内容正文:
南通市启秀中学 2022-2023学年度第二学期单元练习
初二物理
一、单选题
1. 下列说法正确的是( )
A. 压力是由物体的重力产生的,压力就是重力
B. 压力不是重力,但其大小一定与重力相等
C. 压力的方向垂直指向受力面
D. 压力的方向总是竖直向下的
2. 若一辆汽车对路面的压强是20000pa,那么每平方米路面受到的( )
A. 压强是20000pa B. 压强是20000N
C. 压力是20000pa D. 压力是20000N
3. 下列实例中,减小了压强的是( )
A. 水果刀刃磨很薄
B. 铁轨铺在枕木上
C. 压路机的碾子很重
D. 啄木鸟的尖喙
4. 在“探究影响压力作用效果的因素”实验时,某同学做了如图所示的实验,下列说法正确的是( )
A. 通过观察海绵被压下深浅来显示压力的作用效果,这种实验方法叫类比法
B. 交通管理部门通过限载来控制货车对路面压强的大小,利用了甲、乙的实验结论
C. 探究压力作用效果与压力大小关系时,控制受力面积不变,这是运用了转换法
D. 蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸吮血液,利用了甲、乙的实验结论
5. 如图所示,同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,高度之比h A ︰h B =2︰1,底面积之比S A ︰S B =1︰2,则它们对地面的压强之比p A ︰p B 为( )
A. 1︰1 B. 1︰2 C. 2︰1 D. 4︰1
6. 一枚一元硬币平放在水平桌面上时,它对桌面的压强最接近( )
A. 1.2Pa B. 12Pa C. 120Pa D. 1200Pa
7. 如图所示,甲、乙、丙三个底面积相同、形状不同的容器中装有质量相等的三种不同液体,液面高度相同,则容器底部受到的液体压强
A. 甲的最大 B. 乙的最大 C. 丙的最大 D. 一样大
8. 将一满罐“纯净水”(高约40cm)开口朝下放在水中,可以看到( )
A. 无法确定 B. 水将流出一部分
C. 水将全部流出 D. 仍是满罐水
9. 大气压与人们的生活、科研紧密相连,下面有关大气压的说法中正确的是( )
A. 医生打针前在抽取药液时利用了大气压的作用
B. 客机飞行时的海拔高度越高,外界大气压强越大
C. 给轮胎充气,是利用了大气压强大于轮胎内的气压才充进的
D. 用高压锅煮食物熟得快是因为锅内气压增大使水的沸点降低
10. 下列利用流体压强与流速的关系的做法是( )
A 用吸管吸饮料 B.
设置站台安全线
C. 盆景自动供水 D. 茶壶盖上开小孔
11. 如图所示,小明同学将自制气压计从山脚下带到山顶的过程中,细管中的水柱和外界气压的变化分别是( )
A. 下降,升高 B. 上升,降低 C. 上升,升高 D. 下降,降低
12. 如图实验中,吸盘都保持静止,所挂钩码是吸盘所能提起最大重物。对此,下列说法正确的是( )
A. 甲图中大气对吸盘的压力等于钩码的重力
B. 乙图中大气对下面吸盘的压力等于钩码的重力的
C. 利用甲图的实验可以粗测大气压的值
D. 利用乙图的实验可以粗测大气压的值
13. 弹簧测力计上挂一重为10N的物块,当物块体积的三分之一浸入水中时,测力计的示数为8N。若将物块缓慢浸入水中且未碰到容器底部(容器中的水足够深),最终测力计的示数为( )
A. 0N B. 2N C. 4N D. 6N
14. 关于浮力,下列说法中正确的是( )
A. 漂浮在液面上物体所受的浮力一定大于沉到液体中的物体所受的浮力
B. 漂浮在液面上物体所受的浮力一定等于它所受的重力
C. 同一物体漂浮在不同液体的液面时,物体所受的浮力大小不等
D. 物体完全浸没在同一种液体中,在越深处它所受的浮力越大
15. 把一金属块放入盛满水的杯中时,从杯中溢出水8克,若将该金属块放入盛满酒精(酒精密度为0.8×103千克/米3)的杯中时,从杯中溢出酒精的质量( )
A. 大于8克 B. 等于8克 C. 小于8克 D. 无法确定
16. 放在水平桌面上相同的烧杯甲、乙装满水,将体积相同的A、B两个小球分别放入甲、乙烧杯中,小球静止时如图所示。下列说法正确的是( )
A. 小球的密度大小关系为:ρA>ρB
B. 小球受到的浮力大小关系为:FA>FB
C. 水对烧杯底的压强大小关系为:pA>pB
D. 烧杯对桌面的压力大小系为:F甲<F乙
二、填空题
17. 如图所示,同学们利用饮料瓶设计了很多奇妙的物理实验。
(1)水从开口矿泉水瓶的小孔喷出,水面降低,水喷出的距离变短,说明水产生的压强与________有关;
(2)用饮料瓶、透明胶带、螺母、塑料管按图制作了一只潜水艇模型。为使潜水艇下沉,则必须从进排气管处__________(选填“吹气”或“吸气”),潜水艇从图中位置下沉的过程中所受到水的浮力_________;(选填“减小”、“不变”或“增大”)
(3)如图是小明制作的“浮沉子”。为观察到小瓶在水中的浮沉现象,大瓶瓶盖应该_________(选填“旋紧”“拧开”或“旋紧拧开都可以”);为使漂浮于水面上的小瓶子下沉,小明应__________(选填“松开”、“捏紧”)手指。
18. 一头质量为的大象站在水平地面上时留下的脚印如图所示,假设大象每个脚印的面积相等,图中每个小方格的面积为(数方格数时,不足一格的按半格计)。大象的重力是______,它四脚站立时对地面压强是______;若大象抬起一条腿,它对地面的压强______(选填“变大”“变小”或“不变”)。取。
19. 一个未装满饮料的密闭杯子,先正立放在水平桌面上(如图甲),然后倒立放在桌面上(如图乙),两次放置,杯子对桌面的压力F甲______F乙,杯子对桌面的压强p甲______p乙;饮料对杯底的压力F'甲______F'乙。(均选填“>”“=”或“<”)
20. 如图所示,为了研究液体内部压强的特点,小刚将液体压强计进行了改进.当两探头置于空气中时,U形管液面相平.现将两探头分别放在甲、乙容器内密度为和的两种液体中,且两探头所处的深度相同时,U形管中的液面位置如图所示,则____(填“>”“<”或“=”);若使U形管中的液面再次相平,应_____(填“增大”或“减小”)乙容器中的探头在液体中的深度.
