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第八章 浮力 单元测试 2024-2025学年鲁科版(五四学制)物理八年级下册
一、单选题
1.潜水员在使用呼吸装置时释放气泡(如图)。气泡在上升过程中(假设气泡温度不变),它所受的( )
A.重力不变,浮力不变 B.重力变小,浮力变小
C.重力不变,浮力变大 D.重力变小,浮力不变
2.小新是钓鱼爱好者,当他看到原本漂浮在水面的浮漂(如图所示)上下运动的时候,他就知道有鱼上钩了,当浮漂被鱼咬住往下沉时,浮漂所受的浮力( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.条件不足,无法比较
3.在水中,鱼、漂浮的木头、静止在水底的石头的位置如图所示,下列说法正确的是( )
A.水对石头的压强比对木头的小
B.木头受到的浮力大于它自身的重力
C.鱼受到的浮力等于它排开水的重力
D.石头受到的浮力等于它自身的重力
4.下列实例或现象中,利用水的比热容比较大这一特性的是( )
A.木块能漂浮在水面上 B.汽车发动机用水做冷却剂
C.化学实验中用排水法集气 D.满装饮料瓶不宜放入冰箱冷冻
5.如图所示,把重2.5N的石块挂在弹簧测力计上,将石块浸没在水中,弹簧测力计示数变为1.5N。下列有关说法正确的是( )
A.石块所受浮力方向竖直向下 B.石块浸没在水中受到的浮力为1N
C.石块上、下表面受到的压力差为1.5N D.石块下表面受到的压力为2N
6.下列说法中正确的是( )
A.浮在液面上的物体受到了浮力,而下沉的物体不受浮力
B.浮在液面上的物体受到的浮力大,而下沉的物体受到的浮力小
C.凡是沉到液体底部的物体都不受浮力
D.浸在液体中的物体都要受到竖直向上的浮力
7.如图所示,一弹簧上端与物块相连接,下端固定在容器底部。已知物块所受重力大小为5牛,弹簧受到物体给它的力大小为3N,则物体所受的浮力大小( )
A.可能为8牛 B.一定为8牛 C.一定为2牛 D.可能为3牛
8.“天宫课堂”第一课上,王亚平做了一个有关浮力的实验。在太空中,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,如下图所示。下列有关该现象的解释,正确的是( )
A.乒乓球受到的浮力方向向下 B.乒乓球受到的浮力等于重力
C.浮力和重力没有关系 D.太空中重力消失时,浮力也消失了
二、填空题
9.伟大科学家 用大量的实验发现:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小 它排开液体所受的重力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
10.如图所示,今年9月10日在沪东中华长兴岛基地举行仪式,庆贺为17.4万立方米大型LNG(液化天然气)运输船首船和2号船同日命名。若两艘运输船满载天然气后船体在水中会 (选填“上浮”或“下降”)一些,排开水的体积 (选填“变大”“变小”或“不变”),船体受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
11.物体在液体中所受浮力的大小,与它浸在液体中的 有关、跟液体的 有关。物体浸在液体中的体积 ,液体的密度 ,所受的浮力就越大。
12.小明同学认为金属块在水中时,不受到水的浮力。聪明的小旭同学做了下图所示的实验,加水前后弹簧的形变量不同,说明在水中的金属块 (选填“受到”或“不受到”)浮力。
13.根据图的甲、丙两图可知,物体受到的浮力大小为 牛,甲、乙或甲、丙两图探究的物理问题是 。
14.如图是节日放飞氢气球的场景。氢气球向上运动,是因为放手时氢气球的重力G (选填“大于”或“小于”)氢气球受到的空气浮力F。当氢气球上升高到一定高度后不再上升,说明氢气球受到的浮力 (选填“变大”或“变小”)。
三、实验题
15.如图所示是“探究影响浮力大小的因素”的实验过程及数据。
(1)图a中,弹簧测力计的示数为8N;图b中,物体受到的浮力为 N;
(2)比较图a、b、c中弹簧测力计的示数,可探究浮力的大小与 有关;
(3)图c、d中,物体上、下表面压力差 (选填“相等”“图c大”或“图d大”);
(4)比较图 中弹簧测力计的示数,可探究浮力的大小与液体的密度有关,并能计算出浓盐水的密度是 kg/m³,若向c中继续加入盐,并搅拌均匀,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”);(,)
