专题07 浮力（课件）中考物理二轮复习讲与练（全国通用）

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通过实验，认识浮力。探究并了解浮力大小与哪些因素有关。知道阿基米德原理，能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象。
命题点有：①浮力的方向，称重法测浮力，会画浮力的示意图，压力差法求浮力。②探究影响浮力大小的因素实验考查。控制变量法的应用、称重法测浮力、数据的分析和结论的总结。阿基米德原理的实验探究过程，应用阿基米德原理解决有关浮力的问题。③浮沉条件中浮力与重力的大小关系，物体密度与液体密度的大小关系以及运用这些关系解决相关问题。通过密度计、盐水选种、潜水艇、热气球等具体实例，考查浮沉条件的应用。
真题研析 • 规律探寻
1. （2022·哈尔滨·中考题）将重3.8N的物体浸没水中后，弹簧测力计的示数如图所示，水对物体浮力大小是______N。若实验前溢水杯未装满水，则溢出水的重力 ______（选填“大于”“小于”或“等于”）物体受到的浮力。
由图知，弹簧测力计的分度值是0.2N，示数为2.6N，则水对物体浮力大小F浮=G-F=3.8N-2.6N=1.2N若实验前溢水杯未装满水，则排开的水没有全部溢出水杯，故溢出水的重力小于排开水的重力，根据阿基米德原理可知浮力等于排开水的重力，所以溢出水的重力小于物体受到的浮力。
2. （2023·陕西·中考题）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”）。（ρ水=1.0×103kg/m3， g取10N/kg，细线重力忽略不计）
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F浮=mg-F 则电子测力计的示数为若使铝块在水中继续下降，根据F浮=ρ液gV排可知，它所受的浮力将保持不变。
3. （2022·四川广元·中考题）在物理实验操作考试中，小马同学用弹簧测力计悬挂一个圆柱体物块，使物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示；然后匀速放下物块，此过程中弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示，弹簧测力计始终在水面上方，水未溢出，g取10N/kg，水的密度是1.0×103kg/m3。下列说法中正确的是（　　） A．物块受到的重力是10NB．物块完全浸没在水中受到的浮力是0.64NC．物块的密度为6g/cm3D．物块刚好浸没时，物块下表面受到水的压强是1.25×103Pa
A．由图可知当物体没有浸入液体中，弹簧测力计示数为12N，说明物体重力为12N，故A错误；B．物体完全浸没在水中后，弹簧测力计示数为10N，则物体受到浮力 F 浮 =G-F=12N-10N=2N 故B错误；C．由B知物体在水中受到浮力为2N，可得物体的体积物体的密度故C正确；D．由乙图可知，物体刚好完全浸没时h=4cm，则物体下表面受到压强故D错误。故选C。
4. （2023·泰州·中考题）如图是小明“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验情形。 （1）物块未浸入水中时，弹簧测力计示数如图甲所示，物块的重力为______ N；（2）小明将物块从图甲下降至图乙的过程中，发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时，还观察到_________ 由此初步分析得出：物体所受浮力的大小与它排开液体的体积有关；（3）继续增大物块所处的深度，当它与容器底部接触后，弹簧测力计示数如图丙所示，此时物块受到的浮力为______ N；（4）为探究浮力与液体密度的关系，小明又把物块浸没到事先配制好的盐水中，这样操作的目的是为了控制_______________相同；他发现液体密度改变，而物块受到的浮力变化却不明显。小明想出下列四种实验改进方案，其中不可行的是_____；A．换用体积更大的同种物块 B．换用密度比水小得多的液体C．换用精确程度更高的测力计 D．利用现有器材进行多次实验
水面上升
排开液体的体积
