中考物理力学综合二浮力.docx
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中考物理力学综合二浮力
2015中考物理力学综合
(二)浮力
一.选择
1.关于物体受到的浮力,下列说法正确的是()
A.浸在水中的物体,体积越大,受到的浮力越大
B.静止在水中的物体,受到的浮力可能等于自身重力
C.漂浮在水面上的物体,受到的浮力可能大于自身重力
D.在水中向下运动的物体,受到的浮力可能大于自身重力
2.小明将同一个鸡蛋先后放入如图所示的甲、乙两杯盐水中,盐水密度分别为ρ甲、ρ乙,鸡蛋所受浮力分别为F甲、F乙,则下列关系正确的是()
A.ρ甲>ρ乙 F甲>F乙B.ρ甲<ρ乙 F甲 C.ρ甲>ρ乙 F甲=F乙D.ρ甲<ρ乙 F甲=F乙 3.a、b两种物质的质量和体积关系图象如图所示,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中,放手稳定后(D) A.甲漂浮.甲受浮力大B.乙漂浮,乙受浮力大 C.甲漂浮,乙受浮力大D.乙漂浮,甲受浮力大 4.如图,A、B体积相同,B、C质量相等,将它们放入水中静止后,A漂浮、B悬浮、C沉底,则下列说法正确的是() A.A所受的浮力一定大于B所受的浮力 B.A下表面所受的压力一定小于B下表面所受的压力 C.C所受的浮力一定小于B所受的浮力 D.C所受的浮力一定小于A所受的浮力 5.桌面上甲、乙两个圆柱形容器中分别装有水和酒精,实心木球和实心铁球的体积相等,如图所示。 水、酒精、木球和铁球的密度分别为ρ水、ρ酒精、ρ木和ρ铁。 将木球放入水中、铁球放入酒精中,静止时木球和铁球所受浮力的大小分别为F1和F2。 下列判断中正确的是(B) A.若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铁,则F1>F2B.若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铁,则F1<F2 C.若ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ铁,则F1=F2D.若ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ铁,则F1<F2 6.如图所示,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态,在乙杯中处于悬浮状态。 下列判断正确的是 A.甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度 B.甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度 C.鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力 D.鸡蛋在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力 二,实验与探究 1.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,有同学猜想“浸在液体中的物体受到的浮力大小可能跟该物体的体积有关”。 在老师的指导下,小明设计了如下实验进行验证: (1)用两个大小不同的塑料药瓶分别装上不等量的细沙,使它们的__质量__相等。 (2)把两药瓶放入水中,均能在水面上漂浮,如图所示。 根据__二力平衡__知识可知: 药瓶受到的浮力大小等于药瓶受到的重力大小,则这两个药瓶所受到的浮力大小__相等__。 (3)实验证明该同学的猜想是__错误__的。 某同学根据以上实验得出: “一切物体所受浮力的大小等于物体所受重力大小”的结论,你认为这个结论是__错误__(选填“正确”或“错误”)的,理由是__通过一次实验得出的结论具有偶然性__。 2.某同学利用一只弹簧测力计和装有适量水的杯子,测出了一颗小石块的密度。 测量方法如下: (1)用细线将小石块拴好,用弹簧测力计测出它的重力,记为G; (2)再将小石块浸没在水中,用弹簧测力计测出石块受到的拉力,记为F; 利用测出的物理量可得: 小石块在水中受到的浮力是,小石块的密度 ρ=(水的密度用ρ水表示)。 3..