2020全国物理中考题分类汇编8—《浮力》_中考真题_4.物理中考真题2015-2024年_2020中考物理真题110份_2020全国物理中考题分类汇编

P D.F“、“<”或“=”) 甲 乙 甲 乙 20.（2020河南）在通常情况下，许多物质的密度、沸点、凝固点、比热容等都是稳定不变的。这些稳定 不变的物理量既是物质的基本属性，也是自然界平衡与和谐的本质反映。假如这些物理量发生改变，我 第 页，共 页 5 64们生产、生活中的许多现象就会发生变化。请仿照示例，就任一物理量发生改变，提出一个相关的物理 问题，并做出合理的猜想。 【示例】问题：如果水的密度变小，轮船的吃水深度将如何变化？猜想：轮船的吃水深度将增加。 问题：______。 猜想：______。 21.（2020四川成都）旅游景区的“热气球”升空是利用了空气产生的______；民航客机起飞，是利用机 翼上、下表面空气流速不同而产生的______。(两空均选填“升力”或“浮力”) 22.（2020河南）将细线一端固定在烧杯底部，另一端固定在乒乓球上。 烧杯加水后静止在斜面上，如图所示。不计乒兵球的重力，请以球心为作 用点画出乒乓球受到的浮力和拉力的示意图。 23．（2020广东省）重为G的鸡蛋沉在盛有水的杯子的底部，向水中加 入食盐并使其溶解，鸡蛋渐渐浮起，最终漂浮在水面，如图甲所示。请在图乙中画出上述过程中鸡蛋所 受的浮力F随时间t变化的大致图象。 24．（2020广东省）受“曹冲称象”的启发，小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水（密度为ρ ）、 水 油性笔等，测量小玻璃珠的密度，如图所示，实验步骤如下（请将步骤④补充完整）： ①如图甲，取一定数量的小玻璃珠放入空碗中，再把碗放入盛有水的水盆中，用油性笔在碗外壁上标记 水面的位置； ②如图乙，往量筒内倒入适量的水，记下量筒中水的体积V； 1 ③如图丙，取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中，记下小玻璃珠和水的总体积V； 2 ④如图丁，将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内，直到标记处与碗外水面______，记下量筒中小玻璃 珠和剩余水的总体积V。 3 第 页，共 页 6 64完成下列填空（选用V、V、V和ρ ，表示以下物理量）： 1 2 3 水 (1)小玻璃珠的总体积为V=______； (2)小玻璃珠的总质量为m=______； (3)小玻璃珠密度的表达式为ρ=______； (4)在不改变实验方法的前提下，请提出一条提高测量精度的措施：______（示例：在同等容积的情况下 换用碗口面积较小的碗）。 25．（2020广西南宁）盛有液体的容器里，放入物体后容器底部受到液体压力会増大，那么，容器底部 受到液体压力的増加量 F 与哪些因素有关？某实验创新小组对此问题进行实验探究｡ 液 (1)他们猜想∶ F 与放入物体的重力G 有关｡他们将三个重力不同､体积相同的物体先后放入盛有相等 液 物 质量水的相同容器中，并測得容器底部受到水的压力増加量 F ，实验示意图及相应数据见下表｡ 水 ①三次实验中，容器中的水面升高的高度_____（选填“相等”或“不相等"）｡ ②分析比较实验1､2与3，可得： F 与G _____（选填“有关”或“无关”）。 水 物 (2)他们提出新的猜想∶ F 与放入物体的体积V 有关｡于是他们选用不同物体，先后放入盛有相等质量 液 物 水的相同容器中，待物体静止，测得 F ｡实验示意图及相应数据见下表｡ 水 第 页，共 页 7 64①分析比较实验4､5与6，得到∶V 越大， F 越___｡ 物 水 ②进步分析比较实验6､7与8，发现∶ F 与V ____（选填“有关”或“无关）。 水 物 ③再通过计算比较实验4､5与6，发现∶物体受到的浮力F ____ F （选填“>”､“=”或“<"）｡ 浮 水 ④综合分析比较实验4-8，可得初步结论∶影响液体对容器底部压力的増加量 F 的因素是物体______ 液 的体积｡ (3)为了使实验结论更有普性，还应_______继续实验｡ 26.（2020上海）为了研究圆柱体浸入水的过程中水对容器底部的压强情况，某小组同学选用高度H、底 面积S均不同的圆柱体A和B进行实验。如图所示，他们设法使圆柱体A逐步浸入水中，测量并记录其 下表面到水面的距离h及水对容器底部的压强p，接着仅换用圆柱体B重新实验，并将全部实验数据记录 在表一中(实验中容器内水均未溢出)。 表一： 第 页，共 页 8 64h(米 p(帕 h(米 p(帕 圆柱体 实验序号 圆柱体 实验序号 ) ) ) ) 1 0 7000 7 0 7000 2 0.10 7200 8 0.12 7400 A 3 0.20 7400 B 9 0.18 7600 H为0.4米 H为0.3米 S为0.03米 S为0.05米 2 4 0.40 7800 2 10 0.24 7800 ❑ ❑ 5 0.50 7800 11 0.30 8000 6 0.60 7800 12 0.40 8000 ①分析比较实验序号______数据中p和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：同一圆柱体浸 入水的过程中，当hF>F，FV ，根据阿基米德原理： 排甲 排乙 F F =ρ gV ，ρ = 浮 ， 浮 液 排 液 V g 排 故ρ <ρ ， 液甲 液乙 即乙液体的密度较大，C错误，D正确。 故选：D。 AB、同一支密度计在甲、乙两种液体都处于漂浮状态，根据漂浮的特点回答； CD、由图知，甲中密度计排开液体的体积较大，结合阿基米德原理分析。 本题考查漂浮特点及阿基米德原理的运用。