初中科学华师大版八年级上册第3章 浮力综合与测试复习练习题
展开第三单元综合测试(1)2021-2022学年华师大版八年级上
姓名:___________班级:___________
一、选择题
1.如图,老师用同一块橡皮泥做成不同的形状,放在水面上,观察到甲中橡皮泥沉到杯底、乙中橡皮泥浮在水面上。下列分析正确的是( )
A.甲图中橡皮泥不受浮力
B.两图中橡皮泥所受到的浮力甲要大些
C.物体所受浮力的大小与物体的形状有关
D.物体所受浮力的大小与其排开液体的多少有关
2.一艘轮船从东海驶入长江后,它所受到的浮力( )
A.变小 B.不变 C.变大 D.不能确定
3.把一个金属块放入盛满酒精的杯中时,从杯中溢出酒精10克,若将该金属块放入盛满 水的杯中时,从杯中溢出水的质量是( r金 > r水 > r酒 = 0.8克/厘米3)( )
A.15克 B.10克 C.12.5克 D.8克
4.我区首艘千吨级维权执法专用海监船“中国海监1118"号在梧州顺利下水,这将增强海监队伍在北部湾海域的执法能力。当海监船从河里驶入海里时,下列说法正确的是( )
A.船所受的浮力大于重力
B.船体下沉一些
C.船所受的浮力小于重力
D.船体上浮一些
5.如图,将一块挂在弹簧测力计下的圆柱体金属缓慢进入水中(假设水足够深),在圆柱体接触容器底之前,能正确表示浮力F和圆柱体下表面到水面的距离h关系的图像是( )
A. B.
C. D.
6.如图是一条小鱼吐出的气泡在水中的上升情况示意图,下列关于气泡在上升过程中受到的水的浮力和压强的变化情况中正确的是( )
A.受到水的浮力不变,压强增大
B.受到水的浮力增大,压强不变
C.受到水的浮力增大,压强减小
D.浮力和压强都减小
7.已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ柴油=0.85×103kg/m3,ρ汽油=071×103kg/m3,ρ硫酸=1.8×103kg/m3,一个最多能装下1kg水的瓶子,能装下1kg的( )
A.酒精 B.汽油 C.柴油 D.硫酸
8.将一个重为的熟鸡蛋(蛋壳重量可忽略)放进盛有浓盐酸水的杯中,鸡蛋漂浮,然后逐渐向杯中加入清水,当鸡蛋下沉至杯底静止时停止加水,图中选项能粗略描述这个过程中浮力随时间变化关系的是( )。
A. B.
C. D.
9.一个质量为0.25kg的玻璃瓶,盛满水时称得质量是1.5kg,若盛满某液体时称得质量是1.75kg,那么这种液体的密度是( )
A.1.0×10 kg/m3
B.1.16×10 kg/m3
C.1.75×10 kg/m3
D.1.2×10 kg/m3
10.有四个容量都为500毫升的瓶子,分别装满海水、纯水、酒精和汽油,那么装的质量最多的是(ρ海水>ρ纯水>ρ酒精>ρ汽油)( )
A.海水 B.纯水 C.酒精 D.汽油
11.如图所示,用细绳将一物体系在容器底部,若物体所受浮力为10N,上表面受到水向下的压力为4N,则物体下表面受到水向上的压力为( )
A.4N B.6N C.14N D.7N
12.小科和妈妈一起上街到夜市买了一袋观赏鱼如图,袋内约有1/3的体积是封闭的空气。小科回到家后没有打开塑料袋的观赏鱼而是直接放入家中的鱼缸中。若不计塑料袋的自重,那么这个装着水和鱼的塑料袋在鱼缸的水中所处的状态是( )
A.悬浮在水中 B.漂浮在水中
C.下沉到缸底 D.先悬浮,后下沉
13.如图是杭州西溪湿地公园的一处普通码头的剖面图。以下说法中错误的是( )
A.河道水满时码头不容易崩塌
B.河道水满时,河水对河底的压强较大一些
C.河道水浅时,河底小鱼受到的浮力较小
D.河道水满时,河底同样面积处,河水对河底的压力较大
14.把鸡蛋浸入盛水的杯中,鸡蛋沉在杯底(如图甲所示),再往杯中加盐使鸡蛋悬浮(如图乙所示)。下列说法中,正确的是 ( )
A.液体的密度:ρ甲=ρ乙 B.鸡蛋排开液体的质量:m甲<m乙
C.鸡蛋受到的浮力:F甲=F乙 D.液体对杯底的压强:p甲=p乙
二、简答题
15.2012年6月24日凌晨5点29分,我国“蛟龙号”载人潜水器(如图)在马里亚纳海沟开始注水下潜,至上午9点07分,蛟龙号潜水器到达7020米深度并坐底,创造了世界同类潜水器的最大下潜深度。“蛟龙”号长宽高为8.2米×3.0米×3.4米;质量22吨;下潜时负载400千克(包括乘员质量)。(g取10N/kg)
(1)若海水密度不变,当“蛟龙号”浸没在海水后继续下潜的过程中,受到的压强___________,浮力___________。(填“变大”、“ 变小”或“不变”)。
(2)求本次试验“蛟龙”号下潜速度约多少米/分钟?____
(3)当它悬浮在深海某处时,受到的浮力多大?___
(4)“蛟龙号”在某深度悬浮作业,任务完成后,抛弃自身携带的压载铁便能上浮。请分析“蛟龙号”上浮的原因。______
16.台秤上放置一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总质量为1000g,烧杯的底面积为100cm2,将一个质量为600g,体积为300cm3的长方体实心物体A用细线吊着,然后将其一半浸入烧杯的水中(烧杯的厚度忽略不计,杯内水没有溢出)。则(g取10N/kg):
(1)当物体A的一半浸入水中后,细线对物体A的拉力有多大?
