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文檔簡(jiǎn)介
專題10浮力
一、選擇題
1.(2023?山東濟(jì)南?統(tǒng)考中考真題)把一塊石頭和一個(gè)西紅柿同時(shí)放入水中,它們靜止時(shí)西紅柿
漂在水面上,而石頭沉入了水底,如圖所示。石頭和西紅柿在水中受到的浮力的大小相比較()
A.石頭受到的浮力更大些
B.西紅柿受到的浮力更大些
C.石頭和西紅柿受到的浮力一樣大
D.無(wú)法比較石頭和西紅柿受到的浮力大小
【答案】A
【詳解】把一塊石頭和一個(gè)西紅柿同時(shí)放入水中,它們靜止時(shí)西紅柿漂在水面上,而石頭沉入了水
底,西紅柿排開(kāi)的水的體積小于石頭排開(kāi)的水的體積,根據(jù)阿基米德原理廠浮=2濃g/排可知,石頭受到的
浮力大。故選A。
2.(2023?陜西?統(tǒng)考中考真題)如圖,是我國(guó)055型萬(wàn)噸級(jí)驅(qū)逐艦“延安”號(hào)。該艦滿載時(shí),排水
量約12000噸,吃水深度6.6m。下列說(shuō)法正確的是()
A.排水量指的是艦船滿載時(shí)排開(kāi)水的重力
B.“延安”號(hào)漂浮在海面上,所受重力小于浮力
C.“延安”號(hào)漂浮在海面上,所受浮力方向豎直向上
D.“延安”號(hào)不能與其他艦船近距離并排航行,是因?yàn)榱黧w流速越大,壓強(qiáng)越大
【答案】C
【詳解】A.滿載時(shí)的排水量指的是驅(qū)逐艦滿載時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量,故A錯(cuò)誤;
B.驅(qū)逐艦在海上航行時(shí)處于漂浮狀態(tài),所受的浮力等于它的重力,故B錯(cuò)誤;
C.驅(qū)逐艦所受浮力的方向是豎直向上的,故C正確;
D.兩艘驅(qū)逐艦若近距離同向航行,兩驅(qū)逐艦之間的水流速加快、壓強(qiáng)變小,小于兩驅(qū)逐艦外面的
壓強(qiáng),產(chǎn)生了一個(gè)向內(nèi)的壓力差,將兩驅(qū)逐艦壓向中間,易發(fā)生兩驅(qū)逐艦相撞事故,故D錯(cuò)誤。
故選C。
3.(2022?山東日照?統(tǒng)考中考真題)成語(yǔ)“沉李浮瓜”的意思是吃在冰水里浸過(guò)的李子和瓜,形容
夏天消暑的生活?!崩钭釉谒锵鲁?,瓜浮在水面”,從物理學(xué)的角度分析,下列判斷正確的是()
A.李子的質(zhì)量大于瓜的質(zhì)量
B.李子的體積小于瓜的體積
C.李子受到的重力大于瓜受到的重力
D.李子的密度大于水的密度,水的密度大于瓜的密度
【答案】D
【詳解】AC.李子的質(zhì)量小于瓜的質(zhì)量,根據(jù)G=mg可知,李子受到的重力小于瓜受到的重力,
故AC錯(cuò)誤;
B.李子的體積小于瓜的體積,但不是“沉李浮瓜”的原因,故B錯(cuò)誤;
D.李子的密度大于水的密度,水的密度大于瓜的密度,根據(jù)尸浮=0浪g/排可知,李子在水中受到
的浮力小于李子的重力,瓜在水中受到的浮力大于自身的重力,因此“李子在水里下沉,瓜浮在水面”,
故D正確。
故選Do
4.(2023?江蘇泰州?統(tǒng)考中考真題)用硬質(zhì)塑料瓶、透明膠帶、螺母、塑料管、容器和水等,制作
如圖所示的潛水艇模型(不計(jì)進(jìn)排氣管體積),然后將模型放入水中,使其上浮或下沉。下列說(shuō)法正確
的是()
進(jìn)排氣管
A.當(dāng)模型漂浮于水面時(shí),它受到的浮力小于重力
B.向瓶中充氣時(shí),瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)變大,模型將下沉
C.從瓶中抽氣時(shí),模型會(huì)下沉,它受到的浮力將變小
D.讓原本在較淺處懸浮的模型下潛至更深處懸浮,應(yīng)使瓶?jī)?nèi)的水先增加后減少
【答案】D
【詳解】A.當(dāng)模型漂浮于水面時(shí),由浮沉條件可知,它受到的浮力等于重力,故A錯(cuò)誤;
