第八章第七节 《物体的浮沉条件及其应用》检测题 ----2024-2025学年北师大版物理八年级下学期
2025-05-09
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理北师大版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第七节 物体的浮沉条件及其应用 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.07 MB |
| 发布时间 | 2025-05-09 |
| 更新时间 | 2025-05-09 |
| 作者 | 杜大大力 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-05-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52034760.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025年八年级下册第八章第七节 《物体的浮沉条件及其应用》检测题
一.选择题(共10小题)
1.下列描述中正确的是( )
A.重力大的物体产生的压力也一定越大
B.因为液体受到重力,所以在液体内部同一深度处向下的压强大于向上的压强
C.上升的热气球受到空气对它的浮力
D.轮船由长江驶入东海时,因为排开水的体积变小,所以浮力会减小
2.将重为7N的物体放入盛水的容器中,物体漂浮在水面上并且溢出3N的水,物体受到的浮力( )
A.一定等于3N B.一定等于7N
C.可能等3N D.可能等于4N
3.同一个鸡蛋放在三种液体中,在甲中下沉,在乙中悬浮,在丙中漂浮,受到浮力分别为F1、F2、F3关系( )
A.F1>F2>F3 B.F1=F2=F3 C.F1<F2=F3 D.F1<F2<F3
4.春节,小亮在厨房帮妈妈煮饺子时,发现饺子刚下锅会沉到水底,在水中煮一会儿后就会鼓起来,漂浮在水面上(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.饺子刚下锅时不受浮力,所以会沉到水底
B.饺子煮一会儿后鼓起来,所受浮力将增大
C.饺子上浮过程中,所受水的压强保持不变
D.饺子漂浮在水面上时,所受浮力大于重力
5.小明同学在做鸡蛋浮沉的实验时如图,用适当浓度的盐水使鸡蛋正好悬浮。那么下列操作和判断正确的是( )
A.向盐水中加一些清水,鸡蛋将上浮,直至漂浮,但鸡蛋所受的浮力不变
B.向盐水中加一些清水,鸡蛋将下沉至容器底部,但鸡蛋所受的浮力增加
C.向盐水中加一些盐,鸡蛋将上浮,直至漂浮,但鸡蛋所受的浮力不变
D.向盐水中加一些盐,鸡蛋将下沉至容器底部,但鸡蛋所受的浮力增加
6.有甲、乙、丙三个材料不同的小球,质量相同,放入容器中静止时如图所示,则所受浮力最小的球是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.无法判断
7.放有适量水的烧杯置于水平桌面上。将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力,木块开始上浮,如图所示,最后漂浮。下列叙述中,错误的是( )
A.在露出水面之前,木块所受浮力不变
B.在露出水面之前,木块所受浮力大于木块的重力
C.木块在浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强相等
D.木块在浸没时水对烧杯底的压强大于木块漂浮时水对杯底的压强
8.取一根木棒,在它的一端缠绕一些铜丝就做成了一个简易密度计,将其分别放入甲、乙两个盛有不同液体的烧杯中,它竖直立在液体中的漂浮情况如图所示。设密度计在甲、乙两个烧杯中所受的浮力分别为F甲和F乙,两个烧杯中液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,则( )
A.F甲>F乙 B.F甲<F乙 C.ρ甲>ρ乙 D.ρ甲<ρ乙
9.三个完全相同的实心铁球,分别在如图所示的水、盐水、水银三种液体中静止,所受浮力分别为F甲、F乙、F丙,下面判断正确的是( )
A.F甲=F乙>F丙 B.F甲<F乙<F丙
C.F甲=F丙<F乙 D.F乙<F甲<F丙
10.如图所示,一个边长为10cm重力为8N的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力为7N,g取10N/kg,下列说法不正确的是( )
A.正方体的密度为0.8×103kg/m3
B.下表面受到液体的压力为15N
C.将液体换成水,正方体最后漂浮于水面
D.正方体上下表面受到液体的压强差为103Pa
二.多选题(共4小题)
(多选)11.关于浮力的相关知识,下列说法中正确的是( )
A.图甲中,同一艘轮船从长江驶入大海,浮力变大
B.图乙中,热气球上升时,内部气体密度小于空气密度
C.图丙中,物体浸没在液体中的深度越深,浮力越大
D.图丁中,同一密度计在不同液体中的状态判断ρa<ρb
