内容正文:
2023-2024学年苏科版八年级物理下第十五周模拟练习(盐城适用)
(考查范围:10.3气体的压强(第2课时)+ 10.4浮力 时间:90分钟 满分:100分 )
一.选择题(共24分)
1. “生活处处有物理,留心观察皆学问”。下面是小强的观察和他对现象的解释,其中正确的是( )
A. “公共场所不要大声喧哗”是要求人们在公共场所说话音调放低些
B. 炒菜时有“白气”冒出,这是汽化后的水蒸气
C. 教室里一个开关能同时控制两只灯,两灯同时亮、同时灭,这两只灯是串联的
D. 用吸管吸饮料是利用了大气压
2. 在五一文艺晚会上,小明同学演示了如图所示的实验排在一条线上的三个碗,中间碗内放一个乒乓球,当用小管向球斜上方吹气,乒乓球将( )
A. 仍静止 B. 运动到左碗 C. 运动到右碗 D. 无法确定
第2题图 第3题图
3. 如图是家用煤气灶灶头的示意图,使用时打开煤气阀门,拧动点火装置、煤气和空气在进口处混合并流向燃烧头被点燃,煤气不会从进口处向空气中泄漏的原因是( )
A. 进口处煤气的流速小,压强大于大气压强 B. 进口处煤气的流速小,压强小于大气压强
C. 进口处煤气的流速大,压强大于大气压强 D. 进口处煤气的流速大,压强小于大气压强
4.关于物体在水中受到的浮力,下列说法中正确的是
A.漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大 B.物体的密度越大,受到的浮力越小
C.物体排开水的体积越大,受到的浮力越大 D.浸没在水中的物体受到的浮力与深度有关
5.一个竖直悬挂在水中的圆柱体,上表面受到的水的压力为5N,下表面受到水的压力为13N,这个圆柱体受到的水的浮力为( )
A.18 N B.5 N C.13 N D.8 N
6. 一长方体铁块按图所示,从下表面与液面刚刚接触时下放至图中虚线位置。能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F浮与铁块下表面浸入液体深度h深关系的图像是( )
A B. C. D.
7.在2023年世界泳联跳水世界杯蒙特利尔站的女子单人十米跳台决赛中,中国选手全红婵夺得冠军。图示为其参加比赛时的分解动作示意图。不考虑空气阻力,下列对全红婵的分析正确的是( )
A.在跳台静止时,只受到重力作用 B.到达最高点时,受到平衡力作用
C.从最高点到入水前的过程中,惯性不变 D.入水过程中,所受浮力方向取决于入水的角度
第7题图 第8题图 第9题图 第10题图 第11题图 第12题图
8. 如图中,重为5牛的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3牛,若绳子突然断了,木块A在没有露出水面之前,所受浮力的大小和方向是( )
A. 5牛,竖直向下 B. 8牛,竖直向上 C. 2牛,竖直向上 D. 8牛,竖直向下
9. 小吴同学为探究力之间的关系做了如右图所示的实验,将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中,直至刚没入水中(不接触容器,无水溢出)。在该过程中,下列有关弹簧测力计和台秤示数的说法正确的是( )
A. 弹簧测力计的示数减小,台秤示数不变 B. 弹簧测力计的示数不变,台秤示数也不变
C. 弹簧测力计的示数减小,台秤示数增大 D. 弹簧测力计的示数不变,台秤示数增大
10. 如图所示,将一只玩具青蛙放入水中,它能漂浮于水面;把它放入另一种液体中它却沉入底部.则这只青蛙受到的浮力 ( )
A. 在水中受到浮力大 B. 在另一种液体中受到浮力大
C. 所受浮力一样大 D. 无法比较浮力大小
11.某地在江面上修建一座大桥,如图中甲是使用吊车向江底投放长方形石料的示意图。在整个投放过程中,石料以恒定速度下降。乙钢绳的拉力F随时间t变化的图像(从开始投放到石料刚好接触湖底前)。t=0时刻吊车开始下放石料,忽略水的摩擦阻力,则下列说法错误的是( )
A.石料在t=20s时开始浸入水中 B.石料的重力是1400N
C.石料的体积是0.5m3 D.石料的密度是2.8g∕cm3
12.水平桌面上的薄壁圆柱形容器中盛有某种液体,容器底面积为,用细线拴着体积为的金属球沉入容器底,这时液体深度为,金属球对容器底的压力为,如图所示,现将金属球从液体中取出,液体对容器底的压强改变了,从容器中取出金属球时,表面所沾液体与细线的体积均不计,则下列判断正确的是( )
A.金属球在液体中所受的浮力大小为 B.容器中液体所受重力大小为
C.取出金属球后,容器对桌面的压强减小了 D.金属球的密度为
二.填空题(共24分)
13.科技提高生活质量。某款“擦窗机器人”的“腹部”有吸盘,当机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它在________作用下,就牢牢吸在竖直玻璃上;如图所示的“无叶电风扇”,底座的电动机吸入空气,空气经过加压后被送入环形出风口,从宽度只有1.3毫米的缝隙中向外喷出,因流速_____,压强________(选填“大”或“小”),加快了周围空气向出风口的流动,使出风量可以增加到原来的15倍。
第13题图 第14题图 第15题图
14.如左图所示的装置上方为一个粗细不均匀的两头开口的玻璃管,管下连通一个装有红墨水的U形管AB。当用吹风机向玻璃管中吹风时,出现的现象是__________________。
如右图所示是喷雾器工作时的示意图.当推动活塞时,管口的空气速度增大,管口处的压强______(选填“增大”“减小”或“不变”);瓶中的液体就在______的作用下被压上去.随流动的空气而喷成雾状.
