专题09浮力及其应用（第3期）（解析版）-2021年中考物理真题分项汇编 （全国通用）

专题09浮力及其应用

第3期

一、单选题

1．（2021·黑龙江中考真题）两个完全相同的烧杯A、B中分别盛有两种不同液体，将两个完全相同的小球分别放入两烧杯中，当两小球静止时所处位置如图所示且两烧杯中的液面相平。两烧杯对桌面的压强分别为pA和pB，它们的大小关系是（　　）

A．pA＞pB B．pA＜pB C．pA=pB D．无法确定

【答案】A

【详解】

小球在A液体中漂浮，故小球的密度小于A液体的密度，而小球在B中是悬浮，故小球的密度等于B液体的密度，故B的密度小于A的密度，根据可知，深度相同，密度大的压强大，故pA液＞pB液，由于底面积相同，故液体对容器底的压力是FA＞FB，由于是柱状容器，压力等于重力，故再加上烧杯的重力，即容器对桌面的压力是FA´＞FB´，由于受力面积相同，根据p=，得pA＞pB,故A符合题意。

故选A。

2．（2021·湖南常德市·中考真题）同一密度计先后放在密度为ρ甲、ρ乙的液体中，静止时所处位置如图所示，密度计在两种液体中所受浮力分别为F甲浮、F乙浮。下列选项中正确的是（　　）

A．ρ甲＞ρ乙 B．ρ甲＜ρ乙

C．F甲浮＜F乙浮 D．F甲浮＞F乙浮

【答案】B

【详解】

C D．密度计在不同的液体中漂浮，故浮力等于重力，同一个重物，故浮力相同，故CD错误；

A B．浮力相同，根据可知，甲的排开液体体积大，故甲的密度小，故A错误；B正确。

故选B。

3．（2021·广西南宁市·中考真题）2020年10月，“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功下潜到，创造了中国载人深潜的新纪录。“奋斗者”号在水下下潜的过程中，受到的压强和浮力变化情况正确的是（　　）

A．压强变小，浮力不变 B．压强不变，浮力变小

C．压强变大，浮力不变 D．压强不变，浮力变大

【答案】C

【详解】

“奋斗者”号在水下下潜的过程中，所处深度增加，液体密度不变，所以受到海水的压强变大；下潜过程液体密度不变，排开的液体的体积也不变，所以受到的浮力不变。故ABD错误；C正确。

故选C。

4．（2021·四川眉山市·中考真题）放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器（容器质量不计）底面积为，将一体积为的木块放入水中静止时，有体积露出水面，如图甲所示；用一根质量和体积不计的细线把容器底和木块底部中心连接起来，如图乙所示。下列说法中错误的是（已知：水的密度为，）（　　）

A．木块的密度为

B．木块漂浮时排开水的质量为

C．浸没水中时细线对木块的拉力为

D．甲、乙两图所示情况，容器对水平桌面的压强相等

【答案】C

【详解】

A．木块的浮力

木块的密度

故A正确，不符合题意；

B．木块漂浮时排开水的重力

木块漂浮时排开水的质量为

故B正确，不符合题意；

C．浸没水中时，木块受到重力、浮力、拉力三个力平衡，细线对木块的拉力为

故C错误，符合题意；

D．甲、乙两图所示情况，容器对水平桌面的压力都等于木块的重力加水的重力，容器底面积不变，故容器对水平桌面的压强相等，故D正确，不符合题意。

故选C。

5．（2021·山东临沂市·中考真题）放在水平桌面上的甲、乙两个相同的容器中盛有同种液体，体积相等的a、b两个物体在液体中静止时，两液面相平，如图所示，则（　　）

A．物体a的密度大

B．物体b受到的浮力小

C．甲容器底部受到的压力小

D．两容器对桌面的压强一样大

【答案】D

【详解】

A．a物体处于漂浮状态，受到的浮力等于自身重力，即

则

物体a漂浮，，故；

b物体处于悬浮状态，受到的浮力等于自身重力，即

则

物体b漂浮，，故，所以，故A错误；

B．两物体所受浮力，两容器中液体密度相同，a排开的液体体积较小，故a受到的浮力较小，故B错误；

C．容器的受到的压强，两容器中盛同种液体，液体密度相同，两容器底所处深度也相同，故两容器底所受压强相同。容器底所受压力，两容器底面积相同，容器底所受压强相同，故两容器底所受压力相同，故C错误；

D．两容器规则，，容器底所受压力相同，故容器中液体和物体的重力相同。容器对水平桌面的压力等于容器、物体和液体的总重力，故两容器对水平桌面的压力相等，受力面积相同，故两容器对桌面的压强一样大，故D正确。

