41物体的浮沉条件及其应用--上海市2022年中考物理模拟题高频考点分类汇编

这是一份41物体的浮沉条件及其应用--上海市2022年中考物理模拟题高频考点分类汇编，共19页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．（2022·上海静安·统考二模）下列实例或现象中，利用水的比热容比较大这一特性的是（ ）
A．木块能漂浮在水面上B．汽车发动机用水做冷却剂
C．化学实验中用排水法集气D．满装饮料瓶不宜放入冰箱冷冻
2．（2022·上海徐汇·统考一模）如图所示，两个相同的柱形容器分别盛有两种不同液体，两个相同物体分别浸入液体中，物体静止后两液面恰好相平。若将两物体从液体中取出，则液面下降高度Δh甲、Δh乙和液体对容器底部的压强p甲、p乙的大小关系，判断正确的是（ ）
A．，B．，
C．，D．，
3．（2022·上海杨浦·统考一模）小球漂浮在酒精中，排开酒精的质量为0.2千克。若该小球漂浮在水中，则排开水的质量（ ）
A．一定大于0.2千克B．可能小于0.2千克
C．一定等于0.2千克D．一定小于0.2千克
4．（2022·上海长宁·统考一模）质量相等的甲、乙两只小球，分别漂浮在酒精和水中，且ρ酒精＜ρ水、ρ甲＜ρ乙。则（ ）
A．甲球的体积较小B．甲球受到的浮力较小
C．两小球排开液体的质量相等D．两小球排开液体的体积相等
二、填空题
5．（2022·上海普陀·统考二模）在黄浦江面静止的某货轮的排水量为千克，则货轮受到的浮力为______牛，此时货轮受到的合力大小为______牛；当该货轮驶入东海后，与其在黄浦江中排开江水的体积相比，其排开海水的体积将______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
6．（2022·上海金山·统考二模）距水面0.1米深处水的压强为______帕。重为8牛、体积为1×10-3米3的物体漂浮在水面上，物体受到的浮力为______牛，物体受到的合力为______牛。
7．（2022·上海·校联考模拟预测）如图所示是我国第二艘055型万吨驱逐舰“拉萨号”，它于2021年3月正式亮相，其综合作战能力在当今世界位居同类舰艇前列，若舰上的直升机飞离甲板后，航母所受的浮力大小将______，排开水的体积______（后两空均选填“变大”“不变”或“变小”）。
8．（2022·上海·校考二模）某小组同学为了探究容器中漂浮在水面上的冰块熔化前后水面变化的情况，他们选用了质量为m1和m2的冰块（已知m1＜m2），将它们分别放入盛有相同体积水的相同的烧杯中，冰块熔化前后水面变化情况如图（a）、（b）所示。请仔细观察图中的现象和相关条件，归纳得出初步结论。
（1）分析比较图（a）或（b）中的现象及相关条件可知______；
（2）若图（a）的冰块内掺有小木块，待冰块熔化后小木块漂浮在水面上，此时水面高度将______；而图（b）的冰块内掺有小铁块，待冰块熔化后小铁块下沉到杯底，此时水面高度将______。（已知ρ铁＞ρ水＞ρ木）
9．（2022·上海浦东新·统考一模）质量为0.5千克的木块漂浮在水中，木块所排开水的质量为________千克，木块受到的浮力为________牛：若该木块漂浮在酒精中（ρ酒精<ρ水），则木块所排开酒精的质量________0.5千克（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
10．（2022·上海闵行·统考一模）如图所示是我国第二艘055型万吨驱逐舰“拉萨号”，它于2021年3月正式亮相，其综合作战能力在当今世界位居同类舰艇前列，“拉萨号”受到的浮力方向_________，若舰上的直升机飞离甲板后，航母所受的浮力大小将_______，排开水的体积_______（后两空均选填“变大”“不变”或“变小”）。
