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，浮力相等。 故B正確。 點睛：重點是阿基米德原理的應(yīng)用，即，要理解氫氣球上升是因為自重小，即重力小于浮力，并不是因為受到的浮力比裝空氣的球浮力大。 【2】（xx年臨沂卷）xx年4月20日，我國最先進的自主潛水器“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. 受到的壓強變大，浮力變大 D. 受到的壓強變大，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，潛水器受到的壓強增大，浮力不變，即上、下表面受到的壓力差不變。故選項A、B、C均錯誤，D正確。 故選：D。 【點睛】本題考查了對液體壓強和浮力的判斷。判斷時要了解影響液體壓強和浮力大小的因素，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，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，由液體壓強公式p=ρgh可得，A、B容器底所受到的液體壓強分別為，； 則A、B容器底部所受到的壓力分別為，； 液體對兩個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，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，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)壓強公式可得， A、B容器底部受到液體的壓強之比。 【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_____。 【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，小球會上升，由于原來小球恰好浸沒在水中，所以上升后就會露出水面，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變小。 點睛：（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?。紾排＝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變化。 【難點中心】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，考生出錯率較高。 【考點難點突破】 【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：因為，物體重力，又因為是全部浸入，，于是有： ， ， 。 2．（1）通過牙膏皮實驗已證明，實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，達到改變自身的重力而實現(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)系逐步分析各個選項的正誤。 【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單獨放人此液體中，它靜止時將（ ） 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，木塊靜止時露出液面的體積與浸入液體的體積之比為1：3，則漂浮時浮力等于重力，所以，即：則液體的密度：；在木塊上表面輕放一個物塊B（VA=2VB，則），A的上表面剛好與液面相平，如圖乙所示，因為整體漂浮，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單獨放入此液體中，它靜止時將漂浮。 故選：B。 【點睛】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，所以壓強變化了，正確。 故選：ACD。 【點睛】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用，靈活運用物體漂?。‵浮=G）、懸浮（F浮=G、ρ液=ρ）、沉底（F?。糋、ρ液＜ρ）的特點是本題的關(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的起飛原理相同 B. 熱氣球勻速上升時，機械能一定不變 C. 熱氣球上升過程中，受到的大氣壓強不變 D. 熱氣球燃料減少后，它的慣性變小 【答案】D 【解析】分析：（1）飛機起飛利用了流體壓強與流速的關(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的變化； （4）慣性是保持物體運動狀態(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、飛機起飛利用了流體壓強與流速的關(guān)系，熱氣球是利用浮力升空的，二者的原理不相同。此選項錯誤； B、熱氣球在勻速上升過程中氣球的質(zhì)量不變，速度不變，動能不變；而高度變大，勢能變大，所以機械能變大。此選項錯誤； C、大氣壓隨高度的升高而減小，故熱氣球上升過程中，受到的大氣壓強越來越?。淮诉x項錯誤； D、慣性大小與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量小，慣性小，故火箭飛行一段時間后燃料減少，質(zhì)量減少，其慣性大小變小。此選項正確； 故選D 【點睛】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，還考查了機械能的知識，綜合性較強，難點是物體浮沉條件的應(yīng)用。 【4】一支密度計分別放入兩種液體中，靜止時位置如圖所示。若密度計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。 點睛：同一密度計在兩種液體中都漂浮，所以受到的浮力都等于密度計所受到的重力。