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专题15物体沉浮条件及其应用(解析版)_8、物理总复习_2024年中考复习资料_一轮复习_完备战2024年中考物理一轮复习考点帮(全国通用)_教师版(含答案解析)

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文档文本内容

专题 15 物体沉浮条件及其应用(解析版)
【内容播报】
特别说明:典例是2023年的中考真题,即时检测是最新的全国各地的模拟题,好题冲关是
2022年的期末考试题和2023年的模拟考试题和2023年的中考真题中经过多次筛选。知识点
以挖空的形式设计,便于学生提前预习,考点通过方法总结,知识加工,便于学生理解和记
忆,好题冲关分层设计,针对于不同的学生。
知识点 考点 好题冲关
物体的沉浮条件 物体的沉浮条件及其判断(1典例+3即时检测) 基础过关(20)
浮力的应用 漂浮状态下密度的计算(1典例+3即时检测) 能力提升(25)
浮力与液面上将问题(3典例+4即时检测) 真题感悟(19题)
浮力的利用(1典例+3即时检测)
1. 加强对浮力公式的理解和应用;
2. 掌握物体漂浮状态下密度的计算问题;
3. 掌握冰融化时液面的升降变化问题;
4. 理解浮力在生产与生活中的运用
知识点1:物体的沉浮条件
浸在液体中的物体同时受到浮力和重力的作用,物体在液体中的浮与沉取决于浮力与重力的关系.如下:
上浮 下沉 漂浮 悬浮 沉底
F G F G F G F G F +F =G
浮______ 物 浮______ 物 浮______ 物 浮______ 物 浮 支 物
ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ
液 _____ 物 液 _____ 物 液 _____ 物 液 _____ 物 液 _____ 物
物体处于动态,受到的是非平衡力 物体处于静止状态,受平衡力
知识点2:浮力的应用
1. 轮船
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(1)原理
物体的密度大于液体的密度,制成________的可以漂浮在液体的表面上,也增大了可以利用的浮力
(2)排水量
轮船载重的大小用_______表示,是指轮船按照设计要求满载货物时排开水的________;
2. 潜水艇
因浸没在水中的潜水艇排开水的体积始终不变,所以,潜水艇受到的浮力_________,潜水艇的上浮
和下沉全靠改变_________;
3. 气球和飞艇
靠充入密度_____________空气的气体来工作的;
4. 密度计
(1)原理
根据物体__________时的受力平衡及阿基米德原理制成,用来测定液体密度的仪器;
(2)特点:浸入液体的体积越小,说明液体的密度越______;
【答案】
知识点1: > < == > < > = <
知识点2: 空心 排水量 质量 不变 自身的重力 小于 漂浮 大
考点一 物体的沉浮条件及其判断
浸在液体中物体的浮沉条件
1. 物体上浮、下沉是运动过程,此时物体受非平衡力作用。下沉的结果是沉到液体底部,上浮的结果是浮出
液面,最后漂浮在液面。
2. 漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力,在平衡力的作用下静止不动。
但漂浮是物体在液面的平衡状态,物体的一部分浸入液体中,浮是物体浸没在液体内部的平衡状态,整个物体
浸没在液体中。
上浮 漂浮 悬浮 下沉
ρ <ρ ρ <ρ ρ =ρ ρ >ρ
物 液 物 液 物 液 物 液
G <F G =F G =F G >F
物 浮 物 浮 物 浮 物 浮
【典例1】(2023·北京·统考中考真题)小京洗水果时,发现体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较
大的芒果却沉在水底,如图所示。下列说法正确的是( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.桔子的密度小于芒果的密度
B.桔子受到的浮力大于它受到的重力
C.桔子受到的重力小于芒果受到的重力
D.桔子受到的浮力大于芒果受到的浮力
【答案】AC
【详解】依题意得,体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底。
A.由浮沉条件得,桔子的密度小于水的密度,芒果的密度大于水的密度,因此桔子的密度小于芒果的密
度,故A正确;
B.桔子受到的浮力等于它受到的重力,故B错误;
CD.桔子体积小于芒果体积,桔子排开水的体积小于桔子的体积,芒果排开水的体积等于芒果的体积,则
桔子排开水的体积小于芒果排开水的体积,由 得,桔子受到的浮力小于芒果受到的浮力,桔
子受到的浮力等于它受到的重力,芒果受到的浮力小于它受到的重力,则桔子受到的重力小于芒果受到的
重力,故C正确,D错误。
故选AC。
【即时检测1】(2022·湖南长沙·统考一模)水平桌面上放有两个完全相同的烧杯,分别盛有甲、乙两
种液体。将质量相等、体积不等 的正方体实心物块M、N分别放入两烧杯中,静止时如图所示,
液面刚好相平。以下判断正确的是( )
A.M受到的浮力大于N受到的浮力
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】B.M的密度小于N的密度
C.甲液体对杯底的压强等于乙液体对杯底的压强
D.若将M也放入乙液体中静止时,M将沉在杯底
【答案】D
【详解】A.物块M在甲中漂浮,则 ;物块N在乙中悬浮,则 ;而两物块质量相等,即
,所以M受到的浮力等于N受到的浮力,故A错误;
B.由图知,M的体积小于N的体积,两物块质量相等,根据 可知,M的密度大于N的密度,故B
错误;
C.由图知,M排开液体的体积小于N排开液体的体积,又知M受到的浮力等于N受到的浮力;根据
可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,即 ;两液面等高,根据 可知,甲液
体对杯底的压强大于乙液体对杯底的压强,故C错误;
D.物块N在乙中悬浮,则 ,由选项B可知, ,所以可得 ,故将M放入乙液体中
静止时,M沉底,故D正确。
故选D。
【即时检测2】(2023·山东泰安·统考二模)两个相同的烧杯中装有不同的液体,把质量相等的甲、乙
两球分别轻轻放入A、B两杯液体中,静止时处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等,则下列说
法正确的是( )
甲球所受浮力更大 两球所受浮力一样大
A杯中液体密度小于B杯中液体密度 甲球对容器底的压力小于乙球对容器底的压力
A.只有 正确 B.只有 正确 C.只有 正确 D.只有 正确
【答案】D
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【详解】①②根据阿基米德原理可知, ,
已知甲、乙排开液体的重力相等,所以 ,故①错误,②正确;
③由于浮力相同,则
由于A的体积大于B的体积,则A的液体的密度要小于B的液体的密度,故③正确;
④甲乙的质量是相同的,重力相同;甲乙都受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和竖直向上的浮力;
由于甲乙受到的浮力相同,则支持力相同,根据力的相互性可知,甲乙对容器底部的压力是相同的,故④
错误。
故ABC错误,D正确。
故选D。
【即时检测3】(2022·辽宁·统考模拟预测)三个完全相同容器内分别装满酒精、水和盐水(ρ <ρ
酒精 水
<ρ ),将a、b、c三个不同的小球放入容器中,小球静止后位置如图所示,下列说法中正确的是
盐水
( )
A.三个容器底部受到液体的压力关系是F =F =F
甲 乙 丙
B.三个小球密度关系是ρ<ρ<ρ
a b c
C.若将小球b放入丙杯中,小球b排开液体的体积小于小球b的体积
D.若将小球c放入甲杯中,小球c排开液体的质量小于小球c的质量
【答案】BCD
【详解】A.由图得,液体深度相同,且
由 得,三个容器底部受到液体的压强关系为
容器底部受力面积相同,由 得,三个容器底部受到液体的压力关系为 ,故A错误;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】B.a、b、c分别在酒精中漂浮、水中悬浮、盐水中沉底,则 , ,
则 ,故B正确;
C.由 ,得,若将小球b放入丙杯中,小球b将漂浮在盐水表面,排开液体的体积小于小球b
的体积,故C正确;
D.由 ,得,若将小球c放入甲杯中,小球c将沉底,则
由 与 得,小球c排开液体的质量小于小球c的质量,故D正确。
故选BCD。
考点二 漂浮状态下密度的计算
当物体漂浮时,如下图所示:
【典例2】(2023·山东淄博·统考中考真题)如图,将高为5cm的长方体木块缓慢放入盛满水的容器
中,静止时木块在水面上漂浮,下表面到水面的距离为3cm,排开水的重力为3N。则木块下表面受到水的
压强是 Pa,木块受到的浮力是 N,木块的质量是 kg,木块的密度是
kg/m3( ,g取10N/kg)。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】 300 3 0.3 6×102
【详解】[1]木块下表面受到水的压强为
[2]由阿基米德原理可知,木块受到的浮力
[3]木块漂浮在水中,由物体的浮沉条件可知,木块的重力G=F =3N
浮
由G=mg可得,木块的质量为
[4]木块漂浮在水中,排开水的体积
木块的底面积
木块的体积
木块的密度为
【即时检测1】(2023·山东临沂·统考模拟预测)将一个边长为10cm的正方体木块放在水中,木块静
止时有四分之一的体积露出水面。此木块的密度为 kg/m3;受到的浮力为 N;木块底部受到水
的压强为 Pa(g取10N/kg)。
【答案】 0.75×103 7.5 750
【详解】[1][2]木块的体积V=a3=(0.1m)3=0.001m3
木块排开水的体积
木块受到的浮力F =ρ gV =1.0×103kg/m3×10N/kg×7.5×10﹣4m3=7.5N
浮 水 排
因为木块漂浮,所以木块的重力G=F =7.5N
浮
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】由G=mg可得,木块的质量
木块的密度
[3]木块底部距离水面的高度,即底部的深度为
木块底部受到水的压强p=ρ gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.075m=750Pa
水
【即时检测2】(2023·福建福州·福建省福州第十九中学校考模拟预测)如图所示,水平桌面上两个相
同的烧杯中分别装有甲、乙两种液体,将A、B两个正方体按图示方式放入液体中,待静止后,B刚好浸
没在甲液体中,A刚好浸没在乙液体中,且两杯中液面恰好相平。已知 ,排开液体的质量分别
为 和 ,则 ∶ ;甲、乙液体对杯底的压力分别为 和 ,则 ∶ 。
【答案】 1∶1 1∶3
【详解】[1]把A、B两物体作为一个整体,由图知,该整体在两液体中都处于漂浮状态,由漂浮条件可知
所以该整体在两液体中受到的浮力相等,由阿基米德原理知排开液体的重力相等,由 知排开液体的
质量相等,即
[2]由图知 , ,液体中受到的浮力相等,由 可知,两液体的密度关系为
已知两液体的深度h相同,由 可知,甲液体对杯底的压强与乙液体对杯底的压强关系为
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】由 可知,甲、乙液体对杯底的压力关系为
【即时检测3】(2023·海南·校联考二模)如图所示,将一边长为10cm的正方体木块放入装有某液体
的圆柱形容器中。木块静止时露出液面的高度为2cm,液面比放入前升高1cm,容器底部受到液体的压强
变化了80Pa。则液体密度为 kg/m3,木块的重为 N。(g取10N/kg,ρ =
水
1.0×103kg/m3)
【答案】 0.8×103 6.4
【详解】[1]由题意可知,木块静止时露出液面的高度为2cm,液面比放入前升高
容器底部受到液体的压强变化了80Pa,由 可得,液体的密度
[2]木块浸入的深度
木块排开液体的体积
木块受到的浮力
由题图可知木块漂浮,根据物体浮沉条件可得木块受到的重力
考点三 浮力与液面升降问题
确定液面的升降,只要比较变化后的V 与变化前的V 的大小。
排 排
1. 冰熔化后液面升降
(1)纯冰在液体中,冰熔化后液面升降。
① ,如冰浮于盐水中,冰熔化后,液面上升。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】② ,冰熔化后,液面下降。
③ ,液面不变。
(2)冰中含杂质,冰熔化后,水面升降。
① ,若冰中有铁、铜、铝、石块等,冰熔化后,水面下降。
② ,如冰中有木块、蜡、气泡,冰熔化后,水面不变。
③ ,水面不变。
2. 漂浮在液面的“载体”
当把所载的物体取出放入液体中时,如 ,容器中液面下降,当 时,容器中液面不
