01
浮力
揭秘
母題
【母題1】(2023?德陽(yáng))小張?jiān)谔骄俊案×Φ拇笮「男┮蛩赜嘘P(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,做了以下的部分操作。用同一彈簧測(cè)力計(jì)掛著同一金屬物塊依次完成如圖所示的三次測(cè)量:
(1)乙圖所示的實(shí)驗(yàn)中,物塊受到的浮力大小為。
(2)分析乙圖、丙圖,說(shuō)明浮力的大小與有關(guān)。
(3)本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可計(jì)算出鹽水的密度為。(已知水的密度為
【答案】(1)4;(2)液體密度;(3)。
【分析】(1)比較甲、乙兩幅圖,由稱重法測(cè)浮力可知乙圖中物體受到的浮力;
(2)分析乙圖、丙圖可知,物體浸沒(méi)在鹽水中受到的浮力比較大,在排開液體體積相同時(shí),液體密度越大,物體受到的浮力越大;
(3)由甲、丙兩幅圖可得物體在鹽水中受到的浮力,根據(jù)阿基米德原理計(jì)算物體的體積,進(jìn)一步計(jì)算鹽水的密度。
【解答】解:
(1)根據(jù)稱重法可知乙圖所示的實(shí)驗(yàn)中,物塊受到的浮力大小為;
(2)根據(jù)稱重法分析乙圖、丙圖可知,物體浸沒(méi)在鹽水中受到的浮力比較大,則在排開液體體積相同時(shí),液體密度越大,物體受到的浮力越大,說(shuō)明所受浮力的大小與液體密度有關(guān);
(3)由甲、丙兩幅圖結(jié)合稱重法可知物體浸沒(méi)在鹽水中所受的浮力:;
由可知物體的體積:;
物體浸沒(méi)在鹽水中,排開鹽水的體積等于物體的體積,即;
由可知鹽水的密度:。
故答案為:(1)4;(2)液體密度;(3)。
【母題2】(2023?南通)小明探究“怎樣使物體上浮”,將體積相等的兩個(gè)物體、浸沒(méi)在水中,松開手,物體靜止時(shí)如圖甲所示。取
(1)如圖乙所示,選擇物體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出其重力,浸沒(méi)在水中受到的浮力,的體積;
(2)測(cè)出物體的重力,發(fā)現(xiàn)小于(選填“”或“”,初步得到物體上浮的條件;
(3)將物體從水中提起的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大,你認(rèn)為可能的原因是。
【答案】(1)4;1.5;150。(2)。(3)受到水的浮力變小。
【分析】(1)先確定彈簧測(cè)力計(jì)的分度值,再根據(jù)指針位置讀數(shù),得出物體的重力、物體浸沒(méi)水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),利用稱重法測(cè)浮力求物體浸沒(méi)時(shí)受到水的浮力,再根據(jù)阿基米德原理可求出物體排開水的體積,進(jìn)而得出物體的體積;
(2)物體、的體積相同,浸沒(méi)水中時(shí)排開水的體積相同,受到的浮力相同,由于,物體會(huì)上??;由于,物體會(huì)下沉;
(3)將物體從水中提起的過(guò)程中,若物體露出水面,排開水的體積變小,受到水的浮力變小,可使彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大。
【解答】解:
(1)先確定彈簧測(cè)力計(jì)的分度值,再根據(jù)指針位置讀數(shù),物體的重力,物體浸沒(méi)水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),
物體浸沒(méi)時(shí)受到水的浮力:;
由可得物體的體積:
;
(2)物體、的體積相同,當(dāng)、都浸沒(méi)水中時(shí)排開水的體積相同,受到的浮力相同,大小都等于,因?yàn)?,所以物體下沉;因?yàn)椋晕矬w上浮,最后漂浮在水面上;
(3)將物體從水中提起的過(guò)程中,若物體露出水面,排開水的體積變小,由可知受到水的浮力變小,可使彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大。
故答案為:(1)4;1.5;150。(2)。(3)受到水的浮力變小。
【母題3】(2023?哈爾濱)在探究“浮力大小與什么因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)中:
(1)東寶測(cè)量物體在水中所受浮力的方法如圖,由圖可知,物體受到的重力為,物體受到的浮力為,浮力的方向是。
(2)偉鵬同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中獲得如表的數(shù)據(jù),分析表中的數(shù)據(jù)能否得到浮力大小與物體排開液體體積的定量關(guān)系?若能,請(qǐng)寫出主要分析過(guò)程(可省略計(jì)算步驟)及結(jié)論;若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由。
【答案】故答案為:(1)3;1;豎直向上;(2)能;分析過(guò)程及結(jié)論見解答。
【分析】(1)根據(jù)圖示讀出的重力;掌握稱重法浮力的計(jì)算,根據(jù)圖示測(cè)力計(jì)示數(shù)由計(jì)算出浮力的大小;浮力的方向是豎直向上的;
(2)分析表中的數(shù)據(jù),能得到浮力大小與物體排開液體體積的定量關(guān)系。
【解答】解:(1)由圖示知,物體的重力,將放入液體中后測(cè)力計(jì)示數(shù),所以;浮力的方向是豎直向上的;
(2)①由1、3、5三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,三次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中排開液體體積相同,