由某种合金制成的两个大小不同的工艺品,其中一个实心,一个空心。 小明为判定哪个是空心的,进行了如下实验。 (已知ρ水 = 1.0 g/cm3,取g = 10 N/kg) 【实验过程】将下列实验步骤中空白处补充完整。 ①用弹簧测力计测出小工艺品的重力G1 = 2 N。 ②将挂在测力计下方的小工艺品浸没水中,小工艺品受到个力 的作用,此时测力计的示数F1 = 1.6 N,则浮力F浮 = N。 ③用测力计测出大工艺品的重力G2 = 3 N。 ④如图13所示,将挂在测力计下方的大工艺品浸没水中,测力计的示数 F2 = N。 ⑤合金的密度ρ = g/cm3,则(选填“大”或“小”)工艺品是空心的。 【拓展应用】空心工艺品空心部分的体积是 cm3。 4.现有一个量筒和一个小木块,另有适量的水大头针。 请你设计一个实验,测出这个小木块密度。 (1)写出简要的实验步骤; (2)根据实验中测得的物理量(用字母符号表示)写出试管玻璃密度的表达式。 实验步骤: 。 四.计算 1.某同学将一两端开口的均匀玻璃管,用质量不计的塑料片附在下端,然后用外力F将玻璃管竖直插在水下25cm处,保持平衡,如图所示。 已知塑料片的横截面积和玻璃管的横截面积均为10cm2,且塑料片和玻璃管的厚度不计,玻璃管所受重力为0.5N。 求: (1)水对塑料片产生的压强和压力; (2)外力F的大小 (3)该同学为测量某种液体的密度,先保持玻璃管在水中 的位置不变,然后向玻璃管内缓慢地倒人该液体,当倒人深度达到20em时,发现塑料片刚好下落,那么该液体的密度为多少? 2..图是某车站厕所的自动冲水装置,圆柱体浮筒A的底面积为400cm2,高为0.2m,盖片B的面积为60cm2(盖片B的质量,厚度不计)。 连接AB是长为0.3m,体积和质量都不计的硬杆。 当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时,盖片B被撇开,水通过排水管流出冲洗厕所。 (已知水的密度为1×103kg/m3,g=10N/kg) 请解答下列问题: (1)当水箱的水刚好浸没浮筒A时,水对盖片B的压力是多少? (2)浮筒A的重力是多少? (3)水箱中水多深时盖片B又自动关上? 3.在缺水地区,需要时刻储备生活用水。 图示为一种具有自动蓄水功能的长方形水池,A是一个底面积为100cm2的方形塑料盒,与塑料盒连接的直杆可绕固定点O转动,当蓄水量达到2.4m3时,活塞B堵住进水管,注水结束,水位为H。 (水的密度是1.0×103kg/cm3,g取10N/kg) (1)注水的过程中,随着水位上升,水对水池底部的压强逐渐________________。 (2)注水结束时,水池中水的质量是多少? 此时塑料盒浸入水中的深度是10cm,塑料盒所受的浮力是多大? (3)若在塑料盒内放入质量为0.3kg的物体,注水结束时的水位H高了多少? 34、 (1)变大 4.甲、乙是两个完全相同的均匀实心圆柱体,重力都为5.4N。 甲放在水平地面上,细绳的一端系于圆柱体甲上表面的中央,另一端竖直拉着轻质杠杆的A端。 当把圆柱体乙悬挂在杠杆的B端时,杠杆在水平位置平衡,且AO: OB=2: 1,如图19所示,此时甲对地面的压强为1350Pa;当把圆柱体乙放入底面积为30cm2的薄壁圆柱形容器M中,将质量为450g的水注入容器,圆柱体乙刚好有3/4体积浸在水中,水在容器中的深度为20cm,如图20所示。 (已知ρ水=1.0×103kg/m3)求: 圆柱体甲的底面积是多少cm2? 当圆柱体乙刚好有3/4体积浸在水中时,所受到的浮力是多少N? 圆柱体甲的密度是多少kg/m3? 图20 图19 25.(8分)解: ⑴∵F甲·OA=G乙·OB[] ∴F甲= G乙= ×5.4N=2.7N(1分) (1分) ⑵ (1分) V总=Sh=3×10-3m2×0.2m=6×10-4m3 V排=V总-V水=6×10-4m3-4.5×10-4m3=1.5×10-4m3(1分) F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×10-4m3=1.5N(1分) ⑶ (1分) (1分) (1分) 5.如图16所示,体积为500cm3的长方体木块浸没在装有水的柱形容器中,细线对木块的拉力为2N,此时水的深度为20cm。 (取g=10N/kg),求: 如图所示,求: (1)水对容器底的压强; (2)木块受到水的浮力。 (3)木块的密度。 (4)若剪断细线待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,要使剩余木块刚好浸没在水中,在木块上应加多大的力? 解: (1)水对容器底的压强: P=ρ水gh=1.0×103×10×0.2=2000(Pa) (2)木块受到水的浮力: F浮=ρ水V排g=1.0×103×500×10-6×10=5(N) (3)木块的重力: G木=F浮-F=5N-2N=3N 木块的质量: m木=G木/g=3/10=0.3(kg) 木块的密度: ρ木=0.3/500×10-6=0.6×103(kg/m3) (4)剪刀断后,F/浮=G木=3N 此时,V/排=F/浮/ρ水g=3/1.0×103×10=0.3×10-4(m3) 切去后,G/木=ρ木V木g==ρ木V/排g=0.6×103×0.3×10-4×10=1.8(N) 应加的力为: F/=F/浮-G/木=3N-1.8N=1.2N 6.如图所示,有一实心长方体,悬浮在水和水银的界面上,浸在水中和水银中的体积之比为3: 1,已知水的密度为1.0×103kg/m3,水银的密度为13.6×103kg/m3.求: (1)该物体在水中和水银中所受到浮力之比; (2)该物体在水中所受到浮力与物体重力之比; (3)该物体的密度. 解: (1)根 据阿基米德原理,该物体在水中和水银中所受到浮力之比为: = = = ; (2)该物体受到重力和在水中和水银中受到的浮力的作用: ∵F1+F2=G; = ∴在水中所受到浮力与物体重力之比为: = ; (3)∵F1+F2=G ∴ + =ρ物gV物; 该物体的密度为: ρ物=×103kg/m3+×13.6×103kg/m3=4.15×103kg/m3; 答: (1)该物体在水中和水银中所受到浮力之比为 ; (2)该物体在水中所受到浮力与物体重力之比为 ; (3)该物体的密度为4.15×103kg/m3. 7.小晨同学注意到新闻经常说国际原油价格涨至多少多少美元一桶,又说我国进口每吨原油提高多少元。 他不知道原油的单位“桶”和质量常用单位“吨”之间有什么关系。 他设法获得原油样品若干,将密度为0.6×103kg/m3、体积为100cm3的木块放入原油中,木块漂浮在油面上,有 的体积露出油面。 求: (1)木块受到的浮力。 (2)若每桶油的体积为 m3,1吨原油等于多少桶? 8..某冰块中有一小石块,冰和石块的总质量是55g,将它们放在盛有水的圆柱形容器中恰好悬浮于水中(如图1甲所示)。 当冰全部熔化后,容器里的水面下降了0.5cm(如图1乙所示),若容器的底面积为10cm2,已知ρ冰=0.9×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3。 求: (1)冰块中冰的体积是多少立方厘米? (2)石块的质量是多少克? (3)石块的密度是多少千克每立方米? 9.(2014重庆B卷)如图18甲所示,水平旋转的平底柱形容器A的底面积为200cm2,不吸水的正方体木块B重为5N,边长为10cm,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,另一端固定在木块底面中央,且细线的长度为L=5cm,已知水的密度为1.0×103kg/m3。 求: (1)甲图中,木块对容器底部的压强多大? (2)问容器A中缓慢加水,当细线受到拉力为1N时,停止加水,如图18乙所示,此时木块B受到的浮力是多大? (3)将图18乙中与B相连的细线剪断,当木块静止时,容器底部受到水的压强是多大? 20: (1)500Pa (2)6N(3)1050Pa 10.(2014•青岛)小雨受到的重力为640N,他站在水平地面上时对地面的压强为1.6×103Pa. (1)他用图甲所示滑轮组匀速提升物体A,滑轮组的机械效率为90%(不计绳重和摩擦),此时他对水平地面的压强为6×103Pa.则物体A重力GA=? (1080N;) (2)如图乙所示,若他用此滑轮组从水下缓慢提起边长为0.3m的正方体B(不计水的阻力、绳重和摩擦),当物体B的下表面所受水的压强为2×103Pa时,小雨对水平地面的压强为匀速提升物体A时对水平地面压强的 ,则物体B的密度ρB=? (6×103kg/m3) 11.