中考物理一輪復(fù)習(xí)訓(xùn)練：浮力　物體的浮沉條件

浮力物體的浮沉條件【基訓(xùn)訓(xùn)練】一、單項(xiàng)選擇題1.[2021·燕山二模]如圖1所示是探究“阿基米德原理”的實(shí)驗(yàn),物塊重力為G,彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖所示。下列判斷正確的是 ()圖1A.F1-F2=F3B.G=F3-F4C.若物塊觸底,則F1<F2+F3-F4D.若開始時(shí)杯中水沒到溢水口,則F1>F2+F3-F42.[2021·順義二模]如圖2甲、乙所示,桌上有兩個(gè)相同的杯子,杯中裝有等量的水,取兩個(gè)相同的空藥瓶,瓶口扎上兩塊完全相同的橡皮膜,豎直地浸入水中處于懸浮狀態(tài)且位置相同,一個(gè)瓶口朝上,另一個(gè)瓶口朝下。下列說法中正確的是 ()圖2A.圖甲中水對(duì)藥瓶的壓力的合力小于藥瓶的重力B.圖乙中水對(duì)藥瓶下表面的壓力與藥瓶的重力是一對(duì)平衡力C.圖乙中橡皮膜凹陷程度比圖甲中橡皮膜凹陷程度大D.圖乙中藥瓶受到的浮力比圖甲中藥瓶受到的浮力大3.[2020·海淀二模]如圖3所示是某同學(xué)在家中做的一個(gè)小實(shí)驗(yàn),先把雞蛋放入清水中,發(fā)現(xiàn)雞蛋會(huì)下沉到杯底,然后逐漸向水中加鹽并輕輕攪拌,看到雞蛋慢慢向上浮起,最終浮出液面,處于漂浮狀態(tài)。下列對(duì)此現(xiàn)象分析正確的是 ()圖3A.雞蛋在清水中沉底時(shí),雞蛋沒有受到浮力B.雞蛋上浮是因?yàn)橄蛩屑欲}使雞蛋受到的重力減小C.雞蛋上浮是因?yàn)橄蛩屑欲}使雞蛋受到的浮力大于其受到的重力D.雞蛋最終漂浮在液面上時(shí),雞蛋受到鹽水的作用力大于雞蛋受到的重力二、實(shí)驗(yàn)解答題4.[2020·房山二模]探究阿基米德原理時(shí),小婷做了如圖4所示實(shí)驗(yàn)。測量時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)分別是F1、F2、F3和F4。圖中甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)的目的是測量石塊受到的,圖中丙、丁兩次實(shí)驗(yàn)的目的是測量,為了減小實(shí)驗(yàn)誤差和操作方便,此實(shí)驗(yàn)的正確操作順序是。

圖45.[2020·朝陽二模]在探究浮力大小跟哪些因素有關(guān)時(shí),實(shí)驗(yàn)桌上的器材有:彈簧測力計(jì)、細(xì)線、體積相同的長方體鐵塊和鋁塊、兩個(gè)分別裝有適量水和酒精的燒杯。小陽和同學(xué)們根據(jù)生活中的經(jīng)驗(yàn)和已學(xué)的物理知識(shí),進(jìn)行猜想和討論,總結(jié)出可能影響浮力大小的因素:①浸入液體的深度h、②浸在液體中的體積V浸、③液體的密度ρ液、④物體的密度ρ物。針對(duì)這四個(gè)猜想,他們計(jì)劃按照①②③④的順序逐一探究。(1)在探究猜想①時(shí),需要控制不變的物理量有(選填序號(hào))。

(2)為探究猜想③,部分實(shí)驗(yàn)操作如下,請(qǐng)補(bǔ)充完整:a.用調(diào)好的彈簧測力計(jì)測出鋁塊受到的重力G,將水的密度ρ水、酒精的密度ρ酒精和G記錄在表格中;b.將掛在彈簧測力計(jì)下的鋁塊浸沒在水中,不碰燒杯,靜止時(shí),記錄彈簧測力計(jì)示數(shù)F1;c.,靜止時(shí),記錄彈簧測力計(jì)示數(shù)F2;

d.利用公式F浮=計(jì)算出浮力大小并記錄;

e.分析數(shù)據(jù),得出結(jié)論;f.整理器材。6.[2021·平谷二模]實(shí)驗(yàn)桌上有滿足實(shí)驗(yàn)需要的如下器材:彈簧測力計(jì)、體積不同的鋁塊若干、細(xì)線、大燒杯、量筒、水。某同學(xué)利用上述器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明:浸在水中的物體所受的浮力大小跟物體排開水的體積有關(guān)。請(qǐng)你幫助他完成下列部分實(shí)驗(yàn)步驟:(1)用細(xì)線將一個(gè)鋁塊系掛在調(diào)節(jié)好的彈簧測力計(jì)的下端,測出。

