文档内容
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专题 11 浮力
目录
01 思维导图:呈现教材知识结构,构建学科知识体系。
02 知识梳理:甄选核心考点,重难点逐项分解。
03 易混易错:点拨易混易错知识点
04 方法技巧:总结高效学习策略,快速掌握和巩固知识
05 典例精析:针对典型题型,详细解析解题步骤,引导解题思路
06 真题赏析:通过经典真题升华教材,提炼核心方法。
浮力一般在选择题、填空题、计算题、实验题中出现,“压强和浮力”经常作为作为压
轴题出现,结合常见的生活现象、模型、实际应用等考查。
常考考点有:探究影响浮力大小的因素、利用浮力测密度、浮力的模型、浮力的计算、
浮力的相关判断(高频)、密度 压强 浮力综合判断(难点)、探究浮力大小与排开液体的
重力的关系、浮力的应用等。
1、探究影响浮力大小的因素主要考查实验数据的记录与处理,图象的分析,实验结论的得出
与所实验方法,是中考的热点,难度中等,主要题型是实验探究题;
2、浮力的计算作为中考高频考点,一般在选择、填空、计算题中出现,常结合物理模型、海
上交通工具、常见生活情境等综合考查;
3、浮力相关分析作为中考高频考点,一般在选择、填空题中出现,结合物理模型、图像综合
考查,常考浮力、密度等物理量的分析,有时还结合液体压强、压力等知识综合考查,难度
较大。关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
考点一 浮力
知识点01 浮力
1、定义: 液体(或气体)中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力,常用字母F 表示。
浮
2、方向: 。
3、施力物体:液体(或气体)。
4、产生原因
(1)浸没在液体中的立方体,左右两侧面、前后两侧面所受液体的压力大小相等,方向相反,彼此平衡;
(2)上、下两表面处在液体中不同 ,所受到的液体的 不同,受到的压力也不相等;
(3)下表面所受到的竖直向上的压力大于上表面所受到的竖直向下的压力,因而产生了浮力,其大小为
。
【注】当物体部分浸入液体中时,上表面不受液体压力,则 。
5、称重法测浮力
首先用弹簧测力计测出物体的重力G,再测量物体浸在某种液体中静止时的示数F ,则
示
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知识点02 探究影响浮力大小的因素
1、实验过程
实验方案 示意图 数据分析 实验结论
探究浮力大小与物体浸 浸在液体中的物体,所受浮力的大小
F=F
在液体中的深度的关系 1 2 与物体浸在液体中的深度无关
探究浮力大小与物体排 浸在液体中的物体,所受浮力的大小
F>F
开液体的体积是否有关 1 2 与物体排开液体的体积有关
探究浮力大小与液体的 浸在液体中的物体,所受浮力的大小
F>F
密度是否有关 1 2 与液体的密度有关
2、实验结论:实验结果表明,物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的 有关、跟液体的
有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
【注】实验中若物体没有全部浸入, (能、不能)得出正确结论。
考点二 阿基米德原理
知识点01 探究浮力大小与排开液体所受重力的关系
1、实验步骤
(1)①用测力计测出物体所受的重力F。②测出空桶的重力F;③将物体浸没在盛满水的溢水杯中,测
1 2
出拉力的大小F;④用弹簧测力计测出小桶和排开水的总重力F;
3 4
计算出F = ;G = 。
浮 排关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
2、实验结论
浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小 它排开的液体所受的重力,即
。
3、误差分析
(1)若先将物体放入水中测浮力,再测物体的重力,由于物体沾水会使所测重力偏 ,则所测浮力偏
;
(2)先测桶和排开液体的重力,再测桶的重力,所测桶沾水重力偏 ,所测排开液体的重力偏 。
(3)物块在浸入前,水面要与溢水口相平,若水面不与溢水口相平,不会影响浮力的大小,但会导致排
到小桶内的水小于物块排开的水的体积,最终会得出物体所受浮力大于排开的液体所受重力的错误结论。
(4)实验中换用大小不同的物块,不同的液体,进行多次测量,是为了使实验结论更具有 性。
知识点02 阿基米德原理
1、内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小 它排开的液体所受的重力。
2、公式: ,其中 为液体的密度,单位是kg/m3 , 为排开液体的体积,单位
m3。
3、对公式的理解
(1) 是物体排开液体的体积,不一定等于物体的体积。
(2)浮力的大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关。
(3)阿基米德原理也适用于气体。
考点三 物体的浮沉条件及应用
知识点01 物体的浮沉条件及最终状态
