难点详解北师大版八年级物理下册第八章压强和浮力专项测评试卷(含解析)

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名称 难点详解北师大版八年级物理下册第八章压强和浮力专项测评试卷(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 北师大版
科目 物理
更新时间 2024-03-10 20:30:00

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北师大版八年级物理下册第八章压强和浮力专项测评
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、小明同学利用饮料瓶和薄壁小圆柱形玻璃瓶制作了“浮沉子”,玻璃瓶在饮料瓶中的情况如图所示(玻璃瓶口开着并倒置),玻璃瓶的横截面积为S=1.5cm2,此时玻璃瓶内外水面高度差h1=2cm,饮料瓶内水面到玻璃瓶底部高度差h2=8cm,下列说法中正确的是(  )(不计饮料瓶和小玻璃瓶中气体的重力,g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
①用力挤压饮料瓶,发现玻璃瓶仍然漂浮在水面,此过程中h1减小、h2不变;
②用力挤压饮料瓶,发现玻璃瓶仍然漂浮在水面,此过程中h1不变、h2增大;
③空玻璃瓶的质量为3g;
④空玻璃瓶的质量为13g。
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
2、如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙、丙三个平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是(  )
①容器对桌面的压力:F甲③液体的密度:ρ甲>ρ乙>ρ丙④液体对容器底部的压强:p甲′=p乙′=p丙′
A.只有①和③ B.只有②和③ C.只有①和④ D.只有②和④
3、放在水平桌面上的两个圆柱形容器中装有高度相等的同种液体(如图所示),比较A,B两容器底部受到液体产生的压力FA,FB和压强PA,PB的关系(  )
A.FA=FB,PA<PB B.FA=FB,PA>PB
C.FA>FB,PA=PB D.FA<FB,PA=PB
4、一辆汽车在平直的公路上匀速行驶,下列说法正确的是(  )
A.汽车受到的重力是一个无论到哪都不会变化的物理量
B.汽车受到的重力与地面受到的压力是一对平衡力
C.汽车能够向前运动,是因为牵引力大于阻力
D.汽车经过某段路面时,车旁地面上的落叶将会从路旁吸向汽车
5、如图甲所示,小明将一块长木板放在水平面上,现用一水平力F,向右缓缓地推木板,使其一部分露出桌面如图乙所示,在推木板的过程中,木板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是(  )
A.F、p不变,f变大 B.F、f不变,p变小
C.F、f不变,p变大 D.F变小,p、f变大
6、下列关于压强的说法正确的是(  )
A.飞机升力是由于机翼上下表面的空气流速不同造成压强差所引起的
B.拦河坝设计成下宽上窄,利用了液体压强大小随深度增加而减小
C.菜刀的刀刃薄,是通过减小受力面积来减小压强
D.马德堡半球实验首次测出大气压强值
7、在“强军改革,科技兴军”的思想指引下,我国军队的武器装备建设取得了巨大进步,下列描述正确的是(  )
A.国产001A型航空母舰航行时所受的浮力大于重力
B.国产歼20战机机翼是利用空气流速越大的位置压强越小的原理获得升力
C.国产99式主战坦克安装宽大的履带是为了减小坦克对地面的压力
D.国产094A型潜水艇水舱充水时,潜水艇会逐渐浮出水面
8、用易拉罐、水、橡皮泥、酒精灯按图片装置在山顶和山脚体验大气压的存在,下列说法中不正确的是(  )
A.罐口不用橡皮泥堵住也能观察到易拉罐被压瘪
B.易拉罐被压瘪也可说明力能使物体发生形变
C.用酒精代替水注入罐中也能完成实验
D.易拉罐被压瘪说明大气压的存在,其他条件相同,在山脚易拉罐被压瘪更明显
9、第31届里约奧运会将于2016年8月5日至21日首次在南美洲举行.里约奥运会的吉祥物代表了巴西人的快乐和处事的方式.图中吉祥物对地面压强最大的是(  )
