2024年中考物理真題分類匯編(全國):專題09 浮力及其應(yīng)用(第02期)(教師版)_第1頁
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文檔簡介

專題09浮力及其應(yīng)用

【跨學(xué)科實踐】

1.(2024·廣東廣州)潛水艇從海水高密度區(qū)駛?cè)氲兔芏葏^(qū),急劇下降的過程稱為“掉深”。

如圖,某潛水艇從a處駛?cè)氲兔芏群K畢^(qū),“掉深”到b處。與a處相比,潛水艇在b處()

A.受到浮力大小變小B.受到浮力大小變大

C.排開液體重力不變D.排開液體重力變大

【答案】A

【解析】

AB.潛水艇從海水高密度區(qū)駛?cè)氲兔芏葏^(qū),排開水的體積不變,根據(jù)F浮=液gV排可知,

潛水艇受到的浮力變小,因此與a處相比,潛水艇在b處受到浮力大小變小,故A符合題

意,B不符合題意;

CD.根據(jù)阿基米德原理可知,物體浸在液體中受到的浮力等于其排開的液體受到的重力,

由于潛水艇受到的浮力變小,所以潛水艇排開液體的重力變小,即與a處相比,潛水艇在b

處排開液體重力變小,故CD不符合題意。

故選A。

【新科技新情境】

2.(2024·廣東深圳)“海葵一號”是中國自主設(shè)計并建造的亞洲首艘浮式生產(chǎn)儲卸型裝

置,“??惶枴逼≡诖蠛I瞎ぷ鳎瑥目罩懈╊褚欢渚`放的葵花。思考樂傲傲同學(xué)查閱

資料得知:“海葵一號”的質(zhì)量是3.7×107kg,滿載時排開海水的質(zhì)量是1.0×108kg(g取

10N/kg,海水的密度為1.0×103kg/m3)根據(jù)已知信息求:

(1)“??惶枴睗M載時受到的浮力;

(2)“海葵一號”一次最多能儲存石油的質(zhì)量;

(3)當一架3×104N的直升機停放在“??惶枴钡乃酵C坪上時,直升機與停機坪接

觸的面積是0.06m2,請幫助傲傲同學(xué)求出直升機對停機坪的壓強。

【答案】(1)1.0×109N;(2)6.3×107kg;(3)5105Pa

【解析】

解:(1)“??惶枴睗M載時受到的重力

Gmg1.0108kg10N/kg1.0109N

“??惶枴逼≡诤C嫔?,根據(jù)二力平衡,“??惶枴睗M載時受到的浮力

9

F浮G1.010N

(2)“??惶枴币淮巫疃嗄軆Υ媸偷馁|(zhì)量

877

mm排m海1.010kg3.710kg6.310kg

(3)直升機在水平停機坪上,對停機坪的壓力

4

FG機310N

直升機對停機坪的壓強

F3104N

P5105Pa

S0.06m2

答:(1)“??惶枴睗M載時受到的浮力為1.0×109N;

(2)“??惶枴币淮巫疃嗄軆Υ媸偷馁|(zhì)量為6.3×107kg;

(3)直升機對停機坪的壓強為5×105Pa。

考點1浮力

1.(2024·黑龍江綏化)在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中,實驗操作如下,

實驗過程中彈簧測力計的示數(shù)如圖所示。(圖中所用容器底面積是50cm2,均為相同的平底

薄壁圓柱形容器,物塊不吸水和另一液體)

(1)測量前,需沿__________方向?qū)椈蓽y力計調(diào)零;

(2)實驗中,物塊浸沒在水中受到的浮力是__________N;

(3)如果對比B、E兩次實驗,得出“浮力的大小與液體密度有關(guān)”的結(jié)論,那么這種做

法__________(選填“正確”或“不正確”),理由是__________;

(4)由__________兩次實驗可得出結(jié)論:浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān);

