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    考点10浮力(解析版)-2022年物理中考一轮复习考点透析(北师大版) 试卷

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    考点10浮力(解析版)-2022年物理中考一轮复习考点透析(北师大版)

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    这是一份考点10浮力(解析版)-2022年物理中考一轮复习考点透析(北师大版),共19页。试卷主要包含了浮力,浮力方向,影响浮力大小的因素,6 N等内容,欢迎下载使用。


    考点总结
    一:浮力
    1.浮力:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力叫浮力。
    2.浮力方向:竖直向上,施力物体是液(气)体。
    3.浮力产生的原因(实质):液(气)体对物体向上的压力大于向下的压力,向上、向下的压力差就是浮力。
    4.影响浮力大小的因素:通过实验探究发现(控制变量法):浮力的大小跟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,浮力就越大。
    二:阿基米德原理
    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:;
    从公式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。
    3. 适用条件:液体(或气体)。
    三:物体沉浮的条件
    ★物体沉浮的条件
    1.前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
    2.示意图:重力与浮力的关系如图所示:
    如图所示,(1)当时,物体上浮;。
    当时,物体悬浮;。
    当时,物体下沉;。
    当(物体未完全浸没液体)时,物体漂浮;。
    3. 说明:
    (1) 密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块都悬浮(或漂浮)。
    (2)物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的,则物体密度为ρ。
    (3) 悬浮与漂浮的比较:相同点: ;
    不同点:悬浮时,,;漂浮时,,。
    (4)判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较与G或比较与。
    (5)物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中,示数为F,则物体密度为:。
    (6)冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变;冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。
    4.漂浮问题“五规律”:
    规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;
    规律二:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同;
    规律三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;
    规律四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;
    规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增大的浮力。
    ★浮力的利用
    1. 轮船
    (1)工作原理:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。
    排水量:轮船满载时排开水的质量。单位是t,由排水量m 可计算出:排开液体的体积;排开液体的重力;轮船受到的浮力,轮船和货物共重。
    2. 潜水艇工作原理:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。
