備戰(zhàn)2023物理新中考二輪復(fù)習(xí)重難突破（廣東專用）專題09 浮力

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 重點講解重點一、浮力   1.浮力：一切浸在液體（氣體）中的物體都受到液體（氣體）對它豎直向上的力。         2.浮力方向：豎直向上   3.施力物體：液體（氣體）   4.產(chǎn)生原因：上下表面壓力差   5.測量：彈簧測力計（雙稱法）   思考:浮力的大小可能和哪些因素有關(guān)？     液體密度、浸入液體深度、物質(zhì)體積、物質(zhì)質(zhì)量、物質(zhì)密度、排開水體積......重點二、阿基米德原理   1.原理：浸在液體（或氣體）里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開液體（或氣體）所受的重力。   2.公式：F浮 = G排 =ρ液gV排    要點詮釋：①V排 和V物 不同             ②阿基米德原理只適用于靜止的流體             ③如果物體下表面未全部同流體接觸，則F浮 ≠ G排 如：陷入海底的沉船、被水浸沒的橋墩、打入湖底的樁子  3.浮力大小計算：①稱重法，即雙稱法②壓力差法：F浮=F↑-F↓③原理：F浮 = G排 =ρ液gV排  ④平衡法：    懸浮狀態(tài)，F(xiàn)浮 = G物               漂浮，外壓使浸沒，F(xiàn)浮=G物-F壓                           下沉，F(xiàn)浮=G物-F支 重點三、沉浮條件上?。ㄟ^程） 漂?。ńK態(tài)）懸浮（終態(tài)）下沉（過程）沉底（終態(tài)）F浮>G物F浮=G物F浮=G物F浮<G物F浮=G物-F支V排=V物V排<V物V排=V物V排=V物V排=V物ρ液>ρ物（實心）ρ液>ρ物ρ液=ρ物ρ液<ρ物ρ液<ρ物動態(tài)非平衡上浮終狀態(tài)（靜態(tài)平衡）液體中任意處（靜態(tài)平衡）動態(tài)非平衡下沉終狀態(tài)（靜態(tài)平衡）重點四、應(yīng)用1.輪船：自身重力不變，做成空心狀，增大了排開液體的體積，從而增大所受浮力，實現(xiàn)漂浮。2.潛水艇：正常工作時，浸沒在水面以下，排水體積一定，即所受浮力一定，可通過改變自身重力來實現(xiàn)上浮和下沉。3.熱氣球：球內(nèi)氣體密度小于外界空氣密度4.飛艇：氣囊內(nèi)氣體密度小于外界空氣密度（氣體容量大） 真題演練 一、單選題1．（2021·廣東廣州·中考真題）將體積相同的甲、乙實心球放入裝有水的燒杯中。若甲、乙所受的重力和排開水所受的重力如下表。則兩球靜止在水中時的情形可能是（　?。?/span>實心球實心球所受的重力/N排開水所受的重力/N甲11乙21 A． B．C． D．2．（2021·廣東深圳·中考真題）有一個泡沫加在指南針上，漂浮在水面上，指南針有偏移，下列說法正確的是（　?。?/span> A．指南針磁偏角是由宋代科學(xué)家沈括提出的B．水下10cm處的壓強為1×105 PaC．如果外力消失，指南針會沉到水底D．當指南針和泡沫總重為0.2N時，排開水的質(zhì)量是0.2kg3．（2021·廣東·中考真題）小明看到清淤作業(yè)人員正在將水塘底部的淤泥搬運到船上。他想：水面高度會變化嗎?于是進行了探究：首先，將石塊a和不吸水的木塊b置于裝有水的燒杯中，如圖所示；然后，將石塊a從水中拿出并輕輕放在木塊b上，它們處于漂浮狀態(tài)，則水面高度將（　?。?/span>A．下降 B．上升 C．不變 D．無法判斷4．（2021·廣東·南山實驗教育麒麟中學(xué)三模）兩個相同的燒杯中分別裝滿了兩種不同的液體，把甲、乙兩球分別輕輕放入兩杯液體，最后處于如圖所示狀態(tài)。甲、乙排開液體的重力相等，兩種情況相比，下列判斷正確的是（　　）A．甲液體對容器底部的壓強較大 B．甲、乙液體對容器底部的壓強相等C．甲所受浮力更大 D．甲、乙所受浮力一樣大5．