2022年中考物理压轴题冲刺训练 浮力及应用（解析版）

这是一份2022年中考物理压轴题冲刺训练 浮力及应用（解析版），共23页。试卷主要包含了浮力，浮力的方向，浮力产生的原因，判断浮力大小的变化，5N．把零件浸入密度为0，04m，等内容，欢迎下载使用。
压轴题04 浮力及应用
一、 考向分析
综合近几年的中考物理考情发现很多学生在有关浮力的问题上对概念解释不清，命题人越来越会考察学生对于多种计算方式的考察这是对于近几年中考物理要要求考察核心思想以及对于应用物理的要求在产生的，预计2022年中考依旧还会以选择题，填空题以及大题的形式去定义对于浮力以及应用的考察，所以一定要注意浮力：定义与测量。阿基米德原理：F浮=G排。浮沉条件及应用：悬浮、漂浮、上浮、下沉。













二、 压轴题要领

1浮力的定义、测量、产生的原因
1.浮力：浸在液体中的物体受到向上的力。一般用符号F浮表示，单位：N。
2.浮力的方向：竖直向上；作用点：物体上；施力物体：液体：受力物体：浸在液体中的物体。
大小的测量方法：重力差法。一般步骤：①用弹簧测力计测出物体在空气中的重力G；②将物体浸在液体中，测出此时的重力F示；③用公式F浮=G-F示计算浮力的大小。
3.浮力产生的原因：物体的上下表面受到液体的压力差。即F浮=F向上-F向下。
2影响浮力大小的因素
1.物体排开液体的体积：物体浸在液体中的体积越大，受到的浮力越大。
2.液体的密度：当物体排开液体的体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。
3.公式：F浮= ρ液gV排（ρ液—液体的密度，单位：kg/m3; V排—物体排开液体的体积，单位：m3）
3阿基米德原理
1.原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受到的重力。
2.公式：F浮=G排。
4.判断浮力大小的变化
1.明确影响浮力大小的因素是：物体排开液体的体积和液体的密度，与其它因素无关。
2.利用公式F浮= ρ液gV排做出判断。若题设中液体的密度ρ液不变，当V排变大，F浮就变大；当排开液体的体积V排不变时，当ρ液变大，F浮就变大。

三、 压轴题速练
1．（2022山东泰安三模）在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是7.5N．把零件浸入密度为0.8×103kg/m3的液体中，当零件的体积露出液面时，测力计的示数是6N，则金属零件的体积是（g取10N/kg）（　　）
A．2×10﹣4m3 B．2.5×10﹣4m3 C．6×10﹣4m3 D．7.5×10﹣4m3
【答案】B
【解析】（1）金属零件所受的浮力：F浮＝G﹣F示＝7.5N﹣6N＝1.5N，
（2）由F浮＝ρ液gV排得排开液体的体积：
V排＝＝＝1.875×10﹣4m3。
由题知，零件的体积露出液面，则V排＝（1﹣）V＝V，
所以金属零件的体积：V＝V排＝×1.875×10﹣4m3＝2.5×10﹣4m3。
2.（2022深圳二模）在如图所示的甲图中，石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力随时间t变化的图像。若不计水的摩擦力，则可算出该石料的密度为（ ）

A．石料的重为1400N B．石料的重为500N
C．石料的密度为2.8×103kg/m3 D．石料的密度为3.2×103kg/m3
【答案】AC
【解析】本题需要用密度公示与阿基米德原理求解．当石块没有浸入水中时，拉力等于重力，即：F=G=1400N，故A正确；
根据G=mg得到石料的质量：m=G/g=1400N/10N/Kg=140 Kg
当石块全浸入后，拉力等于重力减去浮力，
F浮=G- F1=1400N-900N=500N
根据阿基米德原理，F浮=ρ水gV排得
V排=F浮/ρ水g= 500N/1.0×103kg/m3×10N/Kg=5×10-2m3
因为石料完全浸没，V石=V排=5×10-2m3
据ρ=m/v可知，石料的密度据ρ=140 Kg/5×10-2m3=2.8×103kg/m3,故C正确．
【点拨】这是用阿基米德原理方法即公式法求解浮力问题的典型题。
3．（2022四川巴中二模）将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下，物体下表面刚好与水面接触，从此处匀速下放物体，直至浸没（物体未与容器底接触）的过程中，弹簧测力计示数F与物体下表面浸人水中深度h的关系如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．物体重力为40N
B．物体浸没时受到的浮力为15N
C．物体的密度为2.5×103kg/m3
D．物体刚好浸没时下表面受到的液体压强为800Pa
【答案】C
【解析】A．由图象可知，当h＝0（圆柱体没有浸入水中），圆柱体重G＝F＝25N；故A错误；
B．当圆柱体全浸入水中时，弹簧测力计的示数F′＝15N，
圆柱体浸没时受到的浮力为：F浮＝G﹣F′＝25N﹣15N＝10N；故B错误；
C．圆柱体的质量：m＝＝＝2.5kg，
根据F浮＝ρ水gV排可得，圆柱体的体积：V＝V排＝＝＝1×10﹣3m3，
则圆柱体的密度：ρ物＝＝＝2.5×103kg/m3．故C正确；
D．由图知，圆柱体刚浸没时下表面所处的深度：h＝4cm＝0.04m，
则圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强：p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.04m＝400Pa；故D错误。
4.（2022哈尔滨三模）在木棒的一端缠绕一些细铜丝制成简易的液体密度计，将其分别放入盛有甲乙两种液体的烧杯中处于静止状态，如图所示，若密度计在甲乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙，甲乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙．则（　　）

