内容正文:
物理
[时量:40分钟分值:100分]
一、选择题(本大题共12小题,共36分。1~10题,每小题3分,在给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求;11~12题,每小题3分,在给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全得2分,有选错得0分。)
1. 下列图示情景中没有受到浮力的物体是( )
A. 上升的气球 B. 下潜的“蛟龙”号
C. 遨游的“天宫一号” D. 航行的“辽宁号”
2. 物体挂在弹簧测力计下,示数为5N,当它浸入水中时,示数减少3N,此时物体所受的浮力为( )
A. 2N B. 3N C. 5N D. 8N
3. 如图所示,压在杯底的乒乓球,上浮时会弹离出水面,下列说法正确的是( )
A. 乒乓球上浮过程中,受到的浮力始终不变
B. 乒乓球弹离水面后上升,是由于水的浮力作用
C. 乒乓球上浮过程中,水对杯底的压强逐渐减小
D. 乒乓球上浮过程中,水对杯底的压强先不变,后减小
4. 在“探究物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系”实验时,具体设计的实验操作步骤如图所示,弹簧测力计的示数分别为、、和,则( )
A. B. C. D.
5. 2014年12月,中央军委主席习近平高度赞扬了海军372潜艇官兵,372潜艇在海上正常航行时,突然遭遇海水密度变化,引发潜艇“掉深”,即突然快速向海底沉降。指战员临危不惧,冷静处置,转危为安,造成潜艇沉降的原因可能是( )
A. 潜艇所受浮力突然增大 B. 潜艇所受压强突然增大
C. 潜艇所受浮力突然减小 D. 潜艇所受压强突然减小
6. 将重力相等的实心铜球、铁球、铝球浸没在水中,它们受的浮力(ρ铜>ρ铁>ρ铝)( )
A. 相等 B. 铜球最大
C. 铝球最大 D. 铁球最大
7. 如图所示,当弹簧测力计吊着圆柱体,从底部接触水面开始缓慢地完全没入水中到底部A的过程中,以下能表示圆柱体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系的图像是( )
A. B.
C. D.
8. 在水中,鱼、漂浮的木头、静止在水底的石头的位置如图所示,下列说法正确的是( )
A. 水对石头的压强比对木头的小
B. 木头受到的浮力大于它自身的重力
C. 鱼受到的浮力等于它排开水的重力
D. 石头受到的浮力等于它自身的重力
9. 如图甲所示,铁块A放在木块B上,放入水中后呈漂浮状态,它们露出水面的总体积为;当用细线将铁块A悬挂在木块B下面,再放入水中时,露出水面的总体积为,如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A. 大于 B. 等于 C. 小于 D. 条件不足,无法判断
10. 如图所示,甲、乙两杯盐水的密度分别为ρ甲、ρ乙.同一只鸡蛋先后放入两杯中,在甲杯中处于悬浮状态,所受浮力为F甲;在乙杯中处于漂浮状态,所受浮力为F乙.可以肯定的是
A. ρ甲>ρ乙,F甲=F乙 B. ρ甲<ρ乙,F甲=F乙
C. ρ甲<ρ乙,F甲<F乙 D. ρ甲>ρ乙,F甲<F乙
11. 如图所示,将空的饮料罐慢慢压入水中,直到完全浸没,下列对饮料罐受到的浮力分析正确的是( )
A. 饮料罐被压入水中的过程,受到的浮力等于重力
B. 浮力的方向竖直向上
C. 排开水的体积越大,受到的浮力越大
D. 浸没后,压入越深,受到的浮力越大
12. 据史书记载,我国宋朝治平年间,在今陕西境内发生了一次大洪水,洪水将固定浮桥用的八尊沉重的铁牛冲入了河底,当时有一个叫怀丙的人巧妙地将铁牛打捞了起来。把拴在一起的两艘大木船装满沙子,然后用绳索一端系住铁牛,拉紧后另一端拴在船上。把沙子卸入河中,铁牛就被拉起来了。以下判断正确的是( )
A. 铁牛浸没后,随着深度增加,所受的浮力不变