(多选)12.如图所示,盛有不同液体的甲、乙两个相同容器放在水平桌面上,完全相同的a、b两个物体静止在液体中,此时两容器的液面相平,甲、乙容器底部受到液体的压强分别为p甲、p乙;a、b两个物体受到的浮力分别为F甲、F乙,则( )
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙 C.F甲>F乙 D.F甲=F乙
(多选)13.水平桌面上有两个完全相同的杯子,盛有等质量的水。将橘子放入左侧杯中,取出后剥皮再放入右侧杯中,橘子静止时的状态分别如图甲、乙所示。下列分析正确的是( )
A.甲图中的橘子所受的浮力大于其所受的重力
B.甲图中的橘子比乙图中的橘子所受的浮力大
C.甲图中杯子对桌面的压强小于乙图中杯子对桌面的压强
D.甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强
(多选)14.如图1所示,“新光华”号半潜船是国内最大、全球第二大半潜船。其最大下潜深度为30m,满载排水量约10万吨。工作时,如图甲、乙、丙所示,通过调节压载水舱中的海水量,使甲板下潜至预定水深,待货物到达甲板上方,再次调节舱中海水量,使甲板浮出水面,完成装载过程。下列关于“新光华”号的说法正确的( )
A.“新光华”号在如图甲、乙、丙三种状态时所受的浮力相等
B.“新光华”号从长江驶入东海,其所受浮力不变
C.最大下潜时,“新光华”号底部受到海水的压强约为3×105Pa
D.满载时,“新光华”号所受浮力约为1×106N
三.填空题(共3小题)
15.小明同学把一个质量为100克的物体,轻轻放进一个盛满水的大容器中,物体静止后,共溢出70cm3的水,则物体在水中将 (选填漂浮、悬浮、沉底),物体受到浮力为 。
16.全球变暖已经日益威胁到生物的生存,如图一对北极熊母子正趴在一块不断熔化的浮冰上。若浮冰和北极熊始终处于漂浮状态,则随着浮冰的熔化,浮冰连同北极熊所受的浮力将 (选填“增大”“减小”或“保持不变”),浮冰浸没在水中的体积将 (选填“增大”“减小”或“保持不变”)。
17.将体积为45cm3、质量为50g的鸡蛋先后浸入盛有水和浓盐水的两个相同的烧杯里,鸡蛋静止时所处的位置如图所示,鸡蛋在两个烧杯中所受浮力F甲 F乙(选填“>”、“<”或“=”);则乙杯子中鸡蛋受到的浮力为 N。
四.作图题(共1小题)
18.如图所示,一个烧杯静止在斜面上,请在图中画出小球所受浮力的示意图和烧杯受到斜面的摩擦力的示意图(摩擦力作用在接触面上)。
五.实验探究题(共2小题)
19.小明根据“物体的浮沉条件(已知ρ钢材>ρ水)”提出质疑:为什么用钢铁材料制成的金属块在水中会下沉,而用钢铁材料制成的轮船却能漂浮在水面上?针对小明的问题,小华利用实验进行了解释。小华先将一块实心橡皮泥放入水中,橡皮泥会下沉,如图甲所示;将橡皮泥从水中捞出。捏成小船的形状,再放入水中,橡皮泥就可以漂浮在水面上,如图乙所示。
依据小华的实验回答下列问题:(在横线上填写“>”、“<”或“=”)
(1)两次橡皮泥所受的重力G甲和G乙的大小关系是G甲 G乙;
(2)两次橡皮泥排开水的体积V甲和V乙的大小关系是V甲 V乙;
(3)两次橡皮泥所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲 F乙。
20.小芳在一端封闭的均匀圆玻璃管中装入适量的小铅丸,制成一支密度计。如图所示,根据它在液体中浸入的深度可得知这种液体的密度。小芳的设计和制作过程如下:
a.根据阿基米德原理及物体漂浮条件,推导出密度计浸在纯水中的深度h的表达式。
b.根据h的表达式,测量这支密度计自身的某些物理量,算出密度计在纯水中的深度,在管上画上纯水的密度值线A。请你根据上述的内容完成下列问题:
(1)在玻璃管中装入适量的小铅丸的目的是 。
(2)设纯水密度为ρ,装了铅丸的玻璃管总质量为m,玻璃管底面直径为d。请用本题的物理量符号表示步骤a中的表达式h= 。
(3)若把密度计放在密度为0.8×103kg/m3的酒精中,液面的位置在A刻度线的 (选填“上方”或“下方”)。
(4)实验中小芳要在吸管上标出数据0.8、0.9、1.0、1.1、1.2的刻度线(单位g/cm3,下同),则在标注刻度时:1.2~1.1两刻度之间的距离 (选填“大于”“等于”或“小于”)0.8~0.9两刻度之间的距离。
(5)为了提高该密度计的精确程度,请你写出一条改进措施 。
六.计算题(共1小题)
21.如图所示,我国第一艘国产航空母舰山东舰在海南三亚某军港交付海军,标志着中国海军正式进入双航母时代。如表是“山东舰”的部分参数。山东舰作为中国自行设计的航母,至少可以搭载36架歼﹣15舰载机,已知一架歼﹣15舰载机质量为17.5吨。(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
长
305m
吃水深度
10m(满载)
宽
75m
排水量
60000t(满载)
最大功率
1.5×105kW
最大航速
54km/h
(1)水面下10m处,面积为20m3的舰体受到海水的压力为多少N?
