苏科版八年级下册 10.4 浮力 同步练习
一、单选题
1.将一块-12℃的冰块放到盛有0℃水的杯中,室内气温与水相同,经过一段时间后,冰块仍然漂浮在水面上,这时( )
A.冰块的体积比原来的大,杯中水面比原来高
B.冰块的体积比原来的小,杯中水面与原来一样高
C.冰块的体积比原来的大,杯中水温比原来低
D.冰块的体积比原来的大,杯中水温与原来一样高
2.赛龙舟是我国民间端午节的传统习俗,比赛前,龙舟静止在湖面上受到竖直向上的浮力,该浮力的施力物体是( )
A.人 B.龙舟 C.湖水 D.船桨
3.以下各组器材中,不能测出小长方体金属块密度的是( )
A.刻度尺、水、细线、烧杯
B.刻度尺、天平和砝码
C.天平和砝码、量筒、水、细线、烧杯
D.弹簧测力计、水、细线、烧杯
4.预计2020年通车的雨城区“大兴二桥”在施工时,要向江中沉放大量的施工构件。如图甲所示,假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示(g取10N/kg)。下列判断正确的是( )
A.构件的边长为4m
B.构件的密度为3×103kg/m3
C.浮力F1随h变化的图线是图乙中的①图线
D.当构件的下表面距江而4m深时,构件上表面受到江水的压强为4×104Pa
5.鸡蛋放人盛水的杯中,鸡蛋沉在杯底如图所示向杯中加盐,使鸡蛋慢慢上浮直至漂浮在液面上。在此过程中,关于鸡蛋受到的浮力大小,下列说法正确的是( )
A.始终保持不变 B.始终变小 C.先不变,后变大 D.先变大,后不变
6.体积相同的三个小球分别放入同种液体中,静止后的状态如图所示,此时甲、乙、丙受到的浮力分别为F甲、F乙、F丙,则关于三个浮力的大小关系,下列说法正确的是( )
A.F甲>F乙>F丙 B.F甲<F乙<F丙
C.F甲<F乙=F丙 D.F甲>F乙=F丙
7.如图所示,取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来。此实验说明了( )
A.大气存在压强
B.连通器原理
C.液体的压强与液体的密度和深度有关
D.浮力产生的原因是液体(或气体)对浸在其中的物体上下两个表面存在压力差
8.如图甲所示,将弹簧测力计一端固定,另一端挂一合金块A,合金块A浸没在装有水深为10cm、底面积为100cm2的圆柱形容器中,容器的质量为200g(容器的厚度忽略不计)。容器底部有个由阀门B控制的出水口。打开阀门B缓慢放水过程中,弹簧测力计示数随放水时间变化的规律如图乙所示,整个过程中金属块始终不与容器底部接触。下列说法正确的是(g取10N/kg)( )
A.随着放水时间的增加,合金块A受到的浮力一直减小
B.合金块A受到的最大浮力为22N
C.合金块A的密度为3.2×103kg/m3
D.阀门B未打开时容器对水平面的压强为4.4×103Pa
9.浸在液体中的物体受到的浮力大小一定等于( )
A.物体受到的重力
B.液体受到的重力
C.与物体同体积的液体受到的重力
D.物体排开液体受到的重力
10.浸没在水中的石块,在石块下沉过程中所受压强和浮力的变化情况是( )
A.浮力和压强都减小 B.浮力和压强都增大
C.浮力减小,压强不变 D.浮力不变,压强增大
11.“蛟龙号”载人深潜器是我国首台自主设计,自主集成研制的作业型深海载人潜水器,设计最大下潜深度为7000m级,是目前世界上下潜最深的作业型载人潜水器,当它从深海中上浮而未露出水面的过程中,它受到海水的( )
A.压强减小,浮力不变 B.压强和浮力都不变
C.压强减小,浮力减小 D.压强增大,浮力增大
12.如图所示,完全相同的烧杯甲中装有酒精,乙中装有水,它们静止在水平桌面上。完全相同的物块A在细线的拉力作用下浸没在液体中处于静止状态,此时两液面相平。已知,下列说法中正确的是( )
A.酒精和水对甲、乙烧杯底的压强相等
B.物块在甲、乙烧杯中受到的浮力相等
C.甲烧杯中细线对物块的拉力大于乙烧杯中细线对物块的拉力
D.甲烧杯对桌面的压强小于乙烧杯对桌面的压强