（2021·廣東·模擬預(yù)測）將一個重為G的雞蛋放進盛有濃鹽水的杯中，雞蛋漂浮，然后逐漸向杯中加入清水，當雞蛋下沉至杯底靜止時停止加水，如圖中的圖象能粗略描述這個過程中浮力隨時間變化關(guān)系的是（　　）A． B． C． D．二、填空題6．（2021·廣東·惠州一中二模）如圖甲所示，容器內(nèi)裝有一定質(zhì)量的水且處于水平平衡狀態(tài)；小敏將一質(zhì)量為，體積為的塑料塊放入如圖乙所示位置，放手后塑料塊會處于___________（選填“漂浮”“懸浮”或“沉底”）狀態(tài)，此時塑料塊所受浮力為___________，容器最終會___________（選填“左低右高”、“左高右低”或“水平平衡”）。（取）7．（2021·廣東·佛山市三水區(qū)三水中學(xué)附屬初中二模）在科技節(jié)，小明用傳感器設(shè)計了如圖甲所示的力學(xué)裝置，豎直細桿B的下端通過力傳感器固定在容器底部，它的上端與不吸水的實心正方體A固定，不計細桿B及連接處的質(zhì)量和體積。力傳感器可以顯示出細桿B的下端受到作用力的大小，現(xiàn)緩慢向容器中加水，當水深為13cm時正方體A剛好浸沒，力傳感器的示數(shù)大小F隨水深變化的圖象如圖乙所示。（取）（1）正方體A剛好浸沒時水對容器底的壓強______ Pa；（2）物體A所受到的重力為______ N；當容器內(nèi)水的深度為13cm時，正方體A受到的浮力大小為______ N。8．（2021·廣東·珠海市紫荊中學(xué)三模）我國096核潛艇預(yù)計今年服役。外媒推測，其艦長150米、艦寬20米，最大排水量16000噸，另外，由于艦體外殼使用高強度合金鋼，所以其潛深可以達到600米。（1）潛水器在水面下100m時受到海水的壓強為___________ Pa，從水面下100m到150m，受到海水的浮力___________。選填“增大”、“減小”或“不變”（2）所受的最大浮力為___________ N。9．（2021·廣東清遠·二模）如圖所示，我國的“奮斗者”號創(chuàng)造了萬米的中國載人深潛新紀錄，當潛水器完全潛入水中時排開水體積為50m3，它所受浮力為________N，此時載人潛水器繼續(xù)下潛，所受的壓強________，浮力________。（后兩空均選填“增大”、“不變”或“減小”），（ρ海水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）10．（2021·廣東·湖景中學(xué)二模）2019年12月17日，首艘國產(chǎn)航母“山東”號在海南省三亞軍港正式交付。國產(chǎn)航母滿載時排水量為67000t，吃水深度10.5m，可搭載航載機36架，它滿載時受到的浮力是 ______N，當艦載機離開航母執(zhí)行任務(wù)后，航母所受浮力將 ______，艦身會 ______（選“上浮一些”、“下沉一些”或“保持不變”）。（g取10N/kg，ρ海水＝1.0×103kg/m3）三、實驗題11．（2021·廣東·正德中學(xué)二模）物理興趣小組在進行“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”實驗中，用彈簧測力計掛著一實心圓柱體，如圖a、b、c、d、e分別為實驗情景。（1）通過a、c兩次實驗，可知物體浸沒在水中所受浮力大小是______N。（2）通過a、d、e實驗，可探究物體所受浮力大小與______的關(guān)系。（3）在某種液體中進行探究過程中，記錄實驗數(shù)據(jù)，得到如圖（f）所示彈簧測力計讀數(shù)與圓柱體下表面浸入深度的關(guān)系圖像，則該液體的密度______。12．（2021·廣東廣州·二模）探究浮力與什么因素有關(guān)時，有同學(xué)猜想：物體所受到浮力大小應(yīng)該與物體形狀有關(guān)。針對這個問題，如圖中提供A、B兩組物體的密度大于水。怎樣進行探究？（1）你選擇的物體是：______（選填物體序號），還需要的儀器有：______。