考試時(shí)間:100分鐘;命題人:mapy3
學(xué)校:___________姓名:___________班級(jí):___________考號(hào):___________
注意事項(xiàng):
答題前填寫好自己的姓名、班級(jí)、考號(hào)等信息
2.請(qǐng)將答案正確填寫在答題卡上
一.選擇題(共15小題,每空2分,共30分)
1.人體的密度跟水的密度差不多,那么一個(gè)中學(xué)生身體的體積最接近于( )
A.5米3B.50分米3C.500厘米3D.5000毫米3
【答案】B
【解答】解:中學(xué)生的質(zhì)量約m=50kg,密度ρ=1.0×103kg/m3,
因?yàn)棣眩剑?br>所以中學(xué)生的體積:
V===0.05m3=50dm3=5×104cm3=5×107mm3。
故選:B。
2.小東同學(xué)為測(cè)量牛奶的密度設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟:首先用已調(diào)好的天平測(cè)出空量筒的質(zhì)量,再向量筒中倒入牛奶,測(cè)出牛奶的體積,最后用天平測(cè)出量筒和牛奶的總質(zhì)量。對(duì)上述實(shí)驗(yàn)步驟所持的觀點(diǎn)正確的是( )
A.所測(cè)體積不準(zhǔn)確,不可取
B.所測(cè)密度準(zhǔn)確且實(shí)驗(yàn)方法合理
C.所測(cè)牛奶密度值偏大,不可取
D.易使量筒從天平上傾斜而摔碎,不宜提倡
【答案】D
【解答】解:
AC、量筒和牛奶的總質(zhì)量減空量筒質(zhì)量,正是倒入量筒中牛奶的質(zhì)量,所測(cè)質(zhì)量、體積正確,測(cè)出的密度不會(huì)偏大,故A、C錯(cuò)誤。
BD、步驟中把量筒放在天平上測(cè)質(zhì)量是不合適的,量筒的形狀細(xì)高,直接放在天平托盤上很容易掉下來摔碎。故B錯(cuò)誤,D正確;
故選:D。
3.某同學(xué)制作了如圖所示的潛艇模型,下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.潛艇模型是通過改變潛艇的重力實(shí)現(xiàn)沉浮的
B.向內(nèi)推注射器活塞,水會(huì)被壓入試管中,可實(shí)現(xiàn)潛艇下沉
C.推拉注射器活塞,試管內(nèi)水量適當(dāng)時(shí),可實(shí)現(xiàn)潛艇懸浮
D.潛艇模型的試管上繞些鐵絲,可保持試管穩(wěn)定
【答案】B
【解答】解:A、當(dāng)潛艇模型浸沒在水中時(shí),排開水的體積不變,所受浮力不變,因此模型的上浮和下沉是通過改變潛艇的重力來實(shí)現(xiàn)的,故A正確;
B、圖中潛艇模型,向內(nèi)推注射器活塞,水會(huì)被壓出試管,此時(shí)模型的自重減小,模型上浮,故B錯(cuò)誤;
C、向外拉注射器活塞,試管內(nèi)水增加,試管內(nèi)水量適當(dāng)時(shí),潛艇可能懸浮,故C正確;
D、試管左輕、右重,為了保持試管穩(wěn)定,潛艇模型的試管上繞些鐵絲,故D正確;
故選:B。
4.彈簧測(cè)力計(jì)下掛一長(zhǎng)方體物體,將物體從盛有適量水的燒杯上方離水面某一高度處緩緩下降,然后將其逐漸浸入水中如圖甲;圖乙是彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F隨物體下降時(shí)間t變化的圖像,則下列說法中正確的是( )
A.4﹣8s物體的重力在減小,浮力在增大
B.8s后物體下表面受到水的壓強(qiáng)不變
C.物體受到的最大浮力是5N
D.物體的密度是2.25×103kg/m3
【答案】D
【解答】解:
A.由圖像可知,當(dāng)h<4cm時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為9N不變,此時(shí)物體在空氣中,由二力平衡條件可知,物體重力G=F=9N,
4﹣8s測(cè)力計(jì)的示數(shù)在減小,根據(jù)F?。紾﹣F示可知浮力在增大,故A錯(cuò)誤;
B、8s后物體下表面所處的深度逐漸增大,根據(jù)p=ρ液gh可得受到水的壓強(qiáng)逐漸變大,故B錯(cuò)誤;
C、當(dāng)t>8s時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為5N不變,此時(shí)物體浸沒在水中受到的浮力最大,則物體受到的最大浮力F浮=G﹣F′=9N﹣5N=4N,故C錯(cuò)誤;
D、因物體浸沒時(shí)排開液體的體積和自身的體積相等,所以由F?。溅岩篻V排可得,物體的體積V=V排===4×10﹣4m3,
