第九章 压强和浮力 专题练习 -2025-2026学年苏科版物理八年级下学期
2026-05-20
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摘要:
**基本信息**
聚焦压强与浮力核心模块,通过阶梯式题型设计构建"概念辨析-实验探究-综合应用"的完整方法体系,强化科学思维与模型建构能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|概念辨析|选择1-6、填空13-17|控制变量法分析压强影响因素;浮沉条件判断浮力大小|从固体压强公式推导到液体压强特性,建立压强与浮力的关联认知|
|实验探究|21-23题|大气压测量误差分析;密度计制作原理应用|通过实验设计与误差分析,深化科学探究与证据意识,衔接理论与实践|
|综合计算|24-25题|压力差法求浮力;图像问题动态分析|整合密度、压强、浮力公式,构建力学综合问题的解题模型,培养复杂问题解决能力|
内容正文:
周练—苏科版物理八年级下册压强与浮力专题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷(选择题 共36分)
一.选择题(共12小题 共24分)
1.在下列情景中,为了增大压强的是( )
A.脚下的滑雪板 B.推土机的宽大履带 C.破窗锤的锥形锤头 D.铁轨下面的枕木
2.关于液体产生的压强和浮力,下列说法正确的是( )
A.物体的密度越大,受到的浮力一定越大
B.物体的体积越大,受到的浮力一定越大
C.液体产生的压强大小只与液体的深度有关
D.相同深度,液体密度越大,液体压强越大
3.如图所示,均匀长方体甲和乙放置在水平地面上,现使甲沿竖直虚线切去一半,乙沿水平虚线切去一半,若此时的甲、乙的剩余部分对地面的压强相等,则甲、乙原先对地面的压强p甲、p乙和压力F甲、F乙的关系是( )
A.p甲<p乙,F甲>F乙 B.p甲<p乙,F甲<F乙
C.p甲>p乙,F甲>F乙 D.p甲>p乙,F甲<F乙
4.如图所示,将竖直放置的试管倾斜,此过程中水未溢出。下列分析正确的是( )
A.试管内液柱的高度不变
B.液体对试管底部的压力不变
C.液体对试管底部的压强减小
D.液体对试管底部的压强不变
5.常见的船闸结构如图所示。下列关于船闸的说法正确的是( )
A.船闸是利用大气压强工作的
B.船从上游到下游应先打开下游阀门A
C.图中下游阀门A所受左侧水产生的压强比右侧的压强大
D.闸室水面与上游水面相平时才能打开上游闸门
6.托里拆利测量大气压强值的实验如图所示,下列说法中正确的是( )
A.此时大气压强等于760mm高水银柱所产生的压强
B.把玻璃管往上提一点(管口仍浸在水银槽内),管内外水银柱高度差会变大
C.若把此装置拿到其它地方后发现管内外水银柱高度差变大,说明大气压变大
D.如果把玻璃管里的水银换成水(玻璃管足够长),所测出的大气压值比用水银测量的值要小
7.水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别装有体积相同而密度不同的两种液体。现将质量相同、体积不同的A、B两个小球分别放入甲、乙两容器中,静止时如图所示。则下列说法正确的是( )
A.小球A,B受到的浮力FA>FB
B.两容器中液体的密度ρ甲<ρ乙
C.液体对容器底的压强p甲<p乙
D.容器对水平桌面的压力F甲>F乙
8.如图所示,一铅块用细线挂在一个充气的小气球的下面,把它放入水中某处恰好处于静止状态,如果从底部缓慢放出一些水,则铅块及气球( )
A.仍能静止 B.向下运动
C.向上运动 D.静止、向上或向下运动都有可能
9.对以下几个物理情景判断正确的是( )
A.甲图,容器中漂浮在水面上的冰熔化完后水面会下降
B.乙图,水平面上的圆台容器内一块底面平整且面积与容器内底面等大的冰,熔化完后对容器内底面压力不变
C.丙图,两支完全相同的试管分别装有质量相等的液体,如图放置,则液体对两试管底的压强相等
D.丁图,将装满水的小试管用薄片盖住管口,倒置在水中,拿掉薄片,管中的水不会从管口流出
10.如图所示,底面积为100cm2的圆柱形容器置于水平桌面上,柱形物体被细线拉住静止在水中,该物体下表面受到的压力为22N,上表面受到的压力为12N;剪断细线物体静止后,液体对容器底部的压强比剪断细线前减少了200Pa。下列判断正确的是( )
A.剪断细线后,容器对水平桌面的压强变小
B.该物体的密度为0.8×103kg/m3
C.剪断细线后,物体静止时所受浮力大小为2N
D.物体的质量为1kg
11.小巴家准备吃火锅,他拿出了一块可看做质地均匀的长方体豆腐块横放在案板上,如图甲。现将豆腐斜着切去一个角,剩余部分如图乙所示,此时豆腐对案板的压强为300Pa;将图乙中的豆腐倒置后如图丙所示,此时豆腐对案板的压强为420Pa。则下列说法正确的是( )
A.甲、丙中豆腐与案板的接触面积之比为5:2
B.图甲中没有切的豆腐对案板的压强为350Pa
C.切去的豆腐重力与未切之前豆腐重力之比为2:7
D.将切去部分放在丙中豆腐上方,则丙的豆腐对案板增加的压强为140Pa
12.如图所示,小明洗碗时发现,向漂浮在水面上的碗中加水,碗浸入水的深度越来越大,当水量增加到一定程度时,碗浸没水中,直至沉底。假如碗里水的质量是缓慢均匀增加的,则下列关于碗受到的浮力F随时间t变化的图像可能是( )
A.B. C.D.
