2022年历届全国初中应用物理知识竞赛试题分类汇编—浮力 .pdf
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1、名师总结精品知识点历届全国初中应用物理知识竞赛试题分类汇编浮力一、选择题(91 年第一届) 4体积为 005 米的救生圈重100 牛顿,体重为400 牛顿的人使用这个救生圈,则 ( ) A人或圈可以部分露出水面。 B人和圈没入水中后可以悬浮在水中。C.人和圈会沉没下去 D要做出正确判断,还需知道人的体积。答案: A (91 年第一届) 4. 一杯浓桔子汁加入了冰块后刚好不会溢出。如果冰块完全熔解,杯中桔汁()A.将会溢出 B.液面将会下降 C.仍然刚好不会溢出答案: A(93第三届) 13图 7所示,水中有甲、乙两支密度计,水面与甲的最上端刻度齐,与乙的最下端刻度齐,在回答“测牛奶的密度应该用
2、哪支密度计?”这个问题时,一位同学用到了以下 7句话:(1)把密度计放入牛奶中它会漂浮在液面上:(2)密度计漂浮在任何液体的液面上时,它所排开的液体受到的重力都与它自身受到的重力相等;(3)牛奶的密度大于水的密度;(4)一定体积的牛奶受到的重力大于同体积的水重;(5)密度计排开较小体积的牛奶就可以获得足够的浮力;(6)密度计漂浮在牛奶中的位置要比在水中的位置高一些;(7)应该选用密度计甲。这些话中有的是多余的,采用下列哪种说法可以把问题讲得既精练又准确? A(1)(2)(3)(4)(6)(7) B(2)(3)(5)(6)(7) C(2)(3)(5)(6) D(2)(3)(4)(7)答案: B(
3、94第四届) 4有四种飞行器:(l)直升飞机;(2)飞艇; (3)热气球; (4)滑翔机。其中利用空气浮力升空的是 A(1)和(4)。B(2)和(3)。C(1)和(3)。D(2)和(4)。答案: B(94第四届复) 4在江河湖海游泳的人上岸时,在由深水走向浅水的过程中,如果水底布满石头,以下体验和分析合理的是: A脚不痛。因人越来越轻B脚越来越痛。因人越来越重C脚不痛。因水底对人的支持力越来越小D脚越来越痛。因水底对人的支持力越来越大答案: D(96 第六届) 12如图 3,烧杯中的冰块漂浮在水中,冰块上部高出杯口,杯中水面恰好与杯口相平。待这些冰块全部熔化后, A将有水从烧杯中溢出B不会有水
4、从烧杯中溢出,杯中水面也不会下降。C烧杯中水面会下降D熔化过程中水面下降,完全熔化后有水溢出。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 13 页名师总结精品知识点答案: B(97第七届) 4利用空气浮力升空的飞行器是: A飞艇B直升机C滑翔机D火箭答案: A(99 第九届复) 1水糟内有盐水,盐水上漂浮着一块冰( 冰 =O 9103千克 / 米3) 这块冰全部溶化后,水糟的液面( ) A仍保持不变 B 将下降 C 将上升 D 无法判断答案: C二、填空题(91 年第一届) 2北京观象台每天四次放出气象探空气球。气球所载仪器及球皮的
5、总质量为 27 千克,球内所充气体为氢气,已知氢气球的密度为009 千克米3,空气的密度为1.29 千克米3。为使这样的气球升空,球内所充氢气的体积至少应为米3。答案: 2.25(91 年第一届)3. 用铜线绕在木筷的一端可以制成一个密度计。把这样的密度计先后放在A、B两种液体中, 它的位置如图所示,密度大的是种液体。 如果把这支密度计放在比A、B两种液体密度更小的C种液体中, 密度计露出液面部分比在A 、 B两种液体中更。答案: B,少(94 第四届复) 2一杯中装有冰水混合物,冰完全溶解后,杯中水面高度将_;碗中水面木板上放一石块,石块掉入水中被水淹没,水面高度将_。答案: 不变;下降。(
6、95 第五届) 2儿童练习游泳时穿的一种“救生衣”实质是将泡沫塑料包缝在背心上。使用时,穿上这种“救生衣”,泡沫塑料位于人的胸部。为确保人的安全,必须使人的头部露出水面儿童的体重约为300 牛,人的密度约为l.06 103千克米3,人的头部体积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,则此儿童使用的“救生衣”的最小体积为 _。答案: 4.6710-2米3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 13 页名师总结精品知识点(97 第七届) 81978 年夏天,法国、意大利、西班牙等国的科学工作者曾乘坐容积为3.3万
