蘇科版本物理第十章（壓強(qiáng)和浮力）單元試題6

1、競賽試題匯編浮力一、選擇題（91年第一屆）4體積為005米的救生圈重100牛頓，體重為400牛頓的人使用這個救生圈，則( ) A人或圈可以部分露出水面。 B人和圈沒入水中后可以懸浮在水中。C.人和圈會沉沒下去 D要做出正確判斷，還需知道人的體積。答案：A（91年第一屆）4.一杯濃桔子汁加入了冰塊后剛好不會溢出。如果冰塊完全熔解，杯中桔汁（ ）A.將會溢出 B.液面將會下降 C.仍然剛好不會溢出答案：A（93第三屆）13圖7所示，水中有甲、乙兩支密度計，水面與甲的最上端刻度齊，與乙的最下端刻度齊，在回答“測牛奶的密度應(yīng)該用哪支密度計？”這個問題時，一位同學(xué)用到了以下7句話：(1)把密度計放入牛奶

2、中它會漂浮在液面上：(2)密度計漂浮在任何液體的液面上時，它所排開的液體受到的重力都與它自身受到的重力相等；(3)牛奶的密度大于水的密度；(4)一定體積的牛奶受到的重力大于同體積的水重；(5)密度計排開較小體積的牛奶就可以獲得足夠的浮力；(6)密度計漂浮在牛奶中的位置要比在水中的位置高一些；(7)應(yīng)該選用密度計甲。這些話中有的是多余的，采用下列哪種說法可以把問題講得既精練又準(zhǔn)確？ 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第四屆）4有四種飛行器：（l）直升飛機(jī)；(2)飛艇；(3)熱氣球；(4)滑翔

3、機(jī)。其中利用空氣浮力升空的是 A(1)和(4)。B(2)和(3)。C(1)和(3)。D(2)和(4)。答案：B（94第四屆復(fù)）4在江河湖海游泳的人上岸時，在由深水走向淺水的過程中，如果水底布滿石頭，以下體驗和分析合理的是： A腳不痛。因人越來越輕 B腳越來越痛。因人越來越重C腳不痛。因水底對人的支持力越來越小 D腳越來越痛。因水底對人的支持力越來越大答案：D（96第六屆）12如圖3，燒杯中的冰塊漂浮在水中，冰塊上部高出杯口，杯中水面恰好與杯口相平。待這些冰塊全部熔化后， A將有水從燒杯中溢出 B不會有水從燒杯中溢出，杯中水面也不會下降。C燒杯中水面會下降 D熔化過程中水面下降，完全熔化后有水溢

4、出。答案：B（97第七屆）4利用空氣浮力升空的飛行器是： A飛艇 B直升機(jī)C滑翔機(jī) D火箭答案：A（99第九屆復(fù)）1水糟內(nèi)有鹽水，鹽水上漂浮著一塊冰(冰=O9×103千克/米3)這塊冰全部溶化后，水糟的液面( )A仍保持不變 B將下降 C將上升 D無法判斷答案：C二、填空題（91年第一屆）2北京觀象臺每天四次放出氣象探空氣球。氣球所載儀器及球皮的總質(zhì)量為27千克，球內(nèi)所充氣體為氫氣，已知氫氣球的密度為009千克米3，空氣的密度為1.29千克米3。為使這樣的氣球升空，球內(nèi)所充氫氣的體積至少應(yīng)為 米3。答案：2.25（91年第一屆）3.用銅線繞在木筷的一端可以制成一個密度計。把這樣的密度

5、計先后放在A、B兩種液體中，它的位置如圖所示，密度大的是 種液體。如果把這支密度計放在比A、B兩種液體密度更小的C種液體中，密度計露出液面部分比在A、B兩種液體中更 。答案：B,少（94第四屆復(fù)）2一杯中裝有冰水混合物，冰完全溶解后，杯中水面高度將_；碗中水面木板上放一石塊，石塊掉入水中被水淹沒，水面高度將_。答案：不變；下降。（95第五屆）2兒童練習(xí)游泳時穿的一種“救生衣”實質(zhì)是將泡沫塑料包縫在背心上。使用時，穿上這種“救生衣”，泡沫塑料位于人的胸部。為確保人的安全，必須使人的頭部露出水面兒童的體重約為300牛，人的密度約為l.06×103千克米3，人的頭部體積約占人體總體積的十分

