【专题】2024年中考物理二轮复习题型专练专题14浮力的应用专题突破

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【考点解读】
1．阿基米德原理的应用
【知识点的认识】阿基米德定律是物理学中力学的一条基本原理。浸在液体（或气体）里的物体受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力。其公式可记为F浮＝G排＝ρ液•g•V排液。
【命题方向】
直接用阿基米德原理来解题，用阿基米德原理分析解决与浮力有关的问题。
1．将一铁块第一次浸没于水中，第二次浸没于煤油中，比较铁块在两种液体中所受到的浮力，正确的是（ ）
A．铁块浸没于水中受到的浮力大
B．铁块浸没于煤油中受到的浮力大
C．两次铁块受到的浮力一样大
D．无法比较两次铁块所受到的浮力大小
【解题方法点拨】
解题时注意找物理量，分析问题时要注意控制变量法：物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中）来分析增大压强方法。
2．物体的浮沉条件及其应用
【知识点的认识】
物体在液体中的浮沉条件
上浮：F浮＞G悬浮：F浮＝G漂浮：F浮＝G
下沉：F浮＜G沉底：F浮+N＝G
理解：研究物体的浮沉时，物体应浸没于液体中（V排＝V物），然后比较此时物体受到的浮力与重力的关系。如果被研究的物体的平均密度可以知道，则物体的浮沉条件可变成以下形式：①ρ物＜ρ液，上浮②ρ物＝ρ液，悬浮③ρ物＞ρ液，下沉
浮沉条件的应用
潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的；热气球是通过改变空气的密度来实现浮沉的；密度计的工作原理是物体的漂浮条件，其刻度特点是上小下大，上疏下密；用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是悬浮条件。此外，轮船、气球、飞艇等都是利用了沉浮条件的原理而设计的。
【命题方向】
主要以选择题、计算题的形式考查：物理的浮沉，如何控制物体的浮沉，怎样运用物体的浮沉原理解释问题等。
2．质量相同的甲、乙、丙、丁4个小球，分别静止在水中的不同深度处，如图所示，则这4个小球在水中所受浮力最小的是（ ）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
3．一艘远洋轮船装上货物后，发现船身下沉了一些，则它受到的浮力 （填“变大”、“变小”“不变”）。当船由内河驶入大海后，船受的浮力 （填“变大”、“变小”“不变”），船相对于水面将 （填“上浮”、“下沉”“不变”）。
【解题方法点拨】
判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较F浮与G或比较ρ液与ρ物。
3．浮力的应用
【知识点的认识】
（1）如何调节浮力的大小，采用“空心”增大体积，从而增大浮力，使物体能漂浮在液面上。
（2）轮船采用了把它做成空心的办法，使它能够排开更多的水，增大浮力，使轮船能漂浮在水面上
（3）潜水艇：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重来实现的。
（4）气球和气艇：气球和飞艇，体内充有密度小于空气的气体（氢气、氦气、热空气），从浮力与重力的大小关系来解释气球升空
（5）密度计是利用物体浮在液面的条件来工作的6．汤圆刚放入水中时，汤圆受到的浮力小于重力；汤圆煮熟时，它的体积增大，浮力也随之增大。
【命题方向】
轮船、气球、气艇、潜水艇等浮沉原理是命题方向
