【期末复习冲刺】人教版八年级下册专项复习试卷(2)《压强和浮力》(原卷版+解析版)

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【期末复习冲刺】人教版八年级下册专项复习试卷(2)《压强和浮力》(原卷版+解析版)

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【期末复习冲刺】人教版八年级下册物理专项复习试卷(2) 压强和浮力
一、填空题(每空1分,共15分。)
1.小明的妈妈买了一块豆腐放在水平的案板上,做饭时竖直向下切去了一部分,则剩下的部分对案板的压力将_______,压强将_________。(均选填“增大”、“减小”或“不变”)
2.如图所示,是三峡船闸工作过程的示意图。它是利用________原理来工作的。当阀门A打开,阀门B关闭,水从__________流向下游,当它的水面与下游相平时,下游闸门A打开,船驶入闸室。
3.手握两张大小相同、彼此正对且自然下垂的纸张,如图所示。如果从两张纸的中间上端向下吹气,那么,这两张纸将会出现____________(选填“互相靠拢”或“彼此远离”)的运动,此实验表明:在气体中,流速越大的位置,_______________。
重6N、体积为0.4dm3的金属球,浸没在水中,松手后球将__________(选填“下沉”、“上浮”或“悬浮”),在此过程中,球受水的压强将__________(选填“变大”、“变小”或“不变”),静止时小球受到的浮力是__________ N.(g取10N/ kg)
5.如图所示,把一木块放入水中,静止时木块有五分之三的体积浸入水中,木块的密度为_______ kg/m3;如果把该木块放入密度为0.8×103kg/m3的酒精中,静止时,如图所示.那么该木块下表面受到水的压强p水与受到酒精的压强p酒精的关系为p水_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)p酒精.
6.如图甲所示,弹簧测力计示数为5N,如图乙所示,小球一半浸在水中,测力计示数为2N,则小球受到的浮力为_______N,小球的体积为_______cm3.剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为_______N.(g取10 N/ kg)
二、选择题(每题2分,共16分。第7~12题,每题有一个选项符合题目要求。第13、14题,每题有两个选项符合题目要求,全部选对的得2分,只选1个且正确的得1分,有选错的得0分。)
7.请你想象一下,假如“减小受力面积可以减小压强”则可能会出现【 】
A.刀刃磨得越锋利,切菜越容易
B.书包带做得越窄,背着越舒服
C.墙基做得越宽,越不容易下陷
D.图钉尖做得越尖,越容易按入墙中
8.在探究实践创新大赛中,小明同学展示了他的“液体压强演示仪”,其主要部件是一根两端开口且用橡皮膜扎紧的玻璃管(如图所示),将此装置放于水中,通过橡皮膜的凹凸程度变化,探究液体压强规律。如图所示描述的几种橡皮膜的变化情况,其中正确的是【 】
【答案】D
9.如图所示,利用托里拆利实验装置测量大气压强时,当玻璃管内的水银柱稳定后,在玻璃管的顶部穿一小孔,那么管内的水银液面将【 】
A.保持不变
B.逐渐下降,最终与管外液面相平
C.逐渐上升,最终从小孔中流出
D.稍微下降一些
10.为改善地铁地下车站的通风状况,小明设计了抽气管道,利用地面横风实现自动抽气,为提高抽气效果,管道上方遮雨盖的形状应设计成下列图中的【 】
11.在水中,鱼、漂浮的木头、静止在水底的石头的位置如图所示,下列说法正确的是【 】
A.水对石头的压强比对木头的小
B.木头受到的浮力大于它自身的重力
C.鱼受到的浮力等于它排开水的重力
D.石头受到的浮力等于它自身的重力
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,用细线拴一铝块,将铝块的一半浸在液体中,容器对桌面的压强改变了80 Pa;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
13.(双选题)下列实验中,可以用来证实大气压强存在的是【 】
A.瓶中燃烧浸过酒精的棉花,鸡蛋剥皮堵住瓶口,鸡蛋被吸入瓶中
B.用一纸片盖住倒满水的杯口,快速倒置,纸片将水托住
C.两端开口的塑料管,将一端扎上橡皮膜并倒入水,橡皮膜向下凸出
D.提起水平接触水面的玻璃板,需要的力大于玻璃板的重力