21. 一条油轮在长江中航行时,排开水的体积是300m3,油轮受到的浮力为_________N。在码头卸下了100m3的燃油,卸下燃油的质量为_________kg,油轮排开水的体积变为________m3,卸下燃油后的油轮从长江驶入内河后,油轮受到的浮力_________(选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),吃水深度_________(ρ油=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)。
22. 如图所示为一种自制简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,用它来测量液体密度时,应将密度计__________在被测液体中(选填“悬浮”、“漂浮”或“下沉”)。现将其先后放入装有不同液体的甲乙两个烧杯中(密度分别为ρ1和ρ2),可以判断:ρ1____ρ2(选填“<”、“=”或“>”,下同),若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1、m2,则m1________m2。若密度计上标有刻度,则从下到上刻度值逐渐_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
23. 如图所示是“孔明灯”升空的情景,点燃托盘中的松脂,灯笼内部的空气受热密度变小,重力G______(变大/不变/变小),浮力F浮_______(变大/不变/变小),当F浮______(大于/等于/小于)G时,灯笼就开始上升了。
24. 在容积为100mL的容器中先放入一个实心小球(如图所示),若向里面再注入32g酒精后液面恰好与容器口相平,若注入46g水也恰好能装满,小球的体积是_________cm3,小球的密度是__________kg/m3。(已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,酒精的密度ρ酒精=0.8×103kg/m3)
三、综合探究题
25. 按照要求作图:
(1)如图,物体A与传送带一起匀速向上运动,画出物体A对传送带的压力示意图。
(2)在图中,重为2N的小球正在水中上浮,画出小球的受力示意图。
(3)小明在做探究物体的上浮与下沉实验时,将盛水的烧杯放在斜面上,再将小球放到水中,小球静止时处于漂浮状态,如图所示为小明记录下不完整的情景图,请在图中用细直线补画出烧杯中的水面位置,并画出小球受到的浮力F浮的示意图。
26. 小明在用压强计探究影响液体内压强大小的因素时:
(1)压强计是通过U形管中液面________来反映被测压强大小的。使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明该装置________(选填“漏气”或“不漏气”);
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过_________(选填序号)方法可以进行调节;
A. 从U形管内向外倒出适量液体 B. 取下软管重新安装
C. 向U形管内添加适量水液体
(3)如图甲和乙是压强计金属盒放在水中不同位置时的情形,根据得到的结论判断图丙中容器底部a、b、c三处受到水的压强大小关系是__________;
A. pa=pb=pc B. pa>pb=pc C. pa<pb<pc D. pa>pb>pc
(4)如图丁和戊,将压强计的金属盒放入水和盐水两种不同液体中,得出戊烧杯中是水。这个结论________(选填“可靠”或“不可靠”),理由是_________。
27. 小明利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔;
(2)如图甲所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为7.2N;
(3)如图乙所示,用刻度尺测出注射器有刻度部分长度为__________cm,计算得到大气压强的数值为__________Pa;
(4)小明了解到班内同学做该实验时普遍存在实验误差,对此小明与同学找出了下列可能的原因:①橡皮帽封住的注射器前端小孔中有残余气体;②活塞与注射器筒壁间有摩擦;③弹簧测力计的示数没有读准;④活塞与注射器筒壁密封性不好。请分析该实验过程中导致误差的因素:__________(选填“A”、“B”、“C”、“D”);
A.①③④ B.①④ C.②③ D.①②④
(5)某位同学看见小明有注射器测大气压,设计利用一定质量的注射器和适量的水(水的密度为ρ水)测某待测液体的密度,针头部分体积忽略不计,方案如下:
①竖直吸入待测液体,记录此时对应的刻度V1,放入水槽中,如图漂浮在水槽中,记下此时水槽中液面对应注射器刻度V2;
②继续使用注射器吸入待测液体,记录此时对应的刻度V3,放入水槽中,仍然竖直漂浮在水槽中,液面对应的注射器刻度V4;
该同学计算出待测液体的密度ρ液=_________(用上述字母表示)。
28. 小明在验证“阿基米德原理”实验中:
(1)小明用已调零的弹簧测力计,按照图甲中所示顺序进行实验操作,测力计的示数分别为:F1、F2、F3、F4,由此可知铁球浸没在水中所测得的浮力表达式为F浮=______,测得铁球排开水所受的重力表达式为G排=______;(用图甲中所给字母表示)
(2)读数正确的情况下,小明由实验数据发现:铁球浸没在水中所受浮力F浮大于铁球排开的水所受重力G排,而且超出了误差允许的范围,得出此实验结果的原因可能是______;(写出一条即可)
(3)小明分析发现了此实验操作中存在的问题并加以改正。进一步思考:如果实验中物体没有完全浸没水中,______(选填“能”或“不能”)验证“阿基米德原理”;
