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第九章 浮力 章節(jié)測試(試卷)-2024-2025學(xué)年滬科版(2024)物理八年級(jí)全一冊
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這是一份第九章 浮力 章節(jié)測試(試卷)-2024-2025學(xué)年滬科版(2024)物理八年級(jí)全一冊,共14頁。
第九章 章節(jié)測試
一、填空題(每空2分,共32分)
1.一金屬塊被吊在彈簧測力計(jì)下端,彈簧測力計(jì)示數(shù)是27.5N,現(xiàn)將金屬塊浸沒在水中后,彈簧測力計(jì)示數(shù)是21.5N,則金屬塊受到的浮力是______N。
2.找一段較粗的紅毛線,將其兩端分別固定在乒乓球和大燒杯的底部。將水注入大燒杯,直到將乒乓球浸沒,如圖甲所示。觀察紅毛線被拉直的方向。如圖乙所示,將大燒杯的一側(cè)杯底墊高,觀察紅毛線被拉直的方向,并與圖丙中重垂線的方向相比較。
實(shí)驗(yàn)中,我們發(fā)現(xiàn),被拉直的紅毛線與重垂線的方向都是平行的,這說明浮力的方向是__________的。
3.人體密度跟水的密度差不多。質(zhì)量為40kg的小明套著游泳圈(游泳圈重力不計(jì))在游泳池中漂浮時(shí),小明浸在水中的體積為他的體積的34,則游泳圈浸在水中的體積約為__dm3。(ρ水=1×103kg/m3)
4.如圖所示,充滿氦氣的氣象探測氣球攜帶探空儀在高空測量,此時(shí)它會(huì)受到____對(duì)它的浮力。測量完畢后收回氣球讓其下落到地面,在下落的過程中氣球(體積不變)受到的浮力會(huì)____(填“變大”或“變小”)。
(第4題)
5.如圖所示的是我國“大連艦”,它的重力為1.05×108N,在海上靜止時(shí),排開海水的體積是____________m3(ρ海水取1.05×103kg/m3,g取10N/kg)。若“大連艦”駛?cè)腴L江后,其排開江水的體積將____(填“變大”“變小”或“不變”)。
(第5題)
6.用細(xì)繩吊著某金屬塊并將其浸在水中,分別在如圖甲、乙所示位置保持靜止,若金屬塊受到的拉力分別為F1、F2,則F1____F2;若水對(duì)其上、下表面的壓力差分別為ΔF1、ΔF2,則ΔF1____ΔF2。(均填“> ”“=”或“< ”)
(第6題)
7.甲、乙兩個(gè)完全相同的杯子中盛有不同濃度的液體,將同一個(gè)雞蛋先后放入其中,雞蛋靜止時(shí)狀態(tài)如圖所示,此時(shí)甲、乙杯子中的液面恰好相平,則雞蛋在兩種液體中所受浮力F甲______(填“> ”“< ”或“=”)F乙。__杯底部所受液體壓力較大。
(第7題)
8.把一個(gè)蘋果放入水中,蘋果懸浮。從水中取出蘋果,切成一大、一小兩塊,如圖所示,將小塊蘋果放入水中,發(fā)現(xiàn)小塊蘋果沉入水底,據(jù)此現(xiàn)象可以推斷:若將大塊蘋果浸沒在水中,松手后大塊蘋果將會(huì)____(填“上浮”“下沉”或“懸浮”)。推斷的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(第8題)
9.如圖所示,將一個(gè)大物塊甲放入水中,先后兩次分別在小物塊乙和小物塊丙的作用下,使其上表面恰好與水面相平,甲、乙之間用細(xì)繩連接,細(xì)繩體積不計(jì),且細(xì)繩繃直。若小物塊乙的體積為100cm3,則乙、丙兩物塊的質(zhì)量相差____g。(ρ水=1g/cm3)
(第9題)
10.如圖甲所示,足夠高的圓柱形薄壁容器,裝有適量的水放在水平桌面上。現(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為2kg、底面積為100cm2的均勻長方體豎直放入容器中,受到容器的支持力為4N,此時(shí)長方體所受浮力為__N。若再加入適量的水使長方體剛好漂浮,如圖乙所示,則此時(shí)水面的高度與圖甲相比增加了______cm。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(第10題)
