专题16 浮力 -备战2025年中考物理真题题源解密(广东专用)
2025-02-13
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精品
内容正文:
主题三 力学
专题17 浮力
考情概览:理解课标要求,把握命题方向,总结出题角度。
中考新考法:从新情境、新设问、跨学科等方向设置新考法真题。
真题透视:精选真题,归类设置,完整展现中考试题的考查形式。
新题特训:选用最新优质题、创新题,巩固考点复习效果。
考点内容
课标要求
命题预测
浮力概念
通过实验探究,认识浮力。探究并了解浮力大小与哪些因素有关
《浮力》是力学的重点内容,同时也是最难和易错的内容。浮力问题涉及到的知识点、概念和规律较多,综合性强。该内容是广东中考必考考点,题型主要是选择题、填空题、实验题、计算题、综合能力题,分值在3~5分。主要命题点有:
① 浮力的概念、浮力的测量、影响浮力大小的因素
② 物体所受浮力与物体排开液体重力的关系
③ 物体的沉浮条件及利用物体沉浮条件进行相关计算
④ 压强与浮力综合和浮力在生活中的应用等
影响浮力大小的因素
探究物体所受浮力与排开液体重力的关系
知道阿基米德原理
阿基米德原理及应用
利用物体沉浮条件的应用
能运用物体沉浮条件说明生产生活中的有关现象。了解潜水艇的沉浮原理
物体沉浮条件在生活中的应用
1.(新情境)(2024·广东中山·三模)中山市东升镇有“中国脆肉皖之乡”的美誉,如题图所示的脆肉皖,下列描述不正确的是( )
A.脆肉皖生活的水温约为40℃
B.脆肉皖靠改变自身体积来实现上浮和下潜
C.脆肉皖的影子是由光的直线传播形成的
D.脆肉皖表面有黏液能减小摩擦,帮助它游得更省力
2.(跨学科)(2024·广东珠海·三模)如题图甲所示,容器装有适量的H液体,摆件P通过细线和浮球相连,均处于静止状态。P 的体积为1×10-4m³,P的重力为2.5N,P排开H的质量为0.11kg。[g取10N/kg] ·
(1)摆件P 所受的浮力为 N, 以及此时H 的密度 kg/m³;
(2)剪断细线后,浮球和摆件P 静止时如图乙所示,浮球不吸收液体。浮球所受浮力相比剪断前 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)液体H 的密度随其温度的关系曲线如图丙所示,当H 的温度t=12℃时,如图丁所示实心物块M悬浮(M不吸收液体且体积不变),则:
① t=10℃时,物块 M 将 (选填“漂浮””“悬浮”或“沉到底部”);
②t 在6℃~16℃范围内, M 静止时排开H 液体的体积与H 温度关系的图像可能正确的是
③假设在液体H 温度升高的过程中质量不变,不考虑容器的热胀冷缩,容器底受到的液体 H 的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)
3.(新考法)(2024·广东江门·一模)学校科技创新活动中,小明展示了自己发明的作品“浮力秤”,该作品可方便地称量物体的质量,其构造如图所示。已知小筒底面积为8cm2,总高为15cm,秤盘中不放物体时,小筒浸入水中的高度为5cm。(g取10N/kg,)则该“浮力秤”能称出物体的最大质量是( )
A.0.4kg B.0.04kg C.8kg D.0.08kg
►考向一 浮力
1.(2024·广东广州·中考真题)潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图,某潜水艇从a处驶入低密度海水区,“掉深”到b处。与a处相比,潜水艇在b处( )
A.受到浮力大小变小 B.受到浮力大小变大
C.排开液体重力不变 D.排开液体重力变大
2.(2022·广东广州·中考真题)两个量筒均装有20mL的水、往量筒分别放入甲、乙两个不吸水的物块,物块静止后如图所示,水的密度为1g/cm3,g取10N/kg,则( )
A.甲的体积为40cm3 B.甲受到的浮力为0.4N
C.乙排开水的体积小于20mL D.乙受到的浮力小于甲受到的浮力
特别提醒:不是所有浸在液体中的物体都受到浮力作用
若浸在液体中的柱状物体下表面和容器底部紧密接触(接触面间没有液体浸润),则液体对物体向上的压力F向上为零,物体将不受浮力作用。
方法技巧
浮力是液体对物体向上和向下的压力差,如果物体下表面与液体不接触,没有受到向上的压力,则物体不受浮力。浮力的方向总是竖直向上的,与重力方向相反。
►考向二 探究影响浮力大小的因素
3.(2023·广东·中考真题)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中;
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、 和分度值;调零时,弹簧测力计应在 (选填“竖直”或“水平”)方向上调零;
(2)如题图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm的长方体物块(可塑),测出重力,将它缓慢浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h,请根据实验数据,在图乙中画出物块所受浮力F浮随h变化的图像;
(3)分析图像可知:浸没前,h增加,F浮 ;浸没后,h增加,F浮 ;(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图像 (选填“相同”或“不同”);
(5)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加一种材料: 。
4.(2022·广东深圳·中考真题)小红在游玩时见了一些石头,拿了其中一块来做实验。
(1)天平放在水平桌面上指针如甲图所示,平衡螺母应向 (选填“左”或“右”)调,直至平衡;
(2)如图乙,小石头的质量为 g,可求得小石块的密度为 g/cm3;
(3)砝码磨损,按照以上步骤,测得小石块密度 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(4)若使用弹簧测力计测量石头密度,如图:
(水的密度为,用已知物理量符号表示)。
5.(2020·广东深圳·中考真题)有两块边长均为4cm的无色透明的正方体“玻璃”。一块是普通玻璃(密度为2.5×103kg/m3);另一块是“有机玻璃”(密度为1.18×103kg/m3)。请你选用所需器材,设计一种方案,在不损坏“玻璃”的原则下区分它们。
实验器材:托盘天平、海绵、细线、大烧杯、刻度尺、浓盐水(密度为1.3×103kg/m3)。
请将所选器材、操作方法、现象及结论填入下表(方案不能与示例相同)。
所选器材
操作方法
现象
结论
示例
托盘天平
将两块“玻璃”分别放在调节好的天平的两个托盘上。
天平一端下降
下降的一端放的是普通玻璃
你的方案
( )
解题技巧:
音调、响度、音色的对比
音调、响度、晋色是乐音的三个特性。音调是指声音的高低,由振动的频率决定,振动频率越高,音调越高。响度是指声音的强弱,与振动的振幅和距发声体的远近有关,振幅越大,距离发声体越近,响度越大。
音色是指声音的品质,由发声体的材料、结构及振动方式等决定,是区分不同发声体的主要依据。
►考向三 阿基米德原理
6.(2020·广东深圳·中考真题)如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2,下列判断正确的是( )
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙 B.溢水杯对桌面的压力F甲<F乙
C.铁块受到的浮力F浮=F2﹣F1 D.小烧杯中水的重力G=F1﹣F2
7.(2021·广东广州·中考真题)将体积相同的甲、乙实心球放入装有水的烧杯中。若甲、乙所受的重力和排开水所受的重力如下表。则两球静止在水中时的情形可能是( )
