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文檔簡介
試卷第=page2424頁,共=sectionpages2525頁專題09浮力2023年考點與往年變化不大,考法上更加注重對學(xué)生能力的考查,在生活生產(chǎn)實例中運用物理知識解決問題。如:阿基米德原理、物體的沉浮條件、仍是高頻考點,占分比較重;密度計原理、稱重法測浮力、潛水艇原理、輪船原理也是??键c;另外還有結(jié)合其他知識點綜合考查,與電學(xué)的結(jié)合,與壓強、功、熱值等的結(jié)合。預(yù)測今年中考考點不會變化太大,考點還是會延續(xù)之前的考點。考查方式會進一步突出對能力的考查,即用所學(xué)知識解決問題,情景設(shè)置上更加新穎、貼近生活、加入最近科技信息,考有所依,學(xué)有所用。(建議用時:20分鐘)一、單選題1.(2023·江蘇連云港·二模)小明的爸爸買回一只人參后,若把這只人參浸沒在裝滿水的杯中,人參排開了20g的水,若把它泡在密度為0.9×103kg/m3的白酒中,不考慮人參與酒、水之間的滲透,則人參在白酒中受到的浮力是(g取10N/kg)()A.0.2N B.2N C.0.18N D.1.8N【答案】C【詳解】若把這只人參浸沒在裝滿水的杯中,人參排開了20g的水,則人參的體積為若把它泡在密度為0.9×103kg/m3的白酒中,排開白酒的體積為根據(jù)阿基米德原理可得,人參在白酒中受到的浮力為故C符合題意,ABD不符合題意。故選C。2.(2023·江蘇揚州·二模)水平桌面上放有甲、乙兩個裝有不同液體的相同容器,現(xiàn)把兩個完全相同的實心小球分別緩慢放入兩容器中,兩小球靜止時液面恰好相平,如圖所示,下列說法中正確的是()
A.小球受到的浮力相等 B.甲容器中液體的密度較小C.甲容器對水平桌面的壓力小 D.乙容器底部受到液體壓強大【答案】A【詳解】A.已知兩個小球完全相同,重力相同,甲圖漂浮,浮力等于重力,乙圖懸浮,浮力也等于重力,兩小球受到的浮力相等,故A正確;B.把完全相同的兩個小球放入液體中后,甲容器中小球漂浮,小球的密度小于甲液體的密度,乙容器中小球懸浮,說明小球的密度等于乙容器中液體的密度,所以甲容器中液體的密度較大,故B錯誤;C.由圖知,甲液體的體積大于乙液體的體積,由B知,甲液體的密度大于乙液體的密度,根據(jù)知,甲液體的質(zhì)量大于乙液體的質(zhì)量,根據(jù)G=mg知甲液體的重力大于乙液體的重力,而甲、乙兩個容器相同,兩個完全相同的實心小球,根據(jù)F壓=G液+G容+G球可知,因此甲容器底部對水平桌面的壓力大,故C錯誤;D.由于甲、乙兩容器中液體的深度相同,甲液體的密度較大,根據(jù)公式p=ρgh可知,甲容器底部受到的液體的壓強大,故D錯誤。故選A。3.(2023·江蘇蘇州·二模)2022年10月12日15時45分,“天宮課堂”第三課在中國空間站開講,航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲面向廣大青少年進行太空授課。如果讓你在空間站內(nèi)做以下物理實驗,無法完成的是()A.
同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引B.
與頭發(fā)摩擦后的梳子吸引碎紙屑C.
剪斷細線后乒乓球在水中上浮D.
用吸管喝瓶子中的飲料【答案】C【詳解】空間站中,處于失重狀態(tài)。A.失重狀態(tài)對磁極間有相互作用沒影響,對磁場沒影響,磁極間的相互作用的實驗可完成,故A不符合題意;B.與頭發(fā)摩擦后梳子吸引紙屑,是因為摩擦后的梳子帶了電,而帶電體能吸引輕小物體,失重對摩擦起電沒有影響,故B不符合題意;C.失重狀態(tài)下的水對乒乓球沒有力的作用,故剪斷細線后,乒乓球不會上浮,故C符合題意;D.用吸管喝瓶子中的飲料,是利用大氣壓的作用,而空間站中有空氣,所以能夠完成,故D不符合題意。故選C。4.(2023·江蘇無錫·一模)如圖所示,一個空的塑料瓶,瓶口扎上橡皮膜,豎直浸入水中,第一次開口朝上,第二次開口朝下,兩次藥瓶在水里的位置相同。下列關(guān)于該裝置的描述不正確的是()A.開口朝下時橡皮膜受到的液體壓強更大B.開口朝下時藥瓶受到的浮力增大C.開口朝下時瓶內(nèi)的氣體內(nèi)能會增多D.開口朝下時瓶內(nèi)的氣體壓強會增大【答案】B【詳解】A.液體密度相同時,液體壓強隨著深度的增加而增大。開口朝下時橡皮膜在液體中的深度更深,受到的壓強更大,故A正確,不符合題意;B.開口朝下時橡皮膜受到的液體壓強增大,向內(nèi)凹陷的程度大,塑料瓶排開水的體積變小,根據(jù)公式F浮=ρgV排可知,受到的浮力減小,故B錯誤,符合題意;C.開口朝下時橡皮膜受到的液體壓強增大,向內(nèi)凹陷的程度大,塑料瓶內(nèi)氣體體積變小,內(nèi)能增加,故C正確,不符合題意;D.開口朝下時橡皮膜受到的液體壓強增大,向內(nèi)凹陷的程度大,塑料瓶內(nèi)氣體體積變小,密度變大,瓶內(nèi)氣體壓強會增大,故D正確,不符合題意。故選B。5.(2023·江蘇南通·模擬預(yù)測)將打足氣的籃球和套扎在氣針上的未充氣的氣球一起懸掛在杠桿右端,左端掛適量鉤碼使杠桿水平平衡。將氣針插入籃球氣孔中,籃球中的部分空氣充入氣球后,杠桿左端下降,如圖所示。下列分析正確的是()
A.該實驗說明了大氣壓存在B.氣球膨脹越大,實驗現(xiàn)象越明顯C.支點右移,實驗現(xiàn)象越明顯D.為了讓杠桿重新水平平衡,可以將鉤碼適當向左移動或適當增加鉤碼【答案】B【詳解】A.將氣針插入籃球氣孔中,籃球中的部分空氣充入氣球后,氣球的體積變大,則其排開空氣的體積變大,受到的空氣對它的浮力增大,導(dǎo)致杠桿右端受到的拉力變小,所以杠桿不再平衡,左端下降,此實驗可以說明空氣中的物體受到空氣對它的浮力,不能說明大氣壓的存在,故A錯誤;B.氣球膨脹越大,則氣球排開的空氣的體積增大得越大,氣球受到的浮力增大得越多,杠桿受到的拉力減小得越大,杠桿越容易失去平衡,實驗現(xiàn)象越明顯,故B正確;C.支點右移,則左側(cè)力臂變長,右側(cè)力臂變短,根據(jù)杠桿平衡條件可知,在杠桿右側(cè)受到的拉力變化量相同時,實驗現(xiàn)象越不明顯,故C錯誤;D.將氣針插入籃球氣孔中,籃球中的部分空氣充入氣球后,杠桿右側(cè)受到的拉力變小,根據(jù)杠桿平衡條件可知,為了讓杠桿重新水平平衡,可以將鉤碼適當向右移動或適當減小鉤碼,故D錯誤。故選B。6.(2023·江蘇連云港·模擬預(yù)測)我國首臺自主設(shè)計的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器已經(jīng)成功挑戰(zhàn)了7000m深度。不考慮海水密度的變化及水的阻力,關(guān)于“蛟龍?zhí)枴钡南铝姓f法正確的是()
A.下潛過程中所受海水的壓強逐漸增大B.下潛過程中所受海水的浮力逐漸增大C.勻速下潛時,其重力大于浮力D.下潛過程中沒有被壓扁,是因為艙內(nèi)氣壓與艙外水壓相等【答案】A【詳解】A.下潛過程中潛水器所處的深度逐漸增大,根據(jù)可知,其所受海水的壓強逐漸增大,故A正確;B.下潛過程中潛水器排開水的體積不變,根據(jù)可知,下潛過程中所受浮力不變,故B錯誤;C.勻速下潛時,潛水器受到平衡力的作用,其重力等于浮力,故C錯誤;D.下潛過程中沒有被壓扁,是因為外殼比較硬,可以承受很大的壓強,故D錯誤。故選A。7.(2023·江蘇蘇州·二模)如圖所示,水平桌面上盛有適量鹽水的燒杯中,漂浮著冰塊A,懸浮著物塊B。當冰塊A完全熔化后,下列分析正確的是()
A.燒杯中鹽水的密度變大 B.燒杯內(nèi)液面不發(fā)生變化C.杯底受到液體的壓強變小 D.物塊B受到的浮力變大【答案】C【詳解】A.冰化成水后,由于水的密度要小于鹽水的密度,混合后,鹽水的密度變小,故A錯誤;B.冰塊漂浮,則F浮=G排=G冰即m排=m冰,則冰塊全部熔化成水后質(zhì)量不變,水的體積由于水的密度小于鹽水的密度,所以,V水>V排,即液面會上升,故B錯誤;C.根據(jù)力的相互作用,杯底受到的液體壓力等于漂浮的冰塊、懸浮的物塊以及鹽水的重力,冰融化后,懸浮的物塊沉底,其重力一部分直接作用于杯底,故液體對杯底的壓力減小,故C正確;D.冰化成水后,鹽水的密度變小,由阿基米德原理可知物塊B受到的浮力變小,故D錯誤。故選C。8.(2023·江蘇常州·二模)三個相同的容器內(nèi)分別盛滿不同的液體,現(xiàn)將三個完全相同的小球輕輕放入容器中,小球靜止后的狀態(tài)如圖所示,以下判斷不正確的是()
