专题04浮力(解析版).docx
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1、专题04浮力【考向分析】备考过程中,首先要全面梳理基础知识,再根据重点考点(阿基米德定律、受力分析、年份题量分值考点201816阿基米德定律、浮沉条件、受力分析201916浮力的计算202017压强和浮力综合计算浮沉条件、液面升降问题),进行重点复习巩固,要围绕核心考点反复练习。 【中考考题】(2013杭州)将一冰块用细线拴住慢慢地浸入到酒精中,并保持悬置状态(如图),在冰 块浸入的过程中,台秤的读数将 增大(选填“增大”、“减小”或“不变”):在冰块熔 化过程中,容器内液面将 下降 (选填“上升”、“下降”或“不变”),台秤的读数将 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。(已知:冰的密
2、度为0.9X103kg/m3,酒精的 密度为0.8XI03kg/m3;整个过程中无液体溢出。)【解答】解:因为冰块浸入液体后,向下的重力与向上的浮力和拉力是一对平衡力,合力 为零,台秤示数变化与质量无关。是因为冰块对酒精的压力与酒精对冰块的浮力是相互 作用力,据阿基米德原理,冰块浸入的过程中,所受浮力增大,对酒精的压力也增大,所 以台秤的示数增大;在冰块熔化过程中,因为冰熔化成等质量的水后体积变小,所以容器内液面将下降,因 为分子之间有间隔,水分子运动到酒精分子的间隔中去了;或将冰块、酒精、杯子视为一 个整体,冰熔化前,该整体的重力由台秤和绳子共同承担,冰熔化后,绳子将不再有拉 力,该整体的重
3、力完全由台秤承担,由于该整体的重力不变,台秤承担的份额增加,所以 台秤的示数变大。故答案为:增大;下降;增大。1. (2018杭州)“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型 深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米3,空载时质量约为22吨,最大荷载240千 克。(1) “蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大?(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入多少立方米的水? (海水密度取L0X103千克/米3, g取io牛/千克)【解答】解:(1)蛟龙号”空载漂浮在水面时,根据漂浮条件可知潜艇受到浮力:D、两个相同烧杯中都装满水,里面的水的重力G水相
4、等,由于烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力,则放入物体后对桌面的压力变化为:F=G容器+G水+G球-G扑和G m =F浮,据此可得:F甲=6容浮+G水+G甲-G排甲=G容器+G水+G平- F甲;F乙=6容器+G水+G乙-G摔乙=G容港+G木+G乙-F乙;由于甲球下沉至容器底部,乙球漂浮,则G甲F甲;G.=F乙;所以F甲,F乙;故D正确。故选:D。13. (2019西湖区校级模拟)如图所示,A为木球,B为某种塑料球,C为铜球,三个球的 体积相同,且都静止在水中,则()A. A球受到的浮力最大,因为剪断细线,A球将上升B. B球受到的浮力最大,因为B球没入水中最深C. C球受到的浮力最小,因为剪
5、断细线,C球将下沉D.三球受到的浮力一样大,因为三球排开水的体积相同【解答】解.: A、剪断细线,A球将上升,说明A球受到的浮力大于重力,不能说明它受 到的浮力比其它球大,故A错误;B、浸没水中的物体,球受到的浮力与所处的深度无美,故B错误;C、剪断细线,C球下沉,说明C球受到的浮力小于重力,不能说明它受到的浮力比其它 球小,故C错误;D、由图可知三球全浸入水中,A, B, C球体积相同,排开水的体积相同,则受到水的浮 力相同,故D正确。故选:D。14. (2019西湖区校级模拟)一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛有水的烧杯上方离 水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图已给出整
