第九章 浮力与升力(有解析)

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名称 第九章 浮力与升力(有解析)
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资源类型 试卷
版本资源 沪粤版
科目 物理
更新时间 2023-04-22 08:20:53

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第九章 浮力与升力
一、单选题(每题3分,共30分)
题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答 案
1.如图所示,放在同一水平桌面上的两个相同容器,分别盛有甲、乙两种液体,现将同一木块分别放入两容器中,当木块静止时两容器中液面相平。两种情况相比,下列判断正确的是(  )
A.木块在甲液体中和乙液体中下表面受到的压力相等
B.木块在甲乙液体受到的浮力相等
C.乙液体对容器底部的压强较小
D.盛甲液体的容器对桌面的压力较大
2.如图所示,是将同一个自制的简易密度计,先后放入盛有不同液体的两个烧杯中的情景,则下列说法中正确的是(  )
A.密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大
B.密度计在甲烧杯液体中受到的浮力较大
C.乙烧杯中液体的密度较大
D.甲烧杯中液体的密度较大
3.如图所示是小玲在端午节帮妈妈煮的鸡蛋,她对一些物理量进行了估测和分析,下列数据和分析合理的是(  )
A.一个鸡蛋的重力约为0.5N
B.刚煮熟的鸡蛋温度约为50℃
C.她周围的大气压约为104Pa
D.浸没在水中的鸡蛋受到的浮力一定等于重力
4.质量相等的甲、乙两只小球,分别漂浮在酒精和水中,且ρ酒精<ρ水、ρ甲<ρ乙。则(  )
A.甲球的体积较小 B.甲球受到的浮力较小
C.两小球排开液体的质量相等 D.两小球排开液体的体积相等
5.体积相同的甲、乙、丙、丁四个铁球放在水中静止时如图所示,下列说法正确的是(  )
A. B.
C.丁球质量最小 D.甲球空心部分体积最小
6.年月,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功下潜到10058m,创造了中国载人深潜的新纪录。“奋斗者”号在水下下潜的过程中,受到的压强和浮力变化情况正确的是(  )
A.压强变小,浮力不变 B.压强不变,浮力变小
C.压强变大,浮力不变 D.压强变大,浮力变大
7.一个铜球浸没在水中受到的浮力为F 1 ,浸没在煤油中受到的浮力为F 2 ,比较铜球两次受到的浮力,则(  )
A.F1 >F2 B.F1 =F2
C.F1 <F2 D.条件不足,无法确定
8.如图所示,水平桌面上放置有甲、乙两个完全相同的圆柱形烧杯,分别装入适量的密度不同但质量相等的盐水,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中,鸡蛋在甲烧杯中处于悬浮状态,在乙烧杯中处于漂浮状态。下列判断正确的是(  )
A.甲杯中盐水密度为ρ甲,乙杯中盐水密度为ρ乙,则ρ甲>ρ乙
B.鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力分别为F浮和F′浮,则F浮>F′浮
C.放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯对桌面的压力分别为F甲和F乙,则F甲>F乙
D.放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯底部受到的压强分别为p甲和p乙,则p甲=p乙
9.小球质量是200g,体积是300cm3,把它浸没在水中,放手后小球将(  )
A.沉入水底 B.上浮直至漂浮在水面上
C.悬浮水中 D.无法确定如何运动
10.生活处处有物理,留心观察皆学问,下列生活中的现象及其解释不正确的是(  )
A.啄木鸟的嘴很尖细,可以增大压力,从而凿开树干,捉到躲藏在深处的虫子
B.打开高速行驶的大巴车车窗时,窗帘往外飘,是因为车外空气流速大,压强小
C.水坝修建为上窄下宽是因为液体压强随深度增加而增大
D.用吸管将饮料吸入口中,是利用了大气压强
二、填空题(每空1分,共14分)
