1、单元检测二密度力压强浮力(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题3分,共36分)1.关于中学生的下列数据,符合实际的是()A.身高大约为160 mB.质量大约为500 kgC.体温大约为27 D.密度大约为1.0103 kg/m3答案:D解析:中学生的身高大约为160cm;中学生的质量大约为50kg;人的体温大约为37;人体的密度与水的密度差不多,大约为1.0103kg/m3,所以D符合实际情况。2.如图所示,小红穿上旱冰鞋向右用力推墙,会被墙向左推开。下列说法正确的是()A.人先对墙施加了推力,然后墙再对人施加推力B.墙对人的推力大于人对墙的推力C.人对墙的推力与墙
2、对人的推力是一对平衡力D.人对墙的推力与墙对人的推力是一对相互作用力答案:D解析:物体间力的作用是相互的,人推墙时,人对墙施加了推力,墙也同时对人施加推力,这两个力是同时发生的,故A错误;人对墙的推力与墙对人的推力是作用在不同物体上的两个力,属于相互作用力,不属于平衡力,二力的大小相等,故B、C错误,D正确。3.右图是甲、乙两种物质的质量与体积的关系图像。下列说法错误的是()A.甲物质的质量大于乙物质的质量B.甲物质的密度大于乙物质的密度C.甲物质的质量与体积成正比关系D.乙物质的密度为0.5103 kg/m3答案:A解析:物质的体积不确定,无法判断质量关系,故选项A错误;由题中图线可知,甲、
3、乙均是过原点的一条直线,故甲和乙的质量与体积均成正比关系,故选项C正确;由题图可知,甲=m甲V甲=40g10cm3=4g/cm3=4103kg/m3,乙=m乙V乙=10g20cm3=0.5g/cm3=0.5103kg/m3,故甲乙,故选项B、D正确。4.日常生活中,处处有物理,下列说法错误的是()A.汽车轮胎的轴承中装有滚珠是为了减小摩擦B.铅垂线的应用原理是重力的方向总是竖直向下C.推门时离门轴越近,用力越大,说明力的作用效果与力的作用点有关D.乘车时系上安全带是为了减小惯性答案:D解析:汽车轮胎的轴承中装有滚珠是用滚动代替滑动来减小摩擦,故A正确;铅垂线的应用原理是重力的方向总是竖直向下,
4、故B正确;推门时离门轴越近,用力越大,说明力的作用效果与力的作用点有关,故C正确;乘车时系上安全带是为了减小惯性带来的伤害,不能减小惯性,故D错误。5.如图所示的四个实例中,为了增大摩擦的是()答案:C解析:行李箱下安装轮子,用滚动代替滑动,可以减小摩擦力,选项A错误;冰壶表面打磨得很光滑,是通过减小接触面的粗糙程度从而减小摩擦力,选项B错误;鞋底有凹凸不平的花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,选项C正确;磁浮列车悬浮行驶,是通过使相互接触的摩擦面彼此分开从而减小摩擦力,选项D错误。6.如图所示,关于游泳过程,下列说法中不正确的是()A.力改变了运动员的状态B.运动员与水之间的作用是
5、相互的C.使运动员向前运动的力的施力物体是水D.运动员对水的推力和水对运动员的推力是一对平衡力答案:D解析:游泳过程中,运动员的手和脚向后划水,对水施加向后的力,由于物体间力的作用是相互的,因此水就会对运动员的手和脚施加向前的反作用力,人就前进。水的推力使人前进,改变了人的运动状态,故选项A、B、C说法正确,不符合题意;运动员对水的推力和水对运动员的推力分别作用在水和运动员两个不同的物体上,因此不是一对平衡力,而是一对相互作用力,故选项D说法不正确,符合题意。故选D。7.如图所示,用6 N的水平拉力F拉动物体A在水平地面上向右匀速运动,物体B静止不动,弹簧测力计示数为2 N,下列说法正确的是(
6、)A.A对B的摩擦力大小为4 N,方向水平向右B.B对A的摩擦力大小为2 N,方向水平向右C.地面对A的摩擦力大小为4 N,方向水平向左D.地面对A的摩擦力大小为6 N,方向水平向左答案:C解析:因物体B静止,处于平衡状态,水平方向受到的弹簧测力计向左的拉力和A对B向右的摩擦力是一对平衡力,所以,A对B水平向右的摩擦力Ff=F示=2N,故A错误;因A对B的摩擦力和B对A的摩擦力是一对相互作用力,所以,B对A的摩擦力方向水平向左,大小为2N,故B错误;因物体A做匀速直线运动时,受到水平向右的拉力、B对A向左的摩擦力和地面对A向左的摩擦力,所以,由力的平衡可得Ff+Ff=F,则地面对A水平向左的摩
