内容正文:
“海洋光谱号”游轮科学探索之旅
——九年级压力、压强与浮力综合复习卷
第一章:登船与初识巨轮
情景:小明一家抵达上海吴淞口国际邮轮港,巨大的“海洋光谱号”停靠在码头。他们办理手续,登上游轮,开始探索。
1. 小明拉着行李箱通过登船廊桥。行李箱底部装有宽大的万向轮,这是通过( )来减小对桥面的压强。
A. 增大压力 B. 减小压力 C. 增大受力面积 D. 减小受力面积
2. 进入他们的海景房,小明注意到房间的窗户是厚厚的圆形玻璃窗。这种设计主要基于( )原理,使其能更好地承受深海压力。
A. 液体压强随深度增加 B. 帕斯卡定律 C. 拱形结构能分散压力 D. 连通器原理
3. 小明将一瓶密封的矿泉水从行李中取出,放在桌面上。下列关于这瓶水对桌面压力的说法,正确的是( )。
A. 压力就是水的重力 B. 压力是由于水瓶形变产生的
C. 压力的方向总是竖直向下 D. 压力大小等于水瓶(包括水和瓶)的重力
4. 登船后,小明感觉高层甲板的风比码头大很多,这是因为高处空气流通快。他看到救生艇悬挂在船舷外,艇底距离海面约10米,此处海水压强约为 _____ Pa(ρ海水=1.03×10³kg/m³,只列表达式)。
5. 游轮停靠在码头时,船底浸入海水中的深度,比在空旷深海区航行时要 ______(选填“深”或“浅”)。
6. 桌子上放着一个圆形纪念品模型。请在答题卡相应位置,用示意图画出该模型对桌面的压力,并简要说明:模型对桌面的压力与桌面对模型的支持力是一对相互作用力吗?为什么?
7. 小明的行李箱(含物品)总质量为24 kg,箱底装有4个相同的轮子,每个轮子与地面的接触面积为2.5 cm²。
(1)求行李箱静止在水平地面上时,对地面的压力。
(2)求行李箱对地面的压强。
(3)若小明提起行李箱拉杆,使其中两个轮子离地,则此时行李箱对地面的压强变为多少?
第二章:航行中的物理奥秘
情景:游轮鸣笛启航,驶离黄浦江,进入广阔的东海。船上活动丰富多彩,小明观察到了许多有趣的物理现象。
8. 在甲板泳池边,小明将同一个实心玩具球分别轻轻放入淡水池和海水池中,球均漂浮。则球在( )中浸入的体积更大,在( )中受到的浮力更大。
A. 淡水池;淡水池 B. 淡水池;一样大
C. 海水池;海水池 D. 海水池;一样大
9. 小明在儿童活动中心玩“空气炮”游戏,压缩空气将纸团快速推出。此现象主要说明了( )。
A. 气体压强与体积的关系 B. 力的作用是相互的
C. 大气压的存在 D. 浮力原理
二、填空题
10. 游轮从江水驶入海水的过程中,船身会略微 ______(上浮/下沉)。这是因为海水密度更大,在浮力 ______(不变/变大/变小)的情况下,排开液体的体积 ______。此时,船底受到的液体压强会 ______(不变/变大/变小)。
11. 小明在餐厅喝果汁时发现,用吸管喝饮料时,吸管内的气压比外界大气压要低。请解释为什么吸管内的气压会降低,以及饮料是如何被“吸”上来的。
12. 游轮上的一个长方形观景池,长8m,宽4m,池内注入深度为1.2 m的海水
(ρ海水=1.03×10³ kg/m³)。
(1)求池底受到的海水压强。
(2)求池底受到的海水压力。
(3)若将此池中的海水全部替换为淡水(ρ水=1.0×10³ kg/m³),并保持相同深度,池底受到的压力变化了多少?
