【特色训练】上海科技广东教育版八年级物理下册培优训练 第九章 浮力与升力(4小节,含答案)

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名称 【特色训练】上海科技广东教育版八年级物理下册培优训练 第九章 浮力与升力(4小节,含答案)
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资源类型 教案
版本资源 沪粤版
科目 物理
更新时间 2014-04-08 20:44:26

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第九章 浮力与升力
9.1 认识浮力
1.(教材延伸题)如图所示,取一个瓶口内 ( http: / / www.21cnjy.com )径略小于乒乓球直径的雪碧瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来。此实验说明了(  )
A.大气存在压强
B.连通器原理
C.浮力产生的原因
D.液体的压强与液体的密度和深度有关
2. 【动手动脑】
饺子为什么浮上来了?
周六下午,丽丽同学和妈妈一块煮饺子,在煮饺子的过程中,丽丽发现了一个问题,她发现刚下锅的饺子是沉于水底的,在饺子慢慢变熟的过程中,饺子上浮后又漂浮在水面上。这引起了丽丽同学的好奇和探究欲,是什么因素导致饺子在水中所受的浮力发生了变化?于是周一回到学校的她提出了如下的猜想,并与她们组的同学进行了探究。
猜想一:浮力的大小可能与物体的质量有关;
猜想二:浮力的大小可能与物体的密度有关;
猜想三:浮力的大小可能与物体浸入液体中的深度有关;
猜想四:浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关。
丽丽同学和她的小组为了验证猜想l和猜想2, ( http: / / www.21cnjy.com )选用了体积相同、质量不同的三个圆柱形物体A、B、C并测出了它们的重力别为4 N、4.5 N和5 N,进行了如图甲所示的实验。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)①比较图甲中序号为a、b、c的三次实验,得出的结论是:浮力的大小与    。②比较图甲中序号为a 、d 、e的三次实验可以得出结论:       。(2)针对猜想三的内容,请你举出一个生活中的实例来支持她的猜想。       。
(3)丽丽探究小组第二组的同学为了验证猜想 ( http: / / www.21cnjy.com )四的内容,进行了如图乙所示的实验,得到的实验数据如下表:分析下表中的数据,得到的实验结论是        
                     。
实验序号 1 2 3 4
物体排开液体的体积/ cm3 10 20 30 40
受到的浮力/N 0.1 0.2 0.3 0.4
参考答案
1.C 【解析】开始时乒乓 ( http: / / www.21cnjy.com )球受到上面液体压强和大气压的作用,下部没有液体只受大气压的作用,向上的压强小于向下的压强,向上的压力小于向下的压力,乒乓球不能上浮。当用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,乒乓球下面也受到液体压强和大气压的作用,向上的液体压强大于向下的液体压强,乒乓球上浮,跟浮力的产生有关系。
2.(1)①物体的质量无关 ②浮力的大小与液体的密度有关;液体的密度越大,同一物体受到的浮力也越大
(2)从浅水区向深水区时感觉身体越来越轻
(3)在液体的密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体所受的浮力就越大
【解析】此题从一个生活中的实例入手,展开猜想,然后利用物理学的知识进行探究,充分体现了从生活走向物理的理念,从中培养了学生利用物理知识来解决实际问题的能力。首先丽丽同学在探究的过程中通过控制变量法的得出了实验数据,使得学生很容易根据实验数据得出结论。然后让同学们根据生活中的实例来验证猜想,进一步体现出了物理回归生活的理念。
9.2 阿基米德原理
1.(教材拓宽题)如图,已知甲、乙两弹簧测力计的示数分别为5 N、4 N,把甲测力计下移,使金属块刚好没入水中时,甲的示数变成了3 N。则此时乙的示数及金属块受到的浮力大小分别为 (  )
A.6 N、3 NB.7 N、3 NC.6 N、2 ND.无法确定
1题图      2题图   3题图
2.(多选)一弹簧测力计下挂一圆柱体, ( http: / / www.21cnjy.com )将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,然后将圆柱体逐渐浸入水中。如图所示是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像。(g取10 N/kg)下列说法正确的是(  )
A.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为700 Pa
B.圆柱体受到的重力是12 N
C.圆柱体受到的最大浮力是4 N
D.圆柱体的密度是1.5×103 kg/m3