7、擦力Ff地=F-Ff=6N-2N=4N,故C正确,D错误。8.以下选项中,不能用“流体压强与流速的关系”解释的是()A.乒乓球运动员拉出的“弧圈球”B.正在漂流的一只“橡皮船”C.正在空中滑翔的“雄鹰”D.地面上刮起的“龙卷风”答案:B解析:乒乓球运动员拉出的“弧圈球”是应用流体压强与流速的关系,故选项A不符合题意;正在漂流的“橡皮船”利用的是物体的浮沉条件,故选项B符合题意;雄鹰在空中滑翔时不会坠落下来是由于鸟的翅膀上下气流速度大小不同,流速越大,气体压强越小,上下两个压强形成一个压强差,产生托力,是应用流体压强与流速的关系,故选项C不符合题意;地面上刮起的龙卷风,能“吸入”物体,是由于龙卷
8、风内部空气流速远大于外部空气流速,龙卷风内部的压强远小于外部的压强,是应用流体压强与流速的关系,故选项D不符合题意。9.如图所示,向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体,发现液面在同一水平线上,比较甲、乙两种液体对试管底部的压强()A.甲大B.乙大C.一样大D.无法确定答案:A10.下列关于压强与浮力的说法正确的是()A.飞机水平飞行时,机翼上方的空气流速大,压强小B.潜入水中的潜水艇,潜水越深,所受的浮力就越大C.历史上通过马德堡半球实验第一次测得了大气压的值D.将装有水的试管由竖直位置逐渐倾斜的过程中(水未洒出),水对管底的压强不变答案:A解析:飞机水平飞行时,机翼上方的空气流速大
9、,压强小,所以选项A正确;潜入水中的潜水艇,其排开水的体积V排不变,根据公式F浮=液gV排可知,其浮力不变,和潜水的深度无关,故选项B错误;著名的托里拆利实验第一次测得了大气压的数值,故选项C错误;试管中水的长度不变,在倾斜的过程中,高度逐渐变小,根据公式p=gh可以判断出水对管底压强逐渐变小,故选项D错误。11.一轻质弹簧的下端固定在容器底部,上端放一小球(不连接)。向容器中缓慢倒入水,使小球浸没且静止在水中,如图所示。此时小球可能受()A.重力、浮力、弹力和压力B.重力、浮力和拉力C.重力、浮力和弹力D.重力、压力和浮力答案:C解析:小球完全浸没且静止在水中,此时小球受到的浮力可能小于重力
10、,也可能等于重力。如果小球受到的浮力等于重力,则小球只受到浮力和重力的作用;如果小球受到的浮力小于重力,则小球除受到浮力和重力的作用外,还受到弹簧对它弹力的作用。故选项C正确。12.如图所示,一个边长为10 cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5 N,下表面受到液体的压力F2为13 N。下列说法错误的是()A.正方体受到的浮力为8 NB.液体的密度为0.8103 kg/m3C.正方体上表面到液面的距离h=5 cmD.液体对物体下表面的压强为1.3103 Pa答案:C解析:由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力F浮=F2-F1=13N-5N=8N,故A正确;物体悬浮时排开液
11、体的体积和自身的体积相等,则V排=V=l3=(10cm)3=1000cm3=110-3m3,由F浮=gV排可得,液体的密度=F浮gV排=8N10N/kg110-3m3=0.8103kg/m3,故B正确;正方体下表面的面积S=l2=(10cm)2=100cm2=110-2m2,液体对物体下表面的压强p=F2S=13N110-2m2=1.3103Pa,故D正确;由p=gh可得,正方体下表面到液面的距离h下=pg=1.3103Pa0.8103kg/m310N/kg=0.1625m=16.25cm,则正方体上表面到液面的距离h=h下-l=16.25cm-10cm=6.25cm,故C错误。二、填空题(本
12、题每空1分,共14分)13.甲、乙两种液体质量与体积的关系如图所示,取等体积的两种液体混合起来,则混合液体的密度为 kg/m3(假设两液体混合后总体积不变)。答案:0.9103解析:由题图可知,甲液体的密度甲=m甲V甲=5g5cm3=1g/cm3,乙液体的密度乙=m乙V乙=4g5cm3=0.8g/cm3;设混合前每种液体的体积(取用的)为V,混合后液体的总密度为。两种液体混合前的质量之和等于混合后的总质量,m=m甲+m乙,则由=mV可得,甲V+乙V=2V,=12(甲+乙)=12(1g/cm3+0.8g/cm3)=0.9g/cm3=0.9103kg/m3。14.滑板车是中学生喜爱的玩具之一。用脚