（2）實驗步驟及要測量的物理量______（用符號表示）（3）分析測量數(shù)據(jù)______（數(shù)據(jù)用符號表示），寫出判斷猜想是否正確的依據(jù)______。13．（2021·廣東深圳·模擬預(yù)測）同學(xué)在馬巒山游玩時撿了一塊奇異的石頭，他想知道這塊小石頭的密度值，于是在征求老師同意后和小華在實驗室進行了測量。如圖所示： （1）將天平放在水平桌面上并將游碼歸零后，若指針靜止時位置如圖甲所示，則應(yīng)將平衡螺母向______（選填“左”或“右”）端調(diào)節(jié)；（2）他將小石頭輕放到天平的左盤上，先粗略估計了石頭質(zhì)量，接著，根據(jù)所估計的值往右盤從大到小增減砝碼，并移動游碼，直至天平再次平衡。用調(diào)好的天平測量石頭的質(zhì)量如圖乙所示，則石頭的質(zhì)量為______g。把細線拴在石頭上，采用排水法，用量筒測出了石頭的體積，如圖丙所示；（3）該石頭的密度為______；（4）對圖丙中的小石頭進行受力分析，在如圖中畫出它的受力示意圖______（）。（5）同組的小華同學(xué)提出另外一種測量方法，如圖所示：①用天平測出石頭的質(zhì)量m；②把石頭輕放入燒杯，往燒杯中加適量水浸沒石頭，在水面位置作上標記；③在量筒內(nèi)倒入適量的水，讀出其體積；④取出石頭，將量筒里的水倒入燒杯內(nèi)，讓水面升至標記處。此時量筒內(nèi)剩余水的體積為；⑤計算出石頭的密度______（用題中物理量的符號表達）；根據(jù)以上步驟，你認為小華測出的密度值會______（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。四、綜合題14．（2021·廣東廣州·二模）如圖1所示，水平地面上放有上下兩部分均為柱形的薄壁容器。一個質(zhì)量、體積的木球通過細線與容器底部相連，浸沒在水中靜止不動，此時細線受到的拉力為F拉。水的密度，。（1）以“”表示木球，在圖2方框內(nèi)畫出木球此時的受力示意圖；(       )（2）求繩子的拉力F拉；(        )（3）剪斷細線且待木球靜止后，忽略水的汽化帶來的影響，水對容器底部的壓強___________，容器對桌面的壓力___________以上均選填“變大”、“變小”、“不變”。五、計算題15．（2021·廣東·模擬預(yù)測）如圖甲所示這是用起重機打撈沉石的簡化示意圖。正方體石塊靜止在湖底，粗細、重力不計的繩子在起重機的作用下將該物體從水底以的速度勻速豎直向上拉，直至完全拉出水面，拉力F的大小隨時間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。(g取，)求：（1）石塊在水中受到的最大浮力；（2）石塊在露出水面之前，拉力F的功率；（3）石塊上表面恰好接觸水面時，下表面受到水的壓強。
參考答案：1．C【解析】A．根據(jù)阿基米德原理，排開水的重力等于浮力，乙球的重力大于浮力，所以乙球應(yīng)該沉底，故A不符合題意；D．甲實心球的重力等于排開水的重力，根據(jù)阿基米德原理，排開水的重力又等于浮力，故甲球的 重力等于浮力，故可能是漂浮，也可能是懸浮，故D不符合題意；BC．甲、乙兩球排開水的重力相同，故浮力相同，由于都在水中，故排開水的體積相同，而甲、乙兩球的體積相同，故說明甲、乙兩球只能浸沒在水中，故B不符合題意；C符合題意。故選C。2．A【解析】A．世界上第一個論述磁偏角的，即第一個發(fā)現(xiàn)地磁的兩極與地理的兩極并不完全重合的科學(xué)家是我國宋代學(xué)者沈括，故A正確；B．水下10cm處的壓強為p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103 Pa故B錯誤；C．一個泡沫加在指南針上，漂浮在水面上，如果外力消失，由牛頓第一定律可知指南針處于靜止狀態(tài)，故C錯誤；D．當指南針和泡沫總重為0.2N時，由阿基米德原理可知排開水的重力是0.2N，排開水的質(zhì)量=0.02kg故D錯誤。