2022年中考物理毕业班二轮热点题型归纳与变式演练专题13 浮力综合(解析版).pdf
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1、 1 / 43原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司专题专题 13 浮力综合(解析版)浮力综合(解析版)目录一、热点题型归纳.【题型一】 浮力的产生原因.【题型二】 阿基米德原理的应用.【题型三】 浮力的应用.【题型四】 物体沉浮条件及其应用.【题型五】 探究影响浮力大小因素实验.二、最新模考题组练.【题型一题型一】 浮力的产生原因浮力的产生原因【典例分析典例分析】浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫做 。如图是浸没在液体中的长方体,液体对它向上的压力 F2 液体对它向下的压力 F1(选填“”、“”或“”)。【答案】浮力;。【分析】
2、浮力产生的实质:浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差就是物体受到的浮力。【解答】解:浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力;考百分 2 / 43原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司据相同深度液体向各个方向的压强相等的特点可知,长方体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,即可以相互抵消掉;而长方体上、下表面所受的压力是不同的,下表面深度为 h2,上表面所处的深度为h1。则上表面受到的压强为 p1液gh1,根据 p可得,受到的压力为 F1p1S液gh1S;下表面受到
3、的压强为 p2液gh2,根据 p可得,受到的压力为 F2p2S液gh2S;因为 h2h1。所以 F2F1。故答案为:浮力;。【提分秘籍提分秘籍】浮力产生的原因:(1)浮力:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体竖直向上的托力叫做浮力;(2)浮力的产生原因:物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力;(3)浮力方向:竖直向上,施力物体是液(气)体。【变式演练变式演练】1下列物体中,不受浮力作用的是()A在水中下沉的铁块B在水中的桥墩C浮在水面上的轮船D空中上升的气球【答案】B。【分析】浸在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压
4、力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力;同考百分 3 / 43原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司理可知在气体中的物体也受到浮力的作用。【解答】解:ACD、在水中下沉的铁块、浮在水面上的轮船、空中上升的气球,都受到液体或气体向上的压力,由浮力的产生原因可知,它们都受到浮力作用,故 ACD 不符合题意;B、桥墩由于底面埋在地下,其底面不与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,则桥墩不受浮力作用,故 B 符合题意;故选:B。2与物理教学研讨会上,王老师用自制教具演示了如下实验:将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球(直径略大于
5、瓶口直径)放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止(如图),然后用手堵住瓶口,一会儿乒乓球浮起来了,以下分析正确的是()A图中乒乓球静止时没有受到浮力作用B图中乒乓球静止时受到的支持力与受到的重力平衡C乒乓球上浮过程中,受到的浮力等于受到的重力D乒乓球上浮过程中,受到的浮力始终不变【答案】A。【分析】A、根据浮力产生的原因进行分析;B、乒乓球静止时受到水的压力、重力和支持力作用,在这几个力的作用下处于静止状态;CD、浮力大于重力,物体上浮;根据阿基米德原理判断浮力的变化情况。【解答】解:A、图中乒乓球静止时,虽然有少量水从瓶口流出,但乒乓球下表面没有考百分 4 / 43原创原创精
6、品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司受到水的压力,所以不受浮力作用,A 正确;B、乒乓球静止时,受重力、水的压力和支持力,在这三个力的作用下处于平衡状态,B 错误;CD、乒乓球上浮过程中,露出水面之前受到的浮力大于重力;露出水面的过程中,重力不变,浮力减小,当乒乓球漂浮时浮力等于重力。故 CD 错误。故选:A。3浸没在水中的长方体金属块,上、下表面受到水的压力分别为 2N、10N,该金属块受到的浮力为 N,金属块的体积为 m3若上表面距离水面的深度为 0.4m,现用 3N的力把金属块提升 0.1m,则此力对物体做的功为 J,此时金属块受到的浮