二.填空题(共5小题 共18分)
13.当异物阻塞呼吸道时,可采取“海姆立克急救法”进行急救。如图所示,急救者从背后环抱患者,用力快速挤压患者的腹腔,上推隔膜,挤压胸腔,此时胸腔的容积 (选填“缩小”或“扩大”),胸腔内气压 (选填“大于”或“小于”)外界大气压,异物被排出。
14.用细线将重为5N的均匀物块挂在竖直放置的弹簧测力计下,将其体积的四分之一浸入水中时测力计的示数为4N,此时物块所受浮力为 N;剪断细线,物块静止时处于 (选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)状态。
15.辽宁号航空母舰满载时排水量达67500t,它满载时所受的浮力为 N,当舰载机起飞后,航空母舰将 (选填“上浮一些”“不变”或“下沉一些”)。(g取10N/kg)
16.如图所示,A、B两个物体形状和大小完全相同,则A、B两物体受到水的向上和向下的压力差大小关系是 (选填“A比B小”、“一样大”或“A比B大”)
17.在综合实践活动中,小明把吸管两端堵住,在吸管的一端缠绕一些铜丝制成一支简易密度计。将其分别放入装有液体密度为ρ1和ρ2的两个烧杯中,静止后情景如图所示,可以判断:ρ1 ρ2(选“<”、“=”或“>”);若该密度计排开液体的质量分别为m1、m2,则m1 m2(选“<”、“=”或“>”);密度计在两液体中所受浮力F1 F2(选“<”、“=”或“>”)。
三.作图题(共3小题 共6分)
18.如图所示,一木块静止在斜面上,请在图中画出木块对斜面的压力F的示意图。
19.在图中,重为0.5牛的鸡蛋静止在盐水中,请画出该鸡蛋所受力的示意图。
20.如图所示,请画出正在上浮的潜水艇的浮力和重力的示意图。
四.实验探究题(共3小题 共36分)
21.周末登山活动中,小明和小华想利用随身携带的注射器、弹簧测力计(量程为0~5N)、细线、刻度尺、细玻璃管、玻璃瓶等估测大气压。
(1)小明采用图甲中 (选填“a”或“b”)装置,在山脚下估测大气压比较合理;
①测量中分析研究的是大气对 (选填“针筒”或“活塞”)的压力;
②把活塞推至注射器针筒底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右缓慢拉动注射器针筒,当用图乙中B注射器测量时,弹簧测力计被拉到5N,注射器活塞仍没有滑动,可改用图乙中的 (选填A或C)注射器(容积为V),当注射器活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F=2.6N,用刻度尺测出 的长度L为10.00cm,据此可测得大气压值 Pa;
(2) 小明将活塞推至底端时,发现注射器前端小孔内的气体无法排尽,这将使得大气压的测量值
(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(3)小华同学为了排除摩擦力的影响,改进了实验,如图丙所示,将注射器固定在水平桌面上,活塞通过水平细线及定滑轮与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯和水的重力为G1,然后向外缓慢抽出杯中的水,当活塞刚开始向右滑动时,测得杯和水的重力为G2,则他计算大气压值的公式应该表示为p= (用题目中所给的字母表示);
(4)小华制作了图丁所示的气压计,细玻璃管内水柱高度会随大气压的变化而升降,将该气压计从山脚带到山顶,细玻璃管内水柱会 (选填“下降”、“上升”或“不变”)。
22.小明做了一个跨学科实践:制作微型密度计
[项目提出]制作一个能放入小瓶酒精的微型密度计,用来测试酒精是否合格,合格酒精的密度范围为0.86~0.88g/cm3。消毒酒精的密度约为0.87×103kg/m3;
[项目分析]原理:密度计是利用 (填“漂浮”或“悬浮”)原理来测量的仪器;
[设计要求]
(1)将密度计放入小瓶中,酒精不溢出。对于一瓶净含量为100mL的小瓶酒精,用微型密度计测量时,排开1~2mL(质量约为1g)的酒精时不会导致酒精溢出,即微型密度计的质量大概约为1g;
(2)密度计的标度杆上的刻度线要便于观察;
[设计密度计]
(1)设计思路:要设计符合要求的密度计,应该着重考虑两个因素:一个是密度计的质量,另一个是标度杆的横截面积;
(2)微型密度计的结构:与普通密度计相同,欲使微型密度计能够在酒精中竖直漂浮,需要在标度杆底部增加 (如缠上一些铜丝),但缠上一些铜丝的标度杆会在酒精中下沉,因此还要通过在标度杆上固定一个 的方法来增大浮力。这样,微型密度计由 、 和
三部分组成,配重位于最 方。
(3)估算密度计的质量:对于100mL的小瓶酒精来说,若微型密度计测量时排开1~2mL的酒精,一般不会导致酒精的溢出,估算时酒精的密度取0.87×103kg/m3,g取10N/kg,微型密度计的质量应该在 g之间,即1g左右。
(4)如图所示,将密度计置于密度为0.86×103kg/m3的甲酒精中,液面到达位置A;同一密度计置于密度为0.88×103kg/m3的乙酒精中,液面到达位置B。为了容易分辨,现设定AB之间距离LAB=4mm。则标度杆直径应约为 mm。(请按密度计质量为1g进行计算,结果保留整数)。密度计在甲、乙两种液体浸入深度之比 。
23.小东用电子秤、装有适量水的烧杯、筷子(忽略体积)测量苹果的密度。
(1)以下是实验的主要步骤,请补充完整。
①将电子秤放在水平桌面上并调零,将装有适量水的烧杯放到电子秤上,如图甲所示,读出电子秤的示数并记为m1。
②如图乙所示,将苹果放入水中,苹果静止后读出电子秤的示数并记为m2;
③ ,读出电子秤的示数记为m3。
(2)已知水的密度为ρ水,根据以上实验记录的数据,推导出苹果密度ρ= 。(用m1、m2、m3和ρ水表示)
五.计算题(共2小题 共16分)
24.如图所示,用粗细均匀和重力可以忽略不计的细绳系住一个体积为0.002m3的石块,从水面上方竖直向下保持匀速且缓慢地全部浸入水中,此过程中细绳的拉力随时间变化的关系如图乙所示。(g取10N/kg)求:
(1)石块浸没在水中时所受浮力的大小是多少?
