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文档简介
专题14浮力
1.(2024•山东滨州・中考)【历史文化】“水能载舟,亦能覆舟”出自《荀子・哀公》,它告诉我们人民才是
社会的主人!习近平总书记在纪念红军长征胜利80周年大会上的讲话中告诫全党必须牢记这个道理。
习近平总书记说:“老百姓是天,老百姓是地。忘记了人民,脱离了人民,我们就会成为无源之水、无
本之木,就会一事无成。“从物理学角度来说,浸在水中的物体,当排开水的体积不同时,浮力和压强
会发生怎样的变化呢?为了探究这个问题,某小组设计如下实验进行探究。
如图甲所示,质地均匀的长方体物体,质量为1kg,底面积为Ix|()-2m2,竖直放入水平桌面上的薄壁圆
柱形容器(筒壁厚度不计)内(/9^1.0xl03kg/m3,g取10N/kg),求:
(1)物体对容器底部的压强。
(2)向容器内注入2cm深的水,物体不会倾斜,也没有浮起,如图乙所不,求水对容器底部的压强。
(3)现不断往容器内注水,当注水深度为物体高度的一半时,物体对容器底部的压力刚好为0,如图丙
所示,求物体的密度。
(4)在容器内继续注入适量的水,物体静止时如图丁所示,将露出水面的部分切去,待剩余部分再次
静止后,请推理说明水对容器底部压强的变化量a与容器对桌面压强的变化量农的大小有何关系。
【答案】(1)lOOOPa;(2)200Pa;(3)0.5x103kg/m3;△〃爰
【详解】解:(1)无水时,物体对容器底的压力等于其重力,即F=G=/^=lkgxl0N/kg=10N压强p=£=
10N=lOOOPa
lxl0-2m2
(2)水深度为2cm即0.02m,根据〃=pg/?得水对容器底部的压强
p=pgh=l.Ox103kg/m3x10N/kgx0.02m=200Pa
(3)当水深为物体高度一半时,压力为0,则此时浮力等于重力。根据阿基米德原理,所受浮力为
/浮=。水h扑g=jp水"。而物体重:力为G桁m将g=p物v物g根据二力平衡,浮力等于重力,得到
gp”物9=p物"g故p物="水=gX1.0x103kg/m3=0.5x103kg/m3
(4)将物体露出水面部分切去,切去其中一半,即切去质量为〃尸0.5kg。假设容器底面积为5,则容器
对桌面压强的变化量4口桌=詈当物体切去一半后,剩下的一半仍漂浮,故排开液体质吊」“剩余物体质
量相等,均为0.5kg,即排开液体质量也为〃尸0.5kg;排开液体变化量△〃尸0.5kg;则有电面高
P水
度变化量Ah===二则本对容器底部压强的变化是A”,)=p»、gh=pgj=R因此5疝
Sp水S八八八P水s、
=△〃咫。
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考点一、浮力的基础
1.(2024•山东临沂••中考)水平桌面上的两个相同的烧杯中盛有两种不同的液体,两个相同的物块在液体
中静止时两液面相平,如图所示。下列选项中的物理量,相等的是()
甲乙
A.两物块底部受到的压力B.两物块排开液体的质量
C.两液体时烧杯底的压强D.两烧杯对桌面的压强
【答案】B
【详解】由图可知,物块在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,浮力等于自身重力,因此两个相同
的物块在液体中静止时受到的浮力相等。
A.将两个相同的物块分别放在两烧杯中,两物块受到的浮刀相等,都等于物块的重力,浮力是浸在液
体中的物体上下表面受到的压力差,即「浮=产下表面一尸|在面;物块漂浮是上表面受到的压力为零,悬
浮时上表面压力不为零,两物块底部受到的压力不同,故A不符合题意:
B.根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开液体的重力,两物体受到的浮力相等,所以排
开甲液体的重力等于物块排开乙液体的重力,故B符合题意;
B.根据浮沉条件可知,物体漂浮时p甲液,p物,物体悬浮时p乙液二p物,所以P甲液〉P乙液,两杯中液面
相平,根据p=0g/i可知,烧杯底受到液体的压强人液>p乙液,故C不符合题意;
D.由图知,甲液体的体积大于乙液体的体积,且甲液体的密度大于乙液体的密度,根据m=pP知,甲
液体的质量大于乙液体的质量,又因为两物块的质量和两烧杯的质量都相同,根据G=mg知,甲容器
对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,根据p=§知,甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强,
故D不符合题意。
故选Bo
2.(2024・山东威海・中考)小明洗菜时发现体枳较大的土豆沉入水底,体枳较小的西红柿浮于水面,土豆
受到的浮力西红柿受到的浮力;他想测量土豆的密度.用细线将土豆挂在弹簧测力计下示数为
2.4N,再将其完全浸没水中测力计示数为0.4N,则土豆的密度是g/cn^。
【答案】大于1.2
【详解】[1]根据F浮=0液9匕/可知,土豆的体积较大,西红柿的体积较小,则土豆受到的浮力大于西红
柿受到的浮力。
⑵根据称重法测浮力可知,土豆的重力为2.4N,土豆受到的浮力为F浮=G—/示=2.4N-0.4N=2N±
N3
豆沉入水底,体积等于其排开水的体积,为匕.=匕=~^=inin3J3=2xl0^m土豆的