    3. 气球和飞艇工作原理:气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如:氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡,人们把气球发展成为飞艇。
    4. 密度计
    原理:利用物体的漂浮条件来进行工作。
    构造:下面的金属粒能使密度计直立在液体中。
    刻度:刻度线从上到下,对应的液体密度越来越大(上小下大)。
    真题演练
    一.选择题(共10小题)
    1.如图所示,将实心正方体A(不吸水)体积的浸入水中后,容器中水位上升了3cm。已知容器底面积为200cm2,正方体A的密度ρA=3.0g/cm3,ρ水=1g/cm3,以下说法中正确的( )
    A.正方体A的边长为6cm
    B.细线对正方体A的拉力大小为2N
    C.此时,正方体A受到的浮力为6N
    D.剪断细线,正方体A缓慢沉底静止后,A对容器底的压强3000Pa
    【分析】(1)根据V=Sh求出正方体A排开水的体积,进一步求出正方体A的边长;
    (2)根据F浮=ρ水gV排求出此时正方体A受到的浮力,再根据m=ρV和G=mg求出正方体A的重力,最后根据正方体A受力平衡求出细线对正方体A的拉力;
    (3)剪断细线,正方体A缓慢沉底静止后,正方体A完全浸没在水中,根据F浮=ρ水gV排求出正方体A完全浸没时受到浮力,然后根据正方体A受力平衡求出正方体A受到的支持力,再根据支持力与压力是一对相互作用力可知压力的大小,最后根据p=求出A对容器底的压强。
    【解答】解:
    A、正方体A排开水的体积:V排=Sh=200cm2×3cm=600cm3,
    设正方体的边长为a,
    已知正方体A(不吸水)体积的浸入水中,则有:a2×a=600cm3
    解得:a=10cm,故A错误;
    BC、已知ρ水=1g/cm3=1×103kg/m3,
    正方体A受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×600×10﹣6m3=6N,故C正确;
    由ρ=求出正方体A的质量:m=ρV=ρa3=3.0g/cm3×(10cm)3=3000g=3kg,
    正方体A的重力:G=mg=3kg×10N/kg=30N,
    由于A此时静止,受力平衡,所以细线对正方体A的拉力:F=G﹣F浮=30N﹣6N=24N,故B错误;
    D、剪断细线,正方体A缓慢沉底静止后,正方体A完全浸没在水中,
    则正方体A完全浸没时受到浮力:F浮=ρ水gV排′=1×103kg/m3×10N/kg×(10×10﹣2m)3=10N,
    由于正方体A静止,受力平衡,所以正方体A受到的支持力:F支持=G﹣F浮=30N﹣10N=20N,
    又因为支持力和压力是一对相互作用力,所以正方体A对容器底的压力:F压=F支持=20N,
    则正方体A对容器底的压强:p===2000Pa,故D错误。
    故选:C。
    2.学习浮力时,老师组织同学们进行了以下体验活动:将一个密闭的圆柱形空筒放在装有水的深桶中,如图所示用手试着慢慢把它竖直压入水中,体会手的感受;空筒全部没入水中后,继续试着把它压向桶底,体会手的感受。根据活动中的感受,大家提出了以下四个问题。其中最有探究价值且易于探究的科学问题是( )
    A.手的感受与物体所受到的浮力大小有什么关系
    B.浮力的大小与浸入液体的物体形状有什么关系
    C.浮力的大小与物体排开液体的体积有什么关系
    D.浮力的大小与物体浸入液体的深度有什么关系
    【分析】A、本实验中是通过手的感受来反映浮力的大小,所以探究手的感受与浮力大小有什么关系没有探究价值;
    B、因为空筒压入水中,形状没有发生变化,所以无法探究浮力的大小与物体形状的关系;
    CD、用手缓慢把空筒压入水中,随着物体浸入液体中的深度增加(排开水的体积增大),手感受到的浮力也在增加,当物体全部浸没后,物体浸入的深度增加,手感受到的浮力不变;从最容易想到、最有探究价值且易于探究的角度进行解答。
    【解答】解:
    A、本实验中是通过手的感受来反映浮力的大小,所以探究手掌的感受与浮力大小有什么关系没有探究价值,故A错误;
    B、因为空筒压入水中,形状没有发生变化,所以无法探究浮力的大小与当入液体中物体形状的关系,故B错误;
    CD、用手缓慢把空筒压入水中,随着物体浸入液体中的深度增加,手感受到的浮力也在增加,当物体全部浸没后,物体浸入的深度增加,手感受到的浮力不变,所以最容易想到的科学问题是浮力的大小与物体浸入液体的深度有什么关系;通过对这个问题的进一步探究,会发现:在液体密度一定时,影响浮力大小的根本因素是物体排开液体的体积;
