湖北省各地市2022年中考物理真题分项汇编-07浮力

湖北省各地市2022年中考物理真题分项汇编-07浮力

一、单选题

1．（2022·湖北十堰·统考中考真题）2022年6月6日，中国“探索二号”科考船搭载深海基站等装备顺利返航（如图）。“探索二号”是可搭载万米级载人潜水器的保障母船，满载排水量为6832.6t。采用电力发动机组驱动，可行驶15000海里。下列有关科考船海上航行过程的说法正确的是（　　）

A．科考船所受浮力的方向竖直向下

B．科考船所受浮力与自身重力是一对平衡力

C．潜水器下水后，科考船所受浮力不变

D．航行中，船尾附近海水流速变大，压强变大

2．（2022·湖北黄冈·统考中考真题）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

二、填空题

3．（2022·湖北襄阳·统考中考真题）一质地均匀的长方体放在水中（小部分露出水面，大部分没入水中），现在将它露出水面的部分截取走，剩余部分静止时仍漂浮于水面上。若第二次漂浮时露出水面的体积是物体原体积的，则此长方体的密度为 _____g/cm3。（ρ水＝1.0g/cm3）

4．（2022·湖北荆州·统考中考真题）一个边长为10cm的实心正方体（不吸水）重15N，将其悬挂在弹簧测力计上并完全浸没在水中静止时，烧杯内水的深度为25cm，如图所示。烧杯内的水对杯底的压强为_________Pa，弹簧测力计的示数为_________N。（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）

三、实验题

5．（2022·湖北鄂州·统考中考真题）小华同学学习了密度知识后，想知道家里的一个白色金属摆件是用什么材料制成的，他进行了如下实验：

（1）如图所示，用弹簧测力计测出摆件的重力G=___________N；

（2）将摆件完全浸没在水中（不接触容器底），读出弹簧测力计的读数F=2.9N，则摆件的体积是 ___________m3；

（3）依据上述数据算出工艺品的密度为 ___________g/cm3（结果保留一位小数）；

（4）根据如表几种金属的密度值，在测量误差范围内，小华同学家里的摆件最有可能是用 ___________制成的。

6．（2022·湖北·统考中考真题）如图，小丽利用弹簧测力计、实心圆柱体物块等器材探究浮力的大小跟哪些因素有关，提出了以下猜想：

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）如图A所示，可知圆柱体重___________N；B步骤中圆柱体受到水的浮力为___________N；

（2）分析C步骤与___________步骤（填字母）的数据，可以验证猜想a是错误的；

（3）比较B步骤与E步骤的数据，不能得出浮力的大小与液体密度的关系，其原因是___________；

（4）写出能够支持猜想b的一个生活现象：___________；

（5）该圆柱体的密度为___________kg/m3。

7．（2022·湖北十堰·统考中考真题）在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，小明提出如下猜想：

A．可能与液体密度有关

B．可能与物体浸在液体中的体积有关

C．可能与物体密度有关

D．可能与物体浸没在液体中的深度有关

他们领取的实验器材有：柱形铁块一个、弹簧测力计一个、一杯水（适量）、细线（体积忽略不计）。

（1）只用这些器材，可以验证上述猜想中的B和 _____（选填字母序号）是否正确。

（2）如图是探究猜想B的实验过程，将铁块悬挂在弹簧测力计下静止在空气中时，弹簧测力计示数为F1；将铁块部分浸入水中时，弹簧测力计示数为F2，此时铁块受到的浮力大小表达式为F浮＝_____（用题中物理量符号表示）。将铁块浸没在水中时，弹簧测力计示数为F3，则F2_____F3（选填“大于”、“小于”或“等于”）。分析比较F1、F2、F3的大小与浮力的关系，可以得到结论：铁块浸在水中的体积越大，受到的浮力越大。

四、作图题

8．（2022·湖北恩施·统考中考真题）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、计算题

9．（2022·湖北鄂州·统考中考真题）如图所示是中国新一代通用型导弹驱逐舰169号（武汉舰），其满载时的排水量约为7×103t，当驱逐舰以60km/h的速度在海面上匀速直线航行时，受到的阻力是自身总重力的0.01倍（海水的密度取1.0×103kg/m3）。则：

