2016年中考物理冲刺20天攻略 第10天 浮力

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　　2016年中考物理冲刺20天攻略第10天 浮力
　　1.浮力：定义与测量。
　　2.阿基米德原理：F浮=G排。
　　3.浮沉条件及应用：悬浮、漂浮、上浮、下沉。
　　1.浮力:
　　(1)浸在液体(或气体)中的物体受到竖直向上的力。方向竖直向上，施力物体是液体(或气体)。
　　(2)浮力的大小
　　定义法：浸没在液体中的物体受到液体对它上下两表面的压力差：F浮=F向上–F向下。若柱形物体与容器底部紧密接触，由于下表面不受向上的压力，所以不受浮力。
　　弹簧测力计测量：先用测力计测量出物体的重力为G，再测出物体浸在液体中时弹簧测力计的读数F，则物体所受浮力为F浮=G–F。
　　2.阿基米德原理:
　　浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于排开的液体所受的重力。
　　公式为F浮=G排=ρ液gV排，浮力的大小只与液体的密度和排开液体的体积有关。普遍适用于计算任何形状物体受到的浮力。
　　注意：“浸在”指物体全部浸入或部分浸入、部分露出液面两种情况；V排指的是物体排开的液体的体积，要与物体的体积区分开。
　　3.物体的浮沉条件:
　　(1)根据重力G和浮力F的关系
　　当G=F时，物体处于悬浮或漂浮状态
　　当G>F时，物体处于下沉状态
　　当G<F时，物体处于上浮状态
　　(2)根据物体密度ρ物和液体密度ρ液的关系
　　当ρ物=ρ液时，物体处于悬浮状态
　　当ρ物>ρ液时，物体处于下沉状态
　　当ρ物<ρ液时，物体处于上浮或漂浮状态
　　(3)悬浮与漂浮
　　相同点：物体都处于平衡状态，所受重力和浮力是大小相等的一对平衡力。
　　不同点：a.在液体中的位置不同，悬浮的物体可以静止在液体内部任一地方，而漂浮的物体静止在液体表面上；b.处于悬浮状态的物体，其密度与液体密度相等，其体积等于物体排开液体的体积，处于漂浮状态的物体，其密度小于液体的密度，其体积大于物体排开液体的体积。
　　(4)浮力的应用
　　轮船：利用空心的方法增大浮力；排水量是指轮船按设计要求所排开水的质量。
　　潜水艇：改变自身重力实现上浮和下沉。
　　气艇和飞艇：充的是密度小于空气密度的气体。
　　密度计：根据物体漂浮时受力平衡及阿基米德原理制成的用来测定液体密度的仪器。示数越靠下越大，刻度不均匀。
　　盐水选种：把种子放在一定浓度的盐水里，利用物体的浮沉与密度的关系把好种子和坏种子分开来。
　　1．(2015辽宁抚顺)如图所示，两个完全相同的烧杯甲、乙放在水平台上，分别装有密度不同的盐水a、b，将两个完全相同的小球分别放入两烧杯中静止时，两杯盐水液面相平，则
　　A.两杯盐水的密度关系ρa<ρb
　　B.盐水对烧杯底部压强关系pa>pb
　　C.小球在两杯盐水中的浮力关系Fa=Fb
　　D.若将乙杯中的盐水倒入甲杯中一部分，则甲杯中小球静止时受到的浮力不变
　　【参考答案】BCD
　　【试题解析】小球在甲杯中漂浮，则ρa>ρ球，在乙杯中悬浮，则ρb=ρ球；所以，ρa>ρb，故A错误；两杯中液面相平，h相等，ρa>ρb，由公式p=ρgh可知，pa>pb，故B正确；小球在甲杯中漂浮，在乙杯中悬浮，由浮沉条件可知，它们此时所受的浮力都等于自身的重力，即浮力相等，故C正确；由于ρa>ρb=ρ球，若将乙杯中的盐水倒入甲杯中一部分，则甲杯中盐水的密度变小，但仍大于乙杯中盐水的密度，所以小球在甲杯中仍漂浮，浮力与重力相等，浮力不变，故D正确。
　　2．(2015辽宁大连)甲、乙两物体的密度相同，甲的体积是乙的2倍，将它们叠放在水槽里的水中，水面恰好与甲的上表面相平，如图所示，现将乙物体取下，当甲物体静止时，甲物体将
　　A.沉在水槽的底部
　　B.悬浮在原位置
　　C.漂浮，水下部分高度与C甲的高度之比为1:2
　　D.漂浮，露出水面部分的体积与甲的体积之比为1:3
　　【参考答案】D
　　【试题解析】由题意可知，甲、乙处于漂浮状态，故F浮=G甲+G乙，V排=V甲，即ρ水gV排=ρ物gV甲+ρ物gV乙，且V甲=2V乙，所以，ρ物=2ρ水/3；当将乙物体取下，甲物体应该漂浮，故AB错误；由浮沉条件可知，此时的浮力F浮'=G甲，ρ水gV排1=ρ物gV甲，解得V排1=2V甲/3，故C错误，D正确。
　　3．(2015鄂尔多斯)如图把体积为300 cm3、密度为0.8×103 kg/m3的木块浸没在水中放手，木块先上浮，最终漂浮于水面，则下列说法错误的是(g=10 N/kg)
