2021年中考物理高頻考點精練12浮力及其應(yīng)用
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1、專題 12 浮力及其應(yīng)用 考點一:認識浮力 1如圖所示,裝有水的容器靜止放在水平桌面上,正方體物塊 M 懸浮在水中,其上 表面與水面平行,則下列說法中正確的是() AM 上、下表面受到水壓力的合力大于 M 受到的浮力 BM 上、下表面受到水壓力的合力大小等于 M 受到的重力大小 CM 上表面受到水的壓力大于 M 下表面受到水的壓力 DM 上表面受到水的壓力和 M 下表面受到水的壓力是一對平衡力 【答案】B 【解析】 AB、正方體物塊 M 懸浮在水中,則 F 浮 G, 其上表面與水面平行,根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知,M 上、下表面受到水壓力的合力 大小 F 合 F 浮 , 所以 F 合 F 下 F
2、上 F 浮 G,故 A 錯誤,B 正確; CD、由圖知,M 上表面所處的深度較小,根據(jù) pgh 可知,M 上表面受到水的壓 強小于 M 下表面受到水的壓強,而上下表面的面積相同,則由 FpS 可知,上表面 受到水的壓力小于 M 下表面受到水的壓力,所以, M 上表面受到水的壓力和 M 下 表面受到水的壓力不是一對平衡力,故 CD 錯誤; 2被譽為“新世界七大奇跡” 的港珠澳大橋(如圖)由 “水上橋面”和“ 海底隧道”兩部分 組成,其中海底隧道長 5.7km,設(shè)計時速 100km/h,隧道洞壁采用了讓人視覺舒適 的新型裝飾材料。下列說法正確的是() A水中的橋墩不受海水的浮力 B橋面上行駛的汽車
3、相對燈桿靜止 C通過海底隧道最少需要 34.2min D光在裝飾材料上發(fā)生鏡面反射 【答案】A 【解析】 A、橋墩下面沒有水,水不會對橋墩產(chǎn)生向上的壓力,不會產(chǎn)生浮力。故 A 正確。 B、汽車行駛時,汽車和燈桿之間距離發(fā)生的變化,所以以燈桿為參照物,汽車是 運動的。故 B 錯誤。 C、t 0.057h3.42min,故 C 錯誤。 D、隧道洞壁采用了讓人視覺舒適的新型裝飾材料,說明人看隧道壁不會刺眼,所 以隧道洞壁發(fā)生漫反射。故 D 錯誤。 考點二:浮力大小的判斷 3如圖 A、B 體積相同,B、C 質(zhì)量相等,將他們放入水中靜止后, A 漂浮,B 懸浮, C 沉底。下列說法,正確的是() AA
4、所受浮力可能大于 B 所受浮力 BC 所受浮力一定小于 A 所受浮力 CB 物體所受浮力一定是最大的 DA 下表面所受壓力可能大于 B 下表面所受的壓力 【答案】C 【解析】 (1)由圖可知,A 漂浮,B 懸浮,則 V 排 AV A,V 排 BV B, 由于 A 與 B 體積相同,則:V 排 AV 排 B; 根據(jù) F 浮 gV 排 可知:F 浮 AF 浮 B;故 A 錯誤; (2)放入水中靜止后,B 懸浮,C 沉底, 根據(jù)浮沉條件可知:F 浮 BG B,F(xiàn) 浮 CG C; 已知 B、C 質(zhì)量相等,則:G BG C; 所以,F(xiàn) 浮 B F 浮 C, 由于 F 浮 A F 浮 B;F 浮 B F
5、浮 C。 所以,B 物體所受浮力一定是最大的,A、C 的浮力大小關(guān)系無法比較,故 B 錯誤, C 正確; (3)根據(jù)浮力產(chǎn)生原因可知: F 浮 AF A 下 F A 上 ,F(xiàn) 浮 BF B 下 F B 上 , 由圖可知:F A 上 0,F(xiàn) B 上 0, 所以,F(xiàn) A 下 F 浮 A,F(xiàn) B 下 F 浮 B+FB 上 , 由(1)中可知:F 浮 AF 浮 B; 則:F B 下 F A 下 ,即 B 下表面所受的壓力大,故 D 錯誤。 4同一水平面上的甲、乙兩個相同的容器盛有不同的液體,將兩個相同的物塊分別放 入兩容器中。當兩物塊靜止時,兩容器中液面恰好相平,兩物塊所處的位置如圖所 示。則() A
6、甲容器中液體的密度較大 B乙容器底部受到液體的壓力較大 C甲容器中物塊排開液體的重力較大 D乙容器對水平面的壓強較小 【答案】B 【解析】 A、物體在甲液體中懸浮,則 甲 物 ,在乙液體中漂浮,則 乙 物 , 可知乙液體的密度較大,故 A 錯誤; B、由 A 知,乙液體的密度較大,深度相同,由 p 液 gh 可知,乙液體對容器底的 壓強大,由 FpS 可知,乙容器底部受到液體的壓力較大,故 B 正確; C、物體在甲液體中懸浮,則 F 浮甲 G 排甲 G;在乙液體中漂浮,則 F 浮乙 G 排乙 G,所以 G 排甲 G 排乙 ,故 C 錯誤; D、甲、乙兩個相同的容器,兩容器中液面恰好相平,由圖知
