专题09 浮力及其应用（第01期）-【真题汇编】最新中考物理真题分项汇编（全国通用）

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专题09 浮力及其应用
考点1 浮力
1．（2023天津）小华利用饮料瓶完成了如图所示的实验，可以证明大气压存在的是（ ）
A． 瓶子悬空水不流出B． 水从侧孔喷出
C． 用手弹开纸片D． 将瓶按入水中感到费力
【答案】A
【解析】A．由于大气压的作用，瓶子内的水不会流出，证明了大气压的存在，故A符合题意；
B．水从杯子侧面小孔中喷出，说明液体中左右方向也有压强，故B不符合题意；
C．用手弹开纸片，钢球由于具有惯性，不与纸片一起飞出，故C不符合题意；
D．将瓶按入水中感到费力，是瓶在水中受到浮力，故D不符合题意。
故选A。
2．（2023湖北随州）实验课上，老师和同学们测量盐水的密度，他们用弹簧测力计、烧杯、水（密度用ρ水表示）、金属块A、盐水以及不吸水的细线等器材完成了图中实验。
（1）要测量金属块A浸没在水中的浮力，合理的测量顺序是_________（选填“①→②”或“②→①”）；
（2）计算金属块A浸没在水中的浮力F=_________N；
（3）完成图中各项实验后分析可知：金属块A的浮力大小与_________（选填“液体密度”或“金属密度”）有关；
（4）请推导出盐水的密度表达式ρ盐水=_________（用F1、F2、F3、ρ水表示）。
【答案】（1）①→② （2）1. 3 （3）液体密度
【解析】（1）要测量金属块A浸没在水中的浮力，先测量金属块A的重力,在测量金属块A浸没在水中弹簧测力计的示数，合理的测量顺序是①→②。
（2）计算金属块A浸没在水中的浮力为F=G-F示= F1-F2=4.5N-3.2N=1.3N
（3）如图所示，改变了金属块A浸没入液体的密度，故金属块A的浮力大小与液体密度有关。
（4）在水中金属块A受到的浮力为F浮水=F1-F2，在盐水中金属块A受到的浮力为F浮盐水=F1-F3，因为金属块A都是浸没在两种液体之中，排开液体的体积和金属块A的体积相同，即VA=V排，根据公式F浮=ρ液gV排可知，则盐水的密度为。
考点2 阿基米德原理
3．（2023四川内江）浸在液体中的物体受到的浮力，方向是_______，浮力的大小等于它排开的液体所受到的_______力。
【答案】竖直向上 重
【解析】根据阿基米德原理可知，浸在液体中的物体受到一个竖直向上的力的作用，这个力叫做浮力，浮力的大小等于排开的液体所受的重力。
4．（2023湖南怀化）物理实验室里，同学们正在认真的完成“探究浮力的大小跟排开液体重力的关系”的实验。小明将重5N的物体浸没水中后，弹簧测力计的示数如图所示。（，）
（1）求水对物体浮力大小?
（2）求该物体的体积?
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由图可知，弹簧测力计的示数为F=2.6N，则物体受到的浮力F浮=G-F=5N-2.6N=2.4N
（2）根据公式F浮=ρ水gV排可知，物体排开水的体积
由于物体浸没水中，所以物体体积
考点3 物体的浮沉条件及应用
5．（2023山西）妈妈生日那天，小梦给妈妈煮饺子时发现，当把饺子放入沸腾的水中后，饺子先下沉到锅底，过了一会儿又上浮，最终漂浮在水面上。下列分析正确的是（不考虑饺子的吸水性）（ ）
A．饺子在下沉的过程中，受到水的压强不变
B．饺子上浮过程中，受到的浮力小于它所受的重力
C．饺子上浮过程中，受到的浮力等于它排开的水所受的重力
D．饺子在水面漂浮时，受到的浮力大于它所受的重力
【答案】C
【解析】A．饺子在下沉的过程中，饺子在水中的深度变大，由p=ρgh可知，所受水的压强变大，故A错误；
B．饺子上浮过程中，由浮沉条件可知，饺子受到的浮力大于它受到的重力，故B错误；
C．饺子上浮过程中，由阿基米德原理可知浮力等于它排开水的重力，故C正确；
D．饺子在水面漂浮时，受到的浮力等于它所受的重力，故D错误。
故选C。