7、力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)(水1.0103kg/m3,g 取 10N/kg)。【答案】8;8104;0.3;不变。【分析】(1)浮力产生的原因:物体上下表面所受液体的压力之差,据此计算该金属块受到的浮力;(2)金属块浸没在水中,则金属块的体积等于排开水的体积;已知浮力大小,根据 F浮液gV排求出物体排开水的体积,可得到金属块的体积;(3)根据 WFs 计算该力对物体做的功;(4)原来金属块的上表面距离水面的深度为 0.4m,把金属块提升 0.1m,金属块未露出水面,根据阿基米德原理判断浮力的大小变化。【解答】解:(1)由浮力的产生原因可知,该金属块受到的浮力为:F浮F下F上10
8、N2N8N;(2)金属块浸没在水中,由阿基米德原理 F浮水gV排可得金属块的体积:V金V排8104m3;(3)用 3N 的力把金属块提升 0.1m,则此力对物体做的功:WFs3N0.1m0.3J;考百分 5 / 43原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司(4)原来金属块的上表面距离水面的深度为 0.4m,把金属块提升 0.1m,金属块未露出水面,其排开水的体积不变,根据公式 F浮水gV排可知,金属块受到的浮力大小不变。故答案为:8;8104;0.3;不变。【题型二题型二】 阿基米德原理的应用阿基米德原理的应用【典例分析典例分析】(20
9、21娄底)一个长方体木块通过细线与空杯底部相连,先置于空杯的底部(不粘连),如图甲所示;再缓慢注入水,使得木块上浮,最终停留在水中,如图乙所示。已知木块所受浮力的大小随杯中水的深度变化如图丙所示,可知在图象的AB 段,细线 (选填“有”或“没有”)拉力,可求出木块的密度为 kg/m3。(水的密度 1.0103kg/m3;g10N/kg)【答案】没有;0.8103。【分析】由题意知,缓慢注入水的过程,水深增大,木块浸入水中体积逐渐增大,受浮力增大;当木块受浮力增大到等于其重力时,木块漂浮,此时细线未拉直,木块随水深增大上升,浮力不变;当细线拉直后,随水深增大,木块浸入水中体积增大,浮力增大;当木
10、块浸没水中后,水深增大,木块排开水的体积不变,浮力不变。由图象知,AB 段木块漂浮,由漂浮条件可得木块重力;CD 段木块浸没,由阿基米德原理计算木块体积;根据重力和密度公式计算木块密度。【解答】解:经分析,由图象知,AB 段木块漂浮,漂浮时木块受到的浮力等于重力,此过程中,细线未拉直,所以细线对木块没有拉力,木块的重力:GF浮1.6N;CD 段木块浸没,此时木块受到的浮力:F浮2N,考百分 6 / 43原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司根据阿基米德原理可得,木块的体积:VV排2104m3,根据 Gmg 和 可得,木块密度:木0.8
11、103kg/m3。故答案为:没有;0.8103。【提分秘籍提分秘籍】阿基米德原理的应用:(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:;gVGF排液排浮(3)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(4)适用条件:液体(或气体)。【变式演练变式演练】1(2021南通)如图,把小石块挂在弹簧测力计上,示数为 2.5N,再将石块浸没在盐水中,示数变为 1.5N,利用以上信息能求解的物理量是()A石块的体积B排开盐水的重考百分 7 / 43原创原创精品资源学科网独家享有版
12、权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司C石块的密度D盐水的密度【答案】B。【分析】把小石块挂在弹簧测力计上,示数为 2.5N,则石块的重力为 2.5N,再将石块浸没在盐水中,示数变为 1.5N,根据称重法可知石块所受浮力;据阿基米德原理可知排开盐水的重力。【解答】解:把小石块挂在弹簧测力计上,示数为 2.5N,则石块的重力为 2.5N,再将石块浸没在盐水中,示数变为 1.5N,根据称重法可知石块所受浮力 F浮GF示2.5N1.5N1N;根据阿基米德原理可知排开盐水的重 G排F浮1N。由于条件有限,无法计算石块的体积、密度和盐水的密度。故选:B。2(2021常州)20
