沪科版物理八年级第九章 浮力单元测试题
一.选择题(共10小题)
1.甲、乙两只完全相同的杯子盛有浓度不同的盐水,将同一只鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时两液面相平,鸡蛋所处的位置如图所示,则( )
A.鸡蛋在盐水中所受浮力F甲>F乙
B.鸡蛋在盐水中所受浮力F甲<F乙
C.盐水的密度ρ甲>ρ乙
D.盐水对杯底的压强p甲<p乙
2.新鲜鸡蛋在水中会下沉,小华向水中加盐,随着盐的溶解,可以看到鸡蛋会上浮,这是因为( )
A.液体的密度增大,浮力大于重力 B.鸡蛋的质量减小,浮力增大
C.鸡蛋排开盐水的体积增大,浮力增大 D.鸡蛋的重力减小,重力小于浮力
3.在如图所示的“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,可以探究物体所受浮力大小与浸没在液体中的深度无关的是图中的( )
A.甲和丙 B.甲和乙
C.乙和丁 D.丙和丁
4.小杰同学在成都游玩“海底世界”时,观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示,对气泡上升过程中受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是( )
A.浮力不变,压强不变 B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变小 D.浮力变大,压强变大
5.某物体重为0.6N,把它放在盛有水的烧杯中,溢出0.4N的水,则它受到的浮力( )
A.一定为0.4N B.可能为0.3N C.一定为0.6N D.可能为0.5N
6.三个体积相同、由不同材料制成的实心球体,放入同一种液体中,最后静止时,如图所示。则以下关于三个球体各物理量的描述正确的是( )
A.它们所受浮力的大小关系是 F甲<F乙<F丙
B.它们所受浮力的大小关系是 F甲>F乙>F丙
C.它们的自重大小关系是 G甲<G乙<G丙
D.它们的密度跟液体密度大小的关系是ρ甲<ρ乙<ρ液<ρ丙
7.把体积相等的实心木球和实心铝球沉没于某种液体中。放手后木球漂浮在液面上而铝球下沉。则下列说法正确的是( )
A.铝球密度小于液体密度,所以铝球下沉
B.放手后两球静止,此时木球受到的浮力小于铝球受到的浮力
C.木球的质量等于铝球质量
D.铝球下沉过程中随深度增加所受浮力越来越大
8.一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有160g煤油溢出。将其轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有180g水溢出。则物块在水中静止时的状态及物块的密度分别是(ρ煤油=0.8×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3)( )
A.下沉,1.1g/cm3 B.漂浮,0.85g/cm3
C.悬浮,1.0g/cm3 D.漂浮,0.9g/cm3
9.如图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示,g取10N/kg,不考虑液面的变化,下列说法错误的是( )
A.圆柱体受到的重力是9N
B.圆柱体的密度是1.2×103kg/m3
C.圆柱体受到的最大浮力是6N
D.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为400pa
10.小东同学做了如图甲、乙、丙、丁所示的探究实验,测量时弹簧测力计的示数分别是F1,F2,F3和F4图丙中A物体所受的浮力为F浮,A物体排开水的重力为G排,下列说法正确的是( )
A.F浮=F3
B.G排=F4
C.若图甲中溢水杯中未装满水,则F浮=F1﹣F3
D.若图甲中溢水杯中未装满水,则G排<F4﹣F2
二.多选题(共2小题)
11.在两支相同的平底试管内装入等量铁砂,然后分别放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里,其静止状态如图所示,则下列说法正确的是( )
A.试管在甲液体中受到的浮力较大
B.两个烧杯底部所受液体压强相等
C.试管在乙液体中排开的液体密度较大
D.两支试管底部所受液体压强相等
12.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小明用弹簧测力计、圆柱体、四个装有适量水和盐水的同样的烧杯,对浸在液体中的圆柱体所受的浮力进行了探究,实验装置和每次实验中弹簧测力计的示数如图9所示。下列说法中正确的是( )
A.圆柱体完全浸没在水中受到的浮力为2N
B.比较图甲、丙、戊说明圆柱体受到的浮力大小与浸没在液体中的深度有关
C.比较图甲、丁、戊说明圆柱体受到的浮力大小与液体的种类有关
D.根据图中数据可计算出圆柱体的密度是1.2×103kg/m3
三.填空题(共9小题)
13.一座桥墩,浸入水中的深度是12m,则桥墩受到的浮力是 N.潜艇能够上浮和下沉是通过改变 来实现的;潜艇在上浮过程中,未露出水面之前,所受的浮力将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
14.同一艘轮船从海里驶入长江,轮船所受的浮力 ,排开水的重力 ,排开水的体积 。(均填“变大”“变小”或“不变”)
15.用细线拴住一块棱长为10cm的正方体实心铝块浸没在水中保持静止,铝块未与容器接触,铝块所受浮力大小为 N,细线对铝块的拉力是 N.(铝的密度为2.7×103kg/m3,g取10N/kg)
16.弹簧测力计下端挂一重为3N的物体,将其一半浸在水中时,测力计示数如图乙所示。则此时物体受到的浮力为 N,物体的密度为 g/cm3;乙、丙两次实验,则可用来探究浮力大小与 (选填“排开液体的体积”、“液体的密度”或“浸在液体中的深度”)的关系;从乙图到丙图的过程中,水对容器底的压强将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
17.如图所示是世界上最大的豪华渡轮之一“海洋魅力”号,长361m,宽66m,满载时排水量达22.5万吨,满载时吃水深度达30m,可以搭载6320名游客,则满载时船质量为 kg,此时受到的浮力约为 N(g=10N/kg)。当客人下船后,船受到的浮力 (填“变大”“不变”或“变小”)(ρ海水=1000kg/m3)。
