【名师导航】备考2025中考物理新课标一轮培优精讲学案(全国通用版)
专题09.2 浮力单元查缺补漏检测试卷
满分100分,考试时间90分钟
一、单项选择题(本道大题有10小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项只有一个。每小题3分,共30分)
1. 2023年4月,我国东部战区组织了环台岛军事演习,这是对“台独”分裂势力与外部反华势力勾连挑衅的严重警告,是捍卫国家主权和领土完整的必要行动。如图所示为参加演习的我国辽宁号航空母舰,当战斗机从军舰上起飞后( )
A. 舰体略上浮,受到浮力不变 B. 舰体略上浮,受到浮力变小
C. 舰体略下沉,受到浮力不变 D. 舰体略下沉,受到浮力变大
【答案】B
【解析】当战斗机从军舰上起飞后,航空母舰的重力减小,处于漂浮状态,浮力等于重力,所以舰体受到的浮力减小,由可知,液体的密度不变,排开液体的体积减小,舰体略上浮,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
2.小明洗碗时发现,同一只碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示。下列说法正确的是( )
A.碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力
B.碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力
C.碗沉底时所受的浮力大于它漂浮时所受的浮力
D.碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积
【答案】B
【解析】A.当碗漂浮时,碗静止在水面上处于平衡状态,所受的浮力和重力二力平衡,浮力等于碗的重力,故A错误;
B.当碗漂浮时,根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力的大小等于物体排开液体所受的重力的大小,故B正确;
CD.当碗沉底后,浮力小于自身重力,漂浮时浮力等于自身重力,所以沉底时所受的浮力小于漂浮时受到的浮力;根据阿基米德原理,碗沉底时排开水的体积小于它漂浮时排开水的体积,故CD错误。
故选B。
3. 如图所示,欢欢同学把一只苹果丢入水中,发现苹果下沉一段距离后,又向上运动,最终漂浮在水面上,下列分析正确的是( )
A. 在下沉的过程中,苹果受到水的压强不变
B. 在下沉的过程中,苹果受到水的浮力减小
C. 在水面漂浮时,苹果受到的浮力大于它受到的重力
D. 在整个过程中,苹果受到浮力的方向总是竖直向上
【答案】D
【解析】A.在下沉过程中,苹果所处液体深度变大,苹果受到水的压强变大,故A错误;
B.在下沉的过程中,苹果排开水的体积不变,液体密度不变,由阿基米德原理可知苹果受到水的浮力不变,故B错误;
C.在水面漂浮时,苹果受力平衡,苹果受到的浮力等于它受到的重力,故C错误;
D.物体不管处于何种浮沉状态,所受浮力的方向总是竖直向上的,故D正确。故选D。
4. 放在水平桌面上的甲乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放在两容器中,当物块静止时,两容器中的液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示,则( )
A. 甲容器中物块排开液体的重力较大
B. 甲容器底受到的压强大
C. 乙容器中的液体密度大
D. 乙容器中物块受到的浮力大
【答案】B
【解析】A.甲容器中物块漂浮,F浮甲=G排甲=G;乙容器中物块悬浮,则F浮乙=G排乙=G,可知G排甲=G排乙,故A错误;
B.物体在甲中漂浮,则ρ甲>ρ物,在乙中悬浮,则ρ乙=ρ物,可知甲的密度较大,由于深度相同,由p=ρ液gh可知,甲液体对容器底的压强大,故B正确;
C.物体在甲中漂浮,则ρ甲>ρ物,在乙中悬浮,则ρ乙=ρ物,可知甲容器中的液体密度较大,故C错误;
D.由A分析知,两容器中物体受到的浮力相同,故D错误。
5. 如图所示,将一体积为的质量分布均匀的正方体木块轻轻放入一盛满某种液体的溢水杯中,溢出液体的体积为;若将木块从中间锯掉一半,将剩余部分再次轻轻放入装满该液体的溢水杯中,则该液体会溢出( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】将一体积为的方体木块放入一盛满某种液体的溢水杯中,溢出液体的体积为,因为,说明木块最终在液体中处于漂浮状态,木块受力平衡,则此时木块浮力等于重力大小,即。根据阿基米德原理可得
得出木块密度与液体密度关系为
若将木块从中间锯掉一半,密度不变,木块依然处于漂浮状态,此时浮力依然等于重力大小
此时木块体积变成原来一半,为,则排开液体的体积为
故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
6. 某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是( )
A. 石块在水中受到的浮力方向竖直向下
B. 石块在水中受到的浮力大小为
C. 石块浸没在水中时,排开水的体积为
D. 丙图中盐水的密度为
【答案】B
【解析】A.石块浸没在水中后,弹簧测力计对石块的拉力变小了,说明石块受到竖直向上的浮力,故A错误;
B.由图甲可知,物体的重力G=2N,由图乙可知,石块浸没在水中时弹簧测力计的示数,则石块在水中受到的浮力为
故B正确;
C.石块浸没在水中时,根据阿基米德原理可知,排开水的体积为
故C错误;
