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2025年辽宁省中考物理模拟试题分类精选10浮力(Word版附解析)
展开 这是一份2025年辽宁省中考物理模拟试题分类精选10浮力(Word版附解析),共75页。
A.“潜水艇”排开水的重力变小
B.“潜水艇”所受的浮力不变
C.“潜水艇”顶部受到水的压强保持不变
D.“潜水艇”是通过改变浮力的大小来实现下沉的
2.(2025•鞍山二模)舷号为18,排水量为8万余吨的航母“福建舰”在海试过程中,下列说法中正确的是( )
A.舰载机停在航母上航母的排水量会增大
B.舰载机起飞后,“福建舰”所受浮力减小
C.舰载机起飞后,“福建舰”舰底受到海水的压强不变
D.航母与护卫舰不能近距离并排行驶,是因为海水流速大时压强大
3.(2025•皇姑区二模)我国牵头建设的国际月球科研站预计在2035年基本建成。若月球科研站内温度、气压等环境条件与地球上实验室的环境条件相同,只有物体受到的重力是在地球上所受重力的16。如图所示是托里拆利实验和浮力实验在地球上进行实验时的现象,若将两个实验在月球科研站内重做,下列现象正确的是( )
A.
B.
C.
D.
4.(2025•铁岭县一模)2024年5月28日,“深海一号”船携蛟龙号载人潜水器抵达青岛母港,圆满完成我国首个大西洋载人深潜科考航次任务。据介绍,中国大洋83航次自2023年12月17日由青岛起航,先后在印度洋、南大西洋和北大西洋开展调查作业,共历时164天,总航程约5.7万公里,成功开展蛟龙号载人深潜作业46次。若忽略海水密度的变化,下列有关说法正确的是( )
A.“深海一号”船从印度洋驶向南大西洋的过程中受到的浮力变大
B.将蛟龙号载人潜水器从船上卸下放入海水后,船受的浮力不变
C.蛟龙号载人潜水器在北大西洋下潜过程中受到的液体压力变大
D.蛟龙号载人潜水器在印度洋下潜过程中受到的液体压强不变
5.(2025•金州区一模)如图1所示的“新光华”号半潜船是国内最大、全球第二大半潜船,其最大下潜深度为30m,满载排水量为10万吨。如图2甲、乙、丙所示是“新光华”号某次工作的示意图,图2甲所示水舱空舱时,船漂浮在水面上,图2乙水舱注入一定质量的海水,船甲板刚好与水面相平,图2丙甲板上方装载货物后,排出舱中部分海水,使甲板刚好浮出水面。已知海水密度约为ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,下列关于上述工作过程的说法正确的是( )
A.图2乙水舱中水质量等于图丙中货物质量
B.图2甲、乙、丙三种状态,“新光华”号所受的浮力相等
C.满载时,“新光华”号所受浮力为1×105N
D.最大下潜时,“新光华”号底部受到海水的压强为3×105Pa
6.(2025•凌河区校级模拟)网上流传着一种说法,鸡蛋能否沉入水底可以鉴别其是否新鲜。为了验证其真实性,小亮买了些新鲜鸡蛋,并拿其中一颗进行实验。第一天放入水中的鸡蛋沉入水底(如图甲),取出鸡蛋擦干放置50天后,再放入水中时鸡蛋漂浮在水面(如图乙),看来网传是真的。下列分析正确的是( )
A.鸡蛋两次所受的浮力一样大
B.甲图中鸡蛋排开水的重力小
C.放置50天后的鸡蛋密度变小
D.乙图中鸡蛋所受浮力大于重力
7.(2025•于洪区模拟)小明在洗水果时发现向下丢入水中的苹果,在全部浸没水中后会继续向下运动一段距离,然后上浮,最终漂浮在水面上。关于此现象,下列说法正确的是( )
A.向下运动的过程中,苹果受到水的压强减小
B.苹果向上运动到露出水面之前所受浮力大于重力
C.苹果向下运动是由于受到惯性的作用
D.全部浸没并向下运动的过程中,苹果受到水的浮力变小
8.(2025•兴隆台区校级模拟)如图所示,水平桌面上两相同电子秤,上面分别放有相同的圆柱形容器,容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的A、B两个小球分别放入液体中静止时,A球沉底、B球漂浮,此时液体深度h甲<h乙,液体对容器底部压强相等。下列说法正确的是( )
A.液体密度ρ甲<ρ乙
B.两小球受到的浮力FA=FB
C.两电子秤示数相等
D.将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),左侧电子秤示数变化较大
9.(2025•营口校级二模)两个完全相同的鱼缸注满水,其中一只鱼缸中有鱼在游动,另一只鱼缸中没放鱼。下列判断正确的是( )
A.有鱼的鱼缸底受到水的压强较大
B.有鱼的鱼缸底受到水的压强较小
C.把两个鱼缸分别放在台秤上,台秤的示数相同
D.把两个鱼缸分别放在台秤上,有鱼的台秤示数较大
二.多选题(共21小题)
(多选)10.(2025•建昌县二模)俗语“瓜浮李沉”是指西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉,如图所示。对此现象,下列说法正确的是( )
A.西瓜的密度小于李子的密度
B.西瓜所受的浮力等于西瓜排开水的重力
C.西瓜漂浮所受浮力比李子沉底所受浮力小
D.放入西瓜、李子后容器底受到水的压强增大
(多选)11.(2025•大连二模)如图所示,水平桌面上放有两个底面积相等的薄壁容器,分别装有甲、乙两种液体,两个相同物块分别静止在两种液体中。两种液体对容器底部的压力相同。则( )
A.甲、乙液体密度的大小关系是ρ甲<ρ乙
B.甲、乙液体质量的大小关系是m甲>m乙
C.甲、乙液体对物块底部压强的大小关系是p甲<p乙
D.取出两物块后,甲、乙液体对容器底部压强的大小关系是p'甲<p'乙
(多选)12.(2025•连山区二模)如图,水平桌面的台秤上放一盛有0℃水的烧杯,水中有一块0℃的冰与容器底部相接触,且有相互作用力。冰全部熔化为0℃的水的过程中(不计蒸发损失的水的质量),下列相关说法正确的是( )
A.熔化前,冰受到的浮力小于它受到的重力
B.冰熔化过程中,台秤的示数先变小后不变
C.冰熔化过程中,水对容器底的压强先变大后不变
D.冰全部熔化为0℃的水后,台秤对桌面的压强不变
(多选)13.(2025•开原市二模)中国人自古就有“上天入海”的梦想,随着国家科技的飞速发展,这些梦想正在一步步变为现实。对于如图所示的“国之重器”的分析,其中正确的是( )
A.甲图,AS700飞艇中充入气体的密度大于空气的密度
B.乙图,093型核潜艇在浮出水面过程中,受到的浮力变小
C.丙图,C919客机升空时,机翼上方空气的流速大,压强小
D.丁图,“山东号”航母上的舰载机起飞后,航母受到的浮力不变
(多选)14.(2025•本溪二模)如图是名为“胡萝卜救生圈”的科学小实验,在玻璃杯中装入适量的水放在水平桌面上,将一块胡萝卜放入水中,发现胡萝卜沉入杯底,如图甲:在这块胡萝卜上面插一根吸管,胡萝卜会漂在水面上,如图乙:在胡萝卜上再插上一根同样的吸管,胡萝卜会上浮一些,如图丙。甲、乙、丙三个图中液面高度不同。对此实验下列说法正确的是( )
A.胡萝卜的密度小于水的密度
B.图丙中玻璃杯对桌面的压力最大
C.图乙中水对杯底的压力等于图丙中水对杯底的压力
D.图丙中胡萝卜和吸管受到的浮力大于图乙中胡萝卜和吸管受到的浮力
(多选)15.(2025•沈阳二模)“和平方舟”号医院船是中国专门为海上医疗救护“量身定做”的专业大型医院船,如图所示是“和平方舟”执行任务时的场景。下列说法正确的是( )
A.“和平方舟”号医院船所受浮力的方向竖直向上
B.“和平方舟”号医院船所受浮力等于它排开的海水受到的重力
C.直机降落后,“和平方舟”号医院船所受浮力不变
D.航行中,船尾附近海水流速大,压强小
(多选)16.(2025•溪湖区校级模拟)水平桌面上的玻璃容器内装有足量的水,将一个完整的桔子放入容器内的水中,静止时如图甲所示。把该桔子捞出擦干后,剥下桔皮,再将桔皮和桔肉放回水中,静止时桔肉沉在水底,如图乙所示。不计被橘子带出来的水,则下列说法正确的是( )
A.甲图中桔子受到的浮力等于其受到的重力
B.乙图中桔肉在下沉过程中所受的浮力不断变大
C.甲图中桔子受到的浮力大于乙图中桔皮和桔肉受到的浮力之和
D.静止后,乙图中水对容器底的压强小于甲图中水对容器底的压强
(多选)17.(2025•丹东模拟)强强在洗碗过程中发现碗可以漂浮在水面,也可以沉到盆底,如图所示。碗沉到盆底后与漂浮在水面相比,下列说法正确的是( )
A.碗排开水的体积变大
B.碗受到的浮力变小
C.碗底受到的压强变大
D.盆底受到水的压强变大
(多选)18.(2025•普兰店区一模)如图,两个相同的柱形杯中分别装有甲、乙两种果汁。将同一颗樱桃分别放入果汁中,在甲中漂浮,在乙中下沉。下列判断正确的是( )
A.甲果汁密度大于乙果汁密度
B.樱桃在甲中受的浮力大于在乙中受的浮力
C.放入樱桃后,两果汁对杯底压强的增加量相等
D.放入樱桃后,两个杯子对桌面压强的增加量相等
(多选)19.(2025•鞍山模拟)俗语“瓜浮李沉”是指西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉,如图所示。对此现象,下列说法正确的是( )
A.放入西瓜、李子后容器底受到水的压强增大
B.西瓜漂浮所受浮力比李子沉底所受浮力小
C.西瓜所受的浮力等于西瓜排开水的重力
D.李子的密度大于西瓜的密度
(多选)20.(2025•西岗区一模)质量为m0的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙。水均未溢出,电子秤的示数依次为m1、m2、m3,不计细针的体积。则下列判断正确的是( )
A.甲图中,水对杯底的压力为(m1﹣m0)g
B.乙图中,草莓的质量为m2﹣m1
C.丙图中,草莓排开水的体积为(m3-m1)ρ水
D.丙图中,细针对草莓的压力为(m3﹣m2)g
(多选)21.(2025•绥中县一模)用盐水浸泡可以去除水果表面残留的农药。水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别盛有浓度不同的盐水,将两个质量相等的冬枣、樱桃(V冬枣>V樱桃),分别放入盐水中,静止时的状态如图所示,两容器中的液面相平。下列说法正确的是( )
A.甲容器中盐水的密度小于乙容器中盐水的密度
B.樱桃漂浮在水面上静止时,所受的浮力大于重力
C.冬枣和樱桃所受的浮力大小相等
D.甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力
(多选)22.(2025•沙河口区一模)如图,水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯,杯中有水。橘子在甲杯中漂浮,芒果在乙杯中下沉至杯底。橘子的体积比芒果小。下列判断正确的是( )
A.橘子的密度小于芒果的密度
B.橘子受的浮力大于芒果受的浮力
C.取出水果,烧杯对桌面压强都变小,甲杯变化量较小
D.取出水果,水对烧杯底部压强都变小,甲杯变化量较小
(多选)23.(2025•双塔区校级模拟)如图所示,水平桌面上两个完全相同的烧杯甲和乙中装有体积相同的两种不同液体。现将质量相等的A、B两个球(VA>VB),分别放入两烧杯中,A球沉底,B球悬浮。下列说法正确的是( )
A.甲杯内的液体密度小于乙杯内的液体密度
B.A球受到的浮力大于B球受到的浮力
C.将甲杯液体倒入乙杯液体中,B球会下沉
D.甲容器对桌面的压强等于乙容器对桌面的压强
(多选)24.(2025•鞍山模拟)如图所示,甲、乙两个相同的烧杯中装有密度相同的液体,将两个物体A、B分别放入甲、乙两杯液体中。静止时,物体A在甲杯液体中处于沉底状态,物体B在乙杯液体中处于漂浮状态,两杯中的液体液面高度均为h。若A、B的质量分别为mA、mB,A、B的体积分别为VA、VB,A、B受到的浮力分别为FA、FB。下列判断中正确的是( )
A.若VA<VB,则一定有mA<mB
B.若mA<mB,则一定有FA<FB
C.甲杯中液体对容器底的压力小于乙杯中液体对容器底的压力
D.甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强
(多选)25.(2025•凤城市一模)如图所示,甲、乙两个完全相同的杯子,分别倒入相同体积的水和浓盐水。将同一个鸡蛋,先后放入两杯液体中,静止时鸡蛋在甲杯中下沉、在乙杯中悬浮。则下列说法正确的是( )
A.鸡蛋的密度大于甲杯中液体的密度
B.乙杯中鸡蛋受到的浮力等于重力
C.甲杯底部受到的液体压强小于乙杯底部受到的液体压强
D.甲杯中鸡蛋受到的浮力大于乙杯中鸡蛋受到的浮力
(多选)26.(2025•西市区校级模拟)物理课上。老师将整个橙子放入水中,漂浮在水面上,如图甲,将其切成大小两块,再次投入水中(杯中水量不变)。发现大块仍漂浮、小块缓慢沉入水底,如图乙,下列说法正确的是( )
A.大块橙子受到的浮力等于其重力
B.小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小
C.两块橙子受到浮力之和等于整个橙子受到的浮力
D.甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强
(多选)27.(2025•甘井子区校级模拟)在两个烧杯内盛有甲、乙两种液体,将瓶口扎有橡皮膜的同一小瓶,分别放入甲、乙液体中,均处于悬浮状态且开口朝下,小瓶在甲液体中橡皮膜的凹陷程度较大,如图所示。轻触乙液体中的小瓶使其下沉。下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度比乙液体的密度大
B.悬浮时,小瓶在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小
C.下沉过程中,橡皮膜所受液体压强不变
D.下沉过程中,小瓶所受浮力变小
(多选)28.(2025•盘锦校级二模)两个质量相等、底面积相同的容器置于水平桌面上,分别装有质量相等的甲、乙两种液体,有四个体积相等的实心小球A、B、C、D,其中C、D两球完全相同。如图所示,将它们分别放入两容器中,B球悬浮在甲液体中,A球漂浮在乙液体中,C球、D球在两种液体中沉到底部。则下列说法中正确的是( )
A.四个球中A球的密度最小
B.C、D两球在两种液体中受到的浮力相等
C.两容器对桌面的压力相等
D.甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强
(多选)29.(2025•站前区校级模拟)如图所示,M、N是两个质量相等的正方体,VM<VN,水平桌面上两个相同的柱状容器分别装有甲、乙两种液体。M在甲液面漂浮,N用细线吊着静止在乙液体中(细线对N有拉力)。两容器液面相平,M、N露出液面的高度相同。下列说法正确的是( )
A.M受到的浮力大于N受到的浮力
B.甲液体的密度大于乙液体的密度
C.左侧容器对桌面的压强小于右侧容器对桌面的压强
D.若剪断细线,N静止时,乙液体对容器底的压强变大
(多选)30.(2025•铁岭县二模)水平桌面上完全相同的甲、乙两个容器,分别装有体积相等的两种液体。将体积相等的A、B两个小球,分别都放到两个容器中,静止时如图所示。B球在两种液体中都沉底,A球在甲容器的液体中露出的体积大于在乙容器的液体中露出的体积。下列说法中正确的是( )
A.甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度
B.甲、乙两容器中的液体对容器底部的压力相等
C.甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强
D.A球在甲容器中受到的浮力小于B球在乙容器中受到的浮力
三.填空题(共11小题)
31.(2025•双塔区校级二模)扬州中国大运河博物馆展示了各种古代船只模型。资料显示:“丝网船”最大载重为5t。若船和货物总质量为6×103kg,船静止在水中时,排开水的体积为 m3;“沙飞船”航速迅捷。同向并排行驶的两条“沙飞船”要保持安全距离,是因为两船较近时,中间流速大,流体压强 。(g取10N/kg)
32.(2025•锦州二模)今年热映的《哪吒2》是一部“讲科学的神话故事”电影。电影中:哪吒通过借助风火轮反向发力实现灵活多变的战斗动作,说明力能改变物体的 ;敖丙在深海水中真情流露热泪盈眶,但他的眼泪是往上方流的,说明深海海水密度 敖丙眼泪的密度。