二、選擇題(每題3分,共21分;每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題意的)
11.下列物體中沒有受到浮力的是( )
A.在太空中遨游的衛(wèi)星 B.下潛的潛水器
C.上升的熱氣球 D.航行的航母
12.如圖所示,有一個(gè)重力為G的長方體浸沒在液體中,其受到的浮力為F浮,液體對(duì)長方體向下和向上的壓力分別為F1和F2。下列說法中正確的是( )
A.長方體只有上、下表面受到液體的壓力
B.F1和F2的大小關(guān)系是F1>F2
C.F1、F2和F浮的大小關(guān)系是F2?F1=F浮
D.若長方體浸沒于更深的位置,與圖示位置相比,F(xiàn)1、F2的大小均不變
13.一個(gè)物體所受重力為0.5N,將它輕輕地放入裝滿水的容器中時(shí),從容器中溢出的水的重力為0.3N,則該物體所受浮力( )
A.一定是0.5N B.可能是0.2N
C.一定是0.3N D.可能是0.4N
14.將體積相同的甲、乙兩實(shí)心球放入裝有水的燒杯中。若甲、乙所受的重力和排開水所受的重力如表所示,則兩球靜止在水中的情形可能是圖中的( )
A. B.
C. D.
15.如圖所示,潛水員浸沒在海水中,他攜帶的氣瓶可以對(duì)身上的背心進(jìn)行充氣或放氣,以改變背心的體積大小來實(shí)現(xiàn)浮沉。下列分析正確的是( )
A.對(duì)背心進(jìn)行放氣后,潛水員將往上浮
B.對(duì)背心進(jìn)行充氣后,潛水員受到海水的浮力變小
C.在海水中水平游動(dòng)時(shí),潛水員受到海水的壓強(qiáng)不變
D.向海底下潛的過程中,潛水員受到海水的壓強(qiáng)變小
16.質(zhì)量為m0的杯子,裝入適量的水后放在水平的電子秤上,如圖甲;接著把草莓輕放入水中,草莓漂浮,如圖乙;然后用細(xì)針將草莓輕壓入水中,如圖丙;水均未溢出,電子秤示數(shù)依次為m1、m2、m3,不計(jì)細(xì)針體積。下列判斷正確的是( )
A.甲圖中,水對(duì)杯底的壓力為(m1?m0)g
B.乙圖中,草莓的質(zhì)量為m2?m1?m0
C.丙圖中,草莓排開水的體積為m3?m1ρ水
D.丙圖中,細(xì)針對(duì)草莓的壓力為(m3?m2?m0)g
17.將冰塊輕輕放入水平桌面上盛滿煤油的燒杯中,冰塊靜止時(shí)如圖所示(ρ冰>ρ煤油)(煤油不溶于水)。下列分析正確的是( )
A.冰塊完全熔化后,煤油的密度變大
B.冰塊完全熔化后,杯中液面高度不變
C.冰塊完全熔化后,杯底受到液體的壓強(qiáng)不變
D.放入冰塊后,燒杯對(duì)桌面的壓力變大
三、實(shí)驗(yàn)題(每空2分,共28分)
18.在“探究影響浮力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)們根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn),提出了浮力大小可能與下列因素有關(guān)的猜想:
①與物體浸入液體中的深度有關(guān)。②與物體排開液體的體積有關(guān)。③與液體的密度有關(guān)。
進(jìn)行探究時(shí),實(shí)驗(yàn)步驟和彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖所示。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1) 其中實(shí)驗(yàn)b中物體所受浮力大小為____N。
