呼和浩特专版2020中考物理复习方案第11课时浮力及其应用试题.docx

第11课时浮力及其应用真题回顾把握考向命题点一物体的浮沉条件及应用1.2019呼和浩特,20题4分有人说,水里的冰山熔化后,水面会上升,你认为这种说法是否正确?请你结合图11-1,用学过的知识进行正确解释(忽略热胀冷缩对水和冰的影响,已知冰和水的密度之比为910),并得出正确结论。图11-12.(多选)2016呼和浩特,10题3分如图11-2所示,下列说法正确的是()图11-2A.如图a所示,静止漂浮在水面上的木块,现施加一个竖直向下的力使木块缓缓匀速沉入水底,在这个过程中,木块受到的浮力随时间变化规律如图甲所示B.如图b所示,小球从光滑斜面顶端由静止向下运动,在向下运动的过程中,小球与出发点的距离随时间变化规律如图乙所示C.如图c所示,静止在水平桌面上质量为m的水杯,现向杯中匀速缓慢注水,从注水开始到注满的过程中,水杯对桌面的压强随时间变化规律如图丙所示D.如图d所示,质地均匀的长方体木块在水平向右的拉力F作用下,匀速向右移动,从图示位置开始至木块有13体积离开桌面为止,木块对桌面的压强随时间变化规律如图丁所示命题点二浮力的相关计算3.(多选)2017呼和浩特,10题3分将一密度均匀的正方体轻轻放入盛满浓盐水的大烧杯中,静止后有72 g浓盐水溢出。若将该物体轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有64 g煤油溢出。(浓盐水密度为1.2103 kg/m3,煤油密度为0.8103 kg/m3,水银密度为13.6103 kg/m3),则()A.该物体前后两次所受浮力之比为98B.该物体前后两次排开液体体积之比为43C.该物体的密度为0.9103 kg/m3D.若将该物体分别浸没在水银和纯水中,则除重力和浮力外还需施加第三个力方能静止,静止时这个物体在这两种液体中受到的第三个力分别是F1和F2,则F1和F2大小之比为12714.2018呼和浩特,18题4分密度为0.5103 kg/m3、质量为1 kg的正方休木块,静止漂浮在密度为1.0103 kg/m3的水面上,求:(g取10 N/kg)(1)木块浸在水中的体积。(2)把密度为9.0103 kg/m3、质量未知的正方体铜块轻轻放在正方体木块的中央,过一会儿,其整体静止悬浮在水中时,铜块对木块的压强。5.2016呼和浩特,18题3分如图11-3所示,一实心正方体铝块浸没在密度为0.9103 kg/m3的油中,其质量为2.7 kg,上表面与液面平行,上、下表面的深度分别为h1和h2,且2h1=h2=20 cm,求:(g取10 N/kg)(1)铝块上表面处的液体压强。(2)若使铝块在图示位置处于静止状态,还应使其在竖直方向受到一个多大的力。(3)若图中正方体是由密度为3.6103 kg/m3的合金制成,且处于悬浮状态,则该正方体空心部分的体积是多少?图11-36.2015呼和浩特,18题3分一个重力为3 N的实心铁块A,与一实心正方体木块B叠放在圆柱形容器底部,底部水平,如图11-4所示。实心木块的密度为0.6103 kg/m3,边长为10 cm。求:(g取10 N/kg)图11-4(1)实心木块的重力。(2)实心木块对容器底部的压强。(3)若不断向容器中缓慢倒水,直到水注满容器。当木块稳定时,木块露出水面的体积。 达标检测巩固提升|基础达标|一、选择题1.2019北京如图11-24所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块M悬浮在水中,其上表面与水面平行,则下列说法中正确的是()图11-24A.M上、下表面受到水压力的合力大于M受到的浮力B.M上、下表面受到水压力的合力大小等于M受到的重力大小C.M上表面受到水的压力大于M下表面受到水的压力D.M上表面受到水的压力和M下表面受到水的压力是一对平衡力2.2018海南如图11-25所示,两只相同的气球,分别充入氢气和空气,充气后体积相同,放飞气球时只有氢气气球升上空中。若它们在空气中受到的浮力分别为F氢和F空,则下列说法中正确的是()A.F氢F空B.F氢=F空C.F氢”“”或“=”)G总;若水温升高,石块将(选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)。