B. 铁牛被冲到河底只受到重力和浮力
C. 用两艘大木船并装满沙子,是为了减小浮力
D. 卸下沙子的过程中,当木船排开水的体积减小时,铁牛就会被拉起
二、填空题(本大题共4小题,每空3分,共24分。)
13. 重为的潜艇漂浮在海面,此时潜艇所受浮力为___________N。潜艇下潜至刚好浸没的过程中,受到的浮力___________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
14. 在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计,现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图所示,当它们竖直静止在液体中时,液面高度相同。从观察到的现象可以判断:两个简易密度计所受浮力F甲___________F乙、两杯液体的密度ρ甲___________ρ乙。(均选填”大于”、“小于”或”等于“)
15. 质量相等但密度不同的A、B、C三个实心小球浸在水中稳定后的情形如图所示。分析可知:___________球受到的浮力最小,___________球的密度最大。
16. 我国自主设计建造的第一艘航母已经顺利下水,航母的总质量为6×104t,当航母漂浮在水面上时,受到的浮力是__________ N,此时航母排开水的体积为__________ m3。(g取10N/kg,ρ水=1.0g/cm3)
三、作图题(本大题共1小题,共2分。)
17. 作出图中漂浮在水面上的小球所受力的示意图(O为小球的重心)。
四、实验探究题(本大题共2小题,每空2分,共26分。)
18. 在探究物体所受浮力的大小与物体排开液体所受重力关系的实验中,同学们设计了如图1和如图2所示两种不同的方案。
(1)在如图1所示的实验方案中:
①若实验步骤甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为、、、,则可知实验中测得物体受到的浮力________。(用测量量的符号表示)
②若、、、之间满足________的关系,则可以得出浮力的大小等于排开液体所受重力的结论。(用测量量的符号表示)
(2)在如图2所示的实验方案中,和两个弹簧测力计完全相同,薄塑料袋的质量忽略不计。
①调节升降台使其上表面向上缓慢移动,重物便会缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到弹簧测力计的示数逐渐________,弹簧测力计的示数逐渐________。(选填“减小”或“增大”)。
②比较弹簧测力计的示数变化量的大小和弹簧测力计的示数变化量的大小,若它们的大小关系满足_______(选填“>”“<”或“=”),则说明物体所受的浮力等于物体排开液体所受的重力。
③与如图1所示的实验方案相比,你认为图2所示的实验方案有哪些优点或缺点?请写出任意一条即可。________
19. 小明与同学一起利用弹簧测力计、玻璃杯、金属块、水、浓盐水等实验器材,探究浮力的大小与哪些因素有关。他们正确地进行了如图甲所示的实验操作。
实验次数
液体种类
金属块的重力/N
金属块浸入情况
弹簧测力计的示数/N
金属块所受浮力/N
①
—
2.7
—
—
—
②
水
2.7
部分
2.0
0.7
③
水
2.7
全部
1.7
1.0
④
浓盐水
2.7
全部
1.5
1.2
(1)分析实验②③可得:液体密度相同,金属块排开液体的体积越大,浮力越___________;
(2)分析实验③④可得:金属块排开液体的体积相同,液体密度越大,浮力越___________;
(3)结论:浮力的大小与___________和___________有关;
(4)用这种实验方法,还可以测量___________的密度;
