
二是了解命題思路和規(guī)律,總結方法。每年各大高校的真題,中高考的真題在命題角度、題型、題量、難度等方面都進行了精心設計。我們可以在做題的過程中不斷總結規(guī)律,知道出題人是如何設置“陷阱”并且如何避免掉進陷阱,完美拿到分數。如果你的孩子想報考的學校有真題,那就一定要看,要做!因為真題的參考性真的非常大。
專題09 浮力及其應用
考點1 浮力
1.(2023天津)小華利用飲料瓶完成了如圖所示的實驗,可以證明大氣壓存在的是( )
A. 瓶子懸空水不流出B. 水從側孔噴出
C. 用手彈開紙片D. 將瓶按入水中感到費力
【答案】A
【解析】A.由于大氣壓的作用,瓶子內的水不會流出,證明了大氣壓的存在,故A符合題意;
B.水從杯子側面小孔中噴出,說明液體中左右方向也有壓強,故B不符合題意;
C.用手彈開紙片,鋼球由于具有慣性,不與紙片一起飛出,故C不符合題意;
D.將瓶按入水中感到費力,是瓶在水中受到浮力,故D不符合題意。
故選A。
2.(2023湖北隨州)實驗課上,老師和同學們測量鹽水的密度,他們用彈簧測力計、燒杯、水(密度用ρ水表示)、金屬塊A、鹽水以及不吸水的細線等器材完成了圖中實驗。
(1)要測量金屬塊A浸沒在水中的浮力,合理的測量順序是_________(選填“①→②”或“②→①”);
(2)計算金屬塊A浸沒在水中的浮力F=_________N;
(3)完成圖中各項實驗后分析可知:金屬塊A的浮力大小與_________(選填“液體密度”或“金屬密度”)有關;
(4)請推導出鹽水的密度表達式ρ鹽水=_________(用F1、F2、F3、ρ水表示)。
【答案】(1)①→② (2)1. 3 (3)液體密度
【解析】(1)要測量金屬塊A浸沒在水中的浮力,先測量金屬塊A的重力,在測量金屬塊A浸沒在水中彈簧測力計的示數,合理的測量順序是①→②。
(2)計算金屬塊A浸沒在水中的浮力為F=G-F示= F1-F2=4.5N-3.2N=1.3N
(3)如圖所示,改變了金屬塊A浸沒入液體的密度,故金屬塊A的浮力大小與液體密度有關。
(4)在水中金屬塊A受到的浮力為F浮水=F1-F2,在鹽水中金屬塊A受到的浮力為F浮鹽水=F1-F3,因為金屬塊A都是浸沒在兩種液體之中,排開液體的體積和金屬塊A的體積相同,即VA=V排,根據公式F浮=ρ液gV排可知,則鹽水的密度為。
考點2 阿基米德原理
3.(2023四川內江)浸在液體中的物體受到的浮力,方向是_______,浮力的大小等于它排開的液體所受到的_______力。
【答案】豎直向上 重
【解析】根據阿基米德原理可知,浸在液體中的物體受到一個豎直向上的力的作用,這個力叫做浮力,浮力的大小等于排開的液體所受的重力。
4.(2023湖南懷化)物理實驗室里,同學們正在認真的完成“探究浮力的大小跟排開液體重力的關系”的實驗。小明將重5N的物體浸沒水中后,彈簧測力計的示數如圖所示。(,)
(1)求水對物體浮力大小?
(2)求該物體的體積?
