2023年新课标下中考物理一轮单元复习讲练考(全国通用)
第十单元 浮力
专题30 浮力单元核心素养考试达标试卷
(答题时间90分钟,试卷满分100分)
一、选择题(本道大题有10小题,每小题3分,共30分)
1. (2022广西北部湾)在“天宫课堂”中,航天员王亚平展示了“浮力消失”的实验。在中国空间站微
重力环境中,她用吸管把乒乓球轻轻压入水中,取出吸管后,观察到乒乓球静止不动,如图甲所示。在中
国科技馆的同学们做了同样的实验,乒乓球却迅速上浮直至漂浮,如图乙所示。下列说法中正确的是(
)
A. 图甲中,乒乓球的质量为零
B. 图甲中,水所受的重力几乎为零,因此“浮力消失”
C. 图乙中,乒乓球上浮时所受的浮力小于所受的重力
D. 图乙中,乒乓球上浮时水对容器底部的压强变大
【答案】B
【解析】A.质量是物体所含物质的多少,跟物体所处的位置无关,所以乒乓球在太空时的质量不变,故
A错误;
B.在微重力的环境下,水受到的重力几乎为零,由于此时乒乓球静止不动,即处于平衡状态,所以此时
乒乓球所受浮力等于重力,也几乎为零,即浮力消失,故B正确;
C.由题意可知,乒乓球迅速上浮,说明乒乓球所受的合外力不为零,且方向向上,即此时乒乓球所受浮
力大于其所受重力,故C错误;
D.乒乓球在上浮过程中,还没露出水面前,V 不变,即此时容器内液面的高度不变,根据液压公式
排
可知,此时水对容器底部的压强不变;当乒乓球逐渐露出水面后,V 变小,即此时容器内液面
排
的高度下降,根据液压公式 可知,此时水对容器底部的压强变小,故D错误。故选B。2. (2022甘肃兰州)如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,弹簧测力计挂一个实心铁块其示数为
。将铁块缓慢浸没入水中(未接触溢水杯),若溢出的水全部流入小烧杯,弹簧测力计的示数为 ,
下列判断正确的是( )
A. 铁块受到的浮力 B. 小烧杯中的水重
C. 两次实验中,水对溢水杯底的压强 D. 两次实验中,溢水杯对桌面的压力
【答案】B
【解析】A.F 为铁块浸没水中前的拉力(等于铁块的重力),F 为铁块浸没水中后的拉力,由称重法测
1 2
浮力知道,铁块受到的浮力
F =F-F
浮 1 2
故A错误;
B.由阿基米德原理知道,铁块所受浮力等于排开水的重力,所以小烧杯中水的重力(排开水的重力)
G=F =F-F
浮 1 2
故B正确;
C.甲乙液面相平,且液体均为水,由p=ρgh知道,水对溢水杯底部的压强相等,故C错误;
D.铁块浸没在水中后,水面高度不变,水对杯底的压强不变,由F=pS知道,水对杯底的压力不变,溢水
杯的重力不变;因溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和,所以溢水杯对桌面
的压力不变,即F =F
甲 乙
故D错误。故选B。
的
3. (2022江苏泰州)水平桌面上 深桶容器中装有水,小明在空玻璃瓶口蒙上橡皮膜,将其置于水中某
一深度处,恰好悬浮,如图所示现沿桶壁向容器中缓慢加水,在水面上升的过程中,下列判断错误的是()
A. 玻璃瓶保持静止 B. 玻璃瓶下沉至容器底
C. 水对容器底的压强增大 D. 桌面对容器的支持力增大
【答案】A
【解析】AB.由题意可知,空玻璃瓶口蒙上橡皮膜悬浮在水中时,竖直方向受浮力和重力且这两个是一对
平衡力,当向试管中加入水时,橡皮膜所处的深度增加,压强增加,会向里凹陷,排开水的液体变小,浮
力变小,重力不变,所以空玻璃会下沉到容器底部。故A错误,A符合题意,B正确,B不符合题意;
C.向试管中加入水时,水的深度增加,所以水对容器底的压强增大,故C正确,C不符合题意;
D.桌面对容器支持力的大小等于容器自身重力和容器中水的重力之和,向试管中加入水,水的重力增大,
所以桌面对容器支持力的大小增大,故D正确,D不符合题意。故选A。
4. (2022江苏无锡)如图是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇示意图,艇体采用轻质的复合织物材
料制成,外观呈白色,囊体上层装有压缩氨气通过向艇外排出下层部分的空气而实现上升,高度达到
9032m,高度越高大气越稀薄,上升过程中艇体体积不变,关于浮空艇,以下说法中正确的是( )
