2013年中考第一轮复习(浮力)

第38讲浮力一、选择题1．(2012·常州)2012年3月25日，卡梅隆乘坐“深海挑战者”号深潜器潜入马里亚纳海沟11 000 m深处．下潜过程中，卡梅隆发现深潜器发生越来越明显的收缩，则深潜器受到的海水压强和浮力的变化情况是(设海水密度不变)() A．压强越来越大，浮力越来越小B．压强越来越大，浮力越来越大C．压强越来越小，浮力越来越小D．压强越来越小，浮力越来越大解析下潜过程中，深度越来越大，根据公式p＝ρgh可知，所受液体压强越来越大；下潜过程中，卡梅隆发现深潜器发生越来越明显的收缩，则说明深潜器的体积变小，故根据浮力公式F浮＝ρ液gV排可知，浮力变小．答案 A2．(2012·大连)如图13－38－5所示，把铁块放在空容器中，沿容器壁缓慢向容器中加水至虚线处．加水过程中，铁块受到浮力．则在加水的全过程中，容器底对铁块的支持力F与时间t的关系图象是()图13－38－5解析在铁块浸没水中之前，V排变大，因为F浮＝ρ水V排g，所以铁块受到的浮力变大；在铁块浸没水中之后，V排不变，因为F浮＝ρ水V排g，所以铁块受到的浮力不变；可见铁块受到的浮力是先变大、后不变；因为F支＝G－F浮，F浮先变大、后不变；所以F支先变小、后不变；图C说明容器底对铁块的支持力F随时间的增大，先变小、后不变，所以图C符合支持力的变化规律．答案 C3．(2012·山西)水平桌面上的烧杯内装有一定量的水，轻轻放入一个小球后，从烧杯中溢出100 g的水，则下列判断正确的是(g＝10 N/kg) () A．小球所受浮力可能等于1 NB．水对烧杯的压强一定增大C．小球的质量可能小于100 gD．小球的体积一定等于100 cm3解析(1)假设烧杯原来装满水，小球漂浮在水面上，小球所受浮力：F浮＝G排＝m排g＝0.1 kg×10 N/kg＝1 N，因为F浮＝G排＝m排g＝G球＝m球g，小球的质量：m球＝m排＝100 g，排开水的体积：V排＝m排/ρ水＝100 g/1 g/cm3＝100 cm3＜V球．放入小球后水深不变，对容器底的压强不变．(2)假设烧杯原来装满水，小球沉入水底，小球所受浮力：F浮＝G排＝m排g＝0.1 kg×10 N/kg＝1 N，因为F浮＝G排＝m排g＜G球＝m球g，小球的质量：m 球＞m 排＝100 g ，排开水的体积：V ′排＝m 排/ρ水 ＝100 g/1g/cm 3＝100 cm 3＝V 球．放入小球后水深不变，对容器底的压强不变．(3)假设烧杯原来没有装满水，排开水的质量比100 g 大，小球受到的浮力、小球的质量和体积、容器底受到的压强都要变大．答案 A4．(2012·杭州)小吴同学为探究力之间的关系做了如图13－38－6所示的实验．将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中，直至刚没入水中(不接触容器，无水溢出)．在该过程中，下列有关弹簧测力计和台秤示数的说法正确的是 ( )A ．弹簧测力计的示数减小，台秤示数不变B ．弹簧测力计的示数不变，台秤示数也不变C ．弹簧测力计的示数减小，台秤示数增大D ．弹簧测力计的示数不变，台秤示数增大 解析 在实验中，铝块受到重力大小等于弹簧测力计对铝块的拉力和水对铝块的浮力之和．铝块从浸入水到浸没的过程中，铝块所受到的浮力逐渐变大，重力不变，则铝块受到的拉力变小，弹簧测力计的读数也变小．台秤的示数大小等于台秤受到的压力大小，即烧杯对台秤的压力．铝块所受到的浮力增大，由于力的作用是相互的，因此铝块对水会有一个竖直向下的反作用力，则水对容器底的压力也增大，烧杯对台秤的压力也随之增大．所以，弹簧测力计的示数减小，台秤示数增大．图13－38－6答案 C5．一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13－38－7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()图13－38－7A．F1B．F2C．F3D．F4解析浮力的方向总是竖直向上的，与重力的方向相反，并且在同一条直线上．答案 C6．(2012·沈阳)同一个鸡蛋放入水和盐水中静止时，鸡蛋在图甲中漂浮、在图乙中沉底，如图13－38－8所示．由此可知()图13－38－8A．甲图中的鸡蛋受到的浮力大于重力B．乙图中的鸡蛋受到的浮力小于重力C．