广西省北部湾经济区届中考物理大一轮新素养突破 习题9第9讲浮力.docx
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广西省北部湾经济区届中考物理大一轮新素养突破习题9第9讲浮力
第9讲 浮力
第一节 浮力的理解及相关计算
(建议时间:
60分钟)
基础过关
1.以下情景中没有受到浮力的物体是( )
2.(2019江西)“远征号”潜水艇在南海执行任务.根据任务的要求,潜水艇需要在不同深度处悬浮,若海水密度保持不变,则下列说法错误的是( )
A.潜水艇排开海水的体积相等
B.潜水艇所受的重力大小不相等
C.潜水艇所受的浮力大小相等
D.潜水艇所受的浮力与重力大小相等
3.(2019淮安)长江上,一艘载满货物的轮船在卸完一半货物后,该艘轮船( )
A.会浮起一些,所受浮力变小
B.会浮起一些,所受浮力变大
C.会沉下一些,所受浮力变小
D.会始终漂浮,所受浮力不变
4.(2019成都改编)将一枚重为0.5N的鸡蛋放入一杯均匀盐水中,静止时悬浮在盐水中,然后向杯子里加入一些清水,则( )
A.鸡蛋会下沉 B.鸡蛋的重力增加
C.鸡蛋所受浮力变大D.鸡蛋所受浮力为0.5N
5.(2018湖州)一圆柱体先后放入密度为ρ1和ρ2的两种液体中,均处于漂浮状态,如图所示,圆柱体在两液体中所受浮力依次是F1和F2,则( )
第5题图
A.ρ1>ρ2 F1>F2B.ρ1<ρ2 F1 C.ρ1<ρ2 F1=F2D.ρ1>ρ2 F1=F2 6.A、B是两个质量相同的长方体铝块,轻轻放入水中后,静止时如图所示,则下列说法正确的是( ) 第6题图 A.两物体排开水的体积大小关系是: V排A=V排B B.两物体受到水的浮力大小关系是: F浮A>F浮B C.两物体的体积相等 D.A是空心的,B是实心的 7.a、b两种物质的质量和体积关系图像如图所示,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( ) 第7题图 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 二、填空题 8.(2019宜昌)我国自主研制的首款大型水陆两栖飞机“鲲龙AG600”,某次执行任务时它的质量为38t,当它停在水面上时,排开水的体积是________m3,受到的浮力为________N.(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3) 9.(2018遵义)在一次抗洪救灾行动中,一名质量为60kg的武警战士登上一艘自重为540kg的冲锋舟准备抢险救灾,此时漂浮在水面上的冲锋舟排开水的体积为______m3,若满载时排开水的体积为1.2m3,最多还能装载质量为________kg的人和物资.(ρ水=1.0×103kg/m3) 10.(2019福建)如图,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中.已知石块与气球的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮________G总(选填“>”、“<”或“=”);若水温升高,石块将______(选填“上浮”、“下沉”或“保持悬浮”). 第10题图 11.(2019哈尔滨)如图,先将溢水杯装满水,然后用测力计拉着重为4N、体积为100cm3的石块,缓慢浸没在水中,溢出的水全部收集到小空桶中,桶中水重为________N,石块静止时,测力计示数为________N.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg) 第11题图 12.边长为5cm的立方体金属块,完全浸入水中,其上表面刚好与液面相平,则金属块下表面受到水的压力为________N;金属块受到的浮力为________N.(g取10N/kg) 13.(2018沈阳改编)质量为20g的蜡块,漂浮在盛水的烧杯中静止,此时它所受浮力为________N,排开水的体积为________cm3.逐渐向烧杯中加入密度为1.08×103kg/m3的盐水,整个过程中没有液体溢出,蜡块排开液体的体积________(选填“变大”、“变小”或“不变”).(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ蜡=0.9×103kg/m3,g=10N/kg) 三、计算应用题 14.(2019贺州)如图甲所示,是一圆柱形容器,放在水平桌面上,内装有25cm深的液体,该液体对容器底部产生的压强为2000Pa.求: (1)液体的密度; (2)若将边长为10cm的正方体木块放入圆柱形容器中如图乙所示,木块静止时,有 的体积露出液面,此时木块受到的浮力大小; (3)要使木块完全浸没至少需要施加多大向下的压力. 