A. B.
C. D.
10、树叶落在马路上,当一辆高速行驶的汽车驶过路面时,树叶将(  )
A.从路中间飞向路边 B.只向上扬
C.从路旁被吸向汽车 D.不受影响
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题4分,共计20分)
1、如图甲所示,吹气后两张纸会互相靠近,这时两张纸之间的气压较   (选填“大”或“小”);如图乙所示,用两手指压铅笔,手指的凹陷程度不同说明压力的作用效果与    有关。
2、一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示。鸡蛋所受浮力的示意图是   (选填:“F1”或“F2”)。
3、潜水员在较深的海水中工作时要穿抗压潜水服,这是由于海水的压强随着深度的增加而   ;若不考虑海水密度的变化,则潜水员在水中下潜过程中,所受浮力   .(均选填“增大”、“减小”或“不变”)
4、如图所示,将两根玻璃管下端用橡皮管连在一起,管中注入适量的水,将其中一根玻璃管固定在铁架台上,手持另一根玻璃管,做成一个连通器,将铁架台倾斜放置或手持玻璃管使其升高、降低或倾斜,水面静止后(如图所示),两根玻璃管中水面位置正确的是   。(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)
5、用弹簧测力计在空气中称得一石块重1N,将石块完全没入水中后,弹簧测力计示数为0.6N,则石块在水中受到的浮力为   N;石块的体积为   cm3。(ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)
三、计算题(5小题,每小题6分,共计30分)
1、 “五一”假期,爸爸开家里的轿车带全家去三亚旅游,轿车与车内人及物品的总质量为2t,每个车轮与地面的接触面积为 ,(g=10N/kg)求
(1)轿车静止时对地面的压力
(2)轿车静止时对地面的压强
(3)如果轿车在平直路面匀速行驶过程中受到的阻力等于车重的 倍,那么轿车受到的牵引力是多少N?
2、如图所示,边长为10cm的实心正方体木块,密度为0.6×103kg/m3,静止在装有足量水的容器中,且上下底面与水面平行,求:
(1)木块在水中所受浮力的大小;
(2)木块浸在水中的体积;
(3)水对木块下底面的压强.(取g=10 N/kg)
3、如图所示,水平桌面上有一个薄壁溢水杯,底面积是8×10-3m2,装满水后水深0.15m,总质量是1.2kg。把一个木块(不吸水)轻轻放人水中,待木块静止时,从杯中溢出水的体积是100mL。求:(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)放入木块前,水对溢水杯底的压强;
(2)木块受到的浮力;
(3)放人木块后,溢水杯对桌面的压强。
4、如图所示,底面积为0.02米2、高为0.15米的薄壁圆柱形容器甲,放置于水平地面上,内盛有0.1米深的水;另有高为0.4米的圆柱形木块乙,同样放置于水平地面上,底面积为0.01米2,密度为0.5ρ水,求:
①水对容器底部的压强p水;
②圆柱形木块乙的质量m乙;
③若在乙上方沿水平方向切去厚为△h的木块,并将切去部分竖直放在容器甲内,此时水对容器底部的压强增加量为△p水,容器对地面的压强增加量为△p地,请求出△p水与△p地相等时的△h的取值范围.
5、城区每天清晨都要进行洒水,若一辆洒水车空车质量6t,水罐容积5m3.装满水后,车轮与地面的总接触面积为0.5m2.(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3).问:
(1)该车最多能装水的质量为多少?
(2)该车装满水后对水平地面的压强为多少?
(3)若罐内水深1.5m,则水对罐底的压强为多少?
四、实验探究(2小题,每小题10分,共计20分)
1、小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计.
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞人适量金属丝并用石蜡封口.塞入金属丝的目的是使吸管能   在液体中.
(2)将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图(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   ρ水(选填 “大于”、“小于”或“等于”),h与ρ水、ρ液,及H的关系式是h=   
(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刻线是在1.0 刻线的   (选填“上”或“下”)方,相邻刻度间距   (选填“均匀”或“不均匀”).
(4)为检验刻度误差,小明取来食油,先用天平和量筒测量其密度,然后再用这个密度计测量.但操作时却出现子图(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,在不更换食油的情况下,你认为可以进行怎样的尝试:   .
(5)小明在不知密度计重力和横截面积的情况下总共标出了0.8、0.9、1.0、 1.1 、1.2五条刻度线,则他至少测   次浸入液体(包含水)中的深度.
(6)小军同学对实验数据进行了一定的处理,在密度计上标出的刻度具有和小明不同的特点,则小军在密度计上标注的是h与     的关系.
2、在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,李阳同学和他的伙伴们做了如图所示的一系列实验.
(1)①②③三次实验是为了探究浮力的大小与   的关系.
(2)分析   (填序号)三次的实验数据,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关.
(3)此实验还探究了浮力的大小与   的关系,得出的结论是   .
