2019浙教版中考科学第二轮复习物理3 浮力专题

2019浙教版中考第二轮复习物理——3、浮力专题


(
模块一:浮力基本计算
)
(
1.温故知新
)
两个完全相同的容器中, 分别盛有密度为、两种液体, 将甲、乙两个完全相同的小球分别放入、容器中, 当两球静止时, 容器内液面相平, 两球所处的位置如图所示.此时甲、乙小球受到的浮力为、, 、两种液体对容器底的压强为、,则( )

A. , B. ,
C. , D. ,
C

如图所示,甲、乙两个实心小球, 体积分别为V甲、V乙,密度分别为ρ甲、ρ乙, 质量分别为m甲、m乙, 两个容器A、B中装有密度分别为ρ1、ρ2的液体, 已知它们的密度关系为ρ1<ρ甲<ρ乙<ρ2, 则( )
A. 若V甲=V乙, 将甲、乙都放入容器A中, 静止时二者所受浮力之比为ρ甲: ρ乙
B. 若V甲=V乙, 将甲、乙都放入容器B中, 静止时二者所受浮力之比为ρ1: ρ2
C. 若m甲=m乙, 将甲、乙都放入容器B中, 静止时二者所受浮力之比为ρ乙: ρ甲
D. 若m甲=m乙, 将甲、乙分别放入容器A、B中, 静止时二者所受浮力之比为ρ1: ρ甲
(
甲
A

B
乙
)
D






(
甲 乙
)有A、B两个密度分别为ρA、ρB的实心正方体, 它们所受的重力分别为GA和GB, 它们的边长之比为2∶1, 它们的密度之比为3∶4. 如图所示, 水平桌面上有甲、乙两个相同的圆柱形容器, 分别装入体积相同的水和酒精, 此时水对甲容器底部的压强为P1, 酒精对乙容器底部的压强为P2. 将物体A和B分别放入甲、乙两容器的液体中, 物体A漂浮, 有1/4的体积露出水面. 液体静止时, 物体A、B所受浮力分别为FA和FB, 此时甲容器对桌面的压强增加了P3, 乙容器对桌面的压强增加了P4, 已知酒精密度是水密度的0.8倍.下列判断正确的是( )
A. P3∶P4＝1∶6
B. P1∶P2＝5∶6
C. FA∶FB＝15∶2
D. FA∶FB＝5∶2
C

(
2.高端突破:固液相结合
)
规则容器模型
有甲、乙两只相同的溢水杯分别盛满密度为的液体, 放在水平桌面上.若将体积为30cm3的小球A轻放入甲溢水杯, 小球A浸没在液体中, 从甲杯溢出30g液体.若将小球A轻放入乙溢水杯, 小球A静止时有1/3体积露出液面, 从乙杯溢出40g液体.若用细线分别拉住小球A浸没在两杯液体中静止, 如图所示, 此时, 两杯中液体的质量分别为m1、m2, 液体对杯底的压力分别为F1、F2, 两杯对桌面的压力差为4.1N.已知: 小球A的密度大于.(g取10N/Kg)则下列判断正确的是( )
A.m1=500g B.m2=1000g
C.F1=4.3N D.F2=8.8N

C
解析:由体积为30cm3小球A浸没在液体中, 从甲杯中溢出30g液体, 可以知道液体=1×103 kg/m3, 由小球A静止时有1/3体积露出液面, 从乙杯溢出40g液体, 可以知道液体=2×103 kg/m3；
=4/3×103 kg/m3, 所以甲图中F拉=0.1N
由杯底对的桌面的压力分别为N1、N2, 两杯对桌面的压力差为4.1N, 采用整体法分析:
N1=( m1+m杯+ mA)g－F拉,
N2=( m2+m杯+ mA)g
N2－N1=4.1N 把上述式子代入可得: (m2－m1)V液g=4.1N－0.1N=4N
所以V液=400 cm3 m1=1g/cm3×400 cm3= 400g, m2=2g/cm3×420 cm3= 800g;
对液体对容器底的压力大小也采用整体法来分析:
F1= m1 g+ F浮1=4N+0.3N=4.3N, F2= m2 g+ F浮2=8N+0.6N=8.6N