（1）如图甲，没有浸入水中，利用悬挂法测量物体的重力，此时重力为1.8N。（2）图甲下降至图乙的过程中，发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时，观察到烧杯内水面在上升，排开水的体积慢慢变大。（3）如图乙和丙，液体是水，而且都浸没，故浮力的的大小不变，故浮力的大小为 F浮=G-F=1.8N-1N=0.8N （4）小明又把物块浸没到事先配制好的盐水中，浸没后，物体排开液体的体积等于物体的体积，都是浸没在液体中，排开液体的体积相同。A．换用体积更大的同种物块，浮力比较大，弹簧测力计示数变化明显，故A不符合题意；B．换用密度比水小得多的液体，浮力变化比较大，故B不符合题意；C．换用精确程度更高的测力计，微量的浮力变化就可以测量出来，也可行，故C不符题意；D．利用现有器材进行多次实验，浮力的大小不变，两次浮力的变化不明显，故不可行，故D符合题意。故选D。
核心提炼 • 考向探究
（1）浮力：浸在液体（或气体）中的物体受到向上的力，这个力叫做浮力F浮.（2）浮力的方向：竖直向上。 （3）称重法测浮力：F浮=F1-F2。 （4）浮力产生的原因液体对物体向上和向下的压力差产生的，即 F浮=F2-F1。
物体在液体中所受的浮力大小，跟它排开液体的体积有关，跟液体的密度有关。排开液体的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
如图所示，一个竖直悬挂在水中的圆柱体，其重力为10N，弹簧测力计的示数F=8N，上表面受到水的压力为5N，则底部受到水的压力（　　）A．2N B．5N C．7N D．4N
一个竖直悬挂在水中的圆柱体，其重力为10N，弹簧测力计的示数F=8N，则受到的浮力为10N-8N=2N浮力等于物体上下表面受到的压力差，上表面受到水的压力为5N，则底部受到水的压力5N+2N=7N，故选C。
如图甲，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，图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像，则下列说法中错误的是（g取10N/kg）（　　）A．物体的重力是9N B．物体刚浸没时下表面受到水的压力时4NC．物体的体积是400cm3 D．物体受到的最大浮力是5N
一个质量是1.3kg、底面积是2×10-2m2的鱼缸放在水平桌面中央，内盛有0.1m深的水，水的质量是2.5kg，将一物体挂在弹簧测力计上，测力计示数为5N，将物体浸入水中某一位置保持静止（如图，水未溢出），测力计示数变为3N。g取10N/kg，则：（1）水对鱼缸底部的压力为多少？（2）物体受到的浮力为多少？（3）容器对桌面的压强多大？
（1）水对鱼缸底部的压强 水对鱼缸底部的压力为 F=pS=1000Pa×2×10-2m2=20N（2）物体浸入水中时物体受到的浮力 （3）鱼缸和水的总重力此时鱼缸对桌面的压力等于鱼缸和水的总重力与物体对水的压力（等于水对物体的浮力） 之和，则此时鱼缸对桌面的压强
在“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验中，小杜提出了以下猜想： 猜想1：与液体的密度有关；猜想2：与物体排开液体的体积有关；猜想3：与物体浸在液体中的深度有关；猜想4：与物体形状有关。（1）物体的重力为______ N，B中物体所受浮力为 ____ N；（2）分析A、B、C实验可得，在同种液体中， _____越大，浮力越大；（3）分析A、C、D实验可得：浮力大小跟物体浸在液体中的____无关；（4）为探究猜想1，可用弹簧测力计吊着同一物体使其___________在盐水中，读出弹簧测力计示数，并与D实验比较来验证猜想；（5）小杜用A、D、E实验探究猜想4，其中D与E中物体的体积和材料均相同，由此可知猜想4是 ______（选填“正确”或“错误”）的。
物体排开液体的体积
（1）由A图可知，物体的重力为2.8N；由图B可知，金属块浸没在水中测力计示数为2.4N，则此时的浮力 F浮=G﹣F=2.8N﹣2.4N=0.4N（2）A、B、C三个步骤，物体排开水的体积不同，测力计的不同，由称重法可知浮力大小不同，可知浮力大小跟物体排开液体的体积有关。（3）分析A、C、D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，由称重法可知受到的浮力相同，故可得浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。（4）探究浮力大小跟液体的密度有关，需要控制物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，可用弹簧测力计吊着同一物体使其完全浸没在盐水中，读出弹簧测力计示数，并与D实验比较来验证猜想。（5）小杜用A、D、E实验探究猜想4，其中D与E中物体的体积和材料均相同，物体受到的浮力相等，物体受到的浮力与物体的形状无关，由此可知猜想4是错误的。