(4)通过实验数据可知金属块的密度为    kg/m3.(g=10N/Kg)
(5)金属块在盐水中受到的浮力为   ,你认为能否判断实验④⑤中的金属块下表面受到的液体压强的大小?   (填“能”或“否”)
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】B
【解析】【解答】①②用力挤压饮料瓶,瓶内气体的体积减小,气压变大,会把水压入小玻璃瓶,瓶中的空气会压缩,这时浮沉子里进入一些水,浮沉子所受重力大于它受到的浮力,那么会下沉,h2增大,最终还是漂浮;开始时,它受到的浮力等于内部水的重力和玻璃瓶自身的重力,即
整理可得 化简可得
解得 ;挤压后,它受到的浮力变大,内部水的重力变大,它受到的浮力还是等于内部水的重力和玻璃瓶自身的重力,即
整理可得
化简可得 ;综上所述可知 ,那么水进入玻璃瓶,h1不变;①错误,②正确;
③④瓶和水都漂浮,浮力等于重力,即
整理可得
代入数值计算可得 ;③正确,④错误。
故答案为:B。
【分析】对小玻璃瓶进行受力分析,在玻璃瓶重力、水的重力和浮力作用下处于平衡状态,列方程,结合方程中的物理量和选项分析求解即可。
2、【答案】B
【解析】【解答】①容器的质量相同,容器中液体质量相同,所以3个容器中的重力相等,对桌面的压力相等;②容器和桌面的接触面积相等,根据p=F/S,容器对桌面的压强相等;③由于液体质量相等,甲液体的体积最小,所以密度最大,丙液体的密度最小;④,根据液体压强公式p=ρgh,甲液体的密度最大,深度相同时,对容器底的压强最大,②和③合理,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】水平面上的物体受到的压力和物体的重力有关,根据压力和受力面积分析压强的大小;根据液体的质量结合体积分析密度,结合深度分析液体压强。
3、【答案】D
【解析】【解答】解:根据题意和图示可知,B容器中液体的重力大于A容器中液体的重力,而AB容器均为规则容器,因此容器A底部受到的压力小于容器B底部受到的压力.
因为两个容器中盛有同种液体,且液体深度相同,由p=ρgh可以得到,两个容器底部所受液体压强相同.
故选D.
【分析】对于上下粗细相同的容器,容器底部受到的压力等于液体的重力.
液体的压强与液体的密度和深度有关,与容器的形状、液体的多少无关,分析液体压强大小用公式p=ρgh.
4、【答案】D
【解析】【解答】解:A、物体所受重力大小与物体所处纬度有关;物体的质量不变,但重力会发生变化;故A错误;
B、汽车受到的重力受力物体是汽车,地面受到的压力受力物体是地面;两个力没有作用在同一物体上,故不是平衡力;故B错误;
C、若汽车匀速直线运动,则受到的牵引力等于阻力;若减速运动则牵引力小于阻力;故C错误;
D、汽车经过某段路面时,汽车经过的路中央空气流速快,压强小;故车旁地面上的落叶将会从路旁吸向汽车;故D正确;
故选D.
【分析】(1)地球附近的物体都受到地球的吸引﹣﹣由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力,物体所受重力大小与物体所处纬度有关;(2)二力平衡的条件有4个,“同一物体”、“大小相等”、“方向相反”、“在同一直线上”;(3)物体受到平衡力作用时,其运动状态不变,即处于静止状态或匀速直线运动状态;物体受非平衡力作用时,其运动状态会发生变化,体现在速度大小及方向的变化.(4)流速与压强的关系是:流速越快,压强越小.
5、【答案】C
【解析】【解答】由于水平面上物体的压力等于自身的重力,所以当向右缓慢地推木板的过程中,木板对桌面的压力F不变;又因为 ,而向右缓慢地推木板的过程中受力面积变小,所以木板对桌面的压强p变大;向右缓慢地推木板的过程中,由于压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力f不变;C符合题意。
故答案为:C。
【分析】结合物体的质量,利用公式G=mg求解物体的重力处在水平面上的物体,物体对桌面的压力等于重力,结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强,其中F是压力,S是受力面积;滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度和压力大小有关,当两个因素相同时,滑动摩擦力大小不变。
6、【答案】A
【解析】【解答】A、飞机机翼的形状上凸下平,空气通过机翼上表面的流速大,压强小,机翼下方的空气流速小,压强大,所以机翼受到一个向上的压强差,产生向上的升力,故A正确;B、液体内部压强随着深度的增加而增大,所以拦河坝设计成下宽上窄,故B错误;C、菜刀的刀刃薄,在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C错误;D、马德堡半球实验首次证明大气压的存在,故D错误.故答案为A.