(2)烧杯对台秤的压强为多大?
17.春节期间,甜甜和妈妈到无锡旅游,买了一只宜兴茶壶,如图所示。她听说宜兴茶壶是用宜兴特有的泥土材料制成的,很想知道这种材料的密度。于是她用天平测出壶盖的质量为88.8克,再把壶盖完全浸入装满水的烧杯中,测得烧杯溢出水的质量是29.6克。(水的密度为1.0克/厘米3)
(1)壶盖的体积是多大?
(2)宜兴茶壶这种材料的密度是多大?
(3)若测得空茶壶(包括壶盖)的质量为495克,该茶壶所用材料的体积为多大?
三、探究题
18.小明为了探究物体在水中不同深度所受浮力的变化情况,如右图所示,将一挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计相应的示数F,实验数据如下表(g=10牛/千克)
次数
1
2
3
4
5
6
7
h(cm)
0
2
4
6
8
l 0
1 2
F(N)
6.75
6.25
5.75
5.25
4.75
4.25
4.25
(1)分析表中第1列到第5列数据,可以得出的结论是:没有完全浸没的金属圆柱体受到的浮力与______成正比;
(2)分析表中第6列到第7列数据,说明完全浸没的金属圆柱体受到的浮力与它所处的深度____关;(选填“有”或“无”)
(3)分析表中实验数据,可以得出圆柱体的横截面积是____平方厘米;
(4)分析表中实验数据,可以得出物体重_________N,
(5)第4次实验时,物体受到的浮力__________N。
(6)下图中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面所处的深度h关系的图像是__。
A.B.C.D.
19.在实验课上,老师要求小明用一只量筒、一枚大头针和水,测量一个小木块的密度。
(1)请帮助小明设计有关实验。______
(2)用相关的测量量写出密度表达式,并说明推导过程。______
四、填空题
20.在探究质量与体积的关系时,小明找来大小不同的铝块进行实验。 根据实验数据画出了铝块质量随体积变化的图像,如图所示。分析图像可知:铝 块的质量与体积的比值是一个定值,为_____g/cm3。
21.一瓶密度为9的氧气,若用去其中的三分之二,则剩下氧气的密度为______________。
22.暑假小亮想让啤酒冷却快点,把一瓶啤酒放进了速冻箱里,第2天发啤酒瓶胀破了,感觉很纳闷。查阅资料:ρ啤酒=1.0g/cm3,ρ冰=0.9g/cm3。小亮恍然大悟,原来啤酒结冰过程中质量_____________,密度变小,体积_______________。
23.某实心正立方体金属块的质量是m千克,边长是a米,则金属块的密度ρ= 千克/米3(用m、a表示)。取6个这样的金属块,分别以下图的甲、乙两种方式放置在水平地面上,则甲、乙两种方式放置的金属块对水平地面的压力之比F甲:F乙= ,压强之比p甲:p乙= 。
24.港珠澳大桥是连接香港、珠海、澳门的超大型跨海通道,全长55公里,其中主体工程“海中桥隧”长35.578公里,海底隧道长约6.75公里,是世界上最长的跨海大桥。大桥在水下施工时,要向水中沉放大量的施工构件。现将边长2m的正方体沉入水中,在下沉过程中,其下表面到水面的距离为h(如图甲),钢绳拉力、物体所受浮力随着h的增大而变化,如图乙所示。其中反映浮力随h变化图线的是________(填序号),试计算该物体浸没时的浮力及重力分别为多少?________(取ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
25.一个小物块完全放入容积为200ml的杯内,向杯中加入128g水或96g酒精都恰能将杯装满。小物块的体积为_______,密度为________()
参考答案
1.D
【详解】
A.甲图中橡皮泥浸没在水中,因此它肯定受到浮力,故A错误;
B.甲图中,橡皮泥下沉,它受到的浮力小于重力;乙图中,橡皮泥漂浮,它受到的浮力等于重力,因此甲中浮力小于乙中浮力,故B错误;
C.由阿基米德原理可得物体所受浮力的大小与物体的形状无关,故C错误;
D.由阿基米德原理可得,物体所受浮力的大小与其排开液体的重力有关,故D正确。
2.B
【详解】
轮船从东海驶入长江后,轮船都漂浮,由物体的浮沉条件知道,轮船受到长江水和海水的浮力都等于轮船受到的重力G,即所受浮力不变,故只有B符合题意。
3.C
【解析】
【详解】
金属块的体积V===12.5cm3,
将该金属块放入盛满水的杯中时,溢出水的质量m水=ρ水V=1.0g/cm3×12.5cm3=12.5g.