第14题图 能力提升 1.将重为4N,体积为6×10-4m3的物体投入一个装有足量水的烧杯中,溢出200g水,当物体静止时,下列判断正确的是( ) A.物体漂浮,F浮=2N B.物体悬浮,F浮=4N C.物体漂浮,F浮=4N D.物体沉在水底,F浮=2N 2.(2019咸宁)如图所示,完全相同的两个圆柱形容器A和B分别盛有质量相等的甲、乙两种液体,B容器的液面高于A容器液面.将两个完全相同的小球分别放入甲、乙液体中,静止后受到的浮力分别是F1、F2,下列判断正确的是( ) 第2题图 A.F1一定大于F2 B.F1一定小于F2 C.F1不可能大于F2 D.F1不可能小于F2 3.(核心素养)(2019昆明)一个物体静止在水中,如图a所示,将它提高到最高位置(如图b)静止释放,假设物体只受重力和浮力作用,那么物体会向下运动到最低位置(如图c),然后在最高和最低两个位置之间不停地做上下运动.忽略容器内液面高度变化.则下列说法错误的是( ) 第3题图 A.物体向下运动过图a位置时,速度最大 B.物体到达最低位置时,浮力大于重力 C.物体向上运动过图a位置时,浮力小于重力 D.物体到达最高位置时,速度等于0 4.(2018乐山)小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用弹簧秤挂着铝块,将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示.在铝块浸入水中的过程中,溢水杯底所受水的压力将________(选填“变大”、“变小”或“不变”),电子秤的读数将________(选填“变大”、“变小”或“不变”). 第4题图 5.(2019乐山)如图甲所示,一个质量为270g的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触某未知液体的液面.将铝块缓慢浸入液体,弹簧测力计的示数随浸入深度的变化如图乙所示.则铝块浸没时所受的浮力为________N,液体的密度为________kg/m3(g=10N/kg,ρ铝=2.7×103kg/m3). 第5题图 6.(2018恩施州)将体积相等的松木(ρ木=0.5g/cm3)和石蜡(ρ蜡=0.9g/cm3)分别放入装满水的杯中,松手静止后,松木所受到的浮力F1和石蜡所受到的浮力F2的大小关系为: F1______F2(选填“>”、“=”或“<”).此时它们露出水面的体积比V松木∶V石蜡=________. 冲刺A+ 1.(2018北部湾经济区二模)密度相同的甲、乙物体,甲的体积是乙的2倍,将它们叠放在水槽里的水中,水面恰好与甲的上表面相平,如图所示,现将乙物体取下,当甲物体静止时,甲物体将( ) 第1题图 A.沉在水槽的底部 B.悬浮在原位置 C.漂浮,且露出水面的体积与甲的体积之比为1∶3 D.漂浮,且浸在水中的高度与甲的高度之比为1∶2 2.(2019泸州改编)三个相同的轻质弹簧,一端固定在容器底部,另一端分别与甲、乙、丙三个体积相同的实心球相连.向容器内倒入水,待水和球都稳定后,观察到如图所示的情况,此时乙球下方弹簧长度等于原长.下列判断正确的是( ) 第2题图 A.乙球的重力大于它受到的浮力 B.甲球的重力大于它受到的浮力 C.甲、乙、丙三个球的密度大小关系为ρ甲<ρ乙<ρ丙 D.甲、乙、丙三个球受到的浮力大小关系为F甲>F乙>F丙 3.(2019三美中学模拟)如图所示,一个底面积为300cm2、足够高的圆柱形容器内装有足量的水,将一个重为20N,高为10cm,底面积为100cm2的实心长方体A拴在绳子上,把A从接触液面开始竖直向下缓慢下降4cm,此过程中容器对水平桌面的压力将________(选填“变大”、“变小”或“不变”),此时水面上升的高度为________cm,绳子对A的拉力大小是________N. 第3题图 4.小明同学利用圆柱形木棒、螺母和细线制成一个“土密度计”,其中螺母、细线的体积不计,用如图所示的方法测量液体的密度.“土密度计”在酒精中静止时露出液面的高度为2cm,“土密度计”在水中静止时露出液面的高度为3cm.则在水中与酒精中所受的浮力之比为________.“土密度计”在硫酸铜溶液中静止时露出液面的高度为3.8cm,则此硫酸铜溶液的密度为________kg/m3.(ρ酒精=0.8×103kg/m3) 第4题图 5.如图所示,底面积为S=100cm2的圆柱形容器内放有密度为0.6×103kg/m3的木块A漂浮于足够深的水面上,在木块的下方用轻质细线悬挂金属块B,金属块B浸没在水中,而木块A有 体积露出水面.某瞬间细线突然断开,待稳定后水面下降了h1=1.8cm;然后取出金属块B,圆柱形容器水面又下降了h2=1cm;取出A、B时表面所沾的水忽略不计,g取10N/kg.