7、,乙液體的體積較大, 且乙液體的密度較大,由 mV 可知,乙液體的質(zhì)量較大,則乙液體的重力較大, 容器對水平面的壓力等于總重力,而 G 總 G 容器 +G 物 +G 液體 ,則甲容器的總重力小, 對水平桌面的壓力較小,由 p 可知,甲容器對水平面的壓強較小,故 D 錯誤。 5水平臺面上有兩個同規(guī)格燒杯,分別盛有甲、乙兩種液體,將兩個完全相同的物體 A、B 分別放入兩杯中,靜止時如圖所示,甲、乙液面剛好相平,此時,設(shè) A 物體 受到的浮力為 F 浮 A,甲液體對燒杯底部的壓強為 p 甲 ;B 物體受到的浮力為 F 浮 B, 乙液體對燒杯底部的壓強為 p 乙 ,則() AF 浮 AF 浮 B,p
8、甲 p 乙 BF 浮 A F 浮 B,p 甲 p 乙 CF 浮 AF 浮 B,p 甲 p 乙 DF 浮 AF 浮 B,p 甲 p 乙 【答案】A 【解析】 (1)由圖知,物體 A、B 在液體中都處于漂浮,則 F 浮 AG A;F 浮 BG B; 而物體 A、B 是完全相同的物體,則重力相等,即 GAG B, 所以,F(xiàn) 浮 A F 浮 B故 CD 錯誤; (2)由圖知,A 排開液體的體積小于 B 排開液體的體積,已知 F 浮 AF 浮 B,根據(jù) F 浮 液 gV 排 可知, 甲 乙 ; 已知兩液面等高,根據(jù) p 液 gh 可知,p 甲 p 乙 故 A 正確,B 錯誤。 6兩個相同的燒杯中分別裝滿
9、了兩種不同的液體,把甲乙兩球分別輕輕放入兩杯液體, 最后處于如圖所示狀態(tài)。甲、乙排開液體的重力相等,甲、乙所受浮力相比( ) A甲所受浮力更大 B乙所受浮力更大 C甲、乙所受浮力一樣大 D不知道液體密度無法比較浮力大小 【答案】C 【解析】 根據(jù)阿基米德原理可知:F 浮甲 G 甲排 ,F(xiàn) 浮乙 G 乙排 , 已知甲、乙排開液體的重力相等,所以 F 浮甲 F 浮乙 。 7人們常用“ 生沉熟浮” 來判斷餃子是否煮熟,煮熟后的餃子會漂起來的原因是( ) A餃子的重力減小了 B餃子的重力和浮力都增大了 C餃子的重力不變,浮力增大 D餃子的重力和浮力都減小了 【答案】C 【解析】 餃子在水中煮的時候,質(zhì)
10、量不變,則重力不變,因為餃子受熱膨脹,體積 增大,根據(jù) F 浮 gV 排 知,浮力增大,當浮力大于重力時便會浮上來。 故 ABD 錯誤,C 正確。 8如圖所示,水平桌面上有甲、乙兩個相同容器,分別裝有密度為 1、 2 的兩種不同 液體,將兩個相同的小球分別放在兩容器中,小球靜止時,兩容器液面相平,兩個 小球受到的浮力分別為 F1、F 2,則下列判斷中() F 1F 2 1 2 甲容器底部受到液體的壓強大于乙容器底部受到液體的壓強 甲容器對桌面的壓力小于乙容器對桌面的壓力 A只有正確 B只有正確 C只有 正確 D只有 正確 【答案】A 【解析】 因為物體漂浮或懸浮時,受到的浮力和自身的重力相等,
11、所以兩個相同 的小球在兩杯中受到的浮力都等于小球的重力,則:F 1F 2,故錯誤; 由圖可知,小球在甲、乙兩杯中分別處于漂浮和懸浮狀態(tài),根據(jù)浮沉條件可知, 1 球 , 2 球 所以 1 2,故正確; 兩杯中液面相平, 1 2,所以根據(jù) p 液 gh 可知,燒杯底受到液體的壓強: p1p 2,故正確。 由于兩球漂浮或懸浮,排開液體的重力等于球的重力,則兩種情況下容器內(nèi)的總 重力等于等高的液體產(chǎn)生的壓力,所以可以認為甲杯內(nèi)液體的體積等于乙杯內(nèi)液體 的體積,且 1 2,由 GmgVg 可知,甲杯內(nèi)總重力較大,甲、乙兩燒杯相同, 所以甲杯對桌面的壓力較大,故錯誤; 由此分析可知:只有正確。 考點三:阿
12、基米德原理及浮力相關(guān)計算 9如圖所示,兩只完全相同的容器分別裝等質(zhì)量的水放在臺秤上,用細線懸掛著質(zhì)量 相同的實心鉛球和鋁球,逐漸將它們?nèi)拷]在水中(球未接觸到容器底,水未溢 出),此時臺秤甲、乙示數(shù)分別為 N1 和 N2,繩的拉力分別為 T1 和 T2,已知 鉛 鋁 ,則下列關(guān)系正確的是( ) AN 1N 2 T1T 2 BN 1N 2 T1T 2 CN 1N 2 T1T 2 DN 1N 2 T1T 2 【答案】C 【解析】 (1)由題知,兩只完全相同的容器分別裝等質(zhì)量的水,則水的質(zhì)量 G1 水 G 2 水 ; 已知 鉛 鋁 ,根據(jù) 得 V ,所以質(zhì)量相同的實心鉛球和鋁球的體積關(guān)系 是:V
13、鉛 V 鋁 : 當實心鉛球和鋁球全部沒入水中時 V 排 V 物 ,則:V 鉛排 V 鋁排 , 根據(jù) F 浮 液 gV 排 可知:F 鉛浮 F 鋁浮 ; 根據(jù)物體間力的作用是相互的可知,實心球?qū)λ膲毫?F 向下 F 浮 , 由于臺秤的示數(shù) NG 容器 +G 水 +F 向下 ,則兩臺秤的示數(shù)分別為: N1G 容器 +G1 水 +F1 向下 G 容器 +G 水 +F 鉛浮 ; N2G 容器 +G2 水 +F2 向下 G 容器 +G 水 +F 鋁浮 ; 所以,N 1N 2,故 ABD 錯誤。 (2)由于實心鉛球和鋁球質(zhì)量相同,則根據(jù) G mg 可知:G 鉛 G 鋁 ; 對于懸吊在水中的球來說,它受到
