中考物理 母題題源系列 專題09 物體的浮沉條件及應(yīng)用（含解析）.doc

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專題09 物體的浮沉條件及應(yīng)用 【1】（xx年海南卷）如圖所示，兩只相同的氣球，分別充入氫氣和空氣，充氣后體積相同，放飛氣球時(shí)只有氫氣氣球升上空中。若它們在空氣中受到的浮力分別為 F氫和F空，則下列說法中正確的是 A. F 氫＞F 空 B. F 氫＝F 空 C. F 氫＜F 空 D. 條件不足，無法比較 【答案】B 【解析】根據(jù)阿基米德原理，即進(jìn)行判斷。 兩只相同的氣球，分別充入氫氣和空氣，充氣后體積相同，排開空氣的體積相同，所以根據(jù)可知，空氣密度相同，排開空氣的體積相同時(shí)，浮力相等。 故B正確。 點(diǎn)睛：重點(diǎn)是阿基米德原理的應(yīng)用，即，要理解氫氣球上升是因?yàn)樽灾匦?，即重力小于浮力，并不是因?yàn)槭艿降母×Ρ妊b空氣的球浮力大。 【2】（xx年臨沂卷）xx年4月20日，我國最先進(jìn)的自主潛水器“潛龍三號”（如圖所示）成功首潛。潛水器在水面下勻速下潛過程中（ ） A. 受到的重力小于浮力 B. 上、下表面受到的壓力差變大 C. 受到的壓強(qiáng)變大，浮力變大 D. 受到的壓強(qiáng)變大，浮力不變 【答案】D 【解析】分析：物體受到浮力的原因是物體上、下表面受到液體的壓力差作用，浮力的大小與液體密度和物體排開液體的體積有關(guān)，因此判斷浮力的大小，關(guān)鍵判斷液體密度和物體排開液體的體積發(fā)生怎樣的變化。潛水器受到的壓強(qiáng)大小與液體的密度和潛水器所處的深度有關(guān)，因此判斷壓強(qiáng)的大小，關(guān)鍵是判斷液體密度和潛水器所處深度的變化。 解答：潛水器在水面下勻速下潛，此時(shí)水的密度不變，潛水器浸沒在水中，其排開水的體積不變，但是在水中的深度逐漸增深。根據(jù)公式和公式可知，潛水器受到的壓強(qiáng)增大，浮力不變，即上、下表面受到的壓力差不變。故選項(xiàng)A、B、C均錯(cuò)誤，D正確。 故選：D。 【點(diǎn)睛】本題考查了對液體壓強(qiáng)和浮力的判斷。判斷時(shí)要了解影響液體壓強(qiáng)和浮力大小的因素，并判斷影響因素中哪些是定量，哪些是變量。 【3】（xx年福建B卷）如圖，薄壁圓柱形容器A、B放在水平桌面上，分別盛有不同的液體，A、B的底面積之比SA：SB=2：1，液面的高度之比hA：hB=3：2，液體對兩個(gè)容器底部的壓力大小相等，現(xiàn)將完全相同的小球分別放入A、B，液面未溢出，靜止時(shí)，A中的小球懸浮，B中的小球________（選填“漂浮”、“懸浮”或“沉底”），A、B容器底部受到液體的壓強(qiáng)之比pA：pB=_________。 【答案】 漂浮 1：2 【解析】解：（1）已知薄壁圓柱形容器A、B分別盛有不同的液體，由液體壓強(qiáng)公式p=ρgh可得，A、B容器底所受到的液體壓強(qiáng)分別為，； 則A、B容器底部所受到的壓力分別為，； 液體對兩個(gè)容器底部的壓力大小相等，故 所以 ，即； 將完全相同的小球分別放入A、B，靜止時(shí)，A中的小球懸浮，由漂浮條件可得，， 故， 則B中的小球漂浮。 （2）已知液體對兩個(gè)容器底部的壓力大小相等，將完全相同的小球分別放入A、B，液面未溢出，靜止時(shí)，A中的小球懸浮，B中的小球漂浮，則兩容器底所受到的壓力的變化量相等，故有FA=FB， 根據(jù)壓強(qiáng)公式可得， A、B容器底部受到液體的壓強(qiáng)之比。 【4】（ xx年連云港卷）如圖所示，小球在繩子拉力作用下恰好浸沒在水中，此時(shí)小球所受的浮力_____小球的重力（選填“大于”、“小于”或“等于”），剪斷繩子后，小球上升過程中所受的浮力_____（選填“變大”、“變小”或“不變”，下同），水對燒杯底部的壓強(qiáng)_____。 