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2024年中考物理母题解密专题10 浮力讲义(附答案)
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这是一份2024年中考物理母题解密专题10 浮力讲义(附答案),共31页。
01
浮力
揭秘
母题
【母题1】(2023•德阳)小张在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,做了以下的部分操作。用同一弹簧测力计挂着同一金属物块依次完成如图所示的三次测量:
(1)乙图所示的实验中,物块受到的浮力大小为。
(2)分析乙图、丙图,说明浮力的大小与有关。
(3)本实验数据可计算出盐水的密度为。(已知水的密度为
【答案】(1)4;(2)液体密度;(3)。
【分析】(1)比较甲、乙两幅图,由称重法测浮力可知乙图中物体受到的浮力;
(2)分析乙图、丙图可知,物体浸没在盐水中受到的浮力比较大,在排开液体体积相同时,液体密度越大,物体受到的浮力越大;
(3)由甲、丙两幅图可得物体在盐水中受到的浮力,根据阿基米德原理计算物体的体积,进一步计算盐水的密度。
【解答】解:
(1)根据称重法可知乙图所示的实验中,物块受到的浮力大小为;
(2)根据称重法分析乙图、丙图可知,物体浸没在盐水中受到的浮力比较大,则在排开液体体积相同时,液体密度越大,物体受到的浮力越大,说明所受浮力的大小与液体密度有关;
(3)由甲、丙两幅图结合称重法可知物体浸没在盐水中所受的浮力:;
由可知物体的体积:;
物体浸没在盐水中,排开盐水的体积等于物体的体积,即;
由可知盐水的密度:。
故答案为:(1)4;(2)液体密度;(3)。
【母题2】(2023•南通)小明探究“怎样使物体上浮”,将体积相等的两个物体、浸没在水中,松开手,物体静止时如图甲所示。取
(1)如图乙所示,选择物体进行实验,用弹簧测力计测出其重力,浸没在水中受到的浮力,的体积;
(2)测出物体的重力,发现小于(选填“”或“”,初步得到物体上浮的条件;
(3)将物体从水中提起的过程中,发现弹簧测力计示数变大,你认为可能的原因是。
【答案】(1)4;1.5;150。(2)。(3)受到水的浮力变小。
【分析】(1)先确定弹簧测力计的分度值,再根据指针位置读数,得出物体的重力、物体浸没水中弹簧测力计的示数,利用称重法测浮力求物体浸没时受到水的浮力,再根据阿基米德原理可求出物体排开水的体积,进而得出物体的体积;
(2)物体、的体积相同,浸没水中时排开水的体积相同,受到的浮力相同,由于,物体会上浮;由于,物体会下沉;
(3)将物体从水中提起的过程中,若物体露出水面,排开水的体积变小,受到水的浮力变小,可使弹簧测力计示数变大。
【解答】解:
(1)先确定弹簧测力计的分度值,再根据指针位置读数,物体的重力,物体浸没水中弹簧测力计的示数,
物体浸没时受到水的浮力:;
由可得物体的体积:
;
(2)物体、的体积相同,当、都浸没水中时排开水的体积相同,受到的浮力相同,大小都等于,因为,所以物体下沉;因为,所以物体上浮,最后漂浮在水面上;
(3)将物体从水中提起的过程中,若物体露出水面,排开水的体积变小,由可知受到水的浮力变小,可使弹簧测力计示数变大。
故答案为:(1)4;1.5;150。(2)。(3)受到水的浮力变小。
【母题3】(2023•哈尔滨)在探究“浮力大小与什么因素有关”实验中:
(1)东宝测量物体在水中所受浮力的方法如图,由图可知,物体受到的重力为,物体受到的浮力为,浮力的方向是。
(2)伟鹏同学在实验中获得如表的数据,分析表中的数据能否得到浮力大小与物体排开液体体积的定量关系?若能,请写出主要分析过程(可省略计算步骤)及结论;若不能,请说明理由。
【答案】故答案为:(1)3;1;竖直向上;(2)能;分析过程及结论见解答。
【分析】(1)根据图示读出的重力;掌握称重法浮力的计算,根据图示测力计示数由计算出浮力的大小;浮力的方向是竖直向上的;
(2)分析表中的数据,能得到浮力大小与物体排开液体体积的定量关系。