实心球
实心球所受的重力/N
排开水所受的重力/N
甲
1
1
乙
2
1
A. B.
C. D.
易混易错
浸没和浸入的区别
“浸在液体中的物体”包含两种状态:①物体全部浸入液体中,即物体浸没在液体中,此时V排=V物;②物体的一部分浸入液体中,另一部分露在液面上,此时V排<V物。
►考向四 压强与浮力综合、浮力图像
8.(2020·广东广州·中考真题)图甲中圆柱形容器装有适量的水,当水温从0°C升到15°C时,水的密度ρ和水温t关系如图乙所示,此过程水的质量不变,不考虑圆柱形容器的热胀冷缩,如图丙,把测力计下悬挂的实心金属块M(体积不变)浸没在水中,M处于静止状态,下列选项中能正确反映测力计示数F和水温t关系的是( )
A. B.
C. D.
方法技巧
(1)压强和浮力综合:
① 物块浸没在水中时V排=V物,利用F浮=p液gV排计算物块受到的浮力;
② 利用P=psh计算水对容器底的压强。
(2)浮力和图像的综合
① 首先根据图像找出两个临界状态,即刚接触水面时和刚浸没时这两种情况,并正确选择计算公式;
② “浸没”的含义条件是V排=V。结合F浮=p液gV排和F浮=G-F'可以求得物体或液体的密度。
►考向五 物体沉浮的条件
9.(2023·广东深圳·中考真题)如图,亮亮同学将盛水的烧杯放在电子台秤上,台秤的示数如图甲所示;将一个物块投入水中,漂浮时台秤示数为375g(如图乙),物体上表面始终保持水平,用力将物块压入全部浸没在水中,此时台秤示数为425g(如图丙);将物块继续下压,从丙到丁物块下表面受到水的压力增加了0.8N,整个过程水始终未溢出,请问说法正确的是( )
A.木块的质量为125g
B.木块的密度为
C.从图丙到图丁,瓶底水的压强逐渐增大
D.从图丙到图丁,物体上表面受到水的压力增加了0.8N
10.(2021·广东·中考真题)小明看到清淤作业人员正在将水塘底部的淤泥搬运到船上。他想:水面高度会变化吗?于是进行了探究:首先,将石块a和不吸水的木块b置于装有水的烧杯中,如图所示;然后,将石块a从水中拿出并轻轻放在木块b上,它们处于漂浮状态,则水面高度将( )
A.下降 B.上升 C.不变 D.无法判断
11.(2020·广东·中考真题)游泳时佩戴游泳圈是防止溺水的有效方法,质量为50kg的小蓉佩戴游泳圈后,能静静地漂浮在水面上,如图所示,游泳圈对她的作用力大小最符合实际的是( )
A.5000N B.500N C.50N D.5N
方法技巧
(1)物体沉浮条件
① 比较浮力与重力:F浮>G物,物体上浮至漂浮;F浮=G物,物体不上浮也不下沉;F浮<G物,物体会下沉;
② 比较密度:p液=p物,物体会悬浮;p液<p物,物体会下沉;p液>p物,物体会上浮至漂浮。
(2)利用物体沉浮条件判断物体的沉浮状态
等效密度:判断物体在液体中上浮还是下沉,主要考虑物体的密度和物体浸入的液体的密度的关系。当物体是空心的或者是几个物体组合体时,需要计算出空心物体或组合体的“等效密度”,然后用“等效密度”去和液体的密度进行比较。
(3)利用物体沉浮条件解释生活中的现象,根据物体沉浮条件分析现象的步骤:
① 物体排开液体的体积如何变化,或液体的密度如何变化;
② 确定浮力如何变化;与重力的大小关系。
1.(2024·广东阳江·二模)如图,水平桌面上两个相同的长方体玻璃缸装满了水,水中分别漂浮着大、小两只玩具鸭。甲、乙两图中水对缸底的压强分别为p1和p2,两只玩具鸭受到的浮力分别为F1和F2,则它们的大小关系为( )
A.p1=p2,F1>F2 B.p1=p2,F1<F2 C.p1>p2,F1>F2 D.p1<p2,F1<F2
2.(2024·广东云浮·一模)在炎热的夏天,喝冰镇白开水既解渴又解暑,如下题图所示,在装有凉白开水的玻璃杯中放入冰块,冰块漂浮在水面上,不考虑水的蒸发,当杯中的冰块全部熔化后,杯中水面( )
A.上升 B.下降 C.不变 D.可能上升也可能下降
3.(2024·广东汕头·二模)如图所示,水平桌面上盛有适量水的烧杯中,漂浮着冰块A,悬浮着物块B,当冰块A完全熔化后,下列分析正确的是( )
A.烧杯对桌面压强变小 B.杯底受到液体的压强变小
C.烧杯内液面高度不发生变化 D.物块B受到的浮力变小
4.(2024·广东汕头·二模)如图甲,实心正方体石块在钢绳牵引下从水面上方匀速降入水中,未触及容器底部。图乙是钢绳拉力F随时间t的变化图像。若不计水的阻力,则可算出该石块的密度为( )(,g取10N/kg)
A. B.
C. D.
5.(2024·广东清远·一模)如题图甲所示,用细线将铁块系在弹簧测力计挂钩上,然后缓慢地将铁块浸入盛满水的烧杯中,则题图的几种坐标中有关物理量描述正确的是( )
