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文档简介
专题08浮力
1.(2024·广西·中考真题)【新情境——“智能水位报警器”】一个不吸水的实心圆柱体Q,底面积为0.01m2,
高为0.3m,密度为0.5×103kg/m3。如图甲所示,现将Q放在容器中,缓慢往容器中注水(水的密度为
1×103kg/m3,g取10N/kg),求:
(1)圆柱体Q的质量;
(2)当注入水的深度为0.1m时(此时Q未漂浮),Q受到的浮力;
(3)广西夏季雨水充沛,每逢暴雨,河水水位快速上涨,为了监测河水水位,某项目小组设计了“智
能水位报警器”,如图乙所示。其由A、B两部分组成,A模拟控制器,B模拟河道。其中A内部高度
为0.7m,顶部固定着压力传感器,当压力达到某一数值时,报警器会自动报警。在某次注水测试中,
当注水到某一深度时,Q开始漂浮,随着注入水的深度增加,Q最终会与传感器接触,当Q露出水面
长度为0.1m时,报警器恰好开始报警。请通过计算,分析从开始注水到报警器报警的过程,并在丙图
中作出此过程Q底部受到水的压强p随注入水的深度h变化的关系图线。
一.浮力
1.(2021·广西梧州·中考真题)小丽用装有沙子的柱形带盖塑料瓶探究浮力大小的影响因素。
(1)小丽列举了以下三个常识,做出了三个猜想,其中符合常识2的是猜想(填序号)。
常识猜想
常识1:大小相同的木块和铁块,木块漂在水面,铁块沉在水猜想1:浮力大小与液体的密度有关
底猜想2:浮力大小与物体排开液体的体积有
常识2:轮船从江里驶入海里,船身会上浮一些关
常识3:人在水中越往深处走,觉得身体越来越轻猜想3:浮力大小与物体的质量有关
(2)为了验证上述猜想是否正确,小丽依次做了以下实验,如图所示。
①通过A、C实验步骤,可知物体浸没在水中所受浮力大小是N;
②通过(填字母)实验步骤,可得猜想2是(选填“正确”或“错误”);
③通过A、C、E实验步骤,可探究物体所受浮力大小与有关;
④为验证猜想3,小丽将瓶子中的沙子倒掉一些,接着她仿照步骤D进行实验,发现测力计示数小于
2N,继续将瓶子中的沙子倒掉一些,重复以上步骤,发现测力计示数始终小于2N,便认为猜想3是正
确的,小丽在该实验环节中存在的问题是。
二.阿基米德原理
2.(2022·广西贵港·中考真题)如图所示,水平桌面上放置两个相同的容器,甲中有一小物块悬浮于水中,
乙中有一个小球漂浮在水面上,此时容器内水面高度相同。则下列说法正确的是()
A.两个容器对桌面的压强关系:p甲<p乙
B.水对两个容器底部的压力关系:F甲>F乙
C.如果向甲中加入酒精并搅拌均匀,小物块受到的浮力变小
D.如果向乙中加入盐水并搅拌均匀,小球受到的浮力变大
3.(2022·广西玉林·中考真题)如图所示,新鲜鸡蛋沉在盛有纯水的容器底部,若要其上浮,可加(已知
酒精植物油浓盐水)()
A.酒精B.植物油C.纯水D.浓盐水
4.(2022·广西河池·中考真题)某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示
的实验探究。下列说法正确的是()
A.石块在水中受到的浮力方向竖直向下B.石块在水中受到的浮力大小为1.0N
C.石块浸没在水中时,排开水的体积为1.210-4m3D.丙图中盐水的密度为1.1103kg/m3
5.(2021·广西贵港·中考真题)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
6.(2022·广西百色·中考真题)用弹簧测力计悬挂重为5.4N的物体,放入水中,静止时弹簧测力计示数如
333
图所示,则物体在水中受到的浮力为N,物体的体积为m。(水=1.0×10kg/m)
7.(2021·广西桂林·中考真题)如图所示,充满氢气的气象探测气球携带探空仪(体积不计)探空仪在高空
测量,工作完毕后释放部分氢气,气球体积缩小,所受浮力随之,气球下落。气球球囊(厚度