【解答】解:(1)由图示知,物体的重力,将放入液体中后测力计示数,所以;浮力的方向是竖直向上的;
(2)①由1、3、5三次实验数据可知,三次实验过程中排开液体体积相同,
即:,
由,可得结论:物体排开液体的体积相同时,物体所受到的浮力大小与液体的密度成正比;
②由①得到的结论可得,若第2次实验液体的密度为,则第2次实验时受到的浮力:;
若第4次实验液体的密度为,则第4次实验时受到的浮力:;
③由第3次实验数据及②中的两组数据可知,
当时,由,可得结论:液体密度相同时,物体所受到的浮力大小与物体排开液体的体积成正比。
故答案为:(1)3;1;竖直向上;(2)能;分析过程及结论见解答。
02
阿基米德原理
揭秘
母题
【母题4】(2023•西宁)如图所示,现有一质量为、体积为质地均匀的浮标,用细绳的一端系住浮标,另一端固定在池底。随着水池内水位的上升,细绳逐渐被拉直,当水位达到时,浮标恰好完全浸没且细绳未被拉断,取。下列相关分析中正确的是
A.浮标的密度为B.水对池底的压强为
C.浮标所受的浮力为D.细绳对浮标的拉力为
【答案】
【分析】(1)根据计算浮标的密度;
(2)物体在液体中受到的压强与物体浸入液体的深度有关,根据浸入液体的深度计算液体压强的大小;
(3)根据阿基米德原理求出浮力的大小;
(4)根据求出浮标的重力,对浮标受力分析,得出细绳对浮标的拉力的大小。
【解答】解:
、浮标的密度为:,故错误;
、水对池底的压强为:,故错误;
、浮标全部浸没,则;浮标受到的浮力:,故错误;
、浮标的重力为:;
浮标受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和竖直向下的拉力的作用,处于平衡状态,则浮标受到竖直向下的拉力为:
,故正确。
故选:。
【母题5】(2023•常州)为拯救濒危物种中华鲟,生物学家在放养的中华鲟身上拴上定位硬壳胶囊。数天后,胶囊与潜入水中的中华鲟脱离,最终漂浮于江面发射定位信号。脱离后,胶囊受到的浮力随时间变化的关系为下列图中的
A.B.
C.D.
【答案】
【分析】分析题意知:当胶囊未露出液面时,排开水的体积不变,当胶囊露出水面且静止前,排开水的体积不断变小;静止后排开水的体积不变,由阿基米德原理判断浮力随时间的变化关系。
【解答】解:当胶囊未露出液面时,排开水的体积不变,根据阿基米德原理知,该过程胶囊所受浮力大小不变;
当胶囊露出水面且静止前,排开水的体积不断变小,由阿基米德原理知该过程中胶囊所受浮力不断变小;
胶囊露出水面且静止后排开水的体积不变,根据阿基米德原理知,该过程胶囊所受浮力大小不变。
即错误,正确,
故选:。
【母题6】(2023•兰州)如图所示,为了测量某金属块的密度,小彤设计了如图所示的装置,金属块未放入量筒时,水面位置如图甲所示,将金属块完全浸没在水中时,水面升高至如图乙所示的位置。当动滑轮下方所挂钩码的总质量为时,、在图示位置达到平衡。已知每个滑轮的质量为,,绳重与摩擦均不计。下列说法中不正确的是
A.金属块的密度为
B.金属块的体积为
C.金属块所受的浮力为
D.细绳对金属块的拉力为
【答案】
【分析】(1)根据图甲和图乙可以计算出金属块的体积;
(2)利用阿基米德原理计算出金属块所受的浮力;
(3)先计算出钩码和动滑轮的总重力,利用滑轮组中力的关系式计算出细绳对金属块的拉力;
(4)根据金属块受平衡力求出金属块的重力,进而求出质量,最后利用密度公式计算金属块的密度,据此选出答案。
【解答】解:
、由图甲和图乙得,金属块的体积,故正确;
、由于金属块浸没水中,则,
此时受到的浮力,故正确;
、由题意知,钩码和动滑轮的总重力,
由图乙知,绳子股数,绳重与摩擦均不计时,金属块对绳子自由端的拉力,
根据相互作用力的特点可知,细绳对金属块的拉力,故正确;
、由于金属块浸没水中时,受到平衡力作用,即,
金属块的质量,
则金属块的密度,故不正确。
故选:。
03
浮力的综合计算
揭秘
母题
【母题7】(2023•青岛)“国之重器”中的起重船在我国很多伟大的工程中发挥着重要作用。起重船的工作就是将重物起吊移至指定位置。如图甲所示,一艘起重船自身质量,要吊装的重物质量。(取,
(1)起重船带着重物一起漂浮在水面上时,排开水的体积是多少?