　　A.木块浸没在水中受到的浮力是3 N
　　B.木块上浮过程中，露出水面前受到的浮力不变
　　C.木块浸没与木块漂浮时，水对容器底部的压强一样大
　　D.如果把漂浮木块露出水面部分切去，余下部分仍将漂浮
　　【参考答案】C
　　【试题解析】木块浸没在水中受到的浮力是F浮=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3×10-4 m3=3 N，故A说法正确；木块上浮过程中，露出水面前排开的水的体积不变，所以浮力大小不变，故B说法正确；木块浸没与木块漂浮时，排开水的体积不同，液面的高度不同，所以容器底部受到的压强大小不同，故C说法错误；由于木块的密度小于水的密度，所以不论体积多小，最终都会漂浮在水面上，故D说法正确。
　　4．(2015山西)在三个相同的烧杯中装入质量相等的甲、乙、丙三种不同的液体，把一支装有适量铁砂的平底试管先后放入这三个烧杯中，静止后如图所示。下列说法正确的是
　　A.试管在甲液体中受到的浮力最大
　　B.甲液体的密度最大
　　C.丙液体对烧杯底部的压强最小
　　D.试管在三种液体中排开液体的重力一样大
　　【参考答案】D
　　【试题解析】试管在三个容器中都处于漂浮状态，浮力等于重力，因为重力相等，所以浮力也相等，故A错误；三种情况下所受的浮力相等，由图示可以看出排开甲液体的体积最大，所以甲的密度是最小的，故B错误；三个容器中的液体质量相等，试管又相同，所以容器底部所受到的压力大小相等，三个容器的底面积相同，所以三个容器底部所受到的压强相等，故C错误；浮力等于排开液体的重力，由于浮力相等，所以排开液体的重力相等，故D正确。
　　5．(2015四川眉山)一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中，静止后有160 g煤油溢出；将其轻轻放入盛满水的大烧杯中，静止后有180 g水溢出。已知煤油的密度是0.8×103 kg/m3，则物块在水中静止时的状态及物块的密度分别是
　　A.下沉，1.1×103 kg/m3
　　B.漂浮，0.85×103 kg/m3
　　C.悬浮，1.0×103 kg/m3
　　D.漂浮，0.90×103 kg/m3
　　【参考答案】 D
　　【试题解析】一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中，静止后有160 g煤油溢出；溢出煤油的体积：V油=
　　；将其轻轻放入盛满水的大烧杯中，静止后有180 g水溢出，溢出水的体积V水=；因为V水小于V油，所以物块在水中静止时是漂浮，物块的重力等于浮力，由阿基米德原理，物体在水中的浮力等于排开水的重力。即G物=F浮=G排=
　　m排g=0.18 kg×10 N/kg=1.8 N；物体的质量m物=；又因为溢出煤油的质量小于溢出水的质量，所以物块在煤油中静止时是沉底的，物体的体积等于排开煤油的体积，即V物=V油=2×10-4 m3。物体的密度，故选项D正确。
　　6．(2015四川巴中)用弹簧测力计竖直挂一铁球，当铁球露出水面体积时，弹簧测力计示数为4 N；当铁球浸入水中体积时，弹簧测力计示数为1 N，取下该铁球放入水中，铁球静止时受到的浮力是
　　A.18 N                B.14 N               C.8 N                     D.10 N
　　【参考答案】D
　　【试题解析】设小球重力为G，当铁球露出水面体积时，弹簧测力计示数为4 N，G－4 N=ρ液V排g；当铁球浸入水中体积时，弹簧测力计示数为1 N，G－1 N=ρ液V排g；可以求出G=10 N，F浮=ρ液V排g=
　　18 N，因为F浮﹥G，所以把小球放入水中静止后漂浮，F浮=G=10 N，选项D正确。
　　7．(2015贵州黔南州)体积相等的甲、乙两实心物体，其密度分别是0.8×103 kg/m3和1.2×103 kg/m3，同时投入水中，静止后所受浮力之比为      ；如果甲、乙两物体的质量相等，则在水中静止后所受浮力之比为      。
　　【参考答案】4:5　6:5
　　【试题解析】(1)体积相等的甲、乙两实心物体，因为ρ甲＜ρ水，ρ乙＞ρ水，所以投入水中静止后，甲物体漂浮，乙物体下沉到容器底，即全部浸没，则F浮甲=G=m甲g=ρ甲gV，F浮乙=ρ水gV排=ρ水gV，由于甲、乙两物体体积相等，则F浮甲/F浮乙=ρ甲gV/ρ水gV=ρ甲/ρ水=4:5；(2)如果甲、乙两物体的质量相等，由(1)可知：静止后甲物体漂浮；则F浮甲=G=mg，乙物体下沉容器底，则 V排=m/ρ乙，F浮乙=ρ水gV排=ρ水g×(m/ρ乙)，则