6．（2023四川广元）我国第三艘航空母舰“福建舰”满载时的排水量为8万吨。若满载时，“福建舰”匀速直线航行受到的阻力是自身总重力的0.01倍；如果一架舰载机飞离后，“福建舰”排开的海水体积减少。则下列描述中正确的是（ ）（海水的密度取，g取10N/kg）
A．“福建舰”静止在海面时，水面下15m处海水的压强为
B．“福建舰”满载时，受到的浮力大小为8万吨
C．飞离“福建舰”的这架舰载机的质量是
D．满载时，“福建舰”匀速直线航行受到的牵引力大小是
【答案】C
【解析】A．“福建舰”静止在海面时，水面下15m处海水的压强为，故A错误；
B．辽宁舰满载并静止在水面上时，受到的浮力大小等于排开水的重力，即，故B错误；
C．当舰载机飞离航母后总重力减小，故排开水的体积减小，减小排开液体的重力等于舰载机的重力，即，由得，舰载机的质量是，故C正确；
D．“福建舰”漂浮时，重力等于浮力，满载时，“福建舰”匀速直线航行受到的牵引力大小是，故D错误。
故选C。
7．（2023湖南怀化）下列各图所示的情境中，说法正确的是（ ）
A．甲图中小明沿水平方向推木箱，推而未动，是因为推力小于摩擦力
B．乙图是利用吸力使饮料上升到嘴里
C．丙图中密度计漂浮在水面上是因为浮力大于密度计的重力
D．丁图是利用惯性紧固锤头
【答案】D
【解析】A．推箱子没推动，箱子保持静止状态，受到的推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，故A错误；
B．用吸管吸饮料，利用的是大气压强，故B错误；
C．密度计漂浮在水面上，密度计受到的浮力等于其重力，故C错误；
D．拿锤子向下撞击木凳，锤柄受力停止了运动，锤头由于惯性继续向下运动，锤头就紧紧套在锤柄上，故D正确。
故选D。
8．（2023四川自贡）下列四幅图涉及的物理知识说法错误的是（ ）
A． 军舰从长江驶入大海后，舰身要上浮一些
B． 轮船通过船闸从下游驶到上游，船闸是利用连通器原理工作的
C． 飞机机翼设计成流线型，利用了机翼上方空气流速慢，压强小
D． “祝融号”火星车设计有宽大的轮子可以减小压强
【答案】C
【解析】A．轮船由长江驶入大海过程中，轮船一直处于漂浮状态，根据物体沉浮条件知，轮船受到的浮力等于轮船所受的重力，故轮船受到的浮力不变。由长江驶入大海时，由于海水的密度大于江水的密度，由阿基米德原理可得，排开海水的体积减小，轮船将浮上一些。故A正确，不符合题意；
B．若船要从下游驶向上游，先打开下游阀门，使闸室和下游构成连通器，水相平后，打开下游闸门，船驶入闸室；然后打开上游阀门，使上游和闸室构成连通器，闸室和上游水位相平时，打开上游闸门，船驶入上游，故B正确，不符合题意；
C．飞机机翼上表面凸起，可使飞行过程中机翼上表面的空气流速大，压强变小；此时机翼下方空气流速小，压强大，由此形成压强差，形成升力，故C错误，符合题意；
D．火星探测车的轮子较宽大，火星车“祝融号”的质量不变，对火星的压力不变，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故D正确，不符合题意。
故选C。
9．（多选）（2023湖南衡阳）“奋斗者”号是我国自主研发建造的第一艘万米级全海深潜水器。某次执行任务时，“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度为10909m。当“奋斗者”号下潜到深处时，其总质量为36t，体积为（海水密度取）。下列说法正确的是（ ）
A．“奋斗者”号上浮和下潜是靠改变浮力大小实现的
B．“奋斗者”号上浮和下潜是靠改变自身重力大小实现的
C．“奋斗者”号下潜到深处时受到海水压强为
D．“奋斗者”号下潜到深处时受到海水浮力为
【答案】BC
【解析】AB．潜水器潜在水中时，液体密度不变，它排开水的体积不变，根据可知，其浮力不变，所以潜水器不是通过改变浮力大小来实现上浮和下沉的，而是通过改变自身重力来实现上浮或下沉的，故A错误，B正确；
C．根据可得，“奋斗者”号下潜到深处时受到海水压强为，故C正确；
D．根据可知，“奋斗者”号下潜到深处时受到海水浮力为，故D错误。
故选BC。