物p,g1.0xl03kg/m3xl0N/kg
G2.4N
12333
密度为p=BU=2X祗3=X10kg/m=1.2g/cm
3.(2024.山东德州•中考)实验项目小组利用弹簧测力计等器材完成以下实验:
实
验
装置图问题讨论
名
称
探(1)比较甲、乙
究两图可得:在接触
影面粗糙程度相司
响时,压力
滑__________,滑
动动摩擦力越大,
摩(2)通过比较
擦_________两组
力可探究滑动摩擦
大力大小与接触面
小粗糙程度的关系。
的(3)如图丁所示
因的实验装置
素_________(选填
“需要”或“不需
要”)长木板做匀
速直线运动。
探
究
浮
(4)物块的重力
力
为No
的
(5)比较A、B、
大
C,可知:浮力大
小
小与_________
跟
有关。
哪
(6)物块的密度
些
为__________
因
kg/m3o(p4
素
=1.0xl03kg/m3)
有
关
【答案】越大乙、丙不需要4.2液体密度3x103
【详解】比较甲、乙两图,接触面都是木板,图乙中物块对木板的压力大于图甲中物块对木板
的压力,图乙中弹簧测力计的示数大于图甲中的示数,即图乙中物块受到的滑动摩擦力大于图甲中物块
受到的滑动摩擦力,由此可得:在接触面粗糙程度相同时,玉力越大,滑动摩擦力越大。
(2)[2]探究滑动摩擦力大小与接触而粗糙程度的关系,需要控制物块对接触面的压力大小不变,只改
变接触面的粗糙程度,因此比较乙、丙两图。
(3)[3]由图丁可知,拉动长木板时,无论怎样拉动,长木板上的物块相对于地面静止,处于平衡状态,
水平方向上绳子对物块的拉力和物块受到的滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此弹簧测力计的示
数可以反映物块受到的滑动摩擦力大小,所以长木板不需要做匀速直线运动。
(4)[4]由图A可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,物块的重力为4.2N。
(5)[5]比较图B、C,物块浸入液体的体积相同、液体的密度不同,根据称重法由图A、B、C可知,
物块受到的浮力大小不同,由此可得:浮力大小与液体密度有关。
(6)[6]由图A、B可知,物块浸没在水中受到的浮力尸浮二G—坛=4.2N-2.8N=1.4N物块的体积
等于物块浸没时排开水的体积,W=%="=।……=14x10-4m*23物块的质量m=
p1.0xl03kg/^3xl0N/kg
>赢=042kg物块的密度P=7=高率=3xUkg/m,
4.(2024.山东青岛.中考)小明在海边游泳时,发现塑料泡沫板浮在水面上,石块却沉入水底,由此,他
进行了有关浮力的实验探究。
(1)如图中所小,用弹簧测力计测111石块的重力为N;
(2)将石块缓慢浸入水中,弹簧测力计示数,石块浸没后,在触底之前,弹簧测力计示数
,说明浮力的大小与有关;
(3)将相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小,
说明浮力的大小与物体密度无关;
(4)将一个两端蒙有橡皮膜的玻璃管,分别以图乙和图丙的方式浸没于水中,能反映浮力产生原因的是图
【答案】(1)1.4
(2)变小不变物体排开液体的体枳
⑶体积相等
(4)丙
【详解】(I)测力计的分度值为0.2N,示数为1.4N,所以,用弹簧测力计测出石块的重力为1.4N。
(2)[1][2]⑶由于石块浸入水中时会受到水对其的浮力作用,浮力的方向为竖直向上,根据称重法可知,
将石块缓慢浸入水中,石块排开水的体积变大,石块受到的浮力会变大,受到测力计的拉力变小,弹簧
测力计示数变小;石块浸没后,在触底之前,石块排开水的体积不变,石块受到的浮力不变,测力计对
其的拉力不变,测力计的示数不变;由此可说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(3)根据(2)分析以及控制变量法可知,若要探究浮力的大小与物体密度的关系,需控制物体的
体积相同、液体的密度相同;所以,将体积相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的
浮力大小相等,说明浮力的大小与物体密度无关。
(4)当两端蒙有橡皮膜的玻璃管沿水平方向放置时,由于同一深度,液体压强相等,且受力面积相等,
所以水对玻璃管两端的橡皮膜的压力「明:和压力的大小相等;当玻璃管沿竖直方向放置时,水对玻
璃管两端的橡皮膜的压力尸对,大于尸内尸,竖直方向的合力不为0,方向竖直向.匕结合图可知,液体会
对玻璃管产生一个向上的和向下的压力不相等,压力差F产产的上¥椁实际上,这个压力差就是液体对
物体的浮力;所以丙图可以说明浮力的产生原因。
5.(2024.山东前泽・中考)物理学习小组在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用同一金属块依次
进行如下步骤的操作:
ARCD
根据上述实验步骤,完成下列问题:
(1)步骤A中金属块重N;
(2)步骤B中金属块受到的浮力为N;
(3)分析______三步骤数据,初步得出浮力大小与液体密度有关;
⑷若步骤D中仅把盐水换成密度比水小的等体积的酒精,测力计的示数1.6N(选填“大于”、“小
于,,或“等于.