D.物体的重力G=2N,由图丙可知,石块浸没在盐水中时弹簧测力计的示数,则石块在盐水中受到的浮力为
根据阿基米德原理可知,盐水的密度为
故D错误。故选B。
7. 如图所示,两个相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心球A、B分别放入容器中静止时,A球悬浮,B球漂浮,,且两种液体对容器底的压强相等,下列说法正确的是( )
A.两个小球受到的重力:
B.两个小球受到的浮力:
C.两种液体的密度:
D.两个容器对桌面的压强:
【答案】B
【解析】C.两种液体对容器底的压强相等,且,由可知,两种液体的密度关系为,故C错误;
B.A小球完全浸没在甲液体中,排开甲液体的体积等于A小球的体积,B小球漂浮在乙液体中,排开乙液体的体积小于B小球的体积,因为两小球体积相等,所以两小球排开液体的体积关系为,由可知,两个小球的浮力关系为:,故B正确;
A.因为A小球在甲液体中沉底,;B小球漂浮在乙液体中,受到的重力,所以两个小球的重力关系为,故A错误;
D.两种液体对容器底的压强相等,受力面积相等,根据F=pS可知,甲和乙两种液体对容器底的压力相等;又因为容器为柱形容器且力的作用是相互的,所以液体对容器底的压力等于液体的重力和物体重力之和,由此可知两个容器对桌面的压力关系为F甲=F乙,由于两个容器底面积相等,根据可知,两个容器对桌面的压强关系为:p甲=p乙,故D错误。故选B。
8. 取一根木棒,在它的一端缠绕一些铜丝就做成了一个简易密度计,将其分别放入甲、乙两个盛有不同液体的烧杯中,它竖直立在液体中的漂浮情况如图所示。设密度计在甲、乙两个烧杯中所受的浮力分别为F甲和F乙,两个烧杯中液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,则( )
A. F甲>F乙 B. F甲
【答案】D
【解析】AB.如图所示,它竖直立在两种液体中都是漂浮状态,所以它受到浮力等于重力,同一支密度计的重力相等,则密度计在两种液体中受到的浮力相等。即,故AB不符合题意;
CD.如图所示,密度计在甲液体中排开液体的体积比在乙液体中排开液体的体积大,根据可知,浮力相等时,排开液体体积越大,液体密度越小。所以可判断出甲液体密度较小,即,故C不符合题意,D符合题意。故选D。
9.小俊用弹簧测力计吊着质量为的圆柱体,从如图位置缓慢浸入装满水、深度合适的溢水杯中,圆柱体底面积为、高为。则圆柱体下降过程中( )
A.浸没前弹簧测力计示数逐渐变大
B.浸没前水对容器底部的压强逐渐变小
C.浸入一半时弹簧测力计的示数为
D.刚浸没时圆柱体底部受到水的压力为
【答案】C
【解析】A.浸没前,圆柱体排开水的体积变大,由F浮=ρ水gV排可知,受到浮力变大,由F=G-F浮可知弹簧测力计的示数逐渐变小,故A不符合题意;
B.浸没前,溢水杯中一直是满的,水的深度不变,由p=ρ水gh可知水对容器底部的压强不变,故B不符合题意;
C.圆柱体的重力
G=mg=1.35kg×10N/kg=13.5N
圆柱体的体积
V=Sh=100cm2×5cm=500cm3=500×10-6m3=5×10-4m3
浸入一半时圆柱体受到的浮力
弹簧测力计的示数为
F=G-F浮=13.5N-2.5N=11N
故C符合题意;
D.刚浸没时圆柱体底部受到水的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa
圆柱体底部受到水的压力
F压=pS=500Pa×100×10-4m2=5N
故D不符合题意。故选C。
10. 如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下,从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动。
上升到离水面一定的高度处,图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象。根据图象信息,下列判断正确的
是( )
A.该金属块重力的大小为136N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是136N
C.该金属块的密度是7.8×103kg/m3
D.在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
【答案】C
【解析】A.金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,则由图可知,该金属块重力
G=F拉=156N
故A错误;
B.当金属块未露出液面时,即为图中的AB段,从图可知,此时绳子的拉力为136N,则浸没在水中的金属块受到的浮力大小
F浮=G-F拉=156N﹣136N=20N
故B错误;
C.根据阿基米德原理
F浮=ρ水V排g
所以金属块排开水的体积(金属块的体积)
由G=mg
可得金属块的质量
金属块的密度
故C正确;
D.从图可知,在t1至t2时间段内绳子的拉力逐渐变大,由公式
F浮=G-F拉
可知,金属块受到的浮力逐渐变小,故D错误。故选C。
二、多项选择题(本道大题有3小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共9分,每题3分。每题选项全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选的不得分)
11.如图所示,水平桌面上盛有适量盐水的烧杯中,漂浮着冰块A,悬浮着物块B。当冰块A完全熔化后,下列分析正确的是( )
A.烧杯中盐水的密度变小 B.烧杯内液面不发生变化