(2)山东舰满载时受到海水的浮力是多少?
(3)在某次训练完成,一架歼﹣15舰载机着舰后,山东舰排开海水的体积增加了多少?
七.科普阅读题(共1小题)
22.阅读短文,回答问题。
铜壶滴漏
铜壶滴漏是我国古代的一种计时工具,据专家推测,张衡时代制造的多级铜壶滴漏在24h内产生的误差不大于40s。
如图甲所示,早期的铜壶滴漏由一只播水壶和一只受水壶组成,受水壶上固定一把铜尺,铜尺上刻有十二时辰,受水壶里放置一个浮舟,浮舟上装一支浮箭。当水从播水壶滴入受水壶后,受水壶中的水位升高,浮箭被慢慢托起,古人根据浮箭上端在铜尺上对应的刻度就知道当时的时间了。
由于播水壶水位下降会导致滴水速度发生变化,后人对铜壶滴漏进行了改良,将播水壶由原先的一只增加到三只(如图乙所示),分别称为日壶、月壶和星壶,自上而下依次放置在阶梯式座架上。使用时,定时给日壶补水,确保星壶始终处于满水状态,一昼夜恰好能将受水壶滴满。
据了解,铜壶滴漏中的每个壶都有盖,下面三个壶盖中还有圈孔承接上壶嘴滴漏的每一滴水。
(1)铜壶滴漏工作时,中午与傍晚浮舟受到的浮力大小 。
(2)铜壶滴漏每个壶都加盖的用途是防止壶中的水因 而减少。
(3)以下为早期铜壶滴漏的铜尺标度,关于“子”“丑”“寅”三个时辰刻度的大概位置正确的是图 。
(4)据查,现在广州博物馆保存的铜壶滴漏受水壶容积为49L,如果从星壶底部流出的1滴水体积约为1.1×10﹣7m3,则从星壶底部每秒钟大约流出 滴水(保留整数)。
(5)为确保星壶始终处于满水状态,在铜壶滴漏设计和使用时应该注意哪些问题?写出一条即可。
2025年八年级下册第八章第七节 《物体的浮沉条件及其应用》检测题--北师大版(2024)初中物理2024-2025学年
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
C
B
C
C
C
C
B
D
二.多选题(共4小题)
题号
11
12
13
14
答案
BD
AD
BD
BC
一.选择题(共10小题)
1.下列描述中正确的是( )
A.重力大的物体产生的压力也一定越大
B.因为液体受到重力,所以在液体内部同一深度处向下的压强大于向上的压强
C.上升的热气球受到空气对它的浮力
D.轮船由长江驶入东海时,因为排开水的体积变小,所以浮力会减小
【解答】解:
A、物体的重力越大,产生的压力不一定越大,只有水平面上的物体,产生的压力才等于其重力,故A错误;
B、液体内部压强的产生原因是:液体有重力且具有流动性;同时据液体内部压强的特点可知,同一种液体,在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等,故B错误;
C、上升的热气球受到空气对它的浮力,其浮力大小等于气球排开的空气的重力,故C正确;
D、轮船由长江驶入东海时,均处于漂浮状态,浮力等于重力,所以浮力不变,海水的密度大于河水的密度,由可知,船排开水的体积变小,故D错误。
故选:C。
2.将重为7N的物体放入盛水的容器中,物体漂浮在水面上并且溢出3N的水,物体受到的浮力( )
A.一定等于3N B.一定等于7N
C.可能等3N D.可能等于4N
【解答】解:将重为7N的物体放入盛水的容器中,物体漂浮在水面上,浮力等于重力,为7N。
故选:B。
3.同一个鸡蛋放在三种液体中,在甲中下沉,在乙中悬浮,在丙中漂浮,受到浮力分别为F1、F2、F3关系( )
A.F1>F2>F3 B.F1=F2=F3 C.F1<F2=F3 D.F1<F2<F3
【解答】解:甲中鸡蛋下沉,受到的浮力F1小于鸡蛋身的重力;乙中鸡蛋悬浮,浮力F2等于鸡蛋的重力;丙中漂浮,浮力F3等于鸡蛋的重力;所以浮力大小关系为F1<F2=F3故ABD不符合题意,C符合题意。
故选:C。
4.春节,小亮在厨房帮妈妈煮饺子时,发现饺子刚下锅会沉到水底,在水中煮一会儿后就会鼓起来,漂浮在水面上(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.饺子刚下锅时不受浮力,所以会沉到水底
B.饺子煮一会儿后鼓起来,所受浮力将增大
C.饺子上浮过程中,所受水的压强保持不变
D.饺子漂浮在水面上时,所受浮力大于重力
【解答】解:A、饺子刚下锅时,体积较小,浮力较小,浮力小于重力,所以饺子下沉,故A错误;
