素養全練9浮力基礎夯實1.(2019廣東廣州中考)兩個相同的燒杯中分別裝滿了兩種不同的液體,把甲乙兩球分別輕輕放入兩杯液體,最后處于如圖所示狀態。甲、乙排開液體的重力相等,甲、乙所受浮力相比()A.甲所受浮力更大B.乙所受浮力更大C.甲、乙所受浮力一樣大D.不知道液體密度無法比較浮力大小答案C解析根據阿基米德原理可知F浮甲=G甲排,F浮乙=G乙排,已知甲、乙排開液體的重力相等,所以F浮甲=F浮乙。2.(2019江蘇淮安中考)長江上,一艘滿載貨物的輪船在卸完一半貨物后,該艘輪船()A.會浮起一些,所受浮力變小B.會浮起一些,所受浮力變大C.會下沉一些,所受浮力變大D.會始終漂浮,所受浮力不變答案A解析因輪船在江水中,處于漂浮狀態,浮力等于重力,在碼頭卸下貨物后,輪船重力變小,則受到的浮力變小,由公式V排=知,排開水的體積減小,輪船要上浮一些,故A正確。3.(2019山東菏澤中考)人們常用“生沉熟浮”來判斷餃子是否煮熟,煮熟后的餃子會漂起來的原因是()A.餃子的重力減小了B.餃子的重力和浮力都增大了C.餃子的重力不變,浮力增大D.餃子的重力和浮力都減小了答案C解析餃子在水中煮的時候,質量不變,則重力不變,因為餃子受熱膨脹,體積增大,根據F浮=gV排知,浮力增大,當浮力大于重力時便會浮上來,故ABD錯誤,C正確。4.如圖所示物體A由大小兩個圓柱體組成懸浮于水中,已知VA=1 dm3,大圓柱體上表面受水向下壓力5 N,小圓柱體下表面受到水向上壓力8 N,(已知水=1103 kg/m3,g取10 N/kg)下列說法正確的是()A.物體A受浮力3 NB.物體A受浮力13 NC.大圓柱體下表面受向上壓力7 ND.大圓柱體下表面受向上壓力10 N答案C解析由題知,物體A由大、小兩個圓柱體組成,浸沒于水中,已知VA=1 dm3,則物體A排開水的體積V排=VA=1 dm3=110-3 m3,物體A所受的浮力F浮=水V排g=1103 kg/m3110-3 m310 N/kg=10 N,根據浮力產生原因可得F浮=F向上小+F向上大-F向下,所以大圓柱體下表面受向上壓力F向上大=F浮-F向上小+F向下=10 N-8 N+5 N=7 N,故ABD錯、C正確。5.(2019四川涼山州中考)一塊掛在彈簧測力計下的金屬圓柱體緩慢浸入水中(水足夠深),在圓柱體接觸容器底之前,能正確反映彈簧測力計示數F和圓柱體下降的高度h關系的圖象是()答案A解析未接觸水面時,拉力等于物體的重力,彈簧測力計示數不變,物體下表面浸在液體中越深,物體排開水的體積不同,測力計的示數也不同,排開水的體積增大時,測力計的示數越小,完全浸沒后彈簧測力計示數不變,A正確。6.下列說法正確的是()A.同一物體放入不同的液體中,受到的浮力一定不同B.只要物體排開液體的體積大,那么該物體受到的浮力就一定大C.浮在液面的物體所受到的浮力有可能比沉在液體底部的物體所受到的浮力小D.處在同種液體中的不同物體,受浮力大的物體一定會上浮答案C解析根據F浮=液gV排,同一物體放入不同的液體中,液體的密度和排開液體的體積都不一定相同,所以受到的浮力可能相同,故A錯誤;根據F浮=液gV排,浮力大小與液體的密度和排開液體的體積有關,僅僅是排開液體的體積大,液體密度未知,該物體受到的浮力不一定大,故B錯誤;根據F浮=水gV排,浮力大小與液體的密度和排開液體的體積有關,若浮在液面的物體排開液體的體積小,則物體所受到的浮力就小,故C正確;處在同種液體中的不同物體,受浮力大的物體,若浮力仍小于物體的重力,則物體會下沉,故D錯誤。