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文档简介
主题二力学
专题10浮力及浮沉条件的应用
考情概览:理解课标要求,把握命题方向,总结出题角度。
真题透视:精选真题,归类设置,完整展现中考试题的考查形式。
中考新考法:从新情境、新设问、跨学科等方向设置新考法真题。
新题特训:选用最新优质题、创新题,巩固考点复习效果。
挎情概览
考点内容课标要求命题预测
通过实验,认主要考查浮力产生原因、浮力方向、弹簧测力计法测浮力。
浮力概念及弹
识浮力。探究并了题型主要是选择题、填空题、实验探究题。主要命题点有:浮
簧测力计测浮
解浮力大小与哪些力的方向、判读物体是否受浮力、画浮力的示意图、弹簧测力
力
因素有关。计法测浮力、探究影响浮力大小的因素等。
阿基米德原理是中考浮力部分命题点较为集中的内容。阿
基米德原理主要考查利用阿基米德原理计算浮力。常见考题类
知道阿基米德
阿基米德原理型是选择题、填空题、计算题,有事也会出现在综合题里。命
原理
题点有:利用阿基米德原理比较浮力大小、利用阿基米德原理
计算浮力大小以及综合的分析与计算。
府城条件是浮力部分重要的知识内容,也是中考的常考点。
能运用物体的
浮沉条件及应利用浮沉条件进行定性分析考查较多。题型基本上是选择题、
浮沉条件说明生产
用填空题两种。命题点有:利用浮沉条件定性比较、判断物体的
生活中的有关现象
状态,以及轮船、潜水艇、气球飞艇、密度计的原理等。
真题透视
>考向一浮力概念及弹簧测力计测浮力
1.(2023•陕西)如图,用细线将一个质量为27g、体积为10cn?的铝块系在电子测力计的挂钩上,使
铝块完全浸没在水中静止不动,此时,该铝块受到的浮力为N,电子测力计的示数N„若
33
使铝块在水中继续下降,它所受的浮力将(选填“变大”“变小”或“不变”)。(AK=1.0xl0kg/m,
g取10N/kg,细线重力忽略不计)
2.(2023•江西)【探究名称】探究浮力大小与物体的形状是否有关
abcde
【问题】某同学探究完浮力大小与液体密度和物体排开液体体积的关系后,还想知道浮力大小是否与
物体的形状有关。于是,该同学进行了如下探究。
【证据】该同学用一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线,按如下步骤进行实验。
①如图a所示,用弹簧测力计测出橡皮泥的重力为N;
②如图b所示,将橡皮泥捏成实心长方体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
③如图c所示,将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
④如图d所示,将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。
【解释】
(1)图b中橡皮泥受到的浮力大小为N;
(2)由以上实验可知,浮力大小与物体的形状;
【交流】
(3)本实验在其它因素都相同的前提下,只改变物体的形状来进行探究。在物理学中,这种研究方法
称为;
(4)在第④步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时,深度增加,橡皮泥所受浮力大小
(选填“变大”“变小”或“不变”),说明浮力大小与无关;
(5)若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计,能否完成本实验的探究?
3.(2023•广东)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中;
甲
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、和分度值;调零时,弹簧测力计应在(选
填“竖直”或“水平”)方向上调零;
(2)如题图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm的长方体物块(可塑),测出重力,将它缓慢
浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、£这五个位置弹簧测力计的示数和深度力,请根据实验数据,在图乙中
画出物块所受浮力/浮随h变化的图像;
(3)分析图像可知:浸没前,人增加,F浮;浸没后,力增加,F浮;(均选填
“变大”“变小”或“不变”)
(4)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的户浮随人变化的图像
(选填“相同”或“不同”);
(5)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加一种材料:o
-解题技巧
(1)浮力的方同是竖直向上的
(2)浮力是由于周围液体对物体上、下表面存在压力差而产生的。下表面所受的竖直向上的压力大
于上表面所受的竖直向下的压力,因而产生了浮力,所以浮力的方向总是竖直向上的,即/=/上-%下。
上下同粗的物体的下表面如果和容器接触密合,则这个物体就不受浮力的作用。
(3)把物体挂在弹簧测力计上,记下弹簧测力计的示数G,再把物体浸入放体中,记下弹簧测力计
的示数凡则与=G-F。
