专题09 浮力及其应用（解析版）

学科网（北京）股份有限公司专题09浮力及其应用（解析版）★考点列表序号考点考点释义备注1浮力的概念与计算浮力的方向、测量、计算方法、阿基米德原理及其解释相关现象重点2影响浮力大小的因素探究影响浮力大小的因素3物体的沉浮㈠物体的浮沉条件；㈡浮力的应用：轮船、潜水艇、气球和飞艇的浮沉原理重点4浮力的综合计算浮力、压强以及浮力的综合应用重点与难点★三年真题考点一：浮力的概念与计算一、2021年中考真题1．（2021·广西贵港市）2020年11月28日上午8时30分许，随着一阵汽笛声响，在马里亚纳海沟结束科考任务的“探索一号”科考船，搭载成功实现10909米坐底纪录的“奋斗者”号胜利返航若海水密度为1.03×103kg/m3，“奋斗者”号在海面下下潜的过程中，下列说法正确的是（）。A．“奋斗者”号受到的海水的压强不变，受到的海水的浮力不变；B．“奋斗者”号受到的海水的压强变大，受到的海水的浮力不变；C．“奋斗者”号受到的海水的压强变大，受到的海水的浮力变大；D．“奋斗者”号受到的海水的压强变小，受到的海水的浮力变小【答案】B。【解析】AD．“奋斗者”号在海面下下潜的过程中，根据pgh可知，密度不变，深度变深，故受到了压强变大，故A错误；D错误；BC．根据浮排FgV可知，浸没后，物体的排开液体的体积不变，液体的密度不变，故浮力不变，故B正确；C错误。故选B。2．（2021·湖北中考真题）刘星取一只空牙膏皮，一次将它挤瘪，一次将它撑开，两次都拧紧盖后，先后放入桌面上同一杯水中，结果如图甲、乙所示。下列说法正确的是（）。学科网（北京）股份有限公司A．牙膏皮在甲中受到的浮力大；B．牙膏皮在乙中受到的浮力大；C．牙膏皮在甲、乙中受到的浮力一样大；D．牙膏皮在甲、乙中受到的浮力无法比较【答案】B。【解析】牙膏袋的形状发生变化，但质量不变，所以m甲=m乙，G甲=G乙甲下沉F浮甲＜G甲乙漂浮F浮乙=G乙所以F浮甲＜F浮乙；故选B。3．（2021·黑龙江中考真题）质量相等的A、B两实心物块，密度之比ρA：ρB=3:2，分别放入足够多的水中，物块所受浮力分别为FA和FB，当两物块静止时所受浮力FA与FB之比不可能的是（）。A．1:1B．2:3C．ρ水：ρAD．ρ水：ρB【答案】D。【解析】质量相等的A、B两实心物块，密度之比ρA：ρB=3:2，根据mV，则体积之比为2：3。A．两球的密度都小于水的密度，都漂浮，浮力等于重力，物块的质量相同，重力相同，故浮力的大小相等，故浮力之比为1：1，故A不符合题意；B．当两个球的密度都大于水的密度，都沉底时，根据浮排FgV，浮力之比即为体积之比，故比值为2：3，故B不符合题意；CD．若一漂一沉，A的密度大于B的密度，即A球沉底，B漂浮，则A球的浮力为AFgV浮水排学科网（北京）股份有限公司而B球漂浮，则B的重力等于浮力，故BBBFVg浮则AABBBBBB2==3gVFVFVgV水水水排浮浮又由于B3=2A，则B2=3A将B带入比值中，可得ABAAB323==232FF水水水浮浮故C可能，C不符合题意；D比值错误，故D符合题意。故选D。4．（2021·北京中考真题）测量工具为我们的工作和生活带来了极大的便利，而成功制作测量工具需要科技人员的创造性劳动。小慧想通过自制密度计，体验动手与动脑相结合的劳动过程。她在粗细均匀的木棒一端缠绕一些细钢丝制成简易密度计（未标刻度）。该密度计放在水和酒精中时均竖直漂浮，露出液面的长度用L表示（如图所示），已知酒精的密度为0.8g/cm3，水的密度为1.0g/cm3为了给简易密度计标刻度，小慧将该密度计放入酒销中，密度计静止时L为6cm，她在密度计上距顶端6m处标记刻度线，该刻度线对应的密度值为0.8g/cm3；小慧将该密度计放入水中，密度计静止时L为8cm，她在密度计上距顶端8cm处标记刻度线。该刻度线对应的密度值为1.0g/cm3利用上述数据，可计算出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（）。A．9.2cmB．