内容正文:
2025年中考物理复习专题:浮力计算题、实验题
一、实验题
1.小明用弹簧测力计、正方体物块、两个相同的圆柱形容器等,对浸在液体中的物体所受浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。(g取10N/kg)
(1)分析甲、乙、丙图的实验,说明浮力的大小与 有关;比较甲、丁、戊图的实验,说明浮力的大小与 有关;
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关,可比较甲、 和丁三图的实验,并得出当物体完全浸没于液体中,浮力大小与物体浸入液体的深度 ;当物块浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(3)根据实验可知,物块的密度是 kg/m3。
2.如图所示是“探究影响浮力大小的因素”的实验过程及数据。
(1)图a中,弹簧测力计的示数为8N;图b中,物体受到的浮力为 N;
(2)比较图a、b、c中弹簧测力计的示数,可探究浮力的大小与 有关;
(3)图c、d中,物体上、下表面压力差 (选填“相等”“图c大”或“图d大”);
(4)比较图 中弹簧测力计的示数,可探究浮力的大小与液体的密度有关,并能计算出浓盐水的密度是 kg/m³,若向c中继续加入盐,并搅拌均匀,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”);(,)
(5)比较图a、c、d中弹簧测力计的示数,可探究浮力的大小与物体浸没在液体中的 无关。
3.小亮通过如图的步骤进行了“浮力的大小可能与哪些因素有关”的实验,请完成以下问题:
(1)随着金属块逐渐浸入水中,弹簧测力计示数逐渐 ,当金属块全部浸入水中时受到的浮力为 N,此过程说明物体在水中受到的浮力大小与 有关;
(2)由 两个图可知,物体所受浮力与它浸没在液体中的深度 (选填“有关”、“无关”);
(3)小亮另取一杯酒精用弹簧测力计吊着该金属块浸没于酒精中,如图E所示,观察到弹簧测力计示数会比图D中 ,初步得出结论:物体在液体中受到浮力大小与 有关。(ρ酒精<ρ水)
(4)小亮发现电子秤不仅操作方便,读数准确,还具有“清零”功能,即电子秤上放置物体后,再按“清零”按钮,读数为零,于是她选用了电子秤和刚才实验用的金属块来测某种液体的密度。
①她将装有适量液体的玻璃杯静置于电子秤上,按“清零”按钮,如图甲所示;
②用体积不计的细线系好金属块浸没在液体中,不接触玻璃杯底和侧壁并保持静止,此时电子秤示数如图乙所示,则这种液体的密度为 g/cm3。
4.在探究浮力大小与哪些因素有关时,实验小组的同学们按下图顺序进行实验并获得数据:
(1)弹簧测力计的示数是 ;
(2)比较A、B、C三图的实验数据,初步得出浮力大小与 有关;
(3)根据A、D两图的实验数据就得出“浮力大小与液体密度有关”这一结论是不科学的,理由是 ;
(4)物体浸没在盐水中受到的浮力大小为 N;
拓展:根据图中实验步骤,若测得物重为G,浸没在水中弹簧测力计示数为F水,浸没在盐水中示数为F盐水,水的密度为ρ水,用上述字母符号表示求盐水的密度表达式: ρ盐水= 。
5.如图所示为“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验装置。请根据图示回答下列问题。
(1)比较图甲、乙可知:图乙中圆柱体受到的浮力的大小为 N;
(2)比较图乙、丙,说明浮力的大小与 有关;
(3)比较丙和丁,说明浮力的大小与物体浸没的深度 (选填“有关”或“无关”);
(4)图戊中圆柱体排开盐水的重力为 N;
(5)通过图丁、戊的探究,得到浮力大小与 有关;
(6)由图中数据可知,圆柱体的密度是 。(g取10N/kg)
6.小致用弹簧测力计、正方体、两个相同的圆柱形容器、水和盐水等器材,对浸在液体中的物体所受浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。
(1)分析图中乙、丙,说明浮力的大小与物体 有关;
(2)分析图中丁、戊,说明浮力的大小与 有关;
(3)正方体物块浸没在水中时,受到的浮力是 N;若先完成实验丙,再完成实验甲,则测得的浮力将 (选填“偏大”或“偏小”)。
