浮力的綜合計算-2022年深圳市中考物理一模匯編_第1頁
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文檔簡介

1、浮力的綜合計算-2022年深圳市中考物理一模匯編如圖所示,已知木塊的重力為 0.6N,體積為 100cm3,當(dāng)木塊靜止在水中時,水的深度為 12cm,g 取 10N/kg,下列說法正確的是 A木塊的密度為 0.6103g/cm3 B木塊懸浮在水中,它處于二力平衡的狀態(tài),木塊受到的浮力為 0.6N C水對杯底的壓強為 1.2105Pa D細繩剪斷后,木塊最終漂浮在水面上,露出水面的體積是總體積的 25 在彈簧測力計下掛一圓柱體,從盛水的燒杯上方某一高度緩慢下降,圓柱體浸沒后繼續(xù)下降,直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止,如圖所示是圓柱體下降過程中彈簧測力計讀數(shù) F 隨圓柱體下降高度 h 變化的圖象。

2、求:(1) 分析圖象可知,圓柱體重力是 N。(2) 圓柱體浸沒在水中時,受到的浮力是 N。(3) 圓柱體的體積是 m3。(4) 圓柱體的密度是 g/cm3。(5) 分析圖象 BC 段,可得結(jié)論:物體浸沒液體之前,浸入液體的深度越深,受到的浮力越 (選填“大”或“小”)。(6) 分析圖象 CD 段,可得結(jié)論 。如圖所示,是使用汽車從湖水中打撈重物的示意圖。汽車通過定滑輪牽引水下一個圓柱形重物。在整個打撈過程中,汽車以恒定的速度 v=0.2m/s 向右運動。圖乙是此過程中汽車?yán)瓌又匚锏睦?F 隨時間 t 變化的圖象。設(shè) t=0 時汽車開始提升重物,忽略水的阻力、繩重和滑輪的摩擦。(水=1.010

3、3kg/m3,g 取 10N/kg)。求:(1) 重物的體積;(2) 從汽車開始打撈到重物露出水面前,浮力做了多少功?(3) 若圓柱形重物的底面積 S底=0.025m2,打撈上來后,重物對地面的壓強。學(xué)習(xí)浮力知識后,老師讓同學(xué)測量某種物質(zhì)的密度,自己選擇測量方法,小明同學(xué)選擇了測量橡皮泥的密度,以下是他的實驗報告單。(1) A先測得空燒杯的質(zhì)量 m1;B然后將橡皮泥捏成碗狀,輕放入盛滿水的溢水杯中,橡皮泥漂浮,用燒杯接住溢出的水;C再測出燒杯和溢出水的總質(zhì)量 m2,如圖 1;D (將步驟補充完整),用另一相同的空燒杯接住溢出的水;E測出燒杯和溢出水的總質(zhì)量 m3。(2) 回答下列問題:i 調(diào)節(jié)

4、天平平衡時,發(fā)現(xiàn)指針靜止時指在分度盤中央刻度線右側(cè),則應(yīng)將右側(cè)平衡螺母向 調(diào)節(jié),由圖可知 m2= g。ii 橡皮泥密度的表達式為 = (用 m1,m2 、 m3 等物理量的符號表示)。(3) 【拓展】如圖 2 甲所示,某同學(xué)進行實驗時,用彈簧測力計通過細線拉著正方體物塊緩慢浸入某未知液體中,物塊受到的拉力 F 與其下表面浸入液體中的深度 h 之間的關(guān)系如圖乙所示:則物塊剛好浸沒在液體中時物塊受到的浮力為 N,其下表面浸入的深度為 cm。回答下列問題:(1) 小處有物理,勤于思考皆學(xué)問。只要你善于觀察,在廚房中你就可以發(fā)現(xiàn)許多與物理有關(guān)的現(xiàn)象和問題,請你用學(xué)過的物理知識進行解答。i 小明發(fā)現(xiàn)媽媽

