第九章 浮力与升力-2020-2021学年八年级物理下册单元检测卷(沪粤版)（有解析）

第九章 浮力与升力
一、选择题(每题3分,共24分)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.如图所示,以下四个关于“气体压强与流速的关系”的现象中,压强p1、p2大小关系正确的是 (　　)
　　　　　A.p1>p2　　　　　B.p1>p2　　　　C.p1>p2　　　　　D.p1>p2
2.将同一个铁块分别浸没于水中和煤油中,则铁块受到的浮力之比是(已知ρ煤油=0.8 g/cm3) (　　)
A.5∶4 　　B.1∶1 　　C.4∶5 　　D.6∶5
3.《死海不死》一文中描述到“奴隶们被投入死海,并没有沉到水里淹死,却被波浪送回岸边.”四位同学从物理学角度对该现象进行了解释,下列说法不正确的是 (　　)
A.死海海水的咸度很高,人被扔进死海就会自然浮起来,沉不下去
B.死海海水的密度大于人体的密度,人被扔进死海后,处于漂浮状态
C.人被扔进死海漂浮在海面时,浮力大于人体的重力,沉不下去
D.人被扔进死海漂浮在海面时,浮力等于人体的重力,沉不下去
4.在水中,鱼、漂浮的木头、静止在水底的石头的位置如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.水对石头的压强比对木头的小
B.木头受到的浮力大于它自身的重力
C.鱼受到的浮力等于它排开水的重力
D.石头受到的浮力等于它自身的重力
5.如图所示,小瓷碗漂浮在水面上,倾斜后能沉入水底,关于这一情景分析正确的是 (　　)
A.小瓷碗能沉入水底是因为它的重力变大了
B.小瓷碗漂浮时受到的浮力大于它的重力
C.小瓷碗浸没时受到的浮力比漂浮时受到的浮力大
D.小瓷碗浸没后容器底部受到水的压强变小了
6.小明看到鸡蛋浮在盐水面上,如图所示.他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉,在此过程中,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像可能是下图中的 (　　)
　　　　　　A　　　　　　　　　B　　　　　　　　C　　　　　　　　D
7.在木块上放置一个质量为m1的实心铁块时,木块M刚好浸没于水中(如图甲);当在木块下吊一个质量为m2的实心铁块时,木块也刚好浸没(如图乙),则的值为(ρ铁=7.9×103 kg/m3,ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg) (　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A. B. C. D.
8.如图所示,将重为G的金属小球用细线系好,全部浸入盛水的烧杯中(烧杯中的水没有溢出),金属小球受到的浮力为F浮,杯底增加的压力为ΔF1;若将此金属小球直接投入水中,杯底增加的压力为ΔF2,则下列关系式正确的是 (　　)
A.ΔF2-ΔF1= F浮
B.ΔF2+ΔF1= G
C.ΔF2∶ΔF1=G ∶F浮
D.ΔF2∶ΔF1=F浮∶G
二、填空题(每空2分,共34分)
9.一次探究活动中,小强先在水平桌面上平行固定两根光滑的木棒,接着在木棒上放了两个间隔一定距离的乒乓球,如图所示.然后,他向两个乒乓球中间的间隙用力吹气,则两乒乓球将　　　　(填“靠近”“远离”或“静止不动”),原因是:流体中流速越大的地方,压强越　　　　.
10.“彩球温度计”是一种家居装饰品.如图所示,在圆柱形玻璃容器内装有对温度敏感的液体,将一些体积相同的小球,按照密度大小排序,依次沉入液体中,球上标有设定好的温度用来读数.当外界气温降低时,容器内液体的体积变小、密度　　　　(填“变大”“变小”或“不变”),小球受到的浮力变大,使沉在容器底部的一些小球依次浮起,我们就用最后浮起的小球上标记的温度来表示外界的气温.根据图中小球的位置可以判断,浮起的三个小球中　　　　(填字母)球的密度最大.
