【正文】 專(zhuān)題七 浮力 考點(diǎn)一 認(rèn)識(shí)浮力 A組 20222022年 湖南 中考題組 五年中考 1.(2022湖南張家界 ,7,2分 )兩手分別拿著一個(gè)小木塊和一個(gè)大石塊浸沒(méi)在水中 ,同時(shí)松手 ,小木 塊上浮 ,大石塊下沉 ,比較松手時(shí)兩者所受的浮力 ? ( ) ,無(wú)法比較 答案 B 因?yàn)榻](méi)在水中時(shí) ,V排 =V物 ,所以小木塊和大石塊浸沒(méi)在水中時(shí) ,V木排 V石排 ,根據(jù)浮力 計(jì)算公式 F浮 =ρ水 gV排 可知 ,木塊所受浮力小于石塊所受浮力 ,故 A、 C、 D錯(cuò)誤 ,B正確。 解題關(guān)鍵 浮力大小的比較 ,明確浮力大小的影響因素是解題關(guān)鍵 ,不能被所謂“上浮”“下 沉”所誤導(dǎo)。 思路分析 根據(jù)物體的沉浮條件判斷物體的浮沉 ,然后根據(jù)阿基米德原理公式 F浮 =ρ液 gV排 判斷 兩物體所受浮力的大小。 2.(2022湖南邵陽(yáng) ,19,2分 )小歡同學(xué)把一石塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上。在空氣中稱(chēng)量時(shí)彈簧 測(cè)力計(jì)的示數(shù)是 N,把石塊浸沒(méi)在水中稱(chēng)量時(shí) ,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是 N。石塊此時(shí)受到 水的浮力是 N。 答案 1 解析 在空氣中稱(chēng)量時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù) (測(cè)力計(jì)對(duì)石塊的拉力 )是 N,由二力平衡可知石塊重力 為 N。石塊浸沒(méi)在水中稱(chēng)量時(shí) ,測(cè)力計(jì)對(duì)石塊的拉力為 N,比石塊重力小了 1 N,說(shuō)明石塊 此時(shí)受到水的浮力大小為 1 N。 思路分析 對(duì)物體進(jìn)行受力分析 ,物體受到的重力等于水對(duì)物體的浮力加上拉力 (彈簧測(cè)力計(jì) 的示數(shù) )。 解題關(guān)鍵 此題考查學(xué)生對(duì)浮力大小的計(jì)算這一知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握 ,計(jì)算浮力的方法很多 , 這是最簡(jiǎn)單的一種 ,也是測(cè)量浮力常用的方法。 3.(2022湖南衡陽(yáng) ,23,4分 )我國(guó)自行設(shè)計(jì)和建造的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器的艇體由雙層船殼構(gòu) 成 ,外層與海水接觸 ,外殼選擇了鈦合金作主材。潛水器在上浮和下潛時(shí) ,其體積是一定的。潛 水器規(guī)格 :長(zhǎng) m、寬 m、高 m。該潛水器懸浮在海水中時(shí)總質(zhì)量為 22 t。 ? 2022年 6月 23日 ,“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器下潛到最深達(dá) 7 m海底 ,創(chuàng)造了深潛水的世界紀(jì) 錄。在這一深度 ,海水對(duì)潛水器 1 m2表面產(chǎn)生的壓力為 107 N。 (下列答案用科學(xué)計(jì)數(shù)法表 示 ,取 g=10 N/kg) (1)潛水器的外殼選擇了鈦合金板作主材 ,這主要是因?yàn)檫@種合金的硬度 (選填“大” 或“小” )。 (2)假設(shè)海水密度不隨深度變化 ,潛水器在上浮且未浮出水面過(guò)程中 ,受到水的浮力 (選填“變小”“不變”或“變大” )。 (3)“蛟龍?zhí)枴睉腋≡诤Ｋ?,所受到的浮力為 N。 (4)“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器下潛到 7 m海底時(shí) ,海水對(duì)其表面的壓強(qiáng)為 Pa。 