明确密度计在两液体中受到的浮力相同是关键。 7.【答案】B 【解析】解： 1 2 A.物块漂浮时排开水的体积V =(1- )V = V， 排 3 3 2 物块受到的浮力F =ρ gV = ρ gV， 浮 液 排 3 液 物块的重力G=mg=ρ gV， 物 因物块漂浮时受到的浮力和自身的重力相等， 所以可得： 2 ρ gV =ρ gV， 3 液 物 解得液体的密度： ρ =1.5ρ =1.5×0.8×103kg/m3=1.2×103kg/m3 ，故A正确； 液 物 B.当物块上表面与液面刚好相平时，排开水的体积V '=V，物块受到的浮力F '=ρ gV '=ρ gV， 排 浮 液 排 液 因此时物块受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、手对物块上表面的压力F作用处于平衡状态， 所以，由物块受到的合力为零可得： F '=G+F， 浮 压力： 第 页，共 页 23 64F=F '-G=ρ gV -ρ gV =(ρ -ρ )gV =(1.2×103kg/m3-0.8×103kg/m3 )×10N/kg×(0.1，m) 3=4N 浮 液 物 液 物 故B错误； CD.液体对物块下表面的压强： p=ρ gL=1.2×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1.2×103Pa，故D错误； 液 F 由p= 可得，液体对物块下表面的压力： S F'=pS=1.2×103Pa×(0.1m) 2=12N，故C正确。 故选：B。 (1)根据题意求出物块漂浮时排开水的体积，根据F =ρ gV 求出物块受到的浮力，物块的重力 浮 液 排 G=mg=ρgV，根据物体漂浮条件求出液体的密度； (2)当物块上表面与液面刚好相平时，排开水的体积和自身的体积相等，根据阿基米德原理求出物块受到 的浮力，分析物块受到的力，根据物块受到的合力为零求手对物块上表面的压力； F (3)根据p=ρgh求出液体对物块下表面的压强，利用p= 求出液体对物块下表面的压力。 S 本题考查了阿基米德原理、物体浮沉条件、液体压强公式、压强定义式的综合应用，要注意物块上表面 与液面刚好相平时排开液体的体积和自身的体积相等。 8.【答案】AD 【解析】 A．放入木块前，对容器底部的压力等于水所受的重力，由 可得，水对容器底部的压强 故A符合题意； B．放入木块前，容器中水的深度为 第 页，共 页 24 64① 设放入木块后容器中水的深度为h，因木块对容器底的压力刚好为零，故木块刚好漂浮于水面上，则木块 受到的浮力等于木块所受的重力，由阿基米德原理知，木块所受浮力等于木块排开水所受的重力，即 则 ② 联立①②解得，放入木块后水的深度 则放入木块后，水对容器底部的压强为 故B不符合题意； CD．由 可得木块所受的重力 故C不符合题意，D符合题意。 故选AD。 9.【答案】AC 第 页，共 页 25 64【解析】解： A、两个木块均漂浮，所以浮力等于重力，且木块完全相同，重力相同，故浮力相同，故A正确； G B、木块受到的浮力相同，根据阿基米德原理，所以排开液体重力相等，根据m= 可知，木块排开液体 g 质量也相等，故B错误； F C、两木块上表面均未浸没，故下表面压力等于浮力，且下表面底面积相等，根据p= 可知，下表面液 S 体压强相等，故C正确； D、两木块浮力相等，但甲液体中木块浸体积小于乙液体，根据F =ρgV 可知，甲液体密度大于乙液 浮 排 体，当液面高度相同时，根据p=ρgh可知，甲容器底部受到的液体压强大，故D错误。 故选：AC。 (1)由于是同一块木块，根据物体的浮沉条件判断浮力与重力的关系，然后即可判断浮力大小； (2)根据阿基米德原理判定木块排开的液体的重力和质量的大小； F (3)根据浮力产生的原因分析下表面受到的压力，根据p= 分析压强的大小； S (4)根据物体的浮沉情况和阿基米德原理判断出两液体密度的关系，然后根据p=ρ gh得出容器底受到 液 压强的关系。 本题主要考查了物体浮沉条件及液体压强公式的应用，关键能够根据浮沉情况判断出液体的密度、所受 浮力的关系。 10.【答案】B 【解析】解：(1)小球在甲液体中漂浮，小球受到的浮力等于重力即F =G， 1 小球在乙液体中沉底，小球受到的浮力小于重力即F F 。 1 2 (2)甲乙图中容器重、液体重、小球重都相等，所以容器对水平桌面的压力相等，即F =F ， 甲 乙 因为，S >S ， 甲 乙 F 根据压强公式p= 得，p

ρ ，G>F ，下沉， 物 液 浮 物 液 浮 物 液 浮 沉底：F +N=G； 浮 (2)知道粽子排开水的体积，利用阿基米德原理求粽子受到的浮力。 本题考查了对物体浮沉条件的应用和阿基米德原理公式的应用等知识，需熟练掌握有关基础知识。 16.【答案】0.8 0.5 0.95×103 【解析】 小球在酒精中受到的浮力 [1] 浮 排 排 F G= m= g =0.08kg×10N/kg=0.8N 据液体内部压强的特点得，乙杯中水面升高的高度 [2] 若小球不是漂浮在水中，据阿基米德原理得，小球放入酒精与水中受到的浮力之比为 [3] 浮 浮 酒精 水 1 2 F F: ρ= ρ: =80:100 而升高的那部分水的质量 水 水 3 2 m∆ ρ= V ρ= Sh∆ =1.0g/cm ×100cm ×0.5cm=50g 则排开的水的总质量为 第 页，共 页 28 64总 m =45g+50g=95g 那么小球放入酒精与水中受到的浮力之比是 ，所以小球是漂浮在水中，则小球的质量 80:95 m =95g 而 95g>80g 所以小球在酒精中下沉，则小球的体积 那么小球的密度 17.