A. 飞机 B. 飞艇 C. 风筝 D. 火箭10.半潜船可用来运输超大型货物,空载时漂浮于海面(如图甲所示);装载时需向船体水舱注水,船体重力增加,巨大的甲板下沉至海面以下(如图乙所示);待货物被拖到甲板上方时,排出水舱中的水,船体重力减小,甲板上浮至海面,完成货物装载(如图丙所示)。半潜船在甲、乙、丙三种状态时所受的浮力分别为F1、F2、F3 , 则以下判断正确的是( )
A. F1>F3>F2 B. F2>F3>F1 C. F3>F1>F2 D. F3>F2>F1
11.某同学在实验室里,把同一个物体分别浸入水和盐水中,来探究“影响浮力大小的因素”,如图所示.根据图示可以知道,该同学这次操作的目的( )
A. 探究物体所受浮力大小与其浸入深度的关系 B. 说明物体所受浮力的大小跟排开液体的体积大小有关 C. 验证阿基米德原理F浮=G排
D. 探究物体所受浮力大小与液体密度的关系
12.小明将一个实心的塑料块放在水中,塑料块漂浮在水面上,而将塑料块放在酒精中,塑料块下沉。为了探究该塑料块在水中受浮力情况,小明设计了底部装有一个定滑轮的溢水杯。实验中他将已调零的甲、乙两个电子秤放在水平桌面上,然后将溢水杯和烧杯分别放到甲、乙电子秤上,按实验操作规范将溢水杯中装满水,甲电子秤的示数为m1 , 乙电子秤的示数为m2 , 如图所示。用已调零的弹簧测力计测出该塑料块的重力为G,用一轻质的细线通过定滑轮缓慢地将塑料块拉入装满水的溢水杯中,使其浸没在水中,该过程从溢水杯中流出的水全部流入烧杯中,塑料块静止时甲电子秤的示数为m3 , 乙电子秤的示数为m4 , 弹簧测力计的示数为F,如图所示。已知ρ酒精=0.8ρ水 , 塑料块始终未接触溢水杯的杯壁和定滑轮,不计滑轮与轴的摩擦,则下列四个选项中判断正确的是( )
A. m1=m3 B. m1﹣m3=m4﹣m2 C. 2F=( m1﹣m3)g D. G+F=(m1﹣m3)g
二、填空题
13.小胡同学在水槽中洗碗,发现一个大的瓷碗漂浮在水槽中。小胡用水槽中的水把碗装满,碗就会沉入水槽底部,此时碗所受到的浮力比漂浮时碗所受到的浮力________(填“大”“小”或“相等”),水槽中的水面将会________(填“上升”“下降”或“不变”)。
14.轮船是采用增大________的方法增大可利用的浮力;潜水艇是靠改变自身的________来实现上浮和下沉的.
15.首批双人版水陆两栖车于2016年1月登陆中国,如图所示,该车质量约为900kg.两人(质量共为150kg)驾驶它在水面静止时,两栖车受到水的浮力为 ________ N,浸入水下的体积为 ________m3 . (ρ
水
=1.0×103kg/m3)
16.我国自主设计建造的第一艘航母001A已经顺利下水,航母的总质量为6.5×104吨,当航母漂浮在水面上时,受到的浮力是________ N,此时航母排开水的体积为________ m3(g=10N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3). 17.弹簧测力计挂着一重为4N的物体A,物体A浸没并静止在水中,如图所示.图中弹簧测力计的示数是________N.物体A所受浮力是________N.如果测力计不拉着物体A,A在水中会________(选填“下沉”、“上浮”、“悬浮”).
18.小明用如图所示的实验装置,验证下沉的物体是否受到浮力的作用.由图可知弹簧测力计前后示数变化了________N.为了使弹簧测力计前后示数变化更明显,他可采取的措施有________、________(填两种方法).
19.将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如图中甲、乙所示.则金属块在水中受到的浮力为________ N.金属块密度为________ g/cm3.(ρ酒精=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)
20.一同学在岸上最多只能搬得起质量是30kg的鹅卵石。如果鹅卵石的密度是2.5×103kg/m3 , 则该同学在水中最多能搬得起质量是________ kg的鹅卵石(石头不露出水面)。这时石头受到的浮力是________ N(ρ水=1×103kg/m3 , 取g=10N/kg)。
21.将一物体挂在弹簧秤下,示数是1.96N,若把它浸没水中时,弹簧秤示数是1.47N,则物体的受到的浮力是________ N.若把它浸没煤油中,弹簧秤示数会________ 。
22.小明探究怎样使物体上浮或下沉,用手将质量为150g,体积为1.6×10﹣4m3的苹果浸没水中,苹果受到的浮力为________ N.松手后苹果将________ (上浮/下沉/悬浮),最后静止时,苹果受到的浮力是________ N.g取10N/kg.
