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专题09 浮力及其应用
【跨学科实践】
1.(2024·河南)宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧。图为打捞过程
示意图,先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起,再把船上的泥沙铲走,铁
牛就被拉起,然后把船划到岸边,解开绳索卸下铁牛,就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、
乙、丙三个位置船所受浮力为 、 、 ,下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【中考新考法】
2.(2024·山东烟台)橡皮泥可以被捏成各种形状,深受同学们喜欢。学习了力学知识
后,小红利用家中的量杯、茶壶和垫块,测出了橡皮泥的密度。已知橡皮泥的密度大于水
的密度(橡皮泥的吸水忽略不计),操作过程如下:
①如图,把茶壶的一侧垫起并装满水,将橡皮泥轻轻放入茶壶中,用量杯接住溢出的水;
②倒掉量杯中的水,从茶壶中取出橡皮泥,将量杯和橡皮泥擦干;
③把茶壶重新加满水,将橡皮泥捏成空心碗放入壶中,让其浮在水面上,用量杯接住溢出
的水。(1)操作①是为了获得橡皮泥的 ,操作③是为了获得橡皮泥的 ;
(2)假设操作①量杯中水的体积为 ,操作③量杯中水的体积为 ,水的密度为 ,请
写出橡皮泥密度的表达式 ;
(3)如果操作③中茶壶里的水有少量进入橡皮泥捏成的空心碗中,则橡皮泥密度的测量结
果 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【结合生活实际】
3.(2024·四川泸州)钓鱼是一项户外运动。图甲是钓鱼常用的一种钓具,其主要由鱼
钩、铅坠、浮漂(7颗相同浮子)构成,该钓具各部分参数如下表所示。假如垂钓时,浸
没在水面下的浮子处于同一竖直线上,漂浮在水面上的浮子处于同一水平线上,为浮子的
理想状态(忽略鱼线弯曲造成的影响,即不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用)。如
图乙所示,某钓鱼爱好者在鱼塘垂钓时,鱼饵的质量为 ,体积为 ,沉
到水底后未与塘底紧密接触,有4颗浮子浸没在水下、有3颗浮子漂浮在水面上,且浮子
处于理想状态。取 , ,则:
名称 1颗浮子 铅坠 鱼钩 鱼线
质量m/kg 不计
体积
不计 不计
(1)浸没在水中的4颗浮子受到的总浮力为多大?
(2)当鱼饵静止在水平塘底时,鱼饵受到的支持力为多大?
(3)当鱼饵被全部吃掉,而鱼未上钩,稳定后,浮子仍处于理想状态,水面下浸没的浮子
有多少颗?【新科技新情境】
4.(2024·四川泸州)中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行战备训练时,
下列对该潜艇的说法中正确的是( )
A.通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B.在水面下匀速下潜过程中,受到的浮力增大
C.从长江潜行进入东海时,需要往水仓内注水
D.从长江潜行进入东海时,受到的浮力会变小
考点 1 浮力
1.(2024·云南)如图,木块静止在水面上,请画出木块所受浮力的示意图。
2.(2024·山西)小明发现木头在水中是漂浮的,而铁块在水中会下沉,他猜想浮力的大
小与浸没在液体中的物体的密度有关。为此他进行了如下探究,请你帮助他完成实验。实验思路:
(1)选取体积相同、 不同的物体A和B分别浸没在水中,测出其所受浮力并
进行比较;
实验过程:
(2)按照实验思路依次进行如图所示的操作,从甲图中可知物体A所受的浮力为
N;观察乙图可知物体B在水中受到的拉力为 N,并计算出物体B所受的浮
力;
实验结论:
(3)分析实验数据,可得出初步结论: 。
3.(2024·四川广安)物理兴趣小组的同学在“探究影响浮力大小的因素”过程中,经过
讨论提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小与物体浸入的深度有关:
猜想2:浮力的大小与液体的密度有关:
猜想3:浮力的大小与物体的形状有关。
