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北师大版八年级下册第八章 压强和浮力综合与测试精品课后测评
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这是一份北师大版八年级下册第八章 压强和浮力综合与测试精品课后测评，共7页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验题，细线，计算题等内容，欢迎下载使用。
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分。下列各题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.用螺丝固定工件时,要在螺帽下垫一个面积较大的垫圈,使用垫圈是为了( )
A.增大螺帽对工件的压强
B.减小螺帽对工件的压力
C.增大接触面的粗糙程度,防滑
D.增大工件受力面积,减小压强
2.下列关于压力和压强的说法正确的是( )
A.单位面积上受到的压力越大,压强越大
B.受力面积越大,压强越小
C.重力越大,压力越大
D.压力越小,压强越小
3.对于下列物品的指定部件,设计时需要考虑增大压强这一因素的是( )
A.旅行包的背带B.电钻的钻头
C.运动鞋的鞋底D.汽车的轮子
4.如图所示,将一满桶“纯净水”(高约40 cm)开口朝下放在水中,结果( )
A.桶内的水仍是满的
B.水将流出一部分
C.水将全部流出
D.以上说法都不正确
5.关于飞机的升力,下列说法正确的是( )
A.飞机的升力是因为飞机高速运动产生的,任何一个物体在空气中只要高速运动,都会受到这样的升力
B.飞机的升力如同氢气球在空气中受到的向上的力,是空气对它产生的浮力
C.飞机的升力是因为流过机翼上、下方的气流速度不同,使机翼的上、下表面受到的压强不同而产生的
D.在太空中运转的“神舟”飞船,也受到升力的作用
6.一位小朋友的氢气球不小心脱手升到了空中,当气球升到高空时发生了破裂。以下关于气球升到高空破裂的原因的分析正确的是( )
A.高空大气压增大,气球体积减小,将气球压破
B.高空大气压增大,气球体积增大,将气球胀破
C.高空大气压减小,气球体积增大,将气球胀破
D.高空大气压减小,气球体积减小,将气球压破
7.桌面上甲、乙两个圆柱形容器中分别装有水和酒精,实心木球和实心铁球的体积相等,如图所示。水、酒精、木球和铁球的密度分别为ρ水、ρ酒精、ρ木和ρ铁。将木球放入水中、铁球放入酒精中,静止时木球和铁球所受浮力的大小分别为F1和F2。下列判断正确的是( )
A.若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铁,则F1>F2
B.若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铁,则F1
C.若ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ铁,则F1=F2
D.若ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ铁,则F1
8.如图所示,杯子中装满水,现向杯中轻轻放入一个小木块,小木块漂浮在水面,则放入木块后( )
A.水对杯底的压强增大
B.水对杯底的压强不变
C.水对杯底的压力增大
D.水对杯底的压力减小
9.将一实心物体先后投入足量的水和酒精中,物体静止时,所受浮力分别为6 N和5 N,判定物体在水和酒精中的浮沉状态可能是(ρ酒精=0.8×103 kg/m3)( )
A.在水中漂浮,在酒精中漂浮
B.在水中漂浮,在酒精中沉底
C.在水中悬浮,在酒精中漂浮
D.在水中沉底,在酒精中沉底
10.
(2017·江苏淮安中考)医院体检抽血时,普遍采用如图所示的真空采血管,使用时将导管一端的针头插入被检查者的静脉,另一端的针头插入真空采血管,血液便自动流入采血管,此时的血液是( )
A.靠自身重力流入采血管
B.被真空吸入采血管
C.被空气压入采血管
D.由血压压入采血管
二、填空题(每空2分,共24分)
11.研究表明,太阳光对被照射的物体也具有力的作用,利用这一现象制成的太阳帆可以为太空飞船提供动力。设一个太阳帆的面积为1×104 m2,正对太阳时受到光的压强为9×10-4 Pa,则太阳帆受到光的压力为 N。
12.
