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.如图所示,是同学们在“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。图甲、乙、丙容器中装的液体是水,图丁容器中装的液体是酒精,F1、F2、F3、F4分别是图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数。请回答以下问题:
(1)当物体完全浸没在水中时所受的浮力为 N;
(2)分析图中乙、丙两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与 有关;分析图中丙和丁两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与液体密度有关,采用的探究方法在研究物理问题时经常用到,称为 法。
2.为了验证浸入液体中的物体所受浮力的大小是否跟物体的密度以及浸入液体中的深度有关,小明同学选择了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块进行了如下实验。(ρ铜>ρ铁)
A.B.C.D.E.
(1)对比A和E图,B和D图:请你算出铜块在水中受到的浮力 N,铁块在水中受到浮力为 N,由此可以得出:物体所受的浮力大小与物体的密度 (选填“有关”或“无关”);
(2)分析图中B、C、D图你会发现:随着物体浸入液体深度的增加,物体所受到的浮力变大,于是小明同学得出结论:浮力的大小跟浸入液体中的深度有关,深度越深浮力越大。你认为小明的结论是 (选填“正确”或“错误”)的;
(3)小明发现利用以上实验步骤还能求出铜块的密度,请你帮帮助小明写出ρ铜的计算过程? ;
(4)看完小明的实验探究后,喜欢物理的小明他爹制作一个简易密度计,他爹在一根粗细均匀的饮料吸管的下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,塞入金属丝的目的是吸管能竖直漂浮在液体中;
(5)小明他爹将吸管放到水中的情景如图a所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图b所示,测得浸入的长度为h,ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液 ρ水(填“=”“>”或“<”),h与ρ水、ρ液及H的关系式是h= 。
3.小强同学在探究影响浮力大小的因素时,做了下图所示的实验,请你根据小强的实验探究回答下列问题:
(1)实验步骤C与E的数据表明:浮力大小与 有关;根据A与E两图所标的实验数据可知:物体浸没在盐水中所受的浮力大小为 N。
(2)小强对ABCD四个步骤进行分析时,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关,对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而 ,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度 。
(3)根据小强的实验数据可知:物块A的体积是 m3,盐水的密度为 kg/m3。
4.兴趣小组探究“浮力的大小跟那些因素有关”:
(1)如图甲所示,圆柱体浸没在水中时受到的浮力是 N。要探究“浮力的大小与液体密度的关系”,可以选择图中的A和 、 进行探究;
(2)小明比较A、B、C的实验结果,得出浮力的大小与物体浸入液体的深度有关,他的结论是错误的,原因是 ;
(3)如图乙,根据实验数据画出圆柱体受到的拉力、浮力与深度的关系图象,表示拉力与深度的关系的图线是 ;
(4)小明思考:50g的水能否托起100g的水?设计实验:如图丙所示,在相同的薄塑料杯a、b(杯的质量不计)中分别装入50g、100g的水,将b放入a中,发现b漂浮在a中,这时a中水对b产生的浮力为 N,则液体 (“能”或“不能”)产生比自身重力大的浮力。
5.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。
6.如图所示进行的是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验。(,)
(1)分析A、C两图可得,金属块浸没在水中时,受到的浮力是 N,C图中金属块的上表面刚好与水面相平,其下表面受到水的压力为 N;