由G=mg可得,物體的質(zhì)量:m===0.9kg,則物體的密度:ρ===2.25×103kg/m3,故D正確。
故選:D。
5.一個(gè)盛有足夠多水的溢水杯放在水平桌面上,先往溢水杯中投入一個(gè)質(zhì)量為m的小球A,從溢水杯中溢出的水的質(zhì)量為20g,再往溢水杯中投入一個(gè)質(zhì)量為2m的小球B,從溢水杯中再次溢出的水的質(zhì)量為80g,此時(shí)A、B小球受到的總浮力為F浮,水對(duì)溢水杯底部產(chǎn)生的壓力比兩小球投入溢水杯前增加了ΔF,已知小球A、B的密度均小于水的密度,則( )(g=10N/kg)
A.F?。?.2N,ΔF=0.2NB.F?。?.2N,ΔF=1.2N
C.F?。?.0N,ΔF=1.0ND.F?。?.0N,ΔF=0N
【答案】A
【解答】解:先往溢水杯中投入一個(gè)質(zhì)量為m的小球A,從溢水杯中溢出的水的質(zhì)量為20g;
再往溢水杯中投入一個(gè)質(zhì)量為2m的小球B,從溢水杯中再次溢出的水的質(zhì)量為80g;投入2m的小球之前溢水杯是滿的,所以小球排開的水的重力等于浮力:
F浮B=G排B=m排Bg=0.08kg×10N/kg=0.8N;
小球A的質(zhì)量為小球B的一半,則其放入水中時(shí),排開的水的質(zhì)量應(yīng)該為:
m排A=80g×=40g=0.04kg;
則小球A受到的浮力為:
F浮A=G排A=m排Ag=0.04kg×10N/kg=0.4N;
此時(shí)A、B小球受到的總浮力為:
F?。紽浮A+F浮B=0.4N+0.8N=1.2N;
由于小球A排開的水的質(zhì)量要大于溢水杯中溢出的水的質(zhì)量,即開始時(shí)溢水杯沒有加滿,放入小球A后,液面會(huì)上升,則上升的水的質(zhì)量為m'=40g﹣20g=20g=0.02kg;
其重力為:G'=m'g=0.02kg×10N/kg=0.2N;
由于溢水杯是規(guī)則的容器,則液體產(chǎn)生的壓力等于液體的重力,所以增大的壓力為:ΔF=G'=0.2N。
故選:A。
6.如圖所示,水中游動(dòng)的質(zhì)量為2.2kg的金龍魚,其密度與水相近,則它體積估值約( )
A.22dm3B.2.2dm3C.220cm3D.22cm3
【答案】B
【解答】解:由題意知,金龍魚的密度為ρ金龍魚≈ρ水=1.0×103kg/m3,
由ρ=得,
金龍魚的體積為V金龍魚===2.2×10﹣3m3=2.2dm3。
故選:B。
7.質(zhì)量相同的實(shí)心銅、鐵、鋁塊(ρ銅>ρ鐵>ρ鋁),分別掛在某彈簧秤下并浸沒于水中,比較它們的讀數(shù)有( )
A.銅的示數(shù)最大B.鐵的示數(shù)最大
C.鋁的示數(shù)最大D.三者的示數(shù)一樣
【答案】A
【解答】解:由題知,m銅=m鐵=m鋁,ρ銅>ρ鐵>ρ鋁,
∵,G=mg,∴v銅<v鐵<v鋁,G銅=G鐵=G鋁,
∵三金屬塊浸沒于水中,∴鋁塊排開水的體積最大,銅塊排開水的體積最小,
∴三金屬塊浸沒于水中受到的浮力:F銅<F鐵<F鋁,
∵F?。紾﹣F′,∴彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù):F′=G﹣F浮,∴F銅′>F鐵′>F鋁′。
故選:A。
8.(2023?岳陽二模)如圖所示是四川三星堆遺址考古中發(fā)掘的黃金面具殘片,其質(zhì)量大約是280g,根據(jù)殘片體積推測(cè)完整面具的質(zhì)量會(huì)超過500g。推測(cè)的主要依據(jù)是完整面具和殘片具有相同的( )
A.質(zhì)量B.密度C.體積D.重力
【答案】B
【解答】解:A、殘片與完整面具所含物質(zhì)的多少不同,所以它們的質(zhì)量不同,故A不符合題意;
B.殘片與完整的面具是由同一種物質(zhì)構(gòu)成的,其密度相同,故可以根據(jù)殘片的質(zhì)量、體積求出物質(zhì)的密度,再根據(jù)物質(zhì)的密度和完整面具的體積,求出完整面具的質(zhì)量大小,故B符合題意;
C.完整面具和殘片的體積不同,故C不符合題意;
D.完整面具和殘片的質(zhì)量不同,由G=mg知,它們的重力大小不同,故D不符合題意。
故選:B。
9.(2023春?望江縣期末)如圖所示,a、b是能自由移動(dòng)的物體,c、d是容器自身凸起的一部分,現(xiàn)往容器里注入一些水,這下列說法正確的是( )
A.只有物體a受到浮力作用
B.只有物體a、b受到浮力作用
C.只有物體a、b和c部分受到浮力作用
D.只有物體a、b和d部分受到浮力作用
【答案】D
【解答】解:由圖可知,水對(duì)a物體上下表面產(chǎn)生了的壓力差,故a物體一定受浮力的作用;
