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物理知识竞赛试题专题十、浮力一、选择题1、下列各种现象与其涉及物理知识之间的关系中，说法错误的是()A.高原反应——大气压和海拔高度的关系B.飞机飞行时获得升力——流体压强和流速的关系C.水下潜水艇能够上浮——液体压强和深度的关系D.利用高压锅容易将饭煮熟——沸点和气体压强的关系2、如图7所示：在研究浮力的大小时，将浮于水面的盆子慢慢向下按，用力越大，盆子浸入水中的部分越多。根据以上事实，下列猜想最符合研究目的的是（）A.用力越大，物体排开水的体积越大B.液体密度越大，物体所受浮力越大C.物体的体积越大，所受浮力越大D.物体排开水越多，所受浮力越大3、设想从某一天起，地球的引力减小一半，那么对于漂浮在水面上的船来说，下列说法中正确的是（）A．船受到的重力将减小，船的吃水深度仍不变B．船受到的重力将减小，船的吃水深度也减小C．船受到的重力将不变，船的吃水深度也不变D．船受到的重力将不变，船的吃水深度将减小4.如图所示，将底面半径为2R的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上，把高为h。密度为ρ（ρρ水），半径为R的实心圆柱体木块竖直放在容器中，然后向容器内注水，则A．注水前，木块对容器底的压力为4πR2ρghB．注水前，木块对容器底的压强为2ρghC．若使木块竖直漂浮，向容器中注入水的质量至少为πR2ρhD．若使木块竖直漂浮，向容器中注入水的质量至少为3πR2ρh5．甲、乙两个圆柱形容器盛有相同深度的液体，放置于水平桌面上，如图7所示。甲、乙两容器的底面积分别为S1和S2，且2S1=3S2。甲容器中液体的密度为ρ1，液体对容器底产生的压强为p1。乙容器中液体的密度为ρ2，液体对容器底产生的压强为p2，且p2=2p1。将A球浸在甲容器的液体中，B球浸在乙容器的液体中，两容器中均无液体溢出。液体静止后，甲、乙两容器底受到液体的压力相等，A、B两球所受浮力分别为F1和F2。则下列判断正确的是A．F1＞F2，ρ1＜ρ2B．F1=F2，ρ1＜ρ2C．F1＜F2，ρ1＞ρ2D．F1＜F2，ρ1＜ρ26．如图所示是我国自主研制的“蛟龙号”载人潜水器，它可达到的最大下潜深度为7km，具有无动力下潜上浮先进技术，具有近底自动肮行和悬停定位等多项先进功能．其中“深海潜水器无动力下潜上浮技术”主要是在潜水器两侧配备4块压载铁，重量可以根据不同深度与要求调整．1标准大气压近似取ρ0=1.0x×105Pa，海水密度近似取ρ=1.0×103kg/m3，g图7乙甲取10N/kg，下列说法正确的是（）A．水下7km处的压强相当于70个大气压B．若潜水器最快下潜的速度是42m/min，则到达7km海底需要4h．C．潜水器在水面下处于悬停时，它在竖直方向上受到的重力与浮力是一对平衡力．D．深海潜水器和一般潜艇都是采用抛弃压载铁的办法实现上浮7、如图所示，密度均匀的长方体木块漂浮在水面上。若将木块虚线以下的部分截去，则（）A.木块和水面均下降，且下降的高度相同B.木块和水面均下降，且木块下降的高度更大C.木块和水面均下降，且水面下降的高度更大D.木块下降，水面上升，且变化的高度不相同8、如图所示容器内放有一长方体木块M，上面压有一铁块m，木块浮出水面的高度为h1（图a）；用细绳将该铁块系在木块的下面，术块浮出水面的高度为h2(图b)；将细绳剪断后（图c），则木块浮出水面的高度h3为：()(A)h1+ρ铁(h2-h1)/ρ水(B)h2+ρ铁(h2-h1)/ρ水(c)h1+ρ木(h2-h1)/ρ水(D)h2+ρ铁(h2-h1)/ρ木9、如图所示，将一个由某种材料制成的空心球放入甲液体中时，小球漂浮；当把它放入乙液体中时，小球悬浮。则下列判断正确的是（）A．球在甲、乙两种液体中受到的得浮力不相等B．甲液体的密度大于乙液体的密度C．该材料的密度一定等于乙液体的密度D．