答案与评分标准
一、选择题(共20小题)
1、弹簧秤下挂一个物体,弹簧秤的示数为a,如果把物体浸没在水中,读出弹簧秤的示数为a/4,那么这个物体的密度是( )
A、0.25×103千克/米3 B、0.75×103千克/米3
C、1.33×103千克/米3 D、4×103千克/米3
考点:密度的计算;阿基米德原理;浮力大小的计算。21*cnjy*com
专题:计算题;应用题。
分析:(1)利用称重法求浮力,(2)利用阿基米德原理求物体体积,(3)利用G=mg=ρvg计算密度.
解答:解:(1)由称重法得:F浮=a﹣=a;
(2)由阿基米德原理F浮=ρ水gv排得:物体体积V==;
(3)由G=mg=ρvg得物体密度ρ===ρ水=1.33×103kg/m3.
故选C.
点评:本题考查密度、浮力的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,要学会利用称重法求浮力.
2、三个完全相同的杯子,里面装满了水,把质量相等的铜块、铁块、铝块分别投入三个杯子里,则从杯子里溢出水量最少的是( )
A、放铜块的杯子 B、放铁块的杯子
C、放铝块的杯子 D、溢出的水一样多
3、所受重力相等的铜球、铁球和铝球分别用细线悬挂而浸没在水中,则( )
A、细线对铜球的的拉力最大 B、细线对铁球的的拉力最大
C、细线对铝球的的拉力最大 D、三根细线拉力一样大
考点:密度公式的应用;浮力大小的计算。
专题:应用题。21*cnjy*com
分析:根据重力相等可分析出,三球质量相等,再根据密度公式,可得三球的体积关系;将体积关系运用到阿基米的原理之中,再结合物体的受力分析,不难得出三球受拉力的大小.
解答:解:对三球进行受力分析同时根据平衡力知识,可知:F拉=G﹣F浮;
由密度知识可知,V=;因为ρ铜>ρ铁>ρ铝,故V铜<V铁<V铝;
三球浸没后所受浮力为F浮=ρ水gV排=ρ水gV物;
可见三球所受浮力大小为F铜<F铁<F铝;而三者的重力相同,根据F拉=G﹣F浮;所以铜球所受拉力最大;
故B、C、D错误,A正确;
应选A.
点评:此题考查了平衡力的知识,即题目中的重力与拉力和浮力的和是平衡力;根据密度知识分析出物体的体积后,再结合阿基米的原理就可分析出拉力的大小.分析时要抓住物体的状态(全部浸没),还有题目的已知条件(重力相同即质量相同),将以上知识融会贯通,此题可顺利解决.
4、一个合金块在密度为ρ1的液体中称时,弹簧秤的示数为F1,在密度为ρ2的液体中称时,弹簧秤的示数为F2,则此合金块的密度为( )
A、 B、
C、 D、
考点:空心、混合物质的密度计算;密度公式的应用;重力的计算;浮力大小的计算。
专题:方程法。21*cnjy*com
分析:设合金块的密度为ρ、体积为V,利用称重法F浮=G﹣F示,即ρ液V排g=ρVg﹣F示列方程求解.
解答:解:设合金块的密度为ρ、体积为V,合金块重G=ρVg,
在密度为ρ1的液体中受到的浮力:
F浮1=G﹣F1,
即:ρ1Vg=ρVg﹣F1,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
在密度为ρ2的液体中受到的浮力:
F浮2=G﹣F2,
即:ρ2Vg=ρVg﹣F2,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
①﹣②得:
V=,代入①得:
ρ=.
故选B.
点评:本题考查了学生对密度公式、重力公式、称重法测浮力的掌握和运用,熟练解方程是本题关键、易错点.
5、如下图所示,某物理兴趣小组,在测量一个实心小物体的密度时,采用了如下的实验操作:首先用天平测出物体的质量mo;然后在小烧杯中装入一定量的水,用天平测出烧杯和水的总质量m1;再用细线将物体系好后,用手提着细线使物体浸没在此烧杯的水中(水无溢出且物体不接触烧杯),此时天平平衡时测量值为m2.下列说法正确的是( )
A、物体在水中受到的浮力是m0g B、物体在水中受到的浮力是(m2一ml)g
C、物体的密度是 D、物体的密度是
考点:固体的密度测量实验;阿基米德原理;浮力大小的计算。21*cnjy*com
分析:本题求解两个问题:①将实心物体浸没在水中后,天平重新平衡,左边托盘受到的压力为:F左=m1g+G球﹣F拉,右边托盘受到的压力F右=m2g,根据F左=F右求出浮力大小;
②根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排,求出V排,而物体浸没水中时体积V=V排,用公式ρ=计算出实心物体的密度.
解答:解:①实心物体浸没水中重新平衡后,根据F左=F右,即:m1g+G球﹣F拉=m2g,得:F浮=G﹣F拉=(m2﹣m1)g;
②根据阿基米德原理,物体的体积V=V排=,所以物体的密度ρ==.
故选B、C.
点评:测量固体的密度一般用天平测出固体的质量,根据排水法用量筒测出固体的体积,最后用公式ρ=计算出固体的密度;
在测固体的体积时,注意有时不用量筒,而是借助水这种特殊的物质,先计算出物体浸没水中受到的浮力,再根据阿基米德原理算出体积.
6、如图所示为某校校园艺术节时气球悬挂一幅竖标的情景.已知气球的体积为8m3,气球(含内部所充气体)、标语及细绳的总质量为9kg,空气的密度为1.29kg/m3.g取10N/kg,则系于地面拉住标语的细绳的拉力为:( )
A、103.2N B、90N
C、13.2N D、193.2N
考点:力的合成与应用;浮力大小的计算。
分析:对气球进行受力分析可知,如图所示:21*cnjy*com
气球所受的浮力与标语及细绳的重力和绳子的拉力的合力应是一对平衡力,利用力的平衡知识可求.
解答:解:F浮=ρgv=1.29kg/m3×10N/kg×8m3=1.03.2N
G=Mg=9kg×10N/kg=90N
根据力的平衡得:F拉=F浮力﹣G=103.2N﹣90N=13.2N
故选C.