18.如图所示,一个棱长为10cm的正方体悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N.则正方体受到的浮力为 N,正方体上表面到液面的距离= cm.(g=10N/kg)
19.小明用弹簧测力计、正方体物块、两个相同的烧杯,分别装有一定量的水和盐水,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。(g取10N/kg)
(1)分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与 有关。
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用图 的装置来进行操作;图 说明浮力大小与液体密度有关。
(3)正方体物块浸没在水中时受到的浮力是 N,正方体物块的体积是 m3。
(4)用图示实验数据测出盐水的密度是 kg/m3。
20.2014年4月16日,一艘载有470余名乘客的“岁月号”客轮在韩国西南海域发生触礁浸水事故而逐渐倾斜(如图所示),最终海水灌满船舱,客轮的重力 (填“大于”或“小于”)所受浮力而下沉。事故发生后,潜水员下潜到20米深的水下船舱内进行搜救,此时潜水员受到的压强是 Pa(ρ海水=1.03×103kg/m3)。
21.如图所示,将边长为5cm的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中,木块静止时,从杯中溢出水的质量为0.1kg。木块受到的浮力是 N;木块密度是 kg/m3;木块下表面受到水的压强是 Pa。
四.作图题(共2小题)
22.如图所示,重为2牛的小球漂浮在水面上,用力的图示法画出小球受到的力。
23.如图所示,请画出正在上浮的潜水艇的浮力和重力的示意图。
五.解答题(共2小题)
24.小雪在学习了阿基米德原理之后,在家里自己动手制作了如图所示的装置,他想通过这个装置来验证阿基米德原理的正确性,以下是他的实验过程:
①在弹簧下方挂着一个空小桶,并在小筒的下方挂上重物G;
②将一水杯放在升降机上,像溢水杯中装满水,调节升降机高度至水面,刚好到达重物G下表面;
③记录弹簧下端指针所指的刻度尺的位置L1;
④缓慢升高升降机,让重物G完全浸没入水中后,继续升高溢水杯到某一高度,用小烧杯A承接溢出的水,同时记录指针所指位置L2;
⑤保持升降机的位置不动,将烧杯A中的水倒入空桶中,同时记录此时指针所在位置L3,(整个过程重物G始终没有碰到溢水杯底部)。
(1)在实验④的过程中,弹簧的拉力变化曲线如下图所示,正确的是
(2)小雪将烧杯A中的水倒入空桶中,通过 现象,证明阿基米德原理成立。
(3)实验④⑤过程中,重物G的高度变化情况是如下图,正确的是
(4)你认为这样设计实验的好处是 。
25.东北的年味十足,过年吃饺子是中国的习俗,煮饺子时,从水开饺子下锅到煮熟后捞出过程中,有很多物理现象,请你说出其中的两个,并用物理知识解释。
六.实验探究题(共2小题)
26.小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器,分别装有一定量的水和盐水,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。
(1)分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与 有关。
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用图 的装置来进行操作。
(3)为了探究浮力大小与液体的密度有无关系,可选用图 的装置来进行操作。
(4)物体在盐水中受到的浮力是 N。
27.为了探究浮力的相关规律,小明进行了如下探究:
(1)比较 四幅图的相关数据,可知浮力大小等于物体排开液体所受的重力;
(2)图f中弹簧测力计的示数为 ,图b中物体的密度为 kg/m3;
(3)d图中桶底受到的压强p1与f图中桶底受到的压强p2之比为p1:p2= 。
(4)小冲用同样的实验器材做了实验abcd四步,abd三步弹簧测力计示数与小明相同,但c步中弹簧测力计的示数为2N,产生错误的原因可能是 ,此时石块所受的浮力 该时刻桶中水所受的重力(选填“大于”,“等于”,或“小于”)。
七.计算题(共3小题)
28.如图甲所示,用弹簧秤悬挂一物体,保持静止:当物体浸没在水中静止时弹簧测力计的示数如图乙所示,(g=10N/kg)求:
(1)物体浸没在水中受到的浮力F浮?
(2)物体的体积V?
(3)物体的密度ρ?
29.中国“蛟龙”号载人潜水艇总质量22.24t,体积80m3.2017年5月30日,“蛟龙号”再次向世界最深处﹣﹣马里亚纳海沟下潜,最大潜深6699m,获取到岩石、沉积物、生物和近底海水样品,近距离拍摄到两条狮子鱼在深渊海底的游弋影像。如图所示为蛟龙号成功下潜6699m后上升至海面的情景。(g=10N/kg,ρ海水=1.0×103kg/m3)
(1)蛟龙号载人潜水艇漂浮在海面上时受到的浮力是多少?
(2)蛟龙号载人潜水艇下潜至6699m深处受到海水的压强是多少?
(3)蛟龙号载人潜水艇在6699m深处所受的浮力是多少?
30.云南是个山青水秀地方,如图所示是我省某旅游景区可供游客在水上游玩时的一种旅游观光艇。此观光艇的质量为900kg,如果河水的密度为1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求:
(1)观光艇漂浮在水面上时,受到的浮力是多少N?
(2)如果观光艇的最大排水体积是2m3,为了安全,最多能承载质量均为60kg的游客几人?
(3)若观光艇在水面下30cm处有一个面积为20cm2的小零件,则该小零件受到河水的压力是多少N?
沪科版物理八年级第九章 浮力单元测试题
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
【点评】本题考查了物体浮沉条件和液体压强公式的应用,一定要掌握物体浮沉情况与密度的关系,同时要搞清不同状态下(漂浮、悬浮)物体所受重力与浮力的大小关系。
2.【考点】8O:阿基米德原理的应用;8S:物体的浮沉条件及其应用.
【专题】12:应用题;584:浮沉的应用.
【分析】从盐水的密度变化中可知鸡蛋所受浮力的变化,由物体的浮沉条件可知鸡蛋上升的原因。
【解答】解:鸡蛋在水中,排开液体的体积是一定的,加盐后盐水的密度增大,由F浮=ρ水gV排可知:鸡蛋所受浮力增大;
由于鸡蛋的质量、重力均不变,当浮力大于鸡蛋的重力时鸡蛋会上浮。
故选:A。
【点评】本题考查物体的浮沉条件,属简单应用。
3.【考点】8R:探究影响浮力大小因素的实验.
【专题】13:实验题;583:浮力.
