2024年中考物理专题练
专题十 浮力
5年中考
考点1 密度、压强、浮力的相关判断
考向1 利用公式F浮=ρ液gV排之中V排判断
1.(2022江苏苏州,15,3分)洗水果时,发现芒果比油桃大,放入水中后芒果沉底、油桃漂浮,如图甲所示。它们受到的浮力大小关系为F浮芒 F浮桃。用天平正确测量油桃的质量,所放砝码及游码位置如图乙所示,则油桃的质量是 g。芒果的体积一定 (>/甲 乙
考向2 利用公式F浮=ρ液gV排之中ρ液判断
2.(2022江苏无锡,11,2分)如图是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇示意图。艇体采用轻质的复合织物材料制成,外观呈白色,囊体上层装有压缩氦气。通过向艇外排出下层部分的空气而实现上升,高度达到9 032 m,高度越高大气越稀薄,上升过程中艇体体积不变。关于浮空艇,以下说法中正确的是( )
A.艇体材料的密度较大
B.白色外观可以吸收各种色光
C.上升过程中,浮空艇所受的浮力变小
D.上升过程中,浮空艇所受的重力不变
考向3 利用浮沉条件判断
3.(2022北京,11,2分)甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如表所示。将它们浸没在水中释放,在其稳定后,三个小球所受的浮力分别为F甲、F乙和F丙。g取10 N/kg,下列判断正确的是( )
小球 甲 乙 丙
m/g 30 40 54
V/cm3 60 50 20
A.F甲>F乙>F丙 B.F乙>F甲>F丙
C.F丙>F乙>F甲 D.F甲>F丙>F乙
4.(2023河南,13,2分)(多选)水平桌面上有两个完全相同的杯子,盛有等质量的水。将橘子放入左侧杯中,取出后剥皮再放入右侧杯中,橘子静止时的状态分别如图甲、乙所示。下列分析正确的是( )
A.甲图中的橘子所受的浮力大于其所受的重力
B.甲图中的橘子比乙图中的橘子所受的浮力大
C.甲图中杯子对桌面的压强小于乙图中杯子对桌面的压强
D.甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强
考向4 利用浮沉条件和阿基米德原理综合判断
5.(2023湖北黄冈、孝感、咸宁,8,3分)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
6.(2023甘肃,4,3分)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
考点2 探究浮力大小的影响因素
7.(2023广东,18,7分)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中:
(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)如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6 cm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、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h。请根据实验数据,在图乙中画出物块所受浮力F浮随h变化的图像。
(3)分析图像可知:浸没前,h增加,F浮 ;浸没后,h增加,F浮 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)若把此物块捏成高为6 cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h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: 。
8.(2022江苏苏州,28,7分)兴趣小组探究影响浮力大小的因素。
(1)提出如下猜想
猜想1:与物体浸在液体中的深度有关
猜想2:与物体浸在液体中的体积有关
猜想3:与液体的密度有关
小组为验证上述猜想,用弹簧测力计、4个相同的小长方体磁力块、2个分别盛有水和盐水的烧杯等,按图甲步骤进行实验:
A B C D E
甲
①利用磁力将4个磁力块组合成长方体物块。
②根据图A、B、C的测量结果,小明认为猜想1是正确的,小华却认为不一定正确。你觉得小华的理由是 。
③小华为了证明自己的想法,利用上述器材设计实验D,根据A、B、D的测量结果,可得:浮力大小与物体浸在液体中的深度无关,请在图D中画出她实验时长方体物块的放置图。
④兴趣小组进一步研究得出浮力大小与物体浸在液体中的体积有关。
⑤根据A、C、E的结果,得出浮力大小还与 有关。
