专题07 浮力(测试)-【上好课】2025年中考物理二轮复习讲练测(广东专用)
2025-03-28
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内容正文:
模块二 力学
专题07 浮力
(满分100分,时间60分钟)
一、选择题(每小题3分,共39分)
1.(2024·广东汕头·一模)下列有关中学生的估测符合实际的是( )
A.眨眼一次的时间约为2s
B.人体感觉最舒适的气温是36.8℃
C.中学生步行的速度大约是6m/s
D.游泳时受到的浮力约为500N
2.(2024·广东·模拟预测)图甲所示为飞盘的切面图。小明在一次练习扔飞盘时,发现当他以一定速度将飞盘水平向右扔出后,飞盘的一段运动轨迹如图乙所示。这是由于( )
A.飞盘受到浮力作用
B.飞盘上方空气流速小、压强大
C.飞盘上方空气流速大、压强小
D.飞盘所受重力变小
3.(2024·广东·二模)如图所示,物理小组利用潜水艇模型(忽略进气、排气管的体积),探究潜水艇在水中如何实现上浮或下沉。下列说法中不正确的是( )
A.潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的
B.若要让悬浮的模型上浮应使模型中进水
C.用打气筒向模型中打气模型上浮
D.模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力大小不变
4.(2024·北京丰台·二模)如图所示,小明在洗水果时发现丢入水中的苹果,在全部浸没水中后会继续向下运动一段距离,然后向上运动,最终漂浮在水面上。在此过程中,下列说法正确的是( )
A.向下运动的过程中,苹果受到水的压强不变
B.向下运动的过程中,苹果受到水的浮力变大
C.向上运动的过程中,苹果的运动状态保持不变
D.在水面漂浮时,苹果受到的浮力和重力是一对平衡力
5.(2024·广东·三模)【古代科学技术】我国古代劳动人民运用自己的智慧和能力,解决了许多生产中的难题,其中蕴含着丰富的物理知识。选择优良种子,是农业丰收的基本保证,盐水选种是我国古代劳动人民发明的一种巧妙选种的方法:将待选的种子放入浓度适当的盐水中后,良种沉入水底,次种则漂浮于水面,如题图所示。但盐水浓度的把握是关键,若盐水浓度过大,可能出现的情形是( )
A.有少量次种沉入水底
B.所有种子全部沉入水底
C.有少量良种漂浮于水面
D.次种全部漂浮,良种全部沉底
6.(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
7.(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
8.(2024·广东汕头·一模)在水平桌面上,甲、乙两个完全相同的烧杯分别装有不同密度的盐水。把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋静止时如图所示,且放入鸡蛋后液面高度相同。下列说法正确的是( )
A.甲液体中的鸡蛋受到的浮力大于重力
B.乙液体中的鸡蛋受到的浮力小于重力
C.鸡蛋排开甲、乙两液体的质量相等
D.甲、乙两烧杯对桌面的压强相等
9.(2024·广东·模拟预测)将铜块甲和铁块乙浸没在水中,铜块丙和铁块丁浸没在煤油中,已知四个物体质量相同,且均为实心(ρ铜>ρ铁,ρ水>ρ煤油),则所受浮力最大的是( )
A.铜块甲 B.铁块乙 C.铜块丙 D.铁块丁
10.(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
11.(2024·广东广州·一模)如图所示,物体A被绳子(体积忽略不计)拉着,在水中处于静止状态,绳子对A的拉力为10N;物体B被铁丝压入水中,在水中也处于静止状态,铁丝对B的压力也为10N。已知A和B的体积相同,下列说法中正确的是( )
A.物体A受到的重力小于物体B受到的重力
B.物体A受到的重力等于物体B受到的重力
C.物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力
D.物体A受到的浮力小于物体B受到的浮力
12.(2024·广东广州·二模)用细线将两个半径相同的实心小球A和B连接在一起,放入水中,静止后的状态如图所示,线已绷紧。下列判断正确的是( )
A.F浮A=GA B.F浮A>F浮B
C.GA=GB D.若剪断细绳,稳定时液面下降
13.(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.