(2)石块浸没在水中细绳的拉力是多大?
(3)石块的密度有多大?
25.小明用同一物体进行了以下实验。实验中,保持物体处于静止状态,弹簧测力计的示数如图所示。请根据图中信息,
(1)物体在水中受到的浮力;
(2)某液体的密度。
周练—苏科版物理八年级下册压强与浮力专题
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.【考点】增大压强.版权所有
【分析】增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积增大压强;在受力面积一定时,增大压力增大压强。
【解答】解:ABD、脚下的滑雪板、推土机的宽大履带、铁轨下面的枕木都是通过增大受力面积减小压强,故ABD不正确;
C、破窗锤的锥形锤头是通过减小受力面积增大压强,故C正确。
故选:C。
【点评】此题考查了增大压强的方法。
2.【考点】液体压强与液体密度的关系;液体压强的大小比较.版权所有
【分析】(1)浮力的大小跟排开液体的体积和液体的密度有关,跟液体的深度无关;
(2)液体压强公式p=ρ液gh,液体压强大小与液体密度和深度有关。
【解答】解:AB.根据F浮=ρ液gV排可知,物体在液体中受到浮力大小由液体密度和物体排开液体的体积决定,与物体自身密度、体积无关,故A、B错误;
CD.根据液体压强公式p=ρ液gh可知,液体压强大小与液体密度和深度有关,当深度h相同时,液体密度ρ液越大,液体压强p越大,故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查液体压强、阿基米德原理公式的应用,对学生的综合能力要求较高,但是难度不大。
3.【考点】压强的切割;压力的比较大小;固体压强的比较大小.版权所有
【分析】甲、乙都是长方体,属于柱体,所以压强用p=ρgh进行定量分析,沿竖直虚线切去一半,不影响剩余部分的高度,压强不变,沿水平虚线切去一半,剩余部分的高度变小,压强变小。
甲沿竖直虚线切去一半,乙沿水平虚线切去一半后,甲、乙的剩余部分对地面的压强相等,由公式p=ρgh知,在h甲小于h乙条件下;甲物体的密度较大。
(1)对于压强p:
甲沿竖直方向切去体积相同的部分,h甲不变,压强不变,重力减小;
乙沿水平方向切去体积相同的部分,作用面积不变,重力减小,压强减小,变化后剩余部分p甲剩=p乙剩,也就说明切之前p甲<p乙;
(2)对于压力F:
剩余部分S甲剩>S乙剩,p甲剩=p乙剩,所以剩余的部分F甲剩>F乙剩,切去的都是一半,所以切前也是F甲>F乙。
【解答】解:(1)压强p:
甲切后压强不变,重力减小;乙切后,受力面积不变,重力减小,压强减小;
在甲不变,乙变小的情况下,两者变化后剩余部分p甲剩=p乙剩,反推出切之前p甲<p乙;
(2)压力F:
剩余部分S甲剩>S乙剩,p甲剩=p乙剩,所以剩余的部分F甲剩>F乙剩,切去的都是一半,所以切前也是F甲>F乙;
所以切前p甲<p乙;F甲>F乙;
故选:A。
【点评】对于密度均匀的柱体,学会借用液体压强公式p=ρgh解决问题,会更简单。
4.【考点】液体压强的大小比较;压力的比较大小.版权所有
【分析】将竖直放置的试管倾斜(液体未溢出),液体密度不变,深度变小,利用p=ρgh得出试管中的液体对试管底部的压强变化。结合F=pS分析压力变化。
【解答】解:AB.试管倾斜时水未溢出,水柱的长度不变,但竖直高度(深度h)会减小,根据液体压强公式p=ρgh,倾斜后深度h减小,压强p减小;再根据压力公式F=pS,试管底面积S不变,压强减小则压力也减小,故AB错误;
CD.压强公式p=ρgh,水的密度ρ不变,g是常量,试管倾斜后水的深度h减小,因此压强p减小,故C正确,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查液体压强公式的应用,关键是理解深度。
5.【考点】船闸工作原理.版权所有
【分析】(1)船闸是利用连通器的原理来工作的,当连通器中的液体不流动时,液面会保持相平,船闸工作过程中,闸室分别跟上游和下游形成连通器,用来调节水面落差,使船通行;
(2)计算液体压强的公式是p=ρgh。
【解答】解:ABD、当船从上游到下游时,首先要关闭阀门A,打开阀门B,上游的水经过阀门B流向闸室,此时闸室与上游组成连通器,当闸室水面和上游水面相平后,打开上游闸门,船驶入闸室;船驶入闸室后,关闭上游闸门和阀门B,打开阀门A,使闸室和下游构成一个连通器,当闸室水面和下游水面相平后,打开下游闸门,船就可以驶向下游,故AB错误,D正确;
C、由图可知,阀门A左侧水的深度小于右侧水的深度,根据p=ρgh可知,阀门A左侧水的压强小于阀门B右侧水的压强,故C错误。
故选:D。
【点评】本题主要考查了连通器的工作原理,以及液体压强的计算。