11.如图甲所示,在易拉罐中注入少量的水,用酒精灯对易拉罐加热,待罐口出现白雾时,将罐口堵住,撤去酒精灯,让易拉罐冷却,观察到易拉罐变瘪了,这一现象证明了   的存在。如图乙所示,手压易拉罐慢慢浸入水中的过程,易拉罐所受到的水的浮力   (填“增大”、“不变”或“减小”)。如图丙所示,将两个易拉罐平行放置在水平桌面上,为了能让两个易拉罐间的距离减小,可以用吸管按图中箭头   (填“A”或“B”)所示的位置和方向用力吹气。
12.一艘轮船从海里驶入江里,它所露出液面的体积   ;一艘潜水艇始终保持悬浮时,它由海里驶入江里,它所受到的浮力   。(以上两空均填“变大”、“不变”或“变小”)
13.如图为一艘潜水艇在水中上浮和下潜时的情景,其中潜水艇在水中上浮的是图   (选填“甲”或“乙”)。这两种情景中,潜水艇受到的浮力F甲   (选填“>”、“<”或“=”)F乙。潜艇下潜过程中受到水的压强   (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
14.如图小明用吸管向两只乒乓球中间吹气,会发现两只乒乓球会彼此   (填“远离”或“靠近”),此实验可以发现流体在流速大的地方压强   (填“大”或“小”)。
15.弹簧秤下吊着重为14.7N的正方形金属块,当它完全浸没在水中时,弹簧秤的示数为9.8N,则金属块排开水的重力为   N,它所受浮力的方向是   ;若金属块上表面所受水的压力为19.6N,则金属块下表面所受水的压力为   N。
16.质量为100g的木块轻轻放入盛满水的溢水杯中,静止时漂浮,溢出水的质量是   g。
三、实验探究题(17题11分,18题6分,19题6分,20题6分,共29分)
17.如图所示是“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验装置图,用弹簧测力计挂着一个实心圆柱体,图a、b、c、d、e分别为实验情景,f为根据本实验所得图像。
(1)通过a、c两次实验,可知实心圆柱体的质量为   kg,物体浸没在水中所受浮力大小是   N,实心圆柱体的密度是    kg/m3(g=10N/kg);
(2)通过b、c两次实验,说明同一种液体中的物体所受浮力大小与   有关;
(3)通过c、d两次实验,物体排开相同体积的液体时,受浮力大小与   有关;
(4)通过d、e两次试验,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小跟深度   ;
(5)通过a、c、d三次试验,可知d图中酒精密度为   kg/m3(ρ水=1.0×103kg/m3);
(6)图c中,当物体从接触水面开始到浸没于水中更深处(未触底),在图f中能表示出此过程物体受浮力F与浸入水中深度h关系的图象是   (选填“①”或“②”)。
18.小明同学进行“验证阿基米德原理”的实验,实验步骤如下
A.用弹簧测力计测出石块所受的重力G(图甲);
B.将石块浸没在盛满水的溢水杯中,(用空小桶接出溢水杯里溢出的水),读出这时测力计的示数F(图乙);
C.测出接水后小桶与水所受的总重力G1(图丙);
D.将小桶中的水倒出,测出小桶所受的重力G2(图丁)。
根据上面的实验步骤回答下列问题:
(1)物体浸没在水中,受到水的浮力F浮=   (用符号表示);
(2)被排开的水所受的重力G排=   (用符号表示);
(3)若F浮   (选填“>”、“<”或“=”)G排,从而可验证阿基米德原理;
(4)利用上面实验中测得的数据,可以计算出这个石块的密度 ρ石=   (用符号表示);
(5)小明还想探究“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”。他用橡皮泥代替石块再进行实验,步骤如下:将橡皮泥揉成实心球放入盛水的烧杯中,橡皮泥沉至杯底。又将橡皮泥捏成小船形状放入盛水的烧杯中,发现其漂浮在水面上,如图戊所示。
①橡皮泥前后两次受到的浮力F1   (选填“>”、“<”或“=”)F2;
②由此该同学认为:物体受到的浮力与其形状有关。其结论错误的原因是:他只关注了橡皮泥形状的改变,而忽略了   篮球对浮力大小的影响。
19.如图所示的实验:
(1)甲图:吹硬币使硬币翻越木条,是利用流体的    的原理。
(2)乙图:电风扇向左方吹风,小车便朝右方运动起来,说明    。
(3)丙图:连通器中装入同种液体,液体不流动时,连通器中各部分液体的液面总保持    。
20.现有一形状不规则的木块,小明同学用图甲、乙丙所示的方法测出了木块的密度,实验步骤如下:
⑴向容器内倒入适量的水,水的体积记为V1.
⑵将木块轻轻放入容器中,液面上升至V2.
⑶用细针将木块按压,使木块浸没于水中,液面上升至V3.请写出下列物理量的表达式:木块的质量m=   ,木块的体积V=   ,木块密度ρ=   (已知水的密度ρ水).