【答案】1200 向左 10 【解析】解： 正方体物块对水平桌面的压力F=G=12N，受力面积S=0.1m×0.1m=0.01m2， F 12N 物块对桌面的压强：p= = =1200Pa； S 0.01m2 向右推动物块，在运动过程中，摩擦力的方向与物体运动方向相反，即它受到向左的摩擦力； 正方体物块的体积：V =0.1m×0.1m×0.1m=0.001m3， 物块全部浸没在水中时受到的浮力： F =ρ gV =ρ gV =1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N， 浮 水 排 水 因为F > 【解析】解：由于AB两物体两次静止时处于漂浮或悬浮状态，所以受到的浮力都等于物体受到的重力， 即F =G； 浮 由图知，物体AB排开液体的体积：V >V ， 乙排 甲排 由F =ρ gV 可知：ρ >ρ ， 浮 液 排 甲 乙 甲乙中A物块在两种液体中都完全浸没，排开液体的体积相同， 根据F =ρ V 知，F >F 。 浮 液 排 甲 乙 故答案为：>；>。 同一物体在两种液体中处于漂浮或悬浮，所以受到的浮力都等于物体受到的重力； 由图可以得出物体排开液体体积的大小关系，再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系，根据 F =ρ gV 判断出浮力的关系。 浮 液 排 本题考查了阿基米德原理、物体的漂浮条件，利用好漂浮或悬浮(F =G)是解此类题目的关键。 浮 20.【答案】如果水的凝固点变低，会更容易结冰吗？ 凝固点变低，冬天会更难结冰 【解析】解： ①问题：如果水的凝固点变低，会更容易结冰吗？猜想：凝固点变低，冬天会更难结冰。 ②问题：如果水的密度变大，人会更容易飘起来吗？猜想：水的密度变大，浮力变大，会更容易飘起来。 第 页，共 页 30 64故答案为：如果水的凝固点变低，会更容易结冰吗？；凝固点变低，冬天会更难结冰。 不同物质的凝固点是不同的，根据凝固点的变化提出问题； 比如：人在水中会处于漂浮状态，当水的密度变大时，根据浮沉条件判定人是否容易漂浮。 本题考查了水的凝固点、物体的浮沉条件的应用，难度不大，要掌握。 21.【答案】浮力 升力 【解析】解：旅游景区的“热气球”升空是由于气球受到了空气的浮力的作用，当浮力大于气球的重力 时，气球就会升空； 飞机的机翼上方突起，下方平直。这样的结果决定了当飞机启动后，机翼上方空气流速快，空气压强小， 空气压力方向向下；机翼下方空气流速慢，空气压强大，空气压力方向向上。两个压力形成一个向上的 合力，这个合力就是升力，当合力达到一定程度后，飞机就可以腾空而起。 故答案为：浮力；升力。 浸在气体中的物体受到气体的浮力的作用；在流体中，流速越大的地方压强越小，流速越小的地方压强 越大。 本题考查学生对流体压强与流速的关系，理解飞机机翼上下方流速不同导致压强不同，才是飞机可以向 上的原因。 22.【答案】解：由图知，不计乒兵球的重力，乒乓球受到两个力的作用：细线竖直向下的拉力F，水施 加的竖直向上的浮力F ， 浮 由于乒乓球处于静止状态，所以F=F ，即细线的拉力等于水的浮力。如图所示： 浮 【解析】首先对乒乓球进行受力分析，明确乒乓球受到哪些力及各自的方向，然后作出力的示意图。 作力的示意图，要用一条带箭头的线段表示力，线段的长度表示力的大小，箭头表示力的方向，起点或 终点表示力的作用点。 23.【答案】 第 页，共 页 31 64【解析】 重为 的鸡蛋沉在盛有水的杯子的底部时，根据物体沉浮条件知，此时鸡蛋所受的重力大于浮力；当逐 渐向G水中加入食盐时，液体的密度逐渐变大，由阿基米德原理知，鸡蛋受到的浮力增大，当鸡蛋悬浮时， 鸡蛋所受浮力等于鸡蛋的重力，继续加食盐，液体的密度继续增大，直至漂浮于液面上，此时所受的浮 力仍然等于鸡蛋的重力，如下图所示。 24.【答案】相平 换用分度值更小的量筒 【解析】 ④[1]如图丁，将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内，直到标记处与碗外水面相平，记下量筒中小玻璃 珠和剩余水的总体积V。 3 (1)[2]小玻璃珠的总体积为 (2)[3]图丙与图丁中量筒所测的体积差值即为丁图碗中水的体积 小玻璃珠的总质量与丁图碗中的水质量相同，即为 (3)[4]小玻璃珠密度的表达式为 (4)[5]换用分度值更小的量筒，可提高测量精度。 第 页，共 页 32 6425【答案】相等 无关 大 无关 = 浸入（或排开）液体 选用不同液体 【解析】 (1)①[1]将体积相同的物体先后放入盛有相等质量水的相同容器中，排开的水体积相同，故水面上升高 度相同。 ②[2]三个物体重力不同，而容器底部受到液体压力的増加量相同，故 F 与G 无关。 水 物 (2) ①[3]比较实验4､5与6，可知V 越大， F 越大。 物 水 ②[4]由实验6､7与8，可知 F 与V 无关。 水 物 ③[5]由阿基米德原理可以算出实验4､5与6中的浮力正好等于容器底部受到液体压力的増加量，故可得 物体受到的浮力F 与 F 相等。 浮 水 ④[6]综上可得，影响液体对容器底部压力的増加量 F 的因素是物体排开液体的体积｡ 液 (3)[7]本实验只是用水做了实验，不具有普遍性意义，故为了使实验结论更有普性，还应换用不同的液 体继续实验。 26.【答案】①1、2、3或7、8、9、10； ②当h≥H时，p不随h而变化； ③ 实验组号 h (米) A h (米) B 第Ⅰ组 0.10 0.06 第Ⅱ组 0.30 第 页，共 页 33 640.18 【解析】 【分析】 解答本题的关键是学会对实验的数据进行分析，要运用好控制变量法和归纳法，能根据题目要求找出有 用的信息，同时还要对信息进行简单的计算、分析与比较，最后得出具有普遍性的规律，有一定的难度。 【解答】 ①分析比较实验序号1、2、3或7、8、9、10数据中p和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：同 一圆柱体浸入水的过程中，当h2kg，故应舍去。 