第7章 浮力 2025年中考物理沪科版一轮复习考点探究（福建）（含答案）

第7章 浮力
【知识清单】
考点1浮力
1.定义:浸在液体中的物体受到的　　　　的托力,这个力叫作浮力。
2.产生原因:浸没在液体中的物体,其上、下表面受到液体对它的　　　　不同。
3.方向:　　　　。
4.影响浮力大小的因素:物体受到的浮力大小与物体浸在液体中的　　　　和液体的　　
　　有关;与物体的密度和物体浸没在液体中的深度无关。
考点2阿基米德原理
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大小。
2.公式:F浮=G排=　　　　
3.变形公式:求液体密度ρ液=,求排开液体的体积V排=。(注意:阿基米德原理也可以用于计算物体在气体中所受的浮力大小)
考点3物体的浮沉条件
上浮 下沉 漂浮 悬浮 沉底
F浮>G F浮实心体 ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液>ρ物 V排处于动态(运动状态不 断改变),受力不平衡 是“上浮” 过程的最 终状态 可以停留 在液体的 任何深度处 是“下沉” 过程的最 终状态
处于静态,受平衡力作用
考点4物体的浮沉条件的运用
1.轮船:采用“空心”的方法来增大排开液体的体积从而增大浮力。轮船的满载排水量就是轮船满载时排开水的质量。
2.潜水艇:通过向压水舱中充水或排水来改变自身的重力,从而实现上浮、悬浮或下沉。
3.气球和飞艇:其气囊中充的是密度小于空气密度的气体,可以通过改变气球或气囊中气体的体积(或质量)来改变气球和飞艇受到的浮力大小,从而实现升降。
4.密度计:测定液体密度的仪器,在液体中处在漂浮状态,同一密度计漂浮在不同的液体中,受到的浮力　　　　,密度计浸入液体的体积越大(小),该液体的密度越小(大)。
【核心突破】
核心一　浮力的计算
(原创)把重为3.5 N、体积为400 cm3的实心物体投入水中,当物体静止时,物体所受的浮力是　　　　N;如果把该物体投入酒精中,当物体静止时,物体所受的浮力是　　　　N。(水的密度为1.0×103 kg/m3,酒精的密度为0.8×103 kg/m3)
1.(原理法)把密度为0.6×103 kg/m3、重为12 N的木块放入水中,它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别是 (　　)
A. 漂浮,F浮 >12 N B. 漂浮,F浮=12 N
C. 沉底,F浮 <12 N D. 沉底,F浮=12 N
2.(二力平衡法)一个李子的体积约为60 cm3,质量约为66 g,若把该李子放入水中,静止时,它将　　
　　(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)。一个西瓜的体积为6×10 3 cm3,所受重力为55 N,若把该西瓜浸没在水中后放手,当西瓜静止时,它所受浮力为　　　　N。(水的密度为1.0×103 kg/m3)
核心二　物体浮沉条件的应用
(原创)海水的密度大于河水的密度,当某军舰(保持质量不变)由大海驶向河流的过程中,它所受到的浮力将　　　　(选填“增大”“不变”或“减小”),军舰的吃水线将　　　　(选填“上升”“不变”或“下降”)。
3.(重力一定的情况)测量液体密度的仪器叫密度计。现将同一支密度计分别放入装有甲、乙两种液体的容器中,如图所示,则 (　　)
A.密度计在甲液体中所受的浮力较大
B.密度计在乙液体中所受的浮力较大
C.甲液体的密度较大
D.乙液体的密度较大
4.某新型淡水科考潜水艇如图所示,体积为10 m3,该潜艇悬浮在水下8 m深处时,所受到水的压强为　　　　Pa,受到的浮力为　　　　。在水面下上浮过程中,其所受浮力　　　　(选填“变大”“不变”或“变小”)。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
