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文檔簡介
【好題匯編】2024年中考物理真題分類匯編(全國通用)
模塊一聲光力熱電磁知識真題
專題10.浮力及其應(yīng)用
考向一:浮力
1.(2024上海)小浦用一個彈簧測力計豎直懸空拉著一個物體,此時彈簧測力計的示數(shù)為3.0N。他
將物體浸沒在水中,此時彈簧測力器的示數(shù)變?yōu)?.0牛,則浮力的大小是牛,方向為________;
若將物體繼續(xù)向下移動,則彈簧測力計的示數(shù)大?。ㄟx填“變大”或“不變”或“變小”)o
【答案】1豎直向上不變
【解析】由題意可知,物體的重力為3N,將物體浸沒在水中,物體受到豎直向上的浮力,由稱重法
可知,浮力的大小
耳孚=G—號=3N-2N=1N
物體完全浸沒在水中,若將物體繼續(xù)向下移動,物體排開水的體積不變,由/=夕液8降F可知,物
體受到的浮力不變,由
F-G-F浮
可知,彈簧測力計的示數(shù)大小不變。
2.(2024四川達州)如圖所示,一重為20N的正方體木塊靜止在盛水的薄壁柱形容器中,已知容器
底面積S=200cm2,則木塊下底面受到水的壓力為_______N,木塊放入容器前后水對容器底部的壓
【解析】木塊靜止在水中時漂浮,浮力等于重力,為
F浮=G=20N
根據(jù)壓力差法可知,木塊受到的浮力等于木塊上下表面受到水的壓力差,則木塊下表面受到水的壓力
為
F下=4孚+七=20N+0N=20N
木塊放入容器后,水對容器的壓力變化量等于木塊的重力,則前后水對容器底部的壓強變化量為
.G20N
邸=---———4?=lOOOPa
SS200x104m2
3.(2024云南)如圖,木塊靜止在水面上,請畫出木塊所受浮力的示意圖。
【解析】木塊靜止在水面上時,受到水給物體豎直向上的浮力,過重心做一豎直向上的帶箭頭的線段
即為浮力的示意圖。
4.(2024四川遂寧)如圖所示,一小球靜止在水面上。請作出圖中小球受到的重力和浮力的示意圖。
【答案】如圖所示
【解析】小球靜止在水面上,受到重力和浮力作用,且兩個力是一對平衡力,重力方向豎直向下,浮
力方向豎直向上。
5.(2024貴州省)如圖甲所示,將兩實心正方體金屬塊A和B(加A=WB,VA<VB),分別懸掛在彈
簧測力計下端,并浸沒于裝有水的相同燒杯中,靜止時下表面距杯底的高度均為加,兩杯中水面相平。
現(xiàn)將兩金屬塊緩慢從水中豎直向上提起,直到下表面剛好離開水面,懸掛A的測力計示數(shù)R隨金屬
塊下表面距杯底高度〃變化關(guān)系的大致圖像如圖乙所示。請在答題卡的同一坐標(biāo)圖中畫出:懸掛B
的測力計示數(shù)尸隨〃(從心開始)變化關(guān)系的大致圖像。(忽略金屬塊離開水面時帶出的水,不計阻
力)
【解析】由題意知,實心正方體金屬塊A和B的體積以〈弦,因此同時浸沒在水中時,B受到的浮
力更大,根據(jù)稱重法,則其彈簧測力計的示數(shù)較??;又由于心V外,則B的邊長大于A的邊長,因
此相對于A來說B的上表面到達水面時,其下表面距杯底高度較小,當(dāng)下表面剛好離開水面,距杯
底高度也較?。挥捎?A<7B,當(dāng)上表面開始露出水面時,距離杯底變化相同高度,排開水的體積減少
較大,根據(jù)尸浮="流廣排g可知,浮力減小較大,則彈簧測力計示數(shù)增加較快;又由于SA="B,因此當(dāng)
下表面剛好離開水面,A與B上彈簧測力計的示數(shù)相同,如圖所示:
乙
考向二:阿基米德原理
1.(2024四川成都)小李同學(xué)想估算空氣對自己的浮力大小,采集的數(shù)據(jù)有:自己的體重、自己的
密度(與水接近,約為1.0x1(Pkg/nP)、空氣的密度(約為1.3kg/m3)。則空氣對小李的浮力大小約
為()
A.0.006NB.0.6NC.60ND.600N
【答案】B
【解析】中學(xué)生的質(zhì)量約為50kg,則中學(xué)生的體積
50kg
V=—=0.05m3
PlxlO3Ag-/m3
由阿基米德原理可得,中學(xué)生在空氣中受到的浮力
33
耳孚=pgV^=1.3Ag/mxlON/Agx0.05m=0.65N
故B符合題意,ACD不符合題意。
故選Bo
2.(2024河南)宋朝的懷丙利用浮船打撈鐵牛,展現(xiàn)了我國古人的智慧。圖為打撈過程示意圖,先
將陷在河底的鐵牛和裝滿泥沙的船用繩索系在一起,再把船上的泥沙鏟走,鐵牛就被拉起,然后把船
劃到岸邊,解開繩索卸下鐵牛,就可將鐵牛拖上岸。船在圖中甲、乙、丙三個位置船所受浮力為外、
B.F甲〉F乙
C.犀=七>與jD.牛<七<R丙
【答案】B
【解析】由圖可知,船在圖中甲、乙、丙排開水的體積榻〉4,根據(jù)阿基米德原理耳孚=夕液8/卜
可知船在圖中甲、乙、丙三個位置船所受浮力察〉心〉與5。
故選Bo
3.(2024福建)質(zhì)量為加。的杯子,裝入適量的水后放在水平的電子秤上,如圖甲;接著把草莓輕放
入水中,草莓漂浮,如圖乙;然后用細針將草莓輕壓入水中,如圖丙;水均未溢出,電子秤示數(shù)依次
為叫、加2、掰3,不計細針體積。下列判斷正確的是()
細針
A.甲圖中,水對杯底的壓力為(加1-加())g
B.乙圖中,草莓的質(zhì)量為加2一%一加0
m.-m.