故选D。

6．（2021年浙江省杭州市中考物理试题）在科学研究中经常用到数学方法，如公式、图像、比例等。下列科学概念可以使用数学方法表示的是（　　）

①速度：物体在单位时间内通过的路程

②压强：物体单位面积受到的压力

③种群密度：在一定的范围内生物个体的数量

④溶质的质量分数：溶液中溶质质量与溶液质量之比

A．只有①② B．只有③④ C．只有①③④ D．①②③④都可以

【答案】D

【详解】

①速度是指物体在单位时间内通过的路程，公式为，可以使用数学方法表示；

②压强是指物体单位面积受到的压力，公式为，可以使用数学方法表示；

③种群密度：在一定的范围内生物个体的数量，例如在10m2的地里种了50棵玉米，则玉米的种群密度为5棵/m2，可以使用数学方法表示；

④溶质的质量分数：溶液中溶质质量与溶液质量之比，显然这是用公式来计算溶质的质量分数，可以使用数学方法表示。

故ABC不符合题意，D符合题意。

故选D。

7．（2021年黑龙省龙东地区（农垦�森工）中考物理试题）两个相同的烧杯、中分别盛有两种不同液体，将两个完全相同的小球分别放入两烧杯中，当两小球静止时所处位置如图所示，且两烧杯中液面相平，液体对烧杯底部的压强和，它们的大小关系是（　　）

A． B． C． D．无法确定

【答案】A

【详解】

由图可知，A烧杯中小球漂浮，B烧杯中小球悬浮，所以两球受到的浮力都等于各自的重力，而两个小球是相同的，重力相等，因为A烧杯中小球漂浮，所以

A>球

因为B烧杯中小球悬浮，所以

B=球

则两种液体的密度大小关系是:

A>B

因为两容器液面等高，根据液体压强计算公式 p=gh，可得液体对容器底部的压强大小关系为

故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

二、填空题

8．（2021年山东省临沂市中考物理真题）2021年4月23日，海军三型主战舰艇--------长征18号艇，大连舰、海南舰在海南三亚某军港集中交接入列。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席交接入列活动并登上舰艇视察，如图所示的大连舰满载排水量大12300t，则其满载时受到的浮力为______N（g取10N/kg）；舰载直升机起飞后，大连舰受到的浮力______（选填“变大”“变小”或“不变”）；两只舰艇不能近距离高速并排航行，是由于两舰艇间水的流速越大，压强越______，容易相撞。

【答案】1.238    变小    小   

【详解】

[1] 满载排水量

m排=12300t=1.23107kg

由阿基米德原理可得其满载时受到的浮力

F浮=G排=m排g=1.23107kg10N/kg=1.23108N

[2] 舰载直升机起飞后，大连舰自重力变小因大连舰仍然漂浮，所以根据物体浮沉条件可知，大连舰受到的浮力变小。

[3] )当两舰艇高速并排航行时，两舰艇之间水的流速大，压强小，容易发生撞船事故，故不能并排行驶。

9．（2021·浙江湖州市·中考真题）2020年11月10日，中国“奋斗者”号载人潜水器在“地球第四极”马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米，创造了中国载人深潜的新纪录。本次万米深潜任务成功的一大亮点是采用了许多自主研发的国产新材料。

（1）“奋斗者”号采用的钛合金材料强度高韧性好、耐腐蚀，与下列哪种材料类型相同？______①塑料 ②不锈钢 ③玻璃

（2）“奋斗者”号下潜时，外部携带了4块压载铁，总质量将近2吨。压载铁被悬挂的模型如下图所示，试计算4块压载铁水下浸没时对“奋斗者”号的作用力约为多少？（压载铁的密度近似为8×103千克/米3，海水的密度近似为水的密度）（____）

（3）完成水下作业之后，“奋斗者”号抛去压载铁上浮。为了使“奋斗者”号在深海有足够大的浮力返航，采用了一种新的固体浮力材料，由大量纳米级大小的空气玻璃微珠组成。为了满足设计需求，该材料需要具备怎样的性质？______（答出一点即可）

【答案】②    17500N    密度小，抗压能力强   

【详解】

（1）[1]不锈钢具有强度高韧性好、耐腐蚀与钛合金材料类型相同。

（2）[2]4块压载铁体积

受到的浮力

4块压载铁重量

拉力的大小

（3）[3]为了满足设计需求，该材料需要具备密度小，抗压能力强的性质。

三、实验题

10．（2021·江苏泰州市·中考真题）小明学习了阿基米德原理后，和物理兴趣小组的同学们利用图中的弹簧测力计、体积约为10cm3的实心金属块、细线、大烧杯、小桶、小垫块和水等器材，设计实验验证阿基米德原理。

