苏科版八年级下册10.4浮力同步练习(答案)

苏科版八年级下册 10.4 浮力 同步练习
一、单选题
1.在浮力压强的知识构建中,我们认识了很多古今中外的物理学家,他们推动物理学发展,推动社会进步,下列物理学史的描述中正确的是(  )
A.阿基米德原理只适用于液体,不适用于气体
B.为纪念物理学家帕斯卡,将其名字作为浮力的单位
C.托里拆利实验测得1个标准大气压能托起760mm水银柱
D.马德堡半球实验是历史上第一个证明液体压强存在的实验
2.小红用弹簧测力计、铁圆柱体、两个相同的大烧杯做“探究影响浮力大小的因素”的实验, 其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。下列说法正确的是(  )
A.铁圆柱体浸没在水中所受浮力大小为1N
B.由甲、乙、戊三图可探究浮力大小与液体密度的关系
C.由甲、乙、丁三图可知,物体浸入液体的深度越深,所受浮力越大
D.再增加一个体积和铁圆柱体相等的铜圆柱体,可探究浮力大小与物体质量的关系
3.小君对生活中观察到的现象解释不正确的是(  )
A.水壶的壶嘴与壶身构成连通器,静止时水面总是相平的
B.小君看完乒乓球可以静止于水中任何位置的太空科普实验后得出结论:空间站上乒乓球在水中不受浮力作用
C.抽油烟机工作时是利用气体流速越大,压强越小原理将油烟“吸”走的
D.用吸管吸饮料是利用嘴的“吸力”把饮料吸入嘴里
4.如图所示,水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四个完全相同的圆柱形容器、其中甲容器内只有水,乙容器内有木块漂浮在水面上,丙容器内有一个铝块沉在水底,丁容器中用细线悬吊着一个实心的铝球浸没在水中。已知四个容器中的水面一样高,对于这一情景,有如下一些说法,其中正确的是(  )
①各个容器中水对容器底部的压力F甲②乙图中,对木块上表面施加一个压力,使木块恰好浸没,容器对桌面的压力变大
③丙图中将铝块取出后,水对容器底部的压强减小
④丁图中将细线剪短后,球沉入水底,容器对桌面的压力变化量等于铝球重力
A.①③ B.②③ C.②④ D.①④
5.2020年10月27日,我国研发的“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功下潜突破1万米达到10058米,创造了中国载人深潜的新纪录。关于“奋斗者”号下列说法正确的是(  )
A.悬浮和漂浮时受到的浮力相等
B.匀速下潜的过程中受非平衡力
C.从悬浮到下潜过程中受到的浮力变大
D.匀速下潜过程中底部受到的海水压强变大
6.如图所示,将乒乓球置于去底塑料瓶口处,然后向瓶里注水,当有少量水从瓶口流出时,乒乓球不上浮;若用手堵住瓶口,可观察到乒乓球上浮起来,此实验说明了( )
A.液体的压强与液体的密度有关
B.连通器原理
C.大气存在压强
D.浮力产生的原因
7.如图中各现象与飞机机翼获得升力的原理相同的是(  )
A. 液压机
B. 简易喷雾器
C. 钢笔吸墨水
D. 升空的热气球
8.如图甲所示,将电子秤放在水平桌面上,把一盛有适量水的柱形容器放在电子秤上,记下此时电子秤的示数为m0。用手提着系在细线下端的长方体金属块使之缓慢浸入容器内的水中,金属块始终保持竖直状态且不接触容器底和侧壁,此过程中容器中的水未溢出。金属块浸入水中的过程中电子秤的示数m与m0的差值Δm随金属块下表面到水面的距离h变化的关系图像如图乙中a图线所示。从水中取出金属块后,再将容器中的水换为另一种液体重复上述过程,电子秤的示数m与m0的差值Δm随金属块下表面到液面的距离h变化的关系图像如图乙中b图线所示。已知水的密度为1.0×103kg/m3,取g=10N/kg。下列说法中正确的是(  )
A.金属块在水中受到的最大浮力为1N
B.另一种液体密度为0.8g/cm3
C.当金属块浸没在水和另一种液体中保持静止时,细线对金属块的拉力大小相等
D.金属块的底面积为5cm2
9.在装满水的容器中,放入一质量为30g的实心物块,从容器中溢出20g水,则该物块在水中受到了多大的浮力?(  )
A.0.1N B.0.2N C.0.3N D.0.5N
10.如图,将小石块挂在弹簧测力计下如图甲,再浸没入水中(石块没有碰到烧杯底部)如图乙,静止时测力计示数分别是4N和3N,关于乙图的说法正确的是(  )
