上海市青云中学2022-2023学年九年级上学期期中物理试卷(含答案)
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这是一份上海市青云中学2022-2023学年九年级上学期期中物理试卷(含答案),共29页。试卷主要包含了选择题,填空题,计算题,实验题等内容,欢迎下载使用。
上海市青云中学2022-2023学年九年级上学期期中物理试卷
一、选择题(共16分)
1.(2分)下列各物理量中,可用来鉴别物质的是( )
A.质量 B.密度 C.电阻 D.电压
2.(2分)下列各项中利用大气压原理工作的是( )
A.液位计 B.密度计 C.滑雪板 D.吸尘器
3.(2分)体积为2×10﹣3米3的水结成冰,已知冰的密度为0.9×103千克/米3,则( )
A.冰的质量大于水的质量 B.冰的质量等于水的质量
C.冰的体积小于水的体积 D.冰的体积等于水的体积
4.(2分)毛皮和橡胶棒摩擦后,下列说法正确的是( )
A.橡胶棒得到电子带负电 B.毛皮失去电子带负电
C.橡胶棒失去电子带正电 D.毛皮得到电子带正电
5.(2分)对密度公式ρ=理解正确的是( )
A.密度与质量成正比
B.密度与体积成反比
C.密度与质量、体积无关
D.密度与质量成正比,与体积成反比
6.(2分)将重为5牛的物体放入盛水的容器中,物体漂浮在水面上且溢出2牛的水,物体受到的浮力( )
A.一定等于 3 牛 B.一定等于 5 牛
C.可能等于 2 牛 D.可能等于 3 牛
7.(2分)如图所示,两个相同的柱形容器分别盛有两种不同的液体,在容器中分别放入两个相同物体,当物体静止后两液面刚好相平,下列判断正确的是( )
A.物体排开液体的质量m甲<m乙
B.液体对容器底部的压强p甲=p乙
C.容器对地面的压强p甲’=p乙’
D.液体对容器底部的压力F甲>F乙
8.(2分)如图所示,正方体物体甲、乙放在水平地面上.沿水平方向切去不同的厚度,使二者剩余的体积、压强均相同,则切去的质量Δm甲、Δm乙和切去前甲、乙对地面的压强p甲、p乙的关系是( )
A.Δm甲>Δm乙,p甲>p乙 B.Δm甲>Δm乙,p甲<p乙
C.Δm甲<Δm乙,p甲>p乙 D.Δm甲<Δm乙,p甲<p乙
二、填空题(共26分)
9.(3分)在上海地区的家庭电路中,电灯正常工作的电压为 伏,电灯与控制它的电键之间是 连接的,电灯与电视机之间是 连接的。(后两空均选填“串联”或“并联”)
10.(3分)物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。如图(a)、(b)、(c)所示,其中应用压强知识的是图 ,应用阿基米德原理的是图 ,应用连通器原理的是图 。
11.(3分)著名的 实验向人们显示大气压强是存在的:托里拆利用 做实验测出了大气压强的值(选填“水”或“水银”);海拔高度越高,大气压强越 。
12.(3分)冰的密度为0.9×103千克/米3,它表示每立方米冰的 是0.9×103千克。当冰熔化成水时,质量将 ,体积将 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。
13.(3分)物块浸没在液体中,受到液体对它向上、向下的压力分别为15牛、5牛,其受到浮力的大小为 牛;物块所受浮力与重力的合力大小为12牛,它所受重力的大小为 牛;若增加物块在液体中的深度,则物块所受的浮力大小将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
14.(3分)体积相同的实心铜球和实心铁球(ρ铜>ρ铁),质量较大的是 球,将它们全部浸没在水里,铜球受到的浮力 铁球受到的浮力。把质量相等的实心铜球和实心铁球全部浸没在水里,铜球受到的浮力 铁球受到的浮力。(后两空均选填“大于”“等于”或“小于”)
15.(4分)如图所示,底面积为S容的薄壁容器内盛有密度为ρ的液体,液体体积为V液、深度为h,此时液体对容器底的压强与容器对桌面的压强大小相等,则容器的质量为 。若将该容器倒置,则倒置后容器对桌面的压强将 ,液体对容器底的压力将 (后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
