初中物理浮力培优组卷文档格式.docx

初中物理浮力培优组卷文档格式.docx

《初中物理浮力培优组卷文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《初中物理浮力培优组卷文档格式.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

根据图丙在吸管上标出1.0刻度线（单位g/cm3，下同），若将该吸管放入某液体中，吸管浸入液体的深度为10cm．则在该处标记刻度线。

小明的同学也用吸管制作了密度计，他发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小，导致用此密度计测量液体密度时误差较大，为此同学们提出了如下改进方案，其中可行的是。

A．换大的容器做实验B．换细的吸管制作密度计

C．换稍长的吸管制作密度计D．适当减小密度计的配重。

二．计算题（共2小题）

3．某同学学习了浮力的有关知识后，制作了一台浮力秤，可方便地称量物体的质量，其构造如图甲所示。

已知小筒底面积为0.001m2，小筒和秤盘总重为0.6N

（1）如图甲，当秤盘上不放物体时，小筒受到的浮力是多少？

（2）如图甲，当秤盘上不放物体时，应在小筒A上距离小筒A底部cm处标出该浮力秤的零刻度线

（3）如图乙，在秤盘上放一物体后，小筒浸入水中的深度h为0.1m，则此时小筒底受到水的压强是多大？

小筒受到的浮力是多少？

该物体的质量为多少？

4．科技小组的同学想利用学到的浮力知识制作一个浮力秤。

他们找来个瓶身为柱状体的空饮料瓶，剪掉瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖系上一块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，如图所示。

使用时，只要把被测物体投入瓶中，从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量。

（1）石块的作用是什么？

（2）这种浮力秤的质量刻度是均匀的吗？

请证明

（3）经测量，该饮料瓶圆柱状部分的直径为8.0cm，当浮力秤中不放被测物时，水面所对位置为零刻度，根据图中标明的长度值，试通过计算说明1、2、3、4各刻度线所对应的质量值应分别标为多少克？