(2)起重机将该重物匀速提升了,它的电动机所做的功是,则起重机的机械效率是多少?
(3)为了防止起重船吊装重物时发生倾斜,在起重船的船体两侧建造了由许多小舱室组成的水舱。起重船吊起重物后,就通过抽水机将一侧水舱里的水抽向另一侧水舱来保持起重船平衡,示意图如图乙所示。
小海设计了一种用力传感器感知抽水量的长方体水舱模型,其底面积为,示意图如图丙所示,其中是固定的力传感器,能够显示对它的压力或拉力的大小;是质量和体积均可忽略的细直杆,的上端固定在上,下端固定在物体上;物体是质量为、高度为的圆柱体。水舱中装有的水,抽水机将水抽出的过程中,力传感器示数的大小随抽出水的体积变化的图象如图丁所示。当力传感器示数为0时,剩余的水对舱底的压强是多少?
【答案】(1)排开水的体积是;
(2)起重机的机械效率是;
(3)剩余的水对舱底的压强是。
【分析】(1)根据得出起重船带着重物漂浮在水面上时所受浮力;利用阿基米德原理可求出起重船带着重物排开水的体积;
(2)根据求出起重机做的有用功,利用求出起重机的机械效率;
(3)由图丁可知,当抽出的水位后,力传感器的示数等于的重力,且保持不变,则抽出水时,的下表面露出水面,由此计算剩余的水的深度;
根据图丁当水舱中装有的水时,对传感器的向上压力为,分析的受力情况,计算受到的浮力,由阿基米德原理计算的体积,求出的截面积;
当力传感器示数为0时,水对的浮力等于的重力,由此根据阿基米德原理计算浸在水中的深度;再根据计算水对舱底的压强。
【解答】解:(1)船漂浮时浮力等于重力,起重船自身质量,要吊装的重物质量,则起重船带着重物一起漂浮在水面上时所受浮力为:
,
排开水的体积为:
;
(2)起重机将该重物匀速提升了过程中做的有用功为:
,
则起重机的机械效率是为:
;
(3)由图丁可知,当抽出的水位后,力传感器的示数等于的重力,且保持不变,则抽出水时,的下表面露出水面,
则的下表面距离舱底的深度:;
由丁图可知,当水舱中装有的水时,对传感器的压力为,
,所以,
此时浸没在水中,由阿基米德原理可得:,
的横截面积:,
当力传感器示数为0时,水对的浮力等于的重力,
根据阿基米德原理可得,,
浸在水中的深度:,
此时水舱中水的深度:,
水对舱底的压强:。
答:(1)排开水的体积是;
(2)起重机的机械效率是;
(3)剩余的水对舱底的压强是。
【母题8】(2023•常州)南京长江大桥于1968年建成,是长江上第一座中国自行设计和建造的铁路、公路两用桥梁。近年来,航行船舶逐渐大型化,桥墩遭受船舶撞击的风险不断增大。为此,2023年春季,工程师为桥墩加装保护铠甲并展开观测,,取。
①拖拽:如图甲所示,拖船拖拽两个“”形组件,在江面匀速直线行驶。抵达桥墩处、行驶过程中拖船的动力为,柴油发动机动力系统的效率为,。
②合围:将两个“”形组件环绕在桥墩外围,合围成“”型铠甲。铠甲漂浮在水中,侧边竖直,上下表面积相同,如图乙所示。铠甲密度为,露出水面的高度为。
③观测:上游暴雨、江水上涨过程中,由于流水冲击,铠甲与桥墩发生挤压,此时静止的铠甲在水面下的深度为,如图丙所示。铠甲上表面面积。
问:(1)拖拽过程消耗柴油的质量?
