中考物理分类汇编－浮力

中考物理分类汇编－浮力

2014 全国各地中考物理分类汇编－浮力 20．（7 分）（2014•黄冈）2014 年 4 月 14 日，为寻找失联的 MH370 航班，启用了“蓝鳍金枪 鱼﹣21”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻．其外形与潜艇相似（如图甲所示）， 相关标准参数为：体积 1m3、质量 750kg，最大潜水深度 4500m，最大航速 7.4km/h（不考 虑海水密度变化，密度ρ取 1.0×103kg/m3，g 取 10N/kg）． （1）假设“金枪鱼”上有面积为 20cm2 的探测窗口，当它由海水中 2000m 处下潜至最大潜水 深度处，问该探测窗口承受海水的压力增加了多少？ （2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时恰能静止漂浮在海面上，此时露出海面体积为 多大？ （3）若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其匀速竖直吊离海面．起重装置拉力的 功率随时间变化的图象如图乙所示，图中 P3=3P1．求 t1 时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力（不 考虑水的阻力）． 考点： 液体压强计算公式的应用；阿基米德原理；功率计算公式的应用． 专题： 压强和浮力． 分析： （1）根据压强公式 p=ρgh 求航行器由 2000m 下潜至 4500m 深度时受到海水的压 强差．根据公式 F=PS 求所受压力差． （2）处于漂浮状态的物体露出液面的体积等于总体积与浸在液面下的体积之差． （3）利用功率变形式，结合受力分析，计算所受拉力． 解答： （1）海面下 2000m 处的压强为：p1=ρgh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×2000m=2×107Pa； 下潜至最大潜水深度处压强为：p2=ρgh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×4500m=4.5×107Pa； 增加的压强为：△p=p2﹣p1=4.5×107Pa﹣2×107Pa=2.5×107Pa； 由 F=pS 得探测窗口承受海水的压力增加：△F=△pS=2.5×107Pa×20×10﹣4m2=5×104N； （2）由于“金枪鱼”搜寻任务完成后，静止漂浮在海面上，所以有 F 浮=G． 又由 F 浮=ρV 排 g，G=mg，得ρV 排 g=mg； V 排= = =0.75m3 露出海面体积为：V 露=V﹣V 排=1m3﹣0.75m3=0.25m3． （3）由于起重装置吊起“金枪鱼”是匀速竖直离海面，所以速度保持不变即 v1=v3，由 P=Fv， 得 P1=F1v1，P3=F3v3，又 P3=3P1，所以有 F3=3F1，F1= F3， 在 t3 时刻“金枪鱼”离开水面，由图象分析知，此时起重装置对“金枪鱼”的拉力等于“金枪鱼” 的重力，即 F3=mg 所以 t1 时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力：F1= = =2500N． 答：窗口承受海水的压力增加了 5×104N；（2）露出海面体积为 0.25 立方米；（3）起重装置 对“金枪鱼”的拉力是 2500 牛． 点评： 本题考查了浮力、压强和功的计算，认真计算即可正确解题，解题时，有时要注意 单位换算． 10. （2014 山东济宁）将金属块挂在弹簧测力计下端，先后浸没在水和酒精中， 金属块静止时弹簧测力计的示数如图 7 中甲、乙所示。则下列关于金属 块的几个物理量计算正确的是（ ）D A.在水中受到的浮力为 2N B.质量为 3kg C.体积为 10cm3 D.密度为 3.0×103kg/m3 13. （2014 山东济宁）2014 年 4 月 16 日，一艘载有 470 余名乘客的“岁月号”客轮在韩国 西南海域发生触礁浸水事故而逐渐倾斜（如图 9 所示），最终 海水灌满船舱，客轮的重力 （填“大于”或“小于”） 所受浮力而下沉。事故发生后，潜水员下潜到 25 米深的水下 船 舱 内 进 行 搜 救 ， 此 时 潜 水 员 受 到 的 压 强 是 Pa(ρ海水=1.03×103kg/m3)。大于 257500 20、(2014 重庆 B 卷)如图 18 甲所示，水平旋转的平底柱形容 器 A 的底面积为 200cm2，不吸水的正方体木块 B 重为 5N，边 长为 10cm，静止在容器底部，质量体积忽略的细线一端固定在容器底部，另一端固定在木 块底面中央，且细线的长度为 L＝5cm，已知水的密度为 1.0×103kg/m3。求： （1）甲图中，木块对容器底部的压强多大？ （2）问容器 A 中缓慢加水，当细线受到拉力为 1N 时， 停止加水，如图 18 乙所示，此时木块 B 受到的浮力是多 大？ （3）将图 18 乙中与 B 相连的细线剪断，当木块静止时， 容器底部受到水的压强是多大？ 20：（1）500Pa (2)6N (3)1050Pa 17．（6 分）（2014•青岛）运用知识解决问题： （2）请画出图 1 中漂浮在水面上的小球所受力的示意图． 考点： 力的示意图； 专题： 其他综合题． 