2025年中考物理复习热搜题速递:浮力
2024-11-21
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内容正文:
2025年中考物理复习热搜题速递之浮力
一.选择题(共12小题)
1.(2024秋•青浦区校级期中)下列几种关于潜水艇、轮船、气球和飞艇的分析中正确的是( )
A.水面下行驶的潜水艇是通过改变自身的体积实现对于沉浮的控制
B.气球是因为充入密度小于空气的气体才会飘在空中
C.轮船由长江驶入东海时,因为排开水的体积变小,所以浮力会减小
D.热气球上升是因为加热装置往上喷气,把气球吹上去了
2.(2024秋•虹口区期中)在以下各情况中,物体受到的浮力增大的是( )
A.轮船由长江驶入东海
B.浸没在水中的石块继续下沉的过程中
C.跳水运动员入水的过程中
D.轮船在码头卸载货物
3.(2024秋•浠水县月考)一个棱长为L的正方体平稳地漂浮在容器内静止的水中,此时有一半的立方体位于水面以下,再将密度为水四分之一的液体添加到容器中,使立方体完全浸没在液体的表面下,而液体和水不混合,液体留在水上面,添加液体后,立方体从原来的水面上升了( )
A. B. C. D.
4.(2024•丰台区二模)甲、乙两个圆柱形容器完全相同,静止放在水平桌面上,容器中分别盛有质量相同的A、B两种液体,将同一个小球先后放入两个容器中,静止时,小球在甲容器中漂浮,在乙容器中沉底,如图所示。若A、B液体的密度分别为ρA、ρB,小球在A、B液体中所受浮力分别为FA、FB,A、B液体对容器底部的压强分别为pA、pB,甲、乙两个容器对桌面的压强分别为p甲、p乙,则下列判断正确的是( )
A.ρA<ρB B.pA>pB C.p甲>p乙 D.FA=FB
5.(2024秋•徐汇区校级期中)重为5牛的物体放入盛水容器中,物体漂浮在水面上且溢出3牛的水,物体受到的浮力( )
A.一定等于5牛 B.一定等于3牛
C.可能等于3牛 D.可能等于4牛
6.(2024秋•徐汇区校级期中)水平面上的两个相同柱形容器A、B,分别盛有体积相等的同种液体。将甲、乙两支不同的密度计放入液体中,处于如图所示的静止状态,下列判断正确的是( )
A.两密度计所受浮力F浮甲=F浮乙
B.两密度计的质量m甲<m乙
C.两密度计受到液体向上的压力F向上甲>F向上乙
D.液体对容器底部的压力FA=FB
7.(2024•雁塔区校级模拟)为了航行安全,远洋轮的船体需标有国际航行载重线,即轮船满载时的“吃水线”。如图是某船满载时在不同水域、季节时的“吃水线”,其中FW为在淡水中航行时的“吃水线”,A、B两位置则为冬、夏两季在海水中航行时的“吃水线”,冬季海水密度大。若该船在不同水域、不同季节航行时,水(海水)面正好与“吃水线”相平,则下列判断中正确的是( )
A.该船在冬季航行时比夏季航行时所受浮力大
B.该船从密度小的淡水进入密度大的海水中时,排开淡水和排开海水的体积相等
C.该船在冬季海水中航行时的“吃水线”在B位置
D.“吃水线”在“FW”处时该船排开水的质量最大
8.(2024秋•浦东新区校级月考)一木质象棋放入水中后漂浮在水面上,若将它的底部磨平后,按压到装水容器底部,使象棋底部与容器底部紧密接触,使它底部无水,松手后象棋静止在容器底部,如图所示,产生这一现象的主要原因是( )
A.木制象棋受到的浮力大小小于重力
B.木质象棋受到的浮力大小等于重力
C.木质象棋受到的浮力大小大于重力
D.木制象棋不受浮力作用
9.(2024•兰陵县一模)如图所示,欢欢同学把一只苹果丢入水中,发现苹果下沉一段距离后,又向上运动,最终漂浮在水面上,下列分析正确的是( )
A.在下沉的过程中,苹果的运动状态不改变
B.在下沉的过程中,苹果受到水的浮力减小
C.在水面漂浮时,苹果受到的浮力等于它受到的重力
D.苹果的密度大于水的密度
10.(2024•云岩区校级二模)水平桌面上两个相同的烧杯分别盛有体积相同的a、b两种溶液,将两块相同的橡皮泥分别捏成小船和小球轻放入液体中,静止时两液面相平,如图所示。下列分析不正确的是( )
A.小船所受浮力大于小球所受浮力
B.a溶液的密度大于b溶液的密度
C.两烧杯对桌面的压强相等
D.a溶液对容器底部的压力较大
11.(2024•四川模拟)小昕自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体。如图甲,当该液体温度为19℃时,质量为4×10﹣3kg小球b悬浮,b球上标记“19℃”;另外两个小球标记为“15℃”“23℃”。当小球悬浮时,它标记的温度与液体温度相等。甲、乙、丙图中的小球a、b、c均为静止,忽略小球体积变化,以下说法正确的是( )
A.a标记应为“15℃”
B.乙中液体温度的范围可能是16℃~18℃
C.丙中液体温度可能是13℃
D.当液体温度从15℃升高到23℃的过程中,b静止时所受浮力先减小后不变
12.(2024•江油市模拟)水平桌面上放有两个质量和底面积相同的容器,分别盛有两种不同液体,将A、B两个质量相等的实心物体(VB>VA)分别放入甲、乙两种液体中,如图所示,两物体静止时两容器中液面相平,下列说法错误的是( )
A.A物体受到的浮力大于B物体受到的浮力
B.甲容器中液体密度大于乙容器中液体密度
C.两物体放入前,甲容器底受到的压强大于乙容器底受到的压强
D.甲容器对桌面的压力可能大于乙容器对桌面的压力
二.填空题(共8小题)
13.(2024秋•浦东新区月考)2024年“奋斗者”号全海深载人潜水器完成了爪哇海沟最深点7180.4米的下潜任务,创造了印尼深海下潜新纪录。在海水7000米深处,海水产生的压强为 帕(海水密度取1000千克/米3);若继续下潜,潜水器受到海水的压强将 ,受到的浮力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
14.(2024秋•青浦区校级期中)根据图中轮船上的“吃水线”排列情况,可以判断:印度洋海水密度 北大西洋海水密度(选填:“大于”、“等于”、“小于”)。一艘入港口的货轮,卸下8×106千克的货物后,轮船所受浮力改变了 N,轮船的“排水量” (选填:“增大”、“不变”、“减小”)。浸没在液体中的物块,受到液体对它向上、向下的压力分别是15牛、5牛,其受到的浮力大小为 牛;此物体所受浮力与重力的合力大小为12牛,则该物体的重力大小为 牛。
15.(2024秋•普陀区校级期中)一柱形轻质容器,底面积0.2米2,装满水后放在防水台秤上称重读数200牛(容器底面积大于台秤秤盘,即若有水溢出不会流到台秤秤盘中),另有一密度为0.6×103千克/米3的正方体木块,挂在弹簧测力计下读数为47.04牛,现用弹簧测力计挂着该木块慢慢放入台秤上那个装满水的容器中,当木块有四分之一体积浸入水中时,弹簧测力计读数为 牛,台秤读数为 牛。
16.(2024秋•杨浦区期中)如图是“验证阿基米德原理”实验步骤简图,由(a)与(b)计算F1﹣F2可得F浮,由(c)与(d)计算(F4﹣F3)可得 。小李根据图示步骤实验后,发现数据(F1﹣F2)明显大于(F4﹣F3),他在实验中可能存在的问题是 。(填写序号)
①实验中物体碰到容器底部
②实验中物体未浸没在水中
③物体浸入前溢水杯中水未装满
④弹簧测力计始终未调零