(2)在量筒中注入適量的水,讀出V0,將系掛在彈簧測力計(jì)下端的鋁塊浸沒在量筒內(nèi)的水中,此時(shí)量筒中水面對(duì)應(yīng)的刻度值用V表示,并讀出此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F。

(3)用細(xì)線將另一個(gè)體積不同的鋁塊系掛在調(diào)節(jié)好的彈簧測力計(jì)的下端,測出其所受重力G,仿照步驟(2),讀出量筒中水面對(duì)應(yīng)的刻度值V和彈簧測力計(jì)的示數(shù)F。(4)根據(jù)V排=,F浮=,計(jì)算出V排和F浮。

(5)畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。7.[2019·東城二模]有人猜想:“浸沒在液體中的固體所受的浮力大小可能跟固體的形狀有關(guān)”,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想是否正確。要求:寫出實(shí)驗(yàn)所需的器材和實(shí)驗(yàn)步驟,并畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。

【能力提升】一、單項(xiàng)選擇題1.如圖5所示,一個(gè)棱長為10cm的正方體豎直懸浮在某液體中,上表面受到液體的壓力F1為5N,下表面受到液體的壓力F2為13N。下列說法中正確的是(g取10N/kg) ()圖5A.正方體受到的浮力為13N B.液體的密度為0.8×103kg/m3C.正方體上表面所處的深度為5cm D.液體對(duì)正方體下表面的壓強(qiáng)為2.6×103Pa2.[2020·門頭溝二模]甲、乙兩只完全相同的杯子盛有密度和體積都不同的鹽水,將同一個(gè)小球先后放入兩杯中,當(dāng)小球在鹽水中靜止時(shí)兩杯中的液面相平,如圖6所示,則下列結(jié)論中正確的是 ()圖6A.小球在甲杯中受到鹽水的浮力大于在乙杯中受到的浮力B.小球在甲杯中受到鹽水的浮力小于在乙杯中受到的浮力C.甲杯中鹽水對(duì)杯底的壓強(qiáng)大于乙杯中鹽水對(duì)杯底的壓強(qiáng)D.圖中,甲杯對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)等于乙杯對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)3.[2021·海淀二模]甲、乙兩個(gè)完全相同的圓柱形容器放在水平桌面上,容器內(nèi)盛有不同種類的液體。將完全相同的實(shí)心物塊A、B分別用一根質(zhì)量不計(jì)的細(xì)線拉住并浸沒在兩液體中,A、B均不與容器接觸,此時(shí)甲、乙兩容器中液面相平,如圖7所示。已知細(xì)線對(duì)物塊A、B的拉力大小相等且不為零,下列判斷中正確的是 ()圖7A.物塊A受到的浮力小于物塊B受到的浮力B.物塊的密度大于兩種液體密度之和的一半C.剪斷兩根細(xì)線,物塊都靜止時(shí),甲容器對(duì)桌面的壓力小于乙容器對(duì)桌面的壓力D.剪斷兩根細(xì)線,物塊都靜止時(shí),甲容器底所受液體壓強(qiáng)大于乙容器底所受液體壓強(qiáng)二、實(shí)驗(yàn)解答題4.[2020·海淀二模]為了驗(yàn)證浸在液體中的物體所受浮力大小跟液體密度有關(guān),某同學(xué)選用如圖8所示的圓柱體,利用彈簧測力計(jì)和裝有適量水和酒精(已知ρ水>ρ酒精)的燒杯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。圖8(1)以下是他的部分實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)你幫他補(bǔ)充完整:①將圓柱體懸掛在彈簧測力計(jì)下,靜止時(shí)記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F1;②將圓柱體全部浸入水中,圓柱體不接觸容器,靜止時(shí)記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F2;③

,靜止時(shí)記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F3。

(2)由F1-F2(選填“>”或“<”)F1-F3,可以驗(yàn)證“浸沒在液體中的物體所受浮力大小跟液體的密度有關(guān)”這一結(jié)論。

5.[2021·順義二模]為了驗(yàn)證“浸在水中的物體所受浮力大小跟物體浸入水中的深度無關(guān)”,選用如圖9所示的長方體A(ab、cd為長方體中線標(biāo)記線,ρA>ρ水)、彈簧測力計(jì)和裝有適量水的燒杯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。圖9(1)以下部分實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)你補(bǔ)充完整:①將長方體懸掛在彈簧測力計(jì)下,靜止時(shí)記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F1(如圖甲所示)。②將長方體豎放浸入水中,靜止時(shí)水面與標(biāo)記線ab重合,記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F2(如圖乙所示)。③

