粤沪版物理八年级下册第九章 浮力与升力定向测评
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、关于生活中设计到的物理知识,下列说法错误的是( )
A.用吸管吸引料,是利用了大气压的作用
B.切肉前先磨刀,是为了减少受力面积,增大压强
C.吸油烟机能将油烟吸走,是因为空气流速越大,压强越小
D.拿沾有油渍的碗容易滑脱,是由于压强较小的缘故
2、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
3、将不同液体装入甲、乙两烧杯中,同时放入两个完全相同的物体,当物体静止后两烧杯内液面恰好相平,如图所示。若液体对甲、乙两烧杯底部压强分别是p甲、p乙,液体对两物体的浮力分别是F甲、F乙,则对它们的判断正确的是( )
A.p甲>p乙,F甲=F乙 B.p甲>p乙,F甲>F乙
C.p甲<p乙,F甲<F乙 D.p甲<p乙,F甲=F乙
4、如图所示,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中,在圆柱体接触容器底部之前,能正确反应弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图是( )
A. B.
C. D.
5、下面能够证明浸在液体或气体中的物体受到浮力的现象是( )
A.石块落在水中会下沉
B.在宇宙飞船中,杨利伟松开手中的圆珠笔,笔会“飘”在空中
C.桥墩在水中“稳如泰山”
D.在弹簧测力计下面悬挂一个重物,当把重物浸入水中时,测力计的示数减小
6、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:
7、重为 5N 的小球轻放入装满水的烧杯中,溢出重为 4N 的水 若将该小球轻放入盛有酒精的烧杯中,已知 ρ酒<ρ 水,则溢出酒精的重力大小( )
A.一定小于4牛 B.可能等于5牛 C.一定等于4牛 D.可能大于5牛
8、中国科技馆有一个实验装置,如图所示,它的核心部分是两个塑料球,两球之间有一定的距离,当吹风口向两球之间的空隙吹气时,两个塑料球就会向中间靠近,出现“球吸”现象。下列对甲、乙、丙、丁四种球类运动描述的现象中,可以用“球吸”现象的原理来解释的是( )
A.甲图中乒乓球被打出的“弧圈球”在急速旋转中快速下沉
B.乙图中铅球被投掷出去后在空中沿着抛物线急速落地
C.丙图中足球被踢出后在绿茵草地上滚动缓缓地停下来
D.丁图中桌球被击打后经过多次碰撞最终落入球袋
9、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
10、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
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,质量相等的木块A和B漂浮在水面上,若A、B木块底部所受的压强分别为 A、 B,受到的压力分别为FA、FB,排开水的体积分别为则VA、VB,则 A B,FA FB,VA VB(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
2、如图所示,鸡蛋放入水中沉底,向水中不断加盐使其悬浮,此时鸡蛋所受的浮力 重力;继续加盐,当鸡蛋漂浮时所受的浮力 重力。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
3、抽油烟机是利用气体流速大,压强 的原理将油烟抽到室外的;而新型静电抽油烟机又利用带电物体能够 轻小物体的性质,进一步降低了油烟对大气的污染。。
4、一个质量为50g的木块放入装有水的烧杯中,处于漂浮状态,则木块受到的浮力是 N;若再沿烧杯壁缓慢地倒入浓盐水,则木块受到的浮力将 (选填“变大”“不变”或“变小”)(g取10N/kg)。
5、如图所示,我国的“奋斗者”号创造了万米的中国载人深潜新纪录,当潜水器完全潜入水中时排开水体积为50m3,它所受浮力为 N,此时载人潜水器继续下潜,所受的压强 ,浮力 。(后两空均选填“增大”、“不变”或“减小”),(ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
三、计算题(3小题,每小题7分,共计21分)
1、如图所示,盛有水的圆柱形容器,侧壁上固定了一块水平挡板,挡板的体积忽略不计。挡板下方有一个体积为1×10-4m3、重力为 0.6N的实心小球。求:
(1)小球浸没在水中时受到的浮力;
(2)挡板对小球的压力;
(3)撤去挡板后,小球最终露出液面的体积。
2、如图甲所示,水平桌面上有一底面积为5×10 3m2的圆柱形容器内装适量的水,现在用细绳系住体积为4×10 4m3的物体A,使它竖直下垂且全部浸入水中静止,如图乙所示,此时绳子的拉力是2N,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg求:
(1)物体A受到的浮力;
(2)物体A的重力;
(3)物体A全部浸入水中静止后,容器底部增大的压强。
3、我国首台载人潜水器“蛟龙号”是世界上下潜最深的作业型深海潜水器。它空载时的质量约为 22t,体积约为 30m3,最大荷载 2.4t。
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大;
