力学培优冲刺---解答题3—2020-2021学年华师大版八年级科学暑假专题（含答案）

力学培优冲刺---解答题3
1.小明同学对一个金属块进行了两次测量：第一次如图(甲)所示，用细线系住金属块挂在弹簧测力计上，弹簧测力计的读数为2.7N。第二次如图(乙)所示，让金属块浸没在盛水的杯子中，这时弹簧测力计的读数为1.7N。(g取10N/kg)
金属
金
铜
铁
铝
密度(×103kg/m3)
19.3
8.9
7.9
2.7
（1）求金属块在水中受到的浮力。
（2）求金属块的体积；
（3）通过进一步计算，结合下表所列的“某些金属的密度”，说明金属块是何种金属。
2.“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积为30米3 ， 空载时质量约为22吨，最大荷载240千克。
（1）“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大？
（2）若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入多少立方米的水？（海水密度取 1.0×103千克/米2）
3.将一个小球投入足量水中，静止时所受浮力为9N。再将这个小球投入足量酒精中，静止时所受浮力为8N。（已知水的密度为1000kg/m3 ， 酒精的密度为800kg/m3）
（1）请判断小球在水中静止时处于________（选填“漂浮、悬浮、沉底”）状态；在酒精中静止时处于________（选填“漂浮、悬浮、沉底”）状态。
（2）列式计算小球的密度。

4.某海滩浴场发现犯罪嫌疑人在作案现场留下了清晰的鞋印，侦察员立即浇注了鞋印蜡模，测出蜡模的平均厚度约为3厘米，一只蜡模质量为729克。试验还表明：达到鞋印同样深度的压强约有18000帕，查得蜡的密度是900千克／米3。请帮助侦察员估算一下犯罪嫌疑人的质量。(g取10牛／千克)
5.下表为硫酸密度与硫酸溶液中的溶质的质量分数对照表（20℃）
密度（g/ml）
1.01
1.07
1.14
1.22
1.30
1.40
1.50
1.61
1.73
1.81
1.84
质量分数（%）
1
10
20
30
40
50
60
70
80
90
98

有一物块A,其体积为250cm3,密度为1.30g/cm3。一只容器中盛有某硫酸溶液5千克,将物块A放入该溶液中静止后如图所示，此时物块A有2/15的体积露出液面。
（1）求物块A静止时受到的浮力大小?
（2）求这种硫酸溶液的溶质质量分数是多少?
（3）要使物块A全部浸入溶液中,至少需要往容器中加水多少千克?(容器足够大,加水后溶液不溢出。)


6.建设中常用到爆破技术，在一次山石的爆破中，用了一条长96cm的导火线来引爆装在钻孔里的炸药．已知，导火线的燃烧速度是0.8cm/s，假若爆破者将导火线点着后，迅速以5m/s的速度跑开。问：
（1）从点燃导火线到爆破需要多长时间？
（2）他能不能在爆破前跑到750m远的安全区？
（3）若能，说明理由，若不能请算他要在爆破前到达安全区，则跑步速度至少为多少？
7.? 2017年4月2日．上午，中国第二艘航空母舰001A在大连船厂举行下水仪式，据外界猜测，001A的排水量可达6万吨，“标准排水量"是指人员武装齐备，但不包含燃油、滑油、备用锅炉水在内的排开水的质量(第1、2小问计算中ρ海水=1×103kg/m3)。
（1）若该航空母舰标准排水量6万吨，则此状态下航空母舰所受到海水的浮力是多少？
（2）若装载燃油、滑油、备用锅炉水共1.8万吨到达满载，则航空母舰排开液体体积比标准状态下变化了多少？
（3）已知印度洋的海水密度小于太平洋的海水密度，当这艘航空母舰满载时从太平洋到印度洋时(不考虑燃油、食物、淡水等物质的消耗，舰体浸水部分当作长方体)。
①舰身会________(选填： 上浮一些，下沉一些保持不变)。
②其排水量将 ________(选填：变大、变小、不变)。
③舰底受到海水的压强将________(选填：变大、变小、不变)。

8.在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下，空气流速v与压强p的关系可表示为ρv2+p=C（式 中C是常量，ρ表示空气密度）．如图所示，在水平桌面上放置一个质量为m、底面积为S的硬币， 并沿箭头所示方向吹气，气流通过硬币上部，由于硬币下面没有气流通过，从而产生压力差，给硬币 一个向上的动力。
（1）根据上述关系式可知：空气流速越大，压强越________。
（2）根据上述流速与压强的关系式可知，硬币下方空气压强p下=________。
（3）请推导出刚好将硬币吹起时吹气速度的表达式：v=________（用ρ、S、m表示）。

9.衢衢手头上有完全相同的1元硬币20枚，为了测出其中一枚硬币的密度，她设计了一个小实验。实验器材有空金属筒、量杯和水。主要的实验步骤如下：
A.将20枚硬币放入金属筒中，让金属筒漂浮在量杯中，记下此时水面处的刻度值为84mL；
B.将 20枚硬币全部放入水中，此时量杯中水面处刻度如图所示；
C.将空金属筒放入盛有适量水的量杯中，让其漂浮，记下此时水面处的刻度值为 18mL。

（1）合理的实验顺序是________（只填字母序号）；
（2）请根据实验所得的数据列式计算硬币的密度；
（3）实验中，衢衢运用了下列哪些科学方法？ ????????????（填字母序号）。
A.控制变量法
B.转换法
C.类比法
D.累积法