13. 小明用弹簧测力计、细线、金属块、烧杯和水,模拟探究“影响浮力大小的因素”。
步骤一:在空气中测出金属块重力G。
步骤二:将金属块部分浸入水中,读出测力计示数F1,计算浮力F浮1。
步骤三:将金属块完全浸没在水中不同深度,读出测力计示数F2、F3,发现F₂___ F₃(选填“>”、“<”或“=”),说明浮力大小与浸没深度 ______(有关/无关)。
步骤四:将金属块完全浸没在浓盐水中,读出测力计示数F4,发现F4 ______ F2(选填“>”、“<”或“=”),说明浮力大小与 ______ 有关。
(2)若已知G=7.8N,F₂=6.8N,ρ水=1.0×10³ kg/m³。求金属块的体积和密度。
14. 游轮的“北极星”观景舱上升到离海面约90米的高空。
(1)上升过程中,小明携带的一包密封薯片袋子鼓了起来。请解释原因。
(2)若观景舱顶部一块圆形玻璃天窗的直径约为0.4 m,求在90米高空(大气压取1.0×10⁵ Pa),外部空气对这块天窗产生的压力大约是多少?
第三章:深海探秘与安全护航
情景:游轮组织参观引擎控制室、参与安全演习,并介绍深海科技。小明对船舶的浮力原理和深海压力产生了浓厚兴趣。
15. 参观船模时,工程师讲解道:现代轮船多用钢铁制造,但能浮于水面,关键在于其采用了 ______ 结构,使它能排开更多的水,获得巨大的 ______ 。轮船的“吃水线”刻度反映了在不同密度的水域中,其 ______ 的大小。
16. 在安全演习中,小明了解到救生艇必须能在恶劣海况下保持稳定。以下关于救生艇的设计与原理,说法错误的是( )。
A. 救生艇底部宽大,是为了增大稳度,防止倾覆
B. 救生艇满载漂浮时,其重力等于它受到的浮力
C. 救生艇从海里被吊回甲板的过程中,受到的浮力逐渐变大
D. 救生艇的储备浮力(空余容积)是重要的安全指标
17. 某型救生艇的质量为800 kg,最大载员质量为1200 kg。
(1)求该救生艇满载人员静止浮在海面上时,受到的浮力。
(2)求此时救生艇排开海水的体积。(ρ海水=1.03×10³ kg/m³)
(3)若将这只满载的救生艇完全浸没在海水中进行抗沉测试,它至少需要再受到一个多大的向下压力?(救生艇壳体体积约为2.5 m³,忽略艇内空气体积变化)
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“海洋光谱号”游轮科学探索之旅
——九年级压力、压强与浮力综合复习卷
第一章:登船与初识巨轮
情景:小明一家抵达上海吴淞口国际邮轮港,巨大的“海洋光谱号”停靠在码头。他们办理手续,登上游轮,开始探索。
1. 小明拉着行李箱通过登船廊桥。行李箱底部装有宽大的万向轮,这是通过( )来减小对桥面的压强。
A. 增大压力 B. 减小压力 C. 增大受力面积 D. 减小受力面积
2. 进入他们的海景房,小明注意到房间的窗户是厚厚的圆形玻璃窗。这种设计主要基于( )原理,使其能更好地承受深海压力。
A. 液体压强随深度增加 B. 帕斯卡定律 C. 拱形结构能分散压力 D. 连通器原理
3. 小明将一瓶密封的矿泉水从行李中取出,放在桌面上。下列关于这瓶水对桌面压力的说法,正确的是( )。
A. 压力就是水的重力 B. 压力是由于水瓶形变产生的
C. 压力的方向总是竖直向下 D. 压力大小等于水瓶(包括水和瓶)的重力
4. 登船后,小明感觉高层甲板的风比码头大很多,这是因为高处空气流通快。他看到救生艇悬挂在船舷外,艇底距离海面约10米,此处海水压强约为 _____ Pa(ρ海水=1.03×10³kg/m³,只列表达式)。
5. 游轮停靠在码头时,船底浸入海水中的深度,比在空旷深海区航行时要 ______(选填“深”或“浅”)。
6. 桌子上放着一个圆形纪念品模型。请在答题卡相应位置,用示意图画出该模型对桌面的压力,并简要说明:模型对桌面的压力与桌面对模型的支持力是一对相互作用力吗?为什么?
