初中物理浮力题目及详解

初中物理浮力题目及详解一、单项选择题（共10题，每题1分，共10分）下列关于浮力方向的描述，正确的是A.浮力的方向总是垂直向下B.浮力的方向总是垂直于接触面向上C.浮力的方向总是竖直向上D.浮力的方向与物体的运动方向保持一致答案：C解析：浮力是液体或气体对浸在其中的物体产生的托力，其方向固定为竖直向上，和物体的状态、运动方向都没有关系。选项A方向描述完全相反；选项B混淆了“竖直向上”和“垂直向上”的概念，垂直向上是相对接触面而言，只有当接触面水平时两者才一致，不符合浮力的固有方向；选项D错误，比如正在水中下沉的石块，运动方向向下，但浮力方向依然向上。根据阿基米德原理，浮力的大小取决于下列哪组因素A.物体自身的密度和物体的体积B.液体的密度和物体的体积C.液体的密度和物体排开液体的体积D.物体浸入液体的深度和液体的密度答案：C解析：阿基米德原理的公式为F浮=ρ液gV排，其中ρ液是液体的密度，V排是物体排开液体的体积，因此浮力仅和这两个因素相关。选项A物体自身密度不影响浮力，比如相同体积的铁块和铝块浸没在水中时浮力相等；选项B中是排开液体的体积而非物体自身的体积，比如大体积的铁块没有完全浸入水中时，浮力可能小于完全浸入的小铁块；选项D中物体完全浸没后，深度增加但排开体积不变，浮力不会变化。乒乓球从水底向上浮，在它露出水面之前的过程中，受到的浮力变化情况是A.浮力逐渐变大B.浮力保持不变C.浮力逐渐变小D.浮力先变大后变小答案：B解析：乒乓球露出水面之前，始终完全浸没在水中，排开液体的体积等于乒乓球自身的体积，且水的密度不变，根据阿基米德原理，浮力大小保持不变。因此选项B正确，其他选项均不符合浮力变化的规律。一艘轮船从内陆河驶入大海，假设船的总质量不变，下列说法正确的是A.轮船受到的浮力变大，排开海水的体积变大B.轮船受到的浮力不变，排开海水的体积变小C.轮船受到的浮力变小，排开海水的体积变小D.轮船受到的浮力不变，排开海水的体积变大答案：B解析：轮船始终处于漂浮状态，漂浮时浮力等于自身重力，船的总质量不变因此重力不变，浮力也不变。海水的密度大于内陆河的淡水密度，根据F浮=ρ液gV排，浮力不变时，液体密度越大，排开液体的体积越小，因此排开海水的体积变小，选项B正确。用弹簧测力计吊着一个铁块，将铁块逐渐浸入水中直至完全浸没，再继续向下移动一段距离（未碰到容器底），弹簧测力计的示数变化情况是A.一直逐渐变小B.先逐渐变小，后保持不变C.先逐渐变小，后逐渐变大D.先保持不变，后逐渐变小答案：B解析：铁块逐渐浸入水中的过程中，排开液体的体积逐渐变大，浮力逐渐变大，根据称重法F浮=G-F拉，拉力即弹簧测力计的示数会逐渐变小；当铁块完全浸没后，排开体积不再变化，浮力保持不变，弹簧测力计的示数也保持不变，因此选项B正确。下列物体中，不受浮力作用的是A.正在水中上浮的木块B.正在水中下沉的石块C.河底固定的水泥桥墩D.停泊在水面的轮船答案：C解析：浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差，河底固定的水泥桥墩底部和河床密合，没有水进入桥墩底部，因此不存在向上的压力，没有浮力。其他选项中的物体都浸在水中，上下表面存在压力差，都受浮力作用。一个重为10N的物体，放入盛满水的溢水杯中，溢出的水的重力为8N，该物体的状态是A.漂浮B.悬浮C.下沉D.无法判断答案：C解析：根据阿基米德原理，物体受到的浮力等于排开液体的重力，即浮力为8N，物体重力为10N，浮力小于重力，因此物体会下沉，选项C正确。下列哪种情况中，物体受到的浮力等于自身重力A.正在水中加速上浮的木块B.正在水中匀速下沉的石块C.停泊在港口的轮船D.被按入水底的乒乓球答案：C解析：浮力等于重力时物体处于平衡状态，即漂浮或悬浮。