即:,
由,可得結(jié)論:物體排開液體的體積相同時(shí),物體所受到的浮力大小與液體的密度成正比;
②由①得到的結(jié)論可得,若第2次實(shí)驗(yàn)液體的密度為,則第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)受到的浮力:;
若第4次實(shí)驗(yàn)液體的密度為,則第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)受到的浮力:;
③由第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及②中的兩組數(shù)據(jù)可知,
當(dāng)時(shí),由,可得結(jié)論:液體密度相同時(shí),物體所受到的浮力大小與物體排開液體的體積成正比。
故答案為:(1)3;1;豎直向上;(2)能;分析過(guò)程及結(jié)論見解答。
02
阿基米德原理
揭秘
母題
【母題4】(2023?西寧)如圖所示,現(xiàn)有一質(zhì)量為、體積為質(zhì)地均勻的浮標(biāo),用細(xì)繩的一端系住浮標(biāo),另一端固定在池底。隨著水池內(nèi)水位的上升,細(xì)繩逐漸被拉直,當(dāng)水位達(dá)到時(shí),浮標(biāo)恰好完全浸沒(méi)且細(xì)繩未被拉斷,取。下列相關(guān)分析中正確的是
A.浮標(biāo)的密度為B.水對(duì)池底的壓強(qiáng)為
C.浮標(biāo)所受的浮力為D.細(xì)繩對(duì)浮標(biāo)的拉力為
【答案】
【分析】(1)根據(jù)計(jì)算浮標(biāo)的密度;
(2)物體在液體中受到的壓強(qiáng)與物體浸入液體的深度有關(guān),根據(jù)浸入液體的深度計(jì)算液體壓強(qiáng)的大小;
(3)根據(jù)阿基米德原理求出浮力的大??;
(4)根據(jù)求出浮標(biāo)的重力,對(duì)浮標(biāo)受力分析,得出細(xì)繩對(duì)浮標(biāo)的拉力的大小。
【解答】解:
、浮標(biāo)的密度為:,故錯(cuò)誤;
、水對(duì)池底的壓強(qiáng)為:,故錯(cuò)誤;
、浮標(biāo)全部浸沒(méi),則;浮標(biāo)受到的浮力:,故錯(cuò)誤;
、浮標(biāo)的重力為:;
浮標(biāo)受到豎直向上的浮力、豎直向下的重力和豎直向下的拉力的作用,處于平衡狀態(tài),則浮標(biāo)受到豎直向下的拉力為:
,故正確。
故選:。
【母題5】(2023?常州)為拯救瀕危物種中華鱘,生物學(xué)家在放養(yǎng)的中華鱘身上拴上定位硬殼膠囊。數(shù)天后,膠囊與潛入水中的中華鱘脫離,最終漂浮于江面發(fā)射定位信號(hào)。脫離后,膠囊受到的浮力隨時(shí)間變化的關(guān)系為下列圖中的
A.B.
C.D.
【答案】
【分析】分析題意知:當(dāng)膠囊未露出液面時(shí),排開水的體積不變,當(dāng)膠囊露出水面且靜止前,排開水的體積不斷變??;靜止后排開水的體積不變,由阿基米德原理判斷浮力隨時(shí)間的變化關(guān)系。
【解答】解:當(dāng)膠囊未露出液面時(shí),排開水的體積不變,根據(jù)阿基米德原理知,該過(guò)程膠囊所受浮力大小不變;
當(dāng)膠囊露出水面且靜止前,排開水的體積不斷變小,由阿基米德原理知該過(guò)程中膠囊所受浮力不斷變??;
膠囊露出水面且靜止后排開水的體積不變,根據(jù)阿基米德原理知,該過(guò)程膠囊所受浮力大小不變。
即錯(cuò)誤,正確,
故選:。
【母題6】(2023?蘭州)如圖所示,為了測(cè)量某金屬塊的密度,小彤設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置,金屬塊未放入量筒時(shí),水面位置如圖甲所示,將金屬塊完全浸沒(méi)在水中時(shí),水面升高至如圖乙所示的位置。當(dāng)動(dòng)滑輪下方所掛鉤碼的總質(zhì)量為時(shí),、在圖示位置達(dá)到平衡。已知每個(gè)滑輪的質(zhì)量為,,繩重與摩擦均不計(jì)。下列說(shuō)法中不正確的是
A.金屬塊的密度為
B.金屬塊的體積為
C.金屬塊所受的浮力為
D.細(xì)繩對(duì)金屬塊的拉力為
【答案】
【分析】(1)根據(jù)圖甲和圖乙可以計(jì)算出金屬塊的體積;
(2)利用阿基米德原理計(jì)算出金屬塊所受的浮力;
(3)先計(jì)算出鉤碼和動(dòng)滑輪的總重力,利用滑輪組中力的關(guān)系式計(jì)算出細(xì)繩對(duì)金屬塊的拉力;
(4)根據(jù)金屬塊受平衡力求出金屬塊的重力,進(jìn)而求出質(zhì)量,最后利用密度公式計(jì)算金屬塊的密度,據(jù)此選出答案。
【解答】解:
、由圖甲和圖乙得,金屬塊的體積,故正確;
、由于金屬塊浸沒(méi)水中,則,
此時(shí)受到的浮力,故正確;
、由題意知,鉤碼和動(dòng)滑輪的總重力,
由圖乙知,繩子股數(shù),繩重與摩擦均不計(jì)時(shí),金屬塊對(duì)繩子自由端的拉力,
根據(jù)相互作用力的特點(diǎn)可知,細(xì)繩對(duì)金屬塊的拉力,故正確;
、由于金屬塊浸沒(méi)水中時(shí),受到平衡力作用,即,
金屬塊的質(zhì)量,
則金屬塊的密度,故不正確。
故選:。
03
浮力的綜合計(jì)算
揭秘
母題
【母題7】(2023?青島)“國(guó)之重器”中的起重船在我國(guó)很多偉大的工程中發(fā)揮著重要作用。起重船的工作就是將重物起吊移至指定位置。如圖甲所示,一艘起重船自身質(zhì)量,要吊裝的重物質(zhì)量。(取,
(1)起重船帶著重物一起漂浮在水面上時(shí),排開水的體積是多少?