B、在水中煮一会儿,饺子受热膨胀、体积变大,排开水的体积变大,由F浮=ρ液gV排可知,饺子所受浮力变大,故B正确;
C、饺子上浮过程中,饺子在水中的深度h变小,由p=ρgh可知,所受水的压强变小,故C错误;
D、当浮力大于饺子的重力时,饺子上浮,直至漂浮在水面上,此时浮力等于重力,故D错误。
故选:B。
5.小明同学在做鸡蛋浮沉的实验时如图,用适当浓度的盐水使鸡蛋正好悬浮。那么下列操作和判断正确的是( )
A.向盐水中加一些清水,鸡蛋将上浮,直至漂浮,但鸡蛋所受的浮力不变
B.向盐水中加一些清水,鸡蛋将下沉至容器底部,但鸡蛋所受的浮力增加
C.向盐水中加一些盐,鸡蛋将上浮,直至漂浮,但鸡蛋所受的浮力不变
D.向盐水中加一些盐,鸡蛋将下沉至容器底部,但鸡蛋所受的浮力增加
【解答】解:AB、盐水中加水,水的密度慢慢变小,鸡蛋浸没水中,排开水的体积不变,但液体密度变小,鸡蛋所受浮力变小,所以鸡蛋下沉至容器底;故AB错误;
CD、鸡蛋开始悬浮,浮力等于鸡蛋重力,向盐水中继续加盐,盐水的密度增大,鸡蛋上浮,在未露出水面前,浮力最大,露出水面后浮力减小,因此鸡蛋受到的浮力先变大,再变小,最后又等于鸡蛋重力;故C正确、D错误。
故选:C。
6.有甲、乙、丙三个材料不同的小球,质量相同,放入容器中静止时如图所示,则所受浮力最小的球是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.无法判断
【解答】解:由于甲、乙、丙三个实心小球质量相同,重力相同,甲球漂浮,乙球悬浮所受的浮力等于重力,丙球沉底所受浮力小于重力,故三个小球所受浮力大小关系为 F丙<F乙=F甲,故C正确、ABD错误。
故选:C。
7.放有适量水的烧杯置于水平桌面上。将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力,木块开始上浮,如图所示,最后漂浮。下列叙述中,错误的是( )
A.在露出水面之前,木块所受浮力不变
B.在露出水面之前,木块所受浮力大于木块的重力
C.木块在浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强相等
D.木块在浸没时水对烧杯底的压强大于木块漂浮时水对杯底的压强
【解答】解:
A、木块上浮过程中,露出水面前,水的密度一定,排开水的体积不变,根据公式F浮=ρ水gV排可知,木块所受浮力不变,故A正确;
B、在露出水面之前,木块处于上浮过程中,根据浮沉条件可知:木块所受浮力大于木块的重力,故B正确;
C、因木块浸没时排开水的体积大于木块漂浮时排开水的体积,所以,木块浸没时水的深度大于木块漂浮时水的深度,则根据p=ρ水gh可知,木块浸没时水对烧杯底的压强较大,故C错误,D正确。
故选:C。
8.取一根木棒,在它的一端缠绕一些铜丝就做成了一个简易密度计,将其分别放入甲、乙两个盛有不同液体的烧杯中,它竖直立在液体中的漂浮情况如图所示。设密度计在甲、乙两个烧杯中所受的浮力分别为F甲和F乙,两个烧杯中液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,则( )
A.F甲>F乙 B.F甲<F乙 C.ρ甲>ρ乙 D.ρ甲<ρ乙
【解答】解:AB、因为同一个密度计放在甲、乙液体中都漂浮,
所以F甲=F乙=G,
所以密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,故AB错误;
CD、由图知密度计排开液体的体积V排甲<V排乙,
又因为F浮=ρ液V排g,
所以ρ甲>ρ乙,故C正确、D错误。
故选:C。
9.三个完全相同的实心铁球,分别在如图所示的水、盐水、水银三种液体中静止,所受浮力分别为F甲、F乙、F丙,下面判断正确的是( )
A.F甲=F乙>F丙 B.F甲<F乙<F丙
C.F甲=F丙<F乙 D.F乙<F甲<F丙
【解答】解:
由图可知,实心球在水中和盐水中沉底,根据物体的浮沉条件可知,实心球在水中和盐水中受到的浮力小于重力G,
实心球在水银中漂浮,则实心球在水银中受到的浮力等于重力G,
由于实心球受的重力不变,所以实心球在水银中受到的浮力最大;
又因为实心球在水和盐水中都浸没,球排开液体的体积等于球自身的体积,
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,实心球在盐水中受到的浮力大于在水中受到的浮力,
