2023年浙江省中考科学专项训练-14浮力的大小计算、浮力的应用

2023年浙江省中考专项训练——14浮力的大小计算、浮力的应用一．选择题（共5小题）1．（2022•宁波校级一模）如图所示，港珠澳大桥于2018年10月24日通车，是中国境内一座连接香港、珠海和澳门的桥隧工程。它由桥梁和海底隧道组成，隧道由空心沉管连接而成。建造隧道时，先将沉管两段密封，如同一个巨大的长方体空心箱子，然后让其漂浮在海面上，再用船将密封沉管拖到预定海面上，向其内部灌水使之沉入海底。设一节密封长方形沉管的长、宽、高分别是180m、35m、10m，总质量为6×107kg（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg），下列说法中正确的是（）A．若将一节沉管密封后浸没在海水中受到的浮力为6.3×108N B．密封沉管灌水下沉过程中沉管受到的浮力一直变小 C．密封沉管灌水前漂浮在海面上受到的浮力6×107N D．密封沉管灌水下沉过程中上表面受到海水的压强变小2．（2021•临海市二模）底面积为100cm2的烧杯中装有适量水。当金属块浸没在水中静止时，如图甲所示，弹簧测力计的示数F1＝3.4N，水对杯底的压强为p1；当金属块总体积的14露出水面静止时，如图乙所示，弹簧测力计的示数为F2，水对杯底的压强为p2；若p1、p2A．金属块的体积V是2×10﹣3m3 B．弹簧测力计的示数F2是5.4N C．金属块的密度是2.7×103kg/m3 D．金属块受到的重力是6.8N3．（2021•慈溪市模拟）弹簧测力计下挂一长方体物体，将物体从盛有适量水的烧杯（可看成柱形）上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中，如图甲；图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像，则下列说法错误的是（）A．物体的体积是400cm3 B．物体的密度是2.25×103kg/m3 C．物体刚浸没时下表面受到水的压力是4N D．物体完全浸没后与最初时相比，烧杯底部受到水的压力增大了5N4．（2023•宁波一模）如图甲所示，一个鸡蛋漂浮在盐水中；向盐水中缓慢加入蒸馏水，直到鸡蛋恰好浸没（如图乙所示）；此过程中（）A．鸡蛋排开液体的体积保持不变 B．鸡蛋受到的浮力逐渐增大 C．盐水对烧杯底部的压强逐渐增大 D．烧杯对水平桌面的压力保持不变5．（2023•西湖区模拟）如图甲所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上方连有正方体木块A，容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口，此时木块A刚好完全浸没在水中，接着打开阀门B，缓慢放水，直至木块A完全离开水面时，再关闭阀门B，这个过程中，弹簧弹力F与木块露出水面的体积V的关系如图乙所示。已知ρ水＝1.0×103kg/m3，ρ木＝0.7×103kg/m3，木块体积为V0，不计弹簧所受浮力，则下列说法正确的是（）A．C点弹簧处于原长 B．CD段弹簧被压缩 C．D点的横坐标d的值为0.3V0 D．点C与点E的纵坐标c、e的绝对值之比为2：3二．填空题（共4小题）6．（2022•温州模拟）有一质量m＝0.1kg，容积V＝1×10﹣3m3，横截面积S＝2.5×10﹣3m2的圆筒形薄壁容器B（壁厚忽略不计），现注入体积为13V的某种液体A后，将其封闭放入水中，且保持竖直漂浮状态，如图甲所示，此时水对容器底部的压强p＝2.8×103（1）液体A的密度；（2）若要使容器B恰好竖直悬浮在水中（如图乙所示）注入液体A的体积是多少？7．（2023•宁波模拟）有甲、乙、丙三个物体，其密度分别为ρ甲＝0.35g/cm3，ρ乙＝1.05g/cm3，ρ丙＝2.25g/cm3。现将它们放在密度为1.05g/cm3的饱和食盐水中，如图所示是这三个物体在食盐水中的四个可能位置。在这四个可能位置中，丙物体处于位置；若在食盐水中加些食盐，三个物体中浮力不变的物体有。8．（2022•鹿城区校级三模）公园里有一艘游船乙被风吹到了湖中央，管理员乘坐另一艘游船甲，将绳子套在乙船上，然后站在甲船上用力拉绳子，将两船连接到一起（如图所示），随后开动甲船将乙船带回岸边。根据上述信息回答问题：（1）管理员拉动绳子，甲、乙两船会运动，这说明力的作用效果之一是。（2）甲、乙两船质量都是200千克，人的质量是50千克，则甲船比乙船排开水的体积要多m3。9．（2022•云和县模拟）在研究物体浮沉条件的实验中，将一只鸡蛋浸没在水中，向水中缓慢加盐，直至盐不能再溶解为止，鸡蛋受到浮力F随盐水密度变化的规律如图所示（ρA＝ρ水）。（1）当盐水的密度为图中A点对应的密度时，鸡蛋处于（选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”）状态。（2）鸡蛋的重力大小是。三．实验探究题（共3小题）10．（2023•宁波模拟）小京为了证明“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的，他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和金属块等器材进行实验。