【寒假大串联】浙教新版八年级上册寒假 第4课 浮力(复习)(含解析)

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【寒假大串联】浙教新版八年级上册寒假 第4课 浮力(复习)(含解析)

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浙教新版八年级上册寒假 第4课 浮力(复习)
考点聚焦:复习要点+知识网络,有的放矢
重点专攻:知识点和关键点梳理,查漏补缺
难点强化:难点内容标注与讲解,能力提升
提升专练:真题感知+提升专练,全面突破
2023-2025年近三年浙江中考真题
题型1:浮力 题型2:阿基米德原理应用
题型3:物体沉浮 题型4:潜水艇
题型5:浮力秤 题型6:浮力综合计算
目录
知识点1 浮力基础知识(重点) 1
1、浮力的三要素 1
2、对阿基米得原理的理解(F浮=ρ液gV排或 F浮=G排) 2
知识点2 浮力的应用(核心重点,中考必考) 2
1、判断物体的浮沉条件及浮沉的应用 2
2、掌握计算浮力大小的四种方法 3
3、求解浮力问题的一般步骤 3
难点强化 3
1、浮力秤的原理 3
2、利用浮力测密度 4
3、浮力图像 4
知识点1 浮力基础知识(重点)
1、浮力的三要素
(1)作用点:在物体上,施力物体是液体或空气
(2)方向:竖直向上
(3)产生原因:上下表面的压力差,即F浮=ρ液gV排
2、对阿基米得原理的理解(F浮=ρ液gV排或 F浮=G排)
(1)原理中“浸入液体里的物体”指两种情况。
(2)能区分G物与G排;V物与V排;ρ物与ρ液的意义。
(3)明确此公式的适用条件:既用于液体也适用于气体。
(4)由此式理解决定浮力大小的因素。即:物体浸在液体中所受浮力的大小跟液体(气体)的密度和物体排开液体(气体)的体积有关,而跟物体本身的体积、密度、形状以及物体浸没在液体(气体)中的深度等无关。因此,在用F浮=ρ液gV排计算或比较浮力大小时,关键是分析液体的密度ρ液和排开液体的体积V排的大小。
知识点2 浮力的应用(核心重点,中考必考)
1、判断物体的浮沉条件及浮沉的应用
状态 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
物体受力分析
力的比较 F浮>G F浮密度体积的比较 实心体 ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液=ρ物 V排液=V物 ρ液>ρ物 V排液运动状态 处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用 可以停留在液体的任何深度处 是“上浮”过程的最终状态 是“下沉”过程的最终状态
处于静态,受平衡力作用
(1)物体的浮沉条件(浸没在液体里的物体若只受重力和浮力的作用,由运动和力的关系可知:
当F浮>G物(ρ液>ρ物)时,物体上浮→漂浮(F浮 =G物)。
当F浮=G物(ρ液=ρ物)时,物体悬浮。
当F浮(2)物体浮沉的条件与应用
技术上为了实现浮沉总是设法改变重力与浮力的“力量对比”,来达到目的。若保持浮力不变,可改变自身的重力,实现沉浮;若保持重力不变,可改变排开液体(气体)的体积来实现沉浮。
轮船 采用“增大V排”办法,使它排开水的体积增大,达到增大浮力的效果
潜水艇 浮力不变,通过改变自身重力,来实现上浮、下沉的
气球与飞艇 用小于空气密度的氢气或氦气充入气球和飞艇中,通过改变气球和气囊的体积而改变浮力的大小,实现升降
密度计 用来测定液体密度的仪器。它利用漂浮原理:G密度计=F浮=ρ液gV排,即ρ液大,V排就小,密度计露出部分大而做成的。
2、掌握计算浮力大小的四种方法
(1)称重法:利用弹簧测力计两次读数不等来计算浮力。
基本公式 F浮=G-F拉(式中的G和F拉分别为称在空气中的物体和称在液体中的同一物体时弹簧测力计的读数)
适用范围 此式适用于液体中下沉的物体。常用于题中已知用弹簧测力计称物体重的情况。
(2)压力差法:利用浮力产生的原因来计算浮力。
基本公式 F浮=F向上-F向下。
适用范围 此法用于判断物体是否受到浮力或计算浸没深度已知的规则物体所受的浮力。
(3)原理法:利用阿基米德原理来计算浮力。
基本公式 F浮=G排液或F浮=ρ液gV排液。
适用范围 普遍适用。
(4)平衡法:利用物体漂浮或悬浮的条件来计算浮力。
基本公式 F浮=G物、F浮+N支=G物、F浮=G物+F拉。
适用范围 漂浮体、悬浮体、沉底、连接体等。
其中称重法、原理法、平衡法是常用的计算浮力的方法。其它方法一般都要与原理法联合使用,才能顺利完成浮力问题的解答。
3、求解浮力问题的一般步骤
a 明确研究对象
b 明确研究对象所处的运动状态。(漂浮、悬浮、沉底、上浮或下沉等)
c 对研究对象进行受力分析,并画出受力示意图。(除分析重力、浮力外,还要注意是否有其它相关联的物体对它有拉力、压力等)
d 列出物体处于平衡状态下的力的平衡方程(在展开方程时,应注意抓住题中的关键字“全浸”、“部分浸”、“漂浮”、“沉底”、“露出水面”等)