14、自身的重力 G、水對它的浮力 F 浮 和懸線對它的 拉力 T 三個力的作用而處于平衡,則繩的拉力為 TGF 浮 ; 則 T1G 鉛 F 鉛浮 ,T 2G 鋁 F 鋁浮 ; 所以,T 1T 2;故 C 正確。 10如圖甲所示,某科技小組的同學用彈簧測力計懸掛一實心圓柱形金屬塊,使其緩 慢勻速下降,并將其浸入平靜的游泳池水中,彈簧測力計的示數(shù) F 與金屬塊下底面 下降高度 h 的變化關(guān)系如圖乙所示,忽略金屬塊浸入水中時池水液面高度的變化, g 取 10N/kg,則下列說法中正確的是() A金屬塊所受重力大小為 26N B金屬塊的密度為 2.3103kg/m3 C金屬塊完全浸沒在水中時所受浮力的大小
15、為 26N D金屬塊恰好完全浸沒時,金屬塊下底面所受水的壓強為 5103Pa 【答案】B 【解析】 A、由圖象可知,當 h0 時,彈簧測力計示數(shù)為 46N,此時金屬塊處于空 氣中,根據(jù)二力平衡條件可知,金屬塊的重力:G F 拉 146N ;故 A 錯; BC、金屬塊的質(zhì)量: m 4.6kg; 由圖象可知,當 h50cm 之后,彈簧測力計示數(shù)不變,金屬塊浸沒水中,受到的浮 力:F 浮 GF 拉 246N26N20N; 由 F 浮 液 gV 排 可得金屬塊體積: VV 排 210 3 m3, 金屬塊的密度: 2.310 3kg/m3,故 B 正確、C 錯; D、金屬塊剛浸沒時下表面距水面距離:h5
16、0cm30cm20cm0.2m , 金屬塊下底面受到水的壓強: p 水 gh110 3kg/m310N/kg0.2m210 3Pa,故 D 錯。 11如圖所示,完全相同的兩個圓柱形容器 A 和 B 分別盛有質(zhì)量相等的甲、乙兩種液 體,B 容器的液面高于 A 容器液面。將兩個完全相同的小球分別放入甲、乙液體中, 靜止后受的浮力分別是 F1、F 2,下列判斷正確的是() AF 1 一定大于 F2 BF 1 一定小于 F2 CF 1 不可能大于 F2 DF 1 不可能小于 F2 【答案】D 【解析】 由題知,兩個圓柱形容器相同,底面積相同,液體深度 h 甲 h 乙 ,由 VSh 可知,液體的體積 V
17、 甲 V 乙 , 已知 m 甲 m 乙 ,由 可知,兩液體的密度關(guān)系: 甲 乙 ; 由于小球的密度未知,則: 若 球 甲 ,則小球在甲乙液體中處于下沉,處于浸沒狀態(tài),排開甲乙液體的體積 相等,根據(jù) F 浮 液 gV 排 可知:F 1F 2; 若 甲 球 乙 ,則小球在甲液體中漂浮,在乙液體中下沉,則 F1G,F(xiàn) 2G, 則 F1F2; 若 乙 球 ,則小球在甲乙液體中都出處于漂浮狀態(tài),則 F1G ,F(xiàn) 2G,則 F1F 2; 由此分析可知:F 1F2,F(xiàn) 1 不可能小于 F2。 12網(wǎng)上流傳著一種說法,雞蛋能否沉入水底可以鑒別其是否新鮮。為了驗證其真實 性,小亮買了些新鮮雞蛋,并拿其中一顆進行
18、實驗。第一天放入水中的雞蛋沉入水 底(如圖甲),取出雞蛋擦干放置 50 天后,再放入水中時雞蛋漂浮在水面(如圖乙) ,看來網(wǎng)傳是真的。下列分析正確的是() A雞蛋兩次所受的浮力一樣大 B甲圖中雞蛋排開水的重力大 C乙圖中雞蛋所受浮力大于重力 D放置 50 天后的雞蛋密度變大 【答案】B 【解析】 A、由圖可知:在甲中下沉, V 甲排 V 雞蛋 ,在乙中漂浮,V 乙排 V 雞蛋 ; 由于是同一個雞蛋,則雞蛋的體積相同,則 甲排 V 乙排 : 由浮力的公式 F 浮 gV 排 可知:雞蛋所受的浮力:F 甲 F 乙 ,故 A 錯誤; B、根據(jù) F 浮 G 排 可知:雞蛋排開水的重力:G 甲排 G 乙排
19、 ,故 B 正確; C、雞蛋在乙中漂浮,根據(jù)漂浮條件可知:浮力等于其重力,故 C 錯誤; D、因為雞蛋在甲中下沉,則 甲 水 ,在乙中漂浮,則 乙 水 ,所以 甲 乙 , 即放置 50 天后的雞蛋密度變小了,故 D 錯誤。 13如圖所示,將一重為 8N 的物塊用細線系在彈簧測力計的掛鉤上,將它浸沒在水中 靜止,彈簧測力計示數(shù)為 5N,則物塊受到的浮力是 N ,浮力的方向是 。 【答案】3;豎直向上 【解析】 物塊受到的浮力: F 浮 G 物 F 拉 8N5N 3N, 浮力的方向是豎直向上。 14一個體積為 1103 m3 的鐵球全部浸沒在水中,它受到水對它的浮力為 N(水的密度為 1103kg
20、/m3,g10N/kg)。 【答案】10 【解析】 鐵球浸沒在水中時排開水的體積: V 排 V110 3 m3, 鐵球受到水的浮力: F 浮 水 gv 排 110 3kg/m310N/kg1103 m310N。 15如圖是我國自主研制的首款大型水陸兩棲飛機“鯤龍 AG600”,某次執(zhí)行任務(wù)時它 的質(zhì)量為 38t,當它停在水面上時,排開水的體積是 m 3,受到的浮力為 N(g10N/kg, 水 110 3kg/m3) 【答案】38;3.810 5 【解析】 當飛機停在水面上時,由漂浮條件可得飛機受到的浮力: F 浮 Gmg 3810 3kg10N/kg3.810 5N, 根據(jù) F 浮 水 gV