7.(2019安徽合肥一模)如圖所示,將同一長方體分別水平與豎直放置在水中都能保持靜止,下列關于該長方體處于這兩種情形的有關分析正確的是()A.上、下表面壓強差相等,浮力相等B.上、下表面壓力差相等,浮力不相等C.上、下表面壓力差不等,浮力不相等D.上、下表面壓強差不相等,浮力相等答案D解析長方體物塊懸浮在水中,說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,所以長方體物塊上下表面受到水的壓力差不變;而長方體物塊上下表面受到水的壓強差p=,豎直放置比水平放置上下表面積小,所以長方體物塊上下表面受到水的壓強差不相等。綜合上述分析可知,選項ABC錯誤,D正確。8.兩只相同的大物塊,一個下端與物塊甲通過繩子相連,另一個上面放著物塊乙,都恰好上表面與水面相平,如圖所示。則下列說法不正確的是()A.兩種情況下,大物塊所受浮力相等B.繩的拉力與乙物塊的重力大小相等C.甲物塊比乙物塊的密度小D.乙物塊的質量比甲物塊小答案C解析兩種情況下大物塊排開水的體積相同,由F浮=水V排g可知,大物塊受到的浮力相同,故A正確;若大物塊重力為G,左邊大物塊受到水的浮力F浮=G+F拉,右邊大物塊受到水的浮力F浮=G+G乙,由于大物體受到的浮力相同,所以F拉=G乙,故B正確;把甲和大物塊、乙和大物塊分別當作一個物體進行受力分析:因為甲和大物塊懸浮,所以,它們受到的浮力F1=G+G甲,因為大物體和乙漂浮,所以,它們受到的浮力F2=G+G乙,左圖中,兩物體均受浮力作用,則F1=F浮+F甲浮,右圖中,只有大物體受到浮力作用,則F2=F浮,所以,F1F2,結合兩式可知G甲G乙,由于甲乙的體積未知,所以無法比較密度大小,故C錯誤;由G=mg可知,m甲m乙,故D正確。9.(2019四川廣安中考)如圖所示,甲、乙兩個完全相同的容器中盛有兩種不同的液體,把兩個完全相同的立方體A、B分別放入這兩種液體中,均處于漂浮狀態,但B浸沒的部分多一些,靜止時兩個容器中的液面相平,A、B在兩種液體中所受浮力分別為FA、FB,液體對燒杯底的壓強分別為p甲、p乙,則()A.FAFBp甲=p乙B.FA=FBp甲=p乙C.FA=FBp甲p乙D.FA=FBp甲p乙答案D解析由題圖可知,立方體A、B都處于漂浮,所以受到的浮力都等于各自的重力,而兩立方體完全相同,則重力相等,所以FA=FB=G,故A錯誤;由于FA=FB,根據F浮=液gV排可得甲gV排甲=乙gV排乙,已知V排甲V排乙,所以,甲乙;兩個容器中的液面相平(即深度相同),根據p=液gh可得p甲p乙;故BC錯誤,D正確。10.用彈簧測力計吊著一個鐵球浸沒在水中而沒有沉入容器底部,那么鐵球受到的浮力的施力物體是。 答案水解析用彈簧測力計吊著一個鐵球浸沒在水中而沒沉到底部,鐵球排開了一定體積的水,則鐵球受到水施加給它的浮力作用。11.彈簧測力計上懸掛一體積200 cm3的金屬塊,示數為7.6 N,如果把該金屬塊浸沒在水中,彈簧測力計的示數為 N。(g取10 N/kg) 答案5.6解析如果把該金屬塊浸沒在水中,V排=V=200 cm3=210-4 m3,根據阿基米德原理,金屬塊所受浮力F浮=液gV排=1103 kg/m310 N/kg210-4 m3=2 N;該金屬塊浸沒在水中,金屬塊受到浮力、重力和彈簧測力計拉力作用,重力和浮力、彈簧測力計的拉力是平衡力,故彈簧測力計的示數為F示=G-F浮=7.6 N-2 N=5.6 N。