内容正文:
第九章 浮 力
常考重难点突破与提升
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【概念构建】
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【重难点突破】
重难点1:浮力及其相关判断
1.关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.只有浸没在液体中的物体才受到浮力
B.将一石块扔在水中,其沉底时一定不受浮力
C.物体受到浮力的作用时,液体对物体向上的压力小于向下的压力
D.物体所受的浮力的方向总是与物体所受重力的方向相反
D
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2.(上海中考)小浦用一个弹簧测力计竖直悬空拉着一个物体,此时弹簧测力计的示数为3.0 N。他将物体浸没在水中,此时弹簧测力器的示数变为2.0 N,则浮力的大小是 N,方向为 ;若将物体继续向下移动,则弹簧测力计的示数大小 。
1
竖直向上
不变
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3.如图一木块静止在水面上,请作出木块所受重力和浮力的示意图。
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重难点2:阿基米德原理
4.如图所示,将一体积为10 cm3的质量分布均匀的正方体木块轻轻放入一盛满某种液体的溢水杯中,溢出液体的体积为8 cm3;若将木块从中间锯掉一半,将剩余部分再次轻轻放入装满该液体的溢水杯中,则该液体会溢出( )
A.3 cm3
B.4 cm3
C.5 cm3
D.6 cm3
B
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5.甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如表所示,将它们浸没在水中释放,在其稳定后,三个小球所受的浮力分别为F甲、F乙和F丙。下列判断正确的是( )
A.F甲>F乙>F丙 B.F乙>F甲>F丙
C.F丙>F乙>F甲 D.F甲>F丙>F乙
小球 甲 乙 丙
m/g 30 40 54
V/cm3 60 50 20
B
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6.将重为20 N的金属块挂在弹簧测力计下,金属块体积的浸入杯中并水静止时,弹簧测力计的示数为18 N,当金属块全部浸入水中并碰到杯底时,弹簧测力计的示数可能为( )
A.18 N
B.16 N
C.12 N
D.10 N
D
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7.如图,两个完全相同的小球,分别漂浮在装有一定酒精和水的容器中(ρ水>ρ酒精),小球的质量为6 g,体积为10 cm3,下列描述正确的是( )
A.小球的密度为6×103 kg/m3
B.小球排开水的质量等于排开酒精的质量
C.用力将图乙的小球向下压的过程中,小
球受到的浮力不变
D.将酒精注入乙容器中(不溢出液体),小球浸入液体的体积不变
B
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8.(临沂中考)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。下列物理量中相等的是( )
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
B
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9.(多选题)如图,现有一质量为1.2 kg、体积为8×10-3 m3质地均匀的浮标,用细绳的一端系住浮标,另一端固定在池底。随着水池内水位的上升,细绳逐渐被拉直,当水位达到90 cm时,浮标恰好完全浸没且细绳未被拉断(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。下列相关分析中正确的是 ( )
A.浮标密度为0.15×103 kg/m3
B.水对池底的压强为9×105 Pa
C.浮标所受的浮力为12 N
D.细绳对浮标的拉力为68 N
AD
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10.(鸡西中考)某研学小组为了测量石墨的密度,用弹簧测力计测得石墨样品重是4.8 N,然后将其逐渐浸入水中,浸没后弹簧测力计示数是2.8 N,则样品的质量是 kg,样品的密度为 kg/m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
0.48
2.4×103
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11.【教材情境素材改编】将重3.8 N的物体浸没水中后,弹簧测力计的示数如图所示,水对物体浮力大小是 N。若实验前溢水杯未装满水,则溢出水的重力 (选填“大于”“小于”或“等于”)物体受到的浮力。
1.2
小于
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12.如图甲所示,体积为400 cm3的实心金属块悬挂在细绳的下端静止时,细绳对金属块的拉力为F1;如图乙所示,底面积为100 cm2的开口薄壁容器内装有适量的液体,放在水平桌面上,将金属块浸没在容器内的液体中静止时,容器内的液面升高了2 cm,则液体对容器底部的压力增加了2 N,此时细绳对金属块的拉力为F2,
且F1与F2之比为5 ∶4。则液体密度为
kg/m3,拉力F2的大小是 N。
(g取10 N/kg)
1.0×103
16
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13.如图,一只粗细均匀、上端开口的薄壁玻璃管,玻璃管质量为32 g,管口面积为4 cm2,将玻璃管竖直插入盛有水的烧杯中,向玻璃管里缓缓注入酒精,当注入一定质量的酒精时,松手后玻璃管恰好在水中漂浮,玻璃管下表面距离水面的距离是15 cm。(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ酒精=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)玻璃管下表面受到水的压强;
解:玻璃管下表面受到水的压强:
p=ρ水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×15×10-2 m
=1.5×103 Pa;
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(2)玻璃管所受的浮力;
(3)玻璃管内酒精的质量。
解:(2)玻璃管排开水的体积:
V排=S管h=4 cm2×15 cm=60 cm3=6×10-5 m3;
玻璃管所受的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10-5 m3=0.6 N;
(3)由题意知,玻璃管和酒精的总质量:
m总===0.06 kg=60 g,
故酒精的质量:m酒精=m总-m管=60 g-32 g=28 g。
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重难点3:物体的浮沉条件及应用
14.【生活情境素材改编】小舟做了如下实验:在两个薄气球中加满温水,扎紧后剪去多余部分,分别浸没于盛有冷水与热水的玻璃杯中(如图)。若不计气球自重,放手后两气球的运动情况是( )
A.冷水、热水中都下沉
B.冷水中下沉,热水中上升
C.冷水、热水中都上升
D.冷水中上升,热水中下沉
D
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15.人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船,做法是将几个灌满水的浮筒沉到水底并拴在沉船两侧,把空气压进浮筒,将浮筒里的水排出,沉船随着浮筒一起上浮,下列说法正确的是( )
A.沉船在河底时受到的浮力等于其重力
B.浮筒充满气后受到的浮力大于其重力
C.沉船在水面下上浮时受到的浮力逐渐变小
D.船和浮筒浮在水面时受到的浮力大于其重力
B
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16.三块完全相同的冰块分别漂浮在甲、乙、丙三种不同液体中,这三种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙。当冰块熔化后,甲液体液面高度不变,乙液体液面高度升高,丙液体液面高度降低。下列关系正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙<ρ丙
B.ρ丙<ρ甲<ρ乙
C.ρ丙<ρ乙<ρ甲
D.ρ乙<ρ甲<ρ丙
B
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17.(多选题)用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等,制作如图所示的潜水艇模型(不计进排气管体积),然后将模型浸没水中,则下列说法正确的是( )
A.当模型漂浮于水面时,它受到浮力小于重力
B.向瓶中充气时,瓶内气体压强变大,模型将下沉
C.从瓶中抽气时,模型会下沉,它受到的浮力不变
D.让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,应使瓶内的水先增加后减少
CD
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18.如图,两容器中液体的密度分别是ρ甲、ρ乙,密度计受到液体的浮力是F甲、F乙,则两个容器中液体的密度ρ甲 ρ乙,密度计所受浮力F甲 F乙。(均选填“大于”“等于”或“小于”)。
大于
等于
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重难点4:浮力相关实验
19.如图是小明“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验情形。
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(1)物块未浸入水中时,弹簧测力计示数如图甲所示,物块的重力为___N。
(2)小明将物块从图甲下降至图乙的过程中,发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时,还观察到________由此初步分析得出:物体所受浮力的大小与它排开液体的体积有关。
(3)继续增大物块所处的深度,当它与容器底部接触后,弹簧测力计示数如图丙所示,此时物块受到的浮力为____N。
1.8
水面上升
0.8
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(4)为探究浮力与液体密度的关系,小明又把物块浸没到事先配制好的盐水中,这样操作的目的是控制 相同;他发现液体密度改变,而物块受到的浮力变化却不明显。小明想出下列四种实验改进方案,其中不可行的是 (填字母代号)。
A.换用体积更大的同种物块
B.换用密度比水小得多的液体
C.换用精确程度更高的测力计
D.利用现有器材进行多次实验
排开液体的体积
D
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20.小明在验证“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验中:
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(1)用已调零的弹簧测力计,按照图甲中顺序进行实验操作,测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,由此可知铁球浸没在水中所测得的浮力表达式为F浮= ,测得铁球排开水所受的重力表达式为G排= (用此题中所给字母表示)。
(2)小明预期要获得的结论是 (用所给字母表示)。
(3)在读数正确的情况下,小明由实验数据发现:铁球浸没在水中所受浮力F浮大于铁球排开的水所受重力G排,而且超出了误差允许的范围,得出此实验结果的原因可能是 (写出一条即可)。
F1-F2
F3-F4
F1-F2=F3-F4
溢水杯中没有装满水
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(4)他又进行了如下深入探究:将溢水杯中注满水放在电子秤上,如图乙,其示数为m1;将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没,待杯中水停止外溢时,如图丙,其示数为m2,则m1 (选填“>”“=”或“<”)m2。
(5)在第(4)问实验中,假如铁球的重力为5 N,此时细线的拉力为2 N,则铁球的体积为 m3。(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
=
3×10-4
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综合实践活动 自制简易救生圈
制作原理:物体的浮沉条件
活动目的:掌握简易救生圈的制作技巧,掌握计算所需空塑料瓶或其他物体体积的方法,培养同学们动手、动脑学物理的习惯。
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活动要求:(1)利用身边容易获得的器材和废旧材料,如矿泉水瓶、塑料管等作为简易救生圈的主体,并找一些结实的绳子或其他固定装置,使自制救生圈方便使用。(2)合理安排矿泉水瓶的位置,使主体漂浮时能稳定、平衡。(3)将重物放在简易救生圈上,检验其承载能力。(4)在救生圈上固定更多的塑料瓶,观察会发生什么变化,并思考原因。
注意事项:选择材料时,要注意材料的质量和安全性。在切割材料时注意不要伤到手,在测试和调整救生圈时,要注意安全和正确的测试方法。
答:固定更多的塑料瓶后,“救生圈”的承载能力更强。固定更多的塑料瓶后,“救生圈”体积增大,漂浮时与重物整体所受最大浮力更大,故承载能力更强。
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