浙教版新初二科学《4.4水的浮力》专题提高讲义(含答案)

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浙教版新初二科学《4.4水的浮力》专题提高讲义(含答案)

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浙教版新初二科学《4.4水的浮力》专题提高讲义
一、选择题
1.游泳时,将露出水面的双手浸入水中可以获得更大的浮力,使人上浮防止溺水,如图所示。在手浸入水中的过程中,浮力增大的原因是(  )
A.减少了人受到的重力 B.减少了空气对人的阻力
C.增大了人排开水的体积 D.增大了人的密度
第1题图 第2题图 第3题图
2.在做水果浮沉实验时,小科发现放在盆中的苹果浮在水面,草莓悬浮在水中,而小番茄却沉在底部。若想让小番茄上浮直至漂浮,则下列措施有效的是
A.在水中加适量食盐 B.将小番茄切去一部分
C.把草莓和小番茄绑在起 D.加更多的水
3.水槽中的空碗漂浮在水面上,往里面加水后碗会沉入水底。下列关于碗沉底后的说法正确的是(  )
A.所受浮力比漂浮时大
B.排开水的体积与漂浮时相同
C.水对容器底部的压强比漂浮时小
D.浮力小于碗排开水的重力
4.我国古代用莲子制备成不同标准的“浮子”来测定海水密度,测定时,浮起的“浮子”数量越多,待测海水的密度越大。若将四颗“浮子”放入盛有待测海水的杯中,“浮子”的沉浮情况如图所示,下列说法正确的是
A.竹管内待测的海水密度已经最大
B.①号“浮子”的密度比其它三颗“浮子”大
C.①号“浮子”的重力比其它三颗“浮子”大
D.在不同密度海水中,各“浮子”所受浮力不变
5.某同学设计了如图所示的潜艇模型,下列关于该潜艇模型的说法,正确的是
A.向左推注射器活塞,模型会下沉,是因为潜艇模型所受浮力变小
B.向右拉注射器活塞,模型会下沉,是因为潜艇模型所受重力变大
C.向左推注射器活塞,模型会上浮,是因为潜艇模型所受浮力变小
D.向右拉注射器活塞,模型会上浮,是因为潜艇模型所受重力变小
6.中国第二艘国产大型邮轮“爱达·花城号”已于2026年3月17日成功进行了救生艇脱钩试验(如图1)。经历了如图所示三种情况:图2中救生能被钢缆吊起:图3中救生艇刚开始沒入水中( );图4 中救生觰脱钧。三种情况下"爱达 花城号"受到的浮力大小分别为 ,它们的大小关系正确的是
A. B. C. D.
7.取一实心铁块,将它完全浸没在清水中,分别停留在三个不同的深度。对比铁块受到的浮力大小,下列说法正确的是(  )
A.浸没的深度越深,铁块受到的浮力越大
B.浸没的深度越浅,铁块受到的浮力越大
C.不同深度的铁块受到的浮力大小相等
D.铁块受到的浮力随浸没深度的增加先变大后变小
8.如图所示,质量相等的实心木块、铝块和铁块均静止于水中,已知ρ水<ρ铝<ρ铁,则受到浮力最小的是(  )
A.木块 B.铝块 C.铁块 D.无法确定
9.小滨用清水洗蓝莓时发现,有的蓝莓沉底,有的漂浮。如图,两颗等体积的蓝莓在水中静止时,下列有关说法正确的是
A.甲蓝莓所受到的浮力大于乙蓝莓所受到的浮力
B.甲蓝莓的密度大于乙蓝莓的密度
C.向盆中加水,甲蓝莓会下沉
D.向盆中加水,盆底受到的液体压强变大
10.如图所示,在一块浮在水面的长方体木块上放一质量为272克的铁块甲,木块恰好浸没在水中。拿掉铁块甲,用细线把铁块乙系在木块下面,木块也恰好浸没在水中,则铁块乙的质量为(  )(ρ铁=7.9g/cm3)
A.312克 B.237克 C.318克 D.326克
11.如图所示,学校项目化小组制作了一个基于密度计原理测量酒度数的仪器。如图所示,该仪器上端开口,下端密封。通常情况下,酒的度数越高,酒的整体密度反而越低,下列关于该仪器说法错误的是(  )