物体浸没时,其排开水的体积等于物体的体积,根据F浮=ρ水V排g进行计算;利用物体的浮沉条件判定物体静止时所处的状态;然后根据物体的浮沉条件求出浮力。
浮力大小的四种求法
1.称重法:F浮=G-F
2.压力差法:F浮=F向上-F向下
3.二力平衡法:F浮=G排(适合漂浮、悬浮)
4.阿基米德原理:F浮=G排或F浮=ρgV排
军舰在两种液体中都漂浮,所受浮力等于军舰重力,可以得出军舰所受浮力大小变化情况;因为军舰所受浮力相等,知道海水的密度大于河水的密度,利用阿基米德原理(F浮=G排=m排g=ρ液V排g)分析排开水的体积关系。
真题精粹——福建8年真题精选及拓展
考向1古代技术中的浮沉设计　(2024年新增考向)
1.(2024·福建)“漏刻”是古代一种滴水计时的工具。项目式学习小组制作了一个漏刻,装置如图1,播水壶不断滴水,受水壶内由标尺与浮块组成的浮箭上升后,通过指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取时间。
图1　　　　　　　　　　　　图2
图3
(1)测滴水量:播水壶装满水后,计划用烧杯接取滴水。为了减小误差,测量滴水的质量应选择以下方案中的　　　　(填写序号)。
①先测空烧杯质量,接水后再测滴水和烧杯的总质量。
②先测滴水和烧杯的总质量,倒去水后再测烧杯质量。
测得1min滴水的质量为80g,则1刻钟(15min)滴水的体积为　　　　cm3。
(2)分析测算:圆筒形受水壶内部底面积为600cm2,浮箭总重6N,长方体浮块的底面积为300cm2、高3cm。受水壶内无水时,指针对应标尺的位置标记为“←开始滴水”。滴水后,浮箭刚浮起时,受到的浮力为　　　　N,此时受水壶内的水的高度为　　　　cm。
(3)标尺定标:图2的标尺上每一格表示1cm,请你在标尺上对应位置标出“←3刻钟”。
(4)成品试测:经检测,漏刻每1刻钟的实际时间均超出15min,发现随着播水壶内水量减少,滴水间隔时间越来越长。为使滴水间隔时间相同,小组讨论后,将滴水壶装置改进成如图3所示,依据的物理知识是　　　　　　　　。
烤箱2浮力的相关判断与浮沉条件　(8年4考)
2.(2023·福建)小华利用氦气球与探空仪了解空气状况。如图甲所示,质量为0.4 kg的探空仪静止在水平桌面上,与桌面接触面积为0.02 m2。在室内测试时,将探空仪固定在充有氦气的气球上,释放后氦气球恰好能携带探空仪悬浮在空中,如图乙所示。已知球壳质量为0.23 kg,球内氦气的密度为0.17 kg/m3,室内空气的密度为1.22 kg/m3。求:
(1)探空仪所受的重力。
(2)探空仪对水平桌面的压强。
(3)悬浮时,氦气球的体积。(计算浮力时,不计探空仪的体积和球壳的厚度)
(2019·福建)如图,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮　　　　(选填“>”“<”或“=”)G总;若水温升高,石块将　　
　　(选填“上浮” “下沉”或“保持悬浮”)。
若对“物体浮沉条件的应用”有疑问,详见“核心突破”核心二。
4.(2020·福建)如图,体积相同的两物体A、B用不可伸长的细线系住,放入水中后,A有四分之一体积露出水面,细线被拉直。已知A重为4 N,B受到的浮力为8 N,A、B密度之比为2∶5。那么 (　　)
A.A、B所受的重力之比为5∶2
B.A、B所受的浮力之比为1∶2
C.细线对A的拉力大小为1 N
D.B对容器底部的压力为零
5.(2021·福建)如图,将一边长为10 cm的正方体木块放入装有某液体的圆柱形容器中。木块静止时露出液面的高度为2 cm,液面比放入木块前升高1 cm,容器底部受到液体的压强变化了80 Pa,则木块底部受到液体的压强为　　　　Pa,木块受到的浮力为　　　　N。
考向3液体的浮力计算
6.(2017·福建)“福船”因由福建所造而得名,是古代海上丝绸之路的重要航运工具。如图所示,“福船”在大海上航行时,利用的是风的　　　　能,船的总质量为2×105 kg,则该船所受到的浮力是　　　　N。(g取10 N/kg)
