2022年江西省中考物理专题练5-浮力
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这是一份2022年江西省中考物理专题练5-浮力,共21页。
A.p甲<p乙,FA>FBB.p甲>p乙,FA>FB
C.p甲=p乙,FA=FBD.p甲>p乙,FA=FB
2.(2021•江西模拟)将同一个苹果分别放入两种液体中,苹果静止后,情形如图所示。苹果在甲液体中受到的浮力为F甲,在乙液体中受到的浮力为F乙,则( )
A.F甲>F乙 B.F甲=F乙
C.F甲<F乙 D.条件不足,无法判断
3.(2021•南城县模拟)木头、小鱼、石块、海螺在水中静止时的位置如图所示,关于它们的说法不正确的是( )
A.石块受到的浮力等于它排开水的重力
B.鱼受到浮力等于鱼的重力
C.木头漂在水面上,浮力大于重力
D.海螺受到的浮力等于水对它的压力差
4.(2021•南康区模拟)在弹簧测力计下悬挂一个实心小球,弹簧测力计的示数是8N.把实心小球浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中,弹簧测力计的示数是6N,下列说法不正确的是( )
A.小球受到的浮力是2N
B.小球的质量是0.8kg
C.小球的体积是2.5×10﹣4m3
D.小球的密度是3.2×103g/cm3
5.(2021•南康区模拟)炎热的夏天,在玻璃杯中装有水和冰块,如图所示,左边杯子里的冰块压着杯底,右边杯子里的冰块漂浮在水面。若不考虑水的蒸发,当两个杯中的冰块全部熔化时,杯中水面和初始时刻杯中水面相比( )
A.都高于初始时刻杯中的水面
B.都和初始杯中的水面相平
C.左侧杯中水面和初始时刻的水面相平,右侧杯中水面高于初始时刻杯中水面
D.左侧杯中水面高于初始时刻的水面,右侧杯中水面和初始时刻的水面相平
6.(2020•吉安二模)甲、乙两个圆柱形容器完全相同,静止放在水平桌面上,容器中分别盛有体积相同的A、B两种液体,将一个小球先后放入两个容器中,静止时,小球在甲容器中漂浮,在乙容器中沉底,如图所示。若A、B液体的密度分别为ρA、ρB,小球在AB液体中所受浮力分别为FA、FB,A、B液体对容器底部的压强分别为pA、pB,甲、乙两个容器对桌面的压强分别为p甲、p乙,则下列判断中正确的是( )
A.ρA<ρBB.FA=FBC.pA>pBD.p甲<p乙
7.(2020•枣阳市一模)如图所示,苹果漂浮在水面,而梨子却沉到水底。下列说法正确的是( )
A.若苹果的体积大于梨子的体积,则苹果的密度大于梨子的密度
B.若苹果和梨子的体积相等,则苹果受到的浮力大于梨子受到的浮力
C.若苹果和梨子排开水的体积相等,则苹果的质量小于梨子的质量
D.若苹果和梨子的质量相等,则苹果排开水的质量等于梨子排开水的质量
8.(2020•江西模拟)如图所示,密度均匀的木块漂浮在水面上,现沿虚线将下部分截去,则剩下的部分将( )
A.上浮一些B.下沉一些C.静止不动D.无法确定
二.多选题(共1小题)
(多选)9.(2021•赣州一模)甲、乙两只完全相同的杯子里盛有水和盐水。将一只重为G的鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两杯中液面相平,鸡蛋所处的位置如图所示。甲、乙两杯底部所受液体的压强分别为p甲、p乙,鸡蛋在甲、乙两杯中受到的浮力分别为F甲、F乙,甲、乙两杯液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,则( )
A.F 甲<GB.F 甲=F 乙C.ρ甲>ρ乙D.p 甲<p 乙
三.填空题(共7小题)
10.(2020•江西)如图所示,A、B两物块以不同方式组合,分别静止在甲、乙两种液体中,由此可判断ρ甲 ρ乙;若A物块在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙,则F甲 F乙.(均选填“>“、“<”或“=”)
11.(2021•石城县模拟)在透明薄塑料袋中装入大半袋水,用弹簧测力计钩住塑料袋缓慢放入水中,水袋受到的浮力不断 (增大/减小)。当塑料袋中的水面与容器中水面 时,水袋中水的重力和排开水的重力相等。
