粤沪版物理八年级下册第九章 浮力与升力同步练习
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、将同一物块分别放入两种不同的液体中,静止后如图所示。若两种液体的密度分别为 、 ,静止时物块所受的浮力分别为 、 ,已知物块在甲液体时,其下表面受到水的压力为2.3牛,上表面受到水的压力为1.5牛,则( )
A. 牛 B. 牛
C. 牛 D. 牛
2、如图所示,是我国自主研发的C919商用大飞机。关于客机的相关物理知识下列说法正确的是( )
A.客机所在高空的大气压强,比海平面附近的大气压强更大
B.客机采用密度大的材料,可以减轻它受到的重力
C.客机升空利用了“空气流速大的地方压强小”的原理
D.客机在加速起飞阶段,受平衡力作用
3、如图所示,体积相等、形状不同的铅球、铁块和铝块浸没在水中同一深度处,则( )
A.铅球受到的浮力大 B.三者受到的浮力一样大
C.铝块受到的浮力大 D.铁块受到的浮力大
4、下列现象与其涉及物理知识之间的关系中,错误的是( )
A.高原反应——大气压和海拔高度的关系
B.固定翼飞机飞行时获得升力——流体压强和流速的关系
C.潜水艇能够下潜和上浮——液体压强和深度的关系
D.高压锅容易将饭煮熟——液体沸点和液面上气体压强的关系
5、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
6、轻轨大大方便了重庆人民的出行,当轻轨快速通过时人和车厢之间空气流速就会增大,压强就会减小,站台上的人将会感到有力把自己往车厢方向推。因此为了安全,站台上有一条黄线,轻轨进站时,人不能越过黄线。以下实例中,应用了流体压强与流速规律使物体向上运动的是( )
A.气球的升空 B.大型客机的升空
C.潜水艇上浮 D.火箭的升空
7、水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,装有不同的液体,A、B两个长方体的质量和体积都相同,将它们分别放入两个容器的液体中,静止时两个容器内的液面相平,如图所示,下列判断正确的是( )
A.物体受到的浮力F浮A>F浮B
B.物体下表面受到液体的压力FA>FB
C.液体对容器底的压强p甲=p乙
D.容器对桌面的压力F甲>F乙
8、A、B、C三个物体的质量相同,放入水中静止时,A漂浮,B悬浮,C沉底,则三个物体受到的浮力大小情况是( )
A.FA=FB>FC B.FC>FB>FA C.FA=FB=FC D.FA>FB>FC
9、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
10、几十吨的飞机为什么能够在空中飞行?下列有关飞机升力产生说法正确的是( )
A.飞机的升力如同气球在空气中受到向上的力,是空气对它的浮力
B.因为机翼上下方气流速度不同,使机翼上下表面存在压强差
C.因为飞机高速运动产生的,任何一个物体,只要在空气中高速运动都会获得这样的升力
D.是由于发动机的动力直接产生的,不需要有施力物体
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,一个底面积为0.8m2的圆柱状容器内装有适量的水,物体A的底面积为0.5m2、体积为0.5m3现将物体A放入容器中,如图甲静止时有 体积露出水面,此时水深为1m,则A的密度 (选填“大于”“小于”或“等于”)水,此时物体A的下表面受到的压强为 Pa;若用一个竖直向下的力F将A物体向下压,直至刚好浸没(水未溢出),则当A静止时水对容器底的压强增加了 Pa。(g取10N/kg)
2、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“<”)。
3、把一小球放入盛满酒精(密度为0.8×103kg/m3)深度为20cm的溢水杯中,它沉入容器底部,从杯中溢出8g酒精,杯底受到酒精的压强为 Pa;若将该小球放入盛满水的溢水杯中,它漂浮在水面上,从杯中溢出水的质量 8g(填“大于”、“小于”或“等于”)。
4、小明将重为3 N的石块挂于弹簧测力计的下端,先后浸没在水和盐水中。石块静止时弹簧测力计的示数如图所示,则石块在水中所受的浮力为 N。图示现象表明,石块所受浮力的大小与液体的 有关。剪断图甲中的细线,石块将 (选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。
5、小明在家探究鸡蛋受到的浮力大小与哪些因素有关,请仔细观察图示并回答下列问题:
(1)从A、B两图可知,鸡蛋在水中受到的浮力大小是 N。
(2)根据B、C两实验,他就得出鸡蛋受到的浮力大小与液体的密度有关,你认为对吗? 。理由是 。
三、计算题(3小题,每小题7分,共计21分)
1、把体积为500cm3、重为4N的小球A放入盛水的容器中,球A静止时水深40cm。
求:
(1)容器底受到水的压强p是多少(液体压强公式p=ρ液gh)?
