内容正文:
2024北京重点校初二(下)期中物理汇编
浮力
一、单选题
1.(2024北京人大附中初二下期中)小明为了演示浮力的方向,做了如图所示的实验。将乒乓球下方用细绳A绑住一个石块,乒乓球和石块放入水槽中,乒乓球浸没在水中。用细线B绑住另一个石块悬挂在空气中,细线A与细线B平行,下列说法正确的是( )
A.乒乓球受到的浮力大小等于乒乓球受到的重力大小
B.乒乓球受到水的压力的合力方向是竖直向上
C.乒乓球受到的合力方向向上
D.乒乓球受到的浮力的施力物体是细绳A
2.(2024北京二中初二下期中)如图所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块M悬浮在水中,其上表面与水面平行,则下列说法中正确的是
A.M上、下表面受到水压力的合力大于M受到的浮力
B.M上、下表面受到水压力的合力大小等于M受到的重力大小
C.M上表面受到水的压力大于M下表面受到水的压力
D.M上表面受到水的压力和M下表面受到水的压力是一对平衡力
3.(2024北京清华附中初二下期中)如图所示,小段同学用细线拴住小球后浸没在水中,水杯放在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.桌面对杯子的支持力与杯子对桌面的压力是一对相互作用力
B.水对杯子底部的压力与水受到的重力一定大小相等
C.细线对小球的拉力与小球受到的重力是一对平衡力
D.杯子对桌面的压力大小等于杯子、小球和水的总重力大小
4.(2024北京北师大附属实验中学初二下期中)关于如图所示的四种体育比赛中的情景,下列分析正确的是( )
A.滑冰运动员单脚滑行时对冰面的压强小于她双脚站立时对冰面的压强
B.运动员骑着自行车绕着环形场地骑行时,人相对于赛道是静止的
C.跳水运动员从空中入水的过程中,运动员在水中不受浮力
D.蹦床运动员在空中上升的过程中,运动员所受的合力方向竖直向下
二、多选题
5.(2024北京清华附中初二下期中)下列关于浮力的说法正确的是( )
A.物体浸没在某液体中的深度越深,受到的浮力就越大
B.漂在水面上的物体受到浮力,沉在水底的物体不受浮力
C.浸没在液体中的物体,所受浮力等于所受液体压力的合力
D.一定量的水能产生的浮力,可能大于这些水所受的重力
三、实验题
6.(2024北京人大附中朝阳学校初二下期中)实验桌上有满足实验需要的如下器材:弹簧测力计、装有适量水的柱形容器、侧面有格子标记,每一格的体积已知的圆柱体物块()如图所示。小强想利用上述器材设计一个实验证明:“浸在液体中的物体所受浮力与排开液体体积有关”;
请你帮他完成下列步骤。
(1)自变量∶ ; 因变量∶ ;
(2)实验步骤:
①将圆柱体 A悬挂在弹簧测力计下,静止时记录弹簧测力计的示数为G;
②将圆柱体A 下部的一格浸入水中,圆柱体不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数为F,记录圆柱体A 排开入液体中的体积;
③ ,静止时记录弹簧测力计的示数为F,记录圆柱体A排开入液体中的体积V排;
④根据 可以计算出浸在液体中的物体所受的浮力
(3)设计实验数据记录表 。
7.(2024北京二中初二下期中)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,小丽将一个物体挂在弹簧测力计下,并逐渐使其浸入水中不碰容器底或壁,实验过程和对应的实验数据如图1甲、乙、丙、丁所示。
(1)分析图甲、乙、丙中的现象可得出结论: ;
(2)分析 三张图可知,物体所受浮力与它浸没在水中的深度无关;
(3)同组的组员小宇在生活中发现浸没在水中的木块松手后会上浮,而浸没在水中的石块松手后会下沉。于是小宇猜想:浸没在液体中的物体所受浮力的大小可能跟物体的密度有关。现补充提供如图2所示的实验器材和足够多的水(铁块及铝块均为实心且密度已知)。为检验小宇的猜想是否正确,应在上述实验基础上补充器材: 。(选填图2中的字母)。
(4)请你将(3)探究步骤补充完整:
①用调好的弹簧测力计分别测量出两个实心金属块重力G,并记入表格;
② ,读出两次弹簧测力计示数F,并记入表格;
③根据公式F浮= ,分别计算两次物体所受浮力,并记入表格。
8.(2024北京第一六六中学初二下期中)为了证明“浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体的密度有关”,小东利用已调零的弹簧测力计、2个分别装有适量的水和盐水()的烧杯、圆柱体A()、细线进行实验。
