【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.由浮沉条件知道,物体下沉时ρ液<ρ物 ,物体漂浮时ρ液>ρ物 ,物体悬浮时ρ液=ρ物,在三杯盐水中液体的密度关系是ρ甲<ρ乙<ρ丙
A正确,不符合题意;
B.由图知道,鸡蛋在甲杯中沉底,在乙、丙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,根据浮沉条件,物体在液体中沉底时浮力小于重力,物体在液体中漂浮或悬浮时,浮力等于重力,因为鸡蛋在甲液体中沉底,所以F甲<G;鸡蛋在乙液体中悬浮,所以F乙=G;鸡蛋在丙液体中漂浮,所以F乙=G。因此鸡蛋在甲、乙、丙液体中受到浮力的关系为F甲<F乙=F丙
B错误,符合题意;
C.因为鸡蛋在甲、乙、丙液体中受到浮力的关系为F甲<F乙=F丙
浮力等于排开液体的重力,所以m甲排<m乙排=m丙排
C正确,不符合题意;
D.鸡蛋受到的浮力为F甲<F乙=F丙
因为作用力等于反作用力,所以鸡蛋对液体的力也是F甲1<F乙1=F丙1
由题意知甲乙丙三个烧杯分别装有质量相同而密度不同的盐水,盐水重力相同,所以,三种液体对烧杯底的压力关系为F甲'<F乙'=F丙'
甲、乙、丙三个烧杯的规格是相同的,底面积相同。根据 ,三种液体对容器底部的压强关系为p甲
D正确,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】当物体密度小于液体密度时,物体漂浮;当物体密度等于液体密度时,物体悬浮;当物体密度大于液体密度时,物体沉底;
当物体受到的浮力大于重力时,物体上浮直至漂浮;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉直至沉底。
二、填空题
16.(2021·阜新模拟)海上护航舰艇都采用前后编队航行,是因为舰艇平行急速行驶时,舰艇间水流速度 (选填“大”或“小”),压强小,会发生相撞事故。三峡大坝的船闸是利用 原理修建的。大坝上游水深96m处压强是 Pa、(g=10N/kg,水的密度ρ=1.0×103kg/m3)
【答案】大;连通器;9.6×105
【知识点】液体压强的计算;连通器原理;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】在液体中,流速越大的位置,压强越小。海上护航舰艇都采用前后编队航行,是因为舰艇平行急速行驶时,舰艇间水流速度大,压强小,会发生相撞事故。
上端开口,下端连通的容器叫做连通器。当连通器里装的是相同的液体时,当液体不流动时,连通器中各部分中的液面高度总是相同的。三峡大坝的船闸是利用连通器原理修建的。
大坝上游水深96m处压强是p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×96m=9.6×105Pa
【分析】流体在流速大的地方压强小;船闸利用了连通器工作;根据液体密度和深度,可以计算压强大小。
17.(2021八下·和平期末)生活中很多事物和现象都与一定的物理规律紧密联系在一起。
(1)如图甲,有些饮料瓶塑料盖的外缘有竖条纹,制作这些条纹的目的是 。
(2)图乙中吸钢笔水时,先用手捏笔胆排出里面的空气,松手后墨水在 的作用下进入笔胆。
(3)风沿着窗外的墙面吹过时,窗口悬挂的窗帘会飘向 (选“窗外”或“室内”)。
(4)图丁中,用锋利的刀切洋葱更容易些,是通过减小受力面积,增大对洋葱的 。
【答案】(1)增大摩擦力
(2)大气压
(3)窗外
(4)压强
【知识点】增大或减小摩擦的方法;增大压强的方法及其应用;大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】(1)饮料瓶盖上的花纹增大了接触面的粗糙程度,在压力相同时,摩擦力会增大,防止开盖时打滑。
(2)钢笔吸墨水时,排出里面的空气,笔胆内气压小于外界大气压,墨水在大气压的作用下进入笔胆。
(3)风沿着外墙吹过时,窗帘外侧空气流速大,压强小,内侧空气流速慢,压强大,窗帘受到向外的压强大于向内的压强,把窗帘压向窗户外面。
(4)用锋利的刀切洋葱是在压力一定的情况下,通过减小受力面积增大压强,达到更容易将洋葱切碎的目的。
【分析】(1)增大接触面的粗糙程度,可以增大摩擦力;
(2)钢笔吸水时,利用了大气压的作用;
(3)流体在流速大的地方压强小;
(4)压力一定时,减小受力面积可以增大压强。
18.(2021九上·长宁期中)如图,圆柱形容器内装有一定量的水,重为5牛的正方体悬浮在水中,则正方体受到水的浮力为 牛,若此时正方体下表面受到水的压力为7牛,则其上表面受到水的压力为 牛。现在容器内继续注入水,则该正方体所受浮力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】5;2;不变
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】由图知木块在水中处于悬浮状态,浮力等于重力,即
根据浮力产生的原因可知,木块受到的浮力为
若在容器内继续注入水,木块还处于悬浮,受到的浮力不变,还是5N。
【分析】根据悬浮时浮力等于重力算出浮力;木块受到的浮力等于木块上、下表面受到的压力差;若在容器内继续注入水,木块还处于悬浮,受到的浮力不变。
19.(2021九上·上海市期中)如图a、b所示,将同一长方体木块以两种方式放在底面积相同的两个圆柱形盛水容器中,则水对木块底部产生的压强pa pb,木块放入前后,水对容器底部压强的变化量△pa △pb(均选填“大于”、“等于”或“小于”).
【答案】小于;等于
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】液体产生的压强与液体密度和物体所处深度有关,由于(b)图中木块所处深度大于(a)图中木块所处深度,根据p=ρ水gh可知,木块底部所受水的压强pa<pb;
由图可知,木块在两图中都处于漂浮状态,所受浮力都等于其重力,所以,木块在两图中受到的浮力相等,根据F浮=ρ水gV排可知,排开水的体积相等,水面上升的高度相等,根据p=ρ水gh可知,木块放入前后,水对容器底部压强的变化量△pa=△pb.