故C正确.
4.D
【解析】
海监船不论漂浮在河水面还是海水面,受到的浮力都等于本身的重力,因此浮力不变。再根据阿基米德原理,浮力不变,液体密度越大,排开液体的体积越小,所以应选D。
【考点】漂浮条件、影响浮力大小的因素。
5.B
【解析】
【详解】
圆柱体逐渐浸入水中的过程中,浸入水中越深,它排开水的体积越大受到的浮力越大,浸没后,它排开水的体积不变,受到的浮力不变,故浮力F先增大后不变。
故B正确.
6.C
【详解】
气泡在上升过程中,所在深度减小,根据p=ρ液gh可知,受到水的压强减小,气泡的体积变大;
气泡排开水的体积变大,根据公式F浮=ρ液gV排可知,所以受到水的浮力增大。
故C正确.
7.D
【详解】
根据ρ= m/V可得,液体的体积V= m/ρ,则质量相同的不同物质,密度小的体积大,能够容纳1kg水的瓶子,也能容纳1kg密度比它大的物质,不能容纳1kg密度比它小的物质.∵ρ汽油<ρ酒精<ρ柴油<ρ水<ρ硫酸,∴能够容纳1kg水的瓶子,能容纳1kg密度比水大的硫酸.
故选D.
8.C
【解析】
当鸡蛋在浓盐水中漂浮时,此时鸡蛋所受浮力等于鸡蛋的重力;当给浓盐水中缓慢加入水时,混合液的密度开始减小,当此时混合液的密度仍大于鸡蛋的密度,虽然鸡蛋开始缓慢下沉,不过鸡蛋仍处于漂浮状态,只是浸入液体中的体积在增大,而露出的体积在减小,所以此时鸡蛋受到的浮力仍等于鸡蛋的重力;当混合液的密度逐渐减小到等于鸡蛋的密度时,此时鸡蛋在液体中处于悬浮状态,鸡蛋受到的浮力仍等于鸡蛋的重力;当浓盐水中的水越来越多而引起混合液的密度比鸡蛋密度小的时候,此时鸡蛋受到的浮力就会小于重力,鸡蛋出现下沉直至沉到杯子的底部,由此可知,鸡蛋受到的浮力是先不变,然后减小,所以选项C符合,故选C。
9.D
【详解】
水的质量:
m水=1.5kg−0.25kg=1.25kg,
由ρ=得水的体积:
V水== =1.25×10−3m3,
瓶子的容积:
V容=V水=1.25×10−3m3,
某液体的体积:
V液=V容=1.25×10−3m3,
某液体的质量:
m液=1.75kg−0.25kg=1.5kg,
某液体的密度:
ρ液= ==1.2×103kg/m3.