12.(2021•九江模拟)水平台上放有两个完全相同的烧杯,分别盛有甲、乙两种液体。将质量相等、体积不等的正方体物块M、N分别放入两杯中,静止时如图所示,液面刚好相平,则M受到的浮力 N受到的浮力,甲液体对杯底的压强 乙液体对杯底的压强(两空均填“大于”、“小于”或“等于”)。
13.(2021•江西模拟)如图所示,在溢水杯中装满水,用测力计悬挂重为G石的石块浸没水中,溢出的水全部流入空的小烧杯中,石块稳定后,溢出水重G溢,测力计示数为F,此时杯底受到水的压强将 (选填”变大”、“变小”或“不变”);石块受到浮力大小为 (用题中出现符号表示)
14.(2020•章贡区模拟)弹簧测力计下悬挂一物体,当物体13的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为5N,当物体12的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为3N,现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体的重力为 N,静止时所受浮力是 N,该物体的密度为 kg/m3(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)。
15.(2020•乐平市一模)今年元宵节,上海纽约大学的美国学生和中国学生正共同发起“孔明灯飞满天为武汉祈福”活动,点燃孔明灯内的油脂,灯罩内的气体被加热,密度 ,在上升过程中,孔明灯所受浮力逐渐 (以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。(假设灯的体积不变)
16.(2020•江西模拟)2018年5月13日,我国第二艘航母从大连造船厂码头起航,赴相关海域执行海上试验任务,本次任务主要是检测验证动力系统等设备的可靠性和稳定性。这艘新建的国产航母属于4万到6万吨级的中型航母。这里说的“4万到6万吨级”是指其 ;5万吨级的航母满载时,在海面上受到的浮力是 N.(g=10N/kg)
四.实验探究题(共3小题)
17.(2021•南昌一模)如图所示,为了验证阿基米德原理,小昌做了如下实验。
(1)向溢水杯中注水,使水面恰好与出水口 。
(2)该实验漏掉一个步骤,请写出该步骤E的内容: ,此时弹簧测力计的示数是F4;
(3)为减少误差,A、B、C、D、E操作的合理顺序应该是 (按顺序填写序号)。
(4)若F1、F2、F3、F4之间满足关系 = ,则说明“阿基米德原理”成立。
(5)验证出“阿基米德原理”后,小昌为了验证浮力的大小跟物体形状是否有关时,将橡皮泥放入盛水的烧杯中,橡皮泥沉至杯底,又将橡皮泥捏成小船形状放入水中,发现其漂浮在水面上,她认为:浮力的大小与物体的形状有关。你认为她的观点 (选填“正确”或“不正确”),理由是: 。
18.(2021•章贡区模拟)如图是小英同学在探究浮力的大小与排开的水所受重力的关系的过程情景,请根据图示完成下面的问题。(g取10N/kg)
(1)实验中所用圆柱体的质量是 。
(2)图B装置存在的问题是 ,如果继续利用该装置实验,会得到的实验结论是:浸在水中的物体受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)物体排开的水所受重力。
(3)纠正图B中的错误后,继续完成实验步骤C、D,在图C中圆柱体受到的浮力为 N。根据图 可以得出圆柱体排开的水所受的重力为1N。
(4)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)物体排开的水所受到的重力。
(5)另一同学在纠正图B中的错误后,让圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中,发现弹簧测力计的示数逐渐减小,水对杯底的压强 (选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”)。
19.(2021•抚州一模)小刚学习了浮力知识后进一步思考:浮力是液体对物体向上的托力。因为物体间力的作用是相互的,所以物体对液体一定有向下的压力,从而使天平示数增加,这样是不是可以用天平“称浮力“呢?那么浮力的大小与物体对液体压力的大小有什么关系呢?