13.如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下,从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动。上升到离水面一定的高度处,图乙是绳子拉力F随时间t 变化的图象。根据图象信息,下列判断正确的是( )
A.该金属块重力的大小为136N
B.在t1至t2时间段金属块不受浮力作用
C.浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20 N
D.在t1至t2 时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
14.如图,将小石块挂在弹簧测力计下如图甲,再浸没入水中(石块没有碰到烧杯底部)如图乙,静止时测力计示数分别是4N和3N,关于乙图的说法正确的是( )
A.水对石块的浮力是3N
B.石块对水有1N的压力
C.石块受的力有重力、拉力、浮力和水对它的压力
D.图乙中人的手受的拉力是3N
15.小陈泡脚时,双脚感受到水的浮力。不禁好奇,盆内起按摩作用的凸起物A、B(如图所示)是否也受浮力作用。则下列判断中正确的是( )
A.A、B受到浮力作用
B.A、B不受浮力作用
C.A受浮力作用,B不受浮力作用
D.A不受浮力作用,B受浮力作用
二、填空题
16.图甲是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h关系的实验装置。其中A是实心均匀圆柱形物体,用弹簧测力计提着物体A,使其缓慢浸入水中(水未溢出),得到F与h的关系图象如图乙所示。在浸没前,随着物体A逐渐浸入水中,水对容器底部的压强将变 ______;完全浸没时,A受到水的浮力为 ______N。
17.人赤脚越水过河,水越深则脚对石头的压力变小,这是由于水对人有一个方向是竖直向 ___的 ___力。
18.轮船、鸭子、木块能够浮在水面,这是因为它们受到了水的浮力,施力物体是 ______,方向______。
19.一底面积为100厘米2的薄壁圆柱形容器内盛有20厘米深的水,现把一体积为1000厘米3的金属块浸没在容器内的水中,这时容器中的水深______(选填“一定”或“不一定”或“一定不”)为30厘米。
20.2020年11月10日,我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909m,创造中国载人深潜新纪录。潜水器在完全浸没后下潜过程中所受水的压强______,浮力______(不考虑海水密度的变化,均选填“增大”、“不变”或“减小”)。
三、综合题
21.下列生活中的现象:①阳光照射的树荫下会看到许多圆形光斑 ②潜水员可以通过浮力背心的膨胀或收缩能实现上浮或下潜 ③磨过的刀更加锋利 ④划火柴,火柴会被划燃 ⑤下坡的自行车,会越来越快…… 以上几种现象可任选两项来解释.
示例:①阳光照射的树荫下会看到许多圆形光斑:光在同一种均匀介质中沿直线传播(太阳通过树的缝隙在地面上形成圆形光斑).
分析1:问题对应的物理原理:_________________________________________.
分析2:问题及对应的物理原理:________________________________________.
22.为了给立方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内,如图甲所示.工件的下底面与油面的距离为h,力F与h的大小关系如图乙所示.小科觉得图中CB的延长线BA段是没有意义的,老师告诉他,力F为负值时,表明它的方向与原来的方向相反了.
(1)分析BC段:随着h的增大,工件所受的浮力大小将_______,油对工件下底面的压强大小将_______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)若A点的坐标为(﹣a,0),则a=_______,从图象分析,a表示了工件一个物理量的值,这个量就是工件的_______;
(3)工件在D点时受到的浮力为_______N.