(5)完成E實驗操作后,用彈簧測力計將物塊向上拉出液面一小部分,彈簧測力計示數(shù)變

為2.8N,此操作會使容器中的液面下降__________cm。

【答案】①.豎直②.2③.不正確④.未控制物體排開液體的體積相同

⑤.C、D⑥.1

【解析】

(1)[1]實驗中,測力計測量豎直向下的力,則測量前,需沿豎直方向?qū)椈蓽y力計調(diào)零。

(2)[2]由AC實驗得,物塊浸沒在水中受到的浮力是

F浮GF4.0N-2.0N2N

(3)[3][4]B、E兩次實驗,液體密度不同,物體排開液體的體積液不同,沒有控制物體排

開液體的體積相同,會導(dǎo)致結(jié)論不可靠,這種做法是不正確的。

(4)[5]由CD實驗可得,物體浸沒在水中不同深度,彈簧測力計示數(shù)相同,則物體受到的

浮力不變,可出結(jié)論:浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)。

(5)[6]物塊浸沒在水中,排開水的體積等于物體的體積,則物體體積為

F浮2N43

VV排=33210m

水g1.010kg/m10N/kg

由AE實驗得,物塊浸沒在液體中受到的浮力是

F浮GF4.0N-2.4N1.6N

由F浮液V排g得,液體密度

F浮F浮1.6N

33

液體==430.810kg/m

V排gVg210m10N/kg

完成E實驗操作后,用彈簧測力計將物塊向上拉出液面一小部分,彈簧測力計示數(shù)變?yōu)?.8N,

該操作使物體受到的浮力減小

ΔF浮F1F2.8N2.4N0.4N

由F浮液V排g得,物體排開液體的體積減小

F浮0.4N

53

V排=33510m

液體g0.810kg/m10N/kg

會使容器中的液面下降

53

V排510m

h0.01m1cm

S50104m2

考點2阿基米德原理

2.(2024·湖北武漢)如圖甲所示,水平桌面上有一個質(zhì)量為100g、底面積為100cm2的圓

柱形平底薄壁溢水杯,杯底上表面到溢水口的距離為15cm,杯中裝有部分水,此時溢水杯

對桌面的壓強為p0。將掛在彈簧測力計下端密度為的圓柱體從水面上方逐漸浸入水中,

當圓柱體一半浸在水中時,圓柱體下表面受到的壓力為F1,水對溢水杯底部的壓強為p1;

當圓柱體浸沒在水中時,如圖乙所示,彈簧測力計的示數(shù)為2.4N,溢出到小桶中的水重為

1N,圓柱體下表面受到的壓力為F2,溢水杯對桌面的壓強為p2。已知p2p0200Pa,

下列結(jié)論正確的是()

333

A.2.2g/cmB.p11.510PaC.p21.8410PaD.

F2F11.5N

【答案】D

【解析】

A.當圓柱體浸沒在水中時,如圖乙所示,彈簧測力計的示數(shù)為2.4N,溢出到小桶中的水重

為1N,圓柱體下表面受到的壓力為F2,溢水杯對桌面的壓強為p2。已知p2p0200Pa,

與圓柱體未浸入水中時對比,壓強變化量為p200Pa,根據(jù)力的作用的相互的,此時壓

力增大量等于圓柱體受到的浮力與溢出到小桶中的水重之差,則有

2-42

F浮2F2PSG溢200Pa100cm1N=200Pa10010m1N=3N

圓柱體的重力為

GF浮2F示3N+2.4N=5.4N

圓柱體的質(zhì)量為

G5.4N

m=0.54kg

g10N/kg

圓柱體的體積

F浮3N

233

V圓柱V排330.310m

水g1×10kg/m×10N/kg

圓柱體的密度

m0.54N

1.8103kg/m3

V0.3×10-3m3

故A錯誤;

B.當圓柱體浸沒在水中時,如圖乙所示,此時溢出到小桶中的水重為1N,乙杯中的水加

上物體的體積為

2333

V溢水杯V乙杯中水V圓柱100cm15cm1500cm1.510m

則乙杯中水的體積為

334333

V乙杯中水V總V圓柱1.510m310m1.210m

當圓柱體一半浸在水中時,受到的浮力

11

F浮1F浮3N=1.5N

222

則原來水總的重力為1N,則溢出的體積為

G133

V溢出0.110m

g1103kg/m310N/kg

則水的總體積為

33

V水V乙杯中水V溢出1.310m

當圓柱體一半浸在水中時,排開液體的體積為

133

VV圓柱0.1510m

排2

則圓柱體一半浸在水中時,水的體積加上排開液體的體積

33

VV水V排1.4510m<V溢水杯

則此時水并沒有溢出,此時液體的深度

V1.45103m3

h0.145m

S102m2

則圓柱體一半浸在水中時,水對溢水杯底部的壓強為

333

P1gh110kg/m10N/kg0.145m1.4510Pa

故B錯誤;

