精准作业34 专题(三十四) 力是改变物体运动状态的原因(六)——浮力
概念理解与迁移
1.将体积为V、密度为ρ球的空心小球,先后放入烧杯甲和乙中,小球静止后处于图中所示的状态。若甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,小球在液体中受到的浮力分别为F甲和F乙,则下列判断不正确的是( )
A.F甲=F乙 B.ρ球>ρ乙
C.ρ球<ρ甲 D.ρ甲>ρ乙
2.我国 055 型万吨级驱逐舰“延安号”满载时,排水量约为12 000吨,吃水深度6.6 米。下列说法正确的是( )
A.排水量指的是舰船满载时排开水的重力
B.“延安号”漂浮在海面上时,所受重力小于浮力
C.“延安号”漂浮在海面上时,所受浮力方向竖直向上
D.“延安号”不能与其他舰船近距离并排航行,是因为流体流速越大,压强越大
3.如图所示,小宁将盛水的烧杯放在电子台秤上,台秤的示数如图甲所示;将一个物块放入水中,漂浮时台秤示数为360 g(如图乙所示);用力将物块下压至全部浸没在水中时,台秤示数为400 g(如图丙所示);将物块继续下压(从图丙到图丁),物块下表面受到水的压力增加了0.8 N,整个过程水始终未溢出,忽略硬杆的体积。下列说法正确的是( )
A.物块的质量为100 g
B.物块的密度为0.6 g/cm3
C.从图丙到图丁,杯底受到水的压强逐渐增大
D.从图丙到图丁,物块受到水的浮力也增加了0.8 N
4.将装满水的溢水杯放在天平左盘,砝码放在右盘,调节天平至指针指向分度盘中央。向溢水杯里轻放一个密度比水小的蜡块,待蜡块静止,排开的水全部流入量筒后(如图所示),下列有关说法正确的是( )
A.天平指针仍指向分度盘中央刻度
B.蜡块受到的浮力大于蜡块的重力
C.量筒中水的质量小于蜡块的质量
D.量筒中水的体积等于蜡块的体积
5.小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论。下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是( )
①弹簧测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前弹簧测力计示数逐渐变小
②弹簧测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离,弹簧测力计示数不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,木块均漂浮在水面上
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,物体均漂浮在水面上
A.只有②③ B.只有②④
C.只有②③④ D.①②③④
6.某兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理(细线的质量和体积均忽略不计)。
(1)某同学发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样会使溢出水的重力 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(2)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示。甲、乙两图中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,当它们满足关系式 时,可以验证阿基米德原理。
(3)继续实验,将物块浸没在装满酒精(ρ酒精<ρ水)的溢水杯中,如图丙所示,发现F5 (填“大于”“小于”或“等于”)F3,说明物块受到的浮力大小与液体的密度有关。
(4)请计算实验所用物块的密度为 kg/m3。
能力沉淀与升华
7.2024年4月16日8时45分,雪龙2号极地科考船顺利返航“回家”,在上海码头落锚。在铁链拉着铁锚缓慢放入水里的过程中,经历了如图所示三种情况:图甲中铁锚部分浸入水中;图乙中铁锚完全浸没水中但未触底;图丙中铁锚沉底。三种情况下船身(不包含铁锚)受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙,它们的大小关系正确的是( )
A.F甲=F乙=F丙 B.F甲>F乙=F丙
C.F甲>F乙>F丙 D.F甲8.我国海上最大浮式风电装置示意图如图所示,该装置可在水中漂浮并利用风能发电为海上油气田供电。该装置由浮力设备、支撑柱和风机设备组成,其中浮力设备参数如下表,支撑柱和风机设备总质量为5 200吨。
结构名称 质量/吨 构成 数量 横截面积/米2 高度/米
浮力设备 4 000 空心边立柱 3 80 40
空心中间立柱 1 60 40
(1)结构设计:为了让中空的边立柱在海水中有更好的抗压性,有人对立柱壁进行了设计。下列四种边立柱的纵切面设计图中合理的是 (填字母)。
(2)牵引安装:为了保持稳定漂浮,装置被拖到指定海域后,需要让浮力设备下沉直至立柱下底面距海面35米。试计算需要往中间立柱空心部分注水多少吨 (连接管体积不计,海水的密度取1.0×103千克/米3)
【答】1 300吨精准作业34 专题(三十四) 力是改变物体运动状态的原因(六)——浮力
