2020年中考物理复习专题:10 浮力(原卷版)
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1、专题10 浮力考点、考题与提升训练对本章考点提炼总结,对考题进行解析【考点提炼】本章在力学部分占据非常重要的地位,内容难学、交叉内容多、涉及计算题多,所占分值高,并经常与压强和其他知识点结合以压轴题形式出现在中考试卷中。为此,考生应重视本章的备考,下大力气、多投入时间,扎扎实实的做好本章的复习。本章常考热点有:浮力、浮力的利用。1.浮力本考点常考方向有:一、浮力的概念;二、浮力的计算;三、浮力的实验探究;四、阿基米德原理及应用。浮力的概念:浮力的概念包括浮力的产生、浮力的方向,浮力产生的实质等。对浮力的概念的考查一般不多见,但也会出现在选择题的一个选项中。对此考点的浮力应做为本章的基础内容,在
2、熟悉以上问题基础上,加强对概念性知识的理解。此考点一般会出现在选择题和填空题中,多见于选择题;考试内容也是概念性的知识,只要考生能对浮力的产生、方向和浮力产生的实质这些知识点加强理解,一般不难解答。浮力的计算:浮力的计算属于本章重点,也是本章难点。对本章内容的计算问题,主要集中在浮力的计算上,有关浮力的计算涉及内容较多,知识点与很多,也经常出现跨章节问题;如浮力的计算经常和物质的密度、液体的压强相关联,并且把这些知识点融合在一起共同组成考题。一、浮力的计算常和阿基米德原理结合,所以在涉及浮力计算问题上此两个知识点是密不可分的,不要机械地把它们分开;二、浮力的计算还会和密度相关联,故应该注意浮力
3、大小计算公式的灵活应用。阿基米德原理:阿基米德原理为浮力的计算提供了最为直接的方法。所以,考生一定要很好的理解并熟练的应用阿基米德原理。阿基米德原理与浮力的计算是密不可分的,复习时要把这两个问题结合在一起。这里需要注意的是液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关;牢记并熟练应用浮力公式()进行相关计算。浮力的实验探究:浮力的实验探究就是验证阿基米德原理。阿基米德原理的内容是:浸没在液体或气体的物体,受到的浮力大小等于物体排开液体或气体所受到的重力。所以,对浮力的实验探究问题都会围绕这一内容而展开,探究过程中涉及到的问题有:力的
4、测量、体积的测量、密度的利用、质量的测量等等内容。要回答的问题常见于:弹簧测力计的读数、浮力的大小、影响浮力大小的因素、试验探究方法、密度的计算、体积的计算、实验步骤的顺序、液体压强的计算等。本考点考题形式有选择题、填空题和计算题三种形式,选择题更为常见,对于计算题常见的是大型计算题,在大型计算题中也常见与压强结合在一起组成一个考题。选择题:选择题是此考点的常见题型。常见考试内容有:浮力的概念、浮力的计算、阿基米德原理及应用等知识点。题干考查问题有:一、浮力的变化问题(增大、减小或不变);二、浮力大小的比较;三、浮力大小的计算;四、排水量大小;五、水里物体所受压力大小;六、浮力与重力大小的比较
5、;七、密度大小的比较;八、压强的计算或比较等。解答此类选择题,一要很好的理解浮力的概念和阿基米德原理和浮力的计算;二要注意利用阿基米德原理进行简单计算;三要多练习;做到举一反三。填空题:填空题出现的概率要少于选择题,其内容与备考策略与选择题相同,这里不再赘述。大型计算题:中考试卷中的大型计算题,有关浮力的考题占有很大比例,应该作为重中之重认真对待。浮力的计算问题经常会和压强、密度结合并且是多个考点。像物体的沉浮问题、浮力大小问题、物体排开水的体积问题、排水量问题等。多利用历年中考试题有针对性的复习和练习定会受到很好的效果。实验探究题:阿基米德原理的实验验证和影响浮力大小的因素的实验探究题也应作
6、为重点认真对待。对此实验探究题前面已经做过论述,找其规律,寻其方法是备考的最好的途径。2.浮力的应用本考点常考方向有:一、物体沉浮的条件、二、浮力的应用(轮船、潜艇、飞艇的沉浮原理)。物体沉浮的条件:对物体沉浮的条件要加深一下知识点的复习:一、前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。二、重力与浮力的关系:(1)当时,物体上浮;当时,物体悬浮;当时,物体下沉,;当(物体未完全浸没液体)时,物体漂浮,。三、说明:(1) 密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块都悬浮(或漂浮)。(2)物体漂浮在密度为的液体中,若露出体积为物体总体积的,则物体密度为。(3