C.由上可知,水的總重力

3333

G水mg水gV水110kg/m10N/kg1.310m=13N

當圓柱體浸沒在水中時,水對溢水杯底部的壓強為

G水G杯13Ν1Ν

pp200Pa200Pa200Pa1600Pa

20S102m2

故C錯誤;

D.根據(jù)浮力產(chǎn)生的原理,當圓柱體一半浸在水中時,圓柱體下表面受到的壓力為

F1F浮11.5N

當圓柱體浸沒在水中時,圓柱體下表面受到的壓力為F2F浮2,則有

F2F1F浮2F浮11.5N

故D正確。

故選D。

3.(2024·黑龍江齊齊哈爾)如圖所示,有一個內(nèi)外壁皆為圓柱形的平底容器,內(nèi)裝足夠

深的水。將一個質(zhì)地均勻的正方體物體懸掛在豎直放置的彈簧測力計下(圖中未畫出彈簧測

11

力計)。當物體的體積浸入水中時,彈簧測力計示數(shù)為7N;當物體的體積浸入水中時,

52

彈簧測力計示數(shù)為4N?,F(xiàn)將物體從彈簧測力計上取下放入水中,則該物體靜止時,所受到

的浮力是______N,該物體的密度為______kg/m3。

【答案】①.9②.0.9103

【解析】

1

[1][2]設(shè)物體體積為V,重力為G,根據(jù)F浮水gV排和稱重法F浮GF示,當物體的

5

體積浸入水中時,彈簧測力計示數(shù)為7N,則有

1

1103kg/m310N/kgVG7N①

5

1

當物體的體積浸入水中時,彈簧測力計示數(shù)為4N,則有

2

1

1103kg/m310N/kgVG4N②

2

聯(lián)立①②,解得物體體積V1103m3,重力G9N,則該物體的密度為

G

mgG9N33

0.910kg/m水

VVgV10N/kg1103m3

所以則該物體靜止時漂浮,浮力為

F浮G9N

4.(2024·黑龍江龍東)美麗雞西是石墨之都,研學(xué)小組為了測量石墨的密度,用彈簧測

力計測得石墨樣品重是4.8N,然后將其逐漸浸入水中,浸沒后彈簧測力計示數(shù)是2.8N,樣

333

品的質(zhì)量是___________kg,樣品的密度為__________kg/m。水

1.010kg/m

【答案】①.0.48②.2.4103

【解析】

[1]根據(jù)Gmg可知,樣品的質(zhì)量是

G4.8N

m0.48kg

g10N/kg

[2]浸沒后彈簧測力計示數(shù)是2.8N,在水中受到的浮力為

F浮GF示4.8N2.8N2N

根據(jù)F浮液V排g可知,物體的體積為

F浮2N

43

VV排33210m

液g1.010kg/m10N/kg

樣品的密度為

m0.48kg

2.4103kg/m3

V2104m3

5.(2024·黑龍江綏化)如圖,一長方體物塊漂浮在水面上時,物塊露出水面的體積是總

12

體積的,當它漂浮在另一液面上時,浸入液體的體積是總體積的。水和液體對物塊下

53

表面的壓強分別為p1和p2,則p1__________p2(選填“>”“=”或“<”)。杯中液體的

密度是__________kg/m3。(物塊質(zhì)量分布均勻,且不吸水和另一液體)

【答案】①.=②.1.2103

【解析】

[1]物塊漂浮在水和液體中,則物塊在水和液體中受到的浮力等于自身的重力,而浮力是物

體上下表面受到液體對它的壓力差,漂浮時,上表面的壓力為0,則物塊下表面受到的壓力

F

相等,據(jù)p知,水和液體對物塊下表面的壓強相等,即p1=p2。

S

[2]物塊漂浮在水面時,排開水的體積

14

V(1)VV

排55

受到的浮力

44

F浮水gV水gV水gV

排55

物塊漂浮在液體中時,排開液體的體積

2

VV

排13

物塊受到的浮力

22

F浮液gV=液gV液gV

排133

則有

42

水gV液gV

53

解得杯中液體的密度

663333

液水1.010kg/m1.210kg/m

55

6.(2024·甘肅臨夏)如圖甲是科技興趣小組探究“浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝

置(在物體未浸入水中時,溢水杯中盛滿水或酒精,g取10N/kg)。

(1)物體完全浸沒在水中時所受的浮力為________N;

(2)由圖甲中A、C、D可知,浮力與物體浸入液體的深度________(選填“有關(guān)”或“無

關(guān)”);

(3)由圖甲中A、D、E可知,浮力與液體的密度________(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”);

(4)由實驗數(shù)據(jù)可知,物體的密度為________kg/m3;

(5)完成實驗后,小組成員想通過實驗找到浮力與排開液體重力的關(guān)系,借來了木塊、天

平、量筒和溢水杯等器材。首先將溢水杯放到天平的左盤,并向溢水杯內(nèi)緩慢加水,直至液

面到達溢水杯杯口。在右盤添加砝碼直至天平平衡。將量筒放到溢水杯杯口下方,將木塊緩

慢放入溢水杯,待水不流出時,天平依然平衡,說明__________________。

【答案】①.1②.無關(guān)③.有關(guān)④.4×103⑤.見解析

【解析】

(1)[1]C圖中物體完全浸沒在水中,根據(jù)稱重法可得物體浸沒在水中受到的浮力為

F浮GFC4N3N1N

(2)[2]圖甲中A、C、D可知,物體浸沒在水中的深度不同,彈簧測力計的示數(shù)相同,由

稱重法可知,受到的浮力相同,因此可得物體受到的浮力與進入液體中的深度無關(guān)。

(3)[3]圖甲中A、D、E可知,物體排開液體的體積相同,液體的密度越大,彈簧測力計

的示數(shù)越小,物體受到的浮力越大,說明物體受到的浮力與液體的密度有關(guān)。

(4)[4]物體浸沒在水中排開液體的體積與物體的體積大小相等,則物體的體積為

F浮水1N

43

VV排3310m

水g1.010kg/m10N/kg

物體的密度為

mG4N

4103kg/m3

VgV10N/kg104m3

(5)[5]上述實驗過程中,天平依然平衡,說明物體受到的浮力等于其排開液體的重力。

7.(2024·廣西)一個不吸水的實心圓柱體Q,底面積為0.01m2,高為0.3m,密度為

0.5×103kg/m3。如圖甲所示,現(xiàn)將Q放在容器中,緩慢往容器中注水(水的密度為

1×103kg/m3,g取10N/kg),求:

(1)圓柱體Q的質(zhì)量;

(2)當注入水的深度為0.1m時(此時Q未漂?。琎受到的浮力;

(3)廣西夏季雨水充沛,每逢暴雨,河水水位快速上漲,為了監(jiān)測河水水位,某項目小組

設(shè)計了“智能水位報警器”,如圖乙所示。其由A、B兩部分組成,A模擬控制器,B模擬

河道。其中A內(nèi)部高度為0.7m,頂部固定著壓力傳感器,當壓力達到某一數(shù)值時,報警器

會自動報警。在某次注水測試中,當注水到某一深度時,Q開始漂浮,隨著注入水的深度增

加,Q最終會與傳感器接觸,當Q露出水面長度為0.1m時,報警器恰好開始報警。請通

過計算,分析從開始注水到報警器報警的過程,并在丙圖中作出此過程Q底部受到水的壓

強p隨注入水的深度h變化的關(guān)系圖線。

【答案】(1)1.5kg;(2)10N;(3)