二、填空题(每空1分,共25分)
14.(2024·广东东莞·模拟预测)2024年3月28日,“探索一号”科考船搭载着“奋斗者”号全海深载人潜水器完成了爪哇海沟最深点7180.4米的下潜任务,创造了印尼深海下潜新纪录。不考虑海水密度变化,加速下潜过程中,“奋斗者”号所受的压强 ,浮力 (均选填“变大”“变小”或“不变”),此时重力 浮力(选填“大于”“小于”或“等于”)。
15.(2024·广东肇庆·二模)划龙舟比赛时,运动员奋力向后划水,龙舟飞快向前运动,这说明力可以改变物体的 ,以龙舟为参照物,河岸是 (选填“运动”或“静止”)的,若龙舟和人的总质量为1600kg,则龙舟在水中受到的浮力是 N。(g取10N/kg)
16.(2024·广东·模拟预测)“探索一号”科考船搭载“奋斗者”号载人潜水器执行载人深潜科考任务。“探索一号”的排水量是6250t,当它满载时受到的浮力是 N;如题图,某次作业时“奋斗者”号由海面下的A位置下潜到B位置,此过程它所受浮力大小将 (选填“变大”“不变”或“变小”),“奋斗者”号最大下潜深度达10909m,当到达水下10000m时,它受到海水的压强是 Pa。(ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10 N/kg)
17.(2024·广东广州·一模)食品厂配制了两种不同密度的盐水来挑选榛子果仁。在甲、乙两个完全相同的杯子中倒入体积相等、密度不同的盐水。将四颗榛子果仁(标号为1、2、3、4号,忽略榛子体积变化)先后放入甲、乙两种盐水中,静止后的情形如图1所示。
(1)两杯盐水的密度关系为 (选填“<”、“=”或“>”)
(2)将图1甲中的1号榛子受力示意图在图2画出(以“•”代表榛子,在方框中已画出其所受的重力G);
(3)3号榛子在甲、乙两种盐水受到的浮力分别为、,则: (选填“<”、“=”或“>”)
18.(2024·广东·模拟预测)“雪龙”号考察船圆满完成历时198天的南极考察任务,返回上海码头落锚。在铁链拉着铁锚缓慢放入水中时,经历了如题图所示三种情况:图甲中铁锚部分浸入水中;图乙中铁锚完全浸没水中但未触底;图丙中铁锚沉底。三种情况下船身(不含铁锚)受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙,则F甲 F乙,F乙 F丙(前两空均填“>”“<”或“=”) ,三种情况下船底所受水压强最大的是 (填“甲”“乙”“丙”或“一样大”)。
19.(2024·上海·一模)如图所示,重12牛的小球静止在水中,弹簧测力计的示数为4牛,则小球受到的浮力为 牛,方向为 ;继续增大小球浸入水中的深度,它受到的浮力 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
20.(2024·广东汕尾·模拟预测)如图为2023年阿布扎比国际海事防务展,中国船舶工业集团有限公司展台大屏幕展示的一款超大型无人潜航器。当它潜入海面下1km深处受到海水的压强是 Pa,潜航器1cm2的面积上受到的海水压力为 N。若继续下潜到2km处,所受的浮力将 (填“变大”、“不变”或“变小”)。(,)
21.(2024·广东广州·一模)放置在水平桌面的电子天平,其上表面的面积为,示数为0g。现将底面积为的柱形容器静置在天平上,天平示数为100g,如图甲所示。按下“清零”键后,天平示数变为0g,如图乙所示。将物体放入装满甲液体的溢水杯中,最后物体静止时如图丙所示,此时天平示数为220g。(g取10N/kg)
(1) kg;
(2)图丙,装有排出液体的容器对天平的压强为 Pa;
(3)若把物体放在装满乙液体的溢水杯中时,物体处于漂浮状态。则:
①最后,物体排出乙液体的质量 220g(选填:“大于”、“小于”、“等于”);
②若物体密度为,乙液体密度为。请证明:
三、实验题(每空1分,14分)
22.(2024·广东惠州·模拟预测)小吴同学在家里收集到一个废旧水龙头,同学们想通过测量密度知道它是由什么材料制成的。