6、之一，泡沫塑料的密度約為10千克米3，則此兒童使用的“救生衣”的最小體積為_。答案：4.67×10-2米3（97第七屆）81978年夏天，法國、意大利、西班牙等國的科學(xué)工作者曾乘坐容積為3.3萬立方米的充氦氣球升入高空。如果氣球本身所受的重力（不包括里面的氦氣）是它在低空所受浮力的1/4，氣球在低空飛行時可吊起最重物體的質(zhì)量是_千克。（常溫時一個大氣壓下空氣的密度是1.29千克/米3，氦氣的密度是0.18千克/米3）答案：2.6×104（97第七屆復(fù)）14如圖所示，天平平衡后將天平制動，再把一實心物體A放入左盤盛滿水的溢杯中（溢出的水將落在盤外的杯中），待物塊在水中穩(wěn)定后，

7、再松開制動觀察天平，若物塊A的密度大于水的密度，則天平將會_，若物塊A的密度小于水的密度，則天平將會_。答案：失去平衡，左盤下降；保持平衡（98第八屆）4某地質(zhì)勘探隊將設(shè)備裝在木筏上渡河，若不載貨物，人和木筏共重為G，木筏露出水面的體積是木筏總體積的1/3，則此木筏的載貨重至多為_。答案：G2（99第九屆）3已知空氣的密度為1.29千克/米3，人體的平均密度與水的密度相當(dāng)。質(zhì)量為60千克的人在空氣中受到的浮力大約是_牛。答案：0.76。答案在0.757至0.774之間都給分（99第九屆復(fù)）4有一空心球，將它放入水中靜止時，露出水面的部分占整個球體體積的1/3；若把球的空心部分充滿水，則它可懸浮

8、于水中的任一位置此球空心部分的體積與整個球體體積之比是 答案：1：3三、實驗題（01第十一屆）3（4分）節(jié)日里氫氣球飄向高空，越來越小，逐漸看不見了。設(shè)想，氣球最后可能會怎樣。根據(jù)你所學(xué)的物理知識作出預(yù)言，并說明理由。答案：有兩種可能。一是因為高空中的氣體逐漸稀薄，壓強(qiáng)降低，氣球上升過程中，球內(nèi)壓強(qiáng)大于球外壓強(qiáng)，氣球不斷膨脹，最后“爆炸”破裂。另一是因高空的空氣較稀薄，氣球上升過程中所受浮力逐漸減小，當(dāng)浮力等于重力時，氣球上升的速度最大然后，浮力小于重力，氣球開始向上做減速運動在氣球的速度為零之后，又加速下落，浮力逐漸變大，當(dāng)氣球通過浮力等于重力的位置后，浮力大于重力，氣球開始作向下的減速運動

9、在氣球的速度減為零之后，又開始加速上升如此反復(fù)，氣球?qū)⒃诟×Φ扔谥亓@一特殊位置附近上、下往復(fù)運動（04第十四屆）2（4分）在遠(yuǎn)洋輪船的船舷上，都漆著幾條“載重線”。輪船滿載時，水面不能超過規(guī)定的載重線。如圖5所示為一艘遠(yuǎn)洋輪船及載重線的示意圖，其中標(biāo)有W的是北大西洋載重線，標(biāo)有S的是印度洋載重線。運用你學(xué)過的物理知識，分析一下這種標(biāo)識說明了什么？圖5答案：不同海域的海水的密度不一樣，北大西洋的海水密度比印度洋的密度大（10第二十屆）22008年8月1日，京津城際高速鐵路正式開通運營，使用的是國產(chǎn)“和諧號”CRH3型動車組（如圖7所示）。該車車廂內(nèi)部設(shè)有獨特的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，夏天送冷風(fēng)時，車頂中