【分析】流体流速越大,压强.越小;流速越小,压强越大;液体内部压强随着深度的增加而增大;压强的大小与压力和受力面积有关;马德堡半球实验首次证明大气压的存在.
7、【答案】B
【解析】【解答】A.国产001A型航空母舰航行时漂浮在水上,故所受的浮力等于重力,A不符合题意;
B.国产歼20战机机翼是利用空气流速越大的位置压强越小的原理获得升力,在相同时间内,空气经过上方的路程长速度大;经过下方的路程短速度小,上方空气流速越大压强越小,下方空气流速越小压强越大,所以机翼下方的气压大于上方的气压便形成向上的升力,B符合题意;
C.国产99式主战坦克安装宽大的履带,是为了增大受力面积而减小坦克对地面的压强,C不符合题意;
D.国产094A型潜水艇水舱充水时,重力变大,浮力不变,潜水艇会逐渐沉入水下,D不符合题意。
故答案为:B
【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。
8、【答案】A
【解析】【解答】A.利用易拉罐探究大气压的存在时,易拉罐口要封住,若空气进入罐中,无法反应大气压的存在,A符合题意;
B.易拉罐在大气压的作用下变瘪,说明力可以改变物体的形状,B不符合题意;
C.利用酒精代替水也可以进行实验,C不符合题意;
D.海拔低的位置大气压更大,所以在山脚下实验,易拉罐被压瘪的更明显,D不符合题意。
故答案为:A.
【分析】大气存在压强,若易拉罐内气压小,会将易拉罐压瘪,海拔越高,大气压越低。
9、【答案】B
【解析】【解答】由“吉祥物在地面表演”可知,在各个图中它对地面的压力等于其重力,B图中受力面积最小,根据压强公式P=,在压力一定的情况下,受力面积越小,压强越大。
故答案为:B。
【分析】由P=知在压力一定的情况下,受力面积越小,压强越大。
10、【答案】C
【解析】【分析】在气体中流速越大的位置压强越小.
【解答】树叶落在马路上,当一辆高速行驶的汽车驶过路面时,汽车会带动周围的空气随之运动,汽车旁的空气流速变大,压强变小,小于路两旁的大气压,在大气压的作用下,树叶从路旁被吸向汽车.
故选C.
二、填空题
1、【答案】小;受力面积
【解析】【解答】向两张纸之间吹气,纸会靠拢,说明纸之间的压强小于纸外的压强,如图中手指压笔时,手指的凹陷程度不同,说明力的作用效果和受力面积有关。
故答案为:小;受力面积。
【分析】流体在流速大的地方压强小,压力的作用效果和压力大小有关,和受力面积有关。
2、【答案】F1
【解析】【解答】鸡蛋悬浮在液体中,此时鸡蛋上、下表面受到的压力不同,这个压力差就是鸡蛋所受浮力,因浮力的方向总是竖直向上的,所以F1正确,F2错误。
故答案为:F1。
【分析】浮力的方向总是竖直向上的.
3、【答案】增大;不变
【解析】【解答】解:根据题意,由于潜水员下潜时深度逐渐增大,根据p=ρgh,压强逐渐变大,所以在较深的海水中工作时要穿抗压潜水服.
当潜水员没入水中后,排开液体的体积不变,g不变,液体密度不变,根据F浮=G排=ρ液gV排,所以受到的浮力不变.
故答案为:增大;不变.
【分析】潜水员在下潜过程中,深度越来越大,根据公式p=ρgh可知所受液体压强的变化.
由于潜水员是完全潜入水中,潜水员排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知浮力的变化.
4、【答案】丁
【解析】【解答】连通器内装的是同一种液体,当液体不流动时,连通器内部中的液面高度总是相平的,由图可知丁图的液面向平,故丁图液面是正确的。
【分析】连通器中装同种液体且液体不流动时,各容器中的液面保持相平。
5、【答案】0.4;40
【解析】【解答】由题意可知F浮=G-F=1N-0.6N=0.4N;
V石=V排= =0.4×10-4m3=40 cm3
【分析】这是两种计算浮力方法的综合使用,是一道典型的浮力方面的计算题型.首先要根据称重法求出浮力的大小,再根据阿基米德原理的变形公式求出排开液体的体积,即小石块的体积.