(1)小刚利用烧杯、水、天平、金属圆柱体、细线和测力计,进行了如下探究:
①在烧杯中盛适量水,用天平测出烧杯和水的总质量m1=143.4g;
②用测力计测出圆柱体的重力G=1.5N;
③如图所示,将圆柱体部分没入水中,记下测力计的示数1.4N,则圆柱体所受水的浮力为 N;保持圆柱体浸入水中的部分不变,向天平的右盘加上适量的砝码,使天平重新平衡。天平中砝码和游码如图所示,读数为 g,填入表格,则圆柱体对水的压力为 N;(g=10N/kg)
④将圆柱体浸没于水中不同深度,重复上述步骤③,将数据记录在表格中。
(2)下表为小刚记录的实验数据:(表中h2>h1)
结合上述实验,并通过分析表格中的数据,可以得出:浸在液体中物体受到浮力的大小 对液体压力的大小(填“大于”、“等于”或“小于”);根据表中数据你还可以得出什么结论? 。(写出一条即可)
拓展:小刚进一步思考,在测体积较小物体密度时,因为体积小测量误差较大;若用这个方法就可以较为准确地测出妈妈项链吊坠的密度。于是从实验室借来电子天平,称得吊坠质量为m1,然后在小烧杯内放入适量水,放在天平上称得总质量为m2,再用细线将吊坠系好,固定在支架上,并浸没到刚才天平上装水的烧杯中(不接触容器壁和底部),天平再次平衡时,总质量为m3,则吊坠的密度为 。(用上述所测物理量符号表示,水的密度用ρ表示)
五.计算题(共9小题)
20.(2021•江西)地球气候变暖,冰川熔化加剧,是造成海平面变化的原因之一。小明同学根据所学知识,通过比较冰川完全熔化成水后水的体积与冰川熔化前排开海水的体积,就能推断海平面的升降。如图所示,是冰川漂浮在海面上的情景,若冰川的质量为m冰,海水的密度为ρ海,水的密度为ρ水,且ρ海>ρ水,g用符号表示。求:
(1)冰川熔化前受到的浮力;
(2)冰川熔化前排开海水的体积;
(3)冰川完全熔化成水后水的体积;
(4)推断海平面的升降,并说明理由。
21.(2022•江西模拟)如图甲所示,弹簧测力计下悬挂一实心物块,将其缓慢浸入水中,在此过程中弹簧测力计示数F随物块浸入水中深度h变化的关系图象如图乙所示,根据图象数据完成下列计算,已知水的密度为1.0×103kg/m3。(忽略水面的变化)
(1)物块浸没时浮力大小;
(2)物块刚好浸没时水对物块下表面的压强;
(3)物块的密度。
22.(2022•江西模拟)如图所示,质量m=8kg的实心合金球被轻细线悬挂于弹簧测力计下端,并浸没在水中处于静止状态,此时测力计的示数为60N.已知图中盛水容器的底面积S=0.02m2,取g=10N/kg。
求:(1)该合金球所受浮力的大小?
(2)合金球的体积是多少?
(3)与球未放入水中时相比,合金球浸没后水对容器底部的压强增大多少?
23.(2021•吉州区模拟)棱长为l,表面画有等宽条纹的正方体木块在水中和未知液体中的漂浮情况如图所示,已知水的密度为ρ,求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)未知液体的密度。
24.(2021•景德镇模拟)现有弹簧测力计、细线、实心铜块、足量的水和奶茶,已知细线系住铜块,用弹簧测力计测出铜块空气中重力为G1,铜块浸没在水中时,弹簧测力计示数为G2,浸没在奶茶中时,弹簧测力计示数为G3,重力与质量的比值用g表示,水的密度为ρ水。求:
(1)铜块在奶茶中受到的浮力F浮;
(2)铜块的体积V铜;
(3)奶茶的密度ρ。
25.(2021•南康区模拟)如图所示,弹簧测力计下挂着同一金属块,在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中显示了相关示数,g=10N/kg。求:(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)金属块在盐水中所受到的浮力;
(2)金属块的密度。
26.(2021•湘东区模拟)如图甲所示,圆柱体石块在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中,如图乙所示是钢绳拉力随圆柱体下降高度h变化的图像(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3),求:
(1)圆柱体石块全部没入水中时受到浮力是多少?
(2)圆柱体石块的体积是多少?
(3)圆柱体石块的密度是多少?
