【精品解析】苏科版八年级下册 第九章 《压强和浮力》单元测试 提升卷

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苏科版八年级下册 第九章 《压强和浮力》单元测试 提升卷
一、选择题(每题3分,共30分)
1.小宇在拖地时,拖把头沿图中v所示方向运动,则拖把头对地面压力的方向、地面对拖把头摩擦力的方向分别为(  )
A.垂直地面向下、与v所示方向相反
B.垂直地面向下、与v所示方向相同
C.沿拖杆斜向下、与v所示方向相同
D.沿拖杆斜向下、与v所示方向相反
【答案】A
【知识点】摩擦力的方向;压力及重力与压力的区别
【解析】【解答】 小宇在拖地时,拖把头沿图中v所示方向运动,则拖把头对地面压力的方向:垂直地面向下;地面对拖把头摩擦力的方向:与v所示方向相反。故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】 (1)垂直作用在物体表面上的力叫做压力,压力的方向与受力物体的表面垂直且指向受压物体;
(2)摩擦力的性质是阻碍相互接触的两个物体间的相对运动或相对运动趋势。
2.我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓舂米(将稻米去壳)的情景。如图所示,碓的头部较尖,是为了(  )
A.增大压力 B.减小压力 C.增大压强 D.减小压强
【答案】C
【知识点】增大压强的方法及其应用
【解析】【解答】碓的头部设计成较尖的形状,其目的是在压力保持不变的情况下,通过减小受力面积来增大压强。因此,选项C正确,而选项ABD与这一物理原理不符。
故选C。
【分析】压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积。
3.用同种材料制成的两个实心圆柱体A、B竖放在水平地面上,高度,底面积,则A、B圆柱体对地面的压强之比为(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【解答】圆柱体对地面的压强为:,圆柱体A、B材料相同,密度相同,根据,高度,则A、B圆柱体对地面的压强之比为。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】根据,密度一定,柱形固体高度越高,压强越大。
4.如图所示,容器左右两边装密度不同的液体,两侧液面等高时,橡皮膜向左凸起.此现象说明液体的压强与下列哪个因素有关(  )
A.液体密度 B.橡皮膜深度 C.橡皮膜面积 D.液体体积
【答案】A
【知识点】液体压强的特点
【解析】【解答】根据液体压强公式p=ρgh可知,深度h相同,液体密度ρ不同,橡皮膜向左凸起,说明两边压强不同,由此可知液体压强与液体密度有关。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】液体内部压强的特点:液体内部向各个方向都有压强,在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强相等;液体内部压强随深度的增加而增大;液体压强还与液体密度有关,深度一定时,液体密度越大,压强越大。
5.在“探究液体内部的压强”实验中,实验现象如图所示,U形管内液面的高度差越大,表示探头所在位置的液体压强越大。下列说法不正确的是(  )
A.U形管左右两侧液面高度差越大,反映了薄膜所受液体的压强越大
B.若在甲图中增大探头在水中的深度,U形管左右两侧液面的高度差会变小
C.比较甲、乙、丙三图可得:同一深度液体向各个方向的压强都相等
D.比较丙、丁两图可得:在深度相同时,液体内部的压强与液体的密度有关
【答案】B
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】 解:A.U形管左右两侧液面高度差反映液体压强大小,U形管左右两侧液面高度差越大,说明了薄膜所受液体的压强越大,是转换法,故A正确;
B.若在甲图中增大探头在水中的深度,探头所受液体压强增大,则U形管左右两侧液面的高度差会变大,故B错误。
C.比较甲、乙、丙三图可得:同一液体深度相同,探头方向不同,U形管左右两侧液面高度差相同,说明:同一液体,同一深度液体向各个方向的压强都相等,故C正确;
D.比较丙、丁两图,液体深度相同,盐水密度大于水,丁图中U形管左右两侧液面高度差更大,说明:在深度相同时,液体内部的压强与液体的密度有关,故D正确;
故选:B。
【分析】 (1)液体内部压强可以通过观察压强计U形管两边液柱的高度差来比较大小,采用的是转换法;
(2)液体的压强随深度的增加而增大,不同液体的压强还跟密度有关,深度一定时,液体的密度越大,压强越大;
(3)液体内部朝各个方向都有压强,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;
(4)影响液体压强的因素有:液体的密度和浸入液体的深度,在探究与其中的一个因素时,就要控制另一个因素一定。
6.【新情景】如图所示,是能在火星上飞行的直升机——机智号,其质量为1.8kg,飞行时旋翼转速达到每分钟2400转,是地球上普通直升机旋翼转速的8倍以上,地球上的直升机飞行时,旋翼在空气中旋转获得相对气流,从而获得升力(火星表面g取4N/kg)。下列说法中正确的是(  )
A.火星表面没有气体 B.火星表面有稀薄的气体
C.机智号在火星上重为18N D.机智号从地球到火星质量减小
【答案】B
【知识点】质量及其特性;重力及其大小的计算;飞机的升力
【解析】【解答】A、直升机旋翼“在空气中旋转获得相对气流,从而获得升力”,说明火星表面存在气体,否则无法产生升力。错误。
B、既然直升机可以通过旋转旋翼获得升力,证明火星表面有稀薄的气体可以产生气流。正确。
C、根据G=mg,机智号质量为1.8kg,火星表面g=4N/kg,所以重力为1.8kg4N/kg=7.2N,远小于18N。错误。
D、质量是物体的固有属性,不随位置改变,所以机智号从地球到火星质量不变。错误。
故答案为:B。
【分析】1、质量的属性:质量是物体的固有属性,不随位置、形状、状态的改变而改变。
2、重力的计算:利用公式G=mg计算不同星球上的重力,其中g为对应星球的重力加速度。
3、升力的产生条件:直升机的升力依赖于气体的相对流动,说明火星表面存在气体。
7.车模小组制作了一个赛车模型,但他们发现车速过快时车头总是要向上翘,小艾同学建议在车头两侧增加小“翅膀”,这个翅膀的横截面形状应设计成(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】在AC选项中,“翅膀”上下表面形状相同,空气流速相同,上下表面空气产生的压强相同,对赛车没有影响,故AC不符合题意;
B图中,“翅膀”上表面是平面,空气流速小、压强大,下表面是弧形,空气流速大、压强小,形成向下的压力差,故B符合题意;
D图中,“翅膀”的形状与B相反,则受到压力方向相反,即翅膀受到向上的压力,故D不会题意。
故选B。
【分析】根据流体压强和流速的关系分析各个选项中产生压强的方向即可。
8.如图所示,浸没在液体中的圆柱体,上表面受到液体的压力为,下表面受到液体的压力为,所受浮力为;则下列大小关系判断一定正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】浸没在液体中的圆柱体所受浮力为F浮=F向上﹣F向下。浮力不为0,所以F浮可能大于、等于,也可能小于F向下,F向下一定小于F向上,F浮小于F向上,故ACD错误,B正确。