(2)起重機(jī)將該重物勻速提升了,它的電動(dòng)機(jī)所做的功是,則起重機(jī)的機(jī)械效率是多少?
(3)為了防止起重船吊裝重物時(shí)發(fā)生傾斜,在起重船的船體兩側(cè)建造了由許多小艙室組成的水艙。起重船吊起重物后,就通過(guò)抽水機(jī)將一側(cè)水艙里的水抽向另一側(cè)水艙來(lái)保持起重船平衡,示意圖如圖乙所示。
小海設(shè)計(jì)了一種用力傳感器感知抽水量的長(zhǎng)方體水艙模型,其底面積為,示意圖如圖丙所示,其中是固定的力傳感器,能夠顯示對(duì)它的壓力或拉力的大小;是質(zhì)量和體積均可忽略的細(xì)直桿,的上端固定在上,下端固定在物體上;物體是質(zhì)量為、高度為的圓柱體。水艙中裝有的水,抽水機(jī)將水抽出的過(guò)程中,力傳感器示數(shù)的大小隨抽出水的體積變化的圖象如圖丁所示。當(dāng)力傳感器示數(shù)為0時(shí),剩余的水對(duì)艙底的壓強(qiáng)是多少?
【答案】(1)排開水的體積是;
(2)起重機(jī)的機(jī)械效率是;
(3)剩余的水對(duì)艙底的壓強(qiáng)是。
【分析】(1)根據(jù)得出起重船帶著重物漂浮在水面上時(shí)所受浮力;利用阿基米德原理可求出起重船帶著重物排開水的體積;
(2)根據(jù)求出起重機(jī)做的有用功,利用求出起重機(jī)的機(jī)械效率;
(3)由圖丁可知,當(dāng)抽出的水位后,力傳感器的示數(shù)等于的重力,且保持不變,則抽出水時(shí),的下表面露出水面,由此計(jì)算剩余的水的深度;
根據(jù)圖丁當(dāng)水艙中裝有的水時(shí),對(duì)傳感器的向上壓力為,分析的受力情況,計(jì)算受到的浮力,由阿基米德原理計(jì)算的體積,求出的截面積;
當(dāng)力傳感器示數(shù)為0時(shí),水對(duì)的浮力等于的重力,由此根據(jù)阿基米德原理計(jì)算浸在水中的深度;再根據(jù)計(jì)算水對(duì)艙底的壓強(qiáng)。
【解答】解:(1)船漂浮時(shí)浮力等于重力,起重船自身質(zhì)量,要吊裝的重物質(zhì)量,則起重船帶著重物一起漂浮在水面上時(shí)所受浮力為:
,
排開水的體積為:
;
(2)起重機(jī)將該重物勻速提升了過(guò)程中做的有用功為:

則起重機(jī)的機(jī)械效率是為:
;
(3)由圖丁可知,當(dāng)抽出的水位后,力傳感器的示數(shù)等于的重力,且保持不變,則抽出水時(shí),的下表面露出水面,
則的下表面距離艙底的深度:;
由丁圖可知,當(dāng)水艙中裝有的水時(shí),對(duì)傳感器的壓力為,
,所以,
此時(shí)浸沒(méi)在水中,由阿基米德原理可得:,
的橫截面積:,
當(dāng)力傳感器示數(shù)為0時(shí),水對(duì)的浮力等于的重力,
根據(jù)阿基米德原理可得,,
浸在水中的深度:,
此時(shí)水艙中水的深度:,
水對(duì)艙底的壓強(qiáng):。
答:(1)排開水的體積是;
(2)起重機(jī)的機(jī)械效率是;
(3)剩余的水對(duì)艙底的壓強(qiáng)是。
【母題8】(2023?常州)南京長(zhǎng)江大橋于1968年建成,是長(zhǎng)江上第一座中國(guó)自行設(shè)計(jì)和建造的鐵路、公路兩用橋梁。近年來(lái),航行船舶逐漸大型化,橋墩遭受船舶撞擊的風(fēng)險(xiǎn)不斷增大。為此,2023年春季,工程師為橋墩加裝保護(hù)鎧甲并展開觀測(cè),,取。
①拖拽:如圖甲所示,拖船拖拽兩個(gè)“”形組件,在江面勻速直線行駛。抵達(dá)橋墩處、行駛過(guò)程中拖船的動(dòng)力為,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的效率為,。
②合圍:將兩個(gè)“”形組件環(huán)繞在橋墩外圍,合圍成“”型鎧甲。鎧甲漂浮在水中,側(cè)邊豎直,上下表面積相同,如圖乙所示。鎧甲密度為,露出水面的高度為。
③觀測(cè):上游暴雨、江水上漲過(guò)程中,由于流水沖擊,鎧甲與橋墩發(fā)生擠壓,此時(shí)靜止的鎧甲在水面下的深度為,如圖丙所示。鎧甲上表面面積。
問(wèn):(1)拖拽過(guò)程消耗柴油的質(zhì)量?