21、排 可得排開水的體積: V 排 38m 3。 16如圖所示,“A”和“B”表示滿載的輪船在海水或江水中靜止時液面的位置。圖示中 的輪船是在 (填“江水” 或“海水”)中停泊。輪船的排水量為 6000t,在海水 中滿載時受到的浮力是 N;輪船在江水中,船底處的壓強是 6104Pa,船 底浸入水中的深度是 。(g 取 10N/kg, 江水 110 3kg/m3, 海水 1.0310 3kg/m3) 【答案】海水;610 7;6m 【解析】 (1)在海水和江水中,輪船漂浮,浮力和重力相等,即浮力大小不變; 因為海水的密度大于江水的密度,根據(jù)公式 F 浮 水 gV 排 可知,輪船在江水中排開 江水的體
22、積大于在海水中排開海水的體積,所以在江水中的吃水線要高于在海水中 的吃水線; (2)根據(jù)阿基米德原理得輪船所受浮力: F 浮 G 排 m 排 g600010 3kg10N/kg610 7N; (3)由液體壓強公式 pgh 得,船底浸入水中的深度: h 6m。 考點三:阿基米德原理及浮力相關(guān)計算 17在彈簧測力計下懸掛一個金屬零件,示數(shù)是 7.5N把零件浸入密度為 0.8103kg/m3 的液體中,當零件 的體積露出液面時,測力計的示數(shù)是 6N,則金屬 零件的體積是(g 取 10N/kg)() A210 4 m3 B2.510 4 m3 C610 4 m3 D7.510 4 m3 【答案】B 【
23、解析】 (1)金屬零件所受的浮力:F 浮 GF 示 7.5N6N1.5N , (2)由 F 浮 液 gV 排 得排開液體的體積: V 排 1.87510 4 m3。 由題知,零件 的體積露出液面,則 V 排 (1 )V V, 所以金屬零件的體積:V V 排 1.875104 m32.510 4 m3。 18如圖甲所示,彈簧測力計通過細線拉著正方體物塊緩慢浸入某未知液體中,物塊 受到的拉力 F 與其下表面浸入液體中的深度 h 之間的關(guān)系如圖乙所示。則物塊受到 的重力為 N,物塊剛好浸沒在液體中時其下表面浸入的深度為 cm,未知液體的密度為 kg/m 3(g 取 10N/kg) 【答案】15;10
24、;0.910 3 【解析】(1)由圖象可知,彈簧測力計的最大示數(shù) F 最大 15N ,此時物塊未浸入水 中,則物塊重力 GF 最大 15N; (2)由圖象可知,物塊從剛浸入水到完全浸入,物塊浸入深度 h10cm,即正方體 物塊的邊長為 10cm; (3)物塊的體積 V(10cm) 31000cm 3110 3 m3,物塊全浸入時彈簧測力計 的示數(shù) F 示 6N, 受到的浮力 F 浮 G F 示 15N 6N9N, 物塊排開水的體積: V 排 V110 3 m3, 由 F 浮 液 V 排 g 可得液體的密度: 液 0.910 3kg/m3。 19將密度為 0.9103kg/m3、體積為 V 的冰
25、塊放入盛有適量水的圓柱形容器中(無水 溢出),冰塊靜止時露出水面的體積 V 露 V,當冰塊完全熔化后(總質(zhì)量 不變)容器中的水面將 (選填“升高” 、“降低”或“ 不變”)。 【答案】 ;不變 【解析】 由題意可知冰浮在水面上,則 F 浮 G 冰 , 由阿基米德原理和重力公式可得: 水 gV 排 冰 gV, 則 V 排 V V, 所以露出水面的體積:V 露 VV 排 V V V; 當冰塊完全熔化后,熔化為水的質(zhì)量和冰的質(zhì)量相同,即 水 V 冰化水 冰 V, 所以 V 冰化水 V,即熔化為水的體積與原來排開水的體積相同,故液面 高度不變。 20如圖甲,一個質(zhì)量為 270g 的鋁塊懸掛在彈簧測力計
26、的掛鉤上,鋁塊的下表面剛好 接觸某未知液體的液面。將鋁塊緩慢浸入液體,彈簧測力計的示數(shù)隨浸入深度的變 化如圖乙。則鋁塊浸沒時所受的浮力為 N,液體的密度為 kg/m 3(g10N/kg, 鋁 2.710 3kg/m3)。 【答案】1.2;1.210 3 【解析】 (1)m270g0.27kg, Gmg0.27kg10N/kg2.7N, F 浮 GF2.7N1.5N 1.2N, (2)鋁塊浸沒液體時: V 排 V 10 4 m3 受到液體的浮力: F 浮 液 gV 排 1.2N 液 10N/kg104 m3 解得: 液 1.210 3kg/m3 21如圖所示,將一個棱長為 5cm、重為 1N 的
