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,质量相等的甲、乙两个实心正方体物块分别竖直悬浮在水中和漂浮在水面上,下列说法正确的是( )
A.甲物体的密度比乙物体的密度小
B.水对甲下表面的压力大于水对乙下表面的压力
C.水对甲下表面的压强小于水对乙下表面的压强
D.甲物体排开液体的质量小于乙物体排开液体的质量
2、在研究物体浮沉条件时,实验小组的同学将一个新鲜鸡蛋投入清水中,逐渐向水中加盐并轻轻搅拌,使鸡蛋由沉底至悬浮且最终处于漂浮状态。下列说法正确的是( )
A.鸡蛋在清水中受到的浮力大小等于重力
B.鸡蛋悬浮时受到的浮力大于受到的重力
C.鸡蛋在浮出水面的过程中受到的浮力逐渐变大
D.鸡蛋悬浮与漂浮时受到的浮力大小相等
3、沿海城市,经常会受到台风的影响。当台风到来时,如图的外开式窗户若没有插好插销,很容易自动打开。这是由于( )
A.室外空气流速较大,压强较大 B.室外空气流速较大,压强较小
C.室内空气流速较大,压强较大 D.室内空气流速较大,压强较小
4、在地铁站,离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线,人必须站在安全线以外的区域候车,这是因为列车进站时车体附近( )
A.空气流速快、压强大 B.空气流速慢、压强大
C.空气流速快、压强小 D.空气流速慢、压强小
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、将一个重为G的鸡蛋放进盛有浓盐水的杯中,鸡蛋漂浮,然后逐渐向杯中加入清水,当鸡蛋下沉至杯底静止时停止加水,如图中的图象能粗略描述这个过程中浮力随时间变化关系的是( )
A. B.
C. D.
7、如图所示,将实心铁块(ρ铁>ρ水)挂在弹簧测力计下,当铁块下表面与水面相平时,铁块开始缓慢下降。若容器中水足够深,在铁块接触容器底前,能正确反映弹簧测力计示数F和铁块下表面到水面距离h关系的图像是( )
A. B.
C. D.
8、生活中有许多现象都蕴含物理知识。下列说法正确的是( )
A.杠杆有省力的也有费力的,还有既省力又省距离的
B.人在站立和行走时,脚对水平地面的压强相等
C.煮饺子时饺子浮起来浮力不变
D.被踢飞的足球,在空中仍受到重力的作用
9、甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的球,把它们投入水中静止后的情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲所受浮力最小
B.甲、乙所受浮力一样大
C.丙所受浮力大于丁所受浮力
D.它们的质量:
10、两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲乙两球分别轻轻放入两杯液体,最后处于图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等,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.不知道液体密度无法比较浮力大小
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、2021年12月9日,“神舟十三号”飞行乘组航天员王亚平为全国的中小学生送来了“天宫课堂”,她向失重环境下的大水球中间注入一个气泡,气泡在水球中 (填“受到”或“不受”)浮力的作用,如图甲所示;通过水球看到她的两个像,如图乙;通过简化图丙,可知其中正立的像是光经过1、2这两个 (填“凸”或“凹”)透镜形成的像,当光经过3、4区域时,所成的像是倒立、缩小的 像。
2、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“=”)
3、饺子是中国的传统美食之一,在包、煮、吃的过程中包含许多知识;生饺子刚放入开水时沉底,是因为饺子受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力;煮熟的饺子会浮起,若一个饺子的质量是40g,则其漂在水面上时受到的浮力为 N。(g取10N/kg)
4、如图所示为同一艘潜水艇在水中上浮和下潜时的情景,其中潜水艇正在水中上浮的是 (选“甲”或“乙”)图,潜水艇所处如图情景位置时,潜水艇所受的浮力分别为F甲、F乙,则F甲 F乙(选“>”、“=”或“<”)。
5、已知木块A的体积为1.0×10-3m3,重力为6N,与固定在容器底部的轻质弹簧相连,如图甲所示,现向容器中缓慢注水,直至木块A完全浸没并处于静止状态,如图乙所示。则向容器中注水的过程中,水对容器底部的压强会 (选填“增大”、 “减小”或“不变”),木块完全浸没处于静止状态时,弹簧对木块的拉力为 N。
三、计算题(3小题,每小题7分,共计21分)
1、如图所示,薄壁圆柱形容器置于水平地面,容器的底面积 ,容器高 20cm,内盛15cm深的水。A为均匀实心立方体物块(不吸水),其重为2N(已知 )。
(1)水对容器底部的压力为多少
(2)将A释放,沉浸在水中,静止后受到容器底对它的支持力为0.6N,求A的体积。
2、 2017年12月24日,我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机AG600首飞成功,可为“海上丝绸之路”航行安全提供最快速有效的支援与安全保障。它的最大飞行速度为560km/h,最大航程为4500km,巡航速度(经济、节油的飞行速度)为500km/h。某次起飞前,飞机静止在水平跑道上,总质量为51t,轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。求:
(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少?