33.(2025•新民市二模)中国梦,和平梦!2025年2月,我国海军参与“和平—2025”多国海上联合演习。094型核潜艇是通过改变 来实现浮沉的;舰载直升机从驱逐舰甲板上起飞后,驱逐舰受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
34.(2025•和平区一模)“祥龙岛”号客滚船是运营于“大连湾港一烟台港”航线的一艘豪华客滚船,如图所示,该船全长208米,吃水深度6.5米,排水量4.3万吨,满载时船的总重为 N。船静止在海面上时,受到的浮力 (填“大于”“等于”或“小于”)船的总重。(g取10N/kg)
35.(2025•锦州一模)近年来3D打印机渐渐进入人们的视野。利用3D打印机打印出实心海豚模型,把模型放在天平左盘,天平平衡时右盘砝码和标尺上游码的位置如图所示,模型质量为 g,若将该模型放入盛满水的烧杯中(如图),模型受到的浮力是 N。(打印材料的密度是1.2g/cm3,g取10N/kg)
36.(2025•本溪一模)如图是一款防溺水救生手环,在紧急情况下只要启动手环上的开关,手环内的气囊就会立刻充满气体,承载人体使头部露出水面。若某同学的质量为52.5kg,密度为1.05×103kg/m3,则他的体积为 m3。若要使占人体总体积110的头部露出水面,充气后气囊的体积至少应为 m3(手环重力忽略不计,g取10N/kg,水密度取1.0×103kg/m3)。
37.(2025•大东区一模)如图,把装满水的烧杯放在盘子里,再把空的饮料罐开口朝上,缓缓按入装满水的烧杯中(饮料罐未浸没),烧杯中的水不断溢出。此过程中饮料罐受到浮力的大小将 ,烧杯底部受到水的压强将 。(以上均填“变大”、“不变”或“变小”)
38.(2025•大连一模)如图所示,装满水的溢水杯放在水平桌面上,杯底面积为S,重力为G的圆柱体13体积浸在水中,弹簧测力计的示数为F;当圆柱体静止在杯底时,弹簧测力计的示数为0,此时圆柱体 (选填“受”或“不受”)浮力;与圆柱体13体积浸在水中时相比,溢水杯对桌面的压强增加了 (结果用题中字母表示)。
39.(2025•甘井子区模拟)某同学在家中烧水,观察到水沸腾时,形成大量气泡不断上升、变大,水中气泡变大的过程中,其受到的浮力变 。气泡到水面破裂开来,气泡中水蒸气在水面上形成“白气”。“白气”的形成是 现象。(填物态变化名称)
40.(2025•兴隆台区模拟)浸没在水中的实心物块如图,其上表面受到水的压力F1=8N。如表面受到水的压力F2=13N,请问物块所受浮力大小为 N;若该物体可以自由悬浮在水中,则物体的密度为 g/cm3。
41.(2025•双塔区校级模拟)哈尔滨工程大学研制的“长弓1号”潜空跨介质航行器试飞成功,“长弓1号”可以到达水面下100m深处,它此时受到水的压强为 Pa。“长弓1号”从此处上升至露出水面前的过程中,它受到的浮力 (填如何变化)。(ρ水为1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
四.实验探究题(共6小题)
42.(2025•和平区一模)物理小组用图中所示器材探究“浮力的大小与哪些因素有关”。同学们提出以下猜想并进行实验:
猜想一:浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想二:浮力的大小可能与物体浸在液体中的深度有关
猜想三:浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积有关
猜想四:浮力的大小可能与物体的形状有关
(1)首先来回拉动几次弹簧测力计的挂钩,确保能正常使用,然后将弹簧测力计竖直放置进行 。
(2)为了验证猜想一,应进行的操作是① 和⑥(填序号)。
(3)同学们利用①③④⑤验证猜想二,其中⑤操作中存在的问题是 。
(4)同学们取一个铁片进行实验验证猜想四:
①将铁片系在弹簧测力计的挂钩上,测出铁片重力;
②将铁片浸没在水中,根据弹簧测力计示数测出浮力;
③将铁片弯成“碗状”再放入水中,铁片漂浮在水面上;
通过分析可知,步骤②中铁片受到的浮力 (填“大于”“等于”或“小于”)步骤③中铁片受到的浮力。于是同学们得出结论:物体受到浮力的大小与其形状有关。
得出这个错误结论的原因是: 。请你写出正确的操作: 。
43.(2025•大东区二模)某实验小组的同学们用鹅卵石、弹簧测力计、细线、溢水杯、水和小桶等器材“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。同学们做了如图所示的一系列操作:
(1)实验前弹簧测力计已调零,实验中为了减小误差并便于操作,最合理的步骤顺序应为 (用图中的序号表示)。
(2)鹅卵石排开水的重力G排可以利用 (用图中的序号表示)两个步骤得到;若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式: =F3﹣F4,则可以验证阿基米德原理:浸在液体中的物体所受的浮力大小等于 。
(3)进行实验并把数据记录在表格中,若某次数据如下:
由表格中数据可知,鹅卵石浸没在水中时,受到的浮力F浮= N,小组同学发现F浮>G排,则造成这种结果的原因可能是 (填正确选项前的字母)。
A.最初溢水杯中水未装至溢水口
B.实际操作步骤B时,鹅卵石没有完全浸入水中
C.实际操作步骤B时,鹅卵石浸没后不小心碰触到溢水杯底部
(4)若将实验中的液体由水换成盐水,对实验结论 (填“有”或“没有”)影响。
44.(2025•浑南区二模)小王在“探究浮力的大小与哪些因素有关”时,提出以下三个猜想:
猜想1:浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关;
猜想2:浮力的大小与液体密度有关;
猜想3:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关。
他找来弹簧测力计,实心圆柱体,相同的大烧杯若干,水,密度未知的某种液体,细线等进行实验,实验步骤及测得的数据如图所示。
(1)由A、B、C三次实验数据可知,猜想 正确;由 三次实验可知,浸在液体中的物体受到的浮力大小跟物体浸没在液体中的深度 ;
(2)在实验完成后,小王发现利用实验中的数据不但可以计算圆柱体的密度,还可以计算出图F所用的液体的密度,液体的密度为 kg/m3;
(3)由以上数据分析,小王想到:我们能不能将弹簧测力计改造成一个液体密度计?于是他在弹簧测力计2N的位置标上水的密度,在弹簧测力计2.4N的位置标上算出的液体的密度,再把该金属块分别 在密度不同的液体中,按照上述方法分别标上对应的密度值,就可以把弹簧测力计改造成一个密度计,则该密度计能测的最大密度为 kg/m3。
45.(2025•辽宁模拟)【实验名称】测量金属块的密度:
【实验器材】托盘天平、量筒、水、细线、烧杯、金属块、电子秤;
【实验原理】 ;
【实验步骤】(1)将天平放在水平台面上,将游码移至标尺零刻度线处,指针指示的位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节,使横梁水平平衡;
(2)将金属块放在天平的 盘,用镊子向另一个盘中加减砝码并移动游码。当天平横梁再次水平平衡时,所加砝码和游码位置如图乙所示,则金属块的质量为 g;
(3)往量筒中倒入26mL的水,用细线拴住该金属块缓慢放入量筒中,量筒中水面位置如图丙所示,测出金属块的体积为 cm3;
(4)实验测得该金属块的密度为 g/cm3;
【拓展】某同学利用电子秤、一根细绳、烧杯和水设计了另一种实验方案,如图丁所示;
①如图A,向烧杯中倒入适量水,电子秤的示数为m0;
②如图B,将金属块用细线系住,用手拉住细线,使金属块浸没于水中,电子秤的示数为m1;
③如图C,将金属块沉入杯底,松开细线,静止时电子秤的示数为m2;
④金属块的密度ρ金属块= (用m0、m1、m2、ρ水表示)。
46.(2025•沈河区二模)同学们进行有关浮力的实验。
(一)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们依据生活经验进行了如下的猜想:
猜想1:浮力与物体浸入液体的体积有关;
猜想2:浮力与液体的密度有关;
猜想3:浮力与物体浸没的深度有关。
进行实验:先用弹簧测力计测出金属块的重力如图(a)所示,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度(液体均未溢出),并记录弹簧测力计的示数,如图所示。
(1)通过 图,分析可知:猜想3是错误的。
(2)分析比较图(a)、(b)、(c)、(d)可知:同一种液体,浸入液体的体积越大,受到的浮力越 。
(3)根据以上实验,可求出图(f)中液体的密度是 g/cm3。
(二)同学们想探究“物体受到的浮力大小与物体的形状是否有关”。于是找来橡皮泥、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将橡皮泥放入盛水的烧杯中,橡皮泥下沉至杯底;
步骤二:将橡皮泥捏成“碗状”再放入盛水的烧杯中,发现它漂浮在水面上。通过分析可知,第一次橡皮泥受到的浮力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)第二次橡皮泥受到的浮力,于是有同学得到结论:物体受到的浮力大小与其形状有关。其他同学指出这个结论是错误的,错误的原因是 。
(三)课后实践活动中,同学们设计并制作了微型密度计测量液体的密度。密度计选用下端封口的塑料吸管作为标度杆,并在下端缠上金属丝作为配重,使其能够竖立着漂浮在液体中,如图(g)所示。由于被测液体盛在约100mL的小瓶中,所以要考虑到测量密度时不能有液体溢出,也要保证密度计不能触底。
(1)设计要求1:为了防止液体溢出,制作密度计时要先估测密度计的重力,使之不能过大。
(2)设计要求2:为了保证密度计不能触底,密度计标度杆的横截面积不能太 。
(3)在作品展示环节,同学们发现有的自制密度计在测量液体密度时,相邻刻度线的间距过小。在满足设计要求的前提下,要增大刻度间的距离,可以适当 (写出一条可行的做法即可)。
47.(2025•金州区校级一模)小明在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:弹簧测力计、实心圆柱体金属块、大烧杯若干、水、盐水、细线等。(g取10N/kg)
(1)小明进行了如图(a)所示的实验:按A步骤所示测出金属块重为 N。
(2)用弹簧测力计挂着金属块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图(a)B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在下表中:
(3)在实验步骤D中金属块所受浮力是 N。
(4)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟 有关:分析实验步骤A、E、 (填字母),可以说明浮力大小跟排开液体的密度有关。
(5)小明还想利用溢水杯、量筒、密度为ρ石的小石块(密度用ρ石表示)以及常见生活材料,来测量盐水的密度和不吸水泡沫的密度,实验步骤如图(b)所示。
①把泡沫块轻轻放入装满盐水的溢水杯中使其漂浮,盐水溢出且全部流入量筒中,读出量筒中盐水的体积为V1;
②用细线系住小石块将其轻放入溢水杯底,读出此时量筒中盐水的体积为V2;
③再将小石块轻放在泡沫块上方,使小石块和泡沫块共同漂浮在盐水表面,读出量筒中盐水的体积为V3;
④轻压小石块,使泡沫块恰好完全浸没盐水,读出量筒中盐水的体积为V4:
根据上述实验可知,泡沫密度ρ泡沫= (用字母ρ石、V1、V2、V3、V4表示);进行第③步骤时石头放在泡沫上会带有盐水,则测得的盐水密度 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
五.解答题(共2小题)
48.(2025•浑南区二模)物理老师组织各小组开展了“学习潜艇原理自制潜艇模型”项目化学习活动。下面是小组同学交流的实践过程:
【项目分解】
任务一:学习了解核潜艇内部构造及原理
任务二:设计并制作潜水器模型
【项目实施】
任务一:A小组通过查阅资料总结出以下调查报告。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)根所上述材料可知,以下说法正确的是 ;
A.潜艇声呐和潜艇雷达都是利用声来传递信息
B.核潜艇的外壳用密度大硬度小的特种钢材制成的
C.核潜艇、原子弹、核电站都是利用核裂变获得能量
D.当“奋斗者”号下潜到万米水下时,6000cm2的舱门所受的液体压力为6×106N
(2)根据调查报告,请你简述核潜艇利用核反应堆发电过程中的详细的能量转化过程 。
任务二:B小组调查了“奋斗者”号潜水器的相关报道,设计了潜水器模型如图所示,该小组用4个的矿泉水瓶黏在一起,两个密封的作“生活舱”,一个瓶身开三个孔的作“水舱”,一个瓶身开一些小孔,并装有若干金属螺母作为“配重舱”,将一个注射器通过橡胶管与气球相连后放入“水舱”内,并做好密封,用注射器使气球变大或变小控制“水舱”中的水量,从而实现潜水器的上浮、悬浮和下沉。
(3)想让悬浮状态的“潜水器”上浮,小组同学应该用注射器 (选填“打气”或“抽气”)。
(4)潜水器悬浮时,若有一个小螺母从“配重舱”的小孔中掉出,这一瞬间“潜水器”受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”),“潜水器”将会 (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)。
【项目拓展】
C小组针对B小组的设计模型进行改进:
(5)该小组同学采用的材料总质量0.5kg,总体积800cm3,设计了四种方案,制成生活舱和水舱的体积如下表所示。在模型能实现浮沉的情况下尽量增大生活仓的体积的最佳方案是方案 (g取10N/kg)。
49.(2025•辽宁模拟)2024年4月19日,我国海洋油气生产平台“海基二号”总体结构完成安装,它刷新了高度、质量、作业水深和建造速度等多项亚洲纪录。
(1)重为3.7×108N的导管架“海基二号”需要用驳船运输到指定位置,如图甲、乙所示。而亚洲最大驳船的最大载重只有3×108N,该驳船可看作长为a、宽为b、高为c的规则长方体,如图丙所示。为了解决超重问题,请你设计一种改装驳船的方法: 。
(2)图甲中,导管架的底部固定着4块面积非常大的钢板,这4块钢板的作用是 。“海基二号”在指定海域成功安装后,这4块钢板处于水深324m的海底,它们受到海水的压强是 Pa。(ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(3)导管架和驳船拖航的速度约为6km/h,它们到达240km外的安装海域所需要的时间为约 h。
(4)经过改装后的驳船重力为6×108N,将重力为3.7×108N的导管架运载至安装海域。这次海上安装采用了滑移下水的方式:工程人员将驳船船头水舱的水排出一部分,又向船尾水舱注入一部分水,使驳船小角度倾斜,最后将驳船和导管架之间的连接点切割分离,导管架就在自身重力的作用下顶端朝前沿着轨道缓慢滑入海中,在导管架逐渐滑入海水的过程中,导管架受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。若驳船船头水舱排出的水和船尾水舱注入的水的体积分别为2.2×103m3和6×103m3时,导管架顶端浸入海水中的体积为200m3,则此时驳船和固定在驳船上的导管架总共受到的浮力是 N。
六.计算题(共6小题)
50.(2025•于洪区二模)地球气候变暖、冰川熔化加剧,是造成海平面上涨的原因之一。如图所示是一块质量为54t的冰川漂浮在海面上的情景(ρ海水=1.0×103kg/m3;ρ冰=0.9×103kg/m3;g=10N/kg)
求:
(1)冰川的体积。
(2)海面下5m处海水所产生的压强。
(3)冰川所受的浮力。
51.(2025•皇姑区二模)如图甲所示,潜水艇模型相邻两舱之间密封不连通,水舱与注射器通过塑料软管相连,推拉注射器活塞可以实现潜水艇的浮沉。此潜水艇的总体积是650cm3,所用材料的总质量是0.5kg。如图乙所示,当水舱内没水时,该潜水艇漂浮在水槽的水面上;在水舱内注入适量的水,该潜水艇会在水面下悬停。g取10N/kg。当潜水艇在水面下25cm处悬停时,通过计算回答:
(1)水槽内的水对潜水艇舱底的压强是多少?