9.6cmC．10cmD．10.4cm【答案】B。【解析】设木棒长度为h，底面积为S，细钢丝体积为V，密度计重为G，小慧将该密度计放入酒销中，密度计静止时L为6cm，她在密度计上距顶端6m处标记刻度线，该刻度线对应的密度值为0.8g/cm3；则330.06m0.810kg/m10N/kghSVG小慧将该密度计放入水中，密度计静止时L为8cm，她在密度计上距顶端8cm处标记刻度线，则330.08m110kg/m10N/kghSVG联立解得V=（0.16m-h）S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′，则学科网（北京）股份有限公司331.2510kg/m10N/kghLSVG解得L′=0.096m=9.6cm；故选B。5．（2021·广西南宁市）2020年10月，“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功下潜到10058m，创造了中国载人深潜的新纪录。“奋斗者”号在水下下潜的过程中，受到的压强和浮力变化情况正确的是（）。A．压强变小，浮力不变B．压强不变，浮力变小C．压强变大，浮力不变D．压强不变，浮力变大【答案】C。【解析】“奋斗者”号在水下下潜的过程中，所处深度增加，液体密度不变，所以受到海水的压强变大；下潜过程液体密度不变，排开的液体的体积也不变，所以受到的浮力不变。故ABD错误；C正确。故选C。6．（2021·湖南衡阳市）如图所示是某载人潜水器，它可以在4500米的水下连续工作。若海水密度约为331010k.g/m，潜水器悬浮在海水中时的总质量为18t。下列说法正确的是（）。A．潜水器在海面上漂浮时浮力大于重力；B．潜水器上浮和下潜是靠改变浮力大小实现的；C．潜水器悬浮在海水中时，所受浮力为1.8×105N；D．潜水器在海面下4500米处作业时，受到的海水压强为64.510Pa【答案】C。【解析】A．潜水器在海面上漂浮时浮力等于重力，故A错误；B．潜水器上浮和下潜是靠改变自身的重力来实现的，故B错误；C．潜水器悬浮在海水中时，所受浮力为F浮=G=mg=18×103kg×10N/kg=1.8×105N故C正确；D．潜水器在海面下4500米处作业时，受到的海水压强为p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4500m=4.5×107Pa学科网（北京）股份有限公司故D错误。故选C。7．（2021·湖南衡阳市）甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同的小球而材质不同的小球，把它们放入水中静止后的情况如图所示，则它们在水中所受浮力相等的是（）。A．甲和乙B．乙和丙C．丙和丁D．甲和丁【答案】C。【解析】已知四个小球的体积相同，由图知，四个球排开水的体积关系为V甲排＜V乙排＜V丙排=V丁排由F浮=ρ水V排g可知，四个球受到的浮力关系为F甲＜F乙＜F丙=F丁即所受浮力相等的是丙和丁。故选C。8．（2021·云南昆明市）一个气球下挂一个铁块置于水中某一位置，处于静止状态，如图所示。现用手轻轻向下推一下气球，那么手离开气球后，气球和铁块的运动情况是（）。A．加速向下运动；B．匀速向下运动；C．减速向下运动；D．仍然处于静止状态【答案】A。【解析】原来金属块和小气球悬浮在水中，浮力等于重力，向下推一下气球，所处的深度增加，由公式p=ρgh知，气球受到水的压强增大，气球的体积变小，所以气球排开水的体积减小，由公式F浮=ρ液gV排知，气球受到的浮力减小，总浮力小于总重力，加速向下运动，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。9．（2021·山东泰安市）两个体积相同的实心正方体A和B，静止在水槽内如图所示位置。正方体A有45的体积浸入水中，正方体A的下表面和正方体B的上表面所处的深度相同。