内容正文:
山东省菏泽市郓城县程屯中学2024-2025学年下学期八年级5月份月考卷
一、选择题(共9小题)
1. 下列对我们身边一些物体的数据估测,合理的是( )
A. 歌乐山山顶的大气压约为
B. 大气压对某初二同学大拇指指甲的压力约为1000N
C. 某初二同学漂浮在水中时受到的浮力约为100N
D. 某初二同学站在水平地面上时对地面的压强约为
【答案】D
【解析】
【详解】A.大气压随着高度的升高而减小,标准大气压约为,歌乐山山顶的海拔较高,其大气压应小于标准大气压,而远大于一个标准大气压,故A不符合题意;
B.大拇指指甲的面积约为
大气压强约为,由可知,大拇指指甲受到的大气压力约为
远小于1000N,故B不符合题意;
C.初中生质量约为50kg,其重力为
该同学在水中游泳时接近漂浮,受到的浮力约为
故C不符合题意;
D.初中生质量约为50kg,其重力为
则压力
通常初中生的脚长约25cm、脚宽约8cm,单只脚的接触面积约为
双脚站立时与地面的接触面积约为
根据压强公式,则他对水平地面的压强约为
故D符合题意。
故选D。
2. 一个空药瓶,瓶口扎上橡皮膜,分别竖直地浸入甲、乙两杯液体中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,两次药瓶在液体里的位置相同,两杯中液面相平,如图所示。若两次实验中橡皮膜的凹陷程度相同,下列说法正确的是( )
A. 甲杯中橡皮膜受到的压强小 B. 甲、乙两杯中液体密度相等
C. 药瓶在甲杯中受到的浮力较大 D. 乙杯底部受到液体压强较大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由图得,橡皮膜在甲中深度较浅,两次实验中橡皮膜的凹陷程度相同,说橡皮膜受到的液体的压强相等,由得,甲液体密度大小于乙液体密度,故AB错误;
C.甲液体密度大小于乙液体密度,药瓶排开液体的体积相等,由得,药瓶在甲杯中受到的浮力较大,故C正确;
D.两杯中液面相平,则两杯液体的深度相等,甲液体密度大于乙液体密度,由得,乙杯底部受到液体压强较小,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,我国汉代发明的孔明灯,加热灯内空气,当内部气体的密度比外部气体密度小到一定程度时,孔明灯就上升。海拔越高,空气越稀薄,若忽略孔明灯体积的变化,在升空过程中,它所受浮力( )
A. 始终不变 B. 将会变小
C. 先不变后变小 D. 将会变大
【答案】B
【解析】
【详解】根据阿基米德原理F浮=ρV排g,孔明灯在空气中受到的浮力等于它排开空气的重力。在升空过程中,孔明灯体积V排不变,但海拔越高空气越稀薄,即空气密度ρ气逐渐变小,g为常数不变,所以它所受浮力F浮变小。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4. 甲、乙两物体的密度之比为3:5,质量之比为3:4,现将它们完全浸没在水中,则它们受到的浮力之比F甲:F乙为( )
A. 3:5 B. 4:5 C. 4:3 D. 5:4
【答案】D
【解析】
【详解】由题知m甲∶m乙=3∶4,ρ甲∶ρ乙=3∶5
由公式可知,
又知道两球都浸没在液体中,则V排=V物,甲乙两球排开的液体体积之比
又因为F浮=ρ液gV排,浸没在同种液体中,所以甲、乙两球所受浮力之比
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5. 水平桌面上有一底面积为S1的圆柱形薄壁容器,容器内装有质量为m的水。现将一个底面积为S2的圆柱形木块(不吸水)缓慢放入水中,木块在水中静止时与容器底接触(部分露出水面),此时木块对容器底的压力刚好为零,如图所示。已知水的密度为ρ水,下列说法错误的是( )
A. 放入木块前水对容器底的压强为
B. 木块排开水的体积为
C. 木块所受的浮力为
D. 木块的重力为
【答案】D
【解析】
【详解】A.因容器为圆柱形容器,则放入木块前水对容器底的压力
放入木块前水对容器底的压强,故A正确,不符合题意;
BC.由可得,容器内水的体积
木块直立在水中且与容器底接触,放入木块后容器内水的深度
放入木块后,木块排开水的体积
木块受到的浮力,故BC正确,不符合题意;
D.因木块对容器底的压力刚好为零,即为漂浮,所以木块的重力,故D错误,符合题意。
故选D。
6. 如图所示,放在水平桌面上装满水的溢水杯(可视为柱形容器),底面积为,用一质量和体积均不计的牙签将棱长为、质量为的实心正方体物块全部浸入溢水杯后,溢出的水流入旁边的小烧杯中。以下说法正确的是( )
A. 正方体物块的密度为
B. 物块全部浸入水中时所受浮力为
C. 若取下牙签,待物块静止后,物块下表面受到水的压强为
D. 若取下牙签,待物块静止后,水对溢水杯底的压强变化量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.正方体物块的体积
正方体质量,正方体物块的密度为
故A错误;
B.物块全部浸入水中时所受浮力为
故B错误;
C.物块的重力
所以取下牙签后物块漂浮,此时物块受到的浮力
根据浮力产生的原因(物块漂浮时),所以物块下表面受到的压力
物块下表面受到水的压强
故C错误;
D.物块漂浮时排开水的重力
排开水的质量
排开水的体积
水面下降的高度
水对溢水杯底的压强变化量
故D正确。
故选D。