(4)他又进行了如下深入探究:将溢水杯中注满水放在电子秤上。如图乙所示,其示数为m1,将铁球用细线悬挂,轻轻放入水中浸没,待杯中水停止外溢时,如图丙所示,其示数为m2,则m1______m2(选填“>”“=”或“<”)。
29. 如图所示,正方体A的棱长为10cm,在它的上面放一个重2N、棱长为2cm的正方体B, 此时正方体A恰好没入水中,g取10N/kg。求:
(1)B对A的压强;
(2)正方体A受到浮力的大小。
30. 阅读短文,回答问题。
深中通道是集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的世界级集群工程。项目采用东隧西桥方案,项目全长约24km,主要由长6.8km的特长海底钢光混凝土沉管隧道、主跨1666m伶仃洋大桥、长约13km非通航孔桥、东、西人工岛等关键构造物组成。采用设计速度100km/h的双向8车高速公路技术标准,计划于2024年建成通车。在建造“沉管隧道”时,先在陆地上预制“沉管”构件;用浮运的方法运输,即将“沉管”两端密封,密封的“沉管”如同一个巨大的长方体空心箱子漂浮在水面上,用拖轮拖至预沉位置;定位后、将这些构件沉放在预先没挖好的沟槽中并联接起来,回填砂石,拆除隔墙形成限道、“沉管”标准管节长度165米、漂浮时排水量约8万吨;单个管节由2500多个独立仓格构成、工艺参数控制及施工组织难度大。
(1)若轿车在水平桥面上急速行驶,则根据轿车呈现的流线型外形可判断,轿车对桥面的压力______(选填“>”、“=”或“<”)轿车的总重;
(2)吊装船吊着“沉管”并向其内部灌水使之沉入水中。在“沉管”下沉过程中,其所受水的压强______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)密封的“沉管”灌水前,沉管标准管节漂浮在水面上受到的浮力约______N;
(4)漂浮在水面上的“沉管”拖至预定位置,需要灌水下沉,在到达江底之前过程中,受到的浮力F随时间t的变化图像可能是______。(灌水下沉时看作增大“沉管”的重力)
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南通市启秀中学 2022-2023学年度第二学期单元练习
初二物理
一、单选题
1. 下列说法正确的是( )
A. 压力是由物体的重力产生的,压力就是重力
B. 压力不是重力,但其大小一定与重力相等
C. 压力的方向垂直指向受力面
D. 压力的方向总是竖直向下的
【答案】C
【解析】
【详解】压力若是由物体的重力产生的,则压力大小等于就是重力大小,但压力不是重力,两力的施力物体不同,格A错误;如在水平压力的作用下,静止在竖直墙面上的物体,压力等于等于外力,大小等于外力,与重力无关,故B错误;压力是垂直作用在物体上的力,压力的方向垂直指向受力面,但不一定是竖直向下,故C正确,D错误,故选C.
2. 若一辆汽车对路面的压强是20000pa,那么每平方米路面受到的( )
A. 压强是20000pa B. 压强是20000N
C. 压力是20000pa D. 压力是20000N
【答案】D
【解析】
【详解】压强是描述压力作用效果的物理量,压强的单位是帕,1Pa=1N/m2,表示每平方米的受力面积上受到的压力是1N。2×104Pa的物理意义为每平方米的面积上受到的压力是2×104N。因此一辆汽车对路面的压强是20000pa,则每平方米路面受到的压力是20000N。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3. 下列实例中,减小了压强的是( )
A. 水果刀刃磨很薄
B. 铁轨铺在枕木上
C. 压路机的碾子很重
D. 啄木鸟的尖喙
【答案】B
【解析】
【详解】A.水果刀刃磨很薄,是为了减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B.铁轨铺在枕木上,是为了增大受力面积来减小压强,故B符合题意;
C.压路机的碾子很重,是为了增大压力来增大压强,故C不符合题意;
D.啄木鸟的尖喙,是为了减小受力面积来增大压强,啄木鸟可以更容易的啄开树木,故D不符合题意。
故选B。
4. 在“探究影响压力作用效果的因素”实验时,某同学做了如图所示的实验,下列说法正确的是( )
A. 通过观察海绵被压下的深浅来显示压力的作用效果,这种实验方法叫类比法
B. 交通管理部门通过限载来控制货车对路面压强的大小,利用了甲、乙的实验结论
C. 探究压力作用效果与压力大小关系时,控制受力面积不变,这是运用了转换法
D. 蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸吮血液,利用了甲、乙的实验结论
【答案】B
【解析】
【详解】A.通过观察海绵被压下的深浅来显示压力的作用效果,这种实验方法叫转换法,故A错误;
C.探究压力作用效果与压力大小关系时,控制受力面积不变,这是运用了控制变量法,故C错误;
BD.比较甲、乙的实验知,受力面积相同时,甲中压力较小,压力的作用效果不明显;比较乙、丙的实验知,压力相同时,乙中受力面积越小,压力的作用效果较明显;交通管理部门通过限载来控制货车对路面压强的大小,是通过减小压力来减小压强,利用了甲乙的实验结论;蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸吮血液,是通过减少受力面积来增大压强,故是利用乙丙实验结论,故D错误,B正确。
故选 B。
5. 如图所示,同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,高度之比h A ︰h B =2︰1,底面积之比S A ︰S B =1︰2,则它们对地面的压强之比p A ︰p B 为( )
A. 1︰1 B. 1︰2 C. 2︰1 D. 4︰1
【答案】C