6、个过程中弹簧测力计 的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的实验图象,则下列说法中错误的是()A.圆柱体的高度为4厘米B.圆柱体的重力为12牛C.圆柱体所受的最大浮力为8牛D.圆柱体的密度为3g/cn?【解答】解:A、由图象可知,圆柱体在刚浸没时,下表面所处的深度为h=7cm-3cm= 4cm=0.04m=4cm,因此I员I柱体的高度为4cm,故A正确:B、由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=12N.故B正确;C、由图象CD段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,则 圆柱体受到的最大浮力F浮=6 - F= 12
7、N - 4N = 8N.故C正确;D、图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力F=4N,则圆柱 体受到的浮力F浮=G - F=12N - 4N=8N。由F =p水gV得:., 浮8NI-4 3V 初一V)|=o=8 X 10 m ,P 水9 L0xl02g/m3xl0N/kg由公式G=mg可求出物体的质量m=L2kg,则圆柱体密度P物= = 8x;:%3 =L5X ICkg/n?.故D错误。故选:D。15. (2019杭州模拟)半潜船可用来运输超大型货物,空载时漂浮于海面(如图甲);装载 时需向船体水舱注水,船体重力增加,巨大的甲板下沉至海面以下(如图乙);待货物被 拖到甲
8、板上方时,排出水舱中的水,船体重力减小,甲板上浮至海面,完成货物装载(如 图丙)。以下图象能正确表示同一艘半潜船从图甲到图丙受到的浮力变化的是()【解答】解:据图可知,乙图中半载船排开水的体积最大,其次是丙图,甲图排开水的体 积最小,液体的密度是相同的,所以据F浮= pgV排可知,乙图中船受浮力最大,其次 是丙图,再次是甲图,即浮力大小关系是:F2F3Fi,从图甲到图丙受到的浮力变化先 变大、后变小。故A正确、BCD错。故选:A,(2019西湖区校级模拟)在水平桌面上有个盛有水的容器,木块用细线系住没入水中, 如图甲所示。将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且有:的体积露出水面,如图乙所示。卜.
9、列说法正确的是(A.该木块的密度为0.4Xkg/m3B.甲、乙两图中,水对容器底部的压强大小相等C.甲、乙两图中,木块受到水的浮力之比是5: 3D.甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比是3: 5【解答】解:A、图乙中木块漂浮,所以根据F尸p水gV排、G=nUp=9有:2P 水 g(1一耳)V=p 木 gV,则木块的密度:p木=慕 =薪水=彦x 1 X IO3kg/m3=O.6X IO3 kg/m3;故A错误;B、由题意知,甲图水的深度大于乙图水的深度,由p = p水gh可得,甲图中水对容器底 的压强大,故B错误;C、甲图中,浮力:F浮甲= p水gV,乙图中,F浮=pg (1 一5)V=g
10、p水gV,则木块受到水的浮力之比:F浮甲:F浮乙=5: 3,故C正确;劭水”D、由乙图知,木块的重力G = F浮乙=为水gV;甲图中,木块受重力、浮力和细绳的拉力作用,则拉力:F=F浮甲-6=水8丫一己)木8丫二2.P水gV;故F: F浮甲二5P尔gV: PKgV = 2: 5,故D错误;故选:Co(2019西湖区校级模拟)如图中两个相同容器都盛满水,甲中有一木块漂浮在水面。下列说法正确的是() 甲乙A.木块漂浮时所受的重力小于排开的水重B.木块线慢下压至浸没的过程中受到的浮力不变C.木块全部压入水中两容器底部受水的压力和压强都相等D.取出木块后两容器对水平桌面的压力和压强都相等【解答】解:A
