初三物理浮力机械效率专项练习.docx
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初三物理浮力机械效率专项练习
《浮力专题》
一、选择题:
1、将一实心物体先后投入足量的水和酒精中,物体静止时,所受浮力分别为6N和5N,则物体在水和酒精中的浮沉状态可能是(ρ酒精=0.8×103kg/m3)()
A.在水中漂浮,在酒精中漂浮B.在水中漂浮,在酒精中沉底
C.在水中悬浮,在酒精中漂浮D.在水中沉底,在酒精中沉底
2、如图1所示,水平桌面上有一装满水的溢水杯和一个小球,此时水对杯底的压强为P1,杯对桌面的压强为P2,若将小球缓慢的放入溢水杯中,则小球放入后()
A.P1减小,P2可能增大B.P1不变,P2可能增大
C.P1减小,P2一定不变D.P1不变,P2一定不变
3、两个完全相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球分别放入容器中,当两球静止时,液面相平,球所处的位置如图2所示,甲、乙两种液体对容器底的压强大小分别为P甲、P乙,则它们的关系是()
A.P甲
P乙C.P甲=P乙D.无法确定
4、如图3所示,两只完全相同的盛水容器放在磅秤上,用细绳悬挂质量相同的实心铅球和铝球全部没入水中,此时容器中水面的高度恰好相同,设绳的拉力分别为T1和T2,磅秤的示数分别为F1和F2,则下列关系式中正确的是()(ρ铅>ρ铝)
A.F1=F2,T1=T2B.F1>F2,T1 C.F1=F2,T1>T2D.F1 5、体积相同的铜、铁、铝、木四个小球,放入水中静止后如图4所示,已知这几种物质的密度关系是ρ铜>ρ铁>ρ铝>ρ木,则下列判断正确的是() A.铝、木两球一定是实心的,铜、铁两球一定是空心的 B.四个小球所受浮力关系是F铜>F木>F铁=F铝 C.四个小球的重力关系是G铝>G铁>G木>G铜 D.四个小球的质量关系是m铝>m铁>m铜>m木 6、装有金属球的小容器A漂浮在盛有水的圆柱形大容器B的水面上,所受的浮力为F1,如图5所示,若把金属球从A中拿出投入水中沉到B的底部时,小容器A所受的浮力大小为F2,B容器底部对金属球的支持力大小为N,那么() A.金属球所受重力的大小为F1-F2B.小容器所受重力的大小为F2 C.小容器所受浮力减小了ND.大容器底部受水的压力减小了N 7、如图6所示,放在水平地面上的玻璃水槽中盛有一定量的水,槽中漂浮一只盛水的烧杯,现将槽中的一部分水注入烧杯中,注入后烧杯仍能漂浮在水面上,则玻璃水槽中水面高度的变化情况是() A.水面高度将升高一些B.水面高度保持不变 C.水面高度将下降一些D.无法判断 8、如图7所示,在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块A,A下方用轻质细线悬挂一个体积与A相同的金属块B,二者共同处于漂浮状态,且液面正好与容器口齐平;某瞬间细线突然断开,稳定后液面下降了h1;然后取出金属块B,液面又下降了h2;最后取出木块A,液面又下降了h3;由此可判断出A与B的密度之比为() A.h3∶(h1+h2)B.h1∶(h2+h3) C.(h2-h1)∶h3D.(h2-h3)∶h1 9.如图8甲所示,A、B两个实心正方体所受重力分别为GA、GB,它们的密度分别为ρA、ρB,它们的边长分别为hA、hB。 若将它们放在水平地面上,对地面产生的压强分别为pA、pB。 若将它们放入柱状容器的水中(水未溢出),物体静止后,如图9乙所示,A物体有1/3的体积露出水面,B物体静止在水中,容器底部受到水的压力比未放入两物体时增加F1;若将B物体取出轻压在A物体上(水未溢出),待物体静止后,容器底部受到水的压力比未放入两物体时增加F2。 