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浮力竞赛试题演练(1) 1．小明和小婷完成了下列实验： （1）小明将装有水的溢水杯放在天平的左盘，在右盘加砝A码使天平平衡。然后把木块轻轻地放入溢水杯中后，有20cm3的水排入量筒，木块漂在水面上，此时天平恢复平衡了，如图10-1所示。小明由此计算出了多个物理量，请你写出其中的三个。（g取10N/kg） （2）小婷做这一实验时，将装有水的溢水杯放在天平左盘，在右盘加砝码使天平平衡。当她把木块轻轻放入水中，发现木块漂浮在水面上时，须在右盘添加砝码，天平才重新平衡。请你分析原因。 。 图10-1 2．小萱在弹簧测力计的一端绑一物体，且物体的密度大于水，将此物体置于离容器底部h0的高度，若施一力F于弹簧测力计，将其等速且缓慢拉出水面，如图10-2所示。则下列关于施力F及物体距容器底部的距离h之关系在图10-3中最适当的是 （ ） 3．如图10-4所示，一个放有砝码的容器浮在水槽的水面上，容器底部到水面的距离为h，当不断地向水中加入食盐时，在图10-5各图中，正确反映h与食盐质量之间关系的是（ ） 4.图10-6是一种牲畜饮水用自动装置的示意图。水箱底部有一出水孔，底盖A甲时顶住水箱的出水孔。一旦饮水槽水位下降，浮球C受到的浮力减小，底盖A打开，水就通过出水孔从水箱流入饮水槽。设计水箱的最高水位60cm。水箱出水孔横截面积是30cm2。底盖A及竖杆B的总质量是400g，浮球c的质量是600g，体积是2dm3，g取10N/kg。 （1）写出此装置应用到的物理知识(至少写出2条)； （2）通过计算说明，这个自动装置在水箱蓄满水时能否正常工作； （3）若能正常工作，请分析说明影响此自动装置能否正常工作的因素；若不能正常工作，请提出使该自动装置正常工作的改进方案。 1 图10-5 5.一种厕所便桶水箱结构如图10-7（图中略去了向水箱中注水的装置）。出水口上的橡胶盖是空心的，放水时它漂浮在水面上，水从出水口流出，如图(a)。随着水的流出，水面降低，直到橡胶盖盖住出水口，放水过程结束。注水过程中和注满水后，橡胶盖都盖住出水口，如图(b)。 （1）请你判断，图(a)中空心橡胶盖所受的重力与它所受的浮力大小有什么关系。 （2）请你说明，图(b)中为什么橡胶盖能紧紧地盖在出水口而不浮起。 （3）这种装置的一个重要缺点是，每次冲便桶都要用掉一箱水。为节约用水，请你对橡胶盖做些改造，使得按下手柄时橡胶盖抬起放水，放开手柄后橡胶盖能立即盖上出水口，停止放水。 6.厕所的坐便器在冲水之后由自来水自动上水，当水箱内的水达到一定深度时，浮标带动杠杆压住进水口，停止上水（如图10-8中图甲所示）。有一种水箱的浮标，形状是中间有隔断的圆柱体，隔断的中部有小孔通过塑料管连在一个阀门上（如图10-8中图乙所示）。阀门安装在便器坐圈的下面，平时是闭合的，当坐圈落在便器上并受到压力时阀门打开，塑料管与大气相通。 （1）说出这种设计的目的。 （2）说出这种设计的工作原理，特别要指出在什么地方用到了什么物理知识。 7.小明设计了一个公厕的自动冲刷厕所的水箱。这种水箱能把自来水管持续供给的较小流量的水储备到一定量后，自动开启放水阀，这样就可用较大水量冲刷便池中的污物。图10-9为这种水箱的结构示意图，已知水箱底为边长l=40cm的正方形，Ａ是一直径d1=8cm的圆形放水阀门，其质量和厚度均可忽略不计，且恰好能将排水管口盖严。阀门的左端用活页固定在箱底的排水管口的边缘，右端通过一很小的挂钩及连杆与浮子Ｂ相连，连杆的长度h0=10cm。浮子Ｂ是一外部直径d2=8cm、高Ｈ＝30cm、质量m=0.4kg的空心圆柱体。设水箱每次放水都能将水箱中的水全部放净，试通过计算说明：（1）水箱至少多高，水才不会从水箱上部溢出？（2）如果自来水管的流量为0.2m3/h，该水箱某次放水结束到下次开始放水的时间间隔为几分钟？ 8.2000年8月12日在巴伦支海参加军事演习的俄罗斯北方舰队“库尔斯克”号核潜艇（如图10-10所示）意外沉没，所有舱室都灌满了海水，艇上118名官兵全部遇难。引起了国际社会的普遍关注。 已知“库尔斯克”号核潜艇的质量m=1.4X107kg，海水密度近似取作ρ水=l.0xl03kg／m3。制造潜艇的材料的平均密度取作ρ船=7．0x103kg／m3。g取10N／kg