17.(2024秋•闵行区期中)我国“海警3901”船满载时排水量为1万吨,则满载时船受到的浮力大小为 牛。若船从黄浦江码头驶向中国东海海域,在入海过程中,船身将 (选填“上浮”或“下沉”)一些,船的排水量将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
18.(2024秋•徐汇区校级期中)物理知识在生活中有广泛的应用。光滑墙壁上的吸盘式挂钩是在 作用下被压在墙壁上;液体密度计是利用二力平衡条件和 原理来测量液体密度大小的;图1所示扫地机器人是通过电机转动使内部气压 ,利用内外气压差,将垃圾压入吸尘器;图2所示的大型邮轮从内河驶向大海时,所受浮力将 。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
19.(2024秋•徐汇区校级期中)重为G的木块漂浮在水中,则木块受到的浮力F浮 G;木块下底面受到水向上的压力F木向上 G;若该木块漂浮在酒精中(ρ酒精<ρ水),与漂浮在水中相比,木块排开酒精的体积V漂浮 V排水,木块下底面受到酒精向上的压力与水向上的压力F酒精向上 F水向上。(均选填“=”“>”或“<”)
20.(2024秋•徐汇区校级期中)如图所示,用弹簧测力计吊着重为9牛的金属块静止在水面下,弹簧测力计的示数为5牛,则金属块受到的浮力大小为 牛。剪断连接金属块的细线,金属块下沉,金属块底部下表面受到水的压强 ;下表面受到水的压力 ,金属块受到的浮力大小 (后三空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
三.实验探究题(共3小题)
21.(2024•甘南州)学习了浮力的相关内容后,文杰同学利用如图所示的实验装置,验证阿基米德原理,溢水杯已经装满水,当物块浸入水中时,水会流入小空桶内;
(1)实验前,应将弹簧测力计在 方向进行调零(选填“竖直”或“水平”)。
(2)如图,由实验中的数据可知,物块浸没在水中时受到的浮力为 N;观察到两个弹簧测力计示数的变化量 (选填“相等”或“不相等”)。
(3)如果实验前溢水杯未装满水就进行实验,则测得的排开水的重力将会 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)文杰同学还利用实验中的数据求出了物体的密度,为 kg/m3(g取10N/kg)。
(5)文杰同学用酒精代替水,并且换用不同的物块重复做了实验,继续多次实验的目的是 。
22.(2024秋•闵行区期中)如图所示是本学期物理活动卡中的几个实验装置。
图(a)中,为了研究压力的作用效果与哪些因素有关,某同学把铅笔压在两个食指之间,感觉右侧食指较痛,说明: 。
图(b)中,两支恰好能套在一起的试管,在较大的试管中注入约的水,将较小的试管插入大试管中,然后迅速把它们一起倒过来。会观察到:小试管会 。装置(c)可以用来验证 。
23.(2024秋•徐汇区校级期中)如图所示是探究“影响浮力大小的因素”的一些实验操作步骤。请你针对某一个探究因素,从中选择相应的实验操作步骤,并根据弹簧测力计的示数,说明你的探究结论。
①若要探究浮力大小与液体深度的关系,相应的实验操作步骤是图(a)(c)和 (选填图中的符号),可得出初步结论:浸没在液体中的物体受到的浮力大小与液体深度 (选填“有”或“无”)关。
②若要探究浮力大小与液体密度是否有关,相应的实验操作步骤是图 (选填图中的符号),可得出初步结论:浸没在液体中的物体受到的浮力大小 。
③小组同学想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他们找来易拉罐、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将易拉锯开口向上放入盛水的烧杯中,它漂浮在水面上;
步骤二:将易拉罐捏瘪再放入水中,捏德的易拉罐下沉至杯底。
(ⅰ)通过分析可知,:步骤一时易拉罐受到的浮力 步骤二时易拉罐捏瘪时受到的浮力(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(ⅱ)于是小组同学得出结论:物体受到的浮力与形状有关。
请分析他们得出错误结论的原因: 。
四.计算题(共2小题)
24.(2024•淄博)如图甲所示,水平放置的长方体容器中水深16cm,用细线将沉在容器底的圆柱体物块竖直向上匀速提升。从物块刚刚离开容器底到拉出水面的过程中,拉力F与物块下表面到容器底的距离h的关系如图乙所示(细线的质量、体积及物块带走的水均忽略不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)物块浸没在水中时受到的浮力;
(2)物块取出后,水对容器底的压强;
(3)容器中水的质量。
25.(2024春•礼泉县期末)在图(a)中,小阳同学使用钢绳拉着石料从水面上方以恒定的速度下降,直至其全部浸入水中;图(b)是钢绳对石料的拉力F随着时间t变化的图象;若不计水的阻力,g取10N/kg,求:
(1)石料的重力。
(2)石料完全浸没在水中时受到的浮力。
(3)石料的体积。
(4)石料的密度。
2025年中考物理复习热搜题速递之浮力(2024年11月)
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.(2024秋•青浦区校级期中)下列几种关于潜水艇、轮船、气球和飞艇的分析中正确的是( )
A.水面下行驶的潜水艇是通过改变自身的体积实现对于沉浮的控制
B.气球是因为充入密度小于空气的气体才会飘在空中
C.轮船由长江驶入东海时,因为排开水的体积变小,所以浮力会减小
D.热气球上升是因为加热装置往上喷气,把气球吹上去了
【考点】气球和飞艇原理;利用物体的浮沉条件比较浮力的大小;改变物体浮沉状态;潜水艇原理.版权所有
【专题】定性思想;浮沉的应用;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)潜水艇靠通过改变自身的重力来实现上浮和下沉;
(2)气球是依靠空气的浮力升空的,从密度与浮力的角度进行分析即可;
(3)轮船从海里到河里均漂浮,自重不变,根据漂浮条件判断轮船受到水的浮力大小变化情况;
(4)热气球是靠改变球内的空气密度来实现上浮和下沉的,物体密度小于气体密度时,物体上浮。
【解答】解:
A、潜水艇浸没在水中时,排开水的体积不变,受到的浮力不变;为了实现上浮和下沉,是通过改变自身的重力来实现的,故A错误;
B、气球里面充的气体的密度小于空气的密度,此时气球所受浮力大于自身重力,才能飘在空中,故B正确;
C、轮船从长江驶入东海时,都是漂浮,则船受到的浮力:F浮=G,因为船受到的重力不变,所以船受到的浮力不变,由于海水的密度变大,根据F浮=ρ液gV排知排开液体的体积减小,故C错误;
D、热气球工作时,由鼓风机将热风吹入球囊,加热气球球囊内的空气,空气由于受热膨胀跑出一部分,所以空气密度变小,质量和重力变小,当气球受到的浮力大于气球的 重力时,热气球就上升了,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、物体的浮沉条件的了解与掌握,把物体的浮沉条件和密度关系一起理解记忆。
2.(2024秋•虹口区期中)在以下各情况中,物体受到的浮力增大的是( )
A.轮船由长江驶入东海
B.浸没在水中的石块继续下沉的过程中
C.跳水运动员入水的过程中
D.轮船在码头卸载货物
【考点】物体浮沉条件;阿基米德原理的理解.版权所有
【专题】定性思想;浮力;应用能力.