23.一个用混凝土做成的封闭长方形空心箱子(有注水口),它能漂浮在水面A位置.箱子长、宽、高分别是20m,5m,10m,总质量为6×105kg(水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)对空心箱子灌水,使上表面刚好水平浸没在水中(B位置)静止时,此时箱子受到的浮力为 _______N,注入的水为_______kg
(2)继续对空心箱子灌水,使其下沉到水底C位置,从A到C的过程中,箱子下表面受到水的压强大小将___(选填“变小”、“不变”、“变大”),箱子所受的浮力将_______ (选填序号)
A.先变大后变小 B.先变大后不变 C.先不变后变大 D.先变小后变大
24.如图:AB为一根均匀轻质杆,杆的中点O点悬挂在天花板上,在杆的A端悬挂有一端开口、粗细均匀、重2N的薄壁玻璃管,管长L=40cm,管底面积S=20cm2,管中装满水后倒扣在装有水深h=10cm的水槽中,玻璃管管口刚好被水面淹没,在杠杆的B端通过滑轮组用轻质细绳相连,动滑轮下端挂有一个钩码,在滑动组的另一端细绳上挂有一体积为103cm3的实心均匀圆球,当圆球体积的一半浸没在水中时,杠杆恰好在水平位置平衡.已知大气压强P0=105Pa,动滑轮重1N,细绳的重量和细绳与滑轮间的摩擦忽略不计,g=10N/kg.
求:
(1)钩码重多少牛顿?
(2)圆球的密度是多少kg/m3
(3)假如大气压强逐渐减小到零的过程中,杠杆还能平衡吗?若不平衡,怎样倾斜,请分析说明.
25.如上图所示,中国辽宁号航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰,舰长304 m、舰宽70.5 m,满载时排水量达67500 t.
(1)它满载时所受的浮力为______牛(取g=10N/kg).
(2)2012年9月25日,该舰正式加入中国海军序列.2012年11月23日,中国航母舰载机歼-15着舰成功. 当舰载机着舰后,浮力将______ (选填“不变”、“变小”、“变大”).
(3)歼一15降落着舰后,虽受阻拦索作用并关闭发动机,但飞机仍会向前滑行一段距离,这是因为歼一15具有_____.
26.漏刻是我国古代一种计量时间的仪器.最初,人们发现陶器中的水会从裂缝中一滴一滴地漏出来,于是专门制造出一种留有小孔的漏壶,把水注入漏壶内,水便从壶孔中流出来,另外再用一个容器收集漏下来的水,在这个容器内有一根刻有标记的箭杆,相当于现代钟表上显示时刻的钟面,用一个竹片或木块托着箭杆浮在水面上,容器盖的中心开一个小孔,箭杆从盖孔中穿出,这个容器叫做“箭壶”。随着箭壶内收集的水逐渐增多,木块托着箭杆也慢慢地往上浮,古人从盖孔处看箭杆上的标记,就能知道具体的时刻。后来古人发现漏壶内的水多时,流水较快,水少时流水就慢,显然会影响计量时间的精度。于是在漏壶上再加一只漏壶,水从下面漏壶流出去的同时,上面漏壶的水即源源不断地补充给下面的漏壶,使下面漏壶内的水均匀地流入箭壶,从而取得比较精确的时刻。
如图所示是同学们根据古代漏刻制作的简单模型。图中容器A是底面积为250cm2的圆柱形薄壁玻璃缸,容器顶盖上有大小两个孔;B是用密度为0.5×103kg/m3塑料制作的边长为10cm立方体底托;C为质量可忽略不计、总长度为60cm的轻质塑料标尺,标尺的一端与底托相连,标尺上均匀的刻有厘米刻度;D为固定于容器盖口处的指示箭头。
某次模拟计时实验中,同学们先将自来水龙头调至均匀间隙滴水状态,并测得水龙头每分钟滴水50滴,并用量筒测得每50滴水的体积为25.0cm3。再在容器A中加入适量水,将底托B放入水中,使其浮于水面上,此时标尺C呈竖直状态且位于大孔下方,指示箭头D恰好指于标尺的顶端零刻度处。此时开始滴水计时,假设整个计时过程标尺始终处于竖直状态,经过3小时后,问:
(1)指示箭头D应指在标尺上何处?