故选B。
【分析】浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大,
9.如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为 F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为 F2.下列判断正确的是 (  )
A.水对溢水杯底部的压强p甲B.溢水杯对桌面的压力
C.小烧杯中水的重力
D.铁块受到的浮力
【答案】C
【知识点】液体压强的计算;阿基米德原理
【解析】【解答】A. 液体压强公式为 p=ρgh 。甲图中溢水杯盛满水,乙图中铁块浸没后水仍盛满(溢出的水使液面高度不变),因此甲、乙两图中水的深度h相同,水的密度ρ也相同。根据p=ρgh,水对溢水杯底部的压强 p甲=p乙 ,故A错误;
B. 甲图溢水杯对桌面的压力为G杯+G水 ;乙图中,铁块浸没时排开水的重力等于浮力(阿基米德原理),且溢出的水重力为G排 ,因此乙图溢水杯对桌面的压力为G杯 +( G水 G排)+G排=G杯+G水。可见甲、乙两图溢水杯对桌面的压力相等,故B错误;
C. 根据称重法,铁块受到的浮力F浮=F1 F2( F 1 是铁块重力, F 2 是铁块浸没后弹簧测力计的拉力)。由阿基米德原理,浮力等于排开水的重力,即F浮=G排( G排 为小烧杯中水的重力)。因此G排=F1 F2 ,故C正确;
D. 称重法测浮力的公式为F浮=G F拉 ,其中G=F1 (铁块重力,对应甲图弹簧测力计示数), F拉=F2 (铁块浸没后弹簧测力计示数)。因此浮力 F浮=F1 F2 ,而非F2 F1 ,故D错误。
故选C。
【分析】1.了解液体压强的影响因素。液体压强公式为p=ρgh ,溢水杯始终装满水,水的深度h不变,因此水对溢水杯底部的压强p甲=p乙。
2.称重法测浮力。称重法测浮力的公式为F浮=F1-F2(F1是铁块在空气中的拉力,F2是铁块浸没后的拉力)。结合阿基米德原理,可得溢出的水的重力G=F1-F2。
10.如图所示是某载人潜水器,它可以在4500米的水下连续工作。若海水密度约为,潜水器悬浮在海水中时的总质量为。下列说法正确的是(  )
A.潜水器在海面上漂浮时浮力大于重力
B.潜水器上浮和下潜是靠改变浮力大小实现的
C.潜水器悬浮在海水中时,所受浮力为1.8×105N
D.潜水器在海面下4500米处作业时,受到的海水压强为
【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.潜水器在海面上漂浮时,根据二力平衡,物体受到的浮力等于重力,故A错误;
B.潜水器通过改变自身的重力,实现上浮和下潜时,故B错误;
C.潜水器悬浮在海水中时,浮力为F浮=G=mg=18×103kg×10N/kg=1.8×105N,故C正确;
D.根据潜水器的深度,计算海水压强为:
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4500m=4.5×107Pa,故D错误。
故选C。
【分析】漂浮和悬浮的物体,受到的浮力等于物体的重力;根据p=ρ海水gh,计算液体压强的大小。
二、多选题(每题3分,共9分)
11.同学们都知道1912年4月奥林匹克级邮轮—泰坦尼克号在其首航时触碰了漂浮在海水中的冰山而沉没,由此次事件我们能得知(  )
A.冰山的密度大于海水密度
B.冰山受到的浮力等于冰山的重力
C.冰山受到的浮力大于冰山的重力
D.冰山上面还可以载一定量重物而不会沉底
【答案】B,D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、冰山漂浮,根据物体的浮沉条件可知,冰山的密度要小于海水的密度,故A错误;
BC、巨大的冰山能漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件可知,冰山受到的浮力等于冰山的重力,故B正确,C错误;
D、由于冰山漂浮,浮力等于冰山的重力,当冰山浸入液体体积越大所受浮力越大,当冰山承载一定重力的物体,恰好完全浸没时,承载的物体的重力等于冰山原本露出水面的部分所受的浮力,当物体重力大于这部分重力时,冰山会下沉,故D正确。
故选:BD。
【分析】(1)根据物体的浮沉条件分析冰山的密度与海水密度的关系;
(2)根据物体的浮沉条件分析冰山所受浮力与重力的关系;
(3)根据阿基米德原理分析冰山受到的浮力的大小;物体漂浮时,受力平衡;
12.如图,甲、乙是两个完全相同的容器,分别装满两种不同的液体A、B,放置在水平桌面上,若容器甲底部受到的液体压强大于容器乙底部受到的液体压强。则下列说法正确的是(  )
A.A液体质量小于B液体的质量
B.A液体密度大于B液体密度
C.两容器对桌面的压力相等
D.A液体对容器底部的压力大于B液体对容器底部的压力
【答案】B,D
【知识点】密度公式及其应用;压强大小比较;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】AB.图中,液体深度hA=hB,液体压强pA >pB,根据p=ρgh,得出:ρA >ρB;
已知VA=VB, 根据m=ρV,mA>mB。故B正确,故A错误;
C.水平桌面受到的压力等于容器和液体的总重力,容器相同,mA>mB,则GA>GB,则甲容器对桌面的压力比乙大,故C错误;
D.因为pA >pB,SA>SB,根据F=pS,可得FA >FB,即A液体对容器底部的压力大于B液体对容器底部的压力,故D正确。
故选BD。
【分析】根据p=ρgh,结合深度相同,判断液体密度光线;水平面受到的压力等于物体的总重力;根据F=pS,判断容器底受到的压力。
13.关于下面四幅图,下列说法正确的是(  )
A.甲图是行走在沙漠中的骆驼,它之所以不会陷入沙中,是因为它对地面的压力和压强都大
B.乙图是工作中的船闸,其原理是连通器
C.丙图是自制水气压计,把它从山脚移到山顶,细管内水柱上升
D.丁图中,口含b管对a管上方吹气,a管水面上升是因为流速越大的位置压强越大
【答案】B,C
【知识点】减小压强的方法及其应用;连通器原理及其应用;大气压强与高度的关系;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.骆驼的脚掌很大,通过增大受力面积来减小压强,故A错误;
B.船闸在开启阀门时,底端联通,上端开口,属于连通器,故B正确;
C.把自制气压计从山下移到山顶,界大气压随高度的增加而减小,瓶内空气的压强不变,在瓶内气压的作用下会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱会升高,故C正确;
D.丁图中,a管上方流速较大,压强较小,瓶内气压大于上方气压,a管内的水面上升,故D错误。
故选BC。
【分析】1、压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积;
2、连通器:上端开口相通,或底部相通的容器叫连通器,在连通器的液体保持同一水平,压强相等,应用:茶壶;回水弯管;船闸;
3、压强和流速的关系:压强越大,流速越小,应用为飞机机翼上凸,空气流速快,导致压强较小,形成向上的升力。
