专题13 浮力基础（原卷版）

专题13 浮力基础（原卷版） 【内容播报】 特别说明：典例是2023 年的中考真题，即时检测是最新的全国各地的模拟题，好题冲关是 2022 年的期末考试题和2023 年的模拟考试题和2023 年的中考真题中经过多次筛选。知识点 以挖空的形式设计，便于学生提前预习，考点通过方法总结，知识加工，便于学生理解和记 忆，好题冲关分层设计，针对于不同的学生。 知识点 考点 好题冲关 浮力 浮力及其产生的原因（1 典例+3 即时检测） 基础过关（22） 阿基米德原理 称重法测浮力的大小（1 典例+3 即时检测） 能力提升（22） 物体的沉浮条件 探究影响浮力大小的因素 （1 典例+3 即时检 测） 真题感悟（14 题） 浮力的应用 浮力的应用（1 典例+2 即时检测） 1. 理解浮力产生的原因； 2. 理解并掌握称重法测物体的浮力； 3. 理解探究影响浮力大小的因素； 4 了解浮力在日常生活中的应用； 知识点1：浮力 1. 定义：浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）对它________的力，这个力叫做浮力； 2. 方向：_________； 3. 施力物体：______________； 4. 称重法测浮力 先在空气中用弹簧测力计测出______________，再把物体浸在液体中读出弹簧测力计的示数F 拉，则 物体所受的浮力为F 浮=G-F 拉 5. 产生原因 浸在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力____________，这就是浮力产生的原因 6. 影响因素 物体在液体中所受浮力的大小，跟它浸在液体中的________有关，跟液体的________有关 7. 说明 （1）浸在液体中的物体不一定都受到浮力。如：桥墩、拦河坝等因其下底面同河床紧密黏合，水对它向 上的压力F 向上=0，故物体不受浮力作用； （2）浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力。因此，在分析物体的受力情况时，浮力和液体的压 力不能同时考虑 知识点2：阿基米德原理 1 探究过程 先用弹簧测力计测量出____和____的重力；再测量出物体完全浸没后弹簧测力计的示数；最后再测量 出__________； 2．分析归纳 物体受到的浮力为F 浮=__________，排开水所受的重力_______对比两者的大小，得出实验结论； 3 实验结论 浸在液体中所受的浮力__________它排开的水所受的重力； 4 内容： 浸在液体中的物体受到的的浮力________，浮力的大小_________它排开的液体所受的重力； 5 表达式 F 浮 =________m 排g=_______G 排表示排开液体所受的重力；m 排表示排开液体的质量；ρ 液表示液体的 密度；V 排表示排开液体的体积； 6 适用条件：适用于物体受到液体或气体的浮力。 【提示】当物体浸没在液体里，此时V 排=V 物；当物体的一部分浸入液体里，另一部分露在液面上，此时 V 排＜V 物 知识点3：物体的沉浮条件 浸在液体中的物体同时受到浮力和重力的作用，物体在液体中的浮与沉取决于浮力与重力的关系如下： 上浮 下沉 漂浮 悬浮 沉底 F 浮______G 物 F 浮______G 物 F 浮______G 物 F 浮______G 物 F 浮+F 支=G 物 ρ 液 _____ρ 物 ρ 液 _____ρ 物 ρ 液 _____ρ 物 ρ 液 _____ρ 物 ρ 液 _____ρ 物 物体处于动态，受到的是非平衡力 物体处于静止状态，受平衡力 知识点4：浮力的应用 1. 