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2023-2025年徐州市各地市中考物理模拟题分类精选9.浮力
展开 这是一份2023-2025年徐州市各地市中考物理模拟题分类精选9.浮力,共33页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
一、单选题
1.(2025·江苏南京·一模)如图所示,在一只轻薄透明塑料袋中装有大半袋水,用弹簧测力计吊住塑料袋并将其缓慢浸入盛水的烧杯中,当测力计示数减为零时(塑料袋不接触杯底),发现袋内外水面相平,现仅提供两种液体甲和乙(ρ甲>ρ水>ρ乙), 为了说明浮力的大小与受力物体的密度无关,在前述步骤的基础上,要求控制V排不变,以下关于器材选用的设计方案正确的是( )
A.将袋内水换成等体积的甲液体,烧杯内的水不变
B.将袋内水换成等体积的乙液体,烧杯内的水不变
C.将烧杯内的水换成甲液体,袋内水不变
D.将烧杯内的水换成乙液体,袋内水不变
【答案】A
【详解】CD.为了说明浮力的大小与受力物体的密度无关,按照控制变量的要求,应控制烧杯中液体密度和物体排开液体的体积不变,改变袋内液体的密度,故CD错误;
AB.把塑料袋内的水换成液体甲,由于ρ甲>ρ水,可以达到控制排开液体的体积不变的要求,比较塑料袋里装水时所受的浮力与塑料袋内装液体甲时所受的浮力大小,发现这两次浮力相等,说明浮力的大小与受力物体的密度无关,最终达到探究的目的,把塑料袋内的水换成液体乙,由于ρ水>ρ乙,无法达到控制排开液体的体积不变的要求,无法达到探究的目的,故A正确,故B错误。
故选A。
2.(2025·江苏苏州·一模)生活中的事物都有合适的尺度和范围,以下符合实际的是( )
A.噪声级为80~90分贝是比较安静的环境
B.人体感觉舒适的环境温度约为37℃
C.物理课本内页一张纸的厚度约为
D.中学生在空气中受到的浮力约为
【答案】C
【详解】A.噪声级为30~40分贝是比较安静的环境,噪声级为80~90分贝是很吵甚至破坏人听力的环境,故A不符合题意;
B.人体感觉舒适的环境温度约为25℃,37℃约为人的体温,是人感觉炎热的温度,故B不符合题意;
C.人的头发的直径在75μm左右,试卷纸的厚度与此差不多,在100μm=0.1mm左右,故C符合题意;
D.中学生的体积约为50dm3,中学生在空气中受到的浮力约为F浮=ρ空气gV=1.29kg/m3×10N/kg×50×10-3m3=0.645N
故D不符合题意。
故选C。
3.(2025·江苏苏州·一模)如图甲所示的薄壁圆柱形容器(容器质量不计)底面积为,将一体积为的木块放入水中静止时,有体积露出水面;用一根质量和体积不计的细线把容器底和木块底部中心连接起来,如图乙所示,取,下列说法中错误的是( )
A.木块的密度为
B.木块漂浮时排开水的质量为
C.乙图中,细线对木块的拉力为
D.甲、乙两图所示情况,容器对水平桌面的压强相等
【答案】B
【详解】A.由题目描述可知,木块在水中静止时有部分体积露出水面,说明木块处于漂浮状态,此时浮力等于重力; 木块漂浮时,浮力等于重力,即
可得
由题意知
则
可求出
故A正确,不符合题意;
B.木块漂浮时排开水的体积
排开水的质量
故B错误,符合题意;
C.乙图中,假设细线对木块产生拉力F,木块受力平衡满足
由A选项可知
那么
木块完全浸没时,排开水的体积等于木块的体积,根据阿基米德原理,
故
故C正确,不符合题意;
D.甲、乙两图中容器对桌面的压力均等于容器、水和木块的总重力,因此容器对水平桌面的压强相等,故D正确,不符合题意。
故选B。
4.(2025·江苏宿迁·一模)水平桌面上有两个完全相同的容器,装有质量相等的盐水和清水,小明先用盐水浸泡草莓,然后放入清水中清洗,草莓在盐水和清水中的浮沉情况如图所示(草莓由盐水到清水带走的盐水和草莓质量、体积的变化均忽略不计),下列判断正确的是( )
A.草莓a的密度大于草莓b的密度
B.草莓c在盐水和清水中所受浮力相等
C.两容器中有草莓时,容器对水平桌面的压强相等
D.两容器中有草莓时,液体对容器底部的压强相等
【答案】C
【详解】A.由甲图可知,草莓a漂浮,根据浮沉条件可知,草莓a的密度要小于液体的密度,草莓b悬浮,草莓b的密度等于液体的密度,所以草莓a的密度小于草莓b的密度,故A错误;
B.由图可知,草莓c在盐水和清水都沉底,排开液体的体积相等,而盐水的密度大于清水的密度,根据可知,草莓c在盐水受到的浮力大于在清水中受到浮力,故B错误;
C.两个完全相同的容器,装有质量相等的盐水和清水,放进去相同的草莓,即草莓重力相同、容器重力相同、液体的重力相同,所以两个容器对桌面的压力也相同,容器的底面积相同,由可得,两容器中有草莓时,对水平桌面的压强相等,故C正确;
D.草莓a漂浮在液体中,受到的浮力等于自身的重力,浮力等于其排开的液体的重力;草莓b和草莓c在液体中浸没,排开的液体的体积相同,根据G=mg=ρVg可知,草莓b和草莓c排开的盐水的重力要大于排开的水的重力,则容器底部受到盐水的压力要大于水的压力,根据可知,盐水对容器底部的压强要大一些,故D错误。
故选C。