B.向瓶中充氣時(shí),瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)變大,瓶?jī)?nèi)水被排出來(lái),模型重力將變小,小于浮力,模型將上
浮,故B錯(cuò)誤;
C.從瓶中抽氣時(shí),瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)變小,水進(jìn)入瓶?jī)?nèi),模型重力將變大,大于浮力,模型會(huì)下沉,
此時(shí)排開(kāi)水的體積不變,根據(jù)阿基米德原理可知,它受到的浮力不變,故C錯(cuò)誤。
D.潛水艇是依靠改變自身重力實(shí)現(xiàn)浮沉的,讓原本在較淺處懸浮的模型下潛至更深處懸浮,此時(shí)
應(yīng)向外抽氣,讓水進(jìn)入瓶中,是模型受到的重力大于浮力,實(shí)現(xiàn)下沉;然后停止抽氣,接著適當(dāng)充氣,
向外排水,使模型的重力等于浮力而懸浮,所以瓶?jī)?nèi)氣體是先減少后增加,瓶?jī)?nèi)的水先增加后減少,故
D正確。
故選D。
5.(2023?山東淄博?統(tǒng)考中考真題)將兵乓球壓入水底,松手后乒乓球上浮過(guò)程中經(jīng)過(guò)位置1和位
置2,最終在位置3靜止,如圖所示。則乒乓球()
A.在位置1時(shí)處于懸浮狀態(tài),受到的浮力等于自身重力
B.從位置1至位置2的過(guò)程中,受到的浮力逐漸變大
C.從位置1至位置2的過(guò)程中,受到水的壓強(qiáng)逐漸變大
D.在位置3時(shí)受到的浮力小于在位置1時(shí)受到的浮力
【答案】D
【詳解】ABD.乒乓球在1、2位置時(shí)排開(kāi)的水的體積相同,所受的浮力相同,因?yàn)槠古仪蜃罱K漂
浮,所以浸沒(méi)在水中時(shí),所受的浮力大于重力,乒乓球在3位置時(shí)漂浮,排開(kāi)水的體積比1、2位置小,
所受的浮力小于1、2位置的浮力,故AB不符合題意,D符合題意;
C.從1至2位置,水的深度變淺,據(jù)°=0g〃,乒乓球受到水的壓強(qiáng)變小,故C不符合題意。
故選Da
6.(2023?四川巴中?統(tǒng)考中考真題)在傳統(tǒng)農(nóng)耕文化中,勞動(dòng)人民一般采用“鹽水選種”的方法挑選
種子,如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()
A.漂浮的種子受到的浮力小于自身重力
B.種子下沉過(guò)程中受到的浮力大于自身重力
C.下沉過(guò)程中鹽水對(duì)種子的壓強(qiáng)變大
D.沉底的種子只受到重力和支持力
二一鹽水
【答案】C
【詳解】A.種子漂浮在鹽水中,受力平衡,受到的浮力大小等于其自身的重力,故A錯(cuò)誤;
B.種子下沉過(guò)程中受力不平衡,由物體的浮沉條件可知,此時(shí)種子受到的重力大小大于浮力,故
B錯(cuò)誤;
C.種子在下沉過(guò)程中所處的深度不斷增大,由可知,種子受到的液體壓強(qiáng)也在不斷增大,
故C正確;
D.由物體的浮沉條件可知,沉底的種子受到的重力大小大于浮力,所以沉底的種子除了受重力和
浮力的作用,還受容器底對(duì)其的支持力,故D錯(cuò)誤。
故選C。
7.(2023?四川甘孜?統(tǒng)考中考真題)如圖所示,盛有水的甲、乙兩相同容器放在水平桌面上,體積相
等的6兩均勻?qū)嵭奈矬w靜止在水中,此時(shí)兩水面相平,則()
777777777777777777777777Z7-
甲乙
A.物體。的密度較b的大B.物體b受到的浮力較。的小
C.甲容器底部受到水的壓力較乙的小D.兩容器底部受到水的壓強(qiáng)相等
【答案】D
【詳解】A.甲圖中a物體漂浮根據(jù)物體的浮沉條件可知水;乙圖中b物體懸浮,根據(jù)物體的浮
沉條件可知外印水,則見(jiàn)<外,故A不符合題意;
B.根據(jù)/浮="液gk排可知,b物體浸在水中的體積多,排開(kāi)水的體積大,則b物體受到的浮力大,
故B不符合題意;
CD.由可知,水的密度相同,深度相同,則水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)相等,據(jù)尸=pS可知,水
對(duì)容器底部的壓力大小相等,故C不符合題意,D符合題意。