【答案】C
【分析】根据物体漂浮时浮力等于重力;
根据F浮=ρ液gV排判断浮力的变化。
【解答】解:A、轮船由长江驶入东海,船始终处于漂浮状态,此时F浮=G,由于重力不变,因此船受的浮力大小不变,故A不符合题意;
B、浸没在水中的石块继续下沉的过程中,排开水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排知浮力不变,故B不符合题意;
C、跳水运动员入水的过程中,排开水的体积变大,根据F浮=ρ液gV排知浮力增大,故C符合题意;
D、因轮船漂浮在液面上,受到的浮力等于重力,当轮船卸载货物时,受到的重力在减小,因此轮船受到的浮力减小,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】主要考查了阿基米德原理的应用和物体漂浮时浮力和重力的关系,关键是知道轮船漂浮浮力等于重力。
3.(2024秋•浠水县月考)一个棱长为L的正方体平稳地漂浮在容器内静止的水中,此时有一半的立方体位于水面以下,再将密度为水四分之一的液体添加到容器中,使立方体完全浸没在液体的表面下,而液体和水不混合,液体留在水上面,添加液体后,立方体从原来的水面上升了( )
A. B. C. D.
【考点】物体浮沉条件.版权所有
【专题】浮力;分析、综合能力.
【答案】A
【分析】根据漂浮和悬浮的物体受到的浮力等于重力分析。
【解答】解:假设后来在水中进入的深度为a,
水中漂浮时,F浮=G;
有一半的立方体位于水面以下,则ρ水gV排水=ρgV;ρ物=0.5×ρ水;
在两种液体中浸没时,F浮=G;
则ρ水gV排水+ρ液gV排液=ρgV;
ρ水gaL2+ρ水g(L﹣a)L2=0.5×ρ水gL3;
解得a=L;
立方体从原来的水面上升了H=L﹣L=L;
故选:A。
【点评】本题考查物体浮沉条件的原因,属于中档题。
4.(2024•丰台区二模)甲、乙两个圆柱形容器完全相同,静止放在水平桌面上,容器中分别盛有质量相同的A、B两种液体,将同一个小球先后放入两个容器中,静止时,小球在甲容器中漂浮,在乙容器中沉底,如图所示。若A、B液体的密度分别为ρA、ρB,小球在A、B液体中所受浮力分别为FA、FB,A、B液体对容器底部的压强分别为pA、pB,甲、乙两个容器对桌面的压强分别为p甲、p乙,则下列判断正确的是( )
A.ρA<ρB B.pA>pB C.p甲>p乙 D.FA=FB
【考点】利用物体的浮沉条件比较浮力的大小;固体压强的比较大小.版权所有
【专题】定性思想;浮沉的应用;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)根据浮沉条件可知:物体漂浮时,ρ物<ρ液;物体沉底时,ρ物>ρ液;
(2)根据浮沉条件可知:物体漂浮时,F浮=G物;物体沉底时,F浮<G物;
柱状容器,液体对容器底部的压力等于液体重力与球所受浮力的和,据此判断出甲、乙容器中液体对容器底部压力的关系,由于容器的底面积相同,根据p=判断出液体对容器底部的压强的关系;
(3)容器对桌面的压力等于容器的重力、小球的重力以及液体的重力之和。
【解答】解:
A、小球在甲容器中漂浮,所以ρA>ρ物,在乙容器中沉底,ρB<ρ物,所以ρA>ρB,故A错误;
BD、小球在甲容器中漂浮,所以,FA=G物,在乙容器中沉底,所以FB<G物,所以FA>FB,故D错误;
柱状容器,液体对容器底部的压力等于液体重力与球所受浮力的和,所以A液体对容器底部的压力比较大,由于容器的底面积相同,根据p=可知底面积一定时,压力大的压强大,所以A液体对容器底部的压强大,即pA>pB,故B正确;
C、两种液体的质量相同,小球的质量相同,容器对桌面的压力等于液体重力、容器重力与球的重力三者之和,所以两容器对桌面的压力相同,由于容器的底面积相同,根据p=可知甲、乙两个容器对桌面的压强,即p甲=p乙,故C错误。
故选:B。
【点评】本题考查了学生对漂浮条件、悬浮条件、液体压强公式的理解和运用,根据物体的浮沉(悬浮、漂浮)确定液体的密度大小关系是本题的关键。同时知道放在规则容器中的液体压强也可以用p=计算。
5.(2024秋•徐汇区校级期中)重为5牛的物体放入盛水容器中,物体漂浮在水面上且溢出3牛的水,物体受到的浮力( )
A.一定等于5牛 B.一定等于3牛
C.可能等于3牛 D.可能等于4牛
【考点】利用物体的浮沉条件求浮力的大小.版权所有
【专题】定性思想;浮沉的应用;应用能力.
【答案】A
【分析】知道物体漂浮在水面上,利用物体的漂浮条件求物体受到的浮力。
【解答】解:由题知,物体漂浮在水面上,
物体受到的浮力:
F浮=G=5N。
故选:A。
【点评】本题考查了物体漂浮条件的应用,注意题目中溢出的水重为干扰条件!
6.(2024秋•徐汇区校级期中)水平面上的两个相同柱形容器A、B,分别盛有体积相等的同种液体。将甲、乙两支不同的密度计放入液体中,处于如图所示的静止状态,下列判断正确的是( )
A.两密度计所受浮力F浮甲=F浮乙
B.两密度计的质量m甲<m乙
C.两密度计受到液体向上的压力F向上甲>F向上乙
D.液体对容器底部的压力FA=FB
【考点】密度计原理.版权所有
【专题】浮沉的应用;分析、综合能力.
【答案】B
【分析】密度计的工作原理:漂浮,F浮=G计。
【解答】解:ABC、已知A、B容器中装有相同体积的同种液体,故液体的密度相同,那么密度计测量的密度值相同,由于甲、乙是不同的密度计,根据阿基米德原理可知,同种液体中V排越大,所受浮力也越大,由图可知B容器液面升高较多,故乙密度计排开的液体的体积加大,则F浮甲<F浮乙,G甲计<G乙计,则m甲<m乙;由于密度计受到的液体向上的压力大小即为浮力大小,则F向上甲小于F向上乙,故AC错误,B正确;
D、根据p=ρgh可知,液体对容器地面的压强p甲<p乙,相同的容器,底面积相同,由F=pS可知,FA<FB,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查密度计的工作原理、阿基米德原理以及液体压强相关应用,有难度。
7.(2024•雁塔区校级模拟)为了航行安全,远洋轮的船体需标有国际航行载重线,即轮船满载时的“吃水线”。如图是某船满载时在不同水域、季节时的“吃水线”,其中FW为在淡水中航行时的“吃水线”,A、B两位置则为冬、夏两季在海水中航行时的“吃水线”,冬季海水密度大。若该船在不同水域、不同季节航行时,水(海水)面正好与“吃水线”相平,则下列判断中正确的是( )
A.该船在冬季航行时比夏季航行时所受浮力大
B.该船从密度小的淡水进入密度大的海水中时,排开淡水和排开海水的体积相等
C.该船在冬季海水中航行时的“吃水线”在B位置
D.“吃水线”在“FW”处时该船排开水的质量最大
【考点】物体浮沉条件;阿基米德原理的理解.版权所有
【专题】应用题;浮沉的应用.
【答案】C
【分析】轮船都漂浮,受到的浮力都等于轮船受到的重力;得出了受到浮力的大小关系,由载重线知道排开水的体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析排开水的质量大小关系。
【解答】解:
A、由于某船满载时在不同水域、季节时的“吃水线”,船都是处于漂浮,
则根据漂浮条件可知:F浮=G,
即:轮船受到的浮力都等于轮船受到的重力G,
所以,该船在淡水、海水中或在冬季、夏季航行时浮力相等;故A错误;
BC、已知冬季海水密度大,根据F浮=ρ液gV排可知:
冬季轮船排开海水的体积变小,所以“吃水线”应在B位置,故B错误,C正确;
D、根据F浮=G排可知:该船排开水的质量相等,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了阿基米德原理、物体的浮沉条件,利用好轮船漂浮(F浮=G)是解此类题目的关键。
8.(2024秋•浦东新区校级月考)一木质象棋放入水中后漂浮在水面上,若将它的底部磨平后,按压到装水容器底部,使象棋底部与容器底部紧密接触,使它底部无水,松手后象棋静止在容器底部,如图所示,产生这一现象的主要原因是( )
A.木制象棋受到的浮力大小小于重力
B.木质象棋受到的浮力大小等于重力
C.木质象棋受到的浮力大小大于重力
D.木制象棋不受浮力作用
【考点】浮力产生的原因.版权所有
【专题】浮力;应用能力.