»考向二阿基米德原理
4.(2023•济南)把一块石头和一个西红柿同时放入水中,它们静止时西红柿漂在水面上,而石头沉
入了水底,如图所示。石头和西红柿在水中受到的浮力的大小相比较(
A.石头受到的浮力更大些
B.西红柿受到的浮力更大些
C.石头和西红柿受到的浮力一样大
D.无法比较石头和西红柿受到的浮力大小
5.(2023•牡丹江)学习了阿基米德原理,小明想到一种只用弹簧测力计测量金属块密度的方法。先
用弹簧测力计测出金属块的重力是O.85N,再把金属块浸没到水中,静止时,弹簧测力计的示数是O.75N。
求:
(1)金属块浸没在水中受到的浮力;
(2)金属块的体积;
(3)金属块的密度。
6.(2023•雅安)一棱长为0.2m的正方体物块放在盛有40L水的薄壁圆柱形容器中,容器重为10N,
底面积为O.ln?。现用竖直向下大小为20N的力/作用在物体上,物体刚好浸没于水中静止,如图所示
(AK=l-0xl03kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)物块下表面受到水的压强;
(2)物块受到的浮力;
(3)容器底部对水平地面的压强。
解题技巧
(1)阿基米德原理所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态:一是物体的全部体积都浸入液体里,
即物体浸没在液体里;二是物体的一部分体积浸入液体里,另一部分露在液面以上。
(2)G排是指被物体排开的液体所受的重力,/=G排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开
的液体的重力。
(3)%表示被物体排开液体的体积,当物体浸没在液体里时,当物体只有一部分浸入液
体里时,则唳<%。
(4)由4=3排=0浪g%可以看出,浮力的大小跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有
关,而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、液体的多少等因素无关。
(5)阿基米德原理也适用于气体,但公式中。液应改为。气。
»考向三浮沉条件及应用
7.(2023•淄博)将兵乓球压入水底,松手后乒乓球上浮过程中经过位置1和位置2,最终在位置3静
止,如图所示。则乒乓球()
A.在位置1时处于悬浮状态,受到的浮力等于自身重力
B.从位置1至位置2的过程中,受到的浮力逐渐变大
C.从位置1至位置2的过程中,受到水的压强逐渐变大
D.在位置3时受到的浮力小于在位置1时受到的浮力
8.(2023•东营)用细线将两个半径相同的实心小球A和B连接在一起,放入水中,静止后的状态如
图所示,线已绷紧。下列判断正确的是()
C.G>GBD.00次
9.(2023•德州)水平桌面上老师用相同的烧杯盛放了相同体积的水和浓盐水,让同学们进行区分,
聪明的小李用吸管和橡皮泥自制了一个简易密度计,先后放入两液体中静止时如图甲、乙所示,下列说法
正确的是()
甲乙
A.密度计在乙液体中受到的浮力更大B.甲液体是浓盐水
C.两液体对容器底的压强相等D.乙容器对桌面的压力更大
10.(2023•武威)2023年4月,我国东部战区组织了环台岛军事演习,这是对“台独”分裂势力与外
部反华势力勾连挑衅的严重警告,是捍卫国家主权和领土完整的必要行动。如图所示为参加演习的我国辽
宁号航空母舰,当战斗机从军舰上起飞后()
A.舰体略上浮,受到浮力不变B.舰体略上浮,受到浮力变小
C.舰体略下沉,受到浮力不变D.舰体略下沉,受到浮力变大
11.(2023•泰州)用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等,制作如图所示的潜水艇模
型(不计进排气管体积),然后将模型放入水中,使其上浮或下沉。下列说法正确的是()
进排气管
2进排水口三三三警三三
A.当模型漂浮于水面时,它受到的浮力小于重力
B.向瓶中充气时,瓶内气体压强变大,模型将下沉
C.从瓶中抽气时,模型会下沉,它受到的浮力将变小
D.让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,应使瓶内的水先增加后减少
12.(2023-巴中)在传统农耕文化中,劳动人民一般采用“盐水选种”的方法挑选种子,如图所示。
下列说法正确的是()
A.漂浮的种子受到的浮力小于自身重力
B.种子下沉过程中受到的浮力大于自身重力
C.下沉过程中盐水对种子的压强变大
D.沉底的种子只受到重力和支持力
13.(2023•甘孜)如图所示,在我国“2022巅峰使命"珠峰科考中,极目一号III型浮空艇到达海拔
9032m的高度,对珠峰地区气候进行数据测量。浮空艇能升空是因为内部充入了密度比空气密度的气
体,在上升过程中,浮空艇受到的大气压强越来越。(两空均选填“大”或“小”)
解题技巧
(1)实心物体的浮沉条件
即轮船上浮一些;反之,由海中驶入河中,轮船将下沉一些。
(3)潜水艇下潜和上浮时是靠改变它自身的重力来实现的。
(4)密度计原理是物体漂浮在液面上的条件7^=G物,即/=0液8%=3物(不变),外增大时修
减小,密度计在液面以上的体积增大。刻度线越靠下越密,密度值越大。
空新建
新情境新设问跨学科