c.丙圖中,草莓排開水的體積為q-L
小水
D.丙圖中,細針對草莓的壓力為(加3一加2一加o)g
【答案】C
【解析】
【詳解】A.甲圖中,水的重力為
G水=(加1-加o)g
由于杯子不是柱體,所以水對杯底的壓力小于水的重力,即
F<(ml-m0)g
故A錯誤;
B.乙圖中,草莓漂浮,受到的浮力等于草莓的重力,即/=G草莓,根據(jù)阿基米德原理可知,草莓
受到的浮力等于排開水的重力,即
4孚=6排=(加2—加Jg
所以草莓的質(zhì)量為
加草莓=m2-m{
故B錯誤;
C.根據(jù)阿基米德原理可知,草莓受到的浮力
琮=6排=(加3一班)g
草莓浸沒時排開水的體積
V_F浮_(能3—能Jg_機3—叫
"排———
。水g。水g夕水
故c正確;
D.丙圖中,草莓受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力和豎直向下的細針的壓力,根據(jù)力的平衡條
件可知,細針對草莓的壓力
F'=E浮-G草莓=耳孚一加草莓g=(加3—加1)g—(加2—加Jg=(加3—加2)g
故D錯誤。
故選Co
4.(2024黑龍江龍東)美麗雞西是石墨之都,研學(xué)小組為了測量石墨的密度,用彈簧測力計測得石
墨樣品重是4.8N,然后將其逐漸浸入水中,浸沒后彈簧測力計示數(shù)是2.8N,樣品的質(zhì)量是kg,
樣品的密度為kg/m3?(夕水=1.0xl03kg/m3)
【答案】0.482.4x103
【解析】根據(jù)G=/ng可知,樣品的質(zhì)量是
G4.8N
m=—=0.48kg
g10N/kg
浸沒后彈簧測力計示數(shù)是2.8N,在水中受到的浮力為
耳孚=G—號=4.8N—2.8N=2N
根據(jù)F浮=0液4g可知,物體的體積為
________2N
=2x10-4m3
1.0xl03kg/m3xl0N/kg
樣品的密度為
m0.48kg
p=-=2.4xl03kg/m3
V2x104m3
5.(2024青海?。帮w天”興趣小組在模擬搭建月球科研基地時,選取了某種磚塊作為建筑材料,
鉆取了一塊圓柱體樣品(樣品不吸水)。已知g=10N/kg,P水=lxl()3kg/m3,求:
(1)如圖甲所示,利用彈簧測力計測得樣品重力為4.2N,則該樣品的質(zhì)量如
(2)如圖乙所示,該樣品浸沒在水中時受到的浮力修;
(3)該樣品的密度》
(4)當(dāng)該樣品上表面距水面4cm處時,樣品上表面所受水的壓強P;
(5)請你為月球基地命名并簡單介紹其寓意。
【答案】(1)0.42kg;(2)3N;(3)1.4xl03kg/m3;(4)400Pa;(5)見解析
【解析】(1)該樣品的質(zhì)量為
G4.2N
m=——=0.42左g
g10N/他
(2)如圖乙所示,測力計分度值為0.2N,示數(shù)為1.2N。根據(jù)稱重法,該樣品浸沒在水中時受到的浮
力為
F、浮=4.2N-1.2N=3N
(3)樣品的體積為
_________3N
=3x10-4m3
1.0xl03^g/m3xl0N/^g
則該樣品的密度為
mQA2kg
p=—=1.4xl03^g/m3
V3x104m3
(4)樣品上表面所受水的壓強為
p=pgh=l.OxlO'^g/m3xlON/^gx0.04m=400P?
(5)月球基地名字為“飛天”,表達中國人民由來已久的探索太空的夢想。
答:(1)如圖甲所示,利用彈簧測力計測得樣品重力為4.2N,則該樣品的質(zhì)量為0.42kg;
(2)如圖乙所示,該樣品浸沒在水中時受到的浮力為3N;
(3)該樣品的密度為L4xl03kg/m3;
(4)當(dāng)該樣品上表面距水面4cm處時,樣品上表面所受水的壓強為400Pa;
(5)見解答。
考向三:物體的浮沉條件及應(yīng)用
1.(2024四川廣安)2023年4月,我國東部戰(zhàn)區(qū)組織了環(huán)臺島軍事演習(xí)。當(dāng)參演的航空母艦一一“遼
寧艦”上的戰(zhàn)斗機從軍艦上起飛后()
A.飛行的戰(zhàn)機以航母為參照物,是靜止的B.航母所受浮力變小,會上浮一些
C.航母所受浮力不變,排開水的體積不變D.航母兩側(cè)水域流速大的位置壓強大
【答案】B
【解析】A.以航母為參照物,飛行的戰(zhàn)機的位置發(fā)生變化,所以飛行的戰(zhàn)機是運動的,故A不符合
題意;
BC.戰(zhàn)斗機從航母上起飛后,航母的重力變小,由于航母處于漂浮狀態(tài),航母受到的浮力等于重力,
所有航母受到的浮力變小,由阿基米德原理可知,航母排開水的體積變小,故航母會上浮一些,故B
符合題意,C不符合題意;
D.由于流體流速大的位置壓強小,所以航母兩側(cè)水域流速大的位置壓強小,故D不符合題意。
故選Bo
2.(2024蘇州)將雞蛋放入鹽水中出現(xiàn)如圖所示狀態(tài),緩慢向杯中加鹽或水使雞蛋懸浮,下列說法
正確的是()