(2)起飞后,飞机在空中直线飞行1400km所需要的短时间是多少
(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,排开水的质量为46t,此时飞机受到的浮力是多少?舱底某处距水面1.5m,水对该处产生的压强是多少
3、弹簧测力计下悬挂一物体,当将物体慢慢浸没在盛满水的溢水杯中时,水从溢水口缓缓溢入烧杯,弹簧测力计示数为4N,取出物体擦干,再将物体浸没在酒精中时,弹簧测力计示数为4.4N,如图所示,根据以上信息,求:物体的重力。(已知:ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3,g=10N/kg)
四、实验探究(2小题,每小题12分,共计24分)
1、五一期间,小梦全家坐动车去西安游玩。候车时,工作人员不断提醒旅客要站在黄线外,妹妹想知道为什么?于是小梦用他和妹妹手里的饮料、吸管演示了其中的道理。
操作方法: ;
现象: ;
原理: 。
2、如下图所示是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验的若干操作,根据此图回答下列问题:
(1)若探究浮力大小与物体浸没深度的关系,应选用的操作是 (填序号)。
(2)若选用的操作是②④⑥,可探究浮力的大小与 的关系。
(3)若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,应选用的操作是 (填序号)。
(4)上述过程中采用的研究方法主要是______。
A.比值法 B.等效法 C.控制变量法 D.估算法
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】B
【解析】【解答】解:由题知,两正方体物块都是实心的,且它们的质量相等;
A、由图知,甲悬浮在水中,则甲的密度等于水的密度;乙漂浮在水中,则乙的密度小于水的密度,所以甲的密度大于乙的密度,A不符合题意;
B、根据F浮=F向上﹣F向下可知物块下表面受到水的压力:F向上=F浮+F向下,
由于甲悬浮,乙漂浮,所以浮力都等于自身的重力;而甲乙质量相等、重力相等,故甲乙受到的浮力相等,同时F甲向下>0,F乙向下=0,那么F甲向上>F乙向上,即水对甲下表面的压力大于水对乙下表面的压力,B符合题意;
C、由图知,甲下表面所处的深度大于乙下表面所处的深度,根据p=ρgh可知水对物体下表面的压强:p甲>p乙,C不符合题意;
D、由前面解答可知,甲乙受到的浮力相等,根据阿基米德原理F浮=G排=m排g可知,甲物体排开液体的质量等于乙物体排开液体的质量,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度,物体上下表面受到不同的压强,就会产生浮力。
2、【答案】D
【解析】【解答】A.鸡蛋在清水中沉底时,受到的浮力小于重力,A不符合题意;
B.根据物体在液体中的浮沉条件可知:鸡蛋悬浮时受到的浮力等于受到的重力,B不符合题意;
C.鸡蛋在出水的过程中鸡蛋排开液体的体积变小,由 可知,鸡蛋所受浮力变小,直到受到的浮力等于受到的重力,鸡蛋最终漂浮在水面,C不符合题意;
D.根据物体在液体中的浮沉条件可知:鸡蛋悬浮和漂浮在水面时,受到的浮力等于受到的重力,由于鸡蛋的重力不变,则鸡蛋悬浮与漂浮时受到的浮力大小相等,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】沉底的物体受到的浮力小于重力;漂浮的物体受到的浮力等于重力。
3、【答案】B
【解析】【解答】当台风到来时,室外空气流速较大,压强较小,室内空气流速较小,压强较大,形成向外的压力差,外开式窗户若没有插好插销,很容易自动打开,B符合题意,ACD不符合题意。
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。
4、【答案】C
【解析】【解答】当列车驶进站台时,会带动车厢附近的空气流动速度加快,此时车厢远处的空气流动速度慢,根据流体压强与流速的关系可知:车厢远处空气流速慢压强大,而车厢附近流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险,所以人必须站在安全线以外的区域候车,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【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。