【解析】

解:(1)圓柱體Q的體積

V=Sh=0.01m2×0.3m=0.003m3

m

由可得,圓柱體Q的質(zhì)量

V

m=ρV=0.5×103kg/m3×0.003m3=1.5kg

(2)當注入水的深度為0.1m時,Q排開水的體積

23

V排=Sh水=0.01m×0.1m=0.001m

此時圓柱體Q受到的浮力

333

F浮=ρ水Vg=1×10kg/m×0.001m×10N/kg=10N

當注入水的深度為0.1m時,圓柱體Q受到的浮力大小是10N。

(3)圓柱體Q受到的重力大小

G=mg=1.5kg×10N/kg=15N

圓柱體Q剛好漂浮在水中時,排開水的體積

F浮G15N

3

V13300015m

水g水g1.010kg/m10N/kg

此時注水的深度

V0.0015m3

h10.15m

1S001m2

此時圓柱體Q底部受到的壓強大小是

33

p1=ρ水gh=1×10kg/m×10N/kg×0.15m=1500Pa

圓柱體Q剛接觸壓力傳感器時,注水的深度

h2=hA-(hQ-h1)=0.7m-(0.3m-0.15m)=0.55m

此時圓柱體Q底部受到的壓強大小是

p2=p1=1500Pa

當圓柱體Q漏出水面長度為0.1m時,注水的深度

h3=hA-0.1m=0.7m-0.1m=0.6m

此時圓柱體Q浸在水中的深度

h4=hQ-0.1m=0.3m-0.1m=0.2m

此時圓柱體Q底部受到的壓強大小是

33

p3=ρ水gh4=1×10kg/m×10N/kg×0.2m=2000Pa

此過程Q底部受到水的壓強p隨注入水的深度h變化的關(guān)系圖線如圖所示:

答:(1)圓柱體Q的質(zhì)量是1.5kg;

(2)當注入水的深度為0.1m時,Q受到的浮力是10N;

(3)此過程Q底部受到水的壓強p隨注入水的深度h變化的關(guān)系圖線如圖所示。

8.(2024·山東濱州)“水能載舟,亦能覆舟”出自《荀子·哀公》,它告訴我們?nèi)嗣癫攀?/p>

社會的主人!習(xí)近平總書記在紀念紅軍長征勝利80周年大會上的講話中告誡全黨必須牢記

這個道理。習(xí)近平總書記說:“老百姓是天,老百姓是地。忘記了人民,脫離了人民,我們

就會成為無源之水、無本之木,就會一事無成?!睆奈锢韺W(xué)角度來說,浸在水中的物體,當

排開水的體積不同時,浮力和壓強會發(fā)生怎樣的變化呢?為了探究這個問題,某小組設(shè)計如

下實驗進行探究。

如圖甲所示,質(zhì)地均勻的長方體物體,質(zhì)量為1kg,底面積為1×10-2m2,豎直放入水平桌面

33

上的薄壁圓柱形容器(筒壁厚度不計)內(nèi)(ρ水=1.0×10kg/m,g取10N/kg),求:

(1)物體對容器底部的壓強。

(2)向容器內(nèi)注入2cm深的水,物體不會傾斜,也沒有浮起,如圖乙所示,求水對容器底

部的壓強。

(3)現(xiàn)不斷往容器內(nèi)注水,當注水深度為物體高度的一半時,物體對容器底部的壓力剛好

為0,如圖丙所示,求物體的密度。

(4)在容器內(nèi)繼續(xù)注入適量的水,物體靜止時如圖丁所示,將露出水面的部分切去,待剩

余部分再次靜止后,請推理說明水對容器底部壓強的變化量Δp水與容器對桌面壓強的變化量

Δp桌的大小有何關(guān)系。

33

【答案】(1)1000Pa;(2)200Pa;(3)0.5×10kg/m;(4)Δp水=Δp桌

【解析】

解:(1)無水時,物體對容器底的壓力等于其重力,即

F=G=mg=1kg×10N/kg=10N

壓強

F10N

p1000Pa

S1102m2

(2)水深度為2cm即0.02m,根據(jù)p=ρgh得水對容器底部的壓強

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa

(3)當水深為物體高度一半時,壓力為0,則此時浮力等于重力。根據(jù)阿基米德原理,所

受浮力為

1

F浮水Vg水V物g

排2

而物體重力為

G物=m物g=ρ物V物g

根據(jù)二力平衡,浮力等于重力,得到

1

水V物g物V物g

2

113333

物水1.010kgm0.510kgm

22

(4)將物體露出水面部分切去,切去其中一半,即切去質(zhì)量為m=0.5kg。假設(shè)容器底面積

為S,則容器對桌面壓強的變化量

mg

p

桌S

當物體切去一半后,剩下的一半仍漂浮,故排開液體質(zhì)量與剩余物體質(zhì)量相等,均為0.5kg,

即排開液體質(zhì)量也為m=0.5kg;排開液體變化量Δm=0.5kg;則有

m排

V排

水面高度變化量

Vm

h排排

S水S

則水對容器底部壓強的變化量

m排m排g

p水水gh水g

水SS

因此Δp水=Δp桌。

答:(1)物體對容器底部的壓強為1000Pa;