7. 小明的行李箱(含物品)总质量为24 kg,箱底装有4个相同的轮子,每个轮子与地面的接触面积为2.5 cm²。
(1)求行李箱静止在水平地面上时,对地面的压力。
(2)求行李箱对地面的压强。
(3)若小明提起行李箱拉杆,使其中两个轮子离地,则此时行李箱对地面的压强变为多少?
第二章:航行中的物理奥秘
情景:游轮鸣笛启航,驶离黄浦江,进入广阔的东海。船上活动丰富多彩,小明观察到了许多有趣的物理现象。
8. 在甲板泳池边,小明将同一个实心玩具球分别轻轻放入淡水池和海水池中,球均漂浮。则球在( )中浸入的体积更大,在( )中受到的浮力更大。
A. 淡水池;淡水池 B. 淡水池;一样大
C. 海水池;海水池 D. 海水池;一样大
9. 小明在儿童活动中心玩“空气炮”游戏,压缩空气将纸团快速推出。此现象主要说明了( )。
A. 气体压强与体积的关系 B. 力的作用是相互的
C. 大气压的存在 D. 浮力原理
二、填空题
10. 游轮从江水驶入海水的过程中,船身会略微 ______(上浮/下沉)。这是因为海水密度更大,在浮力 ______(不变/变大/变小)的情况下,排开液体的体积 ______。此时,船底受到的液体压强会 ______(不变/变大/变小)。
11. 小明在餐厅喝果汁时发现,用吸管喝饮料时,吸管内的气压比外界大气压要低。请解释为什么吸管内的气压会降低,以及饮料是如何被“吸”上来的。
12. 游轮上的一个长方形观景池,长8m,宽4m,池内注入深度为1.2 m的海水
(ρ海水=1.03×10³ kg/m³)。
(1)求池底受到的海水压强。
(2)求池底受到的海水压力。
(3)若将此池中的海水全部替换为淡水(ρ水=1.0×10³ kg/m³),并保持相同深度,池底受到的压力变化了多少?
13. 小明用弹簧测力计、细线、金属块、烧杯和水,模拟探究“影响浮力大小的因素”。
步骤一:在空气中测出金属块重力G。
步骤二:将金属块部分浸入水中,读出测力计示数F1,计算浮力F浮1。
步骤三:将金属块完全浸没在水中不同深度,读出测力计示数F2、F3,发现F₂___ F₃(选填“>”、“<”或“=”),说明浮力大小与浸没深度 ______(有关/无关)。
步骤四:将金属块完全浸没在浓盐水中,读出测力计示数F4,发现F4 ______ F2(选填“>”、“<”或“=”),说明浮力大小与 ______ 有关。
(2)若已知G=7.8N,F₂=6.8N,ρ水=1.0×10³ kg/m³。求金属块的体积和密度。
14. 游轮的“北极星”观景舱上升到离海面约90米的高空。
(1)上升过程中,小明携带的一包密封薯片袋子鼓了起来。请解释原因。
(2)若观景舱顶部一块圆形玻璃天窗的直径约为0.4 m,求在90米高空(大气压取1.0×10⁵ Pa),外部空气对这块天窗产生的压力大约是多少?
