2012-2023北京中考真题物理汇编:物体的浮沉条件(PDF含解析)

2012-2023 北京中考真题物理汇编
物体的浮沉条件
一、单选题
1.(2022北京中考真题)甲、乙、丙三个小球的质量 m和体积 V如下表所示,将它们浸没在水中释放,在
其稳定后,三个小球所受的浮力分别为F甲、 F乙和 F丙。下列判断正确的是( )
小球 甲 乙 丙
m/g 30 40 54
V/cm3 60 50 20
A. F甲 F乙 F丙 B.F乙 F甲 F丙
C. F丙 F乙 F甲 D. F甲 F丙 F乙
2.(2021北京中考真题)测量工具为我们的工作和生活带来了极大的便利,而成功制作测量工具需要科技
人员的创造性劳动。小慧想通过自制密度计,体验动手与动脑相结合的劳动过程。她在粗细均匀的木棒一
端缠绕一些细钢丝制成简易密度计(未标刻度)。该密度计放在水和酒精中时均竖直漂浮,露出液面的长度
用 L表示(如图所示),已知酒精的密度为 0.8g/cm3,水的密度为 1.0g/cm3为了给简易密度计标刻度,小慧
将该密度计放入酒销中,密度计静止时 L为 6cm,她在密度计上距顶端 6m处标记刻度线,该刻度线对应的
密度值为 0.8g/cm3;小慧将该密度计放入水中,密度计静止时 L为 8cm,她在密度计上距顶端 8cm处标记
刻度线。该刻度线对应的密度值为 1.0g/cm3利用上述数据,可计算出该密度计上对应密度值为 1.25g/cm3的
刻度线到密度计顶端的距离为( )
A.9.2cm B.9.6cm C.10cm D.10.4cm
3.(2020北京中考真题)某同学在粗细均匀的木棒上缠绕一些细铜丝,制作简易密度计 A,如图甲所示。
将 A依次放入一系列密度已知的液体中,每次当 A在液体中处于竖直漂浮状态时,在木棒上标出与液面位
置相平的刻度线及相应密度值ρ,并测量木棒浸入液体的深度 h,再利用收集的数据画出ρ-h图像,如图乙中
图线①所示。该同学继续选用了与 A完全相同的木棒,并缠绕了不同质量的铜丝制作简易密度计 B。将 B
同样依次放入一系列密度已知的液体中进行实验,得到图乙中图线②。他进一步研究发现对同一密度计浸
入液体的深度 h和对应密度ρ的乘积不变。铜丝的体积可以忽略,下列说法正确的是( )
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A.上述实验中密度计 A在不同液体中漂浮时,浸入的深度 h越大,受到的浮力越大
B.密度计 B上越靠近铜丝的位置,其刻度线对应的密度值越小
C.密度计 A上缠绕铜丝的质量小于密度计 B上缠绕铜丝的质量
D.若图乙中ρ3-ρ2=ρ2-ρ1,则密度计 A上ρ3与ρ2刻度线的间距大于ρ2与ρ1刻度线的间距
4.(2014北京中考真题)桌面上甲、乙两个圆柱形容器中分别装有水和酒精,实心木球和实心铁球的体积
相等,如图所示。水、酒精、木球和铁球的密度分别为ρ水、ρ酒精、ρ木和ρ铁。将木球放入水中、铁球放入酒精
中,静止时木球和铁球所受浮力的大小分别为 F1和 F2。下列判断中正确的是( )
A.若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铁,则 F1>F2 B.若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铁,则 F1<F2
C.若ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ铁,则 F1=F2 D.若ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ铁,则 F1<F2
5.(2015北京中考真题)如图所示,水平桌面上放置有甲、乙两个圆柱形容器,甲容器中盛有液体 A,物
块M漂浮在液体 A中,物块 M排开液体的质量为 m1,液体 A对甲容器底部的压强为 p1;乙容器中盛有液
体 B,物块 N漂浮在液体 B中,物块 N排开液体的质量为 m2,液体 B对乙容器底部的压强为 p2,已知甲
容器底面积大于乙容器底面积,容器中液体 A、B质量相等,物块M、N质量相等。下列判断中正确的是
( )
A.p1<p2 B.p1>p2 C.m1<m2 D.m1>m2