故選A。3．B【解析】有石塊a和不吸水的木塊b，石塊a沉在水底，浮力小于重力，不吸水的木塊b漂在水面，浮力等于重力，此時總浮力將石塊a放在木塊b上后，ab一起漂浮，總浮力等于總重力，即因此而浮力越大，排開液體體積越大，水面越高，因此水面會上升，故B符合題意。故選B。4．D【解析】CD．由阿基米德原理可知F浮甲=G甲排F浮乙=G乙排已知甲、乙排開液體的重力相等，所以F浮甲=F浮乙故C錯誤，D正確；AB．根據(jù)阿基米德原理可知ρ液甲gV排甲=ρ液乙gV排乙由圖可知，甲球排開的液體的體積要大于乙球排開的液體的體積，浮力相同，則甲球所在的液體的密度要小于乙球所在的液體的密度，根據(jù)p=ρgh可知：乙液體對容器底部的壓強大。故AB錯誤。 故選D。5．C【解析】雞蛋開始漂浮時，所受的浮力等于其等于重力，向杯中加清水的過程，杯中液體的密度逐漸變小，雞蛋由漂浮逐漸變成懸浮，這個過程浮力一直等于其重力，即浮力的大小保持不變，當雞蛋開始下沉?xí)r，所受的浮力便小于其重力，故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。6．     漂浮     0.2     水平平衡【解析】[1]塑料塊的密度為所以塑料塊的密度小于水的密度，所以塑料塊將漂浮。[2]因為塑料塊漂浮，所以浮力等于塑料殼塊的重力，即浮力為[3]因為塑料塊漂浮，所以浮力等于塑料塊的重力，根據(jù)阿基米德原理，浮力也等于排開水的重力，所以塑料塊的重力等于排開水的重力，所以塑料塊可以用排開的水來代替，替換后，左右液面相平，根據(jù)杠桿平衡的條件，容器會水平平衡。7．          6     10【解析】（1）[1]正方體A剛好浸沒時水的深度正方體A剛好浸沒時水對容器底的壓強（2）[2]由圖乙可知，當時，力傳感器的示數(shù)為，由細桿的質(zhì)量不考慮可知，正方體A對力傳感器的壓力等于自身的重力，即正方體A的重力[3]由圖乙可知，當時，力傳感器的示數(shù)大小F開始減小，則物體A的下表面恰好與水面接觸，當容器內(nèi)水的深度時，正方體A剛好浸沒，則正方體A的邊長因物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等，所以，此時正方體A排開水的體積正方體A受到的浮力8．          不變     【解析】（1）[1][2]潛水器在水面下100m時受到海水的壓強潛水器從水面下100m到150m過程中排開液體的體積等于潛水器的體積和海水的密度均沒有發(fā)生變化，根據(jù)可知，潛水器受到的浮力不變。（2）[3]潛水器受到的最大浮力潛水器受到的最大浮力。9．     5×105     增大     不變【解析】[1]潛水器完全潛入水中時所受的浮力F浮＝ρ海水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×50m3＝5×105N[2][3]當載人潛水器繼續(xù)下潛時，潛水器在水下的深度增大，但潛水器排開海水的體積和海水的密度不變，根據(jù)p＝ρ海水gh可知潛水器受到海水的壓強增大；由F浮＝ρ海水gV排可知，潛水器受到的浮力不變。10．     6.7×108     變小     上浮一些【解析】[1]根據(jù)阿基米德原理可知，航母滿載時受到的浮力F浮＝G排＝m排g＝6.7×107kg×10N/kg＝6.7×108N[2][3]當艦載機離開航母執(zhí)行任務(wù)后，航母的總重力變小，仍然處于漂浮狀態(tài)，浮力等于重力，則浮力會變小，液體的密度不變，根據(jù)F浮＝ρ液gV排知，排開液體的體積會減小，即艦身會上浮一些。11．          液體密度     【解析】（1）[1]由a、c兩次實驗中測力計示數(shù)可知，物體浸沒在水中所受的浮力為（2）[2]由圖a、d、e所示實驗可知，物體排開液體的體積相同而液體密度不同，該實驗可以探究浮力大小與液體密度的關(guān)系。