小组同学分别对以上猜想进行探究,以下是他们的实验过程。
(1)小凌根据A、B、C三图,认为猜想1是正确的;同组的小果根据A、C、D三图,认
为猜想1是错误的。通过深入分析上述现象,小组同学一致认为浮力的大小随物体浸入液
体体积的增大而 ,与物体浸没在液体的深度无关。(2)根据 三图,可验证猜想2是正确的。同学们通过查阅相关资料并结合图中数
据,还可以测出物体的密度为 。( )
(3)为了验证猜想3,小组同学找来两个完全相同的薄铝片、一个烧杯和适量的水等器材
进行实验,实验步骤如下:
①将一个薄铝片放入盛有适量水的烧杯中,观察到铝片下沉至杯底;
②将另一薄铝片弯成“碗状”也放入该烧杯中,观察到铝片漂浮在水面上。
根据以上现象,小丽得出猜想3是正确的。她的结论不可靠,原因是 。
4.(2024·四川达州)同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中,根据日常生活经验
提出了以下猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
②浮力大小与物体排开液体的体积有关;
③浮力大小与液体的密度有关。
实验步骤和数据如图所示( ,g取10N/kg)
(1)根据实验数据,小聪计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是 N。
(2)为了验证猜想①,分析A与C、D三次实验,得出的结论是:浸没在液体中的物体所
受浮力大小与浸入液体中的深度 (选填“有”或“无”)关。
(3)为了验证猜想②,分析A与 三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体
所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)小聪为了验证猜想③,分析A与B、E三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体
所受浮力大小与液体的密度有关。你认为这样操作是 (选填“正确”或“错
误”)的,理由是 。
(5)细心的小红利用实验数据还计算出步骤E中所用盐水的密度是 。考点 2 阿基米德原理
5.(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
6.(2024·四川成都)小李同学想估算空气对自己的浮力大小,采集的数据有:自己的体
重、自己的密度(与水接近,约为1.0×103kg/m3)、空气的密度(约为1.3kg/m3)。则空气
对小李的浮力大小约为( )
A.0.006N B.0.6N C.60N D.600N
7.(2024·新疆)人体密度跟水的密度差不多。质量为40kg的小明套着游泳圈(游泳圈重
力不计)在游泳池中漂浮时,小明浸在水中的体积为他的体积的 ,则游泳圈浸在水中的
体积约为( )
A. B. C. D.
8.(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
9.(2024·四川宜宾)(多选)如图所示,两个不吸水的实心小球甲和乙,用不可伸长的
细线系住,放入水中静止后,甲有一半的体积露出水面,乙与容器底部接触,细线被拉
直。已知甲的重力为4N,甲受到的浮力为8N,甲、乙的体积之比为2:1,甲、乙的密度之
比为1:6,水的密度为 ,g取 。下列说法正确的是( )
A.细线对甲的拉力为4N B.乙受到的浮力为4N
C.甲的密度为 D.容器底部对乙的支持力为4N
10.(2024·四川广安)如图甲所示,足够高的圆柱形薄壁容器,装有适量的水放在水平桌
面上。现将一个质量为2kg、底面积为100cm2的均匀长方体竖直放入容器中,受到容器的
支持力为4N,此时物体所受浮力为 N。若再加入适量的水使长方体刚好漂浮,如图
乙所示,则此时水面的高度与图甲相比增加了 cm。( ,g取
)11.(2024·上海)小浦用一个弹簧测力计竖直悬空拉着一个物体,此时弹簧测力计的示数
为3.0N。他将物体浸没在水中,此时弹簧测力器的示数变为2.0牛,则浮力的大小是
牛,方向为 ;若将物体继续向下移动,则弹簧测力计的示数大小 (选填
“变大”或“不变”或“变小”)。
12.(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。
