C.F甲=F乙p甲>p乙D.F甲>F乙p甲
7.如图所示,将甲乙两个容器放在水平桌面上,甲、乙两容器的底面积分别为S甲和S乙。
甲容器中盛有密度为ρ1的液体,乙容器中盛有密度为ρ2的液体。
现将体积相等的A.B两个物体分别放入甲、乙两容器后,物体A悬浮,物体B漂浮且有一半体积露出液面,此时两容器液面相平。
液体对甲容器底部的压强为P1,压力为F1;液体对乙容器底部的压强为P2、压力为F2。
已知物体A与物体B的密度之比为2:
3,S乙=3S甲。
则下列判断正确的是()
A.P1=P2,9F1=F2B.P1<P2,9F1=F2
C.P1=P2,6F1=F2D.P1<P2,6F1=F2
8.如图所示,一直杆可绕O点转动,杠杆下端挂一重物,为了提高重物,用一个始终跟杠杆垂直的力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置,在这个过程中直杆( )
A.始终是省力杠杆B.始终是费力杠杆
C.先是省力的,后是费力的D.先是费力的,后是省力的
9.给你一块小木块、一只量筒、水、酒精、细针,你能完成下列实验中的哪几种()
①测出木块的质量;②测出木块的体积;③测出木块的密度;④测出酒精的密度⑤测出木块所受水的浮力;⑥测出木块所受酒精的浮力.
A.①②③B.①②③④C.①②③④⑤D.①②③④⑤⑥
10.潜艇甲和护卫舰乙参加完一次军事演习后,按如图所示的状态由东海返回长江某基地
则它们在东海和长江中所受到的浮力
、
的变化情况是
A.
、
均不变B.
不变,
变小
C.
、
均变小D.
变小,
不变
二、填空题(20分)
11.家里卫生间洗手盆下方的下水管弯成“U”形,如图(a)所示,这是利用了_____原理;当盆中有水流下时,因为A处的液体压强___B处的液体压强(选填“大于”“等于”或“小于”),所以水会由A处流向B处;若下水道堵住了,可以用如图(b)所示的搋(chuai)子用力抽几下来疏通管道,其中运用了______的知识。
12.如图(a)所示,将质量相等的两个实心正方体A和B放在水平地面上,它们对水平地面的压强pApB;当它们在水中分别静止于图(b)所示的位置时,受到水的浮力
FAFB,(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
13.如图所示,重为12.8牛的物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数是3牛,物体受到的浮力为牛,物体的体积为米3.若逐渐增加物体在水中的深度,当物体下表面深度增加了0.1米,物体下表面受到水的压强增加了帕,(g=9.8N/㎏)
14.如图所示的溢水杯中装满水(水面与溢水口相平),慢慢放入一木块,木块漂浮在水面上,从溢水杯中溢出6×10-4m3的水,则木块受到的浮力是______N。
(g=10N/kg),木块所受的浮力与重力的关系是____;水溢出前后,溢水杯底受到的压强______(选填“变大”、“变小”或“不变”).
15.如图甲所示,将一个重为1.2N的木块放入水中,静止时木块有l/4的体积露出水面;若将木块用细绳系好,并固定在容器底部,木块完全浸没在水中,如图乙所示,此时细绳对木块的拉力为N。
16.一艘轮船自重5×107N最大载重量是1.8×108N,则它的排水量是_____t,满载时受到的浮力是_____N.当它由河流驶入大海时,它将______(选填“上浮”或“下沉”)一些.它排开液体的质量将_______(填变大、不变或变小)(g=10N/㎏)。
17.把两个完全相同的小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中,静止时的状态如图所示.甲杯中溢出的液体质量是40g,乙杯中溢出的液体质量是48g,小球的质量为______g,若甲杯中的液体是水,则小球的密度为______kg/m3.
18.用弹簧测力计悬挂一个圆柱形物体A,将其放置于空烧杯中,然后逐渐向烧杯中倒水,整个过程中保持物体A的位置不动,如图甲所示。
依次测出烧杯中水的深度h和对应的弹簧测力计示数F,绘制了如图乙所示的图像。
则由图像可知当烧杯内水深为15cm时,弹簧测力计的示数为____N;物体A的密度为_________kg/m3。
(g=10N/kg)
三、作图题(6分)
19.
