鲁科版(五四制)八年级物理下册第八章浮力综合测评
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、将小铁块和小木块放入一盆水中,结果发现木块浮在水面上,铁块沉入水底,就此现象,下列分析正确的是( )
A.木块受到浮力,铁块不受浮力
B.铁块沉入水底,所受浮力一定小于自身的重力
C.木块受到的浮力一定大于铁块所受的浮力
D.木块浮在水面上,所受浮力大于自身重力
2、如图所示,在远洋轮船的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称载重线.其中标有W的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线.当船从北大西洋驶向印度洋时,轮船受到的浮力以及北大西洋与印度洋的海水密度ρ1和ρ2的关系有( )
A.浮力增大,ρ1=ρ2 B.浮力减小,ρ1=ρ2
C.浮力不变,ρ1>ρ2 D.浮力不变,ρ1<ρ2
3、在水平桌面上有甲、乙两个完全相同的杯子盛满不同浓度的盐水,将两个完全相同的小球分别放入其中,当小球静止时,两个杯子中小球所处的位置如图所示,则( )
A.甲杯中溢出的盐水质量较小 B.乙杯底部所受的液体压强较大
C.甲杯底部所受的液体压力较大 D.小球在乙杯中受到的浮力较大
4、如图所示是重庆八中八十周年校庆放飞的彩色气球,下列说法正确的是( )
A.气球加速上升时,重力大于浮力
B.气球飞得越高,受到的大气压强就会越大
C.气球会上升是因为内部气体密度大于空气密度
D.气球飞向高空,最终有可能会被里面的氢气撑破
5、将一去盖、去底的空塑料瓶倒置,把乒乓球放入瓶内并迅速倒入适量水,如图所示,虽有少量水流出,但乒乓球在水下保持静止。用手堵住瓶口后,乒乓球就会浮上来。关于这一现象下列分析正确的是( )
A.静止时,球受到的浮力与重力平衡
B.静止时,水对球有向下的压强
C.上浮时,水对球的压强保持不变
D.露出水面前,球受到的浮力逐渐变大
6、如图甲,在弹簧测力计下挂一圆柱体,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(整个过程水未溢出)。如图乙是整个过程中弹簧测力计的示数F 与圆柱体下降高度h 变化关系图象。下列说法正确的是( )
A.圆柱体受到的重力是 8N
B.圆柱体的高度是 9cm
C.圆柱体浸没时受到的浮力是 4N
D.圆柱体的密度是 1.5×103kg/m3
7、小岳测得一个石块重7N,然后将石块浸没在水中时弹簧测力计的读数为4N,则石块浸没在水中时受到的浮力为( )
A.4N B.3N C.7N D.11N
8、在防控疫情“停课不停学”期间,小明同学在家做实验,他把一枚鸡蛋放在一个透明玻璃杯中,加入清水后发现鸡蛋沉在杯底(如图甲);他向水里加盐并搅拌最后鸡蛋漂浮(如图乙)。下列关于甲乙两种状态的说法正确的是( )
A.鸡蛋排开液体的体积甲小于乙
B.鸡蛋排开液体的质量甲小于乙
C.玻璃杯对桌面的压力甲大于乙
D.乙图中鸡蛋受到的浮力大于鸡蛋的重力
9、下列关于浮力的说法中正确的是( )
A.浮力都是由水产生的
B.只有在水中上浮的物体才受浮力的作用
C.在不同液体中浮力的方向会不同
D.浮力方向与重力方向相反
10、某同学在实验室里探究“影响浮力大小的因素”的实验,如图是其中的一次实验情景,根据图示可以知道,该同学这次操作的目的是( )
A.探究物体所受浮力大小与其浸入深度的关系
B.说明物体所受浮力的大小跟排开液体的体积大小有关
C.探究物体所受浮力大小与液体密度的关系
D.探究物体所受浮力大小与物体形状的关系
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、两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把两个体积相同的实心小球A、B放入甲液体中,两球均沉底,如图1所示;放入乙液体中,两球静止时的情况如图2所示。小球A的质量 小球 B的质量;在甲液体中容器底对小球A的支持力 对小球B的支持力。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
2、两个完全相同容器内分别盛满不同的液体,现将两个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示,则液体对容器底部的压强关系是p甲 p乙;两小球所受的浮力关系是F甲 F乙。(选填“>”、“<”或“=”)。
3、如图所示为某新型淡水科考潜水艇,体积为 ,该潜艇悬浮在水下8m深处时受到的浮力大小为 N;潜艇从悬浮位置匀速上浮过程中,所受浮力大小 (填“变大”“变小”或“不变”)。( )
4、把一块橡皮泥分别捏成形状不同的圆柱体、球体和长方体,先后将不同形状的橡皮泥浸没在水中,橡皮泥受到的浮力 (选填“圆柱体大”、“球体大”、“长方体大”或“一样大”)。再将同一块橡皮泥浸没在水中的不同深度,则橡皮泥受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
5、如右上图所示,将一铁块慢慢提起离开水面的过程中,铁块所受浮力的变化情况是
(选填“增大”、“不变”或“减小”);若某时刻h=5cm,铁块的底面积以1.0×10-2m2计,则铁块下底面受到水的压强是 Pa,此时铁块受到的浮力大小是 N.(取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、满载货物的某轮船停泊在港口,此时该轮船排开水的体积为 ,吃水深度(指船舶浸在水里的深度)为 。g取 , 。试求:
(1)轮船满载时底部所受水的压强是多少?