不计)、细绳及探空仪的总质量为m0,空气密度为ρ空,当它恰能缓慢下降时,球内氢气密度为ρ氢,此时
气球的体积为(用题中已知物理量表示)。
8.(2022·广西柳州·中考真题)小东学习了密度的有关知识后,做如下实验。
(1)小东在实验室里测量玻璃珠的密度。
①他将天平置于桌面,移动游码至标尺左端点,调节平衡螺母使横梁平衡;
②接着测量几个玻璃珠的质量,天平平衡时托盘中的砝码及游码的位置如图甲所示,则这些玻璃珠的
质量为g;
③将这些玻璃珠放入量筒,量筒中水面变化如图乙所示,则玻璃珠的总体积为cm3,玻璃
珠的密度为kg/m3;
④小东按规范操作完成了实验,才发现天平横梁因磨损出现的缺口如图丙中A处所示,那么玻璃珠质
量的测量值(选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值;
(2)小东回到家里,想要测量家里的空气密度,器材有:未充气的新皮球(如图丁,皮球壁厚度忽略
不计),电子秤,打气筒(每次能打出一筒体积为V0的空气)。已知皮球充气后如图戊所示,内部气压
大于大气压。方法如下:
i.用电子秤测出未充气的新皮球的质量m1;
ii.用打气筒给新皮球打入n筒空气后,皮球如图戊,用电子秤测出其质量m2;
iii.计算空气密度的表达式为ρ=;
由于空气浮力的影响,上述测量不够准确。仅用现有器材更准确地测量空气密度,需要增加一个步
骤:;
用你增加步骤中测得的物理量及已测得的物理量计算空气密度,表达式为ρ'=。
9.(2022·广西·中考真题)实验小组的同学利用学过的物理知识测定一块吊坠的密度。
(1)把天平放在水平桌面上,将游码调到标尺左端处时,发现指针偏向分度盘的左侧,此时应
向调节平衡螺母,使横梁平衡;
(2)将吊坠放在天平左盘中,向右盘中加砝码并调节游码直到横梁平衡。此时,右盘中的砝码和游码
的位置如图甲所示,则吊坠的质量是g;
(3)往量筒中倒入50mL水,将吊坠浸没在水中,液面位置如图乙所示,则吊坠的密度是kg/m3;
(4)整理实验器材时发现,使用的砝码有磨损,则测得的密度值偏;
(5)实验小组讨论后,不用砝码,只利用天平、两个相同的烧杯、量筒和水也能测出吊坠的密度。请
将实验步骤补充完整。
①在两个烧杯中倒入等量的水,分别放在已调平衡的天平的左右盘中如图丙所示;
②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中(不碰烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁
平衡,记下加水的体积为,如图丁所示;
V1
③,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到横梁平衡,并记下再次加入水的体积为V2;
④吊坠密度的表达式为。(用、、表示)
V1V2水
10.(2021·广西贵港·中考真题)如图所示是某物理兴趣小组验证“阿基米德原理”的实验操作过程示意图。
(1)验证阿基米德原理实验的合理顺序是;(填字母代号)
(2)金属块浸入溢杯前,溢杯里水面高度应;
(3)金属块浸没在水中时,受到的浮力是N;
333
(4)金属块的密度为kg/m;(g取10N/kg,ρ水=1.0×10kg/m)
(5)比较(填字母代号)和(填字母代号)的操作可得出结论:浸入液体中的物体所受
的浮力大小等于物体排开液体所受重力的大小。
11.(2021·广西·中考真题)学习了密度知识后,小华用天平和量筒测量食用油的密度。
(1)将天平放在水平桌面上,把游码移到标尺端零刻度线处,发现指针指在分度盘右侧,此时
应将平衡螺母向端调节,使横梁平衡;
(2)称出空烧杯的质量为28g,将适量的食用油倒入烧杯,称出烧杯和食用油的总质量如图甲所示,
则烧杯中食用油的质量为g,接着,将烧杯中的食用油倒入量筒中,示数如图乙所示,则食用油
的密度为g/cm3;
(3)本次实验测得食用油的密度(选填“偏大”或“偏小”),主要原因是;
