内容正文:
人教版八年级物理第10章浮力培优竞赛测试题
一、单选题
1.如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮.经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示.现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是( )
A.先下沉然后上浮 B.浮力变小,一直下沉
C.先上浮然后下沉 D.浮力变大,一直上浮
2. 一个大容器中装有部分水,水中有个小容器,且在小容器中有一木块(ρ木<ρ水),如图所示,若将木块从小容器中拿出轻轻放入大容器的水中,则( )
A. 水面会上升 B.水面会下降
C.水面高度不变 D.水对容器底的压强增大
3.两个完全相同的容器分别盛有质量相等的水,将木块 A 和金属块 B 按不同的方式放入水中.A、B 静止时的情况如图 所示,(设细绳的重量和体积不计)则下列判断正确的是( )
A.甲图容器底部受到水的压强较大
B.甲图木块下表面受到水的压强较小
C.甲、乙图容器底部受到水的压强大小相等
D.甲图木块受到的重力大于乙图木块受到的重力
5. 如图甲所示的溢水杯中装有浓盐水,小明把质量为50g的鸡蛋放入溢水杯中,鸡蛋刚好悬浮,且从杯中溢出40g的盐水,如图乙所示。则鸡蛋在盐水中受到的浮力( )
A.等于0.5N B.大于0.5N C.等于0.4N D.小于0.4N
6.如图所示,容器内盛有水,器壁AB呈倾斜状,有一个小物体P处于图示状态,并保持静止状态,则该物体受力情况正确的是( )
A.P可能只受一个力 B.P可能只受三个力
C.P不可能只受二个力 D.P不是受到二个力就是受到四个力
8.一个溢水杯盛有半杯水,将重为4N,体积为6×10-4m3的物体放入溢水杯中,溢出100g水.若物体受到的浮力为F浮,当物体静止时,下列判断正确的是( )
A.物体悬浮,F浮= 1 N B.物体悬浮,F浮= 4 N
C.物体漂浮,F浮= 4 N D.物体沉在水底,F浮= 2N
9.如图甲所示,盛有液体的柱形容器置于水平桌面上,容器对桌面的压强为1000Pa;如图乙所示,用细线栓一铝块,将铝块的一半浸在液体中,容器对桌面的压强改变了80Pa;如图丙所示,将细线剪断,铝块沉到容器底部,容器对桌面的压强又改变了460Pa.容器的底面积为100cm2,ρ铝=2.7g/cm3,g取10N/kg.下列判断正确的是( )
A.铝块浸没在液体中时所受浮力是0.8N B.铝块的体积是100cm3
C.铝块沉底时对容器底部的压力是4.6N D.液体的密度是0.8g/cm3
10.设想从某一天起,地球的引力减小一半,那么对于漂浮在水面上的船来说,下列说法中正确的是( )
A.船受到的重力将不变,船的吃水深度也不变
B.船受到的重力将减小,船的吃水深度也减小
C.船受到的重力将减小,船的吃水深度仍不变
D.船受到的重力将不变,船的吃水深度将减小
12.如图,一木块上面放一块实心铁块A,木块顶部刚好与水面相齐,在同样的木块下面挂另一实心铁块B,木块也刚好全部浸入水中,则A、B两铁块的体积比为( )
A.34:39 B.39:34 C.44:39 D.39:44
13. 如图所示,两只完全相同的盛水容器放在台秤上,用细线悬挂质量相同的实心铅球和铝球(ρ铅>ρ铝),两球全部没入水中,此时容器中水面高度相同,设绳的拉力分别为T1和T2,台秤的示数分别为F1和F2,则( )
A.F1=F2,T1=T2 B.F1<F2,T1>T2
C.F1=F2,T1>T2 D.F1>F2,T1<T2
二、填空题
14.如图所示,一个空玻璃药瓶,瓶口扎上橡皮膜,瓶内密封了一定量的空气,竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,两次药瓶瓶口在水中的位置相同。
(1)甲、乙两种情况下,橡皮膜都向内凹,哪种情况橡皮膜凹陷程度更大?___________(选填“甲”、“乙”或“一样大”)
(2)甲图中,药瓶内的空气密度为ρ甲、药瓶所受浮力为F浮甲 ;乙图中,药瓶内的空气密度为ρ乙、药瓶所受浮力为F浮乙 ;则 ρ甲___________ρ乙,F浮甲___________F浮乙 (选填“>”、“=”或“<”) 。
第14题图 第16题图
15.甲、乙两个体积相同的实心球,把它们放在水里时,露出水面的的体积分别是总体积的1/3和1/5,则这两个球的密度之ρ甲:ρ乙是_________;当它们浸在煤油中时,它们浸在煤油中的体积之比V甲:V乙是_________.
