内容正文:
专题提升卷十三
浮力
[时间:90分钟满分:100分]
一、选择题(共15小题,每题3分,共45分)
1.小华在相同气球内装上不同配重做了两个“小鱼”。“小鱼”甲的质量大于“小鱼”乙的质量。注射器可以通过连接“小
鱼”的软管对“小鱼”进行抽气和充气,从而改变“小鱼”的体积。初始时,两“小鱼”在水中处于静止状态,如图所示。忽
略空气重力及软管对“小鱼”的作用力。“小鱼”所受浮力分别用F甲、F乙表示。下列说法正确的是
A.对甲充气,甲上浮,再次静止时F甲小于F乙
B.对甲抽气,甲下沉,再次静止时F甲一定小于F乙
C.对乙充气,乙再次静止时所受浮力比初始时的浮力小D.对乙抽气,乙再次静止时所受浮力可能等于初始时的浮力
日壶
铜尺
壶
播水壶
·竹管
浮箭
星壶
②⊙④
受水壶
受水壶
待测海水
浮舟
甲
乙
第1题图
第3题图
第4题图
2.小红在阳台种了几株番茄苗,番茄成熟后,她将一个番茄先后浸没在盛有水和盐水的容器中静止,释放后发现番茄在
水中下沉,在盐水中上浮。下列说法正确的是
(
)
A.番茄密度比水大
B.番茄在水中受到的浮力较大
C.番茄在盐水中受到的浮力小于它排开盐水的重力D.将番茄露出盐水部分切去,盐水对容器底部的压强将增大
3.《天工开物》中记录了我国古代劳动者煮海水制盐的方法,对用于制盐的海水密度有严格要求。关于海水等级的测评,
《熬波图咏》中谈到,可以用莲子制备成四颗不同标准的“浮子”来测定海水等级。测定时,浮起的“浮子”数量越多,待
测海水的等级越高(一等海水密度最大,等级最高,二、三、四、五等依次次之)。若将以上四颗“浮子”放入盛有待测海
水的竹管内,“浮子”的沉浮情况如图所示,下列选项正确的是
()
A.竹管内待测的海水为一等海水
B.①号“浮子”的重力比其他三颗“浮子”大
C.①号“浮子”的密度比其他三颗“浮子”大
D.若竹管内改盛四等海水,①号“浮子”所受浮力不变
4.如图乙所示,铜壶滴漏是我国古代的一种计时工具。如图甲所示,早期的铜壶滴漏由一只播水壶和一只受水壶组成,
受水壶上固定一把铜尺,铜尺上刻有十二个时辰,受水壶里放置一个能漂浮在水中的浮舟,浮舟上装一支浮箭。当水
从播水壶滴入受水壶后,受水壶中的水位升高,浮箭被慢慢托起,古人根据浮箭上端在铜尺上对应的刻度就知道当时
的时间了。当水位升高时
()
A.浮舟受到的浮力增大
B.浮舟排开水的体积变大
C.浮舟排开水所受的重力不变
D.受水壶底部受到水的压强不变
5.小石利用量筒和水测马铃薯的密度,他将马铃薯切成船形样品,实验方案如图所示,水的密度为水,下列说法错误的是
()
A.马铃薯样品在②中所受浮力比③中大
B.马铃薯样品的体积是V3一V
C.马铃薯样品的质量是P水(V3一V1)
D.马铃薯的密度是,-V)
V3-V1
2
甲
乙
①
②
③
强水
水
第5题图
第6题图
6.在“探究影响浮力大小的因素”实验中,小明选用体积相同的实心金属块甲和乙,实验过程如图所示,他探究的问题是
A.浮力大小与物体浸入液体深度的关系
B.浮力大小与排开液体重力的关系
C.浮力大小与液体密度的关系
D.浮力大小与物体密度的关系
-61-
7.研学活动中,小明检到一块石头。他用电子秤和玻璃杯测量其密度,测量过程如图所示。下列判断不正确的是(不计
绳子的质量和体积,水的密度为1g/cm3,g取10N/kg)
()
A.根据本次实验数据,可得出石头密度最准确的测量值为3.125g/cm3
B.从水中取出石头时,带出了1g的水
C.从水中取出石头时,带出的水不会影响密度的测量值
D.石头沉在水底时,杯底对石头的支持力为0.24N
取出
加水
标记
标记
22二22二22二
55
75.0g
408.0g
332.0g
357.0g
①
②
③
④
第7题图
第8题图
8.我国自主研发的载人潜水器“奋斗者”号,潜水记录最深为10909m,镌刻下了新的“中国深度”。下列关于“奋斗者”号
从水面沿直线匀速下潜过程中的说法正确的是
()
A.下潜过程中受到海水的压强保持不变
B.下潜过程中受到海水的浮力不断减小
C.匀速下潜时受到海水的浮力大于其重力
