内容正文:
专题10 浮力
(试题分值:100分 测试时间:70分钟)
一、单选题(本题包括10小题,每小题2分,共20分.每小题只有一个正确答案)
1、(2024·山东淄博·中考真题)下列有关说法错误的是( )
A.气球飘浮,气球内充入密度比空气小的气体
B.飞机升空,机翼上方空气的流速大,压强大
C.船通过船闸,利用了连通器原理
D.潜艇浮沉,靠改变自身重力实现
【答案】B
【详解】A.根据浮与沉的条件可知,气球飘浮,是因为气球内充入了密度比空气小的气体,故A正确,不符合题意;
B.飞机的机翼上方突起,下方平直,这样导致机翼上方空气流速快,压强小,机翼下方空气流速慢,压强大,从而使飞机获得升力实现升空,故B错误,符合题意;
C.船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,船闸是利用连通器原理工作的,故C正确,不符合题意;
D.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D正确,不符合题意。
故选B。
2、(2024·山东枣庄·中考真题)我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在水面以下下潜过程中,受到( )
A.压强增大,浮力增大 B.压强不变,浮力增大
C.压强增大,浮力不变 D.压强不变,浮力不变
【答案】C
【详解】当“奋斗者”号在水下下潜过程中,深度逐渐增大,由知道,所以受的压强逐渐增大;“奋斗者”号在水面以下下潜过程中,“奋斗者”号排开海水的体积和海水密度不变,由知道,下潜过程中所受浮力不变,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3、(2024·山东临沂·中考真题)2024年1月7日,国产首艘大型邮轮“爱达·魔都号”安全靠泊上海吴淞口国际邮轮港(如图),圆满完成了1119海里航程的商业首航。“爱达·魔都号”邮轮( )
A.燃烧的重油属于可再生能源 B.匀速直线航行时受力平衡
C.受到水的浮力向各个方向 D.靠泊在港口时没有惯性
【答案】B
【详解】A.重油是化石能源的一种,化石能源在短期内不能从自然界得到补充,属于不可再生能源,故A不符合题意;
B.邮轮匀速直线航行时,处于平衡状态,受平衡力的作用,故B 符合题意;
C.邮轮在水中受到的浮力方向是竖直向上的,故C不符合题意;
D.一切物体都有惯性,邮轮靠泊在港口时也有惯性,故D不符合题意。
故选B。
4、(2024·四川内江·中考真题)“青岛号”导弹驱逐舰从海洋驶入长江时,受到的浮力和吃水深度的变化是(ρ海水>ρ水,忽略驱逐舰自重的变化)( )
A.浮力变大 B.浮力不变
C.吃水深度变小 D.吃水深度不变
【答案】B
【详解】AB.当驱逐舰从海洋驶入长江时,仍然处于漂浮状态,所以,浮力仍然等于重力,故浮力不变,故A不符合题意,B符合题意;
CD.由于
ρ海水>ρ水
液体密度变小,所以排开水的体积增大,即舰船的吃水深度变大,故CD不符合题意。
故选B。
5、(2024·山东淄博·一模)小明洗水果时,发现体积较小的枯子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底,那么( )
A.桔子受到的浮力大于它受到的重力
B.桔子受到的浮力大于芒果受到的浮力
C.芒果受到的浮力等于它排开的水所受的重力
D.桔子的密度大于芒果的密度
【答案】C
【详解】A.由图可知桔子漂浮,所以桔子受到的浮力等于它受到的重力,故A不符合题意;
B.由图可知体积较大的芒果沉在水底,芒果排开水的体积较大,根据可知芒果所受的浮力较大,故B不符合题意;
C.根据阿基米德原理可知芒果受到的浮力等于它排开的水所受的重力,故C符合题意;
D.桔子漂浮在水面上,桔字的密度小于水的密度;芒果沉在水底,芒果的密度大于水的密度;所以,桔子的密度小于芒果的密度,故D不符合题意。
故选C。
6、【新考法】(2024·山东临沂·中考真题)水平桌面上的两个相同的烧杯中盛有两种不同的液体,两个相同的物块在液体中静止时两液面相平,如图所示。下列选项中的物理量,相等的是( )
A.两物块底部受到的压力 B.两物块排开液体的质量
C.两液体对烧杯底的压强 D.两烧杯对桌面的压强
【答案】B
【详解】由图可知,物块在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,浮力等于自身重力,因此两个相同的物块在液体中静止时受到的浮力相等。
A.将两个相同的物块分别放在两烧杯中,两物块受到的浮力相等,都等于物块的重力,浮力是浸在液体中的物体上下表面受到的压力差,即;物块漂浮是上表面受到的压力为零,悬浮时上表面压力不为零,两物块底部受到的压力不同,故A不符合题意;
B.根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开液体的重力,两物体受到的浮力相等,所以排开甲液体的重力等于物块排开乙液体的重力,故B符合题意;
B.根据浮沉条件可知,物体漂浮时,物体悬浮时,所以,两杯中液面相平,根据可知,烧杯底受到液体的压强,故C不符合题意;
D.由图知,甲液体的体积大于乙液体的体积,且甲液体的密度大于乙液体的密度,根据知,甲液体的质量大于乙液体的质量,又因为两物块的质量和两烧杯的质量都相同,根据知,甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,根据知,甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强,故D不符合题意。
故选B。
7、(2024·山东德州·中考真题)小强用如图所示的实验装置验证阿基米德原理,通过调节升降台让金属块浸入盛满水的溢水杯中(金属块始终未与容器底接触),溢出的水会流入右侧空桶中,下列说法正确的是( )
A.金属块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压力越大
B.金属块浸没在水中的深度越深,弹簧测力计A的示数越小
C.金属块从接触水面至浸入水中某一位置,弹簧测力计A和B的变化量∆FA=∆FB
D.若实验前溢水杯中未装满水,对实验结果没有影响
【答案】C
【详解】A.金属块浸入水中的深度增大时,溢水杯中水的深度不变,根据p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强不变,根据F=pS可知,水对溢水杯底部的压力不变,故A错误;
B.金属块浸没在水中的深度变化时,排开水的体积不变,根据F浮=ρgV排可知,受到的浮力不变,根据
F拉=G金-F浮
知,金属块受到的拉力不变,弹簧测力计A的示数不变,故B错误;
C.由图可知,弹簧测力计A的示数