A.水对石块的浮力是3N
B.石块对水有1N的压力
C.石块受的力有重力、拉力、浮力和水对它的压力
D.图乙中人的手受的拉力是3N
11.用弹簧测力计悬挂一实心物体,将物体从水面上方某一高度匀速下降,如图甲所示,物体下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙,根据图中信息,可知(  )
A.物体受到的最大浮力是5N
B.物体的体积是500cm3
C.物体的密度是2.25×103kg/m3
D.物体浸没后,下表面受到水的压力保持不变
12.如图甲所示,放置在水平桌面上的质量为800g的薄壁厚底容器中装有20cm深的水,已知容器的底面积为400cm2,容器中水的质量为10kg,将一质地均匀的长方体物块通过一根轻杆缓慢压入水中,当物块还有五分之一的体积露出水面时(如图乙),杯子对桌面的压强与图甲相比增加了200Pa,此时杆对物块的压力为2N,则下列说法正确的是(  )
A.甲图中容器对桌面的压强为2000Pa
B.甲图中水对容器底的压力为100N
C.乙图中物块的密度为0.6×103kg/m3
D.若将物块全部压入水中,杆对物块的压力为6N
13.如图甲,弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像,则下列说法中错误的是(g取10N/kg)(  )
A.物体的重力是9N
B.物体刚浸没时下表面受到水的压力时4N
C.物体的体积是400cm3
D.物体受到的最大浮力是5N
14.如图,鱼嘴吐出的气泡上升,对气泡上升时受到的浮力和气泡受到水的压强分析正确的是(  )
A.浮力不变,压强不变 B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变大 D.浮力变大,压强变小
15.如图所示,A、B是自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水。则一定不受浮力的是(  )
A.A B.B C.C D.D
二、填空题
16.在水平桌面上有一个盛有水的柱状容器,高10cm的长方体木块用细线系住没入水中,如图甲,细线绷直,长4cm,木块上表面在水下1cm,已知容器底面积是木块底面积的4倍,如图所示。将细线剪断,木块最终浮在水面上,且有4cm高度高出水面。木块与水的密度比是______,剪断细线前后,木块受到的浮力之比是______,水对容器底的压强比是______。
17.如图,弹簧测力计的分度值是______N,用弹簧测力计测出物块在空气中的重力为5N,再将物块完全浸没在水中,弹簧测力计示数如图所示,则物块所受的浮力大小为______N。
18.用针将重为3N的正方体小木块按入水中浸没(如图),此木块上表面受到水的压力为10N,下表面受到水的压力为15N,则木块受到浮力的方向是______的,大小为______N。
19.在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王冠在空气中称时重5N,浸没在水中称时重4.7N,则这顶王冠浸没在水中所受的浮力为____N,它排开的水重为_____N。
20.如图(a)所示,物体A重为,体积为。如图(b)所示,水平地面上有一个重为、底面积为S的薄壁圆柱形容器,容器足够高,容器内盛有重为的水。
(1)若用绳子吊着物体A,将三分之一体积浸入水中,水对容器底压强的增加量与容器对桌面的压强增加量比值为___________。
(2)若剪断绳子后,物体A下沉至容器底部且完全浸没在水中,此时水对容器底的压强与容器对桌面压强的比值为___________。
三、综合题
21.“蛟龙号”创造了“中国深度”--下潜7062m.今年“蛟龙号”将远赴印度洋探索2700m深处活火山的奥秘.已知:海水密度ρ=1.03×103kg/m3,声音在海水中的传播速度是1500m/s,取g=10N/kg.问:
(1)“蛟龙号”下潜到2700m深度时受到的海水的压强是多少?
(2)电磁波传播速度大,但是在海水中的传输距离是短.母船与“蛟龙号”信息传递要借助于声呐.在2700m深处的“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要多长时间?