三、计算题
1、【答案】(1)解:因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,轿车静止时对地面的压力:F压=G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N
(2)解:轿车静止时对地面的压强为:p= = =2.5×105Pa
(3)解:因轿车在平直路面匀速行驶过程中处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,轿车受到的牵引力:F=f=0.05G=0.05×2×104N=1×103N
【解析】【分析】(1)根据物体的质量可以计算重力,利用水平面上的压力和重力相等得压力大小;
(2)利用压力和受力面积的比值计算压强的大小;
(3)根据物体受到的摩擦力,结合平衡状态计算牵引力。
2、【答案】解:(1)m木=ρ木V木=0.6×103kg/m3×(0.1)3m3=0.6kg
∵木块漂浮在水中 ∴F浮=G水=m木g=0.6kg×10N/kg=6N
(2)根据阿基米德原理,F浮=G排=ρ液gV排得
木块浸在水中的体积:
V排=F浮/ρ水g=6N/1.0×103kg/m3×10N/kg=0.6×10-3m3
(3)木块下地面距水面的深度:
h=V排/S=0.6×10-3m3/(0.1)2m2=6×10-2m
则水对木块下底面的压强:
P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-2m=600Pa
【解析】【分析】考查内容比较基础,学生只要基础知识掌握扎实,循序渐进,题目答案不难答出.
3、【答案】(1)水对溢水杯底的压强
答:放入木块前,水对溢水杯底的压强为 ;
(2)由阿基米德原理可得木块所受的浮力
答:木块受到的浮力为1N;
(3)因为木块漂浮在水面上,所以
所以此时溢水杯对桌面的压力
压强
答:放入木块后,溢水杯对桌面的压强是 。
【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)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;
(3)处在水平面上的物体,物体对桌面的压力等于重力,结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强,其中F是压力,S是受力面积。
4、【答案】解:①水对容器底部的压强:
p水=ρ水gh水=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
②木块乙的体积V乙=S乙h乙=0.01m2×0.4m=4×10﹣5m3,
木块乙的密度ρ乙=0.5ρ水=0.5×1×103kg/m3×=0.5×103kg/m3,
由ρ= 得:
m乙=ρ乙V乙=0.5×103kg/m3×4×10﹣5m3=0.02kg;
③由于ρ乙=0.5×103kg/m3<ρ水,则△h的木块竖直放在容器甲内静止后木块处于漂浮状态,当水未溢出时,
由于容器甲是薄壁圆柱形容器,则此时水对容器底部的压强增加量:
△p水= = ,
容器对地面的压强增加量:
△p地= = = ,
所以,只要水未溢出时,水对容器底部的压强增加量为△p水与容器对地面的压强增加量为△p地是始终相等的,
△h的木块漂浮时,则F浮=G,
即:ρ水gV排=ρ乙g△hS乙,
所以,V排= = =0.5△hS乙,
水未溢出时,则V甲=V水+V排,
即:S甲h甲=S甲h水+0.5△hS乙,
△h= ×(h甲﹣h水)= ×(0.15m﹣0.1m)=0.2m>0.15m,
所以,△h的取值范围是0~0.15m.
答:①水对容器底部的压强p水=1000Pa;
②圆柱形木块乙的质量m乙=0.02kg;
③△p水与△p地相等时的△h的取值范围是0~0.15m
【解析】【分析】①知道深度,利用p=ρgh求水的压强;②知道圆柱形木块乙底面积和高度,求出木块乙体积,再利用m=ρV求木块乙的质量m乙;③由于ρ乙<ρ水,则△h的木块竖直放在容器甲内静止后木块处于漂浮状态,由于容器甲是薄壁圆柱形容器,当水对容器底部的压强增加量为△p水与容器对地面的压强增加量为△p地是始终相等的,则根据水未溢出时V甲=V水+V排,即可求出△h的最大值,然后与容器甲的高度比较即可判断.