点评:解题时注意气球静止的,说明所受合力为零.即向上的力与向下的力的合力大小相等.
7、挂在弹簧秤上的物体浸没在煤油中,弹簧秤的示数等于( )
A、物体受到的浮力 B、物体受到的重力
C、物体受到的重力减去它受到的浮力 D、物体受到的浮力减去它受到的重力
考点:力的合成与应用;浮力大小的计算。21*cnjy*com
分析:先对物体进行受力分析,然后根据物体所受力的大小和方向以及二力的合成计算出弹簧测力计的示数.
解答:解:此时物体受三个力的作用,竖直向下的重力,竖直向上的浮力和弹簧秤的拉力.在这三个力的作用下,物体处于静止状态.所以弹簧秤的示数等于物体受到的重力减去它受到的浮力.
故选C.
点评:会正确对物体进行受力分析,并会根据同一直线上二力合成进行计算.
8、一个铁皮筒,自重为G,铁皮体积为V,筒的容积为V′.把这个筒用绳子系着从井中打水(绳的质量不计),当筒浸没在水面下时,绳子用提供的拉力是( )
A、G﹣ρ水gV B、G﹣ρ水gV′
C、G+ρ水gV′ D、G+ρ水gV
考点:力的合成与应用;阿基米德原理;浮力大小的计算。
专题:应用题。21*cnjy*com
分析:要解决此题,需要掌握阿基米德原理,知道浸在液体中的物体,受到的浮力大小等于它排开液体的重力.
在分析时,把铁筒作为研究对象,在水中受到浮力和重力的作用,则其拉力F=G﹣F浮.
解答:解:铁皮在水中受到的浮力:F浮=ρ水gV
所以筒受到的拉力为:F=G﹣F浮=G﹣ρ水gV.
故选A.
点评:此题主要考查了有关阿基米德原理的应用,要分析出铁筒在水中的受力情况,根据力的合成情况来得出拉力的大小.
9、重20N的物体没入水中时,弹簧秤的读数为零,则下列说法正确的是( )
A、物体受浮力为零 B、物体受浮力为20N
C、物体受合力为20N D、物体受合力为零
10、有一金属块挂在弹簧秤上,当它浸没在清水中时,弹簧秤上的读数表示为( )
A、金属块受到的浮力 B、金属块受到的重力与浮力之和
C、金属块的重力 D、金属块受到的重力与浮力之差
考点:力的合成与应用;浮力大小的计算。21*cnjy*com
分析:首先对金属块受到的力进行分析,再根据力的平衡知识列出各力之间的数量关系,从而得出弹簧测力计拉力的大小.
解答:解:分析金属块受到的力:
弹簧对它的向上的拉力F拉,水对它的向上的浮力F浮;地球对它的向下的重力G.
此时金属块静止,根据力的平衡知识可知:
F拉+F浮=G,
∴F拉=G﹣F浮.
故选D.
点评:物体在同一直线上受到多个力静止时,沿着某一方向的所有力之和等于另一方向的所有力之和.
11、如图,一个弹簧一端固定物体,另一端固定在容器底部,放在装满水的装置中处于静止.设想从某一天起,地球的引力减为一半,则弹簧对物体的弹力(弹簧处于压缩状态)( )
A、不变 B、减为一半
C、增加为原值两倍 D、弹簧对物体无弹力
考点:弹力;重力;浮力大小的计算。21*cnjy*com
分析:先对小球进行受力分析,根据弹力等于重力和浮力之差的变化分析弹簧的状态.
解答:解:小球受到重力、弹力以及浮力作用,而弹力大小等于重力与浮力的差;
当地球引力减为一半时,g将变为原来的一半,而F浮=ρgv排,因此浮力也减为原来的一半,即重力与浮力之差变为原来的一半.
因此弹簧被压缩的长度变为原来的一半.
故选B.
点评:本题的关键是对小球进行受力分析,并会根据小球受力情况分析弹簧的形变程度;本题的难点是当地球引力发生改变时,重力和质量的比值g将发生改变,与其有关的物理量都会随之改变.
12、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,取g=10N/Kg.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34N
B、浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20N
C、在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
D、该金属块的密度是3.4×103Kg/m3
考点:重力的计算;密度的计算;阿基米德原理;浮力大小的计算。21*cnjy*com
专题:计算题;图析法。
分析:分析绳子拉力随时间t变化的图象,当金属块从水中一直竖直向上做匀速直线运动,但未露出液面,此时金属块排开水的体积不变,由阿基米德原理可知,此时的浮力不变,绳子的拉力也不变,即为图中的AB段.
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,据此求出金属块重.来判断A是否符合题意.
当金属块未露出液面时,拉力等于重力减去浮力,据此求金属块受到的浮力,再根据阿基米德原理求金属块排开水的体积(金属块的体积),知道金属块的重,利用重力公式求金属块的质量,最后利用密度公式求金属块的密度.来判断B、D是否符合题意.
首先判断拉力的在t1至t2时间段内的变化,再利用公式F浮=G﹣F拉判断浮力的变化.来判断C是否符合题意.
解答:解: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,
从图可知,该金属块重力为:G=F拉=54N,故A说法错误,不符合题意.
当金属块未露出液面时,即为图中的AB段,
从图可知,此时绳子的拉力为34N,则金属块受到的浮力大小为:
F浮=G﹣F拉=54N﹣34N=20N.故B说法正确,符合题意.
∵F浮=ρ水v排g,
∴金属块排开水的体积(金属块的体积):
V金=V排===0.002m3,
∵G=mg,
∴金属块的质量为:m===5.4kg,
金属块的密度为:ρ金===2.7×103kg/m3.故D说法错误,不符合题意.
从图可知,绳子的拉力在t1至t2时间段内逐渐的变大,则由公式F浮=G﹣F拉可知,
金属块的重力不变,而拉力逐渐的变大,所以浮力逐渐变小.故C说法错误,不符合题意.
故选B.