A.小球受到的浮力關(guān)系是B.液體的密度關(guān)系是C.液體對容器底部的壓強關(guān)系是D.容器對桌面的壓強關(guān)系是【答案】D【詳解】三個完全相同的小球,其質(zhì)量、體積和密度都相同;A.由圖知,小球在丙容器中懸浮,在乙容器中漂浮,所以小球所受的浮力與自身的重力相等;在甲容器中下沉,浮力小于其重力,所以小球受到的浮力大小關(guān)系是故A正確;B.小球在甲中下沉,故,在乙容器中漂浮,故,在丙中懸浮,故;所以三種液體的密度關(guān)系為故B正確;C.靜止時三個容器的液面恰好相平,即深度h相等,由于乙液體的密度最大,根據(jù)可知,乙容器底受到的液體壓強最大,甲容器底受到的液體壓強最小,即故C正確;D.開始時,液體的體積放入小球后,甲、丙溢出相同體積的液體,則剩余液體體積;由于,故,重力,乙液體溢出的體積最少,故剩余液體體積最大;又因為最大,根據(jù)可知,乙的重力最大,故;容器相同,則容器重力相等,三個完全相同的小球,則小球的重力相等,容器對水平桌面的壓力等于容器、容器內(nèi)的液體和球的重力之和,即由于受力面積相同,由可得故D錯誤。故選D。9.(2023·江蘇揚州·模擬預(yù)測)小明用礦泉水瓶和小玻璃瓶制作了一個“浮沉子”(如圖)。他將裝有適量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在礦泉水瓶內(nèi)的水面上,礦泉水瓶內(nèi)留有少量空氣,擰緊瓶蓋使其密封。用力擠壓礦泉水瓶側(cè)面時“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。下列說法錯誤的是()
A.“浮沉子”下沉?xí)r,所受重力大于它受到的浮力B.實驗中如果礦泉水瓶蓋不蓋,用力大一點擠壓實驗也可以成功C.“浮沉子”上浮時,小瓶內(nèi)的壓縮空氣會將內(nèi)部的水壓出D.潛水艇與“浮沉子”浮沉的原理相同【答案】B【詳解】A.擠壓大塑料瓶,瓶內(nèi)空氣被壓縮,將壓強傳遞給水,水被壓入小瓶中,將瓶體中的空氣壓縮,這時浮沉子里進入一些水,它的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉。,故A正確,A不符合題意;B.實驗中如果礦泉水瓶蓋不蓋,用力擠壓大塑料瓶,空氣會從塑料瓶壓出,不能使塑料瓶內(nèi)氣壓變大,不能將水壓入小瓶,小瓶不能沉浮,故實現(xiàn)實驗不可以成功,故B錯誤,B符合題意;C.松開手,小瓶內(nèi)水面上的空氣體積增大,壓強減小,浮沉子里面被壓縮的空氣把水壓出來,此時浮沉子的重力小于它所受的浮力,因此它就向上浮,故C正確,C不符合題意;D.當浮力等于重力,就會懸浮在水中;潛水艇與“浮沉子”浮沉的原理相同,都是靠改變自身重力來實現(xiàn)沉浮的,故D正確,D不符合題意。故選B。10.(2023·江蘇揚州·一模)兩同學(xué)在底端封閉的兩支相同吸管中裝入不同質(zhì)量的細沙,制成了A、B兩支密度計,放入盛水的燒杯中,靜止后如圖所示。下列說法正確的是()
A.密度計都處于懸浮狀態(tài)B.密度計B所受重力較小C.密度計A所受浮力較小D.兩密度計在水面處的刻度值不同【答案】C【詳解】ABC.兩密度計都處于漂浮狀態(tài),受到的浮力等于自身重力,由圖可知,由可知,,所以,故AB錯誤,C正確;D.密度計在水面處的刻度值為水的密度,所以兩密度計在水面處的刻度值相同,故D錯誤。故選C。11.(2023·江蘇南京·二模)盛有甲、乙兩種液體的相同燒杯放在水平桌面上。將兩個完全相同的物體A、B放入杯中,靜止時如圖所示,液面剛好相平。A、B所受浮力分別為和,液體對燒杯底部的壓強分別為和,桌面受到壓強分別為和。則()
A.
B.
C.
D.
【答案】B【詳解】由圖可知,兩個完全相同的物體A、B在甲、乙兩種液體中都處于漂浮狀態(tài),此時浮力等于重力,所以F浮A=F浮B,又因為V排A<V排B,根據(jù)可得又因為甲、乙液面剛好相平,由液體壓強公式可知因為V排A<V排B,所以由可知由可知而所以,又因為兩燒杯與桌面的接觸面積相等,根據(jù)可得綜上分析知,故ACD不符合題意,B符合題意。故選B。12.(2023·江蘇常州·模擬預(yù)測)如圖所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的幾個實驗情景。圖中三個燒杯均放在水平桌面上,物體A均處于靜止狀態(tài)。如圖甲、丙和丁所示中,彈簧測力計的示數(shù)分別為4.0N、2.9N和2.0N。若鹽水的密度為1.1×103kg/m3,則下列結(jié)論正確的是()
A.物體A的密度為3.2×103kg/m3B.圖乙中,物體A受到的拉力為1.0NC.圖丙中,彈簧測力計的示數(shù)比乙中小0.5ND.圖丁中,物體A對容器底部的壓力為0.9N【答案】D【詳解】A.實驗甲、丙中,彈簧測力計的示數(shù)分別為4.0N、2.9N,A在鹽水中的浮力為物體A全部浸沒,根據(jù)阿基米德原理可知,,所以等于,則物體A的密度為故A錯誤;B.物體A浸沒在水中受到的浮力為在乙中物體A受到的拉力故B錯誤;C.在實驗丙中,彈簧測力計的示數(shù)為2.9N,在乙中物體A受到的拉力為3N,彈簧測力計的示數(shù)比乙中小故C錯誤;D.由甲、丙可知,在鹽水中浸沒時的浮力為1.1N,根據(jù)實驗丁,對A進行受力分析,其受到了向下的重力,向上的拉力、浮力、支持力,故支持力為容器底部也受到物體對它的壓力,故壓力等于0.9N,故D正確。故選D。二、填空題13.(2023·江蘇蘇州·一模)實驗室里常用懸重法測蠟塊的密度,如圖所示,量筒內(nèi)原來水的體積為20mL,只浸沒入石塊時,量筒內(nèi)水與石塊的總體積為22mL,石塊的密度,此時液體對量筒底部的壓力增加量為N;將蠟塊及石塊用細線懸掛后緩慢浸入水中后,意外發(fā)現(xiàn)此時蠟塊與石塊恰好懸浮,細線被拉直,量筒水面所示總體積為52mL,經(jīng)分析思考,此時也能測出蠟塊的密度為,蠟塊受到細線的拉力為N(細線的質(zhì)量和體積忽略不計)?!敬鸢浮?.020.9×1030.03【詳解】[1]只浸沒入石塊時,排開水的體積由于量筒是柱狀容器,則液體對量筒底部的壓力增加量[2]由于石塊是浸沒狀態(tài),則石塊的體積石塊的重力蠟塊與石塊恰好懸浮時,排開水的體積蠟塊與石塊受到的浮力根據(jù)懸浮條件可知浮力蠟塊的重力蠟塊的質(zhì)量蠟塊的體積蠟塊的密度[3]石塊受到的浮力為由于石塊受到豎直向下的重力、豎直向上的拉力、浮力,石塊處于平衡狀態(tài),根據(jù)受力平衡可知蠟塊受到細線的拉力14.(2023·江蘇泰州·模擬預(yù)測)兩個質(zhì)量不計的薄壁圓柱形容器甲和乙,高度相同但底面積不同,分別裝滿水和濃鹽水后靜置在水平桌面上,所裝的水和濃鹽水質(zhì)量剛好相等。現(xiàn)在將兩個完全相同的雞蛋分別放入水和濃鹽水中,待靜止后雞蛋的狀態(tài)如圖所示,則水和濃鹽水對容器底部的壓強大小關(guān)系為p甲p乙,甲和乙容器對桌面的壓力大小關(guān)系為F甲F乙。
【答案】<>【詳解】[1]由于圓柱形容器甲和乙高度相同,分別裝滿水、濃鹽水后靜置在水平桌面上,則液體的深度相同,將兩個完全相同的雞蛋分別放入水和濃鹽水中,待靜止后雞蛋的狀態(tài)如圖所示,液體的深度仍相同,由于根據(jù)p=ρgh可知[2]由圖可知:雞蛋在水下沉,在鹽水中處于漂浮,則所以由于甲、乙分別裝滿水、濃鹽水后靜置在水平桌面上,所裝的水和濃鹽水質(zhì)量剛好相等,則放入水和濃鹽水中雞蛋完全相同的,則根據(jù)水平面上物體的壓力和自身的重力相等可知所以15.(2023·江蘇蘇州·二模)如圖所示,金屬塊和木塊用細線相連,放入柱形容器的水中,靜止時木塊上表面恰好與水面相平?,F(xiàn)將細線剪斷,再次靜止時,水對容器底的壓強減小了80Pa。已知容器的底面積為100cm2,木塊的質(zhì)量為120g,金屬塊的質(zhì)量為100g。則剪斷細線前,細線的拉力為N,剪斷細線后,木塊受到的浮力為N,金屬塊的密度為kg/m3。(g取10N/kg)