7.(2022·福建)如图,这是一款能自动浮沉的潜水玩具,正方体潜水器内装有智能电磁铁,将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中,容器放置在水平铁板上,不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l,自动调节电磁铁中的电流大小,改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前,潜水器处于漂浮状态。闭合开关,潜水器启动后先匀速下沉,完全浸入水中后,变为加速下沉直至容器底部,下沉全过程中,F随l变化的关系保持不变,水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为10 cm,重为5 N,容器的底面积为1 000 cm2,水深为25 cm。求:
(1)潜水器漂浮时受到的浮力。
(2)下沉全过程,潜水器重力所做的功。
(3)潜水器沉底静止后,容器对铁板的压强。
若对“浮力的计算”有疑问,详见“核心突破”核心一。
考向4探究浮力大小——阿基米德原理
8.(2019·福建)如图所示,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G(图甲);
②将物体浸没在水面恰好与溢水口相平的溢水杯中,用空的小桶承接从溢水杯里被物体排开的水,读出这时测力计的示数F(图乙);
③测出接水后小桶与水所受的总重力G1(图丙);
④将小桶中的水倒出,测出小桶所受的重力G2(图丁);
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比较它们的大小是否相同。
回答下列问题:
(1)物体浸没在水中,受到水的浮力F浮=　　　　,被排开的水所受的重力G排=　　　　。(用上述测得量的符号表示)
(2)指出本实验产生误差的原因(写出两点):
(a)　　　　　　　　;
(b)　　　　　　　　。
(3)物体没有完全浸入水中,　　　　(选填“能”或“不能”)用实验验证阿基米德原理。
考向5利用浮力测量物体的密度　(8年2考)
9.(2020·福建)在测量某液体密度的实验中:
(1)把托盘天平放在水平工作台上,将游码移到标尺左端　　　　刻度线处,指针位置如图甲所示。应将平衡螺母向　　　　调节,使天平横梁平衡。
(2)将装有待测液体的烧杯放在天平左盘,平衡时,右盘砝码质量和称量标尺上的示数值如图乙,待测液体和烧杯的总质量为　　　　g。
(3)将烧杯中适量的液体倒入量筒内,液面位置如图丙,则量筒中的液体体积为　　　　mL 。称得剩余液体和烧杯的总质量为22 g,则液体的密度为　　　　g/cm3。
(4)小明提出另一种测量待测液体密度的方案,器材有弹簧测力计、金属块、水和两个烧杯。简要步骤如下:
①分别往两个烧杯中装适量的水和待测液体;
②将金属块挂在弹簧测力计下,静止时,测力计示数记为F1;
③将挂着的金属块浸没在水中(未接触烧杯),静止时,测力计示数记为F2;
④将挂着的金属块浸没在待测液体中(未接触烧杯),静止时,测力计示数记为F3;
⑤液体的密度ρ液=　　　　(用ρ水及测得的物理量表示)。
10.(2018·福建)小明要测量木块的密度。实验器材有木块、弹簧测力计(0~5 N)、底部固定有滑轮的水槽、细线及足量的水。(g取10 N/kg)
(1)先用弹簧测力计测木块所受的重力,如图甲,示数为　　　　N;再用细线绕过滑轮将木块与测力计连接起来,接着往水槽倒入适量的水,使木块浸没在水中,如图乙,木块在水中静止时,测力计示数为1.6 N。木块的体积为　　　　m3,密度为 　　　　kg/m3。本实验中,滑轮的作用是　　　　。