1、物体的浮沉条件关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
上浮 漂浮 悬浮 下沉 沉底
示意图
F浮 与G物 的关
F浮 G物 F浮 G物 F浮 G物 F浮 G物 F浮=G物 -F支
系
V排 与V物 的关
V排=V物 V排 <V物 V排 V物 V排=V物 V排=V物
系
ρ液 与ρ物 的关系 ρ液 >ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 ρ物 ρ液 <ρ物 ρ液 ρ物
运动状态和受 动态,受非平 静态,受平衡 静态,受平衡 动态,受非平 静态,受平衡
力情况 衡力作用 力作用 力作用 衡力作用 力作用
上浮是个过程,漂浮是上浮的最 下沉是个过程,沉底是下沉的最
说明 悬浮是个状态
终状态 终状态
2、物体的浮沉条件的理解
(1)物体的浮沉取决于浮力F浮 和重力G物 的大小关系。
(2)悬浮状态:物体浸没在液体中,且只受到浮力和重力,可以在液体内部任意位置静止。
(3)漂浮状态:物体的一部分浸人液体中,且只受到浮力和重力,可以在液面任意位置静止。
知识点02 浮力的应用
1、轮船
(1)原理:利用空心法,即把密度比水大的钢铁制成 的,能使它排开更多的水,增大可利用的浮力,
从而漂浮在水面上。
(2)轮船的排水量:表示轮船的大小,指轮船装满货物时排开水的质量,等于船和货物的总质量。
例如若一艘轮船的排水量是10000t,则轮船的浮力F浮=G排=m排 g=1×107kg×10N/kg=108N。
(3)吃水深度:轮船在密度大的水域中吃水深度浅(吃水线低)。在密度小的水域中,吃水深度深(吃
水线高)。
例如,当轮船由海中驶入河中时,浮力 ,吃水深度 。
2、潜水艇
潜水艇是靠 实现上浮或下潜的。浸没在水中的潜水艇排开的水的体积是始终不变的,所以关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
潜水艇所受的浮力始终不变。若要下沉,可吸水F浮 <G。若要上浮,可排水,使F浮 >G。
3、热气球
气球和飞艇里充入的是密度 空气的气体。火焰对球内的空气加热,使球内空气的密度小于外界
空气的密度,气球受到的浮力 受到的重力,热气球升入空中。
4、密度计
(1)用途:测量液体密度的仪器。
(2)原理:密度计放在液体中都是 的,因此受到的浮力始终等于它受到的重力且不变,F浮=G。
(3)刻度特点:根据F浮=G排=ρ液g V
排
可知,液体的密度较大时,V
排
较小,密度计露出液面的体积就会
大些,反之就小,因此从上至下刻度值是逐渐增大的,但刻度 (均匀、不均匀),上 下 。
(疏、密)
考点四 利用浮力测量物体的密度
知识点01 一漂一沉法
利用漂浮条件G=F
浮
,求出m物 =m排 =ρ水V排 ,V排 =V乙 -V甲 ,V物 =V丙 -V甲 。
知识点02 双提法
用弹簧测力计测物体重力求出 m 物 ,测出物体浸没在水中受到的浮力 F 浮 =G-F,然后根据
求出V物 。
知识点03 称重法关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
用弹簧测力计测物体重力求出出m物 ,测出物体浸没在水中受到的浮力 F
浮1
=G-F
1
,然后根据
求出V物 ;测出物体在盐水中受到的浮力F
浮2
=G-F
2
,然后根据 ,求出ρ液 。
易混易错点1:误认为浸没在液体中的物体一定受到浮力作用
若浸没在液体中的物体下表面和容器底紧密接触,则液体对物体向上的压力为零,物体将不受浮力的
作用,只受向下的压力。如在水中的桥墩、陷在淤泥中的沉船等。
易混易错点2:浮力的大小与哪些因素有关
浮力的大小只跟物体排开液体的体积和液体的密度有关,与物体的材料、密度、形状以及液体的多少、
物体浸没在液体中的深度、物体在液体中的运动状态等因素无关。
【注意】浮力大小跟浸没的深度无关,压强大小与浸没的深度有关,切莫混淆。
易混易错点3:物体的体积≠物体排开液体的体积
物体的体积与物体排开液体的体积是不同的。当物体浸没在液体中时,物体的体积等于它排开的液体
的体积;当物体没有浸没时,物体的体积大于它排开的液体的体积。
易混易错点4:密度计所受浮力不变
有做题时会误认为用密度计测量液体密度时,密度计浸入待测液体中的深度越小,受到的浮力越小,
但实际上密度计在不同液体中均漂浮,所受浮力始终不变,大小等于密度计的重力,因而排开的液体的重
力也始终相等。关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
方法技巧1:浮力的图像问题
用弹簧测力计吊着形状规则的柱体,缓慢浸入液体中。如图所示,a是物体所受浮力随物体浸入水中
深度h变化的图像,b是弹簧测力计拉力随物体浸入水中深度h变化的图像。
解题方法:注意分析每个转折点时物体的状态。
(1)物体浸入液体之前:F浮 =0、F拉 =G。
(2)物体浸入液体过程中,但还未完全浸没时:F浮 随h的增大而增大,F拉 随h的增大而减小。
(3)物体完全浸没之后(未触底):F浮 和F拉 均不变,F浮 为物体完全浸没所受的浮力。
方法技巧2:求浮力的四种方法
称重法 压力差法 公式法 平衡法
浮力大小等于物体重 浮力的大小等于物体受 浮力的大小等于物体所排开的 物体漂浮或悬浮时,浮