b物體上表面沒有受到水的壓力,但下表面受到水的壓力,因此水對(duì)b物體上下表面產(chǎn)生了的壓力差,故b物體也受浮力的作用;
c物體上表面受到水的壓力,但下表面沒有受到水的壓力,因此水對(duì)c物體上下表面沒有產(chǎn)生壓力差,故c物體不受浮力的作用;
水對(duì)d物體上下表面產(chǎn)生了的壓力差,故d物體受浮力的作用。
綜上分析可知,只有物體a、b和d部分受到浮力作用。
故選:D。
10.(2023春?新邵縣期末)如圖所示,體積相等,形狀不同的鉛球、鐵板和鋁塊浸沒在水中不同深度處,則( )
A.鐵板受到的浮力大B.鋁塊受到的浮力大
C.鉛球受到的浮力大D.它們受到的浮力一樣大
【答案】D
【解答】解:由題知,體積相等的鉛球、鐵板和鋁塊都完全浸入水中,
∵物體浸沒水中時(shí),排開水的體積v排=v物,
∴鉛球、鐵板和鋁塊排開水的體積相同,
又∵F?。溅岩篻V排,
∴鉛球、鐵板和鋁塊受浮力一樣大。
故選:D。
11.(2023春?鼓樓區(qū)校級(jí)期中)某檢驗(yàn)人員在盛放密度分別為ρ甲、ρ乙、ρ丙的硫酸銅溶液試管中,分別滴入一滴體積相同的同一感染者的血液,一段時(shí)間后出現(xiàn)了如圖所示的情形。則下列分析正確的是( )
A.感染者血液的密度與ρ丙相同
B.三個(gè)試管底部受到硫酸銅溶液的壓強(qiáng)相等
C.血液在甲試管中受到的浮力大于在丙試管中受到的浮力
D.血液滴在丙試管中受到的重力等于排開硫酸銅溶液的重力
【答案】C
【解答】解:A、當(dāng)物體密度與液體密度相同時(shí),物體將懸浮在液體中,血液滴在乙中懸浮,故感染者血液的密度與ρ乙相同,故A錯(cuò)誤;
B、當(dāng)物體密度與液體密度相同時(shí),物體將懸浮在液體中,血液滴在乙中懸浮,故感染者血液的密度與ρ乙相同,當(dāng)血液滴漂浮時(shí),硫酸銅溶液的密度大于血液的密度,當(dāng)血液滴下沉?xí)r,硫酸銅溶液的密度小于血液的密度,可知ρ甲>ρ乙>ρ丙,由圖知液面相平,由公式p=ρgh可得,p甲>p乙>p丙,故B錯(cuò)誤;
C、同一感染者體積相同的一滴血液的重力相同,甲中血液漂浮,浮力等于重力;乙中血液懸浮,浮力等于重力;丙中血液沉底,浮力小于重力,所以F甲=F乙>F丙,故C正確;
D、血液滴在丙試管中下沉,受到重力大于浮力,即受到的重力大于排開硫酸銅溶液的重力,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
12.(2023春?庫爾勒市校級(jí)期末)一木塊浮在煤油中,露出體積的,當(dāng)它浮在另一種液體中時(shí),露出體積的,則木塊在這兩種液體中受到的浮力之比和煤油與這種液體密度之比分別是( )
A.1:1,1:2B.1:1,2:3C.1:3,1:2D.3:1,3:2
【答案】B
【解答】解:(1)同一木塊在這兩種液體中都處于漂浮,則F浮煤油=F浮液=G,
則木塊在這兩種液體中受到的浮力之比為:F浮煤油:F浮液=1:1;
(2)因木塊浮在煤油中,露出體積的,則V煤油=V﹣V露煤油=V﹣V=V,
當(dāng)它浮在另一種液體中時(shí),露出體積的,則V排液=V﹣V露液=V﹣ V= V,
由于木塊處于漂浮狀態(tài),故F浮煤油=F浮液=G,
即:ρ煤油gV排煤油=ρ液gV排液,
所以,===。
故選:B。
13.小明參觀了中國(guó)科技館“探索與發(fā)現(xiàn)”展廳A區(qū)后,用礦泉水瓶和小玻璃瓶制作了“浮沉子”如圖所示。他將裝有適量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在瓶?jī)?nèi)的水面上,礦泉水瓶?jī)?nèi)留有少量空氣,擰緊瓶蓋使其密封。當(dāng)用力擠壓礦泉水瓶側(cè)面,“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.“浮沉子”漂浮時(shí),所受重力等于它受到的浮力
B.“浮沉子”下沉?xí)r,所受重力大于它受到的浮力
C.“浮沉子”上浮時(shí),玻璃瓶?jī)?nèi)的壓縮空氣會(huì)將內(nèi)部的水壓出
D.無論怎樣擠壓礦泉水瓶側(cè)面,“浮沉子”都不可能懸浮在水中
【答案】D
【解答】解:A、“浮沉子”漂浮時(shí),所受重力等于它受到的浮力,故A正確;
BCD、擠壓大塑料瓶,瓶?jī)?nèi)空氣被壓縮,將壓強(qiáng)傳遞給水,水被壓入小瓶中,將瓶體中的空氣壓縮,這時(shí)浮沉子里進(jìn)入一些水,它的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉。松開手,小瓶?jī)?nèi)水面上的空氣體積增大,壓強(qiáng)減小,浮沉子里面被壓縮的空氣把水壓出來,此時(shí)浮沉子的重力小于它所受的浮力,因此它就向上浮;當(dāng)浮力等于重力,就會(huì)懸浮在水中;故BC正確,D錯(cuò)誤。
