2024五四制鲁科版物理八年级下学期--第八章 素养综合检测（有解析）

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2024五四制鲁科版物理八年级下学期
第八章　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.(2023四川成都期中)关于浮力,下列说法中错误的是 (　　)
A.深入河底的柱形桥墩,不受浮力作用
B.浸在液体中的物体受到的浮力就是下表面受到的液体压力
C.浮力方向与重力方向相反
D.在液体中上升的物体受到浮力,下沉的物体也受到浮力
2.(2023山东东营期中)悬浮在水中的潜水艇能够上浮,是通过下列哪种方法来实现的 (　　)
A.减小浮力 B.增大浮力 C.减小自身重力 D.增加自身重力
3.(2023山东淄博张店期中)小明将体积相等的A、B、C三个不同的水果放入水中静止后,A漂浮、B悬浮、C沉底,如图所示。关于它们的密度和受到的浮力大小判断正确的是 (　　)
A.FA>FB>FC B.FA>FB=FC C.ρA<ρB<ρC D.ρA<ρB=ρC
4.【国防教育】(2023山东东营模拟)2022年海军节到来之际,人民海军再次传出好消息,第二艘075型两栖攻击舰正式官宣亮相,根据央视报道,这艘075型2号舰命名“广西舰”,舷号“32”。下列关于该舰的说法正确的是 (　　)
A.“广西舰”在海面静止时,甲板上的直升机起飞后,受到的浮力不变
B.“广西舰”受到的重力一定大于其浮力
C.“广西舰”受到浮力的方向总是竖直向下
D.“广西舰”在海面静止时,直升机降落在甲板上后,该舰排开水的体积会增大
5.【安全与健康】(2023山东广饶期中)从市场购买的苹果,用盐水浸泡可清洗表面的农药残留物。把一个装有适量盐水的容器放在水平桌面上,将一个苹果放入盐水中进行清洗,苹果静止时如图所示。向杯中加盐,并轻轻搅拌。下列说法正确的是 (　　)
A.苹果将上浮,受到的浮力变大
B.苹果将下沉,受到的浮力变小
C.苹果仍悬浮,受到的浮力不变
D.容器受到的重力和桌面对容器的支持力是一对相互作用力
6.【新独家原创】为了不损坏“中国天眼”(FAST)的反射面板,我国研制出了“微重力蜘蛛人”设备来解决日常维护问题。如图所示,蜘蛛人与氦气球相连,下列说法正确的是 (　　)
A.利用了氦气球的浮力
B.由于氦气球受到了很大的浮力,所以减小了人的重力
C.如果氦气球漏气了,受到的浮力会变大
D.氦气球受到的浮力大小等于其重力的大小
7.(2023山东泰安高新区期中)同一支密度计分别放在甲、乙两种不同的液体中,静止后如图所示,密度计受到的浮力分别为F甲、F乙,液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,则 (　　)
A.F甲=F乙;ρ甲>ρ乙 B.F甲=F乙;ρ甲=ρ乙
C.F甲F乙;ρ甲=ρ乙
8.【学科素养·科学思维】(2023山东烟台芝罘期中)两个棱长相同、材料不同的实心正方体甲和乙,用质量不计的细线连接,轻轻放入某液体中,静止后整体悬浮,细线处于绷紧状态,如图所示。则(　　)
A.甲受到的浮力比乙受到的浮力大
B.甲的密度与液体的密度相等
C.如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,甲将上浮
D.如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,乙将悬浮
9.(2022山东东营中考)两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心小球A、B分别放入容器中静止,A球沉底,B球漂浮,如图所示,h1A.两个小球的重力:GAF浮B
C.两种液体的密度:ρ甲< ρ乙 D.两个容器对桌面的压强:p甲=p乙
二、填空题(每空2分,共18分)
10.【跨学科·物理学与日常生活】(2023山东泗水期中)在生活中,我们可以根据物体的运动情况判断出它的受力情况:例如用薄纸制成的军事信号“孔明灯”,点燃灯笼下端小碟内的松脂,加热灯笼内部的空气,当“孔明灯”受到的浮力　　　　重力时,孔明灯就会腾空而起;未煮熟的汤圆沉在锅底,此时汤圆受到的浮力　　　　重力(两空均选填“大于”“等于”或“小于”)。
11.(2023安徽合肥期中)弹簧测力计通过细线吊着一个合金块,静止时弹簧测力计的示数如图甲所示,则合金块的重力是　　　　N。将合金块浸没在水中如图乙所示,静止时弹簧测力计的示数为1.9 N,则合金块浸没在水中时受到的浮力是　　　　N。