【答案】A
【分析】浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差。
【解答】解:因为浮力产生的原因是液体或气体对物体上下表面的压力差,而此题中的象棋上面受水的压力,而下面隔离了水,没有了水的压力,侧面受到的浮力小于象棋的重力,因此浮不起来。
故选:A。
【点评】本题考查了浮力产生的原因,属于基础题。
9.(2024•兰陵县一模)如图所示,欢欢同学把一只苹果丢入水中,发现苹果下沉一段距离后,又向上运动,最终漂浮在水面上,下列分析正确的是( )
A.在下沉的过程中,苹果的运动状态不改变
B.在下沉的过程中,苹果受到水的浮力减小
C.在水面漂浮时,苹果受到的浮力等于它受到的重力
D.苹果的密度大于水的密度
【考点】物体浮沉条件;物体运动状态变化的判断.版权所有
【专题】应用题;错解分析题;运动和力;浮沉的应用;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)物体的运动状态的改变包括速度大小和方向的变化;
(2)根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知,浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,苹果在下沉的过程中,液体的密度和排开液体的体积都没有发生变化;
(3)漂浮在水面上的物体,浮力等于重力;
由液体的压强公式p=ρgh可知,液体的压强大小与液体的密度和物体所处的深度有关,苹果在下沉的过程中,所处的深度h变大;
(4)根据漂浮的条件分析苹果的密度与水的密度的关系。
【解答】解:A、在下沉的过程中,受到水的阻力,速度越来越小,所以苹果的运动状态不断改变,故A错误;
B、根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知,浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,苹果在下沉的过程中,液体的密度和排开液体的体积都没有发生变化,所以受到水的浮力不变,故B错误;
C、在水面漂浮时,苹果保持静止,受力平衡,受到的浮力等于它受到的重力,故C正确;
D、苹果最终漂浮在水面上,说明苹果的密度小于水的密度,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查浮沉条件、阿基米德原理的应用和物体运动状态变化的判断,是一道综合题,难度不大。
10.(2024•云岩区校级二模)水平桌面上两个相同的烧杯分别盛有体积相同的a、b两种溶液,将两块相同的橡皮泥分别捏成小船和小球轻放入液体中,静止时两液面相平,如图所示。下列分析不正确的是( )
A.小船所受浮力大于小球所受浮力
B.a溶液的密度大于b溶液的密度
C.两烧杯对桌面的压强相等
D.a溶液对容器底部的压力较大
【考点】利用物体的浮沉条件比较浮力的大小;比较密度大小;压力的比较大小;固体压强的比较大小;液体压强的公式及计算;阿基米德原理的定性分析.版权所有
【专题】定性思想;浮沉的应用;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)根据物体浮沉条件,判断浮力的大小;
(2)两个相同的烧杯分别盛有体积相同的a、b两种液体,将两块相同的橡皮泥捏成小船和小球分别轻放入a液体和b液体中,静止时两液面等高,来判断小船和小球排开液体的体积;再根据浮沉判断浮力和重力的关系,根据阿基米德原理判断液体的密度的大小;
(3)两相同的容器中装有体积相等的两种液体,a溶液的密度大于b溶液的密度,由m=ρV判断出a、b溶液质量的关系,由G=mg判断出左、右图中总重力的关系,烧杯对桌面的压力等于烧杯、溶液和物体的总重力,据此判断出左、右图中对桌面压力的关系,由判断出左图、右图中对桌面压强的关系;
(4)根据p=ρ液gh判断出a、b溶液对烧杯底压强的关系,由F=pS判断出a、b溶液对烧杯底压力的关系。
【解答】解:A、左图中小船漂浮,所以小船受到的浮力等于重力,即F船=G;
右图中小球下沉,所以小球受到的浮力小于重力,即F球<G;
因为是两块相同的橡皮泥即重力相同,所以F船>F球,即小船受到的浮力大于小球受到的浮力,所以小船所受浮力大于小球所受浮力,故A正确;
B、两相同的容器中装有体积相等的两种液体,由于将两块相同的橡皮泥捏成小船和小球分别轻放入a液体和b液体中,静止时液面等高,则a液体与小船排开液体的体积之和等于b液体与小球排开液体的体积之和相等,即小船排开液体的体积等于小球排开液体的体积;小船所受浮力大于小球所受浮力,由F浮=ρ液gV排可知a溶液的密度大于b溶液的密度,故B正确;
C、两相同的容器中装有体积相等的两种液体,a溶液的密度大于b溶液的密度,由m=ρV可知a溶液的质量大于b溶液的质量,小船和小球的质量相同,烧杯的质量相同,左图中总质量大于右图中总质量,由G=mg可知左图中总重力大于右图中总重力,烧杯对桌面的压力等于烧杯、溶液和物体的总重力,左图中对桌面的压力较大,烧杯的底面积相等,由可知左图中对桌面的压强较大,故C错误;
D.a溶液的密度大于b溶液的密度,液体的深度相等,根据p=ρ液gh可知a溶液对烧杯底的压强较大,烧杯的底面积相等,由F=pS可知a溶液对烧杯底的压力较大,故D正确。
故选:C。
【点评】此题考查物体浮沉条件,阿基米德原理的应用,基础性强,难度不大。
11.(2024•四川模拟)小昕自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体。如图甲,当该液体温度为19℃时,质量为4×10﹣3kg小球b悬浮,b球上标记“19℃”;另外两个小球标记为“15℃”“23℃”。当小球悬浮时,它标记的温度与液体温度相等。甲、乙、丙图中的小球a、b、c均为静止,忽略小球体积变化,以下说法正确的是( )
A.a标记应为“15℃”
B.乙中液体温度的范围可能是16℃~18℃
C.丙中液体温度可能是13℃
D.当液体温度从15℃升高到23℃的过程中,b静止时所受浮力先减小后不变
【考点】利用物体的浮沉条件比较浮力的大小;阿基米德原理的理解;密度大小与浮沉的关系.版权所有
【专题】定性思想;浮沉的应用;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)环境温度越高时,液体的密度变小,浮力越小,悬浮的小球会下沉,据此判断出小球a对应的温度;
(2)当外界气温降低时,液体的密度变大,由F浮=ρ液gV可知,小球所受浮力会变大,悬浮小球会上浮,最终会漂浮在水面上,据此判断出此时液体温度;
(3)由图丙知,三个小球都下沉,由“环境温度越高时,液体的密度变小,浮力越小,悬浮的小球会下沉”可知液体的温度;
(4)由于气温降低时,小球所受浮力会变大,悬浮小球会上浮,环境温度越高时,浮力会变小,悬浮的小球会下沉,且漂浮和悬浮时浮力都等于重力。
【解答】解:A、图乙中小球c沉底,由浮沉条件可知ρc球>ρ乙液,则当c球悬浮时,对应的液体密度=c球的密度>图乙中液体的密度,因液体的密度随温度降低而变大,所以小球c对应的温度更低,应标记为15℃,a标记应为“23℃”,故A错误;
B、当外界气温降低时,液体的密度变大,由F浮=ρ液gV可知,小球所受浮力会变大,悬浮小球会上浮,最终会漂浮在水面上,所以此时(图2中)液体温度低于19℃,由于c球沉底,所以液体的温度高于15℃,故乙中液体温度的范围可能是16℃~18℃,故B正确;
