第十章 浮力 培优拔高测试卷 2025-2026学年人教版物理八年级下册
2026-05-30
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4份
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42页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第十章 浮力 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.69 MB |
| 发布时间 | 2026-05-30 |
| 更新时间 | 2026-06-02 |
| 作者 | 沈书禾 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58123510.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
第十章《浮力》培优拔高测试卷,24题80分,覆盖浮力概念、浮沉条件、密度计应用等核心知识,通过实验探究与综合计算,培养科学思维与探究能力,适配初中物理单元复习。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|9/18|浮力产生原因、阿基米德原理|结合“造船比赛”情境,第7-9题多选项考查科学推理|
|填空题|6/12|浮沉条件、压力与浮力计算|第15题密度计刻度分析,体现模型建构|
|实验探究题|4/22|浮力影响因素、密度测量|第18题多猜想验证,第21题自制密度计,培养科学探究能力|
|综合应用题|3/24|浮力与压强综合计算|第22题结合容器压强变化,考查物理观念与科学论证|
内容正文:
第十章《浮力》培优拔高测试卷
答题卡
姓
名:
准考证号:
贴条形码区
注意事项
1.答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准
考生禁填:
缺考标记
条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
违纪标记
2.选择题必须用2B铅笔填涂非选择题必须用0.5mm黑色签字笔
以上标志由监考人员用2B铅笔填涂
答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案
选择题填涂样例:
无效:在草稿纸、试题卷上答题无效。
正确填涂■
保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
错误填涂【]【]【/小
、
选择题:本题共9小题,每小题2分,共18分。在每小题给出的四个选项中,第1-6题只有一项
符合题目要求,第79题有多项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的
得0分。
1[A][B][C][D]
4.[A][B][C][D]
7AJ[BJIC][D]
2JAJIBJICJ[D]
5[A][BIIC][D]
8AJ[B]IC]ID]
3.[A][B]IC][D]
6[A][B][C][D]
9AJ[B]IC]ID]
二、填空题:本题共6小题,每空1分,共12分。
10
11
12
13
14
15
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
三、作图题:本题共2小题,每小题2分,共4分。
16
17
四、实验题:本大题共4小题,共22分。
18.(1)
(2)
(3)
(4)
19.(1)
(2)①
①
③
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
■
20.
21.(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)》
五、综合应用题(本题共3小题,共24分)
22.
■
23.
24.(1)
(2)
(3)
(4)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
第十章《浮力》培优拔高测试卷
(本试卷共24题,80分,建议考试时间为80分钟)
注意事项
1. 答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2. 答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3. 考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题
(本题共9小题,每小题2分,共18分。在每小题给出的四个选项中,第1-6题只有一项符合题目要求,第7-9题有多项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1.小明在“造船比赛”中用三块大小相同的橡皮泥做成小船,把它们放在盛有水的水槽中,然后往小船内放入不同质量的物体,它们均能漂浮在水面上,如图所示,针对此现象,下列说法正确的是( )
A.三只小船受到的浮力相等
B.三只小船底面受到的压力一定相等
C.小船所装物体越重,受到的浮力越大
D.小船所装物体越轻,受到的浮力越大
2.如图所示,有一个重力为G的长方体浸没在液体中,其受到的浮力为F浮,液体对长方体向下和向上的压力分别为F1和F2,下列说法正确的是
A.长方体只有上、下表面受到液体的压力
B.F1和F2的大小关系是F1>F2
C.F1、F2和F浮的大小关系是F2-F1=F浮
D.若物体浸没于更深的位置,与图示位置相比,F1、F2、F浮均变大
3.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着由橡胶制成的水堵头,则水堵头
A.既受到水的压力,也受到水的浮力
B.没有受到水的压力,但受到水的浮力
C.受到水的压力,但没有受到水的浮力
D.既没受到水的压力,也没受到水的浮力
4.如图是甲、乙两种液体的质量与体积关系图象,将相同的木块分别放入盛有甲、乙两种液体的容器a和b中,待木块静止时,两容器液面相平,下列说法正确的是( )
A.a容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体
B.木块在a容器内排开液体的质量较大
C.a、b两容器底部受到液体的压强相等
D.a、b两容器中木块下表面受到液体的压强不相等
5.浸没在水中质量相等的实心铝球和铜球(已知ρ铝<ρ铜),它们所受浮力的大小关系为( )
A.铜球大 B.铝球大 C.大小相等 D.无法确定