(2)此时标尺和底托所受的浮力是多少牛顿?
(3)此装置最多还能计时几小时?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】
将一块-12℃的冰块放到盛有0℃水的杯中,由于冰块与水之间存在温度差,则水会放热而凝固,冰会吸热温度升高,当冰的温度升高到0℃时,由于不能再吸热(室内气温与水相同,均为0℃),所以冰不能熔化,因水会放热而凝固,故此冰块的体积比原来冰的体积大;由于水结冰后,质量不变,则冰块增加的重力为
因为冰仍然处于漂浮状态,则增加的浮力为
由阿基米德原理可知
故有
则有
所以杯中的水面与原来的一样高,有水化为冰,但水的温度不变,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.C
【详解】
漂浮在水面上的龙舟受到两个力的作用:重力和浮力,其中重力的施力物体是地球,浮力的施力物体是湖水。
故选C。
3.A
【详解】
A.用刻度尺可以测量出金属块的边长,计算出体积,但缺少测量金属块的质量的工具,也就无法求出长方体金属块密度,故A符合题意;
B.用刻度尺可以测量出金属块的边长,计算出体积,用天平和砝码测出金属块的质量,从而可以求出金属块的密度,故B不符合题意;
C.用天平可以测量金属块的质量,用量筒测量金属块的体积,根据公式求得金属块密度,故C不符合题意;
D.弹簧测力计能测金属块重力,从而得到质量;可利用称重法测量出金属块完全浸没在水中受到的浮力,然后根据阿基米德原理的变形公式求出排开水的体积,即为金属块的体积,再利用密度公式即可求出金属块的密度,故D不符合题意。
故选A。
4.B
(1)当构件完全淹没时的高度则为构件的边长;
(2)利用体积公式求出其体积,根据图中可知构件完全浸没时的拉力,此时构件受到的浮力、重力以及拉力的关系为F浮=G-F2 ,然后将密度和体积代入可得ρ水gV排=ρgV-F2,将已知数据代入即可求出构件的密度。
(3)先分析构件下沉过程中,排开水的体积变大,因此构件受到的浮力变大,当构件排开水的体积不变时,构件受到的浮力也不再改变;
(4)利用p=ρ水gh即可求出底部受到江水的压强。
【详解】
A.从乙图中可以看出,当构件完全淹没时的高度为2m,则构件边长为2m,故A错误;
B.构件体积
V=2m×2m×2m=8m3
构件完全淹没时,V排=V=8m3,F2=1.6×105N,则有
F浮=G F2
ρ水gV排=ρgV F2
代入数值可得
1×103kg/m3×10N/kg×8m3=ρ×10N/kg×8m3 1.6×105N
则ρ=3×103kg/m3,故B正确;
C.由图可知,构件在浸入水中的过程是排开的水的体积变大,所以浮力逐渐变大;当构件浸没后排开水的体积不变,所以浮力不变,因此浮力F1随h变化的图线是图乙中的②,故C错误;
D.当h=3m时,构件底部受到江水的压强
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa
故D错误。
故选B。
5.D
【详解】
鸡蛋慢慢上浮的过程中,排开水的体积不变,而向杯中加盐,液体密度变大,由公式可知,此过程浮力变大;最后漂浮在液面上,浮力等于鸡蛋的重力,且此后不变,故ABC错误,D正确。
故选D。
6.C
【详解】
由阿基米德原理,如图所示,三个小球的体积相同,则静止时排开液体的体积的关系为
所以当液体密度相同时,三个小球受到的浮力的大小关系为
故ABD错误,C正确。
故选C。
7.D
【详解】
开始乒乓球受到上面液体压强和大气压的作用,下部没有液体,只受到大气压的作用,向上的大气压强小于向下的压强的作用,乒乓球不能上浮。用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,则其下面也受到液体压强的作用,且向上的压强大于向下的压强,因为液体压强随深度的增加而增大,于是产生一个向上的压力差,这便产生了浮力,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
