2024沪粤版物理八年级下学期--第九章 素养综合检测（有解析）
文档属性
| 名称 | 2024沪粤版物理八年级下学期--第九章 素养综合检测（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 659.2KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 沪粤版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-03 15:36:09 | ||
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文档简介
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2024沪粤版物理八年级下学期
第九章 素养综合检测
满分100分,限时45分钟
一、选择题(每小题4分,共36分)
1.【新独家原创】关于浮力,说法正确的是 ( )
A.一切物体在任何情况下都受到浮力
B.水中的桥墩受到浮力
C.浮力的方向是竖直向下的
D.浮力产生的原因是上下表面存在压力差
2.【学科素养·科学探究】(2023安徽泗县期中)将一只空易拉罐口朝上按入水中,会发现手会感到越来越吃力,这个事实可以支持的猜想是 ( )
A.浮力的大小可能与液体的密度有关
B.浮力的大小可能与物体的形状有关
C.浮力的大小可能与排开液体的体积有关
D.浮力的大小可能与物体的重力有关
3.(2023安徽合肥瑶海期中)有个天平,左边放一杯水,右边放砝码,天平已经平衡了。现在把手指插入水中,既不碰烧杯壁也不碰烧杯底,下列说法正确的是 ( )
A.继续保持平衡状态
B.放置砝码的一端下沉了
C.手指插入的一端下沉了
D.无法判断
4.【学科素养·科学思维】(2023安徽合肥期末)如图所示,利用弹簧测力计、细线、物体A、柱形容器、水、液体,按图甲、乙和丙所示依次进行实验(从水中取出擦干A表面的水),下列说法正确的是(g取10 N/kg) ( )
A.图乙中物体受到的浮力为1.7 N
B.物体的体积是1.7×10-4 m3
C.物体的密度是1.7×103 kg/m3
D.液体的密度是0.8×103 kg/m3
5.(2022山东临沂中考)我国自主研制的亚洲第一深水导管架“海基一号”质量为3万吨,于2022年3月15日被顺利装上驳船运往珠江口盆地海域。驳船因载有“海基一号”而多排开海水的质量 ( )
A.等于3万吨 B.大于3万吨
C.小于3万吨 D.都有可能
6.(2023江西宜春六中二模)采摘的新鲜草莓,用盐水浸泡可清洗表面的农药残留物。小梦将两个相同的草莓分别放入浓度不同的盐水中进行清洗,当两草莓静止时,所处状态如图所示。此时有关草莓受到的浮力大小说法正确的是 ( )
A.F甲>F乙 B.F甲=F乙
C.F甲7.【新素材·现代科技】(2023山西太原二模)如图所示,为避免压坏反射面板,在维修“中国天眼”时,用一个直径固定的氦气球将维修工人吊起,利用氦气球浮力抵消维修工人自身的大部分体重,减少对反射面板的压力,甚至形成“零重力”,下列对维修过程描述正确的是 ( )
A.“零重力”是指维修工人所受重力为零
B.“零重力”时浮力与总重力大小相等
C.上升时维修工人和氦气球所受的浮力变大
D.下降时维修工人和氦气球排开气体所受重力变小
8.【安全与健康】(2022广西梧州中考)学校禁止中小学生私自下河游泳。有些看似平静的水面下往往暗藏漩涡,若被卷其中可能会出现危险,因为漩涡中心 ( )
A.水流速度大,压强大
B.水流速度小,压强小
C.水流速度大,压强小
D.水流速度小,压强大
9.(2023安徽淮南期末)如图所示,中国首艘智能半潜船“祥安口”号可用来运输超大型货物,其最大下潜深度为26 m,最大载重量为50 000吨。空载时漂浮于海面(如图甲);装载时需向船体水舱注水,船体重力增加,巨大的甲板下沉至海面以下(如图乙);待货物被拖到甲板上方时,排出水舱中的水,船体重力减小,甲板上浮至海面,完成货物装载(如图丙)。下列关于该半潜船的说法中正确的是(g取10 N/kg,ρ海水=1.0×103 kg/m3) ( )
A.半潜船在甲、乙、丙三种状态时所受的浮力相等
B.半潜船从河流驶入海洋后,吃水深度不变