15.如图甲所示,步行在雨中,我们会打一把伞,一阵大风吹来,雨伞会被向上吸起来,产生这一现象的原因是伞上方空气流速______,压强______(前两空均选填“大”或“小”);如图乙所示为某同学自制的水气压计,该同学拿着气压计从1楼走到10楼的过程中,细管中的水柱将______(选填“升高”“降低”或“不变”)。
16.图中用手将空的饮料罐缓慢按入水中,在饮料罐浸没之前,越往下按,需要用的力越________,说明饮料罐受到的浮力越_________,这个实验现象告诉我们,浮力的大小跟物体排开液体的________有关。
第16题图 第17题图 第19题图 第20题图
17.一个盛有适量水的烧杯(足够高)水平放置在电子秤上(如图甲);小南将物块挂在弹簧测力计下并缓缓下放,使物块部分浸入水中(如图乙);之后撤去拉力,物块沉底(如图丙)。则物块的质量为______g,乙图中测力计示数为______N;乙图中物体所受浮力为______N。
18. 某物体挂在弹簧测力计上,称得其重为98N;把该物体浸没在水中时,弹簧测力计的读数为34N,该物体浸没在水中所受到的浮力是_______N;若该物体有一半体积露出水面时,它受到的浮力是_______N,弹簧测力计的读数是:_______N.
19. 如图所示,重为20牛的一只木盆子静止浮在水面上,它受到的浮力为 ______牛;然后用手将它慢慢向下按,在下按过程中,手用的力逐渐 ______(选填“增大”、“不变”或“减小”),原因是 ______。
20.如图所示,小李同学在做用称重法测量浮力的实验时,依次做了如图所示的操作。观察并分别比较图中有关数据可知,物体的重力是 N,当物体浸没在水中时,受到的浮力为 N,当物体浸没在酒精中时,受到的浮力为 N。
三、解答题(52分)
24.(4分)(1)如图物体浮在容器中的水面上,将容器放在斜面上,请画出物体的受到浮力的示意图。 (2)按要求作图:请画出图中潜艇加速上浮时所受重力和浮力的示意图.
22.(6分)随着时代的进步,轿车的车速和性能有了较大提升,某轿车外形如图所示,它的质量是1880kg,四个轮子与水平地面的总接触面积是0.08m2.
(1)根据轿车外形分析,若轿车静止时对水平地面的压力为F1,行驶时对水平地面的压力为F2,则F1 F2(填“等于”或“大于”或“小于”)。
(2)若轿车行驶时,对水平地面的压强为1.5×105Pa.求此时轿车上下表面受到的空气的压力差?(取g=10N/kg)。
23.(8分)如图甲所示,在底面积为10-2 m2的容器中有一重物,现利用弹簧测力计将其拉出水面,弹簧测力计的示数F随时间变化的图像如图乙所示,根据图像信息,计算:
(1)物体被拉出水面之前受到的浮力。
(2)物体的密度。(g取10 N/kg)
(3)物体被拉出水面,由于水面降低,容器底受到水的压强减小了多少。
24.(6分)如图1甲所示,放学途中,小红撑着伞在雨中行走。一阵大风吹来,伞面被吹翻。她猜想伞面受到升力的大小可能与空气的流速有关,于是设计了如图1乙所示的实验进行验证。
小红用纸板制作了一个上凸下平的模型代替伞面,将其固定在一个托盘测力计上;在模型的正前方用电风扇迎面吹风,模拟气流。打开电风扇,调整气流速度,读出测力计的示数,记入表中:
风速
无风
低速
高速
托盘测力计示数/N
18
16
10
(1)分析表中数据可知:空气低速流过时,模型所受升力为______N;空气流速越快,模型受到的升力越______(选填“大”或“小”);
(2)每到夏天都会有人在电动车上加装遮阳伞,如图1丙所示,该电动车快速行驶时,伞面会受到较大的升力,导致车辆对地的压力______(选填“大于”“小于”或“等于”)车辆和人的总重力,进而______(选填“增大”或“减小”)了车轮与地面间的摩擦力,带来极大的安全隐患;
(3)如2图所示,为解决某地下商城“工”字形通道中过道的通风问题,工程师设计了以上A、B、C三种方案;弧形部分为墙面凸出部分,其中最有效的是方案______;如图所示,当风向向右,则过道内的空气流动方向是向______(选填“上”或“下”)。
25. (8分)如图所示为活动卡上的几个实验。
(1)如图(a)所示实验过程是定量研究浸没在液体中的物体受到的浮力与 _____之间的关系,量筒中盛放是水,物体受到的浮力可以用 ______表示,V2 -V1表示______;
(2)如图(b)所示,在探究压力的作用效果与哪些因素有关时,将铅笔压在大拇指和食指之间,观察到手指肌肉下陷情况不同,这是在探究 ________的关系;
(3)在探究液体压强规律的实验中,在空饮料瓶底部的同一深度处扎三个小孔,瓶中装满水后,观察到如(c)所示的现象,这说明 _______;
(4)如图(d)所示是 __________实验的过程,实验中若玻璃管倾斜,管内水银柱的高度将 ________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
26.(10分)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、 和分度值。弹簧测力计应在 (选填“竖直”或“水平”)方向上调零。