6.(2012北京中考真题)水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四个完全相同的圆柱形容器,容器内分别盛有等
质量的液体.其中甲、乙、丁容器中的液体密度相同.若将小球 A放在甲容器的液体中,小球 A静止时漂
浮,此时甲容器对桌面的压力为 F1;若将小球 A用一段不计质量的细线与乙容器底部相连,并使其浸没在
该容器的液体中,小球 A静止时乙容器对桌面的压力为 F2;若将小球 A放在丙容器的液体中,小球 A静止
时悬浮,此时丙容器对桌面的压力为 F3;若将小球 A放在丁容器的液体中,用一根不计质量的细杆压住小
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球 A,使其浸没,且不与容器底接触,小球 A静止时丁容器对桌面的压力为 F4.则下列判断正确的是
A.F2C.F1=F3二、多选题
7.(2023北京中考真题)小京洗水果时,发现体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水
底,如图所示。下列说法正确的是( )
A.桔子的密度小于芒果的密度
B.桔子受到的浮力大于它受到的重力
C.桔子受到的重力小于芒果受到的重力
D.桔子受到的浮力大于芒果受到的浮力
三、填空题
8.(2012北京中考真题)甲、乙两溢水杯放在实验桌上,分别盛满水和酒精,酒精的密度为 0.8×103kg/m3。
将密度为 0.9×103kg/m3的小球M轻轻放入甲溢水杯的水中,小球M静止时从甲溢水杯中溢出 9g的水;将
小球M轻轻放入乙溢水杯的酒精中,小球M静止时从乙溢水杯中溢出 g的酒精。
四、实验题
9.(2016北京中考真题)小曼利用符合实验要求的圆柱体物块、石子、细线、量筒和适量的水测量某未知
液体的密度.图 26是小曼正确测量过程的示意图.已知水的密度为 1×103kg/m3,g取 10N/kg.实验过程如
下:
①将适量的水倒入量筒中,如图 26甲所示,记录量筒中水的体积.
②将拴有石子的物块置于量筒内的水中,如图 26乙所示,量筒中水面所对应的示数为 66cm3.
③将待测液体倒入另一量筒中,如图 26丙所示,记录量筒中待测液体的体积.
④将上述石子和物块擦干后,置于量筒内的待测液体中,如图 26丁所示,量筒中液面所对应的示数为 70cm3.
由以上实验可知:
(1)石子和物块在水中所受的总浮力为 N;
(2)待测液体的密度为 kg/m3.
10.(2015北京中考真题)小京利用铝块、细线、量筒和适量的水测量一个形状不规则的小蜡块的密度,图
所示的四个图是小京正确测量过程的示意图.图中 V0、V1、V2、V3分别是量筒中水面所对应的示数,已知
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水的密度为 水,利用图中测量出的物理量和 水计算小蜡块的密度,写出小蜡块密度的表达
式: 。
五、简答题
11.(2018北京中考真题)如图所示,将一个小球浸没在水中由静止释放,请根据小球的受力情况分析其可
能出现的运动情况.(可画受力示意图辅助说明)
六、计算题
12.(2023北京中考真题)某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底,
旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,当瓶中不放被测物体静止时,在瓶
上与水面相平位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其他刻度线,左侧标记的是长度值,若在刻度线
右侧标上相应的质量值,即可做成一个简易浮力秤,如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀,其横截
面积为 50cm2,不放被测物体时浮力秤的总质量为 170g,水的密度为 1.0g/cm3,g取 10N/kg。
(1)画出图中浮力秤的受力示意图。
(2)求图中所示状态浮力秤受到的浮力。
(3)求浮力秤上 2cm刻度线对应的质量值。
13.(2020北京中考真题)排水量是轮船装满货物时排开水的质量。一艘排水量为 2000t的轮船,装满货物
在河水中航行。河水密度取 1.0×103kg/m3,g取 10N/kg。求:
(1)装满货物时,轮船和货物受到的总重力;
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(2)轮船排开水的体积。
七、科普阅读题
14.(2016北京中考真题)阅读《福船》回答问题
福船
跨越遥远时空的海上丝绸之路上,一个名叫“福船”的文化符号历久弥新.福船作为木质时代风帆动力远洋船
只中的佼佼者,成就了明代郑和、戚继光、郑成功等人的伟大壮举,为中国乃至世界航海史写下了璀璨的
一页。
福船,福建沿海一带尖底古海船的统称,上阔下窄,首尖尾宽两头翘,复原模型图如图所示.其甲板平坦,
龙骨厚实,结构坚固;吃水深,容量多,善于装载,稳定性好,抗风力强,适于远洋。
与指南针对航海贡献相媲美的“水密隔舱福船制造技艺”,是中国对世界航海发展史产生深远影响的另一项伟
大发明。 2010年 11月 15日,《中国水密隔舱福船制造技艺》被列入联合国教科文组织“急需保护的非物质
文化遗产名录”。所谓“水密隔舱”,就是用厚实的隔舱板把船舱层层隔断,分隔成互不透水的一个一个舱区。
在航行过程中,如果有一个或两个舱意外破损,海水进不到其他舱中,从船整体看,仍然保持有足够的浮
力,不至沉没。“水密隔舱”技术大大提高了船舶的整体抗沉性。另外隔舱板与船壳板紧密连接, 使船体结构
也更加坚固。分成隔舱,还便利货物存放管理。水密隔舱福船制造技术,对于远洋航海史研究有着不可替
代的重要学术价值。
南京静海寺《郑和残碑》记载:“永乐三年(1405年),将领官军乘驾二千料海船并八橹船……”。经学术界
考证,与北京天坛齐名的二千料海船就是福船。“料”是当时流行的用来表示舟船大小的一种计量单位。二千
料海船总长 61.2米,最大宽 13.8米,型深 4.89米;满载时,水线长 53米,水线宽 13米,吃水 3.9米.帆
装、给养、武器、人员、货物等及船自身质量总共可达 1170吨。郑和下西洋是人类海洋文明史的重要组成
部分,是世界航海史上时间最早、规模最大的洲际航海活动。比哥伦布到达美洲大陆航海早了 87年,比达·伽
马过好望角到达印度的航海早了 92年,比麦哲伦的环球航海早了 114年。郑和下西洋时的中国船舶制造、
天文航海、地文航海、季风运用和航海气象预测等方面的技术和航海知识,在当时均处于世界领先地位。
重启海上丝绸之路的今天,“福船”这个珍贵的文化符号成为新兴文创产业里重要的创作灵感,依然在启迪人
们不断去开拓创新。
(1)福船采用了 技术大大提高了船舶的整体抗沉性。请你展开想象,就福船的这一技术设计理念,
举例说明还可应用在哪些方面: 。
(2)排水量是衡量造船能力的重要指标.小辉查资料得知:哥伦布远航美洲时,最大的那艘船的满载排水
量为 233t后,他想知道郑和远洋时的二千料海船的排水量 m。他根据上文中二千料海船的信息计算出排水
体积
V=53m×13m×3.9m=2687.1m3
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估算出排水量约为 2687t。请写出这种估算方法不合理的理由,并写出合理的估算方法。
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参考答案
1.B
【详解】由表格数据可知,甲球的密度为
m
30g甲
甲 3 =0.5g/cm
3
V甲 60cm
乙球的密度为
m
乙 40g 3乙 3 =0.8g/cmV乙 50cm
丙球的密度为
m
丙 54g丙 3 =2.7g/cm
3
V丙 20cm
由于甲球和乙球密度小于水的密度,所以甲球和乙球最终会漂浮在水面,甲球漂浮时,浮力为
F甲 G甲 m甲g 0.03kg 10N/kg=0.3N
乙球漂浮时,浮力为
F乙 G乙 m乙g 0.04kg 10N/kg=0.4N
由于丙球密度大于水的密度,所以丙球最终会沉底,由 F gV浮 液 排 可知,浮力为
F 3 3 6 3丙 水gV 1 10 kg/m 10N/kg 20 10 m 0.2N排
综上所述,F乙 F甲 F丙,故 B正确,ACD错误。
故选 B。
2.B
【详解】设木棒长度为 h,底面积为 S,细钢丝体积为 V,密度计重为 G,小慧将该密度计放入酒销中,密
度计静止时 L为 6cm,她在密度计上距顶端 6m处标记刻度线,该刻度线对应的密度值为 0.8g/cm3;则