【分析】根据液体压强公式p=ρ水gh判断木块底部所受水的压强关系;漂浮在液面的物体,其浮力等于重力。由此可知知木块在两图中受到的浮力关系,根据F浮=ρ水gV排判断其排开水的体积关系,进而得出水面上升的高度,再利用p=ρ水gh判断水对容器底部压强的变化量。
20.(2021九上·嘉定期中)小明乘坐高铁时发现,在离站台边缘1米左右的地方有一条白色安全线,如图(a)所示。在列车即将进站的时间里,站台工作人员反复提示:“请乘客们站在安全线以外候车!”。为什么乘客必须站在安全线以外候车呢?通过网络他了解到这与气体流动时的压强有关。
(1)为了探究气体流动时压强大小的特点,小明将两纸片靠拢,纸片下端自然下垂,如图(b)所示。然后他向两纸片间慢速吹气,实验现象如图(c)所示,接着他快速吹气,实验现象如图(d)所示。
分析比较图(b)、(c)、(d)的实验现象可知:气体流动时,气体的压强会 ,并且气体的流速越快,气体的压强 ;
(2)请结合上述内容,解释“列车进站时,为什么乘客必须站在安全线以外候车?” 。
【答案】(1)变小;越小
(2)若站在安全线以内,当列车进站时,其周围的空气随列车一起运动,流动速度变快,压强变小,而人身后的空气流速较小,压强较大,形成向车身方向的压强差,会把人推向列车,发生危险
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】(1)由图(b)、(c)、(d)知,气体流动时,气体的压强会变小,且气体流速越快,气体的压强越小,因为往两张纸间吹气越快,纸张被压得越近。
(2)若站在安全线以内,当列车进站时,其周围的空气随列车一起运动,流动速度变快,压强变小,而人身后的空气流速较小,压强较大,形成向车身方向的压强差,会把人推向列车,发生危险。
【分析】(2)气体流动时,气体的压强会变小,且气体流速越快,气体的压强越小;
(3)流体在流速大的地方压强小。
21.(2021九上·虹口期中)如图所示,用细绳吊着重力为20牛的正方体金属块并将其浸没在水中,此时该金属块上、下表面受到水的压力为4.9牛、19.6牛,该金属块受到的浮力为 牛,拉力为 牛。现用细绳吊着该金属块继续在水中下沉,则该金属块受到水的浮力F浮、其上表面受到水的压力F上和下表面受到水的压力F下,这三个力中大小不变的是 。
【答案】14.7;5.3;F浮
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】由浮力产生的原因可知,金属块受到的浮力
由称重法可得,细绳的拉力
用细绳吊着该金属块继续在水中下沉,金属块上表面和下表面所处水的深度不断增加,
由和知,该金属块上、下表面受到水的压力变大,但在该过程中,金属块排开水的体积不会发生变化,根据可知,该金属块受到水的浮力F浮不变。
【分析】根据浮力产生的实质可知,金属块下表面和上表面受到的压力差等于浮力,据此求出该金属块受到的浮力,根据称重法F浮=G-F拉求出细绳的拉力;根据液体压强公式和压强定义式可分析其上表面受到水的压力和下表面受到水的压力是否变化,根据F浮=ρ液gV排可分析该金属块受到水的浮力是否变化。
三、作图题
22.(2021八下·南平期末)图中的小球漂浮在杯中的水面上,请作出小球所受重力G和浮力F的示意图。
【答案】解:如图所示:
【知识点】重力及其大小的计算;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】小球漂浮在杯中的水面上,重力与浮力大小相等,从重心开始沿竖直向上和竖直向下分别画一条带箭头的相等线段表示出浮力和重力,并标出F和G,如图所示:
。
【分析】小球漂浮,重力与浮力大小相等,由此作出力的示意图即可。
23.(2021八下·江都期末)利用如图所示的装水烧杯和两根吸管可以制作一个“口吹喷雾器”。请你将两根吸管画在装水烧杯的恰当位置,完成“口吹喷雾器”的示意图。
【答案】
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】一个“口吹喷雾器”,是利用流速大,压强小的工作原理制成的,故先用一根导管A竖直插入装水的烧杯中,用另外一根导管B垂直于该导管,并且口对口垂直,对着B吹气,导致A管的上方空气流速大,压强小,大气压将水压入吸管,经B吹后喷射而出,这样一个喷雾器就做好了,如下图所示:
【分析】流体在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
四、实验探究题
24.(2021九上·长宁期中)你知道曹冲称象的故事吗?故事发生在距今1800多年前。一天,有人献给曹操一头大象。曹操想知道大象到底有多重,但当时没有能一次称量出如此巨型重物的大秤,许多人也想不出好办法。此时,曹操的小儿子曹冲想出了一个妙法:先把大象牵到大船上,在水面处的船身上划一个记号(吃水线):然后牵走大象,再往船上装石块,使船下沉到原记号处为止;最后只要分批称量出这些石块的总重,就可知道大象有多重了。
(1)这个故事中,曹冲用石块的总重算出大象的总重,用到了 的科学方法。
(2)装石块时,使船下沉到原记号处,是为了使两次情况下,大船 的体积相同。请从此条件出发,用我们学过的浮力知识推导G石=G象 。
【答案】(1)等效替代、化整为零
(2)排开的水;根据阿基米德原理 可得,大象在大船上时,船受到的浮力等于船上装石块时,船受到的浮力,即 根据漂浮条件可知:, 所以
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)曹冲测量大象体重的过程中用石块代替大象的重体现了等效替代的科学方法;同时由于大象的重超过测量工具的量程,将比较大的物体分为多个可以测量的石块重量,故采取的是化整为零的测量方法。
(2)把大象牵到大船上,在水面处的船身上划一个记号(吃水线):然后牵走大象,再往船上装石块,使船下沉到原记号处为止,是为了使两次情况下,大船排开的水的体积相同。根据阿基米德原理 可得,大象在大船上时,船受到的浮力等于船上装石块时,船受到的浮力,即
根据漂浮条件可知:,
所以
【分析】(1)物理方法既是科学家研究问题的方法,也是学生在学习物理中常用的方法,常用的方法有“等效替代法”“控制变量法”“类比法”“模型法”“理想推理法”等.