5、切肉前總是先磨刀,目的是為了 。ii 從廚房中你還能發(fā)現(xiàn)哪些與物理知識有關(guān)的現(xiàn)象?試舉一例(要求寫出現(xiàn)象或廚具名稱,以及所涉及的物理知識): 。(2) 兩個杯子分別盛有濃鹽水和純水,不能用嘴嘗,請你用學(xué)過的物理知識,自選器材,設(shè)計出兩種區(qū)分它們的方法,并完成下列表格。 選用的器材現(xiàn)象與結(jié)論方法一方法二 小明分別拿著體積相同的木塊和石塊,把它們都浸沒到水中,同時松開手時,他看到木塊上浮,石塊下沉,在木塊未露出水面前,下列說法正確的是 A木塊受到的浮力等于自身重力B石塊受到的浮力等于自身重力C木塊受到的浮力等于石塊受到的浮力D木塊受到的浮力大于石塊受到的浮力如圖所示,在一塊浮在水面的長方體木塊上放

6、一質(zhì)量為 59.5g 的鋁塊甲,木塊恰好浸沒在水中。拿掉鋁塊甲,用細線把鋁塊乙系在木塊下面,木塊也恰好浸沒在水中。已知水的密度為 1.0103kg/m3,鋁的密度為 2.7103kg/m3,則鋁塊乙的質(zhì)量為 g。用彈簧測力計懸掛一金屬圓柱體,從液面開始緩慢浸入水中,拉力 F 與圓柱體下表面到水面距離 h 的變化關(guān)系如圖乙所示,請根據(jù)圖中信息計算:(g=10N/kg)。(1) 金屬塊的體積為多少立方米;(2) 金屬塊的底面積為多少平方米;(3) 金屬塊的密度為多少千克每立方米。在一個足夠深的容器內(nèi)有一定量的水,將一個長 10cm 、橫截面積 50cm2 的圓柱形實心塑料塊掛于彈簧秤上,當(dāng)塑料塊底

7、面剛好接觸水面時,彈簧秤示數(shù)為 4N,如圖甲所示。已知彈簧的伸長與受到的拉力成正比,彈簧受到 1N 的拉力時伸長 1cm,g 取 10N/kg。若往容器內(nèi)緩慢加水,當(dāng)彈簧秤的示數(shù)為 2N 時,水面升高 6cm。此過程中水面升高的高度 H 與所加水的體積 V 的關(guān)系如圖乙所示。根據(jù)以上信息,能得出的正確結(jié)論是 A所加水的體積至 1400cm3 時,彈簧秤示數(shù)恰為零B塑料塊的密度為 0.6103kg/m3 C容器的橫截面積為 125cm2 D加水 1000cm3 時,塑料塊受到的浮力為 1N A 、 B 是兩個質(zhì)量完全相同的長方體鋁塊,輕輕放入水中后,靜止時如圖所示,則下列說法正確的是 A兩物體排

8、開水的體積大小關(guān)系是:V球A=V球B B兩物體受到水的浮力大小關(guān)系是:F球AF球B C兩物體的體積不等,VAF浮B C兩物體的體積不等,且 VAVB D A 一定是空心的,B 一定是實心的某課外活動小組,設(shè)計了如圖所示的簡單機械,模擬緊急救援落水汽車。實驗中用實心圓柱體 A 代替小車,已知 A 的體積為 0.12m3,質(zhì)量為 210kg。(g 取 10N/kg,設(shè)整個過程 A 均為勻速運動狀態(tài),忽略鋼纜繩重及滑輪摩擦,不考慮風(fēng)浪、水流等因素的影響)(1) 求 A 完全浸沒在水中時受到的浮力是多大?(水=1.0103kg/m3)(2) 若 A 完全打撈出水面后繼續(xù)上升,滑輪組的機械效率為 60%

9、,那么岸上鋼繩的拉力 F 為多大?(3) 若 A 完全打撈出水面后,以 0.5m/s 的速度被勻速提升,求岸上鋼繩拉力 F 的功率。(4) 從 A 上表面剛出水面到 A 完全離開水面的過程中,滑輪組機械效率將 (填寫“增大”或“減小”)。在某學(xué)??萍脊?jié)中,同學(xué)們參與了實驗操作的各項比賽。(1) 在“探究滑動摩擦力的大小與什么有關(guān)”的實驗中,所用裝置如圖所示。i 勻速直線拉動木塊時,根據(jù) 的原理,可知摩擦力與拉力大小相等。ii 在木塊上再疊放另一個木塊進行實驗,分析疊放前后兩個實驗數(shù)據(jù)是為了驗證滑動摩擦力的大小跟接觸而所受的 有關(guān)。iii 此實驗的不足之處是,實驗過程中彈簧測力計的示數(shù)不容易穩(wěn)定