(2)如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6 cm的长方体物块(可塑),测出重力。将它缓慢浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h。请根据实验数据,在图乙中画出物块所受浮力F浮随h变化的图象。
(3)分析图象可知:浸没前,h增加,F浮 ;浸没后,h增加,F浮 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)若把此物块捏成高为6 cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图象 (选填“相同”或“不同”)。
(5)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加一种材料: 。
27.(10分)阅读短文,回答问题:
踏板式水翼自行车
自身质量/kg
20
最快速度/(m·s-1)
5
适合骑手质量/kg
50~70
新西兰企业家设计推出一款名为Manta5的踏板式水翼自行车,图甲是在水面骑行的情形。该车底部有两个提供升力的碳纤维水翼(如图乙所示),用于提供前进动力的螺旋桨由骑手踩脚踏板驱动,骑手可以根据自己的情况来调整运动的速度,该车部分参数如表格所示。请完成以下问题:(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)水翼自行车车座设计成较宽的“马鞍形”是通过增大人体与车座的接触面积,从而减小______;停止蹬车后,水翼自行车会由于______,继续向前运动一段距离;用于提供升力的水翼,其横截面应如______图形所示;
(2)该车没有船体形状的结构,但它搭载了浮力模块。则它空载静止漂浮在水面上时,受到的浮力为______N,浸入水中的体积是______m。
(3)一质量为50kg的人坐在车上骑行时,车没在水中的体积跟空载时一样,则水翼提供的升力是______N。
(4)骑行中,若脚掌对脚踏板的压力为400N,接触面积为50cm2,则脚掌对脚踏板的压强是
______Pa。
(5)一辆水翼自行车由大海驶向内河其浮力变化的图象是( )
A. B.C. D.
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2023-2024学年苏科版八年级物理下第十五周模拟练习(盐城适用)
(考查范围:10.3气体的压强(第2课时)+ 10.4浮力 时间:90分钟 满分:100分 )
一.选择题(共24分)
1. “生活处处有物理,留心观察皆学问”。下面是小强的观察和他对现象的解释,其中正确的是( )
A. “公共场所不要大声喧哗”是要求人们在公共场所说话音调放低些
B. 炒菜时有“白气”冒出,这是汽化后的水蒸气
C. 教室里一个开关能同时控制两只灯,两灯同时亮、同时灭,这两只灯是串联的
D. 用吸管吸饮料是利用了大气压
【答案】D
【解析】A.“公共场所不要大声喧哗”是要求人们在公共场所说话时降低响度,不是音调,故A错误;B.炒菜时有“白气”冒出,这是锅中冒出的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,故B错误;C.教室里一个开关能同时控制两只灯,两灯同时亮、同时灭,这两只灯可以是串联的,也可以是并联的,开关在干路上也可以同时控制两只灯,故C错误;D.用吸管吸饮料是通过吸走吸管内的空气,降低吸管内的气压,利用了大气压将饮料压进吸管内,故D正确。故选D。
2. 在五一文艺晚会上,小明同学演示了如图所示的实验排在一条线上的三个碗,中间碗内放一个乒乓球,当用小管向球斜上方吹气,乒乓球将( )
A. 仍静止 B. 运动到左碗 C. 运动到右碗 D. 无法确定
【答案】C
【解析】当用小管向乒乓球斜上方吹气时,上方气体流速大,压强小,乒乓球受到一个向上的压力差,所以会上升.当乒乓球上升后,其左侧空气流速大、压强小,右侧空气流速小、压强大,所以乒乓球会运动到左侧。
第2题图 第3题图
3. 如图是家用煤气灶灶头的示意图,使用时打开煤气阀门,拧动点火装置、煤气和空气在进口处混合并流向燃烧头被点燃,煤气不会从进口处向空气中泄漏的原因是( )
A. 进口处煤气的流速小,压强大于大气压强 B. 进口处煤气的流速小,压强小于大气压强
C. 进口处煤气的流速大,压强大于大气压强 D. 进口处煤气的流速大,压强小于大气压强
【答案】D
【解析】煤气从煤气管流出,通过进口流向燃烧头,在进口处,煤气是高速运动的,导致进口处中心的煤气的压强小于周围大气的压强,故煤气不会从进口处向空气中泄漏。
4.关于物体在水中受到的浮力,下列说法中正确的是
A.漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大 B.物体的密度越大,受到的浮力越小
C.物体排开水的体积越大,受到的浮力越大 D.浸没在水中的物体受到的浮力与深度有关
【答案】C
【解析】 由阿基米德原理可知,物体浸在液体中所受的浮力大小只与液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关,而与其它因素都无关,所以选项A、B、D都是错误的;当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;当物体排液体积相同时,液体密度越大,受到的浮力越大.故选 C.
