素养全练9浮力基础夯实1.(2019广东广州中考)两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲乙两球分别轻轻放入两杯液体,最后处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等,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、乙所受浮力一样大D.不知道液体密度无法比较浮力大小答案C解析根据阿基米德原理可知F浮甲=G甲排,F浮乙=G乙排,已知甲、乙排开液体的重力相等,所以F浮甲=F浮乙。2.(2019江苏淮安中考)长江上,一艘满载货物的轮船在卸完一半货物后,该艘轮船()A.会浮起一些,所受浮力变小B.会浮起一些,所受浮力变大C.会下沉一些,所受浮力变大D.会始终漂浮,所受浮力不变答案A解析因轮船在江水中,处于漂浮状态,浮力等于重力,在码头卸下货物后,轮船重力变小,则受到的浮力变小,由公式V排=知,排开水的体积减小,轮船要上浮一些,故A正确。3.(2019山东菏泽中考)人们常用“生沉熟浮”来判断饺子是否煮熟,煮熟后的饺子会漂起来的原因是()A.饺子的重力减小了B.饺子的重力和浮力都增大了C.饺子的重力不变,浮力增大D.饺子的重力和浮力都减小了答案C解析饺子在水中煮的时候,质量不变,则重力不变,因为饺子受热膨胀,体积增大,根据F浮=gV排知,浮力增大,当浮力大于重力时便会浮上来,故ABD错误,C正确。4.如图所示物体A由大小两个圆柱体组成悬浮于水中,已知VA=1 dm3,大圆柱体上表面受水向下压力5 N,小圆柱体下表面受到水向上压力8 N,(已知水=1103 kg/m3,g取10 N/kg)下列说法正确的是()A.物体A受浮力3 NB.物体A受浮力13 NC.大圆柱体下表面受向上压力7 ND.大圆柱体下表面受向上压力10 N答案C解析由题知,物体A由大、小两个圆柱体组成,浸没于水中,已知VA=1 dm3,则物体A排开水的体积V排=VA=1 dm3=110-3 m3,物体A所受的浮力F浮=水V排g=1103 kg/m3110-3 m310 N/kg=10 N,根据浮力产生原因可得F浮=F向上小+F向上大-F向下,所以大圆柱体下表面受向上压力F向上大=F浮-F向上小+F向下=10 N-8 N+5 N=7 N,故ABD错、C正确。5.(2019四川凉山州中考)一块挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下降的高度h关系的图象是()答案A解析未接触水面时,拉力等于物体的重力,弹簧测力计示数不变,物体下表面浸在液体中越深,物体排开水的体积不同,测力计的示数也不同,排开水的体积增大时,测力计的示数越小,完全浸没后弹簧测力计示数不变,A正确。6.下列说法正确的是()A.同一物体放入不同的液体中,受到的浮力一定不同B.只要物体排开液体的体积大,那么该物体受到的浮力就一定大C.浮在液面的物体所受到的浮力有可能比沉在液体底部的物体所受到的浮力小D.处在同种液体中的不同物体,受浮力大的物体一定会上浮答案C解析根据F浮=液gV排,同一物体放入不同的液体中,液体的密度和排开液体的体积都不一定相同,所以受到的浮力可能相同,故A错误;根据F浮=液gV排,浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,仅仅是排开液体的体积大,液体密度未知,该物体受到的浮力不一定大,故B错误;根据F浮=水gV排,浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,若浮在液面的物体排开液体的体积小,则物体所受到的浮力就小,故C正确;处在同种液体中的不同物体,受浮力大的物体,若浮力仍小于物体的重力,则物体会下沉,故D错误。7.(2019安徽合肥一模)如图所示,将同一长方体分别水平与竖直放置在水中都能保持静止,下列关于该长方体处于这两种情形的有关分析正确的是()A.上、下表面压强差相等,浮力相等B.上、下表面压力差相等,浮力不相等C.上、下表面压力差不等,浮力不相等D.上、下表面压强差不相等,浮力相等答案D解析长方体物块悬浮在水中,说明受到水的浮力不变,而浮力等于物体上下表面受到水的压力差,所以长方体物块上下表面受到水的压力差不变;而长方体物块上下表面受到水的压强差p=,竖直放置比水平放置上下表面积小,所以长方体物块上下表面受到水的压强差不相等。综合上述分析可知,选项ABC错误,D正确。