    虽然“浮力的大小与物体浸入液体的深度有什么关系”这个问题不是很全面、也不是很准确,但这是初次接触浮力知识最容易想到、最有探究价值且易于探究的问题,故C正确,D错误。
    故选:C。
    3.课外实践活动中,小雨用橡皮泥造“船”并放入水中,往所造小船中装入豆粒来观察它的承载量,如图所示。在逐渐装入豆粒的过程中(船未沉底)( )
    A.小船受的浮力不变
    B.小船排开水的质量变大
    C.小船浸在水中的体积变小
    D.小船受的浮力大于它和豆粒的总重力
    【分析】A、由于小船一直漂浮在水面上(船未沉底),根据物体漂浮条件可知,小船受到的浮力大小等于小船和豆粒的总重力的大小,由题意可知,在逐渐装入豆粒的过程中,小船和豆粒的总重力在逐渐变大,由此可得出结论;
    B、由于小船受到的浮力逐渐变大,根据阿基米德原理F浮=G排可知,小船排开水的重力也逐渐变大,根据m=可知,小船排开水的质量也变大,由此可得出结论;
    C、根据F浮=ρ水gV排可知,小船受到的浮力变大,小船排开水的体积也变大,由此可得出结论;
    D、由于小船一直漂浮在水面上(船未沉底),根据物体漂浮条件可知,小船受到的浮力大小等于小船和豆粒的总重力的大小,由此可得出结论。
    【解答】解:A、由于小船一直漂浮在水面上(船未沉底),根据物体漂浮条件F浮=G物可知,小船受到的浮力大小等于小船和豆粒的总重力的大小,由题意可知,在逐渐装入豆粒的过程中,小船和豆粒的总重力逐渐变大,由此可知,小船受到的浮力逐渐变大,故A错误;
    B、由于小船受到的浮力逐渐变大,根据阿基米德原理F浮=G排可知,小船排开水的重力也逐渐变大,根据m=可知,小船排开水的质量也变大,故B正确;
    C、根据F浮=ρ水gV排可知,当ρ水、g一定时,小船受到的浮力变大,小船排开水的体积也变大,故C错误;
    D、由于小船一直漂浮在水面上(船未沉底),根据物体漂浮条件F浮=G物可知,小船受到的浮力大小等于小船和豆粒的总重力的大小,故D错误。
    故选:B。
    4.把漂浮在酒精上的木块放入到水中,则所受浮力的大小说法正确的是( )
    A.浮力变大B.浮力变小
    C.浮力不变D.条件不足,无法确定
    【分析】木块在液体中漂浮时,受到的浮力等于自身的重力。
    【解答】解:根据题意可知,木块在酒精处于漂浮状态,木块的密度小于酒精的密度;由于水的密度大于酒精的密度,所以木块的密度小于水的密度,木块在水中静止时处于漂浮状态,木块受到的浮力等于自身的重力,而木块的自身重力不变,所以它受到的浮力不变。
    故选:C。
    5.下列关于浮力的说法正确的是( )
    A.质量大的物体在液体中所受浮力一定大
    B.潜水艇在水面下从大海潜行进入长江,所受浮力不变
    C.物体密度小于液体密度时物体在液体中处于悬浮状态
    D.码头上正在卸货的轮船所受的浮力逐渐减小
    【分析】(1)(2)根据F浮=G排=ρ液gV排液分析即可;
    (3)根据物体的浮沉条件分析;
    (4)物体漂浮时,浮力等于重力。
    【解答】解:
    A、浸在液体的物体受到的浮力等于其排开的液体受到的重力,与物体的质量无关,故A错误;
    B、潜水艇在水面下从大海潜行进入长江,其排开的水的体积不变,液体的密度减小,根据F浮=G排=ρ液gV排液可知,其受到的浮力减小,故B错误;
    C、物体密度小于液体密度时,物体在液体中处于漂浮状态,故C错误;
    D、轮船漂浮在水中,受到的浮力等于重力,码头上正在卸货的轮船,其重力减小,所以受到的浮力逐渐减小,故D正确。
    故选:D。
    6.水平桌面上放置的完全相同的圆柱形容器甲和乙盛有质量相等的水,将体积相同、材料不同的小球A和B分别放入两容器中,两球静止时如图所示。则下列说法中正确的是( )
    A.两球所受的浮力FA<FB
    B.两球所受的重力GA=GB
    C.甲、乙两容器对水平桌面的压强p甲>p乙
    D.甲、乙两容器中的液体对容器底的压强p′甲>p′乙
    【分析】(1)(2)由题意可知A和B两球的体积相等,由图可知两球排开水的体积关系,根据阿基米德原理可知两球受到浮力的大小关系;根据物体浮沉条件可知两球的重力关系;
    (3)两容器相同时,其重力和受力面积均相同,且两杯水的质量相等,根据F=G容器+G水+G球可知容器对桌面的压力关系,利用p=判断两容器对桌面的压强关系;
    (4)根据液体压强公式p=ρ水gh判断容器底所受液体压强的大小。
    【解答】解:
    AB、由题意可知,A和B两球的体积相等;由图可知A球排开水的体积小于B球排开水的体积,