(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入多少m3 的水。( )
四、实验探究(2小题,每小题12分,共计24分)
1、小明在探究“浮力大小与哪些因素有关并验证阿基米德原理”的实验中,用弹簧测力计挂着圆柱体缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图所示。甲、乙、丙、丁中液体均为水,戊中为未知液体,请根据图示信息完成下面的填空。
(1)实验中所用的圆柱体的重力为 N。
(2)图丙中圆柱体受到的浮力大小是 N。
(3)通过比较图 (从“甲、乙、丙、丁、戊”中选填三项)可以得出结论:在其他条件不变的情况下,物体受到的浮力与深度无关。
(4)通过比较图甲、乙、丙的实验,可以得出圆柱体排开水的体积越大,浮力越 (选填“大”或“小”)。
(5)根据图甲、丙、戊中的信息,可以算出圆柱体密度为 kg/m3,未知液体的密度为 kg/m3。
(6)由图己、庚的实验,可以算出排开水的重力为 N,实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力 物体排开水所受到的重力。(选填“大于”“小于”或“等于”)
(7)在验证阿基米德原理实验时,为使误差最小,你觉得最合理的顺序是______。(填选项前的代码)
A.甲、丙、己、庚 B.庚、甲、丙、己 C.丙、己、甲、庚
2、如图所示是某小组研究浮力问题的装置图,请根据图示回答下面的问题
(1)比较B、C两图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与 有关;
(2)C、D两图中,弹簧测力计的示数不同,说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小跟液体 有关。
(3)比较D图和 图可说明物体浸在同种液体中,所受浮力大小与浸入液体的深度无关。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】D
【解析】【解答】A.我们能利用吸管把瓶中的汽水吸到嘴里,是利用大气压强,将饮料压入口中,A正确,不符合题意;
B.菜刀钝了在磨刀石上磨一磨,是通过减小受力面积的方法来增大压强,B正确,不符合题意;
C.抽油烟机是空气流速加快,油烟机内的空气压强减小,外界压强大,从而把油烟抽走,C正确,不符合题意;
D.因为有油渍的碗接触面变的光滑,手与碗之间的摩擦力减小,更容易滑脱,而不是由于压强较小的缘故,D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】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。
2、【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。
3、【答案】A
【解析】【解答】物体在甲液体中处于漂浮状态,所受浮力等于物体自身重力,即F甲=G甲;物体在乙液体中处于悬浮状态,所受浮力等于物体自身重力,即F乙=G乙;又因为两物体完全相同,所以G甲=G乙,故F甲=F乙。
根据阿基米德原理推导式F浮=ρ液gV排可知,甲物体受到的浮力F甲=ρ甲gV排甲,乙液体所受浮力F乙=ρ乙gV排乙,因为F甲=F乙,V排甲ρ乙,甲烧杯底所受压强p甲=ρ甲gh甲,乙烧杯底所受压强p乙=ρ乙gh乙,因为当物体静止后两烧杯内液面恰好相平,即h甲=h乙,所以甲烧杯底受到的压强大于乙烧杯底受到的压强,即p甲>p乙。A符合题意;BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;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。
4、【答案】A
【解析】【解答】金属块逐渐浸入水中的过程中,浸入水中越深,它排开水的体积越大受到的浮力越大,弹簧测力计的示数越小;浸没后,它排开水的体积不变,受到的浮力不变,则弹簧测力计的示数也不变,即弹簧测力计的示数是先变小后不变,故只有A符合题意。
故答案为:A。
【分析】物体进入液体中的体积变大,受到的浮力变大,当液体密度和排开液体的体积不变时,受到的浮力不变。
5、【答案】D
【解析】【解答】A.石块落在水中会下沉,是因为石块受到重力的作用,且重力的方向是竖直向下的,所以该现象不能说明石块受到浮力的作用,A不符合题意;
B.在宇宙飞船中,杨利伟松开手中的圆珠笔,笔会“飘”在空中,是因为笔处于“失重”状态,该现象不能说明笔受到浮力,B不符合题意;
C.桥墩在水中“稳如泰山”,由于桥墩的下半部深埋入水底,没有“上下表面的液体压力差”,即桥墩不受浮力,C不符合题意;
D.在弹簧测力计下悬挂着一个重物,重物对弹簧有向下的拉力,所以弹簧被拉长;当把重物浸没在水中时,测力计的示数减小,说明重物受到竖直向上的浮力作用,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体浸入液体或气体中时,受到浮力的作用,对物体的拉力减小。
6、【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。
7、【答案】A
【解析】【解答】由于小球轻放入装满水的烧杯中,溢出重为4牛的水,则由阿基米德原理可知,小球在水中受到的浮力为F浮=G排=4N
小球的重力G=5N,则G>F浮,所以由浮沉条件可知,小球在水中会下沉到烧杯的底部,小球的密度ρ球>ρ水,根据F浮=ρ水gV排可知小球的体积为
