中考物理专题11 浮力-2020年中考物理一轮复习讲练(解析版).doc
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1、专题11 浮力讲和练1.了解:浮力产生的原理。2.会:进行浮力的相关计算。3.理解:影响浮力大小的因素;用排水量法计算沉浮问题。4.掌握:阿基米德原理;浮力相关计算;影响浮力大小因素的实验探究。5.认识:浮力在生活中的应用。1.(2019武威)2018年4月20日,我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”首次下潜(如图所示)。潜水器在水面下匀速下潜过程中(假定海水的密度不变),受到的浮力_(选填“变大”、“不变”或“变小”),潜水器下表面受到的压强_(选填“变大”、“不变”或“变小”)。【答案】不变;变大。【解析】(1)潜水器在水面下匀速下潜,海水的密度不变,潜水器浸没在水中,其排开水的体积不变,根
2、据F浮=液gV排可知,潜水器受到的浮力不变。(2)由于潜水器在水中的深度逐渐增加,所以根据公式p=gh可知,潜水器受到的压强增大。故答案为:不变;变大。2.(2019河南)渔民出海捕捞,常常满舱而归。在平静的海面上,一艘空船受到的浮力是F1,装满鱼后受到的浮力是F2,则F1_F2(选填“”、“”或“=”)。渔船编队在某个海域捕捞时,渔民用特定频率的电台通信是利用_传递信息。【答案】;电磁波。【解析】根据漂浮条件,得F1=G空,F2=G满,因为G空G满,所以得F1”“”或“=”);若水温升高,石块将(选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)。【答案】,上浮。【解析】考查受力分析,浮力的大小变化,属于
3、中等题。由于悬浮两者处于平衡状态,对气球和石块整体做受力分析,可得总重力=气球受到的浮力+石块受到的浮力,所以F浮G总;水温升高,气球热胀,体积变大,根据阿基米德原理,可知气球受到的浮力增加,整体受到的浮力大于总重力,整体一起上浮。6.(2019贵港)三块完全相同的冰块分别漂浮在甲、乙、丙三种不同液体中,这三种液体的密度分别为甲、乙、丙。当冰块熔化后,甲液体液面高度不变,乙液体液面高度升高,丙液体液面高度降低。下列关系正确的是( )。A甲乙丙 B丙甲乙 C丙乙甲 D乙丙甲【答案】B。【解析】根据漂浮条件得,则在三种液体中,分别得、。当冰块熔化成水后,质量保持不变,则对甲液体有,因为甲液体液面高
4、度不变,即有,所以;同理,对乙液体有,因为乙液体液面高度升高,即有,所以;对丙液体有,因为丙液体液面高度下降,即有,所以;综上得丙甲乙,故应选B。7.(2019武威)2018年4月20日,我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”首次下潜(如图所示)。潜水器在水面下匀速下潜过程中(假定海水的密度不变),受到的浮力_(选填“变大”、“不变”或“变小”),潜水器下表面受到的压强_(选填“变大”、“不变”或“变小”)。【答案】不变;变大。【解析】(1)潜水器在水面下匀速下潜,海水的密度不变,潜水器浸没在水中,其排开水的体积不变,根据F浮=液gV排可知,潜水器受到的浮力不变。(2)由于潜水器在水中的深度逐渐增
5、加,所以根据公式p=gh可知,潜水器受到的压强增大。故答案为:不变;变大。8.(2019泸州)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( )。A.乙球的重力与它受到的浮力相等;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;D.甲、乙、丙三个球受到的浮力大小关系为【答案】AC。【解析】根据题意可知,乙球下方弹簧长度等于原长,则弹簧对乙球没有作用力;观察如图情况可知,甲球下方弹簧长度大于原长,则弹簧对甲球有向下的拉力F拉;丙球
6、下方弹簧长度小于原长,则弹簧对丙球有向上的支持力F支;由题知,三个球处于静止,所以F甲=G甲+F拉,F乙=G乙,F丙=G丙-F支,比较可知,F甲G甲,F乙=G乙,F丙G丙,已知三个实心球体积相同,由于三个球浸没在同种液体中,则排开液体的体积相同,根据F浮=液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;根据重力公式可知,三个球的质量关系为:m甲m乙m丙;已知三个球的体积相同,根据=可知:甲乙丙;由上分析可知:AC正确,BD错误。故选:AC。一、浮力概念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
7、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。二、阿基米德原理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:;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)。三、物体沉浮的条件物体沉浮的条件1.前提
