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9.3物体的沉浮
一、单选题
1.小柯和家人一起去死海旅游,小柯为躺在水面上的爸爸拍了一张照片,如图所示。下列对爸爸受到的浮力分析,正确的是( )
A.排开海水的体积越大,受到的浮力越大
B.爸爸受到的浮力大于他的重力
C.海水的密度等于小柯爸爸身体的密度
D.浮力的方向是垂直向上
2.水平桌面上放有甲、乙两个装有不同液体的相同容器,现把两个完全相同的实心小球分别缓慢放入两容器中,两小球静止时液面恰好相平,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.小球受到的浮力相等 B.甲容器中液体的密度较小
C.甲容器对水平桌面的压力小 D.乙容器底部受到液体压强大
3.如图所示,将同一个小球分别放入甲、乙、丙三种液体中,静止时小球漂浮在甲液面上,小球悬浮在乙液体里,小球则沉入丙液体的底部,则小球在三种液体中所受浮力的关系,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
4.如图所示,两个相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心球A、B分别放入容器中静止时,A球悬浮,B球漂浮,h1<h2,且两种液体对容器底的压强相等,下列说法正确的是( )
A.两个小球受到的重力:GA<GB
B.两个小球受到的浮力:FA浮>FB浮
C.两种液体的密度:ρ甲<ρ乙
D.两个容器对桌面的压强:p甲>p乙
5.如图所示,潜水员正潜没在海水中,他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气,以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是( )
A.向海底下潜过程中,受到海水的压强变大
B.海水中上浮过程中,受到海水的压强变大
C.对背心进行放气后,受到海水的浮力变大
D.对背心进行充气后,受到海水的浮力不变
6.如图所示,某时刻木头漂在水面、小鱼悬浮在水中、石头沉在水底,下列分析正确的是( )
A.木头受到的浮力大于它自身的重力
B.小鱼受到的浮力等于它自身的重力
C.石头受到的浮力等于它自身的重力
D.石头受到的浮力大于它自身的重力
二、填空题
7.一艘轮船的排水量是10000t,该船满载货物时受到水的浮力是 N,水面下5m深的舰体某处受到海水压强为 Pa,若该船从大海驶入内河,受到的浮力大小 (选填“变大”“不变”或“变小”)轮船要 (选填“上浮一些”或“下沉一些”)。(g取10N/kg、ρ海水=1.03×103kg/m3)
8.如图所示,把一个铁球分别放入甲、乙和丙液体中。液体密度关系为ρ甲<ρ乙<ρ丙,则铁球在 (选填“甲”“乙”或“丙”)液体中受到浮力最小。
9.一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有2.4N的煤油溢出;将其取出擦净后,轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有2.7N的水溢出。则物块在水中静止时处于 状态,物块的密度是 kg/m3。(ρ煤油=0.8×103kg/m3)
10.夏天把西瓜放在冷水中降温,西瓜浸没于水中后松手,西瓜会上浮,是由于 ;用手捞出西瓜的过程中,人感觉越来越费力,由此可以猜想浮力大小与 有关.
11.如图所示,小明取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,制成了一支质量为10g的简易密度计,将其放入盛有水和酒精的容器中静止.由此可以判断:它在甲容器中受到的浮力是 N,乙容器中装的液体是 ,若该密度计排开液体的质量分别为m甲、m乙,则m甲 m乙(选填“<”、“=”或“>”).(g取10N/kg)
12.“天宫课堂”上、航天员与地面共同做了一个有关浮力的实验。如图甲,同学们在地面观察到乒乓球在水中上浮、乒乓球受到的浮力方向是竖直 ,如图乙,在太空环境下,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,浮力消失的原因是水对乒乓球各方向压力的合力为 (由于液体存在表面张力,太空中水对乒乓球有压强)
三、计算题
13.仁爱礁是我国的固有领土,隶属我国海南省三沙市,中国公务船只定期在那里巡视,如图所示是我国一艘装备精良的现代化综合公务船。(,g取)
(1)航海规则中规定,两艘大轮船不能近距离同向航行,原因是两船间水的流速大,压强 ,容易相撞;
(2)若该船的声呐探头距海面深度为10m,则该声呐探头受到海水的压强是多少?
(3)该船满载时排水量为,则船受到的重力和浮力各为多少?
14.如图所示是我国国产第三艘航母山东舰,满载排水量万吨,搭载的重型舰载单架质量为5150kg,舰载飞机与甲板的总接触面积为。
(1)山东舰满载时受到的浮力是 N,舰载机加速起飞过程中,飞行员的惯性 ;
(2)舰载飞机停在甲板上时对甲板的压强为多少 Pa?
(3)若因执行任务其中两架舰载机起飞后,则航母排开海水的体积减少了多少 ?海水的密度为,g取
15.已知质量相等的两个实心小球A和B,它们的密度之比A∶B=1∶2,现将A、B放入盛有足够多水的容器中,当A、B两球静止时,水对A、B两球的浮力之比FA∶FB=8∶5,则A、B的密度分别为多少?