(1)以下是他的部分实验步骤、请你帮他补充完整:
①将圆柱体A悬挂在弹簧测力计下,静止时测量出圆柱体A的重力记为G,并记录在表中。
②将圆柱体浸没到水中,圆柱体不接触容器,静止时读出弹簧测力计的示数为F,并将F,液体的密度记录在表格中。
③ ,静止时读弹簧测力计的示数为F,并将F、液体的密度记录在表格中。
④根据公式 分别计算圆柱体在水和盐水中的浮力,并记录在表格中。
(2)请画出实验记录表格 。
9.(2024北京第一七一中学初二下期中)实验桌上有满足实验需要的如下器材:弹簧测力计、体积不同的铝块若干、细线、大烧杯、量筒、水。小英利用上述器材设计实验证明:浸在水中的物体所受的浮力大小跟物体排开水的体积成正比。请你完成下列部分实验步骤:
(1)用细线将一个铝块系挂在调节好的弹簧测力计下端,测出铝块重力G,并记在实验数据记录表中;
(2)在量筒中注入适量的水,读出量筒内水的体积V0,将系挂在弹簧测力计下端的铝块浸没在量筒内的水中,不碰容器,此时量筒中水面对应的刻度值用V表示,并读出此时弹簧测力计的示数为F,将V0、V、F数据记在实验数据记录表中;
(3)用细线将另一铝块系挂在调节好的弹簧测力计下,测出其重力,将 ,将此时量筒中水面对应的刻度V,弹簧测力计的示数F等数据记在实验数据记录表中;
(4)仿照步骤(3)再做4次实验,并将数据记在实验数据记录表中;
(5)根据V排= ,F浮= 分别计算出6次的V排和F浮的数据,并分别记在实验数据记录表中;
(6)画出实验数据记录表。
10.(2024北京清华附中初二下期中)小王同学选择密度已知的酒精和水设计了如下实验,探究浮力大小与液体的密度是否有关。
(1)请帮助小王同学将实验步骤补充完整:
①用调好的弹簧测力计测出铁块A所受重力G,并记录数据;
② ,不接触容器底部和侧壁,读出此时弹簧测力计的示数F,并记录相关数据;
③仿照步骤②,把铁块A完全浸没在酒精再次进行实验,读出此时弹簧测力计的示数F,并记录相关数据;
④根据公式 ,计算铁块A在两种不同的液体中所受到的浮力大小,并记录数据。
(2)请你帮助小王设计实验数据记录表格。
11.(2024北京北师大附属实验中学初二下期中)小明同学一直想要自己验证:水产生的压强与深度有关,但是家里没有微小压强计。在学完浮力测量方法后,了解到浮力可以用弹簧测力计来测量。当老师讲完浮力产生的原因后知道,浮力产生是由于液体对物体上下表面有压力差。他继续思考,如果物体下表面浸在液体中,上表面在空气中,此时物体受到的浮力就是物体下表面所受液体的压力,这样用弹簧测力计测出的浮力即液体对物体下表面的压力。家里现有器材如下:弹簧测力计、装有适量水的烧杯、底面积为S(数值已知)且侧面有刻度值的圆柱体金属块(),如图所示。请利用上述器材设计实验证明:水产生的压强与深度有关。请你写出主要实验步骤,画出实验数据记录表。
12.(2024北京北师大附属实验中学初二下期中)在探究浮力大小与哪些因素有关的实验中,小利猜想浮力大小与液体的密度、物体排开液体的体积和物体在液体中的深度有关。
(1)在“探究浮力大小与液体的密度是否有关”的实验中,请帮助小利将以下主要实验步骤补充完整:
①用调好的弹簧测力计测出铁块A所受重力G,并记录;
②把铁块A分别浸没在酒精和盐水中的同一深度处于静止状态,且铁块A与容器的底和壁均未接触,用弹簧测力计测出拉力F,并记录;
③根据公式 ,计算铁块A在两种不同的液体中所受到的浮力大小,并记录;
(2)在“探究浮力大小与物体排开液体的体积是否有关”的实验中,小利设计了实验记录表格并填写了部分记录信息,如下表所示。表格的第一行的空格中应写明的物理量的名称及单位是 ;
实验次数
液体种类
铁块A排开液体的体积
铁块A所受重力G/N
测力计示数F/N
1
酒精
小
2
酒精
大
(3)在“探究浮力大小与物体在液体中的深度是否有关”的实验中,小利分别测量了铁块A在盐水中不同深度时所受到的拉力大小,如图所示。同组的小强认为小利的设计不能实现探究目的。请你利用已有实验器材,在虚线框中画出能实现探究目的的实验方案图 。
实验方案设计图:
四、计算题
13.(2024北京人大附中初二下期中)一个载有重物的气球,总质量为100kg,气球在空气中受到浮力作用,在空中匀速竖直向上运动,运动时受到的空气阻力是200N。假设气球向上和向下运动过程中所受空气阻力和浮力大小不变,g取10N/kg,求:
(1)请画出载有重物的气球向上运动过程中的受力分析图(示意图),载有重物的气球用“·”表示;
(2)载有重物的气球所受的总重力G;
(3)载有重物的气球受到的浮力;
(4)为了使气球匀速下降,应使载有重物的气球的总重力增加多少N?