若已知pA=2pB,F1=1.52N,g取10N/kg。 则下列说法正确的是: A.hA׃hB=3׃1B.hB=0.04m C.pA-pB=200Pa;D.GA+GB=1.52N;F2=F1 二、填空题: 1、一个合金块在密度为ρ1的液体中称时,弹簧秤的示数为F1,在密度为ρ2的液体中称时,弹簧秤的示数为F2,则此合金块的密度为。 2、一空心铜球,质量为89g,将其浸没在水中时,恰好悬浮,则铜球空心部分体积为 cm3。 (ρ铜=8.9×103kg/m3) 3、导致“泰坦尼克”号沉没的罪魁祸首是冰山。 冰山之所以对过往的船只有巨大的威胁,是因为冰山的水下部分比露出水面的可见部分要大的多。 已知ρ冰=0.9×103kg/m3,ρ海水=1.03×103kg/m3。 据此可计算藏在水面以下的体积占冰山总体积的。 (用百分数表示) 4、体积是1000cm3的正方体木块漂浮在水面上,它没入水中部分的体积是600cm3,如图9甲所示,则该木块的密度是kg/m3;若在木块上放一金属块,木块恰好没入水中,如图9乙所示,则金属块的重力是N。 (取g=10N/kg) 5、有一只密度计质量是14g,放入水中,水面在它刻度A处;放在煤油中,煤油密度为0.8×103kg/m3,油面在刻度B处。 密度计刻度部分管子粗细均匀,且管子的横截面积为1.76cm2,如图10所示,则A、B之间的距离为。 (g=10N/kg) 6、质量相等的甲、乙两实心小球,密度之比ρ甲: ρ乙=3: 2,将它们都放入水中,静止时两球所受的浮力之比F甲: F乙=4: 5,则乙球的密度为。 7、如图11甲所示,一圆柱形容器竖直放置在水平桌面上,其侧壁有一溢水口C,容器内的液面恰好与溢水口C齐平。 先将一个由均匀材料制成的船形物A开口向上放入容器中,当船形物A漂浮在液面上时,如图11乙所示,从溢水口溢出液体的体积为V;然后使船形物A反转90o,当它浸没在液体中后容器内的液面下降了h(在船形物由漂浮到浸没的过程中,容器内的液体未溢出),已知圆柱形容器的底面积为S,液体的密度为ρ,则 (1)船形物A的质量mA=; (2)组成船形物A材料的密度ρA=。 8、物体甲的体积为25cm3,物体乙的体积为10cm3,现用细绳将它们连接起来放在水中,正好悬浮在水中,绳子的拉力为0.049N,则甲乙两物体的密度之比为。 9.如图12所示,有一个重为0.8N的密度计,它在甲、乙两种液体中液面的位置分别为刻度A和刻度B。 若刻度A和刻度B分别表示液体的密度为0.8×103㎏/m3和1.0×103㎏/m3,则该密度计A、B之间这部分体积的大 小为cm3。 10.如图13所示,在长为L的试管中装入适量的沙子,当把试管放在水中静止时, 露出水面的长度为 ;当把试管放在x液体中静止时,露出液面的长度为 ;则x液体的密度是kg/m3。 三、计算题: 1.有一圆柱形水槽底面积是300cm2,现将一质量为790g的铁块放在质量为1220g的木块上,使木块刚好全部浸没水中,如图14所示,若将铁块拿下放入水中,则水槽底部受到水的压强变化了多少Pa? (ρ铁=7.9×103kg/m3,g取10N/kg) 2.如图15所示,底面积为S1的圆柱形容器中装有未知密度的液体。 将一密度为ρ的正方体金属块放入底面积为S2的长方体塑料盒中(塑料盒的厚度可忽略不计),塑料盒漂浮在液面上(液体不会溢出容器),其浸入液体的深度为h1。 若把金属块从塑料盒中取出,用细线系在塑料盒的下方,放入液体中,金属块不接触容器,塑料盒浸入液体的深度为h2。 剪断细线,金属块会沉到容器的底部,塑料盒漂浮在液面上,其浸入液体的深度为h3。 若塑料盒始终处于如图所示的直立状态而未发生倾斜,则细线剪断前、后液体对圆柱形容器底部的压强减小了。 3.