11.小明探究怎样使物体上浮或下沉时,用手将质量为150 g、体积为1.6×10-4 m3的苹果浸没在水中,苹果受到的浮力为　　　　N.松手后苹果将　　　　(填“上浮”“下沉”或“悬浮”),最后静止时,苹果受到的浮力是　　　　N.(g取10 N/kg)
12.取一支空牙膏袋,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,如图所示.两次牙膏袋的质量m甲和m乙的大小关系是m甲　　　　m乙;两次排开水的体积 V甲和V乙的大小关系是V甲　　　　V乙;两次所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲　　　　F乙;两次杯底受到水的压强p甲和p乙的大小关系是p甲　　　　p乙.(均填“>”“<”或“=”)
第12题图　　　　　第13题图
13.如图所示为一个底部带有阀门K的容器,容器左右两侧形状完全相同,分别装有体积相同的盐水和水,将两个完全相同的小球A、B分别放入盐水和水中,静止时的情况如图所示,此时小球A受到的浮力　　　(填“大于”“等于”或“小于”)小球B受到的浮力;打开阀门K后,两个小球重新静止后的状态是　　　(填“都漂浮”“都悬浮”或“一个漂浮一个悬浮”).
14.一同学在岸上最多只能搬得起质量为30 kg的鹅卵石,如果鹅卵石的密度是2.5×103 kg/m3,则该同学在水中最多能搬得起质量为　　　　kg的鹅卵石(鹅卵石不露出水面),这时鹅卵石受到的浮力是　　　　N.(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10 N/kg)
15.将重10 N的长方体木块A放入水平放置的盛水容器中,静止时,有的体积露出水面,木块A受到的浮力是　　　N,若在木块A上放另一物块B,使木块A刚好被全部压入水中,如图所示,若所加物块B的体积是木块A的,则物块B的密度与木块A的密度之比是　　　.
三、实验题(第16题8分,第17题14分,第18题12分,共34分)
16.如图为“探究阿基米德原理”的实验步骤示意图.
(1)甲图是为了测量物体的　　　　力的大小;丙图中弹簧测力计的示数比甲图中弹簧测力计的示数 　　　　(填“大”或“小”),通过两次示数差可以求出浮力的大小,比较浮力和被物体排开的液体的重力的大小,就可以得出结论.
(2)图中的实验步骤有疏漏,正确的做法是在乙图所示的步骤之前,先用弹簧测力计测出　　　　的重力的大小.
(3)该实验不能全面地验证阿基米德原理是因为　 .
17.同学们用空塑料瓶和细沙等实验器材探究影响浮力大小的因素.(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)为测出塑料瓶的体积,进行了如下操作:
①把天平放在水平桌面上,调节天平平衡,在左盘中放入装有适量水的烧杯,通过增减砝码和调节游码使天平再次平衡,所加砝码和游码的位置如图甲所示,烧杯和水的总质量为　　　　g.
甲
②在空塑料瓶中装入适量细沙,拧紧瓶盖,在瓶颈系一细绳,手拿细绳将塑料瓶浸没在烧杯内的水中(瓶没有接触烧杯,水没有溢出),通过增减砝码和移动游码使天平重新平衡,所用砝码的总质量和游码所示质量之和为167 g,塑料瓶的体积是　　　　cm3.
(2)同学们根据生活经验提出了如下三种猜想,并举出了相应的实例.
猜想一:浮力大小与物体的密度有关.实例:铁块在水中下沉,木头可以浮在水面上.
猜想二:浮力大小与液体的密度有关.实例:鸡蛋在水中下沉,在盐水中可以浮起来.
猜想三:浮力大小与浸入液体的深度有关.实例:在游泳池里,人越往下蹲,感觉到水向上托自己的力越大.
为了验证以上猜想是否正确,同学们选择了装入细沙的塑料瓶和其他实验器材进行探究,实验过程如图乙所示.
　　　　　　　　　　　　 a　　　　b　　　　c　　　　　d　 　　　e
乙
①根据图乙d 和　　　　(填字母),可以确定猜想二是正确的.
②根据图乙c 和d 可以验证猜想三是　　　　(填“正确”或“错误”)的,对该猜想的对应实例,合理的解释是　　　　　　　　　　　　　　　　　.
③要验证猜想一是否正确,可以在塑料瓶中　　　　后再进行探究.
