2026年【中考物理】第一轮专题练习10浮力》含解析
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这是一份2026年【中考物理】第一轮专题练习10浮力》含解析,共10页。试卷主要包含了浮力产生的原因,8N、2,8×103kg/m³,35kg,8×103kg/m3等内容,欢迎下载使用。
知识点1:浮力
1.浮力产生的原因:
(1)浮力:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体竖直向上的托力叫做浮力;
(2)浮力的产生原因:物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力即F浮= F向上-F向下;
(3)浮力方向:竖直向上,施力物体是液(气)体。
(1)对"浸在"的理解
"浸在"包括"部分浸入"和"全部浸入(即浸没)"两种情况。也就是说,不管是在液体表面漂浮的物体,还是在液体内部悬浮或者沉底的物体,都受到浮力的作用。
(2)称重法测浮力原理
如图所示,对浸在液体中的物体受力分析∶物体受竖直向下的重力G、竖直向上的浮力F浮、弹簧测力计对它竖直向上的拉力F,在这三个力的作用下,物体处于静止状态,因此有G=F浮+F,变形得F浮=G-F。
理解:两种特殊情况下的浮力
(1)物体漂浮时的浮力(图甲)∶物体漂浮时,上表面不受液体压力,因此F浮= F向上。
(2)不受浮力的情况(图乙)∶浸在液体中的物体不一定都受到浮力的作用,当物体的下表面与容器底部(或河床等)紧密贴合时,液体对它没有向上的压力,即F向上=0 N,这时物体不受浮力的作用,如插入河床中的木桩、桥墩等。
重点实验:探究浮力的大小跟哪些因素有关
重点:
(1)浮力的影响因素∶物体在液体中所受浮力的大小只与物体浸在液体中的体积和液体的密度有关,物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越大。
(2)实验原理∶F浮=G-F。
【典例1】关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.正在水中下沉的石头受到浮力的作用
B.浮力的方向不一定总是竖直向上
C.浮力的施力物体只能是液体
D.只有漂浮在水面的物体才受到浮力的作用
【答案】A
【详解】AD.浸在液体中的物体会受到液体产生的向上托的力,即受浮力作用,漂浮的物体受浮力,下沉的物体也受浮力,故A正确,D错误;
B.浮力方向与重力的方向相反,始终为竖直向上,故B错误;
C.物体浸在空气中也会受到浮力的作用,故C错误。
故选A。
【典例2】如图是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景,实验甲、乙和丙中弹簧测力计的示数分别为2.8N、2.7N和1.2N,实验中盐水的密度为1.1×103kg/m³,则下列结论正确的是( )
A.物体A的密度为3.8×103kg/m³
B.物体A的质量为0.35kg
C.图乙中,物体A受到的浮力为1.0N
D.图丙中,容器底部受到的压力为1.5N
【答案】A
【详解】ABC.对于甲图,可得
对于乙图,可得
根据阿基米德原理
带入甲、乙图对应的方程式,可得
解得
由于物体完全浸没,因此物体体积为1×10-4m3。将体积代入
解得
因此物体的质量为
物体的密度为
图乙中,物体A受到的浮力为
故A正确,BC错误;
D.由于不知道液体的体积、深度和底面积,因此无法求出容器底部受到的压力。故D错误。
故选A。
【典例3】如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下,从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动。上升到离水面一定的高度处,图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象。根据图象信息,下列判断正确的是( )
A.该金属块重力的大小为136N
B.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是136N
C.该金属块的密度是7.8×103kg/m3
D.在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
【答案】C
【详解】A.金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,则由图可知,该金属块重力
G=F拉=156N
故A错误;
B.当金属块未露出液面时,即为图中的AB段,从图可知,此时绳子的拉力为136N,则浸没在水中的金属块受到的浮力大小
F浮=G-F拉=156N﹣136N=20N
故B错误;
C.根据阿基米德原理
F浮=ρ水V排g
所以金属块排开水的体积(金属块的体积)
由
G=mg
可得金属块的质量
金属块的密度
故C正确;
D.从图可知,在t1至t2时间段内绳子的拉力逐渐变大,由公式
F浮=G-F拉
可知,金属块受到的浮力逐渐变小,故D错误。
故选C。
【典例4】一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,将圆柱体逐渐浸入水中。如图是整个过程中弹簧测力计的示数下与圆柱体下降高度变化关系的图像。(g取10N/kg)下列说法正确的是( )