11．（2022·上海静安·统考一模）某油轮的排水量为5106千克，则满载时油轮受到的浮力为______牛。若油轮满载，从海水密度较小的水域驶入密度较大的水域，油轮所受到的浮力将______，其船身浸入海水中的体积将______（均选填“变小”、“不变”或“变大”）。
12．（2022·上海长宁·统考一模）如图所示，某深海潜水器的上浮和下潜属于无动力控制，其整个工作过程分为：a.可调压载水舱注水；b.匀速下潜；c.抛掉“下潜压载”后减速；d.潜水器靠底；e.抛掉“上浮压载”后加速上浮；f.匀速上浮阶段；g.可调压载水舱排水。潜水器的相关数据如下表，海水密度约为1.0×103千克/米3。
①潜水器的观察窗面积做得很小是为了减小它在深海中受到的______；
A．重力 B．压力 C．压强
②当潜水器在最大深度处准备上浮时，需要抛掉“上浮压载”，此时潜水器的浮力减小量______重力减小量，所以抛去“上浮压载”可以帮助潜艇上浮；
③可调压载水舱中的水需要利用高压气罐中的压缩气体才能将其排出。潜水器在最大深度处时，能否利用排水的方式实现上浮？请根据表格中的数据判断并说明理由______。
13．（2022·上海普陀·统考一模）用手把体积为1×10-4米3的小球浸没在水中，小球受到的浮力为_______牛，方向_______；若该小球重为0.8牛，放手后，小球将_______（选填“上浮”“悬浮”或“下沉”）。
14．（2022·上海·校联考模拟预测）如图所示，台秤上放置一个装有适量水的烧杯，已知烧杯和水的总重为2N，将一个重力为1.6 N、体积为2×10-4 m3的长方体实心物体A用细线吊着，然后将其一半浸入烧杯的水中，则细线对物体A的拉力为___________N。当把细线剪断后，物体A静止时受到的浮力为___________N，此时台秤的示数为___________。（g=10N/kg）
三、实验题
15．（2022·上海浦东新·统考二模）上海市“空中课堂名师面对面”有一堂课是“阿基米德原理：单元答疑”，其中有“浮力秤”的介绍。某小组同学观课后制作了一“浮力秤”。如图（a）所示，其构造是由质量为m0、底面积为S的浮筒和可盛放液体（密度为液）的容器两部分组成。
他们首先在容器内装入足量水，空浮筒静止时浸入液体的深度为h。如图（b）所示，在浮筒内放一物块后，小筒浸入水中的深度增加了△h，从浮筒上标有的刻度可读出物块的质量m，并将不同质量的物块分别装入浮筒中，记录相关实验数据于表一中。接着，他们把水更换为酒精，重复上述过程，并记录数据于表二中。
（1）分析比较实验序号1、2与3（或4、5与6）的数据△h和m的数据关系，可得出的初步结论是：当使用同一浮力秤测量物体质量时（液体不溢出），△h与m成正比，说明该浮力秤的刻度值的间距是______（选填“相等”或“不相等”）；
（2）分析比较实验序号______的数据可得出：当使用相同浮筒、相同容器制成的浮力秤测量同一物体质量时（液体不溢出），△h与液体密度液有关；
（3）浮力秤是运用了二力平衡及______原理，该物块的质量m为______（用上述物理量的字母表示），并在下面空白处写出推导过程：______ ；
（4）测量过程中，他们发现测量范围不够大，需要改进。请写出一种增大浮力秤测量范围的方法：______。
16．（2022·上海青浦·统考一模）实验研究和理论研究是科学研究的常用方法。生活中人们发现：漂浮在水面上的不同物体，有的物体大部分露出水面，而有的物体只是一小部分露出水而。某小组同学猎想：这种现象可能是漂浮在水而上的物体密度大小不同造成的。为此，他们选用若干个密度不同的实心物块和足够的水进行实验。图是物体A、B、C漂浮在水面上静止时的情景。已知物块密度跟水密度的情况是ρ水>ρA>ρB>ρC。
（1）根据实验现象可以得出：漂浮在水面上的物体，___________，物体露出水面的体积占整个物体体积的比例越大。
（2）请用阿基米德原理证明上述结论的正确性。___________