C、由图丙知,三个小球都下沉,由“环境温度越高时,液体的密度变小,浮力越小,悬浮的小球会下沉”可知液体的温度比23℃还高,故C错误;
D、由于气温降低时,小球所受浮力会变大,悬浮小球会上浮,环境温度越高时,浮力会变小,悬浮的小球会下沉,且漂浮和悬浮时浮力都等于重力,所以15℃~19℃时浮力保持不变,温度再升高,浮力会继续变小,浮力小于重力,小球会下沉,所以19℃~23℃时浮力减小,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了阿基米德原理、物体浮沉条件的应用,认真审题,灵活利用好物体浮沉与密度的关系是关键。
12.(2024•江油市模拟)水平桌面上放有两个质量和底面积相同的容器,分别盛有两种不同液体,将A、B两个质量相等的实心物体(VB>VA)分别放入甲、乙两种液体中,如图所示,两物体静止时两容器中液面相平,下列说法错误的是( )
A.A物体受到的浮力大于B物体受到的浮力
B.甲容器中液体密度大于乙容器中液体密度
C.两物体放入前,甲容器底受到的压强大于乙容器底受到的压强
D.甲容器对桌面的压力可能大于乙容器对桌面的压力
【考点】物体浮沉条件;压力的比较大小;液体压强的大小比较;密度大小与浮沉的关系.版权所有
【专题】应用题;压强、液体的压强;浮沉的应用;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)根据浮沉条件,判断浮力大小关系;
(2)根据F浮=ρ液gV排分析液体密度大小关系;
(3)根据Δh=判断放入物体后液面高度变化,结合p=ρ液gh进行分析;
(4)甲、乙两容器对水平桌面的压力等于容器、容器内液体和物体的重力之和。
【解答】解:A.A漂浮,根据物体的浮沉条件可知,A受到的浮力等于其重力;B悬浮,根据物体的浮沉条件可知,受到的浮力也等于其重力,由于A、B质量相等,重力相等,受到的浮力也相等,故A错误;
B.A、B两物体受到的浮力相等,A排开液体的体积小于B排开液体的体积,根据公式F浮=ρ液gV排可知,甲容器中液体密度大于乙容器中液体密度,故B正确;
C.两物体静止时两容器中液面相平,由于A排开液体的体积小于B排开液体的体积,说明两物体放入前,甲容器中液面高于乙容器中液面,且甲容器中液体密度大于乙容器中液体密度,根据公式p=ρgh可知,两物体放入前,甲容器底受到的压强大于乙容器底受到的压强,故C正确;
D.容器对桌面的压力等于容器、物体、液体的总重力,其中,容器重力相同,物体重力相同;甲容器中液体密度大于乙容器中液体密度,由于液体体积大小无法确定,甲容器中液体重力可能大于、等于或小于乙容器中液体重力,则甲容器对桌面的压力可能大于乙容器对桌面的压力,故D正确。
故选:A。
【点评】此题主要考查的是学生对液体压强计算公式的理解和掌握,弄明白放入物体前后液体体积和液面高度的关系是解决此题的关键。
二.填空题(共8小题)
13.(2024秋•浦东新区月考)2024年“奋斗者”号全海深载人潜水器完成了爪哇海沟最深点7180.4米的下潜任务,创造了印尼深海下潜新纪录。在海水7000米深处,海水产生的压强为 7×107 帕(海水密度取1000千克/米3);若继续下潜,潜水器受到海水的压强将 变大 ,受到的浮力将 不变 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【考点】阿基米德原理的定性分析;液体压强与深度的关系;液体压强的公式及计算.版权所有
【专题】浮力;分析、综合能力.
【答案】7×107;变大;不变。
【分析】(1)已知海水的深度,根据公式p=ρgh可求海水产生的压强;
(2)深度变大,海水的压强也变大;
(3)根据F浮=ρ液gV排判断浮力的大小变化。
【解答】解:当其下潜至7000米深度时,该处海水的压强约为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa;
该潜水器从1000米深处继续下潜,深度变大,根据公式p=ρgh受到的水的压强将变大;
由于排开水的体积不变,根据F浮=ρ水gV排可知所受浮力大小不变。
故答案为:7×107;变大;不变。
【点评】本题考查了液体压强的计算以及对阿基米德原理的理解,要注意压强公式液体压强公式的相似之处和不同之处。浮力大小与深度无关,液体压强与深度有关。
14.(2024秋•青浦区校级期中)根据图中轮船上的“吃水线”排列情况,可以判断:印度洋海水密度 小于 北大西洋海水密度(选填:“大于”、“等于”、“小于”)。一艘入港口的货轮,卸下8×106千克的货物后,轮船所受浮力改变了 8×107 N,轮船的“排水量” 不变 (选填:“增大”、“不变”、“减小”)。浸没在液体中的物块,受到液体对它向上、向下的压力分别是15牛、5牛,其受到的浮力大小为 10 牛;此物体所受浮力与重力的合力大小为12牛,则该物体的重力大小为 22 牛。
【考点】阿基米德原理的定性分析;物体浮沉条件;压力差法求浮力大小.版权所有
【专题】定量思想;浮力;应用能力.
【答案】小于;8×107;不变;10;22。
【分析】(1)轮船都漂浮,受到的浮力都等于轮船受到的重力;得出了受到浮力的大小关系;由载重线知道排开水的体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析河水和海水密度的大小关系;
(2)根据物体漂浮时,浮力等于重力进行分析;再根据阿基米德原理判断排水体积的变化。
(3)浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差就是物体受到的浮力;
(4)有物体受到的浮力大于重力和物体受到的浮力小于重力两种情况,分别求出物重大小。
【解答】解:(1)由图可知,印度洋吃水线位于北大西洋吃水线上方,轮船在印度洋排开水的体积大于在北大西洋排开水的体积。由于轮船漂浮,在两个大洋中受到的浮力都等于重力,即受到的浮力相等,根据公式F浮=ρ液gV排可知,印度洋海水密度小于北大西洋海水密度;
(2)当轮船在上海码头卸下货物后,质量减少,轮船的重力减小,船漂浮在水面上时,船的浮力等于货物的重力,所以轮船所受到的浮力也减小,轮船将上浮一些。所以轮船减少的浮力=卸下货物的重力=m货g=8×106kg×10N/kg=8×107N;
轮船的“排水量”指的是满载时排开水的质量,对于任何一艘轮船来说,它是固定不变;
(3)根据浮力产生原因可知,物块受到的浮力为:
F浮=F向上﹣F向下=15N﹣5N=10N;
(4)重力方向竖直向下,浮力方向竖直向上,因为物块所受浮力与重力的合力大小为12牛,大于浮力,可判断合力的方向竖直向下,则它所受重力的大小为:
G=F合力+F浮=12N+10N=22N。
故答案为:小于;8×107;不变;10;22。
【点评】本题考查了浮力产生的原因、力的合成、阿基米德原理、物体的浮沉条件,利用好轮船漂浮(F浮=G)是解此类题目的关键。
15.(2024秋•普陀区校级期中)一柱形轻质容器,底面积0.2米2,装满水后放在防水台秤上称重读数200牛(容器底面积大于台秤秤盘,即若有水溢出不会流到台秤秤盘中),另有一密度为0.6×103千克/米3的正方体木块,挂在弹簧测力计下读数为47.04牛,现用弹簧测力计挂着该木块慢慢放入台秤上那个装满水的容器中,当木块有四分之一体积浸入水中时,弹簧测力计读数为 27.44 牛,台秤读数为 200 牛。
【考点】利用阿基米德原理进行简单计算;力的合成与应用.版权所有
【专题】浮力;分析、综合能力.
