2017中考物理解析

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本章是力学中的重要章节之一，也是中考命题的主要内容，在各省市的中考物理试卷中，考查本章内容的题目较多，一般占到3—8分，个别试卷占到十余分。因学习本章知识和解题过程中，要用到前面几章学过的知识，对推理和分析能力的要求也较高，所以，学习本章节要结合复习前面的知识进行，注意培养分析问题和理论推理的能力。对本章内容的命题多数都比较难，能出到2—3题，而且以计算题形式出现的比例较大，今后中考中，考查阿基米德原理，物体浮沉条件及压强等知识综合运用的计算题是个热点。

二、中考真题回放

例1、(广西)把一小球放入盛满酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)的溢水杯中，它沉入容器底部，从杯中溢出8g酒精，若将该小球放入盛满水的溢水杯中，它漂浮在水面上，从杯中溢出水的质量(　)

A.大于8g　　　　　　　　　　　　B.等于8g

C.小于8g　　　　　　　　　　　　D.无法判断

解析：小球放入酒精中沉入容器底部，它受酒精对它的浮力小于小球的重力，即G排m酒精=8g.本题易错选B，这是由于没有正确分析出浮力关系所致，则应选A.

例2、(全国物理竞赛题)小明在一根均匀木杆的一端缠绕少许铅丝，使得木杆放在液体中可以竖直漂浮，从而制成一支密度计，将它放入水中，液面到木杆下端的距离为16.5cm;再把它放到盐水中，液面到木杆下端的距离为14.5cm.如果所用铅丝的体积极小，可以忽略，小明测得的盐水密度是多少?

解析：本题看起来条件很少，似乎很难下手，但你一旦注意题目中的两种情况皆为漂浮，立即抓最简单的力平衡式，再具体分析各力，问题即可迎刃而解。

设密度计的横截面积为S，密度计在水中的浮力：

F浮=ρ水gV排=ρ水gh水S

密度计在盐水中的浮力：

F浮′=ρ盐水gV排′=ρ盐水gh盐水S

∵F浮=G， F浮′=G

∴F浮= F浮′

即：ρ水gh水S=ρ盐水gh盐水S

例3、如图所示，在大盆中盛有水，水面上漂着一个小烧杯，烧杯中放着一个小物块，试分析在下列情况下，把小物块拿出来再放入大盆中的水里后，水面高度怎样变化?

(1)小物块的密度小于水的密度(ρ物<ρ水)

(2)小物块的密度等于水的密度(ρ物=ρ水)

(3)小物块的密度大于水的密度(ρ物>ρ水)

解析：这三种情况下，小物块放入水中静止后会漂浮、悬浮或沉底。无论哪些情况，要判断水面高度的变化，其中就是要判断水面下的总体积，它包括水的体积和没入水中的物体体积之和，其具体思路如下：

可见，通过判断水中所有物体所受到的总浮力的变化情况，即可判定水面的高度变化。

(1)若ρ物<ρ水，物块漂浮，总浮力不变，水面高度不变;

(2)若ρ物=ρ水，物块悬浮，总浮力不变，水面高度不变;

(3)若ρ物>ρ水，物块沉底，总浮力减小，水面高度降低。

思考题：一小块冰漂浮在水面上，当它全部熔化后，水面高度怎样变化?

冰块漂浮时，F浮=G冰，冰全部熔化后，变成“水球”(即水制小球)，其密度等于液体(水)的密度，在水中呈悬浮状态，F浮=G水球，可见它所受到的浮力不变，液面高度不变。

例4、一个实心小球先后放入盛有足够多的水和足够多的酒精的两个容器中，小球受到的浮力分别是0.9N和0.8N，酒精的密度为0.8×103kg/m3.

(1)分析小球在水中和在酒精中的浮沉状态。

(2)小球的密度。

解析：(1)假设小球在水中和在酒精中都不沉底(即漂浮或悬浮)，根据二力平衡的条件有，小球在水中和在酒精中所受的浮力，都等于小球的重力，则浮力相等。

这与题设条件相矛盾，所以小球在水中和在酒精中至少有一次是沉底的。

又假设小球在水中和在酒精中都不漂浮在液面上(即悬浮或沉底)，根据阿基米德原理，有

F水=ρ水gV排水=ρ水gV球F酒=ρ酒gV排酒=ρ酒gV球

这与题设条件相矛盾，所以小球在水中和在酒精中至少有一次是漂浮在液面上。由以上分析可知，小球在水中和在酒精中只能是一次漂浮而另一次沉底;

又因为ρ水>ρ酒，所以小球在水中一定是漂浮，在酒精中一定是沉底。

(2)因为小球在水中漂浮，在酒精中沉底，根据二力平衡的条件和阿基米德原理，有

F水=G球=ρ球gV球F酒=ρ酒gV球酒=ρ酒gV球

课外拓展

气球小史

法国的蒙格尔费兄弟从袅袅上升的炊烟得到启示，他们把浓烟装进糊制的大纸袋中，做成了最早的热气球。

1783年9月的一天，兄弟俩让热气球携带着一只羊、一只鸭、一只鸡，升到了450m的高空……两个月后，他们首次乘热气球成功升到900m的高度，开辟了人类航空的历史。

1783年12月1日，法国学者理查得利用性能更好的氢气球上升到了2000m的高度……

以后，科学家们用密闭式吊舱代替过去使用的敞开式吊舱，使人乘气球到达了二万多米的高度。

随着科学技术的发展，无人气球探测器代替了有人驾驶的气球。气球上携带着各种仪器，可以把得到的资料用无线电波及时发回地面。

(1)最早的热气球是谁制作的?热气球的成功制作是从哪里获得“灵感”的?

(2)法国学者理查得做成的世界上第一个氢气球，体积是620m3，该气球在地面附近受到的浮力约多大?(空气的密度为1.29kg/m3)

(3)在节日里氢气球飘向高空，越来越小，逐渐看不见了。设想，气球最后可能怎样。根据你所学的物理知识作出预言，并简述理由。

答案：

(1)法国的蒙格尔费兄弟袅袅上升的炊烟

(2)F浮=ρ空气•gV=1.29kg/m3×620m3×10N/kg=7998N

(3)有两种可能。一种可能是因高空中的气体逐渐稀薄，压强降低，气球上升过程中，球内压强大于球外压强，气球不断膨胀，最后“爆炸”破裂。另一种可能是因高空的空气较稀薄，气球上升过程中所受浮力逐渐减小，当浮力等于重力时，气球上升的速度最大。然后，浮力小于重力，气球开始向上做减速运动。在气球的速度为零之后，又加速下落，浮力逐渐变大，当气球通过浮力等于重力的位置后，浮力大于重力，气球开始做向下的减速运动。在气球的速度减为零之后，又开始加速上升。如此反复，气球使在浮力等于重力这一特殊位置附近上下往复运动。

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