1 1 当注入液体的质量大于2kg时，即注入液体的深度大于10cm， 第 页，共 页 48 64因液体体积与圆柱体体积之和等于容器底面积乘以液体的深度，即V +V =S h'， 液 柱 容 m m 且根据ρ= 可得液体的体积V = ， V 液 ρ 液 m 所以 +V =S h'， ρ 柱 容 液 m +V 则此时液体的深度 ρ 柱 ， h'= 液 S 容 此时液体对容器底部的压强： m +V ρ 柱 mg+ρ gV ，------④ p =ρ gh'=ρ g× 液 = 液 柱 液 液 液 S S 容 容 容器对桌面的压强： F 140N+mg p = = --------⑤， 容 S S 容 容 已知p ：p =1：3， 液 容 mg+ρ gV 140N+mg 所以 液 柱 ： =1：3， S S 容 容 即：(mg+ρ gV )：(140N+mg)=1：3， 液 柱 代入数据可得： (m×10N/kg+1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3 )：(140N+m×10N/kg)=1：3， 解得：m=4kg。 答：(1)圆柱体的密度大于液体密度；依据：由图2可知，当注入液体质量大于2kg时，圆柱体对容器底 第 页，共 页 49 64部的压力不变，说明此时圆柱体浸没在液体中，即圆柱体沉底了，由浮沉条件可知，圆柱体的密度大于 液体密度； (2)当圆柱体刚被浸没时它受到的浮力为20N； (3)当液体对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为1：3时，容器内液体的质量为4kg。 【解析】(1)由图2可知，当注入液体质量大于2kg时，圆柱体对容器底部的压力不变，说明此时圆柱体 浸没在液体中，由物体的浮沉条件分析回答； (2)由题可知圆柱体的底面积和高度，从而得出圆柱体的体积，已知正方体容器的边长，可求出其底面积 S ，再求出圆柱体刚好浸没时液体的体积，由图2可知，圆柱体刚好浸没时注入液体的质量为2kg，根 容 m 据ρ = 求出液体的密度； 液 V 液体 根据阿基米德原理求出当圆柱体刚被浸没时它受到的浮力； (3)由(2)知圆柱体刚好浸没时注入液体的质量为2kg； 当注入液体质量小于或等于2kg时，表示出容器中液体的深度，根据液体压强公式得出液体对容器底部的 压强； 容器对桌面的压力等于圆柱体与液体的重力之和，从而得出容器对桌面的压强，由已知条件得出液体的 质量，与2kg比较，不符合题意，舍去； 即注入液体的深度大于10cm，因液体体积与圆柱体体积之和等于容器底面积乘以液体的深度，即 m m V +V =S h'，且根据ρ= 可得液体的体积V = ，从而得出此时液体的深度，根据液体压强公 液 柱 容 V 液 ρ 液 式得出容器底部受到液体的压强； 容器对桌面的压力等于圆柱体与液体的重力之和，根据压强公式得出容器对桌面的压强，由液体对容器 底部的压强与容器对桌面的压强之比为1：3，列方程求出液体的质量。 本题考查物体的浮沉条件、阿基米德原理、密度公式、压强公式、重力公式的运用和分类讨论的能力， 综合性强，难度大。 40.【答案】解： (1)容器中的水深h =50cm=0.5m，水对容器底面产生的压强： 0 p=ρ gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5000Pa； 水 (2)乙物体的体积： V =Sh =40cm2×10cm=400cm3=4×10-4m3 ， 乙 乙 乙物体排开水的体积： V =V =4×10-4m3 ， 排乙 乙 第 页，共 页 50 64乙物体受到的浮力： F =ρ gV =1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-4m3=4N， 浮乙 水 排乙 细线对乙物体的拉力大小： F =G -F =6N-4N=2N； 拉 乙 浮乙 (3)由于甲、乙一起漂浮在水面上，则甲和乙受到的总浮力： F =F +F =G +G =4N+6N=10N， 浮 浮甲 浮乙 甲 乙 甲物体受到的浮力： F =10N-F =10N-4N=6N， 浮甲 浮乙 由F =ρ gV 得甲物体排开水的体积： 浮 水 排 F 6N V = 浮甲= =6×10-4m3 ， 排甲 ρ g 1.0×103kg/m3×10N/kg 水 甲物体浸入水中的深度： V 6×10-4m3 h = 排甲= =0.15m=15cm， 甲浸 S 40×10-4m2 甲浮出水面部分的高度： h =h -h =20cm-15cm=5cm。 浮出 甲 甲浸 答：(1)水对容器底面产生的压强为5000Pa； (2)细线对乙物体的拉力大小为2N； (3)甲浮出水面部分的高度为5cm。 【解析】(1)知道容器中的水深，利用p=ρgh求水对容器底面产生的压强； (2)利用V =Sh求乙物体的体积，乙物体浸没水中，乙物体排开水的体积等于乙的体积，利用阿基米德原 理求乙物体受到的浮力，细线对乙物体的拉力大小等于乙的重力减去浮力； (3)由于甲、乙一起漂浮在水面上，甲和乙受到的总浮力等于甲和乙的总重力，可求甲物体受到的浮力， 利用F =ρ gV 求甲物体排开水的体积，利用V =Sh求出甲物体浸入水中的深度，知道甲圆柱体的高 浮 水 排 度，可求甲浮出水面部分的高度。 本题考查了液体压强公式、阿基米德原理、物体漂浮条件的应用，要知道：甲、乙一起漂浮在水面上， 甲和乙受到的总浮力等于甲和乙的总重力。 第 页，共 页 51 6441.