27、正方體物塊(圖中未畫出),輕輕放入 足夠深、盛滿水的溢水杯中,則該物塊靜止時受到的浮力大小為 N 放入物 塊后,水對溢水杯底部的壓強 ,溢水杯對水平桌面的壓力 。(后兩空 均選填“ 變大 ”“變小” 或 “不變 ”)(g 取 10N/kg, 水 1.010 3kg/m3) 【答案】1;不變;不變 【解析】 正方體物塊的體積:VL 3(5cm) 3125cm 312510 6 m3, 物塊的質(zhì)量:m 0.1kg, 則物塊的密度: 0.810 3kg/m3, 因為 水 , 所以,該物塊靜止時漂浮在水面上, 根據(jù)物體漂浮條件可得,物塊受到的浮力:F 浮 G 1N 。 放入物塊前,溢水杯中盛滿水,放入
28、物塊后,溢水杯中水的深度不變, 根據(jù) pgh 可知,水對溢水杯底部的壓強不變。 把溢水杯、物塊,以及杯內(nèi)的水作為一個整體,則放物塊前后溢水杯對水平桌面 的壓力等于溢水杯、物塊,以及杯內(nèi)水的重力之和, 由知,F(xiàn) 浮 G , 根據(jù)阿基米德原理可知,F(xiàn) 浮 G 排 , 所以 GG 排 , 而杯子的重力一定, 所以,放入物塊后,溢水杯對水平桌面的壓力不變。 考點四:浮力相關(guān)計算 22某同學自制的簡易密度計如圖所示,它是用木棒的一端纏繞銅絲做成的,將其放 入不同的液體中,會呈豎直漂浮狀態(tài),下列說法錯誤的是() A木棒漂浮在水面上,靜止時密度計的重力等于水對其浮力 B木棒浸入液體的體積越大,說明該液體密度
29、越小 C讀數(shù)時需用手扶住密度計 D木棒越細,測量誤差越小 【答案】C 【解析】 A、同一支自制密度計的重力不變,不同的液體中,會呈豎直漂浮狀態(tài), 根據(jù)漂浮時浮力等于重力知,重力不變,浮力不變,故 A 正確, B、根據(jù) F 浮 液 gV 排 知,在浮力不變時,木棒浸入液體的體積越大,液體密度越 小,故 B 正確; C、讀數(shù)時自制密度計在液體中處于漂浮狀態(tài),且下部較重,能直立在水中,不需 要用手扶住密度計,故 C 錯誤; D、根據(jù) F 浮 液 gV 排 液 gSh 知,在浮力、液體密度不變時,排開液體的體積不 變,若木棒越細,刻度值越稀,測量誤差越小,故 D 正確。 23長江上,一艘滿載貨物的輪船
30、在卸完一半貨物后,該艘輪船() A會浮起一些,所受浮力變小 B會浮起一些,所受浮力變大 C會下沉一些,所受浮力變大 D會始終漂浮,所受浮力不變 【答案】A 【解析】 因輪船在江水中,處于漂浮狀態(tài),浮力等于重力,在碼頭卸下貨物后,輪 船重力變小,則受到的浮力變??; 由公式 V 排 知,排開水的體積減小,輪船要上浮一些,故 A 正確。 24水平桌面上兩個底面積相同的容器中,分別盛有甲、乙兩種液體。將兩個完全相 同的小球 M、N 分別放入兩個容器中,靜止時兩球狀態(tài)如圖所示,兩容器內(nèi)液面相 平。下列分析正確的是() A兩小球所受浮力 FMF N B兩種液體的密度 甲 乙 C兩種液體對容器底部的壓強 p
31、 甲 p 乙 D兩種液體對容器底部的壓力 F 甲 F 乙 【答案】D 【解析】 A、小球 M 在甲液體中漂浮,則浮力 FMG M,小球 N 在乙液體中懸浮, 則浮力 FNG N,由于小球 M、N 完全相同,即 GMG N,則有 FMF N,故 A 錯誤; B、小球 M 在甲液體中漂浮,則密度 M 甲 ,小球 N 在乙液體中懸浮,則密度 N 乙 ,由于小球 M、N 完全相同,即 M N,則有 甲 乙 ,故 B 錯誤; C、由 B 選項分析可知: 甲 乙 ,兩容器液面相平即容器底部深度 h 相同,根據(jù) 液體壓強計算公式 pgh 可知,p 甲 p 乙 ,故 C 錯誤; D、由 C 選項分析得容器底部
32、液體壓強 p 甲 p 乙 ,兩容器底面積相同,由壓力計算 公式 FpS 得,容器底部受到液體壓力 F 甲 F 乙 ,故 D 正確。 25如圖所示,水平桌面上三個完全相同的容器內(nèi)裝有適量的水,將 A、B C 三個體 積相同的小球分別放入容器內(nèi),待小球靜止后,A 漂浮、B 懸浮、C 沉底,此時三 個容器內(nèi)水面高度相同。下列判斷正確的是() A容器底部受到水的壓強關(guān)系:p 甲 p 乙 p 丙 B小球受到的浮力關(guān)系:F AF BF C C容器對桌面的壓力關(guān)系:F 甲 F 乙 F 丙 D小球的質(zhì)量關(guān)系:m Am Bm C 【答案】A 【解析】 由題知,A、B、C 三個小球的體積相同; A、小球靜止時,三
33、個容器內(nèi)水面高度相同,即 h 相同,水的密度一定,根據(jù) pgh 可知,容器底受到水的壓強關(guān)系為 p 甲 p 乙 p 丙 ,故 A 正確; B、由圖可知,A、B 、C 三個小球排開水的體積關(guān)系為 VA 排 V B 排 V C 排 , 根據(jù) F 浮 液 gV 排 可知,浮力的大小關(guān)系為:F AF BF C,故 B 錯誤; C、A 球在甲容器中漂浮,所以 FAG A;根據(jù)阿基米德原理有 FAG A 排 ,所以 GAG A 排 (即 A 球的重等于 A 排開水的重); B 球在乙容器中懸浮,所以 FBG B;根據(jù)阿基米德原理有 FBG B 排 ,所以 GBG B 排 (即 B 球的重等于 B 排開水的