16.如图所示,粗细均匀的蜡烛长l1,它底部粘有一质量为m的小铁块。现将它直立于水中,它的上端距水面h。如果将蜡烛点燃,假定蜡烛燃烧时油不流下来,且每分钟烧去蜡烛的长为Δl,则从点燃蜡烛时开始计时,经 ______ 时间蜡烛熄灭(设蜡烛的密度为ρ,水的密度为ρ1,铁的密度为ρ2)。
三、作图题
17.如图所示,请画出热气球在竖直方向加速上升时的受力示意图(忽略空气阻力).
18.画出图乙中,沉在水杯底但与水杯底不紧密接触的实心铁块所受到的力的示意图.
四、实验题
19.如图甲所示,A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的五个步骤。
(1)______两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中受到的浮力;______两步骤可得出物块排开水所受的重力G排,比较F浮与G排可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系;
(2)如图乙所示是圆柱体物块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出弹簧测力计示数F随物块浸入深度h变化的关系图象。分析图象可得:当物块没有浸没之前,h增大时,弹簧测力计示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。当h=4cm时,物块所受的浮力为______,浸没后,h继续增大时,弹簧测力计示数为______N,该圆柱体物块的高度是______cm,圆柱体的密度为______kg/m3。(g=10N/kg)
五、计算题
20.一带阀门的圆柱形容器,底面积是200cm2,装有12cm深的水,正方体M边长为10cm,重20N,用细绳悬挂放入水中,有五分之一的体积露出水面,如图所示,试求:
(1)正方体M的密度;
(2)正方体M受到的浮力以及此时水对容器底部的压强;
(3)若从图示状态开始,通过阀门K缓慢放水,当容器中水面下降了2cm时,细绳刚好被拉断,则细绳能承受的最大拉力是多少?(g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3)
21.如图所示,将一个体积为1.0×10-3m3、重6N的木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器的底部。当容器中倒入足够的水使木块被浸没时,求:(g=10N/kg)
(1)木块浸没在水中受到的浮力;
(2)剪断细线后,木块处于静止时,木块露出水面的体积多大?
(3)木块露出水面处于静止后,容器底部所受水的压强减小了多少?
22.如图所示,一个底面积为200cm2的溢水杯放在水平桌面上,溢水口离其底部距离为20cm。已知弹簧原长为10cm,且弹簧每受1N的作用力其长度变化1cm。现将弹簧与底面积为100cm2的实心长方体A和溢水杯底部相连,此时弹簧被压缩,其弹力为2N;向溢水杯加水,当水深为16cm时,A刚好有一半浸入水中,此时弹簧长为12cm;继续向溢水杯加水,直至弹簧所受的弹力不再发生变化(在弹性限度内)。不计弹簧的重力、体积及其所受的浮力,g取10N/kg。求:
(1)A的重力;
(2)A的一半浸入水中时A所受的浮力;
(3)A的密度;
(4)A的一半浸入水中与弹簧不再发生变化,溢水杯对桌面压强的变化量。
试卷第4页,共4页
试卷第3页,共4页
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人教版八年级物理第10章浮力培优竞赛测试题
1.C
【详解】由题意可知,当烧杯里盛有6℃的水时,小球在水中恰好悬浮,故小球的密度与水的密度相等;根据图象可知:4℃时水的密度最大,6℃时水的密度比0℃时水的密度大;因此当水的温度从6℃降到4℃时,由于水热胀冷缩,水的密度会增大,此时大于小球的密度,使小球上浮、向上运动;当水的温度从4℃降到0℃时,由于水热缩冷胀,水的密度会减小,最后小于小球的密度,使物体下沉、向下运动。
故选C.