5.(2025·江苏苏州·一模)如图是某小学生与一木质实心雕塑的合影,雕塑身高、体型与成人相当,该雕塑受到空气浮力大小与下列哪个物体的重力最接近?(空气密度约为)( )
A.一只乒乓球B.一只鸡蛋
C.一瓶的矿泉水D.一块与雕塑同体积同材质的木头
【答案】B
【详解】小学生的体重约为40kg,人体的密度接近水的密度,小学生的体积约为
雕塑身高、体型与成人相当,雕塑的体积,该雕塑受到空气浮力
A.一只乒乓球的质量约为3g,由可知,它受到的重力为0.03N,故A不符合题意;
B.一只鸡蛋的质量为50g,由可知,它受到的重力为0.5N,与雕塑的浮力接近,故B符合题意;
C.一瓶的矿泉水的质量为800g,由可知,它受到的重力为8N,故C不符合题意;
D.一块与雕塑同体积同材质的木头的质量约为20kg,由可知,它受到的重力为200N,故D不符合题意。
故选B。
6.(2024·江苏淮安·中考真题)如图所示,甲、乙两个相同的容器分别盛有体积相同的水和盐水,静置在水平面上.现将一杯子和木块以两种方式分别放在甲、乙两容器中,甲中杯子静止时漂浮在水面上,乙中木块紧贴杯底(杯中无气体)并与杯子一起悬浮在盐水中,下列说法中正确的是( )
A.甲容器对水平面的压强大于乙容器对水平面的压强
B.木块在甲容器中受到的浮力大于在乙容器中受到的浮力
C.甲容器中液面上升的高度大于乙容器中液面上升的高度
D.将乙容器中的杯子轻轻向下推动少许,杯子和木块将沉到容器底
【答案】C
【详解】A.容器对地面的压力等于容器、液体、杯子和木块的重力之和,甲、乙中容器、杯子和木块重力相同。水和盐水的体积相同,盐水的密度大,根据可知,乙中盐水的质量更大,因此盐水的重力更大,两容器的底面积相同,根据可知,乙对地面的压强更大,故A错误;
B.由图可知,木块在甲容器中放在杯子中,受到杯子的支持力,大小等于木块的重力,木块没有排开液体,即没有受到浮力。木块在乙中排开了液体,受到的了浮力,木块的密度未知,因此无法得出浮力与重力的关系,综上所述,木块在甲容器中受到的浮力小于在乙容器中受到的浮力,故B错误;
C.甲中,杯子和木块整体漂浮在水中,整体受到的浮力等于整体的重力;乙中,杯子和木块整体悬浮在水中,整体受到的浮力等于整体的重力。因此甲、乙中整体受到的浮力相同,乙中盐水的密度更大,根据可知,甲中排开液体的体积大于乙中排开液体的体积,根据可知,甲容器中液面上升的高度大于乙容器中液面上升的高度,故C正确;
D.将乙容器中的杯子轻轻向下推动少许,根据可知,杯子和木块受到的压强增大,但整体内部没有空气,整体的体积不会改变,因此整体受到的浮力不变,仍等于整体的重力,故仍悬浮在液体中,不会沉底,故D错误。
故选C。
7.(2024·江苏南通·中考真题)将新鲜度不同的甲、乙两鸡蛋放入水中,静止时的状态如图所示,下列说法正确的是( )
A.若甲、乙体积相等,甲受到的浮力小B.若甲、乙质量相等,甲受到的浮力小
C.向杯中加盐水后,乙受到的浮力变大D.向杯中加酒精后,乙受到的浮力变大
【答案】B
【详解】A.若甲、乙体积相等,乙排开液体的体积小,根据公式可知,乙受到的浮力比甲小,故A错误;
B.若甲、乙质量相等,由G=mg可知,甲、乙重力相等,乙漂浮,浮力等于重力,甲沉底,浮力小于重力,则甲受到的浮力小,故B正确;
C.原来乙漂浮,说明乙密度小于水的密度,加入盐水后,液体密度变大,乙密度依旧小于液体密度,仍然漂浮,乙受到的浮力仍然等于重力,故乙受到的浮力不变,故C错误;
D.向杯中加酒精,液体密度会变小,乙会下沉一些,可能漂浮或悬浮,此时浮力仍然等于重力;也可能沉底,此时浮力小于重力,浮力变小;故乙受到的浮力不会变大,故D错误。
故选B。
8.(2024·江苏扬州·二模)下列估测符合实际的是( )
A.人正常步行的速度约为15km/h
B.人游泳时受到的浮力约为500N
C.正常人脉搏跳动10次所用时间约为1min
D.一个中学生站立时对地面的压强约1.6×103Pa
【答案】B
【详解】A.人正常步行的速度约为,合4km/h,故A不符合题意;
B.中学生在游泳池里游泳时,处于漂浮状态,中学生受到的浮力等于其重力,即,中学生的质量一般50kg左右,其重力
浮力约为500N,故B符合题意;
C.正常情况下,人的脉搏1min约跳动75次,跳动10次的时间大约8s,故C不符合题意;
D.中学生的体重约为500N左右,双脚与水平地面的接触面积约为0.05m2左右,因物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以一个中学生站立时对地面的压强
故D不符合题意。
故选B。
9.(2024·江苏盐城·一模)下列数据最接近生活实际的是( )
A.人的步行速度约为10m/s
B.正常人脉搏每分钟约为20次
C.家用空调正常工作时的电流大约是1A
D.漂浮在水面的中学生所受水的浮力大约是500N
【答案】D
【详解】A.人正常步行的速度约为1.1m/s,故A不符合题意;
B.正常人脉搏每分钟跳动约为70次左右,故B不符合题意;
C.家用空调正常工作时的电流较大,大约是5A,故C不符合题意;
D.中学生的质量约为50kg,重力约为
漂浮在水面的中学生受到的浮力等于重力,故浮力大约为500N,故D符合题意。