甲、乙两图中鸡蛋受到的浮力大小相等D．乙图中的液体是盐水解析(1)同一个鸡蛋在甲图中鸡蛋漂浮，F浮甲＝G，在乙图中鸡蛋沉底，F浮＜G，所以，F浮甲＞F浮乙，故B正确，AC不正确；同一个鸡蛋在甲图中鸡乙蛋漂浮ρ甲＞ρ鸡蛋，在乙图中鸡蛋沉底，ρ乙＜ρ鸡蛋，所以ρ甲＞ρ乙，故甲是盐水，D不正确．答案 B7．将小铁块和小木块放入一盆水中．结果发现木块浮在水面上，铁块沉入水底，就此现象，下列分析正确的是() A．木块受到浮力，铁块不受浮力B．铁块沉入水底，所受浮力一定小于自身的重力C．木块受到的浮力一定大于铁块所受的浮力D．木块浮在水面上，所受浮力大于自身的重力解析浸在液体中的物体受到液体的浮力，铁块沉入水底也受浮力，但铁块所受的浮力小于自身的重力；木块和铁块受到的浮力大小取决于它们排开水的体积，所以C不正确；物体漂浮时浮力等于重力．答案 B8．(2012·自贡)一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中，如图13－38－9已给出整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的实验图象，已＝1.0×103 kg/m3.则下列说法中错误的是() 知ρ水图13－38－9A．圆柱体在刚浸没时下表面受到的液体压强是700 PaB．圆柱体的重力为12 NC．圆柱体所受的最大浮力为8 ND．圆柱体的密度为1.5×103kg/m3解析A．由图象可知，圆柱体在刚浸没时，下表面所处的深度为h＝7 cm－3 cm＝4 cm＝0.04 m，因此受到的液体压强p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m＝400 Pa，故A不正确、符合题意；B．由图象可知，当h＝0时，弹簧测力计示数为12 N，此时圆柱体处于空气中，G＝F拉＝12 N，故B正确、不符合题意；C．由图象可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变，受到的浮力不再改变，则圆柱体受到的浮力F浮＝G－F′＝12 N－4 N＝8 N．故C正确、不符合题意；D．当圆柱体完全浸入水中时，圆柱体受到的浮力F浮＝G－F＝12 N－4 N＝8 N，V物＝V排＝F浮/ρ水g＝8 N/(1.0×103kg×10 N/kg)＝8×10－4 m3，圆柱体密度ρ物＝mV物＝GV物g.g＝12 N8×10－4m3×10 N/kg＝1.5×103kg/m3，故D正确、不符合题意．答案 A二、非选择题9．(2012·连云港)中国改装的“瓦良格”号航空母舰出海试航，如图13－38－10所示．当航母在平静的水面航行时，它所受的浮力________它的总重力(选填“大于”、“等于”或“小于”)．当航空母舰上舰载飞机起飞后，它排开水的体积________．(选填“增大”、“减小”或“不变”)图13－38－10解析知道航母在平静的水面上航行(漂浮)，利用漂浮条件确定浮力与总重力的关系；战机在起飞前是停在航母上的，应将其与航母看成一个整体，再根据漂浮的条件，可判断战机起飞前后浮力的变化情况．因为航母漂浮，所以它受到的浮力等于总重力；战机从航母上起飞后，航母的总重力减小，根据漂浮物体的浮力等于自身重力，所以浮力将减小，由阿基米德原理可知排开水的体积会减小．答案等于减小10．(2012·株洲)一个质量是60 g的鸡蛋悬浮在盐水中不动时，它受到的浮力是________N，如果往盐水中注入清水，鸡蛋将________．(填“下沉”“上浮”或“不动”)(g＝10 N/kg)解析鸡蛋重：G＝mg＝60×10－3kg×10 N/kg＝0.6 N，由于鸡蛋悬浮，所以F浮＝G＝0.6 N．鸡蛋悬浮在盐水中，是因为鸡蛋受到的重力和浮力相等，若向杯中加入清水，使盐水的密度减小，而鸡蛋的体积(排开盐水的体积，不变)，由阿基米德原理知道鸡蛋受到的浮力变小，又因为鸡蛋重不变，所以此时鸡蛋受到的浮力小于鸡蛋重，鸡蛋将下沉．答案0.6下沉11．(2012·浙江湖州)元宵佳节，湖城许多人燃放孔明灯祈福，如图13－38－11.(1)孔明灯上升时，灯罩内的气体密度________(选填“大于”、“小于”或“等于”)灯罩外的空气密度．(2)孔明灯内火焰温度高达300 ℃以上，燃烧时一旦飘落到加油站、森林、居民区等地，易使可燃物温度达到________而引发火灾，因此我市现已禁止燃放孔明灯．