1J(新情境)“(2023•常州)为拯救濒危物种中华鲤,生物学家在放养的中华鲍身上拴上定位硬壳胶
囊。数天后,胶囊与潜入水中的中华鳍脱离,最终漂浮于江面发射定位信号,脱离后,胶囊受到的浮力随
时间变化的关系为下列图中的()
Ot
2.跨学科)(2023•泰安)某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,设计了如下“打捞”过程:如
图甲,金属块A部分陷入淤泥内,轻质小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,细绳对小船的
拉力为2N,水面与船的上沿相平;将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中,如图乙所
33
示。已知金属块A的体积为2xl(rm3,AK=l.OxlOkg/m,g取10N/kg,小船的质量忽略不计,细绳的质
量和体积忽略不计。
(1)甲图中,金属块A上表面距离水面50cll1,求金属块A上表面受到的水的压强;
求金属块A的密度。
3.(新考法)(2023•天津)在学习“阿基米德原理”时,可用“实验探究”与“理论探究”两种方
式进行研究;请你完成下列任务:
【实验探究】
通过下图所示的实验,探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系,由实验可得结论,
【理论探究】
第一步:建立模型一一选取浸没在液体中的长方体进行研究,如下图所示;
第二步:理论推导一一利用浮力产生的原因推导阿基米德原理;
请你写出推导过程,提示:推导过程中所用物理量需要设定(可在下图中标出);
n
【原理应用】
水平桌面上有一底面积为y的柱形平底薄壁容器,内装质量为m的液体;现将一个底面积为52的金属
圆柱体放入液体中,圆柱体静止后直立在容器底且未完全浸没(与容器底接触但不密合),整个过程液体
未溢出;金属圆柱体静止时所受浮力/=
新题特训
1.(2023•永州)将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两种不同的液体中,如图所示,鸡蛋在甲液体中悬浮,
在乙液体中沉底且对容器底有压力,比较甲、乙液体的密度O免Oz和鸡蛋在甲、乙液体中受到的浮力6外
尸z的大小关系,下列正确的是(
A.P呼<PLB.2甲〉?乙
C.外=当D.辱<吃
2.(2023•湖北)物理课上,老师将整个橙子放入水中,漂浮在水面上,如图甲。将其切成大小两块,
再次投入水中,发现大块仍漂浮,小块缓慢沉入水底,如图乙。下列说法正确的是()
A.整个橙子的密度等于水的密度
B.大块橙子受到的浮力大于其重力
C.小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小
D.两块橙子受到浮力之和不可能大于整个橙子受到的浮力
3.(2023•河北)(多选)柱状容器内加入浓盐水,把一枚土豆轻轻放入其中,静止时土豆漂浮在水
面上,如图甲所示;向容器中缓慢注入清水,土豆逐渐下沉;注入适量清水时,土豆悬浮在盐水中,如图
乙所示:继续注入清水,土豆沉到容器底部,如图丙所示。下列说法正确的是()
A.漂浮在水面上时,土豆受到的浮力与其重力大小相等
B.悬浮在盐水中时,土豆的密度与此时盐水的密度相等
C.沉到底部后,土豆受到的浮力可能大于漂浮时受到的浮力
D.沉到底部后,继续注入清水,土豆受到的浮力不再变化
4.(2023•大连)(多选)用同种材料制成质量相等的方形盒和实心玩具鱼,把玩具鱼密封在盒内,
将盒放入水中,盒在水中静止时的位置如图所示。已知材料密度为0,盒的体积为力水的密度为「水,则
下列说法正确的是()
77^777777777777777777^7-
A.玩具鱼的质量为竽B.盒与玩具鱼的体积之比为2。:2k
C.水对盒下表面的压力为。水gVD.盒空心部分的体积为V-半
2P
5.(2023•海南)”强军筑梦,挺进深蓝”。海军372潜艇起航驶离军港,奔赴深海大洋。该潜艇完
全浸没后,下潜过程中所受的浮力,从密度小的海域进入密度大的海域所受的浮力(均选
填“变大”“不变”或“变小”)。
6.(2023•重庆)小莉模拟古人利用浮力打捞铁牛,模拟过程和测量数据如图所示。①把正方体M放
在架空水槽底部的方孔处(忽略M与水槽的接触面积),往水槽内装入适量的水,把一质量与M相等的柱
形薄壁水杯放入水中漂浮,如图甲所示;②向杯中装入质量为水杯质量2倍的铁砂时,杯底到M上表面的
距离等于M的边长,如图乙所示,此时水杯浸入水中的深度足cm;③用细线连接水杯和M,使细
线拉直且无拉力,再将铁砂从杯中取出,当铁砂取完后,M恰好可被拉起,完成打捞后,如图丙所示。则M
与水杯的底面积之比为1
架空水槽
7.(2023•连云港)“铜壶滴漏”是中国古代的计时工具,距今700多年。如图所示,它上面有三个
壶,分别是日壶、月壶和星壶,也叫送水壶,最下面的寿壶也叫受水壶。日、月、星壶侧面底部都有一个
龙头形滴水口,壶盖上开有一个进水孔,小水滴从日壶滴进月壶,再从月壶滴进星壶,最后进入受水壶。
受水壶装有两个重要部件:一个是竖立在壶盖正中的铜尺,上有时辰刻度,从下到上分别为:子、丑、寅、
卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。每个时辰是两个小时,其中子时代表23:00~1:00,丑时代表1:00~3:
00……以此类推;另一个是浮箭,由小木块上连接一把木尺组成,随着受水壶里水量的增加,浮箭自然同
步上升。观看浮箭顶端指示的铜尺刻度,就可以知晓当时、当地的时间了。请根据以上信息并结合所学知
识,回答下面问题:
(2)若浮箭的重力为G,在受水壶中所受的浮力为/,则G/(选填“>”“=”或)。
随着受水壶水位的升高,浮箭下部小木块浸没在水中的深度,受水壶壶底受到水的压强0
若想测量1个时辰浮力对浮箭做的功,还需要测量_________。
8.(2023•齐齐哈尔)有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯中盛满酒精,乙溢水杯中盛满某种液体。将一
个不吸收任何液体的小球轻轻地放入甲溢水杯中,小球浸没在酒精中,溢出酒精的质量是80g;将小球从甲
溢水杯中取出后擦干,再轻轻地放入乙溢水杯中,溢出液体的质量是80g,小球露出液面的体积与浸入液体
中的体积之比为1:2。已知。酒精=0.8x103kg/而,则小球的密度是kg/m3;乙溢水杯中液体的密
度是kg/n?。
9.(2023•常德)一实心铁球质量为15.8g,则该实心铁球的体积为cm3;为使铁球能悬浮于水
中,我们将实心铁球制成空心铁球,则空心部分体积为cm3(^«=7.9X103kg/ni3)o
10.(2023•广安)水平桌面上有一装满水的溢水杯,杯底面积为lOOcn?,将重为4.8N的圆柱体A
用细线悬挂在弹簧测力计下缓慢浸入水中。当A的一半浸入水中时弹簧测力计的示数如图甲所示,此时A
受到的浮力为No剪断细线,将A缓慢沉入水底,静止时如图乙所示(A与杯底不密合),与图甲相
比,溢水杯对桌面的压强增加了Pa。
甲乙
11.(2023•临沂)作出图中漂浮在水面上的小球所受力的示意图(。为小球的重心)。
12.(2023•苏州)综合实践活动课上,小明用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡
和水等制作了一个简易密度计。制作时,小明先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用
石蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态(图甲),用笔在吸管上标记此时
水面位置。;取出吸管,量出。点至封口端的距离H,通过分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8g/cn?、
0.9g/cm3>1.0g/cm\LIg/cnP的位置并标上密度值。
使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
(1)。位置处的刻度值为g/cm3;
(2)吸管漂浮在其他液体中时(图乙),液面下方的深度力=(用0水、。液、〃表示);
(3)管壁上标注的4个刻度值,相邻两刻度值之间的距离(相等/不相等);
(4)小明突发奇想,将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化(图
丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果(偏大/偏小/无变化);
(5)若增加塞入吸管中铁丝的质量,则制作的密度计精确程度将0
13.(2023•长春)物理实践小组设计了一个测量固体密度的方案(仅用于不吸水、不溶于水的固体)。
如图甲所示,将适量的配重颗粒装入粗细均匀的薄壁圆筒中并封闭筒口,将圆筒放入盛有适量水的薄壁大
容器中,大容器的横截面积是圆筒的横截面积的5倍。圆筒静止后用记号笔在圆筒对应水面位置标记“0”,
(1)请在答题卡的图中画出圆筒受到的重力的示意图。(答题卡图中的。点为圆筒的重心)
(2)为使圆筒静止后竖直漂浮在水面,在沙粒、泡沫粒中应选择作为圆筒的配重颗粒。
(3)将待测金属块用细线挂在圆筒下方,放入水中静止后(细线的质量、体积忽略不计,金属块始终
不触底)如图乙所示,与图甲相比圆筒所受的浮力(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
分别测出圆筒静止后水面到“0”点和到初始水位线的距离乙和九,则该金属块的密度表达式为。疗
(用小、A?和0次表示)。
14.(2023•常德)小霞同学按照如图1所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
4N
ABCDE
图1图2
(1)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是N;
(2)观察A、B、C、D四幅图,可得出金属块受到的浮力大小与有关;
(3)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与有关;
(4)小明还想用图2所示装置验证阿基米德原理:
①将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,小明发现
随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,此时弹簧测力计乙的示数会(选填“变