力减去浸在液体中时 到液体对它上、下表面 液体受到的重力大小 力与重力是平衡力,大
测力计的示数 的压力之差 小相等
方法技巧3:利用阿基米德原理测量物体密度
称 重 法 测 浮 力 的 公 式 为 , 由 阿 基 米 德 原 理 可 知
若 物 体 浸 没 在 水 中 , 则 , 此 时关注公众号:陆陆高分冲刺 ~领取:最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
。
方法技巧4:浮力变化中的等量关系
根据物体间力的作用是相互的,液体对物体竖直向上的浮力等于物体对液体竖直向下的“压力”,因
此:
(1)当物体不沉底时,水对容器底部的压力的增大量∆F在数值上就等于物体所受浮力的大小,即∆F=F
浮
=G
物
。
(2)当物体沉底时,水对容器底部的压力的增大量即∆F=F浮 ≠G
物
,设此时容器底对物体的支持力为F
支
,则有G
物
=∆F+F支 =F浮 +F支 。
方法技巧5:判断状态一般有两种方法
(1)比较物体密度与液体密度的大小关系;(2)比较浸没时物体所受浮力与重力的关系。
方法技巧6:利用比例关系求解密度或体积
物体漂浮时,F浮 =G
物
,即ρ液g V
排
=ρ物g V物 ,则ρ物∶ρ液 =V 排∶V物 。所以,漂浮的物体,有几分
之几浸在液体中,则物体密度为液体密度的几分之几。反之,物体密度为液体密度的几分之几,则有几分
之几浸在液体中。
方法技巧7:液面升降判断类解题方法
(1)浮体组合类型:通过变化前后液体中的物体所处的状态进行比较来判断液面的升降。
若变化前后液体中的物体都处于漂浮、悬浮状态,而无沉体出现,则液面不变;若液体中的物体,在
变化前无沉体,而变化后有沉体出现,则液面下降;若液体中的物体,在变化前有沉体,而变化后无沉体
出现,则液面升高。
(2)浮冰熔化类型:要判断液面的升降,必须比较冰块排开液体的体积与冰熔化成水的体积之间的关系。
当液体是水时,液面不变;当ρ液 >ρ水 时,液面上升;当ρ液 <ρ时,液面下降。
高频命题点1 探究影响浮力大小的因素
【例1】在探究“浮力大小与什么因素有关”的实验中,所用器材为,材料相同,但体积不同的长方体物
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块A、B,两只相同的烧杯,内装等量清水,并利用这些器材进行了如图所示的四步实验。
(1)为了准确测出物体的重力,把物体悬挂在竖直的弹簧测力计下端的挂钩上,当测力计和物体都
时,读出测力计的示数;
(2)物体A在水中所受浮力的大小为 N;
(3)比较以上四次实验,请你总结浮力大小与物体排开液体体积关系的实验结论是 ;
(4)小强同学想继续探究浮力大小与液体密度是否有关,他向乙烧杯中加盐并不断搅拌(液体体积不
变),通过比较甲、乙两烧杯中A、B两物块所受浮力大小得出结论;小明认为这样的方案不可行,因为
没有控制物体排开液体的体积相同,于是在以上方案的基础上提出了两种改进的思路;
①向上提物块B, ,比较此时A、B两物块所受浮力大小是否相等;
②向上提物块B, ,比较两烧杯中液面的高度是否相同;
小阳同学则认为无需调整,只要比较 就可得出结论。
【例2】【创新实验】 如图所示是“探究浮力大小影响因素”实验装置。器材有: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)、铁块。
(1)当把铁块从空气慢慢浸入水中(未浸没)时,发现弹簧测力计A的示数会随着减小,说明浮力大小
和 有关;
(2)实验中发现弹簧测力计A的示数变化量等于弹簧测力计B的示数变化量,可以初步得到结论是:
。
高频命题点2 利用浮力测密度
【例1】在北京奥运会上获得比赛前三名的选手都将挂上既体现奥运理念,又体现中华民族特色的奖牌
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——用一种玉石制作然后分别镀上金、银、铜而成的奖牌。小阳是个爱动脑筋的孩子,当他得到一小块制
作奥运奖牌余下的玉石材料后,立即着手利用家里的弹簧测力计测这种材料的密度。请你和小阳一起来完
成测量过程。(g取10N/kg)
(1)如图1所示用细线拴住玉石块,用弹簧秤测出其所受重力,这时弹簧测力计示数是 N,从而可
计算出玉石块的质量。
(2)如图2所示让玉石块完全浸入水中,从图中弹簧测力计的示数可计算出玉石块所受的浮力是
N,石块的体积是 m3。
(3)利用以上测量数据可计算出玉石块的密度是 kg/m3。
【例2】探究小组的同学们利用天平、量筒等实验器材测量一个金属块的密度,具体实验操作如下:
(1)将天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,此时指针位置如图甲所示,要使天平
平衡,应向 调节平衡螺母;
(2)把金属块放在天平左盘,向右盘加减砝码并调节游码在标尺上的位置,天平平衡后,右盘中砝码质
量和游码的位置如图乙所示,金属块的质量是 g;
(3)在量筒中加入20mL水,读数时视线应与凹液面底部相平,将金属块轻轻放入量筒中,如图丙所示,
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则金属块的体积是 cm3;
(4)金属块的密度是 kg/m3;
