【备考2023】浙教版科学中考第一轮复习--物理模块（九）：浮力（2）【word，含答案解析】

一、密度计
工作原理是物体的漂浮条件(根据阿基米德公式F浮＝ρ液V排g，漂浮时浮力一定，ρ液与V排成反比)。密度计下面的金属粒和玻璃泡能使密度计直立在液体中。密度计的刻度特点“上小下大、上疏下密”。
二、轮船，半潜船等漂浮物
要将密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水。轮船的排水量即轮船满载时排开水的质量，单位为吨。
三、潜水艇，潜航器等
潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。潜水艇是钢铁外壳，体积不能改变，只能改变自身重力，方法是在水舱内吸入或排出一定量的水。
四、气球和飞艇
气球和飞艇是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体(氢气、氦气或热空气)。注意利用阿基米德公式F浮 ＝ρ空气V排g计算气球和飞艇的浮力时，代入的是空气的密度，一般：ρ空气＝1.29kg/m3。
五、浮力秤
根据漂浮原理，浮力秤空载时重力=浮力，得出“零刻度线”
在漂浮范围内，增加的物体重力等于增加的浮力，即可得出最大载重量。
若浮力秤是均匀物体，则刻度线是均匀的，与物体的重力成正比。
例1、完全相同的甲、乙两个容器内都装满水。静止于水中的A、B两个实心小球体积相同、材料不同，其中A球沉底，B球漂浮，如图所示。则下列说法正确的是（　　）
A．两个小球的密度相同 B．两个小球所受浮力相同
C．水对两个烧杯底部压强相同 D．两个烧杯对桌面压力相同
例2、将两个相同的容器甲和乙放在同一水平桌面上，分别向其中倒入不同种类的液体，并将两个相同的物块分别放入这两个容器中。当两物块静止时，两个容器中液面恰好相平，如图所示。那么，甲容器底部受到液体的压强　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）乙容器底部受到液体的压强；甲容器中物块排开液体的重力　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）乙容器中物块排开液体的重力；甲容器中物块下表面受到的压力　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）乙容器中物块下表面受到的压力。
例3、小科按照教材中“综合实践活动”的要求，制作简易密度计。
（1）取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝，并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能在液体中 　 　。
（2）将吸管放到水中的情景如图（a）所示，测得浸入的长度为H；放到另一液体中的情景如图（b）所示，浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度，则ρ液　 　ρ水（填“＞”、“＜”或“＝”）。
实验次数 1 2 3 4 5
液体密度ρ/g cm﹣3 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2
浸入的深度h/cm 6.3 5.6 5.0 4.5 4.2
（3）小科做了五次实验，获得的数据如上表：小科根据实验数据在吸管上标出0.8、0.9、1.0、1.1、1.2刻度线（单位g/cm3）。小科通过比较上述实验数据，可不可以研究浮力大小与液体密度的关系，并请说明原因 　 。
（4）接着小科再用这个密度计测量食油的密度。但操作时却出现了图（c）所示的情形。请你帮助小科稍加改进，利用该密度计顺利测出食油的密度 　 　。
1.如图所示，自制密度计由轻质密闭细管和配重M组成，吸管和配重的粗细相同。P、Q为自制密度计上的两根刻度线，其中一根与其静止于酒精中时的液面重合，另一根与其静止于水中时的液面重合；现自制密度计静止于X液体中，其液面位置到P、Q刻度线的距离相等。则下列分析正确的是（　　）
A．X液体的密度大于水和酒精密度的平均值
B．X液体的密度等于水和酒精密度的平均值
C．X液体的密度小于水和酒精密度的平均值
D．X液体的密度大于、等于水和酒精密度的平均值