选项A木块加速上浮，浮力大于重力；选项B石块匀速下沉，说明还受到水的阻力，重力等于浮力加阻力，浮力小于重力；选项D乒乓球被按入水底，浮力大于重力；只有选项C轮船漂浮，浮力等于重力，符合要求。同一木块分别放入清水、酒精、浓盐水中，静止后都处于漂浮状态，下列说法正确的是A.木块在清水中受到的浮力最大B.木块在浓盐水中受到的浮力最大C.木块在酒精中受到的浮力最大D.三种情况中木块受到的浮力一样大答案：D解析：木块在三种液体中都处于漂浮状态，漂浮时浮力等于自身重力，木块的重力不变，因此三种情况的浮力都相等，选项D正确。浮力相同的情况下，液体密度越大，木块浸入液体的体积越小。一个实心铝块悬浮在某液体中，下列判断正确的是A.铝块的密度大于该液体的密度B.铝块的密度等于该液体的密度C.铝块的密度小于该液体的密度D.无法判断两者的密度关系答案：B解析：悬浮是指物体完全浸没在液体中，且可以停留在任意深度，此时浮力等于重力，根据F浮=ρ液gV排，G=ρ物gV物，完全浸没时V排=V物，因此可得ρ液=ρ物，选项B正确。二、多项选择题（共10题，每题2分，共20分，每题至少2个正确选项）下列关于浮力的相关说法，正确的有A.浸在液体中的物体不一定会受到浮力作用B.浮力的施力物体是浸在其中的液体或气体C.在液体中下沉的物体不受浮力作用D.浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力答案：ABD解析：选项A正确，如果物体底部和容器底完全密合，没有液体进入底部，就不会受到液体向上的压力，也就没有浮力，比如河中的桥墩就不受水的浮力；选项B正确，浮力是液体或气体对物体的作用力，施力物体就是对应的液体或气体；选项C错误，下沉的物体依然受到浮力，只是浮力小于自身重力，所以才会下沉；选项D是阿基米德原理的核心内容，表述正确。关于物体的漂浮状态，下列说法正确的有A.漂浮时物体受到的浮力等于自身的重力B.漂浮时物体的密度小于液体的密度C.漂浮时物体排开液体的质量等于物体自身的质量D.漂浮时物体浸入液体的体积一定是物体总体积的一半答案：ABC解析：选项A正确，漂浮是平衡状态，浮力和重力是一对平衡力，大小相等；选项B正确，如果物体密度等于或大于液体密度，会出现悬浮或下沉的状态，只有密度小于液体密度时才能漂浮；选项C正确，根据阿基米德原理，浮力等于排开液体的重力，浮力又等于物体重力，因此排开液体的重力等于物体重力，质量也相等；选项D错误，只有当物体密度是液体密度的一半时，浸入体积才是总体积的一半，比如密度为水的0.6倍的木块，浸入水中的体积就是总体积的0.6倍。下列关于潜水艇在水下潜行的说法，正确的有A.潜水艇受到的浮力大小保持不变B.潜水艇受到的浮力随深度增加而变大C.潜水艇是通过改变自身重力实现浮沉的D.潜水艇是通过改变浮力大小实现浮沉的答案：AC解析：选项A正确，潜水艇的外壳是刚性的，完全浸没在水中时，排开液体的体积始终等于自身体积，水的密度不变，因此浮力大小不变；选项B错误，完全浸没后深度变化不影响排开体积，浮力不变；选项C正确，潜水艇内部有压载水舱，通过充水和排水改变自身总重力，当重力大于浮力时下潜，小于浮力时上浮；选项D错误，潜水艇潜行时浮力始终不变，无法通过改变浮力实现浮沉。下列实例中，利用了浮力的有A.用轮船运输货物B.用热气球运载乘客C.用密度计测量液体密度D.用吸盘挂钩挂物品答案：ABC解析：选项A轮船利用水的浮力漂浮在水面；选项B热气球利用空气的浮力上升；选项C密度计利用漂浮时浮力等于重力的原理，不同液体中浸入深度不同来测量密度；选项D吸盘挂钩是利用大气压的作用，和浮力无关。下列关于阿基米德原理的适用范围，说法正确的有A.阿基米德原理仅适用于液体B.阿基米德原理既适用于液体，也适用于气体C.