(5)实验时,若将(2)、(3)两个步骤顺序对调,这种方法测出的金属块的密度与真实值相比
(选填“偏大”或“偏小”);
(6)小强同学又取来一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,制成一个能始
终竖直漂浮在液体中的简易密度计,用这个简易密度计测量某液体的密度,实验步骤如下:(ρ =
水
1.0×103kg/m3)(如图丁)
①用刻度尺测出密度计的长度是10cm;
②将密度计放入盛有水的烧杯中,静止后测出密度计露出水面的长度是4cm;
③将密度计从水中取出并擦干,然后放入盛有被测液体的烧杯中,静止后测出密度计露出水面的长度是
2cm;
④被测液体的密度是 g/cm3。
高频命题点3 浮力的模型
【例1】【判断液面升降】 “我劳动,我快乐”,瑶瑶同学养成了良好的劳动习惯,每天坚持洗碗,在
洗碗过程中,他发现碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示,下列说法正确的是( )
A.碗漂浮在水面时受到的浮力大于它的重力
B.碗沉入水底后不会受到浮力作用
C.碗沉入水底后比漂浮在水面上时洗碗盆的液面下降
D.碗沉入水底后比漂浮在水面上时洗碗盆的液面上升
【例2】【连接体】 将密度为0.9g/cm3、边长为10cm的立方体冰块,放入盛有水的柱状容器中,静止时
冰块有2cm露出水面,如图所示。对容器缓慢加热,直至冰块完全熔化。在冰熔化过程中,水面高度
(选填“上升”、“下降”或“不变”),冰块熔化后,水对容器底部的压力增大了 N。
【例3】【漂浮状态密度计算】 一个棱长为10cm的正方体木块漂浮在水面,有 体积露出水面,将它放
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在某种液体中漂浮时,有 体积露出液面,则木块的密度为 ,液体的密度为 。
高频命题点4 探究浮力大小与排开液体的重力的关系
【例1】如图所示是小致同学“探究阿基米德原理”的实验,其中桶A为圆柱形。
次数 1 2 3 4
桶A与沙子的总重力/N 2.4 2.8 3.2 3.4
桶B与水的总重力/N 4 4.4 4.6 5
(1)小致按图甲、乙、丙、丁进行实验操作。
(2)将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B接住溢出的水,如图丙所示,此时空桶A受到的浮力为
N;
(3)测出桶B和流出水的总重力,如图丁所示,可知桶A排开水的重力 (选填“大于”“等
于”或“小于”)桶A受到的浮力;
(4)接着小致同学往桶A中加入沙子重复进行实验,观察到随着加入沙子越来越多,桶A浸入水中的深
度(桶A没有被浸没) (选填“变深”“不变”或“变浅”),得到4组数据,表格如下,
其中有明显错误的是第 次;
(5)如图戊所示,一只薄塑料袋(重力忽略不计)中装入大半袋水,用弹簧测力计测出盛水的塑料袋所
受重力的大小,再将它逐渐浸入水中,当 时,观察到测力计的示数为零,原因是 。
【例2】小惠学习了阿基米德原理后,做了如下实验,如图所示。器材:弹簧测力计、细线、小烧杯、溢
水杯、水、小石块和其它不同的物体(不吸液体,且物体的密度大于液体的密度)。
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(1)请画出图甲中小石块所受重力G的示意图 ;
(2)小惠换用不同的物体或液体按图中甲、乙、丙、丁的顺序进行了多次实验,图丙中溢水杯装满液体,
由实验数据得出 。从而验证了阿基米德原理的正确性。若某次实验时,物体没有全部浸
没在液体中,则此时 ;
(3)图丙步骤中,小石块逐渐浸入液体过程中(未接触溢水杯),小石块下表面受到的液体压强将
,溢水杯底部受到液体的压强 ;(选填“变大”“不变”“变小”)
(4)图中甲、乙、丙、丁步骤中弹簧测力计的示数分别是 、 , 、 ,液体密度为 ,则小石块
的密度表达式 (用测得的物理量和已知量表示)。
高频命题点5 浮力的计算
【例1】【阿基米德原理法】 一底面积为200cm2的圆柱形容器置于水平桌面上,里面盛有30cm深的水,
把一个体积为1×10-3m3的实心小球用细线拴好放入水中,当小球刚好完全浸没在水中时(如图甲所示),
细线所受拉力刚好为5N;然后手放掉细线,当小球静止在水中时如图乙所示。求:
(1)小球完全浸没在水中时受到水的浮力;
(2)小球的密度;
(3)小球静止在水中时容器底部受到水的压强。
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【例2】【称重法】 当吊在弹簧测力计下的物体静止在空中时,弹簧测力计的示数为4.5N;如图所示,
当物体浸在水中的体积为物体体积的 时,弹簧测力计的示数为2.5N;从弹簧测力计上取下物体将其缓
慢放入水中(容器足够大,水足够多),则物体静止时受到的浮力为(g取10 N/kg)( )
A.2 N B.4.5 N C.6 N D.0 N
【例3】【平衡法】 质量为0.8kg、体积为 的塑料块浮在水面上静止。(g取 )求:
(1)塑料块受到的浮力 大小。
(2)塑料块露出水面部分的体积 。
【例4】【压力差法】 如图所示,用细杆将重为3N的正方体小木块压入水中并保持静止,此木块上表面