(1)小吴将天平放在水平桌面上,游码移到零刻度线,发现天平的左盘较高,应将平衡螺母向 调节,直至指针对准分度盘的 刻度线。将水龙头放在天平左盘,向右盘加减砝码并移动游码,天平平衡时如图甲所示,测得水龙头质量为 g;然后用溢水杯、水、小烧杯、细线和天平测出水龙头的体积并算出密度;
(2)小欣提出用弹簧测力计测量密度更方便。她先用弹簧测力计测出水龙头的重力;然后将水龙头浸没在水中静止,发现弹簧测力计的示数减小了2小格,这是因为水龙头受到竖直向 的浮力,此时弹簧测力计的示数如图乙所示为 N;小欣计算出水龙头的密度是 ;
(3)同学们对实验进行交流评估,认为小欣同学测得的密度误差较大,主要原因是 。
23.(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)。
四、计算题(22分)
24.(2024·江西九江·模拟预测)春节前的一场大雪,给孩子们带来了欢乐,也给农民带来了“兆丰年”。如图所示,某旅游景区借此展示出了“冰马俑”冰雕作品吸引游客。该冰雕高为2m ,体积为80×10-3m3,与地面的接触面积为 600cm2,如图所示。(已知冰的密度为0.9×103kg/m3,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)冰雕的质量;
(2)冰雕对地面的压强;
(3)若此冰雕是由重为900 N的冰块雕成的,则此冰块漂浮在水面上时,排开水的体积。
25.(2024·湖南邵阳·模拟预测)为美化环境造福人民,某城市管理局在治理护城河时修建了一座桥。如图甲所示,使用吊车向河底投放圆柱形混凝土构件,在整个投放过程中,混凝土构件以0.05m/s的速度匀速竖直下降。图乙是钢丝绳的拉力F随时间t的变化图像。当时吊车开始投放混凝土构件,到100s时结束,此时构件竖立在河中。(已知水的密度为,混凝土的密度为,钢筋的密度为,g取,水的阻力忽略不计)求:
(1)混凝土构件完全浸没时所受浮力;
(2)投放结束时混凝土构件顶部受到水的压强;
(3)通过计算说明这种混凝土构件有没有钢筋制作的骨架。
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模块二 力学
专题07 浮力
(满分100分,时间60分钟)
一、选择题(每小题3分,共39分)
1.(2024·广东汕头·一模)下列有关中学生的估测符合实际的是( )
A.眨眼一次的时间约为2s
B.人体感觉最舒适的气温是36.8℃
C.中学生步行的速度大约是6m/s
D.游泳时受到的浮力约为500N
【答案】D
【详解】A.眨一次眼睛的时间不到0.5s,故A不符合题意;
B.人体感觉最舒适的气温约为25℃,故B不符合题意;
C.中学生步行的速度大约是1m/s,故C不符合题意;
D.一般中学生身体受到的重力为500N,游泳时处于漂浮状态,浮力等于重力,所以游泳时受到的浮力约为500N,故D符合题意。
故选D。
2.(2024·广东·模拟预测)图甲所示为飞盘的切面图。小明在一次练习扔飞盘时,发现当他以一定速度将飞盘水平向右扔出后,飞盘的一段运动轨迹如图乙所示。这是由于( )
A.飞盘受到浮力作用
B.飞盘上方空气流速小、压强大
C.飞盘上方空气流速大、压强小
D.飞盘所受重力变小
【答案】C
【详解】A.浮力大小与排开空气的体积有关,飞盘运动时排开空气的体积不变,所以浮力大小不变,故A不符合题意;
BC.飞盘“上凸下平”,所以飞盘运动时上方空气流速大,压强小,故C符合题意,B不符合题意;
D.重力大小只与质量有关,质量不变,所以重力大小不变,故D不符合题意。
故选C。
3.(2024·广东·二模)如图所示,物理小组利用潜水艇模型(忽略进气、排气管的体积),探究潜水艇在水中如何实现上浮或下沉。下列说法中不正确的是( )
A.潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的
