中考物理专题复习 中考冲刺集训--浮 力(含解析)
展开一、选择题(本大题共9小题,每小题3分,共27分)
1. (2019淮安)长江上,一艘载满货物的轮船在卸完一半货物后,该艘轮船( )
A. 会浮起一些,所受浮力变小
B. 会浮起一些,所受浮力变大
C. 会沉下一些,所受浮力变小
D. 会始终漂浮,所受浮力不变
2. (2019南充)AB两个实心球,已知eq \f(ρA,ρB)=eq \f(4,3),eq \f(VA,VB)=eq \f(1,2),现将两球放入水中后,静止时受到的浮力之比为eq \f(FA,FB)=eq \f(6,5),则两球在水中静止时所处状态可能是( )
A. 两球均漂浮
B. 两球均浸没
C. A球浸没B球漂浮
D. B球浸没A球漂浮
3. (2019黄石)某同学自制的简易密度计如图所示,它是用木棒的一端缠绕铜丝做成的,将其放入不同的液体中,会呈竖直漂浮状态,下列说法错误的是( )
第3题图
A. 木棒漂浮在水面上,静止时密度计的重力等于水对其浮力
B. 木棒浸入液体的体积越大,说明该液体密度越小
C. 读数时需用手扶住密度计
D. 木棒越细,测量误差越小
4. (2019深圳)水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体.将两个完全相同的小球M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平.下列分析正确的是( )
第4题图
A. 两小球所受浮力FM
C. 两种液体对容器底部的压强p甲=p乙
D. 两种液体对容器底部的压力为F甲>F乙
5. (2019北京)如图所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块M悬浮在水中,其上表面与水面平行,则下列说法中正确的是( )
第5题图
A. M上、下表面受到水压力的合力大于M受到的浮力
B. M上、下表面受到水压力的合力大小等于M受到的重力大小
C. M上表面受到水的压力大于M下表面受到水的压力
D. M上表面受到水的压力和M下表面受到水的压力是一对平衡力
6. (2019山西)网上流传着一种说法,鸡蛋能否沉入水底可以鉴别其是否新鲜.为了验证其真实性,小亮买了一些新鲜鸡蛋,并拿其中一颗进行实验.第一天放入水中的鸡蛋沉入水底(如图甲),取出鸡蛋擦干放置50天后,再放入水中时鸡蛋漂浮在水面(如图乙),看来网传是真的,下列分析正确的是( )
第6题图
A. 鸡蛋两次所受的浮力一样大
B. 甲图中鸡蛋排开水的重力大
C. 乙图中鸡蛋所受浮力大于重力
D. 放置50天后的鸡蛋密度变大
7. (2018龙东)甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同一只鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两个杯子中的液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示,则( )
第7题图
A. 甲杯中的盐水密度较大
B. 乙杯底部所受液体的压强较大
C. 甲杯底部所受的液体压力较大
D. 鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大
8. (2019阜新)(多选)水平桌面上放有两个全相同的烧杯,分别盛有两种不同液体,将A、B两个质量相等的实心物质(VB=2VA)分别放入甲、乙两种液体中,如图所示,两物体静止时两容器中液面相平,下列说法正确的是( )
第8题图
A. 甲容器中液体密度大于乙容器中液体密度
B. A物体受到的浮力小于B物体受到的浮力
C. 甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力
D. 两物体放入前,甲容器底受到的压强大于乙容器底受到的压强
9. (2019娄底)水上救援需要打捞沉没的货物,我们将该情景简化为如图所示的物理过程.假设物体浸没在水深h=0.5 m的容器底部(非密合),现利用弹簧测力计将物体从水中匀速提出,当物体有一半体积露出水面时,弹簧测力计示数为3 N,当物体全部离开水面后,弹簧测力计示数为4 N,已知水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3,取g=10 N/kg.则( )
第9题图
A. 物体在水面下的上升过程中所受浮力逐渐减小
B. 物体在容器底部时,受到的浮力为1 N
C. 把物体从容器底部提出水面,拉力对物体需做功2 J
D. 物体的密度为2.0×103 kg/m3
二、填空题(每空1分,共14分)
10. (2019福建)如图,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中.已知石块与气球的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮________G总(选填“>”“<”或“=”);若水温升高,石块将____________(选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”).