    由F浮=ρ水gV排可知,A球受到的浮力小于B球受到的浮力,即FA<FB;
    由图知,A球在水中漂浮,B球在水中悬浮,因物体漂浮或悬浮时受到的浮力和自身的重力相等,即FA=GA,FB=GB,
    所以,GA<GB,故A正确、B错误;
    C、因水平面上物体的压力和自身的重力相等,且两容器相同,两杯水的质量相等,其重力相等,而B球较重,
    所以,由F=G容器+G水+G球可知,甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力,即F甲<F乙,
    由p=可知两容器对水平桌面的压强关系为p甲<p乙,故C错误;
    D、两杯水的质量相等,其体积相等,由图知A球排开水的体积小于B球排开水的体积,故乙容器中水面的高度较高,根据液体压强公式p=ρ水gh可知,甲、乙两容器中的液体对容器底的压强p′甲<p′乙,故D错误。
    故选:A。
    7.工程师用“微重力蜘蛛人”技术维修“中国天眼”。如图用一个氦气球将维护人员吊起,减小对反射面板的压力,甚至形成“零重力”效果,以免压坏反射面板。下列对“零重力”理解正确的是( )
    A.氦气球受到的浮力大小等于其重力的大小
    B.氦气球受到的浮力大小等于维护人员的重力大小
    C.维护人员受到的拉力大小等于其重力的大小
    D.“零重力”说明维护人员的重力变为零
    【分析】(1)(2)根据物体的浮沉条件分析浮力的大小;
    (3)根据人的运动状态分析拉力与重力的关系;
    (4)地面附近的物体都受到重力的作用。
    【解答】解:
    AB、把气球和维护人员看作是一个整体,整体处于悬浮状态,受到的浮力等于总重力,故AB错误;
    CD、维护人员处于静止状态,竖直方向上受到竖直向下的重力竖直向上的拉力的共同作用,这两个力是一对平衡力,所以受到的拉力大小等于其重力的大小,故C正确,D错误。
    故选:C。
    8.如图,某创新实验小组设计的“研究流体压强与流速的关系”的装置,Y为上端开口的容器,储存液体,X1、X2为上端开口的细玻璃管,与矿泉水瓶、细塑料管等连通。M、N分别是X1、X2内液体中同一水平线上的两个点。下列判断正确的是( )
    A.开关关闭时,X1内的液面高于X2内的液面
    B.开关打开时,X1内的液面低于X2内的液面
    C.开关关闭时,液体在M点的压强大于液体在N点的压强
    D.开关打开时,液体在M点的压强大于液体在N点的压强
    【分析】(1)上端开口,下部连通的容器叫做连通器,连通器的特点是容器中装有同一种液体,液体不流动时,各个容器中液面总是相平的;
    (2)流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大;
    (3)分别根据连通器原理、流体压强和流速的关系判断开关关闭、打开时M点和N点到液面的距离大小,然后利用p=ρ液gh判断液体在M点的压强和液体在N点的压强大小。
    【解答】解:AC、开关关闭时,液体处于静止状态,X1、X2与Y构成连通器,根据连通器特点可知,X1内的液面与X2内的液面相平,则由题意可知M点和N点在液体中所处的深度相同,根据p=ρ液gh可知,液体在M点的压强等于液体在N点的压强,故AC错误;
    BD、开关打开时,由于X1下面的管子比X2下面的矿泉水瓶细,液体流经X1下面的管子时流速大,压强小,而流经X2下面的矿泉水瓶时流速小,压强大,所以X1内的液面低于X2内的液面,结合题意可知此时M点所处的深度较小,根据p=ρ液gh可知,液体在M点的压强小于液体在N点的压强,故B正确,D错误。
    故选:B。
    9.2021年3月23日,巴拿马籍大型货轮“长赐号”在苏伊士运河搁浅,如图甲所示。28~29日,海水涨潮、运河水位持续上升,28日“长赐号”仍处于搁浅状态,29日“长赐号“脱离运河河底,随着水位上升船身逐渐升高,最终如图乙所示。28~29日,海水涨潮、运河水位持续上升过程中,“长赐号”受到的浮力( )
    A.一直变大B.先变大后不变
    C.一直不变D.先不变后变大
    【分析】根据阿基米德原理F浮=ρgV排可知,浮力的大小与液体的密度和排开的液体的体积有关;据此分析涨潮时长赐号脱离运河河底前和脱离运河河底后排开水的体积变化,根据阿基米德原理分析浮力大小的变化。
    【解答】解:图甲中“长赐号”搁浅时受力平衡,受到三个力的作用:竖直向下的重力、竖直向上的支持力和浮力,则受到的浮力小于重力;
    随着水位上升,在“长赐号“脱离运河河底漂浮前的过程中,长赐号排开的水的体积逐渐变大,根据阿基米德原理F浮=ρgV排可知,受到的浮力逐渐变大;