6.【考点】托里拆利实验;大气压强与高度的关系;气压计.版权所有
【分析】托里拆利实验中,玻璃管的粗细不会影响实验结果。这是因为实验的原理是基于管内水银柱产生的压强等于外界大气压强,而这个压强仅与管内水银柱的竖直高度有关,与玻璃管的粗细、是否倾斜、插入水银槽的深度等因素无关。
【解答】解:A、图中水银柱高度为750mm,即此时大气压强等于750mm高水银柱所产生的压强,故A错误。
B、玻璃管上提(管口仍浸水银),大气压不变,水银柱高度差不变,故B错误。
C、根据p0=ρgh,同一液体(ρ不变),高度差变大→大气压变大,故C正确。
D、大气压p0是定值,换用水时,水柱高度约10.3m,但测出的大气压值不变,故C错误。
故选:C。
【点评】本题考查托里拆利实验的分析,属于中档题。
7.【考点】利用物体的浮沉条件比较浮力的大小;压力的比较大小;液体压强的大小比较;阿基米德原理的定性分析.版权所有
【分析】(1)根据浮沉条件,判断浮力大小关系;
(2)根据F浮=ρ液gV排分析液体密度大小关系;
(3)根据浮沉条件和阿基米德原理判断出AB排开液体的重力的关系,进而甲、乙液体对容器底的压力的关系,根据p判断出甲、乙液体对容器底压强的关系;
(4)根据甲、乙液体体积和密度的关系,根据ρ判断出甲、乙液体质量的关系,根据G=mg判断出甲、乙液体重力的关系,根据在水平面上压力等于重力判断出对桌面压力的关系。
【解答】解:
A、两球质量相等,其重力也相等,
甲图,小球A漂浮,浮力等于重力,即F甲=G;
乙图,小球B悬浮,浮力等于重力,即F乙=G,
所以A球受到的浮力等于B球受到的浮力,故A错误;
B、根据F浮=ρ液gV排,在浮力相同时,由图知VA排<VB排,所以ρ甲>ρ乙,故B错误;
C.因为液体的体积相同,甲液体的密度大于乙液体的密度,根据G=mg=ρVg知,甲液体的重力大于乙液体的重力;A、B球的重力相等,两球在甲、乙液体中漂浮或悬浮,与容器底不接触,容器为柱形容器,液体对容器底的压力等于液体的重力与小球重力之和,则甲液体对容器底的压力大于乙液体对容器底的压力,容器的底面积相同,根据可知,液体对容器底的压强p甲>p乙,故C错误;
D.根据以上分析可知,甲液体的重力大于乙液体的重力;两容器质量相同,则容器的重力相同,小球质量相同,其重力也相等,两容器对桌面的压力分别为F甲=G器+G球+G甲液,F乙=G器+G球+G乙液
所以F甲>F乙,故D正确。
故选:D。
【点评】此题主要考查的是学生对液体压强计算公式和固体压强计算公式的理解和掌握,是一道综合题,有一定的难度。
8.【考点】物体浮沉条件;液体压强与深度的关系;阿基米德原理的理解.版权所有
【分析】从底部缓慢放出一些水,气球上部水的深度减小,该处水的压强也随着减小,小气球的体积增大,水对小气球的浮力也就增大。
【解答】解:把气球和铅块看做一个整体,图中整体悬浮,整体受到的浮力和重力相等;
从底部缓慢放出一些水,气球上部水的深度减小,该处水的压强也随着减小,小气球的体积增大,水对小气球的浮力也就增大了,则整体受到的浮力大于整体的重力,所以铅块及气球会上浮(即向上运动)。
故选:C。
【点评】本题考查浮力和液体压强公式的应用,关键知道气球在水面以下,当水的深度减小时,气球所受压强减小,体积变大,所受浮力变大,这是本题的重点也是难点。
9.【考点】冰块熔化问题;液体压强规律;液体压强的大小比较;大气压存在的现象.版权所有
【分析】(1)冰漂浮于水面上,要想判断冰熔化之后,水面是否变化,则需要比较冰块排开液体的体积跟冰熔化成水后的体积大小.若二者体积相等,则水面不变;若增大,则水面上升;若减小,则水面下降;
(2)冰产生的压强是固体类压强,压力等于其重力;
(3)根据题意可知甲、乙中液体的质量相等,由图可知甲试管倾斜则液体的体积较大,由密度公式判断两试管中液体的密度关系,再根据p=ρgh比较液体对两试管底的压强关系;
(4)一标准大气压大约是1.0×105Pa,它相当于10m高的水产生的压强,比较试管内水产生的压强和大气压强的大小得出答案。
【解答】解:A、因为冰漂浮于水面上,所以F浮=ρ水gV排=G冰﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
又因为冰熔化成水后,其质量不变,重力不变,
所以G水=ρ水gV水=G冰﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:ρ水gV排=ρ水gV水,
所以V排=V水,
即:冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积,所以容器中的水面高度不变,故A错误;