D.减速下潜时排开水的质量不变
9.如图所示,小明洗碗时发现,向漂浮在水面上的碗中加水,碗浸入水的深度越来越大,当水量增加到一定程度时,碗浸
没水中,直至沉底。假如碗里水的质量是缓慢均匀增加的,则下列关于碗受到的浮力随时间变化规律的图像可能是
F
A
B
0
10.用柱形水槽、柱形塑料杯(含配重)、质量已知的砝码和水,可制作测量物体质量的装置。使用时,在竖直漂浮的塑料
杯中放人待测物体,杯子仍竖直漂浮,根据制作好的标尺便可读出待测物体的质量。制作标尺时,通过在杯中放入砝
码进行质量标注(杯子竖直漂浮)。如图所示,标注的方式有三种:
①在水槽外壁,用水面高度h1的变化标注;
②在塑料杯内壁,用杯子浸入水中的深度h2的变化标注;
③在水槽外壁,用杯底所装指针离槽底的高度h的变化标注。
若水槽和塑料杯的底面积分别为225cm和85cm,三种标尺上相同距离的刻线间对应的物体质量变化分别为
△m1、△m2和△m3。则
)
A.△m1>△m2>△m3
B.△m2>△m1=△m3
C.△m1>△m3>△m2
D.△m3>△m1>△m2
y
FN
塑料杯
35 cm
10
20 cm
10
指针
L/(×102m)
甲
乙
第10题图
第11题图
第12题图
11.水平桌面上的甲、乙两个相同圆柱形容器,内装不同液体。将两个相同小球分别放人甲、乙两容器中,小球静止时如
图所示。若两容器底部所受液体压强相等,则下列判断正确的是
()
A.两容器中的液体密度相等
B.两容器所装液体的质量相等
C.甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强
D.甲容器中小球所受浮力大于乙容器中小球所受浮力
12.如图甲所示,一轻质弹簧上端固定,下端连接正方体物块,物块上表面恰与水面相平,物块的边长为10cm,水深为20cm,
弹簧的上端与容器底部之间的高度为35c,弹簧的弹力大小F与长度L的关系如图乙所示。下列选项正确的是
(p水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,弹簧未超过弹性限度)
()
A.水对物块底部的压强为2000Pa
B.弹簧的原长为5m
C.此时弹簧对物块的压力为20N
D.物块的密度为3×103kg/m3
13.在某次校园安全教育讲座中,讲解员指出:“如不慎溺水,要屏住呼吸、全身放松,去除身上的重物,尽量保持头向后
仰、面部向上的仰泳体位,吸气深呼气浅,这样可以使身体浮出水面,为救援争取更多时间。”从物理学的角度分析,以
下说法不正确的是
-62-
A.溺水时手上举,身体排开水的体积减小,因所受浮力减小而易下沉
B.溺水时大喊大叫,人会喝更多的水,因身体所受重力增大而易下沉
C.溺水时去除身上的重物可以增大身体受到的浮力,从而使身体上浮
D.当身体面部向上漂浮在水面上时,身体受到的浮力等于自身的重力
塑料软管(足够长)
注射器
密封隔断
mL100200
上活舱
生活舱
重
重
错误
正确
进出水口
第13题图
第14题图
14.如图,是小闽用硬质塑料瓶、注射器等器材制作的潜艇模型,通过推拉注射器的活塞实现潜艇模型的浮沉,潜艇模型
材料总质量为0.65kg,模型体积为800cm3,水的密度为1.0×103kg/m3。下列关于悬浮在水中的自制潜艇模型的
说法正确的是
()
A.潜艇模型可以通过改变自身体积实现浮沉
B.向内推注射器活塞时潜艇模型将会下沉
C.悬浮的潜艇模型水舱内水量为150mL
D.向内推注射器活塞时潜艇模型底部受到的液体压强变大
15.某小组设计了水箱自动控制进水装置,如图所示。水箱内的圆柱形金属控制棒用不可伸长的细线悬挂在力传感器下
面,并始终浸在水中,通过它对力传感器拉力的大小触发开关,控制水泵自动进水。用水时,水箱内水位降低,当到达
最低水位时,力传感器所受拉力等于F1,触发开关,水泵开始持续向水箱注水;当水位到达最高水位时,力传感器所受
拉力等于F2,再次触发开关,水泵停止向水箱注水。若进水过程中同时用水,相同时间内进水量大于出水量。已知控
