專題04 浮力（原卷版）

專題04浮力一、單選題1．（2022·江蘇南京·模擬預(yù)測）2021年3月23日，巴拿馬籍大型貨輪“長賜號(hào)”在蘇伊士運(yùn)河擱淺，如圖甲所示。28～29日，海水漲潮、運(yùn)河水位持續(xù)上升，28日“長賜號(hào)”仍處于擱淺狀態(tài)，29日“長賜號(hào)“脫離運(yùn)河河底，隨著水位上升船身逐漸升高，最終如圖乙所示。28～29日。海水漲潮、運(yùn)河水位持續(xù)上升過程中，“長賜號(hào)“受到的浮力（）A．一直變大 B．先變大后不變 C．一直不變 D．先不變后變大【答案】B【解析】【分析】【詳解】擱淺狀態(tài)是沉底，浮力始終小于重力，海水漲潮、運(yùn)河水位持續(xù)上升，排開液體體積變大，根據(jù)F浮=ρgV排，浮力變大，直到漂浮，浮力等于重力，之后浮力不變，故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。2．（2022·上海靜安·一模）浸在液體中的物體所受到的浮力，大小等于（）A．物體的體積 B．物體排開液體的體積C．物體的重力 D．物體排開液體的重力【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)阿基米德原理，物體在液體中受到的浮力等于物體排開液體的重力，故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。3．（2022·云南昆明·一模）關(guān)于圖中所涉及的物理知識(shí)，下列說法中錯(cuò)誤的是（）A．甲中液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟硎桥了箍ǘ葿．乙中氣墊船通過使接觸面分離來減小摩擦力C．丙中磁浮列車在行駛中不受阻力作用D．丁中放飛的孔明燈受到浮力作用【答案】C【解析】【詳解】A．油壓千斤頂就是根據(jù)帕斯卡定律來工作的，外力對面積小的活塞產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于物體對千斤頂中面積大的活塞產(chǎn)生的壓強(qiáng)，這樣就可以用較小的力舉起較重的物體，故A正確，但不符合題意；B．氣墊船是利用使物體接觸面分離的辦法來減小摩擦的，故B正確，不符合題意；C．磁懸浮列車的高速運(yùn)行時(shí)，會(huì)受到風(fēng)的阻力，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．孔明燈在上升過程中，不但受到浮力而且受到重力的作用，故D正確，不符合題意。故選C。4．（2022·福建泉州·二模）如圖是一種吸塵器，它的工作原理是電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)葉片高速旋轉(zhuǎn)，在密封的殼體內(nèi)產(chǎn)生空氣負(fù)壓，吸取塵屑。與吸塵器工作原理相同的是（）A．茶壺 B．船閘C．潛水艇 D．離心泵【答案】D【解析】【分析】吸塵器的工作原理是氣體流速快，壓強(qiáng)小?！驹斀狻緼．茶壺的原理是連通器，故A不符合題意；B．船閘的原理是連通器，故B不符合題意；C．潛水艇的原理是通過改變自身重力控制浮沉，故C不符合題意；D．離心泵的原理是流速快壓強(qiáng)小，故D符合題意。故選D。5．（2022·貴州畢節(jié)·三模）我們在生活中會(huì)經(jīng)常用到物理知識(shí)。下列場景（如圖所示）中沒有利用大氣壓強(qiáng)的是（）A．甲圖，塑料吸盤“粘貼”在墻壁上 B．乙圖，自動(dòng)供水裝置C．丙圖，吹出去的泡泡飄在空中 D．丁圖，從杯中吸飲料到嘴里【答案】C【解析】【詳解】A．塑料吸盤“粘貼”在墻壁上是因?yàn)橐粔何P，排出了吸盤內(nèi)的空氣，當(dāng)吸盤要恢復(fù)原狀時(shí)，內(nèi)部氣壓小于外界大氣壓，外界大氣壓將吸盤緊緊地壓在墻面上，該實(shí)驗(yàn)說明了大氣壓的存在，故A正確，不符合題意；B．隨著水的蒸發(fā)，盆景內(nèi)水減少，當(dāng)瓶口剛露出水面時(shí)，會(huì)有少量空氣進(jìn)入瓶中，瓶內(nèi)氣壓增大，瓶子的水會(huì)下降流出一部分，使瓶外水位重新升高，回到原來的高度，即盆景內(nèi)的水位保持不變；此后在大氣壓的作用下瓶中的水不再流出，故B正確，不符合題意；C．吹出去的泡泡飄在空中是因?yàn)榕菖菔芸諝飧×ψ饔茫皇谴髿鈮鹤饔?，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．用吸管吸飲料時(shí)，吸出吸管中的部分空氣，使吸管內(nèi)的氣壓減小，杯中飲料在大氣壓的作用下被壓入嘴中，故D正確，不符合題意。故選C。6．（2022·山東濟(jì)南·二模）甲、乙、丙、丁是四個(gè)體積、形狀相同而材質(zhì)不同的小球，把它們放入水中靜止后的情況如圖所示，則在水中受到浮力最小的是（）A．甲球 B．乙球 C．丙球 D．丁球【答案】D【解析】【詳解】四個(gè)球體積相同，放在同一種液體中，丁球排開水的體積最小，根據(jù)可知，丁球所受浮力最小。故選D。二、填空題7．（2022·福建·龍巖二中模擬預(yù)測）一個(gè)重30N、體積為0.002m3的物體用繩子懸掛著，如圖所示。現(xiàn)將物體浸沒在燒杯的水中，物體受到的浮力是______N（g取10N/kg）。物體浸沒水中后繼續(xù)下沉的過程中，水對杯底的壓強(qiáng)______（填“增大”、“不變”或“減小”）?！敬鸢浮?/p>