图 9 分析： （2）小球在水中受到重力和浮力的作用，重力的方向竖直向下，浮力的方向竖直 向上，由于小球漂浮，因此受到的力是平衡力，重力和浮力大小相等． 解答： 解：（2）小球漂浮在水面上，重力和浮力是一对平衡力，二者大小相等、方向相反、 作用在同一直线上，如下图所示： 故答案为：（2）如图所示； 点评： （2）画力的示意图时要考虑到物体的运动状态，当物体处于静止或匀速直线运动 时，受到的力就是平衡力． 24．（5 分）（2014•青岛）小雨受到的重力为 640N，他站在水平地面上时对地面的压强为 1.6×103Pa． （1）他用图甲所示滑轮组匀速提升物体 A，滑轮组的机械效率为 90%（不计绳重和摩擦）， 此时他对水平地面的压强为 6×103Pa．则物体 A 重力 GA=？ （2）如图乙所示，若他用此滑轮组从水下缓慢提起边长为 0.3m 的正方体 B（不计水的阻力、 绳重和摩擦），当物体 B 的下表面所受水的压强为 2×103Pa 时，小雨对水平地面的压强为匀 速提升物体 A 时对水平地面压强的 ，则物体 B 的密度ρB=？ 考点： 滑轮组绳子拉力的计算；密度的计算；压强的大小及其计算． 专题： 其他综合题． 分析： （1）根据 p= 求出人与地面的接触面积，再根据 p= 求出人拉物体时对地面的压 力，从而求出人对绳子的拉力，再根据η= = = 求出物体重力； （2）根据 p=ρgh 求出物体下表面到液面的深度，求出物体排开液体的体积，根据 F 浮=ρgV 排求出物体受的浮力，根据题意求出此时小雨对地面的压强，根据 p= 求出小雨此时对地面 的压力，从而求出小雨的拉力，在第一问中，根据 F= （G+G 动）求出动滑轮重，根据 F= （G﹣F 浮+G 动）求出物体重力，根据 G=mg=ρVg 求出物体密度． 解答： 解：（1）∵p= ∴小雨与地面的接触面积 S= = =0.04m2， 匀速提升物体 A 时，小雨对地面的压力 F′=p′S=6×103Pa×0.04m2=240N， 小雨对绳子的拉力 F 拉=G﹣F′=640N﹣240N=400N， ∵η= = = ∴物体 A 的重力 GA=3F 拉η=3×400N×90%=1080N； （2）∵p=ρgh ∴物体 B 浸入液体中的深度 h= = =0.2m， 物体排开水的体积 V 排=S′h=（0.3m）2×0.2m=0.018m3， 物体受到的浮力 F 浮=ρgV 排=1×103kg/m3×10N/kg×0.018m3=180N， ∵p= ∴此时小雨对地面的压力 F″=p″S= p′S= ×6×103Pa×0.04m2=120N， 小雨对绳子的拉力 F 拉′=G﹣F″=640N﹣120N=520N， ∵F= （G+G 动） ∴动滑轮重 G 动=3F 拉﹣GA=3×400N﹣1080N=120N， ∵F= （G﹣F 浮+G 动） ∴物体 B 的重力 GB=3F 拉′﹣G 动+F 浮=3×520N﹣120N+180N=1620N， ∵G=mg=ρVg ∴物体 B 的密度ρ= = =6×103kg/m3． 答：（1）物体 A 重力为 1080N； （2）物体 B 的密度为 6×103kg/m3． 点评： 此题主要考查的是学生对压强、二力平衡知识、机械效率、液体压强、浮力、滑轮 组的省力特点、质量、密度计算公式的理解和掌握，综合性很强，难度很大． 27．（2 分）（2014•青岛）问题解决﹣﹣测量浮力： 小雨想要知道一块形状不规则的塑料泡沫浸没在水中时所受浮力的大小，身边只有一个轻质 滑轮，一把轻质硬木刻度尺，一个密度小于水的正方体木块，一个盛有适量水的水槽和线绳． （1）测量步骤（配图说明）； （2）计算出浮力的大小 F 浮= ρ水 ga3h ． 考点： 探究浮力大小的实验． 专题： 设计与制作题；测量型实验综合题． 分析： 泡沫塑料的形状不一定规则且密度小于水的密度，无法直接用刻度尺测出泡沫塑料 的体积即排开水的体积，但给了正方体木块、轻质滑轮、轻质硬木棒，可以组装成杠杆和滑 轮组合而成的测量工具，即先利用可读出测出木块的边长和放入足够多的水中浸没的深度， 利用阿基米德原理和物体漂浮条件求出木块的密度，进一步求出木块的质量和重力，然后把 泡沫塑料和木块分别挂着硬木棒的两端水平平衡，测出力臂，根据杠杆的平衡条件求出泡沫 塑料的重力，最后通过滑轮浸没在水中，调节平衡后测出力臂，根据杠杆的平衡条件求出此 时绳子的拉力，则泡沫塑料受到的浮力等于泡沫塑料的重力加上绳子对泡沫塑料的拉力，据 此进行解答． 解答： 解：（1）步骤： ①如图甲所示，将塑料泡沫和木块分别挂在刻度尺两端，使杠杆水平平衡，读出力臂 l1 和 l2； ②用刻度尺测量出正方体的边长为 a，把木块放入水槽中，如图乙所示，用刻度尺测出它的 下表面到水面的距离为 h； ③如图 3 所示，用此装置使塑料泡沫浸没在水中，并使杠杆水平平衡，读出力臂 l1 和 l3． （2）图乙中，木块的体积： V=a3， 因木块漂浮， 所以，木块的重力： G 木=F 浮木=ρ水 gV 排=ρ水 ga2h， 由杠杆的平衡条件可得，图甲中有： G 泡沫 l1=G 木 l2， 则 G 泡沫= = ， 图丙中，设滑轮绳子的拉力为 F′，则 F′l1=G 木 l3， 即 F′= = ， 所以，泡沫塑料浸没时受到的浮力： F 浮=G 泡沫+F′= + = ρ水 ga2h． 