综合以上分析可知,实心球在水银中受到的浮力最大,其次是盐水中受到的浮力,在水中受到的浮力最小,即F甲<F乙<F丙。
故选:B。
10.如图所示,一个边长为10cm重力为8N的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力为7N,g取10N/kg,下列说法不正确的是( )
A.正方体的密度为0.8×103kg/m3
B.下表面受到液体的压力为15N
C.将液体换成水,正方体最后漂浮于水面
D.正方体上下表面受到液体的压强差为103Pa
【解答】解:A.正方体的体积为:V=(0.1m)3;
正方体的密度为:,故A正确;
B.正方体竖直悬浮在液体中,由浮沉条件得,正方体的浮力为:F浮=G=8N;
上表面受到液体的压力为7N,下表面受到液体的压力为:F下=F上+F浮=7N+8N=15N,故B正确;
C.将液体换成水,正方体密度小于水的密度,则正方体最后漂浮于水面,故C正确;
D.正方体上下表面受到液体的压强差为:p=ρgΔh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m=800Pa,故D错误。
故选:D。
二.多选题(共4小题)
(多选)11.关于浮力的相关知识,下列说法中正确的是( )
A.图甲中,同一艘轮船从长江驶入大海,浮力变大
B.图乙中,热气球上升时,内部气体密度小于空气密度
C.图丙中,物体浸没在液体中的深度越深,浮力越大
D.图丁中,同一密度计在不同液体中的状态判断ρa<ρb
【解答】解:A、同一艘轮船从长江驶入大海,处于漂浮状态,所受的浮力等于自身的重力,故浮力不变,故A错误;
B、热气球利用浮力上升,球内气体密度小于热气球外的空气密度,故B正确;
C、物体浸没在液体中的深度越深,排开液体的浮力不变,根据阿基米德原理可知所受的浮力不变,故C错误;
D、同一密度计测量不同的液体的密度时,都处于漂浮状态,受到的浮力始终等于密度计的重力,故所受浮力相等,a中密度计排开液体的体积较大,根据ρ液可知ρa<ρb,故D正确。
故选:BD。
(多选)12.如图所示,盛有不同液体的甲、乙两个相同容器放在水平桌面上,完全相同的a、b两个物体静止在液体中,此时两容器的液面相平,甲、乙容器底部受到液体的压强分别为p甲、p乙;a、b两个物体受到的浮力分别为F甲、F乙,则( )
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙 C.F甲>F乙 D.F甲=F乙
【解答】解:AB、a、b两物体完全相同,即密度相同,由图甲可知,物体漂浮,即ρ甲>ρ物,由图乙可知,物体悬浮,即ρ物=ρ乙,即ρ甲>ρ物=ρ乙,故ρ甲>ρ乙,此时两液面相平,由p=ρgh可知,即p甲>p乙;故A正确,B错误;
CD、因为a漂浮,b悬浮,受到的浮力等于重力,而重力相同,故浮力相等,故C错误,D正确。
故选:AD。
(多选)13.水平桌面上有两个完全相同的杯子,盛有等质量的水。将橘子放入左侧杯中,取出后剥皮再放入右侧杯中,橘子静止时的状态分别如图甲、乙所示。下列分析正确的是( )
A.甲图中的橘子所受的浮力大于其所受的重力
B.甲图中的橘子比乙图中的橘子所受的浮力大
C.甲图中杯子对桌面的压强小于乙图中杯子对桌面的压强
D.甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强
【解答】解:
A、甲图中的橘子在水中处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,浮力等于重力,故A错误;
B、乙图中的橘子处于沉底状态,受到的浮力小于自身的重力;由于乙中的橘子的重力小于甲中橘子的重力,所以甲图中的橘子比乙图中的橘子所受的浮力大,故B正确;
C、橘子剥皮后的重力变小,水和杯子的重力相同,所以甲杯子的总重力大于乙杯子的总重力;受力面积相同,根据p可知,甲图中杯子对桌面的压强大于乙图中杯子对桌面的压强,故C错误;
D、甲中橘子受到的浮力大,根据F浮=ρ液gV排可知,甲中橘子排开的水的体积大,所以甲中水的液面高,根据p=ρgh可知,甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强,故D正确。
故选:BD。