【答案】27.44;200
【分析】根据G=mg=ρVg可求出木块的体积,根据阿基米德原理可求出木块有四分之一体积浸入水中时受到的浮力,根据F=G﹣F浮可求出此时弹簧测力计读数;
容器是装满水的,当木块有四分之一体积浸入水中时,由阿基米德原理可知溢出水的重力等于浮力;将容器、水和木块看做一个整体,且轻质容器的重力不计,此时台秤示数等于剩余水的总重力+木块的重力﹣拉力,结合称重法测浮力以及题中条件进一步得到此时台秤的示数。
【解答】解:
(1)由G=mg=ρVg可知,木块的体积为:V木===8×10﹣3m3,
则当木块有四分之一体积浸入水中时受到的浮力为:F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg××8×10﹣3m3=19.6N,
则此时弹簧测力计读数为:F=G﹣F浮=47.04N﹣19.6N=27.44N;
(2)轻质容器的重力不计,该容器装满水后放在防水台秤上称重读数200N,即台秤受到的压力F1=G水=200N;
原来容器中装满水,当木块有四分之一体积浸入水中时,由阿基米德原理可知溢出水的重力G溢=F浮,此时容器中剩余水的重力G剩水=G水﹣G溢=G水﹣F浮,
将容器、水和木块看做一个整体,容器的重力不计,测力计对木块的拉力为F,且F浮=G﹣F,
所以此时台秤受到的压力:F2=G剩水+G﹣F=G水﹣F浮+F浮=G水=200N,即此时台秤示数仍然为200N。
故答案为:27.44;200。
【点评】本题考查了重力公式和密度公式、阿基米德原理、称重法求浮力公式的综合应用等,有一定难度。
16.(2024秋•杨浦区期中)如图是“验证阿基米德原理”实验步骤简图,由(a)与(b)计算F1﹣F2可得F浮,由(c)与(d)计算(F4﹣F3)可得 F1﹣F2=F4﹣F3 。小李根据图示步骤实验后,发现数据(F1﹣F2)明显大于(F4﹣F3),他在实验中可能存在的问题是 ①③ 。(填写序号)
①实验中物体碰到容器底部
②实验中物体未浸没在水中
③物体浸入前溢水杯中水未装满
④弹簧测力计始终未调零
【考点】阿基米德原理的理解.版权所有
【专题】浮力;分析、综合能力.
【答案】F1﹣F2=F4﹣F3;①③。
【分析】(1)根据称重法,F浮=G﹣F示可表示出物块浸没在水中时受到的浮力;物块排开水所受的重力G排等于桶和排开水的总重减去空桶的重,比较F浮和G排即可验证阿基米德原理;
(2)分析实验数据发现物体所受浮力和小桶中液体重力并不相等,可能是误差因素,也可能排到小桶中的液体偏小、也可能是物体接触到了容器底。
【解答】解:(1)物体的重力为G=F1,浸没在水中时的拉力为F2,则浮力F浮=F1﹣F2,被物体排开水的重力等于桶和水的总重与空桶重力之差,则G排=F4﹣F3,若F1﹣F2=F4﹣F3,则可证明,浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小;
(2)分析实验数据发现物体所受浮力大于小桶中液体重力;
①物体接触了容器底部壁,使得弹簧测力计在液体中的示数偏小,由称重法知测量的浮力偏大,故①正确;
②实验中物体未浸没在水中,对实验结果没有影响,故②错误;
③浸入物体前,溢水杯中水未装满会造成排到小桶内液体偏少,从而导致G排偏小,故③正确;
④由于F浮=F1﹣F2,G排=F3﹣F4,测量过程中弹簧测力计始终没有调零对实验结果没有影响,故④错误;
故选:①③。
故答案为:F1﹣F2=F4﹣F3;①③。
【点评】本题探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体的重力的关系,考查称重法测浮力、操作步骤。
17.(2024秋•闵行区期中)我国“海警3901”船满载时排水量为1万吨,则满载时船受到的浮力大小为 9.8×107 牛。若船从黄浦江码头驶向中国东海海域,在入海过程中,船身将 上浮 (选填“上浮”或“下沉”)一些,船的排水量将 不变 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【考点】利用阿基米德原理进行简单计算;物体浮沉条件.版权所有
【专题】定量思想;浮沉的应用;应用能力.
【答案】9.8×107;上浮;不变。
【分析】(1)知道船满载时排水量为12000吨,根据阿基米德原理求出受到的浮力;
(2)根据浮沉条件比较浮力大小。知道了浮力大小和液体的密度关系再根据阿基米德原理比较排开水的体积变化,进而判断船身上浮还是下沉一些;
(3)根据阿基米德原理判断出排开水重力的变化,由G=mg判断出该船排开海水质量的变化。
【解答】解:(1)船满载时受到的浮力:
F浮=G排=mg=10000×103kg×9.8N/kg=9.8×107N;
(2)船从黄浦江驶向东海海域的过程中始终处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,
由船的重力不变可知,船受到的浮力不变,因为ρ海水>ρ江水,
由F浮=ρ液gV排可知,排开海水的体积比排开江水的体积小,所以,船要上浮一些;
(3)船受到的浮力不变,由阿基米德原理知船排开水的重力不变,根据G=mg知该船排开海水的质量将不变。
故答案为:9.8×107;上浮;不变。
【点评】本题考查了浮力的计算和阿基米德原理、物体浮沉条件的应用,明确轮船的排水量指的是轮船满载时排开水的质量是关键。
18.(2024秋•徐汇区校级期中)物理知识在生活中有广泛的应用。光滑墙壁上的吸盘式挂钩是在 大气压 作用下被压在墙壁上;液体密度计是利用二力平衡条件和 阿基米德 原理来测量液体密度大小的;图1所示扫地机器人是通过电机转动使内部气压 变小 ,利用内外气压差,将垃圾压入吸尘器;图2所示的大型邮轮从内河驶向大海时,所受浮力将 不变 。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
【考点】利用物体的浮沉条件比较浮力的大小;密度计原理;大气压的综合应用;流体压强与流速的关系在生活中的应用.版权所有
【专题】定性思想;浮沉的应用;应用能力.
【答案】大气压;阿基米德;变小;不变。
【分析】(1)大气压的利用一般都是在某处使气压降低,然后在外界大气压的作用下,产生了某种效果;
(2)密度计是用来测量液体密度的测量仪器,利用了阿基米德原理;
(3)流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;
(4)船从内河驶向大海,都处于漂浮状态,所受的浮力都等于重力。
【解答】解:(1)用力将吸盘压在光滑墙壁上,排出里面的空气,由于吸盘内的空气减少,内部气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘紧压在墙壁上;
(2)密度计的设计利用了二力平衡知识和阿基米德原理,密度计在液体中漂浮时F浮=G物,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,液体的密度越大,密度计排开液体的体积就越小,据此来判断液体密度大小;
(3)扫地机器人工作时,通过电机转动使内部气流速度大,压强小,在大气压的作用下,使杂物进入吸尘器;
(4)船从内河驶向大海,因船在海水中也处于漂浮状态,浮力等于重力,重力不变,所受浮力不变。
故答案为:大气压;阿基米德;变小;不变。
【点评】本题考查连通器、流体压强与流速的关系以及物体浮沉条件的应用,难度不大。
19.(2024秋•徐汇区校级期中)重为G的木块漂浮在水中,则木块受到的浮力F浮 = G;木块下底面受到水向上的压力F木向上 = G;若该木块漂浮在酒精中(ρ酒精<ρ水),与漂浮在水中相比,木块排开酒精的体积V漂浮 > V排水,木块下底面受到酒精向上的压力与水向上的压力F酒精向上 = F水向上。(均选填“=”“>”或“<”)
【考点】物体浮沉条件;浮力产生的原因.版权所有
【专题】应用题;浮力;浮沉的应用;应用能力.