8.两只相同的大物块,一个下端与物块甲通过绳子相连,另一个上面放着物块乙,都恰好上表面与水面相平,如图所示。则下列说法不正确的是()A.两种情况下,大物块所受浮力相等B.绳的拉力与乙物块的重力大小相等C.甲物块比乙物块的密度小D.乙物块的质量比甲物块小答案C解析两种情况下大物块排开水的体积相同,由F浮=水V排g可知,大物块受到的浮力相同,故A正确;若大物块重力为G,左边大物块受到水的浮力F浮=G+F拉,右边大物块受到水的浮力F浮=G+G乙,由于大物体受到的浮力相同,所以F拉=G乙,故B正确;把甲和大物块、乙和大物块分别当作一个物体进行受力分析:因为甲和大物块悬浮,所以,它们受到的浮力F1=G+G甲,因为大物体和乙漂浮,所以,它们受到的浮力F2=G+G乙,左图中,两物体均受浮力作用,则F1=F浮+F甲浮,右图中,只有大物体受到浮力作用,则F2=F浮,所以,F1F2,结合两式可知G甲G乙,由于甲乙的体积未知,所以无法比较密度大小,故C错误;由G=mg可知,m甲m乙,故D正确。9.(2019四川广安中考)如图所示,甲、乙两个完全相同的容器中盛有两种不同的液体,把两个完全相同的立方体A、B分别放入这两种液体中,均处于漂浮状态,但B浸没的部分多一些,静止时两个容器中的液面相平,A、B在两种液体中所受浮力分别为FA、FB,液体对烧杯底的压强分别为p甲、p乙,则()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解析由题图可知,立方体A、B都处于漂浮,所以受到的浮力都等于各自的重力,而两立方体完全相同,则重力相等,所以FA=FB=G,故A错误;由于FA=FB,根据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;两个容器中的液面相平(即深度相同),根据p=液gh可得p甲p乙;故BC错误,D正确。10.用弹簧测力计吊着一个铁球浸没在水中而没有沉入容器底部,那么铁球受到的浮力的施力物体是。 答案水解析用弹簧测力计吊着一个铁球浸没在水中而没沉到底部,铁球排开了一定体积的水,则铁球受到水施加给它的浮力作用。11.弹簧测力计上悬挂一体积200 cm3的金属块,示数为7.6 N,如果把该金属块浸没在水中,弹簧测力计的示数为 N。(g取10 N/kg) 答案5.6解析如果把该金属块浸没在水中,V排=V=200 cm3=210-4 m3,根据阿基米德原理,金属块所受浮力F浮=液gV排=1103 kg/m310 N/kg210-4 m3=2 N;该金属块浸没在水中,金属块受到浮力、重力和弹簧测力计拉力作用,重力和浮力、弹簧测力计的拉力是平衡力,故弹簧测力计的示数为F示=G-F浮=7.6 N-2 N=5.6 N。12.(2019广西贵港中考)为庆祝中国海军建军70周年,我国举行了大型的海上阅兵活动。某潜水艇在水面上航行时,相对于岸上观礼的人群是的(选填“运动”或“静止”)。潜水艇是靠改变来实现上浮或下沉的。 答案运动自身重力解析某潜水艇在水面上航行时,相对于岸上观礼的人群,潜水艇有位置的变化,是运动的;潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的。13.(2019四川内江中考)质量为8 kg的木块漂浮在水面上,它受到的浮力大小为 N。浮力的方向是。(g取10 N/kg) 答案80竖直向上解析木块漂浮在水面上,则木块受到浮力F浮=G=mg=8 kg10 N/kg=80 N;浮力的方向是竖直向上的。14.我国某潜艇由湖北武昌造船厂制造完成后,由长江潜行(在液面以下航行)驶进东海,已知江水海水,则潜艇在长江中潜行时所受浮力为F1,重力为G1;在东海里潜行时所受浮力为F2,重力为G2,则F1F2,G1G2。(均选填“”“”或“=”) 答案解析因为潜水艇潜行(在水面下航行),所以V排不变,潜水艇从长江到东海,液体的密度变大,根据F浮=液gV排 可知,潜水艇受到的浮力变大,即F1F2;潜水艇潜行时,其浮力和重力是一对平衡力,则F1=G1,F2=G2,因F1F2,所以G1G2。15.某同学帮实验室老师打扫卫生,在清洗甲、乙两个体积相等的球时,发现它们在水中静止后处于如图所示的状态,这时甲球受到的浮力(选填“大于”“等于”或“小于”)乙球受到的浮力。 答案小于解析物体在液体中所受的浮力大小跟液体的密度和排开液体的体积有关。甲、乙两个体积相等的球时,放入水中时,甲球漂浮,乙球悬浮,则排开液体的体积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。