0
A,加鹽可以讓雞蛋懸浮
B.雞蛋懸浮時液體密度大
C.雞蛋懸浮時浮力大
D,雞蛋懸浮時液體對杯底的壓強大
【答案】D
【解析】AB.如圖,雞蛋漂浮,根據(jù)物體的沉浮條件,向杯中加鹽,鹽水密度變大,雞蛋仍然漂浮,
若適當(dāng)加水,可以減小鹽水的密度,雞蛋可以懸浮,所以雞蛋懸浮時液體密度較小,故AB錯誤;
C.向杯中加鹽,雞蛋仍然漂浮,若加水,雞蛋懸浮,均浮力等于重力,所以浮力相等,故C錯誤;
D.加水后,鹽水的總質(zhì)量明顯增加,對燒杯底部的壓力明顯變大,根據(jù)夕=!可知對燒杯底部的壓
強明顯變大;向杯中加鹽,鹽水的總質(zhì)量增加不明顯,則對燒杯底部的壓力增加不明顯,所以對燒杯
底部的壓強增加不明顯,故雞蛋懸浮時液體對杯底的壓強大,故D正確。
故選D。
3.(2024江蘇鹽城)如圖是我國自主研發(fā)的“極目一號”III型浮空艇,外形像大白鯨,整體呈流線
型,尾部有三個尾翼。其內(nèi)部有兩個氣囊,一個氣囊裝有密度比空氣小的氧氣,另一個氣囊內(nèi)充有空
氣,艇體通過排放空氣實現(xiàn)上升。艇體用特種纜繩與地面相連,纜繩中布置細電纜和光纖。下列關(guān)于
浮空艇分析錯誤的是()
A.艇體整體呈流線型是為了減小空氣阻力的影響
B.浮空艇在上升過程中受到的浮力變大
C.纜繩中布置光纖,目的是實時傳輸通信數(shù)據(jù)
D.纜繩應(yīng)選擇密度小、強度大的材料
【答案】B
【解析】A.艇體整體呈流線型,是為了減小空氣阻力的影響,故A正確,不符合題意;
B.浮空艇在上升過程中,排開空氣的體積不變,根據(jù)尸浮=2空氣gV#可知,受到的浮力不變,
故B錯誤,符合題意;
C.纜繩中布置光纖,目的是實時傳輸通信數(shù)據(jù),故C正確,不符合題意;
D.纜繩應(yīng)選擇密度小、強度大的材料,這樣在體積相同時,質(zhì)量小,便于操作,故D正確,不符合
題意。
故選Bo
4.(2024四川瀘州)中國長征18號核潛艇引領(lǐng)中國核潛艇新高度。在進行戰(zhàn)備訓(xùn)練時,下列對該潛
艇的說法中正確的是()
A.通過改變排開水的體積來實現(xiàn)上浮與下沉
B.在水面下勻速下潛過程中,受到的浮力增大
C.從長江潛行進入東海時,需要往水倉內(nèi)注水
D.從長江潛行進入東海時,受到的浮力會變小
【答案】C
【解析】A.潛艇是通過改變自身重力來實現(xiàn)上浮與下沉的,故A錯誤;
B.在水面下勻速下潛過程中,潛艇排開水的體積不變,根據(jù)阿基米德原理可知,受到的浮力不變,
故B錯誤;
CD.從長江潛行進入東海時,潛艇排開水的體積不變,而海水密度大于河水密度,根據(jù)阿基米德原
理可知,潛艇受到的浮力變大,需要往水倉內(nèi)注水來增大自身重力,從而使自身重力仍等于受到的浮
力,故C正確,D錯誤。
故選c。
5.(2024江西)下圖是我國自主研發(fā)的“奮斗者”號載人潛水器,它創(chuàng)造了萬米的載人深潛新紀錄,
標(biāo)志著我國在大深度載人深潛領(lǐng)域達到世界領(lǐng)先水平?!皧^斗者”號在萬米深海處繼續(xù)下潛的過程中,
不考慮海水密度及潛水器體積的變化,以下說法正確的是()
A.“奮斗者”號受到海水的浮力不變、壓強變大
B.“奮斗者”號受到海水的浮力不變、壓強不變
C.“奮斗者”號受到海水的浮力變大、壓強不變
D.“奮斗者”號受到海水的浮力變大、壓強變大
【答案】A
【解析】在萬米深海處繼續(xù)下潛的過程中,根據(jù)耳孚=05g降F和P=pg%可知,“奮斗者”號排開
水的體積不變,深度變大,故“奮斗者”號受到海水的浮力不變,壓強變大,故A正確,BCD錯誤。
故選Ao
6.(2024山東臨沂)水平桌面上的兩個相同的燒杯中盛有兩種不同的液體,兩個相同的物塊在液體
中靜止時兩液面相平,如圖所示。下列選項中的物理量,相等的是()
甲乙
A.兩物塊底部受到的壓力B.兩物塊排開液體的質(zhì)量
C.兩液體對燒杯底的壓強D.兩燒杯對桌面的壓強
【答案】B
【解析】由圖可知,物塊在甲、乙兩杯中分別處于漂浮和懸浮狀態(tài),浮力等于自身重力,因此兩個相
同的物塊在液體中靜止時受到的浮力相等。
A.將兩個相同的物塊分別放在兩燒杯中,兩物塊受到的浮力相等,都等于物塊的重力,浮力是浸在
液體中的物體上下表面受到的壓力差,即4孚=歹下表面一廠上表面;物塊漂浮是上表面受到的壓力為零,
懸浮時上表面壓力不為零,兩物塊底部受到的壓力不同,故A不符合題意;
B.根據(jù)阿基米德原理可知,物體受到的浮力等于其排開液體的重力,兩物體受到的浮力相等,所以
排開甲液體的重力等于物塊排開乙液體的重力,故B符合題意;
B.根據(jù)浮沉條件可知,物體漂浮時小甲液>夕物,物體懸浮時「乙液=「物,所以用液>0乙液,兩杯中
液面相平,根據(jù)夕=Og/z可知,燒杯底受到液體的壓強。甲液乙液,故C不符合題意;
