粤沪版物理八年级下册第九章 浮力与升力定向测试
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、如图所示,沿纸条上方吹气时,纸条向上飘.图所示的实例中,其工作原理与图所示现象原理相同的是( )
A.甲和乙 B.乙和丙 C.甲和丙 D.甲、乙和丙
2、下列数值最接近实际情况的是( )
A.两个鸡蛋的质量约为10g
B.一个标准大气压约为1000Pa
C.漂浮在死海上的中学生,受到的浮力约为50N
D.一支铅笔的长度大约是18cm
3、如图所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块 M 悬浮在水中,其上表面与水面平行,则下列说法中正确的是 ( )
A.M上、下表面受到水压力的合力大于 M 受到的浮力
B.M 所受重力的大小等于 M 上、下表面受到水压力的合力大小
C.M 下表面受到水的压力与 M 所受重力的合力为零
D.M 上表面受到水的压力和 M 下表面受到水的压力是一对平衡力
4、某课外活动小组在探究物体的“浮沉条件”时,将质量为100g的物体浸没在盛满水的溢水杯中,有110g水溢出,则物块静止后,( )
A.会浮在水面上 B.会悬浮在水中
C.会沉入杯底 D.无法判断
5、日常生活中,处处有物理。下列分析正确的是( )
A.鸡蛋碰石头,鸡蛋碎了,说明鸡蛋受到的力大于石头受到的力
B.利用高压锅煮食物容易煮熟,原因是压强越大,沸点越低
C.飞机飞行时获得升力是利用了流体压强与流速的关系
D.短跑运动员冲过终点后,不能立刻停下,说明物体的速度越大则惯性越大
6、为了避免候车乘客被“吸”向正在行驶的列车,站台上设有安全线(如图)。这是因为列车行驶时车体附近( )
A.气体流速大,压强大 B.气体流速大,压强小
C.气体流速小,压强大 D.气体流速小,压强小
7、两个相同的烧杯中分别装满了两种相同的液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体,最后甲沉底,乙漂浮,如图所示,甲、乙所受浮力相比( )
A.甲所受浮力更大 B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大 D.无法比较浮力大小
8、小青做鸡蛋悬浮的实验时,先配制了半杯浓盐水并将鸡蛋放入杯中,静止时如图甲所示,然后逐渐向杯中添加清水,直至如图乙所示。在逐渐向杯中添加清水过程中,下列说法正确的是( )
A.盐水的密度不断增大
B.鸡蛋排开盐水的体积保持不变
C.甲、乙两图中鸡蛋所受的浮力相等
D.盐水对烧杯底的压强逐渐变小
9、如图所示,水平桌面上三个完全相同的容器内装有适量的水,将A、B.C三个体积相同的小球分别放入容器内,待小球静止后,A漂浮、B悬浮、C沉底,此时三个容器内水面高度相同。下列判断正确的是( )
A.容器底部受到水的压强关系:p甲=p乙=p丙
B.小球受到的浮力关系:FA>FB>FC
C.容器对桌面的压力关系:F甲<F乙<F丙
D.小球的质量关系:mA=mB<mC
10、如图所示,三个完全相同的玻璃缸装满了水放在水平桌面上,其中(a)只有水,(b)中漂浮着一只小鸭子(c)中漂浮着一只大鸭子。则下列说法正确的是( )
A.两只鸭子受到的浮力一样大
B.两只鸭子排开水的质量相同
C.(c)中玻璃缸对桌面的压力大
D.这三种情况下玻璃缸底部受到水的压强一样大
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题5分,共计25分)
1、如图所示,甲、乙是将相同的密度计分别放入两种不同液体中的情形,由图可知:两种液体的密度相比较:ρ甲 ρ乙;密度计在两种液体中受到的浮力相比较:F甲 F乙(均选填“<”“>”或“=”)
2、在火车站的站台上,当列车驶过时,列车周围的空气流速 ,压强 。如果人站在安全线和火车之间,非常危险。(均选填“增大”、 “减小”或“不变”)
3、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”)。( )
4、一艘远洋轮船装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力 (选填“变 大”“变小”或“不变”).当船由内河驶入大海后,船相对于水面将 (填“上浮”“下沉” 或“不变”。
5、弹簧测力计通过细线吊着一个金属块,静止时弹簧测力计的示数如图7甲所示,则金属块的重力是 N.如图乙所示,将金属块浸没在水中,静止时弹簧测力计的示数是1. 6N。则金属块在水中受到的浮力是 N.