(2)根据漂浮的条件和阿基米德原理求出浮力的大小。
25.(2021九上·上海期中)小徐和小汇在学习“浮力”时,根据生活经验,对物体受到浮力的大小与哪些因素有关提出猜想并进行了研究。
(1)根据鸡蛋在水中沉底、在盐水中漂浮的现象,他们猜想浮力的大小可能与
有关;根据游泳时的感觉,他们猜想浮力的大小可能与物体浸入液体的深度,以及物体浸入液体的体积有关。
(2)为了验证猜想,他们用力传感器将一长方体金属块悬挂在空量筒中,如图所示,然后逐次向容器中注入液体A,测出金属块下表面到液面的距离即金属块浸入液体的深度h,计算出金属块浸入液体的体积V和金属块受到的浮力F,把实验数据记录在表一中。
为了进一步探究,他们还换用了液体B重复实验,并把实验数据记录在表二中。(液体A、B密度分别为 、 , )
表一:将金属块浸入液体A中
实验序号 浸入的深度h(厘米) 浸入的体积V(厘米3) 浮力F(牛)
1 2.0 12 0.12
2 6.0 36 0.36
3 10.0 60 0.60
4 15.0 60 0.60
表二:将金属块浸入液体B中
实验序号 浸入的深度h(厘米) 浸入的体积V(厘米3) 浮力F(牛)
5 2.0 12 0.10
6 6.0 36 0.30
7 10.0 60 0.50
8 15.0
(a)小汇分析比较实验序号1、2、3的F和V、h的数据后,得出初步结论:同一物体浸入同一液体中,F与V成正比,而且F与h成正比;小徐分析比较实验序号 的数据,认为小汇的结论存在问题,请写出小徐观点的依据 ;
(b)请补全实验序号8中的数据; 、 ;
(c)他们分析比较表一和表二中的数据,得出结论:同一物体浸入不同液体中: ;
(3)他们交流后,认为上述得出的结论还不够完善,需要增加一次实验进行论证,下列为案中你建议采用方案 ______ 。
A.仍用上述金属块,浸入密度不同的液体C中,重复实验
B.仍用上述金属块,增加金属块浸入液体A或B中的深度进行实验
C.换用其他物质(如其他材质的金属块),仍在液体A或B中进行实验
【答案】(1)液体密度
(2)3和4;V相同,F不随h变化而变化;60;0.50;F与V的比值不同,且密度越大,比值越大
(3)A
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)根据鸡蛋在水中沉底、在盐水中漂浮的现象,盐水和水的密度不同,他们猜想浮力的大小可能与液体密度有关。
(2)表中3和4的数据,h变大,F不变。
在表中3和4的数据,V相同,F不随h变化而变化。
对比表一中数据,当深度超过10cm时,V相同,浸入体积为60cm3。
对比表一中数据,当深度超过10cm时,V相同,F不随h变化而变化,为0.50N。
分析比较表一和表二中的数据,得出结论:同一物体浸入不同液体中F与V的比值不同,且密度越大,比值越大。
(3)根据控制变量实验中单一变量多次实验的原则,本组实验中只改液体密度,其他因素不变,所以要仍用上述金属块,浸入密度不同的液体C中,重复实验。
故答案为:A。
【分析】(1)根据控制变量法分析,水与盐水的密度不同,得出浮力大小与变化量(液体密度)之间的关系。
(2)根据控制变量法分析:比较表中数据,找出不变的量和变化的量,分析得出结论。
(3)为了使实验结论具有普遍性,防止偶然性,应换用不同液体继续试验。
五、计算题
26.(2021九上·上海期中)下表是某次“蛟龙号”下潜的相关数据,请计算在海面下7000米深处,“蛟龙号”所受的浮力大小。
“蛟龙号”体积 21米3 海面海水的密度 1.02×103千克/米3
“蛟龙号”净质量 2.1×104千克 7000米深处海水的密度 1.06×103千克/米3
乘员总重 220千克 最大荷载(不包括成员体重) 240千克
【答案】解:“蛟龙号”下潜到海面下7000米深处,属于浸没在海水中,根据表格数据可知 ,由阿基米德原理可得
答:在海面下7000米深处,“蛟龙号”所受的浮力218148N。
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】由阿基米德原理可得在海面下7000米深处“蛟龙号”所受的浮力。
27.(2021九上·江油开学考)如图甲所示,一弹簧测力计下悬挂底面积为40cm2的圆柱体,水平桌面上放置底面积为100cm2,质量为500g的圆筒,筒内装有30cm深的某液体。现将圆柱体从圆筒上方离液面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入液体中,弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系图像如图乙所示(圆筒的厚度忽略不计,圆柱体下降过程中没有液体从筒中溢出,g取10N/kg)。求:
(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力;
(2)筒内液体密度;
(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强。
【答案】(1)解:由图象知,当h=0时,此时弹簧测力计的示数为18N,圆柱体的重力等于弹簧测力计的示数,则G=18N,当h≥17cm时,弹簧测力计的示数不变,说明此时浮力不变,圆柱体完全浸没,此时圆柱体受到的拉力F拉=12N,圆柱体浸没液体时受到的浮力
答:圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是6N;
(2)解:由图知从7cm时弹簧测力计的示数逐渐减小,到17cm弹簧测力计的示数不变,所以圆柱体高度
圆柱体浸没在液体中,排开液体的体积
由 得,液体的密度
答:筒内液体密度是1.5×103kg/m3;
(3)解:液体的体积
由 可得,液体的质量
将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体,圆筒对地面的压力 圆筒对地面的压强
答:当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强是5600Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据图象确定物体的重力、完全浸没时受到的拉力,利用称重法测浮力F浮=G-F拉求圆柱体浸没液体时受到的浮力。
(2)利用F浮=ρ液gV排求液体的密度。
(3)此时圆筒对桌面的压力等于圆筒、圆柱体、液体的总重减去圆柱体受到的拉力,利用p=求圆筒对桌面的压强。
1 / 1初中物理粤沪版八下第九章 浮力与升力 单元练习
一、单选题
1.(2021八上·通州期末)图中的物理现象,不能用流体的压强与流速的关系解释的是( )
A.甲图中,水翼船行驶时,水下的水翼使船身露出水面
B.乙图中,孔明灯升上了天空
C.丙图中,“香蕉球”的运动轨迹是弧线
D.丁图中,针筒里吹出的高速气流可以把瓶子里的水“吸”上来并喷出
2.(2021·绿园模拟)如图一个空心球,空心部分为总体积的三分之一,放入水中,一半体积浸在水中。若里面注满水,将其浸没于水中放手,则该球最终将( )
A.漂浮 B.悬浮 C.沉底 D.无法确定
3.(2021九上·长宁期中)将重为3牛的某物体轻轻放入盛水容器中,溢出1牛的水,则以下关于该物体受到的浮力F浮的大小判断正确的是( )
A.F浮一定是1牛
B.F浮一定是3牛
C.F浮不可能等于3牛,但可能等于1牛
D.F浮可能等于3牛,也可能等于1牛
4.(2021九上·上海市期中)若一艘轮船从长江驶入东海,关于轮船受到的浮力及船身状况的判断正确是( )
A.浮力变大 B.船身上浮 C.浮力变小 D.船身下沉
5.(2021八上·深圳竞赛)学习了“流体压强与流速的关系”后,为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题,同学们设计了如下几种方案。如图所示,黑色部分为墙面凸出部分,“M”为安装在过道顶的换气扇,其中既有效又节能的是( ).