大”、“变小”、“不变”),若它们的变化量相等,则证明尸浮=6胭
②在图2中,已知重物是底面积为100cm2,高为8cm,重为10N的实心长方体,从重物刚接触水面开始,
将升降台缓慢上升6cm,则重物最终浸入的深度为cm(弹簧测力计每1N的刻度线间距为0.5cm)。
15.(2023•随州)实验课上,老师和同学们测量盐水的密度,他们用弹簧测力计、烧杯、水(密度
用。次表示)、金属块A、盐水以及不吸水的细线等器材完成了图中实验。
①②③
⑴要测量金属块A浸没在水中的浮力,合理的测量顺序是(选填“①一②”或“②一①”);
(2)计算金属块A浸没在水中的浮力4N;
(3)完成图中各项实验后分析可知:金属块A的浮力大小与(选填“液体密度”或“金属
密度”)有关;
(4)请推导出盐水的密度表达式。通行(用E、F?、足、o次表示)。
16.(2023•哈尔滨)在探究“浮力大小与什么因素有关”实验中:
(1)东宝测量物体A在水中所受浮力的方法如图,由图可知,物体受到的重力为N,物体受到
的浮力为N,浮力的方向是;
(2)伟鹏同学在实验中获得如下的数据,分析表中的数据能否得到浮力大小与物体排开液体体积的定
量关系?若能,请写出主要分析过程(可省略计算步骤)及结论;若不能,请说明理由O
实验浮力液体密度排开液体体积V排
次数耳孚/N夕液(g/cm3)/cm3
10.40.850
20.90.9100
30.51.050
42.21.1200
50.61.250
17.(2023•德阳)小张在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,做了以下的部分操作。用
同一弹簧测力计挂着同一金属物块依次完成如图所示的三次测量:
(1)乙图所示的实验中,物块受到的浮力大小为N;
(2)分析乙图、丙图,说明浮力的大小与有关;
(3)本实验数据可计算出盐水的密度为kg/m3„(己知水的密度为l.OXlOTg/mD
18.(2023•烟台)某实验小组为了研究浮力大小与物体排开液体重力的关系,进行了下面的实验,
如图所示:
(1)实验过程中,利用哪些步骤能够计算出物体所受的浮力大小?哪些能够计算出物体排开液体的重
力大小?(用图中的序号表示)
(2)通过实验数据可以发现,浮力大小与物体排开的液体所受的重力有什么关系?
(3)为了使结论具有普遍性,该小组还应该进行怎样的操作?
(4)另外一个小组进行实验后,发现浮力大小与物体排开液体重力不相等,在排除误差因素的情况下,
出现这个结果的原因可能是什么?(写出一条即可)
19.(2023•巴中)某兴趣小组在做浮力相关实验时,将力传感器固定在铁架台上,底面积为40cm2的
实心均匀圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连,力传感器的示数等于细线拉力的大小。底面积lOOcm?的
柱形容器B放在水平升降台上,装有20cm深的水,如图甲所示。从某时刻开始让升降台上升使A逐渐浸入
水中,力传感器的示数/与升降台上升高度人的关系如图乙所示。不计细线的伸缩,A始终保持竖直,且不
吸水,整个过程无水溢出。请回答下列问题:
(1)求A的质量;
(2)当升降台上升高度为8cm时,A浸入水中深度为5cm,求此时A受到的浮力;
20.(2023•安徽)“浮沉子”最早是由科学家笛卡尔设计的。小华用大塑料瓶(大瓶)和开口小玻
璃瓶(小瓶)制作了图1所示的“浮沉子”;装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上,拧紧大
瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量空气。将小瓶视为圆柱形容器,底面积为S,忽略其壁厚(即忽略小瓶
自身的体积)。当小瓶漂浮时,简化的模型如图2所示,小瓶内空气柱的高度为反手握大瓶施加适当的压
力,使小瓶下沉并恰好悬浮在图3所示的位置。将倒置的小瓶和小瓶内的空气看成一个整体A,A的质量为
m,水的密度为。水,g为已知量,求:
(1)图2中A所受浮力的大小;
(2)图2中A排开水的体积;
(3)图2和图3中小瓶内空气的密度之比。
21.(2023•北京)某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底,
旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,当瓶中不放被测物体静止时,在瓶
上与水面相平位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其他刻度线,左侧标记的是长度值,若在刻度线
右侧标上相应的质量值,即可做成一个简易浮力秤,如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀,其横截
面积为50cm2,不放被测物体时浮力秤的总质量为170g,水的密度为LOg/cn?,g取10N/kg。
(1)画出图中浮力秤的受力示意图。
(2)求图中所示状态浮力秤受到的浮力。
(3)求浮力秤上2cm刻度线对应的质量值。
22.(2023聊城)如图所示,是某项目研究小组设计的一自动加水装置,将一重为12N,底面积为1义10-2m?