受到水的压力为7N,下表面受到水的压力为15N,则木块受到浮力大小是 N,浮力的方向是 ,
细杆对木块的压力大小是 N。
高频命题点6 浮力的相关分析
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【例1】【判断物理量的大小关系】某小组在探究物体的浮沉条件时,将同一个鸡蛋分别放入密度不同的
甲、乙两杯盐水中,静止时的位置如图所示,则下列说法正确的是( )
A.鸡蛋在甲杯中受到的浮力大
B.鸡蛋的密度等于甲杯中盐水的密度
C.鸡蛋的密度大于乙杯中盐水的密度
D.鸡蛋在甲、乙两杯中受到的浮力一样大
【例2】【判断物体浮沉状态】小明同学把一个体积为125cm3的苹果放入水中,苹果在水里处于悬浮状
态,则苹果所受的浮力为 N。小明从水中取出苹果,分成一个大块和一个小块,如图所示,再将小
块放入水中,发现小块沉入水底,据此现象可以推断:若将大块浸没水中,松手后大块将会 (选填
“漂浮”、“悬浮”或“沉入水底”);理由是: 。(g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3)
【例3】【判断物理量的变化】如图,某气泡在温度恒定的水中上升,气泡受到水的压强、浮力的变化正
确的是( )
A.压强变小,浮力变大 B.压强变小,浮力变小
C.压强变大,浮力不变 D.压强不变,浮力不变
高频命题点7 浮力的应用
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【例1】【轮船】物块浸没在液体中,受到液体对它向上、向下的压力分别为15牛、5牛,其受到浮力的
大小为 牛;物块所受浮力与重力的合力大小为12牛,它所受重力的大小为 牛。重
力为10牛的水对漂浮的物体所产生的浮力大小 10牛(选填“一定小于”、“一定等于”或
“可能大于”)。根据图中轮船上的“吃水线”排列情况,可以判断:印度洋海水密度 北大
西洋海水密度(选填“大于”、“等于”或“小于”),同一艘轮船从印度洋开往北大西洋,它所受浮力
(选填“变大”、“不变”或“变小”),船体将 (选填“上浮”或“下沉”)。
【例2】【潜水艇】无人潜艇是未来海军发展的重要方向,对于国家海洋安全和国防建设具有重要意义。
图甲是中国向世界展示的一款超大型无人潜航器,图乙是潜航器在海水中悬浮、上浮、漂浮的训练过程示
意图。对于其训练过程,下列分析正确的是( )
A.悬浮和漂浮时受到的浮力相等 B.漂浮时排开海水的重力最小
C.上浮过程中所受浮力逐渐变大 D.悬浮时潜航器底部所受海水压强最小
【例3】【热气球】如图,孔明灯通过加热灯罩内的空气,使孔明灯内部的空气密度比外部空气密度
(填“大”或“小”),这样,孔明灯 (填“重力减小”或“浮力增大”),当浮力 (填
“大于”“小于”或“等于”)重力时,孔明灯就会上升。
【例4】【密度计】将同一支密度计分别放置在甲和乙两种不同液体中,静止后如图所示,密度计在甲液
体中受到的浮力 在乙液体中受到的浮力,液体的密度ρ ρ (以上两空选填“大
甲 乙
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于”、“等于”或“小于”)。若我们想要密度计上的刻度值排列更稀疏一些,以下方案,可以采取的设
计方案是 。
A.让玻璃管更粗一些
B.让玻璃管更细一些
C.让玻璃管更重一些,测量时接触到容器底部
高频命题点8 密度、压强、浮力综合判断
【例1】【同液不同物】水平桌面上放置一底面积为S的薄壁圆筒形容器,内盛某种液体,将体积相同,
质量分别为m 、m 、m ,密度分别为ρ 、ρ 、ρ 的均匀实心小球A、B、C放入液体中,A球漂浮,B球
A B C A B C
悬浮,C球下沉,如图所示,下列选项中正确的是( )
A.浮力大小关系是:F>F >F
A B C
B.质量大小关系是:m =m >m
A B C
C.密度大小关系是:ρ <ρ <ρ
A B C
D.三球底部受到液体压强大小关系是:p >p >p
A B C
【例2】【同物不同液】如图所示,两个相同的柱形容器分别盛有两种不同液体,在容器中分别放入两个
相同物体,当物体静止后两液面刚好相平,下列判断正确的是 ( )
A.物体排开液体的质量m F
甲 乙 甲 乙
【例3】【不同物不同液】如图所示,水平桌面上甲、乙两相同的容器装有体积相等的不同液体。将同种
材料制成的实心物体A、B分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面保持相平,则( )
A.物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力
B.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
C.甲、乙两容器的底部受到液体的压强相等
D.甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
1.(2024·四川巴中)一个体积为100cm3、质量为90g的球放入足够深的水中,静止后的状态及所受浮力
大小为( )
A.漂浮 0.9N B.漂浮 1N C.沉底 0.9N D.沉底 1N
