河北專(zhuān)版2020中考物理復(fù)習(xí)方案第四單元力學(xué)課時(shí)訓(xùn)練11浮力的四種計(jì)算方法浮力的相關(guān)實(shí)驗(yàn)試題

PAGEPAGE1課時(shí)訓(xùn)練(十一)浮力的四種計(jì)算方法浮力的相關(guān)實(shí)驗(yàn)(限時(shí):40分鐘)|基礎(chǔ)鞏固|一、選擇題1.關(guān)于物體所受的浮力,下列說(shuō)法中正確的是 ()A.空氣中的物體不受浮力作用B.沉在水底的鐵球不受浮力作用C.浮力是物體對(duì)液體施加的力D.浮力是液體或氣體對(duì)物體壓力的合力2.[2019·廣州]兩個(gè)相同的燒杯中分別裝滿(mǎn)了兩種不同的液體,把甲、乙兩球分別輕輕放入兩杯液體中,最后處于如圖K11-1所示狀態(tài)。甲、乙排開(kāi)液體的重力相等,甲、乙所受浮力相比 ()圖K11-1A.甲所受浮力更大 B.乙所受浮力更大C.甲、乙所受浮力一樣大 D.不知道液體密度無(wú)法比較浮力大小3.[2019·自貢]如圖K11-2所示,一個(gè)棱長(zhǎng)為10cm的正方體豎直懸浮在某液體中,上表面受到液體的壓力F1為5N,下表面受到液體的壓力F2為13N。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(g取10N/kg)()圖K11-2A.正方體受到的浮力為8NB.液體的密度為0.8×103kg/m3C.正方體上表面到液面的距離h=5cmD.液體對(duì)正方體下表面的壓強(qiáng)為1.3×103Pa4.[2018·荊門(mén)]水上救援往往需要打撈沉沒(méi)的貨物,我們將該情景簡(jiǎn)化為如圖K11-3所示的物理過(guò)程,假設(shè)物體浸沒(méi)在水深h=0.5m的容器底部(非密合),現(xiàn)利用彈簧測(cè)力計(jì)將物體從水中勻速提出,當(dāng)物體有一半體積露出水面時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為3N,當(dāng)物體全部離開(kāi)水面后,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為5N,g取10N/kg。則 ()圖K11-3A.物體在水面下上升的過(guò)程中所受浮力逐漸減小B.物體在容器底部時(shí),受到的浮力為2NC.物體在容器底部時(shí),水對(duì)其底部的壓強(qiáng)為5×104PaD.物體的密度為1.25×103kg/m35.[2019·蘭州]如圖K11-4甲所示,某科技小組的同學(xué)用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛一實(shí)心圓柱形金屬塊,使其緩慢勻速下降,并將其浸入平靜的游泳池水中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與金屬塊下底面下降高度h的變化關(guān)系如圖乙所示,忽略金屬塊浸入水中時(shí)池水液面高度的變化,g取10N/kg,則下列說(shuō)法中正確的是 ()圖K11-4A.金屬塊所受重力大小為26NB.金屬塊的密度為2.3×103kg/m3C.金屬塊完全浸沒(méi)在水中時(shí)所受浮力的大小為26ND.金屬塊恰好完全浸沒(méi)時(shí),金屬塊下底面所受水的壓強(qiáng)為5×103Pa二、填空及簡(jiǎn)答題6.[2019·宜昌]如圖K11-5所示是我國(guó)自主研制的首款大型水陸兩棲飛機(jī)“鯤龍AG600”,某次執(zhí)行任務(wù)時(shí)它的質(zhì)量為38t,當(dāng)它停在水面上時(shí),排開(kāi)水的體積是m3,受到的浮力為N。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)

圖K11-57.[2019·哈爾濱]如圖K11-6所示,先將溢水杯裝滿(mǎn)水,然后用彈簧測(cè)力計(jì)拉著重為4N、體積為100cm3的石塊,緩慢浸沒(méi)在水中,溢出的水全部收集到小空桶中,桶中水重為N,石塊靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)

圖K11-68.如圖K11-7所示,物體上表面與水面相平,下表面受到水向上的壓力為10N,彈簧測(cè)力計(jì)拉力15N,則物體所受到的浮力是N。物體的體積是cm3,物體的質(zhì)量是kg,物體的密度是kg/m3。(g取10N/kg)

圖K11-79.彈簧測(cè)力計(jì)下掛著一重為2N的物體,物體一半體積浸入水中靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖K11-8所示,其示數(shù)為N,物體體積為m3,此時(shí)物體所受浮力為N,該物體的密度是kg/m3。當(dāng)物體浸沒(méi)在水中時(shí)改變物體浸沒(méi)在水中的深度,物體所受浮力大小。(已知水的密度為ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)