该材料的密度一定小于甲液体的密度10.选择优良种子，是农业丰收的基本保证，盐水选种是我国农民常采用的选种方法：将待选的种子放入浓度适当的盐水中后，良种沉入水底，次种则漂浮于水面，很快就能完成选种工作，如图5所示。但盐水浓度的把握是关键，如果盐水的浓度太低，则可能()A.所有种子都漂浮在水面B.所有种子都不受浮力C.只有少量次种漂浮D.良种漂浮，而次种下沉二．填空题1、小明利用小试管、螺母和细线制成一个“土密度计”，用图所示的方法测量液体的密度。“土密度计”在酒精（ρ酒精＝0.8×103kg/m3）中静止时露出液面的高度为2cm；“土密度计”在水（ρ水＝1.0×103kg/m3）中静止时露出液面的高度为3cm。“土密度计”在硫酸铜溶液中静止时露出液面的高度为3.8cm。则此硫酸铜溶液的密度为__________kg/m3。2．甲、乙两溢水杯放在实验桌上，分别盛满水和酒精，酒精的密度为0.8×103kg/m3。将密度为0.9×103kg/m3的小球M轻轻放入甲溢水杯的水中，小球M静止时从甲溢水杯中溢出9g的水，则小球体积为；将小球M轻轻放入乙溢水杯的酒精中，小球M静止时从乙溢水杯中溢出g的酒精。图5次种良种3\钻井平台被称为流动的岛屿，我国自行设计的第六代深水半潜式钻井平台“海洋石油981”号于2012年5月9日正式在南海开钻，一方面宣誓我国领海主权的存在，另一方面可以获得大量的海底石油资源.“海洋石油981”号的最大作业水深3000m，当工作设备到达最大水深处作业时，受到海水的压强为Pa；平台自身的质量3万吨，上有工作人员200人，从船底到井架顶高147m，如不考虑工作人员的重力，则平台受到的浮力为N，排开海水的体积为m3.（假定海水的密度保持为1.0×103kg/m3，g取10N/kg)三．实验探究题1\在一个底面积为200厘米2、高度为20厘米的圆柱形薄壁玻璃容器底部，放入一个边长为10厘米的实心正方体物块，然后逐渐向容器中倒入某种液体。右图反映了物块对容器底部压力的大小F与容器中倒入液体的深度h（0～6厘米）之间的关系。由此可知这种液体的密度大小为_________千克/米3，当倒入液体的深度h为l2厘米时，物块对容器的底部压力的大小F大小为________牛。2..小宁为了研究浸入水中的物体所受浮力的变化规律，设计了如图所示的实验，他将弹簧测力计上端固定，下端挂一粗细均匀的圆柱体金属块A，其长度为L。开始时，他将金属块A完全浸没在水中，容器的底部装有一由阀门B控制的出水口。实验时，他打开阀门B缓慢放水，放到弹簧测力计的读数不再变化为止，立即关闭阀门B。在此过程中金属块始终不与容器底部接触，读出弹簧测力计示数的最小值和最大值分别为F1和F2，已知水的密度为ρ水．则金属块A受到的最大浮力为．金属块A的密度为．弹簧测力计的示数从最小值变化到最大值的过程中其示数F随圆柱体金属块A的下端侵入水中的深度χ的变化规律为.3．小明选用了如图中的质量约600g的金属皇冠模型，若能测出模型所受重力G模型、模型浸没在水中所受的浮力F浮，且知水的密度ρ水，就可以根据水模型浮模型FG,，求出模型密度模型（1）证明式子水模型浮模型FG成立.（2）现有足量的水和图28中的各种可选的器材，要利用水模型浮模型FG测出模型的密度，根据实验要求从器材A、B、C、D、E、F中选择实验所必须的器材，并写出测模型密度的实验步骤及所需记录的数据.a.选择的器材（填代号）：b.实验步骤及需要记录的数据：四、计算题1.（12分）容器水平底面上有一个大小为a×b的长方形洞。用半径为a，长度为b的圆柱体盖住此洞（如图所示为其侧视图）。现往容器里慢慢注入密度为ρ的液体，试分析说明圆柱体的质量M应该多大，才能使它在任何液位下不会浮起。2、儿童练习游泳时穿的一种“救生衣”实质是将泡沫塑料包在背心上，使用时，穿上这种“救生衣”泡沫塑料位于人的胸部，为了确保儿童的安全，必须使人的头部露出水面，儿童体重约300牛，人的密度约为1.06×103千克/米3，人的头部约占人体总体积的十分之一，泡沫塑料的密度约为10千克/米3，求：（1）此儿童的体积大约是多少？