故選D。
8.(2023?湖南株洲?統(tǒng)考中考真題)取一根木棒,在它的一端纏繞一些銅絲就做成了一個(gè)簡(jiǎn)易密度
計(jì),將其分別放入甲、乙兩個(gè)盛有不同液體的燒杯中,它豎直立在液體中的漂浮情況如圖所示。設(shè)密度
計(jì)在甲、乙兩個(gè)燒杯中所受的浮力分別為尸甲和尸乙,兩個(gè)燒杯中液體的密度分別為P甲和日,則()
甲乙
A.Fif>FB.Ftf<FC.〃單>?乙D.〃甲乙
【答案】D
【詳解】AB.如圖所示,它豎直立在兩種液體中都是漂浮狀態(tài),所以它受到的浮力等于重力,同
■支密度計(jì)的重力相等,則密度計(jì)在兩種液體中受到的浮力相等。即尸產(chǎn)尸乙,故AB不符合題意;
CD.如圖所示,密度計(jì)在甲液體中排開(kāi)液體的體積比在乙液體中排開(kāi)液體的體積大,根據(jù)2液=在
/液g
可知,浮力相等時(shí),排開(kāi)液體體積越大,液體密度越小。所以可判斷出甲液體密度較小,即0甲少乙,故c
不符合題意,D符合題意。
故選D。
9.(2023?山東德州?統(tǒng)考中考真題)水平桌面上老師用相同的燒杯盛放了相同體積的水和濃鹽水,
讓同學(xué)們進(jìn)行區(qū)分,聰明的小李用吸管和橡皮泥自制了一個(gè)簡(jiǎn)易密度計(jì),先后放入兩液體中靜止時(shí)如圖
甲、乙所示,下列說(shuō)法正確的是()
A.密度計(jì)在乙液體中受到的浮力更大B.甲液體是濃鹽水
C.兩液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)相等D.乙容器對(duì)桌面的壓力更大
【答案】D
【詳解】A.由圖可知,密度計(jì)在水和濃鹽水中均為漂浮狀態(tài),由物體的浮沉條件可知,密度計(jì)在
水中和濃鹽水中受到的浮力大小均與密度計(jì)自身的重力大小相等,所以密度計(jì)在兩液體中受到的浮力相
等,故A錯(cuò)誤;
B.由圖可知,密度計(jì)在甲液體中排開(kāi)液體的體積更大,由密度計(jì)在兩液體中受到的浮力相等和
尸浮=P^g嗯F可知,甲液體的密度更小,所以甲液體是水,故B錯(cuò)誤;
C.兩液體的深度相同,甲液體的密度更小,由可知,甲液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)更小,故C錯(cuò)
誤;
D.甲液體的密度小于乙,由圖可知,甲液體的體積小于乙,由根=2%可知,甲液體的質(zhì)量小于乙
液體,甲液體的重力小于乙液體。兩容器中密度計(jì)的質(zhì)量相同,所以甲容器對(duì)桌面的壓力更小,乙容器
對(duì)桌面的壓力更大,故D正確。
故選D。
10.(2022?江蘇南京?統(tǒng)考中考真題)在一只燒杯內(nèi)裝有密度為外的液體A,在一只輕薄透明塑料
袋中裝有大半袋密度為2B的液體B,按如圖所示方式,用彈簧測(cè)力計(jì)吊住塑料袋并將塑料袋緩慢浸入液
體A,測(cè)力計(jì)示數(shù)一直減小,當(dāng)示數(shù)減為零時(shí)(塑料袋不接觸杯底),有以下兩個(gè)判斷:
(1)若2A=〃B,則袋內(nèi)液面與袋外液面相平;(2)若PA>PB,則袋內(nèi)液面高于袋外液面。這兩個(gè)判
斷()
A.只有(1)正確B.只有(2)正確
C.(1)(2)都正確D.(1)(2)都不正確
【答案】C
【詳解】當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為零時(shí)尸浮=G
浮力為尸浮=PagV排重力為GB=2bg外貝!1"陪嗅=/帖外
故
'排—Pb
%Pa
若2a=2b,貝!]V樣=外
即袋內(nèi)液面與袋外液面相平,故(1)正確;
若P〉Pb,"VI,?VI,則/排
Pa
袋內(nèi)液面高于袋外液面,故(2)正確。
故C符合題意,ABD不符合題意。
故選C。
11.(2023?山東東營(yíng)?統(tǒng)考中考真題)用細(xì)線將兩個(gè)半徑相同的實(shí)心小球A和B連接在一起,放入
水中,靜止后的狀態(tài)如圖所示,線已繃緊。下列判斷正確的是()
A.A=<JAB.尸浮A=F浮BC.GA>GBD./?A>P*