【答案】(1);(2)
【解析】(1)由圖可知,彈簧測力計的示數為F=2.6N,則物體受到的浮力F浮=G-F=5N-2.6N=2.4N
(2)根據公式F浮=ρ水gV排可知,物體排開水的體積
由于物體浸沒水中,所以物體體積
考點3 物體的浮沉條件及應用
5.(2023山西)媽媽生日那天,小夢給媽媽煮餃子時發(fā)現,當把餃子放入沸騰的水中后,餃子先下沉到鍋底,過了一會兒又上浮,最終漂浮在水面上。下列分析正確的是(不考慮餃子的吸水性)( )
A.餃子在下沉的過程中,受到水的壓強不變
B.餃子上浮過程中,受到的浮力小于它所受的重力
C.餃子上浮過程中,受到的浮力等于它排開的水所受的重力
D.餃子在水面漂浮時,受到的浮力大于它所受的重力
【答案】C
【解析】A.餃子在下沉的過程中,餃子在水中的深度變大,由p=ρgh可知,所受水的壓強變大,故A錯誤;
B.餃子上浮過程中,由浮沉條件可知,餃子受到的浮力大于它受到的重力,故B錯誤;
C.餃子上浮過程中,由阿基米德原理可知浮力等于它排開水的重力,故C正確;
D.餃子在水面漂浮時,受到的浮力等于它所受的重力,故D錯誤。
故選C。
6.(2023四川廣元)我國第三艘航空母艦“福建艦”滿載時的排水量為8萬噸。若滿載時,“福建艦”勻速直線航行受到的阻力是自身總重力的0.01倍;如果一架艦載機飛離后,“福建艦”排開的海水體積減少。則下列描述中正確的是( )(海水的密度取,g取10N/kg)
A.“福建艦”靜止在海面時,水面下15m處海水的壓強為
B.“福建艦”滿載時,受到的浮力大小為8萬噸
C.飛離“福建艦”的這架艦載機的質量是
D.滿載時,“福建艦”勻速直線航行受到的牽引力大小是
【答案】C
【解析】A.“福建艦”靜止在海面時,水面下15m處海水的壓強為,故A錯誤;
B.遼寧艦滿載并靜止在水面上時,受到的浮力大小等于排開水的重力,即,故B錯誤;
C.當艦載機飛離航母后總重力減小,故排開水的體積減小,減小排開液體的重力等于艦載機的重力,即,由得,艦載機的質量是,故C正確;
D.“福建艦”漂浮時,重力等于浮力,滿載時,“福建艦”勻速直線航行受到的牽引力大小是,故D錯誤。
故選C。
7.(2023湖南懷化)下列各圖所示的情境中,說法正確的是( )
A.甲圖中小明沿水平方向推木箱,推而未動,是因為推力小于摩擦力
B.乙圖是利用吸力使飲料上升到嘴里
C.丙圖中密度計漂浮在水面上是因為浮力大于密度計的重力
D.丁圖是利用慣性緊固錘頭
【答案】D
【解析】A.推箱子沒推動,箱子保持靜止狀態(tài),受到的推力和摩擦力是一對平衡力,大小相等,故A錯誤;
B.用吸管吸飲料,利用的是大氣壓強,故B錯誤;
C.密度計漂浮在水面上,密度計受到的浮力等于其重力,故C錯誤;
D.拿錘子向下撞擊木凳,錘柄受力停止了運動,錘頭由于慣性繼續(xù)向下運動,錘頭就緊緊套在錘柄上,故D正確。
故選D。
8.(2023四川自貢)下列四幅圖涉及的物理知識說法錯誤的是( )
A. 軍艦從長江駛入大海后,艦身要上浮一些
B. 輪船通過船閘從下游駛到上游,船閘是利用連通器原理工作的
C. 飛機機翼設計成流線型,利用了機翼上方空氣流速慢,壓強小
D. “祝融號”火星車設計有寬大的輪子可以減小壓強
【答案】C
【解析】A.輪船由長江駛入大海過程中,輪船一直處于漂浮狀態(tài),根據物體沉浮條件知,輪船受到的浮力等于輪船所受的重力,故輪船受到的浮力不變。由長江駛入大海時,由于海水的密度大于江水的密度,由阿基米德原理可得,排開海水的體積減小,輪船將浮上一些。故A正確,不符合題意;
B.若船要從下游駛向上游,先打開下游閥門,使閘室和下游構成連通器,水相平后,打開下游閘門,船駛入閘室;然后打開上游閥門,使上游和閘室構成連通器,閘室和上游水位相平時,打開上游閘門,船駛入上游,故B正確,不符合題意;
