专题10 浮力-2007-2016十年初中物理竞赛分类解析

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1、一、选择题1、(2015全国初中应用物理知识竞赛 )氢气具有可燃性，因此早期使用氢气填充的气球和飞艇很容易燃烧起火。后来使用不会燃烧的氦气替代氢气来填充气球和飞艇。相同条件下氦气的密度约为氢气密度的两倍。若忽略球皮和吊索的重力，则相同体积的氦气球与氢气球相比（ ） A氦气球的有效载重量约为氢气球的一半 B氦气球有的效载重量约为氢气球的2倍 C氦气球有效载重量比氢气球小很多 D氦气球的有效载重量与氢气球差不多2 （2015 上海初中应用物理知识竞赛预赛题）金属箔是由密度大于水的材料制成的。取一片金属箔做成容器，放在盛有水的烧杯中，发现它漂浮在水面上，然后再将此金属箔揉成团放入水中，金属箔沉入水底

2、。比较前后两种情况，下列说法正确的是（ ）(A)金属箔漂浮时受到的重力比它沉底时受到的重力小(B)金属箔漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大来源:学。科。网 Z。X。X。K(C)金属箔沉底时受到的浮力等于它的重力(D)金属箔沉底时排开水的体积与它漂浮时排开水的体积相等【参考答案】B来源:学科网ZXXK【名师解析】金属箔漂浮时受到的重力与它沉底时受到的重力相等，选项 A 错误。根据浮力是物体排开水的重力可知，金属箔漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大，选项 B 正确。金属箔漂浮 时受到的浮力等于它的重力；金属箔沉底时受到的浮力小于它的重力，选项 C 错误。金属箔沉底时排开水的体积小于它漂浮时

3、排开水的体积，选项 D 错误。学科网3 （2015 上海初中应用物理知识竞赛预赛题）如图所示，浸入某液体中的物体恰好悬浮。物体的 上、下表面积分别为 S1 和 S2，并且 S1S 2，此时物体下表面与上表面受到液体的压力差为 F。现用手将物体缓慢下压一段距离，松手后( )(A)物体保持悬浮，因为 F 不变(B)物体保持悬浮，但F 变大来源:学.科.网(C)物体将上浮，因为从变大(D)物体将下沉，因为 AF 变小4 （2015 上海初中应用物理知识竞赛预赛题）用一个测量仪器测量某物理量时得到的数据跟物理量的真实值之间满足一定的数学关系。表格中列出了五组数据，每组数据分别记录了测量仪器的示数 Q

4、和对应的待测物理量的真实值 P：物理量真实值P 0.00 1.00 2.00 4.00 6.00仪器示数Q 0.00 0.50 2.00 8.0 18.00由上表可以推断，若用这个测量仪器去测量该物理量的 P=5.00 时，仪器的示数是（ ） (A)10.0 (B)12.5 (C)13.0 (D)16.5【参考答案】B【名师解析】根据表格中数据，P、Q 之间的关系可表示为 Q= P2，若用这个测量仪器去测量该物理量的1P=5.00 时，仪器的示数是 Q= P2= 52=12.5，选项 B 正确。15 （2015 上海初中应用物理知识竞赛预赛题）如图所示，长为 L、密度为 的均匀细棒下端系一根细

5、线，细线的另一端被拴在杯底 A 点处，细棒竖直浸没在杯中的液体内，液体密度为 0(04)。现打开杯底阀门 k，使液体缓慢流出。当细棒露出液面一定长度时，细棒有可能倾斜，该长度的最小值为( ) (A) (B) (C) (D) L54L43L3221【参考答案】D【名师解析】浮力作用在浸没在杯中的液体内的细棒部分，而细棒重心在细棒中间，当细棒露出液面 L/2时，细棒重心恰好处于液面，而浮力作用点在液面下，细棒有可能倾斜。所以选项 D 正确。学科网6 （2015 上海初中应用物理知识竞赛预赛题）重 5 牛的水对漂浮于其中的物体所产生的浮力( )(A)可以小于 l 牛 (B)不可能等于 5 牛(C)可

6、以大于 l0 牛 (D)不可能大于 10 牛。【参考答案】AC【名师解析】根据浮力等于排开水是重力，重 5 牛的水对漂浮于其中的物体所产生的浮力可以小于 l 牛，可以等于任何数，即也可以大于 l0 牛，选项 AC 正确。7. （2014 上海初中应用物理知识竞赛预赛题）把重为 0.5N 的物体放入盛有水的烧杯中，溢出水的重力为0.3N,则物体受到的浮力（ ）A可能为 0.4N B可能为 0.2N C一定为 0.5N D一定为 0.3N【参照答案】 【名师解析】：由于题述没有说明烧杯中水是否满，所以溢出水的重力一定大于等于 0.3N，选项 A 正确。8. (2014 上海初中应用物理知识竞赛 )