7. 如图所示,在水平桌面上,甲、乙两个完全相同的玻璃杯分别装有不同密度的盐水。把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中悬浮,而在乙杯中漂浮,且放入鸡蛋后液面高度相同。下列说法正确的是( )
A. 甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度
B. 甲杯对桌面的压强小于乙杯对桌面的压强
C. 甲杯中盐水对杯底的压强等于乙杯中盐水对杯底的压强
D. 鸡蛋在甲杯中所受浮力大于在乙杯中所受浮力
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,鸡蛋在甲杯中悬浮,可得,鸡蛋在乙杯中漂浮,可得,所以,故A错误;
B.因为鸡蛋在甲中悬浮,鸡蛋排开水的体积,乙中漂浮时,鸡蛋排开水的体积,则,又因为两液面相平,液体的体积与排开液体的体积之和相同,所以甲液体的体积小于乙液体的体积,由A知,根据公式知,根据公式可知,甲、乙两个烧杯对水平桌面的压力
所以,根据压强公式知甲烧杯对水平桌面的压强小于乙烧杯对水平面的压强,故B正确;
C.由题可知,两液面相平,即,且,根据公式可得甲杯中盐水对杯底的压强小于乙杯中盐水对杯底的压强,故C错误;
D.同一个鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态,受到的浮力都等于其自身的重力,所以鸡蛋在甲杯中所受浮力等于在乙杯中所受浮力,故D错误。
故选B。
8. 一个充气的气球下面挂一个金属块,把它们放入水中某处恰能悬浮,如图所示.如果轻轻向下触碰一下气球,则金属块和气球
A. 先向下运动,然后回到原来的位置 B. 向下运动,最终沉底
C. 向上运动,最终漂浮 D. 都有可能
【答案】B
【解析】
【详解】原来金属块和小气球悬浮在水中,F浮=G,把金属块及气球的位置轻轻向下移动一些,所处的深度增加,由公式 知,小气球受到水的压强增大,气球的体积变小,所以气球排开水的体积减小,由公式 知,气球受到的浮力减小,使得浮力小于自重而向下运动直到触碰到容器底部,故B正确.
9. 如图甲,圆柱形薄壁容器装有适量的水放在水平地面上,底面积为,正方体M的边长为10cm,物体N的体积为,M、N一起漂浮,M底部受到水的压强为900Pa。如图乙。取下N物体,放入水中沉底,水面下降了2cm。下列说法正确的是( )
A. M的密度为
B. 乙图中N物体对容器底的压力为2N
C. 相比于甲图,乙图中M底部受到水的压力减少了6N
D. 相比于甲图,乙图中容器对地面的压强减少了200Pa
【答案】C
【解析】
【详解】AC.M、N一起漂浮在水面上,M底部受到水的压强为900Pa,由浮力产生的原因可知,M、N整体受到的浮力为F浮=F向上-F向下=p向上S-0N=900Pa×(0.1m)2=9N
由阿基米德原理可知,此时排开水的体积为
取下N物体,放入水中沉底,水面下降2cm,则排开水的体积减小量为ΔV排=S容Δh=200cm2×2cm=400cm3
此时M排开水的体积为V排M=V排-ΔV排-VN=900cm3-400cm3-200cm3=300cm3
此时M漂浮在水面,则M的重力为GM=F浮M=ρ水gV排M=1.0×103kg/m3×10N/kg×300×10-6m3=3N
由G=mg=ρVg可知M的密度为
此时M下表面受到压力为F向上'=F浮M=3N
所以M底部受到的压力减小量为ΔF=F向上-F向上'=900Pa×(0.1m)2-3N=6N
故A错误,C正确;
B.未取下N时,M、N整体漂浮在水面,则N的重力为GN=F浮-GM=9N-3N=6N
乙图中N物体受到的浮力为F浮N=ρ水gV排N=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10-6m3=2N
乙图中N物体对容器底的压力为F压=GN-F浮N=6N-2N=4N
故B错误;
D.容器对地面的压力等于容器、水及物体的重力总和,取下N物体放入水中沉底,容器对地面的压力不变,根据可知容器对地面的压强不变,故D错误。
故选C。
二、多选题(共4小题)
10. 两个完全相同的圆柱形容器甲、乙,装有同样多的水,放置在水平桌面上,将体积相等的不同物体A、B分别放入甲、乙中,A漂浮,B悬浮,水都没有溢出。下列判断正确的是( )
A. A、B的密度ρA>ρB
B. A、B受到的浮力FA<FB
C. 甲、乙中水对容器底的压强p甲=p乙
D. 甲、乙对桌面的压强p甲'<p乙'
【答案】BD
【解析】
【详解】AD.由图可知,因A漂浮,B悬浮,根据物体沉浮条件可知
ρA<ρ水,ρB=ρ水
则
ρA<ρB
因两物体的体积相同,则根据
G=mg=ρVg
可知,两物体所受重力关系为
GA<GB
又因两相同的容器中装有相同质量的水,则水和容器的总重力相同,所以,容器对桌面的压力关系为
F甲<F乙
由于两容器的底面积相同,由可知,容器对桌面的压强关系是
p甲′<p乙′
故D正确,故A错误;
BC.已知A、B体积相等,由图可知,A排开水的体积小于其自身体积,即
VA排<VA
B排开水的体积等于其自身体积,即
VB排=VB
则
VA排<VB排
由于A、B都是放入水中,所以根据F浮=ρ液gV排可知,A受到的浮力小于B受到的浮力,即
FA<FB
由于甲、乙都装有同样多的水,其中
VA排<VB排
则甲容器水上升的高度小于乙容器上升的高度,由p=ρ液gh可知,两容器中水对底部的压强关系为
p甲<p乙
故B正确,C错误;
故选BD。