A. 艇体材料的密度较大
B. 白色外观可以吸收各种色光
C. 上升过程中,浮空艇所受的浮力变小
D. 上升过程中,浮空艇所受的重力不变
【答案】C
【解析】A.艇体采用轻质的复合织物材料制成,艇体材料的密度较小,故A错误;
B.白色外观可以反射各种色光,故B错误;
C.上升过程中,艇体体积不变,根据 可知,高度越高大气越稀薄,空气的密度变小,故艇体
受到的浮力变小,故C正确;
D.上升过程中,囊体上层装有压缩氨气通过向艇外排出下层部分的空气,空气的密度比较大,减轻了浮
空艇的重力,重力小于浮力,从而实现上升,故D错误。故选C。5. (2022河南)两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙,制成了A、B两支密度计,
放入同一个盛有水的烧杯中,静止后如图所示。下列说法正确的是( )
A. 密度计A所受浮力较小
B. 密度计B所受重力较小
C. 两密度计底部所受水的压强相等
D. 两密度计在水面处的刻度值不同
【答案】A
【解析】A.根据阿基米德原理F =ρ gV
浮 液 排
A、B均漂浮在水中,故液体密度相同。由图可知V >V
B排 A排
可得F >F
B浮 A浮
故A正确;
B.密度计处于漂浮状态,浮力和重力的关系为F =G
浮 计
因为F >F
B浮 A浮
所以G >G
B A
故B错误;
C.A、B浸没的深度关系为h
F C. ρ >ρ D. p ρ ,故C正确;
甲 乙
D、相同烧杯中放入密度计后液面高度相同时,即烧杯内液体深度相同,且液体密度ρ >ρ ,由液体压强
甲 乙
公式p=ρ gh可知,
液
液体对烧杯底的压强p >p ,故D错误。
甲 乙
7.(2021江苏南京)用硬塑料瓶、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,要让原本悬浮在a位置的潜水艇下潜至b位置悬浮,采取的措施是使瓶内气体
( )
A. 增加 B. 减少
C. 先增加后减少 D. 先减少后增加
【答案】D
【解析】要让原本悬浮在a位置的潜水艇下潜至b位置悬浮,首先应该让潜水艇下沉,即排出气体使瓶内
气体减少水进入。然后再减小重力,让潜水艇模型悬浮,即让气体进入排出水,实现悬浮,所以瓶内气体
应该先减小后增加。
8.(2021黑牡鸡朝鲜族)放在水平桌面上的甲乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放在两容器中,当物块静止时,两容器中的液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示,则( )
A. 甲容器中物块排开液体的重力较大
B. 甲容器底受到的压强大
C. 乙容器中的液体密度大
D. 乙容器中物块受到的浮力大
【答案】B
【解析】A.甲容器中物块漂浮,F =G =G;乙容器中物块悬浮,则F =G =G,可知G =G ,
浮甲 排甲 浮乙 排乙 排甲 排乙
故A错误;
B.物体在甲中漂浮,则ρ >ρ ,在乙中悬浮,则ρ =ρ ,可知甲的密度较大,由于深度相同,由p=ρ
甲 物 乙 物 液
gh可知,甲液体对容器底的压强大,故B正确;
C.物体在甲中漂浮,则ρ >ρ ,在乙中悬浮,则ρ =ρ ,可知甲容器中的液体密度较大,故C错误;
甲 物 乙 物
D.由A分析知,两容器中物体受到的浮力相同,故D错误。
9.(2020天津)水平桌面上有一底面积为S 的圆柱形薄壁容器,容器内装有质量为m的水。现将一个底面
1
积为S 的圆柱形木块(不吸水)缓慢放入水中,松开手后,木块直立在水中且与容器底接触(部分露出水
2
面),如图所示。若此时木块对容器底的压力刚好为零,则( )
A. 放入木块前水对容器底的压强为
B. 放入木块后水对容器底的压强为
C. 木块所受的重力为D. 木块所受的重力为
【答案】AD
【解析】A.放入木块前,对容器底部的压力等于水所受的重力,由 可得,水对容器底部的压强
,故A符合题意;
B.放入木块前,容器中水的深度为
①
设放入木块后容器中水的深度为h,因木块对容器底的压力刚好为零,故木块刚好漂浮于水面上,则木块
受到的浮力等于木块所受的重力,由阿基米德原理知,木块所受浮力等于木块排开水所受的重力,即
则 ②
