内容正文:
第八章 浮 力
章末复习
知识构建
真题演练 对接中考
考点一浮力的基础知识考查
1.(烟台中考)如图所示,小明洗碗时发现,向漂浮在水面上的碗中加水,碗浸入水中的深度越来越大,当水量增加到一定程度时,碗浸没水中,直至沉底.假如碗里水的质量是缓慢均匀增加的,则下列关于碗受到的浮力随时间变化规律的图像可能是 ( )
2.(成都中考)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,小明选用体积相同的实心金属块甲和乙,实验过程如图所示,他探究的问题是( )
A.浮力大小与物体浸入液体深度的关系
B.浮力大小与排开液体重力的关系
C.浮力大小与液体密度的关系
D.浮力大小与物体密度的关系
3.(遂宁中考)2024年 12 月,我国自主研制建造的某型两栖攻击舰首舰———“中国人民解放军海军四川舰”正式下水,该舰排水量(排开水的质量)4万余吨.若以排水量4万吨来计算、该舰满载时所受浮力大小为 N.不考虑燃料质量变化,该舰由海水密度较小的近海驶向海水密度较大的远海区域时,排开海水的体积将 (选填“变大”“变小”或“不变”).(g 取10 N/ kg)
4.(福建中考)在图中画出悬浮在水中的潜艇模型受到的重力和浮力的示意图.
考点二 浮力的各种求解方法
5.(南充中考)如图甲所示,一轻质弹簧上端固定,下端连接正方体物块,物块上表面恰与水面相平,物块的边长为10cm,水深为20cm,弹簧的上端与容器底部之间的高度为35cm,弹簧的弹力大小 F 与长度L 的关系如图乙所示.下列选项正确的是(弹簧未超过弹性限度, g取10N/ kg)( )
A.水对物块底部的压强为2 000 Pa
B.弹簧的原长为5m
C.此时弹簧对物块的压力为20 N
D.物块的密度为
6.(达州中考)小红在阳台种了几株番茄苗,番茄成熟后,她将一个番茄先后浸没在盛有水和盐水的容器中静止,释放后发现番茄在水中下沉,在盐水中上浮.下列说法正确的是( )
A.番茄的密度比水大
B.番茄在水中受到的浮力较大
C.番茄在盐水中受到的浮力小于它排开盐水的重力
D.将番茄露出盐水部分切去,盐水对容器底部的压强将增大
7.(河南中考,多选)“曹冲称象”的故事广为流传.如图所示,称象时,先让大象站在船上,在船身与水面交界处做上标记.让大象上岸后,再将石头装入船中,直至船身上的标记与水面重合,所装石头的质量即为大象的质量.下列说法正确的是 ( )
A.图甲中船排开水的重力与大象的重力大小相等
B.船内石头增多的过程中船底受到水的压强变大
C.船内石头增多的过程中船受到的浮力大小不变
D.图甲中船所受浮力与图乙中船所受浮力大小相等
8.(泸州中考,多选)在探究液体压强与容器形状关系的过程中,同学们建立了以下模型.甲、乙、丙三个容器的底面积相同而形状不同,容器中分别装有ρ甲<ρz<ρ丙.且深度相同的三种液体,将完全相同的密闭小瓶按如图方式放入液体中,均能漂浮.则放入小瓶后,下列判断正确的是 ( )
A.各容器内液面上升高度
B.各容器内液面上升高度
C.各容器底部受液体压力变化量△F甲>
D.各容器底部受液体压力变化量△Fm<
9.(眉山中考)水平桌面上的甲、乙两个相同圆柱形容器,内装不同液体.将两个相同小球分别放入甲、乙两容器中,小球静止时如图所示.若两容器底部所受液体压强相等,则下列判断正确的是 ( )
A.两容器中的液体密度相等
B.两容器所装液体的质量相等
C.甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强
D.甲容器中小球所受浮力大于乙容器中小球所受浮力
10.(天津中考)弹簧测力计使用:弹簧测力计下悬挂一个重物,示数如图甲所示;把重物浸在水中时,示数如图乙所示.此时重物受到水的浮力为 N.