制棒的质量为m,水的密度为P水。下列说法正确的是
(
)
A.控制棒受到的浮力最大时,排开水的体积为mg一
P水g
B.控制棒受到的浮力的变化量最大为mg一F。
C.力传感器受到的拉力大小在F1与F2之间时,说明水箱正在进水
D.缩短悬挂控制棒的细线,可使水箱中的最高和最低水位均升高
力传感器,:水泵
oo Q oo
揭秘“中国蛟龙
溢水口
细线
进水口
控
水箱
制
第15题图
第16题图
二、填空题(共4小题,每空3分,共30分)
16.我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器(如图)对印度洋进行深海探矿、海底高精度地形测量。“蛟龙号”的外壳选择了
钛合金板做主材,其主要技术参数如下表。蛟龙号挂有适当数量的压载铁,可通过改变压载铁的数量,来控制其下沉
或上浮。并采用科学家们研发的具有世界先进水平的高速水声通信技术,即声呐通信。
体积/m
50
最大速度/节
25
质量/kg
2.2×104
最大载荷(不包括乘员体重)/kg
220
最大下潜深度/m
7000
乘员人数(每人体重不超过80kg》
3
(1)“蛟龙号”的外壳选择钛合金板,这主要是因为这种材料具有较大的
(选填“强度”或“导电性”);
(2)“蛟龙号”在浸没下潜的过程中受到海水的压强
,受到的浮力
(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)“蛟龙号”采用“深潜器无动力下潜上浮技术”:它是靠改变压载铁的数量,实质上就是通过改变
来实现
浮沉。当它处于100m深工作区时,“蛟龙号”自身所受的浮力为
N。(设海水的密度p*=1.0X103kg/m3)
17.如图所示,在透明正方体塑料盒的上下左右面的中央各开一个直径相同的圆孔,蒙上弹性薄膜,将一根硬质的均匀塑
料管插入盒内作为“手柄”,做成一个气密性良好的压强检测装置。若堵住塑料管口放在空气中,当四块弹性薄膜均
向外凸出,说明气温
(选填“升高”或“降低”);若是打开塑料管口,当正方体塑料盒浸没在某液体中时,
会发现弹性薄膜α的形变量
(选填“>”“<”或“=”)弹性薄膜c的形变量,从而说明浮力产生的原因;缓
慢增加塑料盒浸没的深度,塑料盒所受浮力将
-63-
塑料管
a
气球
B重物
ninnnm
第17题图
第18题图
第19题图
18.维修“中国天眼”时,为避免压坏反射面板,用氦气球将维修人员吊起。小海利用气球A和一个重为5N的物体B模
拟氢气球在地面上的充气过程,当气球体积为0.1m3时,此时地面对物体的支持力为
N(细线、气球和氢气
的重力均忽略不计,取p空气=1.29kg/m3,g=10N/kg)。
19,如图所示,为我国航空母舰“辽宁舰”上舰载机起飞时的画面,舰载机起飞后与起飞前相比,“辽宁舰”受到的浮力
(选填“变大”“不变”或“变小”)。
三、实验探究题(共1小题,每空3分,共18分)
20.小明利用如图甲所示的器材探究物体所受浮力的大小跟排开液体的重力的关系,溢水杯中的液体是水。(g取10N/kg,
水的密度p水取1.0×103kg/m3)
2
d
乙
(1)图甲中的四个实验步骤的最佳顺序是
(2)由图甲中的
两图可以计算出物体浸没在液体中时所受的浮力,如果图甲中溢水杯中的水没有装满,
会使所测得的物体受到的浮力
(选填“大于”“小于”或“等于”)其排开液体的重力。
(3)若实验过程中,没有使物体浸没在液体中,
(选填“会”或“不会”)影响实验结果。
(4)实验完成后,小明想利用现有器材测量小石块的密度(如图乙),步骤如下:
①用细线拴住小石块,用弹簧测力计测出其所受的重力;
②让小石块完全浸人水中,记下此时弹簧测力计的示数,可计算出小石块的体积为
m3;
③利用以上测量数据可计算出石块的密度是
kg/m3。
四、解答题(共1小题,7分)
21.(7分)如图甲所示是海面上庞大的原油运输船(简称油轮),满载时的总质量是3.7×107kg,油轮“肚子”里满载的原
油被分隔在多个小的储油舱内存储,如图乙所示。
请回答下列问题:
(1)油轮在海面上航行时受到的浮力是多少N?