参考答案
1.B
【详解】A.对乒乓球受力分析可知,乒乓球受到的浮力大小等于乒乓球受到的重力大小加上绳子对乒乓球的拉力的大小,故A错误;
B.乒乓球受到水的压力的合力就是浮力,浮力的方向是竖直向上,故B正确;
C.乒乓球静止,处于平衡状态,合力为0,故C错误;
D.乒乓球受到的浮力的施力物体是水,故D错误。
故选B。
2.B
【详解】AD.浮力等于物体上、下表面所受的压力之差,M上、下表面受到水压力的合力等于M受到的浮力,故AD错误;
B.物块M悬浮在水中,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力是平衡力,M上、下表面受到水压力的合力等于浮力,因此M上、下表面受到水压力的合力的大小等于重力大小,故正确;
C.根据 可知下表面受到的水的压强大,根据 可求得下表面受到水的压力比上表面受到水的压力大,故错误.
3.A
【详解】A.桌面对杯子的支持力与杯子对桌面的压力,作用在两个物体上,是一对相互作用力,故A正确;
B.由于杯子的形状,上面大,下面小,杯子侧壁也承受了一部分压力,所以水对杯子底部的压力小于水受到的重力,故B错误;
C.对小球受力分析,除了细线对小球的拉力与小球受到的重力,还受到浮力,是三力平衡,所以细线对小球的拉力与小球受到的重力不是一对平衡力,故C错误;
D.杯子对桌面的压力大小等于杯子、小球和水的总重力大小减去拉力,故D错误。
故选A。
4.D
【详解】A.运动员对冰面的压力等于她的重力,滑冰运动员单脚滑行比双脚站立时受力面积小,由可知单脚滑行时对冰面的压强大于她双脚站立时对冰面的压强,故A错误;
B.运动员骑着自行车绕着环形场地骑行时,人相对于赛道的位置发生改变,人是运动的,故B错误;
C.跳水运动员从空中入水的过程中,运动员在水中排开一部分水,受到浮力的作用,故C错误;
D.蹦床运动员在空中上升的过程中,做减速运动,受到竖直向下的重力与竖直向下的空气阻力,它所受合力的方向竖直向下,故D正确。
故选D。
5.CD
【详解】A.物体受到的浮力与深度无关,故A错误;
B.漂在水面上的物体和沉在水底的物体都受到水对其竖直向上的浮力,故B错误;
C.浮力等于上下表面受到液体的压力差,所以浸没在液体中的物体,所受浮力等于所受液体压力的合力,故C正确;
D.物体受到的浮力与液体的密度和排开液体的体积有关,所以一定量的水能产生的浮力,可能大于这些水所受的重力,故D正确。
故选CD。
6. 物体排开液体体积 浸在液体中的物体所受浮力 多次改变圆柱体浸入水中的体积,圆柱体不接触容器, 见解析
【详解】(1)[1]要探究浸在液体中的物体所受浮力与排开液体体积有关,自变量为物体排开液体体积,因变量为浸在液体中的物体所受浮力。
(2)①将圆柱体 A悬挂在弹簧测力计下,静止时记录弹簧测力计的示数为G;
②将圆柱体A 下部的一格浸入水中,圆柱体不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数为F,记录圆柱体A 排开入液体中的体积;
③[2]多次改变圆柱体浸入水中的体积,圆柱体不接触容器,圆柱体静止时记录弹簧测力计的示数为F,记录圆柱体A排开液体中的体积V排;
④[3]根据,可以计算出浸在液体中的物体所受的浮力 。
(3)[4]根据实验记录的数据,设计实验数据记录表如下
圆柱体的重力G/N
实验次数
1
2
3
测力计的读数F/N
进入水中的体积V/cm3
7. 物体在液体中所受浮力大小与物体排开液体的体积有关 甲、丙、丁 AC 将两金属块浸没在水中的同一深度 G-F
【详解】(1)[1]物体的体积、重力不变,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计示数越小,由
F浮=G- F
知,浮力越大,所以物体在液体中所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(2)[2]探究浮力与物体浸入液体深度的关系,应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,由图示实验可知,图丙、丁所示实验中物体排开液体的密度、物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,因此可以选用图甲、丙、丁所示实验探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系。