(2017·山西中考)小明给妈妈的透明茶壶添水后,放在桌子上,如图所示。妈妈看到后问:“怎么才加了半壶水?”小明说:“我担心再多加一点,水就从细细的壶嘴溢出来了。”妈妈说:“你试试加点水看看。”于是小明反复加了几次水后明白了:茶壶的壶嘴和壶身组成 ,壶嘴和壶身中的水面具有 的特点,所以不必担心再加少许水会溢出来。
13.细心的小明在海洋馆游玩时发现了很多物理现象。图甲中的鱼是刺豚鱼,全身长满了硬刺,平时紧缩身体,一旦生气或受到惊扰时,就会急速大口吞咽海水或空气使身体迅速膨胀(图乙所示),使全身的刺都竖起来,这个过程中它所受到的浮力将 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
14.弹簧测力计的下端吊着一个金属球,当系统静止时,弹簧测力计的示数是4 N。若将金属球慢慢浸入水中,弹簧测力计的示数将逐渐 (选填“变大”或“变小”),金属球受到的浮力将逐渐 (选填“变大”或“变小”)。当金属球的一半体积浸在水中时,弹簧测力计的示数是2.4 N,这时金属球受到的浮力是 N;当金属球浸没在水中时,弹簧测力计的示数是 N。
15.
如图甲所示,一容积为0.5 m3、底面积为0.5 m2的容器装满水后密封,容器内水的质量是 kg,水对容器底面的压力为 N,压强为 Pa。如图乙所示,若在容器侧壁处开一小孔P,发现水不会从小孔流出,这是由于 。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,大气压约为1.01×105 Pa)
三、实验题(16题6分,17题7分,18题9分,共22分)
16.小明同学利用A、B两物体、泡沫等器材做探究“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 来比较压力的作用效果的。
(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 所示实验。
(4)小刚同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出的结论是压力的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 。
17.在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中同学们提出了如下猜想:
A.可能与物体的密度ρ1有关
B.可能与液体的密度ρ2有关
C.可能与物体的体积V1有关
D.可能与物体浸在液体中的体积V2有关
E.可能与物体浸在液体中的深度h有关
小明所在的实验小组得到的实验器材有:柱形铁块一个、弹簧测力计一个、一杯水(足够多)、细线。
(1)只用这些器材,他们可以验证上述猜想中的E和 (填序号即可)是否正确。
(2)他们在验证猜想E的过程中,先让铁块静止在如图所示的位置,读出测力计的示数F1。接着向下移动测力计和铁块,增大h,待铁块处于 状态时,再读出测力计的示数F2。继续增大h,重复上述操作。若每次测量,测力计的示数都相等,说明猜想E 。
18.王强同学使用同一压强计探究液体内部压强过程中的一些情景如图所示。
(1)通过观察比较甲、乙、丙三图所做的实验,可知王强同学探究的问题是 。要探究这个问题,应控制的实验条件是 、 。
(2)如果在做甲、乙、丙三个图的实验时,所使用的压强计U形管中分别装有不同的液体,其中显示高度差最大的压强计是 。
A.装酒精的B.装水的
C.装水银的
(3)王强同学如果还要探究液体压强跟液体密度是否有关,应观察比较 两图,可以得出的结论是 。
(4)王强想利用日常生活中的用品设计一个简单的实验,探究液体的压强跟液体深度的关系。简述实验过程及现象 。
四、计算题(每小题12分,共24分)
19.小明放学回家,看见水平茶几的中央放着一个盛有水的平底玻璃杯,如图所示。于是他利用家中的皮尺测得水深12 cm,粗略测出玻璃杯的底面积为2×10-3 m2;又估测出水和杯子的总质量约为0.4 kg,并提出了下列问题。请你同他一起解答这些问题。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)水和杯子的总重力。