【答案】B
【詳解】A.小球A受到重力、浮力和繩的拉力,A處于靜止?fàn)顟B(tài),受到的力是平衡力,所以
F春QGI&FA,故A錯(cuò)誤;
BC.兩個(gè)小球的體積相同,都浸沒(méi)水中,排開(kāi)水的體積相同,由尸浮=pg吸可知AB小球受到的浮
力相等,即FsA=F9B
小球B受到重力、浮力和繩的拉力,B處于靜止?fàn)顟B(tài),受到的力是平衡力,所以
GB=F浮B+FB
由A可知A的重力GA=尸浮ABA
B對(duì)A的拉力和A對(duì)B的拉力是相互作用力,大小相等,即歹A=FB
所以GA<GB,故C錯(cuò)誤,B正確;
D.由A可知A的重力GA=R浮AFA
所以A的重力小于浮力,即GA<尸浮A
mAg<F9APAVAg<P^VAgPA<P*>故D錯(cuò)誤。
故選Bo
12.(2023?湖南郴州?統(tǒng)考中考真題)如圖所示,水平桌面上甲、乙兩相同的容器裝有體積相等的
不同液體。將同種材料制成的實(shí)心物體A、B分別放入甲、乙兩容器中,靜止時(shí)兩容器中的液面保持相
平,貝I()
A.物體A受到的浮力大于物體B受到的浮力
B.甲容器中液體的密度小于乙容器中液體的密度
C.甲、乙兩容器的底部受到液體的壓強(qiáng)相等
D.甲容器對(duì)桌面的壓力小于乙容器對(duì)桌面的壓力
//777/77/T/////////7777/77//
甲乙
【答案】A
【詳解】A.甲、乙兩相同的容器中裝有體積相等的兩種液體,將實(shí)心物體A、B分別放入兩容器
中,靜止時(shí)液面等高,則甲液體與A排開(kāi)液體的體積之和等于乙液體與B排開(kāi)液體的體積之和,由圖
可知,A漂浮,排開(kāi)液體的體積小于物體的體積,B懸浮,排開(kāi)液體的體積等于物體的體積,所以A的
體積大于B的體積,實(shí)心物體A、B由同種材料制作,則密度相等,根據(jù)可知,A的質(zhì)量大于B的
質(zhì)量,根據(jù)G="g可知,A的重力大于B的重力。根據(jù)物體的浮沉條件知,物體A受到的浮力大于物
體B受到的浮力,故A符合題意;
BCD.由圖可知,A漂浮,根據(jù)物體的浮沉條件知,A的密度小于甲液體的密度,B懸浮,B的
密度等于乙液體的密度,實(shí)心物體A、B由同種材料制作,則密度相等,所以,甲杯中液體的密度大于
乙杯中液體的密度,靜止時(shí)液面等高,根據(jù)可知,甲容器底部所受液體壓強(qiáng)大于乙容器底部所受
液體壓強(qiáng),容器粗細(xì)均勻,故甲容器和液體總重大于乙容器的,甲容器對(duì)桌面的壓力大于乙容器對(duì)桌面
的壓力,故BCD不符合題意。
故選Ao
二、填空題
13.(2023?海南?統(tǒng)考中考真題)“強(qiáng)軍筑夢(mèng),挺進(jìn)深藍(lán)”。海軍372潛艇起航駛離軍港,奔赴深
海大洋。該潛艇完全浸沒(méi)后,下潛過(guò)程中所受的浮力,從密度小的海域進(jìn)入密度大的海域所受
的浮力(均選填“變大”“不變”或“變小”)。
【答案】不變,變小。
【詳解】潛艇完全浸沒(méi)后,因?yàn)榕砰_(kāi)液體的體積不變,液體的密度不變,根據(jù)%產(chǎn)外8廠排可知,下
潛過(guò)程中所受的浮力不變。
因?yàn)闈撍砰_(kāi)液體的體積不變,液體的密度變小,根據(jù)尸浮可濯g/排可知,浮力變小。
14.(2023?山東威海?統(tǒng)考中考真題)如圖所示,長(zhǎng)方體容器內(nèi)裝有水,將蘋果放入后漂?。ㄋ?/p>
溢出),則水對(duì)容器底增加的壓力蘋果的重力;蘋果下方M點(diǎn)與相同深度的N點(diǎn)受到水的壓
強(qiáng)分別為PM、PN,則PMPN。(兩空均選填"大于””等于"或“小于”)
【答案】等于,等于。
【詳解】由于是長(zhǎng)方體容器,則水對(duì)容器底的壓力等于水的重力,當(dāng)蘋果放入后漂浮時(shí),由于水未
溢出,則水對(duì)容器底增加的壓力等于蘋果排開(kāi)的水的重力;根據(jù)漂浮條件和阿基米德原理可知蘋果排開(kāi)
的水的重力等于蘋果的重力,所以,水對(duì)容器底增加的壓力等于蘋果的重。
