粤沪版物理八年级下学期 第九章 浮力与升力提升卷

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名称 粤沪版物理八年级下学期 第九章 浮力与升力提升卷
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文件大小 1.4MB
资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2022-04-18 15:38:03

文档简介

粤沪版物理八年级下学期 第九章 浮力与升力提升卷
一、单选题
1.(2021八下·来宾期末)如图所示的四种情景,其中没有受到浮力的物体是(  )
A. 下潜的“蛟龙号”
B. 遨游太空的“空间站”
C. 航行的075攻击舰
D. 升空的热气球
【答案】B
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A.下潜的“蛟龙”号在水中尽管下沉,但仍然受到浮力,A不符合题意;
B.太空是真空,遨游太空的“空间站”没有受到浮力,B符合题意;
C.航行的075攻击舰处于漂浮状态,受到浮力的作用,C不符合题意;
D.升空的热气球受到空气的浮力,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】浸在液体或气体中的物体会受到一个向上托力,这个托力就是浮力;浮力产生的原因是物体上下两个表面受到的压强不一样导致的。
2.(2021八下·崆峒期末)赛龙舟是端午节的传统活动。龙舟静止在湖水上时,受到浮力的施力物体是(  )
A.龙舟 B.人 C.湖水 D.船桨
【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】龙舟静止在湖水上时,受到水给的一个竖直向上的托力,即浮力。所以龙舟受到浮力的施力物体是湖水。ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】浮力:一切浸入液体的物体,都受到液体对它竖直向上的力,这个力叫浮力。浮力方向总是竖直向上的。(物体在空气中也受到浮力)
3.(2021八下·来宾期末)潜水艇潜在水面下从10m处下潜到15m处,对潜水艇所受浮力和压强的判断正确的是(  )
A.浮力不变,压强不变 B.浮力增大,压强不变
C.浮力不变,压强增大 D.浮力增大,压强增大
【答案】C
【知识点】液体压强的特点;阿基米德原理
【解析】【解答】潜水艇的体积不变,则潜在水面下下潜过程中排开水的体积不变,因水的密度不变,根据F浮=ρ液gV排可知,潜水艇受到的浮力不变;下潜过程中深度增大,则根据p=ρ液gh可知,潜水艇受到的压强增大。
故答案为:C。
【分析】液体内部存在压强,同时液体对容器的底部和侧面有压强;压强的大小与液体密度和深度有关系,深度越深,液体密度越大,压强越大;阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大。
4.(2021八下·重庆期末)如图所示,水面下两艘完全相同的潜艇,一艘正在上浮,另一艘正在下潜,下列说法正确的是(  )
A.正在下潜的是甲艇
B.潜艇下潜时,所受的浮力不断增大
C.两艘潜艇所受的重力相同
D.两艘潜艇所受的浮力相同
【答案】D
【知识点】浮力大小的计算;浮力的利用
【解析】【解答】AC.潜水艇是通过改变水舱中的水的重力来改变自身重力的,要使潜水艇上浮,应使潜水艇所受的浮力大于潜水艇的重力,所以水舱中水较少时潜水艇上浮,甲图潜艇水舱中的水较少,说明甲潜艇的重力较小,故甲图为上浮时的情景,乙图为下潜时的情景,AC不符合题意;
B.根据 知,在没露出水面前,潜艇下潜时排开水的体积不变,所受的浮力不变,B不符合题意;
D.根据阿基米德原理可知,潜水艇所受的浮力等于潜水艇排开水的重力,因甲、乙两种情景潜水艇排开水的重力相等,故所受的浮力相等,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】液体密度和排开液体的体积相同时,受到的浮力相等。
5.(2021八下·环江期末)如图所示,在倒置的漏斗里放一个乒乓球,从漏斗口用力向下吹气并将手指移开,则乒乓球(  )
A.不会下落,因为其上方气体流速增大,压强变小
B.不会下落,因为其上方气体流速增大,压强变大
C.会下落,因为其上方气体流速增大,压强变大
D.会下落,因为其上方气体流速增大,压强变小
【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】从漏斗口用力向下吹气,使得乒乓球上方的气体流速大压强小,乒乓球下方的流速小压强大,乒乓球受到一个向上的压力差,故乒乓球不会下落,
故答案为:A。
【分析】流速大的地方压强小。
6.(2021八下·莱芜期末)将同一个新鲜的鸡蛋分别浸入装有浓度不同的盐水的容器中,鸡蛋静止在两个容器中的位置如图所示.则下列说法正确的是(  )
A.鸡蛋在甲中受到的浮力大
B.鸡蛋在甲、乙中受到的浮力一样大
C.鸡蛋在乙中受到的浮力大
D.由于盐水密度不同,无法比较
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】鸡蛋在甲中下沉至容器底部,所以此时鸡蛋受到的浮力小于它的重力;鸡蛋在乙中悬浮,所以此时鸡蛋受到的浮力等于它的重力;根据以上条件可知,鸡蛋在甲中受到的浮力小于它在乙中受到的浮力。
故答案为:C。
【分析】当物体受到的浮力大于重力时,物体上浮直至漂浮;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉直至沉底。
7.(2021八下·江津期末)如图所示,我国自主研发的第一艘航母“山东舰”在海上进行训练。下列说法正确的是(  )
A.航母漂浮在海面上时,它受到的浮力大于它的总重力
B.舰载机飞离航母后,航母所受的浮力增大
C.舰载机飞离航母后,航母船身相对于海面会下沉一些
D.航母是采用“空心”的方法增大浮力
【答案】D
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.当航母漂浮在海面上时,航母所受的浮力等于重力,A不符合题意;
B.航母所受的浮力等于重力,当舰载机飞离航母后,总重力减小,所以航母所受的浮力减小,B不符合题意;
C.舰载机飞离航母后,航母所受的浮力减小,海水的密度不变,根据公式 ,航母浸入海水的体积减小,即航母会上浮一些,C不符合题意;
D.航母采用了“空心”的方法,增大了排开水的体积,从而增大了浮力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】漂浮物体受到的浮力等于重力;液体密度相同时,浮力减小,排开液体的体积减小;“空心”法可以增大排开液体的体积,增大浮力。
8.(2021八下·汕尾期末)体积相同的、材质不同的三个小球放入盛有水的容器中,静止时三个小球的位置如图所示,由此可以推知(  )( =0.6×103kg/m3, ρ铁=7.9×103kg/m3, =8.9×103kg/m3)
A.木球一定是空心的,木球受到的浮力大于木球受到的重力
B.铁球一定是空心的,铁球受到的浮力大于铁球受到的重力
C.铁球一定是空心的,铁球受到的浮力等于铁球受到的重力
D.铜球一定是空心的,铜球受到的浮力等于铜球受到的重力
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】AB.由图可知,木球漂浮,所以木球受到的浮力等于木球的重力,铁球悬浮,所以铁球受到的浮力等于铁球的重力,AB不符合题意;
CD.因ρ物=ρ液
时物体悬浮,因ρ物>ρ液