(2)水对杯底的压强。
(3)杯子对水平茶几的压强。
20.一个棱长为0.1 m、质量为4.45 kg的正方体铜块,平放在水平桌面上。求:
(1)该铜块对水平桌面的压强;
(2)把铜块浸没于水中,铜块受到的浮力;
(3)请用两种方法计算并说明铜块是空心的还是实心的。(ρ铜=8.9×103 kg/m3,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
第八章测评
1.D 螺帽下垫垫圈能够增大螺帽与工件的受力面积,减小压强,但不能减小螺帽对工件的压力。
2.A 压强是表示单位面积上所受压力大小的物理量,因此单位面积上受到的压力越大,压强就越大,A选项正确;受力面积大,但压力大小不确定,因此压强大小不能确定,B选项错误;同理,对于D选项,压力小,但受力面积大小不确定,因此压强大小不能确定,D选项错误;重力的方向竖直向下,压力的方向垂直于接触面,重力越大,压力不一定越大,重力越小,压力也不一定越小,C选项错误。
3.B 旅行包的背带,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,A不符合题意;电钻的钻头很尖,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,B符合题意;运动鞋的鞋底凸凹不平,是在压力一定的情况下,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,C不符合题意;车轮宽大,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,D不符合题意。故选B。
4.A 日常生活中,人们给饮水机换水时,桶内总有气泡往上冒,水会流出一部分,有些同学受生活经验的影响,从而错选B。当把一满桶“纯净水”开口朝下放在水中时,虽然桶内的水产生了向下的压强,但这一压强远小于作用在桶外水面上的大气压强(因为1个标准大气压能支持约10.3 m高的水柱,而桶内的水柱高度远远小于10.3 m),所以桶内的水面不会下降。
5.C 在气体中,流速大的地方压强小,这是飞机产生升力的原因。要使飞机产生升力,除在空气中运动,以便形成经过飞机的气流外,还必须使机翼的形状上部凸起,下部平坦或微凹,使上表面的气流速度大于下表面的气流速度,这两个条件缺一不可。D中太空中不存在空气,不存在升力。
6.C 高空空气稀薄,大气压小,气球内的气体质量不变,当它周围气压减小时,气球体积会增大,以致将气球胀破。
7.B 两球体积相等,若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铁,木球在水中漂浮,则F1=G木=ρ木gV;铁球下沉,直至沉入杯底,根据阿基米德原理可得,F2=ρ酒精gV,由以上两式可知F1F2。
8.B 由于杯子中的水是满的,因此向杯中放入一个小木块后,一部分水将被排到杯外,且排到杯外的水的体积等于小木块排开杯中水的体积。根据阿基米德原理,小木块受到的浮力等于小木块排开的杯中的那部分水所受到的重力,即等于排到杯外的水所受到的重力。由于小木块是处于漂浮状态的,因此小木块所受到的重力和浮力二者大小相等、方向相反。所以,小木块受到的重力与排到杯外的水受到的重力大小相等,放入小木块前后,水对杯底的压力不变,压强也不变。
9.B 由于物体重力未知,因此静止时的状态不能直接确定,假设物体在水和酒精中都漂浮,则受到的浮力都应等于其重力,而题目中F水=6 N,F酒=5 N,因此假设不成立。再假设物体都浸没在液面以下,则F水=ρ水gV,F酒=ρ酒gV,,而题中条件与此矛盾,因此假设不成立。那么只能是一个漂浮,一个浸没,由于ρ水>ρ酒,可以判断物体在水中漂浮,在酒精中沉底。
10.D 真空采血管在组装后应保持一定的负压,即真空采血管内气体的压强低于大气压,针头插入被检查者的静脉时,在被检查者血压的压力下,血液流入真空采血管。
11.解析 F=pS=9×10-4 Pa×1×104 m2=9 N。
答案 9
