浮力单元测试.docx
- 文档编号:10784632
- 上传时间:2023-02-22
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:346.49KB
浮力单元测试.docx
《浮力单元测试.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《浮力单元测试.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
浮力单元测试
绝密★启用前
2019-2020学年度?
?
?
学校3月月考卷
试卷副标题
考试范围:
xxx;考试时间:
100分钟;命题人:
xxx
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷(选择题)
请点击修改第I卷的文字说明
一、单选题
1.2018年4月12日,我国在南海举行海上阅兵。
此次阅兵,辽宁舰航母编队精彩亮相,一大批新型潜艇、水面舰艇、作战飞机集中展示。
下列说法正确的是
A.当辽宁舰航母上舰载飞机起飞后,航空母舰排开水的体积会增大
B.水面舰艇多采用前后编队而非并排行驶,是为避免舰艇相“吸”碰撞
C.潜水艇受到的重力等于其浮力时,潜水艇一定处于漂浮状态
D.战机升空时,机翼下方气流速度较大,气流对机翼下表面的压强较大
【答案】B
【解析】A.由于航母处于漂浮状态,受到的浮力等于它的总重力。
当舰载飞机起飞后,航母的总重力减小,所以航母受到的浮力将减小,根据F浮=ρ液gV排可知,它排开水的体积会减小,故A错误。
B.舰艇并排行驶时,带动其周围的水随船发生相对运动,结果使舰艇内侧之间的水流速度大于舰艇外侧的水流速度。
因为水的流速越大,压强越小,所以舰艇内外侧的水存在压强差,水的压强差使两舰艇靠近,甚至发生碰撞。
因此水面舰艇多采用前后编队而非并排行驶,是为避免舰艇相“吸”碰撞,故B正确。
C.潜水艇受到的重力等于其浮力时,处于平衡状态,可能处于漂浮状态,也可以悬浮在水中,故C错误。
D.战机升空时,机翼下方气流速度较小,气流对机翼下表面的压强较大,这样在机翼的上下表面存在压力差,就产生了向上的升力,故D错误。
答案为B。
点睛:
本题考查对物体浮沉条件的掌握和运用,明确战机起飞后对航母总重力的影响是关键。
2.如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。
下列说法正确的是
A.物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC
B.三个物体的密度大小关系为ρA>ρB>ρC
C.容器底部受到水的压力大小关系为F甲>F乙>F丙
D.容器对桌面的压强大小关系为P甲=P乙=P丙
【答案】D
【解析】
【详解】
由题知,A、B、C三个正方体的体积相同;
A、由图可知,A、B、C三个正方体排开水的体积关系为VA排<VB排<VC排,根据
可知,浮力的大小关系为:
FA<FB<FC,故A错误;
B、由图可知,A和B处于漂浮,C处于悬浮,则由浮沉条件可知:
GA=FA,GB=FB,GC=FC,由于FA<FB<FC,所以GA<GB<GC;由于正方体A、B、C的体积相同,所以根据
可知,物体密度的大小关系:
,故B错误;
C、由图可知三个完全相同的容器内水的深度相同,由
可知液体底部压强关系是p甲=p乙=p丙,三个容器的底面积相同,根据
可求容器底部受到水的压力大小关系:
F甲=F乙=F丙,故C错误;
D、因正方体分别处于漂浮或悬浮状态,则浮力等于自身重力,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力,即可以理解为,容器中正方体的重力补充了它排开的水的重力,能看出三个容器内总重力相等;由于容器相同,所以三个容器对桌面的压力关系为F甲=F乙=F丙,根据
可知,容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙,故D正确;
3.体积为60L的救生圈,所受重力为50N,体重为450N的林林同学在水中使用这个救生圈,当他处于静止状态时,g取10N/kg,下列判断正确的是
A.人和救生圈没入水中,处于悬浮状态
B.人和救生圈漂浮,部分露出水面
C.人和救生圈沉入水底
D.以上情况都有可能
【答案】B
【解析】
体积为60L的救生圈,如图浸没时,根据
计算产生的浮力为:
人和救生圈的总重为:
,且人的密度几乎等于水的密度,故人和救生圈不可能没入水中,处于悬浮状态,而应该漂浮,部分露出水面.
故ACD错误,B正确.