三、计算题(3小题,每小题7分,共计21分)
1、某物理兴趣小组模拟航母下水,他们将一个质量为2kg的航母模型置于水平地面上的一个薄壁柱形容器底部,如图所示,当加水深度为0.1m时,模型刚好离开容器底部. 求:
(1)水对容器底的压强。
(2)航母模型浸入水中的体积。
2、2020年4月2日,中国第36次南极考察队在西风带成功布放3套浮标,它们将为海洋环境预报系统、海气相互作用和气候变化研究提供高质量的观测数据支撑。若此次布放的浮标重达2.3 t,那么(ρ海水取1.0×103 kg/m3):
(1)浮标受到的浮力是多少牛?
(2)它排开海水的体积是多少m3?
(3)若此时浮标底部距海面1 m,则底部受到海水的压强多大?
3、如图甲所示,水平桌面上有一圆柱形容器,容器中装有足量的水,现将一体积为 的物块A(不吸水)放入容器中,水未溢出,物块A有 的体积露出水面。
(1)计算物块A此时受到的浮力;
(2)如将一金属块B放在物块A上,使物块A刚好全部浸入水中,如图乙所示,计算金属块B的质量。
四、实验探究(2小题,每小题12分,共计24分)
1、下图是探究“影响浮力大小的因素”的实验过程及数据。
(1)观察甲、乙两图弹簧测力计的示数,则物体浸没在水中受浮力的大小为 N;
(2)观察并分析甲、乙、丙三图所示实验数据可得:物体受浮力的大小与 有关;
(3)若要探究物体所受浮力大小与物体的密度是否有关,应选择图中 物(填字母)两个物体,并将它们浸没在同种液体中,测出其所受浮力的大小来进行比较。
2、物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体,图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10 N/kg)
(1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是 N,方向是 。
(2)通过a、c、e三次实验,可探究物体所受浮力大小与 的关系。
(3)通过a、b、c、d四次实验,可知物体所受浮力大小与 有关,与 无关。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】C
【解析】【解答】沿纸条上方吹气时,纸条上方空气流速大,压强变小,下方的空气流速不变、压强不变,纸条在空气压强差的作用下飘起来,应用的是流体压强与流速的关系;
甲图中,飞机机翼上部凸起,在机翼上方的空气流速快压强小,在机翼下方的空气流速慢压强大,便形成向上的升力,即应用的是流体压强与流速的关系;
乙图中抽水机抽水时,通过活塞上移使活塞下方的桶内气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来,利用的是大气压;
丙图中,用力吹气,A管上方的空气流动速度越快,压强越小,A管内的液体受到向上、向下的压强差越大,液面上升的高度越高,甚至会喷出,即应用的是流体压强与流速的关系;
综上所述,其工作原理与如图所示现象原理相同的是甲和丙图.