16.(5分)如图在“研究液体内部的压强”的探究活动中(U形管所装液体是水)。
(1)甲图中的压强计是通过观察U形管中液面高度差的大小来反映 的大小;
(2)小明在探究过程中,发现U形管中的液面高度差不变,说明 ;
(3)仪器调试好后进行实验,得到乙、丙、丁图的结果,由图可知,在同一深度,液体内部向各个方向的压强 ;
(4)比较丁图和戊图,说明同一深度,液体压强还与 有关;
(5)在戊图中,U形管左右两侧液面高度差h=5cm,则压强计所测之处的液体压强是 Pa。
三、作图题(共9分)请将图直接画在答题纸的相应位置,作图必须使用2B铅笔。
17.(3分)如图,重为6牛的物体静止在水平地面上,请你用力的图示法画出物体对地面的压力F。
18.(3分)如图所示,小球B重10牛,漂浮在酒精中,用力的图示画出小球B所受到的浮力。
19.(3分)在图中的〇里填上适当的电表符号,使之成为正确的电路图。
四、计算题(共29分)
20.一只铜球浸没在水中,排开水的体积为2×10﹣3米3,求:铜球受到的浮力F浮。
21.某容器装满水时,水的质量为0.5千克。装满另一种液体时,液体的质量为0.4千克,求:
①水的体积V水。
②液体的密度ρ液。
22.如图所示的平底空玻璃杯的质量、底面积等各项参数如下表所示。若在杯中装满水后,将它放在水平桌面上。求:
①杯中水的质量m水。
②水对杯底的压强p水。
③杯子对桌面的压强p杯。
质量m杯(千克)
0.15
底面积S杯(米2)
2×10﹣3
杯高H(米)
0.1
容积V杯(米3)
2.5×10﹣4
23.如图所示,盛满水的薄壁轻质柱形容器甲与实心柱体乙放置在水平地面上。底面积分别为S、2S,水的质量为m。
①若容器甲中水的深度为0.2米,求水对容器甲底部的压强p水。
②若柱体乙的质量为2m,求柱体乙对地面的压强p乙。
③现有物块A、B、C,其密度、体积如下表所示。小华选择其中一个先后放入容器甲的水中(物块浸没在水中)、柱体乙的上部,使容器甲对地面的压强变化量小于柱体乙对地面的压强变化量,且容器甲对地面的压强最大。请写出选择的物块并说明理由,计算出容器甲对地面的压强最大值p甲大。
物块
密度
体积
A
1.8ρ水
0.5V
B
1.2ρ水
0.6V
C
2.5ρ水
2V
五、实验题(共20分)
24.在“用电流表测电流”,“用电压表测电压”的实验中,连接电路时,电流表应 联在电路中,电压表应 联在电路中,电压表 接线柱应与被测导体靠近电源的正极相连(选填“正”或“负”),所测电压不得超出电压表的 。
25.在“测定物质的密度”和“探究物质质量与体积的关系”两个实验中,都需要测量的物理量是 与 。如图所示,在“验证阿基米德原理”的实验中,V2﹣V1表示 ,物体所受水的浮力的大小为 。
26.观察图(a)所示的装置,该装置的名称是 。在“探究液体内部的压强与哪些因素有关”的实验中,需用 液体进行研究(选填“一种”或“多种”)。在图(b)(c)和(d)所示的实验中,同学们探究的是液体内部的压强与 的关系。
27.为了研究柱形容器中水对容器底部的压力增加量△F水、容器对桌面的压力增加量△F容与哪些因素有关,某小组同学选用六个物块进行实验。他们将物体分别放入盛有等质量水的相同容器中,待物块静止后,将实验数据及现象记录在表中。
序号
1
2
3
4
5
6
实验现象
物块重力
G(牛)
2.0
4.0
4.0
4.0
8.0
8.0
物块体积
V(米3)
1×10﹣4
1×10﹣4
2×10﹣4
3×10﹣4
4×10﹣4
5×10﹣4
△F水(牛)
1.0
1.0
2.0
3.0
3.5
3.5
△F容(牛)
2.0
4.0
4.0
4.0
7.5
6.5
①分析实验序号1﹣4数据中△F容与物块重力G的关系,可得出的初步结论:将物块浸没在装有水的容器中, 。
②分析实验序号2~4数据中△F水与物块体积V的数据及现象,可得出的初步结论:将物块浸没在装有水的容器中, 。
③小红认为:物块浸没在装有水的容器中,若水溢出,水对容器底部的压强会变小。根据表格中的实验数据及现象,你认为小红的观点是否正确,请写出理由 。
④若将重为6牛、体积为5×10﹣4米3的物块浸没在上述装有水的容器中静止后,则△F水为 牛,△F容为 牛。