(2)该潜水艇受到的浮力是多少?
(3)该潜水艇水舱内水的质量是多少?
52.(2025•千山区模拟)“海葵一号”是中国自主设计并建造的亚洲首艘圆筒型浮式生产储卸油装置,集原油生产、储存和外输等功能于一体。傲傲同学查阅资料得知:“海葵一号”漂浮在大海上工作,质量是3.7×107kg,满载时排开海水的质量是1.0×108kg(g取10N/kg,海水的密度为1.0×103kg/m3)。根据已知信息求:
(1)“海葵一号”满载时受到的浮力;
(2)“海葵一号”一次最多能储存石油的质量;
(3)当一架3×104N的直升机停放在“海葵一号”的水平停机坪上时,直升机与停机坪接触的面积是0.06m2,直升机对停机坪的压强是多大?
53.(2025•中山区一模)深邃的海底世界充满了神秘与未知,驱动着人类孜孜不倦地探索。2020年11月10日,我国“奋斗者”号载人深潜器(如甲图所示)成功下潜10909m,刷新了我国载人深潜的新纪录。图乙是它的部分结构示意图。其底部装配有4块单块质量为0.5t的可抛弃压载铁,载人舱为空心球体。除载人舱及部分电路设施外,其余部分与海水相通。已知“奋斗者”号满载时总质量36t(含压载铁),其底部前端有三个面积约为0.2m2的观察窗。(设海水的密度ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)若海水的密度均匀,“奋斗者号”在从海面下10m下潜至深度为110m,每个观察窗所受海水的压力约增大多少?
(2)“奋斗者号下潜到某一深度时将其中两块压载铁抛掉,使其处于悬浮状态,此时它排开海水的体积为多少?
54.(2025•于洪区模拟)有一杯水,一杯盐水和一块重0.22N、密度为1.1×103kg/m3的塑料块。(g取10N/kg,若无法整除,计算结果保留小数点后两位)
(1)该塑料块浸没在水中时所受的浮力是多少?
(2)若该塑料块在盐水中是漂浮的,浸在盐水中的体积是塑料块总体积的90%,则盐水的密度是多少?
55.(2025•兴隆台区一模)如图甲所示,潜水艇模型相邻两舱之间密封不连通,水舱与注射器通过塑料软管相连,推拉注射器活塞可以实现潜水艇的浮沉。此潜水艇的总体积是650cm3,所用材料的总质量是0.5kg。如图乙所示,当水舱内没水时,该潜水艇漂浮在水槽的水面上;在水舱内注入适量的水,该潜水艇会在水面下悬停。g取10N/kg。当潜水艇在水面下12cm处悬停时,通过计算回答:
(1)水槽内的水对潜水艇舱底的压强是多少?
(2)该潜水艇受到的浮力是多少?
(3)该潜水艇水舱内水的质量是多少?
10浮力
参考答案与试题解析
一.选择题(共9小题)
二.多选题(共21小题)
一.选择题(共9小题)
1.(2025•大东区二模)如图是金老师制作的潜水艇模型,通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉或上浮。若从烧瓶中吸气,使其从如图所示的位置下沉(胶管在水中的体积忽略不计),下列分析正确的是( )
A.“潜水艇”排开水的重力变小
B.“潜水艇”所受的浮力不变
C.“潜水艇”顶部受到水的压强保持不变
D.“潜水艇”是通过改变浮力的大小来实现下沉的
【答案】B
【解答】解:
AB、从烧瓶中吸气时,瓶内气压减小,大气压将烧瓶外的水压入烧瓶内,水进入烧瓶中自重增大,但V排不变,水的密度不变,由公式F浮=G排=ρ液V排g可知“潜水艇”所受的浮力不变,排开水的重力大小不变,故A错误,B正确;
C、“潜水艇”下沉过程中,顶部所处的深度越来越大,根据p=ρgh可知顶部受到水的压强越来越大,故C错误;
D、吸气时,瓶内气压减小,大气压将烧瓶外的水压入烧瓶内,水进入烧瓶中自重增大,但V排不变,浮力不变,当G总>F浮时,“潜水艇”就会下沉,所以“潜水艇”不是通过改变浮力的大小来实现下沉的,而是通过改变自重的大小来实现下沉的,故D错误。
故选:B。
2.(2025•鞍山二模)舷号为18,排水量为8万余吨的航母“福建舰”在海试过程中,下列说法中正确的是( )
A.舰载机停在航母上航母的排水量会增大
B.舰载机起飞后,“福建舰”所受浮力减小
C.舰载机起飞后,“福建舰”舰底受到海水的压强不变
D.航母与护卫舰不能近距离并排行驶,是因为海水流速大时压强大
【答案】B
【解答】解:A、排水量是指满载时排开水的质量,舰载机停在航母上,不影响满载时航母的排水量,故A错误;
BC、当舰载机起飞后,“福建舰”重力减小,浮力减小,吃水深度减小,船底受到的海水压强变小,故B正确,C错误;
D、航行的舰船不能近距离并排行驶,因而靠近航行时,中间水流速度很大,压强很小,使得两个船相撞,故D错误;
故选:B。
3.(2025•皇姑区二模)我国牵头建设的国际月球科研站预计在2035年基本建成。若月球科研站内温度、气压等环境条件与地球上实验室的环境条件相同,只有物体受到的重力是在地球上所受重力的16。如图所示是托里拆利实验和浮力实验在地球上进行实验时的现象,若将两个实验在月球科研站内重做,下列现象正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解答】解:托里拆利利用大气压等于液体的压强,即大气压p=ρgh;当月球科研站内气压与地面相同时,由于g变小为地球的16,故h增大为6倍,则此时玻璃管中充满水银;
漂浮时浮力等于重力,即F浮=ρ水gV排=G=mg;由于g同时变小,所以排开液体的体积不变,故C正确,ABD错误。
故选:C。
4.(2025•铁岭县一模)2024年5月28日,“深海一号”船携蛟龙号载人潜水器抵达青岛母港,圆满完成我国首个大西洋载人深潜科考航次任务。据介绍,中国大洋83航次自2023年12月17日由青岛起航,先后在印度洋、南大西洋和北大西洋开展调查作业,共历时164天,总航程约5.7万公里,成功开展蛟龙号载人深潜作业46次。若忽略海水密度的变化,下列有关说法正确的是( )
A.“深海一号”船从印度洋驶向南大西洋的过程中受到的浮力变大
B.将蛟龙号载人潜水器从船上卸下放入海水后,船受的浮力不变
C.蛟龙号载人潜水器在北大西洋下潜过程中受到的液体压力变大
D.蛟龙号载人潜水器在印度洋下潜过程中受到的液体压强不变
【答案】C
【解答】解:A、“深海一号”船从印度洋驶向南大西洋的过程中受到的浮力都等于重力,大小不变,故A错误;
B、潜水器从船上卸下放入海水后,科考船受到的重力减小,浮力也变小,故B错误;
CD、潜水器在下潜的过程中,深度增加,由p=ρgh可知,潜艇受到海水的压强变大,根据F=pS可得所受的压力变大,故C正确、D错误。
故选:C。
5.(2025•金州区一模)如图1所示的“新光华”号半潜船是国内最大、全球第二大半潜船,其最大下潜深度为30m,满载排水量为10万吨。如图2甲、乙、丙所示是“新光华”号某次工作的示意图,图2甲所示水舱空舱时,船漂浮在水面上,图2乙水舱注入一定质量的海水,船甲板刚好与水面相平,图2丙甲板上方装载货物后,排出舱中部分海水,使甲板刚好浮出水面。已知海水密度约为ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,下列关于上述工作过程的说法正确的是( )
A.图2乙水舱中水质量等于图丙中货物质量
B.图2甲、乙、丙三种状态,“新光华”号所受的浮力相等
C.满载时,“新光华”号所受浮力为1×105N
D.最大下潜时,“新光华”号底部受到海水的压强为3×105Pa
【答案】D
【解答】解:AB.由图可知,甲、乙、丙三种状态下半潜船排开水的体积不同,液体的密度一定,由F浮=ρ液gV排可知新光华”号在如图甲、乙、丙三种状态时所受的浮力不同,故B错误;而乙、丙都是漂浮,浮力等于重力,乙、丙的浮力不等,则总重力不等,故乙水舱中水质量不等于图丙中货物质量,故B错误;
C.根据阿基米德原理可得,满载时,“新光华”号所受浮力约为
F浮=G排=m排g=10×104×103kg×10N/kg=1×109N,故C错误;
D、“新光华”号半潜船处在最大下潜时,船底所受海水的压强约为p=ρ海水gh=1×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa,故D正确。
故选:D。
6.(2025•凌河区校级模拟)网上流传着一种说法,鸡蛋能否沉入水底可以鉴别其是否新鲜。为了验证其真实性,小亮买了些新鲜鸡蛋,并拿其中一颗进行实验。第一天放入水中的鸡蛋沉入水底(如图甲),取出鸡蛋擦干放置50天后,再放入水中时鸡蛋漂浮在水面(如图乙),看来网传是真的。下列分析正确的是( )
A.鸡蛋两次所受的浮力一样大
B.甲图中鸡蛋排开水的重力小
C.放置50天后的鸡蛋密度变小
D.乙图中鸡蛋所受浮力大于重力
【答案】C
【解答】解:AB、在图甲中,鸡蛋完全沉入水底,排开水的体积等于鸡蛋的体积,即V排=V蛋,在图乙中,鸡蛋漂浮在水面上,排开水的体积小于鸡蛋的体积,即V排'<V蛋;根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,图甲中鸡蛋所受的浮力大于图乙中鸡蛋所受的浮力,由阿基米德原理F浮=G排知甲图中鸡蛋排开水的重力大,故AB错误;
C、因为鸡蛋在甲中下沉,则ρ甲>ρ水,在乙中漂浮,则ρ乙<ρ水,所以ρ甲>ρ乙,即放置50天后的鸡蛋密度变小了,故C正确;
D、图乙中鸡蛋漂浮在水面上,说明鸡蛋所受的重力等于它所受的浮力,故D错误。
故选:C。
7.(2025•于洪区模拟)小明在洗水果时发现向下丢入水中的苹果,在全部浸没水中后会继续向下运动一段距离,然后上浮,最终漂浮在水面上。关于此现象,下列说法正确的是( )
A.向下运动的过程中,苹果受到水的压强减小
B.苹果向上运动到露出水面之前所受浮力大于重力
C.苹果向下运动是由于受到惯性的作用
D.全部浸没并向下运动的过程中,苹果受到水的浮力变小
【答案】B
【解答】解:A、下沉的过程中,苹果所处深度不断变大,根据p=ρgh可知,受到水的压强变大,故A错误;
B、苹果向上运动到露出水面之前,合力的方向是向上的,所以苹果所受浮力大于重力,故B正确;
C、惯性是一种性质,不能说受到惯性的作用,故C错误;
D、苹果下沉时,浸没在水中,排开水的体积等于苹果的体积,由F浮=ρ液gV排,ρ液和V排都不变,所以浮力不变,故D错误。
故选:B。
8.(2025•兴隆台区校级模拟)如图所示,水平桌面上两相同电子秤,上面分别放有相同的圆柱形容器,容器中装有甲、乙两种不同的液体,将体积相等的A、B两个小球分别放入液体中静止时,A球沉底、B球漂浮,此时液体深度h甲<h乙,液体对容器底部压强相等。下列说法正确的是( )
A.液体密度ρ甲<ρ乙
B.两小球受到的浮力FA=FB
C.两电子秤示数相等
D.将A、B两个小球取出后(忽略带出的液体),左侧电子秤示数变化较大
【答案】D
【解答】解:先分析目前的状态:两杯中液体高度h甲<h乙,压强相等,根据液体压强公式p=ρgh得出:ρ甲>ρ乙,因此排除A选项。
A球在甲液体中沉底,B球在乙液体中漂浮,故两个球排开液体体积关系V甲>V乙,且ρ甲>ρ乙,则根据浮力大小F浮=ρ液gV排得到A球所受浮力大于B球,因此排除B选项。
此时液体对容器底部压强相等,因为容器完全相同,故两个容器底部所受压力相等。但由于A球沉底,重力大于浮力,故A会对容器底部有一个压力,这样装甲液体的容器对电子秤的压力将大于装乙液体的容器对电子秤的压力,因此排除C选项。
根据上面分析,A球浮力大于B球,而A球所受重力又大于浮力,B球所受重力等于浮力,因此两球质量关系mA>mB,故将两球取出后,左侧电子秤示数变化大,因此D选项正确。
故选:D。
9.(2025•营口校级二模)两个完全相同的鱼缸注满水,其中一只鱼缸中有鱼在游动,另一只鱼缸中没放鱼。下列判断正确的是( )
A.有鱼的鱼缸底受到水的压强较大
B.有鱼的鱼缸底受到水的压强较小
C.把两个鱼缸分别放在台秤上,台秤的示数相同
D.把两个鱼缸分别放在台秤上,有鱼的台秤示数较大
【答案】C
【解答】解:液体压强的计算公式p=ρgh,鱼缸的水是满的,即便是放鱼后,水也是满的(溢出一部分水),即水的高度相同,密度相等,故鱼缸底受到水的压强相等,故A、B错误;
又鱼在水里游动,处于悬浮状态,
此时:F浮=G排=G鱼,
∴放入鱼后,台秤的示数相同,故C正确,D错误;
故选:C。
二.多选题(共21小题)
(多选)10.(2025•建昌县二模)俗语“瓜浮李沉”是指西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉,如图所示。对此现象,下列说法正确的是( )
A.西瓜的密度小于李子的密度
B.西瓜所受的浮力等于西瓜排开水的重力
C.西瓜漂浮所受浮力比李子沉底所受浮力小
D.放入西瓜、李子后容器底受到水的压强增大
【答案】ABD
【解答】解:A、由图知西瓜漂浮,西瓜的密度小于水的密度,李子沉底,李子的密度大于水的密度,所以李子的密度大于西瓜的密度,故A正确;
B、由阿基米德原理知西瓜所受的浮力等于西瓜排开水的重力,故B正确;
C、由图知,西瓜排开水的体积大于李子排开水的体积,由F浮=ρ液gV排知西瓜漂浮所受浮力比李子沉底所受浮力大,故C错误;
D、由图知,放入西瓜、李子后液面升高,由p=ρgh知容器底受到水的压强增大,故D正确。
故选:ABD。
(多选)11.(2025•大连二模)如图所示,水平桌面上放有两个底面积相等的薄壁容器,分别装有甲、乙两种液体,两个相同物块分别静止在两种液体中。两种液体对容器底部的压力相同。则( )
A.甲、乙液体密度的大小关系是ρ甲<ρ乙
B.甲、乙液体质量的大小关系是m甲>m乙
C.甲、乙液体对物块底部压强的大小关系是p甲<p乙
D.取出两物块后,甲、乙液体对容器底部压强的大小关系是p'甲<p'乙
【答案】BC
【解答】解:A、由图可知,甲液体中,物体漂浮,根据物体的浮沉条件可知物体的密度小于甲液体的密度;乙液体中,物体悬浮,则物体的密度等于乙液体的密度,由于两个物块是相同的,所以甲液体的密度大于乙液体的密度,即ρ甲>ρ乙,故A错误;
B、容器甲中液体对容器底部的压力等于容器中液体和物块的重力之后,容器乙中液体对容器底部的压力大于容器中液体和物块的重力之后,由于两种液体对容器底部的压力相同,由此可知容器甲中液体的重力大于容器乙中液体的重力,由G=mg可知,甲液体的质量大于乙液体的质量,即m甲>m乙,故B正确;
C、根据物体的浮沉条件可知,甲液体中物块受到的浮力等于物体的重力,乙液体中物块受到的浮力等于物体的重力,由于物体的重力相等,所以甲、乙液体中物块受到的浮力相等;
根据浮力产生的原因可知,甲液体对物块底部的压力等于物块受到的浮力,而乙液体对物块底部的压力大于物块的受到的浮力,所以甲液体对物块底部的压力小于乙液体对物块底部的压力,
物块的底面积相等,根据p=FS可知,甲、乙液体对物块底部压强的大小关系是p甲<p乙,故C正确;
D、由图可知,取出两物块后,甲液面下降的高度会小于乙液面下降的高度,即取出物块后,甲液体的深度大于乙液体的深度,根据p=ρgh可知,取出两物块后,甲、乙液体对容器底部压强的大小关系是p'甲>p'乙,故D错误。
故选:BC。
(多选)12.(2025•连山区二模)如图,水平桌面的台秤上放一盛有0℃水的烧杯,水中有一块0℃的冰与容器底部相接触,且有相互作用力。冰全部熔化为0℃的水的过程中(不计蒸发损失的水的质量),下列相关说法正确的是( )
A.熔化前,冰受到的浮力小于它受到的重力
B.冰熔化过程中,台秤的示数先变小后不变
C.冰熔化过程中,水对容器底的压强先变大后不变
D.冰全部熔化为0℃的水后,台秤对桌面的压强不变
【答案】ACD
【解答】解:A、一块0℃的冰与容器底部相接触,且有相互作用力,说明冰块受到支持力,故浮力与支持力之和等于重力,因而浮力小于它受到的重力,故A正确;
B、因而熔化过程中质量不变,故总质量不变,因而台秤的示数不变,故B错误。
C、因为浮力小于重力,故F浮=ρ水gV排<G =mg=ρ水gV化;说明熔化的水体积大于排开液体的体积,故开始时液面会上升,当冰块变小后,可能浮起来,此时浮力等于重力,熔化水的体积等于排开水的体积,液面不变,而液体p=ρ液gh,说明水对容器底的压强先变大后不变,故C正确;