四、计算题(21题8分,22题5分,共13分)
21.今年4月23日是中国人民解放军海军建军节,海军公开发布首部航母主题宣传片《深蓝!深蓝!》。中国第三艘航母指日可待,其排水量可能会超过我国现役的两艘航母。假设新航空母舰满载时,排水量为1×108kg。海水的密度取1.03×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)满载时,该航空母舰受到的浮力有多大?
(2)若舰底某处距海面的深度为10m,则该处受到海水的压强是多少?
(3)某舰载机的质量为15t,当其从航母甲板起飞后,航母受到的浮力减少多少?
22.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.5N, 当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的煤油中时,测力计的示数是5.1N。(g=10N/kg)求:
(1) 金属零件受到的浮力是多少?
(2)金属零件的体积有多大?
五、简答题(23题4分,24题4分,共8分)
23.图是古代茅草屋的形状图。唐代诗人杜甫有诗句“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”,请你运用所学物理知识解释诗中秋风“卷”走“三重茅”的原因。
24.小林在观察妈妈下水饺时看到一个有趣的现象:生饺子刚下锅时是下沉的,而煮熟后会浮起来。请你帮他解释这个现象。
六、科普阅读题(6分)
25.阅读《神奇的天宫课堂》,回答下列问题。
神奇的天宫课堂
2022年3月23日下午,“天宫课堂”第二课在中国空间站正式开讲并直播,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平,叶光富进行授课。这是中国空间站第二次太空授课,也是中国航天员第三次进行太空授课。
在约45分钟的授课时间内,航天员相互配合,生动演示了微重力环境下太空冰雪实验、液桥演示实验,水油分离实验,太空抛物实验,这些实验现象跟在地面上的实验现象有非常明显的差别,使无数中学生感受到了太空环境下科学实验的魅力。
王亚平在太空舱中演示了这样一个实验:把一枚“冰墩墩”沿水平方向抛出,“冰墩墩”并没有像在地面上拋出的物体一样落回地面,而是做近乎完美的匀速直线运动。
科学计算表明,在太空舱中的物体受到的地球引力大约是在地面附近的88.5%,如果地球对物体的吸引力恰好能使物体绕地球做圆周运动,在太空舱中的物体就好像重力完全消失了一样,物体将处于“完全失重”状态。但是由于地球并非是个完美的球体且密度分布不均匀,并且太空舱在运动中受高空稀薄空气阻力的影响,使得太空舱的运动轨道不是完美的圆形且速度大小会有波动,因此太空舱中的物体也并非处于严格的“完全失重”状态。
(1)王亚平在太空舱中时,相比起在地球,她的质量   ,重力   ;(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)“冰墩墩”在太空舱中被抛出后做近似匀速直线运动,主要原因是(  )
A.“冰墩墩”受到跟运动方向相同的推力作用
B.地球对“冰墩墩”没有吸引力
C.地球对“冰墩墩”的吸引力很小
D.地球对“冰墩墩”的吸引力绝大部分使它绕地球做圆周运动
(3)地面课堂的同学也同步尝试完成水油分离实验。将瓶子里的水和油摇晃均匀后静置于水平桌面上,水和油会逐渐分离,因为油的密度比水   所以会处于   层。(选填“上”、“中”或“下”)。
(4)航天员长时间驻留在太空舱内,需要进行体育锻炼以保证身体健康,防止身体各部分机能退化。请你说出在太空舱内可能进行的体育活动。   
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】B.木块在甲中悬浮,则F浮甲=G木
木块在乙中漂浮,则F浮乙=G木
比较知道F浮甲=F浮乙
即木块受到的浮力一样大,B符合题意;
A.由于F浮=F向上-F向下
由图知道,甲浸没,则F浮甲<F向上甲
乙漂浮,则F浮乙=F向上乙
所以F向上甲>F向上乙
A不符合题意;
C.木块在甲中悬浮,则ρ甲=ρ木
木块在乙中漂浮,则ρ乙>ρ木
所以ρ乙>ρ甲
由于两容器中液面相平,由p=ρ液gh知道,乙液体对容器底的压强大,C不符合题意;
D.因容器相同、液面等高,则液体和物体浸入部分的总体积相等,即V甲+V排甲=V乙+V排乙
由图知道V排甲>V排乙
则V甲<V乙
由于ρ乙>ρ甲,由m=ρV知道m甲<m乙
由G=mg知道G甲<G乙
根据容器对桌面的压力等于容器的重力和容器内部物体重力之和知道F甲=G容器+G甲+G木
F乙=G容器+G乙+G木