4.一氢气球匀速上升时,受到空气的浮力F、重力G和空气阻力f,这些力的关系是
A.F>G+fB.F=G+fC.F 【答案】B 【解析】 【分析】 物体处于匀速直线运动状态时,受到平衡力的作用,分析准确哪个力和哪个力才是平衡力很关键。 【详解】 氢气球匀速上升时,受到平衡力的作用;在竖直方向上,受到向上的力是空气的浮力F;受到向下的力是重力G和空气阻力f;根据力的平衡可得F=G+f;故B正确;ACD错误。 故选B。 5.如图所示,两个相同的容器内水面高度相同,甲容器内有木块漂浮在水面上,乙容器中悬浮着一个小球,则下列四种说法正确的是 A.如果向甲容器中加入盐水,木块再次静止受到的浮力变大 B.如果向甲容器中加入盐水,木块再次静止受到的浮力不变 C.如果向乙容器中加入酒精,小球再次静止受到的浮力不变 D.如果向乙容器中加入盐水,小球再次静止受到的浮力变大 【答案】B 【解析】 试题分析: 甲容器内木块漂浮,浮力等于重力,当向甲容器中加盐时,木块仍静止状态,浮力等于重力,浮力大小不变;A正确。 如果向乙容器中加酒精,小球有可能下沉,浮力小于重力,浮力变小,C错;如果向乙容器中加盐水,小球就会上升,浮力大于重力,最终为漂浮,浮力等于重力。 D错。 正确选A。 考点: 物体的浮沉 6.—个物体静止在水中,如图a所示,将它提高到最高位罝(如图b)静止释放,假设只受重力和浮力作用,那么物体会向下运动到最低位罝(如图c),然后在最高和最低两个位罝之间不停地做上下运动。 忽略容器内液面高度变化。 则下列说法错误的是 A.物体向下运动过图a位罝时,速度最大 B.物体到达最低位置时,浮力大于重力 C.物体向上运动过图a位罝时,浮力小于重力 D.物体到达最高位罝时,速度等于0 【答案】C 【解析】 【详解】 A.将物体提高到最高位置时,由静止释放,此时物体排开液体的体积小,浮力小于重力,向下做加速运动,当到达图a位置时,浮力等于重力,合力为零,速度达到最大,故A正确; B.物体到达最低位置时,排开水的体积大于图a处时排开水的体积,浮力大于重力,故B正确; C.a图时,物体处于漂浮状态,浮力等于重力,故C错误; D.物体到达最高位置时,不再向上运动,速度等于0,故D正确。 7.如图所示,一块冰漂浮在密度为0.95g/cm3的液面上,当冰熔化时,液面高度会() A.上升B.下降C.不变D.条件不足,无法确定 【答案】B 【解析】∵冰漂浮于液面上,∴F浮=ρ液gV排=G冰,-------①,又∵冰熔化成水后,其质量不变,重力不变,∴G水=ρ水gV水=G冰,-------②,由①②可得: ρ液gV排=ρ水gV水,ρ液 ∴V排 V水,即: 冰熔化为水的体积大于冰排开水的体积.∴容器中的水面高度下降。 故选B. 点睛: 冰漂浮于水面上,要想判断冰熔化之后,水面是否变化,则需要比较冰块排开液体的体积跟冰熔化成水后的体积大小.若二者体积相等,则液面不变;若增大,则液面上升;若减小,则液面下降。 第II卷(非选择题) 请点击修改第II卷的文字说明 二、计算题 8.如图所示,边长为10cm的实心正方体木块,密度为0.6×103kg/m3,静止在装有足量水的容器中,且上下底面与水面平行,求: (1)木块在水中所受浮力的大小; (2)木块浸在水中的体积; (3)水对木块下底面的压强. 【答案】 (1)6N; (2)6×10-4m3;(3)600Pa. 【解析】 【详解】 (1)已知: , 利用 ,得 ; 由题干可以知道物体处于漂浮状态,物体处于平衡状态,则 (2)由 则 ; (3)深度为 ; 则水对木块下底面的压强 . 答: (1)木块在水中所受浮力的大小为6N; (2)木块浸在水中的体积6×10-4m3; (3)水对木块下底面的压强600Pa; 9.如图所示,将边长为5cm的实心正方体木块轻轻地放入装满水的溢水杯中,木块静止时,从杯中溢出水的质量为0.1kg(g取10N/kg),求: (1)木块受到的浮力; (2)木块的质量; (3)木块下底面受到水的压力 【答案】 (1)1N (2)0.1kg(3)1N。 【解析】 【详解】 (1)木块受到的浮力: F浮=G排=m排g=0.1kg×10N/kg=1N (2)正方体木块漂浮,所以 G木=F浮=1N, 木块的质量: m木= =0.1kg (3)由于木块漂浮即上表面不受液体的压力,根据浮力产生的原因可知,木块下表面受到的水的压力: F=F浮=1N 答: (1)木块受到的浮力为1N; (2)木块的质量为0.1kg; (3)木块下底面受到水的压力为1N。 