A. B.
C. D.
6.(2024·广东东莞·一模)将体积相同、材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮、丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是( )
A.三个小球的质量大小关系是m甲>m乙>m丙
B.三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是p′甲>p′乙=p′丙
C.三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是p甲>p乙>p丙
D.三个小球受到的浮力大小关系是F甲=F乙<F丙
7.(2024·广东深圳·二模)一小石块浸没在水中,弹簧测力计示数如图所示,则小石块受到的浮力为 ,小石块所受的浮力方向为 。
8.(2024·广东中山·三模)水平桌面上放置的圆柱形容器内盛有水,弹簧测力计下悬挂的圆柱体从液面逐渐浸入水中直到浸没,弹簧测力计示数F与圆柱下表面离水面的距离h的关系如图所示,则:圆柱体刚好浸没时受到的浮力是 N,其下底面所受水的压力为 N;圆柱体的密度为 kg/m3。
9.(2024·广东佛山·三模)如图甲所示福建舰排水量约吨,满载航行时受到的浮力约为 N。如图乙所示,上面的舰载机起飞过程中,发动机向后喷气,舰载机就向前运动,这一现象说明物体间力的作用是 的;降落在航母上的歼-35隐形战斗机不能立即停下来,是由于战斗机具有 。(g取10N/kg)
10.(2024·广东河源·二模)如图所示,乒乓球漂浮在水面,请在O点画出乒乓球受到的重力G和浮力。
11.(2024·广东清远·二模)在“探究浮力的大小与什么因素有关”的实验中,小明做了如题图所示的实验。
(1)铜块在水中受到的浮力方向为 ;
(2)铜块浸没水中后,所受的浮力大小为 N;
(3)分析①③④三次实验数据,可知浮力的大小与物体浸没液体内的深度 (选填“有关”或“无关”)。
12.(2024·广东东莞·二模)小德和同学们在探究“浮力大小与哪些因素有关”实验时,操作如下,
(1)如图甲所示,把一个饮料罐慢慢按入水中,感觉用力越来越大,由此猜想浮力大小可能与排开水的体积有关,于是他设计如图乙所示的实验步骤,根据 两图可以验证猜想是否正确。通过观察b、e两图,得出了“浮力大小与液体密度有关"的结论,你认为这样得出结论是否合理?答: (选填“是”或“否”)
(2)实验结束后,小德联想到压力、压强知识,提出了下面两个问题①b、d两图中A下表面受到水的压强分别是、,则 ;②由于物体A的浸入,c、e两图中烧杯对水平桌面增加的压力分别是、,则 。(以上两空均填“<”、“>”或“=”)
(3)在实验中,观察到物体浸没在盐水中静止时弹簧测力计的示数小,则说明物体在盐水中受到的浮力 (选填“大”或“小”)。
(4)通过实验数据,请计算出物体A的密度与盐水的密度之比为 。
13.(2024·广东汕头·一模)小明发现橙子放入水中会下沉,于是想办法测量它的密度。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,将标尺上的游码移至零刻度线处,调节平衡螺母,直到指针在 ,表示天平平衡;
(2)用天平测量橙子质量,天平平衡时砝码和游码的示数如图所示,橙子质量为 g,小明利用排水法测得橙子的体积为150cm3,则橙子的密度是 kg/m3;
(3)做实验时,小明若先用排水法测出橙子的体积,接着用天平测出橙子质量 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)小亮不用天平,利用弹簧测力计、细线、盛有水的大烧杯等器材,也巧妙测出了橙子的密度。请你将他的测量步骤补充完整水。
①用 测出橙子的重力G;
②用弹簧测力计提着橙子缓慢浸入水中,直到橙子浸没水中,此时 就等于橙子的体积,读出弹簧测力计的示数F1;
③橙子密度的表达式为:ρ橙= (用测出的物理量和已知量的字母表示)。
14.(2024·广东江门·二模)小敏在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:弹簧测力计,实心圆柱体铜块,相同的圆柱形容器若干,水和密度未知的某种液体,细线等。
(1)分析图A、B、C、D可知:浮力的大小与 有关。
(2)图C中,铜块下表面受到的压力为 N。
(3)小敏用图中的数据算出了液体的密度为 kg/m3;如果在实验F中不小心使物体接触到了容器底且与容器有力的作用,则此时计算出的液体密度值将 (选填“偏大”或“偏小”)。
(4)若图E与图F的液面相平,则图 (选填“E”或“F”)中液体对容器底部的压强较大。
(5)利用“等浮力”方法比较液体的密度:
①小明在两个相同的烧杯中分别装入c、d两种等体积的不同液体,并将装有石块的小盒放在液体c中漂浮,此时杯内液面高度做标记1,如图G;
②再将装有石块的小盒放在液体d中漂浮,此时杯内液面高度做标记2;
③若标记1的位置在标记2的下方,则pc pd(选填“>”“<”或“=”)。
15.(2024·广东韶关·三模)小德在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验中的操作如图所示。
(1)如图甲所示,小德把一个饮料罐慢慢按入水中,感觉用的力越来越大,由此猜想浮力的大小可能跟物体排开液体的体积有关,于是他设计了如图乙所示的实验步骤,根据 两图可以验证该猜想是否正确;
(2)通过观察b、e两图,他得出了“浮力的大小跟液体的密度有关”的结论,该结论 (选填“合理”或“不合理”);
(3)在实验中,观察到物体A浸没在盐水中静止时弹簧测力计的示数较小,则物体A 浸没在盐水中时受到的浮力较 (选填“大”或“小”);
(4)根据实验数据可知,物体A与盐水的密度之比为 ;( )
(5)实验结束后,小德联想到压力和压强,b、d两图中物体A的下表面受到水的压强分别为p1、p2,则p1 p2;由于物体A的浸入,c、e两图中烧杯对水平桌面增加的压力大小分别为F1、F2,则F1 F2。(均选填“>”“<”或“=”)
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主题三 力学
专题17 浮力
考情概览:理解课标要求,把握命题方向,总结出题角度。
中考新考法:从新情境、新设问、跨学科等方向设置新考法真题。
真题透视:精选真题,归类设置,完整展现中考试题的考查形式。
新题特训:选用最新优质题、创新题,巩固考点复习效果。
考点内容
课标要求
命题预测
浮力概念
通过实验探究,认识浮力。探究并了解浮力大小与哪些因素有关
《浮力》是力学的重点内容,同时也是最难和易错的内容。浮力问题涉及到的知识点、概念和规律较多,综合性强。该内容是广东中考必考考点,题型主要是选择题、填空题、实验题、计算题、综合能力题,分值在3~5分。主要命题点有:
① 浮力的概念、浮力的测量、影响浮力大小的因素
② 物体所受浮力与物体排开液体重力的关系
③ 物体的沉浮条件及利用物体沉浮条件进行相关计算
④ 压强与浮力综合和浮力在生活中的应用等
影响浮力大小的因素
探究物体所受浮力与排开液体重力的关系
知道阿基米德原理
阿基米德原理及应用
利用物体沉浮条件的应用
能运用物体沉浮条件说明生产生活中的有关现象。了解潜水艇的沉浮原理