C.杯底受到液体的压强变小 D.物块B受到的浮力变小
【答案】ACD
【解析】A.由于水的密度小于盐水密度,冰块完全熔化为水后,会使原来盐水的密度变小,故A正确;
B.冰块漂浮在盐水中,F浮=G冰,冰熔化成水后,质量不变,所以有F浮=G水,则ρ盐水gV排=ρ水gV水
因为ρ盐水>ρ水,所以V排
12.将金属块挂在弹簧测力计的下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如图中甲、乙所示(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3),则下列说法正确的是( )
A.金属块在水中受到的浮力为1N
B.金属块质量为3kg
C.金属块体积为100cm3
D.金属块密度为3.0×103kg/m3
【答案】ACD
【解析】由图知,金属块浸没在水中时,拉力F水=2N;
由力的平衡条件(或称重法测浮力)可得:G=F浮水+F水,即G=ρ水V排g+2N,
代入数据得:G=1.0×103kg/m3×10N/kg×V+2N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
金属块浸没在酒精中时,拉力F酒=2.2N;
金属块受力情况为:G=F浮酒+F酒,即G=ρ酒V排g+2.2N,
代入数据得:G=0.8×103kg/m3×10N/kg×V+2.2N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;
联立①和②解得:G=3N,V=1×10﹣4m3=100cm3,
金属块在水中受到的浮力F浮水=G﹣F水=3N﹣2N=1N;
金属块的质量为:m===0.3kg;
金属块的密度为:ρ===3.0×103kg/m3。
综上所述:
A.金属块在水中受到的浮力为1N,故A正确;
B.金属块质量为0.3kg,故B错误;
C.金属块体积为100cm3,故C正确;
D.金属块密度为3.0×103kg/m3,故D正确。
故选:ACD。
13.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图甲;图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象,则下列说法中正确的是( )(g取10N/kg)
A.物体的体积是800cm3
B.物体受到的最大浮力是4N
C.物体的密度是1.5×103kg/m3
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是12N
【答案】AC
【解析】B.由图乙可知,0~3cm时,弹簧测力计示数为12N,此时长方体物体处于空气中,根据二力平衡条件可知,长方体物体的重力:G=F拉=12N;
7~9cm时,长方体物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,弹簧测力计示数为4N不变,则长方体物体受到最大的浮力:F浮=G﹣F=12N﹣4N=8N,故B错误;
AC.长方体物体完全浸没时,其体积等于排开水的体积,由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得,
物体的体积:V=V排===8×10﹣4m3=800cm3,
由公式G=mg可求出物体的质量:m===1.2kg,
则物体密度:ρ物===1.5×103kg/m3,故AC正确。
D.由图可知,物体刚好浸没时,上表面所受的水的压力为0N,根据浮力产生的原因可知物体刚浸没时下表面受到水的压力F′=F浮=8N,故D错误。故选:AC。
三、填空题(本道大题有10小题,每空1分,共23分)
14.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。
15. 全球首艘智能型无人系统航母船“珠海云”号(如图所示)在广州下水。“珠海云”号排水量为2000吨,满载时受到的浮力为______N,船上的无人机起飞后船身受到的浮力______(填“变大”“变小”或“不变”),无人机受到重力的方向______。(g取10N/kg)
【答案】 2×107 变小 竖直向下
【解析】根据阿基米德原理,“珠海云”号受到的浮力为
F浮=G排=m排g=2.0×106kg×10N/kg=2.0×107N
因为船漂浮,所以F浮=G船,船上的无人机起飞后,船的总重力变小,因此船受到的浮力变小。
地球附近任何地方,重力的方向都是竖直向下。
16. 体积为的物体浸没在水中时,浮力的方向是______的,物体受到的浮力大小为_____N。
【答案】 竖直向上 10
【解析】一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的浮力。
物体浸没在水中时
则物体受到的浮力大小为
17. 一个实心金属球密度为,体积为,其质量为 kg。把它做成空心球放入底面积为的圆柱体水槽中,球漂浮在水面上,浸入水中的体积为其总体积的,此时水对槽底的压强增大了150Pa,则球体空心部分的体积为 。(,g取10N/kg)
【答案】 0.3 350
【解析】一个实心金属球的质量为
水对槽底的压力增大了
浮力等于增大的压力,则排开水的体积为
则总体积为
空心部分的体积为
18. 如图,用细线将一个质量为27g、体积为10cm3的铝块系在电子测力计的挂钩上,使铝块完全浸没在水中静止不动,此时,该铝块受到的浮力为 N,电子测力计的示数 N。若使铝块在水中继续下降,它所受的浮力将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10N/kg,细线重力忽略不计)