D.由圖知,甲液體的體積大于乙液體的體積,且甲液體的密度大于乙液體的密度,根據(jù)加=「憶知,
甲液體的質(zhì)量大于乙液體的質(zhì)量,又因為兩物塊的質(zhì)量和兩燒杯的質(zhì)量都相同,根據(jù)G=Mg知,甲
F
容器對桌面的壓力大于乙容器對桌面的壓力,根據(jù)夕=—知,甲容器對桌面的壓強大于乙容器對桌
S
面的壓強,故D不符合題意。
故選B。
7.(2024四川瀘州)如圖所示,甲、乙兩個相同的平底燒杯放在水平桌面上,在兩個燒杯中加入適
量的清水,乙燒杯水面上漂浮有冰塊,兩杯水面恰好一樣高,下列判斷正確的是()
甲乙
A.甲燒杯對桌面的壓力等于乙燒杯對桌面的壓力
B.甲燒杯對桌面的壓強小于乙燒杯對桌面的壓強
C.乙燒杯中冰塊熔化后,水對燒杯底的壓力增大
D.乙燒杯中冰塊熔化后,水對燒杯底的壓強不變
【答案】AD
【解析】A.兩杯水面一樣高,則由液體壓強公式夕=pg/z可知兩杯水對容器底部壓強都相等,則由
壓力公式E=可知兩杯水對容器底部的壓力也相等。燒杯對桌面的壓力等于水對容器底部壓力和
容器的重力之和,因此甲乙燒杯對桌面的壓力是相等的,故A正確;
B.由于兩容器對桌面的壓力相等,燒杯的底面積也相同,由壓強公式可知甲燒杯對桌面的壓強等于
乙燒杯對桌面的壓強,故B錯誤;
CD.乙燒杯中冰塊處于漂浮狀態(tài),冰塊所受的浮力等于自身受到的重力,也等于冰塊排開液體所受
的重力,因此當(dāng)冰塊熔化成水后,恰好將冰塊排開液體的體積填充,即水的液面高度不變,由此可知
水對燒杯底部的壓強不變,水對燒杯底部的壓力也不變,故C錯誤,D正確。
故選ADo
8.(2024內(nèi)蒙古赤峰)在《浮力》單元復(fù)習(xí)課上,學(xué)生用溢水杯和彈簧測力計測量雞蛋的密度。如
圖甲,先把雞蛋緩慢放入盛滿水的溢水杯中,雞蛋沉底,測得溢出水的重力為G1;如圖乙,再把同
一個雞蛋緩慢放入盛滿鹽水的溢水杯中,雞蛋漂浮,測得溢出鹽水的重力為G?。下列說法正確的是
甲乙
A.雞蛋在水中和鹽水中受到的浮力分別為大和耳,它們的關(guān)系是片〉心
G
B.雞蛋的體積為----
。水g
G.
C.雞蛋的密度為U夕水
G2
G,
D.雞蛋的密度為黃「鹽水
【答案】B
【解析】A.雞蛋在水中沉底,浮力小于重力,雞蛋在鹽水中漂浮,浮力等于重力,所以尸1<F2
故A錯誤;
B.雞蛋在水中沉底,排開水的體積等于雞蛋的體積,由阿基米德原理可得,雞蛋的體積
0kg0Kg
故B正確;
CD.雞蛋在鹽水中漂浮,浮力等于重力,即
尸浮=Gz=G雞蛋
雞蛋的質(zhì)量
加=%_=%
gg
雞蛋的密度
基
%=gG2P水
P~V~~G
「水g
故CD錯誤。
故選B。
9.(2024黑龍江龍東)將兩個完全相同的小球,分別放入裝有不同液體的甲、乙兩個完全相同的燒
杯中,小球靜止時兩燒杯液面相平,如圖所示,下列判斷正確的是()
//////ZZZ/Z//Z/////ZZ/ZZ/ZZ/ZZ/
甲乙
A.甲燒杯中液體的密度小
B.乙燒杯底部受到液體的壓強小
C.甲燒杯中小球受到的浮力大
D.甲、乙兩燒杯對桌面的壓力相等
【答案】B
【解析】AB.由圖可知,小球在甲、乙兩杯中分別處于漂浮和懸浮狀態(tài),根據(jù)浮沉條件可知,夕甲〉「球,
。乙球,所以「甲乙,小球靜止時兩燒杯液面相平,根據(jù)。=P液8〃可知,乙燒杯底部受到液體
的壓強小,故A錯誤,B正確;
C.小球在甲、乙兩杯中分別處于漂浮和懸浮狀態(tài),浮力都等于重力,所以浮力相等,故C錯誤;
D.甲液體密度大于乙液體密度,從圖中可知,甲液體的體積大于乙液體的體積,根據(jù)加=夕「可知,
甲液體的質(zhì)量大于乙液體的質(zhì)量,燒杯質(zhì)量相同,小球質(zhì)量相同,根據(jù)
F=G=加總g
可知,甲燒杯對桌面的壓力較大,故D錯誤。
故選Bo
10.(2024貴州?。┡莶钑r可以欣賞到茶葉在水中浮沉“起舞”。如圖所示,沖泡茶葉時,部分茶葉
表面附著氣泡使其排開水的體積增大,由于浮力大于重力而;茶葉充分吸水后由于其密度
水的密度而下沉。
【答案】上浮大于
【解析】根據(jù)浮與沉的條件,茶葉表面附著氣泡使其排開水的體積增大,根據(jù)產(chǎn)浮=?海嗯忠可知,浮
力增大,由于浮力大于重力,所以茶葉上浮。
過一段時間,由于茶葉吸收了水分,茶葉的平均密度大于水的密度,所以將會下沉到杯底。
11.(2024齊齊哈爾市)如圖所示,有一個內(nèi)外壁皆為圓柱形的平底容器,內(nèi)裝足夠深的水。將一個
質(zhì)地均勻的正方體物體懸掛在豎直放置的彈簧測力計下(圖中未畫出彈簧測力計)。當(dāng)物體的,體積
5
浸入水中時,彈簧測力計示數(shù)為7N;當(dāng)物體的。體積浸入水中時,彈簧測力計示數(shù)為4N。現(xiàn)將物體
從彈簧測力計上取下放入水中,則該物體靜止時,所受到的浮力是N,該物體的密度為
kg/m3o