(1)如图所示,在课桌的C点用最小的力把桌腿B抬离地面,在抬起时桌腿A没有滑动,请在C点画出这个力的示意图,并标出它的力臂L。
(2)如图所示,要使轻质杠杆在图示位置平衡,作出人加在杠杆上的最小作用力及力臂。
四、实验探究题(17)
20.小雯同学利用身边的矿泉水瓶作为实验器材,设计并进行了以下4个实验,如图所示,现请你分别给这些实验标出它们的名称或实验目的。
A:
探究________________的关系;
B:
探究____________________的关系;
C:
验证________________的存在;
D:
探究____________________的关系。
21.在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)如图甲所示,实验前,杠杆左端下沉,则应将左端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡,目的是便于________________;
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂________个相同的钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,则杠杆________(选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡;
(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当测力计从a位置转动到b位置时,其示数大小将________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)如图丁所示,已知每个钩码重0.5N,杠杆上每小格长度为2cm,当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,拉力F的力臂大小为________cm,弹簧测力计示数的大小为________N。
22.在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下猜想:
A.可能与物体浸没在液体中的深度有关;B.可能与物体的密度有关;
C.可能与物体的体积有关;D.可能与物体浸在液体中的体积有关;
E.可能与液体的密度有关。
为了验证上述猜想,小明利用下列器材做了如图所示的实验。
器材:
体积相等的铁块、铜块,弹簧测力计,一杯水,一杯盐水,细绳。
(1)分析比较实验③④,可以验证猜想____是正确的;分析比较实验④⑤,可以验证猜想____是错误的。
(均选填“A”“B”“C”“D”或“E”)
(2)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想____(选填“A”“B”“C”“D”或“E”)是错误的。
23.为了测量某石块的密度,某学校物理兴趣活动小组的同学利用一只小玻璃杯、一个量筒和适量的水做了如下实验:
在量筒内倒入60cm3的水;
①将小玻璃杯开口向上漂浮在量筒内的水面上
(如图甲所示),此时水面与84cm3刻线相平;
②将石块放入小玻璃杯中,让小玻璃杯漂浮在
量筒内的水面上(如图乙所示),此时水面与100cm3刻线相平;
③取出小玻璃杯,将石块沉没在量筒内的水中(如图丙所示),此时水面与64cm3刻线相平.根据以上数据可知,小玻璃杯的质量为______kg;石块的体积是______m3;石块的密度是______kg/m3.
五、计算题
24.如图所示,放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重6N,底面积为100cm2,弹簧测力计的挂钩上挂有重为27N的金属块,现将金属块浸没在水中,容器内水面由20cm上升到30cm(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。
求:
(1)金属块未放入水中时(如图甲),容器底部受到的水的压强;
(2)金属块浸没在水中受到的浮力;
(3)金属块浸没在水中静止后弹簧测力计的示数;
(4)金属块浸没在水中(未与底部接触,如图乙),容器对桌面的压强。
25.如图甲所示,圆柱形容器中盛有适量的水,其内底面积为100cm2.弹簧测力计的下端挂着一个正方体花岗岩,将花岗岩从容器底部开始缓慢向上提起的过程中,弹簧测力计的示数F与花岗岩下底距容器底部的距离h的关系如图乙所示.(g=10N/kg)求:
(1)在花岗岩未露出水面前所受水的浮力大小;
(2)花岗岩的密度;
(3)从开始提起到花岗岩完全离开水面,水对容器底部减小的压强.
参考答案
1.A
【解析】在绳子断之前,物体匀速下降,当绳子断之后,物体由于惯性会继续下降,此时物体只受到重力的作用(非平衡力),所以物体下降的速度越来越块,即加速下落。
2.B
【解析】重物在空中沿MN斜向上做匀速直线运动时,如果不计空气阻力和风力影响,氢气球也要随着该重物做匀速直线运动,而在运动中它们都受到重力的作用,重力的方向总是竖直向下的,所以氢气球和重物应该在同一条竖直线上.从题中给出的四个图示中,只有B图符合这一情况.所以B正确,A、C、D错误.
故选B.
3.C
【解析】A.帕斯卡裂桶实验,证明液体压强随深度的增加而增大,A错误.
B.砝码越轻,整体的压力越小,桌腿下陷越浅,B错误.
C.测出拉力和活塞的面积,利用公式
可估测大气压强的值,C正确.
