【特色训练】物理北师八下能力培优：第八章 压强与浮力（含答案）

第八章 压强与浮力
第一节 压强
1．（11·潍坊）社团活动在潍坊各校轰轰 ( http: / / www.21cnjy.com )烈烈开展，小明参加了杂技社团，他常常在平整松软的土地上练习单脚站立和单手倒立。当他单脚站立时，在地面上留下了一个凹陷的鞋印，单手倒立时留下了—个凹陷的手掌印，那么（　　）
A．单脚站立时对地面的压力大于单手倒立时对地面的压力
B．单脚站立时对地面的压力小于单手倒立时对地面的压力
C．手掌印凹陷的深度大于鞋印凹陷的深度
D．手掌印凹陷的深度等于鞋印凹陷的深度
2．（2012·上海）如图所示，放在水平地 ( http: / / www.21cnjy.com )面上的物体A、B高度相等，A对地面的压力小于B对地面的压力。若在两物体上部沿水平方向切去相同的厚度，则切去部分的质量mA′、
mB′的关系是（　　）
A．mA′一定大于mB′ B．mA′可能大于mB′
C．mA′一定大于mB′ D．mA′可能大于mB′
3．（11年·广东）在探究“压力的作用效果 ( http: / / www.21cnjy.com )与哪些因素有关”的实验中，小邹同学用一块海绵和两块规格相同的长方体砖块做了如图所示的一系列实验，请仔细观察，并分析回答下列问题。
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(1)压力的作用效果是通过比较海绵的 程度来确定。
(2)分析比较图乙和丙的实验现象，可以得出结论： 。
(3)分析比较图 的实验现象，可得出结论：当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。
(4)进一步综合分析图甲、乙、丙和丁的实验现象，并归纳得出结论：
。
4．（2011年·浙江湖州 ( http: / / www.21cnjy.com )）一些同学观察到建筑物的支柱一般都为圆柱和四棱柱，他们想了解支柱的最大承受压力与支柱的形状是否有关，为此甲、乙、丙三位同学分别进行了如下实验：
①每人各选三张相同的白纸，按图a所示分别折成空心的四棱柱、圆柱、三棱柱（如图b所示），接合处用双面胶粘住。
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②三位同学分别在四棱柱上放一硬质塑料板，然后：甲同学往塑料板上不断添加砝码，直到支柱被压塌，记录添加砝码的总质量（如图c所示）；
乙同学往塑料板上不断添加钩码（每个钩码质量为50 g），直到支柱被压塌，记录添加钩码的总质量；
丙同学往塑料板上不断添加细沙，直到支柱被压塌，用天平称出添加细沙的总质量并记录
③再分别用圆柱和三棱柱重复实验步骤②，记录相关实验数据。
（1）此实验中甲同学添加砝码的合理顺序应该是 （选填“从大到小”或“从小到大”）。
（2）最能精确反映支柱所能承受最大压力的是 同学所做的实验。
（3）下表为丙同学测得的实验数据：
支柱形状 四棱柱 圆柱 三棱柱
塑料板与细沙总质量/g 392 400 243
根据丙同学测得的数据，三个支柱中能承受的最大压力为 N。
5．（趣味链接）冰鞋，又称溜冰鞋，滑冰 ( http: / / www.21cnjy.com )运动起始于何时已无从查考。据记载，我国在宋代就有了“冰嬉”活动，《宋史·礼志》记载了当时宫廷中的一种游戏：“幸后苑观花、作冰嬉。”“冰嬉”即现在的滑冰。相传，人类最早是踩着动物的骨头滑冰的。然而传说不足为信。到了清代，滑冰时穿的冰鞋普遍装上了“冰刀”，即把铁条钉在木板上，再把木板绑在鞋底下，那时已有“单冰刀”和“双冰刀”之别。
冰受到的压强越大，冰的熔点越低。运 ( http: / / www.21cnjy.com )动员穿着滑冰鞋(如图所示)在冰面上滑行，冰面受压会熔化变成水。请你解释为什么滑冰鞋底部的冰刀会设计得很锋利 穿着滑冰鞋，在水泥路面上难以滑动的运动员，为什么可以在冰面上飞速滑行
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参考答案
1．C　【解析】单脚站立和单手倒立 ( http: / / www.21cnjy.com )时对地面的压力都等于他的重力，所以应该是相等的，选项A、B错误；因为手掌印的面积小于鞋印的面积，所以手掌对地面的压强大于脚对地面的压强，所以手掌印凹陷的深度大于鞋印凹陷的深度，选项C正确，D错误。
2．C　【解析】设物体A、B原来的高度为h， ( http: / / www.21cnjy.com )A的横截面积为SA，B的横截面积为SB；A的密度为ρA，B的密度为ρB；A对地面的压力为FA=GA=mAg=ρASAhg，B对地面的压力为FB=GB=mBg=ρBSBhg；
因为FA＜FB，即：ρASAhg＜ρBSBhg，