时物体下沉,所以,铁球的密度等于水的密度,铜球的密度大于水的密度,由题意可知
ρ水<ρ铁<ρ铜
如果铁球是实心的,一定下沉,而此时铁球悬浮,铁球一定是空心的,铜球沉底,可能是实心的、也可能是空心的,C符合题意、D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】当物体受到的浮力大于重力时,物体上浮直至漂浮;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉直至沉底。
9.(2021八下·东海期末)如图甲所示,盛水的烧杯的底面积为 250cm ,弹簧测力计下端悬挂一长方体物体。使它缓慢下降直至全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数 F 随长方体物体下降高度A变化关系的图像如图乙所示,下列说法正确的是(  )
A.长方体物体的高是 8 cm
B.长方体物体的体积是 1000 cm3
C.长方体物体受到的最大浮力是12 N
D.长方体物体的密度是 1.5×103 kg/m3
【答案】D
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.由图乙可知,当h1=4cm时长方体下表面与水面接触,当h2=8cm时长方体上表面与水面接触即恰好浸没,若不考虑水面的变化,长方体的高度h=h2-h1=8cm-4cm=4cm
实际上考虑液面的变化,长方体的高度小于4cm,A不符合题意;
BC.由图乙可知,当h<4cm时,长方体位于空中,由二力平衡条件可知,长方体的重力G=F=12N
当h>8cm时,长方体完全浸没,受到的浮力最大,则最大浮力F浮=G-F′=12N-4N=8N
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,长方体的体积V=V排=
BC不符合题意;
D.长方体物体的密度
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】求解浮力的大小,可以利用称重法求解,结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积,结合密度公式求解物体的密度即可。
二、填空题
10.(2021八下·濉溪期末)“清风不识字,何故乱翻书”所述清风能翻书,是风使书本上表面空气流动速度   ,导致书本上表面压强   (选填:“增大”或“减小”);用吸管“吸”饮料时,饮料是在   作用下被“吸”入口中的。
【答案】加快;减小;大气压
【知识点】大气压强的存在;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】风使书本上表面空气流动速度变大。
书本上表面空气流速大,导致书本上表面压强小,书本下表面流速小,压强大,产生向上的压力,故风能够翻书。
用吸管“吸”饮料时,吸管内的压强小,小于外界大气压,在大气压的作用下将饮料吸入。
【分析】流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;生活中很多地方应用到了大气压,墙壁上的吸盘,钢笔吸墨水,用吸管喝饮料。
11.(2021八下·虎林期中)用测力计吊着重为5N的物体缓慢浸入水中,发现测力计的示数逐渐   [选填:“变大”、“变小”或“不变”],当物体浸没时,测力计的示数为3N,则浸没时物体受到水的浮力是   N;当物体浸没深度增加时,测力计的示数将   [选填:“变大”、“变小”或“不变”]。
【答案】变小;2;不变
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理
【解析】【解答】解: 物体缓慢浸入水中时,将受到竖直向上的浮力,则弹簧测力计的示数将逐渐变小;当物体浸没时,物体受到的浮力:F浮=G-F示=5N-3N=2N;增加物体在水中的深度,但水的密度、排开水的体积不变,由F浮=ρ液gV排可知它受到的浮力不变。
【分析】浸入液体的物体将受到液体对物体竖直向上的浮力,由此可以判断弹簧测力计的变化,利用称重法F浮=G-F示求物体受到的浮力;根据F浮=G排=ρ液gV排可知,浮力的大小与液体的密度和体积有关,与排开液体的深度无关。
12.(2021八下·麦积期末)如图所示,这是我国第一艘自主研制的载人潜水器支持母船“深海一号”,满载排水量为 ,满载时吃水深度为 。则“深海一号”满载时受到海水的浮力为    ,船底受到海水的压强为    ,当船上的载人潜水器下水作业后,“深海一号”受到海水的浮力   (选填“增大”、“减小”或“不变”)。( )
【答案】;;减小
【知识点】液体压强的计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】由阿基米德原理可得,该轮船满载时受到的浮力F浮=G排=m排g=4.8×103×103kg×10N/kg=4.8×107N
船底受到海水的压强为
船漂浮,浮力等于重力,当船上的载人潜水器下水作业后,重力减小,浮力减小。
【分析】由阿基米德原理可得F浮=G排=m排g该轮船满载时受到的浮力;再利用p=ρgh可知船底受到海水的压强;结合浮沉条件可知浮力变化情况。
13.(2021八下·梁溪期末)一个质量3kg、体积为0.002
m3的物体,现将物体用手浸没在烧杯的水中,物体受到的浮力是   N。松手后,物体将   
(选填“上浮”、 “悬浮”或“下沉”),最终物体受到的浮力为   N。
【答案】20;下沉;20
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】物体体积为0.002 m3,浸没在烧杯的水中受到的浮力是F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×0.002m3=20N
物体的重力为G=mg=3kg×10N/kg=30N
此时物体受到的浮力小于重力,故松手后物体将下沉。
物体下沉最终沉底,排开水的体积不变,则受到的浮力大小不变,仍然为20N。
【分析】当物体受到的浮力大于重力时,物体上浮直至漂浮;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉直至沉底;阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大。
14.(2021八下·陈仓期末)一个正方体铁块,在水下某深度时,上表面受到15N压力,下表面受到20N压力,则铁块受到浮力是   N;当铁块下沉到某位置时,上表面受到的压力增大至20N,下表面受到的压力是   N,此时铁块上、下表面的压力差是   N。
【答案】5;25;5
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】浮力是物体在液体中受到的上、下表面的压力差产生的。当铁块上表面受到15N压力,下表面受到20N压力时,物体完全浸没在水中,铁块受到的浮力
当铁块继续下沉时,铁块排开水的体积不变,浸入的液体也不变,所以铁块受到的浮力大小不变,由
得上表面受到的压力增大至20N时,下表面受到的压力大小
因为铁块下沉时,浮力大小不变,所以此时铁块上、下表面的压力差等于5N。
【分析】浸在液体或气体中的物体会受到一个向上托力,这个托力就是浮力;浮力产生的原因是物体上下两个表面受到的压强不一样导致的。
15.(2021八下·会宁期末)一艘驱逐舰满载时的排水量是5万吨,它行驶在海面上受到的浮力是   N,它从海洋驶入长江时,所受的浮力   (填“变大”“变小”或“不变”),它将   (填“上浮”或“下沉”)一些。(g=10N/kg)
【答案】5×108 N;不变;下沉