e 解方程求出未知量。
难点强化
1、浮力秤的原理
当物体在液体中静止时,它受到的浮力和重力是一对平衡力,大小相等,方向相反,即F浮 = G。浮力秤就是利用这一关系,通过测量物体排开液体的体积来间接测量物体的重力或质量。
当把被测物体放在浮力秤上时,浮力秤会排开一定体积的液体,根据排开液体的体积与浮力的关系以及重力与浮力的平衡关系,就可以计算出被测物体的质量或重量。
推导过程:设浮力秤自重G0,未放物体时,根据二力平衡和阿基米德原理有F浮0=G0,即ρ液gV排0=G0。
放上质量为m的物体后,整体平衡,F浮=G0+mg,又F浮=ρ液gV排,所以ρ液gV排=G0+mg。
将ρ液gV排0=G0代入上式得ρ液gV排=ρ液gV排0+mg,化简得m=ρ液V排-V排0,
令ΔV = V排-V排0,则m=ρ液ΔV。
分析思路:ΔF浮=G物=ρgsh,可知h与g成线性关系,浮力秤刻度是均匀的。
2、利用浮力测密度
类型 图示 分析 表达式
测量固体密度 双提法 质量:m=; 体积:F浮=G0-F拉=ρ水gV排, V物=V排= ρ物=ρ水
(容器底面积S已知) 漂浮时,浮力:F浮=G; 质量:m物=m排=ρ水(h2-h1)S; 体积:V物=V排=(h3-h1)S ρ物=ρ水
测量固体密度 双提法 质量:m=; 体积:F浮=G0-F拉=ρ水gV排, V物=V排= ρ物=ρ水
(容器底面积S已知) 漂浮时,浮力:F浮=G; 质量:m物=m排=ρ水(h2-h1)S; 体积:V物=V排=(h3-h1)S ρ物=ρ水
3、浮力图像
(1)解图像题的关键是“三看”看轴、看线、看点。
(2)看轴:看清纵轴、横轴代表的物理量。
(3)看线:图像上的线段对应的是物体运动的过程,要搞清楚每段线段所表示的运动过程。
(4)看点:图像上的起点、拐点、终点对应的是物体的运动状态,要理解各个点所对应的状态。
“未浸全浸两示数”:一是物体未浸入液体时弹簧测力计示数;二是物体完全浸入液体中的示数。
根据浮力图像还原相应场景动态过程,并在整个过程的特殊状态进行分析和计算。
根据图像,入水之前知重力,入水之中有变化,入水之后(浸没)找体积。
真题感知
1.(2023·浙江绍兴·中考真题)2023年3月,“探索一号”科考船完成了首次环大洋洲载人深潜科考任务,搭载的“奋斗者”号多次完成了深度超过万米的下潜。不考虑海水密度与潜水器体积的变化,潜水器在海面下下潜的过程中(  )
A.浮力不变,压强变大 B.浮力变大,压强变大
C.浮力变大,压强不变 D.浮力不变,压强不变
2.(2025·浙江·中考真题)鱼通过调节鱼鳔中的气体体积来控制浮沉。如图,鱼在水缸中,当它浮在水面时,与悬浮在水中相比(  )
A.受到的浮力减少 B.受到的浮力不变
C.水面高度下降 D.水面高度上升
3.(2023·浙江衢州·中考真题)小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论,下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是(  )
①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前测力计示数逐渐变小
②测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离测力计示数不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上
A.只有②③ B.只有②④ C.只有②③④ D.①②③④
4.(2024·浙江·中考真题)运河中一艘货船因偏离航道搁浅(如图)。为使该货船能回到航道继续航行,下列措施一定不可行的是(  )
A.借助浮筒使船上浮 B.将货船拖回到航道
C.清除货船底部淤泥 D.将货物搬到甲板上
5.(2023·浙江湖州·中考真题)现将一杯子和木块(不吸水,密度为)以两种方式放入同一容器中(容器内水的质量保持不变)。如图所示,图1杯子开口向上,浮在水面上。图2杯子倒扣(里面充满水),木块紧贴杯底,一起悬浮在水中。两种情况下(  )
A.木块所受浮力的大小相同 B.杯子所受浮力的大小相同
C.容器内水的深度相同 D.木块对杯子底部力的大小相同
6.(2023·浙江温州·中考真题)我国某地使用“沉管法”建跨海隧道:用钢筋水泥等材料浇筑若干个中空管段,用隔墙封闭两端并使其漂浮在水中;用拖船牵引至指定位置,向管段中的水箱注水使其下沉(如图);对下沉的多个管段进行依次连接,拆除隔墙形成隧道。
(1)拖运管段时,若速度为2千米/时,拖运距离为3千米,需要 小时;
(2)图中,当往水箱中注水的质量为6×104千克时,管段刚好能够在水下匀速缓慢下沉。若管段排开水的体积为3.06×103米3,则注水前管段与水箱的总质量为多少千克; (海水密度取1.0×103千克/米3)
(3)管段隔墙设计需要考虑其下沉到海底时受到的压力大小。这一压力的大小与哪些因素有关?