（1）以下是他的部分实验步骤，请帮他补充完整。①将金属块悬挂在弹簧测力计下，测量金属块受到的重力G并记录。②在烧杯中装入适量的水，，静止时记录弹簧测力计的示数F，用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录。③，静止时记录弹簧测力计的示数F，用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录。④用公式计算金属块所受浮力F浮1、F浮2并记录。（2）由水的深度变化时，F浮1F浮2（选填“＝”或“≠”），就可以证明这种观点是错误的。11．（2023•温州一模）为证明空气浮力的存在，科学兴趣小组利用自行车气嘴、矿泉水瓶、细绳、气球等器材进行了如下实验：步骤一：在矿泉水瓶盖和底部上各钻一个小孔，将两个自行车气嘴分别固定在瓶盖和底部，将气球用细绳与底部的气嘴绑紧，如图甲所示。打开瓶盖，使瓶内外气压一致，再拧紧瓶盖不漏气。步骤二：关闭气嘴2，打开气嘴1；用气泵向矿泉水瓶充入气体，待手压瓶子感觉较硬时停止充气；用天平称出整个装置的质量为m1。步骤三：关闭气嘴1，打开气嘴2；让瓶内的高压气体进入气球，至气球停止胀大；称出整个装置的质量为m2。步骤四：比较m1与m2的大小。（1）实验装置的气密性是本实验成功的关键，写出一种检查图甲装置气密性的方法：。（2）本实验能验证气球在空气中受到浮力，其依据是m1m2。（3）实验中，小组同学发现气球与气嘴2之间漏气，于是设计了如图乙所示的改进型实验装置：将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上，调节配重质量使二者保持静止，用气泵往密闭玻璃容器内缓慢压入空气，观察到现象，说明金属球受到空气浮力的作用。12．（2021•宁波模拟）在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，某小组同学用如图所示的装置，将同一物体分别逐渐浸入到水和酒精中，为了便于操作和准确收集数据，用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积。他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积。实验数据记录在下表中。液体种类实验序号物体重力G物（N）弹簧测力计示数F（N）物体受到浮力F浮（N）排开液体体积V排（cm3）水ρ水＝1.0g/cm3121.55021.01.010030.51.5150酒精ρ酒精＝0.8g/cm3421.60.45051.20.810060.81.2150（1）分析表中数据，实验所用物体的重力为N，第一次实验中物体所受的浮力F浮＝N。（2）分析比较实验序号1、2和3（或4、5和6）可初步得出结论：当液体的种类相同时，排开液体的体积越，浸在液体中的物体受到的浮力越大；分析比较实验序号可初步得出结论：当排开液体的体积相同时，液体的密度越大，浸在液体中的物体受到的浮力越大。（3）请你计算出第一次实验中物体排开水受到的重力G排＝N．通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系，还可以验证原理。（4）本实验在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时，选用了不同液体并进行了多次实验，其目的是为了。（选填字母序号A．寻找普遍规律B．取平均值减小误差）。四．计算题（共3小题）13．（2023•宁海县模拟）如图甲所示为一根原长为5cm的弹簧，每受到1N的力伸长1cm。在一只轻薄塑料袋中装满质量为0.2kg的水，将袋中的空气全部排出，用细线把袋口扎紧，挂在弹簧下面，如图乙所示，水袋的竖直高度为h厘米。（1）求水的体积和受到的重力；（2）将水袋体积的四分之一浸入水中稳定后，水袋受到的浮力为N；（3）将弹簧悬挂的水袋置于圆柱体容器的水面上方此时水面刚接触水袋，如图丙所示。向容器中加水至恰好淹没水袋（假设容器足够高，水没有溢出），此时水位相比加水前上升的高度为厘米。A.hB.h+2C.2D.由水袋的具体形状确定14．（2022•西湖区模拟）铝膜气球深受小朋友们的喜爱，如图所示。爱观察的小金发现，下雨的时候铝膜气球飞不起来，这是为什么呢？已知某铝膜气球充满氦气后的总质量为30克，体积为0.05立方米。（空气密度为1.29kg/m3）（1）小金买了两个完全相同的未充气的铝膜气球，分别往里面充满了氦气和空气，则两个气球受到的浮力（选填“氦气球大”或“空气球大”或“一样大”）。（2）计算该铝膜气球充满氦气时，受到的浮力大小。（3）小金查阅资料发现，气球飞不起来是因为沾上太多的水。气球充满氦气时，要确保气球仍能飞起，沾上水的质量不能超过多少？15．（2022•临平区模拟）2021年7月，河南省郑州市连遭暴雨袭击引发全民关注，造成了重大的人员伤亡和经济损失。救援队通常利用冲锋舟转移民众至安全地区，如图所示。