10、部和下部的送風(fēng)量之比約為3：1；冬天送熱風(fēng)時，車頂中部和下部的送風(fēng)量之比約為1：3.這樣送出的風(fēng)平和、均勻，保障車廂各處溫度適宜。請定性解釋采用這種送風(fēng)比例設(shè)計的原因。答案：有兩個要點：（1）溫度低的空氣密度大，冷風(fēng)從車頂吹進(jìn)來后，快速下沉，結(jié)合窗口送風(fēng)可使整個車箱溫度很快均勻降低。（2）溫度高的空氣密度小，熱風(fēng)從下部吹進(jìn)來后，快速上升，結(jié)合車頂送風(fēng)可使整個車箱溫度很快均勻升高。四、計算題（93第三屆）五、（7分）圖10為一種設(shè)計中的牲畜飲水用自動裝置。底蓋A平時頂住水箱的出水口，一旦飲水槽水位下降，浮子受到的浮力減小，水就從小箱流入飲水槽。設(shè)計中水箱水位最高為60cm，水箱出水口直徑是6cm

11、，底蓋A及豎桿B的總質(zhì)量是420g，浮子D的質(zhì)量是580g，體積是2dm3，橫桿C的質(zhì)量可以忽略。通過計算說明，這個自動裝置在水箱蓄滿水時不能正常工作。答案：如圖13所示，作用于底蓋、豎桿和浮子的力有：向上的浮力：F浮=Vg=103×2×103×9.8=19.6（牛）向下的總重力：G總=(0.42+0.58)×9.8=9.8（牛）水箱的水向下的壓力：F壓=ghS=103×9.8×0.6×3.14×0.032=16.6（牛）向下的力的總和F向下=G總+F壓=26.4牛F浮底蓋A將下移，裝置無法正常工作。（99第九屆復(fù)

12、B）二、（10分）小明用薄玻璃管做了一個液體密度計，他先把管的下端密封，裝入少許鉛粒，然后豎直放入水中，在水的位置做個刻度，標(biāo)為1.0。這個刻度的單位是什么？如果再設(shè)法做出其它刻度，較大的刻度是在上面還是在下面？管中為什么要放入鉛粒？如果不放入鉛粒，對這種物質(zhì)的密度有什么要求？答案：1.0的單位是g/cm3，較大的刻度在下面。管中放入鉛粒是為了使管能直立在液體中，如果不放鉛粒而放別的顆粒，這種物質(zhì)的密度越大越好。（02第十二屆）五、（8分）小明在一根均勻木桿的一端纏繞少許鉛絲，使得木桿放在液體中可以豎直漂浮，從而制成一支密度計。將它放在水中，液面到木桿下端的距離為16.5 cm，再把它放到鹽水

13、中，液面到木桿下端的距離為 14.5 cm。如果所用鉛絲的體積很小，可以忽略，小明測得的鹽水密度是多少？答案：.14×103kg/m3（02第十二屆復(fù)）四、（14分）已知空氣的密度為1.29 kg / m3，估算人體在空氣中受到的浮力。答案：游泳時，人可以用呼吸控制人在水中的浮沉，這個事實說明人體的密度與水的密度大致相同。即人=水 人的體積 V人=m/人=m/水 人排開空氣的體積：V排空=V人=m/水 人在空氣中受到的浮力 F=08 N（04第十四屆復(fù)）一、（14分）1998年某地區(qū)遭受洪澇災(zāi)害，為了抗洪搶險，急需在20h內(nèi)從甲地調(diào)運65t鋼材到乙地，現(xiàn)僅剩下一艘滿載時排水量為80t

14、的貨船，船身（包括船員）質(zhì)量約17t,已知甲、乙兩地的水路距離為80km,船行駛的平均速度為10km/h（不計水流速度）。（1）請你設(shè)計一個完成此項任務(wù)的可行性方案；（2）通過分析、計算，找出最佳方案，（剛才密度為7.9×103kg/m3）答案：（1） 設(shè)計方案：根據(jù)問題中所給條件，又在這種特定情況下，可以把部分鋼材放在船體外的水中，并設(shè)法將其“貼”在船體上為防止船體發(fā)生傾斜，船體兩側(cè)所放置鋼材的質(zhì)量應(yīng)該相等（2）最佳方案：設(shè)放置在船體兩側(cè)鋼材的質(zhì)量為m，因船與船體外鋼材組合的整體浮在水面上，故F浮=G，即 F船浮+F外鋼浮=G船+G鋼 代入數(shù)據(jù)后 F船浮=80×