4．将一冰块用细线拴住慢慢地浸入到酒精中，并保持悬置状态（如图），在冰块浸入的过程中，台秤的读数将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；在冰块熔化过程中，容器内液面将 （选填“上升”、“下降”或“不变”），台秤的读数将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。（已知：冰的密度为0. 9×103kg/m3，酒精的密度为0. 8×103 kg/ m3；整个过程中无液体溢出。）
考点训练
一、选择题（共11小题）
5．下列关于浮力利用的说法正确的是（ ）
A．气球在空中上浮，是因为气球里所充气体的密度小于空气
B．宇航员能“行走”太空，是因为宇航员受到了浮力的作用
C．一艘轮船从大海驶入长江的过程中，轮船受到的浮力逐渐减小
D．悬浮在水中的潜水艇，若水舱中的水位在上升，则潜水艇一定上浮
6．如图是关于浮力知识的应用实例，其中说法错误的是（ ）

A．图甲，浸没在水中的潜水艇下潜过程中所受浮力逐渐变大
B．图乙，巨轮能浮在水面上是因为用空心的办法增大了排开液体的体积
C．图丙，飞艇用不会爆炸的氦气代替氢气做成的飞艇造价低廉、安全
D．图丁，气球是利用填充气体的密度小于空气密度的方法来实现上浮
7．用纸折一只小纸船，使它漂浮在水面上，然后向其中放入“货物”，影响装入“货物”多少的主要因素是（ ）
A．小纸船围成的体积B．小纸船的底面积
C．小纸加的高度D．小纸船的表面积
8．如图是关于浮力知识的一些应用实例，其中说法正确的是（ ）
A．图A中浸没在水中的潜水艇在下潜过程中所受浮力逐渐变小
B．图B中巨轮能够浮在水面是因为用空心的办法增大了排开液体的体积
C．图C中液体的密度越大，密度计漂浮时受到的浮力就越大
D．图D中气球是因为填充了密度大于空气的气体而上浮
9．如图所示，是一位先生巧用物理知识将帽子送给楼上女士的情景。此过程应用的关键知识是（ ）

A．质量B．重力C．压强D．浮力
10．如图所示，为避免压坏反面板，在维修“中国天眼”时，用一个直径固定的氦气球将维修工人吊起，利用氦气球浮力抵消维修工人自身的大部分体重，减少对反射面板的压力，甚至形成“零重力”，下列对维修过程描述正确的是（ ）
A．“零重力”是指维修工人所受重力消失
B．“零重力”时浮力与总重力大小相等
C．“零重力”时反射面板对维修工人仍有支持力
D．氦气球在空气中所受浮力不可以用阿基米德原理来进行计算
11．关于浮力、浮沉条件，下列说法中正确的是（ ）
A．轮船是利用了空心的方法增大了可以利用的浮力
B．浸没在液体中的物体所受浮力的大小随深度的增加而增大
C．阿基米德原理只适用于没在液体中的物体，不适用于气体中的物体
D．人能躺在“死海”海面上，是因为人受到的浮力大于重力
12．把一个铁球放入盛满酒精的杯子中时，从杯中溢出8g酒精，若将该铁球放入盛有水的杯中时，从杯中溢出水的质量是（铁球全部浸在液体中）（ρ酒=0.8×103kg/m3）（ ）
A．可能大于10gB．一定等于10gC．可能小于10gD．一定等于8g
13．学习浮力知识之后，细心的夕月同学发现，一块铁皮扔到水里会沉下去，但把它捏成小船状则会漂浮在水面上。针对这一现象，她提出以下四个问题，其中最具有探究价值且易于探究的是：（ ）
A．铁皮为什么既会沉底又会漂浮
B．铁皮所受浮力与它自身体积有什么关系
C．浸在液体中的物体所受浮力与它排开液体体积有什么关系
D．物体所受浮力与什么因素有关
14．半潜船是专门从事运输大型海上石油钻井平台、大型舰船、潜艇等超长超重但又无法分割调运的超大型设备的特种海运船舶。如图甲所示，把装货甲板浸入水中，使货物能够被拖拽到装货甲板上方。然后排出船舱中的水，使船身和货物一起上浮，将货物运走，如图乙所示正在运送故障舰艇。下列说法中正确的（ ）

A．半潜船是由密度比水小的实心材料制成的
B．建造半潜船时内部一定留有很大体积的空舱
C．图乙中的半潜船的质量必需要小于舰艇的质量