10、,若木塊運動過程中速度突然變大,滑動摩擦力將 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。(2) 在探究浮力大小影響因素的實驗中小明將重為 3N 的石塊掛在彈簧測力計下端,先后浸沒在水和鹽水中:石塊靜止時彈簧測力計的示數(shù)如圖甲、乙所示,則石塊在水中所受浮力為 N;從圖中還可看出石塊所受浮力的大小與液體的 有關(guān);圖乙中鹽水的密度為 kg/m3。在彈簧測力計下掛一圓柱體,從盛水的燒杯上方某一高度緩慢下降,圓柱體浸沒后繼續(xù)下降,直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止,如圖所示是圓柱體下降過程中彈簧測力計讀數(shù) F 隨圓柱體下降高度 h 變化的圖象。求:(1) 分析圖象可知,圓柱體重力是 N;(2) 圓柱體浸沒在水

11、中時,受到的浮力是 N;(3) 圓柱體的體積是 m3;(4) 圓柱體的密度是 g/cm3;(5) 分析圖象 BC 段,可得結(jié)論:物體浸沒液體之前,浸入液體的深度越深,受到的浮力越 (選填“大”或“小”);(6) 分析圖象 CD 段,可得結(jié)論 。請回答下列問題:(1) 探究“影響滑動摩擦力大小因素”實驗。i 根據(jù) 原理,應(yīng)使物塊 A 水平向右做勻速直線運動。ii 在其他條件不變時,當(dāng)用不同的速度勻速拉動物塊 A,彈簧測力計的示數(shù)不變,說明滑動摩擦力的大小與物體運動速度的大小 (選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。iii 實驗過程中,在物塊 A 上再放一個砝碼,木塊受到的滑動摩擦力將 (選填“變大”“變小”

12、或“不變”)。(2) 如圖是探究“阿基米德原理”實驗。i 實驗前溢水杯未裝滿水,對實驗結(jié)果 (選填“有”或“無”)影響。ii 把物體浸沒在裝滿水的溢水杯后,水會流入空桶中,通過圖示可得:F浮=G排= N。iii 通過計算可知實驗所用物塊的密度為 (g=10N/kg)。小華同學(xué)在學(xué)習(xí)阿基米德原理后,發(fā)現(xiàn)用彈簧測力計也能測量金屬塊的密度。于是和同學(xué)一起按以下操作進行實驗:(g 取 10N/kg)(1) 先用彈簧測力計掛著金屬塊靜止在空中如圖(甲)所示,彈簧測力計的示數(shù)為 N。(2) 然后將金屬塊緩慢地完全浸沒在水中,示數(shù)如圖(乙)所示,則金屬塊所受的浮力為 N,可求出金屬塊的體積為 m3。(3)

13、通過計算,金屬塊的密度為 kg/m3。(4) 在交流討論中,小李同學(xué)認(rèn)為一次測量就得出實驗結(jié)論不科學(xué),你認(rèn)為怎樣才能減小實驗誤差,方法是 。(5) 實驗中讓金屬塊在水中的深度繼續(xù)下降,不接觸杯底,金屬塊受到的浮力將 (增加、減小、不變)。如圖所示,小華將一支質(zhì)量為 140g 、體積為 1.810-4m3 的牙膏,用手將其浸沒在水中時,牙膏受到的浮力為 N,松手后牙膏將 (填“漂浮”“下沉”或“懸浮”),待其靜止后,杯底受到水的壓強將 (填“不變”“增大”或“減小”)。( g=10N/kg )答案1. 【答案】D【解析】A、木塊的密度為:木=mV=GgV=GgV=0.6N10N/kg10010-

14、6m3=0.6103kg/m3,故A錯誤;B、因為木塊完全浸沒,木塊受到重力、浮力和拉力三個力的作用;木塊受到的浮力為:F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg110-4m3=1N,故B錯誤;C、水對容器底面的壓強: p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.12m=1.2103Pa,故C錯誤;D、細繩剪斷后,木塊最終漂浮在水面上,所以 F浮=G木,即 水gV排=木gV, V排=木水V=0.6103kg/m31.0103kg/m3V=35V,所以 V露=V-35V=25V,故D正確。故選:D。2. 【答案】(1) 12 (2) 8 (3) 810-4 (4) 1.5 (5) 大