点评:本题考查了重力、浮力、质量、密度的计算,以及阿基米德原理,关键是公式和公式变形的应用,难点是通过图乙确定金属块的重力及绳子受到的拉力、会用称重法计算出金属块受到的浮力.
13、以下估算最接近实际的是( )
A、物理课本平放在水平桌面上,课本对桌面的压强约为2Pa
B、一个中学生在水中所受浮力约为5000N
C、人伸开的一只手掌面上受到的大气压力约为10N
D、一个成年人站在水平地面上,人对地面的压强大约是5×104Pa
考点:压强;浮力大小的计算。21*cnjy*com
分析:本题考查了压强公式、浮力公式、压强的变形公式,结合生活常识利用公式求解.
解答:解:A、物理课本大约重为4N,平放时的面积约为0.02m2,代入压强公式=N=200Pa,不符合题意;
B、中学生大约重量为500N,而他在水中受到的最大浮力等于重力,所以所受浮力约为500N,不符合题意;
C、一只手掌的表面积约为0.005m2,而1个标准大气压强是1×105Pa,所以一只手掌受到的大气压力约为500N,不符合题意;
D、成年人的体重大约为700N,而两脚底表面积约为0.014m2,代入压强公式=5×104Pa,符合题意;
故选D.
点评:生活中的一些常识数据需了解,这有助于解决这类生活中物理量的求解.
14、潜艇从海面开始下潜,直至完全浸没.这一过程中它受到海水的( )
A、压强和浮力都不变 B、压强和浮力都增大
C、压强和浮力都减小 D、压强增大,浮力不变
考点:液体的压强的特点;浮力大小的计算。21*cnjy*com
分析:从海面开始下潜,排开水的体积越来越大,根据公式F浮=ρgV排可知浮力的变化情况.下潜的深度越来越大,根据公式P=ρgh可知压强的变化.
解答:解:排开水的体积越来越大,根据公式F浮=ρgV排可知浮力越来越大,直到全部浸没,
下潜的深度越来越大,根据公式P=ρgh可知压强越来越大.
故选B.
点评:本题考查浮力和液体压强公式的应用,关键知道影响浮力的因素有液体的密度和物体排开液体的体积,影响液体压强的因素是液体的密度和液体的深度.
15、下列有关实验结论的说法不正确的是( )
A、甲实验说明液体对容器的底部有压强
B、乙实验说明大气压的数值就等于760mmHg产生的压强
C、丙实验说明物体所受浮力的大小等于两次测力计的读数差
D、丁实验说明静止在连通器内的同种液体,各部分与大气接触的液面总是相平的
考点:液体的压强的特点;连通器原理;大气压强的测量方法;浮力大小的计算。
专题:图析法。21*cnjy*com
分析:(1)液体内部存在压强,容器内的液体对容器的底部和侧壁都有压强;
(2)托里拆利实验准确的测出了大气压强的值,1标准大气压能支持760mm高的水银柱;
(3)浸在液体里的物体受到液体对它的向上托的力,这个力就是浮力,浮力的方向是竖直向上的;
(4)上端开口,底部连通的容器叫做连通器,连通器内盛有同种液体,并且不流动时,各容器内的液面是相平的.
解答:解:A、甲图中橡皮膜扎在容器的侧壁,倒入液体后,橡皮膜向外凸起,说明液体对容器的侧壁有压强,故该选项说法不正确;
B、乙图中演示的是托里拆利实验,1标准大气压能支持760mm高的水银柱,与玻璃管的是否倾斜没有关系,故该选项说法正确;
C、丙图中第一次弹簧测力计测量的是物体的重力,第二次物体浸没在液体中弹簧测力计示数减小,两次示数之差就是物体在液体中受到的浮力大小,故该选项说法正确;
D、丁图中的器材是连通器,由于容器内上端开口底部连通,并且装有同种液体,因此各容器内压强相等,液面高度也就相同,故该选项说法正确.
故选A.
点评:本题来源于课本插图,考查压强和浮力的相关知识,要求学生理解课本上每一个插图的物理意义.
16、为应对全球变暖将会给本国带来的灭顶之灾,2009年10月17日,马尔代夫总统召集内阁成员在该国海域一处4m深的海底召开了世界上首次水下内阁会议.总统完全浸入水中后,在下潜过程中所受水的( )
A、压强逐渐增大 B、压强逐渐减小
C、浮力逐渐增大 D、浮力逐渐减小
考点:液体的压强的计算;浮力大小的计算。21*cnjy*com
分析:根据液体压强的计算公式P=ρgh可对选项A、B作出判断;
根据F浮=ρgV排,可对选项C、D作出判断.
解答:解:因为完全浸入水中后,在下潜过程中,h不断增大,所以由P=ρgh可知P逐渐增大,
所以选项A正确,选项B错误;
因为完全浸入水中后,在下潜过程中,V排不变,所以由F浮=ρgV排可知浮力不变,
所以选项C、D错误.
故选A.
点评:解答此题的关键是学生明确两点:一是液体压强随着深度的增加而增大,二是物体完全浸入水中后,在下潜过程中,V排不变.
17、2010年5月,美国“海神”号潜艇在太平洋成功下潜11000m深处,探秘世界上最深的马里亚纳海沟.下潜过程中,潜艇体积不变,则其受到的压强和浮力的变化情况是( )
A、压强逐渐变大,浮力逐渐变大 B、压强逐渐变大,浮力大小不变
C、压强逐渐变小,浮力逐渐变小 D、压强逐渐变小,浮力大小不变
考点:液体的压强的计算;浮力大小的计算。21*cnjy*com
分析:根据公式P=ρgh可求压强的变化,根据浮力公式F浮=ρgV排可求浮力的变化.
解答:解:下潜过程中,深度越来越大,根据公式P=ρgh可知,所受液体压强越来越大,浸没以后排开水的体积不再改变,根据浮力公式F浮=ρgV排可知,浮力大小不变.
故选B.