【答案】解：(1)A的重力为： G =m g=1.32kg×10N/kg=13.2N； A A m (2)由ρ= 可得A的体积为： V m 1.32kg V = A = =1.2×10-3m3 ； A ρ 1.1×103kg/m3 A A的底面积为： V 1.2×10-3m3 S = A = =0.01m2=100cm2 ； A h 12×10-2m A S >S ，所以A与B的接触面积为S=S =60cm2 A B B A对B的压强为： G 13.2N p = A = =2.2×103Pa； A S 60×10-4m2 (3)结合图象信息可知： 4V 0=S -S -----①， h 容 A 0 7V -4V 0 0=S ----②， 0.5h 容 0 S ：S =3：1， 容 A 容器的底面积为：S =300cm2 ； 容 若ρ >ρ ，物体A受力如图为： A 液 第 页，共 页 52 64物体A受到的竖直向下的重力与竖直向上的拉力和浮力相平衡，即F +F =G ， 浮 拉 A 所以物体A受到的浮力为： F =G -F =13.2N-3.6N=9.6N， 浮 A 拉 根据阿基米德原理F =ρ gV 和V =V 知， 浮 液 排 排 A F 9.6N ρ = 浮 = =0.8×103kg/m3 ； 液 gV 10N/kg×1.2×10-3m3 A 若ρ <ρ ，设液面下降的高度为△h， A 液 物体A漂浮时，F =G ， 浮 A 细绳拉着时△F =3.6N， 浮 物体受到的浮力变化量为： △F =ρ g△V =ρ gS (△h+0.02m)S ×2cm=(S -S )(2cm+△h)， 浮 液 排 液 A 容 容 A 解得△h=1cm； △F =ρ g△V =ρ gS (△h+0.02m)=3.6N， 浮 液 排 液 A 解得液体的密度为： △F 3.6N ρ = 浮 = =1.2×103kg/m3 。 液 gS (△h+0.02m) 10N/kg×0.01m2×(0.01m+0.02m) A 第 页，共 页 53 64答：(1)A的重力为13.2N； (2)A对B的压强为2.2×103Pa； (3)液体的密度为0.8×103kg/m3或1.2×103kg/m3。 【解析】(1)根据G=mg求出A的重力； m F (2)根据V = 求出A的体积，结合高度求出底面积，从而可得A和B的接触面积，由p= 可得A对B ρ S 的压强； 4V 7V -4V (3)结合图象信息可 0=S -S 和 0 0=S 算出S 和S 的关系，进而算出容器的底面积；若 h 容 A 0.5h 容 容 A 0 0 ρ >ρ ，物体A会全部浸没，物体A受到的竖直向下的重力与竖直向上的拉力和浮力相平衡，根据 A 液 F +F =G 算出物体A受到的浮力，根据阿基米德原理F =ρ gV 和V =V 算出液体的密度； 浮 拉 A 浮 液 排 排 A 若ρ <ρ ，设液面下降的高度为△h，物体A漂浮时，浮力等于重力，细绳拉着物体时浮力减小，物体 A 液 受到的浮力变化量为△F =ρ g△V =ρ gS (△h+0.02m)，根据 浮 液 排 液 A S ×2cm=(S -S )(2cm+△h)算出△h，根据阿基米德原理算出液体的密度。 容 容 A 本题是有关浮力及压强的综合计算题目，考查了固体压强、液体浮力计算公式的灵活运用，在计算固体 压强时，接触面积是易错点，最后一问结合图象确定物体完全浸没的情况，得出浮力大小是关键。 42.【答案】解： (1)由表中数据可知，小球浸入前，水对容器底的压强p =1960Pa， 水1 由p=ρgh可知容器中水的深度： p 1960Pa h = 水1 = =0.2m； 水 ρ g 1×103kg/m3×9.8N/kg 水 (2)小球浸入前和浸没后容器对水平地面的压强差： △p =p -p =3430Pa-2450Pa=980Pa， 地 地2 地1 F 由p= 可得受力面积(容器底面积)： S △F G 2kg×9.8N/kg S= = 球 = =0.02m2 ， △p △p 980Pa 地 地 因为容器是柱形容器， 所以水的重力： 第 页，共 页 54 64G =F =p S=1960Pa×0.02m2=39.2N； 水 水1 水1 (3)小球浸入前和浸没后水对容器底的压强差： △p =p -p =2352Pa-1960Pa=392Pa， 水 水2 水1 由p=ρgh可知容器中水的深度变化： △p 392Pa △h = 水= =0.04m； 水 ρ g 1×103kg/m3×9.8N/kg 水 因为小球浸没， 所以小球的体积： V =V =S×△h =0.02m2×0.04m=8×10-4m3 ， 球 排 水 小球的密度： m 2kg ρ = 球= =2.5×103kg/m3 。 球 V 8×10-4m3 球 答：①小球浸入前，容器中水的深度为0.2m。 ②容器中水的重力为39.2N； ③实心球的密度为2.5×103kg/m3。 【解析】(1)由表中数据可知，小球浸入前，水对容器底的压强，利用p=ρgh求容器中水的深度； F (2)求出小球浸入前和浸没后容器对水平地面的压强差，利用p= 求受力面积(容器底面积)，由于容器 S 是柱形容器，水的重力等于水的压力，利用F=pS计算； (3)求出小球浸入前和浸没后水对容器底的压强差，利用p=ρgh求容器中水的深度变化；由于小球浸没， 小球的体积等于水的体积变化，最后利用密度公式求小球的密度。 本题为力学综合题，考查了重力公式、密度公式、液体压强公式、压强定义式的应用，利用好表中数据 是关键。 43.