(2)乙圖中,漂浮的鎧甲在水面下的深度?
(3)丙圖中,鎧甲受到橋墩施加的摩擦力的大小和方向?
【答案】(1)拖拽過(guò)程消耗柴油的質(zhì)量為;
(2)乙圖中,漂浮的鎧甲在水面下的深度為;
(3)丙圖中,鎧甲受到橋墩施加的摩擦力的大小為,方向豎直向下。
【分析】(1)根據(jù)求出拖船的動(dòng)力做的功;利用求出柴油放出的熱量,根據(jù)求出拖拽過(guò)程消耗柴油的質(zhì)量;
(2)根據(jù)浮沉條件求出鎧甲的高度,然后得到漂浮的鎧甲在水面下的深度;
(3)根據(jù)密度公式結(jié)合重力公式求出鎧甲的重力,根據(jù)浮力求出鎧甲受到的浮力,比較鎧甲的重力和浮力大小確定摩擦力的方向,根據(jù)力的平衡關(guān)系求出摩擦力的大小。
【解答】解:(1)拖船拖拽兩個(gè)“”形組件,在江面勻速直線行駛,行駛過(guò)程中拖船的動(dòng)力為,則拖船的動(dòng)力做的功為:
;
根據(jù)可知,柴油放出的熱量為:
,
則拖拽過(guò)程消耗柴油的質(zhì)量為:

(2)設(shè)鎧甲上表面面積為,鎧甲的高度為;因鎧甲漂浮在水面上,根據(jù)浮沉條件可知,
,即,,
代入數(shù)據(jù),,
解得:,故漂浮的鎧甲在水面下的深度為;
(3)鎧甲上下表面積相同,上表面面積,則鎧甲的體積為,
鎧甲的重力為;
鎧甲在水面下的深度為,則鎧甲受到的浮力為:
,
因鎧甲處于靜止?fàn)顟B(tài),故鎧甲受到橋墩施加的摩擦力的方向豎直向下,其大小為。
答:(1)拖拽過(guò)程消耗柴油的質(zhì)量為;
(2)乙圖中,漂浮的鎧甲在水面下的深度為;
(3)丙圖中,鎧甲受到橋墩施加的摩擦力的大小為,方向豎直向下。
【母題9】(2023?北京)某科技小組的同學(xué)想制作一個(gè)簡(jiǎn)易浮力秤來(lái)測(cè)質(zhì)量。他們剪掉空塑料瓶的瓶底,旋緊瓶蓋,在瓶蓋上系一塊質(zhì)量適當(dāng)?shù)氖瘔K,然后將其倒置在水桶里,當(dāng)瓶中不放被測(cè)物體靜止時(shí),在瓶上與水面相平位置標(biāo)記為零刻度線,再在瓶身上均勻標(biāo)記其他刻度線,左側(cè)標(biāo)記的是長(zhǎng)度值,若在刻度線右側(cè)標(biāo)上相應(yīng)的質(zhì)量值,即可做成一個(gè)簡(jiǎn)易浮力秤,如圖所示。已知零刻度線以上瓶身粗細(xì)均勻,其橫截面積為,不放被測(cè)物體時(shí)浮力秤的總質(zhì)量為,水的密度為,取。
(1)畫出圖中浮力秤的受力示意圖。
(2)求圖中所示狀態(tài)浮力秤受到的浮力。
(3)求浮力秤上刻度線對(duì)應(yīng)的質(zhì)量值。
【答案】(1)圖見解答;
(2)圖中所示狀態(tài)浮力秤受到的浮力。
(3)浮力秤上刻度線對(duì)應(yīng)的質(zhì)量值。
【分析】(1)根據(jù)漂浮時(shí)浮力等于重力,結(jié)合力的示意圖畫出浮力和重力;
(2)根據(jù)漂浮時(shí)浮力等于重力計(jì)算浮力大??;
(3)根據(jù)放入物體后仍漂浮,增大的浮力等于增大的重力,計(jì)算物體的質(zhì)量。
【解答】解:(1)浮力秤漂浮時(shí)浮力等于重力,都畫在重心上,浮力方向豎直向上,重力方向豎直向下,受力示意圖如下圖所示:

(2)浮力秤漂浮,依據(jù)平衡條件可知:
;
(3)浮力秤浸到刻度線漂浮時(shí),秤內(nèi)被測(cè)物的質(zhì)量為,
依據(jù)漂浮時(shí)受力平衡條件:
不放入被測(cè)物時(shí):;
放入被測(cè)物時(shí):;
可知:;
依據(jù)阿基米德原理:;
△;
則有:。
答:(1)圖見解答;
(2)圖中所示狀態(tài)浮力秤受到的浮力。
(3)浮力秤上刻度線對(duì)應(yīng)的質(zhì)量值。
模擬
中考
1.(2023?槐蔭區(qū)三模)甲、乙、丙、丁是四個(gè)體積、形狀相同而材質(zhì)不同的小球,把它們放入水中靜止后的情況如圖所示,則在水中受到浮力最小的是( )
A.甲球B.乙球C.丙球D.丁球
【答案】D
【分析】抓住題目中的條件(體積相等),運(yùn)用阿基米德原理F?。溅岩篤排g,可比較浮力的大小。
【解答】解:四個(gè)球體積相同,放在同一種液體中,丁球排開水的體積最小,根據(jù)F浮=ρ液V排g,可知,丁球所受浮力最小。
故選:D。
2.(2023?利川市模擬)實(shí)心球和乒乓球同時(shí)放入水中,發(fā)現(xiàn)乒乓球在水中上浮,而實(shí)心球在水中下沉,則它們?cè)谒兴芨×Υ笮∶枋稣_的是
A.實(shí)心球受到的浮力大B.乒乓球受到的浮力大
C.受到的浮力一樣大D.不能確定誰(shuí)受到的浮力大
【答案】
【分析】一切浸在液體或氣體中的物體都受到豎直向上的浮力,物體所受浮力的大小既與物體排開液體或氣體的體積有關(guān),又與排開液體或氣體的密度有關(guān);
