历届全国初中物理竞赛浮力.docx

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历届全国初中物理竞赛浮力

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。

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。

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-ρgS。

而图中图线斜率为-1.25N/cm=-125N/m，所以这种液体的密度大小为ρ=1.25×103kg/m3。

当倒入液体的深度h为l2厘米时，由F=mg-ρgSh可计算得到物块对容器的底部压力的大小F=7.5N。

2..小宁为了研究浸入水中的物体所受浮力的变化规律，设计了如图所示的实验，他将弹簧测力计上端固定，下端挂一粗细均匀的圆柱体金属块A，其长度为L。

开始时，他将金属块A完全浸没在水中，容器的底部装有一由阀门B控制的出水口。

实验时，他