17．（2022·上海静安·统考一模）在学习浮力的知识后，小华尝试将装有金属颗粒的试管作为实验仪器来比较液体密度的大小。现将该仪器分别置于甲、乙两种液体中，仪器均处于静止状态，此时用笔标记所记液面位置分别为A、B，如图（a）、（b）所示。
①以图（a）为例，尝试写出并分析该仪器静止时所受力的情况；______
②根据图（a）、（b）所示现象，结合相关知识判断甲、乙液体密度大小的关系。______（需写出判断的过程）
四、计算题
18．（2022·上海普陀·统考一模）水平放置的薄底圆柱形容器高度为0.2米，内装有一定量的水，现将质量为0.18千克的实心木块放入水中，待静止后木块有的体积露出水面，如图（a）所示；若把A物体放在木块上方，木块上表面恰好与水面相平，且此时水面与容器口相平，如图（b）所示。
①求在图（b）中，水对容器底部的压强p；
②求A物体的质量mA；
③若A物体放在木块上方时，水对容器底部压力为F1，当把A物体拴在木块下方（不触底）时，水对容器底部压力为F2，请判断F1和F2的大小关系，并说明理由。
19．（2022·上海·校联考三模）如图所示，一正方体物块边长为10cm，漂浮于足够高的底面积为S0的盛有足量水的圆柱形容器中，有的体积露出水面，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求：
（1）该物块受到的浮力；
（2）该物块的密度；
（3）若未投入物块时，水对容器底部的压力为F0，试求出物块漂浮时，水对容器底部的压力F1和物块浸没时水对容器底部的压强p2；
（4）若物块漂浮时与未投入物块时比较，水对容器底部的压强变化了200Pa，物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比为30∶29，则未投入物块时容器中水的深度是多少？
20．（2022·上海·校联考模拟预测）港珠澳大桥由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成，工程完成后，从香港到珠海三个多小时的车程缩短到半个多小时。（海水密度ρ＝1.03×103kg/m3，g＝10N/kg）
（1）海底隧道长5.7km，设计时速为100km/h，求汽车通过隧道所用的时间（汽车长度忽略不计）；
（2）海底隧道是我国首条超大型深埋沉管隧道，实际安装水深45m，求在海底作业的工人承受的海水压强；
（3）海底隧道由33节水泥沉管在海底对接而成，每节沉管长180m，宽38m，高11.4m，约8×104t（按8×104t计算），如图所示，求每节沉管受到的重力；
（4）将如此巨大的沉管直接放入船中运输十分困难，请利用学过的浮力知识，给海水中运输沉管提出一个建议。
排开水总体积（米3）
21
下潜压载质量（千克）
246
下潜压载体积（米3）
0.031
潜水器总质量（千克）
2.09×105
上浮压载质量（千克）
540
上浮压载体积（米3）
0.068
乘员3人总质量（千克）
224
最大下潜深度（米）
7000
高压气罐内
气体的最大压强（Pa）
1.5×107
表一
序号
液体
△h（米）
m（千克）
1
水
0.08
0.04
2
0.10
0.05
3
0.12
0.06
表二
序号
液体
△h（米）
m（千克）
4
酒精
0.10
0.04
5
0.13
0.05
6
0.15
0.06
参考答案：
1．B
【详解】A．木块能漂浮在水面上，木块受到的浮力等于其重力，与水的比热容无关，故A不符合题意；
B．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机用循环水冷却，故B符合题意；
C．实验中用排水法收集气体时，其中水的作用是排净集气瓶内的空气，与水的比热容无关，故B不符合题意；
D．水凝固后，状态发生变化，质量不变，体积变大，所以，满装饮料瓶放入冷冻后容易涨破饮料瓶，与水的比热容无关，故D不符合题意。
故选B。
2．D