阿基米德原理仅适用于漂浮和悬浮的物体D.阿基米德原理适用于所有浸在液体或气体中的物体答案：BD解析：阿基米德原理的本质是浮力等于排开的流体的重力，流体包括液体和气体，因此既适用于液体也适用于气体，选项B正确，A错误；无论物体是上浮、下沉、漂浮还是悬浮，只要浸在流体中，阿基米德原理都适用，选项D正确，C错误。一个重为5N的木块漂浮在水面上，现在向水中加入适量的浓盐并搅拌均匀，稳定后木块依然漂浮，下列说法正确的有A.木块受到的浮力变大B.木块受到的浮力依然等于5NC.木块排开液体的体积变大D.木块排开液体的体积变小答案：BD解析：加入盐后木块依然漂浮，浮力等于自身重力，重力不变因此浮力还是5N，选项B正确，A错误；液体的密度变大，根据F浮=ρ液gV排，浮力不变时，ρ液变大则V排变小，因此木块排开液体的体积变小，选项D正确，C错误。下列关于浮力大小的判断，正确的有A.同样大小的两个实心铁球，一个浸没在水中，一个浸没在酒精中，浸没在水中的铁球受到的浮力更大B.体积相同的铁块和木块，都浸没在水中，木块受到的浮力更大C.同一艘轮船，装满货物时比空船时受到的浮力更大D.质量相同的实心铁球和实心木球，都放入足够多的水中，静止后木球受到的浮力更大答案：ACD解析：选项A正确，铁球体积相同，排开液体的体积相同，水的密度大于酒精，因此水中的铁球浮力更大；选项B错误，体积相同的铁块和木块都浸没在水中，排开体积相同，浮力相等；选项C正确，轮船漂浮，浮力等于重力，装满货物时重力更大，浮力也更大；选项D正确，铁球密度大于水，下沉，浮力小于重力，木球密度小于水，漂浮，浮力等于重力，两者质量相同重力相同，因此木球浮力更大。下列关于浮沉条件的应用，说法正确的有A.热气球通过加热气囊内的空气，减小自身总重力实现上升B.用盐水选种时，干瘪的种子会漂浮，饱满的种子会下沉C.测浮力的称重法只适用于下沉的物体，不适用于漂浮的物体D.鱼通过调整鱼鳔的体积改变浮力，实现上浮和下潜答案：ABD解析：选项A正确，加热气囊内的空气，空气膨胀溢出，气囊内空气质量减小，总重力小于浮力时就会上升；选项B正确，饱满的种子密度大于盐水密度，干瘪的种子密度小于盐水密度，因此会出现沉、浮的区分；选项C错误，称重法也可以测漂浮物体的浮力，比如用细针将漂浮物体按入水中，用弹簧测力计的示数结合重力也可以计算浮力；选项D正确，鱼鳔体积变大时，排开的水的体积变大，浮力变大，就会上浮，反之则下沉。要验证浮力大小和物体排开液体的体积有关，需要控制不变的量有A.液体的密度B.物体的密度C.物体浸入液体的深度D.物体的重力答案：AB解析：验证浮力和排开体积的关系，需要用控制变量法，保持液体密度和物体的密度不变，改变物体排开液体的体积，测量浮力的变化。选项C浸入深度不需要控制，只要排开体积变化即可；选项D物体的重力也不需要控制，只要是同一类材料的物体即可。下列说法错误的有A.物体的密度越大，受到的浮力越小B.浸没在水中的物体，浸入越深，受到的浮力越大C.漂浮的物体受到的浮力一定大于下沉的物体受到的浮力D.浮力的本质是液体或气体对物体上下表面的压力差答案：ABC解析：本题要求选出错误的选项。选项A错误，浮力和物体密度无关，比如体积相同的铁块和铝块浸没在水中浮力相等；选项B错误，完全浸没后深度增加，排开体积不变，浮力不变；选项C错误，比如漂浮的小木块浮力可能远小于下沉的大铁块的浮力；选项D是浮力产生的本质，表述正确。三、判断题（共10题，每题1分，共10分）浮力的方向总是竖直向上的，与物体的运动状态无关。答案：正确解析：浮力是液体或气体对物体向上的托力，其方向始终竖直向上，无论物体是上浮、下沉、漂浮还是悬浮，浮力方向都不会发生改变，因此该表述正确。物体的体积越大，受到的浮力就越大。