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】它行驶在海面上受到的浮力F浮=G排=m排g=50000×103kg×10N/kg=5×108N
因为轮船在海洋、长江上都漂浮,自重不变,所以,轮船在海上和在长江上受到的浮力都等于自重,大小不变。因为ρ海水>ρ江水
所以,由F浮=ρ液V排g可知,排开海水的体积比排开江水的体积小,当它从海洋驶入长江时要下沉一些。
【分析】利用阿基米德原理F浮=G排=m排g求得行驶在海面上受到的浮力;轮船漂浮,浮力大小不变,再结合阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知排开液体体积变化情况。
16.(2021八下·新乡期末)中国是茶的故乡,信阳毛尖远近闻名,深受人们的喜爱。如图所示,茶壶的壶嘴和壶口高度基本一致,利用了   的原理;壶盖上设计有一个小孔,这样壶内、外的   相等,从而使壶内的水容易从壶嘴倒出;悬浮在水中的毛尖受到的重力   (选填“大于”“小于”或“等于”)浮力。
【答案】连通器;气压;等于
【知识点】连通器原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】水壶在工作时,壶嘴与壶身构成连通器,是利用连通器原理工作的。
壶盖上的“小孔”可以使壶内外的气压相等,从而使壶内的茶水容易从壶嘴倒出。
悬浮在水中的毛尖受力平衡,受到的重力和浮力是一对平衡力,大小相等。
【分析】连通器的结构特征是上端开口、底部连通。再结合浮沉状态平衡重力与浮力的关系。
三、作图题
17.(2021八下·酒泉期末)如图所示是一正在匀速上浮的潜水艇,请作出潜水艇所受浮力和重力的示意图。
【答案】解:如图所示:
【知识点】重力示意图;物体的浮沉条件及其应用;浮力的示意图
【解析】【解答】潜水艇正在匀速上浮,说明潜水艇处于平衡状态,受浮力和重力这一对平衡力的作用。从重心O处画出一条竖直向上的箭头标出F浮,从重心O处画一条同样长度的竖直向下的箭头标出G,如图所示:
【分析】匀速上浮,说明潜水艇处于平衡状态,受浮力和重力这一对平衡力的作用,据此作图即可。
18.(2021八下·麦积期末)如图所示,重为10N的小球静止在水面上,请对该小球进行受力分析并画出力的示意图。
【答案】小于静止,受到平衡力作用:竖直向上的浮力F与竖直向下的重力G。
【知识点】物体的浮沉条件及其应用;浮力的示意图
【解析】【解答】小球静止在水面上,处于平衡状态,受到的力是平衡力。它一共受到两个力,重力为10N,与其平衡的浮力也为10N;一个方向竖直向下,一个方向竖直向上。
【分析】小球漂浮,浮力等于重力,据此作图即可。
四、实验探究题
19.(2021八下·九龙坡期末)小明利用图所示实验探究“浮力大小和哪些因素有关”,他把同一金属块挂在弹簧测力计上,将它分别浸入水和酒精中的不同位置。
(1)甲、乙、丙、丁四幅图中,   图中金属块所受到的浮力最小;
(2)做丙、丁两次实验,是为了探究浮力大小与   是否有关;
(3)做   和   两次实验(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”),是为了探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度无关;
(4)图戊中,能正确反映弹簧测力计示数F和金属块下表面在水中的深度h关系的图像(金属块未接触容器底)是   ;
(5)小明想继续探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他又找来薄铁片进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力   第二次铁片受到的浮力(均选填“大于”“等于”或“小于”);
②小明得出:物体受到的浮力与其形状有关,小明得出的结论   (选填“正确”或“错误”),原因是   。
【答案】(1)甲
(2)液体密度
(3)乙;丙
(4)D
(5)小于;错误;没有控制排开水的体积相同
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)根据称重法测浮力,弹簧测力计的示数F示=G-F浮,甲测力计示数最大,甲图中金属块所受到的浮力最小。
(2)丙、丁两次实验,排开液体的体积相同,排开液体的密度不同,是为了探究浮力大小与液体的密度是否有关。
(3)探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度无关,要控制排开液体的体积相同和排开液体的密度相同,故做乙、丙两次实验,是为了探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度无关。
(4)根据称重法测浮力,F浮=G-F示,物体在浸没前,根据阿基米德原理,随排开水的体积增大,受到的浮力变大,故测力计示数变小,浸没后,受到浮力不变,测力计示数不变,故图中能正确反映弹簧测力计示数F和金属块下表面在水中的深度h关系的图象是D。
(5)①根据物体的浮沉条件,第1次,铁片下沉至杯底,浮力小于重力;第2次,将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上,浮力等于重力;故通过分析可知,第一次铁片受到的浮力小于第二次铁片受到的浮力。
②研究物体受到的浮力与其形状有关要控制排开液体的体积和密度相同,因没有控制排开水的体积相同(根据阿基米德原理,第2次实验排开水的体积大),故小明得出是错误的。
【分析】(1)液体密度相同时,排开液体的体积越小,受到的浮力越小;
(2)排开液体的体积一定时,物体受到的浮力和液体密度有关;
(3)液体密度和排开液体的体积相同时,深度不同,物体受到的浮力不变;
(4)物体浸入在液体中的深度变化时,排开液体体积变化,浮力变大,若排开液体的体积不变,浮力不变;
(5)相同物体,漂浮时受到的浮力大于沉底时受到的浮力;探究浮力和物体形状的关系时,要保持液体密度和排开液体的体积相同。
20.(2021八下·寻乌期末)实验探究:“浮力的大小跟排开液体的重力的关系”。 某实验小组的同学们进行了如图所示的实验探究。
(1)在进行实验前应对弹簧测力计进行   ;
(2)实验操作步骤如图所示 , 其中   图装置有误 , 应如何改正?   。改正后最合理的实验步骤顺序是   ;
(3)小华将实验过程中测量的数据记录在下面的表格中,请将表格数据补充完整。
物体所受的 重力/N 物体浸在水中时测力计的示数/N 物体所受 的浮力/N 小桶和排开水所受的总重力/N 小桶所受 的重力/N 排开水所受的重力/N
2 1     2.2 1.2 1
(4)分析实验数据,可得出结论:浸在液体中的物体所受浮力大小   物体排开液体所受的重力;
(5)实验中若物体没有完全浸没在水中,还能不能验证阿基米德原理?   (选填“能”或“不能”)。
【答案】(1)调零
(2)甲;将水加到与溢水口相平;丁甲乙丙
(3)1
(4)等于
(5)能
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)使用弹簧测力计前应先对弹簧测力计在竖直方向上调零。
(2)图甲中的错误之处是溢水杯没有装满水,会使得溢出到小桶中的水的体积小于物体排开的水的体积,因此应将水加到与溢水口相平。
首先应测出小桶的重力,在测出物体的重力,然后将物体浸入到溢水杯中,测出弹簧测力计在水中的示数,最后测出小桶和溢出水的总重力,故合理的顺序是丁甲乙丙。
(3)由称重法可知物体所受的浮力
(4)小桶受到的重力是1.2N,小桶和排开水受到的总重力是2.2N,则物体排开水所受的重力
可知 ,即浸在液体中的物体所受浮力大小等于物体排开液体所受的重力。