2.(2024·山东枣庄)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
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D.向容器内注水的总质量是4200g
3.(2024·江苏苏州)将鸡蛋放入盐水中出现如图所示状态,缓慢向杯中加盐或水使鸡蛋悬浮,下列说法
正确的是( )
A.加盐可以让鸡蛋悬浮
B.鸡蛋悬浮时液体密度大
C.鸡蛋悬浮时浮力大
D.鸡蛋悬浮时液体对杯底的压强大
4.(2024·山东德州)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∆F=∆F
A B
D.若实验前溢水杯中未装满水,对实验结果没有影响
5.(2024·陕西)当海水的温度及所含盐分变化时,可能会导致海水密度发生突变,在垂直海面方向上形
成一个类似“悬崖”的突变水层,在如图所示的情形中,若有潜艇潜航至此水域时,就会急速下沉,发生
“掉深”事故,危及潜艇安全。我军潜艇曾创造过遭遇“掉深”自救成功的奇迹。下列相关说法正确的是
( )
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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,需快速排出水箱中的水
D.潜艇从刚要露出水面至漂浮在水面的过程中,其所受浮力变大
6.(2024·江苏淮安)如图所示,甲、乙两个相同的容器分别盛有体积相同的水和盐水,静置在水平面上.
现将一杯子和木块以两种方式分别放在甲、乙两容器中,甲中杯子静止时漂浮在水面上,乙中木块紧贴杯
底(杯中无气体)并与杯子一起悬浮在盐水中,下列说法中正确的是( )
A.甲容器对水平面的压强大于乙容器对水平面的压强
B.木块在甲容器中受到的浮力大于在乙容器中受到的浮力
C.甲容器中液面上升的高度大于乙容器中液面上升的高度
D.将乙容器中的杯子轻轻向下推动少许,杯子和木块将沉到容器底
7.(2024·甘肃兰州)将质量相等的实心物体A、B分别放入装有甲、乙两种不同液体的容器中,已知两
液体质量相等,两容器底面积相等但形状不同,A、B两物体静止时的状态如图所示,此时两容器中的液
面恰好相平,下列说法中正确的是( )
A.A物体体积大于B物体体积 B.甲液体密度大于乙液体密度
C.A物体所受浮力小于B物体所受浮力 D.甲、乙两液体对容器底部的压强相等
8.(2024·黑龙江鸡西)将两个完全相同的小球,分别放入装有不同液体的甲、乙两个完全相同的烧杯中,
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小球静止时两烧杯液面相平,如图所示,下列判断正确的是( )
A.甲烧杯中液体的密度小
B.乙烧杯底部受到液体的压强小
C.甲烧杯中小球受到的浮力大
D.甲、乙两烧杯对桌面的压力相等
9.(2024·山东临沂)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
10.(2024·四川达州)如图所示,水平桌面上两相同电子秤,上面分别放有相同的圆柱形容器,容器中装
有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的A、B两个小球分别放入液体中静止时,A球沉底、B球漂浮,
此时液体深度 ,液体对容器底部压强相等。下列说法正确的是( )
A.液体密度
B.两小球受到的浮力
C.两电子秤示数相等
D.将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),左侧电子秤示数变化较大
11.(2024·福建)质量为 的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入
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水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为 、
、 ,不计细针体积。下列判断正确的是( )
A.甲图中,水对杯底的压力为 B.乙图中,草莓的质量为
C.丙图中,草莓排开水的体积为 D.丙图中,细针对草莓的压力为
12.(2024·江西)下图是我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器,它创造了万米的载人深潜新纪录,标
志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平。“奋斗者”号在万米深海处继续下潜的过程中,不考
虑海水密度及潜水器体积的变化,以下说法正确的是( )
A.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强变大
B.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强不变
C.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强不变