12.【新素材·现代科技】(2023山东桓台二模)“奋斗者号”是我国自主研制的深潜器,若当“奋斗者号”完全潜入水中时,排开水的体积为51m3,它所受的浮力为　　　　N。“奋斗者号”在深水下潜过程中所受水的压强　　　　,浮力　　　　(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
13.(2023福建福州模拟)如图所示,水平桌面上两个相同的容器,里面分别装有甲、乙两种液体,将A、B两个正方体按图示方式放入液体中,待静止后B刚好浸没在甲液体中,A刚好浸没在乙液体中,且两容器中的液面恰好相平。已知VA∶VB=1∶3,排开液体的质量分别为m1和m2,则m1∶m2=　　　　;甲、乙液体对容器底的压力分别为F1和F2,则F1∶F2=　　　　。
三、作图题(4分)
14.(2023山东泰安高新区期中)如图所示,绳子拉着乒乓球在水中处于静止状态,请在图中作出乒乓球受到浮力的示意图。
四、实验探究题(14分)
15.【学科素养·科学探究】(2023山东宁阳月考)小李在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:弹簧测力计、实心圆柱体金属块、相同的盛水容器若干、水、密度未知的某种液体和细线等。(g取10 N/kg)
图1
小李进行了如图1所示的实验,由A图可知该金属块的重力为
　　　　N,用弹簧测力计挂着金属块缓慢地浸入液体中的不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中;
实验步骤 B C D E F
弹簧测力计示数/N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9
(2)分析比较实验步骤A、D和　　　　可得出结论:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)分析实验步骤A、B、C、D,得出结论:当液体密度一定时,　 　越大,浮力越大;
(4)分析实验数据,金属块浸没在水中受到的浮力是　　　　N,F图中液体的密度为　　　　kg/m3;
(5)小李还想知道石块在水中所受浮力的大小等于什么,于是做了如图2所示“甲、乙、丙、丁”四步操作进行探究:
图2
①以上操作的合理顺序是　　　　(只填“步骤代号”);
②小李利用测量数据,计算出了石块的密度ρ石=　　　　kg/m3。
五、计算题(共28分)
16.(2023四川宜宾中考)(14分)如图甲,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计读数为3 N;如图乙,将该木块静置于平放的盛水容器中,木块有的体积露出水面;如图丙,用竖直向下的力F压该木块时,木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
(1)图乙中木块所受的浮力大小;
(2)木块的体积;
(3)木块的密度;
(4)图丙中F的大小。
17.【新素材·现代科技】(2023山东莱阳二模)(14分)如图所示,这是我国自主研发的水陆两栖飞机“鲲龙-600”,它可以承担大型灭火、水上救援等任务。其最大起飞质量为53.5 t,可在水源与火场之间多次往返投水灭火,单次最大汲水量为12 t。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)试问:
(1)若“鲲龙-600”以最大起飞质量在空中水平匀速直线飞行,机翼产生的最大升力;
(2)“鲲龙-600”在机翼两侧下方各装有一个浮筒,设计要求单侧浮筒的在水中,至少要产生4.5×104 N的浮力才能防止侧翻,机翼才不会被巨浪卷入水中,则每个浮筒的最小体积;
(3)“鲲龙-600”投水灭火后(所汲水全部喷出),回到水面畅游,“鲲龙-600”所受的浮力;若此时将“鲲龙-600”浸没在水中的体积看作一个长方体,其底面积为20 m2,则其底部受到水的压强。
答案全解全析
1.B　浮力产生的原因是物体在液体中时受到上下表面的压力差,深入河底的柱形桥墩,下表面没有受到水的压力,故不受浮力作用,A正确;浸在液体中的物体受到各个方向的压力,由于上下表面存在高度差,受到竖直向上的压力与竖直向下的压力无法抵消,从而产生了上下表面的压力差,即浮力,故浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体压力的合力,B错误;浮力的方向始终是竖直向上的,与重力的方向相反,C正确;浸在液体中的物体会受到液体对它施加的竖直向上的浮力,与物体的浮沉情况无关,所以不管物体在液体中上升还是下沉,都会受到浮力作用,D正确。