所以ρASA＜ρBSB，
在两物体上部沿水平方向切去相同的厚度h′，
则mA′=ρASAh′，mB′=ρBSBh′，
因ρASAh′＜ρBSBh′，
所以mA′＜mB′。
3．（1）凹陷 （2）当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显 （3）乙和丁 （4）压力作用效果与压力大小和受力面积均有关，压力越大，受力面积越小，压力作用效果越明显。
【解析】（1）压力的作用效果可以通过比较海绵的凹陷程度来确定。
（2）比较图乙和丙，海绵受 ( http: / / www.21cnjy.com )到的压力大小相同，只是受力面积不同，受力面积大的，海绵凹陷浅，受力面积小的，海绵凹陷较深，由此可得出结论：当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
（3）比较图乙和丁，海绵的受力面积相同，压力大小不同，压力越大，海绵凹陷越深，由此可得出结论：当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。
（4）根据本实验的实验现象，可归纳出结论：压力作用效果与压力大小和受力面积均有关，压力越大，受力面积越小，压力作用效果越明显。
4．（1）从小到大 （2）丙 （3）4
【解析】（1）在不知三个 ( http: / / www.21cnjy.com )支柱能承受的最大压力的情况下，应该“从小到大”添加砝码，以免刚放上砝码就破坏支柱。（2）因为压力的作用效果不仅与压力大小有关，而且跟压力的作用面积有关，当利用沙子时，可以增大受力面积，从而增大了其能够承受的压力，故丙同学所做的实验最能精确反映支柱所能承受的最大压力。（3）圆柱形支柱所能承受的压力最大：F=mg=0.4 kg×10 N/kg=4 N。
5. 冰刀做得很锋利，可以减小受力面积 ( http: / / www.21cnjy.com )，在压力一定时，增大压强 冰面受压后熔点降低，冰熔化变成水，使冰刀与冰面之间形成水膜（使冰刀和冰的接触面彼此分离），起到润滑作用，减小冰刀与冰面间的摩擦力，因此穿着滑冰鞋可以在冰面上飞速滑行。
【解析】人在滑冰时压力大小等于人的重力 ( http: / / www.21cnjy.com )，冰刀刀口薄，穿着冰鞋滑冰时相当于受力面积变小，对冰的压强大。冰在压强较大的情况下容易熔化成水导致冰鞋与冰之间的摩擦力减小。
第二节 液体内部的压强
第三节 连通器
1．（上海13太奇杯）如图所示，容 ( http: / / www.21cnjy.com )器重为G1，放在水平桌面上，容器内盛有重为G2的液体，若用N1表示容器对桌面的压力，N2表示液体对容器底的压力，则N1和N2应满足（　　）
A．N1=G1+G2，N2=G2 B．N1>G1+G2，N2>G2
C．N1G2
2．（浙江1届竞赛）质量相同的酒精与水( ( http: / / www.21cnjy.com )ρ酒精＜ρ水)，分别倒入底面积相同但形状如图的容器。酒精倒入甲容器，水倒入乙容器。则液体对容器底的压强p甲和p乙的大小是（　　）
A．p甲＞p乙 B．p甲＝p乙
C．p甲＜p乙 D．无法确定
3．（2011年·江苏南京）如图所示 ( http: / / www.21cnjy.com )，水平地面上甲、乙两圆柱形容器中的液面相平，A、B、C三点液体的压强分别为pA、pB和pC。(ρ酒精=0.8×103 kg／m3)
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（1）pA、pB和pC的大小关系是 。
（2）要使水在C点的压强pC变小，可以采取的做法是 。（写出一种即可）
4．（11年中考·山东青岛）探究液体压强规律：
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5．（新闻再现）2012年7月21日， ( http: / / www.21cnjy.com )北京遭遇特大暴雨。一天内，市气象台连发五个预警，暴雨级别最高上升到橙色。全市平均降雨量164 mm，为61年以来最大。北京房山区遭受山洪袭击成为重灾区，目前，暴雨造成77人遇难。
物理学中常常把实际的研究对象或实际过程抽象成“物理模型”，如在画力的示意图时，我们可用一点来表示物体，而不必要考虑它的形状，材料。在物体学中把它称为“质点”。 （质点就是有质量但不存在体积与形状 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )的点。在物体的大小和形状不起作用，或者所起的作用并不显著而可以忽略不计时，我们近似地把该物体看作是一个具有质量大小、形状可以忽略不计的理想物体，称为质点）　　　　　　