答案：错误解析：浮力的大小仅和液体密度、物体排开液体的体积有关，和物体自身的体积没有直接关系。比如体积很大的铁块放在岸上，没有浸入液体，就不受浮力，体积很小的铁块完全浸没在水中时，受到的浮力反而更大，因此该表述错误。漂浮在水面上的物体，受到的浮力大于自身的重力。答案：错误解析：漂浮是平衡状态，物体受到的浮力和重力是一对平衡力，大小相等，因此该表述错误。阿基米德原理只适用于液体，不适用于气体。答案：错误解析：阿基米德原理既适用于液体，也适用于气体，比如热气球受到的空气浮力也可以用阿基米德原理计算，因此该表述错误。浸没在水中的物体，浸入的深度越深，受到的浮力越大。答案：错误解析：物体完全浸没在水中后，排开液体的体积等于物体自身的体积，深度增加时排开体积不变，水的密度也不变，因此浮力大小保持不变，该表述错误。密度比水大的物体，在水中一定会下沉。答案：错误解析：如果将密度大于水的物体做成空心结构，增大排开液体的体积，就可以增大浮力，比如钢铁的密度远大于水，但做成轮船后就可以漂浮在水面上，因此该表述错误。物体排开液体的重力越大，受到的浮力就越大。答案：正确解析：根据阿基米德原理，浮力的大小等于物体排开液体的重力，因此排开液体的重力越大，浮力就越大，该表述正确。只有上浮的物体才受到浮力，下沉的物体不受浮力。答案：错误解析：只要浸在液体或气体中的物体，上下表面存在压力差，就会受到浮力，下沉的物体是因为浮力小于重力，并不是不受浮力，因此该表述错误。同一艘船，装满货物时比空船时受到的浮力更大。答案：正确解析：轮船始终漂浮在水面上，浮力等于自身的总重力，装满货物时总重力更大，因此受到的浮力也更大，该表述正确。氢气球脱手后会上升，说明它不受重力的作用。答案：错误解析：氢气球上升是因为受到的空气浮力大于自身的重力，任何在地球附近的物体都受到重力的作用，因此该表述错误。四、简答题（共5题，每题6分，共30分）请结合浮力相关知识，简述用钢铁制成的轮船能够漂浮在水面上的原因。答案：第一，钢铁的密度虽然远大于水的密度，但轮船被设计为空心结构，大幅增大了可以排开的水的体积；第二，根据阿基米德原理，液体密度不变的情况下，排开液体的体积越大，物体能够获得的浮力就越大；第三，当轮船排开的水的总重力等于轮船自身的总重力时，轮船处于漂浮平衡状态，就可以稳定浮在水面上。解析：本题核心考点是漂浮条件和阿基米德原理的应用。第一个要点答出空心结构的作用得2分，第二个要点答出阿基米德原理的相关逻辑得2分，第三个要点答出漂浮的平衡条件得2分。要注意不能错误表述为“钢铁的密度变小了”，钢铁本身的密度没有变化，只是通过空心结构增大了排开体积。简述潜水艇实现上浮和下潜的工作原理。答案：第一，潜水艇的外壳是刚性结构，完全浸没在水中时，排开水的体积始终等于自身体积，因此受到的浮力大小保持固定不变；第二，潜水艇内部设有可充水和排水的压载水舱，通过往水舱中充入海水或者用压缩空气将水舱中的海水排出，可以改变自身的总重力；第三，当潜水艇的自身重力小于浮力时就会上浮，大于浮力时就会下潜，等于浮力时可以悬浮在水中任意位置。解析：本题考点是浮沉条件的应用。第一个要点答出潜水艇浮力不变的特点得2分，第二个要点答出改变自身重力的结构和方法得2分，第三个要点结合浮沉条件说明上浮、下潜、悬浮的条件得2分。煮饺子时，刚下锅的饺子会沉在水底，煮熟后会浮到水面，请简述这一现象的原因。答案：第一，刚下锅的饺子温度较低，内部气体少，整体平均密度大于水的密度，且此时浮力小于自身重力，因此会沉在水底；第二，饺子在加热过程中，内部的水分汽化产生水蒸气，饺子整体体积膨胀，排开的水的体积增大，根据阿基米德原理，受到的浮力也随之增大；第三，当饺子煮熟后，浮力增大到大于自身重力时，饺子就会上浮，最终漂浮在水面时浮力等于重力，保持稳定。解析：本题考点是阿基米德原理和浮沉条件的结合应用。