【分析】浮力大小与液体的密度、排开液体的体积有关,而与浸没的深度无关,探究物体所受浮力大小与浸没在液体中的深度关系时需要利用控制变量法。
【解答】解:
探究物体所受浮力大小与浸没在液体中的深度关系时,需要控制液体的密度、排开液体的体积不变,改变浸没在液体的深度,满足条件的是乙丁两图(都是盐水、排开盐水的体积相同、浸没的深度不同)。
故选:C。
【点评】本题为探究浮力大小与哪些因素有关的实验,利用好控制变量法是关键。
4.【考点】88:液体的压强的特点;8O:阿基米德原理的应用.
【专题】12:应用题;41:控制变量法;58:压强和浮力.
【分析】(1)一定质量的气体,体积变大,压强变小,在水中上浮过程中,气泡所处的深度减小,由液体压强公式知道受到水的压强变小,气泡的体积变大,据此分析气泡内压强的变化;
(2)气泡的体积变大,由阿基米德原理分析气泡受到浮力的大小变化。
【解答】解:因为气泡上升时,深度h变小,
所以,由p=ρgh可知气泡受到水的压强变小,故气泡的体积变大。
又因为一定质量的气体,体积变大,压强变小,
所以,气泡内的压强p变小;
因为气泡的体积变大,排开水的体积变大,
所以,由F浮=ρ水V排g可知气泡受到水的浮力变大。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对液体压强公式、阿基米德原理公式的掌握和运用,能分析出气泡的深度变化和体积变化情况是本题的关键。
5.【考点】8P:浮力大小的计算.
【专题】43:推理法;583:浮力.
【分析】先根据阿基米德原理,判断出该物体所受浮力的范围,然后再进行判断。
【解答】解:当烧杯中盛满水时,由阿基米德原理可知,溢出水的重即为物体所受的浮力大小,则浮力F浮min=G排=G溢=0.4N;
当烧杯中没有盛满水时,若物体漂浮或悬浮在液体中时,物体所受的浮力最大,等于物重,即F浮max=G物=0.6N;
因此物体受到浮力大小的范围为:0.4N~0.6N,只有D选项符合这个范围;
故选:D。
【点评】解题时,要注意物体受到的浮力等于它排开的液体的重力,但不一定等于溢出液体的重力。
6.【考点】8S:物体的浮沉条件及其应用.
【专题】584:浮沉的应用.
【分析】(1)由题知,三个小球的体积相同,根据图示得出三个小球排开液体体积的大小关系,根据阿基米德原理得出受到浮力的大小关系。
(2)在(1)中求出A、B、C三球受到的浮力的大小关系,根据漂浮条件得出A、B、C三球重力的大小关系,又因为B球的体积相同,再根据密度公式ρ=和重力公式G=mg得出三球的密度关系。
【解答】解:由图知,三个球排开液体的体积:
V甲<V乙=V丙,
因为F浮=ρ液gV排,在同一种液体中
所以三个球受到的浮力:
F甲<F乙=F丙.故AB错误;
图中,甲球为漂浮,乙为悬浮,丙为下沉,
因为F浮=G球,
所以G甲<G乙<G丙;故C正确;
因为G=mg=ρvg,球的体积相同,
所以ρ甲<ρ乙=ρ液<ρ丙.故D错误。
故选:C。
【点评】题考查了学生对阿基米德原理和物体的浮沉条件的了解与掌握,能从图中得出排开液体体积的关系是本题的关键。
7.【考点】8O:阿基米德原理的应用;8S:物体的浮沉条件及其应用.
【专题】26:错解分析题;584:浮沉的应用.
【分析】根据浮沉条件来进行判断,当浮力大于重力时,物体上浮,当浮力等于重力时,物体悬浮或漂浮,当浮力小于重力时,物体下沉。
【解答】解:
A、已知放手后铝球下沉,根据物体的浮沉条件可知:铝球密度大于液体密度,故A错误;
B、由题知,实心木球和实心铝球的体积相等,放手后木球漂浮在液面上而铝球下沉,
所以,两球静止时,木球排开液体的体积小于铝球排开液体的体积,根据F浮=ρ液gV排可知,此时木球受到的浮力小于铝球受到的浮力,故B正确;
C、实心木球和实心铝球的体积相等,但两者的密度不同,根据m=ρV可知,木球和铝球的质量不相等,故C错误;
D、铝球下沉过程中随深度增加,铝球排开液体的体积不变,则所受浮力也不变,故D错误。
故选:B。
【点评】熟知浮沉条件才能对本题中的情景进行判断,注意对于不同的两个球来讲,要想比较其浮力的大小,在不知道质量关系或体积关系的情况下,不能轻易下结论。
8.【考点】8S:物体的浮沉条件及其应用.
【专题】12:应用题;563:密度及其应用.
【分析】根据物体在煤油和水中受到的浮力大小,判断出物体在煤油中的状态,根据浮力公式得出物体的体积,从而可根据物体在水中完全浸没时的浮力与物体所受浮力的关系得出浮沉情况,确定重力,由密度公式求出物体的密度。
【解答】解:
G溢油=m溢油g=0.16kg×10N/kg=1.6N;
G溢水=m溢水g=0.18kg×10N/kg=1.8N;
则G溢油<G溢水,
由于大烧杯中是盛满液体的,则F浮油=G溢油,F浮水=G溢水,
所以,F浮油<F浮水,
由于物块是否浸没未知,则:G物≥F浮,
所以,物体的重力G>F浮油,
根据浮沉条件可知:物块在煤油中一定下沉;
由ρ=得:
物块体积V=V溢油===200cm3;
假设物体完全浸没时,
由ρ=得排开水的质量:m排水=ρ水V=1g/cm3×200cm3=200g>180g,
即:实际排开水的质量小于物体完全浸没时排开水的质量,所以物体在水中并未完全浸没,则在水中漂浮;故AC错误
根据漂浮条件,G=G排,则物体的质量m=m排=180g;
所以物体的密度:ρ===0.9g/cm3,故B错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、物体浮沉条件的掌握和运用,判断出物体在两种液体的浮沉情况是解决问题的关键。
9.【考点】89:液体的压强的计算;8O:阿基米德原理的应用.
【专题】12:应用题;583:浮力.