(2)乙图中,漂浮的铠甲在水面下的深度?
(3)丙图中,铠甲受到桥墩施加的摩擦力的大小和方向?
【答案】(1)拖拽过程消耗柴油的质量为;
(2)乙图中,漂浮的铠甲在水面下的深度为;
(3)丙图中,铠甲受到桥墩施加的摩擦力的大小为,方向竖直向下。
【分析】(1)根据求出拖船的动力做的功;利用求出柴油放出的热量,根据求出拖拽过程消耗柴油的质量;
(2)根据浮沉条件求出铠甲的高度,然后得到漂浮的铠甲在水面下的深度;
(3)根据密度公式结合重力公式求出铠甲的重力,根据浮力求出铠甲受到的浮力,比较铠甲的重力和浮力大小确定摩擦力的方向,根据力的平衡关系求出摩擦力的大小。
【解答】解:(1)拖船拖拽两个“”形组件,在江面匀速直线行驶,行驶过程中拖船的动力为,则拖船的动力做的功为:
;
根据可知,柴油放出的热量为:
,
则拖拽过程消耗柴油的质量为:
;
(2)设铠甲上表面面积为,铠甲的高度为;因铠甲漂浮在水面上,根据浮沉条件可知,
,即,,
代入数据,,
解得:,故漂浮的铠甲在水面下的深度为;
(3)铠甲上下表面积相同,上表面面积,则铠甲的体积为,
铠甲的重力为;
铠甲在水面下的深度为,则铠甲受到的浮力为:
,
因铠甲处于静止状态,故铠甲受到桥墩施加的摩擦力的方向竖直向下,其大小为。
答:(1)拖拽过程消耗柴油的质量为;
(2)乙图中,漂浮的铠甲在水面下的深度为;
(3)丙图中,铠甲受到桥墩施加的摩擦力的大小为,方向竖直向下。
【母题9】(2023•北京)某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,当瓶中不放被测物体静止时,在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其他刻度线,左侧标记的是长度值,若在刻度线右侧标上相应的质量值,即可做成一个简易浮力秤,如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀,其横截面积为,不放被测物体时浮力秤的总质量为,水的密度为,取。
(1)画出图中浮力秤的受力示意图。
(2)求图中所示状态浮力秤受到的浮力。
(3)求浮力秤上刻度线对应的质量值。
【答案】(1)图见解答;
(2)图中所示状态浮力秤受到的浮力。
(3)浮力秤上刻度线对应的质量值。
【分析】(1)根据漂浮时浮力等于重力,结合力的示意图画出浮力和重力;
(2)根据漂浮时浮力等于重力计算浮力大小;
(3)根据放入物体后仍漂浮,增大的浮力等于增大的重力,计算物体的质量。
【解答】解:(1)浮力秤漂浮时浮力等于重力,都画在重心上,浮力方向竖直向上,重力方向竖直向下,受力示意图如下图所示:
;
(2)浮力秤漂浮,依据平衡条件可知:
;
(3)浮力秤浸到刻度线漂浮时,秤内被测物的质量为,
依据漂浮时受力平衡条件:
不放入被测物时:;
放入被测物时:;
可知:;
依据阿基米德原理:;
△;
则有:。
答:(1)图见解答;
(2)图中所示状态浮力秤受到的浮力。
(3)浮力秤上刻度线对应的质量值。
模拟
中考
1.(2023•槐荫区三模)甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球,把它们放入水中静止后的情况如图所示,则在水中受到浮力最小的是( )
A.甲球B.乙球C.丙球D.丁球
【答案】D
【分析】抓住题目中的条件(体积相等),运用阿基米德原理F浮=ρ液V排g,可比较浮力的大小。
【解答】解:四个球体积相同,放在同一种液体中,丁球排开水的体积最小,根据F浮=ρ液V排g,可知,丁球所受浮力最小。
故选:D。
2.(2023•利川市模拟)实心球和乒乓球同时放入水中,发现乒乓球在水中上浮,而实心球在水中下沉,则它们在水中所受浮力大小描述正确的是
A.实心球受到的浮力大B.乒乓球受到的浮力大
