专题06 浮力(测试)(安徽专用)-【上好课】2025年中考物理一轮复习讲练测(安徽专用)
2024-11-23
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内容正文:
主题一 力
专题06 浮力
(试题分值:70分 测试时间:45分钟)
注:本卷中水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg
一、填空题(每空2分,共20分)。
1.(2024·安徽六安·模拟预测)如图所示为芜湖的“渡江第一船”。在1949年4月20日渡江战役中,该船以锐不可当之势第一个突破长江之险,为渡江战役的胜利吹响了号角。若这艘船浸入水中的平均横截面积为4.5m2,平均吃水深度为0.6m,则这艘“渡江第一船”在江水中受到的浮力是 N。(江水的密度为1.0×103kg/m3)
第1题图 第3题图 第5题图
2.(2024·安徽滁州·一模)将一盛满水的烧杯放在水平桌面上,缓慢放入一体积为100cm3的实心木块,木块的密度是0.6×103kg/m3,则木块漂浮时受到的浮力是 N。
3.(2024·安徽芜湖·三模)2023年11月4日,中国国产首艘大型邮轮“爱达·魔都号”正式命名交付,魔都号满载总吨位为13.62万吨,则满载时受到的浮力为 N,当邮轮从内河驶入大海后,邮轮相对于水面将 (填“上浮一些”、“下沉一些”或“不变”)。
4.(2024·安徽六安·二模)如图所示,找一段较粗的红毛线,将其两端分别固定在乒乓球和大烧杯的底部。将水注入大烧杯,直到将乒乓球浸没。观察红毛线被拉直的方向。将大烧杯的一侧杯底垫高,观察红毛线被拉直的方向,并与重垂线的方向相比较。实验中,我们发现,被拉直的红毛线与重垂线的方向都是平行的,这说明浮力的方向是 的。
第4题图 第6题图
5.(2024·安徽马鞍山·二模)小刚同学在做探究浮力大小实验时,观察水面位置的变化。小刚做了一个橡皮泥小船。第一次让小船漂浮在水槽内水面上(如图所示),第二次在小船内放入适量水槽内的水,使小船仍漂浮在水面上。此时观察水槽内水面位置的变化 (选填“升高”、“降低”或“不变”)。
6.(2024·安徽滁州·一模)如图所示,弹簧测力计竖直悬挂着物体A静止在空中时示数为8N,物体A浸在水中静止时弹簧测力计的示数为7N。可知物体A浸入水中,下表面受到水的压力为 N。
7.(2024·安徽马鞍山·二模)如图甲为底面积为200cm2的圆柱形容器中盛有水,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至圆柱体刚好接触底部,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示,则圆柱体的密度为 kg/m3。
第7题图 第8题图 第9题图
8.(2024·安徽合肥·三模)如图所示,重为的圆柱体竖直漂浮在水面上,其底面积S=30cm2。则水对圆柱体下表面的压强为 。
9.(2024·安徽蚌埠·二模)将物块竖直挂在弹簧测力计下,在空气中静止时弹簧测力计的示数F=2.6N,将物块的一部分浸在水中,静止时弹簧测力计的示数F=1.8N,如图所示,则物块浸在水中的体积是 cm3。
10.(重庆·期中改编)如图所示,小球静止在水面上,请作出小球受力的示意图。
第10题图 第11题图
二、选择题(本题共7小题,每小题2分,共14分;每小题4个选项中,只有一个选项符合题意)
11.(2024·安徽滁州·一模)094型战略核潜艇是我国自主研发的目前国内最先进的核潜艇,下列有关该潜艇说法正确的是( )
A.核潜艇在漂浮时和悬浮时受到的浮力相等
B.漂浮在水面的核潜艇所受的浮力与自身重力是一对平衡力
C.浸没在水中的核潜艇下潜时,深度越深浮力越大
D.浸没在水中的核潜艇上浮时,所受浮力会逐渐变大
12.(安徽淮南·期末改编)将体积相同材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是( )
第12题图 第13题图
A.三个小球的质量大小关系是
B.三个小球受到的浮力大小关系是
C.三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是
D.三个烧杯底部对桌面的压力大小关系是
13.(北京房山·一模改编)小华洗草莓时发现草莓漂浮在水面上,他想知道草莓的密度,于是用家里的电子秤进行测量。首先测出杯子和水的质量为210g,如图甲所示;然后再将草莓放入水中漂浮,此时电子秤的示数为237g,如图乙所示;最后用一根细针压草莓使其浸没在水中且不接触杯子,杯子中没有水溢出,此时电子秤的示数为240g,如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.草莓的质量为30g