【解答】解:乒乓球在水中上浮,而實(shí)心球在水中下沉,由于實(shí)心球和乒乓球的體積和質(zhì)量大小關(guān)系都未知,則排開水的體積不能比較,所以不能確定誰(shuí)受到的浮力大。
故選:。
3.(2023?南崗區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示,物理小組利用體積為的潛水艇模型(忽略進(jìn)氣排氣管的體積)探究潛水艇在水中如何實(shí)現(xiàn)上浮或下沉,下列說(shuō)法不正確的是
A.模型浸沒(méi)在水中受到的浮力為
B.若要讓懸浮的模型上浮應(yīng)使模型中進(jìn)水
C.模型浸沒(méi)后繼續(xù)下沉的過(guò)程中受到的浮力大小不變
D.潛水艇能上浮或下沉是通過(guò)改變自重實(shí)現(xiàn)的
【答案】
【分析】(1)已知潛水艇模型的體積,由可求得模型浸沒(méi)在水中受到的浮力;
(2)潛水艇是通過(guò)改變自重實(shí)現(xiàn)上浮或下沉的;
(3)由分析模型浸沒(méi)后繼續(xù)下沉的過(guò)程中浮力變化。
【解答】解:、模型浸沒(méi)在水中受到的浮力:
,故正確;
、潛水艇是通過(guò)改變自重實(shí)現(xiàn)上浮或下沉的,若要讓懸浮的模型上浮應(yīng)使模型中放出水,故錯(cuò)誤,正確;
、由可知,模型浸沒(méi)后繼續(xù)下沉的過(guò)程中體積不變,則受到的浮力大小不變,故正確。
故選:。
4.(2023?永善縣二模)將同一長(zhǎng)方體分別水平與豎直放置在水中,如圖所示,它所受到的
A.向上、向下壓強(qiáng)差不等,向上、向下壓力差相等
B.向上、向下壓強(qiáng)差不等,向上、向下壓力差不等
C.向上、向下壓強(qiáng)差相等,向上、向下壓力差不等
D.向上、向下壓強(qiáng)差相等,向上、向下壓力差相等
【答案】
【分析】物體浸沒(méi)在水中受到的浮力等于物體上下表面受到水的壓力差(浮力實(shí)質(zhì)),根據(jù)可求物體上下表面受到水的壓強(qiáng)差。
【解答】解:長(zhǎng)方體物塊懸浮在水中,說(shuō)明受到水的浮力不變,而浮力等于物體上下表面受到水的壓力差,所以長(zhǎng)方體物塊上下表面受到水的壓力差不變;
而長(zhǎng)方體物塊上下表面受到水的壓強(qiáng)差:△,豎直放置比水平放置上下表面積小,所以長(zhǎng)方體物塊上下表面受到水的壓強(qiáng)差不相等。
綜合上述分析可知,選項(xiàng)錯(cuò)誤,正確。
故選:。
5.(2023?東西湖區(qū)模擬)如圖所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)情景,實(shí)驗(yàn)甲、丙和丁中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為、和,若鹽水的密度為,則下列結(jié)論正確的是
A.物體的密度為
B.實(shí)驗(yàn)乙中,物體受到的拉力為
C.實(shí)驗(yàn)丙中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)比乙中小
D.實(shí)驗(yàn)丁中,容器底部受到物體的壓力等于
【答案】
【分析】(1)根據(jù)甲、丙兩圖,利用公式計(jì)算出受到的浮力,再根據(jù)計(jì)算出的體積,最后根據(jù)計(jì)算的密度。
(2)首先根據(jù)計(jì)算出在水中受到浮力,再根據(jù)計(jì)算受到的拉力。
(3)將丙和乙的示數(shù)相減即可。
(4)根據(jù)計(jì)算即可。
【解答】解:、比較甲和丙兩圖可知,物體受到的浮力:,
物體的體積:
物體的密度:,故錯(cuò)誤。
、在實(shí)驗(yàn)乙中,物體受到的浮力,
物體受到的拉力,故錯(cuò)誤。
、實(shí)驗(yàn)丙中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)比乙中?。?,故錯(cuò)誤。
、實(shí)驗(yàn)丁中容器底部受到物體的壓力:,故正確。
故選:。
6.(2023?蘭山區(qū)校級(jí)模擬)蛙人,是擔(dān)負(fù)著水下偵察、爆破和執(zhí)行特殊作戰(zhàn)任務(wù)的部隊(duì),因他們攜帶的裝備中有形似青蛙腳形狀的游泳工具,所以稱之為“蛙人”;當(dāng)蛙人從水深處逐漸浮出水面的過(guò)程中,其受到的浮力
A.逐漸變小B.保持不變
C.先保持不變,后逐漸變小D.先保持不變,后逐漸變大
【答案】
【分析】根據(jù)阿基米德原理可知,浮力的大小與液體的密度和排開液體的體積有關(guān)。據(jù)此分析蛙人從水中15米處浮出水面的過(guò)程中的浮力變化。
【解答】解;當(dāng)蛙人從水深處浮出水面前,排開水的體積不變,根據(jù)公式可知浮力不變,當(dāng)蛙人浮出水面過(guò)程中,排開水的體積不斷減小,根據(jù)公式可知浮力將變小,整個(gè)過(guò)程,它受到的浮力先保持不變,后逐漸變小,故正確,錯(cuò)誤;