11、、因为木块漂浮,所以F浮=G,由阿基米德原理可知:尸浮=6排,所以 木块漂浮时所受的重力等于排开的水重;故A错误;B、由阿基米德原理公式F浮p水gV拌可知,当液体密度一定时,V排越大F泞越大。由于木块缓慢卜.压至浸没的过程中,V推在增大,所以F浮在增大;故B错误;C、当木块全部压入水中时,虽然溢出了一代水,但左边容器中的水面高度仍然和右边的 水面高度相同,根据液体压强公式p=pgh可知两容器底部受到水的压强是相等的; 因为压强相等且两容器的底面积相等,根据F=pS可知,两容器底部受到水的压力相等; 故C正确;D、取出木块后,容器甲的总重力小于容器乙的总重力,即桌面受到的压力和压强都不相 等。故
12、D错误。故选:Co(2019西湖区校级模拟)如图所示,在木棍的下端粘一块橡皮泥,将它分别放入密度不 同的A、B、C三种液体中,它竖直在液体中的情况如图。则()A.木棍受到的浮力相同,B液体密度最大B.木棍受到的浮力相同,C液体的密度最大C.木棍在B液体中受到的浮力最大,C液体密度最大D.木棍在C液体中受到的浮力最大,B液体密度最大【解答】解:因为都是漂浮,木棍所受浮力都等于木棍重(浮力相等),所以C、D错误;._. 浮排,当F浮相同时,V川大的液体密度小,由图知C图中V外最小,所以C液体的密度最大, 选项A错误,B正确。故选:Bo二.填空题(共6小题)19. (2020富阳区模拟)小明为了探究
13、物体在水中不同深度所受浮力的变化情况,如右图所 示,将一挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器 底之前,分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计相应的示数F,实验数据如 下表(g=10牛/千克)(1)分析表中第6列到第7列数据,说明完全浸没的金属圆柱体受到的浮力与它所处的 深度 无 关:(选填“有”或“无”)次数1234567h(cm)024681012F(N)6.756.255.755.254.754.254.25(2)下图中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面所处的深度h关系的图象是Bo(3)分析表中实验数据,可以得出圆柱体的横截面积是21平方厘米。
14、【解答】解:(1)分析数据可以看出第1 -5次数据,物块在逐渐浸入水中,而第6、7次 则完全浸没,因此,从F的数据可看出,它所受的浮力与所处的深度无关;(2)在第1-5次数据中,F随h的增大而减小,而到第6、7次时,h增大,但F不再 变化,因此,图象中只有B符合题意;(3)第1次数据表时,物块的重力为6.75N,第6次的数据表时,物块完全浸没时的拉力为 4.25N,故 F j?=G - F 拉=6.75N - 4.25N=2.5N;根据浮力的公式,完全浸没时V=根据浮力的公式,完全浸没时V=250cm3;产浮=Z5NP水9 - 1.0xl03/c/m3xl0/V/从表中第6次的数据可知,此圆柱
15、体的高度10cm,故其横截面积S=( = *=25cm2。故答案为:(1)无;(2) B; (3) 25o(2019西湖区校级模拟)为了给立方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的 力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内,如图甲所示。工件的下底面与油面的距离 为h,力F与的大小关系如图乙所示。分析BC段:随着h的增大,工件所受的浮力大小 将 变大 (填“变大”、“变小”或“不变”);到D点时,物体受到的浮力是I000N【解答】解:根据浮力公式F浮排,随着h的增大,工件排开油的体积也随之增 大,所以,受到的浮力将变大;由图乙坐标系,可知道A是一次函数为y=kx+b上的一点,函数过(0, 0
16、.2)和(600, 0.5)两点,所以,函数为=5X104+0 2;当y=0时,解得x=-400;则a=400,它表示的量就是工件受到的重力,D点时,由 图可知 F 压=600N,贝ij F=G+F 压=400N+600N=1000N。故答案为:变大;1000。20. (2019西湖区校级模拟)如图甲所示,一个边长为10cm的立方体木块,下面用一段细 线与木块相连,细线另一端固定在容器底(容器高比细线与木块边长之和大得多)。现向 容器中慢慢加水,直到装满容器,如图乙所示。若细线中的拉力用F表示,容器中水的 深度用h表示,如图丙,该木块完全浸没在水中所受的浮力为及牛顿;分析图丙中OA 段,木块在