三、填空题(每空2分,共24分)
14.在探究压力的作用效果与什么因素有关的实验中,小明利用小桌、砝码、海绵等器材设计了如图的几个实验。
(1)在实验中,小明同学是通过观察   来比较压力作用效果的。
(2)图中   两次实验是用来研究压力的作用效果与受力面积是否有关的。
(3)图中甲、乙两次实验结论是:   一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)乙丙
(3)受力面积
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)在实验中,海绵受到压力作用后发生凹陷,且凹陷程度越大,则压力作用效果越明显,故是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的。
(2)根据控制变量法的要求可知,探究压力作用效果与受力面积的关系,需要控制压力大小不变,只改变受力面积,故选乙、丙。
(3)根据图片可知,甲、乙两次实验中,都是桌腿朝下,则受力面积相同,乙中压力大,且乙中的海绵凹陷程度大,因此结论为:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
【分析】(1)在实验中,海绵受到压力作用后发生凹陷,且凹陷程度越大,则压力作用效果越明显;
(2)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(3)根据图片分析哪个因素不同,哪个因素相同,根据控制变量法的要求描述结论。
(1)通过转换法,将看不见的压力作用效果转化为可看见的海绵凹陷程度,故是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的。
(2)探究压力作用效果与受力面积的关系,需要控制压力大小不变,只改变受力面积。乙、丙两次实验中,压力大小相同,受力面积不同,符合实验要求。
(3)甲、乙两次实验中,受力面积相同,压力大小不同,因此结论为:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
15.如图所示是患者到医院就诊时进行静脉输液的情景。输液时,输液管的上端通过针头A与输液瓶的瓶口连接,输液管的下端通过针头B与病人的静脉血管连接。小明查阅相关资料了解到:液体中某深度处的实际压强等于液面上方气体压强与液体压强之和。
(1)其中“进气管”的作用是:保持输液瓶内外气压平衡。该输液装置涉及到的物理知识有____。
A.阿基米德原理 B.大气压强 C.液体内部压强
(2)图中,如果此时扎针处出现“回血”现象(血液进入输液管),最便捷的解决方式是改变手的位置,你认为手应该   (选填“向上抬”或“向下移”),请说明理由:   。
【答案】(1)B;C
(2)向下移;针处出现“回血”现象,最便捷的解决方式是改变手的位置,此时手应该向下移动,则手在液体中的深度增加,根据可知液体对人体的压强增大,把血液压回血管即可正常输液
【知识点】液体压强的特点;液体压强计算公式的应用;大气压的综合应用
【解析】【解答】(1)A、阿基米德原理 → 不涉及(阿基米德原理是关于浮力的,本装置无浮力相关应用)。
B、大气压强 → 涉及(进气管让空气进入瓶内,利用大气压使药液顺利流出)。
C、液体内部压强 → 涉及(药液深度产生的压强,将药液压入血管)。所以正确选项是 B、C。
(2) 向下移;
根据液体压强公式p=gh,手向下移时,针头处药液的深度h增大,药液产生的压强增大,当药液压强大于血压时,血液会被压回血管,从而解决回血问题。
故答案为:(1)BC。(2)向下移;针处出现“回血”现象,最便捷的解决方式是改变手的位置,此时手应该向下移动,则手在液体中的深度增加,根据可知液体对人体的压强增大,把血液压回血管即可正常输液。
【分析】1、大气压强的应用
进气管的作用是让瓶内与外界大气相通,保证瓶内气压始终等于大气压,使药液在重力和液体压强作用下持续流出。
2、液体内部压强公式
公式:p=gh,p:液体压强(Pa),:液体密度(kg/m3);g:重力加速度(N/kg);h:深度(从液面到该点的垂直距离,m)
核心结论:液体压强随深度增加而增大,这是解决回血问题的关键依据。
3、压强平衡
输液时,药液在针头处的压强需大于血压,才能将药液输入血管;若药液压强小于血压,就会出现血液回流(回血)现象。
16.如图所示的容器是   器。塞子拔出后各液面高低不同,粗管处液柱比细管处液柱   (选填“高”或“低”),是因为流速大的位置压强小。以下现象中与其原理相同的是   (选填序号:A.热气球在空中漂浮 B.C919大客机在空中飞行 C.中国空间站绕地球飞行)。
【答案】连通;高;B
【知识点】连通器原理及其应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】图中,容器的底部连通,上部开口,容器是连通器。根据流速大的位置压强小,塞子拔出后,粗管处液体流速小,压强大,液柱比细管处液柱高,A.热气球在空中漂浮,是受到浮力的原因,B.C919大客机在空中飞行,机翼的上方空气流速大,压强小,使飞机获得升力而升空,符合要求; C.中国空间站绕地球飞行,是空间站具有惯性,不是流速和压强的关系。
【分析】底部连通,上部开口,是连通器;流体在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;热气球升空,利用浮力。
17.洗手液瓶中的按压式吸液结构如图所示。
(1)按压式瓶盖的工作原理和   (选填“活塞式抽水机”或“船闸”)的工作原理相同。
(2)洗手液能被“吸”上来是利用了   。向下按压后松手时,液体从导液管通过进液阀门进入储液筒,是因为瓶内气压   (选填“大于”、“小于”或“等于”)储液筒中气压。
【答案】(1)活塞式抽水机
(2)大气压;大于
【知识点】气压计和抽水机;大气压的综合应用
【解析】【解答】(1)使用按压式瓶盖,按压瓶盖,瓶内气体被压缩,压强变大,大于外界大气压,洗手液在内外气压差的作用下被“吸”上来,利用的是大气压,和活塞式抽水机工作原理相同。
(2)向下按压后松手时,液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒,则瓶中气压大于储液筒中气压,在大气压的作用下,洗手液被“吸”上来,原因是瓶内气压大于储液筒内的气压。
【分析】(1)按压式瓶盖利用的是大气压,和活塞式抽水机工作原理相同。
(2)液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒,是因为瓶中气压大于储液筒中气压。
四、实验探究题(每空2分,共10分)
18.同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中,根据日常生活经验提出了以下猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;②浮力大小与物体排开液体的体积有关;③浮力大小与液体的密度有关。
实验步骤和数据如图所示(ρ水=1.0×103kg/cm3,g取10N/kg)
(1)根据实验数据,小聪计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是   N.
