5年中考3年模擬試卷初中物理八年級下冊第2節(jié)阿基米德原理

第十章浮力第2節(jié)阿基米德原理基礎(chǔ)過關(guān)全練知識點1浮力的大小1.【學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)探究】(2023河南洛寧一模)下列A、B、C、D四幅圖是“驗證阿基米德原理”的實驗情景。(P8210003)(1)在圖B的操作中,小麗先向溢水杯中注水,直到溢水口(選填“流出”或“不流出”)水時停止加水,目的是使溢水杯中的水面恰好與溢水口相平;

(2)將小石塊浸沒在溢水杯中,溢出的水全部流入小桶中,如圖C所示,此時小石塊受到的浮力為N,測量小桶與溢出水的總重力,如圖D所示,則排開的水重力G排為N。小紅認(rèn)為阿基米德原理中的“排開”就是“排出”的意思,小麗提醒小紅,若操作時溢水杯中的水面低于溢水口,則排開的水重(選填“大于”“小于”或“等于”)排出的水重,說明“排開”和“排出”是有區(qū)別的;

(3)實驗結(jié)果表明:浸在水中的物體受到的浮力(選填“大于”“等于”或“小于”)物體排開水所受到的重力;

(4)如果實驗前忘記調(diào)零,彈簧測力計指針位于“0.2N”處,完成上述實驗,則對測量的結(jié)果(選填“有”或“無”)影響。

知識點2阿基米德原理2.【新素材·現(xiàn)代科技】【新獨家原創(chuàng)】失重水槽訓(xùn)練是航天員模擬太空失重狀態(tài)下的一種訓(xùn)練方法。下列有關(guān)神舟十六號航天員在進行失重水槽訓(xùn)練(如圖所示)時的說法正確的是 ()A.航天員入水時受到的浮力逐漸變小B.浸沒在水中的航天員向下移動時,受到水的浮力逐漸變小C.航天員出水時受到的浮力逐漸變大D.整個訓(xùn)練過程中,航天員受到水的浮力始終等于其排開水受到的重力3.(2023湖南郴州中考)重為5N的實心物體掛在彈簧測力計下,物體浸沒在水中時,彈簧測力計的示數(shù)為3N,此時物體受到的浮力為N,物體的密度是kg/m3。(g取10N/kg)

(P8210003)4.【跨學(xué)科·物理學(xué)與工程實踐】2022年5月15日,由我國自主研發(fā)的“極目一號”Ⅲ型浮空艇從海拔4270m的科考營地順利升空(如圖所示),最終達(dá)到海拔9032m,超過珠峰海拔,創(chuàng)造了浮空艇大氣科學(xué)觀測世界紀(jì)錄。已知該浮空艇體積為9060m3,總質(zhì)量為2.625t,當(dāng)浮空艇懸停在海拔9032m時,地面纜繩對浮空艇的拉力多大?(纜繩的質(zhì)量不計,浮空艇的體積不變,已知海拔9032m的高空空氣密度為0.465kg/m3,g=10N/kg)能力提升全練5.(2023山東濟南鋼城期中,7,★☆☆)將一個實心球和一個乒乓球同時沒入水中,放手后發(fā)現(xiàn):實心球沉入水底,而乒乓球浮出水面。如圖所示,關(guān)于實心球和乒乓球在水中時受到的浮力大小,判斷正確的是 ()A.實心球受到的浮力大B.它們受到的浮力一樣大C.乒乓球受到的浮力大D.不能確定誰受的浮力大6.(2023重慶中考B卷,7,★★☆)小俊用彈簧測力計吊著質(zhì)量為1.35kg的圓柱體,從如圖位置緩慢浸入裝滿水、深度合適的溢水杯中,圓柱體底面積為100cm2、高為5cm。則圓柱體下降過程中(g取10N/kg) ()A.浸沒前彈簧測力計示數(shù)逐漸變大B.浸沒前水對容器底部的壓強逐漸變小C.浸入一半時彈簧測力計的示數(shù)為11ND.剛浸沒時圓柱體底部受到水的壓力為8.5N7.【學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)思維】(2023河北石家莊一模,15節(jié)選,★★☆)小明學(xué)習(xí)浮力知識后,想利用彈簧測力計改裝成“簡易液體密度計”,用來測量液體的密度。請你幫他完善實驗步驟。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)(P8210003)(1)小明豎直拿起彈簧測力計,首先觀察其量程與分度值,然后檢查彈簧測力計的指針是否指在上;調(diào)節(jié)好測力計后,小明將一實心小球懸掛在已經(jīng)調(diào)好的彈簧測力計下方,指針恰好指到測力計的最大刻度處,如圖甲所示;