11.(自贡中考)“四川舰”在某次航海时排开水的质量为4.0×10⁷ kg,g取10 N/ kg,它受到的浮力是 N.若其从海水密度大的海域驶入密度小的海域,吃水深度 (选填“变小”“变大”或“不变”).
12.(齐齐哈尔中考)某材料不吸液体,在酒精或盐水中均不溶解,且不与酒精或盐水发生化学反应,用该材料制成重1 N 的实心球.若将球投入足够多的酒精中,当球静止时,受到的浮力大小是 N;若将球投入足够多的盐水中,当球静止时,受到的浮力大小是 N.(已 知 ρ球 = 1.0× g取10 N/ kg)
考点三 浮力的相关探究与应用
13.(云南中考)实验小组探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程如图所示.
(1)a中将铁块缓慢浸入水中,随着深度增加,弹簧测力计示数逐渐变小,铁块受到的浮力逐渐 ,表明浮力与深度有关;铁块浸没后,继续增加深度,弹簧测力计示数不变,表明浮力与深度无关.前后结论不一致,分析发现以上实验某过程中同时改变了深度和 .
(2)改用b 中的物块继续探究,此物块重 N,c、d中物块所受浮力均为 N.由此可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度 关.
(3)根据b、d、e三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力 .分析b、 三次实验可知,排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体密度有关.
(4)若将b中的物块换成相同材料的球体,则不能完成b、c、d三次实验的探究,具体理由是 .
14.(陕西中考)小明发现,向水中加入食盐能使沉入水底的鸡蛋上浮至漂浮,加入的食盐越多,鸡蛋排开盐水的体积就越小.于是提出问题:能否利用漂浮的物体排开液体的体积与液体密度之间的关系制成密度计?小明用大烧杯、金属丝、刻度尺、食盐、水、密度已知的不同液体、直杆(轻质均匀的圆柱体)等器材进行实验探究.(水的密度为1.0g/cm³)
(1)如图1,小明将直杆放入水中,直杆倾倒后漂浮在水面上,此时直杆受到的浮力 重力.
(2)为了让直杆能立在水中,小明将金属丝缠绕在直杆的不同位置,分别放入水中,直杆在水中所处的状态如图2 所示.分析①②③可知:要使直杆竖直漂浮在水中,应在直杆的 位置缠绕金属丝;分析③④⑤可知:当金属丝缠绕的位置一定时,适当 (选填“增加”或“减少”)金属丝的缠绕量,直杆更容易竖直漂浮在水中.
(3)直杆竖直漂浮在密度不同的液体中时,浸在液体中的深度也不同.因此,将直杆上液面所对应的位置标注该液体的密度.则在图3中的a 点标注的密度值为 g/cm³.
(4)将直杆放入密度已知的不同液体中,当直杆在液体中稳定竖直漂浮时,在直杆上液面所在的位置做标记,并测量出直杆浸入液面以下部分的长度 H;将数据记录在下表中,并将对应的密度值标注在直杆上,制成密度计.
液体密度ρ/
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
浸入液面以下部分的长度 H/ cm
15.95
14.22
12.80
11.64
10.67
分析表中数据可知:此密度计所标刻度的位置越靠上,对应液体的密度值越 (选填“大”或“小”),刻度线分布越 (选填“疏”或“密”).
(5)如图4是A、B两支密度计在水中漂浮时的情景,若要测量密度稍小于水的另一种液体的密度,选 (选填“A”或“B”)密度计测量更准确.(A、B放入另一种液体中,均不会沉入底部)
15.(吉林中考)某校科技小组进行了“测量小石块密度”的实验.
(1)用天平测小石块的质量,当天平平衡时,右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图甲所示,小石块的质量为 g,用量筒和水测得小石块的体积为20cm³,则小石块的密度为 kg/m³.
(2)利用浮力知识,科技小组的同学又用另一种方法测出了小石块的密度.
步骤一:如图乙所示,将长方体物块放入柱形盛水容器中,物块漂浮,测出物块浸入水中的长度.
步骤二:如图丙所示,将小石块放在物块上,测得物块浸入水中的长度与图乙相比增加了h₁,此时物块受到的浮力与图乙相比 .
步骤三:如图丁所示,将小石块用细线(细线体积和质量均忽略不计)系在物块下,测得物块浸入水中的长度与图乙相比增加了h₂,图丁中水对容器底部的压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)图丙中水对容器底部的压强.