(5)无论物体是部分浸入液体中还是全部浸入液体中,物体受到的浮力始终等于排开液体所受的重力,即实验中若物体没有完全浸没在水中,仍能验证阿基米德原理。
【分析】(1)使用弹簧测力计时首先要调零;
(2)实验验证阿基米德原理,先测量物体的重力,把物体浸没在液体中,利用称重法测量物体的浮力,利用溢水杯收集物体排开的液体,测量排开液体的重力,最后比较物体受到的浮力与排开液体的重力的关系即可;当溢水杯装满水时,排开的水才等于溢出的水,如果溢水杯没有装满,则排开的体积小于溢出水的体积;
(3)求解浮力的大小,可以利用称重法求解;
(4)阿基米德原理求给出,物体受到的浮力等于排开特体受到的重力;
(5)阿基米德原理求解物体受到的浮力,并没有要求物体一定浸没。
五、计算题
21.(2021八下·沙依巴克期末)将重1.5N的石块挂在弹簧测力计下,没入水中后,弹簧测力计的示数是1N.求:
(1)石块受到的浮力;
(2)石块的质量;
(3)石块的密度。
【答案】(1)解:根据题意知道,石块的重力G=1.5N
石块浸没在水中时弹簧测力计示数F=1N
则石块在水中受到的浮力F浮=G﹣F=1.5N﹣1N=0.5N
答:石块受到的浮力为0.5N;
(2)解:由G=mg知道,石块质量
答:石块的质量为0.15kg;
(3)解:由 知道,所以石块的体积
石块密度
答:石块的密度为3×103 kg/m3。
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据物体受到的重力和拉力的差,计算浮力的大小;
(2)利用物体的重力计算物体的质量;
(3)根据浮力和液体密度可以计算排开液体的体积;根据物体质量和体积的比值计算密度。
22.(2021八下·宽城期末)“雪龙”号极地考察破冰船是我国最大的极地考察船,某次破冰时,破冰船与冰面的接触面积是10m2,冰面受到压强为2×106Pa,则破冰船对冰面的压力是多大?“雪龙”号补给了100吨的物资后,船体进入水中深度为8m,则“雪龙”号排开海水的体积增加了多少?(ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】解:破冰船对冰面的压力
船漂浮在海面上,故有

解得
答:破冰船对冰面的压力是 ,“雪龙”号排开海水的体积增加了 。
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】已知压强的大小,结合压强的变形公式F=pS求解压力;当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积。
六、综合题
23.(2021八下·槐荫期中)
(1)三峡大坝是当今世界上最大的水利、发电工程,其气势宏大,全长约3335m,坝顶高程185m,大坝筑成上窄下宽,是因为液体内部压强随   增加而增大;过往船只“翻越”三峡大坝,需要排队通过五级船闸,船闸是利用   原理工作的。
(2)图甲是一把阴阳壶,壶把上开有两孔,可同时盛装两种液体,图乙为该壶的结构示意图,使用时若捂住甲孔,则倒出的是   液体(选填“甲”或“乙”),这是由于   的作用。
(3)将一支密度计先后放入甲、乙两容器中,如图,两容器中液体的密度分别是ρA、ρB,密度计受到液体的浮力是FA、FB,则两个容器中液体的密度ρA
    ρB, 密度计所受浮力 FA
   FB(均选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】(1)深度;连通器
(2)乙;大气压强(或大气压)
(3)大于;等于
【知识点】液体压强的特点;连通器原理;大气压强的存在;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)液体压强的特点是深度越大,压强越大。
船闸是利用连通器的原理,上端开口,下端开口相连通,同种液体静止时,液面等高。
(2)捂住甲孔,倒液体时,壶嘴处大气压托住甲液体,乙孔处有空气进入,内外气压相等,乙液体可以正常流出。
(3)密度计是漂浮在两种液体中,浮力等于重力
根据阿基米德原理
可知,在浮力一定时,V排与 成反比,由图可知
因此甲、乙容器中液体密度关系为
【分析】(1)要探究液体深度对压强的影响,需要控制液体密度相同;当液体密度相同时,深度越深,压强越大;连通器的特点是内部液面始终在同一水平面上,与摆放位置无关,例如水壶、船闸等;
(2)生活中很多地方应用到了大气压,墙壁上的吸盘,钢笔吸墨水,用吸管喝饮料;
(3)当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;排开液体的体积越大,液体的密度越小。
24.(2021八下·福田期末)请阅读下列材料,回答相关问题:
地效飞行器,作为贴海面或水面高速行驶的运载工具,兼具舰船及飞机的特点,在近海军事行动中,有广泛的用途。地效飞行器利用地面效应提供支撑力来飞行。地效飞行器装有固定机翼,能贴近地面(或水面)飞行。机翼下表面离地面很近,形成气流的堵塞,使机翼升力增加,称为地面效应。由于地效这种特殊的现象,当飞机飞的特别贴近地面(或水面)时,它的升力会突然变得比正常情况下要大很多。地效飞行器在飞行过程中受到的阻力较小,因此其速度也快得多。如图所示为某型号地效飞行器,下表是它的一些参数。升阻比是指飞行器在飞行过程中,升力与飞行阻力的比值。
自重/kg 2400 最大载重/kg 1200 飞行高度/m 1-4
升阻比 20~40 单次最大飞行距离/km 600 飞行速/km/h 200
(1)下列飞行器中,升空原理与地效飞行器借助机翼获得升力的原理相同的是______;
A.热气球 B.飞机 C.火箭
(2)地效飞行器在水面上方飞行时,与水面脱离接触,大大减小了   。飞行器加速时,惯性将   (选填变大、变小或不变);
(3)地效飞行器满载后停在水面时受到的浮力是   N;(g取10N/kg)
(4)当飞行器受到的升力   总重时才能起飞(选填大于、等于或小于);地效飞行器匀速飞行,当飞行距离达到单次最大飞行距离时,所用时间是   小时。
【答案】(1)B
(2)摩擦力;不变
(3)3.6×104
(4)大于;3
【知识点】速度公式及其应用;惯性及其现象;增大或减小摩擦的方法;流体压强与流速的关系;阿基米德原理
【解析】【解答】(1)地效飞行器的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理。
A.热气球升空是利用物体的浮沉条件,A不符合题意;
B.飞机的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理,B符合题意;
C.火箭升空利用力的相互性,C不符合题意。
故答案为:B。
(2)地效飞行器在水面上方飞行时,与水面脱离接触,可起到减小摩擦力的作用。
惯性是物体本身的属性,由物体的质量大小决定,物体的质量越大,惯性越大,与物体的速度无关,故飞行器加速时,惯性将会不变。
(3)地效飞行器满载的质量为m=m自身+m载=2400kg+1200kg=3600kg
由阿基米德原理可得,停在水面时受到的浮力为F浮=G物=mg=3600kg×10N/kg=3.6×104N
(4)当飞行器受到的升力大于总重时才能起飞。
单次最大飞行距离为600km,飞行速度为200km/h,由
可得,当飞行距离达到单次最大飞行距离时,所用时间为
【分析】(1)流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;
(2)减小摩擦力可以通过减小接触面粗糙程度、减小压力和变滑动摩擦为滚动摩擦的方式来减小;物体总有一种保持原来运动状态的趋势,这就是物体的惯性,惯性的大小只与物体的质量有关,与运动的速度没有关系;
