專題09浮力及其應用

【跨學科實踐】

1．（2024·江蘇宿遷）科技創新助力中國發展，中國橋梁建設領先世界。小明對橋梁建造產

生濃厚的興趣，想探究橋墩對河底壓力與水深度的關系。他找來底面積為0.01m2的圓柱體，

放于水平地面的壓力傳感器上，如圖甲所示，示數為100N。考慮不方便測量圓柱體對河底

的壓力，于是將圓柱體掛在拉力傳感器下方，緩慢向下放至剛好與容器底部接觸，如圖乙所

示。向容器內加水，記錄傳感器示數F和水的深度h，并畫出如圖丙所示的圖像。

33

（g10N/kg，水110kg/m）求：

（1）圓柱體的質量；

（2）圓柱體的密度；

（3）取走拉力傳感器，圓柱體浸沒于水中時對杯底的壓強。

【中考新考法】

2．（2024·北京）（多選）圖甲為一彩球“溫度計”，其密閉玻璃容器內裝有一種特殊液體，隨

著溫度升高，這種液體的密度會減小。液體中有5個掛有溫度標牌的彩球，彩球體積（包括

標牌）相等，其熱脹冷縮可以忽略。當有彩球懸浮時，懸浮的彩球標牌上的溫度值就是所測

得的當前環境溫度。圖乙為這個溫度計的示意圖，編號為4的彩球標牌所標溫度值為22℃，

相鄰編號的彩球標牌上的溫度值間隔為2℃。下列說法正確的是（）

A．彩球4在22℃時所受浮力大于18℃時所受浮力

B．當環境溫度處于該溫度計可測得的最低溫度時，5個彩球均漂浮

C．若有2個彩球漂浮，3個彩球沉底，則環境溫度t滿足24℃<t<26℃

D．要增大該溫度計能測得的最高溫度，可增加一個與彩球1體積相等、質量更小的彩球

考點1浮力

1．（2024·內蒙古包頭）如圖，在游泳比賽中，運動員奮力向后劃水，身體快速向前游動。

關于運動員在水中受力和運動情況的分析，下列說法正確的是（）

A．運動員劃水時不受浮力

B．運動員劃水時受到水的推力向前游動

C．運動員加速劃水，受到的慣性增大

D．運動員對水的力和水對運動員的力是一對平衡力

2．（2024·黑龍江哈爾濱）如圖所示的容器是器。塞子拔出后各液面高低不同，

以下現象中與其原理相同的是（選填序號：①熱氣球在空中漂浮②C919大客機

在空中飛行③中國空間站繞地球飛行）。

3．（2024·寧夏）如圖所示，是“探究浮力的大小與哪些因素有關”的實驗；

（1）如圖甲所示，用彈簧測力計測出物體的重力為N；

（2）將物體逐漸浸入水中，直至浸沒，如圖乙、丙、丁所示，記錄彈簧測力計示數并分析

數據可知：浮力的大小與有關；

（3）浸沒后，繼續緩慢地增大物體在水中的深度，同時記錄彈簧測力計的示數和物體下表

面的深度；下圖能正確反映物體所受浮力F浮和物體下表面深度h關系的圖像

是；（填序號）

A．B．

C．D．

（4）通過分析圖中甲、丁、戊可知：當物體排開液體的體積一定時，液體的密度越大，物

體所受的浮力；

（5）某同學猜想浮力大小可能與物體的密度有關；請你自選實驗器材，簡要設計實驗步驟

來證明他的猜想是否正確。

考點2阿基米德原理

4．（2024·遼寧）某同學測量物質的密度。

（一）測量牛奶的密度

（1）天平放在水平臺上，將游碼移到標尺左端的零刻度線處，橫梁靜止時指針偏右，應向

調節平衡螺母，直至指針指在分度盤中央；

（2）將裝有適量牛奶的燒杯放在天平左盤，當天平重新平衡時，右盤中的砝碼和游碼的位

置如圖（a）所示，則燒杯和牛奶的質量mag；

（3）將燒杯中部分牛奶倒入量筒中，液面的位置如圖（b）所示；

（4）測出燒杯和剩余牛奶的質量mb88.6g；

（5）設計的記錄數據的表格如下，表格中▲處應補充的內容是；

燒杯和牛奶的質燒杯和剩余牛奶的牛奶的密度

▲mc量筒中牛奶的體積

量m質量m3/gcm3

a/gb/g/gV/cm

（6）根據測量數據求得牛奶的密度g/cm3。

（二）測量瓷勺的密度：該同學清洗餐具時，發現瓷勺沉到水底，于是想測量瓷勺的密度。

該同學用廚房電子秤、透明塑料杯、細線、廚具支架和水（密度為水），進行如下操作：

a．用電子秤測量瓷勺的質量m1；

b．將適量的水裝入塑料杯并測出杯和水的總質量m2；