A．F甲＜F乙 B．F甲＞F乙 C．ρ甲＞ρ乙 D．ρ甲＜ρ乙
【答案】D
【解析】（1）同一密度计在两种液体中都漂浮，所以受到的浮力都等于密度计受到的重力。
（2）由图可以得出密度计排开液体体积的大小关系，再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系。
AB、由于密度计两次静止时都处于漂浮，则F浮＝G，
即密度计在两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G．所以，F甲＝F乙，故AB错误；
CD、由图知，密度计排开液体的体积：V甲排＞V乙排，
由F浮＝ρ液gV排可知：ρ甲＜ρ乙；故C错误，D正确。
5.（2022河北二模）甲、乙两种物质的质量和体积关系如图所示，如分别用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a和b，放在水中静止后，则 （　　）

A. a漂浮，a受浮力大于b B. b漂浮，b受浮力大于a
C. a沉底，a受浮力大于b D. b沉底，b受浮力大于a
【答案】C．
【解析】由图象可知，当m甲=m乙=4g时，V甲=2cm3，V乙=8cm3，
则甲、乙两种物质的密度分别为：
ρ甲===2g/cm3，ρ乙===0.5g/cm3，
用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a和b，放在水中静止后，
因ρ甲＞ρ水＞ρ乙，
所以，a沉底，b漂浮，故AD错误；
设a、b物体的体积为V，
则F浮a=ρ水gV排=ρ水gV，F浮b=Gb=mbg=ρ乙Vg，
因ρ水＞ρ乙，
所以，F浮a＞F浮b，故B错误，C正确．
6．（2021四川达州二模）将密度为0.9×103kg/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，当冰块完仝熔化后（总质量不变）容器中的水面将　 　（选填“升高”、“降低”或“不变”）。
【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：ρ水gV排＝ρ冰gV，
则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ρ水V冰化水＝ρ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，故液面高度不变。
7.（2021福建）我国自主研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器，填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。当潜水器下潜到1.0×104m深度静止时，受到海水的压强约为______Pa（ρ海水取1.03×103kg/m3，g取10N/kg）；在预定深度完成任务后，潜水器抛掉配重物，潜水器受到的浮力______（选填“大于”“等于”或“小于”）自重，从而上浮。
【答案】 (1)1.03×108 (2) 大于
【解析】当潜水器号下潜至1.0×104m深处时，受到海水的压强
p=ρ水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×1.0×104m=1.03×108Pa
潜水器受到海水的压强为1.03×108Pa。
潜水器悬浮时，浮力等于自重，在预定深度完成任务后，潜水器抛掉配重物，自重减小，V排不变，所受浮力不变，浮力大于自重，从而上浮。
8．（2021江苏淮安）将一盛满水的烧杯置于水平桌面上，缓慢放入一质量为200g的木块，木块最终在杯中处于漂浮状态，此时木块所受浮力大小是　　N，从杯中排出水的体积是　　cm3，上述过程中水对杯底的压强　　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（水的密度ρ＝1.0×103kg/m3．g取10N/kg）
【答案】2；200；不变。
【解析】（1）因为木块在水中静止后处于漂浮状态，
受到的浮力：
F浮＝G＝mg＝0.2kg×10N/kg＝2N，
木块排开水的体积：
V排＝＝＝2×10﹣4m3＝200cm3；
（2）木块放入水中后，排开的水溢出烧杯，杯内水的深度不变，
根据p＝ρgh可知，烧杯底部所受水的压强不变。
9．（2021苏州）如图所示，重为12N、边长0.1m的正方体物块静置于粗糙的水平桌面上，物块对桌面的压强为　 　Pa．向右推动物块，在运动过程中，它受到　 　（向左/向右）的摩擦力。物块掉入水槽中（水足够深），其静止后所受浮力为　 　N．（g取10N/kg）

