歷屆全國初中物理競賽(浮力)(共13頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上最近十年初中應用物理知識競賽題分類解析專題10-浮力一、選擇題1. （2013全國初中應用物理知識競賽預賽題）下列各種現象與其涉及物理知識之間的關系中，說法錯誤的是 ( ) A.高原反應大氣壓和海拔高度的關系 B.飛機飛行時獲得升力流體壓強和流速的關系C.水下潛水艇能夠上浮液體壓強和深度的關系 D.利用高壓鍋容易將飯煮熟沸點和氣體壓強的關系 1.答案：C解析：水下潛水艇能夠上浮，是由于浮力大于重力，選項C說法錯誤。2. （2013全國初中應用物理知識競賽預賽題）如圖7所示：在研究浮力的大小時，將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。根據以上事實，

2、下列猜想最符合研究目的的是A.用力越大，物體排開水的體積越大 B.液體密度越大，物體所受浮力越大 C.物體的體積越大，所受浮力越大 D.物體排開水越多，所受浮力越大 2. 答案：D解析：用力越大，物體排開水的體積越大，但是不符合研究浮力的大小的目的。根據將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，不能得出液體密度越大，物體所受浮力越大，不能得出物體的體積越大，所受浮力越大。將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，說明物體排開水越多。而用力大，說明所受浮力越大。選項D正確。3設想從某一天起，地球的引力減小一半，那么對于漂浮在水面上的船來說，下列說法中正確的

3、是 A船受到的重力將減小，船的吃水深度仍不變B船受到的重力將減小，船的吃水深度也減小C船受到的重力將不變，船的吃水深度也不變D船受到的重力將不變，船的吃水深度將減小答案：A解析：對于漂浮在水面上的船來說，所受浮力等于船的重力；若地球的引力減小一半，其g值減小一半，船受到的重力將減小，船的吃水深度仍不變，選項A正確。4.如圖所示，將底面半徑為2R的圓柱形薄壁容器放在水平桌面上，把高為h。密度為（<水），半徑為R的實心圓柱體木塊豎直放在容器中，然后向容器內注水，則A 注水前，木塊對容器底的壓力為4R2ghB 注水前，木塊對容器底的壓強為2ghC 若使木塊豎直漂浮，向容器中注入水的質量至少為R

4、2hD 若使木塊豎直漂浮，向容器中注入水的質量至少為3R2h答案：D 解析：根據柱體壓強公式，注水前，木塊對容器底的壓強為gh，壓力為R2gh，選項AB錯誤；若使木塊豎直漂浮，由阿基米德定律，木塊排開水的重力等于R2gh，由于圓柱形薄壁容器底面是實心圓柱體木塊底面面積的4倍，所以，向容器中注入水的質量至少為3R2h，選項D正確C錯誤。圖7乙甲5甲、乙兩個圓柱形容器盛有相同深度的液體，放置于水平桌面上，如圖7所示。甲、乙兩容器的底面積分別為S1和S2，且2S1=3S2。甲容器中液體的密度為1，液體對容器底產生的壓強為p1。乙容器中液體的密度為2，液體對容器底產生的壓強為p2，且p2=2p1。將A

5、球浸在甲容器的液體中，B球浸在乙容器的液體中，兩容器中均無液體溢出。液體靜止后，甲、乙兩容器底受到液體的壓力相等，A、B兩球所受浮力分別為F1和F2。則下列判斷正確的是 AF1F2 ，12 BF1 = F2 ，12 CF1F2 ，12 DF1F2 ，12 答案：A解析：由液體壓強公式p=gh，p2=2p1，可得2=21，12。此時甲、乙兩容器底受到液體的壓力分別為F1= p1 S1，F2= p2 S2，甲、乙兩容器底受到液體的壓力之比為34。A球浸在甲容器的液體中，B球浸在乙容器的液體中，液體靜止后，甲、乙兩容器底受到液體的壓力相等，說明A球對甲液體作用力大于乙，根據力作用的相互性，A球受到的

6、浮力較大，即F1F2 ，選項A正確。6如圖所示是我國自主研制的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器，它可達到的最大下潛深度為7km，具有無動力下潛上浮先進技術，具有近底自動骯行和懸停定位等多項先進功能其中“深海潛水器無動力下潛上浮技術”主要是在潛水器兩側配備4塊壓載鐵，重量可以根據不同深度與要求調整1標準大氣壓近似取0=1.0x×105Pa，海水密度近似取=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，下列說法正確的是（）A水下7km處的壓強相當于70個大氣壓B若潛水器最快下潛的速度是42m/min，則到達7km海底需要4hC潛水器在水面下處于懸停時，它在豎直方向上受到的重力與浮力是一對平衡