FA=G-F浮
弹簧测力计B的示数
FB=G桶+G排
则∆FA=∆F浮,∆FB=∆G排,根据阿基米德原理可知,∆F浮=∆G排,则∆FA=∆FB,故C正确;
D.若实验前溢水杯中未装满水,则测得的F浮不变、G排偏小,对实验结果有影响,故D错误。
故选C。
8、(2024·福建·中考真题)质量为的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为、、,不计细针体积。下列判断正确的是( )
A.甲图中,水对杯底的压力为 B.乙图中,草莓的质量为
C.丙图中,草莓排开水的体积为 D.丙图中,细针对草莓的压力为
【答案】C
【详解】A.甲图中,水的重力为
由于杯子不是柱体,所以水对杯底的压力小于水的重力,即
故A错误;
B.乙图中,草莓漂浮,受到的浮力等于草莓的重力,即,根据阿基米德原理可知,草莓受到的浮力等于排开水的重力,即
所以草莓的质量为
故B错误;
C.根据阿基米德原理可知,草莓受到的浮力
草莓浸没时排开水的体积
故C正确;
D.丙图中,草莓受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和竖直向下的细针的压力,根据力的平衡条件可知,细针对草莓的压力
故D错误。
故选C。
9、(2024·山东潍坊·中考真题)物理兴趣小组把吸管的下端密闭并缠绕一段细铜丝(细铜丝体积忽略不计),自制一个简易密度计。如图所示,密度计分别放入a、b、c三种液体中时,均漂浮在液体中,且保持竖直姿态。密度计在三种液体中静止时,在密度计上与液面平齐处各标记一条刻线,共得到三条刻线。已知密度计在c液体中,有的体积浸入液体,浸入体积为。三种液体密度如表格所示,下列分析正确的是( )
液体种类
液体密度/()
a液体
b液体
c液体
A.三条刻线的间隔距离不相等
B.密度计的质量为0.1kg
C.密度计在三种液体中所受浮力不相等
D.密度计在b液体中的浸入体积为
【答案】A
【详解】A.密度计分别放入a、b、c三种液体中时,均漂浮在液体中,故密度计受到的浮力等于下表面受到的压力,漂浮状态时密度计受到的浮力都等于重力,设密度计下表面积为S,即
故密度计浸入液体的深度为
由表格可知,b液体密度为a液体密度的2倍,c液体密度为b液体密度的2倍,故密度计浸入a液体的深度是浸入b液体深度的2倍,密度计浸入b液体的深度是浸入c液体深度的2倍,故三条刻线的间隔距离不相等,故A正确;
B.已知密度计在c液体中,有 的体积浸入液体,浸入体积为 ,则
则
故B错误;
C.密度计分别放入a、b、c三种液体中时,均漂浮在液体中,故密度计受到的浮力都等于重力,故密度计在三种液体中所受浮力相等,故C错误;
D.密度计在b液体中的浸入体积为
故D错误。
故选A。
10、(2024·山东枣庄·中考真题)将一底面积为200cm2的圆柱形容器放置于水平面上,容器内放一个底面积50cm2、高20cm的圆柱体,如图甲所示,缓慢向容器中注水到一定深度时圆柱体漂浮,继续注水到25cm时停止,在整个注水过程中,圆柱体始终处于直立状态,其注水质量m与容器中水的深度h的关系图像如图乙所示。(,g取10N/kg),则以下说法正确的是( )
A.当圆柱体漂浮时,露出水面的高度为9cm
B.圆柱体的密度为kg/m3
C.注水停止时,水对圆柱体底部的压强为2500Pa
D.向容器内注水的总质量是4200g
【答案】D
【详解】A.由图乙知,当注水高度为16cm时,圆柱体恰好漂浮,此时圆柱体浸入水中的深度为16cm,露出水面的高度为
h=h圆柱体-h1=20cm-16cm=4cm
故A错误;
B.圆柱体漂浮时,所受的浮力等于自身重力。此时排开水的体积
圆柱体的重力
圆柱体的质量
圆柱体的体积
圆柱体的密度
故B错误;
C.由A可知,圆柱体漂浮时,圆柱体浸入水中的深度为16cm,即圆柱体底部所处的深度为16cm,当停止注水时,圆柱体底部所处的深度不变,仍为16cm=0.16m,则水对圆柱体底部的压强
故C错误;
D.水的深度为25cm时,水及圆柱体浸入水中部分的总体积
停止注水时,水的真正体积
水的总质量
故D正确。
故选D。
二、多选题(本题5小题,每题4分,共20分,每题有两个及以上正确答案)
11、(2024·广西玉林·一模)中国人自古就有“上天入海”的梦想,随着国家科技的飞速发展,这些梦想正在一步步变为现实。对于如图所示的“国之重器”的分析,其中正确的是( )
A.甲图,AS700飞艇中充入气体的密度大于空气的密度
B.乙图,093型核潜艇在浮出水面过程中,受到的浮力变小
C.丙图,C919客机升空时,机翼上方空气的流速大,压强小
D.丁图,“山东号”航母上的舰载机起飞后,航母受到的浮力不变
【答案】BC
【详解】A.甲图,AS700飞艇中充入气体的密度小于空气的密度,这样可使飞艇受到的浮力大于自身重力而升空,故A错误;
B.乙图,093型核潜艇在浮出水面过程中,根据可知,变小,所以受到的浮力变小,故B正确;
C.C919客机升空时,机翼上方空气的流速大,压强小,下方空气的流速小,压强大,故C正确;
D.航母山东舰上的舰载机起飞后,其总的重力减小,航母始终漂浮,故浮力等于重力,所以浮力会变小,故D错误。
故选BC。
12、(2024·山东青岛·一模)小明在“探究影响浮力大小的因素”实验中,步骤如图。下列分析正确的是( )
A.实验中物体所受的重力为3.0N
B.由图甲、乙、丙图的探究可以得出浮力的大小与物体浸入液体的深度有关
C.由图甲、丙、丁图的探究可以得出浮力的大小与物体在液体中浸没的深度无关
D.由图甲、丁、戊图的探究可以得出浮力的大小与液体的密度有关
【答案】ACD
【详解】A.图甲中弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3N,故A正确;
B.甲、乙、丙图可知,液体的密度不变,排开液体的体积不同,浮力不同,所以是探究浮力与物体排开液体体积的关系,故B错误;
C.由图甲、丙、丁图知,液体的密度相同,排开液体的体积相同,深度不同,弹簧测力计的示数相同,浮力相同,所以可以得出浮力的大小与物体在液体中浸没的深度无关,故C正确;
D.由甲、丁、戊图可知,排开液体的体积不变,液体的密度不同,浮力不同,盐水的密度大,物体浸没在盐水中的浮力大于水中的浮力,从而可以得出结论:物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大,浮力的大小与液体的密度有关,故D正确。
故选ACD。
13、(2024·山东日照·二模)体积相同的铜、铁、铝、木四个小球,放入水中静止后如图所示。这几种物质的密度关系是,则下列判断正确的是( )
A.铝球沉入水底,一定是实心
B.小球所受浮力的关系是:
C.小球所受重力的关系是:
D.小球的最低部受到的压强关系是:
【答案】BCD
【详解】A.因为铝球沉入水底,所以铝球的密度大于或等于水的密度,则铝球可能是实心,也可能是空心,故A错误;
B.因为铜球漂浮,V铜排<V铜,铁球悬浮,V铁排=V铁,铝球沉底,V铝排=V铝,又因为它们的球体积相同,根据阿基米德原理得小球所受浮力的关系是
F铜<F铁=F铝故B正确;
C.如图所示可知,因为铁球漂浮,则F浮铁=G铁,铝球沉底,则F浮铝<G铝,则G铝>G铁;木球和铁球漂浮,则F浮木=G木,F浮铁=G铁,又V木排<V铁排,又因为两个球体积相同,根据阿基米德原理得小球所受浮力的关系是F浮铁>F浮木,所以G铁>G木,故有
G铝>G铁>G木故C正确;
D.由图示可知,它们的下表面浸在水中的深度关系
h铝>h铁>h铜由可知,它们底部受到水的压强关系为
p铝>p铁>p铜故D正确。
故选BCD。
14、(2024·河北沧州·模拟预测)一装有适量水的容器放在水平桌面上,容器底面积为S。一木球和一合金球的体积分别为5V0和2V0。将它们用细线相连放入水中静止时,木球露出水面的体积为V0;当把细线剪断后,合金球沉底,木球静止时露出水面的体积为2V0,如图所示。已知水的密度为ρ0,下列说法正确的是( )
A.合金球的重力为3ρ0gV0
B.合金球的密度为3ρ0
C.木球的密度为0.6ρ0
D.剪断细线后,水对容器底部的压强减少了0.2ρ0gV0
【答案】AC
【详解】AB.剪断前,木球和合金球排开水的体积为
V排前=5V0+2 V0-V0=6 V0
因为两球漂浮,由二力平衡知
①
剪断后,木球排开水的体积为
V排后=5V0-2 V0=3 V0
因为木球漂浮,由二力平衡知
②
由①②可知,合金球的质量为
合金球的密度为
故A正确,B错误;
C.木球的质量为
木球的密度为
故C正确;
D.剪断细线后,木球和合金球受到的浮力之和为
则两球对水的作用力变化量为
所以剪断细线后,水对容器底部的压强减少了
故D错误。
故选AC。
15、(2024·广西·模拟预测)一个弹簧测力计下挂一实心圆柱,将圆柱从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,下图是整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱下降高度h变化关系的图象。已知,g取10N/kg,则下列说法中正确的是( )
A.圆柱的高度为4cm B.圆柱的重为12N
C.圆柱所受的最大浮力为8N D.圆柱的密度为
【答案】ABC
【详解】AB.由题图可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体没有浸入水中,则圆柱体的重力为12N;当圆柱体下降的高度为3cm时,刚要浸入水中,当下降的高度为7cm时,圆柱体恰好全部浸没在水中,则圆柱体的高度为
故AB正确;
C.当圆柱体完全浸入水中时,弹簧测力计的示数F示′=4N,则圆柱体受到的最大浮力
F浮=G−F示′=12N−4N=8N
故C正确;
D.由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得,圆柱体的体积
圆柱体的质量
圆柱体的密度
故D错误。
故选ABC。
三、填空题(本题8小题,每空1分,共21分)
16、(2024·贵州·中考真题)泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示,冲泡茶叶时,部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,由于浮力大于重力而 ;茶叶充分吸水后由于其密度 水的密度而下沉。
【答案】 上浮 大于
【详解】[1]根据浮与沉的条件,茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,根据F浮=ρ液V排g可知,浮力增大,由于浮力大于重力,所以茶叶上浮。
[2]过一段时间,由于茶叶吸收了水分,茶叶的平均密度大于水的密度,所以将会下沉到杯底。
17、(2024·四川遂宁·中考真题)中国人民解放军海军山东舰是中国完全自主设计建造的第一艘航空母舰,当舰载机从航母上起飞后,航母所受的浮力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。舰载机飞行时机翼上方空气的流速比机翼下方的流速大,于是机翼上方的空气压强 (选填“大于”或“小于”)下方的空气压强,这个压强差就使飞机获得了升力。
【答案】 变小 小于
【详解】[1]航母始终漂浮,浮力等于重力,飞机飞离航母后,航母的总重力减小,所以浮力会变小。
[2]流体流速越快的位置压强越小,飞机飞行时能获得向上的压强差,是因为机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速,所以,上方压强小于下方,从而产生向上的升力。
18、(2024·江苏扬州·中考真题)扬州中国大运河博物馆展示了各种古代船只模型。
(1)资料显示:“丝网船”最大载重为5t。若船和货物总质量为,船静止在水中时所受浮力为 N,排开水的体积为 ;(g取)
(2)资料显示:“沙飞船”航速迅捷。同向并排行驶的两条“沙飞船”要保持安全距离,是因为两船较近时,中间流速大,流体压强 ;
(3)如图所示,游客站在静止的仿制“沙飞船”的船头,能从各个方向观看到投影画面,这是因为光在投影幕上发生了 ;投影画面向后移动,游客会产生船向前行的感觉,是由于运动具有 。
【答案】 6 较小 漫反射 相对性
【详解】(1)[1]船静止在水中处于漂浮状态,由物体浮沉条件可知,船受到的浮力为
[2]由可知,船排开水的体积
(2)[3]由流体的压强与流速之间的关系可知,流速越大,压强越小。两船较近时,中间流速大,压强较小,船外侧的压强大于内侧的压强,由于内外的压强差,使船外侧和内侧存在压力差,从而两条船会向中间靠拢,存在危险,因此同向并排行驶的两条“沙飞船”要保持安全距离。
(3)[4]平行光线入射到粗糙的反射面上,反射光线射向四面八方,这种反射是漫反射。游客站在静止的仿制“沙飞船”的船头,能从各个方向观看到投影画面,是因为光在投影幕上发生了漫反射。
[5]由于运动具有相对性,不同参照物下物体运动状态不同。投影画面向后移动,若以投影画面为参照物,船向前移动。
19、(2024·山东威海·中考真题)小明洗菜时发现体积较大的土豆沉入水底,体积较小的西红柿浮于水面,土豆受到的浮力 西红柿受到的浮力;他想测量土豆的密度,用细线将土豆挂在弹簧测力计下示数为2.4N,再将其完全浸没水中测力计示数为0.4N,则土豆的密度是 。
【答案】 大于 1.2
【详解】[1]根据可知,土豆的体积较大,西红柿的体积较小,则土豆受到的浮力大于西红柿受到的浮力。
[2]根据称重法测浮力可知,土豆的重力为2.4N,土豆受到的浮力为