C.在最大下潜深度处半潜船底受到海水的压强为2.6×105 Pa
D.满载时半潜船所受浮力为5×105 N
二、填空题(每空2分,共26分)
10.(2023安徽淮南月考)将质量为2 kg的物体挂在弹簧测力计上,当物体浸在水中时弹簧测力计示数为11.2 N,则此时物体受到浮力的大小是 N,方向是竖直向上的,施力物体是 。(g取10 N/kg)
11.(2023广东佛冈期中)用密度大于水的材料制作能够浮在水面上的物体,可以把它做成 的,增大它的体积,使它受到的
增大。
12.(2023广西隆安期末)如图所示,将一个棱长为5 cm、重为1 N的正方体物块(图中未画出),轻轻放入足够大、盛满水的溢水杯中,则该物块静止时受到的浮力大小为 N,放入物块后,水对溢水杯底部的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)
13.(2023安徽蚌埠龙子湖月考)将两个相同的小球分别放入装满不同液体的甲、乙两个相同的容器中,稳定后如图所示,甲中小球漂浮,乙中小球沉底,甲容器溢出液体的质量 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙容器溢出液体的质量,此时 (选填“甲”或“乙”)杯底部受到的液体压力较大。
14.【国防教育】(2023广东汕头期末)“海洋强国”是国家战略,绍兴作为浙江海洋经济发展示范区的重要战略节点,正以积极的姿态规划发展海洋经济。提升通江达海的内河港是海洋经济发展的主通道。
(1)如图是上虞港集装箱吊机正在作业,随着船上货物增多,货船受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)若货船从上虞淡水港出发驶入大海,装货完毕后船身吃水位置在图中“28”刻度处,那么在海上航行时,吃水位置在“28”刻度处 (选填“上”或“下”)方。
15.(2023广东清远期中)如图所示,飞机飞行时,机翼上方的空气流动速度 下方的空气流动速度,机翼上表面受到的大气压强 下表面受到的大气压强,飞机受到向
的压力差,这就是飞机的升力。(前两空均选填“大于”“小于”或“等于”)
三、实验探究题(共18分)
16.(2023安徽明光期中)(8分)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,小安提出如下猜想:
A.可能与液体的密度有关
B.可能与物体浸在液体中的体积有关
C.可能与物体的密度有关
D.可能与物体浸没在液体中的深度有关
甲 乙 丙
实验室提供的材料有柱形铁块一个、弹簧测力计一个、一杯水(适量)、细线(体积忽略不计)。
(1)只用这些器材,可以验证上述猜想中的B和 (选填字母序号)是否正确,其余猜想不能验证的原因是 (选择其中一个作出说明)。
(2)如图所示,是探究猜想B的实验过程,将铁块悬挂在弹簧测力计下,静止时(如图甲所示),弹簧测力计的示数为F1;将铁块部分浸入水中(如图乙所示)时,弹簧测力计的示数为F2,此时铁块受到的浮力大小的表达式为F浮= (用题中物理量的符号表示)。
(3)如图丙所示,将铁块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为F3,分析比较F2和F3的大小关系,若F2 (选填“>”“=”或“<”)F3,则可以得出结论:铁块浸在水中的体积越大,受到的浮力越大。
17.【实验探究·新实验】(2023安徽亳州十九中期末)(10分)小明按照活动要求制作简易密度计。
a b c
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的主要目的是增加配重 ,使吸管能竖直漂浮在液面上。
(2)将吸管放到水中的情境如图a所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情境如图b所示,浸入的长度为h,用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液 (选填“>”“<”或“=”)ρ水,ρ液与ρ水、h及H的关系式是ρ液= 。
(3)小明根据图a在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同),再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出),结果发现:1.1刻度线是在1.2刻度线的 (选填“上”或“下”)方。