(2)水對容器底部的壓強為200Pa;

(3)物體的密度為0.5×103kg/m3;

(4)水對容器底部壓強的變化量Δp水等于容器對桌面壓強的變化量Δp桌。

考點3物體的浮沉條件及應(yīng)用

9.(2024·黑龍江龍東)將兩個完全相同的小球,分別放入裝有不同液體的甲、乙兩個完

全相同的燒杯中,小球靜止時兩燒杯液面相平,如圖所示,下列判斷正確的是()

A.甲燒杯中液體的密度小

B.乙燒杯底部受到液體的壓強小

C.甲燒杯中小球受到的浮力大

D.甲、乙兩燒杯對桌面的壓力相等

【答案】B

【解析】

AB.由圖可知,小球在甲、乙兩杯中分別處于漂浮和懸浮狀態(tài),根據(jù)浮沉條件可知,甲>球,

乙球,所以甲>乙,小球靜止時兩燒杯液面相平,根據(jù)p液gh可知,乙燒杯底部

受到液體的壓強小,故A錯誤,B正確;

C.小球在甲、乙兩杯中分別處于漂浮和懸浮狀態(tài),浮力都等于重力,所以浮力相等,故C

錯誤;

D.甲液體密度大于乙液體密度,從圖中可知,甲液體的體積大于乙液體的體積,根據(jù)mV

可知,甲液體的質(zhì)量大于乙液體的質(zhì)量,燒杯質(zhì)量相同,小球質(zhì)量相同,根據(jù)

FGm總g

可知,甲燒杯對桌面的壓力較大,故D錯誤。

故選B。

10.(2024·內(nèi)蒙古赤峰)在《浮力》單元復(fù)習(xí)課上,學(xué)生用溢水杯和彈簧測力計測量雞蛋

的密度。如圖甲,先把雞蛋緩慢放入盛滿水的溢水杯中,雞蛋沉底,測得溢出水的重力為G1;

如圖乙,再把同一個雞蛋緩慢放入盛滿鹽水的溢水杯中,雞蛋漂浮,測得溢出鹽水的重力為

G2。下列說法正確的是()

A.雞蛋在水中和鹽水中受到的浮力分別為F1和F2,它們的關(guān)系是F1F2

G1

B.雞蛋的體積為

水g

G1

C.雞蛋的密度為水

G2

G2

D.雞蛋的密度為鹽水

G1

【答案】B

【解析】

A.雞蛋在水中沉底,浮力小于重力,雞蛋在鹽水中漂浮,浮力等于重力,所以F1?<F2?,

故A錯誤;

B.雞蛋在水中沉底,排開水的體積等于雞蛋的體積,由阿基米德原理可得,雞蛋的體積

F浮G1

VV排

水g水g

故B正確;

CD.雞蛋在鹽水中漂浮,浮力等于重力,即

F浮?=G2?=G雞蛋?

雞蛋的質(zhì)量

G雞蛋G

m2

gg

雞蛋的密度

G2

mgG水

2

VG1G1

水g

故CD錯誤。

故選B。

11.(2024·天津)(多選)水平桌面上有一底面積為S1的柱形平底薄壁容器,容器底部直

p

立一底面積為S2的實心圓柱體(與容器底不密合),圓柱體對容器底的壓強為,如圖所示。

向容器中注入質(zhì)量為m的液體后,圓柱體仍直立于容器底且未完全浸沒,則()

S1

A.圓柱體所受浮力為mg

S1S2

S2

B.圓柱體所受浮力為mg

S1S2

mgpS2

C.容器底所受液體壓強可能為

S1S2

mgpS2

D.容器底所受液體壓強可能為

S1

【答案】BD

【解析】

AB.由密度公式可得,容器內(nèi)液體的體積

m

V液

圓柱體直立在液體中且與容器底接觸,放入圓柱體后容器內(nèi)液體的深度

V液m

h

S1S2液S1S2

圓柱體受到的浮力

mS2mgS2

F浮液gV排液g

液S1S2S1S2

故A不符合題意,B符合題意;