故答案为:C
【分析】流体在流速大的地方压强小。
2、【答案】D
【解析】【解答】A.一只鸡蛋的质量约为50g,两个鸡蛋的质量约为100g,A不符合题意;
B.1个标准大气压约1.01×105Pa,B不符合题意;
C.中学生的重力在G=500N左右,漂浮在死海上的中学生,受到的浮力约为F浮=G=500N
C不符合题意;
D.一支铅笔的长度约为18cm,所以D符合题意。
故答案为:D。
【分析】对一些常见的物理量的估算,有的需要识记、有的需要凭借生活经验、有的需要进行简单计算、有的要进行单位换算,最后选择符合实际的那一个即可。
3、【答案】B
【解析】【解答】ABC.正方体物块M悬浮在水中,则F浮=G,其上表面与水面平行,根据浮力产生的原因可知,M上、下表面受到水压力的合力大小F合=F浮,所以
F合=F下-F上=F浮=G
因此可得M 下表面受到水的压力与 M 所受重力的合力不为零,故AC不符合题意,B符合题意;
D.由图知,M上表面所处的深度较小,根据p=ρgh可知,M上表面受到水的压强小于M下表面受到水的压强,而上下表面的面积相同,则由F=pS可知,上表面受到水的压力小于M下表面受到水的压力,所以,M上表面受到水的压力和M下表面受到水的压力不是一对平衡力,故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。
4、【答案】A
【解析】【解答】将物体浸没在盛满水的溢水杯中,据阿基米德原理知,物体所受的浮力等于其排开液体的重力,所以F浮=G排=m排g=0.11kg×10N/kg=1.1N
而物体的重力G物=m物g=0.1kg×10N/kg=1N<1.1N
即F浮>G物
所以物体漂浮在水面,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据重力公式得出物体重G物和排开水重G排的关系,由阿基米德原理F浮=G排,从而得出F浮与G物的关系,判断物体的浮沉。
5、【答案】C
【解析】【解答】A.鸡蛋碰石头,鸡蛋对石头的力和石头对鸡蛋的力是一对相互作用力,所以两个力的大小相等,但石头的硬度大,所以没碎。A不符合题意;
B.高压锅煮食物时,高压锅内的气压大气于标准大气压,而气压越大,沸点越高,B不符合题意;
C.飞机飞行时,机翼上下方形状不同,则上下方的空气流速不同,压强不同,于是形成的一个向上的压力,C符合题意;
D.短跑运动员冲过终点后,不能立刻停下,是因为运动员具有惯性,而惯性的大小只与物体的质量有关,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体间力的作用是相互的,相互作用的力大小相等;大气压升高,沸点降低;流体在流速大的地方压强小,使飞机得到升力;惯性和物体的质量有关。
6、【答案】B
【解析】【解答】根据流体流速与压强关系可知,列车行驶时,车体附近气体流速大、压强小,对人有向列车方向施加的外力,为了避免候车乘客被“吸”向正在行驶的列车,站台上设有安全线。
故答案为:B。
【分析】流体压强大小与流速关系:在流体中流速越大地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大。
7、【答案】A
【解析】【解答】由图可知 ,而两个相同的烧杯中分别装满了两种相同的液体,由 可知
故答案为:A。
【分析】液体密度相同时,物体排开的液体体积越大, 受到的浮力越大。
8、【答案】C
【解析】【解答】A.浓盐水的密度大于清水的密度,在逐渐向杯中添加清水过程中,盐水的密度不断减小,A不符合题意;
B.甲、乙两种状态下分别属于漂浮与悬浮状态,鸡蛋本身浸没程度不一样,所以排开液体的体积不一样,B不符合题意;
C.根据物体在液体中的沉浮条件,漂浮与悬浮状态下,鸡蛋受到的浮力等于自身重力,C符合题意;
D.盐水对烧杯底的压强为压力(即水的总重)与底面积之比,底面积不变,水的总重变大,所以压力变大,压强将变大,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】漂浮和悬浮的物体受到的浮力等于物体的重力,浮力相等时,排开液体的体积越大,液体的密度越小。
9、【答案】A
【解析】【解答】解:由题知,A、B、C三个小球的体积相同;
A、小球静止时,三个容器内水面高度相同,即h相同,水的密度一定,根据p=ρgh可知,容器底受到水的压强关系为p甲=p乙=p丙,A符合题意;