【答案】=;=;>;=
【分析】根据物体的浮沉条件和浮力产生的原因、阿基米德原理解答。
【解答】解:因为木块漂浮在水中,根据漂浮条件可知,木块所受水的浮力:F浮=G;木块漂浮,木块上表面受到水的压力为0,根据浮力产生的原因可知:F木向上=G;
若该木块漂浮在酒精中(ρ酒精<ρ水),浮力等于自身的重力,与漂浮在水中相比,根据F浮=ρ液V排g可知,木块排开酒精的体积V漂浮>V排水;
木块漂浮在酒精中,木块上表面受到酒精的压力为0,根据浮力产生的原因可知:F酒精向上=G,则F酒精向上=F水向上。
故答案为:=;=;>;=。
【点评】本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理的应用,难度不大。
20.(2024秋•徐汇区校级期中)如图所示,用弹簧测力计吊着重为9牛的金属块静止在水面下,弹簧测力计的示数为5牛,则金属块受到的浮力大小为 4 牛。剪断连接金属块的细线,金属块下沉,金属块底部下表面受到水的压强 变大 ;下表面受到水的压力 变大 ,金属块受到的浮力大小 不变 (后三空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【考点】阿基米德原理的定性分析;液体压强与深度的关系;称重法测量浮力.版权所有
【专题】定量思想;浮力;应用能力.
【答案】4;变大;变大;不变。
【分析】(1)利用称重法F浮=G﹣F示即可求出浮力的大小;
(2)增大金属块浸没的深度,金属块下表面浸在水中的深度变大,根据p=ρ液gh,判断压强变化,由F=ps判断压力的变化;
金属块下沉时,金属块排开水的体积不变,利用阿基米德原理分析浮力变化。
【解答】解:金属块静止在水面下,金属块受到的浮力:
F浮=G﹣F示=9N﹣5N=4N;
剪断连接金属块的细线,金属块下沉,金属块下表面浸在水中的深度h变大,根据p=ρ液gh,金属块下表面压强p变大,由F=pS可知金属块下表面受到水的压力变大;
剪断连接金属块的细线,金属块下沉,金属块排开水的体积不变,根据阿基米德原理,F浮=G排=ρ水gV排,金属块受到的浮力大小不变;
故答案为:4;变大;变大;不变。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、称重法测浮力以及液体压强等知识的掌握和运用。物体浸没液体中,排开液体的体积等于物体的体积且保持不变是解题关键。
三.实验探究题(共3小题)
21.(2024•甘南州)学习了浮力的相关内容后,文杰同学利用如图所示的实验装置,验证阿基米德原理,溢水杯已经装满水,当物块浸入水中时,水会流入小空桶内;
(1)实验前,应将弹簧测力计在 竖直 方向进行调零(选填“竖直”或“水平”)。
(2)如图,由实验中的数据可知,物块浸没在水中时受到的浮力为 0.5 N;观察到两个弹簧测力计示数的变化量 相等 (选填“相等”或“不相等”)。
(3)如果实验前溢水杯未装满水就进行实验,则测得的排开水的重力将会 偏小 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)文杰同学还利用实验中的数据求出了物体的密度,为 4×103 kg/m3(g取10N/kg)。
(5)文杰同学用酒精代替水,并且换用不同的物块重复做了实验,继续多次实验的目的是 得到普遍规律,避免偶然性 。
【考点】阿基米德原理的理解.版权所有
【专题】浮力;分析、综合能力.
【答案】(1)竖直;(2)0.5;相等;(3)偏小;(4)4×103;(5)得到普遍规律,避免偶然性。
【分析】(1)内容:浸在液体里的物体受到液体竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。阿基米德原理又名浮力定律,是指浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力,而与物体浸在液体中的深度、物体的质量、密度及物体的形状无关。
(2)公式:浸在液体里的物体受的浮力,大小等于物体排开的液体的重力。用公式表示为F浮=G排=ρ液gV排:
①F浮=G排=ρ液gV排,式中ρ液表示液体的密度,V排是被物体排开的液体的体积,g取9.8N/kg。
②阿基米德原理既适用于液体也适用于气体。
【解答】解:(1)因为在竖直方向上测量力,所以实验前,应将弹簧测力计竖直方向进行调零。
(2)如图,由实验中的数据可知,物块浸没在水中时受到的浮力为F浮=F1﹣F3=2N﹣1.5N=0.5N;观察到两个弹簧测力计示数的变化量相等(都为0.5N)。
(3)如果实验前溢水杯未装满水就进行实验,则排开水会减少,测得的排开水的重力将偏小;
(4)由阿基米德原理可知物体的体积为:V物===5×10﹣3m3,则物体的密度为:ρ物==4×103 kg/m3。
(5)文杰同学用酒精代替水,并且换用不同的物块重复做了实验,继续多次实验的目的是得到普遍规律,避免偶然性。
故答案为:(1)竖直;(2)0.5;相等;(3)偏小;(4)4×103;(5)得到普遍规律,避免偶然性。
【点评】理解阿基米德原理的内容,并会用公式计算浮力的大小。
22.(2024秋•闵行区期中)如图所示是本学期物理活动卡中的几个实验装置。
图(a)中,为了研究压力的作用效果与哪些因素有关,某同学把铅笔压在两个食指之间,感觉右侧食指较痛,说明: 压力相等时,受力面积越小,压力作用效果越明显 。
图(b)中,两支恰好能套在一起的试管,在较大的试管中注入约的水,将较小的试管插入大试管中,然后迅速把它们一起倒过来。会观察到:小试管会 向上运动 。装置(c)可以用来验证 阿基米德原理 。
【考点】阿基米德原理的理解;探究影响压力作用效果与受力面积的关系;大气压存在的现象.版权所有
【专题】定性思想;探究型实验综合题;科学探究能力.
【答案】(1)压力相等时,受力面积越小,压力作用效果越明显;(2)向上运动;阿基米德原理。
【分析】(1)力的作用是相互的,相互作用力大小相等;压力的作用效果是通过手指的疼痛程度来反映的;
(2)在较大试管中注水并插入小试管后,小试管和大试管的底部之间被水填充;迅速倒过来后,水受自身重力影响会改变运动状态,然后再来判断小试管是怎么进行运动的;
阿基米德原理的内容是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体的重力。
【解答】解:(1)因为力的作用是相互的,所以大拇指和食指受到的压力大小相等;
由图知,食指比大拇指痛受力面积小,感觉食指比大拇指痛,说明:压力相等时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
(2)大试管中注水并插入小试管后,水填充了小试管和大试管底部之间的部分,迅速倒过来,水会在自身重力的作用下,从两个试管壁之间的空隙流动,从而在小试管底部形成一部分真空区域,在大气压的作用下,小试管会向上运动;
由称重法知,c图中两次弹簧测力计示数之差的大小等于物体受到的浮力,即F浮=F1﹣F2,
由两次量筒中读数差大小等于物体排开液体体积的大小,即V排=V2﹣V1,由此可得物体排开液体的重力G排=ρ液gV排,
再比较F浮和G排的大小可验证阿基米德原理。
故答案为:(1)压力相等时,受力面积越小,压力作用效果越明显;(2)向上运动;阿基米德原理。
【点评】本题考查了对压力作用效果和阿基米德原理探究实验认识和理解。熟练掌握这些基础知识是关键。
23.(2024秋•徐汇区校级期中)如图所示是探究“影响浮力大小的因素”的一些实验操作步骤。请你针对某一个探究因素,从中选择相应的实验操作步骤,并根据弹簧测力计的示数,说明你的探究结论。
①若要探究浮力大小与液体深度的关系,相应的实验操作步骤是图(a)(c)和 (d) (选填图中的符号),可得出初步结论:浸没在液体中的物体受到的浮力大小与液体深度 无 (选填“有”或“无”)关。
②若要探究浮力大小与液体密度是否有关,相应的实验操作步骤是图 (a)(d)(e) (选填图中的符号),可得出初步结论:浸没在液体中的物体受到的浮力大小 与液体密度有关 。
③小组同学想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他们找来易拉罐、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将易拉锯开口向上放入盛水的烧杯中,它漂浮在水面上;
步骤二:将易拉罐捏瘪再放入水中,捏德的易拉罐下沉至杯底。
(ⅰ)通过分析可知,:步骤一时易拉罐受到的浮力 大于 步骤二时易拉罐捏瘪时受到的浮力(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(ⅱ)于是小组同学得出结论:物体受到的浮力与形状有关。
请分析他们得出错误结论的原因: 没有控制变量,易拉罐的形状改变导致排开水的体积也发生了变化 。
【考点】探究浮力大小的影响因素.版权所有
【专题】浮力;分析、综合能力.