故答案为： （1）步骤： ①如图甲所示，将塑料泡沫和木块分别挂在刻度尺两端，使杠杆水平平衡，读出力臂 l1 和 l2； ②用刻度尺测量出正方体的边长为 a，把木块放入水槽中，如图乙所示，用刻度尺测出它的 下表面到水面的距离为 h； ③如图 3 所示，用此装置使塑料泡沫浸没在水中，并使杠杆水平平衡，读出力臂 l1 和 l3． （2） ρ水 ga2h． 点评： 本题考查了测量泡沫塑料完全浸没时所受的浮力，关键是明白所给实验器材的作 用，要注意木块和泡沫塑料的密度均小于水的密度． 25．（2 分）（2014•邵阳）酷夏季节，烈日炎炎，很多人喜欢下河下塘游泳．一个密度与水 相同的实心物体，放入足够多的水中静止时，它将处于 悬浮（选填“漂浮”或“悬浮”）状态．因 为人体密度与水的密度大致相同，所以为了安全，请同学们不要擅自下河下塘游泳． 考点：物体的浮沉条件及其应用． 专题：应用题；浮沉的应用． 分析：利用物体的浮沉条件判定，实心物体密度小于水的密度，物体漂浮在水面上；实心 物体密度大于水的密度，物体下沉，实心物体密度等于水的密度，物体会悬浮． 解答： 解：由于一个密度与水相同的实心物体，根据物体的浮沉条件可知：放入足够多的 水中静止时，它将处于悬浮状态，所以人体密度与水的密度大致相同，所以为了安全，请同 学们不要擅自下河下塘游泳． 故答案为：悬浮． 点评：本题考查了物体的浮沉条件，知道根据物体与液体的密度即可判断实心物体的浮沉． 30．（6 分）（2014•邵阳）某同学在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中： （1）如图甲、乙，先用弹簧测力计吊着石块，弹簧测力计的示数为 1.6N，然后让石块完全 浸没在水中，弹簧测力计的示数变为 1N，则石块受到水的浮力为 0.6 N． （2）如图丙，用弹簧测力计缓慢将石块拉出水面，随着石块露出水面的体积越来越大，观 察到弹簧测力计的示数也越来越大，则石块受到的水的浮力越来越 小 （选填“大”或 “小”）．说明浮力的大小与石块浸入水中的体积有关．（3）通过比较图乙和图 丁 ，可以探 究浮力大小跟液体密度是否有关． 考点：探究浮力大小的实验． 专题：探究型实验综合题． 分析： 石块受到的浮力等于重力与测力计示数之差； 应用控制变量法分析图示实验，根据实验现象分析答题． 解答： 解：（1）石块受到的浮力：F 浮=G﹣F=1.6N﹣1N=0.6N； （2）石块受到的浮力：F 浮=G﹣F，石块的重力 G 不变，测力计示数 F 越来越大，则石块受 到的浮力越来越小； （3）探究浮力与液体密度的关系，应控制物体排开液体的体积相等而液体密度不同，由图 示实验可知，图乙与图丁所示实验物体排开液体体积相等而液体密度不同，可以用图乙与图 丁所示实验探究浮力与液体密度的关系． 故答案为：（1）0.6；（2）小；（3）丁． 点评： 本题考查了求石块受到的浮力、判断浮力如何变化、实验现象分析等，知 道实验原理、应用控制变量法分析图示实验即可正确解题． 10．（4 分）（2014•安徽）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 h1，下表面所处深度为 h2，则长方体下表面所受到液体的压力表达式为 ρ 液 gh2S 、浮力表达式为 ρ液 g（h2﹣h1）S ．（液体密度ρ液和 g 为已知量） 考点：液体压强计算公式的应用；浮力大小的计算． 专题：压强和浮力． 分析：根据液体压强公式 p=ρgh、压强公式的变形公式 F=pS 推导证明． 解答： 解：由液体压强公式 p=ρgh 及压强公式的变形公式 F=pS 得： F1=p1S=ρ液 gh1S； F2=p2S=ρ液 gh2S， F 浮=F2﹣F1=ρ液 gh2S﹣ρ液 gh1S=ρ液 g（h2﹣h1）S． 故答案为：ρ液 gh2S；ρ液 g（h2﹣h1）S． 点评：本题考查了：液体压强公式 p=ρgh、压强公式的变形公式 F=pS、浮力公式 F 浮=ρgV 排，推导证明过程简单，是一道基础题． 8．（3 分）（2014•宜宾）深海探测器利用“深海潜水器无动力下潜上浮技术”，其两侧配备多 块相同的压载铁，当其到达设定深度时，抛卸压载铁，使其悬浮、上浮等，并通过探测器观 察窗观察海底世界．其深海探测器在一次海底科考活动中，经过下潜、悬浮、上浮等一系列 操作后，顺利完成任务．如图所示，是该探测器观察窗所受海水压强随时间变化的 P﹣t 图 象，以下说法正确的是（ ） A．探测器在 AB、BC、CD 三个阶段，所受浮力的大小关系是 F 浮 AB＜F 浮 BC＜F 浮 CD B．探测器在下潜、悬浮、上浮三个阶段，在竖直方向的速度大小关系是 v 悬浮＜v 下沉＜v 上浮 C．探测器在第 3h、第 5h 和第 8h 的三个时刻，观察窗所受压力大小的关系是 F5h＞F3h＞F8h D．探测器在下潜的最深处处于悬浮状态，受到重力、浮力和海水对探测器的压力的作用 考点：物体的浮沉条件及其应用． 专题：浮力． 分析： A、根据 F 浮=ρgV 排可比较探测器在 AB、BC、CD 三个阶段，所受浮力的大小关 系； B、潜水器两侧配备 4 块压载铁，重量可以根据不同深度与要求调整．当潜水器两侧配备 4 块压载铁时，潜水器下潜一定深度后按恒定速度下潜；当潜水器到达一定深度时，可操作抛 载其中两块压载铁，使潜水器悬停在指定深度上实现作业，包括航行、拍照、取样等；当任 务完成，再抛弃另外 2 块压载铁，使潜水器上浮，到达水面； C、根据 3h、第 5h 和第 8h 的三个时刻所受的压强关系，利用压强公式变形分析观察窗所受 压力大小的关系 D、潜水器在水下悬浮，受到的重力和浮力大小相等． 