A.
B.
C.
D.
6.(2021八上·深圳竞赛)小明在宠物店买了淡水热带鱼,为方便带回家,商家将鱼放在装有水的轻薄的塑料袋里。如果小明将装着鱼且没有打开的塑料袋直接放入家里的淡水鱼缸中,则图中最有可能发生的情况是( )
A. B.
C. D.
7.(2021八上·深圳竞赛)体积相等的甲、乙、丙、丁四个物块均漂浮在水面上,它们浮出水面的体积分别为20cm3、45cm3、65cm3、75cm3。若将四个物块浮出水面的部分切除,待重新稳定后,四个物块再次浮出水面的体积分别为V甲、V乙、V丙、V丁,且V乙>V丙>V丁>V甲。则四个物块各自原来的体积大小可能为( ).
A.80cm3 B.100cm3 C.120cm3 D.140cm3
8.(2021九上·黄浦期中)重为 5N 的小球轻放入装满水的烧杯中,溢出重为 4N 的水 若将该小球轻放入盛有酒精的烧杯中,已知 ρ酒<ρ 水,则溢出酒精的重力大小( )
A.一定小于4牛 B.可能等于5牛 C.一定等于4牛 D.可能大于5牛
9.(2021九上·江油开学考)在两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底如图甲,放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙,则下列说法正确的是( )
A.A的质量等于B的质量
B.A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中受到的浮力
C.B在甲、乙两种液体中受到的浮力相等
D.在甲液体中A所受的浮力等于B所受的浮力
10.(2021九上·江油开学考)如图所示,将一根玻璃管制成粗细不同的两段,管的下方与一个装有部分水的连通器相通。当从管的一端吹气时,连通器两端A、B液面高度变化情况应该是( )
A.A液面下降 B.B液面下降
C.A,B液面高度均不变 D.以上都有可能
11.(2021九上·濠江开学考)如图所示,某同学将两个完全相同的物体A、B分别放到甲、乙两种液体中。物体静止时,A漂浮,B悬浮,且两液面相平,容器底部受到的液体压强分别为p甲、p乙,物体A、B所受浮力分別为FA、FB.则( )
A.p甲<p乙,FA=FB B.p甲<p乙,FA>FB
C.p甲>p乙,FA=FB D.p甲>p乙,FA<FB
12.(2021八下·重庆期末)如图所示,水面下两艘完全相同的潜艇,一艘正在上浮,另一艘正在下潜,下列说法正确的是( )
A.正在下潜的是甲艇
B.潜艇下潜时,所受的浮力不断增大
C.两艘潜艇所受的重力相同
D.两艘潜艇所受的浮力相同
13.(2021八下·江津期末)如图所示,我国自主研发的第一艘航母“山东舰”在海上进行训练。下列说法正确的是( )
A.航母漂浮在海面上时,它受到的浮力大于它的总重力
B.舰载机飞离航母后,航母所受的浮力增大
C.舰载机飞离航母后,航母船身相对于海面会下沉一些
D.航母是采用“空心”的方法增大浮力
14.(2021八下·巴南期末)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器里,装有适量的不同种液体,将三个完全相同的正方体分别放入各容器的液体中,静止后三者液面相平,甲中漂浮、乙中悬浮、丙中沉底.则下列判断错误的是( )
A.三种液体密度关系ρ甲>ρ乙>ρ丙
B.三种液体对容器底部的压强关系p甲>p乙>p丙
C.三种液体对正方体的浮力关系F浮甲>F浮乙>F浮丙
D.三个容器对水平桌面的压力关系F甲>F乙>F丙
15.(2021八下·北海期末)如图所示,在甲、乙、丙三个相同的烧杯中,分别装有质量相同而密度不同的盐水,先后将同一鸡蛋分别浸人三杯盐水中,静止后的情景如图所示,下列判断错误的是( )
A.三种液体的密度关系ρ甲<ρ乙<ρ丙
B.鸡蛋在三种液体中所受浮力的关系F甲>F乙=F丙
C.小球排开液体质量的关系m甲排<m乙排=m丙排
D.三种液体对容器底部的压强关系p甲
二、填空题 D正确,不符合题意。
16.(2021·阜新模拟)海上护航舰艇都采用前后编队航行,是因为舰艇平行急速行驶时,舰艇间水流速度 (选填“大”或“小”),压强小,会发生相撞事故。三峡大坝的船闸是利用 原理修建的。大坝上游水深96m处压强是 Pa、(g=10N/kg,水的密度ρ=1.0×103kg/m3)
17.(2021八下·和平期末)生活中很多事物和现象都与一定的物理规律紧密联系在一起。
(1)如图甲,有些饮料瓶塑料盖的外缘有竖条纹,制作这些条纹的目的是 。
(2)图乙中吸钢笔水时,先用手捏笔胆排出里面的空气,松手后墨水在 的作用下进入笔胆。
(3)风沿着窗外的墙面吹过时,窗口悬挂的窗帘会飘向 (选“窗外”或“室内”)。
(4)图丁中,用锋利的刀切洋葱更容易些,是通过减小受力面积,增大对洋葱的 。
18.(2021九上·长宁期中)如图,圆柱形容器内装有一定量的水,重为5牛的正方体悬浮在水中,则正方体受到水的浮力为 牛,若此时正方体下表面受到水的压力为7牛,则其上表面受到水的压力为 牛。现在容器内继续注入水,则该正方体所受浮力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
19.(2021九上·上海市期中)如图a、b所示,将同一长方体木块以两种方式放在底面积相同的两个圆柱形盛水容器中,则水对木块底部产生的压强pa pb,木块放入前后,水对容器底部压强的变化量△pa △pb(均选填“大于”、“等于”或“小于”).