B.草莓的体积为27cm3
C.细针对草莓的压力为0.3N
D.草莓的密度约为0.9×103kg/m3
14.(2024·安徽马鞍山·一模)如图甲所示,用一个弹簧测力计拉着浸没在水中的小物块,现将小物块缓缓拉出水面到底部刚刚脱离水面为止。乙图坐标体现了某些科学量随H(小物块底面到容器底面的距离)的变化情况。有下列选项①台秤的示数、②容器底部受到的液体压强、③小物块受到的浮力、④弹簧秤示数、⑤小物块底面受到的压强,符合图乙图像变化的是( )
第14题图 第15题图
A.①② B.③④ C.②③④ D.只有⑤
15.(2024·安徽合肥·三模)将同一支密度计放在甲、乙两种不同液体中的状态如图所示,已知盛放液体的烧杯完全相同,此时两个烧杯中液面相平,密度计在甲、乙液体中所受浮力F甲、F乙,甲、乙两种液体的密度ρ甲、ρ乙,则下列判断正确的是( )
A.F甲>F乙 B.F甲<F乙 C.ρ甲>ρ乙 D.ρ甲<ρ乙
16.(2024·安徽合肥·三模)如图所示,一个密度为ρ,边长为a的实心正方体物块悬浮在某液体中,物块下底面的深度为H,则下列说法中不正确的是( )
第16题图 第17题图
A.物块下底面受到液体向上的压力为ρgHa2
B.被物块所排开的液体的重力大小为ρg(H+a)a2
C.物块受到液体向上和向下的压力差为ρga3
D.物块上表面受到液体向下的压力为ρg(H-a)a2
17.(2024·北京顺义·一模改编)利用弹簧测力计、细线、物体A、柱形容器和水可测量物体A的密度ρA、待测液体的密度ρ液。如图甲、乙和丙所示依次进行实验,静止时弹簧测力计的示数分别为F1、F2和F3,水的密度已知并用ρ水表示。用测量量和已知量表示ρA和ρ液,下列表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
三、实验题(每空2分,共16分)
18.(2024·安徽·三模)以下是小玉做“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验装置,她按照如图顺序实验:
(1)分析比较甲、乙、丙图实验,可知小玉探究的问题是: ;
(2)由 图实验可知:物体所受浮力大小与液体的密度有关。
19.(2024·安徽六安·模拟预测)如图所示是“探究浮力大小影响因素”实验装置。器材有:两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)、铁块。
(1)当把铁块从空气慢慢浸入水中(未浸没)时,发现弹簧测力计A的示数会随着减小,说明浮力大小和 有关;
(2)实验中发现弹簧测力计A的示数变化量等于弹簧测力计B的示数变化量,可以初步得到结论是: 。
20.(安徽六安·期末改编)小明学习了浮力知识后,想利用一弹簧测力计和一铁块制作一个测定液体密度的仪器,如图戊所示。(铁的密度为ρ铁=7.9×103kg/m3)
(1)首先,他称得此铁块的重力为G=7.9N;然后,将金属块浸没在待测液体中,设此时弹簧测力计的示数为F,则待测液体的密度表达式为ρ= (均用题目中的符号表示)。小明依据此规律,在测力计右侧标注出了液体的密度值,做成了一支密度计;
(2)当利用该密度计测某液体密度时,物体浸没时指针在6.9N的位置,则该液体的密度为 kg/m3;
(3)下图中能正确反映液体的密度ρ与测力计示数F之间关系的是图 ;
(4)水银的密度是水的十几倍,利用该密度计 (选填“能”或“不能”)测出水银的密度。
四、计算题(本大题共3小题,第21小题6分,第22小题6分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程,只有最后答案的不能得分)
21.(2024·安徽合肥·模拟预测)底面积为200cm2、不计厚度的平底圆柱形容器装有适量水,放置于水平桌面上。现将一重为16N的物体B用细绳系于棱长为10cm、重为4N的正方体木块A的下方,使其恰好浸没在水中,如图甲所示(水未溢出),此时B与A恰好处于悬浮状态,接着将细绳剪断,木块A漂浮在水面,物体B沉入水底,如图乙所示,忽略绳重。求:
(1)A、B悬浮在水中时受到的浮力大小;
(2)物体B的密度大小;
(3)细绳剪断后水对容器底的压力减小量。
22.(2024·安徽池州·三模)如图所示为某同学发明的“浮力秤”,可方便地称量物体的质量。已知圆柱形小筒底面积为,高度为20cm,秤盘中不放物体时,小筒浸入水下的高度为6cm,在小筒外壁与水面相平处标记为零刻度线,再在小筒外壁上均匀标出其他一些刻度线,并标上相应的质量值,浮力秤就做好了。求:
(1)小筒及秤盘的总质量是多少?
(2)秤盘中不放物体时,小筒底部受到水的压强是多少?
(3)该秤能称出物体的最大质量是多少?