【答案】1200；向左；10。
【解析】正方体物块对水平桌面的压力F＝G＝12N，受力面积S＝0.1m×0.1m＝0.01m2，
物块对桌面的压强：p＝＝＝1200Pa；
向右推动物块，在运动过程中，摩擦力的方向与物体运动方向相反，即它受到向左的摩擦力；
正方体物块的体积：V＝0.1m×0.1m×0.1m＝0.001m3，
物块全部浸没在水中时受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3＝10N，
因为F浮＜G，所以物块掉入水槽中（水足够深）沉底，其静止后所受浮力F浮＝10N。
10.（2021贵州黔东南）浸没在水中的长方体金属块，上、下表面受到水的压力分别为2N、10N，该金属块受到的浮力为 ________ N，金属块的体积为________，若上表面距离水面的深度为0.4m，现用3N的力把金属块提升0.1m，则此力对物体做的功为________ J，此时金属块受到的浮力将________（选填“变大”、“不变”或“变小”）（，g取10 N/kg）。
【答案】 (1)8 (2)8×10-4 (3) 03 (4) 不变
【解析】（1）该金属块受到的浮力为

（2）由可得

（3）此力对物体做的功为

（4）由可得，把金属块提升0.1m，金属块排开水的体积不变，故金属块受到水的浮力不变。
11.（2022山西二模）如图所示，弹簧测力计的分度值为0.2N,金属块所受的浮力为　　 N，金属块的体积是　 　m3．

【答案】0.2；2×10﹣5．
【解析】由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，故G=2.2N，F′=2N，
金属块受到的浮力：F浮=G﹣F′=2.2N﹣2N=0.2N；
金属块排开水的体积：V排===2×10﹣5m3，
由图可知，金属块浸没在水中，可得：V金=V排=2×10﹣5m3．
12．（2021天津二模）如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为8N、棱长为10cm的正方体物块M，M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示（g＝10N/kg）。

（1）当t＝140s时，物块M在水中处于　 　（选填“沉底”“悬浮”或“漂浮”）状态；
（2）当t＝140s时，水对容器底部的压力大小；
（3）图乙中a的值；
（4）40～140s时段，浮力对物体做功。
【答案】漂浮；15N；8cm；0.32J。
【解析】（1）正方体物块M的体积：V＝L3＝（0.1m）3＝0.001m3；
物块M的质量：m＝＝＝0.8kg；
物块M的密度：ρM＝＝＝0.8×103kg/m3＜1.0×103kg/m3；
即物块的密度小于水的密度，
由图象可知：当t＝140s时，水的深度为h＝12cm，大于正方体物块M的棱长为10cm；
则根据浮沉条件可知此时物块在水中处于漂浮状态；
（2）当t＝140s时，注入水的体积：V水＝vt＝5mL/s×140s＝700mL＝7×10﹣4m3，
则注入水的重力：G水＝ρ水gV水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×7×10﹣4m3＝7N；
因容器为方形容器，且此时物块处于漂浮状态，
所以此时水对容器底部的压力：F＝G水+GM＝7N+8N＝15N；
（3）由图象分析可知，当t＝40s时，物块M刚好处于漂浮状态，则F浮＝GM＝8N，
根据F浮＝ρ水gV排可得此时物块M排开水的体积：
V排＝＝＝8×10﹣4m3＝800cm3，
由V排＝SMh浸可得，此时水的深度：
a＝h浸＝＝＝8cm；
（4）在40﹣140s时段，物块M上升的高度（等于水面上升的高度）：h′＝12cm﹣8cm＝4cm＝0.04m，
则该过程中浮力对物体做功：W＝F浮h′＝8N×0.04m＝0.32J。
【点评】此题是一道力学综合题，熟练运用阿基米德原理、液体压强公式、密度公式，准确分析图象中的信息，方可解答此题。
13.（2021江西二模）将U型管压强计的金属盒放在盛有某和液体的玻璃杯中。将相关信息如图所示。（g取10N/kg）求：
（1）液体的密度。
（2）体枳为60cm3的小球浸没在液体中受到的浮力。

