2021浙教版科学中考第一轮复习--物理模块（七）：浮力【word，含答案】

一、浮力的产生
1.
定义：浸在液体(或气体)中的物体，受到液体(或气体)向上托的力称作浮力。
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压力不同，这就是浮力产生的原因。(如图所示F浮＝F向上－F向下)
方向：如图所示，浮力的方向总是竖直向上
。
4.
施力物体：液体(或气体)。
二、阿基米德原理
1.
内容：浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力大小。
2.
公式：F浮＝ρ液gV排
F浮表示浮力，单位为N，ρ液表示液体密度，单位为kg/m3，g表示定值，粗略计算时取10N/kg，V排表示物体排开液体的体积，单位为m3。
由阿基米德原理可知，浮力的大小取决于液体的密度和物体排开液体的体积，与物体的密度、物体的体积、液体的体积无直接关系。
3.
变式：
(1)求液体密度ρ液＝
(2)求排开液体的体积V排＝
4.
适用范围：液体、气体
三、沉浮条件
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
F浮＞G
F浮＜G
F浮=G
F浮=G
F浮＋FN=G
ρ液＞?ρ物
ρ液＜?ρ物
ρ液=?ρ物
ρ液＞ρ物
ρ液＜ρ物
处于动态，受非平衡力作用
可以停留在液体的任何深度处
是“上浮”过程的最终状态
是“下沉”过程的最终状态
处于静态，受平衡力作用
浮沉条件的应用
(1)密度计：根据漂浮时F浮＝G物的原理制成的。
(2)轮船：轮船在不同的液体中都处于漂浮状态，但排开液体的体积不同。
(3)潜水艇：靠改变自身重力达到上浮和下沉的目的。
(4)热气球：使气球内的气体密度变化从而改变气球自重大小，达到使气球上升和下降的目的。
(5)飞艇：在气囊中充入比空气轻的气体使飞艇浮在空中，通过改变气囊内气体的质量实现上浮、下降和悬浮。
四、平衡关系分析
物体入水解题思路分析(ρ物<ρ液)：
模型一：如图甲，物体漂浮在液面
解题思路：受力分析，物体受到重力和浮力，两个力平衡。
浮力求解：(1)若已知物体A质量m，则F浮＝G物＝m物g
(2)若已知物体底面积S及浸入液体中的深度h，则F浮＝ρ液gV排＝ρ液gSh
模型二：如图乙，物体在压力F作用下浸没在液体中
解题思路：受力分析，图乙中物体受重力、浮力、压力作用，三个力平衡．
浮力求解：(1)已知物体A的体积V，则F浮＝ρ液gV排＝ρ液gV
(2)已知重力G和压力F，则F浮＝G物＋F压
模型三：如图丙，在物体上加另外一物体，使其刚好浸没
解题思路：受力分析，物体A受重力，B的压力，浮力作用，三个力平衡。
浮力求解：(1)已知物体A的体积V，则F浮＝ρ液gV排＝ρ液gV
(2)已知重力GA和GB，则F浮＝GA＋GB
模型四：如图丁，在物体下挂另外一物体，使其刚好浸没
解题思路：受力分析，物体A受重力，B的拉力，浮力作用，三个力平衡。
浮力求解：已知物体A的质量GA，A受到的拉力F；则A受到的浮力F浮＝GA＋F
模型五：如图戊，物体在拉力F作用下浸没在液体中
解题思路：受力分析，物体受重力，拉力，浮力作用，三个力平衡。
浮力求解：(1)已知物体的体积V，则F浮＝ρ液gV排＝ρ液gV
(2)已知重力G和拉力F，则F浮＝G物＋F拉
例1.?(2020杭州)如图甲、乙所示，水平桌面上有两个高为30cm的柱形容器，现将两个完全相同的圆柱形金属块（重120N、高20cm、底面积100cm2）分别置于柱形容器底部。其中，乙图的金属块与容器底部之间用少量蜡密封（不计蜡的质量）。取g=10N/kg。
计算甲图中金属块对容器底部的压强。
(2)乙图中，向容器内加水至液面高度为10cm，求金属块对容器底部的压力。
(取大气压强P0
=1.0×105Pa)
(3)若向甲图中容器内加水，画出从开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部压力F随容器中液面高度h变化的图像（需标注相应的数据）。