【答案】①(d);无; ②(a)(d)(e);与液体密度有关;③大于;没有控制变量,易拉罐的形状改变导致排开水的体积也发生了变化。
【分析】(1)浮力大小与液体密度、排开液体的体积有关,探究与深度关系,必须控制液体密度、排开液体的体积相同,据此分析,浮力与物体浸没在液体中的深度无关;
(2)根据控制变量法分析;
(3)根据浮沉条件分析浮力;
要探究物体受到的浮力与其形状的关系,应控制液体的密度及物体排开液体的体积相同,据此分析。
【解答】解:①若要探究浮力大小与液体深度的关系,因为浮力大小与液体密度、排开液体的体积有关,故必须液体密度、排开液体的体积相同,相应的实验操作步骤是图(a)(c)和(d),而弹簧测力计的示数不变,浮力大小不变,可得出初步结论:浸没在液体中的物体受到的浮力大小与液体深度无关。
②若要探究浮力大小与液体密度是否有关,应控制排开液体的体积相同,相应的实验操作步骤是图(a)(d)和(e),可得出初步结论:浸没在液体中的物体受到的浮力大小与液体密度有关。
③(ⅰ)通过分析可知,步骤一时漂浮,浮力等于重力,而下沉时浮力小于重力,故步骤一时易拉罐受到的浮力大于步骤二时易拉罐捏瘪时受到的浮力;
(ⅱ)探究物体受到的浮力与其形状的关系,应控制液体的密度及物体排开液体的体积相同,由于压瘪后排开液体的体积减小,故不符合控制变量法,得出错误结论。
故答案为:①(d);无; ②(a)(d)(e);与液体密度有关;③大于;没有控制变量,易拉罐的形状改变导致排开水的体积也发生了变化。
【点评】本题探究“影响浮力大小的因素”实验,利用控制变量法结合称重法,进行分析。
四.计算题(共2小题)
24.(2024•淄博)如图甲所示,水平放置的长方体容器中水深16cm,用细线将沉在容器底的圆柱体物块竖直向上匀速提升。从物块刚刚离开容器底到拉出水面的过程中,拉力F与物块下表面到容器底的距离h的关系如图乙所示(细线的质量、体积及物块带走的水均忽略不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)物块浸没在水中时受到的浮力;
(2)物块取出后,水对容器底的压强;
(3)容器中水的质量。
【考点】利用阿基米德原理进行简单计算;密度公式的变形运用计算质量和体积;液体压强的公式及计算.版权所有
【专题】计算题;解题方法;分析、综合能力.
【答案】(1)物块浸没在水中时受到的浮力为5N;
(2)物块取出后,水对容器底的压强为1500Pa;
(3)容器中水的质量为7.5kg。
【分析】(1)根据图象得出物体的重力、物块完全浸没在水中受到的拉力,利用称重法计算物块A浸没在水中受到的浮力;
(2)根据图象得出物块取出后,容器中水的深度,利用液体压强公式计算物块取出后,水对容器底的压强;
(3)根据F浮=ρ水gV排可求出物块浸没时排开水的体积,求出取出物块前后水面下降的高度,可求出容器的底面积,进而可求出容器中水的体积,最后利用密度公式计算水的质量。
【解答】解:(1)由图乙可知,当h>15cm时,物块完全离开水面,物块受到的竖直向下的重力、竖直向上的拉力,则物块的重力:G=F′=13N;
当h<9cm时,物块完全浸没在水中,此时拉力F=8N,物块受到的竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的浮力,G=F+F浮,
因此物块浸没在水中时受到的浮力:F浮=G﹣F=13N﹣8N=5N。
(2)由图乙可知,当h=15cm时,物块下表面刚好离开水面,则物块取出后,容器中水的深度:h水′=15cm=0.15m,
水对容器底的压强:。
(3)根据F浮=ρ水gV排可得,物块浸没时排开水的体积:,
物块浸没时与物块取出后相比,水面下降的高度:h=h水﹣h水′=0.16m﹣0.15m=0.01m,
容器的底面积:,
容器中水的体积:,
根据可得,容器中水的质量:。
答:(1)物块浸没在水中时受到的浮力为5N;
(2)物块取出后,水对容器底的压强为1500Pa;
(3)容器中水的质量为7.5kg。
【点评】此题考查力学的多个知识点,具有较强的综合性,且难度较大,为中考压轴题。难点在(3),求出取出物块前后水面下降的高度、容器的底面积,进而求出容器中水的体积是关键。
25.(2024春•礼泉县期末)在图(a)中,小阳同学使用钢绳拉着石料从水面上方以恒定的速度下降,直至其全部浸入水中;图(b)是钢绳对石料的拉力F随着时间t变化的图象;若不计水的阻力,g取10N/kg,求:
(1)石料的重力。
(2)石料完全浸没在水中时受到的浮力。
(3)石料的体积。
(4)石料的密度。
【考点】阿基米德原理的理解;利用阿基米德原理进行简单计算;称重法测量浮力.版权所有
【专题】浮力;应用能力.
【答案】(1)石料受到的重力为1400N;
(2)石料完全浸没在水中时受到的浮力是500N;
(3)石料的体积是0.05m3;
(4)石料的密度是2.8×103kg/m3。
【分析】(1)根据图b图象分析石料的重力;
(2)由图b图象可知,石料浸没时钢绳的拉力,利用称重法求石料浸没时的浮力;
(3)根据F浮=ρ液gV排求出石料的体积;
(4)根据密度公式求出石料的密度。
【解答】解:(1)由图b可知,AB段钢绳的拉力大小不变,此时石料未接触水面,因石料匀速下降,所以根据由二力平衡条件可得石料受到的重力G=F拉=1400N;
(2)由图b可知,BC段钢绳的拉力逐渐减小,说明石料慢慢浸入水中,且浸入水中的体积逐渐变大,受到的浮力逐渐变大,在CD段完全浸没,此时的拉力为900N,
所以石料受到的最大浮力:F浮=G﹣F=1400N﹣900N=500N;
(3)由F浮=ρ液gV排可得,石料的体积:V=V排===0.05m3;
(4)由G=mg可得,石料的质量:m===140kg,
石料的密度:ρ===2.8×103kg/m3。
答:(1)石料受到的重力为1400N;
(2)石料完全浸没在水中时受到的浮力是500N;
(3)石料的体积是0.05m3;
(4)石料的密度是2.8×103kg/m3。
【点评】本题考查了称重法求浮力、阿基米德原理和密度的计算,关键是通过图象确定石料的重力及钢丝绳受到的拉力。
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