三、实验探究题
23.如图所示,把一个底面积为S,高为l的长方体浸没在密度为ρ的液体中,上、下表面分别距液面为h1和h2 , 因为液体内部存在压强,所以长方体各表面都受到液体的压力.
(1)分析图中长方体的受力情况,其受到浮力的原因是________,浮力的方向是________.
(2)大量的实验结果表明:“浸在液体中的物体受到浮力的大小等于它排开液体所受的重力”.请从浮力产生原因的角度推导出这一结论.
24.小明利用实验探究浮力大小和哪些因素有关系 . 他把金属块挂在弹簧测力计上,将它分别浸入水和酒精中的不同位置(如图所示).
(1)上述四种情况,________图中金属块所受到的浮力最小 . (2)由图甲和图乙得出的结论是________ .
(3)做丙、丁两次实验,是为了探究浮力大小与________有关 . (4)由图丙和图丁的探究可以得出的结论是________ .
(5)做________和________两次实验,是为了探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度无关 .
四、综合题
25.阅读下列短文,回答问题.
飞艇
浮空器是一种利用轻于空气的气体、依靠大气浮力升空的飞行器.根据工作原理的不同,浮空器可分为飞艇、系留气球和热气球等,其中飞艇和系留气球是军事利用价值最高的浮空器.飞艇和系留气球的主要区别是前者比后者多了自带的动力系统,可以自行飞行.飞艇获得的升力主要源于其内部充满的比空气轻的气体,如氢气、氦气等.现代飞艇一般都使用安全性更好的氦气,氦气是惰性气体,不会像氢气那样易燃易爆,即使用火去点也点不着,并且可以回收循环使用,具备了绿色环保的特点.飞艇的气囊是一种多层复合囊体材料,它由特殊的高分子复合材料做成,包含承力织物层、耐候层、阻气层、粘接层等,该材料不仅质量轻,而且强度高,不易变形,并且有很好的柔韧性和气密性,一块巴掌大的小小球皮,即使是两个强壮的男士也很难将其撕破.另外,飞艇上还安装了发动机,发动机提供的动力主要用在飞艇水平移动以及艇载设备的供电上,飞艇相对于现代喷气飞机来说节能且环保.
中国第一艘具备执行多重任务能力的警用无人飞艇是“空中机器人警用飞艇”(如图所示),十年前就在广西南宁正式投入使用,并在第三届中国﹣东盟博览会期间执行空中巡航监控任务.这艘特殊气动布局的警用飞艇,利用卫星导航、遥感遥测等先进技术自驾巡航飞行,活动半径为80﹣120公里;能预设任务长时间在指定区域航行或定点悬浮,执行实时监控任务,通过艇载的无线数传链路和借助3G移动通讯技术,将实时监控图象无距离传输到地面工作站和安保指挥中心;能作为小型通讯中继平台,在无通讯网络的地区执行通讯中继任务;能在复杂区域垂直起降,执行小批量紧急救援物资运送任务等.从空中对整个会场主区进行空中监控,形成一种立体的防卫力量.这艘空中机器人警用飞艇的巡航监控范围,约相当于120名治安警员、25辆常规警车的巡防范围.这种飞艇还在高速公路巡防、边境巡防、消防监控、治安巡查等诸多警务工作中应用.同时,它还能广泛适用于海事巡逻、海关缉私、森林防火、资源调查、广告宣传等诸多行业.
我国首套基于飞艇的地空电磁探测仪器系统在吉林大学顺利完成飞行探测实验. 针对戈壁、荒滩、沼泽等人难以到达区域的电磁脉冲探测受制于工作环境,有人航空探测不仅受到深度不足的,还存在驾驶员和操作员人身安全的问题.而这种基于无人飞艇的地空电磁探测系统,最大探测深度超过1000米,一次探测区域面积超过20平方公里,可有效提高探测深度和效率,同时不存在人员安全问题.该飞艇可在仅为30米的高度做超低空飞行,时长达3小时,飞行路程60km以上.飞行高度越低,数据越精确,得到的有效信息也越多.