点评:本题考查液体压强和浮力公式的应用,关键是知道影响液体压强的因素是液体密度和深度,影响浮力的因素是液体密度和物体排开液体的体积,容易出错的一点是液体的深度指的是该点离液面的垂直距离.
18、潜水员完全进入水中后,下潜的过程中,他所受到的( )
A、浮力逐渐增大,压强逐渐增大 B、浮力逐渐增大,压强逐渐减小
C、浮力不变,压强逐渐增大 D、浮力不变,压强不变
考点:液体的压强的计算;浮力大小的计算。21*cnjy*com
专题:推理法。
分析:完全进入水中后,所排开的水的体积不变,下潜过程中,深度变大,根据阿基米德原理和液体压强与深度的关系得出答案.
解答:解:下潜的过程中,所处深度h增大,排开水的体积v排不变,
∵p=ρgh,F浮=ρgv排,水的密度ρ不变,
∴他受到的压强增大,受到的浮力不变.
故选C.
点评:本题考查了学生对液体压强公式和阿基米德原理公式的掌握和运用,抓住下潜时深度增大、排开水的体积不变是本题突破口.
19、潜水艇从潜行变为上浮,在浮出水面之前,所受海水的压强和浮力变化情况正确的是( )
A、压强减小,浮力不变 B、压强增大,浮力不变
C、压强不变,浮力变大 D、压强不变,浮力变小
考点:液体的压强的计算;浮力大小的计算。
专题:应用题。21*cnjy*com
分析:根据阿基米德原理,浮力等于物体排开液体所受的重力,潜水艇只要没有浮出水面,V排就不变,浮力就不变;
液体压强与液体的密度与深度有关,随着它的上浮,它在海水中的深度减小,压强变小.
解答:解:潜水艇从潜行变为上浮,在浮出水面之前,V排不变,深度变小,所以所受的浮力不变,压强减小.
故选 A.
点评:液体压强跟液体的密度与深度有关,浮力跟液体的密度与排开液体的体积有关,本题考查学生对压强与浮力的理解与应用.
20、如图所示,大小相同的两条鱼分别静止在甲、乙两个容器中.则下列说法正确的是( )
A、甲鱼所受的压强和浮力都比乙鱼大
B、甲鱼所受的压强比乙鱼小,所受浮力与乙鱼相同
C、甲鱼所受的压强比乙鱼大,所受浮力比乙鱼小
D、甲鱼所受的压强和浮力都比乙鱼小
考点:液体的压强的计算;浮力大小的计算。21*cnjy*com
分析:解答本题应掌握:浮力等于物体排开水的重量;液体压强P=ρgh.
解答:解:两鱼大小相同,故排开水的体积相同,浮力相同;
乙鱼所在位置离水面较深,由P=ρgh得乙鱼所受压强要大.
故选B.
点评:本题考查浮力大小的计算及液体压强的计算.
二、填空题(共5小题)
21、小明在江边玩耍,看到江中停着一艘轮船,突发奇想,如果地球对所有物体的引力都突然减小一半,这艘轮船的质量和浮沉情况会产生怎样的变化呢?正确的看法是:这艘轮船的质量将 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”),它的位置将 不变 (选填“上浮一些”、“下沉一些”或“不变”).
考点:质量的估测;密度及其特性;浮力大小的计算。21*cnjy*com
分析:(1)质量是指物体所含物质的多少,是物质的基本属性,不受其他因素影响;
(2)利用物体的密度是本身的特性(不发生变化),把浮力的表达式(F浮=ρ水gV排)和物体重力的表达式(G排=ρ物gV物)代入阿基米德原理(F浮=G排)进行分析.
解答:解:(1)如果地球对所有物体的引力发生变化时,轮船所含的物质没有变化,所以质量也不变;
(2)F浮=ρ水gV排,G排=ρ物gV物;
由阿基米德原理知:F浮=G排;
即:ρ水V排=ρ物V物,
∴如果地球对所有物体的引力发生变化时,而轮船和水的密度都没有变化,它的位置也就不变;
故答案是:不变,不变.
点评:此题主要考查对质量、密度、浮力的理解,是一道综合题,需要有一定的综合能力,属于中档题.
22、弹簧称下挂一个物体,弹簧称示数为G.把物体没入甲液体中,弹簧称示数为;把物体没入乙液体中,弹簧称示数,则甲.乙两液体的密度之比是 8:9 .
23、如图甲中一体积为1.0×10﹣4m3实心物体A悬挂在弹簧测力计下,弹簧测力计读数为2.8N,物体A的密度为 2.8×103 kg/m3(g取10N/kg).若把物体完全浸没在某种液体中时,弹簧测力计的读数变为1.8N如图乙,物体在这种液体中受到的浮力是 1 N.
考点:密度的计算;浮力大小的计算。21*cnjy*com
专题:计算题。
分析:(1)已知物体的体积和重力,求密度,我们可以利用G=mg=ρvg计算;
(2)已知在空气中弹簧秤的示数是2.8N,浸没在水中时弹簧秤的示数是1.8N,所以可以利用称重法求浮力;
解答:解:(1)由G=mg=ρvg,得:ρ===2.8×103kg/m3;
(2)F浮=G﹣F=2.8N﹣1.8N=1N;
故答案为:2.8×103;1.
点评:本题涉及的知识点多,不仅有重力与质量,密度公式,还有称重法求浮力,要求学生要掌握好基本知识,灵活运用公式计算.
24、将密度为0.6×103kg/m3,体积120cm3的木块放入盐水中,木块有1/2的体积露出盐水面.则木块受到的浮力为 0.72 N,盐水的密度为 1.2×103 kg/m3;若再向盐水中加水,则木块受到的浮力 不变 ,(“增大”、“减小”或“不变”)露出水面的体积 减小 .(“增大”、“减小”或“不变”) (g取10N/kg)
考点:密度的计算;阿基米德原理;浮力大小的计算。21*cnjy*com
专题:计算题。
分析:木块漂浮时浮力等于物体自身重力,根据公式F浮=G=ρ液gV排求出盐水的密度,若再向盐水中加水,木块仍然漂浮,浮力等于重力,液体密度减小,木块排开液体的体积增大.