(2)船内装载的原油必须均匀分布在各个小舱内,请应用惯性知识解释说明:若不分舱,油轮在海上航行遇大风大浪
时存在安全隐患的原因。
(3)为了油轮满载时在近海区域船底不搁浅,当船的长度一定,船体宽度能达到几十米。请结合浮力的相关知识分析
说明建造宽体船身的理由。
甲
-64-则图丁中砖块的重力:G,会G
hG
_F_Gr-h
则图丁中砖块对地面的压强:灯一S,一S=S一n乙S'
图丙中,砖块对地面的压力:F丙=2G-Gr=2G一
2G-
h工G
F西
则图丙中砖块对地面的压强:一
h乙
S丙
(2hz.-hT)G
hzS丙
已知图丙和图丁中砖块对地面的压强相等,即
丙三p丁,
则有:(2h2-h)G=灯G
hzS两hzSr
代入数据解得:hr=8cm,
所以图丁中砖块的重力为:G,一2
-IG-$cm X20 N-8 N.
20 cm
22.解:(1)配送车匀速行驶时,所受阻力与牵引力平衡,大
小相等,
故配送车所受阻力:f=F牵=400N;
(2)地面的受力面积等于配送车轮胎与水平地面接触
的总面积,根据p=号可得,
配送车对地面的压力:F=S=1×105Pa×500×104m=
5000N,
配送车对水平地面的压力等于配送车与货物的总
重力,
即配送车与货物的总重力:G=F=5000N,
根据G=mg可得,配送车与货物的总质量:
m=G=5000N=500kg
g 10 N/kg
专题提升卷十三浮力
1.D[解析]A.图中甲悬浮,浮力等于重力,对甲充气,
甲上浮变为漂浮,浮力还等于重力,乙漂浮,浮力等于重
力,甲的重力大于乙的重力,再次静止时F甲大于F乙;
故A错误;
B.对甲抽气,甲下沉,浮力小于自身重力,若抽出气体
后,甲排开水的体积仍大于乙,由阿基米德原理可得,
F甲还可以大于F乙,故B错误;
C.对乙充气,本来漂浮的,充气后仍漂浮,两次都是浮力
等于重力,故乙再次静止时所受浮力与初始时的浮力相
等,故C错误;
D.对乙抽气,如果仍漂浮或恰好悬浮,浮力还等于重力,
乙再次静止时所受浮力可能等于初始时的浮力,故D
正确。
故选:D」
2.A[解析]AB、番茄先后浸没在盛有水和盐水的容器
-2
中静止,释放后发现番茄在水中下沉,在盐水中上浮,根
据浮沉条件知,番茄的密度大于水,小于盐水;番茄在水
中受到的浮力小于重力,盐水中漂浮,浮力等于重力,故
盐水中的浮力较大,故A正确,B错误;
C、根据阿基米德原理知,浮力大小等于排开液体的重
力,则在盐水中受到的浮力等于它排开盐水的重力,故
C错误;
D、将番茄露出盐水部分切去,重力减小,浮力大于重力
会上浮,继续露一部分,因而浸入液体的体积减小,故液
面会下降,深度减小,根据p=Pgh知,盐水对容器底
部的压强将减小,故D错误。
故选:A。
3.C[解析]ABC、根据浮沉条件知,1号沉底,其密度大
于液体的密度,而2、3、4漂浮,密度都小于液体的密度,
根据漂浮时浮力等于重力,F浮=P水gV排=G=pgV;
漂浮时如果物体浸入的体积占总体积的比例越大,物体
的密度就越接近液体的密度,即密度越大,P2>p>p;
密度关系p1>p2>p>p;
根据G=mg=pVg,已知密度关系,但不知道体积关系,
故无法比较重力大小,
图中2号接近悬浮,密度在1、2之间,所以该海水为二
等海水;故AB错误,C正确;
D、图中1号沉底,改盛四等海水,液体的密度更小,因而
还是沉底,故排开液体的体积不变,但液体密度变小,根
据阿基米德原理知,浮力减小,故D错误。
故选:C。
4.C[解析]ABC.当水位升高时,浮舟始终漂浮,根据物
体的浮沉条件知,浮力始终等于重力,而重力保持不变,
则浮力不变,根据F浮=P*gV排可知浮舟排开水的体积
不变,根据阿基米德原理可知浮舟排开水所受的重力不
变,故AB不符合题意,C符合题意;
D.当水位升高时,根据p=Pgh可知受水壶底部受到水
的压强变大,故D不符合题意。
故选:C。