7、) 悬浮与漂浮的比较:相同点: ;不同点:悬浮时,;漂浮时,。(4)判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较与G或比较与。(5)物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为的液体中,示数为F,则物体密度为:。(6)冰或冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变;冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。四、漂浮问题“五规律”:规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;规律二:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同;规律三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;规律四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;
8、规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增大的浮力。牢记并深刻理解以上问题,是解答此考点的基础。浮力的利用:浮力的利用指的是轮船、潜水艇、汽艇和飞艇都是利用浮力进行工作的。理解并掌握它们的工作原理是做好备考工作必须要做到的。一、轮船:(1)工作原理:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。(2)排水量:轮船满载时排开水的质量。单位是t,由排水量m 可计算出:排开液体的体积;排开液体的重力;轮船受到的浮力,轮船和货物共重。二、潜水艇:工作原理:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。三、气球和飞艇:工作原理:气
9、球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如:氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡,人们把气球发展成为飞艇。本考点考题形式有选择题、填空题和计算题三种类型。选择题和填空题的备考与上述相同,这里不再赘述。计算题:涉及到浮力利用的计算题大多数是排水量的计算问题,常见于大小计算题中,有的也会出现在选择题和填空题中这里不再赘述。对于排水量问题的大型计算题,其根本还是浮力的计算问题,再结合平衡力的知识,就可以很好的解答此类考题。这里需要强调三个问题(以潜艇为例):一、潜艇上浮时,浮力等于其受到的重力,关键需要计算其排开水的体积;二、潜艇悬浮在海里,浮力等于其重力,其排开水的体积等
10、于潜艇自身体积;三、下沉至海底,浮力等于其重力减去海底对它的支持力。此类计算题不外乎这三种情况,对此三种类型加以分析和理解就能很好的解答此类考题。以近三年中考真题为例,呈现考点常考题型【考点一】浮力典例一:(2019泸州)三个相同的轻质弹簧,一端固定在容器底部,另一端分别与甲、乙、丙三个体积相同的实心球相连。向容器内倒入水,待水和球都稳定后,观察到如图所示的情况,此时乙球下方弹簧长度等于原长。下列判断正确的是( )。A.乙球的重力与它受到的浮力相等;B.甲球的重力大于它受到的浮力;C.甲、乙、丙三个球的密度大小关系为;D.甲、乙、丙三个球受到的浮力大小关系为【答案】AC。【解析】根据题意可知,