轮船 （1）原理 物体的密度大于液体的密度，制成________的可以漂浮在液体的表面上，也增大了可以利用的浮力 （2）排水量 轮船载重的大小用_______表示，是指轮船按照设计要求满载货物时排开水的________； 2. 潜水艇 因浸没在水中的潜水艇排开水的体积始终不变，所以，潜水艇受到的浮力_________，潜水艇的上浮 和下沉全靠改变_________； 3. 气球和飞艇 靠充入密度_____________空气的气体来工作的； 4. 密度计 （1）原理 根据物体__________时的受力平衡及阿基米德原理制成，用来测定液体密度的仪器； （2）特点：浸入液体的体积越小，说明液体的密度越______； 考点一 浮力及其产生的原因 1. 浮力是指一切浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）对其有一个竖直向上的力，这个力就是 浮力； 2. 方向：竖直向上（重力竖直向下） 3. 浮力产生的原理：液体对物体下上两表面的压力差， 4. 表达式： （或 ） 【典例1】（2023·湖南株洲·统考中考真题）2023 年5 月28 日，国产大飞机919 成功商业首航。图为 正在飞行时的919，下列说法正确的是（ ） ．机翼的主要作用是提供浮力 B．机翼的主要作用是产生升力 ．以地面为参照物，飞行员是静止的 D．以座舱为参照物，飞行员是静止的 【变式1】（2023·山东临沂·统考一模）一艘轮船由甲海进入乙海（忽略船重变化），发现船身上浮了 一些，下列有关说法正确的是（ ） ．甲海水的密度大于乙海水的密度 B．轮船受到的浮力变大 ．轮船底部受到的海水压强变小 D．轮船底部受到的海水压力不变 【变式2】（2023·安徽宿州·统考模拟预测）如图所示为福建舰在大海上匀速航行时的情景，它受到海 水的支持力为 ，它对海水的压力为 ，它受到的浮力为 ，它受到的重力为G，则（ ） ． 与G 是一对平衡力 B． 与 是一对平衡力 ． 与 是一对相互作用力 D． 与G 是一对相互作用力 【变式3】（2023·河北廊坊·廊坊市第四中学校考模拟预测）2022 年4 月16 日，神舟十三号载人飞船 返回舱成功着陆。图甲是航天员王亚平在空间站做的乒乓球浮力消失实验，图乙为某物理老师做的浮力实 验。下列说法错误的是（ ） ．液体内部存在向各个方向的压强，是由于液体受重力，且有流动性 B．图甲，太空中失重状态下，水的密度小到零 ．图甲，液体对乒乓球没有压力差，因此浮力消失 D．图乙，乒乓球受到液体压力，因此受到浮力作用 考点二 称重法测浮力的大小 先在空气中用弹簧测力计测出物体的重力，再把物体浸在液体中读出弹簧测力计的示数F 拉，则物体 所受的浮力为F 浮=G-F 拉 【典例2】（2023·江苏南通·统考中考真题）小明探究 怎样使物体上浮 ，将体积相等的两个物体、 “ ” B 浸没在水中，松开手，物体静止时如图甲所示。（g 取10/kg） （1）如图乙所示，选择物体进行实验，用弹簧测力计测出其重力G= ，浸没在水中受到的浮力F= ，的体积V= m3； （2）测出物体B 的重力GB，发现GB小于 （选填“G”或“F”），初步得到物体上浮的条件； （3）将物体从水中提起的过程中，发现弹簧测力计示数变大，你认为可能的原因是 。 【变式1】（2023·湖北武汉·统考模拟预测）如图是探究浮力的大小跟哪些因素有关的几个实验情景。 甲、乙和丙中，弹簧测力计的示数分别为30、20 和18。