C.飛機機翼上表面凸起,可使飛行過程中機翼上表面的空氣流速大,壓強變小;此時機翼下方空氣流速小,壓強大,由此形成壓強差,形成升力,故C錯誤,符合題意;
D.火星探測車的輪子較寬大,火星車“祝融號”的質量不變,對火星的壓力不變,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強,故D正確,不符合題意。
故選C。
9.(多選)(2023湖南衡陽)“奮斗者”號是我國自主研發(fā)建造的第一艘萬米級全海深潛水器。某次執(zhí)行任務時,“奮斗者”號在馬里亞納海溝成功坐底,坐底深度為10909m。當“奮斗者”號下潛到深處時,其總質量為36t,體積為(海水密度取)。下列說法正確的是( )
A.“奮斗者”號上浮和下潛是靠改變浮力大小實現的
B.“奮斗者”號上浮和下潛是靠改變自身重力大小實現的
C.“奮斗者”號下潛到深處時受到海水壓強為
D.“奮斗者”號下潛到深處時受到海水浮力為
【答案】BC
【解析】AB.潛水器潛在水中時,液體密度不變,它排開水的體積不變,根據可知,其浮力不變,所以潛水器不是通過改變浮力大小來實現上浮和下沉的,而是通過改變自身重力來實現上浮或下沉的,故A錯誤,B正確;
C.根據可得,“奮斗者”號下潛到深處時受到海水壓強為,故C正確;
D.根據可知,“奮斗者”號下潛到深處時受到海水浮力為,故D錯誤。
故選BC。
10.(多選)(2023河北)柱狀容器內加入濃鹽水,把一枚土豆輕輕放入其中,靜止時土豆漂浮在水面上,如圖甲所示;向容器中緩慢注入清水,土豆逐漸下沉;注入適量清水時,土豆懸浮在鹽水中,如圖乙所示:繼續(xù)注入清水,土豆沉到容器底部,如圖丙所示。下列說法正確的是( )
A.漂浮在水面上時,土豆受到的浮力與其重力大小相等
B.懸浮在鹽水中時,土豆的密度與此時鹽水的密度相等
C.沉到底部后,土豆受到的浮力可能大于漂浮時受到的浮力
D.沉到底部后,繼續(xù)注入清水,土豆受到的浮力不再變化
【答案】AB
【解析】A.土豆漂浮在水面上,由漂浮條件可知,土豆的浮力等于它的重力,故A正確;
B.土豆懸浮在鹽水中,由懸浮條件可知,土豆的密度等于鹽水的密度,故B正確;
C.沉到底部后,土豆受到的浮力小于它的重力,漂浮時土豆受到的浮力等于它的重力,沉到底部后,土豆的重力不變,土豆受到的浮力小于漂浮時受到的浮力,故C錯誤;
D.沉到底部后,繼續(xù)注入清水,鹽水的密度變小,土豆排開鹽水的體積不變,由可知土豆受到的浮力變小,故D錯誤。
故選AB。
11.(2023湖南岳陽)汨羅江畔迎端午,搏槳躍浪賽龍舟。與登舟前相比,運動員登上龍舟后,龍舟受到的浮力___________(選填“變小”、“不變”或“變大”)。龍舟用200s的時間通過了800m賽道,則該龍舟的平均速度是___________m/s。
【答案】變大 4m/s
【解析】因為龍舟始終漂浮,根據物體的浮沉條件可知,所受的浮力始終等于龍舟的重力,因為運動員登上龍舟后,龍舟的總重力變大,因此龍舟所受的浮力變大。
龍舟用200s的時間通過了800m賽道,則該龍舟的平均速度為
12.(2023四川成都)如圖甲是我國自主研發(fā)的“極目一號”Ⅲ型浮空艇,其內部有兩個氣囊,主氣囊內充滿氦氣(密度小于空氣),副氣囊內充有空氣。當駐空的浮空艇要上浮時,排出副氣囊內的部分空氣,使浮空艇受到的重力______浮力,實現上浮。圖乙是國產大飛機C919,飛機在空中飛行時,機翼上表面的空氣流速大,壓強______,機翼的上下表面形成壓力差,使飛機獲得升力。
【答案】小于 小
【解析】根據物體的浮沉條件,駐空的浮空艇要上浮時,排出副氣囊內的部分空氣,使浮空艇受到的重力小于浮力,實現上浮。