(2)某同学对比A、B、C三图,得出“浮力大小跟深度有关”的错误结论,是因为实验中没有控制 一定。实际上“浮力大小与物体浸没的深度 (选填“有关”或“无关”);
(3)由上述步骤可求出物体的体积为 ,金属块的密度是 ;
(4)对比 三图,可得出浮力大小与液体的密度有关,求出酒精的密度为 。
7.小梦在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关;
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关;
猜想3:浮力的大小可能与排开液体的体积有关。
(1)如图1所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力,这个事实可以支持以上猜想 (选填序号);
(2)分析比较图2甲中①②④⑥实验,发现浮力的大小与物体的重力 (选填“有关”或“无关”),这个过程需要控制铜块和铝块的 相同;
(3)分析比较实验序号 可验证猜想1;
(4)比较①③④三次实验是为了探究浮力的大小与 的关系,根据数据,可以得出实验结论 ;
(5)分析①④⑤三次实验可知,铜块浸没在水中时受到的浮力为 N,且浸没在水中的物体所受浮力的大小与 无关。
8.如图所示,为了探究浮力的大小,某同学将一个挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中,分别记下圆柱体下表面所处的深度h、弹簧测力计相应的示数F,并将实验数据记录在下表中。
(1)如图是第2次实验的情景,金属块的重力为 N,此时金属块所受浮力的大小为 N。
(2)分析表中第4次和第5次实验数据,说明浸没在液体中的物体受到的浮力大小与深度 (选填“有关”或“无关”)。
实验次数
1
2
3
4
5
6
h/cm
0
4
8
10
12
16
F/N
6.75
5.75
4.75
4.25
4.25
2.00
(3)第6次实验中,金属块所受浮力的大小为 N,容器底对金属块的支持力大小为 N。
二、计算题
9.如图所示,小明将一个体积为120cm3,密度为0.95×103kg/m3的桔子放在水中,处于漂浮状态,(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)桔子在水中受到的浮力;
(2)桔子浸入水中的体积;
(3)若想将其刚好压至浸没,需要至少在桔子上方施加多大的力。
10.如图甲所示,用弹簧测力计悬挂一实心物块,从盛水的烧杯上方某一高度匀速下降,直至浸没于水中并继续匀速下降(物块未与烧杯底接触)。物块下降过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面下移的高度h的关系如图乙所示。(忽略液面高度的变化)求:
(1)物块的质量;
(2)物块的体积;
(3)物块刚好完全浸没时,水对物块下表面的压强。
11.一个质量为160g的金属块浸没在盛满水的烧杯中时,从杯中溢出了20g水。(,g取10N/kg)求:
(1)金属块所受重力G;
(2)该金属块所受的浮力;
(3)该金属块的体积;
(4)该金属块的密度。
12.如图所示,物体重为12牛、排开水的体积为1×10-3米3,现在它浸在水中时。求:
(1)物体所受的浮力F浮。
(2)弹簧测力计的示数F拉。
13.如图所示,弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量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;图乙是弹簧测力计示数 F 与物体下降高度h 变化关系的图像,求:
(1)物体的质量为多大?
(2)物体的密度为多大?
(3)物体刚刚浸没在水中时,其下表面受到水的压力为多大?
14.如图示,一重为0.4N的木块轻放入盛有水的杯子中后静止在水面上,已知杯子的底面积为0.01m2,水深0.2m,水的密度为1.0×103kg/m3.求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块浸入水中的体积;
(3)杯底受到水的压力.
15.用阿基米德原理测量未知液体的密度。实验步骤:①把实心铁块用细绳悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铁块在空气中时弹簧测力计的示数是4.74N,②把该铁块浸没在待测液体中时弹簧测力计的示数是4.11N(不计细线的质量,铁的密度为7.9×103kg/m3)求:
(1)铁块受到的浮力;
(2)铁块的体积;
(3)待测液体的密度是多少?
