中考物理浮力经典难题新人教版文档格式.docx
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物体的浮沉条件及其应用;
液体的压强的计算。
(1)物体漂浮或悬浮时受到的浮力等于重力,根据物体的浮沉条件比较两物体受浮力大小关系;
(2)在甲溶液中漂浮,甲液体密度大于物体的密度,在乙溶液中悬浮,乙液体的密度等于物体的密度;
据此得出两种液体的密度大小关系;
又知道液体深度相同,根据液体压强公式p=ρgh可比较对容器底部的压强大小关系.
(1)物体在甲液体中悬浮,受到的浮力等于物体重力;
在乙液体中漂浮,受到的浮力等于物体重力;
∴物体受到的浮力相等,即F甲=F乙;
(2)∵在甲液体中漂浮,∴ρ甲>ρ物,
∵在乙液体中悬浮,∴ρ乙=ρ物,
∴ρ甲>ρ乙,
∵p=ρgh,h相同,
∴对容器底部的压强:
p甲>p乙.
故选B.
本题考查了学生对液体压强公式、物体浮沉条件的掌握和运用,本题关键:
一是知道物体密度小于液体密度时物体漂浮,物体密度等于液体密度时物体悬浮;
二是影响液体压强的因素是液体密度和液体深度.
3.把一根蜡烛放入盛满酒精的容器中,溢出酒精的质量为4克,若把蜡烛放入盛满水的容器中,则溢出水的质量为(蜡烛的密度为0.9克/立方厘米)( )
4克
5克
4.5克
3.6克
阿基米德原理。
计算题;
(1)阿基米德原理:
浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开的液体受到的重力;
(2)蜡烛密度大于酒精的密度,在酒精中完全没入,根据浮力求出蜡的体积,从而求出蜡块的质量;
(3)当蜡块放入水中时,由于蜡的密度小于水的密度,因此它在水中漂浮,受到的浮力等于蜡块的重力.
(1)蜡的密度比酒精的密度大,在酒精中下沉,完全浸没在酒精中,排开的酒精的体积就是蜡块的体积;
所以蜡块体积V蜡=V排=
=
=5cm3;
蜡块的质量m蜡=ρ蜡V蜡=0.9g/cm3×
5cm3=4.5g.
(2)由于蜡的密度比水的密度小,在水中漂浮,因此浮力等于蜡的重力,则排开水的质量和蜡块的质量相等,即4.5g.
故选C.
本题考查学生对阿基米德原理以及物体浮沉条件的掌握情况,综合性比较强,学生容易出错.
4.重为G的气球在匀速下降的过程中,掉出一个重为G1的小物体后气球又匀速上升,设浮力F和阻力f不变,则下列说法正确的是( )
G=F
F﹣f=G1
G1=2f
F=2G1
二力平衡条件的应用。
二力平衡的条件是:
大小相等,反向相反,作用在一条直线上,作用在一个物体上;
分别对气球上升或下降的过程进行受力分析,然后根据二力平衡的条件进行分析力的关系.
当气球匀速下降时,竖直向下受到重力作用,即大小为G,竖直向上受到浮力F和阻力f作用;
由二力平衡条件可得:
F+f=G;
﹣﹣﹣﹣﹣①
当气球匀速上升时,竖直向下受到重力G﹣G1和阻力f作用,竖直向上受到浮力F作用;
由二力平衡的条件可得:
G﹣G1+f=F,﹣﹣﹣﹣②
由①②得:
G1=2f.
本题主要考查学生对物体受力情况分析的掌握程度,并且会根据物体的状态和二力平衡的条件确定力的关系.
5.当物体在足够深的水中处于自由状态时,下列说法中错误的是( )
密度大于水的物体在水中一定下沉到水底
密度大于水的物体在水中也可能漂浮在水面上
密度小于水的物体在水中一定处于漂浮状态
相同质量的木块和实心铁块,木块的浮力大
物体的浮沉条件及其应用。
错解分析题;
比较思想。
(1)物体是实心时,物体密度等于液体密度、物体悬浮;
物体密度小于液体密度、物体漂浮;
物体密度大于液体密度、物体下沉;
(2)物体漂浮或悬浮时浮力等于重力;
物体下沉时浮力小于重力.