(5)结合已学知识,根据步骤A、C,计算出金属块的体积为nP(p水=1.0xl03kg/m3,g取
10N/kg)o
【答案】2.60.4A、C、D大于1.0x10-4
【详解】⑴山由图A可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为2.6N,故金属块重2.6N。
(2)[2]图B中,弹簧测力计的示数为2.2N,由称重法可知,步骤B中金属块受到的浮力为
F浮=G一反示=2.6N-2.2N=0.4N
(3)[3]探究浮力大小与液体密度的关系,根据控制变量法,要使金属块排开液体的体积相同,液体的
密度不同,因此应分析A、C、D三步数据。C、D中,金属决完全浸入液体,排开液体的体积相同,液
体密度不同,弹簧测力计示数不同,根据称重法可知金属块受到的浮力不同,因此可初步得出浮力大小
与液体密度有关。
(4)[4]若步骤D中仅把盐水换成密度比水小的等体积的酒精,金属块排开液体的体积不变,液体密度
减小,由F浮=。液9卜排可知,金属块受到的浮力减小,由尸示=G-尸浮可知,弹簧测力计的示数变大,
即大于L6N。
(5)[5]由A、C可得,金属块完全浸没时,受到的浮力为F浮'=G—/示c=2.6N—1.6N=lN金属块
的体积V=%=磊==10XI。"
6.(2024.山东淄博・中考)如图甲所示,水平放置的长方体容器中水深16cm,用细线将沉在容器底的圆柱
体物块竖直向上匀速提升。从物块刚刚离开容器底到拉出水面的过程中,拉力尸与物块下表面到容器底
的距离力的关系如图乙所示(细线的质量、体积及物块带走的水均忽略不计,"产1.0xl()3kg/m3,g取
10N/kg)。求:
⑴物块浸没在水中时受到的浮力;
⑵物块取出后,水对容器底的压强;
(3)容器中水的质量。
【答案】⑴5N;
(2)1500Pa;
⑶7.5kg
【详解】(I)由图乙可知,当/?>15cm时,物块完全离开水面,物块受到的鞋直向下的重力、竖直向上
的拉力,处于二力平衡状态,则物块的重力G=F,=13N当〃<9cm时,物块完全浸没在水中,此时拉
力尸=8N,物块受到的竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的浮力,处于三力平衡状态,即6=
F+F浮因此物块浸没在水中时受到的浮力F浮=G—"=13N-8N=5N
(2)由图乙可知,当〃=15cm时,物块下表面刚好离开水面,则物块取出后,容耀中水的深度九水'=15cm=
0.15m水对容器底的压强p=p水g/i水'=1.0x103kg/m3xlON/kgx0.15m=1500Pa
43
(3)根据F浮=p水”排可得,物块没没时排开水的体积%=区=।3…=5x10-m物
件l小=n-illpg1.0xl03kg/m3xl0N/kg
块浸没时与物块取出后相比,水面下降的高度/九=限~九水'=0.16m-0.15m=0.01m容器的底面积
S=肃=Ci:=005m2器中水的体积匕女=Sh水'=0.05m2x0.15m=7.5x10-3m3根据p=5
可得,容器中水的质量叫<=P,”水=10x103kg/m3x7.5x10-3m3=7.5kg
7.(2023•山东潍坊・中考)5月8日,在2023年世界泳联跳水世界杯蒙特利尔站的女子单人十米跳台决赛
中,中国选手全红婵夺得冠军。图示为其参加比赛时的分解动作示意图。不考虑空气阻力,下列对全红
婵的分析正确的是()
A.在跳台静止时,只受到重力作用B.到达最高点时,受到平衡力作用
C.从最高点到入水前的过程中,惯性不变D.入水过程中,所受浮力方向取决于入水的角度
【答案】C
【详解】A.静止的物体受力平衡,在跳台静止时,受到重力和支持力作用,且相互平衡,故A错误;
B.从离开跳板到最高点的过程中,不计空气阻力,她只受到重力作用,因而受力不平衡;故B错误;
C.惯性的大小只与质量有关,从最高点到入水前的过程中,质量大小不变,则惯性不变,故C正确;