14.(双选题)如图所示,放在同一水平桌面上的两个相同容器,分别盛有甲、乙两种液体.现将同一木块分别放入两容器中,当木块静止时两容器中液面相平。两种情况相比,下列判断正确的是【 】
A.木块受到的浮力一样大
B.木块在甲液体中受的浮力较大的
C.甲液体对容器底部的压强较大
D.盛甲液体的容器对桌面的压强较小
三、实验探究题(本题共3小题,第15题5分,第16题6分,第17题9分,共20分。)
15.小明同学利用A、B两物体、砝码、海绵等器材研究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验,如图所示。
(1)实验中小明是通过观察 ______________ 来比较压力作用效果的。
(2)比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是_______________________________。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较图________和图________所示实验。
(4)小明同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示。他发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是________________________________________。
16.小明用操作方便、精确度高的电子秤和同一块压纸石块,探究“影响浮力大小的因素”。(g取10N/kg)
(1)他将搅匀的糖水装入柱形杯中,置于电子秤上,如图1所示。
(2)用体积不计的细线系好石块,缓慢浸入糖水至刚好浸没,电子秤示数逐渐增大,则糖水对杯底的压力________(选填“逐渐增大”、“保持不变”或“逐渐减小”),说明石块所受浮力大小与________有关。如图2所示位置,石块所受浮力大小为________N.
(3)他将石决沉入杯底,松开细线,如图3所示,便开始书写探究报告。
(4)完成探究报告后,他将石块从糖水中慢慢提起。细心的小明发现石块离开杯底至露出液面前,电子秤示数一直减小,这说明石块在放置一段时间的糖水中所受浮力的大小与浸没深度________(选填“有关”或“无关”),造成这个结果的主要原因可能是________。
序号 液体 深度h/ mm 压强计
左液面/mm 右液面/mm 液面高度差/mm
1 水 30 186 214 28
2 60 171 227 56
3 90 158 242 84
4 盐水 90 154 246 92
17.下表是小明用如图所示装置分别测量水和盐水在不同深度时,压强计(U形管中是水)两液柱的液面高度情况。
(1) 将压强计的金属盒放入水中,U形管两边液面出现高度差,说明水的内部______;
(2)分析表中序号为1、2、3三组数据可得到的结论是:同种液体的压强随深度的增加而________,比较表中序号为3、4两组数据可得到的结论是:不同液体的压强还跟________有关.
(3)为了进一步研究在同一深度,液体向各个方向的压强是否相等,小明应控制相同的量有_________和________,要改变的量是_____________。
(4)小明学习了液体压强公式后,用公式对以上实验的数据进行分析计算,得出金属盒在30 mm深处水的压强是________Pa.从而压强计测出的压强为________Pa,由此她发现按液面高度差计算的压强值小于按液体深度计算的压强值,你认为造成的原因是什么
答:_________________________________。(g取10N/ kg)
四、综合应用题(本题共2小题,第18题10分,第19题10分,共20分。)
18.中国首艘国产航母辽宁号下水方式采用了漂浮式下水,如图所示。漂浮式下水是打开闸门让海水注入船坞(停泊、修理或制造船只的地方),船依靠浮力浮起后驶离船坞.(g取10 N/kg,海水密度取1×103kg/m3. 问:
(1)辽宁号航母设计满载排水量约7万吨,那么它满载时受到的浮力是多少
(2)水面下4m处海水产生的压强是多少
(3)质量为60kg的歼15舰载机飞行员站在水平甲板上,若双脚与甲板的接触面积是0.04m2,则他双脚站立时对甲板的压强是多少
19.某实验小组在研究某种物质的属性时,日常需将物体浸没在煤油中保存,将体积为1×10-3m3、重6N的该物体用细线系在底面积为250cm2的圆柱形容器的底部,物体浸没在煤油中,如图所示.(g取10N/kg,ρ煤油=0.8×103kg/m3)请解答下列问题:
(1)细线受到的拉力是多大