5.C[解析]A.根据浮沉条件知,图③中样品沉底,浮力
F浮3<G,而图②中样品漂浮,浮力F浮2=G;马铃薯样品
在②中所受浮力比③中大,故A正确;
B.物体浸没后总体积与液体体积之差就是马铃薯样品
体积,故样品体积等于浸没时排开水的体积,即V=V
-V1(③中总体积V减去①中初始体积V),故B
正确;
C.图②中样品漂浮,浮力等于重力,F浮2=G=mg;且
F2=P水g(V2一V1)(排开水的体积为V2一V1)。所以
mg=p水g(V2-V1),可得m=P水(V2-V1),故C错误;
D.马铃薯样品的质量m=P*(V2一V),马铃薯样品的
体积V=V3一V1,根据密度公式可知马铃薯密度
s(V,一V,故D正确。
V3-V1
故选:C。
6.D[解析]探究物体所受浮力与什么因素有关,甲、乙
两物体体积相同,排开液体的体积相同,液体的密度相
同,而物体的密度不同,比较弹簧测力计的示数的变化,
故可探究物体所受浮力与物体密度的关系,故D符合
题意,
故选:D。
7.D[解析]B、由图知,从水中取出石头时,带出水的质
量mo=m@-m①-m®=408.0g-75.0g-332.0g=
1.0g,故B正确;
A、由题意知,补充上水的质量m水=m④一m®一m。=
357.0g-332.0g-1.0g=24.0g,则应补充上水的体
积Vk=mk=24.0g=24cm,所以V=Vk
0水
1 g/cm
24cm3,
石头的常度p6-赞-0=81258cm=8,125
×103kg/m3,故A正确;
C、石头拿出过程会带出一部分水,但在加入水使液面到
达标记处时,会将带出的水补充进来,不影响实验结果,
故C正确;
D、在图②中,石头沉人水底,石头受到杯底的支持力、重
力和浮力的作用,这三个力相互平衡,即G石=F浮十
F支,则F支=G石-F弹=m石g-P水gV石=0.075kgX10
N/kg-1×103kg/m3×10N/kg×24×10-6m3=0.75
N-0.24N=0.51N,故D错误;
故选:D
8.D[解析]A、“奋斗者”号沿直线匀速下潜过程中,海
水的密度不变,深度变大,根据p=pgh可知,受到的海
水压强变大,故A错误;
B、“奋斗者”号沿直线匀速下潜过程中排开海水的体积
不变,根据F浮=ρ水gV排可知,受到的浮力大小不变,故
B错误;
C、“奋斗者”号沿直线匀速下潜过程中,竖直方向受平衡
力的作用,浮力等于重力,故C错误;
D、减速下潜时排开水的体积不变,由m=pV可知,排开
水的质量不变,故D正确。
故选:D。
9.D[解析]向漂浮在水面上的碗中加水,碗浸入水的深
度越来越大,排开液体的体积增大,由F浮=P*gV排可
得,所受浮力变大,
碗浸没水中,排开水的体积变小,由F浮=ρ水gV排可得,
所受浮力变小,由于碗里水的质量是缓慢均匀增加的,
应该是线性关系,所以浮力先增大,后减小,最后不变,
故只有D图符合题意。
故选:D。
10.C[解析]三种标尺上相同距离的刻线间对应的物体
质量变化分别为△m1、△2和△m3。
假设相同距离的刻线间的距离为△h;
在水槽外壁,标注刻度,△V排=S容△h=225cm2×△h;
2
根据阿基米德原理和浮力等于重力,△G=△mg=△F浮=
P水g△V排;
物体的质量变化等于排开水的质量变化,
则△m1=p水△V排=p水×225cm2×△h;
②在塑料杯内壁,用杯子浸入水中的深度变化标注;
△V排2=S杯△h=85cm×△h;
则△m2=p水△V#2=p水X85cm2X△h;
③在水槽外壁,用杯底所装指针离槽底的高度3的变
化标注,当塑料杯下行△h时,液面会升高,且体积变化
相等,即S怀△h=(S容一S杯)L;
L-Sa-Sw
85cm2
1S杯X△h=225cm2-85 cm?x Ah=28Ah:
AY#=S压(△h十3×△h)=85cmX9△h≈
136.6△h;
则△=P水△V排3=p水X136.6cm2×△h;
则△m1>△m3>△m2。