【详解】由图可知，甲排开液体的体积小于乙排开液体的体积，由可知，将两物体从液体中取出后，甲液体液面下降的高度将小于乙液体液面下降的高度，即；因取出物体前，两液体的液面高度相同，且取出液体后，甲液体液面下降的高度将小于乙液体液面下降的高度，故可知取出物体后，甲液体液面的高度将大于乙液体液面的高度，即h甲>h乙，两物体静止时，一个漂浮，一个悬浮，都等于自身重力，因为两个物体相同，所以受到的浮力相等，即，又物体排开甲液体的体积小于物体排开乙液体的体积，故由可知，甲液体的密度大于乙液体的密度，即，则由可知，甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强，即，故ABC错误，D正确。
故选D。
3．C
【详解】小球漂浮在酒精中，排开酒精的质量为0.2千克，根据物体的浮沉条件可知，小球的重力
小球漂浮在水中，根据物体的浮沉条件及阿基米德原理可知，小球排开水的重力
小球排开水的质量
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
4．C
【详解】A．质量相等的甲、乙两只小球，因为
ρ甲＜ρ乙
由可知两球的体积
V甲＞V乙
故A不符合题意；
BCD．根据G=mg可知它们的重力相等，甲乙漂浮在酒精和水中，根据漂浮条件可知浮力等于重力，由于两球重力相等，所以浮力相等，根据阿基米德原理可知它们排开液体的重力相等，由G=mg可知它们的排开液体的质量相等，因为
ρ酒精＜ρ水
由可知两小球排开液体的体积不相等，故C符合题意，BD不符合题意。
故选C。
5． 2×107 0 变小
【详解】[1]货轮静止在黄浦江面上，处于漂浮状态，由阿基米德原理可知，货轮受到的浮力等于排开的水所受到的重力，则货轮受到的浮力
F浮=G排=m排g=2×106kg×10N/kg=2×107N
[2]货轮漂浮在江面上处于静止，属于平衡状态，此时货轮受到的合力为0。
[3]当该货轮驶入东海后，由于货轮仍漂浮，则货轮受到的浮力与货轮的重力相等，而货轮的重力不变，所以浮力不变，由于ρ河水＜ρ海水，根据可知，排开河水的体积大于排开海水的体积，即排开海水的体积将变小。
6． 980 8 0
【详解】[1]由题意可知，水深为0.1m，根据液体压强公式可知，距水面0.1米深处水的压强
距水面0.1米深处水的压强为980Pa。
[2]由题意可知，这物体重为8N，并且漂浮在水面上，根据物体的浮沉条件，浮力大小等于其重力大小，则物体受到的浮力为8N。
[3]由于该物体处于漂浮状态，即静止状态，处于平衡状态，物体受到的合力为0。
7． 变小 变小
【详解】[1]驱逐舰一直漂浮在水面上，所受浮力等于重力大小，若舰上的直升机飞离甲板后，其总重力减小，浮力变小。
[2]由可知，在水的密度一定时，浮力减小，则排开水的体积变小。
8． 漂浮在水中的冰块熔化后，容器中水面高度没有变化 不变 下降
【详解】（1）[1]分析比较图（a）或（b）可知，冰块熔化前后水面高度不变，可得出的初步结论是：漂浮在水中的冰块，冰块完全熔化后容器中水面的高度没有变化。
（2）[2]冰熔化前，冰和木块处于漂浮状态，由漂浮的特点有
F浮=G冰+G木
根据阿基米德原理有
ρ水gV排=G冰+G木
冰熔化后，冰变成水，质量保持不变，由
G=mg=ρVg
可知冰熔化成水的体积为
木块漂浮，浮力等于重力，由阿基米德原理可知木块排开的水的体积为
此时排开水的总体积
因为
V=V排
所以水面高度不变。
[3]冰熔化前，由漂浮的特点有
F浮=G铁+G冰
冰熔化后铁受到的浮力F铁加上水受到的浮力F水为
F浮′=F铁+F水=F铁+G水
因为铁下沉，所以
F铁又因为熔化前后
G冰=G水
所以
F浮>F浮′
由
F浮=ρ液V排g
可知
V排前>V排后
故液面将下降。
9． 0.5 4.9 等于
【详解】[1][2]木块漂浮在水中，根据漂浮条件得到木块受到的浮力
F浮=G木=m木g=0.5kg×9.8N/kg=4.9N