物体在足够深的水中处于自由状态时:
(1)如果物体密度大于水的密度时物体可能下沉,但如果将物体制成空心,增大排开水的体积时,空心物体也有可能漂浮在水中;
所以A错,符合题意;
B正确,不合题意.
(2)如果物体密度小于水的密度物体,无论物体是否是空心,都将漂浮在水面上.所以C正确,不合题意.
(3)如果是质量相同的木块和铁块,它们的重力相等.木块密度小于水的密度而漂浮在水面上,木块受到的浮力等于木块的重力;
铁块因铁的密度大于水的密度而下沉,铁块受到的浮力小于铁块的重力,所以木块受到的浮力比铁块大.D正确,不合题意.
故选A.
本题考查物体沉浮条件的应用,关键知道物体的沉浮是取决于物体受到的重力和浮力;
理解实心物体的沉浮可以比较物体密度与液体密度的大小来判断.
6.(2008•枣庄)把重5N、体积为0.6dm3的物体投入水中.若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法中正确的是( )
物体漂浮,浮力为6N
物体悬浮,浮力为5N
物体漂浮,浮力为5N
物体沉底,浮力为6N
推理法。
知道物体的体积,也就知道了物体投入水中排开水的体积,利用阿基米德原理求物体受到的浮力;
再和物重大小比较,利用物体的浮沉条件判断物体所处的状态.
物体投入水中,
v排=v=0.6dm3=0.6×
10﹣3m3,
受到的水的浮力:
F浮=ρ水v排g=1×
103kg/m3×
0.6×
10﹣3m3×
10N/kg=6N,
∵G=5N,
∴F浮>G,
∴物体将上浮,最后静止时,物体漂浮在水面上,F浮′=G=5N.
本题综合考查了阿基米德原理和物体的浮沉条件,知道物体投入水中(浸没)时,排开水的体积就是物体的体积是本题的突破口,注意单位统一(1dm3=1×
10﹣3m3).
7.(2009•德州)物体在液体中受到的浮力大小( )
和物体本身的重力大小有关
和物体的体积大小有关
和物体的密度大小有关
和物体排开液体的体积大小有关
根据阿基米德原理的内容知道浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,据此分析判断.
A、物体的受到的重力大,排开液体的体积不一定大,受到的浮力不一定大,不符合题意,故A错;
B、物体的体积大,不一定全浸没于液体中,排开液体的体积不一定大,受到的浮力不一定大,不符合题意,故B错;
C、物体的密度大,排开液体的体积不一定大,受到的浮力不一定大,不符合题意,故C错;
D、物体受到的浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,符合题意,故D正确.
物体受到液体的浮力,施力物体是水,浮力大小取决于液体的密度和排开液体的体积,而与受力物体的重、体积、密度无关.
8.把体积相等的石块和木块同时放入水中,发现石块沉底,木块漂浮在水面上,则它们所受浮力( )
木块大
石块大
一样大
无法判断
物体所受浮力等于排开水的重量,由浸入水中的体积和F=ρgv可进行判断.
将石块和木块放入水中,石块沉入水底,木块漂浮于水面上;
由于石块和木块的体积相同,所以石块排开水的体积比木块大;
由F=ρgv可得,石块所受的浮力大.
在学习物理时应注意排除一些错误的观点,如本题中认为木块所受浮力一定大于石块的浮力.应从受力平衡上进行完全的分析,才能找到正确的结论.
9.质量为200g的小球,轻轻放入盛满水的容器中,溢出160g的水,静止后小球将( )
沉入水底
悬浮水中
浮出液面
无法确定
知道了小球的质量和溢出水的质量(排开水的质量),根据重力公式得出小球重G球和排开水重G排的关系,由阿基米德原理F浮=G排,从而得出F浮与G球的关系,判断物体的浮沉.