D.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强变大
13.(2024·内蒙古通辽)(多选)“奋斗者”号载人潜水器(如图)成功潜入海底10909m,刷新了中国
载人潜水的新纪录。潜水器总质量36t(包含下方安装的压载铁质量2t),观测窗面积0.03m2。潜入海底
待科研任务结束后,抛掉压载铁,潜水器上浮至海面(忽略部件受到海水压力后的体积变化和下潜、上浮
过程中海水对它的阻力, 取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。关于潜水器说法正确的有( )
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A.下潜时所受海水的压强逐渐变大
B.上浮至海面所受海水的浮力先增大后减小
C.抛掉压载铁后,上浮时所受海水的浮力为3.4×105N
D.10000m深度时,海水对观测窗的压力为3×106N
14.(2024·山东烟台)(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.
15.(2024·云南)(多选)一质量为900g、底面积为100cm2、高为12cm的不吸水圆柱体放在盛有4.2kg
水的薄壁(厚度不计)柱形容器内,容器底面积为300cm2,如图所示。打开阀门K,放出3kg的水后关闭
阀门( =1.0×103kg/m3)。下列说法正确的是( )
A.圆柱体的密度为0.75×103kg/m3
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B.放水前水面距容器底部的高度为l4cm
C.放水后水对容器底部的压力为21N
D.放水后水对容器底部的压强为600Pa
16.(2024·海南)用弹簧测力计悬挂一个实心柱体,将它浸入水中静止时,其上表面恰好与水面相平。此
时弹簧测力计的示数为3N,柱体下表面受到水的压力为2N,则柱体受到的浮力为 N,其密度
是 kg/m3。( )
17.(2024·山东威海)小明洗菜时发现体积较大的土豆沉入水底,体积较小的西红柿浮于水面,土豆受到
的浮力 西红柿受到的浮力;他想测量土豆的密度,用细线将土豆挂在弹簧测力计下示数为2.4N,再
将其完全浸没水中测力计示数为0.4N,则土豆的密度是 。
18.(2024·四川达州)如图所示,一重为20N的正方体木块静止在盛水的薄壁柱形容器中,已知容器底
面积 ,则木块下底面受到水的压力为 N,木块放入容器前后水对容器底部的压强变化量
为 Pa。
19.(2024·山东枣庄)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)
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20.(2024·青海西宁)“福建舰”是我国完全自主设计建造的航空母舰,满载排水量为8万吨。在海上航
行时,水下10m处海水对舰体的压强为 Pa;满载时“福建舰”受到的浮力为 N(海水密度ρ
取 ,g取10N/kg);假如“福建舰”从密度大的海域驶入密度小的海域,浮力 (选填
“增大”“不变”或“减小”)。
21.(2024·山东德州)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ρ、ρ 的两种不同
1 2
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F、F,则ρ ρ,F F(均选填“>”“ <”或“=”)。
1 2 1 2 1 2
22.(2024·四川眉山)物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计,分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,
静止时液面相平如图所示,密度计在液体中受到浮力 ,液体对杯底的压强 (选
填“<”“=”或“>”)
23.(2024·西藏)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,操作步骤如图所示。
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(1)操作乙中,物体受到的浮力为 N;
(2)分析比较操作甲、乙、丙可得出的初步结论是:当液体的密度相同时, 越大,浸在液体中
的物体受到的浮力越大;
(3)已知水的密度是 ,实验所用物体的密度为 ;(g取10N/kg)
(4)根据图中给出的信息,你还可以分析得出什么结论?(写出一条即可)
24.(2024·青海西宁)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 ,再由另外两图得出物块排开液体所受重力 ,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)实验时,若溢水杯中未装满水,则会导致测出的 ;
(3)为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的是 ;
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