(3)当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;
(4)已知物体的路程和运动的速度,利用速度公式求解运动时间即可。
1 / 1粤沪版物理八年级下学期 第九章 浮力与升力提升卷
一、单选题
1.(2021八下·来宾期末)如图所示的四种情景,其中没有受到浮力的物体是(  )
A. 下潜的“蛟龙号”
B. 遨游太空的“空间站”
C. 航行的075攻击舰
D. 升空的热气球
2.(2021八下·崆峒期末)赛龙舟是端午节的传统活动。龙舟静止在湖水上时,受到浮力的施力物体是(  )
A.龙舟 B.人 C.湖水 D.船桨
3.(2021八下·来宾期末)潜水艇潜在水面下从10m处下潜到15m处,对潜水艇所受浮力和压强的判断正确的是(  )
A.浮力不变,压强不变 B.浮力增大,压强不变
C.浮力不变,压强增大 D.浮力增大,压强增大
4.(2021八下·重庆期末)如图所示,水面下两艘完全相同的潜艇,一艘正在上浮,另一艘正在下潜,下列说法正确的是(  )
A.正在下潜的是甲艇
B.潜艇下潜时,所受的浮力不断增大
C.两艘潜艇所受的重力相同
D.两艘潜艇所受的浮力相同
5.(2021八下·环江期末)如图所示,在倒置的漏斗里放一个乒乓球,从漏斗口用力向下吹气并将手指移开,则乒乓球(  )
A.不会下落,因为其上方气体流速增大,压强变小
B.不会下落,因为其上方气体流速增大,压强变大
C.会下落,因为其上方气体流速增大,压强变大
D.会下落,因为其上方气体流速增大,压强变小
6.(2021八下·莱芜期末)将同一个新鲜的鸡蛋分别浸入装有浓度不同的盐水的容器中,鸡蛋静止在两个容器中的位置如图所示.则下列说法正确的是(  )
A.鸡蛋在甲中受到的浮力大
B.鸡蛋在甲、乙中受到的浮力一样大
C.鸡蛋在乙中受到的浮力大
D.由于盐水密度不同,无法比较
7.(2021八下·江津期末)如图所示,我国自主研发的第一艘航母“山东舰”在海上进行训练。下列说法正确的是(  )
A.航母漂浮在海面上时,它受到的浮力大于它的总重力
B.舰载机飞离航母后,航母所受的浮力增大
C.舰载机飞离航母后,航母船身相对于海面会下沉一些
D.航母是采用“空心”的方法增大浮力
8.(2021八下·汕尾期末)体积相同的、材质不同的三个小球放入盛有水的容器中,静止时三个小球的位置如图所示,由此可以推知(  )( =0.6×103kg/m3, ρ铁=7.9×103kg/m3, =8.9×103kg/m3)
A.木球一定是空心的,木球受到的浮力大于木球受到的重力
B.铁球一定是空心的,铁球受到的浮力大于铁球受到的重力
C.铁球一定是空心的,铁球受到的浮力等于铁球受到的重力
D.铜球一定是空心的,铜球受到的浮力等于铜球受到的重力
9.(2021八下·东海期末)如图甲所示,盛水的烧杯的底面积为 250cm ,弹簧测力计下端悬挂一长方体物体。使它缓慢下降直至全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数 F 随长方体物体下降高度A变化关系的图像如图乙所示,下列说法正确的是(  )
A.长方体物体的高是 8 cm
B.长方体物体的体积是 1000 cm3
C.长方体物体受到的最大浮力是12 N
D.长方体物体的密度是 1.5×103 kg/m3
二、填空题
10.(2021八下·濉溪期末)“清风不识字,何故乱翻书”所述清风能翻书,是风使书本上表面空气流动速度   ,导致书本上表面压强   (选填:“增大”或“减小”);用吸管“吸”饮料时,饮料是在   作用下被“吸”入口中的。
11.(2021八下·虎林期中)用测力计吊着重为5N的物体缓慢浸入水中,发现测力计的示数逐渐   [选填:“变大”、“变小”或“不变”],当物体浸没时,测力计的示数为3N,则浸没时物体受到水的浮力是   N;当物体浸没深度增加时,测力计的示数将   [选填:“变大”、“变小”或“不变”]。
12.(2021八下·麦积期末)如图所示,这是我国第一艘自主研制的载人潜水器支持母船“深海一号”,满载排水量为 ,满载时吃水深度为 。则“深海一号”满载时受到海水的浮力为    ,船底受到海水的压强为    ,当船上的载人潜水器下水作业后,“深海一号”受到海水的浮力   (选填“增大”、“减小”或“不变”)。( )
13.(2021八下·梁溪期末)一个质量3kg、体积为0.002
m3的物体,现将物体用手浸没在烧杯的水中,物体受到的浮力是   N。松手后,物体将   
(选填“上浮”、 “悬浮”或“下沉”),最终物体受到的浮力为   N。
14.(2021八下·陈仓期末)一个正方体铁块,在水下某深度时,上表面受到15N压力,下表面受到20N压力,则铁块受到浮力是   N;当铁块下沉到某位置时,上表面受到的压力增大至20N,下表面受到的压力是   N,此时铁块上、下表面的压力差是   N。
15.(2021八下·会宁期末)一艘驱逐舰满载时的排水量是5万吨,它行驶在海面上受到的浮力是   N,它从海洋驶入长江时,所受的浮力   (填“变大”“变小”或“不变”),它将   (填“上浮”或“下沉”)一些。(g=10N/kg)
16.(2021八下·新乡期末)中国是茶的故乡,信阳毛尖远近闻名,深受人们的喜爱。如图所示,茶壶的壶嘴和壶口高度基本一致,利用了   的原理;壶盖上设计有一个小孔,这样壶内、外的   相等,从而使壶内的水容易从壶嘴倒出;悬浮在水中的毛尖受到的重力   (选填“大于”“小于”或“等于”)浮力。
三、作图题
17.(2021八下·酒泉期末)如图所示是一正在匀速上浮的潜水艇,请作出潜水艇所受浮力和重力的示意图。
18.(2021八下·麦积期末)如图所示,重为10N的小球静止在水面上,请对该小球进行受力分析并画出力的示意图。
四、实验探究题
19.(2021八下·九龙坡期末)小明利用图所示实验探究“浮力大小和哪些因素有关”,他把同一金属块挂在弹簧测力计上,将它分别浸入水和酒精中的不同位置。
(1)甲、乙、丙、丁四幅图中,   图中金属块所受到的浮力最小;
(2)做丙、丁两次实验,是为了探究浮力大小与   是否有关;
(3)做   和   两次实验(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”),是为了探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度无关;
(4)图戊中,能正确反映弹簧测力计示数F和金属块下表面在水中的深度h关系的图像(金属块未接触容器底)是   ;
(5)小明想继续探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他又找来薄铁片进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力   第二次铁片受到的浮力(均选填“大于”“等于”或“小于”);
②小明得出:物体受到的浮力与其形状有关,小明得出的结论   (选填“正确”或“错误”),原因是   。
20.(2021八下·寻乌期末)实验探究:“浮力的大小跟排开液体的重力的关系”。 某实验小组的同学们进行了如图所示的实验探究。
(1)在进行实验前应对弹簧测力计进行   ;
(2)实验操作步骤如图所示 , 其中   图装置有误 , 应如何改正?   。改正后最合理的实验步骤顺序是   ;
(3)小华将实验过程中测量的数据记录在下面的表格中,请将表格数据补充完整。
物体所受的 重力/N 物体浸在水中时测力计的示数/N 物体所受 的浮力/N 小桶和排开水所受的总重力/N 小桶所受 的重力/N 排开水所受的重力/N
2 1     2.2 1.2 1
(4)分析实验数据,可得出结论:浸在液体中的物体所受浮力大小   物体排开液体所受的重力;