7、立方米的充氦气球升入高空。如果气球本身所受的重力(不包括里面的氦气)是它在低空所受浮力的1/4,气球在低空飞行时可吊起最重物体的质量是_千克。(常温时一个大气压下空气的密度是1.29 千克 /米3,氦气的密度是0.18 千克 /米3)答案: 2.6 104(97第七届复) 14如图所示,天平平衡后将天平制动,再把一实心物体A放入左盘盛满水的溢杯中(溢出的水将落在盘外的杯中),待物块在水中稳定后,再松开制动观察天平,若物块 A的密度大于水的密度,则天平将会_,若物块 A的密度小于水的密度,则天平将会 _。答案: 失去平衡,左盘下降;保持平衡(98 第八届) 4某地质勘探队将设备装在木筏上渡河,若
8、不载货物,人和木筏共重为G,木筏露出水面的体积是木筏总体积的1/3,则此木筏的载货重至多为_。答案: G2(99 第九届) 3已知空气的密度为1.29 千克 /米3,人体的平均密度与水的密度相当。质量为 60 千克的人在空气中受到的浮力大约是_牛。答案: 0.76。答案在0.757 至 0.774 之间都给分(99 第九届复) 4有一空心球,将它放入水中静止时,露出水面的部分占整个球体体积的1/3 ;若把球的空心部分充满水,则它可悬浮于水中的任一位置此球空心部分的体积与整个球体体积之比是答案: 1:3三、实验题(01 第十一届) 3( 4 分)节日里氢气球飘向高空,越来越小,逐渐看不见了。设想
9、,气球最后可能会怎样。根据你所学的物理知识作出预言,并说明理由。答案: 有两种可能。一是因为高空中的气体逐渐稀薄,压强降低,气球上升过程中,球内压强大于球外压强,气球不断膨胀,最后“爆炸”破裂。另一是因高空的空气较稀薄,气球上升过程中所受浮力逐渐减小,当浮力等于重力时,气球上升的速度最大然后,浮力小于重力,气球开始向上做减速运动在气球的速度为零之后,又加速下落,浮力逐渐变大,当气球通过浮力等于重力的位置后,浮力大于重力, 气球开始作向下的减速运动在气球的速度减为零之后,又开始加速上升如此反复,气球将在浮力等于重力这一特殊位置附近上、下往复运动(04 第十四届) 2( 4 分)在远洋轮船的船舷上
10、,都漆着几条“载重线”。轮船满载时,水面不能超过规定的载重线。如图5 所示为一艘远洋轮船及载重线的示意图,其中标有W的是北大西洋载重线,标有 S 的是印度洋载重线。运用你学过的物理知识,分析一下这种标识说明了什么?精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 13 页名师总结精品知识点答案: 不同海域的海水的密度不一样,北大西洋的海水密度比印度洋的密度大(10 第二十届) 22008 年 8 月 1 日,京津城际高速铁路正式开通运营,使用的是国产“和谐号” CRH3 型动车组(如图7 所示)。该车车厢内部设有独特的空气调节系统,夏天送
11、冷风时,车顶中部和下部的送风量之比约为3:1;冬天送热风时,车顶中部和下部的送风量之比约为1:3. 这样送出的风平和、均匀,保障车厢各处温度适宜。请定性解释采用这种送风比例设计的原因。答案: 有两个要点:(1)温度低的空气密度大,冷风从车顶吹进来后,快速下沉,结合窗口送风可使整个车箱温度很快均匀降低。(2)温度高的空气密度小,热风从下部吹进来后,快速上升,结合车顶送风可使整个车箱温度很快均匀升高。四、计算题(93 第三届) 五、( 7 分)图 10 为一种设计中的牲畜饮水用自动装置。底盖A 平时顶住水箱的出水口,一旦饮水槽水位下降,浮子受到的浮力减小,水就从小箱流入饮水槽。设计中水箱水位最高为
12、60cm,水箱出水口直径是6cm,底盖 A 及竖杆 B 的总质量是420g,浮子 D的质量是580g,体积是 2dm3,横杆 C 的质量可以忽略。通过计算说明,这个自动装置在水箱蓄满水时不能正常工作。答案: 如图13所示,作用于底盖、竖杆和浮子的力有:向上的浮力:F浮=Vg=10321039.8=19.6(牛)向下的总重力:G总=(0.42+0.58) 9.8=9.8(牛)水箱的水向下的压力:F压=ghS=1039.80.63.140.032=16.6(牛)图 5 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 13 页名师总结精品知识
13、点向下的力的总和F向下=G总+F压=26.4牛 F浮底盖 A 将下移,装置无法正常工作。(99 第九届复B)二、( 10 分)小明用薄玻璃管做了一个液体密度计,他先把管的下端密封,装入少许铅粒,然后竖直放入水中,在水的位置做个刻度,标为1.0。这个刻度的单位是什么?如果再设法做出其它刻度,较大的刻度是在上面还是在下面?管中为什么要放入铅粒?如果不放入铅粒,对这种物质的密度有什么要求?答案: 1.0 的单位是g/cm3,较大的刻度在下面。管中放入铅粒是为了使管能直立在液体中,如果不放铅粒而放别的颗粒,这种物质的密度越大越好。(02 第十二届) 五、(8 分)小明在一根均匀木杆的一端缠绕少许铅丝,