6.如图甲所示,在一只薄塑料袋中装满盐水(盐水的密度为1.2g/cm3),用细线扎紧袋口,用弹簧测力计测得其所受重力为12N;再将这个装盐水的塑料袋浸入烧杯内的水中,如图乙所示,当弹簧测力计示数为3N时,(不计塑料袋和细线的重),以下说法正确的是( )
A.烧杯的水面上升,好像多了12N
B.水对杯底的压力增加了9N
C.袋内水面与烧杯中的水面相比比烧杯中的水面低
D.袋内外水面高低无法判断
7.如图,弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲,图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象,则下列说法中正确的是( )
A.物体受到的最大浮力是8N
B.在物体下降3cm至9cm高度阶段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
C.物体的密度是
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是12N
8.水平桌面上放有两个相同的圆柱形容器,容器内装有质量相同的不同液体,两个质量相等的实心小球用细线分别系在两容器底部,如图所示,A球的体积大于B球的体积,细线对两个小球都有拉力且拉力相等。下列判断正确的是( )
A.两个小球受到液体的浮力相等
B.甲容器中液体密度大于乙容器中液体密度
C.乙容器底部受到的液体压强比甲大
D.两容器对桌面的压强相等
9.如图所示,将两只长度为20cm的相同密度计放入甲、乙两种液体中,在甲液体中密度计露出液面长度为8cm,所受到的浮力为;在乙液体中密度计露出液面长度为10cm,所受到的浮力为,两液面保持相平(密度计可当作圆柱体,),甲、乙两种液体对容器底的压强分别为和,根据题中所给信息判断下列选项正确的是( )
A.,
B.,
C.如果甲液体为水,则乙液体密度为
D.如果乙液体为水,则甲液体密度为
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共12分)
10.两个相同的容器中分别装满了水,把两个完全相同的长方体A、B分别轻轻放入两杯水中,最后静止时如图所示。
(1)A排开水的重力 (选填“大于”“等于”或“小于”)B排开水的重力;
(2)A下表面受到水的压力 (选填“大于”“等于”或“小于”)B下表面受到水的压力。
11.如下图所示将一个新鲜的鸡蛋分别浸入水和浓盐水中,静止后甲图鸡蛋沉底,乙图鸡蛋悬浮,则鸡蛋在两液体中的浮力关系是 ,若鸡蛋的质量为50g,,则鸡蛋在图乙中所受到的浮力为 N。
12.如图所示,台秤上放有一个装有一定量水的容器,台秤的读数为12N,某人用细绳吊一个体积为200cm3、重为6N的小石块浸没在容器的水中,石块没有触到容器底,则台秤的读数为 N;若在绳子拉力作用下石块下沉到底后,台秤读数为15N,则绳子的拉力为 N(g=10N/kg)。
13.如图所示,边长为10cm的正方体A重为6N,与底面积为,高为10cm,重为2N的柱体B粘接在一起,A底部中央用细线与容器底部相连并浸在容器内的水中,此时A刚好浸没,已知容器的底面积为且足够高,则细线的拉力为 N;若细线能承受的最大拉力为6N,现向容器中加水使细线刚好断裂,立即停止加水,AB始终竖立,待AB静止时,水对容器底部的压强比加水前增大 Pa。
14.如图甲所示的密闭容器,壁厚忽略不计,其底部是边长为5cm的正方形,容器内装有6cm的水,此时水对容器底的压强为 Pa。将容器倒置并使其在水中竖直漂浮,如图乙所示,容器内外水面的高度差为3cm,则容器的质量为 g。(,g取10N/kg)
15.科技制作活动中,小明将金属夹夹在吸管一端使其密闭,制成简易密度计,如图所示。为了给密度计标刻度,他将密度计分别放入水和煤油中,密度计均竖直漂浮,吸管露出液面的长度为d.密度计在水中时d为12cm,浮力大小为F1;在煤油中时d为10cm,浮力大小为F2,则F1 (选填“>”、“<”或“=”)F2.若将密度计放入密度为1.25g/cm3的液体中,则d为 cm.(ρ水=1.0g/cm3 ,ρ煤油=0.8g/cm3 )
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
16.如图所示,小球漂浮在静止于斜面上的杯内液体中,请画出小球所受的力。
17.如图所示是乒乓球在水中上浮过程中的某一位置,作出此时乒乓球受到的浮力和重力的示意图。
四、实验探究题(本题共4小题,共22分)
18.(7分)在“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验时,小红提出如下猜想:
猜想一:浮力的大小跟物体排开液体的体积有关;
猜想二:浮力的大小跟液体的密度有关;
猜想三:浮力的大小跟物体的密度有关;
(1)如图1所示甲、乙、丙三次实验,可以验证猜想 是正确的;
(2)小红在验证猜想二时,根据测得的实验数据描绘出浮力与液体密度的关系图像,如图2所示。她分析后发现,由于误将物体受到的拉力当作了浮力,导致图像甲未经过坐标原点。由此可以推断:物体受到的浮力大小与液体密度的关系图像应是图2中的 (选填“乙”、“丙”或“丁”)。由此说明当 相同时,液体密度越 ,物体所受浮力越大;
(3)小红根据将物块A浸没在不同密度的液体中时,弹簧测力计的示数不同的特点,将弹簧测力计上的刻度用密度值标注,来测量不同液体的密度。已知物块A重3N,则该弹簧测力计上可标注的密度最大值为 ;
(4)为验证猜想三,小红选用了与物体A密度不同的物体B进行实验,她将物体B逐渐浸入水中,容器中的水面上升至图丁所示位置时(做上标记O),弹簧测力计示数恰好变为0。取出物体B后(B带出的水忽略不计),小红又将物体A缓慢浸入水中,她在水面上升到 (选填“O点之上”“O点”或“O点之下”)位置时,读取弹簧测力计的示数,判断浮力的大小与物体密度是否有关。同组的其它同学认为小红的这个实验在操作上有一定难度不容易控制并有明显误差,提出了多种改进意见,你认为合理的是 ;
A.选两个质量相等、密度不同的实心物体分别浸没在水中,比较浮力大小
B.选两个体积相等、密度不同的实心物体分别浸没在水中,比较浮力大小
C.选两个密度相等、体积不同的实心物体分别浸没在水中,比较浮力大小
19.(6分)小明同学需要初步检查一批100 mL的小瓶消毒酒精密度是否合格,于是他自制了一个微型密度计用来测量这些消毒酒精的密度。(密度计测量液体密度时漂浮在液体中,如图丙所示。)
(1)首先,小明估算密度计的质量。对于100 mL的小瓶消毒酒精来说,用微型密度计测量时排开1 mL的酒精比较合适,这样不会导致酒精溢出。若酒精的密度为0.87g/cm3,质量为m计的密度计正常测量时,排开1 mL的酒精,则排开的酒精的质量m酒精为 g,且m计 (选填“>”、“<”或“=”)m酒精.
