广东省地区5年(2016_2020)中考1年模拟物理真题分类汇编专题10浮力(含解析)
展开专题10浮力
1.(2020广东省)(2020广东省)游泳时佩戴游泳圈是防止溺水的有效方法,质量为50kg的小蓉佩戴游泳圈后,能静静地漂浮在水面上,如图所示,游泳圈对她的作用力大小最符合实际的是()
A. 5000N B. 500N C. 50N D. 5N
【答案】C
【解析】
【详解】游泳圈浸没在水中的体积大概是5×10-3m3,则其受到的浮力
忽略游泳圈的自重,则游泳圈对小蓉的作用力大小与游泳圈所受浮力大小相同,即为50N。
故选C。
2.(2020广东省)重为G的鸡蛋沉在盛有水的杯子的底部,向水中加入食盐并使其溶解,鸡蛋渐渐浮起,最终漂浮在水面,如图甲所示。请在图乙中画出上述过程中鸡蛋所受的浮力F随时间t变化的大致图象。
【答案】
【解析】
【详解】重为G的鸡蛋沉在盛有水的杯子的底部时,根据物体沉浮条件知,此时鸡蛋所受的重力大于浮力;当逐渐向水中加入食盐时,液体的密度逐渐变大,由阿基米德原理知,鸡蛋受到的浮力增大,当鸡蛋悬浮时,鸡蛋所受浮力等于鸡蛋的重力,继续加食盐,液体的密度继续增大,直至漂浮于液面上,此时所受的浮力仍然等于鸡蛋的重力,如下图所示。
3.(2019广东省)如图甲所示,用弹簧测力计通过细线拉着正方体物块缓慢浸入某未知液体中,物块受到的拉力F与其下表面浸入液体中的深度h之间的关系如图乙所示,则物块受到的重力为_______N,物块刚好浸没在液体中时其下表面浸入的深度为________cm,未知液体的密度为_________kg/m3。(g取10N/kg)
【答案】 (1). 15 (2).10 (3).0.9×103
【解析】
【详解】物块在浸入液体前,即h=0cm时,受力情况是重力G与拉力F,由于物块处于平衡状态,所以有G=F,而由图乙知,当h=0cm时,F=15N,故物块受到的重力G=15N;
物块在液体中受到三个力的作用,分别是重力G、拉力F和浮力F浮,由于物块处于平衡状态,所以这三个力满足的关系是F+F浮=G,根据阿基米德原理知,在物块浸没前,F浮随h增大而增大,则拉力F将减小;而在物块浸没后,F浮保持不变,拉力F将不变;据此并结合图乙可以推得当h=10cm时,物块刚好浸没在液体中,此时的拉力F=6N,由F+F浮=G得F浮=G-F=15N-6N=9N,又物块的体积为V=h3=(10cm)3=10-3m3,由F浮=ρ液gV排=ρ液gV得未知液体的密度为。
4.(2019深圳市)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()
A. 两小球所受浮力FM<FN
B. 两种液体的密度ρ甲<ρ乙
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F甲>F乙
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球M在甲液体中漂浮,则浮力FM=GM,小球N在乙液体中悬浮,则浮力FN=GN,由于小球M、N完全相同,即GM=GN,则有FM=FN,故A错误;
B.小球M在甲液体中漂浮,则密度ρM<ρ甲,小球N在乙液体中悬浮,则密度ρN=ρ乙,由于小球M、N完全相同,即ρM=ρN,则有ρ甲>ρ乙,故B错误;
C.由B选项分析得ρ甲>ρ乙,两容器液面相平即容器底部深度h相同,根据液体压强计算公式p=ρgh可知,p甲>p乙,故C错误;
D.由C选项分析得容器底部液体压强p甲>p乙,两容器底面积相同,由压力计算公式F=pS得,容器底部受到液体压力F甲>F乙,故D正确.
5.(2019广州市).两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲乙两球分别轻轻放入两杯液体,最后处于图所示状态.甲、乙排开液体的重力相等,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、乙所受浮力一样大
D. 不知道液体密度无法比较浮力大小
【答案】C
【解析】
【详解】由于甲、乙在液体中排开液体的重力相等,所以根据阿基米德原理得,甲、乙在液体中受到的浮力是相等的故C正确.