故选项D符合题意。
10.A
【详解】
由m=ρV可知,在V相同时,密度大的液体装的多,
因为ρ海水>ρ纯水>ρ酒精>ρ汽油,
所以,m海水>m纯水>m酒精>m汽油,即海水的质量最多,故选A。
11.C
【分析】
浮力的产生原因是因为物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力,大小等于上下表面受到的压力之差。
【详解】
根据浮力产生的原因:F浮=F向上-F向下,则有
F向上=F浮+F向下=10N+4N=14N
故选C。
12.B
【详解】
若将塑料袋浸没在水中,则排开水的体积V排等于塑料袋的总体积,由阿基米德原理F浮=G排=ρ水gV排知道,由于袋内有的体积是封闭的空气,所以,塑料袋的里面的水的体积V水小于塑料袋的总体积,即V排>V水,根据G=mg=ρgV水知道,F浮>G水,所以,塑料袋会上浮,最后处于漂浮,即只有B符合题意。故选B。
13.C
【详解】
A. 因为液体向各个方向都有压强,且液体压强随着液体深度的增加而增大,所以河道水满时,码头受到的向上的压力较大,故不容易崩塌。故选项A正确,不符合题意;
BD.液体压强随着液体深度的增加而增大,所以,河道水满时,河水对河底的压强较大;由F=pS可知,河底同样面积处,河水对河底的压力较大。故选项B. D正确,不符合题意;
C.浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,不管是河道水浅时,还是水满时,液体的密度不变,小鱼排开液体的体积不变,所以河底小鱼受到的浮力不变,故选项C错误,符合题意。
14.B
【解析】
鸡蛋沉在水底时说明鸡蛋的密度大于水的密度,鸡蛋悬浮时说明鸡蛋的密度小于水的密度,由于是同一个鸡蛋,所以可知乙液体的密度较大,故A错;鸡蛋排开液体的体积相等,乙液体密度较大,所以排开乙液体的质量较大,故B正确;鸡蛋在甲液体中受的浮力小于重力,在乙液体中受的浮力等于重力,所以可知在乙液体中受到的浮力较大,故C错;两液面是相平的,乙液体对底部的压强较大,故D错;应选B。
15.增大 不变 32.2m/min 2.24×105N 见解析
【详解】
(1)[1]根据压强公式p=ρgh,深度越大则压强越大,下潜过程深度变大,所以压强变大;
[2]根据浮力公式F=ρgV,在下潜过程中,潜水器排开水的体积等于自身的体积是不变的,所以浮力不变;
(2)[3]潜水器到达7020米深度海底用时:t=9点07分-5点29分=218min,“蛟龙号”下潜时的平均速度:v==≈32.2m/min;
(3)[4]悬浮时,浮力等于重力,F浮=G=22.4×103kg×10N/kg=2.24×105N;
(4)[5]抛掉随身携带的压载铁,排开水的体积不变,所受的浮力不变,重力减小,潜水器将上浮.
16.(1) 4.5N(2) 1.15×103Pa
【详解】
(1)物体A受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1/2×300×10-6m3=1.5N,
物体A的重力:
GA=mAg=0.6kg×10N/kg=6N,
细线对物体A的拉力:
F拉=GA-F浮=6N-1.5N=4.5N。
(2)由于物体间力的作用是相互的,所以烧杯对台秤的压力等于支持力,即:
F压= F支=G烧杯+GA-F拉=10N+6N-4.5N=11.5N,
烧杯对台秤的压强:
p==/=1.15×103Pa
答:(1)当物体A的一半浸入水中后,细线对物体A的拉力4.5N。
(2)烧杯对台秤的压强为1.15×103Pa。
17.(1)29.6cm3(2)3g/cm3(3)165cm3
【详解】
(1)溢出水的体积即为壶盖的体积:
(2)这种材料的密度:
(3)该茶壶所用材料的体积:
答:(1)壶盖的体积为29.6 cm3;
(2)这种材料的密度为3g/cm3;
(3)该茶壶所用材料的体积为165cm3。
18.深度 无 25 6.75N 1.5N B
【详解】
(1)[1]物体浸入水中时,物体受到的浮力F浮=G−F,由表中第1列到第5列数据可知,物体浸入水中的深度h越大,弹簧测力示数F越小,物体受到的浮力越大,且成正比例关系,可得没有完全浸没的金属圆柱体受到的浮力与深度或圆柱体浸入液体中的体积成正比。
(2)[2]由表中第6列和第7列数据可知,物体浸没在水中后,随物体浸入深度的变化,弹簧测力计示数不变,物体受到的浮力不变,由此可见:物体浸没后,物体受到的浮力与深度无关。
(3)[3]由表格中数据知,物块完全浸没时的浮力:
F浮=G−F=6.75N−4.25N=2.5N;
由F浮=ρ液gV排知物体的体积:
V=V排= = =2.5×10−4m3=250cm3
由数据知,当物体在水中深度为10cm时,物体刚好完全浸没,所以物体的横截面积:
S==25cm2;
(4)[4]由表中实验数据可以看出物体没有浸入水中之前弹簧测力计的示数即物体重6.75N;
(5)[5]第4次实验时弹簧测力计的示数是5.25N,所以物体受到的浮力为:
6.75N-5.25N=1.5N;
(6)[6]在第1−5次数据中,F随h的增大而减小,而到第6、7次时,h增大,但F不再变化,因此,图象中只有B符合题意。
20.①在量筒内倒入适量的水,量筒的示数为V1;②将小木块放入量筒中(木块漂浮),此时量筒的示数为V2;③用大头针将木块压入水中,读出体积V3。 木块受到的浮力F浮=mg=ρ水g(V2-V1),
木块的重力G木=mg=ρ木(V3-V1)g,
由于木块漂浮,它受到的浮力等于重力,
则有ρ水g(V2-V1)=ρ木(V3-V1)g,
所以木块的密度ρ木=ρ水。
【解析】
【分析】
用量筒内取适量的水,读出体积V1,将小木块放入量筒的水中,木块将漂浮,读出体积V2,可得排开水的体积,利用阿基米德原理可求木块受到的浮力;据漂浮条件可知木块重,利用重力公式求木块的质量;用大头针将木块按入水中,读出体积V3,可得木块的体积;利用密度公式求木块的密度.