的圆柱体放在水箱底部。从进水口注入水,随着水面升高,圆柱体竖直上浮。当水面上升到传感器底端尸
时,由传感器控制进水口开关停止注水,此时传感器底端尸对圆柱体有20N的竖直向下的压力。g取10N/kg,
33
pyk=1.0xl0kg/mo求:
(1)水箱内无水时,圆柱体对水箱底部的压强;
(2)圆柱体刚好浮起时浸入水中的体积;
2
为3N;如图乙,将该木块静置于平放的盛水容器中,木块有|■的体积露出水面;如图丙,用竖直向下的力
尸压该木块时,木块刚好全部浸入水中且静止。己知水的密度为L0xl()3kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)图乙中木块所受的浮力大小;
(2)木块的体积;
(3)木块的密度;
(4)图丙中厂的大小。
主题二力学
专题10浮力及浮沉条件的应用
考情概览:理解课标要求,把握命题方向,总结出题角度。
真题透视:精选真题,归类设置,完整展现中考试题的考查形式。
中考新考法:从新情境、新设问、跨学科等方向设置新考法真题。
新题特训:选用最新优质题、创新题,巩固考点复习效果。
为情概览
考点内容课标要求命题预测
通过实验,认主要考查浮力产生原因、浮力方向、弹簧测力计法测浮力。
浮力概念及弹
识浮力。探究并了题型主要是选择题、填空题、实验探究题。主要命题点有:浮
簧测力计测浮
解浮力大小与哪些力的方向、判读物体是否受浮力、画浮力的示意图、弹簧测力
力
因素有关。计法测浮力、探究影响浮力大小的因素等。
阿基米德原理是中考浮力部分命题点较为集中的内容。阿
基米德原理主要考查利用阿基米德原理计算浮力。常见考题类
知道阿基米德
阿基米德原理型是选择题、填空题、计算题,有事也会出现在综合题里。命
原理
题点有:利用阿基米德原理比较浮力大小、利用阿基米德原理
计算浮力大小以及综合的分析与计算。
府城条件是浮力部分重要的知识内容,也是中考的常考点。
能运用物体的
浮沉条件及应利用浮沉条件进行定性分析考查较多。题型基本上是选择题、
浮沉条件说明生产
用填空题两种。命题点有:利用浮沉条件定性比较、判断物体的
生活中的有关现象
状态,以及轮船、潜水艇、气球飞艇、密度计的原理等。
真题透视
»考向一浮力概念及弹簧测力计测浮力
1.(2023•陕西)如图,用细线将一个质量为27g、体积为10cm,的铝块系在电子测力计的挂钩上,使
铝块完全浸没在水中静止不动,此时,该铝块受到的浮力为N,电子测力计的示数No若
使铝块在水中继续下降,它所受的浮力将(选填“变大”“变小"或‘'不变")。(Ak=l-0xl03kg/m3,
g取10N/kg,细线重力忽略不计)
电
子
测
力
计
【答案】0.10.17不变
【解析】[1]铝块完全浸没在水中静止不动,则排开水的体积等于物体的体积,有
%=%=10x10^1113=10-5m3
受至IJ的浮力为冷=2kg0=L0*103kg/m3xl0N/kgxl(T5m3=01N
[2]根据称重法可得,铝块完全浸没时所受的浮力为与=mg-F
则电子测力计的示数为P=mg-与=0.027kgx10N/kg-0.1N=0.17N
[3]若使铝块在水中继续下降,根据%=0液g%可知,它所受的浮力将保持不变。
2.(2023•江西)【探究名称】探究浮力大小与物体的形状是否有关
【问题】某同学探究完浮力大小与液体密度和物体排开液体体积的关系后,还想知道浮力大小是否与
物体的形状有关。于是,该同学进行了如下探究。
【证据】该同学用一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线,按如下步骤进行实验。
①如图a所示,用弹簧测力计测出橡皮泥的重力为N;
②如图b所示,将橡皮泥捏成实心长方体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
③如图C所示,将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
④如图d所示,将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。
【解释】
(1)图b中橡皮泥受到的浮力大小为N;
(2)由以上实验可知,浮力大小与物体的形状;
【交流】
(3)本实验在其它因素都相同的前提下,只改变物体的形状来进行探究。在物理学中,这种研究方法
称为;
(4)在第④步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时,深度增加,橡皮泥所受浮力大小
(选填“变大”“变小”或“不变”),说明浮力大小与无关;
(5)若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计,能否完成本实验的探究?