20

不變【解析】【分析】【詳解】[1]由題知，物體完全浸沒在燒杯的水中，則V排＝V＝0.002m3物體所受的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m3＝20N[2]物體浸沒水中后繼續(xù)下沉的過程中，排開水的體積不變，水面高度不變，水的密度不變，由公式p＝ρgh可知水對杯底的壓強(qiáng)不變。8．（2022·上海楊浦·一模）我國科技近年來飛速發(fā)展，C919國產(chǎn)大客機(jī)采用鋁鋰合金來減輕機(jī)身重力，這是應(yīng)用了_______知識(shí)。遼寧號(hào)航母滿載時(shí)的質(zhì)量約為6.5萬噸，能平穩(wěn)浮在海面上，這主要應(yīng)用了_______原理。奮斗者號(hào)潛水器能下潛至深海而不被壓扁，是因?yàn)樗耐鈿つ艹惺芎Ｋa(chǎn)生的巨大_______?！敬鸢浮?/p>

密度

阿基米德

壓強(qiáng)【解析】【詳解】[1]因?yàn)殇X鋰合金密度較小，根據(jù)知，在同體積的情況下，密度小的質(zhì)量輕。所以是應(yīng)用了密度的知識(shí)。[2]遼寧號(hào)航母滿載時(shí)的質(zhì)量約為6.5萬噸，能平穩(wěn)浮在海面上,就是采用空心的方法，根據(jù)阿基米德知，這樣可以使排開水的體積增大，從而增大浮力，使密度大于水的鋼鐵能漂浮在水面上。這主要應(yīng)用了阿基米德原理。[3]在深海中海水會(huì)產(chǎn)生很大的壓強(qiáng)，但是潛水器能下潛至深海而不被壓扁，因?yàn)樗耐鈿つ艹惺芎Ｋa(chǎn)生的巨大壓強(qiáng)。一、單選題1．（2021·廣東·中考真題）小明看到清淤作業(yè)人員正在將水塘底部的淤泥搬運(yùn)到船上。他想：水面高度會(huì)變化嗎?于是進(jìn)行了探究：首先，將石塊a和不吸水的木塊b置于裝有水的燒杯中，如圖所示；然后，將石塊a從水中拿出并輕輕放在木塊b上，它們處于漂浮狀態(tài)，則水面高度將（）A．下降 B．上升 C．不變 D．無法判斷【答案】B【解析】【分析】【詳解】有石塊a和不吸水的木塊b，石塊a沉在水底，浮力小于重力，不吸水的木塊b漂在水面，浮力等于重力，此時(shí)總浮力將石塊a放在木塊b上后，ab一起漂浮，總浮力等于總重力，即因此而浮力越大，排開液體體積越大，水面越高，因此水面會(huì)上升，故B符合題意。故選B。2．（2021·云南昆明·中考真題）一個(gè)氣球下掛一個(gè)鐵塊置于水中某一位置，處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示?，F(xiàn)用手輕輕向下推一下氣球，那么手離開氣球后，氣球和鐵塊的運(yùn)動(dòng)情況是（）A．加速向下運(yùn)動(dòng) B．勻速向下運(yùn)動(dòng) C．減速向下運(yùn)動(dòng) D．仍然處于靜止?fàn)顟B(tài)【答案】A【解析】【分析】【詳解】原來金屬塊和小氣球懸浮在水中，浮力等于重力，向下推一下氣球，所處的深度增加，由公式p=ρgh知，氣球受到水的壓強(qiáng)增大，氣球的體積變小，所以氣球排開水的體積減小，由公式F浮=ρ液gV排知，氣球受到的浮力減小，總浮力小于總重力，加速向下運(yùn)動(dòng)，故BCD不符合題意，A符合題意。故選A。3．（2021·江蘇·中考真題）用硬塑料瓶、透明膠帶、螺母、塑料管、容器和水等，制作如圖所示的潛水艇模型，不計(jì)進(jìn)排氣管體積，要讓原本懸浮在a位置的潛水艇下潛至b位置懸浮，采取的措施是使瓶內(nèi)氣體（）A．增加 B．減少C．先增加后減少 D．先減少后增加【答案】D【解析】【分析】【詳解】要讓原本懸浮在a位置的潛水艇下潛至b位置懸浮，首先應(yīng)該讓潛水艇下沉，即排出氣體使瓶內(nèi)氣體減少水進(jìn)入。然后再減小重力，讓潛水艇模型懸浮，即讓氣體進(jìn)入排出水，實(shí)現(xiàn)懸浮，所以瓶內(nèi)氣體應(yīng)該先減小后增加。