备战2023年物理新中考二轮复习热点透析 核心考点10 浮力

核心考点10 浮力

一、考向分析

2022年高考要求了解浮力产生的原理。会进行浮力的相关计算。理解影响浮力大小的因素；用排水量法计算沉浮问题。掌握阿基米德原理；浮力相关计算；影响浮力大小因素的实验探究。认识浮力在生活中的应用。命题形式主要是以选择题、填空题，实验探究题，综合应用题的形式呈现

二、考点详解

考点一、浮力

1.浮力的定义：一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力叫浮力。

2.浮力方向：竖直向上，施力物体是液(气)体。

3.浮力产生的原因(实质)：液(气)体对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差即浮力。

4.判断浮力大小的变化

(1)    明确影响浮力大小的因素是：物体排开液体的体积和液体的密度，与其它因素无关。

(2)    利用公式F浮= ρ液gV排做出判断。若题设中液体的密度ρ液不变，当V排变大，F浮就变大；当排开液体的体积V排不变时，当ρ液变大，F浮就变大。

考点二：阿基米德原理：

浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于排开的液体所受的重力。

公式为F浮=G排=ρ液gV排，浮力的大小只与液体的密度和排开液体的体积有关。普遍适用于计算任何形状物体受到的浮力。

注意：“浸在”指物体全部浸入或部分浸入、部分露出液面两种情况；V排指的是物体排开的液体的体积，要与物体的体积区分开。

考点三、浮力的应用

轮船：利用空心的方法增大浮力；排水量是指轮船按设计要求所排开水的质量。

潜水艇：改变自身重力实现上浮和下沉。

气艇和飞艇：充的是密度小于空气密度的气体。

密度计：根据物体漂浮时受力平衡及阿基米德原理制成的用来测定液体密度的仪器。示数越靠下越大，刻度不均匀。

盐水选种：把种子放在一定浓度的盐水里，利用物体的浮沉与密度的关系把好种子和坏种子分开来。

三、真题再现

1.（2021贵港）2020年11月28日上午8时30分许，随着一阵汽笛声响，在马里亚纳海沟结束科考任务的“探索一号”科考船，搭载成功实现10909米坐底纪录的“奋斗者”号胜利返航若海水密度为1.03×103kg/m3  ， “奋斗者”号在海面下下潜的过程中，下列说法正确的是（   ）           

A. “奋斗者”号受到的海水的压强不变，受到的海水的浮力不变
B. “奋斗者”号受到的海水的压强变大，受到的海水的浮力不变
C. “奋斗者”号受到的海水的压强变大，受到的海水的浮力变大
D. “奋斗者”号受到的海水的压强变小，受到的海水的浮力变小

【答案】 B  

【解析】A D．“奋斗者”号在海面下下潜的过程中，根据 P=ρgh 可知，密度不变，深度变深，受到了压强变大，AD错。

B C．根据 F浮=ρgv排可知，浸没后，物体的排开液体的体积不变，液体的密度不变，浮力不变，B正确；C错。选B。

2.2021攀枝花）如图，体积相同的两个物体A、B用不可伸长细线系住，放入水中后，A刚好完浸没入水中，细线被拉直。已知A重6N，B受到的浮力为8N，A、B密度之比为3：5。以下说法中不正确的是（　　）（ρ水＝1.0×103kg/m3）

A．B受到的重力为10N               B．细线对A的拉力为1N 

C．A的密度为0.75×103kg/m3           D．B对容器底部的压力为零

【答案】B

【解析】A.由题知，A、B密度之比ρA：ρB＝3：5，VA：VB＝1：1，由G＝mg＝ρVg可得A、B所受的重力之比：GA：GB＝ρAVAg：ρBVBg＝ρA：ρB＝3：5，已知GA＝6N，所以GB＝5GA/3＝5×6N/3＝10N，A正确。

B.已知A、B的体积相同，都浸没在水中，则A、B排开水的体积相等，根据阿基米德原理可得A受到的浮力F浮A＝F浮B＝8N，A在重力、拉力和浮力的共同作用下刚好完全浸没入水中，细线被拉直，根据力的合成可得细线对A的拉力为F拉A＝F浮A﹣GA＝8N﹣6N＝2N，B错。

C.根据F浮＝ρ液gV排可得，A的体积：VA=VA排= = = 8×10-4m3，则A的密度：

ρA= = = 0.75×103kg/m3，C正确。

D.根据力的作用的相互性可得，细线对B的拉力F拉B＝F拉A＝2N，方向竖直向上，则B对容器底部的压力：F压＝F浮B+F拉B﹣GB＝8N+2N﹣10N＝0N，D正确。选B。

