2023年北京初三一模物理分类汇编：浮力章节综合

2023北京初三一模物理汇编

浮力章节综合

一、单选题

1．（2023·北京西城·统考一模）如图所示是实心正方体物体甲、乙的质量与体积的关系图像。甲、乙两个物体的质量相等，把它们分别放在水平地面上，它们对地面的压强分别为p甲、p乙；把它们分别浸没在水中释放，静止后它们受到的浮力分别为F甲、F乙。则下列判断正确的是（　　）

A．p甲=p乙 B．F甲=F乙 C．p甲>p乙 D．F甲>F乙

2．（2023·北京海淀·统考一模）如图所示，桌面上有一个密度为ρ的实心小球，甲、乙两个分别盛满密度为ρ1、ρ2两种不同液体的溢水杯。将小球放入甲溢水杯中，静止后溢出液体的体积和质量分别为V1、m1，此时小球受到的浮力为F1；将小球放入乙溢水杯中，静止后溢出液体的体积和质量分别为V2、m2，如此时小球受到的浮力为F2，下列判断正确的是（　　）

A．若ρ1<ρ2，则m1一定不大于m2

B．若小球在乙溢水杯中漂浮，则F2<ρgV2

C．要使V1>V2，必须满足ρ1>ρ>ρ2

D．若F1=F2，则小球在两种液体中静止时一定都悬浮

3．（2023·北京丰台·统考一模）水平桌面上放置有甲、乙容器，甲容器中液体的密度为，乙容器中液体的密度为，小球A与B完全相同。用一根细线将小球A系好，使其浸没在甲容器的液体中且不与容器接触，如图甲所示；用一根细线将小球B与容器底面相连，使其浸没，且不与容器接触，如图乙所示。A、B静止时所受的浮力分别为、，细线处于绷直状态（忽略质量和体积），下列判断正确的是（　　）

A．

B．

C．若剪断细线，小球A静止时，甲容器底部受到的压力不变

D．若剪断细线，小球B静止时，乙容器对桌面的压强不变

4．（2023·北京门头沟·统考一模）两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上，其中分别装有A、B 两种不同的液体，将一个小球分别放在两种液体中，静止时小球浸入两种液体的情况如图所示，两容器中液面相平。甲、乙两容器中的液体密度分别为 ρ1 和 ρ2；甲、乙两容器中的液体对小球产生的浮力分别为 F1 和 F2；甲、乙两容器中液体对容器底部的压强分别为 p1 和 p2；甲、乙两容器对桌面的压力分别为 F1′和 F2′。则下列判断中正确的是（　　）

A．ρ1＜ρ2 B．F1＞F2 C．p1=p2 D．F1′＞F2′

5．（2023·北京延庆·统考一模）水平桌面上有甲、乙两个相同的溢水杯，装满不同密度的液体。现将小球A分别放入两溢水杯中，小球静止时的情景和溢出的液体如图所示，从甲杯中溢出的液体所受重力为G甲 =0.9N，从乙杯中溢出的液体所受重力为G乙=0.8N，小球在甲杯中所受的浮力为F甲，在乙杯中所受的浮力为F乙。则下列说法中正确的是（　　）

A．因为A在乙杯中排开的液体体积较大，所以有F乙>F甲

B．A的重力为0.9N，它在乙杯中受到浮力为0.8N

C．液体对甲杯底的压强等于液体对乙杯底的压强

D．甲杯对桌面的压力小于乙杯对桌面的压力

二、多选题

6．（2023·北京房山·统考一模）为了验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”，小明将电子秤放在水平桌面上并调零，然后将装有适量水的烧杯放到电子秤上静止时，记录电子秤示数为m1；用细线系住铝块并将其一半缓慢浸入水中静止时，记录电子秤示数为m2；如图所示，当铝块浸没在水中静止时，记录电子秤示数为m3。已知铝块体积为V，密度为2.7g/cm3，铝块始终不与烧杯接触；水的密度为1.0g/cm3。下列四个选项中，判断正确的是（　　）

A．铝块浸没在水中静止时与铝块一半浸入水中静止时相比，水对烧杯底的压强变大

B．铝块浸没在水中静止时，绳对铝块的拉力等于铝块排开水的重力

C．铝块浸没在水中静止时，铝块所受到的浮力等于m3g–m1g

D．由m2g–m1g≠m3g–m1g，可以验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”