20.(2021九上·嘉定期中)小明乘坐高铁时发现,在离站台边缘1米左右的地方有一条白色安全线,如图(a)所示。在列车即将进站的时间里,站台工作人员反复提示:“请乘客们站在安全线以外候车!”。为什么乘客必须站在安全线以外候车呢?通过网络他了解到这与气体流动时的压强有关。
(1)为了探究气体流动时压强大小的特点,小明将两纸片靠拢,纸片下端自然下垂,如图(b)所示。然后他向两纸片间慢速吹气,实验现象如图(c)所示,接着他快速吹气,实验现象如图(d)所示。
分析比较图(b)、(c)、(d)的实验现象可知:气体流动时,气体的压强会 ,并且气体的流速越快,气体的压强 ;
(2)请结合上述内容,解释“列车进站时,为什么乘客必须站在安全线以外候车?” 。
21.(2021九上·虹口期中)如图所示,用细绳吊着重力为20牛的正方体金属块并将其浸没在水中,此时该金属块上、下表面受到水的压力为4.9牛、19.6牛,该金属块受到的浮力为 牛,拉力为 牛。现用细绳吊着该金属块继续在水中下沉,则该金属块受到水的浮力F浮、其上表面受到水的压力F上和下表面受到水的压力F下,这三个力中大小不变的是 。
三、作图题
22.(2021八下·南平期末)图中的小球漂浮在杯中的水面上,请作出小球所受重力G和浮力F的示意图。
23.(2021八下·江都期末)利用如图所示的装水烧杯和两根吸管可以制作一个“口吹喷雾器”。请你将两根吸管画在装水烧杯的恰当位置,完成“口吹喷雾器”的示意图。
四、实验探究题
24.(2021九上·长宁期中)你知道曹冲称象的故事吗?故事发生在距今1800多年前。一天,有人献给曹操一头大象。曹操想知道大象到底有多重,但当时没有能一次称量出如此巨型重物的大秤,许多人也想不出好办法。此时,曹操的小儿子曹冲想出了一个妙法:先把大象牵到大船上,在水面处的船身上划一个记号(吃水线):然后牵走大象,再往船上装石块,使船下沉到原记号处为止;最后只要分批称量出这些石块的总重,就可知道大象有多重了。
(1)这个故事中,曹冲用石块的总重算出大象的总重,用到了 的科学方法。
(2)装石块时,使船下沉到原记号处,是为了使两次情况下,大船 的体积相同。请从此条件出发,用我们学过的浮力知识推导G石=G象 。
25.(2021九上·上海期中)小徐和小汇在学习“浮力”时,根据生活经验,对物体受到浮力的大小与哪些因素有关提出猜想并进行了研究。
(1)根据鸡蛋在水中沉底、在盐水中漂浮的现象,他们猜想浮力的大小可能与
有关;根据游泳时的感觉,他们猜想浮力的大小可能与物体浸入液体的深度,以及物体浸入液体的体积有关。
(2)为了验证猜想,他们用力传感器将一长方体金属块悬挂在空量筒中,如图所示,然后逐次向容器中注入液体A,测出金属块下表面到液面的距离即金属块浸入液体的深度h,计算出金属块浸入液体的体积V和金属块受到的浮力F,把实验数据记录在表一中。
为了进一步探究,他们还换用了液体B重复实验,并把实验数据记录在表二中。(液体A、B密度分别为 、 , )
表一:将金属块浸入液体A中
实验序号 浸入的深度h(厘米) 浸入的体积V(厘米3) 浮力F(牛)
1 2.0 12 0.12
2 6.0 36 0.36
3 10.0 60 0.60
4 15.0 60 0.60
表二:将金属块浸入液体B中
实验序号 浸入的深度h(厘米) 浸入的体积V(厘米3) 浮力F(牛)
5 2.0 12 0.10
6 6.0 36 0.30
7 10.0 60 0.50
8 15.0
(a)小汇分析比较实验序号1、2、3的F和V、h的数据后,得出初步结论:同一物体浸入同一液体中,F与V成正比,而且F与h成正比;小徐分析比较实验序号 的数据,认为小汇的结论存在问题,请写出小徐观点的依据 ;
(b)请补全实验序号8中的数据; 、 ;
(c)他们分析比较表一和表二中的数据,得出结论:同一物体浸入不同液体中: ;
(3)他们交流后,认为上述得出的结论还不够完善,需要增加一次实验进行论证,下列为案中你建议采用方案 ______ 。
A.仍用上述金属块,浸入密度不同的液体C中,重复实验
B.仍用上述金属块,增加金属块浸入液体A或B中的深度进行实验
C.换用其他物质(如其他材质的金属块),仍在液体A或B中进行实验
五、计算题
26.(2021九上·上海期中)下表是某次“蛟龙号”下潜的相关数据,请计算在海面下7000米深处,“蛟龙号”所受的浮力大小。
“蛟龙号”体积 21米3 海面海水的密度 1.02×103千克/米3
“蛟龙号”净质量 2.1×104千克 7000米深处海水的密度 1.06×103千克/米3
乘员总重 220千克 最大荷载(不包括成员体重) 240千克
27.(2021九上·江油开学考)如图甲所示,一弹簧测力计下悬挂底面积为40cm2的圆柱体,水平桌面上放置底面积为100cm2,质量为500g的圆筒,筒内装有30cm深的某液体。现将圆柱体从圆筒上方离液面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入液体中,弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系图像如图乙所示(圆筒的厚度忽略不计,圆柱体下降过程中没有液体从筒中溢出,g取10N/kg)。求:
(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力;
(2)筒内液体密度;
(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】流体压强与流速的关系;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.水翼船行驶时,水下的水翼上下表面水的流速不一样,从而产生向上的升力,使船身露出水面,A不符合题意;
B.孔明灯升上天空,是因为加热了灯里面的空气,使得里面的空气密度减小,总质量减少了,那么空气浮力就比孔明灯的重力大,所以合力向上,使得灯飞上天。不能用流体的压强与流速的关系解释,B符合题意;
C.“香蕉球”的运动轨迹是弧线的原因是球一边前进一边自转,会造成球两边的空气流速不一样,空气流速快的一边的气压比空气流速慢的一边的气压低,所以球就会向气压低的一边运动。C不符合题意;
D.针筒里吹出的高速气流,流速越快的地方,压强越小,使吸管口的压强变低,从而瓶子里的水向上喷出。D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】流体在流速大的地方压强小;孔明灯升空,利用了浮力。
2.【答案】A
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】没有注入水时,球漂浮,浮力
注入水浸没水中后,浮力为F浮′=ρ水Vg
球总重力为
即F浮′>G,所以把球的空心部分注满水浸没水中静止释放后将漂浮,BCD不符合题意,A符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据液体密度和排开液体体积,计算浮力的大小;物体漂浮时,受到的浮力等于重力;根据物体的重力,判断受到的浮力大小,判断状态。