故選:。
7.(2023?荔灣區(qū)一模)小昕看到工作人員正在將船上的石塊向人工湖中填,她想:船上的石塊填入湖中前后,水面高度會(huì)變化嗎?于是她進(jìn)行了探究:首先,她將石塊放在不吸水的木塊上,如圖所示;然后將石塊拿出,用體積忽略不計(jì)的細(xì)線系住,讓石塊沉入水底,則水面高度
A.下降B.上升C.不變D.無(wú)法判斷
【答案】
【分析】如圖把、當(dāng)作一個(gè)整體分析,由題意可知都是處于漂浮狀態(tài),所以受到的浮力等于它們的總重力,當(dāng)把石塊拿下放入水中,整體所受的浮力小于重力,由阿基米德原理分析水面的變化。
【解答】解:如圖,將石塊放在木塊上,它們處于漂浮狀態(tài),則,
讓石塊沉入水底,漂浮,,沉底,,可得,由阿基米德原理可知,將石塊用細(xì)線系住輕輕放水底后,、排開水的體積比原來(lái)變小了,則水面高度將下降,故正確、錯(cuò)誤。
故選:。
8.(2023?武侯區(qū)校級(jí)三模)2022年5月15日凌晨,我國(guó)“極目一號(hào)”Ⅲ型浮空艇從珠峰站附近成功升空,創(chuàng)造了海拔的大氣科學(xué)觀測(cè)世界紀(jì)錄。浮空艇里填充氦氣、氫氣、熱空氣等氣體,利用空氣浮力升空。若浮空艇的體積不變,關(guān)于“極目一號(hào)”升空,下列說(shuō)法正確的是
A.浮空艇里所充氣體的密度大于空氣的密度
B.浮空艇上升過(guò)程中受到的浮力大于它排開空氣的重力
C.浮空艇上升過(guò)程中受到的浮力逐漸減小
D.浮空艇在上升過(guò)程中受到的大氣壓強(qiáng)保持不變
【答案】
【分析】(1)浸在液體(或氣體)中的物體都受到液體(或氣體)對(duì)它施加的豎直向上的浮力,當(dāng)物體受到的浮力大于重力或者物體密度小于液體(或氣體)密度時(shí),物體上??;
(2)根據(jù)阿基米德原理分析力與它排開空氣重力的關(guān)系;
(3)根據(jù)分析浮空艇受到的浮力情況;
(4)大氣壓隨高度增加而減小。
【解答】解:、浮空艇是利用在空氣中的浮力來(lái)工作的,當(dāng)艇內(nèi)氣體的密度小于空氣的密度時(shí),才可以升空,故錯(cuò)誤;
、由阿基米德原理知,浮空艇上升過(guò)程中受到的浮力等于它排開空氣的重力,故錯(cuò)誤;
、海拔越高,空氣的密度越小,浮空艇排開空氣的體積不變,根據(jù)可知浮空艇上升過(guò)程中受到的浮力越來(lái)越小,故正確;
、海拔越高、氣壓越低,浮空艇上升過(guò)程中大氣對(duì)它的壓強(qiáng)越來(lái)越小,故錯(cuò)誤。
故選:。
9.(2023?渝中區(qū)校級(jí)三模)如圖所示,天花板下一質(zhì)量不計(jì)的細(xì)桿與的上表面相連,是底面積為、高為的長(zhǎng)方體,的下表面剛好與高為的液面相平,此時(shí)桿對(duì)的作用力為。將沿豎直方向切掉總體積的后,并將切掉的部分放入底面積為的柱形容器中浸沒(méi),水面上升一定高度后靜止,此時(shí)容器對(duì)桌面的壓力改變量為△,水對(duì)杯底的壓力改變量為△。(容器中水足夠多且沒(méi)有水溢出)。以下說(shuō)法正確的是
①物體的密度為
②液面上升的高度為
③題目中△:△為
④切掉部分沉底后對(duì)杯底的壓力為
A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④
【答案】
【分析】(1)靜止,對(duì)進(jìn)行受力分析確定出所受的重力,再根據(jù)求出物體的質(zhì)量,根據(jù)求出的體積,再根據(jù)密度公式求出的密度;
(2)因?yàn)?,切去的部分?huì)沉入水底,求出切去部分的體積和剩余部分的面積,根據(jù)△求出液面上升的高度;
(3)根據(jù)求出物體剩余的部分受到的浮力,容器對(duì)桌面的壓力改變量為切去部分的重力加上物塊所受的浮力,據(jù)此求出容器對(duì)桌面的壓力改變量,根據(jù)△△求出水對(duì)杯底的壓力改變量即可解答;
(4)根據(jù)求出切去的部分受到的浮力,再對(duì)切去部分進(jìn)行受力分析即可解答。
【解答】解:①由圖可知,此時(shí)物體的下表面剛好與高為的液面相平,靜止,物體受重力和桿的拉力,這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力,大小相等,即物體的重力為:
,
物體的質(zhì)量為:

物體的體積為:
,
物體的密度為:

故①正確;
②因?yàn)椋是腥サ牟糠謺?huì)沉入水底,切去的體積為:
,
剩余部分的底面積為:

物體整體排開水的體積為:
△,
即:,
解得:,
故②正確;
③物體剩余的部分浸入水中的體積為:
,
物體剩余的部分受到的浮力為:
,
切去的部分受到的重力為:
,