D.浮力的方向始终竖直向上,入水过程中,所受浮力方向始终竖直向上,与入水的角度无关,故D错
误。
故选C。
8.(2023•山东东营・中考)如图所示,一枚鸡蛋漂浮在盛有盐水的容器中。请画出该鸡蛋的受力示意图。
【答案】
【详解】鸡蛋漂浮在水面上,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,两力作用点均在鸡蛋的重心上,
大小相等,如图所示:
9.(2023•山东临沂・中考)作出图中漂浮在水面上的小球所受力的示意图(。为小球的重心)。
【答案】
【详解】漂浮在水面上的小球处于平衡状态,因此受到竖直向下的重力等于竖直向上的浮力,如图所示:
考点二、阿基米德原理
1.(2025・山东威海・中考)如图甲所示,某航海器由钢板焊接的两个空心三棱柱组成。侧面为A8CDE;在
△ABC中,AB=8m,AC=BC,Z-ACB=90°;在ZiCDE中,底边。E的高为0.9m;两个三棱柱棱的长度
均为10m,下方三棱柱体积为6m3,航海器总重1.2x106N[p水=1.0xl()3kg/m3,g取l()N/kg,三棱
柱体积二三角形面积x棱的长度)
(1)当航海器漂浮在水面上,求排开水的体积。
(2)航海器误入浅水区搁浅,下方三棱柱一部分陷入泥沙,如图乙所示。
为将航海器浮起来,采取了以下措施:卸掉重Zxlt^N的设备,等待涨潮之后清理下面的泥沙。搁浅位
置24小时内,航海器底部到水面的距离〃随时间变化情况如图丙所示。假设航海器整体始终保持水平,
请通过计算判断航海器是否能浮起来?
【答案】(1)12011?
⑵不能,理由见解析
【详解】(I)航海器漂浮在水面上,根据浮沉条件可知浮力与重力大小相等,即F浮=6=1.2x106N
排开水的体积为%=二邑=一市冷二,=120m3
拜P,y9lxi03kg/m3xl0N/kg
(2)卸掉重2X105N的设备,航海器剩下的重力为G1=1.2x106N-2X105N=1.0X106N
由图丙可知航海器底部到水面的最大距离为3.9m,此时排开水的体积最大;上方三棱柱浸在水中的深度
为九=3.9m—0.9m=3m
即CG=3m,如上图所示,作AB边上的高C£>,AABC中,4B=8m,AC=BC,AA8C为等腰三角形,等
腰三角形底边上的高为底边的中线,则AO=8O=4m4ibCQ6为等腰三角形,则。。=41]】必48。与^ECF
相似,根据三角形相似有翳吟,G喙=则徐=6m,上方三棱柱排开水的体积为V=xCD)x
10m-^(AB+EF)x(CD-CG)x10m代入数据得V=900?,清掉泥沙,下方三棱柱排开水的体积为
匕=6m3,航海器所受最大浮力为"浮]=。水9"+匕)=1x103kg/m3x10N/kgx96m3=9.6x105N
浮力小于重力,所以搁浅位置24小时内,航海器不能浮起来。
2.(2025・山东烟台・中考)为了方便快捷地从河中取水,小明利用身边的物品设计了一款“打水神器”(图
甲),其中无盖塑料瓶的质量为110g,容积为2.5L,瓶底有一圆孔,绳子穿过圆孔和瓶口,绳子上系一
细棒A,A的长度大于圆孔的宜径,绳子下端拴着一个直径略大于瓶口的小球B,小球体积为50cm3,
密度为7.8x103kg/m3。打水时,人握住绳子上端,将“打水神器”抛入河水中,水逐渐进入瓶子(图乙)。
水满后,将装置提起(图丙),然后将塑料瓶口插入岸上的水桶中,松开绳子,水就自动地流进水桶(图
丁)。忽略细棒与绳子的质量和体积,g取ION/kg,p,j.=1.0x103kg/m3»求:
(1)小球B的重力;
(2)图乙中,假设河水进入瓶子的过程中瓶子是匀速下沉的,且绳子与圆孔、瓶口边缘均不接触,当瓶内
水的体积为瓶子容积的一半时,瓶子底部受到细棒的压力;
(3)图丙中,“打水神器”离开水面后匀速上升过程中的机械效率。
【答案】(D3.9N
(2)3.4N
(3)83.3%