D、因为熔化过程杯子与其中物质的总质量不变,台秤质量不变,故总质量不变,重力不变,因而对桌面的压力不变,根据压强公式知,受力面积不变,压强大小不变,故D正确。
故选:ACD。
(多选)13.(2025•开原市二模)中国人自古就有“上天入海”的梦想,随着国家科技的飞速发展,这些梦想正在一步步变为现实。对于如图所示的“国之重器”的分析,其中正确的是( )
A.甲图,AS700飞艇中充入气体的密度大于空气的密度
B.乙图,093型核潜艇在浮出水面过程中,受到的浮力变小
C.丙图,C919客机升空时,机翼上方空气的流速大,压强小
D.丁图,“山东号”航母上的舰载机起飞后,航母受到的浮力不变
【答案】BC
【解答】解:A、甲图,AS700飞艇中充入气体的密度小于空气的密度,这样可使飞艇受到的浮力大于自身重力而升空,故A错误;
B、乙图,093型核潜艇在浮出水面过程中,根据F浮=ρgV排可知,V排变小,所以受到的浮力变小,故B正确;
C、丙图,C919客机升空时,机翼上方空气的流速大、压强小,故C正确;
D、丁图,“山东号”航母上的舰载机起飞后,航母的总重力减小,受到的浮力变小,故D错误。
故选:BC。
(多选)14.(2025•本溪二模)如图是名为“胡萝卜救生圈”的科学小实验,在玻璃杯中装入适量的水放在水平桌面上,将一块胡萝卜放入水中,发现胡萝卜沉入杯底,如图甲:在这块胡萝卜上面插一根吸管,胡萝卜会漂在水面上,如图乙:在胡萝卜上再插上一根同样的吸管,胡萝卜会上浮一些,如图丙。甲、乙、丙三个图中液面高度不同。对此实验下列说法正确的是( )
A.胡萝卜的密度小于水的密度
B.图丙中玻璃杯对桌面的压力最大
C.图乙中水对杯底的压力等于图丙中水对杯底的压力
D.图丙中胡萝卜和吸管受到的浮力大于图乙中胡萝卜和吸管受到的浮力
【答案】BD
【解答】解:A、甲图胡萝卜块沉底时,根据浮沉条件知,浮力小于重力,且胡萝卜的密度大于水,故A错误;
B、由图知丙胡萝卜块和吸管所受的总重力大,所以图丙中玻璃杯对桌面的压力最大,故B正确;
CD、根据漂浮时浮力等于总重力,乙、丙图中胡萝卜漂浮,所受的浮力等于胡萝卜块和吸管所受的总重力,由于图丙中胡萝卜块和吸管所受的总重力大于图乙中胡萝卜块和吸管所受的总重力,所以图丙中胡萝卜和吸管受到的浮力大于图乙中胡萝卜和吸管受到的浮力,由F浮=ρ液gV排知图丙中胡萝卜排开水的体积大,液面高,由p=ρgh知图乙中水对杯底的压强大小于图丙中水对杯底的压强,由F=pS知图丙中水对杯底的压力大于图乙中水对杯底的压力,故C错误,D正确。
故选:BD。
(多选)15.(2025•沈阳二模)“和平方舟”号医院船是中国专门为海上医疗救护“量身定做”的专业大型医院船,如图所示是“和平方舟”执行任务时的场景。下列说法正确的是( )
A.“和平方舟”号医院船所受浮力的方向竖直向上
B.“和平方舟”号医院船所受浮力等于它排开的海水受到的重力
C.直机降落后,“和平方舟”号医院船所受浮力不变
D.航行中,船尾附近海水流速大,压强小
【答案】ABD
【解答】解:
A、科考船所受浮力的方向始终是竖直向上的,故A正确;
B、由阿基米德原理F浮=G排可知“和平方舟”号医院船受到的浮力等于排开海水的重力,故B正确;
C、直升机降落后,“和平方舟”号医院船的总重力变大,“和平方舟”号医院船仍然处漂浮状态,浮力等于自身的重力,所以浮力变大,故C错误;
D、航行中,船尾附近海水流速变大,压强变小,故D正确。
故选:ABD。
(多选)16.(2025•溪湖区校级模拟)水平桌面上的玻璃容器内装有足量的水,将一个完整的桔子放入容器内的水中,静止时如图甲所示。把该桔子捞出擦干后,剥下桔皮,再将桔皮和桔肉放回水中,静止时桔肉沉在水底,如图乙所示。不计被橘子带出来的水,则下列说法正确的是( )
A.甲图中桔子受到的浮力等于其受到的重力
B.乙图中桔肉在下沉过程中所受的浮力不断变大
C.甲图中桔子受到的浮力大于乙图中桔皮和桔肉受到的浮力之和
D.静止后,乙图中水对容器底的压强小于甲图中水对容器底的压强
【答案】ACD
【解答】解:A、甲图中整个橙子在水中处于漂浮状态,则整个橙子受到的浮力等于其重力,即F浮=G,故A正确;
B、桔肉沉入水底的过程中排开水的体积不变,由F浮=ρ液gV排可知所受的浮力不变,故B错误;
C、甲图中整个橙子在水中处于漂浮状态,则整个橙子受到的浮力等于其重力,即F浮=G;
乙图中将桔肉放入水中,发现桔肉沉入水底,说明F浮桔肉<G桔肉;桔皮仍漂浮,则F浮桔皮=G桔皮,又因为G桔肉+G桔皮=G,
F浮′=F浮桔肉+F浮桔皮<G桔肉+G桔皮=G,;甲图中桔子受到的浮力大于乙图中桔皮和桔肉受到的浮力之和,故C正确;
D、即乙图中桔子受到的总浮力小于甲图中桔子受到的总浮力,根据F浮=ρgV排可知,乙图中排开水的体积小于甲图中排开水的体积,同一个容器底面积相同,则甲图中水的深度大于乙图中水的深度,根据p=ρgh可知,甲图中水对容器底的压强大于乙图中水对容器底的压强,故D正确。
故选:ACD。
(多选)17.(2025•丹东模拟)强强在洗碗过程中发现碗可以漂浮在水面,也可以沉到盆底,如图所示。碗沉到盆底后与漂浮在水面相比,下列说法正确的是( )
A.碗排开水的体积变大
B.碗受到的浮力变小
C.碗底受到的压强变大
D.盆底受到水的压强变大
【答案】BC
【解答】解:ABD、碗沉入水底时,浮力小于重力;碗漂浮时,浮力等于自身的重力,由于重力相同,所以碗沉入水底时比漂浮在水面上时的浮力小,故B正确;
由于漂浮时的浮力大于沉底时的浮力,根据•V排=F浮ρ水g可知,碗浸没后,排开的水的体积减小,水面则下降;根据p=ρgh可知盆底受到水的压强变小,故AD错误;
C、碗沉到盆底后,碗底的深度增加,根据p=ρgh可知碗底受到的压强变大,故C正确。
故选:BC。
(多选)18.(2025•普兰店区一模)如图,两个相同的柱形杯中分别装有甲、乙两种果汁。将同一颗樱桃分别放入果汁中,在甲中漂浮,在乙中下沉。下列判断正确的是( )
A.甲果汁密度大于乙果汁密度
B.樱桃在甲中受的浮力大于在乙中受的浮力
C.放入樱桃后,两果汁对杯底压强的增加量相等
D.放入樱桃后,两个杯子对桌面压强的增加量相等
【答案】ABD
【解答】解:
AB、ρ甲>ρ物时物体漂浮,ρ乙<ρ物时物体下沉,故甲杯中果汁的密度大于乙杯中果汁的密度;由图可知,樱桃在甲、乙两杯中分别处于漂浮和下沉状态,物体漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等;物体下沉时,浮力要小于重力,故樱桃在甲中受到的浮力大于在乙中受到的浮力,故AB正确;
CD、放入樱桃后甲杯中和乙杯中蔬菜汁对杯底压力的增加量等于樱桃所受的浮力,据此得出放入小苹果后甲杯中和乙杯中果汁对杯底压力的增加量的大小关系F甲>F乙,根据p=FS可知放入樱桃后两杯中果汁对杯底压强的增加量的大小关系,甲果汁对杯底压强的增加量大于乙果汁对杯底压强的增加量;放入樱桃后甲杯中和乙杯中果汁对杯底压力的增加量相等,圆柱形薄壁玻璃杯的底面积S甲=S乙,根据p=FS可知放入樱桃后甲杯中果汁对杯底压强的增加量等于乙杯;因为放入樱桃前后,两烧杯增加的重力相同,受力面积相同,所以根据p=FS可知甲杯对水平桌面的压强等于乙杯对水平面的压强增加量,故C错误、D正确。
故选:ABD。
(多选)19.(2025•鞍山模拟)俗语“瓜浮李沉”是指西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉,如图所示。对此现象,下列说法正确的是( )
A.放入西瓜、李子后容器底受到水的压强增大
B.西瓜漂浮所受浮力比李子沉底所受浮力小
C.西瓜所受的浮力等于西瓜排开水的重力
D.李子的密度大于西瓜的密度
【答案】ACD
【解答】解:A、由图知,放入西瓜、李子后液面升高,由p=ρgh知容器底受到水的压强增大,故A正确;
B、由图知,西瓜排开水的体积大于李子排开水的体积,由F浮=ρ液gV排知西瓜漂浮所受浮力比李子沉底所受浮力大,故B错误;
C、由阿基米德原理知西瓜所受的浮力等于西瓜排开水的重力,故C正确;
D、由图知西瓜漂浮,西瓜的密度小于水的密度,李子沉底,李子的密度大于水的密度,所以李子的密度大于西瓜的密度,故D正确。
故选:ACD。
(多选)20.(2025•西岗区一模)质量为m0的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙。水均未溢出,电子秤的示数依次为m1、m2、m3,不计细针的体积。则下列判断正确的是( )
A.甲图中,水对杯底的压力为(m1﹣m0)g
B.乙图中,草莓的质量为m2﹣m1
C.丙图中,草莓排开水的体积为(m3-m1)ρ水
D.丙图中,细针对草莓的压力为(m3﹣m2)g
【答案】BCD
【解答】解:A、甲图中,水的重力:G=m水g=(m1﹣m0)g,
由于容器开口大,底部小,水对杯底的压力小于水的重力,
即水对杯底的压力小于(m1﹣m0)g,故A错误;
B、乙图中,草莓漂浮,根据甲、乙示数可得,草莓的质量:m草莓=m2﹣m1,故B正确;
CD、丙图中,草莓被细针压入水中,根据甲、丙示数可得,草莓排开水的质量:m排=m3﹣m1,
草莓排开水的体积:V排=m排ρ水=m3-m1ρ水,故C正确;
草莓受到的浮力:F浮=G排=m排g=(m3﹣m1)g,
草莓受到的重力:G草莓=m草莓g=(m2﹣m1)g,
此时草莓受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、压力的作用,处于静止状态,
由力的平衡条件可得,细针对草莓的压力:F=F浮﹣G草莓=(m3﹣m1)g﹣(m2﹣m1)g=(m3﹣m2)g,故D正确。
故选:BCD。
(多选)21.(2025•绥中县一模)用盐水浸泡可以去除水果表面残留的农药。水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别盛有浓度不同的盐水,将两个质量相等的冬枣、樱桃(V冬枣>V樱桃),分别放入盐水中,静止时的状态如图所示,两容器中的液面相平。下列说法正确的是( )
A.甲容器中盐水的密度小于乙容器中盐水的密度
B.樱桃漂浮在水面上静止时,所受的浮力大于重力
C.冬枣和樱桃所受的浮力大小相等
D.甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力
【答案】AC
【解答】解:ABC、冬枣、樱桃的质量相等,V冬枣>V樱桃,则冬枣的密度要小于樱桃的密度;
由G=mg可知冬枣、樱桃的重力也相等,甲图,冬枣悬浮,浮力等于重力,即F甲=G,冬枣的密度等于甲液体的密度;
乙图,樱桃漂浮,浮力等于重力,即F乙=G,所以冬枣受到的浮力等于樱桃受到的浮力,樱桃的密度小于乙液体的密度,所以甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度,冬枣所受的浮力等于樱桃所受的浮力;故AC正确、B错误;
D、放入冬枣、樱桃后,两容器液面相平,V冬枣>V樱桃,所以V冬枣排>V樱桃排,说明没放物体之前甲容器中液体的体积小于乙容器中液体的体积,即V甲<V乙,且ρ甲<ρ乙,由m=ρV可知,两液体的质量m甲<m乙,则G甲<G乙;
两容器质量相同,则容器的重力相同,冬枣、樱桃质量相同,其重力也相等,但液体的重力G甲<G乙,
两容器对桌面的压力分别为F甲=G器+G冬枣+G甲,F乙=G器+G樱桃+G乙,
所以F甲<F乙,故D错误。
故选:AC。
(多选)22.(2025•沙河口区一模)如图,水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯,杯中有水。橘子在甲杯中漂浮,芒果在乙杯中下沉至杯底。橘子的体积比芒果小。下列判断正确的是( )
A.橘子的密度小于芒果的密度
B.橘子受的浮力大于芒果受的浮力
C.取出水果,烧杯对桌面压强都变小,甲杯变化量较小
D.取出水果,水对烧杯底部压强都变小,甲杯变化量较小
【答案】ACD
【解答】解:A、橘子处于漂浮状态,橘子的密度小于水的密度,芒果沉底,芒果的密度大于水的密度,所以橘子的密度小于芒果的密度,故A正确;
B、橘子的体积小于芒果的体积,橘子在水中漂浮,V排<V物,芒果在水中沉底,V排=V物,根据阿基米德原理知,芒果受到的浮力大于橘子受到的浮力,故B错误,;
CD、橘子的密度和体积都小于芒果,故橘子的质量小于芒果的质量,故取出水果时:
甲、乙两杯整体重力都变小,但甲杯整体所受重力变化小,故对桌面压强都变小,甲杯变化量较小;
甲、乙两杯内水深度都变小,但乙杯减小更多,故对烧杯底部压强都变小,甲杯变化量较小,故C、D正确,
故选:ACD。
(多选)23.(2025•双塔区校级模拟)如图所示,水平桌面上两个完全相同的烧杯甲和乙中装有体积相同的两种不同液体。现将质量相等的A、B两个球(VA>VB),分别放入两烧杯中,A球沉底,B球悬浮。下列说法正确的是( )
A.甲杯内的液体密度小于乙杯内的液体密度
B.A球受到的浮力大于B球受到的浮力
C.将甲杯液体倒入乙杯液体中,B球会下沉
D.甲容器对桌面的压强等于乙容器对桌面的压强
【答案】AC
【解答】解:A、已知mA=mB,VA>VB,根据ρ=mV可知,ρA<ρB,A在甲液体中沉底,B在乙液体中悬浮,则ρA>ρ甲,ρB=ρ乙,所以ρ甲<ρ乙,故A正确;
B、已知mA=mB,则GA=GB,A在甲液体中沉底,B在乙液体中悬浮,则F浮A<GA,F浮B=GB,所以F浮A<F浮B,故B错误;
C、因为ρ甲<ρ乙,所以将甲杯液体倒入乙杯液体中,两液体混合后的密度小于乙液体的密度,则B球的密度大于混合液体的密度,因此小球B会下沉,故C正确
D、已知V甲=V乙,ρ甲<ρ乙,根据ρ=mV可知,m甲<m乙,则G甲<G乙,
容器对桌面的压力等于液体、烧杯和球的总重力,而A、B两球的质量相同,烧杯完全相同,因此G总甲<G总乙,
由于两烧杯的底面积相同,则由p=FS可知,p甲<p乙,故D错误。
故选:AC。
(多选)24.(2025•鞍山模拟)如图所示,甲、乙两个相同的烧杯中装有密度相同的液体,将两个物体A、B分别放入甲、乙两杯液体中。静止时,物体A在甲杯液体中处于沉底状态,物体B在乙杯液体中处于漂浮状态,两杯中的液体液面高度均为h。若A、B的质量分别为mA、mB,A、B的体积分别为VA、VB,A、B受到的浮力分别为FA、FB。下列判断中正确的是( )
A.若VA<VB,则一定有mA<mB
B.若mA<mB,则一定有FA<FB
C.甲杯中液体对容器底的压力小于乙杯中液体对容器底的压力
D.甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强
【答案】BD
【解答】解:
A、静止时,物体A在甲杯液体中处于沉底状态,物体A的密度大于液体的密度;物体B在乙杯液体中处于漂浮状态,物体B的密度小于液体的密度,液体密度相同,所以物体A的密度大于物体B的密度,若VA<VB,由m=ρV不能判断出mA与mB的关系,故A错误;
B、若mA<mB,由G=mg知GA<GB;
由于物体A沉底,所以FA<GA,由于物体B漂浮,所以FB=GB,则一定有FA<FB,故B正确;
C、两容器中液体的密度相同,液体的深度相同,由p=ρgh知甲杯中液体对容器底的压强等于乙杯中液体对容器底的压强,又由于容器的面积相同,由F=pS知甲杯中液体对容器底的压力等于乙杯中液体对容器底的压力,故C错误;
D、为了便于比较,设丙烧杯中只装入同种液体,且液面高度也为h,丙烧杯中液体重力为G液丙,如图所示:
甲烧杯中物体A沉底,则FA浮=GA排<GA,即A的重力大于与浸入部分等体积液体的重力,所以GA+G液甲>G液丙;
乙烧杯中物体B漂浮,则FB浮=GB排=GB,即B的重力等于与浸入部分等体积液体的重力,所以GB+G液乙=G液丙,
所以,GA+G液甲>GB+G液乙;
甲、乙两烧杯完全相同(两烧杯重力相同),且桌面受到的压力等于容器、液体和物体的总重力,所以甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力,即F甲压>F乙压;