第一个要点答出刚下锅时下沉的原因得2分，第二个要点答出加热后体积变大、浮力变大的逻辑得2分，第三个要点答出上浮和漂浮的条件得2分。请简述验证“浮力大小与排开液体的密度有关”的实验核心思路。答案：第一，采用控制变量法，保持同一物体排开液体的体积不变，只改变液体的密度；第二，用弹簧测力计吊着同一个物体，分别完全浸没在密度不同的两种液体（比如清水和浓盐水）中，记录两次弹簧测力计的示数；第三，根据称重法F浮=G-F拉计算两次的浮力，若两次浮力大小不同，就说明浮力大小与排开液体的密度有关。解析：本题考点是浮力影响因素的实验设计。第一个要点答出控制变量的要求，明确控制排开体积不变、改变液体密度得2分，第二个要点答出实验的操作过程得2分，第三个要点答出浮力的计算方法和实验结论的判断依据得2分。简述热气球通过加热气囊内的空气实现上升的原理。答案：第一，热气球受到的浮力等于排开的外界空气的重力，在外界空气密度不变、气囊体积固定的情况下，热气球受到的浮力大小基本保持不变；第二，加热气囊内的空气时，空气受热膨胀，部分空气流出气囊，气囊内的空气密度降低，使得热气球的总重力减小；第三，当热气球的总重力小于受到的空气浮力时，就会向上运动，停止加热后气囊内空气温度降低，总重力变大，大于浮力时就会下降。解析：本题考点是气体浮力的应用。第一个要点答出浮力基本不变的特点得2分，第二个要点答出加热后总重力减小的逻辑得2分，第三个要点结合浮沉条件说明上升的条件得2分。五、论述题（共3题，每题10分，共30分）我国古代“曹冲称象”的故事广为流传，请结合浮力的相关理论，论述该方法的科学性和蕴含的物理智慧。答案：论点：曹冲称象的方法完全符合浮力的物理规律，是古代人民对浮力原理的灵活应用，具有充分的科学性。论据：第一，曹冲首先将大象安置在船上，静止的船处于漂浮状态，根据漂浮的浮沉条件，此时船受到的浮力等于船和大象的总重力，船会下沉到固定的吃水深度，在船舷处做标记的本质是记录此时船排开的水的体积对应的位置。第二，将大象移走后往船上装石头，直到船的吃水深度和之前的标记齐平，说明此时船排开的水的体积和装载大象时的排开体积完全相等。第三，根据阿基米德原理，同一水域的水的密度不变，排开液体的体积相同时，两次的浮力大小相等，而两次船都处于漂浮状态，浮力等于总重力，因此石头的总重力等于大象的总重力，只要称量出石头的总重量就能得到大象的重量，用可拆分的石头等效替代了不可拆分的大象，解决了大质量物体的称量难题。结论：曹冲称象巧妙结合了漂浮的浮沉条件、阿基米德原理和等效替代的物理思维，在没有大型称量工具的古代解决了实际问题，充分体现了物理原理在生活中的应用价值。解析：本题得分点分为三部分，准确提出核心论点得2分，三个论据分别阐述浮沉条件、等效替代的思路、阿基米德原理的应用各得2分，最终结论总结到位得2分。需要注意不能混淆等效替代的核心逻辑，明确两次排开体积相等是浮力相等的前提。请结合实例论述浮力在生产生活中的三类常见应用，分别说明其工作原理。答案：论点：浮力在生产生活中有着广泛的应用，不同应用场景分别利用了浮力的不同规律，极大方便了人类的生产生活。论据：第一类是利用漂浮条件的民用运输类应用，典型实例是各类水上船舶，工作原理是将密度大于水的钢铁等材料做成空心结构，大幅增大排开液体的体积，使得浮力等于船舶的总重力，从而漂浮在水面上，可用来运输大量的人员和货物，是水上交通的核心工具。第二类是通过改变自身重力实现浮沉的特种装备类应用，典型实例是潜水艇，工作原理是潜水艇完全浸没在水中时，外壳体积固定，排开液体的体积不变，因此浮力大小保持固定，通过调整内部压载水舱的水量改变自身总重力，当重力大于浮力时下潜，小于浮力时上浮，等于重力时悬浮，可用于水下科考、军事作战等场景。第三类是利用气体浮力的航空类应用，典型实例是气象