(2)若细线与物体脱落,待物体静止后煤油对容器底的压强变化了多少 【期末复习冲刺】人教版八年级下册物理专项复习试卷(2) 压强和浮力
一、填空题(每空1分,共15分。)
1.小明的妈妈买了一块豆腐放在水平的案板上,做饭时竖直向下切去了一部分,则剩下的部分对案板的压力将_______,压强将_________。(均选填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】减小 不变
【解析】放在水平案板上的豆腐对案板的压力等于所受的重力。豆腐沿竖直方向向下切去一部分,豆腐所受的重力减小,对案板的压力减小,案板的受力面积减小;压力减小为原来的几分之几,受力面积也减小为原来的几分之几,压力和受力面积的比值不变,豆腐对案板的压强不变。
2.如图所示,是三峡船闸工作过程的示意图。它是利用________原理来工作的。当阀门A打开,阀门B关闭,水从__________流向下游,当它的水面与下游相平时,下游闸门A打开,船驶入闸室。
【答案】连通器 闸室
【解析】船闸利用连通器的原理建造和工作的。由图示可知,船从下游驶往上游,船闸上游阀门和闸门关闭,下游闸门关闭,阀门A打开,闸室和下游河道构成连通器,水从闸室流向下游河道,闸室的水面与下游河道中水面相平时,下游闸门打开,船从下游河道驶入闸室,然后关闭阀门A和下游闸门。
3.手握两张大小相同、彼此正对且自然下垂的纸张,如图所示。如果从两张纸的中间上端向下吹气,那么,这两张纸将会出现____________(选填“互相靠拢”或“彼此远离”)的运动,此实验表明:在气体中,流速越大的位置,_______________。
【答案】互相靠拢 压强越小
【解析】从图示的两张纸中间从上端向下吹气,1两张纸之间的气体流动增大,压强减小,小于两张纸外侧大气压强,每张纸内侧所受压力小于外侧所受大气压力,运动状态发生改变,向内侧运动,两张纸互相靠拢。实验表明:在气体中,流速越大的位置压强越小。
重6N、体积为0.4dm3的金属球,浸没在水中,松手后球将__________(选填“下沉”、“上浮”或“悬浮”),在此过程中,球受水的压强将__________(选填“变大”、“变小”或“不变”),静止时小球受到的浮力是__________ N.(g取10N/ kg)
【答案】下沉 变大 4
【解析】体积为0.4dm3的金属球浸没在水中排开水的体积V排=V=0.4dm3=4×10-4m3,所受的浮力F浮=G排=m排g=ρ水V排g=1×103kg/m3×4×10-4m3×10N/kg=4N,金属球所受重力G=6N>F浮,松手后球将下沉;金属球下沉过程中,所处的水的深度变大,受水的压强p=ρ水hg变大,静止时沉在水底,所受的浮力F浮=G排=m排g=ρ水V排g=1×103kg/m3×4×10-4m3×10N/kg=4N.
5.如图所示,把一木块放入水中,静止时木块有五分之三的体积浸入水中,木块的密度为_______ kg/m3;如果把该木块放入密度为0.8×103kg/m3的酒精中,静止时,如图所示.那么该木块下表面受到水的压强p水与受到酒精的压强p酒精的关系为p水_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)p酒精.
【答案】0.6×103 等于
【解析】木块漂浮在水中处于平衡,所受浮力等于重力。即F浮=G由于F浮=G排=m排g=ρ水V排g=ρ水(3V/5)g,G=mg=ρ木Vg,木块的密度ρ木=3ρ水/5=0.6×103kg/m3;
木块漂浮在水中和酒精中,所受浮力等于木块下表面受到水的向上的压力。木块处于静止平衡状态,所受浮力等于木块所受重力,是相等的。木块下表面积一定,由可知,木块下表面受到水的压强p水与受到酒精的压强p酒精相等。
6.如图甲所示,弹簧测力计示数为5N,如图乙所示,小球一半浸在水中,测力计示数为2N,则小球受到的浮力为_______N,小球的体积为_______cm3.剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为_______N.(g取10 N/ kg)
【答案】3 6×10-4 5
【解析】甲图中,小球所受重力等于弹簧测力计的拉力,等于弹簧测力计的示数,为G=5N;乙图中,弹簧测力计对小球的拉力等于测力计的示数,为F=2N,小球所受的浮力F浮=G-F=5N-2N=3N;由于F浮=G排=m排g=ρ水V排g=ρ水(V/2)g,小球的体积
乙图中,剪断悬吊小球的细线,小球所受重力大于所受浮力,下沉,最终沉在水底,稳定时所受浮力F浮′=G排′=m排′g=ρ水V排′g=ρ水Vg=1×103kg/m3×6×10-4m3×10N/kg=6N.