物体沉浮条件在生活中的应用
1.(新情境)(2024·广东中山·三模)中山市东升镇有“中国脆肉皖之乡”的美誉,如题图所示的脆肉皖,下列描述不正确的是( )
A.脆肉皖生活的水温约为40℃
B.脆肉皖靠改变自身体积来实现上浮和下潜
C.脆肉皖的影子是由光的直线传播形成的
D.脆肉皖表面有黏液能减小摩擦,帮助它游得更省力
【答案】A
【详解】A.适宜脆肉皖生活的水温在15℃左右,故A错误,符合题意;
B.脆肉皖依赖于鱼鳔内气体的调节改变自身体积来实现在水中上浮和下潜,故B正确,不符合题意;
C.影子形成的原理是光的直线传播,脆肉皖的影子是由光的直线传播形成的,故C正确,不符合题意;
D.脆肉皖表面的黏液能使脆肉皖的表面变得比较光滑,所以可以减小摩擦力,在水中游动时更省力,故D正确,不符合题意。
故选A。
2.(跨学科)(2024·广东珠海·三模)如题图甲所示,容器装有适量的H液体,摆件P通过细线和浮球相连,均处于静止状态。P 的体积为1×10-4m³,P的重力为2.5N,P排开H的质量为0.11kg。[g取10N/kg] ·
(1)摆件P 所受的浮力为 N, 以及此时H 的密度 kg/m³;
(2)剪断细线后,浮球和摆件P 静止时如图乙所示,浮球不吸收液体。浮球所受浮力相比剪断前 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)液体H 的密度随其温度的关系曲线如图丙所示,当H 的温度t=12℃时,如图丁所示实心物块M悬浮(M不吸收液体且体积不变),则:
① t=10℃时,物块 M 将 (选填“漂浮””“悬浮”或“沉到底部”);
②t 在6℃~16℃范围内, M 静止时排开H 液体的体积与H 温度关系的图像可能正确的是
③假设在液体H 温度升高的过程中质量不变,不考虑容器的热胀冷缩,容器底受到的液体 H 的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 1.1 1.1×103 变小 漂浮 A 不变
【详解】(1)[1] 摆件P 所受的浮力为
[2]由于P浸没在液体中,所以排开液体的体积等于P的体积,则液体的密度为
(2)[3]线剪断前,浮球受到竖直向下的重力、P对浮球向下的拉力、浮力,静止时浮球受到的浮力大于浮球的重力;当线剪断后,静止时浮球漂浮,此时浮力受到的浮力等于浮球的重力,由于浮球重力不变,所以浮球受到的浮力变小。
(3)[4]当H 的温度t=12℃时,如图丁所示实心物块M悬浮,则M的密度等于12℃时液体的密度,由图可知,t=10℃液体密度比t=12℃时液体密度大,而M的密度不变,故t=10℃液体密度比M密度大,则此时M漂浮。
[5]当H的温度从6℃上升到16℃时,密度逐渐减小,但都大于物体的密度,物体会上浮,最终漂浮,浮力都等于重力,但根据,液体的密度逐渐减小,所以排开液体的体积会逐渐增大;当H的温度从12℃上升到16℃时,密度仍在逐渐减小,小于物体的密度,物体会下沉,最终沉底,物体排开液体的体积相同,都等于物体的体积,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
[6]由于容器是柱形容器,液体对容器底的压力大小等于液体的重力,温度升高的过程中液体质量不变,则液体对容器底压力不变,又容器的底面积不变,由可知,液体对容器底的压强不变。
3.(新考法)(2024·广东江门·一模)学校科技创新活动中,小明展示了自己发明的作品“浮力秤”,该作品可方便地称量物体的质量,其构造如图所示。已知小筒底面积为8cm2,总高为15cm,秤盘中不放物体时,小筒浸入水中的高度为5cm。(g取10N/kg,)则该“浮力秤”能称出物体的最大质量是( )
A.0.4kg B.0.04kg C.8kg D.0.08kg
【答案】D
【详解】秤盘中不放物体时,秤盘和小筒的重等于浮力,根据阿基米德原理可得
该浮力秤所受的最大浮力为
该浮力秤能称出物体的最大质量为
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
►考向一 浮力
1.(2024·广东广州·中考真题)潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图,某潜水艇从a处驶入低密度海水区,“掉深”到b处。与a处相比,潜水艇在b处( )
A.受到浮力大小变小 B.受到浮力大小变大
C.排开液体重力不变 D.排开液体重力变大
【答案】A
【详解】AB.潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,排开水的体积不变,根据可知,潜水艇受到的浮力变小,因此与a处相比,潜水艇在b处受到浮力大小变小,故A符合题意,B不符合题意;
CD.根据阿基米德原理可知,物体浸在液体中受到的浮力等于其排开的液体受到的重力,由于潜水艇受到的浮力变小,所以潜水艇排开液体的重力变小,即与a处相比,潜水艇在b处排开液体重力变小,故CD不符合题意。
故选A。
2.(2022·广东广州·中考真题)两个量筒均装有20mL的水、往量筒分别放入甲、乙两个不吸水的物块,物块静止后如图所示,水的密度为1g/cm3,g取10N/kg,则( )
A.甲的体积为40cm3 B.甲受到的浮力为0.4N
C.乙排开水的体积小于20mL D.乙受到的浮力小于甲受到的浮力
【答案】B
【详解】A.如图所示,放入甲后,量筒读数为60mL,故甲的体积为
V甲排=60mL-20mL=40mL=40cm3<V甲
故A错误,不符合题意;
B.甲受到的浮力为
故B正确,符合题意;
C.如图所示,放入乙后,量筒读数为70mL,故乙排开水的体积为
V乙=70mL-20mL=50mL>20mL
故C错误,不符合题意;
D. 根据公式F浮=ρ水gV排可知
V甲排<V乙排
所以
F甲<F乙
故D错误,不符合题意。
故选B。
特别提醒:不是所有浸在液体中的物体都受到浮力作用
若浸在液体中的柱状物体下表面和容器底部紧密接触(接触面间没有液体浸润),则液体对物体向上的压力F向上为零,物体将不受浮力作用。
方法技巧
浮力是液体对物体向上和向下的压力差,如果物体下表面与液体不接触,没有受到向上的压力,则物体不受浮力。浮力的方向总是竖直向上的,与重力方向相反。
►考向二 探究影响浮力大小的因素
3.(2023·广东·中考真题)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中;
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、 和分度值;调零时,弹簧测力计应在 (选填“竖直”或“水平”)方向上调零;
(2)如题图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm的长方体物块(可塑),测出重力,将它缓慢浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h,请根据实验数据,在图乙中画出物块所受浮力F浮随h变化的图像;
(3)分析图像可知:浸没前,h增加,F浮 ;浸没后,h增加,F浮 ;(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图像 (选填“相同”或“不同”);