下列说法中正确的是（ ） ．对比甲、乙、丙三图，可以探究物体所受浮力与物体浸入液体的体积的关系 B．实验所用圆柱体的体积是200m3 ．盐水的密度是11g/m3 D．乙、丙两图中，剪断细线，金属圆柱体沉底，烧杯对桌面的压力的增大值之比为10 9 ∶ 【变式2】（2023·云南昆明·统考二模）如图所示为测量小石块所受浮力大小的实验，小石块重32， 将其浸没在装满水的溢水杯中，小石块排出的水全部收集在小烧杯中，小石块浸没在水中时所受浮力的大 小为 ，结合阿基米德原理知识可知，小烧杯中水的重力为 。 考点三 探究影响浮力大小的因素 1. 影响浮力大小的因素：液体的密度和排开液体的体积，与物体浸入液体的深度无关 【典例3】（2023·内蒙古呼伦贝尔·统考一模）某同学利用如图所示的实验装置，进行了如下实验： （1）物体浸没在水中时受到的浮力是 ，物体的体积是 m3； （2）由图示实验数据得出盐水的密度是 kg/m3； （3）他还想探究 物体受到的浮力大小与其形状是否有关 ，于是找来薄铁片、烧杯和水进行实验，实 “ ” 验步骤如下： 步骤一，将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底； 步骤二，将铁片弯成 碗状 再放入盛水的烧杯中，让它漂浮在水面上；通过分析可知，第一次铁片受到 “ ” 的浮力 （选填 或 “﹥”“﹤” “=”）第二次铁片受到的浮力。 【变式1】（2023·广东珠海·珠海市紫荆中学校考三模）某物理兴趣小组做了如图所示的实验来研究物 体在液体中所受浮力的有关问题。 （1）从图B 可以看出，物体浸在水中时，所受浮力大小为 ；此时在B 图中加盐，弹簧测力计的示数 会 （选填 变大 、 变小 或 不变 ）； “ ” “ ” “ ” （2）由图B 可以看出物体浸在水中时受到的浮力与 有关； （3）如图BD 所示，由于图D 弹簧测力计老旧导致示数指针掉落，请判断指针对应的位置示数为 ； （4）通过图E 可以得出的结论是： ； （5）已知图F 中物体B 为体积为 的长方体，物体下表面受到的水的压力大小为2，则上表面受 到的水的压力大小为 。（ ，g 取10/kg） 【变式2】（2023·山东日照·日照市田家炳实验中学校考一模）小楷同学在探究 影响浮力大小的因 “ 素 时，做了如图所示的实验。请你根据小楷的实验探究回答下列问题： ” （1）弹簧测力计在使用之前应该在 （选填 竖直 或 水平 ）方向调零； “ ” “ ” （2）D 图中金属块完全浸没在水中时所受浮力 ； （3）分析实验步骤、B、、D，可以说明浮力大小跟排开液体的 有关； （4）为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，可选步骤和 步骤进行分析； （5）F 图是金属块放到另外某种液体中的情形，小楷据此又算出了该液体的密度是 ，金属块 的密度为 。 【变式3】（多选）（2023·辽宁本溪·校考模拟预测）水平桌面放有甲、乙两个相同的烧杯，烧杯内装 有密度不同的两种液体，将质量相同的、B、和体积相同的B、、D 四个球球放入两只烧杯中后，球在液 体中静止时的状态如图所示，B、D 对器底均有压力，两烧杯中液面高度相同，下列说法正确的是（ ） ．图中、D 两球所受浮力F＝FD B．图中B、D 两球的密度ρB＞ρD ．甲、乙两烧杯底受到液体的压强p 甲＜p 乙 D．甲、乙两烧杯对桌面的压力F 甲＜F 乙 考点四 浮力的应用 1. 浮力的应用：密度计、飞艇和热气球，注意：飞机是靠压强 【典例4】（2023·四川成都·统考中考真题）如图甲是我国自主研发的 极目一号 型浮空艇，其内 “ ”Ⅲ 部有两个气囊，主气囊内充满氦气（密度小于空气），副气囊内充有空气。