【解析】
【详解】圆柱体对水平地面的压强
同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,它们对地面的压强之比为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6. 一枚一元硬币平放在水平桌面上时,它对桌面的压强最接近( )
A. 1.2Pa B. 12Pa C. 120Pa D. 1200Pa
【答案】C
【解析】
【详解】一枚1元硬币的质量约为6g,放在水平桌面上,压力
F=G=mg=0.006kg×10N/kg=0.06N
与桌面的接触面积约
S=5cm2=0.0005m2
桌面受到的压强约为
故选C。
7. 如图所示,甲、乙、丙三个底面积相同、形状不同容器中装有质量相等的三种不同液体,液面高度相同,则容器底部受到的液体压强
A. 甲的最大 B. 乙的最大 C. 丙的最大 D. 一样大
【答案】A
【解析】
【详解】ABCD.三个容器底面积相同,形状不同,在液面等高的情况下,三个容器内液体的体积关系为:
V甲<V乙<V丙
由于三种液体质量相同,由ρ= 得:
ρ甲>ρ乙>ρ丙
已知液面高度相同:
h甲=h乙=h丙
由液体压强公式p=ρgh得:三容器底部所受液体的压强关系是
p甲>p乙>p丙
故选A。
8. 将一满罐“纯净水”(高约40cm)开口朝下放在水中,可以看到( )
A. 无法确定 B. 水将流出一部分
C. 水将全部流出 D. 仍是满罐水
【答案】D
【解析】
【详解】我们可以根据我们的生活常识——饮水机的使用,即可判断出仍是满罐水。因为大气压可以支持10.3m高的水柱,远高于40cm,当然可以支持这一罐水,除非桶内混入少量的空气,桶内的水才可能流出一部分,所以将一满罐“纯净水”(高约40cm)开口朝下放在水中,桶中仍然是满桶水。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
9. 大气压与人们的生活、科研紧密相连,下面有关大气压的说法中正确的是( )
A. 医生打针前在抽取药液时利用了大气压的作用
B. 客机飞行时的海拔高度越高,外界大气压强越大
C. 给轮胎充气,是利用了大气压强大于轮胎内的气压才充进的
D. 用高压锅煮食物熟得快是因为锅内气压增大使水的沸点降低
【答案】A
【解析】
【详解】A.将注射器的活塞推下时,将针筒内的空气排出,再向上提起活塞时,针筒内的体积增大,压强减小,药液在外界大气压的作用下被压入针筒内,故A正确;
B.海拔越高,大气压强越小。客机飞行时的海拔高度越高时,这时外界大气压强就越小,故B错误;
C.给轮胎充气,打气筒内的气压高于轮胎内的气压时会向轮胎内充气,与大气压无关,故C错误;
D.高压锅煮食物容易煮熟,原因是压强越大沸点越高,锅内可以达到比较高的温度,所以食物容易熟,故D错误。
故选A。
10. 下列利用流体压强与流速的关系的做法是( )
A. 用吸管吸饮料 B.
设置站台安全线
C. 盆景自动供水 D. 茶壶盖上开小孔
【答案】B
【解析】
【详解】A.用吸管吸饮料,是利用大气压把饮料压入吸管内的,故A不符合题意;
B.站台设置安全线,是因为列车快速行驶时,带动周围的气体快速流动,气压变小,站台上候车的旅客如果距离列车太近,在身体两侧压强差的作用下,有可能被推向行驶的列车,发生危险,故B符合题意;
C.盆景自动供水是利用大气压工作的。一旦水面低于瓶口,水就从瓶内流出,当水面升高超过瓶口,在大气压作用下,水就不再流出,故C不符合题意;
D.茶壶盖上开小孔,是为了保持茶壶内外气压相等,便于壶内的水顺利倒出,故D不符合题意。
故选B。
11. 如图所示,小明同学将自制气压计从山脚下带到山顶的过程中,细管中的水柱和外界气压的变化分别是( )
A. 下降,升高 B. 上升,降低 C. 上升,升高 D. 下降,降低
【答案】B
【解析】
【详解】大气压随海拔高度的增加而减小,所以从山脚到山顶大气压会降低,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,使管内水柱上升。
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
12. 如图实验中,吸盘都保持静止,所挂钩码是吸盘所能提起的最大重物。对此,下列说法正确的是( )
A. 甲图中大气对吸盘的压力等于钩码的重力
B. 乙图中大气对下面吸盘的压力等于钩码的重力的
C. 利用甲图的实验可以粗测大气压的值
D. 利用乙图的实验可以粗测大气压的值
【答案】D
【解析】
【详解】AC.甲图中吸盘在竖直方向受竖直向下的拉力和竖直向上的摩擦力,并且二力是一对平衡力;在水平方向受大气对吸盘的压力和支持力,二力也是一对平衡力;因此大气对吸盘的压力与钩码的重力没有任何关系,不能粗测大气压的值,故AC错误;
BD.乙图中吸盘受到大气对下面吸盘向上的压力和物体对下面吸盘的拉力,并且二力是一对平衡力,故大气对下面吸盘的压力等于钩码的重力;由以上分析可知,乙图能求出大气对吸盘的压力,故可以粗测大气压的值,故B错误,D正确。
故选D。
13. 弹簧测力计上挂一重为10N的物块,当物块体积的三分之一浸入水中时,测力计的示数为8N。若将物块缓慢浸入水中且未碰到容器底部(容器中的水足够深),最终测力计的示数为( )
A. 0N B. 2N C. 4N D. 6N
【答案】C
【解析】
【详解】当物块体积的三分之一浸入水中静止时,物块受到的浮力
F浮=G﹣F示=10N﹣8N=2N
由F浮=ρgV排可得,物块排开液体的体积
则
V=3×2×10﹣4m3=6×10﹣4m3
当物块全部浸入水中且未碰到容器底部时,所受浮力
F浮′=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣4m3=6N
则测力计的示数
F拉=G﹣F浮′=10N﹣6N=4N
