2024年中考物理突破题培优专题压轴培优专题09 不规则物体的漂浮合问题（教师卷）

压轴培优专题09不规则物体的漂浮合问题2024年中考物理【高分·突破】压轴题培优专题精练一、单选题1．如图所示，小红在家洗碗，将沉在洗碗池的碗洗干净后放在水面漂浮，洗碗池里的水量不发生变化。若碗沉底时，碗受到的浮力为F1，水对池底的压强为p1，碗漂浮时，碗受到的浮力为F2，水对池底的压强为p2，则以下关系正确的选项是（）A．F1＞F2；p1＞p2 B．F1＝F2；p1＝p2C．F1＜F2；p1＜p2 D．F1＜F2；p1＞p2【答案】C【详解】若碗沉底时，碗受到的浮力为F1＜G，碗漂浮时，碗受到的浮力为F2＝G，故浮力的关系F1＜F2；根据阿基米德原理可知，已知F1＜F2，故碗沉底排开水的体积小于碗漂浮时排开水的体积，则碗沉底水的深度小于碗漂浮时水的深度，根据p＝ρ水gh可知p1＜p2，故C正确，ABD错误。故选C。2．如图所示，水平桌面上两个相同的玻璃缸装满了水，水中分别漂浮着大、小两只同种材料制成的玩具鸭。甲、乙两图中玻璃缸对桌面的压强分别为p1和p2，两只玩具鸭受到的浮力分别为F1和F2，则它们的大小关系正确的是（

）

A．p1=p2，F1＞F2B．p1=p2，F1＜F2C．p1＞p2，F1＞F2D．p1＞p2，F1＜F2【答案】A【详解】由阿基米德原理和物体的浮沉条件可知，漂浮的物体G物=F浮=G排即玩具鸭的重力与溢出水的重力相等，则漂浮着玩具时玻璃缸对桌面的压力仍然相等，因玻璃缸完全相同，所以底面积相同，由可知，两玻璃缸对桌面的压强相等，即p1=p2甲、乙缸装中玩具鸭子漂浮，由图可知，甲玻璃缸中鸭子排开水的体积大，由F浮=ρV排g可知，甲玻璃缸中鸭子受到的浮力较大，即F1＞F2，故A正确，BCD错误。故选A。3．水平桌面上的甲、乙两个相同容器内分别装有水和盐水，小明将一个放了很久的小鸡蛋a放在水中，发现a漂浮，他又找来了一个新鲜的大鸡蛋b放在盐水中，b沉在杯底，如图所示，此时水和盐水的液面相平。下列说法正确的是（）A．水对杯底的压强大于盐水对杯底的压强B．小鸡蛋a的密度等于大鸡蛋b的密度C．水对a的浮力大于盐水对b的浮力D．甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强【答案】D【详解】A．此时水和盐水的液面相平，即两容器底部的深度相同，因，根据，水对杯底的压强小于盐水对杯底的压强，故A错误；B．鸡蛋a放在水中，发现a漂浮，b却沉在杯底，由浮沉条件因，故有即，故B错误；C．由已知条件，鸡蛋a的体积小于鸡蛋b的体积，由图知故根据阿基米德原理，水对a的浮力小于盐水对b的浮力，故C错误；D．水对杯底的压强小于盐水对杯底的压强，根据，水对杯底的压力小于盐水对杯底的压力，乙中，因b沉在容器底部，故容器底部受到的压力等于盐水对杯底的压力加上b球对容器底部的压力，故甲容器底部受到的压力小于乙中容器底部受到压力，有-----------①以容器为研究对象，容器受重力和压力及桌面对容器的支持力------------②由①②，桌面对容器的支持力，由力的相互性，甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力，根据，故甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强，故D正确。故选D。4．如图所示，四个相同的容器内水面一样高，a容器内只有水，b容器内有木块漂浮在水面上，c容器内漂浮着一块冰块，d容器中悬浮着一个空心球，则下列四种说法正确的是（）