3.（2021·全国·九年级专题练习）下列说法中正确的是（　　）

A．浸在气体中的物体不受浮力

B．浸在液体中的物体受到的浮力，浮力的大小就是液体对物体压力的合力

C．浸在液体中的物体受到的浮力，浮力大小只与液体的密度有关

D．悬浮在液体中的物体受到的重力与浮力是一对相互作用力

【答案】B

【详解】

A．浸在气体中的物体受浮力，故A错误；

B．浸在液体中的物体，受到液体对它压力的合力，这个合力就是浮力，故B正确；

C．浸在液体中的物体受到的浮力，浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关，故C错误；

D．悬浮在液体中的物体受到的重力与浮力是一对平衡力，故D错误。

故选B。

4.（2021通辽）（多选）两个底面积相同形状不同的容器（GA＜GB）盛有同种液体，放在水平桌面上，液体深度相同，把甲、乙、丙、丁四个体积相同的小球放入两个容器中，小球静止后位置如图所示，两容器内液体深度依旧相同。下列说法正确的是（　　）

A．甲球密度小于丙球密度 

B．甲球受到的浮力大于丁球受到的浮力 

C．取出乙、丙小球后，A容器底部受到的液体压强小于B容器底部受到的液体压强 

D．取出乙、丙小球后，A容器对桌面的压强变化量大于B容器对桌面的压强变化量

【答案】AC

【解析】A.两个容器中盛有同种液体，由图可知，甲球漂浮，则ρ甲＜ρ液，乙丙两球悬浮，则ρ乙＝ρ丙＝ρ液，丁球沉底，则ρ丁＞ρ液，故甲球的密度小于丙球的密度，A正确。

B.已知四个小球体积相同，液体密度相同，由图可知，甲球排开液体的体积小于丁球排开液体的体积，由F浮＝ρ液gV排可得，甲球受到的浮力小于丁球受到的浮力，B错。

C.已知乙球和丙球所排开的液体的体积相等，则取出乙、丙小球后，两容器中液面均下降，因为A容器上部的横截面积小于B容器上部的横截面积，故A容器中液面下降的高度大，即A容器内液体深度小于B容器内液体的深度，且液体密度相同；由p＝ρgh得，A容器底部受到的液体压强小于B容器底部受到的液体压强，C正确。

D.因为甲、乙、丙、丁四个体积相同，且ρ甲＜ρ乙＝ρ丙＜ρ丁，所以由密度变形公式m＝ρV可知，四个小球的质量，m甲＜m乙＝m丙＜m丁，取出乙、丙两球后，A、B两容器对桌面压力的变化量分别为乙球的重力和丙球的重力，由G＝mg可得G乙＝G丙，即△FA＝△FB，且两容器底面积相同，由p＝ΔF/S可得，取出乙、丙小球后，A容器对桌面的压强变化量等于B容器对桌面的压强变化量，D错。选AC。

5.（2020·广西百色市·中考真题）下列物体中，不受浮力作用的是（　　）

A．在水中下沉的铁块 B．在水中的桥墩

C．浮在水面上的轮船 D．空中上升的气球

【答案】B

【详解】

ACD．在水中下沉的铁块和浮在水面上的轮船受到液体的浮力，空中上升的气球，受到气体的浮力，故ACD不符合题意；

B．桥墩由于底面埋在地下，其底面不与水接触，因此桥墩没有受到水对其向上的压力，故桥墩不受浮力作用，故B符合题意。

故选B。

6.（2021·重庆市育才中学二模）如图所示，将实心正方体A（不吸水）体积的浸入水中后，容器中水位上升了3cm。已知容器底面积为200cm2，正方体A的密度ρA=3.0g/cm3。以下说法中正确的是（　　　）

A．正方体A的边长为6cm

B．细线对正方体A的拉力大小为27N

C．此时，正方体A受到的浮力为6N

D．剪断细线，正方体A缓慢沉底静止后，A对容器底的压强3000Pa

【答案】C

【详解】

A．容器底面积为200cm2，将实心正方体A（不吸水）体积的浸入水中后，容器中水位上升了3cm。则有

解得

即正方体A的边长为10cm，故A错误；

BC．正方体A的密度ρA=3.0g/cm3，则由可得正方体A的质量

则正方体A的重力

实心正方体A（不吸水）体积的浸入水中后，受到的浮力

浮力小于正方体A的重力，则正方体A还会受到细线沿绳子向上的拉力，大小

故B错误，C正确；

D．剪断细线，正方体A缓慢沉底静止后，正方体A受到的浮力

则此时容器底对正方体A的支持力为

而此时容器底对正方体A的支持力与A对容器底的压力是一对大小相等的相互作用力，则A对容器底的压强

故D错误。

故选C。

7.（2020·辽宁大连市·中考真题）弹簧测力计通过细线吊着一个金属块，静止时弹簧测力计的示数如图7甲所示，则金属块的重力是_____N．如图乙所示，将金属块浸没在水中，静止时弹簧测力计的示数是1. 6N。则金属块在水中受到的浮力是______N．