根据阿基米德原理得
F浮=G排=m排水g
木块所排开水的质量
[3]该木块漂浮在酒精中，根据漂浮条件得到木块受到的浮力
F′浮=G木
所以
F′浮=F浮
根据阿基米德原理可知，排开水的重力等于排开酒精的重力，所以排开酒精的质量等于排开水的质量，等于0.5kg。
10． 竖直向上 变小 变小
【详解】[1]浸在液体中的物体受到向上的浮力，“拉萨号”受到的浮力方向是竖直向上的。
[2]航母在水中漂浮，浮力等于自身重力，直升机飞离甲板后，自重减小，所以航母所受浮力减小。
[3]根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知排开水的体积要减小。
11． 4.9×107 不变 变小
【详解】[1]由于轮船漂浮，由物体浮沉条件知道，满载时油轮受到的浮力
F浮=G=mg=m排g=5×106kg×9.8N/kg=4.9×107N
[2]轮船漂浮，自重不变，所以，轮船从海水密度较小的水域驶入密度较大的水城，受到的浮力都等于自重，大小不变。
[3]由于受到的浮力不变，由F浮=ρ液gV排知道，从海水密度较小的水域驶入密度较大的水域，排开水的体积变小。
12． B 小于 最大深度处海水的压强大于压缩气体的压强，所以在此深度无法将水舱中的水排出
【详解】①[1]潜水器的观察窗面积做得很小是为了减小它在深海中受到的；
A．重力的大小与质量成正比，与面积的大小无关，故A不符合题意；
B．由可知，压强一定的情况下，受力面积越小， 压力越小，故B符合题意；
C．由 可知，潜水器在深海中受到压强与深度有关，故C不符合题意。
故选B。
②[2]当 时，物体上升。所以，当潜水器在最大深度处准备上浮时，需要抛掉“上浮压载”，此时潜水器的浮力减小量小于重力减小量，才能保证，实现潜艇上浮。
③[3]潜水器在最大深度处时，海水产生的压强
高压气罐内气体的最大压强1.5×107Pa＜7×107Pa，所以，不能利用排水的方式实现上浮。
13． 1 竖直向上 上浮
【详解】[1]由阿基米德原理可得，小球受到的浮力为
[2]在液体中，物体受到的浮力的方向都是竖直向上。
[3]该小球重为0.8牛，则小球浸没在水中时，小球受到的浮力大于小球的重力，所以，放手后，小球将上浮。
14． 0.6 1.6 3.6N
【详解】[1]根据F浮=ρ液gV排可知，物体A的一半浸入水中时受到的浮力
则此时物体A共受到重力、浮力和细线的拉力作用，且
G=F浮+F拉
则细线对物体A的拉力为
F拉=G-F浮=1.6N-1N=0.6N
[2]物体A的质量
物体A的密度
所以当把细线剪断后，物体A在水中漂浮，则
[3]根据力的作用的相互性可知，物体A对水向下的作用力
根据力的平衡的条件可知，托盘台秤的示数等于烧杯和水的重力、物体A对水向下的作用力之和，即
F=G总+F压=2N+1.6N=3.6N
15． 相等 1与4、2与5或3与6 漂浮 见解析 增大浮筒的底面积
【详解】（1）[1]比较实验序号1、2和3可知，质量变化0.01kg，浮筒静止时浸入液体的深度变化0.02m，所以该浮力秤的刻度值的间距是相等的。
（2）[2]比较实验序号1与4、2与5或3与6可得，在不同的液体密度中，使用相同的浮筒，称量相同的质量时，浮筒静止时浸入液体的深度不同，即△h不同，所以△h与液体密度有关。
（3）[3][4][5]由题意可知，该浮力秤在称量质量时，浮筒始终在液体中处于漂浮状态，因为物体处于漂浮状态时，可得F浮=G总，即，所以浮力秤运用了漂浮原理，又因为V排=Sh，所以当还没有称量质量时，即时，可得
当开始称量质量时，可得
联立以上两个式子，可得
即可得
（4）[6]由（3）可知，，所以增大浮筒的底面积可以使称量的质量更大，即可以增大浮力秤的测量范围。
16． 物体的密度越小 见解析
【详解】（1）[1]如图所示，物体都漂浮，密度越变越小，物体露出水面的体积占整个体积的体积比例越大，故结论为漂浮在水面上的物体，物体的密度越小，物体露出水面的体积占整个物体体积的比例越大。