13、21 年 3 月 23 日,巴拿马籍大型货轮“长赐号”在苏伊士运河搁浅,如图甲所示。2829 日,海水涨潮、运河水位持续上升,28 日“长赐号”仍处于搁浅状态,29 日“长赐号“脱离运河河底,随着水位上升船身逐渐升高,最终如图乙所示。2829 日,海水涨潮、运河水位持续上升过程中,“长赐号”受到的浮力()A一直变大B先变大后不变C一直不变D先不变后变大【答案】B。【分析】根据阿基米德原理 F浮gV排可知,浮力的大小与液体的密度和排开的液体的体积有关;据此分析涨潮时长赐号脱离运河河底前和脱离运河河底后排开水的体积变化,根据阿基米德原理分析浮力大小的变化。【解答】解:图甲中“长赐号”搁浅时受力平衡
14、,受到三个力的作用:竖直向下的重力、竖直向上的支持力和浮力,则受到的浮力小于重力;考百分 8 / 43原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司随着水位上升,在“长赐号“脱离运河河底漂浮前的过程中,长赐号排开的水的体积逐渐变大,根据阿基米德原理 F浮gV排可知,受到的浮力逐渐变大;图乙中“长赐号“漂浮后,随着水位继续上升的过程中,船身逐渐升高,但排开水的体积不变,受到的浮力不变。故选:B。3如图所示,将悬挂在弹簧测力计上的实心铝球浸没在装满水的溢水杯中,铝球静止时,弹簧测力计的示数为 3.4N,已知水的密度 水1.0103kg/m3,铝的
15、密度 铝2.7103kg/m3,则铝球的体积为 m3,铝球浸没在水中时所受到的浮力为 N。【答案】2104;2。【分析】实心铝球浸没在水中静止时,铝球的体积等于排开水的体积,利用阿基米德原理表示出铝球受到的浮力,利用 GmgVg 表示出重力,根据铝球的重力等于浮力加上拉力可求出铝球的体积,最后根据阿基米德原理求铝球受到的浮力。【解答】解:实心铝球浸没在水中静止时,则铝球排开水的体积:V排V球;铝球受到的浮力:F浮水gV排水gV球;实心铝球的重力:Gmg铝gV球;由于铝球受力平衡,则:GF浮+F拉,铝gV球水gV球+F拉,即:2.7103kg/m310N/kgV球1103kg/m310N/kgV
16、球+3.4N,考百分 9 / 43原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司铝球的体积:V球V排2104m3;所以,铝球受到的浮力:F浮水gV球1.0103kg/m310N/kg2104m32N。故答案为:2104;2。【题型三题型三】 浮力的应用浮力的应用【典例分析典例分析】旅游景区的“热气球”升空是利用了空气产生的 ;民航客机起飞,是利用机翼上、下表面空气流速不同而产生的 。(两空均选填“升力”或“浮力”)【答案】浮力;升力。【分析】浸在气体中的物体受到气体的浮力的作用;在流体中,流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。【解答
17、】解:旅游景区的“热气球”升空是由于气球受到了空气的浮力的作用,当浮力大于气球的重力时,气球就会升空;飞机的机翼上方突起,下方平直。这样的结构决定了当飞机启动后,机翼上方空气流速快,空气压强小,空气压力方向向下;机翼下方空气流速慢,空气压强大,空气压力方向向上。两个压力形成一个向上的合力,这个合力就是升力,当合力达到一定程度后,飞机就可以腾空而起。故答案为:浮力;升力。【提分秘籍提分秘籍】浮力的利用:(1)调节浮力的大小:采用“空心”增大体积,从而增大浮力,使物体能漂浮在液面上;(2)轮船采用了把它做成空心的办法,使它能够排开更多的水,增大浮力,使轮船能漂浮在水面上;(3)潜水艇:潜水艇的下潜
18、和上浮是靠改变自身重来实现的;(4)气球和气艇:气球和飞艇,体内充有密度小于空气的气体(氢气、氦气、热空气),从浮力与重力的大小关系来解释气球升空;(5)密度计是利用物体浮在液面的条件来工作的。考百分 10 / 43原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司汤圆刚放入水中时,汤圆受到的浮力小于重力;汤圆煮熟时,它的体积增大,浮力也随之增大。【变式演练变式演练】1下列设备和器材中,利用浮力的是()A抽水机B气压计C潜水艇D铅垂线【答案】C。【分析】浸在液体和气体中的物体受到竖直向上的浮力。【解答】解:A、抽水机是利用大气压工作的,与浮力无关
19、,故 A 不符合题意;B、气压计是测量大气压的仪器,与浮力无关,故 B 不符合题意;C、潜水艇是靠改变自身的重力来实现浮沉,利用了浮力,故 C 符合题意;D、铅垂线是利用重力方向始终竖直向下的原理制成的,故 D 不符合题意。故选:C。2如图所示,是一位先生巧用物理知识借助气球将帽子送给楼上女士的情景。此过程中应用的关键知识是()A惯性B浮力C动能D效率【答案】B。【分析】浸没在空气中的物体受到空气对它的浮力,将帽子送给楼上,是因为气球和帽子在空气中受到空气的浮力大于气球和帽子的重力,使帽子能上升。【解答】解:空气对气球和帽子有浮力作用,当气球和帽子受到的浮力大于气球和帽子的自身重力时,帽子随气