7.小霞同学按照如图所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(2)观察A、B、C三幅图,可发现浮力大小与 有关;
(3)观察A、D、E三幅图,可发现浮力大小与 有关;
(4)小霞继续用图F所示装置验证阿基米德原理:将装满水的溢水杯放在升降台上,逐渐调高台面,她发现弹簧测力计甲的示数变化时 (选填“变大”“不变”或“变小”),若它们的变化量相等,则证明浸入液体中的物体所受的浮力大小等于 。
8.小明利用弹簧测力计、实心圆柱体物块、烧杯等器材,探究浮力的大小跟哪些因素有关。他提出如下猜想,设计并进行了实验。
猜想a:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关;
猜想b:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想c:浮力大小与液体的密度有关;
(1)如图A所示,小明先用弹簧测力计测出了圆柱体物块所受的重力,圆柱体重为 N;
(2)物块浸没在水中时所受的浮力为 N;
(3)由 三次实验,可知浮力的大小与物体排开液体的体积有关;分析A、D、E三次实验可知浮力的大小与 有关。由实验数据可得出盐水的密度为 kg/m3;
(4)小明回到家后拿着厨房里的一颗包菜到实验室,想用天平和测出密度的盐水(盐水的密度用ρ表示)及其他辅助器材测量包菜的密度。
①用天平测出包菜的质量为m1;
②把包菜轻轻放入盐水中漂浮,如图F,用记号笔记下液面在包菜上的位置;
③取出包菜擦干,用刀沿记号将包菜切成a、b两块, 。则包菜密度的表达式为ρ= (用字母表示)。
二、计算题
9.2020年1月12日,第一艘055型导弹驱逐舰于青岛某军港服役。截至2022年7月,首批8艘055型导弹驱逐舰已经全部建成舰役。未来十年间。055型导弹驱逐舰将成为中国海军水面战斗舰艇绝对中坚力量,漂浮在海上的驱逐舰舰长180米,舰宽23米,满载时排开水的重力为。通过计算回答:
(1)此驱逐舰所受的浮力;
(2)此驱逐舰的重力。
10.图甲是修建码头时用刚缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3m/s的速度匀速下降的情景。图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图像(水的密度为,g取10N/kg)。求:
(1)长方体A的高度;
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力。
11.如图所示,用弹簧测力计挂着重为10N金属块,将其浸没在水中,使圆柱形容器内水面由16cm上升到20cm,容器内底面积为50cm2(g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3),求:
(1)金属块的体积;
(2)金属块受到的浮力;
(3)弹簧测力计的示数。
12.如图甲所示,小霞测量某种液体的密度时,她向轻质玻璃容器中倒入某种液体,并将其放入装有水的烧杯内。已知容器底面积为50cm2,容器底距离水面的深度为10cm。(g取10N/kg)求:
(1)水对容器下表面的压强;
(2)容器内液体的重力;
(3)如图乙所示,在金属球2N拉力的作用下,不计水面高度变化,容器内的液面和烧杯中的水面恰好相平,求容器内液体的密度。(用科学记数法计数,保留一位有效数字)
13.如图所示,底面积为100cm2的圆柱形容器内盛有一定量的水,将一重力为6N的木块A放入水中,再将另一重力为2N的合金块B放在木块A的上方,此时木块A恰好有的体积浸入水中(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)此时木块A受到的浮力大小;
(2)木块A浸入水中的体积
(3)木块A的密度;
(4)若取走合金块B,水对容器底部压强的变化量。
14.如图所示,某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加入圆柱形平底玻璃容器里,然后一起缓慢放入盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度 时,容器处于直立漂浮状态,如图甲。(已知容器的底面积 ,) 求
(1)水对容器下表面的压强?