(2) 分析a、c、d三次實(shí)驗(yàn),可知浮力大小與物體浸沒在液體中的深度____(填“有關(guān)”或“無關(guān)”);分析______________________三次實(shí)驗(yàn),可知浮力大小與液體的密度有關(guān)。
(3) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可求出鹽水的密度為________________kg/m3,物體的密度為________________kg/m3。
19.下列甲、乙、丙、丁四幅圖是某實(shí)驗(yàn)小組利用彈簧測力計(jì)、溢水杯、物塊、小桶和水探究“浸在液體中的物體所受浮力跟它排開液體所受重力的關(guān)系”的過程情景,其中彈簧測力計(jì)的示數(shù)依次是F1,F(xiàn)2,F(xiàn)3,F(xiàn)4。
(1) 在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作前有細(xì)心的同學(xué)指出:圖甲中存在錯(cuò)誤,請(qǐng)你寫出該錯(cuò)誤:____________________________________。
(2) 糾正錯(cuò)誤后,請(qǐng)你用甲、乙、丙、丁表示,寫出該探究實(shí)驗(yàn)操作的合理順序:______________。
(3) 另一實(shí)驗(yàn)小組在步驟乙的操作中,只將物塊的一部分浸在水中,其他步驟操作均正確,則__(填“能”或“不能”)得到相同的結(jié)論。
(4) 為了得到更普遍的結(jié)論,請(qǐng)你寫出一種可行的操作辦法:____________________________________________。
20.小明設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),測量一個(gè)實(shí)心金屬塊的密度。實(shí)驗(yàn)器材有小空桶、溢水杯、燒杯、量筒和水,實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①小空桶漂浮在盛滿水的溢水杯中,如圖甲;
②將金屬塊浸沒在水中,測得溢出水的體積為15mL,如圖乙;
③將燒杯中15mL 水倒掉,從水中取出金屬塊,如圖丙;
④將金屬塊放入小空桶,小空桶仍漂浮,測得此時(shí)溢出水的體積為45mL,如圖丁。
請(qǐng)回答下列問題:
(1) 圖甲中,小空桶在水中漂浮時(shí),空桶受到的浮力____它所受的重力。
(2) 與圖甲相比較,圖乙中當(dāng)金屬塊沉在水底后,水對(duì)溢水杯底部的壓強(qiáng)將____,溢水杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)____。(均填“變大”“變小”或“不變”)
(3) 被測金屬塊的密度是______g/cm3(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)。
(4) 在實(shí)驗(yàn)步驟③和④中,將沾有水的金屬塊放入小空桶,則測出的金屬塊的密度將____(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
四、計(jì)算題(21題9分,22題10分,共19分)
21.小華想利用氣球與探空儀探測高空的空氣狀況。如圖甲所示,質(zhì)量為0.4kg的探空儀靜止在水平桌面上,與桌面接觸面積為0.02m2。在室內(nèi)測試時(shí),當(dāng)向氣球內(nèi)充入0.6m3的某種氣體,釋放后該氣球恰好能攜帶探空儀懸浮在空中,如圖乙所示。已知?dú)馇驓さ馁|(zhì)量為0.23kg,室內(nèi)空氣的密度為1.22kg/m3(g取10N/kg)。求:
(1) 探空儀所受的重力。
(2) 探空儀對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)。