15、103kg×10N/kg=8×105NF外鋼浮=1×103kg/m3×10N/kg×(m7.9×103kg/m3)G船+G鋼（6517）×103kg×10N/kg8.2×105N從以上各式求得m=15.8×103kg=15.8t 在這種極特殊的情況下(正常情況下是不可取的)，只能采用把至少158t鋼材均分放置在船外兩側(cè)的水中且緊貼船體，經(jīng)t=s/v=80km÷10km/h=8h即可送到乙地。（04第十四屆復(fù)）五、（16分）圖3甲是使用汽車打撈水下重物的示意圖，汽車通過定滑輪牽引水下一個

16、圓柱形重物，在整個打撈過程中，汽車以恒定的速度v=0.2m/s向右運動。圖3乙是此過程中汽車?yán)瓌又匚锏墓β蔖隨時間t變化的圖像。設(shè)t=0時汽車開始提升重物，忽略水的阻力和滑輪的摩擦，g取10N/kg。求：（1）圓柱形重物的質(zhì)量；（2）圓柱形重物的密度；（3）打撈前，圓柱形重物上表面所收的水的壓力。答案：(1)由公式P=Wt=Fst=Fv，故汽車在AB段對重物的拉力為F1=700W0.2ms=3 500N同理，汽車在CD段對重物的拉力為F3=4000N整個重物打撈過程應(yīng)該分為三個階段： 第一階段，將重物從水底拉至上表面剛好接觸水面。這一過程，G不變，F(xiàn)浮不變，F(xiàn)1不變，且有 G=F浮+

17、F1  對應(yīng)圖3乙AB段第二階段，將重物拉出水面的過程。這一過程中，G不變，F(xiàn)浮變小直至為0，故拉力F越來越大，對應(yīng)圖3乙BC段。第三階段，重物剛好全部拉出水面，以后繼續(xù)向上拉的過程。這一過程中，G不變，F(xiàn)3與重力G相等， G=F3  對應(yīng)圖3乙CD段。因為G=F3 =4 000N，所以m=Gg=4 000N10N/kg=400kg(2)由 知F浮= GF1 = F3 F1 =500N因為F浮=水gV排=水gV物所以V物=5×10-2m3  物=mV物=400kg5

18、×10-2m3=8×103kg/ m3 (3)由圖3乙的BC段可知，打撈的重物從上表面接觸水面到剛好整個物體全部出水，歷時60 s?D50s=10s，上升速度為0.2ms，所以物體高h(yuǎn)=10s×0.2ms=2m所以，物體上、下表面積為S= mV物=5×10-2m32m=2.5×10-2m2又由圖3乙AB段可知，物體從水底上升到上表面剛好接觸水面歷時50s，上升高度H=50s×0.2ms=10m故物體沉在水底時上表面離水面10m，水對物體上表面產(chǎn)生的壓力為F壓=pS=水gHS=1.0×103

19、15;10×10×2.5×10-2N=2.5×103N（第十八屆）六、(12分)2000年8月12日，在巴倫支海參加軍事演習(xí)的俄羅斯北方艦隊 “庫爾斯克”號核潛艇(圖14)，意外沉沒，所有艙室都灌滿了海水，艇上118名官兵全部遇難。引起了國際社會的普遍關(guān)注。已知“庫爾斯克”號核潛艇的質(zhì)量m=1.4×107kg，海水密度近似取作水=1.0×103kgm3，制造潛艇的材料的平均密度取作船=7.0×103kgm3，g取10 Nkg。請回答： (1)核裂變和核聚變是大量獲得核能的兩種途徑，核潛艇中反應(yīng)堆的核能是通過哪種途徑獲得的?

20、(2)為了精確地探測到潛艇沉沒的位置，在潛艇正上方海面向下發(fā)出超聲波，從發(fā)出信號至接收到由潛艇反射回來的信號經(jīng)歷的時間t=0.146 s，如果超聲波在海水中的傳播速度v=1450 ms，則潛艇沉沒的實際深度h約為多大?(計算結(jié)果取整數(shù)) (3)有人提出一種打撈“庫爾斯克”號的方案，就是在潛艇周圍纏滿可充氣的負(fù)載量大的浮力袋，若每只浮力袋的質(zhì)量為50 kg，充氣后的體積V0=10 m3，試估算要將 “庫爾斯克”號核潛艇打撈起來，至少需用多少只浮力袋?答案：（1）核裂變（2分）（2）根據(jù)速度公司有（3分）（3）設(shè)至少需要N個浮子袋才能把潛艇拉離海底。潛艇受到重力、浮力和浮子袋的拉力，要使?jié)撏Ц∑穑?/p>