两烧杯的底面积相同,由p=FS得甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强,故D正确。
故选:BD。
(多选)25.(2025•凤城市一模)如图所示,甲、乙两个完全相同的杯子,分别倒入相同体积的水和浓盐水。将同一个鸡蛋,先后放入两杯液体中,静止时鸡蛋在甲杯中下沉、在乙杯中悬浮。则下列说法正确的是( )
A.鸡蛋的密度大于甲杯中液体的密度
B.乙杯中鸡蛋受到的浮力等于重力
C.甲杯底部受到的液体压强小于乙杯底部受到的液体压强
D.甲杯中鸡蛋受到的浮力大于乙杯中鸡蛋受到的浮力
【答案】ABC
【解答】解:A、因为鸡蛋在甲杯中下沉,所以鸡蛋的密度大于甲杯中液体的密度,即ρ甲<ρ鸡蛋,故A正确;
B、因为鸡蛋在乙杯中悬浮,所以乙杯中鸡蛋受到的浮力等于重力,故B正确;
C、因为鸡蛋在乙杯中悬浮,则鸡蛋的密度等于乙杯中液体的密度,即ρ乙=ρ鸡蛋,所以ρ甲<ρ乙,又因为甲、乙两个完全相同的杯子,倒入相同体积的水和浓盐水,且鸡蛋均浸没在液体中,则两杯子中液体的深度相同,根据p=ρgh可知,乙杯底部所受液体的压强较大,故C正确;
D、鸡蛋在甲杯中下沉,则F浮甲<G鸡蛋,在乙杯中悬浮,则F浮乙=G鸡蛋,所以F浮甲<F浮乙,故D错误。
故选:ABC。
(多选)26.(2025•西市区校级模拟)物理课上。老师将整个橙子放入水中,漂浮在水面上,如图甲,将其切成大小两块,再次投入水中(杯中水量不变)。发现大块仍漂浮、小块缓慢沉入水底,如图乙,下列说法正确的是( )
A.大块橙子受到的浮力等于其重力
B.小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小
C.两块橙子受到浮力之和等于整个橙子受到的浮力
D.甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强
【答案】AD
【解答】解:A、大块橙子在水中处于漂浮状态,大块橙子受到的浮力等于其重力,故A正确;
B、小块橙子缓慢沉入水底的过程中,水的密度不变,橙子排开水的体积先变大后不变,由F浮=ρ水gV排可知,受到的浮力大小先变大后不变,故B错误;
C、整个橙子在水中处于漂浮状态,整个橙子受到的浮力等于其重力,将小块放入水中,发现小块沉入水底,说明F小<G小;大块仍漂浮,则G大=F大,又因为G小+G大=G,F浮=F大+F小,则两块橙子受到浮力之和小于整个橙子受到的浮力,故C错误;
D、两块橙子受到浮力之和小于整个橙子受到的浮力,根据F浮=ρ水gV排可知两块橙子排开水的体积小于整个橙子排开水的体积,所以甲图中水的深度大于乙图中水的深度,根据p=ρ水gh可知,甲图中杯底受到水的压强大于乙图中杯底受到水的压强,故D正确。
故选:AD。
(多选)27.(2025•甘井子区校级模拟)在两个烧杯内盛有甲、乙两种液体,将瓶口扎有橡皮膜的同一小瓶,分别放入甲、乙液体中,均处于悬浮状态且开口朝下,小瓶在甲液体中橡皮膜的凹陷程度较大,如图所示。轻触乙液体中的小瓶使其下沉。下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度比乙液体的密度大
B.悬浮时,小瓶在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小
C.下沉过程中,橡皮膜所受液体压强不变
D.下沉过程中,小瓶所受浮力变小
【答案】AD
【解答】解:AB、小瓶在甲、乙液体中都悬浮,小瓶受到的浮力等于小瓶的重力,同一个小瓶重力一定,所以小瓶在甲液体中受到的浮力等于在乙液体中受到的浮力,由于小瓶在甲液体中橡皮膜的凹陷程度较大,所以甲液体中小瓶排开液体的体积小,根据F浮=ρ液gV排知甲液体的密度比乙液体的密度大,故A正确,B错误;
C、下沉过程中,深度增加,根据p=ρgh知橡皮膜所受液体的压强变大,故C错误;
D、下沉过程中,深度增加,橡皮膜受到的压强变大,橡皮膜的形变程度变大,小瓶的排开液体的体积变小,根据F浮=ρ液gV排知小瓶所受浮力变小,故D正确。
故选:AD。
(多选)28.(2025•盘锦校级二模)两个质量相等、底面积相同的容器置于水平桌面上,分别装有质量相等的甲、乙两种液体,有四个体积相等的实心小球A、B、C、D,其中C、D两球完全相同。如图所示,将它们分别放入两容器中,B球悬浮在甲液体中,A球漂浮在乙液体中,C球、D球在两种液体中沉到底部。则下列说法中正确的是( )
A.四个球中A球的密度最小
B.C、D两球在两种液体中受到的浮力相等
C.两容器对桌面的压力相等
D.甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强
【答案】AD
【解答】解:A、从图中可知,甲液体的体积小于乙液体的体积,且甲、乙液体的质量相等,根据ρ=mV可知ρ甲>ρ乙;
C球沉底,故ρC>ρ甲,B球悬浮,故ρB=ρ甲;
D球沉底,故ρD>ρ乙,A球漂浮,故ρA<ρB;
综上可知,四个球中A球的密度最小,故A正确;
B、C、D两球完全相同,且都全部浸没在液体中,故排开液体的体积相同,已知ρ甲>ρ乙,根据F浮=ρ液gV排可知C球受到的浮力大于D球受到的浮力,故B错误;
C、四个小球的体积相等,从图中可知B球排开液体的体积大于A球排开液体的体积,已知ρ甲>ρ乙,根据F浮=ρ液gV排可知B球受到的浮力大于A球受到的浮力,且两球分别处于悬浮和漂浮状态,根据F浮=G可知,GB>GA,C、D两球完全相同,两容器的质量相同,根据F压=G总可知甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,故C错误;
D、已知甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,且容器的重力相等,故甲液体对容器底的压力大于乙液体对容器底的压力,容器的底面积相同,根据p=FS可知甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强,故D正确。
故选AD。
(多选)29.(2025•站前区校级模拟)如图所示,M、N是两个质量相等的正方体,VM<VN,水平桌面上两个相同的柱状容器分别装有甲、乙两种液体。M在甲液面漂浮,N用细线吊着静止在乙液体中(细线对N有拉力)。两容器液面相平,M、N露出液面的高度相同。下列说法正确的是( )
A.M受到的浮力大于N受到的浮力
B.甲液体的密度大于乙液体的密度
C.左侧容器对桌面的压强小于右侧容器对桌面的压强
D.若剪断细线,N静止时,乙液体对容器底的压强变大
【答案】ABD
【解答】解:A、mM=mN,由公式G=mg可知,GM=GN,由物体浮沉条件可知,M在甲液面漂浮,F浮M=GM,N的受力关系为GN=F浮N+F拉,即F浮N<GN,
综合可知M、N受到的浮力大小关系为:F浮M>F浮N,故A正确;
B、F浮M>F浮乙,由公式F浮=ρ液gV排可得:ρ液甲gV排甲>ρ液乙gV排乙,由题意可知V排甲<V排乙,则甲、乙液体密度的大小关系为:ρ液甲>ρ液乙,故B正确;
C、由题意可知,V排甲<V排乙,则容器液体体积V液甲>V液乙,由G=mg=ρVg可知液体重力的大小关系为:G液甲>G液乙,
左侧容器对水平桌面的压力为:F左=G液甲+G杯+GM,右侧容器对水平桌面的压力为:F右=G液乙+G杯+GN﹣F拉,可见F左>F右,
在受力面积相同时,由公式p=FS可知容器对桌面的压强大小关系为:p左>p右,故C错误;
D、剪断细绳前,N的受力关系为GN=F浮N+F拉,即F浮N<GN,若剪断细线,N将下沉一些,液面会上升一些,由公式p=ρ液gh可知乙液体对容器底的压强变大,故D正确。
故选:ABD。
(多选)30.(2025•铁岭县二模)水平桌面上完全相同的甲、乙两个容器,分别装有体积相等的两种液体。将体积相等的A、B两个小球,分别都放到两个容器中,静止时如图所示。B球在两种液体中都沉底,A球在甲容器的液体中露出的体积大于在乙容器的液体中露出的体积。下列说法中正确的是( )
A.甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度
B.甲、乙两容器中的液体对容器底部的压力相等
C.甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强
D.A球在甲容器中受到的浮力小于B球在乙容器中受到的浮力
【答案】ACD
【解答】解:
A、A球在甲、乙两液体中都处于漂浮状态,所受浮力相等,都与A球的重力相等;
由图可知:V排甲<V排乙,由F浮=ρgV排可得ρ甲>ρ乙,故A正确;
B、因为两种液体体积相等,ρ甲>ρ乙,所以由G=ρgV可知两液体的重力G甲>G乙;
又因为物体间力的作用是相互的,所以小球在受到浮力的同时,对液体会施加向下的压力(其大小等于浮力);
A球在两液体中都漂浮,浮力相等,都等于A球自身的重力;B球在两液体中都沉底,排开液体的体积相同,因液体的密度ρ甲>ρ乙,所以由F浮=ρ液gV排可知,B球在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中受到的浮力;
因液体对容器底的压力F=G液+F浮A+F浮B,所以综合分析可知,液体对容器底的压力F甲>F乙,故B错误;
C、因为甲容器中液体的重力大于乙容器中液体的重力,甲、乙两个两容器完全相同,都放入AB两球后甲、乙两容器增加的重力相同,所以容器对桌面的压力F甲′>F乙′,所以,根据p=FS知甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强,故C正确;
D、A球在甲、乙两种液体中都漂浮,浮力大小相等,即F浮甲A=F浮乙A,在乙容器中B球排开液体的体积大于A球,由阿基米德原理知,B球在乙容器中受到的浮力大于A球在乙容器中受到的浮力,即F浮乙B>F浮乙A,所以,F浮甲A<F浮乙B,即A球在甲容器中受到的浮力小于B球在乙容器中受到的浮力,故D正确。
故选:ACD。
三.填空题(共11小题)
31.(2025•双塔区校级二模)扬州中国大运河博物馆展示了各种古代船只模型。资料显示:“丝网船”最大载重为5t。若船和货物总质量为6×103kg,船静止在水中时,排开水的体积为 6 m3;“沙飞船”航速迅捷。同向并排行驶的两条“沙飞船”要保持安全距离,是因为两船较近时,中间流速大,流体压强 小 。(g取10N/kg)
【答案】(1)6;(2)小。
【解答】解:(1)船静止在水中时漂浮,浮力等于自身的重力,所以受到的浮力为:F浮=G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N,
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得排开水的体积为:V排=F浮ρ水g=6×104N1.0×103kg/m3×10N/kg=6m3;
(2)两船靠近时,中间流速大,流体压强小。
故答案为:(1)6;(2)小。
32.(2025•锦州二模)今年热映的《哪吒2》是一部“讲科学的神话故事”电影。电影中:哪吒通过借助风火轮反向发力实现灵活多变的战斗动作,说明力能改变物体的 运动状态 ;敖丙在深海水中真情流露热泪盈眶,但他的眼泪是往上方流的,说明深海海水密度 大于 敖丙眼泪的密度。
【答案】运动状态;大于。
【解答】解:哪吒通过借助风火轮反向发力实现灵活多变的战斗动作,说明力能改变物体的运动状态,即哪吒的风火轮的运动方向和速度大小都发生了改变。
眼泪往上方流,由物体的浮沉条件可知,泪珠的密度小于海水的密度,即深海海水密度大于敖丙眼泪的密度。
故答案为:运动状态;大于。
33.(2025•新民市二模)中国梦,和平梦!2025年2月,我国海军参与“和平—2025”多国海上联合演习。094型核潜艇是通过改变 自重 来实现浮沉的;舰载直升机从驱逐舰甲板上起飞后,驱逐舰受到的浮力 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】自重;变小。
【解答】解:094型核潜艇是通过改变自重的大小来实现浮沉的;
驱逐舰始终漂浮,当直升机飞离甲板时,总重力减小,而物体漂浮时,浮力等于重力,因此驱逐舰所受的浮力变小。
故答案为:自重;变小。
34.(2025•和平区一模)“祥龙岛”号客滚船是运营于“大连湾港一烟台港”航线的一艘豪华客滚船,如图所示,该船全长208米,吃水深度6.5米,排水量4.3万吨,满载时船的总重为 4.3×108 N。船静止在海面上时,受到的浮力 等于 (填“大于”“等于”或“小于”)船的总重。(g取10N/kg)
【答案】4.3×108;等于
【解答】解:该船满载漂浮在海面上时,根据物体的浮沉条件可知,它受到的浮力等于它自身和所载货物的总重力,则总重力为:
G=F浮=G排=m排g=4.3×107kg×10N/kg=4.3×108N;
故答案为:4.3×108;等于。
35.(2025•锦州一模)近年来3D打印机渐渐进入人们的视野。利用3D打印机打印出实心海豚模型,把模型放在天平左盘,天平平衡时右盘砝码和标尺上游码的位置如图所示,模型质量为 38.4 g,若将该模型放入盛满水的烧杯中(如图),模型受到的浮力是 0.32 N。(打印材料的密度是1.2g/cm3,g取10N/kg)
【答案】38.4;0.32。
【解答】解:天平标尺的分度值是0.2g,则模型质量为m=20g+10g+5g+3.4g=38.4g
根据物体的浮沉条件可知,由于打印材料的密度大于水的密度,该模型放入盛满水的烧杯中会完全浸没在水中,则模型排开水的体积为该模型的体积,
由ρ=mV可得,模型排开水的体积为V排=V=mρ模型=;
由阿基米德原理可知,浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×32×10-6m3=0.32N。
故答案为:38.4;0.32。
36.(2025•本溪一模)如图是一款防溺水救生手环,在紧急情况下只要启动手环上的开关,手环内的气囊就会立刻充满气体,承载人体使头部露出水面。若某同学的质量为52.5kg,密度为1.05×103kg/m3,则他的体积为 0.05 m3。若要使占人体总体积110的头部露出水面,充气后气囊的体积至少应为 0.0075 m3(手环重力忽略不计,g取10N/kg,水密度取1.0×103kg/m3)。
【答案】0.05;0.0075。
【解答】解:该同学的体积:V人=m人ρ人=×103kg/m3=0.05m3;该同学的重力为:G=mg=52.5kg×10N/kg=525N,
手环所受的重力忽略不计,气囊完全打开后,人最终处于漂浮状态,
由物体的浮沉条件可知,此时该同学和气囊在水中受到总浮力为:F浮总=G=525N;
根据F浮=ρ水gV排可得排开水的总体积:V排总=F浮ρ水g=5251.0×103kg/m3×10N/kg=0.0525m3,
同学浸入水中的体积为:V浸=(1-110)V人=0.9×0.05m3=0.045m3,
所以,充气后气囊的体积至少应为:V气囊=V排总﹣V浸=0.0525m3﹣0.045m3=0.0075m3。
故答案为:0.05;0.0075。
37.(2025•大东区一模)如图,把装满水的烧杯放在盘子里,再把空的饮料罐开口朝上,缓缓按入装满水的烧杯中(饮料罐未浸没),烧杯中的水不断溢出。此过程中饮料罐受到浮力的大小将 变大 ,烧杯底部受到水的压强将 不变 。(以上均填“变大”、“不变”或“变小”)
【答案】变大;不变
【解答】解:将空的饮料罐开口朝上,缓缓按入装满水的烧杯中,饮料罐浸入水中的体积变大,根据F浮=ρ水gV排饮料罐受到浮力变大;
烧杯中水不断溢出,则烧杯中水的深度不变,根据液体压强公式p=ρgh可知水烧杯底部受到烧杯内水的压强将不变。
故答案为:变大;不变。