    图乙中“长赐号“漂浮后,随着水位继续上升的过程中,船身逐渐升高,但排开水的体积不变,受到的浮力不变。
    故选:B。
    10.将重为7牛的物体放入盛水的容器中,物体漂浮在水面上且溢出3牛的水,物体受到的浮力( )
    A.一定等于3牛B.一定等于7牛
    C.可能等于3牛D.可能等于4牛
    【分析】根据物体的浮沉条件,判断物体受到的浮力大小。
    【解答】解:物体的重力G=7N,在水中静止时处于漂浮状态,
    由物体的浮沉条件可知,物体受到的浮力为:F浮=G=7N。
    故选:B。
    二.填空题(共7小题)
    11.大众网•海报新闻3月13日讯:今年2月份,山东港口东营港创造了个“奇迹”,单月吞吐量超过去半年!防疫复工两不误!如图所示,其中一艘轮船驶从大海驶入长江,这艘船所受浮力 不变 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。在港口卸下8×106kg的货物后,轮船所受的浮力改变了 8×107 N,轮船的“排水量” 不变 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
    【分析】根据物体漂浮时,浮力等于重力进行分析;再根据阿基米德原理判断排水体积的变化。
    【解答】解:物体漂浮时浮力等于重力,一艘轮船驶从大海驶入长江,这艘船所受浮力等于重力,重力没变,浮力不变;当轮船在上海码头卸下货物后,质量减少,轮船的重力减小,船漂浮在水面上时,船的浮力等于货物的重力,所以轮船所受到的浮力也减小,轮船将上浮一些。所以轮船减少的浮力=卸下货物的重力=m货g=8×106kg×10N/kg=8×107N;轮船的“排水量”指的是满载时排开水的质量,对于任何一艘轮船来说,它是固定不变。
    故答案为:不变;8×107;不变。
    12.将一块质量为60g、体积为100cm3的物块浸没在水中后放手,物块最终处于 漂浮 (选填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”)状态,此时物块浸入水中的体积是 60 cm3,物块受到的浮力为 0.6 N。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
    【分析】(1)利用物体的浮沉条件判定,物体完全浸没时浮力与重力的关系,得出物体漂浮在水面上;
    (2)物体漂浮在水面上,浮力等于物体重力;
    (3)利用F浮=ρ水gV排可求此时物块浸入水中部分的体积。
    【解答】解:(1)物体完全浸没时受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10﹣6m3=1N;
    物体的重力G=mg=60×10﹣3kg×10N/kg=0.6N;
    G物<F浮,物体上浮,最后漂浮;
    (2)物体浮在水面上,所以F浮′=G物=0.6N。
    (3)根据F浮=ρ水gV排可得,物块浸入水中部分的体积:
    V浸=V排′===6×10﹣5m3=60cm3。
    故答案为:漂浮;60;0.6。
    13.如图甲所示,将一个硬质塑料瓶装满水,把乒乓球放在瓶口处按住并倒置,松开手后,乒乓球在 大气压 的作用下不会下落:如图乙所示,去掉瓶底,把乒乓球放入瓶内,若从瓶口处用力向上吹,由 流速大的地方压强小,因此瓶口处压力变小,瓶内的大气压就会产生一个力把乒乓球往下压 ,所以乒乓球不会上升.
    【分析】(1)大气对浸在其中的物体能产生压强,从这一角度作出解释;
    (2)流体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。
    【解答】解:(1)图甲的实验中,将一个硬质塑料瓶装满水,把乒乓球放在瓶口处按住并倒置,松开手后,乒乓球不会落下,是大气压将乒乓球和水托住的,该现象说明了大气压强的存在;
    (2)图乙的实验中,从瓶口处用力向上吹,流速大的地方压强小,因此瓶口处压力变小,瓶内的大气压就会产生一个力把乒乓球往下压,所以乒乓球不会上升。
    故答案为:大气压;流速大的地方压强小,因此瓶口处压力变小,瓶内的大气压就会产生一个力把乒乓球往下压。
    14.夏日清晨,阳光明媚,周末小明和妈妈一同来到了湖边散步,岸上拉着母子俩长长的影子,湖中柳影摇曳,小明指着自己的影子对妈妈说这是光的 直线传播 形成的,“清风不识字,何故乱翻书”所述清风能翻书,是风使书本上表面空气流动速度变大,导致书本上表面压强 减小 (选填“增大”或“减小”).