(2)小华把4个磁力块组合成图乙,她还能探究浮力大小与 的关系。
乙
(3)爱思考的小明又进一步研究水产生的浮力与水自身重力的关系,设计了如下实验:取两个相同的容积均为300 mL的一次性塑料杯甲、乙(杯壁厚度和杯的质量不计),甲杯中装入50 g水,乙杯中装入100 g水,然后将乙杯放入甲杯中,发现乙杯浮在甲杯中。这时甲杯中水产生的浮力为 N;这个实验说明,液体 (能/不能)产生比自身重力大的浮力。(g取10 N/kg)
考点3 验证阿基米德原理
9.(2023天津,25,6分)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】
通过如图所示的实验,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: 。这就是阿基米德原理。
【理论探究】
第一步:建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行研究,如图戊所示;
第二步:理论推导——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(可在图戊中标出)。
【原理应用】
水平桌面上有一底面积为S1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S2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
F浮= 。
考点4 利用浮力测密度
10.(2023吉林,26,4分)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,用密封透明的瓶子(质量和厚度不计,装有适量酸奶)替代原实验中的物体,如甲图。
(1)将瓶子浸没在水中,如乙图,此时瓶子受到的浮力为 N。
(2)继续向上提升弹簧测力计,当酸奶液面与水面相平时,弹簧测力计的示数如丙图。由以上数据可以得出:在液体密度一定时,浮力大小与 有关。
(3)通过这个实验还可以计算出酸奶的密度ρ= kg/m3。
11.(2023江苏苏州,28,5分)综合实践活动课上,小明用一根长约20 cm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O;取出吸管,量出O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0.8 g/cm3、0.9 g/cm3、1.0 g/cm3、1.1 g/cm3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液体密度。
(1)O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h= (用ρ水、ρ液、H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,其他没有变化(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 。
考点5 浮力的计算
考向1 压力差法
12.(2021福建,22,2分)如图,将一边长为10 cm的正方体木块放入装有某液体的圆柱形容器中。木块静止时露出液面的高度为2 cm,液面比放入前升高1 cm,容器底部受到液体的压强变化了80 Pa,则木块底部受到液体压强为 Pa,木块受到的浮力为 N。(g=10 N/kg)
考向2 浮沉条件应用
13.(2022山东济宁,13,2分)小明利用托盘天平、量筒和水测量一颗新鲜杏的密度,收集的实验数据记录在下表中,则杏的密度ρ= g/cm3,杏在水中受到的浮力F浮= N。(g取10 N/kg,ρ水=1×103 kg/m3)
步骤 ①用托盘天平测杏的质量 ②向量筒中倒入适量水,读示数 ③将杏放入量筒中,读示数
数据 21.2 g 40 mL 60 mL
考向3 称重法应用
14.(2022安徽,22,7分)小华采用如下方法测量一物块(不溶于水)的密度:弹簧测力计悬挂物块静止时的示数为F1=3.0 N(如图甲所示);将物块浸没在水中,静止时弹簧测力计的示数为F2=2.0 N(如图乙所示)。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)物块的质量m;
(2)物块的体积V;
(3)物块的密度ρ。
考向4 平衡法应用