B.若要让悬浮的模型上浮应使模型中进水
C.用打气筒向模型中打气模型上浮
D.模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力大小不变
【答案】B
【详解】A.潜水艇是通过改变自身重力来实现上浮或下沉的,故A正确,不符合题意;
B.若要让悬浮的模型上浮,应使模型中水排出,减小自身重力,故B错误,符合题意;
C.向试管中充气时,试管内气体压强变大,试管内的水将变少,总重力变小,悬浮的潜水艇模型将上浮,故C正确,不符合题意;
D.模型浸没后继续下沉的过程中,排开水的体积不变,根据可知,受到的浮力大小不变,故D正确,不符合题意。
故选B。
4.(2024·北京丰台·二模)如图所示,小明在洗水果时发现丢入水中的苹果,在全部浸没水中后会继续向下运动一段距离,然后向上运动,最终漂浮在水面上。在此过程中,下列说法正确的是( )
A.向下运动的过程中,苹果受到水的压强不变
B.向下运动的过程中,苹果受到水的浮力变大
C.向上运动的过程中,苹果的运动状态保持不变
D.在水面漂浮时,苹果受到的浮力和重力是一对平衡力
【答案】D
【详解】A.根据可知,向下运动的过程中,液体密度不变,h变大,故苹果受到水的压强变大,故A错误;
B.根据可知,全部浸没水中后会继续向下运动的过程中,液体密度和排开液体体积都不变,故苹果所受浮力大小不变,故B错误;
C.向上运动的过程中,浮力大于重力,受非平衡力,故苹果运动状态改变,故C错误;
D.在水面漂浮时,苹果受到重力和浮力,二者是一对平衡力,故D正确。
故选D。
5.(2024·广东·三模)【古代科学技术】我国古代劳动人民运用自己的智慧和能力,解决了许多生产中的难题,其中蕴含着丰富的物理知识。选择优良种子,是农业丰收的基本保证,盐水选种是我国古代劳动人民发明的一种巧妙选种的方法:将待选的种子放入浓度适当的盐水中后,良种沉入水底,次种则漂浮于水面,如题图所示。但盐水浓度的把握是关键,若盐水浓度过大,可能出现的情形是( )
A.有少量次种沉入水底
B.所有种子全部沉入水底
C.有少量良种漂浮于水面
D.次种全部漂浮,良种全部沉底
【答案】C
【详解】盐水选种时,当盐水浓度合适时,良种所受浮力小于重力从而沉底,次种所受浮力大于重力而上浮最后漂浮在水面上;若盐水的浓度过大,根据可知,一定时,同一种子所受浮力变大,当浮力大于重力时会上浮,故会有少量良种漂浮于水面。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.(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。
7.(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。
8.(2024·广东汕头·一模)在水平桌面上,甲、乙两个完全相同的烧杯分别装有不同密度的盐水。把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋静止时如图所示,且放入鸡蛋后液面高度相同。下列说法正确的是( )
A.甲液体中的鸡蛋受到的浮力大于重力
B.乙液体中的鸡蛋受到的浮力小于重力
C.鸡蛋排开甲、乙两液体的质量相等
D.甲、乙两烧杯对桌面的压强相等
【答案】C
【详解】AB.鸡蛋在甲中漂浮,浮力等于重力,鸡蛋在乙中悬浮,浮力等于重力,故AB错误;
C.由阿基米德原理可知,鸡蛋排开液体的重力等于鸡蛋受到的浮力,鸡蛋在甲中受到的浮力等于鸡蛋在乙中受到的浮力,所以鸡蛋在甲中排开液体受到的重力等于鸡蛋在乙中排开液体受到的重力,由可知,鸡蛋排开甲、乙两液体的质量相等,故C正确;
D.放入鸡蛋后液面高度相同,鸡蛋在甲中排开液体的体积更小,由可知,甲液体的密度更大,由可知,甲液体对容器底部的压强更大,由可知,甲对容器底部的压力更大,两容器的重力相等,所以甲容器对桌面的压力更大,两容器底面积相等,由可知,甲容器对桌面的压强更大,故D错误。