故选D。
10.(2024·四川达州·中考真题)如图甲所示,悬挂在弹簧测力计下的实心圆柱体A浸没在水中,将其缓慢拉出水面(忽略物体带出的水),弹簧测力计的示数F与物体上升的高度h之间的变化图像如图乙所示。然后将体积为2000的实心物体B用细线和A连接在一起,如图丙所示放入水中,A、B刚好悬浮。细线的重力和体积忽略不计,,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.A浸没在水中所受浮力为10NB.A的底面积为50
C.B的重力为20ND.B的密度为
【答案】D
【详解】A.由乙图可知,当h处于0~10cm时,弹簧测力计的示数不变,说明圆柱体A未露出水面,此时弹簧测力计的示数F示=5N,当h处于20cm以上时,弹簧测力计的示数不变,说明圆柱体A已完全露出水面,此时弹簧测力计的示数F示′=10N,则圆柱体A受到的重力
圆柱体A浸没在水中时受到的浮力
故A错误;
B.由可得,圆柱体A的体积
若圆柱体A拉离水面时容器中的水面高度不变,则圆柱体A的底面积
实际圆柱体A拉出水面时,容器中的水面在下降,物体A从刚露出水面到离开水面时移动的距离与圆柱体A的高度不相等,故B错误;
C.将体积为2000cm3的实心物体B用细线和A连接在一起,放入水中,A、B刚好悬浮,则A、B的总重力
则B的重力
故C错误;
D.B的密度
故D正确。
故选D。
11.(2024·江苏盐城·中考真题)如图是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,外形像大白鲸,整体呈流线型,尾部有三个尾翼。其内部有两个气囊,一个气囊装有密度比空气小的氦气,另一个气囊内充有空气,艇体通过排放空气实现上升。艇体用特种缆绳与地面相连,缆绳中布置细电缆和光纤。下列关于浮空艇分析错误的是( )
A.艇体整体呈流线型是为了减小空气阻力的影响
B.浮空艇在上升过程中受到的浮力变大
C.缆绳中布置光纤,目的是实时传输通信数据
D.缆绳应选择密度小、强度大的材料
【答案】B
【详解】A.艇体整体呈流线型,是为了减小空气阻力的影响,故A正确,不符合题意;
B.浮空艇在上升过程中,排开空气的体积不变,根据F浮=ρ空气gV排可知,受到的浮力不变,故B错误,符合题意;
C.缆绳中布置光纤,目的是实时传输通信数据,故C正确,不符合题意;
D.缆绳应选择密度小、强度大的材料,这样在体积相同时,质量小,便于操作,故D正确,不符合题意。
故选B。
12.(2024·江苏无锡·一模)中国海军成立71周年纪念日前夕,075型两栖攻击舰的2号舰在上海某造船厂正式下水。如图所示,这艘攻击舰最大排水量约为,是中国海军舰艇中尺寸仅次于航母的军舰。下列说法正确的是( )
A.此军舰满载时能受到的最大浮力约为
B.军舰航行时,受到的浮力大于军舰的总重力
C.军舰从长江驶入东海后,液体密度增大,排开液体体积增大
D.直升机从军舰上飞走后,军舰所受浮力减小
【答案】D
【详解】A.此军舰满载时能受到的最大浮力
F浮=G排=m排g=3.5×104t×10N/kg=3.5×104×103kg×10N/kg=3.5×108N
故A错误;
B.军舰航行时,处于漂浮状态,受到的浮力等于军舰的总重力,故B错误;
C.军舰从长江驶入东海后,依旧处于漂浮状态,受到的浮力等于军舰的总重力,浮力不变,液体密度增大,根据F浮=ρ液gV排可知,排开液体体积变小,故C错误;
D.直升机从军舰上飞走后,军舰仍漂浮,但军舰的总重力减小,根据漂浮条件可知,军舰所受浮力减小,故D正确。
故选D。
13.(19-20九年级·浙江·周测)将体积相同的木块和石块浸没在水中,松手后,木块上浮,石块下沉,平衡后,则两物体所受到的浮力( )
A.木块大B.石块大
C.一样大D.无法确定
【答案】B
【详解】浸没水中松开手后,木块上浮,静止时漂浮,则有
V排木<V木
石块下沉,则有
V排石=V石
因为
V木=V石
所以
V排木<V排石
又因为
F浮=ρ水V排g
所以二者受到的浮力
F木<F石
故选B。
14.(2024·江苏苏州·中考真题)将鸡蛋放入盐水中出现如图所示状态,缓慢向杯中加盐或水使鸡蛋悬浮,下列说法正确的是( )
A.加盐可以让鸡蛋悬浮
B.鸡蛋悬浮时液体密度大
C.鸡蛋悬浮时浮力大
D.鸡蛋悬浮时液体对杯底的压强大
【答案】D
【详解】AB.如图,鸡蛋漂浮,根据物体的沉浮条件,向杯中加盐,盐水密度变大,鸡蛋仍然漂浮,若适当加水,可以减小盐水的密度,鸡蛋可以悬浮,所以鸡蛋悬浮时液体密度较小,故AB错误;
C.向杯中加盐,鸡蛋仍然漂浮,若加水,鸡蛋悬浮,均浮力等于重力,所以浮力相等,故C错误;
D.加水后,盐水的总质量明显增加,对烧杯底部的压力明显变大,根据可知对烧杯底部的压强明显变大;向杯中加盐,盐水的总质量增加不明显,则对烧杯底部的压力增加不明显,所以对烧杯底部的压强增加不明显,故鸡蛋悬浮时液体对杯底的压强大,故D正确。
故选D。
15.(2016·江苏宿迁·中考真题)如图所示,碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,下列说法正确的是( )