15.(2022山东聊城,25,9分)科技小组的同学对物体的浮沉条件进行探究。在一个圆柱形容器底部,放一个边长为10 cm的正方体物块,然后逐渐向容器中倒水(水始终未溢出)。通过测量容器中水的深度h,分别计算出该物块所受到的浮力F浮,并绘制了如图所示的图像。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)求:
(1)水的深度到达5 cm时,水对容器底部的压强;
(2)水的深度到达12 cm时,物块浸在水中的体积;
(3)物块的密度。
16.(2023安徽,23,8分)“浮沉子”最早是由科学家笛卡儿设计的。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h。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ρ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。
考点6 密度、压强、浮力的综合计算
17.(2023湖南长沙,16,6分)淼淼湘江穿城过,座座桥梁两岸连,每一座湘江大桥都推动了长沙的发展。一艘正在湘江某段建桥的浮吊船,要将甲、乙两个实心桥墩构件放入江底。构件甲和构件乙的质量分布均匀且不吸水,它们的密度之比为1∶4,构件甲的质量为200 t。ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。则:
(1)江水中距水面10 m深处水的压强为 Pa。
(2)构件甲受到的重力为 N。
(3)在浮吊船的甲板上放置构件乙与放置构件甲相比,浮吊船静止时排开水的体积增加了200 m3。如图所示,钢绳提着构件浸没在水中沿竖直方向匀速下降,钢绳提着甲与提着乙相比,浮吊船排开水的体积变化了250 m3。由此可知构件乙的密度为 kg/m3。
18.(2023重庆A,19,8分)桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具。如图所示,硬杆用细绳悬挂在树上,杆可绕O点自由旋转且与树之间无作用力,用细绳将重力为20 N、容积为2.8×10-2 m3的桶悬挂在B端,在A端重120 N的拗石辅助下,人可轻松将一桶水从井中提起,OA∶OB=3∶2;悬挂桶的绳子始终保持在竖直方向上,忽略杆和绳的重力。(g=10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)桶装满水时,求水的质量;
(2)空桶在井中漂浮时,求桶排开水的体积;
(3)一重力为480 N的人用桔槔将装满水的桶提出水面后(忽略桶外壁沾水),桔槔处于平衡状态时,人与地面的受力面积为500 cm2,求人对地面的压强。
19.(2023四川成都B,7,6分)如图所示,薄壁长方体容器A放在水平桌面上,底面积为36 cm2,高为12 cm,质量为mA=72 g。容器A内装有144 g水。均匀实心立方体B和C的边长都为4 cm,质量分别为mB=54 g,mC=72 g。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg。忽略实心立方体吸水、容器壁厚度等次要因素。
(1)求容器A对水平桌面的压强。
(2)若将B缓慢放入容器中,请分析B平衡时的状态,并求出B放入前后水对容器底部压强的变化量。
(3)若将C放在B上,再将它们缓慢放入容器中,平衡时C与B的接触面水平,求C对B的压力。
3年模拟
5·3基础练
时间:40分钟
一、选择题(每小题2分,共10分)
1.(2022江西)如图所示,在家庭小实验中,某同学想让沉底的鸡蛋漂浮在水面上,下列操作可行的是( )
A.向杯子中加盐 B.向杯子中加水
C.倒出少量的水 D.轻轻摇晃杯子
2.(2023山西)妈妈生日那天,小梦给妈妈煮饺子时发现,当把饺子放入沸腾的水中后,饺子先下沉到锅底,过了一会儿又上浮,最终漂浮在水面上。下列分析正确的是(不考虑饺子的吸水性)( )
A.饺子在下沉的过程中,受到水的压强不变
B.饺子上浮过程中,受到的浮力小于它所受的重力
C.饺子上浮过程中,受到的浮力等于它排开的水所受的重力
D.饺子在水面漂浮时,受到的浮力大于它所受的重力
3.(2023陕西A)如图,是我国055型万吨级驱逐舰“延安”号。该舰满载时,排水量约12 000吨,吃水深度6.6 m。下列说法正确的是( )
A.排水量指的是舰船满载时排开水的重力
B.“延安”号漂浮在海面上,所受重力小于浮力
C.“延安”号漂浮在海面上,所受浮力方向竖直向上
D.“延安”号不能与其他舰船近距离并排航行,是因为流体流速越大,压强越大
