初中科学竞赛辅导练习 密度 浮力

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科学竞赛辅导练习密度浮力一、竞赛要点和热点1、由某种物质组成的物体的质量和它的体积的比叫做这种物质的密度。密度的计算公式是：ρ=m/V，密度的单位是千克/米3，常用的还有克/厘米3，液体的密度常用克/升，它们的关系是：1克/厘米3=1000千克/米3，1克/升=1千克/米3。2、浸在液体或气体里的物体都会受到浮力，浮力的方向总是竖直向上的。浸在液体里的物体受到的浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力，即F浮=G排液=ρ液gV排液，这就是阿基米德原理。3、液体或气体作用在物体上下表面的压力差是浸在液体或气体里的物体受到浮力的原因，即F浮=F向上—F向下。4、浸在液体里的物体的浮沉，取决于该物体在液体里受到的浮力和重力之间的大小关系。当F浮＞G时，上浮；当F浮=G时，悬浮；当F浮＜G时，下沉。二、拓展与提高1、浸在气体里的物体受到的浮力也可以根据阿基米德原理进行计算。2、如右图所示，有一个边长为a的正方体放在密度为ρ的液体里，上表面离液面的深度为h。在水平方向它受到了液体对它的左右前后方向的压力，这些压力彼此平衡。它的上表面受到向下的压力，大小为F向下=pS=ρgha2，它的下表面受到向上的压力F向上=ρg（h+a）a2，F向上—F向下=ρga3=ρgV，即物体受到的浮力。这就是产生浮力的原因或称之为浮力的实质。三、例题精析例1一个瓶子，如果装满酒精，瓶和酒精的总质量为l千克；如果装满植物油，瓶和植物油的总质量为1．1千克，那么用这个瓶子装满水后瓶和水的总重为多少?(ρ酒精=0．8×103千克／米3；ρ植物油=0．9×103千克/米3)分析：在装三种物质时，瓶子的容积V是不变的，所以，只要求出瓶子的容积和瓶子的质量，即可求出水和瓶的总重。解：依题意知V水=V且m酒+m瓶=1①m油+m瓶=1．1②②－①，m油－m酒=0．1③将公式m=ρV代入③得0．9×103V-0．8×103V=0．1解之得V=1．0×10-3(米3)V水=V=1．0×10-3(米3)m水=ρV水=1．0×10-3米3×1．0×103千克/米3=1千克m瓶＝0．2(千克)G总=（m水+m瓶）g=1.2千克×10牛/千克=12牛-5-用心爱心专心 答：用这个瓶子装满水后瓶和水的总重是12牛。例2如图所示，弹簧上端固定于天花板，下端连接一圆柱形重物。先用一竖直细线拉住重物，使弹簧处于原长，此时水平桌面上烧杯中的水面正好与圆柱体底面接触。已知圆柱形重物的截面积为10cm2，长度为10cm；烧杯横截面积20cm2，弹簧每伸长1cm的拉力为0.3N，g=10N/kg，重物密度为水的两倍，水的密度为103kg/m3。细线撤走后，重物重新处于平衡时，弹簧的伸长量为多少？解：设弹簧伸长量为，并假定重新平衡时，重物没有浸没在水中，这样液面将比原来上升，圆柱体浸没在水中的长度为，重物受力如图：即：20+0.3/10-2=2N答:当重物重新处于平衡时，弹簧的伸长量为0.04米.四、能力训练1.有体积和质量都相同的铝球、铁球和铜球，下列情况中可能的是()A．三个球都是实心的B．铝球是实心的，铁球和铜球是空心的C．铝球和铁球是实心的，铜球是空心的D．铜球是实心的，铝球和铁球是空心的2.鸡尾酒是由几种不同颜色的酒调配而成的．经调配后不同颜色的酒界面分明，这是由于不同颜色的酒有()A．不同质量B．不同体积C．不同温度D．不同密度3.建筑工地需要长1．0m，宽0．5m，高0．