最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题10--浮力.doc
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最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题10--浮力
一、选择题
1.(2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题)下列各种现象与其涉及物理知识之间的关系中,说法错误的是()
A.高原反应——大气压和海拔高度的关系
B.飞机飞行时获得升力——流体压强和流速的关系
C.水下潜水艇能够上浮——液体压强和深度的关系
D.利用高压锅容易将饭煮熟——沸点和气体压强的关系
1.答案:
C
解析:
水下潜水艇能够上浮,是由于浮力大于重力,选项C说法错误。
2.(2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题)如图7所示:
在研究浮力的大小时,将浮于水面的盆子慢慢向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多。
根据以上事实,下列猜想最符合研究目的的是
A.用力越大,物体排开水的体积越大
B.液体密度越大,物体所受浮力越大
C.物体的体积越大,所受浮力越大
D.物体排开水越多,所受浮力越大
2.答案:
D
解析:
用力越大,物体排开水的体积越大,但是不符合研究浮力的大小的目的。
根据将浮于水面的盆子慢慢向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多,不能得出液体密度越大,物体所受浮力越大,不能得出物体的体积越大,所受浮力越大。
将浮于水面的盆子慢慢向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多,说明物体排开水越多。
而用力大,说明所受浮力越大。
选项D正确。
3.设想从某一天起,地球的引力减小一半,那么对于漂浮在水面上的船来说,下列说法中正确的是
A.船受到的重力将减小,船的吃水深度仍不变
B.船受到的重力将减小,船的吃水深度也减小
C.船受到的重力将不变,船的吃水深度也不变
D.船受到的重力将不变,船的吃水深度将减小
答案:
A解析:
对于漂浮在水面上的船来说,所受浮力等于船的重力;若地球的引力减小一半,其g值减小一半,船受到的重力将减小,船的吃水深度仍不变,选项A正确。
4.如图所示,将底面半径为2R的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,把高为h。
密度为ρ(ρ<ρ水),半径为R的实心圆柱体木块竖直放在容器中,然后向容器内注水,则
A.注水前,木块对容器底的压力为4πR2ρgh
B.注水前,木块对容器底的压强为2ρgh
C.若使木块竖直漂浮,向容器中注入水的质量至少为πR2ρh
D.若使木块竖直漂浮,向容器中注入水的质量至少为3πR2ρh
答案:
D解析:
根据柱体压强公式,注水前,木块对容器底的压强为ρgh,压力为πR2ρgh,选项AB错误;若使木块竖直漂浮,由阿基米德定律,木块排开水的重力等于πR2ρgh,由于圆柱形薄壁容器底面是实心圆柱体木块底面面积的4倍,所以,向容器中注入水的质量至少为3πR2ρh,选项D正确C错误。
图7
乙
甲
5.甲、乙两个圆柱形容器盛有相同深度的液体,放置于水平桌面上,如图7所示。
甲、乙两容器的底面积分别为S1和S2,且2S1=3S2。
甲容器中液体的密度为ρ1,液体对容器底产生的压强为p1。
乙容器中液体的密度为ρ2,液体对容器底产生的压强为p2,且p2=2p1。
将A球浸在甲容器的液体中,B球浸在乙容器的液体中,两容器中均无液体溢出。
液体静止后,甲、乙两容器底受到液体的压力相等,A、B两球所受浮力分别为F1和F2。
则下列判断正确的是
A.F1>F2,ρ1<ρ2
B.F1=F2,ρ1<ρ2
C.F1<F2,ρ1>ρ2
D.F1<F2,ρ1<ρ2
答案:
A解析:
由液体压强公式p=ρgh,p2=2p1,可得ρ2=2ρ1,ρ1<ρ2。
此时甲、乙两容器底受到液体的压力分别为F1=p1S1,F2=p2S2,甲、乙两容器底受到液体的压力之比为3∶4。
A球浸在甲容器的液体中,B球浸在乙容器的液体中,液体静止后,甲、乙两容器底受到液体的压力相等,说明A球对甲液体作用力大于乙,根据力作用的相互性,A球受到的浮力较大,即F1>F2,选项A正确。
6.如图所示是我国自主研制的“蛟龙号”载人潜水器,它可达到的最大下潜深度为7km,具有无动力下潜上浮先进技术,具有近底自动肮行和悬停定位等多项先进功能.其中“深海潜水器无动力下潜上浮技术”主要是在潜水器两侧配备4块压载铁,重量可以根据不同深度与要求调整.1标准大气压近似取ρ0=1.0x×105Pa,海水密度近似取ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.水下7km处的压强相当于70个大气压
B.若潜水器最快下潜的速度是42m/min,则到达7km海底需要4h.