四、综合题
16.小明在劳动课上学习了一些做饭的方法后,和家人共同做了丰盛的晚餐。
(1)小明在碗沿上磕破鸡蛋,鸡蛋受到的力 碗受到的力;(选填“大于”“等于”或“小于”)
(2)小明包饺子时,使用压制饺子皮的“神器”,如图甲所示,压皮时压杆可视为一个杠杆,图乙是其简化示意图。图中O为支点,F2为压动杠杆时作用在B点的阻力。请在乙图中画出:阻力臂l2、作用在A点的最小动力F1;
(3)小明腌制了一些鸡蛋,发现它们漂浮在盛有盐水的容器中。请画出图中鸡蛋的受力示意图;
(4)小明将烧开水倒入暖壶,妈妈说快满了,妈妈是通过听灌水时声音的 判断的;(选填“响度”“音调”或“音色”)
(5)小明洗菜时发现体积较大的土豆沉入水底,体积较小的西红柿浮于水面,土豆受到的浮力 西红柿受到的浮力(选填“大于”“等于”或“小于”);他想测量土豆的密度,用细线将土豆挂在弹簧测力计下示数为2.4N,再将其完全浸没水中测力计示数为0.4N,则土豆的密度是 g/cm3;(g=10N/kg、ρ水=1.0×103kg/m3)
(6)小明给长辈们夹菜时,所使用的公筷是 杠杆。
五、科普阅读题
17.请阅读《漏刻》并回答。
漏刻
漏刻是我国古代的一种计时工具,漏,指漏壶;刻,指箭刻,放置在漏壶内以标记时间。我国古代劳动人民从陶器中小孔漏水的现象,发现水的流失与时间的流逝有一定的关系,受到启发发明了早期的漏刻。历史上的漏刻主要有泄水型的沉箭漏和受水型的浮箭漏。
泄水型沉箭漏如图甲所示,它只有一个漏水壶,在靠近漏水壶底部的一侧有一个出水孔,壶中有一只插有直立漏箭的浮舟,浮舟漂浮在水面上。使用时,壶中的水由小孔流至壶外,漏箭随之逐渐下降,由漏箭上位于壶盖处的刻度可知当时的时间。这种漏刻使用过程中,随着漏水壶中液面的下降,滴水速度也会下降,导致计时存在较大误差。
受水型浮箭漏的发明晚于泄水型沉箭漏。早期的受水型浮箭漏如图乙所示,它主要包括一只供水的播水壶和一只受水壶,受水壶上固定一把铜尺,铜尺上刻有十二时辰,受水壶里有一只插有直立浮箭的浮舟,浮舟漂浮在水面上。当水从播水壶滴入受水壶后,受水壶中的水位升高,浮箭被慢慢托起,根据浮箭上端在铜尺上对应的刻度就知道当时的时间了。同样由于播水壶中液面的下降,滴水速度也会下降,计时准确度并未得到大幅提高。
实践发现可以通过增加播水壶的个数来提高计时准确度。图丙所示的是国家博物馆展示的漏刻展品,有三只播水壶,分别称为日壶、月壶和星壶。使用时,定时给日壶补水,确保星壶始终处于满水状态,保证星壶流入受水壶的滴水速度稳定,从而大大提高了测量的准确性。
漏刻作为我国古代重要的计时工具,不仅反映了我国古代劳动人民的智慧和创造力,而且对后世的计时技术产生了深远影响。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)除了漏刻,请你写出一个我国古代的计时工具 ;
(2)受水型的浮箭漏工作时,浮舟随着水位升高,受到的浮力 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(3)科技小组分别自制了简易沉箭漏和浮箭漏,如图是沉箭漏的“漏箭”示意图,如图是浮箭漏的“铜尺”示意图。两图中均已标出上午“8:00”所在的位置,则应将上午“9:00”下标在“漏箭”的 处,标在“铜尺”的 处。(均选填“A”或“B”)
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
2.【答案】A
【知识点】密度公式及其应用;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
3.【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
4.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
5.【答案】A
【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
6.【答案】B
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
7.【答案】108;5.15×104;不变;下沉一些
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算;浮力的利用
8.【答案】甲
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
9.【答案】漂浮;0.9×103
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
10.【答案】西瓜受到的浮力大于重力;物体排开液体的体积
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
11.【答案】0.1;水;=
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
12.【答案】向上;零
【知识点】力的合成与应用;浮力的利用
13.【答案】小;;,
【知识点】重力及其大小的计算;液体压强计算公式的应用;流体压强与流速的关系;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
14.【答案】;不变;;
【知识点】惯性及其现象;压强的大小及其计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
15.【答案】解:质量相等的两个实心小球A和B,它们的密度之比A∶B=1∶2,体积之比为Va:Vb=2:1 ,如果全浸没,根据阿基米德原理,浮力之比为2:1 ,如果全漂浮F浮=G=mg,质量相同,浮力也应相等 ,所以应是密度小的A漂浮,密度大的B下沉; A漂浮 FA=GA= AgVA ① B沉底 FB= 水gVB排= 水gVB ② ①÷② = = ∵ = 代入. A= × · 水= × ×1×103kg/m3=0.8×103kg/m3 ,B=2 A=1.6×103kg/m3 。答:A、B的密度分别为0.8×103kg/m3,1.6×103kg/m3 。
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
16.【答案】(1)等于
(2)
(3)
(4)音调
(5)大于;1.2
(6)费力
【知识点】力作用的相互性;物体的浮沉条件及其应用;音调、响度与音色的区分;杠杆的分类;力臂的画法
17.【答案】日晷;不变;A;A
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
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