【答案】 0.1 0.17 不变
【解析】铝块完全浸没在水中静止不动,则排开水的体积等于物体的体积,有
受到的浮力为
根据称重法可得,铝块完全浸没时所受的浮力为
则电子测力计的示数为
若使铝块在水中继续下降,根据可知,它所受的浮力将保持不变。
19.如图,某物块用细线系在弹簧测力计下,在空气中和浸没在水中时测力计的示数如图所示,则此时物块受到水的浮力为 ;已知水的密度为1×103kg/m3,则物块的密度为 。(g=10N/kg)
【答案】 3N 1.4×103kg/m3
【解析】根据称重法可得,物块受到的浮力
F浮=G-F实=4.2N-1.2N=3N
物块浸没水中,根据公式F浮=ρgV排可知,物体的体积为
物体的质量为
物块的密度为
20.在“王冠之谜与阿基米德原理”的故事,若王冠的质量为490g,浸没在水中称时,王冠重4.5N,这顶王冠在水中受到的浮力为 N,王冠的体积为 ,若纯金的密度为,根据上述数据可知王冠 (填“是”或“不是”)纯金制作的。
【答案】 0.4 不是
【解析】王冠的质量为490g,重力为
这顶王冠在水中受到的浮力
王冠的体积
王冠的密度
王冠的密度小于纯金的密度,故王冠不是纯金做的。
21.水平桌面上有一装满水的溢水杯,杯底面积为,将重为4.8N的圆柱体A用细线悬挂在弹簧测力计下缓慢浸入水中。当A的一半浸入水中时弹簧测力计的示数如图甲所示,此时A受到的浮力为 N。剪断细线,将A缓慢沉入水底,静止时如图乙所示(A与杯底不密合),与图甲相比,溢水杯对桌面的压强增加了 Pa。
【答案】1 280
【解析】由题可知圆柱体重4.8N,当圆柱体A的一半浸入水中时弹簧测力计的示数如图甲所示,弹簧测力计分度值为0.2N,此时的示数为3.8N,则此时圆柱体A受到的浮力为
当圆柱体A的一半浸入水中时受到的浮力为1N,根据可知,则当圆柱体A的全部浸入水中时受到的浮力为2N。如图乙所示,圆柱体A对溢水杯底的压力为
根据阿基米德原理可知,圆柱体受到浮力等于排开水的重力,所以圆柱体A浸没在水中时对溢水杯底部的压力就等于溢水杯对桌面增加的压力,则溢水杯对桌面增加的压强为
22.科技制作活动中,小明将金属夹夹在吸管一端使其密闭,制成简易密度计,如图
所示。为了给密度计标刻度,他将密度计分别放入水和煤油中,密度计均竖直漂浮,吸管露出液面
的长度为d。密度计在水中时d为12cm,浮力大小为;在煤油中时d为10cm,浮力大小为,
则 (选填“>”“<”或“=”)。若将密度计放入密度为1.25g的液体中,则d为 cm。,
【答案】 = 13.6
【详解】密度计分别放入水和煤油中时,均竖直漂浮,物体漂浮时,浮力等于物体的重力,则F1=F2。
设密度计的底面积为S,长度为L,在水中时受到的浮力
在酒精中时受到的浮力
由于F1=F2相等,则
即
解得:L=20cm,将密度计放入密度为1.25g /cm3 的液体中时,密度计还是漂浮,浮力与在水中相等,故
即
解得:。
23. 一个长方体木块通过细线与空杯底部相连,先置于空杯的底部(不粘连),如图甲所示;再缓慢注入水,使得木块上浮,最终停留在水中,如图乙所示。已知木块所受浮力的大小随杯中水的深度变化如图丙所示,可知在图象的AB段,细线 (选填“有”或“没有”)拉力,可求出木块的密度为 kg/m3。(水的密度ρ=1.0×103kg/m3;g=10N/kg)
【答案】没有;0.8×103。
【解析】经分析,由图象知,AB段木块漂浮,漂浮时木块受到的浮力等于重力,此过程中,细线未拉直,所以细线对木块没有拉力,
木块的重力:G=F浮=1.6N;
CD段木块浸没,此时木块受到的浮力:F浮′=2N,
根据阿基米德原理可得,木块的体积:
V=V排===2×10﹣4m3,
根据G=mg和ρ=可得,木块密度:
ρ木====0.8×103kg/m3。
四、作图题(本道大题有3小题,共6分)
24. 如图所示,小球悬浮在水中,作出小球受到的重力与浮力的示意图。
【答案】如图所示。
【解析】物体在水中悬浮,浮力等于重力,两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反.所以从物体的重心分别沿竖直方向向上和向下画带箭头的线段,并标上浮力F和重力G。
25. 如图,作出漂浮在水面上的物体所受的重力和浮力的示意图。
【答案】如图所示。
【解析】漂浮在水面上的物体受到的浮力和重力是一对平衡力,大小相等,方向相反:重力竖直向下,浮力竖直向上,且在同一条直线上,如图所示。
26. 用绳系住氢气球,在风力的作用下静止在如图所示的位置。请补全气球受力的示意图。
【答案】如图所示
【解析】氢气球受到重力、浮力、风的推力和绳子的拉力作用下处于静止状态,即处于平衡状态。过氢气球的重心,沿竖直向上画一条带箭头的线条,用符号F浮表示;沿竖直向下浮画一条带箭头的线段,用符号G表示;沿绳子向下画一条带箭头的线段,用符号F绳表示。
五、实验题(本道大题有3小题,共17分)
27.(4分)小李同学在探究“影响浮力大小的因素”时,依次做了如图甲所示实验。
观察并分别比较图中有关数据可知:
(1)当物体浸没在水中时,受到的浮力为 N。
(2)分析图A、C、D可得,物体在液体中所受浮力大小与 有关。
(3)当物体从接触水面开始,到浸没于水中,直至浸没到更深位置(未触底),在图乙中能表示出此过程物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图象是 (选填“①”或“②”)。
(4)本实验不仅可以探究影响浮力大小的因素,从实验数据还可求出物体的密度为 kg/m3(ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】 (1)1 (2)液体密度 (3) ② (4) 4.2×103