三、填空题 10.如图所示,水中的鱼吐出的气泡在水中上升的过程中,气泡受到水的压强将____(选填“变大”、“变小”或“不变”);气泡受到水的浮力将_____(选填“变大”、“变小”或“不变”). 【答案】变小,变大 【解析】 【详解】 气泡上升时,在水中的深度变小,由液体压强特点,即 得: 气泡到水的压强将变小,故气泡的体积变大; 气泡的体积变大,排开水的体积变大,由 得: 气泡受到水的浮力变大. 11.体积是50cm3,质量是45g的物体,将其缓缓放入装满水的杯中,物体静止后,溢出水的质量是_____g.将其缓缓放入装满酒精的杯中,溢出酒精的质量是________g.(ρ酒=0.8×103kg/m3) 【答案】4540 【解析】 物体的密度ρ物= =0.9g/cm3,因ρ物<ρ水,物体在水中漂浮,根据漂浮条件: F浮=G,即m水g=m物g,则m水=m物=45g;因ρ物>ρ酒,物体在酒精中沉底,则F′浮=ρ酒gV排,溢出酒精质量为: m酒=ρ酒V物=0.8g/cm3×50cm3=40g. 点睛: 先求物体的密度判断此物体在水和酒精中的状态,再根据沉浮状态和阿基米德原理求出溢出液体的质量. 12.一艘轮船重为3.0×107N,轮船额排水量为4500t,做多可装载________kg的货物,轮船从长江驶入黄河后轮船所受浮力将________,轮船排开液体的体积将________。 (后两空均填“变大”、“变小”或“不变”)在码头将设备卸下后,轮船将________一些(填“上浮”或“下沉”)。 【答案】1.5×106不变变小上浮 【解析】 【详解】 第一空.由题意可知: m排=4500t=4.5×106kg, 轮船排开水的重力为: G排=m排g=4.5×106kg×10N/kg=4.5×107N, ∴轮船受到的浮力为: F浮=G排=4.5×107N, 而轮船漂浮在水面上, G船=3.0×107N, ∴货物的重力为: G货=F浮−G船=4.5×107N−3.0×107N=1.5×107N, 由G=mg可得,最大载货量为: m货= = =1.5×106kg, 第二空.轮船从长江驶入黄河后,自身重力不变, ∵轮船漂浮, ∴F浮=G, ∴轮船受到的浮力不变,都等于轮船受到的重力G, 即: 液gV排=G, 第三空.∵黄河水的密度大于江水的密度, ∴轮船排开黄河水的体积小于排开江水的体积,即轮船排开液体的体积将变小。 第四空.轮船卸下货物后,始终漂浮,浮力等于重力,重力减小,浮力变小,说明排开水的体积变小,船身上浮; 13.如图所示,台秤上放置一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总重为2牛,将一重力为1.2牛、体积为2×10﹣4米3的长方体实心物块A用细线吊着,将其一半浸入水中,则A受到的浮力为_____牛。 当把细线剪断后,静止时A漂浮在水中且水未溢出,则A受到的浮力为____牛,台秤的示数为_____牛。 【答案】11.23.2 【解析】 【详解】 (1)根据F浮=ρ液gV排,物体A的一半浸入水中时受到的浮力: F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg× ×2×10−4m3=1N,则此时物体A共受到重力、浮力和细线的拉力作用,且G=F浮+F拉,则细线对物体A的拉力为F拉=G−F浮=1.2N−1N=0.2N; (2)物体A的质量: m= =0.12kg,物体A的密度: ρ =0.6×103kg/m3<ρ水所以,当把细线剪断后,物体A在水中漂浮,则F′浮=G=1.2N; (3)根据力的作用的相互性可知,物体A对水向下的作用力F压=F′浮=1.2N,根据力的平衡的条件可知,托盘台秤的示数等于烧杯和水的重力、物体A对水向下的作用力之和,即F=G总+F压=2N+1.2N=3.2N。 14.利用图所示的装置测量盐水的密度,木块的质量为0.3kg,体积为5×10-4m3,在水中静止时弹簧测力计的示数为2.45N,则盐水的密度是______kg/m3;若剪断细绳,木块向上运动过程中所受的浮力先______后变小,静止时木块所受的浮力是______N(g取10N/kg,不计一切摩擦与阻力). 