【答案】（1）液体的密度为0.8×103kg/m3。
（2）小球浸没在液体中受到的浮力为4.8N。
【解析】（1）金属盒受到液体压强与U形管中两边水的压强差相等，
即：p金属盒=p压强计，
由p=ρgh可得：
ρ液gh液=ρ水gh水，
所以液体密度：
ρ液=ρ水h水/h液=10cm×1×103kg/m3/12.5cm=0.8×103kg/m3；
（2）小球浸没在液体中V排=V球=60cm3，
由阿基米德原理可得小球受到的浮力：
F浮=ρ液gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×60×10﹣6m3=4.8N。
14.（2021贵州黔西南）如图甲所示，有一体积、质量忽略不计的弹簧，其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为10cm，弹簧没有发生形变时的长度为10cm，弹簧受到拉力作用后，伸长的长度与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水，直到物体上表面与液面相平，此时水深24cm。（g=10N/kg）求：

(1)物体受到水的浮力；
(2)打开出水口，缓慢放水，当弹簧处于没有发生形变的状态时，关闭出水口。求放水前后水对容器底部压强的变化量。
【答案】(1)10N；(2)800Pa
【解析】(1)物块刚好完全浸没在水中，则

物体所受的浮力

(2)由图甲可知，当物体上表面上液面齐平时，物体上表面距容器底的距离为
h=24cm
弹簧伸长的长度

由图乙可知，此时弹簧对物体的拉力为F拉=4N
木块的重力
当弹簧处于没有发生形变的自然状态时L弹簧=10cm
此时物体受的浮力：

可得

此时水的深度

放水前后水对容器底部压强的变化量

15.（2021攀枝花）如图，体积相同的两个物体A、B用不可伸长细线系住，放入水中后，A刚好完浸没入水中，细线被拉直。已知A重6N，B受到的浮力为8N，A、B密度之比为3：5。以下说法中不正确的是（　　）（ρ水＝1.0×103kg/m3）

A．B受到的重力为10N B．细线对A的拉力为1N
C．A的密度为0.75×103kg/m3 D．B对容器底部的压力为零
【答案】B
【解析】A.由题知，A、B密度之比ρA：ρB＝3：5，VA：VB＝1：1，由G＝mg＝ρVg可得A、B所受的重力之比：GA：GB＝ρAVAg：ρBVBg＝ρA：ρB＝3：5，已知GA＝6N，所以GB＝5GA/3＝5×6N/3＝10N，A正确。
B.已知A、B的体积相同，都浸没在水中，则A、B排开水的体积相等，根据阿基米德原理可得A受到的浮力F浮A＝F浮B＝8N，A在重力、拉力和浮力的共同作用下刚好完全浸没入水中，细线被拉直，根据力的合成可得细线对A的拉力为F拉A＝F浮A﹣GA＝8N﹣6N＝2N，B错。
C.根据F浮＝ρ液gV排可得，A的体积：VA=VA排= = = 8×10-4m3，则A的密度：
ρA= = = 0.75×103kg/m3，C正确。
D.根据力的作用的相互性可得，细线对B的拉力F拉B＝F拉A＝2N，方向竖直向上，则B对容器底部的压力：F压＝F浮B+F拉B﹣GB＝8N+2N﹣10N＝0N，D正确。选B。
16.（2021嘉兴）如图所示，潜水员正潜没在海水中，他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气，以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是（ ）
A. 向海底下潜过程中，受到海水的压强变大
B. 海水中水平游动时，受到海水的压强变小
C. 对背心进行放气后，受到海水的浮力变大
D. 对背心进行充气后，受到海水的浮力变小
【答案】A
【解析】AB.海水的密度ρ海水不变，根据p=ρgh可知，在下潜过程中，深度增加，受到的海水的压强变大，水平游动时，深度不变，受到的海水的压强不变，A正确,B错。
CD.海水的密度ρ海水不变，根据F浮＝ρ液gV排可知，对背心进行放气后，排开水的体积变小，受到海水的浮力变小，对背心进行充气后，排开水的体积变大，受到海水的浮力变大，CD错。选A。
17.（2021通辽）（多选）两个底面积相同形状不同的容器（GA＜GB）盛有同种液体，放在水平桌面上，液体深度相同，把甲、乙、丙、丁四个体积相同的小球放入两个容器中，小球静止后位置如图所示，两容器内液体深度依旧相同。下列说法正确的是（　　）