CD.若圓柱體對容器底部有壓力,則容器底受到液體的壓強

mmg

p液gh液g

液S1S2S1S2

若圓柱體對容器底部的壓力剛好為零時,即圓柱體漂浮,圓柱體所受的浮力等于重力,此時

容器底所受液體壓強為

FmgG柱mgpS

p總2

SS1S1

故C不符合題意,D符合題意。

故選BD。

12.(2024·湖北)小華在喝完口服液后,想通過實驗測出空瓶材質(zhì)的密度,但是他只找到

了量筒,于是進行了如下實驗操作:

如圖甲,在量筒中注入適量的水,讀出量筒的示數(shù)V170mL;

如圖乙,將空瓶放入水中,空瓶漂浮在水面上,讀出量筒的示數(shù)V280mL;

如圖丙,將空瓶壓至水下,空瓶被量筒中的水注滿后沉底,讀出量筒的示數(shù)V3。

(1)空瓶漂浮時浮力______重力,沉底后浮力______重力;(填“>”“<”或“=”)

(2)V3______mL,空瓶材質(zhì)所占的體積為______mL;

333

(3)空瓶材質(zhì)的密度為______kg/m。(水的密度水1.010kg/m)

【答案】①.=②.<③.74④.4⑤.2.5103

【解析】

(1)[1][2]根據(jù)物體的浮沉條件,空瓶漂浮時浮力等于重力,沉底后浮力小于重力。

(2)[3][4]如圖丙,量筒分度值為1mL,則將空瓶壓至水下,空瓶被量筒中的水注滿后沉

底,讀出量筒的示數(shù)V374mL。則空瓶材質(zhì)所占的體積為

VV3V174mL70mL=4mL

(5)[5]空瓶漂浮時浮力等于重力,則空瓶重力為

3363

GF浮水gV排水gV2V1110kg/m10N/kg807010m0.1N

則空瓶材質(zhì)的密度為

G

mgG0.1N

2.5103kg/m3

VVgV10N/kg4106m3

13.(2024·江蘇無錫)制作簡易的密度計,器材有:長度為20cm的吸管一根,鐵屑、石

蠟、小瓶、記號筆、刻度尺、天平。(g取10N/kg)

(1)如圖甲所示,用刻度尺和記號筆在吸管上標出長度刻度,用石蠟將標0cm的一端封閉,

添加鐵屑至管內(nèi),使其總質(zhì)量為10g,能豎直漂浮在液體中;

①當將它放入密度為1.0g/cm3的水中時,浸入的深度為H。若放入密度為0.8g/cm3的酒精

中,密度計所受的浮力大小為______N,浸入的深度為______H;

3

②將它放入密度為0.8~1.2g/cm的不同液體中,浸入的深度h與液體密度液之間的關(guān)系

應(yīng)符合圖乙中______(選填“a”“b”或“c”);

③為使該簡易密度計測量水和酒精的密度時,兩條刻度線間的距離大一些,利用現(xiàn)有器材,

合理的做法是:______。

(2)如圖丙所示,在吸管下方安裝一個小瓶,將鐵屑裝入瓶中,制成另一支簡易密度計,

使其總質(zhì)量為30g,放入液體后能豎直漂浮,小瓶完全浸沒。放入水中,在密度計上標記出

水面位置M,密度計排開水的體積為______cm3。從水中取出擦干后,放入待測鹽水中,M

比液面高2cm。取出密度計擦干,倒出部分鐵屑,使其總質(zhì)量為27g,再放入水中,液面距

3

離M為3cm。則吸管的橫截面積為______cm2,鹽水的密度為______g/cm(保留2位小

數(shù))。

【答案】①.0.1②.1.25③.a④.在管內(nèi)適當增加鐵屑使密度計重力增大

⑤.30⑥.1⑦.1.07

【解析】

(1)①[1]密度計在酒精中漂浮,其受到的浮力等于重力,則浮力為

3

F浮G物mg1010kg10N/kg0.1N

[2]由于密度計在水中和酒精中均漂浮,在水中和酒精中受到的浮力均等于其重力,則密度

計在水中受到的浮力等于其在酒精中受到的浮力,所以有

水gSH酒gSH'