第10题图
11. (2019凉山州)实践课上,小张同学用橡皮泥(ρ橡皮泥>ρ水)制作了两条小船,使它们能漂浮在水面上,由此可知,小船受到浮力F浮________G船(G船表示小船受到的重力)(选填“<”“>”或“=”).如图所示,若使用注射器向两条小船之间快速注水,小船将________(选填“静止不动”“向中间靠拢”或“向两边分开”).
第11题图
12. (2018南京)如图所示,水平桌面上两个相同的玻璃缸装满了水,水中分别漂浮着大、小两只玩具鸭,甲、乙两图中水对缸底的压强分别为p1和p2,缸对桌面的压强分别为p1′和p2′,两只玩具鸭受到的浮力分别为F1和F2,则它们的大小关系为:p1__________p2,p1′__________p2′,F1__________F2,若乙图中小玩具鸭的质量为15 g,它排开水的体积是________cm3.(g取10 N/kg)
第12题图
13. (2019苏州)2019年4月23日,中国人民海军成立70周年阅兵仪式在黄海举行.
第13题图
(1)两并排行驶的舰艇编队间距较远(如图所示),这是因为若靠得过近,彼此间海水流速会很大,导致压强很________,压力差会使舰艇发生碰撞;
(2)在仪式上,我国研制的新型核潜艇浮出水面接受检阅,它是通过减小所受________(选填“重力”或“浮力”)实现上浮的;
(3)901综合补给舰也一起亮相,该舰的满载排水量约为40 000 t,它满载时所受的浮力约为________N.(g=10 N/kg)
14. (2018十堰)将一底面积为0.01 m2的长方体木块用细线拴在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,则木块受到的最大浮力为________N,木块重力为________N,细线对木块的最大拉力为________N.(g取10 N/kg)
第14题图
三、实验探究题(共6分)
15. (2019河北)(6分)小明用如图1所示的装置探究“影响浮力大小的因素”.(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,取g=10 N/kg)
图1 图2
第15题图
(1)小明利用图甲所示的实验装置,将圆柱体合金块慢慢浸入水中时,根据测得的实验数据,作出了弹簧测力计示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图像(如图2中①所示).实验过程中合金块所受浮力的变化情况是__________.请在图2中画出F浮随h变化的关系图像.分析图像可知,浸在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成________.
(2)将合金块分别浸没在水和某液体中(如图1乙、丙所示),比较图1甲、乙、丙可知:______________________________________.
(3)合金块的密度为ρ合金=________g/cm3.
(4)若用此合金块制成一空心合金球,当合金球恰好能悬浮于图1丙所示液体中时,空心部分的体积是________cm3.
四、计算题(16题8分,17题6分,18题7分,共21分)
16. (2019湘潭)(8分)如图甲所示,弹簧测力计用细线拉着一长方体物块A,从水池中竖直向上做匀速直线运动,上升到水面以上一定的高度.物块上升的速度为1 cm/s,弹簧测力计示数F随物块上升的时间t变化的图像如图乙所示.不计阻力及水面高度的变化,根据图像信息,问:
(1)当t=15 s时,测力计示数F=________N.
(2)物块A重________N,高度为________cm.
(3)当t=0时,A受到的浮力为________N,此时A底部受到水的压强大小为________Pa.
(4)物块A的密度为多大?
甲 乙
第16题图
17. (2018孝感)(6分)客轮是水上重要的交通运输工具,能极大地促进各地人民的友好往来,请回答下列问题(g取10 N/kg):
(1)当某客轮的速度为15 km/h时,航行60 km需要的时间为多少小时;
(2)若某客轮的排水量为5 000 t,那么它满载时受到的浮力为多少;
(3)水面下深3 m处船体所受水的压强为多少.
第17题图
18. (2019自贡)(7分)如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为0.1 m的正方体物块A,当容器中水的深度为30 cm时,物块A体积的eq \f(3,5)露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态(ρ水=1.0×103 kg/m3 g取10 N/kg),求:
(1)物块A受到的浮力;
(2)物块A的密度;
(3)往容器内缓慢加水,至物块A刚好浸没水中,立即停止加水,此时弹簧对物块A的作用力F.