【答案】90.9xlO3
【解析】設(shè)物體體積為V,重力為G,根據(jù)F浮=夕水g除F和稱重法F浮=G—F示,當(dāng)物體的|體積
浸入水中時,彈簧測力計示數(shù)為7N,則有
lxlO3kg/m3xlON/kgx|F=G-7N①
當(dāng)物體的g體積浸入水中時,彈簧測力計示數(shù)為4N,則有
lxlO3kg/m3xlON/kgx|r=G-4N②
聯(lián)立①②,解得物體體積/=1x10-3m3>重力G=9N,則該物體的密度為
G
mgG9N
0.9x103kg/m、p水
V~V~gV~lON/kgxlx103m3
所以則該物體靜止時漂浮,浮力為
耳孚=G=9N
12.(2024四川遂寧)中國人民解放軍海軍山東艦是中國完全自主設(shè)計建造的第一艘航空母艦,當(dāng)艦
載機從航母上起飛后,航母所受的浮力將(選填“變大”、“變小"或‘'不變")。艦載
機飛行時機翼上方空氣的流速比機翼下方的流速大,于是機翼上方的空氣壓強(選填“大
于”或“小于”)下方的空氣壓強,這個壓強差就使飛機獲得了升力。
【答案】變小小于
【解析】航母始終漂浮,浮力等于重力,飛機飛離航母后,航母的總重力減小,所以浮力會變小。
流體流速越快的位置壓強越小,飛機飛行時能獲得向上的壓強差,是因為機翼上方空氣流速大于機翼
下方空氣流速,所以,上方壓強小于下方,從而產(chǎn)生向上的升力。
13.(2024四川眉山)物理興趣小組的同學(xué)制作了一個簡易密度計,分別放入盛有不同液體的兩個燒
杯中,靜止時液面相平如圖所示,密度計在液體中受到浮力外F乙,液體對杯底的壓強
p甲p乙(選填"=”或)
--昌--
甲乙
【答案]=<
【解析】由圖可知,簡易密度計在甲、乙兩種液體中都處于漂浮狀態(tài),此時浮力等于重力,因同一支
密度計的重力不變,所以密度計在兩種液體中所受的浮力相等,即
由圖知,密度計排開甲液體的體積大于排開乙液體的體積,密度計在兩種液體中所受的浮力相等,根
據(jù)耳孚=夕液除出可知,甲液體的密度小于乙液體的密度,乙容器內(nèi)液面高度較高,根據(jù)。=0液g%可
知,甲燒杯底部受到的液體壓強較小,即
夕甲〈夕乙
14.(2024四川廣安)如圖甲所示,足夠高的圓柱形薄壁容器,裝有適量的水放在水平桌面上。現(xiàn)將
一個質(zhì)量為2kg、底面積為100cm2的均勻長方體豎直放入容器中,受到容器的支持力為4N,此時物
體所受浮力為No若再加入適量的水使長方體剛好漂浮,如圖乙所示,則此時水面的高度與圖
甲相比增加了cm。=1.0xl03kg/m3,g取10N/kg)
【解析】長方體的重力為
G=mg=2kgxlON/kg=20N
因為長方體受豎直向下的重力、豎直向上的浮力和支持力,并且
G=4孚+F支
所以長方體受到的浮力
4孚=6-心=20N-4N=16N
由辱=0sg/卜可得,長方體排開水的體積為
E浮_________16N
=1.6xl0-3m3
「液glxlO3^g/m3xlON/^g
此時水面的高度為
任生業(yè)"工=0』6m=1&〃,
S100xl04m2
因為長方體剛好漂浮,所以
一浮=G=20N
此時物體排開的體積為
「F'浮20N
「‘排==2x10-3m3
P液glxlO3^g/m3xlON/^g
此時水面的高度
力=工2x1。2
0.2m=20cm
S100xl0-4m2
此時水面的高度與圖甲相比增加的高度為
="—〃=20cm-16cm=4cm
22
15.(2024江蘇連云港)質(zhì)量為2kg的物體放置在水平桌面上,底面積為2xl0-m,體積為3x10-3nl3。
求:(g=10N/kg)
(1)該物體對桌面的壓力。
(2)該物體對桌面的壓強。
(3)該物體浸沒在水中釋放后,靜止時受到的浮力。
【答案】(1)20N;(2)lxlO3Pa;(3)20N
【解析】(1)該物體對桌面的壓力
F=G=mg=2xl0N=20N
(2)該物體對桌面的壓強
F20N
p=-=lxlO3Pa
S2x10?m2
(3)當(dāng)物體浸沒在水中時
33-33
F、浮=p:i&gV^=1.0xl0Ag-/mxlON/Ag-x3xlOm=30N
,:FQG物體靜止時處于漂浮狀態(tài)
F浮=G=20N
答:(1)該物體對桌面的壓力為20N;
(2)該物體對桌面的壓強為l*103pa;
(3)該物體浸沒在水中釋放后,靜止時受到的浮力為20N。
16.(2024江西)如圖所示,水平桌面上的平底薄壁容器(重力忽略不計)底面積為O.Oln?,容器
內(nèi)盛有質(zhì)量為4kg的水。一實心木塊漂浮在水面上,木塊的質(zhì)量為0.6kg,體積為lxl(T3m3。g取
10N/kg,求:
(1)木塊的密度;
(2)木塊受到的重力;
(3)木塊受到的浮力;
(4)此時容器對水平桌面的壓強。
333
【答案】(1)0.6xl0kg/m;(2)6N;(3)6N:(4)4.6xlOPa