(5)实验中若物体没有完全浸没在水中,还能不能验证阿基米德原理?   (选填“能”或“不能”)。
五、计算题
21.(2021八下·沙依巴克期末)将重1.5N的石块挂在弹簧测力计下,没入水中后,弹簧测力计的示数是1N.求:
(1)石块受到的浮力;
(2)石块的质量;
(3)石块的密度。
22.(2021八下·宽城期末)“雪龙”号极地考察破冰船是我国最大的极地考察船,某次破冰时,破冰船与冰面的接触面积是10m2,冰面受到压强为2×106Pa,则破冰船对冰面的压力是多大?“雪龙”号补给了100吨的物资后,船体进入水中深度为8m,则“雪龙”号排开海水的体积增加了多少?(ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
六、综合题
23.(2021八下·槐荫期中)
(1)三峡大坝是当今世界上最大的水利、发电工程,其气势宏大,全长约3335m,坝顶高程185m,大坝筑成上窄下宽,是因为液体内部压强随   增加而增大;过往船只“翻越”三峡大坝,需要排队通过五级船闸,船闸是利用   原理工作的。
(2)图甲是一把阴阳壶,壶把上开有两孔,可同时盛装两种液体,图乙为该壶的结构示意图,使用时若捂住甲孔,则倒出的是   液体(选填“甲”或“乙”),这是由于   的作用。
(3)将一支密度计先后放入甲、乙两容器中,如图,两容器中液体的密度分别是ρA、ρB,密度计受到液体的浮力是FA、FB,则两个容器中液体的密度ρA
    ρB, 密度计所受浮力 FA
   FB(均选填“大于”“等于”或“小于”)。
24.(2021八下·福田期末)请阅读下列材料,回答相关问题:
地效飞行器,作为贴海面或水面高速行驶的运载工具,兼具舰船及飞机的特点,在近海军事行动中,有广泛的用途。地效飞行器利用地面效应提供支撑力来飞行。地效飞行器装有固定机翼,能贴近地面(或水面)飞行。机翼下表面离地面很近,形成气流的堵塞,使机翼升力增加,称为地面效应。由于地效这种特殊的现象,当飞机飞的特别贴近地面(或水面)时,它的升力会突然变得比正常情况下要大很多。地效飞行器在飞行过程中受到的阻力较小,因此其速度也快得多。如图所示为某型号地效飞行器,下表是它的一些参数。升阻比是指飞行器在飞行过程中,升力与飞行阻力的比值。
自重/kg 2400 最大载重/kg 1200 飞行高度/m 1-4
升阻比 20~40 单次最大飞行距离/km 600 飞行速/km/h 200
(1)下列飞行器中,升空原理与地效飞行器借助机翼获得升力的原理相同的是______;
A.热气球 B.飞机 C.火箭
(2)地效飞行器在水面上方飞行时,与水面脱离接触,大大减小了   。飞行器加速时,惯性将   (选填变大、变小或不变);
(3)地效飞行器满载后停在水面时受到的浮力是   N;(g取10N/kg)
(4)当飞行器受到的升力   总重时才能起飞(选填大于、等于或小于);地效飞行器匀速飞行,当飞行距离达到单次最大飞行距离时,所用时间是   小时。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A.下潜的“蛟龙”号在水中尽管下沉,但仍然受到浮力,A不符合题意;
B.太空是真空,遨游太空的“空间站”没有受到浮力,B符合题意;
C.航行的075攻击舰处于漂浮状态,受到浮力的作用,C不符合题意;
D.升空的热气球受到空气的浮力,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】浸在液体或气体中的物体会受到一个向上托力,这个托力就是浮力;浮力产生的原因是物体上下两个表面受到的压强不一样导致的。
2.【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】龙舟静止在湖水上时,受到水给的一个竖直向上的托力,即浮力。所以龙舟受到浮力的施力物体是湖水。ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】浮力:一切浸入液体的物体,都受到液体对它竖直向上的力,这个力叫浮力。浮力方向总是竖直向上的。(物体在空气中也受到浮力)
3.【答案】C
【知识点】液体压强的特点;阿基米德原理
【解析】【解答】潜水艇的体积不变,则潜在水面下下潜过程中排开水的体积不变,因水的密度不变,根据F浮=ρ液gV排可知,潜水艇受到的浮力不变;下潜过程中深度增大,则根据p=ρ液gh可知,潜水艇受到的压强增大。
故答案为:C。
【分析】液体内部存在压强,同时液体对容器的底部和侧面有压强;压强的大小与液体密度和深度有关系,深度越深,液体密度越大,压强越大;阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大。
4.【答案】D
【知识点】浮力大小的计算;浮力的利用
【解析】【解答】AC.潜水艇是通过改变水舱中的水的重力来改变自身重力的,要使潜水艇上浮,应使潜水艇所受的浮力大于潜水艇的重力,所以水舱中水较少时潜水艇上浮,甲图潜艇水舱中的水较少,说明甲潜艇的重力较小,故甲图为上浮时的情景,乙图为下潜时的情景,AC不符合题意;
B.根据 知,在没露出水面前,潜艇下潜时排开水的体积不变,所受的浮力不变,B不符合题意;
D.根据阿基米德原理可知,潜水艇所受的浮力等于潜水艇排开水的重力,因甲、乙两种情景潜水艇排开水的重力相等,故所受的浮力相等,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】液体密度和排开液体的体积相同时,受到的浮力相等。
5.【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】从漏斗口用力向下吹气,使得乒乓球上方的气体流速大压强小,乒乓球下方的流速小压强大,乒乓球受到一个向上的压力差,故乒乓球不会下落,
故答案为:A。
【分析】流速大的地方压强小。
6.【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】鸡蛋在甲中下沉至容器底部,所以此时鸡蛋受到的浮力小于它的重力;鸡蛋在乙中悬浮,所以此时鸡蛋受到的浮力等于它的重力;根据以上条件可知,鸡蛋在甲中受到的浮力小于它在乙中受到的浮力。
故答案为:C。
【分析】当物体受到的浮力大于重力时,物体上浮直至漂浮;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉直至沉底。
7.【答案】D
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.当航母漂浮在海面上时,航母所受的浮力等于重力,A不符合题意;
B.航母所受的浮力等于重力,当舰载机飞离航母后,总重力减小,所以航母所受的浮力减小,B不符合题意;
C.舰载机飞离航母后,航母所受的浮力减小,海水的密度不变,根据公式 ,航母浸入海水的体积减小,即航母会上浮一些,C不符合题意;
D.航母采用了“空心”的方法,增大了排开水的体积,从而增大了浮力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】漂浮物体受到的浮力等于重力;液体密度相同时,浮力减小,排开液体的体积减小;“空心”法可以增大排开液体的体积,增大浮力。
8.【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】AB.由图可知,木球漂浮,所以木球受到的浮力等于木球的重力,铁球悬浮,所以铁球受到的浮力等于铁球的重力,AB不符合题意;
CD.因ρ物=ρ液
时物体悬浮,因ρ物>ρ液
时物体下沉,所以,铁球的密度等于水的密度,铜球的密度大于水的密度,由题意可知
ρ水<ρ铁<ρ铜
