苏教版八年级物理下册第十章压强和浮力同步练习
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 30分)
一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、一弹簧秤下挂一物体,将物体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,直到物体的底部刚刚与烧杯底部接触为止。如图是整个过程中弹簧秤的示数F随物体下降高度h变化的图线。下列选项说法正确的是( )
A.3~7cm时物体浸没在水中
B.3~7cm时物体受到的浮力在减小
C.7~9cm时物体受到的浮力是8N
D.7~9cm时物体受到的重力是4N
2、如图为飞机的机翼截面形状示意图。飞机在飞行时,关于机翼的上方和下方的空气流速和气流压强,下列说法中正确的是( )
A.机翼上方的空气流速大,气流压强较大
B.机翼下方的空气流速大,气流压强较大
C.机翼上方的空气流速大,气流压强较小
D.机翼下方的空气流速大,气流压强较小
3、如图所示,有三个实心圆柱体甲、乙、丙,放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
4、把重6N、体积为8×10﹣4m3的物体投入足够多的水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是( )
A.物体漂浮,F浮=8N B.物体悬浮,F浮=6N
C.物体漂浮,F浮=6N D.物体沉在水底,F浮=8N
5、下列生活现象不属于利用大气压的实例是( )
A.钢笔把墨水吸进钢笔的墨囊中 B.真空包装的食品被压得紧紧的
C.用注射器能把药液注入肌肉里 D.用吸尘器能吸取地板上的灰尘
6、如图所示,静止时U形管两侧液面相平,在U形管口一端用力吹气.下列选项中的图形合理的是( )
A. B. C. D.
7、我省不少地方建有风力发电站,绿色环保无污染。若同时需在山上建一种简约却不易被吹飞的休息站,其独特的支架悬空形状发挥作用。下列哪个休息站的形状符合要求( )
A. B. C. D.
8、如图所示,两个圆柱形容器A、B,盛有体积相同的同种液体且放置在水平桌面上。若两容器底部受到的液体压力分别为FA、FB,受到的液体压强分别为pA、pB,则它们的关系是( )
A.FA=FB、pA>pB B.FA=FB、pA<pB
C.FA>FB、pA=pB D.FA<FB、pA=pB
9、如图所示,形状、体积相同的长方体甲、乙置于水平地面,对地面的压力分别为、,将它们顺时针旋转,此时甲、乙对地面的压强分别为、,对地面压强的变化量分别为、。若,则( )
A.,
B.,
C.,
D.,
10、如图所示,已知鸡蛋的质量为55克,体积为50立方厘米。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(图甲);逐渐将食盐溶解在水中,鸡蛋恰好悬浮(图乙);继续溶解食盐,最终鸡蛋漂浮(图丙)。下列说法正确的是( )
A.图甲中鸡蛋所受浮力为0.55牛
B.图乙中盐水的密度是
C.图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D.图中三种状态下浮力的大小关系是F甲<F乙<F丙
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题4分,共计20分)
1、如图所示,茶壶的壶身和壶嘴组成了一个_______,在茶壶中装水至虚线处,水面距壶底0.1米,水对茶壶底部的压强为_______帕,茶壶内水对茶壶底部的压力_______水的重力。
2、如图所示,某深海潜水器的上浮和下潜属于无动力控制,其整个工作过程分为:a.可调压载水舱注水;b.匀速下潜;c.抛掉“下潜压载”后减速;d.潜水器靠底;e.抛掉“上浮压载”后加速上浮;f.匀速上浮阶段;g.可调压载水舱排水。潜水器的相关数据如下表,海水密度约为1.0×103千克/米3。
排开水总体积(米3) 21 下潜压载质量(千克) 246 下潜压载体积(米3) 0.031
潜水器总质量(千克) 2.09×105 上浮压载质量(千克) 540 上浮压载体积(米3) 0.068
乘员3人总质量(千克) 224 最大下潜深度(米) 7000 高压气罐内 气体的最大压强(Pa) 1.5×107
①潜水器的观察窗面积做得很小是为了减小它在深海中受到的______;
A.重力 B.压力 C.压强
②当潜水器在最大深度处准备上浮时,需要抛掉“上浮压载”,此时潜水器的浮力减小量______重力减小量,所以抛去“上浮压载”可以帮助潜艇上浮;
③可调压载水舱中的水需要利用高压气罐中的压缩气体才能将其排出。潜水器在最大深度处时,能否利用排水的方式实现上浮?请根据表格中的数据判断并说明理由______。
3、当用微型探测器进行水下探测时,它在水面下2米处受到水的压强为 ___________帕。若探测器再继续下潜时,受到水的压强将 ___________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。一般拦河大坝都筑成 ___________形状正是应用了液体压强的上述规律。(最后一空选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)
4、某油轮的排水量为5106千克,则满载时油轮受到的浮力为______牛。若油轮满载,从海水密度较小的水域驶入密度较大的水域,油轮所受到的浮力将______,其船身浸入海水中的体积将______(均选填“变小”、“不变”或“变大”)。
5、意大利科学家______首先用水银做实验测定了大气压的值;如图(a)所示,轮船在通过大坝时,需经过船闸才能完成“跳坝”的壮举,船闸是利用了_________原理;如图(b)所示,液体密度计是利用二力平衡知识和______原理来判断液体密度大小的。
三、计算题(5小题,每小题10分,共计50分)
1、按照规定,我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在7×105Pa以内。某型号货车部分参数如表所示。司机师傅在执行一次运输任务时,开着装沙子的货车在一段平直的公路上匀速行驶8km,行车时间是8min(取g=10N/kg)。
自重 5×104N
车轮个数 10
每个轮胎触地面积 3×10-2m2
车厢容积 10m3
(1)通过计算该货车最多能装的沙子质量是多少?