7.(2023·浙江丽水·中考真题)2023年3月11日,“奋斗者”号载人潜水器圆满完成了国际首次环大洋洲载人深潜科考任务。“奋斗者”号外壳坚硬,下潜过程中体积保持不变,依靠调整配备的压载铁来实现下潜和上浮。
(1)潜水器浸没后在下潜的过程中所受的液体压强逐渐 ;
(2)潜水器悬浮在海水中时,所受的浮力 重力(填“大于”、“小于”或“等于”)。
8.(2023·浙江金华·中考真题)“深海勇士号”是中国第二台深海载人潜水器。2023年5月20日,国家文物局利用该潜水器在沉船附近完成水下永久测绘基点布放,并进行了初步搜索调查和影像记录,开启了中国深海考古新篇章。回答下列问题:
(1)下潜过程中,“深海勇士号”潜水器受到海水的压强将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)若“深海勇士号”潜水器悬停在水下4000米处考察,此时潜水器总质量为a千克,则它受到的浮力为
牛。
9.(2023·浙江舟山·中考真题)甬舟铁路建成后将结束我市未通铁路的历史。2023年4月,甬舟铁路金塘海底隧道正式开工,是世界上最长的海底高铁隧道(如图)。
(1)目前从大桥通行两地约半小时,海底隧道建成后,全长约16千米,若按200千米/小时的速度,通过隧道只需花多少时间?
(2)海底隧道建设时需考虑海水压力的影响,据测算该隧道受到水的最大压强约为帕,则隧道1m2需要承受水产生的最大压力为多少牛?
10.(2023·浙江杭州·中考真题)某景区有乘氦气球升空的观光项目。如图所示,氦气球内充满氦气,下端连接吊篮,在吊篮底端有一根缆绳,通过缆绳来控制氦气球的升降。氦气球的体积为(不计球壁的厚度),,,g取。求:
(1)氦气球内氦气的质量是多少?
(2)氦气球在缆绳控制下,匀速竖直上升,用时,则氦气球上升的速度是多少?
(3)氦气球(含氦气)连同吊篮等配件的总重为,现有总质量为的乘客,乘坐氦气球匀速竖直升空,缆绳处于竖直状态,此时缆绳对吊篮的拉力为多大?(不计吊篮及乘客在空气中的浮力,不计空气阻力)
中考模拟
1、(2024 青田县模拟)如图所示,潜水员正潜没在海水中,他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气,以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是(  )
A.充气—下沉—压强变大 B.充气—上浮—压强变小
C.放气—下沉—压强变小 D.放气—上浮—压强变大
2、(2024 绍兴模拟)小敏将橙子放入水中,静止后如图甲,将该橙子剥去部分表皮后放入水中,静止后如图乙,剥去全部表皮后放入水中,静止后如图丙(不考虑实验过程中橙子吸水)。下列说法正确的是(  )
A.三种状态下橙子的密度关系:ρ甲=ρ乙=ρ丙
B.甲图中,橙子所受浮力大于自身重力
C.乙图中橙子的V排小于甲图中橙子的V排
D.丙图中,橙子对容器底部压力为零
3、(2024 江干区校级三模)2023年1月16日,我国首艘具有破冰功能的大型航标船“海巡156”轮(如图)在天津列编,正式投入使用。下列说法正确的是(  )
A.漂浮在海面上时,所受浮力和重力大小相等
B.匀速航行时,受到向前的牵引力故受力不平衡
C.加速破冰时,惯性越来越大
D.卸货过程中,所受浮力不变
4、(2024 嘉兴二模)学校开展制作简易浮力秤项目活动。某科学小组的活动过程如下:
【项目要求】制作的浮力秤能较为精确的测出物体的质量。
【方案设计】小组同学根据要求,设计如下方案:
①截去矿泉水瓶的瓶底,在瓶身的圆柱体部分标注刻度,并将秤盘粘于瓶上。
②确定零刻度线。将磁铁分别吸附于瓶盖内外,使瓶身竖直浮于水中,调整磁铁的质量,使秤盘上未放置物体时,零刻度线恰好与液面相平。
③将待测物体置于秤盘上,读出液面对应刻度值即为物体质量。
【实践操作】
(1)根据上述方案,同学们制作了如图所示浮力秤。图中所示的矿泉水瓶的底面积为20cm2,最大的有效高度为9cm,则刻度“9”右侧标注的质量值应为多少克?