上海市青云中学2022-2023学年九年级上学期期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共16分)
1.(2分)下列各物理量中,可用来鉴别物质的是( )
A.质量 B.密度 C.电阻 D.电压
【分析】密度是物质的特性,不同的物质密度一般是不同的,因此根据密度的大小可鉴别不同的物质。
【解答】解:密度是物质的特性,不同的物质密度一般是不同的,而质量、电阻、电压不是物质的特性,和物质的种类没有关系,所以鉴别物质的种类应该利用密度的不同。
故选:B。
【点评】能够用来鉴别物质种类的物理量有密度、比热容、热值、熔点、沸点等,但是也不能单纯只看这几个量的大小,还要结合多方面的知识,如:气味、颜色等来判断。
2.(2分)下列各项中利用大气压原理工作的是( )
A.液位计 B.密度计 C.滑雪板 D.吸尘器
【分析】分别从液位计、密度计、滑雪板和吸尘器的工作原理分析,判断是否利用大气压工作。
【解答】解:A、液位计,它是利用连通器的知识制作的,故A不符合题意;
B、密度计是利用浮力的知识制作而成的,故B不符合题意;
C、滑雪板利用增大面积的方法减小压强,故C不符合题意。
D、吸尘器是利用流体压强与流速的原理,使内部气压低,灰尘在大气压的作用下被压入吸尘器内部,故D符合题意。
故选:D。
【点评】解答本题的关键是学生对常见机械的原理要有一个明确的认识,作用利用大气压的生活例子是很多的,学习时,多举例、多解释。
3.(2分)体积为2×10﹣3米3的水结成冰,已知冰的密度为0.9×103千克/米3,则( )
A.冰的质量大于水的质量 B.冰的质量等于水的质量
C.冰的体积小于水的体积 D.冰的体积等于水的体积
【分析】①质量是物体本身的一种属性,不随状态的变化而变化;
②质量相同的不同物体,体积与密度成反比。
【解答】解:
AB、质量是物体本身的一种性质,与状态无关。所以水结冰后状态改变,质量不变。故A错误、B正确;
CD、水结冰后质量不变,已知水的密度大于冰,由公式V=知,水结冰后体积增大,即水结冰后的体积大于水的体积,故C、D错误。
故选:B。
【点评】此题考查了质量的概念和密度计算公式的应用,正确理解概念,熟悉密度变形公式,是正确解答此题的关键。
4.(2分)毛皮和橡胶棒摩擦后,下列说法正确的是( )
A.橡胶棒得到电子带负电 B.毛皮失去电子带负电
C.橡胶棒失去电子带正电 D.毛皮得到电子带正电
【分析】(1)摩擦起电并不是创造了电,而是两个物体在摩擦过程中,电于发生了转移,它从一个物体转移到另一个物体上,使失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电;
(2)不同物质组成的物体相互摩擦时,原子核束缚核外电子本领强的夺得电子,原子核束缚核外电子本领弱的失去电子。
【解答】解:摩擦起电的本质是电子的转移,物体失去电子带正电,得到电子带负电。毛皮与橡胶棒摩擦后,橡胶棒得到电子带负电,毛皮失去电子带正电。
故选:A。
【点评】本题考查摩擦起电的实质相关知识点,属于基础题目。
5.(2分)对密度公式ρ=理解正确的是( )
A.密度与质量成正比
B.密度与体积成反比
C.密度与质量、体积无关
D.密度与质量成正比,与体积成反比
【分析】密度是物体的一种特性,跟物体的体积、质量无关,密度的大小等于质量与体积的比值。
【解答】解:A、某种物质的密度ρ与质量m成正比,不正确,因为,密度是物体的一种特性,跟物体的体积。
B、某种物质的密度ρ与体积V成反比,不正确,因为,密度是物体的一种特性,跟物体的体质量无关。
D、某种物质的密度ρ与质量m成正比,与体积V成反比,不正确,因为密度是物体的一种特性,跟物体的体积、质量无关。
故选:C。
【点评】本题考查密度公式的物理意义;关键知道密度是物体的一种特性,跟物体的体积、质量无关。
6.(2分)将重为5牛的物体放入盛水的容器中,物体漂浮在水面上且溢出2牛的水,物体受到的浮力( )
A.一定等于 3 牛 B.一定等于 5 牛
C.可能等于 2 牛 D.可能等于 3 牛
【分析】知道物体漂浮在水面上,利用物体的漂浮条件求物体受到的浮力。
【解答】解:由题知,物体漂浮在水面上,
物体受到的浮力:
F浮=G=5N。
故选:B。
【点评】本题考查了物体漂浮条件的应用,注意题目中溢出的水重为干扰条件!