11. 如图所示,一边长为10cm的正方体物块漂浮在水面上,物块露出水面的体积为物块总体积的,,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A. 该物块排开水的体积为
B. 该物块受到的浮力为8N
C. 该物块的质量为8kg
D. 该物块的密度为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.物块露出水面的体积为物块总体积的,则该物块排开水的体积为
故A正确;
B.该物块受到的浮力为
故B正确;
C.物块漂浮受到的浮力与重力相等,则物块的质量为
故C错误;
D.该物块的体积为
该物块的密度为
故D正确。
故选ABD。
12. 小红用大塑料瓶(大瓶)和开口的小玻璃瓶(小瓶)制作了如图甲所示的“浮沉子”。装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上,拧紧大瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量空气,小瓶内空气的质量可忽略不计,通过挤压大瓶可实现小瓶的浮沉挤压过程中,小瓶不接触大瓶瓶壁。小瓶可视为圆柱形容器,其底面积,高,忽略其底和壁的厚度。初始状态小瓶漂浮,大瓶中的气体压强为105Pa,此时简化的模型如图乙所示,两瓶内水面的高度差,小瓶开口处到大瓶内水面的距离。水的密度,取。下列说法正确的是( )
A. 当小瓶下沉时,若取小瓶、小瓶中气体和小瓶中的水整体为研究对象,则重力不变,浮力减小
B. 初始状态小瓶漂浮时,小瓶内的气体压强为100300Pa
C. 小瓶的质量为6g
D. 用适当大小的力挤压大瓶,使小瓶恰好悬浮时,小瓶内空气的体积为6cm3
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.挤压大瓶时,大瓶中的气体压强变大,大瓶中的水被压入小瓶中,若取小瓶、小瓶中气体和小瓶中的水整体为研究对象,则重力变大,小瓶下沉,排开水的体积变大,根据,浮力变大,小瓶浸没后,排开水的体积不变,则浮力不变,所以浮力先变大后不变,故A错误;
B.初始状态小瓶漂浮时,小瓶受力平衡,此时小瓶内的气体压强p内气等于大瓶中的气体压强p外气与深度为h1的水产生的压强p1之和,则
故B正确;
C.由图乙可知,小瓶处于漂浮状态,小瓶排开水的体积
小瓶所受浮力
由物体的漂浮条件可知,小瓶的重力
小瓶的质量
故C正确;
D.用适当大小的力挤压大瓶,使小瓶恰好悬浮时,则所受浮力
与漂浮时相比,浮力不变,故排开水的体积不变,故此时小瓶内空气柱的高度为3cm,此时小瓶内空气的体积等于漂浮时排开水的体积,为6cm3,故D正确。
故选BCD。
13. 如图所示,a、b是两个质量相等的正方体,,水平桌面上两个相同的柱状容器分别装有甲、乙两种液体。a在甲液面漂浮,b用细线吊着静止在乙液体中(细线对b有拉力)。两容器液面相平,a、b露出液面的高度相同。下列说法正确的是( )
A. a受到的浮力大于b受到的浮力
B. 甲液体的密度大于乙液体的密度
C. 左侧容器对桌面的压强小于右侧容器对桌面的压强
D. 若剪断细线,b静止时,乙液体对容器底的压力变大
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.a和b的质量相等,则a和b的重力相等,a在甲液体中漂浮,b悬挂在乙液体中,a受到的浮力等于其重力,而b受到的浮力小于其重力,故a受到的浮力大于b受到的浮力,故A正确;
B.由于,a、b露出液面的高度相同,则,a受到的浮力大于b受到的浮力,根据根据阿基米德原理可知,,故B正确;
C.两个容器对桌面的压力等于它们的总重力,左侧容器对桌面的压力为
右侧容器对桌面的压力为
液体深度相同,且,则甲、乙液体的体积为,由于,则,a和b的重力相同,故可得。两容器底面积相同,根据可知,左侧容器对桌面的压强大于右侧容器对桌面的压强,故C错误;
D.若剪断细线,b静止时将沉底,b排开液体的体积变大,即乙中液体的高度增大,根据可知,乙液体对容器底的压强变大,根据可知,乙液体对容器底的压力增大,故D正确。
故选ABD。
三、填空题(共3小题)
14. 一个气球下面挂着一个金属球,一起悬浮在装有水的圆柱形容器中,如图所示。现沿容器壁缓缓注入一定量的水,则金属球受到的浮力将 ___________ (选填“变大”或“变小”或“不变”),金属球和气球的整体将 ___________ (选填“上浮”或“下沉”或“悬浮”)。
【答案】 ①. 不变 ②. 下沉
【解析】
【详解】[1]刚开始,气球和金属球整体悬浮在水中,根据悬浮体平衡条件,它们所受的浮力之和等于重力之和。现沿容器壁缓缓注入一定量的水,金属球的体积不变,它排开水的体积不变,由知,金属球受到的浮力将不变。
[2]注入一定量的水,水的深度增加,由知气球受到水的压强增大,气球体积变小,气球排开水的体积变小,由知气球受到的浮力变小。
由于气球的浮力变小,金属球的浮力不变,所以金属球和气球的总浮力变小,浮力之和小于重力之和,所以金属球和气球整体将下沉。
15. 两个相同的柱形容器放在水平桌面上,里面分别装有质量相等的甲、乙两种液体,将A、B两个质量相等的实心球放入甲液体中,静止时两球状态如图所示。若将这两球放入乙液体中静止时均漂浮,A、B两球排开乙液体的体积分别为VA排、VB排,则VA排___ VB排。甲、乙两液体对容器底的压强分别为p1、p2,两容器对桌面的压强分别为p1'、p2', 则p1___p2, p1'___p2'。若甲液体是水,且B球分别在甲、乙两液体中所受浮力之比为5:6, 则B球密度ρB=___kg/m3。