变。
【典例3】(2023·辽宁营口·统考中考真题)将冰块轻轻放入水平桌面上盛满煤油的烧杯中,冰块静止
时如图所示( )。下列分析正确的是( )
A.放入冰块后,烧杯对桌面的压力变大 B.冰块完全熔化后,杯中液面高度下降
C.冰块完全熔化后,杯底受到液体的压强变大 D.冰块完全熔化后,煤油的密度变大
【答案】ABC
【详解】A.放入冰块会有等体积的煤油溢出,原来烧杯对桌面的压力等于煤油和烧杯的总重力,放入冰
块后,烧杯对桌面的压力等于剩余煤油、冰块和烧杯的总重力,因为冰块的重力大于排开煤油的重力,所
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】以烧杯对桌面的压力变大,故A正确;
B.当冰块完全熔化后,熔化为水的质量和冰的质量相同,即m =m ,所以ρ V =ρ V
水 冰 水 冰化水 冰 冰
因为 ,冰在煤油中是沉底的,所以冰块排开液体的体积V =V ,所以V <V ,所以冰块完
排 冰 冰化水 排
全熔化后,杯中液面高度下降,故B正确;
C.冰块静止时沉底,由浮沉条件可得F < G ,因烧杯为柱形容器,且力的作用是相互的,则此时杯底
浮 冰
受到煤油的压力F= G +F < G +G
煤油 浮 煤油 冰
冰块完全熔化为水后,体积减小,则液体不会溢出,此时杯中液体对杯底的压力:
冰熔化为水后质量不变,重力不变,即 ,则
综上可知 ,即冰块完全熔化后与冰块静止时相比,杯中液体对杯底的压力变大,受力面积不变,根
据 可知,烧杯底部受到液体的压强变大,故C正确;
D.水和煤油不相容,冰块完全熔化后,煤油的密度不变,故D错误。
故选ABC。
【典例4】(2021·江西·统考中考真题)地球气候变暖,冰川熔化加剧,是造成海平面变化的原因之一;
小明同学根据所学知识,通过比较冰川完全熔化成水后,水的体积与冰川熔化前排开海水的体积,就能推
断海平面的升降。如图所示,是冰川漂浮在海面上的情景,若冰川的质量为m ,海水的密度为ρ ,水的
冰 海
密度为ρ ,g用符号表示,求:
水
(1)冰川熔化前受到的浮力;
(2)冰川熔化前排开海水的体积;
(3)冰川完全熔化成水后水的体积;
(4)推断海平面的升降,并说明理由。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】(1) ;(2) ;(3) ;(4)上升,见解析
【详解】解:(1)冰川熔化前为漂浮状态,受到的浮力大小等于重力大小,冰川的质量为m ,根据
冰
可知冰川的重力
受到的浮力大小等于重力大小,则 ,冰川熔化前受到的浮力是 。
(2)由上述可知,冰川熔化前受到的浮力是 ,根据阿基米德原理 可知,冰川熔化前排开
海水的体积 ,冰川熔化前排开海水的体积是 。
(3)冰川完全熔化成水前后,物体所含物质的多少不变,则质量是不变的,这些水的质量
水的密度是ρ ,则根据 可知,这些水的体积 ,冰川完全熔化成水后水的体积是 。
水
(4)由(2)解析可知冰川熔化前排开海水的体积是 ,由(3)解析可知冰川完全熔化成水后水的体积
是 ,由于 ,则
即冰川完全熔化成水后水的体积,大于冰川熔化前排开海水的体积,那么海平面会上升。
答:(1)冰川熔化前受到的浮力是 ;
(2)冰川熔化前排开海水的体积是 ;
(3)冰川完全熔化成水后水的体积是 ;
(4)海平面的上升,在解析中看理由。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【即时检测1】(2022·上海·九年级校考竞赛)容器内盛有部分盐水,在盐水中放入一块淡水凝固成的
冰,冰熔化后( )
A.盐水的密度减小,液面上升
B.盐水的密度减小,液面不变
C.盐水的密度减小,液面下降
D.盐水的密度不变,液面也不变
【答案】A
【详解】冰块漂浮在水面上,所以,F =G ,ρ gV =ρ gV ,V = ,
浮 冰 盐水 排 冰 冰 排
冰熔化成水之后,状态变化,质量不变,所以,m =m ,ρ V =ρ V ,V = ,
冰 水 冰 冰 水 水 水
因为ρ >ρ ,所以,V >V ,所以液面上升;因为盐水里增加了一部分水,所以盐水的密度会减小.
盐水 水 水 排
【即时检测2】(2019上·上海·九年级校考期中)如所示,放在水平地面上的柱形容器中盛有水,漂
浮在水面上的木块和冰块的质量均为0.4千克,木块所受的浮力大小为 牛,方向为 。一段时
间后,冰全部融化成水,与冰融化前相比,木块受到的浮力将 ,水对容器底部的压强将 。
(后两空均选填 “变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 3.92 竖直向上 不变 不变
【分析】(1)利用浮力相关知识来解题。
(2)根据冰块熔化前后液体密度和液面高度的变化情况进行分析。
【详解】[1]由图可知木块漂浮在水面上,此时木块受到的浮力等于木块受到的重力可得
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】[2]浮力的方向始终是竖直向上的。
[3]冰块在水熔化后,液体的密度没有发生变化,所以木块仍然漂浮在水面上,受到的浮力大小也没有发生
变化。
[4]冰块漂浮在水面时,受到的浮力大小与冰块的重力相等,冰块融化成水后,质量没有发生变化,因此水
面的高度也没有发生变化,水对容器底部的压强也没有发生变化。
【典例5】(2021·广西·统考中考真题)图甲为某自动注水装置的部分结构模型简图,底面积为
200cm2的柱形水箱内装有质量为5kg的水,竖直硬细杆上端通过力传感器固定,下端与不吸水的实心长方
体A连接。打开水龙头,水箱中的水缓慢排出,细杆对力传感器作用力F的大小随排出水的质量m变化的
关系如图乙所示,当排出水的质量达到4kg时,A刚好全部露出水面,由传感器控制开关开始注水。不计
细杆重力,水的密度为1.0×103kg/m3。求:
(1)开始注水时,水箱内的水受到的重力;
(2)A的密度;
(3)水从A上表面下降至传感器示数为零的过程,水箱底部受到水的压强变化量。
【答案】(1)10N;(2)0.2×103kg/m3;(3)1600Pa
【详解】解:(1)由题意知,底面积为200cm2的柱形水箱内装有质量为5kg的水,当排出水的质量达到
4kg时,A刚好全部露出水面,由传感器控制开关开始注水。所以开始注水时,水箱内的水的质量为
m=m-m=5kg-4kg=1kg
1 2
水箱内的水受到的重力为G=mg=1kg×10N/kg=10N
(2)由题意知,当排出水的质量达到4kg时,A刚好全部露出水面,此时物体A受到的浮力为0,由图乙
可知,压力传感器的示数即为物体A的重力G =2N,所以在未排水之前,物体受到的浮力为
A
F =F+G =8N+2N=10N
浮 1 A
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】根据阿基米德原理可知F =G =ρ gV =ρ gV
浮 排 水 排 水 A
则物体A的体积为
物体A的密度为
(3)分析图乙可知,从开始排水至液面到达A上表面,排出水的质量m=1kg,当放出水的质量达到
1
m=4kg时,物体A刚好全部露出水面,则液面从A的上表面到下表面的过程中排出水的质量
2
排出水的体积
设A的底面积为S 高为为h,则有 ①
A,
水箱的底面积为S =200cm3,则有 ②
箱
联立①②,代入数据可得h=20cm,S =50cm2
A
当传感器示数为零时,A受到的浮力与自身重力相等,则有
则
则此时A浸入水中的深度
则水面下降的高度
水箱底部受到水的压强变化量
答:(1)开始注水时,水箱内的水受到的重力为10N;
(2)A的密度为0.2×103kg/m3;
(3)从开始放水到物体A上表面刚好与液面相平时,水箱底部受到水的压强变化量为1600Pa。
【即时检测1】(2023·陕西西安·校考三模)小红用菜盆盛水清洗樱桃时,将一个塑料水果盘漂浮在菜
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】盆里的水面上盛放樱桃,当她把水里的樱桃捞起来放入果盘后,发现菜盆里的水位有所变化。为一探究竟,
她用一个水槽、一个长方体空盒A、一个正方体金属块B设计了如图的实验来研究。已知水槽的底面积为
200cm2,空盒A底面积为100cm2,金属块B为体积是1.25×10-4m3的正方体。她先把金属块B放入水槽中
沉底,当空盒A漂浮在水面上时,盒底浸入水中1cm深。整个实验中,水槽里的水未溢出;
(ρ =7.0×103kg/m3)
B
(1)空盒A漂浮在水面上时,求盒底部受到水的压强大小;
(2)求空盒A漂浮在水面上时所受浮力的大小;
(3)小红把金属块B从水中捞起后放进盒A并漂浮在水面上时,求盒A受到的浮力的大小;(金属块B
上附着的水忽略不计)
(4)请计算第(3)问中水槽里的水位变化的高度。
【答案】(1)100Pa;(2)1N;(3)9.75N;(4)升高3.75cm
【详解】解:(1)空盒A漂浮在水面上时,盒底浸入水中的深度
则盒底部受到水的压强
(2)空盒A排开水的体积
空盒A受到的浮力
(3)因空盒A漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以,空盒A的重力
金属块B的体积
根据 可得金属块B的质量
则
把金属块B从水中捞起后放进盒A并漂浮在水面上时,因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】此时空盒A和B受到的浮力
(4)金属块B在水中沉底时,AB排开的水的总体积为
金属块B从水中捞起后放进盒A,A与B漂浮在水面上时,根据 可得空盒A排开水的体积
即
所以,金属块B从水中捞起后放进盒A漂浮在水面上时,水面会升高,增加的排水量
则水槽里水位升高的高度
答:(1)空盒A漂浮在水面上时,盒底部受到水的压强大小为100Pa;
(2)空盒A漂浮在水面上时所受浮力的大小为1N;
(3)小红把金属块B从水中捞起后放进盒A并漂浮在水面上时,盒A受到的浮力的大小为9.75N;
(4)第(3)问中水槽里的水位与之前相比会升高3.75cm。
【即时检测2】(2023·重庆·重庆八中校考二模)水平地面上有一个工件如图甲所示,由上下两个不同
物质组成的柱体连接在一起,上半部分A是边长为10cm的正方体,下半部分B为圆柱体,高为10cm,底
面积为40cm2。另有一高为12cm,底面积为200cm2的轻质圆柱形容器乙放在水平地面上,里面装有10cm
深的水,如图乙,则此时水对容器底部的压力为 N。先将工件竖直正放入容器乙中,此时容器对水
平桌面的压强为p,溢出水的质量为m;接着将工件取出并马上竖直倒放入容器乙中,则此时容器对水平
1 1
桌面的压强为p,溢出水的质量为m,已知m-m=200g,求p:p= 。
2 2 2 1 1 2
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】 20 7∶6
【详解】[1]如图乙,底面积为200cm2=2×10-2m2
轻质圆柱形容器乙放在水平地面上,里面装有10cm深的水,由 得,水对容器底部的压强为
由 得此时水对容器底部的压力为F=PS=1×103Pa×2×10-2m2=20N
[2]轻质圆柱形容器乙中水的体积为V =200cm2×10cm=2000cm3
水
质量为m =ρ V =1g/cm3×2000cm3==2000g=2kg
水 水 水
容器空的部分的体积为V =200cm2×2cm=400cm3
空
因为两次放入容器,都有水溢出,假设工件两次都漂浮或悬浮时,由浮沉条件可知,两种情况下工件所受
浮力相等,则工件排开水的体积相等,溢出水的质量也相等,由m>m 可知,第二次放入时所受到的浮力
2 1
大,故工件在两种情况下不可能都漂浮或悬浮;若两种情况下工件都沉底,则将工件正放入容器中时,排
开水的体积为V = V + V =40cm2×10cm+(10cm)2×(12cm-10cm)=600cm3
排 B A排
溢出水的质量为m' =ρ (V - V )=1g/cm3×(600cm3- 400cm3)=200g
1 水 排 空
将工件倒放沉底时,工件排开水的体积为V' = V+ V =(10cm)3+40cm2×(12cm-10cm)=1080cm3
排 A B排
溢出水的质量为m' =ρ (V' - V )=1g/cm3×(1080cm3- 400cm3)-200g=480g
2 水 排 空
则m' -m' =480g-200g=280g≠200g
2 1
故正放入时,工件沉底,竖直倒放入时,工件漂浮,只有这样才符合题意,因正放时沉底,m=200g,且
1
m-m=200g
2 1
所以m=400g,而将工件取出并马上竖直倒放入容器乙中时,排开液体的质量为
2
m = 400g+200g+1g/cm3×200cm2×2cm=1000g=1kg
排
工件漂浮时,工件所受浮力等于重力,则有G + G =G =m g=1kg×10N/kg=10N
A B 排 排
两种情况下容器对水平桌面的压强比值为
考点四 浮力的应用
1. 轮船
(1)原理:排开的水较多,受到较大的浮力,所以能漂浮在水面上.轮船的大小通常用排水量来表示.