2.C　悬浮在水中的潜水艇所受的浮力等于重力,要想使潜水艇上浮,其所受的浮力必须大于重力,潜水艇是通过排出水舱中的水减轻自身重力实现上浮的,C正确。
3.C　A、B、C的体积相等,由题图可知,三个水果排开水的体积VB=
VC>VA,由F浮=ρ液gV排得,三个水果受到的浮力大小FAρ水,所以ρA<ρB<
ρC,C正确,D错误。
4.D　“广西舰”在海面静止时,处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,“广西舰”受到的浮力和自身的重力大小相等,甲板上的飞机起飞后,“广西舰”自身的重力减小,则“广西舰”受到的浮力变小,A、B错误;“广西舰”受到浮力的方向总是竖直向上,C错误;“广西舰”在海面静止时,直升机降落在甲板上后,广西舰自身的重力变大,受到的浮力变大,根据F浮=ρ液gV排可知排开水的体积会增大,D正确。
5.A　由题图知,苹果静止时处于悬浮状态,浮力与重力大小相等,此时排开液体的体积是一定的,加盐的过程中,盐水的密度增大,由F浮=
ρ液gV排知,苹果所受的浮力增大,大于苹果的重力,苹果上浮,A正确,B、C错误;容器受到的重力作用在容器上,桌面对容器的支持力等于容器、盐水及苹果的重力之和,这两个力大小不相等,故不是相互作用力,D错误。
6.A　在检修时,氦气球在空气中受到浮力作用,蜘蛛人受到竖直向下的重力、竖直向上的氦气球的拉力作用,使得蜘蛛人对反射面的压力变小,A正确;由G=mg可知,人所受的重力与人的质量有关,而与氦气球所受的浮力无关,B错误;如果氦气球漏气了,氦气球的体积变小,由F浮=ρ空气gV排可知,其受到的浮力会变小,C错误;氦气球受到竖直向下的重力、竖直向下的拉力和竖直向上的浮力,并处于静止状态,则氦气球受到的浮力大小大于其重力的大小,D错误。
7.A　由题图可知,密度计在甲、乙两种不同的液体中均处于漂浮状态,由于同一支密度计的重力不变,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等,即F甲=F乙;由于甲中的密度计排开液体的体积小于乙中的密度计排开液体的体积,根据F浮=ρ液gV排知,甲液体密度大于乙液体密度,即ρ甲>ρ乙,A正确。
8.C　甲、乙两个正方体的棱长相同,根据体积公式可知甲和乙的体积相等,两个正方体都浸没在同一液体中,其排开液体的体积相等,根据F浮=ρ液gV排可知,甲受的浮力和乙受的浮力大小相等,A错误;把甲和乙作为一个整体,甲和乙在液体中静止时悬浮,根据物体的浮沉条件可知,甲和乙的平均密度等于液体密度,而甲和乙由不同材料制成,其密度不同,所以甲的密度与液体密度不相等,B错误;根据题意知,细线处于绷紧状态,甲受的浮力等于甲的重力和拉力之和,如果将细线剪断,甲受的浮力大于重力,甲将会上浮;乙受的浮力小于重力,乙将会下沉,C正确,D错误。
9.B　两种液体对容器底的压强相等,且h1ρ乙;A球沉底,排开甲液体的体积等于A球的体积,受到的重力GA大于浮力F浮A,B球漂浮,排开乙液体的体积小于B球的体积,受到的重力GB等于浮力F浮B,因为两小球的体积相等,所以两小球排开液体的体积关系为V排甲>V排乙,甲液体的密度大于乙液体的密度,由F浮=ρ液gV排可知,两个小球受到的浮力关系为F浮A>F浮B,所以两个小球的重力关系为GA>GB,B正确,A、C错误;两种液体对容器底的压强相等,受力面积相等,根据F=pS可知,甲和乙两种液体对容器底的压力相等,都为F,又因为容器为柱形容器且力的作用是相互的,所以液体对容器底的压力等于液体重力和物体受到的浮力之和,即F=
G液+F浮,所以甲液体重力G甲=F-F浮A,乙液体重力G乙=F-F浮B,甲容器对桌面压力F甲=G容+G甲+GA=G容+F-F浮A+GA,乙容器对桌面压力F乙=G容+G乙+GB=G容+F-F浮B+GB,由于F浮B=GB,所以F乙=G容+F;因为GA>F浮A,所以G容+F-F浮A+GA>G容+F,即两个容器对桌面压力关系为F甲>F乙,由于两个容器底面积相等,由p=可知,两个容器对桌面压强关系为p甲>p乙,故D错误。
10　大于　小于
解析　由物体的浮沉条件可知,物体上浮时浮力大于重力,物体沉底时,浮力小于重力,所以当“孔明灯”受到的浮力大于重力时,“孔明灯”就会腾空而起;未煮熟的汤圆沉在锅底,此时汤圆受到的浮力小于重力。
11　2.3　0.4
解析　甲图中测力计的分度值为0.1 N,其示数为2.3 N,即合金块的重力是2.3 N;将合金块浸没在水中如图乙所示,静止时弹簧测力计的示数为1.9 N,根据称重法可知合金块所受的浮力F浮=G-F示=2.3 N-
1.9 N=0.4 N。
12　5.1×105　变大　不变