(4)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 ;
(5)根据实验数据,还可以计算出物块的密度ρ= (g取10N/kg);
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(6)另一实验小组将物块换成可以漂浮在水面的木块进行实验,则 (选填“能”或“不能”)得
到与(1)相同的结论。
25.(2024·内蒙古通辽)小明、小刚和小强分别用三种不同的方法测量物体的密度,进行了如下实验设计
与操作:
(1)小明用调节好的天平测量萝卜块的质量,天平平衡时,如图甲所示,m= g;将萝卜块浸没在有
水的量筒中,如图乙所示,则萝卜块的密度为 kg/m3;
(2)小刚用隔板将一容器分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭,橡皮膜形状如图丙;
①向隔板左侧倒入酱油,发现橡皮膜向右凸,量出液面到橡皮膜中心的深度为10cm;
②向隔板右侧倒入水,直至橡皮膜 (选填“向左凸”、“继续向右凸”或“恢复原状”)为止;量
出水面至橡皮膜中心的深度为11cm,则酱油的密度为 kg/m3( );
(3)小强用弹簧测力计挂着石块,做了如图丁两个图的测量,读出弹簧测力计示数分别为F、F,则石
1 2
块受到的浮力表达式F = ,密度表达式 (以上两空用F、F、 等符号表示)。
浮 1 2
26.(2024·山东济南)小东在学习“阿基米德原理”时,发现老师研究的物体都是在液体里下沉的,于是
他想用木块验证“漂浮在液体中的物体所受浮力的大小 是否等于物体排开的液体所受重力的大小 ”。
(1)小东在设计实验时,通过推理得到了一种间接验证的方法。推理过程如下:
因为木块漂浮在水中,所以木块所受浮力的大小 等于木块所受重力的大小 ;
若要验证 是否等于 ,只需验证 ;
又因为 ,所以只需验证 是否等于 ;
于是,小东找来了电子秤(可直接显示物体质量)、溢水杯和小烧杯进行实验,实验步骤如下:
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a、用电子秤测量木块的质量 ;
b、用电子秤测量小烧杯的质量 ;
c、把木块轻轻放入装满水的溢水杯中,用小烧杯收集从溢水杯中被木块排开的水;
d、用电子秤测量小烧杯和排开的水的总质量 ;
(2)实验数据记录如表所示:
木块质量 小烧杯质量 杯、水总质量 排开水的质量
研究对
象 /g /g /g /g
木块 80 38 118
分析表格中的实验数据,得出结论:漂浮在液体中的物体所受浮力的大小 与物体排开的液体所受重力的
大小 ;
(3)在和同学交流分享时,小华认为以上实验过程可以更加简化,如图乙所示,只需将装满水的溢水杯
放在电子秤上,将木块轻轻放入溢水杯的同时用手拿着小烧杯收集排开的水,等溢水杯中不再有水溢出时,
拿走小烧杯,若观察到 ,即可得到 ;
(4)小明梳理小东的推理过程时发现,下沉的物体不能通过“ 是否等于 ”间接验证“ 是否等于
”,原因是 。
27.(2023·辽宁鞍山)小明利用天平和量筒做了测量液体密度的实验。
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(1)实验时发现放在水平桌面上的天平指针位置如图甲所示,他应该首先确认 ,再调节平
衡螺母;
(2)将装有适量待测液体的烧杯放在调节好的天平上,测出烧杯和液体的总质量154g;然后将烧杯中的
液体倒入量筒中一部分,如图乙所示,量筒中液体的体积为 ;
(3)把烧杯和剩余液体放在天平上,天平平衡时砝码及游码的位置如图丙所示,则烧杯和剩余液体的质
量为 g,根据上述实验数据计算出液体的密度 ;
(4)小明还想利用一个圆柱形的容器、刻度尺和水,测量小木块(不吸水)的密度,他设计了如下实验:
①在圆柱形容器内加入适量的水,用刻度尺测量水的深度记为 ;
②将小木块放入水中漂浮,水未溢出,用刻度尺测量水的深度记为 ;
③用细针将木块完全压入水中,水未溢出, 记为 ;
④则小木块密度表达式为 (用 和所测物理量的字母表示)。
28.(2024·陕西)如图所示,将一个重为2.7N的实心金属块挂在弹簧测力计下端,使之浸没在水中,当
测力计指针静止时,示数为1.7N。(g取 ,水的密度为 )
(1)金属块浸没在水中时,所受浮力是多少?
(2)金属块的体积是多少?
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29.(2024·山东淄博)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 =1.0×103kg/m3,g取10N/
水
kg)。求:
(1)物块浸没在水中时受到的浮力;
(2)物块取出后,水对容器底的压强;
(3)容器中水的质量。
30.(2024·江西)如图所示,水平桌面上的平底薄壁容器(重力忽略不计)底面积为 ,容器内盛有
质量为4kg的水。一实心木块漂浮在水面上,木块的质量为0.6kg,体积为 。g取10N/kg,求:
(1)木块的密度;
(2)木块受到的重力;
(3)木块受到的浮力;
(4)此时容器对水平桌面的压强。
2