c．按照圖（c）所示的方式組裝，讀出電子秤的示數m3。

回答下列問題：

（1）選用m1、m2、m3、水和g中的字母表示圖（c）中瓷勺所受的拉力F，瓷

勺的密度；

（2）若圖（c）中瓷勺接觸杯底并對杯底有壓力，會使測得的密度偏。

5．（2024·山東菏澤）物理學習小組在“探究浮力大小與哪些因素有關”的實驗中，用同一金

屬塊依次進行如下步驟的操作：

根據上述實驗步驟，完成下列問題：

（1）步驟A中金屬塊重N；

（2）步驟B中金屬塊受到的浮力為N；

（3）分析三步驟數據，初步得出浮力大小與液體密度有關；

（4）若步驟D中僅把鹽水換成密度比水小的等體積的酒精，測力計的示數1.6N（選

填“大于”、“小于”或“等于”）；

333

（5）結合已學知識，根據步驟A、C，計算出金屬塊的體積為m（水1.010kg/m，

g取10N/kg）。

6．（2024·山東濟寧）小明測量某金屬塊的密度時，用托盤天平測量金屬塊的質量，平衡時

右盤中的砝碼情況和游碼在標尺上的位置如圖（a）所示；用量筒和水測量金屬塊的體積，

相關信息如圖（b）所示。

求：（取g10Nkg）

(1)金屬塊在水中所受浮力的大小；

(2)金屬塊的密度。

7．（2024·青海）“飛天”興趣小組在模擬搭建月球科研基地時，選取了某種磚塊作為建筑材

33

料，鉆取了一塊圓柱體樣品（樣品不吸水）。已知g=10N/kg，水110kg/m，求：

（1）如圖甲所示，利用彈簧測力計測得樣品重力為4.2N，則該樣品的質量m；

（2）如圖乙所示，該樣品浸沒在水中時受到的浮力F浮；

（3）該樣品的密度ρ；

（4）當該樣品上表面距水面4cm處時，樣品上表面所受水的壓強p；

（5）請你為月球基地命名并簡單介紹其寓意。

8．（2024·山東聊城）我國的智能船舶“明遠”號礦砂船最大載質量為40萬噸，這么大的貨船

通過國際港口時，工作人員通常是通過讀取貨船沒入海水中的深度來測量載質量。物理小組

根據這個原理，利用圓柱形玻璃杯制作出可測量物體質量的“浮力秤”。如圖甲所示，玻璃杯

底面積為80cm2，質量為200g，將未知質量的鐵塊放入玻璃杯中，靜止時玻璃杯浸入水中的

3

深度為5.5cm。ρ水=1.0×103kg/m，g取10N/kg。求：

(1)玻璃杯底面所受水的壓強和壓力；

(2)鐵塊的質量；

(3)此裝置還可以作為密度計來測量未知液體的密度。如圖乙所示，將空玻璃杯放入待測液

體中，靜止時浸入液體中的深度為2cm，求待測液體的密度。

9．（2024·江蘇常州）為實施流花11-1油田二次開發，中國工程師需要將導管架從陸地工廠

運至海洋指定位置。

①工程師將導管架裝載在駁船上，靜止時駁船排開海水的體積為8104m3，如圖甲所示；

②駁船將導管架運至海洋指定位置后，導管架被推入海中，如圖乙所示；

③駁船和導管架完全分離后，靜止時空駁船排開海水的體積為5104m3，如圖丙所示；

4333

已知導管架的體積為3.310m，海水1.110kg/m，g取10N/kg．求：

（1）導管架受到重力大小；

（2）導管架和駁船完全分離后，導管架最終靜止時受到浮力大小。

10．（2024·四川廣元）如圖甲，一個底面積為100cm2的薄壁圓柱形容器中盛有深度為40cm

的水。電動機吊著一個底面積為50cm2的圓柱形金屬塊，從金屬塊底面距水面20cm高處開

始豎直下降，然后進入水中，最后靜止在容器底部，金屬塊運動過程中始終做勻速直線運動，

水未溢出。整個過程中，電動機對金屬塊拉力的功率P與金屬塊運動時間t的關系如圖乙。

g取10N/kg，水的密度為1.0103kg/m3，金屬塊下降過程中受到的阻力和繩子自重不計。求：

（1）金屬塊下降的速度大小；

（2）金屬塊浸沒在水中時，受到的浮力大小；

（3）金屬塊靜止在容器底部時，上表面受到水的壓力大小。

12．（2024·山東濰坊）如圖甲所示的裝置由杠桿PQ、圓柱形物體a、b以及水箱、滑輪等組

成。杠桿PQ只能繞O點在豎直平面內轉動，PO:OQ1:3，P端通過豎直繩連接a，a通