h 0.06m S V 0.8 103kg/m3 10N/kg G
小慧将该密度计放入水中,密度计静止时 L为 8cm,她在密度计上距顶端 8cm处标记刻度线,则
h 0.08m S V 1 103kg/m3 10N/kg G
联立解得
V=(0.16m-h)S
设该密度计上对应密度值为 1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为 L′,则
h L S V 1.25 103kg/m3 10N/kg G
解得
L′=0.096m=9.6cm
故选 B。
3.C
【详解】A.密度计 A的重力不变,不同的液体中,处于竖直漂浮状态,浮力等于重力,重力不变,浮力
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不变,故 A错误;
B.对同一密度计浸入液体的深度 h和对应密度ρ的乘积不变,密度计 B上越靠近铜丝的位置,浸入液体的
深度越小,对应密度越大,故 B错误;
C.由图乙可知,密度计浸入液体深度相同,密度计 B对应的密度较大,根据 F 浮=ρ液gV 排可知,V 排相同,
密度计 B受到的浮力较大,由漂浮条件可知密度计 B的重力较大,由 G=mg可知密度计 B的质量较大,故
C正确;
D.如图所示:
密度计 A上三个密度和对应的深度的乘积相等,即
3h3 2h2 1h1
h 3 22 h3, h1 h 2 ,2 1
ρ3与ρ2刻度线的间距
h h 3 2 3 h3 h3 3 2 h 3 ①2 2
ρ2与ρ1刻度线的间距
h h 2 2 11 2 h2 h 2
h2
1 1
因为
ρ3-ρ2=ρ2-ρ1
所以
h 1 h 3 22 h 2 ②1
比较①②,由于
h2>h3,ρ2>ρ1
所以
h2-h3<h1-h2
密度计 A上ρ3与ρ2刻度线的间距小于ρ2与ρ1刻度线的间距,故 D错误。
故选 C。
4.B
【详解】将木球放入水中,木球漂浮在水面上,静止时木球所受浮力
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F1=G 木=m 木g=ρ木gV 木……①
铁球放入酒精中将下沉,则铁球所受浮力
F2=ρ酒精gV 铁……②
比较①和②,实心木球和实心铁球的体积相等,即 V 木=V 铁,g相同,若ρ木<ρ酒精,则 F1<F2;若ρ酒精<ρ木,
则 F1>F2,故 A、C、D错误, B正确。
故选 B。
5.A
【详解】因为物体漂浮在液体中,而容器的形状为圆柱形,所以液体对容器底部的压力大小等于液体重力
与物体重力之和,又容器中液体 A、B质量相等,物块M、N质量相等,得两容器底部所受压力相等,又
由甲容器底面积大于乙容器底面积,可得 p1<p2;两物体均漂浮,物体漂浮时,浮力大小等于物体重力大小,
物块M、N质量相等,可得两物体排开液体重力相等,重力相等的液体质量也一定相等,得 m1=m2。
故答案选 A。
6.B
【详解】设四个容器(包含小球 A)的重力均为 G,根据容器的平衡条件可知,桌面对容器的支持力满足
F1`=F2`=F3`=G,F4`>G,那么容器对桌面的压力关系是 F1=F2=F3故选 B。
7.AC
【详解】依题意得,体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底。
A.由浮沉条件得,桔子的密度小于水的密度,芒果的密度大于水的密度,因此桔子的密度小于芒果的密度,
故 A正确;
B.桔子受到的浮力等于它受到的重力,故 B错误;
CD.桔子体积小于芒果体积,桔子排开水的体积小于桔子的体积,芒果排开水的体积等于芒果的体积,则
桔子排开水的体积小于芒果排开水的体积,由 F浮 液V g排 得,桔子受到的浮力小于芒果受到的浮力,桔子
受到的浮力等于它受到的重力,芒果受到的浮力小于它受到的重力,则桔子受到的重力小于芒果受到的重
力,故 C正确,D错误。
故选 AC。
8.8
【详解】由于小球M的密度小于水的密度,所以将小球M放入水中,会漂浮,根据阿基米德原理和物体的
浮沉条件可知,小球M的重力为
GM=F 浮=G 排水
根据 G=mg可知,小球的质量等于逸出水的质量,即
m 球=m 排=9g
将小球M放入酒精中,由于小球 M的密度大于酒精的密度,小球M将沉入杯底,溢出的酒精的体积等于