23.(2024·安徽合肥·三模)如图所示为某同学利用气球将帽子归还给失主的情景,此时帽子和气球恰好在空中静止。已知气球外空气的密度为ρ0,气球内气体体积为V1,气球内气体密度为ρ1,帽子的质量为m,帽子在空气中所占体积为V2,球皮的质量m',厚度不计(细线的质量和体积均忽略不计),g为已知量。试求:
(1)帽子受到的浮力大小;
(2)气球对帽子的支持力;
(3)若将帽子和气球看成一个整体A,细线对A的拉力大小。
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主题一 力
专题06 浮力
(试题分值:70分 测试时间:45分钟)
一、填空题(每空2分,共20分)。
1.(2024·安徽六安·模拟预测)如图所示为芜湖的“渡江第一船”。在1949年4月20日渡江战役中,该船以锐不可当之势第一个突破长江之险,为渡江战役的胜利吹响了号角。若这艘船浸入水中的平均横截面积为,平均吃水深度为0.6m,则这艘“渡江第一船”在江水中受到的浮力是 N。(江水的密度为,g取10N/kg)
2.(2024·安徽滁州·一模)将一盛满水的烧杯放在水平桌面上,缓慢放入一体积为的实心木块,木块的密度是,则木块漂浮时受到的浮力是 N。(g取10N/kg)
3.(2024·安徽芜湖·三模)2023年11月4日,中国国产首艘大型邮轮“爱达·魔都号”正式命名交付,魔都号满载总吨位为13.62万吨,则满载时受到的浮力为 N,当邮轮从内河驶入大海后,邮轮相对于水面将 (填“上浮一些”、“下沉一些”或“不变”)。(g取10N/kg)
4.(2024·安徽六安·二模)如图所示,找一段较粗的红毛线,将其两端分别固定在乒乓球和大烧杯的底部。将水注入大烧杯,直到将乒乓球浸没。观察红毛线被拉直的方向。将大烧杯的一侧杯底垫高,观察红毛线被拉直的方向,并与重垂线的方向相比较。实验中,我们发现,被拉直的红毛线与重垂线的方向都是平行的,这说明浮力的方向是 的。
5.(2024·安徽马鞍山·二模)小刚同学在做探究浮力大小实验时,观察水面位置的变化。小刚做了一个橡皮泥小船。第一次让小船漂浮在水槽内水面上(如图所示),第二次在小船内放入适量水槽内的水,使小船仍漂浮在水面上。此时观察水槽内水面位置的变化 (选填“升高”、“降低”或“不变”)。
6.(2024·安徽滁州·一模)如图所示,弹簧测力计竖直悬挂着物体A静止在空中时示数为8N,物体A浸在水中静止时弹簧测力计的示数为7N。可知物体A浸入水中,下表面受到水的压力为 N。
7.(2024·安徽马鞍山·二模)如图甲为底面积为200cm2的圆柱形容器中盛有水,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至圆柱体刚好接触底部,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示,则圆柱体的密度为 kg/m3。
8.(2024·安徽合肥·三模)如图所示,重为的圆柱体竖直漂浮在水面上,其底面积。则水对圆柱体下表面的压强为 。
9.(2024·安徽蚌埠·二模)将物块竖直挂在弹簧测力计下,在空气中静止时弹簧测力计的示数,将物块的一部分浸在水中,静止时弹簧测力计的示数,如图所示,已知水的密度,则物块浸在水中的体积是 。取
10.(重庆·期中改编)如图所示,小球静止在水面上,请作出小球受力的示意图。
二、选择题(本题共7小题,每小题2分,共14分;每小题4个选项中,只有一个选项符合题意)
11.(2024·安徽滁州·一模)094型战略核潜艇是我国自主研发的目前国内最先进的核潜艇,下列有关该潜艇说法正确的是( )
A.核潜艇在漂浮时和悬浮时受到的浮力相等
B.漂浮在水面的核潜艇所受的浮力与自身重力是一对平衡力
C.浸没在水中的核潜艇下潜时,深度越深浮力越大
D.浸没在水中的核潜艇上浮时,所受浮力会逐渐变大
12.(安徽淮南·期末改编)将体积相同材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是( )
A.三个小球的质量大小关系是
B.三个小球受到的浮力大小关系是
C.三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是
D.三个烧杯底部对桌面的压力大小关系是
13.(北京房山·一模改编)小华洗草莓时发现草莓漂浮在水面上,他想知道草莓的密度,于是用家里的电子秤进行测量。首先测出杯子和水的质量为210g,如图甲所示;然后再将草莓放入水中漂浮,此时电子秤的示数为237g,如图乙所示;最后用一根细针压草莓使其浸没在水中且不接触杯子,杯子中没有水溢出,此时电子秤的示数为240g,如图丙所示。ρ水=1.0103kg/m3,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.草莓的质量为30g