16.如图甲所示,质量为270g的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触某未知液体的液面。现将铝块缓慢浸入液体,弹簧测力计的示数随浸入深度的变化规律如图乙所示,已知,求:
(1)铝块的体积;
(2)铝块浸没时所受浮力;
(3)液体的密度。
试卷第1页,共3页
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《2025年中考物理复习专题:浮力计算题、实验题》参考答案
1. 2 排开液体体积 控制变量
【详解】(1)[1]根据称重法测浮力,根据图甲可知:,由图甲、丙两图可知,物体浸没在水中所受浮力
(2)[2][3]由乙、丙图可知,液体的密度不变,排开液体的体积不同,浮力不同,所以可以研究浮力与排开液体体积的关系,得出的结论是:当物体所受浮力的大小与排开液体体积有关;这种实验方法我们称之为控制变量法。
2. 0.5 0.5 无关 错误 没有控制变量,必须在排开液体体积相同的情况下进行实验 <
【详解】(1)[1]根据称重法,由图A、E得,铜块所受到的浮力
F铜=G铜-F1=4.4N-3.9N=0.5N
[2]铁块所受浮力为
F铁=G铁-F2=4.0N-3.5N=0.5N
[3]密度不同的铜块和铁块浸没在水中,所受的浮力相同,由此可以得出:物体所受的浮力大小与物体的密度无关。
(2)[4]而在B、C、D三步的对比分析中,小刚得出的结论是不对的,物体没有浸没时,深度变化的同时,排开液体的体积也在变化。错误在于没有控制变量,必须在排开液体体积相同的情况下进行实验。
(3)[5]根据G=mg知铜块的质量为
根据F浮=ρgV排可知铜块的体积为
铜块的密度为
(5)[6]由于吸管在(a)、(b)图中均漂浮,所以
F浮=G
则在水和另一种液体中受到的浮力相等,据F浮=ρgV排知,及排开水的体积与排开液体的体积关系
V排a>V排b
所以
ρ水<ρ液
[7]设吸管的底面积为S,根据物体浮沉条件可知
F浮水=F浮夜
即
ρ水gSH=ρ液gSh
解得
3. 液体密度 2.4 增大 无关 2×10-4 1.2×103
【详解】(1)[1]比较C、E两幅图,物体分别浸没在水和盐水中,排开液体的体积相同,液体的密度不同,测力计的示数不同,说明受到的浮力不同,可知浮力大小与液体的密度有关,所以实验步骤C与E的数据表明:浮力大小与液体密度有关。
[2]由A图可知,G=8N;由E图可知,F=5.6N,所以物体浸没在盐水中所受的浮力
F浮盐=G-F=8N-5.6N=2.4N
(2)[3]由步骤B、C可知,物体在液体中浸入深度改变的同时,其排开液体体积是变化的,因此实验表明:浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大。
[4]当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,物体在液体中浸没的深度不同时,由C、D两图弹簧测力计的示数相同可知,浮力的大小相同,由此可得出结论:当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同时,浮力的大小与深度无关。
(3)[5]由AD两图可得,物体浸没在水中受的浮力
F浮水=G-F′=8N-6N=2N
物体体积
V=V排=
[6]盐水的密度
4. 1.6 C D 没有控制排开液体体积相等 ② 1 能
【详解】(1)[1]由图A和C可知,圆柱体完全浸没在水中后,圆柱体受到水的浮力为
F浮=G-F水=2.0N-0.4N=1.6N
[2][3]探究浮力与液体密度的关系时,应该控制排开液体的体积相同,液体的密度不同,应该选A、C、D进行比较。
(2)[4]要探究物体所受浮力的大小与浸没深度的关系,需要液体的密度相同、物体排开液体的体积相同、物体浸入液体的深度不同,图B、C,液体的密度相同,物体浸入液体中的深度和排开液体的体积都不同,所以得出浮力的大小与物体浸入液体的深度有关的错误的。