【解析】(1)根据题意可知,当物体浸没在水中时,受到的浮力为
F浮=G-F=4.2N-3.2N=1N
(2)分析A、C、D三次实验,排开液体的体积相同,液体的密度不同,根据称重法,在盐水中受到的浮力较大,即物体在液体中所受浮力大小与液体密度有关:液体密度越大,物体受到的浮力越大。
(3)弹簧测力计的示数F=G-F浮,当物块P浸入水的过程中,排开水的体积先增大,后不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g知,即F浮先增大,后不变,故②符合题意。
(4)根据题意可知,由A可知物体的质量为
物体浸没在水中时,物体的体积为
物体的密度为
28.(6分)小李利用家里的电子秤、玻璃杯、木块、水、酱油、牙签等器材,进行了“浮力与什么因素有关”的探究。他们利用调好的电子秤进行了以下操作:
①烧杯中装适量水,用电子秤称出烧杯和水的质量,如图A
②将木块放入烧杯中,称出木块漂浮在水中时烧杯的总质量,如图B
③用牙签逐渐把木块压入水中直至浸没(木块没有接触烧杯壁和底),分别记下木块在不同位置时电子秤的读数,如图C、D、E。
(1)小李据步骤A、B计算出木块质量为______g;
(2)比较分析实验步骤A、B、C、D、E中电子秤的读数,说明:浸在水中的木块所受的浮力与物体______有关;将杯中的水换成相同质量的酱油进行了如图F的操作,对比实验步骤A、E和F中电子秤的读数可知,木块受的浮力还与______有关;
(3)本实验在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时,主要运用的科学探究方法是______,选用了不同液体并进行了多次实验,其目的是______;
(4)根据小李的分析,下列关于木块所受浮力F浮、电子秤所受压力F压与木块下表面在水中深度h的关系图像正确的是______。
A.B.C. D.
【答案】 (1) 40 (2)排开液体体积 液体密度(3) 控制变量法 寻找结论的普遍性(4) D
【解析】(1)将玻璃杯、水、木块视为一个整体,木块的质量m木=mB-mA=140g-100g=40g
(2)电子秤增加的质量等于木块被压浸入水中时排开水的质量,比较分析实验步骤A、B、C、D、E中电子秤的读数,从B~D读数越来越大,D、E示数不变,故得出的结论是:在排开液体的密度不变的情况下,物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关。
将杯中的水换成相同质量的酱油进行了如图F的操作,图F中电子秤的读数较大,酱油的密度较大,说明木块受到的浮力与液体的密度有关。
(3)浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,所以实验需要用控制变量法。
为了使实验结论具有普遍性,需要用了不同液体并进行了多次实验。
(4)AB.由图A和D可知,木块全部浸入水中排开液体的质量为m排=190g-100g=90g=0.09kg
木块受到的浮力F浮=G排=m排g=0.09kg×10N/kg=0.9N
液体的密度相同时,物体受到的浮力与排开液体的体积成正比,即底面积相同的柱体,物体受到的浮力与浸入的深度成正比,当物体完全浸没时,物体受到的浮力不变,浮力大小是0.9N,所以浮力先变大后不变,故AB错误;
CD.开始容器内有水,压力不为零,由于浮力先变大后不变,所以排开液体的重力先变大后不变,电子秤所受压力先变大后不变,最大压力为0.9N,故D正确,C错误。故选D。
29.(7分)兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
(1)使用弹簧测力计前,要将指针调在 位置。
(2)实验中所用物块的重力为 N。
(3)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重力 (填“偏大”或“偏小”)。
(4)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为 N,物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小 。
(5)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现F5>F3,说明物块受到的浮力大小
与 有关。换用酒精再次实验的目的是 (填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
【答案】(1)零刻度线(2) 4 (3) 偏小(4) 1 相等 (5)液体密度(液体种类) 寻找普遍规律
【解析】(1)使用弹簧测力计前,要先看测力计的指针是否指0,不指示零刻线,要将指针调在零刻度线的位置。
(2)由甲图可知,左侧弹簧测力计的示数为4N,即实验中所用物块的重力等于4N。
(3)溢水杯中未装满水,当物块浸入时,水先要充满溢水杯才会溢出,这样溢出的水的体积小于物块浸入液体的体积,实验会使测得的溢出水的重力偏小。
(4)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为
它排开水所受的重力大小
物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小相等。
(5)将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,由于酒精的密度小于水的密度,会发现,即物块在酒精中受到的浮力变小,说明物块受到的浮力大小与液体的密度有关。
