第十五讲 浮力 阿基米德原理
(40分钟 55分)
【A层 基础必会】
一、选择题(每小题3分,共15分)
1.(2025·深圳模拟)如图所示物体没有受到浮力的是(C)
2.(2024·广州中考)潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图,某潜水艇从a处驶入低密度海水区,“掉深”到b处。与a处相比,潜水艇在b处(A)
A.受到的浮力大小变小
B.受到的浮力大小变大
C.排开的液体重力不变
D.排开的液体重力变大
3.(2025·济南一模)半潜船可用来运输超大型货物,空载时漂浮于海面(如图甲);装载时需向船体水舱注水,船体重力增加,巨大的甲板下沉至海面以下(如图乙);待货物被拖到甲板上方时,排出水舱中的水,船体重力减小,甲板上浮至海面,完成货物装载(如图丙)。半潜船在甲、乙、丙三种状态时所受的浮力分别为F1、F2、F3,则下列判断正确的是(B)
A.F1=F3>F2 B.F2>F3>F1
C.F3>F1=F2 D.F3>F2>F1
4.一个体积为100 m3的热气球静止在空中。已知空气的密度为1.29 kg/m3,那么,此时它所受的浮力(把空气当作液体对待)是(B)
A.129 N B.1 290 N
C.12 900 N D.129 000 N
5.用弹簧测力计拉着一个物块,把物块从水中慢慢提离水面(从物块上表面刚离开水面开始到物块底部完全离开),在这个过程中浮力与物块上升高度h的关系图像是(B)
二、填空题(每空1分,共5分)
6.(2024·上海中考)小浦用一个弹簧测力计竖直悬空拉着一个物体,此时弹簧测力计的示数为3.0 N。他将物体浸没在水中,此时弹簧测力计的示数变为2.0 N,则浮力的大小是 1 N,方向为 竖直向上 ;若将物体继续向下移动,则弹簧测力计的示数大小 不变 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
7.容器中装有一定量的水,水中有一木块由细线系着与容器底部相连,如图所示。木块的体积为4×10-3 m3,此时木块所受浮力为 40 N,细线的拉力为 16 N。
(ρ木=0.6×103 kg/m3,g取10 N/kg)
三、实验探究题(共12分)
8.(6分)(2024·达州中考)同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中,根据日常生活经验提出了以下猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
②浮力大小与物体排开液体的体积有关;
③浮力大小与液体的密度有关。
实验步骤和数据如图所示(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)根据实验数据,小聪计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是 4 N。
(2)为了验证猜想①,分析A与C、D三次实验,得出的结论是:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度 无 (选填“有”或“无”)关。
(3)为了验证猜想②,分析A与 B、C(或B、D) 三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)小聪为了验证猜想③,分析A与B、E三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关。你认为这样操作是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 没有控制排开液体的体积相等 。
(5)细心的小红利用实验数据还计算出步骤E中所用盐水的密度是 1.1×
103 kg/m3。
9.(6分)(2025·东营二模)某兴趣小组利用弹簧测力计、水、金属块、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)。
(1)金属块完全浸没到水中时,所受浮力为 1.2 N。
(2)换用不同的物体进行了多次实验,可得结论:物体受到的浮力大小 等于物体排开液体的重力大小 。
(3)图C中,金属块逐渐浸入液体过程中(未触底),液体对杯底的压强 一直不变 (选填“逐渐变大”“一直不变”或“逐渐变小”)。
(4)图D中,浸没在水中的金属块匀速向下运动的过程中,金属块所受到的浮力 不变 (选填“变大”“不变”或“变小”),此操作可探究浮力的大小与物体浸没液体中 深度 的关系。
(5)根据图中的实验数据可求出金属块的密度为 3.5×103 kg/m3。
四、计算题(共6分)
10.一个奖牌挂在弹簧测力计下,示数为1.8 N。当奖牌浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1.6 N。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)奖牌的质量。(3分)