,記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F3。

(2)本實(shí)驗(yàn)需要控制不變。

(3)由F1-F2(選填“=”或“≠”)F1-F3,可以驗(yàn)證“浸在水中的物體所受浮力大小跟物體浸入水中的深度無關(guān)”。

6.[2021·昌平二模]某同學(xué)認(rèn)為:浮力的大小跟浸在水中的物體的密度有關(guān)。實(shí)驗(yàn)室有滿足實(shí)驗(yàn)要求的彈簧測力計(jì)、體積相同的實(shí)心鋁塊和鐵塊(各2塊,鐵和鋁密度已知)、盛有適量水的燒杯、細(xì)線等,請(qǐng)你利用上述器材,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)這位同學(xué)的想法是否正確,并完成下列實(shí)驗(yàn)過程。(1)將已系好細(xì)線的一塊鋁塊懸掛在已調(diào)好的彈簧測力計(jì)掛鉤上,保持彈簧測力計(jì)豎直,當(dāng)鋁塊靜止時(shí),讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)F1,將數(shù)據(jù)記錄在表格中。(2)

,

讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)F2,將數(shù)據(jù)記錄在表格中。(3)將已系好細(xì)線的懸掛在彈簧測力計(jì)掛鉤上,保持彈簧測力計(jì)豎直,當(dāng)被測物體靜止時(shí),讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)F3,將數(shù)據(jù)記錄在表格中。

(4)仿照步驟(2)讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)F4,將數(shù)據(jù)記錄在表格中。(5)如果F1-F2=F3-F4,說明浮力大小跟浸在水中的物體的密度(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。

7.[2021·朝陽一模]在學(xué)習(xí)浮力的知識(shí)時(shí),小陽觀察生活現(xiàn)象發(fā)現(xiàn):浸沒在水中的木塊松手后會(huì)上浮,而浸沒在水中的石塊松手后會(huì)下沉;他由此猜想浸入液體中的物體所受浮力的大小跟物體的密度有關(guān)。請(qǐng)你利用彈簧測力計(jì)、燒杯、水和細(xì)線,并選用如圖10所示的物體,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證小陽的猜想。寫出實(shí)驗(yàn)步驟并畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。(ρ銅=8.9×103kg/m3,ρ鐵=7.9×103kg/m3)圖10