(4)小华查阅资料和深入思考后,找到了测量液体密度更精确简便的方法,操作如下:
①如图甲、乙所示,把适量待测液体和水分别倒入两容器中并置于两电子秤上,再将两电子秤示数清
零(按电子秤的清零键后,示数显示为零);
②将系好细线的小物块(不吸收液体)缓慢浸没到待测液体中保持静止(未触底),液体未溢出,如图
丙所示,记下电子秤的示数m1;
③将小物块取出,擦干后再缓慢浸没到水中保持静止(未触底),水未溢出,如图丁所示,记下电子秤
的示数m2;
④则该液体密度的表达式。(已知水的密度为水)
12.(2022·广西梧州·中考真题)如图甲所示,一弹簧下端固定在容器的底部,上端与一个重为20N的正方
体相连,此时水的深度为0.2m,弹簧的伸长量为4cm。在弹性限度内,弹簧产生的弹力F与其伸长量
33
x之间的关系如图乙所示。(g取10N/kg,ρ水=1.0×10kg/m)求:
(1)正方体的质量;
(2)水对容器底部的压强;
(3)正方体浸在水中的体积。
13.(2022·广西柳州·中考真题)如图为某自动冲水装置的示意图,水箱内有一个圆柱浮筒A,其重为GA=4N,
22
底面积为S1=0.02m,高度为H=0.16m。一个重力及厚度不计、面积为S2=0.01m的圆形盖片B盖住出
水口并紧密贴合。A和B用质量不计、长为l=0.08m的轻质细杆相连。初始时,A的一部分浸入水中,
轻杆对A、B没有力的作用。水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求A所受浮力的大小F浮。
(2)求A浸入水的深度h1。
(3)开始注水后轻杆受力,且杆对A和B的拉力大小相等。当水面升高到某位置时,B刚好被拉起使
水箱排水,求此时杆对B的拉力大小F。
(4)水箱开始排水时,进水管停止注水。为增大一次的排水量,有人做如下改进:仅增大B的面积为
22
S2'=0.012m试通过计算说明该方案是否可行?若可行,算出一次的排水量。(水箱底面积S=0.22m供选
用)
14.(2022·广西贵港·中考真题)如图所示,水平地面上放置一个底面积为0.03m2薄壁圆柱形容器,容器侧
9
面靠近底部有一控制出水的阀门K。边长为0.1m的正方体木块A体积的浸入水中,下方用细线TB
10
系有重为3N的合金球B,B的体积是A体积的0.1倍。木块A上方的悬线TA能承受的最大拉力为5N,
33
此时悬线TA处于松弛状态。(容器内的水足够深,不计细线的体积和质量,ρ水=1.0×10kg/m,g取10N/kg)
求:
(1)木块A受到的浮力大小;
(2)细线TB对合金球B的拉力大小;
(3)打开阀门K使水缓慢流出,当悬线TA断裂的一瞬间关闭阀门K,此时木块A排开水的体积为多
少?
(4)若在悬线TA断裂的一瞬间关闭阀门K同时剪断细线TB,待木块A再次静止漂浮时,与悬线TA
断裂的瞬间相比,容器底受到水的压强改变了多少?
15.(2022·广西玉林·中考真题)如图所示,一个底面积为200cm2的溢水杯放在水平桌面上,溢水口离其底
部距离为20cm。已知弹簧原长为10cm,且弹簧每受1N的作用力其长度变化1cm。现将弹簧与底面积
为100cm2的实心长方体A和溢水杯底部相连,此时弹簧被压缩,其弹力为2N;向溢水杯加水,当水
深为16cm时,A刚好有一半浸入水中,此时弹簧长为12cm;继续向溢水杯加水,直至弹簧所受的弹
力不再发生变化(在弹性限度内)。不计弹簧的重力、体积及其所受的浮力,g取10N/kg,
33
水1.010kg/m。求:
(1)A的重力;
(2)A的一半浸入水中时A所受的浮力;
(3)A的密度;
(4)A的一半浸入水中与弹簧不再发生变化,溢水杯对桌面压强的变化量。
16.(2021·广西河池·中考真题)乡村振兴建设中,小明家购买一批瓷砖装修新房,他想测量这批瓷转的密
度,小明先用弹簧测力计测量一小块瓷砖样品的重力,如图甲所示;接着他把样品浸没在水平桌面上
容器内的水中;样品不触底,如图乙所示(不考虑瓷砖吸水)。已知容器底面积为0.01m2,重为5N,