图11-39|挑战自我|17.2019昆明一个物体静止在水中,如图11-40a所示,将它提高到最高位置(如图b)静止释放,假设只受重力和浮力作用,那么物体会向下运动到最低位置(如图c),然后在最高和最低两个位置之间不停地做上下运动,忽略容器内液面高度变化。则下列说法错误的是()图11-40A.物体向下运动过图a位置时,速度最大B.物体到达最低位置时,浮力大于重力C.物体向上运动过图a位置时,浮力小于重力D.物体到达最高位置时,速度等于018.2019深圳水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球 M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图11-41所示,两容器内液面相平。下列分析正确的是()图11-41A.两小球所受浮力FM FNB.两种液体的密度甲 F乙19.2019遂宁如图11-42所示,水平桌面上三个完全相同的容器内装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的小球分别放入容器内,待小球静止后,A漂浮、B悬浮、C沉底,此时三个容器内水面高度相同。下列判断正确的是()图11-42A.容器底部受到水的压强关系p甲=p乙=p丙B.小球受到的浮力关系FAFBFCC.容器对桌面的压力关系F甲F乙F丙D.小球的质量关系mA=mBmC20.2019广西北部湾经济区如图11-43甲所示,一个底面积为0.04 m2的薄壁柱形容器放在电子秤上,容器中放着一个高度为0.1 m的均匀实心柱体A,向容器中缓慢注水。停止注水后,容器中水的深度为0.1 m,电子秤的示数与容器中水的深度关系如图乙所示。求:(g取10 N/kg)(1)容器中水的深度为0.06 m时,水对容器底部的压强。(2)柱体A对容器底部压力恰好为零时,容器对电子秤的压强。(3)停止注水后,柱体A所受的浮力。(4)停止注水后,将柱体A竖直提高0.01 m,柱体A静止时水对容器底的压强。图11-43【参考答案】真题回顾把握考向 1.不正确。水里的冰山熔化后,水面高度不变。由于冰块漂浮,F浮=G冰,由阿基米德原理可知F浮=G排;又因为冰熔化前后重力不变,G冰=G水,即G排=G水,水V排g=水V水g,则V排=V水,所以水里的冰山熔化后水面不升也不降。2.ACD3.ACD4.解:(1)因为木块静止时漂浮在水面上,所以F浮=G=mg,即:V排=F浮水g=mg水g=m水=1kg1.0103 kg/m3=10-3 m3。(2)由密度的计算公式可求出木块的体积为:V木=m木=1kg0.5103 kg/m3=210-3 m3,因为正方体铜块和木块整体静止悬浮在水中,分析木块则有:F压+G=F浮,F压=F浮-G=水gV木-G=1.0103 kg/m310 N/kg210-3 m3-1 kg10 N/kg=10 N,分析铜块则有F支+F铜浮=G铜,铜gV铜-水gV铜=F支=F压,(9.0103 kg/m3-1.0103 kg/m3)10 N/kgV铜=10 N,V铜=1810-3 m3,因为铜块是正方体,则有a3=1810-3 m3,a=0.05 m,S=a2=0.0025 m2,由压强的计算公式可得p=F压S=10N0.0025m3=4103 Pa。5.解:(1)铝块上表面所处的深度h1=10 cm=0.1 m,铝块上表面处的液体压强p1=油gh1=0.9103 kg/m310 N/kg0.1 m=900 Pa。(2)正方体铝块的棱长L=h2-h1=0.2 m-0.1 m=0.1 m,正方体铝块的体积V=L3=(0.1 m)3=10-3 m3,正方体铝块浸没时受到的浮力F浮=油gV排=油gV=0.9103 kg/m310 N/kg10-3 m3=9 N,因铝块静止时处于平衡状态,受到的力为平衡力,所以,施加的力F=G-F浮=mg-F浮=2.7 kg10 N/kg-9 N=18 N,即需施加竖直向上18 N的力。(3)正方体合金块处于悬浮状态时,受到的浮力和自身的重力相等,即G=F浮,则合金的质量m=Gg=F浮g=9 N10 N/kg=0.9 kg,由=mV可得,正方体合金块中合金的体积V=m=0.9 kg3.6103kg/m3=2.510-4 m3,空心部分的体积V空=V-V=10-3 m3-2.510-4 m3=7.510-4 m3。6.