A．甲球密度小于丙球密度
B．甲球受到的浮力大于丁球受到的浮力
C．取出乙、丙小球后，A容器底部受到的液体压强小于B容器底部受到的液体压强
D．取出乙、丙小球后，A容器对桌面的压强变化量大于B容器对桌面的压强变化量
【答案】AC
【解析】A.两个容器中盛有同种液体，由图可知，甲球漂浮，则ρ甲＜ρ液，乙丙两球悬浮，则ρ乙＝ρ丙＝ρ液，丁球沉底，则ρ丁＞ρ液，故甲球的密度小于丙球的密度，A正确。
B.已知四个小球体积相同，液体密度相同，由图可知，甲球排开液体的体积小于丁球排开液体的体积，由F浮＝ρ液gV排可得，甲球受到的浮力小于丁球受到的浮力，B错。
C.已知乙球和丙球所排开的液体的体积相等，则取出乙、丙小球后，两容器中液面均下降，因为A容器上部的横截面积小于B容器上部的横截面积，故A容器中液面下降的高度大，即A容器内液体深度小于B容器内液体的深度，且液体密度相同；由p＝ρgh得，A容器底部受到的液体压强小于B容器底部受到的液体压强，C正确。
D.因为甲、乙、丙、丁四个体积相同，且ρ甲＜ρ乙＝ρ丙＜ρ丁，所以由密度变形公式m＝ρV可知，四个小球的质量，m甲＜m乙＝m丙＜m丁，取出乙、丙两球后，A、B两容器对桌面压力的变化量分别为乙球的重力和丙球的重力，由G＝mg可得G乙＝G丙，即△FA＝△FB，且两容器底面积相同，由p＝ΔF/S可得，取出乙、丙小球后，A容器对桌面的压强变化量等于B容器对桌面的压强变化量，D错。选AC。
18.（2021达州）如图所示，底面积为100cm2的圆柱形容器置于水平桌面上，柱形物体被细线拉住静止在水中，该物体下表面受到的压力为22N，上表面受到的压力为10N；剪断细线物体静止后，液体对容器底部的压强比剪断细线前减少了300Pa。g取10N/kg，下列判断正确的是（ ）



A. 剪断细线后，容器对水平桌面的压强变小
B. 该物体的密度为0.75×103kg/m3
C. 剪断细线后，物体静止时所受浮力大小为3N
D. 物体的质量为1kg
【答案】B
【解析】A.圆柱形容器对水平桌面的压力F=G容+G物+G水，剪断细线前后，G容、G物、G水均不变，根据公式p=F/S可知，当受力面积S一定时，容器对水平桌面的压强不变，A错。
BCD.细线剪断前，物体浸没在水中，物体受到的浮力为：F浮=F向上-F向下=22N-10N=12N,，由公式F浮＝ρ液gV排求可得：V物=V排= = =1.2×10-3m3，细线剪断后，物体静止时漂浮在水面，此时，水对圆柱形容器底的压力减少量等于物体浮力的减少量，即ΔF=ΔF浮，由压强公式变形式F=ps可得：ΔF浮=ΔF=Δps=300Pa×100×10-4m2=3N，物体漂浮时的浮力为：F浮′=F浮-ΔF浮=12N-3N=9N，物体的重力为：G= F浮′=9N，物体的质量为：m= = = 0.9kg，物体的密度为：ρ= = = 0.75×103kg/m3，B正确，CD错。选B。
19.（2021丽水）如图是小科自制的简易水陆两栖车模型，整“车”质量0.1千克。
（1）接通电路后，尾部叶片转动，推动车子向前，这说明物体间力的作用是______ 的；
（2）当它在水中处于漂浮状态时，受到的浮力为______ 牛。



【答案】相互  0.98
【解析】（1）接通电路后，尾部叶片转动，叶片向后推空气（或水），对空气或水有一个向后的力，同时水也会对叶片（下车）有一个向前的推力，使车子前进，说明物体间力的作用是相互的。（2）当它在水中处于漂浮状态时，受到的浮力和其重力是一对平衡力，大小相等，F浮=G=mg=0.1kg×0.98N/kg=0.98N。
20.（2021枣庄）如图是小聪同学利用水。弹簧测力计和金属块测量某液体密度的情景。根据图中信息可知，金属块的重力是________N，金属块在水中受到的浮力是________N，所测液体的密度是________kg/m3 。（取g=10N/kg ）