(2)小明用制作棉签的实心塑料杆作为标度杆,塑料杆中部套一个密度较小的泡沫塑料球作为浮子,下端绕有铜丝作为配重,初步做成一个微型密度计,如图甲所示。
①若这个密度计放入酒精中会触碰瓶底,如图乙所示。为了使密度计漂浮,以下对密度计的调整,合理的有哪些? (填写字母)。
A.去掉泡沫塑料球
B.适当减少铜丝的质量
C.适当上移浮子在标度杆上的位置
D.适当上移铜丝在标度杆上的位置
E.换一个同种材料、体积大一些的浮子
F.把塑料杆换成外形相同、密度更大的铜杆
②调整后,密度计漂浮在密度为ρA的酒精中,液面位于标度杆的A位置,如图丙所示;密度计漂浮在密度为ρB的酒精中,液面位于标度杆的B位置(图中未标出)。已知ρA<ρB,则B位置在A位置的 (选填“上方”或“下方”),判断依据是 。
③消毒酒精的密度在ρA和ρB之间是合格的。若A、B之间的距离过小,不利于检测,则应换用直径更 (选填“大”或“小”)的实心塑料杆。
20. (3分)小桂利用刻度尺、柱形烧杯、冰块和水,设计了一个实验,测出另一个小合金块的密度,具体操作顺序如图所示:
步骤①:烧杯中装有适量水,测出水深为H1;
步骤②:将冰块慢慢置于水中漂浮,测出此时水深为H2;
步骤③:将小合金块放在冰块上,与冰块共同漂浮,待水面静止后,测出此时水深为H3;
步骤④:静置烧杯至冰块完全熔化后,测出水深为H4,此时与步骤③相比,水对烧杯底的
压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
以上步骤①至④中,不需要步骤 也可以测出小合金块密度;则小合金块密度ρ= (选用H1、H2、H3、H4和ρ水表示)。
21.(8分)学习了浮力知识后,科技小组的同学们想自己动手制作密度计。
【材料选取】
一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等。
【制作方案】
先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态。如图甲所示,用笔在吸管上标记此时水面位置O;取出吸管,量出O点至封口端的距离H,通过分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3、1.2g/cm3的位置并标上密度值。使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
【交流分析】
(1)密度计的制作原理是利用 。制作过程中,将一些铁丝密绕成小团后塞入吸管一端作为配重,这是为了降低吸管的 ,从而让它能够竖直的漂浮在液面上;
(2)O位置处的刻度值为 g/cm3;
(3)吸管漂浮在其他液体中时,如图乙所示,液面下方的深度h= (用ρ水、ρ液、H表示);
(4)利用上面的计算结果发现:管壁上标注的5个刻度值,相邻两刻度值之间的距离是否相等?答: 。密度计的刻度由上至下数值逐渐变 ;
【扩展研究】
(5)若将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化如图丙所示,若同学们用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,则测量结果将 ;
(6)制作完毕后,同学们分别测量可乐、色拉油等液体的密度,发现色拉油的密度在1.1和1.2之间,且两刻度线的距离较小,请提出一个方法使两条刻度线之间的距离大一些,使测量结果更精确。 。
五、综合应用题(本题共3小题,共24分)22.(10分)如图所示,实心均匀圆柱体A和重30N的薄壁圆柱形容器B置于水平地面上。容器B的底面积为 其内部盛有0.3m深的水。如图甲所示,将A浸没在容器B的水中(容器足够高,水未溢出),容器B对水平地面压强的增加量为 水对容器底部压强的增加量为 若将A顶部的中心通过一段长10cm的细绳与均匀圆柱体C底部的中心相连,再向容器内缓慢注入一定量的水,一段时间后,当A对容器底的压力刚好为零时停止注水,水面恰好与圆柱体C的上表面相平,如图乙所示。已知 底面积 g取10N/kg,实心圆柱体A和C均不吸水,绳重、体积和形变均不计。求:
(1)未将A放入B容器前,水对容器底部的压强,
(2)圆柱体A 所受的重力大小;
(3)还未注水前(如图甲),容器对A的支持力是多少;
(4)停止注水时,容器B对水平地面的压强。
23.(8分)如图所示,质量为0.6kg的实心正方体,体积为10-3m3放置在水平桌面上。(g取10N/kg)求:
(1)该物体的重力;
(2)该物体的密度为多少;
(3)若将该物体在水中释放,静止后漂浮,求此时它所受的浮力。
24.(6分)阅读短文,回答问题。
如图甲是我国首艘“海上飞船”--“翔州1”。它的最大起飞质量为,巡航速度,最大航速可达,最高能爬升至,可乘坐7人。它既可以在水中航行,又可以贴近水面飞行。该设计利用了“翼地效应”,即当运动的飞行器掉到距地面或水面很近时,气流流过机翼后会向后下方流动,这时地面或水面将产生一股向上的反推力,使整个机体的上下压力差增大,升力会陡然增加,阻力减小。
(1)下列有关“翔州1”的说法中错误的是____
A.“翔州1”漂浮在水面时,它受到的重力与浮力是一对平衡力
B.“翔州1”在水面上飞行时,机翼下表面受到的空气压强较大
C.“翼地效应”是利用流体压强与流速关系使“翔州1”获得更大升力的
D.随着“翔州1”在水面以上爬升的高度增加,船外大气压减小
(2)“翔州1”在平静的水面由静止开始运动,若运动过程中受到的阻力不变,水平方向获得的动力随运动时间的变化关系如图乙所示。后,“翔州”以的速度做匀速直线运动。则在内,“翔州”的运动状态是 选填“减速”、“先加速后减速”或“加速”运动。从时间内牵引力做了 的功。
(3)该“翔州1”以最大航速匀速飞行通过的路程是 “翔州1”船身设计成“流线形”是为了 。
(4)“翔州1”靠岸后,有名乘客从船上登岸,则船排开海水的体积约减少多少 ?人的平均质量为,,取
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$第十章《浮力》培优拔高测试卷
答题卡
姓
名:
准考证号:
贴条形码区
注意事项
1,答题前,考生先将自已的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准
考生禁填:
缺考标记
口
条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
违纪标记
口
2.选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题必须用0.5m黑色签字笔
以上标志由监考人员用2B铅笔填涂
答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.
请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案
选择题填涂样例:
无效:在草稿纸、试题卷上答题无效。
正确填涂■
4.
保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
错误填涂[必][][/]
一、选择题:本题共9小题,每小题2分,共18分。在每小题给出的四个选项中,第1-6题只有一项
符合题目要求,第7-9题有多项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得
0分。
1.A][B][C][D]
4.[A][B][C][D]
7.[A][B][C][D]
2[A][B][C][D]
5A][B][C][D]
8.[A][B][C][D]
3.[A][B][C][D]
6.[A][B][C][D]
9.[A][B][C][D]
二、
填空题:本题共6小题,每空1分,共12分。
10
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效:
三、作图题:本题共2小题,每小题2分,共4分。
16
17.
四、实验题:本大题共4小题,共22分。
18.(1)
(2)
(3)
(4)
19.(1)
(2)①
①
③
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
■
20.
21.(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
五、综合应用题(本题共3小题,共24分)
22.
23.
