内容正文:
2025年中考物理强基训练:流体的力现象
一、单选题
1.在装满水的容器中,放入一质量为30g的实心物块,从容器中溢出20g水,则该物块在水中受到了多大的浮力?( )
A.0.1N B.0.2N C.0.3N D.0.5N
2.2022年秋季学期开始,劳动课程正式成为中小学的一门独立课程。小聪周末洗菜时发现盆中有的菜浮在水面,有的沉底,关于这一现象,下列说法正确的是( )
A.浮在水面的受浮力,沉底的不受浮力 B.浮在水面的不受浮力,沉底的受浮力
C.浮在水面与沉到盆底的菜都不受浮力 D.浮在水面与沉到盆底的菜都受浮力
3.将重6N的物体浸没在装满水的杯中,溢出了4N的水,物体受到的浮力是
A.10N B.6N C.4 N D.2N
4.某兴趣小组在探究“浮力大小的影响因素”的实验中,做了如图所示的实验,将同一 物体 A 逐渐浸入到密度为ρ的液体中,并通过观察弹簧测力计的示数的变化规律,得出 以下一些结论,正确的是( )
A.乙、丙对比可以得出浮力大小与液体密度有关
B.丙、丁对比可以得出浮力大小与浸入深度无关
C.丙、丁对比可以得出浮力大小与浸入体积无关
D.该实验可得出物体浸入液体的体积越大,浮力越小
5.如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N.下列说法错误的是
A.正方体受到的浮力为8N
B.液体的密度为0.8×103kg/m3
C.正方体上表面到液面的距离h=5cm
D.液体对物体下表面的压强为1.3×103Pa
6.在物理课堂上同学们做了如图甲所示的小实验,在水桶中装大半桶水,用手把空的饮料罐逐渐按入水中,在这个过程中同学们都有越来越费劲的感觉,同时观察到水面越来越高.由此同学们猜想浮力大小可能与物体排开液体的体积有关.同学们为验证猜想做了如图乙所示的实验,请你从中选出能验证猜想的操作是
A.①②③ B.②③④
C.③④ D.①②
二、填空题
7.原因法:F浮= 。
8.一个均匀圆柱体悬浮在液体中,如果把圆柱截为大小不等的两部分,再放入该液体中,则体积大的将 ,体积小的将 (均选填“上浮”、“下沉”、“悬浮”).
9.小明去海边游泳,他的感觉是“越往海水深处走,自己身体越轻”,请根据小明的感觉,提出一个可探究的科学问题:
10.图甲是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h的关系实验 装置,其中A是实心均匀圆柱形物体,用弹簧测力计提着物体A,使其缓慢浸入水中(水未溢出),得到F与h的关系图像如图乙中实线所示。
(1)物体A重为 N;
(2)浸没前,物体A逐渐浸入水的过程中,水对容器底部的压强将 (选 填“增大”或“减小”或“不变”);
(3)完全浸没时,A 受到水的浮力为 N;
(4)小勇换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图乙中虚线所示图像,则该液体密度为 kg/m3。
11.如图,将高为5cm的长方体木块缓慢放入盛满水的容器中,静止时木块在水面上漂浮,下表面到水面的距离为3cm,排开水的重力为3N。则木块下表面受到水的压强是 Pa,木块受到的浮力是 N,木块的质量是 kg,木块的密度是 kg/m3(,g取10N/kg)。
三、实验题
12.某同学按如图所示的装置进行“探究影响浮力大小的因素”的实验:
(1)分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与 有关;
(2)为了探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用 图装置进行操作.
(3)选用图甲、丁、戊可探究浮力大小与 的关系;
(4)物体浸没在水中时受到的浮力是 N,物体的体积是 m3;
(5)用图示实验数据还可测出盐水的密度为 kg/m3 .