A.碗沉入水底时比漂浮在水面上时重力变大了
B.碗沉入水底时受到的浮力等于它的重力
C.碗沉入水底时比漂浮时所受的浮力变大了
D.碗沉入水底时容器底部受到水的压强变小了
【答案】D
【详解】A.碗沉入水底时与漂浮在水面上时,质量相同,所以重力相同,故A错误;
B.据浮沉条件可知,碗沉入水底时受到的浮力小于它的重力,故B错误;
C.碗沉入水底时,浮力小于重力;碗漂浮时,浮力等于自身的重力,由于重力相同,所以漂浮时的浮力大于下沉时的浮力,故C错误;
D.据C可知,漂浮时的浮力大于下沉时的浮力,即据可知,小瓷碗浸没后,排开的水的体积减小,水面则下降,根据p=ρgh可知:容器底受到水的压强变小,故D正确。
故选D。
二、填空题
16.(2025·江苏南京·一模)两个相同的柱形容器放在水平桌面上,里面分别装有质量相等的甲、乙两种液体,将A、B两个质量相等的实心球放入甲液体中,静止时两球状态如图所示。若将这两球放入乙液体中静止时均漂浮,A、B两球排开乙液体的体积分别为VA排、VB排,则VA排 VB排。甲、乙两液体对容器底的压强分别为p1、p2,两容器对桌面的压强分别为p1'、p2', 则p1 p2, p1' p2'。若甲液体是水,且B球分别在甲、乙两液体中所受浮力之比为5:6, 则B球密度ρB= kg/m3。
【答案】 = < = 1.2×103
【详解】[1]A、B的质量相等,将这两球放入乙液体中静止时均漂浮,所受浮力等于重力,根据知道,A、B所受的浮力相等,由知道,A、B排开液体的体积相等,即
[2]将A、B两个质量相等的实心球放入甲液体中,由图可知,A球漂浮,B球沉底,根据物体浮沉条件知道,B所受的浮力小于B的重力,则A、B在甲液体中所受的总浮力小于它们在乙液体中所受的总浮力,由力的相互性知道,A、B对甲液体的压力小于它们对乙液体的压力,液体对柱形容器底的压力等于液体的重力和A、B对液体的压力之和,故甲液体对容器底的压力小于乙液体对容器底的压力,由 知道,甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强,即
[3]容器对桌面的压力等于容器、液体和物体的总重力,根据F=G=mg知道,两容器对桌面的压力相等,由 知道,两容器对桌面的压强相等,即
[4]B球在水中沉底,排开水的体积等于B的体积,B球在乙中漂浮,所受浮力等于重力,根据、知道,
则B球的密度
17.(2025·江苏南京·一模)如图所示,水平桌面上,一个密度为ρ的实心小球,甲、乙是分别盛满密度为、两种不同液体的相同溢水杯.将小球分别放入甲、乙溢水杯中,静止后小球受到的浮力分别为,溢出液体的质量分别为.则:
(1)小球放入溢水杯后,液体对容器底部的压强 ;
(2)若小球在甲中沉底,在乙中漂浮,则 (选填“”,下同);
(3)若小球在甲中漂浮,在乙中悬浮,则 ,此时容器对桌面的压强 。
【答案】(1)不变
(2)
【详解】(1)小球放入溢水杯后,液体从溢水杯溢出,液面到容器底部的深度没有发生改变,液体对容器底部的压强不变。
(2)根据浮沉条件可知,小球在甲中沉底,小球受到的浮力与重力的关系为,根据阿基米德原理可知,则,当小球在乙中漂浮,小球受到的浮力与重力的关系为,同理可得,,所以,所以。
(3)[1]小球在甲中漂浮,在乙中悬浮,都受到浮力和重力,都处于平衡状态,是二力平衡现象,即有、,所以。
[2] 根据物体浮沉条件可知,小球在甲中漂浮,在乙中悬浮时,甲乙溢水杯中液体密度的关系分别有、,即,甲乙溢水杯中剩余液体体积关系有,由可知,甲乙溢水杯中剩余液体的质量,所以甲乙溢水杯对桌面的压力,根据可得,在受力面积相同时,甲乙溢水杯对桌面的压强。
18.(2025·江苏无锡·一模)如图甲是卫生间一种智能抽水马桶,其水箱的工作原理如图乙所示。当出水管阀门打开,水从出水管流出,水箱中的水减少,空心铜球C就在重力作用下,随着水位下降而向下运动,通过金属杆AB绕O点转动,向上拉动进水管阀门,使水能通过进水管进入水箱;当出水管阀门关闭,随着不断进水,水箱中的水位不断上升,空心铜球C随着向上运动,当金属杆处于水平位置时,把进水管阀门堵严,不再进水。金属杆AB能绕O点转动,其质量及形变忽略不计,且不考虑出水管阀门对杠杆的影响,AB长216mm,AO长24mm,空心铜球C的质量为90g,重力和浮力可以认为作用在其几何中心,进水管阀门的受力面积是。当压强达到时,进水阀门就可以关严不再进水,则此时进水管阀门受到的压力是 N,空心铜球产生的浮力为 N;空心铜球的体积至少是 。(g取10N/kg)
【答案】 12 2.4
【详解】[1]此时进水管阀门受到的压力F1=pS=5×105Pa×24×10-6m2=12N
[2]空心铜球的重力为G=mg=90×10-3kg×10N/kg=0.9N
根据杠杆的平衡条件F1·OA=F2·OB
得到
对浮球进行受力分析可知,浮球受竖直向上的浮力、竖直向下的压力、竖直向下的重力,浮球在这三个力的作用下处于平衡状态,则铜球浸没后产生的浮力为F浮=F2+G=1.5N+0.9N=2.4N
[3]因铜球完全浸没,所以空心铜球的体积为