(2)科学兴趣小组的同学在0与9之间标注刻度线时,刻度线是均匀划分的,你是否赞同该划分方法并说明理由 。
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浙教新版八年级上册寒假 第4课 浮力(复习)
考点聚焦:复习要点+知识网络,有的放矢
重点专攻:知识点和关键点梳理,查漏补缺
难点强化:难点内容标注与讲解,能力提升
提升专练:真题感知+提升专练,全面突破
2023-2025年近三年浙江中考真题
题型1:浮力 题型2:阿基米德原理应用
题型3:物体沉浮 题型4:潜水艇
题型5:浮力秤 题型6:浮力综合计算
目录
知识点1 浮力基础知识(重点) 1
1、浮力的三要素 1
2、对阿基米德原理的理解 2
知识点2 浮力的应用(核心重点,中考必考) 2
1、判断物体的浮沉条件及浮沉的应用 2
2、掌握计算浮力大小的四种方法 3
3、求解浮力问题的一般步骤 3
难点强化 3
1、浮力秤的原理 3
2、利用浮力测密度 4
3、浮力图像 4
知识点1 浮力基础知识(重点)
1、浮力的三要素
(1)作用点:在物体上,施力物体是液体或空气
(2)方向:竖直向上
(3)产生原因:上下表面的压力差,即F浮=ρ液gV排
2、对阿基米德原理的理解(F浮=ρ液gV排或 F浮=G排)
(1)原理中“浸入液体里的物体”指两种情况。
(2)能区分G物与G排;V物与V排;ρ物与ρ液的意义。
(3)明确此公式的适用条件:既用于液体也适用于气体。
(4)由此式理解决定浮力大小的因素。即:物体浸在液体中所受浮力的大小跟液体(气体)的密度和物体排开液体(气体)的体积有关,而跟物体本身的体积、密度、形状以及物体浸没在液体(气体)中的深度等无关。因此,在用F浮=ρ液gV排计算或比较浮力大小时,关键是分析液体的密度ρ液和排开液体的体积V排的大小。
知识点2 浮力的应用(核心重点,中考必考)
1、判断物体的浮沉条件及浮沉的应用
状态 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
物体受力分析
力的比较 F浮>G F浮密度体积的比较 实心体 ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液=ρ物 V排液=V物 ρ液>ρ物 V排液运动状态 处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用 可以停留在液体的任何深度处 是“上浮”过程的最终状态 是“下沉”过程的最终状态
处于静态,受平衡力作用
(1)物体的浮沉条件(浸没在液体里的物体若只受重力和浮力的作用,由运动和力的关系可知:
当F浮>G物(ρ液>ρ物)时,物体上浮→漂浮(F浮 =G物)。
当F浮=G物(ρ液=ρ物)时,物体悬浮。
当F浮(2)物体浮沉的条件与应用
技术上为了实现浮沉总是设法改变重力与浮力的“力量对比”,来达到目的。若保持浮力不变,可改变自身的重力,实现沉浮;若保持重力不变,可改变排开液体(气体)的体积来实现沉浮。
轮船 采用“增大V排”办法,使它排开水的体积增大,达到增大浮力的效果
潜水艇 浮力不变,通过改变自身重力,来实现上浮、下沉的
气球与飞艇 用小于空气密度的氢气或氦气充入气球和飞艇中,通过改变气球和气囊的体积而改变浮力的大小,实现升降
密度计 用来测定液体密度的仪器。它利用漂浮原理:G密度计=F浮=ρ液gV排,即ρ液大,V排就小,密度计露出部分大而做成的。
2、掌握计算浮力大小的四种方法
(1)称重法:利用弹簧测力计两次读数不等来计算浮力。
基本公式 F浮=G-F拉(式中的G和F拉分别为称在空气中的物体和称在液体中的同一物体时弹簧测力计的读数)
适用范围 此式适用于液体中下沉的物体。常用于题中已知用弹簧测力计称物体重的情况。
(2)压力差法:利用浮力产生的原因来计算浮力。
基本公式 F浮=F向上-F向下。
适用范围 此法用于判断物体是否受到浮力或计算浸没深度已知的规则物体所受的浮力。
(3)原理法:利用阿基米德原理来计算浮力。
基本公式 F浮=G排液或F浮=ρ液gV排液。
适用范围 普遍适用。
(4)平衡法:利用物体漂浮或悬浮的条件来计算浮力。
基本公式 F浮=G物、F浮+N支=G物、F浮=G物+F拉。