(2)为了验证猜想①,分析A与C、D三次实验,得出的结论是:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度   (选填“有”或“无”)关。
(3)为了验证猜想②,分析A与   三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)小聪为了验证猜想③,分析A与B、E三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关。你认为这样操作是   (选填“正确”或“错误”)的,理由是   。
【答案】(1)4
(2)无
(3)B、C
(4)错误;没有控制物体排开液体的体积相等
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;控制变量法与探究性实验方案
【解析】【解答】(1)根据称重法测浮力公式:F浮=G-F示,由图A可知物体重力G=6N,图D中物体完全浸没在水中时弹簧测力计示数F示=2N,因此:F浮=6N-2N=4N。
(2)分析A、C、D三次实验:液体均为水(密度相同),物体均完全浸没(排开液体体积相同)。浸入深度不同,但弹簧测力计示数均为2N,即浮力相同。结论:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度无关。
(3)要探究浮力与排开液体体积的关系,需控制液体密度相同,改变排开体积。
应分析A与 B、C 三次实验:液体均为水(密度相同)。B、C中物体排开液体的体积不同,弹簧测力计示数不同,说明浮力不同。结论:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)分析A、B、E三次实验的操作是错误的。
理由:探究浮力与液体密度的关系时,需控制物体排开液体的体积相同。但B和E中,物体排开液体的体积不相等(B中部分浸入,E中完全浸没),未满足控制变量法的要求,因此无法得出正确结论。
故答案为:(1)4;(2)无;(3)B、C;(4)错误;没有控制物体排开液体的体积相等。
【分析】1、称重法测浮力:F浮=G-F示,其中G为物体重力,F示为弹簧测力计示数。
2、控制变量法:探究浮力与某一因素的关系时,必须控制其他因素不变。
探究与浸入深度的关系:控制液体密度和排开体积不变。
探究与排开体积的关系:控制液体密度不变。
探究与液体密度的关系:控制排开体积不变。
3、阿基米德原理:浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体所受的重力,即F浮=液gV排。浮力大小取决于液体密度液和排开液体的体积V排,与物体浸没的深度无关(完全浸没后)。
五、计算题(共7分)
19.小李同学受“怀丙打捞铁牛”故事启发,利用如图所示装置来模拟“打捞”过程。图甲中金属块A部分陷入淤泥内,质量为200g的小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,此时细绳的拉力为2N,水面恰好与船的上沿相平(水未进入船内),金属块A上表面距离水面40cm。将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中,如图乙所示,此时小船有五分之二体积露出水面。已知金属块A的密度为6×103kg/m3,细绳的质量和体积忽略不计,求:
(1)图甲中,金属块A上表面受到的水的压强;
(2)图甲中,小船浸在水中的体积;
(3)图乙中,金属块A受到的浮力。
【答案】解:(1)金属块A上表面受到的水的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4000Pa
(2)小船的重力
G船=m船g=0.2kg×10N/kg=2N
小船和沙石的总重力
G=G船+G沙=2N+18N=20N
小船所受的浮力
F浮=G+F拉=20N+2N=22N
根据阿基米德原理可知图甲中,小船浸在水中的体积
(3)图乙中,此时小船排开水的体积
根据阿基米德原理可知小船所受的浮力
F浮'=ρ水gV排'=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.32×10﹣3m3=13.2N
绳子的拉力:F拉'=F浮'﹣G船=13.2N﹣2N=11.2N
金属块A受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力的作用,且处于平衡状态,故
GA=F浮A+F拉'
ρAgVA=ρ水gVA+F拉'
代入数据得
6×103kg/m3×10N/kg×VA=1.0×103kg/m3×10N/kg×VA+11.2N
解得VA=2.24×10﹣4m3,F浮A=2.24N。
答:(1)图甲中,金属块A上表面受到的水的压强为4000Pa;
(2)图甲中,小船浸在水中的体积为2.2×10﹣3m3;
(3)图乙中,金属块A受到的浮力为2.24N。
【知识点】密度公式及其应用;二力平衡的条件及其应用;液体压强的计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据p=ρ水gh,计算液体压强的大小;
(2)根据G船=m船g,计算物体的重力,根据物体漂浮,计算浮力;根据,计算物体排开液体的体积。
(3)利用F浮=ρ水gV排,计算浮力的大小,结合平衡状态,计算排开液体的体积。
六、科普阅读题(每空2分,共20分)
20.资料显示,海水的密度与深度、温度等因素有关。不同海域海水密度随深度变化的情况不尽相同,图(a)为某热带海域海水密度随深度变化的图像,潜艇在此海域通常能安全航行。但有时海水密度会突然发生变化,形成“海中断崖”的现象,如图(b)所示,一旦潜艇遇到该现象,其运动状态会发生急速改变,可能引发灾难性事故。
(1)如图(a)所示,该热带海域0~1000米深度内,海水密度随深度的增大而   (选填“增大”或“减小”)。
(2)如图(b)所示,现有一艘潜艇在高密度水层水平航行,当它驶入低密度水层时,会突然   (选填“上升”或“下降”)。结合所学知识,指出该潜艇运动状态发生改变的原因,并写出分析过程:   。
【答案】(1)增大
(2)下降;潜艇在高密度水层水平航行,当它驶入低密度水层时,由F浮=ρ液gV排得,在排开液体的体积一定时,液体的密度变小,浮力变小
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)根据图示分析,该热带海域在0~1000米深度范围内,海水密度随着深度的增加而逐渐增大,即深度与密度呈正相关关系。
(2)当潜艇在高密度水层中水平航行时,若驶入低密度水层,根据浮力公式可知,在排开液体体积()不变的情况下,液体密度()减小会导致浮力减小。此时浮力小于潜艇重力,潜艇将突然下沉。
【分析】浮力的公式F浮=ρ液gV排,当体积不变,密度减小,浮力减小。
(1)由图可知,该热带海域0~1000米深度内,深度越大,海水的密度越大,即海水密度随深度的增大而增大。
(2)[1][2]潜艇在高密度水层水平航行,当它驶入低密度水层时,由F浮=ρ液gV排得,在排开液体的体积一定时,液体的密度变小,浮力变小,浮力小于重力,会突然下降。
21.阅读短文,回答问题
大气压与人类生活
我们生活在地球大气层的底部,大气压与我们的生活息息相关。人体图甲所示,当人体婴吸气时,扩张,肺内气压①在大气压的作用下,外界富含氧气的新鲜空气经气道进入肺泡内进行气体交换:人要呼气时,胸廊依靠弹性回收,肺内气压②,体外,这样便构成了一次呼吸而使生命得以维持。
(1)将文中空格补充完整:①   ②   。
(2)某同学在生物课上制作了如图乙所示模拟呼吸运动的模型,B图表示正在   (选填“吸气”或“呼气”),肺内气压   (“大于”、“小于”或“等于”)外界大气压。
(3)为了验证大气压与海拔高度的关系,小明自制了一个简易压强计,当往瓶中吹气会出现如图丙所示情况(水沿玻璃管上升到瓶口以上),此时瓶内气体压强   (“大于”、“小于”或“等于”)外界大气压强:小明把它从山脚拿到山顶,水柱的高度会   (选填“上升”、“下降”或“不变”),说明大气压随着离度的增加而   (选填“增大”或“减小”)。
【答案】(1)减小;增大
(2)吸气;小于
(3)大于;上升;减小
【知识点】大气压强与高度的关系;大气压的综合应用
【解析】【解答】(1) 第1空,呼吸运动的过程是:吸气时,膈肌与肋间肌收缩,引起胸腔前后、左右及上下径均增大,肺随之扩大,造成肺内气压减小,小于外界大气压,外界气体进入肺内,形成主动的吸气运动;
第2空,当膈肌和肋间外肌舒张时,肋骨与胸骨因本身重力及弹性而回位,结果胸廓缩小,肺也随之回缩,造成肺内气压增大,大于外界气压,肺内气体排出肺,形成被动的呼气运动;
(2)第1空,第2空,由如图2知,B图表示正在呼气,肺内气压小于外界大气压;
(3)第1空,由图可知,此时瓶内液柱高于瓶内液面,故此时瓶内气压大于外界大气压;
小明把它从山脚拿到山顶, 可以观察到瓶内水柱高度会上升,说明外界大气压变小,故可说明 大气压随着离度的增加而 减小。
故答案为:(1)减小;增大;(2)吸气;小于;(3)大于;减小。
【分析】(1)呼吸运动的过程是:吸气时,膈肌与肋间肌收缩,引起胸腔前后、左右及上下径均增大,肺随之扩大,造成肺内气压小于外界大气压,外界气体进入肺内,形成主动的吸气运动;当膈肌和肋间外肌舒张时,肋骨与胸骨因本身重力及弹性而回位,结果胸廓缩小,肺也随之回缩,造成肺内气压大于外界气压,肺内气体排出肺,形成被动的呼气运动;
(2)A图示表示膈肌舒张,膈顶上升,肺内气体排出,是呼气过程;B图示表示膈肌收缩,膈顶下降,外界气体进入肺内,是吸气过程;
(3)瓶内气压等于外界大气压加水柱的压强之和,据此分析判断;大气压随海拔高度变大而减小。
1 / 1苏科版八年级下册 第九章 《压强和浮力》单元测试 提升卷
一、选择题(每题3分,共30分)
1.小宇在拖地时,拖把头沿图中v所示方向运动,则拖把头对地面压力的方向、地面对拖把头摩擦力的方向分别为(  )
A.垂直地面向下、与v所示方向相反
B.垂直地面向下、与v所示方向相同
C.沿拖杆斜向下、与v所示方向相同
D.沿拖杆斜向下、与v所示方向相反
2.我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓舂米(将稻米去壳)的情景。如图所示,碓的头部较尖,是为了(  )
A.增大压力 B.减小压力 C.增大压强 D.减小压强
3.用同种材料制成的两个实心圆柱体A、B竖放在水平地面上,高度,底面积,则A、B圆柱体对地面的压强之比为(  )