二、选择题(每题2分,共16分。第7~12题,每题有一个选项符合题目要求。第13、14题,每题有两个选项符合题目要求,全部选对的得2分,只选1个且正确的得1分,有选错的得0分。)
7.请你想象一下,假如“减小受力面积可以减小压强”则可能会出现【 】
A.刀刃磨得越锋利,切菜越容易
B.书包带做得越窄,背着越舒服
C.墙基做得越宽,越不容易下陷
D.图钉尖做得越尖,越容易按入墙中
【答案】B
【解析】压强反映压力的作用效果,物体受压力作用形变程度越大,压力作用效果越显著。假如“减小受力面积可以减小压强”,A中,刀刃磨得越锋利,受力面积越小,压强越小,切菜越困难;B中,书包带做得越窄,受力面积越小,压强越小,背着越舒服;C中,墙基做得越宽,受力面积越大,压强越大,越容易下陷;D中,图钉尖做得越尖,受力面积越小,压强越小,越不容易按入墙中。
8.在探究实践创新大赛中,小明同学展示了他的“液体压强演示仪”,其主要部件是一根两端开口且用橡皮膜扎紧的玻璃管(如图所示),将此装置放于水中,通过橡皮膜的凹凸程度变化,探究液体压强规律。如图所示描述的几种橡皮膜的变化情况,其中正确的是【 】
【答案】D
【解析】液体内部向各个方向都有压强,液体压强随深度增加而增大。将两端开口且用橡皮膜扎紧的玻璃管放入水中,上端管口处的橡皮膜受到水对它向下的压强,橡皮膜向下(管内)凹陷,下端管口处的橡皮膜受到水对它向上的压强,橡皮膜向上(管内)凹陷;下端管口处的橡皮膜所处深度大于上端管口处的橡皮膜所处深度,下端管口处的橡皮膜所受水的压强大于上端管口处橡皮膜所受水的压强,下端管口处的橡皮膜向管内凹陷的程度大于上端管口处橡皮膜向管内凹陷的程度。
9.如图所示,利用托里拆利实验装置测量大气压强时,当玻璃管内的水银柱稳定后,在玻璃管的顶部穿一小孔,那么管内的水银液面将【 】
A.保持不变
B.逐渐下降,最终与管外液面相平
C.逐渐上升,最终从小孔中流出
D.稍微下降一些
【答案】B
【解析】由图可知,水银槽中水银面上方的大气压强等于玻璃管中760mm高水银柱产生的压强。在玻璃管的顶部穿一小孔,玻璃管和水银槽构成连通器,槽中和管中水银面上方的压强都等于大气压强,玻璃管中的水银面逐渐下降,最终与管外(槽内)水银面相平。
10.为改善地铁地下车站的通风状况,小明设计了抽气管道,利用地面横风实现自动抽气,为提高抽气效果,管道上方遮雨盖的形状应设计成下列图中的【 】
【答案】B
【解析】流体流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。利用地面横风实现自动抽气,由图中的设计图可看出,是要利用流体压强与流速的关系。只有当管道口上方空气流速快、压强小,下方空气流速慢、压强大时,可实现自动抽气,因此,遮雨盖的形状应符合靠近管道口的一面向外凸起,使空气流过时速度变快,压强变小,对照选项中的图片可知,图B符合要求。
11.在水中,鱼、漂浮的木头、静止在水底的石头的位置如图所示,下列说法正确的是【 】
A.水对石头的压强比对木头的小
B.木头受到的浮力大于它自身的重力
C.鱼受到的浮力等于它排开水的重力
D.石头受到的浮力等于它自身的重力
【答案】C
【解析】木头漂浮在水中,所受浮力等于所受的重力;鱼悬浮在水中,所受浮力等于所受的重力,由阿基米德原理可知,鱼所受浮力等于它排开的水所受的重力;石头沉在水底,所受浮力小于所受的重力。
木头漂浮在水中,石头沉在水底,木头所在处水的深度小于石头所在处水的深度,由p=ρ液gh得,水对石头的压强大于水对木头的压强。
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,用细线拴一铝块,将铝块的一半浸在液体中,容器对桌面的压强改变了80 Pa;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
【答案】D
【解析】乙图和甲图比较,由得,容器对水平桌面的压力增大了
⊿F=⊿pS=80Pa×100×10-4m2=0.8N;