D.因为一个大气压相当于10m高的水柱产生的压强,所以在教室内不可以用水代替水银做托里拆利实验,D错误.
故选C.
4.C
【解析】由题知两个容器底部所受压强相同,p盐水
p纯水,由于a、b两点在同一水平面上,即ha下
hb下,ρ盐水
ρ纯水,根据p
ρgh可知:
a、b以下液体对底部压强pa下
pb下,由于容器底部的压强p盐水
pa
pa下,p纯水
pb
pb下,所以,pa
pb。
点睛:
仔细分析题中的数量关系,是解决此类题的关键。
5.A
【解析】未放入球时的状态分析:
两容器内的液体深度相同,根据
,判断
,又因为底面积
,根据
,对于甲容器来说,压强大,底面积大,所以压力大。
放入两球后,甲、乙液体对容器底部的压力相等,所以乙容器增大的压力大于甲容器增大的压力。
增大的压力即液面上升的液体的重,根据阿基米德原理,上升部分的液体的重即为浮力,则浮力为:
,根据以上分析得:
,即
又因为
,所以
,由题可知A、B两球分别浸没在甲、乙液体中,则
,
,即
选A。
点睛:
方法先判断不放球时的丙容器底部压力大小,再根据放入球后容器底部受压力相等,可判断乙容器增大的压力大,难点是,理解增大的压力即为球排开液体的重。
6.D
【解析】试题分析:
(1)物体密度大于液体密度时下沉、物体密度等于液体密度时悬浮、物体密度小于液体密度时漂浮;
(2)物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据阿基米德原理判断漂浮时液体密度的大小关系;
(3)根据P=ρgh判断液面处于同一高度时,容器底部受到液体压强的大小关系.
解:
由图可知,小球在BD中漂浮,A中悬浮,C中下沉,
根据物体的浮沉条件可知BD液体的密度大于A和C液体的密度;
因为物体漂浮时浮力和自身的重力相等,
所以根据F浮=ρgV排可知,D中小球排开液体的体积小于B中小球排开液体的体积,D中液体的密度最大,
所以根据P=ρgh可知,液面处于同一高度时,D中容器底部受到液体压强最大.
故选D.
7.C
【解析】试题分析:
从底部缓慢放出一些水,气球上部水的深度减小,该处水的压强也随着减小,小气球的体积增大,水对小气球的浮力也就增大.
解:
气球和铅块处于静止状态,气球和铅块的浮力等于铅块的重力,从底部缓慢放出一些水,上部水的深度减小,该处水的压强也随着减小,小气球的体积增大,水对小气球的浮力也就增大了;这时就会使铅块重力小于气球和铅块的浮力,因而上浮.
故选C.
8.B
【解析】试题分析:
把物体A和容器看作一个整体,即物体A和容器的总重力不变,由图可知,甲、乙中物体都是漂浮在水面上,所以甲、乙两图中物体A和小玻璃杯共同受到的浮力都等于物体A和小玻璃杯的总重力,故F甲=F乙;由于两种情况下浮力相等,由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得:
V排甲=V排乙;所以,容器中装有的水,液面的高度是相同的;则由p=ρgh可得:
p甲=p乙,故选B。
考点:
物体的浮沉条件及其应用;液体的压强的特点
9.B
【解析】
试题分析:
因为A.B两物体的体积相同,密度之比2:
3,因此质量之比为2:
3。
从图中看出两个物体受到的浮力等于重力,B因物体重力大,因此B物体受到的浮力大,又根据阿基米德原理,
得
,B排开的液体体积小,因此乙液体的密度大于甲液体的密度,又因为两液面相平,由液体压强公式
,乙液体密度大,因此受到液体的压强就大,P1<P2;液体对杯底的压力
,正确的是B。
考点:
液体压强
10.C
【解析】由图可知动力F1的力臂始终保持不变,物体的重力G始终大小不变,在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中,重力的力臂逐渐增大,在L2<L1之前杠杆是省力杠杆,在L2>L1之后,杠杆变为费力杠杆.
故选C.