所以F甲<F乙
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据漂浮时,浮力等于重力及F浮=F向上-F向下,比较浮力大小及下表面受到的压力大小;根据p=ρ液gh,判断液体压强的大小;根据F=G容器+G+G木,判断对桌面的压力的大小。
2.【答案】C
【解析】【解答】AB.同一个密度计放在甲、乙液体中都漂浮,所以
即密度计在甲、乙两液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,则AB不符合题意;
CD.由图知,密度计排开液体的体积,而,根据 可知,D不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体漂浮时,浮力等于重力;根据,比较密度大小。
3.【答案】A
【解析】【解答】A.一个鸡蛋的质量在50g左右,重力为G=mg=50×10-3kg×10N/kg=0.5N
A符合题意;
B.标准大气压下水的沸点为100℃,所以刚煮熟的鸡蛋温度约为100℃,B不符合题意;
C.标准大气压为1×105Pa,所以她周围的大气压约为1×105Pa,C不符合题意;
D.浸没在水中的鸡蛋由于不知道鸡蛋是悬浮还是沉底,所以不能得出浸没在水中的鸡蛋受到的浮力一定等于重力,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据常见物体的重力、温度、压强和浮力,结合数据解答。
4.【答案】C
【解析】【解答】A.质量相等的甲、乙两只小球,因为ρ甲<ρ乙
由可知两球的体积V甲>V乙
A不符合题意;
BCD.根据G=mg可知它们的重力相等,甲乙漂浮在酒精和水中,根据漂浮条件可知浮力等于重力,由于两球重力相等,所以浮力相等,根据阿基米德原理可知它们排开液体的重力相等,由G=mg可知它们的排开液体的质量相等,因为ρ酒精<ρ水
由可知两小球排开液体的体积不相等,C符合题意,BD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力。
5.【答案】A
【解析】【解答】四个小球的体积相同,由图可知,排开液体的体积
由可知,四个小球受到的浮力
又因为甲、乙漂浮,丙悬浮,丁沉底,所以根据物体的浮沉条件可知
所以
由可知
由可知
由图可知,甲、乙漂浮,丙悬浮,所以甲、乙、丙一定是空心的,由于甲的质量最小,所以甲空心部分的体积最大,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】液体密度一定时,排开液体的体积越大, 受到的浮力越大;漂浮和悬浮的物体受到的浮力等于重力,根据浮力大小判断物体重力大小,结合体积,计算物体的密度。
6.【答案】C
【解析】【解答】“奋斗者”号在水下下潜的过程中,水的密度不变,所处的深度不断增大,根据 知,“奋斗者”号所受的压强变大;“奋斗者”号在水下下潜的过程中,水的密度不变,排开水的体积等于潜水器的体积不变,根据可知,“奋斗者”号受到的浮力不变,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据,判断压强的变化;根据,判断浮力的变化。
7.【答案】A
【解析】【解答】水的密度大于煤油的密度,铜球的体积不变;根据公式F浮=ρgV排可知,铜球在水中受到的浮力大于在煤油中受到的浮力。A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】当排开液体的体积相同时,液体密度越大, 物体受到的浮力越大。
8.【答案】D
【解析】【解答】AB.因为鸡蛋在甲中悬浮、乙中漂浮,所以浮力都等于自身的重力,即鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力相等,根据可知,在浮力相同时,甲杯中的V排大,则ρ甲小于ρ乙,AB不符合题意;
C.因甲、乙两个烧杯完全相同,装入密度不同但质量相等的盐水,且鸡蛋一样,根据水平面上物体的压力和自身的重力相等和可知,放入鸡蛋后甲、乙两烧杯对桌面的压力相等,C不符合题意;
D.烧杯粗细均匀,装入密度不同但质量相等的盐水,且鸡蛋一样,所以甲、乙两烧杯底部受到的压力相等,因两烧杯底面积S相同,根据可知,两只杯子底部受到液体的压强相同,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】漂浮和悬浮的物体受到的浮力等于物体的重力,漂浮物体的密度小于液体密度,悬浮物体的密度等于液体密度;根据总压力和受力面积的比值, 可以计算压强。
9.【答案】B