2.学习了物体的浮沉条件后，小舟做了如下实验：在两个薄气球中加满温水，扎紧后剪去多余部分，分别浸没于盛有冷水与热水的玻璃杯中（如图）。若不计气球自重，放手后两气球的运动情况是（　　）
A．冷水、热水中都下沉 B．冷水中下沉，热水中上升
C．冷水、热水中都上升 D．冷水中上升，热水中下沉
3.“海洋强国”是国家战略，绍兴作为浙江海洋经济发展示范区的重要战略节点，正以积极的姿态规划发展海洋经济。提升通江达海内河港是海洋经济发展的主通道。
①如图是上虞港集装箱吊机正在作业，随着船上货物增多，货船受到的浮力 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
②若货船从上虞淡水港出发入海，装货完毕后船身吃水位置在图甲“28”刻度处，那么在海上航行时，吃水位置在“28”刻度处 　 　方（选填“上”或“下”）。
4.小滨同学自制简易密度计并标记刻度。他在粗细均匀的木棒底部缠绕一些细铜丝后（忽略铜丝的体积），把该密度计放入酒精中竖直漂浮，静止后露出液面的长度L1为6cm，于是他在木棒与酒精液面交界的刻度线上标记0.8g/cm3；小滨同学又把该密度计放入水中竖直漂浮，静止后露出液面的长度L2为8cm，则与水面相对应的刻度线上应标记　 g/cm3。密度计上标记1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离L3为 　 　cm。该密度计的刻度线是否均匀？并说明理由：　 　。
1.如图所示，已知鸡蛋的质量为55克，体积为50立方厘米。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里，鸡蛋沉入杯底（图甲）；逐渐将食盐溶解在水中，鸡蛋恰好悬浮（图乙）；继续溶解食盐，最终鸡蛋漂浮（图丙）。下列说法正确的是（　　）
A．图甲中鸡蛋所受浮力为0.55牛
B．图乙中盐水的密度是1.1×103千克/米3
C．图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D．图中三种状态下浮力的大小关系是F甲＜F乙＜F丙
2.某校“制作浮力秤”项目研究小组，制成如图所示浮力秤。使用过程中，发现称量范围较小，有待提升改造。
【原理分析】浮力秤是利用物体漂浮时F浮＝G物的原理工作的；浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。
【问题提出】浮力大小与液体密度存在怎样的定量关系？
【方案设计】
器材：悬挂式电子秤、金属块（4.0N）、大烧杯、水以及各种不同密度的溶液等。
步骤：①将金属块挂在电子秤下，读取电子秤示数并记录；
②将金属块浸没在盛水的烧杯中，读取电子秤示数并记录，然后取出金属块擦干；
③按照步骤②的操作，换用不同密度的溶液，多次重复实验。
【数据处理】
实验编号 1 2 3 4 5 6 7
液体密度ρ液（g/cm3） ﹣ 0.8 1.0 1.2 1.4 1.9 2.0
电子秤示数F拉（N） 4.0 3.6 3.5 3.4 3.3 2.6 3.0
浮力大小F浮（N） ﹣ 0.4 0.5 x 0.7 1.4 1.0
【交流分析】
（1）表格中x的数据是 　 　；
（2）实验过程中，除步骤①外，其余每一次测量，金属块都需要浸没，其目的是 　 　；
（3）小组同学对实验数据进行了分析讨论，认为第6次实验数据异常。若电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误。则造成此次实验数据异常的原因可能是 　 　。
【得出结论】……
【知识应用】（4）根据以上探究，写出一种增大浮力秤称量范围的方法 　 　。
3.某项目化学习小组同学制作“浮漂器”，成功地验证了阿基米德定律。选取溢水杯、泡沫块、托盘和粗铁丝、细铁丝等材料制作成“浮漂器”。“浮漂器”的支撑杆由粗铁丝制成，下托盘由细铁丝制成。
①将“浮漂器”置于装有适量水的溢水杯，取一小石块放在上托盘，在支撑杆上标出水位刻度线。
②将小石块改放在下托盘，往上托盘加砝码，同时用空烧杯接收溢出的水，直到水位刻度线与水面相平。
③取下砝码，把烧杯中的水全部倒入上托盘。
由步骤①②得出石块所受浮力F浮＝G砝码，由步骤②③得出烧杯中水的重力G排＝G砝码。因此，F浮＝G排，即石块所受浮力等于其所排开的水受到的重力，从而验证了阿基米德原理。
（1）泡沫块是制作“浮漂器”的关键要素之一。确定泡沫块高度，应考虑的因素有 　 　。（可多选）