【详解】(1)小球B的重力为G=mg=pVg=7.8x103kg/m3x50x10-6m3xlON/kg=3.9N
(2)小球受到的浮力为产浮=0水9%=1x103kg/m3x10N/kgx50x10-6m3=0.5N匀速下沉时,
小球受力平衡,则小球受到绳子的拉力为尸=G-尸浮=3.9N-0.5N=3.4N则细棒受到绳子的拉力为
F'=F=3.4N则瓶子底部受到细棒的压力与;=F'=3.4N
3333
(3)水满后,将装置提起(图丙),水的质量为加水=V.1,=1x10kg/mx2.5x10-m=2.5kg
则“打水神器”离开水面后匀速上升过程中的机械效率〃=二
w总G水八+G毋八+GM
X100%x83.3%
m水+爪球+m瓶2.5kg+-
3.(2024•山东德州•中考)小强用如图所示的实验装置验证阿基米德原理,通过调节升降台让金属块浸入
盛满水的溢水杯中(金属块始终未与容器底接触),溢出的水会流入右侧空桶中,下列说法正确的是()
水平杆
—~I
升降台二二…
A.金属块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压力越大
B.金属块浸没在水中的深度越深,弹簧测力4A的示数越小
C.金属块从接触水面至浸入水中某一位置,弹簧测力计A和B的变化量△/•%=△/•%
D.若实验前溢水杯中未装满水,对实验结果没有影响
【答案】C
【详解】A.金属块浸入水中的深度增大时,溢水杯中水的深度不变,根据〃可知,水对溢水杯底
部的压强不变,根据尸=pS可知,水对溢水杯底部的压力不变,故A错误;
B.金属块浸没在水中的深度变化时,排开水的体积不变,根据入尸/吆/揩可知,受到的浮力不变,根据
尸后G如尸部金属块受到的拉力不变,弹簧测力计A的示数不变,故B错误;
C.由图可知,弹簧测力计A的示数ELG-F冲弹簧测力计B的示数FR=GQG拎则"产△尸於kF产AG
搀,根据阿基米德原理可知,AF行AG级,则△/?A=AJ,故C正确;
D.若实验前溢水杯中未装满水,则测得的凡.不变、G*偏小,对实验结果有影响,故D错误。
故选C。
4.(2024•山东枣庄•中考)我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我
国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在水面以下下潜过程中,受到()
A.压强增大,浮力增大B.压强不变,浮力增大
C.压强增大,浮力不变D.压强不变,浮力不变
【答案】C
【详解】当“奋斗者”号在水卜卜.潜过程中,深度逐渐增大,由口=pg/i知道,所以受的压强逐渐增大;“奋
斗者'’号在水面以下下潜过程中,"奋斗者'’号排开海水的体稹和海水密度不变,由?浮=。液%9知道,下
潜过程中所受浮力不变,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.(2024.山东日照.中考)如图甲所示,将一底面积为0.04m2的长方体木块用细线系在一个空容器的底部,
然后向容器中缓慢加水,直到木块的上表面与液面相平.木次底部受到水的压强〃随容器中水的深度。
的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是Cg=10N/kg,=1.0xl03kg/m3)()
甲乙
A.木块的重力是24NB.木块的体积是0.0480?
C.木块完全浸没后受到的浮力是40ND.木块的密度是0.5x103kg/m3
【答案】AC
【详解】A.由图像知,容器中水的深度在6cm时,木块刚好漂浮,细线对木块没有拉力,当容器中水
的深度超过18cm时,细线对木块产生拉力且逐渐变大,所以在AB过程中细线对物体没有拉力;由图
像知,容器中水的深度在6cm时,木块刚好漂浮,此时水对木块下表面的压强是600Pa,由压强公式p=?