(2)容器受到的浮力?
(3)从容器中取出 的液体后,当容器下表面所处的深度 时,容器又处于直立漂浮状态,如图乙,求液体的密度?
15.如图所示,置于水平桌面的薄壁容器上面部分为正方体形状,边长l1=4cm,下面部分也为正方体形状,边长l2=6cm,容器质量为76g,现向容器中加入248g清水。(ρ水=10×103kg/m3,ρ木=06×103kg/m3,g=10N/kg),求:
(1)水对容器底的压力和压强;
(2)水平桌面受到的压力和压强;
(3)若向容器的水中加入一个16g的木块,木块静止后水面升高多少?
16.如图,弹簧测力计的上端固定在竖直支架上,下端悬挂一质量均匀的圆柱形物块;一水槽置于竖直升降台上,位于物块的正下方。整个装置放在水平桌面上。求:
(1)当物块没有浸入水中时,弹簧测力计的示数如图所示,则此物块的质量为多少 kg?
(2)调整升降台高度,物块慢慢浸入水中。当物块全部浸没到水中时,弹簧测力计示数为3N,此时物块受到的浮力为多少 N?
(3)该圆柱体物块的密度是多少?
试卷第1页,共3页
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《2025年中考物理复习专题:浮力压强计算题、实验题》参考答案
1. 物体排开液体的体积 液体的密度 丙 无关 4 1.25×103
【详解】(1)[1]根据图可知,甲、乙、丙中物体排开水的体积改变,说明在液体的密度相同时,浮力大小与物体排开液体的体积有关。
[2]根据图片甲、丁、戊可知,实验中液体的密度不同,说明在物体排开水的体积相同时,浮力大小与液体密度有关。
(2)[3]探究浮力大小与物体浸没在水中深度的关系时,必须控制液体密度和排开液体体积相同,只改变深度,故选实验甲、丙、丁。
[4]虽然深度不断增大,但是弹簧测力计的示数不变,即物体受到的浮力不变,因此浮力大小与物体浸入深度无关。
[5]根据甲丙两图可知,物体受到的浮力
F浮=G-F拉=5N-1N=4N
(3)[6]物体的体积
物体的密度
2. 0.4 浸在液体中的体积(排开液体的体积) 相等 a、d、e 1.1×103 变小 深度
【详解】(1)[1]图a中,弹簧测力计测量物体的重力,示数为8N,图b中,物体有一部分浸在水中,受到的浮力
(2)[2]b、c两次实验中选择的液体密度相同,而物体浸在液体中的体积不同,根据控制变量法可知a、b、c是探究浮力的大小与物体浸在液体中的体积(排开液体的体积)的关系。
(3)[3]图c、d中,水的密度,物体浸没在水中的体积就是物体的体积,根据可知,物体上、下表面压力差,即浮力大小是相等。
(4)[4]根据控制变量法可知,若探究浮力的大小与液体的密度的关系,应控制物体浸在液体中的体积相同,使液体的密度不同,所以,应选择a、d、e。
[5]根据题意可知,物体在水中和浓盐水中都处于浸没状态,所以
即
所以
解得
所以,浓盐水的密度是。
[6]若向c中加入盐,并搅拌均匀,盐水的密度会变大,物体浸在液体中的体积相同时,密度越大,浮力越大,根据公式可知,弹簧测力计示数会变小。
(5)[7]c、d中物体都是浸没在液体中,液体密度也相同,根据控制变量法可知,a、c、d是探究浮力的大小与物体浸在液体中的深度的关系。
3. 变小 1 排开液体的体积 CD 无关 大 液体密度 1.05
【详解】(1)[1][2]由图1可知,随着金属块逐渐浸没水中,弹簧测力计示数逐渐变小,根据称重法测浮力,当金属块全部浸入水中时受到的浮力为
[3]实验中液体的密度相同,金属块排开水的体积不同,测力计示数不同,浮力不同,说明物体在水中受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
(2)[4][5]要探究物体所受浮力与它浸没在液体中深度的关系,根据控制变量法可知,应控制液体密度不变,排开液体的体积不变,改变物体浸没在液体中的深度,由图可知, C、D两图符合要求,且C、D两图中测力计示数不变,则浮力不变,说明物体所受浮力与它浸没在液体中的深度无关。