当驻空的浮空艇要上浮时，排 出副气囊内的部分空气，使浮空艇受到的重力 浮力，实现上浮。图乙是国产大飞机919，飞机在空中飞 行时，机翼上表面的空气流速大，压强 ，机翼的上下表面形成压力差，使飞机获得升力。 【变式1】（2023·山东东营·统考二模）对如图所示现象解释正确的是（ ） ． 静止在桌面上的花瓶对桌面的压力与桌面对花瓶的支持力是一对相互作用力 B． 推着物体在水平地面上运动时，向右的推力越大，物体受到向左的滑动 摩擦力就越大 ． 飞机机翼上方空气流速快，压强大 D． 潜水艇是靠改变排开水的体积来改变浮力从而实现上浮或下潜的 【变式2】（多选）（2023·广西·广西大学附属中学校考模拟预测）如图所示，水母的伞状体内有一种 特别的腺，可以发出一氧化碳，使伞状体膨胀，通过控制伞状体的体积大小，水母实现了在水中上浮和下 潜的自由。忽略产生一氧化碳的质量，下列说法正确的是（ ） ．伞体缩小时，受到浮力会减小 B．悬浮的水母，产生一氧化碳时会上浮 ．逐渐下沉的水母，所受水的压强逐渐增大 D．水母实现浮沉自由的原理与潜水艇的一致 一、选择题 1．如图所示，一个重为10 的长方体物块，用手将其浸没在水中某一深度时，已知水对物块下表面竖直向 上的压力为30，水对物块上表面竖直向下的压力为18，放手后，该物块将（ ） ．上浮 B．下沉 ．悬浮 D．无法判断 2． 天宫课堂 第一课上，王亚平老师做了一个有关浮力的实验，如图所示，在太空中，乒乓球并没有 “ ” 像在地面一样浮在水面，而是停留在了水中，下列有关该现象的解释正确的是（ ） ．乒乓球受到的浮力方向向下 B．乒乓球受到的浮力小于重力 ．太空中乒乓球处于失重状态，它不受浮力了 D．浮力是由重力产生的 3．下列关于浮力的说法正确的是（ ） ．只有浮在液面的物体才受浮力 B．密度计的刻度上大下小 ．正在装货的轮船所受浮力越来越大 D．潜水艇在水下是通过改变受到的浮力，从而实现上浮和下潜 4．下列物体受力的示意图正确的是（ ） ． 小球所受重力的示意图 B． 小球对斜面的压力示意图 ． 小球所受拉力的示意图 D． 小球所受浮力的示意图 5． 我劳动，我快乐 ，瑶瑶同学养成了良好的劳动习惯，每天坚持洗碗，在洗碗过程中，他发现碗可 “ ” 以漂浮在水面上，也可以沉入水底，如图所示，下列说法正确的是（ ） ．碗漂浮在水面时受到的浮力大于它的重力 B．碗沉入水底后不会受到浮力作用 ．碗沉入水底后比漂浮在水面上时受到的浮力小 D．碗沉入水底后容器底部受到水的压强变大了 6．关于浮力，下列说法中正确的是（ ） ．浮在液体表面上的物体所受浮力一定更大 B．下沉的物体不会受到浮力 ．一切浸入液体中的物体（下表面未与容器底紧密接触）都受到液体对它施加的竖直向上的浮力 D．浮力的方向不一定都是竖直向上的 7．下列物体升空是利用力的作用是相互的是（ ） ． 直升机 B． 热气球 ． 客机 D． 风筝 8．下列有关浮力的问题中，说法正确的是（ ） ．浸没在水中的物体受到的浮力等于水对它下表面向上的压力 B．物体浸没在液体中的深度越深，它受到的浮力越大 ．物体密度与液体密度相等时，物体在液体中处于漂浮状态 D．潜水艇是靠改变自身受到的重力实现上浮和下沉的 9．下列情境中没有受到浮力的物体是（ ） ．下潜的蛟龙号 B．遨游的天宫一号 ．航行的辽宁舰 D．上升的热气球 10．用手将乒乓球慢慢压入水中，直到浸没。下列对乒乓球受到的浮力分析不正确的是（ ） ．乒乓球受到水对它的浮力 B．浸没后，压得越深，受到的浮力越大 ．