參考答案【基礎(chǔ)訓(xùn)練】1.D物塊未浸入水中時(shí),物塊重力等于彈簧測力計(jì)拉力,即G=F1,物塊完全浸入水中時(shí)受到的浮力F浮=G-F2=F1-F2,物塊排開水的重力G排=F3-F4,由阿基米德原理可知F1-F2=F3-F4,G=F1=F3-F4+F2,故A、B錯(cuò)誤。若物塊觸底,設(shè)物塊受到容器底部的支持力為F支,則G-F2=F浮+F支,即F1-F2=F浮+F支,F1=F2+F3-F4+F支,即F1>F2+F3-F4,故C錯(cuò)誤。若開始時(shí)杯中水沒到溢水口,則測得的排開水的重力會(huì)偏小,則F3-F4<F1-F2,即F1>F2+F3-F4,故D正確。2.C3.C雞蛋在清水中沉底時(shí)受到浮力作用,故A錯(cuò)誤。雞蛋所受重力不變,向水中加鹽增大了液體的密度,由F浮=ρ液gV排可知,雞蛋受到的浮力增大,大于其受到的重力,故B錯(cuò)誤,C正確。根據(jù)物體的浮沉條件可知,當(dāng)雞蛋漂浮在液面上時(shí),雞蛋受到鹽水的作用力即浮力等于雞蛋受到的重力,故D錯(cuò)誤。4.浮力排開水(或液體)的重力丙甲乙丁通過甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)可以測量出石塊浸沒在水(或液體)中時(shí)受到的浮力。通過丙、丁兩次實(shí)驗(yàn)可以測量出石塊浸沒在水(或液體)中時(shí)排開水(或液體)的重力大小。5.(1)②③④(2)c.將掛在彈簧測力計(jì)下的鋁塊浸沒在酒精中,不碰燒杯d.G-F(1)探究猜想①時(shí),根據(jù)控制變量法可知,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)只改變物體浸入液體的深度h,而需要控制不變的物理量有:②浸在液體中的體積V浸、③液體的密度ρ液、④物體的密度ρ物。6.(1)鋁塊所受重力G(2)水的體積(4)V-V0G-F(5)如表所示V0/m3V/m3(V-V0)/m3G/NF/N(G-F)/N7.器材:水槽、水、彈簧測力計(jì)、橡皮泥、細(xì)線步驟:①向水槽中倒入適量的水,彈簧測力計(jì)調(diào)零;②用細(xì)線將橡皮泥掛在彈簧測力計(jì)下,測出橡皮泥重力為G,將數(shù)據(jù)記錄在表格中;③將掛在彈簧測力計(jì)下的橡皮泥浸沒在水中,讀出彈簧測力計(jì)示數(shù),將數(shù)據(jù)記錄在表格中;④改變橡皮泥形狀后重復(fù)步驟③,讀出彈簧測力計(jì)示數(shù),將數(shù)據(jù)記錄在表格中;⑤根據(jù)F浮=G-F示算出F浮,將數(shù)據(jù)記錄在表格中,分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格:形狀G/NF示/NF浮/N【能力提升】1.B物體上表面和下表面受到液體的壓力差即為浮力,則正方體受到的浮力F浮=F2-F1=13N-5N=8N,故A錯(cuò)誤。根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排,液體的密度ρ液=F浮gV排=F浮gV物=8N10N/kg×(0.1m)3=0.8×103kg/m3,故B正確。液體對(duì)正方體上表面的壓強(qiáng)p12.C由圖可知,當(dāng)同一小球在甲、乙兩杯鹽水中靜止時(shí),在甲杯中漂浮,則甲杯中鹽水密度大于球的密度,即ρ甲>ρ球,小球在甲杯中受到的鹽水浮力等于自身重力,即F浮甲=G球;在乙杯中懸浮,則乙杯中鹽水密度等于球的密度,即ρ乙=ρ球,小球在乙杯中受到的鹽水浮力等于自身重力,即F浮乙=G球。所以ρ甲>ρ乙,F浮甲=F浮乙,故A、B錯(cuò)誤。由題可知,當(dāng)同一小球在鹽水中靜止時(shí)兩杯中的液面相平,即h甲=h乙,則根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρ液gh可知,因ρ甲>ρ乙,所以甲杯中鹽水對(duì)杯底的壓強(qiáng)大于乙杯中鹽水對(duì)杯底的壓強(qiáng),故C正確。杯子對(duì)水平桌面的壓力等于杯子、杯中鹽水和小球的總重力,即F=G杯+G液+G球;由圖可知,甲杯中鹽水的體積大于乙杯中鹽水的體積,即V甲>V乙,因?yàn)棣鸭?gt;ρ乙,則根據(jù)G=mg=ρVg可知,G甲>G乙;因甲、乙兩杯完全相同,則兩杯重力、底面積相同;所以甲杯對(duì)水平桌面的壓力大于乙杯對(duì)水平桌面的壓力;根據(jù)壓強(qiáng)公式p=FS3.D由題知,細(xì)線對(duì)物塊A、B的拉力大小相等且不為零,設(shè)細(xì)線對(duì)物塊A和B的拉力大小均為F,兩完全相同的實(shí)心物塊A和B的重力均為G、密度均為ρ、體積均為V。由圖可知,物塊A受到的浮力為F浮A=F+G,物塊B受到的浮力為F浮B=因?yàn)锳、B浸沒在液體中,由圖可知,ρ乙<ρ<ρ甲;由以上分析可知,F浮A+F浮B=F+G+G-F=2G,由阿基米德原理可得F浮A+F浮B=ρ甲gV+ρ乙gV,所以有ρ甲gV+因?yàn)閮扇萜飨嗤?A、B兩物塊相同,放入物塊后兩液面等高,所以兩液體體積相同,因?yàn)棣鸭?gt;ρ乙,所以甲液體質(zhì)量大、重力大;剪斷兩根細(xì)線,物塊都靜止時(shí),甲容器對(duì)桌面的壓力F甲=G液甲+G+G容,乙容器對(duì)桌面的壓力F乙=G液乙+G+G容,則由以上分析可知,F甲>F因ρ乙<ρ<ρ甲,則剪斷兩根細(xì)線,物塊A將漂浮、物塊B將沉底,物塊A所受的浮力F'浮A=G,由于力的作用是相互的,甲容器底所受液體壓強(qiáng)p甲=G液甲+Fp乙=G液乙+F浮BS容=G液乙+ρ乙VgS容,因?yàn)镚4.(1)將圓柱體全部浸入酒精中,圓柱體不接觸容器(2)>(2)由步驟①②可知,浸沒在水中的圓柱體所受的浮力大小為F浮水=F1-F2,由步驟①③可知,浸沒在酒精中的圓柱體所受的浮力大小為F浮酒精=F1-F3,已知ρ水>ρ酒精,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,F浮水>F浮