适用范围 漂浮体、悬浮体、沉底、连接体等。
其中称重法、原理法、平衡法是常用的计算浮力的方法。其它方法一般都要与原理法联合使用,才能顺利完成浮力问题的解答。
3、求解浮力问题的一般步骤
a 明确研究对象
b 明确研究对象所处的运动状态。(漂浮、悬浮、沉底、上浮或下沉等)
c 对研究对象进行受力分析,并画出受力示意图。(除分析重力、浮力外,还要注意是否有其它相关联的物体对它有拉力、压力等)
d 列出物体处于平衡状态下的力的平衡方程(在展开方程时,应注意抓住题中的关键字“全浸”、“部分浸”、“漂浮”、“沉底”、“露出水面”等)
e 解方程求出未知量。
难点强化
1、浮力秤的原理
当物体在液体中静止时,它受到的浮力和重力是一对平衡力,大小相等,方向相反,即F浮 = G。浮力秤就是利用这一关系,通过测量物体排开液体的体积来间接测量物体的重力或质量。
当把被测物体放在浮力秤上时,浮力秤会排开一定体积的液体,根据排开液体的体积与浮力的关系以及重力与浮力的平衡关系,就可以计算出被测物体的质量或重量。
推导过程:设浮力秤自重G0,未放物体时,根据二力平衡和阿基米德原理有F浮0=G0,即ρ液gV排0=G0。
放上质量为m的物体后,整体平衡,F浮=G0+mg,又F浮=ρ液gV排,所以ρ液gV排=G0+mg。
将ρ液gV排0=G0代入上式得ρ液gV排=ρ液gV排0+mg,化简得m=ρ液V排-V排0,
令ΔV = V排-V排0,则m=ρ液ΔV。
分析思路:ΔF浮=G物=ρgsh,可知h与g成线性关系,浮力秤刻度是均匀的。
2、利用浮力测密度
类型 图示 分析 表达式
测量固体密度 双提法 质量:m=; 体积:F浮=G0-F拉=ρ水gV排, V物=V排= ρ物=ρ水
(容器底面积S已知) 漂浮时,浮力:F浮=G; 质量:m物=m排=ρ水(h2-h1)S; 体积:V物=V排=(h3-h1)S ρ物=ρ水
测量固体密度 双提法 质量:m=; 体积:F浮=G0-F拉=ρ水gV排, V物=V排= ρ物=ρ水
(容器底面积S已知) 漂浮时,浮力:F浮=G; 质量:m物=m排=ρ水(h2-h1)S; 体积:V物=V排=(h3-h1)S ρ物=ρ水
3、浮力图像
(1)解图像题的关键是“三看”看轴、看线、看点。
(2)看轴:看清纵轴、横轴代表的物理量。
(3)看线:图像上的线段对应的是物体运动的过程,要搞清楚每段线段所表示的运动过程。
(4)看点:图像上的起点、拐点、终点对应的是物体的运动状态,要理解各个点所对应的状态。
“未浸全浸两示数”:一是物体未浸入液体时弹簧测力计示数;二是物体完全浸入液体中的示数。
根据浮力图像还原相应场景动态过程,并在整个过程的特殊状态进行分析和计算。
根据图像,入水之前知重力,入水之中有变化,入水之后(浸没)找体积。
真题感知
1.(2023·浙江绍兴·中考真题)2023年3月,“探索一号”科考船完成了首次环大洋洲载人深潜科考任务,搭载的“奋斗者”号多次完成了深度超过万米的下潜。不考虑海水密度与潜水器体积的变化,潜水器在海面下下潜的过程中(  )
A.浮力不变,压强变大 B.浮力变大,压强变大
C.浮力变大,压强不变 D.浮力不变,压强不变
【答案】A
【详解】潜水艇下潜过程中,排开液体的体积不变,液体的密度不变,根据阿基米德原理
可知受到的浮力大小不变,再根据液体压强公式
液体的密度不变,液体深度增大,故受到的压强变大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.(2025·浙江·中考真题)鱼通过调节鱼鳔中的气体体积来控制浮沉。如图,鱼在水缸中,当它浮在水面时,与悬浮在水中相比(  )
A.受到的浮力减少 B.受到的浮力不变
C.水面高度下降 D.水面高度上升
【答案】B
【详解】AB.当物体漂浮或悬浮时,鱼受到的浮力等于自身的重力,所以鱼在水缸中,当它浮在水面时,与悬浮在水中相比,浮力不变,故A不符合题意,B符合题意;
CD.阿基米德原理F浮=ρ水gV排分析,浮力不变,液体密度不变,所以两次排开的液体体积不变,水面高度也不变,故CD不符合题意。
故选B。
3.(2023·浙江衢州·中考真题)小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论,下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是(  )