A．每个容器的总质量都相等B．b容器中倒入酒精后，木块在液面下的体积减小C．c容器中冰块熔化后水面高度升高D．d容器中再倒入酒精后，小球将上升【答案】A【详解】A．由于木块漂浮，则木块受到的浮力等于木块重，根据F浮=G排=ρ水gV排可知：木块受到的重力等于排开的水重，已知a、b容器水面等高，则b容器的总重等于a容器的总重，同理可以得出，cd容器的总重力与a容器的总重力相同，则根据可知每个容器的总质量都相等，故A正确；B．b容器中再倒入酒精后，液体的密度减小，但木块还是漂浮，受到的浮力相等，根据F浮=ρ液gV排可知排开液体的体积增大，使木块在液面下的体积增大，故B错误；C．由于冰漂浮于水面上，则F浮=ρ水gV排=G冰﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①由于冰熔化成水后，其质量不变，则G冰=G水=ρ水gV水﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②联立①②可得ρ水gV排=ρ水gV水则V排=V水，即冰块排开水的体积跟冰熔化成水后的体积相等，所以水面高度不变，故C错误；D．原来小球悬浮，受到的浮力等于小球重即F浮=G球，d容器中再倒入酒精后，液体的密度减小，由于排开液体的体积不变，根据F浮=ρ液gV排可知：小球受到的浮力减小，使得F´浮＜G球，所以小球将下沉，故D错误。故选A。5．如图所示，三个完全相同的玻璃缸装满了水，其中（a）中只有水，（b）水中漂浮着只小鸭子，（c）水中漂浮着一只大鸭子。下列说法正确的是（）A．两只鸭子受的浮力一样大 B．三个缸总质量相等C．（c）缸的总质量最大 D．（c）缸缸底受到的液体的压力最小【答案】B【详解】A．（b）（c）图中小鸭子大鸭子都漂浮，浮力等于重力，因为大鸭子的重力大于小鸭子，所以，大鸭子受到的浮力大于小鸭子，故A错误；BC．根据阿基米德原理可知，浮力等于鸭子排开水的重力，即鸭子的质量等于其排开水的质量，所以，三个缸总质量相等。故B正确，C错误；D．因为（a）、（b）、（c）三个完全相同的玻璃缸装满了水，放入鸭子后，其水面的深度h仍相同，根据可知，水对容器底部的压强相等，三个玻璃钢完全相同，则受力面积相同，根据可知，三个缸底受到的压力相等。故D错误。故选B。6．如图，小瓷碗漂浮在水面上，倾斜后能沉入水底，关于这一情景分析正确的是（）A．小瓷碗漂浮时受到的浮力大于它的重力B．小瓷碗沉入水底时和漂浮时相比所受的重力变大了C．小瓷碗沉入水底时和漂浮时相比所受的浮力变小了D．小瓷碗漂浮时若向水中加盐，小瓷碗受到的浮力会变大【答案】C【详解】A．小瓷碗漂浮时处于平衡状态，受平衡力，所以重力和浮力大小相等，故A错误；BC．根据可知，无论小瓷碗漂浮还是沉入水底，小瓷碗的质量不变，则重力不变；且当小瓷碗漂浮时，浮力等于小瓷碗的重力，当小瓷碗沉底时，受到的浮力小于重力，所以小瓷碗漂浮时受到的浮力大于沉底时受到的浮力，故B错误，C正确；D．小瓷碗漂浮时，浮力始终和重力相等，即使增加液体的密度，小瓷碗受到的浮力仍然不变，故D错误。故选C。二、多选题7．小明同学在家洗碗时发现，同一只瓷碗既可以漂浮在水面上，也可以沉入水底如图所示，则下列说法正确的是（）

