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2022浙江省中考科学一轮复习模块三物质科学(物理部分)
第27讲 运动和力(三)作业
1、对于下图所示的四个情景所对应原理、设计或操作分析错误的是( )
A.甲图是某同学制作的孔明灯,孔明灯加速上升过程中所受浮力大于重力
B.乙图是流感期间教室内消毒,这在传染病预防措施上属于保护易感人群
C.丙图中气球放在20枚图钉上能承受10本书本的压力仍不破裂,是因为增大了受力面积
D.丁图为同学制作的叶脉书签,叶片泡在10%的氢氧化钠溶液中,故不能用手直接取放。
2、如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程,其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是( )
A.①→② B.②→③ C.③→④ D.④→⑤
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(第2题图) (第3题图) (第4题图)
3、如图所示,浸入某液体中的物体恰好悬浮。物体的上、下表面积分别为S1和S2,并且S1<S2,此时物体下表面与上表面受到液体的压力差为△F.现用手将物体缓慢下压一段距离,松手后( )
A.物体保持悬浮,因为△F不变 B.物体保持悬浮,但△F变大
C.物体将上浮,因为△F变大 D.物体将下沉,因为△F变小
4、关于我国第一艘国产航母“山东舰”的几种说法中,正确的是( )
A.停在静止航母上的舰载机受力平衡 B.相对航母,起飞的舰载机是静止的
C.舰载机起飞时,空气浮力大于重力 D.舰载机起飞后,航母所受浮力增大
5、在木棒的一端缠绕一些细铜丝制成简易的液体密度计,将其分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中处于静止状态,如图所示。若密度计在甲、乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙,甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,则( )
A.F甲<F乙 B.F甲>F乙 C.ρ甲>ρ乙 D.ρ甲<ρ乙
(第5题图) (第6题图) (第7题图)
6、将一个新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中,鸡蛋静止在两个容器中的位置如图所示。则下列说法正确的是( )
A.鸡蛋在水中受到的浮力大 B.鸡蛋在水和浓盐水中受到的浮力一样大
C.鸡蛋的密度大于水的密度 D.鸡蛋的密度小于浓盐水的密度
7、小明研究浮力大小与深度的关系。现有一正方体金属块,将金属块浸没在某种液体中,如图甲所示;再将金属块缓缓从液体中竖直提出来的过程中,画出了测力计拉力F随提起高度h变化的图象,如图乙所示。不考虑液面变化。根据该图象可以得出的正确结论是( )
A.物体的质量是25g B.物体的密度为3.5×103kg/m3
C.物体浸没在液体中时,受到的浮力大小为0.1N D.浮力的大小总是随着浸入深度的增加而变大
8、一块挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中(水足够深),若忽略空气的影响,在圆柱体接触容器底之前,能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下降的高度h关系的图像是( )
9、如图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。该过程中气泡密度和受到浮力的变化情况,叙述正确的是( )
A.密度和浮力都不变 B.密度和浮力都变大 C.密度变小,浮力不变 D.密度变小,浮力变大
(第9题图) (第10题图) (第11题图)
10、两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲乙两球分别轻轻放入两杯液体,最后处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等,甲、乙所受浮力相比( )
A.甲所受浮力更大 B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大 D.不知道液体密度无法比较浮力大小
11、放有适量水的烧杯置于水平桌面上。将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力,木块开始上浮,如图所示,最后漂浮,且有五分之二体积露出水面。下列叙述中,错误的是( )
A.在露出水面之前,木块所受浮力不变
B.在露出水面之前,木块所受浮力大于木块的重力
C.木块在浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强相等
D.木块的密度为0.6克/厘米3
12、一长方体铁块按图所示,从下表面与液面刚刚接触时下放至图中虚线位置,能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F浮与铁块下表面浸入液体深度h深关系的图象是( )
13、如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没于水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2。下列判断正确的是( )