12.解析 茶壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器,当里面的水不流动时,壶嘴的水面和壶身的水面保持相平。
答案 连通器 高度总是相同
13.答案 增大
14.解析
如图所示,浸入水中的金属球受三个力的作用:物体的重力G、物体受到的浮力F浮、弹簧测力计的拉力,这三个力彼此平衡,所以G=F浮+F。当金属球慢慢浸入水中时,V排变大,所以F浮变大,弹簧测力计示数则变小;当弹簧测力计示数F1=2.4 N时,F浮=G-F1=4 N-2.4 N=1.6 N;当金属球全部浸没在水中时F浮'=2×1.6 N=3.2 N,所以弹簧测力计的示数变为F2=G-F浮'=4 N-3.2 N=0.8 N。
答案 变小 变大 1.6 0.8
15.解析 m水=ρ水V=1.0×103 kg/m3×0.5 m3=500 kg,由题图知容器是圆柱形的,水对容器底的压力等于水的重力。F=G=mg=500 kg×10 N/kg=5 000 N。
对容器的压强p==10 000 Pa。
答案 500 5 000 10 000 大气压强的作用
16.解析 压力的作用效果是使被压物体发生形变,形变量越大,压力的作用效果越明显。在实验中必须采用控制变量法进行探究。甲、乙图中受力面积一定,压力大小不同,故是研究压力的作用效果和压力大小的关系。同理,要研究压力的作用效果与受力面积的关系,应保持压力一定,受力面积不同,故选甲、丙两图比较。丁图既改变了压力,也改变了受力面积,没有控制变量,故得出了错误结论。
答案 (1)压痕的深浅程度(或泡沫形变的大小) (2)压力的作用效果跟压力的大小有关(或受力面积一定,压力越大,压力的作用效果越明显) (3)甲、丙 (4)没有控制压力不变
17.解析 (1)因为器材中只有一个铁块,所以无法探究浮力与物体密度及体积的关系,不能验证A、C;题目中只给出了一杯水,所以无法探究浮力与液体密度的关系,不能验证B;可以在实验中改变物体浸在液体中的体积,所以可以验证D。(2)由题图知,物体完全浸没在水中,在实验过程中要保持物体静止时读数,不受液体阻力的影响,此时F浮=G-F。通过实验发现每次测量,测力计的示数都相等,说明所受的浮力不变,即浸没在液体中的物体所受的浮力与物体浸在液体中的深度h无关,所以猜想E错误。
答案 (1)D (2)静止 错误
18.解析 (1)从甲、乙、丙三图中可以看出,王强同学控制了同一种液体(水)、同样的深度,所以探究的问题是同一深度液体向各个方向的压强是否相等;(2)根据液体压强的计算公式p=ρ液gh,相同的压强,高度差大的,应该是液体密度小的;(3)要探究液体压强跟液体密度的关系,应控制其他的条件相同,只改变液体的密度。
答案 (1)液体内部同一深度向各个方向的压强是否相等 同一种液体 同一深度 (2)A (3)丙和丁 液体内部的压强与液体密度有关 (4)在可乐瓶一条竖直线上扎三个高度不同的小孔,倒满水后,观察从小孔所喷出水的水平距离
19.解析 (1)水和杯子的总重力是
G=mg=0.4 kg×10 N/kg=4 N。
(2)水对杯底的压强
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m
=1.2×103 Pa。
(3)杯子对水平茶几的压强
p1==2×103 Pa。
答案 (1)4 N (2)1.2×103 Pa (3)2×103 Pa
20.解析 本题考查有关压强、浮力等的计算,难度中等。第(1)小问直接用公式p=进行计算。第(2)小问应用阿基米德原理求解。第(3)小问可用常见的三种方法:①求铜块的平均密度,再和铜的密度进行比较;②假设铜块是实心的,依据铜块的实际体积求出铜块应有的质量,再和实际质量进行对比;③假设铜块是实心的,依据铜块的实际质量求出铜块应有的体积,再和实际体积进行对比。
(1)p==4.45×103 Pa。
(2)因为铜块浸没于水中,所以
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-3 m3
=10 N。
(3)三种方法任选两种即可
方法一:假设铜块是实心的,则铜块的密度
ρ==4.45×103 kg/m3
因为ρ<ρ铜,所以铜块是空心的。
方法二:假设铜块是实心的,则铜块的质量