10．（多选）（2023河北）柱状容器内加入浓盐水，把一枚土豆轻轻放入其中，静止时土豆漂浮在水面上，如图甲所示；向容器中缓慢注入清水，土豆逐渐下沉；注入适量清水时，土豆悬浮在盐水中，如图乙所示：继续注入清水，土豆沉到容器底部，如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A．漂浮在水面上时，土豆受到的浮力与其重力大小相等
B．悬浮在盐水中时，土豆的密度与此时盐水的密度相等
C．沉到底部后，土豆受到的浮力可能大于漂浮时受到的浮力
D．沉到底部后，继续注入清水，土豆受到的浮力不再变化
【答案】AB
【解析】A．土豆漂浮在水面上，由漂浮条件可知，土豆的浮力等于它的重力，故A正确；
B．土豆悬浮在盐水中，由悬浮条件可知，土豆的密度等于盐水的密度，故B正确；
C．沉到底部后，土豆受到的浮力小于它的重力，漂浮时土豆受到的浮力等于它的重力，沉到底部后，土豆的重力不变，土豆受到的浮力小于漂浮时受到的浮力，故C错误；
D．沉到底部后，继续注入清水，盐水的密度变小，土豆排开盐水的体积不变，由可知土豆受到的浮力变小，故D错误。
故选AB。
11．（2023湖南岳阳）汨罗江畔迎端午，搏桨跃浪赛龙舟。与登舟前相比，运动员登上龙舟后，龙舟受到的浮力___________（选填“变小”、“不变”或“变大”）。龙舟用200s的时间通过了800m赛道，则该龙舟的平均速度是___________m/s。
【答案】变大 4m/s
【解析】因为龙舟始终漂浮，根据物体的浮沉条件可知，所受的浮力始终等于龙舟的重力，因为运动员登上龙舟后，龙舟的总重力变大，因此龙舟所受的浮力变大。
龙舟用200s的时间通过了800m赛道，则该龙舟的平均速度为
12．（2023四川成都）如图甲是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇，其内部有两个气囊，主气囊内充满氦气（密度小于空气），副气囊内充有空气。当驻空的浮空艇要上浮时，排出副气囊内的部分空气，使浮空艇受到的重力______浮力，实现上浮。图乙是国产大飞机C919，飞机在空中飞行时，机翼上表面的空气流速大，压强______，机翼的上下表面形成压力差，使飞机获得升力。
【答案】小于 小
【解析】根据物体的浮沉条件，驻空的浮空艇要上浮时，排出副气囊内的部分空气，使浮空艇受到的重力小于浮力，实现上浮。
流速大（小）的地方压强小（大），图乙是国产大飞机C919，飞机在空中飞行时，机翼上表面的空气流速大，压强小，机翼的上下表面形成压力差，使飞机获得升力。
13．（2023重庆）小莉模拟古人利用浮力打捞铁牛，模拟过程和测量数据如图所示。①把正方体M放在架空水槽底部的方孔处（忽略M与水槽的接触面积），往水槽内装入适量的水，把一质量与M相等的柱形薄壁水杯放入水中漂浮，如图甲所示；②向杯中装入质量为水杯质量2倍的铁砂时，杯底到M上表面的距离等于M的边长，如图乙所示，此时水杯浸入水中的深度h=_________cm；③用细线连接水杯和M，使细线拉直且无拉力，再将铁砂从杯中取出，当铁砂取完后，M恰好可被拉起，完成打捞后，如图丙所示。则M与水杯的底面积之比为___________。
【答案】9 2∶9
【解析】根据甲、乙两图可知，向杯中装入质量为水杯质量2倍的铁砂时，液面上升的距离为
由此可知当加入质量与水杯相同的铁砂液面上升3cm，因为铁砂与柱形薄壁水杯质量相等，因此不加铁砂时，水杯浸入水中的深度为3cm，因此如图乙所示，此时水杯浸入水中的深度
由图乙可知，装入铁砂后烧杯下降6cm，则增加的浮力为ΔF浮=ρ水ΔV排g=ρ水g×6cm×S杯
取出铁砂的拉力的增量等于ΔF浮。因铁砂的质量是水杯的2倍，并由甲图可知，烧杯受到的浮力为F浮=ρ水g×3cm×S杯=G杯
又因为M的质量与水杯的质量相等，因此，M受到的重力大小也为F浮。当铁砂取完后，M恰好可被拉起可知，杯底到M上表面的距离等于M的边长，铁砂产生的浮力刚好的与M正方体的重力和上表面的压力，则，
化简得①
根据甲丙两图可知，增加的排开水的体积是
且增加的浮力等于正方体M的重力与所受浮力之差，则有，
化简得
在甲图中，排开水的体积为
则有②
①②两式联立可得