如图16甲所示,底面积为80cm2的圆筒形容器内装有适量的液体,放在水平桌面上;底面积为60cm2的圆柱形物体A悬挂在细绳的下端静止时,细绳对物体A的拉力为F1。 将物体A浸没在圆筒形容器内的液体中,静止时,容器内的液面升高了7.5cm,如图10乙所示,此时细绳对物体A的拉力为F2,物体A上表面到液面的距离为h1。 然后,将物体A竖直向上移动h2,物体A静止时,细绳对物体A的拉力为F3。 已知F1与F2之差为7.2N,F2与F3之比为5: 8,h1为3cm,h2为5cm。 不计绳重,g取10N/kg。 则物体A的密度是kg/m3。 《简单机械、功和能、机械效率专题》 1.如图7所示,用手将滚摆的摆线缠在轴上,使滚摆升到最高点,放开手可以看到滚摆下降并越转越快,到达底端后,滚摆又向上运动。 有关滚摆的能量转化,下列说法正确的是() A.在滚摆下降的过程中,它的动能减小,重力势能增加 B.在滚摆上升的过程中,它的重力势能减小,动能增加 C.在滚摆下降的过程中,它的动能增加,重力势能减小 D.在滚摆上升的过程中,它的重力势能增加,动能增加 2.如图1所示为跳水运动员跳板跳水时的情景,运动员腾空跳起脱离跳板向上运动,然后再向下运动落入水中,若不计空气阻力,则() A.运动员向上运动过程中,动能保持不变 B.运动员向上运动过程中,重力势能转化为动能 C.运动员向上运动过程中,动能转化为重力势能 D.运动员向下运动至放水前的过程中,动能转化为重力势能 3.掉在水平地面上的弹性小球会被弹起,而且弹跳的高度会越来越低。 图2所示是小球弹跳的频闪照片,MN为等高线,小球在3、5位置的高度一样。 下面说法正确的是() A.小球在位置4时的势能最大 B.小球3和5比较,它们的机械能相同 C.小球从位置1到位置2的过程中,势能主要转化为动能 D.小球3和5比较,在位置5时动能较小,机械能也较小 4.重为G1的金属块静止在水平地面上时,对地面的压强为5.4×105Pa;现将金属块用细绳挂在轻质杠杆的A端,B端悬挂重力G2的物体,如图3所示,当杠杆在水平位置平衡时,金属块对地面的压强为1.8×105Pa,已知B端所挂物体的质量为4kg,OA: OB=3: 5。 要使金属块离开地面,则(g取10N/kg) A.轻质杠杆B端所挂物体的质量至少为5kg B.金属块对地面的压强只需减少3.6×105Pa C.只需移动支点的位置,使支点左右两侧的力臂之比为5: 1 D.只需移动支点的位置,使支点左右两侧的力臂之比为2: 5 5.如图4所示,花岗岩石块甲、乙体积之比为13׃2,将它们分别挂在轻质硬棒AB的两端,当把铁块甲浸没在水中时,硬棒恰能水平位置平衡。 然后将甲石块从水中取出,拭干后浸没在液体丙中,调节石块乙的位置到C处时,硬棒在水平位置再次平衡,且OC=2OA。 (已知花岗岩的密度ρ=2.6×103kg/m3)则下列说法正确的是: A.AO׃OB=1׃5 B.AO׃OB=1׃4 C.液体丙的密度ρ液=1.6×103kg/m3 D.液体丙的密度ρ液=1.8×103kg/m3 6.有A、B两个由不同材料制成的实心正方体,它们的重力分别为GA、GB,密度分别为ρA、 ρB,且B物体边长是A物体边长的两倍。 将A叠放于B正上方置于水平桌面上,A对B 的压强与B对桌面的压强相等。 用甲、乙两滑轮组分别匀速提 升A、B两物体,如图5所示,在相同时间内两物体被提升高 度分别为hA和hB,2hA=5hB。 已知两滑轮组动滑轮重分别为 G甲和G乙,且G甲׃G乙=1׃3。 两滑轮组的机械效率分别为η1 和η2,功率分别为P1和P2。 若不计绳重和摩擦,则下列判断正 确的是: A.η1: η2=1: 1B.ρA: ρB=3: 8 C.P1: P2=5: 3D.GA: GB=1: 8 二、填空题: 7.轻质硬杆AB长75cm。 用长短不同的线把边长为10cm的立方体甲和体积是1dm3的球乙分别拴在杆的AB两端。 