8、条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。2.示意图:重力与浮力的关系如图所示:如图所示,(1)当时,物体上浮;。当时,物体悬浮;。当时,物体下沉;。当(物体未完全浸没液体)时,物体漂浮;。3. 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)物体漂浮在密度为的液体中,若露出体积为物体总体积的,则物体密度为。(3) 悬浮与漂浮的比较:相同点: ;不同点:悬浮时,;漂浮时,。(4)判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较与G或比较与。(5)物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为的液体中,示数为F,则物体密度为:。(6)冰或冰
9、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。4.漂浮问题“五规律”:规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;规律二:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同;规律三: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;规律四: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;规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增大的浮力。浮力的利用1. 轮船(1)工作原理:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。排水量
10、:轮船满载时排开水的质量。单位是t,由排水量m 可计算出:排开液体的体积;排开液体的重力;轮船受到的浮力,轮船和货物共重。2. 潜水艇工作原理:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。3. 气球和飞艇工作原理:气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如:氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡,人们把气球发展成为飞艇。4. 密度计原理:利用物体的漂浮条件来进行工作。构造:下面的金属粒能使密度计直立在液体中。刻度:刻度线从上到下,对应的液体密度越来越大(上小下大)。考点一:浮力概念【经典例题】(2019天津)在底面积为S的薄壁柱形容器内注入适量的水,让空烧杯漂浮在水面
11、上,测出水的深度为h0,如图所示:再将一金属球放入烧杯中,此时烧杯仍漂浮在水面上,测出水的深为h1,最后将该金属球取出放入水中(空烧杯仍漂浮在水面上,待金属球沉底后测出水的深度为h2,已知水的密度为水,则( )。A.金属球的密度为;B.金属球的密度为;C.金属球沉底后,它对容器底的压力为;D.金属球沉底后,它对容器底的压力为【答案】AC。【解析】(1)当装有金属球的烧杯漂浮在盛有水的大容器的水面上,排开液体体积的增加量为V排=S(h1-h0),则由漂浮条件可得:G球=F浮=水V排g=水S(h1-h0)g,所以,m球=水S(h1-h0),金属球投入水中后沉底,则V球=V排=S(h2-h0),所以
12、,球=水;故A正确,B错误;(2)将该金属球取出放入水中后沉底,金属球受到的浮力:F浮=水V排g=水S(h2-h0)g,则它对容器底的压力:F=G球-F浮=水S(h1-h0)g-水S(h2-h0)g=水g(h1-h2)S;故C正确,D错误。故选AC。【点睛】(1)金属球放入烧杯中,根据排开的液体体积增加量,利用阿基米德原理求出金属球的重力G球=F浮,即可求其质量;将该金属球取出放入水中,此时排开的液体体积增加量,即为金属球的体积;最后即可根据=求出金属球的密度;(2)将该金属球取出放入水中,利用阿基米德原理求出金属球的浮力;它对容器底的压力F=G-F浮。本题考查阿基米德原理和物体漂浮条件的应用
13、。关键是根据题目提供条件求出排开的液体体积。【趁热打铁】1(2019湖州)放有适量水的烧杯置于水平桌面上。将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力,木块开始上浮,如图所示,最后漂浮,且有五分之二体积露出水面。下列叙述中,错误的是( )。A.在露出水面之前,木块所受浮力不变;B.在露出水面之前,木块所受浮力大于木块的重力;C.木块在浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强相等;D.木块的密度为克/厘米【答案】C。【解析】A、木块上浮过程中,露出水面前,水密度一定,排开水的体积不变,根据公式F浮=水gV排可知,木块所受浮力不变;故A正确;B、在露出水面之前,木块处于上浮过程中,根据浮沉条件可知:木块所受