故選:D。
14.甲、乙是兩個(gè)由同種材料制成的金屬球,甲球質(zhì)量為128g、體積為16cm3,乙球質(zhì)量為60g、體積為12cm3.這兩個(gè)金屬球中,一個(gè)是實(shí)心的、一個(gè)是空心的,那么( )
A.這個(gè)空心球是甲,空心部分的體積是4cm3
B.這個(gè)空心球是甲,空心部分的體積是4.5cm3
C.這個(gè)空心球是乙,空心部分的體積是4cm3
D.這個(gè)空心球是乙,空心部分的體積是4.5cm3
【答案】D
【解答】解:(1)甲的密度ρA===8g/cm3,
乙的密度ρB===5g/cm3,所以實(shí)心球是甲,空心球是乙,
金屬的密度是8g/cm3。
(2)由ρ=可得乙球金屬的體積:V金屬===7.5cm3,
空心球空心部分的體積:V=V乙﹣V金屬=12cm3﹣7.5cm3=4.5cm3,故D正確。
故選:D。
15.如圖所示,靜止在水中的圓柱體,下表面受到豎直向上的壓力F為20N,則( )
A.其上表面受到的壓力小于20N
B.其上表面受到的壓力等于20N
C.其受到的浮力為20N
D.其受到的浮力大于20N
【答案】A
【解答】解:由F浮=ρgV排可知,靜止且浸沒在水中的圓柱體,受到的浮力大于0,
因靜止在水中的圓柱體,下表面受到豎直向上的壓力F向上=20N,
由浮力產(chǎn)生的原因F?。紽向上﹣F向下可知,圓柱體上表面受到的壓力小于20N,且其受到的浮力小于20N,故A正確、BCD錯(cuò)誤。
故選:A。
二.填空題(共7小題,每空2分,共38分)
16.國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以A0、A1、A2、B1、B2等標(biāo)記來表示紙張幅面的規(guī)格,以“克重”來表示紙張每平方米的質(zhì)量。劉剛家新買回一包打印紙,包裝上標(biāo)注著“A470g500sheet210×297mm”,意思是該包紙是500張規(guī)格為70g、210mm×297mm的A4通用紙。劉剛想知道這種紙的厚度和密度,只需用刻度尺測(cè)出這包紙的厚度。如果劉剛測(cè)得這包紙的厚度為5cm,那么這種紙的厚度是 mm,密度是 kg/m3。
【解答】解:①∵這包紙的厚度為5cm,而該包紙是500張,
∴這種紙的厚度為:=0.01cm=0.1mm。
②1m2復(fù)印紙的體積:V=1m2×1×10﹣4m=1×10﹣4m3;
而1m2復(fù)印紙的質(zhì)量:m=70g=7×10﹣2kg,
∴復(fù)印紙的密度為:ρ===700kg/m3。
故答案為:0.1;700。
17.(2023?普陀區(qū)二模)將重為14.7牛的物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下方,并緩慢浸入水中直至浸沒(不觸底),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化了9.8牛,則物體受到的浮力為 牛,浮力與重力的合力大小為 牛,方向?yàn)? 。
【答案】9.8;4.9;豎直向下。
【解答】解:(1)根據(jù)稱重法可知:F浮=G物﹣F拉=F1﹣F2=ΔF=9.8N;
(2)物體受豎直向下的重力G=14.7N,豎直向上的浮力F浮=9.8N,處于平衡狀態(tài),
則物體受到的浮力與重力的合力大小為:F=G﹣F浮=14.7N﹣9.8N=4.9N,
方向與較大的重力方向相同,即為豎直向下。
故答案為:9.8;4.9;豎直向下。
18.(2023春?鐵嶺縣期末)一邊長(zhǎng)為10cm的實(shí)心立方體金屬塊的質(zhì)量為2.7kg,當(dāng)把它放在水平地面上時(shí),它對(duì)地面的壓強(qiáng)是 Pa,用彈簧測(cè)力計(jì)掛著金屬塊,讓它全部浸沒在水中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是 N,此時(shí)若金屬塊的上表面受到水的壓力為15N,則金屬塊的下表面受到水的壓力為 N。
【答案】2.7×103;17;25。
【解答】解:
立方體的體積:V=a3=(0.1m)3=10﹣3m3,
立方體對(duì)地面的壓力:F=G=mg=2.7kg×10N/kg=27N,
立方體與地面的接觸面積:S=(0.1m)2=0.01m2,
立方體對(duì)地面的壓強(qiáng):p===2700Pa;
