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专题10 浮力(练习)-2025年中考物理二轮复习配套专练
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一、题型梳理
题型1 浮力的产生 称重法求浮力
题型2 探究影响浮力大小的因素
题型3 探究浮力大小与它排开液体重力的关系
题型4 阿基米德原理
题型5 物体沉浮条件
题型6 物体沉浮条件的应用
二、直击中考
三、新题速递
一、题型梳理
题型1 浮力的产生 称重法求浮力
1. 如图所示,一个塑料小球堵在一个水池的出水口水无法排出,则该小球( )
A.仍受水的浮力,但不受水对它的压力 B.不受水的浮力,也不受水对它的压力
C.不受水的浮力,但受水对它的压力 D.无法判断
【答案】C
【详解】浮力产生的原因是液体对物体上下表面产生的压力差;将塑料小球堵在一个水池的出口处,球的上表面受到水向下的压力,而下表面不受水的压力,所以该小球不受浮力,故ABD错误,C正确。故选C。
2. 如图,将小石块挂在弹簧测力计下如图甲,再浸没入水中(石块没有碰到烧杯底部)如图乙,静止时测力计示数分别是4N和3N,关于乙图的说法正确的是( )
A.水对石块的浮力是3N B.石块受的力有重力、拉力、浮力和水对它的压力
C.石块对水有1N的压力 D.图乙中人的手受的拉力是3N
【答案】B
【详解】在空气中物体的重力G,浸在水中物体受重力、浮力和拉力,故G=F+F浮,则F浮=G-F。
A.水对石块的浮力F浮=G-F=4N-3N=1N,故A错误;
B.乙图中石块受到重力、拉力和浮力作用,故B错误;
C.力的作用是相互的,水对石块的浮力是1N,石块对水的压力为1N,故B正确;
D.图乙中人的手受的拉力是3N加上弹簧测力计的重力,大于3N,故D错误。
故选B。
3. 一个正方体铁块,在水下某深度时,上表面受到水的压力15N,下表面受到的压力20N,则铁块受到浮力是 N;浮力方向为 。
【答案】 5 竖直向上
【详解】根据浮力产生的原因,铁块受到的浮力为
F浮=F下表面-F上表面=20N-15N=5N,浮力的方向竖直向上。
4. 如图所示,将两端扎有绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力F向左 F向右;当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力F向上 F向下(前两空选填“大于”“等于”或“小于”),通过以上实验可知,浮力产生的原因是液体对物体的上下两个表面有 ,若玻璃圆筒沿竖直方向放置时,上端的橡皮膜受到的压力为6N,下端的橡皮膜受到的压力为18N,则玻璃圆筒受到的浮力为 N。
【答案】 等于 大于 压力差 12
【详解】[1]玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端橡皮膜的深度相同,液体压强相同,受力面积相同,故水对玻璃圆筒两端橡皮膜的压力相同。
[2]当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端橡皮膜的向上的压力大于向下的压力,因为橡皮膜下表面的深度比较深,受到的液体压强比较大,受到的向上的力比较大。
[3]通过以上实验可知,浮力产生的原因是液体对物体的上下两个表面有压力差,且向上的压力大于向下的压力,故产生向上的浮力。
[4]玻璃圆筒受到的浮力为
5. 如图,一个用细线拴住的乒乓球在水中保持静止,画出乒乓球所受重力和浮力的示意图。
【答案】见右图。
【详解】乒乓球在水中受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力,竖直向下的拉力,在三个力的作用下处于平衡状态,有F浮=G+F拉
所以乒乓球受到的浮力大于重力,方向竖直向上,且浮力与重力的作用点都在乒乓球的重心,由此作出重力与浮力的示意图如图所示:
题型2 探究影响浮力大小的因素
1. 如图所示,甲、乙、丙、丁是用同一金属块探究浮力大小跟哪些因素有关的实验。下列分析
不正确的是( )
A.图乙中金属块受到的浮力大小为0.6N
B.利用甲、乙、丙,可以探究浮力的大小与物体浸在液体中的体积的关系
C.利用甲、乙、丙,可以探究浮力的大小与物体浸没在液体中深度的关系
D.利用甲、丙、丁,可以探究浮力的大小与液体密度的关系
【答案】C
【详解】A.乙图金属块浸在水中时,根据称重法测浮力可知,受到浮力的大小为
F浮=G-F乙=2.2N-1.6N=0.6N,故A正确,不符合题意;