7.(2分)如图所示,两个相同的柱形容器分别盛有两种不同的液体,在容器中分别放入两个相同物体,当物体静止后两液面刚好相平,下列判断正确的是( )
A.物体排开液体的质量m甲<m乙
B.液体对容器底部的压强p甲=p乙
C.容器对地面的压强p甲’=p乙’
D.液体对容器底部的压力F甲>F乙
【分析】(1)物体漂浮或悬浮时受到的浮力等于重力,根据物体的浮沉条件比较小球受浮力大小关系,根据阿基米德原理判断出排开液体重力的关系,进而判断出排开液体质量的关系;
(2)在甲中漂浮,液体的密度大于物体的密度,在乙中悬浮,液体密度等于物体的密度,据此得出两种液体的密度关系,又知道液体深度相同,根据液体压强公式p=ρgh可比较对容器底部的压强大小关系,根据F=pS判断出液体对容器底部的压力的关系;
(3)由图知甲液体的体积大于乙液体的体积,且甲液体的密度大于乙液体的密度,根据G=mg=ρgV判断出甲液体的重力与乙液体的重力的关系,进而判断出压力大小的关系,根据p=判断出甲乙容器对地面的压强的关系。
【解答】解:(1)物体在甲液体中漂浮,物体受到的浮力等于物体重;在乙液体中悬浮,物体受到的浮力等于物体重;所以物体受到的浮力相等,即F甲=F乙;
根据阿基米德原理F浮=G排知,G甲排=G乙排,
所以物体排开液体的质量m甲=m乙,故A错误;
(2)因为物体在甲液体中漂浮,所以ρ甲>ρ物,
所以物体在乙液体中悬浮,所以ρ乙=ρ物,
所以ρ甲>ρ乙,
因为p=ρgh,h相同,
所以对容器底部的压强p甲>p乙,故B错误;
甲乙的底面积相等,根据p=知,液体对容器底部的压力F甲>F乙,故D正确;
(3)由图知甲液体的体积大于乙液体的体积,且甲液体的密度大于乙液体的密度,
根据G=mg=ρgV知,甲液体的重力大于乙液体的重力,
又因为容器的重力相等,且在水平面上压力等于重力,
所以F′甲>F′乙,
因为p=,甲乙底面积S相同
所以p甲’>p乙’,故C错误。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对液体压强公式、物体浮沉条件的掌握和运用,本题关键:一是知道物体密度小于液体密度时物体漂浮,物体密度等于液体密度时物体悬浮;二是影响液体压强的因素是液体密度和液体深度。
8.(2分)如图所示,正方体物体甲、乙放在水平地面上.沿水平方向切去不同的厚度,使二者剩余的体积、压强均相同,则切去的质量Δm甲、Δm乙和切去前甲、乙对地面的压强p甲、p乙的关系是( )
A.Δm甲>Δm乙,p甲>p乙 B.Δm甲>Δm乙,p甲<p乙
C.Δm甲<Δm乙,p甲>p乙 D.Δm甲<Δm乙,p甲<p乙
【分析】正方体物体甲、乙放在水平地面上时对地面的压力和自身的重力相等,对地面的压强为p======ρgh,由图可知两者的底面积关系,沿水平方向切去不同的厚度,使二者剩余的体积,根据V=Sh可知两者剩余部分的高度关系,利用p=ρgh结合剩余部分对地面的压强相同得出密度关系,由图可知两者原来体积关系,进一步得出切去部分的体积关系,根据m=ρV比较切去部分的质量关系,根据p=ρgh得出切去前甲、乙对地面的压强关系。
【解答】解:因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,柱体(含正方体)对水平地面的压强:p======ρgh;
由图可知,原来的高度h甲<h乙,底面积S甲<S乙;
沿水平方向切去不同的厚度,使二者剩余的体积、压强均相同,
因S甲<S乙,剩余的体积相同,则由V=Sh可知,h甲剩余>h乙剩余(如下图)
因h甲剩余>h乙剩余,剩余部分产生压强相同,则由p=ρgh可知,ρ甲<ρ乙;
因原来甲的体积小于乙的体积,切去不同的厚度后剩余的体积相等,
所以,切去部分的体积关系为V甲切<V乙切,
由△m=ρ△V切可知,△m甲<△m乙,故AB错误;
因原来甲的高度小、密度小,
所以,由p=ρgh可知,切去前甲、乙对地面的压强关系为p甲<p乙,故C错误、D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了压强大小的比较,涉及到压强公式、密度公式的综合应用,根据题意结合图片得出剩余部分的高度关系是关键。
二、填空题(共26分)
9.(3分)在上海地区的家庭电路中,电灯正常工作的电压为 220 伏,电灯与控制它的电键之间是 串联 连接的,电灯与电视机之间是 并联 连接的。(后两空均选填“串联”或“并联”)
【分析】在中国,家庭电路电压是220V;各电路元件首尾顺次连接的连接方式是串联,串联电路只有一条电流路径;电路元件首首相连、尾尾相连的连接方式是并联,并联电路有多条电流路径;据此分析答题。
【解答】解:
在上海地区的家庭电路中,电灯正常工作时两端的电压是220伏;
电键控制灯的通断,电键和所控制的电灯是串联连接的;
电灯与电视机能独立工作、互不影响,所以电灯与电视机之间是并联连接的;
故答案为:220; 串联;并联。
【点评】本题考查了家庭电路电压、灯与灯间的连接方式、开关(电键)与灯间的连接方式等问题,难度不大,熟练掌握基础知识即可正确解题。