故选C。
9.(2024·广东·模拟预测)将铜块甲和铁块乙浸没在水中,铜块丙和铁块丁浸没在煤油中,已知四个物体质量相同,且均为实心(ρ铜>ρ铁,ρ水>ρ煤油),则所受浮力最大的是( )
A.铜块甲 B.铁块乙 C.铜块丙 D.铁块丁
【答案】B
【详解】根据题意可知四个物体均浸没在液体中,所以物体排开液体的体积等于物体体积,此时物体所受浮力大小与液体密度以及物体体积有关,已知四个物体质量相同且都为实心,且ρ铜>ρ铁,由,有V甲=V丙<V乙=V丁,又由,在同种液体中时,铁块体积大于铜块,则铁块乙所受浮力大于铜块甲所受浮力,铁块丁所受浮力大于铜块丙所受浮力,当物体体积相同时,水的密度大于煤油的密度,则铜块甲所受浮力大于铜块丙所受浮力,铁块乙所受浮力大于铁块丁所受浮力,综上所述,铁块乙所受浮力最大。
故选B。
10.(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。
11.(2024·广东广州·一模)如图所示,物体A被绳子(体积忽略不计)拉着,在水中处于静止状态,绳子对A的拉力为10N;物体B被铁丝压入水中,在水中也处于静止状态,铁丝对B的压力也为10N。已知A和B的体积相同,下列说法中正确的是( )
A.物体A受到的重力小于物体B受到的重力
B.物体A受到的重力等于物体B受到的重力
C.物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力
D.物体A受到的浮力小于物体B受到的浮力
【答案】B
【详解】AB.由图可知物体A、B浸没在水中,已知A和B的体积相同,则排开水的体积相等,都等于物体的体积,根据可知物体A、B受到的浮力相等,即:,因物体A受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、绳子的拉力作用处于平衡状态,由物体A受到的合力为零可得
则
因物体B受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、铁丝对B的压力作用处于平衡状态,由物体B受到的合力为零可得
则
由于物体A、B受到的浮力,所以,,故A错误,B正确;
CD.由图可知物体A、B浸没在水中,已知A和B的体积相同,则排开水的体积相等,都等于物体的体积,根据可知物体A、B受到的浮力相等,即:,故CD错误。
故选B。
12.(2024·广东广州·二模)用细线将两个半径相同的实心小球A和B连接在一起,放入水中,静止后的状态如图所示,线已绷紧。下列判断正确的是( )
A.F浮A=GA B.F浮A>F浮B
C.GA=GB D.若剪断细绳,稳定时液面下降
【答案】D
【详解】A.小球A受到重力、浮力和绳的拉力,A处于静止状态,受到的力是平衡力,所以
F浮A=GA+FA
故A错误;
BC.两个小球的体积相同,都浸没水中,排开水的体积相同,由
F浮=ρgV排
可知AB小球受到的浮力相等,即
F浮A=F浮B
小球B受到重力、浮力和绳的拉力,B处于静止状态,受到的力是平衡力,所以
GB=F浮B+FB
由A可知A的重力
GA=F浮A-FA
B对A的拉力和A对B的拉力是相互作用力,大小相等,即FA=FB所以
GA<GB
故BC错误;
D.由以上的A可知A的重力
GA=F浮A-FA
所以A的重力小于浮力,即
GA<F浮A
而B的重力
GB=F浮B+FB
所以B的重力大于浮力,即
GB>F浮B
故若剪断绳子时,A将上浮最终漂浮,B将下沉最终触底,则稳定时液面会下降,故D正确。
故选D。
13.(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。
二、填空题(每空1分,共25分)