容器對(duì)桌面的壓力改變量為切去部分的重力加上物塊所受的浮力,所以:
△,
水對(duì)杯底的壓力改變量為:
△△,
容器對(duì)桌面的壓力改變量與水對(duì)杯底的壓力改變量之比為:
,
故③正確;
④切去的部分受到的浮力為:
,
切掉部分沉底后對(duì)杯底的壓力為:

故④錯(cuò)誤,
故正確,錯(cuò)誤。
故選。
10.(2023?高新區(qū)校級(jí)二模)如圖所示,水平桌面上盛有適量鹽水的燒杯中,漂浮著冰塊,懸浮著物塊,當(dāng)冰塊完全熔化后,下列分析正確的是
A.燒杯中水的密度變大B.燒杯內(nèi)液面不發(fā)生變化
C.杯底受到液體的壓強(qiáng)變小D.物塊受到的浮力變大
【答案】
【分析】(1)冰化成水后,水的密度要小于鹽水的密度;
(2)液面高度的變化,可由比較冰塊排開鹽水的體積和冰塊熔化成的水的體積來(lái)確定;
(3)冰塊熔化后質(zhì)量不變,容器底部受到的壓力等于鹽水的重力和物塊受到的浮力,浮力變小,壓力變小,壓強(qiáng)變??;
(4)浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力大小,所以影響浮力大小的因素是液體的密度和物體排開的液體的體積。
【解答】解:、冰化成水后,由于水的密度要小于鹽水的密度,混合后,鹽水的密度變小,故錯(cuò)誤;
、冰塊漂浮,則,即:,則;冰塊全部熔化成水后質(zhì)量不變,
水的體積為:;,由于水的密度小于鹽水的密度,
所以,,即液面會(huì)上升,故錯(cuò)誤;
、根據(jù)力的相互作用,杯底受到的液體壓力等于漂浮的冰塊、懸浮的物塊以及鹽水的重力,冰融化后,懸浮的物塊沉底,容器底部受到的壓力等于鹽水的重力和物塊受到的浮力,由于此時(shí)浮力減小,故液體對(duì)杯底的壓力減小,壓強(qiáng)也減小,故正確;
、冰化成水后,鹽水的密度變小,由阿基米德原理可知物塊受到的浮力變小,故錯(cuò)誤。
故選:。
11.(2023?南安市模擬)如圖,體積相同的兩物體、用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線系住,放入水中后,有四分之一體積露出水面細(xì)線被拉直。已知重,受到的浮力為,、密度之比為。那么
A.、所受的重力之比為B.、所受的浮力之比為
C.細(xì)線對(duì)的拉力大小為D.對(duì)容器底部的壓力為零
【答案】
【分析】(1)由題知,、密度之比,,利用求、所受的重力之比;
(2)、的體積相同,都為,有四分之一體積露出水面,則排開水的體積,排開水的體積,利用阿基米德原理求、所受的浮力之比;
(3)知道受到的浮力,根據(jù)、所受的浮力之比可求受到的浮力,細(xì)線對(duì)的拉力大小等于受到的浮力減去的重力;
(4)上面求出了、的重力之比,知道的重力,可求的重力;對(duì)受力分析,求出對(duì)容器底部的壓力。
【解答】解:
、由題知,、密度之比,,
由可得、所受的重力之比:
,故錯(cuò)誤;
、已知、的體積相同,設(shè)均為,有四分之一體積露出水面,則排開水的體積,排開水的體積,
則、所受的浮力之比:
,故錯(cuò)誤;
、由題知,受到的浮力,
因,
則受到的浮力:,
受到向上的浮力、向下的重力和拉力,
由力的平衡條件可得細(xì)線對(duì)的拉力大?。?br>,故錯(cuò)誤;
、因?yàn)?,且?br>所以,
對(duì)容器底部的壓力:,故正確。
故選:。
12.(2023?天元區(qū)一模)如圖,甲、乙兩個(gè)相同的杯子盛有不同濃度的鹽水,放在同一水平面上,將兩個(gè)質(zhì)量、體積均相同的雞蛋放入兩個(gè)杯子中,當(dāng)雞蛋靜止時(shí),兩個(gè)杯子中液面恰好相平,則下列說(shuō)法正確的是
A.甲杯中的雞蛋排開鹽水的質(zhì)量較大
B.乙杯中的雞蛋受到的浮力較大
C.甲杯的鹽水密度比乙杯的鹽水密度小
D.此時(shí)甲杯底受到鹽水的壓強(qiáng)比乙要大
【答案】
【分析】(1)根據(jù)物體的浮沉條件判斷雞蛋在兩杯鹽水中受到浮力的大小關(guān)系,由阿基米德原理判斷排開鹽水質(zhì)量的大小關(guān)系;
(2)當(dāng)物體漂浮時(shí),;當(dāng)物體懸浮時(shí),;當(dāng)物體下沉?xí)r,;
(3)當(dāng)深度相同時(shí),液體密度越大,容器底部受到的壓強(qiáng)越大。
【解答】解:
、將兩個(gè)質(zhì)量、體積均相同的雞蛋放入兩杯鹽水中,由圖可知:雞蛋在甲中懸浮,在乙中漂浮,則它受到的浮力都等于自身的重力,即:;根據(jù)阿基米德原理可知,所以雞蛋排開鹽水的重力相同,排開鹽水的質(zhì)量也相同,故錯(cuò)誤;
、質(zhì)量、體積均相同的雞蛋,則雞蛋的密度相同,雞蛋在甲杯鹽水中懸浮,則;在乙杯鹽水中漂浮,則,因此,故正確;
、因?yàn)?,且,所以根?jù)液體壓強(qiáng)公式可知此時(shí)甲杯底受到鹽水的壓強(qiáng)比乙要小,故錯(cuò)誤。