(2)轮船满载时所受的浮力是多少?
(3)轮船满载时船及所装货物的总重是多少?
2、如图甲所示,用弹簧测力计拉着一正方体物块处于静止状态,弹簧测力计的示数F为20N,物块的边长为0.1m。A、B两容器分别装有等高的水和酒精,容器液面高度比物块边长高,如图乙、丙所示。现将物块先后缓慢浸入 A、B两容器的液体中,当物块刚好浸没时,A、B两容器中弹簧测力计示数分别为F1和F2,且F1:F2=5:6(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)物块的质量;
(2)物块浸没在水中时所受浮力大小;
(3)酒精的密度;
(4)已知A容器底面积为B容器底面积的2.5倍。若物块浸没到水中后,水面升高了2cm,此时水对容器底部的压强为1.7×103Pa,则物块浸没到酒精中时,酒精对B容器底部的压强。
3、木球被固定在水池底部的细线系住,未能浮出水面,如图所示。已知:木球的体积为3×10-3m3、密度为0.6×103kg/m3,g取10N/kg。
求:
(1)木球受到的重力G木;
(2)木球受到的浮力F浮;
(3)细线对木球的拉力F拉。
4、2020年11月10日8时12分,国之重器“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909m,成为全球坐底最深的潜水器之一、若潜水器的体积为37m3,当潜水器下潜至10000m时(海水密度近似取1.0×103kg/m3),求:
(1)潜水器受到海水的压强;
(2)潜水器1m2的表面上受到海水的压力;
(3)潜水器所受的浮力。
5、排水量是轮船装满货物时排开水的质量。一艘排水量为2000t的轮船,装满货物在河水中航行。河水密度取1.0 kg/ ,g取10N/kg。求该轮船:
(1)水面下5m处的船底受到水的压强;
(2)受到的浮力;
(3)排开水的体积。
四、实验探究(1小题,每小题10分,共计10分)
1、物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体,图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10 N/kg)
(1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是 N,方向是 。
(2)通过a、c、e三次实验,可探究物体所受浮力大小与 的关系。
(3)通过a、b、c、d四次实验,可知物体所受浮力大小与 有关,与 无关。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】B
【解析】【解答】A.将小铁块和小木块放入一盆水中,小铁块和小木块都会受到水的浮力作用,A不符合题意;
B.铁块沉入水底,是因为铁块受到的浮力小于它的重力,B符合题意;
CD.木块漂浮,所以木块受到的浮力等于木块的重力,铁块沉入水底,是因为铁块受到的浮力小于它的重力,但铁块的重力与木块的重力大小不知,所木块受到的浮力不一定大于铁块所受的浮力,CD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】漂浮的物体受到的浮力等于物体重力;沉底的物体受到的浮力小于重力。
2、【答案】C
【解析】【解答】轮船漂浮,∴ ,
∴轮船受到的浮力都等于轮船受到的重力G,所以浮力不变;
即: ,
设北大西洋与印度洋的海水密度ρ1和ρ2,轮船排开北大西洋与印度洋的海水的体积为V1、V 2,
∵标有W的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线,
轮船排开海水的体积: ,
∴海水的密度: .