13.某物理小组在“研究小球放入水中静止时,水对容器底部的压强增加量水及容器对水平面的压强增如量容与哪些因素有关”的实验中,选取了体积相同、密度不同的若干小球放入水中(水深大于小球直径,且水不溢出),如图所示,测出水对容器底部的压强增加量水及容器对水平面的压强增加量容,并将相关数据记录在表中。
实验序号
1
2
3
4
5
6
小球密度/kgm-3
0.2103
0.6103
0.8103
1.0103
1.2103
1.4103
小球没入水中的体积/cm3
100
300
400
500
500
500
水/Pa
98
294
392
490
490
490
容/Pa
98
294
392
490
588
686
(1)分析实验序号1、2、3中的数据,可知小球放入水中静止时,小球处于 (填“漂浮”、“悬浮”或“下沉”)状态,小球受到的浮力 (填“等于”、“大于”或“小于”)小球的重力;
(2)分析比较表中实验序号4与5与6中的数据及相关条件可知:浸入水中体积相同的小球,当球水时,水与球 (选填“有关”或“无关”);
(3)分析比较装中容与球的数据及相关条件可知:当小球没入体积相同时,容与球成 (选填“正比”或“反比”);
(4)分析比较装中实验序号1、2、3、4中水与容的大小关系及相关条件可知:浸入水中、体积相同的小球,当球水时,水 容(选填“等于”、“大于”或“小于”)
(5)若其它器材不变,换用体积相同,密度为2.0103kg/m3小球做进一步实验探究,由表中的实验数据及相关实验结论,小球放入水中静止时,水对容器底部的压强增加进水 Pa,容器对水平面的压强增加量容 Pa。
四、计算题
14.由于环境污染,全球气候变暖,导致南极洲冰川开始大面积熔化,海面上出现大量浮冰,现有一块的浮冰漂浮在海面上,假设附近海域的海水密度近似为水的密度。求:
(1)水下5米深处海水产生的压强是多少?
(2)浮冰受到的浮力是多少?
15.水平桌面上有一底面积为5S0的圆柱形薄壁容器,容器内装有一定质量的水。将底面积为S0、高为h0的柱形杯装满水后(杯子材料质地均匀),竖直放入水中,静止后容器中水的深度为上h0,如图所示;再将杯中的水全部倒入容器内,把空杯子竖直正立放入水中,待杯子自由静止后,杯底与容器底刚好接触,且杯子对容器底的压力为零,容器中水的深度为h0,如图所示,已知水的密度为ρ0,求:
(1)空杯子的质量;
(2)该杯子材料的密度。
五、作图题
16.有一只聪明的小老鼠建了一个二室的房子,为了通风条件好一些,它建成了一侧偏高,一洞口平坦的洞,请画出风在其中的流向.
六、简答题
17.如图所示,当溢水杯盛满某种液体时,把实心物块缓慢放入杯中,物块漂浮,静止后溢出液体的质量为m1;当溢水杯盛满密度为ρ的液体时,把同一物块缓慢放入杯中,物块沉底,静止后溢出液体的质量为m2 . 则物块的体积为 ;物块的密度为 .