例2.?(2019杭州)如图所示，将密度为0.6克/厘米3、高度为10厘米、底面积为20厘米2的圆柱体放入底面积为50厘米2的容器中，并向容器内加水。（g取10牛/千克）
（1）当水加到2厘米时，求圆柱体对容器底的压力大小。
（2）继续向容器中加水，当圆柱体对容器底压力为0时、求圆柱体在液面上方和下方的长度之比。
例3.?(2018杭州)蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米3，空载时质量约为22吨，最大荷载240千克。
（1）“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大？
（2）若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入多少立方米的水？（海水密度取1.0×103千克/米3，g取10牛/千克）
例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”）；在冰块熔化的过程中，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0.8×103kg/m3；整个过程中无液体溢出。
1.甲．乙两物体的密度相同，甲的体积是乙的2倍。将它们叠放在水槽里的水中，水面恰好与甲的上表面相平，如图所示。现将乙物体取下，当甲物体静止时，甲物体将（??
）
A.?沉在水槽的底部
B.?悬浮在原位置
C.?漂浮，水下部分高度与甲的高度之比为1：2
D.?漂浮，露出水面部分的体积与甲的体积之比为1：3
2.小明用刻度尺、塑料碗、大烧杯(底面积为S)等器材测量金属球的体积和质量，他先在烧杯内放入适量水，再将塑料碗轻轻放入水中，如图甲所示，测出此时烧杯内水的深度为h1；将金属球放在塑料碗中，放入球后的状态如图乙所示，测出此时烧杯内水的深度为h2；将塑料碗中的金属球轻放入烧杯中，如图丙所示，测出此时烧杯内水的深度为h3，下列有关叙述中，正确的是（??
）
?
A.?烧杯内水的深度大小关系h3>h2>h1
?
B.?金属球的体积是（h2-h1）S
C.?金属球的密度是ρ水（h2-h1）/（h3-h1）
?
D.?金属球的质量是ρ水（h3-h1）S
3.如图所示，圆锥体重为G，悬浮在水中时受到水对它向上的压力为F1，向下的压力为F2这两个力之间的关系是（??
）
A.?F1＞F2
B.?F1=F2
C.?F1＜F2
D.?无法判断
4．在一个足够深的容器内有一定量的水，将一个长10厘米、横截面积50厘米2的圆柱形实心塑料块挂于弹簧秤上，当塑料块底面刚好接触水面时，弹簧秤示数为4牛，如图甲所示．已知弹簧的伸长与受到的拉力成正比，弹簧受到1牛的拉力时伸长1厘米，g取10牛/千克．若往容器内缓慢加水，当所加水的体积至1400厘米3时，弹簧秤示数恰为零．此过程中水面升高的高度△H与所加水的体积V的关系如图乙所示．根据以上信息，能得出的正确结论是（　　）
A．容器的横截面积为225厘米2　　
B．塑料块的密度为0.4×103千克/米3　
　C．弹簧称的示数为1牛时，水面升高9厘米　
　D．加水400厘米3时，塑料块受到的浮力为2牛
5．如图甲所示，用细线拴住一
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)质量为0.4千克、密度为5×103千克/米3的实心小球，接着将小球放在烧杯内，与烧杯底部接触，细线挂在固定在支架上的弹簧秤上，最后调节支架的高度，使弹簧秤的示数为2牛。往烧杯内注水，在水面没有浸没小球前，小球所受的浮力
（选填“变大”、“变小”或“不变”），弹簧秤的读数
（选填“变大”、“变小”或“不变”）。若将此小球先后放入装有水的烧杯A和装有水银的烧杯B中，如图乙所示，则烧杯A中小球所受的浮力
（选填“大于”、“等于”或“小于”）烧杯B中小球所受的浮力。
6.将二块完全相同的冰分别放入盛有水的两个容器中，如图甲是冰块与容器底部
有接触且有挤压的情景；如图乙是冰块系上轻质绳子，绳子绷紧的情景。