解:(1)实心木块的体积V=10 cm10 cm10 cm=1000 cm3=110-3 m3,由=mV可得,实心木块的质量m1=木V=0.6103 kg/m3110-3 m3=0.6 kg,实心木块的重力G1=m1g=0.6 kg10 N/kg=6 N。(2)实心木块对容器底部的压力F=G1+G2=6 N+3 N=9 N,受力面积S=10 cm10 cm=100 cm2=110-2 m2,实心木块对容器底部的压强p=FS=9 N110-2 m2=900 Pa。(3)由题意可知,木块稳定时处于漂浮状态,则F浮=G总=G1+G2,即G1+G2=水gV排,代入数据可得9 N=1.0103 kg/m310 N/kgV排,解得V排=910-4 m3,则木块露出水面的体积V露=V-V排=110-3 m3-910-4 m3=110-4 m3。达标检测巩固提升 1.B解析由题意可知,M浸没在水中,受到的浮力等于上、下表面受到的压力差,即两压力的合力,又由于M悬浮在水中,所以受到的浮力大小与M重力的大小相等。故选B。2.B3.D4.C解析由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力F浮=F2-F1=13 N-5 N=8 N,故A正确,不符合题意;物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,则V排=V=L3=(10 cm)3=1000 cm3=110-3 m3,由F浮=gV排可得,液体的密度=F浮gV排=8 N10 N/kg110-3 m3=0.8103 kg/m3,故B正确,不符合题意;正方体下表面的面积S=L2=(10 cm)2=100 cm2=110-2 m2,液体对物体下表面的压强p=F2S=13 N110-2 m2=1.3103 Pa,故D正确,不符合题意;由p=gh可得,正方体下表面到液面的距离h下=pg=1.3103Pa0.8103kg/m310 N/kg=0.1625 m=16.25 cm,则正方体上表面到液面的距离h=h下-L=16.25 cm-10 cm=6.25 cm,故C错误,符合题意。5.C解析结合图像可知,物体下表面刚好与水面接触时,G=F=25 N,所以A错误。物体浸没时受到的浮力F浮=G-F1=25 N-15 N=10 N,所以B错误。物体体积V物=V排=F浮水g,物体质量m=Gg;物体的密度物=mV物=GgF浮水g=GF浮水=25N10N1103 kg/m3=2.5103 kg/m3,所以C正确。物体刚好浸没时下表面受到的液体压强p=水gh=1103 kg/m310 N/kg0.04 m=400 Pa,所以D错误。6.D解析木块在溢水杯中漂浮时,受到的重力和浮力是一对平衡力,所以有F浮=G,即水gV1=mg,木块的质量为m=水V1,故A错误;缓慢下压木块的过程中,多余的水从溢水杯口流出来了,溢水杯中水的深度不变,所以杯底受到水的压强不变,故B错误;木块全部压入水中静止时,木块受到三个力的作用:竖直向下的重力、压力和竖直向上的浮力,这三个力的关系为G+F压=F浮,压力为F压=F浮-G=水gV2-水gV1,故C错误;木块的体积为V2,根据密度公式得木块的密度为=mV2=V1V2水,故D正确。7.C解析同一支自制密度计的重力不变,根据漂浮时浮力等于重力知,重力不变,浮力不变,故A正确,不符合题意。根据F浮=液gV排知,在浮力不变时,木棒浸入液体的体积越大,则说明液体密度越小,故B正确,不符合题意。读数时自制密度计在液体中处于漂浮状态,且下部较重,能直立在水中,不需要用手扶住密度计,故C错误,符合题意。根据F浮=液gV排=液gSh知,在浮力、液体密度不变时,排开液体的体积不变,若木棒越细,刻度值越稀,测量误差越小,故D正确,不符合题意。8.AD解析由图乙可知,从开始到结束计时,共用时10 min,故A正确;由题知,从“海龙”刚好浸没开始计时,则在13 min内,潜水器浸没在水中,排开水的体积不变,由F浮= gV排可知,其受到海水的浮力不变,故B错误;由图乙可知,在46 min内,下潜深度h不变,说明潜水器的速度为0,处于静止状态,故C错误;由图乙可知,在68 min内潜水器所处的深度逐渐减小,即潜水器在上浮,由p=gh可知,潜水器受到海水的压强逐渐减小,故D正确。9.AD解析由图可知体积相同时甲液体的质量大,所以甲液体的密度大于乙液体的密度。