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- 2021-11-10 发布
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;>;2.7。 【解析】由于在A位置排开水的质量大于在B位置排开水的质量,所以FA>FB; 由于A位置比B位置所处的位置深,所以在A处的压强大于B处的压强pA>pB, 乒乓球的质量为2.7g,当它漂浮在水面时,排开水的质量也是2.7g,所以排开水的体积为2.7cm3。 答案是:>;>;2.7。 三、实验探究题 18.(2020·吉林省长春市中考模拟四)学校兴趣小组在探究浸在液体中的物体所受浮力大小规律的实验中,做如图1的实验,将同一物体A逐渐浸入到密度为ρ0的液体中,并通过观察弹簧测力计的示数。 (1)由实验可知A物体的重力为________N,A物体浸没在液体中时所受的浮力是________N。 (2)分析比较实验序号甲、乙、丙可初步得出结论:当液体的密度相同时,物体________,物体受到的浮力越大;分析比较实验序号________可初步得出结论:同一物体所受浮力与浸没在液体中的深度________(选填“有关”或“无关”)。 (3)君君同学在进行丁步骤实验时,物体接触并挤压了容器底部,他测得的物体浮力比真实值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”) (4)若烧杯底面积为100cm2,不计烧杯厚度,当A 21 浸没在液体中后,如图丙,烧杯对桌面的压强比没放入A时增加了________Pa。 (5)静静同学继续用下面的方法测出了金属块B物体的密度,她具体操作如下: ①边长为a的正方体木块放入装有适量该液体的烧杯中,待其静止后用刻度尺测出有的高度露出液面,如图2中图甲,则木块的重力是 (用ρ0,a等相关的物理量表示)。 ②将B物体放在木块中央静止后用刻度尺测出此时木块露出液面的高度为h1,如图2中图乙。 ③用体积可忽略不计的细线将物体B系在木块中央,放入液体中静止后测出此时木块露出液面高度h2,如图2中图丙。 ④则B物体的密度ρB= (用ρ0,a,h1,h2等相关的物理量表示)。 【答案】(1)6;2;(2)排开液体体积大;甲、丙、丁;无关;(3)偏大;(4)200;(5)ρ0ga;ρ0。 【解析】(1)由甲图知,A物体的重力为6N,A物体浸没时,弹簧测力计的示数为4N,由F浮=G﹣F得:A物体浸没在液体中所受的浮力大小为2N; (2)分析比较实验序号甲、乙、丙,液体的密度相同时,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,根据F浮=G﹣F示,物体受到浮力越大;研究物体所受浮力与物体浸没在液体中的深度的关系时,应控制排开液体的体积和液体的密度相同,改变物体A在液体的深度,所以,应分析比较实验序号甲、丙、丁。已知在丙、丁中,弹簧测力计的示数均为4N,根据F浮=G﹣F知,物体受到的浮力不变。可初步得出结论:当排开液体的体积相同时,物体所受浮力与浸没在液体中的深度无关。 (3)若物体接触并挤压了容器底部,由力的作用是相互的,容器底部对物体有一个向上的力的作用,测力计的示数将减小,根据F浮=G﹣F示可知,测得的浮力将偏大。 (4)当A浸没在水中后,水给A一向上的浮力,根据力的作用是相互的可知,A也会给水一向下的压力,所以烧杯中的水对烧杯底部增大的压力△F=G﹣F=6N﹣6N=2 21 ;铁块完全浸没在水中,烧杯中的水对烧杯底部的压强增大了:△p===200Pa; (5)①木块露出液面的高度为a,所以浸入液面以下的部分高度为(1﹣)a=a;木块底部所受液体的压强p=ρ0ga; ④由图2甲可知,木块漂浮于液面,所以F浮=G木,根据阿基米德原理得:F浮=ρ液gV排=ρ液ga,则G木=ρ0gSa ①,同理由图2乙可知:G木+GB=ρ0gS(a﹣h1)②,同理由图3丙图可知:G木+GB=ρ0g[VB+S(a﹣h2)]③,①②联立解得:GB=ρ0gS(a﹣h1), ②③联立解得:VB=S(h2﹣h1),则物体B的密度为:ρB====ρ0。 