(2)排水量:轮船装满货物时排开水的质量.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】2. 潜水艇:因浸没在水中的潜水艇排开水的体积始终不变,所以潜水艇受到的浮力不变.艇的上浮和下沉
全靠改变自身的重力
3. 气球和飞艇:靠充入密度小于空气的气体来工作.
4. 密度计
(1)原理:根据物体漂浮时的受力平衡及阿基米德原理制成,是用来测定液体密的仪器.
(2)特点:浸入液体的体积越小,说明液体的密度越大.
【典例6】(2023·江苏泰州·统考中考真题)用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等,
制作如图所示的潜水艇模型(不计进排气管体积),然后将模型放入水中,使其上浮或下沉。下列说法正
确的是( )
A.当模型漂浮于水面时,它受到的浮力小于重力
B.向瓶中充气时,瓶内气体压强变大,模型将下沉
C.从瓶中抽气时,模型会下沉,它受到的浮力将变小
D.让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,应使瓶内的水先增加后减少
【答案】D
【详解】A.当模型漂浮于水面时,由浮沉条件可知,它受到的浮力等于重力,故A错误;
B.向瓶中充气时,瓶内气体压强变大,瓶内水被排出来,模型重力将变小,小于浮力,模型将上浮,故
B错误;
C.从瓶中抽气时,瓶内气体压强变小,水进入瓶内,模型重力将变大,大于浮力,模型会下沉,此时排
开水的体积不变,根据阿基米德原理可知,它受到的浮力不变,故C错误。
D.潜水艇是依靠改变自身重力实现浮沉的,让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,此时应向外
抽气,让水进入瓶中,是模型受到的重力大于浮力,实现下沉;然后停止抽气,接着适当充气,向外排水,
使模型的重力等于浮力而悬浮,所以瓶内气体是先减少后增加,瓶内的水先增加后减少,故D正确。
故选D。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【即时检测1】(2023·江苏盐城·校考模拟预测)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A、B两支密度计,放入盛有水的烧杯中,静止后如图所示。有以下两个判断:(1)两支密度
计受到的浮力相等;(2)将两支密度计,放入同一个盛有盐水的烧杯中,静止后与图中相比,密度计A
上升的高度等于B上升的高度。关于这两个判断下列选项正确的是( )
A.只有(1)正确 B.只有(2)正确
C.(1)(2)都正确 D.(1)(2)都不正确
【答案】D
【详解】根据图示可知,B排开的水的体积大于A排开的水的体积,根据阿基米德原理 可知,
B受到的浮力大,故(1)错误;密度计在盐水中是漂浮的,受到的浮力等于自身的重力,所以密度计放入
盐水中后受到的浮力不变;A排开的水的体积为 ,B排开的水的体积为 ,A排开的
盐水的体积为 ,B排开的盐水的体积为 。则A排开的液体的体积变化量为
B排开的液体的体积变化量为
B受到的浮力大,则ΔV<ΔV ,所以将两支密度计,放入同一个盛有盐水的烧杯中,静止后与图中相比,
A B
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】密度计A上升的高度小于B上升的高度,故(2)错误。故ABC错误,D正确。
故选D。
【即时检测2】(多选)(2023·湖南娄底·统考一模)如图所示的四幅图中,可以利用流体压强与流速
的关系解释的是( )
A.用吸管将饮料吸到嘴里
B.热气球腾空而起
C.向烧瓶浇冷水,停止沸腾的水又沸腾了
D.往b管中吹气,a管中的水面上升
【答案】D
【详解】A.吸管吸饮料时,先把吸管内的空气吸走,在外界大气压作用下,饮料被压进吸管里,利用了
大气压强,故A不符合题意;
B.热气球升空,是因为热空气的密度比空气密度小,热气球受到的浮力大于重力,利用的是空气的浮力,
故B不符合题意;
C.向烧瓶浇冷水,瓶内压强变小,水的沸点降低,停止沸腾的水又沸腾了,故C不符合题意;
D.a管中的水面上升,是因为向b管中吹气时,a管上方的空气流速增大,压强减小,故D符合题意。
故选D。
【即时检测3】(多选)(2023·河南信阳·校考三模)如图是潜艇在海水中悬浮、上浮、漂浮的训练过
程模拟示意图,下列对潜艇训练过程分析正确的是( )
A.潜艇漂浮和悬浮受到的浮力大小相等
B.潜艇上浮和悬浮时受到的重力大小相等
C.潜艇漂浮时排开的海水所受的重力最小
D.潜艇在上浮过程中所受的浮力不变
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】CD
【详解】A.潜艇漂浮排开水的体积小于悬浮时排开水的体积,根据 可知,受到的浮力
,故A错误。
B.潜艇上浮过程中,浮力大于潜艇受到的重力;悬浮时浮力等于潜艇受到的重力,露出水面前, 不变,
根据 可知,潜艇所受浮力不变,所以,潜艇上浮受到的重力小于悬浮时受到的重力,故B错
误。
C.根据阿基米德原理可知,浮力等于排开液体所受的重力,由A项可知 ,
所以,漂浮时浮力最小,其排开海水所受的重力最小,故C正确。
D.潜艇上浮过程中在水面下,排开海水的体积不变,根据 可知,潜艇所受浮力不变,故D正
确。
故选CD。
一、单选题
1.甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同一个鸡蛋先后放入其中。当鸡蛋静止时,两个
杯子中液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示。则( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.甲杯底部所受的液体压力较大 B.乙杯底部所受的液体压强较大
C.鸡蛋在甲杯里排开液体的质量较大 D.鸡蛋在乙杯中受到液体的浮力较大
【答案】B
【详解】D.由图可知,鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态,物体漂浮或悬浮时,受到的浮力
和自身的重力相等,同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等,都等于鸡蛋的重力,故D不符合题意;
C.鸡蛋在两杯中受到的浮力相等,根据阿基米德原理可得
鸡蛋排开液体的质量相同,故C不符合题意;
B.根据浮沉条件可知, 时物体漂浮, 时物体悬浮,乙杯中盐水的密度大于甲杯中盐水的
密度,且两杯中液面相平,根据p=ρgh ,乙杯底压强大于甲杯底压强,故B符合题意;
D.乙杯底压强大于甲杯底压强,根据F=pS可知,乙杯底压力大于甲杯底压力,故A不符合题意。
故选B。
2.如图所示,把一个苹果放入浓盐水中,苹果处于漂浮状态。如果把水面以上的部分切去,则余下的部
分( )
A.沉入水底
B.仍然漂浮
C.刚好悬浮
D.无法判断
【答案】B
【详解】切去前,苹果处于漂浮状态,所以苹果受到的浮力等于苹果的重力;把水面以上的部分切去时,
重力变小,浮力不变(排开水的体积不变),此时浮力大于重力,苹果上浮,最终漂浮在液面上。故B符
合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.把同一个鸡蛋先后放入到盛有密度为ρ 、ρ 的甲、乙两种液体的烧杯中,如图所示,鸡蛋在甲中悬浮,
甲 乙
在乙中漂浮,则鸡蛋在甲、乙中受到的浮力分别F 和F ,则下列说法正确的是( )
甲 乙
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.ρ >ρ ;F =F B.ρ <ρ ;F =F
甲 乙 甲 乙 甲 乙 甲 乙
C.ρ >ρ ;F >F D.ρ <ρ ;F >F
甲 乙 甲 乙 甲 乙 甲 乙
【答案】B
【详解】由题意可知,同一个鸡蛋在甲、乙两杯液体中分别处于悬浮和漂浮状态,此时鸡蛋在甲、乙中受
到的浮力都等于自身的重力,则鸡蛋在甲、乙两杯液体中受到的浮力相等,即F =F 。由F =ρ gV 可
甲 乙 浮 液 排
知,在浮力相同时,甲杯中鸡蛋排开液体的体积V 大,所以两液体的密度关系为ρ <ρ ,故ACD错误,
排 甲 乙
B正确。
故选B。
4.刚下锅的汤圆沉在水底,煮熟后的漂浮在水面上,则煮熟后的汤圆( )
A.受到的浮力等于重力,排开水的体积比刚下锅的小
B.受到的浮力大于重力,排开水底体积比刚下锅的小
C.受到的浮力等于重力,排开水的体积比刚下锅的大
D.受到的浮力大于重力,排开水的体积比刚下锅的大
【答案】C
【详解】BD.煮熟后的汤圆漂浮在水面上,物体漂浮时浮力等于重力,故BD错误,不符合题意;
AC.刚下锅的汤圆沉在水底,浮力小于重力,煮熟后的汤圆漂浮在水面上,物体漂浮时浮力等于重力,所
以煮熟后的汤圆浮力增大,则排开水的体积比刚下锅的大,故A错误,不符合题意;C正确,符合题意。
故选C。
5.课外实践活动中,小雨用橡皮泥造“船”并放入水中,往所造小船中装入豆粒来观察它的承载量,如
图所示。在逐渐装入豆粒的过程中(船未沉底) ( )
A.小船受的浮力不变
B.小船排开水的质量变大
C.小船浸在水中的体积变小
D.小船受的浮力大于它和豆粒的总重力
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】B
【详解】ABD.在逐渐装入豆粒的过程中,小船漂浮,浮力等于它和豆粒的总重力,总重力增大,浮力增
大,由阿基米德原理可知排开水的重力增大,由G=mg可知排开水的质量增大,故B符合题意,AD不符
合题意;
C.由阿基米德原理可知排开水的体积为
由于浮力增大,所以小船排开水的体积变大,即小船浸在水中的体积变大,故C错误。
故选B。
6.将重为3牛的泡沫板轻轻放入盛水的自制溢水杯中,杯中水重5牛,则溢出水的重力为
A.0牛 B.2牛 C.3牛 D.5牛
【答案】C
【详解】将泡沫板轻轻放入盛满水的自制溢水杯中,由于泡沫板的密度小于水的密度,所以泡沫板会漂浮
在水面上,则由漂浮条件可知泡沫板受到的浮力等于泡沫板的重力,由阿基米德原理可知浮力也等于泡沫
板排开水的重力(溢出水的重力),故溢出水的重力等于泡沫板的重力,大小为3N.
故C符合题意.
7.将重为5牛的物体放入盛水的容器中,物体漂浮在水面上且溢出2牛的水,物体受到的浮力
A.一定等于 3 牛 B.一定等于 5 牛
C.可能等于 2 牛 D.可能等于 3 牛
【答案】B
【分析】浮沉条件:物体漂浮时,浮力等于重力;物体下沉时,浮力小于重力;物体上浮时,浮力大于重
力.
【详解】物体漂浮在水面上,根据浮沉条件可知浮力等于重力,即F =G=5N.
浮
故选B.
8.同一艘轮船从长江航行驶入东海的过程中,若排开江水和海水的体积分别为V 、V ,排开江水和海
江 海
水的质量分别为m 、m (ρ <ρ ),则( )
江 海 江 海
A.V =V ,m <m B.V >V ,m <m
江 海 江 海 江 海 江 海
C.V >V ,m =m D.V <V ,m <m
江 海 江 海 江 海 江 海
【答案】C
【详解】AD.同一艘轮船行驶时都漂浮在水面上,浮力相等,根据公式 可知,当ρ <ρ 时,V
江 海
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】>V ,AD错误.