13、蹬地,滑板车会沿地面向前运动,这说明力的作用是的。如果不再蹬地,滑板车的速度会越来越慢,最后停下来,这是因为它在运动中受到阻力,这表明力可以改变物体的。滑板车静止时,受到的一对平衡力是人与车自身的重力和力。答案:相互运动状态地面的支持解析:用脚蹬地,滑板车会沿地面向前运动,这说明力的作用是相互的。如果不再蹬地,滑板车的速度会越来越慢,最后停下来,这是因为它在运动中受到阻力,这表明力可以改变物体的运动状态。滑板车静止时,人与车自身的重力和地面的支持力大小相等,方向相反,作用在同一个物体上,是一对平衡力。15.如图甲所示,用尺子迅速将下面的棋子击出时,上面的棋子不会飞出,而是落到正下方,这是由于它
14、们具有;如图乙所示,如果用尺子缓慢击打下面的棋子,紧挨被击打棋子上面的棋子会前移,这是因为它受到的作用。答案:惯性摩擦力解析:开始时,棋子处于静止状态,当用尺子迅速将下面的棋子击出时,被敲击的棋子由于受到力的作用迅速飞出去,上面的棋子由于具有惯性,将继续保持原来的静止状态,所以会落到正下方;如果用尺子缓慢击打下面的棋子,紧挨被击打棋子上面的棋子会前移,是因为它受到摩擦力的作用。16.工程载重汽车有许多车轮,是为了减小汽车对地面的;轮胎上花纹比较深,是为了;若轮胎能承受的最大压强为7105 Pa,轮胎与地面的总接触面积为0.4 m2,则该汽车载物后的总重不能超过 N。答案:压强增大摩擦2.810
15、5解析:载重汽车上有许多车轮,可以增大受力面积,而压力不变,故压强变小。轮胎上花纹比较深,增加了接触面的粗糙程度,故可以增大摩擦力。F=pS=7105Pa0.4m2=2.8105N,汽车对地面的压力与地面对汽车的支持力是一对相互作用力,支持力大小等于压力,汽车的重力与地面对汽车的支持力是一对平衡力,故该汽车载物后的总重不能超过2.8105N。17.(2020湖南长沙中考)拔火罐时,将小罐内的空气加热后,迅速倒扣在皮肤上,小罐被“吸”住,说明了的存在;熬制中药时,药汤在沸腾过程中的温度。答案:大气压不变解析:将小罐内的空气加热后,小罐内空气由于热膨胀排出一部分,迅速倒扣在皮肤上,小罐内火熄灭,温
16、度降低,空气收缩,罐内压强减小,小罐在外界大气压作用下吸在皮肤上。熬制中药时,药汤在沸腾过程中,不断吸收热量,温度保持不变。18.如图所示,将重为5 N的木块放入烧杯中,静止时木块所受浮力的大小为N,方向为。放入木块后,烧杯底部所受水的压强与原来相比(选填“变大”“变小”或“不变”)。答案:5竖直向上变大解析:木块漂浮在水面上,故F浮=G=5N,浮力的方向竖直向上,烧杯中的水面会上升,根据p=gh可知,烧杯底部所受水的压强变大。三、作图、实验及探究题(本题共30分)19.(3分)如图所示,小翔站在滑板车上水平向左运动,不再蹬地后,滑板车最终会停下来。将小翔和滑板车看作一个物体,请画出此过程中该
17、物体所受力的示意图(力的作用点画在重心O点上)。答案:如图所示解析:将小翔和滑板车看作一个物体,该物体在竖直方向上受到竖直向下的重力G和地面向上的支持力FN的作用;另外,由于小翔和滑板车一起向左运动,所以还受到地面向右的摩擦力F阻的作用。20.(5分)某物理兴趣小组为检测学校附近某条河的水质,需要测量河水的密度。取样后,他们利用天平和量筒进行了测量,实验过程如下:【实验步骤】(1)用已调平衡的天平测出空烧杯的质量为18 g;(2)向烧杯中倒入适量的河水,测出烧杯和河水的总质量,如图甲所示;(3)将烧杯中的河水全部倒入量筒中,读出量筒中河水的体积,如图乙所示。【实验数据处理】在下表中填入上述实验
18、数据及计算结果。烧杯的质量m1/g烧杯与河水的质量m2/g河水的质量m/g河水的体积/cm3河水的密度/(gcm-3)18【实验评估】按该实验方案测出的河水密度比实际值(选填“偏大”或“偏小”)。答案:4931300.13偏大解析:由题图甲知,烧杯与河水的总质量m总=20g+20g+5g+4g=49g,则河水的质量m=49g-18g=31g;由题图乙知,河水的体积V=30mL=30cm3,则河水的密度=mV=31g30cm31.03g/cm3。把烧杯中的河水全部倒入量筒中时,会有部分河水留在量筒壁上,导致测量的河水的体积偏小,由公式=mV知,密度测量结果偏大。21.(6分)某同学通过实验探究滑