m=ρ铜V=8.9×103 kg/m3×10-3 m3=8.9 kg
因为m>m铜,所以铜块是空心的。
方法三:假设铜块是实心的,则铜块的体积
V==0.5×10-3 m3
因为V<10-3 m3,所以铜块是空心的。
答案 (1)4.45×103 Pa (2)10 N (3)见解析
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分。下列各题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.用螺丝固定工件时,要在螺帽下垫一个面积较大的垫圈,使用垫圈是为了( )
A.增大螺帽对工件的压强
B.减小螺帽对工件的压力
C.增大接触面的粗糙程度,防滑
D.增大工件受力面积,减小压强
2.下列关于压力和压强的说法正确的是( )
A.单位面积上受到的压力越大,压强越大
B.受力面积越大,压强越小
C.重力越大,压力越大
D.压力越小,压强越小
3.对于下列物品的指定部件,设计时需要考虑增大压强这一因素的是( )
A.旅行包的背带B.电钻的钻头
C.运动鞋的鞋底D.汽车的轮子
4.如图所示,将一满桶“纯净水”(高约40 cm)开口朝下放在水中,结果( )
A.桶内的水仍是满的
B.水将流出一部分
C.水将全部流出
D.以上说法都不正确
5.关于飞机的升力,下列说法正确的是( )
A.飞机的升力是因为飞机高速运动产生的,任何一个物体在空气中只要高速运动,都会受到这样的升力
B.飞机的升力如同氢气球在空气中受到的向上的力,是空气对它产生的浮力
C.飞机的升力是因为流过机翼上、下方的气流速度不同,使机翼的上、下表面受到的压强不同而产生的
D.在太空中运转的“神舟”飞船,也受到升力的作用
6.一位小朋友的氢气球不小心脱手升到了空中,当气球升到高空时发生了破裂。以下关于气球升到高空破裂的原因的分析正确的是( )
A.高空大气压增大,气球体积减小,将气球压破
B.高空大气压增大,气球体积增大,将气球胀破
C.高空大气压减小,气球体积增大,将气球胀破
D.高空大气压减小,气球体积减小,将气球压破
7.桌面上甲、乙两个圆柱形容器中分别装有水和酒精,实心木球和实心铁球的体积相等,如图所示。水、酒精、木球和铁球的密度分别为ρ水、ρ酒精、ρ木和ρ铁。将木球放入水中、铁球放入酒精中,静止时木球和铁球所受浮力的大小分别为F1和F2。下列判断正确的是( )
A.若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铁,则F1>F2
B.若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铁,则F1
C.若ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ铁,则F1=F2
D.若ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ铁,则F1
8.如图所示,杯子中装满水,现向杯中轻轻放入一个小木块,小木块漂浮在水面,则放入木块后( )
A.水对杯底的压强增大
B.水对杯底的压强不变
C.水对杯底的压力增大
D.水对杯底的压力减小
9.将一实心物体先后投入足量的水和酒精中,物体静止时,所受浮力分别为6 N和5 N,判定物体在水和酒精中的浮沉状态可能是(ρ酒精=0.8×103 kg/m3)( )
A.在水中漂浮,在酒精中漂浮
B.在水中漂浮,在酒精中沉底
C.在水中悬浮,在酒精中漂浮
D.在水中沉底,在酒精中沉底
10.
(2017·江苏淮安中考)医院体检抽血时,普遍采用如图所示的真空采血管,使用时将导管一端的针头插入被检查者的静脉,另一端的针头插入真空采血管,血液便自动流入采血管,此时的血液是( )
A.靠自身重力流入采血管
B.被真空吸入采血管
C.被空气压入采血管
D.由血压压入采血管
二、填空题(每空2分,共24分)
11.研究表明,太阳光对被照射的物体也具有力的作用,利用这一现象制成的太阳帆可以为太空飞船提供动力。设一个太阳帆的面积为1×104 m2,正对太阳时受到光的压强为9×10-4 Pa,则太阳帆受到光的压力为 N。
12.