故选:C。
11.B[解析]A、若两容器底部所受液体压强相等,由图
知甲容器中液体的深度小于乙容器中液体的深度,由
p=P液gh可知甲容器中液体的密度较大,故A错误;
B、若两容器底部所受液体压强相等,容器的底面积相
同,由F=S知两容器底部所受液体压力相等,所以
甲、乙容器中液体和小球的总重力相同,小球的重力相
同,所以液体的重力相同,由G=g知甲、乙容器中液
体的质量相同,故B正确;
C、甲、乙容器中液体和小球的总重力相同,甲、乙容器
对桌面的压力相同,容器的底面积相同,由力号知甲
容器对桌面的压强等于乙容器对桌面的压强,故C
错误;
D、因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力
相等,所以两个相同的小球在两杯中受到的浮力都等
于小球的重力,即浮力相等,故D错误。
故选:B。
12.D[解析]A、根据题意可知,物块底部的深度h=10cm=
0.1m,水对物块底部的压强:p=p咏gh=1.0×103kg/m3×
10N/kg×0.1=1000Pa,故A错误;
B、由图乙可知,当弹簧受力为0时,弹簧的长度为5cm,
即弹簧的原长为5cm,故B错误;
C、由图甲可知,此时弹簧的长度L=35cm一20cm
15cm,
此时弹簧的长度大于弹簧的原长,即弹簧被拉伸,所以
此时弹簧受物块对弹簧的拉力,根据力的相互作用可
知,弹簧对物块有向上的拉力,故C错误;
D、弹簧的伸长量△L=15cm-5cm=10cm,
由图可知,当弹簧伸长5cm时,弹簧受到的拉力为10N,
则当弹簧伸长10cm时,弹簧受到的拉力为F=20N,
根据力的相互作用可知,弹簧对物体的拉力F=F=
20N,
物块排开水的体积:V排=V=10cm×10cm×10cm=
1000cm3=10-3m3,
物块受到的浮力:F浮=p*gV排=1.0×103kg/m3×
10N/kg×10-3m3=10N,
根据力的平衡条件可知,物块的重力:G=F十F浮=
20N+10N=30N,
由G=mg可知,物块的质量:m=G=,30N
g 10 N/kg
3 kg,
3kg=3×103kg/m,故D
物块的密度:0=V=103m
172
正确。
故选:D。
13.C[解析]A、溺水时,将手高高举出水面,人排开水
的体积减小,根据阿基米德原理,人受到的浮力减小,
可能会导致身体下沉得更快,故A正确;
B、溺水时大喊大叫,会喝入更多的水,使身体所受重力
增大,根据物体在液体中的浮沉条件,人容易下沉,故
B正确;
C、溺水时去除身上的重物可以减小重力,使浮力大于
重力,从而使身体上浮,故C错误;
D、当身体面部向上漂浮在水面上时,根据漂浮条件知
身体受到的浮力等于自身的重力,故D正确。
故选:C。
14.C[解析]A、潜艇模型是通过改变自身的重力来实
现浮与沉的,故A错误;
BD、图中潜艇模型悬浮,向内推注射器活塞,排出注射
器内的水,潜艇模型自身重力减小,而排开水的体积不
变、浮力不变,浮力大于重力,潜艇模型上浮;潜艇底部
所处的深度变小,由p=Pgh可知潜艇模型底部受到的
液体压强变小,故BD错误;
C、潜艇模型悬浮时受到的浮力:
F浮=p水gV排=P水gV=1.0X103kg/m3×10N/kg×
800×10-6m3=8N,
此时潜艇模型的总重力G=F弹=8N,
潜艇模型的总质量为:
m=G-、8N
g 10 N/kg
=0.8kg,
需要注入水的质量:
m水=m-m=0.8kg-0.65kg=0.15kg,
需要注入水的体积:
psi.0X10kg/m=1.5X104m2-150cm
Vk=m水
0.15g
150ml,故C正确;
故选:C。
15.D[解析]A、由题意,控制棒受到了重力、浮力和拉
力的作用。当水位达到最高水位时,此时力传感器所
受的拉力为F2,方向向下,根据力的作用是相互的,控
-2
制棒受到的拉力F2,大小等于F2,方向向上。此时控