4.(2023湖南衡阳)(多选)“奋斗者”号是我国自主研发建造的第一艘万米级全海深潜水器。某次执行任务时,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度为10 909 m。当“奋斗者”号下潜到1×104 m深处时,其总质量为36 t,体积为30 m3(海水密度取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。下列说法正确的是( )
A.“奋斗者”号上浮和下潜是靠改变浮力大小实现的
B.“奋斗者”号上浮和下潜是靠改变自身重力大小实现的
C.“奋斗者”号下潜到1×104 m深处时受到海水压强为1×108 Pa
D.“奋斗者”号下潜到1×104 m深处时受到海水浮力为3.6×105 N
5.(2022山东临沂)线上教学期间,居家学习的小明进行实验探究:将水平桌面上的甲、乙两只相同的塑料杯中分别装满水,把两个质量相同的小球分别放入两杯中,两小球静止时如图所示,则( )
甲 乙
A.甲杯中溢出水的体积小
B.乙杯中小球所受浮力大
C.甲杯底部受到水的压强小
D.两杯对桌面的压强一样大
二、填空题(第6题2分,第7题4分,共6分)
6.(2023四川成都A)如图甲是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,其内部有两个气囊,主气囊内充满氦气(密度小于空气),副气囊内充有空气。当驻空的浮空艇要上浮时,排出副气囊内的部分空气,使浮空艇受到的重力 浮力,实现上浮。图乙是国产大飞机C919,飞机在空中飞行时,机翼上表面的空气流速大,压强 ,机翼的上下表面形成压力差,使飞机获得升力。
7.(2023湖南常德)一实心铁球质量为15.8 g,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(ρ铁=7.9×103 kg/m3,ρ水=1×103 kg/m3)。
三、实验题(7分)
8.(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】
(1)本实验在其他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 。
(2)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。
(3)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 。
四、计算题(每题6分,共12分)
9.(2023浙江杭州)某景区有乘氦气球升空的观光项目。如图所示,氦气球内充满氦气,下端连接吊篮,在吊篮底端有一根缆绳,通过缆绳来控制氦气球的升降。氦气球的体积为6 000 m3(不计球壁的厚度),ρ氦气=0.18 kg/m3,ρ空气=1.29 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)氦气球内氦气的质量是多少
(2)氦气球在缆绳控制下,匀速竖直上升150 m,用时300 s,则氦气球上升的速度是多少
(3)氦气球(含氦气)连同吊篮等配件的总重为4×104 N,现有总质量为1 740 kg的乘客,乘坐氦气球匀速竖直升空,缆绳处于竖直状态,此时缆绳对吊篮的拉力为多大 (不计吊篮及乘客在空气中的浮力,不计空气阻力)
10.(2023山东济宁)小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验时,将一底面积为4 cm2的圆柱体浸入水中,改变其浸入水中的体积,观察弹簧测力计示数的变化,如图所示。图甲中,圆柱体有体积浸入水中,弹簧测力计的示数为1.1 N;图乙中,圆柱体有体积浸入水中,弹簧测力计的示数为0.9 N。取g=10 N/kg,求:
(1)圆柱体全部浸入水中时受到的浮力;
(2)图乙中,圆柱体底部受到水的压强。
5·3提升练
时间:45分钟
一、选择题(每小题3分,共15分)
1.(2022山东东营)两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心小球A、B分别放入容器中静止,A球沉底,B球漂浮,如图所示,h1
A.两个小球的重力:GA
C.两种液体的密度:ρ甲<ρ乙
D.两个容器对桌面的压强:p甲=p乙
2.(2022黑龙江齐齐哈尔)(多选)如图所示,将两个完全相同的木块分别放入盛有甲、乙两种不同液体的相同烧杯中,木块静止时两容器中液面相平。以下说法正确的是( )
A.木块在乙液体中排开液体的质量较大
B.木块在甲、乙两种液体中所受浮力相同
C.两木块下表面所受液体的压强不相同
D.两烧杯底部所受液体的压强不相同