2.C
【详解】如图,容器漂浮,容器受到的水的浮力--------①
将木块轻轻放入水中,根据物体的浮沉条件可知容器和木块还漂浮在水面上,二者受到的总浮力--------②
由①②得,因为,所以两种情况下排开水的体积相同,将木块轻轻放入水中后容器内水位不变(水深h不变),根据可知,水对容器底的压强不变,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.C
【分析】木块A和金属块B在甲、乙两图中都是处于漂浮状态,分析受到的浮力和它们的总重力的关系,根据阿基米德原理可知它们排开水的体积的变化,根据液体压强公式求出木块下表面所受压强的大小.
【详解】AC、由图可知木块A和金属块B在甲、乙两图中都是处于漂浮状态,所以受到的浮力都等于它们的总重力,甲、乙两种情况中A、B两物体受到的浮力相等,根据阿基米德原理可知它们排开水的体积相等,水的深度相同,根据p=ρgh得到甲乙容器底部受到的水的压强相等,故A错误,C正确;
B、甲图中木块A排开水的体积等于乙图中金属块B和木块A排开水的体积总和,所以甲图中木块A排开水的体积大于乙图中木块A排开水的体积,甲图中木块下表面所处的深度大于乙图中木块下表面所处的深度,根据p=ρgh得到甲图中木块下表面所受的压强大于乙图中木块下表面所受的压强,故B错误;
D、木块 A 和金属块B 按不同的方式放入水中,木块的重力不变,所以甲图木块受到的重力等于乙图木块受到的重力,故D错误.
故选C.
5.A
【详解】鸡蛋在盐水中悬浮,受到的浮力等于鸡蛋的重力,即鸡蛋在盐水中受到的浮力为
F浮=G=mg=50×10-3kg×10N/kg=0.5N
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.D
【详解】物体一定受到地球的吸引而产生的重力,同时因为排开一定质量的液体,故一定受浮力,即可能受2个力;若浮力大于重力,则物体一定会受AB对P的弹力,由于弹力垂直于接触面向下,如图所示,物体只有受到向下的摩擦力才能受力平衡,故一定受四个力;
故只有D正确;如下图:
8.C
【详解】由G=mg=ρVg得物体的密度:,所以ρ<ρ水,则物体在水中将漂浮;物体在水中受到的浮力:F浮=G=4N.
故选C.
9.D
【分析】(1)甲图和乙图比较,知道增加的压强值和受力面积,利用求出对桌面增加的压力,水平面上物体的压力和自身的重力相等,且铝球受到的浮力和铝球对水的压力是一对相互作用力,据此可知对桌面增加的压力等于排开液体的重力,根据阿基米德原理求出铝球受到的浮力,根据F浮=ρgV排求出铝球浸没时受到的浮力;
(2)根据题意求出将细线剪断、铝块沉到容器底部时,图丙比图甲中对桌面增加的压强,根据F=pS求出图丙比图甲中对桌面增加的压力即为铝块的重力,根据G=mg求出铝球的质量,根据求出铝球的体积,铝球的重力减去受到的浮力即为铝块沉底时对容器底部的压力;物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出液体的密度.
【详解】(1)由 可得,图乙比图甲中对桌面增加的压力:
,因水平面上物体的压力和自身的重力相等,且铝球受到的浮力和铝球对水的压力是一对相互作用力,所以,对桌面增加的压力 ,由阿基米德原理可以知道,铝球受到的浮力:,
由 可以知道,铝球浸没时受到的浮力:
,故A错误;
(2)将细线剪断,铝块沉到容器底部,图丙比图甲中对桌面增加的压强:
图丙比图甲中对桌面增加的压力:
,铝块的重力,
由 可得,铝球的质量: ,
由 可得,铝球的体积: ,故B错误;
铝块沉底时对容器底部的压力: ,C错误;
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由 可得,液体的密度:
,所以D选项是正确的.
故选D.
10.C
【详解】地球的引力减小一半,那么船的重力和排开液体的重力都将减小一半;所以船受到的重力将减小,但由于浮力也减小,故船的吃水深度仍不变;故选C.
12.A
【详解】当铁块在木块的上方时,F浮=ρ水gV木,
此时F浮=G木+G铁A,ρ水gV木=ρ木gV木+ρ铁gV铁A;则V铁A=,
当铁块在木块下方时,F浮′=ρ水g(V木+V铁B),F浮′=G木+G铁B,
ρ水g(V木+V铁B)=ρ木gV木+ρ铁gV铁B;则V铁B=,
.