(
模块二:浮力变化量
)


(
1.温故知新
)

如图所示, 将重为G的金属小球用细线系好, 浸入盛水的烧杯中(烧杯中的水没有溢出), 金属小球受到的浮力为F浮, 杯底增加的压力为△F1; 如将此金属小球直接投入水中, 杯底增加的压力为△F2, 则下列关系式中正确的是( )
A. △F2-△F1= F浮
B. △F2+△F1= G
C. △F2∶△F1= G ∶F浮
D. △F2∶△F1=F浮∶G
C
(
甲
乙
B
A
)
A和B是密度为ρ=5×103kg/m3的某种合金制成的两个小球, A球的质量为mA=100g; 甲和乙是两个完全相同的木块, 其质量为m甲=m乙=320g, 若用细线把球和木块系住, 则在水中平衡时如图所示, 甲有一半体积露出水面, 乙浸没水中(g取10N/kg),则下列计算正确的是( )
A. 木块的密度为0.6×103 kg /m3
B. 如果剪断木块乙和B球之间的细线, B球静止后, 所受重力和浮力的合力的大小为4.8N
C. 如果剪断木块乙和B球之间的细线, 乙木块露出水面的体积为4.6×10-4m3
D. 如果剪断木块甲和A球之间的细线, A球静止后, 所受重力和浮力的合力为0.2N
B


如图所示, 质量为540g的凹形铝槽, 放入底面积为100cm2的圆柱形液体中, 铝槽浮在液面上, 槽口恰好与液面相平, 这时液面上升了2.7cm, 若使铝槽沉入液体中, 则沉入前后液体对容器底部的压强变化△P＝ Pa.(已知ρ铝＝2.7×103 kg/m3 ,g＝10N/kg)
140


(
2.突破:浮力变化量与应用
)

宋朝的怀丙用如图所示的方法打捞落入水底的铁牛:把一根圆木绑在两只装着沙土的打捞船上, 请人潜到水底, 用绳索捆牢铁牛, 将绳刚好拉直, 并将绳索的另一端捆在两船间的圆木上. 然后, 把船上的沙土卸走, 铁牛就被拉起. 假设铁牛由某种密度为ρ=8×103kg/m3的铁合金制成, 质量为4.8t, 沉入湖水静止的湖底, 铁牛的底部与湖底不密合. 每只打捞船的质量为1.15t, 每只船上各站着2名质量为50kg的工人, 船内装有等质量的沙土, 圆木的质量为100kg. 两只船浸入水中的深度相同, 每只船浸入水中的深度与船排开水的体积关系如下表所示. 忽略绳索质量, 湖的面积很大. 如果将船中沙土全部卸光后, 能使铁牛的底部提升至距离湖底20cm的高度, 最初船离岸时每只船内应装沙土的质量为______kg. (g取10N/kg)
船浸入水中的深度h/m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
排水体积V/m3 0.7 1.5 2.4 3.4 4.5 5.6


4.3×103

如图甲所示, 圆柱形平底容器置于水平桌面上, 其底面积为250cm2. 容器内有一个底面积为50cm2、高为20cm的圆柱形物块, 圆柱形物块被系在顶部中心的一段细线悬挂起来. 向容器内缓慢注入甲液体, 注完液体后记录液面的位置, 如图乙所示, 此时液体对容器底的压强为p1.已知在注入甲液体的过程中细线对物块的拉力F随液体深度h的变化关系图像如图丙所示. 现将所有甲液体倒出后, 向容器内缓慢注入乙液体至液面到达标记处, 然后剪断细线, 物体静止于容器底时, 乙液体对容器底的压强为p2, 已知p1—p2的值为480Pa. 则乙液体的密度是 , kg/m3. (g=10N/kg)
(
甲
乙
丙
)