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
14. 关于浮力,下列说法中正确的是( )
A. 漂浮在液面上物体所受的浮力一定大于沉到液体中的物体所受的浮力
B. 漂浮在液面上物体所受的浮力一定等于它所受的重力
C. 同一物体漂浮在不同液体的液面时,物体所受的浮力大小不等
D. 物体完全浸没在同一种液体中,在越深处它所受的浮力越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据浮力的计算公式,物体浸没在液体中,物体所受的浮力大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关,漂浮在液面上物体所受的浮力不一定大于沉到液体中的物体所受的浮力,故A错误;
B.根据物体的沉浮条件:漂浮在液面上物体所受的浮力一定等于它所受的重力,故B正确;
C.根据物体的沉浮条件:漂浮在液面上物体所受的浮力一定等于它所受的重力,同一物体漂浮在不同液体的液面时,重力不变,则浮力相等,故C错误;
D.根据浮力的计算公式,物体浸没在液体中,深度增大时,液体密度和物体排开液体的体积都是不变的,所以浮力也是不变的,故D错误。
故选B。
15. 把一金属块放入盛满水的杯中时,从杯中溢出水8克,若将该金属块放入盛满酒精(酒精密度为0.8×103千克/米3)的杯中时,从杯中溢出酒精的质量( )
A. 大于8克 B. 等于8克 C. 小于8克 D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】金属放入水和酒精中都要沉底,根据公式F浮=ρgV排可知,排开液体的体积等于金属块的体积,但酒精的密度小于水的密度,所以排开酒精的重力就小于排开水的重力;也就是说排开酒精的质量小于排开水的质量,所以从杯中溢出酒精的质量小于8g。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
16. 放在水平桌面上相同的烧杯甲、乙装满水,将体积相同的A、B两个小球分别放入甲、乙烧杯中,小球静止时如图所示。下列说法正确的是( )
A. 小球的密度大小关系为:ρA>ρB
B. 小球受到的浮力大小关系为:FA>FB
C. 水对烧杯底的压强大小关系为:pA>pB
D. 烧杯对桌面的压力大小系为:F甲<F乙
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据物体的沉浮条件可知,A球漂浮,,B球下沉,,故,故A错误;
B.两球体积相同,A球排开水的体积比B球小,根据可知A球受到的浮力小于B球,FA<FB,故B错误;
C.两容器底部水的深度相同,根据可知水对烧杯底的压强大小关系为pA=pB,故C错误;
D.由阿基米德原理和物体浮沉条件可知,小球A漂浮时有
F浮A = G排A = GA
小球B沉底时有
F浮B = G排B < GB
因物体对水平面上的压力和自身的重力相等,所以容器对桌面的压力
F=G容+(G水-G排)+G球
则
可知F甲<F乙,故D正确。
故选D。
二、填空题
17. 如图所示,同学们利用饮料瓶设计了很多奇妙的物理实验。
(1)水从开口矿泉水瓶的小孔喷出,水面降低,水喷出的距离变短,说明水产生的压强与________有关;
(2)用饮料瓶、透明胶带、螺母、塑料管按图制作了一只潜水艇模型。为使潜水艇下沉,则必须从进排气管处__________(选填“吹气”或“吸气”),潜水艇从图中位置下沉的过程中所受到水的浮力_________;(选填“减小”、“不变”或“增大”)
(3)如图是小明制作的“浮沉子”。为观察到小瓶在水中的浮沉现象,大瓶瓶盖应该_________(选填“旋紧”“拧开”或“旋紧拧开都可以”);为使漂浮于水面上的小瓶子下沉,小明应__________(选填“松开”、“捏紧”)手指。
【答案】(1)水的深度
(2) ①. 吸气 ②. 不变
(3) ①. 旋紧 ②. 捏紧
【解析】
【小问1详解】
水从开口矿泉水瓶的小孔喷出,水面降低,水喷出的距离变短,即深度越小,压强越小,说明水产生的压强与深度有关。
【小问2详解】
[1]潜水艇的原理是通过改变自身重力来实现上浮和下潜的,为使潜水艇下沉,需要增加重力,则必须从进排气管处吸气,使水进入潜水艇。
[2]潜水艇在图中位置已浸没在水中,下沉的过程中,排开液体的体积不变,根据阿基米德原理可知,潜水艇从图中位置下沉的过程中所受到水的浮力不变。
【小问3详解】
[1][2]为观察到小瓶在水中的浮沉现象,大瓶内的空气必须是密封的,所以大瓶瓶盖应该旋紧,小瓶需要通过瓶内的水的多少改变小瓶的重力,所以小瓶瓶口应该开口,且开口方向应该向下。为使漂浮于水面上的小瓶子下沉,应将水压入小瓶中,小瓶中水的质量增加,整个小瓶所受重力大于浮力时瓶子下沉,要使小瓶中水的质量增加,则需要用力挤压大瓶,大瓶侧壁在力的作用下发生形变;大瓶中的水面上升,瓶内空气被压缩,瓶内空气压强增大,将水压入小瓶中,所以小明应捏紧手指。
18. 一头质量为的大象站在水平地面上时留下的脚印如图所示,假设大象每个脚印的面积相等,图中每个小方格的面积为(数方格数时,不足一格的按半格计)。大象的重力是______,它四脚站立时对地面压强是______;若大象抬起一条腿,它对地面的压强______(选填“变大”“变小”或“不变”)。取。
【答案】 ①. ②. ③. 变大
【解析】
【详解】[1]大象的重力为
[2]图中每个小方格面积为(数方格数时,不足一格的按半格计),由图知完整的方格加上不足一格的方格共计20个完整的方格,则每只脚与地面接触面积
它四脚站立时的面积
它四脚站立时对地面压力
四脚站立时对地面压强
[3]若大象抬起一条腿,它对地面的压力不变,受力面积为3只脚与地面接触的总面积,即受力面积减小了,根据公式可知,它对地面的压强变大。