解答:解:木块漂浮,浮力等于重力F浮=G=mg=ρ木Vg=0.6×103kg/m3×10N/kg×120×10﹣6m3=0.72N,
盐水密度ρ液===1.2×103kg/m3.
若再向盐水中加水,液体密度减小,木块仍然漂浮,根据公式F浮=ρ液gV排可知木块排开液体的体积增大,露出水面的体积减小.
故答案为:0.72;1.2×103;不变;减小.
点评:本题考查密度和浮力的计算,关键明白物体漂浮时浮力等于自身重力,影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积.
25、一个立方体铝块质量是5.4kg,当它一半浸在水中时,受到的浮力是 10 N,全部浸没在水中时,弹簧秤示数是 34 N,全部浸没在酒精中受到的浮力是 16 N.(ρ铝=2.7×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3)
考点:密度的计算;密度公式的应用;浮力大小的计算。21*cnjy*com
专题:计算题。
分析:已知铝块的密度和质量,根据公式ρ=计算出金属块的体积.然后根据浸入液体的中的体积大小,结合浮力公式来进行求解.
解答:解:铝块的体积V==5.4kg÷(2.7×103kg/m3)=2×10﹣3m3,
一半浸在水中时浮力F=ρvg=103kg/m3×10﹣3m3×10N/kg=10N
受重力为54N,浮力F′=ρv′g=103kg/m3×2×10﹣3m3×10N/kg=20N
所以受支持力为34N.
所以弹簧秤示数为34N.
在酒精中受的浮力F=ρvg=0.8×103kg/m3×2×10﹣3m3×10N/kg=16N.
故答案为:10,34,16.
点评:此题考查了密度的计算,以及浮力的计算.涉及的知识点较多.
三、解答题(共5小题)
26、为了研究物质的某种属性,同学们找来大小不同的甲、乙做实验得到数据如下所示:
(1)请你在m﹣V坐标纸上用图象形象地把两种物质的质量随体积变化的情况表示出来
(2)通过对以上图象的分析,你可得到的结论是什么?(只要写一条)
(3)甲、乙两种物体放入水中的最终状态情况如图所示.请你指出图中A、B分别属于哪种物质?并说明在相同体积情况下,它们所受浮力FA:FB是多大?
考点:密度及其特性;浮力大小的计算。21*cnjy*com
专题:应用题;作图题;实验探究题;控制变量法。
分析:(1)在图象的坐标轴上,把四组数据对应的坐标点做出来,然后将四个点连线就得出了甲和乙的图象.
(2)从表中可以看出,同种物质,质量与体积成正比;不同物质,在体积相同的情况下,质量不同.
(3)利用表中的数据分别算出甲和乙的密度,通过密度比较法判断出它们分别属于哪个物质.最后用重力浮力比较法得出它们的浮力之比.
解答:解:(1)答案如由图所示:
(2)通过图象我们看到,这两种物质的质量﹣体积图象是一条直线,这表明同种物质,质量与体积是成正比的.
答:同种物质的质量和体积的比值是相同的
(3)甲的密度:ρ甲===1.2g/cm3,因为ρ甲>ρ乙,所以甲物体放入水中就会下沉,则A属于甲.
乙的密度:ρ乙===0.6g/cm3,因为ρ甲<ρ乙,所以乙物体放入水中是漂浮,则B属于乙.
A所受的浮力:FA=ρ水gV排=1.0g/cm3×9.8N/Kg×v甲B所受的浮力:FB=G乙=ρ乙gV排=0.6g/cm3×9.8N/Kg×v乙V甲=V乙所以A、B所受的浮力之比为:FA:FB=(1.0g/cm3×9.8N/Kg×v甲):(0.6g/cm3×9.8N/Kg×v乙)=1:0.6=5:3
答:在体积相同的情况下,它们所受的浮力之比FA:FB是5:3
点评:本题考查了学生分析实验数据的能力,应用数学函数图象来分析解决物理问题的能力,利用阿基米德原理和浮沉条件处理数据的计算能力.
27、在第26次南极科学考察过程中,我国科考队员展开了多项科学探究.
(1)科考队员钻探获取了冰层深处的冰芯.钻探过后,为测量冰孔的深度,科考队员使用探测仪在冰面向冰孔内发射一束激光,经8.8×10﹣7s,探测仪接收到反射激光.冰孔的深度是多少?(光速为3×108m/s)
(2)该地区冰层深度与其年代(指距今多少年)的关系如图所示,由图可知此次钻探获取的最深处的冰芯距今大约 5500 年.
(3)科考队员在南极格罗夫山地区发现了新的陨石分布区,并找到上千块陨石.科考队员对编号为“cz20100603”的陨石进行密度测量:首先将陨石悬挂于弹簧测力计下,读出弹簧测力计的示数是3.4N;然后将陨石全部浸没于水中,读出弹簧测力计的示数是2.4N.陨石的密度是多少?(g取10N/kg)
(4)陨石分三类,其类型、主要成分及密度见表.
类型
石陨石
石铁陨石
铁陨石
主要成分
硅酸盐
铁和硅酸盐的混合物
铁镍合金
密度/kg/m3
3.0×103~3.5×103
5.5×103~6.0×103
7.5×103~8.0×103
“cz20100603”陨石的主要成分是 硅酸盐 .
28、回顾实验和探究:
(1)叶子和小雨在探究“密度概念的建构”的实验时,得到如下数据:
实验次数
物体
m/g
V/cm3
1
铝块1
54
20
2.7
2
铝块2
108
40
2.7
3
松木1
108
216
0.5
4
松木2
10
20
0.5
①比较1、2两次实验数据,可得出结论:同种物质的质量与体积的比值是 相同 的;
比较2、3两次实验数据,可得出结论:不同物质的质量与体积的比值一般是 不同 的.
②由上述实验我们引入了密度的概念.可见,密度是物质本身的一种特性,与物体的质量和体积 无关 (填“无关”或“有关”).
③上述实验图象如图所示,图象中的图线 a 反映了铝块实验情况.