故答案为:C
【分析】当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;结合物体受到的浮力和排开液体的体积,利用阿基米德原理的变形公式求解液体的密度。
3、【答案】C
【解析】【解答】AD.因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以完全相同的小球在两杯中受到的浮力相等,都等于小球的重力,根据 可知,小球排开液体的质量相同,A、D不符合题意;
BC.由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,因为 时物体漂浮, 时物体悬浮,所以甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度,由于两杯中液面相平,根据 可知,甲杯底压强大于乙杯底压强,底面积相同,根据 可知,甲杯中所受液体的压力较大,B不符合题意、C符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体在液体中漂浮和悬浮,首都的浮力等于物体的重力;浮力相同时,排开液体的体积越大,液体的密度越小;根据液体密度和深度,可以计算液体压强的大小。
4、【答案】D
【解析】【解答】A、气球加速上升时,重力小于浮力,故A错误;
B、大气压随高度的增加而减小,因此,气球飞得越高,受到的大气压就会越小,故B错误;
C、气球会上升,内部气体密度小于空气密度,气球受浮力大于自身的重力而升空,故C错误;
D、气球飞向高空,由于外界大气压减小,气球内部气压大于外部大气压,则气球体积就会越来越大,最终有可能会被里面的氢气撑破,故D正确。
故答案为:D
【分析】大气压强是地球大气层受到重力而产生的,随着海拔高度的增加而降低。
5、【答案】B
【解析】【解答】A.图中乒乓球静止时由于下表面没有水,不会出现上下表面的液体压力差,所以乒乓球不受浮力的作用,乒乓球静止时,受到竖直向下的重力,水对乒乓球竖直向下的压力和瓶口对乒乓球竖直向上的支持力作用,合力为0,A不符合题意;
B.由于乒乓球在水中处在一定的深度,所以,静止时,水对球有向下的压强,B符合题意;
C.根据公式p=ρgh可知,液体的压强与深度和密度有关,乒乓球上升时,深度减小,压强减小,C不符合题意;
D.根据公式F浮=ρgV排可知,乒乓球露出水面前,排开液体的体积不变,受到的浮力不变,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物体进入液体中,受到液体对物体的压强;物体受到的浮力是物体上下表面的压力差。
6、【答案】D
【解析】【解答】A.由图乙知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,未与水接触,根据二力平衡条件可知
故A错误;
B.由图像知,当h1=3cm时,圆柱体上表面刚好与水接触,当h2=7cm时,圆柱体刚好浸没在水中,故圆柱体的高度为
故B错误;
C.由图像知,当物体浸没在水中时,体积不变,所受的浮力不变,所受的拉力为4N则圆柱体受到的浮力为
故C错误;
D.根据阿基米德原理 可知
由公式 可得
故
故D正确。
故选D。
【分析】结合弹簧测力计的示数变化,利用称重法求解物体受到的浮力,结合阿基米德原理的变形公式求解物体的体积,利用密度公式求解密度即可。
7、【答案】B
【解析】【解答】石块重力G=7N,将石块浸没在水中时弹簧测力计的读数F示=4N,根据称重法测浮力,则石块浸没在水中时受到的浮力为F浮=G-F示=7N-4N=3N
故答案为:B。
【分析】称量法:F浮= G-F ,(G是物体受到重力,F 是物体浸入液体中弹簧秤的读数)。
8、【答案】B
【解析】【解答】A.鸡蛋在甲中沉入水底,则 ;在图乙中漂浮,则 ;所以鸡蛋排开液体的体积甲大于乙,A不符合题意;
BD.鸡蛋在甲中沉入水底,则 ;在图乙中漂浮,则 ;所以鸡蛋受到的浮力 ,因为阿基米德原理
所以鸡蛋排开液体的质量甲小于乙,B符合题意,D不符合题意;
C.加盐后,水的密度变大,则水的质量变大,重力变大,因为玻璃杯对桌面的压力等于玻璃杯、玻璃杯内液体和鸡蛋的总重力,所以玻璃杯对桌面的压力甲小于乙,C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】排开液体的体积相同,液体密度越大,受到的浮力越大,排开液体的质量越大。
9、【答案】D
【解析】【解答】A. 浮力产生的原因是液体对物体的压力差产生的,是物体浸入的液体产生的,物体不一定是浸入水中,其它的液体(如煤油、酒精灯)都可以.故该选项说法不正确;
B. 浸入液体中的物体都会受到浮力的作用,并不是只有上浮的物体才受浮力的作用,下沉的、漂浮的、悬浮的都受浮力,故该选项说法错误;
C、 D. 浮力是液体对物体的向上和向下的压力差,方向与物体受到的向上的压力方向一致,总是竖直向上的,与竖直向下的重力方向相反.所以C选项说法错误,D选项说法正确.