(2)奖牌的体积。(3分)
解:(1)奖牌的质量为
m===0.18 kg;
(2)奖牌浸没在水中时受到的浮力为
F浮=G-F=1.8 N-1.6 N=0.2 N;
奖牌的体积为
V=V排===2×10-5 m3。
【B层 能力进阶】
11.(3分)(2025·泰州二模)小强用如图所示的实验装置验证阿基米德原理,通过调节升降台的高度让金属块浸入盛满水的溢水杯中(金属块始终未与容器底接触),溢出的水会流入右侧空桶中。下列说法正确的是(C)
A.随着升降台升高,水对溢水杯底部的压力增大
B.金属块浸没后,在水中的深度越深,弹簧测力计A的示数越小
C.金属块浸没前,由弹簧测力计A、B的变化量也能证明阿基米德原理
D.若实验前溢水杯中未装满水,对实验结果没有影响
12.(3分)在测量某种液体的密度时,选用弹簧测力计、细线、物体A、圆柱形容器和水按照图甲、乙、丙所示依次进行实验。三次测量弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3,水的密度用ρ水表示,待测液体的密度用ρ表示,则下列ρ的表达式中正确的是(C)
A.ρ=ρ水 B.ρ=ρ水
C.ρ=ρ水 D.ρ=ρ水
13.(3分)(多选)(2025·天津一模)在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数随圆柱体下降高度h变化的图像。则( A、B、C )
A.分析图像可知,圆柱体重力是12 N
B.圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是8 N
C.圆柱体的密度是1.5×103 kg/m3
D.分析图像BC段:圆柱体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力不变
14.(8分)如图甲,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计读数为3 N;如图乙,将该木块静置于平放的盛水容器中,木块有的体积露出水面;如图丙,用竖直向下的力F压该木块时,木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
(1)图乙中木块所受的浮力大小;(2分)
(2)木块的体积;(2分)
(3)木块的密度;(2分)
(4)图丙中F的大小。(2分)
解:(1)由题可知,木块的重力G=3 N,图乙中木块为漂浮状态,所以木块受到的浮力
F浮=G=3 N;
(2)图乙中木块排开水的体积
V排===3×10-4 m3,由题意可知,
V排=(1-)V木,则V木=V排=×3×10-4 m3=5×10-4 m3;
(3)木块的质量
m===0.3 kg,
木块的密度
ρ===0.6×103 kg/m3;
(4)图丙中木块浸没时受到的浮力
F浮1=ρ水gV木=1×103 kg/m3×10 N/kg×5×10-4 m3=5 N,此时木块受平衡力,则有F=F浮1-G=5 N-3 N=2 N。第十五讲 浮力 阿基米德原理
(40分钟 55分)
【A层 基础必会】
一、选择题(每小题3分,共15分)
1.(2025·深圳模拟)如图所示物体没有受到浮力的是( )
2.(2024·广州中考)潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图,某潜水艇从a处驶入低密度海水区,“掉深”到b处。与a处相比,潜水艇在b处( )
A.受到的浮力大小变小
B.受到的浮力大小变大
C.排开的液体重力不变
D.排开的液体重力变大
3.(2025·济南一模)半潜船可用来运输超大型货物,空载时漂浮于海面(如图甲);装载时需向船体水舱注水,船体重力增加,巨大的甲板下沉至海面以下(如图乙);待货物被拖到甲板上方时,排出水舱中的水,船体重力减小,甲板上浮至海面,完成货物装载(如图丙)。半潜船在甲、乙、丙三种状态时所受的浮力分别为F1、F2、F3,则下列判断正确的是( )
A.F1=F3>F2 B.F2>F3>F1
C.F3>F1=F2 D.F3>F2>F1
4.一个体积为100 m3的热气球静止在空中。已知空气的密度为1.29 kg/m3,那么,此时它所受的浮力(把空气当作液体对待)是( )
A.129 N B.1 290 N
C.12 900 N D.129 000 N
5.用弹簧测力计拉着一个物块,把物块从水中慢慢提离水面(从物块上表面刚离开水面开始到物块底部完全离开),在这个过程中浮力与物块上升高度h的关系图像是( )
二、填空题(每空1分,共5分)
6.(2024·上海中考)小浦用一个弹簧测力计竖直悬空拉着一个物体,此时弹簧测力计的示数为3.0 N。他将物体浸没在水中,此时弹簧测力计的示数变为2.0 N,则浮力的大小是 N,方向为 ;若将物体继续向下移动,则弹簧测力计的示数大小 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