15、(6) 物體浸沒到液體中后,浮力大小不變或者說物體浸沒到液體中后,物體所受的浮力與物體浸入的深度無關(guān)【解析】(1) 由圖象可知,當(dāng) h=0 時,彈簧測力計示數(shù)為 12N,此時圓柱體處于空氣中,根據(jù)二力平衡條件可知,G=F拉=12N。(2) 從 h=7cm 開始,彈簧測力計示數(shù)不變,說明此時圓柱體已經(jīng)浸沒在水中,對圓柱體受力分析可知, F浮=G-F拉=12N-4N=8N。(3) 由阿基米德原理 F浮=液V排g 得: V排=F浮水g=8N1.0103kg/m310N/kg=810-4m3,因為物體是全部浸沒,所以 V物=V排=810-4m3。(4) 由公式 G=mg 可求出物體的質(zhì)量, m=Gg=

16、12N10N/kg=1.2kg, 物=mV物=1.2kg810-4m3=1.5103kg/m3=1.5g/cm3。(5) 分析圖象 BC 段,物體在液體中的深度逐漸增加,測力計讀數(shù)在減小,說明物體在慢慢浸入水中,V排 在逐漸增大,物體受到的浮力也在逐漸增大。(6) 分析圖象 CD 段,深度在增加,而測力計的讀數(shù)不變,說明物體全部浸沒水中,V排 不變,浮力不變。3. 【答案】(1) 0.05m3 (2) 5000J (3) 1.6105Pa 【解析】(1) 根據(jù)圖乙可知,重物的重力 G=4000N,質(zhì)量 m=Gg=4000N10N/kg=400kg;重物浸沒在水中受到的浮力:F浮=G-F=400

17、0N-3500N=500N;物體的體積:V=V排=F浮水g=500N1.0103kg/m310N/kg=0.05m3;(2) 根據(jù)圖乙可知,從汽車開始打撈到重物露出水面前所用時間 t=50s,由 v=st 可得,上升的高度 h=vt=0.2m/s50s=10m,浮力做功 W浮=F浮s=500N10m=5000J;(3) 根據(jù)圖乙可知,圓柱體剛露出水面到完全露出水面所用的時間:t=60s-50s=10s;圓柱體的高度:h=vt=0.2m/s10s=2m;圓柱體的底面積:S=Vh=0.05m32m=0.025m2;重物打撈上來后,重物對地面的壓強:p=FS=GS=4000N0.025m2=1.61

18、05Pa。4. 【答案】(1) 將該橡皮泥取出捏成團,放入盛滿水的溢水杯中,橡皮泥沉底(2) i 左;33 ii m2-m0m3-m0水 (3) 6;10 【解析】(2) i 指針靜止時指在分度盤中央刻度線的右側(cè),所以左盤高,平衡螺母應(yīng)向左移動。讀圖可知,天平標(biāo)尺的分度值為 0.2g,標(biāo)尺示數(shù)為 2g,則物體的質(zhì)量為:20g+10g+3g=33g。ii 將橡皮泥捏成碗狀,輕放入盛滿水的溢水杯中,橡皮泥漂浮,此時排開水的重力就是橡皮泥受到的浮力,即 G=F浮=G排水=(m2-m1)g,所以物體的質(zhì)量 m橡皮泥=m2-m1,將該橡皮泥取出捏成團,放入盛滿水的溢水杯中,橡皮泥沉底,溢出水的質(zhì)量為 m

19、3-m1,溢出水的體積 V排=m水水=m3-m1水,因為橡皮泥沉底,所以 V排=V橡皮泥=m3-m1水,橡皮泥的密度 =m橡皮泥V橡皮泥=m2-m1m3-m1水=m2-m0m3-m0水。(3) 彈簧測力計示數(shù)為 15N,此時正方體在空氣中,根據(jù)二力平衡條件可知,G=F示1=15N;從 h=10cm 開始,彈簧測力計示數(shù)為 6N 不變,說明此時正方體已經(jīng)浸沒在水中,則物塊浸沒時受到的浮力為:F浮=G-F示=15N-6N=9N;由圖象可知,物塊從剛浸入液體到完全浸入,物塊浸入深度 h=10cm。5. 【答案】(1) i 增大壓強ii 刀把上的花紋,可以增大手與刀把接觸面的粗糙程度,從而增大摩擦(2