【答案】1.09×103不变3 【解析】 【详解】 第一空.木块重为: G=mg=0.3kg×10N/kg=3N; 如图木块浸没时受到竖直向上的浮力F浮、拉力F和重力G的作用,三个力平衡,则木块受到的浮力: F浮=F+G=2.45N+3N=5.45N; 根据F浮=ρ液gV排得,盐水的密度为: ; 第二空.剪断细绳,因为F浮>G,所以木块向上运动,露出液面前,排开盐水的体积不变,浮力不变,露出液面后,排开盐水的体积变小,浮力变小,所以向上运动过程中所受的浮力先不变后变小; 第三空.最终木块静止,即漂浮在液面上,受到的浮力等于重力,即F浮′=G=3N。 四、实验题 15.小明想“探究浮力大小与深度的关系”,探究过程及有关数据如图所示。 (1)物体(圆柱体)所受的重力是______N。 (2)物体受到的最大浮力是_______N。 (3)下面四个图象中正确反映弹簧测力计示数F和物体下表面在水中的深度h关系的图象是______。 (物体未接触容器底) 【答案】40.8D 【解析】 【分析】 (1)根据题目已知,物体在空气中的弹簧测力计示数就可以得出物体重力大小; (2)而最大浮力是当弹簧秤示数为3.2N时,浮力大小为F浮=G-F; (3)图中我们根据弹簧测力计示数越来越小直到某一值不变,由此可作出选择。 【详解】 (1)由图所示,物体在空气中的弹簧测力计示数为4N,则物体所受重力为4N; (2)物体受到的浮力大小,利用称重法,F浮=G-F′,可以看出当F′等于3.2N时,浮力最大,F浮=0.8N; (3)从弹簧秤示数可以看出,力F逐渐减小,到3.2N不变,所以F和物体下表面在水中的深度h关系的图象为D选项。 16.学习了“流体压强”的知识后,小明在家里做了如下的实验: (1)由图甲所示的实验,只打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管液面高度____b管液面高度;再打开B阀门,在水向外流的过程中,a管液面高度_____b管液面高度.(两空均选填“大于”、“等于”或“小于”). (2)在图乙所示的实验中,电扇转动后,托盘测力计的示数__________ (3)在倒置的漏斗里放一个乒乓球,用手指托住乒乓球(如图丙).然后从漏斗口向下用力吹气,再将手指移开,乒乓球__________(选填“会”或“不会”)掉下来. (4)小明想,能否用压强计探究气体压强与流速关系呢? 他设计了如图A所示的实验装置,小明用嘴向玻璃管中吹气,U形管内液面高度差如图B所示,此时玻璃管内D点的气体压强为p1,速度为v1;小华再次吹气后,U形管内液面高度差如图C所示,此时玻璃管内D点的气体压强为p2,速度为v2.则p1_____p2,v1_____v2.(选填“<”、“=”或“>”) (5)城市建设中,为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题,工人们设计了如下方案.黑色部分为墙面凸出部分,“M”为安装在过道顶的电风扇,其中既有效又节能(__________) 【答案】等于大于减小不会 C 【解析】 【详解】 (1)由图所知只打开A阀门,左边容器和a、b两管构成连通器,根据连通器的原理可知此时a管液面高度等于b管液面高度;再打开B阀门,在水向外流的过程中,图中,左管比较粗,右管较细.在流量一定时,管子越细,水的流速就越大.根据流体中流速大的地方压强小可知a管液面高度大于b管液面高度. (2)电扇转动后,气流会流经飞机机翼模型,机翼模型上方凸空气通过的路程长,流速大,向下的压强小;机翼模型下方凹空气通过的路程短,流速小,向上的压强大,从而形成了一个向上的压强差,是托盘测力计的示数减小. (3)从漏斗口向下用力吹气,乒乓球上方空气流速大压强小,乒乓球下方空气流速小压强大,乒乓球受到向上的压强大于向下的压强,乒乓球不会掉下来. (4)向玻璃管中吹气时,由流速大的位置压强小可知,U形管左管内气压小于外界大气压,则两侧气体压强差=水柱产生的压强,即p大气−p左=p水; 图B中,U形管的液面高度差大,水柱产生的压强大,说明左管内气压小,即此时D处的气体压强p1小,空气流速v1大; 图C中,U形管的液面高度差小,水柱产生的压强小,说明左管内气压大,即此时D处的气体压强p2大,空气流速v2小;所以,p1 (5)要想让风经过过道,过道左右两端的气压应该不同,所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度不同. 