初中物理竞赛讲义之压强与浮力

初中物理竞赛讲义之压强与浮力

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时间:2018-07-11

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1、物理竞赛辅导(压强和浮力专题)一、一种厕所便桶水箱结构如图(图中略去了向水箱中注水的装置)。出水口上的橡胶盖是空心的,放水时它漂浮在水面上,水从出水口流出,如图(a)。随着水的流出,水面降低,直到橡胶盖盖住出水口,放水过程结束。注水过程中和注满水后,橡胶盖都盖住出水口,如图(b)。 1.请你判断,图(a)中空心橡胶盖所受的重力与它所受的浮力大小有什么关系。2.请你说明,图(b)中为什么橡胶盖能紧紧地盖在出水口而不浮起。3.这种装置的一个重要缺点是,每次冲便桶都要用掉一箱水。为节约用水,请你对橡胶盖做些改造,使得按下手柄时橡胶盖抬起放水,放开手柄后橡胶盖能立即盖上出水

2、口,停止放水。二、测定血液的密度不用比重计(图为这样做需要的血液量太大),而采用巧妙的办法:先在几个玻璃管内分别装入浓度不同的、呈淡蓝色的硫酸铜溶液,然后分别在每个管中滴进一滴血液。分析人员只要看到哪一个管中血滴悬在中间,就能判断血液的密度。其根据是[]A.帕斯卡定律。B.液体内同一深度各方向压强相等。C.物体的浮沉条件。D.血滴上部所受硫酸铜溶液的压强等于下部所受硫酸铜溶液的压强三、1978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

3、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)四、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___________。五、氢气球上升的过程中将出现的现象是:A、上升到最大高度后由于受到的浮力等于重力,会长期悬浮在空中;B、由于受到的浮力大于重列车长,气球一直上升;C、因为高空温度很低,球内气体遇冷收缩

4、,气球体积越来越小;D、因为上程式过程中球内压强大于球外压强,气球不断膨胀,到一定高度后气球破裂六、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;

5、(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)七、某工厂设计了一个蓄水池(如图5所示),水源A罐的夜面高度h1保持不变。罐底有一个小出水口,面积为S1。孔下通过一个截面积为S2活塞与杠杆BC相连。杠杆可绕B端上下转动,另一端有一个中空的圆柱形浮子,横截面积为S3,BO是杠杆总长的。原设计打算当杠杆水平时,浮子浸入水深为h2,活塞恰好能赌住出水口,但在使用时发现,活塞离出水口尚有极小一段距离时

6、,浮子便不再上浮,此时浮子没入水深为h3。为了使活塞自动堵住出水口,只得将浮子的重量减去G'。试求浮子应减去重量G'的大小。(活塞及连杆的重量不计,杠杆所受浮力不记。)八、汽车更换轮胎时需要把车轴抬起来,这时可以使用“油压千斤顶”。下图是油压千斤顶的原理图。向下按动手柄,圆柱形小活塞把小油缸中的机油压向大油缸。大油缸中的油量增多,把圆柱形大活塞向上推,带着上面的重物上升。实验表明,加在密闭的液体上的压强,能够按照原来的大小向各个方向传递(这个规律叫做帕斯卡定律)。现在有一个油压千斤顶,有关尺寸如图所示。如果希望在手柄上用20牛顿的力向下压时就能在大活塞上举起1吨的重

7、物,大活塞的直径至少是多少?九、常用浮筒打捞海底沉船。充满海水的浮筒靠自重下沉,向浮筒内充气,将筒内海水排出,浮筒即产生上举力。浮筒为用钢制成的空心圆柱体,若底面外半径r=5米,外高L=12米,其质量为2×105千克,当浮筒沉入60米深处时,充气的压强至少应为多少个标准大气压时才能把筒内的气体排出?它能产生多大的上举力?(略去充入气体的质量。海水的密度ρ=1.03×103千克/米3)十、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

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