求: (1)金属块B受到的浮力是多少? (2)金属块B的密度是多少? (3)继续将木块A取出,水面又将下降h3是多少? 第5题图 第二节 浮力相关实验 (建议时间: 15分钟) 1.(2018营口)小华同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,在弹簧测力计下面悬挂一个实心圆柱体(如图甲所示),当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降,直到浸没在溢水杯内的水中,用小桶收集溢出的水.(g取10N/kg) 第1题图甲 (1)圆柱体的质量为________kg. (2)圆柱体浸没在水中所受浮力为________N;圆柱体的密度是______kg/m3. (3)比较________两图可知: 浸在同种液体中的物体所受浮力的大小跟物体排开液体体积有关. (4)比较c、d两图可知: 当物体浸没在同种液体中,所受浮力不随________而改变. 第1题图乙 (5)小华完成图甲所示的实验后,把水换成另一种液体重复上述实验,根据实验数据绘制出如图乙所示的弹簧测力计的拉力F随物体下降高度h变化的图像,那么物体浸没在这种液体中受到的浮力为________N,这表明浸在液体中的物体所受浮力的大小还跟________有关. 2.(2019贵港)如图所示,是同学们在“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图.图甲、乙、丙容器中装的液体是水,图丁容器中装的液体是酒精,F1、F2、F3、F4分别是图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数.请回答以下问题: 第2题图 (1)图甲中,弹簧测力计的示数F1=________N. (2)物体完全浸没在水中时所受的浮力为____N. (3)分析图中乙、丙两图实验数据可得: 物体所受的浮力大小与________________有关;分析图中________两图实验数据可得: 物体所受的浮力大小与液体密度有关. (4)实验中采用的探究方法在研究物理问题时经常用到,称为________法. 3.(2018湖北三市一企)如图所示是小芳同学探究“阿基米德原理”的实验,其中桶A为圆柱形. 第3题图 (1)小芳同学用弹簧测力计分别测出了空桶A、B的重力,如图甲、乙所示,则桶A重________N,桶B重________N. (2)将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B接住溢出的水,如图丙所示,则空桶A受到的浮力为________N. (3)测出桶B和溢出水的总重力,如图丁所示,则桶A排开水的重力为________N. (4)接着小芳同学往桶A中加入沙子进行实验,得到4组数据,表格如下,其中有明显错误的是第________次,实验中,随着加入沙子越多,桶A浸入水中就越________.(选填“深”或“浅”) 次数 1 2 3 4 桶A与沙子的总重量/N 2.4 2.8 3.2 3.4 桶B与水的总重量/N 4.0 4.4 4.6 5.0 (5)分析以上探究过程可以得到的结论是: 浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于该物体__________________________. (6)小芳同学进一步探究,她将装有适量沙子的桶A分别放入水中和另一未知液体中,桶A浸入水中的深度为h1,浸入另一液体中的深度为h2,设水的密度为ρ水,则另一液体的密度表达式为________.(用题中所给和所测物理量的字母表示) 参考答案及解析 第9讲 浮力 第一节 浮力的理解及相关计算 基础过关 1.A 2.B 【解析】潜水艇在南海中任意深度悬浮时,排开水的体积等于潜水艇的体积,大小不变,A正确;由于海水密度和排开海水的体积都相等,由F浮=ρ液gV排可知,潜水艇受到的浮力相等,C正确;潜水艇在南海中任意深度悬浮时,处于平衡状态,此时受到的浮力和重力是平衡力,即浮力等于重力,而浮力不变,所以重力也相等,D正确,B错误.故选B. 3.A 【解析】轮船始终漂浮在水面上,所受浮力等于重力;卸去一半货物后,轮船总重减小,所受浮力变小,B、D错误;由阿基米德原理可知,浮力减小,排开水的体积减小,轮船会上浮一些,A正确,C错误.故选A. 4.A 【解析】题目中鸡蛋悬浮在盐水中,说明盐水和鸡蛋的密度相等,当给盐水中加清水时,因为清水的密度较小,所以盐水的密度会减小,这样就会导致盐水的密度小于鸡蛋的密度,所以鸡蛋就会下沉,A正确;鸡蛋的质量不变,重力也不变,B错误;鸡蛋排开盐水的体积不变,而盐水的密度减小,所以根据F浮=ρ液gV排可知,鸡蛋受到的浮力减小,C错误;开始鸡蛋悬浮时受到的浮力等于其重力0.5N,当加水后鸡蛋下沉,受到的浮力减小,此时鸡蛋受到的浮力小于0.5N,D错误.