(5)小明完成上述实验后,找来合适的玻璃杯,倒入足够深的水,使挂在弹簧测力计上的金属块逐渐下降,但不接触容器底。绘制出了实验中测力计的示数F随物体下表面至水面深度h变化的图像,如图乙所示。分析图像可知:当金属块浸没水中后继续下降过程中测力计的示数___________(选填“变大”“变小”或“不变”),这表明:浸没在水中的物体受到的浮力跟浸没的深度___________(选填“有关”或“无关”)。
五、计算题(本大题共1小题,共12分)
20. 人工涂抹油漆难精准且气味难闻,于是某团队设计了“智能浸泡上漆器”,如图所示,上漆器由柱形硬质浮杆、力传感器、工作台、挡板等组成。浮杆的质量为0.2kg,底面积为;力传感器固定且与浮杆接触但无压力;工作台固定在上漆器底部,其上表面积为0.5m2,高为0.1m。将待上漆的质量分布均匀的柱体A放在工作台中央,将挡板固定在1m高处,开始注漆,当浮杆对力传感器的压力为14N时停止注漆,完成对柱体A的上漆。已知柱体A的质量为500kg,底面积为,高为0.8m,油漆密度为。g取10N/kg。求:
(1)当漆面上升至0.1m时,油漆对上漆器底部的压强;
(2)当漆面上升至0.4m时,柱体A对工作台的压强;
(3)停止注漆时,柱体A被上漆的高度。
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物理
[时量:40分钟分值:100分]
一、选择题(本大题共12小题,共36分。1~10题,每小题3分,在给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求;11~12题,每小题3分,在给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全得2分,有选错得0分。)
1. 下列图示情景中没有受到浮力的物体是( )
A. 上升的气球 B. 下潜的“蛟龙”号
C. 遨游的“天宫一号” D. 航行的“辽宁号”
【答案】C
【解析】
【详解】根据浮力的概念:浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托起的力,只有不存在液体或气体时,物体才不受浮力;
A.上升的气球浸在空气中,受到空气向上的浮力,故A错误;
B.下潜的“蛟龙”号浸在海水中,受到海水向上的浮力,故B错误;
C.遨游太空的“天宫一号”处于真空环境,周围没有液体或气体,因此不受浮力,故C正确;
D.航行的“辽宁号”浸在海水中,受到海水向上的浮力,故D错误。
故选C。
2. 物体挂在弹簧测力计下,示数为5N,当它浸入水中时,示数减少3N,此时物体所受的浮力为( )
A. 2N B. 3N C. 5N D. 8N
【答案】B
【解析】
【详解】根据称重法测浮力的原理,物体所受浮力等于弹簧测力计示数的减少量,即。
故选B。
3. 如图所示,压在杯底的乒乓球,上浮时会弹离出水面,下列说法正确的是( )
A. 乒乓球上浮过程中,受到的浮力始终不变
B. 乒乓球弹离水面后上升,是由于水的浮力作用
C. 乒乓球上浮过程中,水对杯底的压强逐渐减小
D. 乒乓球上浮过程中,水对杯底的压强先不变,后减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.乒乓球露出水面前,其排开水的体积不变(等于乒乓球的体积),开始露出水面后,排开水的体积逐渐变小,由F浮=ρ水V排g可知它受到的浮力先不变后变小,故A错误;
B.乒乓球弹离水面后不再受浮力作用,由于惯性将继续上升一段距离,故B错误;
CD.乒乓球在上浮过程中,在露出水面前,水的深度不变,开始露出水面后,水的深度逐渐减小,由p=ρ水gh可知,水对杯底的压强先不变后减小,故D正确,C错误。
故选D。
4. 在“探究物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系”实验时,具体设计的实验操作步骤如图所示,弹簧测力计的示数分别为、、和,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据称重法,物体在液体中所受浮力