7．（2023·北京房山·统考一模）下列说法中正确的是（　　）

A．在平衡力作用下运动的木块的机械能保持不变

B．跳水运动员起跳时，跳板向下弯，人对跳板的作用力等于跳板对人的作用力

C．容器静止在水平地面上时，液体对容器底部的压力等于液体重力

D．悬浮在盐水中的鸡蛋，受到盐水的作用力的合力等于鸡蛋所受到的重力

三、综合题

8．（2023·北京西城·统考一模）请阅读《雪龙2号》并回答问题。

雪龙2号

2022年10月26日，中国第39次南极考察队队员搭乘雪龙2号极地考察船（如图1所示），从上海出发，执行南极科学考察任务。

雪龙2号极地考察船船长122.5米，船宽22.3米，排水量13996吨，是全球第一艘具有船首、船尾双向破冰技术的极地科考船。它具备全回转电力推进功能和冲撞破冰能力，可以在冰厚1.5米的条件下以3节（1节=1.852千米/时）的航速连续破冰航行，可实现原地360°自由转动。该船装备有国际先进的海洋调查和观测设备，能在极地冰区海洋开展海洋化学、生物多样性调查等科学考察。

雪龙2号船首的下部前沿凸起的部分叫做破冰艏（shǒu）柱（如图2所示），它是用特殊的耐低温高强钢打造，厚度达100mm，可以在零下40℃的低温环境中保持足够的强度和韧性。雪龙2号在极地破冰时，4台主发电机满负荷的运行，源源不断的动力推动巨大的船身前进。遇到厚度1.5米以下的冰层，雪龙2号以3节的航速冲上去，碰到冰层以后，冰层会把船头往上抬，船因为比较重又压下去，这样不断反复，破冰艏柱犹如一把利刃切开厚重的冰层，船首重压连续破冰。当冰层厚度增加到2米，雪龙2号连续向前破冰受阻时，会采用冲撞式破冰。在厚冰海域，雪龙2号还可以采取艉（wěi）向破冰，即利用船尾从上方重压冰层，下方螺旋桨同时将水流和碎冰掏空，使得冰层在上下的压力下塌陷，以后退状态掏冰航行，实现双向破冰。

雪龙2号是一艘智能型船舶，它是将现代信息技术、智能技术等新技术与传统船舶技术进行融合，以使船舶在使用时更加安全、更加环保、更加经济和更加可靠。雪龙2号在船体和设备上一共分布着七千多个传感器，对整船的性能、设备、系统和运行状态进行监控。这些传感器为雪龙2号编织了一张安全网，使雪龙2号成为了最安全的船舶之一、雪龙2号极地考察船是中国第一艘自主建造的极地科学考察破冰船，填补了中国在极地科考重大装备领域的空白。

根据上述材料，回答下列问题：

（1）估算雪龙2号极地考察船满载时受到的浮力大约是___________N。

（2）列举雪龙2号极地考察船破冰的方法___________，并简要分析其中的原理___________？（分析出2条原理即可）

9．（2023·北京朝阳·统考一模）如图所示，自由漂浮在海面上的冰山仅仅露出“冰山一角”，它把巨大的身躯隐藏在海面下，对远航的轮船形成潜在威胁。为了研究方便，假设冰山和海水的密度分别为，，g取。求：

（1）画出冰山的受力分析图；

（2）海面下100m深度处冰山受到的压强；

（3）冰山露出海面的体积与冰山的总体积之比。

四、简答题

10．（2023·北京朝阳·统考一模）小阳观察生活现象发现：浸没在水中的木块、乒乓球等轻的物体会上浮；浸没在水中的石块、金属块等重的物体会下沉。由此，他认为减小物体所受的重力可以使物体上浮。小阳将家中的土豆浸没在水中发现土豆下沉，他认为若将切掉一半的土豆浸没在水中会上浮。请你判断小阳的想法是否正确，并从运动和力的角度分析说明。