得,木块下表面受到水的压力为F=pS=600Pax0.(Mm2=24N此时木块刚好漂浮,根据浮力产生的原因得F
浮=F=24N根据漂浮条件得,木块的重力G=F浮=24N故A正确;
C.由图像知,当容器中水的深度是22cm时,木块刚好浸没,木块下表面受到水的压强是lOOOPa,由
压强公式得,此时木块下表面受到水的压力为F=pS=1000Pax0.04m2=40N根据浮力产生的原因得F浮
=F'=40N
故C正确;
R.由F浮=p水gV排可知,木块的体积为V=丫4=至=…〃=4x1O-3m3故R错误:
"歼p.j.g.Ox10kg/m3x1ON/kg
D.由G=mg=pVg可得,木块的密度为p=三=2:==0.6xICPkg/m,故D错误。
gV10N/kgx4xl0'n?0
故选ACo
6.(2024.山东枣庄•中考)如图甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力
计示数产与圆柱体下降高度力变化关系的图像如乙所示。则圆柱体受到的重力是_N,圆柱体刚好全部
浸没时,下表面受到水的压强是Pa,圆柱体受到的最大浮力是N。(g取10N/kg,忽略圆柱
体下降过程中液面高度的变化)
【答案】2.010(H)0.5
【详解】[1]由图像可知,当力=0时,弹簧测力计示数为2N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条
件可知G=Fj.=2N
⑵由图知物体下降高度到10cm时,下表面接触水面,下降20cm时圆柱体刚好浸没水中,此时圆柱体
下表面距水面距离是10cm,则下表面受到水的压强
p=pgh=lx103kg/m3x10N/kgx10x10-2m=1000Pa
⑶圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力为1.5N,则圆柱体受到的浮力
凡=G-F=2N-1.5N=0.5N
7.(2024•山东临沂•中考)4月25日,2024山东省文旅产业高质量发展大会在临沂开幕.同日,水韵琅珊•点
靓沂河亮相央视,吸引着海内外广大游客光“临”,体验临沂之“美”。
(1)出行之"美”:如图所示,点靓沂河・光影巴士化身”行走的BGM”把沂河点“靓”!①乘客登上光影巴
士的上层,他的重力势能(选填“增大”“减小”或"不变”);②乘客可以依据声音的不
同,判断出车载背景音乐中的不同乐器;③巴士充电时,车载电池相当于电路中的.
(2)沂河之“美”:动感酷炫的沂河灯光秀惊艳全网,一时间成为临沂的“新晋顶流①如图所示,位于
灯光秀“C位”的临沂广播电视塔发出炫目的光束,这是光的现象;②游客的白色上衣在红色灯
光的照射下呈现_______色;③岸边高楼上展现山水人文画卷的各彩灯之间是联的;④游客纷
纷举着手机拍照.某游客的手机电池的额定电压为3.8V,额定容量为4000mA・h,该手机耳池充满电后
储存的电能为_______J.
(3)体验之“美”:登上如图所示的“水韵琅珊”游船,听“王羲之”穿越古今的告白,观酷炫的灯光秀表演.①
游客陆续登船的过程中,游船受到的浮力,船底受到水的压强________(均选填“增大”“减小”
或“不变,,);②夜风吹来,游客感到阵阵凉意是因为:③游客感觉电视塔“迎面而来”是以
为参照物的;④游览结束后,关闭发动机的游船仍能向前运动,是因为游船。
(4)文化之“美”:琅哪占城展演的《国秀・琅那》剧目,让观众在美轮美奂的意境中触摸琅珊璀璨的历
史画卷。①如图所示,演员在钢圈的拉力作用下离开地面,说明力可以改变物体的:②在重现
诸葛亮借东风的场景时,舞台的烟雾效果是因干冰(固态二氧化碳)(填物态变化名称),使
水蒸气遇冷液化所致。
(5)味蕾之"美”:“品沂蒙名穆,吃临沂炒鸡''是游客来“临”的必选项。①稷店使用特制的大型电热锅熬
移时,电热锅的金属外壳必须,以保证用电安全;②炒鸡的香味扑鼻说明了分子o
【答案】增大音色用电器直线传播红并5.472x10+增大
增大汗液蒸发吸收热量自己具有惯性运动状态升华接地不停地
做无规则运动
【详解】(I)口]乘客登上光影巴士的上层,质量不变,但高度升高,重力势能增大,所以重力势能增
大。
⑵不同乐器的发出的声音的音色不同,乘客可以依据声音的音色判断乐器。
[3]巴士充电时,车载电池消耗电能,相当于用电器。
(2)[4]如图所示,光在均匀的空气中沿直线传播。