12.(2019廣西貴港中考)為慶祝中國海軍建軍70周年,我國舉行了大型的海上閱兵活動。某潛水艇在水面上航行時,相對于岸上觀禮的人群是的(選填“運動”或“靜止”)。潛水艇是靠改變來實現上浮或下沉的。 答案運動自身重力解析某潛水艇在水面上航行時,相對于岸上觀禮的人群,潛水艇有位置的變化,是運動的;潛水艇能夠上浮和下沉是通過改變自身重力來實現的。13.(2019四川內江中考)質量為8 kg的木塊漂浮在水面上,它受到的浮力大小為 N。浮力的方向是。(g取10 N/kg) 答案80豎直向上解析木塊漂浮在水面上,則木塊受到浮力F浮=G=mg=8 kg10 N/kg=80 N;浮力的方向是豎直向上的。14.我國某潛艇由湖北武昌造船廠制造完成后,由長江潛行(在液面以下航行)駛進東海,已知江水海水,則潛艇在長江中潛行時所受浮力為F1,重力為G1;在東海里潛行時所受浮力為F2,重力為G2,則F1F2,G1G2。(均選填“”“”或“=”) 答案解析因為潛水艇潛行(在水面下航行),所以V排不變,潛水艇從長江到東海,液體的密度變大,根據F浮=液gV排 可知,潛水艇受到的浮力變大,即F1F2;潛水艇潛行時,其浮力和重力是一對平衡力,則F1=G1,F2=G2,因F1F2,所以G1G2。15.某同學幫實驗室老師打掃衛生,在清洗甲、乙兩個體積相等的球時,發現它們在水中靜止后處于如圖所示的狀態,這時甲球受到的浮力(選填“大于”“等于”或“小于”)乙球受到的浮力。 答案小于解析物體在液體中所受的浮力大小跟液體的密度和排開液體的體積有關。甲、乙兩個體積相等的球時,放入水中時,甲球漂浮,乙球懸浮,則排開液體的體積V甲V乙,由F浮=水gV排可知,甲球受到的浮力小于乙球受到的浮力。16.一個實心鐵球,放在水中靜止時所受浮力為F1,放在水銀中靜止時所受浮力為F2,則F1F2=(已知水=1.0103 kg/m3,鐵=7.9103 kg/m3,水銀=13.6103 kg/m3)。 答案1079解析因為實心鐵球的密度鐵水,所以放在水中靜止時,鐵球下沉,最終沉底,其排開水的體積等于鐵球的體積,即V排=V,則鐵球所受水的浮力為F1=水gV排=水gV;因為鐵水銀,所以放在水銀中鐵球會上浮,最終處于漂浮狀態,根據物體的漂浮條件可得,所受水銀的浮力為F2=G=mg=鐵gV,所以=1079。17.(2019四川達州中考)將密度為0.9103 kg/m3、體積為V的冰塊放入盛有適量水的圓柱形容器中(無水溢出),冰塊靜止時露出水面的體積V露=V,當冰塊完全熔化后(總質量不變)容器中的水面將(選填“升高”“降低”或“不變”)。(已知水=1103 kg/m3) 答案不變解析由題意可知冰浮在水面上,則F浮=G冰,由阿基米德原理和重力公式可得水gV排=冰gV,V排=V=V,所以露出水面的體積V露=V-V排=V-V=V;當冰塊完全熔化后,熔化為水的質量和冰的質量相同,即水V冰化水=冰V,所以V冰化水=V,即熔化為水的體積與原來排開水的體積相同,故水面高度不變。18.(2019江蘇鹽城中考改編)小明用飲料吸管制作了一只簡易密度計,將其放入水中時,密度計不能直立,應(選填“增加”或“減少”)吸管中鐵絲質量,改進后,分別用它測量水和鹽水的密度時,吸管浸入液體的深度分別為h1和h2,則h1h2。 