①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前测力计示数逐渐变小
②测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离测力计示数不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上
A.只有②③ B.只有②④ C.只有②③④ D.①②③④
【答案】C
【详解】要探究物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关,要保持物体浸在同种液体中的体积不变,只改变物体浸入液体的深度;
①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前测力计示数逐渐变小,改变了铁块浸入水中的体积,不合题意;
②测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离测力计示数不变,铁块浸没时体积不变,只改变深度,符合题意;
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上,木块受到的浮力等于重力,排开水的体积相等,浸入的深度不同,符合题意;
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上,物体受到的浮力相同排开水的体积相等,浸入的深度不同,符合题意;
由以上分析可知,C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.(2024·浙江·中考真题)运河中一艘货船因偏离航道搁浅(如图)。为使该货船能回到航道继续航行,下列措施一定不可行的是(  )
A.借助浮筒使船上浮 B.将货船拖回到航道
C.清除货船底部淤泥 D.将货物搬到甲板上
【答案】D
【详解】A.借助浮筒能增大浮力,可以使船上浮,故A不符合题意;
B.将货船拖回到航道,可以使船继续航行,故B不符合题意;
C.清除货船底部淤泥,能增大船排开的水的体积,从而增大浮力,故C不符合题意;
D.将货物搬到甲板上,船和货物的总重力不变,在浮力不变的情况下,不能继续航行,故D符合题意。
故选D。
5.(2023·浙江湖州·中考真题)现将一杯子和木块(不吸水,密度为)以两种方式放入同一容器中(容器内水的质量保持不变)。如图所示,图1杯子开口向上,浮在水面上。图2杯子倒扣(里面充满水),木块紧贴杯底,一起悬浮在水中。两种情况下(  )
A.木块所受浮力的大小相同 B.杯子所受浮力的大小相同
C.容器内水的深度相同 D.木块对杯子底部力的大小相同
【答案】C
【详解】A.图1木块未排开液体,由阿基米德原理可知,木块不受到浮力的作用,图2木块排开液体,由阿基米德原理可知,木块受到浮力的作用,因此木块所受浮力的大小不相同,故A不符合题意;
B.图1杯子所受的浮力大于杯子的重力,图2杯子所受浮力小于杯子的重力,故B错误;
C.图1杯子和木块漂浮,浮力等于重力;图2杯子和木块悬浮,浮力等于重力;由可知,两种情况时杯子和木块排开水的体积相同,容器内水的深度相同,故C符合题意;
D.图1木块对杯底的压力等于木块的重力;图2木块对杯子底部的压力等于木块受到的浮力减重力,对杯子底部压力的大小不同,故D不符合题意。
故选C。
6.(2023·浙江温州·中考真题)我国某地使用“沉管法”建跨海隧道:用钢筋水泥等材料浇筑若干个中空管段,用隔墙封闭两端并使其漂浮在水中;用拖船牵引至指定位置,向管段中的水箱注水使其下沉(如图);对下沉的多个管段进行依次连接,拆除隔墙形成隧道。
(1)拖运管段时,若速度为2千米/时,拖运距离为3千米,需要 小时;
(2)图中,当往水箱中注水的质量为6×104千克时,管段刚好能够在水下匀速缓慢下沉。若管段排开水的体积为3.06×103米3,则注水前管段与水箱的总质量为多少千克; (海水密度取1.0×103千克/米3)
(3)管段隔墙设计需要考虑其下沉到海底时受到的压力大小。这一压力的大小与哪些因素有关?