解析 孔明灯上升可以与热气球上升相类比，孔明灯、热气球里面气体密度小于外面的空气密度．可燃物燃烧同时具备两个条件：温度达到着火点，与氧气接触．答案 (1)小于 (2)着火点12．如图13－38－12所示，某物块浸没在水中时，下表面受到水的压力为2.3 N ，上表面受到水的压力为1.5N ，则该物块受到水的浮力为________ N ，方向为________． 解析 浮力产生的原因是液体对物体下表面和上表面有压力差，由于下表面的压力总大于上表面的压力，所以浮力的方向总是向上的．答案 0.8 竖直向上13．为了探究物体的浮沉条件，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、烧杯、金属块、细线、水及其他简单辅助器材．实验步骤如下：图13－38－13(1)按如图13－38－13甲的方法测出金属块受到的重力，大小为________ N.(2)按如图乙的方法测出金属块浸没在水中时排开水的体积，大小为________ 图13－38－12cm3.(3)用公式F浮＝ρ水gV排计算金属块浸没在水中受到的浮力，大小为________ N.(4)比较金属块浸没在水中受到的浮力和金属块受到的重力大小，可知金属块浸没在水中时会________(填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)．解析铁块受到的重力大小等于弹簧测力计的示数2.2 N，金属块浸没在水中时排开水的体积等于两次量筒示数的差20 cm3；金属块浸没在水中受到的浮力F浮＝ρ水gV＝0.2 N；浮力小于重力所以金属块浸没在水中时会下沉．答案(1)2.2(2)20(3)0.2(4)下沉14．(2012·烟台)在实现登月“访吴刚、会嫦娥”千年夙愿的同时，我们一直在追寻着下海“闯龙宫、见龙王”的梦想.2011年7月，我国首台自主设计、自主集成的载人潜水器“蛟龙”号，如图13－38－14所示，其主要技术参数如下表，在经过布放、下潜、上浮、回收等一系列操作后，顺利完成5 000 m级海试任务.2012年6月3日赴马里亚纳海沟向7 000 m级发起冲击，“上九天揽月、下五洋捉鳖”成为现实.图13－38－14规格：长8.2 m宽3.0 m高3.4 m空重：22 t(不含乘员体重及压载铁重)最大载荷：220 kg(不包括乘员体重)最大速度：25节(巡航1节)目前最大下潜深度：7 000 m乘员：3人(每名乘员的体重不超过80 kg)(1)潜水器“下五洋”最大的困难是什么？(2)根据表中提供的信息，计算说明设计制造时，“蛟龙”号至少承受的压强是多大？(3)“蛟龙”号采用“深潜器无动力下潜上浮技术”，其两侧配备4块相同的压载块，当其到达设定深度时，可抛卸其中2块压载块，使其处于悬浮状态，从而实现各种实验作业．粗略计算小铁块的体积为多大时，才能使“蛟龙”号最大负载时实现悬浮静止状态？(海水的密度取 1.0×103kg/m3，g取10 N/kg，铁的密度是7.9×103 kg/m3，计算结果保留1位小数)解析(1)根据公式p＝ρgh可知，液体的压强随深度的增加而增大．(2)已知最大下潜深度，由液体压强公式p＝ρgh求产生的压强．(3)对“蛟龙号”受力分析，由平衡条件求铁块的体积．答案(1)潜水器“下五洋”最大的困难是克服深海水产生的巨大压强；(2)“蛟龙号”到达h＝7 000 m深的海底时，海水密度ρ＝1.0×103 kg/m3，海水对“蛟龙号”外壳的压强约为p＝ρgh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×7 000 m＝7×107Pa.答：“蛟龙”号至少承受的压强是7×107Pa.(3)“蛟龙号”悬浮时，所受浮力和重力是平衡力，重力G＝mg＋2m铁g＝(22 000 kg＋220 kg＋3×80 kg)×10 N/kg＋2×10 N/kg×m铁＝224 600 N＋2×10 N/kg×m铁；受到的浮力F浮＝ρ海水gV排＝1.0×103kg/m3×10 N/kg×8.2 m×3 m×3.4 m＝836 400 N；因为F浮＝G，所以铁块的质量m铁＝836 400 N－224 600 N2×10 N/kg＝30 590 kg；铁块的体积为V＝m铁ρ铁＝30 590 kg7.9×103 kg/m3≈3.8 m3.。