盛有20N的水,请帮小明计算:
(1)瓷砖样品浸没在水中时受到的浮力;
(2)这批瓷砖的密度;
(3)瓷砖样品浸没在水中时,容器对水平桌面的压强。
17.(2021·广西百色·中考真题)用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。
由此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块始终未与容器接触)。物块下放过程中,
弹簧测力计示数下与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。(已知水的密度ρ水=1.0×10³kg/m³)
求:
(1)物块完全浸没在水中时受到的浮力;
(2)物块的密度;
(3)物块刚好浸没时,水对物块下表面的压强。
18.(2021·广西贺州·中考真题)如图所示,水平桌面上放有一圆柱形溢水杯,它自重7N,底面积为300cm2,
溢水口距杯底的高度为12cm,溢水杯中盛有高为10cm、质量为3kg的水,现将一体积为1000cm3、质
量为2.7kg的正方体铝块缓慢浸没入水中,不计溢水杯的厚度。求:
(1)铝块放入水前,水对溢水杯底部的压强;
(2)铝块浸没在水中受到的浮力;
(3)铝块浸没在水中静止后,溢水杯对水平桌面的压强。
三.物体的浮沉条件及应用
19.(2022·广西·中考真题)在“天宫课堂”中,航天员王亚平展示了“浮力消失”的实验。在中国空间站微重
力环境中,她用吸管把乒乓球轻轻压入水中,取出吸管后,观察到乒乓球静止不动,如图甲所示。在中
国科技馆的同学们做了同样的实验,乒乓球却迅速上浮直至漂浮,如图乙所示。下列说法中正确的是
()
A.图甲中,乒乓球的质量为零
B.图甲中,水所受的重力几乎为零,因此“浮力消失”
C.图乙中,乒乓球上浮时所受的浮力小于所受的重力
D.图乙中,乒乓球上浮时水对容器底部的压强变大
20.(2021·广西百色·中考真题)将同一个新鲜的鸡蛋分别浸入密度不同的甲、乙两杯盐水中,静止时的位
置如图所示。则下列说法正确的是()
A.鸡蛋在乙杯中受到的浮力大B.鸡蛋在甲、乙两杯中受到的浮力一样大
C.鸡蛋的密度大于甲杯中盐水的密度D.鸡蛋的密度等于乙杯中盐水的密度
21.(2021·广西玉林·中考真题)如图所示,下列事例中属于防止惯性带来危害的是()
A.飞机加速起飞B.驾驶员系上安全带
C.人在死海中看书D.洗手后用力甩干
22.(2021·广西桂林·中考真题)如图所示的实例中,利用了大气压的是()
A.车起动时人向后倾B.用铅垂线检查墙是否竖直
C.吸盘能紧贴在光滑墙面上D.苹果浮在水面上
23.(2021·广西·中考真题)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
24.(2022·广西桂林·中考真题)桂林山水素有“甲天下”之称,周末小林一家乘坐竹筏游览漓江,当他们登
上竹筏时,竹筏浸入水中的体积增大,竹筏受到的浮力(选填“增大”、“减小”或“不变”);
筏工向后撑竹竿使竹筏前进,这说明物体间力的作用是的。
25.(2022·广西河池·中考真题)把重为0.5N的鸡蛋放入盐水中,鸡蛋静止时如图所示,此时鸡蛋处于
(选填“漂浮”或“悬浮”)状态,它受到的浮力为N。
26.(2021·广西柳州·中考真题)漂浮在水面上的物体受到的浮力的大小被物体排开的水的重
力,物体受到的重力。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
27.(2021·广西贵港·中考真题)大山同学在综合实践活动课中自制密度计。他找来一根粗细均匀的木棍,
表面涂上蜡,在它的一端绕上适量的金属丝。把这个装置放在水中,静止后在液面所在处刻上刻度,
并标上“1.0”;再将这个装置放在煤油中,静止后在液面所在处刻上刻度,并标上“0.8”;最后将此装置
放入某种液体中,静止后在液面所在处刻上刻度h,如图所示。把木棍拿出液体后,用刻度尺量出刻度