(4)为检验刻度误差,小明取来食用油,先用天平和量筒测量其密度,然后再用这个密度计测量。但操作时却出现了图c所示的情形,这让他很扫兴,难道实验就此终止了吗 根据经验或思考,在不更换食用油的情况下,你认为可以进行怎样的简便尝试: 。
四、计算题(共20分)
18.【新素材·现代科技】(2023广东广州荔湾期末)(10分)如图甲,2023年2月10日,经过约7小时的出舱活动,神舟十五号航天员费俊龙、邓清明、张陆密切协同,完成出舱活动全部既定任务,出舱活动取得圆满成功。为了顺利出舱,航天员们都要在地面上经历“魔鬼式训练”。其中模拟失重水槽训练是其中的一项必修课,模拟失重训练水槽的原理:通过增减配重和漂浮器,使航天员悬浮在水中,模拟失重环境的操作效应。如图乙所示,质量为75 kg的航天员,若所带配重及所着模拟航天服质量为25 kg,人自身的密度设为1.05×103 kg/m3。水的密度为1×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
甲 乙
(1)航天员悬浮在水中时所受的总浮力;
(2)航天员排开水的总体积;
(3)航天服手腕处有一块面积为20 cm2小镜子,航天员可以通过它随时察看自己身上的各种开关。当小镜子处于水面以下5 m处受到的压力为多大
19.(10分)小明设计了如图所示的方法测量鸭蛋的密度,甲图中鸭蛋的质量为80.5 g,乙、丙图中的杯子底部等高且液面相平,请你根据图中电子秤显示的3个数据,回答以下问题。(g取10 N/kg)
(1)鸭蛋的体积为多少;
(2)鸭蛋的密度为多少;
(3)乙图中鸭蛋所受浮力为多少;
(4)乙图中鸭蛋静止时的状态是怎样的
答案全解全析
1.D 浸在液体或气体中的物体才会受到浮力;水中桥墩的下表面没有液体,不受浮力作用;浮力的方向总是竖直向上的;浮力产生的原因是上下表面存在压力差。故选D。
2.C 将易拉罐按入水中,液体的密度、物体的形状、物体的重力都不变,易拉罐浸入水中越深,即排开水的体积越大,手会感到越吃力。这个事实说明浮力的大小可能与排开液体的体积有关。故选C。
3.C 将手指插入水中,手指受到水的浮力作用,同时水也受到手指对水的力,则水和杯子受到的压力增大,天平左端下沉。故选C。
4.D 根据称重法可知图乙中物体受到的浮力F浮=G-F示=2.7 N-1.7 N=1 N,A错误;根据阿基米德原理可知物体的体积V=V排==10-4 m3,B错误;物体的质量m==0.27 kg,则物体的密度ρ==2.7×103 kg/m3,C错误;根据称重法可知图丙中物体在液体中受到的浮力F浮'=G-F示'=2.7 N-1.9 N=0.8 N,物体排开液体的体积V排'=V排=10-4 m3,液体的密度ρ液==0.8×103 kg/m3,D正确。故选D。
5.A “海基一号”质量为3万吨,驳船因载有“海基一号”,多排开海水的质量等于导管架“海基一号”的质量,Δm排=m=3万吨。故选A。
6.B 草莓在甲液体中悬浮,则F甲=G甲;在乙液体中漂浮,则F乙=G乙;由于草莓的重力相同,所以草莓在甲、乙两液体中受到的浮力相等,即F甲=F乙。故选B。
7.B 把氦气球和维修工人看成一个整体,这个整体处于悬浮状态,受到的浮力等于总重力,形成“零重力”,维修工人所受重力不变,A错误,B正确;用一个直径固定的氦气球将维修工人吊起,则维修工人和氦气球排开空气的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,无论上升还是下降,维修工人和氦气球所受的浮力大小不变,则氦气球排开气体所受重力不变,C、D错误。故选B。
8.C 漩涡外部的水流速度小压强大,漩涡内部的水流速度大压强小,在压强差的作用下,容易将附近的人“吸”进漩涡,发生危险。故选C。
9.C 乙图中半潜船排开水的体积最大,其次是丙图,甲图中半潜船排开水的体积最小,液体的密度相同,根据F浮=ρ液gV排可知,乙图中半潜船所受浮力最大,其次是丙图,再次是甲图,即F乙>F丙>F甲,A错误;半潜船从河流驶入海洋后,仍处于漂浮状态,浮力等于重力,重力不变,浮力不变,因为海水的密度大于河水的密度,由F浮=ρ液gV排和V=Sh可知半潜船吃水深度变小,B错误;离水面26 m深的半潜船底受到海水的压强p=ρ海水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×26 m=2.6×105 Pa,C正确;漂浮时浮力等于重力,不知道半潜船的质量,不能求出其所受浮力,D错误。故选C。