在距A点30cm处的O点支起AB时,甲静止在桌面上,乙悬空, 杆AB处于水平平衡。 将乙浸没在水中后,杆AB仍平衡, 如图6所示。 此时甲对水平桌面的压强改变了___________Pa。 (取g=10N/kg) 8.如图7所示,光滑带槽的长木条AB(质量不计)可以绕支点O转动,木条的A端用竖直细绳连接在地板上,OB=0.4m。 在木条的B端通过细线悬挂一个高为20cm的长方体木块,木块的密度为0.8×103kg/m3。 B端正下方放一盛水的溢水杯,水面恰到溢水口处。 现将木块缓慢浸入溢水杯中,当木块底面浸到水下10cm深处时,从溢水口处溢出0.5N的水,杠杆处于水平平衡状态。 然后让一质量为100g的小球从B点沿槽向A端匀速运动,经4s的时间,系在A端细绳的拉力恰好等于0,则小球的运动速度为_________m/s。 (g=10N/kg) 9.如图8所示,重40N的物体A在水平拉力F的作用下,在水平桌面上做匀速直线运动,物体A所受的滑动摩擦阻力是物重的0.2倍,物体A在2s内前进了0.2m。 若不计滑轮重、绳重及轴摩擦,拉力F的功率等于W。 10.图9中的物体A的质量是400g,物体B的体积是8cm3。 用细绳 将两物体通过定滑轮连接,放手后,A恰能沿着水平桌面向右做匀速 直线运动。 若将B始终浸没在水中,并使A沿着水平桌面向左做匀速直线运动时,需要施加1.12N水平向左的拉力。 则物体B的密度为 g/cm3。 (g取10N/kg) 11.如图10所示装置,物体B所受重力为GB,物体A在物体B的作用下在水平桌面上向右匀速运动。 小明用一个水平向左的力拉物体A,使物体B以速度v匀速上升,此时滑轮组的机械效率为80%;若将物体B换成物体C后,小明用另一个水平向左的力拉物体A,使物体C以4v的速度匀速上升,此时滑轮组的机械效率为60%。 不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦,则第二次水平向左拉物体A时,拉力的功率是。 三、计算题: 12.磅秤上有一个重1500N的木箱,小明站在地上,想用如图11(甲)所示的滑轮组把这个木箱提升到楼上,可是他竭尽全力也没有提起,此时磅秤的示数为40kg。 于是他改变滑轮组的绕绳方法如图11(乙)所示,再去提这个木箱。 当木箱匀速上升时,小明对地板的压力为100N,不计轴摩擦和绳重,取g=10N/kg。 求小明的体重和提升木箱时滑轮组的机械效率。 13.在图12所示装置中,甲物重G甲=10N,乙物重G乙是动滑轮重G轮的8倍。 物体乙跟地面的接触面积为1.5×10-2m2。 轻杆AB可以绕O点转动,且OA∶OB=2∶1。 不计轴摩擦,装置如图所示处于平衡状态时,乙对水平地面的压强P=2×103Pa。 求: 此时动滑轮对物体乙的拉力F拉;若在物体甲下面再加挂物体丙,恰使物体乙对地面的压强为零。 求: 丙的物重G丙。 《浮力专题》参考答案 一、选择题: 1、B2、B3、B4、C5、C 6、ABD7、B8、A9.A、C、D 二、填空题: 1、 ;2、79;3、87.38%;4、0.6×103kg/m3;4N; 5、1.99cm;6、0.83×103kg/m3;7、ρV; ;8、8: 15。 