h与刻度“0.8”的距离是3.8cm,刻度“1.0”与刻度“0.8”之间的距离是2.0cm。则h到木棍底部的距离为
333
cm,该液体的密度是kg/m。(假设金属丝的体积忽略不计,g取10N/kg,ρ水=1.0×10kg/m,ρ煤
33
油=0.8×10kg/m,密度的计算结果小数点后面保留两位小数)
28.(2023·广西·中考真题)人工涂抹油漆难精准且气味难闻,于是某团队设计了“智能浸泡上漆器”,如图
所示,上漆器由柱形硬质浮杆、力传感器、工作台、挡板等组成。浮杆的质量为0.2kg,底面积为2103m2;
力传感器固定且与浮杆接触但无压力;工作台固定在上漆器底部,其上表面积为0.5m2,高为0.1m。将
待上漆的质量分布均匀的柱体A放在工作台中央,将挡板固定在1m高处,开始注漆,当浮杆对力传
感器的压力为14N时停止注漆,完成对柱体A的上漆。已知柱体A的质量为500kg,底面积为1m2,
高为0.8m,油漆密度为1103kg/m3。g取10N/kg。求:
(1)当漆面上升至0.1m时,油漆对上漆器底部的压强;
(2)当漆面上升至0.4m时,柱体A对工作台的压强;
(3)停止注漆时,柱体A被上漆的高度。
29.(2022·广西·中考真题)某学习小组在完成压强知识的学习后,为深入了解压强的变化情况,将实心柱
体甲和盛满水的薄壁轻质容器乙放置在水平地面上,如图所示,其中甲、乙底面积分别为2S、S,水的
33
质量为m,D点距水面0.1m,水1.010kg/m。将甲沿虚线切出一质量为m0的小物块(不吸水)放
入乙中,小物块有四分之一的体积露出水面。
(1)求D处水的压强;
(2)求甲的密度;
(3)现有A、B、C三物体,相关信息如下表所示。
物体ABC
密度1.2水3.8水2.5水
体积2V0.5V2V
若要选择其中一个先后放在甲剩余部分的上部和放入乙中(均可浸没),使乙对地面的压强变化量大于
甲剩余部分对地面的压强变化量,且乙对地面的压强p最大。请分析说明所选物体的理由,并计算出p
的最大值。(结果用题中字母表示)
30.(2022·广西贺州·中考真题)如图所示,水平桌面上放置下端用毛细管连通的A、B两容器,底面积分
别为100cm2和150cm2。阀门K打开前,A容器内竖直放置一底面积为50cm2、高为0.2m的长方体物
块,物块对A容器底部的压强为pA,B容器内盛有0.2m深的水。求:
(1)阀门K打开前,水对B容器底部的压强pB;
(2)阀门K打开前,当pB=2pA时,物块的密度;
(3)阀门K打开后,水从B容器进入A容器,刚好使物块漂浮时,水进入A容器中的深度。
一、填空题
1.(2025·广西南宁·一模)如图甲所示,体积可忽略不计的轻质硬杆B一端固定在容器底,一端与不吸水的
实心正方体A固定。现缓慢向容器中加水,当水深为15cm时正方体A刚好浸没,杆B受到正方体A
的作用力F随注水深度变化的图像如图乙所示。则杆B的长度为cm,当F大小为0时,容器
底部受到水的压强为Pa。
二、实验题
2.(2025·广西南宁·一模)小明同学按如图所示步骤,探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)如图甲所示,金属块的重力为N;在丁图中,金属块受到浮力为;
(2)通过比较步骤甲、乙、丙可以得出结论:同种液体中,金属块受到的浮力大小与排开液体有
关;通过比较步骤甲、丙、丁可以得出结论:同种液体中,金属块受到的浮力大小与浸没在液体中的
无关;
(3)小明又做了如图己的实验,若满足关系式:F1﹣F3=,则验证了“阿基米德原理”;浸入液体
中的金属块所受的浮力的大小等于金属块排开液体所受的的大小。若将金属块换成可以漂浮
在水面的木块进行实验,则(选填“能”或“不能”)验证阿基米德原理。
3.(2025·广西南宁·二模)小宁在做“测量小石块的密度”的实验中:
(1)将天平放置在水平桌面上,把游码移到标尺左端的零刻度线处,发现指针如图甲所示,此时应将平衡