故選D。4．（2021·四川瀘州·中考真題）小王同學(xué)做了下面幾個(gè)家庭實(shí)驗(yàn)，以下說法正確的是（）A．圖甲，緩慢拉動(dòng)紙片，雞蛋未落入杯中，說明雞蛋不受重力B．圖甲，快速抽出紙片，雞蛋落入杯中，說明雞蛋具有慣性C．圖乙，雞蛋懸浮在鹽水中，說明雞蛋密度大于鹽水密度D．圖乙，雞蛋懸浮在鹽水中，增加鹽水濃度雞蛋將下沉【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．圖甲中，緩慢拉動(dòng)紙片，雞蛋未落入杯中，是因?yàn)殡u蛋受到摩擦力的作用，隨紙片一起運(yùn)動(dòng)，而在地球表面的物體都受到重力的作用，故A錯(cuò)誤；B．快速抽出紙片，雞蛋由于慣性會(huì)保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：即靜止?fàn)顟B(tài)，不隨紙片運(yùn)動(dòng)，所以會(huì)掉入杯中，故B正確；C．圖乙中，雞蛋懸浮在鹽水中，是因?yàn)殡u蛋與鹽水的密度相同，故C錯(cuò)誤；D．增加雞蛋懸浮著的鹽水濃度，那么鹽水的密度越大，而雞蛋的體積不變，則排開鹽水的體積不變，據(jù)阿基米德原理知，雞蛋所受的浮力變大，則雞蛋會(huì)上浮，故D錯(cuò)誤。故選B。5．（2021·四川南充·中考真題）以下表述錯(cuò)誤的是（）A．飛艇和飛機(jī)獲得升力的原理相同B．氫氣球在空中上升過程中受氣壓影響體積會(huì)變大C．熱氣球充的是加熱后體積膨脹的熱空氣D．潛水艇工作時(shí)是通過改變自身重力的方式來實(shí)現(xiàn)浮沉的【答案】A【解析】【分析】【詳解】A．飛艇是由于在空中，受到的浮力大于重力，從而獲得升力的；而飛機(jī)是由于機(jī)翼的上下表面空氣流速不一樣，從而壓強(qiáng)不一樣，獲得升力；它們獲得升力的原理不相同，故A錯(cuò)誤，符合題意；B．氫氣球在空中上升過程中，大氣壓越來越小，那么其自身的體積會(huì)變大，即氫氣球在空中上升過程中受氣壓影響體積會(huì)變大，故B正確，不符合題意；C．一般情況下的熱氣球，充的是被燃燒器燒熱，從而體積膨脹的熱空氣，故C正確，不符合題意；D．潛水艇工作時(shí)，在豎直方向上受到浮力和重力作用，由于自身的體積不變，排開水的體積不變，則受到的浮力不變，那么通過排水或進(jìn)水，改變自身重力的方式來實(shí)現(xiàn)浮沉的，故D正確，不符合題意。故選A。6．（2021·山東德州·中考真題）水平桌面上有甲、乙兩個(gè)相同容器，分別裝有密度不同的食鹽水，將兩個(gè)完全相同的小球分別放入兩容器中，小球靜止時(shí)，兩容器液面相平（如圖所示），若甲、乙兩容器中食鹽水的密度分別為ρ1、ρ2，兩小球在甲、乙兩容器中受到的浮力分別為F1、F2。下列說法正確是（）A．F1<F2，ρ1>ρ2B．甲容器底部受到食鹽水的壓強(qiáng)大于乙容器底部受到食鹽水的壓強(qiáng)C．甲容器對桌面的壓力大于乙容器對桌面的壓力D．若將乙容器中的食鹽水及小球倒入甲容器中，充分混合后兩小球均沉底【答案】D【解析】【詳解】由圖知甲容器中小球沉底，乙容器中小球懸浮,所以根據(jù)知故A錯(cuò)誤；B．兩容器中液面相平，由A知，所以根據(jù)可知，容器底受到液體的壓強(qiáng)關(guān)系為，故B錯(cuò)誤；C．由于兩球都處于完全浸沒狀態(tài)，排開液體的體積相同；由于液面相平，液體和球的總體積相同，所以甲、乙中鹽水的體積相同，且，由可知，甲容器內(nèi)總重力較小，甲、乙兩容器相同，所以甲容器對桌面的壓力較小，故C錯(cuò)誤；D．由于，當(dāng)將乙容器中的食鹽水及小球倒入甲容器中，充分混合后，混合后鹽水的密度均小于小球的密度，所以兩球均沉底，故D正確。故選D。二、計(jì)算題7．（2021·山東東營·中考真題）如圖是某科技小組設(shè)計(jì)的打撈裝置示意圖，已知被打撈的合金塊密度為4×103kg/m3，體積為0.01m3。