B.草莓的体积为27cm3
C.细针对草莓的压力为0.3N
D.草莓的密度约为0.9103kg/m3
14.(2024·安徽马鞍山·一模)如图甲所示,用一个弹簧测力计拉着浸没在水中的小物块,现将小物块缓缓拉出水面到底部刚刚脱离水面为止。乙图坐标体现了某些科学量随H(小物块底面到容器底面的距离)的变化情况。有下列选项①台秤的示数、②容器底部受到的液体压强、③小物块受到的浮力、④弹簧秤示数、⑤小物块底面受到的压强,符合图乙图像变化的是( )
A.①② B.③④ C.②③④ D.只有⑤
15.(2024·安徽合肥·三模)将同一支密度计放在甲、乙两种不同液体中的状态如图所示,已知盛放液体的烧杯完全相同,此时两个烧杯中液面相平,密度计在甲、乙液体中所受浮力F甲、F乙,甲、乙两种液体的密度ρ甲、ρ乙,则下列判断正确的是( )
A.F甲>F乙 B.F甲<F乙 C.ρ甲>ρ乙 D.ρ甲<ρ乙
16.(2024·安徽合肥·三模)如图所示,一个密度为ρ,边长为a的实心正方体物块悬浮在某液体中,物块下底面的深度为H,则下列说法中不正确的是( )
A.物块下底面受到液体向上的压力为ρgHa2
B.被物块所排开的液体的重力大小为ρg(H+a)a2
C.物块受到液体向上和向下的压力差为ρga3
D.物块上表面受到液体向下的压力为ρg(H-a)a2
17.(2024·北京顺义·一模改编)利用弹簧测力计、细线、物体A、柱形容器和水可测量物体A的密度、待测液体的密度。如图甲、乙和丙所示依次进行实验,静止时弹簧测力计的示数分别为、和,水的密度已知并用表示。用测量量和已知量表示和,下列表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
三、实验题(每空2分,共16分)
18.(2024·安徽·三模)以下是小玉做“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验装置,她按照如图顺序实验:
(1)分析比较甲、乙、丙图实验,可知小玉探究的问题是: ;
(2)由 图实验可知:物体所受浮力大小与液体的密度有关。
19.(2024·安徽六安·模拟预测)如图所示是“探究浮力大小影响因素”实验装置。器材有:两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)、铁块。
(1)当把铁块从空气慢慢浸入水中(未浸没)时,发现弹簧测力计A的示数会随着减小,说明浮力大小和 有关;
(2)实验中发现弹簧测力计A的示数变化量等于弹簧测力计B的示数变化量,可以初步得到结论是: 。
20.(安徽六安·期末改编)小明学习了浮力知识后,想利用一弹簧测力计和一铁块制作一个测定液体密度的仪器,如图戊所示。(铁的密度为ρ铁=7.9×103kg/m3)
(1)首先,他称得此铁块的重力为G=7.9N;然后,将金属块浸没在待测液体中,设此时弹簧测力计的示数为F,则待测液体的密度表达式为ρ= (均用题目中的符号表示)。小明依据此规律,在测力计右侧标注出了液体的密度值,做成了一支密度计;
(2)当利用该密度计测某液体密度时,物体浸没时指针在6.9N的位置,则该液体的密度为 kg/m3;
(3)下图中能正确反映液体的密度ρ与测力计示数F之间关系的是图 ;
(4)水银的密度是水的十几倍,利用该密度计 (选填“能”或“不能”)测出水银的密度。
四、计算题(本大题共3小题,第21小题6分,第22小题6分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程,只有最后答案的不能得分)
21.(2024·安徽合肥·模拟预测)底面积为、不计厚度的平底圆柱形容器装有适量水,放置于水平桌面上。现将一重为16N的物体B用细绳系于棱长为10cm、重为4N的正方体木块A的下方,使其恰好浸没在水中,如图甲所示(水未溢出),此时B与A恰好处于悬浮状态,接着将细绳剪断,木块A漂浮在水面,物体B沉入水底,如图乙所示,忽略绳重,,g取。求:
(1)A、B悬浮在水中时受到的浮力大小;
(2)物体B的密度大小;
(3)细绳剪断后水对容器底的压力减小量。
22.(2024·安徽池州·三模)如图所示为某同学发明的“浮力秤”,可方便地称量物体的质量。已知圆柱形小筒底面积为,高度为20cm,秤盘中不放物体时,小筒浸入水下的高度为6cm,在小筒外壁与水面相平处标记为零刻度线,再在小筒外壁上均匀标出其他一些刻度线,并标上相应的质量值,浮力秤就做好了。求:(已知)
(1)小筒及秤盘的总质量是多少?
(2)秤盘中不放物体时,小筒底部受到水的压强是多少?
(3)该秤能称出物体的最大质量是多少?