0.9×103
解析:通过图像的关系可以求出物体的密度是2.7×103kg/m3, 物体最后在甲液体中的浮力是9N, 此时物体浸没在甲液体中的体积是V=50cm2×(19－4)cm=750cm3, 可以求出甲液体的密度是1.2×103kg/m3, p1=2280 Pa. 如果换在乙液体中, p1与p2的差值为480Pa, 如果p1－p2=480Pa, 则p2=1800 Pa,
此时物体在容器底部, 液体的深度是19cm＋50cm2×(20－15)cm÷50cm2=20cm, 可以求出乙液体的密度是0.9×103kg/m3;


(
模块三:船球模型
)

圆柱形容器中装有适量的水, 将一只装有配重的薄壁长烧杯放入圆柱形容器的水中, 烧杯静止时容器中水的深度H1, 如图甲所示. 将金属块A吊在烧杯底部, 烧杯静止时露出水面的高度h1, 容器中水的深度H2, 如图乙所示. 将金属块A放在烧杯中, 烧杯静止时露出水面的高度h2, 如图丙所示. 已知圆柱形容器底面积为烧杯底面积S的2倍. 则金属块A的密度为



(
模块四:浮力相关实验
)

小华探究物体受到的浮力F浮与物体浸入水中深度h的关系.下表中是该实验获取的部分数据, 请你根据数据归纳出: 当这个物体时, 物体受到的浮力与物体浸入水中深度的关系式 F浮＝.
(
h
/
10
－2
m
1
2
3
4
5
6
7
8
9
F
浮
/N
0
.
2
0
.
4
0
.
6
0
.
8
1
.
0
1
.
2
1
.
2
1
.
2
1
.
2
)



进入水中深度小于(或不大于)6cm; F浮＝20N/m · h


小东把一块橡皮泥捏成小碗的形状, 开口向上轻轻放入水槽里的水中, 小碗漂浮在水面上. 再把这块橡皮泥捏成小球状放入水中, 小球沉入水槽底部. 于是他得出结论: 物体的形状改变, 放入水中时它受到的浮力一定改变. 只使用上述实验器材, 设计一个实验, 证明小东的结论不正确.
(1)写出实验步骤和现象;
(2)根据实验现象分析小东的观点不正确.
将橡皮泥捏成小碗状放入水中, 橡皮泥漂浮在水面上(1分). 将同一块橡皮泥捏成小船状放入水中, 橡皮泥漂浮在水面上(1分). 小碗和小船受到的重力相同, 漂浮时它们受到的浮力都等于重力. 橡皮泥捏成小碗和小船时形状发生改变, 而放入水中受到的浮力没有改变, 小东的结论不正确(1分)
(其它思路合理也得分)
(
模块五:实验专练
)

(１)实验步骤设计
1. 对测量仪器进行调节.(如:调节天平的平衡,电表、弹簧测力计的调零等)
2. 组装:有电路图或力学的器材装置图的,要写明按图连接实物.没有的,要写出实验装置组装的主要过程.(如:用细绳做两个绳套,分别栓牢在杠杆的A点和B点处; 又如:用细线把石块拴好,使其浸没在天平左盘上的烧杯内的水中.)
3. 对实验前器材的初始状态,实验中应注意的地方要有交代.(如:调节杠杆使其在水平位置平衡; 断开开关; 滑动变阻器的滑片位于阻值最大位置.)
4. 要有“用什么仪器”,“测什么物理量”, “用什么物理量的符号表示”,及记录在数据表格中的叙述.
5. 关于测量次数根据实验目的确定.
6. 对于间接测量,要写出利用直接测量数据求待测量的依据或公式. (如:天平量筒测密度ρ＝,伏安法测电阻),但不用写出计算过程及结果.(如灯泡率:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W)
(２)表格设计的结构
表格结构包括:表头和空格

例如:
s/m
t/s
v/m·s-1

注意:表头的内容设计要求
物理量:待测物理量+直接测量物理量.
格式:物理量符号/单位符号.
空格的个数:取决于对直接测量量的测量次数.