5.一个竖直悬挂在水中的圆柱体,上表面受到的水的压力为5N,下表面受到水的压力为13N,这个圆柱体受到的水的浮力为( )
A.18 N B.5 N C.13 N D.8 N
【答案】D
【解析】这个圆柱体受到的水的浮力为故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
6. 一长方体铁块按图所示,从下表面与液面刚刚接触时下放至图中虚线位置。能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F浮与铁块下表面浸入液体深度h深关系的图像是( )
A B. C. D.
【答案】B
【解析】铁块下表面与液面接触慢慢下降过程中,排开液体的体积慢慢变大,所受浮力也越来越大;图像是向上升的;当物体全部浸没后,物体受到的浮力大小不变。图像为平直的。
故选B。
7.在2023年世界泳联跳水世界杯蒙特利尔站的女子单人十米跳台决赛中,中国选手全红婵夺得冠军。图示为其参加比赛时的分解动作示意图。不考虑空气阻力,下列对全红婵的分析正确的是( )
A.在跳台静止时,只受到重力作用 B.到达最高点时,受到平衡力作用
C.从最高点到入水前的过程中,惯性不变 D.入水过程中,所受浮力方向取决于入水的角度
【答案】C
【解析】选手在跳台静止时,受到重力和支持力的作用,且二力平衡,故A错误;选手到达最高点时,不计空气阻力,她只受到重力作用,因而受力不平衡,故B错误;惯性的大小只与质量有关,从最高点到入水前的过程中,质量大小不变,则惯性不变,故C正确;选手所受浮力的方向始终竖直向上,与入水的角度无关,故D错误。
第7题图 第8题图 第9题图 第10题图 第11题图 第12题图
8. 如图中,重为5牛的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3牛,若绳子突然断了,木块A在没有露出水面之前,所受浮力的大小和方向是( )
A. 5牛,竖直向下 B. 8牛,竖直向上 C. 2牛,竖直向上 D. 8牛,竖直向下
【答案】B
【解析】因为物体受到重力、拉力以及浮力作用,并且重力和拉力的方向均竖直向下,而浮力的方向总是竖直向上的,因此根据二力平衡的条件可得,浮力大小F浮=G+F=5N+3N=8N
若绳子突然断了,木块A在没有露出水面之前,木块受到竖直向上的浮力大小还为8N,浮力的方向是竖直向上的。故选B。
9. 小吴同学为探究力之间的关系做了如右图所示的实验,将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中,直至刚没入水中(不接触容器,无水溢出)。在该过程中,下列有关弹簧测力计和台秤示数的说法正确的是( )
A. 弹簧测力计的示数减小,台秤示数不变 B. 弹簧测力计的示数不变,台秤示数也不变
C. 弹簧测力计的示数减小,台秤示数增大 D. 弹簧测力计的示数不变,台秤示数增大
【答案】C
【解析】对铝块受力分析知道,铝块受竖直向下的重力、竖直向上弹簧测力计的拉力和浮力,由平衡条件知道G铝=F+F浮 F=G铝-F浮 在铝块完全浸没前,V排逐渐增大,F浮逐渐增大,弹簧秤的示数F逐渐减小。对台秤受力分析可知:受烧瓶及水受竖直向下的重力,铝块向下的压力 F压=F浮 由平衡条件知道,台秤的支持力FN=G+F压 在铝块完全浸没前,V排逐渐增大F压=F浮逐渐增大,FN逐渐变大,台秤示数增大,故C正确,ABD不符合题意。故选C。
10. 如图所示,将一只玩具青蛙放入水中,它能漂浮于水面;把它放入另一种液体中它却沉入底部.则这只青蛙受到的浮力 ( )
A. 在水中受到浮力大 B. 在另一种液体中受到浮力大
C. 所受浮力一样大 D. 无法比较浮力大小
【答案】A
【解析】漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力,沉底的物体受到的浮力小于物体的重力.所以,相同物体漂浮时受到的浮力大于沉底时受到的浮力,则漂浮时受到的浮力大,A符合题意.