(2)叶子在探究“阿基米德原理”的实验时,准备了如下器材:小铁块、细线、盛满水的溢水杯、小桶和 弹簧测力计 .实验步骤如下:
①算出被排开的水所受的重力G排:
②把小铁块浸入盛满水的溢水杯中,并用小桶收集小铁块所排开的水;同时读出此时弹簧测力计示数F,算出物体所受浮力F浮= G﹣F ;
③用弹簧测力计测出小铁块所受的重力G;
④分析数据,得出结论:F浮 = G排.
上述步骤的正确排序为: ③②①④ .请将步骤中空格填好.
(3)小雨用弹簧测力计沿水平方向拉着木块,分别在毛巾和棉布表面上做匀速直线运动,发现在 毛巾 表面上测力计示数较大.实验说明:在压力一定时,接触面越 粗糙 ,摩擦力越大.
考点:密度的计算;密度及其特性;摩擦力大小的影响因素;探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验;阿基米德原理;浮力大小的计算。21*cnjy*com
专题:学科综合题;实验探究题;控制变量法。
分析:(1)由上表可看出①②同种物质质量不同、体积不同,质量与体积的比值相同.②③可看出物质不同,质量与体积的比值也不同相同.密度是物质本身的一种属性,它与质量和体积没有关系.由数轴可看出,体积相同时,a的质量大,由公式可知,质量大,密度就大.
(2)阿基米德原理实验过程中需要测量重力.所以用到弹簧测力计,物体所受浮力等于在空气中的测力计示数减去在水中时测力计的示数,还等于它排开液体所受的重力.测量时应先测出物体的重力,再测出物体在水中时测力计的示数,求出浮力,再测出排开水的重力,比较数据得出结论.
(3)测量时物体重力不变,所以对接触面的压力不变,毛巾面比棉布面粗糙,可以看出在毛巾面上测力计示数大,又因为物体做匀速运动,拉力等于摩擦力,拉里大说明摩擦力大.
解答:解:(1)从表中可以看出①②都是铝块,质量不同,体积不同,但质量与体积的比值相同,都为2.7g/cm3.
②为铝块③为松木,质量与体积的比值不同,②为2.7g/cm3,③为0.5/cm3.
根据公式,体积相同时,从数轴可以看出,a的质量大,所以a反映了铝块的实验情况.
故答案为:①相同;②不同; ③a.
(2)测量重力用到弹簧测力计,物体所受浮力等于F浮=G﹣F=G排.
做实验时先测出物体重力,再把物体放入水中读出测力计的示数,最后测出排开水的重力,进行比较.
故答案为:弹簧测力计;②G﹣F;③②①④.
(3)毛巾接触面比棉布接触面粗糙,通过实验可看出在毛巾面上测力计示数大,匀速运动,拉力等于摩擦力,所以在毛巾面上摩擦力大.
故答案为:毛巾;粗糙.
点评:本题主要考查应用控制变量法和实验探究法解决问题,最近几年这种类型的题目,是越来越多.学生是否能根据课本知识点再扩充,能否举一反三,这是关键也是难点.
29、张扬在某实验中的主要操作步骤及弹簧测力计的示数,如下图所示:
(1)根据图中提供的信息,石块受到的浮力F浮= 1.6 N,石块排开水所受的重力G重= 1.6 N.
(2)由此得出的结论是: 物体所受浮力等于物体排开的液体所受的重力 .
(3)该石块的密度ρ石= 2.5×103 Kg/m3
30、“5.7”大连空难飞机的黑匣子已经找到,潜水员在出事地点从10 m深的海底将它匀速托出水面.它是体积约为50×20×10 cm3,质量为20 kg、表面桔红色的长方体.黑匣子防护要求很高,能经受1000℃的高温而不被烧坏,平放时能经受2.5×104N的挤压而不变形,在海水(设海水=1.0×103kg/m3)中浸泡36 h而不渗水,请根据上述条件,自己设计提出三个问题,并解答你所提出的问题.(g=10 N/kg)
考点:密度及其特性;液体的压强的计算;浮力大小的计算。
专题:应用题;条件开放型。21*cnjy*com
分析:此题是一道开放题,要根据已知的条件,自行设定问题进而求解,那么就要看给出了哪些条件,能够求出哪些条件,从而选择自己有把握的几个知识点进行解答.
首先,题目已知的条件有:
①潜水员所处的水深h;②黑盒的体积V,质量m;③黑盒能承受的最大压强Pmax;④海水的密度ρ等.
那么这些数据涉及到的公式有:
重力公式:G=mg;密度公式:ρ=;液体压强公式:P=ρgh;压强定义式:P=;浮力公式:F=ρgV等.
那么,可求出的物理量有:
①已知黑盒的质量,利用重力公式求出其重力的大小;
②已知黑盒的质量和体积,运用密度公式求其密度;
③已知海水的密度和潜水员所处的水深,根据液体压强公式P=ρgh求出其所受的水压;
④黑盒完全浸没在水中,此时黑盒的体积即为其排开水的体积,由阿基米得原理可求得它受到的浮力大小;等.
解答:问题一:黑匣子的平均密度是多少?
解:黑匣子的质量m=20kg;
黑匣子的体积v=50×20×10cm3=0.01m3;
黑匣子的密度==2.0×103kg/m3.
问题二:黑匣子在海底受到海水的压强是多大?
解:海水的密度ρ=1.0×103kg/m3;
海水的深度h=10m;
所以,黑匣子在海底受到海水的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m=1.0×105Pa.
问题三:黑匣子在海底受的浮力有多大?
解:海水密度ρ=1.0×103kg/m3;
黑匣子排开海水的体积v=0.01m3;
黑匣子在海水中受的浮力F=ρgv=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N.
点评:该题考查所学知识的应用能力,综合性很强,可以提出的问题有很多,只要提出3个最简单的就行.