(5)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加一种材料: 。
【答案】 量程 竖直 见详解 变大 不变 不同 酒精
【详解】(1)[1][2]使用弹簧测力计前,应该先观察弹簧测力计的零刻度线、量程和分度值;调零时,应该在竖直方向下拉动弹簧测力计,防止卡壳。
(2)[3]由甲图可得,物块重力G=1.0N,当物块慢慢浸入水中时,在竖直方向上只受竖直向上的拉力,浮力和竖直向下的重力作用,即
当浸入水中深度为2cm时,此时弹簧测力计的示数为0.8N,则浮力为
同理,当深度为4cm和6cm时,浮力分别为0.4N和0.6N;当物块完全浸入水中后,根据
随着浸入水中的深度增加,排开水的体积保持不变,所以浮力大小保持不变,如图所示
(3)[4]分析图像可知,物块浸没前,根据
深度h增加,物块排开水的体积增加,浮力变大。
[5]物块浸没后,根据
深度h增加,物块排开水的体积等于物块的体积,此时排开水的体积保持不变,浮力大小不变。
(4)[6]若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,物块的高度和体积不变,但物块在浸入水中的过程中,排开水的体积增加的速率变小,最后浸没水中时浮力依然会保持不变,故两次实验所得的F浮随h变化的图像会不相同。
(5)[7]若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,只需要增加密度不等于水的液体,重复上述实验,形成对比数据。
4.(2022·广东深圳·中考真题)小红在游玩时见了一些石头,拿了其中一块来做实验。
(1)天平放在水平桌面上指针如甲图所示,平衡螺母应向 (选填“左”或“右”)调,直至平衡;
(2)如图乙,小石头的质量为 g,可求得小石块的密度为 g/cm3;
(3)砝码磨损,按照以上步骤,测得小石块密度 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(4)若使用弹簧测力计测量石头密度,如图:
(水的密度为,用已知物理量符号表示)。
【答案】 右 89 8.9 偏大
【详解】(1)[1]天平放在水平桌面上指针如甲图所示,指针偏左,说明左侧质量更大,因此应该将平衡螺母向右调,直至天平平衡。
(2)[2]如图乙所示,小石头的质量为砝码质量加上游码示数,标尺上每一小格代表0.2g,故石块质量为
[3]石块体积为
故石头密度为
(3)[4]砝码磨损,则测量的质量比实际质量更大,根据可知,体积不变时,所测密度偏大。
(4)[5]石头浸没在水中所受浮力为
根据阿基米德原理可知,石头的体积为
石头质量为
则石头密度为
5.(2020·广东深圳·中考真题)有两块边长均为4cm的无色透明的正方体“玻璃”。一块是普通玻璃(密度为2.5×103kg/m3);另一块是“有机玻璃”(密度为1.18×103kg/m3)。请你选用所需器材,设计一种方案,在不损坏“玻璃”的原则下区分它们。
实验器材:托盘天平、海绵、细线、大烧杯、刻度尺、浓盐水(密度为1.3×103kg/m3)。
请将所选器材、操作方法、现象及结论填入下表(方案不能与示例相同)。
所选器材
操作方法
现象
结论
示例
托盘天平
将两块“玻璃”分别放在调节好的天平的两个托盘上。
天平一端下降
下降的一端放的是普通玻璃
你的方案
( )
【答案】
所选器材
操作方法
现象
结论
示例
托盘天平
将两块“玻璃”分别放在调节好的天平的两个托盘上。
天平一端下降
下降的一端放的是普通玻璃
你的方案
大烧杯、浓盐水、细线
用细线系着两块玻璃并放入装有适量浓盐水
的大烧杯中
一块玻璃漂浮在浓盐水表面,
一块玻璃下沉到浓盐水底部
漂浮的是有机玻璃,
下沉到浓盐水底部的
是普通玻璃
【详解】由题知,普通玻璃密度为2.5×103kg/m3,有机玻璃密度为1.18×103kg/m3,浓盐水密度为1.3×103kg/m3.分别将两块玻璃放入浓盐水中,由物体的浮沉条件知,普通玻璃会下沉,而有机玻璃会漂浮,这样即可将两种玻璃区分开来。
解题技巧:
音调、响度、音色的对比
音调、响度、晋色是乐音的三个特性。音调是指声音的高低,由振动的频率决定,振动频率越高,音调越高。响度是指声音的强弱,与振动的振幅和距发声体的远近有关,振幅越大,距离发声体越近,响度越大。
音色是指声音的品质,由发声体的材料、结构及振动方式等决定,是区分不同发声体的主要依据。
►考向三 阿基米德原理
6.(2020·广东深圳·中考真题)如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2,下列判断正确的是( )
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙 B.溢水杯对桌面的压力F甲<F乙
C.铁块受到的浮力F浮=F2﹣F1 D.小烧杯中水的重力G=F1﹣F2
【答案】D
【详解】A.甲乙液面相平,且液体均为水,根据p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强相等,故A错误;
B.铁块浸没在水中后,水面高度不变,水对杯底的压强不变,根据F=pS可知,水对杯底的压力不变,溢水杯的重力不变;因溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和,所以溢水杯对桌面的压力不变,即
F甲=F乙
故B错误;
C.F1为铁块浸没水中前的拉力(等于铁块的重力),F2为铁块浸没水中后的拉力,根据称重法测浮力可知,铁块受到的浮力
F浮=F1﹣F2
故C错误;
D.根据阿基米德原理可知,铁块所受浮力等于排开水的重力,所以小烧杯中水的重力(排开水的重力)
G=F浮=F1﹣F2
故D正确。
故选D。
7.(2021·广东广州·中考真题)将体积相同的甲、乙实心球放入装有水的烧杯中。若甲、乙所受的重力和排开水所受的重力如下表。则两球静止在水中时的情形可能是( )
实心球
实心球所受的重力/N
排开水所受的重力/N
甲
1
1
乙
2
1
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.根据阿基米德原理,排开水的重力等于浮力,乙球的重力大于浮力,所以乙球应该沉底,故A不符合题意;
D.甲实心球的重力等于排开水的重力,根据阿基米德原理,排开水的重力又等于浮力,故甲球的 重力等于浮力,故可能是漂浮,也可能是悬浮,故D不符合题意;
BC.甲、乙两球排开水的重力相同,故浮力相同,由于都在水中,故排开水的体积相同,而甲、乙两球的体积相同,故说明甲、乙两球只能浸没在水中,故B不符合题意;C符合题意。
故选C。
易混易错
浸没和浸入的区别
“浸在液体中的物体”包含两种状态:①物体全部浸入液体中,即物体浸没在液体中,此时V排=V物;②物体的一部分浸入液体中,另一部分露在液面上,此时V排<V物。
►考向四 压强与浮力综合、浮力图像
8.(2020·广东广州·中考真题)图甲中圆柱形容器装有适量的水,当水温从0°C升到15°C时,水的密度ρ和水温t关系如图乙所示,此过程水的质量不变,不考虑圆柱形容器的热胀冷缩,如图丙,把测力计下悬挂的实心金属块M(体积不变)浸没在水中,M处于静止状态,下列选项中能正确反映测力计示数F和水温t关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由图乙可知,当水温从0°C升到15°C时,水的密度ρ先变大后变小;实心金属块M(体积不变)浸没在水中时,根据可知,金属块受到的浮力先变大后变小;金属块M受到本身重力、水对它的浮力、弹簧测力计对它的拉力三个力的作用处于静止状态,弹簧测力计示数F即弹簧测力计对它的拉力,三者之间关系