答案增加解析小明將自制的密度計放入水中,密度計不能直立漂浮,應降低其重心,故需要增加吸管中鐵絲質量;因為密度計不管是在水中還是在鹽水中,都是漂浮狀態,所以F浮水=F浮鹽水=G,設密度計的底面積為S,則根據G=F浮液=液gV浸得水gSh1=鹽水gSh2,已知水鹽水,所以h1h2。能力提升19.(2019四川綿陽中考)我國10萬噸級的“新光華”號半潛船擁有兩個標準足球場大的甲板,為亞洲最大。2019年1月,“新光華”號半潛船從巴西運載2.5萬噸的超大型鉆井平臺回到廣州。半潛船裝載鉆井平臺的工作過程示意圖如圖所示,半潛船先通過調整水艙里的壓載水量,平穩地將船身和甲板潛入約30 m深的水下,只露出船樓建筑;然后將漂浮的鉆井平臺拖拽到甲板正上方水面,半潛船開始排出水艙里的壓載水,上浮到甲板與鉆井平臺底部接觸時,將鉆井平臺綁扎固定在甲板上,繼續排出水艙里的壓載水,半潛船船身連同鉆井平臺一起上浮,浮出水面,最后靜止。半潛船在上浮過程中()A.當排出的壓載水重大于鉆井平臺重時才開始上浮B.當排出的壓載水重等于鉆井平臺重時才開始上浮C.排出的壓載水總重大于鉆井平臺重D.排出的壓載水總重等于鉆井平臺重答案C解析半潛船在上浮過程中分為3個狀態,如下圖1是半潛船的船身和甲板潛入約30 m深的水下的狀態(此時漂浮);圖2是上浮到甲板與鉆井平臺底部剛剛接觸時的狀態;圖3是半潛船船身連同鉆井平臺一起上浮,浮出水面,最后處于靜止狀態;圖1中,半潛船在水下約30 m深的位置處于漂浮狀態,浮力等于重力;由圖1到圖2,將壓載水排出水艙,則半潛船的重力減小,重力小于浮力,則半潛船會上浮,所以只要排出壓載水,半潛船就會上浮,故AB錯誤;圖1中F浮1=G半潛船,圖3中F浮3=G半潛船-G排總+G鉆(其中G排總為整個過程中排出的壓載水總重),由圖可知V排1V排3;由于都是在水中,則由F浮=液V液g可知,F浮1F浮3,即G半潛船G半潛船-G排總+G鉆,所以,G排總G鉆,故C正確,D錯誤。20.(2019廣西貴港中考)三塊完全相同的冰塊分別漂浮在甲、乙、丙三種不同液體中,這三種液體的密度分別為甲、乙、丙。當冰塊熔化后,甲液體液面高度不變,乙液體液面高度升高,丙液體液面高度降低。下列關系正確的是()A.甲乙丙B.丙甲乙C.丙乙甲D.乙甲丙答案B解析三塊完全相同的冰塊分別漂浮在甲、乙、丙三種不同液體中,由漂浮條件可得F浮=G冰,結合阿基米德原理可得液V排g=G冰,所以V排=,因為冰熔化前后質量不變,所以G冰=G冰化水=水V冰化水g,則V冰化水=;當冰塊熔化后,甲液體液面高度不變,乙液體液面高度升高,丙液體液面高度降低,則,故丙甲乙。21.在探究“影響浮力大小的因素”這一問題時,請你根據如圖所示實驗操作,從中選出一些圖,針對某一個因素進行探究,并通過分析彈簧測力計的示數,說明你的探究結果。(1)探究的因素是,選用的圖是(填圖中的序號),探究的結果是 。 (2)小明想探究“物體受到的浮力與其形狀是否有關”,他找來薄鐵片、燒杯和水進行實驗,實驗步驟如下:步驟一:將鐵片放入盛水的燒杯中,鐵片下沉至杯底;步驟二:將鐵片彎成“碗狀”再放入水中,它漂浮在水面上。通過分析可知,第一次鐵片受到的浮力(選填“大于”“等于”或“小于”)第二次鐵片受到的浮力; 小明得出:物體受到的浮力與其形狀有關。小明得出錯誤結論的原因是:他只關注了鐵片的改變,忽視了對浮力大小的影響。 答案(1)液體密度浸在液體中的物體所受浮力與液體的密度有關,在物體排開液體體積一定時,液體的密度越大,浮力就越大(答案不唯一)(2)小于形狀排開液體的體積解析(1)探究浮力和液體密度的關系,要保證物體排開液體體積相等。