D．没有装载任何货物处于下潜状态的半潜船，与它装载着舰艇并浮出水面时受到的浮力大小一定相等
15．氢气具有可燃性，因此早期使用氢气填充的气球和飞艇很容易燃烧起火，后来使用不会燃烧的氦气替代氢气来填充气球和飞艇。相同条件下氦气的密度约为氢气密度的两倍，但仍比空气的密度（约1.29kg/m3）小得多。若忽略球皮和吊索的重力，则相同体积的氦气球与氢气球相比（ ）
A．氦气球的有效载重量约为氢气球的一半
B．氦气球有的效载重量约为氢气球的两倍
C．氦气球有效载重量比氢气球小很多
D．氦气球的有效载重量与氢气球差不多
二、填空题（共2小题）
16．（1）轮船制造的原理是 ，轮船自河里开向海里所受浮力 （选填“变大”、“不变”或“变小”），轮船应 （选填“上浮一些”或“下沉一些”）。
（2）潜水艇是靠 实现上浮和下潜的，潜水艇自水面下开始下潜过程中所受水的浮力 ，所受水的压强 （均选填“变大”、“不变”或“变小”）。
17．学习了浮力知识后，小刚用一根粗细均匀的吸管自制了一支密度计，在吸管的下端装入适量的钢珠后用石蜡封住使底部平整，如图所示，密度计放入水中，水面在A处，再将密度计擦干，放入到酒精中（酒精密度为0.8×103kg/m3），此时酒精液面的位置在吸管A （填“上方”或者“下方”），此密度计刻度 （填“均匀”或者“不均匀”）。
三、解答题（共1小题）
18．浮空器
浮空器是一种利用轻于空气的气体、依靠大气浮力升空的飞行器．根据工作原理的不同，浮空器可分为飞艇、系留气球和热气球等，其中飞艇和系留气球是军事利用价值最高的浮空器．飞艇和系留气球的主要区别是前者比后者多了自带的动力系统，可以自行飞行．
飞艇获得的升力主要源于其内部充满的比空气轻的气体，如氢气、氦气等．现代飞艇一般都使用安全性更好的氦气，氦气是惰性气体，不会像氢气那样易燃易爆，即使用火去点也点不着，并且可以回收循环使用，具备了绿色环保的特点．飞艇的气囊是一种多层复合囊体材料，它由特殊的高分子复合材料做成，包含承力织物层、耐候层、阻气层、粘接层等，该材料不仅质量轻，而且强度高，不易变形，并且有很好的柔韧性和气密性，一块巴掌大的小小球皮，即使是两个强壮的男士也很难将其撕破．另外，飞艇上还安装了发动机，发动机提供的动力主要用在飞艇水平移动以及艇载设备的供电上，飞艇相对于现代喷气飞机来说节能且环保．并且在执行预设任务时，可以长时间在指定区域定点悬浮，从空中对整个区域进行监控，形成一种有效的防卫力量．
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）处于完全考虑，飞艇内部充满 （选填“空气”或“氦气”）；
（2）飞艇的发动机提供的动力用于飞艇的 （选填“水平”或“上下”）移动；
（3）飞艇在空中悬停时，受到 和 （选填“重力”、“拉力”或“浮力”）的作用．
参考答案：
1．A
【详解】铁块浸没于水和煤油中，铁块排开水和煤油的体积相同，由F浮=ρgV排可知，水的密度大于煤油的密度，浸没在水中的铁块受到的浮力大。
故选A。
2．D
【详解】4个小球的质量相同、重力相同，由图知，甲、乙球为漂浮，丙球为悬浮，丁球沉入容器底部，漂浮和悬浮时，F浮=G=mg，所以甲、乙、丙球受到的浮力：F浮甲=F浮乙=F浮丙=G，
丁球沉入容器底部时，F浮丁＜G，所以四个小球受到的浮力大小情况为F浮甲=F浮乙=F浮丙＞F浮丁，丁小球的浮力最小，故选D。
3． 变大 不变 上浮
【详解】[1]船装上货物后，仍漂浮于水面，由于重力增大了，所以浮力也变大；
[2][3]不管是在河里还是在海里，都处于漂浮状态，浮力等于重力，重力不变，所以浮力也不变；由于海水的密度大于河水的密度，在海水中排开水的体积要小一些，所以船会上浮一些。
4． 增大 下降 增大
【详解】[1]在冰块浸入的过程中，冰块排开酒精的体积变大，冰块受到的浮力变大，而力的作用是相互的，则冰块对酒精的作用力变大，故使台秤的示数变大。