由于ρ酒<ρ水,ρ球>ρ水
则ρ球>ρ酒;根据物体的浮沉条件可知,该小球轻放入盛有酒精的烧杯中,一定会下沉;则小球此时受到浮力
由于ρ酒<ρ水,所以F浮′<F浮=4N
根据阿基米德原理可知,溢出酒精的重力大小一定小于4N。
故答案为:A。
【分析】物体进入液体中受到浮力,浮力的大小和液体密度有关,和排开液体的体积有关。
8、【答案】A
【解析】【解答】气流从两只球中间的缝隙通过时,由于中间空气流速快、压强小,两侧空气流速慢、压强大,所以会发现两只小球向中间靠拢,即“球吸”现象的原理是流体压强与流速的关系。
A.乒乓球被打出的“弧圈球”时,乒乓球的急速旋转,带动了空气的旋转,球的上方空气的旋转方向与空气相对于乒乓球的运动方向相反,两者抵消,空气流速慢;而下方空气的旋转方向与空气相对于乒乓球的运动方向相同,两者迭加,空气流速快。故球的上方空气流速慢,压强大,下方流速大,压强小而下沉,可以用“球吸”现象的原理解释,A符合题意;
B.被投掷出去的铅球在重力的作用下落地,是由于受到重力的作用,而重力的方向是竖直向下的。不能用“球吸”现象的原理解释,B不符合题意;
C.足球被踢出后在绿茵草地上滚动由于受到摩擦等阻力的作用,足球会缓缓地停下来。不能用“球吸”现象的原理解释,C不符合题意;
D.桌球可以经过多次碰撞后落入球袋,是因为桌球因碰撞而受到力的作用后,其运动状态发生了改变,不能用“球吸”现象的原理解释,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】该题目考查的是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。
9、【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。
10、【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。
二、填空题
1、【答案】小于;等于;等于
【解析】【解答】因为质量相等的木块A和B漂浮在水面上,那么木块A和B所受的浮力是相等的,即 ,水对木块的压力等于它受到的浮力,即 , ,所以 ,从图中可以看到, ,那么根据 可知, ;根据 可知,受到的浮力相等,密度相同,那么排开水的体积也相同,即 。
【分析】压强与受力面积和压力大小有关系,压力越大,受力面积越小,力的作用效果越明显,压强越大,物体的形变量就越大。
2、【答案】等于;等于
【解析】【解答】由于鸡蛋放入水中,鸡蛋下沉,根据浮沉条件可知:鸡蛋的重力大于它所受到的浮力。向水中加盐直至鸡蛋悬浮,鸡蛋受力平衡,此时鸡蛋所受浮力等于鸡蛋的重力。
再持续加盐,最终鸡蛋漂浮在水面上,根据漂浮条件可知,鸡蛋漂浮时所受的浮力等于鸡蛋自身的重力。
【分析】漂浮和悬浮的物体受到的浮力等于物体的重力。
3、【答案】小;吸引
【解析】【解答】抽油烟机是利用气体流速大,压强小的原理。而新型静电抽油烟机又利用带电物体能够吸引轻小物体的性质,进一步降低了油烟对大气的污染。
故答案为:小;吸引
【分析】对于流体流速越大的地方压强越小。
4、【答案】0.5;不变
【解析】【解答】解:(1)木块在水中处于漂浮状态,
则木块所受浮力:F浮=G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N;(2)因木块在水中漂浮,所以木块的密度小于水的密度,
如果再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒入浓盐水,盐水的密度大于木块的密度,
所以,木块仍然漂浮,所受浮力仍等于木块的重力,即木块受到的浮力不变。
故答案为:0.5;不变。
【分析】漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力,当液体密度变大时,物体受到的浮力仍等于重力。
5、【答案】5×105;增大;不变
【解析】【解答】潜水器完全潜入水中时所受的浮力F浮=ρ海水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×50m3=5×105N
当载人潜水器继续下潜时,潜水器在水下的深度增大,但潜水器排开海水的体积和海水的密度不变,根据p=ρ海水gh可知潜水器受到海水的压强增大;由F浮=ρ海水gV排可知,潜水器受到的浮力不变。
【分析】利用F浮=ρ海水gV排求得潜水器完全潜入水中时所受的浮力;根据p=ρ海水gh可知潜水器受到海水的压强增大;由F浮=ρ海水gV排可知,潜水器受到的浮力不变。
三、计算题
1、【答案】(1)解:因为此时小球全部浸没在水中,所以V排=V球=1×10-4m3
则小球受到的浮力F浮=ρ水gV球=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N
答:小球浸没在水中时受到的浮力为1N;
(2)此时小球受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和压力的作用,且处于静止状态,由力的平衡条件可知,F浮=G+F压
挡板对小球的压力为F压=F浮-G=1N-06N=0.4N
答:挡板对小球的压力为0.4N;
(3)当撤去挡板后,小球要上浮,最后漂浮在液面上,漂浮时浮力等于重力,所以
解得
故小球最终露出液体表面的体积 = =1×10-4m3-6×10-5m3=4×10-5m3
答:撤去挡板后,小球最终露出液体表面的体积为4×10-5m3。