【答案】2.8N    1.2N   

【详解】

[1]由图甲可知，弹簧测力计的示数为2.8N，根据二力平衡条件，可得金属块的重力是2.8N。

[2]根据称重法求浮力可得，金属块在水中受到的浮力是

8.（2021达州）如图所示，底面积为100cm2的圆柱形容器置于水平桌面上，柱形物体被细线拉住静止在水中，该物体下表面受到的压力为22N，上表面受到的压力为10N；剪断细线物体静止后，液体对容器底部的压强比剪断细线前减少了300Pa。g取10N/kg，下列判断正确的是（    ）

A. 剪断细线后，容器对水平桌面的压强变小
B. 该物体的密度为0.75×103kg/m3
C. 剪断细线后，物体静止时所受浮力大小为3N
D. 物体的质量为1kg

【答案】B

【解析】A.圆柱形容器对水平桌面的压力F=G容+G物+G水，剪断细线前后，G容、G物、G水均不变，根据公式p=F/S可知，当受力面积S一定时，容器对水平桌面的压强不变，A错。
BCD.细线剪断前，物体浸没在水中，物体受到的浮力为：F浮=F向上-F向下=22N-10N=12N,，由公式F浮＝ρ液gV排求可得：V物=V排= = =1.2×10-3m3，细线剪断后，物体静止时漂浮在水面，此时，水对圆柱形容器底的压力减少量等于物体浮力的减少量，即ΔF=ΔF浮，由压强公式变形式F=ps可得：ΔF浮=ΔF=Δps=300Pa×100×10-4m2=3N，物体漂浮时的浮力为：F浮′=F浮-ΔF浮=12N-3N=9N，物体的重力为：G= F浮′=9N，物体的质量为：m= = = 0.9kg，物体的密度为：ρ= = = 0.75×103kg/m3，B正确，CD错。选B。
9.（2020·山东济宁·二模）如图甲所示，弹簧测力计下挂有一个圆柱体，把它从盛水的烧杯中缓慢提升，直到全部露出水面，该过程中弹簧测力计读数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A．圆柱体的体积是400cm3

B．圆柱体的密度是1.5g/cm3

C．圆柱体受到的重力是6N

D．圆柱体的高是5cm

【答案】A

【分析】

(1)由图像可知，圆柱体上升高度在0~2cm时，圆柱体浸没水中，知道此时弹簧测力计示数，此时圆柱体受到的浮力最大，利用称重法求最大浮力；

(2)(3)当圆柱体上升高度在5cm以上，圆柱体脱离水面，由图像可知此时弹簧测力计示数，此时圆柱体处于空气中，则圆柱体的重力等于弹簧测力计的示数；利用F浮=ρ水gV排可求圆柱体的体积，利用G=mg求圆柱体的质量，最后利用密度公式求圆柱体的密度；

(4)当圆柱体上升高度在2cm以内，圆柱体在水中；当圆柱体上升高度在5cm以上，圆柱体脱离水面；若水位不变，圆柱体的高度等于3cm，现在不知道水位变化，无法确定圆柱体的高度是多少。

【详解】

由图乙可知，圆柱体上升高度在0~2cm时，弹簧测力计的示数较小，此时圆柱体浸没水中；上升高度从2cm到5cm，弹簧测力计的示数逐渐变大，此时圆柱体逐渐露出水面；上升高度为5cm以后圆柱体脱离水面。

A．由图像可知，圆柱体上升高度在0~2cm时，圆柱体浸没水中，此时弹簧测力计示数

F示2=6N

此时圆柱体受到的浮力最大，其大小为

F浮=G-F示2=10N-6N=4N

由F浮=ρ水gV排可得，圆柱体的体积

故A正确；

BC．当上升高度在5cm以上，圆柱体脱离水面，弹簧测力计示数

F示1=10N

此时圆柱体处于空气中，则圆柱体的重力

G=F示1=10N

圆柱体的质量

圆柱体密度

故BC错误；

D．若水位不变，则圆柱体的高度等于3cm，现在不知道水位变化，则无法确定圆柱体的高度是多少，故D错误。

故选A。

10.（2021·湖北武汉·模拟预测）如图所示，一个空塑料药瓶，瓶口扎上橡皮膜，竖直地浸入水中，一次瓶口朝上，一次瓶口朝下，若使这两次药瓶在水里的位置相同，则下列说法正确的是（　　）