(2017·山西中考)小明给妈妈的透明茶壶添水后,放在桌子上,如图所示。妈妈看到后问:“怎么才加了半壶水?”小明说:“我担心再多加一点,水就从细细的壶嘴溢出来了。”妈妈说:“你试试加点水看看。”于是小明反复加了几次水后明白了:茶壶的壶嘴和壶身组成 ,壶嘴和壶身中的水面具有 的特点,所以不必担心再加少许水会溢出来。
13.细心的小明在海洋馆游玩时发现了很多物理现象。图甲中的鱼是刺豚鱼,全身长满了硬刺,平时紧缩身体,一旦生气或受到惊扰时,就会急速大口吞咽海水或空气使身体迅速膨胀(图乙所示),使全身的刺都竖起来,这个过程中它所受到的浮力将 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
14.弹簧测力计的下端吊着一个金属球,当系统静止时,弹簧测力计的示数是4 N。若将金属球慢慢浸入水中,弹簧测力计的示数将逐渐 (选填“变大”或“变小”),金属球受到的浮力将逐渐 (选填“变大”或“变小”)。当金属球的一半体积浸在水中时,弹簧测力计的示数是2.4 N,这时金属球受到的浮力是 N;当金属球浸没在水中时,弹簧测力计的示数是 N。
15.
如图甲所示,一容积为0.5 m3、底面积为0.5 m2的容器装满水后密封,容器内水的质量是 kg,水对容器底面的压力为 N,压强为 Pa。如图乙所示,若在容器侧壁处开一小孔P,发现水不会从小孔流出,这是由于 。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,大气压约为1.01×105 Pa)
三、实验题(16题6分,17题7分,18题9分,共22分)
16.小明同学利用A、B两物体、泡沫等器材做探究“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 来比较压力的作用效果的。
(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 所示实验。
(4)小刚同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出的结论是压力的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 。
17.在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中同学们提出了如下猜想:
A.可能与物体的密度ρ1有关
B.可能与液体的密度ρ2有关
C.可能与物体的体积V1有关
D.可能与物体浸在液体中的体积V2有关
E.可能与物体浸在液体中的深度h有关
小明所在的实验小组得到的实验器材有:柱形铁块一个、弹簧测力计一个、一杯水(足够多)、细线。
(1)只用这些器材,他们可以验证上述猜想中的E和 (填序号即可)是否正确。
(2)他们在验证猜想E的过程中,先让铁块静止在如图所示的位置,读出测力计的示数F1。接着向下移动测力计和铁块,增大h,待铁块处于 状态时,再读出测力计的示数F2。继续增大h,重复上述操作。若每次测量,测力计的示数都相等,说明猜想E 。
18.王强同学使用同一压强计探究液体内部压强过程中的一些情景如图所示。
(1)通过观察比较甲、乙、丙三图所做的实验,可知王强同学探究的问题是 。要探究这个问题,应控制的实验条件是 、 。
(2)如果在做甲、乙、丙三个图的实验时,所使用的压强计U形管中分别装有不同的液体,其中显示高度差最大的压强计是 。
A.装酒精的B.装水的
C.装水银的
(3)王强同学如果还要探究液体压强跟液体密度是否有关,应观察比较 两图,可以得出的结论是 。
(4)王强想利用日常生活中的用品设计一个简单的实验,探究液体的压强跟液体深度的关系。简述实验过程及现象 。
四、计算题(每小题12分,共24分)
19.小明放学回家,看见水平茶几的中央放着一个盛有水的平底玻璃杯,如图所示。于是他利用家中的皮尺测得水深12 cm,粗略测出玻璃杯的底面积为2×10-3 m2;又估测出水和杯子的总质量约为0.4 kg,并提出了下列问题。请你同他一起解答这些问题。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)水和杯子的总重力。
(2)水对杯底的压强。
(3)杯子对水平茶几的压强。