24.(1)
(2)
(3)
(4)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
第十章《浮力》培优拔高测试卷
(本试卷共24题,80分,建议考试时间为80分钟)
注意事项
1. 答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2. 答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3. 考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题
(本题共9小题,每小题2分,共18分。在每小题给出的四个选项中,第1-6题只有一项符合题目要求,第7-9题有多项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1.小明在“造船比赛”中用三块大小相同的橡皮泥做成小船,把它们放在盛有水的水槽中,然后往小船内放入不同质量的物体,它们均能漂浮在水面上,如图所示,针对此现象,下列说法正确的是( )
A.三只小船受到的浮力相等
B.三只小船底面受到的压力一定相等
C.小船所装物体越重,受到的浮力越大
D.小船所装物体越轻,受到的浮力越大
【答案】C
【解析】ACD. 往小船内放入不同质量的物体,它们均能漂浮在水面上,根据浮沉条件可知,小船所受的浮力等于小船和放入物体的总重力,由于三只小船的总重力不同,所以三只小船受到的浮力不相等,小船所装物体越重,受到的浮力越大,小船所装物体越轻,受到的浮力越小,故AD错误,C正确;
B.根据浮力的大小等于物体受到的向上与向下的压力差可知:小船漂浮时小船底面受到的压力与浮力相等,由于小船受到的浮力不相等,所以底面受到的压力不相等,故B错误。
故选C.
2.如图所示,有一个重力为G的长方体浸没在液体中,其受到的浮力为F浮,液体对长方体向下和向上的压力分别为F1和F2,下列说法正确的是
A.长方体只有上、下表面受到液体的压力
B.F1和F2的大小关系是F1>F2
C.F1、F2和F浮的大小关系是F2-F1=F浮
D.若物体浸没于更深的位置,与图示位置相比,F1、F2、F浮均变大
【答案】C
【解析】A、长方体浸没在液体中,其所有表面(包括上、下、前、后、左、右)都会受到液体的压力,并非只有上下表面。该选项错误。
B、浮力产生的原因是液体对物体向上的压力大于向下的压力,即F2>F1。该选项错误。
C、浮力的本质是液体对物体向上和向下的压力差,即F浮=F2-F1。该选项正确。
D、若物体浸没于更深的位置,排开液体的体积不变,根据阿基米德原理,浮力F浮保持不变;但由于深度增加,上下表面的压强增大,因此F1和F2均变大,而F2-F1的差值不变。该选项错误。
故答案为:C。
3.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着由橡胶制成的水堵头,则水堵头
A.既受到水的压力,也受到水的浮力
B.没有受到水的压力,但受到水的浮力
C.受到水的压力,但没有受到水的浮力
D.既没受到水的压力,也没受到水的浮力
【答案】C
【解析】压力分析:水堵头浸在水中,水具有重力,会对堵头产生竖直向下的压强,根据F=pS,堵头受到水的压力。
浮力分析:浮力产生的原因是物体上下表面存在液体的压力差(向上的压力大于向下的压力)。图中洗手盆底部的水堵头下方紧贴出水口,下表面没有水,不存在向上的水压力,只有上表面受到向下的水压力,不满足浮力产生的条件,因此不受浮力。综上,水堵头受到水的压力,但不受水的浮力,正确答案为C。
故答案为:C。
4.如图是甲、乙两种液体的质量与体积关系图象,将相同的木块分别放入盛有甲、乙两种液体的容器a和b中,待木块静止时,两容器液面相平,下列说法正确的是( )
A.a容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体
B.木块在a容器内排开液体的质量较大
C.a、b两容器底部受到液体的压强相等
D.a、b两容器中木块下表面受到液体的压强不相等
【答案】A
【解析】A.由图象可知,体积V相同时,甲的质量大于乙的质量,则根据可知:ρ甲>ρ乙;
相同木块在a、b中都处于漂浮,则所受浮力F浮a=F浮b=G木,
根据F浮=ρ液gV排可知,排开液体的体积V排a<V排b,所以液体密度ρa>ρb;
那么a容器盛的是甲液体,b容器盛的是乙液体,故A正确;
B.木块受到的浮力相等,由阿基米德原理F浮=G排=m排g可知,排开液体的质量m排a=m排b,故B错误;
C.由于两容器中液面相平,且ρa>ρb,根据p=ρ液gh可知,a容器底部受到液体的压强大,故C错误;
D.木块在a、b两容器中都处于漂浮,根据浮力产生的原因可知木块下表面受到液体的压力:Fa下=F浮a,Fb下=F浮b,则Fa下=Fb下;
由于两个木块相同,则底面积相同,根据可知:pa下=pb下,故D错误。
故选A。
5.浸没在水中质量相等的实心铝球和铜球(已知ρ铝<ρ铜),它们所受浮力的大小关系为( )
A.铜球大 B.铝球大 C.大小相等 D.无法确定
【答案】B
【解析】① ,且m铜=m铝,ρ铜>ρ铝,
由公式 知,V铜<V铝;
②当两个金属球浸没在水中时,排开水的体积等于各自的体积,
由公式F浮=ρ液gV排比较知:铝球受到的浮力较大.
故答案为:B.
6.如图甲所示,在一只薄塑料袋中装满盐水(盐水的密度为1.2g/cm3),用细线扎紧袋口,用弹簧测力计测得其所受重力为12N;再将这个装盐水的塑料袋浸入烧杯内的水中,如图乙所示,当弹簧测力计示数为3N时,(不计塑料袋和细线的重),以下说法正确的是( )
A.烧杯的水面上升,好像多了12N
B.水对杯底的压力增加了9N
C.袋内水面与烧杯中的水面相比比烧杯中的水面低
D.袋内外水面高低无法判断
【答案】B
【解析】解:用弹簧测力计测得其所受重力为12N;塑料袋浸入烧杯内的水中时,弹簧测力计示数为3N,则装盐水的塑料袋受到的浮力F浮=G排=G﹣F=12N﹣3N=9N;因塑料袋放入水中时排开的水没有溢出烧杯;所以烧杯里会增加9N的水,对杯底的压力增加了9N;
又∵V盐水===1×10﹣3m3,
V排===0.9×10﹣3m3,
∴V盐水>V排;即袋内盐水体积大于烧杯中排开的水的体积;
所以袋内水面比烧杯中的水面高.
综上分析,只有B正确.