(2)小明分析发现,如果把水换成其他液体,测力计的示数就会不同,于是他把测力计的刻度改成相应的密度值,将该装置改装为测量液体密度的“密度计”。原测力计的1.0 N刻度处应标注为　　　　kg/m3,该“密度计”的刻度分布　　　　(选填“均匀”或“不均匀”)。
(3)若要增大这种“密度计”的最大测量值,可以采取的方法有　　　　(写出一种即可)。
若对该考向有疑问,详见“微专题1”。
实验探究——学科核心素养提升
【实验导航】
实验一:探究浮力的大小与哪些因素有关
实验装置 实验步骤: (1)探究浮力大小是否跟①　　　　有关。 如图所示,把弹簧测力计悬挂的物体浸没在同一种液体中,并分别停在液体内不同的深度,观察弹簧测力计的示数是否相同。 (2)探究浮力大小是否跟②　　　　有关。 如图所示,把一个柱状物体竖直悬挂在弹簧测力计下,使物体浸在液体中的体积逐渐增大,观察弹簧测力计示数的变化。 (3)探究浮力大小是否跟③　　　　有关。 把悬挂在弹簧测力计下的同一物体先后浸没在不同液体的同一深度,观察弹簧测力计的示数变化
实验结论:物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大
实验二:探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
实验装置 实验步骤: (1)如图丁所示,测出小桶所受的重力。 (2)如图甲所示,用弹簧测力计测出物体所受的重力。 (3)如图乙所示,把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出这时弹簧测力计的示数。同时用小桶收集物体排开的水。 (4)如图丙所示,测出小桶和物体排开水所受的总重力。 实验结论:浸没在液体中的物体所受的浮力等于①　　　　
实验误差分析: (1)先将物体放入水中测拉力,再测物体所受的重力(物体沾水所测重力②　　　　,所测浮力③　　　　)。 (2)先测桶和排开液体的总重力,再测桶所受的重力(所测桶沾水重力偏大,所测排开液体的重力④　　　　)。 (3)溢水杯中没有装满水(所测排开液体的重力⑤　　　　)
【实验母题】
小丽同学用如图所示的实验装置来探究浮力的大小跟哪些因素有关。
制订计划与设计实验
(1)本实验主要用到的科学探究方法是　　　　法。
(2)确定了测量浮力的方法:用弹簧测力计先测出物重G,接着将物体浸入液体中,静止时,读出测力计对物体的拉力F拉,可计算出物体所受浮力F浮。其测量原理利用了　　　　。
A.F浮与G是一对平衡力
B.F浮与G是相互作用力
C.F浮与F拉是相互作用力
D.F浮、F拉和G是一组平衡力
进行实验与收集数据
(3)小丽测量物块受到的重力时的数据如图a所示,则物块受到的重力为　　　　N。
(4)接下来,小丽继续完成相关实验,其测量数据如图所示,则物块浸没在水中受到的浮力为　　
　　N。
分析论证
(5)分析a、b、c三次实验可知:浸在液体中的物体所受浮力的大小与　　　　有关。
(6)若要探究浸没在液体中的物体所受浮力的大小与浸没深度的关系,可选用　　　　三次实验进行分析比较。
(7)分析a、d、e三次实验可知:浸在液体中的物体所受浮力的大小与　　　　有关。
评估
(8)若先完成实验c,再完成实验a,则测得的浮力将　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。
(9)根据以上测得的数据,可以计算出该物块的密度是　　　　kg/m3,液体的密度为　　
　　kg/m3。(已知ρ水=1×103 kg/m3)
如图所示,这是亮亮同学利用弹簧测力计、溢水杯、金属块、小桶和水探究浮力大小与排开液体的关系的过程情景,其测量数据如图所示。
制订计划与设计实验
(1)要想测出金属块排开的水的重力,溢水杯内水面必须　　　　。
(2)图甲中实验操作顺序合理的是　　　　。
进行实验与收集数据
(3)图甲中,金属块浸没在水中受到的浮力为　　　　N,排开水受到的重力为　　　　N。
(4)通过实验可初步得到结论:浸在液体中的物体,受到的浮力大小等于它　　　　。