江 海
BC.根据阿基米德原理,浮力相等,则排开液体的重力相等,即质量相等,B错误C正确.
9.同一密度计分别漂浮在浓盐水、水、煤油中时(ρ >ρ >ρ ),密度计所受的浮力( )
浓盐水 水 燃油
A.在浓盐水中最大 B.在水中最大
C.在煤油中最大 D.在三种液体中一样大
【答案】D
【详解】把同一支密度计分别放入浓盐水、水、煤油中漂浮时,密度计所受浮力都是与其自身重力大小相
等,由于密度计的重力不变,所以密度计在不同液体中所受浮力一样大,故ABC错误,D正确。
故选D。
10.质量相同的A、B两个正方体,当它们在水中分别静止在如图所示位置时,正方体底部受到的水的压
力分别为F、F ,则对F、F 大小判断正确的是 ( )
A B A B
A.F 大
A
B.F 大
B
C.一样大
D.无法确定
【答案】A
【详解】A悬浮,B漂浮,A、B质量相等,所以A、B所受浮力相等,B受到的浮力等于B的下表面受到
的水的压力,
A受到的浮力等于下表面受到的压力减去上表面受到的压力;
所以A底部受到的压力大于B底部受到的压力.
故选A.
二、填空题
11.在水平桌面上有一个盛有水的柱状容器,高10cm的长方体木块用细线系住浸没在水中,如图甲所示,
细线绷直,已知木块底面积为20cm2、质量为0.08kg,则细线所受拉力为 N,剪断细线后,木块最终
浮在水面上,如图乙所示,则相比之前,水对容器底部的压强 (选填“增大”、“减小”或“不
变”)(g取 )。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】 1.2 减小
【详解】[1]当长方体木块浸没在水中时,浸没在水中的体积为
受到的浮力为
又长方体木块的重力为
根据受力平衡可知
[2]由于剪断细线后,木块最终浮在水面上,相较于浸没在水中时,水的深度下降,根据 可知,则
相比之前,水对容器底部的压强减小。
12.冬至,小静煮饺子时发现,当饺子刚刚下锅会沉在水底,此时饺子所受的浮力 重力;在
水中煮一会儿,饺子就会胀浮在水面上,此时饺子所受的浮力 重力(选填“大于”、“等
于”或“小于”)。
【答案】 小于 等于
【详解】[1]根据物体的浮沉条件可知,当物体受到的浮力小于自身重力时,物体会下沉,所以当饺子刚刚
下锅会沉在水底,是因为饺子所受的浮力小于重力。
[2]在水中煮一会儿,饺子受热膨胀、体积变大,排开水的体积变大,由F =ρ gV 可知,饺子所受浮力
浮 液 排
变大,当浮力大于饺子的重力时,饺子上浮,直至漂浮在水面上,此时浮力等于重力。
13.浸没在水中的空心铝球重4.9N,体积0.7×10﹣3m3,则它受到的浮力是 N,它在水中将
(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。(g取10N/kg)
【答案】 7 上浮
【详解】[1]空心铝球浸没在水中时排开水的体积V =V=0.7×10﹣3m3
排
则空心铝球受到的浮力F =ρ gV =1.0×103kg/m3×10N/kg×0.7×10﹣3m3=7N
浮 水 排
[2]因F >G=4.9N,根据物体的浮沉条件,它在水中将上浮。
浮
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】14.质量为0.5千克的木块漂浮在水面上,它所受到的浮力为 牛,排开水的重力为 牛.若该木块同
样漂浮在海面上,则它排开海水的质量 0.5千克.(选填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】 4.9 4.9 等于
【分析】木块漂浮在水和海面上时,根据漂浮条件确定受到的浮力关系,根据阿基米德原理分析排开海水
的重力和质量的关系.
【详解】木块漂浮在水面上,它所受到的浮力:F =G =m g=0.5kg×9.8N/kg=4.9N;
浮1 木 木
根据阿基米德原理可知,排开水的重力等于浮力,即G =F =4.9N;
排水 浮1
若该木块漂浮在海面上,木块受到的浮力F =G ,所以F =F ,由阿基米德原理可知F =G =m
浮2 木 浮1 浮2 浮 排 排
g,所以它排开海水的质量等于排开水的质量,等于0.5kg.
15.如图是一项民族传统体育项目“独竹漂”的表演场景.若表演者脚下的楠竹的质量为12kg,此时排开
水的体积为0.06m3,则楠竹受到的浮力为 N, 运动员和手中细竹竿共重 N(ρ =1.0×103kgm3,
水
g=10N/kg)
【答案】 600 480
【详解】试题分析:浮力:
楠竹的重:
运动员和手中细竹竿共重:
考点:物体的浮沉条件及其应用;浮力的计算.
点评:关键是能根据物体的浮沉条件求浮力,注意运动员和手中细竹的重等于浮力减去楠竹的重.
16.如图所示,将木块A和金属块B按甲、乙两种不同的方式放在同一杯水中,则木块受到的浮力F
甲
F ;容器底部受到水的压强p p .(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
乙 甲 乙
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】 大于 等于
【详解】由图可知木块A和金属块B在甲、乙两图中都是处于漂浮状态,所以受到的浮力都等于它们的总
重力,由此可知甲、乙两种情况中A、B两物体受到的浮力相等;根据F =ρ V g得,AB两物体排开水
浮 水 排
的体积相同。
由阿基米德原理知道两种方式排开水的体积相同,则甲图中木块A排开水的体积大于乙图中木块A排开水
的体积,所以甲图中木块A受到水的浮力大,即F 大于F ;
甲 乙
放在同一杯水中,水的体积相同,AB两物体排开水的体积相同,放入AB物体后,水深相同;根据p=ρgh
得,容器底部受到水的压强相等,即p 等于p 。
甲 乙
三、计算题
17.如图所示,将一个体积为 、重6N的木球用细线系在底面积为 的圆柱形容器的底部,
当容器中倒入足够的水使木球被浸没时,( )求:
(1)木球浸没在水中受到的浮力;
(2)细线对木球的拉力;
(3)剪断细线,木球处于静止时,液面会下降多少?
【答案】(1)10N;(2)4N;(3)
【详解】解:(1)木球浸没在水中受到的浮力
(2)细线对木球的拉力
(3)剪断细线,木球会上浮,最终漂浮在水面上,此时,木球受到的浮力
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】根据
得木块排开水的体积为
露出水面的体积
液面下降的高度
答:(1)木球浸没在水中受到的浮力为10N;
(2)细线对木球的拉力为4N;
(3)剪断细线,木球处于静止时,液面会下降 。
18.把边长为10cm正方体A和圆球形B用细线拴在一起,放在水中静止时如图所示。细线的拉力为4N,
B的体积是A的 ,求:
(1)物体A受到的浮力大小。
(2)若剪断细线,待物体A静止时,漂浮在液面上,下表面受到水的压强。
(3)物体B的密度是多少?
【答案】(1)10N;(2)600Pa;(3)
【详解】解:(1)物块A受到的浮力为
(2)物块A受竖直向下的重力、拉力及竖直向上的浮力作用处于静止状态,则物块A受到的重力为
剪断细线,待物体A静止时,漂浮在液面上,此时
由浮力产生的原因可知,物块A下表面受到向上的压力为
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】此时物块A下表面受到水的压强为
(3)已知B的体积是A的 ,则B的体积
B受到的浮力
因为B受平衡力的作用,所以
由 可得,石块B的质量
则B的密度
答:(1)物块A受到的浮力为10N;
(2)物块A下表面受到水的压强为600Pa;
(3)B的密度为 。
19.先把密度为0.5×103kg/m3,质量为0.5kg的正方体木块放在水平地面上,如图甲所示,后来又把木块漂
浮在水面上,如图乙所示。已知ρ =1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
水
(1)求木块放在水平地面上时对地面的压强多大?
(2)求木块漂浮时,木块受到的浮力多大?
(3)求木块漂浮时,浸在水中的体积多大?
【答案】(1)500Pa;(2)5N;(3)5×10﹣4m3
【详解】解:(1)木块的体积
正方体木块的边长
木块的底面积
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】木块的重力
木块放在水平地面上时对地面的压强
(2)木块漂浮时,木块受到的浮力
(3)木块漂浮时,浸在水中的体积
答:(1)木块放在水平地面上时对地面的压强为500Pa;
(2)木块漂浮时,木块受到的浮力为5N;
(3)木块漂浮时,浸在水中的体积为5×10﹣4m3。
20.如图a所示,边长为10cm的正方体木块放入水中,静止时有 的体积露出水面。如图b所示,将边长
为5cm的正方体合金块轻轻放在木块上,木块刚好浸没。已知水的密度为1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求:
(1)a图中木块所受的浮力;
(2)木块的密度;
(3)合金块的密度。
【答案】(1)6N;(2)0.6×103kg/m3;(3)3.2×103kg/m3
【详解】解:(1)木块的体积V =(10cm)3=1000cm3=1.0×10-3m3
木
图甲中木块排开水的体积
受到的浮力F =ρ gV =1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N
浮 水 排
(2)由(1)可知,木块漂浮时受到的浮力F =6N,根据浮沉条件可知,木块的重力
浮
G=F =6N
浮
木块的质量
木块的密度
(3)木块和柱体看作是整体,漂浮在水中,木块恰好全部浸入水中,则整体受到的浮力F ′=ρ gV
浮 水 木
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N
木块重力G=6N,由于整体处于漂浮状态,所以F ′=G +G
浮 合金
合金块的重力G =F ′-G=10N-6N=4N
合金 浮
合金块的体积V =(0.05m)3=1.25×10-4m3
合金
由G=mg=ρ gV得,合金块的密度
合金
答:(1)木块受到的浮力为6N;
(2)木块的密度为0.6×103kg/m3;
(3)合金块的密度3.2×103kg/m3。
一、单选题
1.2021年海军节,人民海军首次将三型主战舰艇(长征18号艇、大连舰、海南舰)同一天同一地点入列
服役,习主席登舰视察。如图是我国新型战略导弹核潜艇长征18号艇在海中训练过程的三种情况(悬浮、
上浮、漂浮)示意图。则下列对此潜水艇的分析中正确的是( )
A.上浮过程中所受浮力逐渐变大
B.漂浮时潜艇底部所受海水压强最大
C.漂浮时排开的海水所受的重力最小
D.悬浮和漂浮时所受的浮力相等
【答案】C
【详解】A.潜艇上浮过程中,露出水面前, 不变,根据 可知,在海水密度不变时,潜艇
所受浮力不变;逐渐露出水面时, 减小,潜艇所受浮力减小,故A错误;
B.由图可知,潜艇漂浮时其底部所处深度最小,根据 可知,此时潜艇底部所受海水压强最小,故
B错误;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】CD.由图可知,悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积,由 可知,在海水密度不
变时,潜艇悬浮时所受浮力大,即 。根据阿基米德原理可知,浮力等于排开液体所受的重力,
所以漂浮时排开海水所受的重力最小,故C正确,D错误。
故选C。
2.小京用一个柱形薄壁玻璃杯设计了如下实验。如图甲先将空玻璃杯放入水池中,使其竖直漂浮,用刻
度尺测量水面到杯底的竖直距离,记为h;如图乙往玻璃杯中倒入适量的待测液体,使其再次竖直漂浮,
1
测量此时玻璃杯内、外液面到杯底的竖直距离,记为h、h。已知水的密度为ρ ,则待测液体密度ρ 的
2 2 水 液
表达式为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】设空玻璃杯的底面积是S,空玻璃杯放入水池中漂浮时,则排开水的体积为
根据阿基米德原理和漂浮条件可得空玻璃杯的重力
往玻璃杯中倒入适量的待测液体后漂浮水面上时,排开的水的体积为
空玻璃杯和待测液体的总重力
则待测液体的重力
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】待测液体的质量为
待测液体的体积
V =Sh
液 2
测液体的密度
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为8N、棱长为10cm的正方体物块M,M与容器底部不
密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示,则:(
)
A.当t=140s时,物块M在水中沉底
B.当t=140s时,水对容器底部的压力大小是23N
C.图乙中a的值是7cm
D.40~140s时段,浮力对物体做功是0.32J
【答案】D
【详解】A.物块M的体积为
物块M的质量为
物块M的密度为
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】即物块的密度小于水的密度,由图像可知,当t=140s时,水的深度为h=12cm,大于立方体物块M的边长
10cm,则根据浮沉条件可知物体在水中将漂浮。故A错误;
B.当t=140s时,注入水的体积为
则注入水的重力为
因容器为方形容器,且此时物块处于漂浮状态,所以此时水对容器底部的压力为
故B错误;
C.由图像分析可知,当t=40s时,物块M刚好处于漂浮状态,则
根据 可得,此时物体M排开水的体积为
由 可得,此时水的深度为
故C错误;