解答： 解：A、探测器在 AB、BC、CD 三个阶段，都是浸没，V 排=V 物，故由 F 浮=ρgV 排 可知，在 AB、BC、CD 三个阶段，所受浮力的大小是相等的，故 A 错误； B、潜水器两侧配备 4 块压载铁时，对潜水器受力分析，根据牛顿第二定律可得 G1﹣kv2﹣F 浮=ma，当速度增大时，加速度逐渐减小，当加速度减到零时，速度达到最大值，潜水器做 匀速运动，潜水器抛弃所有压载铁时，根据牛顿第二定律得 G3﹣kv2+F 浮=ma，潜水器将做 加速度逐渐减小的加速运动，故 B 错误； C、由图象可知，3h 所受压强为 7.5×104Pa，5h 所受压强为 10×104Pa，8h 所受压强为 4.5×104Pa， 根据 p=可得 F=pS，则 5h 所受压力大于 3h 所受压力，3h 所受压力大于 8h 所受压力，即 F5h ＞F3h＞F8h，故 C 正确； D、潜水器在水面下处于悬停时，它在竖直方向上受到的重力与浮力大小相等、方向相反、 作用在同一直线上，是一对平衡力，故该选项说法错误； 故选 C． 点评：牛顿动力学问题是高考考查的重点，而与中国科技进步相关的高科技问题更能激起 学生的爱国热情，本题借助最新的物理情景，考查了牛顿动力学问题，解题的关键是会将 实际问题转换为物理模型． 19．（7 分）（2014•菏泽）韩国“岁月号”经过改造后，船体为 6825t 级，长 145m，宽 22m， 最大载客量 920 人，满载排水量 6825t，是目前韩国国内同类客轮中最大的一艘，“岁月号” 客轮沉船事件引起世界广泛的关注． 沉船原因 有人猜测沉船原因，是轮船底部被船员视为生命水的“平衡水”被人为减少，如图所示，导致 船在失去平衡时丧失了自我恢复平衡的能力．关于平衡水的作用，下面说法正确的是 B ． A、增大浮力 B、降低船体的重心 C、减少惯性 D、增大惯性 “岁月号”打捞 韩国最大打捞船的打捞能力只有 3200 吨级，目前四艘打捞船已经进入工作区域．小明也想 到一种打捞方法：将一些气囊捆在沉船上，然后充气，利用众多气囊的浮力将沉船拉出海 面．请通过计算结果对小明的打捞方法进行可行性分析．（气囊自身重量情况忽略不计）． 参照数据： “岁月号”自身质量加之所载货物和海水总质量超过万吨（按 10000 吨计算和考虑） 一个普通农村中学教室的体积约 400m3，海水密度按 103kg/m3 计算和考虑 g=10N/kg． 考点：稳度和提高稳度的方法；阿基米德原理． 专题：社会热点综合题． 分析：（1）根据提高稳定性的方法主要有两种：一是增大支承面；二是降低重心来解答此题； （2）已知气囊的体积和水的密度，根据公式 F 浮=ρgV 排可求这些气囊受到海水的浮力． 解答： 解： （1）根据提高稳定性的方法可知，轮船底部的“平衡水”的作用相当于降低了轮船的重心， 所以 B 正确； （2）岁月号”的质量 m=10000T=1×107kg 设浮体（气囊）的体积为 V，浮体（气囊）要将沉船拉出水面， 至少应满足 F 浮=G=ρ水 Vg=mg， 浮体的最小体积：V= = =1×104m3； 可行性分析： 结论：打捞方案是可行的，浮体（气囊）的体积大于 104m3． 点评：本题考查增加稳定性的方法，在技术上，可以通过降低重心的方法增加物体的稳定 性，也可以通过增大支撑面积来增加物体的稳定性． 18．（2 分）（2014•株洲）将一空饮料罐压入装满水的烧杯中，其排开的水所受到的重力为 4N，则空饮料罐受到的浮力大小为 4 N，方向竖直 向上 ． 考点：浮力大小的计算． 专题：浮力． 分析：根据阿基米德原理（浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于该物 体排开的液体受到的重力）的内容填写； 解答： 解：浸在水中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的水所受的重 力；空饮料罐压入装满水的烧杯中，其排开的水所受到的重力为 4N，则空饮料罐受到的浮 力大小为 4N，方向竖直向上； 故答案为：4；向上．[来源:www.shulihua.net] 点评：本题考查了阿基米德原理的应用，是一道基础题目． 26．（6 分）（2014•株洲）某同学利用“替代法”测量一粒花生米的密度，实验过程如图所示． （1）在下列空格中填写适当内容． ①选择一粒饱满的花生米放入装有适量水的透明玻璃杯中，发现花生米下沉至杯底，如图 （甲），此时花生米所受的浮力 小于 重力（填“大于”、“等于”或“小于”）． ②往杯中逐渐加盐并搅拌，直至观察到花生米 悬浮 ，随即停止加盐，如图（乙）． ③取出花生米，用调好的天平测杯子和盐水的总质量，如图（丙），天平的读数为 121 g． ④将玻璃杯中的盐水全部倒入量筒，如图（丁），量筒的读数为 55 mL． ⑤利用密度公式计算 出盐水的密度，即为花生米的密度． （2）实验中若加盐过量，可进行如下操作： 向盐水中加水 ． （3）实验中遗漏了重要的一步，即 将玻璃杯中的盐水全部倒入量筒，测出空杯子的质量 ． 考点：固体的密度测量实验． 专题：测量型实验综合题． 