【详解】
(1)所需测量的物理量:
①在量筒内倒入适量的水,量筒的示数为V1;②将小木块放入量筒中(木块漂浮),此时量筒的示数为V2;③用大头针将木块压入水中,读出体积V3
(2)表达式:木块受到的浮力F浮=ρ水g(V2-V1),木块的重力G木=ρ木块(V3-V1)g,由于木块漂浮,它受到的浮力等于重力,即:F浮=ρ水g(V2-V1)=G木=ρ木块(V3-V1)g,
所以木块的密度ρ木块=ρ水.
21.2.7;
【解析】
【详解】
由图象可知,铝块的质量和体积成正比,说明同种物质的质量与体积的比值相同;
铝块的质量为13.5g时,对应的体积为5cm3,其密度ρ铝= ==2.7g/cm3;
22.
【解析】
【详解】
设氧气瓶的容积为V,原来氧气的密度为;由可得,原来氧气瓶里氧气的质量:
用去了其中的,剩余氧气的质量:
因瓶内氧气的体积不变,所以,剩余氧气的密度:
23.不变 变大
【详解】
一瓶啤酒放进了速冻箱里,啤酒会发生凝固现象而结冰,凝固前后状态变化了,但质量不变,而冰的密度比水小,根据V=得到结冰后体积会变大,会把啤酒瓶胀破。
24.② 8.0×104N 1.6×105N
【详解】
[1]由图甲可知,物体在浸入水中的过程是排开的水的体积变大,所以浮力逐渐变大,当物体浸没后排开水的体积不变,所以浮力不变;因此图乙中反映F浮随h变化的图线是②;
[2]由图乙可知,当物体浸没后所受的拉力:
F=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(2m)3=8.0×104N
物体浸没后,在缓缓沉入的过程中,所受的拉力与浮力大小之和等于物体的重力:
G=F+F浮=2×8.0×104N=1.6×105N
25.80;
【解析】
【详解】
由=可得,128g水的体积:
V水===128cm3,
96g酒精的体积:
V酒精===120cm3,,
已知小物块完全放入容积为200mL的杯内,向杯中加入128g水或96g酒精都恰能将杯装满。
根据题意可知,小物块排开水的体积:
V排水=V容V水=200 cm3128 cm3=72 cm3,
则排开水的质量:
m排水=水V排水=172 cm3=72g,
排开酒精的体积:
V排酒精= V容V酒精=200 cm3120 cm3=80 cm3,
则排开酒精的质量:
m排酒精=酒精V排酒精=0.880 cm3=64g,
所以,==,
若物块放入水中或酒精中都是漂浮,由漂浮条件和阿基米德原理可得
F浮=G排=G物,,则m排水= m排酒精,与前面的计算不符,故排除这种可能;
假设物块放入水中或酒精中都是沉底,则V排水
应等于V排酒精=V物,与前面的计算不符,故排除这种可能;
因水酒精,所以该物块放在水中是漂浮的,在酒精中是沉底的,则小物块的体积等于物块排开酒精的体积V=V排酒精=80cm3,
因该物块放在水中是漂浮的,则:
F浮=G=G排水=7210-3kg10N/kg=0.72N,
由G=mg=Vg可得,物块的密度:
物===0.9103kg/m3。
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