34、重); 上面的關(guān)系式可理解為 AB 兩球的重分別補充了所缺少水的重,由于甲乙容器內(nèi)水 面相平,則甲乙容器內(nèi)水和小球的總重相等;甲乙兩容器完全相同,則兩容器的重 相等,故甲乙容器的總重相等,甲容器對桌面的壓力等于乙容器對桌面的壓力,即 F 甲 F 乙 ; 而 C 球在丙容器中沉底,所以 GCF C,根據(jù)阿基米德原理有 FCG C 排 ,所以 GC GC 排 ,即 C 球的重大于 C 排開水的重;故丙容器對桌面的壓力大于乙容器對桌 面的壓力,即 F 乙 F 丙 。 綜上分析可知,三個容器對桌面壓力關(guān)系為 F 甲 F 乙 F 丙 ,故 C 錯誤; D、由圖可知,A 漂浮,B 懸浮,C 下沉,則由浮沉
35、條件可知: GAF A,G BF B,G CF C, 由于 FAF BF C,則 GAG BG C;所以,m Am Bm C,故 D 錯誤。 26在木棒的一端纏繞一些細銅絲制成簡易的液體密度計,將其分別放入盛有甲乙兩 種液體的燒杯中處于靜止狀態(tài),如圖所示,若密度計在甲乙液體中受到的浮力分別 是 F 甲 、F 乙 ,甲乙兩種液體的密度分別為 甲 、 乙 則() AF 甲 F 乙 BF 甲 F 乙 C 甲 乙 D 甲 乙 【答案】C 【解析】 AB、由于密度計兩次靜止時都處于漂浮,則 F 浮 G, 即密度計在兩種液體中受到的浮力都等于密度計受到的重力 G所以,F(xiàn) 甲 F 乙 , 故 AB 錯誤;
36、CD、由圖知,密度計排開液體的體積:V 甲排 V 乙排 , 由 F 浮 液 gV 排 可知: 甲 乙 ;故 D 錯誤,C 正確。 27如圖所示是我國調(diào)查水下海山的“發(fā)現(xiàn)” 號潛水器。海山的山頂位于海面以下 800m 處,山高為 1400m。當潛水器漂浮在水面時,受到的浮力 (填“大于” 、“等 于”或“ 小于”)自身的重力;潛水器從山頂下降的過程中,受到的浮力 (填“ 變大” 、“變小”或“不變” );到達山底部時它受到海水的壓強是 Pa(不考慮海水密度的變化 海水 取 1.0103kg/m3,g 取 10N/kg) 【答案】等于;不變;2.210 7 【解析】 (1)當潛水器漂浮在水面時,處
37、于漂浮狀態(tài),則潛水器受到的浮力等于 自身的重力; (2)由阿基米德原理 F 浮 液 gV 排 可知,物體在液體中所受的浮力大小只與液體 的密度和排開液體的體積有關(guān),與其它因素都無關(guān)。 當潛水器從山頂下降的過程中,因為 海水 、V 排 都不變,所以潛水器受到的浮力不 變; (3)到達山底部時它受到海水的壓強: p 海水 gh1.010 3kg/m310N/kg(800m+1400m)2.210 7Pa。 28為慶祝中國海軍建軍 70 周年,我國舉行了大型的海上閱兵活動。某潛水艇在水面 上航行時,相對于岸上觀禮的人群是 的(選填 “運動”或“ 靜止”)。潛水艇 是靠改變 來實現(xiàn)上浮或下沉的。 【答
38、案】運動;自身重力 【解析】 某潛水艇在水面上航行時,相對于岸上觀禮的人群,潛水艇有位置的變化, 是運動的; 潛水艇能夠上浮和下沉是通過改變自身重力來實現(xiàn)的。 29小明用飲料吸管制作了一只簡易密度計,將其放入水中時,密度計不能直立,應(yīng) (增加/減少)吸管中鐵絲質(zhì)量,改進后,分別用它測量水和鹽水的密度時,吸管浸 入液體的深度分別為 h1 和 h2,則 h1 h 2用它測量可樂密度時,吸管上“ 沾”上 許多小氣泡,測得的密度偏 。 【答案】增加;大 【解析】 (1)小明將自制的密度計放入水中,密度計不能直立漂浮,應(yīng)降低其重 心,故需要增加吸管中鐵絲質(zhì)量; (2)因為密度計不管是在水中還是在鹽水中,
39、都是漂浮狀態(tài), 所以 F 浮水 F 浮鹽水 G, 設(shè)密度計的底面積為 S,則根據(jù) GF 浮液 液 gV 浸 得: 水 gSh1 鹽水 gSh2, 已知: 水 鹽水 ,所以 h1h 2, (3)由于密度計漂浮時浮力等于重力,重力不變,則浮力不變; 根據(jù) F 浮 液 gV 排 可知排開液體的體積不變, 當測量可樂密度時,吸管上“沾” 上許多小氣泡,此時 V 排 V 氣泡 +V 浸 , 所以,密度計浸入可樂中的體積變小, 由于密度計的刻度是越往下對應(yīng)的密度越大,所以,所測的液體密度偏大。 考點六:探究浮力大小跟那些因素有關(guān) 30在探究“ 浮力的大小跟哪些因素有關(guān) ”的實驗中(如圖所示),小明先用彈簧
