)8.(2025•余江区二模)关于如图所示的情景,下列说法错误的是( )
A.图甲,“天宫课堂”中展示的乒乓球没有浮起来,是因为受到的浮力太小了
B.图乙,浸在液体中的物体受到的浮力是垂直向上的
C.图丙,阿基米德原理只适用浸没在液体中的物体
D.图丁,密度计是根据在不同液体中受到的浮力大小相等来测量液体密度
【答案】ABC
【解答】解:A.太空中处于失重状态,“天宫课堂”中展示的乒乓球不会受到水的浮力作用,所以没有浮起来,故A错误;
B.浸在液体中的物体受到的浮力方向是竖直向上的,故B错误;
C.阿基米德原理不仅适用于浸在液体中的物体,也适用于浸在气体中的物体,故C错误;
D.用密度计测量液体的密度时,密度计总是漂浮在液面上的,故浮力等于其重力,因此密度计是根据在不同液体中受到的浮力大小相同来测量液体密度的,故D正确。
故选:ABC。
(多选)9.(2025•渝水区校级模拟)物理与日常生活、工程实践密切相关,下列分析正确的是( )
A.飞机受到升力,是因为机翼上下表面空气的流速不同
B.轧路机使用大滚筒,是为了增大受力面积,减小压强
C.轮船是利用空心的办法来增大所受的浮力的
D.机器的轴上安装滚动轴承,是为了减少摩擦
【答案】ACD
【解答】解:A.飞机受到升力,是因为机翼上下表面空气的流速不同,上方凸起使得流速加快,压强减小,产生向上的升力,故A正确;
B.轧路机使用大滚筒,是通过增大压力,增大压强,故B错误;
C.轮船能漂浮在水面上就是采用空心的方法,可以使排开水的体积增大,从而增大浮力,使密度大于水的钢铁能漂浮在水面上,故C正确;
D.在机器的轴上安装滚动轴承,是用滚动代替滑动来减小摩擦力,故D正确。
故选:ACD。
(多选)10.(2025•景德镇模拟)如图所示,放在水平桌面上的甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有三种不同的液体,将三个完全相同的长方体A分别放入三种液体中,静止时三个容器的液面恰好相平。则下列判断不正确的是( )
A.物体A受的浮力F甲浮=F乙浮=F丙浮
B.容器对桌面的压力F甲<F乙<F丙
C.液体的密度ρ甲>ρ乙>ρ丙
D.液体对容器底的压强p甲<p乙=p丙
【答案】CD
【解答】解:ACD、根据图示可知,甲悬浮,乙、丙漂浮,所以其所受的浮力与其自身的重力相等,故F甲浮=F乙浮=F丙浮,由图可知,物体排开的液体的体积关系为:V甲>V乙>V丙;根据阿基米德原理可知,ρ甲<ρ乙<ρ丙,并且液体的深度相同,因此由p=ρgh可知,丙容器底所受的压强最大,其次是乙,再次是甲,故液体对容器底的压强:p甲<p乙<p丙,故A正确,CD错误;
B、根据图示可知,三个容器中液面的高度相同,甲中物体排开液体的体积最大,丙中物体排开液体的体积最小,所以丙中液体最多,由C知丙液体的密度最大,由m=ρV知丙液体的质量最大,且三个物体和容器相同,由F=G=mg可知,丙容器对桌面的压力最大,其次是乙,最小的是甲,故容器对桌面的压力F甲<F乙<F丙,故B正确。
故选:CD。
(多选)11.(2025•渝水区模拟)中国人自古就有“上天入海”的梦想,随着国家科技的飞速发展,这些梦想正在一步步变为现实。对于如图所示的“国之重器”的分析,其中不正确的是( )
A.甲图,AS700飞艇中充入气体的密度等于空气的密度
B.乙图,093型核潜艇在浮出水面过程中,受到的浮力不变
C.丙图,C919客机升空时,机翼上方空气的流速大,压强大
D.丁图,航母山东舰上的舰载机起飞后,航母受到的浮力变小
【答案】ABC
【解答】解:A.甲图,AS700飞艇中充入气体的密度小于空气的密度,根据密度大小与浮沉的关系可知:ρ气体<ρ空气,飞艇受到的浮力大于自身重力而上浮升空,故A错误;
B.乙图,093型核潜艇在浮出水面过程中,核潜艇排开海水的体积变小,海水的密度不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知:核潜艇受到的浮力变小,故B错误;
C.丙图,飞机机翼上表面弯曲,上表面空气流动速度快,根据流体压强与流速的关系可知:上表面空气压强小,即C919客机升空时,机翼上方空气的流速大,压强小,故C错误;
D.丁图,航母山东舰在水面上航行时处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知:航母受到的浮力大小等于航母自身的重力;因航母山东舰上的舰载机起飞后,航母的重力变小,则航母受到的浮力变小,故D正确。
故选:ABC。
(多选)12.(2025•永修县三模)055型驱逐舰是我国自主研制的第一款排水量超过万吨的主力驱逐舰,满载时吃水深度为8m,满载排水量可达12000t(海水密度取1.0×103kg/m3)。下列说法正确的是( )
A.驱逐舰在海上航行时受到的浮力大于重力
B.驱逐舰满载时,受到的浮力为1.2×108N
C.舰载直升机起飞后,驱逐舰会下沉一些
D.驱逐舰满载航行时,海水对舰底的压强为8×104Pa
【答案】BD
【解答】解:A、驱逐舰在海上航行时处于漂浮状态,所受到的浮力等于它的总重力,故A错误;
B、驱逐舰满载时受到的浮力F浮=G排=m排g=12000×103kg×10N/kg=1.2×108N,故B正确;
C、舰载直升机起飞后,驱逐舰的总重力变小,且仍漂浮,根据F浮=G可知所受的浮力变小,根据F浮=ρ液gV排可知,排开海水的体积变小,舰体会上浮一些,故C错误;
D、驱逐舰满载航行时吃水深度为8m,舰底所受的压强p=ρ海水gh=1×103kg×10N/kg×8m=8×104Pa,故D正确。
故选:BD。
(多选)13.(2025•新余模拟)浮沉条件在日常生活中有广泛的应用,从简单的物体漂浮到复杂的建筑结构设计,都有其独特的用途。下列四幅图中关于浮沉条件的应用说法正确的是( )
A.图甲中密度计测量的液体密度越大,密度计受到的浮力越大
B.图乙中盐水选种时,下沉的种子密度比盐水的密度大
C.图丙中热气球是通过自带的加热器调节气囊中气体的温度来控制升降
D.图丁中古人打捞铁牛时,浮船受到的浮力等于铁牛的重力
【答案】BC
【解答】解:A、密度计是根据物体的漂浮条件来工作的,图甲中密度计测量的液体密度越大,排开液体的体积越小,故A错误;
B、图乙中盐水选种时,下沉的种子密度比盐水的密度大,故B正确;
C、图丙中热气球是通过自带的加热器调节气囊中气体的温度来控制升降,故C正确;
D、图丁中古人打捞铁牛时,船和铁牛的总重等于船和铁牛受到的浮力,故D错误。
故选:BC。
(多选)14.(2025•章贡区三模)下列各种图像与对应的物理知识的描述错误的是( )
A.若图像表示质量与体积的关系,则a的密度大于b的密度
B.图中阴影部分面积表示物体受到的压强
C.描述浮力与排开液体重力的关系,x为排开液体重力,y为浮力
D.物体所受的摩擦力与速度的关系
【答案】BD
【解答】解:A、若题图像表示质量与体积的关系,则由图像可知,a、b两种物质体积相同时,a的质量大于b的质量,由ρ=mV可知,a的密度大于b的密度,故A正确;
B、由图知,横坐标是受力面积,纵坐标是力,图中阴影部分面积为FS,而物体的压强为p=FS,故B错误;
C、根据阿基米德原理,物体的浮力与排开液体重力相等,则排开液体重力增大时,浮力也等比例增大,故C正确;
D、在水平面上滑动的物体所受摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度有关,与速度无关,所以,速度改变时摩擦力大小不变,其图线应该是平行于横轴的直线,故D错误。
故选:BD。
(多选)15.(2025•上饶模拟)水平桌面上放置有甲、乙、丙三个完全相同的圆柱形容器,容器中盛有不同种类的液体,将质量和体积均相同的三个物体A、B、C分别放到甲、乙、丙容器中,静止时的位置如图所示,容器中的液面高度相同。下列判断中正确的是( )
A.三个物体受到的浮力为FA>FB>FC
B.容器中液体的质量为m甲<m乙<m丙
C.液体对容器底部的压强为p甲>p乙>P丙
D.容器对桌面的压力为F甲<F乙<F丙
【答案】BD
【解答】解:A、由题知,物体A、B、C的质量相同,则物体的重力相等;由图可知:A在甲液体中悬浮、B在乙液体、C在丙液体中漂浮,所受到的浮力相等,都等于物体重,故A错误;
B、由图可知:V排甲>V排乙>V排丙,根据F浮=ρ液V排g可知:ρ甲<ρ乙<ρ丙;已知甲、乙、丙三个容器完全相同,液面相平,则液体体积V液=V﹣V排可知:V甲<V乙<V丙,根据m=ρV可知液体的质量为m甲<m乙<m丙,故B正确;
C、由于三容器液面等高,ρ甲<ρ乙<ρ丙,根据p=ρgh可知:p甲<p乙<p丙.故C错误;
D、由于液体的质量为m甲<m乙<m丙,则G甲<G乙<G丙,由于物体A、B、C的重力相等;所以F甲<F乙<F丙,故D正确。
故选:BD。
三.填空题(共11小题)