A.所标刻度越往上,示数越小
B.该仪器的刻度是不均匀分布的
C.在不同度数的酒中漂浮时,该仪器受到的浮力相同
D.若该仪器无法在溶液中直立,则需要增加仪器底部质量
12.潜水钟是人类早期进行水下作业、探索的重要工具。如图所示,将钟体倒扣浸入水中,A点位于钟内密闭空气区域,B点与A点处于同一深度,下列说法正确的是(  )
A.潜水钟能够下沉,说明潜水钟整体的平均密度小于水的密度
B.A点存在液体压强
C.潜水钟下潜时钟内密闭空气被压缩,密度变大
D.潜水钟不断下潜,钟内密闭空气的密度始终保持不变
13.在弹簧测力计下挂一实心物体,弹簧测力计的示数是F。如果把物体浸没在水中央,物体静止时弹簧测力计的示数为,则该物体的密度是(  )
A.1.0×103kg/m3 B.0.8×103kg/m3
C.1.5×103kg/m3 D.1.25×103kg/m3
14.浮在水面上的长方体木块密度为ρ,水的密度为ρ0,将木块浮在水面以上的部分切去,木块又会上浮,待稳定后再次切去水面以上的部分,剩余木块的体积正好是原来的,则可判断为(  )
A.1:1 B.1:4 C.:2 D.1:2
15.用弹簧测力计悬挂一实心物体,将物体从水面上方某一高度匀速下降,如图甲所示。物体下降过程中,弹簧测力计示数F与物块下降高度h的关系如图乙所示。据图可知(ρ水=1.0×103千克/米3)(  )
A.物体受到的最大浮力是5牛
B.物体的体积是500厘米3
C.物体的密度是2.25×103千克/米3
D.物体浸没后,下降过程中,物体受到的浮力越来越大
二、填空题
16.在一定范围内,风能资源随高度的升高而增多,高空风力发电已经成为研发重点。2025年9月,全球首台兆瓦级浮空风力发电系统S1500在新疆哈密试飞成功。如图所示,该系统形如飞艇,利用充氨浮空器携带发电机升至1500米以上高空,依靠稳定强风驱动叶轮转动发电。
(1)该系统实验时的高度处于大气垂直分层的   层。(写出大气层的名称)
(2)该系统的发电原理涉及多次能量转换,其主要能量转换过程为:风能→   能→电能。
(3)若 S1500 悬浮在空中时受到的浮力为牛,则该浮空器的总重力最小为   。
17.两个相同的烧杯甲和乙,装有等量的水,用两块相同的橡皮泥,一块捏成实心,一块捏成碗状,分别放入烧杯中至静止,一块沉于水底,一块浮于水面(如图),则两块橡皮泥受到的浮力F浮甲   (选填“大于”、“等于”或“小于”,下同)F浮乙;甲容器内液面高度   乙容器内液面高度。
18.水黾是黾蝽科物种的通称,生活于各种水体的表面。
(1)水黾的中后足极长,停留在水面上时(如图),它通过   减小对水面的压强。
(2)水黾向前运动时,其中足向后划水,此时使水黾向前运动的力的施力物体是   。
(3)下雨时,雨滴把水黾砸入水中时,它身上的防水细毛会吸附空气,通过增大   来增加浮力,使其浮出水面。
19.如图所示,水平桌面上,甲、乙两个相同的杯子中盛有不同浓度的盐水。现将两个相同的物块分别放入两个杯子中,待物块静止时,两个杯子中液面恰好相平,甲杯中的物块沉底。甲杯中的物块所受浮力为F甲, 乙杯中的物块所受浮力为F乙,则F甲   (填“>”“<”或“=”)F乙;向乙杯中缓慢加入食盐,物块受到的浮力将   (填“增大”“减小”或“不变”)。
20.福建舰是中国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,采用电磁弹射技术,核心原理是把电能转化为机械能,可使几十吨的舰载机在2秒内加速到起飞速度。
(1)电磁弹射器利用   (填“电动机”或“发电机”)的工作原理,使舰载机短时间内获得巨大速度。