38.(2025•大连一模)如图所示,装满水的溢水杯放在水平桌面上,杯底面积为S,重力为G的圆柱体13体积浸在水中,弹簧测力计的示数为F;当圆柱体静止在杯底时,弹簧测力计的示数为0,此时圆柱体 受 (选填“受”或“不受”)浮力;与圆柱体13体积浸在水中时相比,溢水杯对桌面的压强增加了 3F-2GS (结果用题中字母表示)。
【答案】受;3F-2GS。
【解答】解:(1)当圆柱体静止在杯底时,其上下表面都受到水的压力,且向上的压力大于向下的压力,由浮力产生的原因可知此时圆柱体受到水的浮力作用;
(2)设溢水杯里装满水时水的重力为G水,
圆柱体13体积浸在水中,弹簧测力计的示数为F,根据称重法可知受到的浮力:F浮1=G﹣F,
由阿基米德原理可知:G排1=F浮1=ρ水gV排1=ρ水g×13V,
此时溢水杯中剩余水的重力为:G剩水=G水﹣G排1,
此时溢水杯对桌面的压力:F压=G杯+G剩水+F浮1=G杯+G水﹣G排1+F浮1=G杯+G水﹣﹣﹣﹣①,
圆柱体静止在杯底时,V排=V,
与圆柱体未浸入水中相比,溢出水的重力(排开水的重):G排2=F浮2=ρ水gV排2=ρ水gV=3×ρ水g×13V=3(G﹣F),
此时弹簧测力计的示数为0,说明圆柱体沉底且不受向上的拉力,
此时溢水杯中剩余水的重力为:G剩水′=G水﹣G排2=G水﹣3(G﹣F),
此时溢水杯对桌面的压力:F压′=G杯+G剩水′+G=G杯+G水﹣3(G﹣F)+G=G杯+G水+3F﹣2G﹣﹣﹣﹣②,
圆柱体静止在杯底时与圆柱体13体积浸在水中时相比,溢水杯对桌面的压力增加量为:
ΔF=F压′﹣F压=G杯+G水+3F﹣2G﹣(G杯+G水)=3F﹣2G,
溢水杯对桌面的压强增加量:Δp=ΔFS=3F-2GS。
故答案为:受;3F-2GS。
39.(2025•甘井子区模拟)某同学在家中烧水,观察到水沸腾时,形成大量气泡不断上升、变大,水中气泡变大的过程中,其受到的浮力变 大 。气泡到水面破裂开来,气泡中水蒸气在水面上形成“白气”。“白气”的形成是 液化 现象。(填物态变化名称)
【答案】大;液化。
【解答】解:沸腾时,有大量气泡产生,气泡在上升过程中体积逐渐增大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排;水的密度不变,排开液体的体积变大,故浮力变大,最后破裂,释放出里面的水蒸气;水蒸气变为了液态的小水滴,就是白汽,故液化。
故答案为:大;液化。
40.(2025•兴隆台区模拟)浸没在水中的实心物块如图,其上表面受到水的压力F1=8N。如表面受到水的压力F2=13N,请问物块所受浮力大小为 5 N;若该物体可以自由悬浮在水中,则物体的密度为 1 g/cm3。
【答案】5;1。
【解答】解:物块所受浮力为:F浮=F2﹣F1=13N﹣8N=5N;
因为物块悬浮在水中,则物块的密度等于水的密度,即为1g/cm3。
故答案为:5;1。
41.(2025•双塔区校级模拟)哈尔滨工程大学研制的“长弓1号”潜空跨介质航行器试飞成功,“长弓1号”可以到达水面下100m深处,它此时受到水的压强为 1×106 Pa。“长弓1号”从此处上升至露出水面前的过程中,它受到的浮力 保持不变 (填如何变化)。(ρ水为1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】1×106;保持不变。
【解答】解:“长弓1号”潜至水面下100米时受到海水的压强p=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×100m=1×106Pa,航行器上升至露出水面过程中排开液体的体积不变,由阿基米德原理可知浮力不变。
故答案为:1×106;保持不变。
四.实验探究题(共6小题)
42.(2025•和平区一模)物理小组用图中所示器材探究“浮力的大小与哪些因素有关”。同学们提出以下猜想并进行实验:
猜想一:浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想二:浮力的大小可能与物体浸在液体中的深度有关
猜想三:浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积有关
猜想四:浮力的大小可能与物体的形状有关
(1)首先来回拉动几次弹簧测力计的挂钩,确保能正常使用,然后将弹簧测力计竖直放置进行 调零 。
(2)为了验证猜想一,应进行的操作是① ④ 和⑥(填序号)。
(3)同学们利用①③④⑤验证猜想二,其中⑤操作中存在的问题是 物块接触容器底使得拉力减小,不能测量浮力 。
(4)同学们取一个铁片进行实验验证猜想四:
①将铁片系在弹簧测力计的挂钩上,测出铁片重力;
②将铁片浸没在水中,根据弹簧测力计示数测出浮力;
③将铁片弯成“碗状”再放入水中,铁片漂浮在水面上;
通过分析可知,步骤②中铁片受到的浮力 小于 (填“大于”“等于”或“小于”)步骤③中铁片受到的浮力。于是同学们得出结论:物体受到浮力的大小与其形状有关。
得出这个错误结论的原因是: 没有控制排开液体的体积相等 。请你写出正确的操作: 将弯成“碗状”铁片浸没水中 。
【答案】(1)调零;(2)④;(3)物块接触容器底使得拉力减小,不能测量浮力;(4)小于;没有控制排开液体的体积相等;将弯成“碗状”铁片浸没水中。
【解答】解:(1)本实验用测力计测重力,水中拉力,即在竖直方向使用测力计,故需在竖直方向调零。
(2)根据浮力与液体密度和排开液体的体积有关,而验证猜想一:浮力的大小可能与液体的密度有关,必须控制排开液体的体积不变,故选④⑥对比;
(3)根据称重法测量浮力时,不能接触容器底,而图中接触容器底有支持力,使得拉力减小,不能测量浮力;
(4)步骤③中弯成“碗状”再放入水中,铁片漂浮在水面上,相当于制成空心增大排开液体的体积,故受到的浮力大;
得出错误结论是原因是实验过程中没有控制排开液体的体积相等。故应用将弯成“碗状”铁片浸没水中。
故答案为:(1)调零;(2)④;(3)物块接触容器底使得拉力减小,不能测量浮力;(4)小于;没有控制排开液体的体积相等;将弯成“碗状”铁片浸没水中。
43.(2025•大东区二模)某实验小组的同学们用鹅卵石、弹簧测力计、细线、溢水杯、水和小桶等器材“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。同学们做了如图所示的一系列操作:
(1)实验前弹簧测力计已调零,实验中为了减小误差并便于操作,最合理的步骤顺序应为 D、A、B、C (用图中的序号表示)。
(2)鹅卵石排开水的重力G排可以利用 C、D (用图中的序号表示)两个步骤得到;若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式: F1﹣F2 =F3﹣F4,则可以验证阿基米德原理:浸在液体中的物体所受的浮力大小等于 物体排开液体的重力 。
(3)进行实验并把数据记录在表格中,若某次数据如下:
由表格中数据可知,鹅卵石浸没在水中时,受到的浮力F浮= 0.2 N,小组同学发现F浮>G排,则造成这种结果的原因可能是 A、C (填正确选项前的字母)。
A.最初溢水杯中水未装至溢水口
B.实际操作步骤B时,鹅卵石没有完全浸入水中
C.实际操作步骤B时,鹅卵石浸没后不小心碰触到溢水杯底部
(4)若将实验中的液体由水换成盐水,对实验结论 没有 (填“有”或“没有”)影响。
【答案】(1)D、A、B、C;(2)C、D;F1﹣F2;物体排开液体的重力;(3)0.2;A、C;(4)没有。
【解答】解:(1)实验前弹簧测力计已调零,实验中为了减小误差并便于操作,应先测量空桶的重,然后再测出物体的重力,将溢水杯装满水,并直接浸入水中观察测力计的示数,最后测排出的水和小桶的总重,求排出的水的重力。所以,合理的顺序应为:D、A、B、C。
(2)鹅卵石排开水的重力G排可以利用C、D两个步骤得到;由称重法可知,物体受到的浮力为
F浮=F1﹣F2
若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式:
F1﹣F2=F3﹣F4
则可以验证阿基米德原理:浸在液体中的物体所受的浮力大小等于物体排开液体的重力。
(3)由表格中数据可知,鹅卵石浸没在水中时,受到的浮力
F浮=1.8N﹣16N=0.2N
A.最初溢水杯中水未装至溢水口,导致排出水的体积变小,排出水的重力变小;
B.实际操作步骤B时,鹅卵石没有完全浸入水中,对测量没有影响;
C.实际操作步骤B时,鹅卵石浸没后不小心碰触到溢水杯底部,测力计示数变小,导致测量出的浮力变大;
故选:A、C。
(4)若将实验中的液体由水换成盐水,实验结论成立,对实验结论没有影响。
故答案为:(1)D、A、B、C;(2)C、D;F1﹣F2;物体排开液体的重力;(3)0.2;A、C;(4)没有。
44.(2025•浑南区二模)小王在“探究浮力的大小与哪些因素有关”时,提出以下三个猜想:
猜想1:浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关;
猜想2:浮力的大小与液体密度有关;
猜想3:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关。
他找来弹簧测力计,实心圆柱体,相同的大烧杯若干,水,密度未知的某种液体,细线等进行实验,实验步骤及测得的数据如图所示。
(1)由A、B、C三次实验数据可知,猜想 1 正确;由 A、D、E 三次实验可知,浸在液体中的物体受到的浮力大小跟物体浸没在液体中的深度 无关 ;
(2)在实验完成后,小王发现利用实验中的数据不但可以计算圆柱体的密度,还可以计算出图F所用的液体的密度,液体的密度为 0.8×103 kg/m3;
(3)由以上数据分析,小王想到:我们能不能将弹簧测力计改造成一个液体密度计?于是他在弹簧测力计2N的位置标上水的密度,在弹簧测力计2.4N的位置标上算出的液体的密度,再把该金属块分别 浸没 在密度不同的液体中,按照上述方法分别标上对应的密度值,就可以把弹簧测力计改造成一个密度计,则该密度计能测的最大密度为 2×103 kg/m3。
【答案】(1)1;A、D、E;无关;(2)0.8×103;(3)浸没;2×103。
【解答】解:(1)由A、B、C三次实验数据可知,液体密度相同,排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,故说明浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关,猜想1正确;
由A、D、E三次实验数据可知,液体密度相同,排开液体的体积相同,浸入的深度不同,弹簧测力计的示数相同,说明浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(2)由A、D知,金属块浸没在水中的浮力F浮=G﹣F示=4N﹣2N=2N=ρ水gV排①;
由A、E知,金属块浸没在液体中F浮′=G﹣F示′=4N﹣2.4N=1.6N=ρ液gV排′②
浸没时,排开液体的体积相同,①②可知,液体密度是水的2倍,故ρ液=1.62ρ水=0.8×103kg/m3;
(3)在弹簧测力计2N的位置标上水的密度,在弹簧测力计2.4N的位置标上算出的液体的密度,即密度计在测量液体时需浸没在液体中,保持排开液体的体积不变;
该密度计所测量液体的密度最大时,物体所受浮力大小等于物体重力,
即ρ液maxgV排=4N③
由①③可知,最大液体密度是水密度的2倍,故ρ液max=2×103kg/m3。
故答案为:(1)1;A、D、E;无关;(2)0.8×103;(3)浸没;2×103。
45.(2025•辽宁模拟)【实验名称】测量金属块的密度:
【实验器材】托盘天平、量筒、水、细线、烧杯、金属块、电子秤;
【实验原理】 ρ=mV ;
【实验步骤】(1)将天平放在水平台面上,将游码移至标尺零刻度线处,指针指示的位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向 左 (选填“左”或“右”)端调节,使横梁水平平衡;
(2)将金属块放在天平的 左 盘,用镊子向另一个盘中加减砝码并移动游码。当天平横梁再次水平平衡时,所加砝码和游码位置如图乙所示,则金属块的质量为 62.4 g;
(3)往量筒中倒入26mL的水,用细线拴住该金属块缓慢放入量筒中,量筒中水面位置如图丙所示,测出金属块的体积为 10 cm3;
(4)实验测得该金属块的密度为 6.24 g/cm3;
【拓展】某同学利用电子秤、一根细绳、烧杯和水设计了另一种实验方案,如图丁所示;
①如图A,向烧杯中倒入适量水,电子秤的示数为m0;
②如图B,将金属块用细线系住,用手拉住细线,使金属块浸没于水中,电子秤的示数为m1;
③如图C,将金属块沉入杯底,松开细线,静止时电子秤的示数为m2;
④金属块的密度ρ金属块= m2-m0m1-m0ρ水 (用m0、m1、m2、ρ水表示)。
【答案】ρ=mV;(1)左;(2)左;62.4;(3)10;(4)6.24;(5)m2-m0m1-m0ρ水
【解答】解:测量物体的密度,需要测量质量和体积,由ρ=mV得到物体的密度,实验原理是ρ=mV。
(1)指针指示的位置如图甲所示,指针右偏说明右盘质量偏大,则平衡螺母应向左调节;
(2)将金属块放在天平的左盘,向右盘添加砝码。由图乙可知金属块的质量为m=50g+10g+2.4g=62.4g;
(3)由图丙可知,金属块和水的总体积为V总=36mL,金属块的体积为V金=V总﹣V水=36mL﹣26mL=10mL=10cm3;
(4)金属块的密度为
ρ=mV=62.4g10cm3=6.24g/cm3;
(5)图B中,电子秤受到了烧杯和水的重力,并且增加的力为G物﹣F拉,则增加力的大小和浮力大小相等,由阿基米德原理可知,增加力的大小和排开液体的重力相等,所以增加的质量即为金属块排开水的质量,表达式为m1﹣m0,因为物块浸没在水中,物块的体积
V=V排=m1-m0ρ水;
将金属块沉入杯底、松开细线,静止时电子秤的示数为m2,则金属块的质量为m2﹣m0;金属块的密度
ρ金属块=m物V物=m2-m0m1-m0ρ水=m2-m0m1-m0ρ水。
故答案为:ρ=mV;(1)左;(2)左;62.4;(3)10;(4)6.24;(5)m2-m0m1-m0ρ水。
46.(2025•沈河区二模)同学们进行有关浮力的实验。
(一)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们依据生活经验进行了如下的猜想:
猜想1:浮力与物体浸入液体的体积有关;
猜想2:浮力与液体的密度有关;
猜想3:浮力与物体浸没的深度有关。
进行实验:先用弹簧测力计测出金属块的重力如图(a)所示,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度(液体均未溢出),并记录弹簧测力计的示数,如图所示。
(1)通过 (a)(d)(e) 图,分析可知:猜想3是错误的。
(2)分析比较图(a)、(b)、(c)、(d)可知:同一种液体,浸入液体的体积越大,受到的浮力越 大 。
(3)根据以上实验,可求出图(f)中液体的密度是 0.8 g/cm3。
(二)同学们想探究“物体受到的浮力大小与物体的形状是否有关”。于是找来橡皮泥、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将橡皮泥放入盛水的烧杯中,橡皮泥下沉至杯底;
步骤二:将橡皮泥捏成“碗状”再放入盛水的烧杯中,发现它漂浮在水面上。通过分析可知,第一次橡皮泥受到的浮力 小于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)第二次橡皮泥受到的浮力,于是有同学得到结论:物体受到的浮力大小与其形状有关。其他同学指出这个结论是错误的,错误的原因是 没有控制物体排开液体的体积相同 。
(三)课后实践活动中,同学们设计并制作了微型密度计测量液体的密度。密度计选用下端封口的塑料吸管作为标度杆,并在下端缠上金属丝作为配重,使其能够竖立着漂浮在液体中,如图(g)所示。由于被测液体盛在约100mL的小瓶中,所以要考虑到测量密度时不能有液体溢出,也要保证密度计不能触底。