C.受到的浮力一样大D.不能确定谁受到的浮力大
【答案】
【分析】一切浸在液体或气体中的物体都受到竖直向上的浮力,物体所受浮力的大小既与物体排开液体或气体的体积有关,又与排开液体或气体的密度有关;
【解答】解:乒乓球在水中上浮,而实心球在水中下沉,由于实心球和乒乓球的体积和质量大小关系都未知,则排开水的体积不能比较,所以不能确定谁受到的浮力大。
故选:。
3.(2023•南岗区校级模拟)如图所示,物理小组利用体积为的潜水艇模型(忽略进气排气管的体积)探究潜水艇在水中如何实现上浮或下沉,下列说法不正确的是
A.模型浸没在水中受到的浮力为
B.若要让悬浮的模型上浮应使模型中进水
C.模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力大小不变
D.潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的
【答案】
【分析】(1)已知潜水艇模型的体积,由可求得模型浸没在水中受到的浮力;
(2)潜水艇是通过改变自重实现上浮或下沉的;
(3)由分析模型浸没后继续下沉的过程中浮力变化。
【解答】解:、模型浸没在水中受到的浮力:
,故正确;
、潜水艇是通过改变自重实现上浮或下沉的,若要让悬浮的模型上浮应使模型中放出水,故错误,正确;
、由可知,模型浸没后继续下沉的过程中体积不变,则受到的浮力大小不变,故正确。
故选:。
4.(2023•永善县二模)将同一长方体分别水平与竖直放置在水中,如图所示,它所受到的
A.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差相等
B.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差不等
C.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差不等
D.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差相等
【答案】
【分析】物体浸没在水中受到的浮力等于物体上下表面受到水的压力差(浮力实质),根据可求物体上下表面受到水的压强差。
【解答】解:长方体物块悬浮在水中,说明受到水的浮力不变,而浮力等于物体上下表面受到水的压力差,所以长方体物块上下表面受到水的压力差不变;
而长方体物块上下表面受到水的压强差:△,竖直放置比水平放置上下表面积小,所以长方体物块上下表面受到水的压强差不相等。
综合上述分析可知,选项错误,正确。
故选:。
5.(2023•东西湖区模拟)如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景,实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为、和,若盐水的密度为,则下列结论正确的是
A.物体的密度为
B.实验乙中,物体受到的拉力为
C.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小
D.实验丁中,容器底部受到物体的压力等于
【答案】
【分析】(1)根据甲、丙两图,利用公式计算出受到的浮力,再根据计算出的体积,最后根据计算的密度。
(2)首先根据计算出在水中受到浮力,再根据计算受到的拉力。
(3)将丙和乙的示数相减即可。
(4)根据计算即可。
【解答】解:、比较甲和丙两图可知,物体受到的浮力:,
物体的体积:
物体的密度:,故错误。
、在实验乙中,物体受到的浮力,
物体受到的拉力,故错误。
、实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小:,故错误。
、实验丁中容器底部受到物体的压力:,故正确。
故选:。