A.圆柱体受到的重力是8N
B.圆柱体受到的最大浮力是12N
C.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为400Pa
D.圆柱体的密度是1.2×103kg/m3
【答案】C
【详解】A.由图像可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,物体的重力为
G=F示=12N
故A错误;
B.由图像7~9cm段可知,物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,则圆柱体受到的最大浮力为
F浮=G-F示′=12N-4N=8N
故B错误;
C.由图像可知,圆柱体从开始浸入水中到完全浸没下降的高度为
h=7cm-3cm=4cm
此下降的高度等于圆柱体的高度,故圆柱体刚好全部浸没时,下表面的深度为4cm=0.04m,下表面受到水的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa
故C正确;
D.由B选项解析可知,圆柱体浸没时受到的浮力F浮=8N,由阿基米德原理可得,圆桂体的体积
圆柱体密度为
故D错误
故选C。
【典例5】小明用弹簧测力计、正方体物块、两个相同的圆柱形容器等,对浸在液体中的物体所受浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。(取)
(1)分析甲、乙、丙图的实验,说明浮力的大小与___________有关;比较甲、丁、戊图的实验,说明浮力的大小与___________有关;
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关,可比较甲、___________和丁三图的实验,并得出当物体完全浸没于液体中,浮力大小与物体浸入液体的深度___________;当物块浸没在水中时,受到的浮力是___________N;
(3)根据实验可知,物块的密度是___________kg/m3,盐水的密度是___________kg/m3;
(4)若图丙中容器底面积为100cm2,物块浸没后水未溢出,则放入物块前、后比较,水对容器底部压强增加___________Pa。
【答案】 物体排开液体的体积 排开液体的密度 丙 无关 4 1.25×103 1.1×103 400
【详解】(1)[1]由图甲、乙、丙所示实验可知,物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同,物体受到的浮力不同,由此可知,浮力大小与物体排开液体的体积有关。
[2]由丁、戊中,排开液体的体积相同,排开液体的密度不同,测力计示数不同,由称重法测浮力,受到的浮力不同,所以,分析图甲、丁、戊实验,说明浮力的大小与排开液体的密度有关。
(2)[3]为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否关系,需要控制液体的密度相同,排开的液体的体积相同,所以,可比较甲、丙、丁三图的实验。
[4]观察丙、丁两图可知,物体完全浸没于液体中,排开液体的体积不变,物体在水中的深度增加,弹簧测力计示数不变,受到的浮力不变,说明浸没在液体中的物体所受浮力与浸没的深度无关。
[5]物体的重力为,浸没在水中时弹簧测力计示数为,正方体受到的浮力是
(3)[6][7]正方体在水中受到的浮力
由可得,正方体的体积为
正方体的质量为
正方体的密度为
由甲、戊实验,正方体浸没在盐水中受到的浮力
由阿基米德原理可知,盐水的密度是
(4)[8]由得,水增加的深度为
放入正方体后水对容器底部增加的压强为
知识点2:阿基米德原理的应用
1.阿基米德原理的应用:
(1) 阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力;
(2)公式表示:F浮=G排=m排g =ρ液gV排;
(3)适用条件:液体(或气体)。
对阿基米德原理的理解
(1)物体"浸在液体中"包括"全部浸入(即浸没)"和"部分浸入"两种情况。不论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力。
(2)浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
①浸没时∶V排=V浸=V物,此时物体受到的浮力等于排开液体的重力,即F浮=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物。
②部分浸入时∶V排=V浸<V物,F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸<ρ液gV物。
③另一种特殊情况(如图所示)∶橡皮泥做成圆球型沉底,此时V排=V球=V泥,F浮<G泥;而做成船型可以漂浮在水面上,此时V排>V船=V泥,F浮=G船=G泥,说明空心物体的V排应该包含浸没部分的体积加上浸没部分所围的空心部分体积。
(3)同一物体浸没在不同的液体中时,由于液体的密度不同,物体受到的浮力也不同。根据公式F浮=ρ液gV排,浸没时,V排=V物,当ρ液不同时,浮力也随之变化。
(4)阿基米德原理同样适用于气体。
(5)由F浮=G排=m排g=ρ液gV排可以看出,浮力的大小只和ρ液、V排有关,与物体的形状、密度、浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。