【分析】为了便于分析,给线段标上A、B、C、D四个点,如下图,根据图象分析如下:
(1)由图可知AB段圆柱体未浸入液体,测力计的示数即为圆柱体的重力,所以从图中可读出圆柱体的重力大小。
(2)由图象CD段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,为最大值。
(3)由题意可知图中CD段是圆柱体完全浸入水后的情况,由图可知圆柱体完全浸入水后测力计对圆柱体的拉力为3N,再利用力的平衡条件求出圆柱体受到的浮力,利用阿基米德原理求得圆柱体的体积,利用密度公式求得圆柱体的密度
(4)下降高度4cm时,下表面接触水面,下降8cm时,圆柱体刚好浸没水中,下表面受到水的压强,根据p=ρgh可求。
【解答】解:为了便于分析,给线段标上A、B、C、D四个点,如下图,根据图象分析如下:
;
A、由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为9N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=9N,故A正确;
B、图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力F=3N,
则圆柱体受到的浮力F浮=G﹣F=9N﹣3N=6N。
圆柱体受到的浮力:F浮=ρ水gV排,物体的体积:
V物=V排===6×10﹣4m3,
由公式G=mg可求出物体的质量m===0.9kg,
则圆柱体密度ρ物===1.5×103kg/m3,故B错误。
C、由图象CD段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,则圆柱体受到的浮力F浮=G﹣F=9N﹣3N=6N,故C正确;
D、由图知物体下降高度为4cm时,下表面接触水面,下降8cm时圆柱体刚好浸没水中,此时圆柱体下表面距水面距离是4cm,
则下表面受到水的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa,故D正确;
故选:B。
【点评】本题用到的知识点有重力、质量、密度、二力平衡、受力分析、阿基米德原理、压强的计算等,考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力,难度较大。
10.【考点】8O:阿基米德原理的应用.
【专题】12:应用题;584:浮沉的应用.
【分析】根据称重法可知物体受到的浮力等于物体的重力减去物体全部浸入水中时弹簧测力计的示数,排开水的重力等于排开的水和小桶的重力之和减掉空桶的重力,比较排开水的重力和物体所受浮力的大小得出结论。
【解答】解:
A、图甲中,可得物体的重力:G=F1,当物块浸入水中受到浮力大小;由于G=F浮+F3可知:F浮=F1﹣F3,故A错误;
B、根据图乙和图丁可知:物体排出水的重力:G排=F4﹣F2;故B错误;
C、若图甲中溢水杯中未装满水,根据称重法可知:F浮=F1﹣F3,故C正确;
D、若图甲中溢水杯中未装满水,则G排>G溢=F4﹣F2,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了阿基米德原理的实验,将实验中的各过程分解、验证,充分考查学生对基础知识的掌握程度。
二.多选题(共2小题)
11.【考点】8A:液体压强计算公式的应用;8S:物体的浮沉条件及其应用.
【专题】12:应用题;26:错解分析题;581:压强、液体的压强;584:浮沉的应用.
【分析】(1)同一支装入适量的铁砂的平底试管在两液体中都漂浮,受到的浮力相等、都等于自身重力;
(2)而排开液体的体积不同,根据公式F浮=ρgV排可判断两液体密度的大小;
(3)由于放入试管后液面等高,根据p=ρgh判断烧杯底部所受压强大小关系;
(4)根据浮力产生的原因得下表面受到的压力关系,利用p=比较试管底部所受液体压强大小关系。
【解答】解:
A、由于装入等量铁砂的相同平底试管在两液体中都漂浮,所以试管受到的浮力:F甲=F乙=G,故A错误;
BC、由图可知,排开的液体体积V排甲>V排乙,而F甲=F乙,
则根据ρ液=可知,ρ甲<ρ乙,故C正确;
由图可知,放入试管后液面等高,根据p=ρgh可知,烧杯底部所受压强p甲<p乙,故B错误;
D、物体受到的浮力等于物体上下表面受到液体的压力差,而上表面受到的压力为0,
所以F浮=F下表面﹣F上表面=F下表面,
由于受到的浮力相等,所以下表面受到的压力相等,即:F甲=F乙,
由p=可知,试管底部所受液体压强:p甲′=p乙′,故D正确。
故选:CD。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、物体的漂浮条件、液体压强公式、压强定义式的掌握和运用,知识点多、综合性强,属于难题,要求灵活运用所学知识分析判断。区分浮力和液体压强的影响因素:决定浮力大小的是液体的密度和排开液体的体积;决定液体压强大小的是液体的密度和液体的深度。
12.【考点】8R:探究影响浮力大小因素的实验.
【专题】32:定量思想;583:浮力.
【分析】(1)在图甲中根据测力计分度值读数,由甲丁图,根据称重法求出浮力;
(2)圆柱体受到的浮力大小与控制柱体排开液体的体积和密度有关:
研究柱体受到的浮力大小与浸没在液体中的深度关系时,要控制柱体排开液体的体积和密度相同;
研究圆柱体受到的浮力大小与液体的种类的关系时,要控制排开液体的体积相同,
(3)由(1)知,圆柱体浸没在水中受到的浮力:
根据阿基米德原理,F浮=ρ水gV排=ρ水gV物,得出圆柱体的体积,根据圆柱体的密度ρ=求出圆柱体的密度。
【解答】解:(1)在图甲中,测力计分度值为0.2N,示数为3N,由甲丁图,根据称重法测浮力,圆柱体浸没在水中受到的浮力:
F浮=G﹣F示=3N﹣1N=2N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
故A正确;
(2)圆柱体受到的浮力大小与控制柱体排开液体的体积和密度有关:
研究柱体受到的浮力大小与浸没在液体中的深度关系时,要控制柱体排开液体的体积和密度相同,深度不同,而图丙、戊中液体的密度不相同,深度相同,不能研究圆柱体受到的浮力大小与浸没在液体中的深度的关系,故B错误;
研究圆柱体受到的浮力大小与液体的种类的关系时,要控制排开液体的体积相同,深度相同,
根据称重法,比较图甲、丁、戊可知:圆柱体浸没在水和盐水中(排开液体的体积等于物体本身的体积)的浮力大小不相同,说明圆柱体受到的浮力大小与液体的种类有关,故C正确;
(3)由①知,圆柱体浸没在水中受到的浮力:
F浮=2N,根据阿基米德原理,F浮=ρ水gV排=ρ水gV,圆柱体的体积:
V=﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
圆柱体的密度:
ρ===﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,
由①②③得:
圆柱体的密度:
ρ==1.5ρ水=1.5×103kg/m3,故D错误。
故选:AC。
【点评】本题探究浮力的大小跟哪些因素有关,考查测力计读数、控制变量法、称重法测浮力、阿基米德原理和密度公式的运用。
三.填空题(共9小题)
13.【考点】8N:浮力产生的原因;8S:物体的浮沉条件及其应用.