分析：（1）①根据物体的浮沉条件，物体下沉时浮力小于重力；[来源:www.shulihua.netwww.shulihua.net] ②当物体的密度与液体密度相等时，物体在液体中悬浮； ③天平的读数：砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值； ④进行量筒的读数时，注意量筒的分度值； （2）若液体的密度过大，可加水稀释； （3）要测量盐水的密度，需测出盐水的质量和体积，然后计算出密度，从该处入手进行分 析． 解答： 解：（1）①花生米下沉，说明此时花生米所受的浮力小于重力； ②往杯中逐渐加盐并搅拌，直至观察到花生米悬浮； ③由图丙知，天平的读数为 m=100g+20g+1g=121g． ④由图丁知，量筒的分度值为 1ml，量筒的读数为 55mL． （2）实验中若加盐过量，可再向盐水中加水． （3）要测量盐水的密度，需测出其质量和体积，而要测其质量，除了测出盐水和杯子的总 质量，还需测出倒出盐水后空杯子的质量． 故答案为：（1）①小于；②悬浮；③121；④55；（2）向盐水中加水；（3）将玻璃杯中的盐 水全部倒入量筒，测出空杯子的质量． 点评：此题利用替代法来测量花生米的密度，考查了对物体浮沉条件的应用及液体密度的 测量，设计新颖，要能够很好的解决，需熟练掌握有关基础知识． 26．（6 分）（2014•威海）如图甲所示是某船厂设计的打捞平台装置示意图．A 是动滑轮， B 是定滑轮，C 是卷扬机，卷扬机拉动钢丝绳通过滑轮组 AB 竖直提升水中的物体，可以将 实际打捞过程简化为如图乙所示的示意图．在一次打捞沉船的作业中，在沉船浸没水中匀速 上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮 A 未挂沉船时变化了 0.4m3；在沉船 全部露出水面并匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮 A 未挂沉船时 变化了 1m3．沉船浸没在水中和完全露出水面后卷扬机对钢丝绳的拉力分别为 F1、F2，且 F1 与 F2 之比为 3：7．钢丝绳的重、轴的摩擦及水对沉船的阻力均忽略不计，动滑轮的重力 不能忽略．（水的密度取 1.0×103kg/m3 g 取 10N/kg）求： （1）沉船的重力； （2）沉船浸没水中受到的浮力； （3）沉船完全露出水面匀速上升 1m 的过程中，滑轮组 AB 的机械效率． 考点： 重力的计算；阿基米德原理；滑轮（组）的机械效率． 专题： 功、功率、机械效率． 分析： （1）在沉船全部露出水面匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动 滑轮 A 未挂沉船时变化了 1m3，根据 F 浮=ρgV 排求出打捞平台增大的浮力，即为沉船的重力； （2）在沉船浸没水中匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮 A 未挂物 体时变化了 0.4m3；根据 F 浮=ρgV 排求出打捞平台增大的浮力，然后求出沉船受到的浮力； （3）根据 F= （G+G 动）求出动滑轮的重力，然后根据η= 求出机械效率η． 解答： 解： （1）在沉船全部露出水面匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮 A 未 挂物体时变化了 1m3， 则打捞平台增大的浮力： F 浮=ρgV 排=1×103kg/m3×10N/kg×1m3=104N，即沉船的重力为 G=104N； （2）在沉船浸没水中匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮 A 未挂物 体时变化了 0.4m3； 则打捞平台增大的浮力：F 浮 1=ρgV 排 1=1×103kg/m3×10N/kg×0.4m3=4×103N； 所以沉船浸没水中受到的浮力为 F 浮 2=G﹣F 浮 1=104N﹣4×103N=6×103N； （3）∵F 拉 1=F 浮 1， ∴沉船浸没在水中匀速上升的过程中 F1= （F 拉 1+G 动），[来源:www.shulihua.net] ∵F 拉 2=G， ∴沉船全部露出水面匀速上升的过程中，F2= （F 拉 2+G 动）， 因为 F1：F2=3：7， 解得：G 动=500N， 沉船全部露出水面后匀速上升过程中，滑轮组 AB 的机械效率： η= = = = ×100%≈95.2%． 答： （1）沉船的重力为 104N； （2）沉船浸没水中受到的浮力为：6×103N； （3）沉船完全露出水面匀速上升 1m 的过程中，滑轮组 AB 的机械效率为 95.2%． 点评： 此题是简单机械、浮力、机械效率综合计算题，难度较大，能够分析出船在水中的 浮力变化是解决此题的关键． 16．（7 分）（2014•嘉兴）按照“五水共治，治污先行”的原则，我市许多河道内放置了水生 植物生长的平台﹣﹣绿色生态浮岛（如图所示）．绿色生态浮岛具有净化水体、改善河道生 态的作用，请回答下列有关问题 （1）生态浮岛上的植物对水体净化的原理主要是能够吸收水中 氮、磷 元素，从而抑制水 中藻类等浮游植物的生长． （2）为了达到理想的治污效果，浮岛植物的选择很重要，你以为选择浮岛治污应该考虑哪 些因素？ ①②③ ①适合水中生长，具有发达的根系，②具有较强的抗污抗病能力③容易培植，生长较快 （3）浮床是浮岛植物生长的固定器，由耐用的漂浮材料组成．