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】C
【解析】【解答】当鸡蛋在浓盐水中漂浮时,此时鸡蛋所受浮力等于鸡蛋的重力;当给浓盐水中缓慢加入水时,混合液的密度开始减小,当此时混合液的密度仍大于鸡蛋的密度,虽然鸡蛋开始缓慢下沉,不过鸡蛋仍处于漂浮状态,只是浸入液体中的体积在增大,而露出的体积在减小,所以此时鸡蛋受到的浮力仍等于鸡蛋的重力;当混合液的密度逐渐减小到等于鸡蛋的密度时,此时鸡蛋在液体中处于悬浮状态,鸡蛋受到的浮力仍等于鸡蛋的重力;当浓盐水中的水越来越多而引起混合液的密度比鸡蛋密度小的时候,此时鸡蛋受到的浮力就会小于重力,鸡蛋出现下沉直至沉到杯子的底部,由此可知,鸡蛋受到的浮力是先不变,然后减小,所以C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;当排开液体的体积相同时,液体密度越小,受到的浮力越小。
7、【答案】D
【解析】【解答】圆柱体的下表面接触水面至向下运动到容器底过程中,圆柱体受竖直向下的重力和竖直向上的浮力及弹簧测力计的拉力,当圆柱体浸没前,由F浮=ρgV排可知,V排增大,F浮增大,根据弹簧测力计的示数F=G-F浮,圆柱体的重力G不变,F浮增大,则弹簧测力计的示数F变小;当圆柱体完全浸没,V排不变,则弹簧测力计的示数F也不变,即弹簧测力计的示数和圆柱体下表面到水面距离h的关系图像如图D。
故答案为:D。
【分析】圆柱体从下表面接触水面开始,圆柱体受竖直向下的重力和竖直向上的浮力及弹簧测力计的拉力,根据受力情况,分析出弹簧测力计的示数变化情况。
8、【答案】D
【解析】【解答】A.杠杆有省力的也有费力的,但省力的要费距离,费力的可以省距离,没有既省力又省距离的杠杆,A不符合题意;
B.人在站立和行走时,脚对水平地面的压力相等,但受面积不相等,所以压强不相等,B不符合题意;
C.煮饺子时饺子浮起来,露出水面,排开水的体积变小,根据F浮=ρgV排可知,饺子所受浮力变小,C不符合题意;
D.被踢飞的足球在空中仍受到地球的吸引,即仍然受到重力的作用,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】重力是由于地球对物体的吸引而产生的力,方向竖直向下,重力大小与质量的关系为G=mg,在地球附近的物体都会受到重力,重力的施力物体地球。
9、【答案】A
【解析】【解答】4个小球排开水的体积关系为V甲<V乙<V丙=V丁
小球都在水中,根据阿基米德原理F浮=ρ水V排g可知,浮力大小F浮甲<F浮乙<F浮丙=F浮丁
甲乙漂浮丙丁悬浮,根据浮沉条件可知,密度为ρ甲<ρ乙<ρ丙=ρ丁
根据m=ρV,球体积相同,所以质量m甲<m乙<m丙=m丁
BCD不符合题意,A符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据液体密度和排开液体的体积,可以计算浮力的大小,并判断大小关系;根据物体在液体中的状态,可以比较物体密度的大小关系,结合体积关系,可以比较质量的大小。
10、【答案】C
【解析】【解答】由于甲、乙在液体中排开液体的重力相等,所以根据阿基米德原理得,甲、乙在液体中受到的浮力是相等的,C符合题意。
故答案为:C
【分析】浮力等于物体排开的液体受到的重力。
二、填空题
1、【答案】不受;凹;实
【解析】【解答】假设气泡在水球中受到浮力作用,其大小等于排开液体的重力,而排开的液体在太空中的重力为0,所以气泡受到的浮力大小为0,所以假设不成立,气泡在水球中不受浮力作用。
1,2这两个透镜的中间部分薄、两端厚,故属于凹透镜。
3,4区域所形成的透镜为凸透镜,此时王亚平到水球的距离大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像。
【分析】物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像;中间薄、边缘厚的透镜为凹透镜,凹透镜可以成正立、缩小的虚像。
2、【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。
3、【答案】小于;0.4