甲图中,柱形容器对水平桌面的压力等于液体和容器的总重;乙图中,柱形容器对水平桌面的压力等于液体重、容器重和铝块对液体向下压力之和;乙图和甲图比较,容器对水平桌面增大的压力等于铝块对液体向下的压力。根据物体间力的作用时相互的,铝块对液体向下的压力等于液体对铝块向上的压力(浮力),铝块的一半浸在液体中受到液体的浮力F浮=⊿F=0.8N;由(2)②用体积不计的细绳系好石块,缓慢浸入糖水直至刚好浸没,电子秤示数逐渐增大,则糖水对杯底的
压力逐渐增大,说明石块所受浮力大小与排开液体体积有关。
F浮=G排=m排g=0.0214kgx10N/kg=0.214N
④完成探究报告后,他将石块从糖水中缓慢提升。细心的小明发现石块离开杯底至露出液面前,电子秤示
数一直减小,这说明石块在放置一段时间的糖水中受到的浮力大小与浸没深度有关,造成这个结果的主要
原因可能是:糖水密度不均匀。得,铝块浸没在液体中时所受浮力F浮′=2F浮=2×0.8N=1.6N;
丙图和甲图比较,容器对水平桌面的压力增大了
⊿F′=⊿p′S=(80Pa+460Pa)×100×10-4m2=5.4N
丙图和甲图比较,容器对水平桌面增大的压力等于铝块所受的重力。铝块所受重力G=⊿F′=5.4N,由G=mg得,铝块的质量;
由得,铝块的体积
由F浮=G排=m排g=ρ液V排g得,液体的密度
铝块沉底时对容器底部的压力等于容器底对铝块的支持力,即
F压=F支持=G-F浮=5.4N-1.6N=3.8N
13.(双选题)下列实验中,可以用来证实大气压强存在的是【 】
A.瓶中燃烧浸过酒精的棉花,鸡蛋剥皮堵住瓶口,鸡蛋被吸入瓶中
B.用一纸片盖住倒满水的杯口,快速倒置,纸片将水托住
C.两端开口的塑料管,将一端扎上橡皮膜并倒入水,橡皮膜向下凸出
D.提起水平接触水面的玻璃板,需要的力大于玻璃板的重力
【答案】AB
【解析】A.瓶中燃烧浸过酒精的棉花,瓶内空气受热膨胀被排出一部分,瓶内气体压强减小,小于瓶外大气压。鸡蛋剥皮堵住瓶口,在鸡蛋在大气压作用下被压入瓶中;
B.大气压很大,能够支撑约10m高的水柱。用一纸片盖住装满水的杯口,快速倒置,纸片在大气压作用下支撑着水柱不流下来;
C.两端开口的塑料管,将一端扎上橡皮膜并倒入水,橡皮膜受到水的压强形状改变向下凸出
D.提起水平接触水面的玻璃板,平衡时,弹簧测力计对玻璃板的拉力等于玻璃板所受重力与水对玻璃板下表面向下的引力之和,大于玻璃板所受的重力。
14.(双选题)如图所示,放在同一水平桌面上的两个相同容器,分别盛有甲、乙两种液体.现将同一木块分别放入两容器中,当木块静止时两容器中液面相平。两种情况相比,下列判断正确的是【 】
A.木块受到的浮力一样大
B.木块在甲液体中受的浮力较大的
C.甲液体对容器底部的压强较大
D.盛甲液体的容器对桌面的压强较小
【答案】AD
【解析】图中,同一木块在甲液体中悬浮,在乙液体中漂浮,所受浮力相等,都等于木块所受的重力。
木块在甲液体中悬浮,甲液体的密度等于木块的密度;在乙液体中漂浮,乙液体的密度大于木块的密度。由此可知,甲液体的密度小于乙液体的密度。
木块静止时两容器中的液面相平,两容器底所在处液体深度相同,由p=ρ液gh得,甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强。
容器对桌面的压力等于容器、木块和液体的总重。木块重相同、容器重相同,甲液体密度小于乙液体密度,甲液体体积也小于乙液体的体积,因此甲液体重小于乙液体重,盛甲液体的容器对桌面的压力小于盛乙液体的容器对桌面的压力,由于桌面受力面积相同,因此盛甲液体的容器对桌面的压强小于盛乙液体的容器对桌面的压强。
三、实验探究题(本题共3小题,第15题5分,第16题6分,第17题9分,共20分。)
15.小明同学利用A、B两物体、砝码、海绵等器材研究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验,如图所示。
(1)实验中小明是通过观察 ______________ 来比较压力作用效果的。
(2)比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是_______________________________。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较图________和图________所示实验。