7.如图,弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图甲,图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象,则下列说法中正确的是( )
A.物体受到的最大浮力是8N
B.在物体下降3cm至9cm高度阶段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
C.物体的密度是
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是12N
【答案】AC
【解析】AB.图乙中,AB段,拉力不变,物体未浸入水中,弹簧测力计的拉力等于物体的重力,为12N;BC段,下降3cm到7cm,测力计拉力变小,则物体浸入水中,受的浮力变大;CD段,测力计的示数保持不变,是物体浸没水中,排开水的体积不变,浮力不变。物体受的浮力最大为
F浮=G-F=12N-4N=8N,故A正确,B错误;
C.根据浮力,计算物体排开水的体积,即物体自身的体积,则
,物体的质量:,物体的密度:,故C正确;
D.物体浸入时,物体上表面不受压力,下表面受到的压力等于浮力,则F压=F浮=8N,故D错误。
故选AC。
8.水平桌面上放有两个相同的圆柱形容器,容器内装有质量相同的不同液体,两个质量相等的实心小球用细线分别系在两容器底部,如图所示,A球的体积大于B球的体积,细线对两个小球都有拉力且拉力相等。下列判断正确的是( )
A.两个小球受到液体的浮力相等
B.甲容器中液体密度大于乙容器中液体密度
C.乙容器底部受到的液体压强比甲大
D.两容器对桌面的压强相等
【答案】AD
【解析】A.根据小球受力分析,细线对小球的拉力相等,两小球的重力相等,两小球受到的浮力大小相等,故A正确;
B.两小球受到的浮力相等,A球的体积大于B球的体积,A球排开液体体积大于B球排开液体体积,根据F浮=ρ液gV排,甲液体密度小于乙液体密度,故B错误;
C.两容器为圆柱形容器,底部受到的压力等于液体重力与小球所受浮力之和(浮力反作用力使压力增加)。两容器液体重力相等,小球所受浮力相等,故压力相等,底面积相同,压强相等。因此乙容器底部压强与甲相等,C错误。
D.小球的质量相等,容器的质量和液体的质量都相等,两容器总的重力相等,两容器对桌面的压力大小相等,底面积相同,两容器对桌面的压强相等,故D正确。
故选AD。
9.如图所示,将两只长度为20cm的相同密度计放入甲、乙两种液体中,在甲液体中密度计露出液面长度为8cm,所受到的浮力为;在乙液体中密度计露出液面长度为10cm,所受到的浮力为,两液面保持相平(密度计可当作圆柱体,),甲、乙两种液体对容器底的压强分别为和,根据题中所给信息判断下列选项正确的是( )
A.,
B.,
C.如果甲液体为水,则乙液体密度为
D.如果乙液体为水,则甲液体密度为
【答案】BC
【解析】AB.根据图片可知,密度计在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态,则它受到的浮力始终等于自身重力,所以密度计中所受的浮力相等,即;
根据图片可知,排开甲液体的体积V甲排>V乙排,根据阿基米德原理可知,则甲液体的密度小于乙液体的密度。液面高度相同,根据可知,甲烧杯底部受到的液体压强小,即,故A错误,B正确;
C.根据阿基米德原理可知,如果甲液体为水,则密度计在甲中受到的浮力
①;
密度计在乙中受到的浮力
②;
因③l;
①②③联立解得:,故C正确;
D.因,,,
如果乙液体为水,则
。
故D错误。
故选BC。
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共12分)
10.两个相同的容器中分别装满了水,把两个完全相同的长方体A、B分别轻轻放入两杯水中,最后静止时如图所示。
(1)A排开水的重力 (选填“大于”“等于”或“小于”)B排开水的重力;
(2)A下表面受到水的压力 (选填“大于”“等于”或“小于”)B下表面受到水的压力。
【答案】等于;等于
【解析】(1)由得,A排开水的重力等于B排开水的重力。两个完全相同的长方体A、B均漂浮在水面,受到的浮力均等于重力,AB重力相等,浮力相等。
(2) A下表面受到水的压力等于A受到的浮力,B下表面受到水的压力等于B受到的浮力,则A下表面受到水的压力等于B下表面受到水的压力。
11.如下图所示将一个新鲜的鸡蛋分别浸入水和浓盐水中,静止后甲图鸡蛋沉底,乙图鸡蛋悬浮,则鸡蛋在两液体中的浮力关系是 ,若鸡蛋的质量为50g,,则鸡蛋在图乙中所受到的浮力为 N。
【答案】<;0.5
【解析】同一个鸡蛋静止后:在甲图沉底,鸡蛋所受浮力;在乙图悬浮,鸡蛋所受浮力;
则鸡蛋在两液体中的浮力关系是;
鸡蛋的质量m=50g=0.05kg,由重力公式G=mg可得:鸡蛋的重力;则鸡蛋在图乙中所受的浮力为。
故答案为:<;0.5。
12.如图所示,台秤上放有一个装有一定量水的容器,台秤的读数为12N,某人用细绳吊一个体积为200cm3、重为6N的小石块浸没在容器的水中,石块没有触到容器底,则台秤的读数为 N;若在绳子拉力作用下石块下沉到底后,台秤读数为15N,则绳子的拉力为 N(g=10N/kg)。
【答案】14;3
【解析】首先台秤的示数显示的是整个容器对台秤的压力
所以以整体为研究对象,石块进入后,整体对台秤压力的变化是用石块的重力减去绳子的拉力
浸没的小石块受到的浮力为
所以细绳对小石块的拉力为
小石块浸没在水中,则台秤的读数为
又因为,所以当台秤的示数为15N时,绳子对小石块的拉力为
综上第1空为14;第2空为3
13.如图所示,边长为10cm的正方体A重为6N,与底面积为,高为10cm,重为2N的柱体B粘接在一起,A底部中央用细线与容器底部相连并浸在容器内的水中,此时A刚好浸没,已知容器的底面积为且足够高,则细线的拉力为 N;若细线能承受的最大拉力为6N,现向容器中加水使细线刚好断裂,立即停止加水,AB始终竖立,待AB静止时,水对容器底部的压强比加水前增大 Pa。
【答案】2;500
【解析】(1)根据求出体积,正方体A的体积
正方体A浸没在水中时受到的浮力
细线的拉力
(2)正方体A和柱体B受到的浮力
正方体A和柱体B排开水的体积
柱体B排开水的体积
柱体B浸入水中深度
加入水的体积
加入水的重力
待AB静止时,AB整体受到的浮力
水对容器底部压力的变化量
水对容器底部的压强比加水前增大
水对容器底部的压强比加水前增大500Pa。