13.(2024·河北)A为质量分布均匀的长方体物块,质量为300g,边长如图甲所示。B为
内部平滑的圆柱形薄壁容器,底面积为300cm2,高为15cm,如图乙所示。A、B均静置于
水平地面上。水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求A的密度;
(2)图甲中A对地面的压强为p,将A放入B后,B对地面的压强为p,且p:p=5:2,求
1 2 1 2
B的质量;
(3)将A放入B后,向B中缓慢加水,在A对B底部的压力恰好最小的所有情况中,分析并计算水对容器底部的最小压力。
14.(2024·上海)如图1所示,将盛有液体的容器甲、乙两容器竖直放在水平面上。甲中
液体未知,乙中液体为水,容器的质量和厚度都忽略不计。
(1)若甲容器中液体质量为1.2kg,受力面积为1.2×10-3m2,求甲容器对地面的压强p ;
甲
(2)若乙容器中水的质量为1.5kg,求乙中水的体积V ;
水
(3)如图2所示,若在乙容器中再加入一定水,则此时水的深度为0.2米,将容器乙放进
容器甲中,容器甲的液面比容器乙的水面高0.05m。求此时甲容器中液体的密度。
考点 3 物体的浮沉条件及应用
15.(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
16.(2024·四川广安)2023年4月,我国东部战区组织了环台岛军事演习。当参演的航空
母舰——“辽宁舰”上的战斗机从军舰上起飞后( )A.飞行的战机以航母为参照物,是静止的
B.航母所受浮力变小,会上浮一些
C.航母所受浮力不变,排开水的体积不变
D.航母两侧水域流速大的位置压强大
17.(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
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
18.(2024·四川达州)如图甲所示,悬挂在弹簧测力计下的实心圆柱体A浸没在水中,将
其缓慢拉出水面(忽略物体带出的水),弹簧测力计的示数F与物体上升的高度h之间的
变化图像如图乙所示。然后将体积为2000 的实心物体B用细线和A连接在一起,如图
丙所示放入水中,A、B刚好悬浮。细线的重力和体积忽略不计, ,g取
10N/kg,下列说法正确的是( )
A.A浸没在水中所受浮力为10N B.A的底面积为50C.B的重力为20N D.B的密度为
19.(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
20.(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
21.(2024·山东临沂)2024年1月29日,世界首款四座氢内燃飞机原型机成功首飞。如
图所示,正在匀速升空的原型机( )A.机身由密度较大的材料制成 B.所受空气的浮力等于自身重力
C.机翼下方的空气流速比上方的小 D.机舱外的大气压强越来越大
22.(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.
23.(2024·四川泸州)(多选)如图所示,甲、乙两个相同的平底烧杯放在水平桌面上,
在两个烧杯中加入适量的清水,乙烧杯水面上漂浮有冰块,两杯水面恰好一样高,下列判
断正确的是( )
A.甲烧杯对桌面的压力等于乙烧杯对桌面的压力
B.甲烧杯对桌面的压强小于乙烧杯对桌面的压强
C.乙烧杯中冰块熔化后,水对烧杯底的压力增大
D.乙烧杯中冰块熔化后,水对烧杯底的压强不变
24.(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“>”)
25.(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。
26.(2024·江苏扬州)扬州中国大运河博物馆展示了各种古代船只模型。
(1)资料显示:“丝网船”最大载重为5t。若船和货物总质量为 ,船静止在水中
时所受浮力为 N,排开水的体积为 ;(g取 )
(2)资料显示:“沙飞船”航速迅捷。同向并排行驶的两条“沙飞船”要保持安全距离,
是因为两船较近时,中间流速大,流体压强 ;
(3)如图所示,游客站在静止的仿制“沙飞船”的船头,能从各个方向观看到投影画面,