11.某地在江面上修建一座大桥,如图中甲是使用吊车向江底投放长方形石料的示意图。在整个投放过程中,石料以恒定速度下降。乙钢绳的拉力F随时间t变化的图像(从开始投放到石料刚好接触湖底前)。t=0时刻吊车开始下放石料,忽略水的摩擦阻力,则下列说法错误的是( )
A.石料在t=20s时开始浸入水中 B.石料的重力是1400N
C.石料的体积是0.5m3 D.石料的密度是2.8g∕cm3
【答案】C
【解析】由图乙知,石料浸入水中,钢绳的拉力变小,所以石料在t=20s时开始浸入水中,A正确不符合题意。B、石料的重力为1400N,B正确不符合题意。C、由图乙知石料所受浮力F浮=1400N-900N=500N,石料的体积,
C错误符合题意为答案。D、石料的密,D正确不符合题意。
12.水平桌面上的薄壁圆柱形容器中盛有某种液体,容器底面积为,用细线拴着体积为的金属球沉入容器底,这时液体深度为,金属球对容器底的压力为,如图所示,现将金属球从液体中取出,液体对容器底的压强改变了,从容器中取出金属球时,表面所沾液体与细线的体积均不计,则下列判断正确的是( )
A.金属球在液体中所受的浮力大小为 B.容器中液体所受重力大小为
C.取出金属球后,容器对桌面的压强减小了 D.金属球的密度为
【答案】D
【解析】A.金属球浸没液体中排开水的体积V排=V球=100cm3=1×10-4m3
将金属球从液体中取出,液面高度减小值
液体对容器底的压强改变了100Pa,即
解得ρ液=0.8×103kg/m3,金属球沉入容器底,受到的浮力F浮=ρ液gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=0.8N故A错误;
B.容器中液体体积V液=Sh-100cm3=80cm2×10cm-100cm3=700cm3=7×10-4m3液体的重力
G液=m液g=ρ液V液g=0.8×103kg/m3×7×10-4m3×10N/kg=5.6N故B错误;
C.金属球对容器底的压力F压=G球-F浮金属球的重力G球=F浮+F压=0.8N+1.9N=2.7N
小球取出后对桌面的压力减小,减小的压力等于金属球的重力,取出金属球后,容器对桌面的压强减小量故C错误;D.金属球的质量
金属球的密度
故D正确。故选D。
二.填空题(共24分)
13.科技提高生活质量。某款“擦窗机器人”的“腹部”有吸盘,当机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它在________作用下,就牢牢吸在竖直玻璃上;如图所示的“无叶电风扇”,底座的电动机吸入空气,空气经过加压后被送入环形出风口,从宽度只有1.3毫米的缝隙中向外喷出,因流速_____,压强________(选填“大”或“小”),加快了周围空气向出风口的流动,使出风量可以增加到原来的15倍。
【答案】大气压;大;小
【解析】当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,内部气体压强减小,它在外界大气压的作用下被告牢牢吸在竖直玻璃上;
根据流体压强和流速的关系可知,空气从宽度只有1.3毫米的缝隙中向外喷出,这部分喷射空气因流速大,压强小,在压强差的作用下,周围空气向这部分喷射空气靠近,带动周围空气流动,使风量可以增加到原来的15倍。
第13题图 第14题图 第15题图
14.如左图所示的装置上方为一个粗细不均匀的两头开口的玻璃管,管下连通一个装有红墨水的U形管AB。当用吹风机向玻璃管中吹风时,出现的现象是__________________。
如右图所示是喷雾器工作时的示意图.当推动活塞时,管口的空气速度增大,管口处的压强______(选填“增大”“减小”或“不变”);瓶中的液体就在______的作用下被压上去.随流动的空气而喷成雾状.
【答案】B液面比A液面高; 减小;大气压。
【解析】当用吹风机向玻璃管中吹风时,粗管空气流速小压强大,细管空气流速大压强小,导致A管液面下降,B管液面上升的现象。故答案为:B液面比A液面高.当推动活塞时,管口的空气速度增大,管口处的压强减小,此处压强小于容器内液面上方气体压强.水就在瓶中液面上方较大气体压强的作用下,沿着细管上升到上端开口处,受气流的冲击,被喷成雾状.故答案为:减小;大气压.
