北京课改版八年级全册《4.6 浮力》同步练习
一 、单选题(本大题共12小题,共36分)
1.(3分)如图所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块悬浮在水中,其上表面与水面平行,下列说法中
①正方体物块上、下表面受到水压力的合力大于其受到的浮力
②正方体物块上、下表面受到水压力的合力大小等于其受到的浮力
③正方体物块下表面受到水的压力大于上表面受到水的压力
④正方体物块上表面受到水的压力和下表面受到水的压力是一对平衡力
A. 只有②③正确 B. 只有②④正确 C. 只有①④正确 D. 只有①③正确
2.(3分)如图所示,木块在接触面粗糙的斜面上,下列受力示意图中,正确的是
A. B.
C. D.
3.(3分)如图所示各情景中,物体没有受到浮力的是
A. 立在河水中的桥墩
B. 沉在水底的铁球
C. 航行中的“辽宁号”
D. 浮在空中的热气球
4.(3分)将重为的物体,放入盛有水的溢水杯中,从杯中溢出的水,则物体受到的浮力不可能为
A. B. C. D.
5.(3分)某物体重为,把它放在盛有水的烧杯中,溢出重为的水,则它受到的浮力
A. 一定为 B. 可能为
C. 一定为 D. 可能为
6.(3分)下列物体中,依靠空气的浮力升空的是
A. 风筝 B. 飞艇 C. 飞机 D. 火箭
7.(3分)在一只烧杯内装有密度为的液体,在一只轻薄透明塑料袋中装有大半袋密度为的液体,按图示方式,用弹簧测力计吊住塑料袋并将塑料袋缓慢浸入液体,测力计示数一直减小,当示数减为零时塑料袋不接触杯底,下列判断中正确的有
①若,则袋内液面与袋外液面相平
②若,则袋内液面高于袋外液面
③若,则袋内液面高于袋外液面
A. ①③ B. ②③ C. ①② D. ①②③
8.(3分)如图所示,用大小相等的拉力,分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱,在力的作用下移动的距离,比较两种情况下拉力所做的功,下列判断正确的是
A. 拉力在段做功较多 B. 拉力在段与段做的功一样多
C. 拉力在段做功较多 D. 无法判断
9.(3分)在足球比赛中,一守门员用的力把静止在球场上重的足球踢出远,这一过程中运动员对足球做功的说法,正确的是
A. 该守门员对足球做功 B. 该守门员对足球做功
C. 该守门员对足球没有做功 D. 做了功,但做功多少无法判断
10.(3分)某人骑着一辆普通自行车,在平直公路上以某一速度匀速行驶,若人和车所受的阻力为,则通常情况下,骑车人消耗的功率最接近
A. B. C. D.
11.(3分)如图所示,摩托车运动员从高处平台的末端水平飞出,落在水平地面上,若不计空气阻力,则运动员包含摩托车在下落过程中
A. 重力势能转化为动能,机械能不变 B. 重力势能转化为动能,机械能增大
C. 动能转化为重力势能,机械能增大 D. 动能转化为重力势能,机械能减小
12.(3分)甲、乙两小车沿同一直线相向而行,其图像如图所示。当甲经过点时,乙刚好经过点,再过秒,甲、乙两车相距米,则、两点间的距离
A. 可能为米 B. 可能为米 C. 一定为米 D. 一定为米
二 、填空题(本大题共5小题,共23分)
13.(5分)如图是小聪同学利用水、弹簧测力计和金属块测量某液体密度的情景。根据图中信息可知,金属块在水中受到的浮力是 ______ 。所测液体的密度是 ______ 。
14.(5分)小阳利用一根吸管制作一个简易密度计,他用石蜡将下端封闭,并放入适量的细沙,它的长度为,外直径为,总质量为。
简易密度计中放入适量细沙的目的是 ______。
如图甲当把该简易密度计放入某液体中时,浸入液体中的长度为,试推导该液体的密度的表达式 ______用字母表示。
小阳通过正确计算,在吸管上标出对应的刻度线,便制成了一个简易的吸管密度计。如图乙四种刻度的标示合理的是 ______填字母。
15.(5分)如图所示,半径为的油桶外绕了几圈绳子,在绳的引出端用一水平拉力,使油桶在内沿水平地面滚动一周,则拉力移动距离与油桶滚动距离的比值为 ______,在这一过程中,拉力的功率是 ______。取