概念理解与迁移
1.将体积为V、密度为ρ球的空心小球,先后放入烧杯甲和乙中,小球静止后处于图中所示的状态。若甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,小球在液体中受到的浮力分别为F甲和F乙,则下列判断不正确的是( B )
A.F甲=F乙 B.ρ球>ρ乙
C.ρ球<ρ甲 D.ρ甲>ρ乙
2.我国 055 型万吨级驱逐舰“延安号”满载时,排水量约为12 000吨,吃水深度6.6 米。下列说法正确的是( C )
A.排水量指的是舰船满载时排开水的重力
B.“延安号”漂浮在海面上时,所受重力小于浮力
C.“延安号”漂浮在海面上时,所受浮力方向竖直向上
D.“延安号”不能与其他舰船近距离并排航行,是因为流体流速越大,压强越大
3.如图所示,小宁将盛水的烧杯放在电子台秤上,台秤的示数如图甲所示;将一个物块放入水中,漂浮时台秤示数为360 g(如图乙所示);用力将物块下压至全部浸没在水中时,台秤示数为400 g(如图丙所示);将物块继续下压(从图丙到图丁),物块下表面受到水的压力增加了0.8 N,整个过程水始终未溢出,忽略硬杆的体积。下列说法正确的是( B )
A.物块的质量为100 g
B.物块的密度为0.6 g/cm3
C.从图丙到图丁,杯底受到水的压强逐渐增大
D.从图丙到图丁,物块受到水的浮力也增加了0.8 N
4.将装满水的溢水杯放在天平左盘,砝码放在右盘,调节天平至指针指向分度盘中央。向溢水杯里轻放一个密度比水小的蜡块,待蜡块静止,排开的水全部流入量筒后(如图所示),下列有关说法正确的是( A )
A.天平指针仍指向分度盘中央刻度
B.蜡块受到的浮力大于蜡块的重力
C.量筒中水的质量小于蜡块的质量
D.量筒中水的体积等于蜡块的体积
5.小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论。下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是( C )
①弹簧测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前弹簧测力计示数逐渐变小
②弹簧测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离,弹簧测力计示数不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,木块均漂浮在水面上
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,物体均漂浮在水面上
A.只有②③ B.只有②④
C.只有②③④ D.①②③④
6.某兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理(细线的质量和体积均忽略不计)。
(1)某同学发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样会使溢出水的重力 偏小 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(2)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示。甲、乙两图中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,当它们满足关系式 F4-F2=F1-F3 时,可以验证阿基米德原理。
(3)继续实验,将物块浸没在装满酒精(ρ酒精<ρ水)的溢水杯中,如图丙所示,发现F5 大于 (填“大于”“小于”或“等于”)F3,说明物块受到的浮力大小与液体的密度有关。
(4)请计算实验所用物块的密度为 4×103 kg/m3。
能力沉淀与升华
7.2024年4月16日8时45分,雪龙2号极地科考船顺利返航“回家”,在上海码头落锚。在铁链拉着铁锚缓慢放入水里的过程中,经历了如图所示三种情况:图甲中铁锚部分浸入水中;图乙中铁锚完全浸没水中但未触底;图丙中铁锚沉底。三种情况下船身(不包含铁锚)受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙,它们的大小关系正确的是( C )
A.F甲=F乙=F丙 B.F甲>F乙=F丙
C.F甲>F乙>F丙 D.F甲8.我国海上最大浮式风电装置示意图如图所示,该装置可在水中漂浮并利用风能发电为海上油气田供电。该装置由浮力设备、支撑柱和风机设备组成,其中浮力设备参数如下表,支撑柱和风机设备总质量为5 200吨。
结构名称 质量/吨 构成 数量 横截面积/米2 高度/米
浮力设备 4 000 空心边立柱 3 80 40
空心中间立柱 1 60 40
(1)结构设计:为了让中空的边立柱在海水中有更好的抗压性,有人对立柱壁进行了设计。下列四种边立柱的纵切面设计图中合理的是 B (填字母)。
(2)牵引安装:为了保持稳定漂浮,装置被拖到指定海域后,需要让浮力设备下沉直至立柱下底面距海面35米。试计算需要往中间立柱空心部分注水多少吨 (连接管体积不计,海水的密度取1.0×103千克/米3)
【答】1 300吨