(2)接著,他將小球浸沒在水中,彈簧測力計的示數(shù)如圖乙所示,此時小球受到的浮力為N,小球的密度為g/cm3;

(3)然后,小明用測力計提著小球浸沒在某未知液體中,彈簧測力計的示數(shù)為3N,如圖丙所示,則未知液體的密度為g/cm3;

(4)更換不同液體,重復(fù)實驗,將測力計上相應(yīng)的刻度標(biāo)為液體密度值,制成了“簡易液體密度計”,則彈簧測力計上的刻度示數(shù)越小,對應(yīng)的液體密度值越。

8.(2023四川鄰水模擬,28,★★☆)救援隊用吊繩打撈沉到水池底部的實心正方體沉箱,如圖甲所示,提升過程中始終以0.2m/s的速度將沉箱豎直向上勻速提起,圖乙是吊繩的拉力F隨時間t變化的圖象,g取10N/kg,水的密度為1.0×103kg/m3,不計水的阻力及水面高度的變化。求:(1)該沉箱的體積;(2)沉箱的密度。素養(yǎng)探究全練9.【科學(xué)思維】小文同學(xué)借助力傳感開關(guān)為自家太陽能熱水器設(shè)計向水箱注水的自動控制簡易裝置。裝置示意圖如圖所示,太陽能熱水器的水箱儲水空間是底面積0.4m2、高0.6m的長方體?？紤]既充分利用太陽能又節(jié)約用水,小文設(shè)計水箱儲水量最小不少于0.04m3,最大不超過0.16m3(圖中未標(biāo)注最大和最小水位),水位最大時液面低于控制棒頂端。力傳感開關(guān)通過細(xì)繩在水箱內(nèi)懸掛一根細(xì)長的圓柱形控制棒,并根據(jù)受到的細(xì)繩拉力大小打開水泵開關(guān)向水箱注水,或者斷開水泵開關(guān)停止向水箱注水,水泵開關(guān)狀態(tài)與細(xì)繩拉力大小的關(guān)系如表所示。已知控制棒重G=18N,底面積S棒=2×10-3m2。不計細(xì)繩質(zhì)量與體積,計算儲水量時控制棒排水體積忽略不計,水的密度ρ0=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。小文完成設(shè)計和安裝,自動控制簡易裝置按照設(shè)計正常工作。細(xì)繩拉力FF≥16N16N>F>F最小F≤F最小減小過程中增大過程中開關(guān)狀態(tài)打開打開斷開斷開(1)水箱的最高水位是m,此時水箱中水的重力為N。

(2)控制棒受到的最小浮力是N。

(3)細(xì)繩所受拉力為F最小時,控制棒底部受到的液體壓強是多少?(寫出解題過程)