图甲中，当冰块慢慢熔化变小，并开始浮于水面上时，液面比刚开始要
（选填“上升”或“下降”或“不变”。）
（2）图乙中，容器底部受到的液体压强与冰自由在水中相比将
。待冰块完全熔化，容器底部受到液体压强与图乙所示此刻的情况相比
。
7.为了直观验证阿基米德原理，小明改进了实验装置，如图所示，把弹簧测力计上端固定在铁架台上，用粗铁丝做一个框，挂在弹簧测力计挂钩上，在粗铁丝框上端悬吊一个金属块，下面放一小杯。铁架台的支架上放置一只溢水杯，溢水杯跟金属块、粗铁丝框、小杯都不接触。
(1)首先平稳缓慢地抬高放有溢水杯的支架，使金属块完全浸没入水中，但不与溢水杯底部接触，(如图甲→乙→丙)，在此过程中，弹簧测力计示数：F甲_______F丙(填“>”、“＝”或“<”)。
(2)然后再平稳缓慢地降低溢水杯支架，使金属块完全离开水面(如图丁)，可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为_______牛，此时浮力的测量数值将比真实数值_______(填“偏大”或“偏小”)，原因是______________________。
8.小明制作了一个可测量物体质量的装置，如图甲所示小筒与大筒均为圆柱形容器。小筒和托盘的总质量为200g，小筒底面积50cm2，高12cm，大筒中装有适量的水，托盘上不放物体时，在小筒和大筒上与水面相平的位置的刻度均为“0”，将小筒竖直压入水中，当水面距小筒底10cm时，在小筒和大筒上与水面相平位置的刻度均为最大测量值，小筒和大筒的分度值相同。把被测物体放入托盘中，读出小筒或大筒上与水面相平位置对应的刻度值，即为被测物体的质量。
（1）该装置所能测量物体的最大质量为__________g；
（2）小筒上相邻两刻度线的间距比大筒上相邻两刻度线间的距离_______（选填“大”或“小”）；
（3）他想利用此装置测算出石块的密度，操作如下，
如图乙所示，将石块放入托盘中，读出大筒上的示数为m1；
如图丙所示，将此石块沉入水中，读出大筒上的示数为m2，
该石块密度的表达式为____________（水的密度用ρ水表示）
9.如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为8N、边长为10cm的立方体物块M，M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示。请解答下列问题：
(1)当t＝140s时，物块M在水中处于_________(选填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态。
(2)当t＝140s时，容器底部受到的压力大小是多少？
(3)图乙中a的值是多少？
1.一个大物块甲，先后两次分别在小物块乙和小物块丙的作用下，其上表面恰好与水面相平，甲、乙之间用绳连接，如图所示．则下列说法不正确的是（　　）
A．两种情况下，甲物块所受浮力相等
B．绳的拉力与丙物块的重力大小相等
C．乙物块的密度比水小
D．乙物块的质量比丙物块大
2.如图所示容器内下部和上部分别盛有密度为ρ1和ρ2的液体，两种液体的界面分明．有一体积为V的长方体，在两种液体中各浸没1/3的体积而平衡，则该长方体的密度为（　　）
A．（ρ1+ρ2）/2
B．（ρ1+ρ2）/3
C．2（ρ1+ρ2）/3
D．（ρ1+ρ2）
3.高台跳水比赛中，常看到运动员跳起在空中完成各项动作后跃入水中，然后在水面下游过一段距离后再露出水面游向池边。下列图象中能粗略反应运动员从跳起到跃入水中，再在水下自由泳游向池边这段时间内所受水浮力大小的图象是（???
）
4.有甲、乙两个溢水杯，甲溢水杯盛满酒精，乙溢水杯盛满某种液体，将一个不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中，小球浸没在酒精中，溢出酒精的质量是80g；将小球从甲溢水杯中取出擦干，轻轻放入乙溢水杯中，溢出液体的质量是80g，小球露出液面体积与浸入液体中体积之比为1∶4。已知ρ酒精＝0.8×l03kg/m3，下列说法中正确的是（??