C.潜水器在水面下处于悬停时,它在竖直方向上受到的重力与浮力是一对平衡力.
D.深海潜水器和一般潜艇都是采用抛弃压载铁的办法实现上浮
答案:
C解析:
水下7km处的压强是p=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa,
1个标准大气压P0=1.0×105Pa,相当于=700个,选项A说法错误;
潜水器最快下潜的速度是42m/min,则到达7km海底需要t=s/v==min=2.8h,选项B错误;
潜水器在水面下处于悬停时,它在竖直方向上受到的重力与浮力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,选项C说法正确;深海潜水器采用抛弃压载铁的办法实现上浮,而潜艇使用压缩空气把空气舱中的海水逼出去达到上浮的目的,选项D错误。
7.(2011上海初中物理知识竞赛题)如图所示,密度均匀的长方体木块漂浮在水面上。
若将木块虚线以下的部分截去,则()
A.木块和水面均下降,且下降的高度相同
B.木块和水面均下降,且木块下降的高度更大
C.木块和水面均下降,且水面下降的高度更大
D.木块下降,水面上升,且变化的高度不相同
7.答案:
B
解析:
若将木块虚线以下的部分截去,根据阿基米德原理,木块和水面均下降,且木块下降的高度更大,选项B正确。
8(2009上海初中物理知识竞赛复赛题).如图所示容器内放有一长方体木块M,上面压有一铁块m,木块浮出水面的高度为h1(图a);用细绳将该铁块系在木块的下面,术块浮出水面的高度为h2(图b);将细绳剪断后(图c),则木块浮出水面的高度h3为:
()
(A)h1+ρ铁(h2-h1)/ρ水
(B)h2+ρ铁(h2-h1)/ρ水
(c)h1+ρ木(h2-h1)/ρ水
(D)h2+ρ铁(h2-h1)/ρ木
.答案:
A
解析:
设木块底面积为S,高h,由题述可知铁块体积为(h2-h1)S。
由图a,利用平衡条件可得ρ水gS(h-h1)=(m+M)g,,
由图c,利用平衡条件可得ρ水gS(h-h3)=Mg,,
m=ρ铁(h2-h1)S,
联立解得:
h3=h1+ρ铁(h2-h1)/ρ水,选项A正确。
9.如图所示,将一个由某种材料制成的空心球放入甲液体中时,小球漂浮;当把它放入乙液体中时,小球悬浮。
则下列判断正确的是
A.球在甲、乙两种液体中受到的得浮力不相等
B.甲液体的密度大于乙液体的密度
C.该材料的密度一定等于乙液体的密度
D.该材料的密度一定小于甲液体的密度
答案:
B无论漂浮还是悬浮,小球所受浮力都等于重力,选项A错误;球放入甲液体中时,小球漂浮,说明甲液体密度大于球平均密度;球放入乙液体中时,小球悬浮,说明乙液体密度等于球平均密度,所以甲液体的密度大于乙液体的密度,选项B正确;由于球空心,该材料的密度一定大于乙液体的密度,选项C错误;该材料的密度不一定小于甲液体的密度,选项D错误。
图5
次种
良种
10.选择优良种子,是农业丰收的基本保证,盐水选种是我国农民常采用的选种方法:
将待选的种子放入浓度适当的盐水中后,良种沉入水底,次种则漂浮于水面,很快就能完成选种工作,如图5所示。
但盐水浓度的把握是关键,如果盐水的浓度太低,则可能
A.所有种子都漂浮在水面
B.所有种子都不受浮力
C.只有少量次种漂浮
D.良种漂浮,而次种下沉
答案:
C
解析:
如果盐水的浓度太低,则盐水密度比较小,只有少量次种漂浮,选项C正确。
二.填空题