D.在40~140s时段,物体M上升的高度(等于水面上升的高度)为
则该过程中浮力对物体做功为
故D正确。
故选D。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】4.如图所示,把体积相等的a、b两个实心小球放入水中,a球上浮,b球下沉。关于两球的重力和所受的
浮力,下列判断正确的是( )
A.ρ>ρ ,F=F
a b a b
B.ρ>ρ ,F>F
a b a b
C.ρ<ρ ,F<F
a b a b
D.ρ<ρ ,F=F
a b a b
【答案】D
【详解】两个实心小球放入水中,a球上浮,b球下沉,根据物体的浮沉条件可知:ρ<ρ ,ρ>ρ ,则
a 水 b 水
ρ<ρ ;a、b两个实心小球的体积相等,由图可知,a、b两个实心小球排开水的体积
a b
V =V =V
a排 b排
由F =ρ V g可知其受到的浮力F=F 。故ABC错误,D正确。
浮 液 排 a b
故选D。
5.水平桌面上有两个相同的烧杯,分别盛有甲、乙两种液体。现将材料相同的a、b两个实心球,a球体
积小于b球的体积分别放入甲、乙两种液体中,静止时如图,此时两烧杯中的液面相平。a、b两个球受到
的浮力分别为F 、F ,甲、乙两种液体对烧杯底部的压强分别为p 、p ,则( )
甲 乙 甲 乙
A.F =F ,p <p B.F <F ,p <p
甲 乙 甲 乙 甲 乙 甲 乙
C.F >F ,p >p D.F =F ,p >p
甲 乙 甲 乙 甲 乙 甲 乙
【答案】B
【详解】由图中可知,a球悬浮,b球漂浮,两球所受浮力都等于所受重力,因两球的密度相同,a球体积
小于b球体积,故a球质量小于b球质量,则a球所受浮力小于b球所受浮力,故
F <F
甲 乙
因a球在甲液体中悬浮,故甲液体密度等于a球密度,b球在乙液体中漂浮,故乙液体密度大于b球密度,
且两球密度相同,故可知甲液体密度小于乙液体密度,且两液体高度相同,故由p=ρgh可知
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】p <p
甲 乙
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.如图所示是装有等质量水的相同容器,将质量相等的橡皮泥捏成不同形状,放入甲、乙容器中,静止
时橡皮泥小球悬浮在水中,橡皮泥小船浮在水面,如图所示。下列说法正确的是( )
A.橡皮泥在甲容器受到的浮力小于在乙容器受到的浮力
B.橡皮泥在甲、乙容器排开水的重力不相等
C.橡皮泥在甲、乙容器受到的浮力相等
D.甲容器底面受到水的压强小于乙容器底面受到水的压强
【答案】C
【详解】ABC.由图知道,甲悬浮,则橡皮泥的浮力等于重力;乙漂浮,则橡皮泥的浮力等于重力,因为
橡皮泥的质量相等,重力相等,故浮力的大小关系为
F =F
甲 乙
浮力的大小等于排开液体的重力,故橡皮泥在甲、乙容器排开水的重力相等,故AB错误,C正确;
D.甲、乙容器中装入等量的水,水的深度相同;橡皮泥排开水的体积为
容器的底面积相同,则水面上升的高度关系为
故甲、乙中的水面高度相同,由p=ρgh知道,液体对容器底部的压强关系为
故D错误。
故选C。
7.把木块放入装满水的溢水杯中,溢出水的体积为V(如图甲);用细针将该木块全部压入水中,溢出
1
水的总体积为V(如图乙),忽略细针体积,则( )
2
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.木块的质量为ρ V
水 2
B.木块全部压入水甲静止时,细针对木块的压力大小为ρ gV
水 2
C.木块的密度为
D.缓慢下压木块的过程中,溢水杯底受到水的压强变大
【答案】C
【详解】A.木块漂浮在水面上时,由漂浮条件可知 ,因为木块所受到的浮力
所以
则木块的质量
故A错误,不符合题意;
B.木块完全浸没时受到的浮力
木块完全浸没时,由力的平衡条件可得
所以细针对木块的压力(最大压力)
故B错误,不符合题意;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】C.木块完全浸没在水中时所排开水的体积等于木块的体积,由题意知木块的体积 ,则木块的密度
故C正确,符合题意;
D.缓慢下压木块的过程中,溢水杯中水的深度不变,由 可知,溢水杯底部受到水的压强不变,故
D错误,不符合题意。
故选C。
二、多选题
8.如图所示,将苹果和梨子放入水中后,苹果漂浮,梨子沉底,若苹果的质量、体积及受到的浮力分别
为 、 和 ,梨子的质量、体积及受到的浮力分别为 、 和 ,以下判断正确的是( )
A.若 ,则 一定小于 B.若 ,则 一定等于
C.若 ,则 一定大于 D.若 ,则 一定等于
【答案】AC
【详解】由于苹果漂浮,梨子沉底,则根据浮沉条件可知
A.若 ,则 ,则 一定小于 ,故A正确;
B.若 ,则 ,则 一定小于 ,故B错误;
C.由于苹果漂浮,梨子沉底,则: ,由于都是浸在水中,根据 可知:若
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】,则 一定大于 一定大于 ,故C正确;
D.若 ,则 小于 ,但 与 不能比较,故D错误。
故选AC。
9.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。容器相同,甲、乙两种液体
的液面相平,甲、乙两种液体中A物体上表面都和液面相平,A和B间细线忽略不计。下列判断正确的是
( )
A.两种液体的密度大小关系:ρ =ρ
甲 乙
B.甲、乙两种液体中A物块受到的浮力:F =F
甲 乙
C.两容器底部所受液体的压强:p >p
甲 乙
D.两容器底部对水平桌面的压强:p´ >p´
甲 乙
【答案】CD
【详解】A.由图可知,A、B整体在甲中漂浮,在乙中悬浮,所以A、B整体在两种液体中受到浮力
物体A、B整体排开液体的体积V <V ,由 可知,两液体的密度 ,故 错误;
排甲 排乙
A
B.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 知,A物块在甲中受到的浮
力大于在乙中受到的浮力,即 ,故 错误;
B
C.由图可知,两液面相平且 ,由 可知,两容器底部所受液体的压强 ,故C正确;
D.由图可知,两液体体积 ,又因为 ,所以两液体质量 ,即两液体重力 ,
又因为两容器相同,由 可知两容器对桌面压力 ,由容器底面积相等,由 可
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】知,所以两容器底部对水平桌面的压强 ,故D正确。
故选CD。
10.如图所示,M、N是两个质量相等的正方体, ,水平桌面上两个相同的柱状容器分别装有甲、
乙两种液体,M在甲液面漂浮,N用细线吊着静止在乙液体中(细线对N有拉力),两容器液面相平,
M、N露出液面的高度相同。下列说法正确的是( )
A.M受到的浮力小于N受到的浮力
B.甲液体的密度大于乙液体的密度
C.左侧容器对桌面的压强小于右侧容器对桌面的压强
D.若剪断细线,N静止时,乙液体对容器底的压强变大
【答案】BD
【详解】A.已知
由公式 可知
由物体浮沉条件可知,M在甲液面漂浮,浮力等于重力,即
N受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的浮力,所以N物体受到的浮力小于N的重力,即
综合可知M、N受到的浮力大小关系为
故A错误;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】B.因
由公式 可得
由题意可知
则甲、乙液体密度的大小关系为
故B正确;
C.由题意可知,M、N的体积关系为
M、N露出液面的高度相同,则
且两容器内液面相同,则容器液体体积
由
可知液体重力的大小关系为
左侧容器对水平桌面的压力为
右侧容器对水平桌面的压力为
由此可知
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】在受力面积相同时,由公式 可知,容器对桌面的压强大小关系为
故C错误;
D.剪断细绳前,N的受力关系为
即
若剪断细线,N将下沉一些,液面会上升一些,由公式 可知乙液体对容器底的压强变大,故D正
确。
故选BD。
11.如图所示,放在桌面上的甲、乙两个相同的烧杯,内装有两种不同的液体,A、B两物块以不同方式
组合,分别静止在液体中,且液面高度相平,由此可判断( )
A.甲烧杯内液体的密度小于乙烧杯内液体的密度
B.甲烧杯对桌面的压强小于乙烧杯对桌面的压强
C.A物块在甲烧杯内液体中所受浮力大于在乙烧杯内液体中所受浮力
D.甲烧杯内液体对烧杯底的压强大于乙烧杯内液体对烧杯底部的压强
【答案】CD
【详解】A.由图可知,A、B整体在甲中漂浮,在乙中悬浮,根据物体的浮沉条件可知,A、B整体的密
度小于甲中液体的密度,等于乙中液体的密度,所以甲烧杯内液体的密度大于乙烧杯内液体的密度,故A
不符合题意;
B.两容器中液面恰好相平且容器相同,甲液体的体积较大,甲烧杯内液体的密度大于乙烧杯内液体的密
度,则根据
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】可知,甲中液体的重力较大;整个容器水平桌面的压力
因容器相同、其重力相同,且A、B两物体的重力不变,甲中液体的重力较大,所以,装甲液体的容器对
水平桌面的压力较大,受力面积相同,根据
可知,甲烧杯对桌面的压强大于乙烧杯对桌面的压强,故B不符合题意;
C.A在甲、乙中排开的液体的体积相同,甲烧杯内液体的密度大于乙烧杯内液体的密度,根据
可知,A物块在甲烧杯内液体中所受浮力大于在乙烧杯内液体中所受浮力,故C符合题意;
D.甲烧杯内液体的密度大于乙烧杯内液体的密度,深度相同,根据
可知,甲烧杯内液体对烧杯底的压强大于乙烧杯内液体对烧杯底部的压强,故D符合题意。
故选CD。
12.边长为L的正方体物体A受到的重力为G,放入水中后如图所示处于漂浮状态,露出水面的体积为物
体A总体积的 ,水面距容器底的高度为h。若用一个竖直向下的压力F 压物体A,使其浸没在水中后静
1
止,这时物体A的下表面受到水竖直向上的压力为F。则下列说法正确的是( )
2
A.物体A漂浮时,下表面受到水的压强为ρ g(h﹣ )
水
B.竖直向下的压力F 和重力G的比值为2∶3
1
C.物体A浸没后,水对它作用力的合力大于G
D.F、F 的合力等于G
1 2
【答案】BC
【详解】A.露出水面的体积为物体A总体积的 ,则浸入水中的体积为总体积的 ,因物体A为正方体,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】根据V=Sh可知,物体浸入水中的深度为 。物体下表面受到水的压强为 ,故A错误;
B.物体漂浮时,所受浮力F 等于物重G,即 ,则物体的密度为
漂
物体浸没时,所受浮力F 等于物重G和竖直向下的压力F 之和,则有
浮 1
F=F -G=ρ gV-ρgV=(ρ -ρ)gV=0.4g/cm3×gV
1 浮 水 水
则竖直向下的压力F 与重力G之比为
1
故B正确;
C.将原来漂浮的物体向下压使其浸没时,物体受到三个力的作用:重力G、浮力F 、竖直向下的压力
浮
F,且F =G+F,所以水对物体作用力的合力F >G,故C正确;
1 浮 1 浮
D.如果物体刚好浸没,上表面没有水的压力,此时物体受向下的压力F、竖直向下的重力G和水对物体
1
向上的压力F 的作用,物体处于平衡状态,则有F-F=G,即F、F 的合力等于G。若物体上表面受到水
2 2 1 1 2
的压力作用,此时物体受向下的压力F、竖直向下的重力G、水对物体下表面向上的压力F 和水对物体上
1 2
表面向下的压力F 的作用,物体处于平衡状态,则有F-F=G+F,此时F、F 合力大于G,故D错误。
3 2 1 3 1 2
故选BC。
三、填空题
13.将适量的橡皮泥粘在铅笔的一端(能使铅笔竖直浮在液体中),这就制成了一个简易密度计。将它分
别置于甲、乙两杯液体中,静止时的情景如图所示。该密度计在两杯液体中都处于 状态(填
漂浮,悬浮),在甲杯液体中受到的浮力 在乙杯液体中受到的浮力,甲杯液体的密度
乙杯液体的密度(后面两空均填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 漂浮 等于 小于
【详解】[1][2][3]密度计在甲液体中处于漂浮状态,在乙液体中也处于漂浮状态;受到的浮力都等于密度
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】计的重力,故密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力相等;密度计在甲液体中浸没的深度更深,排开液体
的体积更大,根据公式
得
从而可知,甲液体的密度小于乙液体的密度。
14.中国制造的海上巨无霸“远富洋”油轮,最大排水量达到32万吨,满载时吃水深度为20m,满载时油
轮底部受到海水的压强为 Pa;若油轮从海水密度较小的水域驶入密度较大的水域,油轮所受到的浮
力将 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。(g取10N/kg,ρ =1.03×103 kg/m3)
水
【答案】 2.06×105 不变
【详解】[1]满载时油轮底部受到海水的压强为
[2]满载时,油轮从海水密度较小的海域驶入密度较大的海域,始终处于漂浮状态,所受浮力等于重力,油
轮的重力不变,受到的浮力不变。
15.一长方体物块的底面积为 ,重为 。将物块放入柱形容器的水中,静止时如图甲所示;若
用大小为 的力 向下压物块,物块恰好能浸没在水中,如图乙所示。(ρ =1.0×103 kg/m3)
水
(1)漂浮时水对物块下表面的压强是多少?