20.一个棱长为0.1 m、质量为4.45 kg的正方体铜块,平放在水平桌面上。求:
(1)该铜块对水平桌面的压强;
(2)把铜块浸没于水中,铜块受到的浮力;
(3)请用两种方法计算并说明铜块是空心的还是实心的。(ρ铜=8.9×103 kg/m3,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
第八章测评
1.D 螺帽下垫垫圈能够增大螺帽与工件的受力面积,减小压强,但不能减小螺帽对工件的压力。
2.A 压强是表示单位面积上所受压力大小的物理量,因此单位面积上受到的压力越大,压强就越大,A选项正确;受力面积大,但压力大小不确定,因此压强大小不能确定,B选项错误;同理,对于D选项,压力小,但受力面积大小不确定,因此压强大小不能确定,D选项错误;重力的方向竖直向下,压力的方向垂直于接触面,重力越大,压力不一定越大,重力越小,压力也不一定越小,C选项错误。
3.B 旅行包的背带,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,A不符合题意;电钻的钻头很尖,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,B符合题意;运动鞋的鞋底凸凹不平,是在压力一定的情况下,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,C不符合题意;车轮宽大,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,D不符合题意。故选B。
4.A 日常生活中,人们给饮水机换水时,桶内总有气泡往上冒,水会流出一部分,有些同学受生活经验的影响,从而错选B。当把一满桶“纯净水”开口朝下放在水中时,虽然桶内的水产生了向下的压强,但这一压强远小于作用在桶外水面上的大气压强(因为1个标准大气压能支持约10.3 m高的水柱,而桶内的水柱高度远远小于10.3 m),所以桶内的水面不会下降。
5.C 在气体中,流速大的地方压强小,这是飞机产生升力的原因。要使飞机产生升力,除在空气中运动,以便形成经过飞机的气流外,还必须使机翼的形状上部凸起,下部平坦或微凹,使上表面的气流速度大于下表面的气流速度,这两个条件缺一不可。D中太空中不存在空气,不存在升力。
6.C 高空空气稀薄,大气压小,气球内的气体质量不变,当它周围气压减小时,气球体积会增大,以致将气球胀破。
7.B 两球体积相等,若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ铁,木球在水中漂浮,则F1=G木=ρ木gV;铁球下沉,直至沉入杯底,根据阿基米德原理可得,F2=ρ酒精gV,由以上两式可知F1
8.B 由于杯子中的水是满的,因此向杯中放入一个小木块后,一部分水将被排到杯外,且排到杯外的水的体积等于小木块排开杯中水的体积。根据阿基米德原理,小木块受到的浮力等于小木块排开的杯中的那部分水所受到的重力,即等于排到杯外的水所受到的重力。由于小木块是处于漂浮状态的,因此小木块所受到的重力和浮力二者大小相等、方向相反。所以,小木块受到的重力与排到杯外的水受到的重力大小相等,放入小木块前后,水对杯底的压力不变,压强也不变。
9.B 由于物体重力未知,因此静止时的状态不能直接确定,假设物体在水和酒精中都漂浮,则受到的浮力都应等于其重力,而题目中F水=6 N,F酒=5 N,因此假设不成立。再假设物体都浸没在液面以下,则F水=ρ水gV,F酒=ρ酒gV,,而题中条件与此矛盾,因此假设不成立。那么只能是一个漂浮,一个浸没,由于ρ水>ρ酒,可以判断物体在水中漂浮,在酒精中沉底。
10.D 真空采血管在组装后应保持一定的负压,即真空采血管内气体的压强低于大气压,针头插入被检查者的静脉时,在被检查者血压的压力下,血液流入真空采血管。
11.解析 F=pS=9×10-4 Pa×1×104 m2=9 N。
答案 9
12.解析 茶壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器,当里面的水不流动时,壶嘴的水面和壶身的水面保持相平。
答案 连通器 高度总是相同
13.答案 增大
14.解析