【答案】0.81.25×103【詳解】[1]剪斷細線,金屬塊下沉,木塊上浮并最終漂浮,水對容器底的壓強減小了80Pa,則水面下降的高度木塊減小的排開水的體積減小的浮力ΔF浮=ρ水gΔV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-5m3=0.8N未剪斷細線前,木塊受到重力、細線拉力及浮力,且G=F浮-F拉漂浮時G=F浮′=F浮-ΔF浮所以F拉=ΔF浮=0.8N[2]剪斷細線后,木塊受到的浮力為F浮′=G=m木g=120×10-3kg×10N/kg=1.2N[3]未剪斷細線前,把木塊和金屬塊看作一個整體,有F浮總=G總=m總g=(120+100)×10-3kg×10N/kg=2.2N排開水的總體積其中木塊的體積金屬塊體積V金=V排總-V木=2.2×10-4m3=2×10-4m3=2×10-5m3=20cm3金屬塊的密度為16.(2023·江蘇南通·一模)課外制作“浮沉子”活動中,小明將裝有適量水的小瓶瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶內(nèi)的水面上,如圖所示。已知ρ水=1.0g/cm3(1)用力擠壓大塑料瓶前,應(yīng)使大塑料瓶(填“敞口”或“封口”),此時小瓶受到的浮力(填“小于”、“等于”或“大于”)重力;(2)若小瓶的總體積為16cm3,剛開始時小瓶露出液面的體積為4cm3,則浸沒后再次進入小瓶內(nèi)水的質(zhì)量至少應(yīng)為g;(3)用手壓大塑料瓶,先使小瓶懸停在A點,此時小瓶內(nèi)水的質(zhì)量為m1,再改變手對塑料瓶壓力,使其懸停于較深的B點,此時小瓶內(nèi)水的質(zhì)量為m2,則m1m2。
【答案】封口等于4=【詳解】(1)[1]“浮沉子”利用氣體的壓強和浮力的知識實現(xiàn)浮沉的,要在密閉容器中進行,所以用力擠壓大塑料瓶前,應(yīng)使大塑料瓶封口。[2]此時小瓶處于漂浮狀態(tài),小瓶漂浮時小瓶受到的浮力等于重力。(2)[3]小瓶浸沒后受到的浮力與漂浮時受到的浮力的差值ΔF浮=ρ水gΔV排=1×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣6m3=0.04N根據(jù)阿基米德原理可知浸沒后再次進入小瓶內(nèi)水的重力等于ΔF浮,則浸沒后再次進入小瓶內(nèi)水的質(zhì)量(3)[4]小瓶懸停時處于懸浮狀態(tài),受到的浮力等于自身重力,浮力不變,根據(jù)F浮=G=mg可知瓶內(nèi)水的質(zhì)量不變,即m1=m2。17.(2023·江蘇無錫·一模)在科技節(jié),小明用傳感器設(shè)計了如圖甲所示的力學(xué)裝置,杠桿OAB始終在水平位置保持平衡,O為杠桿的支點,OB=3OA,豎直細桿a的上端通過力傳感器連在天花板上,下端連在杠桿的A點,豎直細桿b的兩端分別與杠桿和物體M固定,水箱的質(zhì)量為0.8kg,不計杠桿、細桿及連接處的重力。當圖甲所示的水箱中裝滿水時,水的質(zhì)量為3kg。力傳感器可以顯示出細桿a的上端受到作用力的大小,圖乙是力傳感器的示數(shù)大小隨水箱中水的質(zhì)量變化的圖像。(取g=10N/kg)
(1)物體M的質(zhì)量為kg;(2)當向水箱中加入質(zhì)量為0.4kg的水時,水箱對水平面的壓力為N;繼續(xù)向水箱中加入質(zhì)量為1.6kg的水時,水箱對水平面的壓力為N?!敬鸢浮?.21238【詳解】解:(1)[1]由圖乙可知,水箱中沒有水即m=0時,力傳感器的示數(shù)為F0=6N,即細桿a的上端受到的拉力為6N,由杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可得F0·OA=GM·OB代入數(shù)據(jù)解得物體M的質(zhì)量為(2)[2]由圖像可知,加水1kg時水面達到M的下表面,則向水箱中加入質(zhì)量為0.4kg的水時,物體M受到的浮力為零,所以,水箱對水平面的壓力為F1=(m箱+m水)g=(0.8kg+0.4kg)×10N/kg=12N[3]繼續(xù)向水箱中加入質(zhì)量為1.6kg的水即注水的總質(zhì)量為2kg,由圖像可知,此時物體M恰好浸沒,力傳感器的示數(shù)為24N,即細桿a的上端受到向下的壓力為24N,由杠桿的平衡條件可得FA·OA=FB·OB則杠桿B端受到向上的支持力為因力的作用是相互的,此時物體M受到向下的壓力為FB'=FB=8N把物體M和水、水箱看做整體,整體受到水平面豎直向上的支持力和豎直向下水箱、水、物體M的總重力以及細桿b的壓力作用處于平衡狀態(tài),由整體受到的合力為零可得,整體受到的支持力為F支=(m箱+m水′+mM)g+FB′=(0.8kg+2kg+0.2kg)×10N/kg+8N=38N因水平面對水箱的支持力和水箱對水平面的壓力是一對相互作用力,所以,水箱對水平面的壓力為F2=F支=38N18.(2023·江蘇無錫·一模)為了探究浮力與物體的密度和液體密度的關(guān)系,運用了體積相同,密度不同的A、B、C三個圓柱體,用彈簧測力計測得它們的重力分別為4N、4.5N和5N。在a圖中物體A所受浮力大小為N,比較序號a、b、c的三次實驗,可得出結(jié)論:浮力的大小與物體的密度關(guān),比較序號的三次實驗,可得出浮力大小與液體密度的關(guān)系?!敬鸢浮?無a、d、e【詳解】[1]a圖中物體A所受浮力大小為F浮A=GA-FA=4N-3N=1N[2]比較序號a、b、c的三次實驗,b圖中物體B所受浮力大小為F浮B=GB-FB=4.5N-3.5N=1Nc圖中物體C所受浮力大小為F浮C=GC-FC=5N-4N=1NA、B、C三個圓柱體的密度不同,所受的浮力相同,說明浮力的大小與物體的密度無關(guān)。[3]比較a、d、e三次實驗,同一物體浸沒在不同的液體中,彈簧測力計的示數(shù)不同,物體受到的浮力不同,說明浮力大小與液體密度有關(guān)。19.(2023·江蘇揚州·模擬預(yù)測)2022年4月23日,中國人民海軍成立73周年閱兵儀式在黃海舉行。(1)兩并排行駛的艦艇編隊間距較遠,這是因為若靠得過近,彼此間海水流速會很大,導(dǎo)致壓強變(“大”或“小”),壓力差會使艦艇發(fā)生碰撞;(2)新一代綜合補給艦也一起亮相,該艦的滿載排水量約為40000t,它滿載時所受的浮力約為N,海水密度大于長江水該艦艇從黃海駛?cè)腴L江浮力會(“增大”“減小”或“不變”)?!敬鸢浮啃?×108不變【詳解】(1)[1]流體的流速越大,流體的壓強越??;若兩并排行駛的艦艇靠得過近,彼此間海水流速會很大,導(dǎo)致艦艇間的壓強很小,向內(nèi)的壓力差會使艦艇發(fā)生碰撞,所以兩并排行駛的艦艇編隊間距較遠。(2)[2]該艦滿載時排開水的重力為由阿基米德原理可得,它滿載時所受的浮力[3]該船從黃海駛?cè)腴L江時,因船在水中也處于漂浮狀態(tài),浮力等于船的總重力,所受浮力不變。20.(2023·江蘇揚州·二模)隨著我國第三艘航母“福建艦”下水,人民海軍正式邁入“三航母時代”。該艦滿載時的排水量約為8×104t,則它滿載時??吭诟劭谒芨×s為N;當航母從密度較小的港口駛達密度較大的遠海時,其所受浮力(變大/變小/不變)。
【答案】8×108不變【詳解】[1]由題知,該航母滿載時的排水量約為,由阿基米德原理可得,航母滿載時受到的浮力[2]當航母從水密度較小的港口駛達密度較大的遠海時,始終處于漂浮狀態(tài),浮力等于其重力,且航母受到的重力不變,所以航母所受到的浮力不變。21.(2023·江蘇宿遷·模擬預(yù)測)如圖兩個容器中分別盛有甲、乙兩種不同的液體。把體積相同的A、B兩個實心小球放入甲液體中,兩球沉底如圖甲所示;放入乙液體中,兩球靜止時的情況如圖乙所示,圖乙小球A受到的浮力(選填“大于”、“小于”或“等于”)A受到的重力,小球A的質(zhì)量(選填“大于”、“小于”或“等于”)小球B的質(zhì)量,小球A在甲液體中受到的浮力(選填“大于”、“小于”或“等于”)在乙液體中的浮力。
【答案】等于小于小于【詳解】[1]在乙液體中,A漂浮,小球A受到的浮力等于A受到的重力,A的密度小于乙液體的密度;B下沉,B的密度大于乙液體的密度;比較可知,A的密度小于B的密度。[2]兩個小球的體積相同,根據(jù)m=ρV可知,A的質(zhì)量小于B的質(zhì)量。[3]由圖可知,在甲液體中A球下沉,則GA>F浮甲,在乙液體中A球漂浮,則GA=F浮乙,所以F浮甲<F浮乙。22.(2023·江蘇泰州·模擬預(yù)測)小明把一只充滿氣的籃球和一只加了氣嘴的氣球放在網(wǎng)兜內(nèi),掛在杠桿的左側(cè),在右側(cè)懸掛鉤碼并移動到某一位置,使杠桿水平平衡。接著他把氣嘴插進籃球氣孔中,氣球變大,同時他會觀察到(選填“左側(cè)”或“右側(cè)”)上升,這個現(xiàn)象說明。