(2)物块的密度是多少?
(3)物块刚好浸没在水中时,容器内水对容器底部的压力较物块未受压力时增加了 N。
【答案】 1600Pa 0.8×103kg/m3 16
【详解】(1)[1]由于物块漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件可知,物块受到的浮力
根据浮力产生的原因知漂浮时水对物块下表面的压力等于浮力,即
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】漂浮时水对物块下表面的压强为
(2)[2]物体浸没水中时受到竖直向下的重力、竖直向下的压力、竖直向上的浮力,根据平衡力知此时的
浮力为
根据阿基米德原理 此时物块浸没在水中时排开水的体积为
由于物体完全浸没,所以物体的体积为
物块的密度为
(3)[3]物块刚好浸没在水中时,容器内水对容器底部的压力较物块未受压力时增加的量为
16.如图所示,在物理课上,老师组织学生用一块质量为60g、密度为1.5×103kg/m3的橡皮泥捏造一艘小
船,橡皮泥船漂浮在水面上时,橡皮泥船所受的浮力为 N;设计的橡皮泥船的最大承载量为40g,
则该船满载时所排开水的体积为 m3,当把“货物”从小船取出时,小船所受的浮力 (选填
“增大”“减小”或“不变”)。ρ =1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
水
【答案】 0.6 1×10-4 减小
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【详解】[1]漂浮时,橡皮泥受力平衡,浮力等于自身重力,即
F =G=mg=60×10-3kg×10N/kg=0.6N
浮
[2]满载时,所受浮力为
F' =G'=m'g=(60+40)×10-3kg×10N/kg=1N
浮
排开水的体积为
[3] 当把“货物”从小船取出时,自身重力减小,而浮力等于自身重力,故浮力减小。
17.水平台面上的玻璃槽中装有适量的水,将一边长为20cm的正方体物块轻轻放入水中,如图所示,待
其静止时,物块露出水面的高度为6cm,则该物块的密度是 kg/m3。(已知ρ =1.0×103kg/m3)
水
【答案】0.7×103
【详解】正方体物块轻轻放入水中,当其静止时,处于漂浮状态,则
F =G
浮 物
ρ gV =ρ gV
水 排 物 物
ρ gSh =ρ gSh
水 浸 物
18.有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯盛满酒精,乙溢水杯盛满某种液体。将一不吸水的小球轻轻放入甲溢
水杯中,小球下沉到杯底,溢出酒精的质量是40g;将小球从甲溢水杯中取出擦干,轻轻放入乙溢水杯中,
小球漂浮且有 的体积露出液面,溢出液体的质量是50g,已知ρ =0.8×103kg/m3,则液体的密度为
酒精
,小球的密度为 。
【答案】 1.1×103kg/m3 1×103kg/m3
【详解】[1][2]由题意知小球放入乙液体中处于漂浮状态,故
F =G=G
浮乙 排
故小球的质量为
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】m=m =50g
排
由题意可知,在甲中小球下沉,小球的体积就等于排开酒精的体积,据 可得小球的体积为
所以小球的密度为
因为小球在乙中漂浮,所以F =G,根据阿基米德原理有
浮
……①
G=ρ gV……②
球
故将①②带入F =G可得
浮
所以
19.如图所示,圆柱形水槽的底面积为100cm2,圆柱形物体A的横截面积为20cm2,将圆柱形物体A放入
水中,水面在物体ab处时物体恰好漂浮。此时它浸在水中的深度为10cm,则圆柱形物体A的重力是
N;若将物体竖直向上提升4cm。则水对水槽底部的压强变化了 Pa。
【答案】 2 100
【详解】[1]物体漂浮时排开水的体积
物体A受到的浮力
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】因为物体A漂浮在水中,所以物体A的重力
[2]设提升之前物体A底面到水槽底部的距离为 ,竖直向上提升4cm后,A的底面到水面的距离为 ,
提升之前,水和A排开水的体积为
则水槽内水的体积
①
竖直向上提升4cm后,水和A排开水的体积为
则水槽内水的体积
②
由①②解得 ,提升之前水槽内水的深度
提升4cm之后水槽内水的深度
则将物体竖直向上提升4cm时,水面下降的高度
所以水对水槽底部压强的变化量
20.如图所示,一个底面积为 的薄壁形容器,放有一个均匀的实心柱体 A,现沿容器内壁缓慢注水,
当注入 的水时, A对容器底部的压力刚好为零,水的深度为 。当水的质量达到4.4kg,时停止
注水,水的深度为 , A漂浮在水面上,此时 A所受的重力 (选填“大小”“小于”或
“等于”)浮力,浮力的大小为 N。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】 等于 36
【详解】[1]当水的质量达到 时,A漂浮在水面上,此时A所受的重力等于浮力;
[2]当注入 的水时,由 可得,此时水的体积
此时容器内水的深度 ,则有 ,实心柱体A排开水的体积
实心柱体A受到的浮力
因A对容器底部的压力刚好为零,所以,此时A恰好漂浮,则A漂浮在水面上受到的浮力为36N。
21.如图所示,a、b是相同的密度计,密度计的刻度是不均匀的,最小的刻度是在刻度计的 (选
填“上方”或“下方”)。现将a、b分别放入两种不同液体中,由图可知:两种液体的密度相比较,ρ
a
ρ(选填“>”“<”“=”,下同);密度计在两种液体中受到的浮力相比较,F F。
b a b
【答案】 上方 > =
【详解】[1]密度计的刻度是不均匀的,最小的刻度是在刻度计的上方。
[2][3]由题和图示可知,同一支密度计在两种液体中都漂浮,所以受到的浮力
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】由于密度计的重力不变,所以密度计在两种液体中受到的浮力
由图可知
且
根据公式 可得,
四、计算题
22.如图所示,水平桌面上放置一圆柱形容器,其内底面积为 ,容器侧面靠近底部的位置有一个由
阀门 控制的出水口,物体 是边长为 的正方体。用不可伸长的轻质细线悬挂放入水中静止,此时
有 的体积露出水面,细线受到的拉力为 ,容器中水深为 。已知细线能承受的最大拉力为 ,
细线断裂后物体 下落过程不翻转,物体 不吸水, 取 。
(1)求物体A受到的浮力;
(2)求物体A的密度;
(3)打开阀门K,使水缓慢流出,问放出多少kg水时细线刚好断裂?
(4)细线断裂后立即关闭阀门K,关闭阀门K时水流损失不计,物体A下落到容器底部稳定后,求水对
容器底部的压强;
【答案】(1) ;(2) ;(3) ;(4)
【详解】解:(1)物体 的体积
由于用细绳悬挂放入水中,有 的体积露出水面,则
根据阿基米德原理可知浮力
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(2)对物体受力分析得,物体 的重力
物体 的质量
物体 的密度
(3)物体原来浸入水中的深度
细线刚好断裂时,根据物体受力分析得
根据 可得
则物体现在浸入水中的深度
水下降的深度
根据密度公式可知放出水的质量
(4)由于细线刚好断裂时,露出水面的体积为
则细线断裂后,物体 下落到容器底部稳定后,液面上升的高度
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】物体 下落到容器底部稳定后水深
水对容器底部的压强
答:(1)物体 受到的浮力为 ;
(2)物体 的密度为 ;
(3)打开阀门 ,使水缓慢流出,放出 水时细线刚好断裂;
(4)水对容器底部的压强为 。
23.在底面积为S的薄壁柱形容器内注入适量的水,让空杯漂浮在水面上,测出水的深度为h,如图甲所
0
示;再将一金属球放入杯中,此时杯子仍漂浮在水面上,测出水的深度为h,如图乙所示最后将该金属球
1
取出放入水中,空杯仍漂浮在水面上,待金属球沉底后测出水的深度为h,如图丙所示。求:(物体所受
2
重力与质量的比值为g,水的密度为ρ )
水
(1)金属球的质量;
(2)金属球的密度;
(3)金属球沉底后,它对容器底的压力。
【答案】(1) ;(2) ;(3)
【详解】解:(1)将一金属球放入杯子中,杯子仍漂浮在水面上,金属球的质量等于第二次排开水的质
量,即
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(2)将该金属球取出放入水中(空杯子仍漂浮在水面上),金属球的体积等于第三次排开水的体积,即
金属球的密度为
(2)金属球沉底后,受重力,支持力和浮力,根据平衡条件有
则对容器底的压力为
答:(1)金属球的质量为 ;
(2)金属球的密度为 ;
(3)金属球沉底后,它对容器底的压力为 。
24.如图所示,一个柱形容器里盛满水,将一个青花碗放在容器中的水面上,漂浮时(如图甲)排开水的
质量为500g,若将青花碗沉入水底(如图乙),排开水的质量为200g。(已知水的密度为ρ
水
=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)青花碗漂浮在水面上时受到的浮力;
(2)青花碗的密度。
【答案】(1)5N;(2)2.5×103kg/m3
【详解】解:(1)青花碗放在容器中的水面上,漂浮时排开水的质量为
m =500g=0.5kg
排
青花碗受到的浮力
F =G =m g=0.5kg×10N/kg=5N
浮 排 排
(2)因青花碗沉底时排开水的体积和自身的体积相等,所以青花碗的体积
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】青花碗漂浮时受到的浮力等于自身的重力,青花碗的重力为
G=F =5N
浮
青花碗的密度
答:(1)青花碗漂浮在水面上时受到的浮力5N;
(2)青花碗的密度为2.5×103kg/m3。
25.如图甲所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。
已知物体的边长为10cm,弹簧没有发生形变时的长度为10cm,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度ΔL与
拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水,直到物体上表面与液面相平,此时水深24cm。求:(g取
10N/kg)
(1)物体受到水的浮力;
(2)打开出水口,缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的状态时,物体所受浮力的大小。
【答案】(1)10N;(2)6N
【详解】解:(1)物体刚好完全浸没在水中,则有
V =V =(0.1m)3=1×10﹣3m3
排 物
物体所受的浮力
F =ρ gV =1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N
浮 水 排
(2)由图甲可知,当物体上表面与液面齐平时,物体上表面距容器底的距离为h=24cm,弹簧伸长的长
度
ΔL=24cm﹣10cm﹣10cm=4cm
由图乙可知,此时弹簧对物体的拉力为F =4N,物体的重力
拉
G =F ﹣F =10N﹣4N=6N
物 浮 拉
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】G <F ,此时如果不受拉力,即只受浮力和重力时,物体将上浮,最终漂浮。由此可知,缓慢放水,当
物 浮
弹簧处于没有发生形变,处于自然状态时,物体漂浮在水面上,此时物体受到的浮力
F ′=G =6N
浮 物
答:(1)物体受到水的浮力为10N;
(2)物体所受浮力的大小为6N。
一、单选题
1.(2023·山东淄博·统考中考真题)将兵乓球压入水底,松手后乒乓球上浮过程中经过位置1和位置