圖K11-810.[2018·十堰]將一底面積為0.01m2的長(zhǎng)方體木塊用細(xì)線系在一個(gè)空容器的底部,然后向容器中緩慢加水直到木塊上表面與液面相平,如圖K11-9甲所示,在這個(gè)過(guò)程中,木塊底部受到水的壓強(qiáng)隨容器中水的深度的變化圖像如圖乙所示,則木塊所受到的最大浮力為N,木塊重力為N,細(xì)線對(duì)木塊的最大拉力為N。(g取10N/kg)

圖K11-9三、實(shí)驗(yàn)探究題11.[2019·張家口橋西區(qū)]小明利用如圖K11-10所示的裝置探究“影響浮力大小的因素”,彈簧測(cè)力計(jì)下所掛圓柱體物塊的底面積為60cm2,實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄的數(shù)據(jù)如下表所示。(g取10N/kg)圖K11-10物塊下表面浸入水中的深度h/cm012344.5彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F1/N4.84.23.63.02.42.4浮力F2/N00.61.21.82.42.4排開(kāi)水的體積/cm3060120180240240(1)物塊的重力為N。

(2)物塊浸沒(méi)在水中之前,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)隨物塊浸入水中深度的增加而(選填“增大”或“減小”),說(shuō)明浮力與物塊排開(kāi)水的體積有關(guān)。物塊浸沒(méi)在水中后,繼續(xù)向下移動(dòng),物塊所受的浮力保持2.4N不變,說(shuō)明浸沒(méi)在水中的物體所受浮力的大小與它在水中的深度(選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)。

(3)比較圖甲和圖乙發(fā)現(xiàn),物塊浸沒(méi)在鹽水中時(shí)受到的浮力大于浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力,說(shuō)明在排開(kāi)液體的體積相同時(shí),液體的密度越大,物塊受到的浮力。

[拓展](4)物塊的密度ρ=kg/m3。

(5)物塊浸沒(méi)在某液體中,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為3N,則液體的密度ρ液=kg/m3。

12.如圖K11-11所示,圖A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的五個(gè)步驟。(1)兩步驟可計(jì)算出圓柱體物塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力F浮=N。兩步驟可得出物塊排開(kāi)水所受的重力G排。比較F浮與G排,可以得到浮力的大小跟物塊排開(kāi)水所受重力的關(guān)系。

圖K11-11(2)如圖K11-12所示是圓柱體物塊從水面緩慢浸入水中時(shí),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F隨物塊浸入深度h變化的關(guān)系圖像。分析圖像可得:當(dāng)物塊沒(méi)有浸沒(méi)之前,h增大時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)(選填“變大”“變小”或“不變”)。當(dāng)h=4cm時(shí),物塊所受的浮力為N,浸沒(méi)后,h繼續(xù)增大時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為N,該圓柱體物塊的高度是cm。

圖K11-12[拓展](3)實(shí)驗(yàn)小組想測(cè)量小木塊的體積和所受浮力的大小,小組設(shè)計(jì)了如圖K11-13所示的實(shí)驗(yàn):現(xiàn)將小木塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F1,再將定滑輪用吸盤(pán)固定在燒杯底(滑輪質(zhì)量不計(jì)),彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)定滑輪拉著木塊浸沒(méi)在水中靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F2,其中定滑輪的作用是,此時(shí)木塊所受浮力F浮=,木塊的體積V木=。(后兩空均用字母表示)

圖K11-13四、計(jì)算應(yīng)用題13.[2019·唐山豐潤(rùn)區(qū)一模]如圖K11-14所示,在容器底部(面積為200cm2)固定一輕質(zhì)彈簧,彈簧上端連有一棱長(zhǎng)為10cm的正方體木塊A,當(dāng)容器中水的深度為20cm時(shí),木塊A有35的體積露出水面,此時(shí)彈簧恰好處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài)。(g(1)求木塊A受到的浮力。(2)求木塊A的密度。(3)往容器中緩慢加水,至木塊A剛好(全部)浸沒(méi)在水中,然后停止加水,此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)了3cm,求此時(shí)彈簧對(duì)木塊A的作用力F。(4)從開(kāi)始加水到停止加水,容器底部受到水的壓力增加了多少?圖K11-14|能力培優(yōu)|14.(多選)一個(gè)底面積為2×10-2m2的薄壁圓柱形容器放在水平桌面中央,容器高為0.12m,內(nèi)盛有0.08m深的水,如圖K11-15甲所示,另有質(zhì)量為0.8kg,體積為1×10-3m3的實(shí)心正方體A,如圖乙所示。以下說(shuō)法正確的是(g取10N/kg) ()圖K11-15A.將正方體放入水中靜止后,正方體受到的浮力是8NB.將正方體放入水中靜止后,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)增加了400PaC.將正方體放入水中靜止后,正方體下表面受到水的壓強(qiáng)為400PaD.將正方體放入水中后,將有一部分水溢出