螺母向(选填“左”或“右”)调节,使天平平衡;
(2)用调节好的托盘天平测小石块的质量,应用镊子在(选填“左”或“右”)盘内加减砝码,天平平
衡时砝码及游码的位置如图乙所示,则小石块的质量为g,若砝码长期使用被磨损,则测量的质
量比真实值偏;
(3)将小石块放入装有20mL水的量筒中后液面位置如图丙所示,则小石块的体积为cm3,计算出
小石块的密度是kg/m3;
(4)小宁还想利用已测量出密度的小石块(密度为石)测量盐水的密度,于是他找到了圆柱形玻璃杯,
刻度尺、塑料盒、记号笔,进行了如下实验;
如图丁所示,圆柱形玻璃杯装入适量盐水,将空塑料盒漂浮在盐水表面,在圆柱形玻璃杯侧壁标记出液
面的位置为A;
②用细线拴住石块,将石块浸没在盐水中,塑料盒仍然漂浮在盐水表面,标记出液面的位置为B,用刻
度尺测量出A、B间的竖直距离为h1;
③将石块从盐水中取出放入塑料盒中漂浮在盐水表面,标记出液面的位置为C,用刻度尺测量出B、C
间的竖直距离为h2;
、
则盐水密度的表达式盐水(用h1h2和石表示)。
4.(2025·广西梧州·二模)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂
一个高为6cm的长方体物块(不吸水)将它缓慢浸入水中:
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、和分度值。调零时,弹簧测力计应在(选填“竖直”
或“水平”)方向上调零;
(2)用弹簧测力计测出物块的重力G为N;
(3)物块在A位置所受的浮力为N;
(4)由上图所示的A、B、C的位置可知,物块受到的浮力大小与物体排开液体的重力(选填“有
关”或者“无关”);
(5)根据实验数据在图乙中画出物块所受浮力F浮随浸入水中的深度h变化的图象。
5.(2025·广西贵港·一模)在测量液体和固体密度的实验中:
(1)将天平放在台面上,游码移到标尺左端零刻度线处,发现天平指针指在分度盘中线的左侧,为
了使天平平衡,应将平衡螺母向调节;(选填“左”或“右”)
(2)如图甲,测得烧杯和饮料的总质量为g;向量筒中倒入部分饮料,如图乙,量筒中饮料的体积
为cm3;用天平测得烧杯和剩余饮料的总质量为40g,饮料的密度为kg/m3;
(3)接着,用水、刻度尺、薄壁轻质塑料瓶测石头的密度,设计了如图丙所示方案,请将实验步骤补充完整:
①在薄壁轻质塑料瓶中装适量的水,用刻度尺测出瓶中水的深度为h1;
②用双面胶(不考虑质量和体积)把石头粘在瓶底,将瓶子放水中,瓶子恰好在竖直方向漂浮,用刻度
尺测出瓶子浸入水中的深度为h2;
③将瓶子和石头上下对调,再将瓶子放入水中,瓶子仍在竖直方向漂浮,用刻度尺测出的高度为
h3,则石头密度的表达式为。(用水和测量量的符号表示)
6.(2025·广西河池·二模)某实验小组的同学利用学过的物理知识测量一块吊坠的密度。
(1)把天平放在桌面上,将游码调到标尺左端零刻度线处时,发现指针偏向分度盘的右侧,
此时应向调节平衡螺母,使天平横梁平衡。
(2)将吊坠放在天平左盘中,向右盘中加砝码并调节游码直到横梁平衡。此时,右盘中的砝码和游码的位
置如图甲所示,则吊坠的质量是g。
(3)往量筒中倒入50mL水,将吊坠浸没在水中,水面位置如图乙所示,则吊坠的体积是cm3,
吊坠的密度是kg/m3。
(4)实验小组讨论后,不用砝码,只利用天平、两个相同的烧杯、量筒和水也能测出吊坠的密度。请将实
验步骤补充完整。
①在两个烧杯中倒入等量的水,分别放在已调平衡的天平的左右盘中如图丙所示;
②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中(不碰烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁
平衡,记下加水的体积为,如图丁所示;
V1
③,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到横梁平衡,并记下再次加入水的体积为V2;