2,最终在位置3静止,如图所示。则乒乓球( )
A.在位置1时处于悬浮状态,受到的浮力等于自身重力
B.从位置1至位置2的过程中,受到的浮力逐渐变大
C.从位置1至位置2的过程中,受到水的压强逐渐变大
D.在位置3时受到的浮力小于在位置1时受到的浮力
【答案】D
【详解】ABD.乒乓球在1、2位置时排开的水的体积相同,所受的浮力相同,因为乒乓球最终漂浮,所
以浸没在水中时,所受的浮力大于重力,乒乓球在3位置时漂浮,排开水的体积比1、2位置小,所受的浮
力小于1、2位置的浮力,故AB不符合题意,D符合题意;
C.从1至2位置,水的深度变浅,据 ,乒乓球受到水的压强变小,故C不符合题意。
故选D。
2.(2023·山东德州·统考中考真题)水平桌面上老师用相同的烧杯盛放了相同体积的水和浓盐水,让
同学们进行区分,聪明的小李用吸管和橡皮泥自制了一个简易密度计,先后放入两液体中静止时如图甲、
乙所示,下列说法正确的是( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.密度计在乙液体中受到的浮力更大 B.甲液体是浓盐水
C.两液体对容器底的压强相等 D.乙容器对桌面的压力更大
【答案】D
【详解】A.由图可知,密度计在水和浓盐水中均为漂浮状态,由物体的浮沉条件可知,密度计在水中和
浓盐水中受到的浮力大小均与密度计自身的重力大小相等,所以密度计在两液体中受到的浮力相等,故A
错误;
B.由图可知,密度计在甲液体中排开液体的体积更大,由密度计在两液体中受到的浮力相等和F =ρ gV
浮 液
可知,甲液体的密度更小,所以甲液体是水,故B错误;
排
C.两液体的深度相同,甲液体的密度更小,由p=ρgh可知,甲液体对容器底的压强更小,故C错误;
D.甲液体的密度小于乙,由图可知,甲液体的体积小于乙,由m=ρV可知,甲液体的质量小于乙液体,
甲液体的重力小于乙液体。两容器中密度计的质量相同,所以甲容器对桌面的压力更小,乙容器对桌面的
压力更大,故D正确。
故选D。
3.(2023·内蒙古呼和浩特·统考中考真题)体积相同的A、B、C三个物体放入同种液体中,静止时
的状态如图所示。其中C物体对杯底有压力。用 、 、 分别表示三个物体受到浮力的大小, 、
、 分别表示三个物体受到重力的大小, 、 、 分别表示三个物体排开液体重力的大小。
下列判断正确的是( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】AD.体积相同的A、B、C三个物体放入同种液体中,由图知
又根据阿基米德原理 ,可得 故AD都错误;
B.A物体处于漂浮状态,B物体处于悬浮状态,受到重力和浮力都是一对平衡力 ,
C物体沉在容器底
又由上述推论
故可得
故B正确;
C.又根据阿基米德原理,
可得 ,故C错误。
故选B。
4.(2023·四川甘孜·统考中考真题)如图所示,盛有水的甲、乙两相同容器放在水平桌面上,体积相
等的a、b两均匀实心物体静止在水中,此时两水面相平,则( )
A.物体a的密度较b的大 B.物体b受到的浮力较a的小
C.甲容器底部受到水的压力较乙的小 D.两容器底部受到水的压强相等
【答案】D
【详解】A.甲图中a物体漂浮根据物体的浮沉条件可知 ;乙图中b物体悬浮,根据物体的浮沉条
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】件可知 ,则 ,故A不符合题意;
B.根据 可知,b物体浸在水中的体积多,排开水的体积大,则b物体受到的浮力大,故B不符
合题意;
CD.由 可知,水的密度相同,深度相同,则水对容器底部的压强相等,据 可知,水对容器
底部的压力大小相等,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.(2023·山东东营·统考中考真题)用细线将两个半径相同的实心小球A和B连接在一起,放入水中,
静止后的状态如图所示,线已绷紧。下列判断正确的是( )
A.F =G B.F =F
浮A A 浮A 浮B
C.G >G D.ρ >ρ
A B A 水
【答案】B
【详解】A.小球A受到重力、浮力和绳的拉力,A处于静止状态,受到的力是平衡力,所以
F =G +F
浮A A A
故A错误;
BC.两个小球的体积相同,都浸没水中,排开水的体积相同,由F =ρgV 可知AB小球受到的浮力相等,
浮 排
即
F =F
浮A 浮B
小球B受到重力、浮力和绳的拉力,B处于静止状态,受到的力是平衡力,所以
G =F +F
B 浮B B
由A可知A的重力
G =F -F
A 浮A A
B对A的拉力和A对B的拉力是相互作用力,大小相等,即
F=F
A B
所以
G <G
A B
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】故C错误,B正确;
D.由A可知A的重力
G =F -F
A 浮A A
所以A的重力小于浮力,即
G <F
A 浮A
m g<F
A 浮A
ρ Vg<ρ Vg
A A 水 A
ρ <ρ
A 水
故D错误。
故选B。
二、多选题
6.(2023·辽宁锦州·统考中考真题)装有不同液体的甲、乙两个相同容器放在水平桌面上,将装有适
量水的瓶子(瓶盖密封)先后置于甲、乙两容器中,瓶子静止时如图所示,此时两容器中液面相平。下列
说法中正确的是( )
A.甲、乙两容器中,瓶子受到的浮力相等
B.甲、乙两容器中,液体对容器底部的压力相等
C.甲容器对水平桌面的压强小于乙容器对水平桌面的压强
D.甲中瓶内水对瓶底的压力大于乙中瓶内水对瓶盖的压力
【答案】ACD
【详解】A.瓶子在甲乙两种液体中都处于漂浮状态,浮力等于重力,故甲、乙两容器中,瓶子受到的浮
力相等,故A正确;
B.由图可知,甲排开液体的体积大于乙排开液体的体积,浮力相等,根据阿基米德原理可知,甲液体的
密度小于乙液体的密度,根据液体压强的公式
可知,甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强,容器底面积相等,由
F=pS,甲液体对容器底部的压力小于乙液体对容器底部的压力,故B错误;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】C.两容器的重力和瓶子的重力相同,甲乙两容器中,液面相平且乙液体的体积大于甲液体的体积,乙液
体的密度大于甲液体的密度,由公式 ,可知,乙液体的质量大于甲液体的质量,则乙容器对桌面的
压力大于甲容器对桌面的压力,受力面积相同,根据公式 可知,甲容器对水平桌面的压强小于乙容
器对水平桌面的压强,故C正确;
D.由图可知,甲中瓶内水对瓶底的压力等于瓶内水的重力,乙中瓶内水对瓶盖的压力一部分分担在瓶子
侧壁上,因此乙中瓶内水对瓶盖的压力小于瓶内水的重力,故甲中瓶内水对瓶底的压力大于乙中瓶内水对
瓶盖的压力,故D正确。
故选ACD。
7.(2023·辽宁丹东·统考中考真题)如图所示,两个完全相同的容器分别盛有甲、乙两种液体,将两
个体积相等的实心物体A、B分别放入甲、乙两种液体中,静止后,物体A悬浮,物体B漂浮,两容器中
液面相平。下列说法正确的是( )
A.若物体A、B密度相等,则物体A、B受到的浮力相等
B.若物体A、B密度相等,则两容器对桌面的压强相等
C.若甲、乙液体密度相等,则物体A的重力大于物体B的重力
D.若甲、乙液体密度相等,则物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力
【答案】ACD
【详解】A.由题意可知,A、B两物体体积相同,若密度也相同,则由 可知,A、B质量相同。由
图可知,A悬浮,B漂浮,由物体浮沉条件可知,物体漂浮和悬浮时,受到的浮力等于自身重力,即
,
因A、B质量相同,故物体A、B受到的浮力相等,故A正确;
B.若物体A、B密度相等,A悬浮,则 ,B漂浮,则 ,所以 ,因两容器液面相平,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】且A、B体积相同,因此 ,则 ,由
可知,乙中液体重力大于甲中液体重力,由A选项可知,A、B重力相同,因此甲容器对桌面的压力小于
乙容器对桌面的压力,因两容器底面积相等,由 可知, ,故B错误;
C.若甲、乙液体密度相等,物体A悬浮,物体B漂浮,则 ,
故 。因A、B两物体体积相同,由
可知,物体A的重力大于物体B的重力,故C正确;
D.若甲、乙液体密度相等,物体A悬浮,物体B漂浮,受到的浮力等于自身重力,由C选项可知,物体
A的重力大于物体B的重力,因此物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力,故D正确。
故选ACD。
8.(2023·辽宁抚顺·统考中考真题)水平桌面上两个质量相同、底面积不同的容器中,装有质量相等
的水。将两个橡胶吸盘吸合在一起放在其中一个容器中漂浮,如图甲所示;又将这两个橡胶吸盘分开后放
入另一个容器中,吸盘沉底,如图乙所示。甲、乙两图容器中的水深度相同。下列说法正确的是( )
A.橡胶的密度大于水的密度
B.甲图容器底受到水的压强大于乙图容器底受到水的压强
C.甲图容器对桌面的压强小于乙图容器对桌面的压强
D.两吸盘在甲图容器中所受浮力大于在乙图容器中所受浮力
【答案】ACD
【详解】A.由图乙可知,两个橡胶吸盘分开后,每个吸盘是实心的,放入水中会下沉,说明橡胶的密度
大于水的密度,故A正确;
B.甲、乙两图容器中的水深度相同,由p=ρgh可知甲图容器底受到水的压强等于乙图容器底受到水的压
强,故B错误;
C.容器的质量相同,水的质量相同,两个橡胶吸盘质量不变,容器对桌面的压力等于容器、水和吸盘的
总重力,所以容器对桌面的压力不变,由图可知,甲图中容器的底面积大于乙图中容器的底面积,由
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】可知甲图容器对桌面的压强小于乙图容器对桌面的压强,故C正确;
D.两吸盘在甲图容器中漂浮,浮力等于重力,在乙图容器中沉底,浮力小于重力,重力不变,所以在甲
图容器中所受浮力大于在乙图容器中所受浮力,故D正确。
故选ACD。
三、填空题
9.(2023·山东威海·统考中考真题)如图所示,长方体容器内装有水,将苹果放入后漂浮(水未溢
出),则水对容器底增加的压力 苹果的重力;苹果下方M点与相同深度的N点受到水的压强分
别为 、 ,则 。(两空均选填“大于”“等于”或“小于”)
【答案】 等于 等于
【详解】[1]由于是长方体容器,则水对容器底的压力等于水的重力,当苹果放入后漂浮时,由于水未溢出,
则水对容器底增加的压力等于苹果排开的水的重力;根据漂浮条件和阿基米德原理可知苹果排开的水的重
力等于苹果的重力,所以,水对容器底增加的压力等于苹果的重。
[2]由于M点与N点的深度相同,根据液体压强公式p= pgh可知苹果下方M点与相同深度的N点受到水的
压强相等,即P =P 。
M N
10.(2023·江苏徐州·统考中考真题)如图所示,用轻质薄壁的塑料瓶、透明胶带、铁质螺母和塑料
软管制作潜水艇模型。潜水艇在水中受到浮力的方向是 。潜水艇通过改变 来实现浮与沉,
因此需要选择质量合适的螺母作为配重。如果塑料瓶的容积为V,水的密度为ρ ,铁的密度为ρ ,要让
水 铁
瓶内有一半水时,潜水艇恰能在水中悬浮,则所选螺母质量的表达式为m = 。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】 竖直向上 自重
【详解】[1]浸在液体中的物体受到向上的力,叫做浮力,浮力的方向是竖直向上的。
[2]图示潜水艇浸没在水中,排开水的体积不变,所受的浮力不变,是通过改变塑料瓶中的水的重力来改变
浮力和重力的大小关系而实现沉浮的,所以是通过改变自重来实验沉浮的。
[3]设螺母的体积为V ,塑料瓶浸没在水中,排开水的体积等于塑料瓶与螺母的总体积,受到的浮力
螺母
塑料瓶中水的体积
瓶中水的质量
瓶中水的重力
潜水艇悬浮,所受的浮力等于自身的总重,有F =G =G +G
浮 总 水 螺母
即
解得,螺母的质量