由于M點(diǎn)與N點(diǎn)的深度相同,根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=pgh可知蘋果下方M點(diǎn)與相同深度的N點(diǎn)受
到水的壓強(qiáng)相等,即PM=PN。
15.(2023?四川甘孜?統(tǒng)考中考真題)如圖所示,在我國(guó)“2022巔峰使命"珠峰科考中,極目一號(hào)
III型浮空艇到達(dá)海拔9032m的高度,對(duì)珠峰地區(qū)氣候進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量。浮空艇能升空是因?yàn)閮?nèi)部充入了密
度比空氣密度的氣體,在上升過(guò)程中,浮空艇受到的大氣壓強(qiáng)越來(lái)越。(兩空均選填“大”
或“小”)
【答案】小,小。
【詳解】浮空艇能升空是因?yàn)閮?nèi)部充入了密度比空氣密度更小的氣體,整個(gè)浮空艇的平均密度小于
空氣密度,使浮空艇受到的浮力大于其重力,浮空艇就能上升。
在上升過(guò)程中,空氣越來(lái)越稀薄,氣壓逐漸減小,所以浮空艇受到的大氣壓強(qiáng)越來(lái)越小。
16.(2023?湖南益陽(yáng)?統(tǒng)考中考真題)某一木塊的體積為lOOcnA所受的重力為0.8N,漂浮在水面
上靜止時(shí)受到的浮力為N?用手將木塊壓住使它浸沒(méi)在水中,木塊受到的浮力為N(g取
10N/kg)=
【答案】0.8,lo
【詳解】木塊漂浮在水面上靜止時(shí)受到的浮力/浮=G=0.8N
用手將木塊壓住使它浸沒(méi)在水中,木塊受到的浮力為
斤'浮=0kg憶排=2求g々1X103kg/m3x1ON/kgx100x106m3=lN
17.(2023?湖北荊州?統(tǒng)考中考真題)如圖甲所示的密閉容器,壁厚忽略不計(jì)。其底部是邊長(zhǎng)為5cm
的正方形,容器中裝有高度為8cm的水,此時(shí)水對(duì)容器底的壓強(qiáng)為Pa.將容器倒置并使其在水中
豎直漂浮,如圖乙所示,容器內(nèi)外水面的高度差為2cm,該容器的質(zhì)量為g.(水的密度為
1.OxlO3kg/m3,g取10N/kg)
【答案】800,50o
【詳解】容器中裝有高度為8cm的水,此時(shí)水對(duì)容器底的壓強(qiáng)
332
P=P水gh=LOx10kg/mx1ON/kgx8x10m=800Pa
容器排開(kāi)水的體積
V排=%水+V空=S為+SA〃=5cmx5cmx8cm+5cmx5cmx2cm=250cm3
容器所受的浮力F浮=%gk俳=1.Oxi0kg/m3x10N/kgx250xl06m3=2.5N
容器和水的重力G=/浮=2.5N
容器和水的質(zhì)量
水的體積k水=S/z=5cmx5cmx8cm=ZOOcnP
水的質(zhì)量m水="水/水=lg/cm3x200cm3=200g=0.2kg
容器的質(zhì)量m容=mm水=0.25kg0.2kg=0.05kg=50g
18.(2023?陜西?統(tǒng)考中考真題)如圖,用細(xì)線將一個(gè)質(zhì)量為27g、體積為lOcitf的鋁塊系在電子測(cè)
力計(jì)的掛鉤上,使鋁塊完全浸沒(méi)在水中靜止不動(dòng),此時(shí),該鋁塊受到的浮力為N,電子測(cè)力計(jì)
的示數(shù)No若使鋁塊在水中繼續(xù)下降,它所受的浮力將(選填“變大”“變小”或“不
變”)。(水的密度為1.0X103kg/m3,g取10N/kg,細(xì)線重力忽略不計(jì))
【答案】0.1,0.17,不變。
【詳解】鋁塊完全浸沒(méi)在水中靜止不動(dòng),則排開(kāi)水的體積等于物體的體積,有
6353
Krt=^=10xl0-m=10-m
受到的浮力為
廠浮=2水g/st=p*g?=1-0x103kg/m3x1ON/kgx105m3=0.1N
根據(jù)稱重法可得,鋁塊完全浸沒(méi)時(shí)所受的浮力為尸浮="g尸
則電子測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F=mgFi¥=0.027kgx10N/kg0.1N=0.17N