14.(2024·广东东莞·模拟预测)2024年3月28日,“探索一号”科考船搭载着“奋斗者”号全海深载人潜水器完成了爪哇海沟最深点7180.4米的下潜任务,创造了印尼深海下潜新纪录。不考虑海水密度变化,加速下潜过程中,“奋斗者”号所受的压强 ,浮力 (均选填“变大”“变小”或“不变”),此时重力 浮力(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 变大 不变 大于
【详解】[1]“奋斗者”号在下潜的过程中,海水密度不变,由可知,潜水器所受海水的压强将变大。
[2]排开水的体积不变,根据可知,“奋斗者”号所受浮力不变。
[3]当潜水器在水下加速下潜过程中,受力不平衡,根据物体的浮沉条件可知受到的重力大于浮力。
15.(2024·广东肇庆·二模)划龙舟比赛时,运动员奋力向后划水,龙舟飞快向前运动,这说明力可以改变物体的 ,以龙舟为参照物,河岸是 (选填“运动”或“静止”)的,若龙舟和人的总质量为1600kg,则龙舟在水中受到的浮力是 N。(g取10N/kg)
【答案】 运动状态 运动 16000
【详解】[1]龙舟在力的作用下,飞快向前运动,这说明力可以改变物体的运动状态。
[2]以龙舟为参照物,河岸的位置改变,是运动的。
[3]若龙舟和人的总质量为1600kg,龙舟处于漂浮状态,在水中受到的浮力是
16.(2024·广东·模拟预测)“探索一号”科考船搭载“奋斗者”号载人潜水器执行载人深潜科考任务。“探索一号”的排水量是6250t,当它满载时受到的浮力是 N;如题图,某次作业时“奋斗者”号由海面下的A位置下潜到B位置,此过程它所受浮力大小将 (选填“变大”“不变”或“变小”),“奋斗者”号最大下潜深度达10909m,当到达水下10000m时,它受到海水的压强是 Pa。(ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10 N/kg)
【答案】 6.25×107 不变 1×108
【详解】[1]探索一号的排水量是6250t,当它满载时受到的浮力等于其排开水的重力,为
[2]由海面下的A位置下潜到B位置,排开水的体积不变,故此过程它所受浮力大小将不变。
[3]当到达水下10000m时,它受到海水的压强为
17.(2024·广东广州·一模)食品厂配制了两种不同密度的盐水来挑选榛子果仁。在甲、乙两个完全相同的杯子中倒入体积相等、密度不同的盐水。将四颗榛子果仁(标号为1、2、3、4号,忽略榛子体积变化)先后放入甲、乙两种盐水中,静止后的情形如图1所示。
(1)两杯盐水的密度关系为 (选填“<”、“=”或“>”)
(2)将图1甲中的1号榛子受力示意图在图2画出(以“•”代表榛子,在方框中已画出其所受的重力G);
(3)3号榛子在甲、乙两种盐水受到的浮力分别为、,则: (选填“<”、“=”或“>”)
【答案】 > =
【详解】(1)[1]由甲、乙两图知,2号榛子在甲图中悬浮,浮力等于其自身的重力,在乙图中沉底,浮力小于其自身的重力,所以2号榛子在乙图中受到的浮力小。由于2号榛子排开甲、乙盐水的体积相同,由F浮=ρ液gV排知,乙杯中盐水的密度小于甲杯中盐水的密度,即ρ甲>ρ乙。
(2)[2]由图知,1号榛子沉底,受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的浮力,如图所示:
(3)[3]由图知,3号榛子在甲、乙盐水中处于漂浮或悬浮状态,受到的浮力都等于其自身的重力,由于重力不变,所以它们受到的浮力不变,则F甲=F乙。
18.(2024·广东·模拟预测)“雪龙”号考察船圆满完成历时198天的南极考察任务,返回上海码头落锚。在铁链拉着铁锚缓慢放入水中时,经历了如题图所示三种情况:图甲中铁锚部分浸入水中;图乙中铁锚完全浸没水中但未触底;图丙中铁锚沉底。三种情况下船身(不含铁锚)受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙,则F甲 F乙,F乙 F丙(前两空均填“>”“<”或“=”) ,三种情况下船底所受水压强最大的是 (填“甲”“乙”“丙”或“一样大”)。
【答案】 > > 甲