【答案】左側(cè)浸在氣體中的物體受到氣體對它的浮力,物體在空氣中受到的浮力大小與物體排開空氣的體積有關(guān)【詳解】[1][2]當杠桿水平平衡時滿足杠桿平衡條件當氣球變大時,氣球排開空氣的體積變大,氣球受到的浮力變大,會導(dǎo)致左側(cè)網(wǎng)兜對杠桿的拉力F1變小,此時因此左側(cè)杠桿會上升,這說明氣球在空氣中受到了浮力,而且浮力大小隨著排開空氣體積的增大而增大。三、實驗題23.(2023·江蘇連云港·一模)小明所在實驗小組利用彈簧測力計、圓柱形金屬塊、燒杯等器材,按照如圖所示步驟“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”。()
(1)金屬塊浸沒在水中時,受到的浮力是N;(2)分析兩圖可知,浮力大小跟物體浸沒在水中的深度無關(guān);(3)E圖中鹽水的密度是,實驗中所用金屬塊的密度是;(4)如果在實驗中不小心使E圖中的金屬塊接觸了容器底且與容器底有力的作用,此時測量出的鹽水密度值將(選填“偏大”“不變”或“偏小”)?!敬鸢浮?C、D偏大【詳解】(1)[1]由圖A可知,彈簧測力計的分度值為0.1N,金屬塊在空氣中時彈簧測力計的示數(shù)為3.7N,所以圓柱形金屬塊的重力為;由圖C可知,金屬塊完全浸沒在水中時所受的拉力為2.7N,,則金屬塊浸沒在水中所受的浮力為(2)[2]分析比較實驗步驟C、D可知:金屬塊浸沒在水中的體積相同,浸入水中的深度不同,金屬塊受到的浮力大小都是1N,由此可得:浮力大小跟物體浸沒在水中的深度無關(guān)。(3)[3]由公式可知,金屬塊完全浸沒在水中時,金屬塊的體積等于它排開水的體積,即金屬塊浸沒在鹽水中時受到的浮力由公式可知,E圖中鹽水的密度是[4]實驗中所用金屬塊的密度(4)[5]如果在實驗中不小心使E圖中的金屬塊接觸了容器底且與容器底有力的作用,彈簧測力計的示數(shù)將變小,G不變,由計算的金屬塊受到的浮力將變大,由可知,此時測量出的鹽水密度值將偏大。24.(2023·江蘇連云港·三模)如圖所示是小華同學(xué)在探究浮力時的實驗情景;
(1)圖乙中物塊受到的浮力是N;(2)分析圖甲、乙、丙發(fā)現(xiàn),浮力與有關(guān);物體的體積為m3;(3)小華接著又設(shè)計測量科普吉祥物“小科南”的密度:①用電子秤測出“小科南”的質(zhì)量為26g;②將“小科南”放入裝有水的燒杯后,電子秤的示數(shù)為136g;③用細針將“小科南”壓入水中浸沒,不接觸容器,電子秤的示數(shù)為150g;④如圖丁所示,根據(jù)測量結(jié)果可知:“小科南”的密度是g/cm3?!敬鸢浮?.6物體排開液體的體積2.5×10﹣40.65【詳解】(1)[1]由圖甲得,物體的重力為G=6N乙圖中彈簧測力計的分度值為0.2N,故讀數(shù)為4.4N,則圖乙中物塊受到的浮力為F浮=G﹣F示=6N﹣4.4N=1.6N(2)[2]分析甲、乙、丙圖可知,液體密度相同,但物體排開液體的體積不同,彈簧測力計的示數(shù)不同,則物體受到的浮力不同,所以可知:浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)。[3]由圖甲、丙可知,物體浸沒在水中受到的浮力為F?。紾﹣F示′=6N﹣3.5N=2.5N物體的體積為(3)[4]由甲可知小科南的質(zhì)量m=26g由甲、乙可得燒杯和水的質(zhì)量m1=136g﹣26g=110g由乙、丙可得排開水的質(zhì)量m排=150g﹣110g=40g小科南浸沒在水中,則小科南的體積等于排開水的體積,即所以小科南的密度25.(2023·江蘇淮安·二模)學(xué)習(xí)了壓強和浮力的知識后,小明非常感興趣,他和同學(xué)們利用吸管做了幾個物理小實驗。
(1)如圖甲,要求用這根西端開口的塑料吸管把一只杯子中的水取出一些,移到另一只空杯中?,F(xiàn)有以下四個動作:①用手指封住管口;②將吸管移出水面到空杯上方;③將吸管插入水中;④松開封住管口的手指。以上四個動作的合理順序是。用吸管“取”水主要依靠了的作用。(2)如圖乙,往水平放置的吸管中吹氣,可以看到豎直放置的吸管中的水面上升。此現(xiàn)象中涉及的物理原理是流速越大,壓強。(3)如圖丙,取一根粗細均勻的飲料吸管,在其下端粘上適量橡皮泥并用石蠟封口,制成簡易密度計?,F(xiàn)使吸管豎直漂浮在不同液體中,三種液體密度最大的是(選填序號)?!敬鸢浮竣邰佗冖艽髿鈮涸叫?【詳解】(1)[1][2]首先將吸管插入水中,水在大氣壓的作用下壓入吸管,用手指堵住吸管上端,吸管內(nèi)液體由于重力向下流動很小的距離時,吸管上部的氣壓減小,而吸管下端外部大氣壓不變,大氣壓托著管內(nèi)液體流不出來。然后再將吸管移出水面到空杯上方,最后松開封住管口的手指,在大氣壓的作用下,塑料吸管的水流出,故四個動作的合理順序是③①②④,用吸管“取”水主要依靠了大氣壓。(2)[3]往水面管中吹氣,下面吸管上方空氣的流速增大,壓強減小,下面管中液體受到向上的壓強大于向下的壓強,液面上升。(3)[4]由于吸管在不同的液體中均漂浮,所以因為在不同的液體中受到的浮力相等,由和,所以故密度最大為2號,最小為3號。26.(2023·江蘇泰州·二模)浸在水中的物體受到浮力。小明想知道食指浸在水中所受浮力的大小。他從如圖所示的器材中選取了彈簧測力計、盛滿水的溢水杯和小桶來測量。測量步驟是:①用彈簧測力計測出小桶的重力;②把食指浸入水中,并用小桶收集溢出的水;③用彈簧測力計測出小桶和水的總重力;(1)則食指受到的浮力;(2)請對小明的測量方法做出評價:;(3)請你也從圖中選取合適的器材,再設(shè)計一種測量食指受到浮力大小的方法。①你選擇的測量工具是;②測量的物理量及其符號是;③食指受到的浮力。(水的密度已知)【答案】測出食指排開水的重力,根據(jù)阿基米德原理求出浮力,操作簡單量筒、【詳解】(1)[1]根據(jù)阿基米德原理,則食指受到的浮力(2)[2]請對小明的測量方法做出評價:測出食指排開水的重力,根據(jù)阿基米德原理求出浮力。(3)[3]①選擇的測量工具是量筒;[4]在量筒中加適量的水,讀出水的體積,將食指浸入水中,讀出水面的示數(shù),食指排開水的體積[5]食指受到的浮力27.(2023·江蘇揚州·二模)小華和小明探究影響浮力大小的因素。猜想與假設(shè)(1)小明根據(jù)生活實際現(xiàn)象,提出如下猜想:猜想1:與物體浸在液體中的深度有關(guān);猜想2:與物體浸在液體中的體積有關(guān);猜想3:與液體的密度有關(guān)。設(shè)計與進行實驗(2)小明為驗證上述猜想,用彈簧測力計、4個相同的小長方體磁力塊、2個分別盛有水和鹽水的燒杯等裝置,利用磁力將4個磁力塊組合成長方體物塊,按圖甲步驟進行實驗;
分析與論證(3)根據(jù)圖A、B、C的測量結(jié)果,小明認為猜想1是正確的,小華卻認為不一定正確。你覺得小華的理由是;小華為了證明自己的想法,利用上述器材設(shè)計實驗D,根據(jù)A、B、D的測量結(jié)果可得:浮力大小與物體浸在液體中的深度無關(guān),請在圖D中畫出她實驗時長方體物塊的放置圖;(4)根據(jù)A、C、E的實驗結(jié)果,得出浮力大小還與有關(guān);(5)小華把4個磁力塊組合成圖乙,她還能探究。小華的同學(xué)小麗設(shè)計了如圖丙所示的實驗裝置探究該實驗。小麗先將盛有鹽水的容器放在電子秤上,然后用手提著系有細線的圓柱體將其緩緩地浸入鹽水中(鹽水足夠深),同時記下圓柱體下表面在鹽水中所處的深度h和電子秤顯示的相應(yīng)的質(zhì)量m,記錄數(shù)據(jù)如表所示。已知圓柱體的高度為15cm,當h=8cm時,用彈簧秤測得細線對圓柱體的拉力為1.2N(g取10N/kg)。h/cm024681012m/kg2.0002.0402.0802.1202.1602.2002.240①當h=8cm時,圓柱體受到的浮力大小為N,分析表中數(shù)據(jù)可知:圓柱體受到的浮力大小與浸入鹽水的體積成比;②圓柱體的密度與鹽水的密度之比為?!敬鸢浮课纯刂婆砰_液體的體積相同