故選:。
13.(2023?荊州一模)小華用如圖甲所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)“探究影響浮力大小的因素”,是實(shí)心圓柱體,根據(jù)數(shù)據(jù)作出的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)與物體浸入水中的深度的關(guān)系圖像如圖乙,從圖乙可知
A.物體受到的重力為
B.當(dāng)物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力為
C.該物體的密度為
D.浸入液體的物體所受的浮力大小與深度成正比
【答案】
【分析】分析圖示圖像答題:物體沒(méi)有浸入液體時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為物體的重力;
物體的重力與測(cè)力計(jì)示數(shù)之差是物體受到的浮力;
根據(jù)物體受到的浮力,應(yīng)用浮力公式可以求出物體的密度。
【解答】解:、由圖示圖像可知,物體沒(méi)有浸入液體時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)為,則物體重力:,故錯(cuò)誤;
、由圖示圖像可知,物體完全浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力:,故正確;
、由浮力公式:可知,物體的體積:,
由可知,物體的質(zhì)量:,物體的密度:,故錯(cuò)誤;
、由圖示圖像可知,物體沒(méi)有完全浸沒(méi)在液體中前受到的浮力與物體浸入液體的深度成正比,物體完全進(jìn)入液體后受到的浮力不變,故錯(cuò)誤;
故選:。
考點(diǎn)解讀
主要考點(diǎn)和要求:⑴對(duì)浮力產(chǎn)生原因的理解,深刻領(lǐng)會(huì)影響浮力大小的因素及浮力的方向,并能解釋和解決生活中的一些實(shí)際問(wèn)題.⑵掌握物體的沉浮條件及其應(yīng)用.⑶知道在不同的條件下求解浮力大小的方法.⑷探究影響浮力大小的因素及阿基米德原理也是常考的熱點(diǎn).浮力基礎(chǔ)常和壓強(qiáng)、密度知識(shí)拼盤進(jìn)行考查,難度不大.
靈活運(yùn)用浮力的四種計(jì)算方法解決綜合性的問(wèn)題.有關(guān)浮力與壓強(qiáng)、密度、簡(jiǎn)單機(jī)械及功相聯(lián)系的綜合問(wèn)題出現(xiàn)的頻率有所增加.有關(guān)利用浮力知識(shí)測(cè)密度的探究實(shí)驗(yàn)題也是考查的熱點(diǎn).近年來(lái),浮冰和液面升降問(wèn)題也開始走進(jìn)中考陣線。
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
浮力
液體密度
排開液體體積
1
0.4
0.8
50
2
0.9
0.9
100
3
0.5
1.0
50
4
2.2
1.1
200
5
0.6
1.2
50
方法技巧
1.浮力:一切浸入液體(氣體)的物體都受到液體(氣體)對(duì)它豎直向上的力叫浮力。
2.浮力方向:豎直向上,施力物體是液(氣)體。
3.浮力產(chǎn)生的原因(實(shí)質(zhì)):液(氣)體對(duì)物體向上的壓力大于向下的壓力,向上、向下的壓力差就是浮力。
4.影響浮力大小的因素:通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)(控制變量法):浮力的大小跟物體浸在液體中的體積和液體的密度有關(guān)。物體浸在液體中的體積越大,液體的密度越大,浮力就越大。
方法技巧
1. 阿基米德原理:浸入液體里的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體受到的重力。
2. 公式表示:F浮=G排=ρ液gV排;
從公式中可以看出:液體對(duì)物體的浮力與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān),而與物體的質(zhì)量、體積、重力、形狀 、浸沒(méi)的深度等均無(wú)關(guān)。
3. 適用條件:液體(或氣體)。
方法技巧
1. 物體沉浮說(shuō)明:
(1) 密度均勻的物體懸?。ɑ蚱。┰谀骋后w中,若把物體切成大小不等的兩塊,則大塊、小塊都懸?。ɑ蚱。?。
(2)物體漂浮在密度為ρ的液體中,若露出體積為物體總體積的(1/3),則物體密度為(2/3)ρ。
(3) 懸浮與漂浮的比較:相同點(diǎn):F浮=G物;
不同點(diǎn):懸浮時(shí),ρ液=ρ物、V排=V物;漂浮時(shí),ρ液>ρ物、V排

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