1. （2023·济南·中考题）把一块石头和一个西红柿同时放入水中，它们静止时西红柿漂在水面上，而石头沉入了水底，如图所示。石头和西红柿在水中受到的浮力的大小相比较（　　） A．石头受到的浮力更大些B．西红柿受到的浮力更大些C．石头和西红柿受到的浮力一样大D．无法比较石头和西红柿受到的浮力大小
考点二 阿基米德原理
把一块石头和一个西红柿同时放入水中，它们静止时西红柿漂在水面上，而石头沉入了水底，西红柿排开的水的体积小于石头排开的水的体积，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，石头受到的浮力大。故选A。
2. （2022·广西河池·中考题）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1.0NC．石块浸没在水中时，排开水的体积为1.2×10-4m3D．丙图中盐水的密度为1.1×103 kg/m3
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F拉=1N，则石块在水中受到的浮力为F浮=G-F拉=2N-1N=1N，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F′拉=0.8N，则石块在盐水中受到的浮力为F浮′=G-F′拉=2N-0.8N=1.2N根据阿基米德原理可知，盐水的密度为故D错误。故选B。
3. （2023·天津·中考题）在学习“阿基米德原理”时，可用“实验探究”与“理论探究”两种方式进行研究；请你完成下列任务： 【实验探究】通过下图所示的实验，探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系，由实验可得结论_______ ，这就是阿基米德原理； 【理论探究】第一步：建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行研究，如图所示；第二步：理论推导——利用浮力产生的原因推导阿基米德原理；请你写出推导过程，提示：推导过程中所用物理量需要设定（可在图中标出）； 【原理应用】水平桌面上有一底面积为S1的柱形平底薄壁容器，内装质量为m的液体；现将一个底面积为S2的金属圆柱体放入液体中，圆柱体静止后直立在容器底且未完全浸没（与容器底接触但不密合），整个过程液体未溢出；金属圆柱体静止时所受浮力F浮=_______ 。
由图中实验数据可得，F甲-F乙=F丙-F丁，即物体受到的浮力等于排开液体的重力：F浮=G排。设长方体的底面积为S、高为h，液体密度为ρ液，长方体上、下表面所处的深度及受力情况，如下图所示：由于同种液体中，深度越深，液体的压强越大，长方体的上下面表面积相同，由F=pS可得，液体对长方体向上的压力大于液体对它向下的压力，两者之差即为浮力 由阿基米德原理可得，金属圆柱体静止时所受浮力
4. （2022·内蒙古兴安盟·中考题）在物理实验操作考核中，水平桌面上放置底面积为100cm2圆柱形容器（不计容器壁厚度），内有一定量的水（如图甲）。某考生用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体，从水面开始缓慢浸入水中，拉力F与圆柱体下表面到水面的距离h变化关系如图乙所示。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）圆柱体浸没在水中时所受到的浮力；（2）圆柱体的体积；（3）圆柱体的密度。
（1）由乙图知，圆柱体浸没在水中时所受到的浮力F浮=F1-F2=3N-2N=1N（2）浸没时，圆柱体的体积等于排开液体的体积，由F浮=ρ液V排g可知，（3）圆柱体的重力G=F1=3N，圆柱体的质量是 圆柱体的密度是
（1）内容：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的重力。（2）数学表达式： F浮=G排=m排g=ρ液gV排
（3）验证阿基米德原理 测量浮力的方法（称重法） ： F浮=F1-F3。 测量排开液体所受重力（溢水法）： G排=F4-F2
如图甲为盛水的烧杯，上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降，直至将圆柱体全部浸入水中，整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示，g取10N/kg，下列说法正确的是（　　）A．圆柱体受到的最大浮力是3NB．圆柱体的高度为8cmC．圆柱体的密度是1.5×103kg/m3D．当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为800Pa
