备战2021 中考科学 精讲精练 专题18 浮力（学生版）

备战2021 中考科学 精讲精练 专题18 浮力（学生版）

专题 18 浮力 【知识点回顾】 考点 1 知道浮力的概念 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．方向：________。 3．产生原因：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。 考点 2 描述阿基米德原理 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液体的密度和排开液体的体积。 浸没在水中的石块受到的浮力跟它排开的水重有什么关系？ 考点 3 直接运用阿基米德原理或公式的变形进行简单的计算 有关浮力的分析与计算 1．阿基米德原理：F 浮＝G 排＝________。 2．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：称重法分析浮力时需注意测力计的示数不是浮力的大小而是拉力的大小。 3．平衡条件法：________，一般指物体在液体中处于悬浮或漂浮状态。 考点 4 认识物体浮沉条件 1．物体在液体中的浮沉条件 上浮 下沉 漂浮 悬浮 沉底 F 浮＞G F 浮＜G F 浮＝G F 浮＝G F 浮＋N＝G 实 ρ液＞ρ物 ρ液＜ρ物 ρ液＞ρ物 ρ液＝ρ物 ρ液＜ρ物 心 体 V 排＜V 物 V 排＝V 物 处于动态(运动状态不断改变)， 受力不平衡 是“上浮”过程 的最终状态 可以停留在液 体的任何深度 处 是“下沉”过 程的最终状 态 处于静态，受平衡力作用 2.浮沉条件的应用：潜水艇是通过改变____________来实现浮沉的；密度计的工作原理 是物体的____________条件，其刻度特点是上小下大，上疏下密；用硫酸铜溶液测血液的密 度的原理是____________条件。 【例题精析】 例 1．（2020•台州）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 例 2．（2020•金华）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 例 3．（2020•舟山）如图是我国自主研发的第一艘航母“山东舰”在海上进行科目训练的场景。 下列说法正确的是（ ） A．战斗机从甲板上起飞后，航母受到的浮力变小 B．航母能浮在海面上是因为它受到的浮力大于它的总重力 C．甲板上的战斗机受到的重力与战斗机对甲板的压力是一对平衡力 D．甲板上的战斗机受到的重力与甲板对战斗机的支持力是一对相互作用力 例 4．（2019•广州）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 例 5．（2019•湖州）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 例 6．（2019•庆阳）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（ ） A． B． C． D． 例 7．（2020•绍兴）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。 例 8．（2019•绍兴）小敏对“物体在水中浸没前受到的浮力是否与浸入深度有关”进行了研究。 （1）将一长方体金属块横放，部分体积浸入水中时，在液面所对的烧杯壁作一标记线， 读出弹簧测力计的示数 F 甲（如图甲）为 牛；再把金属块竖放浸入同一杯水中， 当 时，读出弹簧测力计示数 F 乙（如图乙）。比较发现 F 乙＝F 甲，小敏得出：浸没 前物体受到的浮力与浸入深度无关。 （2）图中两种状态时，金属块底部受到水的压强 p 甲 p 乙（选填“大于”、“等于” 或“小于”）。 例 9．（2019•台州）如图是探究浮力大小影响因素的实验。 （1）丁图中圆柱体所受浮力为 牛。 （2）换用饱和食盐水或酒精重复上述实验，可以探究浮力大小跟 的关系。 （3）要探究浮力大小和排开液体的重力的关系，还应进行的实验操作是 。 例 10．（2020•湖州）2019 年 12 月 17 日，由我国自主建造的第一艘国产航母﹣﹣山东舰（如 图甲），正式交付海军。该舰标准排水量为 5 万吨，可同时停放 36 架歼﹣15 舰载机。若 每 架 舰 载 机 质 量 为 25 吨 。（ 海 水 的 密 度 取 1.03×103 千 克 / 立 方 米 ） （1）舰载机起飞时（如图乙），以舰载机为参照物，航母是 的。（选填“运动”或“静 止”） （2）在标准排水量时，航母所受的浮力为 。 （3）当 36 架舰载机全部飞离航母后、航母排开海水的体积减少了 立方米。（结 果保留一位小数） 【习题巩固】 一．选择题（共 17 小题） 1．将体积不同、材料不同的甲乙两实心小球，分别轻轻放在水中，两球静止时如图所示， 甲浮在水面，乙沉底，已知甲的体积比乙小，则下列说法正确的是（ ） A．甲的质量比乙大 B．甲受到的浮力等于重力 C．甲的密度比乙大 D．乙受到的浮力等于重力 2．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 3．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，且有五分之二体积浸入水面。下列叙述中，正确的是 （ ） A．在露出水面之前，木块所受浮力不变 B．在露出水面之前，木块所受浮力等于木块的重力 C．木块在浸没和漂浮两种情况下，水对烧杯底的压强相同 D．木块的密度为 0.6 克/厘米 3 4．如图所示，底面积不同的两个圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体，甲液体液面上漂浮 着一个木块，此时甲、乙两种液体高度相同，且对容器底部压力也相同。下列分析正确 的是（ ） A．甲液体质量小于乙液体质量 B．