6.(2023•兰山区校级模拟)蛙人,是担负着水下侦察、爆破和执行特殊作战任务的部队,因他们携带的装备中有形似青蛙脚形状的游泳工具,所以称之为“蛙人”;当蛙人从水深处逐渐浮出水面的过程中,其受到的浮力
A.逐渐变小B.保持不变
C.先保持不变,后逐渐变小D.先保持不变,后逐渐变大
【答案】
【分析】根据阿基米德原理可知,浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关。据此分析蛙人从水中15米处浮出水面的过程中的浮力变化。
【解答】解;当蛙人从水深处浮出水面前,排开水的体积不变,根据公式可知浮力不变,当蛙人浮出水面过程中,排开水的体积不断减小,根据公式可知浮力将变小,整个过程,它受到的浮力先保持不变,后逐渐变小,故正确,错误;
故选:。
7.(2023•荔湾区一模)小昕看到工作人员正在将船上的石块向人工湖中填,她想:船上的石块填入湖中前后,水面高度会变化吗?于是她进行了探究:首先,她将石块放在不吸水的木块上,如图所示;然后将石块拿出,用体积忽略不计的细线系住,让石块沉入水底,则水面高度
A.下降B.上升C.不变D.无法判断
【答案】
【分析】如图把、当作一个整体分析,由题意可知都是处于漂浮状态,所以受到的浮力等于它们的总重力,当把石块拿下放入水中,整体所受的浮力小于重力,由阿基米德原理分析水面的变化。
【解答】解:如图,将石块放在木块上,它们处于漂浮状态,则,
让石块沉入水底,漂浮,,沉底,,可得,由阿基米德原理可知,将石块用细线系住轻轻放水底后,、排开水的体积比原来变小了,则水面高度将下降,故正确、错误。
故选:。
8.(2023•武侯区校级三模)2022年5月15日凌晨,我国“极目一号”Ⅲ型浮空艇从珠峰站附近成功升空,创造了海拔的大气科学观测世界纪录。浮空艇里填充氦气、氢气、热空气等气体,利用空气浮力升空。若浮空艇的体积不变,关于“极目一号”升空,下列说法正确的是
A.浮空艇里所充气体的密度大于空气的密度
B.浮空艇上升过程中受到的浮力大于它排开空气的重力
C.浮空艇上升过程中受到的浮力逐渐减小
D.浮空艇在上升过程中受到的大气压强保持不变
【答案】
【分析】(1)浸在液体(或气体)中的物体都受到液体(或气体)对它施加的竖直向上的浮力,当物体受到的浮力大于重力或者物体密度小于液体(或气体)密度时,物体上浮;
(2)根据阿基米德原理分析力与它排开空气重力的关系;
(3)根据分析浮空艇受到的浮力情况;
(4)大气压随高度增加而减小。
【解答】解:、浮空艇是利用在空气中的浮力来工作的,当艇内气体的密度小于空气的密度时,才可以升空,故错误;
、由阿基米德原理知,浮空艇上升过程中受到的浮力等于它排开空气的重力,故错误;
、海拔越高,空气的密度越小,浮空艇排开空气的体积不变,根据可知浮空艇上升过程中受到的浮力越来越小,故正确;
、海拔越高、气压越低,浮空艇上升过程中大气对它的压强越来越小,故错误。
故选:。
9.(2023•渝中区校级三模)如图所示,天花板下一质量不计的细杆与的上表面相连,是底面积为、高为的长方体,的下表面刚好与高为的液面相平,此时杆对的作用力为。将沿竖直方向切掉总体积的后,并将切掉的部分放入底面积为的柱形容器中浸没,水面上升一定高度后静止,此时容器对桌面的压力改变量为△,水对杯底的压力改变量为△。(容器中水足够多且没有水溢出)。以下说法正确的是
①物体的密度为
②液面上升的高度为
③题目中△:△为
④切掉部分沉底后对杯底的压力为
A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④
【答案】
【分析】(1)静止,对进行受力分析确定出所受的重力,再根据求出物体的质量,根据求出的体积,再根据密度公式求出的密度;
(2)因为,切去的部分会沉入水底,求出切去部分的体积和剩余部分的面积,根据△求出液面上升的高度;
