初中物理知识竞赛题汇编：浮力(含答案)

四、计算题

1.（12分）容器水平底面上有一个大小为a×b 的长方形洞。用半径为a，长度为b的圆柱体盖住此洞（如图所示为其侧视图）。现往容器里慢慢注入密度为ρ的液体，试分析说明圆柱体的质量M应该多大，才能使它在任何液位下不会浮起。

2.（陇川竞赛题）儿童练习游泳时穿的一种“救生衣”实质是将泡沫塑料包在背心上，使用时，穿上这种“救生衣”泡沫塑料位于人的胸部，为了确保儿童的安全，必须使人的头部露出水面，儿童体重约300牛，人的密度约为1.06×103千克/米3，人的头部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，求： （1）此儿童的体积大约是多少？（3分）

（2）此儿童仅头部露出水面时受到多大的浮力？（3分）

（3）此儿童使用的“救生衣”的最小体积为多大才能保证儿童的安全？（4分）

3．（10分）（2007青岛竞赛题）物理兴趣小组的一位同学做了一个实验：这位同学把一块长方体木块浮在水面上，然后在木块上面放砝码，当砝码的总质量为345g时，木块恰好浸没在水中（如图8甲）。这位同学想用细线把砝码系在木块下面，也使木块恰好浸没在水中（如图8乙），这位同学试了几次都不成功。你能否帮助这位同学算出该用多少克砝码？（砝码的密度是7.9g/cm3）

图8

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4、（2007全国初中应用物理知识竞赛复赛题）12分）我们已经知道，肺活量是一个人做最大吸气后再做最大呼气所呼出的气体的体积，单位是毫升（ml）。肺活量是身体机能的重要指标之一，对青少年的成长及日后身体是否健康都关系重大。我们要注意增强自身的肺活量。图2所示的是一种测定肺活量的实用方法，图中A为倒扣在水中的开口薄壁圆筒，测量前排尽其中的空气（即测量前筒内充满水）。测量时，被测者吸足空气，再通过B尽量将空气呼出，呼出的空气通过导管进入A内，使A浮起。测得圆筒质量为m，横截面积为S，筒底浮出水面的高度为H，大气压强为p0，求： 1、此时圆筒内气体的体积。 2、此时筒内气体的压强。

3、“肺活量体重指数”是人体重要的呼吸机能指数，它主要通过人体的肺活量与体重的比值来反映肺活量和体量的相关程度，用以对不同年龄、性别的个体与群体进行客观的定量比较分析。 肺活量体重指数=肺活量/体重，单位是ml/kg

例如，我国初三年级男生肺活量体重指数标准：67以上为优秀；50-66为良好；33-49为及格；32以下为不及格。

如果体重60kg的小强用上面的肺活量仪测肺活量，测得H=18cm，已知筒A的质量为200g，横截面积为200cm2，请计算他的肺活量体重指数是多少？

5．（2012年“志英杯”物理竞赛）如图所示，装有少量细沙的长直平底玻璃管漂浮于水面．玻璃管的底面积为5×10-4m2 ，浸入水中的长度是0.1m．求： （1）玻璃管和细沙总重多少？

（2）当向水中撤入一些食盐并搅拌均匀后，玻璃管向上浮起0.01m，此时食盐水的密度多大？（ρ水＝1.0×l03 kg/m3，g＝l0N/kg）

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6．（2011全国初中应用物理知识竞赛试题）小明的父亲为了解决全家人夏季淋浴问题，想自己动手:作一个太阳淋浴器，他买来了一个圆柱形金属桶，一个压力传感开关，两个圆柱体以及细线若干。初步设计如图13所示，其中A、B两个圆柱体通过细绳与压力传感开关相连。

己知:圆柱形金属桶的底面积Sl=0.5 m2，高h1=50 c m;压力传感开关的作用是当它受到竖直向下的拉力达到10 N时闭合，通过控制水泵从进水口向桶内注水，当拉力等于4N时断开，水泵停止向桶内注水:两个圆柱体的底面积S2=40 cm2，高h2=12 cm，每个圆柱体重G=6N。要求当水桶内储水量达200 L时停止注水，当储水量剩余40L时开始注水。

请你帮助小明的父亲在其初步设计的基础上，求出满足上述要求的两段细线的长度。(压力传感开关与金属桶间的距离、细绳质量与体积、计算储水量时圆柱体排水体积忽略不计)

7．(2009全国初中应用物理知识竞赛题) 科技小组的同学想利用学到的浮力知识制作一个浮力秤。他们找来一个瓶身为柱状体的空饮料瓶，剪掉瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖系上一块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，如图所示。使用时，只要把被测物体投入瓶中，从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量。

1．在这里石块的作用是什么?试应用所学物理知识分析其中的道理。 2．这种浮力秤的质量刻度是均匀的吗?为什么?

3．经测量，该饮料瓶圆柱状部分的直径为8.0cm，当浮力秤中不放被测物体时，水面所对位置为零刻度(如图所示)。请根据图中标明的长度值，通过计算，在1、2、3、4各刻度线右侧给浮力秤标明对应的质量值。 (π取3.1，最后结果只保留整数)

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初中物理知识竞赛题汇编：浮力

参考答案

一、选择题 1. 答案：C

解析：水下潜水艇能够上浮，是由于浮力大于重力，选项C说法错误。

2. 答案：D

解析：用力越大，物体排开水的体积越大，但是不符合研究浮力的大小的目的。根据将浮于水面的盆子慢慢向下按，用力越大，盆子浸入水中的部分越多，不能得出液体密度越大，物体所受浮力越大，不能得出物体的体积越大，所受浮力越大。将浮于水面的盆子慢慢向下按，用力越大，盆子浸入水中的部分越多，说明物体排开水越多。而用力大，说明所受浮力越大。选项D正确。

3．答案：A解析：对于漂浮在水面上的船来说，所受浮力等于船的重力；若地球的引力减小一半，其g值减小一半，船受到的重力将减小，船的吃水深度仍不变，选项A正确。

4. 答案：D 解析：根据柱体压强公式，注水前，木块对容器底的压强为ρgh，压力为πR2ρgh，选项AB错误；若使木块竖直漂浮，由阿基米德定律，木块排开水的重力等于πR2ρgh，由于圆柱形薄壁容器底面是实心圆柱体木块底面面积的4倍，所以，向容器中注入水的质量至少为3πR2ρh，选项D正确C错误。

5．答案：A解析：由液体压强公式p=ρgh，p2=2p1，可得ρ2=2ρ1，ρ1＜ρ2。此时甲、乙两容器底受到液体的压力分别为F1= p1 S1，F2= p2 S2，甲、乙两容器底受到液体的压力之比为3∶4。A球浸在甲容器的液体中，B球浸在乙容器的液体中，液体静止后，甲、乙两容器底受到液体的压力相等，说明A球对甲液体作用力大于乙，根据力作用的相互性，A球受到的浮力较大，即F1＞F2 ，选项A正确。

6．答案：C解析：水下7km处的压强是p=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa， 1个标准大气压P0=1.0×105Pa，相当于

=700个，选项A说法错误；

潜水器最快下潜的速度是42m/min，则到达7km海底需要t=s/v=

7000m500=min=2.8h，选项B错误；

42m/min3潜水器在水面下处于悬停时，它在竖直方向上受到的重力与浮力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力，选项C说法正确；深海潜水器采用抛弃压载铁的办法实现上浮，而潜艇使用压缩空气把空气舱中的海水逼出去达到上浮的目的，选项D错误。

7. 答案：B

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