物体排开液体的重力
根据阿基米德原理可知
故选B。
5. 2014年12月,中央军委主席习近平高度赞扬了海军372潜艇官兵,372潜艇在海上正常航行时,突然遭遇海水密度变化,引发潜艇“掉深”,即突然快速向海底沉降。指战员临危不惧,冷静处置,转危为安,造成潜艇沉降的原因可能是( )
A. 潜艇所受浮力突然增大 B. 潜艇所受压强突然增大
C. 潜艇所受浮力突然减小 D. 潜艇所受压强突然减小
【答案】C
【解析】
【详解】由于海水中不同深度下海水的密度会变化,潜艇突遇“断崖”险情是因为遇到海水的密度突然变小,潜水艇排开海水的体积不变,根据F浮=ρ海水gV排可知浮力会突然变小,潜水艇突然遭遇海水密度突变引发潜艇“掉深”,因此造成潜艇沉降的直接原因是所受浮力减小造成的,故ABD错误,C正确。
故选C。
6. 将重力相等的实心铜球、铁球、铝球浸没在水中,它们受的浮力(ρ铜>ρ铁>ρ铝)( )
A. 相等 B. 铜球最大
C. 铝球最大 D. 铁球最大
【答案】C
【解析】
【详解】实心铜球、铁球、铝球重力相等,则质量相等,ρ铜>ρ铁>ρ铝,根据可知铝球的体积最大,则铝球排开液体的体积最大,根据,铝球受的浮力最大,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7. 如图所示,当弹簧测力计吊着圆柱体,从底部接触水面开始缓慢地完全没入水中到底部A的过程中,以下能表示圆柱体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】当物体从开始浸入水中到完全浸入水中即浸没的过程中,物体排开液体的体积在逐渐变大,液体密度不变,根据我们所学过的物理知识F浮=ρ液V排g,所以浮力是变大的。而当物体浸没以后,再向水中下沉的时候,物体排开液体的体积不再发生变化,所以浮力是不变的。故选D。
8. 在水中,鱼、漂浮的木头、静止在水底的石头的位置如图所示,下列说法正确的是( )
A. 水对石头的压强比对木头的小
B. 木头受到的浮力大于它自身的重力
C. 鱼受到的浮力等于它排开水的重力
D. 石头受到的浮力等于它自身的重力
【答案】C
【解析】
【详解】A.液体的压强与液体密度和深度有关,同一液体深度越深其压强越大,故水对石头的压强比对木头的大,错误;
B.物体漂浮时,处于平衡状态,此时浮力大小等于其自身重力,错误;
C.鱼在水中处于悬浮状态,故鱼受到的浮力等于它排开水的重力,正确;
D.石头在水中是沉底的,故石头受到的浮力小于它自身重力,错误.
9. 如图甲所示,铁块A放在木块B上,放入水中后呈漂浮状态,它们露出水面的总体积为;当用细线将铁块A悬挂在木块B下面,再放入水中时,露出水面的总体积为,如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A. 大于 B. 等于 C. 小于 D. 条件不足,无法判断
【答案】B
【解析】
【详解】把铁块A和木块B看成一个整体,两种情况都是处于漂浮状态,浮力等于AB的总重力,即两种情况浮力相等,根据阿基米德原理,在同种液体中,浮力相等,物体排开液体的体积相等,故露出水面的体积相等。
故选B。
10. 如图所示,甲、乙两杯盐水的密度分别为ρ甲、ρ乙.同一只鸡蛋先后放入两杯中,在甲杯中处于悬浮状态,所受浮力为F甲;在乙杯中处于漂浮状态,所受浮力为F乙.可以肯定的是
A. ρ甲>ρ乙,F甲=F乙 B. ρ甲<ρ乙,F甲=F乙
C. ρ甲<ρ乙,F甲<F乙 D. ρ甲>ρ乙,F甲<F乙
【答案】B
【解析】
【详解】因为鸡蛋在甲盐水中悬浮,所以甲盐水的密度等于鸡蛋的密度,即ρ甲=ρ鸡蛋,鸡蛋在乙盐水中漂浮,则乙盐水的密度大于鸡蛋的密度,即ρ乙>ρ鸡蛋,所以ρ甲<ρ乙;鸡蛋在甲中悬浮,则鸡蛋受到甲盐水的浮力:F甲=G鸡蛋,鸡蛋在乙中漂浮,则鸡蛋受到乙盐水的浮力:F乙=G鸡蛋,所以鸡蛋在甲和乙中所受浮力相等,即F甲=F乙.