(1)设计要求1:为了防止液体溢出,制作密度计时要先估测密度计的重力,使之不能过大。
(2)设计要求2:为了保证密度计不能触底,密度计标度杆的横截面积不能太 小 。
(3)在作品展示环节,同学们发现有的自制密度计在测量液体密度时,相邻刻度线的间距过小。在满足设计要求的前提下,要增大刻度间的距离,可以适当 增大配重或用更细的吸管 (写出一条可行的做法即可)。
【答案】(一)(1)(a)(d)(e);(2)大;(3)0.8;(二)小于;没有控制物体排开液体的体积相同;(三)(2)小;(3)增大配重或用更细的吸管。
【解答】解:(一)(1)比较图(a)(d)(e)可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度相同,深度不同,弹簧测力计的示数相同,受到的浮力相同,说明浮力的大小与深度无关,猜想3是错误的;
(2)分析比较图(a)、(b)、(c)、(d)可知:同一种液体,浸入液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,受到的浮力越大;
(3)由图(a)、(d)可知,物体浸没在水中时受到的浮力F浮=G﹣F=2.7N﹣1.7N=1N,
物体排开水的体积等于物体的体积,由F浮=ρ水gV排水可得,物体排开水的体积:
V排水=F浮ρ水g=1N1.0×103kg/m3×10N/kg=1×10﹣4m3,
物体排开水的体积等于物体的体积,即V物体=1×10﹣4m3;
由图(f)可知,弹簧测力计的示数为F′=1.9N
由图(a)、(f)所示实验可知,物块浸没在盐水中所受浮力:
F浮液=G﹣F′=2.7N﹣1.9N=0.8N,
浮力F浮液=ρ液gV排液,
此时物体排开液体的体积V排液=V物体=1×10﹣4m3;
液体的密度:ρ液=F浮液gV排液=0.8N10N/kg×1×10-4m3=0.8×103kg/m3=0.8g/cm3;
(二)①由物体的浮沉条件可知,橡皮泥下沉时F浮1<G,橡皮泥漂浮时F浮2=G,则F浮1<F浮2,即:第一次橡皮泥受到的浮力小于第二次橡皮泥受到的浮力;
②探究浮力与物体形状是否有关,应控制物体排开液体的体积和液体密度相同,错误原因就是没有利用控制变量法,即没有控制物体排开液体的体积相同;
(三)(2)浮力一定时,横截面积越小,浸入的深度越深,更容易触底,所以为了保证密度计不能触底,密度计标度杆的横截面积不能太小;
(3)为了使测量结果更准确,使密度计上两条刻度线之间的距离大一些,即要求密度计放入某液体中时,密度计竖直浸入液体的深度变大,根据h=mρ液S知,当ρ液一定时,可适当增大配重或用更细的吸管。
故答案为:(一)(1)(a)(d)(e);(2)大;(3)0.8;(二)小于;没有控制物体排开液体的体积相同;(三)(2)小;(3)增大配重或用更细的吸管。
47.(2025•金州区校级一模)小明在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:弹簧测力计、实心圆柱体金属块、大烧杯若干、水、盐水、细线等。(g取10N/kg)
(1)小明进行了如图(a)所示的实验:按A步骤所示测出金属块重为 4 N。
(2)用弹簧测力计挂着金属块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图(a)B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在下表中:
(3)在实验步骤D中金属块所受浮力是 0.5 N。
(4)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟 排开液体体积 有关:分析实验步骤A、E、 F (填字母),可以说明浮力大小跟排开液体的密度有关。
(5)小明还想利用溢水杯、量筒、密度为ρ石的小石块(密度用ρ石表示)以及常见生活材料,来测量盐水的密度和不吸水泡沫的密度,实验步骤如图(b)所示。
①把泡沫块轻轻放入装满盐水的溢水杯中使其漂浮,盐水溢出且全部流入量筒中,读出量筒中盐水的体积为V1;
②用细线系住小石块将其轻放入溢水杯底,读出此时量筒中盐水的体积为V2;
③再将小石块轻放在泡沫块上方,使小石块和泡沫块共同漂浮在盐水表面,读出量筒中盐水的体积为V3;
④轻压小石块,使泡沫块恰好完全浸没盐水,读出量筒中盐水的体积为V4:
根据上述实验可知,泡沫密度ρ泡沫= (V2-V1)V1(V3-V1)V4ρ石 (用字母ρ石、V1、V2、V3、V4表示);进行第③步骤时石头放在泡沫上会带有盐水,则测得的盐水密度 不变 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)4;(3)0.5;(4)排开液体的体积;F;(V2-V1)V1(V3-V1)V4ρ石;不变。
【解答】解:(1)由A知,物体的重力为4N;
(3)根据称重法测浮力:在实验步骤D中金属块所受浮力是:F浮水=G﹣F示=4N﹣3.5N=0.5N;
(4)分析实验步骤A、B、C、D,根据称重法测浮力,可知BCD实验受到的浮力大小不同,由图知,三次实验排开液体的密度相同,而排开液体的体积不同,可以说明浮力大小跟排开液体的体积有关;分析实验步骤A、E、F,根据称重法测浮力,可知两次实验受到的浮力大小不同,而实验中排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,故可以说明浮力大小跟排开液体的密度有关;
(5)①把泡沫块轻轻放入装满盐水的溢水杯中使其漂浮,F浮泡=G泡沫=G排=ρ盐水gV1,则泡沫的质量为m泡沫=ρ盐水V1
小石块浸入液体中排开液体的体积即为自身体积,由①②可知,石块体积为:V石=V2﹣V1;小石块的重力为:G石=m石g=ρ石V石g=ρ石g(V2﹣V1);
使小石块和泡沫块共同漂浮在盐水表面时,根据阿基米德原理可知,石块受到的浮力为:F浮=ρ盐水g(V3﹣V1);又由于处于漂浮状态,浮力等于重力,即:F浮=G石;
则ρ盐水g(V3﹣V1)=ρ石g(V2﹣V1);可知盐水的密度为:ρ盐水=V2-V1V3-V1ρ石;则泡沫的质量为m泡沫=ρ盐水V1=V2-V1V3-V1ρ石V1;
泡沫的体积为V泡沫=V4,则泡沫密度ρ泡沫=m泡沫V泡沫=ρ盐水V1V4=V2-V1V3-V1ρ石×V1V4=(V2-V1)V1(V3-V1)V4ρ石;
进行第③步骤时石头放在泡沫上会带有盐水,虽然石头上会沾一些水,导致“溢水杯”中水的体积减小,但“沾水”的石头放在泡沫块上方时会多排开一些水,且“溢水杯”中水的体积减小量正好等于由于石头“沾水”而多排开水的体积,即V排不变,则盐水密度不变。
故答案为:(1)4;(3)0.5;(4)排开液体的体积;F;(V2-V1)V1(V3-V1)V4ρ石;不变。
五.解答题(共2小题)
48.(2025•浑南区二模)物理老师组织各小组开展了“学习潜艇原理自制潜艇模型”项目化学习活动。下面是小组同学交流的实践过程:
【项目分解】
任务一:学习了解核潜艇内部构造及原理
任务二:设计并制作潜水器模型
【项目实施】
任务一:A小组通过查阅资料总结出以下调查报告。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)根所上述材料可知,以下说法正确的是 C ;
A.潜艇声呐和潜艇雷达都是利用声来传递信息
B.核潜艇的外壳用密度大硬度小的特种钢材制成的
C.核潜艇、原子弹、核电站都是利用核裂变获得能量
D.当“奋斗者”号下潜到万米水下时,6000cm2的舱门所受的液体压力为6×106N
(2)根据调查报告,请你简述核潜艇利用核反应堆发电过程中的详细的能量转化过程 核能→内能→机械能→电能→机械能 。
任务二:B小组调查了“奋斗者”号潜水器的相关报道,设计了潜水器模型如图所示,该小组用4个的矿泉水瓶黏在一起,两个密封的作“生活舱”,一个瓶身开三个孔的作“水舱”,一个瓶身开一些小孔,并装有若干金属螺母作为“配重舱”,将一个注射器通过橡胶管与气球相连后放入“水舱”内,并做好密封,用注射器使气球变大或变小控制“水舱”中的水量,从而实现潜水器的上浮、悬浮和下沉。
(3)想让悬浮状态的“潜水器”上浮,小组同学应该用注射器 打气 (选填“打气”或“抽气”)。
(4)潜水器悬浮时,若有一个小螺母从“配重舱”的小孔中掉出,这一瞬间“潜水器”受到的浮力 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”),“潜水器”将会 上浮 (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)。
【项目拓展】
C小组针对B小组的设计模型进行改进:
(5)该小组同学采用的材料总质量0.5kg,总体积800cm3,设计了四种方案,制成生活舱和水舱的体积如下表所示。在模型能实现浮沉的情况下尽量增大生活仓的体积的最佳方案是方案 2 (g取10N/kg)。
【答案】(1)C;(2)核能→内能→机械能→电能→机械能;(3)打气;(4)不变;上浮;(5)2。
【解答】解:(1)A.潜艇声呐是利用声来传递信息,而潜艇雷达是利用无线电波探测飞机和其他船只,故A错误;
B.船体是潜艇的最外层,设计为防水。它通常由钢或钛制成,设计为尽可能坚固和轻巧,用硬度大的特种钢材制成的,故B错误;
C.核潜艇使用核推进系统来发电(如图所示)。这些系统使用核反应堆,其中包含铀燃料棒,这些燃料棒在核裂变的过程中被分开。核潜艇、原子弹、核电站都是利用核裂变获得能量,故C正确;
D.当“奋斗者”号下潜到万米水下时,6000cm2的舱门所受的液体压力为
F=pS=ρ水ghS=1.0×103kg/m3×10N/kg×10000m×0.6m2=6×107N
故D错误;
故选:C;
(2)这些燃料棒在核裂变的过程中被分开,释放出的能量,用于加热水,然后这些热水被用来产生蒸汽,从而转动轮机并发电,为潜艇的发动机和螺旋桨提供动力。能量转化过程为:核能→内能→机械能→电能→机械能;
(3)想让悬浮状态的“潜水器”上浮,应增大浮力,由阿基米德原理要增大排开水的体积,故小组同学应该用注射器打气。
(4)潜水器悬浮时,浮力等于重力,若有一个小螺母从“配重舱”的小孔中掉出,这一瞬间“潜水器”受到的浮力不变,因浮力大于重力,“潜水器”将会上浮。
(5)F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3=8N
材料总质量0.5kg重力为
G′=mg=0.5kg×10N/kg=5N
排水仓水的重力为
G水=8N﹣5 N=3N
水舱内水的体积为
V水=G水gρ水=3N10N/kg×1.0×103kg/m3=3×10﹣4m3=300cm3
水舱内水的体积至少为300cm3才能有下沉,结合表中数据可知,在模型能实现浮沉的情况下尽量增大生活仓的体积的最佳方案是方案2。
故答案为:(1)C;(2)核能→内能→机械能→电能→机械能;(3)打气;(4)不变;上浮;(5)2。
49.(2025•辽宁模拟)2024年4月19日,我国海洋油气生产平台“海基二号”总体结构完成安装,它刷新了高度、质量、作业水深和建造速度等多项亚洲纪录。
(1)重为3.7×108N的导管架“海基二号”需要用驳船运输到指定位置,如图甲、乙所示。而亚洲最大驳船的最大载重只有3×108N,该驳船可看作长为a、宽为b、高为c的规则长方体,如图丙所示。为了解决超重问题,请你设计一种改装驳船的方法: 将驳船加长 。
(2)图甲中,导管架的底部固定着4块面积非常大的钢板,这4块钢板的作用是 通过增大受力面积,减小压强 。“海基二号”在指定海域成功安装后,这4块钢板处于水深324m的海底,它们受到海水的压强是 3.24×106 Pa。(ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(3)导管架和驳船拖航的速度约为6km/h,它们到达240km外的安装海域所需要的时间为约 40 h。
(4)经过改装后的驳船重力为6×108N,将重力为3.7×108N的导管架运载至安装海域。这次海上安装采用了滑移下水的方式:工程人员将驳船船头水舱的水排出一部分,又向船尾水舱注入一部分水,使驳船小角度倾斜,最后将驳船和导管架之间的连接点切割分离,导管架就在自身重力的作用下顶端朝前沿着轨道缓慢滑入海中,在导管架逐渐滑入海水的过程中,导管架受到的浮力 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。若驳船船头水舱排出的水和船尾水舱注入的水的体积分别为2.2×103m3和6×103m3时,导管架顶端浸入海水中的体积为200m3,则此时驳船和固定在驳船上的导管架总共受到的浮力是 1.008×109 N。
【答案】(1)将驳船加长;
(2)通过增大受力面积,减小压强;3.24×106;
(3)40;
(4)变大;1.008×109。
【解答】解:(1)根据船是漂浮的,浮力等于重力,解决超重问题,是要增大驳船的浮力,根据阿基米德原理知,需要增大排开液体的体积,故可以增大驳船排开海水的体积,可以将驳船加长或加宽。
(2)导管架的底部固定着4 块面积非常大的钢板,这是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
这4块钢板处于水深324m的海底,受到海水的压强 p=p海水gh=1.0×103kg/m3×10 N/kg×324 m=3.24×106Pa。
(3)由 v=st可得,到达安装海域所需要的时间 t=240km6km/h=40h。
(4)根据阿基米德原理,在导管架滑入海水的过程中,海水的密度不变,导管架排开海水的体积逐渐变大,所以受到的浮力变大。驳船小角度倾斜前,驳船和导管架的总重力 G总=G驳+G架=6×108N+3.7×108N= 9.7×108N,
驳船小角度倾斜时,水舱中水增加的重力 △G=△mg=ρ海水△Vg=1.0×103kg/m3×(6×103m3- 2.2×103m3)×10N/kg=3.8×107N,
驳船小角度倾斜时处于漂浮状态,总浮力等于总重力,即 F浮总=G总+△G=9.7×108N+3.8×107N=1.08×109N。
故答案为:(1)将驳船加长;
(2)通过增大受力面积,减小压强;3.24×106;
(3)40;
(4)变大;1.008×109。
六.计算题(共6小题)
50.(2025•于洪区二模)地球气候变暖、冰川熔化加剧,是造成海平面上涨的原因之一。如图所示是一块质量为54t的冰川漂浮在海面上的情景(ρ海水=1.0×103kg/m3;ρ冰=0.9×103kg/m3;g=10N/kg)
求:
(1)冰川的体积。
(2)海面下5m处海水所产生的压强。
(3)冰川所受的浮力。
【答案】(1)冰川的体积是60m3;
(2)水下5m深处海水产生的压强是5.0×104Pa;
(2)冰川受到的浮力是5.4×105N。
【解答】解:(1)冰川的体积V=m冰ρ冰=54×103kg0.9×103kg/m3=60m3;
(2)水下5m深处海水产生的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5.0×104Pa;
(2)浮冰的重力:
G冰=mg=54×103kg×10N/kg=5.4×105N;
由于浮冰漂浮:
则:F浮=G冰=5.4×105N。
答:(1)冰川的体积是60m3;
(2)水下5m深处海水产生的压强是5.0×104Pa;
(2)冰川受到的浮力是5.4×105N。
51.(2025•皇姑区二模)如图甲所示,潜水艇模型相邻两舱之间密封不连通,水舱与注射器通过塑料软管相连,推拉注射器活塞可以实现潜水艇的浮沉。此潜水艇的总体积是650cm3,所用材料的总质量是0.5kg。如图乙所示,当水舱内没水时,该潜水艇漂浮在水槽的水面上;在水舱内注入适量的水,该潜水艇会在水面下悬停。g取10N/kg。当潜水艇在水面下25cm处悬停时,通过计算回答:
(1)水槽内的水对潜水艇舱底的压强是多少?