五、计算题

11．（2023·北京门头沟·统考一模）如图所示重为6N的木块漂浮在水面上，有体积露出水面。已知ρ水=1.0×103kg/m3， g取10N/kg。求：

（1）木块所受浮力；

（2）木块的密度；

（3）若在木块的上方施加一个竖直向下的力F，当F为多大时，木块恰好能全部没入水中。

12．（2023·北京房山·统考一模）如图所示，底面积为100cm2的圆柱形容器静止在水平桌面上，容器内水重6N，用轻质细线拉着物体A浸没在水中处于静止状态，物体A重3N，体积为400cm3。已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg，细线质量忽略不计。

（1）请画出物体A的受力示意图；

（2）求物体A受到的浮力F浮；

（3）求水对容器底的压强p水。

参考答案

1．C

【详解】AC．由图可知，甲的密度为

乙的密度为

等质量的正方体甲乙的体积之比为

由此可知，甲的边长小于乙的边长，所以

物体对地面的压强为

由于甲、乙两个物体的质量相等，又，所以它们对地面的压强关系为

故A错误，C正确；

BD．根据甲乙的密度可知，甲在水中沉底，乙在水中漂浮，甲在水中受到的浮力为

乙在水中受到的浮力为

甲乙在水中的浮力比值为

则

故BD错误。

故选C。

2．A

【详解】A．若ρ1<ρ2，当小球都下沉时，根据可知，则m1小于m2，当小球在两种液体中都悬浮或漂浮时，受到的浮力等于小球的重力，即可知m1等于m2，当在甲中下沉时，在乙中悬浮或漂浮，则可知在甲中浮力小于重力，乙中受到的浮力等于重力，即m1小于m2，综上所述可知，若ρ1<ρ2，则m1一定不大于m2，故A正确；

B．若小球在乙溢水杯中漂浮，根据可知，，由于小球漂浮在乙溢水杯，可知其液体的密度大于小球的密度，则有F2>ρgV2，故B错误；

C．若小球悬浮或漂浮，根据可知，要使V1>V2，此时ρ1<ρ2，故C错误；

D．当小球在甲、乙溢水杯中悬浮和漂浮时，受到的浮力等于重力，即F1=F2，故D错误。

故选A。

3．D

【详解】A．对甲球进行受力分析可得，甲球收到重力、浮力和绳子的拉力，则有

对乙球进行受力分析可得，乙球收到重力、浮力和绳子的拉力，则有

由于小球A与B完全相同，可知，，则有，故A错误；

B．根据可知，由于，又甲、乙两球体积相同，则可知，故B错误；

C．由于甲球受到的浮力小于其重力，当剪断细线，小球A静止时，此时小球A下沉到甲容器底，甲容器底受到的压力会发生变化，故C错误；

D．由于乙球受到的浮力大于其重力，当小球B静止时，小球B漂浮在液面，前后两次乙容器对桌面的压力没有发生变化，根据可知，乙容器对桌面的压强不变，故D正确。

故选D。

4．D

【详解】A．由图可知，，根据浮力公式可知，，故A错误；

B．由题知，两容器的小球质量相同，则物体重力相同，在甲容器中漂浮，在乙容易中悬浮，均处于平衡状态，所以两球所受浮力F1=F2，故B错误；

C．由于两容器液面等高，且，根据可知，，故C错误；

D．已知两容器完全相同，液面相平，则液体体积可知，，根据公式可知，液体质量，则GA>GB，由于物体重力相等，所以F1′＞F2′，故D正确。

故选D。

5．B

【详解】AB．由阿基米德原理可知，浮力等于排开液体的重力，G甲＞G乙，因此F甲> F乙，又因为甲中A漂浮，浮力等于重力为0.9N，乙中浮力等于排开液体的重力为0.8N，故A错误，B正确；

C．由图像可知甲中A漂浮，，乙中A沉底，，因此，由可知深度相同时，液体对甲杯底的压强大于液体对乙杯底的压强，故C错误；

D．甲杯对桌面的压力为

乙杯对桌面的压力

由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积，同时甲的密度大于乙的密度，由

可知

因此可得

故D错误。

故选B。

6．ACD

【详解】A．铝块浸没在水中静止时与铝块一半浸入水中静止时相比，烧杯内水的深度变深，根据，水对烧杯底的压强变大，故A正确；

B．铝块浸没在水中静止时，铝块受到竖直向下的重力，竖直向上的浮力以及竖直向上的拉力，铝块排开水的重力大小等于浮力，所以绳对铝块的拉力等于重力与浮力之差，故B错误；