14、使得木杆放在液体中可以竖直漂浮,从而制成一支密度计。将它放在水中, 液面到木杆下端的距离为16.5 cm,再把它放到盐水中,液面到木杆下端的距离为14.5 cm。如果所用铅丝的体积很小,可以忽略,小明测得的盐水密度是多少?答案: .14 103kg/m3(02 第十二届复)四、( 14 分)已知空气的密度为1.29 kg / m3,估算人体在空气中受到的浮力。答案: 游泳时, 人可以用呼吸控制人在水中的浮沉,这个事实说明人体的密度与水的密度大致相同。即人=水人的体积 V人=m/人=m/水人排开空气的体积:V排空=V人=m/水人在空气中受到的浮力 F=0 8 N(04 第十四届复)一、( 14
15、分) 1998 年某地区遭受洪涝灾害,为了抗洪抢险,急需在20h内从甲地调运65t 钢材到乙地, 现仅剩下一艘满载时排水量为80t 的货船, 船身(包括船员)质量约 17t,已知甲、乙两地的水路距离为80km,船行驶的平均速度为10km/h (不计水流速度) 。(1)请你设计一个完成此项任务的可行性方案;(2)通过分析、计算,找出最佳方案,(刚才密度为7.9103kg/m3)答案: (1) 设计方案:根据问题中所给条件,又在这种特定情况下,可以把部分钢材放在船体外的水中,并设法将其“贴”在船体上为防止船体发生倾斜,船体两侧所放置钢材的质量应该相等(2)最佳方案:设放置在船体两侧钢材的质量为m,
16、因船与船体外钢材组合的整体浮在水面上,故F浮=G,即F船浮+F外钢浮=G船+G钢代入数据后F船浮=80103kg10N/kg=8 105NF外钢浮=1103kg/m3 10N/kg(m 7.9103kg/m3)G船+G钢( 6517) 103kg10N/kg 8.2105N从以上各式求得m=15.8103kg=15.8t在这种极特殊的情况下(正常情况下是不可取的),只能采用把至少158t 钢材均分放置在船外两侧的水中且紧贴船体,经t=s/v=80km 10km/h=8h 即可送到乙地。(04 第十四届复)五、( 16 分)图 3 甲是使用汽车打捞水下重物的示意图,汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱
17、形重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度v=0.2m/s 向右运动。图 3 乙是此过程中汽车拉动重物的功率P 随时间 t 变化的图像。 设 t=0 时汽车开始提升重物,忽略水的阻力和滑轮的摩P/Wt/so8007005060ABCD乙甲精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 13 页名师总结精品知识点擦, g 取 10N/kg。求:(1)圆柱形重物的质量;(2)圆柱形重物的密度;(3)打捞前,圆柱形重物上表面所收的水的压力。答案: (1)由公式P=Wt=Fst=Fv,故汽车在AB段对重物的拉力为F1=700W 0.2ms=3
18、500N同理,汽车在CD 段对重物的拉力为F3=4000N 整个重物打捞过程应该分为三个阶段:第一阶段, 将重物从水底拉至上表面刚好接触水面。这一过程, G 不变, F浮不变, F1不变,且有G=F浮+F1 对应图 3 乙 AB 段第二阶段,将重物拉出水面的过程。这一过程中,G 不变, F浮变小直至为0,故拉力F 越来越大,对应图3乙 BC 段。第三阶段,重物刚好全部拉出水面,以后继续向上拉的过程。这一过程中,G不 变 , F3与 重 力G相 等 ,G=F3 对应图 3 乙 CD 段。因为 G=F3 =4 000N, 所以 m=G g=4 000N 10N/kg=400kg(2) 由 知F浮=
19、 G F1 = F3 F1 =500N因为 F浮=水gV排=水gV物所以 V物=510-2m3物=m V物=400kg 5 10-2m3=8103kg/ m3(3)由图 3 乙的 BC 段可知, 打捞的重物从上表面接触水面到刚好整个物体全部出水,历时60 s?D50s=10s,上升速度为0.2ms,所以物体高h=10s0.2ms=2m 所以,物体上、下表面积为S= mV物=510-2m32m=2.510-2m2又由图3 乙 AB 段可知,物体从水底上升到上表面刚好接触水面历时50s,上升高度H=50s0.2ms=10m故物体沉在水底时上表面离水面10m,水对物体上表面产生的压力为F 压=pS=
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