浮力大小的计算
一、选择题(共20小题)
1、弹簧秤下挂一个物体,弹簧秤的示数为a,如果把物体浸没在水中,读出弹簧秤的示数为a/4,那么这个物体的密度是( )
A、0.25×103千克/米3 B、0.75×103千克/米3
C、1.33×103千克/米3 D、4×103千克/米3
2、三个完全相同的杯子,里面装满了水,把质量相等的铜块、铁块、铝块分别投入三个杯子里,则从杯子里溢出水量最少的是( )
A、放铜块的杯子 B、放铁块的杯子
C、放铝块的杯子 D、溢出的水一样多
3、所受重力相等的铜球、铁球和铝球分别用细线悬挂而浸没在水中,则( )
A、细线对铜球的的拉力最大 B、细线对铁球的的拉力最大
C、细线对铝球的的拉力最大 D、三根细线拉力一样大
4、一个合金块在密度为ρ1的液体中称时,弹簧秤的示数为F1,在密度为ρ2的液体中称时,弹簧秤的示数为F2,则此合金块的密度为( )
A、 B、
C、 D、
5、如下图所示,某物理兴趣小组,在测量一个实心小物体的密度时,采用了如下的实验操作:首先用天平测出物体的质量mo;然后在小烧杯中装入一定量的水,用天平测出烧杯和水的总质量m1;再用细线将物体系好后,用手提着细线使物体浸没在此烧杯的水中(水无溢出且物体不接触烧杯),此时天平平衡时测量值为m2.下列说法正确的是( )
21*cnjy*com
A、物体在水中受到的浮力是m0g B、物体在水中受到的浮力是(m2一ml)g
C、物体的密度是 D、物体的密度是
6、如图所示为某校校园艺术节时气球悬挂一幅竖标的情景.已知气球的体积为8m3,气球(含内部所充气体)、标语及细绳的总质量为9kg,空气的密度为1.29kg/m3.g取10N/kg,则系于地面拉住标语的细绳的拉力为:( )
21*cnjy*com
A、103.2N B、90N
C、13.2N D、193.2N
7、挂在弹簧秤上的物体浸没在煤油中,弹簧秤的示数等于( )
A、物体受到的浮力 B、物体受到的重力
C、物体受到的重力减去它受到的浮力 D、物体受到的浮力减去它受到的重力
8、一个铁皮筒,自重为G,铁皮体积为V,筒的容积为V′.把这个筒用绳子系着从井中打水(绳的质量不计),当筒浸没在水面下时,绳子用提供的拉力是( )
A、G﹣ρ水gV B、G﹣ρ水gV′
C、G+ρ水gV′ D、G+ρ水gV
9、重20N的物体没入水中时,弹簧秤的读数为零,则下列说法正确的是( )
A、物体受浮力为零 B、物体受浮力为20N
C、物体受合力为20N D、物体受合力为零
10、有一金属块挂在弹簧秤上,当它浸没在清水中时,弹簧秤上的读数表示为( )
A、金属块受到的浮力 B、金属块受到的重力与浮力之和
C、金属块的重力 D、金属块受到的重力与浮力之差
11、如图,一个弹簧一端固定物体,另一端固定在容器底部,放在装满水的装置中处于静止.设想从某一天起,地球的引力减为一半,则弹簧对物体的弹力(弹簧处于压缩状态)( )
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A、不变 B、减为一半
C、增加为原值两倍 D、弹簧对物体无弹力
12、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,取g=10N/Kg.根据图象信息,下列判断正确的是( )
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A、该金属块重力的大小为34N
B、浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20N
C、在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
D、该金属块的密度是3.4×103Kg/m3
13、以下估算最接近实际的是( )21*cnjy*com
A、物理课本平放在水平桌面上,课本对桌面的压强约为2Pa
B、一个中学生在水中所受浮力约为5000N
C、人伸开的一只手掌面上受到的大气压力约为10N
D、一个成年人站在水平地面上,人对地面的压强大约是5×104Pa
14、潜艇从海面开始下潜,直至完全浸没.这一过程中它受到海水的( )
A、压强和浮力都不变 B、压强和浮力都增大
C、压强和浮力都减小 D、压强增大,浮力不变
15、下列有关实验结论的说法不正确的是( )
A、甲实验说明液体对容器的底部有压强 21*cnjy*com
B、乙实验说明大气压的数值就等于760mmHg产生的压强
C、丙实验说明物体所受浮力的大小等于两次测力计的读数差
D、丁实验说明静止在连通器内的同种液体,各部分与大气接触的液面总是相平的
16、为应对全球变暖将会给本国带来的灭顶之灾,2009年10月17日,马尔代夫总统召集内阁成员在该国海域一处4m深的海底召开了世界上首次水下内阁会议.总统完全浸入水中后,在下潜过程中所受水的( )21*cnjy*com
A、压强逐渐增大 B、压强逐渐减小
C、浮力逐渐增大 D、浮力逐渐减小
17、2010年5月,美国“海神”号潜艇在太平洋成功下潜11000m深处,探秘世界上最深的马里亚纳海沟.下潜过程中,潜艇体积不变,则其受到的压强和浮力的变化情况是( )
A、压强逐渐变大,浮力逐渐变大 B、压强逐渐变大,浮力大小不变
C、压强逐渐变小,浮力逐渐变小 D、压强逐渐变小,浮力大小不变
18、潜水员完全进入水中后,下潜的过程中,他所受到的( )21*cnjy*com
A、浮力逐渐增大,压强逐渐增大 B、浮力逐渐增大,压强逐渐减小
C、浮力不变,压强逐渐增大 D、浮力不变,压强不变
19、潜水艇从潜行变为上浮,在浮出水面之前,所受海水的压强和浮力变化情况正确的是( )21*cnjy*com
A、压强减小,浮力不变 B、压强增大,浮力不变
C、压强不变,浮力变大 D、压强不变,浮力变小
20、如图所示,大小相同的两条鱼分别静止在甲、乙两个容器中.则下列说法正确的是( )
A、甲鱼所受的压强和浮力都比乙鱼大 21*cnjy*com
B、甲鱼所受的压强比乙鱼小,所受浮力与乙鱼相同
C、甲鱼所受的压强比乙鱼大,所受浮力比乙鱼小
D、甲鱼所受的压强和浮力都比乙鱼小
二、填空题(共5小题)
21、小明在江边玩耍,看到江中停着一艘轮船,突发奇想,如果地球对所有物体的引力都突然减小一半,这艘轮船的质量和浮沉情况会产生怎样的变化呢?正确的看法是:这艘轮船的质量将 _________ (选填“变大”、“变小”或“不变”),它的位置将 _________ (选填“上浮一些”、“下沉一些”或“不变”).