船体的排水量
(1)排水量是指排开水的质量,是用来表示船舶尺度大小的重要指标,是船舶按设计要求装满货物(满载)时排开水的质量。排水量通常用吨位来表示,所谓排水量吨位,是指船舶在水中所排开水的吨数。
(2)已知船舶的排水量,则可以利用阿基米德原理计算船舶满载时所受到的浮力∶F浮=G排=m排g。
重点实验探究:探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
【实验目的】探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。
【实验设计】用"称重法"测出物体在水中受到的浮力,同时测出物体受浮力时排开液体的重力,然后比较二者之间的数量关系。
【实验器材】小石块、细线、水、溢水杯、小桶、弹簧测力计。
【实验图示】
【实验步骤】
(1)将小石块用细线系住,挂在弹簧测力计下,如图甲,测出小石块的重力 G1;
(2)将小桶挂在弹簧测力计下,如图乙,测出其重力G桶;
(3)将水倒入溢水杯中,使水面恰好到达溢水杯的溢水口处,并将小桶放在溢水口下,然后将小石块慢慢浸入水中,直至浸没,读出此时弹簧测力计的示数F;
(4)用弹簧测力计测出小桶和溢出水的总重 G2;
(5)分别计算出小石块受到的浮力F浮和排开水所受的重力 G排,并比较它们的大小是否相同。
【注意事项】
(1)倒入溢水杯中的水,水面必须与溢水口恰好相平,若溢水杯中水未装满,会导致测出的小石块排开的水的重力偏小。
(2)利用小桶收集溢出的水时,必须待小石块浸没在水中后,溢水杯中的水不再溢出为止。
(3)为寻求普遍规律,本实验应换用不同的小石块或液体多次进行实验。
重点
本实验为避免因沾水而使测得的小石块重、空桶重偏大,应先测小石块重、空桶重,测量顺序不能颠倒。
【实验结论】
小石块受到的浮力等于它排开水的重力。
【典例1】如图所示,小美将放在水平桌面上的溢水杯盛满水,把一个物体挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的示数为2N;将该物体缓慢浸没水中(未接触溢水杯底),溢出的水流入小桶,弹簧测力计的示数为1.6N。下列判断正确的是( )
A.水对溢水杯底部的压强 p甲 < p乙B.水对溢水杯底部的压力 F甲 < F乙
C.物体排开的水受到的重力G排=0.4ND.该物体的体积为1.6×10-4m3
【答案】C
【详解】A.甲乙液面相平,且液体均为水,根据p=pgh 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,即F甲 =F乙,故B 错误;
C.根据称重法,物体浸没在水中所受的浮力为
根据阿基米德原理,物体浸在水中所受的浮力等于物体排开的水受到的重力,所以物体排开的水受到的重力G排=0.4N,故C正确;
D.根据可得,物体排开的水的体积为
由于物体完全浸入在水中,故物体的体积等于其排开水的体积,即为4×10-5m3,故D错误。
故选C。
【典例2】如图所示,台秤上放置一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总质量为800g,杯的底面积为100cm2。现将一个质量为600g,体积为400cm3的实心物体A用细线吊着,然后将其一半浸入烧杯的水中(烧杯厚度不计,水未溢出,g取10 N/kg)。则下列说法错误的是( )
A.物体A未放入烧杯前烧杯对台秤的压强为800Pa
B.物体A一半浸入水中后,物体A所受到的浮力2N
C.物体A一半浸入水中后,烧杯对台秤表面的压力为14N
D.物体A一半浸入水中后,烧杯对台秤表面的压强1000Pa
【答案】C
【详解】A.物体A 未放入烧杯前烧杯对台秤的压强为
故A正确,不符合题意;
B.物体A一半浸入水中后,物体A所受到的浮力
故B正确,不符合题意;
C.烧杯和水的总质量为800g,重为
当物体A一半浸入水中后,受到浮力为2N,浮力的反作用力向下,大小与浮力相等,也为2N,所以烧杯对台秤表面的压力增加到10N,故C错误,符合题意;
D.物体A一半浸入水中后,烧杯对台秤表面的压强
故D正确,不符合题意。
故选C。
【典例3】取一只空牙膏管,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,水均不溢出。则下列说法正确的是( )
A.两次牙膏管所受浮力F甲=F乙
B.两次水对杯底的压强p甲=p乙
C.两次排开水的体积V甲<V乙
D.继续向乙中加水,牙膏管浸入水中的体积将增大
【答案】C
【详解】A.牙膏袋的形状发生变化,但质量不变,所以
甲图中牙膏管下沉
乙图中牙膏管漂浮
所以
故A错误;
BC.由于液体的密度相等,由
可得,两次排开水的体积
而且两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,所以
由
得
故B错误; C正确;
D.继续向乙中加水,牙膏皮仍然处于漂浮状态,所受的浮力大小不变,由
知,排开水的体积不变,故D错误。
故选C。
【典例4】如图所示,将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力为F甲,乙杯中橡皮泥所受的浮力为F乙,则( )
A.F甲=F乙,两杯中的水面一样高B.F甲
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