A．支撑杆的高度B．托盘的质量C．溢水杯的质量D．泡沫块的密度
E．液体的密度
（2）步骤①中将“浮漂器”置于溢水杯，判断杯中水为“适量”的依据是 。
（3）分析步骤②③，该组同学得出结论：烧杯中所收集水的重力等于砝码的总重力，即G排＝G砝码。推测其观察到的现象为 　 　。
（4）有同学认为，往上托盘“加砝码”的操作存在缺陷，改进方法有 　 　（写出一种）。
答案及解析
例1、解：
A、A球下沉至容器底部，B球漂浮，所以A球的密度大于水的密度，B球的密度小于水的密度，因此两个小球的密度大小关系是：ρA＞ρB．故A错误；
B、由于AB个实心小球体积相同，则根据图可知排开水的体积关系：V甲排＝V球，V乙排＜V球，所以V甲排＞V乙排，根据F浮＝ρ液V排g可知：FA＞FB，故B错误；
C、因为两个相同烧杯中都装满水，放入球后烧杯中液面高度不变，根据p＝ρgh可知烧杯底部受到水的压强相等，即：p甲＝p乙；故C正确；
D、两个相同烧杯中都装满水，里面的水的重力G水相等，由于烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力，则放入物体后对桌面的压力变化为：F＝G容器+G水+G球﹣G排和G排＝F浮，据此可得：
F′甲＝G容器+G水+G甲﹣G排甲＝G容器+G水+G甲﹣F甲；
F′乙＝G容器+G水+G乙﹣G排乙＝G容器+G水+G乙﹣F乙；
由于甲球下沉至容器底部，乙球漂浮，则G甲＞F甲；G乙＝F乙；
所以F′甲＞F′乙，故D错误。
故选：C。
例2、解：（1）甲悬浮，甲的密度等于物体的密度，乙漂浮，乙的密度大于物体的密度，所以甲液体的密度小于乙液体的密度，液体的深度相同，由p＝ρ液gh得，甲容器底受到液体的压强小于乙容器底部受到液体的压强；
（2）甲悬浮，浮力等于重力，乙漂浮，浮力等于重力，所以甲、乙容器中受到的浮力相等，根据阿基米德原理，排开液体的重力也相等；
（3）根据浮力产生的原因，F浮＝F向上﹣F向下，则F向上＝F浮+F向下，浮力相等，甲受液体向下的压力，而乙不受液体向下的压力，所以甲容器中物块下表面受到的压力大于乙容器中物块下表面受到的压力。
故答案为：小于；等于；大于。故选：C。
例3、解：（1）取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝，并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能在液体中漂浮；
（2）吸管在水和液体中都是漂浮，则它受到的浮力都等于自身重力，即浮力保持不变。根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知，液体的密度与排开液体体积成反比；因为排开液体的体积V液＜V水，所以液体密度ρ液＞ρ水；
（3）小科通过比较上述实验数据，不可以研究浮力大小与液体密度的关系，原因：没有控制排开液体的体积相同；
（4）根据c图可知，吸管的下端触底了，只有让吸管离开烧杯底部才能正常使用，则改进方案为：再向容器中添加食油或换成直径细些的容器；
故答案为：（1）漂浮；（2）＞；（3）不可以，没有控制排开液体的体积相同；（4）再向容器中添加食油或换成直径细些的容器。
故答案为：（1）甲；（2）排开液体的密度；（3）C。
1.解：因为密度计在使用时始终处于漂浮状态，浮力大小等于重力大小，密度计的重力不变，浮力不变，由阿基米德原理可知，液体密度与密度计浸入液体深度的关系为：ρ液，则液体的密度越大密度计浸入液体深度小，又水的密度大于酒精的密度，所以P与自制密度计静止于水中时的液面重合，Q与自制密度计静止于酒精中时的液面重合；
由ρ液可知，所测液体的密度与密度计浸入液体的深度成反比，液体密度越大，浸入深度越小，所以密度计下端刻度大，并且刻度是不均匀的，上疏下密。当X液体液面位置在PQ中点时，此X液体的密度在水和酒精密度的中点，故此液体密度小于水和酒精密度的平均值，故C正确。
故选：C。
2.解：温水的密度小于冷水的密度，由物体的浮沉条件可知，装温水的气球在冷水中上浮；
温水的密度大于热水的密度，由物体的浮沉条件可知，装温水的气球在热水中下沉，故D正确。
故选：D。
3.解：①由于船处于漂浮状态，根据漂浮条件可知F浮＝G；如果向船上装货物时，船的重力增大，则船受到的浮力将变大；
②货船由河里驶入海里时，因船在海水中也处于漂浮状态，所受浮力不变；由于水的密度变大，根据F浮＝ρ水gV排可知：排开水的体积变小，货船上浮一些，所以在海上航行时，吃水位置在“28”刻度处下方。