【答案】 1.5 3×106千克 海水密度、海底深度、隔墙面积
【详解】(1)[1]根据可得,拖运管段所用的时间为
(2)[2]根据阿基米德原理可得,沉管所受的浮力为
沉管匀速下沉,根据二力平衡可得,注水后的沉管总重力为
则注水前管段与水箱总质量为
(3)[3]由于物体在海水中受到的压力与其所受的压强的关系为,又因为物体在海水中受到的海水压强为p=ρ海水gh,则管段隔墙下沉到海底时受到的压力大小与海水密度、海底深度、隔墙面积等有关。
7.(2023·浙江丽水·中考真题)2023年3月11日,“奋斗者”号载人潜水器圆满完成了国际首次环大洋洲载人深潜科考任务。“奋斗者”号外壳坚硬,下潜过程中体积保持不变,依靠调整配备的压载铁来实现下潜和上浮。
(1)潜水器浸没后在下潜的过程中所受的液体压强逐渐 ;
(2)潜水器悬浮在海水中时,所受的浮力 重力(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 增大 等于
【详解】(1)[1]潜水器浸没后在下潜的过程中,液体密度不变,深度增大,根据p=ρgh可知,潜水器所受的液体压强逐渐增大。
(2)[2]根据物体的浮沉条件可知,潜水器悬浮在海水中时,所受的浮力等于重力。
8.(2023·浙江金华·中考真题)“深海勇士号”是中国第二台深海载人潜水器。2023年5月20日,国家文物局利用该潜水器在沉船附近完成水下永久测绘基点布放,并进行了初步搜索调查和影像记录,开启了中国深海考古新篇章。回答下列问题:
(1)下潜过程中,“深海勇士号”潜水器受到海水的压强将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)若“深海勇士号”潜水器悬停在水下4000米处考察,此时潜水器总质量为a千克,则它受到的浮力为
牛。
【答案】 变大 ag或10a
【详解】(1)[1]根据液体压强的特点可知,当所处的深度越深时,压强越大。
(2)[2]因为潜水器悬浮在水里,根据液体的浮沉条件可知,所受的浮力等于潜水器的重力
9.(2023·浙江舟山·中考真题)甬舟铁路建成后将结束我市未通铁路的历史。2023年4月,甬舟铁路金塘海底隧道正式开工,是世界上最长的海底高铁隧道(如图)。
(1)目前从大桥通行两地约半小时,海底隧道建成后,全长约16千米,若按200千米/小时的速度,通过隧道只需花多少时间?
(2)海底隧道建设时需考虑海水压力的影响,据测算该隧道受到水的最大压强约为帕,则隧道1m2需要承受水产生的最大压力为多少牛?
【答案】(1)0.08小时;(2)N
【详解】解:(1)全长约16千米,若按200千米/小时的速度,通过隧道只需花的时间
(2)隧道受到水的最大压强约为帕,则隧道1m2需要承受水产生的最大压力
答:(1)通过隧道只需花0.08小时;
(2)隧道1m2需要承受水产生的最大压力为N。
10.(2023·浙江杭州·中考真题)某景区有乘氦气球升空的观光项目。如图所示,氦气球内充满氦气,下端连接吊篮,在吊篮底端有一根缆绳,通过缆绳来控制氦气球的升降。氦气球的体积为(不计球壁的厚度),,,g取。求:
(1)氦气球内氦气的质量是多少?
(2)氦气球在缆绳控制下,匀速竖直上升,用时,则氦气球上升的速度是多少?
(3)氦气球(含氦气)连同吊篮等配件的总重为,现有总质量为的乘客,乘坐氦气球匀速竖直升空,缆绳处于竖直状态,此时缆绳对吊篮的拉力为多大?(不计吊篮及乘客在空气中的浮力,不计空气阻力)
【答案】(1)1080kg;(2)0.5m/s;(3)2×104N
【详解】解:(1)氦气球内氦气的质量
(2)氦气球上升的速度
(3)氦气球受到的浮力
氦气球(含氦气)连同吊篮等配件及乘客的总重力
不计吊篮及乘客在空气中的浮力,不计空气阻力,此时缆绳对吊篮的拉力为
答:(1)氦气球内氦气的质量是1080kg;
(2)氦气球在缆绳控制下,匀速竖直上升,用时,则氦气球上升的速度是0.5m/s;
(3)氦气球(含氦气)连同吊篮等配件的总重为,现有总质量为的乘客,乘坐氦气球匀速竖直升空,缆绳处于竖直状态,此时缆绳对吊篮的拉力为2×104N。
中考模拟
1、(2024 青田县模拟)如图所示,潜水员正潜没在海水中,他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气,以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是(  )