10.8.8 水
解析 物体的重力G=mg=2 kg×10 N/kg=20 N;物体受到的浮力F浮=G-F拉=20 N-11.2 N=8.8 N;浮力的方向是竖直向上的,施力物体是水。
11.空心 浮力
解析 把密度大于水的材料做成空心的,在重力不变的情况下,可以增大它浸入水中的体积,从而增大浮力,这是采用空心的方法来增大可以利用的浮力,轮船就是根据这个原理做成的。
12.1 不变
解析 正方体物块的体积V=L3=(5 cm)3=125 cm3=1.25×10-4 m3,由G=mg可得,物块的质量:m==0.1 kg,则物块的密度:ρ==0.8×103 kg/m3,
因为ρ<ρ水,所以,该物块静止时漂浮在水面上,则物块受到的浮力:F浮=G=1 N;放入物块前,溢水杯中盛满水,放入物块后,溢水杯中水的深度不变,由p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强不变。
13.大于 甲
解析 小球在甲中漂浮,浮力等于自身重力,小球的密度要小于甲中液体的密度,小球在乙中沉底,浮力小于重力,小球的密度大于乙中液体的密度,所以小球在甲中受到的浮力大于在乙中受到的浮力;两种液体的密度ρ甲>ρ乙。由于液体深度相同,根据p=ρgh可知,p甲>p乙,甲、乙是两个相同的烧杯,底面积相同,根据F=pS可知,甲杯底部受到的液体压力较大。
14.(1)变大 (2)下
解析 (1)货船处于漂浮状态,根据浮沉条件可知F浮=G;向货船上装货物时,货船的重力增大,则货船受到的浮力将变大;
(2)货船由淡水河驶入海里时,因货船在海水中也处于漂浮状态,所受浮力不变;由于海水的密度较大,根据F浮=ρ液gV排可知,排开水的体积变小,货船上浮一些,所以在海上航行时,吃水位置在“28”刻度处下方。
15.大于 小于 上
解析 机翼上方的空气流动速度大于下方的空气流动速度;由流体流速大压强小的特点知,机翼上表面受到的压强小于下表面受到的压强,从而产生了向上的压力差,这就是飞机的升力。
16.(1)D 实验器材中除了水以外,没有其他液体 (2)F1-F2 (3)>
解析 (1)可以通过改变物体在水中不同深度,来探究浮力大小和物体浸没在水中的深度的关系以及物体浸在液体中的体积的关系;实验器材中除了水以外,没有其他液体,所以不能探究浮力大小和液体密度的关系;物体也只有一个,也不能探究浮力大小和物体密度的关系;
(2)根据称重法可知:F浮=F1-F2;
(3)铁块浸没在水中时,排开水的体积变大,浮力变大,弹簧测力计示数变小,则F2大于F3。
17.(1)降低重心 (2)> (3)上 (4)向烧杯中加食用油或将烧杯换成细长容器再用密度计实验
解析 (1)饮料吸管下端塞入适量金属丝作为配重,这样做的目的是降低重心,让密度计竖直漂浮在液体中;
(2)由于吸管在a、b图中均漂浮,所以F浮=G,则在水和另一种液体中受到的浮力相等,由F浮=ρ液gV排,V排a>V排b,所以ρ水<ρ液。设吸管的底面积为S,根据浮沉条件可知,F浮水=F浮液,即ρ水gSH=ρ液gSh,ρ液=;
(3)根据(2)可知,将上端刻度线与下端刻度线进行比较,得到刻度线的两个特点是上端刻度小、下端刻度大,即1.1刻度线在1.2刻度线的上方;
(4)图c所示的情形,说明密度计的重力过大,应使密度计漂浮在液体中,不能沉底,可向容器中加食用油或者将容器换成直径细长些的容器,以提高食用油的深度。
18.解析 (1)因为航天员悬浮,所以F浮=G总=(m人+m物)g=(75 kg+25 kg)×10 N/kg=1 000 N;
(2)由F浮=ρ液gV排可知,航天员排开水的体积
V排==0.1 m3;
(3)小镜子在水面以下5 m深时受到水的压强p=ρ水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×5 m=5×104 Pa;则受到的压力为F=pS=5×104 Pa×20×10-4 m2=100 N。