A．瓷碗能漂浮在水面上说明瓷碗的密度小于水的密度B．瓷碗漂浮时排开水的重力等于其受到的重力C．瓷碗下沉过程中碗底受到水的压强保持不变D．瓷碗沉在水底时所受的浮力比漂浮时的小【答案】BD【详解】A．瓷碗是空心的，所以瓷碗能漂浮在水面上，不能说明瓷的密度比水的密度小，故A错误；B．小瓷碗漂浮时，根据漂浮条件可知，瓷碗受到的浮力等于它的重力，根据阿基米德原理可知：瓷碗受到的浮力等于排开水的重力，所以，瓷碗排开水的重力等于其受到的重力，故B正确；C．根据，瓷碗下沉过程中，碗底深度增加，则受到水的压强增大，故C错误；D．由于瓷碗浸没时是下沉，浮力小于重力，而漂浮时的浮力与瓷碗重力相等，所以小瓷碗浸没时和漂浮时相比所受的浮力变小，故D正确。故选BD。8．如图所示，将苹果和梨子放入水中后，苹果漂浮，梨子沉底，若苹果的质量、体积及受到的浮力分别为、和，梨子的质量、体积及受到的浮力分别为、和，以下判断正确的是（）

A．若，则一定小于 B．若，则一定等于C．若，则一定大于 D．若，则一定等于【答案】AC【详解】由于苹果漂浮，梨子沉底，则根据浮沉条件可知A．若，则，则一定小于，故A正确；B．若，则，则一定小于，故B错误；C．由于苹果漂浮，梨子沉底，则：，由于都是浸在水中，根据可知：若，则一定大于一定大于，故C正确；D．若，则小于，但与不能比较，故D错误。故选AC。9．在水平桌面上放有甲、乙两个完全相同的容器，容器中装有质量相等的不同液体。现把质量相等的A、B两球放入甲容器中后，A球漂浮，B球沉底；用细线把A、B两球系在一起放入乙容器中（线的质量与体积忽略不计），静止后的状态如图所示，两容器中液面恰好相平。下列说法中正确的是（）

A．甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度B．A球在甲容器中所受的浮力等于它在乙容器中所受浮力C．甲容器底所受液体压强小于乙容器底所受液体压强D．将乙容器中绳子剪断后，容器对桌面的压强不变【答案】ACD【详解】A．由图知道，AB两球排开液体的总体积所以已知甲、乙两个完全相同的容器，两容器中液面恰好相平，则所以即甲容器中液体的体积较大，已知容器中的液体质量相等，根据知道故A正确；B．由图知道，A在甲液体中漂浮，根据漂浮条件知道

①A和B在乙液体中一起悬浮，A球受到向上的浮力、向下的重力、向下的拉力，则

②由①②知道故B错误；C．已知两容器中液面恰好相平液体的深度相同），且由知道，液体对容器底的压强关系是故C正确；D．容器对水平面的压力等于容器的总重力，即将乙容器中绳子剪断后，乙容器的总重力不变，即乙容器对水平面的压力不变，水平面的受力面积不变，由知道，乙容器对水平面的压强不变，故D正确。故选ACD。10．将A、B、C三个物体放入水中静止后，A沉底、B悬浮、C漂浮，如图所示。其中B、C质量相等，A、C体积相等，下列说法正确的是（）

A．B受到的浮力等于C受到的浮力B．A的密度小于B的密度C．B下表面受到水的压力大于C下表面受到水的压力D．它们的重力关系GA>GB=GC【答案】ACD【详解】A．由题可知，B悬浮，B受到的浮力等于其重力，C漂浮，C受到的浮力等于其重力，由于B、C的质量相同，由G=mg知，B、C的重力相同，即GB=GC，所以B受到的浮力等于C受到的浮力，故A正确；B．由图可知，A沉底，则ρA>ρ水，B悬浮，则ρB=ρ水，A的密度大于B的密度，故B错误；C．根据浮力产生原因可知FB=FB下-FB上FC=FC下-FC上由图可知FC上=0，FB上>0，所以FB下=FB+FB上FC下=FC由A中可知FC=FB，所以FB下>FC下，故C正确；D．因为B悬浮，A沉入底部，所以FB=GB，FA<GA；因为A与B体积相同，所以根据F浮=ρgV排可知FA=FB，所以GB<GA；则GA>GB=GC故D正确。故选ACD。三、填空题11．我国自主研发的奋斗者号潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，刷新中国载人深潜的新纪录。据报道潜水器质量约为24t，当它漂浮在海面上时，所受浮力约为N，设海水密度不变，潜水器没入水面下继续下潜时，受到海水的压强（选填“增大”“减小”或“不变”）。潜水器与潜水艇原理相同，都是靠改变实现浮与沉的。（g取）