21、潛艇受到的浮力和浮子袋的拉力之和必大于潛艇受到的重力（浮子袋的質(zhì)量與潛艇的質(zhì)量相比可忽略）（2分）潛艇受到的浮力 F浮1=水gV排m=水gm/潛 （1分）潛艇受到的浮子袋的拉力可近似為（如果學(xué)生回答是考慮了浮子袋的質(zhì)量，同樣給分） F浮2=水gNV0（1分）為了使?jié)撏苌细?，至少?yīng)滿足：F浮1+ F浮2=mg（1分）即水gm/潛+水gNV0=mg， 解得：N=1.2×103只（2分）（09第十九屆）六、（ 14 分）科技小組的同學(xué)想利用學(xué)到的浮力知識制作一個浮力秤。他們找來一個瓶身為柱狀體的空飲料瓶，剪掉瓶底，旋緊瓶蓋，在瓶蓋系上一塊質(zhì)量適當(dāng)?shù)氖瘔K，然后將其倒置在水桶里，如圖8 所示

22、。使用時，只要把被測物體投入瓶中，從水面所對的刻度就可以直接讀出被測物體的質(zhì)量。 1在這里石塊的作用是什么？試應(yīng)用所學(xué)物理知識分析其中的道理。 2這種浮力秤的質(zhì)量刻度是均勻的嗎？為什么？ 3經(jīng)測量，該飲料瓶圓柱狀部分的直徑為8.0cm ，當(dāng)浮力秤中不放被測物體時，水面所對位置為零刻度（如圖 8 所示）。請根據(jù)圖中標(biāo)明的長度值，通過計算，在1 、2 、3 、4 各刻度線右側(cè)給浮力秤標(biāo)明對應(yīng)的質(zhì)量值。（取3.1，最后結(jié)果只保留整數(shù)）答案：1石塊的作用是使浮力秤能夠豎直地漂浮在水中。（ l 分）石塊受到的重力遠(yuǎn)大于空飲料瓶受到的重力，所以浮力秤的重心較低，并低于浮力的作用點，如圖答一3 所示，當(dāng)浮力

23、等于重力時，浮力秤將豎直漂浮在水中。（如果沒有石塊，整套裝置的重心將會高于浮力的作用點，在浮力和里力的作用下，浮力秤容易歪倒，難以豎直漂浮在水中。）( 2 分）第 3 頁共 4 頁2質(zhì)量的刻度是均勻的。（1分）設(shè)被測物體的質(zhì)量為m ， 飲料瓶圓柱狀部分的半釋為r，在浮力秤中放入被測物體后，瓶身浸入的深度增加值為 h ，則：浮力秤再次漂浮時，增大的浮力等于增大的重力：F浮 G （ 1分）即：水g r2 hmg （ 2 分）可得： h （ 1 分）因為水、r為定值，所以 h 與 m 成正比，該浮力秤質(zhì)量的刻度是均勻。 ( l 分）3 因為 h ，所以 m =水g r2 h ( 1 分）其中水l .

24、0×10 3 kg/m3，r4.0cm，h11cm，h2 2cm ，h3 3cm ，h4= 4cm 。代入以上數(shù)據(jù)，可得對應(yīng) 1、2、3、4 各刻度線的質(zhì)最值應(yīng)標(biāo)記為50g、 1 00 g、150g、 200 g，如圖答一4 所示。五、綜合（91第一屆）5.公共廁所自動沖洗用的水箱里有一圓柱形浮筒P，出水管口有一個圓片形蓋子a，兩者用短鏈相連（如圖1）所示。若水箱的深度足夠，要實現(xiàn)自動定時沖洗（ ）A. 只要浮筒P的體積足夠大B. 只要浮筒P的質(zhì)量足夠小C. 蓋子a必須比浮筒輕D. 浮筒P的橫截面積必須大于蓋子a的面積答案：D（92第二屆）四、（6分）一種廁所便桶水箱結(jié)構(gòu)如圖（圖中略