7、力D深海潛水器和一般潛艇都是采用拋棄壓載鐵的辦法實現上浮答案：C解析：水下7km處的壓強是p=液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa，1個標準大氣壓P0=1.0×105Pa，相當于=700個，選項A說法錯誤；潛水器最快下潛的速度是42m/min，則到達7km海底需要t=s/v=min=2.8h，選項B錯誤；潛水器在水面下處于懸停時，它在豎直方向上受到的重力與浮力大小相等、方向相反、作用在同一直線上，是一對平衡力，選項C說法正確；深海潛水器采用拋棄壓載鐵的辦法實現上浮，而潛艇使用壓縮空氣把空氣艙中的海水逼出去達

8、到上浮的目的，選項D錯誤。7. （2011上海初中物理知識競賽題）如圖所示，密度均勻的長方體木塊漂浮在水面上。若將木塊虛線以下的部分截去，則（ ）A. 木塊和水面均下降，且下降的高度相同B. 木塊和水面均下降，且木塊下降的高度更大C. 木塊和水面均下降，且水面下降的高度更大D. 木塊下降，水面上升，且變化的高度不相同7.答案：B解析：若將木塊虛線以下的部分截去，根據阿基米德原理，木塊和水面均下降，且木塊下降的高度更大，選項B正確。8 (2009上海初中物理知識競賽復賽題).如圖所示容器內放有一長方體木塊M， 上面壓有一鐵塊m，木塊浮出水面的高 度為h1（圖a）；用細繩將該鐵塊系在木 塊的下面，

9、術塊浮出水面的高度為h2(圖 b)；將細繩剪斷后（圖c），則木塊浮出水面的高度h3為：( )(A) h1 +鐵(h2- h1)/水 (B) h2 +鐵(h2- h1)/水(c) h1 +木(h2- h1)/水 (D) h2 +鐵(h2- h1)/木.答案：A解析：設木塊底面積為S，高h，由題述可知鐵塊體積為(h2- h1)S。由圖a，利用平衡條件可得水gS(h-h1)=(m+M)g,，由圖c，利用平衡條件可得水gS(h-h3)= Mg,，m=鐵(h2- h1)S，聯(lián)立解得：h3= h1 +鐵(h2- h1)/水，選項A正確。9如圖所示，將一個由某種材料制成的空心球放入甲液體中時，小球漂?。划敯?/p>

10、它放入乙液體中時，小球懸浮。則下列判斷正確的是A球在甲、乙兩種液體中受到的得浮力不相等B甲液體的密度大于乙液體的密度C該材料的密度一定等于乙液體的密度D該材料的密度一定小于甲液體的密度答案：B無論漂浮還是懸浮，小球所受浮力都等于重力，選項A錯誤；球放入甲液體中時，小球漂浮，說明甲液體密度大于球平均密度；球放入乙液體中時，小球懸浮，說明乙液體密度等于球平均密度，所以甲液體的密度大于乙液體的密度，選項B正確；由于球空心，該材料的密度一定大于乙液體的密度，選項C錯誤；該材料的密度不一定小于甲液體的密度，選項D錯誤。圖5次種良種10. 選擇優(yōu)良種子，是農業(yè)豐收的基本保證，鹽水選種是我國農民常采用的選種

11、方法：將待選的種子放入濃度適當的鹽水中后，良種沉入水底，次種則漂浮于水面，很快就能完成選種工作，如圖5所示。但鹽水濃度的把握是關鍵，如果鹽水的濃度太低，則可能A.所有種子都漂浮在水面 B.所有種子都不受浮力 C.只有少量次種漂浮 D.良種漂浮，而次種下沉答案：C解析：如果鹽水的濃度太低，則鹽水密度比較小，只有少量次種漂浮，選項C正確。二填空題1、小明利用小試管、螺母和細線制成一個“土密度計”，用圖所示的方法測量液體的密度?！巴撩芏扔嫛痹诰凭ň凭?.8×103kg/m3）中靜止時露出液面的高度為2cm；“土密度計”在水（水1.0×103kg/m3）中靜止時露出液面的高度為3