已知某一型号冲锋舟的质量为300千克，最大排水体积为1.2米3，试回答以下问题：（河水的密度为1.0×103千克/米3）（1）洪水是我国危害最大的自然灾害之一，以下关于洪水的说法错误的是。A．持续性暴雨和台风是引发洪水的主要自然因素B．破坏植被会使洪水的危害性增大C．人类活动不会对洪水造成影响（2）一艘上述型号的空冲锋舟漂浮在水上时受到的浮力多大？（3）假设一个成年人的质量为60千克，为了保证安全，该冲锋舟最多能载多少个成年人？五．解答题（共5小题）16．（2023•北仑区模拟）有一足够大的水池，在其水平池底竖直放置一段圆木。圆木可近似看作一个圆柱体，底面积0.8m2，高5m，密度0.7×103kg/m3．（g＝10N/kg）（1）未向水池内注水时，圆木对池底的压力和压强分别为多大？（2）向水池内缓慢注水，在水位到达1m时圆木受到水的浮力和圆木对池底的压力分别为多大？（3）当向水池内注水深度达到4m时，圆木受到的浮力又为多大？17．（2022•鹿城区一模）跳水馆池水深度要适当，水过浅会发生危险，水过深则造成浪费。某科研小组想研究某高度跳台水池中水的合理深度，用仿真人体模型进行“模拟跳水”测试，将人体模型从距水面6米处静止释放，观察其触底情况。已知该人体模型重600牛，体积为0.059m3。（不考虑空气阻力）（1）仿真人体模型入水后会受到浮力，其最大值是牛。（2）由于人体模型入水后受到的浮力与其重力大小相当，粗略测算时视为抵消，若剩下的平均阻力为其重力的1.5倍，则本次测试中池水至少多深才能保证人体模型不触池底？（3）图甲是跳水运动员入水前的示意图，t1是人起跳的瞬间，t2为腾空至最高点的瞬间，t3是即将入水的瞬间。图乙要描述t1～t3之间速度变化的大致图像，请结合所学知识将其补充完整。18．（2023•宁波模拟）有个足够大的水池，在其水平池底以不同的方式放置一个木块，木块规格为lm×lm×2m，密度为0.6×103kg/m3。（1）如图，甲、乙两种放置方式，往水池内加水，木块漂浮时，木块排开水的体积甲乙（填“＜”“＝”或“＞”）。（2）木块的重力是多少牛？（3）当水池内注水深度达到0.8m时，求两种不同的放置方式木块所受的浮力F1和F2。19．（2023•温州模拟）近几年县、市均开展自制潜水艇比赛，某小组同学开展了自制潜水艇项目，过程如下：【产品设计】图甲为某小组自制的潜水艇，由生活舱和水舱构成，生活舱体积大于水舱体积。其材质为硬质塑料瓶，塑料瓶厚度不计，两个舱之间密封不连通，水舱与200毫升的注射器通过塑料软管相连，移动注射器活塞可以实现潜水器的浮沉。【产品调试】任务一：如图乙所示，潜水艇完成从水面A位置下潜到B位置并稳定停留；任务二：能从水底上浮到B位置并稳定停留；任务三：完成从水底打捞一个重物（重0.3牛，体积为10厘米3）到B位置并稳定停留。（1）小明关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中，当观察到现象，则气密性良好。（2）完成任务二上浮过程，对注射器活塞的操作是：。（3）已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度a毫升。完成任务三时（用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞），注射器活塞需要稳定在哪个刻度？（提示：结果用含a的代数式表示；注射器内气压始终等于外界大气压；水的密度为1克/厘米3）20．（2023•龙湾区模拟）如图甲是一款无人水下航行器，其内部装有控制系统、推进系统、摄像模块、电池模块，总质量为8千克，采用全封闭结构。它的底部还有一个活塞式浮力系统调节装置（如图乙），活塞位置可上下调节，从而改变航行器排开水的体积，以实现航行器在水中的上下运动或停留。某次测试时，航行器竖直上升并停留在水中的某个位置，该过程中速度随时间的变化关系如图丙所示。​（1）航行器在测试过程中停留在水中的某个位置时排开水的体积是多少？（2）航行器在水中匀速上升这段时间内克服重力做功多少焦？（3）当航行器在水下运动时，会受到水的阻力。根据丙图分析，航行器在第9秒时受到的浮力与重力的大小关系如何，请作出判断并说明理由。。

2023年浙江省中考专项训练——14浮力的大小计算、浮力的应用参考答案与试题解析一．选择题（共5小题）1．（2022•宁波校级一模）如图所示，港珠澳大桥于2018年10月24日通车，是中国境内一座连接香港、珠海和澳门的桥隧工程。它由桥梁和海底隧道组成，隧道由空心沉管连接而成。建造隧道时，先将沉管两段密封，如同一个巨大的长方体空心箱子，然后让其漂浮在海面上，再用船将密封沉管拖到预定海面上，向其内部灌水使之沉入海底。设一节密封长方形沉管的长、宽、高分别是180m、35m、10m，总质量为6×107kg（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg），下列说法中正确的是（）A．若将一节沉管密封后浸没在海水中受到的浮力为6.3×108N B．密封沉管灌水下沉过程中沉管受到的浮力一直变小 C．密封沉管灌水前漂浮在海面上受到的浮力6×107N D．