(多选)14.如图1所示,“新光华”号半潜船是国内最大、全球第二大半潜船。其最大下潜深度为30m,满载排水量约10万吨。工作时,如图甲、乙、丙所示,通过调节压载水舱中的海水量,使甲板下潜至预定水深,待货物到达甲板上方,再次调节舱中海水量,使甲板浮出水面,完成装载过程。下列关于“新光华”号的说法正确的( )
A.“新光华”号在如图甲、乙、丙三种状态时所受的浮力相等
B.“新光华”号从长江驶入东海,其所受浮力不变
C.最大下潜时,“新光华”号底部受到海水的压强约为3×105Pa
D.满载时,“新光华”号所受浮力约为1×106N
【解答】解:A、据图可知,乙图中半潜船排开水的体积最大,其次是丙图,甲图排开水的体积最小;
已知液体的密度是相同的,所以据F浮=ρ液gV排可知,F甲<F乙,F乙>F丙,故A错误;
B、漂浮的物体所受的浮力等于自身的重力,当它从长江驶入东海时,所受浮力始终等于自身的重力,大小不变,故B正确;
C、“新光华”号半潜船处在最大下潜时,船底所受海水的压强:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa,故C正确;
D、满载时,“新光华”号所受浮力:F浮=G=mg=1×108kg×10N/kg=1×109N,故D错误。
故选:BC。
三.填空题(共3小题)
15.小明同学把一个质量为100克的物体,轻轻放进一个盛满水的大容器中,物体静止后,共溢出70cm3的水,则物体在水中将 沉底 (选填漂浮、悬浮、沉底),物体受到浮力为 0.7N 。
【解答】解:由题意知物体的重力为:
G物=m物g=100×10﹣3kg×10N/kg=1N。
根据阿基米德原理可得,物体静止时受到的浮力为:
F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×70×10﹣6m3=0.7N。
由于F浮<G,所以物体在水中沉底,物体受到浮力为0.7N。
故答案为:沉底;0.7N。
16.全球变暖已经日益威胁到生物的生存,如图一对北极熊母子正趴在一块不断熔化的浮冰上。若浮冰和北极熊始终处于漂浮状态,则随着浮冰的熔化,浮冰连同北极熊所受的浮力将 减小 (选填“增大”“减小”或“保持不变”),浮冰浸没在水中的体积将 减小 (选填“增大”“减小”或“保持不变”)。
【解答】解:由题知,浮冰和北极熊始终处于漂浮状态,随着浮冰的熔化,浮冰的重力减小,北极熊和浮冰的总重力减小,因为F浮=G总,所以浮冰和北极熊受到的浮力减小;浮力变小,根据F浮=ρ水V排g可知,浮冰排开水的体积减小,即浮冰浸在水中的体积在减小。
故答案为:减小;减小。
17.将体积为45cm3、质量为50g的鸡蛋先后浸入盛有水和浓盐水的两个相同的烧杯里,鸡蛋静止时所处的位置如图所示,鸡蛋在两个烧杯中所受浮力F甲 < F乙(选填“>”、“<”或“=”);则乙杯子中鸡蛋受到的浮力为 0.5 N。
【解答】解:物体沉底时浮力小于重力,物体悬浮时浮力等于重力。
由图可知,鸡蛋在甲中沉底,则F甲<G,在乙中悬浮,则F乙=G,所以F甲<F乙;
鸡蛋的质量m=50g=0.05kg,
乙杯子中鸡蛋受到的浮力为:
F浮=G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N。
故答案为:<;0.5。
四.作图题(共1小题)
18.如图所示,一个烧杯静止在斜面上,请在图中画出小球所受浮力的示意图和烧杯受到斜面的摩擦力的示意图(摩擦力作用在接触面上)。
【解答】解:小球受到浮力的作用点为小球的重心,浮力的方向是竖直向上的,用符号F浮表示;
烧杯静止在斜面上,有沿斜面向下运动的趋势,所以摩擦力的方向是沿斜面向上,作用点画在接触面的中点处,用符号f表示,如图所示:
五.实验探究题(共2小题)
19.小明根据“物体的浮沉条件(已知ρ钢材>ρ水)”提出质疑:为什么用钢铁材料制成的金属块在水中会下沉,而用钢铁材料制成的轮船却能漂浮在水面上?针对小明的问题,小华利用实验进行了解释。小华先将一块实心橡皮泥放入水中,橡皮泥会下沉,如图甲所示;将橡皮泥从水中捞出。捏成小船的形状,再放入水中,橡皮泥就可以漂浮在水面上,如图乙所示。
依据小华的实验回答下列问题:(在横线上填写“>”、“<”或“=”)
(1)两次橡皮泥所受的重力G甲和G乙的大小关系是G甲 = G乙;