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙 B.溢水杯对桌面的压力F甲<F乙
C.铁块受到的浮力F浮=F2-F1 D.小烧杯中水的重力G=F1-F2
(第13题图) (第15题图)
14、如图甲所示,小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他用弹簧测力计挂着实心圆柱体,圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触,然后将其缓慢拉出水面,弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙,g取10N/kg,则圆柱体的重力为______N,圆柱体受到的最大浮力是_____N。
15、一个盛有足够多水的溢水杯放在水平桌面上,先往溢水杯中投入一个质量为m的小球A,从溢水杯中溢出的水的质量为20g,再往溢水杯中投入一个质量为2m的小球B,从溢水杯中再次溢出的水的质量为80g,此时A、B小球受到的总浮力为F浮,水对溢水杯底部产生的压力比两小球投入溢水杯前增加了ΔF。已知小球A、B的密度均小于水的密度,则( )
A.F浮=1.2N,ΔF=0.2N B.F浮=1.2N,ΔF=1.2N
C.F浮=1.0N,ΔF=1.0N D.F浮=1.0N,ΔF=0N
16、小敏将质量为20克,体积为25厘米3的塑料块放入水平平衡的容器内(图甲),放手后容器右端下降。撤去塑料块,往容器内缓慢倒入一定量的水,使容器再次水平平衡(图乙),将该塑料块轻轻放入图丙所示位置,放手后容器最终将 (选填“左低右高”,“左高右低”或“水平平衡”)。此时,塑料块所受浮力为 牛。
(第16题图) (第17题图)
17、不打破鸡蛋的前提下,如何有效判断自然状态下保存的未知产出日期的鸡蛋新鲜度?小科进行了探究。
[查阅资料]刚产出的鸡蛋密度相近,冷却后里面内容物收缩,会在蛋的一端形成气室。一般的鸡蛋一端大(称为钝端)、一端小(称为尖端)。蛋壳主要成分是碳酸钙,其表面有很多微小气孔,以便于蛋内外的气体交换,同时蛋内水分可通过气孔排出。
[实验过程]任选自然状态下保存的、大小相近的同一批适龄健康的母鸡于不同日期产出的鸡蛋20
枚,将它们轻放入水中,观察静止后状态。
[实验现象](1)4枚鸡蛋漂浮在水面上,其余16枚鸡蛋沉于水底。(2)沉于水底鸡蛋的钝端与尖端的连线与水平底面之间有一个夹角,记为θ。16枚鸡蛋的θ大小不一,但尖端基本上比钝端更靠近底面,如图所示是其中3枚鸡蛋在水中静止时的状态。
[思考与分析]鸡蛋的新鲜度会影响它的气室大小、密度大小和θ大小。
(1)从实验现象可知:鸡蛋的气室位置在鸡蛋的_______ (填“钝端”或“尖端”)附近。
(2)θ大小与气室占整个鸡蛋的体积比有关,图中3枚鸡蛋气室占整个鸡蛋的体积比从高到低排序为______________。由此可以从θ大小初步判断鸡蛋的新鲜度。
(3)自然状态下,随着鸡蛋存放时间变长,鸡蛋的______会变小,从而使鸡蛋的密度变小。可以判断,实验中漂浮在水面上的鸡蛋存放时间较久。
18、有个足够大的水池,在其水平池底以不同的方式放置一个木块,木块规格为1米×1米×2米,密度为0.5×103千克/米3。
(1)如图所示,甲乙两种放置方式,往水池内加水,木块漂浮时,木块排开水的体积甲 乙(选填“<”、“=”、“>”);
(2)木块的重力是多少牛?
(3)当水池内注水深度达到0.6米时,求两种不同的放置方式木块所受的浮力F甲和F乙。
19、在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求:(g取值10N/kg,在此过程中水面上升高度可忽略不计)
(1)完全浸没时,圆柱体受到的浮力?
(2)圆柱体的密度是多少?
(3)该圆柱体的底面积为多少?
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2022浙江省中考科学一轮复习之模块三 物质科学(物理部分)
第27讲 运动和力(三)课堂讲解
〇知识框架
〇回归教材
一、浮力
1、浮力:浸在液体(或气体)中的物体,受到液体(或气体)______ ___称作浮力。
2、浮力的方向:_____________,与重力方向相反,浮力的施力物体是 ;
3、浮力产的因:物体上下表面受到的液体(或气体)的__________,浮力是液体(或气体)给物体的压力的合力。
4、浮力的大小:称重法 F浮=G物-F液体中(或气体中)
5、阿基米德原理
(1)内容:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它 。
(2)公式:F浮=G排= 。
由公式可知浮力的大小取决于 和 。
二、物体的浮沉条件
1、当物体处于如下五种状态时,存在下列关系:
2、物体漂浮问题“五规律”:
规律1、物体漂浮在液体中,所受的浮力大小等于它的 ;
规律2、同一物体在不同液体时漂浮,所受浮力 ;
规律3、同一物体在不同液体里漂浮,密度 的液体里浸入的体积小;
规律4、漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体的密度就是 的几分之几;
规律5、将漂浮物体全部浸入液体时,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增加的 。
3、浮沉条件的应用:
(1)密度计:
工作原理:物体漂浮时,F浮=G物;漂浮时,浮力 ,ρ液与V排成 。