它全部浸沒在水中時(shí),所受的浮力F?。溅阉甮V排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N,
彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù):G﹣F拉=G﹣F浮=27N﹣10N=17N。
此時(shí)若金屬塊的上表面受到水的壓力為15N,根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知金屬塊的下表面受到水的壓力F下=F浮+F上=10N+15N=25N。
故答案為:2.7×103;17;25。
19.(2023?齊齊哈爾二模)小雨參加社區(qū)志愿服務(wù)活動(dòng)時(shí),撿到一個(gè)正方體金屬塊。她想知道金屬塊的密度,于是用刻度尺測(cè)出它的邊長(zhǎng)如圖甲所示;用托盤天平測(cè)它的質(zhì)量時(shí),右盤中所放砝碼的質(zhì)量和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖乙所示。則金屬塊的邊長(zhǎng)為 cm,金屬塊的質(zhì)量為 g。通過計(jì)算得出該金屬塊的密度為 kg/m3。
【答案】2.00;21.6;2.7×103。
【解答】解:由圖甲可知,刻度尺的分度值是1mm,因?yàn)樾枰雷x到分度值的下一位,末端對(duì)應(yīng)的刻度值是9.00cm,起始位置對(duì)應(yīng)的刻度值是7.00cm,正方體的長(zhǎng)度L=9.00cm﹣7.00cm=2.00cm;
則正方體的體積V=(2.00cm)3=8cm3;
標(biāo)尺的分度值為0.2g,正方體的質(zhì)量為:m=20g+1.6g=21.6g;
則它的密度為:
ρ===2.7g/cm3=2.7×103kg/m3。
故答案為:2.00;21.6;2.7×103。
20.小亮利用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),探究物體受到彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F與物體下表面浸入水中深度h的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中所使用的物體高為24cm.小亮記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)歸納出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與物體下表面浸入液體中的深度h的關(guān)系:
當(dāng)物體的下表面浸入水中的深度h≤0.24m時(shí),F(xiàn)= 。
【解答】解:根據(jù)表格中數(shù)據(jù),拉力隨物體浸在水中的深度的增加而減小,深度每增加0.04m,其拉力減小0.8N,可得物體浸在水中的深度每增大1m,則拉力減小20N;
由表格中數(shù)據(jù)知,當(dāng)物體在液體外時(shí),拉力為9.0N,即物體重力為9.0N;
所以可得F=9.0N﹣20N/m×h。
故答案為:9.0N﹣20N/m×h。
21.(2023?鞍山模擬)如圖所示為一款水下摩托,若人和該水下摩托共重103N,那么人騎在該摩托車上懸浮在水中時(shí),排開水的體積是 m3;人呼出的氣泡在上升過程中,所受浮力將會(huì) ,所受到水的壓強(qiáng)將會(huì) (以上兩空均填“變大”、“變小”或“不變”)。(海水的密度為1×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】0.1;變大;變小。
【解答】解:
(1)人騎在該摩托車上懸浮在水中時(shí),則受到的浮力:
F?。紾=1000N;
根據(jù)阿基米德原理F?。溅阉甮V排得:
V排===0.1m3。
(2)氣泡在上升過程中,氣泡的體積變大,排開水的體積變大,根據(jù)公式F?。溅岩篻V排可知受到水的浮力變大;
所處深度減小,根據(jù)p=ρ液gh可知受到水的壓強(qiáng)變小。
故答案為:0.1;變大;變小。
22.如圖甲,把邊長(zhǎng)為0.1m的正方體木塊放入水中,靜止時(shí)有的體積露出水面,如圖乙所示,把木塊放入另一種未知液體中,靜止時(shí)有露出液面。(g=10N/kg)
(1)木塊受到水的浮力為 N,木塊的密度為 kg/m3;
(2)甲、乙兩圖中液體對(duì)木塊底部的壓強(qiáng)分別為p1、p2,則p1 p2(選填“>”“<”或“=”),未知液體的密度為 kg/m3。
【答案】(1)6;0.6×103;(2)=;1.2×103。