（π取3.14，最后结果只保留整数部分）

三．解答题（共1小题）

5．冲称象是一个脍炙人口的经典故事。

某科技活动小组受此启发，准备制作一个可以测量物体重力的“浮力秤”，装置如图所示。

他们将作秤盘的空心国柱体竖直漂浮在水面上，此时秤盘与水面相交处标为“0牛”，然后在秤盘上放10牛的物体，在秤盘与水面相交处标上“10牛”。

小组同学对如何标记浮力秤上0～10牛的其他刻度有一番争论（如图）．

物重G（牛〕

2

4

6

8

10

水面离“0牛”刻度线的距离H（厘米）

l

3

5

为此他们继续实验研究，在秤盘中分别加上不同重力的物体，测出水面离“0牛”刻度线的距离，如下表所示：

分析表中数据，得出的结论是。

当水面离“0牛”刻度线3.5厘米时，秤盘上所放的物体重为牛。

以下两个小题中。

请你选做一题：

（g取10牛/千克）

（1）当水面处于秤盘“0牛”刻度线位置时（如图甲），测得水面离秤盘底0.05米，已知秤盘的底面积为200厘米2．求秤盘受到的浮力是多少？

（2）当水面处于秤盘“10牛”刻度线位置时（如图乙），测得此时水面离秤盘底0.10米，求秤盘底受到的水的压强是多少？

参考答案与试题解析

1．【解答】解：

（1）当秤盘上不放物体时，由漂浮条件可得浮体所受到的浮力为：

F浮=G0=m0g=0.23kg×

10N/kg=2.3N；

（2）当秤盘上不放物体时，根据阿基米德原理和漂浮条件可得：

F浮=ρgV排1=G0=m0g，

则圆柱体排开水的体积为：

V排1=

，

已知圆柱体的底面积为S0，则此时圆柱体浸入水中的深度：

h0=

=

；

（3）当被称物体质量为m时，整体处于漂浮状态，则根据阿基米德原理和漂浮条件可得：

F浮′=ρgV排2=（m+m0）g，

即：

ρgS0h=（m+m0）g，

整理可得：

m=ρS0h﹣m0；

（4）要使此“浮力称”能够达到最大称量值，则圆柱体应刚好浸没（此时整体仍处于漂浮状态），且圆柱体的下表面刚好接触外筒的底部时，外筒中所加水的体积最小，如图所示：

则外筒中所加水的最小体积：

V水=L0（S﹣S0），

由ρ=

可得，外筒中所加水的最小质量为：

m水=ρV水=ρL0（S﹣S0）。

故答案为：

（1）2.3；

（2）

（3）ρS0h﹣m0；

（4）ρL0（S﹣S0）。

2．【解答】解：

（1）当用手指堵住上端开口时，上端不再与大气相通，下端受到大气压的作用，所以水不会从下端流出，吸管中有一段水柱。

（2）①吸管浸在水中，排开水的体积：

V排=Sh=3×

10﹣5m2×

0.08m=2.4×

10﹣6m3

因此吸管受到的浮力：

F浮=ρ水gV排=1.0×

103kg/m3×

10N/kg×

2.4×

10﹣6m3=2.4×

10﹣2N。

②由于密度计不管是在水中还是在液体中，都是漂浮状态，

所以F浮水=F浮液=G，

设密度计的底面积为S，已知吸管浸入水中的深度为8cm，浸入液体中的深度为10cm，

则ρ水gSh水=ρ液gSh液，

1.0g/cm3×

g×

S×

0.08m=ρ液×

0.1m，

解得：

ρ液=0.8g/cm3；

所以将该吸管放入某液体中，吸管浸入液体的深度为10cm，则在该处标记0.8刻度线；

因为△V=S△h，所以，要使△h变大，应减小S，具体做法是：

用更细的吸管；

故选B。

（1）大气压；

（2）①2.4×

10﹣2；

②0.8；

B。

3．

【解答】解：

（1）因为当秤盘上不放物体时，小筒漂浮，小筒和秤盘总重G0=0.6N，

所以小筒受到的浮力：

F浮=G0=0.6N，

（2）当秤盘上不放物体时，即浮力等于小筒和秤盘总重为0.6N，

根据F浮=ρ液gV排可得，排开液体的体积为：

V排=

=6×

10﹣5m3；

浸入水中的深度为：

h水=

=0.06m=6cm；

即物当秤盘上不放物体时，应在小筒A上距离小筒A底部6cm处标出该浮力秤的零刻度线；

（3）①小筒底受到水的压强：

p=ρgh=1.0×

0.1m=1.0×

103Pa，

②此时小筒受到的浮力：

F浮=ρ液gV排=1.0×

0.001m2×

0.1m=1N，

③因整体漂浮，所以物体、小筒和秤盘的总重：

G总=F浮=1N，

则物体的重：

G=G总﹣G0=1N﹣0.6N=0.4N，

物体的质量：

m=

=0.04kg。

（1）0.6N；

（2）6；

（3）如图乙，在秤盘上放一物体后，小筒浸入水中的深度h为0.1m，则此时小筒底受到水的压强是1.0×

103Pa；

小筒受到的浮力是1N；

该物体的质量为0.04kg。

4．

（1）石块受到的重力远大于空饮料瓶受到的重力，所以浮力秤的重心较低，并低于浮力的作用点，如右图所示，当浮力等于重力时，浮力秤将竖直漂浮在水中。

如果没有石块，整套装置的重心将会高于浮力的作用点，在浮力和重力的作用下，浮力秤容易歪斜，难以竖直漂浮在水中。

所以石块的作用是可以使浮力秤能够竖直地漂浮在水中。

（2）设被测物体的质量为m，饮料瓶圆柱状部分的半径为r，在浮力秤中放入被测物体后，瓶身浸入的深度增加值为h，

则浮力秤再次漂浮时，增大的浮力等于增大的重力，即△F浮=G，

结合阿基米德原理可得：

ρ水gπr2h=mg，

可得：

h=

因为ρ水、π、r为定值，

所以h与m成正比，即这种浮力秤的质量刻度是均匀的；

（3）因为h=

所以m=ρ水πr2h﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，

其中ρ水=1.0×

103kg/m3，r=

=4.0cm，h1=1cm，h2=2cm，h3=3cm，h4=4cm，

将以上数据代入①式，可得对应1、2、3、4各刻度线的质量值应标记为50g、100g、150g、200g．如下图如所示：

答：

（1）石块的作用是可以使浮力秤能够竖直地漂浮在水中；

（2）是均匀的；

见解答过程；

（3）1、2、3、4各刻度线所对应的质量值应分别标为50g、100g、150g、200g。

5．

由表中数据可得：

物重G与水面到“0N”刻度线的距离H成正比，即

为一定值，所以当水面离“0N”刻度线3.5厘米时，秤盘上所放的物体重为7N；

（1）秤盘排开水的体积：

v排=0.02m2×

0.05m=0.001m3，

秤盘受到的浮力：

F浮=ρ水v排g=1×

0.001m3=10N；

（2）秤盘底受到水的压强：

p=ρgh=1×

0.1m=1000Pa。

物重G与水面到“0N”刻度线的距离H成正比；

7；

（1）秤盘受到的浮力为10N；

（2）秤盘底受到水的压强为1000Pa。