第18题图
中考冲刺集训
1. A
2. C 【解析】若两球均漂浮,则静止时两球受到的浮力之比为eq \f(FA,FB)=eq \f(GA,GB)=eq \f(mAg,mBg)=eq \f(ρAgVA,ρBgVB)=eq \f(ρA,ρB)×eq \f(VA,VB)=eq \f(4,3)×eq \f(1,2)=eq \f(2,3),这与题干中所已知eq \f(FA,FB)=eq \f(6,5)相矛盾,A错误;若两球均浸没,则两球受到的浮力之比为eq \f(FA,FB)=eq \f(ρ水gVA,ρ水gVB)=eq \f(VA,VB)=eq \f(1,2),这与eq \f(FA,FB)=eq \f(6,5)相矛盾,B错误;若A球浸没,则A球受到的浮力为FA=ρ水gVA,若B球漂浮,则B球受到的浮力为FB=GB=ρBgVB,则两球受到的浮力之比为eq \f(FA,FB)=eq \f(ρ水gVA排水,ρBgVB)=eq \f(ρ水,ρB)×eq \f(VA,VB)=eq \f(ρ水,ρB)×eq \f(1,2),因为B球漂浮,所以ρB<ρ水,eq \f(ρ水,ρB)大于1,则eq \f(FA,FB)大于eq \f(1,2),即eq \f(FA,FB)有可能等于eq \f(6,5),C正确;因ρA>ρB,故当A漂浮时B也一定漂浮,D错误.故选C.
3. C 【解析】木棒漂浮在水面上,静止时密度计的重力和浮力是一对平衡力,所以重力等于水对它的浮力,A正确;根据F浮=G排=ρ液gV排,因为木棒漂浮,它受到的浮力相同,木棒浸入液体的体积越大,则该液体密度越小,B正确;木棒竖直漂浮,受到平衡力,读数时如果用手扶住密度计,会给密度计施加力,C错误;F浮=G排=ρ液gV排=ρ液gSh,木棒越细即S越小,h越大,测量误差越小,D正确.故选C.
4. D 【解析】小球在甲中漂浮,FM=G,在乙中悬浮,FN=G,所以FM=FN,A错误;根据F浮=ρ液gV排,V排甲<V排乙,则ρ甲>ρ乙,B错误;根据p=ρgh,h相同,ρ甲>ρ乙,所以p甲>p乙,C错误;液体对容器底的压力F=pS,因为p甲>p乙,底面积相同,所以F甲>F乙,D正确.故选D.
5. B 【解析】物体M的上表面在水面下,且与水面平行,M上、下表面所受水的压力的合力等于M在水中受到的浮力,A错误;物体M悬浮在水中,受到的浮力大小等于物体的重力,B正确;根据p=ρgh可知,压强与液体的深度有关,深度越深,压强越大,上表面受到水的压强小于下表面受到水的压强,则M下表面受到水的压力比上表面大,C错误;由于M下表面受到水的压力比上表面受到的压力大,因此它们不是一对平衡力,D错误.故选B.
6. B 【解析】两次实验所用液体的密度相同,鸡蛋的外壳体积几乎相同,第一次鸡蛋沉入水底,V排1=V物,第二次鸡蛋漂浮,V排2<V物,由F浮=ρ液gV排知,第二次鸡蛋所受浮力小于第一次,A错误;V排1>V排2,故甲图中鸡蛋排开水的重力大,B正确;乙图中鸡蛋漂浮,其处于平衡状态,根据二力平衡可得,说明鸡蛋所受重力等于浮力,C错误;甲图中鸡蛋沉入水底,说明此时鸡蛋的密度大于水的密度,放置50天后,鸡蛋漂浮在水面上,说明此时鸡蛋的密度小于水的密度,所以放置50天后的鸡蛋密度变小,D错误.故选B.