10.(3分)物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。如图(a)、(b)、(c)所示,其中应用压强知识的是图 (a) ,应用阿基米德原理的是图 (c) ,应用连通器原理的是图 (b) 。
【分析】(1)减小压强的方法:在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强。
(2)船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器。
(3)气体和液体对浸入其中的物体都可以产生浮力的作用,阿基米德原理揭示了浮力的一般规律。
【解答】解:
(a)书包背带做的很宽,是在压力一定时通过增大受力面积来减小压强,
(b)船闸是由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成。若船要从上游驶向下游,先打开上游阀门,使闸室和上游构成连通器,水相平后,打开上游闸门,船驶入闸室;然后打开下游阀门,使下游和闸室构成连通器,闸室和下游水位相平时,打开下游闸门,船驶入下游;
(c)同一艘轮船始终漂浮,根据漂浮条件可知,浮力等于轮船的重力,在轮船重力不变时,其受到的浮力不变;由载重线知道排开水的体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析不同区域海水密度的大小关系。
故答案为:(a);(c); (b)。
【点评】本题主要考查的是阿基米德原理、减小压强的方法、基本知识,常见题目。
11.(3分)著名的 马德堡半球 实验向人们显示大气压强是存在的:托里拆利用 水银 做实验测出了大气压强的值(选填“水”或“水银”);海拔高度越高,大气压强越 小 。
【分析】①著名的马德堡半球实验和托里拆利实验,分别证明了大气压的存在和测出了大气压的值。
②大气压强与海拔高度有关:海拔高度越大压强越小。
【解答】解:
著名的马德堡半球实验证明了大气压的存在;
托里拆利采用水银做材料,通过实验第一次测出了大气压值;
大气压不是固定不变的,随着海拔的高度的增高而减小,因此海拔高度越高,大气压强就越小。
故答案为:马德堡半球;水银;小。
【点评】此题考查了物理学常识,要了解马德堡半球实验、托里拆利实验以及大气压的变化规律。
12.(3分)冰的密度为0.9×103千克/米3,它表示每立方米冰的 质量 是0.9×103千克。当冰熔化成水时,质量将 不变 ,体积将 变小 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。
【分析】密度的物理意义是表示单位体积某种物质的质量;质量是指物体含有物质的多少。它是物体的一种属性,不随物体的形状、状态、位置和温度的改变而改变。
【解答】解:冰的密度为0.9×103千克/米3,它表示每立方米冰的质量是0.9×103千克;质量是物体的一种属性,不随物体的形状、状态、位置和温度的改变而改变。故冰熔化成水后,状态改变了,质量不变。根据公式ρ=,可知当物体的质量不变时,体积和物体的密度成反比,冰熔化成水后,密度变大,体积变小。
故答案为:质量;不变;变小。
【点评】此题考查学生对密度和质量的理解与应用。
13.(3分)物块浸没在液体中,受到液体对它向上、向下的压力分别为15牛、5牛,其受到浮力的大小为 10 牛;物块所受浮力与重力的合力大小为12牛,它所受重力的大小为 22 牛;若增加物块在液体中的深度,则物块所受的浮力大小将 不变 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【分析】(1)浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差就是物体受到的浮力;
(2)物块浸没在液体中,说明重力大于或等于浮力,且浮力和重力的方向相反,根据二力的合成求出物重大小;
(3)浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度有关,与深度无关。
【解答】解:由浮力产生的原因可知,物体受到浮力:F浮=F向上﹣F向下=15N﹣5N=10N;
物块浸没在液体中,说明重力大于或等于浮力,且浮力和重力的方向相反,
因物块所受浮力与重力的合力大小为12N,则有G﹣F浮=12N,所以G=12N+F浮=12N+10N=22N;
因增大物块浸没的深度时,排开水的体积不变,所以,由F浮=ρgV排可知,物块所受的浮力不变。
故答案为:10;22;不变。
【点评】本题考查了称重法求浮力和影响浮力大小因素的应用,是一道基础题目。
14.(3分)体积相同的实心铜球和实心铁球(ρ铜>ρ铁),质量较大的是 铜 球,将它们全部浸没在水里,铜球受到的浮力 等于 铁球受到的浮力。把质量相等的实心铜球和实心铁球全部浸没在水里,铜球受到的浮力 小于 铁球受到的浮力。(后两空均选填“大于”“等于”或“小于”)
【分析】(1)体积相同的实心铜球和实心铁球,知道铜和铁的密度关系,根据m=ρV可知两者的质量关系,物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理可知将它们全部浸没在水里后受到的浮力关系;