故答案为：①变大；②下。
4.解：设木棒长度为h，底面积为S，密度计重力为G，小滨将该密度计放入酒精中，密度计静止时L1为6cm，ρ酒精＝0.8g/cm3＝0.8×103kg/m3，
由F浮酒精＝G，可得：ρ酒精gV排酒精＝G，
即[（h﹣0.06m）S]×0.8×103kg/m3×10N/kg＝G﹣﹣﹣﹣﹣①，
小滨将该密度计放入水中，密度计静止时L2为8cm，由于水的密度ρ水＝1.0g/cm3＝1.0×103kg/m3，则与水面相对应的刻度线上应标记1.0g/cm3。
由F浮水＝G，可得：
[（h﹣0.08m）S]×1.0×103kg/m3×10N/kg＝G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②可得，h＝0.16m；
设该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为L′，
则[（h﹣L′）S]×1.25×103kg/m3×10N/kg＝G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，
将h＝0.16m分别代入②和③，并将②③联立，
解得L＝0.096m＝9.6cm；
当密度计漂浮在密度为ρ液的液体中时，
因密度计始终漂浮，受到的浮力和自身的重力相等，
所以，G＝F浮液，即ρgSh＝ρ液gSh液，
整理可得：h液h，
由表达式可知，h液和ρ液是反比例函数，所以这种密度计的刻度是不均匀。
故答案为：1.0；9.6；不均匀，由表达式h液h可知，h液和ρ液是反比例函数。
1.解：
A、图甲中鸡蛋处于沉底状态，则浮力小于重力，鸡蛋的重力为G＝mg＝0.055kg×10N/kg＝0.55N，即浮力小于0.55N，故A错误；
B、鸡蛋的密度为：ρ1.1g/cm3＝1.1×103kg/m3，图乙中，鸡蛋悬浮在液体中时，鸡蛋的密度等于液体的密度，所以盐水的密度是1.1×103kg/m3，故B正确；
C、图丙中鸡蛋漂浮，所受浮力等于鸡蛋自身重力，故C错误；
D、图甲中鸡蛋处于沉底状态，则浮力小于重力；图乙中鸡蛋悬浮在液体中时，浮力等于重力；图丙中鸡蛋漂浮，所受浮力等于鸡蛋自身重力，所以三种状态下浮力的大小关系是F甲＜F乙＝F丙，故D错误。
故选：B。
2.解：（1）根据2、3、5组的实验数据可知，金属块受到的重力为：G＝F拉+F浮＝3.6N+0.4N＝3.5N+0.5N＝3.3N+0.7N＝4.0N；
第4组实验中，拉力的大小为3.4N，则受到的浮力为：F浮＝G﹣F拉＝4.0N﹣3.4N＝0.6N；
（2）探究浮力大小与液体密度的关系时，根据控制变量法可知，需要控制金属块排开的液体的体积相同，除步骤①外，其余每一次测量，金属块都需要浸没，金属块排开的液体的体积等于金属块的体积，其目的是控制金属块排开的液体的体积相同；
（3）电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误，每次实验时金属块都需要浸没，则V排相同，第6次实验数据与第3次实验数据相比，液体密度大约是原来的2倍，而浮力是原来的2.8倍，说明测得的浮力偏大，原因可能是金属块碰到烧杯底部，造成测力计的示数偏小，由F浮＝G﹣F示可知测得的浮力偏大；
（4）根据以上探究结果，对于图中的浮力秤，要增大浮力秤的称量范围，即增大浮力秤受到的浮力，在V排不变时，可以换用密度比水大的液体。
故答案为：（1）0.6；（2）控制金属块排开的液体的体积相同；（3）金属块碰到烧杯底部；（4）换用密度比水大的液体。
3.解：（1）泡沫块高度与泡沫块所受浮力有关，而其浮力应大于托盘质量，故B正确；
浮漂器能上浮，说明其所受浮力还得大于自身重力，即泡沫块的密度小于液体的密度，故DE正确；又因为溢水杯和支撑杆在溢水杯的外部，溢水杯静止不动，所以AC与泡沫块所受浮力无关。故选：BDE。
（2）判断杯中水为“适量”的依据是泡沫块可以浸没水中但又不会使水溢出；
（3）两重力相等直观的现象是有相同的作用效果，即水位刻度线与水面相平；
（4）砝码有最小重量，食盐颗粒的最小重量较砝码更小，故更精确。
故答案为：（1）BDE；（2）泡沫块可以浸没水中但又不会使水溢出；（3）水位刻度线与水面相平；（4）加细食盐。
2023浙教版科学中考第一轮复习--物理模块（九）
浮力（2）