19.解析 (1)由甲图可知,电子秤的示数为80.5 g,即鸭蛋的质量为80.5 g。加入水的质量m=80.5 g+202.0 g-212.5 g=70 g;加入水的体积即鸭蛋的体积V==70 cm3;
(2)鸭蛋的密度ρ'==1.15 g/cm3;
(3)根据阿基米德原理可知鸭蛋所受浮力等于排开水的重力,可得F浮=G排=mg=0.07 kg×10 N/kg=0.7 N;
(4)鸭蛋的密度大于水的密度,根据浮沉条件可得,乙图中鸭蛋静止时处于沉底状态。
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2024沪粤版物理八年级下学期
第九章 素养综合检测
满分100分,限时45分钟
一、选择题(每小题4分,共36分)
1.【新独家原创】关于浮力,说法正确的是 ( )
A.一切物体在任何情况下都受到浮力
B.水中的桥墩受到浮力
C.浮力的方向是竖直向下的
D.浮力产生的原因是上下表面存在压力差
2.【学科素养·科学探究】(2023安徽泗县期中)将一只空易拉罐口朝上按入水中,会发现手会感到越来越吃力,这个事实可以支持的猜想是 ( )
A.浮力的大小可能与液体的密度有关
B.浮力的大小可能与物体的形状有关
C.浮力的大小可能与排开液体的体积有关
D.浮力的大小可能与物体的重力有关
3.(2023安徽合肥瑶海期中)有个天平,左边放一杯水,右边放砝码,天平已经平衡了。现在把手指插入水中,既不碰烧杯壁也不碰烧杯底,下列说法正确的是 ( )
A.继续保持平衡状态
B.放置砝码的一端下沉了
C.手指插入的一端下沉了
D.无法判断
4.【学科素养·科学思维】(2023安徽合肥期末)如图所示,利用弹簧测力计、细线、物体A、柱形容器、水、液体,按图甲、乙和丙所示依次进行实验(从水中取出擦干A表面的水),下列说法正确的是(g取10 N/kg) ( )
A.图乙中物体受到的浮力为1.7 N
B.物体的体积是1.7×10-4 m3
C.物体的密度是1.7×103 kg/m3
D.液体的密度是0.8×103 kg/m3
5.(2022山东临沂中考)我国自主研制的亚洲第一深水导管架“海基一号”质量为3万吨,于2022年3月15日被顺利装上驳船运往珠江口盆地海域。驳船因载有“海基一号”而多排开海水的质量 ( )
A.等于3万吨 B.大于3万吨
C.小于3万吨 D.都有可能
6.(2023江西宜春六中二模)采摘的新鲜草莓,用盐水浸泡可清洗表面的农药残留物。小梦将两个相同的草莓分别放入浓度不同的盐水中进行清洗,当两草莓静止时,所处状态如图所示。此时有关草莓受到的浮力大小说法正确的是 ( )
A.F甲>F乙 B.F甲=F乙
C.F甲
A.“零重力”是指维修工人所受重力为零
B.“零重力”时浮力与总重力大小相等
C.上升时维修工人和氦气球所受的浮力变大
D.下降时维修工人和氦气球排开气体所受重力变小
8.【安全与健康】(2022广西梧州中考)学校禁止中小学生私自下河游泳。有些看似平静的水面下往往暗藏漩涡,若被卷其中可能会出现危险,因为漩涡中心 ( )
A.水流速度大,压强大
B.水流速度小,压强小
C.水流速度大,压强小
D.水流速度小,压强大
9.(2023安徽淮南期末)如图所示,中国首艘智能半潜船“祥安口”号可用来运输超大型货物,其最大下潜深度为26 m,最大载重量为50 000吨。空载时漂浮于海面(如图甲);装载时需向船体水舱注水,船体重力增加,巨大的甲板下沉至海面以下(如图乙);待货物被拖到甲板上方时,排出水舱中的水,船体重力减小,甲板上浮至海面,完成货物装载(如图丙)。下列关于该半潜船的说法中正确的是(g取10 N/kg,ρ海水=1.0×103 kg/m3) ( )
A.半潜船在甲、乙、丙三种状态时所受的浮力相等
B.半潜船从河流驶入海洋后,吃水深度不变
C.在最大下潜深度处半潜船底受到海水的压强为2.6×105 Pa
D.满载时半潜船所受浮力为5×105 N
二、填空题(每空2分,共26分)
10.(2023安徽淮南月考)将质量为2 kg的物体挂在弹簧测力计上,当物体浸在水中时弹簧测力计示数为11.2 N,则此时物体受到浮力的大小是 N,方向是竖直向上的,施力物体是 。(g取10 N/kg)
11.(2023广东佛冈期中)用密度大于水的材料制作能够浮在水面上的物体,可以把它做成 的,增大它的体积,使它受到的
增大。