23.(2024·安徽合肥·三模)如图所示为某同学利用气球将帽子归还给失主的情景,此时帽子和气球恰好在空中静止。已知气球外空气的密度为,气球内气体体积为,气球内气体密度为,帽子的质量为m,帽子在空气中所占体积为,球皮的质量,厚度不计(细线的质量和体积均忽略不计),g为已知量。试求:
(1)帽子受到的浮力大小;
(2)气球对帽子的支持力;
(3)若将帽子和气球看成一个整体A,细线对A的拉力大小。
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(试题分值:70分 测试时间:45分钟)
一、填空题(每空2分,共20分)。
1.(2024·安徽六安·模拟预测)如图所示为芜湖的“渡江第一船”。在1949年4月20日渡江战役中,该船以锐不可当之势第一个突破长江之险,为渡江战役的胜利吹响了号角。若这艘船浸入水中的平均横截面积为,平均吃水深度为0.6m,则这艘“渡江第一船”在江水中受到的浮力是 N。(江水的密度为,g取10N/kg)
【答案】
【解析】根据题意可得,这艘“渡江第一船”在江水中排开江水的体积为
根据阿基米德原理可得,这艘“渡江第一船”在江水中受到的浮力是
2.(2024·安徽滁州·一模)将一盛满水的烧杯放在水平桌面上,缓慢放入一体积为的实心木块,木块的密度是,则木块漂浮时受到的浮力是 N。(g取10N/kg)
【答案】0.6
【解析】木块的体积
V=100cm3=1×10﹣4m3
由可得,实心木块的质量
m=ρ木V木=0.6×103kg/m3×1×10﹣4m3=0.06kg
木块的重力
G木=m木g=0.06kg×10N/kg=0.6N
木块漂浮时受到的浮力
F浮=G木=0.6N
3.(2024·安徽芜湖·三模)2023年11月4日,中国国产首艘大型邮轮“爱达·魔都号”正式命名交付,魔都号满载总吨位为13.62万吨,则满载时受到的浮力为 N,当邮轮从内河驶入大海后,邮轮相对于水面将 (填“上浮一些”、“下沉一些”或“不变”)。(g取10N/kg)
【答案】 1.362×109 上浮一些
【解析】[1]由题意可知魔都号满载时排开水的体积为
则由阿基米德原理可知魔都号满载时受到的浮力为
[2]邮轮在水面上行驶时属于漂浮在水面上,所以无论是在河内还是在大海上行驶,它所受到的浮力大小都等于它自身的重力大小,从内河驶入大海后,液体的密度变大,根据可知,其排开水的体积会变小,故邮轮相对于水面会上浮一些。
4.(2024·安徽六安·二模)如图所示,找一段较粗的红毛线,将其两端分别固定在乒乓球和大烧杯的底部。将水注入大烧杯,直到将乒乓球浸没。观察红毛线被拉直的方向。将大烧杯的一侧杯底垫高,观察红毛线被拉直的方向,并与重垂线的方向相比较。实验中,我们发现,被拉直的红毛线与重垂线的方向都是平行的,这说明浮力的方向是 的。
【答案】竖直向上
【解析】重力的方向是竖直向下的,利用铅垂线表示竖直方向,用细线方向表示浮力方向,观察细线与铅垂线是否平行;被拉直的红毛线与重垂线的方向都是平行的,说明浮力方向总是竖直向上的。
5.(2024·安徽马鞍山·二模)小刚同学在做探究浮力大小实验时,观察水面位置的变化。小刚做了一个橡皮泥小船。第一次让小船漂浮在水槽内水面上(如图所示),第二次在小船内放入适量水槽内的水,使小船仍漂浮在水面上。此时观察水槽内水面位置的变化 (选填“升高”、“降低”或“不变”)。
【答案】不变
【解析】小船漂浮在水面上,浮力等于重力,根据阿基米德原理,浮力等于排开水的重力,第二次在小船内放入适量水槽内的水,增加的浮力等于水槽内水减小的水的重力,也等于增加排开水的重力,所以水槽内水放到小船的水的体积与排开水的体积相等,故水槽内水的水面位置跟原来的不变。
6.(2024·安徽滁州·一模)如图所示,弹簧测力计竖直悬挂着物体A静止在空中时示数为8N,物体A浸在水中静止时弹簧测力计的示数为7N。可知物体A浸入水中,下表面受到水的压力为 N。
【答案】1
【解析】由图可知,物体悬挂与空中时,弹簧测力计示数为8N,即其受到的重力为8N,当浸入水中后静止时,物体下表面受到水竖直向上的压力、竖直向上的拉力、竖直向下的重力,处于静止状态,三力平衡,所以下表面受到水的压力为
7.(2024·安徽马鞍山·二模)如图甲为底面积为200cm2的圆柱形容器中盛有水,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至圆柱体刚好接触底部,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示,则圆柱体的密度为 kg/m3。
【答案】
【解析】为了便于分析,给线段标上A、B、C、D四个点,如右图,根据图象分析如下
由图像AB段可知,此时物体在空气中,因圆柱体缓慢下降,则圆柱体受到的重力
图像中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力;则圆柱体受到的最大浮力
由可得,物体的体积
则圆柱体的密度