16.一个实心铁球,放在水中静止时所受浮力为F1,放在水银中静止时所受浮力为F2,则F1F2=(已知水=1.0103 kg/m3,铁=7.9103 kg/m3,水银=13.6103 kg/m3)。 答案1079解析因为实心铁球的密度铁水,所以放在水中静止时,铁球下沉,最终沉底,其排开水的体积等于铁球的体积,即V排=V,则铁球所受水的浮力为F1=水gV排=水gV;因为铁水银,所以放在水银中铁球会上浮,最终处于漂浮状态,根据物体的漂浮条件可得,所受水银的浮力为F2=G=mg=铁gV,所以=1079。17.(2019四川达州中考)将密度为0.9103 kg/m3、体积为V的冰块放入盛有适量水的圆柱形容器中(无水溢出),冰块静止时露出水面的体积V露=V,当冰块完全熔化后(总质量不变)容器中的水面将(选填“升高”“降低”或“不变”)。(已知水=1103 kg/m3) 答案不变解析由题意可知冰浮在水面上,则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,所以露出水面的体积V露=V-V排=V-V=V;当冰块完全熔化后,熔化为水的质量和冰的质量相同,即水V冰化水=冰V,所以V冰化水=V,即熔化为水的体积与原来排开水的体积相同,故水面高度不变。18.(2019江苏盐城中考改编)小明用饮料吸管制作了一只简易密度计,将其放入水中时,密度计不能直立,应(选填“增加”或“减少”)吸管中铁丝质量,改进后,分别用它测量水和盐水的密度时,吸管浸入液体的深度分别为h1和h2,则h1h2。 答案增加解析小明将自制的密度计放入水中,密度计不能直立漂浮,应降低其重心,故需要增加吸管中铁丝质量;因为密度计不管是在水中还是在盐水中,都是漂浮状态,所以F浮水=F浮盐水=G,设密度计的底面积为S,则根据G=F浮液=液gV浸得水gSh1=盐水gSh2,已知水盐水,所以h1h2。能力提升19.(2019四川绵阳中考)我国10万吨级的“新光华”号半潜船拥有两个标准足球场大的甲板,为亚洲最大。2019年1月,“新光华”号半潜船从巴西运载2.5万吨的超大型钻井平台回到广州。半潜船装载钻井平台的工作过程示意图如图所示,半潜船先通过调整水舱里的压载水量,平稳地将船身和甲板潜入约30 m深的水下,只露出船楼建筑;然后将漂浮的钻井平台拖拽到甲板正上方水面,半潜船开始排出水舱里的压载水,上浮到甲板与钻井平台底部接触时,将钻井平台绑扎固定在甲板上,继续排出水舱里的压载水,半潜船船身连同钻井平台一起上浮,浮出水面,最后静止。半潜船在上浮过程中()A.当排出的压载水重大于钻井平台重时才开始上浮B.当排出的压载水重等于钻井平台重时才开始上浮C.排出的压载水总重大于钻井平台重D.排出的压载水总重等于钻井平台重答案C解析半潜船在上浮过程中分为3个状态,如下图1是半潜船的船身和甲板潜入约30 m深的水下的状态(此时漂浮);图2是上浮到甲板与钻井平台底部刚刚接触时的状态;图3是半潜船船身连同钻井平台一起上浮,浮出水面,最后处于静止状态;图1中,半潜船在水下约30 m深的位置处于漂浮状态,浮力等于重力;由图1到图2,将压载水排出水舱,则半潜船的重力减小,重力小于浮力,则半潜船会上浮,所以只要排出压载水,半潜船就会上浮,故AB错误;图1中F浮1=G半潜船,图3中F浮3=G半潜船-G排总+G钻(其中G排总为整个过程中排出的压载水总重),由图可知V排1V排3;由于都是在水中,则由F浮=液V液g可知,F浮1F浮3,即G半潜船G半潜船-G排总+G钻,所以,G排总G钻,故C正确,D错误。20.(2019广西贵港中考)三块完全相同的冰块分别漂浮在甲、乙、丙三种不同液体中,这三种液体的密度分别为甲、乙、丙。当冰块熔化后,甲液体液面高度不变,乙液体液面高度升高,丙液体液面高度降低。下列关系正确的是()A.甲乙丙B.丙甲乙C.丙乙甲D.乙甲丙答案B解析三块完全相同的冰块分别漂浮在甲、乙、丙三种不同液体中,由漂浮条件可得F浮=G冰,结合阿基米德原理可得液V排g=G冰,所以V排=,因为冰熔化前后质量不变,所以G冰=G冰化水=水V冰化水g,则V冰化水=;当冰块熔化后,甲液体液面高度不变,乙液体液面高度升高,丙液体液面高度降低,则,故丙甲乙。21.在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,请你根据如图所示实验操作,从中选出一些图,针对某一个因素进行探究,并通过分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结果。