3m的花岗岩350块，现用一辆载重量为5t的卡车去加工厂运回（花岗岩的密度为2.7克/厘米3）；则共需要运几次方可运完()．A．28B．29C．30D．314.有三个质量相等、球外半径也相等的空心铜球、铁球和铝球，已知r铜＞r铁＞r铝，如果在三个球的空心部分灌满水，则灌满水后，三个球所受重力G铜、G铁和G铝的关系应是（）A.G铜＞G铁＞G铝B.G铜＜G铁＜G铝C.G铜＝G铁＝G铝D.G铁＜G铜＜G铝5.船上载着许多钢材，此时甲板离水面的高度为h1；把这些钢材都放到水中用绳悬挂于船下，此时甲板离水面的高度为h2，则h1与h2相比较()A．h1=h2B.h1h2D．无法比较6.如图所示的木块浸没在水中，细线对木块的拉力是-5-用心爱心专心 1牛，剪断细线，待木块静止后，将木块露出水面的部分切去，再在剩余的木块上加0．5牛向下的压力时，木块有20．4厘米3的体积露出水面，则木块的密度约为()A．0．6×103千克／米3B．0．7×103千克／米3C．0．8×103千克／米3D．0．9×103千克／米31.设想从某一天起，地球的引力减小—半，那么对于躺在死海水面上的人来说，下列说法中正确的是()A．人受到的重力将减小，人的吃水深度仍不变B．人受到的重力将减小，人的吃水深度也减小C．人受到的重力将不变，人的吃水深度也不变D.人受到的重力将不变，人的吃水深度将减小2.如图所示，密度均匀的木块漂在水面上，现沿虚线将下部分截去，则剩下的部分将()A．上浮一些B．静止不动C．下沉一些D．无法确定3.一石块和玩具气球(气球内充有空气)捆在一起，浸没在水中下沉，他们在水里下沉的过程中，受到的浮力将()A．逐渐增大B．逐渐减小C．不变D，先减小后增大4.把一蜡块放入盛满酒精的容器中，溢出酒精的质量是4克；若把该蜡块放入盛满水的容器中，已知ρ蜡=0．9×103千克／米3，ρ酒精=0．8×103千克/米3，则溢出水的质量是(容器足够大)()A．4克B．4．5克C.5克D．3．6克5.用水桶从井中提水，在水桶逐渐提离水面的过程中，关于人所用力的大小，下列叙述中正确的是（）A.用力变大，因为水桶所受重力变大B.用力变小，因为水桶排开水的体积变小C.用力变大，因为水桶受的浮力变小D.用力不变，因为水桶所受的重力不变6.密度为0.6´103千克/米3的木块漂浮在水面上时，水面下的体积是V1，漂浮在密度为0.8´103千克/米3的煤油中，液面下的体积为V2，那么V1和V2的关系是（）A.V1＜V2B.V1＝V2C.V1＞V2D.3V1＝4V27.一块冰漂浮在一杯浓盐水中，已知r冰＝0.9´103千克/米3，r浓盐水＝1.1´103千克/米3，如果冰块完全熔化后，液面将（）A.下降，B.上升，C.不变，D.无法确定。8.一个密度计，其刻度部分的A、B两点，分别是最上面和最下面的刻度位置，这个密度计的测量范围是1.0´103千克/米3－1.8´103千克/米3，把这个密度计放入某种液体中，液面的位置恰好在AB的中点C，则这种液体的密度是（）A.小于1.4´103千克/米3，B.等于1.4´103千克/米3，C.大于1.4´103千克/米3，D.无法确定。9.科学考察队员在北极考察时，为了探索冰层下海水的成分，他们在厚薄均匀的冰层打一个深达200m的冰洞，则为了取海水水样，系在取水筒上绳子的长度至少为(已知海-5-用心爱心专心 水的密度为1．03×103kg／m3，冰的密度为0．9×103kg／m3)()A．200mB．26mC．174mD．175m16。将一块体积为40厘米3的合金块挂在弹簧秤下浸没于水中称时，弹簧秤的读数为O．8牛顿，这种合金的密度是。(g=10N/kg)17。