16.(2025•南城县一模)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同容器,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在两容器中,小球静止时,两容器液面相平,两个小球受到的浮力分别为F1、F2,甲、乙容器底部受到液体的压强分别p1、p2。则F1 = F2,p1 > p2。(以上两空选填“>”,“=”,“<”)
【答案】见试题解答内容
【解答】解:由图可知,甲容器中小球漂浮在液面上,乙容器中小球悬浮在液体中,因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以两个相同的小球在两杯中受到的浮力都等于小球的重力,则:F1=F2;
由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,根据浮沉条件可知,ρ1>ρ球,ρ2=ρ球,所以ρ1>ρ2;
已知两容器中液面相平,且ρ1>ρ2,根据p=ρ液gh可知,甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强,即p1>p2。
故答案为:=;>。
17.(2025•渝水区模拟)将质量为0.5kg的物体,轻轻放入盛满足量水的溢水杯中,溢出0.3kg的水,则此物体受到的浮力是 3 N,该物体在水中静止时处于 沉底” 状态(选填“漂浮”“悬浮”“沉底”)。(g取10N/kg)
【答案】3;沉底
【解答】解:
根据阿基米德原理可知物体受到的浮力:F浮=G排=m排g=0.3kg×10N/kg=3N,
根据重力公式可知物体重力为:G=mg=0.5kg×10N/kg=5N>F浮,
由物体的浮沉条件可知该物体在水中静止时处于沉底状态。
故答案为:3;沉底。
18.(2025•分宜县一模)小明用吸管、铁丝制作了一只简易密度计,将其放入水中时,密度计不能直立,应 增加 (选填“增加”或“减少”)吸管中铁丝质量;改进后,分别用它测量甲、乙两种液体的密度,如图所示,则甲、乙两种液体的密度关系是ρ甲 < ρ乙(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】增加;<。
【解答】解:小明将自制的密度计放入水中,密度计不能直立漂浮,应降低其重心,故需要增加吸管中铁丝质量。
因为密度计在甲、乙两种液体中时,都是漂浮状态,所以F甲=F乙=G,
设密度计的底面积为S,则根据G=F浮=ρ液gV浸,
即有ρ甲gSH=ρ乙gSh
已知H>h,所以ρ甲<ρ乙。
故答案为:增加;<。
19.(2025•瑞昌市三模)如图所示,某物块被细线系在弹簧测力计下,在空气中时,弹簧测力计的示数是F1,浸没在密度为ρ的液体中时,弹簧测力计的示数是F2。物块所受重力与质量之比为g,则物块浸没在该液体中受到的浮力为 F1﹣F2 ,物块浸没在液体中排开液体的体积为 F1-F2ρg 。(均用题中所给字母表示)
【答案】F1﹣F2; F1-F2ρg。
【解答】解:在空气中时,弹簧测力计的示数是重力,即GV=F1,浸没在密度为ρ的液体中时,弹簧测力计的示数是F2。根据称重法测浮力可知,该物块浸没在该液体中受到的浮力F浮=G﹣F拉=F1﹣F2,
根据阿基米德原理,排开液体的体积V排=F浮ρ液g=F1-F2ρg。
故答案为:F1﹣F2; F1-F2ρg。
20.(2025•樟树市校级模拟)如图是琦航同学去龙虎山研学时拍摄的风景,竹筏载着游客漂浮在水面上,受到水 竖直向上 的浮力,此时竹筏的重力 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)其排开水的重力。
【答案】竖直向上;小于。
【解答】解:竹筏载着游客漂浮在水面上,受到水竖直向上的浮力,此时浮力等于人和竹筏的总重力,即人和竹筏的总重力等于竹筏排开水的重力,因而竹筏的重力小于竹筏排开水的重力。
故答案为:竖直向上;小于。
21.(2025•红谷滩区校级模拟)2024年3月7日,圆满完成中国第40次南极考察任务的“雪龙2”号,在南极秦岭站载上考古队员,启程返回中国,如图所示,“雪龙2号”搭载了科考人员后舰体略 下沉 (选填“上浮”或“下沉”)一些,“雪龙2号”科考船水下部分距离海面深9m处承受海水产生的压强为 9.27×104 Pa(ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)。
【答案】下沉;9.27×104。
【解答】解:“雪龙2号”搭载了科考人员后,仍处于漂浮状态,重力变大,受到的浮力变大,由F浮=ρ液V排g得,舰体排开水的体积变大,则舰体略下沉。
“雪龙2号”科考船水下部分距离海面深9m处承受海水产生的压强为p=ρ海水gh=10.3×103kg/m3×10N/kg×9m=9.27×104Pa。
故答案为:下沉;9.27×104。
22.(2025•九江校级一模)随着“一带一路”海外贸易的拓展,满载商品的货船从内河驶向大海,如图所示,在此过程中,货船受到的浮力 不变 ,船体将 上浮 (选填“上浮”或“下沉”)一些。
【答案】不变;上浮。
【解答】解:当内河码头驶向大海,都是漂浮,货轮受到的浮力:F浮=G,因为货轮受到的重力G不变,所以货轮受到的浮力不变;
海水密度大于河水密度,根据F浮=ρ液V排g可知,排开海水的体积小于排开江水的体积,则轮船将上浮。
故答案为:不变;上浮。
23.(2025•袁州区校级三模)如图所示,将同一只密度计分别放入甲、乙两种液体中。请你根据图中的现象分析判断:ρ甲 < ρ乙,若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m甲、m乙,m甲 = m乙(两空均选填“>”“=”或“<”)。
【答案】<;=。
【解答】解:由图知密度计排开液体的体积V排甲>V排乙,由阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知,密度计排开甲液体的体积大,所以甲液体的密度小,即ρ甲<ρ乙。
密度计两次测量中排开甲、乙液体的质量分别为m甲和m乙,由于浮力相同,根据阿基米德原理可知,密度计排开的液体的重力相同,根据G=mg可知,排开的液体的质量也是相同的,即m甲=m乙。
故答案为:<;=。
24.(2025•上饶三模)如图所示,将乒乓球按压到水面下20cm深度处,松开手后乒乓球加速上升,在乒乓球没有露出水面之前,乒乓球上下表面受到水的压力差 不变 ,乒乓球受到水的压强 减小 。(均填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】不变;减小。
【解答】解:浮力产生的原因是物体上下表面受到液体的压力差,乒乓球上浮过程中浮力大小不变,即乒乓球上下表面受到水的压力差不变;
乒乓球在上浮的过程中所处水的深度逐渐减小,受到的水的压强减小。
故答案为:不变;减小。
25.(2025•江西模拟)如图所示,水槽中有四个体积相同质量不相同的A、B、C、D的物块,其中物块C粘在水槽壁上。则物块B所受到的重力比物块D所受到的 重力大 ,物块C 有 (填“有”或“没有”)浮力。
【答案】重力大;有。
【解答】解:(1)由图可知,B处于悬浮状态,D处于漂浮状态,由物体的浮沉条件可知,FB浮=GB,FD浮=GD,由阿基米德原理可知,B排开水的体积大,所以B受到的浮力大于D受到的浮力,即FB浮>FD浮,所以GB>GD,即物块B所受到的重力比物块D所受到的重力大;
(2)由图可知,物块C的上下表面存在压力差,所以物块C有浮力。
故答案为:重力大;有。
26.(2025•永修县校级模拟)如图所示,A、B两物块以不同方式组合,分别静止在甲、乙两种液体中,由此可判断ρ甲 > ρ乙;若A物块在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙,则F甲 > F乙.(均选填“>”、“<”或“=”)
【答案】见试题解答内容
【解答】解:由于AB两物体两次静止时处于漂浮或悬浮状态,所以受到的浮力都等于物体受到的重力,即F浮=G;
由图知,物体AB排开液体的体积:V乙排>V甲排,
由F浮=ρ液gV排可知:ρ甲>ρ乙,
甲乙中A物块在两种液体中都完全浸没,排开液体的体积相同,
根据F浮=ρ液gV排知,甲受到的浮力大于乙受到的浮力,即F甲>F乙。
故答案为:>;>。
四.实验探究题(共12小题)
27.(2025•永修县模拟)小明同学按如图所示步骤,探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)如图甲所示,金属块的重力为 5 N;在丁图中,金属块受到浮力为 4 N;
(2)通过比较步骤甲、乙、丙可以得出结论:同种液体中,金属块受到的浮力大小与排开液体 体积 有关;通过比较步骤甲、丙、丁可以得出结论:同种液体中,金属块受到的浮力大小与浸没在液体中的 深度 无关;