【答案】 大于 變小 變小 【解析】【解答】（1）小球在繩子拉力作用下恰好浸沒在水中，小球受到豎直向下的重力和豎直向上的浮力作用，此時(shí)在豎直向下的拉力作用下處于靜止，則根據(jù)物體受力平衡可知：F?。紾F；所以，小球所受的浮力大于小球的重力。（2）剪斷繩子后，小球會(huì)上升，由于原來小球恰好浸沒在水中，所以上升后就會(huì)露出水面，則上升過程中排開水的體積變小，根據(jù)阿基米德原理可知所受的浮力變小，水的液面下降，根據(jù)p＝ρgh可知水對燒杯底部的壓強(qiáng)變小。 點(diǎn)睛：（1）根據(jù)物體的受力平衡即可判斷小球所受浮力大于重力。（2）剪斷繩子后，根據(jù)排開液體的體積變化，利用阿基米德原理F浮＝G排＝ρ液gV排分析水中的小球所受浮力浮變化，根據(jù)水的深度變化利用p＝ρgh判斷水對燒杯底部的壓強(qiáng)變化。 【難點(diǎn)中心】本類題通常主要考查對物體的浮沉條件的理解，以及阿基米德原理的理解與簡單的應(yīng)用。涉及的考點(diǎn)有物體的浮沉條件及阿基米德原理。著重考查對基本概念和基本規(guī)律的理解與應(yīng)用，以及識圖的能力。由于涉及物理量太多，考生出錯(cuò)率較高。 【考點(diǎn)難點(diǎn)突破】 【知識鏈節(jié)】 1．當(dāng)浮力大于物體重力 （）——物體上浮。 當(dāng)浮力等于物體重力（）——物體懸浮可停在液體內(nèi)部任意一位置。 當(dāng)浮力小于物體重力（）——物體下沉。 利用阿基米德原理，可把物體的浮沉條件改寫為用密度表示的形式：因?yàn)?，物體重力，又因?yàn)槭侨拷?，，于是有? ， ， 。 2．（1）通過牙膏皮實(shí)驗(yàn)已證明，實(shí)心的牙膏皮沉入水中，空心的浮于水面，由此可見我們要使密度大于水的物質(zhì)做成的物體浮于水面可采用“空心”辦法，增大體積從而增大浮力，使物體浮于水面。如把木頭挖成空心的獨(dú)木舟，可以減小自身的重力，多裝貨物，以增大可利用的浮力。再有用鋼鐵做成輪船，也是根據(jù)這一道理。 （2）輪船、潛水艇、氣球、飛艇的工作原理： ①輪船： 鋼鐵制造的輪船是“空心”的，使它排開的水的體積增大，從而增大浮力，浮在水面。 （注意：輪船的排水量是指輪船滿載時(shí)排開水的質(zhì)量，根據(jù)輪船的排水量可以求出輪船受到的浮力）。 ②潛水艇：鋼鐵制造的潛水艇也是“空心”的，在水中時(shí)不變，則浮力不變，潛水艇的上浮、下潛和懸浮是通過對水艙充水和排水，達(dá)到改變自身的重力而實(shí)現(xiàn)的。 【技能方法】 1．根據(jù)題目中所給出的圖形分析物體在液體中的狀態(tài)。 2．分析物體所受重力和浮力的大小關(guān)系以及物體密度和液體密度的關(guān)系。 3．根據(jù)物體所受重力和浮力的大小關(guān)系以及物體密度和液體密度的關(guān)系逐步分析各個(gè)選項(xiàng)的正誤。 【1】如圖甲所示的圓柱形容器中裝有適量的某種液體，現(xiàn)將密度為0.6103kg/m3的正方體木塊A放人容器中，木塊靜止時(shí)露出液面的體積與浸人液體的體積之比為1：3；在木塊上表面輕放一個(gè)物塊B（VA=2VB），A的上表面剛好與液面相平，如圖乙所示。若將物塊B單獨(dú)放人此液體中，它靜止時(shí)將（ ） A. 懸浮 B. 漂浮 C. 沉底 D. 無法判斷 【答案】B 【解析】分析：根據(jù)物體漂浮時(shí)浮力等于重力，算出物體B的密度，作出判斷。 解答：甲圖中，木塊A在液體中漂浮，木塊靜止時(shí)露出液面的體積與浸入液體的體積之比為1：3，則漂浮時(shí)浮力等于重力，所以，即：則液體的密度：；在木塊上表面輕放一個(gè)物塊B（VA=2VB，則），A的上表面剛好與液面相平，如圖乙所示，因?yàn)檎w漂浮，所以浮力等于總重力，即：，，化簡可得：則B的密度： 故若將物塊B單獨(dú)放入此液體中，它靜止時(shí)將漂浮。 故選：B。 