答案全解全析基礎(chǔ)過關(guān)全練1.(1)流出(2)11大于(3)等于(4)無解析(1)在溢水杯中注水,直到溢水口流出水時停止加水,當(dāng)水不再流出時,溢水杯中的水面就恰好與溢水口相平;(2)小石塊受到的浮力F浮=FB-FC=4N-3N=1N,排開的水重力G排=FD-FA=2N-1N=1N;實驗中若溢水杯中的水面剛好到溢水口,則排開的水重等于排出的水重,若操作時溢水杯中的水面低于溢水口,則排開水的重力大于排出水的重力,這說明“排開”和“排出”是有區(qū)別的;(3)由(2)知,浸在水中的物體受到的浮力等于物體排開水所受到的重力;(4)根據(jù)F浮=G-F和G排=FD-FA,若實驗前彈簧測力計指針位于“0.2N”處,計算所得的差值不變,所以對測量的結(jié)果沒有影響。2.D由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,航天員入水時V排變大,受到的浮力逐漸變大;航天員出水時V排變小,其受到的浮力逐漸變小,故A、C錯誤;當(dāng)浸沒在水中的航天員向下移動時,V排不變,其受到的浮力不變,故B錯誤;由阿基米德原理可知,浸在液體中的物體受到的浮力大小等于它排開液體所受的重力,故D正確。3.22.5×103解析物體受到的浮力為F浮=G-F=5N-3N=2N;物體的體積為V=V排=F浮ρ水g=2N1×103kg/m3×10N/kg=2×10-4m3,物體的質(zhì)量為m=Gg=5N10N/kg=0.5kg,物體的密度為ρ4.解析浮空艇在海拔9032m的高空受到的浮力F浮=ρ空氣gV排=0.465kg/m3×10N/kg×9060m3=42129N,浮空艇的重力G=mg=2625kg×10N/kg=26250N,浮空艇懸停在空中,處于平衡狀態(tài),故地面纜繩對浮空艇的拉力F拉=F浮-G=42129N-26250N=15879N。能力提升全練5.A由圖可知,實心球排開水的體積較大,由F浮=ρ水gV排可知,實心球受到的浮力較大,故選A。6.C浸沒前,圓柱體排開水的體積變大,受到浮力變大,彈簧測力計的示數(shù)逐漸變小,故A不符合題意;浸沒前,溢水杯中的水一直是滿的,水的深度不變,由p=ρgh可知,水對容器底部的壓強不變,故B不符合題意;圓柱體的重力G=mg=1.35kg×10N/kg=13.5N,圓柱體的體積V=Sh=100cm2×5cm=500cm3=500×10-6m3=5×10-4m3,浸入一半時圓柱體受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水g×12V=1×103kg/m3×10N/kg×12×5×10-4m3=2.5N,彈簧測力計的示數(shù)為F=G-F浮=13.5N-2.5N=11N,故C符合題意;剛浸沒時圓柱體底部受到水的壓強p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa,圓柱體底部受到水的壓力F壓=pS=500Pa×100×10-4m2=5N7.(1)零刻度線(2)15(3)2(4)大解析(1)使用前要先觀察彈簧測力計的量程與分度值,然后檢查彈簧測力計的指針是否指在零刻度線上;(2)由稱重法知小球受到的浮力F浮=G-F=5N-4N=1N,小球的體積V=V排=F浮ρ水g=1N1.0×103kg/m3×10N/kg=1×10-4m3,小球的質(zhì)量m=Gg=5N10N/kg=0.5kg,小球的密度ρ=mV=0.5kg1×10?4m3=5×103kg/m3=5g/cm3;(3)小球浸沒在某未知液體中,受到的浮力為F浮'=G-F'=5N-3N=2N,液體的密度ρ液=F浮'gV排=2N10N/kg×1×10?4m3=2×8.解析(1)由乙圖可知,沉箱從出水至全部露出水面所用的時間為t=50s-40s=10s,沉箱的邊長L=s=vt=0.2m/s×10s=2m,則沉箱的體積V=L3=(2m)3=8m3;(2)沉箱未露出水面時所受的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N,由稱重法可知沉箱的重力G=F浮+F拉=8×104N+16×104N=2.4×105N,沉箱的質(zhì)量m=Gg=2.4×105N10N/kg=2.4×104kg,沉箱的密度ρ=mV=2.4×10解題技巧在解決浮力圖象的綜合題時,一要明確各段圖象表示的物理過程和特點,尤其是明確浮力與物體浸入液體中體積之間的關(guān)系;二是要找出兩個臨界點,一個是物體剛露出(或接觸)液面的點,另一個是物體剛離開(或完全浸入)液體的點。素養(yǎng)探究全練9.(1)0.41.6×103(2)2(3)見解析解析(1)水的最大深度h大=V大S箱=0.16m30.4m2=0.4m,此時水箱中水的重力G大=m大g=ρ0V大g=1.0×103kg/m3×0.16m3×10N/kg=1.6×103N;(2)當(dāng)水箱儲水量最小