14.如图甲所示的密闭容器,壁厚忽略不计,其底部是边长为5cm的正方形,容器内装有6cm的水,此时水对容器底的压强为 Pa。将容器倒置并使其在水中竖直漂浮,如图乙所示,容器内外水面的高度差为3cm,则容器的质量为 g。(,g取10N/kg)
【答案】600;75
【解析】 容器内装有6cm的水 ,根据P=ρgh计算水对容器底的压强p=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa,分析可知容器排开水的体积V排=V水+V空=Sh+SΔh=225cm3,由浮力公式F=ρgv可计算容器所受的浮力F浮=ρ水gV排=2.25N,根据G=mg计算容器和水的质量m=G/g=0.225kg,根据密度公式计算计算水的质量m水=ρ水V=1g/cm3×150cm3=150g=0.15kg,
容器的质量m容=m﹣m水=0.225kg﹣0.15kg=0.075kg=75g
15.科技制作活动中,小明将金属夹夹在吸管一端使其密闭,制成简易密度计,如图所示。为了给密度计标刻度,他将密度计分别放入水和煤油中,密度计均竖直漂浮,吸管露出液面的长度为d.密度计在水中时d为12cm,浮力大小为F1;在煤油中时d为10cm,浮力大小为F2,则F1 (选填“>”、“<”或“=”)F2.若将密度计放入密度为1.25g/cm3的液体中,则d为 cm.(ρ水=1.0g/cm3 ,ρ煤油=0.8g/cm3 )
【答案】=;13.6
【解析】(1) 根据题意可知,密度计在煤油和水中都处于漂浮状态,
则它受到的浮力都等于自身重力,
由于密度计的重力保持不变,则密度计受到的浮力相等,即F1=F2;
(2)根据题意可知,ρ煤油=0.8ρ水,另一种液体的密度ρ液=1.25ρ水,
小明将该密度计放入水中,密度计静止时吸管露出液面的长度d1为12cm,
由F1=G和阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得:ρ水g(V总-Sd1)=G·····-①,
小明将该密度计放入煤油中,密度计静止时吸管露出液面的长度d2为10cm,
由F1=G和阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得:0.8ρ水g(V总-Sd2)=G·····②,
联立①②得到:V总=S×20cm;
设该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为d3,
同理可得:1.25ρ水g(V总-Sd3)=G······③,
将V总=S×20cm分别代入①和③,并联立①③可解得:d=13.6cm。
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
16.如图所示,小球漂浮在静止于斜面上的杯内液体中,请画出小球所受的力。
【答案】
【解析】因为小球漂浮在液体中,所以F浮=G,从小球的球心(重心)作竖直向下有向线段,用G表示小球的重力;作竖直向上的有向线段用F浮表示浮力,如图所示:
17.如图所示是乒乓球在水中上浮过程中的某一位置,作出此时乒乓球受到的浮力和重力的示意图。
【答案】
【解析】(1)乒乓球上浮过程中,浮力大于重力,方向竖直向上,以球心为力的作用点沿竖直向上的方向画一条有向线段,标出浮力F浮;
(2)以球心为起点向竖直向下的方向画一条有向线段,标出字母G,注意表示重力的有向线段要比表示浮力的线段短一些,表示重力小于浮力。如图所示:
四、实验探究题(本题共4小题,共22分)
18.(7分)在“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验时,小红提出如下猜想:
猜想一:浮力的大小跟物体排开液体的体积有关;
猜想二:浮力的大小跟液体的密度有关;
猜想三:浮力的大小跟物体的密度有关;
(1)如图1所示甲、乙、丙三次实验,可以验证猜想 是正确的;
(2)小红在验证猜想二时,根据测得的实验数据描绘出浮力与液体密度的关系图像,如图2所示。她分析后发现,由于误将物体受到的拉力当作了浮力,导致图像甲未经过坐标原点。由此可以推断:物体受到的浮力大小与液体密度的关系图像应是图2中的 (选填“乙”、“丙”或“丁”)。由此说明当 相同时,液体密度越 ,物体所受浮力越大;
(3)小红根据将物块A浸没在不同密度的液体中时,弹簧测力计的示数不同的特点,将弹簧测力计上的刻度用密度值标注,来测量不同液体的密度。已知物块A重3N,则该弹簧测力计上可标注的密度最大值为 ;
(4)为验证猜想三,小红选用了与物体A密度不同的物体B进行实验,她将物体B逐渐浸入水中,容器中的水面上升至图丁所示位置时(做上标记O),弹簧测力计示数恰好变为0。取出物体B后(B带出的水忽略不计),小红又将物体A缓慢浸入水中,她在水面上升到 (选填“O点之上”“O点”或“O点之下”)位置时,读取弹簧测力计的示数,判断浮力的大小与物体密度是否有关。同组的其它同学认为小红的这个实验在操作上有一定难度不容易控制并有明显误差,提出了多种改进意见,你认为合理的是 ;
A.选两个质量相等、密度不同的实心物体分别浸没在水中,比较浮力大小
B.选两个体积相等、密度不同的实心物体分别浸没在水中,比较浮力大小
C.选两个密度相等、体积不同的实心物体分别浸没在水中,比较浮力大小
【答案】(1)一;(2)丙;排液体积;大;(3)1.5×103;(4)O点;B
【解析】(1)液体的密度相同,排开液体的体积不同,浮力不同,可以验证猜想一是正确的;
(2)浮力与液体密度的关系为①,②
都符合一次函数的定义,故物体受到的浮力大小与液体密度的关系图像应是图2中的丙图;由此说明当排开液体的体积相同时,液体的密度越大,浮力越大。
(3)物体A浸没在水中所受的浮力为
物体A的体积为
液体的密度为
则该弹簧测力计上可标注的密度最大值为。
(4)在水面上升到O点保证排开液体的体积相同,液体的密度相同,观察弹簧测力计的示数,
A.没有保证排开液体的体积相同,故A不符合题意;
B.保证排开液体的体积相同,液体的密度相同,物体的密度不同,故B符合题意;
C.没有保证排开液体的体积相同,故C不符合题意。
故选B。
19.(6分)小明同学需要初步检查一批100 mL的小瓶消毒酒精密度是否合格,于是他自制了一个微型密度计用来测量这些消毒酒精的密度。(密度计测量液体密度时漂浮在液体中,如图丙所示。)
(1)首先,小明估算密度计的质量。对于100 mL的小瓶消毒酒精来说,用微型密度计测量时排开1 mL的酒精比较合适,这样不会导致酒精溢出。若酒精的密度为0.87g/cm3,质量为m计的密度计正常测量时,排开1 mL的酒精,则排开的酒精的质量m酒精为 g,且m计 (选填“>”、“<”或“=”)m酒精.