[5]红色灯光照射在游客的白色上衣,红色光被反射,所以游客的白色上衣在红色灯光的照射卜呈现红色。
⑹岸边高楼上展现山水人文画卷的各彩灯之间互不影响,是并联的。
[7]电池充满电后储存的电能为W=UIt=3.8VX4000mAh=3.8Vx4Ax3600s=54720J
(3)[8]⑼游船是漂浮的,浮力等于总重力,游客陆续登船的过程中,重力增大,则浮力乜增大;根据
F浮=。液。,卜知,液体密度不变,浮力变大时,排开液体的体积变大,船会下沉一此,则船底到水面的
深度变大,根据p=pg/i,船底受到水的压强增大。
”0]夜风吹来,加快了汗液蒸发,蒸发吸热,所以游客感到凉意。
[11]以乘客自己为参照物,电视塔离乘客越来越近,所以游客感觉电视塔“迎面而来”是以自己为参照物。
[12]游览结束后,关闭发动机的游船具有惯性,仍能向前运动。
(4)[13]力可以改变物体的运动状态,所以演员在钢圈的拉力作用下可以离开地面。
[14]干冰(固态二氧化碳)在常温下升华为气体二氧化碳,升华吸热,使周围的温度下降,使水蒸气遇
冷液化成小水珠,使舞台有烟雾效果。
(5)”5]用电器的金属外壳必须接地,避免用电器漏电时使人触电。
[16]炒鸡的香味扑鼻,是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
8.(2024•山东东营・中考)某同学为测量一木质小挂件的密度,选用以下器材:天平(带诙吗)、量筒、
烧杯(装有足量水)和长钢针,进行实验。
(1)把天平放在水平桌面上,游码移动到标尺左端的处,此时指针位置如图甲所示,则应向
(选填“左”或“右”)调节平衡螺母使横梁平衡;
(2)将挂件放在天平左盘,向右盘加减祛码并调节游码,当天平平衡时,硅码质量及游码在标尺上的位置
如图乙所示,其质量为__________g;
⑶用烧杯向量筒中倒入60mL的水.将桂件放入量筒,然后用长钢针按件挂件使其刚好浸没干水中,量
简中的水面如图丙所示。算出挂件的密度为kg/m3;
(4)因木质挂件具有吸水性,实验测得的密度值__________(选填“偏大”或“偏小”);
(5)有同学提出:不用天平,仅使用其他上述器材也可测出该挂件的密度。清写出实验步骤和密度的表达
式(水的密度用p水表示,其他符号自定)。
【实验步骤】;
【密度表达式】P=U
【答案】(1)零刻线右
(2)12.0
(3)0.75x103
(4)偏大
(5)见解析段p水
【详解】(1)HM2]使用托盘天平前,先将游码移至标尺左端的零刻线处,再根据“左偏右调、右偏左调”
调节平街螺母,使指针指在分度盘的中央。由图甲可知,指针指在分度盘的左侧,因此应向右调节平衡
螺母使横梁在水平位置平衡。
(2)由图乙知,标尺的分度值为0.2g,游码所对应的质量为2.0g,挂件的质量为m=10g+2.0g=12.0g
(3)如图丙所示,量筒的分度值为1mL,量筒水的体积60mL,然后测量挂件和水的总体积为76mL,
则挂件的体积为V=76mL・60mL=76cm3-60cm3=16cm3根据密度公式p=£可得,挂件的密度为
p=—=--------=0.75g/cm3=0.75x103kg/m3
V16cmJ
(4)木质挂件具有吸水性,则测得的挂件和水的总体积偏小,挂件体积的测量值偏小,质量测量值准
确,根据p=£可知,测得的湾度值偏大。
(5)[I]实验步骤为:①用烧杯向量筒内倒入适量的水,体积为匕。
②将挂件漂浮在量筒中的水面上,记下第二次水面处刻度值为V2o
③用长钢针缓慢地把挂件按入水中,使之刚好浸没,记下第三次水面处刻度值为匕。
⑵由①②和阿基米德原理以及浮沉条件可得,挂件漂浮时受到的浮力为F浮=0水"排=。水9(72-匕)=6
,,
由①③可知,挂件的体积为I/挂件=匕-匕则挂件的重力为G=mg=pgV^=pg(V3-VA)则
P水。(6・匕)=。'。(匕•匕)所以,挂件的密度为。'=蕊。水
9.(2024•山东东营・中考)休渔政策有利于海洋渔业持续、稳定、高质量发展。5月1日起,我市开始进入
海洋伏季休渔期;9月1日休渔期结束后,各渔港码头“千帆竞发”,渔船可出海进行捕捞作业。如图为
某型号渔船,其部分参数如表。(8取10N/kg)
总长度(m)34.2
宽度(m)6
排水量(1)200
最大吃水深度(m)2.1
发动机额定动力输出功率(kW)280
鱼舱容量(n?)147
(1)该渔船满载时,求它受到的浮力;
(2)满载时,求船底受到海水的压强;(p海水取lxlO3kg/n?)