12.(2023广西隆安期末)如图所示,将一个棱长为5 cm、重为1 N的正方体物块(图中未画出),轻轻放入足够大、盛满水的溢水杯中,则该物块静止时受到的浮力大小为 N,放入物块后,水对溢水杯底部的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)
13.(2023安徽蚌埠龙子湖月考)将两个相同的小球分别放入装满不同液体的甲、乙两个相同的容器中,稳定后如图所示,甲中小球漂浮,乙中小球沉底,甲容器溢出液体的质量 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙容器溢出液体的质量,此时 (选填“甲”或“乙”)杯底部受到的液体压力较大。
14.【国防教育】(2023广东汕头期末)“海洋强国”是国家战略,绍兴作为浙江海洋经济发展示范区的重要战略节点,正以积极的姿态规划发展海洋经济。提升通江达海的内河港是海洋经济发展的主通道。
(1)如图是上虞港集装箱吊机正在作业,随着船上货物增多,货船受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)若货船从上虞淡水港出发驶入大海,装货完毕后船身吃水位置在图中“28”刻度处,那么在海上航行时,吃水位置在“28”刻度处 (选填“上”或“下”)方。
15.(2023广东清远期中)如图所示,飞机飞行时,机翼上方的空气流动速度 下方的空气流动速度,机翼上表面受到的大气压强 下表面受到的大气压强,飞机受到向
的压力差,这就是飞机的升力。(前两空均选填“大于”“小于”或“等于”)
三、实验探究题(共18分)
16.(2023安徽明光期中)(8分)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,小安提出如下猜想:
A.可能与液体的密度有关
B.可能与物体浸在液体中的体积有关
C.可能与物体的密度有关
D.可能与物体浸没在液体中的深度有关
甲 乙 丙
实验室提供的材料有柱形铁块一个、弹簧测力计一个、一杯水(适量)、细线(体积忽略不计)。
(1)只用这些器材,可以验证上述猜想中的B和 (选填字母序号)是否正确,其余猜想不能验证的原因是 (选择其中一个作出说明)。
(2)如图所示,是探究猜想B的实验过程,将铁块悬挂在弹簧测力计下,静止时(如图甲所示),弹簧测力计的示数为F1;将铁块部分浸入水中(如图乙所示)时,弹簧测力计的示数为F2,此时铁块受到的浮力大小的表达式为F浮= (用题中物理量的符号表示)。
(3)如图丙所示,将铁块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为F3,分析比较F2和F3的大小关系,若F2 (选填“>”“=”或“<”)F3,则可以得出结论:铁块浸在水中的体积越大,受到的浮力越大。
17.【实验探究·新实验】(2023安徽亳州十九中期末)(10分)小明按照活动要求制作简易密度计。
a b c
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的主要目的是增加配重 ,使吸管能竖直漂浮在液面上。
(2)将吸管放到水中的情境如图a所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情境如图b所示,浸入的长度为h,用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液 (选填“>”“<”或“=”)ρ水,ρ液与ρ水、h及H的关系式是ρ液= 。
(3)小明根据图a在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同),再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出),结果发现:1.1刻度线是在1.2刻度线的 (选填“上”或“下”)方。
(4)为检验刻度误差,小明取来食用油,先用天平和量筒测量其密度,然后再用这个密度计测量。但操作时却出现了图c所示的情形,这让他很扫兴,难道实验就此终止了吗 根据经验或思考,在不更换食用油的情况下,你认为可以进行怎样的简便尝试: 。
四、计算题(共20分)