由于水的密度ρ受水温影响,金属块在水中浸没时受到的浮力先变大后变小,所以测力计示数F先变小后变大,能反应测力计示数F和水温t关系的只有C项,ABD不符合题意。
故选C。
方法技巧
(1)压强和浮力综合:
① 物块浸没在水中时V排=V物,利用F浮=p液gV排计算物块受到的浮力;
② 利用P=psh计算水对容器底的压强。
(2)浮力和图像的综合
① 首先根据图像找出两个临界状态,即刚接触水面时和刚浸没时这两种情况,并正确选择计算公式;
② “浸没”的含义条件是V排=V。结合F浮=p液gV排和F浮=G-F'可以求得物体或液体的密度。
►考向五 物体沉浮的条件
9.(2023·广东深圳·中考真题)如图,亮亮同学将盛水的烧杯放在电子台秤上,台秤的示数如图甲所示;将一个物块投入水中,漂浮时台秤示数为375g(如图乙),物体上表面始终保持水平,用力将物块压入全部浸没在水中,此时台秤示数为425g(如图丙);将物块继续下压,从丙到丁物块下表面受到水的压力增加了0.8N,整个过程水始终未溢出,请问说法正确的是( )
A.木块的质量为125g
B.木块的密度为
C.从图丙到图丁,瓶底水的压强逐渐增大
D.从图丙到图丁,物体上表面受到水的压力增加了0.8N
【答案】D
【详解】A.将盛水的烧杯放在电子台秤上,示数为300g,则烧杯和水的质量为300g,将物块投入水中,漂浮时台秤示数为375g,则烧杯、水和物体的质量为375g,所以物体的质量
m=375g-300g=75g
故A错误;
B.用力将物块压入全部浸没在水中,此时台秤示数为425g,则排开水的重力
m排=425g-300g=125g
则物体的体积
则物体的密度
故B错误;
C.从图丙到图丁,物体始终浸没在水中,水面不再升高,由p=ρgh可知,瓶底水的压强不变,故C错误;
D.从图丙到图丁,物块下表面受到水的压力增加了0.8N,由于物体上表面和物块下表面变化的深度相同,所以物体上表面受到水的压力也增加了0.8N,故D正确。
故选D。
10.(2021·广东·中考真题)小明看到清淤作业人员正在将水塘底部的淤泥搬运到船上。他想:水面高度会变化吗?于是进行了探究:首先,将石块a和不吸水的木块b置于装有水的烧杯中,如图所示;然后,将石块a从水中拿出并轻轻放在木块b上,它们处于漂浮状态,则水面高度将( )
A.下降 B.上升 C.不变 D.无法判断
【答案】B
【详解】有石块a和不吸水的木块b,石块a沉在水底,浮力小于重力,不吸水的木块b漂在水面,浮力等于重力,此时总浮力
将石块a放在木块b上后,ab一起漂浮,总浮力等于总重力,即
因此
而浮力越大,排开液体体积越大,水面越高,因此水面会上升,故B符合题意。
故选B。
11.(2020·广东·中考真题)游泳时佩戴游泳圈是防止溺水的有效方法,质量为50kg的小蓉佩戴游泳圈后,能静静地漂浮在水面上,如图所示,游泳圈对她的作用力大小最符合实际的是( )
A.5000N B.500N C.50N D.5N
【答案】C
【详解】人在水中漂浮时,大约有1/10的体积露出水面,故游泳圈浸没在水中的体积大概是5×10-3m3,则其受到的浮力
忽略游泳圈的自重,则游泳圈对小蓉的作用力大小与游泳圈所受浮力大小相同,即为50N。
故选C。
方法技巧
(1)物体沉浮条件
① 比较浮力与重力:F浮>G物,物体上浮至漂浮;F浮=G物,物体不上浮也不下沉;F浮<G物,物体会下沉;
② 比较密度:p液=p物,物体会悬浮;p液<p物,物体会下沉;p液>p物,物体会上浮至漂浮。
(2)利用物体沉浮条件判断物体的沉浮状态
等效密度:判断物体在液体中上浮还是下沉,主要考虑物体的密度和物体浸入的液体的密度的关系。当物体是空心的或者是几个物体组合体时,需要计算出空心物体或组合体的“等效密度”,然后用“等效密度”去和液体的密度进行比较。
(3)利用物体沉浮条件解释生活中的现象,根据物体沉浮条件分析现象的步骤:
① 物体排开液体的体积如何变化,或液体的密度如何变化;
② 确定浮力如何变化;与重力的大小关系。
1.(2024·广东阳江·二模)如图,水平桌面上两个相同的长方体玻璃缸装满了水,水中分别漂浮着大、小两只玩具鸭。甲、乙两图中水对缸底的压强分别为p1和p2,两只玩具鸭受到的浮力分别为F1和F2,则它们的大小关系为( )
A.p1=p2,F1>F2 B.p1=p2,F1<F2 C.p1>p2,F1>F2 D.p1<p2,F1<F2
【答案】A
【详解】甲、乙两个完全相同的玻璃缸装满了水,玩具鸭放入后水的深度h仍然相同,根据p=ρgh可知水对容器底部的压强相等,即p1=p2;甲、乙两缸中装满了水,玩具鸭子漂浮,浮力等于玩具鸭子的重力,甲中玩具鸭子重力大,所以甲缸中鸭子受到的浮力大,即F1>F2。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.(2024·广东云浮·一模)在炎热的夏天,喝冰镇白开水既解渴又解暑,如下题图所示,在装有凉白开水的玻璃杯中放入冰块,冰块漂浮在水面上,不考虑水的蒸发,当杯中的冰块全部熔化后,杯中水面( )
A.上升 B.下降 C.不变 D.可能上升也可能下降
【答案】C
【详解】冰熔化成水后,质量不变,当冰没有熔化时,冰飘在水面上,冰所受的浮力等于冰的重力,即
冰所排开的水的体积为
冰熔成水后,所占的体积为
冰熔成水后,水刚好将冰所排开的水填满,故水面不变,故C符号题意;ABD不符合题意。
故选C。
3.(2024·广东汕头·二模)如图所示,水平桌面上盛有适量水的烧杯中,漂浮着冰块A,悬浮着物块B,当冰块A完全熔化后,下列分析正确的是( )
A.烧杯对桌面压强变小 B.杯底受到液体的压强变小
C.烧杯内液面高度不发生变化 D.物块B受到的浮力变小
【答案】C
【详解】A.冰块熔化后,质量不变,即烧杯内物体的总质量不变,而烧杯对桌面的压力等于烧杯及烧杯内物体重力之和,所以烧杯对桌面的压力不变,根据可知,烧杯对桌面压强的不变,故A错误;
B.根据力的相互作用,杯底受到的液体压力等于漂浮的冰块、悬浮的物块以及盐水的重力,冰熔化后总重力不变,故液体对杯底的压强不变, 故B错误;
C.冰块漂浮,则
即 ,则
冰块全部熔化成水后, ,质量不变,液体的密度不变,则液面的高度不变,故C正确;
D.冰熔化后,液体的密度不变,物体B仍然悬浮,浮力等于重力,则浮力不变,故D错误。
故选C。
4.(2024·广东汕头·二模)如图甲,实心正方体石块在钢绳牵引下从水面上方匀速降入水中,未触及容器底部。图乙是钢绳拉力F随时间t的变化图像。若不计水的阻力,则可算出该石块的密度为( )(,g取10N/kg)
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由图乙可知,石块的重为G=1400N,石块浸没后钢绳的拉力为F拉=900N,则石块受到的浮力大小为
F浮=G-F拉=1400N-900N=500N
根据阿基米德原理,石块所受的浮力为
F浮=ρ水gV排=ρ水gV石=500N……①
石块的重力为
G=m石g=ρ石gV石=1400N……②