(4)小明同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示。他发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是________________________________________。
【答案】(1)海绵的凹陷程度 (2)受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越显著 (3)甲 丙 (4)没有控制压力相同
【解析】(1)在研究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验中,是通过观察比较海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的,这种方法叫转换法;
(2)比较甲、乙两图所示实验,海绵的受力面积相同,所受压力不同,海绵的凹陷程度不同,所受压力大的海绵凹陷程度大,压力作用效果显著。由此可以得出结论:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越显著;
(3)要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,需要控制压力大小相同,是受力面积不同,应通过观察比较甲、丙两图所示实验。
(4)图丁中,将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,海绵所受的压力不同,受力面积也不同,海绵的凹陷程度相同,压力的作用效果相同。此现象不能说明压力的作用效果与受力面积无关。因为探究压力的作用效果和受力面积的关系,需要控制压力大小相同,而图丁中大小不同的两块物体对海绵的压力不同。
16.小明用操作方便、精确度高的电子秤和同一块压纸石块,探究“影响浮力大小的因素”。(g取10N/kg)
(1)他将搅匀的糖水装入柱形杯中,置于电子秤上,如图1所示。
(2)用体积不计的细线系好石块,缓慢浸入糖水至刚好浸没,电子秤示数逐渐增大,则糖水对杯底的压力________(选填“逐渐增大”、“保持不变”或“逐渐减小”),说明石块所受浮力大小与________有关。如图2所示位置,石块所受浮力大小为________N.
(3)他将石决沉入杯底,松开细线,如图3所示,便开始书写探究报告。
(4)完成探究报告后,他将石块从糖水中慢慢提起。细心的小明发现石块离开杯底至露出液面前,电子秤示数一直减小,这说明石块在放置一段时间的糖水中所受浮力的大小与浸没深度________(选填“有关”或“无关”),造成这个结果的主要原因可能是________。
【答案】(2)逐渐增大 排开液体的体积 0.214 (4)有关 放置一段时间后糖水密度分布不均匀
【解析】(2)用体积不计的细绳系好石块,缓慢浸入糖水直至刚好浸没,电子秤示数逐渐增大,则糖水对杯底的压力逐渐增大,石块对糖水的压力逐渐增大,石块所受糖水的浮力逐渐增大,说明石块所受浮力大小与排开液体体积有关。
图2中石块所受糖水的浮力F浮=G排=m排g=(0.4214kg-0.4kg)×10N/kg=0.214N
(4)图3中,将石块从糖水中缓慢提升,石块离开杯底至露出液面前,电子秤示数一直减小,则糖水对杯底的压力逐渐减小,石块对糖水的压力逐渐减小,石块所受糖水的浮力逐渐减小,这说明石块在放置一段时间的糖水中受到的浮力大小与浸没深度有关,石块排开糖水的体积不变,造成这个结果的主要原因可能是:糖水密度不均匀。
序号 液体 深度h/ mm 压强计
左液面/mm 右液面/mm 液面高度差/mm
1 水 30 186 214 28
2 60 171 227 56
3 90 158 242 84
4 盐水 90 154 246 92
17.下表是小明用如图所示装置分别测量水和盐水在不同深度时,压强计(U形管中是水)两液柱的液面高度情况。
(1) 将压强计的金属盒放入水中,U形管两边液面出现高度差,说明水的内部______;
(2)分析表中序号为1、2、3三组数据可得到的结论是:同种液体的压强随深度的增加而________,比较表中序号为3、4两组数据可得到的结论是:不同液体的压强还跟________有关.