(2)小球A的密度ρA是多少?
(3)小球A受到的浮力F浮是多少?
(4)若取出A球,把另一个体积为600cm3、重为4.8N的木球B用细线系于容器底(如图所示),则细线受到的拉力F是多少?
2、体积为2×10﹣3米3的小球,浸没在水中,求:小球受到的浮力F浮。
3、如图所示,某潜水艇总质量为2.7×103t,体积为3×103m3(海水密度按1.0×103kg/m3计算)则:
(1)潜水艇是通过改变 来实现上浮和下沉的?
(2)当它浮在海面上时,受到的浮力是多少?
(3)当它需要潜入海水中时,它至少要向水舱充入多少立方米的海水?
四、实验探究(2小题,每小题12分,共计24分)
1、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
2、小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素。
(1)小明列举了三个常识,分别做出了三个猜想,其中符合常识1的是 (填序号)。
常识 猜想
常识1:木头漂在水面,铁钉沉在水底 常识2:轮船从长江驶入大海,船身会上浮一些 常识3:人从泳池浅水区走向深水区,感觉身体变轻 猜想1:与浸入液体的深度有关 猜想2:与液体的密度有关 猜想3:与物体的密度有关
(2)为了验证上述猜想是否正确,小明依次做了如下实验:
①根据A、B、C的结果,可得猜想1是 (正确 错误)的;根据A、C、D的结果,可得猜想1是 (正确 错误)的。深入分析上述现象,可得:浮力大小与 有关,与浸入液体的深度 ;
②接下来根据A、D和E (能 不能)对猜想2进行验证;
③为验证猜想3,小明在老师的指导下,将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度。接着他仿照步骤D进行实验,发现此时测力计示数小于 ,便认为该猜想是正确的。小明在该实验环节中存在的问题是 。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】D
【解析】【解答】AB.物块在甲液体时,所受到的浮力为
物体在甲中悬浮,浮力等于重力,在乙中漂浮,浮力等于重力,同一个物体,重力不变,故浮力不变,故在乙中物体所受的浮力为0.8N,AB不符合题意;
CD.不论在甲、乙液体中,物体所受的浮力相同,根据 可知, ,故
C不符合题意;D符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用浮沉条件判断物块在两液体中受到的浮力关系;根据阿基米德原理可知两液体的密度关系;利用压力差法F浮=F下表面-F上表面计算浮力的大小。
2、【答案】C
【解析】【解答】A.大气压随海拔的升高而降低,故客机所在高空的大气压强,比海平面附近的大气压强更小,A选项错误;
B.客机采用密度小的材料,减轻它受到的重力,B选项错误;
C.客机升空运用了空气流速大,压强小,产生向上的升力,C选项正确;
D.客机在加速时,运动状态在变化,故其不是受平衡力的作用,D选项错误。
故答案为:C。
【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。
3、【答案】B
【解析】【解答】铅球、铁块和铝块的体积相等,都浸没在水中,则排开水的体积相等,据阿基米德原理知,铅球、铁块、铝块受到的浮力相等,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】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。
4、【答案】C
【解析】【解答】A.高原反应是由于海拔越高气压越小导致氧气不容易被吸入肺内造成的,A正确,不符合题意;
B.由于飞机机翼的形状是上凸下平,飞机飞行时使上方空气流速大、压强小,使下方空气流速小,压强大,从而获得向上的升力,B正确,不符合题意;
C.水下潜水艇能够上浮是利用了物体的浮沉条件,与液体压强无关,C错误,符合题意;
D.由于沸点随着气压的增大而增大,所以高压锅可以提高锅内的气压,以达到提高沸点的目的,D正确,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。
潜水艇的沉浮原理 :重力与浮力的大小关系。
沸点与气压关系:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
5、【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。
6、【答案】B
【解析】【解答】A.气球的升空,是因为气球受到的浮力大于重力,不符合题意;