【解析】【解答】当小球浸没于水中时,受到的浮力为
小球的重力为
小球受到的浮力大于重力,它将上浮,最终漂浮于水面上,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力;根据物体的质量计算重力;根据浮力和重力关系,判断状态。
10.【答案】A
【解析】【解答】A.啄木鸟的嘴很尖细,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,从而凿开树干,捉到躲藏在深处的虫子,A错误,符合题意;
B.看到车上窗帘往外飘,是因为车外空气流速快压强小,车内空气流速慢压强大,从而产生向外的压力差,B正确,不符合题意;
C.液体压强随深度增加而增大,水坝深处,压强大,根据F=pS可知,面积修的宽些,可以承受更大的压力,所以水坝修建为上窄下宽形状,C正确,不符合题意;
D.吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,吸管内气压减小,饮料在外界大气压的作用下,被压进吸管里,D正确,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】在压力一定的情况下,通过减小受力面积,可以增大压强;空气流速快压强小;液体压强随深度增加而增大;吸管吸饮料时,利用了大气压强。
11.【答案】大气压;增大;A
【解析】【解答】水吸热汽化生成水蒸气,水蒸气把易拉罐内的空气排出,封住罐口,停止加热,罐内气体温度降低,水蒸气液化,气体压强减小,小于大气压,大气压将易拉罐压瘪。易拉罐被压瘪可以表明大气压的存在。
易拉罐慢慢浸入水中时,排开水的体积增大,根据可知易拉罐所受浮力的增大。
流体的流速越大的地方,压强越小;流体的流速越小的地方,压强越大,所以让两易拉罐间距离减小,必须通过增大易拉罐内侧的空气流速来减小压强,故可用吸管按图中箭头A所示的方向用力吹气。
【分析】大气对其中的物体存在压强;液体密度一定时,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;流体在流速大的地方压强小。
12.【答案】变小;变小
【解析】【解答】当轮船从海里驶入江里,船自重不变,因为轮船始终漂浮,所以轮船受到的浮力不变,因为,
所以排开江水的体积大于排开海水的体积,露出液面的体积变小。
潜水艇悬浮在海水中和悬浮在江水中,排开水的体积相同,由于
由阿基米德原理可知潜艇由海里驶入江里,一直悬浮时它所受到的浮力变小。
【分析】漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力;浮力一定时,液体密度越大, 排开液体的体积越小;排开液体的体积一定时,液体密度越大, 受到的浮力越大。
13.【答案】甲;=;增大
【解析】【解答】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,由图示可知,甲图中水舱中的水比乙图中水舱的水少,即甲图中潜水艇的总重较小,所以正在上浮的是甲图。
这两种情景中,潜水艇排开水的体积相同,根据F浮=ρ水V排g可知潜水艇所受的浮力相等。
当潜水艇继续下潜的过程中,深度增加,由p=ρgh可知潜水艇受到水的压强增大。
【分析】潜水艇的水仓中水越少,重力减小,浮力大于重力时上升;液体密度和排开液体体积相同时,浮力相等;液体密度一定时,深度越深,液体压强越大。
14.【答案】靠近;小
【解析】【解答】流体流速越大的地方压强越小。向乒乓球中间吹气时,乒乓球中间流速大,压强变小,乒乓球外侧大气压不变,所以乒乓球外侧压强大于内侧压强,所以两只乒乓球会彼此靠近。
【分析】流体流速越大的地方压强越小。
15.【答案】4.9;竖直向上;24.5
【解析】【解答】根据称重法测浮力可知,金属块受到的浮力为F浮=G物-F示=14.7N-9.8N=4.9N
由阿基米德原理可知,金属块排开水的重力G排=F浮=4.9N
它所受浮力的方向是竖直向上的。
由浮力产生的原因可知F浮=F下表面-F上表面
则下表面所受水的压力为F下表面=F浮+F上表面=4.9N+19.6N=24.5N
【分析】根据F浮=G物-F示及G排=F浮,求出排开水的重力;浮力方向竖直向下;根据F下表面=F浮+F上表面,求出下表面所受水的压力。
16.【答案】100
【解析】【解答】木块漂浮在水面上,受到的浮力
则排开水的重力即溢出水的重力
溢出水的质量
【分析】根据及,求出溢出水的质量。
17.【答案】(1)0.2;0.5;4×103
(2)排开液体的体积
(3)液体密度
(4)无关
(5)0.8×103
(6)②