可得

3

水H1.0g/cm

H'3H1.25H

酒0.8g/cm

②[3]密度計在液體中漂浮,則有

G密度計F浮液gSh

可得

G

h密度計

液gS

當密度計重力,吸管的橫截面積一定時,h與ρ液成反比,故a圖線符合h隨ρ液變化的規(guī)律。

③[4]適當增大密度計的重力,則密度計浸入水中的深度增大,即H增大,密度計放入酒精

中漂浮時,浸入酒精中的深度為1.25H,也隨之增大,則兩條刻度線間的距離會變大。

(2)[5]當密度計總質(zhì)量為30g時,仍能漂浮在水中,則受到的浮力為

F浮G物m密度計g

由阿基米德原理有

F浮水gV排

則有

m密度計g水gV排

密度計排開水的體積為

m密度計30g

3

V排330cm

水1.0g/cm

[6]與上同理,當密度計質(zhì)量為27g時,排開水的體積為

m密度計27g

3

V排327cm

水1.0g/cm

此時水面刻度比M低3cm,由此可知吸管的橫截面積為

30cm327cm3

S1cm2

3cm

[7]當密度計的質(zhì)量為30g時,浸入鹽水中的深度比M低2cm,由此可知在鹽水中浸入的(排

開鹽水)體積為

323

V排鹽30cm2cm1cm28cm

由前面分析結(jié)論m密度計g水gV排,同理,當密度計在鹽水中漂浮時有

m密度計g鹽水gV排

則鹽水的密度為

m密度計30g

3

鹽水31.07g/cm

V排28cm

14.(2024·江蘇無錫)制作簡易的密度計,器材有:長度為20cm的吸管一根,鐵屑、石

蠟、小瓶、記號筆、刻度尺、天平。(g取10N/kg)

(1)如圖甲所示,用刻度尺和記號筆在吸管上標出長度刻度,用石蠟將標0cm的一端封閉,

添加鐵屑至管內(nèi),使其總質(zhì)量為10g,能豎直漂浮在液體中;

①當將它放入密度為1.0g/cm3的水中時,浸入的深度為H。若放入密度為0.8g/cm3的酒精

中,密度計所受的浮力大小為______N,浸入的深度為______H;

3

②將它放入密度為0.8~1.2g/cm的不同液體中,浸入的深度h與液體密度液之間的關(guān)系

應(yīng)符合圖乙中______(選填“a”“b”或“c”);

③為使該簡易密度計測量水和酒精的密度時,兩條刻度線間的距離大一些,利用現(xiàn)有器材,

合理的做法是:______。

(2)如圖丙所示,在吸管下方安裝一個小瓶,將鐵屑裝入瓶中,制成另一支簡易密度計,

使其總質(zhì)量為30g,放入液體后能豎直漂浮,小瓶完全浸沒。放入水中,在密度計上標記出

水面位置M,密度計排開水的體積為______cm3。從水中取出擦干后,放入待測鹽水中,M

比液面高2cm。取出密度計擦干,倒出部分鐵屑,使其總質(zhì)量為27g,再放入水中,液面距

3

離M為3cm。則吸管的橫截面積為______cm2,鹽水的密度為______g/cm(保留2位小

數(shù))。

【答案】①.0.1②.1.25③.a④.在管內(nèi)適當增加鐵屑使密度計重力增大

⑤.30⑥.1⑦.1.07

【解析】

(1)①[1]密度計在酒精中漂浮,其受到的浮力等于重力,則浮力為

3

F浮G物mg1010kg10N/kg0.1N

[2]由于密度計在水中和酒精中均漂浮,在水中和酒精中受到的浮力均等于其重力,則密度

計在水中受到的浮力等于其在酒精中受到的浮力,所以有

水gSH酒gSH'

可得

3

水H1.0g/cm

H'3H1.25H

酒0.8g/cm

②[3]密度計在液體中漂浮,則有

G密度計F浮液gSh

可得

G

h密度計

液gS

當密度計重力,吸管的橫截面積一定時,h與ρ液成反比,故a圖線符合h隨ρ液變化的規(guī)律。

③[4]適當增大密度計的重力,則密度計浸入水中的深度增大,即H增大,密度計放入酒精

中漂浮時,浸入酒精中的深度為1.25H,也隨之增大,則兩條刻度線間的距離會變大。

(2)[5]當密度計總質(zhì)量為30g時,仍能漂浮在水中,則受到的浮力為

F浮G物m密度計g

由阿基米德原理有

F浮水gV排

則有

m密度計g水gV排

密度計排開水的體積為

m密度計30g

3

V排330cm

水1.0g/cm

[6]與上同理,當密度計質(zhì)量為27g時,排開水的體積為

m密度計27g

3

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