B.客机的机翼上面凸起,下面平直,客机升空时,流过机翼上方的空气流速大压强小,流过机翼下方的空气流速小压强大,便形成了向上的升力,符合题意;
C.潜水艇上浮,是因为潜水艇受到的浮力大于重力,不符合题意;
D.火箭升空靠喷气发动机产生的动力上升,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】飞机升空,利用了升力,是流体流速越大,压强越小的应用。
7、【答案】B
【解析】【解答】A.由图可知,A悬浮,B漂浮,所以其所受的浮力与其自身的重力相等,故 ,A不符合题意;
B.物体上、下表面受到液体的压力差等于物体受到的浮力,甲浸没在液体中,则甲下表面受到的压力大于浮力,乙上表面受到的压力为零,因此乙下表面受到液体的压力等于浮力,且 ,则物体下表面受到液体的压力FA>FB,B符合题意;
C.由图可知,A悬浮,故ρ甲=ρ物,B漂浮,故ρ乙>ρ物,故两种液体密度关系:ρ甲<ρ乙,而液体的深度相同,由 可知,液体对容器底的压强:p甲<p乙,C不符合题意;
D.由图可知,容器对桌面的压力为
由图可知,乙液体体积大,且乙液体密度大,所以乙液体质量大,而A、B两个物体和两个容器都相同,所以F甲<F乙,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】悬浮和漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力,悬浮的物体密度等于液体密度,漂浮的物体密度小于液体密度,根据液体密度和深度分析液体压强的大小。
8、【答案】A
【解析】【解答】A漂浮,所以F浮A=GA,B悬浮,所以F浮B=GB,C沉底,所以F浮CF浮C,
故答案为:A
【分析】根据物体的状态,利用浮沉条件判断浮力与重力的关系分析问题,漂浮,F浮=G,悬浮,F浮=G,沉底,F浮9、【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。
10、【答案】B
【解析】【解答】机翼上下不对称,在相同的时间内,上面的路程长,流速快,压强小;下面的路程短,流速慢,压强大,在机翼的上下表面形成一个压强差,这个压强差产生一个升力。
故答案为:B。
【分析】飞机起飞时因为上下表面受到的压强差不同,上表面受到的压强小于下表面受到的压强,产生向上的升力。
二、填空题
1、【答案】小于;6000;2500
【解析】【解答】由题意可知,物体A漂浮在水面上,所以A的密度小于水的密度。物体A静止时,排开水的体积
物体A受到的浮力
因为
所以物体A下表面受到水的压力
物体A下表面受到水的压强 若用一个竖直向下的力F将A物体向下压,直至刚好浸没(水未溢出),排开水的体积变化量
水的深度变化量
当A静止时水对容器底的压强增加值
【分析】物体的密度小于液体或气体的密度时,物体会上浮直至漂浮;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;结合物体排开液体的体积求解液面上升的距离,利用液体压强公式求解压强的变化。
2、【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。
3、【答案】1.6×103;大于
【解析】【解答】杯底受到酒精的压强p=ρgh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.2m=1.6×103Pa
把小球放在盛满酒精的溢水杯里,小球下沉,小球受到酒精的浮力F酒=G排酒<G球①
把小球放在盛满水的溢水杯里,小球漂浮,小球受到水的浮力F水=G排水=G球②
由①②得出G排水>G排酒
即:排开水的重大于排开酒精的重,因为G排=m排g,所以m排水>m排酒
从杯中溢出水的质量大于8g。
【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;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。
4、【答案】1;密度;下沉
【解析】【解答】(1)石块在水中所受浮力:F浮=G-F′=3N-2N=1N;(2)由甲和乙图可知,石块在盐水中受到的浮力:F浮′=G-F′=3N-1.8N=1.2N,
F浮≠F浮′,排开水的体积相同、液体的密度不同,可见浮力的大小与液体的密度有关;(3)若剪断图甲中的细线时,受到的重力3N大于受到的浮力1N,所以石块会下沉.
【分析】(1)根据称重法F浮=G-F′求出石块在水中所受浮力;(2)在甲、乙两图中,排开液体的体积相同,液体的密度不同,受到的浮力不同,据此得出结论;(3)物体的浮沉取决于受到的重力和浮力的大小,当重力大于浮力时物体下沉.