如图甲所示为内充氦气的叮当猫造型的氦气球, 小兰知道气球里的气体会慢慢跑出, 所以想研究氦气球中氦气体积的减少量ΔV随时间Δt变化的情况, 她利用如图乙所示的有刻度的杠杆、一个质量m=50g的钩码、细线和手表, 设计实验完成了探究. 请你写出实验步骤, 并设计实验数据记录表. (提示:氦气体积的减少量与气球体积的减少量相等；空气的密度ρ空=1.29kg/m?；氦气的密度约是空气密度的七分之一, 可不考虑其重力)
(
甲
乙
)





实验步骤:
①将杠杆调节至在水平位置平衡, 用细线将氦气球系在杠杆上距支点为l0的某条刻线处；
②将钩码用细线套在杠杆上, 与气球同侧, 调节绳套的位置, 直至杠杆再次在水平位置平衡, 读出绳套距离支点的距离l1, 并将l0、l1和当时的时间t1记录在表格中；
③在t2时刻观察杠杆, 如仍平衡, 适当延长时间间隔；如不平衡, 调节绳套的位置直至再次平衡, 记录绳套距离支点的距离l2和当时的时间t2记录在表格中；
④仿照步骤③, 再做5次实验, 把数据t3—t7,l3—l7记录在表格中
⑤根据Δt=t2-t1, 得出, 计算并记录在表格中, 按相同方法分别计算出ΔV2—ΔV6记录在表格中.
记录表格:l0= m l1= m t1= s
t/h
Δt/h
l/m
ΔV/m3




质量相同的两个实心正方体A和B, 如图甲所示, 将它们放在水平地面上时, 它们对地面产生的压强为; 当将它们放入水中后分别静止漂浮和悬浮在如图乙所示的位置时, 它们受到水的浮力为, 则( )
A. B.
C. D.

D


如图所示, 在三个相同的容器中装有质量相同的盐水、水、酒精, 将木块A、金属块B按不同的方式放入液体中, 待A、B静止时, 比较三个容器中木块下表面所受液体的压强p1、p2、p3的大小关系应是 .
p1＞p2＞p3



如图所示, 有两只完全相同的溢水杯分别盛有密度不同的A 、B两种液体, 将两个体积均为V, 所受重力分别为GC 、GD的小球C、D分别放入两容器中, 当两球静止时, 两杯中液面相平, 且C球有一半体积浸入液体中, D球全部浸入液体中. 此时两种液体对甲、乙两容器底部的压强分别为pA、pB ; 甲、乙两容器对桌面的压强分别为p1、p2. 要使C球刚好完全没入液体中, 须对C球施加竖直向下的压力F, 若用与F同样大小的力竖直向上提D球, 可使它有V1的体积露出液面. 已知C、D两球的密度比为2:3. 则下述判断正确的是( )
A. p1>p2 ; 2GC =3GD
B. 3p1=4p2 ; pA>pB
C. 3GC =2GD ; 3V1 =2 V
D. 3pA=4pB ; 3V1 = V
C


下图是李明把细沙放到一支细试管里制成的简易密度计, 沙与试管的总重为1N, 这个密度计的测量范围为1×l03kg/m3至2×l03kg/m3, 刻度线部分的长度ab为10cm, 这个密度计上分别写有1.2(g/cm3)和1.8(g/cm3)的两条刻度线之间的距离为 cm.(最后结果保留(1位小数)(g取10N/kg)


(
b
1
0
cm
a
)

5.6

(
图12
酒精
液体
玻璃
甲
乙
)边长为1dm的正方体木块, 漂浮在酒精液面上时, 有一半的体积露出液面, 如图甲所示. 将木块从底部切去一部分, 粘上体积相同的玻璃后, 放入某种液体中, 它仍漂浮在液面上, 如图乙所示. 此时液体对它竖直向上的压强为980Pa. 已知酒精的密度为0.8×103 kg／m3, 玻璃的密度为2.4×103 kg／m3, 粘玻璃所用胶的质量和体积均忽略不计, 则所粘玻璃的质量为 .kg.
0.72