17、水中处F 平衡 状态:该木块的密度为().6X Ukg/nA (取lON/kg)【解答】解:(I)立方体木块的体积:V= (10cm) 3=1000cm3=lX 103m3;木块完全浸没在水中,则VYi=V=IX10Tm3;木块浸没在水中所受的浮力:F浮=8丫 h = I.0X1 03kg/m3X 1 ON/kgX 1 X 103m3 = 1 ON;(2)结合图丙可知,OA过程就是木块先静止在底部,水增加到一定程度时,水面缓慢上升到线刚好伸直,即整个过程中木块都受到平衡力的作用,处于平衡状态;(3)我们结合图丙将木块的各个状态分解出来,由题意可知,线拉直后,水还在倒入, 所以木块排开水的体积继
18、续增大,浮力增大,则下端线的拉力也相应增大;当木块浸没 后,木块排开水的体积不变,浮力不变,则下端线的拉力也不变,由图象可知,木块浸没时所受拉力最大为4牛,由力的平衡条件可得F;?=G+F,所以,木块的重力:G = F浮-F=10N-4N = 6N,则木块的质量:m= 1 = io9如=06kg,木块的密度:p= = ,6fef Q =0.6X I03kg/m3ov 1x10 m3故答案为:10;平衡:0.6Xl()3kg/m3。21. (2019西湖区校级模拟)如图为A、B和C三个物体静止在甲、乙和丙三杯液体中的情 形。(1)若A、B和C三个物体体积相同,甲、乙和丙三杯是同种液体,则受到浮力
19、最大的 物体是C (选填“A” “B”或C”下同);受到重力最大的物体是C。(2)若A、B和C三个物体体积和质量都相同,则甲、乙和丙三杯液体中密度最大的是 乙(选填“甲” “乙”或丙”)。【解答】解:(1)由图可知,Vc排Va排Vb抵,根据F浮=液且丫排知,在液体密度相 同时,F浮cF浮aF浮b;由于A漂浮,则F浮A=GA; B漂浮,则F浮B=GB;丙悬浮,则F浮c=Gc;所以,GcGaGb;(2)若A、B和C三个物体体积和质量都相同,则:Ga=Gb=Gc;由图可知:A漂浮,则F?a=Ga; B漂浮,则F浮B=GB;丙悬浮,则F浮c=Gc;所以,F浮a=F浮b=F泞c;由图可知,VcwVaVb
20、根据F浮=p液V排g可知密度关系是:p丙Vp甲Vp乙。故答案为:(I) C: (2) C; (3)乙。22. (2019西湖区校级模拟)鸡蛋时间放久了,不能判断是否变质,现在介绍一种方法,把 鸡蛋放入密度为1.03克/厘米3,的盐水中。已知一般的新鲜鸡蛋密度约为1.08克/厘米 3,变质鸡蛋密度降至1.03克/厘米3以下。(1)如图甲、乙、丙三个鸡蛋,静止在盐水中,三个鸡蛋中一定变质的是 0 理由是 内鸡蛋的密度小盐水的密度;(2)浮力不等于重力的鸡蛋可能是 甲,它大致应该是一只 不变质(选填“变质” 或“不变质”)的鸡蛋。【解答】解:(1)由图可知:甲鸡蛋下沉,乙鸡蛋悬浮、丙鸡蛋漂浮;根据浮
21、沉条件可知:pQpfi?水;PP曲出p丙Vp独水;已知p就木=1.03克/厘米3,变质蛋密度可降至1.03克/厘米3以下,所以一定变质的是 丙:(2)由于甲鸡蛋下沉,则甲鸡蛋受到的浮力小于鸡蛋的重力,甲鸡蛋的密度大于盐水的 密度,所以它大致应该是一只不变质的鸡蛋。故答案为:(1)丙:丙鸡蛋的密度小于盐水的密度;(2)甲。23. (2019西湖区校级模拟)根据所学知识回答卜列问题:(1)密度计是测量液体密度的仪器,它始终在液面上,如图1所示,把两支完全相同的 自制密度计分别放在甲、乙两种液体中,密度计静止时,两种液体的深度相同,它们所受 到的浮力F甲=F?.: 2种液体的密度。甲 ”)(2)有一
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- 专题 04 浮力 解析
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