【专题】15:简答题;583:浮力.
【分析】(1)物体所受浮力方向竖直向上,大小等于上下表面的压力差。
(2)潜水艇浸没在水中,潜水艇的体积不变(排开水的体积不变),受浮力不变;通过让海水进、出压力舱改变潜水艇受到的重力,根据物体的浮沉条件分析是怎么上浮或下沉的。
【解答】解:(1)桥墩下部埋入泥中很深,下部没有水,所以桥墩的下部不受浮力的作用,桥墩受到的浮力为0。
(2)在水中,潜水艇受到水的浮力和重力的作用,
∵F浮=ρ水v排g,潜水艇的体积不变,排开水的体积不变,
∴潜水艇受到水的浮力不变;
把压缩空气压入潜水艇的压力舱,将海水排出,潜水艇自重G减小,当F浮>G时,潜水艇上浮;
打开压力舱的阀门,让海水进入压力舱内,潜水艇自重G增大,当F浮<G时,潜水艇下沉;
当F浮=G时,潜水艇悬浮,可以停留在任何深度;
由此可见,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的。
故答案为:0;自身重力;不变。
【点评】本题考查学生对浮力产生原因、阿基米德原理和物体浮沉条件的掌握和运用,难点是知道浮力产生原因是因为上下表面存在压力差;如果物体下表面不受水的压力,物体所受浮力就为0。
14.【考点】76:重力;8S:物体的浮沉条件及其应用.
【专题】43:推理法;583:浮力.
【分析】据物体漂浮在液体中时,浮力等于物体的重力,就能判断出轮船在河里与海里时的浮力变化情况;
由阿基米德原理可知,当物体所受浮力不变时,V排与液体的密度成反比。
【解答】解:轮船从海里驶入长江,始终处于漂浮状态,即处于平衡状态,轮船重力不变,则浮力大小不变,
由F浮=G排可知,排开水的重力不变;
但由于液体密度变小,则根据F浮=ρ液gV排可知:排开液体体积变大,因此轮船将下沉一些。
故答案为:不变;不变;变大。
【点评】本题考查物体沉浮条件的应用;此题涉及到漂浮的特点和阿基米德原理,应当深刻理解漂浮时浮力等于物重这一特点,属于基础题。
15.【考点】6W:力的合成与应用;8P:浮力大小的计算.
【专题】12:应用题;583:浮力.
【分析】(1)已知正方体铝块的边长,可以求体积(浸没时排开水的体积),利用阿基米德原理求出铝块受到的浮力;
(2)利用G=mg=ρgV求出铝块的重力,细线对铝块的拉力等于重力减去浮力。
【解答】解:
(1)正方体铝块的体积:
V=(10cm)3=1000cm3=1000×10﹣6m3=0.001m3,
浸没在水中排开水的体积:
V排=V=0.001m3,
受到的浮力:
F浮=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N;
(2)铝块重力:
G=mg=ρ铝gV=2.7×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=27N,
细线对铝块的拉力:
F=G﹣F浮=27N﹣10N=17N。
故答案为:10;17。
【点评】本题考查了重力公式、密度公式、阿基米德原理的应用,注意:当物体完全浸没时,排开液体的体积等于物体的体积。
16.【考点】8O:阿基米德原理的应用;8P:浮力大小的计算.
【专题】11:计算题;583:浮力.
【分析】(1)先利用称重法求物体浸入一半时受到的浮力;
(2)由(1)知道物体浸入一半时受到的浮力,利用F浮=ρ水V排g求排开水的体积,可得物体的体积;又知道物体重力,可求物体的质量,再利用ρ=求物体的密度。
(3)乙、丙两次实验,改变的是排开液体的体积,由此可得出结论;
(4)从乙图到丙图的过程中,物体排开水的体积增大,液面上升,根据公式p=ρgh可知容器底所受压强的变化。
【解答】解:
(1)由图乙知弹簧测力计的示数F示=2N,
物体受到的浮力:F浮=G﹣F示=3N﹣2N=1N,
(2)由(1)可知物体浸入一半时受到的浮力F浮=1N,
由F浮=ρ水V排g得排开水的体积:
V排===1×10﹣4m3,
则物体的体积:
V=2V排=2×1×10﹣4m3=2×10﹣4m3,
物体的质量:
m===0.3kg,
物体的密度:
ρ物===1.5×103kg/m3=1.5g/cm3;
(3)由乙图可知,物体没有全部浸没,丙图物体全部浸没,由乙、丙两次实验可知弹簧测力计的示数不同,则浮力不同;
由此可用来探究浮力大小与排开液体的体积的关系;
(4)从乙图到丙图的过程中,物体排开水的体积增大,液面上升,根据p=ρgh可知水对容器底的压强将变大。
故答案为:1;1.5;排开液体的体积;增大。
【点评】本题考查了液体压强公式的应用、浮力的计算和密度的计算,灵活运用称重法测量物体受到的浮力是本题的关键。
17.【考点】8Q:浮力的利用;8S:物体的浮沉条件及其应用.
【专题】11:计算题;583:浮力;584:浮沉的应用.
【分析】根据最大排水量求出浮力的大小,然后根据物体漂浮条件求出重力,再利用G=mg求出质量;最后根据漂浮时浮力等于重力分析出浮力的变化情况。
【解答】解:
满载时船受到的浮力为:F浮=G排=m排g=22.5×104×103kg×10N/kg=2.25×109N;
根据物体浮沉条件知,满载时船的重力G=F浮=2.25×109N,
则满载时船的质量m===2.25×108kg。
当客人下船后,船的总质量减小,仍漂浮在水面上,浮力等于重力,重力减小,故浮力减小。
故答案为:2.25×108;2.25×109;变小。
【点评】本题考查了浮沉条件的应用、浮力的计算,关键是知道排水量是指满载时排开水的重力。
18.【考点】8N:浮力产生的原因.