答案是:(1)6;2;(2)排开液体体积大;甲、丙、丁;无关;(3)偏大;(4)200;(5)ρ0ga;ρ0。 19.(2020·北京市朝阳区中考模拟(延期开学网上考试)为了探究“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体密度是否有关”,小阳选用图所示的外形完全相同的圆柱体A和B(已知ρB>ρ A>ρ水)、弹簧测力计和装有适量水的烧杯进行实验: (1)本实验中的自变量是___________,因变量是___________,必须控制的变量是_____; (2)以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整: ①将圆柱体A和B分别悬挂在弹簧测力计下,静止时记录测力计的示数为F1和F2; ②将圆柱体A浸没水中,圆柱体不接触容器,静止时记录测力计的示数为F3; ③_____________________________,静止时记录测力计的示数为F4; 21 (3)由_______________,可知“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体的密度无关”。 【答案】(1)物体密度;(2)物体所受浮力;(3)液体密度和物体排开液体的体积;(4)将圆柱体B浸没水中,圆柱体不接触容器;(5)。 【解析】(1)由实验探究“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体密度是否有关”可知,该实验的自变量为物体密度,因变量为物体所受浮力,必须控制的变量即无关变量是液体密度和物体排开液体的体积。 (2)实验当中要通知物体排开液体的体积相同,因此应将圆柱体B浸没水中,圆柱体不接触容器,静止时记录测力计的示数为F4。 (3)根据称重法求浮力可知圆柱体A受到的浮力为: 圆柱体B受到的浮力为: 当,即AB受到的浮力相同时,可知“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体的密度无关”。 故答案是:(1)物体密度;(2)物体所受浮力;(3)液体密度和物体排开液体的体积;(4)将圆柱体B浸没水中,圆柱体不接触容器;(5)。 20.(2020·江苏省扬州市仪征市中考一模)在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,主要实验步骤如下: a.将一个金属圆柱体悬挂在弹簧测力计下,按如图甲所示组装器材。 b.向空烧杯中缓慢注入清水,直到没过金属体一段距离(烧杯未加满水),如图乙中①~⑤所示,待示数稳定后分别读取弹簧测力计的示数F1~F5。 c.如图乙中⑥所示,再向烧杯中加入适量盐,并轻轻搅拌,直至弹簧测力计示数稳定后读数为F6。 21 (1)图乙中 (选填①~⑥序号)可以得出浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。在图⑤中,金属体所受到的浮力F浮= (用测量量的字母来表示)。 (2)图乙中 (选填①~⑥序号)可以得出浮力的大小跟物体浸没的深度无关。金属体的体积V= (用已知量ρ水、g和测量量的字母来表示)。 (3)因为浮力的大小跟液体的密度有关,可知图⑤、⑥中,F5 F6(选填“>、=、<”),图⑥中盐水密度:ρ盐水= (用已知量ρ水和测量量的字母来表示)。 【答案】(1)①②③④;F1﹣F5;(2)①④⑤;;(3)>;•ρ水。 