探究因素:液體密度;選用的圖:;探究結果:由F浮=G-F可知,浸在液體中的物體所受浮力與液體的密度有關,在物體排開液體體積一定時,液體的密度越大,浮力就越大。(2)根據物體的沉浮條件:漂浮時浮力等于重力,而下沉浮力小于重力。鐵片改變形狀重力是不變的,所以第一次浮力小于第二次浮力。鐵片下沉,鐵片排開液體的體積等于自身體積,鐵片做成碗狀漂浮在水面上,它排開液體的體積大于自身體積,所以小明的結論是錯誤的。22.2014年4月14日,為尋找失聯的MH370航班,啟用了“藍鰭金槍魚-21”自主水下航行器進行深海搜尋。其外形與潛艇相似(如圖所示),其相關參數為:體積1 m3、重量7 500 N,最大潛水深度4 000 m,最大航速7.5 km/h(不考慮海水密度變化,海水密度取1.0103 kg/m3,g取10 N/kg)(1)它在最大深度所受的海水的壓強是多少?假設該航行器上有面積為210-3 m2的探測窗口,這時窗口承受海水的壓力是多少?(2)航行器停留在水下300 m深處作業時,若遇故障發動機關閉,試分析判斷航行器的浮沉情況。(3)“金槍魚”搜尋任務完成后,變為自重時,能靜止漂浮在海面上,求此時“金槍魚”露出海面的體積為多大?答案(1)4107 Pa8104 N(2)航行器將上浮(3)0.25 m3解析(1)它在最大深度所受的海水的壓強p=gh=1.0103 kg/m310 N/kg4 000 m=4107 Pa,由p=可得,這時窗口承受海水的壓力F=pS=4107 Pa210-3 m2=8104 N;(2)航行器停留在水下300 m深處作業時,受到的浮力F浮=gV排=gV=1.0103 kg/m310 N/kg1 m3=1.0104 N,航行器重力G=7 500 N,因為F浮G,所以航行器在海水中將上浮;(3)因“金槍魚”搜尋任務完成后,變為自重時恰能靜止漂浮在海面上,此時它所受的浮力F浮=G=7 500 N,由F浮=V排g可得,此時排開海水的體積V排=0.75 m3,露出海面體積為V露=V-V排=1 m3-0.75 m3=0.25 m3。23.如圖所示,容器底面積為200 cm2,物體A漂浮在水面上,其密度為0.6103 kg/m3、體積為500 cm3。(水=1103 kg/m3)求:(1)物體A漂浮時所受的浮力;(2)物體A放入水中后,露出水面的體積V1和浸在水中的體積V2的比值;(3)若用力將A慢慢向下壓,直到A剛好浸沒在水中,求壓力F的大小和壓木塊前后水對容器底部的壓強的增加量p。答案(1)3 N(2)23(3)100 Pa解析(1)物體A的重力G=mAg=AVAg=0.6103 kg/m350010-6 m310 N/kg=3 N,因為A漂浮在水面上,所以A受到的浮力F浮=G=3 N;(2)因為F浮=G=AVAg,且F浮=水V排g,所以可得水V排g=AVAg,即浸在水中的體積V2=V排=VA,則露出水面的體積V1=VA,可得露出液面的體積V1和浸在水中的體積V2的比值為V1V2=VAVA=23。(3)物體A浸沒水中時排開水的體積V排=VA=500 cm3=50010-6 m3,此時物體A受到的浮力F浮=水V排g=1.0103 kg/m350010-6 m310 N/kg=5 N,由力的平衡條件可得,對物體A施加的壓力F=F浮-G=5 N-3 N=2 N,壓木塊前后水對容器底的壓力變化量F=F=2 N,則水對容器底的壓強變化量p=100 Pa。12