(3)“蛟龙号”到达海底扔掉部分配重后,排开的水所受的重力是5×103N,它受到的浮力是多少?
(4)任务完成后,起重机把重2.2×105N的“蛟龙号”吊到母船上,起重机滑轮装置原理如图乙,在滑轮装置作用下,“蛟龙号”离开水面后缓慢竖直上升10m后到达甲板,绳子自由端的拉力为68750N,移动的距离是40m,则滑轮装置的机械效率是多少?
(5)你认为“蛟龙号”面临的主要技术难题是什么(答出一条即可)?
22.如图甲所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,静止时弹簧测力计的示数为F1=2.7N.将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深度处,静止时弹簧测力计的示数为F2=1.7N.求:
(1)圆柱体浸没时受到的浮力大小.
(2)圆柱体的体积.
(3)结合下表所列的“某些金属的密度”,计算说明圆柱体可能是何种金属.
金属 金 铜 铁 铝
密度ρ(×103kg/m3) 19.3 8.9 7.9 2.7
(4)图乙是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象,请在乙图中画出浮力大小随圆柱体下降高度变化的图象.
23.如图所示为某电热加湿器工作原理图,当向水箱内缓慢加水时,正方体浮块随之上升,至图中虚线位置时(浮块上、下表面分别和a、b点齐平),浮块触发水箱侧壁开关,使加热器工作。为防止水面太低而使加热器空烧,该加湿器设定为:仅当浮块位于虚线位置时,加热器才工作。已知浮块处于虚线位置时,其下表面距水箱底部的高度为15cm,弹簧对浮块的弹力大小为7N,浮块的质量为0.3kg。求:
(1)浮块受到浮力的方向是________;
(2)浮块受到浮力的大小;( )
(3)浮块在虚线位置时排开水的体积;( )
(4)加湿器正常工作的最低水面到水箱底部的距离。( )
24.完成下列作图和读数。
(1)物体AB放在平面镜前,请在图中画出它经平面镜所成的像A′B′______;
(2)请在图中画出静止在水中的小球所受浮力的示意图______ ;
(3)读出图中被测物体的长度为______cm。
25.小明同学在学了初中物埋的有关知识后突发奇想,想自己亲自动手设计一能测量液体密度的比重计。如图所示:把半径为R,高为H,密度为ρ,且质量分布均匀的某种材料的圆柱体刻上一定的刻度,放到被测液体中,当圆柱体正立漂浮在被测液体上时,依其设计的刻度就可以读出待测液体的密度。请您按要求完成下列几个小题:
(1)如果为了让圆柱体能稳定的正立漂浮于液体上,圆柱体至少要浸没的高度,并在高度处标上刻度表示液体恰好浸到此处时被测液体的密度,则此刻度应该为该比重计所能测量液体密度的_______(填“最大值”或“最小值”)。
(2)该比重计测量原理是利用了当圆柱体漂浮在液面上时,圆柱体所受的重力与圆柱体所受的_______平衡的二力平衡原理。
(3)如果该圆柱体的密度为ρ=0.8×103kg/m3,则按(1)的要求,该比重计的测量范围为________。
(4)按(1)的要求,该比重计的测量范围与圆柱体的高度H_________(填“有关”或“无关”)。
26.某同学在弹簧测力计下挂一均匀金属圆柱体,将其浸在液体中,探究弹簧测力计示数与液体密度的关系。实验时,该同学把圆柱体浸没在不同液体中,分别记下了弹簧测力计的示数,得到实验数据如表所示。(g=10N/kg)
液体密度ρ(×103kg/m3) 1.2 1.8 2.0 2.4
弹簧测力计示数 F(N) 7.5 4.5 1.5
(1)根据表中实验数据,空格处应填写______;
(2)均匀金属圆柱体的密度为______kg/m3。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】
A.阿基米德原理适用于液体,也适用于气体,故A错误;
B.为纪念物理学家帕斯卡,将其名字作为压强的单位,故B错误;
C.托里拆利实验测得一个标准大气压能支持
760mm=76cm
高水银柱,故C正确;
D.马德堡半球实验是历史上第一个证明大气压存在的实验,故D错误。
故选C。
2.D
【详解】