【解析】【解答】(1)由a、c两次实验中测力计示数可知,实心圆柱体的重力为
则实心圆柱体的质量为
物体浸没在水中所受的浮力为
由阿基米德原理可知,物体浸没时排开水的体积即物体的体积为
所以实心圆柱体的密度为
(2)分析b、c两次实验可知在同一种液体中,排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,由称重法知浮力不同,故可以得出金属块受到的浮力大小与排开水的体积有关。
(3)由图c、d所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系。
(4)由图d、e所示实验可知,液体密度相同,排开液体的体积相同,浸没的深度不同,而物体受的浮力相同,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(5)由a、d可知,物体在酒精中受到的浮力为
由阿基米德原理可知,酒精的密度为
(6)当物体从接触水面开始,物体排开水的体积逐渐增大,浮力也逐渐增大,当物体全部浸没在水中时,物体排开水的体积不变,其受到的浮力也不变,故答案应为图像②。
【分析】(1)根据G=mg,求出质量;根据,求出浮力;根据F浮=ρ液gV排及,求出密度;
(2)浮力大小与排开水的体积有关;
(3)物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系;
(4)浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(5)根据及,求出酒精密度;
(6)当物体从接触水面开始,物体排开水的体积逐渐增大,浮力也逐渐增大,当物体全部浸没在水中时,物体排开水的体积不变,其受到的浮力也不变。
18.【答案】(1)G-F
(2)G1-G2
(3)=
(4)
(5)<;橡皮泥排开水的体积
【解析】【解答】(1)由图甲和图乙可知,物体浸没在水中,受到水的浮力F浮=G-F
(2)由图丙和图丁可知,被排开的水所受的重力G排=G1-G2
(3)若F浮=G排
可验证阿基米德原理:物体所受浮力等于物体排开液体受到的重力。
(4)石块的体积
石块的密度
(5)①橡皮泥沉底时受到的浮力小于重力,橡皮泥漂浮时受到的浮力等于重力,所以橡皮泥漂浮时受到的浮力大于橡皮泥沉底时受到的浮力,即F1②探究物体受到的浮力与其形状的关系,保持液体的密度和排开液体的体积相同,改变物体的形状,他只关注了橡皮泥形状的改变,而忽略了物体排开液体体积对浮力大小的影响,是错误的。
【分析】(1)根据物体的重力和进入液体中测力计的拉力,计算浮力;
(2)根据空桶和液体的重力与空桶的重力差,计算溢出液体的重力;
(3)当物体受到的浮力和排开液体的重力相等,可以验证阿基米德原理;
(4)根据浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积;根据物体的重力可以计算质量,利用质量和体积的比值,计算密度;
(5)漂浮物体受到的浮力等于物体的重力;沉底的物体受到的浮力小于重力;探究浮力和物体形状的关系时,需要保持液体密度和排开液体的体积相同。
19.【答案】(1)流速越大,压强越小
(2)力的作用是相互的
(3)相平
【解析】【解答】(1)吹硬币时,硬币上方空气流速大,压强小,硬币下方空气压强大,产生向上的压力差使硬币翻越木条。
(2)电风扇向左方吹风,力的作用是相互的,空气对电风扇施加一个向右的作用力,使小车向右方运动起来。
(3)连通器的特点是:当连通器中装入同种液体,液体不流动时,连通器中各部分液体的液面总是相平。
【分析】(1)流速大的位置压强小;
(2)力的作用是相互的;
(3)连通器的特点是:当连通器中装入同种液体,液体不流动时,连通器中各部分液体的液面总是相平。
20.【答案】ρ水(V2-V1);V3-V1;ρ水(V2-V1)/( V3-V1)
【解析】【解答】由图乙可知,木块处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,F浮=G=mg,由甲乙可知,木块排开水的体积:V排=V2-V1,由ρ=m/V和G=mg可得,木块排开水的体积:G排=m排g=ρ水V排g=ρ水(V2-V1)g,由阿基米德原理可得:F浮=G排,即mg=ρ水(V2-V1)g,则木块的质量:m=ρ水(V2-V1),因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由甲丙可知,木块的体积:V=V3-V1,木块的密度:ρ=m/V=ρ水(V2 V1)/V3 V1.
故答案为:ρ水(V2-V1);V3-V1;ρ水(V2-V1)/( V3-V1).