(3)小明又做了如图己的实验,若满足关系式:F1﹣F3= F4﹣F2 ,则验证了“阿基米德原理”;浸入液体中的金属块所受的浮力的大小等于金属块排开液体所受的 重力 的大小。若将金属块换成可以漂浮在水面的木块进行实验,则 能 (选填“能”或“不能”)验证阿基米德原理。
【答案】(1)5;4;(2)体积;深度;(3)F4﹣F2;重力;能。
【解答】解:(1)由图甲可知金属块的重力G=5N,金属块浸没在水中时,受到的浮力:
F浮=G﹣F丙=5N﹣1N=4N;
(2)比较步骤甲、乙、丙排开液体的体积不同,浮力不同,故同种液体中,金属块受到的浮力大小与排开液体的体积有关;
比较步骤甲、丙、丁浸入液体的深度不同,浮力相同,同种液体中,金属块受到的浮力大小与浸没在液体中的深度无关;
(3)物体受到的浮力等于F1﹣F3,排开液体的重力为F4﹣F2,若两者相等既符合阿基米德原理;
阿基米德原理适用于任何受到浮力的物体,只将物体的一部分浸在水中,其它步骤操作正确,则能得到相同的结论。
故答案为:(1)5;4;(2)体积;深度;(3)F4﹣F2;重力;能。
28.(2025•萍乡二模)小西和同学们利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材,做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验,进行了如图所示的操作。
(1)由 甲、乙 两图得出物块所受浮力F浮=1N,再由另外两图得出物块排开液体所受重力G排=1N,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
(2)为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的是( B )(选填字母)。
A.用原来的方案和器材多次测量求平均值
B.将物块换成小石块,用原来的方案再次进行实验
(3)小组同学经过交流、评估和反思后,得出实验步骤的最佳顺序是 丁、甲、乙、丙 。
(4)根据实验数据,还可以计算出物块的密度ρ= 2×103 kg/m3(g取10N/kg)。
【答案】(1)甲、乙;(2)B;(3)丁、甲、乙、丙;(4)2×103。
【解答】解:(1)根据称重法测浮力可知,甲、乙两步骤可计算出物块浸没在水中时受到的浮力F浮=G﹣F=2N﹣1N=1N。
(2)为了得到普遍规律,需要用不同的物体进行多次实验,故选B。
(3)在丁图中,由于有部分水残留在小桶壁上,则测量结果变大,G排结果变小,故实验有误差,为了减小误差,可以先测小桶受到的重力,再测量桶和水一起受到的重力,故合理的步骤为“丁、甲、乙、丙”。
(4)物块的体积为:
V物块=V排=F浮ρ水g=2N-1N1×103kg/m3×10N/kg=1×10-4m3;
根据G=mg得物块的质量为:
m物块=G物块g=2N10N/kg=0.2kg
物块的密度为:
ρ=m物块V物块=0.2kg1×10-4m3=2×103kg/m3。
故答案为:(1)甲、乙;(2)B;(3)丁、甲、乙、丙;(4)2×103。
29.(2025•南城县一模)小明在厨房帮妈妈煮饺子,发现饺子刚入锅时沉在水底,一段时间后会鼓起来,煮熟后漂浮在水面上。小明猜想,物体受到的浮力大小可能与它排开液体的体积有关,于是设计实验进行探究。如图,他把适量沙子装入气球,并充入少量空气,制成一个“饺子”进行了如下实验。实验中充入“饺子”的空气质量忽略不计。
(1)弹簧测力计是物理实验中常用的测量工具,该实验前应在 竖直 方向调零,如图甲所示,该测力计的分度值是 0.2 N,用弹簧测力计测出“饺子”的重力G= 1.6 N;
(2)如图乙所示,将“饺子”浸入水中,“饺子”沉底,它受到的浮力F乙与其重力G的大小关系为F乙 < G;(填“>”“<”或“=”)
(3)用测力计把“饺子”竖直拉离水底,在水中静止,测力计的示数如图丙所示,它受到的浮力F丙= 0.6 N;
(4)向“饺子”中充入适量空气,使其体积变大再浸入水中,测力计的示数如图丁所示,此时它受到的浮力为F丁,则F丁与F丙的大小关系为F丁 > F丙;(填“>”“<”或“=”)
(5)向“饺子”中充入更多的空气,浸入水中,“饺子”排开水的体积更大,最终漂浮在水面上,如图戊所示。至此,小明验证了自己的猜想,即物体受到的浮力大小与它排开液体的体积有关,且排开液体的体积越大,所受浮力越 大 。
【答案】(1)竖直;0.2;1.6;(2)<;(3)0.6;(4)>;(5)大。
【解答】解:(1)重力的方向竖直向下,在实验前,弹簧测力计应在竖直方向调零。
由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.6N,则“饺子”的重力大小G=F示数=1.6N;
(2)根据物体的浮沉条件可知,当物体在液体受到的浮力小于其重力时,物体沉底,因此F乙<G;
(3)由图丙可知,弹簧测力计的示数为1.0N,即拉力的大小F拉1=1.0N,此时“饺子”受到的浮力:
F丙=G﹣F拉1=1.6N﹣1.0N=0.6N;
(4)向“饺子”中充入适量空气,使其体积变大再浸入水中,测力计的示数如图丁所示,拉力大小:F拉2=0.7N,因此此时“饺子”受到的浮力:
F丁=G﹣F拉2=1.6N﹣0.7N=0.9N,
F丁与F丙的大小关系为F丁>F丙;
(5)向“饺子”中充入更多的空气,浸入水中,“饺子”排开的液体体积更大,最终漂浮,说明浮力等于重力,与之前相比,浮力明显增大,由此可知,物体受到的浮力大小与它排开液体的体积有关,液体密度不变时,物体排开液体的体积越大,浮力越大。
故答案为:(1)竖直;0.2;1.6;(2)<;(3)0.6;(4)>;(5)大。
30.(2025•余干县校级模拟)在学习了“防溺水安全宣传片”后,某中学物理学习小组进行了一些讨论。
【问题】“浮力大小跟哪些因素有关呢?同学们提出了以下猜想:
猜想一:浮力的大小是否跟物体浸在液体中的体积有关
猜想二:浮力的大小是否跟液体的密度有关
猜想三:浮力的大小是否跟物体浸没在液体中的深度有关
【证据】为了验证上述猜想,学习小组在实验室选取器材,进行了如图所示的实验:
(1)由弹簧测力计示数变化可知,金属块全部浸没在水中所受的浮力大小为 2.8 N。
(2)分析图B和图C,随着物体浸入水中的体积越来越大,物体受到的浮力 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”),可以验证猜想 一 (选填“一”、“二”或“三”)是正确的。
【解释】比较图中全部实验步骤,得出的结论是:浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度 无关 (选填“有关”或“无关”)。
【交流】
(1)分析图B,金属块的下表面受到的水的压力为 1.4 N;在图D中金属块的下表面所受液体压强 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)在图E中所受液体的压强。
(2)为了使实验效果更明显,实验中的金属块,应选择 A 。(已知ρ铜>ρ铝)
A.20cm3的铜块
B.20cm3的铝块
C.10cm3的铜块
D.10cm3的铝块
【答案】(1)2.8;(2)变大;一;【解释】无关;【交流】(1)1.4;小于;(2)A。
【解答】解:(1)从图甲可知物体的重力为5.8N,从图C可知物体的全部浸没后测力计的示数为3N,根据称重法可知物体浸没在水中所受的浮力大小F浮=G﹣F示=5.8N﹣3N=2.8N;
(2)分析图B和图C可知,液体的密度是相同的,随着物体浸入水中的体积越来越大,物体排开的水的体积变大,弹簧测力计示数越小,根据F浮=G﹣F示可知,物体受到的浮力变大,由此可知,浮力的大小与物体排开的液体的体积有关,即可以验证猜想一是正确的;
【解释】
验证浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度的关系时,需要控制控制物体排开的液体的体积相同,液体的密度相同,深度不同,所以需要对比C和D;由图可知,C和D中弹簧测力计的示数是相同的,说明浮力相同,即浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关;
【交流】
(1)分析图B,金属块的下表面受到的水的压力大小等于物体此时所受浮力,根据称重法可知物体浸在图B水中所受的浮力大小F浮B=G﹣F示B=5.8N﹣4.4N=1.4N;
根据称重法可知物体浸没在D图水中所受的浮力大小F浮D=G﹣F示D=5.8N﹣3N=2.8N;
根据称重法可知物体浸没在E液体中所受的浮力大小F浮E=G﹣F示E=5.8N﹣2.8N=3N;
由此可知,排开液体的体积相同时,E液体密度大,根据p=ρgh可知,深度相同时,在图D中金属块的下表面所受液体压强小于在图E中所受液体的压强;
(2)为了使实验效果更明显,实验中的金属块,应选择密度较大,体积较大的物体,故选A。
故答案为:(1)2.8;(2)变大;一;【解释】无关;【交流】(1)1.4;小于;(2)A。