B、由图可知,A、B、C三个小球排开水的体积关系为VA排<VB排=VC排,
根据F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小关系为:FA<FB=FC,B不符合题意;
C、A球在甲容器中漂浮,所以FA=GA;根据阿基米德原理有FA=GA排,所以GA=GA排(即A球的重等于A排开水的重);
B球在乙容器中悬浮,所以FB=GB;根据阿基米德原理有FB=GB排,所以GB=GB排(即B球的重等于B排开水的重);
上面的关系式可理解为AB两球的重分别补充了所缺少水的重,由于甲乙容器内水面相平,则甲乙容器内水和小球的总重相等;甲乙两容器完全相同,则两容器的重相等,故甲乙容器的总重相等,甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力,即F甲=F乙;
而C球在丙容器中沉底,所以GC>FC,根据阿基米德原理有FC=GC排,所以GC>GC排,即C球的重大于C排开水的重;故丙容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,即F乙<F丙。
综上分析可知,三个容器对桌面压力关系为F甲=F乙<F丙,C不符合题意;
D、由图可知,A漂浮,B悬浮,C下沉,则由浮沉条件可知:GA=FA,GB=FB,GC>FC,
由于FA<FB=FC,则GA<GB<GC;所以,mA<mB<mC,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】根据液体密度和深度计算液体的压强;利用液体密度和物体排开液体的体积计算浮力,根据物体在液体中的不同状态可以判断物体密度和液体密度的关系,并比较物体质量大小。
10、【答案】D
【解析】【解答】A.因为鸭子漂浮,所以
即鸭子受到的浮力等于鸭子的重力,大鸭子的重力大,所以大鸭子受到的浮力大,A不符合题意;
B.由图可知,两只鸭子排开水的体积不同,由 可知,c中鸭子排开水的质量大,B不符合题意;
C.因为鸭子漂浮,所以
即放入鸭子后排出水的重力等于鸭子的重力,又因为三个玻璃缸的总重相同,所以三个玻璃缸对桌面的压力一样大,C不符合题意;
D.由于甲、乙两个完全相同的玻璃缸装满了水,h相同,所以根据 可知,水对容器底部的压强相等;D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体漂浮时,受到的浮力等于物体的重力;浮力等于物体排开液体的重力;液体密度和深度相同时,液体压强相等。
二、填空题
1、【答案】<;=
【解析】【解答】因为是相同的密度计,在两种液体中都漂浮,所以F浮=G
故密度计在两种液体中受到的浮力F甲=F乙=G
又因为F浮=G排=m排g=ρ液V排g
由图知V排甲> V排乙
所以ρ甲<ρ乙
【分析】密度计在两种液体中都漂浮,所受浮力都等于密度计重,得出所受浮力的大小关系;再利用阿基米德原理(F浮=G排=m排g=ρ液V排g)分析两液体的密度关系。
2、【答案】增大;减小
【解析】【解答】在流体中,流速越大,压强越小。当列车驶过时,列车周围的空气在列车的带动下流速增大,压强减小。
【分析】流体在流速大的地方压强小。
3、【答案】;;减小
【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。
4、【答案】变大;上浮
【解析】【解答】因为船是漂浮,浮力等于重力,船装上货物后,重力变大,仍然漂浮,所以浮力仍然等于重力,所以浮力变大,因为液体密度不变,所以V排增大,所以船身下沉一些,当船由内河驶入大海后,因为液体密度变大,而浮力不变,所以船会上浮一些。
故答案为:变大;上浮
【分析】根据物体的浮沉条件来判断分析,船是利用了漂浮状态下浮力等于重力。装货后重力变大,导致浮力变大,由内河驶入大海,是液体密度改变,从而导致浮力改变。
5、【答案】2.8;1.2
【解析】【解答】由图甲可知,弹簧测力计的示数为2.8N,根据二力平衡条件,可得金属块的重力是2.8N。根据称重法求浮力可得,金属块在水中受到的浮力是
【分析】根据测力计指针位置测量力的大小,结合重力和物体进入液体中测力计示数差计算浮力大小。
三、计算题
1、【答案】(1)解:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m =103Pa