[2]在冰块熔化的过程中，由于冰的密度大于酒精的密度，故冰块熔化时相当于冰块沉底后再熔化，熔化时，质量不变，因为冰的密度小于水的密度，故冰块熔化成水的体积V水比冰的体积V冰小，故液面会下降。
[3]由于冰块溶化后，拉冰块的力没有了，故冰块对酒精的力变为了重力，故台秤受到的力增加了，故台秤的示数会增大。
5．A
【详解】A．气球中的气体密度小于空气的气体，气球受到空气的浮力大于自身重力，所以能够上浮，故A正确；
B．宇航员能“行走”太空是因为他处于完全失重状态，故B错误；
C．一艘轮船从海驶入江里，它始终漂浮，因此它受到的浮力不变，故C错误；
D．悬浮在水中的潜水艇，受到浮力等于重力，若在水舱种水位上升，重力增大，那么潜水艇一定下沉，故D错误。
故选A。
6．A
【详解】A．浸没在水中的潜水艇在下潜过程中，水密度和排开水的体积不变，由阿基米德原理可知，所受的浮力不变，故A错误，符合题意；
B．巨轮之所以能够浮在水面上，是利用空心的方法来增大排开液体的体积来增大浮力，故B正确，不符合题意；
C．氦气的化学性质很不活泼，利用氦气代替氢气填充飞艇，是为了使用更加安全，故C正确，不符合题意；
D．气球是利用在空气中的浮力来工作的，当气体的密度小于空气的密度时，才可以升空，故D正确，不符合题意。
故选A。
7．A
【详解】小纸船漂浮在水面上，由漂浮条件和阿基米德原理得到
F浮=G=ρ水gV排
装入“货物”越多，重力越大，浮力越大，排开水的体积越大，所以影响装入“货物”多少的主要因素是小纸船围成的体积，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
8．B
【详解】A．浸没在水中的潜水艇在下潜过程中，水密度和排开水的体积不变，由知道，所受的浮力不变，故A错误；
B．巨轮之所以能够浮在水面上，是利用空心的方法来增大排开液体的体积来增大浮力，故B正确；
C．密度计测液体密度时，都是漂浮的，所以浮力都等于重力，在不同液体中，密度计所受浮力不变，故C错误；
D．气球是利用在空气中的浮力来工作的，当气体的密度小于空气的密度时，才可以升空，故D错误。
故选B。
9．D
【详解】由题意可知，此过程中应用的关键知识是空气对气球和帽子有浮力作用，当空气和帽子受到的浮力大于自身重力，使其上升到楼上。
故选D。
10．B
【详解】AB．“零重力”时维修工人所受浮力与重力大小相等，并不是所受重力消失，故A错误，B正确；
C．利用氦气球浮力抵消维修工人自身的大部分体重，减少对反射面板的压力，甚至形成“零重力”，即对反射面板没有压力，根据力的作用是相互的，“零重力”时反射面板对维修工人没有支持力，故C错误；
D．阿基米德原理既适用于液体，也适用于气体，氦气球在空气中所受浮力可以用阿基米德原理来进行计算，故D错误。
故选B。
11．A
【详解】A．轮船是采用空心的办法增大排开的水的体积，从而可以增大了可以利用的浮力，故A正确；
B．物体浸没在水中，排开水的体积等于物体的体积，即：V排=V物，当物体下沉时，V排不变，根据可知，浸没在液体中的物体深度增加时，受到的浮力不变，故B错误；
C．阿基米德原理同样适用于浸在气体中的物体，故C错误；
D．人能躺在“死海”海面上，处于漂浮状态，人受到的浮力F浮=G，故D错误。
故选A。
12．C
【详解】若铁球在酒精中漂浮，因为水的密度大于酒精的密度，所以铁球在水中一定漂浮，因为漂浮，所以铁球受到的浮力等于铁球的重力，根据阿基米德原理铁球所受的浮力等于排开液体的重力，所以排开液体的重力等于铁球的重力，因为铁球重力一定，所以排开水的重力等于排开酒精的重力，所以排开水的质量等于排开酒精的质量等于8g；若在酒精中悬浮，则在水中一定漂浮，同理可得此时排开水的质量等于排开酒精的质量等于8g；若在酒精中沉底，在水中漂浮，在酒精中浮力小于球的重力，即排开酒精的质量小于球的质量，在水中漂浮所以排开水的质量等于球的质量，所以排开水的质量大于排开酒精的质量，即大于8g。