6.(2018广东省)我国最新研发的63A式轻型水陆两栖坦克的质量为24t,它在陆地上行驶时与水平地面接触的总面积为8m2,对地面的压强为_______Pa;坦克的前部和后部各装有一个浮控箱,当坦克在水面上浮渡时,它受到的浮力是_________N,排开水的体积为________m3.(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】 (1). 3×104 (2).2.4×105 (3).24
【解析】
坦克的质量为24t,重为:
,
与水平地面接触的总面积为8m2,且重力等于压力,所以压强为:
;
当坦克在水面上浮渡时,浮力等于重,所以它受到的浮力为:
;
根据计算排开水的体积为:
.
点睛:重点是浮沉条件和阿基米德原理的应用,根据浮沉条件求得浮力后,根据的变形式可求排开水的体积,注意解题中灵活运用.
7.(2018深圳市)在物理实验操作考核中,水平桌面上放置底面积为100cm2的圆柱形容器(不计容器壁厚度),内有12cm的水(如图甲),某考生用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体,从液面开始缓慢浸入水中,拉力F与圆柱体下表面到水面距离h的变化关系如图乙所示,当圆柱体下表面距液面为10cm时,系圆柱体的细线恰好松开,圆柱体沉入容器底部(水未溢出).如图内所示(g取10N/kg),求:
(1)圆柱体浸没在水中时所受到的浮力;
(2)圆柱体的体积;
(3)圆柱体沉入底部时,水对容器底部的压强.
【答案】(1)1N;(2)100cm3;(3)1.3×103Pa
【解析】
分析:(1)根据图象分析出物体的重力和完全浸没时的拉力,根据公式求出圆柱体浸没在液体中所受的浮力;
(2)根据的变形公式可以求出V排,就是圆柱体的体积;
(3)根据的变形公式可以求出液面上升的高度,然后求出液面最后的高度,在根据就可以求出水对容器底部的压强.
【解答】解:(1)由图像知,当h=0时,此时测力计的示数等于圆柱体的重力,即G=3N,
当h≥5cm时,测力计的示数不变,说明此时圆柱体完全浸没,此时测力计的示数F′=2N,
则圆柱体浸没在液体中所受的浮力:;
(2)圆柱体浸没时排开水的体积:,圆柱体完全浸没,所以圆柱体的体积是;
(3)从图乙可以看出,当h≥5cm时,测力计的示数不变,说明此时圆柱体完全浸没,液面上升的高度为,
此时液面的总深度,
则水对容器底部的压强.
答:(1)圆柱体浸没在液体中所受浮力是1N;
(2)圆柱体的体积是;
(3)圆柱体沉入底部时,水对容器底部的压强是.
【点睛】本题是一道有关浮力知识的计算题,同时涉及到了有关固体压强和密度的计算,能够通过图像确定物体的重力和浸没时的浮力是解决此题的关键,(3)问中关键能分析出液面的总深度,这是此题的难点.
8.(2017广东省)将体积相同材料不同的甲乙丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮,如题7图所示,下列说法正确的是
A.三个小球的质量大小关系是m甲>m乙>m丙
B.三个小球受到的浮力大小关系是F甲=F乙<F丙
C.三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是p甲>p乙>p丙
D.三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是p′甲>p′乙>p′丙
【答案】D
【解析】
=p乙=p丙;故本题正确选项是D。
【考点定位】压强、浮力的相关计算,物体的浮沉条件。
9.(2017广东省)某比赛,两选手分别用六根完全相同的长方体木条搭建了甲、乙两木筏。如图18所示,两木筏静止在水面。
(1)以点代替木筏,在方框内画出甲木筏的受力示意图。
(2)甲木筏的质量为100kg,底面积为,求甲木筏浸入水中的深度。
()
(3)甲木筏所受浮力______________乙木筏所受浮力(选填“>”、“=”、“<”)。写出你的分析过程。
【答案】(1)如图:
(2)0.05m;(3)=;甲、乙都处于漂浮状态,所以,。又因为,所以。
【解析】
(2)物体处于漂浮状态,浮力等于重力:
,
排开水的体积为:
浸没的深度为:
(3)甲、乙都处于漂浮状态,所以,。又因为,所以。
考点:受力示意图物体的浮沉条件计算浮力阿基米德原理。
10.(2016广东省)如题18-1图所示,图A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的五个步骤。
(1)两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮=N。两步骤可得出物块排开水所受的重力G排。比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。
(2)如题18-2图所示是圆柱体物块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出弹簧测力计示数F随物块浸入深度h变化的关系图像。