(3)根据求出物体剩余的部分受到的浮力,容器对桌面的压力改变量为切去部分的重力加上物块所受的浮力,据此求出容器对桌面的压力改变量,根据△△求出水对杯底的压力改变量即可解答;
(4)根据求出切去的部分受到的浮力,再对切去部分进行受力分析即可解答。
【解答】解:①由图可知,此时物体的下表面刚好与高为的液面相平,静止,物体受重力和杆的拉力,这两个力是一对平衡力,大小相等,即物体的重力为:
,
物体的质量为:
,
物体的体积为:
,
物体的密度为:
,
故①正确;
②因为,故切去的部分会沉入水底,切去的体积为:
,
剩余部分的底面积为:
,
物体整体排开水的体积为:
△,
即:,
解得:,
故②正确;
③物体剩余的部分浸入水中的体积为:
,
物体剩余的部分受到的浮力为:
,
切去的部分受到的重力为:
,
容器对桌面的压力改变量为切去部分的重力加上物块所受的浮力,所以:
△,
水对杯底的压力改变量为:
△△,
容器对桌面的压力改变量与水对杯底的压力改变量之比为:
,
故③正确;
④切去的部分受到的浮力为:
,
切掉部分沉底后对杯底的压力为:
,
故④错误,
故正确,错误。
故选。
10.(2023•高新区校级二模)如图所示,水平桌面上盛有适量盐水的烧杯中,漂浮着冰块,悬浮着物块,当冰块完全熔化后,下列分析正确的是
A.烧杯中水的密度变大B.烧杯内液面不发生变化
C.杯底受到液体的压强变小D.物块受到的浮力变大
【答案】
【分析】(1)冰化成水后,水的密度要小于盐水的密度;
(2)液面高度的变化,可由比较冰块排开盐水的体积和冰块熔化成的水的体积来确定;
(3)冰块熔化后质量不变,容器底部受到的压力等于盐水的重力和物块受到的浮力,浮力变小,压力变小,压强变小;
(4)浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力大小,所以影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开的液体的体积。
【解答】解:、冰化成水后,由于水的密度要小于盐水的密度,混合后,盐水的密度变小,故错误;
、冰块漂浮,则,即:,则;冰块全部熔化成水后质量不变,
水的体积为:;,由于水的密度小于盐水的密度,
所以,,即液面会上升,故错误;
、根据力的相互作用,杯底受到的液体压力等于漂浮的冰块、悬浮的物块以及盐水的重力,冰融化后,悬浮的物块沉底,容器底部受到的压力等于盐水的重力和物块受到的浮力,由于此时浮力减小,故液体对杯底的压力减小,压强也减小,故正确;
、冰化成水后,盐水的密度变小,由阿基米德原理可知物块受到的浮力变小,故错误。
故选:。
11.(2023•南安市模拟)如图,体积相同的两物体、用不可伸长的细线系住,放入水中后,有四分之一体积露出水面细线被拉直。已知重,受到的浮力为,、密度之比为。那么
A.、所受的重力之比为B.、所受的浮力之比为
C.细线对的拉力大小为D.对容器底部的压力为零
【答案】
【分析】(1)由题知,、密度之比,,利用求、所受的重力之比;
(2)、的体积相同,都为,有四分之一体积露出水面,则排开水的体积,排开水的体积,利用阿基米德原理求、所受的浮力之比;
(3)知道受到的浮力,根据、所受的浮力之比可求受到的浮力,细线对的拉力大小等于受到的浮力减去的重力;
(4)上面求出了、的重力之比,知道的重力,可求的重力;对受力分析,求出对容器底部的压力。
【解答】解:
、由题知,、密度之比,,
由可得、所受的重力之比:
,故错误;
、已知、的体积相同,设均为,有四分之一体积露出水面,则排开水的体积,排开水的体积,
则、所受的浮力之比:
,故错误;
、由题知,受到的浮力,
因,
则受到的浮力:,
受到向上的浮力、向下的重力和拉力,
由力的平衡条件可得细线对的拉力大小:
,故错误;
、因为,且,
所以,
对容器底部的压力:,故正确。
故选:。