7.容器中装有一定量的水,水中有一木块由细线系着与容器底部相连,如图所示。木块的体积为4×10-3 m3,此时木块所受浮力为 N,细线的拉力为 N。
(ρ木=0.6×103 kg/m3,g取10 N/kg)
三、实验探究题(共12分)
8.(6分)(2024·达州中考)同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中,根据日常生活经验提出了以下猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
②浮力大小与物体排开液体的体积有关;
③浮力大小与液体的密度有关。
实验步骤和数据如图所示(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)根据实验数据,小聪计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是 N。
(2)为了验证猜想①,分析A与C、D三次实验,得出的结论是:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度 (选填“有”或“无”)关。
(3)为了验证猜想②,分析A与 三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)小聪为了验证猜想③,分析A与B、E三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关。你认为这样操作是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
(5)细心的小红利用实验数据还计算出步骤E中所用盐水的密度是 kg/m3。
9.(6分)(2025·东营二模)某兴趣小组利用弹簧测力计、水、金属块、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)。
(1)金属块完全浸没到水中时,所受浮力为 N。
(2)换用不同的物体进行了多次实验,可得结论:物体受到的浮力大小 。
(3)图C中,金属块逐渐浸入液体过程中(未触底),液体对杯底的压强 (选填“逐渐变大”“一直不变”或“逐渐变小”)。
(4)图D中,浸没在水中的金属块匀速向下运动的过程中,金属块所受到的浮力 (选填“变大”“不变”或“变小”),此操作可探究浮力的大小与物体浸没液体中 的关系。
(5)根据图中的实验数据可求出金属块的密度为 kg/m3。
四、计算题(共6分)
10.一个奖牌挂在弹簧测力计下,示数为1.8 N。当奖牌浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1.6 N。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)奖牌的质量。(3分)
(2)奖牌的体积。(3分)
【B层 能力进阶】
11.(3分)(2025·泰州二模)小强用如图所示的实验装置验证阿基米德原理,通过调节升降台的高度让金属块浸入盛满水的溢水杯中(金属块始终未与容器底接触),溢出的水会流入右侧空桶中。下列说法正确的是( )
A.随着升降台升高,水对溢水杯底部的压力增大
B.金属块浸没后,在水中的深度越深,弹簧测力计A的示数越小
C.金属块浸没前,由弹簧测力计A、B的变化量也能证明阿基米德原理
D.若实验前溢水杯中未装满水,对实验结果没有影响
12.(3分)在测量某种液体的密度时,选用弹簧测力计、细线、物体A、圆柱形容器和水按照图甲、乙、丙所示依次进行实验。三次测量弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3,水的密度用ρ水表示,待测液体的密度用ρ表示,则下列ρ的表达式中正确的是( )
A.ρ=ρ水 B.ρ=ρ水
C.ρ=ρ水 D.ρ=ρ水
13.(3分)(多选)(2025·天津一模)在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数随圆柱体下降高度h变化的图像。则( )
A.分析图像可知,圆柱体重力是12 N
B.圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是8 N
C.圆柱体的密度是1.5×103 kg/m3
D.分析图像BC段:圆柱体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力不变
14.(8分)如图甲,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计读数为3 N;如图乙,将该木块静置于平放的盛水容器中,木块有的体积露出水面;如图丙,用竖直向下的力F压该木块时,木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
(1)图乙中木块所受的浮力大小;(2分)
(2)木块的体积;(2分)
(3)木块的密度;(2分)
(4)图丙中F的大小。(2分)