(3) 充入的某種氣體的密度(計(jì)算浮力時(shí),不計(jì)探空儀的體積和氣球殼的厚度)。
22.如圖所示,是某型號(hào)水下機(jī)器人。該機(jī)器人可以通過三種方式控制浮沉,第一種是機(jī)器人內(nèi)部水艙充放水,水艙的容積為4×10?3m3;第二種是利用推進(jìn)器提供豎直向上的推力F推,F(xiàn)推可以在0~30N之間調(diào)節(jié);第三種是在機(jī)器人外部加裝不同數(shù)量的浮塊,每個(gè)浮塊質(zhì)量均為0.4kg,體積均為1×10?3m3。已知該機(jī)器人水艙未充水時(shí)的質(zhì)量為9.5kg,未裝浮塊時(shí),機(jī)器人的總體積為1.2×10?2m3(體積不變,含機(jī)械臂,g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)。
(1) 求150m深處水的壓強(qiáng)。
(2) 求當(dāng)機(jī)器人未加浮塊、水艙充滿水浸沒在水中懸停時(shí),F(xiàn)推的大小。
(3) 深處水底有一物體(未與水底緊密接觸),其密度均勻?yàn)?.5×103kg/m3,體積為4×10?3m3,需機(jī)器人潛入水中用機(jī)械臂抓住物體打撈上來,為確保打撈順利進(jìn)行,機(jī)器人下水前需制定好能讓機(jī)器人抓住物體上浮的方案,在F推調(diào)到30N的情況下,還需如何利用另外兩種方式實(shí)現(xiàn)上浮,請(qǐng)通過計(jì)算給出一種合理方案。
【參考答案】
第九章 章節(jié)測試
一、填空題(每空2分,共32分)
1.6
【點(diǎn)撥】金屬塊浸沒在水中后,彈簧測力計(jì)的示數(shù)比在空氣中時(shí)的示數(shù)小,這是因?yàn)榻饘賶K受到了浮力作用,方向向上,所以該金屬塊受到的浮力F浮=G?F=27.5N?21.5N=6N。
2.豎直向上
3.10
【點(diǎn)撥】由題可知ρ人≈ρ水=1×103kg/m3,小明的體積V人=mρ人=40kg1×103kg/m3=4×10?2m3=40dm3;漂浮時(shí),所受浮力等于自身的重力,即:F浮=G,即ρ水V排g=ρ人V人g,即V排=V人,小明浸在水中的體積為他的體積的34,V排=V浸+V圈,則游泳圈浸在水中的體積約為V圈=V排?V浸=14V人=14×40dm3=10dm3。
4.空氣; 變大
【點(diǎn)撥】充滿氦氣的氣象探測氣球攜帶探空儀在高空測量,此時(shí)它浸沒在空氣中,故其受到空氣對(duì)它的浮力;測量完畢后收回氣球讓其下落到地面,在下落的過程中氣球體積不變,排開空氣的體積不變,但由于空氣的密度隨著高度的降低而增大,根據(jù)F浮=ρ空氣V排g可知,氣球所受浮力變大。
5.1×104; 變大
【點(diǎn)撥】“大連艦”漂浮在海面上時(shí),受到的浮力F浮=G=1.05×108N,由F浮=ρV排g可得,排開海水的體積V排=F浮ρ海水g=1.05×108N1.05×103kg/m3×10N/kg=1×104m3。駛?cè)腴L江后,江水的密度小于海水的密度,而浮力不變,故排開江水的體積變大。
6.
【點(diǎn)撥】圖甲中,金屬塊浸沒在水中,圖乙中金屬塊部分浸在水中,所以圖乙中金屬塊排開水的體積小,受到的浮力小;金屬塊均保持靜止,均受到豎直向下的重力G、豎直向上的拉力F和浮力F浮,重力一定,圖乙中金屬塊受到的浮力小,故F1=G?F浮甲ΔF2。
7.=; 乙
【點(diǎn)撥】由圖可知,同一雞蛋在兩液體中分別處于懸浮和漂浮狀態(tài),受到的浮力大小和自身的重力相等,即F甲=F乙。同一個(gè)雞蛋在甲杯液體中懸浮,乙杯液體中漂浮,故乙杯中液體的密度大于甲杯中液體的密度,且兩杯中液面相平,根據(jù)p=ρg?可知,乙杯底所受液體的壓強(qiáng)大于甲杯底所受液體的壓強(qiáng),兩杯完全相同,杯底面積相同,根據(jù)F=pS可知,乙杯底所受液體的壓力大于甲杯底所受液體的壓力。