B、设冰的重力为G,容器底面积为S,则冰块对容器底的压力F1=G;冰熔化后,质量不变,水的重力不变,也为G,根据题目中容器的形状,液体对容器底的压力是容器底正上方那一块圆柱形的水的重力,而其他的水压到了容器的侧壁上,水产生的压力F2<G,即F1>F2,故B错误;
C、由题意可知,两试管中所装的液体的质量相等,即m左=m右,
由图可知,右管是倾斜的,则右管中所装的液体体积比较大,即V左<V右,
由ρ可知,ρ左>ρ右,
因液体的深度相同,
所以,由p=ρgh可知,p甲>p乙,故C错误;
D、一标准大气压大约是1.0×105Pa,它相当于10m高的水产生的压强,试管倒置在水中后,大气压强远大于试管内水产生的压强,所以管中的水不会从管口流出,故D正确。
故选:D。
【点评】本题中通过现象分析所包含的物理知识,是对学生基本能力的考查,需要学生在平时的学习过程中,注意知识点的积累。
10.【考点】剪断绳子问题;密度的简单计算;利用阿基米德原理进行简单计算.版权所有
【分析】根据公式分析容器对桌面的压强的大小;当物体浸没时,由公式F浮=F向上﹣F向下及F浮=ρ液gV排求得物体的体积;当物体漂浮时,由压强变化量得到压力的变化量,由ΔF=ΔF浮可知漂浮时的浮力即物体重力大小,根据公式G=mg=ρVg计算物体质量、密度。
【解答】解:A.剪断细线前后,容器的总重力不变,则容器对水平桌面的压力不变,受力面积不变,由可知容器对水平桌面的压强不变,故A错误;
BCD.细线剪断前,物体浸没在水中,由压力差法知物体受到的浮力为F浮=F向上﹣F向下=22N﹣12N=10N,
由F浮=ρ液gV排可得物体的体积为:
;
细线剪断后,物体静止时漂浮在水面,此时,水对圆柱形容器底的压力减少量等于物体浮力的减少量,即ΔF=ΔF浮,
则浮力的变化量为:
;
物体漂浮时的浮力为F浮′=F浮﹣ΔF浮=10N﹣2N=8N,
物体的重力为G=F浮′=8N,
由G=mg知物体的质量为:
,
物体的密度为:
ρ0.8×103kg/m3,故B正确,CD错误。
故选:B。
【点评】本题综合考查密度、压强、浮力的计算,难度较大。
11.【考点】压强的切割;压强的公式的应用.版权所有
【分析】由F=pS算出乙、丙两图中压力,利用压力相等,求出面积比,再将乙、丙组合成柱状固体,利用p算出组合体的压强,根据柱状固体压强p=ρgh判断出图甲中长方体对水平地面的压强。
【解答】解:设图乙中长方体重力为G1,底面积为S1,图丙中长方体底面积为S2,
由F=pS可知,图乙中长方体对地面压力 F1=p1S1=300Pa×S1,
图丙中长方体对地面压力 F2=p2S2=420Pa×S2,
又因为图乙、丙中为同一长方体且均水平自然放置,F1=F2=G1,
即:300Pa×S1=420Pa×S2,
解得:S2S1;
甲图中底面积与乙图相等,则甲、丙中豆腐与案板的接触面积之比为S1:S1=7:5;故A错误;
B、将乙、丙两图组装为一组合长方体,则F总=2G1,S总=S1+S2S1,
组合长方体对水平面的压强:p300Pa=350Pa,
柱形均匀固体对水平面的压强:p=ρgh,由于图甲和组合长方体的密度和高度均相同,所以图甲中长方体对地面的压强p=350Pa,故B正确;
C、甲、乙底面积相等,压强之比等于压力之比,而重力等于压力,故重力之比350Pa:300Pa=7:6,
切去的豆腐重力与未切之前豆腐重力之比(7﹣6):7=1:7,故C错误;
D、将切去部分放在丙中豆腐上方,增大的重力为整个重力的;而剩余的是整个的,即增大的重力时剩余分布的,为G2,受力面积没有改变,增大的压强为原来压的,即Δp420Pa=70Pa,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查压强的计算、p=ρgh的特殊用法,需要对图形旋转组合,难度较大。
12.【考点】浮力的图像问题.版权所有
【分析】(1)分析出排开液体的体积的变化,根据阿基米德原理判断出沉底前的浮力变化;
(2)碗沉底后排开水的体积不变,根据阿基米德原理判断出受到浮力的变化。
【解答】解:向漂浮在水面上的碗中加水,碗浸入水的深度增大,其排开水的体积增大,由F浮=ρ水gV排可得,碗受到的浮力逐渐变大,且碗在浸没之前,始终处于漂浮状态,则F浮=G碗+G加水,因碗里水的质量是缓慢均匀增加的,则开始一段时间内浮力是均匀增大的;
碗浸没在水中后,其排开水的体积突然变小(仅等于碗自身的体积),由F浮=ρ水gV排可得,所受浮力突然变小,且碗在下沉过程中(浸没)其排开水的体积不变,则碗受到的浮力不变;最初碗受到的浮力F浮=G碗,而碗浸没后处于下沉状态,由浮沉条件可知F浮′<G碗,所以碗受到的浮力先均匀增大,然后突然减小,最后不变,且最后受到的浮力小于最初受到的浮力(t=0时刻),故只有D图符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查阿基米德原理和浮沉条件的应用,关键是知道小瓷碗倾斜后沉入水底排开水的体积变小了。