(2)解:F浮=ρ水g V排=G=mg
1.0×103kg/m3×10N/kg×V排=2kg×10N/kg
V排=2×10-3 m3
【解析】【分析】(1)根据水的密度、深度,计算对底部的压强;(2)根据漂浮物体的质量计算重力,浮力等于重力,结合浮力计算排开液体的体积。
2、【答案】(1)解:浮标受到的浮力F浮=G=mg=2.3×103kg×10N/kg=2.3×104N
答:浮标受到的浮力是2.3×104N
(2)解:由F浮=ρ液V排g可知它排开海水的体积V排= =2.3m3
答:它排开海水的体积是2.3m3;
(3)解:浮标底部距海面h=1m,其底部受到海水的压强p海水=ρ海水gh=1.0×103 kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa
答:若此时浮标底部距海面1 m,则底部受到海水的压强是1×104Pa
【解析】【分析】(1)当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;
(2)(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;结合物体受到的浮力和排开液体的体积,利用阿基米德原理的变形公式求解液体的密度。
3、【答案】(1)解:物块A此时受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(1- )×50×10-6m2=0.4N
答:物块A此时受到的浮力为0.4N;
(2)解:甲图中,因为木块A漂浮,所以木块A的重力G=F浮=0.4N
乙图中木块浸没在水中受到水的浮力F浮′=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×50×10-6m3=0.5N
以AB为一个整体,处于漂浮,所以F浮′=GA+GB
物体B的重力GB=F浮′-GA=0.5N-0.4N=0.1N
物体B的质量 =0.01kg
答:金属块B的质量为0.01kg。
【解析】【分析】(1)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;
(2)物体A在重力、压力和浮力作用下平衡,三个力合力为零,求解压力大小,即物体B的重力,结合物体的重力和g,相除求解物体的质量。
四、实验探究
1、【答案】(1)1
(2)液体密度
(3)C、D
【解析】【解答】(1)观察甲图,物体在空气中,测力计示数即为物体的重力,测力计分度值为0.2N,指针位于4N刻度线以下第1个小格处,故读数为4.2N;乙图弹簧测力计的示数为3.2N,则物体浸没在水中受浮力的大小为F=G-T=4.2N-3.2N=1N(2)观察并分析甲、乙、丙三图所示实验数据,物体浸入液体的深度相同,液体的密度不同造成测力计的示数不同,故物体受浮力的大小与液体密度有关。(3)根据阿基米德原理,若要探究物体所受浮力大小与物体的密度是否有关,应选择图中C、D物两个物体,并将它们浸没在同种液体中,控制两物体的体积相同、密度不同,即排出液体的体积相同,再测出其所受浮力的大小来进行比较。
【分析】(1)求解浮力的大小,可以利用称重法求解;
(2)(3)通过阿基米德原理可以看出,物体受到的浮力与液体密度和物体排开液体的体积有关,当有多个因素对某一个物理量有影响时,要研究每一个因素对该物理量的影响,需要用到控制变量法。
2、【答案】(1)0.5;竖直向上
(2)液体密度
(3)排开的液体的体积(或浸入体积);浸入深度
【解析】【解答】(1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小F浮=G-F=2N-1.5N=0.5N
浮力的方向竖直向上。
(2)通过a、c、e三次实验可知,物体浸没的深度一定时,水中弹簧测力计的示数小于某液体中弹簧测力计的示数,可探究物体所受浮力大小与液体密度的关系;
(3)通过a、b、c三次实验可知,物体浸入液体的体积不同所受的浮力不同,物体所受浮力大小与排开的液体的体积(或浸入体积)有关。
通过c、d两次实验,物体浸没的深度增加,其他条件不变,可探究物体所受浮力大小与浸没深度无关。
【分析】探究浸入液体中的物体受浮力的大小的影响因素,考查控制变量法(物体受到的浮力的大小与液体的密度和排开的液体体积有关)、称重法测浮力、阿基米德原理的运用。