A.由图甲可知铁圆柱体的重力为5N,由图丙可知铁圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1N,根据称重法可知铁圆柱体浸没在水中所受浮力
故A错误;
B.由甲、乙、戊三图可知,液体密度种类不同,铁圆柱体排开液体体积不同,无法探究浮力大小与液体密度的关系,故B错误;
C.由甲、乙、丁三图可知,物体浸入液体的深度越深,排开液体的体积也越大;物体在液体中受到的浮力只与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力越大,跟浸入深度无关,故C错误;
D.再增加一个体积和铁圆柱体相等的铜圆柱体,控制两种圆柱体浸入液体的密度和排开液体的体积相同,可探究浮力大小与物体质量的关系,故D正确。
故选D。
3.D
【详解】
A.水壶的壶嘴与壶身上端开口、下部相连通,构成连通器。连通器内的水在不流动时,各容器中的液面总是相平的,故A正确,A不符合题意;
B.浮力产生的原因是物体受到液体向上和向下的压力差,产生压力差的原因是液体内部压强随深度的增大而增大,在空间站上处于失重状态,液体内部没有压力,物体也就不受浮力,故B正确,B不符合题意;
C.抽油烟机工作时,内部的风扇转动,空气流速大,压强小,油烟机外部空气流速小,压强大,油烟在内外压强差作用下被“吸”走,故C正确,C不符合题意;
D.用吸管吸饮料时,把吸管的气体吸出,吸管内压强较小,外界大气压把饮料压入吸管,不是利用嘴的“吸力”把饮料吸入嘴里,故D错误,D符合题意。
故选D。
4.B
【详解】
①因各个容器中液面相平,根据公式p=ρgh可知,各个容器中水对容器底部的压强相等,因为甲、乙、丙、丁四个完全相同的圆柱形容器,底面积相同,根据公式F=pS可知,四个容器底受到水的压力相同,故①错误;
②乙图中,对木块上表面施加一个压力,使水位上升,水对容器底的压力变大,则容器对桌面的压力变大,故②正确;
③丙图中将铝块取出后,容器中的水位下降,根据公式p=ρgh可知,水对容器底部的压强减小,故③正确;
④分析球的受力情况可知,绳子对球的拉力大小等于球的重力与球所受浮力的差,剪断绳子后,球落到容器底部,分析受力情况,球受到的重力和浮力不变,因此容器底部对球的支持力也等于球的重力与球所受浮力之差,故④错误。
纵上可知,②③正确,①④错误,故B正确,ACD错误。
故选B。
5.D
【详解】
A.载人潜水器悬浮和漂浮时,排开的水的体积不同,水的密度不变,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,受到的浮力不相等,故A错误;
B.匀速下潜的过程中,潜水器受力平衡力,受平衡力的作用,故B错误;
C.从悬浮到下潜过程中,潜水器排开的水的体积不变,水的密度不变,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,受到的浮力不变,故C错误;
D.匀速下潜过程中,深度变大,水的密度不变,根据公式p=ρ水gh可知,潜水器底部受到的海水压强变大,故D正确。
故选D。
6.D
【详解】
开始时乒乓球受到液体压强作用,下部液体较少且随时流走,所以受到液体向上的压强小于向下的压强,向上的压力小于向下的压力,乒乓球不能上浮。当用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,乒乓球下面也受到液体压强和大气压的作用。向上的液体压强大于向下的液体压强,乒乓球上浮,故此实验说明了浮力产生的原因,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
7.B
【详解】
飞机的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理。
A.液压机利用的是液体能传递压强,故A不符合题意;
B.用嘴吹气,管上方的流速大,压强小,液体在压力差的作用下被压出,故B符合题意;
C.钢笔吸墨水利用的是大气压,故C不符合题意;
D.热气球升空利用的是物体的浮沉条件,故D不符合题意。
故选B。
8.B
【详解】
由题意知
m0=m水+m容
把金属块缓慢浸入水中时,金属块受到向上的浮力,反过来金属块对水有向下的压力。所以
F浮=F压
则电子秤所受的压力
F=G总=mg=m水g+m容g+F压
那么