(2)两次橡皮泥排开水的体积V甲和V乙的大小关系是V甲 < V乙;
(3)两次橡皮泥所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲 < F乙。
【解答】解:(1)根据题意可知,甲乙为同一块橡皮泥做成不同形状的物体,因此两物体的质量相等,由G=mg可得,二者所受的重力相等;
(2)(3)甲沉入水底,则F甲<G甲,乙漂浮在水面上,则F乙=G乙,所以F甲<F乙;
甲受到的浮力小,根据由F浮=ρ水gV排可得,两次橡皮泥排开水的体积大小关系为:V甲<V乙。
故答案为:(1)=;(2)<;(3)<。
20.小芳在一端封闭的均匀圆玻璃管中装入适量的小铅丸,制成一支密度计。如图所示,根据它在液体中浸入的深度可得知这种液体的密度。小芳的设计和制作过程如下:
a.根据阿基米德原理及物体漂浮条件,推导出密度计浸在纯水中的深度h的表达式。
b.根据h的表达式,测量这支密度计自身的某些物理量,算出密度计在纯水中的深度,在管上画上纯水的密度值线A。请你根据上述的内容完成下列问题:
(1)在玻璃管中装入适量的小铅丸的目的是 密度计能在水中竖直漂浮 。
(2)设纯水密度为ρ,装了铅丸的玻璃管总质量为m,玻璃管底面直径为d。请用本题的物理量符号表示步骤a中的表达式h= 。
(3)若把密度计放在密度为0.8×103kg/m3的酒精中,液面的位置在A刻度线的 上方 (选填“上方”或“下方”)。
(4)实验中小芳要在吸管上标出数据0.8、0.9、1.0、1.1、1.2的刻度线(单位g/cm3,下同),则在标注刻度时:1.2~1.1两刻度之间的距离 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)0.8~0.9两刻度之间的距离。
(5)为了提高该密度计的精确程度,请你写出一条改进措施 用更细的玻璃管 。
【解答】解:(1)在玻璃管中装入适量的小铅丸的目的是密度计能在水中竖直漂浮,能够标出刻度;
(2)玻璃管底面直径为d,则玻璃管的底面积S,
密度计浸入水中的深度为h时,排开水的体积V排=Shh,
此时密度计受到的浮力:F浮=ρgV排=ρg h,
因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,即F浮=G物,
所以,ρg h=mg,则h;
当密度计漂浮在密度为ρ液的液体中时,
因密度计始终漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,
所以,F浮=F浮液,即ρgh=ρ液g h液,
整理可得:h液h,
由表达式可知,h液和ρ液是反比例函数,所以这种密度计的刻度是不均匀;
(3)因ρ水>ρ酒精=0.8×103kg/m3,
所以,由h液h可知,h液>h,
则密度计放在酒精中,液面的位置在A刻度线的上方;
(4)设刻度线1.10以下密度计的总体积为V,1.00与1.10之间的体积为ΔV1,1.10与1.20之间的体积为ΔV2,则有G=1.00×103g(V+ΔV1)。
①G=1.10×103gV,
②G=1.20×103g(V﹣ΔV2),
③将②式分别代入①、③两式可得ΔV1,ΔV2;
由此不难看出:ΔV1>ΔV2,由于密度计粗细是均匀的,
故知1.00与1.10刻线间的距离小于1.10与1.20刻线之间的距离,可见密度计的刻度是不均匀的;(5)为了使测量结果更准确,应使简易密度计上两刻度线之间的距离大一些,由ΔV=V排1﹣V排2=SΔh可知,要使Δh变大,应减小S即可,即具体做法是:用更细的玻璃管做密度计。
故答案为:(1)密度计能在水中竖直漂浮;(2);(3)上方;(4)小于;(5)用更细的玻璃管。
六.计算题(共1小题)
21.如图所示,我国第一艘国产航空母舰山东舰在海南三亚某军港交付海军,标志着中国海军正式进入双航母时代。如表是“山东舰”的部分参数。山东舰作为中国自行设计的航母,至少可以搭载36架歼﹣15舰载机,已知一架歼﹣15舰载机质量为17.5吨。(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
长
305m
吃水深度
10m(满载)
宽
75m
排水量
60000t(满载)
最大功率
1.5×105kW
最大航速
54km/h
(1)水面下10m处,面积为20m3的舰体受到海水的压力为多少N?