(2)货车满载在这段公路上行驶时所受阻力为车总重的0.02倍,这段时间内货车牵引力所做的功是多少?
(3)如果货车发动机的机械效率是40%,此时货车在公路上匀速行驶8km时发动机的功率是多大?(货车发动机做的功只有部分用来使货车向前行驶)
2、有一金属球,在空气中称得重3.8N,将它浸没在盛满水的溢水杯中时,有50cm3水从溢水杯流入量筒,求:
(1)金属球所受浮力;
(2)金属球的密度。
3、一块砖长为0.20米、宽为0.1米、高为0.05米,放在水平地面上,砖的密度为2千克/米3。求:
(1)该砖的质量;
(2)该砖对地面产生的最大压强。
4、某校兴趣小组模仿“曹冲称象”制作了一把“浮力秤”。将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中,如图所示。已知玻璃杯的质量为200g,底面积为40cm2,高度为15cm。求:
(1)将杯子开口向上竖直放入水中时(注:水未进入杯内),杯子受到的浮力。
(2)此时杯子浸入水中的深度(即为该浮力秤的零刻度位置)。
(3)此浮力秤的最大称量(即量程)。
5、一个边长为10cm的正方体物块,通过一根细线与容器底部相连,容器中水的深度为40cm,细线受到的拉力为4N。(g=10N/kg),求:
(1)此时容器底部受到水的压强;
(2)此时物块受到的浮力和物块的质量;
(3)剪断细线后,物块静止时露出水面的体积。
---------参考答案-----------
一、单选题
1、C
【详解】
由图像可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时物体在空中,根据二力平衡条件可知,物体的重力等于弹簧测力计的示数,即
G=F=12N
AB.当物体全浸入水中时弹簧测力计的示数不变,由图像可知,此时弹簧测力计的示数为F′=4N,则物体浸没在水中受到的浮力为
F浮=G﹣F′=12N﹣4N=8N
根据上述分析可知3~7cm是物体从开始浸入水中到全部浸没的过程,7~9cm物体全部浸没在水中的过程,因此3~7cm时物体排开水的体积逐渐增大,由F浮=ρ液V排g可知,3~7cm时物体受到的浮力在增大,故AB错误;
CD.7~9cm物体全部浸没在水中,由上述分析可知,此时物体受到的浮力为8N,物体的重力为12N,故C正确,D错误。
故选C。
2、C
【详解】
ABCD.在气体和液体中,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。如题中图,在相同是时间内,空气经过上方的路程长,速度大;经过下方的路程短,速度小。上方空气流速越大,压强越小;下方空气流速越小,压强越大。所以机翼上方的气流对机翼的压强小于机翼下方的气流对机翼的压强。故C正确,ABD错误。
故选C。
3、A
【详解】
结合题意及图示知,三个实心圆柱体的高度及底面积的大小关系为
h甲=h乙则三个圆柱体对对面的压强
ρ甲gh甲=ρ乙gh乙=ρ丙gh丙
所以
ρ甲=ρ乙>ρ丙
三个圆柱体对地面的压强相等,据F=pS知,三个圆柱体对地面的压力
F甲圆柱体都放在水平地面,则自身的重力等于压力,所以
G甲据得
m甲故A正确,BCD错误。
故选A。
4、C
【详解】
设物体浸没水中,则所受浮力为
F浮′=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3=8N
物体的重力
G=6N
则有
F浮′>G
因此物体将上浮,最后漂浮于水面上,由浮沉条件得:漂浮时物体受到的浮力等于重力,即
F浮=G=6N
故ABD错误,C正确。
故选C。
5、C
【详解】
A.用力一按墨囊,排出了里面的空气,当其恢复原状时,墨囊内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下,墨水被压入墨囊中,利用了大气压,故A不符合题意;
B.把包装袋内气体抽出,大气压将真空包装的食品被压得紧紧的,利用了大气压,故B不符合题意;
C.用注射器能把药液注入肌肉里靠的是人的推力,与大气压无关,故C符合题意;
D.由流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小,可知吸尘器在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强小,从而在周围大气压的作用下将灰尘、纸屑等垃圾“吸”入,利用了大气压,故D不符合题意。
故选C。
6、C
【详解】