19.(2023?山東淄博?統(tǒng)考中考真題)如圖,將高為5cm的長(zhǎng)方體木塊緩慢放入盛滿水的容器中,
靜止時(shí)木塊在水面上漂浮,下表面到水面的距離為3cm,排開(kāi)水的重力為3N。則木塊下表面受到水的
壓強(qiáng)是Pa,木塊受到的浮力是N,木塊的質(zhì)量是kg,木塊的密度是kg/m3(o水=1.0
X103kg/m3,g取10N/kg)。
【答案】300,3,0.3,6x102
【詳解】木塊下表面受到水的壓強(qiáng)為
水g〃=l.Oxicpkg/m'x10N/kgx0.03m=300pa
由阿基米德原理可知,木塊受到的浮力尸浮=G排=3N
木塊漂浮在水中,由物體的浮沉條件可知,木塊的重力G=尸浮=3N
由G=ag可得,木塊的質(zhì)量為
G3N
m=J=Tow=°-3kg
木塊漂浮在水中,排開(kāi)水的體積
F浮3N
=3xW4m3
/廣---33
。水g1.OxlOkg/mxlON/kg
木塊的底面積
/排_(tái)3x10-/3
Sh0.03m=10-2m2
木塊的體積
%S/z木=10-2m2x0.05m=5x10-4m3
木塊的密度為
m0.3kg
P=0.6x103kg/m3
V5xl0-4m3
20.(2023?江蘇徐州?統(tǒng)考中考真題)如圖所示,用輕質(zhì)薄壁的塑料瓶、透明膠帶、鐵質(zhì)螺母和塑
料軟管制作潛水艇模型。潛水艇在水中受到浮力的方向是。潛水艇通過(guò)改變來(lái)實(shí)現(xiàn)浮與沉,
因此需要選擇質(zhì)量合適的螺母作為配重。如果塑料瓶的容積為V,水的密度為港水,鐵的密度為"鐵,要讓
瓶?jī)?nèi)有一半水時(shí),潛水艇恰能在水中懸浮,則所選螺母質(zhì)量的表達(dá)式為伍=
進(jìn)排氣管
二二二二二二二I].二~
--------電一螺母-------
三進(jìn)排水口三三空三三-
【答案】豎直向上‘自重’潟”
【詳解】浸在液體中的物體受到向上的力,叫做浮力,浮力的方向是豎直向上的。
圖示潛水艇浸沒(méi)在水中,排開(kāi)水的體積不變,所受的浮力不變,是通過(guò)改變塑料瓶中的水的重力來(lái)
改變浮力和重力的大小關(guān)系而實(shí)現(xiàn)沉浮的,所以是通過(guò)改變自重來(lái)實(shí)驗(yàn)沉浮的。
設(shè)螺母的體積為/螂母,塑料瓶浸沒(méi)在水中,排開(kāi)水的體積等于塑料瓶與螺母的總體積,受到的浮力
m
F浮-夕水二夕水g(/+%累母)=P水g(/+
塑料瓶中水的體積/水=/2
瓶中水的質(zhì)量
加水=0水"水=0水=]。水-
瓶中水的重力
1
G水=加水8=10水物
潛水艇懸浮,所受的浮力等于自身的總重,有尸浮=G,『G,k+G1K
即
0水g(K+—)=;0水g%+mg
P鍬2
解得,螺母的質(zhì)量
P水P鐵
2s鐵-"水)
三、作圖題
21.(2023?山東臨沂?統(tǒng)考中考真題)作出圖中漂浮在水面上的小球所受力的示意圖(。為小球的
重心)。
【答案】見(jiàn)右圖。
【詳解】漂浮在水面上的小球處于平衡狀態(tài),因此受到豎直向下的重力等于豎直向上的浮力,如圖
所示。
22.(2022?四川宜賓?統(tǒng)考中考真題)如圖,一輕質(zhì)細(xì)繩上端系著一重為G的氫氣球,下端固定在
水平地面,細(xì)繩在豎直方向被拉緊。氫氣球保持靜止,。點(diǎn)為氫氣球的重心。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出氫氣球的受
力示意圖。
【答案】見(jiàn)右圖。
【詳解】靜止的氣球受到平衡力作用,分別受到豎直向上的浮力、豎直向下的重力和繩子向下的拉
力作用,過(guò)氫氣球的重心,沿豎直向上畫一條帶箭頭的線段,用產(chǎn)浮表示;沿豎直向下畫一條帶箭頭的
線段,用G表示,沿繩子向下畫一條帶箭頭的線段,用符號(hào)尸窕表示,如圖所示。
四、探究實(shí)驗(yàn)題
23.(2022?遼寧朝陽(yáng)?統(tǒng)考中考真題)小文利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