9、20;10、0.75×103 三、计算题: 1、230Pa;2、 ;3、2.8×103 《简单机械、功和能、机械效率专题》 一、选择题: 1、C;2、C;3、CD;4、D;5、B、D;6、A 二、填空题: 7、1500;8、0.13;9、0.8;10、7.5;11、7.5GBv 三、计算题: 12、解: F拉=G人 木箱和动滑轮受力 G箱+G轮=2F拉+F支=2G人+F支=2G人+mg…………………………………1分 改变绕绳方式后, F拉+F支=G人, 木箱和动滑轮受力G箱+G轮=3F拉=3(G人-F支)……………………………1分 所以2G人+mg=3(G人-F支)F支=F压=100N G人=3F支+mg=3×100N+40kg×10N/kg=700N……………………………1分 F拉=G人-F支=700N-100N=600N…………………………………………1分 机械效率= = = = =83.3%……………………1分 13、解: 杠杆平衡: G甲×OA=FB×OB FB= ×G甲= ×10N=20N…………1分 对动滑轮进行受力分析如图甲 3FB=F拉+G轮………………………………1分 G轮=3FB-F拉 对物体乙进行受力分析如图乙 G乙=F拉+F支………………………………1分 = = 24FB-8F拉=F拉+F支 F拉= (24FB-F支)= (24FB-pS) = ×(24×20N-2×103Pa×1.5×10-2m2)=50N……………………1分 G轮=3FB-F拉=3×20N-50N=10N G乙=8G轮=8×10N=80N 物体乙对地面的压强为零时,即地面对物体乙的支持力F支为零 此时物体乙受力F拉=G乙=80N…………………………………………1分 动滑轮受力3FB=F拉+G轮 FB= (F拉+G轮)= ×(80N+10N)=30N 杠杆平衡: FA×OA=FB×OB 对杠杆A端进行受力分析如图丙 FA=G甲+G丙 G丙= ×FB-G甲= ×30N-10N=5N……………………………1分 画出受力分析图……………………………………………………………1分 14、解: (1)以人为研究对象,进行受力分析如图(3)甲、乙所示: ∵G人=F′1+N1∴N1=G人-F′1 G人=F′2+N2N2=G人-F′2 ----------------------(受力分析图或方程正确得1分) 工人受到地面的支持力与工人对地面的压力大小相等; 绳对人的拉力与人对绳的拉力大小相等。 ∴N′1/N′2=N1/N2=(G人-F′1)/(G人-F′2)=15/2----------------① 又∵η1=W有/W总=(G物-F浮)h/F1S=(G物-F浮)/2F1=60%---------② F1=(G物+G动-F浮)/2-------------------------------------------------③ F2=(G物+G动)/2----------------------------------------------------④ 将③、④式代入①、②式,并且将G人=m人g=70kg×10N/kg=700N, G物=m物g=100kg×10N/kg=1000N代入 解得: G动=320N---------------------------------------------------------------------(1分) 由②③式得: 60%=(G物-F浮)/(G物+G动-F浮) =(1000N-F浮)/(1000N+320N-F浮) ∴解得F浮=520N----------------------------------------------------------------------(1分) 则: F1=400N;F2=660N。 (2)∵η2=W′有/W总 =G物/2F2 =G物/(G物+G动) =1000N/(1000N+320N)=76%-----------------------------------------------(1分) (3)∵P2=F2·v2=F2×2v物=1320N×0.2m/s=264W-------------------------------(1分)
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