(5)比较图a、c、d中弹簧测力计的示数,可探究浮力的大小与物体浸没在液体中的 无关。
16.如图所示,是探究“浮力的大小跟哪些因素有关”实验和实验过程中弹簧测力计的示数,。
(1)金属块A浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(2)分析乙、丙两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与 有关,分析丙、丁两图实验数据可得:浮力大小跟物体浸没在水中的深度 (选填“有关”或“无关”);分析 两图可知,浮力大小跟液体密度有关;
(3)由图中数据可算出金属块A的密度是 ,盐水的密度是 ;
(4)在测完密度后,小明把A竖直放入一个底面积为20cm2且足够高的柱形容器(质量不计)底部,A的高度为20cm,并将柱形容器放在水平桌面上,然后向容器内缓慢倒入水,A始终直立,当水对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为2∶3时,水槽内水的体积为 。
17.某实验小组按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)先用 分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为 N;
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 N。石块排开的水所受的重力可由 (填字母代号)两个步骤测出;
(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小 排开水所受的重力(选填“大于”“等于”或“小于”);
(4)若溢水杯的水没有装满,则会导致本实验测量的F浮 G排(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
四、科普阅读题
18.阅读短文,回答问题。
科学研究的“太空实验室”
中国空间站缩写CSS,又称天宫空间站,是中华人民共和国建造的国家级太空实验室。1992年9月21日,中国载人航天工程正式立项实施;2022年12月31日,国家主席习近平在新年贺词中郑重宣布,“中国空间站全面建成”。经过遴选,空间站上搭载安装有包括生物学、材料科学、基础物理、流体等类别相关的科学研究实验设施。空间站需要大规模的供电能力,需安装几对数十米长的太阳帆板,来维持长期运行。在空间站任务中,航天员必须完成大量的空间科学实验、技术试验等工作。在中国空间站历次“天宫课堂”中,航天员在微重力环境下,曾做了浮力消失的实验、水球光学实验、太空抛物实验、液桥演示实验等许多项目。
请回答下列问题:
(1)如图所示,在太空授课中航天员用小棒将乒乓球缓慢推入水中,撤回小棒后,由于球处于 环境中,所受浮力“消失”,观察到球相对于水的运动状态是 的;
(2)王亚平老师在天宫实验室里,用两片塑料板让水建成了“液桥”,如图所示。水能成桥是因为 ;
A.分子引力 B.分子斥力 C. 磁场力 D.浮力
(3)中国空间站使用的电能,主要来自于 ;
(4)如果在未来,允许中学生去天宫做物理实验。小强采用电热丝加热质量相等、初温相同的煤油,验证影响电功大小的因素,用温度计测量煤油的温度,可通过煤油 来比较电流做功的大小。实验中采用了控制变量法和 (选填“理想实验法”“转换法”或“类比法”)。
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
8
答案
C
A
C
B
B
D
A
D
1.C
【详解】BD.气泡在上升过程中质量不变,根据可知,所受重力大小不变,故BD不符合题意;
AC.气泡在上升过程中,气泡的体积变大,排开水的体积变大,根据公式可知受到水的浮力变大,故A不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.A
【详解】当浮漂被鱼咬住往下沉时,浸入水中的体积变大,即V排变大,根据F浮=ρgV排可知,当水的密度不变时,由于V排变大,所以浮漂所受的浮力变大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.C
【详解】A.液体的压强与液体密度和深度有关,同一液体深度越深其压强越大,故水对石头的压强比对木头的大,错误;
B.物体漂浮时,处于平衡状态,此时浮力大小等于其自身重力,错误;
C.鱼在水中处于悬浮状态,故鱼受到的浮力等于它排开水的重力,正确;
D.石头在水中是沉底的,故石头受到的浮力小于它自身重力,错误.