【解析】(1)根據(jù)題意可知,木塊的密度為
m0.6kg
p=—=0.6x103kg/m3
V1x103m3
(2)根據(jù)題意可知,木塊受到的重力為
G=mg=0.6kgxlON/kg=6N
(3)根據(jù)題意可知,實心木塊漂浮在水面上,則木塊受到的浮力等于木塊的重力,即浮力為
吁孚=G二6N
F
(4)根據(jù)夕=《可知,此時容器對水平桌面的壓強為
_F_G_G水+G木塊_6N+4kgxlON/kg
p—————----------------------------------------=4.6x103pa
SSS0.01m2
答:(1)木塊的密度為0.6xl()3kg/m3;
(2)木塊受到的重力為6N;
(3)木塊受到的浮力為6N;
(4)容器對水平桌面的壓強為4.6xl()3pa。
17.(2024山東煙臺)為慶祝中國人民解放軍海軍成立75周年,海軍煙臺艦于2024年4月20日至
24日期間訪問家鄉(xiāng)煙臺,并同步開展了軍民共建活動。海軍煙臺艦,舷號“538”,屬國產(chǎn)054A型
導(dǎo)彈護衛(wèi)艦,艦長134m,最大寬度16m,高度35m,排水量(滿載)約40003巡航速度18節(jié)(1
節(jié)=1.852km/h),續(xù)航里程4000海里(1海里=1.852km),抗風(fēng)力大于12級,除極區(qū)外任何海區(qū)均
可安全航行。煙臺艦創(chuàng)造了當(dāng)年護航時間最長、直升機飛行時間最長、編隊人數(shù)最少、訪問國家最多
的"四個之最"。(g=10N/kg,海水的密度取l.OxlO'kg/n?)求:
(1)滿載時煙臺艦所受的浮力約為多大?
(2)某次航行中煙臺艦吃水深度為4m,則在艦底0.5m2的面積上受到海水的壓力為多大?
(3)若煙臺艦在某次航行過程中以18節(jié)的巡航速度航行3000海里,其航行時間為多少小時?(結(jié)
果保留一位小數(shù))
【答案】⑴4X1()7N;(2)2X104N;(3)166.7小時
【解析】(1)滿載時煙臺艦排水量(滿載)約4000t
加排=4000t=4000xl03kg
因為煙臺艦處于漂浮狀態(tài),所受浮力等于重力,故煙臺艦滿載時所受浮力
耳孚=6排=加排g=4000xl()3kgxl0N/kg=4xl07N
(2)某次航行中煙臺艦吃水深度為人=4m,煙臺艦吃水深度為4m時的壓強為
p=pgh=1.0xl03kg/m3xION/kgx4nl=4x104Pa
煙臺艦底0.5m2的面積上受到海水的壓力
F=^=4xlO4PaxO.5m2=2X104N
(3)煙臺艦的巡航速度
%=18節(jié)=18xl.852hn/h
航行距離
s=3000海里=3000x1,852km
航行時間
s3000x1,852km,“不
t=-=--------------a166.7h
v18xl.852km/h
答:(1)滿載時煙臺艦所受的浮力約4xlO7N;
(2)某次航行中煙臺艦吃水深度為4m,則在艦底0.5m2的面積上受到海水的壓力為2X104N;
(3)若煙臺艦在某次航行過程中以18節(jié)的巡航速度航行3000海里,其航行時間為166.7小時。
18.(2024四川眉山)土豆是餐桌上常見的食材,深受師生喜愛。水平桌面上放置一個底面積為
lxl0-2m2-重6N的柱形薄壁容器、裝有20N的水。彈簧測力計下懸掛體積為2xl。-4m3的土豆,
靜止時示數(shù)為2.1N,如圖甲;豎直向上拉著土豆勻速上升0.3m,再將土豆浸沒在水中,靜止時示數(shù)
為0.1N,如圖乙。(細線質(zhì)量忽略不計,土豆未接觸容器,g=10N/kg)求:
(1)土豆浸沒在水中受到的浮力;
(2)土豆上升0.3m,拉力對土豆做的功;
(3)土豆浸沒在水中時,容器對水平桌面的壓強。
甲
【答案】(1)2N;(2)0.63J;(3)2.8xlO3Pa
【解析】(1)土豆浸沒在水中受到的浮力
F*=pgVflf=1.0x103kg/m3x1ON/kgx2x10-4m3=2N
(2)土豆上升0.3m,拉力對土豆做的功
gFs=2.1Nx0.3m=0.63J
(3)把容器、水和土豆當(dāng)作一個整體,整體受向下的總重力、向上的拉力、向上的支持力,根據(jù)相
互作用力知識和力的平衡條件可得,容器對桌面的壓力
FH=F支=6容+G水+G±a-F=6N+20N+2.1N-0.1N=28N
容器對水平桌面的壓強
F28N
p=-=2.8x103P。
Slxl0-2m2
答:(1)土豆浸沒在水中受到的浮力為2N;
(2)土豆上升0.3m,拉力對土豆做的功為0.63J;
(3)土豆浸沒在水中時,容器對水平桌面的壓強為2.8xl03pa。
能力拓展
考向四:與浮力有關(guān)的創(chuàng)新類綜合問題
1.(2024四川達州)如圖所示,水平桌面上兩相同電子秤,上面分別放有相同的圓柱形容器,容器