由图中可知,一开始U形管两侧液面相平,当高速气流经过U形管左侧时,该侧的空气流速变大,压强变小,而右侧大气压强不变,所以U形管内液体在左右两侧压强差的作用下沿左侧上升,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
7、A
【详解】
A.“上平下凸”,横风吹过该结构时,其上方气体流速小,压强大;下方流速大,压强小,使其受到向下的压强、压力差,从而避免被强横风吹得移位,故A符合题意;
B.房子设计成图B所示的圆顶,尽管容易清除积雪,但屋顶受到向上的压强等于向下的压强,受到的向上的压力等于向下的压力,不能避免被强横风吹得移位,故B不符合题意;
C.房子设计成图C所示的圆顶,风刮过屋顶,屋顶上方的空气流动速度大,压强小;屋内空气流动速度小,压强大,屋顶受到向上的压强大于向下的压强,受到的向上的压力大于向下的压力,产生一个向上的压力差,不能避免被强横风吹得移位,故C不符合题意,
D.图中上下表面水平,屋顶受到向上的压强等于向下的压强,受到的向上的压力等于向下的压力,不能避免被强横风吹得移位,故D不符合题意。
故选A。
8、B
【详解】
本题中,两柱形容器中的液体对容器底部的压力等于液体的重力,根据密度公式有
故体积相同的同种液体质量相同,根据G=mg可知,液体的重力相同,故液体对容器底部的压力相等;根据,因A容器底面积大,可得出pA<pB,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
9、A
【详解】
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,则
,
长方体甲、乙的形状和体积相同,设它们立方时的底面积为,平放时的底面积为,则它们对地面压强的变化量
由
可知
则
将它们顺时针旋转,此时甲、乙对地面的压强
,
由
,
得
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10、B
【详解】
A.图甲中鸡蛋处于沉底状态,则浮力小于重力,鸡蛋的重力为
即浮力小于0.55N,故A错误;
B.由密度的公式可得鸡蛋的密度为
图乙中,鸡蛋悬浮在液体中时,根据物体的沉浮条件,鸡蛋的密度等于液体的密度,所以盐水的密度是,故B正确;
C.图丙中鸡蛋漂浮,根据物体的沉浮条件,所受浮力等于鸡蛋自身重力,故C错误;
D.根据物体的沉浮条件,图甲中鸡蛋处于沉底状态,则浮力小于重力;图乙中鸡蛋悬浮在液体中时,浮力等于重力;图丙中鸡蛋漂浮,所受浮力等于鸡蛋自身重力,所以三种状态下浮力的大小关系是
故D错误。
故选B。
二、填空题
1、连通器 980 大于
【详解】
[1]连通器是上端开口、底部相连通的容器,茶壶的壶身和壶嘴组成了一个连通器;
[2]水对茶壶底部的压强为
[3]设茶壶的底面积为S,则茶壶内水对茶壶底部的压力为
水的重力为
因为茶壶属于上细下粗形容器,,所以。
2、B 小于 最大深度处海水的压强大于压缩气体的压强,所以在此深度无法将水舱中的水排出
【详解】
①[1]潜水器的观察窗面积做得很小是为了减小它在深海中受到的;
A.重力的大小与质量成正比,与面积的大小无关,故A不符合题意;
B.由可知,压强一定的情况下,受力面积越小, 压力越小,故B符合题意;
C.由 可知,潜水器在深海中受到压强与深度有关,故C不符合题意。
故选B。
②[2]当 时,物体上升。所以,当潜水器在最大深度处准备上浮时,需要抛掉“上浮压载”,此时潜水器的浮力减小量小于重力减小量,才能保证,实现潜艇上浮。
③[3]潜水器在最大深度处时,海水产生的压强
高压气罐内气体的最大压强1.5×107Pa<7×107Pa,所以,不能利用排水的方式实现上浮。
3、1.96×104 变大 上窄下宽
【详解】
[1]微型探测器受到水的压强
[2]若探测器再继续下潜时,由于所处的深度增加,根据可知,受到水的压强将变大。
[3]因为液体内部的压强随深度的增加而增大,故为了使大坝能承受更大的压强,防止大坝被水压冲毁,拦河大坝应该修成“上窄下宽”的形状。
4、4.9×107 不变 变小
【详解】
[1]由于轮船漂浮,由物体浮沉条件知道,满载时油轮受到的浮力
F浮=G=mg=m排g=5×106kg×9.8N/kg=4.9×107N
[2]轮船漂浮,自重不变,所以,轮船从海水密度较小的水域驶入密度较大的水城,受到的浮力都等于自重,大小不变。
[3]由于受到的浮力不变,由F浮=ρ液gV排知道,从海水密度较小的水域驶入密度较大的水域,排开水的体积变小。
5、托里拆利 连通器 阿基米德
【详解】