（2）[2]浮力为
物体所受的重力为
由于物体漂浮，故浮力等于重力，可得
由于需要知道物体露出水面的体积与物体的体积占比问题，故将等式整理为
经整理可知
故物体的密度越小，越大，越大，越大。
17． 见详解 甲液体的密度大于乙液体
【详解】①[1]如图（a）所示，试管静止在甲液体中，受力平衡，受到的有竖直向上的浮力和竖直向下的重力作用，重力和浮力大小相等，方向相反，是一对平衡力。
②[2]因为试管和金属颗粒的总重力不变，试管和金属颗粒都是漂浮在液体中，受到的浮力等于重力，浮力保持不变，根据F浮=ρ液gV排，可知，浮力相等时，液体的密度越大，排开液体的体积越小，由图可知，V排甲小于V排乙，所以甲液体的密度大于乙液体。
18．（1）2000Pa；（2）90g；（3）
【详解】解：（1）在图（b）中，水面与容器口相平，水对容器底部的压强为

（2）质量为0.18千克的实心木块放入水中，漂浮，其浮力与重力相等
静止后木块有的体积露出水面，根据阿基米德原理，浮力为
可解得
将A物体放在木块上，木块刚好完全浸没在水中，AB漂浮，总浮力与AB总重力相等
可解得
A物体的质量为
（3）若A物体放在木块上方时，AB当作一整体，漂浮在水面，总浮力与AB总重力相等，水面与容器口相平；当把A物体拴在木块下方（不触底）时，AB也当作一整体，也将漂浮在水面，总浮力与AB总重力相等，根据阿基米德原理，即两种情况下，排开水的体积相等，即水面都与容器口相平，水对容器底部压强为
即水对容器底部压强相等，水对容器底部压力为
因此水对容器底部压力也相等，即
答：（1）在图（b）中，水对容器底部的压强为2000Pa；
（2）A物体的质量为90g；
（3）。
19．（1）8N；（2）0.8×103kg/m3（3）F0+8N， ；（4）0.125m
【详解】解：（1）物块有的体积露出水面，则物块浸入水中的体积为物体体积的，物块受到的浮力为
（2）物体漂浮于水面，根据漂浮条件可知，物体受到的重力为
该物块的密度为
（3）未投入物块时，水对容器底部的压力为F0，由于容器为圆柱形容器，木块漂浮时，水对容器底部的压力等于未放入物体时水对容器底的压力加上木块的重力，即木块漂浮时，水对容器底的压力为
F1=F0+G=F0+8N
木块浸没时，水对容器底部的压力等于未放入物体时水对容器底的压力加上物体排开水的重力，则物块浸没时水对容器底部的压力
物块浸没时水对容器底部的压强
（4） 由题意可知，物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比为30∶29，则

解得未放入物体时水对容器底的压力为F0=50N，物块漂浮时与未投入物块时比较，水对容器底部的压强变化了200Pa，则
解得容器底面积为S0=0.04m2，未投入物块时水对容器底的压强
根据液体压强公式p=ρgh可得，未投入物块时容器中水的深度
答：（1）该物块受到的浮力为8N；
（2）该物块的密度为0.8×103kg/m3；
（3）物块漂浮时，水对容器底部的压力为F0+8N，物块浸没时水对容器底部的压强；
（4）未投入物块时容器中水的深度是0.125m。
20．（1）0.057h；（2）4.635×105Pa；（3）8×108N；（4）见解析
【详解】解：（1）汽车通过隧道所用的时间
（2）工人承受的海水压强
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×45m=4.635×105Pa
（3）每节沉管受到的重力
（4）将沉管放入水中用船拖行；将沉管两端暂时密封，放入水中，用船拖行；在水泥沉管上捆绑一些空心密闭的金属箱，用船拖行。通过增大排开液体的体积来增大浮力。
答：（1）汽车通过隧道所用的时间是0.057h；
（2）在海底作业的工人承受的海水压强是4.635×105Pa；
（3）每节沉管受到的重力是8×108N；
（4）见解析。