5、【答案】(1)解:该车最多能装水的体积V水=5m3,
由ρ= 得水的质量:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×5m3=5×103kg,
(2)解:装满水时,水的质量m水=5×103kg;
汽车和水的总质量m=m车+m水=6×103kg+5×103kg=1.1×104kg,
总重力:G=mg=1.1×104kg×10N/kg=1.1×105N,
洒水车对地面的压力:F=G=1.1×105N,
洒水车对地面的压强:p= = =2.2×105Pa
(3)解:水对罐底的压强:p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa
【解析】【分析】(1)先知水罐的容积,即装满水后水的体积,利用m=ρV求出水的质量即可;
(2)洒水车对底面的压力等于水和罐的总重力,再根据固体压强公式 p= 求解即可;
(3)知道罐内水深,根据液体压强公式p=ρgh求出水对罐底的压强即可。
四、实验探究
1、【答案】(1)竖直漂浮
(2)大于;Hρ水/ρ液
(3)下;不均匀
(4)往烧杯中加油或将烧杯换成细长容器再用密度计实验
(5)一
(6)1/ρ液
【解析】【解答】(1)为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,吸管下端塞入一些金属丝作为配重,这样做目的是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,所以F浮=ρgV排,V排a>V排b,所以ρ水<ρ液;设吸管的底面积为S,根据物体浮沉条件可知,F浮水=F浮夜,即ρ水gSH=ρ液gSh, ;
(3)根据(2)可知,将上端刻度与下端刻度进行比较,得到刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密;即1.1刻线是在1.0刻线的下方,相邻刻线的间距不均匀;
(4)图(c)所示的情形,说明密度计的重力过大,应该使密度计漂浮在液体中,不能沉底,因此不再用这个密度计测量,再向容器中加油或者将容器换成直径细些的,以提高油的深度;
(5)不知密度计重力和横截面积的情况下总共标出了0.8、0.9、1.0、 1.1 、1.2五条刻度线,则他至少测一次浸入液体(包含水)中的深度;
(6)小军同学对实验数据进行了一定的处理,在密度计上标出的刻度具有和小明不同的特点,则小军在密度计上标注的是h与1/ρ液的关系.
故答案为:(1)竖直漂浮;(2)大于;Hρ水/ρ液 ;(3)下;不均匀;(4)往烧杯中加油或将烧杯换成细长容器再用密度计实验;(5)一;(6)1/ρ液
【分析】(1)密度计是根据物体漂浮时,所受浮力等于自身重力的原理工作的;
(2)漂浮时,F浮水=F浮夜,即ρ水gSH=ρ液gSh,求出h与ρ水、ρ液,及H的关系式;
(3)密度计刻度越靠上表示所测密度的值越大,并且刻度是不均匀的;
(4)再向容器中加油或者将容器换成直径细些的,以提高油的深度;
(5)他至少测一次浸入液体(包含水)中的深度;
(6)根据小军同学在密度计上标出的刻度具有和小明不同的特点,则小军在密度计上标注的是h与 1/ρ液的关系.
2、【答案】(1)排开液体的体积
(2)①③④
(3)液体密度;当排开液体体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大
(4)9×103
(5)1.2N;否
【解析】【解答】解:(1))由图示①②③三次实验可知,物体排开液体的密度不变而排开液体的体积不同,物体受到的浮力不同,排开液体体积越大,物体受到的浮力越大,由此可知,①②③三次实验可以探究:浮力的大小与排开液体体积的关系,得出的结论是:在液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大.(2)由图①③④实验可知,物体排开液体的密度与体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,物体受到的浮力相同,由此可知:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关.(3)由图③⑤所示实验可知,物体排开液体的体积相同而排开液体的密度不同,液体密度越大,物体受到的浮力越大,由此可知:该实验可以探究浮力的大小与液体密度的关系,得出的结论是:在排开液体体积一定的情况下,液体密度越大,物体受到的浮力越大.(4)由图①所示实验可知,金属块的重力G=9N,由G=mg可知,金属块的质量:m= = =0.9kg,由图①④所示实验可知,金属块浸没在水中受到的浮力:F浮=G﹣F=9N﹣8N=1N,由F浮=ρ水gV排可知,金属块的体积:V=V排= = =1×10﹣4m3,
金属块的密度:ρ= = =9×103kg/m3.(5)金属块在盐水中受到的浮力 =G﹣F拉盐水=9N﹣1.8N=1.2N,
因为不知道实验④⑤中的金属块下表面距离液面的深度,所以不能判断实验④⑤中的金属块下表面受到的液体压强的大小.
故答案为:(1)排开液体的体积;(2)①③④;(3)液体密度,当排开液体体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大;(4)9×103;(5)1.2N;否.
【分析】(1)(2)应用控制变量法分析图示实验,根据实验控制的变量与实验现象分析答题;(3)由图③⑤所示实验可知,物体排开液体的体积相同而排开液体的密度不同,然后可得出结论;(4)已知金属块的重力可求得其质量,根据①④所示实验可知,金属块浸没在水中受到的浮力,由F浮=ρ水gV排可求得其体积,然后利用密度公式可求得其密度.(5)根据称重法可求得金属块在盐水中受到的浮力,根据p=ρgh分析金属块下表面受到的液体压强大小.