A．甲图中瓶口的橡皮膜向外凸，乙图中瓶口的橡皮膜向内凹

B．甲图中瓶口的橡皮膜向内凹，乙图中瓶口的橡皮膜向外凸

C．甲图中药瓶受到的浮力等于乙图中药瓶受到的浮力

D．甲图中药瓶受到的浮力略大于乙图中药瓶受到的浮力

【答案】D

【详解】

AB．液体内部朝各个方向都有压强，所以橡皮膜不论是朝上还是朝下都会向内凹，故AB错误；

CD．在同种液体中，液体的压强随深度的增加而增大，所以橡皮膜朝下时，浸入液体的深度大，橡皮膜凹的更明显，所以甲图中药瓶排开水的体积要大一些，由F浮＝ρ液gV排可知，甲图中药瓶受到的浮力略大于乙图中药瓶受到的浮力，故C错误，D正确。

故选D。

11.（2020·四川甘孜藏族自治州·中考真题）如图甲所示，小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他用弹簧测力计挂着实心圆柱体，圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触，然后将其缓慢拉出水面，弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙，g取10N/kg，则圆柱体的重力为_________ N，圆柱体受到的最大浮力是__________N。

【答案】2    0.4   

【详解】

[1]由图象可知，当物体完全露出水面时，弹簧测力计的示数为2N，由二力平衡知识得圆柱体的重力为2N。

[2]由图象可知，当圆柱体浸没在水中时，弹簧测力计的示数，故圆柱体受到的最大浮力

12.（2021枣庄）如图是小聪同学利用水。弹簧测力计和金属块测量某液体密度的情景。根据图中信息可知，金属块的重力是________N，金属块在水中受到的浮力是________N，所测液体的密度是________kg/m3  。（取g=10N/kg  ） 

【答案】 4.8     2      1.2×103 

【解析】根据图中信息可知：金属块的重力是即为弹簧测力计的示数，分度值为0.2N，故读数为4.8N。

金属块在水中受到的浮力是F浮=G-F=4.8N-2.8N=2N 。.根据排开液体的体积相同，则排开水的体积：

V排= = =2×10-4m3，

所测液体的密度是ρ液= = = = 1.2×103kg/m3。

13.（2021武威）2020年11月10日，奋斗者号在马里亚纳海沟成功下潜坐底深度10909米，刷新中国载人深潜的新纪录。假设海水的密度为1.02×103kg/m3  且不变，奋斗者号在水中上浮且未浮出水面过程中，受到水的浮力________（选填 “变大”、“变小”或“不变”）；则奋斗者号在10000m  深处受到的压强是________Pa  。（ g=10N/kg ）

【答案】 不变    1.02×108

【解析】奋斗者号在水中上浮且未浮出水面过程中，所处液体的密度不变，排开的液体的体积就是奋斗者号的体积，也保持不变，上浮过程浮力不变。 奋斗者号在10000m  深处受到的压强

 p=ρ海水gh=1.02×103kg/m3×10N/kg ×10000m =1.02×108m。

14..在木棒的一端缠绕一些钢丝制成两个完全相同的简易密度计，现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，如图所示，当它们竖直静止在液体中时，液面高度相同。从观察到的现象可以判断：两个简易密度计所受浮力F甲    F乙、两杯液体的密度ρ甲    ρ乙、两个烧杯底部所受液体的压强p甲    p乙。(均选填“＞”“＜”或“＝”)

【答案】=；<；<。

【解析】（1）密度计静止在液体中时，所受浮力等于其重力，因为两只密度计完全相同，故两个简易密度计所受浮力F甲=F乙；

（2）由图可知，乙杯中的密度计露出液面较多，即乙排开液体的体积较小，因为浮力相同，所以乙液体密度较大，故ρ甲<ρ乙；

（3）两只烧杯中液体液面相同，根据液体压强公式可知p甲<p乙。

故答案是：=；<；<。

15.（2020·广西百色市·中考真题）如图所示，将悬挂在弹簧测力计上的实心铝球浸没在装满水的溢水杯中，铝球静止时，弹簧测力计的示数为3.4N，已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，铝的密度ρ铝＝2.7×103kg/m3，则铝球的体积为______m3，铝球浸没在水中时所受到的浮力为______N。