8.上浮; 小塊蘋果沉入水底,故G小>F浮小,整個(gè)蘋果放入水中懸浮,即G=F浮,G小+G大=F浮大+F浮小,則G大F1,故B錯(cuò)誤;根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知,浮力等于物體上、下表面的壓力差,即長方體受到的浮力F浮=F2?F1,故C正確;若長方體浸沒于更深的位置,上、下表面受到的壓強(qiáng)增大,受力面積不變,受到的壓力F1、F2的大小均變大,故D錯(cuò)誤。
13.C
【點(diǎn)撥】將一個(gè)重為0.5N的物體輕輕地放入裝滿水的容器中時(shí),溢出的水重為0.3N,根據(jù)阿基米德原理,可知該物體所受浮力等于0.3N。
14.C
【點(diǎn)撥】根據(jù)物體的浮沉條件可知,甲實(shí)心球可能處于漂浮或懸浮狀態(tài),乙實(shí)心球處于沉底狀態(tài),A、D錯(cuò)誤;從表格數(shù)據(jù)可知,甲、乙兩實(shí)心球排開水所受的重力相等,則甲、乙兩實(shí)心球排開水的體積相等,即甲實(shí)心球應(yīng)處于懸浮狀態(tài),故B錯(cuò)誤,C正確。故選C。
15.C
【點(diǎn)撥】潛水員對(duì)背心進(jìn)行放氣后,背心的體積變小,排開海水的體積變小,由F浮=ρ液V排g可知,受到海水的浮力變小,潛水員將會(huì)下沉;對(duì)背心進(jìn)行充氣后,背心的體積變大,排開海水的體積變大,同理可知,受到海水的浮力變大,故A、B錯(cuò)誤;海水的密度不變,根據(jù)p=ρg?可知,潛水員在海水中水平游動(dòng)時(shí),深度不變,受到海水的壓強(qiáng)不變,向海底下潛的過程中,深度增加,受到海水的壓強(qiáng)變大,故C正確,D錯(cuò)誤。
16.C
【點(diǎn)撥】甲圖中,水的重力G=m水g=(m1?m0)g,由于容器上粗下細(xì),水對(duì)杯底的壓力小于水的重力,即水對(duì)杯底的壓力小于(m1?m0)g,A錯(cuò)誤;乙圖中,草莓漂浮,根據(jù)甲、乙圖中電子秤的示數(shù)可得,草莓的質(zhì)量m草莓=m2?m1,B錯(cuò)誤;丙圖中,草莓被細(xì)針壓入水中,根據(jù)甲、丙圖中電子秤的示數(shù)可得,草莓排開水的質(zhì)量m排=m3?m1,草莓排開水的體積V排=m排ρ水=m3?m1ρ水,C正確;丙圖中,草莓受到的浮力F浮=G排=m排g=(m3?m1)g,草莓受到的重力G草莓=m草莓g=(m2?m1)g,此時(shí)草莓受到豎直向上的浮力和豎直向下的重力及細(xì)針對(duì)它向下的壓力,處于靜止?fàn)顟B(tài),由力的平衡條件可得,細(xì)針對(duì)草莓的壓力F=F浮?G草莓=(m3?m1)g?(m2?m1)g=(m3?m2)g,D錯(cuò)誤。故選C。
17.D
【點(diǎn)撥】煤油不溶于水,冰熔化成水后沉底,煤油的密度不變,A錯(cuò)誤。冰塊完全熔化后,由于冰塊的密度小于水的密度,根據(jù)ρ=mV可知,冰塊化成水后體積變小,液面高度變低,B錯(cuò)誤;冰塊靜止時(shí)沉底,由浮沉條件可得F浮F浮=G排,溢水杯對(duì)水平桌面的壓力變化量為ΔF=G金?G排,故溢水杯對(duì)桌面的壓力變大,根據(jù)Δp=ΔFS分析可知在受力面積一定時(shí),溢水杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)變大。
(3) 4
[解析]圖乙中金屬塊沉底排開水的體積為15mL,則金屬塊的體積V金=15mL=15cm3,圖丁中小空桶和金屬塊在溢水杯中漂浮,金屬塊排開水的體積V排=45mL+15mL=60mL=60cm3,根據(jù)浮沉條件可知?jiǎng)t金屬塊的重力G金=G排′=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×60×10?6m3=0.6N,則根據(jù)G金=ρ金gV金可知金屬塊的密度ρ金=G金V金g=0.6N15×10?6m3×10N/kg=4×103kg/m3=4g/cm3。