分析图像可得:当物块没有浸没之前,h增大时,弹簧测力计示数(选填“变大”、“变小”或“不变”)。当h=4cm时,物块所受的浮力为N,浸滑后,h继续增大时,弹簧测力计示数为N,该圆柱体物块的高度是cm。
【答案】(1)BD;1.2;AE (2)变小;0.8;3;6cm
【考点定位】探究阿基米德的原理,力的平衡综合计算
11.(2016广东揭阳)右图甲是修建造码头时用刚缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3m/s的速度匀速下降的情景。图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F的随时间t变化的图像(取水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)长方体A的高度。
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力。
(3)长方体A的密度。
【答案】(1)1.5m;(2)2×104N;(3)1.5×103kg/m3。
【考点定位】阿基米德原理;浮力的计算
12.(2016广东河源)如图所示,用吊车将棱长为1m的正方体花岗岩从距水面1m高的A处沿竖直方向匀速放入水中.在整个过程中,钢缆拉力大小与下落高度的关系如图乙所示.花岗岩浸没在说中时受到的浮力等于 N;花岗岩石下落到图甲B处(h0=2m)时下表面受到水的压强等于 Pa(g取10N/kg,水密度为1.0×103kg/m3,计算结果用科学计算法表示).
【答案】1.0×104;3×104
【考点定位】浮力大小的计算,压强的大小及其计算
13.(2016广州市))图19所示,质量为3X104kg的鲸静止在海里,g取10N/kg,海水的密度不变。
(1)在方框内画出此时鲸的受力示意图(以点代替鲸)。
(2)求此时鲸受到的浮力大小。
(3)鲸在下潜过程中,海水的压力会让鲸的胸腔塌陷,使鲸体积逐渐变小。分析鲸在下潜过程中受浮力的变化。
【答案】(1)如图所示:(2)3×105N;(3)鲸在下潜过程中受浮力减小
考点:浮力
14.(黑龙江省哈尔滨市道外区2020届初三初中升学调研测试(一)物理试题)在习近平总书记“改革强军,科技兴军”伟大思想指引下,我国军队的武器装备建设取得了巨大进步,下列说法正确的是( )
A B C D
A.国产航空母舰 001A 型的排水量是 7 万吨,满载时所受海水的浮力为 7×108N
B.国产歼 20 战机是利用空气的浮力直接升空的
C.国产 99 式主战坦克安装宽大的履带是为了增大坦克对地面的压强
D.当向悬浮于水中的国产潜水艇的水舱充水时,潜水艇会逐渐浮出水面
【答案】A
15.(2020年重庆市中考模拟物理试题(线上大模考))如图甲所示,水平放置的平底圆柱形容器的底面积为500cm2,不吸水的圆柱形物块底面积为200cm2、高为20cm,静止在容器底部。质量体积忽略的细线一端固定在容器底部,另一端固定在物块底面中央。现向容器内缓慢注入某种液体直至将容器注满,如图乙所示。在注入液体的过程中细线对物块的拉力F随液体深度h的变化关系图像如图丙所示。则下列判断正确的是( )
A. 该液体的密度为2.4×103kg/m3
B. 该物块所受的重力为8N
C. 将细线剪断,当物块静止时,物块排开液体的体积为1×10-3m3
D. 将细线剪断,当物块静止时,液体对容器底部的压强为4640Pa
【答案】D
【解析】A.由图丙可知,30cm到35cm时看出其特点:液面变化5cm拉力变化8N,是浮力变化了8N;由ΔF浮=ρ液gΔV排可知液体的密度:ρ液==0.8×103kg/m3,故A错误;
B.圆柱体的体积:V=200cm2×20cm=4000cm3=0.004m3,完全浸没时受到的浮力为:F浮=ρ液gV=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.004m3=32N,物体的重力为:G=F浮-F=32N-8N=24N,故B错误;C.将细线剪断,当物块静止时,物体漂浮,受到的浮力:F浮1=G=24N,此时排开液体的体积:V排1==3×10-3m3,故C错误;D.排开液体的体积减小了:ΔV=V-V排=0.004m3-3×10-3m3=1×10-3m3,液体的深度减小:Δh==0.02m,液体的深度为:h=0.6m-0.02m=0.58m,当物块静止时,液体对容器底部的压强为:p=ρ液gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.58m=4640Pa,故D正确。故选D。
16.(2020年江西省赣州市中考模拟物理试题)江西龙虎山景区竹筏漂流是最美的旅游项目,善于使用竹子制作竹筏。若某竹筏用 8 根完全相同的竹子制作而成,每根竹子质量为 8kg,体积为 0.1m3,忽略制作竹筏所使用绳子的质量,g取 10N/kg。求:
(1)不载人时,竹筏漂浮于水面受到的浮力及排开水的体积;
(2)为安全起见,竹筏最多能有的体积浸入水中,若乘客质量均为 50kg,该竹筏最多能载多少人?