【解答】解:(1)已知甲圖中靜止時(shí)有的體積露出水面,則V排=(1﹣)V木=(1﹣)×(0.1m)3=6×10﹣4m3;
受到的浮力:F浮甲=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣4m3=6N。
由于木塊漂浮在水面上,則:G木=F浮甲=6N,
所以,m木===0.6kg,
所以,木塊的密度ρ木===0.6×103kg/m3。
(2)由于木塊都是處于漂浮狀態(tài),則F浮甲=F浮乙=G木=6N,由于浮力等于液體對(duì)物體上下表面壓力差,此時(shí)物體上表面不受壓力,所以物體下表面受到的壓力等于浮力,則木塊下表面受到的壓力相等,由于受力面積相同,所以物體下表面受到壓強(qiáng)相等。
木塊放入另一種未知液體中,靜止時(shí)V排′=(1﹣)V木=(1﹣)×(0.1m)3=5×10﹣4m3;
根據(jù)F?。溅岩篻V排可得:
液體的密度ρ液===1.2×103kg/m3。
故答案為:(1)6;0.6×103;(2)=;1.2×103。
三.實(shí)驗(yàn)探究題(共3小題,每空1分,共15分)
23.北京冬奧會(huì)開幕以來,吉祥物“冰墩墩”熱度不減。我國(guó)南方某地被稱為“世界陶瓷之都”,生產(chǎn)了陶瓷版“冰墩墩”“雪容融”擺件,非??蓯?。小明有幸買到一個(gè),他用以下方法測(cè)量了冰墩墩的密度。
(1)先將天平放在水平桌面上,將游碼移到標(biāo)尺左端的零刻度線處,調(diào)節(jié) ,使指針指在分度盤的中線;
(2)將冰墩墩放在天平的左盤,在天平的右盤加減砝碼并調(diào)節(jié)游碼,天平平衡后,盤中砝碼和游碼的位置如圖所示,則冰墩墩的質(zhì)量m= g;
(3)測(cè)量冰墩墩的體積時(shí)發(fā)現(xiàn)冰墩墩放不進(jìn)量筒,于是他用排水法來測(cè)量其體積。他先把大燒杯傾斜放置并裝滿水,然后將空的小燒杯放置在出水口下方,再緩慢地把冰墩墩放進(jìn)大燒杯的水中。待其完全浸沒且杯口不再溢水后,將燒杯中接住的水倒入量筒中,測(cè)得溢出的水為200cm3,由此可計(jì)算出該冰墩墩的密度為 kg/m3(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3);
(4)查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)陶瓷密度為ρ陶瓷=2.38×103kg/m3,據(jù)此可判斷冰墩墩是 (選填“實(shí)心”或“空心”)的。
【答案】(1)平衡螺母;(2)232;(3)1.16×103;(4)空心。
【解答】解:(1)調(diào)節(jié)天平平衡時(shí),將游碼移到標(biāo)尺的零刻度線處,調(diào)節(jié)平衡螺母使橫梁平衡;
(2)由乙圖可知,冰墩墩的質(zhì)量m=100g+100g+20g+10g+2g=232g;
(3)冰墩墩完全浸入裝滿水的燒杯,排開水的體積等于冰墩墩的體積,所以冰墩墩的體積V=V排=200cm3,
冰墩墩的密度ρ===1.16g/cm3=1.16×103kg/m3;
(4)由于ρ<ρ陶瓷,所以冰墩墩是空心的。
故答案為:(1)平衡螺母;(2)232;(3)1.16×103;(4)空心。
24.探究影響浮力大小的因素時(shí):
(1)分析圖 ,說明浮力大小跟液體密度有關(guān)。
(2)分析圖A、B、C、D,說明浮力大小跟 有關(guān)。
(3)物體完全浸沒在鹽水中所受的浮力是 N。
(4)完成浮力知識(shí)學(xué)習(xí)后,小麗看到浮力的公式是F浮=ρ液V排液g,于是她猜想浮力的大小可能還與g有關(guān),她通過查資料得到g金星=0.9g地球,g木星=2.5g地球,g火星=0.4g地球,若條件允許,為了研究物體A浸沒在水中時(shí)所受浮力大小和g的關(guān)系,利用如圖所示彈簧測(cè)力計(jì)在 (選填“金星”、“木星”或“火星”)做實(shí)驗(yàn)更科學(xué),理由是 。
【答案】(1)A、D、E;(2)物體排開液體的體積;(3)1.2;(4)火星;測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N。
【解答】解:(1)研究浮力大小跟液體密度的關(guān)系,需要保證物體排開液體的體積相同,讓液體的密度不同,故需分析圖A、D、E;
(2)分析圖A、B、C、D,物體排開水的體積逐漸變大,測(cè)力計(jì)的示數(shù)逐漸變小,根據(jù)F?。紾﹣F示可知,物體所受浮力逐漸變大,說明浮力大小跟物體排開液體的體積有關(guān);