（3）[3]實驗步驟c中，物體受到的浮力為實驗步驟e中，物體受到的浮力為因物體均浸沒，所以根據(jù)阿基米德原理可知所以該液體的密度為12．     B     彈簧測力計     詳見解析     和     詳見解析【解析】解：（1）[1]浮力大小跟物體排開液體的體積和液體的密度有關(guān)，探究浮力大小跟物體形狀的關(guān)系，要控制物體的排開液體的體積和液體的密度不變，只改變物體的形狀，故選擇容易發(fā)生形變的橡皮泥，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。[2] 根據(jù)稱重法測浮力實驗要用彈簧測力計測量橡皮泥的重力和橡皮泥浸沒在水中受到的拉力，故還需要彈簧測力計。（2）[3]根據(jù)稱重法測浮力，先測出橡皮泥的重力，再得出兩種情況下橡皮泥浸沒在水中時彈簧測力計示數(shù)的大小。實驗步驟及要測量的物理量：①用彈簧測力計測量橡皮泥的重力G；②橡皮泥浸沒在水中，讀出彈簧測力計示數(shù)；③改變橡皮泥的形狀，橡皮泥再浸沒在水中，讀出彈簧測力計示數(shù)。（3）[4]分析橡皮泥在不同形狀時浸沒在液體中受到的浮力F浮1=F浮2=[5]若則浮力大小跟物體形狀無關(guān)；若則浮力大小跟物體的形狀有關(guān)。13．     左               見解析          偏小【解析】（1）[1]把天平放在水平桌面上，將游碼調(diào)到標尺左端的零刻線處，此時指針偏向右側(cè)，說明天平的左側(cè)上翹，平衡螺母應(yīng)向左移動。（2）[2]在天平讀數(shù)時，被測物體的質(zhì)量=砝碼的質(zhì)量+游碼的示數(shù)，由圖可知，砝碼的質(zhì)量為25g，游碼的示數(shù)為4g，則物體的質(zhì)量為29g。（3）[3]由圖丙可知量筒的分度值為2mL，未放入物體時，水的體積為50mL，放入物體后，量筒的示數(shù)為58mL，所以石頭的體積為通過物體密度計算公式可知（4）[4]由圖可知，石頭除受到重力之外，因為石頭浸沒在水中，所以受到豎直向上的浮力。又因為細繩沒有處于繃緊狀態(tài)，所以繩子上沒有拉力，因為石頭的密度大于水，其重力大于浮力，所以此時石頭還受到支持力的作用。石頭的重力由于物體浸沒，所以石頭排開液體的體積等于其自身體積，即所以物體受到的浮力則支持力F支此時物體受力分析圖如圖所示：（5）[5][6]由實驗步驟知，用天平測出石頭的質(zhì)量m，石頭體積等于倒入燒杯中水的體積，即石頭體積所以石頭的密度取出石頭時，石頭上會沾有水，因此倒入水的體積大于石頭的體積，體積測量偏大，由可知，測量結(jié)果偏小。14．          0.5     變小     不變【解析】解：（1）木球受到豎直向下的重力，豎直向下的拉力以及豎直向上的浮力，處于平衡狀態(tài)，如圖（2）木球的質(zhì)量為木球的重力為；因為木球浸沒，排開水的體積，木球受到的浮力為木塊受到豎直向下的重力和繩子的拉力以及豎直向上的浮力而處于平衡狀態(tài)，由力的平衡條件可得則細線對木塊的拉力；（3）因為剪斷細線前，木球的浮力大于重力，所以剪斷細線后，木球上浮，直至漂浮，木球排開水的體積減小，液面降低，根據(jù)知，水對容器底部的壓強減?。患魯嗉毦€前后，容器、水、木塊的質(zhì)量都不變，三者的重力不變，容器對桌面的壓力等于三者的重力之和，因此容器對桌面的壓力不變。答：（2）繩子的拉力F拉為0.5N；（3）剪斷細線且待木球靜止后，忽略水的汽化帶來的影響，水對容器底部的壓強變小，容器對桌面的壓力不變。15．（1）；（2）2000W；（3）【解析】解：（1）從圖乙可知石塊的重力石塊全部浸沒水中時所受的拉力，石塊在水中受到的最大浮力（2）石塊在露出水面之前，根據(jù)可知拉力F的功率（3）石塊全部浸沒時排開水的體積正方體石塊的邊長石塊上表面恰好接觸水面時，下表面所處水的深度下表面受到水的壓強答：（1）石塊在水中受到的最大浮力為；（2）石塊在露出水面之前，拉力F的功率為2000W；（3）石塊上表面恰好接觸水面時，下表面受到水的壓強為。