分析论证
(5)将烧杯中的水换成盐水,如图乙所示,则弹簧测力计的示数F　　　　(选填“>”“<”或“=”)3 N。
(6)实验后小组成员又进行了交流,要验证阿基米德原理,金属块　　　　(选填“一定”或“不一定”)要浸没在水中。
评估
(7)如图甲,亮亮在某次实验中,发现物体所受浮力略小于排开液体的重力,出现这种现象的原因可能是　　　　　　　　。
(8)实验后,亮亮又用酒精和浓盐水代替水重复实验,重复实验的目的是　　　　(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
【参考答案】
知 识 讲 堂
知识清单
考点1:
1.向上
2.压力
3.竖直向上
4.体积　密度
考点2:
2.ρ液gV排
考点4:
4.相同
核心突破
例题1　3.5　3.2
变式训练
1.B　解析:因为木块密度为0.6×103 kg/m3,小于水的密度,静止时,木块处于漂浮状态,此时F浮=G物=12 N。
2.沉底　55
解析:由ρ=求出李子的密度为1.1 g/cm3,大于水的密度,所以李子静止时将沉底;假设西瓜浸没在水中,V排=V浸=V物=6×103 cm3,再根据F浮=ρ水gV排可得浮力为60 N,F浮>G物,西瓜上浮至静止时漂浮,则F浮=G物=55 N。
例题2　不变　上升
变式训练
3.D　解析:同一支密度计放入两种液体中,都处于漂浮状态,根据漂浮的特点,F浮=G,故密度计在甲、乙液体中所受的浮力相等,故A、B错误;由图知,V排甲>V排乙,根据公式ρ液=分析可知ρ液甲<ρ液乙,故C错误、D正确。
4.8×104　1×105 N　不变
真 题 精 粹
1.(1)①　1 200　(2)6　2
(3)如图所示。
(4)根据 p=ρgh,水的深度保持不变,出水口的液体压强不变
2.解:(1)探空仪所受的重力:
G=mg=0.4 kg×10 N/kg=4 N
(2)探空仪对水平桌面的压力F=G=4 N,
探空仪对水平桌面的压强:
p===200 Pa
(3)氦气球悬浮时,F浮=G总=(m+m壳+m氦)g
F浮=G总=(m+m壳+ρ氦V氦)g…①
氦气球受到浮力F浮=ρ空gV排=ρ空gV氦…②
由①和②得,悬浮时,氦气球的体积:
V氦===0.6 m3。
3.<　上浮
解析:整个系统恰好悬浮,故二者处于平衡状态,对气球和石块整体作受力分析,可得G总=F浮+F浮石,所以 F浮4.D　解析:由题知,A、B密度之比ρA∶ρB=2∶5,VA∶VB=1∶1,则A、B所受的重力之比GA∶GB=ρAVAg∶ρBVBg=ρA∶ρB=2∶5,故A错误;已知A、B的体积相同,设体积均为V,A有四分之一体积露出水面,则A排开水的体积V排A=V,B排开水的体积V排B=V,则A、B所受的浮力之比F浮A∶F浮B=ρ水V排Ag∶ρ水V排Bg=V∶V=3∶4,故B错误;B受到的浮力F浮B=8 N,因F浮A∶F浮B=3∶4,则A受到的浮力F浮A=F浮B=×8 N=6 N,A受到向上的浮力、向下的重力和拉力,由力的平衡条件可得细线对A的拉力F拉=F浮A-GA=6 N-4 N=2 N,故C错误;因为GA∶GB=2∶5,且GA=4 N,所以GB=GA=×4 N=10 N,B对容器底部的压力F压=GA+GB-F浮A-F浮B=4 N+10 N-6 N-8 N=0 N,故D正确。
5.640　6.4
解析:液面比放入木块前升高1 cm,即h=0.01 m,容器底部受到液体的压强变化了80 Pa;由p=ρgh得,液体的密度ρ===800 kg/m3;正方体木块的边长为10 cm,木块静止时露出液面的高度为2 cm,则木块下表面距水面的距离h浸=10 cm-2 cm=8 cm=0.08 m,则木块底部受到液体压强p木=ρgh浸=800 kg/m3×10 N/kg×0.08 m=640 Pa;木块排开液体的体积V排=0.1 m×0.1 m×0.08 m=0.000 8 m3;木块受到的浮力F浮=ρV排g=800 kg/m3×0.000 8 m3×10 N/kg=6.4 N。