(3)[6][7]当金属块浸没于酒精中,酒精的密度小于水的密度,排开液体的体积相同,根据阿基米德原理可知,金属块在酒精中受到的浮力小于在水中的浮力,根据称重法可知,弹簧测力计的示数会比图D中大,由此可知,物体在液体中受到浮力大小与液体的密度有关。
(4)[8]由(1)可知金属块浸没在水中时所受的浮力为1N,由可得,物体排开的水的体积即物体的体积为
金属块没有浸入液体中时,电子秤受到的压力
金属块浸没在液体中时,电子秤受到的压力为
已知电子秤示数前后变化了105g,则电子秤受到压力的变化量
即
由可得,液体的密度
4. 2.8 排开液体的体积 见解析 1.2
【详解】(1)[1]该弹簧测力计的分度值为0.1N,则读数为2.8N。
(2)[2]根据A、B、C三图的实验数据可知,物体浸入水中的体积不同,弹簧测力计的示数不同,根据F浮=G-F可知,物体受到的浮力大小不同,所以可以初步得出浮力大小与排开液体的体积有关。
(3)[3]由A、D两图可知,物体排开液体的体积不同,探究浮力大小与液体密度的关系时,应该控制排开液体的体积相同,所以无法根据A、D两图得出“浮力大小与液体密度有关”这一结论。
(4)[4]由图可知,物体的重力是2.8N,物体浸在盐水中,弹簧测力计的示数是1.6N,则此时物体受到的浮力
F浮=G-F4=2.8N-1.6N=1.2N
[5]测得物重为G,水的密度为ρ水,浸没在水中弹簧测力计示数为F水,则浸没在水中时,排开水的体积
浸没在盐水中示数为F盐水,则浸没在盐水中时,排开盐水的体积
物体浸没时排开液体的体积相同,则
解得盐水的密度表达式。
5. 0.6 物体排开液体的体积 无关 2.2 液体密度 1.5×103
【详解】(1)[1]由图甲可知圆柱体的重力为G=3N,由图乙可知弹簧测力计的示数F′=2.4N,则圆柱体受到的浮力为
F浮=G-F′=3N-2.4N=0.6N
(2)[2]比较图乙、丙可知,圆柱体排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,根据F浮=G-F可知,圆柱体受到的浮力不同,说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(3)[3]比较丙和丁可知,物体排开的液体的体积相同,液体的密度相同,物体所处的深度不同,弹簧测力计示数相同,浮力相同,说明浮力的大小与物体浸没的深度无关。
(4)[4]图戊中圆柱体受到的浮力
F'浮=G-F盐水=3N-0.8N=2.2N
根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开的液体的重力,故圆柱体排开盐水的重力为2.2.N。
(5)[5]通过图丁、戊的探究,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,由称重法可知浮力大小不相等,说明浮力大小与液体的密度有关。
(6)[6]由图丁可知,圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数F″=1N,则物体受到的浮力
F浮′=G-F″=3N-1N=2N
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,圆柱体的体积
圆柱体的密度为
6. 排开液体体积 排开液体的密度 4 偏大
【详解】(1)[1]丙中正方体排开水的体积大,根据称重法测浮可知,丙中正方体受到的浮力大,分析图中乙、丙,说明浮力的大小与物体排开液体体积有关。
(2)[2]丁、戊中排开液体的体积相同,而盐水密度大于水的密度,根据称重法可知,两次实验正方体受到的浮力不同,故分析图中丁、戊,说明浮力的与排开液体的密度有关。
(3)[3]正方体物块浸没在水中时,由称重法测浮力,受到的浮力是
[4]若先完成实验丙,再完成实验甲,则正方体中沾有水,测出物体的重力偏大,根据称得法测得的浮力将偏大。
7. 1 物体排开液体体积 液体密度 变小 物体排开的液体受到的重力