(4) 不變
[解析]在實(shí)驗(yàn)步驟①和②中測得的金屬塊的體積不變,在實(shí)驗(yàn)步驟③和④中,將沾有水的金屬塊放入小空桶,相當(dāng)于減少了小空桶排開水的重力,增加了小空桶和金屬塊排開水的重力,而且其減少量等于增加量,故金屬塊排開水的體積不變,所受浮力不變,則測出金屬塊的密度不變。
四、
四、計(jì)算題(21題9分,22題10分,共19分)
21.(1) 【解】探空儀所受的重力
G=mg=0.4kg×10N/kg=4N。
(2) 探空儀對(duì)水平桌面的壓力大小等于其重力大小,即:F=G=4N,
則對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)p=FS=4N0.02m2=200Pa。
(3) 氣球和探空儀懸浮在空中時(shí),不計(jì)探空儀的體積和氣球殼的厚度,則V排=V氣=0.6m3,
由阿基米德原理可得,其所受浮力為F浮=ρ空氣gV排=1.22kg/m3×10N/kg×0.6m3=7.32N,
探空儀的重力G=4N,氣球殼的重力G殼=m殼g=0.23kg×10N/kg=2.3N,
氣球懸浮在空中,所受浮力等于總重力,則充入的某種氣體的重力G氣=G總?G?G殼=7.32N?4N?2.3N=1.02N,
充入的某種氣體的質(zhì)量m氣=G氣g=1.02N10N/kg=0.102kg,
則ρ氣=m氣V氣=0.102kg0.6m2=0.17kg/m3。
22.(1) 【解】150m深處水的壓強(qiáng)p=ρ水g?=1×103kg/m3×10N/kg×150m=1.5×106Pa。
(2) 機(jī)器人水艙未充水時(shí)受到的重力G機(jī)=m機(jī)g=9.5kg×10N/kg=95N,
水艙充滿水,水受到的重力G水=ρ水gV容=1×103kg/m3×10N/kg×4×10?3m3=40N,
機(jī)器人浸沒在水中所受浮力F浮機(jī)=ρ水gV排機(jī)=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×1.2×10?2m3=120N,
機(jī)器人水艙充滿水在水中懸停時(shí),F(xiàn)推+F浮機(jī)=G水+G機(jī),F(xiàn)推=G機(jī)+G水?F浮機(jī)=95N+40N?120N=15N。
(3) 物體重力G物=m物g=ρ物V物g=2.5×103kg/m3×4×10?3m3×10N/kg=100N,
物體受到的浮力F浮物=ρ水gV物排=ρ水gV物=1×103kg/m3×10N/kg×4×10?3m3=40N,
能把物體打撈上來,機(jī)器人對(duì)物體施加的最小拉力F最小=G物?F浮物=100N?40N=60N,
為確保打撈順利進(jìn)行,機(jī)器人下水前將水艙先充滿水,打撈時(shí)將水全部排出,F(xiàn)推最大=30N,另外安裝n個(gè)浮塊,一個(gè)浮塊的重力G浮塊=m浮塊g=0.4kg×10N/kg=4N,
一個(gè)浮塊受到的浮力F浮浮塊=ρ水gV排浮塊=ρ水gV浮塊=1×103kg/m3×10N/kg×1×10?3m3=10N,
給物體提供的拉力F浮機(jī)+F推最大+nF浮浮塊?G機(jī)?nG浮塊=60N,120N+30N+n×10N?95N?n×4N=60N,
解得:n≈0.83,n取1,即需在機(jī)器人外部安裝一個(gè)浮塊,且在打撈物體時(shí),將水艙內(nèi)的水全部排出。實(shí)心球實(shí)心球所受的重力/N 排開水所受的重力/N 甲22乙32

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