【解析】【解答】根据浮沉条件可知,生饺子沉底,是因为饺子受到的浮力小于自身重力。
饺子质量为40g,合0.04kg,根据漂浮条件可知,漂在水面上的饺子受到的浮力等于自身重力,即饺子受到的浮力为F浮=G=mg=0.04kg×10N/kg=0.4N
【分析】根据浮沉条件可知浮力与重力的关系。
4、【答案】甲;=
【解析】【解答】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,故甲图为上浮时的情景。甲、乙两种情景潜水艇排开水的体积相同,由阿基米德原理可知,甲、乙两种情景潜水艇受到的浮力相等。
【分析】当液体密度相同、排开液体的体积相同时,浮力相等,当浮力相同时,物体重力越小,可能上浮。
5、【答案】增大;4
【解析】【解答】液体压强与液体密度和深度有关,液体深度越深,液体压强越大,木块受到的浮力F浮=液V排g= 1.0×103kg/m3 × 1.0×10-3m3 ×10N=10N,G物=6N,受到向上的浮力10N,向下的重力6N,所以弹簧的拉力为4N。
故答案为:增大;4;
【分析】液体压强与液体密度和深度有关,液体深度越深,液体压强越大,F浮=液V排g计算浮力,根据受力分析分析受力情况。
三、计算题
1、【答案】(1)水对容器底部的压强为
水对容器底部的压力为
答:水对容器底部的压力为12N;
(2)由题意知,物体A受到的浮力为
由阿基米德原理可得物体A的体积
答:A的体积为 。
【解析】【分析】 (1)、根据液体压强公式p=ρgh求得水对容器底部的压强 ,再根据公式F=ps求得水对容器底部的压力。
(2)、 根据示重法求得浮力,再根据阿基米德原理求得物体的体积。
2、【答案】(1)解: 飞机的质量为m=51t=5.1×104kg,重力为,对地面的压强为;
(2)解: 在空中飞行1400km的时间为
(3)解:根据排开的水的质量计算浮力为,根据深度计算压强为。
【解析】【分析】(1)利用物体的质量计算重力,根据压力和受力面积的比值计算压强;
(2)利用路程和速度的比值计算时间;
(3)根据排开液体的体积计算浮力大小,利用液体深度计算液体压强。
3、【答案】解:由题意可知
且
根据公式 ,可得
因为ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3,代入可得
整理可得
答:物体的重力为6N。
【解析】【分析】要求物体的重力,一般是根据浮力与重力的关系或重力公式进行计算。由于物体的质量未知,所以选择浮力与重力的关系进行计算。因V排水=V排酒,F水浮=F酒浮,根据公式F浮=ρ液gV排,建立等式,代入ρ酒精、ρ水求出G即可。
四、实验探究
1、【答案】一根吸管竖直插在装有饮料的杯中,另一根吸管水平放置,管口贴靠在竖管的上端,往水平吸管中轻轻吹气;竖管中液面慢慢上升;在气体中,流速越大的位置压强越小
【解析】【解答】工作人员不断提醒旅客要站在黄线外,是因为压强和流速关系,所以操作为一根吸管竖直插在装有饮料的杯中,另一根吸管水平放置,管口贴靠在竖管的上端,往水平吸管中轻轻吹气。
会看到竖管中液面慢慢上升。
水平管吹气,竖直管上方空气的流速增大,压强减小,大气压会压着液体往上,所以原理是在气体中,流速越大的位置压强越小。
【分析】在流体中,流速越快的位置压强越小。
2、【答案】(1)③⑥
(2)液体密度
(3)①③⑤或①⑤⑥
(4)C
【解析】【解答】(1)要探究浮力大小与浸没深度的关系,需保持液体的密度和排开液体的体积不变,改变浸没的深度,所以应该选择操作③⑥。
(2)由②④⑥知,物体排开液体的体积相同,浸没的深度相同,液体的密度不同,说明物体所受浮力的大小与物体排开液体的密度有关;故答案为:用操作②④⑥,可探究浮力的大小与液体密度的关系。
(3)若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,需保持液体的密度相同,改变物体排开液体的体积,所以应该选择①③⑤或①⑤⑥。
(4)探究浮力的大小与液体的密度的关系,应保持排开液体的体积不变,这种研究问题的方法叫做控制变量法。故答案为:C。
【分析】(1)探究物体受到的浮力和深度的关系时,需要保持液体密度和排开液体的体积一定;
(2)当物体排开液体的体积一定,液体密度不同时,可以探究浮力和液体密度的关系;
(3)探究浮力和排开液体体积的关系时,要保持液体密度相同;
(4)改变被研究的物理量,保持其他因素相同,是控制变量法。