换用酒精再次实验的目的是多次测量寻找浸在液体中的物体受到的浮力与它排开液体所受重力之间的普遍规律,避免只用一种液体实验得到结论的偶然性。
六、计算与综合应用题(本道大题有2小题,共15分)
30. (6分)小华采用如下方法测量一物块(不溶于水)的密度:弹簧测力计悬挂物块静止时的示数为F1=3.0N(如图甲所示); 将物块浸没在水中, 静止时弹墴测力计的示数为F2=2.0N(如图乙所示)。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求 :
(1)物块的质量m;
(2)物块的体积V;
(3)物块的密度ρ。
【答案】(1)0.3kg;(2)1.0×10-4m3;(3)3×103kg/m3
【解析】(1)由图甲可知,物体的重力
G=F1=3.0N
所以物体的质量为
(2)根据称重法可得物体浸没水中受到的浮力为
F浮=F1-F2=3.0N-2.0N=1.0N
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,可以得出
物体浸没时
V=V排=1.0×10-4m3
(3)物块的密度为
答:(1)物块质量为0.3kg;
(2)物块的体积为1.0×10-4m3;
(3)物块的密度3×103kg/m3。
31.(9分)如图所示,底面积为100cm2的长方形容器里盛满水,将一个底部粗糙的金属瓢放在容器中的水面上,水溢出一部分。将金属瓢取出,水面下降了5cm,再将金属瓢沉入水中,静止在容器底部,液面又上升了2cm。(已知水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)金属瓢受到的浮力;
(2)金属瓢漂浮在水面和沉入水底,水对容器底部的压强变化了多少;
(3)金属瓢静止在容器底部时,容器对金属瓢的支持力是多少。
【答案】(1)5N;(2)300Pa;(3)3N
【解析】解:(1)金属瓢漂浮时排开水的体积V排=Sh1=100cm2×5cm=500cm3=5×10-4m3
金属瓢受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N
(2)金属瓢漂浮在水面和沉入水底时,容器内水深度下降的高度h3=h1-h2=5cm-2cm=3cm=0.03m
水对容器底部的压强变化了Δp=ρ水gh3=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa
(3)金属瓢静止在容器底部时,排开水的体积V排′=Sh2=100cm2×2cm=200cm3=2×10-4m3
受到的浮力F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N
金属瓢漂浮时浮力等于其重力,对金属瓢受力分析可知F支持+F浮′=G
则F支持=G-F浮′=5N-2N=3N
答:(1)金属瓢受到的浮力是5N;
(2)金属瓢漂浮在水面和沉入水底,水对容器底部的压强变化了300Pa;
(3)金属瓢静止在容器底部时,容器对金属瓢的支持力是3N。
【名师导航】备考2025中考物理新课标一轮培优精讲学案(全国通用版)
专题09.2 浮力单元查缺补漏检测试卷
满分100分,考试时间90分钟
一、单项选择题(本道大题有10小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项只有一个。每小题3分,共30分)
1. 2023年4月,我国东部战区组织了环台岛军事演习,这是对“台独”分裂势力与外部反华势力勾连挑衅的严重警告,是捍卫国家主权和领土完整的必要行动。如图所示为参加演习的我国辽宁号航空母舰,当战斗机从军舰上起飞后( )
A. 舰体略上浮,受到浮力不变 B. 舰体略上浮,受到浮力变小
C. 舰体略下沉,受到浮力不变 D. 舰体略下沉,受到浮力变大
2.小明洗碗时发现,同一只碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示。下列说法正确的是( )
A.碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力
B.碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力
C.碗沉底时所受的浮力大于它漂浮时所受的浮力
D.碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积
3. 如图所示,欢欢同学把一只苹果丢入水中,发现苹果下沉一段距离后,又向上运动,最终漂浮在水面上,下列分析正确的是( )
A. 在下沉的过程中,苹果受到水的压强不变
B. 在下沉的过程中,苹果受到水的浮力减小
C. 在水面漂浮时,苹果受到的浮力大于它受到的重力
D. 在整个过程中,苹果受到浮力的方向总是竖直向上
4. 放在水平桌面上的甲乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放在两容器中,当物块静止时,两容器中的液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示,则( )
A. 甲容器中物块排开液体的重力较大
B. 甲容器底受到的压强大
C. 乙容器中的液体密度大
D. 乙容器中物块受到的浮力大
5. 如图所示,将一体积为的质量分布均匀的正方体木块轻轻放入一盛满某种液体的溢水杯中,溢出液体的体积为;若将木块从中间锯掉一半,将剩余部分再次轻轻放入装满该液体的溢水杯中,则该液体会溢出( )