二.填空题(共5小题)
13.【考点】大气压的综合应用.版权所有
【分析】对成年人进行“海姆立克急救法”时,用力快速挤压患者的腹腔,上推隔膜,挤压胸腔,会使胸腔容积缩小,肺内气压增大,迫使肺内的气体排出,将异物排出。
【解答】解:对患者进行急救时,快速向后上方挤压其上腹部,会使胸腔容积缩小,导致肺内气压增大,肺内气压大于外界大气压,迫使肺内的异物排出。
故答案为:缩小;大于。
【点评】此题考查了气体压强与体积的关系,难度不大。
14.【考点】称重法测量浮力;利用阿基米德原理进行简单计算.版权所有
【分析】(1)将其体积的四分之一浸入水中时,根据F浮=G﹣F求出浮力的大小;
(2)根据F浮=ρ水gV排求出物块浸没时受到的浮力,与物块的重力比较即可判断剪断细线后物块所处的状态。
【解答】解:(1)根据称重法,物块所受浮力F浮=G﹣F示=5N﹣4N=1N;
(2)根据F浮=ρ水gV排,现在只有体积浸入水中时浮力为1N,水的密度不变,若物块完全浸没,浮力变为F浮总=4×1N=4N,比较物块重力和完全浸没的浮力可知F浮总<G,因此剪断细线后物块下沉,最终静止时处于沉底状态。
故答案为:1;沉底。
【点评】本题考查称重法测浮力以及物体的浮沉条件,难度不大。
15.【考点】利用阿基米德原理进行简单计算;利用物体的浮沉条件比较浮力的大小.版权所有
【分析】(1)知道航母满载排水量(排开水的质量),利用阿基米德原理求该舰满载时所受浮力;
(2)航母上的舰载机飞离后,航母自重减小,因航母仍漂浮,根据漂浮的条件判断所受浮力的变化。
【解答】解:(1)该舰满载时所受浮力:
F浮=G排=m排g=67500×103kg×10N/kg=6.75×108N;
(2)由于航母漂浮,根据浮沉条件知,浮力F浮=G,
当舰载飞机起飞后,但自重G减小,则航母所受浮力变小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知,排开液体的体积变小,故上浮一些。
故答案为:6.75×108;上浮一些。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、物体的浮沉条件的掌握和运用,关键是知道满载时排水量的意义。
16.【考点】压力差法求浮力大小.版权所有
【分析】根据浮力产生的原因、阿基米德原理分析。
【解答】解:已知A、B形状大小完全相同,即排开水的体积相等,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,二者受到的浮力相等,而物体受到的浮力等于向上的压力与向下的压力差,因此它们受到的水向上和向下的压力差也相等。
故答案为:一样大。
【点评】本题考查浮力产的原因及阿基米德原理的运用,为基础题。
17.【考点】利用物体的浮沉条件比较浮力的大小;阿基米德原理的定性分析.版权所有
【分析】根据漂浮条件可以判断密度计在不同的液体中受到浮力的大小关系;从图可以得出密度计排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系;根据浮力的关系得出排开物体质量的关系。
【解答】解:密度计放在两种液体中都漂浮,根据漂浮条件可知,密度计在两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,即F1=F2=G,
由图知密度计排开液体的体积V1>V2,由阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知,密度计排开液体的体积越大,所以液体的密度越小,则ρ1<ρ2。
两次浮力相等,根据阿基米德原理可知两次排开液体的重力相等,所以两次排开液体的质量相等,则m1=m2。
故答案为:<;=;=。
【点评】密度计是物体的沉浮条件的实际应用,要结合阿基米德原理和沉浮条件分析有关问题:放入不同的液体,液体密度越大,排开体积越小,有一定的难度。
三.作图题(共3小题)
18.【考点】压力的大小.版权所有
【分析】压力是接触面受到的力,因此压力的作用点在接触面上,即物体与接触面的中点;然后根据压力的方向垂直于受力面,并过压力作用点表示出压力的方向即可。
【解答】解:在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点,过压力作用点画一条垂直于斜面、带箭头的线段,符号为F,如图所示:
【点评】画力的示意图的一般步骤为:一画简图二定点,三画线,四画尖,五把力的符号标尖边.按照这个作图步骤,很容易能够画出指定力的示意图