）
?
A.?小球静止于甲溢水杯的底部
?
B.?小球的体积是80cm3
C.?液体的密度是1.0×103kg/m3
?
D.?小球的密度是0.9×l03kg/m3
5.如图所示，一艘轮船在甲海洋中航行，水面在轮船上的A位置。当该轮船驶入乙海洋中时，水面在轮船上的B位置。设轮船的总质量不变，轮船在甲、乙两海洋中所受浮力分别为F1和F2，甲、乙两海洋的海水密度分别为ρ1和ρ2。则F1__________F2，ρ1__________ρ2。(都选填“＞”、“＜”或“＝”)
6、将一密度比水小的木块，系好绳子后放入甲图容器中，并把绳子的另一端固定在容器底部的中央，然后沿器壁缓慢匀速倒入水（忽略其他因素影响）。容器中水与木块位置变化如乙图。请你在丙图中画出木块从加水开始到被完全浸没后的过程中浮力随时间的变化情况图，并说出各段变化的理由。（温馨提示：t1时间时木块恰好离开杯底，t2时绳子刚好拉直，t3时木块刚好完全浸没。）
7.小明在完成“动手动脑学物理”时，认识了密度计。将其放入液体中，当它竖立静止时，与液面相交的读数即为待测液体的密度。
（1）如图甲、乙所示，让同一支密度计分别静止在水和酒精中，密度计受到的浮力________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；装水的容器是________（选填
“
甲
”或“乙”）。?
（2）小明将一支铅笔的下端缠绕了适量铜丝，初步做成了一支密度计（如图丙）；为了给密度计标上刻度，他进行了如下实验：
a．将其放入水中，竖立静止后，在密度计上与水面相平处标上水的密度值1.0g/cm3；
b．将其放入植物油中，用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值0.9g/cm3；
c．像标示弹簧测力计刻度的方法一样，他以两刻度线间的长度表示0.1g/cm3将整个
铅笔均匀标上刻度；
d．他将做好的密度计放入酒精中进行检验，发现液面明显不在0.8g/cm3刻度处。
①如丙图所示，小明制作的密度计，你认为刻度0.9应该在________点（选填“p”或“q”）。
②在实验步骤c中，小明这样均匀标示刻度对吗？________；若被测液体的密度为ρ液，密
度计浸入被测液体的深度为h（如图丁）、自制密度计的质量为m铅笔的横截面积为s，请你推导出h与ρ液的关系式________（用给定的字母表示推导结果）。
8.2019年春节前后，我们就有可能坐上大型豪华游船，泛舟钱塘江上，假设满载时船及船上的人总重为5000吨，江水的密度为1.0×103kg/m3，g=10N/kg，求：
（1）满载时轮船受到的浮力；
（2）此时船体浸在水面下的体积。
参考答案
例1.
例3.漂浮时，
F浮=G=mg=22×103kg×10N/kg=2.2×105N
下沉时，完全浸没，有V排=V船此时
F浮=ρ海gV排=1×103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N
G满载=m总g=（22×103kg+240kg）×10N/kg=222400N=2.224×105N
G注水=F浮?G满载=3×105N?2.224×105N=7.76×104N
V注水=G注水/(ρ海g)=7.76×104N/(1×103kg/m3×10N/kg)=7.76m3
例4．增大
减小
增大
1.D
2.C
3.A
4．C
5．变大
不变
小于
6.上升；变大；变小
7.(1)＝
???(2)1.2????偏大????金属块离开水带有水滴
8.（1）300g；（2）大；（3）ρ石=m1ρ水/m2
9.(1)漂浮?
(2)15N?
(3)8cm
1.C
2.B
3.C
4.C
5.＝；>
6、
7.（1）不变
乙
（2）p?不对
?h=m/(ρ液S)
8.（1）5×107N（2）5×103m3
2021浙教版科学中考第一轮复习--物理模块（七）
浮
力
甲
乙
A
B