中考物理一轮复习训练：浮力　物体的浮沉条件.docx

浮力物体的浮沉条件【基训训练】一、单项选择题1.2021燕山二模如图1所示是探究“阿基米德原理”的实验,物块重力为G,弹簧测力计的示数如图所示。下列判断正确的是()图1A.F1-F2=F3B.G=F3-F4C.若物块触底,则F1<F2+F3-F4D.若开始时杯中水没到溢水口,则F1>F2+F3-F42.2021顺义二模如图2甲、乙所示,桌上有两个相同的杯子,杯中装有等量的水,取两个相同的空药瓶,瓶口扎上两块完全相同的橡皮膜,竖直地浸入水中处于悬浮状态且位置相同,一个瓶口朝上,另一个瓶口朝下。下列说法中正确的是()图2A.图甲中水对药瓶的压力的合力小于药瓶的重力B.图乙中水对药瓶下表面的压力与药瓶的重力是一对平衡力C.图乙中橡皮膜凹陷程度比图甲中橡皮膜凹陷程度大D.图乙中药瓶受到的浮力比图甲中药瓶受到的浮力大3.2020海淀二模如图3所示是某同学在家中做的一个小实验,先把鸡蛋放入清水中,发现鸡蛋会下沉到杯底,然后逐渐向水中加盐并轻轻搅拌,看到鸡蛋慢慢向上浮起,最终浮出液面,处于漂浮状态。下列对此现象分析正确的是()图3A.鸡蛋在清水中沉底时,鸡蛋没有受到浮力B.鸡蛋上浮是因为向水中加盐使鸡蛋受到的重力减小C.鸡蛋上浮是因为向水中加盐使鸡蛋受到的浮力大于其受到的重力D.鸡蛋最终漂浮在液面上时,鸡蛋受到盐水的作用力大于鸡蛋受到的重力二、实验解答题4.2020房山二模探究阿基米德原理时,小婷做了如图4所示实验。测量时弹簧测力计的示数分别是F1、F2、F3和F4。图中甲、乙两次实验的目的是测量石块受到的,图中丙、丁两次实验的目的是测量,为了减小实验误差和操作方便,此实验的正确操作顺序是。图45.2020朝阳二模在探究浮力大小跟哪些因素有关时,实验桌上的器材有:弹簧测力计、细线、体积相同的长方体铁块和铝块、两个分别装有适量水和酒精的烧杯。小阳和同学们根据生活中的经验和已学的物理知识,进行猜想和讨论,总结出可能影响浮力大小的因素:浸入液体的深度h、浸在液体中的体积V浸、液体的密度液、物体的密度物。针对这四个猜想,他们计划按照的顺序逐一探究。(1)在探究猜想时,需要控制不变的物理量有(选填序号)。(2)为探究猜想,部分实验操作如下,请补充完整:a.用调好的弹簧测力计测出铝块受到的重力G,将水的密度水、酒精的密度酒精和G记录在表格中;b.将挂在弹簧测力计下的铝块浸没在水中,不碰烧杯,静止时,记录弹簧测力计示数F1;c.,静止时,记录弹簧测力计示数F2;d.利用公式F浮= 计算出浮力大小并记录;e.分析数据,得出结论; f.整理器材。6.2021平谷二模实验桌上有满足实验需要的如下器材:弹簧测力计、体积不同的铝块若干、细线、大烧杯、量筒、水。某同学利用上述器材设计实验证明:浸在水中的物体所受的浮力大小跟物体排开水的体积有关。请你帮助他完成下列部分实验步骤:(1)用细线将一个铝块系挂在调节好的弹簧测力计的下端,测出。(2)在量筒中注入适量的水,读出V0,将系挂在弹簧测力计下端的铝块浸没在量筒内的水中,此时量筒中水面对应的刻度值用V表示,并读出此时弹簧测力计的示数F。(3)用细线将另一个体积不同的铝块系挂在调节好的弹簧测力计的下端,测出其所受重力G,仿照步骤(2),读出量筒中水面对应的刻度值V和弹簧测力计的示数F。(4)根据V排=,F浮=,计算出V排和F浮。(5)画出实验数据记录表格。7.2019东城二模有人猜想:“浸没在液体中的固体所受的浮力大小可能跟固体的形状有关”,请设计一个实验验证猜想是否正确。要求:写出实验所需的器材和实验步骤,并画出实验数据记录表格。【能力提升】一、单项选择题1.如图5所示,一个棱长为10 cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为 5 N,下表面受到液体的压力F2为13 N。下列说法中正确的是(g取10 N/kg)()图5A.