BC.根据甲、乙、丙可知,物体浸在液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,故所受浮力不同,所以可以探究浮力的大小与物体浸在液体中的体积的关系;若要探究浮力的大小与物体浸没在液体中深度的关系,应再设置一组实验,让物体浸没但处在不同深度,观察弹簧测力计示数,比较浮力大小,故B正确,不符合题意,C错误,符合题意;
D.根据甲、丙、丁可知,同一个物体浸没在不同液体中,排开的液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计示数不同,故浮力不同,所以可以探究浮力的大小与液体密度的关系,故D正确,不符合题意。故选C。
2. 小军同学在做“探究影响浮力大小因素”的实验时,他用弹簧测力计悬挂一个实心金属块,分别在下列四种情况下保持静止(如图所示)。请你帮助小军同学完成以下问题:
(1)乙图中金属块所受浮力为 N;
(2)比较甲、丙、丁三幅图可得出结论:浮力的大小与 有关;
(3)比较 三幅图可得出结论:浮力的大小与物体没在液体中的体积有关。
【答案】 0.4 液体的密度 甲乙丙
【详解】(1)由图甲所示,物体重力为2.7N,如图乙所示,弹簧测力计示数为2.3N,物体所受浮力为
(2)比较甲、丙、丁三幅图可得,物体排开液体中体积相同,液体密度不同,弹簧测力计示数不同,可得图丙中浮力为
图丁中浮力为
根据控制变量法可得结论:浮力大小与液体密度有关。
(3)要得结论:浮力的大小与物体没在液体中的体积有关,根据控制变量法,需控制液体密度相同,使物体没在液体中体积改变,故应比较图甲乙丙。
3. 如图所示是小石在“探究影响浮力大小的因素”的步骤。
(1)物块的重力G= N,它浸没在盐水中所受的浮力是 N;
(2)图甲、乙、丙实验,可探究的问题是:浮力的大小与 的关系;
(3)分析图甲、丁、戊的实验数据,可得实验结论是: ;
(4)若在戊图的烧杯中加一些水,弹簧测力计的示数将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 3.2 2.6 排开液体的体积 排开液体的体积一定时,物体受到的浮力大小与液体的密度有关 增大
【详解】(1)由图甲可知,物块的重力G=3.2N
由图甲、戊两图可知,物块在盐水中受到的浮力为
F浮=G﹣F示=3.2N﹣0.6N=2.6N
(2)由图甲、乙实验可以测量图乙中物块受到的浮力,由图甲、丙实验可以测量图丙中物块受到的浮力,图乙、丙中液体的密度相同,物块排开水的体积不同,所以图甲、乙、丙实验可以探究浮力大小与物块排开液体的体积的关系。
(3)由图甲、丁实验可以测量图丁中物块受到的浮力,由图甲、戊实验可以测量图戊中物块受到的浮力,图丁、戊中液体的密度不同,物块排开液体的体积相同,所以图甲、丁、戊实验可以探究浮力大小与液体密度的关系,结论:排开液体的体积一定时,物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(4)若在戊图的烧杯中加一些水,盐水的密度减小,排开盐水的体积不变,由F浮=ρ盐水V排g可知,物块受到的浮力减小,弹簧测力计的示数将增大。
题型3 探究浮力大小与它排开液体重力的关系
1. 如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2,下列判断正确的是( )
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙B.溢水杯对桌面的压力F甲<F乙
C.铁块受到的浮力F浮=F2﹣F1D.小烧杯中水的重力G=F1﹣F2
【答案】D
【详解】A.甲乙液面相平,且液体均为水,根据p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强相等,故A错误;
B.铁块浸没在水中后,水面高度不变,水对杯底的压强不变,根据F=pS可知,水对杯底的压力不变,溢水杯的重力不变;因溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和,所以溢水杯对桌面的压力不变,即F甲=F乙,故B错误;
C.F1为铁块浸没水中前的拉力(等于铁块的重力),F2为铁块浸没水中后的拉力,根据称重法测浮力可知,铁块受到的浮力F浮=F1﹣F2,故C错误;
D.根据阿基米德原理可知,铁块所受浮力等于排开水的重力,所以小烧杯中水的重力(排开水的重力)G=F浮=F1﹣F2
故D正确。故选D。
2. 如图为探究“阿基米德原理”的实验,由图可知物体所受浮力为 N;丙图中弹簧测力计的示数应为 N。