【答案】解： V (1)水深h =7cm时，球刚好有一半体积浸入水中，则V = ，由图知此时受到的浮力F =7.18N， 1 排1 2 1 V 根据阿基米德原理：F =ρ gV =ρ g× ； 浮1 水 排1 水 2 第 页，共 页 55 64实心球的体积： 2F 2×7.18N V = 浮1= =1.436×10-3m3 ； ρ g 1.0×103kg/m3×10N/kg 水 水深7cm时水槽底部受到的压强： p =ρ gh =1.0×103kg/m3×10N/kg×0.07m=700Pa； 1 水 1 (2)水深h =7cm时，球刚好有一半体积浸入水中，由图知，当水深h ≥10cm时，球受到的浮力开始保 1 2 持不变，因10cm<2h =14cm，故此时小球不再沉在容器底部，而是处于漂浮状态，由漂浮的特点，根 1 据图乙，G=F =12.96N， 浮2 实心球的密度： m G 12.96N ρ= = = ≈0.90×103kg/m3 ； V gV 10N/kg×1.436×10-3m3 (3)由图知，当水深刚好等于10cm时，浮力不变，说明此时实心球刚好离开水槽底部， 这时水对容器底部产生的压强： p =ρ gh =1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa， 2 水 2 G =m g=2.5kg×10N/kg=25N， 槽 槽 容器的底面积： S=0.5m×0.5m=0.25m2； 水对容器底部产生的压力： F =p S=1000Pa×0.25m2=250N； 水 2 以水槽为研究对象，其受到水的压力、重力及支持面对其的支持力，根据力的平衡： F =F +G =250N+25N=275N； 支 压 槽 由力的相互性，水槽对水平桌面的压力为： F =275N； 压 实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强： F 275N p= 压= =1.1×103Pa。 S 0.25m2 第 页，共 页 56 64答： (1)实心球的体积为1.436×10-3m3；水深7cm时水槽底部受到的压强700Pa； (2)实心球的密度为≈0.90×103kg/m3； (3)实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强为1.1×103Pa。 【解析】(1)水深h =7cm时，球刚好有一半体积浸入水中，由图知此时受到的浮力大小，根据阿基米德 1 原理得出实心球的体积； 根据p=ρ gh求出水深7cm时水槽底部受到的压强； 水 (2)水深h =7cm时，球刚好有一半体积浸入水中，由图知，当水深h ≥10cm时，球受到的浮力开始保 1 2 m G 持不变，据此确定小球在水中的状态，由漂浮的特点，根据图乙得出小球的重力；根据ρ= = 求出 V gV 实心球的密度； (3)当水深刚好等于10cm时，此时实心球刚好离开水槽底部，根据p=ρ gh得出这时水对容器底部产生 水 的压强，根据F=pS求出水对容器底部产生的压力；根据G =m g求出水槽的重力，以水槽为研究对 槽 槽 象分析其受到的力，根据力的平衡求出水槽受到的支持力，由力的相互性可知水槽对水平桌面的压力， F 根据p= 压求出实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强。 S 本题重力、压强公式、p=ρgh、密度公式、阿基米德原理、力的相互性的运用，确定水深刚好等于10cm 时的状态是关键。最后一问水对容器底部的压力实际上也等于水的重力与球的重力(球漂浮，浮力等于重 力，结合力的相互性可得出)之和。本题综合性强，难度较大。 m 90g 44.【答案】解：(1)A的体积为：V = A = =150cm3 ， A ρ 0.6g/cm3 A V 150cm3 A的底面积：S = A = =15cm2。 A H 10cm m 54g (2)油的体积：V = 油= =60cm3 ， 油 ρ 0.9g/cm3 油 V 60cm3 容器B的底面积为：S = 油= =30cm2 ， B h 2cm 油 因为ρ <ρ ，A会漂浮在足够多的油中， A 油 假如A在油中漂浮，F =G =m g=0.09kg×10N/kg=0.9N， 浮油 A A 第 页，共 页 57 64F 0.9N 则A排开油的体积为：V = 浮油= =10-4m3=100cm3>60cm3 ，所以 排油 ρ g 0.9×103kg/m3×10N/kg 油 油量较少，A不能漂浮在油中， V 60cm3 所以A在油中沉底，则此时油的深度为：h' = 油 = =4cm=0.04m， 油 S -S 30cm2-15cm2 B A 所以，油对容器底的压强为：p =ρ gh' =0.9×103kg/m3×10N/kg×0.04m=360Pa。 油 油 油 m 120g (3)水的体积：V = 水= =120cm3 ， 水 ρ 1.0g/cm3 水 V 120cm3 容器C的底面积为：S = 水= =20cm2 ， C h 6cm 水 因为ρ <ρ ，A会漂浮在足够多的水中， A 水 假如A在水中漂浮，F =G =m g=0.09kg×10N/kg=0.9N， 浮水 A A F 0.9N 则A排开水的体积为：V = 浮水= =9×10-5m3=90cm3<120cm3 ，如 排水 ρ g 1.0×103kg/m3×10N/kg 水 果容器足够高，A可以漂浮在水中， 容器高度是10cm，水能提供的最大浮力为： F =ρ g(S -S )H=1.0×103kg/m3×10N/kg×(20×10-4m2-15×10-4m2 )×0.1m=0.5N<0，.9N 浮大 水 C A 由于容器高度不够，水会溢出，A不能漂浮在水中，A在水中沉底，水会溢出，并且水的深度是0.1m， 容器C中水的体积为：V ' =(S -S )H=(20×10-4m2-15×10-4m2 )×0.1m=5×10-5m3=50cm3 ， 水 C A 再将A竖直向上缓慢提升0.5cm， 20cm2×0.5cm+(20cm2-15cm2 )×h'=50cm3， h'=8cm， 则水的深度为：h' =h'+h''=8cm+0.5cm=8.5cm=0.085m， 水 第 页，共 页 58 64所以，水对容器底的压强为：p =ρ gh' =1.0×103kg/m3×10N/kg×0.085m=850Pa， 水 水 水 水对容器底的压力为：F=p S =850Pa×20×10-4m2=1.7N。 