流速大(?。┑牡胤綁簭娦。ù螅?,圖乙是國產大飛機C919,飛機在空中飛行時,機翼上表面的空氣流速大,壓強小,機翼的上下表面形成壓力差,使飛機獲得升力。
13.(2023重慶)小莉模擬古人利用浮力打撈鐵牛,模擬過程和測量數據如圖所示。①把正方體M放在架空水槽底部的方孔處(忽略M與水槽的接觸面積),往水槽內裝入適量的水,把一質量與M相等的柱形薄壁水杯放入水中漂浮,如圖甲所示;②向杯中裝入質量為水杯質量2倍的鐵砂時,杯底到M上表面的距離等于M的邊長,如圖乙所示,此時水杯浸入水中的深度h=_________cm;③用細線連接水杯和M,使細線拉直且無拉力,再將鐵砂從杯中取出,當鐵砂取完后,M恰好可被拉起,完成打撈后,如圖丙所示。則M與水杯的底面積之比為___________。
【答案】9 2∶9
【解析】根據甲、乙兩圖可知,向杯中裝入質量為水杯質量2倍的鐵砂時,液面上升的距離為
由此可知當加入質量與水杯相同的鐵砂液面上升3cm,因為鐵砂與柱形薄壁水杯質量相等,因此不加鐵砂時,水杯浸入水中的深度為3cm,因此如圖乙所示,此時水杯浸入水中的深度
由圖乙可知,裝入鐵砂后燒杯下降6cm,則增加的浮力為ΔF浮=ρ水ΔV排g=ρ水g×6cm×S杯
取出鐵砂的拉力的增量等于ΔF浮。因鐵砂的質量是水杯的2倍,并由甲圖可知,燒杯受到的浮力為F浮=ρ水g×3cm×S杯=G杯
又因為M的質量與水杯的質量相等,因此,M受到的重力大小也為F浮。當鐵砂取完后,M恰好可被拉起可知,杯底到M上表面的距離等于M的邊長,鐵砂產生的浮力剛好的與M正方體的重力和上表面的壓力,則,
化簡得①
根據甲丙兩圖可知,增加的排開水的體積是
且增加的浮力等于正方體M的重力與所受浮力之差,則有,
化簡得
在甲圖中,排開水的體積為
則有②
①②兩式聯立可得
14.(2023山東臨沂)作出圖中漂浮在水面上的小球所受力的示意圖(O為小球的重心)。
【答案】
【解析】漂浮在水面上的小球處于平衡狀態(tài),因此受到豎直向下的重力等于豎直向上的浮力
15.(2023江蘇蘇州)綜合實踐活動課上,小明用一根長約20cm的圓柱狀飲料吸管、一段細鐵絲、石蠟和水等制作了一個簡易密度計。制作時,小明先將吸管兩端剪平,鐵絲密繞成小團后塞入吸管一端,再用石蠟將該端口堵住密封;接著,將吸管置于水中使其處于豎直漂浮狀態(tài)(圖甲),用筆在吸管上標記此時水面位置O;取出吸管,量出O點至封口端的距離H,通過分析與計算,在吸管上分別確定密度值0.8、0.9、1.0、1.1的位置并標上密度值。
使用時,將密度計靜置于待測液體中,讀出吸管壁上液面處的數值即為液體密度。
(1)O位置處的刻度值為_________;
(2)吸管漂浮在其他液體中時(圖乙),液面下方的深度h=_________(用、、H表示);
(3)管壁上標注的4個刻度值,相鄰兩刻度值之間的距離_________(相等/不相等);
(4)小明突發(fā)奇想,將制作好的密度計內鐵絲從吸管上端倒出,纏繞到底部外側,其它沒有變化(圖丙),他用這樣“改裝”后的密度計測同一液體密度,測量結果_________(偏大/偏小/無變化);
(5)若增加塞入吸管中鐵絲的質量,則制作的密度計精確程度將_________。
【答案】(1)1.0 (2) (3)不相等 (4)偏大 (5)變高
【解析】(1)密度計豎直漂浮在水中時,水面位于圖中O處,說明此時密度計在O處顯示的密度值應該為水的密度,所以則O處應標為1g/cm3
(2)由題意知密度計漂浮在水面上時,V排=SH,則有F浮=G物,即
當密度計漂浮在密度為ρ液的液體中時,V排液=Sh,則有F浮液=G物,即
可得
解得