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)出于安全考虑,飞艇内部内部充满的________(选填“空气”或“氦气”); (2)飞艇的发动机提供的动力用于飞艇的________(选填“水平”或“上下”)移动;
(3)飞艇在空中悬停时,受到________和________(选填“重力”、“拉力”或“浮力”)的作用. 26.如图所示是某型号的水陆两用坦克,它的车体比普通坦克要大,呈船形,既能在陆地行驶,也能在水中浮动.该水陆两用坦克的总质量是22t,每条履带的触地面积是2m2 , 发动机功率是420kW,水上最大速度14km/h,陆地最大速度54km/h.请根据以上信息求解该坦克:(g=10N/kg)
(1)停在水平地面上时,对地面的压强多大? (2)在水上航行时,所受浮力是多少?
(3)在陆地上以最大速度匀速行驶时坦克受到的阻力是多大?
27.张老师在研究浮力产生原因时,做了如下实验,图1是由容器A和B构成的连通器,B容器底的中间部分有一个面积为80cm2方形孔,将密度为0.6g/cm3、边长为10cm的正方体木块放在B容器中,且把容器底的正方形孔密合覆盖,然后向B容器缓慢注入15cm深的水,发现木块没有上浮,静止在B容器底部.
(1)求B容器中水对木块压力的大小和方向(g=10N/kg);
(2)为使B容器中的木块上浮,至少需要在A容器中注入距离B容器底多深的水?
参
一、选择题
C A C A B B B D B B D C 二、填空题 13.小;下降
14.排开液体的体积;重力 15.10500;1.05 16. 6.5×108;6.5×104 17. 1.2;2.8;下沉
18.0.2;增加液体的密度;增大物体排开液体的体积 19.1;3 20.50;200 21.0.49;变大 22.1.6;上浮;1.5 三、实验探究题
23.(1)上、下表面存在压力差;竖直向上 (2)解:由液体压强公式p=ρgh及压强公式p= 长方体上表面受到液体的压力:F1=p1S=ρ液gh1S; 长方体下表面受到液体的压力:F2=p2S=ρ液gh2S,
上、下两表面的压力差为:F2﹣F1=ρ液gh2S﹣ρ液gh1S=ρ液g(h2﹣h1)S. 长方体浸没在液体中,则长方体排开液体的体积:V排=V物=Sl=S(h2﹣h1), 所以,结合浮力的产生原因有:F浮=F2﹣F1=ρ液g(h2﹣h1)S=ρ液gV排=m排g=G排 . 24.(1)甲
(2)液体密度相同时,物体浸入液体的体积越大,浮力越大 (3)液体密度
(4)物体浸入液体的体积相同时,液体的密度越大,浮力越大 (5)乙;丙 四、综合题
得:
25.(1)氦气 (2)水平 (3)浮力;重力
26.(1)解:坦克停在水平地面上时,对地面的压强: p=
=5.5×104Pa;
答:停在水平地面上时,对地面的压强为5.5×104Pa;
(2)解:坦克在水上航行时,处于漂浮状态,故所受浮力是: F浮=G=mg=22×103kg×10N/kg=2.2×105N; 答:在水上航行时,所受浮力是2.2×105N; (3)解:坦克在陆地上以最大速度匀速行驶时, 因为牵引力和阻力是一对平衡力,P= 所以坦克受到的阻力: f=F=
=2.8×104N.
=Fv,
答:在陆地上以最大速度匀速行驶时坦克受到的阻力是2.8×104N.
27.(1)解:木块上表面受到水的压强为p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×(0.15m﹣0.1m)=500Pa, 上表面所受水的压力为:F=pS=500Pa×0.01m2=5N,方向:垂直上表面向下; 答:B容器中水对木块压力的大小5N和方向垂直上表面向下;
(2)解:木块的重力为G=mg=ρ木Vg=0.6×103kg/m3×0.001m3×10N/kg=6N,
则为使B容器中的木块上浮,至少A中所注入的水所产生的向上的压力F1=5N+6N=11N, A中水所要产生的压强应为
因此A中水的深度为
答:为使B容器中的木块上浮,至少需要在A容器中注入距离B容器底13.75cm深的水.