(2)根据V=可知质量相等时实心铜球和实心铁球的体积关系,它们浸没时排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理可知两者受到的浮力关系。
【解答】解:(1)因ρ铜>ρ铁,
所以,由m=ρV可知,体积相同的实心铜球和实心铁球,质量较大的是铜球;
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,将它们全部浸没在水里后,两球排开水的体积相等,由F浮=ρ水gV排可知,铜球和铁球受到的浮力相等;
(2)因ρ铜>ρ铁,则由V=可知,质量相等时,实心铜球的体积小于实心铁球的体积,
把质量相等的实心铜球和实心铁球全部浸没在水里后,实心铜球排开水的体积较小,
由F浮=ρ水gV排可知,铜球受到的浮力小于铁球受到的浮力。
故答案为:铜;等于;小于。
【点评】本题考查了密度公式和阿基米德原理的应用,要注意物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等。
15.(4分)如图所示,底面积为S容的薄壁容器内盛有密度为ρ的液体,液体体积为V液、深度为h,此时液体对容器底的压强与容器对桌面的压强大小相等,则容器的质量为 ρ(S容h﹣V液) 。若将该容器倒置,则倒置后容器对桌面的压强将 变大 ,液体对容器底的压力将 变小 (后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】(1)已知液体对容器底的压强p=ρgh,容器对桌面的压力等于容器和液体的总重力,容器对桌面的压强p=,
然后根据此时液体对容器底的压强与容器对桌面的压强大小相等列出等式即可求得容器的质量;
(2)倒置后容器对桌面的压力不变,受力面积变小,由压强公式p=分析压强变化;
(3)对于这种上下口不一样大的容器,可以通过比较对容器底的压力与液体重的大小关系,得出倒置前后对容器底的产生的压力大小关系。
【解答】解:
(1)液体对容器底的压强:p液=ρgh,
容器对桌面的压力:F=G总=(m容+m液)g=(m容+ρV液)g,
容器对桌面的压强:p固==,
此时液体对容器底的压强与容器对桌面的压强大小相等,p液=p固,
则ρgh=,
解得容器的质量:m容=ρ(S容h﹣V液);
(2)倒置后容器对桌面的压力不变,还是等于容器和液体的总重力,但受力面积变小,由p=可知,倒置后容器对桌面的压强将变大;
(3)容器正立时,液体对容器底的压力:
F正=p正S正=ρgh正S正>ρgV液=m液g=G液,即F正>G液,
容器倒置时,液体对容器底的压力:
F倒=p倒S倒=ρgh倒S倒<ρgV液=m液g=G液,即F倒<G液,
所以F正>F倒,
即:倒置后液体对容器底面的压力将变小。
故答案为:ρ(S容h﹣V液);变大;变小。
【点评】本题考查了学生对压强定义式和液体压强公式的掌握和运用。对于形状不规则的容器,计算液体对容器底的压力和压强,要先计算液体对容器底的压强p=ρgh,再计算液体对容器底的压力F=pS;对于容器对水平桌面的压力和压强,要先计算压力F=G,再计算压强p=。
16.(5分)如图在“研究液体内部的压强”的探究活动中(U形管所装液体是水)。
(1)甲图中的压强计是通过观察U形管中液面高度差的大小来反映 液体压强 的大小;
(2)小明在探究过程中,发现U形管中的液面高度差不变,说明 装置气密性不好 ;
(3)仪器调试好后进行实验,得到乙、丙、丁图的结果,由图可知,在同一深度,液体内部向各个方向的压强 相等 ;
(4)比较丁图和戊图,说明同一深度,液体压强还与 液体密度 有关;
(5)在戊图中,U形管左右两侧液面高度差h=5cm,则压强计所测之处的液体压强是 500 Pa。
【分析】(1)液体压强的大小是通过比较U形管中液面的高度差来判断的;
(2)使用液体压强计之前,要检查装置的气密性;
(3)液体的密度一定,深度一定,方向不同,压强计的液面高度差相同;
(4)要判断液体压强与液体密度关系,先控制深度不变;
(5)根据p=ρgh求出U形管中高出的这段水柱产生的压强,即为压强计所测之处的液体压强。
【解答】解:(1)U形管中液面的高度差反映了液体压强的大小,用到了转换法的思想;
(2)实验探究过程中,发现U形管中的液面高度差不变,说明装置漏气,气密性不好;
(3)液体的压强跟液体的密度和深度有关,由乙、丙、丁三图可知,在同一深度,U形管中液面高度差相同,说明同种液体内部向各个方向的压强相等;
(4)液体的压强跟液体的密度和深度有关,由丁图和戊图可知,在同一深度时,U形管中液面高度差不相同,说明液体压强与液体的密度有关;
(5)戊图中U形管左右两侧液面的高度差h=5cm,且U形管中所装液体是水,
则压强计所测之处的液体压强:
p=p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa。
故答案为:(1)液体压强;(2)装置气密性不好;(3)相等;(4)液体密度;(5)500。