7、.某潜水艇在海面下隐蔽跟踪某个目标，现根据战时需要上浮或下潜（但始终未露出海面） 。在下潜过程中潜水艇所受的重力为 G1、浮力为 F1；上浮过程中所受的重力为 G2、浮力为 F2。则（）AF 1G2 CF 1G1,F2G29. （2013 全国初中应用物理知识竞赛预赛题）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 【参照答案】 C【名师解析】水下潜水艇能够上浮，是由于浮力大于重力，选项 C 说法错误。10

8、. （2013 全国初中应用物理知识竞赛预赛题）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 【参照答案】 D11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【参照

9、答案】 A【名师解析】对于漂浮在水面上的船来说，所受浮力等于船的重力；若地球的引力减小一半，其 g 值减小一半，船受到的重力将减小，船的吃水深度仍不变，选项 A 正确。12.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 （ 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 4R2ghB 注水前，木块对容器底的压强为 2ghC 若使木块竖直漂浮，向容器中注入水的质量至少为 R2hD 若使木块竖直漂浮，向容器中注入水的质量至少为 3R2h13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

10、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 1，液体对容器底产生的压强为 p1。乙容器中液体的密度为 2，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 AF 1F 2 ， 1 2 BF 1 = F2 ， 1 2 CF 1F 2 ， 1 2 DF 1F 2 ， 1 2 【参照答案】 A【名师解析】由液体压强公式 p=gh，p 2=2p1，可得 2=21， 1

11、2。此时甲、乙两容器底受到液体的压力分别为 F1= p1 S1，F 2= p2 S2，甲、乙两容器底受到液体的压力之比为 34。A 球浸在甲容器的液体中，B 球浸在乙容器的液体中，液体静止后，甲、乙两容器底受到液体的压力相等，说明 A 球对甲液体作用力大于乙，根据力作用的相互性，A 球受到的浮力较大，即 F1F 2 ，选项 A 正确。学科网14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

12、1 标准大气压近似取0=1.0x105Pa，海水密度近似取 =1.0103kg/m3，g 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 4hC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15. （2011 上海初中物理知识竞赛题）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

13、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【参照答案】 B【名师解析】若将木块虚线以下的部分截去，根据阿基米德原理，木块和水面均下降，且木块下降的高度更大，选项 B正确。16 (2009 上海初中物理知识竞赛复赛题 ).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 + 铁 (h2- h1)/ 水 (B) h2 + 铁 (h2- h1)/ 水(c) h1 + 木 (h2

14、- h1)/ 水 (D) h2 + 铁 (h2- h1)/ 木17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【参照答案】 B【名师解析】来源:学科网 ZXXK解析：无论漂浮还是悬浮，小球所受浮力都等于重力，选项 A 错误；球放入甲液体中时，小球漂浮，说明甲液体密度大于球平均密度；球放入乙液体中时，小球悬浮，说明乙液体密度等于球平均密度，所以甲液体的密度大于乙液体的密度，选项 B 正确；由

15、于球空心，该材料的密度一定大于乙液体的密度，选 项 C错误；该材料的密度不一定小于甲液体的密度，选项 D 错误。学科网18. 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，则可能图 5次种良种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（ 酒精 0.810 3kg

16、/m3）中静止时露出液面的高度为 2cm；“土密度计”在水（ 水 1.010 3kg/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/m 3。【参照答案】 1.2510 3kg/m3【名师解析】设“土密度计” 等效圆柱体总长度为 L，横截面积 S，重力 G， “土密度计”在酒精中静止时， 酒精 g(L-h1)=G， “土密度计”在水中静止时， 水 g(L-h2)=G， “土密度计”在硫酸铜溶液中静止时，g(L-h 3)=G，联立解得 =1.25103kg/m3。2甲、乙两溢水杯放在实验桌上，分别盛满水和酒

17、精，酒精的密度为 0.8103kg/m3。将密度为0.9103kg/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。【参照答案】 10cm 3 8【名师解析】轻轻放入甲溢水杯的水中，小球漂浮，所受浮力等于 mg。根据从甲溢水杯中溢出 9g 的水可知，小球质量为 m=9g，体积 V=m/ 球 =10 cm3。将小球 M 轻轻放入乙溢水杯的酒精中，小球 M 下沉，从乙溢水杯中溢出酒精体积为 V=10 cm3，质量为 m= 酒 V= 0.8103kg/m310c

