内容正文:
第十章 流体的力现象
一、单选题
1.研究发现浮力大小与排开液体关系的科学家是( )
A.牛顿 B.阿基米德 C.托里拆利 D.帕斯卡
2.甲、乙、丙、丁四个形状体积都相同而材料不同的球体,它们在水中静止的情况如图所示,其中所受浮力相等的球是( )
A.只有甲和乙 B.甲、乙和丙 C.丙和丁 D.甲、乙、丙和丁
3.有关压强知识的应用,下列说法错误的是
A.载重汽车装有许多车轮是为了减小车对路面的压强
B.人用吸管吸食饮料是靠大气压把饮料“压”进了嘴里
C.深海潜水员必须穿抗压潜水服是因为海水压强随深度的增加而增大
D.飞机的机翼能获得升力,是应用了流体中流速越大的位置压强越大的原理
4.一艘很大的轮船以很高的速度,从一只小木船旁很近处驶过时,下列判断正确的是( )
A.小船很易被大船引起的海浪推向远离大船处
B.小木船与大船距离不变,因为小船有自己的航线
C.小船很易被大船吸过去,而与大船相撞
D.以上都有可能
5.如图所示,当吊在弹簧测力计下的物体浸在水中的体积为物体体积的时,弹簧测力计的示数为5.0N;当物体浸在水中的体积为物体体积的时,弹簧测力计的示数为3.5N,从弹簧测力计上取下物体将其缓慢的放入水中(容器足够大,水足够多),则物体静止时受到的浮力为( )
A.9.0N B.8.5N C.8.0N D.7.5N
6.关于浮力的应用,下列说法错误的是( )
A.轮船是通过空心的办法增大排开水的体积来增大浮力的
B.同一个密度计分别在水和酒精中漂浮时,浮力大小不同
C.热气球是通过加热球内空气、减小球内气体密度来实现上浮的
D.利用盐水选种时饱满的种子沉入水底
二、填空题
7.生活中“抽”字表述的现象,其原因各有不同,用抽油烟机“抽”油烟时,油烟是由于空气流速越大,压强越 的缘故,被“抽”出去的。用抽水机“抽”水时,水是在 作用下被“抽”上来的。
8.火车站台上,乘客都必须在安全线外等待火车进站,这是因为火车进站时,火车与乘客间空气流动速度变大,压强 ,乘客会受到一个推力,容易发生事故,随着我国火车的提速,安全线的距离应该 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
9.一个漂流瓶在江水中排开水的体积为2×10-3m3,漂流瓶受到的浮力大小为 N,方向 ,当它从黄浦江漂入大海时,它排开水的体积将会 (选填“变大”、“不变”或“变小”)(g=10N/kg)
10.兰新高铁横跨甘肃、青海、新疆三省区,全长1776公里,是目前世界上一次性建设里程最长的高速铁路。兰新高铁新疆段全部采用CRTSI型双块式无砟轨道,这是无砟轨道工程技术在新疆铁路建设史上的首次应用。
(1)无砟轨道的路基不用碎石,铁轨和轨枕直接铺在混凝土上(如图甲所示)。传统铁路的钢轨是固定在枕木上,之下为小碎石铺成的路砟(如图乙所示)。传统的铁路轨道,枕木的作用是通过 来减小压强,防止铁轨因压强太大而下陷到泥土里。若高速铁路轨道下填充小碎石,当列车高速运行时,列车底部和轨道之间气压将会 (选填“增大”或“减小”),小碎石可能飞起来落到轨道上,是非常危险的,所以高速铁路轨道下是不能填充小碎石的;
(2)动车的车窗旁配备“逃生锤”,遇到紧急情况时,乘客可以用逃生锤砸破玻璃逃生,为了更容易砸破玻璃,“逃生锤”的锤头应做得 (选填“很尖”或“很平”),这样在相同条件下使用“逃生锤”时可以产生较大的 ;
(3)如图丙所示,高速列车在水平轨道上行驶,当列车加速行驶时,放在水平桌面上“静止不动”的书 (选填“会”或“不会”)受到摩擦力的作用。