19、动摩擦力与哪些因素有关。实验器材:粗糙程度不同的长木板甲和乙、滑块(质量已知)、砝码、弹簧测力计。实验步骤:将滑块放在水平长木板甲上进行实验,通过改变滑块上砝码的个数来改变滑块的压力;记录多组滑动摩擦力F及压力FN的大小,作出摩擦力F随压力FN变化的图像,如F-FN图像中甲所示;换用长木板乙重复上述实验,作出摩擦力F随压力FN变化的图像,如F-FN图像中乙所示。(1)如图所示,(选填“A”或“B”)操作更便于测量滑动摩擦力的大小。A.弹簧测力计固定,水平拉木板B.木板固定,水平匀速拉滑块(2)由F-FN图像可知:在接触面一定的情况下,滑动摩擦力与压力成比;长木板(选填“甲”或“乙”)的接触面更
20、粗糙。答案:(1)A(2)正甲解析:(1)由题图知,用A方案,无须匀速拉动木板,当弹簧测力计的示数稳定后,滑块相对于地面是静止的,此时弹簧测力计的示数等于木板对滑块的摩擦力。用B方案,需匀速拉动滑块,在实际操作中很难做到匀速拉动。故选A。(2)由F-FN图像可知:在接触面一定的情况下,当压力增大时,滑动摩擦力增大,故滑动摩擦力与压力成正比。由F-FN图像可知,当压力一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大,故在压力一定时,甲受到的摩擦力更大,则甲的接触面更粗糙。22.(5分)在探究影响液体内部压强大小的因素实验中:(1)如图甲用手按压强计的橡皮膜,U形管内液面出现高度差;将橡皮膜放入酒精中,
21、U形管内液面也出现高度差,这说明;这种研究问题的方法是法。(2)若在使用压强计前发现U形管中有高度差,通过下列哪种方法可以进行调节()A.从U形管内向外倒出适量液体B.拆除软管重新安装C.向U形管内加适量液体(3)比较乙、丙实验可知,液体内部压强与液体的有关;比较丙、丁实验可知,液体内部压强与液体的有关。答案:(1)液体内部有压强转换(2)B(3)密度深度解析:(1)用手按压强计的橡皮膜,U形管内液面出现高度差;将橡皮膜放入酒精中,U形管内液面也出现高度差,说明用手按压强计的橡皮膜和将橡皮膜放入酒精中,所起的效果是一样的,都会给橡皮膜一个压强,使U形管内液面出现高度差,所以此实验说明液体内部存
22、在压强,这种研究问题的方法叫作转换法;(2)如果使用压强计前发现U形管中有高度差,在进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样就会使U形管中两管上方的气体压强相等(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的;(3)比较乙、丙两实验可知,在液体的深度相同时,图丙中用的是盐水,其密度大于酒精的密度,因此U形管内液面出现的高度差比较大,说明液体内部压强与液体的密度有关;比较丙、丁两实验可知,在液体的密度相同时,图丙中压强计的橡皮膜所处的深度较深,U形管内液面出现的高度差较大,说明液体内部压强与液体的深度有关。23.(5分)(2021四川成都中考)小虹利用弹簧测力计、实心圆柱
23、体物块、烧杯等器材,探究浮力的大小跟哪些因素有关。小虹提出如下猜想,设计并进行了实验。猜想a:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关;猜想b:浮力大小与物体排开液体的体积有关;猜想c:浮力大小与液体的密度有关。(1)小虹确定了测量浮力的方法:用弹簧测力计先测出物体的重力G,接着将物体浸入液体中,静止时,读出测力计对物体的拉力F拉,可计算出物体所受的浮力F浮。其测量原理利用了。A.F浮与G是一对平衡力B.F浮与G是相互作用力C.F浮与F拉是相互作用力D.F浮、F拉和G是一组平衡力(2)小虹的操作步骤及测量数据如图所示。由测量数据可得:B步骤中圆柱体物块受到水的浮力为N。(3)分析图中A步骤与(填出
24、步骤的序号)步骤的数据,可以验证猜想a是错误的。(4)进一步学习了阿基米德原理之后,利用图中的测量数据,还可以计算出其他一些物理量(水的密度已知)。下列物理量中不能计算出的是。A.物块的体积B.物块的密度C.盐水的体积D.盐水的密度答案:(1)D(2)0.4(3)C、D(4)C24.(6分)小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能在液体中。(2)将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图(b)所示,浸入的长度为h。用液、水分别表示液体和水的密度,则液(