2012年7月21日受连续降雨影响，北京街道惊现巨型“管涌”。如图所示，请在虚线框内画出该“管涌”的物理模型示意图。
参考答案
1. D　【解析】放在水平桌面 ( http: / / www.21cnjy.com )上的容器对桌面的压力大小为容器和液体的重力之和，即N1=G1+G2 ，而装在容器内的液体对容器底部的压力大小为以容器底为面积，深度为高的液柱的重力(即N2=pS=ρhSg)，而在本题中容器的上下大小不均匀（上小下大），比较N2和G2可知N2>G2。
2. C　【解析】,而,即，所以p甲＜p乙。
3．（1）pB＜pA＜pC （2）倒出适量水(其他答案合理均可)
【解析】本题考查液体压强的相关知识。液 ( http: / / www.21cnjy.com )体压强大小与液体的深度有关，所以pA、pB和pC的大小关系是pB＜pA＜pC；要使水在C点的压强pC变小，可以采取的做法是倒出适量水。
4．压强计 实验验证 类比 盐水(或其他液体)
　【解析】利用控制变量法探究液体压强与深度的关系，需要同一种液体水，测量不同深度处的压强大小，即还需要压强计；小雨研究的思维程序是：提出问题（液体的压强与什么因素有关？）→猜想（通过类比法猜想液体压强可能与深度有关）→实验验证（利用控制变量法）→得出结论（同种液体中，深度越大，压强越大）。若要继续研究液体压强与液体密度的关系，需要保持深度不变，改变液体的密度，故需要再增加的器材是盐水(或其他液体)。
5. 如图所示·
　【解析】城市自来水供水系统可以看作是一个 ( http: / / www.21cnjy.com )庞大复杂的连通器，如果连通器中只装一种液体，那么液体静止时连通器各部分中的液面总是相平的。所以当自来水供水系统街道上的水管破裂时位置较高处的水从裂缝涌出，形成“管涌”。
第四节　大气压强
1．（2011年·江苏连云港）下列四幅图对应的与气体压强有关的说法中，与实际不符的是（　　）
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2．（2011年·山东东营） ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示是托里拆利实验装置图。玻璃管内的水银柱稳定后，两水银面的高度差是760 mm。下列情况中（试管口始终没离开水银面），水银面的高度差变小的是（　　）
A．稍稍提高玻璃管
B．使玻璃管顷斜
C．往水银槽中添加水银
D．将实验装置转移到高山上进行实验
3．（07初赛）小华感冒咳嗽，妈妈给她 ( http: / / www.21cnjy.com )买了“双黄连口服液”。粗心的小华将口服液盒内特制吸管弄丢了，只好拿来一根饮料吸管插入瓶中，结果她费了很大的劲才把药液“吸”上来。后来，她发现这两种吸管的形状不一样：饮料吸管外壁光滑，口服液吸管外壁有棱，两种吸管的截面形状如图所示。请你运用物理知识解释为什么两种吸管“吸”药的效果不同。
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4．（2011年·江西）洋洋同学家的卫生间下水道堵塞了，他爸爸利用吸盘很快就将下水道疏通了，如图所示，为此他突然联想到所学过的大气压知识。于是，洋洋和瑞瑞同学合作利用吸盘设计了一个估测大气压强的实验方案。
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【方案设计】
（1）用刻度尺测出吸盘的直径D；
（2）将吸盘四周沾上水，挤出里面的空气压在光滑的水平地面上；
（3）用力竖直往上拉吸盘柄，直到吸盘脱离地面，根据经验估测拉托吸盘所需拉力的大小F；
（4）计算出当地大气压强。
【评估交流】
洋洋同学说：我们的实验原理是 ，操作过程规范，较方便地估测出了大气压强。
瑞瑞同学说：在操作过程中，我发现存在 ( http: / / www.21cnjy.com ) 、 等问题，尽管我们的操作规范，但估测的结果误差较大，洋洋认真思考后，同意了瑞瑞的意见，然后，他们继续一起探讨如何改进方案，尽量减少测量误差。
根据洋洋和瑞瑞同学的实验记录及自我评估情 ( http: / / www.21cnjy.com )况，请你回答，洋洋和瑞瑞测出的大气压强p= （用字母表示）；实验时洋洋同学将吸盘四周沾上水，这样做的目的是 。要准确测量，应该利用课本中介绍的 进行测量。
5．(09复赛)小明家的高压锅锅体直径为24 cm，排气孔内径为4 mm。小明不慎丢失了锅的限压阀，当他到商店购买时售货员告诉他，生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种，孔径相同，质量分别为100 g和60 g。