中裝有甲、乙兩種不同的液體,將體積相等的A、B兩個小球分別放入液體中靜止時,A球沉底、B
球漂浮,此時液體深度膈<力乙,液體對容器底部壓強相等。下列說法正確的是()
(電子秤】「電子秤;
A.液體密度夕甲乙
B.兩小球受到的浮力死=FB
C.兩電子秤示數(shù)相等
D.將A、B兩個小球取出后(忽略帶出的液體),左側(cè)電子秤示數(shù)變化較大
【答案】D
【解析】A.放入小球后,液體深度偏<%乙,液體對容器底部壓強相等,根據(jù)p可知,液體
密度夕甲乙,故A錯誤;
B.由圖可知,A球在甲液體中沉底,B球漂浮在乙液體上,故4排〉/排,且液體密度「甲)「乙,
根據(jù)F浮=夕液g%可知,兩小球受到的浮力F/FB,故B錯誤;
C.甲中杯底受到的壓力有液體甲對杯底的壓力和A球?qū)Ρ椎膲毫?,可表示?/p>
件壓=耳k壓+/壓=PghS底+心壓=2甲+/壓
乙中杯底受到的壓力只有液體乙對杯底的壓力,可表示為
/2壓=F)水壓=PghS底=夕乙
由于液體對容器底部壓強相等,故外壓壓,則左容器中內(nèi)液體和A球的總重力大于乙容器內(nèi)液
G
體和B球的總重力,容器的重力相等,則G左總)G右總,根據(jù)他=一可知,相左總右總,故左電子
g
秤的示數(shù)更大,故C錯誤;
D.A球在甲液體中沉底,則0A甲,B球漂浮在乙液體上,則QB<0乙,由A分析可知,液體密
度夕甲〉「乙,故「A>0B,根據(jù)G=/ng=。啥可知,A、B兩個小球體積的,則加人>加B,故將A、
B兩個小球取出后(忽略帶出的液體),左側(cè)電子秤示數(shù)變化較大,故D正確。
故選D。
2.(2024四川達州)如圖甲所示,懸掛在彈簧測力計下的實心圓柱體A浸沒在水中,將其緩慢拉出
水面(忽略物體帶出的水),彈簧測力計的示數(shù)尸與物體上升的高度〃之間的變化圖像如圖乙所示。
然后將體積為2000cn?的實心物體B用細線和A連接在一起,如圖丙所示放入水中,A、B剛好懸
33
浮。細線的重力和體積忽略不計,p7K=lxl0kg/m,g取10N/kg,下列說法正確的是()
A.A浸沒在水中所受浮力為10NB.A的底面積為50cm2
C.B的重力為20ND.B的密度為0.75xl03kg/m3
【答案】D
【解析】A.由乙圖可知,當(dāng)〃處于0~10cm時,彈簧測力計的示數(shù)不變,說明圓柱體A未露出水面,
此時彈簧測力計的示數(shù)尸示=5N,當(dāng)〃處于20cm以上時,彈簧測力計的示數(shù)不變,說明圓柱體A
已完全露出水面,此時彈簧測力計的示數(shù)/示'=10N,則圓柱體A受到的重力
G=.'=ION
圓柱體A浸沒在水中時受到的浮力
耳字=G—號=10N—5N=5N
故A錯誤;
B.由牛=夕水8曝可得,圓柱體A的體積
_________5N
二5x104m3
1.0xl03^g/m3xl0N/Ag
若圓柱體A拉離水面時容器中的水面高度不變,則圓柱體A的底面積
43
5x10m2
二5x10-3m2=50cm
0.2m-0.1m
實際圓柱體A拉出水面時,容器中的水面在下降,物體A從剛露出水面到離開水面時移動的距離與
圓柱體A的高度不相等,故B錯誤;
C.將體積為2000cm3的實心物體B用細線和A連接在一起,放入水中,A、B剛好懸浮,貝!JA、B
的總重力
G總=4孚=0水8%'=/?水g(%+瞑)=1.0xl()3館/j^xlON/炫x(5xl()4m3+2xl03nl3)=25N
則B的重力
總—
GB=GGA=25N-10N=15N
故C錯誤;
D.B的密度
_G_15N
B-=O.75xlO3Ag/m3
10N/^gx2xl0-3m3
故D正確。
故選D。
3.(2024廣東深圳)“海葵一號”是中國自主設(shè)計并建造的亞洲首艘浮式生產(chǎn)儲卸型裝置,“海葵
一號”漂浮在大海上工作,從空中俯瞰像一朵綻放的葵花。思考樂傲傲同學(xué)查閱資料得知:“???/p>
號”的質(zhì)量是3.7x107kg,滿載時排開海水的質(zhì)量是1.0xl()8kg(g取lON/kg,海水的密度為
1.0><103kg/m3)根據(jù)已知信息求:
(1)“海葵一號”滿載時受到的浮力;
(2)“海葵一號”一次最多能儲存石油的質(zhì)量;
(3)當(dāng)一架3X104N的直升機停放在,,??惶枴钡乃酵C坪上時,直升機與停機坪接觸的面積是
0.06m2,請幫助傲傲同學(xué)求出直升機對停機坪的壓強。
【答案】(1)1.0x1案N;(2)6.3X107kg;(3)5xlO5Pa
【解析】(1)“??惶枴睗M載時受到的重力
G=mg=1.0xl08^gxl0N/^g=1.0xl09N
“海葵一號”漂浮在海面上,根據(jù)二力平衡,“??惶枴睗M載時受到的浮力
耳孚=G=1.0X1()9N
(2)“??惶枴币淮巫疃嗄軆Υ媸偷馁|(zhì)量