刻度特点:上小下大,上疏下密。
(2)轮船:
工作原理:采用“空心法”,使船能够排开更多的水增大浮力而 在水面上。
船的大小:轮船的排水量即轮船满载时排开水的 ,单位是吨。
(3)潜水艇:
工作原理:潜艇是通过改变 来实现浮沉的;
(4)气球和飞艇:
工作原理:气球和飞艇是利用空气的浮力 升空的。气球里充的工 空气的气体,如 、氦气或热空气。
三、浮力的计算
1、阿基米德原理法:F浮=G排
2、阿基米德原理推导法: F浮=__________
3、称重法:F浮=_______,其中F为物体浸入液体时弹簧测力计的读数。
注意:注意测力计的示数不是浮力的大小而是拉力的大小。
4、上、下表面压力差法:F浮=F向上-F向下
5、平衡条件法:_______,一般指物体在液体中处于悬浮或漂浮状态。
〇典例剖析
例1、两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体中,最后处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等,甲、乙所受浮力相比( )
A. 甲所受浮力更大 B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大 D. 不知道液体密度无法比较浮力大小
(例1图) (例2图) (例3图)
例2、如图,重为5N,体积为0.2×10-3m3的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在水中,物体受到的浮力是____N,静止时弹簧测力计的示数是____N(g取10N/kg)。
例3、A、B是两个不溶于水的物块,用一根细线连接在一起,先后以两种不同方式放入同一个装有水的烧杯中,处于如图甲、乙的静止状态。试判断两种情况下,烧杯中水面的高度h甲、h乙的大小关系为( )
A.h甲<h乙 B.h甲>h乙 C.h甲=h乙 D.无法判断
例4、小明用饮料吸管制作了一支简易密度计,将其放入水中时,密度计不能直立,应____(填“增加”或“减少”)吸管中铁丝质量。改进后,分别用它测量水和盐水的密度时,吸管浸入液体的深度分别为h1和h2,则h1____h2。用它测量可乐密度时,吸管上“沾”上许多小气泡,测得的密度偏____。
(例4图) (例5图)
例5、弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲;图乙是弹簧测力计示数F拉与物体下降高度h变化关系的图像,则下列说法中正确的是(g取10N/kg)( )
A. 物体的体积是500cm3 B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是2.25×103kg/m3 D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
例6、2020年4月23日,“雪龙”号考察船圆满完成历时198天的南极考察任务,返回上海码头落锚。在铁链拉着铁锚缓慢放入水中时,经历了如图所示三种情况:图甲中铁锚部分浸入水中;图乙中铁锚完全浸没水中但未触底;图丙中铁锚沉底。三种情况下船身受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙,它们的大小关系正确的是( )
A.F甲=F乙=F丙 B.F甲>F乙=F丙 C.F甲>F乙>F丙 D.F甲<F乙<F丙
例7、如图所示,将密度为0.6克/厘米3、高度为10厘米、底面积为20厘米2的圆柱体放入底面积为50厘米2的容器中,并向容器内加水。(g取10牛/千克)
(1)当水加到2厘米时,求圆柱体对容器底的压力大小。
(2)继续向容器中加水,当圆柱体对容器底压力为0时,求圆柱体在液面上方和下方的长度之比。
21清风明月(共25张PPT)
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模 块 三
物质科学(物理部分)
第27讲 运动和力(三)
〇知识框架
2022浙江省中考科学一轮复习之模块三物质科学(物理部分)
浮力
含义
方向
称重法测浮力
阿基米德原理
比较F浮与G物
上浮→漂浮
悬浮
下沉
物体浮沉条件
物体浮沉条件应用
〇回归教材
一、浮力
1、浮力
浸在液体(或气体)中的物体,受到液体(或气体)______ ___称作浮力。
2、浮力的方向:_____________,与重力方向相反,浮力的施力物体是
;
3、浮力产的因:物体上下表面受到的液体(或气体)的___________,浮力是液体(或气体)给物体的压力的合力。
4、浮力的大小:称重法
F浮=G物-F液体中(或气体中)
向上托起的力
竖直向上
压力差
液体(或气体)
5、阿基米德原理
(1)内容:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它 。
(2)公式:F浮=G排= 。
由公式可知浮力的大小取决于 和 。
ρ液V排g
排开液体的体积
液体的密度
排开的液体所受的重力
二、物体的浮沉条件
1、当物体处于如下五种状态时,存在下列关系:
2、物体漂浮问题“五规律”:
规律1、物体漂浮在液体中,所受的浮力大小等于它的 ;
规律2、同一物体在不同液体时漂浮,所受浮力 ;
规律3、同一物体在不同液体里漂浮,密度 的液体里浸入的体积小;
规律4、漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体的密度就
是 的几分之几;