（1）请你根据说明书给出的数据，通过计算说明 ( http: / / www.21cnjy.com )，小明应该买哪一种限压阀。(说明书标有：当大气压为105 Pa时，该锅最高温度为120℃。已知：水的沸点与压强的关系如图所示，（ g取10 N/kg)
（2）请你说明如果买另一种限压阀，使用时会出现什么问题。
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参考答案
1．A　【解析】高压锅能增大锅内气压 ( http: / / www.21cnjy.com )，使沸点升高，所以A说法错误，符合题意；吸盘靠大气压把盘压在墙面上，所以B说法正确，不合题意；马德堡半球实验证明了大气压的存在，C说法正确但不符合题意；托里拆利最早测出了大气压值，D说法正确不符合题意。
2．D　【解析】在本实验中，玻璃管内水 ( http: / / www.21cnjy.com )银面上方是真空，而管外水银面受到外界大气压的作用，即大气压支持着玻璃管内的水银柱，这段水银柱的高度与管内真空部分的大小、玻璃管倾斜与否、水银槽内水银的多少、管子的粗细等均无关，因为水银柱的压强只与水银密度和高度有关，故选项A、B、C错误；如果将实验装置转移到高山上进行实验，那么管外水银面受到外界大气压的作用变小，大气压能够支持的水银柱的高度也将变小。
注意：也可通过往玻璃管内混入少量空气，使水银面的高度差变小。
3．吸管插入药液瓶后，由于饮料吸管的外壁 ( http: / / www.21cnjy.com )光滑，它与药液的橡胶瓶盖紧密接触，空气不能进入，因此很难“吸”上药液。而药液吸管的外壁是有棱的（或凹凸不平），利于空气的进入，药液在大气压的作用下容易被压入口中。
　【解析】在日常生活中我们用吸管吸 ( http: / / www.21cnjy.com )液体是因为人吸掉了吸管内的部分空气，导致吸管内的气压小于大气压强，液体在大气压的作用下顺着吸管进入了人的口中。如果液体上方没有大气压强的作用，人是无法把液体吸入口中的。
4． 吸盘中的气体挤不干净(不是真空) 拉脱所需力的大小估测偏差大 防止外面的气体进入吸盘 气压计(托里拆利实验)
　【解析】托里拆利利用实验的方法测出了大气压强的值，在日常生活中我们除了可用气压计测量出大气压强的值之外，我们也可用测力计测量出压力Ｆ,用刻度尺测量出物体的外观尺寸算出受力面积，最后利用计算得出大气压强的值，但在实验中误差较大。
5．（1）100 g （2）见解析
　【解析】（1）由图可知，当锅内温度为120℃时，锅内压强p=1.8×105 Pa。
此时限压阀受力： F= F0+mg，
设安全阀的质量为m，则有：p0S+mg=pS，
可得：
=0.1 kg=100 g，
所以，应该买质量为100 g的限压阀。
（2）如果买了另一种质量为60 g的限压阀，使用时会出现锅内的最高气压值偏小，锅内温度不能达到120℃的后果。
第五节　学生实验：探究——影响浮力大小的因素
1．（上海13太奇杯）在下图(1)中，P、Q的示数分别如图所示，则在图 (2)中，P、Q的示数分别是（　　）
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A．2.0 N、1.0 N B．1.9 N、1.1 N
C．2.1 N、1.1 N D．2.0 N、1.1 N
2．（2011年·广东清远）在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时，一组同学根据生活经验提出了如下猜想：
A．浸在液体里的物体受到的浮力大小可能跟深度有关；
B．浸在液体里的物体受到的浮力大小可能跟排开液体的体积有关；
C．浸在液体里的物体受到的浮力大小可能跟液体的密度有关。
实验桌上有如下器材：量程符合实验要求的弹簧测力计一个，一个大水槽里盛有足够深的水，体积相同的若干钩码。该组同学所做的实验过程如图所示。
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（1）钩码浸没在水中时受到的浮力是 N。
（2）比较 ，可知猜想A是错误的。
（3）比较b、c、d，可知猜想 是正确的。
（4）完成该实验后，该组同学在此实验 ( http: / / www.21cnjy.com )的基础上，设计了一个实验来证明：“浸在液体中的物体所受的浮力大小与它排开液体的体积成正比”。请你根据现有器材写出主要的实验步骤。
3．（2011年·辽宁阜新）物理实验课 ( http: / / www.21cnjy.com )上，老师让同学们自选器材测量物体的密度。小雨选择了天平、量筒、水和细线，测量橡皮泥的密度。实验操作过程如下图所示。
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（1）上图中合理的操作顺序是 (填序号)。