18.据说1912年秋天,当时世界上最大的轮船之一奥林匹克号在海上全速前进,另一艘比它小得多的霍克号军舰,沿着与它的航线几乎平行的方向疾驶,两船最初相距100m左右,随后相互靠近。一件令人吃惊的事发生了:霍克号突然偏离了自己的航道,向奥林匹克号直冲过来。最后,两船剧烈相撞,霍克号把奥林匹克号撞出了一个大洞。请你利用所学的物理知识解释这一事故发生的原因。
七、科普阅读题
19.阅读短文,回答问题:
吸管“潜水艇”
在课外小制作活动中,小华将吸管沿弯头处弯折,使两个开口端并到一起,用回形针夹住两个开口端,固定到吸管上(如图)。将吸管放到装有大半瓶水的塑料瓶中,调整回形针的个数,使吸管露出水面一点时,拧上瓶盖,吸管潜水艇就做好了。
从外面挤压瓶子,瓶内水面上方的空气被压缩,气压增大,把一部分水压进吸管内,这就相当于向潜水艇的储水箱注水,吸管“潜水艇”此时就会下沉。把手放开,由于塑料瓶具有弹性,恢复原状,瓶内水面上方的气压相对减小,吸管内的气体就会将部分水压出吸管,这就相当于潜水艇将储水箱内的水排出,“潜水艇”就浮上来了。
(1)当瓶子不受压力时吸管“潜水艇”处于 (漂浮/悬浮/沉底)状态;
(2)吸管“潜水艇”是通过改变 来实现浮沉的;
(3)吸管“潜水艇”下潜过程中
A.浮力一直减小
B.浮力一直不变
C.浮力先增大、后不变
D.浮力先减小、后不变
(4)若吸管“潜水艇”的总体积为0.6cm3,刚开始时吸管露出液面的体积为0.05cm3,则下潜后进入“潜水艇”吸管内水的质量至少为 g;
(5)手压塑料瓶,先使“潜水艇”吸管悬停在A点,再改变手对塑料瓶压力的大小,使其悬停于较深的B点,在这个过程中,吸管内水的质量随时间变化的大致关系图像正确的是 。
A.B.
C.D.
试卷第1页,共3页
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
答案
B
D
C
B
C
A
1.B
【详解】根据阿基米德原理可知,浮力等于排开水的所受的重力,故该物块在水中受到了的浮力
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.D
【详解】一切浸入液体中的物体,都受到液体对它竖直向上的浮力,故所有的菜都受到浮力的作用,故ABC错误,D正确。
故选D。
3.C
【详解】把物体轻轻放入盛满清水的溢水杯中,排开的水重:G排=4N,
根据阿基米德原理可知:物体受到的水的浮力:F浮=G排=4N.
4.B
【详解】解:A.乙、丙对比可知,液体密度相同,排开液体的体积不相同,弹簧测力计的示数不同,说明物体受到的浮力不同,因此乙、丙对比可以得出浮力大小与排开液体的体积(或浸入体积)有关,故A错误;BC.丙、丁对比可知,排开液体的体积相同,浸没在液体中的深度不同,弹簧测力计的示数相同,说明物体受到的浮力相同,因此丙、丁对比可以得出浮力大小与浸入深度无关,故B正确,C错误;D.乙、丙对比可知,液体的密度相同时,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数F越小,根据F浮=G-F可知,物体受到的浮力越大,由此得出的结论是:当液体的密度相同时,物体排开液体的体积越大(或浸入液体的体积越大),物体受到的浮力越大;故D错误.故选B.
5.C
【详解】A、由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力F浮=F2-F1=13N-5N=8N,故A正确,不符合题意;
B、物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,则V排=V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3,由F浮=ρgV排可得,液体的密度ρ==0.8×103kg/m3,故B正确,不符合题意;
CD、正方体下表面的面积S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10-2m2,液体对物体下表面的压强:p==1.3×103Pa, 由p=ρgh可得,正方体下表面到液面的距离:h下==0.1625m=16.25cm,则正方体上表面到液面的距离:h=h下-L=16.25cm-10cm=6.25cm,故C错误,符合题意,D正确,不符合题意.
6.A
【详解】实验在验证的猜想是:浮力大小可能与物体排开液体的体积有关.
要验证浮力大小与物体排开液体的体积的关系,根据控制变量的思想,应控制液体的密度相同,而使物体排开液体的体积不同,图乙中①②③次实验,符合要求,从测力计的示数变化可得出浮力的大小关系,从而得出浮力与排开液体的体积的关系.
故A正确,BCD错误.
7.F向上-F向下
【详解】根据浮力产生的原因可知,浮力等于上下表面受到的压力差,即
F浮=F向上-F向下
8. 悬浮 悬浮
【详解】∵均匀圆柱体悬浮在液体中,∴ρ圆柱体=ρ液,∵把圆柱体截为大小不等的两部分,密度不变,∴ρ大=ρ小=ρ液,再放入液体中,仍为悬浮.