制棒排开水的体积为最大,浮力最大。控制棒的重力、
浮力和拉力三个力的关系是:F浮十F2=G=mg,可知
F评=mg-F2=g一F2,由F浮=p液gV排得:控制棒
此时排开水的体积V=F=mg一E。故A错误。
P水gP水g
B、当水位到达最低水位时,力传感器受到的拉力等于
F,方向向下,根据力的作用是相互的,控制棒受到的
拉力F1,大小等于F1,方向向上。此时控制棒排开水
的体积为最小,浮力最小。控制棒的重力、浮力和拉力
三个力的关系是:F浮m,得F浮mim=ng一F1,
由以上分析知:最高水位时浮力最大,F浮mx=mg
-F2,
则浮力的最大变化量△Fmax=(mg-F2)一(mg一F)=
F一F2,故B错误;
C、由题意,最低水位时传感器的拉力为F,此时控制
棒对传感器的拉力最大,水泵启动进水。最高水位时
传感器的拉力为F2,此时控制棒对传感器的拉力最
小,水泵停止向水箱注水。故注水过程中,拉力逐渐从
F,减小到F2。若进水过程中同时用水,相同时间内进
水量大于出水量,所以此时水位是上升的,拉力是从
F1减小到F2。若水泵停止注水(拉力已达到F2),开
始用水,水位下降,则拉力从F2逐渐增大,直到水泵启
动(此时拉力为F)则不管是进水还是出水,拉力确实
处于F1和F2之间。故C错误。
D、缩短悬挂控制棒的细线,因F1和F2触发的条件不
变,控制棒的重力不变,由F弹=G一F知:则控制棒受
到的浮力不变。
根据F#=P微gV#得:V=F注=mg一F」
0水gP水g
若初始时细线的长度为L,控制棒的长度为h,水箱底
到力传感器的距离为H。控制棒浸人水中的体积
为V排,
设浸入深度为d,控制棒的横截面积为S棒,
则=5期-是惑
因mg、F1p水、S棒均不变,所以d不变;
则水位高度y=H-L一h十d,
缩短细线长度L,水位高度y变大。故D正确。
故选:D。
16.(1)强度(2)变大不变(3)自身重力5×105[解
析](1)液体压强随深度的增加而增大,要承受深海海
水产生的巨大压强,则所选的材料必须有很大的强度;
(2)“蛟龙号”下潜的过程中,海水密度不变,深度增加,
根据液体压强公式p=pgh可知受到海水的压强变大;
“蛟龙号”下潜的过程中,其排开海水的体积不变,海水
的密度不变,根据F浮=P水gV排可知,受到的浮力
不变;
(3)“蛟龙号”采用“深潜器无动力下潜上浮技术”,它是
靠改变自身重力来实现浮沉。
当它悬停在工作区时,“蛟龙号”自身所受的浮力:
F浮=pP水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×50m3=
5×105N:
17.升高<变小[解析](1)堵住塑料管口,放在空
气中,当四块弹性薄膜均向外凸出,说明塑料盒内气体
的压强增大,温度升高了;
(2)堵住塑料管口,浸没液体中,缓慢增加深度,α处深
度小于c处深度,a处压强小于c处压强,a处压力小
于c处压力,盒内空气被挤压,由于上方a处向下的压
力较小,所以弹性薄膜a的形变量小于弹性薄膜c的
形变量:
(3)缓慢增加塑料盒浸没的深度,橡皮膜受到的压强逐
渐增大,塑料盒排开水的体积逐渐变小,由F浮=
P饿gV排可知,塑料盒所受浮力将变小。
18.3.71[解析]当气球体积为0.1m3时,受到的浮
力为:
F浮=p倥4gV排=1.29kg/m3×10N/kg×0.1m=1.29N;
B对A的拉力等于浮力,由于物体间力的作用是相互
的,所以A对B的拉力等于B对A的拉力,等
于1.29N,
A通过细线拉着B物体静止在水平地面上,B受力平
衡,B受到的重力等于拉力加上支持力,故此时地面对
物体的支持力为:
F支=G-F拉=5N-1.29N=3.71N。
19.变小[解析]飞机飞离航母前后,航母都处于漂浮状
态,浮力都等于重力,当飞机飞离航母时,航母总重减
小,浮力变小。
20.(1)d、a、b、c(2)a、b大于(3)不会(4)1043.