(2)舰载机在起飞过程中,机壳外的温度会升高,这是通过   的方式改变了机壳的内能。
(3)航母漂浮在海面上,排开海水的质量为8×107kg时,航母受到的浮力为   N(g取10 N/ kg) 。
21.小南同学学习了浮力的有关知识后,制作了一台浮力秤,可方便地称量物体的质量,其构造如图甲所示。已知小筒底面积为,小筒和秤盘总重0.8N。
(1)如图甲,当秤盘上不放物体时,应在小筒A处标出该浮力秤的   刻度;
(2)如图乙,在秤盘上放一物体后,小筒浸入水中的深度为0.2米,则该物体的质量为   。(g=10牛/千克)
22.一圆筒形容器内装有水,圆筒内横截面积为 现将混有石子的冰块放入水中,冰块正好悬浮(如图),此时发现筒内水面上升4cm,若冰的密度为石块的密度为 ,则石子的体积为   。当冰块全部熔化后,水面下降   cm。
三、实验与探究题
23.某校科学兴趣小组的同学欲探究影响浮力大小的因素,设计了如图所示的实验装置。为确保实验数据的准确性,实验过程中小组同学始终沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,读数时视线与刻度线保持水平。实验步骤如下:
①将均匀的圆柱体物块悬挂在弹簧测力计下端,待其静止后读出弹簧测力计的示数。
②在烧杯中盛放适量的水,将物块缓慢浸入水中,当物块分别处于下图甲、乙、丙、丁四种状态时,分别读出并记录对应状态下弹簧测力计的示数。
③将烧杯中的水换成盐水,重复上述实验步骤,如图戊。
(1)图甲中弹簧测力计的示数为   N。
(2)对比图甲、乙、丙三种状态可知,当物块缓慢浸入水中,弹簧测力计的示数逐渐   。
(3)分析实验数据可得:物体在液体中所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关,与物体浸没在液体中的   无关。
(4)对比图丁和图戊的实验数据可知,当物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体受到的浮力越   (填“大”或“小”)。
24.为了直观验证阿基米德原理,小明改进了实验装置,如图所示,把弹簧测力计上端固定在铁架台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上,在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下面放一小杯。铁架台的支架上放置一只溢水杯,溢水杯跟金属块、粗铁丝框、小杯都不接触。
(1)首先平稳缓慢地抬高放有溢水杯的支架,使金属块完全浸没入水中,但不与溢水杯底部接触,(如图甲→乙→丙),在此过程中,弹簧测力计示数:F甲   F丙(填“>”、“=”或“<”)。
(2)然后再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离开水面(如图丁),可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为   牛,此时浮力的测量数值将比真实数值   (填“偏大”或“偏小”),原因是   。
25.某学习小组自制“浮力秤”,用来称量物体的质量,如图甲所示。它是由浮体和外筒构成的,浮体包括小筒和秤盘。已知小筒的质量为50g,筒内装入100g的细砂,底面积为20cm2,可浸入水中的最大深度为20cm,秤盘的质量为10g,外筒是足够高的透明大筒,容器壁厚度可忽略不计。
(1)小筒内装入细沙的作用是   。
(2)小筒上的零刻度线距小筒底部的距离h是多少?此浮力秤的最大称量为多少kg?