A. B. C. D.
6. 某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是( )
A. 石块在水中受到的浮力方向竖直向下
B. 石块在水中受到的浮力大小为
C. 石块浸没在水中时,排开水的体积为
D. 丙图中盐水的密度为
7. 如图所示,两个相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心球A、B分别放入容器中静止时,A球悬浮,B球漂浮,,且两种液体对容器底的压强相等,下列说法正确的是( )
A.两个小球受到的重力:
B.两个小球受到的浮力:
C.两种液体的密度:
D.两个容器对桌面的压强:
8. 取一根木棒,在它的一端缠绕一些铜丝就做成了一个简易密度计,将其分别放入甲、乙两个盛有不同液体的烧杯中,它竖直立在液体中的漂浮情况如图所示。设密度计在甲、乙两个烧杯中所受的浮力分别为F甲和F乙,两个烧杯中液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,则( )
A. F甲>F乙 B. F甲
9.小俊用弹簧测力计吊着质量为的圆柱体,从如图位置缓慢浸入装满水、深度合适的溢水杯中,圆柱体底面积为、高为。则圆柱体下降过程中( )
A.浸没前弹簧测力计示数逐渐变大
B.浸没前水对容器底部的压强逐渐变小
C.浸入一半时弹簧测力计的示数为
D.刚浸没时圆柱体底部受到水的压力为
10. 如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下,从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动。
上升到离水面一定的高度处,图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象。根据图象信息,下列判断正确的
是( )
A.该金属块重力的大小为136N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是136N
C.该金属块的密度是7.8×103kg/m3
D.在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
二、多项选择题(本道大题有3小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共9分,每题3分。每题选项全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选的不得分)
11.如图所示,水平桌面上盛有适量盐水的烧杯中,漂浮着冰块A,悬浮着物块B。当冰块A完全熔化后,下列分析正确的是( )
A.烧杯中盐水的密度变小 B.烧杯内液面不发生变化
C.杯底受到液体的压强变小 D.物块B受到的浮力变小
12.将金属块挂在弹簧测力计的下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如图中甲、乙所示(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3),则下列说法正确的是( )
A.金属块在水中受到的浮力为1N
B.金属块质量为3kg
C.金属块体积为100cm3
D.金属块密度为3.0×103kg/m3
13.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图甲;图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象,则下列说法中正确的是( )(g取10N/kg)
A.物体的体积是800cm3
B.物体受到的最大浮力是4N
C.物体的密度是1.5×103kg/m3
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是12N
三、填空题(本道大题有10小题,每空1分,共23分)
14.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。
15. 全球首艘智能型无人系统航母船“珠海云”号(如图所示)在广州下水。“珠海云”号排水量为2000吨,满载时受到的浮力为______N,船上的无人机起飞后船身受到的浮力______(填“变大”“变小”或“不变”),无人机受到重力的方向______。(g取10N/kg)
16. 体积为的物体浸没在水中时,浮力的方向是______的,物体受到的浮力大小为_____N。
17. 一个实心金属球密度为,体积为,其质量为 kg。把它做成空心球放入底面积为的圆柱体水槽中,球漂浮在水面上,浸入水中的体积为其总体积的,此时水对槽底的压强增大了150Pa,则球体空心部分的体积为 。(,g取10N/kg)
18. 如图,用细线将一个质量为27g、体积为10cm3的铝块系在电子测力计的挂钩上,使铝块完全浸没在水中静止不动,此时,该铝块受到的浮力为 N,电子测力计的示数 N。若使铝块在水中继续下降,它所受的浮力将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10N/kg,细线重力忽略不计)
19.如图,某物块用细线系在弹簧测力计下,在空气中和浸没在水中时测力计的示数如图所示,则此时物块受到水的浮力为 ;已知水的密度为1×103kg/m3,则物块的密度为 。(g=10N/kg)