31.(2025•渝水区校级一模)如图所示是“探究影响浮力大小的因素”的实验过程及数据。
(1)当物体逐渐浸入水中,水对物体底面的压强将逐渐变 大 ;
(2)比较图1、2、3中弹簧测力计的示数,可探究浮力的大小与物体 排开液体的体积 有关;
(3)比较图1、3、4中弹簧测力计的示数,可探究浮力的大小与物体浸没在液体中的 浸没的深度 无关;若慢慢松手使物体沉入杯底时,物体受到的浮力为 1 N。
(4)比较图1、4、5中弹簧测力计的示数,可以计算出浓盐水的密度是 1.1×103 kg/m3;(g取10N/kg,ρ水=1×103J/kg)
(5)小明由图2、5所示实验,他就得出物体受到的浮力大小与液体的密度有关的结论。他的分析过程是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,你判断的理由是 没有控制排开液体的体积相同 。
【答案】(1)大;(2)排开液体的体积;(3)浸没的深度;1;(4)1.1×103;(5)错误;没有控制排开液体的体积相同。
【解答】(1)当物体逐渐浸入水中时,物体底面所处的深度变大,由p=ρgh可知,水对物体底面的压强变大;
(2)比较图1、2、3可知,液体的密度相同,排开水的体积不相同,且排开水的体积越大,弹簧测力计的示数越小,浮力越大,故可以得出在液体密度相同时,物体所受浮力的大小与排开液体的体积有关;
(3)比较图1、3、4可知液体的密度和排开液体的体积都相同,深度不同,弹簧测力计的示数相同,浮力相同,说明物体浸没在液体中时,所受浮力的大小与深度无关;由图1、3、4可知,物体浸没在水中所受的浮力:F浮=G﹣F=8N﹣7N=1N;
(4)根据题意可知,物体在水中和浓盐水中都处于浸没状态,所以V排水=V排盐水=V,
由图1、4可知,物体浸没在水中受到的浮力F浮水=G﹣F1=8N﹣7N=1N,
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体的体积,
由图1、5可知,物体浸没在盐水中受到的浮力F浮盐水=G﹣F2=8N﹣6.9N=1.1N,
由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,盐水的密度;
(5)要探究物体受到的浮力大小与液体的密度有关,需要控制排开液体的体积相同,液体的密度不同,而2、5液体的密度和排开液体的体积都不同,不能探究物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
故答案为:(1)大;(2)排开液体的体积;(3)浸没的深度;1;(4)1.1×103;(5)错误;没有控制排开液体的体积相同。
32.(2025•永修县三模)亲爱的同学们,请你用学过的知识回答下列问题
(1)如图1所示的两个弹簧测力计,现要测量一个重约2.6N的物体应该选用 A (选填“A”或“B”)更好
(2)如图2所示,小明在做“探究阿基米德原理实验”时,其操作步骤如下
A.用弹簧测力计测出石块的重力
B.用大烧杯装满水,把石块浸没在水中,排出的水用小桶装着,并记下弹簧测力计的示数
C.他再用弹簧测力计测出装有被排出水的小桶的总重力
①根据上述步骤,小明的实验过程漏了一步,你认为应补充如下 用弹簧测力计测出小桶的重力 。
②通过实验,小明测量出浮力和物体排开液体所受的重力的大小,进行比较就可以得出结论 F浮=G排 (用式子表示)
(3)小华在探究影响滑动摩擦力大小因素时,用如图3所示方式测定滑动摩擦力的大小,这样操作的错误是拉力的方向 斜向上 ,纠错误后,拉动弹簧测力计使木块做 匀速直线 运动,这样做的目的是使拉力和摩擦力成为一对 平衡力 ,若在木块上再放一个砝码,则木块运动时受到的滑动摩擦力将 变大 (选填“变大”或“不变”)。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)如图A、B所示的两个弹簧测力计,A的量程为0~5N,B的量程为0~10N,要测量一个重约2.6N的物体,应选用A弹簧测力计测量结果更精确;
因为在弹簧的弹性范围内弹簧的伸长跟受到的拉力成正比,所以弹簧秤的刻度是均匀的;
(2)①在测出石块的重力之后,应先用弹簧测力计测出小桶的重力;②当石块浸没后,弹簧测力计的示数减少,这是因为石块受到浮力的作用;
减少的数值恰好等于被排出的水受到的重力说明石块受到的浮力大小等于它排开的液体受到的重力即F浮=G排;
(3)拉力斜向上,摩擦力在水平方向,此时拉力与摩擦力不是一对平衡力,大小不相等;
实验中应沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,此时拉力与摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡知识可知,测力计的示数等于摩擦力的大小;
在木块上再逐渐放上砝码,在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
故答案为:(1)A;
(2)①用弹簧测力计测出小桶的重力;②F浮=G排;
(3)斜向上;匀速直线;平衡力;变大
33.(2025•景德镇模拟)小明收到的新年礼物是一个蛇年的小饰品,他用小饰品做了以下实验。
(1)如1图和题2图,小饰品底座的长度是 3.50 cm,质量是 71.8 g;
(2)小明想测量小饰品的密度,发现小饰品放不进量筒,改用如4图所示方法测体积。
①往烧杯中加入适量水浸没小饰品,在水面到达的位置上做标记,然后取出小饰品;
②往量筒装入80mL的水,然后将量筒的水倒入烧杯中,让水面到达标记处,量筒里剩余水的体积如3图,为 50 mL;
③计算出小饰品的密度ρ为 2.4 g/cm3(保留一位小数);
(3)善于思考的小明同学又利用家里的电子秤来测量泡沫块的密度,其步骤如下:
①在底部安装有定滑轮的圆柱形容器中加入适量的水,静止在水平电子秤上(如图A所示),电子秤的示数m1=2kg;
②把一块不吸水的泡沫块放入水中(如图B所示),电子秤的示数m2=2.2kg;
③用细线绕过定滑轮竖直向上拉动泡沫块,使泡沫块浸没在水中静止(如图C所示),电子秤的示数为1.4kg;
根据实验数据得出图B中泡沫块受到的浮力为 2 N,图C中泡沫块受到的浮力为 10 N,图泡沫块的密度为 0.2×103 kg/m3。(g=10N/kg)
【答案】(1)3.50;71.8;(2)50;2.4;(3)2;10;0.2×103。
【解答】解:(1)小饰品底座的长度是3.50cm,质量是71.8g;
(2)②图3中量筒的分度值为2mL,量筒中水的体积为50mL;
③不考虑小饰品的沾水,小饰品的体积等于加水的体积,则小饰品的体积为:V=80mL﹣50mL=30cm3;
小饰品的密度为:ρ=mV=71.8g30cm3≈2.4g/cm3;
(3)由A、B两图可知,由A图到B图增加的质量即为泡沫块的质量,
则泡沫块的质量:m=m2﹣m1=2.2kg﹣2kg=0.2kg;
B图中泡沫块漂浮在水面上,所以图B中泡沫块受到的浮力:F浮=G=mg=0.2kg×10N/kg=2N;
由B、C两图可知,C图中容器比B图中容器多受一个向上的拉力F的作用,在拉力F的作用下,C图中电子秤的读数减小,减小的示数即为泡沫块受到的拉力,
则泡沫块受到的拉力为:F=Δmg=(m2﹣m3)g=(2.2kg﹣1.4kg)×10N/kg=8N;
对于C图中泡沫块进行受力分析,泡沫块受到竖直向下的重力G和拉力F,以及竖直向上的浮力F浮′,
则图C中泡沫块所受浮力为:F浮′=G+F=2N+8N=10N;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,又因为泡沫块完全浸没,所以泡沫块的体积为:
V =V排=F浮'ρ水g=10N1.0×103kg/cm3×10N/kg=1×10﹣3m3;
则泡沫块的密度:ρ=mV=0.2kg1×10-3m3=0.2×103kg/m3。
故答案为:(1)3.50;71.8;(2)50;2.4;(3)2;10;0.2×103。
34.(2025•浔阳区校级二模)小强利用弹簧测力计、铁块、溢水杯等器材按照如图所示,探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)以上探究步骤中,甲、乙、丙、丁最合理的操作顺序是 丁乙丙甲 ;
(2)铁块浸没于水后受到的浮力F浮为 1.4 N。测出铁块排开水所受的重力G排可发现:F浮 = G排(填“>”“=”“<”),由此得出阿基米德原理;
(3)按最合理的实验步骤进行操作,下列因素会影响实验结果的是 A ;
A.溢水杯内未盛满水
B.小桶内原来有少量水
C.铁块未浸没在水中