3.(中考改编题)如图所示,在容器 ( http: / / www.21cnjy.com )中放一个上、下底面积均为10 cm2、高为5 cm,体积为80 cm3的均匀对称石鼓,其下底表面与容器底部完全紧密接触,石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平,则石鼓受到的浮力是      。
4.【技巧延伸】
巧测碗的密度
受阿基米德辨别真伪皇冠故事的启发,小明设计了一个测量碗的密度的探究实验,实验步骤及实验数据如图所示。
( http: / / www.21cnjy.com )
根据实验数据,填写计算结果:
(1)碗的体积为       全【品教学网, 用后离不了!cm3;
(2)碗的质量为       全【品教学网, 用后离不了!g;
(3)碗的密度为       全【品教学网, 用后离不了!g/cm3。
参考答案
1.C  【解析】由图可知金属块的 ( http: / / www.21cnjy.com )重G=5 N、金属块在水中弹簧测力计的示数F甲示=3 N,金属块排开的水重G排=F浮=2 N,乙的示数F乙示=4 N+2 N=6 N。
2.BD 【解析】由图像可知,当h=0时, ( http: / / www.21cnjy.com )弹簧测力计示数为12 N,说明此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=12 N;圆柱体在刚浸没时,下表面所处的深度为h=7 cm-3 cm=4 cm=0.04 m,因此受到的液体压强p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×
0.04 m=400 Pa ( http: / / www.21cnjy.com ),故A选项说法错误,B选项说法正确;由图可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,为最大值。利用力的平衡条件求出圆柱体受到的浮力,利用阿基米德原理求得圆柱体的体积,再利用密度公式求得圆柱体的密度。
3.0.3 N
4.(1)30 (2)6 ( http: / / www.21cnjy.com )0 (3)2 【解析】(1)由图甲知,水的体积V1=500 mL,由图丙知,碗和水的总体积V3=530 mL,碗的体积V=V3-V1=530 mL-500 mL=30 mL=30 cm3;(2)由图乙知,水与碗所排开水的总体积V2=560 mL,碗所排开水的体积V排=V2-V1=560 mL-
500 mL=60 mL,碗所排开水的质量m水=ρ水V排=1 g/mL×60 mL=60 g;碗漂浮在水面上时,碗受竖直向下的重力G碗=m碗g,竖直向上的浮力F浮=m水g,处于平衡状态,由平衡条件得:G碗=F浮,即:m碗g=m水g,所以m碗=m水=60 g;
(3)碗的密度为 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 。
9.3 研究物体的浮沉条件
1.(教材延伸题)如图所示,某同学制作了潜水艇模型,调节后恰好悬浮于水中,下列说法不正确的是(  )
A.潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的
B.向内推注射器活塞,水会被压入试管中,可实现潜艇下沉
C.向外拉注射器活塞,试管内水量适当时,可实现潜艇下沉
D.若要潜艇模型露出水面5 cm3,应需压出5 g的水
2.一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静 ( http: / / www.21cnjy.com )止后有76 g水溢出;将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后有64 g酒精溢出。已知酒精的密度是0.8×103 kg/m3,则物块在水中的状态及物块的密度是(  )
A.悬浮,1.0×103 kg/m3 B.漂浮,0.95×103 kg/m3
C.下沉,1.2×103 kg/m3 D.漂浮,0.90×103 kg/m3
3. 【趣味链接】
为什么肥皂泡总先上升后下降
日常生活中,我们常看到一些小朋友吹肥皂 ( http: / / www.21cnjy.com )泡,如图所示,一个个肥皂泡从吸管中飞出,在阳光照耀下,发出美丽的色彩。此时,小朋友沉浸在欢乐和幸福之中,大人们也希望肥皂泡能够漂浮在空中,形成一道美丽的风景。但我们常常是看到肥皂泡开始时上升,随后便下降,这是为什么呢?
认真思考就会发现这个过程中包含着丰富的物理知识。开始时,肥皂泡中充满从嘴里吹出的热空气,肥皂泡将其与外界隔开,形成里外两个区域,里面的热空气温度大于外部空气的温度。此时肥皂泡内气体的密度小于外部空气的密度,根据阿基米德原理可知,此时肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力,因此它会上升。
随着上升过程的开始和时间的推移,肥 ( http: / / www.21cnjy.com )皂泡内、外气体发生热交换,内部气体温度下降,因热胀冷缩,肥皂泡体积逐渐减小,它受到的外界空气的浮力也会逐渐变小,而其受到的重力不变,这样,当重力大于浮力时,肥皂泡就会下降。
(1)从文中获取信息,分析出肥皂泡为什么先上升后下降?
(2)根据肥皂泡上升和下降的原理,举例说明生活中还有哪些类似的例子?