12、cm?！巴撩芏扔嫛痹诹蛩徙~溶液中靜止時露出液面的高度為3.8cm。則此硫酸銅溶液的密度為_ kg/m3。答案：1.25×103kg/m3 解析：設“土密度計”等效圓柱體總長度為L，橫截面積S，重力G，“土密度計”在酒精中靜止時，酒精g(L-h1)=G，“土密度計”在水中靜止時，水g(L-h2)=G，“土密度計”在硫酸銅溶液中靜止時，g(L-h3)=G，聯(lián)立解得=1.25×103kg/m3。2甲、乙兩溢水杯放在實驗桌上，分別盛滿水和酒精，酒精的密度為0.8×103kg/m3。將密度為0.9×103kg/m3的小球M輕輕放入甲溢水杯的水中，小球M靜止時從甲溢

13、水杯中溢出9g的水，則小球體積為 ；將小球M輕輕放入乙溢水杯的酒精中，小球M靜止時從乙溢水杯中溢出 g的酒精。答案：10cm3 8解析：輕輕放入甲溢水杯的水中，小球漂浮，所受浮力等于mg。根據從甲溢水杯中溢出9g的水可知，小球質量為m=9g，體積V=m/球=10 cm3。將小球M輕輕放入乙溢水杯的酒精中，小球M下沉，從乙溢水杯中溢出酒精體積為V=10 cm3，質量為m=酒V= 0.8×103kg/m3×10cm3 =8g。3.鉆井平臺被稱為流動的島嶼，我國自行設計的第六代深水半潛式鉆井平臺“海洋石油981”號于2012年5月9日正式在南海開鉆，一方面宣誓我國領海主權的存在，

14、另一方面可以獲得大量的海底石油資源.“海洋石油981”號的最大作業(yè)水深3000m，當工作設備到達最大水深處作業(yè)時，受到海水的壓強為 Pa；平臺自身的質量3萬噸，上有工作人員200人，從船底到井架頂高147m，如不考慮工作人員的重力，則平臺受到的浮力為 N，排開海水的體積為 m3.（假定海水的密度保持為1.0×103kg/m3，g取10N/kg)答案：3×107 3×108 3×104解析：當工作設備到達水深3000m處時，由液體壓強公式可知，受到海水的壓強為p=gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3000m =3&

15、#215;107 Pa；平臺受到的浮力等于平臺自身的重力，為F浮=mg=3×107kg×10N/kg=3×108N；由F浮=gV解得排開海水的體積為V=3×104 m3.。三實驗探究題1.(2009上海初中物理知識競賽復賽題).在一個底面積為200厘米2、高度為20厘米的圓柱形薄壁玻璃容器底部，放入一個邊長為10厘米的實心正方體物塊，然后逐漸向容器中倒入某種液體。右圖反映了物塊對容器底部壓力的大小F與容器中倒入液體的深度h（06厘米）之間的關系。由此可知這種液體的密度大小為_千克/米3，當倒入液體的深度h為l2厘米時，物塊對容器的底部壓力的大小F大小為_

16、牛。1.答案：1.25×103 7.5解析：設容器底部對物塊的支持力為F，由平衡條件可得F+gSh=mg。由牛頓第三定律，物塊對容器底部壓力的大小F=F，聯(lián)立解得F=mg-gSh。由此可知，圖中圖線斜率等于-gS。而圖中圖線斜率為-1.25N/cm=-125N/m，所以這種液體的密度大小為=1.25×103kg/m3。當倒入液體的深度h為l2厘米時，由F=mg-gSh可計算得到物塊對容器的底部壓力的大小F=7.5N。2.小寧為了研究浸入水中的物體所受浮力的變化規(guī)律，設計了如圖所示的實驗，他將彈簧測力計上端固定，下端掛一粗細均勻的圓柱體金屬塊A，其長度為L。開始時，他將金屬塊

17、A完全浸沒在水中，容器的底部裝有一由閥門B控制的出水口。實驗時，他打開閥門B緩慢放水，放到彈簧測力計的讀數不再變化為止，立即關閉閥門B。在此過程中金屬塊始終不與容器底部接觸，讀出彈簧測力計示數的最小值和最大值分別為F1和F2，已知水的密度為水則金屬塊A受到的最大浮力為 金屬塊A的密度為 彈簧測力計的示數從最小值變化到最大值的過程中其示數F隨圓柱體金屬塊A的下端侵入水中的深度的變化規(guī)律為 .答案：F2-F1 水F2/(F2-F1) F=F2-(F2-F1)x/L (0L )解析：當金屬塊沒有接觸水面時，彈簧測力計的示數最大，金屬塊完全浸入水中，浮力最大，彈簧測力計的示數最小，所以最大浮力為Fm=