如果铁球是实心的,一定下沉,而此时铁球悬浮,铁球一定是空心的,铜球沉底,可能是实心的、也可能是空心的,C符合题意、D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】当物体受到的浮力大于重力时,物体上浮直至漂浮;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉直至沉底。
9.【答案】D
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.由图乙可知,当h1=4cm时长方体下表面与水面接触,当h2=8cm时长方体上表面与水面接触即恰好浸没,若不考虑水面的变化,长方体的高度h=h2-h1=8cm-4cm=4cm
实际上考虑液面的变化,长方体的高度小于4cm,A不符合题意;
BC.由图乙可知,当h<4cm时,长方体位于空中,由二力平衡条件可知,长方体的重力G=F=12N
当h>8cm时,长方体完全浸没,受到的浮力最大,则最大浮力F浮=G-F′=12N-4N=8N
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,长方体的体积V=V排=
BC不符合题意;
D.长方体物体的密度
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】求解浮力的大小,可以利用称重法求解,结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积,结合密度公式求解物体的密度即可。
10.【答案】加快;减小;大气压
【知识点】大气压强的存在;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】风使书本上表面空气流动速度变大。
书本上表面空气流速大,导致书本上表面压强小,书本下表面流速小,压强大,产生向上的压力,故风能够翻书。
用吸管“吸”饮料时,吸管内的压强小,小于外界大气压,在大气压的作用下将饮料吸入。
【分析】流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;生活中很多地方应用到了大气压,墙壁上的吸盘,钢笔吸墨水,用吸管喝饮料。
11.【答案】变小;2;不变
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理
【解析】【解答】解: 物体缓慢浸入水中时,将受到竖直向上的浮力,则弹簧测力计的示数将逐渐变小;当物体浸没时,物体受到的浮力:F浮=G-F示=5N-3N=2N;增加物体在水中的深度,但水的密度、排开水的体积不变,由F浮=ρ液gV排可知它受到的浮力不变。
【分析】浸入液体的物体将受到液体对物体竖直向上的浮力,由此可以判断弹簧测力计的变化,利用称重法F浮=G-F示求物体受到的浮力;根据F浮=G排=ρ液gV排可知,浮力的大小与液体的密度和体积有关,与排开液体的深度无关。
12.【答案】;;减小
【知识点】液体压强的计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】由阿基米德原理可得,该轮船满载时受到的浮力F浮=G排=m排g=4.8×103×103kg×10N/kg=4.8×107N
船底受到海水的压强为
船漂浮,浮力等于重力,当船上的载人潜水器下水作业后,重力减小,浮力减小。
【分析】由阿基米德原理可得F浮=G排=m排g该轮船满载时受到的浮力;再利用p=ρgh可知船底受到海水的压强;结合浮沉条件可知浮力变化情况。
13.【答案】20;下沉;20
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】物体体积为0.002 m3,浸没在烧杯的水中受到的浮力是F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×0.002m3=20N
物体的重力为G=mg=3kg×10N/kg=30N
此时物体受到的浮力小于重力,故松手后物体将下沉。
物体下沉最终沉底,排开水的体积不变,则受到的浮力大小不变,仍然为20N。
【分析】当物体受到的浮力大于重力时,物体上浮直至漂浮;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉直至沉底;阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大。
14.【答案】5;25;5
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】浮力是物体在液体中受到的上、下表面的压力差产生的。当铁块上表面受到15N压力,下表面受到20N压力时,物体完全浸没在水中,铁块受到的浮力
当铁块继续下沉时,铁块排开水的体积不变,浸入的液体也不变,所以铁块受到的浮力大小不变,由
得上表面受到的压力增大至20N时,下表面受到的压力大小
因为铁块下沉时,浮力大小不变,所以此时铁块上、下表面的压力差等于5N。
【分析】浸在液体或气体中的物体会受到一个向上托力,这个托力就是浮力;浮力产生的原因是物体上下两个表面受到的压强不一样导致的。
15.【答案】5×108 N;不变;下沉
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】它行驶在海面上受到的浮力F浮=G排=m排g=50000×103kg×10N/kg=5×108N
因为轮船在海洋、长江上都漂浮,自重不变,所以,轮船在海上和在长江上受到的浮力都等于自重,大小不变。因为ρ海水>ρ江水
所以,由F浮=ρ液V排g可知,排开海水的体积比排开江水的体积小,当它从海洋驶入长江时要下沉一些。
【分析】利用阿基米德原理F浮=G排=m排g求得行驶在海面上受到的浮力;轮船漂浮,浮力大小不变,再结合阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知排开液体体积变化情况。
16.【答案】连通器;气压;等于
【知识点】连通器原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】水壶在工作时,壶嘴与壶身构成连通器,是利用连通器原理工作的。
壶盖上的“小孔”可以使壶内外的气压相等,从而使壶内的茶水容易从壶嘴倒出。
悬浮在水中的毛尖受力平衡,受到的重力和浮力是一对平衡力,大小相等。
【分析】连通器的结构特征是上端开口、底部连通。再结合浮沉状态平衡重力与浮力的关系。
17.【答案】解:如图所示:
【知识点】重力示意图;物体的浮沉条件及其应用;浮力的示意图
【解析】【解答】潜水艇正在匀速上浮,说明潜水艇处于平衡状态,受浮力和重力这一对平衡力的作用。从重心O处画出一条竖直向上的箭头标出F浮,从重心O处画一条同样长度的竖直向下的箭头标出G,如图所示:
【分析】匀速上浮,说明潜水艇处于平衡状态,受浮力和重力这一对平衡力的作用,据此作图即可。
18.【答案】小于静止,受到平衡力作用:竖直向上的浮力F与竖直向下的重力G。
【知识点】物体的浮沉条件及其应用;浮力的示意图
【解析】【解答】小球静止在水面上,处于平衡状态,受到的力是平衡力。它一共受到两个力,重力为10N,与其平衡的浮力也为10N;一个方向竖直向下,一个方向竖直向上。
【分析】小球漂浮,浮力等于重力,据此作图即可。
19.【答案】(1)甲
(2)液体密度
(3)乙;丙
(4)D
(5)小于;错误;没有控制排开水的体积相同
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)根据称重法测浮力,弹簧测力计的示数F示=G-F浮,甲测力计示数最大,甲图中金属块所受到的浮力最小。