3.【答案】D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】将重为3牛的某物体轻轻放入盛水容器中,溢出1牛的水,有以下两种可能:①若烧杯中水是满的,溢出烧杯的水重为1N,根据阿基米德原理可知
②若烧杯中水是不满的,溢出烧杯的水重为1N,说明物体排开的水的重力大于1N,根据阿基米德原理可知
另外,若物体漂浮或悬浮,物体受到的浮力
若物体下沉,物体受到的浮力
综上以上分析可得
ABC不符合题意;D符合题意。
故答案为:D。
【分析】由阿基米德原理知道,浸在液体中的物体受的浮力等于物体排开的液体的重力(注意:烧杯内的水不一定满);另外若物体漂浮或悬浮,物体受到的浮力F浮=G物;若物体下沉,物体受到的浮力F浮<G物。
4.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】AC.当轮船由长江驶入东海后,仍然处于漂浮状态,船受到的浮力
因为船受到的重力不变,所以船受到的浮力不变;AC不符合题意;
BD.又因为,且,所以排开海水的体积小于排开江水的体积,即船浸入海水中的体积变小,船上浮一些,D不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】结合物体的浮沉条件及阿基米德原理分析解答。
5.【答案】C
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.左右两个通道都是平面,空气流速相同,即过道左右两侧气压相同,不会形成风,故A不合题意;
B.左右两个通道都是曲面,空气流速相同,即过道左右两侧气压相同,不会形成风,故B不合题意;
C.左边通道表面为平面,空气流速小压强大;右侧通道表面为曲面,空气流速大压强小,于是空气从过道左侧流向右侧形成风,故C符合题意;
D.过道中安装换气扇,虽然有风,但是不够节能,故D不合题意。
故选C。
【分析】流体流速越大的地方压强越小,据此分析判断。
6.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】根据题意可知,塑料袋和鱼缸中的水均为淡水,且轻薄塑料袋的重力可忽略不计。由图知,热带鱼悬浮在袋内的水中,则热带鱼的密度等于水的密度。将塑料袋浸入水中,袋内外水的密度相同,只有当袋中水和鱼的总体积等于排开水的体积V排时,袋内水和热带鱼的总重力才等于受到的浮力,才能处于静止状态,即此时内外液面应相平。故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
【分析】首先根据浮沉条件分析熟料袋受到的浮力和重力的大小关系,再根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排和G=ρgV分析里面水的体积和塑料袋排开水的体积大小,最终确定塑料袋内外水面的高度大小即可。
7.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】设四个物体原来体积大小为V,由V乙>V丙得: ;
解得:V<110cm3;
由V丁>V甲得:
解得: V>95cm3
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【分析】由于物体的密度没有改变,切除前物体露出部分和物体原有体积的比值与切除后露出部分与切除后浸入部分比值相同,据此得到再次浮出水面的体积,根据再次浮出水面的体积的关系得到答案。
8.【答案】A
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】由于小球轻放入装满水的烧杯中,溢出重为4牛的水,则由阿基米德原理可知,小球在水中受到的浮力为F浮=G排=4N
小球的重力G=5N,则G>F浮,所以由浮沉条件可知,小球在水中会下沉到烧杯的底部,小球的密度ρ球>ρ水,根据F浮=ρ水gV排可知小球的体积为
由于ρ酒<ρ水,ρ球>ρ水
则ρ球>ρ酒;根据物体的浮沉条件可知,该小球轻放入盛有酒精的烧杯中,一定会下沉;则小球此时受到浮力
由于ρ酒<ρ水,所以F浮′<F浮=4N
根据阿基米德原理可知,溢出酒精的重力大小一定小于4N。
故答案为:A。
【分析】物体进入液体中受到浮力,浮力的大小和液体密度有关,和排开液体的体积有关。
9.【答案】D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.A球在乙溶液中漂浮,B球在乙溶液中沉底,两实心球的密度
A、B两球的体积相同,由
得
A不符合题意;
B.A球在甲溶液中沉底,在乙溶液中漂浮,所以A在甲液体中受到的浮力小于在乙液体中受到的浮力,B不符合题意;
C.A球在甲溶液中沉底,在乙溶液中漂浮,所以甲溶液的密度小于乙溶液的密度,B球分别浸没在甲、乙两种液体中中,由阿基米德原理得,B在甲液体中受到的浮力小于B在乙液体中受到的浮力,C不符合题意;
D.AB两球的体积相等,A、B两球都浸没在甲液体中,因此AB排开甲液体的体积相等,由阿基米德原理得,在甲液体中A所受的浮力等于B所受的浮力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据两个小球的浮沉情况及物体的浮沉条件,可判断出物体密度和液体密度的大小关系;再根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可判断出两个小球所受浮力的大小关系及在甲液体中A、B两球所受浮力的大小。
10.【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】气体在流速小的地方压强大,在流速大的地方压强小,从管的一端吹气时,粗细两管中的空气流量是相同的,粗管中的空气流速小,压强大;细管中的空气流速大,压强小。则A液面上方的气体压强大,B液面上方的气体压强小,所以会造成A液面下降,B液面上升。
故答案为:A。
【分析】流体压强大小与流速关系:在流体中流速越大地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大。
11.【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】两个物体完全相同,则二者的重力相等。物体在两种液体中均处于平衡状态,在竖直方向上受到的重力与浮力平衡,两个力大小相等。所以,两个物体受到的浮力是相等的。
两种液体对两个物体产生的浮力是相等的,但A物体排开的液体体积小,B液体排开的液体体积大。根据阿基米德原理 可知
两容器中液面相平,液体深度相同,根据 可知,两种液体对容器底部的压强关系为
A、B、D不符合题意;C符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据浮沉条件可知浮力大小关系及两种液体的密度关系,再利用液体压强公式分析两种液体对容器底压强的大小关系。
12.【答案】D
【知识点】浮力大小的计算;浮力的利用
【解析】【解答】AC.潜水艇是通过改变水舱中的水的重力来改变自身重力的,要使潜水艇上浮,应使潜水艇所受的浮力大于潜水艇的重力,所以水舱中水较少时潜水艇上浮,甲图潜艇水舱中的水较少,说明甲潜艇的重力较小,故甲图为上浮时的情景,乙图为下潜时的情景,AC不符合题意;