7. B 【解析】当将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两个杯子中时,鸡蛋在甲杯中悬浮,即ρ甲=ρ鸡蛋,在乙杯中漂浮,即ρ乙>ρ鸡蛋,所以ρ甲<ρ乙,A错误;甲杯底部所受的液体压强p甲=ρ甲gh,乙杯底部所受的液体压强p乙=ρ乙gh,根据ρ甲<ρ乙且h甲=h乙可知p甲<p乙,根据F=pS,两杯子底面积相同,则F甲<F乙,B正确,C错误;由于鸡蛋在两杯中处于悬浮或漂浮状态,所以鸡蛋所受的浮力均等于其重力,D错误.故选B.
8. ACD
9. D 【解析】物体所受的浮力与深度无关,因此物体在水面下的上升过程中,浮力不变,A错误;当物体全部离开水面后,弹簧测力计的示数为4 N,即物体的重力G=4 N,当物体一半体积露出水面时,弹簧测力计的示数为3 N,则此时物体受到的浮力为F浮=G-F=4 N-3 N=1 N,当物体浸没在水中时,由于排开水的体积是一半露出水面时的2倍,故此时受到的浮力为F浮′=2F浮=2 N,B错误;克服物体重力做功W=Gh=4 N×0.5 m=2 J,由于在水中时拉力小于重力,故拉力做功小于2 J,C错误;物体的质量为m=eq \f(G,g)=eq \f(4 N,10 N/kg)=0.4 kg,由阿基米德原理可知,物体的体积为V=V排=eq \f(F浮′,ρ水g)=eq \f(2 N,1.0×103 kg/m3×10 N/kg)=2×10-4 m3,则物体的密度为ρ=eq \f(m,V)=eq \f(0.4 kg,2×10-4 m3)=2×103 kg/m3,D正确.故选D.
10. < 上浮 【解析】将气球和石块作为整体进行受力分析可知,气球受到竖直向上的浮力F浮,石块受到竖直向上的浮力F石浮,由于石块和气球悬浮在水中,所以有F浮+ F石浮= G总,所以F浮< G总;若水温升高,气球内的气体受热膨胀,体积变大,由F浮=ρ水gV排可知,气球受到的浮力变大,从而气球和石块受到的浮力之和大于气球和石块的总重力,故石块将上浮.
11. = 向中间靠拢 【解析】小船漂浮在水面上,浮力等于小船的重力;用注射器向两个小船之间快速注水,小船中间水流速大,压强小,所以小船会向中间靠拢.
12. = = > 15 【解析】两个相同的玻璃缸装满了水,则水的密度和深度均相同,由p=ρgh可知,p1=p2;缸对桌面的压力等于缸中物体的重力和缸自身的重力,故缸对桌面的压力相等,由于两个玻璃缸相同,则受力面积相同,由p=eq \f(F,S)可知p1′=p2′;甲图中玩具鸭排开水的体积大于乙图中玩具鸭排开水的体积,由F浮=ρ液gV排可知F1>F2;乙图中玩具鸭漂浮在水面上,故其受到的浮力等于他自身的重力,即F浮=G=mg=0.015 kg×10 N/kg=0.15 N,由F浮=ρ液gV排可知小玩具鸭排开水的体积V排=eq \f(F浮,ρ水g)=eq \f(0.15 N,1×103 kg/m3×10 N/kg)=1.5×10-5 m3=15 cm3.
13. (1)小 (2)重力 (3)4×108 【解析】(1)并排行驶的舰艇编队如果靠得很近,会带动中间的海水快速流动,流速大的地方压强小,内外压力差将舰艇压向一起而靠拢,发生碰撞;(2)核潜艇在水下时,它的体积不会改变,因此它受到的海水的浮力不会变化,它是通过改变自身的重力来实现上浮的;(3)补给舰受到的浮力为F浮= m排g=40 000×103 kg×10 N/kg=4×108 N.
14. 15 9 6 【解析】 ① 由图可知,木块全部浸没在水中时受到的浮力最大, F浮最大 =F压最大= p最大S=1 500 Pa×0.01 m2=15 N;②当容器中水的深度为9 cm~16 cm时,木块处于漂浮状态,这时木块受到的浮力和重力相等,因此G木= F浮′=F压′=pS=900 Pa×0.01 m2=9 N;③细线对木块的最大拉力为F拉= F浮最大-G木=15 N-9 N=6 N.