(3)從圖A可知物體的重力為4N,從圖E可知物體完全浸沒在鹽水中測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.8N,故物體完全浸沒在鹽水中所受的浮力
F?。紾﹣F示=4N﹣2.8N=1.2N;
(4)從圖D可知物體完全浸沒在水中測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3N,故物體完全浸沒在水中所受的浮力F浮′=G﹣F示′=4N﹣3N=1N;
她通過查資料得到g金星=0.9g地球,g木星=2.5g地球,g火星=0.4g地球,根據(jù)G=mg′可得出物體A浸沒在水中時(shí),在金星、木星、火星所受的浮力分別為:0.9N、2.5N、0.4N,
從圖中可知測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N,只能測(cè)量出0.2N整數(shù)倍數(shù)的力的數(shù)值,故利用如圖所示彈簧測(cè)力計(jì)在火星做實(shí)驗(yàn)更科學(xué),理由是測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N。
故答案為:(1)A、D、E;(2)物體排開液體的體積;(3)1.2;(4)火星;測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N。
25.邊長(zhǎng)10cm的正方體物塊(ρ物<ρ水)放入圓柱形容器底部,如圖1所示。逐漸向容器內(nèi)倒入水(水未溢出),測(cè)量容器內(nèi)水的深度h,分別計(jì)算出該物塊對(duì)應(yīng)受到的浮力F浮,并繪制了如圖2(實(shí)線)所示的圖象(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)。
(1)在水中,h=11cm時(shí),物塊處于 狀態(tài)(選填“漂浮”、“懸浮”、“沉底”),物塊重為 N;
(2)未倒水前物塊對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為 Pa,物塊的密度為 kg/m3;
(3)更換一種液體重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),繪制了如圖2(虛線)所示的圖象。h=11cm時(shí),物塊處于 狀態(tài)(選填“漂浮”、“懸浮”、“沉底”),液體的密度為 kg/m3。
【解答】:(1)由圖象可知,水的深度從h=9cm以后物體受到的浮力9N不再發(fā)生變化,
因ρ物<ρ水,所以,物體處于漂浮狀態(tài),
因物體漂浮時(shí),受到的浮力和重力相等,所以,物體的重力G=F?。?N;
(2)正方體物塊的底面積S=L2=(10cm)2=100cm2=0.01m2,
則未倒水前物塊對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為:p===900pa;
正方體物塊的體積V=L3=(10cm)3=1000cm3=0.001m3,
物體的密度:ρ====0.9×103 kg/m3;
(3)由圖象可知,當(dāng)h=10cm以后物體在液體中受到的浮力F浮′=6N不變,
因F浮′<G,所以,物體處于沉底狀態(tài),
因物體完全浸沒時(shí)排開液體的體積和自身的體積相等,
故當(dāng)h=11cm時(shí),由F?。溅岩篻V排可得,ρ液===600 kg/m3。
故答案為:(1)漂??;9;(2)900;0.9×103;(3)沉底;0.6×103。
四.簡(jiǎn)答題(共4小題,共17分)
26.如圖甲,2021年11月8日,神舟十三號(hào)航天員乘組翟志剛、王亞平成功完成出艙全部既定任務(wù),出艙活動(dòng)取得圓滿成功。為了出艙一刻,航天員們都要在地面上經(jīng)歷“魔鬼式訓(xùn)練”。其中模擬失重水槽訓(xùn)練是其中的一項(xiàng)必修課,模擬失重訓(xùn)練水槽的原理是:通過增減配重和漂浮器,使宇航員懸浮在水中,模擬失重環(huán)境的操作效應(yīng)。如圖乙所示,質(zhì)量為75kg宇航員,若所帶配重及所著模擬宇航服質(zhì)量為25kg,水的密度為ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg。
求:(1)宇航員懸浮在水中時(shí)所受的浮力。
(2)宇航員排開水的體積。
(3)宇航服手腕處有一面小鏡子,航天員可以通過它隨時(shí)察看自己身上的各種開關(guān)。當(dāng)小鏡子處于水面以下5m處,受到的壓強(qiáng)多大?