13.C
【详解】对于悬吊在水中的球来说,它受到自身的重力G、水对它的浮力F和悬线对它的拉力T三个力的作用而处于平衡,则此三力间应有关系是
以题述的铅球和铝球相比较,由于两者是质量相等的实心球,故G1=G2,由于铅的密度大于铝的密度,则铅球的体积小于铝球的体积,由于两者均浸没于水中,所以铅球所受水的浮力F浮1小于铝球所受水的浮力F浮2,即F浮1<F浮2;故T1>T2;
因为液面高度相同,由p=ρgh可知,容器底受到的压强相等,又因为F=pS,所以容器底受到的压力相等,则磅秤示数等于容器底受到的压力和容器自身的重力,故F1=F2;
综上所述,F1=F2,T1>T2。
故选C。
14. 一样大 = =
【详解】(1)[1]液体内部各个方向上都有压强,均受压力,根据p=ρgh得,两次药瓶瓶口在水中的位置相同,所以受到的压强一样大。
(2)[2] 对于两次实验,橡皮膜凹陷程度一样大,所以气体体积一样大,气体的质量没有改变,根据可知
可得ρ甲=ρ乙。
[3]根据阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体体积的重量,由于是相同的瓶子,且凹陷的程度一样大,所以排开水的体积一样大,根据F浮=ρgV排可得F浮甲=F浮乙。
15. 5:6 5:6
【详解】密度小于水的物体,漂浮在水中,则有: ,则
, ,
因此当它们浸在煤油中时,甲实心球会漂浮,由得,它浸入煤油的体积与总体积的比为 ,而此时乙球密度等于煤油密度,故而悬浮,浸入体积等于本身体积,因此它们浸入的体积之比是
答案 : (1). 5:6 (2). 5:6
【点睛】根据露出液面的体积求出浸在液面下的体积,根据,求出物体的密度,再求比例即可.
16.
【分析】(1)设蜡烛的密度为ρ,水的密度为ρ1,铁的密度为ρ2。铁块受到浮力F,蜡烛截面积S。根据蜡烛刚开始悬浮在水里,进行受力平衡分析然后列出等式①;
(2)蜡烛灭的时候,设蜡烛燃烧长度x,这时蜡烛的长度刚刚在水面,整个蜡烛长度的重力加铁重力刚好等于蜡烛的浮力加铁的浮力。进行受力平衡分析然后列出等式②;
(3)两式联立求得蜡烛燃烧长度,再根据“每分钟烧去蜡烛的长为△l”,即可求出蜡烛燃烧的时间。
【详解】(1)设蜡烛的密度为ρ,水的密度为ρ1,铁的密度为ρ2。铁块受到浮力F,蜡烛截面积S。蜡烛刚开始悬浮在水里,受力平衡分析:蜡烛重力+铁重力=蜡烛的浮力+铁的浮力①
(2)蜡烛灭的时候,设蜡烛燃烧长度x,这时蜡烛的长度刚刚在水面,整个蜡烛长度的重力加铁重力刚好等于蜡烛的浮力加铁的浮力。蜡烛重力+铁重力=蜡烛的浮力+铁的浮力
② ①﹣②得
蜡烛燃烧的时间
17. 18.