由①②联立可得,石块的密度为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.(2024·广东清远·一模)如题图甲所示,用细线将铁块系在弹簧测力计挂钩上,然后缓慢地将铁块浸入盛满水的烧杯中,则题图的几种坐标中有关物理量描述正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】将铁块浸入盛满水的烧杯中,过程中物体排开液体的体积先变大后不变,由可知,铁块受到的浮力先增大后不变,液面的高度现先升高后不变,由可知,液体压强先增大后不变,由承重法可知,弹簧测力计的示数先减小后不变,故C正确,ABD错误。
故选C。
6.(2024·广东东莞·一模)将体积相同、材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮、丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是( )
A.三个小球的质量大小关系是m甲>m乙>m丙
B.三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是p′甲>p′乙=p′丙
C.三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是p甲>p乙>p丙
D.三个小球受到的浮力大小关系是F甲=F乙<F丙
【答案】B
【详解】A.甲球下沉至容器底部,乙球漂浮,丙球悬浮,所以甲球的密度大于水的密度,乙球的密度小于水的密度,丙球的密度等于水的密度,因此三个小球的密度大小关系是
根据可知,三个小球的质量大小关系是
故A错误;
B.三个相同烧杯中都装满水,放入小球前里面的水的重力G水相等,由于烧杯底部对桌面的压力等于容器和容器内物体的总重力,则放入物体后对桌面的压力为
由阿基米德原理可知
据此可得
由于甲球下沉至容器底部,乙球漂浮,丙球悬浮,则
故
由于容器的底面积相同,根据可知,烧杯底部对桌面的压强的关系为
故B正确;
C.因为三个相同烧杯中都装满水,放入球后烧杯中液面高度不变,根据可知,三个烧杯中的水对烧杯底部的压强相等,即
故C错误;
D.由于甲乙丙三个实心小球体积相同,由图可知,排开水的体积关系为
所以
由可知
故D错误。
故选B。
7.(2024·广东深圳·二模)一小石块浸没在水中,弹簧测力计示数如图所示,则小石块受到的浮力为 ,小石块所受的浮力方向为 。
【答案】 2N 竖直向上
【解析】【小题1】[1]由图知道,小石块在空气中时弹簧测力计的示数是5N,即小石块的重力,当小石块浸没在水中,弹簧测力计的示数是3N,所以,石块受到的浮力是
[2]浮力的方向与重力的方向相反,所以浮力的方向是竖直向上。
8.(2024·广东中山·三模)水平桌面上放置的圆柱形容器内盛有水,弹簧测力计下悬挂的圆柱体从液面逐渐浸入水中直到浸没,弹簧测力计示数F与圆柱下表面离水面的距离h的关系如图所示,则:圆柱体刚好浸没时受到的浮力是 N,其下底面所受水的压力为 N;圆柱体的密度为 kg/m3。
【答案】 8 8 1.25×103
【详解】[1]由图可知,圆柱体的重力为G=10N,刚好浸没时,弹簧测力计的示数为F=2N,由称重法可知,圆柱体刚好浸没时的浮力为
F浮=G-F=10N-2N=8N
[2]刚好浸没时,由浮力产生的原因可知,圆柱体下底面受到水的压力等于浮力大小,即
F压=F浮=8N
[3]圆柱体的质量为
浸没时,圆柱体的体积等于排开水的体积,即
故圆柱体的密度为
9.(2024·广东佛山·三模)如图甲所示福建舰排水量约吨,满载航行时受到的浮力约为 N。如图乙所示,上面的舰载机起飞过程中,发动机向后喷气,舰载机就向前运动,这一现象说明物体间力的作用是 的;降落在航母上的歼-35隐形战斗机不能立即停下来,是由于战斗机具有 。(g取10N/kg)
【答案】 相互 惯性
【详解】[1]福建舰满载航行时受到的浮力约为
[2]舰载机起飞过程中,发动机向后喷气,舰载机对气体施加向后的作用力,同时,气体对舰载机施加向前的作用力,使舰载机向前运动,这一现象说明物体间力的作用是相互的。
[3]降落在航母上的歼-35隐形战斗机不能立即停下来,是由于战斗机具有惯性,要保持原来的运动状态继续前进。
10.(2024·广东河源·二模)如图所示,乒乓球漂浮在水面,请在O点画出乒乓球受到的重力G和浮力。
【答案】
【详解】乒乓球漂浮在水面上,受到的浮力等于重力,重力方向竖直向下,浮力方向竖直向上,作用点都画在O点,故作图如下:
11.(2024·广东清远·二模)在“探究浮力的大小与什么因素有关”的实验中,小明做了如题图所示的实验。
(1)铜块在水中受到的浮力方向为 ;
(2)铜块浸没水中后,所受的浮力大小为 N;
(3)分析①③④三次实验数据,可知浮力的大小与物体浸没液体内的深度 (选填“有关”或“无关”)。
【答案】 竖直向上 1 无关
【详解】(1)[1]浮力是物体在液体中上下表面受到的压力差,由于向上的压力大于向下的压力则浮力的方向竖直向上。
(2)[2]由①③两图可知,铜块浸没水中后,所受的浮力
(3)[3]由①③④三次实验数据可知,铜块浸没在水中,铜块排开液体的体积相同,液体密度相同,浸没的深度不同,弹簧测力计示数相同,由称重法测浮力可知,铜块受到的浮力相等,故物体受到的浮力跟物体浸没在液体内的深度无关。
12.(2024·广东东莞·二模)小德和同学们在探究“浮力大小与哪些因素有关”实验时,操作如下,
(1)如图甲所示,把一个饮料罐慢慢按入水中,感觉用力越来越大,由此猜想浮力大小可能与排开水的体积有关,于是他设计如图乙所示的实验步骤,根据 两图可以验证猜想是否正确。通过观察b、e两图,得出了“浮力大小与液体密度有关"的结论,你认为这样得出结论是否合理?答: (选填“是”或“否”)
(2)实验结束后,小德联想到压力、压强知识,提出了下面两个问题①b、d两图中A下表面受到水的压强分别是、,则 ;②由于物体A的浸入,c、e两图中烧杯对水平桌面增加的压力分别是、,则 。(以上两空均填“<”、“>”或“=”)
(3)在实验中,观察到物体浸没在盐水中静止时弹簧测力计的示数小,则说明物体在盐水中受到的浮力 (选填“大”或“小”)。
(4)通过实验数据,请计算出物体A的密度与盐水的密度之比为 。
【答案】 bc 否 < < 大 10:3
【详解】(1)[1]要验证浮力大小和物体排开液体体积的关系,就要保证液体的密度相同,使物体排开液体的体积不同,所以bc或bd两图符合题意。
[2]研究浮力大小与液体的密度的关系,要保证排开液体的体积相等,观察b、e两图知道,物体排开液体的体积不同,液体的密度也不同,不能得出物体受到的浮力大小与液体的密度有关,得出结论是不合理。
(2)[3]由图可知,b、d两图中液体都是水,密度相同,物体A下表面在b图中所处的深度小于在d图中的深度,由p=ρgh可知,p1<p2。
[4]由于力的作用是相互的,物体浸入水中时受到向上的浮力,物体同时给液体一个向下的压力,这两个力的大小相等,所以桌面受到的压力等于烧杯和液体的重力加上物体的浮力,因e中弹簧测力计的示数较小,由F浮=G﹣F可知受到的浮力较大,因为液体高度相同,所以液体体积相同,因为盐水的密度大,所以e中液体重力大,杯子重力相同,所以e对桌面的压力大于c对桌面的压力,即<。
(3)[5]观察到物体浸没在盐水中静止时弹簧测力计的示数小,由F浮=G﹣F可知,物体在盐水中受到的浮力较大。