土豆沉入水底,体积等于其排开水的体积,为
土豆的密度为
20、(2024·山东德州·中考真题)如图所示,水平桌面上有A、B两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放入两容器中,小球静止时,两容器液面相平,A、B两容器对桌面的压力分别为F1、F2,则ρ1 ρ2,F1 F2(均选填“>”“ <”或“=”)。
【答案】 > >
【详解】[1][2]小球在A容器中漂浮,则
小球在B容器中悬浮,则
综上可得
两容器液面相平,由图可知,两容器中液体的体积关系为
根据可得,两容器中液体的质量关系为
桌面水平,两容器对桌面的压力
综上可得
21、(2024·江苏南京·二模)如图所示,水平桌面上有底面积和质量都相同的容器,分别装有深度相同、质量相等的甲、乙两种不同液体,则液体对容器底部的压强p甲 p乙(填大小关系,下同),容器对桌面的压强p甲' p乙'。将体积相等的A、B两个实心体分别放入甲、乙两种液体中,A漂浮、B沉底,且ρA>ρ乙,则A、B所受的浮力FA FB。
【答案】 > = >
【详解】[1]两容器质量和底面积相同,甲、乙两种液体的质量和深度相同,由图知V甲<V乙,由知,ρ甲>ρ乙;由p=ρgh知,液体对容器底部的压强p甲>p乙。
[2]两容器与桌面的受力面积相等,容器和液体的总重力也相等,则容器对桌面的压力相等,由知,p甲'=p乙'。
[3]记A、B的体积为V;A在甲中漂浮,则A所受浮力等于A的重力,即
FA=GA=mAg=ρAgV
B在乙中沉底,则B浸在乙中的体积等于乙的体积,所受浮力为
FB=ρ乙gV
又ρA>ρ乙,故FA>FB。
22、(2024·山东枣庄·中考真题)如图甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如乙所示。则圆柱体受到的重力是 N,圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强是 Pa,圆柱体受到的最大浮力是 N。(g取10N/kg,忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)
【答案】 2.0 1000 0.5
【详解】[1]由图像可知,当h=0时,弹簧测力计示数为2N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知
[2]由图知物体下降高度到10cm时,下表面接触水面,下降20cm时圆柱体刚好浸没水中,此时圆柱体下表面距水面距离是10cm,则下表面受到水的压强
[3]圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力为1.5N,则圆柱体受到的浮力
23、(2024·四川广安·中考真题)如图甲所示,足够高的圆柱形薄壁容器,装有适量的水放在水平桌面上。现将一个质量为2kg、底面积为100cm2的均匀长方体竖直放入容器中,受到容器的支持力为4N,此时物体所受浮力为 N。若再加入适量的水使长方体刚好漂浮,如图乙所示,则此时水面的高度与图甲相比增加了 cm。(,g取)
【答案】 16 4
【详解】[1]长方体的重力为
因为长方体受竖直向下的重力、竖直向上的浮力和支持力,并且
所以长方体受到的浮力
[2]由可得,长方体排开水的体积为
此时水面的高度为
因为长方体刚好漂浮,所以
此时物体排开的体积为
此时水面的高度
此时水面的高度与图甲相比增加的高度为
四、实验题(本题4小题,每空1分,共25分)
24、(6分)(2024·山东德州·中考真题)实验项目小组利用弹簧测力计等器材完成以下实验:
实验名称
装置图
问题讨论
探究影响滑动摩擦力大小的因素
(1)比较甲、乙两图可得:在接触而粗糙程度相同时,压力 ,滑动摩擦力越大。
(2)通过比较 两图可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
(3)如图丁所示的实验装置 (选填“需要”或“不需要”)长木板做匀速直线运动。
探究浮力的大小跟哪些因素有关
(4)物块的重力为 N。
(5)比较A、B、C,可知:浮力大小与 有关。
(6)物块的密度为 kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】 越大 乙、丙 不需要 4.2 液体密度
【详解】(1)[1]比较甲、乙两图,接触面都是木板,图乙中物块对木板的压力大于图甲中物块对木板的压力,图乙中弹簧测力计的示数大于图甲中的示数,即图乙中物块受到的滑动摩擦力大于图甲中物块受到的滑动摩擦力,由此可得:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)[2]探究滑动摩擦力大小与接触而粗糙程度的关系,需要控制物块对接触面的压力大小不变,只改变接触面的粗糙程度,因此比较乙、丙两图。
(3)[3]由图丁可知,拉动长木板时,无论怎样拉动,长木板上的物块相对于地面静止,处于平衡状态,水平方向上绳子对物块的拉力和物块受到的滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此弹簧测力计的示数可以反映物块受到的滑动摩擦力大小,所以长木板不需要做匀速直线运动。
(4)[4]由图A可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,物块的重力为4.2N。
(5)[5]比较图B、C,物块浸入液体的体积相同、液体的密度不同,根据称重法由图A、B、C可知,物块受到的浮力大小不同,由此可得:浮力大小与液体密度有关。
(6)[6]由图A、B可知,物块浸没在水中受到的浮力
物块的体积等于物块浸没时排开水的体积,即
物块的质量
物块的密度
25、(7分)(2024·山东青岛·中考真题)小明在海边游泳时,发现塑料泡沫板浮在水面上,石块却沉入水底,由此,他进行了有关浮力的实验探究。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出石块的重力为 N;
(2)将石块缓慢浸入水中,弹簧测力计示数 ,石块浸没后,在触底之前,弹簧测力计示数 ,说明浮力的大小与 有关;
(3)将 相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小 ,说明浮力的大小与物体密度无关;
(4)将一个两端蒙有橡皮膜的玻璃管,分别以图乙和图丙的方式浸没于水中,能反映浮力产生原因的是图 。
【答案】(1)1.4 (2)变小 不变 物体排开液体的体积 (3)体积 相等 (4)丙
【详解】(1)测力计的分度值为0.2N,示数为1.4N,所以,用弹簧测力计测出石块的重力为1.4N。