浮力的方向竖直向上 D．浸在水中的体积越大，受到的浮力越大 11．2021 年12 月9 日天地信号接通， 天宫课堂 在中国空间站正式开讲。三位太空航天员师展示了空 “ ” 间站工作生活场景，演示了微重力环境下（可近似当作完全失重）的一些科学实验，不考虑太空中微重力， 下列物体受到浮力的是（ ） ． 如图天宫课堂中 悬浮 在水中的乒乓球 “ ” B． 如图在太空中的中 国空间站 ． 如图太空转身实验时飘着的宇航员 D． 如图上太空前进行 水下训练的宇航员 12．（多选）学习完浮力知识后，细心的小丽同学进行了知识梳理，如图所示，关于物体受到的浮力及其 应用，下列说法正确的是（ ） ．图甲所示，孔明灯内的气体密度小到一定程度后，孔明灯便可升空 B．图乙所示，轮船从长江驶入海洋的过程中，浮力不变 ．图丙所示，良种所受浮力小于重力，次种所受浮力大于重力 D．图丁所示，潜水艇浸没后下沉过程中，浮力不变 二、填空题 13．某潜水器漂浮在水面上时，受到的浮力 （填 大于 等于 或 小于 ）水对潜水器底面向上 “ ”“ ” “ ” 的压力；若潜水器排开水的体积为20m3，潜水器受到的浮力为 。（海水的密度取1×103kg/m3，g 取10/kg） 14．一均匀的长方体浸没在液体中，如图所示，已知它的底面积为S，上表面所处深度为1，下表面所处深 度为2，则长方体所受浮力表达式为F 浮= （液体密度ρ 液和g 为已知量）。 15．课本中的图片蕴含着丰富的物理现象和知识：图1，小铁球从斜面上自由释放，当它经过磁体附近时， 其运动方向发生了改变，此现象说明力可以改变物体的 ；图2，铁轨下面铺放路枕，是通过增大受力面 积来减小 ；图3，往B 管中轻轻吹气，可以看到管中的水面 （选填 上升 或 下降 或 不 “ ” “ ” “ 变 ）；图 ” 4，浮力的方向为 。 16．如图为探究 阿基米德原理 的实验，由图可知物体所受浮力为 “ ” ；丙图中弹簧测力计的示数应为 。 17．利用如图所示的装置来探究浮力的方向是怎样的：将一个气球用细线系在容器底部，然后向容器中倒 入适量的水，容器起初放在水平木板上，发现细线沿竖直方向，缓慢抬起木板一端，随着∠α 的改变，悬 线与水平面的夹角将 （选填 改变 或 保持不变 ），剪断悬线，小气球将沿 “ ” “ ” 方向运动，这说 明浮力的方向是 。 18．为什么浸在液体中的物体会受到浮力？ （1）这是因为液体内部存在 ，而且深度不同，其 不同。如甲图所示，分析它的受力情况，两 个相对的侧面所受液体的压力相互平衡，对物体水平方向受力没有影响。考虑到长方体上、下表面的受力 面积是相同的，所以，液体对长方体向上的压力 （选填 大于 、 小于 或 等于 ）液体对 “ ” “ ” “ ” 它向下的压力 ，浸没在液体中的物体，其上、下表面受到的液体对它的压力 （选填 相同 或 “ ” 不同 ），这就是浮力产生的原因； “ ” （2）请在乙图中画出静止在水中的物体的受力示意图 。 三、作图题 19．如图所示，重为3 的小球悬浮在盛水的杯中，请画出小球所受浮力和重力的示意图。 20．如图所示，一只气球在空中运动，请画出气球所受浮力的示意图。 四、实验题 21．如图所示是研究浮力大小的实验装置图，请根据图示回答下列问题 （1）（）（b）两图中，（b）图中弹簧测力计的示数较小，说明了 ；（）（b）两图中弹簧测力计 的示数差等于 ； （2）（b）（）两图中，弹簧测力计的示数的不同，说明浸在同一液体中的物体，所受浮力大小跟 有关； （3）（）（d）两图中，弹簧测力计的示数的不同，说明物体排开相同体积的液体时，所受浮力大小跟 有关；