【答案】2.4×105增大自身重力【详解】[1]当它漂浮在海面上时，所受浮力F浮=G排=G=mg=24×103kg×10N/kg=2.4×105N[2]设海水密度不变，潜水器没入水面下继续下潜时，所处深度h变大，由p=ρ水gh可知，它受到海水的压强变大。[3]潜水艇是靠改变自身重力来实现浮与沉的，潜水器与潜水艇原理相同，也是靠改变自身重力来实现浮与沉的。12．由于环境污染，全球气候变暖，导致南极洲冰川开始大面积熔化，海面上出现大量浮冰，现有一块60t的浮冰漂浮在海面上，假设附近海域的海水密度近似为水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，冰的密度为ρ冰=0.9×103kg/m3，水下5米深处海水产生的压强是Pa；浮冰受到的浮力是N；这块浮冰排开海水的体积是m3。

【答案】5×1046×10560【详解】[1]水下5米深处海水产生的压强是[2]浮冰的重力为由于浮冰是漂浮状态，则[3]这块浮冰排开海水的体积是13．在防控疫情“停课不停学”期间，易优君在家做实验，他把一枚鸡蛋放在一个透明玻璃杯中，加入清水后发现鸡蛋沉在杯底（如图甲）；接着他向水里加盐并搅拌，最后鸡蛋漂浮（如图乙），则鸡蛋排开液体的质量m甲m乙，鸡蛋排开液体的体积V甲V乙，玻璃杯对桌面的压力F甲F乙，乙图中鸡蛋受到的浮力鸡蛋的重力。（以上四空均选填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】小于大于小于等于【详解】[1][4]鸡蛋在清水中沉底，受到的浮力小于鸡蛋的重力，鸡蛋在盐水中漂浮，受到的浮力等于鸡蛋的重力，由和得，鸡蛋排开液体的质量[2]由浮沉条件得，鸡蛋排开液体的体积[3]由图得，清水的体积小于盐水的体积，盐水密度大于清水密度，由得，盐水质量大于清水质量，盐水的重力大于清水重力，玻璃杯对桌面的压力为则14．如图所示，将旧笔芯做成的密度计放在水和酒精中漂浮，在笔芯上分别标出液面位置为A和B，则对应位置B的液体是（选填“水”或“酒精”），与A位置相比，液面位于B位置时笔芯所受浮力（选填“变大”、“变小”或“不变”）。已知水的密度，酒精的密度，若笔芯漂浮在密度为的液体中，则液面对应的位置可能是（选填“C”或“D”）。

【答案】酒精不变D【详解】[1]当密度计置于水、酒精的容器中，密度计漂浮，在水中的浮力，在酒精中的浮力，则即得得则对应位置B的液体是酒精。[2]密度计置于水、酒精的容器中，密度计漂浮，在水中的浮力，在酒精中的浮力，则，所以浮力大小相等。[3]笔芯漂浮时，下表面受到的压力等于浮力，浮力相同，则压力相同，设笔管的底面积为S，则排开水得体积排开液体得体积根据阿基米德原理可知所以，h和是反比例函数，所以密度计刻度分布不是均匀的，液体的密度值越大，相邻刻度线之间的距离越小，所以笔芯漂浮在密度为的液体中，液面对应的位置可能是D点。四、计算题15．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1.0×105kg，底面积约为500m2。问：（1）登陆艇漂浮在海面上时，受到的浮力是多少？它静止在水平海滩上时，对海滩的压强是多少？（2）若登陆艇用3.0×105N的推进力，以20m/s的航速行驶10min，则登陆艇的功率是多少？（3）登陆艇在这10min内消耗燃油20L，若燃油的密度是0.8×103kg/m3，热值为4.6×107J/kg，则发动机燃油完全燃烧释放的热量是多少？