规律5、将漂浮物体全部浸入液体时,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增加的 。
重力
相同
大
液体密度
浮力
3、浮沉条件的应用:
(1)密度计:
工作原理:物体漂浮时,F浮=G物;漂浮时,浮力 ,ρ液与V排成 。
刻度特点:上小下大,上疏下密。
一定
反比
(2)轮船:
工作原理:采用“空心法”,使船能够排开更多的水增大浮力而
在水面上。
船的大小:轮船的排水量即轮船满载时排开水的 ,单位是吨。
漂浮
质量
S:夏季海水载重线
W:冬季海水载重线
F:淡水载重线
……
(3)潜水艇:
工作原理:潜艇是通过改变 来实现浮沉的;
(4)气球和飞艇:
工作原理:气球和飞艇是利用空气的浮力 升空的。气球里充的工 空气的气体,如 、氦气或热空气。
自身的重力
空气的浮力
氢气
三、浮力的计算
1、阿基米德原理法:F浮=G排
2、阿基米德原理推导法: F浮=__________
3、称重法:F浮=_______,其中F为物体浸入液体时弹簧测力计的读数。
注意:注意测力计的示数不是浮力的大小而是拉力的大小。
4、上、下表面压力差法:F浮=F向上-F向下
5、平衡条件法:_______,一般指物体在液体中处于悬浮或漂浮状态。
F浮=G物
G物-F
ρ液V排g
〇典例剖析
例1、两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体中,最后处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等,甲、乙所受浮力相比( )
A.甲所受浮力更大
B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大
D.不知道液体密度无法比较浮力大小
C
解析:
根据阿基米德原理可知:F浮甲=G排甲,F浮乙=G排乙,已知甲、乙排开液体的重力相等,所以F浮甲=F浮乙。
所以本题答案:C。
例2、如图,重为5N,体积为0.2×10-3m3的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在水中,物体受到的浮力是____N,静止时弹簧测力计的示
数是____N(g取10N/kg)。
2
3
解析:
物体浸没在水中,则物体排开水的体积V排=V,根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.2×10-3m3=2N,
由称重法测浮力可知F浮=G-F,则物体浸没在水中静止时弹簧测力计的示数:F=G-F浮=5N-2N=3N。
所以本题答案:2;3。
例3、A、B是两个不溶于水的物块,用一根细线连接在一起,先后以两种不同方式放入同一个装有水的烧杯中,处于如图甲、乙所示的静止状态。试判断两种情况下,烧杯中水面的高度h甲、h乙的大小关系为( )
A.h甲<h乙 B.h甲>h乙
C.h甲=h乙 D.无法判断
C
解析:
把A、B当作一个物体进行受力分析:因为漂浮,所以图甲物体受到的浮力:F甲=GA+GB;因为漂浮,所以图乙物体受到的浮力:F乙=GA+GB,故两种情况下,F甲=F乙;根据F浮=ρ水V排g可知,排开液体的体积也相同,h=,所以h甲=h乙。
所以本题答案:C。
例4、小明用饮料吸管制作了一支简易密度计,将其放入水中时,密度计不能直立,应____(填“增加”或“减少”)吸管中铁丝质量。改进后,分别用它测量水和盐水的密度时,吸管浸入液体的深度
分别为h1和h2,则h1____h2。用它测量可乐密度时,吸
管上“沾”上许多小气泡,测得的密度偏____。
增加
>
大
解析:
(1)小明将自制的密度计放入水中,密度计不能直立漂浮,应降低其重心,故需要增加吸管中铁丝质量;(2)因为密度计不管是在水中还是在盐水中,都是漂浮状态,所以F浮水=F浮盐水=G,设密度计的底面积为S,则根据G=F浮液=ρ液gV浸得:ρ水gSh1=ρ盐水gSh2,已知:ρ水<ρ盐水,所以h1>h2;(3)由于密度计漂浮时浮力等于重力,重力不变,则浮力不变;根据F浮=ρ液gV排可知排开液体的体积不变,当测量可乐密度时,吸管上“沾”上许多小气泡,此时V排=V气泡+V浸,所以,密度计浸入可乐中的体积变小,由于密度计的刻度是越往下对应的密度越大,所以,所测的液体密度偏大。
所以本题答案:增加; >; 大。
例5、弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲;图乙是弹簧测力计示数F拉与物体下降高度h变化关系的图像,则下列说法中正确的是(g取10N/kg)( )
A.物体的体积是500cm3
B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是2.25×103kg/m3
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
C
解析:
由图乙可知,物体重9N,全部浸入水中时受到的浮力是9N-5N=4N,刚刚浸没时上表面受到水的压力为0,所以下表面受到水的压力等于浮力为4N,则B、D错;物体浸没时
V物=V排=F浮/ρ液g=4N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=4×10-4m3=400cm3,A错;物体的密度:ρ=G/gv=9N/(4×10-4kg/m3×10N/kg))=2.25×103kg/m3,C对。
所以本题答案:C。