如A图,过道左右两端的通风道相同,所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度相同,不合理. 如图B,过道左右两端的通风道相同,所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度相同,不合理. 如图C,过道右端的通风道有凸起,所以相同时间风经过过道右端的通风道时的路程长,则风速较快,所以过道右端的气压小于左端的气压,所以空气会从过道的左端流向右端,过道中有风通过.此方案不需要消耗其他能量,既有效又节能.此方案合理. 如图D,过道中有电动机,电动机工作时过道中空气流动速度加快,气压减小,空气会从过道口流进来而通风,但需要消耗电能,故此方案虽有效但不节能,不合理. 五、作图题 17.体积为120cm3的物块,重1.8N,将它浸没在水中(如图).在图中画出松开手时,该物块受力的示意图. 【答案】如下图所示 【解析】 试题分析: 该物体在水中受到两个力的作用,重力与浮力,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,作用点都在物体的重心位置,可求出浮力大小为1.2N,小于物体的重力,物体处于下沉的状态,如上图所示. 【考点定位】力的示意图 18.如图所示,鸡蛋在上浮,画出鸡蛋受力的示意图。 【答案】见解析 【解析】 19.质量为0.5kg的小球漂浮在水面上,请在图中画出小球所受浮力和杯子对斜面压力示意图。 (______) 【答案】 【解析】 【详解】 小球重力G=mg=0.5kg×9.8N/kg=4.9N, 小球在水中静止时处于漂浮状态,此时浮力等于重力,所受到的浮力的作用点在重心,方向是竖直向上的。 在物体和斜面的接触面上找一点作为力的作用点,画一垂直斜面向下的线段,标出箭头,记为F压。 故答图如下: 六、综合题 20.阅读短文,回答问题: 无砟轨道的高速列车 无砟轨道(如图甲)的路基不用碎石,铁轨和轨枕直接铺在混凝土上,这可减少维护、降低粉尘等,无砟轨道的高速铁路投入运营,标志着我省进入了高速铁路时代,高速列车在无砟轨道上运行时如子弹头般穿梭而过,时速可达350千米(如图乙).传统铁路的钢轨是固定在枕木上,之下为小碎石铺成的路砟(如图丙). (1)列车设计为子弹头型,目的是___________________; (2)列车在匀速行驶过时,窗外的气压将变小,若窗外的气压是 ,则一块面积是 的玻璃受到的内外压力关系是______; (3)传统的铁路轨道路砟和枕木的作用是________; ①增大受力面积,防止铁轨因压力太大而下陷到泥土里;②可以减少噪声和列车振动;③可以减少维护、降低粉尘;④可以吸热、增加透水性. A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④ (4)乘客在站台候车时,为什么站在离轨道一定距离的地方才能确保人身安全? 原因是__________. 【答案】减小阻力F内>F外B高速列车驶过时,列车附近的空气流速变大,压强变小,人外侧的大气压会把人推向火车 【解析】 【详解】 (1)列车设计成子弹头型是通过减少汽车的迎风面积,来减小空气的阻力作用; (2)玻璃受到的压力: F外=p外S=0.9×105Pa×2m2=1.8×105N,F内=p内S=1.0×105Pa×2m2=2×105N,F内>F外; (3)传统的铁轨都铺在枕木上,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,来保护路基;传统的路基都有碎石,碎石能增加透气和透水性,能减小噪音和减小列车的振动.无砟轨道的路基不用碎石,铁轨和轨枕直接铺在混凝土上,这可减少维护、降低粉尘等,这也是无砟轨道和传统轨道的重要区别. (4)由流体压强的特点可知,流速越大,压强越小,高速列车的速度非常快,高速列车驶过时,列车附近的空气流速变大,压强变小,人外侧的大气压会把人推向火车.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 浮力 单元测试