若某组浮床种植植物后，浮 床露出水面部分的体积减少了 0.2m3，则至少种植了重为多少牛的植物？（g 取 10N/kg） 考点：阿基米德原理． 专题：浮力． 分析： （1）根据氮磷对作物生长的作用进行分析解答本题． （2）浮岛植物应选择适合水中生长，具有发达的根系、具有较强的抗污抗病能力、容易培 植，生长较快的植物； （3）浮床是浮岛植物生长的固定器，由耐用的漂浮材料组成，浮床露出水面部分的体积减 少，即浮力减小，漂浮时浮力等于重力，利用阿基米德原理求解． 解答： 解：（1）根据氮对作物生长起着非常重要的作用，它是植物体内氨基酸的组成部分、 是构成蛋白质的成分，也是植物进行光合作用起决定作用的叶绿素的组成部分．氮还能帮助 作物分殖．一旦植物缺氮，具体表现就是叶片退绿，颜色越来越淡，植物生长弱小，抗病虫 力差． P 是植物的三大营养元素之一，从他的作用效果来开，主要是增强植物的抗性（如：抗寒能 力），促进根的生长，提高果实的口感等．可推断工业和生活污水中导致藻类生长过快的营 养元素是 N、P； （2）为了达到理想的治污效果，浮岛植物应选择适合水中生长，具有发达的根系、具有较 强的抗污抗病能力、容易培植，生长较快的植物； （3）浮床露出水面部分的体积减少，即浮力减小，漂浮时浮力等于重力． ∵漂浮， ∴F 浮=G=ρ液 gV 排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m3=2000N； 故答案为：（1）氮、磷； （2）①②③； （3）至少种植了重为 200 牛的植物． 点评：本题主要考查了漂浮条件、阿基米德原理，知识点多，但难度不大，属于中档题． 12．（2014 浙江宁波）把一个物体挂在弹簧秤下，弹簧秤示数为 3N，把它浸没在水(密度为 1.0g／cm3)中时,弹簧秤示数变为 2N。假设物体的质量为 m，物体的密度为ρ，浸没在水 中时物体的上下表面所受的压力差和压强差分别为△F 和△P，则无法求得的是（▲）D A ．m B．ρ C．△F D．△P[来源:www.shulihua.net] 9．（2 分）（2014•广安）如图所示，将同一个小球分别放入甲、乙、丙三种液体中，静止时 小球漂浮在甲液面上，小球悬浮在乙液体里，小球则沉入丙液体的底部，则小球在三种液体 中所受浮力的关系，正确的是（ ） A．F 甲＞F 乙＞F 丙 B．F 甲=F 乙＞F 丙 C．F 甲＞F 乙=F 丙 D．F 甲＜F 乙＜F 丙 考点：物体的浮沉条件及其应用． 专题：浮力． 分析： 知道甲球漂浮、乙球悬浮、C 丙球沉底（三球的质量相等、重力相等），根据物体 的浮沉条件判断三球受到的浮力大小关系； 由甲乙丙三个球排开水的体积大小关系，利用阿基米德原理的推导公式 F 浮=ρ水 v 排 g 比较 受浮力的大小关系． 解答： 解：∵甲球漂浮， ∴F 浮甲=G 甲， ∵乙球悬浮， ∴F 浮乙=G 乙， ∵丙球下沉， ∴F 浮丙＜G 丙． 由题，三球的质量相等，所以三球重力相等，即 G 甲=G 乙=G 丙， ∴F 甲=F 乙＞F 丙． 故选 B 点评：解决此类型的题目主要是根据物体的沉浮条件，结合阿基米德原理进行计算推导． 25．（4 分）（2014•广安）如图所示，一个圆柱形容器的底面积是 10dm2，装入一定量的水．现 将一个方木块放入容器中，木块漂浮在水面上，水未溢出，木块浸入水中的体积是 6dm3， 这时水的深度为 8dm．（g 取 10N/kg，p 水=1.0×103kg/m3）求： （1）木块受到的浮力是多大？ （2）放入木块后，容器底部受到水的压力是多大？ 考点：阿基米德原理；液体压强计算公式的应用． 专题：压强和浮力． 分析： （1）已知浸入水中的木块体积（排开水的体积），利用阿基米德原理求所受浮力． （2）已知水的深度 h，根据 p=ρgh 即可求出水对容器底的压强；再求出容器底部受到水的 压力． 解答： 解：（1）∵V 排=V=6dm3=6×10﹣3m3， ∴F 浮=ρ水 gV 排=1000kg/m3×10N/kg×6×10﹣3m3=60N． （2）h=8dm=0.8m，则水对容器底的压强： p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×0.8m=8×103Pa． ∴F=pS=8×103Pa×10×10﹣2m2=800N； 答：（1）木块受到的浮力是 60N； （2）放入木块后，容器底部受到水的压力是 800N． 点评：本题考查了阿基米德原理和压强公式以及其变形公式的应用，这是中考必考题型， 要熟练应用． 6．（3 分）（2014•东营）如图，鱼缸中小金鱼吐出的气泡，在水中上升的过程体积逐渐变大， 则气泡所受压强和浮力的变化情况是（ ） A．压强变小，浮力变小 B．压强变小，浮力变大 C．压强变大，浮力不变 D．压强不变，浮力不变 考点：液体的压强的特点；阿基米德原理． 专题：压强和浮力． 分析：气泡在上升过程中，体积会逐渐变大即排开液体的体积变大，所处的深度变小；根 据公式 p=ρgh 可知气泡所受压强的变化，根据公式 F 浮=ρgV 排可知气泡所受浮力的大小变 化． 解答： 解：气泡在上升过程中，体积会逐渐变大，所处的深度变小， ∵p=ρgh， ∴气泡受到的压强在不断减小； ∵F 浮=ρgV 排，气泡排开液体的体积变大， ∴气泡受到的浮力在不断变大． 故选 B． 