解析　深潜器完全潜入水中时所受的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×
103 kg/m3×10 N/kg×51 m3=5.1×105 N;在深水下潜过程中,水的深度变大,深潜器排开海水的体积不变,根据p=ρgh可知其受到水的压强变大;根据F浮=ρ液gV排可知,潜水器受到的浮力不变。
13　1∶1　1∶3
解析　把A、B两个正方体作为一个整体,由题图可知,该整体在两液体中都处于漂浮状态,由漂浮条件可知F浮=GA+GB,所以该整体在两液体中受到的浮力相等;由阿基米德原理知排开液体的重力相等,由G=mg知排开液体的质量相等,即m1∶m2=1∶1;V排甲=VB,V排乙=VA,由
F浮=ρ液gV排可知,两液体的密度关系,已知两液体的深度h相同,由p=ρgh可知,甲液体对容器底的压强与乙液体对容器底的压强关系,由p=可知,甲、乙液体对容器底的压力关系。
14　如图所示
解析　乒乓球受到的浮力F浮的作用点在重心,从乒乓球的重心沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,标出F浮。
15　(1)2.7　(2)E　(3)排开液体的体积　(4)1　0.8×103　(5)①丁、甲、丙、乙　②4×103
解析　(1)小李进行了如图1所示的实验,由A图知,弹簧测力计的分度值为0.1 N,则其示数为2.7 N,该金属块的重力为2.7 N。(2)分析比较实验步骤A、D和E,金属块浸没在水中,深度不同,但所受的浮力相同,故可得出结论:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。(3)分析实验步骤A、B、C、D,随着金属块排开液体的体积增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,金属块所受的浮力也增大,故可得出结论:液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大。(4)金属块浸没在水中受到的浮力为F浮=G-F1=2.7 N-1.7 N=1 N,金属块排开水的体积为V排===1×10-4 m3,金属块在液体中受到的浮力为F浮1=G-F2=2.7 N-1.9 N=0.8 N,液体的密度ρ液=
=0.8×103 kg/m3。(5)①如图2所示,实验中要先测空桶的重力和石块的重力,然后再把石块没入水中,测出石块受到的拉力,根据称重法求出浮力;最后再测出桶和溢出水的重力得出排开水的重力,因此合理的实验步骤是丁、甲、丙、乙。②石块浸没在水中时受到的浮力F石浮=G石-F=8 N-6 N=2 N,因石块浸没在水中,根据F浮=
ρ液gV排可得出石块的体积V=V排'===2×
10-4 m3,石块的密度ρ石4×103 kg/m3。
16　解析　(1)由题意可知,木块的重力G=3 N,图乙中木块为漂浮状态,所以木块受到的浮力F浮=G=3 N;(2)图乙中木块排开水的体积
V排===3×10-4 m3,由题意可知,V排=(1-)V木,则
V木=V排=×3×10-4 m3=5×10-4 m3;(3)木块的质量m===
0.3 kg,木块的密度ρ===0.6×103 kg/m3;(4)图丙中木块浸没时受到的浮力F浮1=ρ水gV木=1×103 kg/m3×10 N/kg×5×10-4 m3=5 N,此时木块受平衡力,则F=F浮1-G=5 N-3 N=2 N。
17　解析　(1)“鲲龙-600”在空中水平匀速直线飞行时,处于平衡状态,重力和升力是一对平衡力,大小相等,即F=G=mg=53.5×103 kg×
10 N/kg=5.35×105 N;(2)根据F浮=ρ液gV排知,单个浮筒至少排开水的体积V排===4.5 m3;单个浮筒的最小体积V'=
3V=3×4.5 m3=13.5 m3;(3)“鲲龙-600”单次最大汲水量为12 t,投水灭火后“鲲龙-600”的质量为(53.5-12) t=41.5 t,“鲲龙-600”号漂浮在水面上所受的浮力等于重力,F浮'=G '=m'g=41.5×103 kg×10 N/kg=4.15×105 N,此时“鲲龙-600”排开水的体积V排'===41.5 m3;若将“鲲龙-600”浸没在水中的体积看作一个底面积为20 m2的长方体,则其下底面平均入水深度h===2.075 m;其底部受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2.075 m=2.075×104 Pa。
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