B.根据 知,在没露出水面前,潜艇下潜时排开水的体积不变,所受的浮力不变,B不符合题意;
D.根据阿基米德原理可知,潜水艇所受的浮力等于潜水艇排开水的重力,因甲、乙两种情景潜水艇排开水的重力相等,故所受的浮力相等,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】液体密度和排开液体的体积相同时,受到的浮力相等。
13.【答案】D
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.当航母漂浮在海面上时,航母所受的浮力等于重力,A不符合题意;
B.航母所受的浮力等于重力,当舰载机飞离航母后,总重力减小,所以航母所受的浮力减小,B不符合题意;
C.舰载机飞离航母后,航母所受的浮力减小,海水的密度不变,根据公式 ,航母浸入海水的体积减小,即航母会上浮一些,C不符合题意;
D.航母采用了“空心”的方法,增大了排开水的体积,从而增大了浮力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】漂浮物体受到的浮力等于重力;液体密度相同时,浮力减小,排开液体的体积减小;“空心”法可以增大排开液体的体积,增大浮力。
14.【答案】C
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.根据物体浮沉条件可知,正方体在甲中漂浮,故ρ<ρ甲;正方体在乙中悬浮,故ρ=ρ乙;正方体在丙中沉底,故ρ>ρ丙;所以,三种液体密度关系为ρ甲>ρ乙>ρ丙
A正确,不符合题意;
B.三种液体深度相同,密度关系为ρ甲>ρ乙>ρ丙
根据 ,三种液体对容器底部的压强关系为p甲>p乙>p丙
B正确,不符合题意;
C.根据物体浮沉条件可知,正方体在甲中漂浮,故F浮甲=G;正方体在乙中悬浮,故故F浮乙=G;正方体在丙中沉底,故故F浮丙
C错误,符合题意;
D.由图可知,三种液体的体积关系为V甲>V乙=V丙
三种液体密度关系为ρ甲>ρ乙>ρ丙
所以,三种液体的质量关系为m甲>m乙>m丙
则三个容器和其中的液体及正方体的总重关系为G甲>G乙>G丙
故三个容器对水平桌面的压力关系为F甲>F乙>F丙
D正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】漂浮和悬浮时,物体受到的浮力等于物体的重力;漂浮的物体密度小于液体密度,悬浮物体的密度等于液体密度,沉底物体密度大于液体密度;根据液体密度和深度,可以判断液体压强大小关系。
15.【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.由浮沉条件知道,物体下沉时ρ液<ρ物 ,物体漂浮时ρ液>ρ物 ,物体悬浮时ρ液=ρ物,在三杯盐水中液体的密度关系是ρ甲<ρ乙<ρ丙
A正确,不符合题意;
B.由图知道,鸡蛋在甲杯中沉底,在乙、丙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,根据浮沉条件,物体在液体中沉底时浮力小于重力,物体在液体中漂浮或悬浮时,浮力等于重力,因为鸡蛋在甲液体中沉底,所以F甲<G;鸡蛋在乙液体中悬浮,所以F乙=G;鸡蛋在丙液体中漂浮,所以F乙=G。因此鸡蛋在甲、乙、丙液体中受到浮力的关系为F甲<F乙=F丙
B错误,符合题意;
C.因为鸡蛋在甲、乙、丙液体中受到浮力的关系为F甲<F乙=F丙
浮力等于排开液体的重力,所以m甲排<m乙排=m丙排
C正确,不符合题意;
D.鸡蛋受到的浮力为F甲<F乙=F丙
因为作用力等于反作用力,所以鸡蛋对液体的力也是F甲1<F乙1=F丙1
由题意知甲乙丙三个烧杯分别装有质量相同而密度不同的盐水,盐水重力相同,所以,三种液体对烧杯底的压力关系为F甲'<F乙'=F丙'
甲、乙、丙三个烧杯的规格是相同的,底面积相同。根据 ,三种液体对容器底部的压强关系为p甲
故答案为:B。
【分析】当物体密度小于液体密度时,物体漂浮;当物体密度等于液体密度时,物体悬浮;当物体密度大于液体密度时,物体沉底;
当物体受到的浮力大于重力时,物体上浮直至漂浮;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉直至沉底。
16.【答案】大;连通器;9.6×105
【知识点】液体压强的计算;连通器原理;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】在液体中,流速越大的位置,压强越小。海上护航舰艇都采用前后编队航行,是因为舰艇平行急速行驶时,舰艇间水流速度大,压强小,会发生相撞事故。
上端开口,下端连通的容器叫做连通器。当连通器里装的是相同的液体时,当液体不流动时,连通器中各部分中的液面高度总是相同的。三峡大坝的船闸是利用连通器原理修建的。
大坝上游水深96m处压强是p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×96m=9.6×105Pa
【分析】流体在流速大的地方压强小;船闸利用了连通器工作;根据液体密度和深度,可以计算压强大小。
17.【答案】(1)增大摩擦力
(2)大气压
(3)窗外
(4)压强
【知识点】增大或减小摩擦的方法;增大压强的方法及其应用;大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】(1)饮料瓶盖上的花纹增大了接触面的粗糙程度,在压力相同时,摩擦力会增大,防止开盖时打滑。
(2)钢笔吸墨水时,排出里面的空气,笔胆内气压小于外界大气压,墨水在大气压的作用下进入笔胆。
(3)风沿着外墙吹过时,窗帘外侧空气流速大,压强小,内侧空气流速慢,压强大,窗帘受到向外的压强大于向内的压强,把窗帘压向窗户外面。
(4)用锋利的刀切洋葱是在压力一定的情况下,通过减小受力面积增大压强,达到更容易将洋葱切碎的目的。
【分析】(1)增大接触面的粗糙程度,可以增大摩擦力;
(2)钢笔吸水时,利用了大气压的作用;
(3)流体在流速大的地方压强小;
(4)压力一定时,减小受力面积可以增大压强。
18.【答案】5;2;不变
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】由图知木块在水中处于悬浮状态,浮力等于重力,即
根据浮力产生的原因可知,木块受到的浮力为
若在容器内继续注入水,木块还处于悬浮,受到的浮力不变,还是5N。
【分析】根据悬浮时浮力等于重力算出浮力;木块受到的浮力等于木块上、下表面受到的压力差;若在容器内继续注入水,木块还处于悬浮,受到的浮力不变。
19.【答案】小于;等于
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】液体产生的压强与液体密度和物体所处深度有关,由于(b)图中木块所处深度大于(a)图中木块所处深度,根据p=ρ水gh可知,木块底部所受水的压强pa<pb;
由图可知,木块在两图中都处于漂浮状态,所受浮力都等于其重力,所以,木块在两图中受到的浮力相等,根据F浮=ρ水gV排可知,排开水的体积相等,水面上升的高度相等,根据p=ρ水gh可知,木块放入前后,水对容器底部压强的变化量△pa=△pb.