11.D
【解析】护卫舰由东海驶入长江中,都是漂浮状态,根据浮沉条件可知,漂浮时,浮力等于重力,即:
,由护卫舰的重不变,所以浮力不变;
潜水艇浸没在水中,自身的体积不变,所以排开水的体积不变,但江河的密度小于海水的密度,根据
,
不变,
变小,则浮力变小。
即潜水艇受到的浮力变变小。
故D正确。
点睛:
重点是阿基米德原理和浮沉条件的应用,要注意江水的密度小于海水的密度,所以潜水艇的浮力变小,而水面的舰艇浮力等于重,所以浮力不变,但排开水的体积会变大。
12.D
【解析】步骤一:
让木块漂浮在量筒中的水面上,由液面的高度差,可得排开水的体积,根据
可计算木块所受水的浮力,⑤可测;
步骤二:
漂浮时,浮力等于重力,再根据
,可得木块的质量,①可测;
步骤三:
用针将木块压入水中,使其浸没,根据液面高度差可得木块的体积,②可测;
步骤四:
由质量和体积,根据
,可得密度,故③可测;
步骤五;直接根据浮力等于重,可得在酒精中的浮力,故⑥可测;
步骤六:
让木块漂浮在量筒中的酒精中,由液面的高度差,可得排开酒精的体积,由于木块在水中和酒精中都会漂浮,所以两次的浮力相等,则:
,式中只有酒精的密度未知,可解得酒精的密度大小,故④可测;
可见①②③④⑤⑥的实验都可以完成,故D正确。
点睛:
从本题的分析认真体会,利用水的密度已知的条件,合理的设计实验可测物体的体积、质量、重以及未知液体的密度。
13.静止22
【解析】
(1)由图c知,当t=1s时,v=0,物体处于静止状态.
(2)由图c知,当t=5s时,物体做匀速直线运动,由b图知,此时F=2N,摩擦力与推力F平衡,所以f=2N.
(3)当t=3s时,物体加速运动,但滑动摩擦力的大小不变,仍等于2N.
故答案为:
静止;2;2.
14.连通器大于大气压
【解析】洗手盆下方的下水管弯成“U”形,利用了连通器的原理,使U形管下端始终存有适量的水,以隔断下水管道与脸盆处,防止臭味上窜;当盆中有水流下时,A处的液面会升高,压强增大,大于B处压强,所以水会由A处流向B处,排到下水道中;用图示的装置来疏通管道时,当活塞状的结构向外抽时,下部空间体积增大,压强减小,所以在外界大气压的作用下,管道被疏通。
答案:
(1).连通器
(2).大于(3).大气压
点睛:
本题的难点是疏通装置利用了大气压的作用。
15.大于;等于;大于
【解析】
试题分析:
根据A和B的质量相同,可知其重力相同,在水平地面上,对地面的压力等于重力,因为A的底面积小于B的底面积,所以由压强公式可比较出二者对地面产生的压强大小;
当将它们放入水中后分别静止在如图b所示的位置时,根据物体的浮沉条件可知,漂浮时浮力等于其重力,悬浮时浮力也等于其重力,由此可作出判断二者受浮力大小关系;
由图b可知,AB下表面所处深度的大小关系,利用液体压强公式比较下表面受到水的压强的大小关系.
解:
由题知两个实心正方体A和B质量相同,
∵G=mg,
∴GA=GB,
∵在水平地面上,
∴对地面的压力:
F=G,
∴两正方体对地面的压力:
FA=FB,
由图b可知sA<sB,
∵p=
,
∴两正方体对地面的压强:
pA>pB;
由图b可知,当将它们放入水中后,A漂浮,B悬浮,
∵物体漂浮时浮力等于其重力,悬浮时浮力也等于其重力,
∴F浮A=F浮B=G.
由图b可知,AB下表面所处深度hA>hB,
∵p=ρgh,
∴AB下表面受到水的压强:
pA′>pB′.
故答案为:
大于;等于;大于.
【点评】本题考查了学生对重力公式、液体压强公式、物体的浮沉条件的掌握和运用,综合性较强;解答此题时注意三点:
一是静止在水平面上的物体其压力等于其本身重力,二是物体漂浮、悬浮时浮力等于其重力;三是深度h的理解(从液体内某点到液面的垂直距离).
16.9.8;竖直向上;1×10﹣3;980;不变
【解析】解:
(1)物体受到的浮力:
F浮=G﹣F示=12.8N﹣3N=9.8N;
浮力的方向总是竖直向上的;
根据F浮=G排=ρ液gV排可得,物体排开水的体积:
V排=
=
=1×10﹣3m3;
因为物体浸没在水中,
所以物体的体积V=V排=1×10﹣3m3.