【分析】由图乙可知,木块处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,甲乙两次容器内液体的差值即排开液体的体积,根据密度公式和重力公式求出排开水的重力,根据阿基米德原理得出等式求出木块的质量,由甲丙可知木块浸没时排开水的体积即为木块的体积,根据密度公式求出木块的密度.
21.【答案】(1)解:航空母舰满载时受到的浮力为F浮=G排=m排g=1×108kg×10N/kg=1×109N
答:满载时,该航空母舰受到的浮力为1×109N
(2)解:受到海水的压强是p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×10m=1.03×105Pa
答:受到海水的压强是1.03×105Pa;
(3)解:航母漂浮在海水中,所受浮力等于总重力,所以减少的浮力等于减少的重力,即舰载机的重力ΔF浮=G机=m机g=15×103kg×10N/kg=1.5×105N
答:当舰载机从航母甲板起飞后,航母受到的浮力减少1.5×105N。
【解析】【分析】(1)根据物体排开液体的质量计算重力,可以计算浮力大小;
(2)根据液体密度和深度,可以计算液体压强大小;
(3)根据漂浮物体受到的重力变化,计算浮力变化。
22.【答案】(1)解:弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.5N,即金属零件的重力G=7.5N,把零件浸没在密煤油中时,测力计的示数F示=5。 1N,根据称重法可知,零件所受的浮力为F浮=G-F示=7.5N-5.1N=2.4N
答:金属零件受到的浮力是2.4N;
(2)解:把零件浸没在油中,零件受到的浮力为2.4N,由F浮=ρ油gV排得,零件的体积为
答:金属零件的体积3×10-4m3。
【解析】【分析】(1)根据公式F浮=G-F示,可求出浮力;
(2)根据公式F浮=ρ液gV排,可求出体积。
23.【答案】大风从屋顶上吹过,屋顶上方空气相对于屋内空气的流速大,压强小,从而产生一个向上的力,当这个力大于重力时,茅草就被风“卷”走了。
【解析】【分析】流体在流速大的地方压强小。
24.【答案】答:饺子刚下锅时,浮力小于重力,所以生饺子下沉;煮熟后,重力不变,由于饺子的体积膨胀,所以受到的浮力变大,浮力大于重力,则饺子会上浮,最后浮在水面上
【解析】【解答】下沉的物体受到的浮力小于重力,漂浮的物体受到的浮力等于重力,煮饺子时,饺子从沉底到漂浮,重力不变,浮力变大了。
【分析】物体浸没时,若体积变大,受到的浮力变大,漂浮的物体受到的浮力等于重力。
25.【答案】(1)不变;变小
(2)D
(3)小;上
(4)使用弹簧拉力器进行锻炼
【解析】【解答】(1)质量表示物体含有物质的多少,是物体的一种属性,不随位置等的改变而改变,故王亚平的质量不变。
在太空舱中的物体也受到地球的吸引,只是地球对物体的吸引力恰好用来使物体绕地球做圆周运动了,物体接近处于“失重”状态,重力变小。
(2)地球对“冰墩墩”的吸引力绝大部分用来使它绕地球做圆周运动,“冰墩墩”处于失重状态,“冰墩墩”在太空舱中被抛出后相当于不受力,根据“牛顿第一定律”:运动的物体在不受力时,将保持原来的运动状态不变,一直做匀速直线运动。
(3)油与水不相容,且油的密度小于水的密度;从油的角度来说,当油浸没在水中时,受到的浮力大于其重力,油会上浮;从水的角度来说,浸没在油中的水,受到的浮力小于其重力,水会下沉;最终油与水分离。
(4)太空舱中处于失重状态,需要重力的活动都将失去效果,例如,在太空舱中举重是达不到锻炼的效果的;弹簧的拉力是由弹簧发生弹性形变而产生的,因此在太空舱中可以使用弹簧拉力器进行锻炼。
【分析】(1)质量表示物体含有物质的多少,是物体的一种属性,不随位置等的改变而改变,太空属于失重环境,重力变小;
(2)根据“牛顿第一定律”:运动的物体在不受力时,将保持原来的运动状态不变,运动的物体一直做匀速直线运动;
(3)根据浮沉条件,物体密度小于液体密度时,物体会上浮最终漂浮;
(4)太空舱中处于失重状态,需要重力的活动都将失去效果。
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