5、历届全国初中物理竞赛试题分类汇编浮力.doc
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历届全国初中应用物理知识竞赛试题分类汇编—浮力
一、选择题
（91年第一届）4．体积为0．05米的救生圈重100牛顿，体重为400牛顿的人使用这个救生圈，则（）
A．人或圈可以部分露出水面。
B．人和圈没入水中后可以悬浮在水中。
C.人和圈会沉没下去D．要做出正确判断，还需知道人的体积。
答案：
A
（91年第一届）4.一杯浓桔子汁加入了冰块后刚好不会溢出。
如果冰块完全熔解，杯中桔汁（）
A.将会溢出B.液面将会下降C.仍然刚好不会溢出
答案：
A
（93第三届）13．图7所示，水中有甲、乙两支密度计，水面与甲的最上端刻度齐，与乙的最下端刻度齐，在回答“测牛奶的密度应该用哪支密度计？
”这个问题时，一位同学用到了以下7句话：
（1）把密度计放入牛奶中它会漂浮在液面上：
（2）密度计漂浮在任何液体的液面上时，它所排开的液体受到的重力都与它自身受到的重力相等；
（3）牛奶的密度大于水的密度；
（4）一定体积的牛奶受到的重力大于同体积的水重；
（5）密度计排开较小体积的牛奶就可以获得足够的浮力；
（6）密度计漂浮在牛奶中的位置要比在水中的位置高一些；
（7）应该选用密度计甲。
这些话中有的是多余的，采用下列哪种说法可以把问题讲得既精练又准确？
[]
A．
（1）
（2）（3）（4）（6）（7） B．
（2）（3）（5）（6）（7）C．
（2）（3）（5）（6） D．
（2）（3）（4）（7）
答案：
B
（94第四届）4．有四种飞行器：
（l）直升飞机；
（2）飞艇；（3）热气球；（4）滑翔机。
其中利用空气浮力升空的是 []
A．
（1）和（4）。
B．
（2）和（3）。
C．
（1）和（3）。
D．
（2）和（4）。
答案：
B
（94第四届复）4．在江河湖海游泳的人上岸时，在由深水走向浅水的过程中，如果水底布满石头，以下体验和分析合理的是：
[]
A．脚不痛。
因人越来越轻B．脚越来越痛。
因人越来越重
C．脚不痛。
因水底对人的支持力越来越小D．脚越来越痛。
因水底对人的支持力越来越大
答案：
D
（96第六届）12．如图3，烧杯中的冰块漂浮在水中，冰块上部高出杯口，杯中水面恰好与杯口相平。
待这些冰块全部熔化后， []
A．将有水从烧杯中溢出B．不会有水从烧杯中溢出，杯中水面也不会下降。
C．烧杯中水面会下降D．熔化过程中水面下降，完全熔化后有水溢出。
答案：
B
（97第七届）4．利用空气浮力升空的飞行器是：
[]
A．飞艇 B．直升机 C．滑翔机D．火箭
答案：
A
（99第九届复）1．水糟内有盐水，盐水上漂浮着一块冰（ρ冰=O．9×103千克/米3）．这块冰全部溶化后，水糟的液面（）
A．仍保持不变B．将下降C．将上升D．无法判断
答案：
C
二、填空题
（91年第一届）2．北京观象台每天四次放出气象探空气球。
气球所载仪器及球皮的总质量为2．7千克，球内所充气体为氢气，已知氢气球的密度为0．09千克／米3，空气的密度为1.29千克／米3。
为使这样的气球升空，球内所充氢气的体积至少应为米3。
答案：
2.25
（91年第一届）3.用铜线绕在木筷的一端可以制成一个密度计。
把这样的密度计先后放在A、B两种液体中，它的位置如图所示，密度大的是种液体。
如果把这支密度计放在比A、B两种液体密度更小的C种液体中，密度计露出液面部分比在A、B两种液体中更。
答案：
B,少
（94第四届复）2．一杯中装有冰水混合物，冰完全溶解后，杯中水面高度将______；碗中水面木板上放一石块，石块掉入水中被水淹没，水面高度将______。
答案：
不变；下降。
（95第五届）2．儿童练习游泳时穿的一种“救生衣”实质是将泡沫塑料包缝在背心上。