(4)实验结束后,小芯同学将实验装置改成了如图戊所示,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、薄塑料桶(质量忽略不计)。向下调节水平横杆,从重物下表面与水面接触开始到浸没于盛满水的溢水杯中的过程中,观察到A的示数逐渐 变小 (选“变大”“不变”“变小”),说明:在液体的密度一定时,物体排开的液体越多, 受到的浮力越大 ,实验装置改进后的优点是: 能同步观察测力计A、B示数的变化 。(写出一个即可)。
【答案】(1)丁乙丙甲;(2)1.4;=;(3)A;(4)变小;受到的浮力越大;能同步观察测力计A、B示数的变化。
【解答】解:(1)为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力,应先测量空桶的重力,然后再测出铁块的重力(或先测铁块的重力再测桶的重力);将铁块浸入水中观察测力计的示数。最后测排出的水和小桶的总重,求排出的水的重力。因此,合理的顺序应为:D、B、C、A(或B、D、C、A);
(2)由题图可知,步骤B测出了铁块的重力G=3.8N,步骤C测出了铁块浸没在水中时测力计的拉力F拉=2.4N,
则物块浸在入液体时受到的浮力为F浮=G﹣F拉=3.8N﹣2.4N=1.4N;
步骤D测出空桶的重力G桶=1.2N,步骤A测出了桶和铁块排开水的总重力G总=2.6N,
则铁块排开水的重力G排=G总﹣G桶=2.6N﹣1.2N=1.4N,
由此可知,F浮=G排,即物体浸在液体中受到的浮力等于物体排开液体的重力;
(3)A、若溢水杯内未盛满水,则石块排开的水不能全部排出,则测得排开水的重力会偏小,会影响探究结果;
B、小桶内有少量水,铁块排开水后,A、D两步骤的示数之差仍等于排开水的重力,不影响探究结果;
C、铁块未浸没水中,此时物体受到的浮力变小,排开水的重力也变小,不影响探究结果。
故选A。
(4)如图戊所示,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,由称重法F浮=G﹣F′可知弹簧测力计A的示数变小;由此可知,在液体的密度一定时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;
实验装置改进后的优点是能同步观察测力计A、B示数的变化。
故答案为:(1)丁乙丙甲;(2)1.4;=;(3)A;(4)变小;受到的浮力越大;能同步观察测力计A、B示数的变化。
35.(2025•上饶三模)小平同学按如图1所示的步骤做“探究浮力大小与哪些因素有关”实验。
(1)通过比较步骤甲、乙、丙可以得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小与物体排开液体的 体积 有关;比较步骤甲、 丙 、丁可以得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;比较甲、丁、 戊 可以探究浮力大小与液体密度的关系。
(2)若完成实验后,小平发现整个实验中弹簧测力计都忘记了校零,则测得物体浸没在水中受到的浮力与真实值相比 不变 (填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(3)用弹簧测力计拉着物体从水面缓慢浸入水中,根据实验数据描绘的弹簧测力计示数F随物体浸入深度h变化的关系图像如图2所示,其中最符合实际的是 C (填字母)。
(4)小平又做了图3所示的实验,图中的四个实验步骤(A、B、C、D)的最佳顺序是 DBAC 。若弹簧测力计的示数F1、F2、F3和F4的大小关系为 F2﹣F1=F3﹣F4 ,则验证了“阿基米德原理”:浸入液体中的物体所受的浮力的大小等于物体排开液体所受的重力的大小。
【答案】(1)体积;丙;戊;
(2)不变;
(3)C;
(4)DBAC;F2﹣F1=F3﹣F4。
【解答】解:(1)观察步骤甲、乙、丙可以发现,物体逐渐浸入水中,排开水的体积逐渐增大,液体的密度不变,弹簧测力计示数逐渐减小,即浮力逐渐增大,所以可得出结论:物体受到的浮力大小与排开液体体积有关;
观察步骤甲、、丙、丁可以发现,物体逐渐浸入水中,排开水的体积不变,液体的密度不变,弹簧测力计示数不变,即浮力大小不变,所以可得出结论:物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(2)浮力等于物体重力与弹簧测力计的示数之差,整个实验中弹簧测力计都忘记了校零不影响差值,故测得物体浸没在水中受到的浮力与真实值相比不变;
(3)随着物体浸入水中的深度增加,排开水的体积也增加,根据F浮=ρ液gV排知,浮力与排开水的体积成正比;根据F浮=G﹣F可知,弹簧测力计的示数与物体排开水的体积是一次函数关系,到物体完全浸没后,浮力不变,测力计的示数也不变,故C图符合题意;
(4)最合理的实验顺序是:
1、测出空桶的重力;
2、测出物体所受到的重力;
3、把物体浸在装满水的溢水杯中,测出测力计的示数;
4、测出桶和排开的水受到的重力;
故正确顺序为:DBAC;
若F2﹣F1=F3﹣F4,则验证了“阿基米德原理”:浸入液体中的物体所受的浮力的大小等于物体排开液体所受的重力的大小。
故答案为:(1)体积;丙;戊;
(2)不变;
(3)C;
(4)DBAC;F2﹣F1=F3﹣F4。
36.(2025•安远县校级模拟)小华同学在探究“影响物体浮沉的因素”时,实验过程如下:
【设计实验】
方案一:如图甲所示,先在塑料瓶外缠上一些铅丝,然后装入适量的水,使塑料瓶则好能在水中处于悬浮状态。再用夹子夹住管口,用注意器向外抽气时,你会观察到塑料瓶将 下沉 (选填“上浮”、“下沉”或“仍悬浮”),这是由于向外抽气时塑料瓶的体积 变小 ,使塑料瓶受到的浮力 变小 。(以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
方案二:把甲图中的夹子取掉,在塑料瓶内装入适量的水,使瓶在水中刚好处于悬浮状态,如图乙所示。当用注射器向瓶内充气时,塑料瓶将 上浮 (选填“上浮”、“下沉”或“仍悬浮”)。这是因为向瓶内充气时,瓶内的水将 减小 (选填“增多”、“减少”或“不变”),而瓶子受到的浮力 不变 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【交流评估】
(1)方案一中如果采用玻璃瓶是否可以? 不可以 ,因为 瓶的体积不会变小 。
(2)鱼在水中的浮沉与 方案一 所展示的原理相同;而潜水艇在水中的浮沉与 方案二 所展示的原理相同。(以上两空增选填“方案一”或“方案二”)
(3)从上述实验可以发现,实现浮沉的方法有两种:一是改变物体的 体积 ,二是改变物体的 重力 。
【答案】方案一:下沉、变小;变小;方案二:上浮、减小、不变;(1)不可以;瓶的体积不会变小;(2)方案一、方案二;(3)体积;重力。
【解答】解:方案一:图甲所示,先在软塑料瓶外缠上一些铅丝,然后装入适量的水,使塑料瓶刚好能在水中处于悬浮状态。再用夹子夹住管口,用注射器向外抽气时,塑料瓶内的气压减小,在液体的压强下,塑料瓶会变小,浮力小于重力,塑料瓶会下沉;
方案二:把甲图中的夹子取掉,在塑料瓶内装入适量的水,使瓶在水中刚好处于悬浮状态,如图乙所示。当用注射器向瓶内充气时,塑料瓶就会有液体被排出来,瓶内液体减小,瓶和瓶内液体重力减小,浮力不变,重力小于浮力,塑料瓶就会上浮;
(1)方案一中,如果选用玻璃瓶,抽出气体以后,液体的压强不能改变玻璃瓶的体积,故采用玻璃瓶不行;
(2)鱼的浮沉靠改变自身体积,结合题意与方案一原理相同,潜水艇的浮沉靠改变自身重力,结合题意可知与方案二原理相同;
(3)从上述实验可以发现,实现浮沉的方法有两种:一是改变物体的体积,二是改变物体的重力。
故答案为:方案一:下沉、变小;变小;方案二:上浮、减小、不变;(1)不可以;瓶的体积不会变小;(2)方案一、方案二;(3)体积;重力。
37.(2025•江西模拟)某实验小组制作了如图1所示的探头进行了液体压强和浮力的综合探究。
(1)实验时的情形如图所示,比较甲图和乙图,可以探究 同种液体产生的压强与液体深度 的关系,比较甲图和 丙 图,可以初步得出结论:液体内部压强与液体的密度有关。
(2)该实验小组用弹簧测力计挂着此探头继续探究:
①他们先向溢水杯中注水,直到溢水口水流出时停止加水,最后溢水杯中的水面恰好与溢水口相平。
②用细线悬挂在弹簧测力下的探头刚好浸没于水中,如图丁所示,此时弹簧测力计的示数为0.6N,溢出的水全部流入小量筒中,此时探头所受到的浮力大小为 0.4 N(g取10N/kg)。
③探头从丁图位置不断缓慢往下放(未触底之前),排开水的质量将会 变小 (填“变大”“变小”或“不变”),弹簧测力计的示数将会 变大 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)根据上面的探究,在图2中粗略画出F浮﹣h的图像。
【答案】(1)同种液体产生的压强与液体深度;丙;(2)②0.4;③变小;变大;
(3)见解答