【答案】 ①. = ②. < ③. = ④. 1.2×103
【解析】
【详解】[1]A、B的质量相等,将这两球放入乙液体中静止时均漂浮,所受浮力等于重力,根据知道,A、B所受的浮力相等,由知道,A、B排开液体的体积相等,即
[2]将A、B两个质量相等的实心球放入甲液体中,由图可知,A球漂浮,B球沉底,根据物体浮沉条件知道,B所受的浮力小于B的重力,则A、B在甲液体中所受的总浮力小于它们在乙液体中所受的总浮力,由力的相互性知道,A、B对甲液体的压力小于它们对乙液体的压力,液体对柱形容器底的压力等于液体的重力和A、B对液体的压力之和,故甲液体对容器底的压力小于乙液体对容器底的压力,由 知道,甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强,即
[3]容器对桌面的压力等于容器、液体和物体的总重力,根据F=G=mg知道,两容器对桌面的压力相等,由 知道,两容器对桌面的压强相等,即
[4]B球在水中沉底,排开水的体积等于B的体积,B球在乙中漂浮,所受浮力等于重力,根据、知道,
则B球的密度
16. 大量实验表明:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于________大小。研究表明,阿基米德原理也适用于________。将瓶口朝下,放入一个乒乓球,同时向瓶中缓慢注水,发现有少量水从乒乓球与瓶口的缝隙漏出,乒乓球________上浮;拧上瓶盖,乒乓球________上浮。
【答案】 ①. 排开液体的重力 ②. 气体 ③. 不会 ④. 会
【解析】
【详解】[1]由阿基米德原理可知,,即浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于排开液体的重力大小。
[2]由于浸在气体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于排开气体的重力大小,所以阿基米德原理也适用于气体。
[3]由于浮力产生的根本原因是液体对物体上、下表面产生压力差,将瓶口朝下,放入一个乒乓球,同时向瓶中缓慢注水,则乒乓球上表面受到水的压力,下表面没有受到水的压力,所以乒乓球没有受到浮力,不会上浮。
[4]拧上瓶盖,有少量水从乒乓球与瓶口的缝隙漏出,当乒乓球下方有水后,乒乓球下表面受到水的压力,则乒乓球受到浮力,所以乒乓球会上浮。
四、作图题(共1小题)
17. 请画出图丙中鱼悬停在水中时所受重力和浮力的示意图。(点O是鱼的重心)
【答案】
【解析】
【详解】鱼悬浮在水中,受到的重力与浮力是一对平衡力,大小相等,方向相反,过鱼的重心O,分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,并分别用G和F浮表示,注意两条线段长度要相等,如图所示:
五、实验探究题(共2小题)
18. 在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小宇进行了如图所示的各项操作,弹簧测力计的示数如图所示:
(1)分析比较步骤A和D、E可知:浮力大小与物体浸没在液体中的______无关。
(2)分析A和______三个步骤可知:浮力的大小与液体的密度有关,实验中某液体的密度比水的密度______(选填“大”或“小”)。
(3)分析实验数据可知,金属块密度为______kg/m3。小宇做完实验后发现弹簧测力计指针在“0”刻度线的上方,则以上算得的金属块密度值比真实值______(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)深度 (2) ①. E、F ②. 大
(3) ①. ②. 偏小
【解析】
【小问1详解】
研究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度关系,要控制排开液体的体积和密度相同,只改变浸没在液体中的深度,故由ADE图可知,物体排开液体的体积相同时,液体的密度相同,浸没的深度不同,浮力相同,所以物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
【小问2详解】
[1]由分析比较A、E、F图知,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,浮力大小不同,故可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
[2]由图A知,弹簧测力计的分度值为0.1N,弹簧测力计示数为3.7N,即金属块的重力为G=3.7N
根据称重法可知:物块浸没在水中受到的浮力为
物块浸没在另一液体中受到的浮力为
根据阿基米德原理知,物体排开液体的体积相同时,密度越大,受到的浮力越大,故图F中液体密度大于水的密度。
【小问3详解】
[1]由(2)知,物块浸没在水中受到的浮力为,根据阿基米德原理知,此时物体排开液体的体积为
金属块的体积
金属块的质量
金属块的密度
[2]弹簧测力计指针在“0”刻度线的上方,测得的重力偏小,导致质量偏小,根据密度公式可知,当体积不变时,密度偏小。
19. 小明和小华各自做“验证阿基米德原理”实验,如图(a)所示为小明实验的示意图,图(b)所示为小华实验的部分示意图.