14、浮力大于木块的重力;故B正确;C、因木块浸没时排开水的体积大于木块漂浮时排开水的体积,所以,木块浸没时水的深度大于木块漂浮时水的深度,则根据p=水gh可知,木块浸没时水对烧杯底的压强较大;故C错误;D、木块最后漂浮,且有五分之二体积露出水面,则根据漂浮条件可得:F浮=G木;结合阿基米德原理和重力公式可得:水gV排=木gV木,所以,木=水=1.0g/cm3=0.6g/cm3;故D正确。故选C。【点睛】(1)根据公式F浮=水gV排可分析木块上浮过程中,露出水面前受到的浮力变化;(2)根据p=水gh,通过分析排开水的体积的变化得出水的深度的变化,进而得出压强的大小变化;(3)木块漂浮,浮力等于重力,
15、利用密度公式和阿基米德原理列出等式即可木块的密度。此题考查浮力的大小计算、物体浮沉条件的应用,关键是浮力公式和液体压强公式的应用,题目难度适中,适合学生训练,属于中档题。2.(2019遂宁)如图所示,水平桌面上三个完全相同的容器内装有适量的水,将A、BC三个体积相同的小球分别放入容器内,待小球静止后,A漂浮、B悬浮、C沉底,此时三个容器内水面高度相同。下列判断正确的是( )。A.容器底部受到水的压强关系:;B.小球受到的浮力关系:;C.容器对桌面的压力关系:; D.小球的质量关系:【答案】A。【解析】由题知,A、B、C三个小球的体积相同;A、小球静止时,三个容器内水面高度相同,即h相同,水的密
16、度一定,根据p=gh可知,容器底受到水的压强关系为p甲=p乙=p丙,故A正确;B、由图可知,A、B、C三个小球排开水的体积关系为VA排VB排=VC排,根据F浮=液gV排可知,浮力的大小关系为:FAFB=FC,故B错误;C、A球在甲容器中漂浮,所以FA=GA;根据阿基米德原理有FA=GA排,所以GA=GA排(即A球的重等于A排开水的重);B球在乙容器中悬浮,所以FB=GB;根据阿基米德原理有FB=GB排,所以GB=GB排(即B球的重等于B排开水的重);上面的关系式可理解为AB两球的重分别补充了所缺少水的重,由于甲乙容器内水面相平,则甲乙容器内水和小球的总重相等;甲乙两容器完全相同,则两容器的重相
17、等,故甲乙容器的总重相等,甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力,即F甲=F乙;而C球在丙容器中沉底,所以GCFC,根据阿基米德原理有FC=GC排,所以GCGC排,即C球的重大于C排开水的重;故丙容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,即F乙F丙。综上分析可知,三个容器对桌面压力关系为F甲=F乙F丙,故C错误;D、由图可知,A漂浮,B悬浮,C下沉,则由浮沉条件可知:GA=FA,GB=FB,GCFC,由于FAFB=FC,则GAGBGC;所以,mAmBmC,故D错误。故选A。【点睛】(1)利用p=gh判断容器底受到水的压强关系;(2)由图得出A、B、C三个小球排开水的体积关系,根据阿基米德原理即
18、可判断物体受到的浮力大小关系;(3)根据物体浮沉条件、结合阿基米德原理判断三个小球重力与排开水的重力关系,然后根据容器对桌面的压力等于杯内水、小球和容器的重力之和比较三个容器对桌面压力关系;(4)根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于物体排开液体的重力,即可得出质量关系。此题考查阿基米德原理、液体压强公式和密度公式的应用等,是一道综合性较强的题目。3.(2019邵阳)潜入海底观光是人们现代旅游休闲方式之一。某潜水爱好者从水下2m深继续下潜的过程中,他受到的浮力和海水对他的压强变化的情况分别是(不考虑海水的密度变化)( )。A浮力逐渐变大,压强不变;B浮力逐渐变大,压强逐渐变大;C浮力不变,压
19、强逐渐变大;D浮力逐渐变小,压强逐渐变大【答案】C。【解析】他在水面下不断下潜的过程中,海水的密度海水不变,由于排开海水的体积不变,根据F浮海水V排g可知,他受到的浮力不变,故ABD错误;由于所处的深度逐渐变大,根据p海水gh可知,他受到的海水的压强逐渐变大,故C正确;故选C。【点睛】某潜水爱好者在水面下不断下潜的过程中,排开海水的体积不变、所处深度变大,但海水的密度不变,利用阿基米德原理的推导公式F浮液V排g和液体压强公式p液gh分析判断。4(2019苏州)2019年4月23日,中国人民海军成立70周年阅兵仪式在黄海举行。(1)两并排行驶的舰艇编队间距较远(如图所示),这是因为若靠得过近,彼
20、此间海水流速会很大,导致压强很_,压力差会使舰艇发生碰撞;(2)在仪式上,我国研制的新型核潜艇浮出水面接受检阅,它是通过减小所受_(选填“重力”或“浮力”)实现上浮的;(3)901综合补给舰也一起亮相,该舰的满载排水量约为40000t,它满载时所受的浮力约为_N。(g=10N/kg)【答案】小;重力;4108。【解析】(1)流体的流速越大,流体的压强越小;若两并排行驶的舰艇靠得过近,彼此间海水流速会很大,导致舰艇间的压强很小,向内的压力差会使舰艇发生碰撞,所以两并排行驶的舰艇编队间距较远。(2)潜水艇是靠改变自身的重来完成上浮或下潜的;当核潜艇浸没在水中时,排开水的体积不变,浮力不变,减小自身
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