15.如图甲所示,步行在雨中,我们会打一把伞,一阵大风吹来,雨伞会被向上吸起来,产生这一现象的原因是伞上方空气流速______,压强______(前两空均选填“大”或“小”);如图乙所示为某同学自制的水气压计,该同学拿着气压计从1楼走到10楼的过程中,细管中的水柱将______(选填“升高”“降低”或“不变”)。
【答案】大 小 升高
【解析】(1)伞的形状是上方凸起的,当气流经过时,上方的流速大,压强小,下方的流速慢,压强大,就会产生一个向上的压强差,使伞容易被风吸起来。(2)大气压随高度的增加而减小,所以从1楼走到10楼大气压会降低,又因瓶内空气的压强不变,所以在瓶内气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管,使管内水柱升高。故答案为:大;小;升高。
16.图中用手将空的饮料罐缓慢按入水中,在饮料罐浸没之前,越往下按,需要用的力越________,说明饮料罐受到的浮力越_________,这个实验现象告诉我们,浮力的大小跟物体排开液体的________有关。
【答案】大 大 体积
【解析】把瓶子压入水中,瓶子受到的力有竖直向下的重力、向下的压力和向上的浮力。如果某一时刻当作平衡状态来分析,则有,而瓶子的重力是一定的,当我们把瓶子向下压入水中体积越大,需要对瓶子施加向下的压力也越大,故根据力的平衡关系,则瓶子受到的浮力也越大。根据实验的过程当我们把瓶子向下压入水中体积越大,浮力也越大,可知浮力增大的原因是因为瓶子浸入水的体积增大了,故浮力增大的原因是排开液体的体积增加了。
第16题图 第17题图 第19题图 第20题图
17.一个盛有适量水的烧杯(足够高)水平放置在电子秤上(如图甲);小南将物块挂在弹簧测力计下并缓缓下放,使物块部分浸入水中(如图乙);之后撤去拉力,物块沉底(如图丙)。则物块的质量为______g,乙图中测力计示数为______N;乙图中物体所受浮力为______N。
【答案】400 3.4 0.6
【解析】由图甲和图丙比较可知,物块的质量为 物块所受的重力大小为烧杯放在水平面上,则烧杯及液体所受重力与烧杯对电子秤的压力大小相等,图甲烧杯对电子秤的压力为
图乙烧杯对电子秤的压力为由图乙和图甲比较可知,图乙中物体所受浮力为在图乙中物体处于静止状态,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力等三个力的作用,由力的平衡条件可得弹簧测力计对物体的拉力为
18. 某物体挂在弹簧测力计上,称得其重为98N;把该物体浸没在水中时,弹簧测力计的读数为34N,该物体浸没在水中所受到的浮力是_______N;若该物体有一半体积露出水面时,它受到的浮力是_______N,弹簧测力计的读数是:_______N.
【答案】 64 32 66
【解析】该物体重力为98N,把该物体浸没在水中时,弹簧测力计的读数为34N,由称重法可知,该物体浸没在水中所受到的浮力 若该物体有一半体积露出水面时,排开水的体积是该物体完全浸没在水中排开水的体积的一半,则受到的浮力为完全浸没时受到浮力的一半,即该物体的重力为98N,若该物体有一半体积露出水面时,所受的浮力为32N,由称重法可知,此时弹簧测力计的读数为
19. 如图所示,重为20牛的一只木盆子静止浮在水面上,它受到的浮力为 ______牛;然后用手将它慢慢向下按,在下按过程中,手用的力逐渐 ______(选填“增大”、“不变”或“减小”),原因是 ______。
【答案】 20 增大 木盆子排开水的体积越大,它受到的浮力越大
【解析】漂浮时,浮力等于重力,故重为20牛的一只木盆子静止浮在水面上,它受到的浮力也为20N。在手将木盆慢慢向下按时,木盆排开水的体积增大,由阿基米德原理可知,木盆受到的浮力增大,因为F浮=G+F压,所以F压=F浮-G,因为木盆重力不变,所以手用的力逐渐F压增大。
20.如图所示,小李同学在做用称重法测量浮力的实验时,依次做了如图所示的操作。观察并分别比较图中有关数据可知,物体的重力是 N,当物体浸没在水中时,受到的浮力为 N,当物体浸没在酒精中时,受到的浮力为 N。
【答案】4 0.8 0.6
【解析】由图可知,当物体在空气中时,弹簧测力计示数为4 N,则物体的重力为4 N。当物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为3.2 N,则物体所受的浮力F浮水=G-F拉=4 N-3.2 N=0.8 N;当物体浸没在酒精中时,弹簧测力计的示数为3.4 N,则物体所受的浮力F浮酒精=G-F拉'=4 N-3.4 N=0.6 N。
三、解答题(52分)
24.(4分)(1)如图物体浮在容器中的水面上,将容器放在斜面上,请画出物体的受到浮力的示意图。 (2)按要求作图:请画出图中潜艇加速上浮时所受重力和浮力的示意图.
【答案】
22.(6分)随着时代的进步,轿车的车速和性能有了较大提升,某轿车外形如图所示,它的质量是1880kg,四个轮子与水平地面的总接触面积是0.08m2.