(3)[3]要探究浮力大小跟物体密度的关系时,要控制液体密度和物体排开液体的体积相同,所以选择体积相同的铁块和铝块。即选AC 。
(4)[4][5]①用调好的弹簧测力计分别测量出两个实心金属块重力G,并记入表格;②将两金属块浸没在水中的同一深度,读出两次弹簧测力计示数F,并记入表格; ③根据公式
F浮=G-F
分别计算两次物体所受浮力,并记入表格。
8. 将圆柱体浸没到盐水中,圆柱体不接触容器
液体种类
液体密度ρ液/kg/m3
物体重力G/N
弹簧测力计拉力F/N
浮力F浮/N
水
盐水
【详解】(1)③[1]为了证明“浸在液体中的物体所受的浮力与液体的密度是否有关”,应控制排开液体的体积不变,只改变液体的密度,则将圆柱体浸没到盐水中,圆柱体不接触容器,使圆柱体排开盐水的体积等于排开水的体积。
④[2]称重法测量浮力的公示为。
(2)[3]根据实验步骤,设计表格,将实验数据记录在表格中。
液体种类
液体密度ρ液/kg/m3
物体重力G/N
弹簧测力计拉力F/N
浮力F浮/N
水
盐水
9. 铝块浸没在量筒内的水中,不碰容器 V排=V-V0 F浮=G-F
见解析
【详解】(3)[1]测出另一铝块的重力,将系挂在弹簧测力计下端的铝块浸没在量筒内的水中,不碰容器,记录数据。
(5)[2]排开水的体积等于铝块浸没后量筒中水的体积,减去铝块浸没前量筒中水的体积,即
V排=V - V0
[3]根据称量法可知
F浮=G-F(6)[4]实验表格如表所示:
V/cm3
V0/cm3
V排/cm3
F/N
G/N
F浮/N
10. 把铁块A完全浸没在水中 见解析
【详解】(1)②[1]在“探究浮力大小与液体的密度是否有关”的实验中,需要保持物体浸入液体的体积不变,改变液体的密度,因此测量完物体浸在水中的浮力后,需换用不同的液体多次实验;把铁块A完全浸没在水中,不接触容器底部和侧壁,读出此时弹簧测力计的示数F,并记录相关数据。
④[2]利用称重法计算出浮力大小,即
(2)[3]实验过程中需要记录物体的重力,所用液体的密度或液体种类,物体浸入液体后测力计的拉力,还需加算出浮力,数据记录表格如下
G/N
F/N
11.见解析
【详解】(1)实验步骤:①用弹簧测力计测出圆柱体金属块的重力;
②用弹簧测力计拉着圆柱体金属块并将圆柱体金属块部分体积竖直浸入到装水的烧杯中,静止时由金属块侧面的刻度线读出它浸入的深度,读出此时测力计的示数;
③仿照步骤②,改变4次圆柱体金属块浸入水中的深度,记录对应的深度和测力计的示数;
④利用公式
和测量数据分别计算出5次圆柱体金属块下表面受到水的压强。
(2)实验数据记录表设计如下:
12.
【详解】(1)[1]根据称重法,可以计算铁块A在两种不同的液体中所受到的浮力大小。
(2)[2]分析表格内容结合实验目的可知空格处的物理量是浮力,单位是牛,即应填“”。
(3)[3]探究浮力大小与物体在液体中的深度是否有关,根据控制变量法,应只改变物体在液体中的深度,其它因素例如液体的密度、浸入液体的体积都应保持不变,由图可知,小利没有控制物体排开液体的体积相同。故设计实验方案图如下:
13.(1)见解析;(2)1000N;(3)1200N;(4)400N
【详解】解:(1)载有重物的气球匀速竖直向上运动,处于平衡状态,受到竖直向下的重力、阻力和竖直向上的浮力,如下图所示:
(2)载有重物的气球所受的总重力
G=mg=100kg×10N/kg=1000N
(3)对载有重物的气球受力分析可得
F浮=G+f=1000N+200N=1200N
(4)气球匀速下降,处于平衡状态,受到的阻力方向为竖直向上,浮力和重力方向不变,则有
G'=F浮+f=1200N+200N=1400N
则载有重物的气球增加的总重力
ΔG=G'-G=1400N-1000N=400N
答:(1)见解析;
(2)载有重物的气球所受的总重力G为1000N;
(3)载有重物的气球受到的浮力为1200N;
(4)为了使气球匀速下降,应使载有重物的气球的总重力增加400N。
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