(4)惯性是保持物体运动状态不变的性质,只有质量有关,质量大,惯性大。 解答:A、飞机起飞利用了流体压强与流速的关系,热气球是利用浮力升空的,二者的原理不相同。此选项错误;
B、热气球在匀速上升过程中气球的质量不变,速度不变,动能不变;而高度变大,势能变大,所以机械能变大。此选项错误;
C、大气压随高度的升高而减小,故热气球上升过程中,受到的大气压强越来越小;此选项错误;
D、惯性大小与质量有关,质量小,惯性小,故火箭飞行一段时间后燃料减少,质量减少,其惯性大小变小。此选项正确; 故选D
【点睛】此题通过气球的升空现象,考查了物体浮沉条件的应用,对二力平衡条件的掌握,还考查了机械能的知识,综合性较强,难点是物体浮沉条件的应用。
26.如图所示,在一只不计重力和厚度的塑料袋中装入大半袋水,用弹簧测力计钩住并将其慢慢浸入水中,直至塑料袋中的水面与容器中的水面相平.此过程中弹簧测力计的示数
A.逐渐减小到零 C.始终保持不变 【答案】A 【解析】 【分析】
B.先减小后增大 D.逐渐增大
塑料袋慢慢浸入水的过程中,塑料袋排开水的体积增大,水的密度不变,水对塑料袋的浮力增大,而塑料袋内水受到的重力=拉力+浮力,物体的重力不变,浮力增大,弹簧测力计对物体的拉力(示数)减小;当袋内水面与烧杯中的水面相平,则排开水的体积等于袋内水的体积,根据阿基米德原理,此时排开水的重力等于袋内水的重力,所以测力计的示数应为零. 【详解】
在塑料袋慢慢浸入水的过程中(袋内水面与烧杯中的水面相平之前),塑料袋排开水的体积增大,由F浮=ρ水gV排可知,水对塑料袋的浮力F浮增大,由F浮=G?F′的变形式F′=G?F浮可得,弹簧测力计的示数变小;当袋内水面与烧杯中的水面相平时,排开水的体积等于袋内水的体积,即V排=V水,则排开水的重力等于袋内水的重力,即F′浮=G水,测力计的示数应为零.故选A.
27.放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放入两容器中.当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所
示.则
A.甲容器中液体的密度较大 B.乙容器底部受到液体的压强较大 C.甲容器中物块排开液体的重力较大 D.乙容器中物块受到液体的浮力较大 【答案】B 【解析】 【详解】
物体在甲中处于悬浮,甲的密度等于物体的密度,物体在乙中悬浮,乙的密度大于物体的密度,所以乙的密度大于甲的密度.两个容器中的液面相平,容器底所处的深度相等,乙容器底受到液体的压强较大.物体在两种液体中,都只受重力和浮力,处于平衡状态面,浮力与重力相等,物体在两种液体中受到的浮力大小相等,物体排开液体的重力也相等。故选B。
28.如图所示,放于水平桌面上的台秤,其中央有一个盛水平底柱形烧杯。现将弹簧测力计下端吊着的实心铝块逐渐浸入,直至刚浸没于水中(不接触容器,无水溢出)在此过程中,下列说法正确的是
A.弹簧测力计的示数逐渐减小,台秤的示数不变 B.水对烧杯底部的压强变大,台秤的示数逐渐变小 C.水对杯底增加的压力等于铝块浮力的变化量 D.浮力逐渐变大,台秤对水平桌面的压强不变 【答案】C 【解析】 【详解】
AB.铝块受竖直向下的重力、竖直向上弹簧测力计的拉力和浮力,由平衡条件得: G铝=F+F浮, F=G铝-F浮,
在铝块完全浸没前,V排逐渐增大,根据阿基米德原理得到F浮逐渐增大,弹簧测力计的示数F逐渐减小;
铝块浸在水中,受到竖直向上的浮力,根据力的作用是相互的,可知铝块对水向下的压力 F压=F浮,
台秤的支持力为FN,由平衡条件得到台秤对烧杯的支持力 FN=G+F压,
在铝块完全浸没前,F浮逐渐增大,F压逐渐增大,FN逐渐变大,台秤的示数增大,铝块逐渐浸没过程中,水的深度变大,根据p=ρgh得到水对烧杯底部的压强变大,故AB错误; C.水对杯底增加的压力 ΔF=ΔpS=ρgΔhS=ρgΔV排=ΔF浮, 故C正确;
D.实心铝块逐渐浸入,直至刚浸没于水中,V排逐渐增大,F浮增大,根据力的作用是相互的,可知铝块对水向下的压力增大,台秤受到的压力增大,台秤对桌面的压力增大,根据p=
F可知台秤对桌面的压强增大,故D错误。 S