19.(2025·江苏徐州·一模)海军护卫舰在某海域执行巡航任务时,甲板上的船员发现港口建筑逐渐“后退”,所选择的参照物是 ;该舰从密度高的海域驶入密度低的海域后,其受到的浮力将 ;(填“变大”、“变小”或“不变”);当高速航行时,舰体两侧水的流速较大,压强较 。
【答案】 护卫舰 不变 小
【详解】[1] 船员发现港口建筑“后退”,说明港口建筑相对于某个物体在运动。 港口建筑相对于地面是静止的,而护卫舰在前进,因此船员是以护卫舰(或自己)为参照物,观察到港口建筑在“后退”。
[2]舰艇在水中漂浮时,由漂浮条件可知,受到的浮力等于其重力。 舰艇的重力由其质量决定,质量不变,重力不变。 因此,无论海水密度如何变化,只要舰艇漂浮,浮力始终等于重力,浮力大小不变。
[3]由流体压强与流速的关系可知:流体流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。 舰体高速航行时,舰体两侧的水流流速较大,因此压强较小。
20.(2024·江苏徐州·三模)如图所示,将总质量为5g的装有适量水的玻璃小瓶瓶口朝下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,即可制成浮沉子,此时小瓶受到的浮力为 N,如果增大手对塑料瓶的握力,小瓶将会下沉,小瓶内的气压将 (填“变大”“变小”或“不变”),下沉时小瓶受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力。
【答案】 0.05 变大 小于
【详解】[1]小瓶漂浮,受到的浮力等于重力,大小为
[2]增大手对塑料瓶的握力,大塑料瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,小瓶内的气体被压缩,气压将变大。
[3]增大手对塑料瓶的握力,大塑料瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,小瓶内水的重力增加,当小瓶受到的重力大于浮力时,小瓶开始下沉,故下沉时小瓶受到的浮力小于重力。
21.(2025·江苏无锡·一模)小永研究浮力大小与深度的关系。现将一立方体金属块,浸没在某种液体中,如图甲所示;将它缓缓从液体中竖直提出来的过程中,画出了测力计示数F随金属块下表面浸入深度h变化的图象,如图乙所示。根据该图象可以得出:金属块的密度为 kg/m3,液体的密度为 kg/m3。
【答案】 2.4× 8×
【详解】[1]由乙图可得,金属块的重力,高
因金属块为立方体,所以体积为
故金属块的密度为
[2]由乙图可得,金属块在液体中浸没时弹簧测力计的示数为,所以金属块浸没时所受浮力为
由题意得,当金属块在液体中浸没时,所排开液体的体积为
由阿基米德原理,可得液体的密度为
22.(2024·江苏盐城·一模)小明把盛热水的烧杯放水平桌面上,将干红枣放入烧杯中,漂浮在水面,如图甲所示。由于不断吸水,红枣过一段时间后静止在水中,如图乙所示;再过一段时间后就沉到杯底,如图丙所示。甲图中红枣的重力 排开热水的重力,甲图中烧杯对桌面的压强 丙图中烧杯对桌面的压强,甲图中液面高度 乙图中液面高度。(不考虑蒸发的影响,均选填“大于/等于/小于”)
【答案】 等于 等于 等于
【详解】[1]根据阿基米德原理,,甲图中红枣漂浮,则,所以,即甲图中红枣的重力等于排开热水的重力。
[2]因为红枣、水和烧杯的总重力不变,对水平面的压力不变,又因为受力面积相同,根据可知甲图中烧杯对桌面的压强等于丙图中烧杯对桌面的压强。
[3]红枣、水的总重力不变,则甲乙中水对烧杯底部的压力相同,根据可知水对烧杯底部的压强相同,根据可知甲乙图中液面高度相同。
23.(2023·江苏徐州·中考真题)如图所示,用轻质薄壁的塑料瓶、透明胶带、铁质螺母和塑料软管制作潜水艇模型。潜水艇在水中受到浮力的方向是 。潜水艇通过改变 来实现浮与沉,因此需要选择质量合适的螺母作为配重。如果塑料瓶的容积为V,水的密度为ρ水,铁的密度为ρ铁,要让瓶内有一半水时,潜水艇恰能在水中悬浮,则所选螺母质量的表达式为m = 。
【答案】 竖直向上 自重
【详解】[1]浸在液体中的物体受到向上的力,叫做浮力,浮力的方向是竖直向上的。
[2]图示潜水艇浸没在水中,排开水的体积不变,所受的浮力不变,是通过改变塑料瓶中的水的重力来改变浮力和重力的大小关系而实现沉浮的,所以是通过改变自重来实验沉浮的。
[3]设螺母的体积为V螺母,塑料瓶浸没在水中,排开水的体积等于塑料瓶与螺母的总体积,受到的浮力
塑料瓶中水的体积
瓶中水的质量
瓶中水的重力
潜水艇悬浮,所受的浮力等于自身的总重,有
F浮=G总=G水+G螺母
即
解得,螺母的质量
24.(2024·江苏扬州·中考真题)扬州中国大运河博物馆展示了各种古代船只模型。
(1)资料显示:“丝网船”最大载重为5t。若船和货物总质量为,船静止在水中时所受浮力为 N,排开水的体积为 ;(g取)
(2)资料显示:“沙飞船”航速迅捷。同向并排行驶的两条“沙飞船”要保持安全距离,是因为两船较近时,中间流速大,流体压强 ;
(3)如图所示,游客站在静止的仿制“沙飞船”的船头,能从各个方向观看到投影画面,这是因为光在投影幕上发生了 ;投影画面向后移动,游客会产生船向前行的感觉,是由于运动具有 。