【答案】（1）1.0×106N，2×103Pa；（2）6×106W；（3）7.36×108J。【详解】解：（1）登陆艇的重力因为登陆艇漂浮在海面上，所以登陆艇受到的浮力登陆艇静止在水平海滩上，则登陆艇对水平海滩的压力登陆艇对水平海滩的压强（2）登陆艇的功率（3）由可得燃油的质量汽车发动机燃油完全燃烧释放的热量答：（1）它漂浮在海面上时，受到的浮力是1.0×106N，登陆艇静止在水平海滩上时，对海滩的压强是2×103Pa；（2）登陆艇的功率是6×106W；（3）发动机燃油完全燃烧释放的热量是7.36×108J。16．如图所示，一个柱形容器里盛满水，将一个青花碗放在容器中的水面上，漂浮时（如图甲）排开水的质量为500g，若将青花碗沉入水底（如图乙），排开水的质量为200g。（已知水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）青花碗漂浮在水面上时受到的浮力；（2）青花碗的密度。【答案】（1）5N；（2）2.5×103kg/m3【详解】解：（1）青花碗放在容器中的水面上，漂浮时排开水的质量为m排=500g=0.5kg青花碗受到的浮力F浮=G排=m排g=0.5kg×10N/kg=5N（2）因青花碗沉底时排开水的体积和自身的体积相等，所以青花碗的体积青花碗漂浮时受到的浮力等于自身的重力，青花碗的重力为G=F浮=5N青花碗的密度答：（1）青花碗漂浮在水面上时受到的浮力5N；（2）青花碗的密度为2.5×103kg/m3。17．由于环境污染，全球气候变暖，导致南极洲冰川开始大面积熔化，海面上出现大量浮冰，现有一块60t的浮冰漂浮在海面上，假设附近海域的海水密度近似为水的1.0×103kg/m3，冰的密度为0.9×103kg/m3，请解决下列问题：（1）浮冰受到的浮力是多少？（2）浮冰在海面下的体积是多少？

【答案】（1）6×105N；（2）60m3【详解】解：（1）浮冰的重力由于浮冰漂浮，则（2）因为浮冰漂浮于水面上，由可得，浮冰排开水的体积即在海面下的体积为答：（1）浮冰受到的浮力是6×105N；（2）浮冰在海面下的体积是60m3。18．如图是一艘潜水艇，空艇质量为，水舱不注海水时漂浮在海面上；水位达到仓位时，正好悬浮；注满海水时，潜艇沉到海底，此时海底对潜水艇的支持力为。海水密度，取，求：（1）潜水艇的水舱最多可以注入多少立方米的海水？（2）潜水艇的总体积是多少？（3）空仓漂浮时，潜水艇露出海面的体积是多少？【答案】（1）；（2）；（3）【详解】解：（1）水舱未充海水时，因潜艇漂浮时受到的浮力和自身的重力相等，所以，可得潜水艇的水舱最多注入海水的重力，则潜水艇悬浮时，有潜水艇沉底时，有潜水艇悬浮和沉底时的浮力相同，即所以潜水艇的水舱最多可以注的海水质量为潜水艇的水舱最多可以注的海水的体积为（2）根据题意可知，潜水艇悬浮时，有由得潜水艇的总体积为（3）根据题意可知，空仓漂浮时，潜水艇排开海水的体积为潜水艇露出海面的体积为答：（1）潜水艇的水舱最多可以注入的海水；（2）潜水艇的总体积是；