【详解】(1)[1]由图A可知,物体的重力G=4N,由图D可知金属块浸没在水中时弹簧测力计的示数为
FD=3N
则物体全部浸没在水中所受的浮力
F浮=G-FD=4N-3N=1N
(2)[2]由A、B、C三个图可知,物体排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,受到的浮力不同,据此可得出物体受到的浮力大小与物体排开液体体积(或浸在液体中的体积)有关。
(3)[3]由A、D、E三图可知,物体排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,浮力不相同,故可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(4)[4]小霞将装满水的溢水杯放在升降台上,逐渐调高台面,物体排开水的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知,物体受到的浮力变大,因为弹簧测力计甲的示数为
F甲=G-F浮
所以弹簧测力计甲的示数变小。
(5)[5]根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小等于物体排开液体的重力,从而证明了浸入液体中的物体受到的浮力等于物体排开的液体受到的重力。
8. 2.4 1 A、B、C 液体的密度 1.1×103 见解析
【详解】(1)[1]由图A可知,弹簧测力计的分度值是0.2N,圆柱体重为2.4N。
(2)[2]由A、C弹簧测力计的示数可知,物块浸没在水中时所受的浮力为
(3)[3]由A、B、C三次实验,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
[4]分析A、D、E三次实验可知,物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体受到的浮力越大,说明浮力的大小与液体密度有关。
[5]D实验中物体浸没在水中,物体排开水的体积为物的体积,由得,物体的体积为
E实验中物体浸没在盐水中,物体排开盐水的体积为物的体积,此时物体受到的浮力为
盐水的密度为
(4)[6][7]把包菜轻轻放入浓盐水中漂浮时,包菜受到的浮力和包菜的重力平衡,即
取出包菜擦干,用刀沿记号将包菜切成a、b两块,用天平测出b块的质量为m2;由得,b块物体的体积为
物体密度的表达式为
9.(1);(2)
【详解】解:(1)根据阿基米德原理可知,此驱逐舰所受的浮力
(2)驱逐舰漂浮在海上,根据物体浮沉条件可得,此驱逐舰的重力
答:(1)此驱逐舰所受的浮力为;
(2)此驱逐舰的重力为。
10.(1)1.5m;(2)2×104N
【详解】解:(1)由图乙可知,长方体A从下底面接触水面到刚好浸没所用的时间为
t=15s-10s=5s
根据可得,长方体A的高度为
s=vt=0.3m/s×5s=1.5m
(2)由图乙可知,前10s钢缆绳的拉力不变,等于长方体A的重力,此时长方体在水面以上,所以拉力与重力是一对平衡力,则
G=F=3×104N
10~15s,钢缆绳的拉力减小,是A从与水面接触到完全浸没,由图可知,当A完全浸入水中时,拉力F′=1×104N,所以长方体A浸没在水中后受到的浮力为
F浮=G-F′=3×104N-1×104N=2×104N
答:(1)长方体A的高度为1.5m;
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力为2×104N。
11.(1)2×10-4m3;(2)2N;(3)8N
【详解】解:(1)由题意可知,金属块浸没在水中,金属块排开水的体积,即为它自身的体积,圆柱形容器内水面由16cm上升到20cm,容器内底面积为50cm2,排开水的体积为
金属块排开水的体积为2×10-4m3。
(2)由(1)解析可知,金属块排开水的体积为2×10-4m3,g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3,根据阿基米德原理可知,金属块所受浮力