根据以上信息可得,小石块密度的表达式为ρ石= (用ρ水、h₁、h₂表示).
考点四浮力的综合计算
16.(安徽中考)某兴趣小组要测量一实心圆柱体(不吸水且不溶于水)的密度,进行了如下操作:用一根不可伸长的细线将圆柱体竖直悬挂在铁架台上并保持静止,将一盛有水的柱形容器放在水平升降台上,容器和升降台整体安放在圆柱体的正下方,使容器内的水面与圆柱体下表面恰好不接触,测得容器内水的深度 如图所示;缓慢调节升降台使细线恰好伸直且无拉力,测得容器上升的高度 整个过程没有水溢出,圆柱体始终处于竖直状态.已知圆柱体的高 H=20cm,圆柱体与容器的底面积之比 g 取10 N/ kg,不计容器壁厚度.求:
(1)调节升降台前水对容器底部的压强p.
(2)调节升降台后圆柱体浸入水中的深度h.
(3)圆柱体的密度ρ.
17.(绥化中考)如图所示,水平桌面上有一个圆柱形薄壁容器.容器内竖立一个圆柱形杯子(材料质地均匀),高为 0.09 m,底面积为 现只向容器内注水,当容器内水的深度为0.06m时,杯子对容器底部的压力刚好为零;接下来同时向容器内和杯中注水,当杯口与容器内的水面相平时,杯中水的体积是杯子容积的一半,且杯子对容器底部的压力也刚好为零(整个过程中,杯底与容器底部始终接触但不紧密).求:(g取10 N/ kg)
(1)只向容器内注水,当水的深度为0.06m时,水对容器底部的压强.
(2)空杯子的质量.
(3)该杯子材料密度.
(4)继续向杯子中注水,直至注满,此时杯子对容器底部的压强是多少?
易错集训 查漏补缺
易错点一涉及气球、气泡等的浮力变化分析
1.物理现象需要我们仔细观察,在水加热至沸腾过程中,水中的气泡变化是不同的.因此,水中的气泡在上浮过程中受到的浮力变化也是不同的.关于图中气泡,下列说法正确的是
( )
A.如图为水沸腾时,水中气泡在上浮过程中所受浮力越来越大
B.如图为水沸腾时,水中气泡在上浮过程中所受浮力越来越小
C.如图为水沸腾前,水中气泡在上浮过程中所受浮力越来越大
D.如图为水沸腾前,水中气泡在上浮过程中所受浮力越来越小
2.一玩具气球充气后置于水池底部,松开手后,气球从池底开始上浮,最后浮出水面,在此运动过程中气球所受的浮力 ( )
A.先不变后变小 B.先不变后变大
C.先变小后变大 D.先变大后变小
易错点二 浮力中的绳子和杆的问题
3.如图,现有一质地均匀、质量为1.2kg、体积为 的浮标,用细绳固定在池底.随着水池内水位的上升,细绳逐渐被拉直,当水位达到90 cm时,浮标恰好浸没且细绳未被拉断.下列相关分析中正确的是(g取10 N/ kg) ( )
A.浮标的密度为 1.5×
B.水对 池 底 的 压 强为90 000 Pa
C.浮标所受的浮力为12 N
D.细绳对浮标的拉力为68N
4.(晋江模拟)如图甲所示,体积可忽略不计的轻质硬杆 B 一端固定在容器底,一端与不吸水的实心正方体A 固定.现缓慢向容器中加水,杆B 受到正方体A 的作用力大小F 随注水深度 h 变化的图像如图乙所示.下列说法正确的是(g 取10N/ kg) ( )
A.正方体A 的重力为10N
B.当h=10cm时,正方体A 受到的浮力为4N
C.正方体A 的密度为
D.当F=0N时,容器底部受到水的压强为1 100 Pa
易错点三 水面的升降问题
5.(济南历下期中)下列四个相同的容器中,液面高度相同,图丁所示容器中的液体和水不相溶且比水的密度大.当四个容器中的冰熔化后,甲、乙、丙、丁四个容器中的液面高度分别变为h₁、h₂、h₃、h₄,则 ( )
6.如图所示,水平桌面上有一个装有水的圆柱形容器,水面漂浮着一个烧杯和数个塑料球;若将塑料球从水中缓缓取出放入烧杯中,烧杯仍竖直漂浮在水面上,下列说法正确的是( )
A.容器底受到水的压强变小
B.容器对桌面的压强变小
C.由于小球上沾有水,会导致容器中的水面下降
D.水面不变
真题演练
1. D 2. D
变小
4.如图所示.
