2024年中考物理（沪粤版）二轮复习专题特训：与“浮力”相关的探究

专题特训　与“浮力”相关的探究 类型一　浮力产生的原因 1. 如图所示,将一个塑料吸盘挤压空气后吸在玻璃缸的底部。如果向玻璃缸内轻轻加水,那么加水后吸盘将 (　　) A. 因受到水向上的浮力而离开玻璃缸底 B. 因受到水向下的浮力而更紧地贴在玻璃缸底 C. 因受到水向上的压力而离开玻璃缸底 D. 因受到水向下的压力而更紧地贴在玻璃缸底 D [解析]将一个塑料吸盘挤压空气后吸在玻璃缸的底部,如果向玻璃缸内轻轻加水,吸盘受到水向下的压力,但由于水不能进入吸盘内部,不能对吸盘产生向上的压力,根据浮力产生的原因可知,吸盘不受浮力作用,则加水后吸盘因受到水向下的压力而更紧地贴在玻璃缸底。故选项A、B、C错误,D正确。 2. (2023·济南莱芜期中)“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。如图所示为演示“浮力消失实验”时的情况,下列说法中正确的是 (　　) A. 乒乓球在水中静止时不受重力 B. 乒乓球只能漂浮在水面 C. 乒乓球在水中静止时受到浮力 D. 若此时在水中放一个实心铁球,则铁球会沉入水底 A [解析]太空中,物体处于失重状态。乒乓球在水中静止时,没有受到水的压力,不会受到浮力,即乒乓球没有受到力的作用,可以在水中任意位置悬浮;在水中放一个实心铁球,由于铁球处于失重状态,因此铁球不会沉入水底。故选项A正确。 类型二　阿基米德原理 3. 如图所示,实心小球A、B用细线拴住,浸没在水中时,两根细线的拉力相等(ρA<ρB<ρ水),则小球的质量mA　　　　mB,小球的体积VA　　　　VB。(选填“>”“<”或“=”)  < < (第3题) [解析]对两球进行受力分析可得,拉力F=F浮-G物。A球受到的浮力FA= ρ水gVA,A球受到的重力GA=mAg=ρAVAg;B球受到的浮力FB=ρ水gVB,B球受到的重力GB=mBg=ρBVBg;两根细线的拉力相等,且F=F浮-G物,故有FA-GA= FB-GB,即ρ水gVA-ρAVAg=ρ水gVB-ρBVBg,得(ρ水-ρA)gVA=(ρ水-ρB)gVB;因为ρA< ρB<ρ水,故有(ρ水-ρA)>(ρ水-ρB),所以VA<VB;又因为ρA<ρB,由m=ρV可知,mA< mB。 4. 如图所示,水平桌面上有两个相同的圆柱形容器A和B,置于其中的圆台形实心铁块甲和乙完全相同,它们的上表面均与容器中水面相平,则甲、乙受到的浮力F甲　　　F乙;当从两容器中分别取出相等质量的水后(未取完),A、B底部受到水的压强pA　　　pB,甲、乙受到的浮力F甲'　　　F乙'。(选填“>”“<”或“=”) = > > [解析]圆台形实心铁块甲和乙完全相同,浸没在水中,排开水的体积相同,由F浮=ρ液gV排可知,甲、乙受到的浮力相等,即F甲=F乙;由图可知:当从两容器中分别取出相同质量的水后(未取完),甲浸没在水中的体积较大,则A容器中剩余水的深度较大,由p=ρgh可知,水对A容器底部的压强较大,即pA>pB;由F浮=ρ液gV排可知,甲受到的浮力较大,即F甲'>F乙'。 5. 某大桥施工时,要向江中沉放大量的施工构件。假设一正方体构件被吊着缓缓放入江水中(如图甲),在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,随着h的增大,构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化情况如图乙所示, g取10N/kg。下列说法正确的是 (　　) ① 浮力F1随h变化的图线是图乙中的B图线 ② 构件的重力为2.2×105N ③ 构件所受的最大浮力为2×105N ④ 构件的密度为2.5×103kg/m3 A. ①②③④ B. ①②③ C. ③④ D. ①④ D [解析]由图甲可知,构件在浸入水中的过程中排开水的体积变大,受到的浮力逐渐变大;构件浸没后,排开水的体积不变,受到的浮力不变,所以浮力F1随h变化的图线是图乙中的B图线,故①正确。由图乙可知,构件刚好浸没时,其下表面到水面的距离为2m,说明构件的棱长为2m,构件体积V=(2m)3 =8m3,故构件浸没时,V排=V=8m3,F2=1.2×105N,根据F1=G-F2,则ρ水gV排= ρVg-F2,代入数据得1×103kg/m3×10N/kg×8m3=ρ×8m3×10N/kg-1.2× 105N,解得:ρ=2.5×103kg/m3,故④正确。由ρ=可得,m=ρV=2.5×103kg/m3 ×8m3=2×104kg,则构件的重力G=mg=2×104kg×10N/kg=2×105N,故②错误。构件浸没时,受到的浮力最大,由图乙可知,构件受到的最大浮力Fmax=F1=G-F2=2×105N-1.2×105N=8×104N,故③错误。综上可知,选项D正确。 类型三　探究影响浮力大小因素的实验 6. (2022·枣庄)小李同学想探究“浮力的大小跟排开液体