【答案】 4.8 2 1.2×103
【解析】根据图中信息可知：金属块的重力是即为弹簧测力计的示数，分度值为0.2N，故读数为4.8N。
金属块在水中受到的浮力是F浮=G-F=4.8N-2.8N=2N 。.根据排开液体的体积相同，则排开水的体积：
V排= = =2×10-4m3，
所测液体的密度是ρ液= = = = 1.2×103kg/m3。
21.（2021通辽）用密度为0.4×103kg/m3的泡沫制作长2m、宽1.5m、30cm长方体简易浮桥，浮桥在河水中最大承重为 　 　kg（ρ河水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg），此浮桥空载时分别放到海水和河水中，下表面受到的压强分别为p海和p河，则p海 　p河（填“＞”“＜”或“＝”）。
【答案】540 ＝
【解析】泡沫的体积V泡沫＝2m×1.5m×30×10﹣2m＝0.9m3，泡沫的质量：m泡沫＝ρ泡沫V泡沫＝0.4×103kg/m3×0.9m3＝360kg，泡沫的重力：G泡沫＝m泡沫g＝360kg×10N/kg＝3600N，即浮桥的重力为3600N，
浮桥受到的最大浮力：F浮最大＝ρ水V排g＝1×103kg/m3×0.9m3×10N/kg＝9000N，浮桥在河水中的最大承重：G载最大＝F浮最大﹣G泡沫＝9000N﹣3600N＝5400N，浮桥在河水中的最大承载质量：m载最大= = =540kg。
此浮桥空载时分别平放到海水和河水中，受到的浮力相等，都等于浮桥的重力；因为
F浮＝F下表面﹣F上表面＝F下表面，所以下表面受到的压力相等，由p＝F/S可知，下表面受到的压强相等，即p海＝p河。
22.（2021武威）2020年11月10日，奋斗者号在马里亚纳海沟成功下潜坐底深度10909米，刷新中国载人深潜的新纪录。假设海水的密度为1.02×103kg/m3 且不变，奋斗者号在水中上浮且未浮出水面过程中，受到水的浮力________（选填 “变大”、“变小”或“不变”）；则奋斗者号在10000m 深处受到的压强是________Pa 。（ g=10N/kg ）

【答案】 不变 1.02×108
【解析】奋斗者号在水中上浮且未浮出水面过程中，所处液体的密度不变，排开的液体的体积就是奋斗者号的体积，也保持不变，上浮过程浮力不变。 奋斗者号在10000m 深处受到的压强
p=ρ海水gh=1.02×103kg/m3×10N/kg ×10000m =1.02×108m。
23.（2021成都）小虹利用弹簧测力计、实心圆柱体物块、烧杯等器材，探究浮力的大小跟哪些因素有关。小虹提出如下猜想，设计并进行了实验。
猜想a：浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关；
猜想b：浮力大小与物体排开液体的体积有关；
猜想c：浮力大小与液体的密度有关。
（1）小虹确定了测量浮力的方法：用弹簧测力计先测出物体的重力G，接着将物体浸入液体中静止时，读出测力计对物体的拉力F拉，可计算出物体所受的浮力F浮。其测量原理利用了 　　。
A.F浮与G是一对平衡力 B.F浮与G是相互作用力
C.F浮与F拉是相互作用力 D.F浮、F拉和G是一组平衡力
（2）小虹的操作步骤及测量数据如图所示。
由测量数据可得：B步骤中圆柱体物块受到水的浮力为 　　N。
（3）分析图中A步骤与 　　步骤的数据，可以验证猜想a是错误的。（填出步骤的序号）
（4）进一步学习了阿基米德原理之后，利用如图的测量数据，还可以计算出其它一些物理量（水的密度已知）。下列物理量中不能计算出的是 　　。
A.物块的体积 B.物块的密度 C.盐水的体积 D.盐水的密度