故答案为:D.
【分析】浮力产生的原因是液体对物体的压力差产生的,方向与物体受到的向上的压力方向一致,总是竖直向上的。
10、【答案】C
【解析】【解答】根据图示可以知道A物体完全浸没在两种液体中,所排开的液体体积相同,深度相同,而一种液体是水、另一种是盐水,两个液体的密度不同,它们所受的浮力不同,所以该同学这次操作的目的是:探究物体所受浮力大小与液体的密度的关系。ABD不符合题意;C符合题意。
故答案为:C。
【分析】当物体排开液体的体积一定时,浮力大小和液体密度有关。
二、填空题
1、【答案】小于;小于
【解析】【解答】由2图知,A漂浮于液面上,所受的浮力等于A的重力;B沉于底部,所受的浮力小于B的重力,小球A、B体积相同,由 可知,A受到的浮力小于B受到的浮力, 则A的重力小于B的重力,A的质量小于B的质量。
两小球在甲中都受重力、浮力、支持力作用而处于平衡状态,即
故所受的支持力为
因两球的体积相同,所以两球受到的浮力相同;又因A的重力小于B的重力,故在甲液体中小球A对容器底的压力小于小球B对容器底的压力,又因为容器底对小球的支持力和小球对容器底的压力是一对大小相等的相互作用力,所以甲液体中容器底对小球A的支持力小于对小球B的支持力。
【分析】( 1 )根据两小球在乙液体中的状态,利用物体浮沉条件得出两球所受的浮力与其重力的关系,已知两球体积相同,根据判断两者受到的浮力,从而比较出重力大小;
( 2 )根据物体的浮沉条件, 结合小球在甲乙中的状态分析解答。
2、【答案】<;<
【解析】【解答】如图,甲中小球沉底,乙中小球漂浮,由浮沉条件知,小球的密度大于液体甲的密度,小球的密度小于液体乙的密度,故甲中液体的密度小于乙中液体的密度,且液体深度相等,再根据p=ρgh可知,p甲<p乙;
由浮沉条件知,沉底时受到的浮力小于自身的重力,漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以得:F甲<F乙。
【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;求解浮力的大小,可以利用阿基米德原理求解。
3、【答案】;不变
【解析】【解答】由阿基米德原理可得,潜水艇受到的浮力为
潜水艇从悬浮位置匀速上浮过程中,潜水艇一直处于浸没状态,排开水的体积不变,由阿基米德原理可知,所受浮力大小不变。
【分析】根据液体的密度和排开液体的体积,可以计算浮力的大小;液体密度和排开液体的体积一定时,浮力保持不变。
4、【答案】一样大;不变
【解析】【解答】把一块橡皮泥分别捏成形状不同的圆柱体、球体和长方体,先后将不同形状的橡皮泥浸没在水中,不同形状的橡皮泥体积相同,排开水的体积相同,由得,橡皮泥受到的浮力一样大。
再将同一块橡皮泥浸没在水中的不同深度,橡皮泥的体积不变,排开水的体积不变,由得,橡皮泥受到的浮力不变。
【分析】当液体密度和排开液体的体积相同时,物体受到的浮力和物体的形状无关;物体受到的浮力和深度无关。
5、【答案】减小;500;5
【解析】【解答】铁块排开水的体积逐渐减小,由根据公式F浮=ρgV排可知浮力逐渐减小.下表面所受压强:P=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa.
铁块所受浮力:F浮=ρgV排=1000kg/m3×10N/kg×1.0×10-2m3×0.05m=5N.