【解答】解:(1)甲、乙两图中,探头在水中浸入的深度不同,橡皮膜的凹陷程度不同,说明水的深度不同水产生的压强不同,故比较甲图和乙图,可以探究压强与液体深度的关系;
甲图和丙图,液体的密度不同,探头浸入液体的深度相等,橡皮膜的凹陷程度不同即压强不同,故液体内部的压强与液体的密度有关;
(2)②量筒的分度值是2mL,探头浸没在水中排开水的体积V排=40mL=40cm3
由阿基米德原理知,探头受到的浮力等于排开液体的重力F浮=G排=V排ρ水g=40×10﹣6m3×1×103kg/m3×10N/kg=0.4N;
③探头从丁图位置不断缓慢往下放(未触底之前),橡皮膜收到的压强变大,凹陷程度变大,排开水的体积变小,由阿基米德原理F浮=V排ρ水g可知,浮力变小,弹簧测量计的示数F=G﹣F浮变大;
(3)根据浮力随h的最大而稍微变小粗略画出图像如下:
故答案为:(1)同种液体产生的压强与液体深度;丙;(2)②0.4;③变小;变大;
(3)见解答。
38.(2025•安远县模拟)小飞利用电子秤、柱形玻璃杯(质量为50g,内底面积为50cm2)、长方体木块、水、盐水、长细针(质量和体积忽略不计)、抹布进行浮力与密度相关知识的探究。他的主要步骤如下,对应实验操作的简易示意图如图所示:
①向柱形玻璃杯内倒入适量的水,电子秤示数如图A所示。
②将木块放入柱形玻璃杯的水中漂浮,电子秤示数如图B所示。
③用长细针将木块缓慢压入水中静止,木块在不同位置时电子秤的示数分别如用C、D、E所示。
④向玻璃杯内倒入适量的盐水,电子秤示数如图F所示。
⑤用长细针将木块缓慢压入盐水中静止,电子秤的示数如图G所示。
(1)根据如图A、B、C、D、E中电子秤的示数,可以得出浸在液体中的物体受到浮力的大小与 排开液体的体积 有关;根据如图中E和F、G中电子秤的示数,可以得出物体受到液体浮力的大小还与 液体的密度 有关。
(2)根据上述实验步骤,可以得出木块的质量为 40 g,如图E中木块排开水的体积为 90 cm3。
(3)如图G中,木块受到盐水的浮力为 0.99 N。盐水的密度为 1.1 g/cm3,长细针对木块的压力为 0.59 N,盐水对玻璃杯底的压强为 1110 Pa。
(4)由于该木块材质较为疏松,被压入水中时会吸水,则根据如图A、B、E中电子秤的示数计算出的木块密度将比真实值 偏大 (选填“偏大”或“偏小”)。为了缩小上述偏差,小飞进行了如下操作:在图E的操作后,将木块取出,用抹布快速擦干木块表面的水分后放在电子秤上,记录电子秤示数如图H所示,由此可以计算出木块密度较为准确的结果为 0.4 g/cm3。
【答案】(1)排开液体的体积 液体密度 (2)40 90 (3)0.99 1.1 0.59 1110 (4)偏大 0.4
【解答】解:(1)由图A、B、C、D、E中电子秤的示数可知,木块浸没的体积越大,即排开水的体积越大,受到的浮力越大,根据物体间力的作用是相互的,则对水的压力越大,则秤的示数越大,因此,浸在液体中的物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关;由E和F、G图可知,液体的种类不同,浮力大小也不同,即物体受到的浮力大小还与液体的密度有关;
(2)由A、B图可知,mA=m杯+m水,mB=m杯+m水+m木,因此m木=mB﹣mA=540g﹣500g=40g,
由A、E图可知,m排水=mE﹣mA=590g﹣500g=90g,
排开水的体积V排水1= m排水ρ水=90g1 g/cm3=90cm3,
(3)由F、G图可知,排开盐水的质量m排盐水=mG﹣mF=605g﹣506g=99g,
根据阿基米德原理可知,木块受到的浮力F浮=G排盐水=m排盐水g=99×10﹣3kg×10N/kg=0.99N,
由G图可知,木块完全浸没,则V排盐水=V排水1=90cm3,
此时,木块在盐水中受到的浮力F浮2=ρ盐水gV排盐水可得,ρ盐水=F浮2gV排盐水=0.99N10N/kg×90×10-6 m3=1.1×103kg/m3=1.1g/cm3.
木块受到的重力G木=m木g=0.04kg×10N/kg=0.4N,
对木块有G木+F压=F浮,则针对木块的压力F压=F浮﹣G木=0.99N﹣0.4N=0.59N,
杯底受到的压力F压2=G盐水+G木+F压=(506﹣50)×10﹣3kg×10N/kg+0.4N+0.59N=5.55N
杯底受到盐水的压强p=F压2S=5.55N50×10-4m2=1110Pa
(4)由于木块吸水,导致V排减小,由ρ=mV可知,ρ偏大;
由题意可知,木块吸水的质量m吸=mH﹣m木=50g﹣40g=10g,
由A、E可知,V木实际=m实排ρ水=590g-500g+10g1.0g/cm3=100cm3,
因此木块的密度ρ木=m木V木实际=40g100cm3=0.4g/cm3。
答:(1)排开液体的体积 液体密度(2)40 90 (3)0.99 1.1 0.59 1110 (4)偏大 0.4
五.解答题(共3小题)
39.(2025•江西模拟)如图所示,“潜龙三号”是我国自主研制的潜水器,长3.5m,高1.5m,平均宽度约1m,体积约6m3,最大下潜深度为4000m,体型像“小丑鱼”。在首次海试中:(ρ海水取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)求潜水器下潜至3900m深处时受到海水的压强;
(2)求潜水器浸没时受到海水的浮力;
(3)如果此潜水器下潜到4000m以下的海底,潜水器与水底紧密接触,请你分析将会造成什么后果。
【答案】(1)潜水器下潜至3900m深处时受到海水的压强是3.9×107Pa;;(2)潜水器浸没时受到海水的浮力是6×104N;
(3)如果此潜水器下潜到4000m以下的海底,潜水器与水底紧密接触,不再受到浮力,且受到巨大的向下的压力,不能上浮。
【解答】解:(1)潜水器下潜至3900m深处时所受海水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3900m=3.9×107Pa;
(2)潜水器受到的浮力:
F浮=ρgV排=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×6m3=6×104N。
(3)如果此潜水器下潜到4000m以下的海底,潜水器与水底紧密接触,不再受到向上的液体压强,故不会产生浮力,且受到巨大的向下的压力,因而潜水器无法上浮。
答:(1)潜水器下潜至3900m深处时受到海水的压强是3.9×107Pa;;(2)潜水器浸没时受到海水的浮力是6×104N;
(3)如果此潜水器下潜到4000m以下的海底,潜水器与水底紧密接触,不再受到浮力,且受到巨大的向下的压力,不能上浮。
40.(2025•樟树市校级模拟)南野物理学习小组做“探究物体所受浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验时,如图所示进行相关步骤:先测出物块的重力,如图甲所示,再将物块缓慢浸入装满水的溢水杯中,不碰到容器底和容器壁,当物块完全浸没后,弹簧测力计示数如图乙,小桶中溢出水的深度为10cm。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)请回答:
(1)在物块缓慢浸入水中的过程中,电子秤的示数将 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)完全浸没后,物块所受的浮力是多少?
(3)图乙中,小桶的桶底受到的水的压强是多少?
【答案】(1)不变;
(2)完全浸没后,物块所受的浮力是0.2N;
(3)图乙中,小桶的桶底受到的水的压强是1000Pa。
【解答】解:(1)由于溢水杯中装满水,铝块浸没在水中静止时,根据阿基米德原理可知铝块受到的浮力等于排开水的重力,铝块对水的压力大小与浮力相等,所以溢水杯对电子秤的压力不变,即电子秤示数不变;
(2)由图知物体的重力为:G=2N,物体浸没后弹簧测力计的示数为F=1.8N,
完全浸没后,物块所受的浮力是:
F浮=G﹣F=2N﹣1.8N=0.2N;
(3)图乙中,小桶中水的深度为:h=10cm=0.1m,
桶底受到的水的压强是:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa。
故答案为:(1)不变;
(2)完全浸没后,物块所受的浮力是0.2N;
(3)图乙中,小桶的桶底受到的水的压强是1000Pa。
41.(2025•安远县校级模拟)为了实现全球贸易一体化的设想,跨海铺设通讯光缆已经开始启动,我国自主研制的深海光缆技术处于世界领先水平,而海底光缆的重要技术指标之一是能够承受几百个至几千个大气压的水压。现已知海水的密度ρ海水=1.03×103kg/m3,取g=10N/kg。求:
(1)当光缆铺设在大海4000m深处时,它受到的海水压强是多少?
(2)若某光缆接线盒是长、宽、高分别为0.5m、0.4m、0.3m的长方体,它能悬浮在海水的任意深度处,则这个接线盒所受重力是多少?