例6、2020年4月23日,“雪龙”号考察船圆满完成历时198天的南极考察任务,返回上海码头落锚。在铁链拉着铁锚缓慢放入水中时,经历了如图所示三种情况:图甲中铁锚部分浸入水中;图乙中铁锚完全浸没水中但未触底;图丙中铁锚沉底。三种情况下船身受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙,它们的大小关系正确的是( )
A.F甲=F乙=F丙
B.F甲>F乙=F丙
C.F甲>F乙>F丙
D.F甲<F乙<F丙
C
解析:
考察船和铁锚为一个整体,总重力为G,图甲中铁锚部分浸入水中,考察船和铁锚受力情况是:重力G、船身受到的浮力F甲、铁锚受到的浮力F浮1,由于考察船处于漂浮状态,根据物体受力平衡可知:F甲+F浮1=G,所以,F甲=G-F浮1;图乙中铁锚完全浸没水中但未触底;考察船和铁锚受力情况是:重力G、船身受到的浮力F乙、铁锚受到的浮力F浮2,由于考察船处于漂浮状态,根据物体受力平衡可知:F乙+F浮2=G;所以,F乙=G-F浮2;图丙中由于铁锚沉底,则铁锚受到支持力的作用,所以,考察船和铁锚受力情况是:重力G、船身受到的浮力F丙、铁锚受到的浮力F浮3、支持力F支持,根据受力平衡可知:F丙+F浮3+F支持=G,所以,F丙=G-F浮3-F支持。由于图甲铁锚部分浸入水中,图乙和图丙中铁锚完全浸没在水中,则:铁锚排开水的体积V排1<V排2=V排3=V铁锚,由阿基米德原理可知:F浮1<F浮2=F浮3,所以,F甲>F乙>F丙。
所以本题答案:C。
例7、如图所示,将密度为0.6克/厘米3、高度为10厘米、底面积为20厘米2的圆柱体放入底面积为50厘米2的容器中,并向容器内加水。(g取10牛/千克)
(1)当水加到2厘米时,求圆柱体对容器底的压力大小。
(2)继续向容器中加水,当圆柱体对容器底压力为0时,求圆柱体在液面上方和下方的长度之比。
0.8N
2:3
解析:
(1)F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×20×10-4m2×2×10-2m
=0.4N,G=mg=ρVg=0.6×103kg/m3×20×10-4m2×10×10-2m
×10N/kg=1.2N,F支=F压=G-F浮=1.2N-0.4N=0.8N。
(2)F浮=G=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×20×10-4m2×h下=1.2N,h下=0.06m=6cm,h上/h下=(10cm-6cm)/6cm=4cm/6cm=2:3。
所以本题答案:(1)0.8N(2)2:3。
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2022浙江省中考科学一轮复习模块三物质科学(物理部分)
第27讲 运动和力(三)作业
1、对于下图所示的四个情景所对应原理、设计或操作分析错误的是( )
A.甲图是某同学制作的孔明灯,孔明灯加速上升过程中所受浮力大于重力
B.乙图是流感期间教室内消毒,这在传染病预防措施上属于保护易感人群
C.丙图中气球放在20枚图钉上能承受10本书本的压力仍不破裂,是因为增大了受力面积
D.丁图为同学制作的叶脉书签,叶片泡在10%的氢氧化钠溶液中,故不能用手直接取放。
[解析]A、孔明灯灯罩内加热,导致浮力大于重力,因此孔明灯迅速上升,故A说法正确。B、在流感期教室内消毒这在传染病预防措施上属于切断传播途径,不是保护易感人群,故B说法错误。C、气球放在20枚图钉上能承受10本书本的压力仍不破裂,是因为增大了受力面积,减小了对气球的压强,C说法正确。D、氢氧化钠具有腐蚀性,对人体有害,所以不能用手直接取放,故D说法正确。
[答案]B
2、如图表示跳水运动员从入水到露出水面的过程,其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是( )
A.①→② B.②→③ C.③→④ D.④→⑤
[解析]运动员从入水到露出水面的过程中,水的密度不变;①→②是入水过程,排开水的体积增大,由F浮=ρ水gV排可知运动员受到水的浮力不断增大;②→③,③→④,运动员浸没在水中,其排开水的体积不变,所受浮力不变;④→⑤是露出水面的过程,运动员排开水的体积减小,所受浮力减小,故A正确,BCD错误。
[答案]A
3、如图所示,浸入某液体中的物体恰好悬浮。物体的上、下表面积分别为S1和S2,并且S1<S2,此时物体下表面与上表面受到液体的压力差为△F.现用手将物体缓慢下压一段距离,松手后( )
A.物体保持悬浮,因为△F不变 B.物体保持悬浮,但△F变大
C.物体将上浮,因为△F变大 D.物体将下沉,因为△F变小
[解析]物体悬浮在液体中,说明其密度等于液体的密度;现用手将物体缓慢下压一段距离后,物体和液体的密度均不变,该物体仍然悬浮。根据F浮=ρ液gV排知,用手将物体缓慢下压一段距离后,液体密度不变,排开液体的体积不变,浮力不变;因为浮力产生的原因:上下表面所受的压力差,此时浮力=下表面压力﹣上表面压力﹣侧面压力,当深度增加时,侧面压力变大,所以△F变大,故B正确。
[答案]B
4、关于我国第一艘国产航母“山东舰”的几种说法中,正确的是( )
A.停在静止航母上的舰载机受力平衡 B.相对航母,起飞的舰载机是静止的
C.舰载机起飞时,空气浮力大于重力 D.舰载机起飞后,航母所受浮力增大
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[解析]舰载机停在航母上时处于平衡状态,故受力平衡,A正确;舰载机起飞时相对于航母(航母为参照物)位置发生了变化,是运动的,B错;舰载机起飞时,其受到的升力大于其重力但浮力小于其重力,C错;航母总是漂浮在水面上,浮力大小等于其重力大小,所以舰载机起飞后,其重力变小,浮力也相应变小。D错。