（3分）（2）此儿童仅头部露出水面时受到多大的浮力？（3分）（3）此儿童使用的“救生衣”的最小体积为多大才能保证儿童的安全？（4分）3、物理兴趣小组的一位同学做了一个实验：这位同学把一块长方体木块浮在水面上，然后在木块上面放砝码，当砝码的总质量为345g时，木块恰好浸没在水中（如图8甲）。这位同学想用细线把砝码系在木块下面，也使木块恰好浸没在水中（如图8乙），这位同学试了几次都不成功。你能否帮助这位同学算出该用多少克砝码？（砝码的密度是7.9g/cm3）4、我们已经知道，肺活量是一个人做最大吸气后再做最大呼气所呼出的气体的体积，单位是毫升（ml）。肺活量是身体机能的重要指标之一，对青少年的成长及日后身体是否健康都关系重大。我们要注意增强自身的肺活量。图2所示的是一种测定肺活量的实用方法，图中A为倒扣在水中的开口薄壁圆筒，测量前排尽其中的空气（即测量前筒内充满水）。测量时，被测者吸足空气，再通过B尽量将空气呼出，呼出的空气通过导管进入A内，使A浮起。测得圆筒质量为m，横截面积为S，筒底浮出水面的高度为H，大气压强为p0，求：1、此时圆筒内气体的体积。2、此时筒内气体的压强。3、“肺活量体重指数”是人体重要的呼吸机能指数，它主要通过人体的肺活量与体重的比值来反映肺活量和体量的相关程度，用以对不同年龄、性别的个体与群体进行客观的定量比较分析。肺活量体重指数=肺活量/体重，单位是ml/kg例如，我国初三年级男生肺活量体重指数标准：67以上为优秀；50-66为良好；33-49为及格；32以下为不及格。如果体重60kg的小强用上面的肺活量仪测肺活量，测得H=18cm，已知筒A的质量为200g，横截面积为200cm2，请计算他的肺活量体重指数是多少？图85、如图所示，装有少量细沙的长直平底玻璃管漂浮于水面．玻璃管的底面积为5×10-4m2，浸入水中的长度是0.1m．求：（1）玻璃管和细沙总重多少？（2）当向水中撤入一些食盐并搅拌均匀后，玻璃管向上浮起0.01m，此时食盐水的密度多大？（ρ水＝1.0×l03kg/m3，g＝l0N/kg）6、小明的父亲为了解决全家人夏季淋浴问题，想自己动手:作一个太阳淋浴器，他买来了一个圆柱形金属桶，一个压力传感开关，两个圆柱体以及细线若干。初步设计如图13所示，其中A、B两个圆柱体通过细绳与压力传感开关相连。己知:圆柱形金属桶的底面积Sl=0.5m2，高h1=50cm;压力传感开关的作用是当它受到竖直向下的拉力达到10N时闭合，通过控制水泵从进水口向桶内注水，当拉力等于4N时断开，水泵停止向桶内注水:两个圆柱体的底面积S2=40cm2，高h2=12cm，每个圆柱体重G=6N。要求当水桶内储水量达200L时停止注水，当储水量剩余40L时开始注水。请你帮助小明的父亲在其初步设计的基础上，求出满足上述要求的两段细线的长度。(压力传感开关与金属桶间的距离、细绳质量与体积、计算储水量时圆柱体排水体积忽略不计)7、科技小组的同学想利用学到的浮力知识制作一个浮力秤。他们找来一个瓶身为柱状体的空饮料瓶，剪掉瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖系上一块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，如图所示。使用时，只要把被测物体投入瓶中，从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量。1．在这里石块的作用是什么?试应用所学物理知识分析其中的道理。2．这种浮力秤的质量刻度是均匀的吗?为什么?3．经测量，该饮料瓶圆柱状部分的直径为8.0cm，当浮力秤中不放被测物体时，水面所对位置为零刻度(如图所示)。请根据图中标明的长度值，通过计算，在1、2、3、4各刻度线右侧给浮力秤标明对应的质量值。(π取3.1，最后结果只保留整数)