11、乙球下方弹簧长度等于原长,则弹簧对乙球没有作用力;观察如图情况可知,甲球下方弹簧长度大于原长,则弹簧对甲球有向下的拉力F拉;丙球下方弹簧长度小于原长,则弹簧对丙球有向上的支持力F支;由题知,三个球处于静止,所以F甲=G甲+F拉,F乙=G乙,F丙=G丙-F支,比较可知,F甲G甲,F乙=G乙,F丙G丙,已知三个实心球体积相同,由于三个球浸没在同种液体中,则排开液体的体积相同,根据F浮=液V排g可知,它们受到的浮力:F甲=F乙=F丙;所以三个球的重力关系为:G甲G乙G丙;根据重力公式可知,三个球的质量关系为:m甲m乙m丙;已知三个球的体积相同,根据=可知:甲乙丙;由上分析可知:AC正确,BD错误。故
12、选AC。典例二:(2019武威)2018年4月20日,我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”首次下潜(如图所示)。潜水器在水面下匀速下潜过程中(假定海水的密度不变),受到的浮力_(选填“变大”、“不变”或“变小”),潜水器下表面受到的压强_(选填“变大”、“不变”或“变小”)。【答案】不变;变大。【解析】(1)潜水器在水面下匀速下潜,海水的密度不变,潜水器浸没在水中,其排开水的体积不变,根据F浮=液gV排可知,潜水器受到的浮力不变。(2)由于潜水器在水中的深度逐渐增加,所以根据公式p=gh可知,潜水器受到的压强增大。故答案为:不变;变大。典例三: (2019河南)渔民出海捕捞,常常满舱而归。在平静
13、的海面上,一艘空船受到的浮力是F1,装满鱼后受到的浮力是F2,则F1_F2(选填“”、“”或“=”)。渔船编队在某个海域捕捞时,渔民用特定频率的电台通信是利用_传递信息。【答案】;电磁波。【解析】根据漂浮条件,得F1=G空,F2=G满,因为G空G满,所以得F1”“”或“=”);若水温升高,石块将(选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)。【答案】,上浮。【解析】考查受力分析,浮力的大小变化,属于中等题。由于悬浮两者处于平衡状态,对气球和石块整体做受力分析,可得总重力=气球受到的浮力+石块受到的浮力,所以F浮G总;水温升高,气球热胀,体积变大,根据阿基米德原理,可知气球受到的浮力增加,整体受到的浮力
14、大于总重力,整体一起上浮。典例二:(2019贵港)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甲、乙、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甲乙丙 B丙甲乙 C丙乙甲 D乙丙甲【答案】B。【解析】根据漂浮条件得,则在三种液体中,分别得、。当冰块熔化成水后,质量保持不变,则对甲液体有,因为甲液体液面高度不变,即有,所以;同理,对乙液体有,因为乙液体液面高度升高,即有,所以;对丙液体有,因为丙液体液面高度下降,即有,所以;综上得丙甲乙,故应选B。典例三:(2019泸州)庆祝中国人民解放军海军成立70周
15、年海上阅兵活动在青岛附近海域举行,图中093改进型攻击核潜艇于2019年4月27日公开亮相,进行了战略巡航。该潜艇最大核动力功率为2.8104kW,完全下潜到海面下后的排水量为6.8103t(取海水密度=1103kg/m3、g=10N/kg)。问:(1)该潜艇悬浮时,其上一面积为0.05m2的整流罩距海面深度为200m,此时整流罩受到海水的压力为多少?(2)若最大核动力功率转化为水平推力功率的效率为80%,该潜艇在海面下以最大核动力功率水平巡航时,受到的水平推力为1.6106N,此时潜艇的巡航速度为多少?(3)该潜艇浮出海面处于漂浮时,露出海面的体积为1.5103m3,此时潜艇的总重量是多少?
16、【解析】(1)潜艇下潜到200m深处时,h=200m;此时整流罩所受海水的压强:p=gh=1.0103kg/m310N/kg200m=2106Pa。整流罩的面积:S=0.05m2,由p=变形得,整流罩所受压力为:F=pS=2106Pa0.05m2=1105N。(2)最大核动力功率:P总=2.8104kW=2.8107W;根据=可得:有用功率:P有用=P总=80%2.8107W=2.24107W;由P=Fv得潜艇的巡航速度:v=14m/s;(3)完全下潜到海面下后的排水量为6.8103t,则V=V排=6.8103m3。潜艇浮出海面处于漂浮时,排开水的体积V排=V-V露=6.8103m3-1.51
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