水 C 答：(1)求的底面积15cm2。 (2)若将A竖直缓慢放入B内，释放后静止时，油对容器底部的压强360Pa。 (3)若将A竖直缓慢放人C内，释放并稳定后，再将A竖直向上缓慢提升0.5cm，静止时水对容器底部的 压力1.7N。 【解析】(1)知道A的质量和密度，求出体积，知道高度，求出A的底面积。 (2)因为A的密度小于油的密度，A放在足够多的油中，A会漂浮的，假如A能漂浮在油中，A排开油的 体积大于油的总体积，A不能漂浮在油中，A在油中沉底，求出此时油的深度，根据液体压强公式，求出 油对容器底的压强。 (3)因为A的密度小于水的密度，A放在足够多的水中，A会漂浮的，假如A能漂浮在水中，A排开水的 体积小于水的总体积，但是容器不足够高，当A放入容器中，水要溢出，水不能提供使A漂浮的最大浮 力，所以A不能漂浮在水中，A在水中沉底，此时水的深度为容器的深度，求出此时容器中水的体积，再 缓慢提升0.5cm，水面会下降，求出此时水的深度，根据液体压强公式求出水对容器底的压强，根据压 强公式求出水对容器底的压力。 密度小的物体放在密度大的液体中，也不一定是漂浮的，要考虑到液体的深度不够。 45.【答案】解： (1)由图象知，当h=0时，此时弹簧测力计的示数为17.4N，圆柱体的重力等于弹簧测力计的示数，则 G=17.4N； 当h≥10cm时，弹簧测力计的示数不变，说明此时浮力不变，圆柱体完全浸没，此时圆柱体受到的拉力 F =12N； 拉 圆柱体浸没液体时受到的浮力： F =G-F =17.4N-12N=5.4N； 浮 拉 (2)圆柱体浸没在液体中，排开液体的体积： V =V =60cm2×10cm=600cm3=6×10-4m3 ， 排 由F =ρ gV 得液体的密度： 浮 液 排 F 5.4N ρ = 浮 = =0.9×103kg/m3 ； 液 V g 6×10-4m3×10N/kg 排 第 页，共 页 59 64(3)液体的体积： V =100cm2×20cm=2000cm3=2×10-3m3 ， 液 m 由ρ= 可得液体的质量： V m =ρ V =0.9×103kg/m3×2×10-3m3=1.8kg， 液 液 液 将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体，圆筒对地面的压力： F=(m +m )g+G-F =(1.8kg+0.5kg)×10N/kg+17.4N-12N=28.4N， 液 筒 拉 受力面积S=100cm2=0.01m2， 圆筒对地面的压强： F 28.4N p= = =2840Pa。 S 0.01m2 答：(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是5.4N； (2)筒内液体密度是0.9×103kg/m3； (3)当圆柱体完全浸没时，圆筒对桌面的压强是2840Pa。 【解析】(1)根据图象分析出物体的重力、完全浸没时受到的拉力，利用称重法测浮力F =G-F 求圆 浮 拉 柱体浸没液体时受到的浮力； (2)求出了圆柱体浸没液体时受到的浮力，求出圆柱体的体积(浸没时排开液体的体积)，利用 F =ρ gV 求液体的密度； 浮 液 排 (3)此时圆筒对桌面的压力等于圆筒、圆柱体、液体的总重减去圆柱体受到的拉力，知道受力面积大小， F 利用p= 求圆筒对桌面的压强。 S 本题是一道有关浮力知识的计算题，同时涉及到了有关固体压强和密度的计算，能够通过图象确定物体 的重力和浸没时的浮力是解决此题的关键，(3)问中关键能分析出压力大小，这是此题的难点。 46.【答案】解：(1)金属块重120N，底面积100cm2，金属块对容器底部的压力等于其重力， F =G=120N， 甲 甲图中金属块对容器底部的压强 F 120N p = 甲= =1.2×104Pa； 1 S 100×10-4m2 甲 (2)乙底部用蜡密封，加入水后，乙不受浮力，对乙受力分析，容器对乙的支持力等于乙的重力加上大气 第 页，共 页 60 64压力，F =p S =105Pa×10-2m2=1000Pa， 大气 0 乙 金属块对容器底部的压力： F=G +F =120N+1000N=1120N； 乙 大气 (3)①金属块重120N、高20cm、底面积100cm2，没有加水时，对容器底部的压力等于120N； ②若向甲图中容器内加水，在水面从0升高到20cm的过程中，排开水的体积变大，由阿基米德原理： F =ρ gV =ρ gSh，物体受到的浮力逐渐变大，且与h成正比，这个过程中金属块对容器底部的压 浮 水 排 水 力： F =G-ρ gSh，可知F 为关于h的一次减函数； 2 水 2 ③物体刚好浸没时，由阿基米德原理求出受到的浮力： F =ρ gV =1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m×100×10-4m2=20N(小于120N，金属块不能上 浮 水 排 浮)，由力的平衡金属块对容器底部的压力： F =120N-20N=100N； 3 至容器装满水的过程中，金属块受到的浮力不变，金属块对容器底部的压力仍为100N，故从开始加水至 容器装满水(水高为30cm)的过程中金属块对容器底部压力如下所示： 故答案为：(1)甲图中金属块对容器底部的压强为1.2×104Pa； (2)金属块对容器底部的压力为1120N； (3)如上所示。 