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湖北武汉)铁架台的水平底座上有一只溢水杯,贴近溢水杯有一底面积为20 cm2的圆柱形小桶(不计侧壁厚度)。弹簧测力计的上端挂在铁架台的支架上,下端悬挂一重力为1.2 N,密度为4×103 kg/m3的金属块。初始时,金属块有的体积浸在水中,弹簧测力计的示数为F1,杯中水面恰好与溢水口相平,小桶中没有水,如图所示。接着竖直向上提溢水杯,当溢水杯刚好离开水平底座时(底座对溢水杯的支持力刚好为零),提绳竖直向上的拉力为T1;提着溢水杯竖直向上缓慢移动,当金属块刚好浸没在水中时,水对小桶底部的压强为p,弹簧测力计的示数为F2,提绳竖直向上的拉力为T2。已知小桶能全部接住从溢水杯中溢出的水,则下列说法正确的是(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)( )
A.金属块体积为300 cm3
B.F1-F2=0.18 N
C.p=150 Pa
D.T2=T1
5.(2023四川南充)(多选)甲、乙、丙三个烧杯中均装有适量的酒精(ρ酒精=0.8×103 kg/m3),现有质地均匀,不吸且不溶于酒精的a、b两实心柱体,质量之比为3∶1,把它们分别放入甲、乙烧杯中,当a、b静止时,如图甲、乙所示;若将b置于a上面一起放入丙烧杯中,静止时a的上表面刚好与液面相平,如图丙。下列说法正确的是( )
A.a的密度为0.4×103 kg/m3
B.在图甲中a有四分之一的体积露出液面
C.在图甲中a的下表面液体压强与图丙中a的下表面液体压强之比为3∶5
D.a、b的体积之比为4∶1
二、填空题(每空2分,共8分)
6.(2022湖南娄底)如图甲所示,一个棱长为10 cm、重为9 N的正方体物块M,水平放置在一个方形容器中,M与容器底部不密合。以恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示,当t=100 s时,物块M在水中处于 (选填“沉底”“悬浮” 或“漂浮”)状态,图乙中a的值为 cm(g=10 N/kg)。
甲 乙
7.(2023云南)科技制作活动中,小明将金属夹夹在吸管一端使其密闭,制成简易密度计,如图所示。为了给密度计标刻度,他将密度计分别放入水和煤油中,密度计均竖直漂浮,吸管露出液面的长度为d。密度计在水中时d为12 cm,浮力大小为F1;在煤油中时d为10 cm,浮力大小为F2,则F1 F2(选填“>”“<”或“=”)。若将密度计放入密度为1.25 g/cm3的液体中,则d为 cm。(ρ水=1.0 g/cm3,ρ煤油=0.8 g/cm3)
三、实验题(每题5分,共10分)
8.(2023湖南常德)小霞同学按照如下图所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体全部浸入水中时,受到的浮力是 N;
(2)观察A、B、C、D四幅图,可得出物体受到的浮力大小与 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F图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”或“不变”),若它们的变化量相等,则证明F浮=G排;
②在F图中,已知重物是底面积为100 cm2,高为8 cm,重为10 N的实心长方体,从重物刚接触水面开始,将升降台缓慢上升6 cm,则重物最终浸入的深度为 cm(弹簧测力计每1 N的刻度线间距为0.5 cm,ρ水=1×103 kg/m3,g=10 N/kg)。
9.(2023福建)用透明圆筒制作测量液体密度的密度计。
(1)获取相关数据
①已知圆筒底面积为S;
②调节天平平衡时,指针指在分度盘中央刻度线的左侧,此时应将平衡螺母向 移。如图甲,用调好的天平测得空圆筒质量m= g;向圆筒中倒入适量水,用天平测得圆筒与水的总质量为81.4 g,计算得到圆筒内水的体积V0= cm3。(ρ水=1 g/cm3)
(2)制作液体密度计
在圆筒上体积为V0的水面处做标记,如图乙所示。倒掉圆筒内的水,倒入待测液体至标记处,使待测液体体积为V0。将圆筒放入水中,圆筒处于漂浮状态,如图丙。测量圆筒浸入水中的深度h,则待测液体密度ρ液= (用m、S、h、V0、ρ水表示)。根据计算结果在圆筒外壁标记刻度线和密度值。
(3)用自制密度计测量某种液体密度时,发现圆筒触底无法漂浮,请提出一条改进建议: 。
四、计算题(第10题10分,第11题7分,共17分)