8.C
【详解】
A.由图乙可知,随着放水时间的增加,弹簧测力计的示数F先不变后增加再不变,
由可知,合金块A受到的浮力先不变后减小,故A错误;
B.由乙图可知,当合金块A全部露出水面后,测力计的示数即合金块A的重力为
合金块全部浸入水中时的示数为
则合金块A最大的浮力为
故B错误;
C.由 可得,合金块A的质量
由 可得,合金块A的体积
则合金块A的密度
故C正确;
D.由题意可知,阀门B未打开时容器中水的体积
所以容器中水的重力
容器的重力
由图乙可知阀门B未打开时合金块全部浸入水中时的示数为
则容器对水平面的压力
所以此时容器对水平面的压强
故D错误。
故选C。
9.D
【详解】
根据阿基米德原理可知,浸在液体中的物体受到的浮力大小等于排开液体的重力,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
10.D
【详解】
液体密度不变的情况下,由可知,在石块下沉过程中,石块在水中的深度逐渐变大,所以,在石块下沉过程中所受压强增大;由于浸没在水中的石块排开水的体积不变,由可知,所受浮力大小不变。故ABC不符合题意;D符合题意。
故选D。
11.A
【详解】
潜水器在上升过程中,所处的深度变小,由p=ρgh可知,潜水器受到的压强在不断减小,潜水器在上浮而未露出水面的过程中,排开水的体积不变,由F浮=ρgV排可知,潜水器受到的浮力不变,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
12.D
【详解】
A.两种液体的深度相同,ρ酒精<ρ水, 由可知,水对烧杯底的压强大于酒精对烧杯底的压强,故A错误;
B.物块A浸没在两种液体中,则V排水=V排酒精,水的密度大于酒精的密度,由可得,物块A在水中受到的浮力大于在酒精中受到的浮力,故B错误;
C.物块A在液体中静止不动,则受到平衡力的关系为
F线+GA=F浮
则细线对物块的拉力为
F线=F浮-GA
由B解析可知,物块A在水中受到的浮力大于在酒精中的浮力,因此装酒精的甲烧杯中细线对物块的拉力小于装水的乙烧杯中细线对物块的拉力,故C错误;
D.由图可知,甲乙容器中液体的体积相等,酒精的密度小于水的密度,由m=ρV得甲烧杯中酒精的质量小于乙烧杯中水的质量,则G甲液可得,甲烧杯对桌面的压强小于乙烧杯对桌面的压强,故D正确。
故选D。
13.C
【详解】
A.当金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,则由图知道,该金属块重力为
G=F拉=156N
故A错误;
BD.由图知道,在t1至t2时间段内绳子的拉力逐渐变大,由公式F浮=G-F拉知道,金属块受到浮力,且逐渐变小,故BD错误;
C.当金属块未露出液面时,即为图中的AB段,由图知道,此时绳子的拉力为136N,则浸没在水中的金属块受到的浮力大小为
F浮=G-F拉=156N-136N=20N
故C正确。
故选C。
14.B
【详解】
在空气中称出物体的重力G,浸在水中物体受重力、浮力和拉力,故G,则。
A.水对石块的浮力
故A错误;
B.力的作用是相互的,水对石块的浮力是1N,石块对水的压力为1N,故B正确;
C.乙图中石块受到重力、拉力和浮力作用,故C错误;
D.图乙中人的手受的拉力是3N加上弹簧测力计的重力,大于3N,故D错误。
故选B。
15.D
【详解】
浮力是由于物体上下表面的压力差形成的,由图可知,凸起物A上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对A上下表面没有产生压力差,故不受浮力的作用;水对凸起物B上下表面产生了的压力差,故B一定受浮力的作用。