22、弹簧称下挂一个物体,弹簧称示数为G.把物体没入甲液体中,弹簧称示数为;把物体没入乙液体中,弹簧称示数,则甲.乙两液体的密度之比是 _________ .
23、如图甲中一体积为1.0×10﹣4m3实心物体A悬挂在弹簧测力计下,弹簧测力计读数为2.8N,物体A的密度为 _________ kg/m3(g取10N/kg).若把物体完全浸没在某种液体中时,弹簧测力计的读数变为1.8N如图乙,物体在这种液体中受到的浮力是 _________ N.
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24、将密度为0.6×103kg/m3,体积120cm3的木块放入盐水中,木块有1/2的体积露出盐水面.则木块受到的浮力为 _________ N,盐水的密度为 _________ kg/m3;若再向盐水中加水,则木块受到的浮力 _________ ,(“增大”、“减小”或“不变”)露出水面的体积 _________ .(“增大”、“减小”或“不变”) (g取10N/kg)
25、一个立方体铝块质量是5.4kg,当它一半浸在水中时,受到的浮力是 _________ N,全部浸没在水中时,弹簧秤示数是 _________ N,全部浸没在酒精中受到的浮力是 _________ N.(ρ铝=2.7×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3)
三、解答题(共5小题)21*cnjy*com
26、为了研究物质的某种属性,同学们找来大小不同的甲、乙做实验得到数据如下所示:
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(1)请你在m﹣V坐标纸上用图象形象地把两种物质的质量随体积变化的情况表示出来
(2)通过对以上图象的分析,你可得到的结论是什么?(只要写一条)
(3)甲、乙两种物体放入水中的最终状态情况如图所示.请你指出图中A、B分别属于哪种物质?并说明在相同体积情况下,它们所受浮力FA:FB是多大?
27、在第26次南极科学考察过程中,我国科考队员展开了多项科学探究.
(1)科考队员钻探获取了冰层深处的冰芯.钻探过后,为测量冰孔的深度,科考队员使用探测仪在冰面向冰孔内发射一束激光,经8.8×10﹣7s,探测仪接收到反射激光.冰孔的深度是多少?(光速为3×108m/s)
(2)该地区冰层深度与其年代(指距今多少年)的关系如图所示,由图可知此次钻探获取的最深处的冰芯距今大约 _________ 年.21*cnjy*com
(3)科考队员在南极格罗夫山地区发现了新的陨石分布区,并找到上千块陨石.科考队员对编号为“cz20100603”的陨石进行密度测量:首先将陨石悬挂于弹簧测力计下,读出弹簧测力计的示数是3.4N;然后将陨石全部浸没于水中,读出弹簧测力计的示数是2.4N.陨石的密度是多少?(g取10N/kg)
(4)陨石分三类,其类型、主要成分及密度见表.
类型
石陨石
石铁陨石
铁陨石
主要成分
硅酸盐
铁和硅酸盐的混合物
铁镍合金
密度/kg/m3
3.0×103~3.5×103
5.5×103~6.0×103
7.5×103~8.0×103
“cz20100603”陨石的主要成分是 _________ .
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28、回顾实验和探究:
(1)叶子和小雨在探究“密度概念的建构”的实验时,得到如下数据:
实验次数
物体
m/g
V/cm3
1
铝块1
54
20
2.7
2
铝块2
108
40
2.7
3
松木1
108
216
0.5
4
松木2
10
20
0.5
①比较1、2两次实验数据,可得出结论:同种物质的质量与体积的比值是 _________ 的;
比较2、3两次实验数据,可得出结论:不同物质的质量与体积的比值一般是 _________ 的.
②由上述实验我们引入了密度的概念.可见,密度是物质本身的一种特性,与物体的质量和体积 _________ (填“无关”或“有关”).
③上述实验图象如图所示,图象中的图线 _________ 反映了铝块实验情况.
(2)叶子在探究“阿基米德原理”的实验时,准备了如下器材:小铁块、细线、盛满水的溢水杯、小桶和 _________ .实验步骤如下:
①算出被排开的水所受的重力G排:
②把小铁块浸入盛满水的溢水杯中,并用小桶收集小铁块所排开的水;同时读出此时弹簧测力计示数F,算出物体所受浮力F浮= _________ ;
③用弹簧测力计测出小铁块所受的重力G;
④分析数据,得出结论:F浮 _________ G排.
上述步骤的正确排序为: _________ .请将步骤中空格填好.
(3)小雨用弹簧测力计沿水平方向拉着木块,分别在毛巾和棉布表面上做匀速直线运动,发现在 _________ 表面上测力计示数较大.实验说明:在压力一定时,接触面越 _________ ,摩擦力越大.
29、张扬在某实验中的主要操作步骤及弹簧测力计的示数,如下图所示:
(1)根据图中提供的信息,石块受到的浮力F浮= _________ N,石块排开水所受的重力G重= _________ N.
(2)由此得出的结论是: _________ .
(3)该石块的密度ρ石= _________ Kg/m3
30、“5.7”大连空难飞机的黑匣子已经找到,潜水员在出事地点从10 m深的海底将它匀速托出水面.它是体积约为50×20×10 cm3,质量为20 kg、表面桔红色的长方体.黑匣子防护要求很高,能经受1000℃的高温而不被烧坏,平放时能经受2.5×104N的挤压而不变形,在海水(设海水=1.0×103kg/m3)中浸泡36 h而不渗水,请根据上述条件,自己设计提出三个问题,并解答你所提出的问题.(g=10 N/kg)
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