液體密度浮力大小與物體形狀的關(guān)系正14∶15【詳解】(3)[1]根據(jù)控制變量法可知,探究物體所受浮力的大小與物體浸在液體中的深度有關(guān)時,應(yīng)控制液體的密度和物體排開液體的體積相同,改變物體浸在液體中的深度,但由圖甲B、C可知,沒有控制物體排開液體的體積相同。[2]由圖甲中B可知,此時物體排開液體體積等于兩個小長方體磁力塊的體積,因此可以將4個相同的小長方體磁力塊組成的長方體橫著放,讓下面的兩個小長方體磁力塊浸沒在水中,這樣即控制了物體排開液體的體積相同,又改變了物體浸在液體中的深度,放置圖如圖所示:
(4)[3]比較步驟步驟A、C、E可知,隨著液體密度的增大,彈簧測力計的示數(shù)減小,由稱重法可知,物體所受浮力也增大,說明浮力的大小還與液體密度有關(guān)。(5)[4]由圖乙可知,此時小華改變了物體的形狀,因此她還能探究浮力大小與物體的形狀的關(guān)系。[5]①由表格數(shù)據(jù)知,當時,圓柱體還沒有浸入鹽水中,不受浮力,此時當時,電子秤示數(shù)為,由有所以圓柱體受到的浮力[6][7]圓柱體浸入某一深度時,電子秤示數(shù)與時電子秤示數(shù)的差為,因為當、4、6、時,圓柱體浸入液體的體積與浸入深度成正比,受到的浮力分別為據(jù)此可知,圓柱體受到的浮力大小與浸入鹽水的體積成正比。②時,圓柱體受到的拉力為,浮力為,所以圓柱體的重力由和可得,,即①由阿基米德原理可得,圓柱體受到的浮力即②①②可得28.(2023·江蘇無錫·二模)小言同學(xué)有一塊吊墜,他想利用學(xué)過的物理知識測量其密度。
(1)把天平放在水平桌面上,游碼歸零后發(fā)現(xiàn)指針偏左,她應(yīng)將平衡螺母向調(diào)節(jié);(2)將吊墜放在天平左盤中,向右盤中由大到小加砝碼,當加入最小質(zhì)量是5g的砝碼時,指針偏向分度盤的右側(cè),這時小言應(yīng)先,然后調(diào)節(jié)游碼,直到天平平衡。此時砝碼和游碼的位置如圖甲所示,吊墜的質(zhì)量是g;(3)往量筒中倒入30mL水,用細線拴住吊墜緩慢浸沒在水中,液面位置如圖乙所示,則吊墜的體積為cm3,計算得到吊墜的密度是kg/m3;(4)小言發(fā)現(xiàn)使用的砝碼生銹且量筒分度值較大,導(dǎo)致測量誤差較大。故提出可以利用天平,兩個燒杯,量筒和水再次測量吊墜的密度。步驟如下:(已知水的密度為ρ水)①按圖丙方式,將天平的左右托盤中放上裝入適量水燒杯,游碼歸零,調(diào)節(jié)平衡螺母使天平平衡;②如圖丁所示,將拴著細線的吊墜在左盤燒杯的水中,不碰燒杯底,移動游碼使天平重新平衡,記下游碼在標尺上的刻度值m;③如圖戊所示,松開細線使吊墜緩慢沉底,發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤左側(cè)。保持游碼位置不變,在右燒杯中滴入體積為V的水,使天平重新平衡;④吊墜密度的表達式為ρ=。(用m、V、ρ水表示);(5)若第①步中游碼未移到零刻線,這會使測得的密度值(選填“偏大”“偏小”或“不變”)?!敬鸢浮坑胰∠?克砝碼32.448.1×103浸沒偏小【詳解】(1)[1]天平使用前的調(diào)節(jié):若游碼歸零后發(fā)現(xiàn)指針偏左,向右調(diào)平衡螺母,使指針指在分度盤的中線處。(2)[2]指針偏向分度盤的右側(cè),說明右側(cè)質(zhì)量大,應(yīng)去拿下最小的砝碼,并移動游碼,直至天平平衡。[3]用天平來測量物體的質(zhì)量時,物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加上游碼的示數(shù),由圖知游碼標尺的分度值為0.2g,則此時游碼標尺對應(yīng)的質(zhì)量為2.4g,則吊墜的質(zhì)量為(3)[4][5]吊墜的體積等于量筒中水增加的體積,即由可得,吊墜的密為(4)②[6]將拴著細線的吊墜完全浸沒在左盤燒杯的水中,移動游碼使天平重新平衡,記下游碼在標尺上的刻度值m。④[7]游碼的變化是由于浮力的原理,所以吊墜的浮力F浮=mg;由于吊墜完全浸沒,則吊墜的體積V吊和排開水的體積V排相同,根據(jù)F浮=ρ水gV排得由題可知,吊墜的質(zhì)量m吊等于游碼加上在右燒杯中滴入體積為V的水的質(zhì)量,即吊墜密度為(5)[8]若第①步中游碼未移到零刻線,游碼在標尺上的刻度值m會偏大,④中吊墜的浮力F浮偏大,根據(jù)F浮=ρ水gV排求出的V吊=V排偏大,根據(jù)吊墜密度可知,在吊墜質(zhì)量一定時,根據(jù)密度公式計算出的密度將偏小。29.(2023·江蘇連云港·一模)小芳想利用“曹沖稱象”的原理來測量一串珍珠項鏈的密度。她備好如圖所示的器材和足量的水(含取水工具,水的密度為ρ0)進行實驗,實驗步驟如下:①在量筒中裝入適量的水,記下體積V1;②將項鏈浸沒在量筒的水中,記下體積V2;③往大水槽中加入適量的水,使裝有項鏈的小桶漂浮在水槽的水面上,并記下水面在小桶上的位置;④取出項鏈,往小桶中加水,使桶(選填“內(nèi)”或“外”)水面到達所記位置,。請你回答下列問題:
(1)將實驗步驟④補充完整,并寫出需要測量的物理量;(2)寫出珍珠項鏈密度的數(shù)學(xué)表達式(用已知量和測量量表示);(3)在滿足前述實驗要求的情況下,大水槽的粗細對測量精確度(選填“有”或“無”)影響?!敬鸢浮客庥昧客矞y出桶中水的體積V3無【詳解】[1][2]步驟①和②中,兩體積值相減,可得到項鏈的體積,那么接下來需要知道項鏈的質(zhì)量,步驟③中,往大水槽中加入適量的水,使裝有項鏈的小桶漂浮在水槽的水面上,并記下水面在小桶上的位置,這位置排開水的重力,大小等于項鏈和小桶的重力之和,步驟④中,取出項鏈,往小桶中加水,使桶外水面到達所記位置,不是桶內(nèi),這樣可以讓排開水的重力,還是等于步驟③排開水的重力,那么小桶和小桶內(nèi)水的重力之和,大小等于項鏈和小桶的重力之和,即項鏈的重力,大小等于小桶內(nèi)水的重力,只需要知道小桶內(nèi)水的重力,即可得到項鏈的重力,需要知道小桶內(nèi)水的質(zhì)量,水的密度是知道的,把小桶內(nèi)水的體積求出即可,實驗器材有量筒,可以把小桶內(nèi)的水,倒入量筒測量,得到水的體積V3。(2)[3]由上述解析可知,小桶內(nèi)水的體積為V3,水的密度為ρ0,這些水的質(zhì)量,這些水的重力為項鏈的重力,大小等于這些水的重力,即項鏈的質(zhì)量為項鏈的質(zhì)量為;由步驟①和②,根據(jù)排水法,可知項鏈的體積為根據(jù)密度公式,可得項鏈的密度為項鏈的密度為。(3)[4]在滿足前述實驗要求的情況下,大水槽的粗細對測量精確度有影響;因為粗的大水槽,排開水時,水面上升得少,測量不夠精確,細的大水槽,排開水時,水面上升得多,測量比較精確,所以大水槽的粗細對測量精確度有影響。四、綜合題30.(2023·江蘇常州·一模)學(xué)習(xí)了密度和浮力的相關(guān)知識后,某學(xué)校綜合實踐活動小組利用彈簧測力計、合金塊、細線、已知密度的多種液體、筆、紙等,設(shè)計改裝成一支密度計;他們的做法是:在彈簧測力計下面掛一個大小適度的合金塊,分別將合金塊完全浸沒在水和煤油中,靜止時彈簧測力計示數(shù)如圖所示,在彈簧測力計刻度盤上標上密度值;再將合金塊分別完全浸沒在不同的校驗液體中,重復(fù)上述操作,反復(fù)校對檢驗;這樣就制成一支測定液體密度的“密度計”;(g=10N/kg,ρ煤油=0.8×103kg/m3)(1)求合金塊的密度;(2)利用學(xué)過的公式原理,從理論上推導(dǎo),待測液體的密度和彈簧測力計的示數(shù)的關(guān)系式;(3)改裝的密度計刻度(均勻/不均勻)的,改裝后密度計的分度值為g/cm3,密度為2.0×103kg/m3的刻度應(yīng)該標在彈簧測力計N的位置。
