内容正文:
第八章 压强和浮力
一、单选题
1.托里拆利实验装置如图所示,实验者开始把玻璃装进水银槽中比较深,测得大气压读数为75厘米汞柱,若紧接着将管竖直上提1厘米(管口仍在水银面下),则管中水银面与管外槽中水银面高度差为( )
A.76厘米 B.74厘米
C.75厘米 D.0厘米
2.如图甲所示是质量相同的人在雪地里滑雪和行走的情景,图乙、丙、丁是利用海绵、小桌、砝码探究影响压力作用效果的实验,下列说法中正确的是( )
A.滑雪者没有陷入雪地,是因为滑雪者对雪地的压力比步行者的小
B.若要探究滑雪者和步行者对雪地压力的作用效果应该选择乙与丙进行模拟研究
C.本实验中用木板代替海绵也可以进行实验探究
D.本实验通过海绵的凹陷程度来显示压力的作用效果
3.如图所示的容器中盛满水,则水对A、B、C三点的压强的大小关系为( )
A. B.
C. D.
4.关于浮力,下列说法正确的是( )
A.浸在气体中的物体不受浮力
B.浸入液体中的物体受到了浮力,浮力产生的原因为液体对物体上、下表面的压力差
C.在不同液体中物体受到的浮力的方向不同
D.在液体中上升的物体受浮力,下降的物体不受浮力
5.潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中,他受到的浮力( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.始终不变 D.先增大后不变
6.图甲是航天员王亚平在空间站做的乒乓球浮力消失实验,图乙为某物理老师做的浮力实验,关于液体浮力,下列说法错误的是( )
A.浮力是物体受到液体对它向上的压力之差
B.液体内部存在向各个方向的压强,是由于液体受重力,且有流动性
C.图甲,液体对乒乓球没有压力差,因此浮力消失
D.图乙,乒乓球受到液体压力,因此受到浮力作用
7.如图所示,欢欢同学把一个苹果丢入水中,发现苹果下沉一段距离后又向上运动,最终漂浮在水面上。下列分析正确的是( )
A.在下沉的过程中,苹果受到水的压强不变
B.在下沉的过程中,苹果受到水的浮力不变
C.在水面漂浮时,苹果受到的浮力大于它受到的重力
D.在整个过程中,苹果受到浮力的方向总是竖直向下
8.洗手盆底部的出水口塞着由橡胶制成的水堵头,洗手盆中装着一定质量的水,洗手盆侧壁A点在水面下,柱状物体M被完全压入水中,如图所示,关于上述情景,下列说法正确的是( )
A.水堵头可能由于受到水的浮力而上浮
B.柱状物体M受到水施加的力的方向是竖直向上的
C.物体M受到重力、水向上的压力、水向下的压力、浮力而静止
D.洗手池侧壁A点受到水的压力方向是竖直向下的
二、填空题
9.如图是我国新研制的“极目一号”高原探测浮空艇,内部充满氦气和空气的混合气体,其密度为,浮空艇的总体积为。某次放飞后该浮空艇静止悬浮在空中,它周围空气的密度为。则浮空艇受到空气的浮力为 N;在升空过程中,浮空艇所受浮力 (选填“逐渐变小”“不变”或“逐渐变大”)。
10.如图所示,潜水艇通过调节自身 来实现上浮和下潜。潜水艇处于悬浮状态时受到的浮力 重力;若向水舱充水,其重力变 ,潜水艇将 ;若将水舱中的水排出一部分,潜水艇将 。
11.如图,各物体均静止,且均重10N,力F=12N。支持面所受压力大小分别是F甲= N、F乙= N、F丙= N、F丁= N。
12.500N的压力作用在0.025m2的面积上产生的压强是 Pa,它表示的意义是 。
13.生活中常用如图所示的吸盘挂钩来挂毛巾,使用时排尽吸盘内的空气,吸附在 (选填“平整”或“不平整”)的墙面上,以防止漏气。若吸盘的横截面积为,外界大气压为,则排尽空气后的吸盘受到的大气压力为 N,吸盘挂钩不会掉落是因为受到墙壁对它竖直向上的 力。
三、实验题
14.在复习课上,小桥同学设计了如图所示的实验来探究“液体内部压强大小的影响因素”。
(1)小桥同学使用微小压强计来探究液体内部压强的特点,她通过观察比较 来比较探头上的橡皮膜受到的液体压强的大小。她 (选填“能”或“不能”)用微小压强计定量地测量液体压强的大小;
(2)对比实验A、B、C,可以初步得到结论: ;
(3)对比实验B、D、E,可以初步得到结论: ;
(4)通过对比图 可知:液体的压强与液体的密度 (选填“有关”或“无关”)。
15.如图所示,在标准大气压下,用1m长的玻璃管做托里拆利实验,管中水银柱的高度为 mm;
(1)玻璃管内的水银没有下降到与水银槽中水银面相平,是 作用的结果;
(2)假定移动玻璃管的过程均不漏气,请描述玻璃管内水银柱高度的变化情况:①将玻璃管稍倾斜放置,水银柱高度将 ;②将玻璃管向上提升一点(管口未露出水银面),水银柱高度将 ;③改用粗一些的玻璃管做实验,水银柱高度将 ;(均选填“升高”“不变”或“降低”)
(3)如果用水来代替水银做实验,水 (选填“会”或“不会”)充满玻璃管。
四、计算题
16.一个物体重4.5N,体积为,把它放在水中,待其静止后,它所受的浮力是多大?