　　F浮甲/F浮乙=ρ乙/ρ水=6:5。
　　8．(2015江苏南京)取一只空牙膏袋，一次将它挤瘪，另一次将它撑开，两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中，如图所示。两次牙膏袋的质量m甲和m乙的大小关系是m甲    m乙；两次排开水的体积 V甲和V乙的大小关系是V甲    V乙；两次所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲    F乙；两次杯底受到水的压强p甲和p乙的大小关系是p甲    p乙。
　　【参考答案】=    <    <    <
　　【试题解析】质量是物体本身的一种属性，不随形状的改变而改变，所以两种情况下质量大小相等；挤瘪时下沉，浮力小于重力，撑开时漂浮，浮力等于重力，两种情况下重力相等，所以撑开时的浮力较大，此时排开水的体积也较大；撑开时浮力较大，排开的水较多，液面上升的高，此时容器底部所受到的压强较大。
　　9．(2015江苏扬州)小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器，分别装有一定量的水和盐水，对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究，其装置和弹簧测力计示数如图所示。
　　甲         乙         丙          丁         戊
　　(1)分析图甲、乙、丙，说明浮力的大小与     有关。
　　(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，可选用     图的装置来进行操作。
　　(3)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是     N，圆柱体的体积是     m3。(g取l0 N/kg)
　　(4)用图示实验数据测出盐水的密度是     kg/m3。
　　【参考答案】(1)排开液体的体积　(2)甲、丙、丁(丙、丁)　(3)4　4×10-4　(4)1.1×103
　　【试题解析】(1)由图示可知，排开液体的体积越大，测力计的示数越小，说明所受到的浮力越大，所以说浮力的大小与排开液体的体积有关；(2)探究浮力与深度无关时，应选择同一个物体浸没在同一种液体中来进行，所以应选择丙和丁两幅图；(3)由图示甲和丙可知，圆柱体浸没在水中时受到的浮力是5 N-1 N=4 N；所以可求出圆柱体的体积为V=F浮/ρ水g= 4×10-4 m3；(4)当浸没到盐水中时所排开的体积也等于圆柱体的体积4×10-4 m3，此时圆柱体所受的浮力为5 N－0.6 N=4.4 N，所以可求出盐水的密度为ρ盐水=F浮/Vg=1.1×103 kg/m3。
　　10．(2015江苏无锡)小明利用18 cm长的吸管、细铜丝、石蜡等材料自制密度计。
　　(1)制作密度计的过程中，需要一个盛放液体的容器，现有250 mL的量筒和400 mL的烧杯供选择。则小明应选择__________。
　　(2)小明将自制的密度计放入水中，发现密度计不能直立漂浮，其原因可能是________。改进后小明将密度计放入水中，用刻度尺测出吸管露出水面的长度是10.8 cm，则吸管浸入水中的深度h水=________cm。小明将该密度计放入某液体中，吸管浸入液体的深度为9 cm，则此液体的密度是多少？(ρ水=1.0×103 kg/m3)
　　(3)小明的同学也用吸管制作了密度计，他发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小，导致用此密度计测量液体密度时误差较大，为此同学们提出了如下改进方案，其中可行的是
　　A.换大的容器做实验
　　B.换细的吸管制作密度计
　　C.换稍长的吸管制作密度计
　　D.适当减小密度计的配重
　　【参考答案】(1)250 mL 的量筒　(2)重心偏上　7.8　0.8×103 kg/m3　 (3)B
　　【试题解析】(1)根据题意可知，要选用的容器的深度应大于吸管的长度才行，量筒的长度较大，而烧杯的深度太小，所以应选用250 mL 的量筒；(2)吸管的外形和密度都不均匀，由于重心靠上，使密度计不能直立在液体中；吸管浸

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