【解析】(1)根据控制变量法知,要探究浮力的大小跟物体排开液体的体积的关系,需要控制液体的密度不变,改变排开液体的探究,图①②③④符合题意;根据称量法知,在图⑤中,金属体所受到的浮力F浮=F1﹣F5; (2)要探究浮力的大小跟物体浸没的深度的关系需要控制液体的密度和排开液体的体积相同,改变深度,图①④⑤符合题意; 根据阿基米德原理F浮=F1﹣F5=ρ水gV排, 则金属体的体积V=V排=; (3)浮力的大小跟液体的密度有关,液体的密度越大,浮力越大,因为盐水的密度大于水的密度,物体在盐水中的浮力大,根据称量法F浮=G﹣F知盐水中的弹簧测力计的拉力小,即F5>F6; 图⑥中物体受到的浮力为:F盐水=F1﹣F6, 根据阿基米德原理知F盐水=ρ盐水V排g=F1﹣F6, 21 盐水密度:ρ盐水==•ρ水。 故答案为:(1)①②③④;F1﹣F5;(2)①④⑤;;(3)>;•ρ水。 21.(2020·江西省中考模拟)如图所示,平静的泳池水面上漂浮着一只小皮球,多多试图用扔石子激起水波的方法将皮球推向泳池边.但他发现小石子扔进水中,激起了一圈圈水波向外扩展,而皮球几乎只在原处“蹦蹦跳跳”,并未随水波向外水平移动. 多多猜想其中原因可能是_____ A.小石子使水产生的振动不够强 B.皮球浸入水中深度过浅 C.向外逐渐扩展的水波,是被石子击中的那部分水,将竖直方向的振动向外依次传播而形成,而水并未水平移动,故对皮球没有产生水平推力 为了验证猜想,他设计了如下的实验方案: ①安全起见,选择一个水深较浅(膝盖以下)的水池,将质量不同的小木块、小纸船、乒乓球置于平静水面以O为圆心的同一圆上(它们浸入水的深度不同),如图所示; ②用手替代石子,以一定的频率沿竖直方向拍打水面O点处; ③拿走纸船和木块,改变拍打水面的方向,观察乒乓球的运动情况; 请回答以下问题: (1)在验证猜想A时,她用不同的力度沿竖直方向拍打水面,若发现乒乓球没有水平移动,说明:球是否能水平移动与水振动的强弱_____(选填“有关”或“无关”)。 (2)实验方案①②是为了验证猜想_____(选填序号字母)。实验时,若观察到三个物体都只在原位置上下振动,多多由此得到结论:物体是否水平移动与浸入深度无关。 你认为这一结论是否可靠?_____,原因是:__ ___。 (3)实施方案③ 21 时,若发现除了竖直拍打外,其他拍打方向均能使乒乓球在水平方向上移动,说明当时多多所扔的石子几乎是以_____方向入水 (4)要验证猜想C,再提供几个_____的兵兵球,将几个乒乓球分别放在以O点为圆心的_____(均选填“相同”或“不同”)同心圆上,手以一定频率沿竖直方向拍打水面O点处,观察乒乓球的运动情况。 【答案】C;无关;B;不可靠;没有控制三个物体的质量相同;竖直;相同;不同。 【解析】(1)多多的猜想可能是C,多多用不同的力度沿竖直方向拍打水面,水振动强度不同,若发现乒乓球没有水平移动,则说明:球是否能水平移动与水波大小无关; (2)将质量不同的小木块、小纸船、乒乓球置于平静水面以O为圆心的同一圆上,改变了物体浸入水的深度,然后用手拍打,观察现象,可验证猜想B;因为没有控制三个物体的质量相同。 (3)根据题意,竖直方向拍打水,乒乓球不移动,其它方向拍打水,乒乓球都移动,当时多多扔石子后,乒乓球没有移动,说明石子几乎是以竖直方向入水的; (4)要验证猜想C,再提供几个相同的兵兵球,被石子击中的那部分水,将竖直方向的振动向外依次传播而形成,而水并未水平移动,所以要验证该猜想,应将几个乒乓球分别放在以O点为圆心的不同同心圆上,用手以一定频率沿竖直方向拍打水面O点处,观察乒乓球的运动情况。 答案是:C;无关;B;不可靠;没有控制三个物体的质量相同;竖直;相同;不同。 四、计算题 22.(2020·江苏省南京市中考模拟四)如图甲所示,在水平桌面上放有一薄壁柱形容器,底面积为100cm2,一个重力为2.5N,底面积为40cm2,高为10cm的柱形玻璃杯A漂浮于水面,在A的底部连接有一个实心金属块B,A、B两物体在水中处于静止状态时细线未拉直(B未与容器底部紧密接触,细线不可伸长且质量体积忽略不计)。向容器中注水,细线拉力随时间变化图象如图乙所示(容器无限高)。