A.充气—下沉—压强变大 B.充气—上浮—压强变小
C.放气—下沉—压强变小 D.放气—上浮—压强变大
【解答】解:海水的密度不变,根据p=ρgh可知,潜水员向海底下潜过程中,深度增加,受到的海水的压强变大,潜水员正潜没在海水中,对背心进行放气后,背心的体积变小,排开海水的体积变小,由F浮=ρ液gV排可知,受到海水的浮力变小;对背心进行充气后,背心的体积变大,排开海水的体积变大,同理可知,受到海水的浮力变大,故B正确,ACD错误。
故选:B。
2、(2024 绍兴模拟)小敏将橙子放入水中,静止后如图甲,将该橙子剥去部分表皮后放入水中,静止后如图乙,剥去全部表皮后放入水中,静止后如图丙(不考虑实验过程中橙子吸水)。下列说法正确的是(  )
A.三种状态下橙子的密度关系:ρ甲=ρ乙=ρ丙
B.甲图中,橙子所受浮力大于自身重力
C.乙图中橙子的V排小于甲图中橙子的V排
D.丙图中,橙子对容器底部压力为零
【解答】解:A、甲图中橙子漂浮,ρ甲<ρ水,乙中橙子悬浮,ρ乙=ρ水,丙中橙子下沉,ρ丙>ρ水,
故三种状态下橙子的密度关系:ρ甲<ρ乙<ρ丙,故A错误;
B、甲图中,橙子漂浮,橙子所受浮力等于自身重力,故B错误;
C、甲、乙两图中,橙子分别漂浮和悬浮,所受的浮力均等于自身的重力,而甲图中橙子的重力较大,故甲图中橙子所受的浮力较大,根据V排可知乙图中橙子的V排小于甲图中橙子的V排,故C正确;
D、丙图中,橙子沉底,所受的浮力小于自身的重力,橙子收到竖直向上的浮力和支持力及竖直向下的重力,且对容器底部压力大小等于所受的支持力大小,橙子对容器底部压力不为零,故D错误。
故选:C。
3、(2024 江干区校级三模)2023年1月16日,我国首艘具有破冰功能的大型航标船“海巡156”轮(如图)在天津列编,正式投入使用。(  )
A.漂浮在海面上时,所受浮力和重力大小相等
B.匀速航行时,受到向前的牵引力故受力不平衡
C.加速破冰时,惯性越来越大
D.卸货过程中,所受浮力不变
【解答】解:A、大型航标船漂浮在海面上时,根据浮沉条件可知,所受浮力和重力大小相等,故A正确;
B、航标船匀速航行时,受到向前的牵引力和阻力作用,受力平衡,故B错误;
C、加速破冰时,惯性不变,故C错误;
D、卸货过程中,船的总重变小,根据漂浮条件,所受浮力变小,故D错误。
故选:A。
4、(2024 嘉兴二模)学校开展制作简易浮力秤项目活动。某科学小组的活动过程如下:
【项目要求】制作的浮力秤能较为精确的测出物体的质量。
【方案设计】小组同学根据要求,设计如下方案:
①截去矿泉水瓶的瓶底,在瓶身的圆柱体部分标注刻度,并将秤盘粘于瓶上。
②确定零刻度线。将磁铁分别吸附于瓶盖内外,使瓶身竖直浮于水中,调整磁铁的质量,使秤盘上未放置物体时,零刻度线恰好与液面相平。
③将待测物体置于秤盘上,读出液面对应刻度值即为物体质量。
【实践操作】
(1)根据上述方案,同学们制作了如图所示浮力秤。图中所示的矿泉水瓶的底面积为20cm2,最大的有效高度为9cm,则刻度“9”右侧标注的质量值应为多少克?
(2)科学兴趣小组的同学在0与9之间标注刻度线时,刻度线是均匀划分的,你是否赞同该划分方法并说明理由 。
【解答】解:(1)由题意得:V排=Sh=20cm2×9cm=180cm3=1.8×10﹣4cm3,所以矿泉水瓶达到刻度“9”处时受到的浮力为:
F浮=ρ液V排g=1.0×103 kg/m3×1.8×10﹣4cm3×10N/kg=1.8N
因为秤处于漂浮状态所以可得:F浮=G物=m物g,m物0.18kg=180g
(2)赞成这种观点,浮力秤处于漂浮状态,增加物体的重力等于浮力秤增加的浮力,即ΔF浮=ΔG物=m物g,由阿基米德原理ΔF浮=ρ水gΔV排=ρ水gSΔh,因为ρ水、g、S三者为常量,故ΔF浮与Δh成正比,Δm与Δh成正比,所以浮力秤刻度线时均匀划分的。
答:(1)刻度“9”右侧标注的质量应为180g;
(2)赞成这种观点,理由是浮力秤处于漂浮状态,增加物体的重力等于浮力秤增加的浮力,即ΔF浮=ΔG物=m物g,由阿基米德原理ΔF浮=ρ水gΔV排=ρ水gSΔh,因为ρ水、g、S三者为常量,故ΔF浮与Δh成正比,Δm与Δh成正比,所以浮力秤刻度线时均匀划分的。
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