【答案】42无关控制变量法不变深度能
【解析】[1]由图a可知,弹簧测力计的所示是4N,所以橡皮泥的重力为4N。
(1)[2]由图b可知,弹簧测力计的示数是2N,橡皮泥受到的浮力/后夕见=4N-2N=2N
(2)[3]由实验现象可知,同一块橡皮泥捏成不同形状物体浸没在水中,弹簧测力计的示数相同,由
称重法可知浮力相同,说明浮力的大小与物体的形状无关。
(3)[4]探究浮力的大小与物体的形状的关系,保持其它因素都相同,只改变物体的形状,用到控制
变量法。
(4)[5][6]在第④步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时,深度增加,排开水的体积
不变,由阿基米德原理可知浮力大小不变,说明浮力大小与深度无关。
(5)[7]用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计,用橡皮筋吊着橡皮泥浸入水中,记录橡皮
筋的长度,比较每次橡皮筋的长度可以知道拉力的大小,从而比较浮力的大小,能完成本实验的探究。
甲
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、和分度值;调零时,弹簧测力计应在(选
填“竖直”或“水平”)方向上调零;
(2)如题图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm的长方体物块(可塑),测出重力,将它缓慢
浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、£这五个位置弹簧测力计的示数和深度力,请根据实验数据,在图乙中
画出物块所受浮力/浮随h变化的图像;
(3)分析图像可知:浸没前,力增加,F浮;浸没后,方增加,F浮;(均选填
“变大”“变小”或“不变”)
(4)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的尸母随人变化的图像
(选填“相同”或“不同”);
(5)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加一种材料:。
【答案】量程竖直见解析变大不变不同酒精
【解析】(1)[1][2]使用弹簧测力计前,应该先观察弹簧测力计的零刻度线、量程和分度值;调零时,
应该在竖直方向下拉动弹簧测力计,防止卡壳。
(2)[3]由甲图可得,物块重力^l.ON,当物块慢慢浸入水中时,在竖直方向上只受竖直向上的拉力,
浮力和竖直向下的重力作用,即埒=G-F拉
当浸入水中深度为2cm时,此时弹簧测力计的示数为0.8N,则浮力为七=G-七=L0N-0.8N=0.2N
同理,当深度为4cm和6cm时,浮力分别为0.4N和0.6N;当物块完全浸入水中后,根据%=0途%
随着浸入水中的深度增加,排开水的体积保持不变,所以浮力大小保持不变,如图所示
八尸浮/N
.........................................