答案 (1)大 (2)不變 (3) 105 (4) 107 解析 (1)潛水器要下潛到較深的海水中 ,外殼要能承受較大的壓強(qiáng) ,選擇鈦合金板作為主材 , 主要是因?yàn)檫@種合金的硬度大 。 (2)潛水器在上浮且未浮出水面過(guò)程中 ,排開(kāi)海水的體積不變 ,海水的密度不變 ,由 F浮 =ρ海水 V排 g可 知浮力不變 。 (3)該潛水器懸浮在海水中時(shí)受到的浮力 F浮 =G=mg=22 103 kg 10 N/kg= 105 N。 (4)海水對(duì)其表面的壓強(qiáng) p=? =? = 107 Pa。 FS7 10 N1m?4.(2022湖南邵陽(yáng) ,27,2分 )請(qǐng)你在下圖中畫(huà)出靜止在水中的 小球 所受力的示意圖。 ? 答案 如圖所示 ? 解析 靜止在水中的小球懸浮 ,受到重力和浮力作用 ,所受重力和浮力大小相等 ,是一對(duì)平衡力。作圖時(shí)要注意 :重力和浮力的作用點(diǎn)畫(huà)在小球的重心 ,重力豎直向下 ,浮力豎直向上 ,兩條線(xiàn)段長(zhǎng)度要相等。 思路分析 先對(duì)小球進(jìn)行受力分析 ,然后確定力的作用點(diǎn) ,畫(huà)出力的示意圖。 解題關(guān)鍵 本題考查力的示意圖的正確畫(huà)法 ,牢記重力的方向總是豎直向下的 ,浮力的方向總 是豎直向上的。 5.(2022湖南衡陽(yáng) ,26,6分 )為了直觀驗(yàn)證阿基米德原理 ,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。把彈簧測(cè)力計(jì)上端 固定在鐵架臺(tái)上 ,用粗鐵絲做一個(gè)框 ,掛在彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤上。在粗鐵絲框上端懸吊一個(gè)金屬 塊 ,下端放一小杯。在金屬塊的正下方 ,有一個(gè)溢水杯 ,溢水杯放置在鐵架臺(tái)的支架上 ,溢水杯 跟金屬塊、粗鐵絲都不接觸。 ? (1)平穩(wěn)緩慢地抬高溢水杯支架 ,使金屬塊完全浸入水中 (如圖甲 → 乙 → 丙 ),在此過(guò)程中 ,彈簧測(cè) 力計(jì)示數(shù) :F甲 F丙 (選填“大于”、“等于”或“小于” )。 (2)再平穩(wěn)緩慢地降低溢水杯支架 ,使金屬塊完全離開(kāi)水面 (如圖丁 )?？梢杂?jì)算出圖丙中金屬 塊所受到的浮力約為 N,此時(shí)浮力的測(cè)量數(shù)值比真實(shí)數(shù)值將 (選填“偏大” 或“偏小” )。 答案 (1)等于 (2) 偏大 解析 (1)平穩(wěn)緩慢地抬高溢水杯支架 ,使金屬塊完全浸入水中 (如圖甲 → 乙 → 丙 ),由阿基米德 原理可知 ,在此過(guò)程中金屬塊受到的浮力等于排開(kāi)的水所受的重力 ,故 F甲 =F丙 。 (2)由圖丙、丁可知 ,彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為 N,由圖丁可知 G總 =F示 = N,圖丙中 F示 39。= N, 圖丙中金屬塊所受到的浮力約為 : F浮 =G總 F示 39。= N= N。 金屬塊完全離開(kāi)水面時(shí)表面有一些小水滴 ,使 G總 的數(shù)值偏大 ,根據(jù) F浮 =G總 F示 可知 ,此時(shí)浮力的 測(cè)量數(shù)值比真實(shí)數(shù)值將偏大。 6.(2022湖南衡陽(yáng) ,27,4分 )如圖所示為探究“浮力的大小等于什么”的實(shí)驗(yàn)。 ? 以上探究中 ,操作的合理順序是 (只填字母 )。若圖中 F F F F4四個(gè)力之間的關(guān)系 式 成立 ,則可得出結(jié)論 F浮 =G排 。 答案 DBCA(或 BDCA) F2F3=F1F4 解析 實(shí)驗(yàn)中求浮力 ,用鐵塊的重力減去鐵塊浸沒(méi)在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù) ,即 F浮 =F2F3。求 排開(kāi)水的重力 ,用桶和排開(kāi)水的總重減去空桶重 ,即 G排 =F1F4,即可得到結(jié)論 F浮 =G排 。 