20、) 兩個相同的杯子,天平;下沉那一邊,燒杯里裝的是鹽水;彈簧測力計、物體;用彈簧測力計拉著物體分別浸沒在鹽水和水中,比較測力計的示數(shù),示數(shù)小的,受到的浮力大,是鹽水【解析】(1) i 小明發(fā)現(xiàn)媽媽切肉前總是先磨刀,是為了在壓力一定時,使刀刃更薄,減小受力面積,增大壓強。ii 現(xiàn)象或廚具名稱:刀把上的花紋,可以增大手與刀把接觸面的粗糙程度,從而增大摩擦。(2) 方法一:用兩個相同的杯子裝相同體積的鹽水和水,分別放在天平的兩個托盤中,那一邊下沉,說明那邊是鹽水;方法二:用一個彈簧測力計下面掛一個小石塊,使小石塊全部浸沒在鹽水和水中,比較彈簧測力計的示數(shù),示數(shù)較小的,說明浮力較大,即為鹽水。6. 【

21、答案】C【解析】體積相同的木塊和石塊,把它們都浸沒到水中,則他們所受到的浮力大小相等,所以選項C正確、D錯誤。松開手后木塊上浮,說明木塊所受的浮力大于其自身重力,故A錯誤。石塊下沉,說明石塊所受的浮力小于其自身重力,故B錯誤。故選:C。7. 【答案】94.5g8. 【答案】(1) 210-4m3 (2) 410-3m2 (3) 3103kg/m3 【解析】(1) 金屬塊完全浸入水中受到的浮力:F浮=G-F=6N-4N=2N,由 F浮=水gV排 得,金屬塊的體積:V=V排=F浮水g=2N1.0103kg/m310N/kg=210-4m3。(2) 金屬塊的高 h=5cm=510-2m2,金屬塊的底

22、面積:S=Vh=210-4m3510-2m2=410-3m2。(3) 由 G=mg 可得,金屬塊的質(zhì)量:m=Gg=6N10N/kg=0.6kg,金屬塊的密度:=mV=0.6kg210-4m3=3103kg/m3。9. 【答案】A10. 【答案】A11. 【答案】A12. 【答案】(1) 1200N (2) 700N (3) 1750W (4) 增大【解析】(1) 由浮力公式可得 F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg0.12m3=1200N。(2) G物=m物g=210kg10N/kg=2100N,與動滑輪直接相連的有 5 段線,當(dāng) A 完全出水后 =60%,則有 =W有W總%=G

23、hFs%=2100NF5%=60% 得鋼繩拉力 F=700N。(3) 拉力拉繩的一端移動的速度為 v=50.5m/s=2.5m/s,故拉力的功率 P=Wt=Fst=Fv=700N50.5m/s=1750W。(4) A 從上表面剛出水面到 A 完全離開水面的過程中,A 受到的浮力在減小,繩子對 A 的拉力在增大,滑輪組對 A 做的有用功在增加。在額外功一定的情況下,整個過程滑輪組的機械效率在增大。13. 【答案】(1) i 二力平衡ii 壓力iii 不變(2) 1;密度;1.2103 【解析】(1) i 勻速直線拉動木塊,木塊做勻速直線運動,處于平衡狀態(tài),由二力平衡可知,摩擦力與拉力大小相等;ii 疊放前后接觸面所受的壓力不同,因此是為了驗證滑動摩擦力與接觸面所受的壓力有關(guān);iii 滑動摩擦力與粗糙程度、壓力大小有關(guān),與移動速度無關(guān),因此滑動摩擦力不變;(2) 石塊重 3N,在水中時,拉力為 2N,則浮力為重力減去浮力,為 1N;由圖中可以看出,液體密度不一樣時,石塊所受浮力也不同,即石塊所受浮力大小與液體密

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