【點(diǎn)睛】本題主要考查阿基米德原理以及物體的浮沉條件，有一定難度。 【2】水平桌面上放置一底面積為S的薄壁圓筒形容器，內(nèi)盛某種液體，將質(zhì)量分別為mA、mB、mc，密度分別為A、B、c的均勻?qū)嵭男∏駻、B、C放入液體中，A球漂浮，B球懸浮，C球下沉，如圖所示，它們所受的浮力分別為FA、FB、Fc。下列選項(xiàng)正確的是 A. 若mA = mB = mc，則FA = FB > Fc B. 將C球截去部分后，剩余部分可能上浮 C. 只取出A球，容器中液面的高度降低了 D. 三球放入液體前后，液體對容器底部的壓強(qiáng)變化了 【答案】ACD 解答：A、由題知，三球的質(zhì)量相等、重力相等，A球漂浮，B球懸浮，受到的浮力相等，C球下沉，浮力小于重力，所以，故A正確； B、C球下沉，可知C球密度大于液體密度，將C球截去部分后，剩余部分密度不變，還是大于液體密度，所以下沉，故B錯(cuò)誤； C、取出A球，排開水的體積減小了，所以容器中液面的高度降低了，故C正確； D、三球放入液體前后，液體的深度變化了，所以壓強(qiáng)變化了，正確。 故選：ACD。 【點(diǎn)睛】本題綜合考查了學(xué)生對阿基米德原理、物體的浮沉條件的掌握和運(yùn)用，靈活運(yùn)用物體漂?。‵浮=G）、懸?。‵浮=G、ρ液=ρ）、沉底（F浮＜G、ρ液＜ρ）的特點(diǎn)是本題的關(guān)鍵。 【3】對于上升的熱氣球，下列說法正確的是（ ） A. 熱氣球的升空原理和民航飛機(jī)的起飛原理相同 B. 熱氣球勻速上升時(shí)，機(jī)械能一定不變 C. 熱氣球上升過程中，受到的大氣壓強(qiáng)不變 D. 熱氣球燃料減少后，它的慣性變小 【答案】D 【解析】分析：（1）飛機(jī)起飛利用了流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，熱氣球是利用浮力升空的； （2）分析熱氣球在勻速上升過程中氣球的動(dòng)能和勢能變化情況即可得出答案。 （3）根據(jù)大氣壓與高度的變化關(guān)系可判斷熱氣球上升過程中大氣壓強(qiáng)的變化； （4）慣性是保持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)，只有質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量大，慣性大。 解答：A、飛機(jī)起飛利用了流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，熱氣球是利用浮力升空的，二者的原理不相同。此選項(xiàng)錯(cuò)誤； B、熱氣球在勻速上升過程中氣球的質(zhì)量不變，速度不變，動(dòng)能不變；而高度變大，勢能變大，所以機(jī)械能變大。此選項(xiàng)錯(cuò)誤； C、大氣壓隨高度的升高而減小，故熱氣球上升過程中，受到的大氣壓強(qiáng)越來越小；此選項(xiàng)錯(cuò)誤； D、慣性大小與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量小，慣性小，故火箭飛行一段時(shí)間后燃料減少，質(zhì)量減少，其慣性大小變小。此選項(xiàng)正確； 故選D 【點(diǎn)睛】此題通過氣球的升空現(xiàn)象，考查了物體浮沉條件的應(yīng)用，對二力平衡條件的掌握，還考查了機(jī)械能的知識，綜合性較強(qiáng)，難點(diǎn)是物體浮沉條件的應(yīng)用。 【4】一支密度計(jì)分別放入兩種液體中，靜止時(shí)位置如圖所示。若密度計(jì)在甲乙液體中受到的浮力分別是F甲、F乙，甲乙兩種液體的密度分別為ρ甲、ρ乙。下列說法正確的是（） A.F甲＜F乙 B.F甲＞F乙 C.ρ甲＜ρ乙 D.ρ甲＞ρ乙 【答案】C 【解析】 故選：C。 點(diǎn)睛：同一密度計(jì)在兩種液體中都漂浮，所以受到的浮力都等于密度計(jì)所受到的重力。