19. B、D A、E 变小 0.8N 3 6 3.5×103
20.(1)2×103kg/m3;(2)8N;1.6×103Pa;(3)14N
【详解】(1)正方体M的质量mM=
体积为VA=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3
所以,正方体M的密度
(2)由于用细绳悬挂放入水中,有的体积露出水面,则
V排1=(1﹣)VA=×1×10-3m3=8×10-4m3
受到的浮力为F浮1=ρ水gV排1=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3=8N
设A放入水中后水深为h′,则有Sh′=Sh+V排1
此时水对容器底部的压强p=ρ水g h′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1.6×103Pa
(3)原来石块M浸入水中深度为h1=(1﹣)L=×10cm=8cm
水面下降2cm时正方体M浸入水中深度为h2=h1﹣2cm=8cm﹣2cm=6cm
V排2=h2L2=6cm×(10cm)2=600cm3=6×10-2m3
F浮2=ρ水gV排2=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-2m3=6N
当绳子刚被拉断时有Fm+F浮2=G
所以细绳能承受的最大拉力Fmax=G﹣F浮′=20N﹣6N=14N
答:(1)正方体M的密度是2×103kg/m3;
(2)正方体M受到的浮力以及此时水对容器底部的压强是1.6×103Pa;;
(3)细绳能承受的最大拉力是14N。
21.(1)10N;(2)4.0×10-4m3;(3)100Pa
【详解】解:(1)因木块浸没在水中,所以V物=V排,木块浸没在水中时受到的浮力为
(2)木块静止在水面时,由于漂浮,所以有
根据阿基米德原理,排开水的体积为
木块露出水面的体积为
(3)木块露出水面处于静止后,容器底部深度减小了
容器底部所受水的压强减小了
答:(1)木块浸没在水中受到的浮力为10N;
(2)剪断细线后,木块处于静止时,木块露出水面的体积为4.0×10-4m3;
(3)木块露出水面处于静止后,容器底部所受水的压强减小了100Pa。
22.(1)2N;(2)4N;(3)0.25×103kg/m3;(4)300Pa
【详解】解:(1)没有加水时,A受到竖直向下的重力和弹簧对A竖直向上的弹力,重力和弹力是平衡力,由二力平衡条件可知,A的重力G=F0=2N
(2)A刚好有一半浸入水中,此时弹簧长为12cm,由题意可知,此时弹簧被拉伸,对A产生的弹力为对A竖直向下拉力,由题意可知,当弹簧长为12cm时,弹簧的拉力F1=(12cm-10cm)×1N/cm=2N
此时A受到竖直向下的重力、拉力和竖直向上的浮力,由力的平衡条件可知,A的一半浸入水中时受到的浮力F浮=G+F1=2N+2N=4N
(3)A刚好有一半浸入水中时排开水的体积
A的体积V=2V排=2×4×10-4m3=8×10-4m3=800cm3
A的密度
(4)A的高度
A刚好有一半浸入水中时,溢水杯中水的体积
此时溢水杯中水的重力G水1=m水1g=ρ水V水1g=1.0×103kg/m3×10N/kg×2800×10-6m3=28N
由阿基米德原理原理可知,当A浸没后A受到的浮力不再发生变化,由力的平衡条件可知,此时弹簧的弹力不再发生变化,A浸没时受到的浮力F浮没=2F浮=2×4N=8N
由力的平衡条件可知,此时弹簧对A的拉力F=F浮没-G=8N-2N=6N
由题意可知,此时弹簧的长度
则此时水面的高度h=L2+hA=16cm+8cm=24cm>20cm
故弹簧不再发生变化时,A不会浸没,因此弹簧不再发生变化时,溢水杯中的到达溢口,即当溢水杯最后的水溢出后,弹簧测力计的示数不再发生变化,设此时A浸在水中的深度为Lcm,则A排开水的体积V排1=100cm2×Lcm=100Lcm3
此时A受到的浮力F浮1=ρ水gV排1=1.0×103kg/m3×10N/kg×100L×10-6m3=LN
此时弹簧对A的拉力F2=(20cm-Lcm-10cm)×1N/cm=(10cm-Lcm)×1N/cm=(10-L)N
由力的平衡条件有F浮1=G+F2 LN=2N+(10-L)N
解得L=6,即弹簧测力计的示数不再发生变化时,A浸在水中的深度为6cm,此时溢水杯中水的体积V水2=200cm2×20cm-100cm2×6cm=3400cm3
溢水杯中水的重力G水2=m水2g=ρ水V水2g=1.0×103kg/m3×10N/kg×3400×10-6m3=34N
因为溢水杯对水平桌面的压力大小等于溢水杯、水和A的重力之和,加水前后溢水杯的重力、A的重力均没有发生变化,因此溢水杯对桌面压力的变化量ΔF=G水2-G水1=34N-28N=6N
则溢水杯对桌面压强的变化量
答:(1)A的重力为2N;
(2)A的一半浸入水中时A所受的浮力为4N;
(3)A的密度为0.25×103kg/m3;
(4)A的一半浸入水中与弹簧不再发生变化,溢水杯对桌面压强的变化量为300Pa。
答案第2页,共7页
答案第1页,共7页
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