16.(3分)将一质量为的铁球静置于斜面上,放手后铁球从位置开始向下运动如图甲,位置时小球刚好接触弹簧如图乙,到达位置时小球的速度变为零如图丙。已知间的高度差为,则从位置到位置铁球的重力做功大小是______;在此过程中弹簧的弹性势能增加量为______。最终小球被弹簧弹出后滚上斜面的高度______填“大于”、“小于”或“等于”原来小球被释放的高度。斜面和水平面均光滑,整个过程不计能量损耗
17.(5分)某轿车以的恒定功率在水平路面启动做直线运动,速度与时间的关系如图所示,若轿车运动过程中受到的阻力不变,则在时间内,其发动机做功为 ______ ,运动过程中受到的阻力为 ______ 。
三 、实验题(本大题共1小题,共10分)
18.(10分)探究“浮力的大小跟哪些因素有关”。如图所示,小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图、、、、所示,并将对应的弹簧测力计的示数记录在表中。,。
实验步骤
弹簧测力计示数
在步骤中,物体受到的重力为,当物体静止时,测力计对物体的拉力为,计算物体受到的浮力利用的物理知识是 ______ 。
A.与是一对平衡力
B.与是一对平衡力
C.与是一对平衡力
D.、和是一组平衡力
在步骤中,金属块受到的浮力为 ______ 。
分析比较实验步骤和 ______ ,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
在图坐标系中,分别大致画出实验过程中:①物体受到水的浮力大小跟时间的关系图象;②水对容器底部压强的大小跟时间的关系图象。
进一步学习了阿基米德原理之后,利用测量的数据可得步骤中的液体密度为 ______ 。
四 、计算题(本大题共2小题,共20分)
19.(10分)作出小球所受力的示意图。
20.(10分)如图所示,一物体以一初速度滑上光滑的斜面,请画出物体在上滑过程中受到的所有力的示意图。不计空气阻力
答案和解析
1.【答案】A;
【解析】解:①②正方体物块悬浮在水中,其上表面与水面平行,根据浮力产生的原因可知,上、下表面受到水压力的合力大小,故①错误,②正确;
③④由图知,物块上表面所处的深度较小,根据可知,上表面受到水的压强小于下表面受到水的压强,而上下表面的面积相同,则由可知,下表面受到水的压力大于上表面受到水的压力,所以,物块上表面受到水的压力和下表面受到水的压力不是一对平衡力,故③正确、④错误。
综上所述,②③正确。
故选:。
结合浮力产生的原因:物体上下表面受到液体的压力差分析解答;
一对平衡力应满足的条件:大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用在一条直线上。
此题主要考查了平衡力的辨别、浮力产生的原因,属于基础题目,难度不大。
2.【答案】B;
【解析】解:
、物体静止在斜面上,受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力和平行于斜面向上的摩擦力,图中缺少摩擦力的示意图,故错误;
、物体在粗糙斜面上滑下,受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力和平行于斜面向上的摩擦力,故正确;
、沿斜面向下推动物体,此时物体受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力、平行于斜面向下的推力和平行于斜面向上的摩擦力,而图中缺少摩擦力的示意图,故错误;
、物体靠惯性滑上斜面,不受推力的作用,只受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力和平行于斜面向下的摩擦力,故错误。
故选:。
根据题干给出的斜面上的物体的运动情况,对各图中物体进行受力分析,并结合力的示意图的画法即可解答。
画力的示意图,首先要对物体进行受力分析,看物体受几个力,要先分析力的大小、方向和作用点,再按照画图的要求画出各个力,此题关键是对物体进行正确的受力分析。
3.【答案】A;
【解析】解:由图可知,圆柱形桥墩的下底面埋在地下,其下底面与河底紧密接触,桥墩没有受到水向上的压力,所以桥墩不受浮力作用,故符合题意;
B.沉在水底的铁球,浸在水中,受到水向上的压力和向下的压力,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差也就是铁球受到的浮力,故不符合题意;
C.航行中的“辽宁号”,漂浮在水面上,物体受到水向上的压力,即受到的浮力,故不符合题意;