18.【新素材·现代科技】(2023广东广州荔湾期末)(10分)如图甲,2023年2月10日,经过约7小时的出舱活动,神舟十五号航天员费俊龙、邓清明、张陆密切协同,完成出舱活动全部既定任务,出舱活动取得圆满成功。为了顺利出舱,航天员们都要在地面上经历“魔鬼式训练”。其中模拟失重水槽训练是其中的一项必修课,模拟失重训练水槽的原理:通过增减配重和漂浮器,使航天员悬浮在水中,模拟失重环境的操作效应。如图乙所示,质量为75 kg的航天员,若所带配重及所着模拟航天服质量为25 kg,人自身的密度设为1.05×103 kg/m3。水的密度为1×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
甲 乙
(1)航天员悬浮在水中时所受的总浮力;
(2)航天员排开水的总体积;
(3)航天服手腕处有一块面积为20 cm2小镜子,航天员可以通过它随时察看自己身上的各种开关。当小镜子处于水面以下5 m处受到的压力为多大
19.(10分)小明设计了如图所示的方法测量鸭蛋的密度,甲图中鸭蛋的质量为80.5 g,乙、丙图中的杯子底部等高且液面相平,请你根据图中电子秤显示的3个数据,回答以下问题。(g取10 N/kg)
(1)鸭蛋的体积为多少;
(2)鸭蛋的密度为多少;
(3)乙图中鸭蛋所受浮力为多少;
(4)乙图中鸭蛋静止时的状态是怎样的
答案全解全析
1.D 浸在液体或气体中的物体才会受到浮力;水中桥墩的下表面没有液体,不受浮力作用;浮力的方向总是竖直向上的;浮力产生的原因是上下表面存在压力差。故选D。
2.C 将易拉罐按入水中,液体的密度、物体的形状、物体的重力都不变,易拉罐浸入水中越深,即排开水的体积越大,手会感到越吃力。这个事实说明浮力的大小可能与排开液体的体积有关。故选C。
3.C 将手指插入水中,手指受到水的浮力作用,同时水也受到手指对水的力,则水和杯子受到的压力增大,天平左端下沉。故选C。
4.D 根据称重法可知图乙中物体受到的浮力F浮=G-F示=2.7 N-1.7 N=1 N,A错误;根据阿基米德原理可知物体的体积V=V排==10-4 m3,B错误;物体的质量m==0.27 kg,则物体的密度ρ==2.7×103 kg/m3,C错误;根据称重法可知图丙中物体在液体中受到的浮力F浮'=G-F示'=2.7 N-1.9 N=0.8 N,物体排开液体的体积V排'=V排=10-4 m3,液体的密度ρ液==0.8×103 kg/m3,D正确。故选D。
5.A “海基一号”质量为3万吨,驳船因载有“海基一号”,多排开海水的质量等于导管架“海基一号”的质量,Δm排=m=3万吨。故选A。
6.B 草莓在甲液体中悬浮,则F甲=G甲;在乙液体中漂浮,则F乙=G乙;由于草莓的重力相同,所以草莓在甲、乙两液体中受到的浮力相等,即F甲=F乙。故选B。
7.B 把氦气球和维修工人看成一个整体,这个整体处于悬浮状态,受到的浮力等于总重力,形成“零重力”,维修工人所受重力不变,A错误,B正确;用一个直径固定的氦气球将维修工人吊起,则维修工人和氦气球排开空气的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,无论上升还是下降,维修工人和氦气球所受的浮力大小不变,则氦气球排开气体所受重力不变,C、D错误。故选B。
8.C 漩涡外部的水流速度小压强大,漩涡内部的水流速度大压强小,在压强差的作用下,容易将附近的人“吸”进漩涡,发生危险。故选C。
9.C 乙图中半潜船排开水的体积最大,其次是丙图,甲图中半潜船排开水的体积最小,液体的密度相同,根据F浮=ρ液gV排可知,乙图中半潜船所受浮力最大,其次是丙图,再次是甲图,即F乙>F丙>F甲,A错误;半潜船从河流驶入海洋后,仍处于漂浮状态,浮力等于重力,重力不变,浮力不变,因为海水的密度大于河水的密度,由F浮=ρ液gV排和V=Sh可知半潜船吃水深度变小,B错误;离水面26 m深的半潜船底受到海水的压强p=ρ海水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×26 m=2.6×105 Pa,C正确;漂浮时浮力等于重力,不知道半潜船的质量,不能求出其所受浮力,D错误。故选C。
10.8.8 水
解析 物体的重力G=mg=2 kg×10 N/kg=20 N;物体受到的浮力F浮=G-F拉=20 N-11.2 N=8.8 N;浮力的方向是竖直向上的,施力物体是水。
11.空心 浮力