【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)求解浮力的大小,可以利用称重法求解;
(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,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积。
2、【答案】(1)解:由阿基米德原理,可知物体A所受的浮力为
答:物体A受到的浮力为4N;
(2)解:由于物体A处于静止状态,受力平衡,则
答:物体A的重力为6N;
(3)解:因为物体浸没在水中,物体的体积等于排开水的体积 ,水面升高的高度为
水对容器底部增大的压强为
答:物体A全部浸入水中静止后,容器底部增大的压强为800Pa。
【解析】【分析】(1)根据液体密度和排开液体的体积,可以计算浮力的大小;(2)当物体受到平衡力时,根据合力的计算计算物体的重力;(3)根据物体排开液体的体积和底面积计算深度变化,结合液体密度计算液体压强的变化。
3、【答案】(1)解:“蛟龙号”空载漂浮在水面时,根据漂浮的条件可知,受到的浮力为
答:“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为 ;
(2)解:满载时需要下沉时,排开海水的体积为
所受的浮力为
满载时的总重力为
注入水的重力为
由 , 可得,注入水的体积为
答:至少注入 的水。
【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)物体悬浮时,物体受到的重力等于浮力,结合此时物体受到的浮力和自身重力求解水的重力,结合密度公式求解水的体积。
四、实验探究
1、【答案】(1)1.6
(2)1
(3)丙丁
(4)大
(5);
(6)1;等于
(7)B
【解析】【解答】(1)由图甲知道,测力计的分度值为0.1N,由指针位置知道,所用的圆柱体的重力为1.6N。
(2)由图知道,在实验步骤丙中拉力为0.6N,由称重法知道,此时所受浮力F浮=G-F拉=1.6N-0.6N=1N
(3)根据控制变量法知道,若探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,则应控制液体种类相同,深度不同,比较各图知道,应选择丙丁两图。
(4)分析图甲、乙、丙知道,物体排开的水的体积越大,测力计示数越小,浮力越大,这说明浮力大小与物体排开的液体的体积有关。
(5)由甲丙图知道,圆柱体浸没在水中受到的浮力1N,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排=ρ水gV知道,圆柱体的体积
则圆柱体的密度
由图甲、戊所示实验知道,圆柱体浸没在盐水中所受浮力F浮盐水=G-F′=1.6N-0.7N=0.9N
由阿基米德原理知道F浮盐水=ρ盐水gV排
盐水的密度
(6)由图己、庚的实验知道,算出排开水的质量
故排开水的重力
即表明:浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开水所受到的重力。
(7)为了防止杯子的内壁沾有排开的水,造成误差,所以应该先测量空杯子的质量,正确的顺序应是:庚、甲、丙、己,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)根据测力计对物体的拉力,结合指针位置,测量物体的重力;
(2)根据物体的重力和浸入液体中测力计的示数差,计算物体受到的浮力;
(3)当液体密度和排开液体的体积相同时,物体受到的浮力与深度无关;
(4)液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;
(5)根据物体受到的浮力和液体密度,计算排开液体的体积,利用物体的重力计算质量,利用质量和体积的比值计算密度;根据物体受到的浮力和排开液体的体积,可以计算液体密度的大小;
(6)根据容器和液体的总质量和容器质量差,计算排开液体的质量,再计算重力;根据物体受到的浮力和排开液体重力的数据,判断浮力和排开液体重力的关系;
(7)为了减小液体倒出时,容器中有剩余产生误差,先测量容器的质量。
2、【答案】(1)物体排开液体的体积
(2)液体密度
(3)E
【解析】【解答】(1)比较B、C两图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关;物体排开液体的体积越大,所受浮力越大。
(2)比较C、D两图能说明物体排开液体的体积相同时,所受浮力大小与液体密度有关;液体密度越大,所受浮力越大。
(3)探究物体浸在同种液体中,浮力大小跟浸入液体的深度的关系,控制的相同量是液体的种类相同,物体浸入液体的深度不同,由图可知:图D、E符合条件,因此比较D、E两图能够说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
【分析】通过阿基米德原理可以看出,物体受到的浮力与液体密度、排开水的体积有关,要探究每一个因素对浮力的影响,需要用到控制变量法,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,可以看出浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,液体密度越大,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,与深度无关。