19. 一个未装满饮料的密闭杯子,先正立放在水平桌面上(如图甲),然后倒立放在桌面上(如图乙),两次放置,杯子对桌面的压力F甲______F乙,杯子对桌面的压强p甲______p乙;饮料对杯底的压力F'甲______F'乙。(均选填“>”“=”或“<”)
【答案】 ①. = ②. > ③. <
【解析】
【详解】[1]杯子对桌面的压力大小等于杯子与饮料的重力之和,无论正放还是倒放,杯子与饮料的重力不变,对桌面的压力不变,即F甲=F乙。
[2]倒放时,受力面积S增大,即乙图受力面积S更大;由可知,乙图杯子对桌面的压强更小,即p甲>p乙。
[3]正放时,杯中的饮料柱是上粗下细的,一部分饮料压的是杯壁,所以杯底受到的压力小于杯中液体的重力;倒放时,杯中的饮料是下粗上细,所以杯底受到的压力大于饮料的重力,因此F'甲<F'乙。
20. 如图所示,为了研究液体内部压强的特点,小刚将液体压强计进行了改进.当两探头置于空气中时,U形管液面相平.现将两探头分别放在甲、乙容器内密度为和的两种液体中,且两探头所处的深度相同时,U形管中的液面位置如图所示,则____(填“>”“<”或“=”);若使U形管中的液面再次相平,应_____(填“增大”或“减小”)乙容器中的探头在液体中的深度.
【答案】 ①. > ②. 增大
【解析】
【详解】[1]如图压强计中左边的液面低,即甲液体中探头受到的压强大,根据,深度相同时,液体密度大,压强大,所以甲液体的密度大,即;
[2]要使U形管中的液面再次相平,仍然根据,密度不变时,压强随深度的增加而增大,所以应增大探头在乙容器中的深度.
21. 一条油轮在长江中航行时,排开水的体积是300m3,油轮受到的浮力为_________N。在码头卸下了100m3的燃油,卸下燃油的质量为_________kg,油轮排开水的体积变为________m3,卸下燃油后的油轮从长江驶入内河后,油轮受到的浮力_________(选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),吃水深度_________(ρ油=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)。
【答案】 ①. 3×106 ②. 8×104 ③. 220 ④. 不变 ⑤. 变大
【解析】
【详解】[1]由阿基米德原理可知,油轮受到的浮力为
[2]在码头卸下了100m3的燃油,卸下燃油的质量为
[3]油轮在卸下燃油前后都处于漂浮状态,卸下燃油前,油轮的重力为
卸下燃油后,油轮的重力为
卸下燃油后游轮受到的浮力
由阿基米德原理可得,油轮排开水的体积变为
[4]卸下燃油后的油轮从长江驶入内河后,仍处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力,因此油轮受到的浮力不变。
[5]油轮从长江驶入内河后,受到的浮力不变,液体密度变小,由可知,油轮排开水的体积变大,因此吃水深度变大。
22. 如图所示为一种自制简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,用它来测量液体密度时,应将密度计__________在被测液体中(选填“悬浮”、“漂浮”或“下沉”)。现将其先后放入装有不同液体的甲乙两个烧杯中(密度分别为ρ1和ρ2),可以判断:ρ1____ρ2(选填“<”、“=”或“>”,下同),若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1、m2,则m1________m2。若密度计上标有刻度,则从下到上刻度值逐渐_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 漂浮 ②. < ③. = ④. 变小
【解析】
【详解】[1]密度计用来测量液体密度时,在液体中处于漂浮状态。
[2]将其先后放入装有不同液体的甲乙两个烧杯中,都处于漂浮状态,浮力都等于自身重力,密度计在甲液体中排开液体体积大,根据可知甲液体的密度小,即ρ1<ρ2。
[3]密度计在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态,浮力都等于自身重力,根据阿基米德原理,可知排开液体重力相等,排开液体质量也相等。
[4]液体密度越大,密度计浸入液体中的体积越小,液体密度越小,密度计浸入液体中的体积越大,所以密度计从下到上刻度值逐渐变小。
23. 如图所示是“孔明灯”升空的情景,点燃托盘中的松脂,灯笼内部的空气受热密度变小,重力G______(变大/不变/变小),浮力F浮_______(变大/不变/变小),当F浮______(大于/等于/小于)G时,灯笼就开始上升了。
【答案】 ①. 变小 ②. 不变 ③. 大于
【解析】
【详解】[1]灯笼内部的空气受热体积变大,密度变小,灯笼体积不变,灯笼内部空气质量变小,重力G减小。
[2]由于灯笼体积不变,排开空气的体积不变,根据可知,浮力的大小不变。
[3]当浮力大于重力时,合力向上,此时灯笼向上运动
24. 在容积为100mL的容器中先放入一个实心小球(如图所示),若向里面再注入32g酒精后液面恰好与容器口相平,若注入46g水也恰好能装满,小球的体积是_________cm3,小球的密度是__________kg/m3。(已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,酒精的密度ρ酒精=0.8×103kg/m3)
【答案】 ①. 60 ②. 0.9×103
【解析】
【详解】[1] 46g水体积为
32g酒精的体积
已知小球完全放入容积为100mL=100cm3的杯内,向杯中加入46g水或32g酒精都恰能将杯装满。根据题意可知,小球排开水的体积
V排水=V容-V水=100cm3-46cm3=54cm3
则排开水的质量