A. B. C. D.
4.如图所示,容器左右两边装密度不同的液体,两侧液面等高时,橡皮膜向左凸起.此现象说明液体的压强与下列哪个因素有关(  )
A.液体密度 B.橡皮膜深度 C.橡皮膜面积 D.液体体积
5.在“探究液体内部的压强”实验中,实验现象如图所示,U形管内液面的高度差越大,表示探头所在位置的液体压强越大。下列说法不正确的是(  )
A.U形管左右两侧液面高度差越大,反映了薄膜所受液体的压强越大
B.若在甲图中增大探头在水中的深度,U形管左右两侧液面的高度差会变小
C.比较甲、乙、丙三图可得:同一深度液体向各个方向的压强都相等
D.比较丙、丁两图可得:在深度相同时,液体内部的压强与液体的密度有关
6.【新情景】如图所示,是能在火星上飞行的直升机——机智号,其质量为1.8kg,飞行时旋翼转速达到每分钟2400转,是地球上普通直升机旋翼转速的8倍以上,地球上的直升机飞行时,旋翼在空气中旋转获得相对气流,从而获得升力(火星表面g取4N/kg)。下列说法中正确的是(  )
A.火星表面没有气体 B.火星表面有稀薄的气体
C.机智号在火星上重为18N D.机智号从地球到火星质量减小
7.车模小组制作了一个赛车模型,但他们发现车速过快时车头总是要向上翘,小艾同学建议在车头两侧增加小“翅膀”,这个翅膀的横截面形状应设计成(  )
A. B.
C. D.
8.如图所示,浸没在液体中的圆柱体,上表面受到液体的压力为,下表面受到液体的压力为,所受浮力为;则下列大小关系判断一定正确的是(  )
A. B.
C. D.
9.如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为 F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为 F2.下列判断正确的是 (  )
A.水对溢水杯底部的压强p甲B.溢水杯对桌面的压力
C.小烧杯中水的重力
D.铁块受到的浮力
10.如图所示是某载人潜水器,它可以在4500米的水下连续工作。若海水密度约为,潜水器悬浮在海水中时的总质量为。下列说法正确的是(  )
A.潜水器在海面上漂浮时浮力大于重力
B.潜水器上浮和下潜是靠改变浮力大小实现的
C.潜水器悬浮在海水中时,所受浮力为1.8×105N
D.潜水器在海面下4500米处作业时,受到的海水压强为
二、多选题(每题3分,共9分)
11.同学们都知道1912年4月奥林匹克级邮轮—泰坦尼克号在其首航时触碰了漂浮在海水中的冰山而沉没,由此次事件我们能得知(  )
A.冰山的密度大于海水密度
B.冰山受到的浮力等于冰山的重力
C.冰山受到的浮力大于冰山的重力
D.冰山上面还可以载一定量重物而不会沉底
12.如图,甲、乙是两个完全相同的容器,分别装满两种不同的液体A、B,放置在水平桌面上,若容器甲底部受到的液体压强大于容器乙底部受到的液体压强。则下列说法正确的是(  )
A.A液体质量小于B液体的质量
B.A液体密度大于B液体密度
C.两容器对桌面的压力相等
D.A液体对容器底部的压力大于B液体对容器底部的压力
13.关于下面四幅图,下列说法正确的是(  )
A.甲图是行走在沙漠中的骆驼,它之所以不会陷入沙中,是因为它对地面的压力和压强都大
B.乙图是工作中的船闸,其原理是连通器
C.丙图是自制水气压计,把它从山脚移到山顶,细管内水柱上升
D.丁图中,口含b管对a管上方吹气,a管水面上升是因为流速越大的位置压强越大
三、填空题(每空2分,共24分)
14.在探究压力的作用效果与什么因素有关的实验中,小明利用小桌、砝码、海绵等器材设计了如图的几个实验。
(1)在实验中,小明同学是通过观察   来比较压力作用效果的。
(2)图中   两次实验是用来研究压力的作用效果与受力面积是否有关的。
(3)图中甲、乙两次实验结论是:   一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
15.如图所示是患者到医院就诊时进行静脉输液的情景。输液时,输液管的上端通过针头A与输液瓶的瓶口连接,输液管的下端通过针头B与病人的静脉血管连接。小明查阅相关资料了解到:液体中某深度处的实际压强等于液面上方气体压强与液体压强之和。
(1)其中“进气管”的作用是:保持输液瓶内外气压平衡。该输液装置涉及到的物理知识有____。
A.阿基米德原理 B.大气压强 C.液体内部压强
(2)图中,如果此时扎针处出现“回血”现象(血液进入输液管),最便捷的解决方式是改变手的位置,你认为手应该   (选填“向上抬”或“向下移”),请说明理由:   。
16.如图所示的容器是   器。塞子拔出后各液面高低不同,粗管处液柱比细管处液柱   (选填“高”或“低”),是因为流速大的位置压强小。以下现象中与其原理相同的是   (选填序号:A.热气球在空中漂浮 B.C919大客机在空中飞行 C.中国空间站绕地球飞行)。
17.洗手液瓶中的按压式吸液结构如图所示。
(1)按压式瓶盖的工作原理和   (选填“活塞式抽水机”或“船闸”)的工作原理相同。
(2)洗手液能被“吸”上来是利用了   。向下按压后松手时,液体从导液管通过进液阀门进入储液筒,是因为瓶内气压   (选填“大于”、“小于”或“等于”)储液筒中气压。
四、实验探究题(每空2分,共10分)
18.同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中,根据日常生活经验提出了以下猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;②浮力大小与物体排开液体的体积有关;③浮力大小与液体的密度有关。
实验步骤和数据如图所示(ρ水=1.0×103kg/cm3,g取10N/kg)
(1)根据实验数据,小聪计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是   N.