11. 如图所示,将空的饮料罐慢慢压入水中,直到完全浸没,下列对饮料罐受到的浮力分析正确的是( )
A. 饮料罐被压入水中的过程,受到的浮力等于重力
B. 浮力的方向竖直向上
C. 排开水的体积越大,受到的浮力越大
D. 浸没后,压入越深,受到的浮力越大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.饮料罐浸入水中的过程需要手向下压,受竖直向上的浮力、竖直向下的重力和压力,所以其重力小于浮力,故A错误;
BC.浸在液体中的物体受到液体对它竖直向上的浮力,浮力的大小与物体排开的液体的体积有关,排开的液体的体积越大,浮力越大,故BC正确;
D.浸没在液体中的物体,深度增加,排开的液体体积不变,浮力不变,故D错误。
故选 BC。
12. 据史书记载,我国宋朝治平年间,在今陕西境内发生了一次大洪水,洪水将固定浮桥用的八尊沉重的铁牛冲入了河底,当时有一个叫怀丙的人巧妙地将铁牛打捞了起来。把拴在一起的两艘大木船装满沙子,然后用绳索一端系住铁牛,拉紧后另一端拴在船上。把沙子卸入河中,铁牛就被拉起来了。以下判断正确的是( )
A. 铁牛浸没后,随着深度增加,所受的浮力不变
B. 铁牛被冲到河底只受到重力和浮力
C. 用两艘大木船并装满沙子,是为了减小浮力
D. 卸下沙子的过程中,当木船排开水的体积减小时,铁牛就会被拉起
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据阿基米德原理可知,铁牛浸没后,水的密度和铁牛排开水的体积不变,因此铁牛所受浮力不变,故A正确;
B.铁牛被冲到河底时,重力大于浮力,故还会受到河底的支持力,故B错误;
C.木船始终漂浮在水面,其浮力等于总重力,装沙子后船的总重力增大,所以浮力也随之增大,故此操作是为了增大浮力,故C错误;
D.卸下沙子时,木船总重力减小,浮力减小,故木船排开水的体积减小、木船上浮,但只有当绳索对铁牛的拉力与铁牛浮力之和大于铁牛重力时,铁牛才会被拉起,并非排开体积减小就一定能拉起铁牛,故D错误。
故选A。
二、填空题(本大题共4小题,每空3分,共24分。)
13. 重为的潜艇漂浮在海面,此时潜艇所受浮力为___________N。潜艇下潜至刚好浸没的过程中,受到的浮力___________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】 ①. ②. 增大
【解析】
【详解】[1]根据物体漂浮条件,漂浮的物体所受浮力等于自身重力,因此潜艇所受浮力与重力相等,为。
[2]潜艇下潜至刚好浸没的过程中,排开海水的体积逐渐增大,由阿基米德原理可知,海水密度和不变,排开液体的体积增大,所以受到的浮力增大。
14. 在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计,现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图所示,当它们竖直静止在液体中时,液面高度相同。从观察到的现象可以判断:两个简易密度计所受浮力F甲___________F乙、两杯液体的密度ρ甲___________ρ乙。(均选填”大于”、“小于”或”等于“)
【答案】 ①. 等于 ②. 小于
【解析】
【分析】
【详解】[1]两根密度计相同,重力大小相等。两根密度计分别漂浮在两个烧杯中,密度计受到的浮力大小都等于密度计的重力,因此两个简易密度计所受浮力
[2]从图中可以看出,密度计排开甲液体的体积大于排开乙液体的体积,由阿基米德原理得,两杯液体的密度
15. 质量相等但密度不同的A、B、C三个实心小球浸在水中稳定后的情形如图所示。分析可知:___________球受到的浮力最小,___________球的密度最大。
【答案】 ①. C ②. C
【解析】