（1）小明他们首先向老师汇报了自己的实验思路：

①用弹簧测力计分别测出空桶和金属块的重力为G1和G2；

②把大烧杯用小垫块垫起，使右边的溢水口斜向水下，在大烧杯中________水，过会儿把小桶放在大烧杯的溢水口下方；

③用弹簧测力计吊着金属块使其浸没到大烧杯的水中，记下弹簧测力计示数为F1；

④待大烧杯中的水不再溢出时，用弹簧测力计测出溢出的水和小桶的总重力为F2；若满足______（用所测物理量符号表示）等式成立就可以验证阿基米德原理。

（2）老师肯定了他们的实验思路，但提醒他们利用现有实验器材将无法完成实验，请你帮他们分析无法完成实验的原因是：___________。

（3）小明他们更换相关器材，顺利完成了实验，实验后小组成员又进行了交流，要验证阿基米德原理，金属块___________（选填“一定”或“不一定”）要浸没在水中。

【答案】加满    G2- F1= F2- G1    见详解    不一定   

【详解】

（1）[1]大烧杯只有加满水才能够充当溢水杯。

[2]物体所受浮力为

F浮= G2- F1

排开液体的重力

G排= F2- G1

要验证阿基米德原理，需要F浮= G排，即

G2- F1= F2- G1

（2）[3]体积10cm3的金属块，完全浸没在水中浮力为

F=ρgV=103kg/m3×10N/kg×10-5m3=0.1N

测力计分度值为0.2N，无法测量此数据。

（3）[4]因为浮力用测力计示数差值计算，排开液体的重力也用测力计差值计算，所以不需要金属块完全浸没。

四、计算题

11．（2021·黑龙江齐齐哈尔市·中考真题）如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号（武汉舰），它是052B型导弹驱逐舰。其满载时的排水量约为，当驱逐舰以的速度匀速直线航行时，受到的阻力是自身总重力的0.01倍。（海水密度近似取）求：

（1）在水面下深处，船体受到的海水的压强是多少？

（2）驱逐舰满载时，受到的浮力是多少？

（3）驱逐舰满载时，排开海水的体积是多少？

（4）驱逐舰满载时以的速度匀速航行，受到的牵引力是多少？

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）

【详解】

解：（1）在水面下3m深处，船体受到的海水的压强是

（2）驱逐舰满载时，浮力与重力相等，受到的浮力是

（3）驱逐舰满载时，排开海水的体积是

（4）驱逐舰满载时以72km/h=20m/s的速度匀速航行，

因为匀速直线运动，受到的牵引力和阻力相等，为

答：（1）在水面下3m深处，船体受到的海水的压强是；

（2）驱逐舰满载时，受到的浮力是；

（3）驱逐舰满载时，排开海水的体积是；

（4）驱逐舰满载时以72km/h的速度匀速航行，受到的牵引力是。

12．（2021·黑龙江绥化市·中考真题）水槽的底面积S1=9×10-3m2，装有5cm深的水，将其置于水平面上。有一重力是9N，底面积S2=4×10-3m2、高h=10cm的圆柱体。如图所示，用弹簧测力计将其由水面位置缓慢放入水槽中，当其刚好接触水槽底部时，弹簧测力计的示数为5.4N。（两接触面之间的水忽略不计，且水没有溢出）求:

（1）圆柱体刚好接触水槽底部时，受到的浮力是多少?

（2）整个过程中，圆柱体的重力做功是多少?

（3）圆柱体静止后，撤走弹簧测力计，与放入圆柱体前相比，水槽对水平面的压强增加多少?

（4）圆柱体静止后，水对槽底的压强是多少?