小球M的体积,即 V 酒=V 球,根据公式 m=ρV可知,体积 V相同时,质量 m与密度ρ成正比,所以溢出酒精
的质量为
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0.8 103 3m 酒 m kg / m 3酒 3 3 9 10 kg=8 10
3 kg 8g
球 0.9 10 kg / m

9. 0.16 0.8×103
【详解】(1)由甲乙两图可知石子和物块的体积
V=V -V 3 3 3 -6 3总 水=66cm -50cm =16cm =16×10 m
由阿基米德原理可知
F =ρgV=1×103kg/m3浮 ×10N/kg×16×10-6m3=0.16N
(2)由丙丁可知石子和物体在某液体中漂浮时排开液体体积为
V’=70cm3-50cm3=20cm3
而两次漂浮时受到浮力相等,即
0.16N=ρ液g V’
0.16N=ρ -6 3液10N/kg×20×10 m
解得
ρ液=0.8×103kg/m3。
m V1 V 10 0 水.ρ= =
V V2 V3
【详解】由甲乙两图可得蜡块漂浮时,排开水的体积为
V1-V0
得蜡块排开水的质量即蜡块的质量为
(V1-V0)ρ水
由丙丁两图可得,蜡块浸没时排开水的体积即蜡块体积为
V2-V3
故蜡块的密度为
m V V
ρ= = 1 0

V V2 V3
11.
【详解】根据小球受到的重力与浮力的关系决断小球的运动状态.
当浮力小于重力时,合力的方向向下,小球下沉,即向下运动,如左图;
当浮力等于重力时,二力平衡,合力为零,小球保持静止,处于悬浮状态,如右图;
当浮力大于重力时,合力的方向向上,小球上浮,即向上运动,如中间图.
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点睛:根据重力和浮力的大小关系,求得合力,结合运动和力的关系可分析运动状态,这也是我们常用到
的浮沉条件之一.
12.(1)见解析;(2)1.7N;(3)100g
【详解】(1)浮力秤静止时漂浮,浮力秤所受的重力等于所受的浮力,浮力秤受力示意图见图:
(2)浮力秤漂浮,依据平衡条件可知
F浮 G秤 m秤g 0.17kg 10N/kg=1.7N
(3)浮力秤浸到 2cm刻度线漂浮时,秤内被测物的质量为 m 测,依据平衡条件不放入被测物时 F 浮=G 排
放入被测物时
F 浮 G秤 m测g
可知
m测g F 浮 F浮
依据阿基米德原理
F浮 水gV0
F 浮 水gV0 水g V排
可知
m测
3 2
水 V 水S h 1.0g/cm 50cm 2cm=100g排
答:(1)见解析;
(2)图中所示状态浮力秤受到的浮力为 1.7N;
(3)浮力秤上 2cm刻度线对应的质量值为 100g。
13.(1)2×107N;(2)2000m3
【详解】(1)依据阿基米德原理
F G m g 2000 103kg 10N/kg 2 107浮 排 排 N
轮船满载时,在水面漂浮根据浮沉条件
G 总=F 7浮=2×10 N
m
(2)由 可得排开水的体积
V
m 2000 103V 排 kg排 3 3 2000m
3
水 1.0 10 kg/m
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答:(1)装满货物时,轮船和货物受到的总重力是 2×107N;
(2)轮船排开水的体积是 2000m3。
14. 水密隔舱 将飞艇中的气室隔离成多个气室 见解析
【详解】(1)[1][2]根据材料知道,福船采用了水密隔舱技术大大提高了船舶的整体抗沉性。根据福船的这
一技术设计理念,我们可以让潜艇的排水舱使用水密隔舱技术,可提高潜艇的整体抗沉性。
(2)[3]根据材料知道,福船的船身不是长方体,不能使用长方体体积公式计算,可以根据船身及各类物质
的总重量估算排水量;根据材料还知道,帆装、给养、武器、人员、货物等及船自身质量总共可达 1170吨。
因为船漂浮,所以
F 浮=G 船总=m 船总g
根据阿基米德原理知道
F 浮=G 排=m 排g
综合两式知道
m 排g=m 物g
所以
m 排=m 物=1170t
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