【答案】4×103kg/m3ρ液=4×103kg/m3﹣F示×103kg/(N?m3)均勻0.22【詳解】(1)[1]根據(jù)稱重法測浮力F=G﹣F浮和阿基米德原理有3.0N=G﹣ρ水gV=G﹣1.0×103kg/m3×10N/kg×V……①3.2N=G﹣ρ煤油gV=G﹣0.8×103kg/m3×10N/kg×V……②由①②得:V=10-4m3;G=4N,合金塊的密度(2)[2]由②得F示=4N﹣ρ液×10N/kg×10-4m3故待測液體的密度和彈簧測力計的示數(shù)的關(guān)系ρ液=4×103kg/m3﹣F示×103kg/(N?m3)……③(3)[3]由③知,ρ液與F示為一次函數(shù)關(guān)系,改裝的密度計刻度是均勻的。[4][5]由③知,當F示=4N時,ρ液=0;當F示=0時,ρ液=4×103kg/m3;0﹣4N之間有20個格,改裝后密度計的分度值為由③知,決定密度計量程大小的關(guān)鍵因素是合金塊的密度;把ρ液=2.0×103kg/m3代入③得:F示=2.0N,即密度為2.0×103kg/m3的刻度應(yīng)該標在彈簧測力計的2.0N位置處。31.(2023·江蘇鎮(zhèn)江·二模)圖甲是一種自動蓄水裝置示意圖:力敏電阻固定不動,下方懸掛一圓柱體(其位置不隨水面變化)。閉合開關(guān)S,水泵工作,向空水箱里緩慢注水,當水位達到設(shè)定高度h0時,水泵自動停止注水,此時柱體浸入水中的深度恰好為其高度的一半。已知:控制電路電源電壓為4.5V,電阻箱R2阻值為10Ω,力敏電阻R1阻值與拉力F的關(guān)系如圖乙所示,柱形物體的質(zhì)量為1.5kg,底面積為10cm2,當線圈中電流I≤0.15A時,銜鐵被釋放,忽略線圈電阻,g取10N/kg。(1)由圖乙可知,隨著力敏電阻所受拉力變大,其阻值,隨著水位升高,柱體緩慢浸入水中,柱體對力敏電阻拉力,線圈中電流(均選填“變大”、“變小”或“不變”);(2)水位達到設(shè)定高度時,柱形物體浸入水中的深度h為cm;(3)柱形物體的密度為g/cm3;(4)若要降低水位設(shè)定高度h0,下列方法不可行的是;A.適當減小電源電壓B.將電阻箱R2的阻值調(diào)小一些C.減少線圈的匝數(shù)D.保持柱狀體形狀和體積不變,換用密度更大的柱形物體
【答案】變小變小變小302.5BD【詳解】(1)[1]由圖乙可知,隨著力敏電阻所受拉力變大,其阻值變小。[2][3]隨著水位升高,柱體緩慢浸入水中,V排變大,由F浮=ρ液gV排可知,F(xiàn)浮變大,力敏電阻所受拉力F拉=G-F浮變小,力的作用是相互的,柱體對力敏電阻拉力和力敏電阻所受拉力大小相等,所以柱體對力敏電阻拉力變小,則力敏電阻阻值變大,根據(jù)可知,線圈中電流變小。(2)[4]根據(jù)影響電磁鐵磁性強弱的因素可知,線圈中電流變小,電磁鐵的磁性減弱;當水位達到設(shè)定高度時,線圈中電流減小為0.15A,銜鐵被釋放,則根據(jù)歐姆定律和電阻的串聯(lián)規(guī)律可得,此時力敏電阻R1的阻值根據(jù)圖乙可知,當R1=20Ω時,力敏電阻受到拉力為12N,柱形物體的重力為G=mg=1.5kg×10N/kg=15N由力的平衡條件可得,柱形物體的浮力為F浮=G-F拉=15N-12N=3N根據(jù)F浮=ρ液gV排可得柱形物體排開水的體積則柱形物體浸入水中的深度(3)[5]當水位達到設(shè)定高度h0時,水泵自動停止注水,此時柱體浸入水中的深度恰好為其高度的一半,故物體的高度為H=2h=2×0.3m=0.6m物體的體積為V=SH=10×10-4m2×0.6m=6×10-4m3物體的密度為(4)[6]ABC.若要使該自動蓄水裝置最高警戒水位適當降低,柱體浸入水中的體積減小,根據(jù)F浮=ρ液gV排知,浮力減小,根據(jù)F拉=G-F浮知拉力增大,由圖乙知R1的阻值減小,要保持銜鐵被釋放時的電流不變,若電源電壓不變,根據(jù)知,電路的總電阻不變,故應(yīng)該增大R2的阻值,故B錯誤,符合題意;由于R1的阻值減小,要保持銜鐵被釋放時的電流不變,在R2的阻值不變時,根據(jù)知,應(yīng)當適當減小電源電壓,故A正確,不符合題意;R1的阻值減小,在R2的阻值不變時,如果線圈的匝數(shù)不變,電流變大,要保持銜鐵被釋放時的電流不變,可以減小線圈的匝數(shù),故C正確,不符合題意。D.在電源電壓和R2的阻值均不變時,且銜鐵被釋放時的電流不變,說明力敏電阻的阻值不變,則力敏電阻受到的拉力不變,根據(jù)F拉=G-F浮浮知,要使拉力不變,浮力減小,則柱體的重力應(yīng)減小,當保持柱體形狀和體積不變,換用密度更小的柱形物體可以減小重力,故D錯誤,符合題意。故選BD。五、計算題32.(2023·江蘇常州·二模)如圖是我國第二艘航母——首艘國產(chǎn)航母,該航母相關(guān)參數(shù)為:艦長304m、艦寬70.5m、滿載吃水10.5m;排水量:57000噸(空載)、67500噸(滿載),動力:2×105馬力(馬力是功率單位,1馬力=735W);航速:最大31節(jié)(1節(jié)=1.8km/h);續(xù)航力:8000海里/18節(jié),海上自持能力15天。(g取10N/kg,)(1)該航母滿載時受到的浮力?(排水量指排開水的質(zhì)量,ρ海水≈1.0×103kg/m3)(2)航母以2×105馬力、30節(jié)的速度勻速航行時,受到水的阻力為多少?(3)由于船體太大,航母下水不能直接使用動力,這樣對船體有損害。因此常用的方法是先往干船塢里面注水,讓航母飄浮起來,然后利用拖船緩慢的把航母拖到碼頭。若每艘拖船的最大輸出功率為104馬力,拖動航母時的速度為0.5m/s,航母受到的阻力為航母重力的0.1倍,則拖動航母至少需要多少艘拖船?(此時航母為空載,拖動時航母不提供動力。粗略認為拖船提供的動力等于航母受到的阻力。)【答案】(1)6.75×108N;(2)9.8×106N;(3)4艘【詳解】解:(1)由阿基米德原理可知,航母滿載時受到的浮力(2)航母以2×105馬力、30節(jié)的速度勻速航行時,受到水的阻力等于牽引力,由P=Fv可得受到水的阻力(3)航母標準排水量為57000噸,航母漂浮時,航母重力等于航母受到浮力,則航母重力則拖力拖船拖動航母的速度為0.5m/s,則拖船的總功率每艘拖船的最大輸出功率為104馬力,需要拖船數(shù)量所以至少需要4艘拖船。答:(1)該航母滿載時受到的浮力為6.75×108N;(2)受到水的阻力為9.8×106N;(3)要把航母拖到碼頭,至少需要4艘拖船。33.(2023·江蘇鹽城·二模)“十年禁漁”使長江生態(tài)不斷恢復(fù),江面上再現(xiàn)“江豚群舞”的場景。小明利用3D打印機打印出江豚模型如圖所示,用天平稱出模型的質(zhì)量為36g,將模型放入足夠大的盛滿水的溢水杯中待模型靜止時共溢出水30g,,,求:(1)模型受到的浮力;(2)模型浸在水中的體積;(3)判斷模型在水中的浮沉情況,并求該打印材料的密度。
【答案】(1)0.3N;(2);(3)【詳解】解:(1)模型受到的浮力(2)由可得,模型浸在水中的體積(3)模型的重力為將模型放入盛滿水的溢水杯中,溢出水30g,根據(jù)阿基米德原理可知,已經(jīng)求得模型受到的浮力為:,由于,所以模型放入水中靜止時處于沉底狀態(tài);物體的體積等于溢出水的體積為材料的密度為答:(1)模型受到的浮力為;(2)模型浸在水中的體積為;(3)模型在水中處于沉底狀態(tài),該打印材料的密度為。34.(2023·江蘇常州·模擬預(yù)測)如圖是一艘潛水艇,空艇質(zhì)量為,水艙不注海水時漂浮在海面上;水位達到倉位時,正好懸??;注滿海水時,潛艇沉到海底,此時海底對潛水艇的支持力為。海水密度,取,求:(1)潛水艇的水艙最多可以注入多少立方米的海水?(2)潛水艇的總體積是多少?(3)空倉漂浮時,潛水艇露出海面的體積是多少?【答案】(1);(2);(3)【詳解】解:(1)水艙未充海水時,因潛艇漂浮時受到的浮力和自身的重力相等,所以,可得潛水艇的水艙最多注入海水的重力,則潛水艇懸浮時,有潛水艇沉底時,有潛水艇懸浮和沉底時的浮力相同,即所以潛水艇的水艙最多可以注的海水質(zhì)量為潛水艇的水艙最多可以注的海水的體積為(2)根據(jù)題意可知,潛水艇懸浮時,有由得潛水艇的總體積為(3)根據(jù)題意可知,空倉漂浮時,潛水艇排開海水的體積為潛水艇露出海面的體積為答:(1)潛水艇的水艙最多可以注入的海水;(2)潛水艇的總體積是;(3)空倉漂浮時,潛水艇露出海面的體積是。35.(2023·江蘇宿遷·模擬預(yù)測)俄烏沖突的不斷升級,啟發(fā)著我國國防裝備要往多功能化方向發(fā)展。我國自主研制的一款新型氣墊兩棲登陸艇,它的質(zhì)量約1.2×108kg。底面積約為500m2(海水密度約為1.0×103kg/m3)。