每個(gè)滑輪重100N，繩重和摩擦均忽略不計(jì)。（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（1）合金塊下表面距水面5m時(shí)，求合金塊下表面所受水的壓強(qiáng)。（2）合金塊未露出水面時(shí)，求合金塊受到的浮力。（3）完全露出水面后，合金塊在5s內(nèi)勻速上升了2m，求人的拉力及其功率。【答案】（1）5×104Pa；（2）100N；（3）250N，200W【解析】【分析】【詳解】解：（1）合金塊下表面所受水的壓強(qiáng)p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa（2）因?yàn)楹辖饓K完全浸沒水中，所以合金塊所受的浮力F浮=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N（3）合金塊的質(zhì)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，人所用拉力繩子自由端移動(dòng)的距離s=2h=2×2m=4m人的拉力做功W=Fs=250N×4m=1000J拉力的功率答：（1）合金塊下表面所受水的壓強(qiáng)為5×104Pa；（2）合金塊受到的浮力為100N；（3）人的拉力為250N，其功率為200W。8．（2021·重慶·中考真題）小軍發(fā)現(xiàn)一個(gè)質(zhì)量為1.6kg，不吸水的新型圓臺(tái)體建筑材料，他只有量程為5N的彈簧測力計(jì)，設(shè)計(jì)了如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，重為8N、底面積為100cm2的薄壁容器M內(nèi)盛有2000cm3的水，容器M置于水平地面，當(dāng)輕質(zhì)杠桿在水平位置平衡時(shí)豎直向上的拉力F為1.5N，此時(shí)材料浸沒在水中靜止且未觸底。求：（1）材料受到的重力；（2）材料未放入前容器對水平地面的壓強(qiáng)；（3）材料的密度?！敬鸢浮浚?）16N；（2）2800Pa；（3）1.6×103kg/m3【解析】【詳解】（1）由知道，材料受到的重力（2）水的質(zhì)量水的重力材料未放入前容器對水平地面的壓力材料未放入前容器對水平地面的壓強(qiáng)（3）由平衡條件知道，材料對杠桿的拉力由平衡條件知道，材料受到的浮力由知道，材料的體積故材料的密度答：（1）材料受到的重力16N；（2）材料未放入前容器對水平地面的壓強(qiáng)2800Pa；（3）材料的密度1.6×103kg/m3。三、填空題9．（2021·新疆·中考真題）我國“奮斗者”號(hào)載人潛水器在馬里亞納海溝萬米深處多次成功坐底，標(biāo)志著我國在載人深潛領(lǐng)域達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。（1）大洋萬米深處的聲音是由物體的______產(chǎn)生的，在海水中的傳播速度______（填“大于”“小于”或“等于”）340m/s?！皧^斗者”號(hào)的畫面是通過微細(xì)光纜傳給海面上的保障船的，說明______波可以傳遞信息。（2）為保障“奮斗者”號(hào)在水下平穩(wěn)運(yùn)行不易側(cè)翻，應(yīng)將密度較小的浮力材料安裝在“奮斗者”號(hào)的______（填“頂”或“底”）部?！皧^斗者”號(hào)坐底時(shí)可視為懸浮狀態(tài)，當(dāng)拋掉其艙底外部質(zhì)量為2t、密度為8×103kg/m3的壓載鐵后開始加速上升，此時(shí)“奮斗者”號(hào)受力______（填“平衡”或“不平衡”）；當(dāng)海水的阻力增大到一定值時(shí)，“奮斗者”號(hào)開始勻速上升，此時(shí)其受到的海水的阻力為______N（海水的密度取1×103kg/m3）。【答案】