(3)为了进一步研究在同一深度,液体向各个方向的压强是否相等,小明应控制相同的量有_________和________,要改变的量是_____________。
(4)小明学习了液体压强公式后,用公式对以上实验的数据进行分析计算,得出金属盒在30 mm深处水的压强是________Pa.从而压强计测出的压强为________Pa,由此她发现按液面高度差计算的压强值小于按液体深度计算的压强值,你认为造成的原因是什么
答:_________________________________。(g取10N/ kg)
【答案】(1)存在压强 (2)增大 液体密度 (3)深度 密度 金属盒的方向 (4)300 280 金属盒橡皮膜也要产生压强
【解析】(1)压强计的金属盒放入水中,U形管两边液面出现高度差,说明水的内部存在压强。
(2)分析表中序号为1、2、3的三组实验数据,压强计的金属盒在水中所处的深度依次增大,压强计U形管两侧液面高度差随着增大,说明压强计的金属盒所受水的压强增大。由此可得出结论:同种液体的压强随深度的增加而增大;比较表中序号为3、4的两组实验数据,压强计的金属盒在水和盐水中所处的深度相同,压强计U形管两侧液面高度差不同,说明压强计的金属盒所受水和盐水的压强不同。由此可得出结论:不同液体的压强还跟液体的密度有关。
(3)为了进一步探究在同一深度液体向各个方向的压强是否相等,小明应控制相同的量有液体深度和液体密度,要改变的量是压强计的金属盒的朝向(方向)。
(4)金属盒在30 mm深处水的压强是p=ρ水hg=1×103kg/m3×0.03m×10N/kg=300Pa,压强计测出的压强为28mm水柱产生的压强,即p′=ρ水h′g=1×103kg/m3×0.028m×10N/kg=280Pa,按液面高度差计算的压强值小于按液体深度计算的压强值的原因是,金属盒上的橡皮膜受水的压强发生形变产生压力和压强。
四、综合应用题(本题共2小题,第18题10分,第19题10分,共20分。)
18.中国首艘国产航母辽宁号下水方式采用了漂浮式下水,如图所示。漂浮式下水是打开闸门让海水注入船坞(停泊、修理或制造船只的地方),船依靠浮力浮起后驶离船坞.(g取10 N/kg,海水密度取1×103kg/m3. 问:
(1)辽宁号航母设计满载排水量约7万吨,那么它满载时受到的浮力是多少
(2)水面下4m处海水产生的压强是多少
(3)质量为60kg的歼15舰载机飞行员站在水平甲板上,若双脚与甲板的接触面积是0.04m2,则他双脚站立时对甲板的压强是多少
【答案】(1)7×108N (2)4×104Pa (3)1.5×104Pa
【解析】(1)航母满载时受到的浮力F浮=G排=m排g=7×104×103kg×10N/kg=7×108N
(2) 水面下4m 处海水产生的压强p海水=ρ海水hg=1×103kg/m3×4m×10N/kg=4×104Pa
(3)飞行员双脚站立在水平甲板上对甲板的压力F=G=mg=60kg×10N/kg=600N
对甲板的压强
19.某实验小组在研究某种物质的属性时,日常需将物体浸没在煤油中保存,将体积为1×10-3m3、重6N的该物体用细线系在底面积为250cm2的圆柱形容器的底部,物体浸没在煤油中,如图所示.(g取10N/kg,ρ煤油=0.8×103kg/m3)请解答下列问题:
(1)细线受到的拉力是多大
(2)若细线与物体脱落,待物体静止后煤油对容器底的压强变化了多少
【答案】(1)2N (2)80Pa
【解析】(1)物体浸没在煤油中受到的浮力为
F浮=G排=m排g=ρ煤油V排g=0.8×103kg/m3×1×10-3m3×10N/kg=8N
细线对物体的拉力F拉=F浮-G=8N-6N=2N
细线受到物体的拉力F=F拉=2N
(2)细线与物体脱离后,由于所受浮力大于重力,上浮,最终漂浮在煤油中。物体漂浮时,所受浮力F浮′=G=6N
由F浮=G排=m排g=ρ煤油V排g得,物体漂浮是排开煤油的体积
容器中煤油深度变化(减小)
煤油对容器底的压强变化⊿p=ρ煤油g⊿h=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.01m=80Pa

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