(2)小明用制作棉签的实心塑料杆作为标度杆,塑料杆中部套一个密度较小的泡沫塑料球作为浮子,下端绕有铜丝作为配重,初步做成一个微型密度计,如图甲所示。
①若这个密度计放入酒精中会触碰瓶底,如图乙所示。为了使密度计漂浮,以下对密度计的调整,合理的有哪些? (填写字母)。
A.去掉泡沫塑料球
B.适当减少铜丝的质量
C.适当上移浮子在标度杆上的位置
D.适当上移铜丝在标度杆上的位置
E.换一个同种材料、体积大一些的浮子
F.把塑料杆换成外形相同、密度更大的铜杆
②调整后,密度计漂浮在密度为ρA的酒精中,液面位于标度杆的A位置,如图丙所示;密度计漂浮在密度为ρB的酒精中,液面位于标度杆的B位置(图中未标出)。已知ρA<ρB,则B位置在A位置的 (选填“上方”或“下方”),判断依据是 。
③消毒酒精的密度在ρA和ρB之间是合格的。若A、B之间的距离过小,不利于检测,则应换用直径更 (选填“大”或“小”)的实心塑料杆。
【答案】(1)0.87;=
(2)①BE;
②下方;密度计在两种酒精中漂浮受到的浮力相等,第二种酒精的密度较大,密度计排开第二种酒精的体积较小;
③小
【解析】 (1)根据题意可知, 微型密度计测量时排开1 mL的酒精,
则排开的酒精的质量m酒精=ρ酒精V排=0.87g/cm3×1cm3=0.87g,
密度计在酒精漂浮,则它受到的浮力等于重力,即F浮=G排=G计,
m酒精g=m计g;所以m酒精=m计。
(2)①若这个密度计放入酒精中会触碰瓶底,本质是密度计受到的浮力小于重力。为了使密度计漂浮,可以减小密度计的重力,也可以增大密度计所受的浮力,所以可以适当减少铜丝的质量,也可以换一个同种材料、体积大一些的浮子,
故选择B、E。
②同一个密度计,在两种酒精中都处于漂浮状态,二者的浮力都等于重力,因此两次密度计受到的浮力相等;
第二种酒精密度大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,密度计在第二种酒精中排开的酒精的体积小,
所以B位置在A位置下方。
③若A、B之间的距离过小,不利于检测,根据V=Sh可知,换用直径更小的实心塑料杆,可以使两条刻度线之间的间隔变大,所以应该换用直径更小的实心塑料杆。
20. (3分)小桂利用刻度尺、柱形烧杯、冰块和水,设计了一个实验,测出另一个小合金块的密度,具体操作顺序如图所示:
步骤①:烧杯中装有适量水,测出水深为H1;
步骤②:将冰块慢慢置于水中漂浮,测出此时水深为H2;
步骤③:将小合金块放在冰块上,与冰块共同漂浮,待水面静止后,测出此时水深为H3;
步骤④:静置烧杯至冰块完全熔化后,测出水深为H4,此时与步骤③相比,水对烧杯底的
压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
以上步骤①至④中,不需要步骤 也可以测出小合金块密度;则小合金块密度ρ= (选用H1、H2、H3、H4和ρ水表示)。
【答案】变小;①;
【解析】1)冰块的体积大,排水体积大,所以液体上升高度高,冰块完全熔化后,液体上升高度减小,根据P=ρgh可知h变小,压强变小
2)设合金的底面积为S,则合金的体积为V=(H4-H2)S,有阿基米德原理可知,物体受到浮力等于排开液体的重力,由乙、丙两图水深变化可知,ρ水(V丙排-V乙排)=ρ水S(H3-H2),所以合金的密度为ρ=ρ水S(H3-H2)/(H4-H2)S=,由公式可知不需要步骤 ①
综上第1空、变小;第2空、①;第3空、
21.(8分)学习了浮力知识后,科技小组的同学们想自己动手制作密度计。
【材料选取】
一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等。
【制作方案】
先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态。如图甲所示,用笔在吸管上标记此时水面位置O;取出吸管,量出O点至封口端的距离H,通过分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3、1.2g/cm3的位置并标上密度值。使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
【交流分析】
(1)密度计的制作原理是利用 。制作过程中,将一些铁丝密绕成小团后塞入吸管一端作为配重,这是为了降低吸管的 ,从而让它能够竖直的漂浮在液面上;
(2)O位置处的刻度值为 g/cm3;
(3)吸管漂浮在其他液体中时,如图乙所示,液面下方的深度h= (用ρ水、ρ液、H表示);
(4)利用上面的计算结果发现:管壁上标注的5个刻度值,相邻两刻度值之间的距离是否相等?答: 。密度计的刻度由上至下数值逐渐变 ;
【扩展研究】
(5)若将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化如图丙所示,若同学们用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,则测量结果将 ;
(6)制作完毕后,同学们分别测量可乐、色拉油等液体的密度,发现色拉油的密度在1.1和1.2之间,且两刻度线的距离较小,请提出一个方法使两条刻度线之间的距离大一些,使测量结果更精确。 。
【答案】(1)物体漂浮在液面时,浮力等于重力;重心;(2)1.0;(3);(4)不相等;大;(5)偏大;(6)增加塞入吸管中铁丝的质量
【解析】(1)密度计的制作原理是利用漂浮时浮力等于重力。制作过程中,将一些铁丝密绕成小团后塞入吸管一端作为配重,这是为了降低吸管的重心,从而让它能够竖直的漂浮在液面上;
(2)如图甲所示,小明将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态,用笔在吸管上标记此时水面位置0,0位置处的刻度值为水的密度值1.0g/cm3;
(3)由题意知密度计漂浮在水面上时,,则有,即
当密度计漂浮在密度为ρ液的液体中时,,则有F浮液=G物,即
解得
(4)由可知,h和ρ液是反比例函数,刻度分布不均匀,且液体的密度越大,密度计浸没的深度就越小,所以密度计的刻度由上至下数值逐渐变大。