D.浮在空中的热气球,浸没在空气中,受到空气的浮力,故不符合题意。
故选:。
物体浸在液体或气体中,液体或气体对物体向上的压力大于向下的压力,则物体受到向上和向下的压力差作用,这个压力差就是物体受到的浮力。
此题主要考查了浮力产生的原因,不要认为沉在水底的物体不受浮力的作用。
4.【答案】A;
【解析】解:把物体放入盛有水的溢水杯中,若溢水杯中的水是满的,则排开水的重与溢出水的重相等,
则根据阿基米德原理可知,物体受到的水的浮力:。
若溢水杯中的水不是满的,则排开水的重力大于溢出水的重,
则根据阿基米德原理可知,物体受到的水的浮力:,故可能,不可能为。
故选:。
知道把物体放入盛有水的溢水杯中溢出水的重力,利用阿基米德原理求小球受到的浮力。
此题主要考查了学生对阿基米德原理的了解与掌握,注意溢出的水和排开的水之间的区别是本题的关键。
5.【答案】D;
【解析】解:当烧杯中盛满水时,溢出的水重即为物体所受的浮力大小,即;
当烧杯中没有盛满水时,若物体漂浮或悬浮在液体中时,物体所受的浮力最大,等于物重,即;
因此它受到的浮力范围为:,只有选项符合这个范围;
故选:。
首先根据阿基米德原理,判断出该物体所受浮力的范围,然后再进行判断。
解题时,要注意物体受到的浮力等于它排开的液体的重力,但并不等于溢出的液体的重力。
6.【答案】B;
【解析】解:飞艇是需要充入比空气密度小的气体,从而利用浮力来飞行;风筝、飞机等是利用流体压强产生的升力升空的;火箭升空靠气体的反冲作用而获得动力;故依靠空气的浮力升空的是飞艇,项正确。
故选:。
浮力与升力在生活中的应用很广泛,不同的物体升空的原理也不尽相同。
飞艇是需要充入比空气密度小的气体,从而利用浮力来飞行;风筝、飞机等是利用流体压强产生的升力升空的;火箭升空靠气体的反冲作用而获得动力。
本题是一道有关浮力、升力和相互作用力的综合性选择题,在解题时要认真分析每一个选项,找出其对应的知识点。
7.【答案】C;
【解析】解:当弹簧测力计的示数为零时,根据二力平衡条件可知:,
根据阿基米德原理可知,浮力为:,
物体的重力为:,
则,
解得:;
若,则,即袋内液面与袋外液面相平,故①正确;
若,即,则,即,袋内液面高于袋外液面,故②正确;
若,即,则,即,不符合实际,故③错误。
故选:。
当弹簧测力计的示数为零时,根据二力平衡条件可知,根据阿基米德原理和重力公式,得出;
若、和,判断出与的关系,得出袋内外液面高度的关系。
此题主要考查了阿基米德原理、称重法测浮力的应用,分析找出排开水的体积变化情况是本题的关键。
8.【答案】B;
【解析】解:由题知,两次的拉力大小相等,且,
所以,由可知,拉力在段与段做的功一样多,故正确,错误。
故选:。
利用判断两种情况下拉力做功多少,不要受到题目其它无关因素的干扰。
此题主要考查功的大小比较,紧扣功的计算公式分析即可。
9.【答案】D;
【解析】解:
作用在物体上的力只是瞬间,物体运动过程中没有再对物体有力的作用,所以无法准确计算,故、不正确;
C.虽然是瞬间,但也会让物体移动,即对物体做了功,所以不正确;
D.根据计算运动员对足球做的功,但此题不知道足球在力的方向上移动的距离,所以条件不足,无法计算,故正确。
故选。
此题主要考查了做功的两个必要因素,学生在理解此题时要分析做功的阶段,会判断不做功的情况:有力无距离;有距离无力;有力有距离,但力的方向与运动方向垂直。
做功的两个必要因素是:一是作用在物体上的力,另一个是物体在这个力的方向上移动的距离;
运动员的确对足球做了功,做功的过程是他的脚与球相互作用的阶段,当足球离开了脚继续向前运动时是靠惯性,运动员不再做功。
10.【答案】B;
【解析】解:因自行车匀速行驶时受到的阻力和骑车者的动力是一对平衡力,两个力的大小相等,
所以,骑车者的牵引力:
,
一般情况下骑车速度是,则骑车者消耗的功率:
。
故选:。
自行车匀速行驶时受到的阻力和骑车者的动力是一对平衡力,两个力的大小相等,一般情况下骑车速度是,根据求出骑车人消耗的功率。
该题考查了学生根据物理知识进行分析和估测的能力,体现了物理和生活的紧密联系,是一道好题。
11.【答案】A;
【解析】解:不计空气阻力,运动员在下落过程中质量不变,速度增大,高度减小故重力势能减小动能增大,重力势能转化为动能,若不计空气阻力,机械能不变。
故选:。
动能大小与质量和速度有关,重力势能的大小与质量和高度有关。动能和势能统称机械能。