25、去了向水箱中注水的裝置）。出水口上的橡膠蓋是空心的，放水時它漂浮在水面上，水從出水口流出，如圖(a)。隨著水的流出，水面降低，直到橡膠蓋蓋住出水口，放水過程結(jié)束。注水過程中和注滿水后，橡膠蓋都蓋住出水口，如圖(b)。1請你判斷，圖(a)中空心橡膠蓋所受的重力與它所受的浮力大小有什么關(guān)系。2請你說明，圖(b)中為什么橡膠蓋能緊緊地蓋在出水口而不浮起。3這種裝置的一個重要缺點是，每次沖便桶都要用掉一箱水。為節(jié)約用水，請你對橡膠蓋做些改造，使得按下手柄時橡膠蓋抬起放水，放開手柄后橡膠蓋能立即蓋上出水口，停止放水。答案：參考解答1相等2圖(b)中橡膠蓋受到注水從上向下的壓力卻幾乎不受水從下向上的壓力，

26、所以橡膠蓋不受浮力，不會浮起。3在橡膠蓋上打孔，填入砂?；蛟谙鹉z蓋上加重物使它們所受的總重力大于它們完全浸沒水中時所受的浮力。評分標(biāo)準(zhǔn) 全題6分。第1小題1分。第2小題只要答出橡膠蓋不受浮力或橡膠蓋的下面不受水的的壓力即給2分。第3小題3分，答出可行的方法即給2分，點明須使重力大于浮力再給1分。除橡膠蓋外改動水箱其它部分的，不給分。（94第四屆）六、（7分）常用浮筒打撈海底沉船。充滿海水的浮筒靠自重下沉，向浮筒內(nèi)充氣，將筒內(nèi)海水排出，浮筒即產(chǎn)生上舉力。浮筒為用鋼制成的空心圓柱體，若底面外半徑r=5m，外高L=12m，其質(zhì)量為2×105，當(dāng)浮筒沉入60m深處時，充氣的壓強(qiáng)至少應(yīng)為多少個

27、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時才能把筒內(nèi)的氣體排出？它能產(chǎn)生多大的上舉力？（略去充入氣體的質(zhì)量。海水的密度=1.03×103m3）答案：P=7標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；上舉力FC=7.55×106牛（95第五屆）9測定血液的密度不用比重計（圖為這樣做需要的血液量太大），而采用巧妙的辦法：先在幾個玻璃管內(nèi)分別裝入濃度不同的、呈淡藍(lán)色的硫酸銅溶液，然后分別在每個管中滴進(jìn)一滴血液。分析人員只要看到哪一個管中血滴懸在中間，就能判斷血液的密度。其根據(jù)是 A帕斯卡定律 B液體內(nèi)同一深度各方向壓強(qiáng)相等。C物體的浮沉條件 D血滴上部所受硫酸銅溶液的壓強(qiáng)等于下部所受硫酸銅溶液的壓強(qiáng)。答案：C（95第五屆復(fù)）五、（15分）我

28、國北方為了室內(nèi)采暖，用管道將熱水從鍋爐輸往室內(nèi)。在管道上方的天花板上?？煽吹奖弧把焙诘暮圹E。1根據(jù)你學(xué)過的物理知識，解釋形成這種黑跡的原因。2提出一種觀察或?qū)嶒灥姆椒?，用以判斷上述解釋的正確性。答案：1熱水管道附近空氣溫度較高，密度較小，上升，對流加快，空氣中的微塵附著在天花板上，形成黑跡。2居住單元通往樓道的門比較嚴(yán)實，但門和墻之間仍有小縫，外面的風(fēng)經(jīng)常吹進(jìn)來，這種門縫附近的墻壁上，也有類似黑跡。這種現(xiàn)象支持了上述的解釋。（98第八屆）1氫氣球上升的過程中將出現(xiàn)的現(xiàn)象是： A上升到最大高度后由于受到的浮力等于重力，會長期懸浮在空中；B由于受到的浮力大于重力，氣球一直上升；C因為高空溫度很低