故选A. 5.D 【解析】根据图示,圆柱体是漂浮在两种不同的液体中,根据二力平衡,圆柱体受到的浮力大小等于重力,则F1=F2,A、B错误;根据阿基米德原理公式,F浮=ρgV排,在浮力相等时,物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越小,即ρ1>ρ2,C错误,D正确.故选D. 6.A 7.D 8.38 3.8×105 9.0.6 600 10.< 上浮 【解析】对气球和石块作为整体进行受力分析可知,气球受到竖直向上的浮力F浮,石块受到竖直向上的浮力F石浮,石块与气球的总重力G总,由于石块和气球悬浮在水中,所以有F浮+F石浮=G总,所以F浮 11.1 3 【解析】物体受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3=1N,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于它排开液体受到的重力,所以桶中水的重力等于1N;石块静止时,测力计的示数为F=G-F浮=4N-1N=3N. 12.1.25 1.25 13.0.2 20 变小 【解析】蜡块在水中静止后处于漂浮状态,受到的浮力F浮=G=mg=0.02kg×10N/kg=0.2N,蜡块排开水的体积V排= = =2×10-5m3=20cm3;逐渐向烧杯中加入密度为1.08×103kg/m3的盐水时,因为盐水的密度大于水的密度,蜡块依然处于漂浮状态,蜡块在水和盐水中受到的浮力相等且ρ盐水>ρ水,由F浮=ρ液gV排可知,排开盐水的体积变小. 14.解: (1)由p=ρgh可知液体的密度: ρ= = =0.8×103kg/m3 (2)木块的体积: V木=(0.1m)3=1×10-3m3 木块静止时,有 的体积露出液面,则木块排开液体的体积: V排=(1- )V木=0.75×10-3m3 根据阿基米德原理,木块受到的浮力: F浮=G排=ρ液gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.75×10-3m3=6N (3)木块漂浮在液面上所以有F浮=G木=6N 木块完全浸没时受到的浮力: F浮′=ρ液gV木=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=8N 至少需要向下的压力: F=F浮′-G木=8N-6N=2N 能力提升 1.C 2.D 【解析】由于甲乙两种液体质量相等,乙液体体积较大,故乙液体的密度较小,所以将完全相同的两个小球放入甲乙两种液体中,有三种情况: 1.小球密度小于液体乙密度,小球在甲、乙液体中处于漂浮状态,此时小球在甲、乙液体中所受的浮力等于小球的重力,即浮力相等,则A、B错误;2.小球密度大于乙的密度而小于或等于甲的密度,此时小球在甲中受到的浮力等于自身重力,在乙中下沉,受到浮力小于自身重力,故在甲中浮力大于在乙中的浮力;3.当小球密度大于甲液体的密度,小球在甲、乙液体中均沉底,小球受到的浮力等于小球排开液体的重力,因甲密度大于乙的密度,故小球在甲中所受的浮力较大;综上,小球在甲中所受的浮力不可能小于在乙中所受的浮力.故选D. 3.C 【解析】物体在图a所示位置处于平衡状态,故物体受到的浮力等于物体自身的重力,将物体提高到最高位置(如图b)静止释放,由于此时物体受到的浮力小于自身的重力,物体会加速向下运动,到达图a所示的平衡位置后,速度达到最大,然后继续向下运动,由于排开水的体积逐渐增加,浮力逐渐增大,当运动到最低点时浮力大于重力,又会向上运动,A、B正确,C错误;物体从最高点释放的时候速度为0,根据能量守恒可知运动到最高点时其速度也为0,D正确.故选C. 4.不变 不变 【解析】铝块浸入水中时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中水的深度不变,根据公式p=ρgh可知,水对溢水杯底的压强不变,根据公式F=pS可知,水对溢水杯底的压力不变;由于溢水杯中装满水,铝块浸没在水中时,根据阿基米德原理可知铝块受到的浮力等于排开水的重力,铝块对水的压力大小与浮力相等,所以溢水杯对电子秤的压力不变,即电子秤示数不变. 5.1.2 1.2×103 6.< 5∶1 【解析】由题可知: 松木与石蜡都漂浮在水面上,故浮力等于各自的重力,体积相等,石蜡的密度大于松木的密度,所以石蜡的重力大于松木的重力,因此石蜡受到的浮力大于松木受到的浮力,即F1 F浮松木=ρ水V排1g=ρ松木V松木g①,F浮石蜡=ρ水V排2g=ρ石蜡V石蜡g②,由①②可得: V排1=0.5V松木;V排2=0.9V石蜡,所以V木露=0.5V松木,V蜡露=0.1V石蜡,故V木露∶V蜡露=5∶1. 