1、小明利用小试管、螺母和细线制成一个“土密度计”,用图所示的方法测量液体的密度。
“土密度计”在酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)中静止时露出液面的高度为2cm;“土密度计”在水(ρ水=1.0×103kg/m3)中静止时露出液面的高度为3cm。
“土密度计”在硫酸铜溶液中静止时露出液面的高度为3.8cm。
则此硫酸铜溶液的密度为_____________kg/m3。
答案:
1.25×103kg/m3解析:
设“土密度计”等效圆柱体总长度为L,横截面积S,重力G,“土密度计”在酒精中静止时,ρ酒精g(L-h1)=G,“土密度计”在水中静止时,ρ水g(L-h2)=G,“土密度计”在硫酸铜溶液中静止时,ρg(L-h3)=G,联立解得ρ=1.25×103kg/m3。
2.甲、乙两溢水杯放在实验桌上,分别盛满水和酒精,酒精的密度为0.8×103kg/m3。
将密度为0.9×103kg/m3的小球M轻轻放入甲溢水杯的水中,小球M静止时从甲溢水杯中溢出9g的水,则小球体积为;将小球M轻轻放入乙溢水杯的酒精中,小球M静止时从乙溢水杯中溢出g的酒精。
答案:
10cm38解析:
轻轻放入甲溢水杯的水中,小球漂浮,所受浮力等于mg。
根据从甲溢水杯中溢出9g的水可知,小球质量为m=9g,体积V=m/ρ球=10cm3。
将小球M轻轻放入乙溢水杯的酒精中,小球M下沉,从乙溢水杯中溢出酒精体积为V=10cm3,质量为m’=ρ酒V=0.8×103kg/m3×10cm3=8g。
3.钻井平台被称为流动的岛屿,我国自行设计的第六代深水半潜式钻井平台“海洋石油981”号于2012年5月9日正式在南海开钻,一方面宣誓我国领海主权的存在,另一方面可以获得大量的海底石油资源.“海洋石油981”号的最大作业水深3000m,当工作设备到达最大水深处作业时,受到海水的压强为Pa;平台自身的质量3万吨,上有工作人员200人,从船底到井架顶高147m,如不考虑工作人员的重力,则平台受到的浮力为N,排开海水的体积为m3.(假定海水的密度保持为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
答案:
3×1073×1083×104
解析:
当工作设备到达水深3000m处时,由液体压强公式可知,受到海水的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3000m=3×107Pa;平台受到的浮力等于平台自身的重力,为F浮=mg=3×107kg×10N/kg=3×108N;由F浮=ρgV解得排开海水的体积为V=3×104m3.。
三.实验探究题
1.(2009上海初中物理知识竞赛复赛题).在一个底面积为200厘米2、高度为20厘米的圆柱形薄壁玻璃容器底部,放入一个边长为10厘米的实心正方体物块,然后逐渐向容器中倒入某种液体。
右图反映了物块对容器底部压力的大小F与容器中倒入液体的深度h(0~6厘米)之间的关系。
由此可知这种液体的密度大小为_________千克/米3,当倒入液体的深度h为l2厘米时,物块对容器的底部压力的大小F大小为________牛。
1.答案:
1.25×1037.5
解析:
设容器底部对物块的支持力为F’,由平衡条件可得F’+ρgSh=mg。
由牛顿第三定律,物块对容器底部压力的大小F=F’,联立解得F=mg-ρgSh。
由此可知,图中图线斜率等于-ρ