10.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）物体的质量；
（2）物体浸没在水中受到的浮力；
（3）物体的体积和密度；
（4）若用细线悬挂一个体积不变的木球（ρ木=0.6g/cm3）使二者悬浮，如图丙所示。则木球的体积至少多大？
参考答案
1.【答案】 （1）金属块受到的浮力F浮=G-F拉=2.7N-1.7N=1N；
（2）金属块的体积V=V排=F浮gρ水=1N10N/kg×103kg/m3=10?4m3；
（3）金属块的密度：ρ=GgV=2.7N10N/kg×10?4m3=2.7×103kg/m3。
根据表格可知，该种金属是铝。
【考点】密度公式的应用，阿基米德原理，浮力大小的计算
2.【答案】 （1）解：物体处于漂浮状态时，浮力等于重力；所以 F浮=G=mg=22×1000kg×10N/kg=2.2×105N
（2）解：当蛟龙号下沉时，处于漂浮状态，浮力依然等于重力；但是由于蛟龙号完全浸没，所以受到的浮力增大；
所以注入的水的重力就是浮力增大的部分； F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N
G水=F浮?G?G载重=3×105N?240kg×10N/kg=7.76×104N
V水=G水ρ水g=7.76×104N1×103kg/m3×10N/kg=7.76m3?

【考点】密度公式的应用，二力平衡的条件及其应用，阿基米德原理，物体的浮沉条件及其应用
3.【答案】 （1）漂浮；沉底
（2）在水中漂浮：F浮＝G球＝9N?? ??所以m球＝G球/g＝0.9kg
在酒精中浸没：F浮＝ρ酒gv球＝8N，? 解出：v球＝F浮/ρ酒g＝0.001m3
ρ球＝m球/v球＝0.9×103kg/m3
【考点】密度公式的应用，阿基米德原理，浮力大小的计算，物体的浮沉条件及其应用
4.【答案】 解：由ρ=m/V得：鞋模体积V=m模/ρ蜡=729g/0.9g/cm3=810cm3 ，
鞋模面积：S0=V/h=810cm3/3cm=270cm2 ， 因为人有两只脚，所以罪犯站立时的面积：S=2S0=2×270cm2=540cm2=0.054m2 ， 由p=F/S得：∴罪犯的体重：G=F=pS=1.8×104Pa×0.054m2=972N，由G=mg得：犯罪嫌疑人的质量m=G/g=972N/10N/kg=97.2kg；答：犯罪嫌疑人的质量为97.2kg。
【考点】重力的大小，压强的大小及其计算
5.【答案】 （1）解：因为物体漂浮
所以F浮=G物=ρVg=1.30×103kg/m3×2.50×10-6m3×10N/kg=3.25N
（2）F浮=ρgV排
所以ρ液=F浮/gV排=3.25N/（10N/kg×13/15×250×10-6m3）=1.5×103kg/m3=1.5g/cm3
查表为这种硫酸溶液的溶质质量分数60%
（3）解：物块A全浸，则ρ液=ρ物=1.30g/cm3 ， p%=40%
5kg×60%=(5kg+m)×40%
m=2.5kg
【考点】阿基米德原理，物体的浮沉条件及其应用
6.【答案】 （1）从点燃导火线到爆破需要时间：
（2）爆破者跑750m用的时间： ；
∵t1＜t2 ， ∴他不能在爆破前跑到750m远的安全区
（3）要在爆破前到达安全区， ，
∴ 。
【考点】速度公式及其应用
7.【答案】 （1）F浮=G排液=mg=6×107kg×10N/kg=6×108N
（2）V排= m排ρ液=1.8×107kg1.0×103kg/m3 =1.8×104m3
（3）下沉一些；不变；不变
【考点】密度公式的应用，压强的变化，阿基米德原理，物体的浮沉条件及其应用
8.【答案】 （1）小
（2）C
（3）mgρS
【考点】流体压强与流速的关系
9.【答案】 （1）CAB
（2）20枚硬币的总体积V=26mL-18mL=8mL=8cm3 ， 20枚硬币排开水的总体积
V排=84mL-22mL=62mL=62cm3
20枚硬币所受的浮力：F浮=G排=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×62×10-6m3=0.62N
20枚硬币所受的重力大小：G=F浮=0.62N
20枚硬币的质量： m=Gg=0.62N10N/kg=0.062kg
物体的密度： ρ=mv=0.062kg8×10-5m=7.75×103kg/m3
（3）B,D
【考点】密度公式的应用，固体密度的测量
10.【答案】 （1）解： 物体的质量m=Gg=6N10N/kg=0.6kg；
（2）解：物体浸没在水中受到的浮力F浮=G-F拉=6N-4N=2N；
（3）解：物体的体积V=V排=F浮ρ水g=2N103kg/m3×10N/kg=2×10?4m3；
物体的密度ρ=mV=0.6kg2×10?4m3=3000kg/m3。
（4）解：当木球和物体在水中悬浮时，
根据悬浮条件得到：F浮总=G+G球；
ρ水g（V+V球）=G+ρ木gV球；
103kg/m3×10N/kg×（2×10-4m3+V球）=6N+0.6×103kg/m3×10N/kg×V球；
解得：V球=1×10-3m3。
【考点】阿基米德原理，浮力大小的计算