(2)[1][2][3]由于石块浸入水中时会受到水对其的浮力作用,浮力的方向为竖直向上,根据称重法可知,将石块缓慢浸入水中,石块排开水的体积变大,石块受到的浮力会变大,受到测力计的拉力变小,弹簧测力计示数变小;石块浸没后,在触底之前,石块排开水的体积不变,石块受到的浮力不变,测力计对其的拉力不变,测力计的示数不变;由此可说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(3)[1][2]根据(2)分析以及控制变量法可知,若要探究浮力的大小与物体密度的关系,需控制物体的体积相同、液体的密度相同;所以,将体积相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小相等,说明浮力的大小与物体密度无关。
(4)当两端蒙有橡皮膜的玻璃管沿水平方向放置时,由于同一深度,液体压强相等,且受力面积相等,所以水对玻璃管两端的橡皮膜的压力F向左和压力F向右的大小相等;当玻璃管沿竖直方向放置时,水对玻璃管两端的橡皮膜的压力F向上大于F向下,竖直方向的合力不为0,方向竖直向上;结合图可知,液体会对玻璃管产生一个向上的和向下的压力不相等,压力差
F差=F向上-F向下
实际上,这个压力差就是液体对物体的浮力;所以丙图可以说明浮力的产生原因。
26、(7分)(2024·山东东营·中考真题)某同学为测量一木质小挂件的密度,选用以下器材:天平(带砝码)、量筒、烧杯(装有足量水)和长钢针,进行实验。
(1)把天平放在水平桌面上,游码移动到标尺左端的 处,此时指针位置如图甲所示,则应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母使横梁平衡;
(2)将挂件放在天平左盘,向右盘加减砝码并调节游码,当天平平衡时,砝码质量及游码在标尺上的位置如图乙所示,其质量为 g;
(3)用烧杯向量筒中倒入60mL的水,将挂件放入量筒,然后用长钢针按住挂件使其刚好浸没于水中,量筒中的水面如图丙所示。算出挂件的密度为 kg/m3;
(4)因木质挂件具有吸水性,实验测得的密度值 (选填“偏大”或“偏小”);
(5)有同学提出:不用天平,仅使用其他上述器材也可测出该挂件的密度。请写出实验步骤和密度的表达式(水的密度用水表示,其他符号自定)。
【实验步骤】 ;
【密度表达式】 。
【答案】(1)零刻线 右 (2)12.0 (3)0.75×103 (4)偏大 (5)见解析
【详解】(1)[1][2]使用托盘天平前,先将游码移至标尺左端的零刻线处,再根据“左偏右调、右偏左调”调节平街螺母,使指针指在分度盘的中央。由图甲可知,指针指在分度盘的左侧,因此应向右调节平衡螺母使横梁在水平位置平衡。
(2)由图乙知,标尺的分度值为0.2g,游码所对应的质量为2.0g,挂件的质量为
(3)如图丙所示,量筒的分度值为1mL,量筒水的体积60mL,然后测量挂件和水的总体积为76mL,则挂件的体积为
根据密度公式可得,挂件的密度为
(4)木质挂件具有吸水性,则测得的挂件和水的总体积偏小,挂件体积的测量值偏小,质量测量值准确,根据可知,测得的密度值偏大。
(5)[1]实验步骤为:①用烧杯向量筒内倒入适量的水,体积为V1。
②将挂件漂浮在量筒中的水面上,记下第二次水面处刻度值为V2。
③用长钢针缓慢地把挂件按入水中,使之刚好浸没,记下第三次水面处刻度值为V3。
[2]由①②和阿基米德原理以及浮沉条件可得,挂件漂浮时受到的浮力为
由①③可知,挂件的体积为
则挂件的重力为
则
所以,挂件的密度为
27、(5分)(2024·山东菏泽·中考真题)物理学习小组在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用同一金属块依次进行如下步骤的操作:
根据上述实验步骤,完成下列问题:
(1)步骤A中金属块重 N;
(2)步骤B中金属块受到的浮力为 N;
(3)分析 三步骤数据,初步得出浮力大小与液体密度有关;
(4)若步骤D中仅把盐水换成密度比水小的等体积的酒精,测力计的示数 1.6N(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(5)结合已学知识,根据步骤A、C,计算出金属块的体积为 (,g取10N/kg)。
【答案】 2.6 0.4 A、C、D 大于
【详解】(1)[1]由图A可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为2.6N,故金属块重2.6N。
(2)[2]图B中,弹簧测力计的示数为2.2N,由称重法可知,步骤B中金属块受到的浮力为
(3)[3]探究浮力大小与液体密度的关系,根据控制变量法,要使金属块排开液体的体积相同,液体的密度不同,因此应分析A、C、D三步数据。C、D中,金属块完全浸入液体,排开液体的体积相同,液体密度不同,弹簧测力计示数不同,根据称重法可知金属块受到的浮力不同,因此可初步得出浮力大小与液体密度有关。
(4)[4]若步骤D中仅把盐水换成密度比水小的等体积的酒精,金属块排开液体的体积不变,液体密度减小,由可知,金属块受到的浮力减小,由可知,弹簧测力计的示数变大,即大于1.6N。
(5)[5]由A、C可得,金属块完全浸没时,受到的浮力为
金属块的体积
五、综合题(本题3小题,共14分)
28、(4分)(2024·山东济宁·中考真题)小明测量某金属块的密度时,用托盘天平测量金属块的质量,平衡时右盘中的砝码情况和游码在标尺上的位置如图(a)所示;用量筒和水测量金属块的体积,相关信息如图(b)所示。
求:(取)
(1)金属块在水中所受浮力的大小;
(2)金属块的密度。
【答案】(1)0.2N (2)4.33g/cm3
【详解】(1)由图(b)可知,金属块排开水的体积为
金属块受到的浮力为
(2)由图(a)可知,金属块的质量为
则金属块的密度为
29、(6分)【新情境】(2024·山东威海·中考真题)某打捞船利用“潜水钟”模拟打捞作业。潜水钟内部配备自动充气装置,使其始终充满空气,水无法进入,以此保证工作人员的安全,潜水钟上方放置两个配重和两个气囊,将人员送入水下,如图甲所示;工作人员到达水底后清理被打捞物体周围的泥沙,并将物体用钢丝绳挂在潜水钟内部;然后扔掉全部配重,并将气囊均充满空气,潜水钟、工作人员及物体一起被打捞船竖直向上匀速提升,如图乙所示。
已知:工作人员质量为60kg,潜水钟质量为140kg、体积为,每个气囊充满空气后体积均变为,每个配重质量为1000kg,被打捞物体质量为5000kg、体积为。当潜水钟下表面触碰到水底时(未与水底紧密接触),潜水钟内气压计示数为,外界大气压强为,(,g取10N/kg,不计气囊质量及潜水钟内空气的质量,不计水的阻力。)
请解答下列问题:
(1)潜水钟在水底时受到的浮力为多少?