5、【答案】(1)0.5
(2)不正确;没有控制排开液体的体积相等
【解析】【解答】(1)由题知:G=0.6N,,所以
(2)由图B、C所知,鸡蛋浸在两种液体中体积不同,浮力大小与液体密度关系无法比较,所以要控制鸡蛋排出液体的体积相同。浸没在水中的鸡蛋看上去比在空气中的鸡蛋大,而鸡蛋浸入盐水中的部分看上去也比空气中的鸡蛋要大。
【分析】(1)首先要进行受力分析,根据称重法计算出浮力。
(2)从图中可看出鸡蛋在空气中与在液体中的形状有所差异,看上去变大了。
三、计算题
1、【答案】(1)解:容器底受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa
容器底受到水的压强4×103Pa
答:容器底受到水的压强p是4×103Pa;
(2)解:小球A的质量mA= = =0.4kg
小球A的密度ρA= = =0.8×103kg/m3
小球A的密度为0.8×103kg/m3。
答:小球A的密度ρA是0.8×103kg/m3
(3)解:因为ρA<ρ水,所以小球A将上浮最终漂浮在水面上,球A静止时,其受到的浮力F浮=GA=4N
小球A受到的浮力是4N
答:小球A受到的浮力F浮是4N
(4)解:木球B浸没在水中,则V排=VB=600cm3=600×10 6m3
木球B所受浮力F浮B=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×600×10 6m3=6N
木球B受向下的重力、向下的拉力和向上的浮力,根据力的平衡条件可得:GB+F拉=F浮B,则拉力F拉=F浮B GB=6N 4.8N=1.2N
细线受到的拉力是1.2N。
答:细线受到的拉力F是1.2N。
【解析】【分析】(1)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;
(2)已知物体的质量和体积,利用密度公式物体的密度即可;
(3)求解浮力的大小,可以利用称重法求解;
(4)结合物体受到的重力和浮力大小求解物体受到的绳子的拉力即可。
2、【答案】解:∵小球浸没于水中,
∴v排=v=2×10﹣3m3,
F浮=ρ水gv排=1×103kg/m3×9.8N/kg×2×10﹣3m3=19.6N。
答:小球受到水的浮力为19.6N
【解析】【分析】利用水的密度、排开液体的体积计算浮力的大小。
3、【答案】(1)自身重力
(2)解:由于潜水艇漂浮,所以受到的浮力等于重力,即F浮=G潜=mg=2.7×106kg×10N/kg=2.7×107N
答:当它浮在海面上时,受到的浮力是2.7×107N
(3)解:要使潜水艇下潜,则需要满足G潜水艇+G水≥F浮′
所以至少要向水舱充入海水的重力G水=F浮′-G潜水艇=3×107N-2.7×107N=3×106N
由G=mg和 知道,至少要向水舱充入海水的体积
答:当它需要潜入海水中时,它至少要向水舱充入300立方米的海水
【解析】【解答】(1)潜水艇浸没在水中时排开水的体积不变,受到的浮力不变,只能通过改变自身重力来实现上浮和下沉。
【分析】(1)潜水艇通过改变自身重力来实现上浮和下沉;(2)漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力;(3)根据物体的最大浮力和重力的差,计算需要加入的液体,根据液体的密度计算体积。
四、实验探究
1、【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。
2、【答案】(1)3
(2)正确;错误;排开液体的体积;无关;能;没有测量出此时瓶子(含沙子)的重力
【解析】【解答】(1)木头漂在水面,是因为木头的密度小于水的密度;铁钉沉在水底,是因为铁的密度大于水的密度,其中符合常识1的是与物体的密度有关,即符合常识1的是猜想3。(2)①B、C实验中物体在水中的深度不同,测力计示数不同,由称重法,两实验中受到的浮力不同,故根据A、B、C的结果,可得猜想1是正确的。而C、D实验中,浸入液体的深度不同,两实验中,测力计示数相同,由称重法,两实验中受到的浮力相同,根据A、C、D的结果,可得猜想1是错误的。B、C实验中排开液体的体积不同,而C、D实验中排开液体的体积相同,深入分析上述现象,可得:浮力大小与排开液体的体积有关,与浸入液体的深度无关。研究浮力与液体的密度有关,要控制排开液体的体积相同,只改变排开液体的密度,故接下来根据A、D和E能对猜想2进行验证。根据称重法测浮力
将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度,则此时瓶子(含沙子)的重力小于 ,为验证猜想3,即浮力与物体的密度有关,应测量出此时瓶子(含沙子)的重力,故小明在该实验环节中存在的问题是没有测量出此时瓶子(含沙子)的重力。
【分析】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;控制变量法,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。