0.5
024681012力/cm
(3)[4]分析图像可知,物块浸没前,根据与=0液g%=0液gS%
深度为增加,物块排开水的体积增加,浮力变大。
[5]物块浸没后,根据%=O水g%
深度入增加,物块排开水的体积等于物块的体积,此时排开水的体积保持不变,浮力大小不变。
(4)[6]若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,物块的高度和体积不变,但物块在浸入水中的过程中,
排开水的体积增加的速率变小,最后浸没水中时浮力依然会保持不变,故两次实验所得的尸浮随力变化的图
像会不相同。
(5)[7]若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,只需要增加密度不等于水的液体,重复上述实验,
形成对比数据。
解题技巧
(1)浮力的方同是竖直向上的
(2)浮力是由于周围液体对物体上、下表面存在压力差而产生的。下表面所受的竖直向上的压力大
于上表面所受的竖直向下的压力,因而产生了浮力,所以浮力的方向总是竖直向上的,即/=/上-峪下。
上下同粗的物体的下表面如果和容器接触密合,则这个物体就不受浮力的作用。
(3)把物体挂在弹簧测力计上,记下弹簧测力计的示数G,再把物体浸入放体中,记下弹簧测力计
的示数凡则与=G-尸。
>考向二阿基米德原理
4.(2023•济南)把一块石头和一个西红柿同时放入水中,它们静止时西红柿漂在水面上,而石头沉
入了水底,如图所示。石头和西红柿在水中受到的浮力的大小相比较()
B.西红柿受到的浮力更大些
C.石头和西红柿受到的浮力一样大
D.无法比较石头和西红柿受到的浮力大小
【答案】A
【解析】把一块石头和一个西红柿同时放入水中,它们静止时西红柿漂在水面上,而石头沉入了水底,
西红柿排开的水的体积小于石头排开的水的体积,根据阿基米德原理/斫o波g/"可知,石头受到的浮力大。
故选A。
5.(2023•牡丹江)学习了阿基米德原理,小明想到一种只用弹簧测力计测量金属块密度的方法。先
用弹簧测力计测出金属块的重力是O.85N,再把金属块浸没到水中,静止时,弹簧测力计的示数是0.75N。
求:
(1)金属块浸没在水中受到的浮力;
(2)金属块的体积;
(3)金属块的密度。
【答案】(I)O.IN;⑵1.0x10—3;(3)8.5xl03kg/m3
[解析](1)金属块受到的浮力牛=G一尸=0.85N_0.75N=0.1N
(2)根据阿基米德原理,金属块完全浸没在水中时,排开的水的体积
%=&=-----------°-^-------------=1.0xIO-m3
排0kg1.0xl03kg/m3xl0N/kg
因金属块浸没在水中,故金属块的体积%=%卜=1.0x10-5
「085N
(3)根据伊侬,金属块的质量机=一=诉7丁=°085kg
gION/kg
金属块的密度%=/=l.Z篝3=8.5xl()3kg/m3
6.(2023•雅安)一棱长为0.2m的正方体物块放在盛有40L水的薄壁圆柱形容器中,容器重为10N,
底面积为O.ln?。现用竖直向下大小为20N的力尸作用在物体上,物体刚好浸没于水中静止,如图所示
(AK=l-0xl03kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)物块下表面受到水的压强;
(2)物块受到的浮力;
(3)容器底部对水平地面的压强。
【答案】(1)2000Pa;(2)80N;(3)4.9X103Pa
【解析】(1)根据题意可矢口,水对物块下表面的压强为尸=Ckg/i=LOxlO'kg/m,x10N/kgx0.2m=2000Pa
(2)物块排开水的体积%=咻=(0.2m)3=8xl(T3m3
物块受到的浮力为/=L0xl()3kg/m3xl0N/kgx8xl(r3m3=80N
(3)水的体积唳=40L=40xl(T3m3
水的质量a=。水唳=1.0x103kg/m3x40x10-3m3=40kg
水的重力为G水=mg=10N/kgx40kg=400N
物块处于平衡状态,竖直方向上三力平衡,即有G物+/=&
所以6物=&-尸=80N-20N=60N
容器底部对水平地面的压力为4=6水+G容+G物+尸=400N+10N+60N+20N=490N
F490N
容器底部对水平地面的压强尸=U=XA=4.9xl03apa
S0.1m'
解题技巧
(1)阿基米德原理所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态:一是物体的全部体积都浸入液体里,
即物体浸没在液体里;二是物体的一部分体积浸入液体里,另一部分露在液面以上。
(2)G排是指被物体排开的液体所受的重力,/=G排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开
的液体的重力。
(3)V排表示被物体排开液体的体积,当物体浸没在液体里时,%=%;当物体只有一部分浸入液
体里时,则%<%。
(4)由牛=6排=0液g%卜可以看出,浮力的大小跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有
关,而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、液体的多少等因素无关。
(5)阿基米德原理也适用于气体,但公式中。液应改为。气。
,考向三浮沉条件及应用
7.(2023•淄博)将兵乓球压入水底,松手后乒乓球上浮过程中经过位置1和位置2,最终在位置3静
止,如图所示。则乒乓球()
A.在位置1时处于悬浮状态,受到的浮力等于自身重力
B.从位置1至位置2的过程中,受到的浮力逐渐变大
C.从位置1至位置2的过程中,受到水的压强逐渐变大
D.在位置3时受到的浮力小于在位置1时受到的浮力
【答案】D
【解析】ABD.乒乓球在1、2位置时排开的水的体积相同,所受的浮力相同,因为乒乓球最终漂浮,
所以浸没在水中时,所受的浮力大于重力,乒乓球在3位置时漂浮,排开水的体积比1、2位置小,所受的
浮力小于1、2位置的浮力,故AB不符合题意,D符合题意;
C.从1至2位置,水的深度变浅,据P=0gh,乒乓球受到水的压强变小,故C不符合题意。
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