(1)根据轿车外形分析,若轿车静止时对水平地面的压力为F1,行驶时对水平地面的压力为F2,则F1 F2(填“等于”或“大于”或“小于”)。
(2)若轿车行驶时,对水平地面的压强为1.5×105Pa.求此时轿车上下表面受到的空气的压力差?(取g=10N/kg)。
【答案】(1)大于;(2)此时轿车上下表面受到的空气的压力差是6.8×103N
【解析】(1)小轿车静止时对水平地面的压力:F1=G,等质量的空气在相同的时间内同时通过轿车的上表面和下表面,由于轿车上表面弯曲,下表面平直,所以空气通过轿车上表面的流速大,通过下表面的流速较小。因为轿车上方的空气流速大,压强较小;轿车下方的空气流速小,压强大,所以轿车受到一个竖直向上的升力;轿车对地面的压力等于轿车重减去升力,所以轿车对地面的压力小于车的重力,即F2<G,由此可知,F1大于F2;
(2)由p=可得,求轿车行驶时对地面的压力F=pS=1.5×105Pa×0.08m2=1.2×104N,
轿车重力G=mg=1880kg×10N/kg=1.88×104N,
由力的平衡可知,此时轿车上下表面受到的空气的压力差:
△F=G﹣F=1.88×104N﹣1.2×104N=6.8×103N。
故答案为:(1)大于;(2)此时轿车上下表面受到的空气的压力差是6.8×103N
23.(8分)如图甲所示,在底面积为10-2 m2的容器中有一重物,现利用弹簧测力计将其拉出水面,弹簧测力计的示数F随时间变化的图像如图乙所示,根据图像信息,计算:
(1)物体被拉出水面之前受到的浮力。
(2)物体的密度。(g取10 N/kg)
(3)物体被拉出水面,由于水面降低,容器底受到水的压强减小了多少。
解:(1)由图乙可知,t2时刻,物体被完全拉出水面,则重力等于拉力,即G=F拉=54 N,
0~t1时刻,物体浸没在水中,弹簧测力计的示数为F示=34 N,所以,物体被拉出水面之前受到的浮力:F浮=G-F示=54 N-34 N=20 N。
(2)物体浸没在水中,根据F浮=ρ水gV排可得物体的体积:V物=V排==
=2×10-3 m3,物体的质量:m===5.4 kg,物体的密度:ρ物===2.7×103 kg/m3。
(3)根据V=Sh可得水面降低的高度:Δh===0.2 m,容器底受到水的压强的减小量:Δp=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=2×103 Pa。
答:(1)物体被拉出水面之前受到的浮力20 N,(2)物体的密度为2.7×103 kg/m3。
(3)物体被拉出水面,由于水面降低,容器底受到水的压强减小了2×103 Pa。
24.(6分)如图1甲所示,放学途中,小红撑着伞在雨中行走。一阵大风吹来,伞面被吹翻。她猜想伞面受到升力的大小可能与空气的流速有关,于是设计了如图1乙所示的实验进行验证。
小红用纸板制作了一个上凸下平的模型代替伞面,将其固定在一个托盘测力计上;在模型的正前方用电风扇迎面吹风,模拟气流。打开电风扇,调整气流速度,读出测力计的示数,记入表中:
风速
无风
低速
高速
托盘测力计示数/N
18
16
10
(1)分析表中数据可知:空气低速流过时,模型所受升力为______N;空气流速越快,模型受到的升力越______(选填“大”或“小”);
(2)每到夏天都会有人在电动车上加装遮阳伞,如图1丙所示,该电动车快速行驶时,伞面会受到较大的升力,导致车辆对地的压力______(选填“大于”“小于”或“等于”)车辆和人的总重力,进而______(选填“增大”或“减小”)了车轮与地面间的摩擦力,带来极大的安全隐患;
(3)如2图所示,为解决某地下商城“工”字形通道中过道的通风问题,工程师设计了以上A、B、C三种方案;弧形部分为墙面凸出部分,其中最有效的是方案______;如图所示,当风向向右,则过道内的空气流动方向是向______(选填“上”或“下”)。
【答案】(1)2 ;大;(2)小于;减小;(3)B;上
【解析】(1分析表中数据可知:空气低速流过时,模型所受升力为;空气流速越快,模型受到的升力越大;(2每到夏天都会有人在电动车上加装遮阳伞,如图1丙所示,该电动车快速行驶时,伞面会受到较大的升力,导致车辆对地的压力小于车辆和人的总重力,进而减小了车轮与地面间的摩擦力,带来极大的安全隐患;(3)为解决某地下商城“工”字形通道中过道的通风问题,让过道中空气流动起来,那就要使过道两侧通道空气流速不同,从而使两侧通道压强不同,通过这个压强差促使通道内空气流动产生通风的效果;
根据探究实验结论,我们只要在两通道的其中一个加凸起,就可以保证两侧有压强差,其中最有效的是方案B;如图所示,当风向向右,则过道内的空气流动方向是向上。
25. (8分)如图所示为活动卡上的几个实验。
(1)如图(a)所示实验过程是定量研究浸没在液体中的物体受到的浮力与 _____之间的关系,量筒中盛放是水,物体受到的浮力可以用 ______表示,V2 -V1表示______;
(2)如图(b)所示,在探究压力的作用效果与哪些因素有关时,将铅笔压在大拇指和食指之间,观察到手指肌肉下陷情况不同,这是在探究 ________的关系;
(3)在探究液体压强规律的实验中,在空饮料瓶底部的同一深度处扎三个小孔,瓶中装满水后,观察到如(c)所示的现象,这说明 _______;