密封沉管灌水下沉过程中上表面受到海水的压强变小【解答】解：A、沉管密封后浸没在海水中，则V排＝V＝180m×35m×10m＝6.3×104m3，一节沉管密封后浸没在海水中受到的浮力为F浮＝ρ液gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6.3×104m3＝6.3×108N，故A正确；B、密封沉管灌水下沉过程中，在沉管没浸没之前，排开水的体积在变大，浸没后，排开水的体积不变，故沉管下沉过程中沉管受到的浮力先变大后不变，故B错误；C、密封沉管灌水前漂浮在海面上受到的浮力，F浮＝G＝mg＝6×107kg×10N/kg＝6×108N，故C错误；D、密封沉管灌水下沉过程中上表面所处深度不断变大，根据p＝ρgh知，受到海水的压强变大，故D错误。故选：A。2．（2021•临海市二模）底面积为100cm2的烧杯中装有适量水。当金属块浸没在水中静止时，如图甲所示，弹簧测力计的示数F1＝3.4N，水对杯底的压强为p1；当金属块总体积的14露出水面静止时，如图乙所示，弹簧测力计的示数为F2，水对杯底的压强为p2；若p1、p2A．金属块的体积V是2×10﹣3m3 B．弹簧测力计的示数F2是5.4N C．金属块的密度是2.7×103kg/m3 D．金属块受到的重力是6.8N【解答】解：A、由p＝ρgh可知，水面降低的高度：Δh=Δpρ水金属块14体积排开水的体积：ΔV水＝SΔh＝100×10﹣4m2×5×10﹣3m＝5×10﹣5m3因为ΔV水=14V所以V金＝4×5×10﹣5m3＝2×10﹣4m3，故A错误；D、甲图金属块完全浸没在水中，受到的浮力F浮＝ρ水gV金＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3＝2N，根据称重法F浮＝G﹣F示可知，金属块的重力：G＝F浮+F1＝2N+3.4N＝5.4N，故D错误；B、图乙中金属块浸入水中的体积V排＝（1−14）V金=3根据F浮＝ρ水gV排可知，乙图中受到的浮力为：F浮′=34F浮根据称重法F浮＝G﹣F示可知，乙图中弹簧测力计示数为：F2＝G﹣F浮′＝5.4N﹣1.5N＝3.9N，故B错误；C、由G＝mg可知，金属块的质量：m=G金属块的密度为：ρ=mV=0.54kg2×1故选：C。3．（2021•慈溪市模拟）弹簧测力计下挂一长方体物体，将物体从盛有适量水的烧杯（可看成柱形）上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中，如图甲；图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像，则下列说法错误的是（）A．物体的体积是400cm3 B．物体的密度是2.25×103kg/m3 C．物体刚浸没时下表面受到水的压力是4N D．物体完全浸没后与最初时相比，烧杯底部受到水的压力增大了5N【解答】解：A、由图象知，当物体未浸入水中时，弹簧测力计的示数为9N，则物体重力G＝9N；当物体完全浸没时，拉力F＝5N，则该物体受到的最大浮力：F浮＝G﹣F＝9N﹣5N＝4N；物体的体积：V=VB、由G＝mg可得，物体的质量：m=G物体的密度：ρ=mV=0.9kg4×1C、物体刚浸没时上表面受到水的压力为0N，物体受到的浮力F浮＝F下﹣F上＝4N，物体下表面受到的液体压力：F下＝F浮＝4N，故C正确；D、物体完全浸没后与最初时相比，由于力的作用是相互的，所以烧杯底部增大的压力等于物体受到的浮力，即压力增大了4N，故D错误。故选：D。4．（2023•宁波一模）如图甲所示，一个鸡蛋漂浮在盐水中；向盐水中缓慢加入蒸馏水，直到鸡蛋恰好浸没（如图乙所示）；此过程中（）A．鸡蛋排开液体的体积保持不变 B．鸡蛋受到的浮力逐渐增大 C．盐水对烧杯底部的压强逐渐增大 D．烧杯对水平桌面的压力保持不变【解答】解：A、由图可知，鸡蛋排开液体的体积变大，故A错误；B、由甲、乙两图中鸡蛋分别处于漂浮和悬浮状态可知，鸡蛋均处于平衡状态，F浮＝G鸡蛋，所以鸡蛋受到的浮力不变，故B错误；CD、向盐水中缓慢加入蒸馏水，烧杯中盐水的总重力变大，则烧杯对水平桌面的压力变大，由p=FS可知，烧杯对水平桌面的压强变大，由图可知烧杯是规则容器，由于盐水对烧杯底部的压力大小等于盐水和鸡蛋的总重力，根据p故选：C。5．（2023•西湖区模拟）如图甲所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上方连有正方体木块A，容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口，此时木块A刚好完全浸没在水中，接着打开阀门B，缓慢放水，直至木块A完全离开水面时，再关闭阀门B，这个过程中，弹簧弹力F与木块露出水面的体积V的关系如图乙所示。已知ρ水＝1.0×103kg/m3，ρ木＝0.7×103kg/m3，木块体积为V0，不计弹簧所受浮力，则下列说法正确的是（）A．C点弹簧处于原长 B．CD段弹簧被压缩 C．D点的横坐标d的值为0.3V0 D．