该题考查了动能和势能的转化,要注意不考虑空气阻力机械能守恒。
12.【答案】B;
【解析】解:由图像可知:后,两车行驶的路程分别为:,;
两车相向行驶,两车没有相遇时,则间距离为:;
两车相遇后,又继续行驶,则间距离为:,
故错误,正确。
故选:。
由图像可以直接读出内甲乙的路程;
分两种情况进行讨论:一是两车没有相遇时,二是两车相遇后,又继续行驶。
会正确分析图像中提供的信息,分两种情况是解答该题的关键。
13.【答案】;
【解析】解:由图甲可知,弹簧测力计分度值为,弹簧测力计的示数为,则金属块的重为;
根据称重法测浮力,由甲、乙两图可得物块浸没在水中受到的浮力为:;
根据阿基米德原理,金属块排开水另一种液体的体积:
,
根据甲、丙两图可得金属块浸没在另一种液体中受到的浮力:
,
由阿基米德原理可得另一种液体的密度:
。
故答案为:;。
先确定弹簧测力计的分度值,再根据指针位置读数,可得金属块的重力;
根据称重法测浮力,由甲、乙两图求出金属块在水中受到的浮力;
利用阿基米德原理求出金属块排开水另一种液体的体积,根据甲、丙两图可得金属块浸没在另一种液体中受到的浮力,再利用阿基米德原理求液体的密度。
此题主要考查了阿基米德原理、称重法测浮力的应用,以及弹簧测力计的读数方法,灵活应用阿基米德原理是关键。
14.【答案】降低重心,使密度计直立漂浮在液体中 C;
【解析】解:
简易密度计中放入适量细沙,可以使简易密度计的重心降低,从而让密度计直立在液体中,因此简易密度计中放入适量细沙的目的是降低重心,使密度计直立漂浮在液体中;
密度计漂浮在液体中,且,
根据漂浮条件可得:,
则由阿基米德原理可得:,即:,
所以,;
由可得,和是反比例关系,所以,密度计的刻度分布不均匀,故错误;
因密度计受到的浮力大小一定,则由可知,排开液体的体积越大,液体的密度越小,因此密度计的刻度由上至下数值逐渐增大;
由可得密度计上相邻两条刻度线的距离:
,
所以随着液体密度的增大,在密度增大量相同时,会减小,即越往下刻度线的间距减小,故错误,正确。
故答案为:降低重心,使密度计直立漂浮在液体中;;。
根据简易密计重心位置的改变进行分析;
密度计是利用物体漂浮时浮力等于重力的原理工作的,结合阿基米德原理和重力公式表示出液体密度的表达式;
根据表达式可知液体密度与吸管浸入液体中深度的关系,再结合阿基米德原理可知密度计上的刻度规律。
此题主要考查了密度计的有关知识,密度计是物体漂浮条件的实际应用,要结合阿基米德原理和漂浮条件分析有关问题:放入不同的液体,液体密度越大,排开液体的体积越小。
15.【答案】1 5;
【解析】解:油桶在绳子拉力的作用下滚动时,拉力移动的距离等于油桶在水平地面上滚动的距离,
由此可知拉力移动距离与油桶滚动距离的比值为;
油桶水平地面滚动一周的距离为:,
则拉力移动的距离,
拉力做的功为:,
拉力的功率为:。
故答案为:;。
油桶在绳子拉力的作用下滚动时,拉力移动的距离等于油桶在水平地面上滚动的距离,由此可知拉力移动距离与油桶滚动距离的比值;
根据圆的周长公式可知油桶水平地面滚动一周的距离的大小,则拉力移动的距离,根据计算拉力做的功,根据计算拉力的功率。
此题主要考查功和功率的计算,关键是拉力移动距离的计算,难度较大。
16.【答案】mgh ; mgh ; 等于 ;
【解析】解:从位置到位置铁球的重力做功,
因为从位置开始向下运动的过程中,重力势能转化为动能,从到过程中动能又转化为弹性势能,整个过程中不计能量损耗,根据机械能守恒定律可知,弹簧的弹性势能增加量为;
因为斜面和水平面均光滑,整个过程不计能量损耗,机械能守恒,所以最终小球被弹簧弹出后滚上斜面的高度等于原来小球被释放的高度。
故答案为:;;等于。
利用求重力做功,根据机械能守恒定律判断,铁球在位置的运动趋势判断受力情况。
斜面和水平面均光滑,整个过程不计能量损耗,机械能守恒。
该题考查重力做功和机械能守恒定律,能够比较全面考查学生掌握知识情况。
17.【答案】;
【解析】解:轿车的功率恒定为,由可知,发动机在时间内做的功为:;
由图像可知,轿车在以后做匀速直线运动,速度为,
由可知,发动机的牵引力:,
因为此过程中轿车做匀速直线运动,所以,由二力平衡条件可知,轿车运动过程中受到的阻力:。
故答案为:;。
轿车的功率恒定,根据求出发动机在时间内做的功;