18、 F2-F1。由Fm=水gV和F2=gV可得金屬塊的密度是=水F2/(F2-F1)。設金屬塊截面積為S，金屬塊A的下端侵入水中的深度為時，排開水的體積為Sx，所受浮力為F浮=水gSx，而S=V/L，彈簧測力計的示數F=F2-F浮，聯(lián)立解得F=F2-(F2-F1)x/L， ( 0L )。3小明選用了如圖中的質量約600g 的金屬皇冠模型，若能測出模型所受重力G 模型、模型浸沒在水中所受的浮力F浮，且知水的密度水，就可以根據 , ，求出模型密度（1）證明式子成立.（2）現有足量的水和圖28 中的各種可選的器材，要利用測出模型的密度，根據實驗要求從器材A、B、C、D、E、F 中選擇實驗所必須的器材，

19、并寫出測模型密度的實驗步驟及所需記錄的數據.a. 選擇的器材（填代號）：b. 實驗步驟及需要記錄的數據：解：（1） 證明： 對于物體而已，其重力可以表示為 G模型= 模型 gV模型 同時，當模型完全浸沒在水里時，其受到的浮力可以表示為：F浮= 水gV排 又由于完全浸沒于水中，所以 V模型=V排 由式可得（式除以式，約掉g和V）： 命題得證。（2） a. 選用的器材： B、F b. 實驗步驟： 先用彈簧測力計測出模型的重力，記為F1。 將水槽中倒入適量的水，將模型懸掛在彈簧測力計上，再將模型完全浸沒在水中，穩(wěn)定后記錄下此時彈簧測力計的讀數 F2。 模型的密度可以表示為：模型=四、計算題1.（12

20、分）容器水平底面上有一個大小為a×b 的長方形洞。用半徑為a，長度為b的圓柱體蓋住此洞（如圖所示為其側視圖）。現往容器里慢慢注入密度為的液體，試分析說明圓柱體的質量M應該多大，才能使它在任何液位下不會浮起。解析：液體淹沒圓柱體時，圓柱體所受浮力最大。最大浮力F=g·a2b-a2b(/3-cos30°)- g·a(1+cos30°)ab=ga2b(5/6-1-/4).要使它在任何液位下不會浮起，F=Mg，解得M=a2b(5/6-1-/4).2，（隴川競賽題）兒童練習游泳時穿的一種“救生衣”實質是將泡沫塑料包在背心上，使用時，穿上這種“救生衣”泡沫

21、塑料位于人的胸部，為了確保兒童的安全，必須使人的頭部露出水面，兒童體重約300牛，人的密度約為1.06×103千克/米3，人的頭部約占人體總體積的十分之一，泡沫塑料的密度約為10千克/米3，求： （1）此兒童的體積大約是多少？（3分） （2）此兒童僅頭部露出水面時受到多大的浮力？（3分） （3）此兒童使用的“救生衣”的最小體積為多大才能保證兒童的安全？（4分） 解：（1）此兒童的質量約為m=G/g=30.6kg，體積大約是V=m/=28.9×10-3m3. （2）此兒童頭部體積V=V/10=2.89×10-3m3.，浸入水中體積為V1=V-V=26.×1

22、0-3m3.僅頭部露出水面時，受到的浮力F浮=水g V1=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×26×10-3m3.=260N. （3）設救生衣的體積為V，有關系式F浮=G總F浮+水gV=G人+塑gV解得V=(G人-F浮)÷(水-塑)g =(300N-260N)÷(1.0×103-10)kg/m3×9.8N/kg 4×10-3m3。 圖83（10分）（2007青島競賽題）物理興趣小組的一位同學做了一個實驗：這位同學把一塊長方體木塊浮在水面上，然后在木塊上面放砝碼，當砝碼的總質量為345g時，木塊恰好浸

23、沒在水中（如圖8甲）。這位同學想用細線把砝碼系在木塊下面，也使木塊恰好浸沒在水中（如圖8乙），這位同學試了幾次都不成功。你能否幫助這位同學算出該用多少克砝碼？（砝碼的密度是7.9g/cm3）解答：由甲圖可得：G木+G砝=F浮設需要增加砝碼G砝，由乙圖可得：G木+G砝+G砝=F浮+ F浮二式相減得G砝=F浮而F浮=水g=水(m砝+m砝)g/砝所以 m砝g=水(m砝+m砝)g/砝解得 m砝=g=50g，即這位同學應該再增加50g砝碼。4、（2007全國初中應用物理知識競賽復賽題）12分）我們已經知道，肺活量是一個人做最大吸氣后再做最大呼氣所呼出的氣體的體積，單位是毫升（ml）。肺活量是身體機能的重