（2）由图可知，橡皮泥的质量m= g，橡皮泥的体积V= cm3，则橡皮泥的密度ρ= kg／m3。
（3）测量完密度后，小雨还想 ( http: / / www.21cnjy.com )知道浮力的大小与物体所受的重力大小是否有关，再给你一只弹簧测力计，请你帮他设计一个实验验证他的猜想。(简要写出实验过程及分析论证)
4．（2011年·四川达州 ( http: / / www.21cnjy.com )）如图所示，将一个体积为1.0×10-3 m3、重6 N的木块用细线系在底面积为400 cm2的圆柱形容器的底部。当容器中倒入足够的水使木块被浸没时，求：（g取10 N/kg）
（1）木块浸没在水中受到的浮力。
（2）剪断细线后，木块处于静止时，木块露出水面的体积多大。
（3）木块露出水面处于静止后，容器底部所受水的压强减小了多少。
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5．（2011年·浙江宁波）为了给立方体工 ( http: / / www.21cnjy.com )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 （填“变大”“变小”或“不变”)。
（2）若A点的坐标为(-a，0)，则a= 。从图像分析，a表示了工件一个物理量的值，这个量就是工件的 。
（3）求C点所对应状态下，工件所受的浮力及油对工件下底面的压强。(不考虑大气压强)
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参考答案
1. D　【解析】浸入液体中的物体由于受到向 ( http: / / www.21cnjy.com )上的浮力所以导致弹簧测力计的示数减小了0.1 N。即物体在液体中受到的浮力的大小是0.1 N，根据阿基米德原理，浸入液体中的物体受的浮力大小等于它排开液体的重力，也就是从左边排出了0.1 N的液体到右边，所以Q的示数增加了0.1 N。力的作用是相互的，液体对物体施加了一个方向向上、大小为0.1 N的浮力，则物体对液体施加一个方向向下，大小为0.1 N的反作用力，所以P的示数不变。
2. （1）0.2
（2）d、e
（3）B
（4）实验步骤：①把三个钩码挂在一起，然后挂在调节好的弹簧测力计下，测出它们的总重为G，记录在表格中。②用弹簧测力计吊着三个钩码，使最下方的钩码浸没在水槽里的水中，读出此时弹簧测力计的示数为F，记录在表格中。③依次增加钩码浸没在水中的个数，仿照步骤②分别读出弹簧测力计的示数，直至三个钩码全部浸没在水中，记录每次弹簧测力计的示数。 ④利用计算出各次钩码所受的浮力，记录在表格中。
【解析】（1）a测量的是钩码的重力G=0.5 ( http: / / www.21cnjy.com ) N，d或e测量的是钩码浸没在水中时钩码受到的竖直向上的拉力，F拉=0.3 N，此时钩码受到的浮力为F浮=G-F拉=0.5 N-0.3 N=0.2 N。
（2）猜想A认为，浸在液体里 ( http: / / www.21cnjy.com )的物体受到的浮力大小可能跟深度有关，那就需要把钩码浸入同种液体中，改变钩码在液体中的深度，然后比较弹簧测力计的读数，如题中d、e，实验发现，深度不同，测力计读数相同，即浮力相同，这说明猜想A错误。
（3）比较b、c、d可知，浸在液体里的物体受到的浮力大小跟排开液体的体积有关，可知猜想B是正确的。
（4）改变浸入液体中的物体排开液体的体积，测量出随之变化的浮力的大小，找出其中的关系，分析得出结论。
3.（1）CAB(或ACB) ( http: / / www.21cnjy.com )（2）24.4 20 1.22×103 (3)实验过程：①将橡皮泥分成大小不等的两块，将小块橡皮泥用细线系好挂在弹簧测力计下，测出小块橡皮泥受重力为G1，再将小块橡皮泥浸入装有适量水的量筒中记下水面到达的刻度V，并记下弹簧测力计示数F1。②取出小块橡皮泥，用同样方法测出大块橡皮泥受重力为G2，将大块橡皮泥浸入量筒中使水面到达刻度V，记下弹簧测力计示数F2。
分析论证：分别求出小块、大块橡皮泥所受浮力 ( http: / / www.21cnjy.com )F1′=G1-F1，F2′=G2-F2，比较F1与F2若相等，说明浮力大小与物体重力无关。若F1′与F2′不相等，说明浮力大小与物体重力有关。
【解析】（1）用天平和量筒来测量固体的 ( http: / / www.21cnjy.com )密度时，要先测量固体的质量，再利用量筒和水测量固体的体积，顺序不能颠倒，否则固体上沾有水，测量的质量不准确，给实验带来误差。
（2）游码对应的刻度值是4.4 g，物体的质量=砝码的质量+游码对应的刻度值=20 g+ 4.4 g=24.4 g，物体的体积V =80 mL-60 mL=20 mL=20 cm3，=1.22 g/cm3=1.22×103 kg/m3。