④同学们讨论认为,猜想一和猜想二中的实例反映了物体的沉与浮可能与密度有关,要选用一个能漂浮在图乙e 中盐水面上的物体,该物体的密度应小于　　　　g/cm3.(计算结果保留一位小数)
18.如图所示是演示“流体压强与流速的关系”的实验装置.
　　　　　　　 　甲　 　　 　　　　　　　　　乙
(1)如图甲所示,U形管中装有水,直径相同的a、b两管中的水静止时液面相平.如果在右端c处往装置里急吹气,导致b管上方气流速度　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)a管上方的气流速度,b管与a管的水面上方形成气压差,U形管中　　　　(填“a”或“b”)管水面升高.如果升高端的水面比原来升高了2 cm,则此时U形管底部d处左右两侧水的压强差为　　　　Pa.(g取10 N/kg)
(2)乙图是某种喷雾器的工作原理示意图,当喷雾器未工作时,细管A内外气压相等,细管A内外液面　　　　.当喷雾器工作时,空气从细管B的右端快速喷出,导致细管A上方空气的流速突然增大,细管A内液面上方气压　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)细管A外液面上方的气压,液体就沿细管A的管口流出,同时受到气流的冲击,形成雾状向右喷出,如果此时喷雾器停止工作,细管A中的液体将　　　　　　　　　　　　.
四、计算题(每题4分,共8分)
19.测量液体密度的仪器叫做密度计.在木棒的一端缠绕一些铜丝做成简易密度计,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,如图甲和图乙所示.
(1)请判断哪杯液体密度大,并说明理由.
(2)实验室的密度计的上部是一个用来标刻度的空心圆柱形玻璃管,管下部为一玻璃泡,内装有铅粒.某密度计圆柱形玻璃管长L=10 cm,横截面积S=2.5 cm2,该密度计总质量m=20 g,将它放入水中静止时,水面距玻璃管上端为4 cm;将此密度计放入未知液体中静止时,发现液面距玻璃管上端为2 cm.求这种液体的密度以及密度计玻璃管上能标出的最大刻度值和最小刻度值.(已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
20.如图所示,用细线将正方体A和物体B相连放入水中,两物体静止后恰好悬浮,此时A上表面到水面的距离为0.12 m.已知A的体积为1.0×10-3 m3,所受重力为8 N;B的体积为0.5×10-3 m3,水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
(1)A上表面所受水的压强;
(2)B所受重力大小;
(3)细线对B的拉力大小.
参考答案
1.A　【解析】　A图中下方气体的流速较大,压强较小,上方的流速较小,压强较大,因此p1>p2;B图中上、下两侧的流速相等,因此压强相同,即p1=p2;C图中两纸片中间的空气流速较大,压强较小,而外面两侧的大气压强一样大,即p1=p2;D图中向下吹气,球表面上方的空气流速较大,压强较小,因此p12.A　【解析】　将同一个铁块分别浸没于水中和煤油中,排开液体的体积V排相等, 所以由阿基米德原理得F水∶F煤油=ρ水gV排∶ρ煤油gV排=ρ水∶ρ煤油=1 g/cm3:0.8 g/cm3=5∶4.
3.C　【解析】　死海海水的咸度很高、密度很大,大于人体的密度,人被扔进死海就会自然浮起来,沉不下去,漂浮时浮力等于重力,故A、B、D正确,C错误.故选C.
4.C　【解析】　石头在水中的深度比木头的大,因此水对石头的压强比对木头的大,A错;木头漂浮在水面上,受到的浮力等于自身的重力,B错;根据阿基米德原理可知,鱼在水中受到的浮力等于它排开的水的重力,C正确;静止在水底的石头受到的浮力和水底对石头的支持力的大小之和等于石头的重力,因此石头受到的浮力小于它自身的重力,D错.