【详解】[1][2]对船进行受力分析,因为铁链拉着铁锚缓慢放入水中,所以船和铁锚都处于平衡状态;船受到向上的浮力、向下的重力和铁链对船的拉力;图甲中铁锚部分浸入水中,铁锚对考察船的拉力为F1,由于考察船处于平衡状态,根据受力平衡可得
F甲=G+F1--------------①图乙中铁锚完全浸没水中但未触底,铁锚对考察船的拉力为F2,由于考察船处于平衡状态,根据受力平衡可得
F乙=G+F2-------------②图丙中由于铁锚沉底,则铁锚对考察船没有拉力,由于考察船处于漂浮状态,根据受力平衡可得
F丙=G-------------②铁锚部分浸入水中时,根据受力平衡可得
F1=G铁锚-F浮1--------------④铁锚完全浸没水中但未触底;根据受力平衡可得
F2=G铁锚-F浮2--------------⑤根据阿基米德原理可知
F浮1<F浮2则
F1>F2---------⑥由①②③⑥可得
F甲>F乙>F丙[3]根据p=ρgh可知,液体密度相同,深度越大,压强越大,F甲浮力最大,根据可知,所以甲图中船底所处深度最大,压强最大。
19.(2024·上海·一模)如图所示,重12牛的小球静止在水中,弹簧测力计的示数为4牛,则小球受到的浮力为 牛,方向为 ;继续增大小球浸入水中的深度,它受到的浮力 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 8N 竖直向上 不变
【详解】[1] [2]根据力的平衡可知,小球受到的浮力为
浮力的方向竖直向上。
[2]由继续增大小球浸入水中的深度,排开液体的体积不变,液体的密度不变,它受到的浮力不变。
20.(2024·广东汕尾·模拟预测)如图为2023年阿布扎比国际海事防务展,中国船舶工业集团有限公司展台大屏幕展示的一款超大型无人潜航器。当它潜入海面下1km深处受到海水的压强是 Pa,潜航器1cm2的面积上受到的海水压力为 N。若继续下潜到2km处,所受的浮力将 (填“变大”、“不变”或“变小”)。(,)
【答案】 1000 不变
【详解】[1]当它潜入海面下1km深处受到海水的压强为
[2]潜航器1cm2的面积上受到的海水压力为
[3]若继续下潜到2km处,排开水的体积和液体的密度不变,则所受的浮力不变。
21.(2024·广东广州·一模)放置在水平桌面的电子天平,其上表面的面积为,示数为0g。现将底面积为的柱形容器静置在天平上,天平示数为100g,如图甲所示。按下“清零”键后,天平示数变为0g,如图乙所示。将物体放入装满甲液体的溢水杯中,最后物体静止时如图丙所示,此时天平示数为220g。(g取10N/kg)
(1) kg;
(2)图丙,装有排出液体的容器对天平的压强为 Pa;
(3)若把物体放在装满乙液体的溢水杯中时,物体处于漂浮状态。则:
①最后,物体排出乙液体的质量 220g(选填:“大于”、“小于”、“等于”);
②若物体密度为,乙液体密度为。请证明:
【答案】 0.22 800 等于 见解析
【详解】(1)[1]根据单位换算可知
1kg=1000g
所以
(2)[2]图丙,装有排出液体的容器的总质量是
220g+100g=320g=0.32kg
装有排出液体的容器对天平的压力等于重力,即
受力面积是,则装有排出液体的容器对天平的压强为
(3)①[3]根据阿基米德原理可知,物体排出乙液体的质量等于物体放入装满甲液体的溢水杯中,最后物体静止时的质量,即等于220g。
②[4]根据题意可知
因为物体漂浮,所以有
得
因为
所以
三、实验题(每空1分,14分)
22.(2024·广东惠州·模拟预测)小吴同学在家里收集到一个废旧水龙头,同学们想通过测量密度知道它是由什么材料制成的。
(1)小吴将天平放在水平桌面上,游码移到零刻度线,发现天平的左盘较高,应将平衡螺母向 调节,直至指针对准分度盘的 刻度线。将水龙头放在天平左盘,向右盘加减砝码并移动游码,天平平衡时如图甲所示,测得水龙头质量为 g;然后用溢水杯、水、小烧杯、细线和天平测出水龙头的体积并算出密度;