(3)由可知,h和ρ液是反比例函數,刻度分布不均勻。
(4)小明把吸管中的細鐵絲拿出來,纏繞在吸管的下端,再用這支密度計去測量液體的密度,此時排開液體的體積不變,因吸管排開液體的體積等于排開液體的總體積減去銅絲的體積,所以,吸管排開液體的體積減小,會上浮一些,測得的密度值偏大,即測出的同一液體密度值偏大。
(5)為了使測量結果更準確,使密度計上兩條刻度線之間的距離大一些,增加塞入吸管中鐵絲的質量,從而獲得更大的重力,即浮力更大,排開體積更大,由V=sh可知,S不變,即可使h變大,據此設計精確程度更高。
16.(2023山東棗莊)我市山區(qū)在精準扶貧政策扶持下,種植的大櫻桃喜獲豐收,小明想知道大櫻桃的密度,他用天平和量筒進行了如下實驗。
(1)把天平放在水平桌面上,先把游碼放到標尺左端的__________處,發(fā)現指針在分度盤的位置如圖甲所示,應該向__________旋動平衡螺母,使橫梁平衡;
(2)用調好的天平測大櫻桃的質量,當右盤中所加砝碼和游碼的位置如圖乙所示時,天平恢復平衡,則大櫻桃的質量為__________g;
(3)將用細線拴好的大櫻桃放人裝有60mL水的量筒中,水面上升到如圖丙所示位置。根據測量結果可知大櫻桃的密度為__________g/cm3;
(4)小麗同學設計了另一種實驗方案:她先用天平正確測出了大櫻桃的質量m,再將用細線拴好的大櫻桃放入空量筒中,然后向量筒內倒人適量的水,水面到達V1刻度線處,接著將大櫻桃提出,水面下降到V2刻度線處,進而測出大櫻桃的體積,并計算出大櫻桃的密度,則小麗所測大櫻桃的密度值與真實值相比__________(選填“偏大”或“偏小”);
(5)小明回家后,還想測出媽媽手鐲的密度,他找到家里的電子秤,稱出手鐲的質量是48.0g,又借助細線、水、玻璃杯,進行了如圖丁、戊所示的實驗操作,測出了手鐲的體積,則手鐲的密度是__________g/cm3。
【答案】(1)零刻度線 左 (2)10.6 (3)1.06 (4)偏小 (5)19.2
【解析】(1)天平在使用之前,應將游碼歸零,故應先把游碼放到標尺左端的零刻度線處。
由圖甲可知,此時指針指向分度盤的右側,則此時天平左端輕,右端重,故此時應該向左旋動平衡螺母,使橫梁平衡。
(2)由圖乙可知,游碼的分度值為0.2g,故櫻桃的質量為m=10g+0.6g=10.6g
(3)由圖丙可知,櫻桃的體積為V=70mL-60mL=10mL=10cm3
故由可得,櫻桃的密度為
(4)由測量過程可知,用細線將大櫻桃從水中提出時,細線上會帶出一部分水,使得量筒中剩余的水變少,從而使得櫻桃的體積測量值偏大,故由可得,會使得所測的櫻桃密度值與真實值相比偏小。
(5)由題意可知,手鐲的質量為m0=48.0g,由圖丁、戊可知,手鐲浸入水中后,電子秤的示數變化量為Δm=668.5g-666g=2.5g=0.0025kg
由受力分析可得,手鐲所受浮力為F浮=ρ水gV排=Δmg=0.0025kg×10N/kg=0.025N
故可得手鐲的體積為
可得手鐲的密度為
17.(2023四川瀘州)科創(chuàng)小組設計了水庫自動泄洪控制裝置,將其制成頂部開有小孔的模型,如圖所示。其中A為壓力傳感器,B是密度小于水且不吸水的圓柱體,能沿固定的光滑細桿在豎直方向自由移動。當模型內水深h0=15cm時,B與模型底面剛好接觸且壓力為零。水面上漲到設計的警戒水位時,圓柱體對壓力傳感器的壓力為2N,觸發(fā)報警裝置,開啟泄洪閥門。已知圓柱體B的底面積SB=50cm2,高hB=25cm,g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3。
(1)當B對模型底面壓力F1=2.5N時,模型內水深h1為多少cm?