由图可知木块漂浮在两种液体中,漂浮时F浮=G=液gV排,木块重力不变,因为a容器中木块排开液体的体积小,所以a容器内液体密度大,故a容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体,A正确。木块漂浮时F浮=G=G排,所以排开液体的质量相等,B错误。两液体深度相同,由p=液gh可知,a容器底部受到的压强大,C错误。漂浮时下表面受到的压力等于浮力,所以下表面受到的压力相等,下表面面积相同,所以下表面受到的压强相等,D正确。10.(1)1.6水面与标记线相平(2)小于11.(1)G-FG1-G2(2)(a)测量时弹簧测力计未保持静止等(b)小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶等(3)能解析(1)根据称重法可知,浮力等于物体重力G减去物体浸没在水中时弹簧测力计的示数F,即F浮=G-F;排开水的重力G排等于桶与水的总重力G1减去空桶的重力G2,即G排=G1-G2。12.(1)先变大后不变如图所示正比(2)浸没在液体中的合金块所受浮力大小与液体的密度有关(3)4(4)400解析(1)由弹簧测力计的示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图像可知:弹簧测力计的示数随着深度的增加先变小后不变,而弹簧测力计的示数等于合金块的重力减去合金块浸在液体中受到的浮力,所以此实验过程中浮力先变大后不变。由图丁可知,合金块完全浸没在水中时所受的浮力F浮=G-F=4 N-3 N=1 N,根据上述分析画出F浮随h变化的关系图像。(2)分析比较图甲、乙、丙可知,合金块排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,即受到的浮力不同,说明浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体的密度有关。(3)由图甲可知,合金块的重力G=4 N,合金块的质量m合金=Gg=4N10N/kg=0.4 kg,由图乙可知,合金块浸没在水中时弹簧测力计的示数F=3 N,则合金块浸没在水中时所受的浮力F浮=G-F=4 N-3 N=1 N;因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,由F浮=水gV排可得,合金块的体积V合金=V排=F浮水g=1N1.0103 kg/m310N/kg=110-4 m3,则合金块的密度合金=m合金V合金=0.4kg110-4 m3=4103 kg/m3=4 g/cm3。(4)由图丙可知,合金球浸没在某液体中时弹簧测力计的示数F=3.2 N,则合金球浸没在该液体中时所受的浮力F浮=G-F=4 N-3.2 N=0.8 N,因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由F浮=gV排可得F浮水g=F浮液g,则该液体密度液=F浮F浮水=0.8N1N1.0103 kg/m3=0.8103 kg/m3,合金球悬浮在该液体中时所受的浮力F浮=G=4 N,由F浮=液gV排可得,合金球的体积V球=V排=F浮液g=4N0.8103 kg/m310N/kg=510-4 m3,则空心部分的体积V空=V球-V合金=510-4 m3-110-4 m3=410-4 m3=400 cm3。13.解:(1)图甲中弹簧测力计示数即为物体重力,由G=mg可得,物体的质量m=Gg=F1g=5.4N10N/kg=0.54 kg。(2)物体在水中受到的浮力F浮=G-F2=5.4 N-3.4 N=2 N。(3)由图丙可知,物体在某液体中所受的浮力F浮液=G-F3=5.4 N-3.8 N=1.6 N;又由阿基米德原理可得,F浮液F浮=液gV物水gV物,则某液体的密度液=F浮液F浮水=1.6N2N1.0103 kg/m3=0.8103 kg/m3。14.解:(1)物块A体积为V=L3=(0.1 m)3=10-3 m3,排开水的体积V排=V-V露=V-35V=25V=2510-3 m3=410-4 m3,受到的浮力F浮=水 gV排=1.0103 kg/m310 N/kg410-4 m3=4 N。(2)弹簧恰好处于自然伸长状态时没有发生形变,此时F浮=G,即水gV排=gV,则物块A的密度=水gV排gV=V排V水=251.0103 kg/m3=0.4103 kg/m3。