(g取10N/kg)求: (1)图甲中玻璃杯A所受浮力的大小; (2)图甲中水对玻璃杯A底部的压强大小; (3)t1时刻到t2时刻加水的体积。 21 【答案】(1)图甲中玻璃杯A所受浮力为2.5N;(2)图甲中水对玻璃杯A底部的压强为625Pa;(3)t1时刻到t2时刻加水的体积为75cm3。 【解析】(1)由题意可知,甲中玻璃杯A处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,所以,A受到的浮力F浮=GA=2.5N; (2)玻璃杯A漂浮,根据浮力产生的原因可知,水对玻璃杯A底部的压力F=F浮=2.5N, 则玻璃A底部受到的压强p===625Pa; (3)由图乙可知,t1时刻和t2时刻,绳子处于拉直状态,受到竖直向上的浮力、竖直向下A的重力和绳子的拉力处于平衡状态,由A受到的合力为零可得:F浮=GA+F拉, t1时刻有:F浮1=GA+F1,t2时刻有:F浮2=GA+F2, 则t1时刻到t2时刻玻璃杯A浮力的变化量:△F浮=F2﹣F1=1.0N﹣0.5N=0.5N, 由F浮=ρgV排可得,玻璃杯A排开水体积的增加量: △V浸=△V排===5×10﹣5m3=50cm3, 水面升高的高度:△h===1.25cm, 则加水的体积:△V水=(S﹣SA)△h=(100cm2﹣40cm2)×1.25cm=75cm3。 23.(2020·北京市朝阳区中考模拟(延期开学网上考试)如图甲所示,在空气中称量物体,测力计的示数为4N;如图乙所示,把物体浸没在水中,测力计示数为3N,g取10N/kg。求: 21 (1)物体受到的浮力; (2)物体的密度。 【答案】(1) 1N;(2)4×103 kg/m3。 【解析】(1)物体浸没在水中受到浮力:F浮=G-F示=4N-3N=1N (2)由F浮=ρgV排可得物体排开水的体积: 因为物体浸没水中,物体的体积:V=V排=1×10-4m3 物体的质量: 物体的密度:。 答:(1)物体浸没在水中受到的浮力为1N;(2)物体的密度为4×103kg/m3。 24.(2020·北京四中中考模拟(适应性测试)将一盛有水的圆柱形容器置于水平桌面上,用细线拴一重为G 的小球,将小球浸没在水中,细线对小球的拉力为F,如图所示。已知:小球的体积为 2×10-3m3,密度为 0.6g/cm3,g 取 10N/kg。 求:(1)小球完全浸没在水中时,所受浮力的大小; (2)细线对小球的拉力为F 的大小 【答案】(1) 20N;(2) 8N。 21 【解析】(1)小球完全浸没在水中时,则: 则所受浮力的大小为: 小球完全浸没在水中时,所受浮力的大小20N。 (2)小球的体积为 2×10-3m3,密度为: 根据和可得小球的重力: 对小球进行受力分析可知,小球在竖直向下的重力、拉力和竖直向上的浮力作用下保持静止,故细线对小球的拉力为: 答:(1)小球完全浸没在水中时,所受浮力的大小为20N。(2)细线对小球的拉力为F的大小为8N。 25.(2020·广东省佛山市南海区石门实验中学中考一模)如图所示,一个圆柱形容器中装有一定量的水,一个质量为780g的石块挂在弹簧测力计上并浸没水中,石块静止时弹簧测力计的示数为4.2N,容器的底面积为180cm2,g=10N/kg.求: (1)石块在水中受到的浮力。 (2)石块的密度。(得数保留1位小数) (3)若将石块从水中取出,容器中的水位将下降多少厘米?(附在石块上的水忽略不计) 【答案】(1)石块受到的浮力为3.6N;(2)石块的密度为2.2×103kg/m3;(3)若将石块从水中取出,容器中的水位将下降2cm。 【解析】(1)石块质量m=780g=0.78kg, 则重力G=mg=0.78kg×10N/kg=7.8N; 石块受到的浮力:F浮=G﹣F′=7.8N﹣4.2N=3.6N; 21 (2)由F浮=ρ水gV排得石块的体积:V=V排===3.6×10﹣4m3, 石块密度:ρ==≈2.2×103kg/m3。 (3)若将石块从水中取出,则水面下降的高度:△h===0.02m=2cm。 21