(2)为了验证猜想①,分析A与C、D三次实验,得出的结论是:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度   (选填“有”或“无”)关。
(3)为了验证猜想②,分析A与   三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)小聪为了验证猜想③,分析A与B、E三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关。你认为这样操作是   (选填“正确”或“错误”)的,理由是   。
五、计算题(共7分)
19.小李同学受“怀丙打捞铁牛”故事启发,利用如图所示装置来模拟“打捞”过程。图甲中金属块A部分陷入淤泥内,质量为200g的小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,此时细绳的拉力为2N,水面恰好与船的上沿相平(水未进入船内),金属块A上表面距离水面40cm。将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中,如图乙所示,此时小船有五分之二体积露出水面。已知金属块A的密度为6×103kg/m3,细绳的质量和体积忽略不计,求:
(1)图甲中,金属块A上表面受到的水的压强;
(2)图甲中,小船浸在水中的体积;
(3)图乙中,金属块A受到的浮力。
六、科普阅读题(每空2分,共20分)
20.资料显示,海水的密度与深度、温度等因素有关。不同海域海水密度随深度变化的情况不尽相同,图(a)为某热带海域海水密度随深度变化的图像,潜艇在此海域通常能安全航行。但有时海水密度会突然发生变化,形成“海中断崖”的现象,如图(b)所示,一旦潜艇遇到该现象,其运动状态会发生急速改变,可能引发灾难性事故。
(1)如图(a)所示,该热带海域0~1000米深度内,海水密度随深度的增大而   (选填“增大”或“减小”)。
(2)如图(b)所示,现有一艘潜艇在高密度水层水平航行,当它驶入低密度水层时,会突然   (选填“上升”或“下降”)。结合所学知识,指出该潜艇运动状态发生改变的原因,并写出分析过程:   。
21.阅读短文,回答问题
大气压与人类生活
我们生活在地球大气层的底部,大气压与我们的生活息息相关。人体图甲所示,当人体婴吸气时,扩张,肺内气压①在大气压的作用下,外界富含氧气的新鲜空气经气道进入肺泡内进行气体交换:人要呼气时,胸廊依靠弹性回收,肺内气压②,体外,这样便构成了一次呼吸而使生命得以维持。
(1)将文中空格补充完整:①   ②   。
(2)某同学在生物课上制作了如图乙所示模拟呼吸运动的模型,B图表示正在   (选填“吸气”或“呼气”),肺内气压   (“大于”、“小于”或“等于”)外界大气压。
(3)为了验证大气压与海拔高度的关系,小明自制了一个简易压强计,当往瓶中吹气会出现如图丙所示情况(水沿玻璃管上升到瓶口以上),此时瓶内气体压强   (“大于”、“小于”或“等于”)外界大气压强:小明把它从山脚拿到山顶,水柱的高度会   (选填“上升”、“下降”或“不变”),说明大气压随着离度的增加而   (选填“增大”或“减小”)。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】摩擦力的方向;压力及重力与压力的区别
【解析】【解答】 小宇在拖地时,拖把头沿图中v所示方向运动,则拖把头对地面压力的方向:垂直地面向下;地面对拖把头摩擦力的方向:与v所示方向相反。故A正确,BCD错误。
故选:A。
【分析】 (1)垂直作用在物体表面上的力叫做压力,压力的方向与受力物体的表面垂直且指向受压物体;
(2)摩擦力的性质是阻碍相互接触的两个物体间的相对运动或相对运动趋势。
2.【答案】C
【知识点】增大压强的方法及其应用
【解析】【解答】碓的头部设计成较尖的形状,其目的是在压力保持不变的情况下,通过减小受力面积来增大压强。因此,选项C正确,而选项ABD与这一物理原理不符。
故选C。
【分析】压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积。
3.【答案】A
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【解答】圆柱体对地面的压强为:,圆柱体A、B材料相同,密度相同,根据,高度,则A、B圆柱体对地面的压强之比为。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】根据,密度一定,柱形固体高度越高,压强越大。
4.【答案】A
【知识点】液体压强的特点
【解析】【解答】根据液体压强公式p=ρgh可知,深度h相同,液体密度ρ不同,橡皮膜向左凸起,说明两边压强不同,由此可知液体压强与液体密度有关。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】液体内部压强的特点:液体内部向各个方向都有压强,在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强相等;液体内部压强随深度的增加而增大;液体压强还与液体密度有关,深度一定时,液体密度越大,压强越大。
5.【答案】B
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】 解:A.U形管左右两侧液面高度差反映液体压强大小,U形管左右两侧液面高度差越大,说明了薄膜所受液体的压强越大,是转换法,故A正确;
B.若在甲图中增大探头在水中的深度,探头所受液体压强增大,则U形管左右两侧液面的高度差会变大,故B错误。
C.比较甲、乙、丙三图可得:同一液体深度相同,探头方向不同,U形管左右两侧液面高度差相同,说明:同一液体,同一深度液体向各个方向的压强都相等,故C正确;
D.比较丙、丁两图,液体深度相同,盐水密度大于水,丁图中U形管左右两侧液面高度差更大,说明:在深度相同时,液体内部的压强与液体的密度有关,故D正确;
故选:B。
【分析】 (1)液体内部压强可以通过观察压强计U形管两边液柱的高度差来比较大小,采用的是转换法;
(2)液体的压强随深度的增加而增大,不同液体的压强还跟密度有关,深度一定时,液体的密度越大,压强越大;
(3)液体内部朝各个方向都有压强,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;
(4)影响液体压强的因素有:液体的密度和浸入液体的深度,在探究与其中的一个因素时,就要控制另一个因素一定。
6.【答案】B
【知识点】质量及其特性;重力及其大小的计算;飞机的升力
【解析】【解答】A、直升机旋翼“在空气中旋转获得相对气流,从而获得升力”,说明火星表面存在气体,否则无法产生升力。错误。
B、既然直升机可以通过旋转旋翼获得升力,证明火星表面有稀薄的气体可以产生气流。正确。
C、根据G=mg,机智号质量为1.8kg,火星表面g=4N/kg,所以重力为1.8kg4N/kg=7.2N,远小于18N。错误。
D、质量是物体的固有属性,不随位置改变,所以机智号从地球到火星质量不变。错误。
故答案为:B。
【分析】1、质量的属性:质量是物体的固有属性,不随位置、形状、状态的改变而改变。
2、重力的计算:利用公式G=mg计算不同星球上的重力,其中g为对应星球的重力加速度。
3、升力的产生条件:直升机的升力依赖于气体的相对流动,说明火星表面存在气体。
7.【答案】B
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】在AC选项中,“翅膀”上下表面形状相同,空气流速相同,上下表面空气产生的压强相同,对赛车没有影响,故AC不符合题意;
B图中,“翅膀”上表面是平面,空气流速小、压强大,下表面是弧形,空气流速大、压强小,形成向下的压力差,故B符合题意;
D图中,“翅膀”的形状与B相反,则受到压力方向相反,即翅膀受到向上的压力,故D不会题意。
故选B。
【分析】根据流体压强和流速的关系分析各个选项中产生压强的方向即可。
8.【答案】B
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】浸没在液体中的圆柱体所受浮力为F浮=F向上﹣F向下。浮力不为0,所以F浮可能大于、等于,也可能小于F向下,F向下一定小于F向上,F浮小于F向上,故ACD错误,B正确。
故选B。
【分析】浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大,