【答案】(1) 640N; 6.4×10-2m3;(2) 6
【解析】 (1)竹筏漂浮于水面,受到的浮力:
根据可得排开水的体积:
排开水的体积6.4×10-2m3。(2)竹筏的体积浸入水中时,排开水的体积:,此时竹筏受到的浮力:。忽略制作竹筏所使用绳子的质量,此时竹筏受到的浮力与载人的重力与竹筏受到的重力和相等,则:,即:,装人的总质量,所以,该竹筏最多能载的人数:。该竹筏最多能载6人。
答:(1)不载人时,竹筏漂浮于水面受到的浮力为640N;排开水的体积为6.4×10-2m3。
(2) 该竹筏最多能载6人。
17 .(湖北武汉洪山区2020年九年级四月质量监测物理试题)我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器(如图甲)外壳选择了钛合金板做主材,其主要技术参数如下表。蛟龙号带有适当数量的压载铁,通过改变压载铁的数量,来控制其下沉或上浮,采用科学家们研发的具有世界先进水平的高速水声通信技术,即声呐通信。
(1)“蛟龙号”的电源是由多节充油银锌蓄电池串联而成,这种电源的“比能量”约为15kW•h/kg,“比能量”是指电池单位质量所输出的电能。这种蓄电池的放电电压随时间的变化规律如图乙,可以用60A 的电流连续放电10h。“蛟龙号”工作时,需要的总能量约为120kW•h,则其电源的质量约为__kg,为了对“蛟龙号”正常供电,串联的蓄电池不得少于______节。
(2)“蛟龙号”采用“深潜器无动力下潜上浮技术”,其两侧配备4 块相同的压载铁,当其到达设定深度时,可抛卸其中2 块压载铁,使其处于悬浮状态,从而实现各种实验作业,当“蛟龙号”悬停在工作区时,“蛟龙号”(不含压载铁)所受的浮力为多少?当每块铁块的体积为多少立方米时,才能使“蛟龙号”最大负载时实现悬浮静止状态。(设海水的密度与水的密度相同)
(3)“蛟龙号”完成任务,乘员取出载荷上岸后,“蛟龙号”漂浮在海面上,由起重装置将其匀速竖直吊离水面,起重装置起吊拉力的功率随时间变化的图象如图所示,图丙中P2=2P1。则t1 时刻“蛟龙号”的排水体积为多少立方米?(不考虑水的阻力)
【答案】(1)8(1分) 125 (1分)(2)5×105N;
【解析】(2)F器浮=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×50 m3=5×105N;(1分)
“蛟龙号”悬浮时,所受总浮力和总重力是平衡力,
F器+F铁=G器+G货+G人+G铁(1分)
F器浮+2ρ水gV铁=mg器+ mg货 +mg人 +2ρ铁V铁g(1分)
5×105N+2×1.0×103kg/m3×10N/kg×V铁=22000kg×10N/kg +460kg×10N/kg +3×80kg×10N/kg+2×8×103kg/m3×V铁×10N/kg
解得:V铁=1.95m3。(1分
18.(2020年黑龙江省哈尔滨市南岗区中考三模物理试题)水平桌面上放置的两个圆柱形容器中盛有甲和乙两种不同液体,将一支密度计分别放入这两种不同液体种,静止后的情形如图所示,两液面相平。则下列判断正确的是()
A. 甲液体的密度比乙液体的密度小
B. 甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强大
C. 密度计越靠上的刻度,对应的密度值越大
D. 密度计在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小
【答案】B
【解析】AD.同一支密度计放在两种液体中都漂浮,则:F浮甲=F浮乙=G,密度计在两种液体中受到的浮力都等于密度计的重力,由图可知密度计排开液体的体积:V排甲<V排乙,根据F浮=ρ液V排g可得:ρ甲>ρ乙