40、測力 計測出金屬塊的重力,然后將金屬塊緩慢浸入液體中不同深度,步驟如圖 B、C、D、E 、F 所示(液體均未溢出),并將其示數(shù)記錄在表中: 實驗步驟 B C D E F 彈簧測力計示數(shù) /N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9 (1)分析比較實驗步驟 A 和 ,可得出:浮力大小與物體浸沒在液體中的深 度無關(guān);分析比較 A、B、C、D 可知:浮力大小與物體 有關(guān);分析實驗步 驟 A、E 、F 可知:浮力的大小還與 有關(guān)。 (2)分析實驗數(shù)據(jù)可知,F(xiàn) 中液體密度 (選填 “大于”、“ 小于”或“等于” )水 的密度。 (3)金屬塊浸沒在水中時受到的浮力大小是 N ,金屬塊密度為 kg/m 3(
41、水的密度 水 1.010 3kg/m3,g 取 10N/kg) 【答案】(l)D、E;排開液體的體積;液體的密度;( 2)小于;(3)1;2.7l0 3 【解析】 (1)研究物體受到的浮力大小與物體浸沒在液體中的深度關(guān)系,要控制 排開液體的體積和密度相同,只改變浸沒在液體中的深度,故由 ADE 圖可知,物體 排開液體的體積相同時,液體的密度相同,浸沒的深度不同,浮力相同,所以物體 受到的浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)。 研究物體受到的浮力大小與物體排開液體的體積關(guān)系,要控制排開液體的密度相同, 由分析比較 A、B、C 、D 可知,液體的密度相同時,物體排開液體的體積不同,浮 力不同,所以
42、物體受到的浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)。 由分析比較 A、E、F 可知:圖知,排開液體的體積相同,而排開液體的密度不同, 浮力大小不同,故可得出結(jié)論:物體受到的浮力大小與液體的密度有關(guān)。 (2)根據(jù)稱重法可知:物塊在水中受到的浮力為:F 浮 G F2.7N1.7N1N ; 物塊在另一液體中受到的浮力為:F 浮 2.7N1.9N 0.8N; 根據(jù)阿基米德原理 F 浮 液 gV 排 知物體排開液體的體積相同時,密度越大,受到的 浮力越大,故 F 中液體密度小于水的密度。 (3)物塊在水中受到的浮力為:F 浮 GF 2.7N1.7N1N ; V 排 10 4 m3 金屬塊的體積:VV 排 ,金屬
43、塊的質(zhì)量:m 0.27kg, 金屬塊的密度: 2.7l0 3kg/m3。 31(2019 河北)小明用如圖所示的裝置探究 “影響浮力大小的因素 ”,(已知 水 1.010 3kg/m3,取 g10N/kg ) (1)小明利用圖 1 甲所示的實驗裝置,將圓柱體合金塊慢慢浸入水中時,根據(jù)測得 的實驗數(shù)據(jù),作出了彈簧測力計示數(shù) F 示 與合金塊下表面所處深度 h 的關(guān)系圖象 (如圖 2 中所示)。實驗過程中合金塊所受浮力的變化情況是 。請在圖 2 中畫出 F 浮 隨 h 變化的關(guān)系圖象,分析圖象可知,浸在水中的物體所受浮力的大小 跟它排開水的體積成 。 (2)將合金塊分別浸沒在水和某液體中(如圖 1
44、 乙、丙所示),比較圖 1 甲、乙、 丙可知: 。 (3)合金塊的密度為 合金 g/cm 3。 (4)若用此合金塊制成一空心合金球,當合金球恰好能懸浮于圖 1 丙所示液體中時, 空心部分的體積是 cm 3。 【答案】(1)先變大后不變;如上圖所示;正比;(2)浸沒在液體中的物體所受 浮力大小與液體的密度有關(guān);(3)4;(4)400 【解析】 (1)由彈簧測力計的示數(shù) F 示 與合金塊下表面所處深度 h 的關(guān)系圖象可 以知道:彈簧測力計的示數(shù)隨著深度的增加是先變小后不變的, 而測力計的示數(shù)等于合金塊的重力減去合金塊浸在液體中受到的浮力。所以此實驗 過程中浮力先變大后不變。 由圖象可知,合金塊完全
45、浸沒在水中時所受的浮力:F 浮 G F4N3N1N ;則 F 浮 隨 h 的變化的關(guān)系圖象,如下圖所示: 由圖象可知,當 h6cm 時,浸在水中的物體所受浮力的大小與浸入水中的深度成正 比,而排開水的體積與浸入水中的深度成正比, 所以浸在水中的物體所受浮力的大小跟它排開水的體積成正比。 (2)分析比較甲、乙、丙可知,合金塊排開液體的體積相同,液體的密度不同,彈 簧測力計的示數(shù)不同,即受到的浮力不同,說明浮力大小跟液體的密度有關(guān)。 (3)由圖甲可知,合金塊的重力 G4N, 合金塊的質(zhì)量:m 合金 0.4kg, 由圖乙可知,合金塊浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù) F3N , 則合金塊完全浸沒在水中時所