我国首台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”载人深潜器于2012年6月顺利完成工作设计深度7000m的海试任务.(海水密度取ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg): (1)当“蛟龙号”下潜到达7000m深度时,受到海水的压强是多少? (2)“蛟龙号”完成海试任务后,上浮最终漂浮在海面上,现在由起重装置将其匀速竖直调离水面,起重机起吊拉力的功率随时间的变化图象如图所示,图中P2=2P1.已知“蛟龙号”的总质量为2.2×104kg,求t1时刻“蛟龙号”排开水的体积(不考虑水的阻力).(11m3.) 12.如图17所示,某工程队在一次施工作业中,以恒定速度沿竖直方向将质量为5×103kg的圆柱形实心工件从深水中吊起至距水面某一高度。 绳子作用在工件上端的拉力F的功率P随工件上升高度h变化的图象如图18所示,不 计水的阻力(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg),求: ⑴工件上升的速度大小? ⑵当工件露出水面的1/2时所受的浮力大小? ⑶工件的横截面积S是多大? 【答案】 解: ⑴(3分)由图可知工件离开水面后拉力 的功率 ∵工件匀速上升∴ 又∵工件以恒定速度上升∴ ⑵由图可知工件全部在水中时拉力 的功率 ∴ ∵ ∴ 工件有1/2露出水面时所受浮力 ⑶(3分)由图可知工件高 13.图是某课外科技小组的同学设计的厕所自动冲水装置的示意图,它在自来水管持续供给的较小量的水储备到一定量后,自动开启放水阀门,冲洗厕所.实心圆柱体浮体A的质量为5.6kg,高为0.18m,阀门B的面积为7.5×10-3m2;连接A、B的是体积和质量都不计的硬杆,长为0.16m.当浮体A露出水面的高度只有0.02m时,阀门B恰好被打开,水箱中的水通过排水管开始排出.已知水的密度为1×103kg/m3,不计阀门B的质量和厚度.当水箱开始排水时,(g取10N/kg)求: (1)浮体A受到的重力; (2)水对阀门B的压强和压力; (3)浮体A受到的浮力; (4)浮体A的密度. 解: : (1)已知浮体A的质量,利用G=mg可以得到浮体受到的重力; (2)已知浮体的高度和露出水面的高度,可以得到浮体浸没的长度;已知浮体浸没的长度和硬杆的长度,可以得到阀门B处水的深度;已知水的深度和密度,利用公式P=ρgh得到B受到的压强;已知阀门B受到的压强和面积,利用F=PS得到水对阀门B的压力; (3)当浮体A露出水面的高度只有0.02m时,阀门B恰好被打开,说明此时浮体A受到的浮力刚好等于浮体的重力与水对阀门B的压力之和; (4)根据浮体受到的浮力等于重力求解浮体的密度. 解: (1)浮体A受到的重力为G=mg=5.6kg×10N/kg=56N; (2)阀门B处水的深度为h=(0.18m﹣0.02m)+0.16m=0.32m 所以水对阀门B的压强为P=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.32m=3.2×103Pa 水对阀门B的压力为F=PS=3.136×103Pa×7.5×10﹣3m2=24N; (3)当阀门B被打开时,浮体A受到的浮力为F浮=G+F=56N+24N=80N; (4)设浮体A的底面积为S,根据题意得 ρ水gS(0.18m﹣0.02m)=5.6kg×g+ρ水g(0.16m+0.16m)×7.5×10﹣3m2解得S=0.05m2浮体A的密度为ρA= = ≈0.62×103kg/m3. 14.13.图(甲)所示是使用汽车打捞水下重物的示意图,汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度V=0.2m/S向右运动.图(乙)是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t的变化图象,设t=0时汽车开始提升重物,忽略水的重力和滑轮的摩擦,g取10N/㎏. 求: (1)圆柱型重物的质量? (2)圆柱型重物的密度? (3)打捞前,圆柱形重物的上表面所受的水的压力?
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- 中考 物理 力学 综合 浮力