2023年北京初三一模物理分类汇编：浮力

2023北京初三一模物理汇编

浮力

一、单选题

1．（2023·北京海淀·统考一模）关于图示的四个实验情景，下列说法正确的是（　　）

A．图甲所示的实验中，弹簧测力计的示数大于木块受到的滑动摩擦力的大小

B．图乙所示的实验中，在小桌面上放一个砝码后海绵的凹陷程度会増大，说明压力的作用效果与小桌的质量有关

C．图丙所示的实验中，用U形管两侧液面的高度差可以反映探头处水产生压强的大小

D．图丁所示的实验中，如果石块接触溢水杯底部，那么石块受到的浮力会变大

2．（2023·北京燕山地区·统考一模）如图甲所示，盛有液体的圆柱形容器置于水平桌面上，容器的底面积为，容器对桌面的压强为。用细线拴一体积为的实心金属球，将金属球浸没在液体中，如图乙所示，细线对金属球的拉力是，容器对桌面的压强为。将细线剪断，金属球沉到容器底部，如图丙所示。g取。下列判断正确的是（　　）

A．金属球所受浮力是

B．金属球的密度是

C．图丙中容器对桌面的压强为

D．图丙中金属球对容器底部的压力是

二、多选题

3．（2023·北京房山·统考一模）为了验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”，小明将电子秤放在水平桌面上并调零，然后将装有适量水的烧杯放到电子秤上静止时，记录电子秤示数为m1；用细线系住铝块并将其一半缓慢浸入水中静止时，记录电子秤示数为m2；如图所示，当铝块浸没在水中静止时，记录电子秤示数为m3。已知铝块体积为V，密度为2.7g/cm3，铝块始终不与烧杯接触；水的密度为1.0g/cm3。下列四个选项中，判断正确的是（　　）

A．铝块浸没在水中静止时与铝块一半浸入水中静止时相比，水对烧杯底的压强变大

B．铝块浸没在水中静止时，绳对铝块的拉力等于铝块排开水的重力

C．铝块浸没在水中静止时，铝块所受到的浮力等于m3g–m1g

D．由m2g–m1g≠m3g–m1g，可以验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”

三、综合题

4．（2023·北京西城·统考一模）请阅读《雪龙2号》并回答问题。

雪龙2号

2022年10月26日，中国第39次南极考察队队员搭乘雪龙2号极地考察船（如图1所示），从上海出发，执行南极科学考察任务。

雪龙2号极地考察船船长122.5米，船宽22.3米，排水量13996吨，是全球第一艘具有船首、船尾双向破冰技术的极地科考船。它具备全回转电力推进功能和冲撞破冰能力，可以在冰厚1.5米的条件下以3节（1节=1.852千米/时）的航速连续破冰航行，可实现原地360°自由转动。该船装备有国际先进的海洋调查和观测设备，能在极地冰区海洋开展海洋化学、生物多样性调查等科学考察。

雪龙2号船首的下部前沿凸起的部分叫做破冰艏（shǒu）柱（如图2所示），它是用特殊的耐低温高强钢打造，厚度达100mm，可以在零下40℃的低温环境中保持足够的强度和韧性。雪龙2号在极地破冰时，4台主发电机满负荷的运行，源源不断的动力推动巨大的船身前进。遇到厚度1.5米以下的冰层，雪龙2号以3节的航速冲上去，碰到冰层以后，冰层会把船头往上抬，船因为比较重又压下去，这样不断反复，破冰艏柱犹如一把利刃切开厚重的冰层，船首重压连续破冰。当冰层厚度增加到2米，雪龙2号连续向前破冰受阻时，会采用冲撞式破冰。在厚冰海域，雪龙2号还可以采取艉（wěi）向破冰，即利用船尾从上方重压冰层，下方螺旋桨同时将水流和碎冰掏空，使得冰层在上下的压力下塌陷，以后退状态掏冰航行，实现双向破冰。

雪龙2号是一艘智能型船舶，它是将现代信息技术、智能技术等新技术与传统船舶技术进行融合，以使船舶在使用时更加安全、更加环保、更加经济和更加可靠。雪龙2号在船体和设备上一共分布着七千多个传感器，对整船的性能、设备、系统和运行状态进行监控。这些传感器为雪龙2号编织了一张安全网，使雪龙2号成为了最安全的船舶之一、雪龙2号极地考察船是中国第一艘自主建造的极地科学考察破冰船，填补了中国在极地科考重大装备领域的空白。

根据上述材料，回答下列问题：

（1）估算雪龙2号极地考察船满载时受到的浮力大约是___________N。

（2）列举雪龙2号极地考察船破冰的方法___________，并简要分析其中的原理___________？（分析出2条原理即可）

四、填空题

5．（2023·北京平谷·统考一模）在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用甲、乙两个相同的容器，甲容器中装入密度为ρ的液体，乙容器中装入密度为ρ的液体。将同一金属块挂在弹簧测力计下，分别浸没在这两种液体中静止，如图所示。甲图中弹簧测力计的示数为F1，乙图中弹簧测力计的示数为F2。