(3)如表是“浮力秤”模型评价量表,请对指标一进行评价,并说明理由。   。
“浮力秤”模型评价量表
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 刻度均匀 刻度不均匀 没有刻度
指标二 最大量程超过500克 最大量程在300﹣500克 最大量程小于300克
四、综合题
26.2025年我国深海科考潜艇累计完成下潜任务314次,最大下潜深度10000米。某次执行巡逻任务的潜艇正在数百米深的大洋匀速潜航,却突遭海水密度突变造成的“断崖”,潜艇急速掉向数千米深的海底,海水压强骤增,非常危险。
(1)潜艇在水下巡逻遭遇“断崖”时,潜艇受到的浮力会瞬间   (选填“变大”、“变小”或“不变”)造成的,此时应立即   (选填“排出水舱中的水”或“打开阀门使水进入水舱”)。
(2)险情解除后该潜艇悬浮待命,排开水的体积为,此时潜艇受到的浮力为多少 (已知,)
27.如图所示,某工程队在一次施工作业中,以恒定速度沿竖直方向将质量为5×103kg的圆柱形实心工件从深水中吊起至距水面某一高度。不计水的阻力,请根据绳子作用在工件上端的拉力 F 的功率P 随工件上升高度h 变化的图像,求:(g 取10 N/ kg)
(1)工件上升时速度的大小。
(2)当工件露出水面一半时所受的浮力大小。
(3)工件的横截面积。
28.如图是某型号水下机器人。它可以通过三种方式控制浮沉,第一种是机器人内部水舱充放水,水舱的容积为;第二种是利用推进器提供竖直向上的推力可以在之间调节;第三种是在机器人外部加装不同数量的浮块,每个浮块质量均为0.4kg,体积均为1×10。已知该机器人水舱未充水时的质量为10kg,未装浮块时,机器人的总体积为1.2×10(体积不变)。取10N/kg,水的密度 $\rho_{\text {水 }}求:
(1)若机器人在海面下水平匀速巡航时,突然进入密度跃层(海水密度突然变小)时,机器人会   (选填“上浮”、“下沉”或“静止不动”),将给机器人带来安全隐患;为确保机器人安全,应立即采取的措施是   (选填“向水舱中充水”或“从水舱中向外排水”);
(2)当机器人未加浮块、水舱充满水,浸没在水中悬停时,的大小;
(3)深处水底有一物体(未与水底紧密接触),重 95 N ,体积为,需机器人潜入水中用机械臂抓住物体打捞上来,为确保打捞顺利进行,机器人下水前需制定好能让机器人抓住物体上浮的方案,在调到30N的情况下,还需如何利用另外两种方式实现上浮,请通过计算给出一种合理方案。
答案解析部分
1.【答案】C
2.【答案】A
3.【答案】C
4.【答案】B
5.【答案】B
6.【答案】C
7.【答案】C
8.【答案】C
9.【答案】D
10.【答案】A
11.【答案】A
12.【答案】C
13.【答案】D
14.【答案】C
15.【答案】C
16.【答案】(1)对流
(2)机械
(3)
17.【答案】小于;小于
18.【答案】(1)增大受力面积
(2)水
(3)排开水的体积
19.【答案】<;不变
20.【答案】(1)电动机
(2)做功
(3)8×108
21.【答案】(1)0
(2)0.12
22.【答案】50;0.375
23.【答案】(1)2.4
(2)变小
(3)深度
(4)大
24.【答案】=;1.2;偏大;金属块完全离开水面时要带出一些小水滴,使重力G测的数值偏大
25.【答案】(1)降低浮体的重心,使浮体能够竖直稳定地漂浮在水面上
(2)当秤盘不放物体(零刻度状态)时,浮体(小筒+细砂+秤盘)漂浮,浮力等于总重力,总质量为
总重力
根据阿基米德原理,且,可得
将,代入上方公式可得
小筒浸入水中的最大深度为20cm,此时排开水的最大体积
最大浮力
此时浮体(含被测物体)的总质量
所以最大称量的物体质量。
(3)指标一为优秀。当放上质量为m的物体时,有即则,故物体的质量与浸入的深度成正比,所以浮力秤的刻度是均匀。
26.【答案】(1)变小;排出水舱中的水
(2)潜艇受到的浮力
27.【答案】(1)解:由图像可知,工件离开水面后拉力 F1 的功率 20000 W,
工件离开水面后,受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F1作用而做匀速运动,处于平衡状态,
由平衡条件得,
工件上升的速度
(2)解:工件全部在水中时拉力 F2 的功率
此时拉力大小
工件浸没在水中时,受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力 F2、竖直向上的浮力 F浮作用,工件做匀速直线运动,处于平衡状态,
由平衡条件得, 则
工件有一半露出水面时所受的浮力
(3)解:工件高h=12m-10m=2m,
工件的体积
横截面积
28.【答案】(1)下沉;从水舱中向外排水
(2)机器人的重力为
水的重力为
浸没时的浮力为
浸没在水中悬停时,机器人受力平衡,则推力为F=100N+40N-120N=20N。
(3)物体受到的浮力为
一个浮块的重力为
一个浮块受到的浮力为
为了打捞顺利,机器人下水前将水灌满,打捞时将水全部排出,此时推力为30N,设需要加n个浮块,竖直向上的合力为
竖直向下的合力为
物体要上浮,至少使竖直向上的力等于竖直向下的力,即
解得,即至少需要一个浮块且需要将水排开,可以使物体上浮。
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