12.(2023•天元区一模)如图,甲、乙两个相同的杯子盛有不同浓度的盐水,放在同一水平面上,将两个质量、体积均相同的鸡蛋放入两个杯子中,当鸡蛋静止时,两个杯子中液面恰好相平,则下列说法正确的是
A.甲杯中的鸡蛋排开盐水的质量较大
B.乙杯中的鸡蛋受到的浮力较大
C.甲杯的盐水密度比乙杯的盐水密度小
D.此时甲杯底受到盐水的压强比乙要大
【答案】
【分析】(1)根据物体的浮沉条件判断鸡蛋在两杯盐水中受到浮力的大小关系,由阿基米德原理判断排开盐水质量的大小关系;
(2)当物体漂浮时,;当物体悬浮时,;当物体下沉时,;
(3)当深度相同时,液体密度越大,容器底部受到的压强越大。
【解答】解:
、将两个质量、体积均相同的鸡蛋放入两杯盐水中,由图可知:鸡蛋在甲中悬浮,在乙中漂浮,则它受到的浮力都等于自身的重力,即:;根据阿基米德原理可知,所以鸡蛋排开盐水的重力相同,排开盐水的质量也相同,故错误;
、质量、体积均相同的鸡蛋,则鸡蛋的密度相同,鸡蛋在甲杯盐水中悬浮,则;在乙杯盐水中漂浮,则,因此,故正确;
、因为,且,所以根据液体压强公式可知此时甲杯底受到盐水的压强比乙要小,故错误。
故选:。
13.(2023•荆州一模)小华用如图甲所示进行实验“探究影响浮力大小的因素”,是实心圆柱体,根据数据作出的弹簧测力计示数与物体浸入水中的深度的关系图像如图乙,从图乙可知
A.物体受到的重力为
B.当物体浸没在水中时受到的浮力为
C.该物体的密度为
D.浸入液体的物体所受的浮力大小与深度成正比
【答案】
【分析】分析图示图像答题:物体没有浸入液体时测力计的示数为物体的重力;
物体的重力与测力计示数之差是物体受到的浮力;
根据物体受到的浮力,应用浮力公式可以求出物体的密度。
【解答】解:、由图示图像可知,物体没有浸入液体时测力计示数为,则物体重力:,故错误;
、由图示图像可知,物体完全浸没在水中时受到的浮力:,故正确;
、由浮力公式:可知,物体的体积:,
由可知,物体的质量:,物体的密度:,故错误;
、由图示图像可知,物体没有完全浸没在液体中前受到的浮力与物体浸入液体的深度成正比,物体完全进入液体后受到的浮力不变,故错误;
故选:。
考点解读
主要考点和要求:⑴对浮力产生原因的理解,深刻领会影响浮力大小的因素及浮力的方向,并能解释和解决生活中的一些实际问题.⑵掌握物体的沉浮条件及其应用.⑶知道在不同的条件下求解浮力大小的方法.⑷探究影响浮力大小的因素及阿基米德原理也是常考的热点.浮力基础常和压强、密度知识拼盘进行考查,难度不大.
灵活运用浮力的四种计算方法解决综合性的问题.有关浮力与压强、密度、简单机械及功相联系的综合问题出现的频率有所增加.有关利用浮力知识测密度的探究实验题也是考查的热点.近年来,浮冰和液面升降问题也开始走进中考阵线。
实验次数
浮力
液体密度
排开液体体积
1
0.4
0.8
50
2
0.9
0.9
100
3
0.5
1.0
50
4
2.2
1.1
200
5
0.6
1.2
50
方法技巧
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。
方法技巧
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=ρ液gV排;
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)。
方法技巧
1. 物体沉浮说明:
(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(1/3),则物体密度为(2/3)ρ。
(3) 悬浮与漂浮的比较:相同点:F浮=G物;
不同点:悬浮时,ρ液=ρ物、V排=V物;漂浮时,ρ液>ρ物、V排
相关学案
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