(3)请你在虚框内画出光缆接线盒悬浮在海水的任意深度处时受力示意图。
【答案】(1)当光缆敷设在大海4000m深处时它受到海水的压强是4.12×107Pa;
(2)这个接线盒自身重是618N;
(3)见解答。
【解答】解:(1)光缆受到海水的压强:
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×4000m=4.12×107Pa;
(2)接线盒的体积:
V=0.5m×0.4m×0.3m=0.06m3,
因为接线盒能悬浮在海水下任意深度处,V排=V,
悬浮时浮力等于重力,即G盒=F浮=ρgV排=1.03×103kg/m3×10N/kg×0.06m3=618N;
(3)接线盒F浮=G=618N;两个力的作用点都画在重心上,如图所示:
答:(1)当光缆敷设在大海4000m深处时它受到海水的压强是4.12×107Pa;
(2)这个接线盒自身重是618N;
(3)见解答。
六.计算题(共11小题)
42.(2025•萍乡二模)如图甲所示,水平放置的长方体容器中水深16cm,用细线将沉在容器底的圆柱体物块竖直向上匀速提升。从物块刚刚离开容器底到拉出水面的过程中,拉力F与物块下表面到容器底的距离h的关系如图乙所示(细线的质量、体积及物块带走的水均忽略不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)物块浸没在水中时受到的浮力;
(2)圆柱体的体积;
(3)物块取出后,水对容器底的压强。
【答案】(1)物块浸没在水中时受到的浮力为5N;(2)圆柱体的体积为5×10﹣4m3;
(3)物块取出后,水对容器底的压强为1500Pa。
【解答】解:(1)由图乙可知,当h>15cm时,物块完全离开水面,物块受到的竖直向下的重力、竖直向上的拉力,则物块的重力G=F′=13N,
当h<9cm时,物块完全浸没在水中,此时拉力F=8N,物块受到的竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的浮力,三力平衡,则:G=F+F浮,
因此物块浸没在水中时受到的浮力为:F浮=G﹣F=13N﹣8N=5N;
(2)根据F浮=ρ水gV排可得,物块浸没时排开水的体积为:V排=F浮ρ水g=5N1.0×103kg/m3×10N/kg=5×10-4m3,
物块浸没时排开水的体积等于物体的体积,即圆柱体的体积为:V物=V排=5×10-4m3;
(3)由图乙可知,当h=15cm时,物块下表面刚好离开水面,则物块取出后,容器中水的深度为:h水′=15cm=0.15m,
水对容器底的压强为:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa。
答:(1)物块浸没在水中时受到的浮力为5N;(2)圆柱体的体积为5×10﹣4m3;
(3)物块取出后,水对容器底的压强为1500Pa。
43.(2025•抚州模拟)小明和几个同学一起去公园坐游船,如图所示,船身长405cm,宽150cm,高170cm,该船满载时,船和人的总质量为450kg,最大行驶速度为5.4km/h,求:(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)游船以最大速度行驶30min,通过的路程为多少?
(2)船底距水面0.5m深处所受水的压强为多少?
(3)船满载时,船和人的总重力为多少?
(4)船满载时所受浮力为多少?
【答案】(1)游船以最大速度行驶30min,通过的路程为2700m;
(2)船底距水面0.5m深处所受水的压强为5×103Pa;
(3)船满载时,船和人的总重力为4500N;
(4)船满载时所受浮力为4500N。
【解答】解:(1)游船以最大速度行驶 30min,由v=st得,游船通过的路程为:s=vt=5.4km/h×30min=5.4km/h×0.5h=2.7km=2700m;
(2)船底距水面 0.5m 深处所受水的压强为:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa;
(3)船满载时,船和人的总重力为:G=mg=450kg×10N/kg=4500N;
(4)船处于漂浮状态,船满载时所受浮力为:F浮=G=4500N。
答:(1)游船以最大速度行驶30min,通过的路程为2700m;
(2)船底距水面0.5m深处所受水的压强为5×103Pa;
(3)船满载时,船和人的总重力为4500N;
(4)船满载时所受浮力为4500N。
44.(2025•樟树市校级模拟)如图所示,底面积为300cm2的圆柱形容器内盛有一定量的水,将一个重力为9N的木块A放入水中,再将另一个重力为3N的合金块B放在木块A的正上方,此时木块A恰好有45的体积浸入水中。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)求木块A受到的浮力大小;
(2)求木块A的密度;
(3)若取走合金块B,则水对容器底部压强的变化量为多少?
【答案】(1)木块A受到的浮力大小为12N;
(2)木块A的密度为0.6×103kg/m3;
(3)若取走合金块B,则水对容器底部压强的变化量为100Pa。
【解答】解:(1)由图可知,A、B整体漂浮在水面上,则此时木块A受到的浮力为:F浮=GA+GB=9N+3N=12N;
(2)由阿基米德原理可知,此时木块A排开水的体积为:
V排=
F浮ρ水g=12N1.0×103kg/m3×10N/kg=1.2×10﹣3m3,
所以木块A的体积为:VA=
V排45=1.2×10-3m345=1.5×10﹣3m3;
木块A的质量为:mA=
GAg=9N10N/kg=0.9kg,
木块A的密度为:
ρA=
mAVA=0.9kg1.5×10-3m3=0.6×103kg/m3;
(3)因为容器为柱形容器,A、B整体漂浮在水面上,所以水对容器底的压力等于A、B及水的重力之和,若取走B,水对容器底部压力减小量为:ΔF=GB=3N,所以取走B,水对容器底部压强的减小量为:
Δp=
ΔFS=3N300×10-4m2=100Pa。
答:(1)木块A受到的浮力大小为12N;
(2)木块A的密度为0.6×103kg/m3;
(3)若取走合金块B,则水对容器底部压强的变化量为100Pa。
45.(2025•赣州一模)赣南的特产——脐橙,它香甜多汁,闻名世界。小涵在洗脐橙时发现脐橙静止时会漂浮在水面上,于是小涵把脐橙轻轻放入盛满水的玻璃容器中,如图所示。此时脐橙底部浸入水中的深度为5cm,它排开水的质量为180g。用牙签按压脐橙刚好浸没,排开水的质量增至200g(g取10N/kg,ρ水=1.0g/cm3),忽略牙签浸入水中的体积。求:
(1)脐橙底部受到水的压强;
(2)脐橙的质量;
(3)脐橙的密度。
【答案】(1)脐橙底部受到水的压强为500Pa;
(2)脐橙的质量为180g;
(3)脐橙的密度为0.9g/cm3。
【解答】解:(1)脐橙底部受到水的压强为:
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣2m=500Pa;
(2)脐橙静止时会漂浮在水面上,浮力等于重力,由阿基米德原理知G脐橙=F浮=G排=m排1g=180×10﹣3kg×10N/kg=1.8N;
由G=mg得脐橙的质量为:
m脐橙=G脐橙g=1.8N10N/kg=0.18kg=180g;
(3)脐橙的体积为:
V脐橙=V排2=m排2ρ水=200g1.0g/cm3=200cm3,
脐橙的密度为:
ρ脐橙=m脐橙V脐橙=180g200cm3=0.9g/cm3。
答:(1)脐橙底部受到水的压强为500Pa;
(2)脐橙的质量为180g;
(3)脐橙的密度为0.9g/cm3。
46.(2025•江西模拟)如图所示的是我国自主研发的某型号导弹驱逐舰,它满载时的排水量为7.5×106kg(指装满货物时排开水的质量),海水的密度取ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)该导弹驱逐舰满载时排开海水的重力;
(2)该导弹驱逐舰水下5m处舰体受到的压强;
(3)该导弹驱逐舰满载时,其排开海水的体积V排。
【答案】(1)该导弹驱逐舰满载时排开海水的重力是7.5×107N;
(2)该导弹驱逐舰水下5m处舰体受到的压强是5×104Pa;;
(3)该导弹驱逐舰满载时,其排开海水的体积V排为7.5×103m3。
【解答】解:(1)满载时的排水量为7.5×106kg,排开海水的重力:
G排=m排g=7.5×106kg×10N/kg=7.5×107N;
(2)水下h=5m 处舰体受到的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa;
(3)根据阿基米德原理可知,浮力:F浮=G排=7.5×107N;
根据阿基米德原理知,其排开液体的体积:
V排=F浮ρg=7.5×107N1.0×103kg/m3×10N/kg=7.5×103m3。
答:(1)该导弹驱逐舰满载时排开海水的重力是7.5×107N;
(2)该导弹驱逐舰水下5m处舰体受到的压强是5×104Pa;;
(3)该导弹驱逐舰满载时,其排开海水的体积V排为7.5×103m3。
47.(2025•九江一模)如图甲所示为一款常见的酒提子(竹酒舀),模型如图乙所示,外底面积为60cm2、高度为10cm,空酒壶的重力为3.6N,底面积为300cm2,现将酒提子缓慢竖直放入装有20cm深酒的酒壶中,如图丙所示,酒提子手柄上的力的大小与酒提子相对酒壶下降的高度h降的关系如图丁所示(酒不溢出),ρ酒=0.9×103kg/m3,g=10N/kg。
(1)酒壶中酒的质量;
(2)装酒后酒壶对水平地面产生的压强;
(3)丁图中酒提子手柄上的力的大小为0时,酒壶中酒的深度为多少cm?(结果保留两位小数)
【答案】(1)酒壶中酒的质量为5.4kg;
(2)装酒后酒壶对水平地面产生的压强为1.92×103Pa;