点C与点E的纵坐标c、e的绝对值之比为2：3【解答】解：A、由图乙可知，C点木块A刚好完全浸没在水中，因为ρ水＞ρ木，所以此时木块所受的浮力大于木块的重力，即F浮＞G木，则弹簧对木块有竖直向下的拉力，弹簧被拉伸，处于伸长状态，故A错误；B、在D点时，弹簧弹力F＝0N，弹簧处于原长，所以CD段弹簧被拉伸，故B错误；C、在D点时，弹簧弹力F＝0N，弹簧处于原长，此时木块漂浮在水面上，F浮＝G木，即ρ水gV排＝ρ木gV0，ρ水g（V0﹣V）＝ρ木gV0，则木块露出水面的体积：V＝（1−ρ木ρ水）V0＝（1−0.7×1即D点的横坐标d的值为0.3V0，故C正确；D、在C点木块完全浸没时，木块排开水的体积V排＝V0，此时弹簧弹力F＝F浮﹣G木＝ρ水gV0﹣ρ木gV0＝（ρ水﹣ρ木）gV0；在E点木块A完全离开水面时，弹簧被压缩，此时弹簧弹力等于木块的重力，即F′＝G木＝ρ木gV0，则FF'即点C与点E的纵坐标c、e的绝对值之比为3：7，故D错误。故选：C。二．填空题（共4小题）6．（2022•温州模拟）有一质量m＝0.1kg，容积V＝1×10﹣3m3，横截面积S＝2.5×10﹣3m2的圆筒形薄壁容器B（壁厚忽略不计），现注入体积为13V的某种液体A后，将其封闭放入水中，且保持竖直漂浮状态，如图甲所示，此时水对容器底部的压强p＝2.8×103（1）液体A的密度；（2）若要使容器B恰好竖直悬浮在水中（如图乙所示）注入液体A的体积是多少？【解答】解：（1）由p=FS可得，F浮＝F向上＝p向上S＝2.8×103Pa×2.5×10﹣3m容器B漂浮，则F浮＝G总＝GA+G筒＝（mA+m筒）g，即7N＝（mA+0.1kg）×10N/kg，解得，mA＝0.6kg，液体A的密度：ρA=mA13V（2）容器B悬浮，则F浮'=ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m同时有：F浮'=G总'=GA'+G解得，mA由ρ=mVA=mA'ρ液答：（1）液体A的密度为1.8×103kg/m3；（2）若要使容器B恰好竖直悬浮在水中，注入液体A的体积是5×10﹣4m3。7．（2023•宁波模拟）有甲、乙、丙三个物体，其密度分别为ρ甲＝0.35g/cm3，ρ乙＝1.05g/cm3，ρ丙＝2.25g/cm3。现将它们放在密度为1.05g/cm3的饱和食盐水中，如图所示是这三个物体在食盐水中的四个可能位置。在这四个可能位置中，丙物体处于位置4；若在食盐水中加些食盐，三个物体中浮力不变的物体有甲、乙、丙。【解答】解：由题意知，ρ甲＝0.35g/cm3＜ρ液＝1.05g/cm3，故甲物体一定漂浮，其应该处于位置1；ρ乙＝1.05g/cm3＝ρ液＝1.05g/cm3，两者密度相等，故乙物体应该悬浮，其应该处于位置2或3或4（当4对容器底没有压力时）；ρ丙＝2.25g/cm3＞ρ液＝1.05g/cm3，所以丙物体会下沉，处于位置4（对容器底部有压力）；因为容器中是饱和食盐水，若在食盐水中加些食盐，食盐水的密度不会改变，三个物体所受的浮力均不变。故答案为：4；甲、乙、丙。8．（2022•鹿城区校级三模）公园里有一艘游船乙被风吹到了湖中央，管理员乘坐另一艘游船甲，将绳子套在乙船上，然后站在甲船上用力拉绳子，将两船连接到一起（如图所示），随后开动甲船将乙船带回岸边。根据上述信息回答问题：（1）管理员拉动绳子，甲、乙两船会运动，这说明力的作用效果之一是力可以改变物体的运动状态。（2）甲、乙两船质量都是200千克，人的质量是50千克，则甲船比乙船排开水的体积要多0.05m3。【解答】解：（1）管理员拉动绳子，甲、乙两船会运动，这说明力的作用效果之一是力可以改变物体的运动状态；（2）甲、乙两船都漂浮在水面上，受到的浮力等于自身的重力，根据物体的浮沉条件可知两船受到的浮力之差等于人的重力，即ΔF浮＝G人，则甲船与乙船排开水的体积之差为：ΔV=ΔF浮故答案为：（1）力可以改变物体的运动状态；（2）0.05。9．（2022•云和县模拟）在研究物体浮沉条件的实验中，将一只鸡蛋浸没在水中，向水中缓慢加盐，直至盐不能再溶解为止，鸡蛋受到浮力F随盐水密度变化的规律如图所示（ρA＝ρ水）。（1）当盐水的密度为图中A点对应的密度时，鸡蛋处于沉底（选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”）状态。（2）鸡蛋的重力大小是F0。【解答】解：（1）由图可知：当盐水的密度小于ρB时，鸡蛋受到的浮力随着盐水的密度的增大而变大，但还没有达到浮力的最大值，则鸡蛋受到浮力小于鸡蛋受到的重力，所以当盐水的密度为图中A点对应的密度时，鸡蛋处于沉底状态；（2）当盐水的密度等于ρB时，鸡蛋受到浮力最大，由于盐水的密度再增大，而浮力保持不变，所以根据F浮＝ρ液V排g可知，V排是减小，会小于鸡蛋的体积，即鸡蛋开始处于漂浮状态；由此可知：当盐水的密度等于ρB时，鸡蛋处于悬浮状态；则鸡蛋重力G＝F0。故答案为：（1）沉底；（2）F0。三．实验探究题（共3小题）10．（2023•宁波模拟）小京为了证明“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的，他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和金属块等器材进行实验。（1）以下是他的部分实验步骤，请帮他补充完整。①将金属块悬挂在弹簧测力计下，测量金属块受到的重力G并记录。