（3）浮力大小跟液体的密度和物体排开液体的体积有关，在探究浮力和重力的关系时，采用控制变量法。采用水做实验保证液体密度相同，采用橡皮泥浸入前后水面到达的刻度相同保证橡皮泥排开水的体积相同，把橡皮泥分成重力大小不同的两块，分别测量重力和在水中时弹簧测力计的示数，求出浮力，比较浮力和重力，得出结论。
4．（1）10 N　（2）4.0×10-4　m3　（3）100 Pa
【解析】（1）由F浮=ρ液V排g得木块浸没在水中时受到的浮力：
F浮=1.0×103 kg/m3×1.0×10-3 m3×10 N/kg=10 N。
（2）木块静止在水面时，由于漂浮，所以F浮=G=6 N，
V排’== =6.0×10-4 m3，
V露=V- V排’=1.0×10-3 m3-6.0×10-4 m3=4.0×10-4 m3。
（3）h减= = =0.01 m，由p减=ρ液h减g得：
p减=1.0×103 kg/m3×0.01 m×10 N/kg=100 Pa。
5. （1）变大 变大 （2）400 重力 （3）1000 N 4000 Pa
【解析】（1）BC段描述的是工件的 ( http: / / www.21cnjy.com )下底面与油面的距离h从0.2 m逐渐增大到0.5 m的过程中，力F的变化情况，因为该过程中，工件排开液体的体积逐渐变大，所以其受到的浮力变大，因为h在增大，油对工件下底面的压强p=ρgh也在变大。
（2）A点的坐标为(-a，0)，B点的坐标为(0，0.2)，C点的坐标为(600，0.5)，它们在同一条直线上，据此可根据数学知识求出，a=400；A点的坐标为(-a，0)，其物理含义是，当h=0即工件的下底面刚接触油面时，需要对工件施加一个竖直向上的大小为400 N的力，工件才能缓慢下降，此时工件还受到一个竖直向下的重力，并且二力平衡，所以工件的重力G=400 N，可见，a表示了工件一个物理量的值，这个量就是工件受到的重力。
（3）在C点，工件刚好完全浸没在 ( http: / / www.21cnjy.com )油中，F浮=G+F=400 N+600 N=1000 N，在不考虑大气压的情况下，工件此时所受的浮力等于油对工件下底面竖直向上的压力，即F浮=pS，其中p为油对工件下底面的压强，S为工件下底面的面积，其大小为S=（0.5 m）2=0.25 m2，所以油对工件下底面的压强
p= = =4000 Pa。
第六节　物体的浮沉条件
1．（原创）【实验名称】测量苹果的密度
【实验步骤】（1）小红向装有苹果的盆中 ( http: / / www.21cnjy.com )逐渐加水，看到的情形如图甲所示，从图甲可以判断苹果的密度 （选填“大于” “等于”或“小于）水的密度。
（2）小红拿来一个装水的大量筒，水 ( http: / / www.21cnjy.com )的体积为V1，在图乙中，她轻轻取出苹果，将量筒中的水倒入盆中，当盆中的水被填满时，量筒中剩余水的体积为V2。
（3）小红用针把苹果完全压入盛满水的 ( http: / / www.21cnjy.com )盆中，水从盆中溢出后，再取出苹果，并继续将量筒中的水倒入盆中，当盆中的水再次被填满时，量筒中剩余水的体积为V3。
苹果密度的表达式：ρ= 。
【交流】(4)如果把图乙中的水换成盐水，苹果静止时，露出液面的体积将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
2．（2011年·云南玉溪）在“想想做 ( http: / / www.21cnjy.com )做”教学活动中，老师组织学生开展了用橡皮泥进行“造船”比赛活动。要求每个学生用一块质量为60 g、密度为1.5×l03 kg/m3的橡皮泥造一艘小船，然后把图钉或者螺母、沙粒等当做“货物”装进去，看谁的小船装载的“货物”最多，最后是小华同学造的小船以装载了100 g的“货物”获胜，如图所示。求：（g取10 N/kg）
（1）这块橡皮泥直接放入水中所受到的浮力。
（2）小华“造”的小船装载100 g货物时受到的浮力。
（3）根据上面的计算，说一说用钢铁造的船能浮在水而上的道理。
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3．（2011年·四川雅 ( http: / / www.21cnjy.com )安）如图所示，某同学在一薄壁平底玻璃管中装入沙子，管口密封，制成一个“密度计”,用来测量液体密度。已知，试管和沙子总质量为40 g, 试管底面积为2.5 cm2。当放入某未知密度的液体中静止时，“密度计”漂浮在液面上，浸入液体中的体积为50 cm3。问：（g取10 N/kg）
（1）“密度计”受到的浮力是多大？
（2）这种液体的密度是多大？
（3）液体对“密度计”底面的压强是多大？