使用时，穿上这种“救生衣”，泡沫塑料位于人的胸部。
为确保人的安全，必须使人的头部露出水面儿童的体重约为300牛，人的密度约为l.06×103千克／米3，人的头部体积约占人体总体积的十分之一，泡沫塑料的密度约为10千克／米3，则此儿童使用的“救生衣”的最小体积为______。
答案：
4.67×10-2米3
（97第七届）8．1978年夏天，法国、意大利、西班牙等国的科学工作者曾乘坐容积为3.3万立方米的充氦气球升入高空。
如果气球本身所受的重力（不包括里面的氦气）是它在低空所受浮力的1/4，气球在低空飞行时可吊起最重物体的质量是_______千克。
（常温时一个大气压下空气的密度是1.29千克/米3，氦气的密度是0.18千克/米3）
答案：
2.6×104
（97第七届复）14．如图所示，天平平衡后将天平制动，再把一实心物体A放入左盘盛满水的溢杯中（溢出的水将落在盘外的杯中），待物块在水中稳定后，再松开制动观察天平，若物块A的密度大于水的密度，则天平将会________，若物块A的密度小于水的密度，则天平将会___________。
答案：
失去平衡，左盘下降；保持平衡
（98第八届）4．某地质勘探队将设备装在木筏上渡河，若不载货物，人和木筏共重为G，木筏露出水面的体积是木筏总体积的1/3，则此木筏的载货重至多为________。
答案：
G／2
（99第九届）3．已知空气的密度为1.29千克/米3，人体的平均密度与水的密度相当。
质量为60千克的人在空气中受到的浮力大约是___牛。
答案：
0.76。
答案在0.757至0.774之间都给分
（99第九届复）4．有一空心球，将它放入水中静止时，露出水面的部分占整个球体体积的1/3；若把球的空心部分充满水，则它可悬浮于水中的任一位置．此球空心部分的体积与整个球体体积之比是．
答案：
1：
3
三、实验题
（01第十一届）3．（4分）节日里氢气球飘向高空，越来越小，逐渐看不见了。
设想，气球最后可能会怎样。
根据你所学的物理知识作出预言，并说明理由。
答案：
有两种可能。
一是因为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，气球开始作向下的减速运动．在气球的速度减为零之后，又开始加速上升．如此反复，气球将在浮力等于重力这一特殊位置附近上、下往复运动．
（04第十四届）2．（4分）在远洋轮船的船舷上，都漆着几条“载重线”。
轮船满载时，水面不能超过规定的载重线。
如图5所示为一艘远洋轮船及载重线的示意图，其中标有W的是北大西洋载重线，标有S的是印度洋载重线。
运用你学过的物理知识，分析一下这种标识说明了什么？
图5
答案：
不同海域的海水的密度不一样，北大西洋的海水密度比印度洋的密度大
（10第二十届）2．2008年8月1日，京津城际高速铁路正式开通运营，使用的是国产“和谐号”CRH3型动车组（如图7所示）。
该车车厢内部设有独特的空气调节系统，夏天送冷风时，车顶中部和下部的送风量之比约为3：
1；冬天送热风时，车顶中部和下部的送风量之比约为1：
3.这样送出的风平和、均匀，保障车厢各处温度适宜。
请定性解释采用这种送风比例设计的原因。
答案：
有两个要点：
（1）温度低的空气密度大，冷风从车顶吹进来后，快速下沉，结合窗口送风可使整个车箱温度很快均匀降低。
（2）温度高的空气密度小，热风从下部吹进来后，快速上升，结合车顶送风可使整个车箱温度很快均匀升高。
四、计算题
（93第三届）五、（7分）图10为一种设计中的牲畜饮水用自动装置。
底盖A平时顶住水箱的出水口，一旦饮水槽水位下降，浮子受到的浮力减小，水就从小箱流入饮水槽。