联立①②解得,放入木块后水的深度
则放入木块后,水对容器底部的压强为
故B不符合题意;
CD.由
可得木块所受的重力
故C不符合题意,D符合题意。10.一个质量分布均匀的正方体物块,边长是10cm,密度是0.8×103kg/m3,漂浮在液面上露出液面的体积
占物块体积的 。用手缓慢下压物块,如图所示,当物块上表面与液面刚好相平时,下列说法错误的是(
)
A. 液体的密度是1.2×103kg/m3
B. 手对物块上表面的压力大小是2N
C. 液体对物块下表面的压力大小是12N
D. 物块下表面受到液体的压强是1.2×103Pa
【答案】B
【解析】当物块漂浮时,物块所受的浮力等于其所受的重力,即
则有
因有 露出水面,故
故
故A正确,不符合题意;
B.由题意知,手对物块的压力,等于物块 浸没液体中所受的浮力,即故B错误,符合题意;
CD.物块下表面受到的压强为
下表面受到的压力为
故CD正确,不符合题意。
二、填空题(每空1分,共21分)
1. (2022湖南株洲)在“测量浮力大小”的实验中,由图甲可知金属块受到的重力是______N,现将金属
块完全浸没到水中,弹簧测力计的示数变为如图乙所示,则金属块受到水的浮力是______N。
【答案】 1.4 0.4
【解析】由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数F=1.4N,此时金属块处于空气中,由二力平
衡条件可得,金属块受到的重力
G=F=1.4N
由图乙可知,金属块浸没时弹簧测力计的示数F'=1.0N,即金属块受到的拉力为1.0N,则金属块受到水的
浮力
F =G-F'=1.4N-1.0N=0.4N
浮
2. (2022湖南岳阳)我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟方米深处多次成功坐底,标志着我国
在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在深水下潜过程中所受水的压强_______,浮力
_______。(两空均选填“变大”、“变小”或“不变”,整个过程潜水器的体积不变)
【答案】 变大 不变
【解析】奋斗者号在下潜过程,深度变深,据p=ρgh知,所受水的压强变大。下潜过程,奋斗者号体积不变,排开水的体积不变,据阿基米德原理知,所受的浮力不变。
3. (2022黑龙江绥化)如图所示,一个底面积为800cm2的薄壁圆柱形容器中装有某种液体,将一边长为
10cm的正方体木块轻放入该容器中,木块静止时露出液面的高度为2cm,液体对容器底部的压强变化了
80Pa。则该木块底部受到的液体压强为___________Pa,木块受到的浮力为___________N。
【答案】 640 6.4
【解析】木块静止时露出液面的高度为2cm,则木开排开液体的体积
则液面升高的高度为
则该液体的密度
则该木块底部受到的液体压强为
木块受到的浮力为
4. (2022苏州)洗水果时,发现芒果比油桃大,放入水中后芒果沉底、油桃漂浮,如图甲所示。它们受
到的浮力大小关系为F ___________F ;用天平正确测量油桃的质量,所放砝码及游码位置如图乙所
浮芒 浮桃
示,则油桃的质量是___________g;芒果的体积一定___________(>/=)82.4cm3。【答案】 > 82.4 >
【解析】芒果比油桃体积大,放入水中后芒果沉底、油桃漂浮,则芒果排开水的体积比油桃大,由F =ρ
浮 水
gV 可知,芒果受到的浮力大于油桃受到的浮力。
排
天平标尺的分度值为0.2g,读数时砝码质量数和游码所对的刻度值之和为油桃的质量,则油桃的质量
m=50g+20g+10g+2.4g=82.4g
因油桃在水中漂浮,则油桃的密度小于水的密度,由 可知,油桃的体积大于82.4cm3,而芒果的体
积比油桃大,则芒果的体积一定大于82.4cm3。
5. (2022黑龙江龙东)丽丽使用电子秤称得一个鸡蛋的质量为55g,将其放入水中后沉入水底,如图所示,
逐渐向水中加盐,待鸡蛋悬浮于水中静止时,鸡蛋所受浮力大小为__________N;沉底时鸡蛋受到的浮力
为F,悬浮时鸡蛋受到的浮力为F,则F__________F(选填“>”、“=”或“<”)。
1 2 1 2