27.(2021•宜春模拟)如图所示,已知重为3N的长方体木块静止在水面上,露出水面的体积占木块总体积的2/5,木块下表面距水面0.2m(g取10N/kg)。求:
(1)木块所受到的浮力大小;
(2)木块下表面受到水的压强;
(3)若要将木块全部浸没水中,至少需要施加多大的压力。
28.(2021•九江模拟)如图甲,一实心长方体G沿竖直方向以0.2m/s的速度匀速上升的情景,图乙是G从水底上升到水面之后这个过程细绳对G的拉力F随时间t变化的图象(水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3)。
求(1)长方体G浸没在水中时受到的浮力;(2)长方体G的密度;(3)长方体在水底时,水底受到水的压强。
2022年江西省中考物理专题练5-浮力
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.【解答】解:(1)由于A、B完全相同,则重力相等,由图可知:A在甲液体中漂浮,B在乙液体中悬浮,
由物体的漂浮、悬浮条件可知:FA=G,FB=G,所以FA=FB。
(2)甲液体中的A漂浮,ρ甲液>ρA,
乙液体中的B悬浮,ρ乙液=ρB,
物体A、B完全相同,则ρA=ρB,
两种液体的密度:ρ甲液>ρ乙液;
又因为两容器液面等高,
所以由p=ρgh可知,两种液体对容器底压强:
p甲>p乙.故D正确。
故选:D。
2.【解答】解:苹果在甲液体中漂浮,苹果受到的浮力F甲=G;苹果在B液体中沉底,苹果受到的浮力F乙<G,因此,F甲>F乙。
故选:A。
3.【解答】解:A、石块下沉,根据阿基米德原理可知,石块受到的浮力等于它排开水的重力,故A正确;
B、小鱼悬浮在水中,小鱼受到的浮力等于它的重力,故B正确;
C、木头漂浮,木头受到的浮力等于它自身的重力,故C错误;
D、海螺浸没水中,受到的浮力等于水对海螺下表面的压力和对上表面的压力之差,故D正确。
故选:C。
4.【解答】解:A、小球重力为8N,浸没后小球受拉力为6N;故小球受浮力为:F浮=G﹣F=8N﹣6N=2N;故A正确;
B、根据G=mg,小球的质量m=Gg=8N10N/kg=0.8kg;故B正确;
C、根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排得:小球体积V=V排=F浮ρ液g=2N0.8×103kg/m3×10N/kg=2.5×10﹣4m3;故C正确;
D、小球的密度为:ρ=mV=0.8kg2.5×10−4m3=3.2×103kg/m3=3.2g/cm3;故D不正确。
故选:D。
5.【解答】解:由图知乙图中因为冰漂浮于水面上,
所以F浮=ρ水gV排=G冰,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
又因为冰熔化成水后,其质量不变,重力不变,
所以G水=ρ水gV水=G冰,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:ρ水gV排=ρ水gV水,
所以V排=V水,
即:冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积,故乙杯中水面不变。
由图知左边杯中的冰压在杯子底,杯子底对冰有一个向上的支持力,冰块受到重力、支持力、浮力,
所以此时冰的重力大于浮力,即G甲>F浮;
由以上分析知:即ρ水gV排左<ρ水gV水左,即V排<V水,液面升高。故D正确。
故选:D。
6.【解答】解:
A、小球在甲容器中漂浮,所以ρA>ρ物,在乙容器中沉底,ρB<ρ物,所以ρA>ρB,故A错误;
B、小球在甲容器中漂浮,所以,FA=G物,在乙容器中沉底,所以FB<G物,所以FA>FB,故B错误;
C、由于容器中分别盛有体积相同的A、B两种液体,所以VA=VB,由A选项可知ρA>ρB,根据m=ρV可得mA>mB,根据G=mg可得GA>GB,柱状容器,液体对容器底部的压力等于液体重力与球的重力的和,所以A液体对容器底部的压力比较大,由于容器的底面积相同,根据p=FS可知底面积一定时,压力大的压强大,所以A液体对容器底部的压强大,即pA>pB,故C正确;
D、由C选项可知GA>GB,容器对地面的压力等于液体重力、容器重力与球的重力三者之和,所以A容器对地面的压力较大,由于容器的底面积相同,根据p=FS可知底面积一定时,压力大的压强大,所以装液体A的容器对地面的压强大,即p甲>p乙,故D错误。