5.D　【解析】　小瓷碗所受的重力不变,倾斜后能沉入水底,是由于小瓷碗排开的水的体积减小,所受的浮力减小,小于重力,故A错误;小瓷碗漂浮时受到的浮力等于它的重力,故B错误;由于小瓷碗浸没时下沉,浮力小于重力,漂浮时浮力与重力相等,所以小瓷碗浸没时受到的浮力比漂浮时受到的浮力小,故C错误;小瓷碗浸没后,排开水的体积减小,水面下降,根据p=ρ水gh可知容器底部受到水的压强变小,故D正确.
6.A　【解析】　向盐水中加入清水后,其密度变小,鸡蛋排开盐水的体积会变大,故鸡蛋会下沉一些,但此时仍会漂浮在液面上,这段时间受到的浮力不变,始终等于鸡蛋的重力;但随着清水继续加入,鸡蛋全部浸入,其排开盐水的体积不再变化,但盐水密度减小,故鸡蛋所受浮力会逐渐变小,但最终仍会受到一定浮力的作用,故A正确.
7.B　【解析】　在题图甲、乙中,两个铁块对木块起到了相同的作用,它们都对木块有向下的作用力,并且使木块完全浸入水中,故两个铁块对木块的作用力是相等的;题图甲中铁块对木块的力是m1g,题图乙中铁块对木块的力是m2g-F浮,这两个力大小相等,即m1g=m2g-F浮①,而F浮=ρ水gV2=ρ水g②,由①②可得=1-=1-=,故选项B正确.
8.C　【解析】　将重为G的金属小球用细线系好,全部浸入盛水的烧杯中,此时金属小球受到竖直向上的拉力、浮力和竖直向下的重力,则G=F浮+F拉,杯底增加的压力等于金属小球此时所受到的浮力,因此ΔF1=F浮;若将此金属小球直接投入水中,此时金属小球受到竖直向上的支持力、浮力和竖直向下的重力,则G=F支持+F浮,而支持力是杯底施加的,所以杯底也受到球对其的压力,其大小等于支持力的大小,同时水面上升,增大了水对杯底的压力,因此ΔF2=F支持+F浮=G.故选C.
9.【答案】　靠近　小
【解析】　当向两乒乓球中间吹气时,两乒乓球中间空气流速大、压强小,根据流体压强跟流速的关系知道,两乒乓球外侧压强大于内侧压强,所以两乒乓球向中间靠拢.
10.【答案】　变大　C
【解析】　当外界气温降低时,容器内的液体质量不变,体积变小,由ρ=可知密度变大;当外界气温降低时,液体的密度变大,当液体的密度大于小球的密度时,小球就上浮,按小球上浮的先后顺序,先上浮的小球的密度较小,后上浮的小球的密度较大,所以浮起的三个小球中C球的密度最大.
11.【答案】　1.6　上浮　1.5
【解析】　当苹果浸没在水中时,排开水的体积就等于苹果的体积,即V排=V物=1.6×10-4 m3,所以此时苹果受到的浮力F浮=ρ水gV排=1 000 kg/m3×10 N/kg×1.6×10-4m3=1.6 N;m=150 g=0.15 kg,苹果受到的重力G=mg=0.15 kg×10 N/kg=1.5 N;因为G12.【答案】　=　<　<　<
【解析】　牙膏袋的形状发生变化,但质量不变,所以m甲=m乙;题图甲中牙膏袋下沉,F甲13.【答案】　等于　都漂浮
【解析】　小球A在盐水中处于漂浮状态,浮力等于重力,小球B在水中处于悬浮状态,浮力等于重力,因为A、B两球完全相同,即两球的重力相等,故两球受到的浮力也相等;原来小球B在水中处于悬浮状态,由浮沉条件可知,小球B的密度等于水的密度,因为A、B两球完全相同,所以小球A的密度也等于水的密度;打开阀门K后,最终两边液体的密度相同,都大于水的密度,即都大于两球的密度,由浮沉条件可知,两个小球重新静止后都漂浮.
14.【答案】 　50　200
【解析】　30 kg鹅卵石的重力即为该同学能搬起的最大力,F大=G石=m石g=30 kg×10 N/kg=300 N;该同学在水中最多能搬得起鹅卵石的重力G大=F浮+F大,则ρ石Vg=ρ水Vg+F大,即2.5×103 kg/m3×V×10 N/kg=1.0×103 kg/m3×V×10 N/kg+300 N,解得V=2×10-2 m3,该同学在水中最多能搬得起鹅卵石的质量m=ρ石V=2.5×103 kg/m3×2×10-2 m3=50 kg,这时鹅卵石受到的浮力F浮=ρ水Vg=1×103 kg/m3×2×10-2 m3×10 N/kg=200 N.