【參考答案】1.D2.C[解析]根據(jù)阿基米德原理F浮=G排,由于甲、乙兩球排開(kāi)液體的重力相等,所以甲、乙所受浮力相等,故A、B、D錯(cuò)誤,C正確。3.C[解析]由浮力產(chǎn)生的原因可得,正方體受到的浮力F浮=F2-F1=13N-5N=8N,故A正確,不符合題意;物體懸浮時(shí)排開(kāi)液體的體積和自身的體積相等,則V排=V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3,由F浮=ρgV排可得,液體的密度ρ=F浮gV排=8N10N/kg×1×10-3m3=0.8×103kg/m3,故B正確,不符合題意;正方體下表面的面積S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10-2m2,液體對(duì)物體下表面的壓強(qiáng)p=F2S=4.D[解析]浮力的大小與液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān),物體在水面下上升的過(guò)程中,水的密度不變,排開(kāi)水的體積不變,所以所受浮力大小不變,故A錯(cuò)誤。由題可知,物體的重力G=5N,當(dāng)物體有一半體積露出水面時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F示=3N,則此時(shí)物體受到的浮力F浮=ρ水g12V物=G-F示=5N-3N=2N,故物體在容器底部時(shí),受到的浮力為F'浮=ρ水gV物=2F浮=2×2N=4N,故B錯(cuò)誤。物體在容器底部時(shí),水對(duì)其底部的壓強(qiáng)為p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa,故C錯(cuò)誤。根據(jù)F浮=ρ液gV排可得,物體的體積V物=V排=F'浮ρ水g=4N1.0×103kg/m3×10N/kg=4×10-4m35.B6.383.8×105[解析]當(dāng)該飛機(jī)停在水面上時(shí),它受到的浮力和重力是一對(duì)平衡力,即F浮=G=mg=38×103kg×10N/kg=3.8×105N;根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得,排開(kāi)水的體積V排=F浮ρ水g=7.138.101032.52.5×103[解析]浮力等于上、下表面的壓力差,所以浮力為10N,V物=V排=Fρ水g=10N1×103kg/m3×10N/kg=10-3m3=103cm3,根據(jù)稱(chēng)重法測(cè)浮力F浮=G-F示可知,G=F浮+F示=25N,m=Gg=25N10N/kg9.1.21.6×10-40.81.25×103不變[解析]由圖可知,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1.2N;由阿基米德原理和稱(chēng)重法測(cè)浮力可得,V=2V排=2×F浮ρ水g=2×2N-1.2N1.0×103kg/m3×10N/kg=1.6×10-4m3;物體所受浮力F浮=G-F=2N-10.1596[解析]根據(jù)圖乙可知,木塊剛漂浮時(shí),木塊浸入水中的深度為L(zhǎng)1=9cm;水的深度為9cm到16cm時(shí),木塊一直處于漂浮,浸入水中的深度不變;當(dāng)水的深度為16cm時(shí),細(xì)線剛好拉緊,細(xì)線的拉力為零;當(dāng)木塊上表面與水面相平時(shí),木塊全部浸沒(méi),此時(shí)木塊底部受到的壓強(qiáng)最大,由圖乙可知,此時(shí)壓強(qiáng)為1500Pa,則木塊受到的最大浮力F浮大=p大S=1500Pa×0.01m2=15N。由圖乙可知,木塊剛剛漂浮時(shí)木塊底部受到水的壓強(qiáng)為900Pa,此時(shí)木塊的重力與水向上的壓力(浮力)平衡,所以木塊重力G=F浮=F向上=p向上S=900Pa×0.01m2=9N。當(dāng)木塊上表面與液面相平時(shí),木塊受到的浮力最大,由力的平衡條件可知,此時(shí)細(xì)線對(duì)木塊的拉力最大,F拉大=F浮大-G=15N-9N=6N。11.(1)4.8(2)減小無(wú)關(guān)(3)越大(4)2×103(5)0.75×10312.(1)B、D1.2A、E(2)變小0.836(3)改變力的方向F1+F2F[解析](3)定滑輪的作用是改變力的方向;木塊靜止于水中受平衡力,受向上的浮力、向下的拉力(大小等于F2)、自身向下的重力(大小等于F1),即F浮=F1+F2;因?yàn)槟緣K浸沒(méi),排開(kāi)水的體積即等于木塊體積V木=V排=F浮ρ水13.解:(1)木塊的體積V=(0.1m)3=1×10-3m3,木塊排開(kāi)水的體積V排=V-V露=V-35V=25V=25×1×10-3m3=4×10-4木塊受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×4×10-4m3=4N。(2)彈簧恰好處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)沒(méi)有發(fā)生形變,此時(shí)F浮=G木,即ρ水gV排=ρ木gV,則木塊的密度ρ木=V排Vρ水=4×10-4m31×10-3m3×1(3)木塊A剛好完全浸沒(méi)在水中時(shí),受到的浮力F浮'=ρ水gV排'=ρ水gV