全国物理竞赛试题汇编 浮力

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竞赛试题汇编—浮力

一、选择题

(91年第一届)4.体积为0.05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

(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。

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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

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(99第九届复)1.水糟内有盐水,盐水上漂浮着一块冰(ρ冰=O.9×10千克/米).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总质量

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为2.7千克,球内所充气体为氢气,已知氢气球的密度为0.09千克/米,空气的密度为

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1.29千克/米。为使这样的气球升空,球内所充氢气的体积至少应为 米。 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。

(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:4.67×10-2米3

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(97第七届)8.1978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:2.6×10

(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___________。

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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:G/2

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(99第九届)3.已知空气的密度为1.29千克/米,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,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,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?

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图5

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)2.2008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

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的质量是580g,体积是2dm,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=ρVg=103×2×10-3×9.8=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=ρghS=103×9.8×0.6×3.14×0.032=16.6(牛)

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