(5)小明把吸管中的细铁丝拿出来,缠绕在吸管的下端,再用这支密度计去测量液体的密度,此时排开液体的体积不变,因吸管排开液体的体积等于排开液体的总体积减去铁丝的体积,所以,吸管排开液体的体积减小,会上浮一些,测得的密度值偏大,即测出的同一液体密度值偏大。
(6)为了使测量结果更准确,使密度计上两条刻度线之间的距离大一些,增加塞入吸管中铁丝的质量,从而获得更大的重力,即浮力更大,排开体积更大,由V=Sh可知,S不变,即可使h变大,据此设计精确程度更高。
五、综合应用题(本题共3小题,共24分)
22.(10分)如图所示,实心均匀圆柱体A和重30N的薄壁圆柱形容器B置于水平地面上。容器B的底面积为 其内部盛有0.3m深的水。如图甲所示,将A浸没在容器B的水中(容器足够高,水未溢出),容器B对水平地面压强的增加量为 水对容器底部压强的增加量为 若将A顶部的中心通过一段长10cm的细绳与均匀圆柱体C底部的中心相连,再向容器内缓慢注入一定量的水,一段时间后,当A对容器底的压力刚好为零时停止注水,水面恰好与圆柱体C的上表面相平,如图乙所示。已知 底面积 g取10N/kg,实心圆柱体A和C均不吸水,绳重、体积和形变均不计。求:
(1)未将A放入B容器前,水对容器底部的压强,
(2)圆柱体A 所受的重力大小;
(3)还未注水前(如图甲),容器对A的支持力是多少;
(4)停止注水时,容器B对水平地面的压强。
【答案】(1)水对容器底部的压强p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa
(2)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以由可得,容器B对水平地面压力的增加量即物体A的重力GA=F=pSB=3×103Pa×3×10-2m2=90N
(3)将A浸没在容器B的水中且水未溢出,水对容器底部压强的增加量为2×103Pa,则水面上升的高度
圆柱体A排开水的体积即A的体积
圆柱体A受到的浮力
F浮A=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-3m3=60N
因圆柱体A静止时受到竖直向上的浮力和支持力、竖直向下的重力作用处于平衡状态,所以,由圆柱体A受到的合力为零可得
F浮A+F支持=GA
则A在水中静止后容器底部对它的支持力
F支持=GA-F浮A=90N-60N=30N
(4)A的密度是
A的高度是
C的密度是
当A对容器底的压力刚好为零时,细线对A的拉力为30N,A对C向下的拉力也为30N,C受力平衡,则
将、代入得
C的体积和A相同,底面积相同,则C的高度也是0.3m。
B中水的深度为
乙图中水和物体A、C的总体积是
当A对容器底的压力刚好为零,说明A和C在水中悬浮,它们的总重力等于等体积水的重力,则乙图中水和物体A、C的总重力是
乙图中B对地面的压力
此时容器B对水平地面的压强
23.(8分)如图所示,质量为0.6kg的实心正方体,体积为10-3m3放置在水平桌面上。(g取10N/kg)求:
(1)该物体的重力;
(2)该物体的密度为多少;
(3)若将该物体在水中释放,静止后漂浮,求此时它所受的浮力。
【答案】(1)解:根据重力公式G=mg,已知物体质量m=0.6kg,g=10N/kg,
代入计算:G=0.6kg×10N/kg=6N
(2)解:根据密度公式ρ=m/V
已知物体质量m=0.6kg,体积V=10−3m 3,
代入计算:ρ=0.6kg×10−3m3=0.6×10 3kg/m 3
(3)解: 物体在水中静止后漂浮,根据漂浮条件:漂浮时物体所受浮力等于其重力,即F浮=G
由(1)可知G=6N,因此F浮=6N
24.(6分)阅读短文,回答问题。
如图甲是我国首艘“海上飞船”--“翔州1”。它的最大起飞质量为,巡航速度,最大航速可达,最高能爬升至,可乘坐7人。它既可以在水中航行,又可以贴近水面飞行。该设计利用了“翼地效应”,即当运动的飞行器掉到距地面或水面很近时,气流流过机翼后会向后下方流动,这时地面或水面将产生一股向上的反推力,使整个机体的上下压力差增大,升力会陡然增加,阻力减小。
(1)下列有关“翔州1”的说法中错误的是____
A.“翔州1”漂浮在水面时,它受到的重力与浮力是一对平衡力
B.“翔州1”在水面上飞行时,机翼下表面受到的空气压强较大
C.“翼地效应”是利用流体压强与流速关系使“翔州1”获得更大升力的
D.随着“翔州1”在水面以上爬升的高度增加,船外大气压减小
(2)“翔州1”在平静的水面由静止开始运动,若运动过程中受到的阻力不变,水平方向获得的动力随运动时间的变化关系如图乙所示。后,“翔州”以的速度做匀速直线运动。则在内,“翔州”的运动状态是 选填“减速”、“先加速后减速”或“加速”运动。从时间内牵引力做了 的功。
(3)该“翔州1”以最大航速匀速飞行通过的路程是 “翔州1”船身设计成“流线形”是为了 。
(4)“翔州1”靠岸后,有名乘客从船上登岸,则船排开海水的体积约减少多少 ?人的平均质量为,,取
【答案】(1)C
(2)加速;
(3)315;减小阻力
(4)0.35
【解析】(1)A、翔州1漂浮在水面上时,由浮沉条件可知,其浮力等于船的自身重力;故A不符合题意;
B、翔州1在水面飞行时,受到向上的升力来自于上下表面压力差,即下表面的压强要大于上表面的压强,这样才能产生一个向上的力;故B不符合题意;
C、翼地效应”,即当运动的飞行器掉到距地面或水面很近时,气流流过机翼后会向后下方流动,这时地面或水面将产生一股向上的反推力,这是利用作用力与反作用力来使翔州1获得更大的升力的;故C符合题意;
D、在对流层随着高度的升高,大气压逐渐减小;故D不符合题意;
(2)翔州1在50s后做匀速直线运动,处于二力平衡状态,其f=F=1.0×104N;而在0--50s内其F>f,说明此时翔州1做加速运动;;
(3)翔州1的最大航速为210km/h,;船身设计成流线型可以极大的减小船在行驶过程中受到的阻力;
(4)
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