甲液体对容器底部压强等于乙液体对容器底部压强 C．甲液体密度等于乙液体密度 D．若将木块从甲中取出放入乙中，则木块会露出更多体积 5．潜水艇在海底航行时排水量为 m1 千克，在海面上航行时排水量为 m2 千克，海水的密度 为ρ千克/米 3，下列说法正确的是（ ） A．潜水艇在海底航行时所受浮力为（m1﹣m2 ）g 牛 B．潜水艇在海面航行时所受浮力为（m1﹣m2 ）g 牛 C．当潜水艇在海面上航行时，水中部分的体积为 米 3 D．要使潜水艇潜入海水中要充入（m1﹣m2 ）千克的海水 6．在一个足够深的容器内有一定量的水，将一个长 10cm、横截面积 50cm2 的圆柱形实心塑 料块挂于弹簧秤上，当塑料块底面刚好接触水面时（塑料块没有离开水面），弹簧秤示数 为 4N，如图甲所示。已知弹簧的伸长与受到的拉力成正比，弹簧受到 1N 的拉力时伸长 1cm，g 取 10N/kg。若往容器内缓慢加水，当弹簧秤的示数为 2N 时，水面升高 6cm。此 过程中水面升高的高度△H 与所加水的体积 V 的关系如图乙所示。根据以上信息，能得 出的正确结论是（ ） A．所加水的体积至 1400cm3 时，弹簧秤示数恰为零 B．塑料块的密度为 0.6×103kg/m3 C．容器的横截面积为 125cm2 D．加水 1000cm3 时，塑料块受到的浮力为 1N 7．小晨将重 4 牛的实心小正方体轻轻浸没盛满水的烧杯中，溢出 5 牛的水，然后她将小正 方体取出后放在盛有酒精的烧杯中，（ρ酒精＝0.8×103kg/m3）则下列说法正确的是（ ） A．小正方块放在酒精中处于沉底状态 B．小正方块下表面受到的水的压力大小一定大于小正方块受到的浮力大小 C．若往酒精中加一定量水后，小正方块静止后受到的浮力不变 D．排开水的体积和排开酒精的体积之比为 5：4 8．如图所示，甲、乙两杯液体静止放在水平桌面上。把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯液 体中，鸡蛋在甲杯中漂浮，在乙杯中悬浮，此时两液面相平。下列说法中正确的是（ ） A．鸡蛋在甲、乙两杯液体中受到的浮力相等 B．两杯液体的密度相等 C．两杯液体对容器底部的压强相等 D．在甲杯液体中加入食盐溶化后，鸡蛋会下沉一些 9．下列飞行的物体，其飞行原理与浮力无关的是（ ） A． 热气球 B． 火箭 C． 飞艇 D． 孔明灯 10．一圆柱体先后放入密度为ρ1 和ρ2 的 2 种液体中，均处于漂浮状态，如图所示。圆柱体 在两液体中所受浮力依次是 F1 和 F2，则（ ） A．ρ1＞ρ2 F1＝F2 B．ρ1＞ρ2 F1＞F2 C．ρ1＜ρ2 F1＝F2 D．ρ1＜ρ2 F1＜F2 11．用图中实验装置验证阿基米德原理，当物块浸入溢水杯时，水会流入空桶中。下列说法 正确的是（ ） A．实验前溢水杯未装满水，对实验结果没有影响 B．物块从接触液面至浸入水中任一位置，两侧弹簧秤变化量总相等 C．物块浸入水中越深，左侧弹簧测力计的示数越大 D．通过计算可知实验所用物块的密度为 1.5×103 千克/米 3 12．甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水，将同一个鸡蛋先后放入其中。当鸡蛋 静止时，两个杯子中液面恰好相平，鸡蛋所处的位置如图所示。下列说法正确的是（ ） A．甲杯盐水密度较大 B．鸡蛋在甲杯里排开液体的质量较大 C．乙杯底部所受的液体压强较大 D．鸡蛋在乙杯中受到液体的浮力较大 13．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。 14．如图所示，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 氢气球升上空中，若它们的重力分别为 G 氢和 G 空，在空气中受到的浮力分别为 F 氢和 F 空，则下列判断正确的是（ ） A．F 氢＞F 空 B．F 氢＝F 空 C．G 氢＞G 空 D．G 氢＝G 空 15．如图所示，水母身体外形像一把透明伞。水母身体内有一种特别的腺，腺能产生一氧化 碳改变自身体积，从而能在水中上浮与下沉。下列判断正确的是 （ ） A．水母漂浮时，所受浮力大于自身重力 B．水母悬浮时，若体积变大时则会上浮 C．水母在下沉过程中受到水的压强不变 D．水母漂浮时比沉在水底时排开水的重力小 16．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 17．如图，甲、乙、丙分别是形状不同的铝块、铁块、铜块浸没在水里，受到的浮力相同， 由此可知它们的（ ） A．体积相同 B．质量相同 C．密度相同 D．重力相同 二．计算题（共 3 小题） 18．2019 年 12 月，我国第一艘国产航空母舰“山东舰”正式交付海军。 歼﹣15 部分参数 质量 m 机 1.8×104 千克 翼总面积 S 60 米 2 舰上起飞滑跑距离 s 120 米 （1）交接入列仪式中，习近平主席检阅了仪仗队，舰长与政委同步并列行进在习主席后 方（如图甲）。以舰长为参照物，此时政委是 的。 （2）山东舰以重油为燃料。在一次补给训练中，补给舰向山东舰加注了 6×103 米 3 的重 油，则山东舰浮力将增加 牛。（重油密度取 0.8×103 千克/米 3，海水密度取 1.0×103 千克/米 3） （3）歼﹣15 是山东舰的舰载机，其部分数据如上表。歼﹣15 舰载机起飞时升力由机翼 获得，沿水平方向低空飞行时，机翼上、下表面的压强差 p 和飞机速度 v 的关系为 P ρv2 （式中 p 表示空气密度）。图乙是满载燃油的歼﹣15 舰载机正飞离甲板，若此时飞机速度 v 为 90 米/秒，飞行员的质量为 60 千克，则该舰载机装载燃油的最大质量是多少千克？ （空气密度为 1.2 千克/米 3） 19．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。 20．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？