故选D。
16. 变大 7
【详解】
[1]浸没前,物体A逐渐浸入水中的过程中,排开水的体积变大,容器中水面升高,容器底部的深度变大,根据p=ρgh,容器底部的压强将变大。
[2]由图乙知,物体A下表面离水面的距离小于hA时,测力计示数逐渐变小,当物体A下表面离水面的距离大于等于hA时,测力计示数不变,根据F浮=G-F,受到的浮力不变,说明物体完全浸没在水中,完全浸没时,A受到水的浮力为
F浮=G-F=12N-5N=7N
17. 上 浮
【详解】
[1] [2]人赤脚越水过河时,人受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力以及竖直向上的支持力。水越深,人体排开水的体积越大,浮力就越大,因此石头对脚的支持力就越小。又因为石头对脚的支持力和脚对石头的压力是一对相互作用力,大小相等,所以脚对石头的压力变小。
18. 水 竖直向上
【详解】
[1][2]轮船、鸭子、木块能够浮在水面,这是因为它们受到了水的浮力,浮力的施力物体是水,浮力的方向是竖直向上的。
19.不一定
【详解】
若容器的高度足够大,现把一体积为1000厘米3的金属块浸没在容器内的水中,排开水的体积等于物体的体积,水面上升的高度为
即这时容器中的水深为
10cm+20cm=30cm
但薄壁圆柱形容器的高度未知,若容器的高度小于30cm,则水将溢出,容器中的水深小于30厘米,故容器中的水深不一定为30厘米。
20. 增大 不变
【详解】
[1]潜水器在完全浸没后下潜过程中,深度逐渐增加,由p=ρgh可得,潜水器所受海水压强逐渐增大。
[2]由于潜水器没入水中,在继续下潜的过程中,排开海水的体积不变,而海水的密度不变,由F浮=ρ液gV排可知潜水器所受的浮力不变。
21. 潜水员可以通过浮力背心的膨胀或收缩能实现上浮或下潜---改变排开液体的体积,可改变浮力的大小 磨过的刀更加锋利 ----受力面积越小,力的作用效果越明显(压强越大)
【详解】
试题分析:②根据阿基米德原理,知道浮力等于排开液体的重力,排开液体的重力与排开液体的密度和排开的体积有关,当潜水员的背心膨胀时,排开的液体体积增大,受到的浮力增大,当浮力大于潜水员的重力时,潜水员就上浮;当潜水员的背心收缩时,排开液体的体积减小,受到的浮力减小,当浮力小于重力时,潜水员就下潜.
③压强的大小与压力大小和受力面积有关,我们可以在压力一定时,减小受力面积增大压强;也可以在受力面积一定时,增大压力,来增大压强.磨过得刀更加锋利,是通过减小受力面积增大压强的.④改变内能的方法有两种,一是热传递,而是做功,划火柴是通过对火柴做功,使其内能增加的.
考点:阿基米德原理 压强 改变内能的方法
22. 变大 变大 400 重力 1000
(1)根据浮力公式F浮=ρ油gV排和压强公式p=ρ油gh,用控制变量法,F与V排有关,p随h的减小而减小可判断;
(2)由图乙中坐标系,可得到a的值,它表示工件与油面的距离为0时,工件受到的竖直向上的拉力,即等于自身受到的重力;
(3)图乙中,h≥0.5m时,力F的大小不再发生变化,而对木块受力分析知:力F和木块的重力之和等于木块受到的浮力,计算出木块受到的浮力,即木块下表面受到的液体的压力(依据:浮力产生的原因).
【详解】
(1)随着h的增大,工件排开油的体积也随之增大,根据F浮=ρ油gV排可知,工件受到的浮力将变大;
根据p=ρ油gh可知,油对工件下底面的压强也增大.
(2)由图乙可知,h与F成一次函数,设为h=kF+b;
图中A是一次函数图象上的一点,函数过(0,0.2)和(600,0.5)两点,
将(0,0.2)、(600,0.5)代入h=kF+b;可得:
一次函数为h=5×10﹣4F+0.2;
当h=0时,解得F=﹣400;则a=400,它表示的量就是工件受到的重力.