①在小明的实验示意图中,弹簧测力计的示数值分别为F1、F2和量筒中水面刻度值分别为V1、V2,若满足关系式_______时,则可以验证阿基米德原理.
②在小华的实验示意图中,使用了溢水杯和小烧杯,如果小华接着使用电子天平成功完成实验,天平应测量_____中水的质量m水(选填“溢水杯”或“小烧杯”),若此时图中两弹簧测力计的示数差值△F跟m水满足关系_____时,则可以验证阿基米德原理.
【答案】 ①. ②. 小烧杯 ③.
【解析】
【详解】(1)物体受到的浮力等于物体的重力减掉浸没水中时弹簧测力计的示数,即F浮=F1-F2;
量筒中水面两次示数差(V2-V1)表示金属块排开的水的体积,根据 和G=mg可得,金属块排开的水所受重力的表达式为:G排=m排g=ρ水gV排=ρ水g(V2-V1),实验中若
F1-F2=ρ水g(V2-V1),则可以验证阿基米德原理;
(2)研究浸没在液体中的物体受到的浮力与它排开的液体所受重力之间的关系时,需要用电子天平测量出小烧杯中溢出水的质量,根据G=mg知溢出水的重力G水=m水g,比较两弹簧测力计的示数差值△F跟G水的关系,若m水g,则可以验证阿基米德原理.
六、解答题(共1小题)
20. 如图所示,面积很大的水池,水面上浮着一边长为a、质量为m的正方体木块,开始时木块静止,如甲图。现用力F将木块匀速下压如乙图,下压时F随深度H的变化图像如丙图。已知水的密度为水,则:
(1)在甲图中画出木块的受力示意图;
(2)甲图中木块静止时所受的浮力;
(3)在木块匀速下沉的过程中,压力F的最大值。
【答案】(1) ;(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)图甲中,木块受竖直向下的重力、竖直向上的浮力作用,过木块重心分别做竖直向下的、竖直向上的带箭头的直线,分别表示木块受到的重力、浮力,如图所示:
(2)木块静止时漂浮在水面,受到的浮力等于木块本身的重力,即
(3)木块浸没后受到的浮力最大,此时压力F最大,此时木块排开水的体积等于木块的体积,此时木块受到的浮力
木块受到的最大压力
答:(1)略;
(2)甲图中木块静止时所受的浮力;
(3)在木块匀速下沉的过程中,压力F的最大值。
七、计算题(共1小题)
21. 如图所示是我国某型号潜水艇,已知其总体积为,漂浮在海面航行时(水舱未充水)排水量为9000t,某次下潜到海面下400m深处执行任务。(取)求:
(1)潜水艇漂浮在海面航行时排开海水的体积;
(2)潜水艇悬浮在海面下400m时,水舱中充入海水的重力。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】解:(1)潜水艇漂浮在海面航行时排开海水的体积为
(2)潜水艇未充水时的重力为
潜水艇悬浮在海面下400m时,浸没在海水中,此时它受到的浮力为
此时,潜水艇和充入的水的总重为
水舱中充入海水的重力为
答:(1)潜水艇漂浮在海面航行时排开海水的体积为;
(2)潜水艇悬浮在海面下400m时,水舱中充入海水的重力为。
八、综合能力题(共2小题)
22. 如图甲所示的是目前世界上最大的“升船电梯”三峡升船机运行时的情景,“水力浮筒式”是其中一种升降船厢方式,如图乙是它的工作原理图。当进水阀关闭、排水阀打开时,竖井中水位下降,两个相同的浮筒也随之下降,承船厢就会上升;反之承船厢就会下降。某次升船机运行时,游轮从大坝上游江面驶入升船机的承船厢(游轮底部与承船厢底部不接触),随后升船机历时8min将游轮从海拔高度为156m的上游江面,沿竖直方向运送至海拔高度为48m的下游江面。
(1)游轮随承船厢下降时,应该打开___________(选填“进水阀”或“排水阀”),该次升船机运行过程中,游轮随承船厢下降的平均速度为___________m/s;
(2)游轮驶入承船厢后,船底距水面4m,求船底300cm2的钢板上受到水的压力;
(3)已知船厢装满水后船厢和水的总质量为,每个浮筒的质量为,当质量为的船只驶入装满水的船厢,船厢上升到与上游水位相平时(即图中所示位置),进水阀,排水阀都关闭,此时每个浮筒排开水的体积是多少m3?(不计钢绳和滑轮的重力及摩擦)。
【答案】(1) ①. 进水阀 ②. 0.225
(2)1200N (3)
【解析】
【小问1详解】
[1]由题意知,当进水阀关闭、排水阀打开时,竖井中水位下降,两个相同的浮筒也随之下降,承船厢就会上升;反之承船厢就会下降,所以游轮随承船厢下降时,应该打开进水阀。
[2]该次升船机运行过程中,游轮随承船厢下降的路程
平均速度
【小问2详解】
游轮驶入承船厢后,船底距水面4m,船底受到的水的压强
船底300cm2的钢板上受到水的压力
【小问3详解】
因为轮船驶入装满水的船厢后处于漂浮状态,所以,由漂浮条件和阿基米德原理可得
则装满水的船厢和船的总重力
设每根钢绳的拉力为F,对船厢进行受力分析如图甲所示:
由力的平衡条件可得 ①
不计钢绳和滑轮的重力及摩擦,对一只浮筒进行受力分析如图乙所示,由力的平衡条件可得 ②
②﹣①可得,每个浮筒受到的浮力
由可得,每个浮筒排开水的体积
23. 鲲龙一600以下简称飞机,如图甲是中国大飞机三剑客之一,是我国自行设计研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机;飞机使用四台WJ﹣6涡轮螺旋发动机;单台发动机的功率约3800kW,最大起飞质量可达53.5t(装满货物时的总质量),最大平飞速度为560km/h,最大航程可达5500km;(,g取10N/kg)