②在烧杯中装入适量的水，将金属块浸没在水中且不接触烧杯，静止时记录弹簧测力计的示数F，用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录。③向烧杯中加水，将金属块浸没在水中且不接触烧杯，静止时记录弹簧测力计的示数F，用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录。④用公式F浮＝G﹣F计算金属块所受浮力F浮1、F浮2并记录。（2）由水的深度变化时，F浮1＝F浮2（选填“＝”或“≠”），就可以证明这种观点是错误的。【解答】解：（1）实验步骤：①将金属块悬挂在弹簧测力计下，测量金属块受到的重力G并记录。②在烧杯中装入适量的水，将金属块浸没在水中且不接触烧杯，静止时记录弹簧测力计的示数F，用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录。③向烧杯中加水，静止时记录弹簧测力计的示数F，用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录。④用公式F浮＝G﹣F计算金属块所受浮力F浮1、F浮2并记录。（2）通过上述实验，由水的深度变化时，F浮1＝F浮2，就可以证明浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的。故答案为：（1）②将金属块浸没在水中且不接触烧杯；③向烧杯中加水，将金属块浸没在水中且不接触烧杯；④F浮＝G﹣F；（2）＝。11．（2023•温州一模）为证明空气浮力的存在，科学兴趣小组利用自行车气嘴、矿泉水瓶、细绳、气球等器材进行了如下实验：步骤一：在矿泉水瓶盖和底部上各钻一个小孔，将两个自行车气嘴分别固定在瓶盖和底部，将气球用细绳与底部的气嘴绑紧，如图甲所示。打开瓶盖，使瓶内外气压一致，再拧紧瓶盖不漏气。步骤二：关闭气嘴2，打开气嘴1；用气泵向矿泉水瓶充入气体，待手压瓶子感觉较硬时停止充气；用天平称出整个装置的质量为m1。步骤三：关闭气嘴1，打开气嘴2；让瓶内的高压气体进入气球，至气球停止胀大；称出整个装置的质量为m2。步骤四：比较m1与m2的大小。（1）实验装置的气密性是本实验成功的关键，写出一种检查图甲装置气密性的方法：用天平称出整个装置的质量为m1保持不变。（2）本实验能验证气球在空气中受到浮力，其依据是m1＞m2。（3）实验中，小组同学发现气球与气嘴2之间漏气，于是设计了如图乙所示的改进型实验装置：将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上，调节配重质量使二者保持静止，用气泵往密闭玻璃容器内缓慢压入空气，观察到金属球会上升，配重下降现象，说明金属球受到空气浮力的作用。【解答】解：（1）若本实验装置的气密性良好，则用天平称出整个装置的质量为m1保持不变；（2）在步骤三中：关闭气嘴1，打开气嘴2；让瓶内的高压气体进入气球，至气球停止胀大，则气球受到的浮力变大，称出整个装置的质量为m2。本实验能验证气球在空气中受到浮力，其依据是m1＞m2；（3）如图乙所示的改进型实验装置：将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上，调节配重质量使二者保持静止，空心金属球与的体积明显大于配重的体积，用气泵往密闭玻璃容器内缓慢压入空气，金属球受到空气浮力的作用（比配重受到的浮力大），故观察到金属球会上升，配重下降现象，说明金属球受到空气浮力的作用。故答案为：（1）用天平称出整个装置的质量为m1保持不变；（2）＞；（3）金属球会上升，配重下降。12．（2021•宁波模拟）在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，某小组同学用如图所示的装置，将同一物体分别逐渐浸入到水和酒精中，为了便于操作和准确收集数据，用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积。他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积。实验数据记录在下表中。液体种类实验序号物体重力G物（N）弹簧测力计示数F（N）物体受到浮力F浮（N）排开液体体积V排（cm3）水ρ水＝1.0g/cm3121.55021.01.010030.51.5150酒精ρ酒精＝0.8g/cm3421.60.45051.20.810060.81.2150（1）分析表中数据，实验所用物体的重力为2N，第一次实验中物体所受的浮力F浮＝0.5N。（2）分析比较实验序号1、2和3（或4、5和6）可初步得出结论：当液体的种类相同时，排开液体的体积越大，浸在液体中的物体受到的浮力越大；分析比较实验序号1、4（或2、5或3、6）可初步得出结论：当排开液体的体积相同时，液体的密度越大，浸在液体中的物体受到的浮力越大。（3）请你计算出第一次实验中物体排开水受到的重力G排＝0.5N．通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系，还可以验证阿基米德原理。