14．（2023山东临沂）作出图中漂浮在水面上的小球所受力的示意图（O为小球的重心）。
【答案】
【解析】漂浮在水面上的小球处于平衡状态，因此受到竖直向下的重力等于竖直向上的浮力
15．（2023江苏苏州）综合实践活动课上，小明用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。制作时，小明先将吸管两端剪平，铁丝密绕成小团后塞入吸管一端，再用石蜡将该端口堵住密封；接着，将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态（图甲），用笔在吸管上标记此时水面位置O；取出吸管，量出O点至封口端的距离H，通过分析与计算，在吸管上分别确定密度值0.8、0.9、1.0、1.1的位置并标上密度值。
使用时，将密度计静置于待测液体中，读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
（1）O位置处的刻度值为_________；
（2）吸管漂浮在其他液体中时（图乙），液面下方的深度h＝_________（用、、H表示）；
（3）管壁上标注的4个刻度值，相邻两刻度值之间的距离_________（相等/不相等）；
（4）小明突发奇想，将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出，缠绕到底部外侧，其它没有变化（图丙），他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度，测量结果_________（偏大/偏小/无变化）；
（5）若增加塞入吸管中铁丝的质量，则制作的密度计精确程度将_________。
【答案】（1）1.0 （2） （3）不相等 （4）偏大 （5）变高
【解析】（1）密度计竖直漂浮在水中时，水面位于图中O处，说明此时密度计在O处显示的密度值应该为水的密度，所以则O处应标为1g/cm3
（2）由题意知密度计漂浮在水面上时，V排=SH，则有F浮=G物，即
当密度计漂浮在密度为ρ液的液体中时，V排液=Sh,则有F浮液=G物，即
可得
解得
（3）由可知，h和ρ液是反比例函数，刻度分布不均匀。
（4）小明把吸管中的细铁丝拿出来，缠绕在吸管的下端，再用这支密度计去测量液体的密度，此时排开液体的体积不变，因吸管排开液体的体积等于排开液体的总体积减去铜丝的体积，所以，吸管排开液体的体积减小，会上浮一些，测得的密度值偏大，即测出的同一液体密度值偏大。
（5）为了使测量结果更准确，使密度计上两条刻度线之间的距离大一些，增加塞入吸管中铁丝的质量，从而获得更大的重力，即浮力更大，排开体积更大，由V=sh可知，S不变，即可使h变大，据此设计精确程度更高。
16．（2023山东枣庄）我市山区在精准扶贫政策扶持下，种植的大樱桃喜获丰收，小明想知道大樱桃的密度，他用天平和量筒进行了如下实验。
（1）把天平放在水平桌面上，先把游码放到标尺左端的__________处，发现指针在分度盘的位置如图甲所示，应该向__________旋动平衡螺母，使横梁平衡；
（2）用调好的天平测大樱桃的质量，当右盘中所加砝码和游码的位置如图乙所示时，天平恢复平衡，则大樱桃的质量为__________g；
（3）将用细线拴好的大樱桃放人装有60mL水的量筒中，水面上升到如图丙所示位置。根据测量结果可知大樱桃的密度为__________g/cm3；
（4）小丽同学设计了另一种实验方案：她先用天平正确测出了大樱桃的质量m，再将用细线拴好的大樱桃放入空量筒中，然后向量筒内倒人适量的水，水面到达V1刻度线处，接着将大樱桃提出，水面下降到V2刻度线处，进而测出大樱桃的体积，并计算出大樱桃的密度，则小丽所测大樱桃的密度值与真实值相比__________（选填“偏大”或“偏小”）；
（5）小明回家后，还想测出妈妈手镯的密度，他找到家里的电子秤，称出手镯的质量是48.0g，又借助细线、水、玻璃杯，进行了如图丁、戊所示的实验操作，测出了手镯的体积，则手镯的密度是__________g/cm3。