【答案】（1）D （2）0.4 （3）CD （4）C
【解析】（1）由题意知，物体受重力、水的浮力、测力计的拉力三个力的作用，在这三个力的作用下保持平衡，所以这三个力平衡，D正确。
（2）测力计分度值为0.2N，由图A可知，物体的重力为2.4N；B中测力计的示数为2N，所以此时受到的浮力为：F浮＝G﹣F＝2.4N﹣2N＝0.4N。
（3）C、D两图实验，物体排开液体的体积和密度相同，浸没在液体中的深度不同，因测力计示数相同，受到的浮力相同，故可得：浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关，可以验证猜想a是错误的。
（4）AB.由图A可知物体所受的重力G＝2.4N，则m= = =0.24kg。根据图AD或图AC可求出物体完全浸没在水中时受到的浮力F浮＝G﹣F＝2.4N﹣1.4N＝1N；由F浮＝ρ液gV排得，
V物=V排= = =1×10-4m3；物体的密度为：ρ= = = 2.4×103kg/m3。
C.通过数据无法得知盐水的体积。
D.由图AE可知物体在盐水中受到的浮力为：F浮′＝G﹣F′＝2.4N﹣1.3N＝1.1N；由F浮＝ρ液gV排得，ρ盐水= = = 1.1×103kg/m3。由上可知，不能得出的是C选项。
24.（2021云南）某小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
（1）弹簧测力计使用前要先进行 　 　。
（2）实验步骤如图1所示，甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。由图甲和丁可知物体受到的浮力F浮＝　 　。
（3）以下选项中若 　 　成立，则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
A.F1﹣F2＝F3﹣F4 B.F1﹣F3＝F4﹣F2 C.F3﹣F2＝F1﹣F4
（4）另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋（质量忽略不计）对实验进行改进，装置如图2所示。向下移动水平横杆，使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中，观察到A的示数逐渐 　 　，B的示数逐渐 　 　，且A、B示数的变化量 　　（选填“相等”或“不相等”）。
（5）比较两种实验方案，改进后的优点是 　　（多选）
A.测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化，测力计固定、示数更稳定
C.能同步观察测力计A、B示数的变化
【答案】（1）校零 （2）F1﹣F3 （3）B （4）变小 变大 相等 （5）BC
【解析】（1）弹簧测力计使用前指针要指向零刻度线，如果没指向零刻度线，需要校零。
（2）由图甲可知物体的重力G＝F1，由图丁可知物体浸没时弹簧测力计的示数F′＝F3，则物体受到的浮力F浮＝G﹣F′＝F1﹣F3。
（3）由图乙可知空烧杯的重力为F2，由图戊可知物体浸没时排开液体与烧杯的总重力为F4，则物体浸没时排开液体的重力G排＝F4﹣F2，当F浮＝G排即F1﹣F3＝F4﹣F2可知，物体受到浮力的大小与排开液体所受重力相等。
（4）如图2所示，向下移动水平横杆，使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中，重物排开水的体积变大，受到的浮力变大，由称重法F浮＝G﹣F′可知弹簧测力计A的示数变小，重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大，即弹簧测力计B的示数越大，薄塑料袋的质量忽略不计时，由阿基米德原理可知，弹簧测力计A、B示数的变化量相等；
（5）比较两种实验方案可知，改进后：
A.由称重法F浮＝G﹣F′可知，弹簧测力计A的示数等于物体的重力减去受到的浮力，A错。
B.由图2的实验装置和器材（两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋）可知，实验器材生活化，测力计固定、示数更稳定，B正确。
C.薄塑料袋不计质量，能同步观察测力计A、B示数的变化，从而得出物体受到浮力的大小与排开液体所受重力的关系，C正确。选BC。
25.（2021武威）如图所示为我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰该舰标准排水量为5万吨，可同时停放36架歼-15舰载机，每架舰载机质量为25吨，g=10N/kg 。求：

（1）在标准排水量时，航母所受的浮力为多大？
（2）航母在某海域训练，此海域的海水密度1.02×103kg/m3 ，当36架舰载机全部飞离航母后，航母排开海水的体积减少了多少立方米？（结果保留两位小数）
【答案】（1）5×108N （2）882.35m3
（1）在标准排水量时，航母所受的浮力为 F浮=G排=m排g=5×10000×103kg×10N/kg=5×108N 。
（2）当36架舰载机全部飞离航母后，减小的质量为m总飞=36×25×103kg=9×105kg， 由于漂浮，浮力等于重力，等于自身的重力，而减小的质量等于排开水减少的质量，减小排开水的体积为：V= = = 882.35m3。
答：（1）在标准排水量时，航母所受的浮力为5×108N；（2）航母排开海水的体积减少了882.35m3 。
26.（2021宁波）如图所示是世界上第一艘飞艇，它是由法国工程师吉法尔于1852年制造的。这艘飞艇的气囊充满氢气后，长44m，直径11.9m，体积2100m3，形状像一个巨大的橄榄。这年的9月24日，吉法尔乘坐该飞艇从巴黎的马戏场出发，用一台2.2kW的蒸汽机带动螺旋桨，以8km/h的速度，飞行了28km。
（1）飞艇的气囊形状像一个橄榄，在前进过程中可以减小______ 。
（2）充满氢气后气囊受到的浮力是多少？空气密度取（1.29kg/m3）
（3）这次飞行，飞行所需时间、蒸汽机做的功及飞行时受到的平均阻力各为多少？
【答案】（1）空气阻力 （2）27090N （3）3.5h 2.772×107J 990N
【解析】（1）飞艇的气囊形状像一个橄榄，在前进过程中可以减小空气阻力。
（2）充满氢气后气囊受到的浮力：F浮=ρ空气gv排=1.29kg/m3×10N/kg×2100m3=27090N。
（3）由v=s/t 可得，飞行所需时间：t= = =3.5h；
蒸汽机做的功：W=Pt=2.2×103W×3.5×3600s=2.772×107J；
飞艇飞行时，受到的阻力与牵引力是一对平衡力，则由W=Fs可得，飞行时受到的平均阻力：
f=F= = =990N。
答：（1）空气阻力；（2）充满氢气后气囊受到的浮力是27090N；（3）这次飞行，飞行所需时间为3.5h；蒸汽机做的功为2.772×107J ；飞行时受到的平均阻力为990N。
27.（2021海南）为了增强中学生体质，进一步加强防溺水教育，学校组织学生进行游泳训练。（ρ水=1.0×103kg/m3 ,g取10N/kg）求：
（1）小东在一次游泳训练中，游20m所用的时间为40s，则他游泳的平均速度是多少m/s？
（2）如图所示，小东手上佩戴的防溺水安全手环是水上救生设备，携带非常方便，手环里的安全气囊充气后的体积是1.7×10-2m3，当它完全浸没在水中时受到的浮力为多少N？
（3）小东的质量为50kg，他站立在泳池岸上，双脚与水平地面的总接触面积是500cm2，他对水平地面的压强是多少Pa？
（4）小东在泳池岸上看到池水的深度比实际深度要浅，正如古诗所说“潭清疑水浅”，请用光学知识分析其中原因。