点评：本题考查了学生对液体压强公式、阿基米德原理公式的掌握和运用；知道物体所受 浮力的大小与排开液体的体积有关、与所处的深度无关，液体压强与所处的深度有关、与 排开液体的体积无关是关键． 22．（7 分）（2014•东营）地下卤水是我市除石油之外的另一重要矿产资源，主要应用于盐 化工和滩涂养殖，对沿海经济发展起来越来越重要的作用．某同学提出地下卤水与海水相比， 谁的密度更大的问题，实验室提供了如下器材：天平、量筒或量杯、烧杯、地下卤水、海水、 滴管、弹簧测力计、系有细丝线的铝块等（所给器材数量足够）．请你按下述要求，设计比 较卤水与海水密度大小的实验方案． （1）从上述器材中选出实验所需器材； （2）写出实验步骤及比较密度大小的过程． 考点：设计实验测密度． 专题：测量型实验综合题． 分析：根据 F 浮=ρ液 gV 排可知，利用排出液体体积相同，因此选用系有细丝线的铝块，并利 用称重法比较铝块在卤水与海水中受到浮力的大小，最后根据据 F 浮=ρ液 gV 排的变形公式比 较卤水与海水密度的大小． 解答： 解：（1）根据 F 浮=ρ液 gV 排和 F 浮=G﹣F 示可知，要比较卤水与海水密度的大小，需 要的实验器材有烧杯、地下卤水、海水、弹簧测力计、系有细丝线的铝块； （2）实验步骤：①在烧杯中加适量的卤水，然后将带有细线的铝块挂在弹簧测力计下，并 将铝块完全浸没在卤水中，记下弹簧测力计的示数为 F1； ②将烧杯中的卤水倒掉，并在烧杯中加适量的海水，然后将带有细线的铝块挂在弹簧测力计 下，并将铝块完全浸没在海水中，记下弹簧测力计的示数为 F2； ③当 F1＞F2 时，说明铝块在卤水中受到的浮力小；当 F1=F2 时，说明铝块在卤水和海水中 受到的浮力相等；当 F1＜F2 时，说明铝块在卤水中受到的浮力大； ④由 F 浮=ρ液 gV 排可知：ρ液= ，若 F1＞F2，则ρ卤水＜ρ海水；若 F1=F2，则ρ卤水=ρ海水；若 F1＜F2，则ρ卤水＞ρ海水． 点评：本题一道实验设计题，具有开放性，可根据密度公式或阿基米德原理变形公式的进 行分析，据此选择实验器材以及实验步骤的设计，但本类题型对学生而言有一定难度． 23．（10 分）（2014•东营）“蛟龙号”创造了“中国深度”﹣﹣下潜 7062m．今年“蛟龙号”将远 赴印度洋探索 2700m 深处活火山的奥秘．已知：海水密度ρ═1.03×103kg/m3，声音在海水中 的传播速度是 1500m/s，取 g=10N/kg．问： （1）“蛟龙号”下潜到 2700m 深度时受到的海水的压强是多少？ （3）“蛟龙号”到达海底扔掉部分配重后，排开的水所受的重力是 5×103N，它受到的浮力是 多少？ （5）你认为“蛟龙号”面临的主要技术难题是什么（答出一条即可）？ 考点：液体的压强的计算；浮力大小的计算；回声测距离的应用；滑轮（组）的机械效率． 专题：其他综合题． 分析：（1）知道蛟龙号下潜的深度，根据 p=ρgh 求出壳体受到海水的压强； （3）由阿基米德原理可知，物体受到的浮力等于其排开液体的重力． （5）随着下潜深度的增大，压强会越来越大，温度会越来越低． 解答：解：（1）蛟龙号壳体受到海水的压强： p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×2700m≈2.78×107Pa； （3）“蛟龙”号受到的浮力等于它排开海水的重力：F 浮=G=5×103N； （5）随着下潜深度的增大，压强会越来越大，温度会越来越低，所以下潜至深海需要克服 的技术难题是：低温和压强． 答：（1）受到的海水的压强是 2.78×107Pa； （3）蛟龙号受到的浮力是 5×103N； （5）“蛟龙号”面临的主要技术难题是压强． 点评：本题以“蛟龙号”为载体综合考查了液体压强公式、阿基米德原理公式的理解和应用， 有利于学生综合能力的培养． 18．（3 分）（2014•南京）如图所示，乒乓球从水里上浮直至漂浮在水面上，乒乓球在 A 位 置时受到的浮力为 FA，水对杯底压强为 pA；在 B 位置时受到的浮力为 FB，水对杯底压强 为 pB，则它们的大小关系是 FA ＞ FB，pA ＞ pB，已知乒乓球的质量为 2.7g，当它漂 浮在水面时，排开水的体积为 2.7 cm3． 考点： 浮力的利用；压强大小比较．菁优网版权所有 专题： 计算题；压强和浮力． 分析： （1）由图可知乒乓球在 A、B 位置时，排开水的体积大小，然后根据阿基米德原 理判断浮力大小； （2）由于乒乓球从水里上浮直至漂浮在水面上，排开水的体积减小，水面下降，则根据 p=ρgh 即可判断水对杯底压强大小关系． （3）根据物体的浮沉条件可知，漂浮时浮力等于其重力，然后根据阿基米德原理求出排开 水的体积． 解答： 解：（1）由图可知：乒乓球在 A 位置时是浸没，V 排 A=V 球，在 B 位置时是漂浮， V 排 B＜V 球， ∴V 排 A＞V 排 B， 由 F 浮=ρgV 排可知：FA＞FB． （2）由于乒乓球从水里上浮直至漂浮在水面上，排开水的体积减小，水面下降，则 hA＞hB， 根据 p=ρgh 可知：pA＞pB． （3）∵乒乓球漂浮在水面上， ∴F 浮=G 球=m 球 g， 由 F 浮=ρ水 gV 排知： ρ水 gV 排=m 球 g， ∴排= = =2.7cm3． 故答案为：＞；＞；2.7． 点评： 本题考查阿基米德原理和液体压强公式的应用，注意乒乓球从水里上浮直至漂浮在 水面上，乒乓球排开水的体积变化． 10．