A.由图乙a图线知,当h=4cm时,长方体金属块刚好浸没在水中
m=10.0g=0.01kg
所以金属块在水中的最大浮力
F浮大= mg=0.01kg×10N/kg=0.1N
故A错误;
B.金属块浸没在水中时,排开水的体积即金属的体积,据阿基米德原理得
由图乙b图线知,当金属块浸没在另一液体中时
m1=8.0g=0.008kg
此时金属块受到的浮力
F浮1= m1g=0.008kg×10N/kg=0.08N
据阿基米德原理得
故B正确;
C.金属块浸没且静止时,受到的竖直向下的重力、拉力和竖直向上的浮力是平衡力,所以
F拉+G=F浮
因为金属块浸没在水中和在液体中的浮力不等,所以细线对金属块的拉力大小不等。故C错误;
D.由图乙a图线知,h=4cm时,金属块刚好浸没水中,所以金属块的高度为4cm。所以金属块的底面积
故D错误。
故选B。
9.B
【详解】
根据阿基米德原理可知,浮力等于排开水的所受的重力,故该物块在水中受到了的浮力
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
10.B
【详解】
在空气中称出物体的重力G,浸在水中物体受重力、浮力和拉力,故G,则。
A.水对石块的浮力
故A错误;
B.力的作用是相互的,水对石块的浮力是1N,石块对水的压力为1N,故B正确;
C.乙图中石块受到重力、拉力和浮力作用,故C错误;
D.图乙中人的手受的拉力是3N加上弹簧测力计的重力,大于3N,故D错误。
故选B。
11.C
【详解】
A.由图象知,物重G=9N,当物体完全浸没时,拉力F=5N,则该物体受到的最大浮力
故A错误;
B.由得物体的体积
故B错误;
C.物体的质量
物体的密度
故C正确;
D.物体下降过程中,下表面在水中的深度变大,由可知, 水对容器底部的压强变大, 根据可知下表面受到的压力变大,故D错误。
故选C。
12.C
【详解】
A.容器内水的重力
G水=m水g=10kg×10N/kg=100N
容器的重力
G容=m容g=0.8kg×10N/kg=8N
甲图中容器对桌面的压力为
F甲=G水+G容=100N+8N=108N
甲图中容器对桌面的压强为
故A错误;
B.甲图中水对容器底的压强
p甲水=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa
甲图中水对容器底的压力为
F甲水= p甲水S=2000Pa×400×10-4m2=80N
故B错误;
C.由图甲、图乙可知,此时图乙中容器对桌面增加的压力,即物体排开水的重力(浮力),则
此时物块受到浮力、压力和重力,所以物体的重力
G物=F浮-F压=8N-2N=6N
物体排开水的体积
物块有五分之一的体积露出水面,则
物体的体积
物体的密度
故C正确;
D.物块全面压入水中,受到的浮力
物块受到的压力
故D错误。
故选C。
13.D
【详解】
A.由图像可知,当h=0时,弹簧测力计示数为9N,此时物体在空气中,则
G=F拉=9 N
故A正确,不符合题意;
C.由 可得物体的体积
故C正确,不符合题意;
D.由图像可知,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,此时受到的浮力最大,物体浸没时拉力为5N,物体受到的最大浮力
F浮=G-F=9N-5N=4N
故D错误,符合题意;
B.物体刚浸没时,上表面受到水的压力为0,则下表面受到水的压力
F下=F浮=4 N
故B正确,不符合题意。
故选D。
14.D
【详解】
气泡上升时,深度变小,由p=ρgh得气泡受到水的压强变小,因此气泡的体积变大,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,气泡所受的浮力在变大,故D正确,ABC错误。
故选D。
15.C
【详解】
AD.由图可知,水对A、D物体上、下表面都产生了压力差,故A、D物体都受浮力的作用,故AD不符合题意;
B.B物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对B物体上、下表面产生了向上的压力差,故B物体一定受浮力的作用,故B不符合题意;
C.C物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对C物体上、下表面没有产生向上的压力差,故C物体一定不受浮力的作用,故C符合题意。