11.(2023·湖南益阳·统考中考真题)某一木块的体积为100cm3,所受的重力为0.8N,漂浮在水面上
静止时受到的浮力为 N。用手将木块压住使它浸没在水中,木块受到的浮力为 N(g
取10N/kg)。
【答案】 0.8 1
【详解】[1]木块漂浮在水面上静止时受到的浮力F =G=0.8N
浮
[2]用手将木块压住使它浸没在水中,木块受到的浮力为
F′ =ρ gV =ρ gV=1×103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3=1N
浮 水 排 水
12.(2023·湖南常德·统考中考真题)一实心铁球质量为15.8g,则该实心铁球的体积为 cm3;
为使铁球能悬浮于水中,我们将实心铁球制成空心铁球,则空心部分体积为 cm3(ρ =
铁
7.9×103kg/m3)。
【答案】 2 13.8
【详解】[1]一实心铁球质量为15.8g,密度ρ =7.9×103kg/m3=7.9g/cm3,则该实心铁球的体积为
铁
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】[2]根据物体悬浮于水中时,物体的平均密度等于水的密度,则空心铁球的总体积为
则空心体积为
13.(2023·黑龙江齐齐哈尔·统考中考真题)有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯中盛满酒精,乙溢水杯
中盛满某种液体。将一个不吸收任何液体的小球轻轻地放入甲溢水杯中,小球浸没在酒精中,溢出酒精的
质量是 ;将小球从甲溢水杯中取出后擦干,再轻轻地放入乙溢水杯中,溢出液体的质量是 ,小球
露出液面的体积与浸入液体中的体积之比为 。已知 ,则小球的密度是
;乙溢水杯中液体的密度是 。
【答案】
【详解】[1][2]小球浸没在酒精中,溢出酒精的质量是 ,根据密度公式可知溢出酒精的体积即小球的体
积为
已知小球露出液面的体积与浸入液体中的体积之比为 ,则排开液体的体积为
溢出液体的质量是 ,乙溢水杯中液体的密度是
小球在乙溢水杯中处于漂浮状态,小球的重力等于浮力,由阿基米德原理有
F =G=m g=0.08kg×10N/kg=0.8N
浮 液
小球的密度是
14.(2023·湖北荆州·统考中考真题)如图甲所示的密闭容器,壁厚忽略不计。其底部是边长为5cm
的正方形,容器中装有高度为8cm的水,此时水对容器底的压强为 Pa.将容器倒置并使其在水中竖
直漂浮,如图乙所示,容器内外水面的高度差为2cm,该容器的质量为 g.(水的密度为
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】,g取10N/kg)
【答案】 800 50
【详解】[1]容器中装有高度为8cm的水,此时水对容器底的压强
p=ρ gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-2m=800Pa
水
[2]容器排开水的体积V =V + V =Sh+SΔh= 5cm×5cm×8cm+5cm×5cm×2cm = 250cm3
排 水 空
容器所受的浮力F =ρ gV =1.0×10kg/m3×10N/kg×250×10-6m3=2.5N
浮 水 排
容器和水的重力G=F =2.5N
浮
容器和水的质量
水的体积V =Sh=5cm×5cm×8cm = 200cm3
水
水的质量m =ρ V = lg/ cm3×200cm3= 200g=0.2kg
水 水 水
容器的质量m =m-m =0.25kg-0.2kg=0.05kg=50g
容 水
15.(2022·湖北襄阳·统考中考真题)一质地均匀的长方体放在水中(小部分露出水面,大部分没入
水中),现在将它露出水面的部分截取走,剩余部分静止时仍漂浮于水面上。若第二次漂浮时露出水面的
体积是物体原体积的 ,则此长方体的密度为 g/cm3。(ρ =1.0g/cm3)
水
【答案】0.8
【详解】长方体放在水中小部分露出水面,大部分没入水中,说明长方体处于漂浮状态,且长方体的密度
与水的密度比较接近;漂浮时长方体受到的浮力等于重力,即 ,根据 和
可得,
整理可得,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】则 ……①
将它露出水面的部分截取走,剩余部分的体积为V ,同理可得第二次漂浮时
排
则 ……②
第二次漂浮时露出水面的体积是物体原体积的 ,即
……③
将①②代入③,化简解得 (不符合题意,舍去)或0.8g/cm3,即此长方体的密度为0.8g/cm3。
四、计算题
16.(2023·四川攀枝花·统考中考真题)如图所示,甲、乙两容器放置在同一水平桌面上,容器中装
有一定量的水,且容器甲中的液面低于容器乙中的液面;容器乙底部有一阀门S,打开后能够将容器乙中
的水全部放出。体积相同的小球A、B用不可伸长的轻质细绳通过两滑轮连接后,分别置于甲、乙容器中。
小球A沉在容器甲的底部,小球B有一半浸在水中,此时轻绳刚好伸直,对小球的拉力为零。现打开阀门
S,使容器乙中的水缓慢减少,当小球B露出水面部分的体积为其总体积的五分之四时,小球A开始上浮。
连接小球A、B的轻绳始终处于竖直状态,忽略细绳与滑轮之间的摩擦,容器乙中的水足够深,求:
(1)小球A、B的质量之比;
(2)小球A能露出水面部分的体积与其总体积之比的最大值。
【答案】(1)13∶5;(2)1∶5
【详解】解:(1)小球A沉在容器甲的底部,小球B有一半浸在水中,此时轻绳刚好伸直,对小球的拉
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】力为零。小球B有一半浸在水中时,设小球A、B的体积为V,即 ,处于漂浮状态,受重力 和
浮力 的作用
根据二力平衡、阿基米德原理有
可得
小球B有 体积露出水面时,受重力 、浮力 和拉力 的作用,则
此时,小球 受到重力 、浮力 和拉力 的作用,则
解得
(2)小球B完全露出水面时,绳子拉力最大,受重力 和拉力 的作用,则
此时,小球A受到重力 、浮力 和拉力 的作用,则
即
解得
露出水面部分的体积
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】则露出水面部分的体积与其总体积之比为
答:(1)小球A、B的质量之比13∶5;
(2)小球A能露出水面部分的体积与其总体积之比的最大值为1∶5。
17.(2023·山东聊城·统考中考真题)如图所示,是某项目研究小组设计的一自动加水装置,将一重
为12N,底面积为 的圆柱体放在水箱底部。从进水口注入水,随着水面升高,圆柱体竖直上浮。
当水面上升到传感器底端P时,由传感器控制进水口开关停止注水,此时传感器底端P对圆柱体有20N的
竖直向下的压力。g取10N/kg, 。求:
(1)水箱内无水时,圆柱体对水箱底部的压强;
(2)圆柱体刚好浮起时浸入水中的体积;
(3)停止注水时,圆柱体受到的浮力。
【答案】(1)1200Pa;(2)1.2×10-3m3;(3)32N
【详解】解:(1)水箱内无水时,圆柱体对水箱底部的压力
F=G=12N
圆柱体对水箱底部的压强
(2)根据物体的浮沉条件可知,当圆柱体刚好浮起时受到的浮力
F =G=12N
浮
由阿基米德原理F =ρ gV 可知,圆柱体浸入水中的体积
浮 液 排
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(3)停止注水时,圆柱体受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力以及传感器底端P对圆柱体有20N的竖
直向下的压力,根据力的平衡条件可知,此时圆柱体受到的浮力
F ′=G+F =12N+20N=32N
浮 P
答:(1)水箱内无水时,圆柱体对水箱底部的压强为1200Pa;
(2)圆柱体刚好浮起时浸入水中的体积为1.2×10-3m3;
(3)停止注水时,圆柱体受到的浮力为32N。
18.(2023·北京·统考中考真题)某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑
料瓶的瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,当瓶中不放被测物体
静止时,在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其他刻度线,左侧标记的是长度值,
若在刻度线右侧标上相应的质量值,即可做成一个简易浮力秤,如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均
匀,其横截面积为50cm2,不放被测物体时浮力秤的总质量为170g,水的密度为1.0g/cm3,g取10N/kg。
(1)画出图中浮力秤的受力示意图。
(2)求图中所示状态浮力秤受到的浮力。
(3)求浮力秤上2cm刻度线对应的质量值。
【答案】(1)见解析;(2)1.7N;(3)100g
【详解】(1)浮力秤静止时漂浮,浮力秤所受的重力等于所受的浮力,浮力秤受力示意图见图:
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(2)浮力秤漂浮,依据平衡条件可知
(3)浮力秤浸到2cm刻度线漂浮时,秤内被测物的质量为m 依据平衡条件不放入被测物时F =G
测, 浮 排
放入被测物时
可知
依据阿基米德原理
可知
答:(1)见解析;
(2)图中所示状态浮力秤受到的浮力为1.7N;
(3)浮力秤上2cm刻度线对应的质量值为100g。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】19.(2023·广西·统考中考真题)人工涂抹油漆难精准且气味难闻,于是某团队设计了“智能浸泡上
漆器”,如图所示,上漆器由柱形硬质浮杆、力传感器、工作台、挡板等组成。浮杆的质量为0.2kg,底
面积为 ;力传感器固定且与浮杆接触但无压力;工作台固定在上漆器底部,其上表面积为
0.5m2,高为0.1m。将待上漆的质量分布均匀的柱体A放在工作台中央,将挡板固定在1m高处,开始注漆,
当浮杆对力传感器的压力为14N时停止注漆,完成对柱体A的上漆。已知柱体A的质量为500kg,底面积
为 ,高为0.8m,油漆密度为 。g取10N/kg。求:
(1)当漆面上升至0.1m时,油漆对上漆器底部的压强;
(2)当漆面上升至0.4m时,柱体A对工作台的压强;
(3)停止注漆时,柱体A被上漆的高度。
【答案】(1) ;(2)4000Pa;(3)0.6m
【详解】解:(1)当漆面上升至0.1m时,油漆对上漆器底部的压强为
(2)当漆面上升至0.4m时,柱体A排开液体的体积为
柱体A受到的浮力为
对工作台的压力为
F =G-F =mg- F =500kg×10N/kg-3000N=2000N
压 浮1 浮
柱体A对工作台的压强
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(3)当浮杆对力传感器的压力为14N时,由力的相互性,力传感器对浮杆的压力T大小为14N,方向竖
直向下,浮杆还受到重力及液体产生的浮力的作用,根据力的平衡有
F =G +T=m g +T=0.2kg×10N/kg+14N=16N
浮2 浮杆 浮杆
根据阿基米德原理,浮杆排开液体的体积为
浮杆在液体中的深度为
当柱体A浸入深度为0.6m时,柱体A排开油漆的体积
此时柱体A受到的浮力
此时柱体A受到的浮力恰好等于柱体A的重力,故静止时柱体A应漂浮,继续注漆时,柱体A仍漂浮,
故停止注漆时,柱体A被上漆的高度为
Δh=h -(h-h)=0.8m-(1m-0.8m)=0.6m
A 2
答:(1)当漆面上升至0.1m时,油漆对上漆器底部的压强为 ;
(2)当漆面上升至0.4m时,柱体A对工作台的压强4000Pa;
(3)停止注漆时,柱体A被上漆的高度为0.6m。
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