【专题】11:计算题;58:压强和浮力.
【分析】(1)知道正方体上表面和下表面受到液体的压力,根据浮力产生的原因F浮=F下﹣F上求出正方体受到的浮力;
(2)物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,根据F浮=ρgV排求出液体的密度,根据S=L2求出正方体上表面的面积,根据p=求出液体对物体上表面的压强,利用p=ρgh求出正方体上表面到液面的距离。
【解答】解:(1)由浮力产生的原因F浮=F下﹣F上可得,正方体受到的浮力:
F浮=F2﹣F1=13N﹣5N=8N;
(2)因物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,V排=V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
由F浮=ρgV排可得,液体的密度:
ρ===0.8×103kg/m3,
正方体上表面的面积:
S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10﹣2m2,
液体对物体上表面的压强:
p===500Pa,
由p=ρgh可得,正方体上表面到液面的距离:
h上===0.0625m=6.25cm。
故答案为:8;6.25。
【点评】本题考查了浮力产生的原因和阿基米德原理、压强定义式、液体压强公式的应用,要注意物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等。
19.【考点】8R:探究影响浮力大小因素的实验.
【专题】13:实验题;5A5:探究型实验综合题.
【分析】(1)分析图示实验,根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论。
(2)探究浮力与物体浸入液体深度的关系,应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同;为了探究浮力大小与液体的密度有无关系,应控制物体排开液体的体积相同而液体的密度不同,分析图示实验,然后答题
(3)(4)根据图中测力计示数分析;根据阿基米德原理求出物块的体积、盐水的密度。
【解答】解:(1)由图甲、乙、丙所示实验可知,物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同,物体受到的浮力不同,由此可知,浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(2)探究浮力与物体浸入液体深度的关系,应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,由图示实验可知,图丙、丁所示实验中物体排开液体的密度、物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,可以选用图丙、丁所示实验探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系。
分析图甲、丁、戊可知,在排开液体体积相同时,在水中受到的浮力为5N﹣1N=4N,在盐水中受到的浮力为5N﹣0.6N=4.4N,故要探究浮力大小与液体密度的关系,可选用图甲、丁、戊的装置来进行操作;
(3)由图甲、丁所示实验可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力:F浮=G﹣F=5N﹣1N=4N.因为浮力:F浮=ρ水gV排,
圆柱体的体积:V=V排===4×10﹣4m3;
(4)由图甲、戊所示实验可知,圆柱体浸没在盐水中所受浮力:F浮盐水=G﹣F′=5N﹣0.6N=4.4N,
盐水的密度:ρ盐水===1.1×103kg/m3;
故答案为:(1)物体排开液体的体积;(2)丙、丁;甲、丁、戊;(3)4;4×10﹣4;(4)1.1×103。
【点评】本题考查了探究影响浮力大小因素实验、求物体的体积与密度问题,要掌握称重法测浮力的方法、应用浮力公式即可解题,应用控制变量法是正确解题的关键。
20.【考点】89:液体的压强的计算;8S:物体的浮沉条件及其应用.
【专题】12:应用题;58:压强和浮力.
【分析】(1)物体的浮沉条件:漂浮时,浮力等于重力,下沉时浮力小于重力,悬浮时浮力等于重力;
(2)根据液体的压强公式p=ρgh计算它潜到20m深的地方受到海水的压强。
【解答】解:客轮在韩国西南海域发生触礁浸水事故而逐渐倾斜,最终海水灌满船舱,根据物体的浮沉条件可知:客轮所受浮力小于重力而下沉,即此时重力大于浮力。
潜水员潜到20米深的水下受到海水的压强是p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×20m=2×105Pa。
故答案为:大于;2×105。
【点评】本题考查物体的浮沉条件、液体压强的计算,说明了物理与生活的联系,在学习物理知识的同时要注意其应用。
21.【考点】2A:密度的计算;89:液体的压强的计算;8S:物体的浮沉条件及其应用.
【专题】32:定量思想;581:压强、液体的压强;584:浮沉的应用.
【分析】(1)知道溢出水质量,利用重力公式求木块排开水的重力,再根据阿基米德原理求木块受到的浮力;
(2)知道正方体木块的边长求出木块的体积;根据漂浮条件求出木块重,进而求出木块的质量;最后利用密度公式求木块的密度;
(3)根据浮力产生的原因(物体上下表面产生的压力差),求出下表面受到的压力,再根据压强公式求木块下表面受到的水的压强。
【解答】解:
(1)由阿基米德原理可得,木块受到的浮力:
F浮=G排=m排g=0.1kg×10N/kg=1N;
(2)正方体木块的体积:V木=(0.05m)3=1.25×10﹣4m3,
因为木块漂浮,
所以G木=F浮=1N,
因为G木=m木g=ρ木V木g,
所以木块的密度:
ρ木===0.8×103kg/m3;
(3)由于木块漂浮,根据浮力产生的原因可知,木块下表面受到的水的压力:F=F浮=1N,
木块的底面积S=(0.05m)2=0.0025m2,
则木块下表面受到的水的压强:
p===400Pa。
故答案为:1;0.8×103;400。
【点评】本题考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、压强公式的掌握和运用,虽难度不大,但知识点多、综合性强。
四.作图题(共2小题)
22.【考点】8S:物体的浮沉条件及其应用.
【专题】14:作图题;572:运动和力.
【分析】(1)漂浮的小球在水中受重力与浮力的作用,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,并且二力是一对平衡,大小相等;
(2)画力的图示,就是把力的大小、方向、作用点画出来。
【解答】解:小球漂浮在水面上,由漂浮条件可得F浮=G=2N,浮力的方向竖直向上,重力方向竖直向下,力的作用点可画在重心上。
选取标度为1N,过小球的重心沿竖直方向上画一条有向线段,向上和向下的线段长度为标度的2倍,重力和浮力分别用G和F浮表示,如图所示:
【点评】作力的图示是初中的一个重点,应掌握。作力的图示时,应先选择一个标度,然后根据标度作图。
23.【考点】7B:重力示意图;8O:阿基米德原理的应用.