[1]意大利科学家托里拆利,利用一根玻璃管测出了大气压所能支持的水银柱的高度,即76cm,约,这也就是后来规定的1个标准大气压的大小。
[2]闸室和上下游上端是开口的,下端有阀门,阀门打开时,上游与闸室或下游与闸室相连,当上游与闸室或下游与闸室水面流动到相平时,船就可以通过了,完成“跳坝”的壮举,故这是利用了连通器原理。
[3]密度计工作时漂浮在液体中,根据二力平衡,,由阿基米德原理,密度计重力一定,即浮力一定,排开液体的体积与密度成反比,即浸入体积越大,表明液体密度越小。
三、计算题
1、(1)1.6×104kg;(2)3.36×107J;(3)1.75×105W
【详解】
解:(1)货车与地面的受力面积为
S=10×3×10-2m2= 0.3m2
货车的最大重力等于货车对地面的最大压力,由公式可得,货车的最大重力为
G总=F=pS=7×105Pa×0.3m2=2.1×105N
沙子的最大重力为
G沙=G总-G车=2.1×105N-5×104N=1.6×105N
沙子的最大质量为
(2)货车匀速运动,则货车受到的牵引力为
F牵=F阻=0.02G总=0.02×2.1×105N=4.2×103N
牵引力做的功为
W牵=F牵s=4.2×103N×8×103m=3.36×107J
(3)由公式可得,发动机做的总功为
发动机的功率为
答:(1)通过计算该货车最多能装的沙子质量是1.6×104kg;
(2)货车满载在这段公路上行驶时所受阻力为车总重的0.02倍,这段时间内货车牵引力所做的功是3.36×107J;
(3)如果货车发动机的机械效率是40%,此时货车在公路上匀速行驶8km时发动机的功率是1.75×105W。
2、(1)0.5N;(2)7.6×103kg/m3
【详解】
解:(1)将它浸没在盛满水的溢水杯中时,有50cm3水从溢水杯流入量筒,可知金属球的体积
由阿基米德原理可知金属球受到的浮力
F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-5m3=0.5N
(2)金属球的密度为
答:(1)金属球所受浮力为0.5N;
(3)金属球的密度为。
3、(1)2kg;(2)3920Pa
【详解】
解:(1)砖的体积
由可得,该砖的质量
(2)该砖对地面的压力
当砖立放时受力面积最小,对地面的压强最大,此时的受力面积
则该砖对地面产生的最大压强
答:(1)该砖的质量为2kg;
(2)该砖对地面产生的最大压强为3920Pa。
4、(1)2N;(2)5cm;(3)400g。
【详解】
解:(1)杯子的重力
G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
因为杯子漂浮在水面上,所以
F浮=G=2N
(2)由F浮=ρ水gV排得,则此时杯子排开水的体积
此时杯子浸入水中的深度
(3)当液面与杯口齐平时为最大称量,此时杯子仍然漂浮,此时杯子受到的浮力最大,
最大浮力为
G总=F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×40×10-4m2×0.15m=6N
此浮力秤的总质量为
则此浮力秤的最大称量为
mmax=m总﹣m=600g﹣200g=400g
答:(1)将杯子开口向上竖直放入水中时(注:水未进入杯内),杯子受到的浮力为2N;
(2)此时杯子浸入水中的深度为5cm;
(3)此浮力秤的最大称量为400g。
5、(1)4×103Pa;(2)10N, 0.6kg;(3)4×10﹣4m3
【详解】
解:(1)容器中水的深度
h=40cm=0.4m
此时容器底部受到水的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa
(2)正方体物块排开水的体积
V排=V=(0.1m)3=1×10﹣3m3
此时物块受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N
因物块受到竖直向下的重力、绳子的拉力和竖直向上的浮力作用处于平衡状态,根据力的平衡可得
G+F拉=F浮
则物体的重力
G=F浮﹣F拉=10N﹣4N=6N
由G=mg可得物块的质量
(3)由F浮>G可知,剪断细线后,物块上浮,静止时处于漂浮状态,此时受到的浮力
F浮′=G=6N
由F浮=ρ液gV排得,物块排开水的体积
则露出水面的体积:
V露=V﹣V排′=1×10﹣3m3﹣6×10﹣4m3=4×10﹣4m3
答:(1)此时容器底部受到水的压强为4×103Pa;
(2)此时物块受到的浮力为10N,物块的质量为0.6kg;
(3)剪断细线后,物块静止时露出水面的体积为4×10﹣4m3。