【答案】 1 1.5
【详解】根据称重法,由甲图和乙图知道,物体完全浸没在水中时,所受的浮力为
根据阿基米德原理知道,物体受到的浮力等于排开的液体的重力,小桶的重力为0.5N,则丙图中小桶和排开的水的总重力为0.5N+1N=1.5N
3. 在学习“阿基米德原理”时,可用“实验探究”与“理论探究”两种方式进行研究;请你完成下列任务:
【实验探究】通过下图所示的实验,探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系,由实验可得结论 ,这就是阿基米德原理;
【理论探究】
第一步:建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行研究,如下图所示;
第二步:理论推导——利用浮力产生的原因推导阿基米德原理;
请你写出推导过程,提示:推导过程中所用物理量需要设定(可在下图中标出);
【原理应用】
水平桌面上有一底面积为的柱形平底薄壁容器,内装质量为m的液体;现将一个底面积为的金属圆柱体放入液体中,圆柱体静止后直立在容器底且未完全浸没(与容器底接触但不密合),整个过程液体未溢出;金属圆柱体静止时所受浮力 。
【答案】 F浮=G排 见解析
【知识点】浮力大小的计算、根据浮力产生的原因计算浮力的大小、阿基米德原理的应用、探究阿基米德原理实验装置和操作步骤、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】[1]由图中实验数据可得,F甲-F乙=F丙-F丁,即物体受到的浮力等于排开液体的重力,即 F浮=G排 。
[2]设长方体的底面积为S、高为h,液体密度为ρ液,长方体上、下表面所处的深度及受力情况,如下图所示:
由于同种液体中,深度越深,液体的压强越大,长方体的上下面表面积相同,由F=pS可得,液体对长方体向上的压力大于液体对它向下的压力,两者之差即为浮力
[3]由阿基米德原理可得,金属圆柱体静止时所受浮力
4. 在探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验中,小明同学进行了如图所示的操作。
(1)石块浸没在水中时受到的浮力 N;
(2)比较 两步骤可得出石块排开水所受的重力,通过实验数据发现,浮力大小与物体排开的液体所受的重力是相等的;
(3)另外一个小组进行实验后,发现,在排除误差因素的情况下,出现这个结果的原因不可能是 ;
A.整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
B.步骤③中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部
C.步骤③中溢水杯刚开始未装满水
【答案】 0.4 ②④ A
【详解】(1)由①和③可知石块浸没在水中时受到的浮力F浮=G石-F=3N-2.6N=0.4N
(2)由②和④可知石块排开水所受的重力
G排=G总-G杯=2.2N-1.8N=0.4N,所以F浮=G排
(3)A.若弹簧测力计都没有校零,那么四次测量结果都应加上测量前弹簧测力计示数,那么所得浮力与排开水的重力大小应不变,故A符合题意;
B.步骤③中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部,则导致F减小,由称重法可知浮力增大,得出错误结论F浮≠G排,故C不符合题意;
C.步骤③中最初溢水杯中的水未装至溢水口,则石块排开水的只有一部分溢出到桶中,排开水的重力G排减小,得出错误结论F浮≠G排,故D不符合题意。
故选A。
题型4 阿基米德原理
1. 一个实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为;当把物体的一半体积浸入水中时,测力计的示数为。把物体从测力计上取下投入水中静止时,物体受到的浮力是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为6N,
浮力F浮=G﹣F示=14N﹣8N=6N;
根据阿基米德原理F液=ρ水gV排可知,物体全部浸没水中时浮力 F浮′=2F浮=2×6N=12N;
浮力F浮小于物体的重力G,故物体下沉,物体此时受到的浮力:F浮′=12N。
故选D。
2. 体积为250cm3的物体轻轻地放入盛满水的杯中,溢出m=100g水,g=10N/kg,则物体受到浮力为( )
A.F=250N B.100N
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