4.B
【详解】A.木块能漂浮在水面上,木块受到的浮力等于其重力,与水的比热容无关,故A不符合题意;
B.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车发动机用循环水冷却,故B符合题意;
C.实验中用排水法收集气体时,其中水的作用是排净集气瓶内的空气,与水的比热容无关,故B不符合题意;
D.水凝固后,状态发生变化,质量不变,体积变大,所以,满装饮料瓶放入冷冻后容易涨破饮料瓶,与水的比热容无关,故D不符合题意。
故选B。
5.B
【详解】A.重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,故A错误;
B.对物体进行受力分析,可知,所以石块浸没在水中受到的浮力为
故B正确;
C.浮力等于物体上、下表面受到的压力差,所以石块上、下表面受到的压力差为
故C错误;
D.根据可知,石块上下表面的表面积未知,石块所处的深度未知,所以无法求出石块下表面受到的压力,故D错误。
故选B 。
6.D
【详解】A.浸在液体中的物体都会受到液体对它施加的竖直向上的浮力,与物体上浮和下沉无关,所以不管是浮在液面上的物体还是下沉的物体都受浮力作用,故A错误;
B.浸在液体中的物体受到的浮力大小只与液体密度和浸入液体的体积大小有关,与物体上浮还是下沉无关,故B错误;
C.浸在液体中的物体都会受到液体对它施加的竖直向上的浮力,因此沉到液体底部的物体也会受浮力作用,故C错误;
D.浸在液体中的物体都要受到竖直向上的浮力,故D正确。
故选D。
7.A
【详解】由题意可知G物=5N,对物体受力分析可知,其受到重力、浮力以及弹簧对其的弹力作用。当物体压着弹簧时,弹簧对物体的力表现为支持力,方向向上,大小为3N,此时物体受到向下的重力、向上的浮力和支持力作用,受力平衡可得
则此时物体所受的浮力大小为
当物体向上拉着弹簧时,弹簧对物体的力表现为拉力,方向向下,大小为3N,此时物体受到向上的浮力、向下的重力和拉力作用,受力平衡可得
则此时物体所受的浮力大小为
所以物体受到的浮力可能为2N或者8N。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.D
【详解】浮力产生的原因:物体受到向上的压力大于向下的压力,存在压力差产生了浮力;在太空中水和乒乓球处于完全失重状态,水不会对浸入其中的物体产生压力,所以在太空失重环境下浮力消失,故D正确,ABC错误。
故选D。
9. 阿基米德 等于
【详解】[1][2]伟大科学家、古希腊学者阿基米德,用大量的实验发现了著名的阿基米德原理:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体所受的重力。
10. 下降 变大 变大
【详解】[1][2][3]轮船始终漂浮,根据物体的浮沉条件可知,浮力大小等于重力大小,满载天然气后,重力变大,故浮力变大,根据阿基米德原理知,排开液体的体积变大,因而船体在水中要下降一些。
11. 体积 密度 越大 越大
【详解】[1][2][3][4]根据探究“影响浮力大小的因素”实验现象及所得结论可知:物体在液体中所受浮力的大小,与它浸在液体中的体积有关,跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,物体在液体中所受的浮力就越大。
12.受到
【详解】据图可知,加水后弹簧的形变程度变小,即受到的弹力变小,因其重力不变,所以一定还受到一个竖直向上的力,而这个力就是金属块受到的浮力,说明在水中的金属块受到浮力。
13. 1.1 浸在液体中的物体是否受到浮力
【详解】[1]根据图中的甲、丙两图和称重法可知,物体受到的浮力为
[2]甲、乙或甲、丙两图,说明物体浸没在水或盐水中受到水或盐水的浮力;探究的物理问题为:浸在液体中的物体是否受到浮力。
14. 小于 变小
【详解】[1][2]氢气球向上运动,根据力与运动的关系可知,放手时氢气球的重力小于氢气球受到的空气浮力,即G<F;当氢气球上升高到一定高度,由于氢气球排开空气的体积不变,空气的密度变小,根据可知,氢气球受到的浮力变小,当受到的浮力等于重力时氢气球不再上升。
15. 0.4 浸在液体中的体积(排开液体的体积) 相等 a、d、e 1.1×103 变小 深度
【详解】(1)[1]图a中,弹簧测力计测量物体的重力,示数为8N,图b中,物体有一部分浸在水中,受到的浮力