解析 把密度大于水的材料做成空心的,在重力不变的情况下,可以增大它浸入水中的体积,从而增大浮力,这是采用空心的方法来增大可以利用的浮力,轮船就是根据这个原理做成的。
12.1 不变
解析 正方体物块的体积V=L3=(5 cm)3=125 cm3=1.25×10-4 m3,由G=mg可得,物块的质量:m==0.1 kg,则物块的密度:ρ==0.8×103 kg/m3,
因为ρ<ρ水,所以,该物块静止时漂浮在水面上,则物块受到的浮力:F浮=G=1 N;放入物块前,溢水杯中盛满水,放入物块后,溢水杯中水的深度不变,由p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强不变。
13.大于 甲
解析 小球在甲中漂浮,浮力等于自身重力,小球的密度要小于甲中液体的密度,小球在乙中沉底,浮力小于重力,小球的密度大于乙中液体的密度,所以小球在甲中受到的浮力大于在乙中受到的浮力;两种液体的密度ρ甲>ρ乙。由于液体深度相同,根据p=ρgh可知,p甲>p乙,甲、乙是两个相同的烧杯,底面积相同,根据F=pS可知,甲杯底部受到的液体压力较大。
14.(1)变大 (2)下
解析 (1)货船处于漂浮状态,根据浮沉条件可知F浮=G;向货船上装货物时,货船的重力增大,则货船受到的浮力将变大;
(2)货船由淡水河驶入海里时,因货船在海水中也处于漂浮状态,所受浮力不变;由于海水的密度较大,根据F浮=ρ液gV排可知,排开水的体积变小,货船上浮一些,所以在海上航行时,吃水位置在“28”刻度处下方。
15.大于 小于 上
解析 机翼上方的空气流动速度大于下方的空气流动速度;由流体流速大压强小的特点知,机翼上表面受到的压强小于下表面受到的压强,从而产生了向上的压力差,这就是飞机的升力。
16.(1)D 实验器材中除了水以外,没有其他液体 (2)F1-F2 (3)>
解析 (1)可以通过改变物体在水中不同深度,来探究浮力大小和物体浸没在水中的深度的关系以及物体浸在液体中的体积的关系;实验器材中除了水以外,没有其他液体,所以不能探究浮力大小和液体密度的关系;物体也只有一个,也不能探究浮力大小和物体密度的关系;
(2)根据称重法可知:F浮=F1-F2;
(3)铁块浸没在水中时,排开水的体积变大,浮力变大,弹簧测力计示数变小,则F2大于F3。
17.(1)降低重心 (2)> (3)上 (4)向烧杯中加食用油或将烧杯换成细长容器再用密度计实验
解析 (1)饮料吸管下端塞入适量金属丝作为配重,这样做的目的是降低重心,让密度计竖直漂浮在液体中;
(2)由于吸管在a、b图中均漂浮,所以F浮=G,则在水和另一种液体中受到的浮力相等,由F浮=ρ液gV排,V排a>V排b,所以ρ水<ρ液。设吸管的底面积为S,根据浮沉条件可知,F浮水=F浮液,即ρ水gSH=ρ液gSh,ρ液=;
(3)根据(2)可知,将上端刻度线与下端刻度线进行比较,得到刻度线的两个特点是上端刻度小、下端刻度大,即1.1刻度线在1.2刻度线的上方;
(4)图c所示的情形,说明密度计的重力过大,应使密度计漂浮在液体中,不能沉底,可向容器中加食用油或者将容器换成直径细长些的容器,以提高食用油的深度。
18.解析 (1)因为航天员悬浮,所以F浮=G总=(m人+m物)g=(75 kg+25 kg)×10 N/kg=1 000 N;
(2)由F浮=ρ液gV排可知,航天员排开水的体积
V排==0.1 m3;
(3)小镜子在水面以下5 m深时受到水的压强p=ρ水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×5 m=5×104 Pa;则受到的压力为F=pS=5×104 Pa×20×10-4 m2=100 N。
19.解析 (1)由甲图可知,电子秤的示数为80.5 g,即鸭蛋的质量为80.5 g。加入水的质量m=80.5 g+202.0 g-212.5 g=70 g;加入水的体积即鸭蛋的体积V==70 cm3;
(2)鸭蛋的密度ρ'==1.15 g/cm3;
(3)根据阿基米德原理可知鸭蛋所受浮力等于排开水的重力,可得F浮=G排=mg=0.07 kg×10 N/kg=0.7 N;
(4)鸭蛋的密度大于水的密度,根据浮沉条件可得,乙图中鸭蛋静止时处于沉底状态。
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