C．对烧杯进行受力分析可知，装有水的烧杯放到电子秤上时，对电子称的压力大小与总重力大小相等，为m1g，所以

当铝块浸没在水中静止时，此时整体对电子秤的压力大小为m3g，设此时细线对铝块的拉力为F拉，所以

通过对铝块进行受力分析可知

所以

故C正确；

D．当铝块一半体积浸在水中时，此时受到的浮力等于m2g–m1g，全部浸没时受到的浮力等于m3g–m1g，所以若m2g–m1g≠m3g–m1g，可以验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关，故D正确。

故选ACD。

7．BD

【详解】A．在平衡力作用下木块可能匀速上升，动能不变，但高度变大，重力势能增加，机械能增大，故A错误；

B．人对跳板的作用力和跳板对人的作用力是一对相互作用力，所以大小相等，方向相反，故B正确；

C．对于不规则容器来说静止在水平地面上时，液体对容器底部的压力可能大于液体重力也可能小于液体重力，故C错误；

D．悬浮在盐水中的鸡蛋，受到盐水的作用力的合力就是浮力，因为鸡蛋悬浮，所以受到的重力与浮力的大小相等，故D正确。

故选BD。

8．     1.4×108     见解析     见解析

【详解】（1）[1]雪龙2号极地考察船船长122.5米，船宽22.3米，排水量13996吨，根据阿基米德原理，考察船满载时受到的浮力大约

F浮=G排=m排g=13996×103kg×10N/kg=1.3996×108N≈1.4×108N

（2）[2]碰到冰层以后，冰层会把船头往上抬，船因为比较重又压下去，这样不断反复，破冰艏柱犹如一把利刃切开厚重的冰层，船首重压连续破冰。当冰层厚度增加到2米，雪龙2号连续向前破冰受阻时，会采用冲撞式破冰。在厚冰海域，雪龙2号还可以采取艉向破冰，即利用船尾从上方重压冰层，下方螺旋桨同时将水流和碎冰掏空，使得冰层在上下的压力下塌陷，以后退状态掏冰航行，实现双向破冰。所以考察船破冰的方法有船首重压破冰、冲撞式破冰、艉向破冰。

[3]船首重压破冰，是通过减小受力面积，增大压力的方法，使冰层受到的压强增大；冲撞式破冰，是利用力使物体发生形变，船首直接撞碎冰层。

9．（1）；（2）106Pa；（3）1∶10

【详解】解：（1）因为冰山漂浮，根据物体的浮沉条件知，受到的浮力和自身的重力相等，所以如图下所示

（2）根据知

（3）因为冰山漂浮，根据物体的浮沉条件知，受到的浮力和自身的重力相等，所以

冰山露出海面的体积与冰山的总体积之比

答：（1）画出冰山的受力分析图；

（2）海面下100m深度处冰山受到的压强106Pa；

（3）冰山露出海面的体积与冰山的总体积之比为1∶10。

10．见解析

【详解】土豆开始时下沉

若切掉一半，根据，不变，减半，一半土豆浸没时所受浮力

根据，不变，减半，所以

综上

土豆受到力的合力不为零，合力方向竖直向下，所以切掉一半后的土豆仍下沉，小阳的说法是错误的。

11．（1）6N；（2）0.75×103kg/m3；（3）2N

【详解】解：（1）由于木块漂浮在水面上，故浮力等于重力

F浮=G=6N

（2）根据阿基米德原理，可得

解得，由题意可得

解得，木块的质量

木块的密度

（2）当木块全部没入水中时，受到的浮力为

则施加竖直向下的力

答：（1）木块所受浮力为6N；

（2）木块的密度为0.75×103kg/m3；

（3）当施加竖直向下的力为2N时，木块能全部没入水中。

12．（1）（2）4N；（3）1000Pa

【详解】解：（1）对物体A的受力可知，物体A受到自身的重力G、竖直向上的浮力F浮、绳子的拉力F拉，如图所示

（2）物体A受到的浮力

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×400×10-6m3=4N

（3）水对容器底面的压力

F水=G水+GA+F拉=G水+F浮=6N+4N=10N

则水对容器底的压强为

答：（1）受力分析如图所示

（2）物体A受到的浮力等于4N；

（3）水对容器底的压强等于1000Pa。