正方体受到的浮力为13 NB.液体的密度为0.8103 kg/m3C.正方体上表面所处的深度为5 cmD.液体对正方体下表面的压强为2.6103 Pa2.2020门头沟二模甲、乙两只完全相同的杯子盛有密度和体积都不同的盐水,将同一个小球先后放入两杯中,当小球在盐水中静止时两杯中的液面相平,如图6所示,则下列结论中正确的是()图6A.小球在甲杯中受到盐水的浮力大于在乙杯中受到的浮力B.小球在甲杯中受到盐水的浮力小于在乙杯中受到的浮力C.甲杯中盐水对杯底的压强大于乙杯中盐水对杯底的压强D.图中,甲杯对水平桌面的压强等于乙杯对水平桌面的压强3.2021海淀二模甲、乙两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,容器内盛有不同种类的液体。将完全相同的实心物块A、B分别用一根质量不计的细线拉住并浸没在两液体中,A、B均不与容器接触,此时甲、乙两容器中液面相平,如图7所示。已知细线对物块A、B的拉力大小相等且不为零,下列判断中正确的是()图7A.物块A受到的浮力小于物块B受到的浮力B.物块的密度大于两种液体密度之和的一半C.剪断两根细线,物块都静止时,甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力D.剪断两根细线,物块都静止时,甲容器底所受液体压强大于乙容器底所受液体压强二、实验解答题4.2020海淀二模为了验证浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关,某同学选用如图8所示的圆柱体,利用弹簧测力计和装有适量水和酒精(已知水>酒精)的烧杯进行实验。图8(1)以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整:将圆柱体悬挂在弹簧测力计下,静止时记录弹簧测力计的示数为F1;将圆柱体全部浸入水中,圆柱体不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数为F2; ,静止时记录弹簧测力计的示数为F3。(2)由F1-F2 (选填“>”或“<”)F1-F3,可以验证“浸没在液体中的物体所受浮力大小跟液体的密度有关”这一结论。5.2021顺义二模为了验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体浸入水中的深度无关”,选用如图9所示的长方体A(ab、cd为长方体中线标记线,A>水)、弹簧测力计和装有适量水的烧杯进行实验。图9(1)以下部分实验步骤,请你补充完整:将长方体悬挂在弹簧测力计下,静止时记录弹簧测力计的示数为F1(如图甲所示)。将长方体竖放浸入水中,静止时水面与标记线ab重合,记录弹簧测力计的示数为F2(如图乙所示)。 ,记录弹簧测力计的示数为F3。(2)本实验需要控制不变。(3)由F1-F2 (选填“=”或“”)F1-F3,可以验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体浸入水中的深度无关”。6.2021昌平二模某同学认为:浮力的大小跟浸在水中的物体的密度有关。实验室有满足实验要求的弹簧测力计、体积相同的实心铝块和铁块(各2块,铁和铝密度已知)、盛有适量水的烧杯、细线等,请你利用上述器材,设计一个实验来检验这位同学的想法是否正确,并完成下列实验过程。(1)将已系好细线的一块铝块悬挂在已调好的弹簧测力计挂钩上,保持弹簧测力计竖直,当铝块静止时,读出弹簧测力计的示数F1,将数据记录在表格中。(2) ,读出弹簧测力计的示数F2,将数据记录在表格中。(3)将已系好细线的悬挂在弹簧测力计挂钩上,保持弹簧测力计竖直,当被测物体静止时,读出弹簧测力计的示数F3,将数据记录在表格中。(4)仿照步骤(2)读出弹簧测力计的示数F4,将数据记录在表格中。