∵m球=200g,m排=160g,
∴m球>m排,
∵G=mg,
∴G球>G排,
∵F浮=G排,
∴F浮<G球,
∴小球在水中下沉.
本题考查了学生对物体的浮沉条件和阿基米德原理的掌握和运用,关键看学生能否灵活利用浮力计算公式,比较浮力与重力的大小关系.
10.如图所示,将一只玩具青蛙放入水中,它能漂浮于水面上;
把它放入另一种液体中,它却沉入底部.则在这两种情况下这只玩具青蛙受到的浮力大小相比较( )
在水中受到的浮力较大
在另一种液体中受到的浮力较大
受到的浮力一样大
无法比较浮力大小
由题知,当青蛙放入水中时,青蛙漂浮在水面上,物体受到的浮力等于重力;
而放入另一种液体中,青蛙沉入底部,此时青蛙的重力大于浮力,因为是同一种玩具青蛙,所以青蛙的质量不变、重力不变,据此判断它们所受浮力的大小关系.
∵青蛙漂浮在水面上,
∴青蛙受到水的浮力:
F1=G1,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
∵青蛙沉到另一种液体的底部,
∴青蛙受到另一种液体的浮力:
F2<G2,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
∵同一青蛙的质量不变,G=mg,
∴G1=G2,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②③可得:
F1>F2,
即:
青蛙在水中受到的浮力较大.
本题考查了学生对物体浮沉条件的掌握和运用,利用好青蛙的质量不变、重力相同是本题的关键.
11.(2005•扬州)如图所示,将系于绳端质量相等的铁桶和实心铁球同时浸没在水中,静止在如图所示位置,绳子对它们的拉力F1和F2的大小关系是( )
F1>F2
F1=F2
F1<F2
浮力大小的计算;
密度公式的应用;
力的合成与应用。
控制变量法;
浸在液体或气体中的物体都受到竖直向上的浮力的作用,物体所受浮力的大小不仅跟液体的密度有关,还跟物体排开液体的体积有关,据此分析物体所受浮力大小关系;
再根据F拉+F浮=G判断拉力大小关系.
∵ρ=
,m铁=m桶,
∴铁桶和实心铁球的体积:
v铁=v桶,
∵都浸没于水中,
∴v=v排,
铁桶和实心铁球排开水的体积v排相等,
∵F浮=ρ水v排g,
∴铁桶和实心铁球受到水的浮力相等;
∵F拉+F浮=G,
∴F拉=G﹣F浮,
∴绳子对它们的拉力F1和F2相等.
能够通过铁桶和实心铁球的质量和密度公式判断出铁桶和实心铁球的体积大小关系,进而知道铁桶和实心铁球排开水的体积关系是本题的解题关键.
12.一条金鱼在水底吐出了一个小气泡,该气泡从水底上升到水面的过程中,它受到的浮力将( )
变大
变小
不变
液体的压强的特点;
在水中,吐出小气泡的体积在上升过程中因受到水的压强变小、体积变大,排开水的体积变大,由阿基米德原理原理的推导公式分析浮力变化.
气泡在水中上升时,ρ水不变,所处的深度变小、受到水的压强变小,使得气泡的体积变大.因为V排=V气泡变大,所以由F浮=ρ水V排g可得:
气泡受到的浮力变大.
本题考查利用浮力计算公式F浮=ρ液V排g判断浮力变化,通过气泡深度变化得出所受压强变化、体积变化是本题的关键.
13.潜水艇由水面下20米深处上浮到10米深处,潜水艇壳受到的压强和浮力的变化情况是( )
压强不变,浮力增大
压强增大,浮力不变
压强变小,浮力不变
压强变小,浮力变小
(1)阿基米德原理的数学表达式为:
F浮=ρ液gV排,公式表明了物体受到的浮力大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关.液体压强公式p=ρ液gh表明了物体受到的压强只与液体的密度和深度有关,与其他因素无关.