8.(2024·安徽合肥·三模)如图所示,重为的圆柱体竖直漂浮在水面上,其底面积。则水对圆柱体下表面的压强为 。
【答案】
【解析】因为漂浮,所以浮力等于重力,即
根据压力差法,有下表面压力为
所以水对圆柱体下表面压强为
9.(2024·安徽蚌埠·二模)将物块竖直挂在弹簧测力计下,在空气中静止时弹簧测力计的示数,将物块的一部分浸在水中,静止时弹簧测力计的示数,如图所示,已知水的密度,则物块浸在水中的体积是 。取
【答案】80
【解析】由题意可知,物块的重力为
由称重法可知物块受到的浮力为
由可得,物块浸在水中的体积为
10.(重庆·期中改编)如图所示,小球静止在水面上,请作出小球受力的示意图。
【答案】
【解析】小球静止漂浮在水面上,受到重力和浮力的作用,二者是一对平衡力,大小相等,方向相反,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,如下图所示:
二、选择题(本题共7小题,每小题2分,共14分;每小题4个选项中,只有一个选项符合题意)
11.(2024·安徽滁州·一模)094型战略核潜艇是我国自主研发的目前国内最先进的核潜艇,下列有关该潜艇说法正确的是( )
A.核潜艇在漂浮时和悬浮时受到的浮力相等
B.漂浮在水面的核潜艇所受的浮力与自身重力是一对平衡力
C.浸没在水中的核潜艇下潜时,深度越深浮力越大
D.浸没在水中的核潜艇上浮时,所受浮力会逐渐变大
【答案】B
【解析】A.核潜艇在漂浮时和悬浮时排开液体的体积不同,根据F浮=ρ液gV排可知,核潜艇在漂浮时和悬浮时受到的浮力不相等,故A错误;
B.漂浮在水面的核潜艇,在浮力和重力的作用下保持静止状态,所以它们是一对平衡力,故B正确;
CD.浸没在水中的核潜艇下潜和上浮时,排开水的体积不变,水的密度不变,根据F浮=ρ液gV排可知,核潜艇受到浮力不变,故CD错误。
故选B。
12.(安徽淮南·期末改编)将体积相同材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是( )
A.三个小球的质量大小关系是
B.三个小球受到的浮力大小关系是
C.三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是
D.三个烧杯底部对桌面的压力大小关系是
【答案】D
【解析】A.甲球下沉至容器底部,乙球漂浮,丙球悬浮,所以甲球的密度大于水的密度,乙球的密度小于水的密度,丙球的密度等于水的密度,因此三个小球的密度大小关系是
根据可知质量大小关系是
故A错误;
B.由于甲乙丙三个实心小球体积相同,则根据图可知排开水的体积关系
根据可知
故B错误;
C.因为三个相同烧杯中都装满水,放入球后烧杯中液面高度不变,根据可知烧杯底部受到水的压强相等,即
故C错误;
D.三个相同烧杯中都装满水,里面的水的重力相等,由于烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力,则放入物体后对桌面的压力为
又因为,则三个烧杯对桌面的压力分别为
由于甲球下沉至容器底部,乙球漂浮,丙球悬浮,则
所以
故D正确。
故选D。
13.(北京房山·一模改编)小华洗草莓时发现草莓漂浮在水面上,他想知道草莓的密度,于是用家里的电子秤进行测量。首先测出杯子和水的质量为210g,如图甲所示;然后再将草莓放入水中漂浮,此时电子秤的示数为237g,如图乙所示;最后用一根细针压草莓使其浸没在水中且不接触杯子,杯子中没有水溢出,此时电子秤的示数为240g,如图丙所示。ρ水=1.0103kg/m3,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.草莓的质量为30g
B.草莓的体积为27cm3
C.细针对草莓的压力为0.3N
D.草莓的密度约为0.9103kg/m3
【答案】D
【解析】A.草莓的质量为
故A错误;
C.细针对草莓的压力为
故C错误;
B.丙图中,草莓完全浸没,受到的浮力为
则草莓的体积为
故B错误;
D.草莓的密度为
故D正确。
故选D。
14.(2024·安徽马鞍山·一模)如图甲所示,用一个弹簧测力计拉着浸没在水中的小物块,现将小物块缓缓拉出水面到底部刚刚脱离水面为止。乙图坐标体现了某些科学量随H(小物块底面到容器底面的距离)的变化情况。有下列选项①台秤的示数、②容器底部受到的液体压强、③小物块受到的浮力、④弹簧秤示数、⑤小物块底面受到的压强,符合图乙图像变化的是( )
A.①② B.③④ C.②③④ D.只有⑤
【答案】A
【解析】根据图乙得出科学量随小物块底面到容器底面的距离的变化关系--先不变后变小。将小物块缓缓拉出水面到底部刚刚脱离水面时:
④物块排开水的体积先不变后变小,由阿基米德原理可知受到的浮力先不变后变小,因为弹簧秤示数等于重力减去浮力,重力不变,所以弹簧测力计的示数先不变后增大,故④不符合图像变化;
③将小物块缓缓拉出水面到底部刚刚脱离水面的过程中,物块排开水的体积先不变后变小,最后不变,由阿基米德原理可知受到的浮力先不变后变小,脱离水面后受浮力为0N,故③不符合图像变化;