25、选填“=”“”或“水H液(3)下不均匀(4)在烧杯中倒入更多的食用油,增大深度解析:(1)为了让饮料吸管能竖直地漂浮在液体中,吸管下端塞入一些金属丝作为配重,这样做目的是让密度计竖直漂浮在液体中。(2)由于吸管在(a)、(b)图中均漂浮,则F浮=G,知在水和另一种液体中受到的浮力相等,又由于F浮=gV排,V排aV排b,所以水液,设吸管的底面积为S,根据物体浮沉条件可知,F浮水=F浮液,即水gSH=液gSh,h=水H液。(3)根据(2)可知,将上端刻度与下端刻度进行比较,得到刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密;即1.1刻线是在1.0刻线的下方,相邻刻线的间距不均匀
26、。(4)(c)图所示的情形,说明密度计的重力过大,应该使密度计漂浮在液体中,不能沉底,因此可以在烧杯中倒入更多的食用油,增大深度。四、综合题(本题共20分)25.(4分)如图所示的救援机器人质量为18 kg,履带与地面接触的总面积为0.6 m2。g取10 N/kg,求:(1)该机器人的重力;(2)该机器人对水平地面的压强。答案:(1)180 N(2)300 Pa解析:(1)该机器人的重力G=mg=18kg10N/kg=180N。(2)该机器人对水平地面的压强p=FS=GS=180N0.6m2=300Pa。26.(7分)核潜艇是潜艇中的一种类型,指以核反应堆为动力来源设计的潜艇。核潜艇水下续航能
27、力能达到20万海里,自持力达6090天。某核潜艇排水量(排水量指潜艇潜行时排开水的质量):6 500吨;航速:水上最大16节,水下最大22节;潜深:300 m。海水=1.03103 kg/m3,g取 10 N/kg。(1)22节相当于多少千米每小时?(1节是指1小时行驶1海里,1海里等于1 852米)(2)该核潜艇在水下航行时受到的浮力是多少?(3)核潜艇潜入水下300 m时,受到海水的压强是多少?答案:(1)40.744 km/h(2)6.5107 N(3)3.09106 Pa解析:(1)22节相当于v=1852m221h=1.852km221h=40.744km/h。(2)该核潜艇在水下航
28、行时受到的浮力F浮=G排=m排g=6.5106kg10N/kg=6.5107N。(3)核潜艇受到海水的压强p=海水gh=1.03103kg/m310N/kg300m=3.09106Pa。27.(9分)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器内水的质量为1 kg,水的深度为10 cm。实心圆柱体A质量为400 g,底面积为20 cm2,高度为16 cm。实心圆柱体B质量为m0克(m0取值不确定),底面积为50 cm2,高度为12 cm。实心圆柱体A和B均不吸水,已知水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg。(1)求容器的底面积。(2)若将圆柱体A竖直放入容器内,求静止时水对容
29、器底部的压强p1。(3)若将圆柱体B竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强p2与m0的函数关系式。答案:(1)100 cm2(2)1.25103 Pa(3)当m0600 g时,p2=1.6103 Pa;当0m0水所以,将圆柱体A竖直放入容器内,A将沉底。假设A竖直放入后,没有被水淹没,且水深度为h1由体积关系得h1(S容-SA)=V解得h1=12.5cmhAh1,假设成立水对容器底部的压强p1=水gh1=1.0103kg/m310N/kg0.125m=1.25103Pa。(3)当B水时,B竖直放入容器内会沉底,假设B被水淹没,且水深度为h2由体积关系得h2S容-VB=V解得h2=16cmh2hB,假设成立水对容器底部的压强p2=水gh2=1.6103Pa此时,m0=BVB水VB=1g/cm350cm212cm=600g所以当m0600g时,p2=1.6103Pa。当0B水时,B竖直放入容器内会漂浮由体积关系得h2S容-V排=V物体B漂浮,受到的浮力和重力相等水gV排=10-3m0g又p2=水gh2联立各式解得p2=(1000+m0)Pa所以当0m0600g时,p2=(1000+m0)Pa。