把重力为4.9牛、体积为5´10-4米3的物体浸没在盛有水的容器内，溢出的水的重力为2牛，则物体受到水的浮力大小为___________牛，物体将处在_____________状态。18。某物体在空气中称时，弹簧秤的示数是19．6牛顿，把它全部浸没水中称时，示数变为9．8牛顿，则该物体的密度是千克／米3。19。在1978年夏天，法国、意大利、西班牙等国的科学家曾乘坐容积为33万立方米的气球升人高空，气球内充满氦气。如果气球本身的重力(不包含氦气)是它在低空所受浮力的1／4，已知低空的空气密度为O．00129吨/米3，氦气密度为0．00018吨/米3，那么，该气球在低空飞行时可吊起的重物质量至多是吨。(重物的体积可以忽略不计)20。某同学称得10分米3的黄河水的质量为10．18千克，已知沙的密度为2．5×103千克／米3，则每立方米的黄河水中含沙千克。21。如图所示，一根细绳悬挂一个半径为r米、质量为m千克的半球，半球的底面与容器底部紧密接触，此容器内液体的密度为ρ千克/米3，高度为H米，大气压强为p0帕，已知球体的体积公式是V=4πr3／3，球面积公式是S球=4πR2，圆面积公式是S圆=πr2，则液体对半球的压力为.若要把半球从水中拉起，则至少要用的竖直向上的拉力。22。有一金属柱体，横截面积是一不规则多边形，现有一把刻度尺，但无法直接测量柱体的横截面积．某位同学为测其横截面积，在柱体侧面画了A、B两条横线(如图所示)，并用细线把柱体悬吊在测力计上．他把柱体缓慢浸入水中并始终保持柱体竖直，当水面到达A横线时，记下了测力计示数F．为测出横截面积，还需继续完成两个测量步骤．(1)请把这两个步骤写在下面，并用字母表示所测的物理量：步骤1：_______________________________________________。步骤2：_______________________________________________。(2)请通过计算，得出所测横截面积的表达式：___________________23。木块A的体积为500cm3，质量为300g，用细线拉着浸没于盛水的圆柱形容器中，容器的底面积为100cm2，容器内水面高度为30cm，如图所示，求：(1)物体受到的浮力；(2)水对容器底的压强；(3)绳子的拉力T；(4)若剪断绳子后，木块静止时，水对容器底的压强。(g取10N/kg)24。给你一架天平，一只小烧杯，适量的水，如何测出牛奶的密度?要求：①简要写出实验步骤。②根据你测量的物理量，写出计算牛奶密度的公式。-5-用心爱心专心 25。质量为50千克的钢质机器，为了把它安装在飞机上，必须将机器减轻100牛顿。为此，要将机器的部分钢质零件改为铝质，问至少要用多少千克铝件来代替钢件，才能达到要求?(钢和铝的密度分别为7．8×103千克，米3，2．7×103千克／米3)26。有一只铁桶，盛满水时共重117．6牛，将其浸没在水中时，需用17．1牛的力才能提住铁桶。问这只桶可以盛多少千克水?(铁的密度是7．8×103千克/米3)第21讲答案1.B2.D3.C4.A5.B6.B7.A8.C9.B10.B11.C12.A13.B14.A15.B16．3×103千克／米317．4.9悬浮18.2×10319.259．9吨G货=259．9(吨)20.3021.22.当水面到达B横线时，记下测力计示数F’；测出A、B之间的距离h。S=(F-F’)/ρ水gh23．（1）5N（2）3×l03Pa（3）2N（4）3.3×l03Pa24．解：①实验步骤A．用天平称出烧杯的质量m1；B．将烧杯盛满水，用天平称出水和烧杯的总质量m2；C．将水倒掉，再用这只烧杯盛满待测牛奶，用天平称出牛奶和烧杯的总质量m3②计算牛奶密度的公式25.m2=5．4千克26.10千克-5-用心爱心专心