故选C。
13．C
【详解】将铁皮直接放水里会沉下去，而捏成小船状，则会漂浮，说明铁皮在水中所受的浮力不同，浮力不同应与铁皮排开水的体积有关，因为铁皮直接放水里和捏成小船放进水里，排开水的体积不同，所以最值得探究的是浸在液体中的物体所受浮力与它排开液体的体积有什么关系，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
14．B
【详解】A．半潜船要运输大型舰船、潜艇等超重船舶，制造半潜船的材料必须用强度高的材料，而强度高的材料其密度一般比水大，如合金、钢铁等，故A错误；
B．据题意可知，半潜船搭载超重舰艇时，整体处于漂浮状态，由于它们的总重很大，故需要的浮力很大；为了增大可利用的浮力，建造半潜船时内部一定留有很大体积的空舱，故B正确；
C．图乙中半潜船装载舰艇处于漂浮状态，受到的浮力等于半潜船和舰艇重力之和，但半潜船与舰艇重力大小无法比较，即半潜船质量与舰艇质量大小无法比较，故C错误；
D．装货前甲板处于下潜状态（下面甲图），装载舰艇后浮出水面（下面乙图），据图可知，甲图中半潜船排开水的体积大，乙图中半潜船排开水的体积小；根据F浮＝ρ水gV排可得F浮甲＞F浮乙，即装货前甲板处于下潜状态时比装载舰艇后浮出水面时受到的浮力大，故D错误。

故选B。
15．D
【详解】因为气球漂浮在空中，气球的有效载重量等于气球所受的空气的浮力，虽然相同条件下氮气的密度约为氢气密度的两倍，但仍比空气的密度（约1.29kg/m3）小得多，则气球内氮气的重力也非常小，所以相同体积的氮气球与氢气球相比，气球的有效载重量与氢气球差不多。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
16． 密度大于水的钢铁制成空心可以浮在水面上 不变 上浮一些 改变自身重力 不变 变大
【详解】(1)[1]浮在水面上的轮船也是浮力的应用，由物体的浮沉条件可知，漂浮在水面上的轮船，受到的浮力等于船受到重力，即利用密度大于水的钢铁制成空心可以浮在水面上。
[2]同一艘轮船从河里驶进海里，船始终漂浮，浮力等于重力，船质量没有变化，所以受到的重力大小不变，所以，船受到的浮力不变。
[3]海水的密度大于河水的密度，由F浮＝ρ液gV排可知，排开海水的体积小于排开河水的体积，所以，船身相对于水面将上浮一些。
(2)[4]潜水艇是靠改变自身重力实现上浮和下潜的。
[5]潜水艇在水面下下潜过程中，排开水的体积始终等于潜水艇的自身体积不变，由阿基米德原理F浮＝ρ水V排g可知，潜水艇受到水的浮力不变。
[6]潜水艇在水面下下潜过程中，水的深度变大，由p＝ρgh可知，潜水艇受到水的压强变大。
17． 上方 不均匀
【详解】[1]若将该密度计从水中取出擦干、放到密度为0.8×103kg/m3的酒精中，液体密度减小，密度计仍然漂浮，浮力等于重力，所以密度计受到的浮力不变。根据公式F浮= ρ液gV排可知密度计排开液体的体积增大，露出水面的体积减小，故此时酒精液面的位置在吸管A上方。
[2]因为密度计是漂浮在液体中，所受浮力等于本身的重力，则
F浮水= F浮液=G
即
ρ水gSh水=ρ液gSh液= G
所以
h液和ρ液是反比例函数，所以刻度分布不均匀。
18． 氦气 水平 重力 浮力
【详解】（1）由材料可知，出于安全考虑，现代飞艇一般都使用安全性更好的氦气，氦气是惰性气体，不会像氢气那样易燃易爆，并且可以回收循环使用，具备了绿色环保的特点；
（2）由材料可知，发动机提供的动力主要用在飞艇水平移动以及艇载设备的供电上；
（3）悬停在空中的飞艇处于平衡状态，受平衡力，受到浮力和飞艇重力，二者是一对平衡力．