内容正文:
2025年中考物理强基训练:流体的力现象 实验题、计算题
一、实验题
1.如图所示是小明用圆柱体、弹簧测力计、烧杯、水等,探究影响浮力大小因素实验的示意图
(1)分析图a、c、 中弹簧测力计的示数可知:浮力的大小与物体浸入液体中的深度无关.
(2)分析图a、b、c中弹簧测力计的示数可知:浮力的大小与 有关.
(3)在探究浮力大小与物体的密度是否有关时,小明用 相等的钢、铁圆柱体各个做实验,在测量浮力时,应使它们浸没在水中.
(4)小明分析图b、c得出,浮力的大小与圆柱体下表面所受液体压强有关.而图 的实验却推翻了小明的结论.
2.为研究物块浸入水中时,物块的密度对其在水中最终状态的影响,某小组同学选用若干体积相同、密度不同的实心物块和足够的水进行实验.实验中他们分别将物块A、B、C和D浸入水中,待其最终静止,并将此时观察到的实验现象记录如图(a)、(b)、(c)和(d).已知物块密度跟水密度的情况是ρA>ρ水>ρB>ρC>ρD.
(1)分析比较图中(a)和(b)或(a)和(c)或(a)和(d)现象及相关条件,可得出的初步结论是:当物块密度大于水的密度时,物块最终静止在容器底部; .
(2)分析比较图中(b)和(c)和(d)现象及相关条件,可得出的初步结论是:当物块漂浮在水中时,
3.在学习浮力的知识后,小华尝试将装有金属颗粒的试管作为实验仪器来比较液体密度的大小。现将该仪器分别置于甲、乙两种液体中,仪器均处于静止状态,此时用笔标记所记液面位置分别为A、B,如图(a)、(b)所示。
①以图(a)为例,尝试写出并分析该仪器静止时所受力的情况;
②根据图(a)、(b)所示现象,结合相关知识判断甲、乙液体密度大小的关系。 (需写出判断的过程)
4.探究流体的压强与流速的关系.
【提出问题】气体的压强是不是与气体的流速有关系?有什么关系?
【设计实验和进行实验】
(1)如图所示,取两张白纸,让其平行地自然下垂,向两纸中间用力吹气;
(2)你观察到的现象是 ;
【分析和论证】你通过本实验可以得出的初步结论是 ;
【评估与交流】请你联系实际,举出一个生产、生活中与此知识有关的实例:
.
5.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下猜想:猜想A:可能与物体浸没液体的深度有关;猜想B:可能与物体排开液体的体积有关;猜想C:可能与液体的密度有关;为了验证上述猜想,李明利用如图所示的装置,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。
(1)分析图a和b、c,可知猜想 (选填序号)是正确的;
(2)分析图a和 ,可得出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)分析图a和d、e、f,可得出浮力的大小与液体的密度之间的关系是:物体排开液体的体积相同时, ;
(4)若圆柱体浸在液体中,不小心碰到容器的底部,则测得的圆柱体的浮力 (选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
二、计算题
6.重为8牛的物体,其体积为1×10−3米3,用手把它浸没在水中。求:
①该物体所受浮力F浮的大小;
②放手瞬间,该物体所受合力F合的大小及方向。
7.如图所示,将一边长为0.1m的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中.木块静止时,从杯中溢出水的重力为6N.求:
(1)木块所受的浮力;
(2)木块下表面所受水的压强.
8.质量为356克的铜块浸没在水中,所受浮力多大?(ρ铜千克/米)
9.如图甲所示,是一圆柱形容器,放在水平桌面上,内装有25cm深的液体,该液体对容器底部产生的压强为2000Pa。求:
(1)液体的密度;
(2)若将边长为10cm的正方体木块放入圆柱形容器中,如图乙所示,木块静止时,有一半的体积露出液面,此时木块受到的浮力大小;
(3)要使木块浸没至少需要施加多大向下的压力。
10.重为5N的长方体木块静止在水面上,浸入水中的体积占木块总体积的。(g取10N/㎏)
(1)求木块所受的浮力;
(2)木块被排开水的质量。
试卷第1页,共3页
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参考答案
1. d 物体排开的体积 体积 d
【详解】第一空.探究浮力与浸入深度关系,则除深度不同外其他条件应均相同,则应分析图a、c、d;
第二空.a、b、c三图除排开体积不同,其他条件均相同,则可知浮力大小与物体排开液体体积有关;
第三空.探究与物体密度的关系,则除了密度不同其他条件应均相同,故应使用体积相等的钢、铁圆柱体各个做实验;
第四空.由公式图d下表面所受压强大于图c下表面压强,但浮力相同,故可推翻小明的结论.