(1)飞机的机翼设计成图乙所示的截面图;当水平飞行时,机翼上方空气速度 ______,压强 ______;
(2)对停放于水平地面的飞机进行下列分析,其中正确的是 ______;
A.飞机轮胎有一定的形变,是因为飞机受到重力作用的结果
B.飞机对地面的压力和地面对飞机的支持力是一对相互作用力
C.飞机受到的重力和飞机对地面的压力是一对平衡力
D.因为飞机处于静止状态所以没有惯性
(3)装满货物的大飞机所受的重力为 ______N,若此时飞机停在了水面上.则它排开水的体积为 ______m3;
(4)在水面滑行测试中,飞机蓄一定质量的水,每台发动机牵引力的实际功率为600kW,飞机在水面上以36km/h的速度匀速滑行了1min:滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍,飞机和所蓄水的总质量为 ______kg。
【答案】 ①. 大 ②. 小 ③. B ④. 5.35×105 ⑤. 53.5 ⑥. 4.8×104
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1][2]飞机机翼上方的空气流速大、压强小,机翼下方流速小、压强大,气体就会产生一个向上的压力差,这就是飞机升力的产生原因。
(2)[3]A.飞机轮胎有一定的形变,是因为飞机受到支持力的作用,支持力改变了轮胎的形状,故A错误;
B.飞机对地面的压力和地面对飞机的支持力,大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上,是一对相互作用力,故B正确;
C.飞机受到的重力和飞机对地面的压力,这两个力没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,故C错误;
D.物体的惯性只与物体的质量有关,此时飞机静止,仍然有惯性,故D错误。
故选A。
(3)[4][5]由题意可知,装满货物的大飞机所受的重力为
G=mg=53.5×103kg×10N/kg=5.35×105N
为了能在水上起降,飞机应该漂浮在水面,故受到的浮力为
F浮=G=5.35×105N
由F浮=ρgV排可得,排开水的体积为
(4)[6]由题意可知,飞机在水面上的速度为
v=36km/h=10m/s
由P=Fv可得,飞机受到的牵引力为
因飞机匀速滑行,处于受力平衡状态,故飞机受到的阻力为
f=F=2.4×105N
由题意可知,f=0.5G总,故此时飞机的总重力为
G总=2f=2×2.4×105N=4.8×105N
故此时飞机的总质量为
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山东省菏泽市郓城县程屯中学2024-2025学年下学期八年级5月份月考卷
一、选择题(共9小题)
1. 下列对我们身边一些物体的数据估测,合理的是( )
A. 歌乐山山顶的大气压约为
B. 大气压对某初二同学大拇指指甲的压力约为1000N
C. 某初二同学漂浮在水中时受到的浮力约为100N
D. 某初二同学站在水平地面上时对地面的压强约为
2. 一个空药瓶,瓶口扎上橡皮膜,分别竖直地浸入甲、乙两杯液体中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,两次药瓶在液体里的位置相同,两杯中液面相平,如图所示。若两次实验中橡皮膜的凹陷程度相同,下列说法正确的是( )
A. 甲杯中橡皮膜受到的压强小 B. 甲、乙两杯中液体密度相等
C. 药瓶在甲杯中受到的浮力较大 D. 乙杯底部受到液体压强较大
3. 如图所示,我国汉代发明的孔明灯,加热灯内空气,当内部气体的密度比外部气体密度小到一定程度时,孔明灯就上升。海拔越高,空气越稀薄,若忽略孔明灯体积的变化,在升空过程中,它所受浮力( )
A. 始终不变 B. 将会变小
C. 先不变后变小 D. 将会变大
4. 甲、乙两物体的密度之比为3:5,质量之比为3:4,现将它们完全浸没在水中,则它们受到的浮力之比F甲:F乙为( )
A. 3:5 B. 4:5 C. 4:3 D. 5:4
5. 水平桌面上有一底面积为S1的圆柱形薄壁容器,容器内装有质量为m的水。现将一个底面积为S2的圆柱形木块(不吸水)缓慢放入水中,木块在水中静止时与容器底接触(部分露出水面),此时木块对容器底的压力刚好为零,如图所示。已知水的密度为ρ水,下列说法错误的是( )
A. 放入木块前水对容器底的压强为
B. 木块排开水的体积为
C. 木块所受的浮力为
D. 木块的重力为
6. 如图所示,放在水平桌面上装满水的溢水杯(可视为柱形容器),底面积为,用一质量和体积均不计的牙签将棱长为、质量为的实心正方体物块全部浸入溢水杯后,溢出的水流入旁边的小烧杯中。以下说法正确的是( )
A. 正方体物块的密度为
B. 物块全部浸入水中时所受浮力为
C. 若取下牙签,待物块静止后,物块下表面受到水的压强为
D. 若取下牙签,待物块静止后,水对溢水杯底的压强变化量为
7. 如图所示,在水平桌面上,甲、乙两个完全相同的玻璃杯分别装有不同密度的盐水。把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中悬浮,而在乙杯中漂浮,且放入鸡蛋后液面高度相同。下列说法正确的是( )
A. 甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度