（1）在水面下3.5m深处，船体受到海水的压强是多少？

（2）驱逐舰满载时，排开海水的体积是多少？

（3）驱逐舰满载时，受到的浮力是多少？

（4）驱逐舰满载时，以60km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，牵引力所做的功是多少？

10．（2022·湖北恩施·统考中考真题）小明家的屋顶上建有一个长方体蓄水池，池内装有长2m、宽1m、深0.5m的水。求：（g取10N/kg）

（1）水对池底产生的压强；

（2）水对池底产生的压力；

（3）将重50N、体积为6×10-3m3的某物体浸没在水中后放手，判断它的浮沉情况。

11．（2022·湖北随州·统考中考真题）2022年5月15日新闻，“巅峰使命”珠峰科考项目组成功将自主研发的浮空艇从海拔4300米的营地升空到9000米，创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。假设在此前的一次实验中，浮空艇（表皮很薄的气囊）体积为9000m3，内部充有氦气和空气的混合气体，其密度为0.2kg/m3，浮空艇的表皮及外壁仪器舱总质量为2×103kg，浮空艇用缆绳系在一辆锚泊车上（如图）。该浮空艇周围空气的密度为1.2kg/m3，g取10N/kg，缆绳的重力不计，仪器舱体积可忽略不计。求：

（1）浮空艇内气体的质量；

（2）浮空艇所受到的浮力；

（3）为了有效控制浮空艇，要求锚泊车的重力是缆绳拉力的三倍，则锚泊车的质量是多少？

12．（2022·湖北武汉·统考中考真题）我国万米深潜作业次数和下潜人数位居世界首位。图甲所示为我国“奋斗者"号载人潜水器的海试现场。

（1）潜水器的前边固定着一个采样篮，里面放着海底沉积物采样器等工具，采样器是一个下端开口的圆柱形玻璃管。潜水器两侧各连着一只机械手臂，其中一只机械手臂的简化示意图如图乙所示，它由金属杆AB、OC和可以伸缩的液压杆AC组成，C点为机械手臂和潜水器的连接点。当液压杆伸长或缩短时，会带动金属杆AB绕着O点转动，金属杆B端就会向上提或向下压采样器；

①请在图乙中画出水平金属杆的B端竖直向下压采样器时，采样器对金属杆AB的力的示意图；

②若OA、OC和AC的长分别是18cm、24cm和30cm，OB的长是72cm，这只机械手臂的液压杆AC对水平金属杆A端的拉力是200N，玻璃管水平的圆环形管口和海底沉积物的接触面积是2cm2时，则竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是多少Pa?（不考虑金属杆AB和采样器它们受到的重力和浮力）

（2）总质量是36t且处于悬浮状态的潜水器在海底完成作业后，会抛卸吸附在舱外的压载铁再上浮。为了确保舱内作业人员的安全，科学家们在设计“奋斗者”号时，可以让潜水器在不能抛卸压载铁时进行“断臂求生”，即让潜水器在深海抛掉两只机械手臂和采样篮等物体后再上浮。若某次深海演练抛掉质量是1.8t。体积是0.3m3的两只机械手臂和采样篮等物体，则此时潜水器受到的浮力是多少N?浮力比重力大多少N?

六、综合题

13．（2022·湖北襄阳·统考中考真题）一底面积为8cm2的容器放置在水平地面上（如图甲所示），内放有一创意“潜艇”模型。“潜艇”是由高20cm、底部嵌有金属块的塑料制成的柱体（ρ塑料＝0.8×103kg/m3）。缓慢向图甲所示容器中注水到一定深度时“潜艇”会漂浮，继续注水到24cm时停止，注水质量m与容器中水的深度h的m-h关系图象如图乙所示。当把“潜艇”水平切掉一部分后，剩余部分放入水中恰好悬浮（如图丙所示），测得“潜艇”剩余部分的质量为0.05kg。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）求：

（1）图丙中“潜艇”剩余部分悬浮于水中时受到的浮力为 _____N；由图乙分析可知，当注水深度为 _____cm时，“潜艇”对容器底部压力刚好为0；

（2）注水停止时水对容器底部的压力_____；

（3）“潜艇”水平切掉的高度Δh以及图乙中m1的值各为多少______？

14．（2022·湖北宜昌·中考真题）如图甲所示，我国自行研制的ZBD-05两栖步兵战车，是世界上水上行驶最快的战车。它具有独特的前部防浪板和尾部滑行板，水中航行时，两者配合可以降低阻力，提高速度，有力增强了我军抢滩登陆的能力，它的部分参数如下表。已知ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg。则：