(3)图乙中,h≥0.5m时,力F的大小不再发生变化,说明浮力也不变;
而对木块进行受力分析可知,压力F与木块的重力之和等于木块受到的浮力,
所以工件在D点时受到的浮力:
F浮=G+FD=400N+600N=1000N;
23. 109N 4×105kg 变大 B
【详解】
[1]空心箱子的上表面刚好水平浸没在水中,,此时箱子受到的浮力为
;
[2]空心箱子的上表面刚好水平浸没在水中并静止,所以,则
,
;
[3]根据,液体内部的压强随深度的增大而增大,从A到C的过程中,箱子下表面受到海水的压强将变大;
[4]由可知,物体受到的浮力与液体的密度和排开液体的体积有关,因此在对箱子灌水使其下沉到海底的过程中,液体的密度不变,排开的液体的体积先变大后不变,因此箱子受到的浮力先变大后不变,故选B.
24. 19N 1.5×103kg/m3 ① 当时,,杠杆仍平衡.② 当时,,杠杆失去平衡,B端下降.
【详解】
(1)根据题意知道,玻璃管处于平衡状态,所以受到平衡力的作用,即向下的大气压力、玻璃管的重力与杠杆向上的拉力、大气压通过管内水柱对其向上的压力相互平衡;所以,P0 S+G玻-(P0 S-ρ水gLS)=FA,
即:105 Pa×2×10-3 m2-2N-(105 Pa×2×10-3 m2 -103 kg/m3 ×10N/kg×0.4m×2×10-3 m2 )=FA,所以解得:FA =10N,
又因为杠杆处于平衡状态,所以FA OA=FB OB,又OA=OB,所以FB =FA =10N,
根据动滑轮的特点知道:FB=(G动+G钩)/n,故钩码的重力是:G钩=2FB -G动=2×10N-1N=19N;
(2)由圆球处于平衡状态得:G球=F浮+F绳,由于是同一根绳子,所以F绳=FB =10N,
即:ρ球gV球=ρ水g/V球/2+FB;
代入数据得:ρ球×10N/kg×10-3 m3 =103 kg/m3 ×10N/kg×0.5×10-3 m3 +10N,
故圆球的密度是:ρ球 =1.5×103 kg/m3;
(3)当玻璃管处于平衡状态时:P0 S+G玻-(P0 S-ρ水 gLS)=FA,整理得:G玻+ρ水gLS=FA,其中的ρ水gLS是由于大气压造成的,所以,当P0≥ρ水gL时,FA =G玻+ρ水gLS=10N,杠杆仍平衡;当P0<ρ水gL时,FA =G玻+P0 S<10N,杠杆失去平衡,B端下降.
点睛:本题考查了浮力的计算、杠杆的平衡条件、动滑轮的省力情况、大气压强、压力的计算等多个知识点,过程复杂,要求学生要有较强的逻辑思维能力,解决此题的关键是能够根据物体处于平衡状态,得到力的方程.
25. 6.75×108 变大 惯性
【详解】
(1)由阿基米德原理可知,浮力等于排开的水受到的重力F浮=G液=m液g=67500000kg×10N/kg= 6.75×108N;(2)当舰载机着舰后,质量会变大,重力变大,而舰仍处于漂浮状态,浮力等于重力,重力变大,故浮力也变大;(3)关闭发动机后飞机仍会向前滑行一段距离是由于飞机具有惯性,要保持原来的运动状态.
26.(1)18cm;(2)5N;(3)7h
【详解】
解:(1)测得水龙头每分钟滴水50滴,每50滴水的体积为V0=25.0cm3,3小时滴水总体积为V,则
V=3×60V0=180V0=4500cm3
容器A内水面上升高度
所以此时批示箭头应指在标尺上18cm处。
(2)因为标尺和底托始终处于漂浮状态,所以它们所受的浮力和重力为一对平衡力,由阿基米德原理,标尺和底托所受的浮力是
F浮=G=ρBgVB=0.5×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=5N
(3)因为标尺每10分钟上升1cm,所以再上升42cm需要420分钟,即还能计时7小时。
答:(1)指示箭头D应指在标尺上18cm处;
(2)此时标尺和底托所受的浮力是5N;
(3)此装置最多还能计时7小时。
答案第1页,共2页
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