F 【解析】(1)金属块对容器底部的压力等于其重力，根据p= 甲 求出甲图中金属块对容器底部的压强； S 甲 (2)乙底部用蜡密封，加入水后，根据浮力产生的原因是水对物体向上与向的压力差，物体没有受到向上 的压力，乙不受浮力，根据F=pS求出大气对金属块的压力，根据受力分析，求出金属块对容器底部的 第 页，共 页 61 64压力； (3)①没有加水时，对容器底部的压力等于120N； ②若向甲图中容器内加水，在水面从0升高到20cm的过程中，由阿基米德原理分析受到的压力变化，从 而得出金属块对容器压力的变化； ③物体刚好浸没时，求出金属块受到的浮力(根据浮沉条件，金属块不能上浮)，从面得出此时金属块对 容器底部的压力；至容器装满水(水高为30cm)的过程中，金属块受到的浮力不变，金属块对容器底部的 压不变，据此画出开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部F随容器中液面高度h变化的图象。 本题考查压强公式及压力公式及阿基米德原理、浮力产生的原因、力的平衡的运用和作图能力，最后一 问难度较大。 m 47.【答案】解：(1)根据ρ= 知， V 木块的质量为：m =ρ V =0.9g/cm3×1000cm3=900g=0.9kg； 木 木 木 (2)杯底受到水的压强： p =ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1.8×103Pa， 水 F 根据p= 知， S 水对溢水杯底的压力为： F=pS=1.8×103Pa×300×10-4m3=54N； (3)木块的重力为：G=mg=0.9kg×10N/kg=9N； 因为木块的密度小于水的密度， 所以木块放入水中处于漂浮状态，浮力等于重力，即F =G=9N， 浮 F 9N 排开水的体积为：V = 浮 = =9×10-4m3 ； 排 ρ g 1.0×103kg/m3×10N/kg 水 V 9×10-4m3 水面上升的高度为：△h= 排= =0.03m=3cm>20cm-18cm=2cm， S 300×10-4m2 所以木块放入水中后有水溢出； 根据阿基米德原理和漂浮的条件知，F =G=G ， 浮 排 所以放入木块后，溢水杯内水的质量加上木块的质量等于溢水杯装满水时的总质量； 第 页，共 页 62 64溢水杯装满水时的总体积： V =Sh=300cm2×20cm=6000cm3=6×10-3m3 ， 水 m 由ρ= 可得， V 溢水杯内装满水的质量： m =ρ V =1.0×103kg/m3×6×10-3m3=6kg， 水 水 水 溢水杯内水的重力为： G =m g=6kg×10N/kg=60N， 水 水 溢水杯装上水后的总重力为： G =G +G =60N+3N=63N； 总 水 容器 溢水杯对桌面的压力： F=G =63N， 总 溢水杯对桌面的压强： F 63N p'= = =2100Pa。 S 300×10-4m2 答：(1)木块的质量m 为0.9kg； 木 (2)木块放入前，水对溢水杯底的压力F为54N； (3)木块放入水中静止后，溢水杯对桌面的压强p为2100Pa。 m 【解析】(1)根据ρ= 算出木块的质量； V F (2)根据p=ρgh求出水对杯底的压强，根据p= 算出水对溢水杯底的压力F； S (3)根据G=mg算出木块的重力，根据木块的密度与水的密度的比较判断出木块放入水中处于漂浮状态， 浮力等于重力，根据阿基米德原理算出排开水的体积，由V =Sh算出水面上升的高度，并与 20cm-18cm=2cm比较，从而判断出木块放入水中后有水溢出； 根据阿基米德原理和漂浮的条件知放入木块后，溢水杯内水的质量加上木块的质量等于溢水杯装满水时 的总质量； 求出杯子装上水后的总质量，根据G=mg即可求出其重力，在水平面上，物体的重力和压力在数值上大 小相等。此时重力即为杯子对桌面的压力。又知道杯子外部底面积(受力面积)，即可求出溢水杯对桌面的 压强p。 本题考查了液体压强和固体压强的计算，关键是公式及其变形式的理解和掌握，解答此题时要注意静止 第 页，共 页 63 64在水平桌面上的容器，对桌面的压力等于总重力。 48.【答案】解：(1)水对容器底部的压强： p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa； (2)正方体的体积：V =(0.1m) 3=0.001m3， 3 3 正方体排开水的体积：V = V = ×0.001m3=6×10-4m3 ， 排 5 5 正方体A受到的浮力大小：F =ρ gV =1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N； 浮 水 排 (3)水的体积：V =S ×h-V =200×10-4m2×0.12m-6×10-4m3=1.8×10-3m3 ， 水 容器 排 水的重力：G=mg=ρgV =1.0×103kg/m3×10N/kg×1.8×10-3m3=18N， 水 容器对桌面的压力：F=G =18N+10N=28N， 总 F 28N 容器对桌面的压强：p'= = =1400Pa。 S 200×10-4m2 答：(1)水对容器底部的压强1.2×103Pa； (2)正方体A受到的浮力大小为6N； (3)容器对桌面的压强为1400Pa。 【解析】(1)根据p=ρgh求出水对容器底部的压强； (2)先根据V =a3求出正方体的体积，然后根据浸入水中的部分求出排开水的体积，再利用 F =ρ gV 求出正方体A受到的浮力； 浮 液 排 (3)先根据V =Sh和正方体浸入的体积求出水的体积，然后利用G=mg=ρVg求出水的重力，再根据容器 F 对桌面的压力等于容器和水的总重力，最后利用p= 求出容器对桌面的压强。 S 本题考查了阿基米德原理、压强公式、重力公式、密度公式的应用等，要注意桌面受到的压力等于容器 和水的总重力。 第 页，共 页 64 64