①弹簧测力计的示数先不变后增大,台秤的示数等于整体的重力之和减去拉力弹簧测力计的示数,所以台秤的示数先不变后减小,故①符合图像变化;
②物块排开水的体积先不变后变小,水的深度先不变后变小,由可知容器底部受到的液体压强先不变后变小,故②符合图像变化;
⑤小物块底面所处的深度一直变小,由可知小物块底面受到的压强一直变小,故⑤不符合图像变化。
可见,符合图乙图像变化的是①②,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
15.(2024·安徽合肥·三模)将同一支密度计放在甲、乙两种不同液体中的状态如图所示,已知盛放液体的烧杯完全相同,此时两个烧杯中液面相平,密度计在甲、乙液体中所受浮力F甲、F乙,甲、乙两种液体的密度ρ甲、ρ乙,则下列判断正确的是( )
A.F甲>F乙 B.F甲<F乙 C.ρ甲>ρ乙 D.ρ甲<ρ乙
【答案】D
【解析】AB.同一个密度计放在甲、乙液体中都漂浮,密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,所以F甲=F乙,故AB错误;
CD.由图可知密度计排开液体的体积V排甲>V排乙,又根据F浮=ρ液V排g,浮力相等,则ρ甲<ρ乙,故C错误,D正确。
故选D。
16.(2024·安徽合肥·三模)如图所示,一个密度为ρ,边长为a的实心正方体物块悬浮在某液体中,物块下底面的深度为H,则下列说法中不正确的是( )
A.物块下底面受到液体向上的压力为ρgHa2
B.被物块所排开的液体的重力大小为ρg(H+a)a2
C.物块受到液体向上和向下的压力差为ρga3
D.物块上表面受到液体向下的压力为ρg(H-a)a2
【答案】B
【解析】A.物块下底面受到液体向上的压强
p下=ρgh下=ρgH
物块下底面受到液体向上的压力为
F下=p下S=ρgHa2
故A正确,不符合题意;
B.被物块所排开的液体的重力大小为
G排=m排g=ρV排g=ρga3
故B错误,符合题意;
C.由浮力产生的原因可知,物块受到液体向上和向下的压力差
ΔF=F浮=ρgV排=ρga3
故C正确,不符合题意;
D.物块上表面受到液体向下的压强
p上=ρgh上=ρg(H-a)
物块上表面受到液体向下的压力为
F上=p上S=ρg(H-a)a2
故D正确,不符合题意。
故选B。
17.(2024·北京顺义·一模改编)利用弹簧测力计、细线、物体A、柱形容器和水可测量物体A的密度、待测液体的密度。如图甲、乙和丙所示依次进行实验,静止时弹簧测力计的示数分别为、和,水的密度已知并用表示。用测量量和已知量表示和,下列表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】AB.物体A的质量
物体A浸没在水中受到的浮力
F浮水=F1-F2
由F浮水=ρ水gV排得A的体积
A的密度
故AB错误;
CD.物体A浸没在液体中受到的浮力
F浮液=F1-F3
物体A分别浸没在水和液体中,则物体A排开液体的体积等于排开水的体积,即
由F浮液=ρ液gV排得液体的密度
故C错误,D正确。
故选D。
三、实验题(每空2分,共16分)
18.(2024·安徽·三模)以下是小玉做“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验装置,她按照如图顺序实验:
(1)分析比较甲、乙、丙图实验,可知小玉探究的问题是: ;
(2)由 图实验可知:物体所受浮力大小与液体的密度有关。
【答案】 浮力的大小与物体排开液体的体积是否有关? 甲丙戊
【解析】(1)[1]乙丙两图中液体都是水,液体的密度相同;物体排开水的体积不同,根据控制变量法的思想“探究哪个因素时就改变该因素,其他因素保持不变”可知,甲乙丙三图探究的是浮力的大小与物体排开液体的体积的关系。
(2)[2]探究浮力大小与液体密度的关系,根据控制变量法的思想“探究哪个因素时就改变该因素,其他因素保持不变”可知,甲丙戊三图排开液体的体积相同,液体的密度不同,所以该结论是通过甲丙戊三图来探究的。
19.(2024·安徽六安·模拟预测)如图所示是“探究浮力大小影响因素”实验装置。器材有:两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)、铁块。
(1)当把铁块从空气慢慢浸入水中(未浸没)时,发现弹簧测力计A的示数会随着减小,说明浮力大小和 有关;
(2)实验中发现弹簧测力计A的示数变化量等于弹簧测力计B的示数变化量,可以初步得到结论是: 。
【答案】(1)物体排开液体的体积 (2)物体受到浮力大小等于物体排开液体的重力
【解析】(1)当把铁块从空气慢慢浸入水中(未浸没)时,铁块排开水的体积变大,弹簧测力计A的示数会随着减小,根据称重法可知,铁块所受的浮力增大,说明说明浮力大小和物体排开液体的体积有关。
(2)测力计A示数变化量等于浮力,测力计B的示数变化量等于排开水的重力,由于发现弹簧测力计A的示数变化量等于弹簧测力计B的示数变化量,则浮力等于排开水的重力,所以,可以初步得到结论是:物体受到浮力大小等于物体排开液体的重力。