（1）通过观察分析可得出：ρ _____ ρ（选填“＞”、“＝”或“＜”）

（2）写出你的分析过程：________

五、计算题

6．（2023·北京房山·统考一模）如图所示，底面积为100cm2的圆柱形容器静止在水平桌面上，容器内水重6N，用轻质细线拉着物体A浸没在水中处于静止状态，物体A重3N，体积为400cm3。已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg，细线质量忽略不计。

（1）请画出物体A的受力示意图；

（2）求物体A受到的浮力F浮；

（3）求水对容器底的压强p水。

参考答案

1．C

【详解】A．图甲中，用弹簧测力计拉着木块在水平方向做匀速直线运动，木块在水平方向上受到的拉力和摩擦力是平衡力，根据二力平衡原理可知，此时木块所受摩擦力的大小与拉力的大小相等，弹簧测力计的示数等于木块受到的滑动摩擦力的大小，故A错误；

B．图乙所示的实验中，在小桌面上放一个砝码后海绵的凹陷程度会増大，受力面积不变，压力增大，压力的作用效果比较明显，说明压力的作用效果与压力有关，故B错误；

C．图丙所示的实验中，用U形管两侧液面的高度差可以反映探头处水产生压强的大小，液面高度差越大，表示水内部的压强越大，故C正确；

D．图丁所示的实验中，如果石块接触溢水杯底部，石块排开水的体积不变，由阿基米德原理可知石块受到的浮力不变，故D错误。

故选C。

2．C

【详解】A．如图甲，容器对水平桌面的压力为

如图乙，容器对水平桌面的压力为

金属球对液体向下的压力为

液体对金属球的浮力等于液体对金属球的向上的压力差，因为力的作用是相互的，所以金属球受到的浮力为

故A错误；

B．金属球的重力为

金属球的密度为

故B错误；

C．图丙中容器对桌面的压力为

图丙中容器对桌面的压强为

故C正确；

D．与图乙相比，图丙中金属球受到的重力、浮力不变，根据力的平衡可知，金属球对容器底部的压力等于图乙中细线对金属球的拉力，是9N，故D错误。

故选C。

3．ACD

【详解】A．铝块浸没在水中静止时与铝块一半浸入水中静止时相比，烧杯内水的深度变深，根据，水对烧杯底的压强变大，故A正确；

B．铝块浸没在水中静止时，铝块受到竖直向下的重力，竖直向上的浮力以及竖直向上的拉力，铝块排开水的重力大小等于浮力，所以绳对铝块的拉力等于重力与浮力之差，故B错误；

C．对烧杯进行受力分析可知，装有水的烧杯放到电子秤上时，对电子称的压力大小与总重力大小相等，为m1g，所以

当铝块浸没在水中静止时，此时整体对电子秤的压力大小为m3g，设此时细线对铝块的拉力为F拉，所以

通过对铝块进行受力分析可知

所以

故C正确；

D．当铝块一半体积浸在水中时，此时受到的浮力等于m2g–m1g，全部浸没时受到的浮力等于m3g–m1g，所以若m2g–m1g≠m3g–m1g，可以验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关，故D正确。

故选ACD。

4．     1.4×108     见解析     见解析

【详解】（1）[1]雪龙2号极地考察船船长122.5米，船宽22.3米，排水量13996吨，根据阿基米德原理，考察船满载时受到的浮力大约

F浮=G排=m排g=13996×103kg×10N/kg=1.3996×108N≈1.4×108N

（2）[2]碰到冰层以后，冰层会把船头往上抬，船因为比较重又压下去，这样不断反复，破冰艏柱犹如一把利刃切开厚重的冰层，船首重压连续破冰。当冰层厚度增加到2米，雪龙2号连续向前破冰受阻时，会采用冲撞式破冰。在厚冰海域，雪龙2号还可以采取艉向破冰，即利用船尾从上方重压冰层，下方螺旋桨同时将水流和碎冰掏空，使得冰层在上下的压力下塌陷，以后退状态掏冰航行，实现双向破冰。所以考察船破冰的方法有船首重压破冰、冲撞式破冰、艉向破冰。

[3]船首重压破冰，是通过减小受力面积，增大压力的方法，使冰层受到的压强增大；冲撞式破冰，是利用力使物体发生形变，船首直接撞碎冰层。

5．     <     见解析

【详解】[1][2]以金属块为研究对象，进行受力分析如图1所示

金属块静止时受平衡力，F浮=G-F，因为重力相等，F1>F2，所以金属块在两种液体中所受浮力F浮1<F浮2，根据阿基米德原理，，因为g和V排相等，F浮1<F浮2，所以ρ<ρ。

6．（1）（2）4N；（3）1000Pa

【详解】解：（1）对物体A的受力可知，物体A受到自身的重力G、竖直向上的浮力F浮、绳子的拉力F拉，如图所示

（2）物体A受到的浮力

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×400×10-6m3=4N

（3）水对容器底面的压力

F水=G水+GA+F拉=G水+F浮=6N+4N=10N

则水对容器底的压强为

答：（1）受力分析如图所示

（2）物体A受到的浮力等于4N；

（3）水对容器底的压强等于1000Pa。