11.2022年6月17日,我国第三艘航空母舰“中国人民解放军海军福建舰”下水。福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置,满载排水量8.5万吨,满载时航母受到的浮力是 N;航空母舰上的舰载机重达二三十吨,具有的 大,改变其运动状态很难,电磁弹射装置要在几十毫秒的时间将其弹射出去,需要解决的技术难度相当大。当舰载机群执行任务回到舰上后,航空母舰会 (选填“上浮”或“下沉”)一些。(ρ水=1.0×103kg/m3)
12.生活中的“吹”字蕴含着丰富的物理知识。图甲中,小朋友们持续用力吹气,将气球吹得鼓起来,说明力可以使物体发生 ;图乙中,对着B管吹气,水滴会从A管管口喷出,因为在气体流速越大的位置,压强越 。
三、实验题
13.在“探究影响浮力大小的因素”实验中,同学们根据生活经验,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
①与物体浸入液体中的深度有关; ②与物体排开液体的体积有关;
③与液体的密度有关; ④可能与物体的形状有关。
(1)同学发现鸡蛋在盐水中可以漂浮在水面上,而清水中会沉底,因此该同学需要验证猜想 ;
(2)实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。其中序号b中物体P所受浮力大小为 N;
(3)分析 三次实验,可知浮力大小与物体排开液体的体积有关;分析a、c、d三次实验,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”);分析a、d、e三次实验,可知在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力 (选填“越大”或“越小”);
(4)为了研究猜想4,晓丽同学用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图f、g的实验,由此得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小珍认为该结论不可靠,主要原因是 。
四、计算题
14.如图所示,2024年6月10日,亚洲首艘圆筒型“海上油气加工厂”——“海葵一号”最后一根锚链完成锁紧固定,像“拴马桩”一样将其牢牢固定在海面上,在我国珠江口盆地的流花油田安家落户。“海葵一号”是集原油生产、存储、外输等功能于一体的高端海洋装备,由近60万个零部件组成,总重达3.7万吨,相当于3万辆小汽车,高度接近30层楼,主甲板面积相当于13个标准篮球场,最大储油量达6万吨,每天能处理约5600吨原油,它的设计寿命长达30年,可连续在海上运行15年不回坞。海水的密度为ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)海水下10m深处产生的液体压强?
(2)刚安装好的“海葵一号”受到的浮力?
(3)达到最大储油量时,“海葵一号”排开海水的体积增加多少?
五、简答题
15.西溪湿地的河流旁,有不少钓鱼的人群,水面上有各种各样的浮标,请回答下列问题:
(1)浮标的密度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度;
(2)某同学取了一只浮标,并测得浮标的体积为15cm3,放入水中时,露出水面的体积为5cm3,则该浮标的重力为 N;
(3)如果地球的引力变成原来的一半,浮标在水中的位置将 (选填“上浮一些”、“下沉一些”或“不变”)。
16.(1)将乒乓球放在漏斗的下面紧贴漏斗,从漏斗口向下吹气乒乓球不会落下来原因是?
(2)钢笔吸墨水时,把笔上的弹簧片按下后松开,墨水就被吸进橡胶管中原因是?