（4）本实验在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时，选用了不同液体并进行了多次实验，其目的是为了A。（选填字母序号A．寻找普遍规律B．取平均值减小误差）。【解答】解：（1）分析表中数据可知，实验所用物体的重力为2N；第一次实验中物体所受的浮力F浮＝G﹣F′＝2N﹣1.5N＝0.5N。（2）①分析比较实验序号1、2和3（或4、5和6）可知，液体的密度相同，物体浸入液体中的体积越大，弹簧测力计的示数越小，即所受的浮力变大；故可得结论：当液体的种类相同时，排开液体的体积越大浸在液体中的物体受到的浮力越大。②在探究浮力的大小与液体密度的关系时，应控制排开液体的体积不变，改变液体的密度；结合表格可知1、4或者2、5或者3、6符合。（3）第一次实验中物体排开水受到的重力：G排＝m排g＝ρV排g＝1.0×103kg/m3×50×10﹣6m3×10N/kg＝0.5N，因F浮＝G排＝0.5N，所以可以验证阿基米德原理。（4）在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时，选用了不同液体并进行了多次实验的目的是减小偶然性，使实验得出的实验规律更具有普遍性，所以本实验的目的是寻找普遍规律，故A正确。故答案为：（1）2；0.5；（2）大；1、4（或2、5或3、6）；（3）0.5；阿基米德；（4）A。四．计算题（共3小题）13．（2023•宁海县模拟）如图甲所示为一根原长为5cm的弹簧，每受到1N的力伸长1cm。在一只轻薄塑料袋中装满质量为0.2kg的水，将袋中的空气全部排出，用细线把袋口扎紧，挂在弹簧下面，如图乙所示，水袋的竖直高度为h厘米。（1）求水的体积和受到的重力；（2）将水袋体积的四分之一浸入水中稳定后，水袋受到的浮力为0.5N；（3）将弹簧悬挂的水袋置于圆柱体容器的水面上方此时水面刚接触水袋，如图丙所示。向容器中加水至恰好淹没水袋（假设容器足够高，水没有溢出），此时水位相比加水前上升的高度为B厘米。A.hB.h+2C.2D.由水袋的具体形状确定【解答】解：（1）根据密度公式ρ=mV水=m水ρ水=水受到的重力：G＝mg＝0.2kg×10N/kg＝2N；（2）将水袋体积的四分之一浸入水中稳定后，则排开水的体积：V排=14V水=14×2×10﹣4m3水袋受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣5m3＝0.5N；（3）如图丙：水面刚接触水袋，弹簧测力计测量的是水的重力；则示数为2N，根据弹簧每受到1N的力伸长1cm可知此时弹簧伸长2cm；在塑料袋慢慢浸入水的过程中（袋内水面与烧杯中的水面相平之前），F浮＝ρ水gV排，塑料袋排开水的体积增大，水对塑料袋的浮力F浮增大；则弹簧测力计的示数：F′＝G﹣F浮，G不变，水对塑料袋的浮力F浮增大，弹簧测力计的示数将变小；当袋内水面与烧杯中的水面相平时，排开水的体积等于袋内水的体积，即：V排＝V水，排开水的重力等于袋内水的重力，即：F浮′＝G排＝G水，此时测力计的示数为零，则此时弹簧的伸长量为0cm；所以，水位相比加水前上升的高度为：h+2cm，故选：B。答：（1）水的体积为2×10﹣4m3；受到的重力为2N；（2）0.5；（3）B。14．（2022•西湖区模拟）铝膜气球深受小朋友们的喜爱，如图所示。爱观察的小金发现，下雨的时候铝膜气球飞不起来，这是为什么呢？已知某铝膜气球充满氦气后的总质量为30克，体积为0.05立方米。（空气密度为1.29kg/m3）（1）小金买了两个完全相同的未充气的铝膜气球，分别往里面充满了氦气和空气，则两个气球受到的浮力一样大（选填“氦气球大”或“空气球大”或“一样大”）。（2）计算该铝膜气球充满氦气时，受到的浮力大小。（3）小金查阅资料发现，气球飞不起来是因为沾上太多的水。气球充满氦气时，要确保气球仍能飞起，沾上水的质量不能超过多少？【解答】解：（1）由F浮＝ρ气gV排可知，两只气球充满气后的体积相同，排开空气的体积相同，因此受到的浮力相等；（2）铝膜气球受到的浮力：F浮＝ρ气gV排＝ρ气gV＝1.29kg/m3×10N/kg×0.05m3＝0.645N；（3）当气球刚好能飞起时，受到的总重力和浮力是一对平衡力，因此气球和沾水的总重力：G总＝F浮＝0.645N，由G＝mg可知，气球和沾水的总质量：m总=G则沾上水的质量：m水＝m总﹣m球＝64.5g﹣30g＝34.5g。答：（1）一样大；（2）该铝膜气球充满氦气时，受到的浮力为0.645N；（3）气球充满氦气时，要确保气球仍能飞起，沾上水的质量不能超过34.5g。15．（2022•临平区模拟）2021年7月，河南省郑州市连遭暴雨袭击引发全民关注，造成了重大的人员伤亡和经济损失。救援队通常利用冲锋舟转移民众至安全地区，如图所示。已知某一型号冲锋舟的质量为300千克，最大排水体积为1.2米3，试回答以下问题：（河水的密度为1.0×103千克/米3）（1）洪水是我国危害最大的自然灾害之一，以下关于洪水的说法错误的是C。A．持续性暴雨和台风是引发洪水的主要自然因素B．破坏植被会使洪水的危害性增大C．人类活动不会对洪水造成影响（2）一艘上述型号的空冲锋舟漂浮在水上时受到的浮力多大？（3）假设一个成年人的质量为60千克，为了保证安全，该冲锋舟最多能载多少个成年人？