如图为儿童练习游泳时穿的一种救生衣——背漂, 穿上这种背漂, 泡沫塑料位于人的背部,为确保人的安全, 必须使人的头部露出水面, 人的密度约为l.06×103 kg/m3, 人的头部体积约占人体总体积的十分之一. 洋洋想知道儿童安全使用这种背漂所允许的最大体重是多少, 于是进行了下列测量, 他先用台秤测出了背漂的质量为0.5kg; 将背漂放在装有水的水桶里放在台秤上称量, 台秤示数为2.5kg; 再用手将背漂压入水中使背漂刚好完全浸没时台秤示数为 7kg. 则为保证安全, 穿着此背漂的儿童的体重不能超过 kg. (计算结果保留1位小数)
29.8 ;
解析:通过秤的示数, 可以知道背漂的质量是0.5kg, 并且还可以通过秤的示数关系可以知道, 当背漂全浸没在水中是, 背漂受到的浮力大小为:
F=[7kg－(2.5kg－0.5kg)] ×g=5 kg×g
由受力分析可以得到:m人×g+m漂×g=5 kg ×g+ 0.9×(m人/ l.06) ×g
m人=29.8kg

小华家里有一个金属块, 不知道是用何种金属制成的, 因此她决定用学过的物理知识测出金属块的密度.由于身边没有测量质量的工具, 因此她找来了圆柱形容器、刻度尺和一个塑料小碗.设计了一个测金属块密度的实验.请按照他的设计思路完成下列实验.
(1)把圆柱形容器放在水平桌面上并在其中装入适量的水.
(2)让塑料小碗漂浮在水面上, 测出容器内的水深为H1.如图甲所示.
(3)当把金属块放入容器内的水中时, 测出容器内的水深为H2, 如图乙所示.
(4) .
(
甲

乙
)则金属块的密度表达式为 .
把金属块放入碗中, 用刻度尺测出容器内的水深为H3
ρ=ρ



实验桌上备有器材: 托盘天平、砝码盒、盛有适量水的烧杯A, 盛有适量盐水的烧杯B、细绳、石块各一个. 小刚想测量烧杯B中盐水的密度. 请你帮他将实验步骤补充完整:
①用调好的天平测量烧杯A和水的总质量m1, 将数据记录在表格中;
②用细线拴住石块, 手提细线将石块 , 天平平衡时读出天平的示数m2, 将数据记录在表格中;
③用天平测量烧杯B和被测盐水的总质量m3 , 将数据记录在表格中;
④将石块擦干后, 手提细线将石块仿照步骤2操作, 天平平衡时读出天平示数m4, 将数据记录在表格中;
⑤根据ρ＝及测量数据, 计算出被测盐水的密度ρ盐水= , 将计算结果记录在表格中.
浸没在烧杯内的水中, 且不与烧杯侧壁和底部接触
ρ盐水=ρ水(m4-m3)/(m2-m1)


实验桌上提供了6个50g附有挂钩的相同的金属块, 0～5N的弹簧测力计一个, 适量的水和满足实验要求的量筒.请你利用提供的实验器材, 设计实验证明: 水对物体的浮力与物体排开水的体积成正比.写出实验步骤并设计实验数据的记录表格.

实验步骤:
(1)在量筒中倒入适量的水, 读出量筒中水的体积Vo并记录在表格中;
(2)在调节好的弹簧测力计的挂钩上, 挂上6个金属块, 测出6个金属块的总重为G并将数据记录在表格中;
(3)手提弹簧测力计, 使其中的一个金属块浸没水中, 且不碰杯壁和杯底, 测出金属块所受拉力F1, 读出此时量筒中水的体积V1, 将F1的示数和V1记录在表格中;
(4)手提弹簧测力计, 使其中的两个金属块浸没水中, 且不碰杯壁和杯底, 测出金属块所受拉力 F2, 读出此时量筒中水的体积V2, 将F2的示数和V2记录在表格中;
(5)仿照步骤(4), 将3～6个金属块依次浸没水中, 且不碰杯壁和杯底, 分别测出为F3 ～ F6; 读出此时量筒中水的体积分别为V3～ V6, 并记录数据在表格中;
(6)根据V排=V－V0和F浮=G－F拉分别计算金属块排开水体积V排1~ V排6及所受浮力 F浮1~F浮6并将数据记录在表格中;
(7)整理实验器材.


实验数据的记录表格:
浮力大小与排液体积成正比的数据记录表
Vo/cm3
V/cm3
V排/cm3
G/N
F拉/N
F浮/N



(
1
)