18、m3 =8g。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1.0103kg/m3，g 取 10N/kg)三实验探究题1.(2009 上海初中物理知识竞赛复赛题 )

19、.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（06 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。【参照答案】 1.2510 3 7.5【名师解析】解析：设容器底部对物块的支持力为 F，由平衡条件可得 F+gSh=mg。由牛顿第三定律，物块对容器底部压力的大小 F=F，联立解得 F=mg-gSh。由此可知，图中图线斜率等于

20、-gS 。而图中图线斜率为-1.25N/cm=-125N/m，所以这种液体的密度大小为 =1.25103kg/m3。当倒入液体的深度 h 为 l2 厘米时，由F=mg-gSh 可计算得到物块对容器的底部压力的大小 F=7.5N。学科网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

21、数的最小值和最大值分别为 F1 和 F2，已知水的密度为 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 的变化规律为 .来源:学科网 ZXXK3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 ，且知水的密度水，就可以根据 水模 型浮模 型 F, ，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

22、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： 模型的密度可以表示为： 模型= 水21F四、计算题1.（12 分）容器水平底面上有一个大小为 ab 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 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， （陇川竞赛题）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

23、的头部露出水面，儿童体重约 300 牛，人的密度约为 1.06103 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） 【名师解析】解：（1）此儿童的质量约为 m=G/g=30.6kg，体积大约是 V=m/=28.910-3m3. （2 ）此儿童头部体积 V=V/10=2.8910-3m3.，浸入水中体积为 V1=V-V=26.10-3m3.仅头部露出水面时，受到的浮力F 浮 =

24、 水 g V1=1.0103k g/m39.8N/kg2610-3m3.=260N. （3）设救生衣的体积为 V，有关系式 F 浮 =G 总F 浮 + 水 gV=G 人 + 塑 gV解得 V=(G 人 -F 浮 )( 水 - 塑 )g =(300N-260N)(1.0103-10)kg/m39.8N/kg 410-3m3。学科网3 （10 分） （2007 青岛竞赛题）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

25、 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）图 84、（2007 全国初中应用物理知识竞赛复赛题）12 分）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

26、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 200

27、cm2，请计算他的肺活量体重指数是多少？ 5（2012 年“志英杯” 物理竞赛）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 510-4m2 ，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？（ 水1.0l0 3 kg/m3，gl0N/kg）6（2011 全国初中应用物理知识竞赛试题）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

28、与压力传感开关相连。己知:圆柱形金属桶的底面积 Sl=0.5 m2，高 h1=50 c m;压力传感开关的作用是当它受到竖直向下的拉力达到 10 N 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=40 cm2，高 h2=12 cm，每个圆柱体重 G=6N。要求当水桶内储水量达 200 L 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)【名师解析】圆柱形金属桶内储水量为 40

29、L 时水深：H1= VS=340-.5m=810-2m。【点评】此题重点考查浮力、物体平衡条件等重点知识，能力要求较高。7(2009 全国初中应用物理知识竞赛题 )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

30、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。( 取 3.1，最后结果只保留整数）2.质量的刻度是均匀的。设被测物体的质量为 m，饮料瓶圆柱状部分的半径为 r，在浮力秤中放入被测物体后，瓶身浸入的深度增加值为 h，则：浮力秤再次漂浮时，增大的浮力等于增大的重力：F 浮 =G即： 水 g2rh=mg可得 h= m/( 水 2r)18 （2016 山东省临沂市临沭县新华杯首届初中学生学科素养展示大赛）如图甲所示是一艘海事打捞船正在打捞一沉入海底的物体打捞船将物体以 0.5m/s 的速度向上匀速提起，从开始打捞到全部出水，钢缆提升物体的功率 P 随时间 t 变化的图象如图乙所示，第 80s 时物体全部出水，海水的密度取 103kg/m3，求：（1）物体上表面刚好到达水面时，钢缆所做的功；（2）开始打捞时物体上表面受到水的压强；（3）被打捞的物体的密度【名师解析】（1）物体上表面刚好到达水面时，钢缆所做的功 W=P1t=2000W60s=1.2105J；答：物体上表面刚好到达水面时，钢缆所做的功为 1.2105J；（2）物体距离海面的深度 h=Vt=0.5m/s60s=30m；