内容正文:
考向五 浮 力
期末压轴题特训
1. 小明使用弹簧测力计、水和水杯帮妈妈粗略鉴定手镯的材质,如图所示,先将重5.4N的金属块和手镯用细线与弹簧测力计连接,再将手镯慢慢浸入水中,当手镯的一半浸入水中时弹簧测力计读数为9.4N,手镯刚好全部浸没时读数为9.2N,手镯为某单一材料制成。则该手镯用的材料可能为 银 。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(第1题)
银
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
材 料 密度/(kg·m-3)
铜 8.9×103
银 10.5×103
金 19.3×103
铂 21.4×103
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
2. 如图甲所示为一个浮力感应装置,竖直细杆的上端通过力传感器连在天花板上,传感器可以显示出细杆的上端受到作用力的大小,下端与物体M相连,细杆及连接处的重力可忽略不计,向图甲所示的空水箱中加水直到刚好加满,图乙是力传感器的示数大小随水箱中加入水的质量变化的图像,则物体M的重力为 2 N,浸没时受到的浮力为 1 0 N;当向容器中加水 2.4 kg时,传感器的示数为0。
2
10
2.4
(第2题)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
3. (2024·绥化)如图所示,一长方体物块漂浮在水面上时,物块露出水面的体积是总体积的;当它漂浮在另一液面上时,浸入液体的体积是总体积的。水和液体对物块下表面的压强分别为p1和p2,则p1 = (>/=/<)p2,杯中液体的密度是 1.2×103 kg/m3。(物块质量分布均匀,且不吸水和另一液体)
=
1.2×103
(第3题)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
4. (2024·淮安)如图所示,甲、乙两个相同的容器分别盛有体积相同的水和盐水,静置在水平面上。现将一个杯子和一个木块以两种方式分别放在甲、乙两个容器中,甲中杯子静止时漂浮在水面上,乙中木块紧贴杯底(杯中无气体)并与杯子一起悬浮在盐水中。下列说法中,正确的是( C )
(第4题)
C
A. 甲容器对水平面的压强大于乙容器对水平面的压强
B. 木块在甲容器中受到的浮力大于在乙容器中受到的浮力
C. 甲容器中液面上升的高度大于乙容器中液
面上升的高度
D. 将乙容器中的杯子轻轻向下推动少许,
杯子和木块将沉到容器底
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
5. (2024·武汉)如图甲所示,水平桌面上有一个质量为100g、底面积为10cm02的圆柱形平底薄壁溢水杯,杯底上表面到溢水口的距离为15cm,杯中装有部分水,此时溢水杯对桌面的压强为p0。将挂在弹簧测力计下端密度为ρ的圆柱体从水面上方逐渐浸入水中,当圆柱体一半浸在水中时,圆柱体下表面受到的压力为F1,水对溢水杯底部的压强为p1;当圆柱体浸没在水中时,如图乙所示,弹簧测力计的示数为2.4N,溢出到小桶中的水重为1N,圆柱体下表面受到的压力为F2,溢水杯对桌面的压强为p2。已知p2=p0+200Pa,下列结论中,正确的是(g取10N/kg)( D )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
A. ρ=2.2g/cm3 B. p1=1.5×103Pa
C. p2=1.84×103Pa D. F2-F1>1.5N
(第5题)
答案:D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
6. (2024·兰州)将质量相等的实心物体A、B分别放入装有甲、乙两种不同液体的容器中,已知两液体质量相等,两容器底面积相等但形状不同,A、B两物体静止时的状态如图所示,此时两容器中的液面恰好相平。下列说法中,正确的是( A )
A. A物体体积大于B物体体积
B. 甲液体密度大于乙液体密度
C. A物体所受浮力小于B物体所受浮力
D. 甲、乙两液体对容器底部的压强相等
(第6题)
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
7. (2024·泸州)中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。进行战备训练时,下列对该核潜艇的说法,正确的是( C )
A. 通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B. 在水面下匀速下潜过程中,受到的浮力增大
C. 从长江潜行进入东海时,需要往水舱内注水
D. 从长江潜行进入东海时,受到的浮力会变小
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
8. (2024·菏泽)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图所示的操作。
(第8题)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
根据上述实验步骤,回答下列问题:
(1) 步骤A中金属块重 2.6 N。
(2) 步骤B中金属块受到的浮力为 0.4 N。
(3) 分析 A、C、D 三步骤的数据,初步得出浮力大小与液体密度有关。
2.6
0.4
A、C、D
(第8题)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
(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 大于 (大于/等于/小于)1.6N。
(5) 结合已学知识,根据步骤A、C,计算出金属块的体积为 1 0-4 m3。(ρ水=1.0×103kg/m2,g取10N/kg)
大于
10- 4
(第8题)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
9. 小华利用量筒、水测量小瓷杯的密度,如图所示,请将实验步骤补充完整,水的密度为ρ水。
(1) 如图甲所示,向量筒中倒入适量的水,读出水面所对刻度V1。
(第9题)
(2) 如图乙所示,将小瓷杯杯口朝上,使其漂浮在水面上,读出水面所对刻度V2。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
(3) 如图丙所示,用细铁丝将小瓷杯压入水中,使其 浸没 , 读出水面所对刻度V3。
(4) 小瓷杯密度的表达式ρ= ρ水 。(用V1、V2、V3和ρ水表示)
浸没
ρ水
(第9题)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
(5) 若步骤(2)中,不小心使量筒中的水进入了小瓷杯(小瓷杯仍漂浮),则所测小瓷杯的密度 不变 (偏大/不变/偏小)。
不变
(第9题)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
10. 小明利用18cm长的吸管、细铜丝、石蜡等材料自制密度计。
(1) 在制作密度计的过程中,需要一个盛放液体的容器。现有250mL的量筒和400mL的烧杯可供选择,则小明应选择 250mL的量筒 。
250mL的量筒
(2) 小明将自制的密度计放入水中,发现密度计不能直立漂浮,其原因可能是 重心偏上 。改进实验后,小明将密度计放入水中,用刻度尺测出吸管露出水面的长度是10.8cm,则吸管浸入水中的深度h水= 7.2 cm。小明将该密度计放入某液体中,吸管浸入液体的深度为9cm,则此液体的密度是 800kg/m3 。(ρ水=1.0×103kg/m3)
重心偏上
7.2
800kg/m3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
(3) 小明的同学也用吸管制作了密度计,他发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大。为此同学们提出了如下改进方案,其中可行的是 B (填字母)。
A. 换大的容器做实验 B. 换细的吸管制作密度计
C. 换稍长的吸管制作密度计 D. 适当减小密度计的配重
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
11. (2024·安徽)某兴趣小组要测量一金属块的密度,设计了如下方案:将装有适量细沙的薄壁圆筒,缓慢竖直放入盛有适量水的、水平放置的长方体透明薄壁容器中,待圆筒静止后,在圆筒上对应水面的位置标记一点A,并在长方体容器上标出此时的水位线MN(如图甲);然后将待测金属块用细线悬挂在圆筒下方,缓慢竖直放入水中,圆筒静止后(金属块不接触容器底部),在长方体容器上标出此时的水位线PQ(如图乙);再向长方体容器中缓慢注水至圆筒上的A点与MN在同一水平面上(如图丙)。测出PQ与此时水面的距离为h1,与MN的距离为h2。若圆筒的底面积为S,长方体容器的底面积为4S,A点到圆筒底部的竖直距离为h,不计细线的质量和体积,已知ρ水和g。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
(1) 求图甲中圆筒和细沙总重力G的大小(用题中给定的物理量符号表示)。
解:(1) 图甲中圆筒漂浮,圆筒和细沙的总重力G=F浮=ρ水gV排=ρ水gSh
(第11题)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
(2) 求金属块的体积V(用题中给定的物理量符号表示)。
解:(2) 由题意可知,图乙与图丙中的A点到水面的距离相等,则图乙中A点到水面PQ的距离为h1+h2,A点到MN的距离为h1,图乙和图甲相比,ΔV排=ΔV筒浸+V,金属块的体积V=ΔV排-ΔV筒浸=4Sh2-S(h1+h2)=3Sh2-Sh1=S(3h2-h1)
(第11题)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
(3) 若h1=0.07m,h2=0.03m,ρ水=1.0×103kg/m3,求金属块的密度ρ。
解:(3) 由图甲、乙可知,金属块的重力G金属=ΔF浮=ρ水gΔV排=4ρ水gSh2,金属块的质量m金属===4ρ水Sh2,代入数据得金属块的密度ρ=====6×103kg/m3
(第11题)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
$$