(1)探究的因素是,选用的图是(填图中的序号),探究的结果是 。 (2)小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他找来薄铁片、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。通过分析可知,第一次铁片受到的浮力(选填“大于”“等于”或“小于”)第二次铁片受到的浮力; 小明得出:物体受到的浮力与其形状有关。小明得出错误结论的原因是:他只关注了铁片的改变,忽视了对浮力大小的影响。 答案(1)液体密度浸在液体中的物体所受浮力与液体的密度有关,在物体排开液体体积一定时,液体的密度越大,浮力就越大(答案不唯一)(2)小于形状排开液体的体积解析(1)探究浮力和液体密度的关系,要保证物体排开液体体积相等。探究因素:液体密度;选用的图:;探究结果:由F浮=G-F可知,浸在液体中的物体所受浮力与液体的密度有关,在物体排开液体体积一定时,液体的密度越大,浮力就越大。(2)根据物体的沉浮条件:漂浮时浮力等于重力,而下沉浮力小于重力。铁片改变形状重力是不变的,所以第一次浮力小于第二次浮力。铁片下沉,铁片排开液体的体积等于自身体积,铁片做成碗状漂浮在水面上,它排开液体的体积大于自身体积,所以小明的结论是错误的。22.2014年4月14日,为寻找失联的MH370航班,启用了“蓝鳍金枪鱼-21”自主水下航行器进行深海搜寻。其外形与潜艇相似(如图所示),其相关参数为:体积1 m3、重量7 500 N,最大潜水深度4 000 m,最大航速7.5 km/h(不考虑海水密度变化,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压强是多少?假设该航行器上有面积为210-3 m2的探测窗口,这时窗口承受海水的压力是多少?(2)航行器停留在水下300 m深处作业时,若遇故障发动机关闭,试分析判断航行器的浮沉情况。(3)“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时,能静止漂浮在海面上,求此时“金枪鱼”露出海面的体积为多大?答案(1)4107 Pa8104 N(2)航行器将上浮(3)0.25 m3解析(1)它在最大深度所受的海水的压强p=gh=1.0103 kg/m310 N/kg4 000 m=4107 Pa,由p=可得,这时窗口承受海水的压力F=pS=4107 Pa210-3 m2=8104 N;(2)航行器停留在水下300 m深处作业时,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,因为F浮G,所以航行器在海水中将上浮;(3)因“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时恰能静止漂浮在海面上,此时它所受的浮力F浮=G=7 500 N,由F浮=V排g可得,此时排开海水的体积V排=0.75 m3,露出海面体积为V露=V-V排=1 m3-0.75 m3=0.25 m3。23.如图所示,容器底面积为200 cm2,物体A漂浮在水面上,其密度为0.6103 kg/m3、体积为500 cm3。(水=1103 kg/m3)求:(1)物体A漂浮时所受的浮力;(2)物体A放入水中后,露出水面的体积V1和浸在水中的体积V2的比值;(3)若用力将A慢慢向下压,直到A刚好浸没在水中,求压力F的大小和压木块前后水对容器底部的压强的增加量p。答案(1)3 N(2)23(3)100 Pa解析(1)物体A的重力G=mAg=AVAg=0.6103 kg/m350010-6 m310 N/kg=3 N,因为A漂浮在水面上,所以A受到的浮力F浮=G=3 N;(2)因为F浮=G=AVAg,且F浮=水V排g,所以可得水V排g=AVAg,即浸在水中的体积V2=V排=VA,则露出水面的体积V1=VA,可得露出液面的体积V1和浸在水中的体积V2的比值为V1V2=VAVA=23。(3)物体A浸没水中时排开水的体积V排=VA=500 cm3=50010-6 m3,此时物体A受到的浮力F浮=水V排g=1.0103 kg/m350010-6 m310 N/kg=5 N,由力的平衡条件可得,对物体A施加的压力F=F浮-G=5 N-3 N=2 N,压木块前后水对容器底的压力变化量F=F=2 N,则水对容器底的压强变化量p=100 Pa。12