20.在“王冠之谜与阿基米德原理”的故事,若王冠的质量为490g,浸没在水中称时,王冠重4.5N,这顶王冠在水中受到的浮力为 N,王冠的体积为 ,若纯金的密度为,根据上述数据可知王冠 (填“是”或“不是”)纯金制作的。
21.水平桌面上有一装满水的溢水杯,杯底面积为,将重为4.8N的圆柱体A用细线悬挂在弹簧测力计下缓慢浸入水中。当A的一半浸入水中时弹簧测力计的示数如图甲所示,此时A受到的浮力为 N。剪断细线,将A缓慢沉入水底,静止时如图乙所示(A与杯底不密合),与图甲相比,溢水杯对桌面的压强增加了 Pa。
22.科技制作活动中,小明将金属夹夹在吸管一端使其密闭,制成简易密度计,如图
所示。为了给密度计标刻度,他将密度计分别放入水和煤油中,密度计均竖直漂浮,吸管露出液面
的长度为d。密度计在水中时d为12cm,浮力大小为;在煤油中时d为10cm,浮力大小为,
则 (选填“>”“<”或“=”)。若将密度计放入密度为1.25g的液体中,则d为 cm。,
23. 一个长方体木块通过细线与空杯底部相连,先置于空杯的底部(不粘连),如图甲所示;再缓慢注入水,使得木块上浮,最终停留在水中,如图乙所示。已知木块所受浮力的大小随杯中水的深度变化如图丙所示,可知在图象的AB段,细线 (选填“有”或“没有”)拉力,可求出木块的密度为 kg/m3。(水的密度ρ=1.0×103kg/m3;g=10N/kg)
四、作图题(本道大题有3小题,共6分)
24. 如图所示,小球悬浮在水中,作出小球受到的重力与浮力的示意图。
25. 如图,作出漂浮在水面上的物体所受的重力和浮力的示意图。
26. 用绳系住氢气球,在风力的作用下静止在如图所示的位置。请补全气球受力的示意图。
五、实验题(本道大题有3小题,共17分)
27.(4分)小李同学在探究“影响浮力大小的因素”时,依次做了如图甲所示实验。
观察并分别比较图中有关数据可知:
(1)当物体浸没在水中时,受到的浮力为 N。
(2)分析图A、C、D可得,物体在液体中所受浮力大小与 有关。
(3)当物体从接触水面开始,到浸没于水中,直至浸没到更深位置(未触底),在图乙中能表示出此过程物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图象是 (选填“①”或“②”)。
(4)本实验不仅可以探究影响浮力大小的因素,从实验数据还可求出物体的密度为 kg/m3(ρ水=1.0×103kg/m3)
28.(6分)小李利用家里的电子秤、玻璃杯、木块、水、酱油、牙签等器材,进行了“浮力与什么因素有关”的探究。他们利用调好的电子秤进行了以下操作:
①烧杯中装适量水,用电子秤称出烧杯和水的质量,如图A
②将木块放入烧杯中,称出木块漂浮在水中时烧杯的总质量,如图B
③用牙签逐渐把木块压入水中直至浸没(木块没有接触烧杯壁和底),分别记下木块在不同位置时电子秤的读数,如图C、D、E。
(1)小李据步骤A、B计算出木块质量为______g;
(2)比较分析实验步骤A、B、C、D、E中电子秤的读数,说明:浸在水中的木块所受的浮力与物体______有关;将杯中的水换成相同质量的酱油进行了如图F的操作,对比实验步骤A、E和F中电子秤的读数可知,木块受的浮力还与______有关;
(3)本实验在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时,主要运用的科学探究方法是______,选用了不同液体并进行了多次实验,其目的是______;
(4)根据小李的分析,下列关于木块所受浮力F浮、电子秤所受压力F压与木块下表面在水中深度h的关系图像正确的是______。
A.B.C. D.
29.(7分)兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
(1)使用弹簧测力计前,要将指针调在 位置。
(2)实验中所用物块的重力为 N。
(3)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重力 (填“偏大”或“偏小”)。
(4)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为 N,物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小 。
(5)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现F5>F3,说明物块受到的浮力大小
与 有关。换用酒精再次实验的目的是 (填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
六、计算与综合应用题(本道大题有2小题,共15分)
30. (6分)小华采用如下方法测量一物块(不溶于水)的密度:弹簧测力计悬挂物块静止时的示数为F1=3.0N(如图甲所示); 将物块浸没在水中, 静止时弹墴测力计的示数为F2=2.0N(如图乙所示)。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求 :
(1)物块的质量m;
(2)物块的体积V;
(3)物块的密度ρ。
31.(9分)如图所示,底面积为100cm2的长方形容器里盛满水,将一个底部粗糙的金属瓢放在容器中的水面上,水溢出一部分。将金属瓢取出,水面下降了5cm,再将金属瓢沉入水中,静止在容器底部,液面又上升了2cm。(已知水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)金属瓢受到的浮力;
(2)金属瓢漂浮在水面和沉入水底,水对容器底部的压强变化了多少;
(3)金属瓢静止在容器底部时,容器对金属瓢的支持力是多少。