20、球一起上升到楼上。考百分 11 / 43原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司故选:B。3我国首艘国产航母的长度 315m,宽度 75m,吃水约 10.5m,2018 年 5 月 13 日离港海试。航母静止在海面上时所受海水的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力,其水下部分距海面深 9m 处承受海水产生的压强为 Pa(海水1.03103kg/m3,g 取 10N/kg)【答案】等于;9.27104。【分析】根据物体浮沉条件分析当航母漂浮在水面上时,其受到的浮力与重力的关系;由液体压强公式计算距海面深 9m 处承受海水产生的压强
21、。【解答】解:根据物体浮沉条件可知,航母静止在海面上时(漂浮),其受到的浮力等于它受到的重力;距海面深 9m 处承受海水产生的压强:pgh1.03103kg/m310N/kg9m9.27104Pa。故答案为:等于;9.27104。【题型四题型四】 物体沉浮条件及其应用物体沉浮条件及其应用【典例分析典例分析】(2021兴安盟)如图甲所示,底面积 S 为 25cm2的圆柱形平底容器内装有适量的未知液体,将容器放入水中处于直立漂浮状态,容器下表面所处深度h110cm,该容器受到的浮力是 N;如图乙所示,从容器中取出 100cm3的液体后,当容器下表面所处深度 h26.8cm 时,该容器仍处于直立漂浮
22、状态,则未知液体的密度是 kg/m3。(g 取 10N/kg)考百分 12 / 43原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司【答案】2.5;0.8103。【分析】(1)知道容器下表面深度和底面积求出容器排开水的体积,根据阿基米德原理求出容器受到的浮力。(2)根据减小的浮力等于减小的重力列出等式求解。【解答】解:(1)容器排开水的体积:V排Sh125cm210cm250cm32.5104m3,容器受到水的浮力为:F浮水gV排1.0103kg/m310N/kg2.5104m32.5N。(2)从容器中取出 100cm3的液体后,容器下表面所处
23、的深度 h26.8cm0.068m,容器减少的浮力为:F浮水gV排1.0103kg/m310N/kg2.5103m2(0.10.068)m0.8N。减小的浮力等于减小的重力,所以,F浮G液减0.8N,所以从容器中取出液体的质量为:m0.08kg80g,液体的密度为:0.8g/cm3。故答案为:2.5;0.8103。【提分秘籍提分秘籍】物体的浮沉条件及其应用:(1)前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。(2)物体在液体中的浮沉条件上浮:F浮G 悬浮:F浮=G 漂浮:F浮=G下沉:F浮G 沉底:F浮+N=G(3)如果被研究的物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下形式:物液,上浮
24、 物=液,悬浮 物液,下沉;考百分 13 / 43原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司(4)冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变;冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。漂浮问题的几个规律:规律 1:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;规律 2:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同;规律 3:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;规律 4:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;规律 5:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的
25、外力,外力等于液体对物体增大的浮力。【变式演练变式演练】1将同一个新鲜的鸡蛋分别浸入密度不同的甲、乙两杯盐水中,静止时的位置如图所示。则下列说法正确的是()A鸡蛋在乙杯中受到的浮力大B鸡蛋在甲、乙两杯中受到的浮力一样大C鸡蛋的密度大于甲杯中盐水的密度D鸡蛋的密度等于乙杯中盐水的密度【答案】B。【分析】(1)物体在液体中的浮沉条件:上浮时,F浮G;悬浮或漂浮时,F浮G;下沉时,F浮G;(2)物体浮沉情况与密度的关系:上浮、漂浮时,物液;下沉时,物液;悬浮时,物液。考百分 14 / 43原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!学科网(北京)股份有限公司学科网(北京)股份有限公司【解答】解:A
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