(3)为方便保鲜,现需要将质显为3x1("kg、温度为19℃的海水降低到4℃,求此过程放出的热晟;上而不
取4.2x1()3j/(kg.℃)]
(4)若发动机以额定动力输出功率运行1h,消耗燃油60kg,求内能转化为机械能的效率。(g泌取4.2xl()7j/kg)
【答案】⑴2x106N
(2)2.1x104Pa
(3)1.89x108J
(4)40%
【详解】(1)渔船满载时排开水的质量m排=200t=2X105kg因洵船漂浮,渔船满载时受至1|的浮力
产浮=G养=m排g=2x105kgx10N/kg=2x106N
(2)满载时,船底受到海水的压强p=P海水gh=1x103kg/m3xlON/kgx2.1m=2.1x104Pa
(3)此过程放出的热量
Q.放=c海水m海水(玲一t末)=4.2x103J/(kg°C)x3x103kgx(19℃-4℃)=1.89x108J
(4)发动机输出的机械能,即动力所做的功力=Pt=280kWxlh=280kW-h=1.008x109J消耗
燃油60kg产生的内能,即完全燃烧燃油释放的热量Q=7几油勺油=60kgx4.2x
10.(2024・山东威海・中考)某打捞船利用“潜水钟”模拟打捞作业。潜水钟内部配备自动充气装置,使其始
终充满空气,水无法进入,以此保证工作人员的安全,潜水钟上方放置两个配重和两个气囊,将人员
送入水下,如图甲所示;工作人员到达水底后清理被打捞物体周围的泥沙,并将物体用钢丝绳挂在潜
水钟加部;然后扔掉全部配重,并将气囊均充满空气,潜水钟、工作人员及物体一起被打捞船竖直向
上匀速提升,如图乙所示。
已知:工作人员质量为60kg,潜水钟质量为140kg、体积为2m3,每个气囊充满空气后体积均变为lm3,
每个配重质量为1000kg,被打捞物体质量为5000kg、体积为In?。当潜水钟下表面触碰到水底时(未
与水底紧密接触),潜水钟内气压计示数为2.0xl05pa,外界大气压强为1.0x105pa,(p水=1.0x
KPkg/n?,g取10N/kg,不计气囊质量及潜水钟内空气的质量,不计水的阻力。)
甲乙
请解答下列问题:
(1)潜水钟在水底时受到的浮力为多少?
(2)当潜水钟下表面触碰到水底时,下表面所处水的深度为多少?
(3)水下匀速提升潜水钟时,打捞船需要施加多大的拉力?
【答案】⑴2xl(TN
(2)10m
(3)12000N
3334
【详解】(1)潜水钟在水底时受到的浮力为F^gVff=MOkg/mx10N/kgx2m=2x1()N
(2)当潜水钟下表面触碰到水底时(未与水底紧密接触),潜水钟内气压计示数为2.0xl0Spa,外界
大气压强为1.0x105Pa,下表面受到液体的压强p=2.0xl05pa_L0xl05pa=L0xl()5pa下表面所处水的深
度为九=」_=----10xlQ5pa—=iom
p水g1.0xio3kg/m3xioN/kg
(3)水下匀速提升潜水钟时,总重力G.肝〃70g=(60kg+140kg+5000kg)xlON/kg=5.2xl()4N总浮力F;两
33334
=p木gV^=1x10kg/mx10N/kgx(2m+2x1m)=4x]0N
44
打捞船需要施加拉力F行G/F;^=5.2x10N-4X10N=120C0N
11.(2024•山东济宁•中考)小明测量某金属块的密度时,用托盘天平测量金属块的质量,平衡时右盘中的
祛码情况和游码在标尺上的位置如图(a)所示;用量筒和水测量金属块的体积,相关信息如图(b)
所示。
(a)(b)
求:(取g=10N/kg)
(1)金属块在水中所受浮力的大小;
(2)金属块的密度。
【答案】⑴0.2N
(2)4.33g/cm3
【详解】(1)由图(b)可知,金属块排开水的体积为%=V=60mL-40mL=20mL=20cm3=2x10-5m3
金属块受到的浮力为/浮=。水。排=1-0x103kg/m3x10N/kgx2x10-5m3=0.2N
(2)由图(a)可知,金属块的质量为m=50g+20g+10g+5g+l.6g=86.6g则金属块的密度为p=£=
-77^=4.33g/cm3
20cm3
12.(202小山东潍坊.中考)如图甲所示的装置由杠杆0Q、圆柱形物体a、b以及水箱、滑轮等组成“杠杆
PQ只能绕。点在竖直平面内转动,PO:OQ=1:3,P端通过竖直绳连接a,a通过竖直轻杆固定在地面
上;b浸没在水中,通过细绳、滑轮与杠杆。端相连,开始时PQ水平,打开出水口阀门,轻杆对a的
作用力尸的大小随水面下降高度x变化的规律如图乙所示。已
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