第三章:深海探秘与安全护航
情景:游轮组织参观引擎控制室、参与安全演习,并介绍深海科技。小明对船舶的浮力原理和深海压力产生了浓厚兴趣。
15. 参观船模时,工程师讲解道:现代轮船多用钢铁制造,但能浮于水面,关键在于其采用了 ______ 结构,使它能排开更多的水,获得巨大的 ______ 。轮船的“吃水线”刻度反映了在不同密度的水域中,其 ______ 的大小。
16. 在安全演习中,小明了解到救生艇必须能在恶劣海况下保持稳定。以下关于救生艇的设计与原理,说法错误的是( )。
A. 救生艇底部宽大,是为了增大稳度,防止倾覆
B. 救生艇满载漂浮时,其重力等于它受到的浮力
C. 救生艇从海里被吊回甲板的过程中,受到的浮力逐渐变大
D. 救生艇的储备浮力(空余容积)是重要的安全指标
17. 某型救生艇的质量为800 kg,最大载员质量为1200 kg。
(1)求该救生艇满载人员静止浮在海面上时,受到的浮力。
(2)求此时救生艇排开海水的体积。(ρ海水=1.03×10³ kg/m³)
(3)若将这只满载的救生艇完全浸没在海水中进行抗沉测试,它至少需要再受到一个多大的向下压力?(救生艇壳体体积约为2.5 m³,忽略艇内空气体积变化)
参考答案与解析
第一章:登船与初识巨轮(基础巩固篇)
1. C 解析:压力不变时,增大受力面积可以减小压强。
2. C 解析:拱形结构能够将压力分散到各个方向,从而提高承压能力。
3. D 解析:静止在水平面上的物体对水平面的压力等于其重力。
4. 1.03×10³×9.8×10 解析:应用液体压强公式p=ρgh,其中h=10m。
5. 浅 解析:深海航行时,船体受水流抬升等因素影响,吃水深度通常会略浅。
6. 示意图:作用点在接触面中心,方向垂直桌面向下,标出F压。
简答:是相互作用力。因为模型对桌面的压力作用在桌面上,桌面对模型的支持力作用在模型上,两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,且作用在两个不同的物体上。
7. (1)235.2 N (2)2.352×10⁵ Pa (3)4.704×10⁵ Pa
解析:
(1)F=G=mg=24kg×9.8N/kg=235.2N
(2)S=4×2.5cm²=10cm²=1×10⁻³m²,P=F/S=235.2N/(1×10⁻³m²)=2.352×10⁵Pa
(3)受力面积减半,S'=5cm²=5×10⁻⁴m²,P'=F/S'=235.2N/(5×10⁻⁴m²)=4.704×10⁵Pa
第二章:航行中的物理奥秘(能力提升篇)
8. B 解析:漂浮时浮力等于重力,重力不变则浮力相等;由F浮=ρ液gV排可知,密度小的液体需要更大的V排。
9. A 解析:压缩空气体积减小,压强增大,从而推动纸团射出。
10. 上浮;不变;减小;变大
解析:漂浮时浮力等于重力,不变;由F浮=ρ液gV排,密度增大则V排减小;由p=ρgh,密度增大则压强增大。
11. 用嘴吸走吸管内部分空气,使管内气压降低,管外大气压大于管内气压,饮料就在这个压力差作用下被压入吸管。
12. (1)1.21×10⁴ Pa (2)3.88×10⁵ N (3)减少了1.13×10³ N
解析:
(1)p=ρ海水gh=1.03×10³×9.8×1.2≈1.21×10⁴Pa
(2)F=pS=1.21×10⁴Pa×(8×4)m²=3.88×10⁵N
(3)ΔF=(ρ海水-ρ水)ghS=0.03×10³×9.8×1.2×32≈1.13×10³N
13. (1)=;无关;<;液体密度
(2)V≈1.02×10⁻⁴m³,ρ≈7.8×10³kg/m³
解析:
(2)F浮=G-F₂=7.8-6.8=1.0N
V=V排=F浮/(ρ水g)=1.0N/(1.0×10³×9.8)≈1.02×10⁻⁴m³
m=G/g=7.8/9.8≈0.796kg
ρ=m/V=0.796kg/(1.02×10-4m³)≈7.8×10³kg/m³
14. (1)高空大气压降低,袋内气压大于外部气压,将袋子撑鼓。
(2)F≈1.26×10⁴ N
解析:
(2)S=πr²=3.14×(0.2)²=0.1256m²
F=pS=1.0×10⁵Pa×0.1256m²=1.256×10⁴N
第三章:深海探秘与安全护航(综合应用篇)
15. 空心;浮力;排水量(或浮力)
16. C 解析:救生艇被吊起时,排开水的体积减小,浮力逐渐减小。
17. (1)1.96×10⁴ N (2)1.94 m³ (3)5.64×10³ N
解析:
(1)F浮=G总=(800+1200)kg×9.8N/kg=1.96×10⁴N
(2)V排=F浮/(ρ海水g)=1.96×10⁴/(1.03×10³×9.8)≈1.94m³
(3)F浮'=ρ海水gV壳=1.03×10³×9.8×2.5≈2.524×10⁴N
F压=F浮'-G总=2.524×10⁴-1.96×10⁴=5.64×10³N
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