(2)根据公式分析题目叙述的内容,问题就可以迎刃而解了.
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排:
物体浸没在水中,无论深度如何,V排不变,水的密度不变,F浮不变.
液体压强公式p=ρ液gh表明了物体受到的压强只与液体的密度和深度有关,与其他因素无关,深度减小,所以压强变小.
故选C
本题可以用排除法,由“根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排:
物体浸没在水中,无论深度如何,V排不变,水的密度不变,F浮不变.”即可排除A、D两个选项.
液体压强公式p=ρ液gh表明了物体受到的压强只与液体的密度和深度有关,与其他因素无关深度减小,所以压强变小,可以排除B、A两个选项.
14.关予浮力、浮沉条件.下列说法中正确的是( )
轮船从海里行驶到河里所受浮力减小
浸没在液体中的物体所受浮力的大小随深度的增加而增大
阿基米德原理只适用于浸在液体中的物体,不适用于气体中的物体
医学上将人的血液滴入硫酸铜溶液中,如果血液恰好悬浮.则说明两者密度相同
浮力大小的计算。
A、轮船从海里到河里均漂浮,自重不变,根据漂浮条件判断轮船受到水的浮力大小变化情况;
B、浸没在液体中的物体下沉时,排开水的体积不变,根据阿基米德原理判断受浮力变化情况;
C、阿基米德原理同样适用于浸在气体中的物体,求物体受到气体的浮力;
D、根据悬浮条件(物体受到液体的浮力等于物体重、物体的密度等于液体的密度)判断.
A、当船从海里到河里,都是漂浮,
船受到的浮力:
F浮=G,
∵船受到的重力不变,
∴船受到的浮力不变,故A错;
B、∵物体浸没在水中,
∴排开水的体积等于物体的体积,即:
v排=v物,
∴当物体下沉时,v排不变
∵F浮=ρ液v排g,
∴浸没在液体中的物体深度增加时,受到的浮力不变,故B错;
C、阿基米德原理同样适用于浸在气体中的物体,故C错;
D、如果血液的密度等于硫酸铜溶液的密度,把血液滴入硫酸铜溶液中,血液为悬浮,故D正确.
本题考查了学生对阿基米德原理、物体的浮沉条件(漂浮条件、悬浮条件)的了解与掌握,把物体的浮沉条件和密度关系(ρ液>ρ物,物体上浮;
ρ液<ρ物,物体下沉;
ρ液=ρ物,物体悬浮)一起理解记忆.
15.下列属于利用浮力升空的是( )
飞机
热气球
风筝
火箭
浮力的利用;
飞机的升力。
(1)飞机的机翼通常做成上面突起、下面平直的形状,当飞机在机场跑道上滑行时,流过机翼上方的空气的流速大,流过机翼下方的空气的流速小,机翼上下方所受的压力差形成的向上的升力,当飞机的滑行速度达到一定值时,机翼所受的升力大于飞机自重,飞机起飞;
风筝的升空原理与飞机类似.
(2)火箭升空靠气体的反冲作用而获得动力.
(3)热气球里热空气的密度小于空气的密度,使气球受到的浮力大于气球的重力,因而能升空.
(1)飞机和风筝是靠飞或风筝上下方所受的压力差形成的向上的升力实现升空的,故A、C错;
(2)火箭是靠气体的反冲作用而获得动力而升空的,故D错;
(3)热气球是因为所受浮力大于自重而实现升空的,故B正确.
本题考查了学生利用所学物理知识分析解释实际现象的能力,从原理上区分,有难度.
16.(2005•苏州)一个边长为a的立方体铁块从图(甲)所示的实线位置(此时该立方体的下表面恰与水面齐平),下降至图中的虚线位置,则能正确反映铁块所受水的浮力的大小F和铁块下表面在水中的深度h关系的图象是( )
图析法。
根据公式F浮=ρgV排可知,物体排开水的体积越大,受到的浮力越大,完全浸没后物体排开水的体积不再变化,所受浮力不再变化.