(4)如图(d)所示是 __________实验的过程,实验中若玻璃管倾斜,管内水银柱的高度将 ________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 (1)物体排开液体的重力 F1 -F2 物体排开液体的体积 (2) 压力的作用效果与受力面积的关系 (3) 同一液体,同一深度处,液体向各个方向的压强相等 (4) 托里拆利 不变
【解析】(1如图(a)所示实验,可以得到物体的重力和浸没在液体中弹簧测力计的示数以及物体排开液体的体积,根据称重法可求受到的浮力,根据密度公式和重力公式可求排开液体的重力,即可探究物体受到的浮力与排开液体之间的关系。由称重法可知物体受到的浮力F浮=F1-F2物体排开液体的体积V=V2-V1(2)将铅笔压在大拇指和食指之间时,两手指之间的压力相等,笔尖的受力面积小,笔尾的受力面积大,两手指的下陷程度不同,故图(b)实验是探究压力的作用效果与受力面积的关系。(3)在空饮料瓶底部的同一深度处扎三个小孔,瓶中装满水后水射出的距离相等,说明了同一液体,同一深度处,液体向各个方向的压强相等。(4)如图(d)所示是托里拆利实验的过程,由于水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的,外界大气压不变,若玻璃管倾斜,管内外水银面的高度差不变。
26.(10分)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、 和分度值。弹簧测力计应在 (选填“竖直”或“水平”)方向上调零。
(2)如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6 cm的长方体物块(可塑),测出重力。将它缓慢浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h。请根据实验数据,在图乙中画出物块所受浮力F浮随h变化的图象。
(3)分析图象可知:浸没前,h增加,F浮 ;浸没后,h增加,F浮 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)若把此物块捏成高为6 cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图象 (选填“相同”或“不同”)。
(5)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加一种材料: 。
【答案】(1)量程 竖直 (2)如图所示 (3)变大 不变 (4)不同 (5)不同密度的液体
【解析】(1)弹簧测力计在使用前要观察零刻度线、量程和分度值,弹簧测力计测重力和拉力时要在竖直方向调零;(2)根据F浮=G-F,当浸入水中的深度为2 cm、4 cm、6 cm、8 cm、10 cm时,物块受到的浮力分别为0.2 N、0.4 N、0.6 N、0.6 N、0.6 N;由此在图乙中描点画出图象;(3)根据图象知,浸没前,h增加,F浮变大;浸没后,h增加,F浮不变;(4)若把此物块捏成高为6 cm的圆锥体,重复上述实验,在两次物体完全浸入水中之前,物体浸入水中的深度相同时,排开液体的体积不同,受到的浮力不同,故两次实验所得的F浮随h变化的图象是不同的;(5)根据控制变量法,若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,需保持物体排开液体的体积不变,改变液体的密度,因而需要不同密度的液体。
27.(10分)阅读短文,回答问题:
踏板式水翼自行车
自身质量/kg
20
最快速度/(m·s-1)
5
适合骑手质量/kg
50~70
新西兰企业家设计推出一款名为Manta5的踏板式水翼自行车,图甲是在水面骑行的情形。该车底部有两个提供升力的碳纤维水翼(如图乙所示),用于提供前进动力的螺旋桨由骑手踩脚踏板驱动,骑手可以根据自己的情况来调整运动的速度,该车部分参数如表格所示。请完成以下问题:(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)水翼自行车车座设计成较宽的“马鞍形”是通过增大人体与车座的接触面积,从而减小______;停止蹬车后,水翼自行车会由于______,继续向前运动一段距离;用于提供升力的水翼,其横截面应如______图形所示;
(2)该车没有船体形状的结构,但它搭载了浮力模块。则它空载静止漂浮在水面上时,受到的浮力为______N,浸入水中的体积是______m。
(3)一质量为50kg的人坐在车上骑行时,车没在水中的体积跟空载时一样,则水翼提供的升力是______N。
(4)骑行中,若脚掌对脚踏板的压力为400N,接触面积为50cm2,则脚掌对脚踏板的压强是
______Pa。
(5)一辆水翼自行车由大海驶向内河其浮力变化的图象是( )
A. B.C. D.
【答案】(1)压强 惯性 C (2)200N 0.02m3 (3)500N (4)(5)C
学科网(北京)股份有限公司
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