金属块所受浮力为2N。
(3)要求弹簧测力计的示数,即求测力计的拉力,对金属块受力分析,它受到重力、浮力、拉力的作用,三力平衡,可得
代入数据,解得,即弹簧测力计的示数为8N。
答:(1)金属块的体积为2×10-4m3;
(2)金属块受到的浮力为2N;
(3)弹簧测力计的示数为8N。
12.(1)1000Pa;(2)5N;(3)0.7×103kg/m3
【详解】解:(1)将容器放入装有水的烧杯内,容器底距离水面的深度
h=10cm=0.1m
容器下表面受到水的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
(2)容器漂浮在水中,排开水的体积
V排=Sh=50cm2×10cm=500cm3=5×10-4m3
容器受到水的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N
容器漂浮在水中,容器和液体受到的总重力等于浮力,由题可知容器质量可忽略不计,则容器内液体的重力
G液=F浮=5N
(3)容器在金属球拉力的作用下,仍然漂浮在水中,对容器进行受力分析可得
F浮′=G液+F拉=5N+2N=7N
由阿基米德原理F浮′=ρ水gV排′可得
容器内的液面和烧杯中的水面恰好相平,则
V液=V排′=7×10-4m3
液体的重力G液=5N,则
由密度公式可得
答:(1)水对容器下表面的压强为1000Pa;
(2)容器内液体的重力为5N;
(3)容器内液体的密度为0.7×103kg/m3。
13.(1)8N;(2)10-3m3;(3)0.6×103kg/m3;(4)200Pa
【详解】解:(1)由图可知,A、B整体漂浮在水面上,则此时木块A受到的浮力为
F浮=GA+GB=6N+2N=8N
(2)由阿基米德原理可知,此时木块A排开水的体积为
所以木块A的体积为
(3)由
G=mg=ρVg
可知,木块A的密度为
(4)因为容器为柱形容器,A、B整体漂浮在水面上,所以水对容器底的压力等于A、B及水的重力之和,若取走B,水对容器底部压力减小量为
ΔF=GB=2N
所以取走B,水对容器底部压强的减小量为
答:(1)此时木块A受到的浮力大小为8N;
(2)木块A浸入水中的体积为10-3m3;
(3)木块A的密度为0.6×103kg/m3;
(4)若取走合金块B,水对容器底部压强的变化量为200Pa。
14.(1);(2);(3)
【详解】解:(1)容器放在水槽中,容器下表面所处的深度
容器底部受到水的压强为
(2)容器排开水的体积
容器受到水的浮力为
(3)从容器中取出的液体后,容器下表面所处的深度 容器减少的浮力为
减小的浮力等于减小的重力,所以
所以
即
答:(1)水对容器下表面的压强;
(2)容器受到的浮力;
(3)液体的密度为。
15.(1)2.88N;800Pa;(2)3.24N;900Pa;(3)1cm
【详解】解:(1)由题意知向容器中加入248g清水,根据密度公式可得水的体积为
薄壁容器上面部分为正方体形状,边长l1=4cm,下面部分也为正方体形状,边长l2=6cm,因此上部分和下部分的体积可得
上下部分的横截面积为
假设现在容器中的液面高度为h,则有下式
故,即液面的高度为8cm。再由液体压强公式
再根据液体压强与压力的公式
(2)桌面受到的压力水的重力加上容器的重力,故
桌面受到的压强
(3)木块放置在水面上漂浮,受力分析得
再根据阿基米德原理
故上升的高度为
答:(1)2.88N;800Pa;(2)3.24N;900pa;(3)1cm
16.(1)0.5;(2)2;(3)
【详解】(1)当物块没有浸入水中时,弹簧测力计的示数即为物块的重力,即
故此物块的质量,由得
(2)物块完全浸没时受到的浮力
(3)根据可得,物块排开水的体积
物块完全浸没在水中,故物块的体积
则物块的密度
答:(1)物块的质量为2.5kg;
(2)此时物块受到的浮力为2N;
(3)物块的密度为。
答案第1页,共2页
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