易錯(cuò)警示 ①小桶是用來(lái)接排出的水的 ,在接水之前必須先測(cè)出空桶的重 。②物塊要先測(cè)重力 再直接浸入水中。 思路分析 從實(shí)驗(yàn)的目的出發(fā) ,根據(jù)實(shí)驗(yàn)明確實(shí)驗(yàn)順序 ,實(shí)驗(yàn)中要探究的是浮力大小與物體排 開(kāi)液體的重力的關(guān)系 ,圍繞這一核心便可對(duì)測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行有針對(duì)性的分析。 7.(2022湖南邵陽(yáng) ,33,9分 )某次物理活動(dòng)舉行了“造船”比賽 ,他們用的材料是密度為 103 kg/m3的橡皮泥 ,其中王強(qiáng)同學(xué)選了一塊豎立在水平桌面上的圓柱體橡皮泥 ,它的底面 積為 103 m高為 m,最后造出了最大排水體積為 104 m3的小船。 (ρ水 = 103 kg/m3,g取 10 N/kg)求 : (1)王強(qiáng)同學(xué)所選橡皮泥的質(zhì)量。 (2)橡皮泥對(duì)桌面產(chǎn)生的壓強(qiáng)。 (3)王強(qiáng)同學(xué)造的船在水中最大排水時(shí)受到的浮力。 答案 (1) kg (2)3 103 Pa (3)6 N 解析 (1)橡皮泥的體積 V=Sh= 103 m2 m=2 104 m3 橡皮泥的質(zhì)量 m=ρV= 103 kg/m3 2 104 m3= kg? (3分 ) (2)橡皮泥的重力 G=mg= kg 10 N/kg=3 N 橡皮泥對(duì)桌面產(chǎn)生的壓強(qiáng) p=? =? = ? =3 103 Pa(3分 ) (3)王強(qiáng)同學(xué)造的船在水中最大排水時(shí)受到的浮力 F浮 =ρ水 gV排 = 103 kg/m3 10 N/kg 104 m3=6 N(3分 ) FSGS 323N1 10 m??解題關(guān)鍵 本題考查了對(duì)密度公式、重力公式、阿基米德原理、壓強(qiáng)公式的掌握和運(yùn)用 ,涉 及利用“空心”的方法增大浮力。 8.(2022湖南懷化 ,32,9分 )2022年 5月 13號(hào)第一艘國(guó)產(chǎn)航母山東艦第一次海試。山東艦的排水 量約為 104噸 ,最大航速約為 54 km/h,額定功率約 105 kW。海試時(shí) ,航母在某段海域以 最大航速勻速航行了 2小時(shí)。 (g=10 N/kg)求 : (1)該航母在 2小時(shí)內(nèi)所行駛的路程 。 (2)該航母滿(mǎn)載時(shí)所受浮力的大小 。 (3)該航母以最大速度勻速航行時(shí)的牽引力。 答案 (1)108 km (2) 107 N (3)1 107 N 解析 (1)已知 v=54 km/h,t=2 h s=vt=54 km/h 2 h=108 km(3分 ) (2)m排 = 104 t= 107 kg F浮 =G排 =m排 g= 107 kg 10 N/kg= 108 N(3分 ) (3)方法一 : v=54 km/h=15 m/s P= 105 kW= 108 W F=? =? =1 107 N(3分 ) 方法二 : W=Pt= 108 W 2 3 600 s= 1012 J s=108 km= 105 m F=? =? =1 107 N(3分 ) Pv 10 W15m / s?Ws12 10 10 m??考點(diǎn)二 浮沉條件 1.(2022湖南懷化 ,15,3分 )一支密度計(jì)分別放入甲乙兩種液體中 ,靜止時(shí)位置如圖所示。若密度 計(jì)在甲乙液體中受到的浮力分別是 F甲 、 F乙 ,甲乙兩種液體的密度分別為 ρ甲 、 ρ乙 。下列說(shuō)法正 確的是 ? ( ) ? F乙 F乙 ρ乙 ρ乙 答案 C 因?yàn)槊芏扔?jì)漂浮 ,所以 F浮 =G,即密度計(jì)在兩種液體中受到的浮力相等 ,都等于密度計(jì) 受到的重力 ,故 F甲 =F乙 。根據(jù)題圖可知 ,密度計(jì)排開(kāi)液體的體積 V甲排 V乙排 ,由 F浮 =ρ液 gV排 可知 ,ρ甲 ρ乙 。故選 C。 