17.历史课上,芳芳学到了近代史中的中日甲午大海战。通过影视场景发现,海战中的军舰都呈一字排列而不会并列行驶,芳芳很好奇这是为什么,请运用所学物理知识解释其中的原因。
试卷第1页,共3页
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
答案
B
C
D
C
C
B
1.B
【详解】阿基米德原理的内容是:浸入液体中的物体受到的浮力大小等于其排开液体的重力,所以研究发现浮力大小与排开液体关系的科学家是阿基米德。
故选B。
2.C
【详解】甲、乙、丙、丁四个形状体积都相同,由图知,四个球排开水的体积
根据可知,四个球受到的浮力
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.D
【详解】A.大型载重汽车有很多轮子,是在压力一定时,增大受力面积减小车对地面的压强,保护路面,故A正确,不符合题意;
B.用吸管从瓶子中吸饮料时,是利用大气压工作的.当吸气时,吸管中的气压减小,饮料在大气压的作用下进入嘴里,故B正确,不符合题意;
C.因为液体的压强随着深度的增加而增大,所以深海潜水员必须穿抗压潜水服,是因为海水压强随深度的增加而增大.C正确,不符合题意;
D.飞机的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理,故D错,符合题意.
4.C
【详解】当大船快速经过时,造成了小船靠近大船一侧的水流速度大,另一侧的水流速小,根据流体压强与流速的关系可知:小船靠近大船一侧水的压强小于小船另外一侧水的压强,在这个压强差造成的压力差的作用下,小船会向大船靠拢,出现与大船相撞的事故,故ABD错误,C正确。
故选C。
5.C
【详解】由“当吊在弹簧测力计下的物体浸在水中的体积为物体体积的时,弹簧测力计的示数为5.0N;”可得
F浮1=G﹣F拉1
即
……①
由“当吊在弹簧测力计下的物体浸在水中的体积为物体体积的时,弹簧测力计的示数为3.5N;”可得
……②
由①﹣②,解得G=8.0N,。
当从弹簧测力计上取下物体将其缓慢的放入水中,假设其全部浸没,那么它受到的浮力
因为F浮˃G,所以取下物体将其缓慢的放入水中,物体漂浮,所以物体静止时受到的浮力为8.0N。
6.B
【详解】A.轮船用密度大于水的材料制成,通过制成空心的,增大排开水的体积,所以受到的浮力变大,因此可以浮在水面上,故A正确,不符合题意;
B.同一个密度计分别在水和酒精中漂浮时,浮力均等于密度计的重力,故浮力大小相同,故B错误,符合题意。
C.热气球是通过加热空气、减小气体密度来减小自身的重力,从而实现升空的,故C正确,不符合题意;
D.饱满的种子因所受浮力小于重力而沉入水底,故D正确,不符合题意。
故选B。
7. 小 大气压
【详解】[1]用抽油烟机“抽”油烟时,油烟是由于空气流速越大,压强越小的缘故,被“抽”出去的。
[2]用抽水机“抽”水时,水是在大气下的作用下被“抽”上来的。
8. 变小 变大
【详解】[1]火车进站时的速度较大,使人和火车之间的空气流动速度快,压强变小,离站台远的地方气体相对流速较慢,压强较大,人在内外压强差的作用下,被强大的气流压向列车,从而造成危险。
[2]随着我国火车的提速,人和火车之间的空气流动速度更快,压强变得更小,内外的压强差变得更大,为了安全,安全线的距离应该变大。
9. 20 竖直向上 变小
【详解】[1]漂流瓶受到水的浮力为
[2]漂流瓶受到浮力的方向是竖直向上。
[3]根据公式可知,从黄浦江漂入大海浮力不变,海水密度比江水密度大,故它排开体积变小。
10. 增大受力面积 减小 很尖 压强 会
【详解】(1)[1]枕木的作用是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
[2]根据流体流速与压强的特点可知,高速列车在行驶过程中,会使底部和列车之间的空气流速变大,压强减小,碎石头外侧的气体压强不变,碎石头在向内压力差的作用下,可能飞起来落到轨道上,所以高速轨道是不能填充碎石头的。