(1)通過(guò)三個(gè)圖進(jìn)行比較,說(shuō)明浮力的大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān);
(2)物體A浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力是N,物體A的體積是m3;
(3)由圖示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出鹽水的密度是kg/m3;
(4)他還想探究“物體受到的浮力大小與其形狀是否有關(guān)”,于是找來(lái)薄鐵片、燒杯和水進(jìn)行實(shí)
驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟如下:
步驟一,將鐵片放入盛水的燒杯中,鐵片下沉至杯底;
步驟二,將鐵片彎成“碗狀”再放入盛水的燒杯中,讓它漂浮在水面上。
①通過(guò)分析可知,第一次鐵片受到的浮力(選填“大于”、“小于”或“等于")第二次鐵
片受到的浮力;
②小文得到的結(jié)論是:物體受到的浮力大小與其形狀有關(guān),他得出錯(cuò)誤結(jié)論的原因是
8
NN
水
水::A:::A::
水二』!二鹽水
甲乙丙丁戊
【答案】(1)甲、丙、丁;(2)4,4x10";(3)1.1x103;(4)小于,沒(méi)有控制物體排開(kāi)液體
的體積相同。
【詳解】(1)探究浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度有無(wú)關(guān)系,應(yīng)控制液體種類相同,深度不
同,故應(yīng)選擇甲、丙、丁圖;根據(jù)稱重法可知,物體在兩種情況下受到的浮力是相同的,故說(shuō)明浮力大
小與物體浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān)。
(2)由圖甲、丙可知,物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力尸浮=G一尸=5N—1N=4N
即物體A浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力是4No
物體排開(kāi)水的體積等于物體的體積,由尸浮=0g『排可得,物體排開(kāi)水的體積
F淬4N
喉=—-—=---------;-------=4x10-4m3
排"水glx103kg/m3x1ON/kg
物體排開(kāi)水的體積等于物體的體積,即/物體=/排水=4xl04m3
即物體A的體積是4乂10-4m3。
(3)由圖甲、戊所示實(shí)驗(yàn)可知,物塊浸沒(méi)在鹽水中所受浮力
F浮鹽水=G一尸=5N—0.6N=4.4N
此時(shí)物體排開(kāi)鹽水的體積
/排鹽水=/物體=4x10m3
由歹浮=〃g/排可得,鹽水的密度
廠浮鹽水4.4N33
0鹽水二不M二訪而西加踵g
即鹽水的密度是l」xl()3kg/m3。
(4)①由物體的浮沉條件可知,鐵片下沉?xí)r尸浮i<G,鐵片漂浮時(shí)廠浮2=G
則尸浮1V尸浮2即:第一次鐵片受到的浮力小于第二次鐵片受到的浮力。
②探究浮力與物體形狀是否有關(guān),應(yīng)控制物體排開(kāi)液體的體積和液體密度相同。鐵片下沉,鐵片排
開(kāi)液體的體積等于自身體積,鐵片做成碗狀漂浮在水面上,它排開(kāi)液體的體積小于自身體積,兩次鐵片
排開(kāi)液體的體積不同,錯(cuò)誤原因就是沒(méi)有控制物體排開(kāi)液體的體積相同。
24.(2023?山東煙臺(tái)?統(tǒng)考中考真題)某實(shí)驗(yàn)小組為了研究浮力大小與物體排開(kāi)液體重力的關(guān)系,
(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,利用哪些步驟能夠計(jì)算出物體所受的浮力大?。磕男┠軌蛴?jì)算出物體排開(kāi)液體
的重力大???(用圖中的序號(hào)表示)
(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),浮力大小與物體排開(kāi)的液體所受的重力有什么關(guān)系?