(2)山东舰满载时受到海水的浮力是多少?
(3)在某次训练完成,一架歼﹣15舰载机着舰后,山东舰排开海水的体积增加了多少?
【解答】解:
(1)舰体受到海水的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m=1×105Pa,
舰体受到海水的压力F=pS=1×105Pa×20m3=2×106N;
(2)由表格可知,山东舰满载时排水量m排=60000t=6×107kg,
山东舰满载时受到海水的浮力F浮=G排=m排g=6×107kg×10N/kg=6×108N;
(3)根据漂浮的条件可知,一架歼﹣15舰载机着舰后,山东舰增加的浮力
ΔF浮=ΔG=m舰载机g=17.5×103kg×10N/kg=1.75×105N,
根据阿基米德原理可知山东舰排开海水的体积增加量:
ΔV排17.5m3。
答:(1)水面下10m处,面积为20m3的舰体受到海水的压力为2×106N;
(2)山东舰满载时受到海水的浮力为6×108N;
(3)在某次训练完成,一架歼﹣15舰载机着舰后,山东舰排开海水的体积增加了17.5m3。
七.科普阅读题(共1小题)
22.阅读短文,回答问题。
铜壶滴漏
铜壶滴漏是我国古代的一种计时工具,据专家推测,张衡时代制造的多级铜壶滴漏在24h内产生的误差不大于40s。
如图甲所示,早期的铜壶滴漏由一只播水壶和一只受水壶组成,受水壶上固定一把铜尺,铜尺上刻有十二时辰,受水壶里放置一个浮舟,浮舟上装一支浮箭。当水从播水壶滴入受水壶后,受水壶中的水位升高,浮箭被慢慢托起,古人根据浮箭上端在铜尺上对应的刻度就知道当时的时间了。
由于播水壶水位下降会导致滴水速度发生变化,后人对铜壶滴漏进行了改良,将播水壶由原先的一只增加到三只(如图乙所示),分别称为日壶、月壶和星壶,自上而下依次放置在阶梯式座架上。使用时,定时给日壶补水,确保星壶始终处于满水状态,一昼夜恰好能将受水壶滴满。
据了解,铜壶滴漏中的每个壶都有盖,下面三个壶盖中还有圈孔承接上壶嘴滴漏的每一滴水。
(1)铜壶滴漏工作时,中午与傍晚浮舟受到的浮力大小 相同 。
(2)铜壶滴漏每个壶都加盖的用途是防止壶中的水因 蒸发 而减少。
(3)以下为早期铜壶滴漏的铜尺标度,关于“子”“丑”“寅”三个时辰刻度的大概位置正确的是图 C 。
(4)据查,现在广州博物馆保存的铜壶滴漏受水壶容积为49L,如果从星壶底部流出的1滴水体积约为1.1×10﹣7m3,则从星壶底部每秒钟大约流出 5 滴水(保留整数)。
(5)为确保星壶始终处于满水状态,在铜壶滴漏设计和使用时应该注意哪些问题?写出一条即可。
【解答】解:(1)由图知漏刻中的箭舟处于漂浮状态,其浮力等于重力,重力不变,则浮力不变;
(2)铜壶滴漏每个壶都加盖的用途是防止壶中的水因蒸发而减少;
(3)播水壶中一开始水多,相同时间内水滴下落更多,则受水壶中水位升高得快,同样时间内浮箭在铜尺上通过的距离多,后来播水壶中水变少,则同样时间内浮箭在铜尺上通过的距离少,所以铜尺下端刻度更疏,而上端刻度更密,故选:C;
(4)星壶底部每秒钟大约流出数量5滴/s;
(5)在制作铜壶滴漏时,日壶和月壶的容积要大于星壶的容积。
故答案为:(1)相同;(2)蒸发;(3)C;(4)5;(5)在制作铜壶滴漏时,日壶和月壶的容积要大于星壶的容积。
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