（4 分）（2014•白银）辽宁号航空母舰满载时排水量达 67500t，它满载时所受的浮力为 6.75×108 N，当舰载机起飞后，航空母舰所受浮力将 变小 （选填“不变”、“变小”或“变 大”）．（g 取 10N╱kg） 考点： 浮力大小的计算．菁优网版权所有 专题： 计算题；应用题；浮力． 分析： （1）知道航母满载排水量（排开水的质量），利用阿基米德原理求该舰满载时所受 浮力； （2）航母上的舰载机飞离后，航母自重减小，因航母仍漂浮，根据漂浮的条件判断所受浮 力的变化． 解答： 解：（1）该舰满载时所受浮力： F 浮=G 排=m 排 g=67500×103kg×10N/kg=6.75×108N； （2）∵航母漂浮， ∴F 浮=G， 当舰载飞机起飞后，但自重 G 减小， 则航母所受浮力变小． 故答案为：6.75×108；变小． 点评： 本题考查了学生对阿基米德原理、物体的浮沉条件的掌握和运用，关键是知道满载 时排水量的意义． 16．（2 分）（2014•泰安）有一个实心球形物体，用弹簧测力计在空气中称重时，测力计的 示数为 12N；当把物体一半体积浸入水中时，测力计的示数为 5N．把物体从弹簧测力计上 取下投入水中静止时，物体受到的浮力是（ ） A．5N B．7N C．14N D．12N 考点：浮力大小的计算．菁优网版权所有 解答：把物体一半体积浸入水中时，测力计的示数为 5N， 浮力 F 浮=G﹣F=12N﹣5N=7N； 根据阿基米德原理 F 液=ρ水 gV 排可知，物体全部浸没水中时浮力 F =2F 浮=2×7N=14N； 浮力 F 浮大于物体的重力 G，故物体上浮，直至漂浮， 物体此时受到的浮力：F =G=12N． 故选：D． 点评：本题考查了浮力的计算方法（漂浮条件、阿基米德原理），涉及到用称重法测量物体 受到的浮力，知识点多，要能熟练解答． 20．（10 分）（2014•广州）悬浮在海水中的潜艇排开海水的质量为 3×106kg（g 取 10N/kg， 海水的密度取 1×103kg/m3）． （1）在如图上面画出潜艇的受力示意图（以点代替潜艇）． （2）潜艇排开海水的体积是多少？ （3）潜艇所受浮力多大？ （4）潜艇所受重力多大？ 考点： 阿基米德原理．菁优网版权所有 专题： 浮力． 分析： （1）悬浮时重力等于浮力，画图表示； （2）利用密度的变形公式求解排开海水的体积； （3）根据阿基米德原理，潜水艇在水中的浮力等于排开液体所受的重力； （4）根据悬浮条件知道 G=F 浮． 解答： 解：（1）悬浮时受到的重力等于浮力，如图： （2）根据ρ= 得：V= = =3×103m3； （3）根据基米德原理：F 浮=G 排=m 排 g=3×106kg×10N/kg=3×107N； （4）悬浮时浮力等于重力：F 浮=G=3×107N； 故答案为：（1）如上图； （2）潜艇排开海水的体积是 3×103m3； （3）潜艇所受浮力为 3×107N； （4）潜艇所受重力为 3×107N． 点评： 本题考查了浮沉条件、阿基米德原理以及密度公式的应用，考查的知识点较多，但 难度不大． 5、(2014 浙江台州)物块在空气中和浸没在水中时，弹簧测力计示数如图。下列判断正确的 是 B A．物块受到的浮力是 1 牛 B．物块的体积是 2×10－4 米 3[来源 C．物块的密度是 3×103 千克∕米 3 D．物块浸没在水中时，所受浮力随深度增加而增大 12、（2014 福建福州）将重 6N 的物休浸没在装满水的杯中，滋出了 4N 的水，物体 受到的浮力是 C A.10N R.6 N C.4 N D.2 N 23、（2014 福建福州）如图所示是我国自主研制的新型气垫两栖登陆艇。它的质量约为 1.0x103 kg，底面积约为 500m2。问: (1)登陆艇受到的重力是多少?它漂浮在海面上时，受到的浮力是多少? (2)登陆艇静止在水平海滩上时，对海滩的压强是多少? (3)若登陆艇用 3.0x103 N 的推进力，以 20 m/s 的航速行驶 10 min，则 登陆艇的功率是多少? 28、（2014 福建福州）在课外实践活动中，小明做了以下实验: (1)调节天平时,发现指针位置如图)所示，此时应将右端的平衡螺母向_调，使天平平衡。 测量李子质量时，天平右盘内砝码的质量和游码在标尺上的位置如图 23 所示，则李子质量 是_g。往址筒中注人 60 ml 的水，将该李子浸没在水中后。水而位置如图 24 所示，则李子 的体积是 cm3，密度是 g/cm3. (2)将李子浸没在清水中，李子沉人水底，如图 25(a)所示，此时李子受到的浮力_(选填“大 于”、“等于”或“小于”)李子的重力。往杯中逐渐加盐后。李子开始上浮，说明李子受 到的浮力与液体的_有关;李子露出液面后继续上浮，直至漂浮在液面上，如图 25(b)所示， 说明浮力随_的减小而减小。 28、(1)右 21.0 20 1.05 (2)小于 密度 排开掖体 的体积 11. （2014 苏州）放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体，现将两个 相同的物块分别放入两容器中．当两物块静止时，两容器 中液面恰好相平，两物块所处的位置如图所示．则 B A.甲容器中液体的密度较大 B.乙容器底部受到液体的压强较大 C.甲容器中物块排开液体的重力较大 D.乙容器中物块受到液体的浮力较大 （2）（2014 苏州）图乙中，物体漂浮在水面上，请作出物 体受到的重力 G 和浮力 F 的示意图．