内容正文:
第十章 流体的力现象
一、单选题
1.如图所示,取两个玻璃杯,将乒乓球放入左边杯子中。将两个玻璃杯口对口地放在同一水平面上,杯口之间距离大约为1cm。双手扶稳杯子,对准两个杯口中间用力吹气,则乒乓球( )
A.向左杯的杯口处运动 B.向左杯的杯底处运动
C.静止不动 D.向上跳起
2.下图情景中没有受到浮力的物体是( )
A.水面航行的辽宁舰 B.安逸地浮在水面的天鹅
C.浸在水中的桥墩 D.空中飞行的飞艇
3.将一重为40N的物体放入盛满水的溢水杯中,从杯中溢出10N的水,则该物体受到浮力是( )
A.50N B.40N C.30N D.10N
4.如图所示是我国自主研发的第三艘航空母舰“福建舰”航行的情景,满载时 “福建舰”的排水量为8万吨。下列描述中正确的是( )
A.“福建舰”静止在海面时,所受到海水的浮力大于自身的重力
B.“福建舰”满载且静止在海面时,排开水的重力是8万吨
C.航母甲板上的大气压大于同时刻珠穆朗玛峰山顶的大气压
D.“福建舰”在海上航行中,尾部附近气流流速变大,压强变大
5.有一个实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为12N;当把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N.把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时,物体受到的浮力是
A.5N B.10N C.12N D.14N
6.有一体积为0.1m3的冰块漂浮在水面上(ρ冰=0.9×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg),则该冰块( )
A.总重量是1×104N
B.受到的浮力是9×102N
C.水上部分体积占总体积的
D.浸入液面以下的体积是0.8m3
7.将同一实心铁球分别投入水、煤油和水银中,静止后铁球位置如图所示.则铁球受到的浮力最大的是(ρ煤油<ρ水<ρ铁<ρ水银)( )
A.在水银中 B.在水中
C.在煤油中 D.无法确定
二、填空题
8.2021年12月9日,三位“太空教师”在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。如图所示,太空中物体不受重力,乒乓球在水中静止时 (选填“受”或“不受”)浮力作用,若此时在水中放一个实心铁球,铁球 (选填“会”或“不会”)沉入水中。
9.龙卷风,即从积雨云中伸下的猛烈旋转的漏斗状云柱,是发生于直展云系底部和下垫面之间的直立空管状旋转气流,它是一类局地尺度的剧烈天气现象,龙卷风破坏性大,如图所示,龙卷风中心空气流速大,压强 。
10.在野外取火时人们一般使用防风打火机,这种打火机利用气体较大的喷出速度,使打火机气流通道上的气压 大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”),将更多的空气“吸”进来帮助燃烧。它还在出气口上方设计了一个金属网罩,点火后网罩温度即刻升到很高的温度,当火焰被风吹灭后,打火机内喷出的燃气又会被灼热的网罩重新点燃。制成网罩的金属必须选用熔点高、比热容 (选填“较大”或“较小”)的材料。
11.小明为了测出物块A的密度,用弹簧测力计测出物块A重为9N,然后将物块A静止在水中,如图所示,弹簧测力计的示数为5N,则物块A所受浮力为 N;其体积为 ;物块A的密度是 。(,g取)
12.如图所示,一个竖直悬挂在水中重18N的正方体,上表面受到水的压力为4N,下表面受到水的压力为10N,那么它受到水的浮力为 N,密度是 kg/m3。
三、实验题
13.某同学在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)如图甲、乙,先用弹簧测力计吊着石块,弹簧测力计的示数为l.6N,然后让石块完全浸没在水中,弹簧测力计的示数变为1N.则石块受到水的浮力为 N;
(2)如图丙,用弹簧测力计缓慢将石块拉出水面,随着石块露出水面的体积越来越大,观察到弹簧测力计的示数也越来越大,则石块受到水的浮力越来越 (选填“大”或“小”),说明浮力的大小与石块浸入水中的体积有关;
(3)通过比较图乙和图 ,可以探究浮力大小跟液体密度是否有关。
四、计算题
14.如图甲所示,在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底与烧杯底部接触为止.如图乙所示,圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象.(取g=10N/kg)求:
(1)圆柱体的质量为多少?
(2)圆柱体浸没在水中受到的浮力是多少?
(3)圆柱体的密度是多少?
五、简答题
15.如图所示,将一个小球浸没在水中由静止释放,发现小球会在水中上浮,请利用文字和必要的公式,推导小球的密度 ρ 球与水的密度ρ水之间应满足的大小关系。
16.如图所示,飞机机翼模型静立在电子台秤上,当用电风扇对着模型吹风时,电子台秤的示数比没有吹风时小.请你用学过的知识解释?
17.小丽在雨中漫步,突然来了一阵风,风的方向如图所示.产生的现象是:风使雨伞向前倾斜、风把雨伞向上“拉”.请分别解释这个两个现象.