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4．（2012·嘉兴）随着全球平均 ( http: / / www.21cnjy.com )气温的升高，北极地区冰层融化的速度加快，北极熊的栖息地不断缩小，北极熊遭遇的生存危机是全球变暖的又一证据。相对于其他地区，气候变化对北极熊的影响尤其严重，目前北极熊脆弱的生态系统已变得岌岌可危，而位于食物链顶端的北极熊更是首当其冲，北极地区的生态系统之所以脆弱，原因是生物种类少。北极熊全身有白色的毛，有利于它捕捉猎物；多毛的脚掌，使它在冰上行走不易滑倒。这些都是北极熊对北极这一特殊环境的适应。
由于全球变暖，冰层变薄而 ( http: / / www.21cnjy.com )经常开裂，北极熊为了获取食物，常常从一块浮冰跳到另一块浮冰。当一只780 kg的北极熊跳到一块露出海面部分体积为100 m3的浮冰上时，请计算说明这块浮冰能否继续保持漂浮状态？（ρ海水=1.04×103 kg/m3，g取10 N/kg）
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5．（2012·烟台）在实现登月“ ( http: / / www.21cnjy.com )访吴刚、会嫦娥”千年夙愿的同时，我们一直在追寻着下海“闯龙宫、见龙王”的梦想。2011年7月，我国首台自主设计、自主集成的载人潜水器“蛟龙号”（如图所示，其主要技术参数如下表），在经过布放、下潜、上浮、回收等一系列操作后，顺利完成5000 m级海试任务。2012年6月3日赴马里亚纳海沟向7000 m级发起冲击，“上九天揽月、下五洋捉鳖”成为现实。
规格：长8.2 m 宽3.0 m 高3.4 m空重：22 t（不含乘员体重及压载铁重）最大载荷：220 kg（不包括乘员体重）最大速度：25节（巡航1节）目前最大下潜深度：7000 m乘员：3人（每名乘员的体重不超过80 kg）
（1）根据表中提供的信息，计算说明设计制造时，至少承受的压强是多大？
（2）“蛟龙号”采用“深潜器无动 ( http: / / www.21cnjy.com )力下潜上浮技术”，其两侧配备4块相同的压载铁，当其到达设定深度时，可抛卸其中2块压载铁，使其处于悬浮状态，从而实现各种实验作业。粗略计算小铁块的体积为多大时，才能使“蛟龙号”最大负载时实现悬浮静止状态？（海水的密度取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，铁的密度是7.9×103 kg/m3，计算结果保留1位小数）
参考答案
1. （1）小于 （3） (4)变大
【解析】（1）浸没在液体中的物体，当物体的密度小于液体的密度时，它在液体中所受到的浮力大于它自身的重力。物体在液体上浮，最后漂浮在液面上静止。（3）物体的密度等于物体的质量除以物体的体积。又苹果的重力G = ρ物gV物=ρ物g(V2-V3)；根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排=ρ水g(V1-V2)。从而推导得出苹果的密度为。（4）在实验中将水换成盐水，苹果所受浮力仍等于它自身的重力大小不变，但盐水的密度大于水的密度，所以由阿基米德原理可知苹果排开盐水的体积要小于它排开水的体积。
2. （1）0.4 N （2）1.6 N （3）用钢铁造的船是空心的，增大了排开水的体积，增大了浮力，使船能浮在水而上。
【解析】（1）因为，所以橡皮泥的体积为=4×10-5 m3，由于橡皮泥在水中下沉，所以排开水的体积：V排=V=4×10-5 m3，橡皮泥受到的浮力：
F浮=ρgV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4×10﹣5 m3=0.4 N。
（2）G总=G物+G船=m物g+m ( http: / / www.21cnjy.com )船g=0.1 kg×10 N/kg+0.06 kg×10 N/kg=1.6 N，由于小船漂浮所以F浮=G总=1.6 N。
3. （1）0.4 N （2）0.8×103 kg/m3 (3)1.6×103 Pa
【解析】（1）“密度计”的 ( http: / / www.21cnjy.com )重力G=mg=40×10-3 kg×10 N/kg=0.4 N，由于“密度计”漂浮在未知液体中，浮力等于重力，所以，“密度计”受到的浮力F浮=G=0.4 N。
（2）根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排，变形得这种液体密度为
。
（3）方法1：“密度计”浸入液体中的深度，液体对“密度计”底面的压强p=ρ液gh=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=1.6×103 Pa。