(2)[3][4]遇到紧急情况时,乘客可以用“逃生锤”砸破玻璃逃生,因此,“逃生锤”应具备前端尖锐的特点,这样在压力一定时,可减小受力面积,增大压强。
(3)[5]在高速列车加速行驶时,书相对于桌面有向后运动的趋势,因此受到向前的静摩擦力。
11. 8.5×108 惯性 下沉
【详解】[1]满载排水量8.5万吨,满载时航母受到的浮力为
F浮=G排=m排g=8.5×104×103kg×10N/kg=8.5×108N
[2]惯性与物体的质量有关,航空母舰上的舰载机重达二三十吨,具有的惯性大,运动状态就难以改变。
[3]因为航母是漂浮的,故所受浮力等于航母和航母上的舰载机等的总重力;当舰载机群执行任务回到舰上后,总重力变大,所受浮力变大;由F浮=ρ液gV排知,航母排开水的体积变大,故航母会下沉一些。
12. 形变 小
【详解】[1]甲图中,用手指压气球,气球的形状发生变化,说明力可以使物体发生形变。
[2]对着B管吹气,A管管口流速快,根据流体压强与流速的关系可知,A管管口压强小,在大气压的作用下水滴会从A管管口喷出。
13. ③ 1.4 a、b、c(或a、b、d) 无关 越大 见解析
【详解】(1)[1]鸡蛋在盐水中可以漂浮在水面上,而清水中会沉底,液体的密度不同,受到的浮力不同,说明浮力大小可能与液体的密度有关,需要验证猜想③。
(2)[2]序号b中物体P所受浮力大小为
F浮b=G-Fb=4.8N-3.4N=1.4N
(3)[3]探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系,保持液体的密度不变,改变物体排开液体的体积,比较a、b、c(或a、b、d)三次实验。
[4]a、c、d三次实验中,浸没的深度不同,弹簧测力计的示数相同,说明物体受到的浮力也相同,因此结论是浸没在液体中的物体所受的浮力大小与深度无关。
[5]由图可知,a、d、e三次实验,弹簧测力计示数不同,受到的浮力不同,即浮力大小与液体的密度有关;且在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大。
(4)[6]探究浮力的大小与物体的形状有关,应控制液体的密度和排开液体的体积相同,改变物体的形状,图f、g实验中,物体排开液体的体积不同,故小珍认为这个结论不可靠。
14.(1)1.03×105Pa;(2)3.7×108N;(3)5.83×104m3
【详解】解:(1)海水下10m深处产生的液体压强
(2)因为“海葵一号”漂浮在海水中,根据二力平衡可得受到的浮力
(3)达到最大储油量时,“海葵一号”仍漂浮在海水中,所以
所以
答:(1)海水下10m深处产生的液体压强1.03×105Pa;
(2)刚安装好的“海葵一号”受到的浮力3.7×108N;
(3)达到最大储油量时,“海葵一号”排开海的体积增加5.83×104m3。
15. 小于 0.1 不变
【详解】(1)[1]因为浮标漂浮在水面上,所以由浮沉条件可知,浮标的密度小于水的密度。
(2)[2]由题意可知,浮标排开水的体积
因为浮标漂浮在水面上,所以浮力等于浮标的重力,则浮标的重力为
(3)[3]由,可知,浮标漂浮时,F浮=G,即,如果地球的引力变成原来的一半,而浮标和水的密度都没有变化,浮标仍漂浮在水面上,满足,即F浮=G,排开水的体积大小不变,则它在水中的位置不变。
16.见解析
【详解】(1)当沿漏斗管口用力吹气时,乒乓球上面的空气流速加快,压强变小,而球下方的压强仍是大气压,大于球上方的压强,故乒乓球不会掉下去,由此可知:气体流速越大,压强越小.
(2)钢笔吸墨水时,按下弹簧片排出管内空气,松开后管内气压小于大气压,墨水在大气压的作用下被压进橡皮管内.
17.见解析
【详解】如果军舰并列行驶,军舰之间的水流速大,压强小,而另一侧水流速小,压强大,产生了向中间方向的压强差,即产生了向中间方向的压力差,军舰在压力差的作用下向中间靠拢,容易发生危险。所以海战中的军舰都一字排列而不会并列行驶。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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