【答案】 6 较小 漫反射 相对性
【详解】(1)[1]船静止在水中处于漂浮状态,由物体浮沉条件可知,船受到的浮力为
[2]由可知,船排开水的体积
(2)[3]由流体的压强与流速之间的关系可知,流速越大,压强越小。两船较近时,中间流速大,压强较小,船外侧的压强大于内侧的压强,由于内外的压强差,使船外侧和内侧存在压力差,从而两条船会向中间靠拢,存在危险,因此同向并排行驶的两条“沙飞船”要保持安全距离。
(3)[4]平行光线入射到粗糙的反射面上,反射光线射向四面八方,这种反射是漫反射。游客站在静止的仿制“沙飞船”的船头,能从各个方向观看到投影画面,是因为光在投影幕上发生了漫反射。
[5]由于运动具有相对性,不同参照物下物体运动状态不同。投影画面向后移动,若以投影画面为参照物,船向前移动。
三、作图题
25.(2024·江苏扬州·三模)按下列要求作图。如图所示,一个气球被一端固定在杯底的绳拉着静止在水中,请画出气球受到的重力和浮力的示意图。
【答案】
【详解】小球受到重力竖直向下、浮力竖直向上,过重心分别做力竖直向下、竖直向上的带箭头的直线,分别表示重力、浮力,浮力较大,线段较长,如图所示:
四、实验题
26.(2025·江苏苏州·一模)小丽在校园景观湖水质调查活动中,想测出湖水的密度,利用手边现有的水杯、硬木尺、金属块、重物和一些细线等设计了一个测量湖水密度的实验方案,如图所示.以下是小丽测出的部分实验步骤,请将其补充完整。(已知金属块的密度为)
步骤一:细线系在木尺的某一适当位置,悬挂在固定点上,使木尺在 平衡,然后将金属块挂在木尺左端处,重物挂在木尺右端,调节重物的位置,待木尺水平平衡,此时重物挂在木尺上的位置为,测出长度为、长度为;
步骤二:把金属块浸没在盛有湖水的水杯中,保持金属块的悬挂点不变,把重物从处移动到处时,木尺再次在水平位置平衡,测出的长度;
步骤三:利用上述测量出的物理量和已知量计算湖水密度的表达式为 。
【答案】 水平位置
【详解】[1]此处利用杠杆平衡原理,必须使杠杆在水平位置平衡,因为水平平衡时力臂在杠杠上便于测量力臂。
[2] 当A在空气中时,根据杠杆的平衡条件得﹣﹣﹣①
把金属块B浸没在盐水中时,B将受到盐水向上的浮力作用,其浮力,则根据杠杆的平衡条件得﹣﹣﹣②
由得
27.(2025·江苏南京·一模)小明利用所学知识测量水龙头的密度。
(1)将天平放在 桌面上,发现天平指针正好指在刻度盘中央(如图甲),此时他应将游码移至零刻度线处,并将平衡螺母向 调节,重新使天平平衡。
(2)将水龙头放在天平左盘,向右盘加减砝码并移动游码,天平平衡时如图乙所示,测得水龙头质量为 g;然后用溢水杯、水、小烧杯、细线和天平测出水龙头的体积为,并算出密度是 。
(3)小华提出用弹簧测力计测量密度更方便,她先用弹簧测力计测出水龙头的重力,然后将水龙头浸没在水中静止,发现弹簧测力计的示数减小了2小格,此时弹簧测力计的示数如图丙所示,小华计算出水龙头的密度是 。
(4)对上述实验进行交流评估, 同学测得的密度误差较大。
【答案】(1) 水平 右
(2) 181.4 4.56
(3)4.5
(4)小华
【详解】(1)[1][2]使用天平时,将天平放在水平桌面上,将游码调至标尺左端零刻度线处,图甲中没有将游码调至标尺左端零刻度线处,指针在分度盘的中央。当把游码归零后,指针会左偏,此时应将平衡螺母向右调节。
(2)[1]图乙中标尺的分度值为0.2g,水龙头的质量m=100g+50g+20g+10g+1.4g=181.4g
[2]水龙头的密度
(3)图丙中测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为1.4N。浸没在水中弹簧测力计少了两个格,可知水龙头的重力G=1.4N+0.4N=1.8N
由称重法测浮力可知水龙头受到的浮力F浮=G-F=1.8N-1.4N=0.4N
水龙头的体积等于排开水的体积
水龙头的密度
(4)弹簧测力计的分度值较大,测量的质量偏差较大,测量的密度值偏差较大,所以小华同学测得的密度值误差较大。
28.(2025·江苏无锡·一模)小亮发现:鸡蛋放入水中会下沉,他准备到实验室测量生鸡蛋的密度。
(1)他将天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端的零刻度线处,观察到指针的偏转情况如图甲所示,他应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调,使天平横梁平衡;他把鸡蛋放入天平左盘,正确操作后,天平的示数如图乙所示,则鸡蛋质量是 g,他又将鸡蛋放在装满水的溢水杯中如图丙所示,测量溢出水的体积如图丁所示,则鸡蛋的密度为 。
(2)若实验时溢水杯里的水没有装满,则测得的密度将比实际的 (选填“偏大”或“偏小”),理由是 。
(3)小亮回家后又想测熟鸡蛋的密度,他把熟鸡蛋放入水中发现它也下沉,于是他找来家中一个底面积为S的圆柱形透明杯子、刻度尺、水盆和适量的水,按照如图戊所示的过程,测出了熟鸡蛋的密度。请你帮他把实验步骤补充完整。
①向杯内倒入适量的水,用刻度尺测出杯内水的高度为;