故选:C。
7.【解答】解:A、因为苹果漂浮在水面,梨子沉到水底,所以苹果的密度小于水的密度,梨子的密度大于水的密度,所以苹果的密度小于梨子的密度,故A错误;
B、若苹果和梨子的体积相等,苹果漂浮在水面,梨子沉到水底,故梨子排开水的体积大,由浮力公式F浮=ρ液gV排得,苹果受到的浮力小于梨子受到的浮力,故B错误;
C、若苹果和梨子排开水的体积相等,所受的浮力相同,苹果的重力等于浮力,梨子的重力大于浮力,所以梨子的重力大于苹果的重力,所以苹果的质量小于梨子的质量,故C正确;
D、若苹果和梨子的质量相等,则苹果排开水的质量等于本身的质量,梨子排开水的质量小于本身的质量,故苹果排开水的质量大于梨子排开水的质量,故D错误。
故选:C。
8.【解答】解:因为木块漂浮,所以浮力与重力相等,同时也说明木块的密度小于水的密度。那么,截去部分所排开水的重力,也就是这部分受的浮力大于这部分木块自身的重力,因此,对整个木块来讲,同时去掉这部分的重力与浮力后,其新的重力大于浮力,所以剩下部分会下沉一些。
故选:B。
二.多选题(共1小题)
9.【解答】解:
A和B、由图可知,鸡蛋在甲杯中悬浮,在乙杯中漂浮,则浮沉条件可知,它们此时所受的浮力都等于自身的重力,即F 甲=F 乙=G;故A错误,B正确;
C、鸡蛋在甲杯中悬浮,在乙杯中漂浮,则浮沉条件可知,说明甲杯中盐水的密度:ρ甲=ρ鸡蛋,ρ鸡蛋<ρ乙,所以,ρ甲<ρ乙;故C错误。
D、由于两杯中液面相平,由公式p=ρgh可知:p甲<p乙;故D正确。
故选:BD。
三.填空题(共7小题)
10.【解答】解:由于AB两物体两次静止时处于漂浮或悬浮状态,所以受到的浮力都等于物体受到的重力,即F浮=G;
由图知,物体AB排开液体的体积:V乙排>V甲排,
由F浮=ρ液gV排可知:ρ甲>ρ乙,
甲乙中A物块在两种液体中都完全浸没,排开液体的体积相同,
根据F浮=ρ液gV排知,甲受到的浮力大于乙受到的浮力,即F甲>F乙。
故答案为:>;>。
11.【解答】解:(1)用弹簧测力计钩住塑料袋缓慢放入水中,水袋排开水的体积变大,由F浮=ρ液gV排可知受到的浮力不断增大;
(2)水袋中水的重力和排开水的重力相等,说明水袋中水的重力等于它受到的浮力,即G水=F浮,
ρ水gV水=ρ水gV排,
则有:V水=V排,
即当袋内水面与容器中的水面相平时,排开水的体积等于水袋内水的体积,塑料袋中的水面与容器中水面相平。
故答案为:增大;相平。
12.【解答】解:物块M在甲中漂浮,则F浮M=GM,物块N在乙中悬浮,则F浮N=GN,而两物块质量相等,则GM=GN,故M受到的浮力等于N受到的浮力;
由图知,M排开液体的体积小于N排开液体的体积,又知M受到的浮力等于N受到的浮力,根据F浮=ρ液gV排可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,即ρ甲>ρ乙,两液面等高,根据p=ρ液gh可知,甲液体对杯底的压强大于乙液体对杯底的压强。
故答案为:等于;大于。
13.【解答】解:
(1)在溢水杯中装满水,将石块浸没水中后,溢水杯内水的深度不变,由p=ρgh可知,杯底受到水的压强不变;
(2)由阿基米德原理可得,石块受到浮力F浮=G排=G溢,
由称重法可得,石块受到浮力F浮=G石﹣F。
故答案为:不变;G石﹣F(或G溢)。
14.【解答】解:(1)当物体13的体积浸入水中时,排开水的体积为V×13,弹簧测力计示数为5N,
根据称重法测浮力:G﹣F浮=F和阿基米德原理有:
G﹣ρ水gV×13=5N﹣﹣﹣﹣﹣①;
当物体12的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为3N,同理有:
G﹣ρ水gV×12=3N﹣﹣﹣﹣﹣②;
①﹣②得:ρ水gV=12N﹣﹣﹣﹣﹣③,
将③代入①得:
G=12N×13+5N=9N;
由③知,物体浸没受到的浮力为12N>9N,由物体的浮沉条件,将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时处于漂浮状态,由漂浮的特点,物体所受浮力是:
F=G=9N;
(2)由③得物体的体积:
V=12Nρ水g;
该物体的密度为:
ρ=mV=GgV=9Ng×12Nρ水g=0.75×103kg/m3。
故答案为:9;9;0.75×103。
15.【解答】解:
孔明灯内气体被加热,由于罩内气体受热膨胀溢出,所以灯罩内部空气质量减小,罩内气体的密度变小,小于灯罩外空气的密度,使得孔明灯受到空气的浮力大于自身受到的重力,所以孔明灯就会上升;