(3)物块A刚好浸没水中,弹簧对物块A的作用力F=F浮-G=水gV-gV=1.0103 kg/m310 N/kg10-3 m3-0.4103 kg/m310 N/kg10-3 m3=6 N。15.解:(1)物体漂浮在水面时受到的浮力F浮=水gV排=水gSh浸=1.0103 kg/m310 N/kg0.04 m20.05 m=20 N,因为物体漂浮,所以物体受到的重力G物=F浮=20 N。(2)物体浸没在水中静止时受到的浮力F浮=水gV排=水gV物=1.0103 kg/m310 N/kg410-3 m3=40 N,物体受到的竖直向下的压力F=F浮-G物=40 N-20 N=20 N,容器中水的重力G水=水gV水=水gS容h水=1.0103 kg/m310 N/kg0.2 m20.3 m=600 N,物体浸没在水中静止时容器对地面的压力F=G水+G物+F=600 N+20 N+20 N=640 N,物体浸没在水中静止时容器对地面的压强p=FS容=640N0.2m2=3200 Pa。(3)从物体在水面漂浮到浸没在水中静止过程中水面上升的高度h升=V物-V排S容=V物-Sh浸S容=410-3 m3-0.04m20.05 m0.2m2=0.01 m,物体漂浮时露出水面的高度h=V物S物-h浸=410-3 m3410-2 m2-0.05 m=0.05 m,则在力F的作用下物体下降的高度h降=h-h升=0.05 m-0.01 m=0.04 m,此过程中压力F做的功W=Fh降=20 N0.04 m=0.8 J。16.上浮解析气球及石块悬浮在水中,故气球及石块所受浮力与它们的总重力相等,气球所受浮力小于气球及石块所受浮力,所以气球所受浮力小于它们的总重力,即F浮G总;若水温升高,气球内气体温度升高,体积增大,由阿基米德原理F浮=液V排g可知:气球受到的浮力增加,整体受到的浮力大于总重力,整体一起上浮,则石块会上浮。17.C18.D解析小球 M 在甲液体中漂浮,则浮力FM=GM,小球 N 在乙液体中悬浮,则浮力 FN=GN,由于小球M、N完全相同,即 GM=GN,则 FM=FN,故A错误。小球M在甲液体中漂浮,则密度 M 乙,故B错误。两容器液面相平即深度 h 相同,根据液体压强计算公式 p=gh 可知,p甲 p乙,故C错误。两容器底面积相同,由压力计算公式 F=pS得,两容器底部受到液体的压力F甲F乙,故D正确。19.A解析由题意知,放入小球后,甲、乙、丙三容器内水面相平,由p=gh可知,三容器底部受到的水的压强相等,即p甲=p乙=p丙,故A正确;由图可知,A、B、C三小球排开水的体积关系VA排VB排=VC排,根据F浮=水gV排可知,小球受到浮力的大小关系为FAFC,则有GAGBGC,由G=mg可得,小球的质量关系为mAmBghS,即F甲=F乙F丙,故C错误。20.解:(1)容器中水的深度为0.06 m时,水对容器底部的压强p=水gh1=1103 kg/m310 N/kg0.06 m=600 Pa。(2)由图乙可知,当电子秤示数为2.5 kg时,柱体A对容器底部压力恰好为零,此时容器对电子秤的压强p=FS=GS=m1gS=2.5kg10N/kg0.04m2=625 Pa。(3)由图乙可知,没有注水时,柱形容器和柱体A的总质量m0=1.9 kg,当h1=0.06 m时,容器内水的质量m水=m1-m0=2.5 kg-1.9 kg=0.6 kg,由=mV可得,水的体积V水=m水水=0.6kg1.0103 kg/m3=610-4 m3,由V水=(S-SA)h1可得,柱体A的底面积SA=S-V水h1=0.04 m2-610-4 m30.06m=0.03 m2,此时柱体A受到的浮力F浮=水gSAh1=1.0103 kg/m310 N/kg0.03 m20.06 m=18 N,因柱体A漂浮后再注入水时,柱体A排开水的体积不变,所以,停止注水后,柱体A所受的浮力仍为18 N。(4)停止注水后,将A竖直提高0.01 m后,设水下降的高度为h,由SA(0.01 m+h)=Sh,即0.03 m2(0.01 m+h)=0.04 m2h,解得h=0.03 m,此时容器内水的深度h=0.1 m-0.03 m=0.07 m,A静止时水对容器底的压强p3=水gh=1.0103 kg/m310 N/kg0.07 m=700 Pa。18