29.网上流传着一种说法,鸡蛋能否沉入水底可以鉴别其是否新鲜。为了验证其真实性,小亮买了些新鲜鸡蛋,并拿其中一颗进行实验。第一天放入水中的鸡蛋沉入水底(如图甲),取出鸡蛋擦干放置50天后,再放入水中时鸡蛋漂浮在水面(如图乙),看来网传是真的。下列分析正确的是
A.鸡蛋两次所受的浮力一样大 B.甲图中鸡蛋排开水的重力大 C.乙图中鸡蛋所受浮力大于重力 D.放置50天后的鸡蛋密度变大 【答案】B 【解析】 【详解】
A.由图可知:在甲中下沉,V甲排=V鸡蛋,在乙中漂浮,V乙排<V鸡蛋;由于是同一个鸡蛋,则鸡蛋的体积相同,则V甲排>V乙排,由浮力的公式F浮=ρgV排可知:鸡蛋所受的浮力:F甲>F乙,故A错误;
B.根据F浮=G排可知:鸡蛋排开水的重力:G甲排>G乙排,故B正确; C.鸡蛋在乙中漂浮,根据漂浮条件可知:浮力等于其重力,故C错误;
D.因为鸡蛋在甲中下沉,则ρ甲>ρ水,在乙中漂浮,则ρ乙<ρ水,所以ρ甲>ρ乙,即放置50天后的鸡蛋密度变小了,故D错误。
30.将塑料球和木球用细绳相连放入水中时,木球露出水面的体积为它自身体积的3/8,如图甲所示,当把细绳剪断后,塑料球沉底,木球露出水面的体积是它自身体积的1/2,这时塑料球受到池底对它的支持力为F,如图乙所示若已知塑料球和木球的体积之比是1:8,则( )
A.木球的重力为2F B.塑料球所受的浮力为2F
C.绳子剪断前后,两物体所受的总浮力相差2F D.塑料球的密度为2.0×103千克/米3 【答案】D 【解析】
试题分析:(1)塑料球和木球处于平衡状态,根据漂浮条件分别列出等式,利用阿基米德原理即可推导出木球和塑料球的重力和浮力;
(2)把细线剪断后,根据木球露出水面的体积为自身体积的可知木球排开水的体积,根据物体的漂浮条件和阿基米德原理求出木球的密度,再根据漂浮条件和阿基米德原理表示出细线剪断前木球、塑料球的重力之和与浮力之间的关系,然后利用密度公式即可求出塑料球的密度.
解:(1)把细线剪断前,木球和塑料球漂浮,木球受力为:G木,向下的F拉、F木浮1; 则G木+F拉=F木浮1,而F木浮1=ρ水g(1﹣)V木=ρ水gV木, 则G木+F拉=ρ水gV木﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 细线剪断后,木球受力为:G木,F木浮2;
则G木=F木浮2,而F木浮2=ρ水g(1﹣)V木=ρ水gV木, 则G木=ρ水gV木﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② ①式﹣②式得:
F拉=F木浮1﹣F木浮2=ρ水gV木﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ 把细线剪断前,塑料球受力为:G塑料,F拉、F塑料浮; 则G塑料=F拉+F塑料浮﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
把细线剪后前,塑料球受力为:G塑料,支持力为F、F塑料浮; G塑料=F+F塑料浮﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤ ④式﹣⑤式得:F拉=F﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥ 由③⑥式可知:ρ水gV木=F, 则ρ水gV木=8F﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑦ 则根据②和⑦式得:
G木=ρ水gV木=×8F=4F,故选项A错误;
因为V塑料:V木=1:8,
所以F塑料浮=ρ水gV塑料=ρ水g×V木=×8F=F, 故选项B错误;
(2)把细线剪断后,木球排开水的体积V排=V木﹣V木=V木, F浮木=ρ水gV排=m木g,即ρ水g×V木=ρ木V木g, 解得:ρ木=ρ水,
把细线剪断前,木球和塑料球漂浮,则
F浮前=ρ水gV排′=(m木+m塑料)g,即ρ水g(V木+V塑料)=(ρ木V木+ρ塑料V塑料)g, 因为V塑料:V木=1:8,
所以ρ水(×8V塑料+V塑料)=(ρ水×8V塑料+ρ塑料V塑料),
整理可得:ρ塑料=2ρ水=2×1×103kg/m3=2×103kg/m3.故选项D正确; 绳子剪断前后,两物体所受的总浮力之差为:
F浮前﹣F浮后=(G木+G塑料)﹣(G木+F塑料浮)=G塑料﹣F塑料浮=F;故选项C错误; 故选D.