過豎直輕桿固定在地面上；b浸沒在水中，通過細繩、滑輪與杠桿Q端相連。開始時PQ水

平，打開出水口閥門，輕桿對a的作用力F的大小隨水面下降高度x變化的規律如圖乙所示。

已知a、b質量分別為ma1.5kg、mb1.08kg，滑輪、杠桿和繩的重力均忽略不計，忽略

所有摩擦，g取10N/kg，水的密度1.0103kg/m3。求：

(1)打開閥門前P端繩對a的拉力；

(2)打開閥門前b受到的浮力；

(3)b的密度；

(4)當b受到的拉力大小為8.4N時，b下表面處的液體壓強。

考點3物體的浮沉條件及應用

13．（2024·青海）從神話故事“嫦娥奔月”到張九齡的詩句“海上生明月，天涯共此時”，再到

朱自清的文學作品《荷塘月色》，月亮被賦予了多種寓意。根據如圖所示的荷塘月色圖，下

列描述合理的是（）

A．漂浮的荷葉只受重力作用B．漂浮的荷葉只受浮力作用

C．月亮倒影是光的折射形成D．月亮倒影是光的反射形成

14．（2024·甘肅蘭州）將質量相等的實心物體A、B分別放入裝有甲、乙兩種不同液體的容

器中，已知兩液體質量相等，兩容器底面積相等但形狀不同，A、B兩物體靜止時的狀態如

圖所示，此時兩容器中的液面恰好相平，下列說法中正確的是（）

A．A物體體積大于B物體體積B．甲液體密度大于乙液體密度

C．A物體所受浮力小于B物體所受浮力D．甲、乙兩液體對容器底部的壓強相等

15．（2024·山東濰坊）物理興趣小組把吸管的下端密閉并纏繞一段細銅絲（細銅絲體積忽略

不計），自制一個簡易密度計。如圖所示，密度計分別放入a、b、c三種液體中時，均漂浮

在液體中，且保持豎直姿態。密度計在三種液體中靜止時，在密度計上與液面平齊處各標記

1

一條刻線，共得到三條刻線。已知密度計在c液體中，有的體積浸入液體，浸入體積為

8

5106m3。三種液體密度如表格所示，下列分析正確的是（）

液體種類液體密度/（kgm3）

a液體0.5103

b液體1103

c液體2103

A．三條刻線的間隔距離不相等

B．密度計的質量為0.1kg

C．密度計在三種液體中所受浮力不相等

D．密度計在b液體中的浸入體積為3105m3

16．（2024·甘肅蘭州）一根輕質且不可拉伸的細線將一邊長為10cm的正方體物塊拴接在容

器底部，如圖甲所示，當水深為30cm時，繩子剛好伸直；如圖乙所示，當水深為36cm時，

33

物體上表面恰好與水面相平，已知水1.010kg/m，則此正方體物塊的密度為

kg/m3，乙圖中細線的拉力為N。

17．（2024·黑龍江哈爾濱）學習了力學知識后，同學們到實驗室進行實驗

（1）如圖所示是春巍同學利用浮力知識測量物體重力大小的實驗過程，則物體排開水的體

333

積為cm，物體所受重力為N；（ρ水=1.0×10kg/m，g=9.8N/kg）

（2）她查閱資料發現不同地點g值并不都等于9.8N/kg，于是她想利用所學力學知識測出所

在地的g值大小，請你幫她完成實驗設計（器材自選）。

①實驗原理：；

②實驗步驟：；

③由于各地g值相差較小，為提高測出g值的準確性，她提出應選擇精密的測量儀器。請你

再提出一條合理建議。

18．（2024·黑龍江大慶）密度計是根據“浮在液面上的物體所受浮力等于物體自重的原理”制

作的。某學習小組在研究與密度有關的實驗時，要自制一個簡單的密度計。關于密度計及相

關實驗，請回答下列問題：

（1）如圖甲，在一根一端封閉粗細均勻的玻璃管內放一些小鉛粒使管能豎直浮于水中不動，

設玻璃管的橫截面積為S，管和管內鉛粒總質量為m，水的密度為，則玻璃管在水面以下

的長度h1（用S、m、表示）；在玻璃管與水面交接處畫上刻線并標記下1.0，代

表這個位置對應的液體密度為水的密度的1.0倍。

（2）將這個自制密度計放置于某未知液體中，管豎直且漂浮不動時，如果標記1.0的刻線

位于液面上方，距離管與液面交接處為h2，如圖乙所示。則該液體密度與水的密度的比值

為（用h1、h2表示）；如果標記1.0的刻線位于液面下方，距離管與液面交接處為h2

（題