②将熟鸡蛋放入水中,用刻度尺测出杯内水的高度为,则熟鸡蛋的体积表达式为 (用题中的字母表示);
③取出熟鸡蛋,将杯内水倒净使其漂浮在水盆中,用刻度尺测出杯底浸入水中的深度为;
④再将熟鸡蛋放入杯中,用刻度尺测出此时杯底浸入水中的深度为,则熟鸡蛋的密度表达式为 (用题中的字母和表示)
【答案】(1) 左 57.2 1.1
(2) 偏大 体积偏小
(3)
【详解】(1)[1]把天平放在水平桌面上,调节时先调游码,将游码移到标尺左端的零刻度线处;由图甲可知,指针右偏,所以平衡螺母向左调。
[2]由图乙可知,鸡蛋的质量为m=50g+5g+2.2g=57.2g
[3]由图丙可知,将鸡蛋浸没到倒满水的烧杯中,然后将排开的水倒入量筒中,量筒的分度值为2mL,量筒中水的体积即为鸡蛋的体积V=52mL=52cm3
鸡蛋的密度
(2)[1][2]若实验时溢水杯里的水没有装满,鸡蛋排开的水没有全部排出,测得的体积偏小,所以测得的密度将比实际的偏大。
(3)[1]向杯内倒入适量的水,用刻度尺测出杯内水的高度为h1;将熟鸡蛋浸没在杯内的水中,用刻度尺测出杯内水的高度为h2;则熟鸡蛋的体积V=S(h2﹣h1)
[2]取出鸡蛋,将杯内水倒净使其漂浮在水盆中,用刻度尺测出杯底浸入水中的深度为h3;此时杯子的重力为G1=F浮=ρ水gSh3
再将鸡蛋放入杯中,用刻度尺测出杯底浸入水中的深度为h4;此时杯子和熟鸡蛋的总重力G2=F浮′=ρ水gSh4
熟鸡蛋的重力G=G2﹣G1=ρ水gSh4﹣ρ水gSh3=ρ水gS(h4﹣h3)
熟鸡蛋的质量
熟鸡蛋的密度
29.(2024·江苏扬州·二模)小明利用实验室器材测量两块大小和材质均不相同的石块的密度。
(1)天平调平衡后,在测量小石块质量时,往右盘加减砝码过程中,加入最小砝码后,天平指针位置如图甲(一)所示,将最小砝码取出,指针位置如图甲(二)所示,接下来正确的操作是 ,直至指针对准分度盘中央刻度线,此时天平如图乙所示;
(2)小明用一根较粗的毛线系住小石块放入盛水的量筒中,量筒前后液面变化如图丙所示,则小石块的密度为 kg/m3,此测量结果相比真实值 (选填“偏大”、“偏小”、“相等”);
(3)为了完成大石块密度的测量,经思考后,小明进行了如下实验操作;
①将杠杆调节水平平衡后,在两侧各挂大石块和弹簧测力计,竖直拉动测力计使杠杆水平平衡,如图丁所示,记录此时弹簧测力计示数为F1;
②将石块浸没于盛水的烧杯中,竖直拉动测力计使杠杆再次水平平衡,如图戊所示,记录此时弹簧测力计示数为F2;
③已知水的密度为ρ水,计算大石块的密度ρ= (用ρ水、F1、F2表示)。
【答案】 向右调节游码 2.72×103 偏小
【详解】(1)[1]天平加入最小砝码后天平指针向右偏,则应取下最小砝码,向右调节游码,使天平水平平衡。
(2)[2]小石块的质量
小石块的体积为
小石块的密度
[3]使用较粗的线拴住石块,会使排水体积变大,测出石块的体积偏大,由可知,测量的密度会偏小。
(3)[4]由杠杆平衡条件知,如图丁
则
大石块的质量为
如图戊
则
则石块所受的浮力为
由
可知
由密度公式可知,大石块的密度
30.(2024·江苏无锡·中考真题)制作简易的密度计,器材有:长度为20cm的吸管一根,铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平。(g取10N/kg)
(1)如图甲所示,用刻度尺和记号笔在吸管上标出长度刻度,用石蜡将标0cm的一端封闭,添加铁屑至管内,使其总质量为10g,能竖直漂浮在液体中;
①当将它放入密度为的水中时,浸入的深度为H。若放入密度为的酒精中,密度计所受的浮力大小为 N,浸入的深度为 H;
②将它放入密度为的不同液体中,浸入的深度h与液体密度之间的关系应符合图乙中 (选填“a”“b”或“c”);
③为使该简易密度计测量水和酒精的密度时,两条刻度线间的距离大一些,利用现有器材,合理的做法是: 。
(2)如图丙所示,在吸管下方安装一个小瓶,将铁屑装入瓶中,制成另一支简易密度计,使其总质量为30g,放入液体后能竖直漂浮,小瓶完全浸没。放入水中,在密度计上标记出水面位置M,密度计排开水的体积为 。从水中取出擦干后,放入待测盐水中,M比液面高2cm。取出密度计擦干,倒出部分铁屑,使其总质量为27g,再放入水中,液面距离M为3cm。则吸管的横截面积为 ,盐水的密度为 (保留2位小数)。
【答案】 0.1 1.25 a 在管内适当增加铁屑使密度计重力增大 30 1 1.07
【详解】(1)①[1]密度计在酒精中漂浮,其受到的浮力等于重力,则浮力为
[2]由于密度计在水中和酒精中均漂浮,在水中和酒精中受到的浮力均等于其重力,则密度计在水中受到的浮力等于其在酒精中受到的浮力,所以有
可得
②[3]密度计在液体中漂浮,则有
可得
当密度计重力,吸管的横截面积一定时,h与ρ液成反比,故a图线符合h随ρ液变化的规律。
③[4]适当增大密度计的重力,则密度计浸入水中的深度增大,即H增大,密度计放入酒精中漂浮时,浸入酒精中的深度为1.25H,也随之增大,则两条刻度线间的距离会变大。
(2)[5]当密度计总质量为30g时,仍能漂浮在水中,则受到的浮力为
由阿基米德原理有
则有
密度计排开水的体积为