(5)如果F1-F2=F3-F4,说明浮力大小跟浸在水中的物体的密度(选填“有关”或“无关”)。7.2021朝阳一模在学习浮力的知识时,小阳观察生活现象发现:浸没在水中的木块松手后会上浮,而浸没在水中的石块松手后会下沉;他由此猜想浸入液体中的物体所受浮力的大小跟物体的密度有关。请你利用弹簧测力计、烧杯、水和细线,并选用如图10所示的物体,设计实验验证小阳的猜想。写出实验步骤并画出实验数据记录表格。(铜=8.9103 kg/m3,铁=7.9103 kg/m3)图10参考答案【基础训练】1.D 物块未浸入水中时,物块重力等于弹簧测力计拉力,即G=F1,物块完全浸入水中时受到的浮力F浮=G-F2=F1-F2,物块排开水的重力G排=F3-F4,由阿基米德原理可知F1-F2=F3-F4,G=F1=F3-F4+F2,故A、B错误。若物块触底,设物块受到容器底部的支持力为F支,则G-F2=F浮+F支,即F1-F2=F浮+F支,F1=F2+F3-F4+F支,即F1>F2+F3-F4,故C错误。若开始时杯中水没到溢水口,则测得的排开水的重力会偏小,则F3-F4<F1-F2,即F1>F2+F3-F4,故D正确。2.C3.C 鸡蛋在清水中沉底时受到浮力作用,故A错误。鸡蛋所受重力不变,向水中加盐增大了液体的密度,由F浮=液gV排可知,鸡蛋受到的浮力增大,大于其受到的重力,故B错误,C正确。根据物体的浮沉条件可知,当鸡蛋漂浮在液面上时,鸡蛋受到盐水的作用力即浮力等于鸡蛋受到的重力,故D错误。4.浮力排开水(或液体)的重力丙甲乙丁 通过甲、乙两次实验可以测量出石块浸没在水(或液体)中时受到的浮力。通过丙、丁两次实验可以测量出石块浸没在水(或液体)中时排开水(或液体)的重力大小。5.(1)(2)c.将挂在弹簧测力计下的铝块浸没在酒精中,不碰烧杯d.G-F (1)探究猜想时,根据控制变量法可知,实验时应只改变物体浸入液体的深度h,而需要控制不变的物理量有:浸在液体中的体积V浸、液体的密度液、物体的密度物。6.(1)铝块所受重力G(2)水的体积(4)V-V0G-F(5)如表所示V0/m3V/m3(V-V0)/m3G/NF/N(G-F)/N7.器材:水槽、水、弹簧测力计、橡皮泥、细线步骤:向水槽中倒入适量的水,弹簧测力计调零;用细线将橡皮泥挂在弹簧测力计下,测出橡皮泥重力为G,将数据记录在表格中;将挂在弹簧测力计下的橡皮泥浸没在水中,读出弹簧测力计示数,将数据记录在表格中;改变橡皮泥形状后重复步骤,读出弹簧测力计示数,将数据记录在表格中;根据F浮=G-F示算出F浮,将数据记录在表格中,分析数据得出结论。实验数据记录表格:形状G/NF示/NF浮/N【能力提升】1.B 物体上表面和下表面受到液体的压力差即为浮力,则正方体受到的浮力F浮=F2-F1=13 N-5 N=8 N,故A错误。根据阿基米德原理F浮=液gV排,液体的密度液=F浮gV排=F浮gV物=8N10N/kg(0.1m)3=0.8103 kg/m3,故B正确。液体对正方体上表面的压强p1=F1S=5N(0.1m)2=500 Pa,根据p=液gh可知,正方体上表面所处的深度h1=p1液g=500Pa0.8103 kg/m310N/kg=0.062 5 m=6.25 cm,故C错误。液体对正方体下表面的压强p2=F2S=13N(0.1m)2=1.3103 Pa,故D错误。2.C 由图可知,当同一小球在甲、乙两杯盐水中静止时,在甲杯中漂浮,则甲杯中盐水密度大于球的密度,即甲>球,小球在甲杯中受到的盐水浮力等于自身重力,即F浮甲=G球;在乙杯中悬浮,则乙杯中盐水密度等于球的密度,即乙=球,小球在乙杯中受到的盐水浮力等于自身重力,即F浮乙=G球。所以甲>乙,F浮甲=F浮乙,故A、B错误。由题可知,当同一小球在盐水中静止时两杯中的液面相平,即h甲=h乙,则根据液体压强公式p=液gh可知,因甲>乙,所以甲杯中盐水对杯底的压强大于乙杯中盐水对杯底的压强,故C正确。