④吊坠密度的表达式为。(用、、表示)
V1V2水
三、计算题
7.(2025·广西·一模)如图甲,古代有一种计时器称为“漏刻”,其计时原理是通过受水壶中水量的均匀变化
来度量时间。图乙为小文同学制作的简易受水壶模型,该模型由薄壁圆柱形玻璃容器、长方体浮块(不
吸水)和标有刻度的标尺构成,标尺重力忽略不计,其底部与浮块相连,当向容器内均匀注水,可使标
尺和浮块随水面匀速竖直上升,从而计时。已知容器高为50cm,底面积为600cm2;浮块重2N,高为
5cm,底面积为50cm2。初始状态下,需要向容器内注水使浮块漂浮进入工作状态。工作状态下,从浮
块刚漂浮到浮块上升至上表面刚好与容器上沿相平时为一个计时周期。不计容器底和容器壁的厚度,已
33
知ρ水=1.0×10kg/m,g取10N/kg。求:
(1)浮块进入工作状态时受到的浮力;
(2)浮块刚漂浮时,水对容器底的压强;
(3)请通过计算,分析从刚开始注水到上表面刚好与容器上沿相平的过程,并在丙图中大致画出此过程浮
块上升的高度h随注入水的质量m变化的关系图线。
8.(2025·广西南宁·一模)如图所示,水平桌面上放置甲、乙两圆柱形薄壁容器,两容器底部用细管相连。
甲容器底面积为5×10-2m2,水深为0.2m;乙容器中放有底面积为2×10-2m2的圆柱形木块。现打开阀门K
缓慢向乙容器中注水,水对乙容器底的压强p水与注水质量m水的关系如图丙所示,木块始终竖直,当注
33
入水的质量等于0.5kg时,木块恰好漂浮。水110kg/m,g=10N/kg。求:
(1)打开阀门前甲容器中水的质量;
(2)木块恰好漂浮时,乙容器内水的深度;
(3)打开阀门后,直到水不再流动时,乙容器的底面积和水对乙容器底部的压强。
9.(2025·安徽合肥·一模)小海用大塑料瓶(大瓶)和开口的小玻璃瓶(小瓶)制作了如图甲所示的“浮沉
子”。装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上,拧紧大瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量
空气,通过挤压大瓶可实现小瓶的浮沉,挤压过程中,小瓶不接触大瓶瓶壁。小瓶可视为圆柱形容器,
其底面积S=2cm2,高h=7.5cm,忽略其底和壁的厚度。第一次用适当大小的力挤压大瓶,小瓶仍漂浮,
此时简化的模型如图乙所示,两瓶内水面的高度差h1=3.5cm,小瓶开口处到大瓶内水面的距离h2=7cm。
33
已知水的密度ρ水=1.0×10kg/m。求:
(1)不装水时小瓶的质量;
(2)第二次再用适当大小的力挤压大瓶,使小瓶恰好悬浮时小瓶内水增加的质量;
(3)当“浮沉子”恰好在水中悬浮,与漂浮时相比较,小瓶内水对瓶口处压强的变化量。
10.(2025·广西来宾·三模)小明发现家里的饮用水、饮料、瓶装酒、酱油等,各种装液体的瓶子上都没有
标注液体的密度。为了方便测量家里各种液体的密度,小明用一段质量和体积可以忽略的细线,把一
个铁质螺母栓挂于一根两端密封的圆柱状饮料吸管正下方、制作了一个简易密度计。螺母质量m13.9g;
2
饮料吸管横截面积S0.5cm,长度L16cm,质量m20.1g。如图,将密度计置于水中使其处于竖直
漂浮状态,在吸管上标记水面位置为O点,并标上1.0g/cm3。通过分析与计算,除O点外,还在吸管
上不同位置标上对应的密度值;将密度计置于待测液体中静止时,读出吸管壁上液面处的数值即为液
体密度。如图:小明用这个密度计测量煤油和糖浆的密度,测量结果跟使用天平和量筒测量的结果基
333333333
本一致。(ρ水=1.0×10kg/m=1.0g/cm,ρ煤油=0.8×10kg/m=0.8g/cm,ρ糖浆=1.2×10kg/m=1.2g/cm,ρ铁
=7.8×103kg/m3=7.8g/cm3)
(1)求密度计正常测量液体密度时受到的浮力;
(2)请通过公式推导确定煤油应该是图中的液体1还是液体2;