故选C。
16. 3︰5 5︰3 15︰14
【详解】
[1]将细线剪断,木块最终浮在水面上,浮力等于重力,即
F浮=G木
根据阿基米德原理
F浮=ρ液gV排
G木=m木g=ρ木gV木

ρ液gV排=ρ木gV木
木块有4cm高度高出水面,故
代入得
[2]剪断细线前木块排开水的体积
V排′=V木
根据F浮=ρ液gV排可知剪断细线前后,木块受到的浮力之比
[3]由甲图可知,将细线剪断前,水的深度为
h前=1cm+10cm+4cm=15cm
设木块的底面积为S, 剪断细线后,木块排开水的体积与浸没时相比减小了
ΔV=S×4cm
已知容器底面积是木块底面积的4倍,故水面下降的深度
故将细线剪断后,水的深度为
h后=15cm﹣1cm=14cm
故剪断细线前后,水对容器底的压强比
17. 0.2 2.2
【详解】
[1]由图可知在0~1N之间有5个小格,每格为0.2N,故其分度值为0.2N。
[2]因为物体的重力G=5N,由图乙可知,物块完全浸没在水中时,测力计示数F=2.8N,物体受到的浮力为
F浮=G-F=5N-2.8N=2.2N
18. 竖直向上 5
【详解】
[1]由浮力的产生条件可知,木块受到的浮力的方向是竖直向上的。
[2]因浮力的定义为物体上下表面受到液体的压力差,故由题意可知,木块受到的浮力大小为
15N-10N=5N
19. 0.3 0.3
【详解】
[1]王冠浸在水中后,弹簧秤的示数减小,这是因为王冠这时受到了液体对它向上的浮力作用,王冠所受的浮力大小为
F浮力=G-F示=5N-4.7N=0.3N
[2]根据阿基米德原理可得,物体所受的浮力大小等于它排开的液体所受的重力,所以王冠排开水的重力为0.3N。
20. 1∶1 0.8
【详解】
(1)[1]用绳子吊着物体A,将三分之一体积浸入水中时,液面上升的高度
水对容器底压强的增加量
当物体A没有浸入水中时,容器对桌面的压力
F桌=G容+G水--------①
将三分之一体积浸入水中后,把容器、水和物体A看作一个整体,受向下的总重力、向上的支持力、拉力作用处于平衡状态,所以,此时容器对桌面的压力
F桌′=F支=G容+G水+GA-F拉--------②
由①②可得
ΔF桌=GA-F拉=F浮=ρ水gV排=ρ水g×
容器对桌面的压强增加量
Δp水∶Δp桌=
(2)[2]若剪断绳子后,物体A下沉至容器底部且完全浸没在水中时,容器内水的深度
h=
此时水对容器底的压强
p水=ρ水gh=ρ水g×
容器对桌面压力
F桌″=G容+G水+GA
容器对桌面压强
p桌=
p水∶p桌=∶=(ρ水gVA+G水)∶(G容+G水+GA)= (1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3+50N)∶(12N+50N+38N)=80∶100=0.8
21.(1)2.78×107Pa;(2)1.8s;(3)5×103N;(4)80%;(5)“蛟龙号”面临的主要技术难题是压强
【详解】
试题分析:(1)“蛟龙号”下潜到2700m深度时,蛟龙号壳体受到海水的压强:
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×2700m≈2.78×107Pa;
(2)母船与“蛟龙号”信息传递要借助于声呐,声呐发出的超声波在海水中的传播速度是1500m/s,“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要的时间:
(3)由阿基米德原理可知,“蛟龙”号受到的浮力等于它排开海水的重力:F浮=G=5×103N;
(4)方法一:起重机把“蛟龙号”吊到母船的甲板上,克服“蛟龙号”的重力作的功是有用功,知道“蛟龙号”的重力,及“蛟龙号”上升的高度用公式W有用=Gh可计算出有用功;绳子自由端的拉力为68750N,移动的距离是40m,可用公式W总=Fs求出总功.最后用公式计算.
方法二:分析图乙,滑轮组承担物体重力的绳子股数:n=4,∴拉力移动的距离s=4h
滑轮装置的机械效率:
(5)随着下潜深度的增大,压强会越来越大,所以下潜至深海需要克服的技术难题是:压强.
考点:液体的压强的计算;浮力大小的计算;滑轮(组)的机械效率.