杯子对水平桌面的压力等于杯子、杯中盐水和小球的总重力,即F=G杯+G液+G球;由图可知,甲杯中盐水的体积大于乙杯中盐水的体积,即V甲>V乙,因为甲>乙,则根据G=mg=Vg可知,G甲>G乙;因甲、乙两杯完全相同,则两杯重力、底面积相同;所以甲杯对水平桌面的压力大于乙杯对水平桌面的压力;根据压强公式p=FS可知,甲杯对水平桌面的压强大于乙杯对水平桌面的压强,故D错误。3.D 由题知,细线对物块A、B的拉力大小相等且不为零,设细线对物块A和B的拉力大小均为F,两完全相同的实心物块A和B的重力均为G、密度均为、体积均为V。由图可知,物块A受到的浮力为F浮A=F+G,物块B受到的浮力为F浮B=G-F,所以F浮A>F浮B,故A错误。因为A、B浸没在液体中,由图可知,乙<<甲;由以上分析可知,F浮A+F浮B=F+G+G-F=2G,由阿基米德原理可得F浮A+F浮B=甲gV+乙gV,所以有甲gV+乙gV=2G=2gV,可得=甲+乙2,故B错误。因为两容器相同,A、B两物块相同,放入物块后两液面等高,所以两液体体积相同,因为甲>乙,所以甲液体质量大、重力大;剪断两根细线,物块都静止时,甲容器对桌面的压力F甲=G液甲+G+G容,乙容器对桌面的压力F乙=G液乙+G+G容,则由以上分析可知,F甲>F乙,即甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,故C错误。因乙<<甲,则剪断两根细线,物块 A将漂浮、物块B将沉底,物块A所受的浮力F浮A=G,由于力的作用是相互的,甲容器底所受液体压强p甲=G液甲+F浮AS容=G液甲+VgS容,物块B沉底,所受浮力大小不变,则乙容器底所受液体压强p乙=G液乙+F浮BS容=G液乙+乙VgS容,因为G液甲>G液乙,>乙,则p甲>p乙,即甲容器底所受液体压强大于乙容器底所受液体压强,故D正确。4.(1)将圆柱体全部浸入酒精中,圆柱体不接触容器(2)> (2)由步骤可知,浸没在水中的圆柱体所受的浮力大小为F浮水=F1-F2,由步骤可知,浸没在酒精中的圆柱体所受的浮力大小为F浮酒精=F1-F3,已知水>酒精,根据阿基米德原理F浮=液gV排可知,F浮水>F浮酒精,即F1-F2>F1-F3。5.(1)将长方体横放浸入水中,静止时水面与标记线cd重合(2)长方体排开水的体积(3)= (3)ab、cd为长方体中线标记线,长方体竖放浸入水中,静止时水面与标记线ab重合,长方体所受浮力F浮=F1-F2;长方体横放浸入水中,静止时水面与标记线cd重合,长方体所受浮力F浮=F1-F3;两次操作中长方体排开水的体积相同,而浸在水中的深度不同,若F1-F2=F1-F3,即两次操作中长方体所受浮力不变,则可以验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体浸入水中的深度无关”。6.(2)继续用弹簧测力计竖直提着铝块,将铝块浸没在烧杯的水中,铝块不与烧杯接触,当铝块静止时(3)一块铁块(5)无关 (5)根据称重法可知,铝块受到的浮力F浮铝=F1-F2,铁块受到的浮力F浮铁=F3-F4,如果F1-F2=F3-F4,则F浮铝=F浮铁,可说明浮力大小跟浸在水中的物体的密度无关。7.实验步骤:用细线拴住实心铁块B并悬挂在弹簧测力计下,静止时测出实心铁块B的重力,记录实心铁块B的重力G及铁块的密度。将实心铁块B浸没在水中且不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数F。用细线拴住实心铜块C并悬挂在弹簧测力计下,静止时测出实心铜块C的重力,记录实心铜块C的重力G及铜块的密度。将实心铜块C浸没在水中且不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数F。根据公式F浮=G-F分别计算并记录物体受到的浮力。实验数据记录表格:/(kgm-3)G/NF/NF浮/N