    【分析】沿直线传播的光被不透明的物体挡住,在物体后面光照不到的地方形成影子;流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。
    【解答】解:阳光下,小明看见自己在地面上留下了影子,是由于光的直线传播引起的;
    风吹过书页的上表面时,使书表面上空气流动速度增大,而导致书上表面压强减小,而书页下表面的压强不变,在上下压强差的作用下,书页会向上翻,故有“清风不识字、何故乱翻书”之说。
    故答案为:直线传播;减小。
    15.2020年1月12日,我国自主研制的055型万吨级驱逐舰首舰南昌舰入列,使我国海军驱逐舰实现由第三代向第四代的跨越,当它排开水的质量为1万吨时,所受到的浮力是 108 N。该舰装备112个各种类型的垂直发射装置,可发射包括反舰导弹、防空导弹、反潜导弹,以及对陆攻击的远程巡航导弹,当它发射导弹后,所受到的浮力大小将 减小 。(g取10N/kg)
    【分析】(1)根据阿基米德原理可求出驱逐舰受到的浮力;
    (2)驱逐舰始终漂浮,则驱逐舰受到浮力等于总重力。
    【解答】解:(1)驱逐舰受到的浮力:F浮=G排=m排g=10000×103kg×10N/kg=108N;
    (2)因驱逐舰始终漂浮,则驱逐舰受到浮力始终等于总重力,当它发射导弹后,驱逐舰的总重力减小,则驱逐舰受到的浮力减小。
    故答案为:108;减小。
    16.如图甲所示,底面积为80cm2的圆柱形容器内装有适量的液体,放在水平桌面上;底面积为60cm2的圆柱形物体A悬挂在细绳的下端静止时,细绳对物体A的拉力为F1。将物体A浸没在圆柱形容器内的液体中,静止时,容器内的液面升高了7.5m,如图乙所示,此时细绳对物体A的拉力为F2,物体A上表面到液面的距离为h1。然后,将物体A竖直向上移动h2,物体A静止时,细绳对物体A的拉力为F3。已知F1与F2之差为7.2N,F2与F3之比为5:8,h1为3cm,h2为5cm。不计绳重,g取10N/kg。则物体A浸没在圆柱形容器内的液体中,静止时,所受的浮力是 7.2 N,物体A的密度是 2.8×103 kg/m3。
    【分析】先根据容器的底面积和上升的高度求出物体的体积,然后根据浮力的大小(F1与F2之差)求出液体的密度;
    若求物体的密度,就必须利用“F2与F3之比为5:8”,物体全部浸没时,F2为F1与F浮的差,而将物体提升h2后,F3为F2与此时物体所受浮力的差,那么求出提升h2后,物体A排开液体的体积,即浸没在液体中部分的体积为解答此题的关键;
    首先将研究对象简化,在图乙中,物体完全浸没时,以物体A的底面所在平面为参考面,在提升物体前后,此面以下的液体体积不会发生变化,所以可以先不予考虑;那么参考面以上部分,物体和液体的体积总和在提升物体前后始终不变,可利用这个等量关系来列出方程求得提升物体后,物体浸没在液体中的高度,进而可求出这部分的体积大小,即:排开液体的体积,由此整个题目的未知量全部求出。
    【解答】解:①V物=S物Δh=80cm2×7.5cm=600cm3,
    则物体A的高度为:
    hA===10cm;
    因为物体在空气中静止时,绳子的拉力等于物体的重力即F1,
    又因为F1与F2之差为7.2N,
    因此物体浸没在液体中受到的浮力为:F浮=F1﹣F2=7.2N;
    即7.2N=ρ液gv物
    7.2N=ρ液×10N/kg×600×10﹣6m3
    ρ液=1.2×103kg/m3;
    ②如图乙,当物体A全部浸没在液体中时,以其底面所在平面为参考面,设其位置为e,那么在提出物体A时,在位置e以下的部分体积不再发生变化,因此不做考虑;
    那么当物体A提起h2时,位置e以上的总体积保持不变,若设物体提起h2时,物体A在液面上的部分高度为xcm,那么以这个总体积不变作为等量关系,可列出:
    S容器•(hA+h1)=S物•x+S容器•(hA+h2﹣x),即:
    80cm2×(10cm+3cm)=60cm2×x+80cm2×(10cm+5cm﹣x)
    解得:x=8cm;
    那么此时,物体A浸入液体中的高度为:h=10cm﹣8cm=2cm。
    ③已知:完全浸没时细绳对物体A的拉力为F2与提升高度h2时细绳对物体A的拉力为F3的比值为 5:8,得:
    (F1﹣F浮):(F1﹣ρ液gv排)=5:8,即:
    (ρ物gS物hA﹣ρ液gS物hA):(ρ物gS物hA﹣ρ液gS物h)=5:8
    解得:ρ物=ρ液=×1.2×103kg/m3=2.8×103kg/m3;
    故答案为:7.2;2.8×103。
    17.体积均为198cm3的木块和合金块,放入水中静止时的情况如图所示,已知木块重为1.6N,合金块重为8N,则木块受到的浮力为 1.6 N,合金块受到的浮力为 1.98 N。(g=10N/kg)
    【分析】(1)物体在液体中的浮沉条件:上浮,则F浮>G;漂浮,则F浮=G;悬浮,则F浮=G;下沉,则F浮<G;
    (2)合金块完全浸没,利用F浮=ρ液gV排计算合金块受到的浮力。
    【解答】解:(1)由图可知木块漂浮,根据浮沉条件可知,F浮木=G木=1.6N;
    (2)由图可知,合金块完全浸没在水中,则合金排开水的体积:V排=V合金=198cm3=1.98×10﹣4m3,
    合金块受到的浮力F合金=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.98×10﹣4m3=1.98N。
    故答案为:1.6;1.98。
    三.解答题(共2小题)
    18.小明游泳时发现,人在水中越往深处走就越觉得所受的浮力越大.由此他提出了以下猜想:浮力的大小可能与物体浸入水中的深度有关.于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计、烧杯和水等器材进行了如图乙所示的探究。
    (1)弹簧测力计使用前指针如图甲所示,则使用时,首先应进行的操作是 调零
    (2)在如图乙所示的实验步骤中,能探究小明猜想的实验是 B 。
    A.a、b、c
    B.a、c、d
    C.a、b、d
    D.以上都可以
    (3)小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入水中深度变化的图像,如图丙所示,分析图像可知,a图中弹簧测力计的示数是 2.7 N,d图中物体受到的浮力为 1.0 N,当金属块全部浸没水中时,所受浮力大小与金属块所处的深度 无关 (有关/无关)
    (4)为了研究浮力大小与液体密度的关系,小明换用密度比水小的酒精代替水按上述步骤重新实验,请在图像中画出此过程中弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随深度变化的大致图像
    【分析】(1)在使用之前弹簧测力计指针未指在零刻度,所以使用之前需将弹簧测力计调零,使其指针指在零刻度处;
    (2)研究浮力的大小可能与物体浸入水中的深度的关系,根据控制变量法,需保持物体排开液体的体积不变,不能忽略深度这个因素;
    (3)由图丙可知,物体重力为2.7N,所以a图中弹簧测力计的示数是 2.7N,图d中物体处于浸没状态,所受浮力不再发生变化,为1.0N;
    (4)将液体换为密度更小酒精之后,由F浮=液gV排,可知浮力的影响因素有液体密度和物体排开液体的体积两个因素,在酒精中物体所受浮力增加应较为缓慢。
    【解答】(1)指针未指在零刻度,所以使用之前需将弹簧测力计调零;
    (2)研究浮力的大小可能与物体浸入水中的深度的关系,根据控制变量法,需保持物体排开液体的体积不变;
    (3)由图丙可知,物体重力为2.7N,所以a图中弹簧测力计的示数是 2.7N,图d中物体处于浸没状态,所受浮力不再发生变化,为1.0N;物体浸没时,所受浮力与深度无关。