如图所示，称出木块重力G0及空桶的重力，再将木块轻轻放在溢水杯的水面上，然后称出被漂浮的木块从溢水杯排到小桶中的水重G排。可以发现：（1）G0和G排的关系为 。（2）木块漂浮在水面上时处于静止状态，只受 力和 力，因此可以得出浮力F浮与G0的关系为： 。（3）由上面实验可知，木块受到的浮力F浮与G排的关系为： 。
（1）由图可知，物体所受重力等于排开水所受重力，G0和G排的关系为：G0=G排。（2）木块漂浮在水面上时处于静止状态，只受重力和浮力，由平衡条件可得，F浮=G0。（3）因为G0=G排，F浮=G0，所以木块受到的浮力F浮与G排的关系为：F浮=G排。
F浮=G排
小明说：“利用测量浮力的方法可以求液体的密度”，物理兴趣小组的同学利用弹簧测力计、物块、烧杯、细线和水、盐水、进行了如图所示的实验操作和相关记录，由图甲、乙可知物块在水中受到的浮力大小为1N，由图甲、丙可知物块在盐水中受到的浮力是 ，那么实验所用盐水的密度为_____________ kg/m3。
由阿基米德原理F浮=ρgV排知，物块排开水的体积由图知，物体在水中和盐水中均浸没，故故 ρ盐水=1.2×103kg/m3
【学科综合】2021年12月9日15点40分，神舟十三号乘组航天员变身“太空教师”在中国空间站精彩开讲。（1）叶光富老师所穿着的太空企鹅服中，弹力拉带会把人体束缚紧，可以有效预防失重给他们带来的肌肉萎缩。弹力拉带发生________（选填“弹性形变”或“塑性形变”）时产生的力叫做弹力；在完全失重的环境中宇航员们______（填“仍然”或“不再”）具有惯性；（2）王亚平老师把“冰墩墩”扔给叶光富，“冰墩墩”____（选填“受到”或“不受”）平衡力；此现象可以证明 ____________ 关于力和运动的观点是错误的。（3）我们还看到乒乓球在水里处于静止状态，乒乓球_____（选填“是”或“否”）受浮力。由此可判断，核心舱内________（选填“能”或“不能”）用U形管压强计研究液体的压强。
（1）根据弹力的定义可知，弹力拉带发生弹性形变时产生的力叫做弹力。惯性大小只跟物体的质量大小有关，在完全失重的环境中宇航员们仍有质量，仍然具有惯性。（2）冰墩墩动起来后离开王亚平老师的手，处于失重状态，不受平衡力，根据牛顿第一定律可知，运动的物体在不受外力作用时将保持匀速直线运动。此现象证明了物体的运动不需要力来维持，而亚里士多德说：力是维持物体运动的原因。所以此现象证明亚里士多德关于力和运动的观点是错误的。（3）在太空中水和乒乓球处于完全失重状态，水不会对浸入其中的乒乓球产生压力，乒乓球不受浮力。核心舱内液体没有压强，故不能用U形管压强计研究液体的压强。
下列是某实验小组利用弹簧测力计、溢水杯、石块、小桶和水“探究浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体所受重力大小的关系”。（1）实验的最佳顺序是________ ；A．甲、乙、丙、丁 B．丁、甲、乙、丙 C．乙、甲、丁、丙（2）在如图乙所示的测量过程中，溢水口还在溢水过程中，小军同学急忙把小桶移开，开始测量小桶和溢出水的总重力，这样会导致“排开水的重力” ______（选填“偏大”“不变”或“偏小”）；（3）由实验现象可知：石块完全浸在水中所受浮力大小为_____N；（4）该实验小组换用其他的物体进行了多次的实验，这样做的目的是：________；（5）由实验数据可知：浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体所受重力大小的关系为：F浮______ G排（选填“>”“=”或“G，根据阿基米德原理可得ρ空气gV排>ρ内Gv 其中V排=V，所以ρ空气>ρ内，即浮空艇内充入的气体的密度小于空气的密度，故A错误；B．海拔越高大气压强越小，所以浮空艇上升过程中大气对它的压强越来越小，故B错误；C．根据阿基米德原理，F浮=ρ气V排g可知，V排等于浮空艇体积，大小不变，g不变，ρ气随高度的增加而减小，所以F浮变小，故C正确；D．浮空艇上升的平均速度约为故D错误。故选C。根据阿基米德原理，F浮=ρ气V排g可知，V排等于浮空艇体积，大小不变，g不变，ρ气随高度的增加而减小，所以F浮变小，故C正确。
3.（2022·湖南株洲·中考题）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ρ乙 D．ρ甲