【详解】A、B、C三个实心小球浸在水中稳定后的情况可知:A球漂浮,B球悬浮,C球沉底,根据物体的浮沉条件可知浮力与重力的关系为,,;因为A、B、C三个实心小球质量相等,所以,所以C球受到的浮力最小。
如图,A球漂浮, 所以A球密度; B球悬浮,所以B球密度;因为C球沉底,所以C球密度;所以三球密度,所以C球的密度最大。
16. 我国自主设计建造的第一艘航母已经顺利下水,航母的总质量为6×104t,当航母漂浮在水面上时,受到的浮力是__________ N,此时航母排开水的体积为__________ m3。(g取10N/kg,ρ水=1.0g/cm3)
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]航母的质量
航母浮在水面上,浮力等于重力
[2]水的密度
排开水的体积
三、作图题(本大题共1小题,共2分。)
17. 作出图中漂浮在水面上的小球所受力的示意图(O为小球的重心)。
【答案】
【解析】
【详解】漂浮在水面上的小球处于平衡状态,因此受到竖直向下的重力等于竖直向上的浮力,如图所示:
四、实验探究题(本大题共2小题,每空2分,共26分。)
18. 在探究物体所受浮力的大小与物体排开液体所受重力关系的实验中,同学们设计了如图1和如图2所示两种不同的方案。
(1)在如图1所示的实验方案中:
①若实验步骤甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为、、、,则可知实验中测得物体受到的浮力________。(用测量量的符号表示)
②若、、、之间满足________的关系,则可以得出浮力的大小等于排开液体所受重力的结论。(用测量量的符号表示)
(2)在如图2所示的实验方案中,和两个弹簧测力计完全相同,薄塑料袋的质量忽略不计。
①调节升降台使其上表面向上缓慢移动,重物便会缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到弹簧测力计的示数逐渐________,弹簧测力计的示数逐渐________。(选填“减小”或“增大”)。
②比较弹簧测力计的示数变化量的大小和弹簧测力计的示数变化量的大小,若它们的大小关系满足_______(选填“>”“<”或“=”),则说明物体所受的浮力等于物体排开液体所受的重力。
③与如图1所示的实验方案相比,你认为图2所示的实验方案有哪些优点或缺点?请写出任意一条即可。________
【答案】 ①. ②. ③. 减小 ④. 增大 ⑤. = ⑥. 优点:物体所受浮力大小和物体排开液体的重力大小关系对比明显,容易得出结论;缺点:升降台上升时,塑料袋下降,操作难度大;
【解析】
【详解】(1)①[1]由图甲可知,图丁可知,由二次称重法可知物体受到的浮力
②[2] 由图乙可知,图戊可知
则排开水的重力为
若
即,则可以得出浮力的大小等于排开液体所受重力的结论。
(2)①[3][4]重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中时,物体受到方向向上的浮力逐渐增大,弹簧测力计A的示数逐渐减小;同时物体排开的水逐渐流入塑料袋,塑料袋的重力逐渐增加,弹簧测力计B的示数逐渐增大;
②[5]根据二次称重法可知物体受到的浮力,物体排开液体所受重力所以,当也就是时,说明物体所受的浮力等于物体排开液体所受的重力;
③[6]对比两个实验方案,图2实验的优点:①物体所受浮力大小和物体排开液体的重力大小关系对比明显,容易得出结论;②铁架台固定,弹簧测力计示数更稳定,便于观察,便于讲解;缺点:①升降台上升时,塑料袋下降,操作难度大;②整合度高,理解起来难度大。
19. 小明与同学一起利用弹簧测力计、玻璃杯、金属块、水、浓盐水等实验器材,探究浮力的大小与哪些因素有关。他们正确地进行了如图甲所示的实验操作。
实验次数
液体种类
金属块的重力/N
金属块浸入情况
弹簧测力计的示数/N
金属块所受浮力/N
①
—
2.7
—
—
—
②
水
2.7
部分