15.【答案】　10　3∶2
【解析】　根据题意可知,未放物块B时,木块A漂浮在水面上,因此木块A受到的浮力F浮=GA=10 N;当木块A有的体积露出水面时,即木块A有的体积浸入水中时,根据阿基米德原理有,F浮=ρ水g×V木=10 N,整理得ρ水gV木=15 N,当木块A浸没在水中时,木块A受到的浮力F'浮=ρ水gV木=15 N;将A、B看作一个整体时,该整体漂浮在水中,浮力等于总重力,即F'浮=GA+GB;所以物块B的重力GB=F'浮-GA=15 N-10 N=5 N;由G=mg和ρ=可得,ρB∶ρA=∶=×=×=3∶2.
16.【答案】　　(1)重　小　(2)空桶　(3)没有换用其他液体或物体进行多次实验
【解析】　(1)题图甲是测物体的重力,题图丙中由于受到水的浮力,所以弹簧测力计的示数比题图甲中弹簧测力计的示数小.
(2)为了比较F浮=G-F丙与G排=F丁-G桶,应在题图乙之前先测出空桶的重力.
(3)因为此实验没有换用其他液体或物体进行多次实验,故得出的结论不具有普遍性.
17.【答案】　(1)①133　②34　(2)①e　②错误　人在下蹲时,排开水的体积增大,浮力增大　③增加或减少细沙　④1.1　
【解析】　(2)④要选用一个能漂浮在题图乙e中盐水面上的物体,则该物体的密度应小于盐水的密度;根据题图乙a和d可知,塑料瓶浸没在水中所受浮力为F浮水=G-F1=0.4 N-0.06 N=0.34 N,由阿基米德原理得塑料瓶的体积V=V排水===3.4×10-5 m3;由题图乙a和e可知,塑料瓶在盐水中所受浮力F浮盐水=G-F2=0.4 N-0.02 N=0.38 N,由阿基米德原理得,ρ盐水==≈1.1×103 kg/m3=1.1 g/cm3,故选用的物体的密度应小于1.1 g/cm3.
18.【答案】　(1)小于　a　400　(2)相平　小于　下降至与管外液面相平
【解析】　(1)流体流速大的地方压强小;d处左右两侧水的压强差Δp=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m=400 Pa;
(2)喷雾器停止工作时,细管A中的液体在大气压的作用下将和管外同样受到大气压的液体液面相平.
19.解:(1)题图乙中液体密度大.根据漂浮条件mg=ρ液gV排可知,题图乙中密度计浸入液体中的体积小些,所以液体密度大些.
(2)设密度计总体积为V,将它放入水中静止时
mg=ρ水g(V-Sl1),l1=4 cm,得V=30 cm3,
将它放入未知液体中静止时mg=ρ液g(V-Sl2),l2=2 cm,
得ρ液=0.8 g/cm3=0.8×103 kg/m3,
当玻璃管上端恰好没入液体中时,此刻度线为最小刻度值,根据漂浮条件mg=ρmingV,得ρmin≈0.67×103 kg/m3,
当玻璃管下端恰好浸入液体中时,此刻度线为最大刻度值,根据漂浮条件mg=ρmaxg(V-SL)得ρmax=4.0×103 kg/m3.
20.解:(1)A上表面所受水的压强p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1.2×103 Pa.
(2)A和B受到的总浮力F浮总=ρ水g(VA+VB)=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(1.0×10-3 m3+0.5×10-3 m3)=15 N,
根据F浮总=GA+GB,
B受到的重力大小GB=F浮总-GA=15 N-8 N=7 N.
(3)B受到浮力大小F浮B=ρ水gVB=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.5×10-3 m3=5 N,
细线对B的拉力大小F=GB-=7 N-5 N=2 N.