46、受的浮力:F 浮 GF4N3N1N ; 因物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等, 由 F 浮 水 gV 排 可得,合金塊的體積: V 合金 V 排 110 4 m3, 則合金塊的密度: 合金 410 3kg/m34g/cm 3。 (4)由圖丁可知,金屬塊浸沒在某液體中時彈簧測力計的示數(shù) F3.2N, 則合金塊完全浸沒在某液體中時所受的浮力:F 浮 G F4N 3.2N0.8N, 因物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等, 所以,由 F 浮 gV 排 可得: , 則: 液 水 1.0103kg/m30.810 3kg/m3。 合金球懸浮在某液體中時所受的浮力:F 浮 G4N , 由 F 浮
47、 水 gV 排 可得,合金球的體積: V 球 V 排 510 4 m3, 則空心部分的體積: V 空 V 球 V510 4 m3110 4 m3410 4 m3400cm 3。 考點七:探究浮力大小跟排開液體重力的關(guān)系 32如圖,“ 驗證阿基米德原理 ”的實驗步驟如下: 用彈簧測力計測出物體所受的重力 G(圖甲); 將物體浸沒在水面恰好與溢口相平的溢水杯中,用空的小桶接從溢水杯里被物體 排開的水,讀出這時測力計的示數(shù) F(圖乙); 測出接水后小桶與水所受的總重力 G1(圖丙); 將小桶中的水倒出,測岀小桶所受的重力 G2(圖?。?; 分別計算出物體受到的浮力和排開的水所受的重力,并比較它們的大小
48、是否相同。 回答下列問題: (1)物體浸沒在水中,受到水的浮力 F 浮 ,被排開的水所受的重力 G 排 。(用上述測得量的符號表示) (2)指出本實驗產(chǎn)生誤差的原因(寫出兩點): (a) ; (b) 。 (3)物體沒有完全浸沒在水中, (選填 “能”或“ 不能”)用實驗驗證阿基米 德原理。 【答案】(1)GF;G 1G 2; (2)(a)測力計的精度不夠,測量時測力計未保持靜止等;(b)小桶中的水未倒 凈,排開的水未全部流入小桶等;(3)能 【解析】 (1)根據(jù)稱重法測浮力:物體浸沒在水中,受到水的浮力: F 浮 GF; 被排開的水所受的重力: G 排 G 1G 2; (2)實驗產(chǎn)生誤差的原因
49、: (a)測力計的精度不夠,測量時測力計未保持靜止等; (b)小桶中的水未倒凈,排開的水未全部流入小桶等。 (3)物體沒有完全浸沒在水中,按照上面的方法,能用實驗驗證阿基米德原理。 考點八:浮力計算 33用彈簧測力計懸掛一實心物塊,物塊下表面與水面剛好接觸,如圖甲所示。由此 處勻速下放物塊,直至浸沒于水中并繼續(xù)勻速下放(物塊始終未與容器接觸)。物 塊下放過程中,彈簧測力計示數(shù) F 與物塊下表面浸入水中的深度 h 的關(guān)系如圖乙所 示。求: (1)物塊完全浸沒在水中受到的浮力; (2)物塊的密度; (3)從物塊剛好浸沒水中到 h10cm 過程中,水對物塊下表面的壓強變化了多少 Pa? 【解析】解:
50、 (1)由圖象可知,彈簧測力計的最大示數(shù) F 最大 8N ,此時物塊未浸入水中,則物 塊重力 GF 最大 8N; 物塊全浸入時彈簧測力計的示數(shù) F 示 4N, 受到的浮力: F 浮 GF 示 8N4N 4N; (3)由 F 浮 水 gV 排 得物塊的體積: VV 排 410 4 m3, 物塊的質(zhì)量: m 0.8kg, 物 210 3kg/m3; (3)由圖乙可知,h 14cm 時物塊剛好浸沒水中,從物塊剛好浸沒水中到 h210cm 過程中, 物塊下表面變化的深度hh 2h 110cm4cm6cm0.06m , 水對物塊下表面的壓強變化: p 水 gh110 3kg/m310N/kg0.06m6
51、00Pa。 故答案為:(1)物塊完全浸沒在水中受到的浮力為 4N; (2)物塊的密度 2103kg/m3; (3)從物塊剛好浸沒水中到 h10cm 過程中,水對物塊下表面的壓強變化了 600Pa。 34如圖所示,水平桌面上有一個薄壁溢水杯,底面積是 8103 m2,裝滿水后水深 0.1m,總質(zhì)量是 0.95kg。把一個木塊(不吸水)輕輕放入水中,待木塊靜止時,從 杯中溢出水的質(zhì)量是 0.1kg。求:(水的密度 1.010 3kg/m3,g 取 10N/kg) (1)水對溢水杯底的壓力。 (2)木塊受到的浮力。 (3)溢水杯對桌面的壓力。 【解析】解: (1)水對溢水杯底的壓強: pgh1.010 3kg/m310N/kg0.1m1000Pa, 由 p 可得水對溢水杯底的壓力: FpS1000Pa810 3 m28N; (2)由阿基米德原理可得木塊所受的浮力: F 浮 G 排 m 排 gm 溢 g0.1kg10N/kg1N; (3)因為木塊漂浮在水面上,所以 F 浮 G 排 G 木 , 所以此時溢水杯對桌面的壓力: FG+G 木 G 排 Gmg0.95kg10N/kg 9.5N。 答:(1)水對溢水杯底的壓力為 8N; (2)木塊受到的浮力為 1N; (3)溢水杯對桌面的壓力為 9.5N。
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