【分析】根据液体密度、排开液体的体积可以计算浮力的大小;利用液体密度、深度可以计算液体压强大小。
三、计算题
1、【答案】(1)由 可得,轮船满载时底部所受水的压强为
答:轮船满载时底部所受水的压强是 ;
(2)由题意可知,此时轮船排开水的体积为V=1000m3,故由阿基米德原理可知,轮船满载时受到的浮力为
答:轮船满载时所受的浮力是 ﹔
(3)因轮船漂浮在水面上,故由二力平衡可知,轮船的总重等于所受浮力,即
答:轮船满载时船及所装货物的总重是 。
【解析】【分析】(1)根据液体的密度和深度,可以计算液体压强的大小;
(2)利用液体密度和排开液体的体积,可以计算浮力的大小;
(3)根据物体漂浮时受到的浮力,计算物体的重力。
2、【答案】(1)解:物块的质量
答:物块的质量为2kg;
(2)物体的体积为
物块浸没在水中时所受浮力大小
答:物块浸没在水中时所受浮力大小为10N;
(3)A中弹簧测力计的示数为
根据且F1:F2=5:6,可知,
可求出
那么物体在酒精中的浮力为
那么酒精的密度为
答:酒精的密度为 ;
(4)水面升高了2cm,则A容器的底面积为
水对容器底部的压强为1.7×103Pa,说明此时的水面的高度为
则水面没有放物体前的高度为
B容器的底面积为
则物块浸没到酒精中时,酒精液面升高了
此时酒精液面的高度为
酒精对B容器底部的压强
答:物块浸没到酒精中时,酒精对B容器底部的压强为 ;
【解析】【分析】(1)根据物体重力计算质量;
(2)利用正方体的边长计算体积,结合液体密度计算受到的浮力的大小;
(3)利用物体的重力和受到的浮力的差计算测力计对物体的拉力;结合拉力的比值计算未知拉力的大小;利用浮力和排开液体的体积计算液体的密度;
(4)根据排开液体的体积和容器底面积计算液面差;利用液体压强和液体的密度计算深度;利用底面积的关系计算液面的高度差;再利用液体的密度和深度,计算液体压强大小。
3、【答案】(1)根据题意知道, 木球受到的重力为G木=m木g=ρ木V木g=0.6×103kg/m3×3×10-3m3×10N/kg=18N
答:木球受到的重力G木为18N;
(2)由于小球浸没在水中,由 知道,小球受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N
答:小球受到的浮力F浮为30N;
(3)木球受力重力、浮力和细线对木球的拉力,因木球静止,由平衡条件知道F浮=F拉+G木
故F拉=F浮-G木=30N-18N=12N
答:细线对木球的拉力F拉为12N。
【解析】【分析】(1)运用G=mg计算出木球的重力;
(2)运用F浮=ρ液gV排计算出浮力大小;
(3)首先对木球进行受力分析,然后运用力的平衡方程式计算出木球的重力。
4、【答案】(1)解:潜水器受到海水的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10000m=1.0×108Pa
答:潜水器受到海水的压强为1.0×108Pa;
(2)解:潜水器1m2的表面上受到海水的压力为F=pS=1.0×108Pa×1m2=1.0×108N
答:潜水器1m2的表面上受到海水的压力为1.0×108N;
(3)解:潜水器所受的浮力为F浮=G排=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×37m3=3.7×105N
答:潜水器所受的浮力为3.7×105N。
【解析】【分析】(1)(2)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;已知压强的大小,结合压强的变形公式F=pS求解压力;
(3)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。
5、【答案】(1)解:根据液体压强公式p= gh,水面下5m处的船底受到水的压强为p= gh=1.0 kg/m3 10N/kg 5m=5 Pa
答:水面下5m处的船底受到水的压强5 Pa;
(2)依据阿基米德原理可得F浮=G排=m排g=2000 kg 10N/kg=2 N
答:受到的浮力2× N;
(3)由m排= V排可得轮船排开水的体积 = = =2000m3
答:排开水的体积为2000m3。
【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)阿基米德原理求给出,物体受到的浮力等于排开特体受到的重力;
(3)结合水的质量和密度求解排开水的体积。
四、实验探究
1、【答案】(1)0.5;竖直向上
(2)液体密度
(3)排开的液体的体积(或浸入体积);浸入深度
【解析】【解答】(1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小F浮=G-F=2N-1.5N=0.5N
浮力的方向竖直向上。
(2)通过a、c、e三次实验可知,物体浸没的深度一定时,水中弹簧测力计的示数小于某液体中弹簧测力计的示数,可探究物体所受浮力大小与液体密度的关系;
(3)通过a、b、c三次实验可知,物体浸入液体的体积不同所受的浮力不同,物体所受浮力大小与排开的液体的体积(或浸入体积)有关。
通过c、d两次实验,物体浸没的深度增加,其他条件不变,可探究物体所受浮力大小与浸没深度无关。
【分析】探究浸入液体中的物体受浮力的大小的影响因素,考查控制变量法(物体受到的浮力的大小与液体的密度和排开的液体体积有关)、称重法测浮力、阿基米德原理的运用。