参考答案
1.B 【解析】当潜艇模型浸没在水中时 ( http: / / www.21cnjy.com ),排开水的体积不变,所受浮力不变,因此模型的上浮和下沉是通过改变潜艇的重力来实现的,A选项说法正确;现在潜艇模型处于悬浮状态,向内推注射器活塞,水会被压出试管,此时模型的自重减小,模型上浮,B说法错误;向外拉注射器活塞,试管内水增加,试管内水量适当时,可实现潜艇悬浮或下沉,C选项说法正确;若要潜艇模型露出水面5 cm3,即应排开水的体积为5 cm3,则排开水的质量为:m=ρV=1 g/m3×5 cm3=5 g,故D选项说法正确。
2.B 【解析】首先根据两种情况判断出物块在酒精中的状态。求出物块的体积与物块排开水的体积比较,便可得出结论。根据公式 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 计算出物体的密度。
3.(1)肥皂泡刚从嘴里吹出时内部充满热空气,与外界隔开,形成里外两个区域,里面的热空气温度大于外部空气的温度。此时肥皂泡内气体的密度小于外部空气的密度,肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力,因此它会上升;在上升的过程中,肥皂泡内、外气体发生热交换,内部气体温度下降,因热胀冷缩,肥皂泡体积逐渐减小,它受到的外界空气的浮力也会逐渐变小,而其受到的重力不变,这样,当重力大于浮力时,肥皂泡就会下降。(2)热气球;飞艇。
9.4 神奇的升力
1. 如图所示是一种水翼船,船体下安 ( http: / / www.21cnjy.com )装了水翼。当船在高速航行时,水面下的水翼会使船体整体抬高从而减小水对船体的阻力。则水翼安装正确的是(  )
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2. 在五一游戏晚会上,陈思同学演示了 ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示的实验,排在一条线上的三个碗,中间碗内放一个乒乓球,当用小管向球斜上方吹气时,乒乓球将            。
3. 如图所示是鱼缸中过滤增氧泵增氧工作时的情景,水泵把水从进水管吸入,从出水管快速喷出时,空气就会从进气管进入水中,与水流一起喷出。
(1)请根据所学的物理知识解释空气为什么会进入水中与水流一起喷出。
(2)举一个生产或生活中利用此物理知识的例子。
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4. 【趣味链接】
有趣的犬鼠洞
如图所示是北美草原许多犬鼠洞穴横截面示意图。洞穴深达3~4 m,洞口有两个出口,一个是平的,而另一个则有隆起的圆形土堆。
(1)猜想:甲同学猜想:犬鼠是为了建一处视野开阔的瞭望台。
乙同学猜想:犬鼠是为了作一个识别自己洞穴的记号。
丙同学猜想:犬鼠是在挖洞时就近堆放。
丁同学猜想:犬鼠是为适应深处洞内生活而建立的通风设施。你认为正确的猜想是
    同学。
(2)分析:若风如箭头所示方向吹过,根据“流速大,压强小”的原理,则   
    (选填“1”或“2”)洞口处气压低。
(3)结论:风从平坦的洞口     ,从隆起的洞口    ,是犬鼠的空调系统。(均选填“出”或“入”)
参考答案
1.B 【解析】A、D两个水 ( http: / / www.21cnjy.com )翼相反放置,两个水翼受到水的压力相反,对船体不会产生向上的升力作用。B选项中两个水翼都是上面弧形,下面平面,水经过上方流速大于下方流速,上方压强小于下方压强,水对船体产生一个向上的升力作用,符合题意。C选项两个水翼都是上面平面,下面弧形,水经过上方流速小于下方流速,下方压强小于上方压强,水对船体产生一个向下的压力作用,不符合题意。
2.运动到右碗 【解析】用小管向乒乓球斜上方吹气,上方气体流速大,压强小,乒乓球上升,而越靠近小管,气体流速越大,压强越小,故最后乒乓球将运动到右碗。
3.(1)因为出水管中水的流速大,压强小,进气管下端开口处压强小于外界大气压强,大气压强把空气压入水中。 
(2)飞机的机翼的外形(答案不唯一)
【解析】出水管中的水在水泵的作用下,快 ( http: / / www.21cnjy.com )速流出,水从进气管的下管口处流出,进气管下方的压强减小,进气管上方的压强不变,空气在压强差的作用下,受到向下的压力作用进入鱼缸。生活中利用流体压强的实例很多,例如飞机的机翼,汽车的尾翼,轿车的外形,风筝等等。
4.(1)丁 (2)2 (3)入 出
【解析】等质量的空气在相同的时间内通过出 ( http: / / www.21cnjy.com )口的上表面,由于出口1平直,出口2向上突起,所以空气通过出口1上表面的流速小,压强大;通过出口2上表面的流速大,压强小。在两个出口间形成一个向右的压强差,因此,地面上的风从平坦的洞口吹进洞穴,从隆起的洞口流出。所以,丁同学的猜想是正确的。