2.0
0.7
③
水
2.7
全部
1.7
1.0
④
浓盐水
2.7
全部
1.5
1.2
(1)分析实验②③可得:液体密度相同,金属块排开液体的体积越大,浮力越___________;
(2)分析实验③④可得:金属块排开液体的体积相同,液体密度越大,浮力越___________;
(3)结论:浮力的大小与___________和___________有关;
(4)用这种实验方法,还可以测量___________的密度;
(5)小明完成上述实验后,找来合适的玻璃杯,倒入足够深的水,使挂在弹簧测力计上的金属块逐渐下降,但不接触容器底。绘制出了实验中测力计的示数F随物体下表面至水面深度h变化的图像,如图乙所示。分析图像可知:当金属块浸没水中后继续下降过程中测力计的示数___________(选填“变大”“变小”或“不变”),这表明:浸没在水中的物体受到的浮力跟浸没的深度___________(选填“有关”或“无关”)。
【答案】(1)大 (2)大
(3) ①. 排开液体的体积 ②. 液体的密度 (4)金属块##浓盐水
(5) ①. 不变 ②. 无关
【解析】
【小问1详解】
分析实验②③,由表中数据可知,②中受到的浮力为0.7N,③中受到的浮力为1.0N,即受到的浮力不同,故可得当液体密度相同,金属块排开液体的体积越大,浮力越大。
【小问2详解】
分析实验③④,由表中数据可知,③中受到的浮力为1.0N,④中受到的浮力为1.2N,即受到的浮力不同,故可得金属块排开液体的体积相同,液体密度越大,浮力越大。
【小问3详解】
由(1)(2)分析可得,浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度有关。
【小问4详解】
由于金属块浸没在水中时,排开液体的体积等于自身体积,则可根据计算出金属块的密度;也可根据金属块在浓盐水中所受浮力的大小,由计算出浓盐水的密度。
【小问5详解】
由图乙可知,弹簧测力计的示数随排开液体的体积的增大而减小,但当物体完全浸没后,尽管深度不断改变,但因浮力不再变化,故弹簧测力计的示数不变。这也表明浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
五、计算题(本大题共1小题,共12分)
20. 人工涂抹油漆难精准且气味难闻,于是某团队设计了“智能浸泡上漆器”,如图所示,上漆器由柱形硬质浮杆、力传感器、工作台、挡板等组成。浮杆的质量为0.2kg,底面积为;力传感器固定且与浮杆接触但无压力;工作台固定在上漆器底部,其上表面积为0.5m2,高为0.1m。将待上漆的质量分布均匀的柱体A放在工作台中央,将挡板固定在1m高处,开始注漆,当浮杆对力传感器的压力为14N时停止注漆,完成对柱体A的上漆。已知柱体A的质量为500kg,底面积为,高为0.8m,油漆密度为。g取10N/kg。求:
(1)当漆面上升至0.1m时,油漆对上漆器底部的压强;
(2)当漆面上升至0.4m时,柱体A对工作台的压强;
(3)停止注漆时,柱体A被上漆的高度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【20题详解】
当油漆上升至时,油漆对上漆器底部的压强
【21题详解】
当油漆上升至时,则柱体受到的浮力
柱体的重力
故此时重力大于浮力,故柱体未上浮,则对工作台的压力
由于柱体的底面积大于工作台的上表面积,故受力面积为工作台的上表面积,则柱体对工作台的压强
【22题详解】
已知浮杆的质量为,则浮杆的重力
浮杆对力传感器的压力为,则浮杆受到的浮力
浮杆排开油漆的体积
则油漆的深度
柱体受到的浮力
此时,则柱体漂浮,浮力等于重力,故此时的
浸入油漆的深度
柱体A露出的高度为
油漆面到挡板的高度为
故柱体只能露出的高度,则柱体实际浸入油漆的高度为。
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