9.【答案】C
【知识点】液体压强的计算;阿基米德原理
【解析】【解答】A. 液体压强公式为 p=ρgh 。甲图中溢水杯盛满水,乙图中铁块浸没后水仍盛满(溢出的水使液面高度不变),因此甲、乙两图中水的深度h相同,水的密度ρ也相同。根据p=ρgh,水对溢水杯底部的压强 p甲=p乙 ,故A错误;
B. 甲图溢水杯对桌面的压力为G杯+G水 ;乙图中,铁块浸没时排开水的重力等于浮力(阿基米德原理),且溢出的水重力为G排 ,因此乙图溢水杯对桌面的压力为G杯 +( G水 G排)+G排=G杯+G水。可见甲、乙两图溢水杯对桌面的压力相等,故B错误;
C. 根据称重法,铁块受到的浮力F浮=F1 F2( F 1 是铁块重力, F 2 是铁块浸没后弹簧测力计的拉力)。由阿基米德原理,浮力等于排开水的重力,即F浮=G排( G排 为小烧杯中水的重力)。因此G排=F1 F2 ,故C正确;
D. 称重法测浮力的公式为F浮=G F拉 ,其中G=F1 (铁块重力,对应甲图弹簧测力计示数), F拉=F2 (铁块浸没后弹簧测力计示数)。因此浮力 F浮=F1 F2 ,而非F2 F1 ,故D错误。
故选C。
【分析】1.了解液体压强的影响因素。液体压强公式为p=ρgh ,溢水杯始终装满水,水的深度h不变,因此水对溢水杯底部的压强p甲=p乙。
2.称重法测浮力。称重法测浮力的公式为F浮=F1-F2(F1是铁块在空气中的拉力,F2是铁块浸没后的拉力)。结合阿基米德原理,可得溢出的水的重力G=F1-F2。
10.【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.潜水器在海面上漂浮时,根据二力平衡,物体受到的浮力等于重力,故A错误;
B.潜水器通过改变自身的重力,实现上浮和下潜时,故B错误;
C.潜水器悬浮在海水中时,浮力为F浮=G=mg=18×103kg×10N/kg=1.8×105N,故C正确;
D.根据潜水器的深度,计算海水压强为:
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4500m=4.5×107Pa,故D错误。
故选C。
【分析】漂浮和悬浮的物体,受到的浮力等于物体的重力;根据p=ρ海水gh,计算液体压强的大小。
11.【答案】B,D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、冰山漂浮,根据物体的浮沉条件可知,冰山的密度要小于海水的密度,故A错误;
BC、巨大的冰山能漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件可知,冰山受到的浮力等于冰山的重力,故B正确,C错误;
D、由于冰山漂浮,浮力等于冰山的重力,当冰山浸入液体体积越大所受浮力越大,当冰山承载一定重力的物体,恰好完全浸没时,承载的物体的重力等于冰山原本露出水面的部分所受的浮力,当物体重力大于这部分重力时,冰山会下沉,故D正确。
故选:BD。
【分析】(1)根据物体的浮沉条件分析冰山的密度与海水密度的关系;
(2)根据物体的浮沉条件分析冰山所受浮力与重力的关系;
(3)根据阿基米德原理分析冰山受到的浮力的大小;物体漂浮时,受力平衡;
12.【答案】B,D
【知识点】密度公式及其应用;压强大小比较;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】AB.图中,液体深度hA=hB,液体压强pA >pB,根据p=ρgh,得出:ρA >ρB;
已知VA=VB, 根据m=ρV,mA>mB。故B正确,故A错误;
C.水平桌面受到的压力等于容器和液体的总重力,容器相同,mA>mB,则GA>GB,则甲容器对桌面的压力比乙大,故C错误;
D.因为pA >pB,SA>SB,根据F=pS,可得FA >FB,即A液体对容器底部的压力大于B液体对容器底部的压力,故D正确。
故选BD。
【分析】根据p=ρgh,结合深度相同,判断液体密度光线;水平面受到的压力等于物体的总重力;根据F=pS,判断容器底受到的压力。
13.【答案】B,C
【知识点】减小压强的方法及其应用;连通器原理及其应用;大气压强与高度的关系;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.骆驼的脚掌很大,通过增大受力面积来减小压强,故A错误;
B.船闸在开启阀门时,底端联通,上端开口,属于连通器,故B正确;
C.把自制气压计从山下移到山顶,界大气压随高度的增加而减小,瓶内空气的压强不变,在瓶内气压的作用下会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱会升高,故C正确;
D.丁图中,a管上方流速较大,压强较小,瓶内气压大于上方气压,a管内的水面上升,故D错误。
故选BC。
【分析】1、压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积;
2、连通器:上端开口相通,或底部相通的容器叫连通器,在连通器的液体保持同一水平,压强相等,应用:茶壶;回水弯管;船闸;
3、压强和流速的关系:压强越大,流速越小,应用为飞机机翼上凸,空气流速快,导致压强较小,形成向上的升力。
14.【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)乙丙
(3)受力面积
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)在实验中,海绵受到压力作用后发生凹陷,且凹陷程度越大,则压力作用效果越明显,故是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的。
(2)根据控制变量法的要求可知,探究压力作用效果与受力面积的关系,需要控制压力大小不变,只改变受力面积,故选乙、丙。
(3)根据图片可知,甲、乙两次实验中,都是桌腿朝下,则受力面积相同,乙中压力大,且乙中的海绵凹陷程度大,因此结论为:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
【分析】(1)在实验中,海绵受到压力作用后发生凹陷,且凹陷程度越大,则压力作用效果越明显;
(2)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(3)根据图片分析哪个因素不同,哪个因素相同,根据控制变量法的要求描述结论。
(1)通过转换法,将看不见的压力作用效果转化为可看见的海绵凹陷程度,故是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的。
(2)探究压力作用效果与受力面积的关系,需要控制压力大小不变,只改变受力面积。乙、丙两次实验中,压力大小相同,受力面积不同,符合实验要求。
(3)甲、乙两次实验中,受力面积相同,压力大小不同,因此结论为:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
15.【答案】(1)B;C
(2)向下移;针处出现“回血”现象,最便捷的解决方式是改变手的位置,此时手应该向下移动,则手在液体中的深度增加,根据可知液体对人体的压强增大,把血液压回血管即可正常输液
【知识点】液体压强的特点;液体压强计算公式的应用;大气压的综合应用
【解析】【解答】(1)A、阿基米德原理 → 不涉及(阿基米德原理是关于浮力的,本装置无浮力相关应用)。
B、大气压强 → 涉及(进气管让空气进入瓶内,利用大气压使药液顺利流出)。
C、液体内部压强 → 涉及(药液深度产生的压强,将药液压入血管)。所以正确选项是 B、C。
(2) 向下移;
根据液体压强公式p=gh,手向下移时,针头处药液的深度h增大,药液产生的压强增大,当药液压强大于血压时,血液会被压回血管,从而解决回血问题。
故答案为:(1)BC。(2)向下移;针处出现“回血”现象,最便捷的解决方式是改变手的位置,此时手应该向下移动,则手在液体中的深度增加,根据可知液体对人体的压强增大,把血液压回血管即可正常输液。
【分析】1、大气压强的应用
进气管的作用是让瓶内与外界大气相通,保证瓶内气压始终等于大气压,使药液在重力和液体压强作用下持续流出。
2、液体内部压强公式
公式:p=gh,p:液体压强(Pa),:液体密度(kg/m3);g:重力加速度(N/kg);h:深度(从液面到该点的垂直距离,m)
核心结论:液体压强随深度增加而增大,这是解决回血问题的关键依据。