29、，球內(nèi)氣體遇冷收縮，氣球體積越來越??；D因為上升過程中球內(nèi)壓強(qiáng)大于球外壓強(qiáng)，氣球不斷膨脹，到一定高度后球破裂。答案：D（98第八屆復(fù)）十、(12分)某工廠設(shè)計了一個蓄水池（如圖5所示），水源A罐的夜面高度h1保持不變。罐底有一個小出水口，面積為S1?？紫峦ㄟ^一個截面積為S2活塞與杠桿BC相連。杠桿可繞B端上下轉(zhuǎn)動，另一端有一個中空的圓柱形浮子，橫截面積為S3，BO是杠桿總長的。原設(shè)計打算當(dāng)杠桿水平時，浮子浸入水深為h2，活塞恰好能賭住出水口，但在使用時發(fā)現(xiàn)，活塞離出水口尚有極小一段距離時，浮子便不再上浮，此時浮子沒入水深為h3。為了使活塞自動堵住出水口，只得將浮子的重量減去G'。試求浮

30、子應(yīng)減去重量G'的大小。（活塞及連桿的重量不計，杠桿所受浮力不記。） 答案：設(shè)浮子原重為G，杠桿長為l。浮子減重G'后，由傾斜變文水平。上升高度為h3-h2, (1分)活塞上升h=。 (2分)活塞減重前，杠桿平衡時（S3 h3水g-G）l=水gS2(h1+h) (1) (3分)浮子減重后S3h2水g-(G-G')l=水gS1h1 (2) (3分)解上面的聯(lián)立方程，可得 G'=水gS1h1+3S3(h3-h2)-S2(h1+) (3分)（2000第十屆）六、（10分）汽車更換輪胎時需要把車軸抬起來，這時可以使用“油壓千斤頂”。下圖是油壓千斤頂?shù)脑韴D。向下按動手柄

31、，圓柱形小活塞把小油缸中的機(jī)油壓向大油缸。大油缸中的油量增多，把圓柱形大活塞向上推，帶著上面的重物上升。實驗表明，加在密閉的液體上的壓強(qiáng)，能夠按照原來的大小向各個方向傳遞（這個規(guī)律叫做帕斯卡定律）?，F(xiàn)在有一個油壓千斤頂，有關(guān)尺寸如圖所示。如果希望在手柄上用20牛頓的力向下壓時就能在大活塞上舉起1噸的重物，大活塞的直徑至少是多少？答案：l1 = 0.6 米， l2 = 0.06米， F0 = 20牛小活塞受的力F1 = (1)小活塞對液體的壓強(qiáng)(2)液體對大活塞的壓強(qiáng)與大活塞對液體的壓強(qiáng)相等，即(3)其中F2 = mg (4)根據(jù)帕斯卡定律p2 = p1 (5)把(1)、(2)、(3)、(4)式

32、代入(5)式，解出(6)考慮到(7)進(jìn)一步解出(8)把數(shù)值代入，得d2 = 7.0 厘米 (9)（第十三屆）八(8分)給你提供“彈簧測力計、量筒、燒杯、水、小石塊、細(xì)線"這些器材，請你僅用這些器材的組合設(shè)計兩個實驗，或測定某種物理量、或說明某種物理規(guī)律。 要求：若是測定某種物理量，應(yīng)簡要寫明實驗步驟，用恰當(dāng)?shù)淖帜副硎疚锢砹浚詈髮懗鏊鶞y物理量的表達(dá)式；若是說明某種物理規(guī)律，應(yīng)簡要寫明操作過程和所要說明的物理規(guī)律。 注意點：所設(shè)計實驗應(yīng)是器材的組合實驗，僅用一種器材(如用彈簧測力計測小石塊的物重)不符合題目要求。答案：1、(4分)測定小石塊密度。 （1）用彈簧測力計測石塊重G，用m=Gg計算質(zhì)量； （2）用量筒和水配合測石塊體積V； （3）=mV計算密度，表達(dá)式為=GgV。 2、（4分）觀察浮力規(guī)律。 如：將石頭塊掛在測力計下，燒杯中盛些水，讓石塊慢慢浸入水中，觀察測力計讀數(shù)。說明石塊浸入水中(或排開的水)越多，受到的浮力越大。或如：石塊浸沒水中后，繼續(xù)使石塊向下(不接觸杯底)，觀察測力計讀數(shù)，說明物體所受浮力與深度無關(guān)。 其它答案，只要正確并表達(dá)清楚，均認(rèn)可。（第十八屆）四、(13分)圖12是一種牲畜飲水用自動裝置的示意圖。水箱底部有一出水孔，底蓋A平時頂住水箱的出水孔，一旦飲水槽水