【分析】根据液体压强公式p=ρ水gh判断木块底部所受水的压强关系;漂浮在液面的物体,其浮力等于重力。由此可知知木块在两图中受到的浮力关系,根据F浮=ρ水gV排判断其排开水的体积关系,进而得出水面上升的高度,再利用p=ρ水gh判断水对容器底部压强的变化量。
20.【答案】(1)变小;越小
(2)若站在安全线以内,当列车进站时,其周围的空气随列车一起运动,流动速度变快,压强变小,而人身后的空气流速较小,压强较大,形成向车身方向的压强差,会把人推向列车,发生危险
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】(1)由图(b)、(c)、(d)知,气体流动时,气体的压强会变小,且气体流速越快,气体的压强越小,因为往两张纸间吹气越快,纸张被压得越近。
(2)若站在安全线以内,当列车进站时,其周围的空气随列车一起运动,流动速度变快,压强变小,而人身后的空气流速较小,压强较大,形成向车身方向的压强差,会把人推向列车,发生危险。
【分析】(2)气体流动时,气体的压强会变小,且气体流速越快,气体的压强越小;
(3)流体在流速大的地方压强小。
21.【答案】14.7;5.3;F浮
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】由浮力产生的原因可知,金属块受到的浮力
由称重法可得,细绳的拉力
用细绳吊着该金属块继续在水中下沉,金属块上表面和下表面所处水的深度不断增加,
由和知,该金属块上、下表面受到水的压力变大,但在该过程中,金属块排开水的体积不会发生变化,根据可知,该金属块受到水的浮力F浮不变。
【分析】根据浮力产生的实质可知,金属块下表面和上表面受到的压力差等于浮力,据此求出该金属块受到的浮力,根据称重法F浮=G-F拉求出细绳的拉力;根据液体压强公式和压强定义式可分析其上表面受到水的压力和下表面受到水的压力是否变化,根据F浮=ρ液gV排可分析该金属块受到水的浮力是否变化。
22.【答案】解:如图所示:
【知识点】重力及其大小的计算;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】小球漂浮在杯中的水面上,重力与浮力大小相等,从重心开始沿竖直向上和竖直向下分别画一条带箭头的相等线段表示出浮力和重力,并标出F和G,如图所示:
。
【分析】小球漂浮,重力与浮力大小相等,由此作出力的示意图即可。
23.【答案】
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】一个“口吹喷雾器”,是利用流速大,压强小的工作原理制成的,故先用一根导管A竖直插入装水的烧杯中,用另外一根导管B垂直于该导管,并且口对口垂直,对着B吹气,导致A管的上方空气流速大,压强小,大气压将水压入吸管,经B吹后喷射而出,这样一个喷雾器就做好了,如下图所示:
【分析】流体在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
24.【答案】(1)等效替代、化整为零
(2)排开的水;根据阿基米德原理 可得,大象在大船上时,船受到的浮力等于船上装石块时,船受到的浮力,即 根据漂浮条件可知:, 所以
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)曹冲测量大象体重的过程中用石块代替大象的重体现了等效替代的科学方法;同时由于大象的重超过测量工具的量程,将比较大的物体分为多个可以测量的石块重量,故采取的是化整为零的测量方法。
(2)把大象牵到大船上,在水面处的船身上划一个记号(吃水线):然后牵走大象,再往船上装石块,使船下沉到原记号处为止,是为了使两次情况下,大船排开的水的体积相同。根据阿基米德原理 可得,大象在大船上时,船受到的浮力等于船上装石块时,船受到的浮力,即
根据漂浮条件可知:,
所以
【分析】(1)物理方法既是科学家研究问题的方法,也是学生在学习物理中常用的方法,常用的方法有“等效替代法”“控制变量法”“类比法”“模型法”“理想推理法”等.
(2)根据漂浮的条件和阿基米德原理求出浮力的大小。
25.【答案】(1)液体密度
(2)3和4;V相同,F不随h变化而变化;60;0.50;F与V的比值不同,且密度越大,比值越大
(3)A
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)根据鸡蛋在水中沉底、在盐水中漂浮的现象,盐水和水的密度不同,他们猜想浮力的大小可能与液体密度有关。
(2)表中3和4的数据,h变大,F不变。
在表中3和4的数据,V相同,F不随h变化而变化。
对比表一中数据,当深度超过10cm时,V相同,浸入体积为60cm3。
对比表一中数据,当深度超过10cm时,V相同,F不随h变化而变化,为0.50N。
分析比较表一和表二中的数据,得出结论:同一物体浸入不同液体中F与V的比值不同,且密度越大,比值越大。
(3)根据控制变量实验中单一变量多次实验的原则,本组实验中只改液体密度,其他因素不变,所以要仍用上述金属块,浸入密度不同的液体C中,重复实验。
故答案为:A。
【分析】(1)根据控制变量法分析,水与盐水的密度不同,得出浮力大小与变化量(液体密度)之间的关系。
(2)根据控制变量法分析:比较表中数据,找出不变的量和变化的量,分析得出结论。
(3)为了使实验结论具有普遍性,防止偶然性,应换用不同液体继续试验。
26.【答案】解:“蛟龙号”下潜到海面下7000米深处,属于浸没在海水中,根据表格数据可知 ,由阿基米德原理可得
答:在海面下7000米深处,“蛟龙号”所受的浮力218148N。
【知识点】阿基米德原理
【解析】【分析】由阿基米德原理可得在海面下7000米深处“蛟龙号”所受的浮力。
27.【答案】(1)解:由图象知,当h=0时,此时弹簧测力计的示数为18N,圆柱体的重力等于弹簧测力计的示数,则G=18N,当h≥17cm时,弹簧测力计的示数不变,说明此时浮力不变,圆柱体完全浸没,此时圆柱体受到的拉力F拉=12N,圆柱体浸没液体时受到的浮力
答:圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是6N;
(2)解:由图知从7cm时弹簧测力计的示数逐渐减小,到17cm弹簧测力计的示数不变,所以圆柱体高度
圆柱体浸没在液体中,排开液体的体积
由 得,液体的密度
答:筒内液体密度是1.5×103kg/m3;
(3)解:液体的体积
由 可得,液体的质量
将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体,圆筒对地面的压力 圆筒对地面的压强
答:当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强是5600Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据图象确定物体的重力、完全浸没时受到的拉力,利用称重法测浮力F浮=G-F拉求圆柱体浸没液体时受到的浮力。
(2)利用F浮=ρ液gV排求液体的密度。
(3)此时圆筒对桌面的压力等于圆筒、圆柱体、液体的总重减去圆柱体受到的拉力,利用p=求圆筒对桌面的压强。
1 / 1