24、要指標之一，對青少年的成長及日后身體是否健康都關系重大。我們要注意增強自身的肺活量。圖2所示的是一種測定肺活量的實用方法，圖中A為倒扣在水中的開口薄壁圓筒，測量前排盡其中的空氣（即測量前筒內充滿水）。測量時，被測者吸足空氣，再通過B盡量將空氣呼出，呼出的空氣通過導管進入A內，使A浮起。測得圓筒質量為m，橫截面積為S，筒底浮出水面的高度為H，大氣壓強為p0，求： 1、此時圓筒內氣體的體積。 2、此時筒內氣體的壓強。 3、“肺活量體重指數”是人體重要的呼吸機能指數，它主要通過人體的肺活量與體重的比值來反映肺活量和體量的相關程度，用以對不同年齡、性別的個體與群體進行客觀的定量比較分析。 肺活量體重指

25、數=肺活量/體重，單位是ml/kg 例如，我國初三年級男生肺活量體重指數標準：67以上為優(yōu)秀；50-66為良好；33-49為及格；32以下為不及格。 如果體重60kg的小強用上面的肺活量儀測肺活量，測得H=18cm，已知筒A的質量為200g，橫截面積為200cm2，請計算他的肺活量體重指數是多少？ .解答 1因為圓筒漂浮在水面上，所以有F浮=G=mg， 又據阿基米德原理F浮=水gV排， 所以水gV排=mg,，V排=m/水，筒內氣體的總體積V=V排+SH=m/p水+SH。 2如題圖2，筒外水面比筒內水面高出高度為h=V排/S=m/（水S）。 由分析得：筒內氣體壓強為p=p0+水gh=p0+水g

26、m/（水S）=p0+mg/S。 3他的肺活量為 V=V排+SH=m/p水+SH=200g/（1g/cm3）+200cm2×18cm=3800cm3=3800ml。 肺活量體重指數=肺活量/體重=3800 ml /60 kg =63ml/kg。 5（2012年“志英杯”物理競賽）如圖所示，裝有少量細沙的長直平底玻璃管漂浮于水面玻璃管的底面積為5×10-4m2 ，浸入水中的長度是0.1m求：（1）玻璃管和細沙總重多少？（2）當向水中撤入一些食鹽并攪拌均勻后，玻璃管向上浮起0.01m，此時食鹽水的密度多大？（水1.0×l03 kg/m3，gl0N/kg）解：（1）V排S

27、h5×10-4m2×0.1m5×10-5m3GF浮水gV排1.0×103 kg/m3×l0N/kg×5×10-4m20.5N （2）撒入食鹽后V排Sh5×10-4m2×（0.10.01）m4.5×10-5m3F浮G即鹽水gV排 G 解得鹽水1.1×103 kg/m3 6（2011全國初中應用物理知識競賽試題）小明的父親為了解決全家人夏季淋浴問題，想自己動手:作一個太陽淋浴器，他買來了一個圓柱形金屬桶，一個壓力傳感開關，兩個圓柱體以及細線若干。初步設計如圖13所示，其中A、B兩個圓柱體通

28、過細繩與壓力傳感開關相連。己知:圓柱形金屬桶的底面積Sl=0.5 m2，高h1=50 c m;壓力傳感開關的作用是當它受到豎直向下的拉力達到10 N時閉合，通過控制水泵從進水口向桶內注水，當拉力等于4N時斷開，水泵停止向桶內注水:兩個圓柱體的底面積S2=40 cm2，高h2=12 cm，每個圓柱體重G=6N。要求當水桶內儲水量達200 L時停止注水，當儲水量剩余40L時開始注水。請你幫助小明的父親在其初步設計的基礎上，求出滿足上述要求的兩段細線的長度。(壓力傳感開關與金屬桶間的距離、細繩質量與體積、計算儲水量時圓柱體排水體積忽略不計)【解析】圓柱形金屬桶內儲水量為40L時水深：H1=m=8×10-2m。圓柱體所受浮力大小：F1=2×6N-10N=2N。圓柱體B排水體積：VB排= m3=2×10-4m3.圓柱體B浸入水中深度：hB=m=5×10-2m.。圓柱形金屬桶內儲水量為200L時水深：H2=m=4×10-1m。圓柱體所受浮力大?。篎2=2×6N-4N=8N.。圓柱體AB排水體積：V =m3=8×10-4m3.圓柱體A排水體積：VA排=V- VB=8×10-4m3-40×12×10