【答案】（1）0.5m/s （2） 170N （3）1×104Pa （4）因为光从水斜射入空气时发生了折射，折射光线远离法线（折射角大于入射角），人眼逆着折射光线向水中看去，会感觉水变浅了。
【解析】（1）小东游泳的平均速度：V= = =0.5m/s。
（2）因为安全气囊浸没在水中，所以v排=v物=1.7×10-2m3，安全气囊完全浸没在水中时受到的浮力：
F浮=G排=ρ水gv排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.7×10-2m3=170N。
（3）因为在水平面上，则水平地面受到的压力：F=G=mg=50kg×10N/kg=500N，受力面积：S=500cm2=5×10-2m2，小东对水平地面的压强：p= = = 1×104Pa。
（4）因为光从水斜射入空气时发生了折射，折射光线远离法线折射角大于入射角，人眼逆着折射光线向水中看去，会感觉水变浅了。
答：（1）小东游泳的平均速度是0.5m/s；（2）安全气囊完全浸没在水中时受到的浮力为170N；（3）小东对水平地面的压强为1×104Pa ；（4）因为光从水斜射入空气时发生了折射，折射光线远离法线（折射角大于入射角），人眼逆着折射光线向水中看去，会感觉水变浅了。
28.（2021贺州）如图所示，水平桌面上放有一圆柱形溢水杯，它自重7N，底面积为300cm2，溢水口距杯底的高度为12cm，溢水杯中盛有高为10cm、质量为3kg的水。现将一体积为1000cm3、质量为2.7kg的正方体铝块缓慢浸没入水中，不计溢水杯的厚度。求：

（1）铝块放入水前，水对溢水杯底部的压强；
（2）铝块浸没在水中受到的浮力；
（3）铝块浸没在水中静止后，溢水杯对水平桌面的压强。
【答案】（1）1.0×103Pa 10N 2000Pa
【解析】（1）水对溢水杯底部的压强p1＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m＝1.0×103Pa。
（2）因为铝块浸没在水中，V排＝V物＝1000cm3＝1×10﹣3m3，铝块浸没在水中受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N。
（3）铝块放入后，溢出水的体积V溢出＝V水+V铝﹣V溢水杯＝300cm2×10cm+1000cm3﹣300cm2×12cm＝400cm3＝4×10﹣4m3，溢出水的重力G溢出＝ρ水V溢出g＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣4m3＝4N，溢水杯内水的重力G水＝m水g＝3kg×10N/kg＝30N，铝块的重力G铝＝m铝g＝2.7kg×10N/kg＝27N，溢水杯对水平桌面的压力F＝G杯+G水+G铝﹣G溢出＝7N+30N+27N﹣4N＝60N，溢水杯底面积S＝300cm2＝3×10﹣2m2，溢水杯对水平桌面的压强p2= = = 2000Pa。
答：（1）铝块放入水前，水对溢水杯底部的压强为1.0×103Pa；（2）铝块浸没在水中受到的浮力为10N；（3）铝块浸没在水中静止后，溢水杯对水平桌面的压强为2000Pa。