(2)该潜水艇受到的浮力是多少?
(3)该潜水艇水舱内水的质量是多少?
【答案】(1)水槽内的水对潜水艇舱底的压强是2.5×103Pa;
(2)该潜水艇受到的浮力是6.5N;
(3)该潜水艇水舱内水的质量是0.15kg。
【解答】解:(1)当潜水艇在水面下25cm处悬停,水对潜水艇舱底的压强为:
p=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2.5×103Pa;
(2)该潜水艇受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×650×10﹣6m3=6.5N;
(3)悬停浮力等于总重力,则6.5N=(0.5kg+m)×10N/kg;
解得m=0.15kg。
答:(1)水槽内的水对潜水艇舱底的压强是2.5×103Pa;
(2)该潜水艇受到的浮力是6.5N;
(3)该潜水艇水舱内水的质量是0.15kg。
52.(2025•千山区模拟)“海葵一号”是中国自主设计并建造的亚洲首艘圆筒型浮式生产储卸油装置,集原油生产、储存和外输等功能于一体。傲傲同学查阅资料得知:“海葵一号”漂浮在大海上工作,质量是3.7×107kg,满载时排开海水的质量是1.0×108kg(g取10N/kg,海水的密度为1.0×103kg/m3)。根据已知信息求:
(1)“海葵一号”满载时受到的浮力;
(2)“海葵一号”一次最多能储存石油的质量;
(3)当一架3×104N的直升机停放在“海葵一号”的水平停机坪上时,直升机与停机坪接触的面积是0.06m2,直升机对停机坪的压强是多大?
【答案】(1)“海葵一号”满载时受到的浮力为1.0×109N;
(2)“海葵一号”一次最多能储存石油的质量为6.3×107kg;
(3)直升机对停机坪的压强为5×105Pa。
【解答】解:(1)满载时排开海水的质量是1.0×108kg,则其重力为:G=mg=1.0×108kg×10N/kg=1.0×109N,
“海葵一号”漂浮在海面上,根据阿基米德原理,其满载时受到的浮力等于其排开海水的重力,F浮=G=1.0×109N;
(2)“海葵一号”一次最多能储存石油的质量:m石油=m排﹣m0=1.0×108kg﹣3.7×107kg=6.3×107kg;
(3)直升机在水平停机坪上,对停机坪的压力:F=G机=3×104N,
直升机对停机坪的压强:p=FS=3×104N0.06m2=5×105Pa。
答:(1)“海葵一号”满载时受到的浮力为1.0×109N;
(2)“海葵一号”一次最多能储存石油的质量为6.3×107kg;
(3)直升机对停机坪的压强为5×105Pa。
53.(2025•中山区一模)深邃的海底世界充满了神秘与未知,驱动着人类孜孜不倦地探索。2020年11月10日,我国“奋斗者”号载人深潜器(如甲图所示)成功下潜10909m,刷新了我国载人深潜的新纪录。图乙是它的部分结构示意图。其底部装配有4块单块质量为0.5t的可抛弃压载铁,载人舱为空心球体。除载人舱及部分电路设施外,其余部分与海水相通。已知“奋斗者”号满载时总质量36t(含压载铁),其底部前端有三个面积约为0.2m2的观察窗。(设海水的密度ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)若海水的密度均匀,“奋斗者号”在从海面下10m下潜至深度为110m,每个观察窗所受海水的压力约增大多少?
(2)“奋斗者号下潜到某一深度时将其中两块压载铁抛掉,使其处于悬浮状态,此时它排开海水的体积为多少?
【答案】(1)若海水的密度均匀,“奋斗者号”在从海面下10m下潜至深度为110m,每个观察窗所受海水的压力约增大2.06×105N;
(2)“奋斗者号下潜到某一深度时将其中两块压载铁抛掉,使其处于悬浮状态,此时它排开海水的体积为33.98m3。
【解答】解:(1)在从海面下10m下潜至深度为110m,根据p=ρ液gh知,压强的变化
Δp=ρ液gΔh=1.03×103kg/m3×10N/kg×(110m﹣10m)=1.03×106Pa,
面积约为0.2m2的观察窗,根据p=FS知,
每个观察窗所受海水的压力变化ΔF=ΔpS=1.03×106Pa×0.2m2=2.06×105N。
(2)总质量36t(含压载铁),将其中两块压载铁抛掉,质量为m'=m﹣m压=36t﹣2×0.5t=35t;
处于悬浮状态,F浮=G=mg=35×103kg×10N/kg=3.5×105N;
排开海水的体积
V排=F浮ρ水g=3.5×105N1.03×103kg/m3×10N/kg≈33.98m3。
答:(1)若海水的密度均匀,“奋斗者号”在从海面下10m下潜至深度为110m,每个观察窗所受海水的压力约增大2.06×105N;
(2)“奋斗者号下潜到某一深度时将其中两块压载铁抛掉,使其处于悬浮状态,此时它排开海水的体积为33.98m3。
54.(2025•于洪区模拟)有一杯水,一杯盐水和一块重0.22N、密度为1.1×103kg/m3的塑料块。(g取10N/kg,若无法整除,计算结果保留小数点后两位)
(1)该塑料块浸没在水中时所受的浮力是多少?
(2)若该塑料块在盐水中是漂浮的,浸在盐水中的体积是塑料块总体积的90%,则盐水的密度是多少?
【答案】(1)该塑料块浸没在水中时受到0.2N的浮力;
(2)盐水的密度是1.22×103kg/m3。
【解答】解:(1)一块重0.22N、密度为1.1×103kg/m3的塑料块,
由G=mg=ρgV可得:0.22N=1.1×103kg/m3×gV;
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得:F浮=1.0×103kg/m3×gV;
解得F浮=0.2N;
(2)漂浮时所受浮力的大小等于它所受的重力,F浮=G=0.22N;
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得:0.22N=ρ盐水gV×90%;
由G=mg=ρgV可得:0.22N=1.1×103kg/m3×gV;
解得ρ盐水=1.22×103kg/m3。
答:(1)该塑料块浸没在水中时受到0.2N的浮力;
(2)盐水的密度是1.22×103kg/m3。
55.(2025•兴隆台区一模)如图甲所示,潜水艇模型相邻两舱之间密封不连通,水舱与注射器通过塑料软管相连,推拉注射器活塞可以实现潜水艇的浮沉。此潜水艇的总体积是650cm3,所用材料的总质量是0.5kg。如图乙所示,当水舱内没水时,该潜水艇漂浮在水槽的水面上;在水舱内注入适量的水,该潜水艇会在水面下悬停。g取10N/kg。当潜水艇在水面下12cm处悬停时,通过计算回答:
(1)水槽内的水对潜水艇舱底的压强是多少?
(2)该潜水艇受到的浮力是多少?
(3)该潜水艇水舱内水的质量是多少?
【答案】(1)水槽内的水对潜水艇舱底的压强是1.2×103Pa;
(2)该潜水艇受到的浮力是6.5N;
(3)该潜水艇水舱内水的质量是0.15kg。
【解答】解:(1)当潜水艇在水面下12cm处悬停,水对潜水艇舱底的压强p=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa,
(2)潜水艇受到的浮力是F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×650×10﹣6m3=6.5N;
(3)悬停浮力等于总重力,则6.5N=(0.5kg+m)×10N/kg;
解得m=0.15kg。
答:(1)水槽内的水对潜水艇舱底的压强是1.2×103Pa;
(2)该潜水艇受到的浮力是6.5N;
(3)该潜水艇水舱内水的质量是0.15kg。实验步骤
A
B
C
D
测量值
F1
F2
F3
F4
弹簧测力计示数/N
1.8
1.6
0.4
0.3
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
3.8
3.6
3.5
3.5
3.4
材料一:海底1万米,你好!———“奋斗者”号标注中国载人深潜新坐标
2020年11月10日8时12分,中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,刷新了我国载人深潜新纪录。10909米的纪录,让人类在大深度载人深潜领域有了新坐标。
材料二:探索核潜艇的内部结构和潜艇核反应堆系统技术介绍
探索核潜艇的解剖结构
核潜艇由几个部分组成,包括船体、压力船体和指挥塔。船体是潜艇的最外层,设计为防水。它通常由钢或钛制成,设计为尽可能坚固和轻巧。压力船体是最内层,旨在承受海洋深处的巨大压力。最后,指挥塔是潜艇的指挥中心,包含舰桥,舰桥是船长和其他军官指挥船只的地方。
核反应堆如何为潜艇提供动力
核潜艇使用核推进系统来发电(如图所示)。这些系统使用核反应堆,其中包含铀燃料棒,这些燃料棒在核裂变的过程中被分开。释放出的能量,用于加热水,然后这些热水被用来产生蒸汽,从而转动轮机并发电,为潜艇的发动机和螺旋桨提供动力。
了解声呐和雷达在潜艇作战中的作用
声呐和雷达是潜艇作战的重要工具。声呐系统在水中使用,利用声波探测潜艇、水面舰艇,甚至鲸鱼等,雷达系统在水面上使用,利用无线电波探测飞机和其他船只。
方案
生活舱体积/cm3
水舱体积/cm3
配重仓及其余部分总体积/cm3
1
400
350
50
2
430
320
50
3
450
300
50
4
480
270
50
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
B
B
C
C
D
C
B
D
C
题号
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
ABD
BC
ACD
BC
BD
ABD
ACD
BC
ABD
ACD
BCD
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
答案
AC
ACD
AC
BD
ABC
AD
AD
AD
ABD
ACD
实验步骤
A
B
C
D
测量值
F1
F2
F3
F4
弹簧测力计示数/N
1.8
1.6
0.4
0.3
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
3.8
3.6
3.5
3.5
3.4
材料一:海底1万米,你好!———“奋斗者”号标注中国载人深潜新坐标
2020年11月10日8时12分,中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,刷新了我国载人深潜新纪录。10909米的纪录,让人类在大深度载人深潜领域有了新坐标。
材料二:探索核潜艇的内部结构和潜艇核反应堆系统技术介绍
探索核潜艇的解剖结构
核潜艇由几个部分组成,包括船体、压力船体和指挥塔。船体是潜艇的最外层,设计为防水。它通常由钢或钛制成,设计为尽可能坚固和轻巧。压力船体是最内层,旨在承受海洋深处的巨大压力。最后,指挥塔是潜艇的指挥中心,包含舰桥,舰桥是船长和其他军官指挥船只的地方。
核反应堆如何为潜艇提供动力
核潜艇使用核推进系统来发电(如图所示)。这些系统使用核反应堆,其中包含铀燃料棒,这些燃料棒在核裂变的过程中被分开。释放出的能量,用于加热水,然后这些热水被用来产生蒸汽,从而转动轮机并发电,为潜艇的发动机和螺旋桨提供动力。
了解声呐和雷达在潜艇作战中的作用
声呐和雷达是潜艇作战的重要工具。声呐系统在水中使用,利用声波探测潜艇、水面舰艇,甚至鲸鱼等,雷达系统在水面上使用,利用无线电波探测飞机和其他船只。
方案
生活舱体积/cm3
水舱体积/cm3
配重仓及其余部分总体积/cm3
1
400
350
50
2
430
320
50
3
450
300
50
4
480
270
50
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