(2)由题知,△h=0.1m,
物体下表面受到水的压强增加了△p=ρg△h=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa;
(3)增大物体所处深度,但水的密度、排开水的体积不变,由F浮=ρ液gV排可知它受到的浮力不变.
故答案为:
9.8;竖直向上;1×10﹣3;980;不变.
考点:
浮力大小的计算;液体的压强的计算.
专题:
计算题;压强、液体的压强;浮力.
分析:
(1)利用称重法F浮=G﹣F示求物体受到的浮力;浮力的方向总是竖直向上的;利用F浮=ρ液gV排求出物体排开水的体积,即为物体体积.
(2)知道深度变化量,根据p=ρgh计算压强变化量;
(3)根据F浮=G排=ρ液gV排可知,浮力的大小与液体的密度和体积有关,与排开液体的深度无关.
点评:
此题主要考查了液体压强公式、阿基米德原理的应用,利用好称重法测浮力是本题的突破口,注意浸没水中的物体,所处深度增大时,受到的压强变大、浮力不变,易错点!
17.4.9;不变;变小
【解析】解:
冰块对容器底部的压力F=G=mg=0.5kg×9.8N/kg=4.9N,
冰熔化后它的质量不变,则其重力不变,对容器底部的压力不变;
但冰熔化后,水与容器底面的接触面积变大,根据公式p=
可知,底部受到的压强变小.
故答案为:
4.9;不变;变小
考点:
压力及重力与压力的区别;质量及其特性;压强大小比较.
专题:
常规题型;应用题;质量及其测量;压强、液体的压强.
分析:
冰对容器底的压力等于冰的重力,根据冰的质量,利用G=mg可求得其重力,冰熔化后,质量不变,则其重力不变,所以对容器底部的压力也不变;冰熔化后,水与容器底面的接触面积变大,根据公式p=
可求容器底部的压强变化.
点评:
本题考查压力和压强的变化,要知道在水平面上物体对水平面的压力等于物体自身的重力,压力不变,接触面积变大,水平面所受的压强变小.
18.6N相等不变
【解析】
试题分析:
木块所受的浮力等于它所排开的水所受的重力:
F浮=G=mg=1×103×6×10-4×10N=6N,由于木块处于漂浮状态,所以此时浮力等于重力;水溢出后杯中的水仍是满的,所以溢水杯底受到的压强大小不变。
考点:
浮力;压强
19.0.4
【解析】当进入3/4时浮力是1.2N
那么全部进入时浮力则为1.6N
因重力为1.2N
则拉力为0.4N
20.1.8×107㎏1.8×108N上浮不变变小不变
【解析】因为轮船漂浮,所以受到的浮力:
F浮=G总=G船+G货=5×107N+1.3×108N=1.8×108N,而由阿基米德原理可知F浮=G排,轮船满载时的排开水的重力:
G排=F浮=1.8×108N,排水量:
m排=G排/g=1.8×108N/10N/kg=1.8×107kg;因为轮船漂浮,自重不变,所以由河流驶入大海时,轮船受到的浮力都等于自重,大小不变,由F浮=G排、G=mg可知排开水的质量不变;因为轮船受浮力不变,ρ海水>ρ河水,所以由F浮=ρ液V排g得,排开海水的体积比排开河水的体积小,要上浮一些。
21.50不变200
【解析】解:
(1)如图,
杠杆在A位置,
,
杠杆平衡,所以
,
得:
(2)如图,杠杆在B位置,OA′为动力臂,OC′为阻力臂,阻力不变为G,
∵
∴
∵杠杆平衡,
∴
∴
;
由此可知当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F的大小不变;
(3)不计摩擦的情况下,根据功的原理可知,拉力做的功为:
答案:
(1).50
(2).不变(3).200
点睛:
重点是杠杆平衡条件的应用及计算,难点是根据三角形相似得出向上移动后,动力臂与阻力臂的比仍然为2:
1,所以动力不变,再根据不计杠杆重和摩擦时,有用功等于总功计算拉力做的功。
22.454.52250不能
【解析】
(1)设甲的重力为G,甲的底面积为S,杠杆上1小格为L,则根据杠杆平衡条件可得:
F甲×6L=G乙×2L即F甲×6L=15N×2L,解得F甲=5N,此时甲对地面的压强为p=
=
=4000Pa;同理