【点评】本题考查液体压强公式的应用,关键知道影响液体压强的因素有液体密度和液体深度,要研究液体压强与其中一个量的关系,先保证另一个量不变,做实验前一定要检查装置的气密性,还要学会应用控制变量法解决问题。
三、作图题(共9分)请将图直接画在答题纸的相应位置,作图必须使用2B铅笔。
17.(3分)如图,重为6牛的物体静止在水平地面上,请你用力的图示法画出物体对地面的压力F。
【分析】已知的是重力,要求画出的是压力,因此,分析时要搞清在此种状态下,重力与压力的关系,明确三要素,再确定标度,最后画出线段。
【解答】解:在水平地面上,物体对地面的压力等于重力,为6N,方向垂直于接触面向下,作用点在接触面上。如图所示:
【点评】本题学生容易把力作用点画在物体重心上;压力的作用点在受压物体的表面,重力的作用点在物体的几何中心上,不能混淆。
18.(3分)如图所示,小球B重10牛,漂浮在酒精中,用力的图示画出小球B所受到的浮力。
【分析】小球静止在水中,重力与浮力是一对平衡力,根据平衡力的条件,已知重力大小和方向即可知浮力大小和方向。再按照力的图示要求画出这个力。
【解答】解:图中小球漂浮在酒精中,则重力与浮力是一对平衡力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;
由重力的大小和方向可知,浮力的大小也为10N,方向竖直向上,作用点在小球重心,设标度为5N,浮力F浮的图示如图:
【点评】作力的图示时,力的大小一定要能被标度整除,正确表示出力的大小、方向和作用点。
19.(3分)在图中的〇里填上适当的电表符号,使之成为正确的电路图。
【分析】电流表的电阻较小,在电路中相当于导线,应串联接入电路中;电压表的电阻较大,在电路中相当于开路,应并联接入电路中。据此选择合适的仪表。
【解答】解:由图可知,最左面的电表与右面的用电器并联,为电压表;中间的电表与R串联,为电流表;最右面的电表与电阻并联,为电压表,如图所示:
【点评】本题考查了电流表和电压表的连接方法,解题的关键是明白电压表是并联使用,电流表是串联使用。
四、计算题(共29分)
20.一只铜球浸没在水中,排开水的体积为2×10﹣3米3,求:铜球受到的浮力F浮。
【分析】知道铜球排开水的体积,利用阿基米德原理的推导公式F浮=ρV排g求出浮力。
【解答】.解:
铜球受到的浮力:
F浮=ρV排g=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3×9.8N/kg=19.6N。
答:铜球受到的浮力为19.6N。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理的掌握和运用,属于基础题目。
21.某容器装满水时,水的质量为0.5千克。装满另一种液体时,液体的质量为0.4千克,求:
①水的体积V水。
②液体的密度ρ液。
【分析】①知道水的质量和水的密度,利用密度公式求水的体积(瓶子的容积);
②装满另一种液体时,液体的体积等于瓶子的容积,知道液体的质量,利用密度公式求液体的密度。
【解答】解:
①V水=
==5×10﹣4米3;
②装满另一种液体时,V液=V水=5×10﹣4米3,
ρ液=
=
=0.8×103千克/米3。
答:①水的体积为5×10﹣4米3;
②液体的密度为0.8×103千克/米3。
【点评】本题考查了学生对密度公式的掌握和运用,利用好隐含条件“容器装满液体时,液体的体积等于瓶子的容积”是本题的关键。
22.如图所示的平底空玻璃杯的质量、底面积等各项参数如下表所示。若在杯中装满水后,将它放在水平桌面上。求:
①杯中水的质量m水。
②水对杯底的压强p水。
③杯子对桌面的压强p杯。
质量m杯(千克)
0.15
底面积S杯(米2)
2×10﹣3
杯高H(米)
0.1
容积V杯(米3)
2.5×10﹣4
【分析】①已知杯子的容积和水的密度,利用公式m=ρV计算水的质量;
②已知水的深度和密度,利用公式p=ρgh计算水对杯底的压强;
③杯子是固体,对桌面的压力等于水和杯子的总重力,已知的杯子底面积,利用公式p=计算杯子对桌面的压强。
【解答】解:①由ρ=得,水的质量为:
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×2.5×10﹣4m3=0.25kg;
②水对杯底的压强为:
p水=ρ水gH=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa;
③杯子对桌面的压力为:
F=G=mg=(m水+m杯)g=(0.25kg+0.15kg)×9.8N/kg=3.92N,
杯子对桌面的压强为:
p杯===1.96×103Pa。
答:①水的质量为0.25kg;
②水对杯底的压强为980Pa;
③杯子对桌面的压强为1.96×103Pa。
【点评】容器与液体对支持面的压力等于总重,应用的规律是固体能传递压力。
23.如图所示,盛满水的薄壁轻质柱形容器甲与实心柱体乙放置在水平地面上。底面积分别为S、2S,水的质量为m。
①若容器甲中水的深度为0.2米,求水对容器甲底部的压强p水。