    (4)将液体换为密度更小酒精之后,由F浮=液gV排,在酒精中物体所受浮力增加应较为缓慢,弹簧测力计示数降低也应更缓慢。
    故答案为:(1)调零;(2)B;(3)2.7;1.0;无关;(4)
    19.请阅读《潜水艇》回答问题。
    潜水艇
    潜水艇是一种能潜入水下活动的舰艇,结构复杂、工艺精细,潜水艇的制造能力代表着一个国家的综合工业水平,现代潜水艇的艇体一般由双层船壳构成,外层与海水接触,内层为坚硬的耐压壳。潜水艇在上浮和下潜时,其体积是一定的。
    两层船壳之间有水柜,在控制潜水艇上浮和下潜的过程中,起主要作用的是主水柜,从艇艏(艇头)到艇艉(艇尾)设有许多隔板,把主水柜分成了许多不相通的部分,每一部分的结构都如图所示,顶部分别装有一个接高压空气的阀门和一个与外部相通的阀门1(称作通气阀门),下端还装有一个与外部相通的阀门2(称作通海阀门),利用三个阀门关闭与打开的不同组合,就可以改变水柜中的水量,实现潜水艇的上浮与下潜。例如,打开高压空气阀门(其他阀门处于恰当状态),向水柜内注入高压空气时,可以将水柜内的海水从相关阀门排出,潜水艇将上浮。
    请结合上述材料,回答下列问题:
    (1)潜水艇是通过改变 自身重力 来实现上浮或下潜的。
    (2)关于水柜的使用,下列说法合理的是 AC 。(多选)
    A.欲使漂浮在海面上的潜水艇下潜,则应打开阀门1和阀门2,关闭高压空气阀门
    B.欲使漂浮在海面上的潜水艇下潜,则应打开阀门2和高压空气阀门,关闭阀门1
    C.欲使悬浮在海面下的潜水艇上浮,则应打开阀门2和高压空气阀门,关闭阀门1
    D.欲使悬浮在海面下的潜水艇上浮,则应打开阀门1和高压空气阀门,关闭阀门2
    (3)潜水艇两层船壳之间的主水柜,从艇艏到艇艉设有许多隔板,把主水柜分成了许多不相通的部分,这样的设计有什么优点呢?(说出一条即可)
    【分析】(1)潜水艇浸没在水中无论是上浮还是下沉,潜水艇的体积不变(排开水的体积不变),受浮力不变;通过让海水进、出压力舱改变潜水艇受到的重力,实现上浮或下沉的。
    (2)根据液体内部压强随深度的增加而增大分析回答;
    (3)根据潜水艇的稳定性分析回答。
    【解答】解:(1)在水中,潜水艇受到水的浮力和重力的作用,
    F浮=ρ水V排g,潜水艇的体积不变,上浮或下潜时,排开水的体积不变,
    潜水艇受到水的浮力不变;
    把压缩空气压入潜水艇的压力舱,将海水排出,潜水艇自重G减小,当F浮>G时,潜水艇上浮;
    打开压力舱的阀门,让海水进入压力舱内,潜水艇自重G增大,当F浮<G时,潜水艇下沉;
    当F浮=G时,潜水艇悬浮,可以停留在任何深度;
    由此可见,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的。
    (2)AB、欲使漂浮在海面上的潜水艇下潜,则潜水艇自重G需要增大,则需要让海水进入压力舱内,向柜内注水时应关闭高压空气阀门,因液体内部压强随深度的增大而变大,再打开阀门1,关闭阀门2海水通过阀门1流入水柜内,或再打开阀门1和阀门2,通过阀门2流入水柜内,故A正确,B错误;
    CD、欲使悬浮在海面下的潜水艇上浮,则潜水艇自重G需要减小,向柜内注入高压空气时,为防止高压空气溢出,故应关闭阀门1,打开阀门2,通过阀门2将水排出,故C正确、D错误。
    (3)潜水艇两层船壳之间的主水柜,从艇艏到艇艉设有许多隔板,把主水柜分成了许多不相通的部分,这样的设计好处是在潜水艇注水或排水的过程中能保持潜水器的重心稳定,不会引起较大的偏移,保持潜水艇的稳定性;
    故答案为:(1)自身重力;(2)AC;(3)保持潜水艇的稳定性。

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