6.动　2×106
解析:“福船”在大海上航行时,风能转化成动能,所以利用的是风的动能;“福船”的重力G=mg=2×105 kg×10 N/kg=2×106 N,“福船”在大海上航行时,漂浮在海面上,所以该船所受到的浮力F浮=G=2×106 N。
7.解:(1)潜水器处于漂浮状态时,潜水器受到的浮力:
F浮=G潜水器=5 N。
(2)潜水器的底面积:
S1=10 cm×10 cm=100 cm2=0.01 m2
由F浮=ρ液V排g=ρ水gS1h1得,漂浮时浸入水中的深度:
h1===0.05 m
此时正方体的重心恰好与水面相平,
所以潜水器下降的距离:
h2=h-h1=0.25 m-0.05 m=0.2 m
潜水器受到的重力所做的功:
W=G潜水器h2=5 N×0.2 m=1 J
(3)潜水器匀速下沉时,F随l的变化关系式:
F=F浮-G潜水器=ρ水gS1(h-l)-G潜水器=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m2×(0.25 m-l)-5 N=(20-100l) N
依题意,潜水器浸没后加速下沉,F随l的变化关系不变,即F=(20-100l) N;潜水器沉底静止时,l=0,受到的吸引力F=20 N;
潜水器漂浮时,潜水器受到的重力等于它排开水的重力,因此潜水器和水的总重G等于容器中只装25 cm深的水重G水;容器的底面积S2=1 000 cm2=0.1 m2;
潜水器和水的总重:
G总=G水=ρ水gS2h=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m2×0.25 m=250 N
潜水器沉底静止时,容器对铁板的压力:
F压=F+G总=20 N+250 N=270 N
由p=可得,容器对铁板的压强:
p===2 700 Pa。
8.(1)G-F　G1-G2　(2)弹簧测力计的精确度不够或测量时弹簧测力计未保持静止　小桶中的水未倒净或排开的水未全部流入小桶　(3)能
9.(1)零　右　(2)82　(3)50　1.2　(4)ρ水
10.(1)2.4　4×10-4　0.6×103　改变力的方向
(2)0.85×103　均匀　(3)换用更大量程的弹簧测力计
解析:(1)图甲中弹簧测力计的分度值为0.2 N,木块的重力即弹簧测力计的示数,为2.4 N。图乙所示的木块浸没水中时共受到重力、拉力、浮力三个力的作用,图乙中弹簧测力计的拉力F拉=1.6 N,木块受到的浮力F浮=G+F拉=2.4 N+1.6 N=4 N,由F浮=ρ水gV排得,木块的体积V=V排===4×10-4 m3,木块的质量m===0.24 kg,木块的密度ρ木===0.6×103 kg/m3。图乙中使用的是定滑轮,可以改变力的方向。
(2)当测力计的示数为1 N时,木块所受浮力F浮'=G+F'=2.4 N+1 N=3.4 N,由F浮=ρgV排可得液体的密度ρ液===0.85×103 kg/m3。物体浸没在液体中,排开液体体积V排一定,G、g也是定值,所以F示和ρ液是一次函数关系,则“密度计”的刻度是均匀的。
(3)若要增大这种“密度计”的最大测量值,可以采取的方法有换用量程更大的弹簧测力计(或换用体积更小的木块,换用密度更大的物块)。
实 验 探 究
实验导航
实验一
①物体浸没的深度　②物体浸在液体中的体积　③液体的密度
实验二
①它排开液体所受到的重力　②偏大　③偏大　④偏小　⑤偏小
实验母题
母题1　(1) 控制变量　(2)D　(3)2.4　(4)1　(5)物体排开液体的体积　(6)a、c、d　(7)液体的密度　(8)偏大
(9)2.4×103　0.8×103
母题2　(1)到达溢水杯的溢水口　(2)④①②③　(3)1　1　(4)排开的液体受到的重力　(5)<　(6)不一定
(7)①中读取的弹簧测力计示数偏小或②中读取的弹簧测力计示数偏大　(8)寻找普遍规律