(2)当潜水钟下表面触碰到水底时,下表面所处水的深度为多少?
(3)水下匀速提升潜水钟时,打捞船需要施加多大的拉力?
【答案】(1)2×104N (2)10m (3)12000N
【详解】(1)潜水钟在水底时受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2m3=2×104N
(2)当潜水钟下表面触碰到水底时(未与水底紧密接触),潜水钟内气压计示数为,外界大气压强为,下表面受到液体的压强
p=2.0×105Pa-1.0×105Pa=1.0×105Pa
下表面所处水的深度为
(3)水下匀速提升潜水钟时,总重力
G总=m总g=(60kg+140kg+5000kg)×10N/kg=5.2×104N
总浮力
F浮总=ρ水gV排总=1×103kg/m3×10N/kg×(2m3+2×1m3)=4×104N
打捞船需要施加拉力
F拉= G总- F浮总=5.2×104N-4×104N=12000N
30、(4分)(2024·山东临沂·一模)2023年11月4日,历经十年谋划努力、八年科研攻关、五年设计建造的首艘国产大型邮轮“爱达·魔都”号正式交付。“爱达·魔都”号总吨位为13.55万吨,最大吃水8.55米,最大航速22.6节,16层楼高,最多可容纳乘客5246人,是目前国产邮轮的巅峰之作。
(1)“爱达·魔都”号漂浮在海面上受到的浮力为 N(g取10,海水密度);游客登上邮轮后,邮轮排开水的质量将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)达到最大吃水深度时,船底受到水的压强是 ;
(3)船上的人们感觉海上温度凉爽宜人,一个重要的原因是海水的 大。
【答案】 变大 比热容
【详解】(1)[1]“爱达·魔都”号漂浮在海面上受到的浮力
F浮= G排= m排g=13.55×107kg×10N/kg=1.355×109N
[2]游客登上邮轮后,邮轮总重力变大,浮力等于重力,所总浮力变大,由
F浮= G排= m排g
得,排开水的质量将变大。
(2)[3]达到最大吃水深度时,船底受到水的压强是
p=ρgh= 1.0×103kg/m3×10N/kg×8.55m= 8.55×104Pa
(3)[4]船上的人们感觉海上温度凉爽宜人,一个重要的原因是海水的比热容大,由得,在吸收的热量和质量相同时,水的比热大,所以温度升高得少,温度凉爽宜人。
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专题10 浮力
(试题分值:100分 测试时间:70分钟)
一、单选题(本题包括10小题,每小题2分,共20分.每小题只有一个正确答案)
1、(2024·山东淄博·中考真题)下列有关说法错误的是( )
A.气球飘浮,气球内充入密度比空气小的气体
B.飞机升空,机翼上方空气的流速大,压强大
C.船通过船闸,利用了连通器原理
D.潜艇浮沉,靠改变自身重力实现
2、(2024·山东枣庄·中考真题)我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在水面以下下潜过程中,受到( )
A.压强增大,浮力增大 B.压强不变,浮力增大
C.压强增大,浮力不变 D.压强不变,浮力不变
3、(2024·山东临沂·中考真题)2024年1月7日,国产首艘大型邮轮“爱达·魔都号”安全靠泊上海吴淞口国际邮轮港(如图),圆满完成了1119海里航程的商业首航。“爱达·魔都号”邮轮( )
A.燃烧的重油属于可再生能源 B.匀速直线航行时受力平衡
C.受到水的浮力向各个方向 D.靠泊在港口时没有惯性
4、(2024·四川内江·中考真题)“青岛号”导弹驱逐舰从海洋驶入长江时,受到的浮力和吃水深度的变化是(ρ海水>ρ水,忽略驱逐舰自重的变化)( )
A.浮力变大 B.浮力不变
C.吃水深度变小 D.吃水深度不变
5、(2024·山东淄博·一模)小明洗水果时,发现体积较小的枯子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底,那么( )
A.桔子受到的浮力大于它受到的重力
B.桔子受到的浮力大于芒果受到的浮力
C.芒果受到的浮力等于它排开的水所受的重力
D.桔子的密度大于芒果的密度
6、【新考法】(2024·山东临沂·中考真题)水平桌面上的两个相同的烧杯中盛有两种不同的液体,两个相同的物块在液体中静止时两液面相平,如图所示。下列选项中的物理量,相等的是( )
A.两物块底部受到的压力 B.两物块排开液体的质量
C.两液体对烧杯底的压强 D.两烧杯对桌面的压强
7、(2024·山东德州·中考真题)小强用如图所示的实验装置验证阿基米德原理,通过调节升降台让金属块浸入盛满水的溢水杯中(金属块始终未与容器底接触),溢出的水会流入右侧空桶中,下列说法正确的是( )
A.金属块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压力越大
B.金属块浸没在水中的深度越深,弹簧测力计A的示数越小
C.金属块从接触水面至浸入水中某一位置,弹簧测力计A和B的变化量∆FA=∆FB
D.若实验前溢水杯中未装满水,对实验结果没有影响
8、(2024·福建·中考真题)质量为的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为、、,不计细针体积。下列判断正确的是( )
A.甲图中,水对杯底的压力为 B.乙图中,草莓的质量为
C.丙图中,草莓排开水的体积为 D.丙图中,细针对草莓的压力为
9、(2024·山东潍坊·中考真题)物理兴趣小组把吸管的下端密闭并缠绕一段细铜丝(细铜丝体积忽略不计),自制一个简易密度计。如图所示,密度计分别放入a、b、c三种液体中时,均漂浮在液体中,且保持竖直姿态。密度计在三种液体中静止时,在密度计上与液面平齐处各标记一条刻线,共得到三条刻线。已知密度计在c液体中,有的体积浸入液体,浸入体积为。三种液体密度如表格所示,下列分析正确的是( )
液体种类
液体密度/()
a液体
b液体
c液体
A.三条刻线的间隔距离不相等