排开酒精的体积
V排酒精=V容-V酒精=100cm3-40cm3=60cm3
则排开酒精的质量
所以
m排水∶m排酒精=54g∶48g=54∶48
若小球放入水中或酒精中都是漂浮,由漂浮条件和阿基米德原理可得
F浮=G排=G物
则m排水应等于m排酒精,与前面的计算不符,故排除这种可能;假设小球放入水中或酒精中都是浸没的,则V排水应等于V排酒精,与前面的计算不符,故排除这种可能;因,所以小球放在水中是漂浮,则小球的质量
m=m排水=54g
小球在酒精中是沉底的,则小球的体积等于小球排开酒精的体积,即
V=V排酒精=60cm3
[2]小球密度为
三、综合探究题
25. 按照要求作图:
(1)如图,物体A与传送带一起匀速向上运动,画出物体A对传送带的压力示意图。
(2)在图中,重为2N的小球正在水中上浮,画出小球的受力示意图。
(3)小明在做探究物体的上浮与下沉实验时,将盛水的烧杯放在斜面上,再将小球放到水中,小球静止时处于漂浮状态,如图所示为小明记录下不完整的情景图,请在图中用细直线补画出烧杯中的水面位置,并画出小球受到的浮力F浮的示意图。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
物体A对传送带的压力的方向垂直传送带向下,如下图所示:
【小问2详解】
在水中上浮的小球受竖直向上的浮力和竖直向下的重力,且浮力大于重力,如下图所示:
【小问3详解】
水面方向与重力方向垂直,小球静止在水面上,受到的重力和浮力是一对平衡力,平衡力大小相等、方向相反,因为重力方向竖直向下,所以浮力的方向竖直向上,小球受到的浮力方向竖直向上,作用点在小球重心上,如图所示:
26. 小明在用压强计探究影响液体内压强大小的因素时:
(1)压强计是通过U形管中液面的________来反映被测压强大小的。使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明该装置________(选填“漏气”或“不漏气”);
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过_________(选填序号)方法可以进行调节;
A. 从U形管内向外倒出适量液体 B. 取下软管重新安装
C. 向U形管内添加适量水液体
(3)如图甲和乙是压强计金属盒放在水中不同位置时的情形,根据得到的结论判断图丙中容器底部a、b、c三处受到水的压强大小关系是__________;
A. pa=pb=pc B. pa>pb=pc C. pa<pb<pc D. pa>pb>pc
(4)如图丁和戊,将压强计的金属盒放入水和盐水两种不同液体中,得出戊烧杯中是水。这个结论________(选填“可靠”或“不可靠”),理由是_________。
【答案】(1) ①. 高度差 ②. 不漏气
(2)B (3)D
(4) ①. 不可靠 ②. 没有控制深度相同
【解析】
【小问1详解】
[1]实验中采用转换法,图甲中压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的。
[2]使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的水面能灵活升降,则说明橡皮膜受到的压强可以传递给U形管内液体,说明该装置不漏气。
【小问2详解】
使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差,接下来的操作是:只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的,都等于大气压,当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
【小问3详解】
根据图丙中的a、b、c的位置关系可知,a到自由液面的高度大于b到自由液面的高度,b到自由液面的高度大于c到自由液面的高度,由可知
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【小问4详解】
[1][2]根据图中的信息可知,此时存在2个变量,一个是液体密度不同,另一个是浸入液体的中的深度也不同。故可知得到这种结果有可能是液体的密度不同导致的,也有可能是浸入液体的深度导致的,故得出这个结论不可靠。
27. 小明利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔;
(2)如图甲所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为7.2N;
(3)如图乙所示,用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度为__________cm,计算得到大气压强的数值为__________Pa;
(4)小明了解到班内同学做该实验时普遍存在实验误差,对此小明与同学找出了下列可能的原因:①橡皮帽封住的注射器前端小孔中有残余气体;②活塞与注射器筒壁间有摩擦;③弹簧测力计的示数没有读准;④活塞与注射器筒壁密封性不好。请分析该实验过程中导致误差的因素:__________(选填“A”、“B”、“C”、“D”);
A.①③④ B.①④ C.②③ D.①②④
(5)某位同学看见小明有注射器测大气压,设计利用一定质量的注射器和适量的水(水的密度为ρ水)测某待测液体的密度,针头部分体积忽略不计,方案如下:
①竖直吸入待测液体,记录此时对应的刻度V1,放入水槽中,如图漂浮在水槽中,记下此时水槽中液面对应注射器刻度V2;
②继续使用注射器吸入待测液体,记录此时对应的刻度V3,放入水槽中,仍然竖直漂浮在水槽中,液面对应的注射器刻度V4;
该同学计算出待测液体的密度ρ液=_________(用上述字母表示)。
【答案】 ①. 6.00 ②. ③. D ④.