2. 当物块密度小于水的密度时,物块最终漂浮在水面上 体积相同的物体密度越小,浸入水中部分体积越小
【详解】①已知物块密度跟水密度的情况是ρA>ρ水>ρB>ρC>ρD,分析比较图中(a)和(b)或(a)和(c)或(a)和(d)现象及相关条件,可得出的初步结论是:当物块密度大于水的密度时,物块最终静止在容器底部;当物块密度小于水的密度时,物块最终漂浮在水面上.
②分析比较图中(b)(c)(d)的现象及相关条件,可得出的初步结论是:当物块漂浮在水中时,体积相同的物体密度越小,浸入水中部分体积越小.
【点睛】分析时参考物体的浮沉条件:浸没水中的物体,当物体的密度大于水的密度时,物体下沉到水底;当物体的密度小于水的密度时,物体将上浮,最后漂浮;当物体的密度等于水的密度时,物体悬浮.
3. 见详解 甲液体的密度大于乙液体
【详解】①[1]如图(a)所示,试管静止在甲液体中,受力平衡,受到的有竖直向上的浮力和竖直向下的重力作用,重力和浮力大小相等,方向相反,是一对平衡力。
②[2]因为试管和金属颗粒的总重力不变,试管和金属颗粒都是漂浮在液体中,受到的浮力等于重力,浮力保持不变,根据F浮=ρ液gV排,可知,浮力相等时,液体的密度越大,排开液体的体积越小,由图可知,V排甲小于V排乙,所以甲液体的密度大于乙液体。
4. 两张纸相互靠近 液体的流速越大,液体的压强越小 正在飞行的飞机
【详解】(1)没有吹气时,纸的中间和外侧的压强相等,纸在重力的作用下自由下垂.当向中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小.纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸在压力差的作用下向中间靠拢.
(2)飞机机翼就是利用流体压强与流速的关系所产生的升力升空的.
故答案为(1). 两张纸相互靠近 (2). 液体的流速越大,液体的压强越小 (3). 正在飞行的飞机
【点睛】掌握流体压强跟流速的关系,能用流体压强解释有关的问题.
5. B c、d 液体的密度越大,物体所受的浮力越大 偏大
【详解】(1)[1]分析图和、,物体浸入水中的体积越大,弹簧测力计示数越小,则物体受到的浮力越大,说明浮力大小与物体排开液体的体积大小有关,可知猜想是正确的。
(2)[2]探究浮力大小与浸没深度的关系,需要控制液体的密度和排开液体的体积不变,只改变浸没深度,故应分析图和、。
(3)[3]分析图和、、,物体排开液体的体积相等,盐水的密度最大,弹簧测力计示数最小,则物体在盐水中受到的浮力最大;酒精的密度最小,物体浸没在酒精中时,弹簧测力计示数最大,物体受到的浮力最小,则可得出浮力的大小与液体的密度之间的关系是:物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越大。
(4)[4]若圆柱体浸在液体中,不小心碰到容器的底部,弹簧测力计示数偏小,则根据可知测得的圆柱体的浮力偏大。
6.①9.8N;②1.8牛,竖直向上
【详解】解:①由题意可知,物体完全浸没在水中,所以
根据阿基米得原理可得
②完全浸没在水中的物体放手后会向上运动,在水中受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力,合力大小为
合力方向竖直向上。
答:①物体所受浮力F浮的大小为9.8N;
②放手瞬间,该物体所受合力F合的大小为1.8N及方向向上。
7.(1)6N(2)600Pa
【详解】(1).由阿基米德原理知道,木块所受的浮力等于溢出(排开)水的受到的重力,即
(2).根据题意知道,木块排开水的体积是:
=6×10−4m3
由于
V浸 =V排=6×10-4 m3 ,
s=a2 =(0.1m)2 =0.01m2,
所以,木块浸入水的深度是:
0.06m,
即木块下表面所受水的压强是:
.
答:(1).木块所受的浮力为6N;
(2).木块下表面所受水的压强600Pa.
8.0.392牛
【详解】铜块浸没在水中时,排开水的体积
V排=V==4×10-5m3,
所受浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×9.8N/kg×4×10-5m3=0.392N.
答:所受浮力是0.392N.
9.(1)0.8×103kg/m3;(2)4N;(3)4N
【详解】解:(1)已知液体的深度为
根据
可知,液体的密度为
(2)木块的体积为
木块浸在液体中排开液体的体积为
此时木块受到的浮力为
(3)木块原来漂浮,所以木块的重力为
木块全部浸没在液体中,此时排开液体的体积为
此时木块受到的浮力为
木块受到竖直向上的浮力和竖直向下的压力、重力的作用,由力的平衡条件可得压力为
答:(1)液体的密度为0.8×103kg/m3;
(2)木块受到的浮力大小是4N;
(3)要使木块浸没至少需要施加向下的压力为4N。
10.(1)5 N (2)0.5 kg
【详解】解:(1)因为木块漂浮在水面上,所以受到的浮力
(2)根据阿基米德原理和浮沉条件可知
故
答:(1)求木块所受的浮力为5N;
(2)木块被排开水的质量为0.5kg。
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