20.(安徽六安·期末改编)小明学习了浮力知识后,想利用一弹簧测力计和一铁块制作一个测定液体密度的仪器,如图戊所示。(铁的密度为ρ铁=7.9×103kg/m3)
(1)首先,他称得此铁块的重力为G=7.9N;然后,将金属块浸没在待测液体中,设此时弹簧测力计的示数为F,则待测液体的密度表达式为ρ= (均用题目中的符号表示)。小明依据此规律,在测力计右侧标注出了液体的密度值,做成了一支密度计;
(2)当利用该密度计测某液体密度时,物体浸没时指针在6.9N的位置,则该液体的密度为 kg/m3;
(3)下图中能正确反映液体的密度ρ与测力计示数F之间关系的是图 ;
(4)水银的密度是水的十几倍,利用该密度计 (选填“能”或“不能”)测出水银的密度。
【答案】 1×103 丙 不能
【解析】(1)[1]将金属块浸没在待测液体中,根据称重法可知,金属块受到的浮力为
F浮=G-F物体的体积等于排开液体的体积,即
则液体的密度为
(2)[2]当利用该密度计测某液体密度时,指针在6.9N的位置,则该液体的密度为
(3)[3]由可以看出,液体的密度ρ随弹簧测力计的示数F的增大而减小,故丙符合题意。
(4)[4]水银的密度是水的十几倍,水银大于铁密度,铁根本没法浸没在水银中。所以不能利用该密度计能否测出水银的密度。
四、计算题(本大题共3小题,第21小题6分,第22小题6分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程,只有最后答案的不能得分)
21.(2024·安徽合肥·模拟预测)底面积为、不计厚度的平底圆柱形容器装有适量水,放置于水平桌面上。现将一重为16N的物体B用细绳系于棱长为10cm、重为4N的正方体木块A的下方,使其恰好浸没在水中,如图甲所示(水未溢出),此时B与A恰好处于悬浮状态,接着将细绳剪断,木块A漂浮在水面,物体B沉入水底,如图乙所示,忽略绳重,,g取。求:
(1)A、B悬浮在水中时受到的浮力大小;
(2)物体B的密度大小;
(3)细绳剪断后水对容器底的压力减小量。
【答案】(1)20N;(2);(3)6N
【解析】解:(1)A、B悬浮在水中时受到的浮力等于A、B重力之和,故浮力为
(2)正方体木块A的体积为
AB排开液体的体积为
B的体积为
B的密度
(3)剪断绳子后,A由悬浮转变为漂浮,浮力等于A的重力,此时排开水的体积为
B由悬浮转化为下沉,排开水的体积不变,所以细绳剪断后减小的排开水的体积为
所以减小的浮力为
力的作用是相互的,水给物体浮力,物体给水向下的压力,两个力大小相等,所以细绳剪断后水对容器底的压力减小量等于浮力减小量等于6N。
答:(1)A、B悬浮在水中时受到的浮力大小为20N;
(2)物体B的密度大小为;
(3)细绳剪断后水对容器底的压力减小量为6N。
22.(2024·安徽池州·三模)如图所示为某同学发明的“浮力秤”,可方便地称量物体的质量。已知圆柱形小筒底面积为,高度为20cm,秤盘中不放物体时,小筒浸入水下的高度为6cm,在小筒外壁与水面相平处标记为零刻度线,再在小筒外壁上均匀标出其他一些刻度线,并标上相应的质量值,浮力秤就做好了。求:(已知)
(1)小筒及秤盘的总质量是多少?
(2)秤盘中不放物体时,小筒底部受到水的压强是多少?
(3)该秤能称出物体的最大质量是多少?
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)根据阿基米德原理可知,小筒及秤盘的总重等于此时的浮力,即
则小筒及秤盘的总质量是
(2)根据压强公式,秤盘中不放物体时,小筒底部受到水的压强是
(3)根据阿基米德原理可知,当圆柱形小筒刚好全部浸没在水中时,该秤能称出最大质量,此时
则该秤能称出物体的最大质量是
23.(2024·安徽合肥·三模)如图所示为某同学利用气球将帽子归还给失主的情景,此时帽子和气球恰好在空中静止。已知气球外空气的密度为,气球内气体体积为,气球内气体密度为,帽子的质量为m,帽子在空气中所占体积为,球皮的质量,厚度不计(细线的质量和体积均忽略不计),g为已知量。试求:
(1)帽子受到的浮力大小;
(2)气球对帽子的支持力;
(3)若将帽子和气球看成一个整体A,细线对A的拉力大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】解:(1)由
得帽子受到的浮力大小
(2)帽子受到重力、气球对帽子的支持力和在帽子空气中的浮力作用,使帽子处于静止状态,所以帽子受到平衡力,即
即
可得气球对帽子的支持力
(3)若将帽子和气球看成一个整体A,则A排开空气的体积为
A在空气中的浮力为
A的总重力为
A受竖直向下的重力、细线的拉力和竖直向上的浮力,由于A静止,因此受到的是平衡力,故
解得
答:(1)帽子受到的浮力大小为;
(2)气球对帽子的支持力为;
(3)细线对A的拉力为。
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