19.【考点】物体浮沉条件;画力的示意图.版权所有
【分析】浮力的方向是竖直向上,重力是竖直向下。
【解答】解:重为0.5N的鸡蛋静止悬浮在盐水中,鸡蛋处于平衡状态,鸡蛋受到竖直向下的重力与竖直向上的浮力是一对平衡力,大小相等,所以鸡蛋受到的浮力等于鸡蛋的重力0.5N,且这两个力的作用点画在鸡蛋的重心上。浮力的方向是竖直向上,重力是竖直向下。
故答案如图所示:
【点评】本题考查了浮力和重力的作图,难度不大。
20.【考点】阿基米德原理的理解;重力的示意图.版权所有
【分析】潜水艇在水中受重力与浮力的作用,要使潜水艇上浮则浮力应大于重力。
【解答】解:潜水艇受到的重力竖直向下,而浮力竖直向上,潜水艇上浮过程中,浮力大于重力,过潜水艇的重心,分别沿重力和浮力的方向画一条有向线段,如图所示:
【点评】本题考查受力分析,画图时要注意大小、方向及作用点,同时要标明力的名称。
四.实验探究题(共3小题)
21.【考点】大气压强的计算;大气压测量的实验设计.版权所有
【分析】(1)地球表面上的一切物体都要受到重力,所以乙图中注射器的活塞也要受到重力;
①明确实验的原理,分析出研究对象;
②压力的大小跟活塞的作用面积有关,在大气压强一定时,面积越小,压力会越小,所以应选择较小的注射器;利用圆柱体积公式V=Sh求得受力面积的大小,根据压强公式p计算压强大小;
(2)注射器顶端装针头处空气无法排尽,里面气体有一定的压强,会造成拉力F偏小,在面积S不变时,所测量的大气压值会偏小;
(3)如图丙的探究中,当活塞向左滑动时,它受到向左的拉力,其大小等于G1、向右的大气压力和向右的滑动摩擦力的作用;当活塞向右滑动时,它受到向左的拉力,其大小等于G2、向左的滑动摩擦力及向右的大气压力的作用;而整个过程的摩擦力不变,大气的压力也不变,据此得出大气压力,根据p得出大气压强值;
(4)把气压计从山脚带到山顶时,发生变化的是海拔高度,而大气压随海拔的升高而减小,因此可从瓶内外的气压差来分析。
【解答】解:(1)b图装置中,向下拉活塞时,由于活塞受到自身的重力,会增大弹簧测力计的示数,因此小明不宜采用b图装置来估测大气压强,小明应该采用图甲中a装置,在山脚下估测大气压比较合理;
①该实验中以活塞为研究对象;分析研究的是大气对活塞的压力;
②因为大气的压强是一定的,根据公式F=pS,受力面积越小,压力也会越小,所以当弹簧测力计量程不够时,可选横截面小的,故选:C;
用刻度尺测出注射器全部刻度的长度L为10.00cm,则活塞的横截面积:
S0.25cm2,
据此可测得大气压值:
p1.04×105Pa;
(2)注射器顶端装针头处空气无法排尽,即有残余气体,注射器内还会有一定气压,这样会使拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;
(3)如图丙的探究中,当活塞向左滑动时,它受到向左的拉力,其大小等于G1、向右的大气压力和向右的滑动摩擦力的作用;当活塞向右滑动时,它受到向左的拉力,其大小等于G2、向左的滑动摩擦力及向右的大气压力的作用;
而整个过程的摩擦力不变,大气的压力也不变,所以有G1=f+F,G2=F﹣f,
联立以上两式可知F,
大气压强值p1;
(4)把气压计从山脚带到山顶,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱的高度会上升。
故答案为:(1)a;①活塞;②C;注射器全部刻度;1.04×105;(2)偏小;(3);(4)上升。
【点评】本题考查大气压的测量实验,要求学生会应用公式p设计实验测量大气压,难度较大。
22.【考点】物体浮沉条件.版权所有
【分析】[项目分析]:根据浮沉条件分析回答;
[设计密度计]:(2)为了让密度计竖直漂浮在酒精中,需要增加配重,同时还需要固定一个浮子来增加浮力,据此分析;(3)微型密度计测量时排开1~2mL的酒精,根据阿基米德原理结合浮沉条件求出微型密度计的质量范围;
(4)同一密度计,漂浮在不同的液体中,密度计的质量不变,排开液体的质量不变,即m物=m排,密度计漂浮在甲酒精中,据此写出排开液体的体积表达式,同理,写出密度计漂浮在乙酒精中,排开液体的体积表达式,列等式求出标度杆直径和甲、乙两种液体浸入深度之比。
【解答】解:[项目分析]:密度计是利用漂浮在不同的液体中,密度计的重力不变,密度计所受的浮力相同,根据排开液体的体积来判断液体密度的大小;
[设计密度计]:(2)微型密度计能够在酒精中竖直漂浮,需要在标度杆底部增加配重(如缠上一些铜丝);
要增大浮力,可以在标度杆上固定一个浮子;
这样一个密度计由标度杆、配重、浮子三部分组成;
配重需要在最下方,密度计才能够竖直漂浮在待测液体中;
(3)微型密度计漂浮在待测液体中,密度计只受重力和浮力,即F浮=G物,