（1）尾部滑行板设计成如图乙所示的水翼形状，使其在水中行驶时获得向上的抬升力，它依据的物理学原理是___________；

（2）战车在离岸10km的距离以最快速度冲击，可以多长时间到达岸边？___________

（3）战车在抢滩登陆接近水平岸滩时，收起尾部滑行板，履带已着地，但仍有4m3的车体浸在水中，如图丙所示，此时地面对履带的压强是多少？___________

参考答案：

1．B

【详解】A．科考船所受浮力的方向始终是竖直向上的，故A错误；

B．科考船漂浮在水面上，处于平衡状态，所受竖直向上的浮力与竖直向下的重力是一对平衡力，故B正确；

C．潜水器下水后，科考船的总重力变小，科考船仍然处于漂浮状态，浮力等于自身的重力，所以浮力变小，故C错误；

D．由流体压强规律可知，流速越大的位置压强越小。科考船航行中，船尾附近海水流速变大，压强变小，故D错误。

故选B。

2．D

【详解】A．在下沉的过程中，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。

3．0.8

【详解】长方体放在水中小部分露出水面，大部分没入水中，说明长方体处于漂浮状态，且长方体的密度与水的密度比较接近；漂浮时长方体受到的浮力等于重力，即，根据

和

可得

整理可得

则

  ……①

将它露出水面的部分截取走，剩余部分的体积为V排，同理可得第二次漂浮时

则

……②

第二次漂浮时露出水面的体积是物体原体积的，即

  ……③

将①②代入③，化简解得（不符合题意，舍去）或0.8g/cm3，即此长方体的密度为0.8g/cm3。

4．     2500     5

【详解】[1]由题意可知，烧杯内水的深度

h=25cm=0.25m

所以烧杯内水对杯底的压强为

[2]因为正方体的边长为10cm，所以该正方体的体积为

V=（10cm）3=1000cm3=1.0×10-3m3

因为正方体浸没在水中，所以正方体排开水的体积为

V排=V=1.0×10-3m3

所以正方体浸没在水中时，受到的浮力为

由称重法可知，弹簧测力计的示数为

F=G-F浮=15N-10N=5N

5．     3.2     3×10-5     10.7     银

【详解】（1）[1]由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数为3.2N，由二力平衡条件可知，摆件的重力

G=F0=3.2N

（2）[2]将摆件完全浸没在水中后弹簧测力计的示数F=2.9N，则摆件受到的浮力

F浮=G-F=3.2N-2.9N=0.3N

因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以由F浮=ρ液gV排可得，摆件的体积

（3）[3]由G=mg可得，摆件的质量

摆件的密度

（4）[4]由表中几种金属的密度值可知，摆件的密度10.7g/cm3与银的密度10.5g/cm3相差不大，所以在测量误差范围内，小华同学家里的摆件最有可能是用银制成的。

6．     2.4     0.4     D     没有控制排开液体的体积相同     船载货越多，吃水越深，受到浮力越大    

【详解】（1）[1]当测力计静止时，测力计的示数等于圆柱体的重力，由A步骤可知，测力计的分度值为0.2N，所以圆柱体的重力G =2.4N。

[2] 由B步骤中可知，测力计示数F=2N，根据称重法可知，圆柱体受到水的浮力为

F浮=G-F=2.4N-2N=0.4N

（2）[3]为了验证猜想a是否正确，需将圆柱体浸没在液体中的深度不同，比较测力计示数即可。所以分析C步骤与D步骤，都浸没在同种液体中，浸入的深度不同，但测力计示数相等，根据称重法可知，圆柱体受到水的浮力相等，说明猜想a是错误的。

（3）[4]要探究浮力的大小与液体密度的关系，需控制圆柱体排开液体的体积相同，而改变液体的密度。B步骤与E步骤中，虽然浸入的液体密度不同，但圆柱体排开液体的体积不同，所以不能得出浮力的大小与液体密度的关系。

（4）[5]浮力大小与物体排开液体的体积有关的例子很多，如：船载货越多，吃水越深，受到浮力越大；人从浅水区走向深水区，人感觉越来越轻等。

（5）[6]由步骤A、D可知，圆柱体受到水的浮力为

F浮′=ρ水gV排=G-F1′=2.4N-1.4N=1N

所以圆柱体的体积为

圆柱体的质量为

所以圆柱体的密度为

7．     D     F1﹣F2     大于

【详解】（1）[1]实验中除了水以外，没有其他液体，不能探究浮力与液体密度的关系，只有一个物体，也不能探究浮力与物体密度的关系，可以通过改变物体在水中不同深度来探究浮力大小与物体浸没在水中的深度的关系。