(3)丁图中酒提子手柄上的力的大小为0时,酒壶中酒的深度为20.74cm。
【解答】解:(1)底面积为300cm2,装有20cm深的酒壶中酒的体积为V酒=S壶h=300cm2×20cm=6000cm3;
根据ρ=mV可知,酒的质量为m酒=ρ酒V酒=0.9×103kg/m3×6000×10-6m3=5.4kg;
(2)酒的重力为G酒=m酒g=5.4kg×10N/kg=54N;
根据水平地面上的压力等于重力,故压力F=G酒+G空壶=54N+3.6N=57.6N;
底面积为300cm2,压强p=FS=57.6N3×10-2m2=1.92×103Pa;
(3)由丁图可知,酒提子重力为2N,当酒提子手柄上的力的大小为0N时,其受到的浮力等于自身重力,处于漂浮状态,有G酒提=F酒提浮;
即F酒提浮=ρ酒V酒提浮g;
可得V酒提浮=G酒提ρ酒g,酒面上升的高度为h酒升=V酒提付S酒壶=G酒提ρ酒gS酒壶=2N0.9×103kg/m3×10N/kg×3×10-2m2=7.4×10-3m=0.74cm
则酒壶中酒的深度为h酒深=20cm+0.74cm=20.74cm。
答:(1)酒壶中酒的质量为5.4kg;
(2)装酒后酒壶对水平地面产生的压强为1.92×103Pa;
(3)丁图中酒提子手柄上的力的大小为0时,酒壶中酒的深度为20.74cm。
48.(2025•上饶模拟)如图甲所示,用弹簧测力计悬挂一实心物块,从盛水的烧杯上方某一高度匀速下降,直至浸没于水中并继续匀速下降(物块未与烧杯底接触)。物块下降过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙所示。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
求:
(1)物块的质量;
(2)物块完全浸没在水中受到的浮力;
(3)物块的体积;
(4)物块刚好完全浸没时,水对物块下表面的压强。
【答案】(1)物块质量为1.2kg;
(2)浮力为8N;
(3)物块体积为8×10−4m3;
(4)物块刚好完全浸没时,水对物块下表面的压强为400Pa。
【解答】解:(1)由题意及图可知,物块的重力为G=12N,则物块的质量为:
m=Gg=12N10N/kg=1.2kg;
(2)由图乙可知当弹簧测力计的示数不变化时,物体完全浸没,由称重法测浮力原理可得,物块浸没时所受的浮力为:
F浮=G﹣FC=12N﹣4N=8N;
(3)由题意及F浮=ρgV排可得,物块浸没时,物体排开液体的体积为物块的体积,则
V物=V排=F浮ρ水g=8N1×103kg/m3×10N/kg=8×10-4m3;
(4)由图可知,从B点开始,物块下表面开始接触液面,物块刚好完全浸没时,下表面浸入水的深度h为h=7cm﹣3cm=4cm=0.04m,
由p=ρgh可得,物块刚好完全浸没时,水对物块下表面的压强为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa。
答:(1)物块质量为1.2kg;
(2)浮力为8N;
(3)物块体积为8×10−4m3;
(4)物块刚好完全浸没时,水对物块下表面的压强为400Pa。
49.(2025•吉水县二模)小华按图示的步骤进行探究浮力的实验,在弹簧测力计下悬挂一个金属球,弹簧测力计的示数如图甲所示,将金属球浸没在水中,弹簧测力计的示数如图乙所示,圆柱形烧杯内水面上升了2cm且水未溢出。已知ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg,请计算:
(1)金属球浸没在水中受到的浮力;
(2)金属球的体积;
(3)烧杯的底面积。
【答案】(1)金属球浸没在水中受到的浮力是1N;
(2)金属球的体积是100cm3;
(3)烧杯的底面积是50cm2。
【解答】解:(1)根据图中弹簧测力计的示数知,重力G=2.6N;拉力F=1.6N;
根据称重法知,浮力 F浮=G﹣F=2.6N﹣1.6N=1N;
(2)金属球浸没,根据阿基米德原理知,
金属球的体积V=V排=F浮ρ水g=1N1.0×103kg/m3×10N/kg=10﹣4m3=100cm3;
(3)根据体积公式V=Sh有:100cm3=S×2cm;
解得烧杯的底面积S=50cm2。
答:(1)金属球浸没在水中受到的浮力是1N;
(2)金属球的体积是100cm3;
(3)烧杯的底面积是50cm2。
50.(2025•南昌模拟)我国自主研制的“奋斗者”号深海载人潜水器,其潜水深度可达10909m,这个数字刷新了中国载人深潜的记录。若某潜水器的空载质量为36t(其中包含8t配重,以方便潜水器下潜),体积是30m3(g取10N/kg,不考虑潜水器体积和海水密度的变化,海水的密度取1.05×103kg/m3)求:
(1)当潜水器底部到达10000m深度时,其底部受到海水的压强;
(2)该潜水器空载时的重力;
(3)该潜水器完全潜入海水中时受到的浮力;
(4)该潜水器空载并抛掉8t配重后,漂浮在海面时受到的浮力。
【答案】(1)当潜水器底部到达10000m深度时,其底部受到海水的压强是1.05×108Pa;
(2)该潜水器空载时的重力是3.6×105N;
(3)该潜水器完全潜入海水中时受到的浮力是3.15×105N;
(4)该潜水器空载并抛掉8t配重后,漂浮在海面时受到的浮力是2.8×105N。
【解答】解:(1)当潜水器底部到达10000m深度时,其底部受到海水的压强p=ρ液gh=1.05×103kg/m3×10N/kg×10000m=1.05×108Pa;
(2)空载质量为36t,重力G=mg=36×103kg×10N/kg=3.6×105N;
(3)体积为30m3潜水器完全潜入海水中时受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.05×103kg/m3×10N/kg×30m3=3.15×105N;
(4)潜水器空载并抛掉8t配重后,漂浮在海面时受到的浮力等于重力,故F'浮=G'=m'g=(36﹣8)×103kg×10N/kg=2.8×105N。
答:(1)当潜水器底部到达10000m深度时,其底部受到海水的压强是1.05×108Pa;
(2)该潜水器空载时的重力是3.6×105N;
(3)该潜水器完全潜入海水中时受到的浮力是3.15×105N;
(4)该潜水器空载并抛掉8t配重后,漂浮在海面时受到的浮力是2.8×105N。
51.(2025•安远县校级模拟)2011年11月30日,我国首艘高速客轮“海峡号”从福建平潭前往台湾台中市,开辟了“小三通”的第二条通道。平潭距离台中约Skm,单程航行约th。如果客轮行驶速度为n节(即n海里/h),则:
(1)每1海里相当于多少km?
(2)如果该客轮的排水量为1800t,则其在海里航行时受到的浮力为多大?它从海里行驶到河里是上浮些还是下沉些,为什么?(ρ海水>ρ河水)
【答案】(1)每1海里相当于sntkm;
(2)在海里航行时受到的浮力为1.8×107N;它从海里行驶到河里是下沉些,因为浮力不变,液体的密度变小,故排开液体的体积变大,故下沉一些。
【解答】解:(1)平潭距离台中约skm,单程航行约th。如果客轮行驶速度为n海里/h;
根据速度公式知,s=vt;
即skm= n海里/h×th;
解得1海里=sntkm;
(2)根据阿基米德原理知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,所以F浮=G排=m排g=1800×103kg×10N/kg=1.8×107N;
从海里行驶到河里都处于漂浮状态,受的浮力都等于总重力,受到的总重力不变,所以受到的浮力不变。由于海水的密度大于淡水的密度,根据阿基米德原理可知,浮力一定时,排开液体的体积与液体的密度成反比,所以河水密度变小,故排开水的体积变大,因而会下沉一些。
答:(1)每1海里相当于sntkm;
(2)在海里航行时受到的浮力为1.8×107N;它从海里行驶到河里是下沉些,因为浮力不变,液体的密度变小,故排开液体的体积变大,故下沉一些。
52.(2025•吉安模拟)如图所示,将边长为20cm的正方体放入水中,正方体浸入水中的深度为10cm,已知水的密度为1×103kg/m3,g=10N/kg。求:
(1)水对正方体下表面的压强;
(2)正方体受到的浮力;
(3)正方体的密度。
【答案】(1)水对正方体下表面的压强为1000Pa;
(2)正方体受到的浮力为40N;
(3)正方体的密度为0.5×103kg/m3。
【解答】解:
(1)正方体浸入水中的深度为h=10cm=0.1m,
水对正方体下表面的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
(2)正方体的排开的水的体积:
V排=Sh=(20cm)2×10cm=4000cm3=4×10﹣3m3,
正方体受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣3m3=40N;
(3)正方体的漂浮在水面上,浮力等于重力,
所以重力为:G=F浮=40N
正方体的的质量:
m=Gg=40N10N/kg=4kg,
正方体的体积V=(20cm)3=8000cm3=8×10﹣3m3,
正方体的密度ρ=mV=4kg8×10-3m3=0.5×103kg/m3。
答:(1)水对正方体下表面的压强为1000Pa;
(2)正方体受到的浮力为40N;
(3)正方体的密度为0.5×103kg/m3。题号
1
2
答案
B
C
题号
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
答案
ACD
AC
BC
BC
BC
ABC
ACD
CD
ABC
BD
BC
题号
14
15
答案
BD
BD
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