【答案】 0.55 <
【解析】由题意可知,鸡蛋在盐水中处于悬浮状态,根据物体的浮沉可知,此时鸡蛋所受浮力等于鸡蛋本
身的重力,所以鸡蛋所受浮力大小为
F =G =m g=55×10-3kg×10N/kg=0.55N
浮 蛋 蛋
由题意可知,鸡蛋在水中处于沉底状态,根据物体的浮沉可知,ρ >ρ ;鸡蛋在盐水中处于悬浮状态,根
蛋 水
据物体的浮沉可知,ρ =ρ ,所以可得ρ <ρ ,又因为鸡蛋在水和盐水中都处于浸没状态,V =V
蛋 盐水 水 盐水 水排 盐水
=V ,根据公式 可知,Fρ ,均在物体静止时对弹簧测力
A B 浓盐水 海水
计进行读数(其中F、F 分别为乙、丙两图中测力计示数)。
1 2
(1)如图甲所示,春辉测量金属块A所受重力为_______N;
(2)他将金属块A分别浸没在浓盐水和清水中,如图乙、丙所示,初步得出的实验结论是:______相同
时,液体密度越大,物体所受浮力越_______;
(3)春辉又将金属块B浸没在清水中(如图丁所示),测得其受到的浮力为1.2N。春辉分析图甲、图丙
和图丁得出了“浮力大小与物体排开液体体积的关系”;而玉丽同学思考:对比图甲,图乙和图丁,同时
结合(2)的实验结论,是否也能分析出“浮力大小与物体排开液体体积的关系”呢______?请针对玉丽
的思考写出你的分析。______
【答案】 (1) 4 (2)排开液体体积 大 (3)不能 没有控制液体密度相同
【解析】(1)图甲是用弹簧测力计测量金属块A的重力,弹簧测力计分度值为0.1N,示数4N,即金属块A所受重力为4N。
(2)由图乙、丙可知,金属块A浸没在浓盐水和清水中排开液体的体积相同,受到的浮力分别为
F =G-F=4N-2.8N=1.2N
浮乙 1
F =G-F=4N-3N=1N
浮丙 2
由此看出,浓盐水的密度大,金属块受到的浮力大,故可得结论:排开液体体积相同时,液体密度越大,
物体所受浮力越大。
(3)要得出“浮力大小与物体排开液体体积的关系”,应控制液体的密度不变、改变物体排开液体的体
积。因图乙和图丁中液体密度不同,故不能得出浮力大小与物体排开液体体积的关系。
3.(8分)如图所示,物理兴趣小组用金属块研究浮力的实验。
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(2)比较 (填字母代号)三图可得出结论:金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关。
(3)比较 (填字母代号)三图可得出结论:金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关。
(4)金属块的密度为 kg/m3。
(5)在实验中,排除测量误差因素的影响,兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力,请
指出实验操作中可能造成这种结果的原因: 。
(6)纠正了错误,继续实验,兴趣小组得出结论:物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力。有
同学对此结论提出质疑,他认为仅采用浸没的金属块做实验不具备普遍性,使用漂浮的蜡块做实验未必遵
循以上结论。针对这个质疑,实验室提供了如下器材:弹簧测力计、蜡块、细线、量筒、烧杯、小木块、
小桶、轻质塑料袋(质量可忽略)、适量的水。请你根据需要选择器材并设计实验,研究使用漂浮的蜡块
做实验是否遵循兴趣小组所得出的结论。
实验器材: ;
实验步骤: ;
分析与论证: 。
【答案】(1)1;(2)ABC(ABD);(3)ACD;(4)2.7×103;(5)溢水杯没有装满水;
(6)实验器材:小木块、弹簧测力计、蜡块、细线、小桶、水;实验步骤:
①用测力计测量出空小桶的重力G ;
桶
②将木块垫在烧杯下一侧作为溢水杯用,将烧杯内装满水,
③将蜡用细线拴好,用测力计测量出蜡块的重力G,
④将蜡块取下轻轻放入烧杯内的水中,用小桶接排开的水,
用测力计测量出空小桶的和水的总重力G ;
桶总
分析与论证:
根据漂浮的特点,蜡块的重力G即其受到的浮力,
G ﹣G 即为排开水的重力,
桶总 桶
比较G与G ﹣G 的大小,若相等,则得出使用漂浮的蜡块做实验遵循以上结论;否则不遵循以上结论。