【专题】14:作图题;573:重力、弹力、摩擦力;583:浮力.
【分析】潜水艇在水中受重力与浮力的作用,要使潜水艇上浮则浮力应大于重力。
【解答】解:潜水艇受到的重力竖直向下,而浮力竖直向上,潜水艇上浮过程中,浮力大于重力,过潜水艇的重心,分别沿重力和浮力的方向画一条有向线段,如图所示:
【点评】本题考查受力分析,画图时要注意大小、方向及作用点,同时要标明力的名称。
五.解答题(共2小题)
24.【考点】8O:阿基米德原理的应用.
【专题】13:实验题;15:简答题;583:浮力.
【分析】(1)根据阿基米德原理可知,重物浸入水中的体积越来越大时受到的浮力变大,根据称重法可知弹簧拉力的变化。
(2)证明阿基米德原理成立,必须比较F浮=G排,实验中需要测出浮力F浮=G﹣F;排出液体的重力G排。
(3)实验④⑤过程中,重物G的高度受弹簧拉力的变化影响,根据弹簧伸长变化即可判断;
(4)改进后的优点从增加实验器材的目的来分析。
【解答】解:
(1)根据称重法可知,弹簧拉力F=G﹣F浮;
根据F浮=ρ液gV排可知,随着升降机升高,重物G浸入水中的体积越来越大,其受到的浮力变大,则拉力F变小,当重物G浸没后,浮力保持不变,则拉力也保持不变,故B图象符合。
(2)在步骤③中,弹簧受到的拉力F=G,指针所指的刻度尺位置L1;
由于将烧杯A中的水倒入空桶中,则弹簧受到的拉力F′=G﹣F浮+G排,若指针所在位置L3与位置L1相同,则拉力F′=F,则说明F浮=G排,这样即可证明阿基米德原理成立。
(3)实验④过程中,随升降机的升高,重物G受到的浮力变大,拉力减小,重物G的高度也升高,当重物G浸没后,浮力保持不变,重物G的高度不再变化;
实验⑤过程中,将烧杯A中的水倒入空桶中,由于弹簧受到的拉力变大,重物G随着弹簧的伸长物G的高度下降,当烧杯A中的水全部倒入空桶中,重物G的高度又回到原来的高度;故图象C符合;
(4)改进后的优点减小误差。
故答案为:(1)B;(2)L3=L1;(3)C;(4)减小误差。
【点评】本题主要是考查学生科学探究的能力、分析能力、观察能力以及对阿基米德原理的理解。
25.【考点】8S:物体的浮沉条件及其应用.
【专题】15:简答题;584:浮沉的应用.
【分析】①一切浸在液体或气体中的物体都受到竖直向上的浮力,物体所受浮力的大小既与物体排开液体的体积有关,又与排开液体的密度有关; 物体的沉浮与物体的重力大小以及物体所受浮力的大小无关,它是由物体所受重力与浮力的合力决定。当合力向上则物体上浮;当合力向下,则物体下沉;当合力为0,则物体处于漂浮或悬浮状态。
②液体沸腾的条件有2个:一是温度达到沸点;二是继续吸热。
【解答】答:
①饺子熟后会漂起来;
解释:饺子受热后内部气体膨胀,饺子体积变大,所受浮力大于重力,因而饺子会漂起来。
②当饺子下锅后原来沸腾的水不再沸腾了;
解释:饺子是凉的。与沸水接触后,要从水中吸收热量,使水温低于沸点而停止沸腾。
【点评】能否根据情境或生活经验找到与物理知识有关的现象是本题的解题关键所在。
六.实验探究题(共2小题)
26.【考点】8R:探究影响浮力大小因素的实验.
【专题】31:定性思想;5A5:探究型实验综合题.
【分析】(1)分析图示实验,根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论。
(2)探究浮力与物体浸入液体深度的关系,应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,分析图示实验,然后答题。
(3)为了探究浮力大小与液体的密度有无关系,应控制物体排开液体的体积相同而液体的密度不同,分析图示实验,然后答题
(4)根据图中测力计示数分析。
【解答】解:(1)由图甲、乙、丙所示实验可知,物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同,物体受到的浮力不同,由此可知,浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(2)探究浮力与物体浸入液体深度的关系,应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,由图示实验可知,图丙、丁所示实验中物体排开液体的密度、物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,可以选用图丙、丁所示实验探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系。
(3)分析图甲、丁、戊可知,在排开液体体积相同时,在水中受到的浮力为5N﹣1N=4N,在盐水中受到的浮力为5N﹣0.6N=4.4N,故要探究浮力大小与液体密度的关系,可选用图 甲、乙、戊的装置来进行操作;
(4)由图甲、戊所示实验可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力:F浮=G﹣F=5N﹣0.6N=4.4N。
故答案为:(1)物体排开液体的体积;(2)丙、丁;(3)甲、乙、戊;(4)4.4。
【点评】本题考查了探究影响浮力大小因素实验,要掌握称重法测浮力的方法、应用浮力公式即可解题,应用控制变量法是正确解题的关键。
27.【考点】8R:探究影响浮力大小因素的实验.
【专题】563:密度及其应用;581:压强、液体的压强;583:浮力;5A5:探究型实验综合题.