10.(2023浙江宁波)学习了项目化课程后,小宁自制一支能测液体密度的仪器。如图甲所示,取一根两端开口、粗细厚薄均匀的匀质塑料管MN,N端用合金块封口,再通过计算在塑料管外壁标上刻度线和刻度值,仪器就完成制作。如图乙所示,当仪器竖直漂浮在待测液体中时,液面所对应的刻度值就是待测液体的密度大小。已知塑料管长l1为30 cm,质量m1为3 g,塑料管横截面的外圆面积S为1.2 cm2;合金块高l2为2 cm,质量m2为18 g。g取10 N/kg,水的密度取1.0×103 kg/m3。请计算:
甲 乙
(1)该仪器的重力。
(2)该仪器竖直漂浮在水中,受到的浮力大小及浸入水中的深度。
(3)该仪器竖直漂浮在水中,水对该仪器底部的压强大小。
(4)为了找出该仪器的重心,小宁用细线将它悬挂起来,使其水平平衡,如图丙所示。重心O点离N端的距离d为 cm。
丙
(5)物体浮力作用点位于物体浸入液体部分的几何中心。该仪器的浮力作用点位于重心及以下时,将会在液体中倾倒,难以测量。从理论上分析,该仪器竖直漂浮在某种液体中时,如果浮力作用点恰好与该仪器重心重合,则该液体的密度为 g/cm3(计算结果精确到0.1 g/cm3)。
11.(2023云南)如图所示,将重为3 N、底面积为150 cm2装有水的薄壁(不计厚度)柱形溢水杯放置在水平的压力传感器上,此时压力传感器的示数为30 N。用轻质细线悬挂一重20 N、高15 cm、底面积为60 cm2不吸水的圆柱体。初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4 cm,现提住细线缓慢下移,使圆柱体逐渐浸入水中,当圆柱体下降7 cm时,水面达到溢水口。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求
(1)圆柱体未浸入水中时,溢水杯对压力传感器的压强;
(2)圆柱体未浸入水中时,溢水杯中水的质量;
(3)圆柱体刚好浸没时,细线对圆柱体的拉力;
(4)圆柱体从初始位置到刚好浸没,水对溢水杯底部压强的变化量。
5年中考
1.答案 > 82.4 >
2.C
3.B
4.BD
5.D
6.B
7.答案 (1)量程 竖直 (2)如图
(3)变大 不变 (4)不同 (5)盐(合理即可)
8.答案 (1)②未控制物体浸在液体中的体积相同
③如图 ⑤液体的密度 (2)物体形状 (3)1 能
9.答案 【实验探究】F浮=G排
【理论探究】设长方体的底面积为S、高为h,液体密度为ρ液,长方体上、下表面所处的深度及受力情况如图所示。
液体对长方体向上的压力大于液体对它向下的压力,两者之差即为浮力
F浮=F2-F1=ρ液gh2S-ρ液gh1S=ρ液g(h2-h1)S=ρ液ghS=ρ液gV排=G排。
(其他方法正确也可)
【原理应用】设液体密度为ρ液,根据阿基米德原理,金属圆柱体所受浮力
F浮=ρ液gV排=ρ液gS2·=mg。
10.答案 (1)4.5 (2)排开液体的体积 (3)1.2×103
11.答案 (1)1.0 (2) (3)不相等 (4)偏大 (5)变高
12.答案 640 6.4
13.答案 1.06 0.2
14.答案 (1)0.3 kg (2)1.0×10-4 m3
(3)3.0×103 kg/m3
15.答案 (1)500 Pa (2)8×10-4 m3 (3)0.8×103 kg/m3
16.答案 (1)mg (2) (3)
17.答案 (1)1×105 (2)2×106 (3)8×103
18.答案 (1)28 kg (2)2 000 cm3 (3)1.2×104 Pa
19.答案 (1)600 Pa (2)漂浮 150 Pa (3)0.208 N
3年模拟
5·3基础练
1.A
2.C
3.C
4.BC
5.D
6.答案 小于 小
7.答案 2 13.8
8.答案 【证据】①4.0 【解释】(1)2.0 (2)无关 【交流】(1)控制变量法 (2)不变 深度 (3)能
9.答案 (1)1 080 kg (2)0.5 m/s (3)2×104 N
10.答案 (1)0.4 N (2)750 Pa
5·3提升练
1.B
2.BD
3.AB
4.D
5.BD
6.答案 漂浮 9
7.答案 = 13.6
8.答案 (1)1 (2)排开液体体积(或浸入液体体积) (3)液体密度 (4)①变大 ②4
9.答案 (1)②右 31.4 50 (2) (3)往容器中加足够多的水(或减小待测液体体积V0并重新标刻度等其他合理答案均可)
10.答案 (1)0.21 N (2)0.21 N 0.175 m
(3)1 750 Pa (4)3 (5)2.9
11.答案 (1)2×103 Pa (2)2.7 kg (3)11 N
(4)200 Pa
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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