振動(dòng)

大于

光

頂

不平衡

1.75×104【解析】【分析】【詳解】（1）[1]聲音都是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的，大洋萬米深處的聲音同樣是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的。[2]15℃時(shí)空氣中的聲速是340m/s，聲音在海水中的傳播速度大于在空氣中，即大于340m/s。[3]“奮斗者”號(hào)的畫面是通過微細(xì)光纜傳給海面上的保障船的，光纜利用的是光的反射，即利用光波傳遞信息。（2）[4]為保障“奮斗者”號(hào)在水下平穩(wěn)運(yùn)行不易側(cè)翻，則需要降低重心，故應(yīng)將密度較小的浮力材料安裝在“奮斗者”號(hào)的頂部。[5]靜止?fàn)顟B(tài)和勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)，故加速上升時(shí)“奮斗者”號(hào)受力不平衡。[6]當(dāng)“奮斗者”號(hào)坐底時(shí)可視為懸浮狀態(tài)，此時(shí)浮力等于重力，拋掉其外部的壓載鐵后，即“奮斗者”號(hào)質(zhì)量減小2t，則重力減小G減=mg=2000kg×10N/kg=2×104N體積減小V減===0.25m3則“奮斗者”號(hào)減小的浮力F浮=ρ海gV減=1×103kg/m3×10N/kg×0.25m3=2.5×103N當(dāng)海水的阻力增大到一定值時(shí)，“奮斗者”號(hào)開始勻速上升，則此時(shí)“奮斗者”號(hào)受力平衡，即減小的重力等于減小的浮力加上阻力，即F阻=G減-F浮=2×104N-2.5×103N=1.75×104N四、實(shí)驗(yàn)題10．（2021·遼寧沈陽·中考真題）在探究“浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中（如圖所示），小明先用彈簧測力計(jì)測出金屬塊的重力，然后將金屬塊緩慢浸入液體中不同深度，步驟如圖B、C、D、E、F所示（液體均未溢出），并將其示數(shù)記錄在表中：實(shí)驗(yàn)步驟BCDEF彈簧測力計(jì)示數(shù)/N2.22.01.71.71.9（1）分析比較實(shí)驗(yàn)步驟A和_____，可得出：浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)；分析比較A、B、C、D可知：浮力大小與物體_____有