(3)為了使結(jié)論具有普遍性,該小組還應(yīng)該進(jìn)行怎樣的操作?
(4)另外一個(gè)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后,發(fā)現(xiàn)浮力大小與物體排開(kāi)液體重力不相等,在排除誤差因素的情
況下,出現(xiàn)這個(gè)結(jié)果的原因可能是什么?(寫出一條即可)
【答案】11)②③,①④;(2)浮力大小與排開(kāi)液體的重力相等;(3)見(jiàn)解析;(4)見(jiàn)解析
【詳解】(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,利用步驟②③的測(cè)量數(shù)據(jù),用稱重法能夠計(jì)算出物體所受的浮力大小。
利用步驟①④的測(cè)量數(shù)據(jù),能夠計(jì)算出物體排開(kāi)液體的重力大小。
(2)如圖所示,物塊重力為2.0N,測(cè)力計(jì)對(duì)物塊的拉力為1.5N,則物塊受到的浮力為
F、浮=G-%=2.0N-1.5N=0.5N
空桶重力為0.5N,桶和液體的總重力為1N,則排開(kāi)的液體的重力為
G排=6總-6桶=1.0N-0.5N=0.5N
根據(jù)尸浮=6排可得浮力大小與排開(kāi)液體的重力相等。
(3)為了使結(jié)論具有普遍性,該小組還應(yīng)該更換不同物塊在不同的液體里多實(shí)驗(yàn)幾次,通過(guò)分析
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),最終得出結(jié)論。
(4)根據(jù)題意,發(fā)現(xiàn)浮力大小與物體排開(kāi)液體重力不相等,原因可能是在彈簧測(cè)力計(jì)拉著物塊浸
入液體前,溢水杯中液體沒(méi)有裝滿,導(dǎo)致測(cè)量到的排開(kāi)液體重力偏??;還有可能是物塊在浸入液體后和
容器底接觸到了,導(dǎo)致測(cè)得的浮力偏大。
五、計(jì)算題
25.(2023?內(nèi)蒙古興安盟?統(tǒng)考中考真題)如圖所示,物塊A重為3N,將物塊A總體積的三分之
33
二浸在足夠深的水中靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)尸=0.5N,p*=1.0xl0kg/m,g=10N/kgo求:
(1)物塊A的體積;
(2)若將物塊A從彈簧測(cè)力計(jì)上取下放入水中,物塊A靜止時(shí)所受浮力的大小。
【答案】(1)3.75xl04m3;(2)3N
【詳解】(1)由圖可知,物體A所受的浮力為7^=G-F=3N-0.5N=2.5N
由尸浮=0gLp得,物體A排水的體積為
2.5N
=2.5xl0-4m3
1.0x103kg/m3x1ON/kg
由題可知,物體A的體積為
33
J^-^=-x2.5xl0-4m3=3.75xl0-4m3
(2)由G=n?g得,物體A的質(zhì)量為
G3N
m=—=———=0.3kg
g1ON/kg
物體A的密度為
m0.3kg。。
33
p=—=------------T-T=0.8><10kg/m
"V3.75xl0-4m36
物體的密度小于水的密度,物體放入水中后漂浮物體A靜止時(shí)所受的浮力為
F1=G=3N
浮
答:(1)物塊A的體積為3.75xl04m3;
(2)若將物塊A從彈簧測(cè)力計(jì)上取下放入水中,物塊A靜止時(shí)所受浮力的大小為3N。
26.(2023?四川宜賓?統(tǒng)考中考真題)如圖甲,用輕質(zhì)細(xì)線將一不吸水的木塊懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,
靜止時(shí)測(cè)力計(jì)讀數(shù)為3N;如圖乙,將該木塊靜置于平放的盛水容器中,木塊有(的體積露出水面;如
圖丙,用豎直向下的力尸壓該木塊時(shí),木塊剛好全部浸入水中且靜止。已知水的密度為1.0xl03kg/m3,
g取10N/kg,求:
(1)圖乙中木塊所受的浮力大?。?/p>
(2)木塊的體積;
(3)木塊的密度;
(4)圖丙中歹的大小。
【答案】(1)3N;(2)0.5xl03m3;(3)0.6x103kg/m3;(4)2N
【詳解】(1)因?yàn)閺椈蓽y(cè)力計(jì)的示數(shù)是3N,又因?yàn)槟緣K漂浮,故6=尸浮,所以乙圖中木塊的浮力
為3N。
(2)因?yàn)樾夼?(除,則木塊的體積為
5方浮_5X
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