【解析】
【详解】(3)[1]由图乙可知,刻度尺的分度值为2mm,注射器左端有刻度的位置对应2.00cm,右端有刻度的部分对应8.00cm,则注射器有刻度部分的长度为
[2]当注射器中的活塞刚好移动时,受到的大气压力与弹簧测力计的拉力大小相等,则大气压力的大小为7.2N。注射器的体积为
活塞的横截面积
大气压强的数值为
(4)[3]①④橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体、活塞与注射器筒壁不完全密封,注射器筒内有空气会使拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;故①④符合题意;②当活塞与筒壁之间有摩擦较大时,测得的大气压力偏大较多,由可知将导致大气压测量结果偏大;当针筒内的气体没有排空时,针筒内存在一定压力,测得的大气压力偏小,导致大气压测量结果偏小;③没有读准弹簧测力计的示数会导致测量值小于真实值,也会大于真实值,但是没有读准弹簧测力计的示数属于错误,不属于误差。故①②④属于导致误差的因素。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(5)[4]依题意得,待测液体的体积为
由与得,液体的重力
针筒吸入待测液体时,待测液体受到的浮力为
由浮沉条件得,即
则
28. 小明在验证“阿基米德原理”实验中:
(1)小明用已调零的弹簧测力计,按照图甲中所示顺序进行实验操作,测力计的示数分别为:F1、F2、F3、F4,由此可知铁球浸没在水中所测得的浮力表达式为F浮=______,测得铁球排开水所受的重力表达式为G排=______;(用图甲中所给字母表示)
(2)读数正确的情况下,小明由实验数据发现:铁球浸没在水中所受浮力F浮大于铁球排开的水所受重力G排,而且超出了误差允许的范围,得出此实验结果的原因可能是______;(写出一条即可)
(3)小明分析发现了此实验操作中存在的问题并加以改正。进一步思考:如果实验中物体没有完全浸没水中,______(选填“能”或“不能”)验证“阿基米德原理”;
(4)他又进行了如下深入探究:将溢水杯中注满水放在电子秤上。如图乙所示,其示数为m1,将铁球用细线悬挂,轻轻放入水中浸没,待杯中水停止外溢时,如图丙所示,其示数为m2,则m1______m2(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1) ①. F1-F2 ②. F3-F4
(2)溢水杯中没有装满水
(3)能 (4)=
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据称重法,铁球浸没在水中所测得的浮力为
测得铁球排开水所受的重力为
【小问2详解】
读数正确的情况下,小明由实验数据发现:铁球浸没在水中所受浮力F浮大于铁球排开的水所受重力G排,而且超出了误差允许的范围,得出此实验结果的原因可能是溢水杯中没有装满水,使得溢出水的体积偏小,所以测得的铁球排开的水所受重力G排偏小。
【小问3详解】
要探究阿基米德原理,只需计算出物体受到的浮力和排开液体的重力大小关系的比较,物体不用完全浸没。
【小问4详解】
溢水杯里装满了水,质量为m1,当用一根细线挂着铁球,浸没在水中,若不是溢水杯,增加的压力即为浮力,又由于阿基米德原理,增加的浮力等于排开水的重力,故增加的质量等于排开水的质量,故此时弹簧秤的示数m2,则两示数相等。
29. 如图所示,正方体A的棱长为10cm,在它的上面放一个重2N、棱长为2cm的正方体B, 此时正方体A恰好没入水中,g取10N/kg。求:
(1)B对A的压强;
(2)正方体A受到浮力的大小。
【答案】(1)5×103Pa;(2)10N
【解析】
【详解】解:(1)B对A的压力
F=GB=2N
B对A的压强
(2)由图可知,正方体A浸没在水中,因此A排开水的体积
V排=VA=(10×10-2m)3=0.001m3
正方体A受到的浮力的大小
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×0.001m3×10N/kg=10N
答:(1)B对A的压强为5×103Pa;
(2)正方体A受到浮力的大小为10N。
30. 阅读短文,回答问题。
深中通道是集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的世界级集群工程。项目采用东隧西桥方案,项目全长约24km,主要由长6.8km的特长海底钢光混凝土沉管隧道、主跨1666m伶仃洋大桥、长约13km非通航孔桥、东、西人工岛等关键构造物组成。采用设计速度100km/h的双向8车高速公路技术标准,计划于2024年建成通车。在建造“沉管隧道”时,先在陆地上预制“沉管”构件;用浮运的方法运输,即将“沉管”两端密封,密封的“沉管”如同一个巨大的长方体空心箱子漂浮在水面上,用拖轮拖至预沉位置;定位后、将这些构件沉放在预先没挖好的沟槽中并联接起来,回填砂石,拆除隔墙形成限道、“沉管”标准管节长度165米、漂浮时排水量约8万吨;单个管节由2500多个独立仓格构成、工艺参数控制及施工组织难度大。
(1)若轿车在水平桥面上急速行驶,则根据轿车呈现的流线型外形可判断,轿车对桥面的压力______(选填“>”、“=”或“<”)轿车的总重;
(2)吊装船吊着“沉管”并向其内部灌水使之沉入水中。在“沉管”下沉过程中,其所受水的压强______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)密封的“沉管”灌水前,沉管标准管节漂浮在水面上受到的浮力约______N;
(4)漂浮在水面上的“沉管”拖至预定位置,需要灌水下沉,在到达江底之前过程中,受到的浮力F随时间t的变化图像可能是______。(灌水下沉时看作增大“沉管”的重力)
【答案】 ①. < ②. 变大 ③. ④. B
【解析】
【详解】(1)[1]轿车呈现的流线型外形,车上方空气流速大,压强小,车受到一个升力作用,所以车对桥的压力小于车的重力。
(2)[2]在“沉管”下沉过程中,深度逐渐加深,由可知,其所受水的压强逐渐变大。
(3)[3]由阿基米德原理可知,浮力等于排开液体所受到的重力,“沉管”漂浮时排水量约8万吨,故浮力为
(4)[4]漂浮在水面上的“沉管”拖至预定位置,需要灌水下沉,在到达江底之前过程中,随着水不断灌入,“沉管”的重力逐渐变大,但仍处于漂浮状态,浮力等于重力,所以浮力逐渐变大。等“沉管”完全浸没后,排开水的体积不再发生改变,则浮力不变。
故选B。
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