B. 甲杯对桌面的压强小于乙杯对桌面的压强
C. 甲杯中盐水对杯底的压强等于乙杯中盐水对杯底的压强
D. 鸡蛋在甲杯中所受浮力大于在乙杯中所受浮力
8. 一个充气的气球下面挂一个金属块,把它们放入水中某处恰能悬浮,如图所示.如果轻轻向下触碰一下气球,则金属块和气球
A. 先向下运动,然后回到原来的位置 B. 向下运动,最终沉底
C. 向上运动,最终漂浮 D. 都有可能
9. 如图甲,圆柱形薄壁容器装有适量的水放在水平地面上,底面积为,正方体M的边长为10cm,物体N的体积为,M、N一起漂浮,M底部受到水的压强为900Pa。如图乙。取下N物体,放入水中沉底,水面下降了2cm。下列说法正确的是( )
A. M的密度为
B. 乙图中N物体对容器底的压力为2N
C. 相比于甲图,乙图中M底部受到水的压力减少了6N
D. 相比于甲图,乙图中容器对地面的压强减少了200Pa
二、多选题(共4小题)
10. 两个完全相同的圆柱形容器甲、乙,装有同样多的水,放置在水平桌面上,将体积相等的不同物体A、B分别放入甲、乙中,A漂浮,B悬浮,水都没有溢出。下列判断正确的是( )
A. A、B的密度ρA>ρB
B. A、B受到的浮力FA<FB
C. 甲、乙中水对容器底的压强p甲=p乙
D. 甲、乙对桌面的压强p甲'<p乙'
11. 如图所示,一边长为10cm的正方体物块漂浮在水面上,物块露出水面的体积为物块总体积的,,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A. 该物块排开水的体积为
B. 该物块受到的浮力为8N
C. 该物块的质量为8kg
D. 该物块的密度为
12. 小红用大塑料瓶(大瓶)和开口的小玻璃瓶(小瓶)制作了如图甲所示的“浮沉子”。装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上,拧紧大瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量空气,小瓶内空气的质量可忽略不计,通过挤压大瓶可实现小瓶的浮沉挤压过程中,小瓶不接触大瓶瓶壁。小瓶可视为圆柱形容器,其底面积,高,忽略其底和壁的厚度。初始状态小瓶漂浮,大瓶中的气体压强为105Pa,此时简化的模型如图乙所示,两瓶内水面的高度差,小瓶开口处到大瓶内水面的距离。水的密度,取。下列说法正确的是( )
A. 当小瓶下沉时,若取小瓶、小瓶中气体和小瓶中的水整体为研究对象,则重力不变,浮力减小
B. 初始状态小瓶漂浮时,小瓶内的气体压强为100300Pa
C. 小瓶的质量为6g
D. 用适当大小的力挤压大瓶,使小瓶恰好悬浮时,小瓶内空气的体积为6cm3
13. 如图所示,a、b是两个质量相等的正方体,,水平桌面上两个相同的柱状容器分别装有甲、乙两种液体。a在甲液面漂浮,b用细线吊着静止在乙液体中(细线对b有拉力)。两容器液面相平,a、b露出液面的高度相同。下列说法正确的是( )
A. a受到的浮力大于b受到的浮力
B. 甲液体的密度大于乙液体的密度
C. 左侧容器对桌面的压强小于右侧容器对桌面的压强
D. 若剪断细线,b静止时,乙液体对容器底的压力变大
三、填空题(共3小题)
14. 一个气球下面挂着一个金属球,一起悬浮在装有水的圆柱形容器中,如图所示。现沿容器壁缓缓注入一定量的水,则金属球受到的浮力将 ___________ (选填“变大”或“变小”或“不变”),金属球和气球的整体将 ___________ (选填“上浮”或“下沉”或“悬浮”)。
15. 两个相同的柱形容器放在水平桌面上,里面分别装有质量相等的甲、乙两种液体,将A、B两个质量相等的实心球放入甲液体中,静止时两球状态如图所示。若将这两球放入乙液体中静止时均漂浮,A、B两球排开乙液体的体积分别为VA排、VB排,则VA排___ VB排。甲、乙两液体对容器底的压强分别为p1、p2,两容器对桌面的压强分别为p1'、p2', 则p1___p2, p1'___p2'。若甲液体是水,且B球分别在甲、乙两液体中所受浮力之比为5:6, 则B球密度ρB=___kg/m3。
16. 大量实验表明:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于________大小。研究表明,阿基米德原理也适用于________。将瓶口朝下,放入一个乒乓球,同时向瓶中缓慢注水,发现有少量水从乒乓球与瓶口的缝隙漏出,乒乓球________上浮;拧上瓶盖,乒乓球________上浮。
四、作图题(共1小题)
17. 请画出图丙中鱼悬停在水中时所受重力和浮力的示意图。(点O是鱼的重心)
五、实验探究题(共2小题)
18. 在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小宇进行了如图所示的各项操作,弹簧测力计的示数如图所示:
(1)分析比较步骤A和D、E可知:浮力大小与物体浸没在液体中的______无关。
(2)分析A和______三个步骤可知:浮力的大小与液体的密度有关,实验中某液体的密度比水的密度______(选填“大”或“小”)。
(3)分析实验数据可知,金属块密度为______kg/m3。小宇做完实验后发现弹簧测力计指针在“0”刻度线的上方,则以上算得的金属块密度值比真实值______(选填“偏大”或“偏小”)。
19. 小明和小华各自做“验证阿基米德原理”实验,如图(a)所示为小明实验的示意图,图(b)所示为小华实验的部分示意图.