根据图像可知轿车在以后做匀速直线运动,根据求出发动机的牵引力,根据二力平衡条件求出轿车在运动过程中受到的阻力。
此题主要考查二力平衡条件和功率公式的灵活运用,能从图象中得出相关信息是本题的关键。
18.【答案】;
【解析】解:在步骤中,物体受到竖直向下的重力、测力计对物体竖直向上的拉力和竖直向上的浮力三个力的作用,当物体静止时,处于平衡状态,合力为,即,说明、和是一组平衡力,故选:;
弹簧测力计分度值为,由图可知,物块的重力为;
在步骤中,金属块受到的浮力为;
研究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度关系,要控制排开液体的体积和密度相同,只改变浸没在液体中的深度,故由图可知,物体排开液体的体积相同时,液体的密度相同,浸没的深度不同,浮力相同,所以物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
①物体浸在水中过程可分为两个阶段:
第一阶段:从物体下表面与水面接触到未浸没之前,物体浸在水中越来越深,其排开水的体积越来越大,可知所受浮力越来越大;
第二阶段:物体浸没后继续下降,其浸在水中越来越深,但排开水的体积不变,可知所受浮力不变;
故物体受到水的浮力大小跟时间的关系图象如下图所示:
;
②物体浸在水中过程可分为两个阶段:
第一阶段:在物体没有进入液体之前,水对容器底部就存在一定压强;从物体下表面与水面接触到未浸没之前,物体浸在水中越来越深,其排开水的体积越来越大,液面越来越高,根据可知,水对容器底部的压强越来越大;
第二阶段:物体浸没后继续下降,其浸在水中越来越深,但排开水的体积不变,液面高度不变,根据可知,水对容器底部压强不变;
故水对容器底部压强的大小跟时间的关系图象如下图所示:
;
根据可知物块完全浸没在水中所受的浮力;
根据阿基米德原理可知物体的体积,
根据可知物体完全浸没在液体中所受的浮力;
物块完全浸没在液体中排开液体的体积,
根据阿基米德原理可知液体的密度。
故答案为:;;;①见解答图;②见解答图;。
根据物体受力情况分析回答;
根据弹簧测力计的分度值,由图得出物体的重力;根据称重法求出步骤中金属块受到的浮力;
研究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度关系,要控制排开液体的体积和密度相同,只改变浸没在液体中的深度;
①根据物体浸在液体中不同阶段的受力情况进行分析;②根据物体浸在液体中不同阶段液面升高情况结合进行分析;
根据数据,利用称重法可知物块完全浸没在水中所受的浮力,根据可知物体的体积;
根据数据,利用称重法可知物体完全浸没在液体中所受的浮力,根据得出物块完全浸没在液体中排开液体的体积,根据阿基米德原理可知液体的密度。
本题探究影响浮力大小的因素,考查称重法测浮力、控制变量法及数据分析、阿基米德原理和密度公式的运用。
19.【答案】解:如图所示小球在这三个力的作用下在水中处于悬浮状态,一是重力,方向竖直向下;二是拉力方向也是竖直向下;三是浮力,方向竖直向上,过小球重心画出这三个力的示意图如图所示:
;
【解析】
首先对小球进行受力分析:小球在水中受到重力、拉力和浮力的作用,重力和拉力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,小球在这三个力的作用下在水中处于悬浮状态。然后按照力的示意图的画法画出这三个力即可。
首先对物体进行受力分析,顺序是:重力一定有,弹力看四周,分析摩擦力,不忘液气浮;
力的示意图:用一条带箭头的线段表示力的三要素,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向。
作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点,是平衡力的长度要相等。
20.【答案】解:物体以某一初速度冲上光滑斜面时,不受摩擦力的作用,受到的力有重力和支持力。重力的方向竖直向下;支持力的方向垂直与支持面向下。该物体受力的示意图如下:
;
【解析】
物体以某一初速度冲上光滑斜面时,受到的力有重力和支持力。利用重力和支持力的特点作出该物体受力的示意图。
作力的示意图,首先要确定力的三要素大小、方向、作用点,再用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点。