【分析】(1)物体重力与物体浸没在液体中时弹簧测力计对物体拉力之差是物体受到的浮力;桶与液体总重力与空桶的重力之差是物体排开液体的重力;比较实验中的结果得出实验结论。
(2)由图示中力的大小关系,结合阿基米德原理可得出f的示数;根据浮力公式求出物体的体积,然后应用密度公式求出物体的密度,
(3)应用浮力公式求出盐水的密度,根据p=ρ液gh判断压强的大小;
(4)c步中弹簧测力计的示数为2N,小于3N,说明物体还受到另外一个向上的力的作用,据此分析产生错误的可能原因;根据阿基米德原理分析。
【解答】解:(1)合理的实验顺序是:测出空桶所受的重力;测出实心合金块所受的重力;
把合金块浸没在装满水的溢水杯中,测出合金块所受的浮力,收集合金块排开的水;测出桶和排开的水所受的重力;
由图bc所示可知,物体受到的浮力:F浮=G﹣F=4N﹣3N=1N,
由图ad所示可知,物体排开液体的重力:
G排水=G桶和水﹣G空桶=2N﹣1N=1N,
由图示abcd所示实验可知:浮力大小等于物体排开液体所受的重力;
(2)由图be可知,在盐水中,物体所受浮力为:
4N﹣2.8N=1.2N,则排开盐水的重力也应该是1.2N,
所以图f中测力计的示数应该是1N+1.2N=2.2N;
由G=mg可知,物体的重力:m===0.4kg,
物体完全浸没在水中受到的浮力:F浮=ρ水gV,
物体的体积:V===1×10﹣4m3,
物体的密度:ρ===4×103kg/m3;
(3)由图b、e所示实验可知,物体完全浸没在盐水中所受浮力:F浮′=4N﹣2.8N=1.2N;
由浮力公式F浮=ρ液gV可知,盐水的密度:ρ盐水===1.2×103kg/m3。
根据题意,由p=ρgh得,d与f排出液体的体积相同,所以液体的深度相同,
则p1:p2====5:6;
(4)c步中弹簧测力计的示数为2N,小于3N,说明物体还受到另外一个向上的力的作用,故产生错误的原因可能是物体碰触到容器底部,根据阿基米德原理,此时石块所受的浮力等于该时刻桶中水所受的重力。
故答案为:(1)abcd (2)2.2;4×103;(3)5:6 (4)物体碰触到容器底部等于。
【点评】本题考查验证阿基米德原理实验的步骤、称重法测浮力、密度测量、阿基米德原理的及液体压强公式的运用和实验中反常现象的分析,综合性强。
七.计算题(共3小题)
28.【考点】2A:密度的计算;8O:阿基米德原理的应用;8P:浮力大小的计算
【专题】11:计算题;583:浮力.
【分析】(1)知道物体的重力和浸没水中时弹簧测力计的示数,根据称重法求出受到的浮力;
(2)根据阿基米德原理求出排开水的体积即为物体的体积,
(3)由图甲可知物体的重力,根据G=mg求出物体的质量;利用ρ=求出物体的密度。
【解答】解:(1)物体受到的浮力:
F浮=G﹣F′=6N﹣4N=2N;
(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρ水gV排可得,物体的体积:
V=V排===2×10﹣4m3,
(3)物体的质量:
m===0.6kg,
则物体的密度:
ρ===3×103kg/m3。
答:(1)物体浸没在水中受到的浮力为2N;
(2)物体的体积为2×10﹣4m3,
(3)物体的密度为3×103kg/m3。
【点评】本题考查了重力公式、称重法求浮力、阿基米德原理、密度公式的应用,要注意物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等。
29.【考点】89:液体的压强的计算;8P:浮力大小的计算.
【专题】11:计算题;581:压强、液体的压强;583:浮力.
【分析】(1)利用重力公式求出蛟龙号载人潜水艇的重力,根据物体漂浮可得其受到的浮力;
(2)根据p=ρ液gh计算出蛟龙号载人潜水艇下潜至6699m深处受到海水的压强;
(3)根据阿基米德原理计算蛟龙号载人潜水艇在6699m深处所受的浮力。
【解答】解:
(1)因为蛟龙号载人潜水艇漂浮在海面上,
所以漂浮时其受到的浮力:
F浮=G=mg=22.24×103kg×10N/kg=2.224×105N;
(2)蛟龙号载人潜水艇下潜至6699m深处受到海水的压强:
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×6699m=6.699×107Pa;
(3)蛟龙号载人潜水艇在6699m深处时,V排=V=80m3,
蛟龙号载人潜水艇在6699m深处所受的浮力:
F浮=ρ海水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×80m3=8×105N。
答:(1)蛟龙号载人潜水艇漂浮在海面上时受到的浮力是2.224×105N;
(2)蛟龙号载人潜水艇下潜至6699m深处受到海水的压强是6.699×107Pa;
(3)蛟龙号载人潜水艇在6699m深处所受的浮力是8×105N。
【点评】此题考查浮力、液体压强的大小计算,物体浮沉条件及其应用,关键是知道浸没在液体中的物体,其排开液体的体积等于自身体积。
30.【考点】86:压强的大小及其计算;89:液体的压强的计算;8O:阿基米德原理的应用;8S:物体的浮沉条件及其应用.
【专题】32:定量思想;573:重力、弹力、摩擦力;581:压强、液体的压强;583:浮力;584:浮沉的应用.
【分析】(1)观光艇漂浮在水面上,利用物体的漂浮条件求受到的浮力;
(2)利用F浮=ρgV排求出浮力;再利用漂浮条件求观光艇满载乘客时的总重力,根据G=mg算出总质量,总质量减去观光艇的质量得出人的总质量,最后用人的总质量除以一个人的质量,算出人数。
(3)再根据p=变形F=pS求出压力。
【解答】解:
(1)观光艇漂浮在水面上时,其受到的浮力:
F浮=G艇=mg=900kg×10N/kg=9000N;
(2)观光艇的最大浮力:
F浮大=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2m3=20000N;
因为观光艇漂浮,
所以观光艇的总重力:G总=F浮大=20000N,
则人的总重力:G人=G总﹣G艇=20000N﹣9000N=11000N;
由G=mg得,人的总质量:
F=pS=3000Pa×20×10﹣4m2=6N。
答:(1)观光艇漂浮在水面上时,受到的浮力是9000N;
(2)如果观光艇的最大排水体积是2m3,为了安全,最多能承载质量均为60kg的游客18人;
(3)若观光艇在水面下30cm处有一个面积为20cm2的小零件,则该小零件受到河水的压力是6N。
【点评】本题考查了重力公式、浮力公式、液体压强公式、压强定义式、物体浮沉条件的应用,计算时注意单位统一。