B.密度计的质量为0.1kg
C.密度计在三种液体中所受浮力不相等
D.密度计在b液体中的浸入体积为
10、(2024·山东枣庄·中考真题)将一底面积为200cm2的圆柱形容器放置于水平面上,容器内放一个底面积50cm2、高20cm的圆柱体,如图甲所示,缓慢向容器中注水到一定深度时圆柱体漂浮,继续注水到25cm时停止,在整个注水过程中,圆柱体始终处于直立状态,其注水质量m与容器中水的深度h的关系图像如图乙所示。(,g取10N/kg),则以下说法正确的是( )
A.当圆柱体漂浮时,露出水面的高度为9cm
B.圆柱体的密度为kg/m3
C.注水停止时,水对圆柱体底部的压强为2500Pa
D.向容器内注水的总质量是4200g
二、多选题(本题5小题,每题4分,共20分,每题有两个及以上正确答案)
11、(2024·广西玉林·一模)中国人自古就有“上天入海”的梦想,随着国家科技的飞速发展,这些梦想正在一步步变为现实。对于如图所示的“国之重器”的分析,其中正确的是( )
A.甲图,AS700飞艇中充入气体的密度大于空气的密度
B.乙图,093型核潜艇在浮出水面过程中,受到的浮力变小
C.丙图,C919客机升空时,机翼上方空气的流速大,压强小
D.丁图,“山东号”航母上的舰载机起飞后,航母受到的浮力不变
12、(2024·山东青岛·一模)小明在“探究影响浮力大小的因素”实验中,步骤如图。下列分析正确的是( )
A.实验中物体所受的重力为3.0N
B.由图甲、乙、丙图的探究可以得出浮力的大小与物体浸入液体的深度有关
C.由图甲、丙、丁图的探究可以得出浮力的大小与物体在液体中浸没的深度无关
D.由图甲、丁、戊图的探究可以得出浮力的大小与液体的密度有关
13、(2024·山东日照·二模)体积相同的铜、铁、铝、木四个小球,放入水中静止后如图所示。这几种物质的密度关系是,则下列判断正确的是( )
A.铝球沉入水底,一定是实心
B.小球所受浮力的关系是:
C.小球所受重力的关系是:
D.小球的最低部受到的压强关系是:
14、(2024·河北沧州·模拟预测)一装有适量水的容器放在水平桌面上,容器底面积为S。一木球和一合金球的体积分别为5V0和2V0。将它们用细线相连放入水中静止时,木球露出水面的体积为V0;当把细线剪断后,合金球沉底,木球静止时露出水面的体积为2V0,如图所示。已知水的密度为ρ0,下列说法正确的是( )
A.合金球的重力为3ρ0gV0
B.合金球的密度为3ρ0
C.木球的密度为0.6ρ0
D.剪断细线后,水对容器底部的压强减少了0.2ρ0gV0
15、(2024·广西·模拟预测)一个弹簧测力计下挂一实心圆柱,将圆柱从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,下图是整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱下降高度h变化关系的图象。已知,g取10N/kg,则下列说法中正确的是( )
A.圆柱的高度为4cm B.圆柱的重为12N
C.圆柱所受的最大浮力为8N D.圆柱的密度为
三、填空题(本题8小题,每空1分,共21分)
16、(2024·贵州·中考真题)泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示,冲泡茶叶时,部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,由于浮力大于重力而 ;茶叶充分吸水后由于其密度 水的密度而下沉。
17、(2024·四川遂宁·中考真题)中国人民解放军海军山东舰是中国完全自主设计建造的第一艘航空母舰,当舰载机从航母上起飞后,航母所受的浮力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。舰载机飞行时机翼上方空气的流速比机翼下方的流速大,于是机翼上方的空气压强 (选填“大于”或“小于”)下方的空气压强,这个压强差就使飞机获得了升力。
18、(2024·江苏扬州·中考真题)扬州中国大运河博物馆展示了各种古代船只模型。
(1)资料显示:“丝网船”最大载重为5t。若船和货物总质量为,船静止在水中时所受浮力为 N,排开水的体积为 ;(g取)
(2)资料显示:“沙飞船”航速迅捷。同向并排行驶的两条“沙飞船”要保持安全距离,是因为两船较近时,中间流速大,流体压强 ;
(3)如图所示,游客站在静止的仿制“沙飞船”的船头,能从各个方向观看到投影画面,这是因为光在投影幕上发生了 ;投影画面向后移动,游客会产生船向前行的感觉,是由于运动具有 。
19、(2024·山东威海·中考真题)小明洗菜时发现体积较大的土豆沉入水底,体积较小的西红柿浮于水面,土豆受到的浮力 西红柿受到的浮力;他想测量土豆的密度,用细线将土豆挂在弹簧测力计下示数为2.4N,再将其完全浸没水中测力计示数为0.4N,则土豆的密度是 。
20、(2024·山东德州·中考真题)如图所示,水平桌面上有A、B两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放入两容器中,小球静止时,两容器液面相平,A、B两容器对桌面的压力分别为F1、F2,则ρ1 ρ2,F1 F2(均选填“>”“ <”或“=”)。
21、(2024·江苏南京·二模)如图所示,水平桌面上有底面积和质量都相同的容器,分别装有深度相同、质量相等的甲、乙两种不同液体,则液体对容器底部的压强p甲 p乙(填大小关系,下同),容器对桌面的压强p甲' p乙'。将体积相等的A、B两个实心体分别放入甲、乙两种液体中,A漂浮、B沉底,且ρA>ρ乙,则A、B所受的浮力FA FB。
22、(2024·山东枣庄·中考真题)如图甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如乙所示。则圆柱体受到的重力是 N,圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强是 Pa,圆柱体受到的最大浮力是 N。(g取10N/kg,忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)