冲刺A+ 1.C 【解析】由图可知: 甲、乙整体漂浮,V排=V甲,则由物体的漂浮条件可知F浮=G甲+G乙,即ρ水gV排=ρ物gV甲+ρ物gV乙,由V甲=2V乙知ρ水gV甲=ρ物gV甲+ρ物g V甲,得ρ物= ρ水,当取下乙物体,由物体的浮沉条件可知甲物体漂浮,A、B错误;甲漂浮时,由物体的漂浮条件可知F浮甲=G甲,即ρ水gV排′=ρ物gV甲,则 = = = ,由V=Sh得 = = ,D错误;由于V露=V甲-V排′,故 = =1- =1- = ,C正确.故选C. 2.C 【解析】由于乙球下方弹簧长度等于原长,说明乙球对弹簧没有压力,即乙球的重力与它受到的浮力大小相等,A错误;甲球下方弹簧长度大于原长,说明甲球受到的浮力大于甲球的重力,从而对弹簧产生一个竖直向上的拉力,B错误;观察如图情况可知,甲球下方弹簧长度大于原长,则甲球受到的浮力F甲>G甲,丙球下方弹簧长度小于原长,则丙球受到的浮力F丙<G丙,已知三个实心球的体积相同,由于三个球浸没在水中,则排开水的体积相同,根据F浮=ρ水V排g可知,它们受到的浮力: F甲=F乙=F丙,所以三个球的重力关系为: G甲<G乙<G丙,由G=mg可知,它们的质量关系: m甲<m乙<m丙,而三球体积相同,由ρ= 可知密度关系: ρ甲<ρ乙<ρ丙,C正确、D错误.故选C. 3.变大 2 14 【解析】实心长方体A浸入水中时受到水的浮力,反过来A对水有反作用的压力,使水和容器对水平桌面的压力变大;A从接触液面开始下降4cm,同时水面上升Δh,则Δh= = =2cm;此时A受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×(4+2)×10-6m3=6N,绳子对A的拉力F=G-F浮=20N-6N=14N. 4.1∶1 1.25×103 【解析】“土密度计”无论在酒精中还是在水中,都处于漂浮状态,所受的浮力都等于“土密度计”的重力,故在水中与酒精中所受的浮力之比为1∶1;“土密度计”在酒精、水、硫酸铜溶液中都处于漂浮状态,所以浮力都等于重力,即: F水=F酒=F硫酸铜=G.设“土密度计”圆柱形木棒的横截面积为S,长度为L,则V排水=S(L-3×10-2m)、V排酒=S(L-2×10-2m)、V排硫=S(L-3.8×10-2m),由阿基米德原理得: F水=ρ水gV排水=ρ水gS(L-3×10-2m)=1×103kg/m3×gS(L-3×10-2m)…………① F酒=ρ酒精gV排酒=ρ酒精gS(L-2×10-2m)=0.8×103kg/m3×gS(L-2×10-2m)…………② F硫酸铜=ρ硫酸铜gV排硫=ρ硫酸铜gS(L-3.8×10-2m)………③因为F水=F酒,所以1×103kg/m3×gS(L-3×10-2m)=0.8×103kg/m3×gS(L-2×10-2m),解得L=7×10-2m.因为F水=F硫酸铜,所以1×103kg/m3×gS(L-3×10-2m)=ρ硫酸铜gS(L-3.8×10-2m),即1×103kg/m3×gS(7×10-2m-3×10-2m)=ρ硫酸铜gS(7×10-2m-3.8×10-2m),解得ρ硫酸铜=1.25×103kg/m3. 5.解: (1)B的体积VB=Sh2=100cm2×1cm=100cm3=10-4m3 FB浮=ρ水gVB排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-4m3=1N (2)细线对B的拉力即为剪断细线后A排开液体减少的部分的重力,即: ΔV=Sh1=100cm2×1.8cm=180cm3=1.8×10-4m3 细线的拉力F=ρ水gΔV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.8×10-4m3=1.8N 对B受力分析,受力平衡: GB=F+FB浮=1.8N+1N=2.8N 由GB=mBg得mB= = =0.28kg ρB= = =2.8×103kg/m3 (3)细线断开前,对A受力分析,受力平衡: FA浮=F+GA 即 ρ水gVA=F+ρAgVA 1.0×103kg/m3×10N/kg× VA=1.8N+0.6×103kg/m3×10N/kg×VA 解得VA=2.7×10-3m3 A的重力GA=mAg=ρAgVA=0.6×103kg/m3×10N/kg×2.7×10-3m3=16.2N 细线断后A漂浮在水面上时F浮=GA=ρ水gV排=16.2N 即1.0×103kg/m3×10N
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