设两正方体密度分别为A和B，所受浮力分别为AF和BF，所受重力分别为AG和BG，下表面所受水的压强学科网（北京）股份有限公司分别为Ap和Bp，下列说法中（）①AB:4:5②AB:4:9pp③AB:1:1FF④AB:5:4GGA．只有①②正确B．只有③④正确C．只有②④正确D．只有①②③正确【答案】A。【解析】因为正方体A和B体积相同，所以两个正方体边长相等，又因为正方体A有45的体积浸入水中，所以A受到的浮力为AA4=5FgVgV液排水B全部浸入水中，所以B受到的浮力为BB==FgVgV液排水所以AB:4:5FF又因为A自由漂浮在水中，所以A受到的浮力等于自身的重力，即AA=GFB悬浮在水中，所以B受到的浮力也等于自身的重力BB=GF所以ABAB::=4:5GGFF根据密度计算公式mV可得，A的密度为AAAAAAA4455gVmGVgVgV水水B因为悬浮在水中，所以密度等于水的密度，即B水所以AB:4:5因为A有45的体积浸入水中且正方体A的下表面和正方体B的上表面所处的深度相同，所以A学科网（北京）股份有限公司和B浸入水中的深度之比为4:9，根据pgh可得AB:4:9pp综上可知，①②正确，③④错误。故选A。10．（2021·浙江嘉兴市）如图所示，潜水员正潜没在海水中，他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气，以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是（）。A．向海底下潜过程中，受到海水的压强变大；B．海水中水平游动时，受到海水的压强变小；C．对背心进行放气后，受到海水的浮力变大；D．对背心进行充气后，受到海水的浮力变小【答案】A。【解析】A．向海底下潜过程中，深度增加，根据p=ρgh，受到海水的压强变大，故A正确；B．海水中水平游动时，深度不变，根据p=ρgh，受到海水的压强不变，故B错误；CD．对背心进行充气后，排开液体体积变大，根据F浮=ρgV排可知，浮力变大，对背心进行放气后，排开液体体积变小，浮力变小，故CD错误。故选A。11．（2021·湖北中考真题）一金属环中间结有冰块，冰块和金属环的总重为0.71N，将它们放入底面积为10cm2的圆柱形容器中恰好悬浮于水中（如图甲所示），此时冰块和金属环受到的浮力共为___________N；过一段时间冰全部熔化，金属环沉入水底，容器内的水面下降了0.7cm（如图乙所示），则金属环的质量是___________g。（已知ρ冰=0.9g/cm3，g取10N/kg）【答案】0.71；8。【解析】[1]冰块悬浮于水中，由悬浮条件可知此时冰块和金属环受到的浮力F浮=G=0.71N[2]冰全部熔化成水后，体积减小了ΔV=SΔh=10cm2×0.7cm=7cm3冰的体积减去熔化成水后的体积，就是水面下降的体积，即学科网（北京）股份有限公司37cmmmVVVV水冰冰冰冰冰冰水水水333330.910kg/m7cm110kg/mVV冰冰V冰-910V冰=7cm3V冰=70cm3冰的质量m冰=ρ冰V冰=0.9g/cm3×70cm3=63g冰块和金属环的总质量0.71N10N/kgGmg=0.071kg=71g石块的质量m石=m-m冰=71g-63g=8g。12．（2021·福建中考真题）如图，将一边长为10cm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2cm，液面比放入前升高1cm，容器底部受到液体的压强变化了80Pa，则木块底部受到液体压强为______Pa，木块受到的浮力为______N。【答案】640；6.4。【解析】[1]木块放入液体后，液面升高的高度1cm=0.01mh，容器底部受到液体的压强变化80Pap，由pgh可知，液体密度380Pa10Nk.==8g01=00km0gmpgh液木块边长10cm，静止时露出液面的高度为2cm，所以木块底浸在液体中的深度10cm2cm=8cm=0.08mh－木块底部受到液体压强3=800kg/m10N/kg0.08m=640Papgh液[2]木块