15. (1)先增大后不变 如答图所示 正比 (2)物体排开液体的体积相同时,所受浮力与液体的密度有关 (3)4 (4)400
第15题答图
【解析】(1)从图2可以看出,测力计的示数F先减小后不变,根据F浮=G-F可知,浮力先增大后不变;开始物体没有浸入到水中时,浮力为0,随着浸入的体积越来越大,浮力越来越大,最大浮力F浮=G-F=4 N-3 N=1 N,所以作图如答图所示.由图像可知,物体浸入水中的体积越大,所受浮力越大,所以浸在水中的物休所受浮力的大小跟它排开水的体积成正比;(2)将合金块分别浸没在水和某液体中,比较甲、乙两图,F浮=1 N,比较甲、丙两图,F浮′=0.8 N,两次液体密度不同,排开液体的体积相同,浮力不同,所以比较甲、乙、丙可知:物体排开液体的体积相同时,所受浮力与液体密度有关;(3)合金块的质量m=eq \f(G,g)=eq \f(4 N,10 N/kg)=0.4 kg,合金块在水中排开水的体积V排=eq \f(F浮,ρ水g)=eq \f(1 N,1.0×103 kg/m3×10 N/kg)=1×10-4 m3 ,由于合金块浸没在水中,所以V=V排=1×10-4 m3,所以密度为ρ=eq \f(m,V)=eq \f(0.4 kg,1×10-4 m3)=4×103 kg/m3=4 g/cm3;(4)合金块在图丙所示液体中时,F浮′=0.8 N,液体密度ρ液=eq \f(F浮′,gV排)=eq \f(0.8 N,10 N/kg×1×10-4 m3)=0.8×103 kg/m3,若用此合金块制成一空心合金球,当合金球恰好能悬浮于丙所示液体中时,ρ球=ρ液=0.8×103 kg/m3,整个球的体积V球=eq \f(m,ρ球)=eq \f(0.4 kg,0.8×103 kg/m3)=5×10-4 m3,空心部分的体积V空=V球-V=5×10-4 m3-1×10-4 m3=4×10-4 m3=400 cm3.
16. (1)15 (2)25 20 (3)20 2.5×103
解:(4)由F浮=ρgV排可得,V=V排=eq \f(F浮,ρg)=eq \f(20 N,1.0×103 kg/m3×10 N/kg)=2.0×10-3 m3,ρA=eq \f(m,V)=eq \f(G,gV)=eq \f(25 N,10 N/kg×2.0×10-3 m3)=1.25×103 kg/m3.
【解析】(1)由图可知,当t=15 s时,对应的拉力即弹簧测力计的示数为15 N;(2)由图可知,t=25 s时,物体A就离开了水面,此时测力计的示数为25 N,即G=25 N;因在5~25 s内,A从全部浸没到全部露出水面,则A的高度h=vt=1 cm/s×20 s=20 cm;(3)当t=0时,A全部浸没,它受到的浮力与5 s时受到的浮力相等,即F浮=G-F=25 N-5 N=20 N;水的深度h=20 cm+1 cm/s×5 s=25 cm=0.25 m,则p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.25 m=2.5×103 Pa.
17. 解:(1)t=eq \f(s,v)=eq \f(60 km,15 km/h)=4 h
(2)客轮满载时受到的浮力为F浮=G排,
得F浮=m排g=5 000×103 kg×10 N/kg=5.0×107 N
(3)水面下深3 m处船体所受水的压强
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3 m=3.0×104 Pa
18. 解:(1)物块A体积为V=(0.1 m)3=10-3 m3
根据题意可得,物块A排开水的体积为V排=V-V露=V-eq \f(3,5)V=eq \f(2,5)V=eq \f(2,5)×0.001 m3=4×10-4 m3
物体A受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4×10-4 m3=4 N
(2)由于弹簧处于自然伸长的状态,此时物块重力等于浮力,故GA=F浮=4 N,mA=eq \f(GA,g)=0.4 kg,所以密度ρ=eq \f(mA,V)=eq \f(0.4 kg,10-3 m3)=0.4×103 kg/ m3
(3)水浸没时受到的浮力为F浮=ρ水gV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-3 m3=10 N
由于GA=4 N,所以弹簧对物体A的作用力F = F浮-GA=10 N-4 N=6 N
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