如图所示,浸入水中的金属球受三个力的作用:物体的重力G、物体受到的浮力F浮、弹簧测力计的拉力,这三个力彼此平衡,所以G=F浮+F。当金属球慢慢浸入水中时,V排变大,所以F浮变大,弹簧测力计示数则变小;当弹簧测力计示数F1=2.4 N时,F浮=G-F1=4 N-2.4 N=1.6 N;当金属球全部浸没在水中时F浮'=2×1.6 N=3.2 N,所以弹簧测力计的示数变为F2=G-F浮'=4 N-3.2 N=0.8 N。
答案 变小 变大 1.6 0.8
15.解析 m水=ρ水V=1.0×103 kg/m3×0.5 m3=500 kg,由题图知容器是圆柱形的,水对容器底的压力等于水的重力。F=G=mg=500 kg×10 N/kg=5 000 N。
对容器的压强p==10 000 Pa。
答案 500 5 000 10 000 大气压强的作用
16.解析 压力的作用效果是使被压物体发生形变,形变量越大,压力的作用效果越明显。在实验中必须采用控制变量法进行探究。甲、乙图中受力面积一定,压力大小不同,故是研究压力的作用效果和压力大小的关系。同理,要研究压力的作用效果与受力面积的关系,应保持压力一定,受力面积不同,故选甲、丙两图比较。丁图既改变了压力,也改变了受力面积,没有控制变量,故得出了错误结论。
答案 (1)压痕的深浅程度(或泡沫形变的大小) (2)压力的作用效果跟压力的大小有关(或受力面积一定,压力越大,压力的作用效果越明显) (3)甲、丙 (4)没有控制压力不变
17.解析 (1)因为器材中只有一个铁块,所以无法探究浮力与物体密度及体积的关系,不能验证A、C;题目中只给出了一杯水,所以无法探究浮力与液体密度的关系,不能验证B;可以在实验中改变物体浸在液体中的体积,所以可以验证D。(2)由题图知,物体完全浸没在水中,在实验过程中要保持物体静止时读数,不受液体阻力的影响,此时F浮=G-F。通过实验发现每次测量,测力计的示数都相等,说明所受的浮力不变,即浸没在液体中的物体所受的浮力与物体浸在液体中的深度h无关,所以猜想E错误。
答案 (1)D (2)静止 错误
18.解析 (1)从甲、乙、丙三图中可以看出,王强同学控制了同一种液体(水)、同样的深度,所以探究的问题是同一深度液体向各个方向的压强是否相等;(2)根据液体压强的计算公式p=ρ液gh,相同的压强,高度差大的,应该是液体密度小的;(3)要探究液体压强跟液体密度的关系,应控制其他的条件相同,只改变液体的密度。
答案 (1)液体内部同一深度向各个方向的压强是否相等 同一种液体 同一深度 (2)A (3)丙和丁 液体内部的压强与液体密度有关 (4)在可乐瓶一条竖直线上扎三个高度不同的小孔,倒满水后,观察从小孔所喷出水的水平距离
19.解析 (1)水和杯子的总重力是
G=mg=0.4 kg×10 N/kg=4 N。
(2)水对杯底的压强
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m
=1.2×103 Pa。
(3)杯子对水平茶几的压强
p1==2×103 Pa。
答案 (1)4 N (2)1.2×103 Pa (3)2×103 Pa
20.解析 本题考查有关压强、浮力等的计算,难度中等。第(1)小问直接用公式p=进行计算。第(2)小问应用阿基米德原理求解。第(3)小问可用常见的三种方法:①求铜块的平均密度,再和铜的密度进行比较;②假设铜块是实心的,依据铜块的实际体积求出铜块应有的质量,再和实际质量进行对比;③假设铜块是实心的,依据铜块的实际质量求出铜块应有的体积,再和实际体积进行对比。
(1)p==4.45×103 Pa。
(2)因为铜块浸没于水中,所以
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-3 m3
=10 N。
(3)三种方法任选两种即可
方法一:假设铜块是实心的,则铜块的密度
ρ==4.45×103 kg/m3
因为ρ<ρ铜,所以铜块是空心的。
方法二:假设铜块是实心的,则铜块的质量
m=ρ铜V=8.9×103 kg/m3×10-3 m3=8.9 kg
因为m>m铜,所以铜块是空心的。
方法三:假设铜块是实心的,则铜块的体积
V==0.5×10-3 m3
因为V<10-3 m3,所以铜块是空心的。
答案 (1)4.45×103 Pa (2)10 N (3)见解析
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