【点睛】均匀圆柱体悬浮在液体中,圆柱体的密度等于液体的密度;把圆柱体截为大小不等的两部分,密度不变,仍等于液体的密度,再放到液体中,仍为悬浮.
9.物体所受浮力与物体排开液体的体积是否有关?
【详解】物体所受浮力大小与物体排开液体的体积和液体密度有关,小明去海边游泳,他的感觉是“越往海水深处走,自己身体越轻”,海水密度不变,越往海水深处走,排开水的体积越大,因此可提出一个可探究的科学问题:物体所受浮力与物体排开液体的体积是否有关?.
点睛:根据浮力的影响因素结合题意小明的感觉是“越往海水深处走,自己身体越轻”分析.
10. 3 增大 2 0.8×103
【详解】(1)[1]当h=0时,弹簧测力计的示数为3N,即物体A的重力G=3N。
(2)[2]浸没前,物体A逐渐浸入水的过程中,容器内水的深度增大,由p=ρgh知道,水对容器底部的压强变大。
(3)[3]由图乙知道,物体浸没在水中时弹簧测力计的示数F′=1N,由称重法知道,物体A受到水的浮力
F浮 =G-F′=3N-1N=2N
(4)[4]由图乙知道,物体浸没在液体中时弹簧测力计的示数F″=1.4N,物体A受到液体的浮力
F浮 ′=G-F″=3N-1.4N=1.6N
该液体密度
11. 300 3 0.3 6×102
【详解】[1]木块下表面受到水的压强为
[2]由阿基米德原理可知,木块受到的浮力
[3]木块漂浮在水中,由物体的浮沉条件可知,木块的重力
G=F浮=3N
由G=mg可得,木块的质量为
[4]木块漂浮在水中,排开水的体积
木块的底面积
木块的体积
木块的密度为
12. 排开液体的体积 甲、丙、丁 液体密度 4 4×10﹣4 1.1×103
【详解】(1)比较图甲、乙,说明物体在水中受到浮力的作用,比较乙、丙可知,液体的密度相同,物体排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
(2)探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系,要控制液体的密度和排开液体的体积相同,改变浸没的深度,可选用甲、丙、丁图装置进行操作;
(3)丁、戊物体都是完全浸没,排开液体的体积相同,液体的密度不同,所以通过甲、丁、戊可探究浮力大小与液体密度的关系;
(4)由图甲知,物体的重力G=5N,物体完全浸没在水中时拉力F=1N,物体浸没在水中时受到的浮力F浮=G−F=5N−1N=4N,由F浮=ρ液gV排得,物体的体积V=V排==4×10-4m3;
(5)物体浸没在盐水中时受到的浮力F浮′=G−F′=5N−0.6N=4.4N,因物体在水和盐水中排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由F浮=ρgV排可得:V=V排= 整理可得,盐水的密度:ρ盐水=×1.0×103kg/m3=1.1×103kg/m3.