（2）[2]根据称重法可知：F浮=F1﹣F2。

[3]铁块浸没在水中时，排开水的体积越大，受到的浮力越大，弹簧测力计的示数变小，所以F2>F3。

8．

【详解】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。如图所示

9．（1）3.5×104Pa；（2）7×103m3；（3）7×107N；（4）4.2×1010J

【详解】解：（1）在水面下3.5m深处，船体受到海水的压强为

p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.5m=3.5×104Pa

（2）驱逐舰满载时排开海水的体积为

（3）驱逐舰满载时受到的浮力为

F浮=G排=m排g=7×103×103kg×10N/kg=7×107N

（4）驱逐舰满载时漂浮在海面上，受到浮力等于重力，则驱逐舰满载时的总重力为

G=F浮=7×107N

驱逐舰以60km/h的速度在海面上匀速直线航行时受到的阻力为

f=0.01G=0.01×7×107N=7×105N

由力的平衡条件可知，驱逐舰受到的牵引力为

F=f=7×105N

驱逐舰航行1h的距离为

s=vt=60km/h×1h=60km=6×104m

牵引力做的功为

W=Fs=7×105N×6×104m=4.2×1010J

答：（1）在水面下3.5m深处，船体受到海水的压强是3.5×104Pa；

（2）驱逐舰满载时，排开海水的体积是7×103m3；

（3）驱逐舰满载时，受到的浮力是7×107N；

（4）驱逐舰满载时，以60km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，牵引力所做的功是4.2×1010J。

10．（1）5×103Pa；（2）104N；（3）上浮

【详解】解：（1）水池底受到水的压强

p=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa

（2）池底的面积

S=ab=2m×1m=2m2

由，可得，池底受到水的压力

F=pS=5×103Pa×2m2=104N

（3）物体全部浸入水中时

V排=V=6×10-3m3

此时物体受到的浮力

F浮=G排=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-3m3=60N

物体重G=50N，因为F浮˃G，所以放手后物体将上浮。

答：（1）水对池底产生的压强是5×103Pa；

（2）水对池底产生的压力是104N；

（3）将物体浸没在水中后放手，它将上浮。

11．（1）1.8×103kg；（2）1.08×105N；（3）2.1×104kg

【详解】解：

（1）由得

（2）由阿基米德原理得

（3）浮空艇受4个力而平衡

所以为

又因为要求锚泊车的重力是缆绳拉力的三倍

答：（1）浮空艇内气体的质量为1.8×103kg

（2）浮空艇所受的浮力为1.08×105N

（3）锚泊车的质量是2.1×104kg

12．（1）①，②2×105Pa；（2）3.57×105N，1.5×104N

【详解】解：（1）①水平金属杆的B端竖直向下压采样器时，根据力的作用是相互的，采样器对杠杆有一个竖直向上的力，其大小为F，故如图所示：

（2）②根据勾股定理可知

该三角形是直角三角形，AC为斜边，根据三角形的面积公式可知，液压杆AC对水平金属杆A端拉力的力臂

金属杆B端对采样器的压力

圆环形管口对海底沉积物产生的压强

（3）潜水器处于悬浮状态，总浮力为

潜水器抛掉机械手臂等物体后，减小的浮力

减小的重力

潜水器剩下的重力

抛掉机械手臂等物体后潜水器受到的浮力

抛掉机械手臂等物体后浮力比重力大

答：（1）①见解析，

②竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是；

（2）潜水器受到的浮力是，浮力比重力大。

13．     0.5     18     1.92N     10cm、54g

【详解】（1）[1]由题知，“潜艇”剩余部分的质量为0.05kg，剩余部分放入水中恰好悬浮，此时“潜艇”受到的浮力

[2]由图乙可知，当注入水的深度在18cm时，图象出现拐点，且此后注入相同深度的水时水的质量增大，而“潜艇”高是20cm，所以，当注入水的深度h1＝18cm时，“潜艇”恰好处于漂浮状态，此时“潜艇”对容器底部压力刚好为0。

（2）[3]注水到24cm时停止，水的深度

水对容器底部的压强

水对容器底部的压力

（3）[4]当注入水深度24cm时

“潜艇”恰好处于漂浮状态，由浮漂条件有

所以

即

——①

当把“潜艇”水平切掉一部分后，剩余部分放入水中恰好悬浮时，，即

——②

①②联立得

将代入②，解得

所以“潜艇”恰好处于漂浮状态时注入水的体积

此过程中注水的质量

14．     流体中流速越大的位置，压强越小     0.4h    

【详解】（1）[1]尾部滑行板做成上凸下平的形状，当流体经过滑行板时，滑行板上方流速快压强小，滑行板下方流速慢压强大，使得滑行板受到一个向上的压强差，从而产生向上的升力，则滑行板设计所依据的物理原理是流体中流速越大的位置，压强越小。

（2）[2]战车的最大速度v=25km/h，战车以最快速度到达岸边的时间

（3）[3]战车的重力

战车受到的浮力

F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4m3=4×104N

履带对水平岸滩地面的压力

F=G-F浮=2.6×105N-4×104N=2.2×105N

履带对地面的压力和地面对履带的压力是一对相互作用力，这两个力的大小相等，则战车履带受到地面的压强