①在小明的实验示意图中,弹簧测力计的示数值分别为F1、F2和量筒中水面刻度值分别为V1、V2,若满足关系式_______时,则可以验证阿基米德原理.
②在小华的实验示意图中,使用了溢水杯和小烧杯,如果小华接着使用电子天平成功完成实验,天平应测量_____中水的质量m水(选填“溢水杯”或“小烧杯”),若此时图中两弹簧测力计的示数差值△F跟m水满足关系_____时,则可以验证阿基米德原理.
六、解答题(共1小题)
20. 如图所示,面积很大的水池,水面上浮着一边长为a、质量为m的正方体木块,开始时木块静止,如甲图。现用力F将木块匀速下压如乙图,下压时F随深度H的变化图像如丙图。已知水的密度为水,则:
(1)在甲图中画出木块的受力示意图;
(2)甲图中木块静止时所受的浮力;
(3)在木块匀速下沉的过程中,压力F的最大值。
七、计算题(共1小题)
21. 如图所示是我国某型号潜水艇,已知其总体积为,漂浮在海面航行时(水舱未充水)排水量为9000t,某次下潜到海面下400m深处执行任务。(取)求:
(1)潜水艇漂浮在海面航行时排开海水的体积;
(2)潜水艇悬浮在海面下400m时,水舱中充入海水的重力。
八、综合能力题(共2小题)
22. 如图甲所示的是目前世界上最大的“升船电梯”三峡升船机运行时的情景,“水力浮筒式”是其中一种升降船厢方式,如图乙是它的工作原理图。当进水阀关闭、排水阀打开时,竖井中水位下降,两个相同的浮筒也随之下降,承船厢就会上升;反之承船厢就会下降。某次升船机运行时,游轮从大坝上游江面驶入升船机的承船厢(游轮底部与承船厢底部不接触),随后升船机历时8min将游轮从海拔高度为156m的上游江面,沿竖直方向运送至海拔高度为48m的下游江面。
(1)游轮随承船厢下降时,应该打开___________(选填“进水阀”或“排水阀”),该次升船机运行过程中,游轮随承船厢下降的平均速度为___________m/s;
(2)游轮驶入承船厢后,船底距水面4m,求船底300cm2的钢板上受到水的压力;
(3)已知船厢装满水后船厢和水的总质量为,每个浮筒的质量为,当质量为的船只驶入装满水的船厢,船厢上升到与上游水位相平时(即图中所示位置),进水阀,排水阀都关闭,此时每个浮筒排开水的体积是多少m3?(不计钢绳和滑轮的重力及摩擦)。
23. 鲲龙一600以下简称飞机,如图甲是中国大飞机三剑客之一,是我国自行设计研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机;飞机使用四台WJ﹣6涡轮螺旋发动机;单台发动机的功率约3800kW,最大起飞质量可达53.5t(装满货物时的总质量),最大平飞速度为560km/h,最大航程可达5500km;(,g取10N/kg)
(1)飞机的机翼设计成图乙所示的截面图;当水平飞行时,机翼上方空气速度 ______,压强 ______;
(2)对停放于水平地面的飞机进行下列分析,其中正确的是 ______;
A.飞机轮胎有一定的形变,是因为飞机受到重力作用的结果
B.飞机对地面的压力和地面对飞机的支持力是一对相互作用力
C.飞机受到的重力和飞机对地面的压力是一对平衡力
D.因为飞机处于静止状态所以没有惯性
(3)装满货物的大飞机所受的重力为 ______N,若此时飞机停在了水面上.则它排开水的体积为 ______m3;
(4)在水面滑行测试中,飞机蓄一定质量的水,每台发动机牵引力的实际功率为600kW,飞机在水面上以36km/h的速度匀速滑行了1min:滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍,飞机和所蓄水的总质量为 ______kg。
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