[答案]A
5、在木棒的一端缠绕一些细铜丝制成简易的液体密度计,将其分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中处于静止状态,如图所示。若密度计在甲、乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙,甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,则( )
A.F甲<F乙 B.F甲>F乙 C.ρ甲>ρ乙 D.ρ甲<ρ乙
[解析] 简易的液体密度计总是漂浮在液体中,所以在两种液体中所受到的浮力大小相等,但由于液体密度不同,所以V排会不同;根据F浮=ρ液gV排,F不变时,V排与ρ液成反比,故甲中V排大所以ρ液小。
[答案]D
6、将一个新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中,鸡蛋静止在两个容器中的位置如图所示。则下列说法正确的是( )
A.鸡蛋在水中受到的浮力大 B.鸡蛋在水和浓盐水中受到的浮力一样大
C.鸡蛋的密度大于水的密度 D.鸡蛋的密度小于浓盐水的密度
[解析]鸡蛋浸入水和浓盐水中,V排相等,根据F浮=ρ液gV排,V排相等时,F与ρ液成正比,鸡蛋在水中受到的浮力小于其重力,即ρ水小于ρ蛋,在盐水中,鸡蛋所受到的浮力等于其重力,即ρ液等于ρ蛋,故水中浮力小些。综上可知,C是正确的。
[答案]C
7、小明研究浮力大小与深度的关系。现有一正方体金属块,将金属块浸没在某种液体中,如图甲所示;再将金属块缓缓从液体中竖直提出来的过程中,画出了测力计拉力F随提起高度h变化的图象,如图乙所示。不考虑液面变化。根据该图象可以得出的正确结论是( )
A.物体的质量是25g B.物体的密度为3.5×103kg/m3
C.物体浸没在液体中时,受到的浮力大小为0.1N D.浮力的大小总是随着浸入深度的增加而变大
[解析]将金属块缓缓从液体中竖直提出来的过程中:在金属块浸没在液体中的过程中,受到的浮力大小不变,测力计示数不变;在开始离开液面的过程时(h=2cm),排开液体的体积变小,受到的浮力变小,测力计示数变大;当物体全部离开液面时(h=4cm),受到的浮力为0,测力计示数为金属块的重力,A、由图可知,金属块的重力0.35N,金属块的质量:m=G/g=0.35N/10N/kg=0.035kg=35g,故A错误;B.物体的体积为:V=a3=(2cm)3=8cm3,物体的密度为:ρ=m/v=35g/8cm34.375g/cm3=4.375×103kg/m3,故B错误;C.根据B中分析可知,物体浸没在水中时受到的浮力为0.1N,故C正确;D.浮力的大小与深度的大小无关,故D错误。
[答案]C
8、一块挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中(水足够深),若忽略空气的影响,在圆柱体接触容器底之前,能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下降的高度h关系的图像是( )
[解析]测力计拉着金属圆柱体下降过程可分为三个阶段,第一阶段:在空气中下降但未接触水面,这过程中,圆柱体受到两个力的作用:重力和拉力,测力计的示数大小等于圆柱体的重力,因重力大小不变,所以测力计示数不变;第二阶段:圆柱体刚好接触水面到恰好完全浸没,这过程中,圆柱体受到三个力作用:重力、拉力和浮力,由于圆柱体浸入水中体积逐渐变大,受到的浮力逐渐变大,所以测力计的示数逐渐变小,直到浸没;第三阶段:圆柱体完全浸没后继续下降,这个过程中,圆柱体受到拉力、重力和浮力的作用,因为V排不变,圆柱体受到的浮力不变,所以测力计示数不变。综上可知A符合题意。
[答案]A
9、如图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。该过程中气泡密度和受到浮力的变化情况,叙述正确的是( )
A.密度和浮力都不变 B.密度和浮力都变大 C.密度变小,浮力不变 D.密度变小,浮力变大
[解析]金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中,所处深度减小,受到的液体压强变小,故气泡体积增大,而气泡内空气的质量不变,由ρ=m/v可知,密度变小;气泡上升时,体积变大,则排开水的体积变大,所以由F浮=ρgV排可得:气泡受到水的浮力变大。故ABC错误,D正确。
[答案]D
10、两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲乙两球分别轻轻放入两杯液体,最后处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等,甲、乙所受浮力相比( )
A.甲所受浮力更大 B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大 D.不知道液体密度无法比较浮力大小
[解析]由阿基米德原理可知:F浮甲=G甲排,F浮乙=G乙排,甲、乙排开液体的重力大小相等,则F浮甲=F浮乙。
[答案]C
11、放有适量水的烧杯置于水平桌面上。将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力,木块开始上浮,如图所示,最后漂浮,且有五分之二体积露出水面。下列叙述中,错误的是( )