设计中水箱水位最高为60cm，水箱出水口直径是6cm，底盖A及竖杆B的总质量是420g，浮子D的质量是580g，体积是2dm3，横杆C的质量可以忽略。
通过计算说明，这个自动装置在水箱蓄满水时不能正常工作。
答案：
如图13所示，作用于底盖、竖杆和浮子的力有：
向上的浮力：
F浮=ρVg=103×2×10－3×9.8=19.6（牛）
向下的总重力：
G总=（0.42+0.58）×9.8=9.8（牛）
水箱的水向下的压力：
F压=ρghS=103×9.8×0.6×3.14×0.032=16.6（牛）
∵向下的力的总和F向下=G总+F压=26.4牛＞F浮
∴底盖A将下移，装置无法正常工作。
（99第九届复B）二、（10分）小明用薄玻璃管做了一个液体密度计，他先把管的下端密封，装入少许铅粒，然后竖直放入水中，在水的位置做个刻度，标为1.0。
这个刻度的单位是什么？
如果再设法做出其它刻度，较大的刻度是在上面还是在下面？
管中为什么要放入铅粒？
如果不放入铅粒，对这种物质的密度有什么要求？
答案：
1.0的单位是g/cm3，较大的刻度在下面。
管中放入铅粒是为了使管能直立在液体中，如果不放铅粒而放别的颗粒，这种物质的密度越大越好。
（02第十二届）五、（8分）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。
将它放在水中，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很小，可以忽略，小明测得的盐水密度是多少？
答案：
１.14×103kg/m3
（02第十二届复）四、（14分）已知空气的密度为1.29kg/m3，估算人体在空气中受到的浮力。
答案：
游泳时，人可以用呼吸控制人在水中的浮沉，这个事实说明人体的密度与水的密度大致相同。
即ρ人=ρ水
人的体积V人=m/ρ人=m/ρ水
人排开空气的体积：
V排空=V人=m/ρ水
人在空气中受到的浮力F=0．8N
（04第十四届复）一、（14分）1998年某地区遭受洪涝灾害，为了抗洪抢险，急需在20h内从甲地调运65t钢材到乙地，现仅剩下一艘满载时排水量为80t的货船，船身（包括船员）质量约17t,已知甲、乙两地的水路距离为80km,船行驶的平均速度为10km/h（不计水流速度）。
（1）请你设计一个完成此项任务的可行性方案；
（2）通过分析、计算，找出最佳方案，（刚才密度为7.9×103kg/m3）
答案：
（1） 设计方案：
根据问题中所给条件，又在这种特定情况下，可以把部分钢材放在船体外的水中，并设法将其“贴”在船体上．为防止船体发生倾斜，船体两侧所放置钢材的质量应该相等．
（2）最佳方案：
设放置在船体两侧钢材的质量为m，因船与船体外钢材组合的整体浮在水面上，故F浮=G，即F船浮+F外钢浮=G船+G钢
代入数据后F船浮=80×103kg×10N/kg=8×105N
F外钢浮=1×103kg/m3×10N/kg×（m／7.9×103kg/m3）
G船+G钢＝（65＋17）×103kg×10N/kg＝8.2×105N
从以上各式求得m=15.8×103kg=15.8t
在这种极特殊的情况下（正常情况下是不可取的），只能采用把至少15．8t钢材均分放置在船外两侧的水中且紧贴船体，经t=s/v=80km÷10km/h=8h即可送到乙地。
（04第十四届复）五、（16分）图3甲是使用汽车打捞水下重物的示意图，汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动。
图3乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图像。
设t=0时汽车开始提升重物，
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