3、压强平衡
输液时,药液在针头处的压强需大于血压,才能将药液输入血管;若药液压强小于血压,就会出现血液回流(回血)现象。
16.【答案】连通;高;B
【知识点】连通器原理及其应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】图中,容器的底部连通,上部开口,容器是连通器。根据流速大的位置压强小,塞子拔出后,粗管处液体流速小,压强大,液柱比细管处液柱高,A.热气球在空中漂浮,是受到浮力的原因,B.C919大客机在空中飞行,机翼的上方空气流速大,压强小,使飞机获得升力而升空,符合要求; C.中国空间站绕地球飞行,是空间站具有惯性,不是流速和压强的关系。
【分析】底部连通,上部开口,是连通器;流体在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;热气球升空,利用浮力。
17.【答案】(1)活塞式抽水机
(2)大气压;大于
【知识点】气压计和抽水机;大气压的综合应用
【解析】【解答】(1)使用按压式瓶盖,按压瓶盖,瓶内气体被压缩,压强变大,大于外界大气压,洗手液在内外气压差的作用下被“吸”上来,利用的是大气压,和活塞式抽水机工作原理相同。
(2)向下按压后松手时,液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒,则瓶中气压大于储液筒中气压,在大气压的作用下,洗手液被“吸”上来,原因是瓶内气压大于储液筒内的气压。
【分析】(1)按压式瓶盖利用的是大气压,和活塞式抽水机工作原理相同。
(2)液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒,是因为瓶中气压大于储液筒中气压。
18.【答案】(1)4
(2)无
(3)B、C
(4)错误;没有控制物体排开液体的体积相等
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;控制变量法与探究性实验方案
【解析】【解答】(1)根据称重法测浮力公式:F浮=G-F示,由图A可知物体重力G=6N,图D中物体完全浸没在水中时弹簧测力计示数F示=2N,因此:F浮=6N-2N=4N。
(2)分析A、C、D三次实验:液体均为水(密度相同),物体均完全浸没(排开液体体积相同)。浸入深度不同,但弹簧测力计示数均为2N,即浮力相同。结论:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度无关。
(3)要探究浮力与排开液体体积的关系,需控制液体密度相同,改变排开体积。
应分析A与 B、C 三次实验:液体均为水(密度相同)。B、C中物体排开液体的体积不同,弹簧测力计示数不同,说明浮力不同。结论:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)分析A、B、E三次实验的操作是错误的。
理由:探究浮力与液体密度的关系时,需控制物体排开液体的体积相同。但B和E中,物体排开液体的体积不相等(B中部分浸入,E中完全浸没),未满足控制变量法的要求,因此无法得出正确结论。
故答案为:(1)4;(2)无;(3)B、C;(4)错误;没有控制物体排开液体的体积相等。
【分析】1、称重法测浮力:F浮=G-F示,其中G为物体重力,F示为弹簧测力计示数。
2、控制变量法:探究浮力与某一因素的关系时,必须控制其他因素不变。
探究与浸入深度的关系:控制液体密度和排开体积不变。
探究与排开体积的关系:控制液体密度不变。
探究与液体密度的关系:控制排开体积不变。
3、阿基米德原理:浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体所受的重力,即F浮=液gV排。浮力大小取决于液体密度液和排开液体的体积V排,与物体浸没的深度无关(完全浸没后)。
19.【答案】解:(1)金属块A上表面受到的水的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4000Pa
(2)小船的重力
G船=m船g=0.2kg×10N/kg=2N
小船和沙石的总重力
G=G船+G沙=2N+18N=20N
小船所受的浮力
F浮=G+F拉=20N+2N=22N
根据阿基米德原理可知图甲中,小船浸在水中的体积
(3)图乙中,此时小船排开水的体积
根据阿基米德原理可知小船所受的浮力
F浮'=ρ水gV排'=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.32×10﹣3m3=13.2N
绳子的拉力:F拉'=F浮'﹣G船=13.2N﹣2N=11.2N
金属块A受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力的作用,且处于平衡状态,故
GA=F浮A+F拉'
ρAgVA=ρ水gVA+F拉'
代入数据得
6×103kg/m3×10N/kg×VA=1.0×103kg/m3×10N/kg×VA+11.2N
解得VA=2.24×10﹣4m3,F浮A=2.24N。
答:(1)图甲中,金属块A上表面受到的水的压强为4000Pa;
(2)图甲中,小船浸在水中的体积为2.2×10﹣3m3;
(3)图乙中,金属块A受到的浮力为2.24N。
【知识点】密度公式及其应用;二力平衡的条件及其应用;液体压强的计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据p=ρ水gh,计算液体压强的大小;
(2)根据G船=m船g,计算物体的重力,根据物体漂浮,计算浮力;根据,计算物体排开液体的体积。
(3)利用F浮=ρ水gV排,计算浮力的大小,结合平衡状态,计算排开液体的体积。
20.【答案】(1)增大
(2)下降;潜艇在高密度水层水平航行,当它驶入低密度水层时,由F浮=ρ液gV排得,在排开液体的体积一定时,液体的密度变小,浮力变小
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)根据图示分析,该热带海域在0~1000米深度范围内,海水密度随着深度的增加而逐渐增大,即深度与密度呈正相关关系。
(2)当潜艇在高密度水层中水平航行时,若驶入低密度水层,根据浮力公式可知,在排开液体体积()不变的情况下,液体密度()减小会导致浮力减小。此时浮力小于潜艇重力,潜艇将突然下沉。
【分析】浮力的公式F浮=ρ液gV排,当体积不变,密度减小,浮力减小。
(1)由图可知,该热带海域0~1000米深度内,深度越大,海水的密度越大,即海水密度随深度的增大而增大。
(2)[1][2]潜艇在高密度水层水平航行,当它驶入低密度水层时,由F浮=ρ液gV排得,在排开液体的体积一定时,液体的密度变小,浮力变小,浮力小于重力,会突然下降。
21.【答案】(1)减小;增大
(2)吸气;小于
(3)大于;上升;减小
【知识点】大气压强与高度的关系;大气压的综合应用
【解析】【解答】(1) 第1空,呼吸运动的过程是:吸气时,膈肌与肋间肌收缩,引起胸腔前后、左右及上下径均增大,肺随之扩大,造成肺内气压减小,小于外界大气压,外界气体进入肺内,形成主动的吸气运动;
第2空,当膈肌和肋间外肌舒张时,肋骨与胸骨因本身重力及弹性而回位,结果胸廓缩小,肺也随之回缩,造成肺内气压增大,大于外界气压,肺内气体排出肺,形成被动的呼气运动;
(2)第1空,第2空,由如图2知,B图表示正在呼气,肺内气压小于外界大气压;
(3)第1空,由图可知,此时瓶内液柱高于瓶内液面,故此时瓶内气压大于外界大气压;
小明把它从山脚拿到山顶, 可以观察到瓶内水柱高度会上升,说明外界大气压变小,故可说明 大气压随着离度的增加而 减小。
故答案为:(1)减小;增大;(2)吸气;小于;(3)大于;减小。
【分析】(1)呼吸运动的过程是:吸气时,膈肌与肋间肌收缩,引起胸腔前后、左右及上下径均增大,肺随之扩大,造成肺内气压小于外界大气压,外界气体进入肺内,形成主动的吸气运动;当膈肌和肋间外肌舒张时,肋骨与胸骨因本身重力及弹性而回位,结果胸廓缩小,肺也随之回缩,造成肺内气压大于外界气压,肺内气体排出肺,形成被动的呼气运动;
(2)A图示表示膈肌舒张,膈顶上升,肺内气体排出,是呼气过程;B图示表示膈肌收缩,膈顶下降,外界气体进入肺内,是吸气过程;
(3)瓶内气压等于外界大气压加水柱的压强之和,据此分析判断;大气压随海拔高度变大而减小。
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