试卷第1页,共3页
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
A
C
D
C
C
B
A
1.A
【详解】当从杯口吹气时,杯口的空气流动速度大,压强小,杯底处空气流速小,压强大,乒乓球在压强差的作用下,受到压力差的作用向左边杯口处靠拢,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
2.C
【详解】A.航行的辽宁舰浸在水中,因为液体对浸在其中的物体有竖直向上的浮力作用力,故它受到浮力作用,故A不符合题意;
B.浮在水面的天鹅受到水对它竖直向上的浮力,故B不符合题意;
C.浸在水中的桥墩由于底面埋在淤泥下,没有与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,根据浮力产生的原因可知桥墩不受浮力作用,故C符合题意;
D.空中飞行的飞艇浸在空气中,因为气体对浸在其中的物体有竖直向上的浮力作用力,故它受到浮力作用,故D不符合题意。
故选C。
3.D
【详解】阿基米德原理的内容是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体的重力,依题意得,物体排开水重,所以物体受到的浮力
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.C
【详解】A.“福建舰”静止在海面时,处于平衡状态,所受到海水的浮力等于自身的重力,故A错误;
B.满载时的排水量指的是满载时排开水的质量,故B错误;
C.海拔越高,气压越低,因此航母甲板上的大气压大于同时刻珠穆朗玛峰山顶的大气压。故C正确;
D.流体流速越大的地方,压强越小,故“福建舰”在海上航行中,尾部附近气流流速变大,压强变小,故D错误。
故选C。
5.C
【详解】由题意可知物体浸入一半体时,所受的浮力为12N-5N=7N,因此如果物体全部没入水中时所受的浮力应为14N,所以物体在水中自然静止时,物体应处于漂浮状态,浮力等于重力为12N;应选C.
6.B
【详解】AB.冰块漂浮在水面上,冰块受到的浮力等于冰块的重力,即
故A不符合题意,B符合题意;
CD.由得,冰进入水中的体积为
水上部分体积为
水上部分体积占总体积的
故CD不符合题意。
故选B。
7.A
【详解】如图球在水和煤油中时,沉底,根据浮沉条件知,受到的浮力小于球的重力;
灯油的密度小于水的密度,在两种液体中时排开液体的体积相等,根据得,在水中受到的浮力大,即;
如图球在水银中时漂浮,根据二力平衡条件知,浮力等于球的重力;
综合以上可知,球在煤油中受到浮力最小,在水银中受到的浮力最大.
故A正确,选A.
点睛:重点是浮沉条件和阿基米德原理的应用,当质量相等时,根据浮沉状态可判断浮力的大小;当体积相等又浸没时,根据阿基米德原理可直接判断浮力的大小,注意解题中灵活运用.
8. 不受 不会
【详解】[1]浮力是由压力差产生的,在太空中,物体处于失重状态,乒乓球没有受到水的压力,因此乒乓球在水中静止时不受浮力作用。
[2]在太空中,物体处于失重状态,因此在水中放一个实心铁球,铁球不会沉入水中。
9.小
【详解】根据流体压强和流速的关系可知龙卷风的中心空气流速大、压强小,外围的空气流速小、压强大,形成向内的压强差,导致周边的物体被“吸入”龙卷风中心。
10. 小于 较小
【详解】试题分析:(1)流体流速越大,压强越小,流速越小,压强越大;
(2)晶体在熔化时温度保持不变,这温度就叫晶体的熔点,熔点越高,物质越不容易熔化;
(3)比热容是单位质量某种物质升高或降低1℃吸收或放出的热量,是物质的一种特性.
解:在野外取火时人们一般使用防风打火机,这种打火机利用气体较大的喷出速度,即由于打火机气流通道上的流速大,所以压强小,故此通道的气压小于大气压,将更多的空气“吸”进来帮助燃烧;
火焰的温度很高,因此金属网罩的熔点必须比火焰的温度高,才不至于熔化,因此网罩的金属须具有熔点高的属性;当吸收或放出相同的热量,比热容小的,升高或降低的温度快,因此网罩的金属须具有比热容小的属性.
故答案为小于;较小.
11. 4 400
【详解】[1][2]根据称重法,物块A所受浮力为
根据阿基米德原理,浸没时排开水的体积为物体的体积,故物体体积为
[3]物块A的密度是
12. 6
【详解】[1][2]物体所受浮力为上下表面所受压力之差,即
F浮=F下-F上=10N-4N=6N
物体浸没,则物体体积等于排开液体体积
物体质量为
则正方体密度为
13. 0.6 小 丁
【详解】(1)[1]由题意可得,石块受到的浮力
F浮=G-F=1.6N-1N=0.6N
(2)[2]石块受到的浮力:F浮=G-F,石块的重力G不变,测力计示数F越来越大,则石块受到的浮力越来越小,说明浮力的大小与石块浸入水中的体积有关。
(3)[3]探究浮力与液体密度的关系,应控制物体排开液体的体积相等而液体密度不同,由图乙和丁可知,物体都浸没在液体中,所以排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,所以可以探究浮力与液体密度的关系。
14.(1) 1.2 kg (2) 8N (3)1.5×103 kg/m3
【详解】(1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=12N.
物体的质量m= = =1.2kg,
(2)从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,对圆柱体受力分析,
根据平衡关系可知,F浮=G−F拉=12N−4N=8N
(3)由阿基米德原理F浮=ρ液V排g得,
V排== =8×10−4m3
V物=V排=8×10−4m3
圆柱体的密度ρ= ==1.5×103kg/m3
15.
【详解】将一个小球浸没在水中由静止释放,松手后,小球受浮力和重力,当浮力大于重力时,小球上浮,即浮力大于重力
由阿基米德原理和密度公式可得
可得
小球浸没在水中时
得出
16.见详解
【详解】当用电风扇对着模型吹风时,由于模型上方凸起,下方平直,所以上表面空气流速快、压强小,下面表空气流速慢,压强大,形成一个向上的压力差,从而使电子台秤的示数减小.
17.见解析
【详解】试题分析:风吹来时,风对伞施加力的作用,改变了伞的运动状态,伞上方空气流速大、压强小,伞下方空气流速小、压强大,在伞的上、下表面产生一个压强差,伞受到向上的压力大,在这个力的作用下,所以伞会向上飞起来.
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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