A.在露出水面之前,木块所受浮力不变
B.在露出水面之前,木块所受浮力大于木块的重力
C.木块在浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强相等
D.木块的密度为0.6克/厘米3
[解析]A、木块上浮过程中,露出水面前,水的密度一定,排开水的体积不变,根据公式F浮=ρ水gV排可知,木块所受浮力不变;故A正确;B、在露出水面之前,木块处于上浮过程中,根据浮沉条件可知:木块所受浮力大于木块的重力;故B正确;C、因木块浸没时排开水的体积大于木块漂浮时排开水的体积,所以,木块浸没时水的深度大于木块漂浮时水的深度,则根据p=ρ水gh可知,木块浸没时水对烧杯底的压强较大;故C错误;D、木块最后漂浮,且有五分之二体积露出水面,则根据漂浮条件可得:F浮=G木;结合阿基米德原理和重力公式可得:ρ水gV排=ρ木gV木,所以,ρ木=V球/V木×ρ水=(1-2、5)V木/V木×1.0g/cm3=0.6g/cm3;故D正确。
[答案]C
12、一长方体铁块按图所示,从下表面与液面刚刚接触时下放至图中虚线位置,能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F浮与铁块下表面浸入液体深度h深关系的图象是( )
[解析]当物体从开始浸入水中到完全浸入水中即浸没的过程中,物体排开液体的体积在逐渐变大,液体密度不变,因为F浮=ρ液V排g,所以物体受到的浮力变大;而当物体浸没以后,再向水中下沉的时候,物体排开液体的体积不再发生变化,所以物体受到的浮力不变。由此可知物体受到的浮力先变大后不变。
[答案]C
13、如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没于水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2。下列判断正确的是( )
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙 B.溢水杯对桌面的压力F甲<F乙
C.铁块受到的浮力F浮=F2-F1 D.小烧杯中水的重力G=F1-F2
[解析] A.甲、乙液面相平,且液体均为水,根据p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强相等,故A错误;B.铁块浸没在水中后,水面高度不变,水对杯底的压强不变,根据F=pS可知,水对杯底的压力不变,溢水杯的重力不变;因溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和,所以溢水杯对桌面的压力不变,即F甲=F乙,故B错误;C.F1为铁块浸没水中前的拉力(等于铁块的重力),F2为铁块浸没水中后的拉力,根据称重法测浮力可知,铁块受到的浮力F浮=F1-F2,故C错误;D.根据阿基米德原理可知,铁块所受浮力等于排开水的重力,所以小烧杯中水的重力(排开水的重力)G=F浮=F1-F2,故D正确。
[答案]D
14、如图甲所示,小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他用弹簧测力计挂着实心圆柱体,圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触,然后将其缓慢拉出水面,弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙,g取10N/kg,则圆柱体的重力为______N,圆柱体受到的最大浮力是_____N。
[解析]圆柱体由浸没开始拉出水面过程中,前10cm拉力不变说明浮力不变,第20cm开始拉力也不变,说明完全出水,这时其重力大小等于拉力大小,所以圆柱体重力为2.0;第10-20cm这一段圆柱体从浸没到完全出水,则测力计示数为1.6N时是完全浸没,即浮力最大时,此时圆柱体受到拉力、重力和浮力的作用,且F浮+F拉=G物, 即F浮=G物-F拉=2.0N-1.6N=0.4N。
[答案]2,0.4
15、一个盛有足够多水的溢水杯放在水平桌面上,先往溢水杯中投入一个质量为m的小球A,从溢水杯中溢出的水的质量为20g,再往溢水杯中投入一个质量为2m的小球B,从溢水杯中再次溢出的水的质量为80g,此时A、B小球受到的总浮力为F浮,水对溢水杯底部产生的压力比两小球投入溢水杯前增加了ΔF。已知小球A、B的密度均小于水的密度,则( )
A.F浮=1.2N,ΔF=0.2N B.F浮=1.2N,ΔF=1.2N
C.F浮=1.0N,ΔF=1.0N D.F浮=1.0N,ΔF=0N
[解析]因为小球AB的密度均小于水的密度,故两小球总是漂浮在水面的,小球排开的水质量相当于其本身的质量。所以小球A的质量为m,B的质量为2m,如果溢水杯的水原先是满的,B球排开的水的质量应该是A球的2倍,那么B球排水80g,说是B质量80g,则A质量应为40g,A应该排出水40g,但A实际排出的水中只有20g,说明溢水杯原先没有装满水。A球放入时有20g的水没有排出溢水杯,故AB小于受到的总浮力为F浮=GA+GB=(mA+mB)g=(0.04g+0.08g)×10N/kg=1.2N。水对溢水杯底部产生的压力比两小球投入前增加了ΔF=G未排出水=m未排出水g=0.02g×10N/kg=0.2N。故A正确。
[答案]A
16、小敏将质量为20克,体积为25厘米3的塑料块放入水平平衡的容器内(图甲),放手后容器右端下降。撤去塑料块,往容器内缓慢倒入一定量的水,使容器再次水平平衡(图乙),将该塑料块轻轻放入图丙所示位置,放手后容器最终将 (选填“左低右高”,“左高右低”或“水平平衡”)。此时,塑料块所受浮力为 牛。