在上升过程中,灯的体积不变,空气密度越来越小,由阿基米德原理F浮=ρ空气gV排可知,所受浮力变小。
故答案为:变小;变小。
16.【解答】解:
(1)轮船或航母的大小通常用排水量来表示,一般用多少吨级表示,所以这里说的“4万到6万吨级”是指其排水量(满载时排开水的质量);
(2)5万吨级的航母满载时排水量为50000t,即m排=50000t;
根据阿基米德原理可得,满载时航母受到的浮力:
F浮=G排=m排g=50000×103kg×10N/kg=5×108 N。
故答案为:排水量;5×108 N。
四.实验探究题(共3小题)
17.【解答】解:(1)为得出物体排开水的质量,向溢水杯中注水时应使水面恰好与出水口相平;
(2)为了验证阿基米德原理,需要测量的量有四个:物体重力、物体浸没时弹簧测力计的示数、空桶的重力、小桶加溢出水的总重力,由图示可知,该实验漏掉一个步骤是用弹簧测力计测出物体的重力;
(3)验证阿基米德原理时,先测物体的重力和空桶的重力→物体浸入水中、读出弹簧测力计示数→测出小桶和排开水的总重力,或测出空桶重力→物体重力→物体浸入水中、读出弹簧测力计示数→测出小桶和排开水的总重力,所以合理顺序应该是DEABC(或EDABC);
(4)由实验步骤可知,物体受到的浮力F浮=F4﹣F1,物体排开水的重力G排=F2﹣F3。当F4﹣F1=F4﹣F3时,表明物体受到的浮力等于其排开的液体的重力,则说明阿基米德原理成立;
(5)小昌的观点不正确,因为探究浮力的大小可能跟物体的形状有关时,需要控制液体的密度和排开液体的体积不变,改变物体的形状,而小昌实验中没有控制橡皮泥排开水的体积相同。
故答案为:(1)相平;(2)用弹簧测力计测出物体的重力;(3)DEABC(或EDABC);(4)F4﹣F1;F2﹣F3;(5)不正确;没有控制橡皮泥排开水的体积相同。
18.【解答】解:(1)测力计分度值为0.1N,由图乙,实验中的所用圆柱体的重力为4N,根据公式G=mg,可知圆柱体的质量为:m=Gg=4N10N/kg=0.4kg;
(2)在如图B中存在的错误是溢水杯中水没有盛满;如果继续利用该装置实验,会使排开水的重力减小,所以会使浸在水中的物体受到的浮力大于物体排开的水所受重力;
(3)根据称重法测浮力,根据图B、C可知,中的操作,这时圆柱体受到的浮力大小为:F浮=4N﹣3N=1N;
根据A、D两次操作可知,圆柱体浸没在水中时,排开的水所受的重力大小为:G=1.9N﹣0.9N=1N;
(4)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开水所受到的重力;
(5)溢水杯中的水是满的,圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中的过程,溢水杯中水的深度不变,由p=ρgh可知,水对溢水杯底的压强保持不变。
故答案为:(1)0.4kg;(2)溢水杯中水没有盛满;大于;(3)1;A、D;(4)等于;(5)保持不变。
19.【解答】解:(1)弹簧测力计在空中和水中的读数之差等于浮力,即浮力为:F浮=G﹣F=1.5N﹣1.4N=0.1N;
烧杯和水的总质量m1=143.4g=0.1434kg;
物体部分浸没时天平的示数为:m2=100g+50g+3.4g=153.4g=0.1534kg,
物体对液体的压力等于增加砝码的重力,F压=(m2﹣m1)g=(0.1534kg﹣0.1434kg)×10N/kg=0.1N;
(2)由第一组数据可知,F浮=0.1N;
物体对液体的压力:F压=0.1N;
由第二、三两组数据:浮力F浮=1.5N﹣1.2N=0.3N;
物体对液体的压力F压=(m2﹣m1)g=(0.1734kg﹣0.1434kg)×10N/kg=0.3N;
则F浮=F压;
由一、二组数据可得:一组浮力0.1N,二组浮力0.2N,但二组圆柱体深度大于一组,说明物体浸没前浮力与浸入的深度有关;
由二、三组数据可得:二组浮力0.2N,三组浮力0.2N,但三组圆柱体深度大于二组,说明物体浸没后浮力与浸入的深度无关。
拓展:在烧杯的水中要全部浸没,这样排开水的体积才是吊坠的体积,
吊坠的体积V=V排=m3−m2ρ,
则吊坠的密度为:
ρ吊坠=mV=m1m3−m2ρ=m1ρm3−m2。
故答案为:(1)0.1;153.4g;0.1;(2)等于;浮力的大小与浸没的深度无关;