桶总 桶
【解析】(1)由图A、C(或D),金属块浸没在水中时受到的浮力:
F =G﹣F =2.7N﹣1.7N=1N;
浮 示
(2)研究金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关,要控制排开液体的密度相同,
B、C两图中物体浸入的是同种液体,液体的密度是一定的,C图中物体排开水的体积比较大;
C图中物体受到的浮力等于:2.7N﹣1.7N=1N,B图中物体受到的浮力等于:2.7N﹣2.2N=0.5N。
由此得出:在液体的密度一定时,物体排开液体的体积变大时,物体受到的浮力就会变大,由此说明金属
块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关;
(3)研究金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度的关系,要控制排开液体的密度和体积相同,
故
比较 ACD三图可得出结论:金属块受到的浮力大小(大小相同)与其浸没在液体中的深度无关;
(4)金属块浸没在水中时受到的浮力:
F =1N;根据阿基米德原理,F =ρ gV =ρ gV =1N;
浮 浮 水 排 水 物
故金属块的密度:
ρ= = ×ρ = ×1.0×103kg/m3=2.7×103kg/m3;
水
(5)在实验中,排除测量误差因素的影响,兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力,可
能造成这种结果的原因:溢水杯没有装满水,造成溢出水的体积小于排开水的体积:
(6)实验器材:小木块、弹簧测力计、蜡块、细线、小桶、水;
实验步骤:
①用测力计测量出空小桶的重力G ;
桶②将木块垫在烧杯下一侧作为溢水杯用,将烧杯内装满水,
③将蜡块用细线拴好,用测力计测量出蜡块的重力G,
④将蜡块取下轻轻放入烧杯内的水中,用小桶接排开的水,
用测力计测量出空小桶的和水的总重力G ;
桶总
分析与论证
根据漂浮的特点,蜡块的重力G即其受到的浮力,
G ﹣G 即为排开水的重力,
桶总 桶
比较G与G ﹣G 的大小,若相等,则得出使用漂浮的蜡块做实验遵循以上结论;否则不遵循以上结论
桶总 桶
六、计算题(共14分)
1. (6分)(2022梧州)如图甲所示,一弹簧下端固定在容器的底部,上端与一个重为20N的正方体相连,
此时水的深度为0.2m,弹簧的伸长量为4cm。在弹性限度内,弹簧产生的弹力F与其伸长量x之间的关系
如图乙所示。(g取10N/kg,ρ =1.0×103kg/m3)求:
水
(1)正方体的质量;
(2)水对容器底部的压强;
(3)正方体浸在水中的体积。
【答案】(1)2kg;(2) ;(3)
【解析】(1)正方体的质量
(2)水对容器底部的压强
(3)由图乙,当弹簧的伸长量为4cm时,弹簧产生的弹力F为8N,则正方体所受的浮力
正方体浸在水中的体积2.(8分) (2022广西贺州)如图所示,水平桌面上放置下端用毛细管连通的A、B两容器,底面积分别
为100cm2和150cm2。阀门K打开前,A容器内竖直放置一底面积为50cm2、高为0.2m的长方体物块,物
块对A容器底部的压强为p ,B容器内盛有0.2m深的水。求:
A
(1)阀门K打开前,水对B容器底部的压强p ;
B
(2)阀门K打开前,当p =2p 时,物块的密度;
B A
(3)阀门K打开后,水从B容器进入A容器,刚好使物块漂浮时,水进入A容器中的深度。
【答案】(1)2×103Pa;(2)0.5×103kg/m3;(3)0.1m
【解析】(1)阀门K打开前,B容器内盛有0.2m深的水,故水对B容器底部的压强
(2)阀门K打开前,p 就是物块对容器底的压强,当p =2p 时,物块对容器A产生的压强为
A B A
由 得物块密度为
(3)物块体积为
V =S h =50×10-4m2×0.2m=1×10-3m3
物 物 物
由 得物块质量为
物块重力为G =m g=0.5kg×10N/kg=5N
物 物
阀门K打开后,水从B容器进入A容器,当物块刚好漂浮时,根据物体的浮沉条件,则物块受到的浮力为
F =G =5N
浮 物
由F =ρ gV 得排开水的体积为
浮 水 排
则进入A容器中水的深度为