23、(2024·四川广安·中考真题)如图甲所示,足够高的圆柱形薄壁容器,装有适量的水放在水平桌面上。现将一个质量为2kg、底面积为100cm2的均匀长方体竖直放入容器中,受到容器的支持力为4N,此时物体所受浮力为 N。若再加入适量的水使长方体刚好漂浮,如图乙所示,则此时水面的高度与图甲相比增加了 cm。(,g取)
四、实验题(本题4小题,每空1分,共25分)
24、(6分)(2024·山东德州·中考真题)实验项目小组利用弹簧测力计等器材完成以下实验:
实验名称
装置图
问题讨论
探究影响滑动摩擦力大小的因素
(1)比较甲、乙两图可得:在接触而粗糙程度相同时,压力 ,滑动摩擦力越大。
(2)通过比较 两图可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
(3)如图丁所示的实验装置 (选填“需要”或“不需要”)长木板做匀速直线运动。
探究浮力的大小跟哪些因素有关
(4)物块的重力为 N。
(5)比较A、B、C,可知:浮力大小与 有关。
(6)物块的密度为 kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3)
25、(7分)(2024·山东青岛·中考真题)小明在海边游泳时,发现塑料泡沫板浮在水面上,石块却沉入水底,由此,他进行了有关浮力的实验探究。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出石块的重力为 N;
(2)将石块缓慢浸入水中,弹簧测力计示数 ,石块浸没后,在触底之前,弹簧测力计示数 ,说明浮力的大小与 有关;
(3)将 相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小 ,说明浮力的大小与物体密度无关;
(4)将一个两端蒙有橡皮膜的玻璃管,分别以图乙和图丙的方式浸没于水中,能反映浮力产生原因的是图 。
26、(7分)(2024·山东东营·中考真题)某同学为测量一木质小挂件的密度,选用以下器材:天平(带砝码)、量筒、烧杯(装有足量水)和长钢针,进行实验。
(1)把天平放在水平桌面上,游码移动到标尺左端的 处,此时指针位置如图甲所示,则应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母使横梁平衡;
(2)将挂件放在天平左盘,向右盘加减砝码并调节游码,当天平平衡时,砝码质量及游码在标尺上的位置如图乙所示,其质量为 g;
(3)用烧杯向量筒中倒入60mL的水,将挂件放入量筒,然后用长钢针按住挂件使其刚好浸没于水中,量筒中的水面如图丙所示。算出挂件的密度为 kg/m3;
(4)因木质挂件具有吸水性,实验测得的密度值 (选填“偏大”或“偏小”);
(5)有同学提出:不用天平,仅使用其他上述器材也可测出该挂件的密度。请写出实验步骤和密度的表达式(水的密度用水表示,其他符号自定)。
【实验步骤】 ;
【密度表达式】 。
27、(5分)(2024·山东菏泽·中考真题)物理学习小组在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用同一金属块依次进行如下步骤的操作:
根据上述实验步骤,完成下列问题:
(1)步骤A中金属块重 N;
(2)步骤B中金属块受到的浮力为 N;
(3)分析 三步骤数据,初步得出浮力大小与液体密度有关;
(4)若步骤D中仅把盐水换成密度比水小的等体积的酒精,测力计的示数 1.6N(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(5)结合已学知识,根据步骤A、C,计算出金属块的体积为 (,g取10N/kg)。
五、综合题(本题3小题,共14分)
28、(4分)(2024·山东济宁·中考真题)小明测量某金属块的密度时,用托盘天平测量金属块的质量,平衡时右盘中的砝码情况和游码在标尺上的位置如图(a)所示;用量筒和水测量金属块的体积,相关信息如图(b)所示。
求:(取)
(1)金属块在水中所受浮力的大小;
(2)金属块的密度。
29、(6分)【新情境】(2024·山东威海·中考真题)某打捞船利用“潜水钟”模拟打捞作业。潜水钟内部配备自动充气装置,使其始终充满空气,水无法进入,以此保证工作人员的安全,潜水钟上方放置两个配重和两个气囊,将人员送入水下,如图甲所示;工作人员到达水底后清理被打捞物体周围的泥沙,并将物体用钢丝绳挂在潜水钟内部;然后扔掉全部配重,并将气囊均充满空气,潜水钟、工作人员及物体一起被打捞船竖直向上匀速提升,如图乙所示。
已知:工作人员质量为60kg,潜水钟质量为140kg、体积为,每个气囊充满空气后体积均变为,每个配重质量为1000kg,被打捞物体质量为5000kg、体积为。当潜水钟下表面触碰到水底时(未与水底紧密接触),潜水钟内气压计示数为,外界大气压强为,(,g取10N/kg,不计气囊质量及潜水钟内空气的质量,不计水的阻力。)
请解答下列问题:
(1)潜水钟在水底时受到的浮力为多少?
(2)当潜水钟下表面触碰到水底时,下表面所处水的深度为多少?
(3)水下匀速提升潜水钟时,打捞船需要施加多大的拉力?
30、(4分)(2024·山东临沂·一模)2023年11月4日,历经十年谋划努力、八年科研攻关、五年设计建造的首艘国产大型邮轮“爱达·魔都”号正式交付。“爱达·魔都”号总吨位为13.55万吨,最大吃水8.55米,最大航速22.6节,16层楼高,最多可容纳乘客5246人,是目前国产邮轮的巅峰之作。
(1)“爱达·魔都”号漂浮在海面上受到的浮力为 N(g取10,海水密度);游客登上邮轮后,邮轮排开水的质量将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)达到最大吃水深度时,船底受到水的压强是 ;
(3)船上的人们感觉海上温度凉爽宜人,一个重要的原因是海水的 大。
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