拓展:ρ吊坠=m1ρm3−m2。
五.计算题(共9小题)
20.【解答】解:(1)因为冰川漂浮,所以冰川熔化前受到的浮力等于重力,即F浮=G=m冰g;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ海V排g知,冰川熔化前排开海水的体积:V排=F浮ρ海g=Gρ海g=m冰gρ海g=m冰ρ海;
(3)因为冰川熔化成水后质量不变,所以m水=m冰,
若冰川中的冰全部熔化成水,水的体积:V水=m水ρ水=m冰ρ水;
(4)因ρ海>ρ水,所以由V排=m冰ρ海和V水=m冰ρ水可知,V排<V水,所以海中冰川熔化后,海平面会升高。
答:(1)冰川熔化前受到的浮力为m冰g;
(2)冰川熔化前排开海水的体积为m冰ρ海;
(3)冰川完全熔化成水后水的体积为m冰ρ水;
(4)因ρ海>ρ水,所以由V排=m冰ρ海和V水=m冰ρ水可知,V排<V水,所以海中冰川熔化后,海平面会升高。
21.【解答】解:(1)由图乙可知,h=0cm时,弹簧测力计的示数F=9N,此时物块在空气中,由二力平衡条件可知,物块的重力:G=F=9N,
当h≥10cm时,弹簧测力计示数为5N不变,此时物块浸没在水中,
则物块浸没时受到的浮力:F浮=G﹣F′=9N﹣5N=4N;
(2)由图乙可知,物块从h=0cm时下表面与水面接触,到h=10cm时刚好浸没,
忽略水面的变化,则物块的高度H=10cm=0.1m,
则物块刚好浸没时水对物块下表面的压强:p=ρ水gH=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
(3)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρ液gV排可得,物块的体积:V=V排=F浮ρ水g=4N1.0×103kg/m3×10N/kg=4×10﹣4m3,
由G=mg可得,物块的质量:m=Gg=9N10N/kg=0.9kg,
则物块的密度:ρ=mV=0.9kg4×10−4m3=2.25×103kg/m3。
答:(1)物块浸没时浮力为4N;
(2)物块刚好浸没时水对物块下表面的压强为1000Pa;
(3)物块的密度为2.25×103kg/m3。
22.【解答】解:(1)实心合金球所受的重力:
G=mg=8kg×10N/kg=80N,
实心合金球所受的浮力:
F浮=G﹣F′=80N﹣60N=20N;
(2)根据F浮=ρgV排可得,合金球的体积:
V球=V排=F浮ρ水g=20N1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10﹣3m3;
(3)因为水对实心合金球的浮力F浮=20N,
所以,根据阿基米德原理可知:水对容器底部的压力增大△F=G排=F浮=20N,
则水对容器底部的压强增大量△p=△FS=20N0.02m2=1000Pa。
答:(1)合金球所受浮力的大小为20N;
(2)合金球的体积是2×10﹣3m3;
(3)与球未放入水中时相比,合金球浸没后水对容器底部的压强增大了1000Pa。
23.【解答】解:(1)木块的体积:V=l3;
根据图甲可知,木块浸入水中的体积占总体积的45,则木块排开水的体积:V排=45l3,
木块受到的浮力:F浮=ρgV排=45ρgl3;
(2)由于木块漂浮时浮力等于重力,则木块的重力G=F浮,
木块的密度:ρ=mV=GgV=F浮gV=45ρgl3gl3=0.8ρ;
(3)根据图乙可知,木块漂浮在液体中,因此木块受到的浮力等于重力;
木块浸入未知液体中的体积占总体积的35,则木块排开液体的体积:V排′=35l3,
由F浮=ρ液gV排′可得,液体的密度:ρ液=F浮gV'排=45ρgl3g×35l3=43ρ。
答:(1)木块受到的浮力为45ρgl3;
(2)木块的密度为0.8ρ;
(3)未知液体的密度为43ρ。
24.【解答】解:(1)铜块在奶茶中受到的浮力:F浮=G1﹣G3;
(2)铜块在水中受到的浮力:F浮′=G1﹣G2,
由F浮=ρ水gV排可得,铜块的体积:V铜=V排=F浮'ρ水g=G1−G2ρ水g;
(3)由F浮=ρgV排可得,奶茶的密度:ρ=F浮gV排=G1−G3g×G1−G2ρ水g=G1−G3G1−G2ρ水。
答:(1)铜块在奶茶中受到的浮力为G1﹣G3;
(2)铜块的体积为G1−G2ρ水g;
(3)奶茶的密度为G1−G3G1−G2ρ水。
25.【解答】解:(1)由图甲、丁可知,金属块在盐水中受到的浮力:F浮=G﹣F拉丁=4.8N﹣2.4N=2.4N;