这是因为光在投影幕上发生了 ;投影画面向后移动,游客会产生船向前行的感
觉,是由于运动具有 。
27.(2024·四川遂宁)中国人民解放军海军山东舰是中国完全自主设计建造的第一艘航空
母舰,当舰载机从航母上起飞后,航母所受的浮力将 (选填“变大”、“变小”
或“不变”)。舰载机飞行时机翼上方空气的流速比机翼下方的流速大,于是机翼上方的空气压强 (选填“大于”或“小于”)下方的空气压强,这个压强差就使飞机获
得了升力。
28.(2024·四川遂宁)如图所示,一小球静止在水面上。请作出图中小球受到的重力和浮
力的示意图。
29.(2024·江苏连云港)质量为2kg的物体放置在水平桌面上,底面积为 ,体
积为 。求:
(1)该物体对桌面的压力。
(2)该物体对桌面的压强。
(3)该物体浸没在水中释放后,静止时受到的浮力。
30.(2024·山东烟台)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)31.(2024·安徽)某兴趣小组要测量一金属块的密度,设计了如下方案:将装有适量细沙
的薄壁圆筒,缓慢竖直放入盛有适量水的、水平放置的长方体透明薄壁容器中,待圆筒静
止后,在圆筒上对应水面的位置标记一点A,并在长方体容器上标出此时的水位线MN(如
图甲所示);然后将待测金属块用细线悬挂在圆筒下方,缓慢竖直放入水中,圆筒静止后
(金属块不接触容器底部),在长方体容器上标出此时的水位线PQ(如图乙所示);再向
长方体容器中缓慢注水至圆筒上的A点与MN在同一水平面上(如图丙所示)。测出PQ
与此时水面的距离为 ,与MN的距离为 。若圆筒的底面积为S,长方体容器的底面积
为4S,A点到圆筒底部的竖直距离为h,不计细线的质量和体积,已知 和g。
(1)求图甲中圆筒和细沙总重力G的大小(用题中给定的物理量符号表示);
(2)求金属块的体积V(用题中给定的物理量符号表示):
(3)若 求金属块的密度 。
32.(2024·山东滨州)“水能载舟,亦能覆舟”出自《荀子·哀公》,它告诉我们人民才
是社会的主人!习近平总书记在纪念红军长征胜利80周年大会上的讲话中告诫全党必须牢
记这个道理。习近平总书记说:“老百姓是天,老百姓是地。忘记了人民,脱离了人民,
我们就会成为无源之水、无本之木,就会一事无成。”从物理学角度来说,浸在水中的物
体,当排开水的体积不同时,浮力和压强会发生怎样的变化呢?为了探究这个问题,某小
组设计如下实验进行探究。
如图甲所示,质地均匀的长方体物体,质量为1kg,底面积为1×10-2m2,竖直放入水平桌面
上的薄壁圆柱形容器(筒壁厚度不计)内(ρ =1.0×103kg/m3,g取10N/kg),求:
水
(1)物体对容器底部的压强。
(2)向容器内注入2cm深的水,物体不会倾斜,也没有浮起,如图乙所示,求水对容器
底部的压强。(3)现不断往容器内注水,当注水深度为物体高度的一半时,物体对容器底部的压力刚好
为0,如图丙所示,求物体的密度。
(4)在容器内继续注入适量的水,物体静止时如图丁所示,将露出水面的部分切去,待剩
余部分再次静止后,请推理说明水对容器底部压强的变化量Δp 与容器对桌面压强的变化
水
量Δp 的大小有何关系。
桌
33.(2024·四川成都)科创社的同学设计并“3D”打印了一艘长方体轮船模型,为了对轮
船进行测试,准备了一个薄壁长方体容器置于水平地面,其底面积为1800cm2,装有深度
为9cm的水,如图甲所示。轮船的质量为2.2kg,底面积为800cm2,总高度为16cm,如图
乙所示。轮船的下部有7个长方体水密隔舱(以便轮船漏水时,相互隔离,确保行船安
全),每个隔舱的内部底面积均为100cm2,高度为10cm;轮船的上部可放置货物,并通
过调整货物位置保持轮船不倾斜。忽略液体扰动等次要因素,已知水的密度ρ
水
=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求容器中水的质量。
(2)设计组的同学从安全角度设想:在轮船满载(最大载重)时,假如有2个隔舱漏满
水,稳定后轮船依然漂浮,且浸入水中的深度为14cm,求满载时货物的质量。
(3)测试组的同学对轮船进行漏水实验:将载货5kg的轮船置于容器中,通过扎孔使4个
隔舱漏入一定质量的水,然后堵住小孔并保持轮船不倾斜,求此时水对轮船外底部的压强
P与漏入隔舱内水的质量m 克(0