解題要點(diǎn) 本題考查了阿基米德原理、物體的漂浮條件 ,利用好密度計(jì)漂浮 (F浮 =G)是解此類(lèi) 題目的關(guān)鍵。 2.(2022湖南郴州 ,8,2分 )如圖所示 ,某同學(xué)將兩個(gè)完全相同的物體 A、 B分別放到甲、乙兩種液 體中 ,物體靜止時(shí) ,A漂浮 ,B懸浮 ,且兩液面相平 ,容器底部受到的液體壓強(qiáng)分別為 p甲 、 p乙 ,物 體 A、 B所受浮力分別為 FA、 FB。則 ? ( ) ? p乙 ,FA=FB p乙 ,FAFB p乙 ,FA=FB p乙 ,FAFB 答案 C (1)由于 A、 B完全相同 ,則重力相等 ,由圖可知 :A在甲液體中漂浮 ,B在乙液體中懸浮 , 由物體漂浮、懸浮條件可知 :FA=G,FB=G,所以 FA=FB。 (2)甲液體中的 A漂浮 ,ρ甲液 ρA, 乙液體中的 B懸浮 ,ρ乙液 =ρB, 兩種液體的密度 :ρ甲液 ρ乙液 。 又因?yàn)閮扇萜鲀?nèi)液面等高 ,所以由 p=ρgh可知 , 兩種液體對(duì)容器底壓強(qiáng) :p甲 p乙 。故 C正確。 解題關(guān)鍵 本題考查了學(xué)生對(duì)漂浮條件、懸浮條件、液體壓強(qiáng)公式的理解和運(yùn)用。根據(jù)物 體的浮沉 (懸浮、漂浮 )確定 A、 B與液體的密度大小關(guān)系是解本題的關(guān)鍵。 3.(2022湖南衡陽(yáng) ,14,2分 ,★ )有一個(gè)長(zhǎng)方體木塊 ,放在如圖所示的容器中。現(xiàn)緩慢持續(xù)地往容 器中注水 ,一段時(shí)間后 ,木塊浮起并上升到一定高度時(shí)停止注水 ,下列說(shuō)法正確的是 ? ( ) ? ,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)不變 ,木塊所受的浮力不變 ,木塊所受的浮力逐漸增大 答案 C 停止注水時(shí)木塊處于漂浮狀態(tài) ,上表面無(wú)壓強(qiáng) ,下表面受到液體壓強(qiáng) ,故 A錯(cuò)誤 。木塊 緩慢上升過(guò)程中 ,一直加水 ,水面升高 ,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)增大 ,故 B錯(cuò)誤 。木塊緩慢上升過(guò)程 中 ,處于平衡狀態(tài) ,浮力等于重力 ,浮力不變 ,故 C正確 ,D錯(cuò)誤。 思路分析 ①根據(jù) p=ρgh分析液體壓強(qiáng)大小變化 。②根據(jù) F浮 =ρ水 gV排 分析木塊緩慢上升過(guò)程中 , 木塊所受的浮力變化。 解題關(guān)鍵 此題考查液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)和阿基米德原理 ,解答此類(lèi)題目的關(guān)鍵是抓住液體壓強(qiáng) 公式和浮力公式 ,利用控制變量法進(jìn)行分析。 4.(2022湖南邵陽(yáng) ,23,2分 )潛水艇是一種重要的軍事艦艇。它在水下航行時(shí) ,是靠改變 來(lái)實(shí)現(xiàn)上浮或下沉的。 答案 自身重力 解析 潛水艇沉沒(méi)在水中時(shí) ,體積是一定的 ,所受浮力不變 ,它是靠改變水艙內(nèi)水的質(zhì)量從而改 變自身總重力來(lái)實(shí)現(xiàn)浮沉的。 思路分析 潛水艇浸沒(méi)在水中 ,潛水艇的體積不變 (排開(kāi)水的體積不變 ),所受浮力不變 。通過(guò)讓 海水進(jìn)、出壓力艙改變潛水艇受到的重力 ,然后再根據(jù)物體的浮沉條件分析是怎樣上浮或下 沉的。 解題關(guān)鍵 本題考查對(duì)阿基米德原理和物體浮沉條件的掌握和運(yùn)用 ,潛水艇是物體的浮沉條 件的典型應(yīng)用。 5.(2022湖南長(zhǎng)沙 ,32,6分 )“背漂”是兒童練習(xí)游泳時(shí)常佩戴的一種救生裝置。某科技小組的 同學(xué)為測(cè)量背漂浸沒(méi)在水中時(shí)的浮力 ,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn) :在底部裝有定滑輪的圓臺(tái)形容器中加