m=加排一加海=1.0xIO?館一3.7xIO’館=6.3xIO,館
(3)直升機在水平停機坪上,對停機坪的壓力
廠=3機=3X104N
直升機對停機坪的壓強
3X1()4N
=5X105PG
P/0.06m2
答:(1)“??惶枴睗M載時受到的浮力為1.0><10小;
(2)“??惶枴币淮巫疃嗄軆Υ媸偷馁|(zhì)量為6.3Xl()7kg;
(3)直升機對停機坪的壓強為5xl05pa。
4.(2024安徽省)某興趣小組要測量一金屬塊的密度,設(shè)計了如下方案:將裝有適量細沙的薄壁圓
筒,緩慢豎直放入盛有適量水的、水平放置的長方體透明薄壁容器中,待圓筒靜止后,在圓筒上對應(yīng)
水面的位置標(biāo)記一點4并在長方體容器上標(biāo)出此時的水位線九W(如圖甲所示);然后將待測金屬
塊用細線懸掛在圓筒下方,緩慢豎直放入水中,圓筒靜止后(金屬塊不接觸容器底部),在長方體容
器上標(biāo)出此時的水位線(如圖乙所示);再向長方體容器中緩慢注水至圓筒上的/點與九W在同
一水平面上(如圖丙所示)。測出與此時水面的距離為人,與的距離為與。若圓筒的底面
積為S,長方體容器的底面積為4S,A點到圓筒底部的豎直距離為h,不計細線的質(zhì)量和體積,已知0K
和go
(1)求圖甲中圓筒和細沙總重力G的大?。ㄓ妙}中給定的物理量符號表示);
(2)求金屬塊的體積r(用題中給定的物理量符號表示):
【解析】(1)圖甲中,圓桶所受浮力等于圓桶和沙子的重力
G=F浮=2水g/排=2水gS/z
(2)圖乙和圖丙相比,浮力相等,片排相等,A點在水面下的深度相等,所以乙圖中,/點到水面尸。
的距離應(yīng)該等于(/zi+fe),/點到的距離應(yīng)該等于⑶,圖乙和圖甲相比
△/排=△廠桶遺+/金屬
金屬塊的體積
/金屬=A/排桶浸=4S〃2-S(〃1+//2)=3Sli2-Sh[
(3)由圖甲圖乙可知,金屬塊的重力
G浮=p水g4s后
金屬塊的質(zhì)量
加金屬=反組=夕水454
g
金屬塊的密度
=.水4S4=夕水M=1x10?像/m3x4x0.03m=6xl03^/m3
g
…曝屬一—3為—4—3x0.03m-0.07m―
答:(1)圖甲中圓筒和細沙總重力G的大小為"水gS〃;
(2)金屬塊的體積廠為3sh2-Sh\、
(3)金屬塊的密度6xl03kg/m3。
5.(2024福建)“漏刻”是古代一種滴水計時的工具。項目式學(xué)習(xí)小組制作了一個漏刻,裝置如圖
1,播水壺不斷滴水,受水壺內(nèi)由標(biāo)尺與浮塊組成的浮箭上升后,通過指針指向浮箭上標(biāo)尺的刻度即
可讀取時間。
(1)測滴水量:播水壺裝滿水后,計劃用燒杯接取滴水。為了減小誤差,測量滴水的質(zhì)量應(yīng)選擇以
下方案中的______(填寫序號)。
①先測空燒杯質(zhì)量,接水后再測滴水和燒杯的總質(zhì)量。
②先測滴水和燒杯的總質(zhì)量,倒去水后再測燒杯質(zhì)量。
測得Imin滴水的質(zhì)量為80g,則1刻鐘(15min)滴水的體積為cm3;
(2)分析測算:圓筒形受水壺內(nèi)部底面積600cm2,浮箭總重6N,長方體浮塊的底面積300cm?、
高3cm。受水壺內(nèi)無水時,指針對應(yīng)標(biāo)尺的位置標(biāo)記為“一開始滴水”。滴水后,當(dāng)浮箭剛浮起時,
受到的浮力為N,此時受水壺內(nèi)的水面高度為cm;
(3)標(biāo)尺定標(biāo):圖2的標(biāo)尺上每一格表示1cm,請你在標(biāo)尺上對應(yīng)位置標(biāo)出“一3刻鐘”;
(4)成品試測:經(jīng)檢測,漏刻每1刻鐘的實際時間均超出15min,發(fā)現(xiàn)隨著播水壺內(nèi)水量減少,滴
水間隔時間越來越長。為使滴水間隔時間相同,小組討論后,將滴水壺裝置改進成如圖3所示,依據(jù)
的物理知識是=
(4)根據(jù)夕=pg。,水的深
度保持不變,出水口的液體壓強不變
【解析】(1)①先測空燒杯質(zhì)量,接水后再測滴水和燒杯的總質(zhì)量,這樣兩次的質(zhì)量差就是水的質(zhì)
量,但在操作過程中,燒杯中的水不能全部倒出,導(dǎo)致測量的質(zhì)量差偏小,誤差較大;
②先測滴水和燒杯的總質(zhì)量,再倒去水測燒杯質(zhì)量,這樣兩次的質(zhì)量差就是水的質(zhì)量,質(zhì)量差基本等
于水的質(zhì)量,誤差較小。
故選②。
15min滴水的質(zhì)量
m=80gx15=1200g=1.2kg
由「二一可得,15min滴水的體積
V
m12kg
p=-=1.2x1(p3m3=1200c加3
V1.0xl0^g/m3
(2)當(dāng)浮箭剛浮起時,浮箭處
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