計算:(1)登陸艇漂浮在海面上時,排開水的體積是多少米3;(2)登陸艇靜止在水平海灘上時,對海灘的壓強為多大?(3)登陸艇1分鐘用3.0×104N的推進力勻速航行了1.2km,登陸艇發(fā)動機的功率是多少?【答案】(1)1.2×105m3;(2)2.4×106Pa;(3)6×105W【詳解】解:(1)登陸艇的重力為因為登陸艇漂浮在海面上,所以登陸艇受到的浮力為根據(jù)可得,排開水的體積為(2)登陸艇靜止在水平海灘上,登陸艇對水平海灘的壓力登陸艇對水平海灘的壓強為(3)登陸艇用3.0×104N的推進力勻速航行了1.2km,登陸艇所做的功為登陸艇發(fā)動機的功率答:(1)排開水的體積是1.2×105m3;(2)登陸艇對水平海灘的壓強為2.4×106Pa;(3)登陸艇發(fā)動機的功率是6×105W。36.(2023·江蘇蘇州·模擬預(yù)測)用如圖所示的滑輪組將重100N的物體勻速提升2m,拉力F為50N;如果將該滑輪組與其它部件組合成一監(jiān)控水庫水位的模擬裝置(如圖所示),整個模擬裝置是由長方體A和B、滑輪組、輕質(zhì)杠桿CD、電子秤等組成。杠桿始終在水平位置平衡。已知OC∶OD=1∶2,A的體積為0.02m3,A重為450N,B重為300N,不計繩重與摩擦(ρ水=1.0×103kg/m3)。求:(1)水位上漲到A的上表面時,A受到的浮力;(2)水位上漲過程中,當A物體五分之三露出水面時,電子秤所受的壓力?!敬鸢浮浚?)200N;(2)230N【詳解】解:(1)當水位上漲到A的上表面時,A浸沒在水中,所以A排開水的體積為V排=VA=0.02m3所以A受到的浮力為F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N(2)水位上漲過程中,當A物體露出水面時,A排開水的體積為物體A此時受到的浮力為F浮'=ρ水gV排'=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=80N物體A受到浮力、重力和滑輪組的拉力,三力平衡,所以滑輪組的拉力為F′=GA-F浮′=450N-80N=370N根據(jù)力的作用的相互性可知,物體A對滑輪組拉力F′′=F′=370N不計繩重與摩擦,用如圖所示的滑輪組將重100N的物體勻速提升2m,拉力F為50N,則動滑輪的重力為G動=3F-G=3×50N-100N=50N滑輪組繩子自由端的拉力為根據(jù)力的作用的相互性可知,繩子轉(zhuǎn)自由端對杠桿C端拉力與杠桿C端受到拉力大小相等,大小FC=140N。杠桿始終在水平位置平衡,O為支點,由杠桿平衡條件有Fc·OC=FD·OD變形代入數(shù)據(jù),解得繩子對D端拉力為70N,所以B物體受到拉力為FB拉=FD=70NB物體受到的拉力、電子秤的支持力與B的重力平衡,所以B受到的支持力為F支=GB-FB拉=300N-70N=230N所以電子秤受到B物體對它的壓力大小等于230N。答:(1)水位上漲到A的上表面時,A受到的浮力為200N;(2)水位上漲過程中,當A物體五分之三露出水面時,電子秤所受的壓力為230N。(建議用時:20分鐘)一、單選題1.(2023·江蘇常州·統(tǒng)考中考真題)為拯救瀕危物種中華鱘,生物學(xué)家在放養(yǎng)的中華鱘身上拴上定位硬殼膠囊。數(shù)天后,膠囊與潛入水中的中華鱘脫離,最終漂浮于江面發(fā)射定位信號,脫離后,膠囊受到的浮力隨時間變化的關(guān)系為下列圖中的()
A.
B.
C.
D.
【答案】D【詳解】當膠囊未離開水面時,排開水的體積不變,由阿基米德原理可知,該過程中膠囊受到的浮力大小不變;當膠囊露出水面且穩(wěn)定前,排開水的體積不斷減小,由阿基米德原理可知,膠囊受到的浮力不斷減??;當膠囊最終漂浮在水面時,排開水的體積不再變化,由阿基米德原理可知,此時受到的浮力不再變化。故ABC不符合題意,D符合題意。故選D。2.(2023·江蘇泰州·統(tǒng)考中考真題)用硬質(zhì)塑料瓶、透明膠帶、螺母、塑料管、容器和水等,制作如圖所示的潛水艇模型(不計進排氣管體積),然后將模型放入水中,使其上浮或下沉。下列說法正確的是()
A.當模型漂浮于水面時,它受到的浮力小于重力B.向瓶中充氣時,瓶內(nèi)氣體壓強變大,模型將下沉C.從瓶中抽氣時,模型會下沉,它受到的浮力將變小D.讓原本在較淺處懸浮的模型下潛至更深處懸浮,應(yīng)使瓶內(nèi)的水先增加后減少【答案】D【詳解】A.當模型漂浮于水面時,由浮沉條件可知,它受到的浮力等于重力,故A錯誤;B.向瓶中充氣時,瓶內(nèi)氣體壓強變大,瓶內(nèi)水被排出來,模型重力將變小,小于浮力,模型將上浮,故B錯誤;C.從瓶中抽氣時,瓶內(nèi)氣體壓強變小,水進入瓶內(nèi),模型重力將變大,大于浮力,模型會下沉,此時排開水的體積不變,根據(jù)阿基米德原理可知,它受到的浮力不變,故C錯誤。D.潛水艇是依靠改變自身重力實現(xiàn)浮沉的,讓原本在較淺處懸浮的模型下潛至更深處懸浮,此時應(yīng)向外抽氣,讓水進入瓶中,是模型受到的重力大于浮力,實現(xiàn)下沉;然后停止抽氣,接著適當充氣,向外排水,使模型的重力等于浮力而懸浮,所以瓶內(nèi)氣體是先減少后增加,瓶內(nèi)的水先增加后減少,故D正確。故選D。3.(2023·江蘇宿遷·統(tǒng)考中考真題)在科技晚會上,小明給大家展示了一個“聽話”的小瓶子,通過調(diào)節(jié)滑片,就可以讓小瓶子上浮、下沉或懸停在水中,它的原理如圖所示(磁鐵固定在活塞上)閉合開關(guān)S后,移動滑片P,使小瓶子懸停在圖示位置。對此,以下分析正確的是()
A.電磁鐵的右端為S極B.若將滑片P向右移,小瓶子將會上浮C.小瓶子下沉?xí)r,小瓶子中的氣體密度變小D.小瓶子上浮時,小瓶子的瓶口處受到水的壓強保持不變【答案】B【詳解】A.由圖可知,該電路為串聯(lián)電路,電流從螺線管的右側(cè)流入,根據(jù)安培定則可知,電磁鐵的右端是N極,故A錯誤;B.若將滑片P向右移,滑動變阻器接入電路的阻值變大,電路的電流變小,電磁鐵的磁性變?nèi)?,電磁鐵與磁鐵排斥作用變小,活塞向左運動,大瓶內(nèi)空氣氣壓變小,小瓶子的水會擠出來,小瓶子重力變小,重力小于浮力,小瓶子將上浮,故B正確;C.小瓶子進水重力大于浮力下沉?xí)r,故小瓶子上面的空氣的體積會變小,質(zhì)量不變,故密度變大,故C錯誤;D.小瓶子上浮時,根據(jù)可知小瓶子的瓶口處受到水的壓強變小,故D錯誤。故選B。二、填空題4.(2023·江蘇南通·統(tǒng)考中考真題)小明探究“怎樣使物體上浮”,將體積相等的兩個物體A、B浸沒在水中,松開手,物體靜止時如圖甲所示。(g取10N/kg)
(1)如圖乙所示,選擇物體A進行實驗,用彈簧測力計測出其重力GA=N,浸沒在水中受到的浮力FA=N,A的體積VA=cm3;(2)測出物體B的重力GB,發(fā)現(xiàn)GB小于(選填“GA”或“FA”),初步得到物體上浮的條件;(3)將物體A從水中提起的過程中,發(fā)現(xiàn)彈簧測力計示數(shù)變大,你認為可能的原因是?!敬鸢浮?1.5150FA水對物體A有阻力作用【詳解】(1)[1]由乙圖可知,測力計吊著物體在空氣中靜止時,測力計示數(shù)為4N,此時測力計示數(shù)等于物體的重力,即A物體的重力GA=4N。[2]A浸沒在水中,測力計示數(shù)為2.5N,根據(jù)稱重法測浮力可知,A物體受到的浮力為FA=G-F示=4N-2.5N=1.5N[3]根據(jù)阿基米德原理可得,物體排開水的體積為由于A浸沒在水中,所以A的體積為VA=V排=1.5×10-4m3=150cm3(2)[4]由于A、B體積相等,當B全部浸沒在水中時,受到的浮力FB′=FA。由圖甲可知,B部分浸入水中,根據(jù)阿基米德原理可知,B受到的浮力FB<FB′=FA測出物體B的重力GB,發(fā)現(xiàn)GB小于FA,即可得出初步得到物體上浮的條件。(3)[5]將物體A從水中提起的過程中,發(fā)現(xiàn)彈簧測力計示數(shù)變大,可能的原因是水對物體有阻力作用。5.(2023·江蘇徐州·統(tǒng)考中考真題)如圖所示,用輕質(zhì)薄壁的塑料瓶、透明膠帶、鐵質(zhì)螺母和塑料軟管制作潛水艇模型。潛水艇在水中受到浮力的方向是。潛水艇通過改變來實現(xiàn)浮與沉,因此需要選擇質(zhì)量合適的螺母作為配重。如果塑料瓶的容積為V,水的密度為ρ水,鐵的密度為ρ鐵,要讓瓶內(nèi)有一半水時,潛水艇恰能在水中懸浮,則所選螺母質(zhì)量的表達式為m=。