17.如图所示,水平桌面上有一个上面开口的杯子,杯内装有0.1m深的水,杯子的底面积为8×10-3m2,杯子和水的总质量为1.2kg,g取10N/kg。求:
(1)水对杯底的压强;
(2)杯子对桌面的压强。
试卷第1页,共3页
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《第八章 压强和浮力》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
C
D
D
B
B
A
B
B
1.C
【详解】托里拆利实验能够测出大气压的值,是利用管内水银柱产生的压强等于大气压强,即
如果大气压不变,而且实验操作过程没有出现错误的话,管内水银柱的高度是固定的。若玻璃管竖直向上提起,这时管内水银柱高度差还是75厘米。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.D
【详解】A.质量相同的滑雪者和步行者,由可知:体重相同,对雪地的压力相同,受力面积不同,由可知压强不同,甲图中滑雪者的受力面积较大,作用效果不明显,没有陷入雪地,故A错误;
B.图甲只有一人脚穿滑雪板,另一人步行,受力面积不同,总质量相同,压力相同,为了探究他们对雪地压力的作用效果,即在压力一定时,研究压力作用效果与受力面积的关系,应保持压力大小不变,只改变受力面积大小,故应选择丙与丁图实验进行比较,故B错误;
C.海绵容易发生形变,实验过程中,通过海绵的凹陷程度来显示压力的作用效果,而木板发生形变程度不容易观察,不能用木板代替海绵实验,故C错误;
D.海绵容易发生形变,实验过程中,通过海绵的凹陷程度来显示压力的作用效果,故D正确。
故选D。
3.D
【详解】由图知道,AB处的高度相同,B处的高度最小,即
由知道,,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.B
【详解】A.阿基米德原理既适用于液体又适用于气体,因此浸在液体或气体中的物体都受浮力,故A错误;
B.浸在液体中的物体受到各个方向的压力,由于上下表面存在高度差,因此只有受到竖直向上的压力与竖直向下的压力无法抵消,即上下表面的压力差等于浮力,故B正确;
C.浮力的方向始终是竖直向上的,故C错误;
D.浸在液体中的物体会受到液体对它施加的竖直向上的浮力,与物体的浮沉情况无关,所以不管在液体中上升的物体,还是下降的物体都受浮力的作用,故D错误。
故选B。
5.B
【详解】潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中,他排开水的体积逐渐减小,由得,他受到的浮力逐渐减小,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.A
【详解】A.物体受到液体(或气体)对它的上、下表面的压力的合力,这个合力就叫浮力,故A错误,符合题意;
B.液体由于受到重力的作用对容器底产生向下的压强,液体由于具有流动性对容器侧壁各个方向产生压强,所以液体内部向各个方向都有压强,故B正确,不符合题意;
C.在中国空间站微重力环境中,图甲中乒乓球所受重力几乎为零,乒乓球悬停处于平衡状态,因此水对乒乓球的浮力几乎为零,即乒乓球所受压力及压力差都为零,故C正确,不符合题意;
D.图乙实验中,漂浮的乒乓球处于平衡状态,因此乒乓球受到水向上的压力即为乒乓球所受浮力,和重力大小相等,方向相反,故D正确,不符合题意。
故选A。
7.B
【详解】A.由知道,液体的压强大小与液体的密度和物体所处的深度有关,苹果在下沉的过程中,所处的深度h变大,受到水的压强就变大,故A错误;
B.由知道,浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,苹果在下沉的过程中,液体的密度和排开液体的体积都没有发生变化,所以受到水的浮力不变,故B正确;
C.由物体浮沉条件可知,在水面漂浮时,苹果受到的浮力等于它受到的重力,故C错误;
D.浮力的方向总是竖直向上的,故D错误。
故选B。
8.B
【详解】A.洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,受到水向下的压力,但水堵头的下表面没有水,没有受到水向上的压力,所以水堵头不受浮力,故A错误;