(3)[5]浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,当物体逐渐浸入液体中时,排开液体的体积变大,浮力变大,当物体全部浸没在液体中后,所受浮力不再变化,根据称重法可知弹簧测力计的示数
F=G-F浮
所以弹簧测力计的示数先变小,再不变,对应的图线为②。
(4)[6][7]a杯中水的重力
Ga=mag=50×10-3kg×10N/kg=0.5N
因为b杯浮在a杯中,由物体的漂浮条件可知,a杯中水产生的浮力
F浮=Gb=mbg=100×10-3kg×10N/kg=1N>0.5N
因此液体能产生比自身重力大的浮力。
5. 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。
6. 1 1 物体排开液体的体积 无关 4 A、C、E
【详解】(1)[1]由图A知物体的重力为4N,由A、C知,金属块完全浸没后,受的浮力为
[2]浮力产生的原因是物体上、下表面受到的压力差,C图中金属块的上表面刚好与水面相平,此时其上表面受到的压力为0,下表面受到水的压力为
(3)[3]通过比较A、B、C三幅图可知,物体处于液体中不同深度时,其实物体排开液体的体积也是不同,没有控制物体排开液体的体积一定;故得出浮力的大小与浸在液体中深度有关的结论是错误的。
[4]为了探究浮力与深度的关系,应该选择序号A、C、D实验,因C、D实验中测力计示数相同,故受到的浮力相同,即发现浮力大小与浸没的深度无关。
(3)[5]金属块浸没在水中受到的浮力为,根据浮力公式得,金属块的体积
[6]金属块的质量
金属块的密度
(4)[7]对比A、D、E三图可知,金属块浸没在液体中的体积相同,液体的密度不同,金属块完全浸没后,测力计的示数不同,金属块受到的浮力不同,可得出浮力大小与液体的密度有关。
[8]根据A、E两图所示的实验数据可知,物体浸没在酒精中所受的浮力
则酒精的密度为
7. 3 无关 体积 ①④⑦ 排开液体体积 在液体密度相同时,排开液体的体积越大,浮力越大 1 深度
【详解】(1)[1]如图所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,它排开水的体积越大,而手会感到越吃力,则说明饮料罐受到的浮力增大,可以证明浮力大小与物体排开液体体积有关,即验证猜想3。
(2)[2][3]铜块受到的重力为G铜=9N,铝块受到的重力为G铝=2.8N,重力不相等;根据称重法,由①、④知铜块受到的浮力为
F铜浮=F1-F4=9N-8N=1N由②、⑥知铝块受到的浮力为
F铝浮=F2-F6=2.8N-1.8N=1N浮力相等,所以物体受到的浮力大小与物重无关,根据控制变量法的要求,在探究时,需要控制铜块、铝块的体积相同。
(3)[4]要验证猜想1,即验证浮力的大小可能与液体的密度有关,需要控制排开液体的体积相同、物体的种类相同,改变液体的密度,实验①④⑦符合题意。
(4)[5][6]比较①③④三次实验知液体的密度相同,排开液体的体积不相同,弹簧测力计的示数不相同,物体受到的浮力不同,这是为了探究浮力的大小与排开液体的体积的关系;根据①③④三此实验数据可知:在液体密度相同时,排开液体的体积越大,浮力越大。
(5)[7][8]根据称重法,由①、④和①、⑤知铜块受到的浮力都为1N;比较①④⑤三次实验可知,液体的密度相同,排开液体的体积也相同,液体的深度不同,但浮力相同,故比较①④⑤三次实验可知,浸没在水中的物体所受浮力的大小与深度无关。
8. 6.75 1 无关 2.50 2.25
【详解】(1)[1][2]根据第1次实验可得出物体的重力为6.75N,第2次实验中
则物体所受的浮力
(2)[3]分析表中第4次和第5次实验数据可以看出,物体深度增加,浮力不再变化,说明浸没在液体中的物体受到的浮力大小与深度无关。
(3)[4][5]第4次实验中,物体已完全浸没,故到第6次实验时,其浮力不再增加,仍为
此时金属块沉在了水底,容器底对金属块的支持力大小为
9.(1);(2);(3)
【详解】解(1)桔子体积为
密度为
根据公式可得其质量和重力