【答案】(1)宇航員在浮力水槽中訓(xùn)練時(shí)所受的浮力為1000N;
(2)宇航員排開水的體積為0.1m3;
(3)鏡子在水面以下2m深時(shí)受到水的壓強(qiáng)為5×104Pa。
【解答】解:(1)因?yàn)橛詈絾T漂浮,
所以F?。紾總=m人g+m物g=(75kg+25kg)×10N/kg=1000N;
(2)F?。紾總=1000N,
由F?。溅阉甮V排可知,宇航員排開水的體積:
V排==0.1m3;
(3)鏡子在水面以下5m深時(shí)受到水的壓強(qiáng)p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa。
答:(1)宇航員在浮力水槽中訓(xùn)練時(shí)所受的浮力為1000N;
(2)宇航員排開水的體積為0.1m3;
(3)鏡子在水面以下2m深時(shí)受到水的壓強(qiáng)為5×104Pa。
27.(2023春?京口區(qū)期中)測(cè)量一些不溶于水的固體小顆粒的密度,可以采用間接測(cè)量的方法,通過計(jì)算得出物質(zhì)的密度。如圖甲所示,有一只空玻璃瓶,測(cè)出它的質(zhì)量為0.5kg;如圖乙所示,當(dāng)瓶?jī)?nèi)裝滿水時(shí),測(cè)出瓶子和水的總質(zhì)量為1kg;如圖丙所示,用此空玻璃瓶裝金屬顆粒若干,測(cè)出瓶子和金屬顆粒的總質(zhì)量為2kg;如圖丁所示,在裝金屬顆粒的瓶中再裝滿水時(shí),測(cè)出瓶子、金屬顆粒和水的總質(zhì)量為2.2kg。(ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)容器容積。
(2)金屬顆粒的體積。
(3)金屬顆粒的密度。
【答案】(1)容器容積500cm3;
(2)金屬顆粒的體積300cm3;
(3)金屬顆粒的密度5×103kg/m3。
【解答】解:(1)乙中水的質(zhì)量m水=m乙﹣m甲=1kg﹣0.5kg=0.5kg=500g,
容器的容積V容=V水===500cm3;
(2)圖丁中的水比圖乙中的水少的質(zhì)量Δm=m水﹣(m丁﹣m丙)=0.5kg﹣(2.2kg﹣2kg)=0.3kg=300g,
金屬顆粒的體積等于圖丁比圖乙中少的水的體積,即V金=ΔV===300cm3;
(3)金屬顆粒的質(zhì)量m金=m丙﹣m甲=2kg﹣0.5kg=1.5kg=1500g,
金屬顆粒的密度ρ金===5g/cm3=5×103kg/m3。
答:(1)容器容積500cm3;
(2)金屬顆粒的體積300cm3;
(3)金屬顆粒的密度5×103kg/m3。
28.物體的質(zhì)量為2kg,漂浮在液面上,其中二分之一浸入水中,g取10N/kg,求:
(1)物體所受浮力的大小;
(2)物體的體積;
(3)物體的密度。
【答案】答:(1)物體所受浮力的大小是20N;
(2)物體的體積是2×10﹣3m3;
(3)物體的密度是0.5×103kg/m3。
【解答】解:(1)物體的重力:G=mg=2kg×10N/kg=20N,
物體漂浮在水面上,所以物體受到的浮力:F?。紾物=20N;
(2)由阿基米德原理得到物體排開水的體積:V排==2×10﹣3m3,
二分之一浸入水中,物體的體積V=2V排=2×2×10﹣3m3=4×10﹣3m3;
(3)物體的密度:=0.5×103kg/m3。
答:(1)物體所受浮力的大小是20N;
(2)物體的體積是2×10﹣3m3;
(3)物體的密度是0.5×103kg/m3。
29.如圖是一廁所自動(dòng)沖水裝置,圓柱體浮筒A與閥門C通過桿B連接,浮筒A的質(zhì)量為1kg,高為0.22m,B桿長(zhǎng)為0.2m,閥門C的上表面積為25cm2,B和C的質(zhì)量、厚度、體積及摩擦均忽略不計(jì),當(dāng)A露出0.02m時(shí),C恰好被A拉開,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)沖水(g取10N/kg)。求:
(1)剛拉開閥門C時(shí),C受到水的壓強(qiáng)和壓力;
(2)此時(shí)浮筒A受到的浮力;
(3)浮筒A的密度。
【解答】解:(1)當(dāng)流進(jìn)水箱的水剛好浸沒浮筒A時(shí),浮筒A浸入水的深度為h1=LA﹣L露=0.22m﹣0.02m=0.2m,
則水深為:h=h1+L=0.2m+0.2m=0.4m;
則水對(duì)蓋片C的壓強(qiáng):
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4000Pa,
由p=得水對(duì)蓋片B的壓力:
F=pS=4000Pa×25×10﹣4m2=10N。
(2)重力GA=mAg=1kg×10N/kg=10N,
對(duì)于浮筒A,受到三個(gè)力的作用,分別是重力GA、浮力F浮、拉力F;三力的關(guān)系是F?。紾A+F;
所以,浮筒A所受浮力:F浮=GA+F=10N+10N=20N;
(3)由F浮=ρ水V排g得浮筒A浸入水的體積:
V浸=V排===2×10﹣3m3,
則圓柱體浮筒A的底面積為S===0.01m2,
則圓柱體浮筒A體積為VA=SLA=0.01m2×0.22m=2.2×10﹣3m3,
密度ρA==≈0.45×103kg/m3。
答:(1)剛拉開閥門C時(shí),C受到水的壓強(qiáng)為4000Pa,壓力為10N;
(2)此時(shí)浮筒A受到的浮力為20N;
(3)浮筒A的密度為0.45×103kg/m3。
題號(hào)




總分
得分
h/m
0.00
0.04
0.08
0.12
0.16
0.20
0.24
0.28
0.32
F/N
9.0
8.2
7.4
6.6
5.8
5.0
4.2
4.2
4.2

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