(全国通用版)2020中考物理大一轮第7章浮力素养全练(含解析)

A.当排出的压载水重大于钻井平台重时才开始上浮 B.当排出的压载水重等于钻井平台重时才开始上浮 C.排出的压载水总重大于钻井平台重 D.排出的压载水总重等于钻井平台重 答案C 解析半潜船在上浮过程中分为3个状态,如下图1是半潜船的船身和甲板潜入约30 m深的水下的状态(此时漂浮);图2是上浮到甲板与钻井平台底部刚刚接触时的状态;图3是半潜船船身连同钻井平台一起上浮,浮出水面,最后处于静止状态;图1中,半潜船在水下约30 m深的位置处于漂浮状态,浮力等于重力;由图1到图2,将压载水排出水舱,则半潜船的重力减小,重力小于浮力,则半潜船会上浮,所以只要排出压载水,半潜船就会上浮,故AB错误;图1中F浮1=G半潜船,图3中F浮3=G半潜船-G排总

+G钻(其中G排总为整个过程中排出的压载水总重),由图可知V排1>V排3;由于都是在水中,则由F浮=ρ液V液g可知,F浮1>F浮3,即G半潜船>G半潜船-G排总+G钻,所以,G排总>G钻,故C正确,D错误。

20.(2019·广西贵港中考)三块完全相同的冰块分别漂浮在甲、乙、丙三种不同液体中,这三种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙。当冰块熔化后,甲液体液面高度不变,乙液体液面高度升高,丙液体液面高度降低。下列关系正确的是( ) A.ρ甲<ρ乙<ρ丙 B.ρ丙<ρ甲<ρ乙 C.ρ丙<ρ乙<ρ甲 D.ρ乙<ρ甲<ρ丙

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答案B 解析三块完全相同的冰块分别漂浮在甲、乙、丙三种不同液体中,由漂浮条件可得F浮=G冰,结合阿

基米德原理可得ρ液V排g=G冰,所以V排=则V冰化水=,因为冰熔化前后质量不变,所以G冰=G冰化水=ρ水V冰化水g,

;当冰块熔化后,甲液体液面高度不变,乙液体液面高度升高,丙液体液面高度降低,则

,故ρ丙<ρ甲<ρ乙。

21.在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,请你根据如图所示实验操作,从中选出一些图,针对某一个因素进行探究,并通过分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结果。

(1)探究的因素是 ,选用的图是 (填图中的序号),探究的结果是 。 (2)小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他找来薄铁片、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:

步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底; 步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。

①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)第二次铁片

受到的浮力;

②小明得出:物体受到的浮力与其形状有关。小明得出错误结论的原因是:他只关注了铁片 的改变,忽视了 对浮力大小的影响。

答案(1)液体密度 ①④⑤ 浸在液体中的物体所受浮力与液体的密度有关,在物体排开液体体积一定时,液体的密度越大,浮力就越大(答案不唯一)

(2)①小于 ②形状 排开液体的体积

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解析(1)探究浮力和液体密度的关系,要保证物体排开液体体积相等。探究因素:液体密度;选用的图:①④⑤;探究结果:由F浮=G-F可知,浸在液体中的物体所受浮力与液体的密度有关,在物体排开液体体积一定时,液体的密度越大,浮力就越大。

(2)根据物体的沉浮条件:漂浮时浮力等于重力,而下沉浮力小于重力。铁片改变形状重力是不变的,所以第一次浮力小于第二次浮力。铁片下沉,铁片排开液体的体积等于自身体积,铁片做成碗状漂浮在水面上,它排开液体的体积大于自身体积,所以小明的结论是错误的。

22.2014年4月14日,为寻找失联的MH370航班,启用了“蓝鳍金枪鱼-21”自主水下航行器进行深海搜寻。其外形与潜艇相似(如图所示),其相关参数为:体积1 m、重量7 500 N,最大潜水深度4 000 m,最大航速7.5 km/h(不考虑海水密度变化,海水密度ρ取1.0×10 kg/m,g取10 N/kg)

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(1)它在最大深度所受的海水的压强是多少?假设该航行器上有面积为2×10 m的探测窗口,这时窗口承受海水的压力是多少?

(2)航行器停留在水下300 m深处作业时,若遇故障发动机关闭,试分析判断航行器的浮沉情况。 (3)“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时,能静止漂浮在海面上,求此时“金枪鱼”露出海面的体积为多大?

答案(1)4×10 Pa 8×10 N (2)航行器将上浮 (3)0.25 m

解析(1)它在最大深度所受的海水的压强p=ρgh=1.0×10 kg/m×10 N/kg×4 000 m=4×10 Pa,由p=可得,这时窗口承受海水的压力F=pS=4×10 Pa×2×10 m=8×10 N;

(2)航行器停留在水下300 m深处作业时,受到的浮力F浮=ρgV排=ρgV=1.0×10 kg/m×10 N/kg×1 m=1.0×10 N,航行器重力G=7 500 N,因为F浮>G,所以航行器在海水中将上浮;

(3)因“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时恰能静止漂浮在海面上,此时它所受的浮力F浮

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'=G=7 500 N,

由F浮=ρV排g可得,此时排开海水的体积

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V排'==0.75 m3,

露出海面体积为V露=V-V排=1 m-0.75 m=0.25 m。

23.如图所示,容器底面积为200 cm,物体A漂浮在水面上,其密度为0.6×10 kg/m、体积为500 cm。(ρ水=1×10 kg/m)求:

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3

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(1)物体A漂浮时所受的浮力;

(2)物体A放入水中后,露出水面的体积V1和浸在水中的体积V2的比值;

(3)若用力将A慢慢向下压,直到A刚好浸没在水中,求压力F的大小和压木块前后水对容器底部的压强的增加量Δp。

答案(1)3 N (2)2∶3 (3)100 Pa

解析(1)物体A的重力G=mAg=ρAVAg=0.6×10 kg/m×500×10 m×10 N/kg=3 N,因为A漂浮在水面上,所以A受到的浮力F浮=G=3 N;

(2)因为F浮=G=ρAVAg,且F浮=ρ水V排g, 所以可得ρ水V排g=ρAVAg,

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3

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,

即浸在水中的体积V2=V排=VA, 则露出水面的体积V1=VA,

可得露出液面的体积V1和浸在水中的体积V2的比值为V1∶V2=VA∶VA=2∶3。

(3)物体A浸没水中时排开水的体积V排'=VA=500 cm=500×10 m,此时物体A受到的浮力F浮

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'=ρ水V排'g=1.0×103 kg/m3×500×10-6 m3×10 N/kg=5 N,由力的平衡条件可得,对物体A施加的压

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