5. D 6. A 7. BD8. AC 9. B
10.2 11.4.0×10⁸变大12.0.81
13.(1)变大 排开液体的体积 (2)3.8 1.4无 (3)越大 e、f(4)球体的形状规则,深度不同时排开液体的体积也不同,不能探究浮力与深度的关系
14.(1)等于 (2)下端 增加 (3)1.0 (4)小疏 (5)B
15.(1)54 2.7×10³ (2)变大 等于
16.解:(1)调节升降台前水对容器底部的压强p
(2)初始状态,容器内水面与圆柱体下表面恰好不接触,此时容器内水的体积可表示为V水 缓慢调节升降台后使细线恰好伸直且无拉力,此时容器上升的高度 圆柱体下表面距容器底的高度为 10cm-8cm=2cm;此时容器内水的体积可表示为 水的体积不变,则 其中 代入已知条件解得:调节升降台后圆柱体浸入水中的深度h=12cm.
(3)细线恰好伸直无压力,说明此时圆柱体处于漂浮状态, 由阿基米德原理得:F浮=G排=ρ水 gV排=ρ水gS₁h ①,G= mg ②.由浮沉条件可知,漂浮时 ,即①②两式相等,联立化简可得,圆柱体的密度
17.解:(1)水的深度 水对容器底部的压强 ×0.06m=600 Pa.
(2)当容器内水的深度 时,杯子排开水的体积 13杯子此时所受的浮力 此时杯子对容器底部的压力刚好为零,即 1.2N;空杯子的质量 0.12kg.
(3)由题意可知:杯中水的重力等于增加的浮力,即 由此可得:m杯水 g =ρ水g△V排,代入数据得: 一h₁)S,解得杯子中水的体积 h₁)S=(0.09m-0.06m)×2×10⁻³m²= 当杯口与容器内的水面相平时,杯子排开水的体积 组成杯子的材料的体积 该杯子材料的密度
(4)杯子注满水后,杯子的总重力 2G杯水=1.2N+2×0.6N=2.4 N,杯子受到的浮力 杯子对容器底的压力 1.8N=0.6 N,注满水时杯子对容器底部的压强
易错集训
1. D 2. D
3. D[解析]浮标的密度 A错误;水位达到90cm时,水对池底的压强 ×10 N/kg×0.9 m=9 000 Pa,B错误;根据阿基米德原理知,浮标所受的浮力 80 N,C错误;根据平衡条件知,细绳对浮标的拉力F=F浮-G=80N-1.2kg×10N/ kg=68N,D正确.
4. D[解析]正方体A 未浸入水中时,正方体A对杆的压力等于正方体A 的重力,即(G=F=6N,A 错误;因为浮力 ρ水gSh浸入,所以 h没入与浮力成正比,当h=10cm时,浸入深度5cm,当 h=15 cm时,正方体 A 浸入深度h没人₂=15cm-5cm=10cm=0.1m,由图乙可知,正方体 A 浸入深度为15 cm时,正方体A 受到的浮力 10N,F浮1: F浮2=h浸入1 : h浸入2,F浮1: 10N=5cm : 10cm,解得 ,当h=10cm时,正方体A 受到的浮力为5 N,B错误;当正方体A 浸入深度为10cm时,
正方体 A 的底面积 1.0×10⁸ kg/m¹⁰N×10N/kg×0.1m= 所以正方体A 的边长为0.1m,正方体A 的体积 正方体A 的密度
C错误;当F=0N时,正方体A 受到的浮力 此时正方体A 的 浸 入 高 度 1.0×10³kg/m N/kg×10⁻⁸m² =0.06m,所以此时容器中水的深度是0.05m+0.06m=0.11 m,水对容器底部的压强
p=ρ水=1100 Pa,D正确.
5. A 6. D
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