6×103[解析](1)为了使小桶在接水之后可直接计
算水的重力,应先测量空桶的重力,然后再测出物体的
重力。将溢水杯装满水,并直接浸入水中观察测力计
的示数,最后测排出的水和小桶的总重力,求排出的水
的重力,图甲中的四个实验步骤的最佳顺序是:d、a、
b、co
(2)根据称重法,由图甲中的a、b两图可以计算出物体
浸没在液体中时所受的浮力,如果图甲中溢水杯中的
水没有装满,则排出水的重力变小,会使所测得的物体
受到的浮力大于其排开液体的重力。
(3)若实验过程中,没有使物体浸没在液体中,受到的
浮力变小,排出水的重力变小,不会影响实验结果。
(4)①测力计分度值为0.2N,测出其所受的重力G=
3.6N;
②让小石块完全浸入水中,弹簧测力计的示数
F=2.6N;
③根据称重法小石块完全浸入水中时受到的浮力为
F=3.6N-2.6N=1N
根据阿基米德原理,小石块排开水的体积,即小石块的
体积为
2
V=Fn
IN
p*g1.0×103kg/m3×10N/kg
=10-4m3
石块的密度是
m G
3.6N
p=7=gV=10N/kg×10m
=3.6×103kg/m3
21.(1)油轮在海面上航行时受到的浮力是3.7×108N
(2)若不分舱,油轮在海上航行遇大风大浪时,船体被
加速推向一侧,而内部的原油由于惯性保持原来的运
动状态,聚集到另一侧,使得重心偏离,容易造成一侧
过重而倾覆(3)满载时浮力一定,根据阿基米德原理
知,排开液体的体积一定,根据体积公式V=abh知,长
度一定时,船体越宽,吃水的深度就越小,因而越不容
易搁浅[解析](1)满载时的总质量是3.7×10kg,
漂浮时浮力等于重力,故F浮=G=mg=3.7×10kg×
10N/kg=3.7×108N;
(2)若不分舱,油轮在海上航行遇大风大浪时,船体被
加速推向一侧,而内部的原油由于惯性保持原来的运
动状态,聚集到另一侧,使得重心偏离,容易造成一侧
过重而倾覆;
(3)满载时浮力一定,根据阿基米德原理知,排开液体
的体积一定,根据体积公式V=abh知,长度一定时,船
体越宽,吃水的深度就越小,因而越不容易搁浅。
专题提升卷十四声、光
1.A[解析]光从空气斜射人水中时,会发生折射,折射
角小于入射角,逐渐往杯中加水,如图所示:
可见,当水增多时,水面升高,人射光线的方向不变,法
线仍然与水面垂直,则人射角不变,折射角也不变,但光
斑会向右移动。
故选:A。
2.A[解析]ABC.人迎着月光走,月光反射的光线在水
面发生镜面发射,进入眼睛的反射光线较多,看到发亮
的是水,看到水面发亮是因为光发生了镜面反射;路面
发生漫反射,进入眼睛的光线较少,看到路面发暗是因
为光发生了漫反射,故A正确,BC错误;
D.光发生镜面反射和漫反射都遵守反射定律,故D
错误。
故选:A。
3.A[解析]A.同学们的歌声是由声带振动产生的,故
A正确;
B.歌声在15℃空气中的传播速度约为340m/s,故B
错误;
C.“放声高歌”中的“高”是指声音的响度大,故C错误;
D.观众辨别不同乐器的伴奏声,是根据音色,故D