(2)[2]b、c两次实验中选择的液体密度相同,而物体浸在液体中的体积不同,根据控制变量法可知a、b、c是探究浮力的大小与物体浸在液体中的体积(排开液体的体积)的关系。
(3)[3]图c、d中,水的密度,物体浸没在水中的体积就是物体的体积,根据可知,物体上、下表面压力差,即浮力大小是相等。
(4)[4]根据控制变量法可知,若探究浮力的大小与液体的密度的关系,应控制物体浸在液体中的体积相同,使液体的密度不同,所以,应选择a、d、e。
[5]根据题意可知,物体在水中和浓盐水中都处于浸没状态,所以
即
所以
解得
所以,浓盐水的密度是。
[6]若向c中加入盐,并搅拌均匀,盐水的密度会变大,物体浸在液体中的体积相同时,密度越大,浮力越大,根据公式可知,弹簧测力计示数会变小。
(5)[7]c、d中物体都是浸没在液体中,液体密度也相同,根据控制变量法可知,a、c、d是探究浮力的大小与物体浸在液体中的深度的关系。
16. 2 排开液体的体积 无关 丁、戊 360
【详解】(1)[1]弹簧测力计的一个大格代表1N,一个小格代表,弹簧测力计示数是,所以,金属块的重力
由甲、丙两图可知,当金属块浸没在水中时
(2)[2]由乙、丙两图实验数据可知,液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,测力计的示数不同,物体受到的浮力不同,由此可知:物体在液体中所受浮力的大小跟排开液体的体积有关。
[3]由丙、丁两图实验数据可知,液体的密度相同,物体浸没在水中的深度不同,弹簧测力计示数相同,则浮力相同,即浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。
[4]要探究浮力大小跟液体密度的关系,需要控制排开液体的体积相同,液体密度不同,图丁、戊两图符合题意。
(3)[5]由图甲可知,金属块的重力
根据知金属块的质量为
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,根据可得,金属块的体积为
则金属块的密度为
[6]由甲、戊两图可知,当金属块浸没在盐水中时
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以
则液体的密度为
(4)[7]由数据知,当圆柱体在水中深度为
圆柱体刚好完全浸没,所以,圆柱体的横截面积为
圆柱体刚好浸没时注入水的质量为
当注入液体质量小于或等于时,设水槽内水的质量为m,水槽内水的深度为
则水对水槽底部的压强为
水槽对桌面的压强为
把①②代入
解得
应舍去;
所以,注入液体的质量大于,即注入液体的深度大于20cm,因水的体积与圆柱体体积之和等于容器底面积乘以液体的深度,即
且根据可得,水的体积
所以
则此时水的深度为
此时水对水槽底部的压强为
水槽对桌面的压强
把③④代入
解得
根据可得,水槽内水的体积为
17.(1) 弹簧测力计 3.8
(2) 1.4 AD
(3)等于
(4)大于
【详解】(1)[1]测量力的工具是弹簧测力计,所以应该用弹簧测力计测出空桶和石块的重力。
[2]由题图B可知,石块的重力为3.8N。
(2)[1]由称重法可知石块受到的浮力大小为
[2]根据D图可测出桶和排开水的总重力,根据A图可得到桶的重力,所以根据AD两个图能得到排开水的重力。
(3)根据(2)知F浮=1.4N,排开水的重力为
故可以得出浸在水中的物体所受浮力的大小等于排开水的重力,即F浮=G排。
(4)溢水杯的水没装满,物体放入溢水杯时,先要使溢水杯满了才可以向外排水,导致排开水的重力偏小,则测得的浮力大于排开水的重力,即F浮>G排。
18. 失重 静止 A 太阳能 温度变化量 转换法
【详解】(1)[1][2]在空间站中物体处于失重状态,浸在水中的乒乓球不会受到水的压强和压力,所以乒乓球几乎不会受浮力,撤回小棒后,所受浮力“消失”,球相对于水的位置没有发生改变,是静止的。
(2)[3]向外拉动塑科板,水未分离,形成了“液桥”,说明水分子间存在引力。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)[4]空间站需要大规模的供电能力,需安装几对数十米长的太阳帆板,来维持长期运行,空间站使用的电能主要来源于太阳能。
(4)[5][6]实验中,电流产生的热量无法直接测量,而是利用煤油温度变化量来表示,用到转换法。
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