(2)丙、丁两次实验,排开液体的体积相同,排开液体的密度不同,是为了探究浮力大小与液体的密度是否有关。
(3)探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度无关,要控制排开液体的体积相同和排开液体的密度相同,故做乙、丙两次实验,是为了探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度无关。
(4)根据称重法测浮力,F浮=G-F示,物体在浸没前,根据阿基米德原理,随排开水的体积增大,受到的浮力变大,故测力计示数变小,浸没后,受到浮力不变,测力计示数不变,故图中能正确反映弹簧测力计示数F和金属块下表面在水中的深度h关系的图象是D。
(5)①根据物体的浮沉条件,第1次,铁片下沉至杯底,浮力小于重力;第2次,将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上,浮力等于重力;故通过分析可知,第一次铁片受到的浮力小于第二次铁片受到的浮力。
②研究物体受到的浮力与其形状有关要控制排开液体的体积和密度相同,因没有控制排开水的体积相同(根据阿基米德原理,第2次实验排开水的体积大),故小明得出是错误的。
【分析】(1)液体密度相同时,排开液体的体积越小,受到的浮力越小;
(2)排开液体的体积一定时,物体受到的浮力和液体密度有关;
(3)液体密度和排开液体的体积相同时,深度不同,物体受到的浮力不变;
(4)物体浸入在液体中的深度变化时,排开液体体积变化,浮力变大,若排开液体的体积不变,浮力不变;
(5)相同物体,漂浮时受到的浮力大于沉底时受到的浮力;探究浮力和物体形状的关系时,要保持液体密度和排开液体的体积相同。
20.【答案】(1)调零
(2)甲;将水加到与溢水口相平;丁甲乙丙
(3)1
(4)等于
(5)能
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)使用弹簧测力计前应先对弹簧测力计在竖直方向上调零。
(2)图甲中的错误之处是溢水杯没有装满水,会使得溢出到小桶中的水的体积小于物体排开的水的体积,因此应将水加到与溢水口相平。
首先应测出小桶的重力,在测出物体的重力,然后将物体浸入到溢水杯中,测出弹簧测力计在水中的示数,最后测出小桶和溢出水的总重力,故合理的顺序是丁甲乙丙。
(3)由称重法可知物体所受的浮力
(4)小桶受到的重力是1.2N,小桶和排开水受到的总重力是2.2N,则物体排开水所受的重力
可知 ,即浸在液体中的物体所受浮力大小等于物体排开液体所受的重力。
(5)无论物体是部分浸入液体中还是全部浸入液体中,物体受到的浮力始终等于排开液体所受的重力,即实验中若物体没有完全浸没在水中,仍能验证阿基米德原理。
【分析】(1)使用弹簧测力计时首先要调零;
(2)实验验证阿基米德原理,先测量物体的重力,把物体浸没在液体中,利用称重法测量物体的浮力,利用溢水杯收集物体排开的液体,测量排开液体的重力,最后比较物体受到的浮力与排开液体的重力的关系即可;当溢水杯装满水时,排开的水才等于溢出的水,如果溢水杯没有装满,则排开的体积小于溢出水的体积;
(3)求解浮力的大小,可以利用称重法求解;
(4)阿基米德原理求给出,物体受到的浮力等于排开特体受到的重力;
(5)阿基米德原理求解物体受到的浮力,并没有要求物体一定浸没。
21.【答案】(1)解:根据题意知道,石块的重力G=1.5N
石块浸没在水中时弹簧测力计示数F=1N
则石块在水中受到的浮力F浮=G﹣F=1.5N﹣1N=0.5N
答:石块受到的浮力为0.5N;
(2)解:由G=mg知道,石块质量
答:石块的质量为0.15kg;
(3)解:由 知道,所以石块的体积
石块密度
答:石块的密度为3×103 kg/m3。
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据物体受到的重力和拉力的差,计算浮力的大小;
(2)利用物体的重力计算物体的质量;
(3)根据浮力和液体密度可以计算排开液体的体积;根据物体质量和体积的比值计算密度。
22.【答案】解:破冰船对冰面的压力
船漂浮在海面上,故有

解得
答:破冰船对冰面的压力是 ,“雪龙”号排开海水的体积增加了 。
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】已知压强的大小,结合压强的变形公式F=pS求解压力;当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积。
23.【答案】(1)深度;连通器
(2)乙;大气压强(或大气压)
(3)大于;等于
【知识点】液体压强的特点;连通器原理;大气压强的存在;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)液体压强的特点是深度越大,压强越大。
船闸是利用连通器的原理,上端开口,下端开口相连通,同种液体静止时,液面等高。
(2)捂住甲孔,倒液体时,壶嘴处大气压托住甲液体,乙孔处有空气进入,内外气压相等,乙液体可以正常流出。
(3)密度计是漂浮在两种液体中,浮力等于重力
根据阿基米德原理
可知,在浮力一定时,V排与 成反比,由图可知
因此甲、乙容器中液体密度关系为
【分析】(1)要探究液体深度对压强的影响,需要控制液体密度相同;当液体密度相同时,深度越深,压强越大;连通器的特点是内部液面始终在同一水平面上,与摆放位置无关,例如水壶、船闸等;
(2)生活中很多地方应用到了大气压,墙壁上的吸盘,钢笔吸墨水,用吸管喝饮料;
(3)当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;排开液体的体积越大,液体的密度越小。
24.【答案】(1)B
(2)摩擦力;不变
(3)3.6×104
(4)大于;3
【知识点】速度公式及其应用;惯性及其现象;增大或减小摩擦的方法;流体压强与流速的关系;阿基米德原理
【解析】【解答】(1)地效飞行器的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理。
A.热气球升空是利用物体的浮沉条件,A不符合题意;
B.飞机的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理,B符合题意;
C.火箭升空利用力的相互性,C不符合题意。
故答案为:B。
(2)地效飞行器在水面上方飞行时,与水面脱离接触,可起到减小摩擦力的作用。
惯性是物体本身的属性,由物体的质量大小决定,物体的质量越大,惯性越大,与物体的速度无关,故飞行器加速时,惯性将会不变。
(3)地效飞行器满载的质量为m=m自身+m载=2400kg+1200kg=3600kg
由阿基米德原理可得,停在水面时受到的浮力为F浮=G物=mg=3600kg×10N/kg=3.6×104N
(4)当飞行器受到的升力大于总重时才能起飞。
单次最大飞行距离为600km,飞行速度为200km/h,由
可得,当飞行距离达到单次最大飞行距离时,所用时间为
【分析】(1)流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;
(2)减小摩擦力可以通过减小接触面粗糙程度、减小压力和变滑动摩擦为滚动摩擦的方式来减小;物体总有一种保持原来运动状态的趋势,这就是物体的惯性,惯性的大小只与物体的质量有关,与运动的速度没有关系;
(3)当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;
(4)已知物体的路程和运动的速度,利用速度公式求解运动时间即可。
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