故AD错误;B.由图可知两液体液面相平,深度相同,甲液体的密度比乙液体的密度大,由p=ρgh可知甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强大,故B正确;C.密度计浸入液体的深度越小,说明液体的密度越大,即密度计越靠近上方的刻度,其相应的密度数值越小,故C错误。故选B。
19.(2020年云南省昆明市五华区中考二模物理试题)如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一质量为0.2kg、边长为0.1m的正方体物块A,容器中液体深度为20cm时,物体A有一半体积露出液面,弹簧恰好处于自然伸长状态。求:
(1)物块A受到的浮力;
(2)液体的密度;
(3)往容器缓慢加该液体(液体未溢出)至物块A恰好浸没时液体对容器底部压强的增加量(整个过程中弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量关系如图乙所示)。
【答案】(1)2N;(2);(3)280Pa
【解析】(1)物体A有一体积露出液面,弹簧恰好处于自然伸长状态没有形变,物体不受弹簧的拉力,只受重力和浮力的作用,则有;(2)物体A体积的一半露出液面,则物体A排开液体体积为物体A体积的,则有,由(1)可知,有,即①,已知物体A的质量和边长,则物体的A的密度
代入①式解得;(3)物块A刚好完全浸没液体中时,弹簧受到的拉力,由图乙可知此时弹簧伸长了2cm,假设液面不动(即不加液体),弹簧伸长2cm,木块向上运动2cm,液面距底部距离为20cm+2cm=22cm,由于将液体加至木块A刚好完全浸没液体中,液面再升高的高度,液面升高的高度,
答:(1)物块A受到的浮力是2N;(2)液体的密度是;(3)往容器缓慢加该液体至物块A恰好浸没时液体对容器底部压强的增加量是280Pa。
20.(2020年天津市西青区中考二模物理试题)如图甲所示,柱形储水箱的底面积为400cm2,在其底部紧密嵌入一个压敏电阻Rx(上表面与水接触并涂有绝缘漆,其阻值与储水箱水深h的关系如图乙所示),Rx所在电路的电源电压为30V,A为水位指示表(由量程为0~0.6A的电流表改成)。把重为8N的柱体A与重为20N的正方体B用细绳连接,放入水箱底部,B未与Rx接触,A的底面积为200cm2、高为10cm,B的边长为10cm。向水箱中缓慢注水,当A、B之间的绳子拉力为4N时停止注水,此时电流表的示数为0.24A。(g取10N/kg)求:
(1)电流表的示数为0.24A时,储水箱中水对水箱底部的压强;
(2)若继续向储水箱中加水直至B对水箱底部压力刚好为0,此时水面上升的高度。
【答案】(1)2400Pa;(2)3cm
【解析】(1)根据欧姆定律可知,电流表的示数是0.24A时压敏电阻的阻值是R125Ω
从图乙可以看到,储水箱中水的深度是h24cm,储水箱中水对水箱底部的压强是pgh1.0103kg/m310N/kg0.24m2400Pa,对水箱底部的压强为2400Pa;(2)当A、B之间的绳子拉力是4N时,柱体A受到的浮力F浮AGAF拉8N4N12N,由F浮gV可得,柱体A排开水的体积V排===1.2×10−3m3=1200cm3;此时柱体A浸入水中的深度hA===6cm,继续向水箱加水,直至B对水箱底压力刚好为零时,A和B整体漂浮,此时整体排开水的体积是V排总====2.8×10−3m3=2800cm3,此时柱体A排开水的体积V′排=V排总−VB=2800cm3−(10cm)3=1800cm3,此时柱体A浸入水中的深度h′A===9cm,则水面上升的高度h=h′A−hA=9cm−6cm=3cm,水面上升的高度为3cm。
答:(1)电流表的示数为0.24A时,储水箱中水对水箱底部的压强为2400Pa;(2)若继续向储水箱中加水直至B对水箱底部压力刚好为0,此时水面上升的高度为3cm。
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