[6]与上同理,当密度计质量为27g时,排开水的体积为
此时水面刻度比M低3cm,由此可知吸管的横截面积为
[7]当密度计的质量为30g时,浸入盐水中的深度比M低2cm,由此可知在盐水中浸入的(排开盐水)体积为
由前面分析结论,同理,当密度计在盐水中漂浮时有
则盐水的密度为
五、计算题
31.(2024·江苏徐州·中考真题)一个人体重为600N,站在岸边的鹅卵石上,双脚与鹅卵石的接触面积为0.02m2;当他站在水中时,排开水的体积为0.05m3,g取10N/kg。求:
(1)人对鹅卵石的压强;
(2)站在水中时,人受到的浮力。
【答案】(1)
(2)500N
【详解】(1)人对鹅卵石的压强
(2)站在水中时,人受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.05m3=500N
32.(2024·江苏常州·中考真题)为实施流花11-1油田二次开发,中国工程师需要将导管架从陆地工厂运至海洋指定位置。
①工程师将导管架装载在驳船上,静止时驳船排开海水的体积为,如图甲所示;
②驳船将导管架运至海洋指定位置后,导管架被推入海中,如图乙所示;
③驳船和导管架完全分离后,静止时空驳船排开海水的体积为,如图丙所示;
已知导管架的体积为,,g取.求:
(1)导管架受到重力大小;
(2)导管架和驳船完全分离后,导管架最终静止时受到浮力大小。
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)由甲图可知导管架和驳船的总重力
由丙图可知空驳船的总重力
导管架受到重力大小
(2)导管架和驳船完全分离后,导管架完全浸没时受到浮力大小
由计算可知,导管架完全浸没时的浮力大于它自身的重力,因此导管架漂浮在海水中,导管架和驳船完全分离后,导管架最终静止时受到浮力大小为。
答:(1)导管架受到重力大小为;
(2)导管架和驳船完全分离后,导管架最终静止时受到浮力大小为。
33.(2024·江苏盐城·一模)小明在参观景区时,从解说员的讲解中得知,景区中的城墙砖的长、宽、高分别为30cm、20cm和10cm,砖块的质量为12kg,g取10N/kg。求:
(1)砖块的密度;
(2)砖块浸没在水中时所受到的浮力;
(3)砖块放在水平地面时对地面压强的最小值。
【答案】(1)2×103kg/m3
(2)60N
(3)2000Pa
【详解】(1)砖块的体积为
砖块的密度为
(2)砖块浸没在水中时,排开液体的体积为
砖块浸没在水中时受到的浮力为
(3)砖块放在水平地面时对地面的压力为
砖块与地面的接触面积最大时,对地面的压强最小,砖块放在水平地面时对地面压强的最小值为
34.(2024·江苏宿迁·中考真题)科技创新助力中国发展,中国桥梁建设领先世界。小明对桥梁建造产生浓厚的兴趣,想探究桥墩对河底压力与水深度的关系。他找来底面积为的圆柱体,放于水平地面的压力传感器上,如图甲所示,示数为100N。考虑不方便测量圆柱体对河底的压力,于是将圆柱体挂在拉力传感器下方,缓慢向下放至刚好与容器底部接触,如图乙所示。向容器内加水,记录传感器示数和水的深度,并画出如图丙所示的图像。(,)求:
(1)圆柱体的质量;
(2)圆柱体的密度;
(3)取走拉力传感器,圆柱体浸没于水中时对杯底的压强。
【答案】(1)10kg;(2)5×103kg/m3;(3)8000Pa
【详解】解:(1)依题意得,圆柱体的重力为100N,由得,圆柱体的质量
(2)由图丙得,圆柱体的高度为0.2m,圆柱体的体积为
圆柱体的密度
(3)圆柱体浸没在水中,排开水的体积为
圆柱体受到的浮力为
圆柱体对容器底的压力
此时圆柱体对杯底的压强
答:(1)圆柱体的质量10kg;
(2)圆柱体的密度5×103kg/m3;
(3)取走拉力传感器,圆柱体浸没于水中时对杯底的压强8000Pa。
35.(2024·江苏连云港·中考真题)质量为2kg的物体放置在水平桌面上,底面积为,体积为。求:
(1)该物体对桌面的压力。
(2)该物体对桌面的压强。
(3)该物体浸没在水中释放后,静止时受到的浮力。
【答案】(1)20N;(2);(3)20N
【详解】解:(1)该物体对桌面的压力
(2)该物体对桌面的压强
(3)当物体浸没在水中时
物体静止时处于漂浮状态
答:(1)该物体对桌面的压力为20N;
(2)该物体对桌面的压强为1×103Pa;
(3)该物体浸没在水中释放后,静止时受到的浮力为20N。
36.(2022·江苏徐州·中考真题)溪水中一块石头的质量为2.4kg,体积为1×10-3m3,g取10N/kg。求:
(1)石头的密度;
(2)石头浸没在水中受到的浮力。
【答案】(1)2.4×103kg/m3;(2)10N
【详解】解:(1)石头的密度为
(2)石头排开水的体积为
V排=V=1×10-3m3
根据阿基米德原理可得
F浮=G排=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N
答:(1)石头的密度为2.4×103kg/m3;
(2)石头浸没在水中受到的浮力为10N。
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