13. 漂浮 等于 无关 正比 等于 490Pa 980Pa
【详解】(1)[1] [2] 分析实验序号1、2、3中的数据,小球的密度都小于水的密度,小球放在水中都会在水中漂浮,因为漂浮,所以根据浮沉条件可知,小球受到的浮力等于小球的重力。
(2)[3]分析表中实验序号4、5、6的数据,当球水时,小球沉入水底,水与球无关。
(3)[4]由实验数据知,浸入水中体积相同的小球,容器对水平面的压强增加量容与球的比值是0.49N·m/kg,故容与球成正比。
(4)[5]由实验序号1、2、3、4数据知,浸入水中的小球,当小球体积相同时,当球水时,水=容。
(5)[6]当小球的密度大于水的密度时,小球浸没在水中,由于小球的体积相同,小球的密度变大,水的深度增加量不变,水对容器底部的压强增加量不变,故小球放入水中静止时,水对容器底部的压强增加量水=490Pa。
[7]浸入水中体积相同的小球,容器底压强增加量跟小球的密度成正比,容器对水平面的压强增加量容与球的比值是0.49N·m/kg,所以当小球的密度是2.0103kg/m3时,容器对水平面的压强增加量是980Pa。
14.(1);(2)
【详解】解:(1)水下米深处海水产生的压强为
(2)浮冰的重力
由于浮冰漂浮在水面,则浮冰受到的浮力为
答:(1)水下米深处海水产生的压强是;
(2)浮冰受到的浮力是。
15.(1);(2)
【详解】解:(1)由题意可知,再将杯中的水全部倒入容器内,把空杯子竖直正立放入水中,待杯子自由静止后,杯底与容器底刚好接触,且杯子对容器底的压力为零,容器中水的深度为h0,则可知F浮=G,可得
推导出空杯的质量
(2)材料的体积为
材料的密度为
答:(1)空杯子的质量为;
(2)该杯子材料的密度为。
16.略
【详解】洞穴口有平的有凸的,有风经过时,相同时间内,经过平的时速度小、压强大;经过凸的时速度大,压强小,两洞口出现压强差,使空气顺利进入洞穴,如下图所示:
17. ρ
【分析】根据物体漂浮,浮力等于重力列出物块所受浮力与重力的表达式,可得其密度表达式①;物体沉底,排开液体的体积等于物体的体积,根据浮力等于排开液体的重力和F浮=ρ液gV排列出所受浮力表达式,可得其体积的表达式②,将②代入①即可求出物块的密度.
【详解】设物块的密度为ρ物,体积为V,
根据G=mg和ρ=可得物块的重力:G=ρ物Vg,当溢水杯盛满某种液体时,把实心物块缓慢放入杯中,物块受到的浮力:F浮1=m1g,物块漂浮,则F浮1=G,即m1g=ρ物Vg,有:ρ物=
------①当溢水杯盛满密度为ρ的液体时,把同一物块放入杯中,物块受到的浮力F浮2=m2g,
物块沉底,则F浮2=ρgV排=ρgV,即m2g=ρgV,有:V=------②将②代入①可得,ρ物=ρ.
18.见解析
【详解】霍克号与奥林匹克号并排行驶时,两船带动其周围的水随船向前运动,结果使两船内侧之间的水流速度大于两船外侧的水流速度;因此两船内侧水的压强小于两船外侧水的压强,水的压强差使两船靠近,进而发生碰撞。
19. 漂浮 重力 C 0.05 C
【详解】(1)[1]由题意可知,当瓶子不受压力时,吸管内的气压与瓶子液面上方的气压大小基本相同。由于塑料吸管排开水的重力和它所受的浮力大小相同,所以吸管“潜水艇”处于漂浮状态。
(2)[2]由题意可知,吸管“潜水艇”下沉是因为吸管内被注水,质量增加,重力增大;吸管“潜水艇”上浮是因为吸管内的部分水被压出,重力减小,故吸管“潜水艇”是通过改变重力来实现浮沉的。
(3)[3]吸管“潜水艇”下潜过程中,排开水的体积逐渐增大,当吸管完全浸没在水中时继续下沉,吸管排开水的体积不再改变,由阿基米德原理可知,吸管“潜水艇”下潜过程中浮力先增大,后不变,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(4)[4]刚开始时吸管露出液面的体积为0.05cm3,吸管“潜水艇”下潜后,刚好完全浸没在水中时,吸管“潜水艇”排开水的体积变化量为0.05cm3,由可知,此时排开水的质量的变化量
故下潜后进入“潜水艇”吸管内水的质量至少为0.05g。
(5)[5]由于塑料瓶内液面上方的气压逐渐增大,把一部分水压进吸管内,吸管内水的质量会逐渐增大,吸管“潜水艇”会逐渐下沉;在吸管“潜水艇”下沉的过程中,受到的液体压强会逐渐增大,增大到一定程度时,会将吸管内的水压出,吸管内水的质量会逐渐减小,所以吸管内水的质量会先增大,后减小,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
答案第1页,共2页
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