(3)测量煤油时吸管底部受到的液体压强与测量糖浆时吸管底部受到的液体压强之差。
11.(2025·广西桂林·二模)一个上宽下小且上下均为圆柱形的足够高的容器,下底面积为100cm2,内装有
9cm深的水,将其置于压力传感器上,如图甲所示。A是底面积为50cm2的不吸水的实心圆柱体,重
力为15N。用足够长的轻质细硬杆连接A并使其缓慢浸入水中,直至A的下表面触碰容器底部,图乙
是水对容器底部的压强随A下降高度h变化的图像,图丙是压力传感器的示数随A下降高度h变化的图
33,取
像。水1.010kg/mg10N/kg求:
(1)未放入圆柱体A时,容器底部受到的压力;
(2)圆柱体A的密度;
(3)当圆柱体A刚好完全浸没时,将轻质细硬杆固定,打开阀门K,待压力传感器的示数为13N时,关
闭阀门K,此时水对容器底部的压强。
12.(2025·广西柳州·二模)校园科技节举行智能潜水器项目比赛。某小组按要求制作了柱形潜水器,它的
233
底面积S10.01m,高h10.15m,密度10.610kg/m。潜水器内部密封有智能电磁铁和传感器,
漂浮在装有水、足够高的圆柱形容器中,容器置于水平铁板上,如图所示。已知水的密度为
1.0103kg/m3,g取10N/kg。
(1)潜水器的质量是多少?
(2)水对潜水器底部的压强是多少?
2
(3)若容器底面积S20.03m,水深h20.3m。该小组模拟比赛过程如下:启动潜水器,其内部开关
闭合,传感器自动测出潜水器底部到水面的距离x,并自动调整电磁铁电流,改变潜水器与铁板间的吸
力F的大小,使潜水器缓慢匀速下沉,完全浸入水中后,继续保持F随x变化的关系,加速下沉直至
容器底;在容器底停留片刻后,调整电磁铁电流,保持潜水器缓慢匀速上浮回到原出发处。通过计算,
求出潜水器下潜到达容器底时吸力F的大小,并简要说明潜水器上升过程中吸力F随潜水器底部到水
面距离x的变化情况。
13.(2025·广西南宁·一模)如图,甲、乙两个相同的轻质薄壁圆柱形容器(高为1m,底面积为0.05m2)放
33
置在水平地面上,且容器内分别盛有深度都为0.8m的水和酒精。(水1.010kg/m,
33
酒精0.810kg/m,g10N/kg)
(1)求水对甲容器底部的压强。
(2)求乙容器中酒精的质量。
(3)将实心球A先后缓慢放入甲、乙容器中,两容器都有液体溢出,且溢出酒精的体积为1102m3,A
在甲容器中漂浮但在乙容器中沉底,甲、乙容器对地面的压强增加量相同,求A的密度。
14.(2025·广西南宁·二模)如图甲所示的装置是可以测量物体质量的“浮力秤”。其中,圆柱形薄壁小筒的
高H20cm,小筒底部有黑色的配重块,配重块的质量为m0200g(不计小筒和秤盘的质量)。“浮力
2
秤”竖直漂浮在圆柱形大筒的水中,大筒的底面积S大100cm。当秤盘上不放物体时,小筒浸入水中
深度为h010cm,此时水面在小筒上正对该“浮力秤”的零刻度线0。称量时把待测物体放入秤盘,此
时水面在小筒所指的示数就是待测物体的质量。当小筒口刚好与大筒中的水面相平时就是“浮力秤”的最
33
大称量值。已知大筒足够深,水的密度为水110kg/m。求:
(1)当秤盘上不放物体时,小筒底部受到水的压强;
(2)该浮力秤的最大测量值;
(3)将秤盘去掉,用小筒和配重块制作“密度计”。如图乙所示,在将“密度计”分别放入水和酒精中确定
密度的刻度线时,发现两条刻度线离得太近。这样制成的“密度计”分度值太大,精确度低。请你推导这
两条刻度线的距离h和“密度计”的质量m、底面积S以及酒精、水关系式,并根据关系式提出一种提
高密度计精确度的方案。
15.(2025·广西南宁·二模)如图所示为某环保科技公司研发的一款模块化净水浮筒,浮筒主体为长方体结
构,高为20cm、底面积为100cm2,内置净水元件监测并净化水质。浮筒需放入高11cm、底面积300cm2
的临时柱形蓄水
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