(4)[6]由图a与c知道,A在水中受到的浮力
F浮=G﹣F=4N﹣3N=1N
由F浮=ρ液gV排可知,物体A的体积
由G=mg知道,A的质量是
所以,A的密度是
物体A在盐水中受到的浮力是
F浮′=G﹣F′=4N﹣2.8N=1.2N
根据F浮=ρ液gV排知道,盐水的密度是
物体A与盐水的密度之比是
ρA:ρ盐水=4×103kg/m3:1.2×103kg/m3=10:3
13.(2024·广东汕头·一模)小明发现橙子放入水中会下沉,于是想办法测量它的密度。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,将标尺上的游码移至零刻度线处,调节平衡螺母,直到指针在 ,表示天平平衡;
(2)用天平测量橙子质量,天平平衡时砝码和游码的示数如图所示,橙子质量为 g,小明利用排水法测得橙子的体积为150cm3,则橙子的密度是 kg/m3;
(3)做实验时,小明若先用排水法测出橙子的体积,接着用天平测出橙子质量 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)小亮不用天平,利用弹簧测力计、细线、盛有水的大烧杯等器材,也巧妙测出了橙子的密度。请你将他的测量步骤补充完整水。
①用 测出橙子的重力G;
②用弹簧测力计提着橙子缓慢浸入水中,直到橙子浸没水中,此时 就等于橙子的体积,读出弹簧测力计的示数F1;
③橙子密度的表达式为:ρ橙= (用测出的物理量和已知量的字母表示)。
【答案】 分度盘中央 162 1.08×103 偏大 弹簧测力计 排开水的体积
【详解】(1)[1]将托盘天平放在水平桌面上,将标尺上的游码移至零刻线处,直到指针在分度盘中央表示天平平衡。
(2)[2][3]由题意可得,图中天平的示数为
m=100g+50g+10g+2g=162g
则橙子的密度为
(3)[4]若先用排水法测出橙子的体积,接着用天平测出橙子质量,则橙子表面附着有水,测出的橙子的质量偏大。
(4)[5]用弹簧测力计测出橙子的重力G。
[6]用弹簧测力计提着橙子缓慢浸入水中,直到橙子浸没水中,此时排开水的体积就为橙子的体积。
[7]由题意及上述分析可得,橙子受到的浮力为
F浮=G﹣F1
F浮=ρ水gV排=G﹣F1
橙子浸没在水中,橙子的体积为
橙子的密度为
14.(2024·广东江门·二模)小敏在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:弹簧测力计,实心圆柱体铜块,相同的圆柱形容器若干,水和密度未知的某种液体,细线等。
(1)分析图A、B、C、D可知:浮力的大小与 有关。
(2)图C中,铜块下表面受到的压力为 N。
(3)小敏用图中的数据算出了液体的密度为 kg/m3;如果在实验F中不小心使物体接触到了容器底且与容器有力的作用,则此时计算出的液体密度值将 (选填“偏大”或“偏小”)。
(4)若图E与图F的液面相平,则图 (选填“E”或“F”)中液体对容器底部的压强较大。
(5)利用“等浮力”方法比较液体的密度:
①小明在两个相同的烧杯中分别装入c、d两种等体积的不同液体,并将装有石块的小盒放在液体c中漂浮,此时杯内液面高度做标记1,如图G;
②再将装有石块的小盒放在液体d中漂浮,此时杯内液面高度做标记2;
③若标记1的位置在标记2的下方,则pc pd(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)物体排开液体的体积
(2)0.2
(3) 2×103 偏大
(4)F
(5)>
【详解】(1)实验步骤A、B、C、D中,物体排开液体的密度不变,排开液体的体积变化,可以说明浮力大小与排开液体的体积有关。
(2)根据浮力产生的原因,步骤C中铜块下表面受到的浮力等于水的压力,根据称重法得
(3)[1]实验步骤E中,物体受到的浮力为
F浮水=G−F示E=2.7N−2.4N=0.3N实验步骤F中,物体受到的浮力为
F浮液=G−F示F=2.7N−2.1N=0.6N因物体均浸没,所以,根据阿基米德原理可得
所以
[2]如果物体接触到了容器底部,物体会受到来自容器底部的支持力,这会导致弹簧测力计的读数减小,由式子
可得在液体中的浮力偏大。由
可知计算出的液体密度会偏大。
(4)图E与图F相比,液体深度相同,F图液体密度大,所以F图液体对容器底部的压强较大。
(5)通过比较烧杯外壁的标记位置可比较两种液体密度的大小。装有石块的小盒始终漂浮,浮力等于重力,重力不变,则浮力不变,根据,标记位置较高的,说明较大排开液体的体积较小,则说明液体密度大,所以若标记1的位置在标记2的下方,则说明在c液体中排开液体的体积较大,则液体c的密度大于液体d的密度,即pc>pd。
15.(2024·广东韶关·三模)小德在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验中的操作如图所示。
(1)如图甲所示,小德把一个饮料罐慢慢按入水中,感觉用的力越来越大,由此猜想浮力的大小可能跟物体排开液体的体积有关,于是他设计了如图乙所示的实验步骤,根据 两图可以验证该猜想是否正确;
(2)通过观察b、e两图,他得出了“浮力的大小跟液体的密度有关”的结论,该结论 (选填“合理”或“不合理”);
(3)在实验中,观察到物体A浸没在盐水中静止时弹簧测力计的示数较小,则物体A 浸没在盐水中时受到的浮力较 (选填“大”或“小”);
(4)根据实验数据可知,物体A与盐水的密度之比为 ;( )
(5)实验结束后,小德联想到压力和压强,b、d两图中物体A的下表面受到水的压强分别为p1、p2,则p1 p2;由于物体A的浸入,c、e两图中烧杯对水平桌面增加的压力大小分别为F1、F2,则F1 F2。(均选填“>”“<”或“=”)
【答案】 b、c(或b、d) 不合理 大 10:3 < <
【详解】(1)[1]要探究浮力的大小跟物体排开液体的体积的关系,就要保证液体的密度相同,使物体排开液体的体积不同,所以b、c或b、d两图符合题意。
(2)[2]探究浮力的大小跟液体的密度的关系,要保证物体排开液体的体积相同,观察b、e两图可知,物体排开液体的体积不同,液体的密度也不同,不能得出“浮力的大小跟液体的密度有关”的结论,故该结论不合理。
(3)[3]观察到物体A 浸没在盐水中静止时弹簧测力计的示数较小,由
可知,物体A 浸没在盐水中时受到的浮力较大。
(4)[4]由图a与图c可知,物体A 浸没在水中时受到的浮力大小是
由 可知,物体A的体积是
由可知,物体A的质量是
故物体 A的密度是
由图a与图e可知,物体A浸没在盐水中时受到的浮力大小是
由 可知,盐水的密度是
则物体A 与盐水的密度之比是
(5)[5]b、d两图中的液体都是水,密度相同,物体A的下表面在b图中所处的深度小于其在d图中所处的深度,由可知,。
[6]由于物体A 的浸入,烧杯对水平桌面增加的压力大小等于物体A对液体的压力大小,由于力的作用是相互的,物体A 浸入液体中时受到向上的浮力,同时给液体一个向下的压力,这两个力的大小相等,而e图中弹簧测力计的示数较小,由
可知,e图中物体A受到的浮力较大,即e图中物体A 对液体的压力较大,则e图中烧杯对水平桌面增加的压力大于c图中烧杯对水平桌面增加的压力,即 。
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