根据阿基米德原理,有F浮=G排=m排g=m物g,
即,
微型密度计测量时排开1~2mL的酒精,当密度计排开的体积为1mL时,密度计的质量为:
,
当密度计排开的体积为2mL时,密度计的质量为:,
密度计的质量应该在0.87~1.74g之间;
(4)同一密度计,漂浮在不同的液体中,密度计的质量不变,排开液体的质量不变,即m物=m排,密度计漂浮在甲酒精中,设刻度杆的底面积为S,所排开液体的体积为:
①;
同理,密度计漂浮在乙液体中,所排液体的体积为:
②,
由①﹣②可得,,
代入数据可知,经整理,密度计的横截面积为:,
设标度杆的直径为D,则横截面积为,
那么标度杆的直径为:
;
将①÷②可得:,
密度计在甲、乙两种液体浸入深度之比为。
故答案为:[项目分析]:漂浮;[设计密度计]:(2)配重;浮子;标度杆;浮子;配重;下;(3)0.87~1.74;(4)3; 。
【点评】本题考查浮沉条件和阿基米德原理的应用,是一道综合题,难度较大。
23.【考点】利用阿基米德原理测物体的密度.版权所有
【分析】根据物体的浮沉条件、阿基米德原理和密度公式计算苹果的密度。
【解答】解:(1)③用筷子下压使苹果浸没在水中,且不接触烧杯,苹果静止后,读出电子秤的示数为m3;
(2)根据①②③的步骤可知:苹果漂浮在水面上时,受到的浮力等于它自身的重力,所以苹果的质量为:m=m2﹣m1;
用筷子下压使苹果浸没在水中,读出电子秤的示数为m3;根据阿基米德原理,此时受到的浮力为:F浮=(m3﹣m1)g;
苹果的体积为:V=V排;
苹果的密度为:
ρ•ρ水。
故答案为:(1)③用筷子下压苹果,使苹果浸没在水中处于静止状态,不触容器底和壁;
(2)•ρ水。
【点评】本题考查的是阿基米德原理和密度公式的应用,利用漂浮条件得出苹果的质量和苹果浸没时,苹果的体积等于排开水的体积是解题的关键。
五.计算题(共2小题)
24.【考点】浮力的图像问题;密度的简单计算;称重法测量浮力;阿基米德原理的理解;利用阿基米德原理进行简单计算.版权所有
【分析】(1)石块浸没在水中时排开水的体积和自身的体积相等,根据F浮=ρ液gV排求出石块浸没在水中时所受的浮力;
(2)根据图乙可知,当t≤5s时细绳的拉力不变,此时石块位于空中,根据二力平衡条件得出石块的重力,利用称重法F浮=G﹣F′求出石块完全浸没时细绳的拉力;
(3)利用G=mg求出石块的质量,利用ρ求出石块的密度。
【解答】解:(1)石块浸没在水中时排开水的体积:V排=V=0.002m3,
则石块浸没在水中时所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m3=20N;
(2)由图乙可知,当t≤5s时,细绳的拉力为40N不变,此时石块位于空中,
由二力平衡条件可知,石块的重力G=40N,
由F浮=G﹣F′可得,石块浸没在水中细绳的拉力:F′=G﹣F浮=40N﹣20N=20N;
(3)由G=mg可得,石块的质量:m4kg,
则石块的密度:ρ2×103kg/m3。
答:(1)石块浸没在水中时所受浮力的大小是20N;
(2)石块浸没在水中细绳的拉力是20N;
(3)石块的密度为2×103kg/m3。
【点评】本题考查了阿基米德原理和称重法求浮力公式、重力公式、密度公式的应用,从图像中获取有用的信息是关键,要注意物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等。
25.【考点】利用阿基米德原理进行简单计算;称重法测量浮力.版权所有
【分析】(1)利用称重法求出物体在水中受到的浮力;
(2)根据称重法求出物体浸没在某液体中受到的浮力,利用F浮=ρ液gV排求出某液体的密度。
【解答】解:(1)由左边图可知,物体在空气中时弹簧测力计的示数F1=5.4N,由二力平衡条件可知,物体的重力G=F1=5.4N,由中间图可知,物体浸没在水中时弹簧测力计的示数F2=3.4N,
则物体在水中受到的浮力:F浮水=G﹣F2=5.4N﹣3.4N=2N;
(2)由右边图可知,物体浸没在某液体中时弹簧测力计的示数F3=3.8N,
则物体浸没在某液体中受到的浮力:F浮液=G﹣F3=5.4N﹣3.8N=1.6N,由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得:2N=ρ水gV排;
液体的浮力为1.6N,1.6N=ρ液gV排;
浸没时V排=V不变,解得ρ液=0.8ρ水=0.8×103kg/m3。
答:(1)物体在水中受到的浮力是2N;(2)某液体的密度是0.8×103kg/m3。
【点评】本题考查了重力公式和称重法求浮力公式、阿基米德原理的应用等,属于中档题。
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