【解答】解：（1）A、台风会引起大风和降雨，所以持续性暴雨和台风是引发洪水的主要自然因素，故A正确；B、破坏植被会使土地沙化、土壤疏松，所以洪水的危害性增大，故B正确；C、人类活动，如乱砍乱伐会引起破坏植被、土地沙化、土壤疏松，会对洪水造成影响，故C错误；故选：C；（2）冲锋舟空载时所受的浮力：F浮＝G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N；（3）冲锋舟满载时所受的浮力：F浮′＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2m3＝12000N；一个人的重力为：G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N；，冲锋舟满载时，应满足：F'浮＝G+nG人，所以最多能承载的人数：n=F答：（1）C；（2）一艘上述型号的空冲锋舟漂浮在水上时受到的浮力为3000N；（3）该冲锋舟最多能载15个成年人。五．解答题（共5小题）16．（2023•北仑区模拟）有一足够大的水池，在其水平池底竖直放置一段圆木。圆木可近似看作一个圆柱体，底面积0.8m2，高5m，密度0.7×103kg/m3．（g＝10N/kg）（1）未向水池内注水时，圆木对池底的压力和压强分别为多大？（2）向水池内缓慢注水，在水位到达1m时圆木受到水的浮力和圆木对池底的压力分别为多大？（3）当向水池内注水深度达到4m时，圆木受到的浮力又为多大？【解答】解：（1）圆木的体积：V＝0.8m2×5m＝4m3，由ρ=mV得圆木的质量m＝ρ木V＝0.7×103kg/m3×4m3＝2.8×10圆木重力：G＝mg＝2.8×103kg×10N/kg＝2.8×104N，未向水池内注水时，圆木对池底的压力：F＝G＝2.8×104N，圆木对池底的压强：p=FS=（2）水位达到1m时，V排1＝0.8m2×1m＝0.8m3，圆木受到的浮力：F浮1＝ρ水V排g＝1×103kg/m3×0.8m3×10N/kg＝8×103N，圆木对池底的压力：F压＝G﹣F浮＝2.8×104N﹣8×103N＝2×104N；（3）当圆木对池底的压力为0时，F浮2＝G＝2.8×104N，即F浮2＝ρ水V排2g＝1×103kg/m3×0.8m2×h2×10N/kg＝2.8×104N，解得水深h2＝3.5m，当水位达到4m时，圆木静止时漂浮在水面上，圆木受到的浮力：F浮3＝G＝2.8×104N。答：（1）未向水池内注水时，圆木对池底的压力和压强分别为2.8×104N、3.5×104Pa；（2）向水池内缓慢注水，在水位到达1m时圆木受到水的浮力和圆木对池底的压力分别为8×103N、2×104N；（3）当向水池内注水深度达到4m时，圆木受到的浮力又为2.8×104N。17．（2022•鹿城区一模）跳水馆池水深度要适当，水过浅会发生危险，水过深则造成浪费。某科研小组想研究某高度跳台水池中水的合理深度，用仿真人体模型进行“模拟跳水”测试，将人体模型从距水面6米处静止释放，观察其触底情况。已知该人体模型重600牛，体积为0.059m3。（不考虑空气阻力）（1）仿真人体模型入水后会受到浮力，其最大值是590牛。（2）由于人体模型入水后受到的浮力与其重力大小相当，粗略测算时视为抵消，若剩下的平均阻力为其重力的1.5倍，则本次测试中池水至少多深才能保证人体模型不触池底？（3）图甲是跳水运动员入水前的示意图，t1是人起跳的瞬间，t2为腾空至最高点的瞬间，t3是即将入水的瞬间。图乙要描述t1～t3之间速度变化的大致图像，请结合所学知识将其补充完整。【解答】解：（1）由浮力公式F浮＝ρ水gV排可得浮力的最大值是：F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.059m3＝590N；（2）由机械能守恒定律知，动能的大小就是重力势能的减小量，入水后，依据题意，人体模型受到的浮力与其重力大小相当，视为抵消，仅受向上的阻力为1.5mg，由动能定理可得：mgh＝1.5mgdmin，可得池水深度至少是：dmin=ℎ（3）t2为腾空至最高点的瞬间，此时速度并不为0，t2～t3期间，运动员向下做加速运动，因为运动员仅受重力，故合外力不变，加速度不变，故斜率不变。如图所示：故答案为：（1）590；（2）本次测试中池水至少4m深才能保证人体模型不触池底；（3）见解答图。18．（2023•宁波模拟）有个足够大的水池，在其水平池底以不同的方式放置一个木块，木块规格为lm×lm×2m，密度为0.6×103kg/m3。（1）如图，甲、乙两种放置方式，往水池内加水，木块漂浮时，木块排开水的体积甲＝乙（填“＜”“＝”或“＞”）。（2）木块的重力是多少牛？（3）当水池内注水深度达到0.8m时，求两种不同的放置方式木块所受的浮力F1和F2。【解答】解：（1）物体漂浮时，浮力等于重力，因此两种放置方式木块受到的浮力相等，由F浮＝ρ水gV排可知，木块排开水的体积相等；（2）由ρ=mV可知，木块的质量：m＝ρV＝0.6×103kg/m木块的重力：G＝mg＝1200kg×10N/kg＝1.2×104N；（3）由F浮＝G可得，ρ水gV排＝ρ木gV，则：V排所以当木块漂浮时，木块浸入水中的