【答案】豎直向上自重【詳解】[1]浸在液體中的物體受到向上的力,叫做浮力,浮力的方向是豎直向上的。[2]圖示潛水艇浸沒在水中,排開水的體積不變,所受的浮力不變,是通過改變塑料瓶中的水的重力來改變浮力和重力的大小關(guān)系而實現(xiàn)沉浮的,所以是通過改變自重來實驗沉浮的。[3]設(shè)螺母的體積為V螺母,塑料瓶浸沒在水中,排開水的體積等于塑料瓶與螺母的總體積,受到的浮力塑料瓶中水的體積瓶中水的質(zhì)量瓶中水的重力潛水艇懸浮,所受的浮力等于自身的總重,有F浮=G總=G水+G螺母即解得,螺母的質(zhì)量6.(2023·江蘇連云港·統(tǒng)考中考真題)“銅壺滴漏”是中國古代的計時工具,距今700多年。如圖所示,它上面有三個壺,分別是日壺、月壺和星壺,也叫送水壺,最下面的壽壺也叫受水壺。日、月、星壺側(cè)面底部都有一個龍頭形滴水口,壺蓋上開有一個進水孔,小水滴從日壺滴進月壺,再從月壺滴進星壺,最后進入受水壺。受水壺裝有兩個重要部件:一個是豎立在壺蓋正中的銅尺,上有時辰刻度,從下到上分別為:子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。每個時辰是兩個小時,其中子時代表23:00~1:00,丑時代表1:00~3:00……以此類推;另一個是浮箭,由小木塊上連接一把木尺組成,隨著受水壺里水量的增加,浮箭自然同步上升。觀看浮箭頂端指示的銅尺刻度,就可以知曉當時、當?shù)氐臅r間了。請根據(jù)以上信息并結(jié)合所學(xué)知識,回答下面問題:
(1)如圖是14∶00浮箭頂端指示的部分銅尺位置的示意圖,其中正確的是。(2)若浮箭的重力為G,在受水壺中所受的浮力為,則G(選填“>”“=”或“<”)。隨著受水壺水位的升高,浮箭下部小木塊浸沒在水中的深度,受水壺壺底受到水的壓強。若想測量1個時辰浮力對浮箭做的功,還需要測量?!敬鸢浮緾=不變變大浮箭上升的高度【詳解】(1)[1]分析可知,14:00在13:00~15:00之間,為未時,所以浮箭指向未。故ABD錯誤,C正確。故選C。(2)[2]浮箭漂浮,處于二力平衡狀態(tài),浮箭的重力為G,在受水壺中所受的浮力為F浮,則G=F浮。[3][4]隨著受水壺水位的升高,浮箭也跟著上升,浮力不變,故浮箭下部小木塊浸沒在水中的深度不變,受水壺壺底受到水的壓強變大。[5]若想測量1個時辰浮力對浮箭做的功,還需要測量浮箭上升的高度。三、實驗題7.(2023·江蘇蘇州·統(tǒng)考中考真題)綜合實踐活動課上,小明用一根長約20cm的圓柱狀飲料吸管、一段細鐵絲、石蠟和水等制作了一個簡易密度計。制作時,小明先將吸管兩端剪平,鐵絲密繞成小團后塞入吸管一端,再用石蠟將該端口堵住密封;接著,將吸管置于水中使其處于豎直漂浮狀態(tài)(圖甲),用筆在吸管上標記此時水面位置O;取出吸管,量出O點至封口端的距離H,通過分析與計算,在吸管上分別確定密度值0.8、0.9、1.0、1.1的位置并標上密度值。
使用時,將密度計靜置于待測液體中,讀出吸管壁上液面處的數(shù)值即為液體密度。(1)O位置處的刻度值為;(2)吸管漂浮在其他液體中時(圖乙),液面下方的深度h=(用、、H表示);(3)管壁上標注的4個刻度值,相鄰兩刻度值之間的距離(相等/不相等);(4)小明突發(fā)奇想,將制作好的密度計內(nèi)鐵絲從吸管上端倒出,纏繞到底部外側(cè),其它沒有變化(圖丙),他用這樣“改裝”后的密度計測同一液體密度,測量結(jié)果(偏大/偏小/無變化);(5)若增加塞入吸管中鐵絲的質(zhì)量,則制作的密度計精確程度將?!敬鸢浮?.0不相等偏大變高【詳解】(1)[1]密度計豎直漂浮在水中時,水面位于圖中O處,說明此時密度計在O處顯示的密度值應(yīng)該為水的密度,所以則O處應(yīng)標為1g/cm3(2)[2]由題意知密度計漂浮在水面上時,V排=SH,則有F浮=G物,即當密度計漂浮在密度為ρ液的液體中時,V排液=Sh,則有F浮液=G物,即可得解得(3)[3]由可知,h和ρ液是反比例函數(shù),刻度分布不均勻。(4)[4]小明把吸管中的細鐵絲拿出來,纏繞在吸管的下端,再用這支密度計去測量液體的密度,此時排開液體的體積不變,因吸管排開液體的體積等于排開液體的總體積減去銅絲的體積,所以,吸管排開液體的體積減小,會上浮一些,測得的密度值偏大,即測出的同一液體密度值偏大。(5)[5]為了使測量結(jié)果更準確,使密度計上兩條刻度線之間的距離大一些,增加塞入吸管中鐵絲的質(zhì)量,從而獲得更大的重力,即浮力更大,排開體積更大,由V=sh可知,S不變,即可使h變大,據(jù)此設(shè)計精確程度更高。四、計算題8.(2023·江蘇常州·統(tǒng)考中考真題)南京長江大橋于1968年建成,是長江上第一座中國自行設(shè)計和建造的鐵路、公路兩用橋梁.近年來,航行船舶逐漸大型化,橋墩遭受船舶撞擊的風(fēng)險不斷增大。為此,2023年春季,工程師為橋墩加裝保護鎧甲并展開觀測。,g取。①拖拽:如圖甲所示,拖船拖拽兩個“C”形組件,在江面勻速直線行駛,抵達橋墩處。行駛過程中拖船的動力為,柴油發(fā)動機動力系統(tǒng)的效率為40%,。②合圍:將兩個“C”形組件環(huán)繞在橋墩外圍,合圍成“O”型鎧甲。鎧甲漂浮在水中,側(cè)邊豎直,上下表面積相同,如圖乙所示。鎧甲密度為,露出水面的高度為。③觀測:上游暴雨、江水上漲過程中,由于流水沖擊,鎧甲與橋墩發(fā)生擠壓,此時靜止的鎧甲在水面下的深度為,如圖丙所示.鎧甲上表面面積。問:(1)拖拽過程消耗柴油的質(zhì)量?(2)乙圖中,漂浮的鎧甲在水面下的深度?(3)丙圖中,鎧甲受到橋墩施加的摩擦力的大小和方向?
【答案】(1)250kg;(2)1.4m;(3)摩擦力方向豎直向下,大小為【詳解】解:(1)拖船拖拽兩個“C”形組件,在江面勻速直線行駛20km,行駛過程中拖船的動力為,則拖船的動力做的功為根據(jù)可知,柴油放出的熱量為則拖拽過程消耗柴油的質(zhì)量為(2)設(shè)鎧甲上表面面積為S,鎧甲的高度為H,因鎧甲漂浮在水面上,根據(jù)浮沉條件可知即代入數(shù)據(jù)得解得故漂浮的鎧甲在水面下的深度為(3)鎧甲上下表面積相同,上表面面積,則鎧甲的體積為鎧甲的重力為鎧甲在水面下的深度為1.5m,則鎧甲受到的浮力為因鎧甲處于靜止狀態(tài),故鎧甲受到橋墩施加的摩擦力的方向豎直向下,其大小為答:(1)拖拽過程消耗柴油的質(zhì)量為1000kg;(2)乙圖中,漂浮的鎧甲在水面下的深度為1.2m;(3)丙圖中,鎧甲受到橋墩施加的摩擦力的大小為,方向豎直向下。9.(2023·江蘇無錫·統(tǒng)考中考真題)2023年5月13日,“恩平20—4鉆采平臺”的安裝,創(chuàng)造了我國海上油氣平臺浮托安裝重量的新紀錄,浮托安裝類似于運動員挺舉過程,巧妙地利用海上潮汐的自然力進行安裝。如圖所示,漲潮時,工程船托運平臺組塊駛?cè)胍呀?jīng)固定在海中的導(dǎo)管架的槽口,落潮時把平臺組塊插尖順勢從高位下降安裝到導(dǎo)管架接口上。工程船滿載時的排水量為,所安裝的平臺組塊質(zhì)量為。(g取)(1)工程船滿載航行在海面上時,受到的浮力為多大?(2)平臺組塊所受重力大小為多少?(3)若漲潮前,插尖低于接口,漲潮時,工程船和平臺組塊緩慢向上浮起,使得插尖比接口高。則在此過程中,工程船對平臺組塊豎直向上做功為多少?
【答案】(1)5.35×108N;(2)1.55×108N;(3)3.1×108J【詳解】解:(1)工程船滿載時的排水量為,航行在海面上時,處于漂浮狀態(tài),由沉浮條件可知,受到的浮力等于重力(2)平臺組塊質(zhì)量為,則平臺組塊所受重力(3)若漲潮前,插尖低于接口,漲潮時,插尖比接口高,則工程船對平臺組塊豎直向上做功為克服平臺組塊重力做功答:(1)工程船滿載航行在海面上時,受到的浮力為5.35×108N;(2)平臺組塊所受重力大小為1.55×108N;(3)工程船對平臺組塊豎直向上做功為3.1×108J。10.(2023·江蘇揚州·統(tǒng)考中考真題)一個獎牌掛在彈簧測力計下,示數(shù)為。當獎牌浸沒在水中時,彈簧測力計的示數(shù)為。已知,取。求:(1)獎牌
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