(2)剛觸發(fā)報警裝置時,B浸入水中的深度h2為多少cm?
(3)為了提高防洪安全性,警戒水位需要比原設計低5cm,在B的上方加上與B同材質同底面積的圓柱體C,則圓柱體C的高度h3應為多少cm?
【答案】(1)10cm;(2)19cm;(3)12.5cm
【解析】解:(1)當模型內水深h0=15cm時,B排開水的體積V0=SBh0=50cm2×15cm=750cm3
由B與模型底面剛好接觸且壓力為零可知,此時B處于漂浮狀態(tài),由物體的漂浮條件可知,B的重力GB=F0浮=ρ水gV0=1×103kg/m3×10N/kg×750×10-6m3=7.5N
由G=mg可知,B的質量
B的體積VB=SBhB=50cm2×25cm=1250cm3
則B的密度
由力的平衡條件可知,當B對模型底面壓力,F1=2.5N時,B受到的浮力F1浮=GB-F1=7.5N-2.5N=5N
由F浮=ρ液gV排可知,B排開水的體積
由V=Sh可知,B浸入水中的深度
(2)剛觸發(fā)報警裝置時圓柱體對壓力傳感器的壓力為2N,由力的平衡條件可知,此時B受到的浮力F2浮=GB+F2=7.5N+2N=9.5N
由F浮=ρ液gV排可知,B排開水的體積
由V=Sh可知,B浸入水中的深度
(3)由剛觸發(fā)報警裝置時B浸入水中的深度和B的高度可知,A到水面的距離hA=hB-h2=25cm-19cm=6cm
警戒水位需要比原設計低5cm時,A到水面的距離hA'=hA+5cm=6m+5cm=11cm
則BC整體排開水的深度hBC=h3+hB-hA'=h3+25cm-11cm=h3+14cm
BC整體排開水的體積VBC=SBhBC=50cm2×(h3+14cm)=(50h3+700)cm3
此時BC整體受到的浮力F浮=ρ水gVBC=1×103kg/m3×10N/kg×(50h3+700)×10-6m3
BC整體的體積V=SB(h3+hB)=50cm2×(h3+25cm)=(50h3+1250)cm3
由密度公式和G=mg可知,BC整體的重力G=mg=ρBVg=0.6×103kg/m3×10N/kg×(50h3+1250)×10-6m3
由力的平衡條件可知,浮力F浮=G+F
即1×103kg/m3×10N/kg×(50h3+700)×10-6m3=0.6×103kg/m3×10N/kg×(50h3+1250)×10-6m3+2N
解得h3=12.5cm。
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這是一份專題09 浮力及其應用(第02期)-【真題匯編】最新中考物理真題分項匯編(全國通用),文件包含專題09浮力及其應用第02期-真題匯編最新中考物理真題分項匯編全國通用原卷版docx、專題09浮力及其應用第02期-真題匯編最新中考物理真題分項匯編全國通用解析版docx等2份試卷配套教學資源,其中試卷共23頁, 歡迎下載使用。
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