B.柱状物体M在水中受到浮力作用,方向是竖直向上的,故B正确;
C.物体M受到重力、压力、浮力而静止,故C错误;
D.洗手池侧壁A点受到水的压力方向是与侧面垂直,指向侧面,故D错误。
故选B。
9. 逐渐变小
【详解】[1]由题意可知,浮空艇排开空气的体积为
则浮空艇所受到的浮力为
[2]在升空过程中,空气密度逐渐减小,根据可知,在排开体积不变时,浮空艇所受浮力逐渐变小。
10. 重力 等于 大 下潜 上浮
【详解】[1][2][3][4][5]潜水艇靠自身水舱的吸水和排水,来改变自身的重力,从而改变重力与浮力的大小关系,来实现上浮和下沉。潜水艇完全浸没在水中处于悬浮状态,此时受到的浮力等于自身重力;若此时向水舱中注水,潜水艇受到的重力变大,而其排开水的体积不再变化,根据F浮=ρgV排可知,潜水艇受到的浮力不变,因其重力大于浮力,所以潜水艇将下潜。若将水舱中的水排出一部分,潜水艇受到的重力变小,而其排开水的体积不再变化,根据F浮=ρgV排可知,潜水艇受到的浮力不变,因其重力小于浮力,所以潜水艇将上浮。
11. 10 12 22 2
【详解】[1]放在水平面上的物体对水平面的压力大小等于物体的重力。在图甲中支撑面受到的压力等于重力,即F甲=G=10N
[2]在图乙中支撑面受到的压力和重力无关,大小等于力F的值,即F乙=F=12N
[3]在图丙中支撑面受到的压力等于重力加上力F的大小,即F丙=G+F=10N+12N=22N
[4]在图丁中支撑面受到的压力等于力F减去重力,即F丁=F-G=12N-10N=2N
12. 2×104 见解析
【详解】[1]500N的压力作用在0.025m2的面积上产生的压强
[2]物体单位面积上受到的压力叫压强,它表示的物理意义是1m2的面积上受到的压力是2×104N。
13. 平整 200 摩擦
【详解】[1]吸盘挂钩是利用大气压来工作的,使用时排尽吸盘内的空气,吸附在光滑的墙面上,外界大气压大于吸盘内气压,将吸盘紧紧压在墙面上,若墙面不平整,空气会进入吸盘内,吸盘会脱落。
[2]排尽空气后的吸盘受到的大气压力为
[3]吸盘挂钩受自身重力和物体对挂钩向下的拉力而不会掉落是因为受到墙壁对它竖直向上的摩擦力。
14.(1) U形管两端液面高度差 不能
(2)见解析
(3)同种液体,液体内部压强随深度增加而增大
(4) EF 有关
【详解】(1)[1]实验时通过观察U形管两端液面高度差来比较探头上的橡皮膜受到的液体压强的大小,采用了转换法,U形管两端液面高度差越大,说明探头上的橡皮膜受到的液体压强越大。
[2]微小压强计上没有刻度,所以不能用微小压强计定量地测量液体压强的大小。
(2)由图A、B、C可知,液体密度相同,橡皮膜深度相同,但朝向不同,U形管两端液面高度差相同,说明橡皮膜受到的液体压强相同,故可得:液体内部向各个方向都有压强,同种液体同一深度处液体内部向各个方向压强大小相等。
(3)由图B、D、E,可知,三次实验中液体密度相同,橡皮膜深度不同,图E中橡皮膜深度最深,U形管两端液面高度差最大,说明橡皮膜受到的液体压强最大,故可得:在同种液体中,深度越大,液体压强越大。
(4)[1][2]由图E、F可知,橡皮膜深度相同而液体密度不同,U形管两端液面高度差不同,说明橡皮膜受到的液体压强不同,故可得:液体压强与液体密度有关。
15. 760 大气压 不变 不变 不变 会
【详解】[1]根据托里拆利实验可知,标准大气压能够支撑760mm高的水银柱。
(1)[2]进行托里拆利实验时,玻璃管内的水银不会降到与水银槽的水银面相平,是因为管内为真空,而水银槽上有空气,在大气压的作用下将管内水银压起来。
(2)[3]玻璃管倾斜放置,水银柱高度不会发生变化,因为管内外大气压不变。
[4]将玻璃管向上提升一点,由于管内外大气压也不变,水银高度不变。
[5]改用粗一些的玻璃管做实验,此时管内外大气压不变,玻璃管内水银柱高度不变。
(3)[6]由于标准气压值不变,根据可知,水的密度为,则可支撑水柱的高度为
因此水会充满玻璃管。
16.4.5N
【详解】用手将物体完全放在水中后,它所受浮力
由于
所以,放手后小球将上浮。待小球静止时,处于漂浮状态,所受水的浮力为
17.(1)1000Pa
(2)
【详解】(1)水对杯底的压强为
(2)杯子对桌面的压力为
则杯子对桌面的压强为
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