铁块在没有完全浸没时,根据公式F浮=ρgV排可知,物体所受浮力随浸没深度的增加而增大,因为浸没的深度越大,排开水的体积越大;
当完全浸没后,排开水的体积不再变化,不管浸入多深,所受浮力将不再改变.
本题考查浮力大小与物体浸入深度的关系,关键知道完全浸没前和完全浸没后的区别,还要知道影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积.
17.下列说法中,错误的是( )
悬浮在海水中的潜艇所受的浮力与重力相等
热气球的体积越大,受到空气的浮力越大
太空中运行的宇宙飞船不受浮力的作用
在水中上浮的物体受到浮力的作用,下沉的物体不受浮力的作用
阿基米德原理;
浮力的利用。
①当浮力大于物体重力﹣﹣物体上浮;
当浮力等于物体重力﹣﹣物体悬浮;
当浮力小于物体重力﹣﹣物体下沉.判断出A是否符合题意.
②热气球在空气中受到浮力的作用,热气球的体积越大则排开空气的体积越大,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排判断热气球受浮力大小变化情况.判断出B是否符合题意.
③太空中没有空气,处于真空状态,所以不受浮力.判断出C是否符合题意.
④物体的浮力取决于排开水的重量与物体的运动状态无关,物体的运动状态取决于物体的受力情况.
①因为潜水艇在水中悬浮,所以潜艇所受的浮力与重力相等;
故A正确.
②∵热气球在空气中,
∴排开空气的体积等于热气球的体积,即v排=v,即热气球的体积越大则排开空气的体积越大,
又∵F浮=ρ空气v排g,
∴热气球受到空气的浮力越大;
故B正确.
③太空中没有空气,处于真空状态,太空中运行的宇宙飞船不受浮力的作用;
故C正确.
④不论物体上浮还是下沉,浸入水中的物体均受到浮力的作用,只是当浮力大于物体重力﹣﹣物体上浮,当浮力小于物体重力﹣﹣物体下沉;
故D错误.
本题考查了物体浮沉条件的应用和学生对阿基米德原理的掌握和运用,注意阿基米德原理也适用于气体,需要注意的是在空气和液体中的物体受到浮力的作用,而太空中没有空气,处于真空状态,不受浮力的作用.
18.(2005•南京)如图所示,一只烧杯中盛有石蜡油、水和水银三种液体,液体之间并不溶合.将一实心铅块(铅的密度是11.3g/cm3)轻轻该放入烧杯中,图中能正确显示出铅块静止时位置的如图是( )
由物体的浮沉条件可知:
浸没在液体中的某种物体,当物体的密度大于液体的密度时,物体将下沉;
当物体的密度小于液体的密度时,物体将上浮,最后漂浮在液面.
由题中数据知:
铅块的密度要大于水和石蜡油的密度,因此在这两种液体中要下沉;
而铅块的密度小于水银的密度,因此最后在水银中漂浮;
据此判断.
A、铅块在水银中,因为铅块的密度小于水银的密度,铅块将上浮,故A错;
B、铅块在水和水银中,因为铅块的密度大于水、小于水银的密度,受到水和水银的浮力等于铅块重而静止,故B正确;
C、铅块在水中,因为铅块的密度大于水的密度,铅块将下沉,故C错;
D、铅块在水和石蜡油中,因为铅块的密度大于水和石蜡油的密度,铅块将下沉,故D错;
本题可以利用“排除法”选择答案,根据浮沉条件(ρ液>ρ物,物体上浮;
ρ液=ρ物,物体悬浮)判断A、C、D是错的,得出B正确.
19.一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示.图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是( )
F1
F2
F3
F4
浮力产生的原因。
从浮力产生的原因和浮力的方向去解答此题.
鸡蛋悬浮在液体中,此时鸡蛋上、下表面受到的压力不同,
这个压力差就是鸡蛋所受浮力,因浮力的方向总是竖直向上的,
所以F3正确;
此题主要考查学生对浮