因为桔子密度小于水的密度,故其静下来一定是漂浮,故其所受浮力等于自身重力
(2)桔子浸入水中的体积为,根据阿基米德原理
故
(3)若想将其刚好压至浸没,此时排开液体的体积为,根据阿基米德原理可得其受到浮力为
此时根据受力平衡
由上式可得
答:(1)桔子在水中受到的浮力;
(2)桔子浸入水中的体积;
(3)若想将其刚好压至浸没,需要至少在桔子上方施加力。
10.(1)1.2kg;(2);(3)
【详解】解:(1)由图可知,AB段测力计示数不变,说明物体没有浸入水中,此时物体受到的拉力等于物体的重力,故物体的重力为12N,则物体的质量为
(2)由图可知,CD段测力计的示数不变,说明物体已完全浸没,排开水的体积等于物体的体积,则物体的体积为
(3)由图可知,B点下表面刚接触水面,C点物块刚好完全浸没,忽略液面高度的变化,所以下表面与水面相距4cm,水对物块下表面的压强为
答:(1)物块的质量为1.2kg;
(2)物块的体积为;
(3)物块刚好完全浸没时,水对物块下表面的压强为。
11.(1)1.6N;(2)0.2N;(3)0.2×10-4m3;(4)8×103kg/m3
【详解】解:物体的质量
溢出水的质量
(1)金属块所受重力
(2)根据阿基米德原理,金属块所受的浮力
(3)由可得
因为金属块完全浸没,所以金属块的体积为
(4)金属块的密度为
答:(1)金属块所受重力1.6N;
(2)该金属块所受的浮力0.2N;
(3)该金属块的体积;
(4)该金属块的密度8×103kg/m3。
12.(1)9.8牛
(2)2.2牛
【详解】(1)物体所受的浮力
(2)由称重法测浮力知道
故弹簧测力计的示数
13.(1)0.9kg;(2)2.25103kg/m3;(3)4N
【详解】解:(1)由图像可知,当h4cm 时,弹簧测力计示数为9N不变,此时物体未与水接触,由二力平衡条件可知,物体的重力为
G F 9N
故物体的质量为
(2)当h8cm时,弹簧测力计示数为5N不变,此时物体浸没在水中,则物体浸没时受到的浮力为
F浮 G F 9N 5N 4N
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,故由F浮 液gV得,物体的体积为
故物体的密度为
(3)由图像可知,物体刚浸没时其上表面受到水的压力为0N,由浮力产生的原因可知,下表面受到水的压力为
F下F浮+F上4N+0N4N
答:(1)物体的质量为0.9kg;
(2)物体的密度为2.25103kg / m3;
(3)物体刚刚浸没在水中时,其下表面受到水的压力为4N。
14.(1)0.4N (2)V排=m3 (3)20 N
【详解】(1)由题意可知,木块在水中是漂浮的,浮力等于重力为0.4N;(2)由阿基米德原理可得木块浸入水中的体积为V排=F浮/(ρ水 g)=0.4N/(1.0×103 kg/m3×10N/kg) =4.0×10-5m3;(3)水对杯底的压强p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa,所以杯底受到水的压力F=pS=2000Pa×0.01m2=20N.
15.(1)0.63N;(2)6×10-5m3;(3)1.05×103kg/m3
【详解】解:(1)根据称重法,铁块受到的浮力
(2)铁块的质量为
铁块的体积
(3)根据F浮=ρ液V排可知,待测液体的密度
答:(1)铁块受到的浮力为0.63N;
(2)铁块的体积为6×10-5m3;
(3)待测液体的密度是1.05×103kg/m3。
16.(1);(2)1.5N;(3)
【详解】解:(1)铝块的体积为
(2)铝块没有浸入水中时,由图可知铝块重力与弹簧测力计示数相等,即重力为3N,铝块完全浸没后弹簧测力计示数为1.5N,则铝块浸没时所受浮力为
(3)铝块完全浸没后,排开液体体积与自身体积相等,则液体密度为
答:(1)铝块的体积;
(2)铝块浸没时所受浮力1.5N;
(3)液体的密度。
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