【答案】（1）3.6N；（2）0.45J；（3）1000Pa；（4）900Pa

【详解】

解：（1）物体所受浮力为

F浮=G-F=9N-5.4N=3.6N

（2）四柱体下降距离为

h1=5cm=0.05m

圆柱体重力做的功为

W=Gh1=9N×0.05m=0.45J

（3）水对水平面压力的增加量

F=G=9N

水棉对水平面压强的增加量为

（4）圆柱体排开水的体积为

圆柱体浸入水中的深度

此时，圆柱体没入水中深度h2小于圆柱体的高度h，由此判断圆柱体没有被浸没水槽中水的深度即为圆柱体浸入水中的深度。水对底部压强为

答：（1）圆柱体刚好接触水槽底部时，受到的浮力是3.6N；

（2）整个过程中，圆柱体的重力做功是0.45J；

（3）圆柱体静止后，撤走弹簧测力计，与放入圆柱体前相比，水槽对水平面的压强增加1000Pa；

（4）圆柱体静止后，水对槽底的压强是900Pa。

13．（2021·湖北十堰市·中考真题）如图是我国自主研制的“准三代”96A式主战坦克，它采用100马力V型水冷涡轮增压柴油机，安装了先进的火控系统和多种光电技术应用，使火炮威力更大、火力反应时间更短、打击精度更高。该坦克具有潜渡功能，坦克重42t，高2.3m，每条履带与地面的接触面积为2m2。请利用给出的数据，求：（g取10N/kg）

（1）该坦克在水平路面行驶时，对地面的压强。

（2）坦克在深为5m的河水潜渡时，在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受的河水的压力；

（3）坦克在该河段水中潜渡时，坦克对水平河床的压力为105N，该坦克的体积是多大？

【答案】（1）；（2）；（3）

【详解】

解：（1）坦克对水平地面的压力由坦克的重力产生，所以压力

对地面的压强

（2）坦克在深为5m的河水潜渡时，其顶部所处深度

其顶部所受压强

面积为0.8m2的舱门受的河水的压力

（3）河床对坦克的支持力大小等于坦克对河床的压力，为105N，坦克潜渡时受到的浮力

坦克的体积

答：（1）该坦克在水平路面行驶时，对地面的压强为；

（2）门受的河水的压力为；

（3）该坦克的体积为。

14．（2021·山东东营市·中考真题）如图是某科技小组设计的打捞装置示意图，已知被打捞的合金块密度为4×103kg/m3，体积为0.01m3。每个滑轮重100N，绳重和摩擦均忽略不计。（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）

（1）合金块下表面距水面5m时，求合金块下表面所受水的压强。

（2）合金块未露出水面时，求合金块受到的浮力。

（3）完全露出水面后，合金块在5s内匀速上升了2m，求人的拉力及其功率。

【答案】（1）5×104Pa；（2）100N；（3）250N，200W

【详解】

解：（1）合金块下表面所受水的压强

p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa

（2）因为合金块完全浸没水中，所以合金块所受的浮力

F浮=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N

（3）合金块的质量

m金=ρ合金V金=4×103kg/m3×0.01m3=40kg

合金重力

G金=m金g=40kg×10N/kg=400N

完全露出水面后，人所用拉力

绳子自由端移动的距离

s=2h=2×2m=4m

人的拉力做功

W=Fs=250N×4m=1000J

拉力的功率

答：（1）合金块下表面所受水的压强为5×104Pa；

（2）合金块受到的浮力为100N；

（3）人的拉力为250N，其功率为200W。

15．（2021·青海中考真题）随着生态环境的改善，我省化隆县群科镇黄河边成了天鹅的栖息地。某只天鹅的质量为9kg，若该天鹅每只脚掌与地面的接触面积为200cm2，g取10N/kg。求：

（1）这只天鹅双脚站立在水平地面时，其对地面的压强是多少?

（2）当这只天鹅漂浮在河面时，其浸在河水中的体积是多少?

【答案】（1）；（2）

【详解】

解：（1）天鹅的重力为

当天鹅双脚站立在水平地面时

对地面的压强

（2）天鹅漂浮在河面上，根据浮沉条件可知

又因为，所以

答：（1）天鹅双脚站立在水平地面时，其对地面的压强是2.25×103Pa；

（2）这只天鹅漂浮在河面时，其浸在河水中的体积是9×10-3m3。

16．（2021·湖南怀化市·中考真题）某工人用如图所示的滑轮组匀速打捞水中的工件。已知工件的体积为30dm3，密度为。每个滑轮的重力为20N，不计绳与滑轮间的摩擦、绳重及水的阻力。（，）求：

（1）工件浸没在水中时所受的浮力；

（2）工件受到的重力；

（3）工件在水中上升6m的过程中（工件始终浸没在水中），工人做了多少功。

【答案】（1）300N；（2）900N；（3）3720J

【详解】

解：（1）工件的体积为30dm3，工件浸没在水中时所受的浮力为

（2）工件受到的重力

（3）每个滑轮的重力为20N，绳子拉力与重力、浮力和滑轮重关系

绳子拉力为

工件在水中上升6m的过程中，绳子移动距离为

工人做功

答：（1）工件浸没在水中时所受的浮力是300N；

（2）工件受到的重力是900N；

（3）工件在水中上升6m的过程中（工件始终浸没在水中），工人做功3720J。