方法2：“密度计”漂浮在液面上时，底面受到水的压力等于它的浮力，即F=F浮=0.4 N，“密度计”底面受到水的压强为 。
4．ΔF浮=ρ海水gV排=1.04×103 kg/m3×10 N/kg×100 m3=1.04×106 N，
G=mg=780 kg×10 N/kg=7.8×103 N，
因为ΔF浮＞G，
所以这块浮冰还能继续保持漂浮状态。
5. （1）7×107 Pa （2）3.9 m3
第七节　飞机为什么能上天
1．（94初赛）有四种飞行器：（l）直升飞机；(2)飞艇；(3)热气球；(4)滑翔机。其中利用空气浮力升空的是（　　）
A．(1)和(4) B．(2)和(3) C．(1)和(3) D．(2)和(4)
2．（2011年·武汉）如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示，小汽车受到的重力为G，它在平直的高速公路上以90 km/h的速度行驶时，受到地面的支持力为F。若考虑周围空气对它的影响，则下列关于G和F的大小关系正确的是（　　）
A．G>F B．G＝F　 　　 　
C．G3．（经典题）吊在室内天花板上的电风扇，静止不动时吊杆对天花板拉力为F1，电风扇水平匀速转动时，吊杆对天花板拉力为F2，则（　　）
A．F1＝F2 B．F1>F2 C．F14．（2011年·广西北海）在液体中流速越大 ( http: / / www.21cnjy.com )的位置压强越 。一艘轮船停泊在平静的海里，突然发现不远处有一危险漂浮物，为不触碰危险物，使用消防水管喷水(不便于直接喷危险物)使它远离轮船，在如图所示中水管应沿着 喷水。(选填“O1O2”或“P1P2”)
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5．（新闻再现）当地时间2013年5 ( http: / / www.21cnjy.com )月20日，一场风速高达每小时200英里、破坏力为最高级别的巨型龙卷风袭击了距俄克拉荷马城以南10英里的摩尔镇，至少造成包括10名儿童在内的24人死亡，几百人受伤，大面积房屋树木损毁严重。美国总统奥巴马26日前往遭受强力龙卷风侵袭的俄克拉荷马州俄克拉荷马城附近灾区，视察灾情及救援工作，希望为满目疮痍的小镇带来精神和资金支持。
龙卷风是在极不稳定天气下由空气强烈对流 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )运动而产生的一种伴随着高速旋转的漏斗状云柱的强风涡旋 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )。其中心附近风速可达100 m/s～200 m/s，最大300 m/s，比台风 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )（产生于海上）近中心最大风速大好几倍。龙卷风的破坏性极强，其经过的地方，常会发生拔起大树、掀翻车辆、摧毁建筑物等现象，甚至把人吸走。
如图所示是龙卷风发生时的情景，请利用你所学的物理知识解释龙卷风能“吸”起物体的主要原因是（　　）
A．龙卷风使物体爱到重力变小
B．龙卷风增大了空气对物体的浮力
C．龙卷风内部的气体流速大，压强小
D．龙卷风产生了强大的静电，将物体吸上天空
参考答案
1. Ｂ 【解析】直升飞 ( http: / / www.21cnjy.com )机和滑翔机是利用机翼上方空气的流速大压强小，机翼下方空气的流速小压强大，向上和向下的压力差就产生的作用在机翼上的向上的升力而升空。飞艇和热气球是利用浮力大于自身的重力而升空。
2. A　【解析】当小汽 ( http: / / www.21cnjy.com )车在平直的高速公路上高速行驶时，车底空气相对于小汽车的流速小于车顶，所以车底大气压强大于车顶，空气对小汽车施加了一个竖直向上的力，这个力加上地面对小汽车的支持力等于重力，所以G>F。
3. B　【解析】电风扇静止不动时吊 ( http: / / www.21cnjy.com )杆对天花板的拉力F1=G。电风扇水平匀速转动时，扇叶上方空气流速大，压强小；扇叶下方空气流速小，压强大。空气对扇叶产生了一个向上的升力，所以F2﹤Ｇ。
4．小 P1P2
【解析】流体的压强与流速有关，流速越大 ( http: / / www.21cnjy.com )压强越小；本题中，要想让漂浮物远离轮船，就应向P1P2处喷水，以增大漂浮物右侧水的流速，减小其压强，使漂浮物向右移动，远离轮船。
5. C　【解析】龙卷风的实质是高速旋转的气流，当刮起龙卷风时，龙卷风内部的空气流动速度增大，压强减小；龙卷风外侧的的压强不变，地面上的物体或人畜如果被圈在龙卷风中，在压力差的作用下被“吸”起卷入空中。