【答案】2×10-4m3    2N   

【详解】

[1][2]缓慢浸没在水中静止时，则物体排开水的体积V排=V球，物体受到的浮力

F浮=ρ水gV排=ρ水gV球

实心铝球球的重力

G=mg=ρ铝gV球

由于物体球受力平衡，则

G=F浮+F拉

则

ρ铝gV球=ρ水gV球+F拉

即

2.7×103kg/m3×10N/kg×V球=1×103kg/m3×10N/kg×V球+3.4N

物体的体积

V=V排=2×10-4m3

所以

F浮=ρ水gV球=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N

16.（2021武威）如图所示为我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰该舰标准排水量为5万吨，可同时停放36架歼-15舰载机，每架舰载机质量为25吨，g=10N/kg  。求： 

（1）在标准排水量时，航母所受的浮力为多大？   

（2）航母在某海域训练，此海域的海水密度1.02×103kg/m3  ，当36架舰载机全部飞离航母后，航母排开海水的体积减少了多少立方米？（结果保留两位小数）   

【答案】（1）5×108N   （2）882.35m3

（1）在标准排水量时，航母所受的浮力为 F浮=G排=m排g=5×10000×103kg×10N/kg=5×108N 。

（2）当36架舰载机全部飞离航母后，减小的质量为m总飞=36×25×103kg=9×105kg， 由于漂浮，浮力等于重力，等于自身的重力，而减小的质量等于排开水减少的质量，减小排开水的体积为：V= = = 882.35m3。

答：（1）在标准排水量时，航母所受的浮力为5×108N；（2）航母排开海水的体积减少了882.35m3 。

17.（2021海南）为了增强中学生体质，进一步加强防溺水教育，学校组织学生进行游泳训练。（ρ水=1.0×103kg/m3 ,g取10N/kg）求：

（1）小东在一次游泳训练中，游20m所用的时间为40s，则他游泳的平均速度是多少m/s？

（2）如图所示，小东手上佩戴的防溺水安全手环是水上救生设备，携带非常方便，手环里的安全气囊充气后的体积是1.7×10-2m3，当它完全浸没在水中时受到的浮力为多少N？

（3）小东的质量为50kg，他站立在泳池岸上，双脚与水平地面的总接触面积是500cm2，他对水平地面的压强是多少Pa？

（4）小东在泳池岸上看到池水的深度比实际深度要浅，正如古诗所说“潭清疑水浅”，请用光学知识分析其中原因。

【答案】（1）0.5m/s  （2） 170N    （3）1×104Pa    （4）因为光从水斜射入空气时发生了折射，折射光线远离法线（折射角大于入射角），人眼逆着折射光线向水中看去，会感觉水变浅了。
【解析】（1）小东游泳的平均速度：V= = =0.5m/s。

（2）因为安全气囊浸没在水中，所以v排=v物=1.7×10-2m3，安全气囊完全浸没在水中时受到的浮力：

F浮=G排=ρ水gv排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.7×10-2m3=170N。

（3）因为在水平面上，则水平地面受到的压力：F=G=mg=50kg×10N/kg=500N，受力面积：S=500cm2=5×10-2m2，小东对水平地面的压强：p= = = 1×104Pa。

（4）因为光从水斜射入空气时发生了折射，折射光线远离法线折射角大于入射角，人眼逆着折射光线向水中看去，会感觉水变浅了。
答：（1）小东游泳的平均速度是0.5m/s；（2）安全气囊完全浸没在水中时受到的浮力为170N；（3）小东对水平地面的压强为1×104Pa ；（4）因为光从水斜射入空气时发生了折射，折射光线远离法线（折射角大于入射角），人眼逆着折射光线向水中看去，会感觉水变浅了。

18.（2020·四川广安市·中考真题）如图所示，将一物体挂在弹簧测力计的挂钩上，测出物体的重力为10N，把物体浸没在圆柱形容器的水中（水未溢出），静止时测力计的示数为6N，已知容器的底面积为100cm2（g=10N/kg）求：

(1)物体浸没在水中时所受的浮力；

(2)物体的密度；

(3)物体浸没在水中时，水对容器底部增大的压强｡

【答案】(1)4N；(2) ；(3)400Pa

【详解】

(1)物体浸没在水中所受的浮力

(2)物体的质量

物体的体积

物体全部浸没，所以，则物体的密度

(3)物体浸没时，水增加的深度

水对容器底增加的压强

答：(1)物体浸没在水中时受到的浮力是4N；

(2)物体的密度是；

(3)物体浸没后水对容器底增加的压强是400Pa。