【答案】（1）零刻度线 左 （2）10.6 （3）1.06 （4）偏小 （5）19.2
【解析】（1）天平在使用之前，应将游码归零，故应先把游码放到标尺左端的零刻度线处。
由图甲可知，此时指针指向分度盘的右侧，则此时天平左端轻，右端重，故此时应该向左旋动平衡螺母，使横梁平衡。
（2）由图乙可知，游码的分度值为0.2g，故樱桃的质量为m=10g+0.6g=10.6g
（3）由图丙可知，樱桃的体积为V=70mL-60mL=10mL=10cm3
故由可得，樱桃的密度为
（4）由测量过程可知，用细线将大樱桃从水中提出时，细线上会带出一部分水，使得量筒中剩余的水变少，从而使得樱桃的体积测量值偏大，故由可得，会使得所测的樱桃密度值与真实值相比偏小。
（5）由题意可知，手镯的质量为m0=48.0g，由图丁、戊可知，手镯浸入水中后，电子秤的示数变化量为Δm=668.5g-666g=2.5g=0.0025kg
由受力分析可得，手镯所受浮力为F浮=ρ水gV排=Δmg=0.0025kg×10N/kg=0.025N
故可得手镯的体积为
可得手镯的密度为
17．（2023四川泸州）科创小组设计了水库自动泄洪控制装置，将其制成顶部开有小孔的模型，如图所示。其中A为压力传感器，B是密度小于水且不吸水的圆柱体，能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动。当模型内水深h0=15cm时，B与模型底面刚好接触且压力为零。水面上涨到设计的警戒水位时，圆柱体对压力传感器的压力为2N，触发报警装置，开启泄洪阀门。已知圆柱体B的底面积SB=50cm2，高hB=25cm，g取10N/kg，ρ水=1×103kg/m3。
（1）当B对模型底面压力F1=2.5N时，模型内水深h1为多少cm？
（2）刚触发报警装置时，B浸入水中的深度h2为多少cm？
（3）为了提高防洪安全性，警戒水位需要比原设计低5cm，在B的上方加上与B同材质同底面积的圆柱体C，则圆柱体C的高度h3应为多少cm？
【答案】（1）10cm；（2）19cm；（3）12.5cm
【解析】解：（1）当模型内水深h0=15cm时，B排开水的体积V0=SBh0=50cm2×15cm=750cm3
由B与模型底面刚好接触且压力为零可知，此时B处于漂浮状态，由物体的漂浮条件可知，B的重力GB=F0浮=ρ水gV0=1×103kg/m3×10N/kg×750×10-6m3=7.5N
由G=mg可知，B的质量
B的体积VB=SBhB=50cm2×25cm=1250cm3
则B的密度
由力的平衡条件可知，当B对模型底面压力，F1=2.5N时，B受到的浮力F1浮=GB-F1=7.5N-2.5N=5N
由F浮=ρ液gV排可知，B排开水的体积
由V=Sh可知，B浸入水中的深度
（2）刚触发报警装置时圆柱体对压力传感器的压力为2N，由力的平衡条件可知，此时B受到的浮力F2浮=GB+F2=7.5N+2N=9.5N
由F浮=ρ液gV排可知，B排开水的体积
由V=Sh可知，B浸入水中的深度
（3）由刚触发报警装置时B浸入水中的深度和B的高度可知，A到水面的距离hA=hB-h2=25cm-19cm=6cm
警戒水位需要比原设计低5cm时，A到水面的距离hA'=hA+5cm=6m+5cm=11cm
则BC整体排开水的深度hBC=h3+hB-hA'=h3+25cm-11cm=h3+14cm
BC整体排开水的体积VBC=SBhBC=50cm2×(h3+14cm)=(50h3+700)cm3
此时BC整体受到的浮力F浮=ρ水gVBC=1×103kg/m3×10N/kg×(50h3+700)×10-6m3
BC整体的体积V=SB(h3+hB)=50cm2×(h3+25cm)=(50h3+1250)cm3
由密度公式和G=mg可知，BC整体的重力G=mg=ρBVg=0.6×103kg/m3×10N/kg×(50h3+1250)×10-6m3
由力的平衡条件可知，浮力F浮=G+F
即1×103kg/m3×10N/kg×(50h3+700)×10-6m3=0.6×103kg/m3×10N/kg×(50h3+1250)×10-6m3+2N
解得h3=12.5cm。