(2)由图甲可知,金属块的重力:G=4.8N,
由G=mg可得,金属块的质量:m=Gg=4.8N10N/kg=0.48kg,
由图甲、丙可知,金属块浸没在水中受到的浮力:F浮′=G﹣F拉丙=4.8N﹣2.8N=2N,
由F浮=ρ水gV排可知,金属块的体积:V=V排=F浮'ρ水g=2N1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10﹣4m3,
金属块的密度:ρ=mV=0.48kg2×10−4m3=2.4×103kg/m3。
答:(1)金属块在盐水中所受到的浮力为2.4N;
(2)金属块的密度为2.4×103kg/m3。
26.【解答】解:
(1)由图像可知,当h=0~1m时,钢绳对圆柱体石块的拉力为1400N,此时圆柱体石块处于空气中,圆柱体石块重力G=F拉=1400N,
当h=2m以后,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,钢绳对圆柱体石块的拉力F′=900N,
则圆柱体石块完全浸入水中时,圆柱体受到的浮力:
F浮=G﹣F′=1400N﹣900N=500N;
(2)因为圆柱体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,
由F浮=ρ水gV排可得圆柱体的体积:
V=V排=F浮ρ水g=500N1.0×103kg/m3×10N/kg=0.05m3;
(3)圆柱体石块的密度:
ρ=mV=GgV=GVg=1400N0.05m3×10N/kg=2.8×103kg/m3。
答:(1)圆柱体石块全部没入水中时受到浮力是500N;
(2)圆柱体石块的体积是0.05m3;
(3)圆柱体石块的密度是2.8×103kg/m3。
27.【解答】解:(1)由题意可知,木块静止时处于漂浮状态,
所以,木块所受到的浮力:
F浮=G木=3N;
(2)木块下表面受到水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(3)由F浮=ρ水gV排可知,物体漂浮时浸入水中的体积:
V排=F浮ρ水g=3N1.0×103kg/m3×10N/kg=3×10﹣4m3,
因此时露出水面的体积占木块总体积的25,
所以,木块的总体积:
V木=53V排=53×3×10﹣4m3=5×10﹣4m3,
木块全部浸没时受到水的浮力:
F浮′=ρ水gV木=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣4m3=5N,
因木块静止时受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、施加的压力作用处于平衡状态,
所以,由木块受到的合力为零可得:F浮′=G木+F,
则至少需要施加的压力:
F=F浮′﹣G木=5N﹣3N=2N。
答:(1)木块所受到的浮力为3N;
(2)木块下表面受到水的压强为2000Pa;
(3)若要将木块全部浸没水中,至少需要施加2N的压力。
28.【解答】解:
(1)长方体G浸没在水中时受到的浮力:
F浮=G﹣F1=18N﹣8N=10N;
(2)根据G=mg,物体G的质量:
m=Gg=18n10N/kg1.8kg,
物体G的体积:
V=V排=F浮ρ水g=10N1×103kg/m3×10N/kg=1×10﹣3 m3;
物体G的密度:
ρ=mV=1.8kg1×10−3m3=1.8×103kg/m3;
(3)物体从水底上升到C后开始脱离水面,由图知,经历的时间t=15s,水的深度:
h=Vt=0.2m/s×15s=3m,
水底受到水的压强:
P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa。
答:(1)长方体G浸没在水中时受到的浮力为10N;
(2)长方体G的密度为1.8×103kg/m3;
(3)长方体在水底时,水底受到水的压强为3×104Pa。
圆柱体的位置
测力计的
示数F/N
圆柱体浸入后天平的读数m2/g
圆柱体部分浸入
1.4
圆柱体浸没深度h1
1.2
173.4
圆柱体浸没深度h2
1.2
173.4
相关试卷
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这是一份2022年云南省中考物理专题练5-浮力,共21页。
这是一份2022年广西中考物理专题练5-浮力,共27页。