22.(1)圆柱体浸没时受到的浮力大小为1N;
(2)圆柱体的体积为1×10﹣4m3;
(3)圆柱体可能是铝金属;
(4)如图
【详解】
试题分析:(1)根据称重法可求得浮力;
(2)根据F浮=ρ水gV排可求得V排,因为浸没,所以V=V排;
(3)已知圆柱体重力可求得其质量,利用密度公式求得其密度,然后可知圆柱体可能是何种金属;
(4)浮力大小与物体浸没的深度无关.
解:(1)F浮=G﹣F=2.7N﹣1.7N=1N;
(2)根据F浮=ρ水gV排得:
V排===1×10﹣4m3,
因为浸没,所以V=V排=1×10﹣4m3;
(3)m==="0.27" kg;
圆柱体的密度ρ===2.7×103kg/m3;
查表可知ρ铝=8.9×103kg/m3,所以该圆柱体可能是铝.
(4)浮力大小与物体浸没的深度无关,物体完全浸没在水中,浸没的深度变化,测力计的示数不变,
答:(1)圆柱体浸没时受到的浮力大小为1N;
(2)圆柱体的体积为1×10﹣4m3;
(3)圆柱体可能是铝金属;
(4)如图.
23. 竖直向上 10N 25cm
【详解】
解:(1)浮力的方向总是竖直向上,故浮块受到浮力的方向是竖直向上。
(2)当浮块上升到虚线位置时,受重力、浮力和弹簧向下的拉力的作用而平衡,则重力
G=mg=0.3kg×10N/kg=3N
所以,浮力
F浮=G+F=3N+7N=10N
即浮块受到浮力的大小是10N。
(3)根据F浮=ρ液gV排可得
V排===1×10-3m3
即浮块在虚线位置时排开水的体积是1×10-3m3。
(4)由于仅当浮块对准磁控开关时才能通电,因而水位上升时也要保持浮块位置不变,则浮块此时必须是浸没的,即浮块的体积等于排开水的体积,则浮块的边长为
L==0.1m=10cm
因而此时最低的水位为
h=15cm+10cm=25cm
即加湿器正常工作的最低水面到水箱底部的距离是25cm。
答: (1)浮块受到浮力的方向是竖直向上;
(2)浮块受到浮力的大小是10N;
(3)浮块在虚线位置时排开水的体积是1×10-3m3;
(4)加湿器正常工作的最低水面到水箱底部的距离是25cm。
24. 3.24
【详解】
(1)[1]分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为AB在平面镜中的像,如图所示:
(2)[2]过小球的重心沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,用符号F浮表示;如图所示:
(3)[3]由图知:刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是
0.1cm=1mm
即此刻度尺的分度值为1mm;物体左侧与2.00cm刻度线对齐,右侧与5.24cm刻度线对齐,所以物体的长度为
L=5.24cm-2.00cm=3.24cm
25. 最大值 浮力 0.8×103kg/m3~3.2×103kg/m3 无关
【详解】
(1)[1]如果为了让圆柱体能稳定的正立漂浮于液体上,圆柱体至少要浸没的高度,并在高度处标上刻度表示液体恰好浸到此处时被测液体的密度;根据可知,当液体密度变小时,圆柱体浸没部分变大,而液体密度变小时,圆柱体浸没部分变小,则此刻度应该为该比重计所能测量液体密度的最大值。
(2)[2]根据沉浮状态受力特性可知,该比重计测量原理是利用了当圆柱体漂浮在液面上时,在竖直方向上圆柱体所受的重力与圆柱体所受的浮力平衡的二力平衡原理。
(3)[3]根据阿基米德浮力公式可知

解得液体的最小密度为
液体的最大密度为
(4)[4]按(1)的要求,由上述计算过程可知,该比重计的测量范围与自身密度有关,但与圆柱体的高度H无关。
26. 3.5 2.7×103
【详解】
(1)[1]液体密度越大,弹簧测力计示数越小,仔细分析可以看出,液体密度每增大0.2×103kg/m3,弹簧测力计的示数就减小1N,故表中空格处的数据为3.5N。
(2)[2]因为物体体积一定,根据前两次实验和阿基米德原理可得

解得G=13.5N,物体体积为
均匀金属圆柱体的密度为
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页

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