[解析]塑料块的密度ρ=m/v=20g/25cm3=0.8g/cm3,由ρ<ρ水可知,放手后塑料块会漂浮在水中,因液体内部朝各个方向都有压强,且在同一深度液体向各个方向的压强相等,所以,由p=F/S的变形式F=pS可知,容器底部受到的压力相等,则放手后容器最终将水平平衡;此时,塑料块所受浮力F浮=G=mg=20×10﹣3kg×10N/kg=0.2N。
[答案]水平平衡;0.2。
17、不打破鸡蛋的前提下,如何有效判断自然状态下保存的未知产出日期的鸡蛋新鲜度?小科进行了探究。
[查阅资料]刚产出的鸡蛋密度相近,冷却后里面内容物收缩,会在蛋的一端形成气室。一般的鸡蛋一端大(称为钝端)、一端小(称为尖端)。蛋壳主要成分是碳酸钙,其表面有很多微小气孔,以便于蛋内外的气体交换,同时蛋内水分可通过气孔排出。
[实验过程]任选自然状态下保存的、大小相近的同一批适龄健康的母鸡于不同日期产出的鸡蛋20
枚,将它们轻放入水中,观察静止后状态。
[实验现象](1)4枚鸡蛋漂浮在水面上,其余16枚鸡蛋沉于水底。(2)沉于水底鸡蛋的钝端与尖端的连线与水平底面之间有一个夹角,记为θ。16枚鸡蛋的θ大小不一,但尖端基本上比钝端更靠近底面,如图所示是其中3枚鸡蛋在水中静止时的状态。
[思考与分析]鸡蛋的新鲜度会影响它的气室大小、密度大小和θ大小。
(1)从实验现象可知:鸡蛋的气室位置在鸡蛋的_______ (填“钝端”或“尖端”)附近。
(2)θ大小与气室占整个鸡蛋的体积比有关,图中3枚鸡蛋气室占整个鸡蛋的体积比从高到低排序为______________。由此可以从θ大小初步判断鸡蛋的新鲜度。
(3)自然状态下,随着鸡蛋存放时间变长,鸡蛋的______会变小,从而使鸡蛋的密度变小。可以判断,实验中漂浮在水面上的鸡蛋存放时间较久。
[解析](1)从图中可知鸡蛋在水中时,钝端有往上的趋势,尖端靠近底面,而有气室的一端会上浮,可知气室位置在鸡蛋的钝端附近;(2)鸡蛋气室占比越大越易上浮,1号鸡蛋钝端在最上面,2号鸡蛋钝端次之,3号鸡蛋的钝端更低,由此可知气室占整个鸡蛋的体积比从高到低依次为1、2、3号;(3)由分析可知,鸡蛋的体积不变所以受到的浮力不变,鸡蛋由沉在底部变成上浮只能是鸡蛋的重力减小,所以自然状态下,随着鸡蛋存放时间变长,鸡蛋的质量会变小,从而使鸡蛋的密度变小,可以推断,实验中,漂浮在水面的鸡蛋存放时间较久些、
[答案](1)钝端 (2)1号、2号、3号 (3)质量
18、有个足够大的水池,在其水平池底以不同的方式放置一个木块,木块规格为1米×1米×2米,密度为0.5×103千克/米3。
(1)如图所示,甲乙两种放置方式,往水池内加水,木块漂浮时,木块排开水的体积甲 乙(选填“<”、“=”、“>”);
(2)木块的重力是多少牛?
(3)当水池内注水深度达到0.6米时,求两种不同的放置方式木块所受的浮力F甲和F乙。
[解析](1)物体漂浮时,浮力大小等于重力,因此两种放置方式木块受到的浮力相等,由F浮=ρ水gV排可知,木块排开水的体积相等;(2)由ρ=m/v可知,木块的质量:m=ρV=0.5×103kg/m3×1m×1m×2m=1000kg,木块的重力:G=mg=1000kg×10N/kg=104N;(3)由F浮=G得,ρ水gV排=ρ木gV即V排/V=ρ木/ρ水=0.5×103kg/m3/1×103kg/m3=1/2,显然当木块漂浮时,木块浸没水中的体积为总体积的一半,故当水池内注水深度达到0.6米时,以甲方式放置,淹没的体积小于总体积的一半,以乙方式放置,水的深度大于木块高的1/2,故甲中木块不漂浮,乙中木块漂浮,则F甲=ρ水gV排甲=1×103kg/m3×10N/kg×(1m)2×0.6m=6000N;F乙=G=104N。
[答案](1)=;(2)木块的重力是104N;(3)甲图中,木块受到的浮力为6000N;乙图中,木块受到的浮力为104N。
19、在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求:(g取值10N/kg,在此过程中水面上升高度可忽略不计)
(1)完全浸没时,圆柱体受到的浮力?
(2)圆柱体的密度是多少?
(3)该圆柱体的底面积为多少?
[解析](1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=12N;从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,对圆柱体受力分析,根据平衡关系可知,F浮=G﹣F拉=12N﹣4N=8N;(2)由阿基米德原理F浮=ρ液gV排得:V排=F浮/ρ水g=8N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=8×10﹣4m3,因为物体全部浸没,所以物体的体积等于排开液体的体积,即V物=V排=8×10﹣4m3 物体的质量:m=G/g=12N/10N/kg=1.2kg,圆柱体的密度:
Ρ=m/v=1.2kg/8×10-4m3=1.5×103kg/m3;(3)由图知BC段为物体慢慢浸入液体,至到浸没的过程,BC段的距离就是物体的高度,所以h=7cm﹣3cm=4cm=0.04m,根据V=Sh知,该圆柱体的底面积:S=V/h=8×10-4m3/0.04m=0.02m2。
[答案](1)完全浸没时,圆柱体受到的浮力为8N;(2)圆柱体的密度是1.5×103kg/m3;
(3)该圆柱体的底面积为0.02m2。
21清风明月