(2)小欣提出用弹簧测力计测量密度更方便。她先用弹簧测力计测出水龙头的重力;然后将水龙头浸没在水中静止,发现弹簧测力计的示数减小了2小格,这是因为水龙头受到竖直向 的浮力,此时弹簧测力计的示数如图乙所示为 N;小欣计算出水龙头的密度是 ;
(3)同学们对实验进行交流评估,认为小欣同学测得的密度误差较大,主要原因是 。
【答案】(1) 左 中央 181.4
(2) 上 1.4 4.5
(3)小欣同学根据弹簧测力计的示数得出的水龙头的质量和体积误差较大
【详解】(1)[1][2]小吴将天平放在水平桌面上,游码移到零刻度线,发现天平的左盘较高,为了使天平平衡,应将天平的平衡螺母向左调节,直到指针对准分度盘中央零刻度线处为止。
[3]当天平平衡时,左盘中水龙头的质量等于右盘中砝码质量加游码所在位置显示的质量数值,标尺上的分度值0.2g,游码所在位置的质量数值为1.4g,所以水龙头质量为
(2)[1]浸在水中的水龙头受到水给它竖直向上的浮力。
[2]由图乙可知,该弹簧测力计的分度值为0.2N,此时弹簧测力计的示数为1.4N。
[3]将水龙头浸没在水中静止,发现弹簧测力计的示数减小了2小格,即水龙头所受浮力为0.4N,水龙头的重力
水龙头的体积
水龙头的密度
(3)用弹簧测力计进行测量,测得水龙头的重力和体积误差都较大从而导致测得的水龙头的密度误差较大。
23.(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
四、计算题(22分)
24.(2024·江西九江·模拟预测)春节前的一场大雪,给孩子们带来了欢乐,也给农民带来了“兆丰年”。如图所示,某旅游景区借此展示出了“冰马俑”冰雕作品吸引游客。该冰雕高为2m ,体积为80×10-3m3,与地面的接触面积为 600cm2,如图所示。(已知冰的密度为0.9×103kg/m3,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)冰雕的质量;
(2)冰雕对地面的压强;
(3)若此冰雕是由重为900 N的冰块雕成的,则此冰块漂浮在水面上时,排开水的体积。
【答案】(1)72kg;(2);(3)
【详解】解:(1)根据可得,冰雕的质量为
(2)冰雕对地面的压力为
冰雕对地面的压强为
(3)冰块漂浮时,受到的浮力等于自身的重力,即
F浮=G冰=900N
根据阿基米德原理可得,排开水的体积为
答:(1)冰雕的质量为72kg;
(2)冰雕对地面的压强为;
(3)排开水的体积为。
25.(2024·湖南邵阳·模拟预测)为美化环境造福人民,某城市管理局在治理护城河时修建了一座桥。如图甲所示,使用吊车向河底投放圆柱形混凝土构件,在整个投放过程中,混凝土构件以0.05m/s的速度匀速竖直下降。图乙是钢丝绳的拉力F随时间t的变化图像。当时吊车开始投放混凝土构件,到100s时结束,此时构件竖立在河中。(已知水的密度为,混凝土的密度为,钢筋的密度为,g取,水的阻力忽略不计)求:
(1)混凝土构件完全浸没时所受浮力;
(2)投放结束时混凝土构件顶部受到水的压强;
(3)通过计算说明这种混凝土构件有没有钢筋制作的骨架。
【答案】(1)400N;(2)2.5×104Pa;(3)这种混凝土构件有钢筋制作的骨架
【详解】解:(1)由图乙可以看出,混凝土构件重G=1200N,当时间为时,拉力大小不再改变,混凝土构件完全浸没在水中,构件所受浮力为
(2)由图乙读出构件完全浸没在水中后下落到底部所需的时间为
构件顶部到水面的深度为
构件顶部受到水的压强为
(3)由图乙可知,构件的重力为,由可得构件的体积为
由
得构件的密度
因为
所以这种混凝土构件有钢筋制作的骨架。
答:(1)混凝土构件的浮力是400N;
(2)投放结束时混凝土构件顶部受到水的压强是2.5×104Pa;
(3)这种混凝土构件有钢筋制作的骨架。
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