②若柱体乙的质量为2m,求柱体乙对地面的压强p乙。
③现有物块A、B、C,其密度、体积如下表所示。小华选择其中一个先后放入容器甲的水中(物块浸没在水中)、柱体乙的上部,使容器甲对地面的压强变化量小于柱体乙对地面的压强变化量,且容器甲对地面的压强最大。请写出选择的物块并说明理由,计算出容器甲对地面的压强最大值p甲大。
物块
密度
体积
A
1.8ρ水
0.5V
B
1.2ρ水
0.6V
C
2.5ρ水
2V
【分析】①已知甲水深为0.2m,利用p=ρhg可求得水对容器甲底部的压强p水;
②已知乙物体的质量,求出重力,柱体乙对地面的压力与柱体乙的重力相等,根据p=求出压强p乙;
③首先要明确甲容器底部受到水的压强变化量为△p甲=,乙对地面压强变化量为△p乙=;其次要知道在甲排开水的体积小的物体,在乙中上放质量大的物体,比值最小,然后即可求得结论。
【解答】解:①容器甲中水的深度为:h=0.2m,
水对容器甲底部的压强:p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1960Pa;
②若柱体乙的质量为2m,则柱体乙对地面的压力F乙=G乙=2mg,
柱体乙对地面的压强p乙===;
③把物体放置在柱体乙上面,柱体乙对地面压强变化量:△p乙===,
若选密度大于水的A物体或B物体,则它们放入甲容器中(物块浸没在水中)、由于薄壁轻质柱形容器甲原来是盛满水的,
所以甲容器底部受到水的压力增大量:△F甲=G物﹣G排=ρ物gV物﹣ρ水gV排=ρ物gV物﹣ρ水gV物=(ρ物﹣ρ水)gV物,
则容器甲对地面的压强变化量:△p甲==,
若:△p甲<△p乙,
即:<,
则:<,
所以,ρ物<2ρ水,
由表格数据可知:A、B物体符合;
由于容器甲对地面的压强最大值p甲大,则A、B物体中重力大体积小的A物体符合;
所以此时容器甲对地面的压力为:
F最大=G水+GA﹣GA排=mg+ρAgVA﹣ρ水gVA=mg+1.8ρ水g×0.5V﹣ρ水g×0.5V=mg+0.4ρ水gV;
则容器甲对地面的压强最大值为p甲大==。
答:①若容器甲中水的深度为0.2米,水对容器甲底部的压强p水为1960Pa。
②若柱体乙的质量为2m,柱体乙对地面的压强p乙为。
③出容器甲对地面的压强最大值p甲大为。
【点评】本题为力学综合题,考查了学生对密度公式、压强定义式的掌握和运用,特别是压强变化量,比较复杂,要进行细心分析判断,特别容易出错!
五、实验题(共20分)
24.在“用电流表测电流”,“用电压表测电压”的实验中,连接电路时,电流表应 串 联在电路中,电压表应 并 联在电路中,电压表 正 接线柱应与被测导体靠近电源的正极相连(选填“正”或“负”),所测电压不得超出电压表的 量程 。
【分析】(1)电流表串联在电路中;
(2)电压表与被测电路并联,连接时电流从电压表正接线柱流入、从负接线柱流出;所测电压不能超过电压表的量程。
【解答】解:在连接电路时,电流表应串联在电路中,电压表应并联在电路中,电压表正接线柱应与被测导体靠近电源的正极相连(电流正入、负出),所测电压不得超出电压表的量程。
故答案为:串;并;正;量程。
【点评】本题考查了电流表、电压表的正确使用方法,属于基础题目。
25.在“测定物质的密度”和“探究物质质量与体积的关系”两个实验中,都需要测量的物理量是 质量 与 体积 。如图所示,在“验证阿基米德原理”的实验中,V2﹣V1表示 排开水的体积 ,物体所受水的浮力的大小为 ρ水g(V2﹣V1) 。
【分析】(1)根据实验“探究物质的质量与体积的关系”的目的可知:需测量的物理量是质量与体积,其中质量用天平测量,液体体积用量筒测量;
(2)量筒内两次液面之差即为物体排开水的体积,根据阿基米德原理求出物体受到的浮力。
【解答】解:
(1)在“测定物质的密度”和“探究物质质量与体积的关系”两个实验中需测量的物理量是:质量与体积,用天平测出物质的质量,并用量筒测出物质的体积;
(2)量筒中液面的两次示数差(V2﹣V1)表示物体排开水的体积,
根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小为:F浮=ρ水gV排=ρ水g(V2﹣V1)。
故答案为:质量;体积;排开水的体积;ρ水g(V2﹣V1)。
【点评】本题考查物质密度的探究过程,密度的特性是从实验得来的,并掌握阿基米德原理的内容及称重法浮力的求法,因此还要求学生会设计实验、分析实验数据、得出实验结论。
26.观察图(a)所示的装置,该装置的名称是 U形管压强计 。在“探究液体内部的压强与哪些因素有关”的实验中,需用 多种 液体进行研究(选填“一种”或“多种”)。在图(b)(c)和(d)所示的实验中,同学们探究的是液体内部的压强与 深度 的关系。
【分析】(1)在初中物理实验中,液体压强用U形管压强计测量。
(2)液体内部存在压强,液体压强的大小与液体的密度和深度有关,在探究液体压强与密度(深度)的关系时,要保持深度(密度)不变。
【解答】解:(1)由图示知,此装置是利用液体对橡皮膜压强不同,U形管左右两端液柱高度不同来测量或比较液体压强的,装置名称为U形管压强计;
(2)探究的是液体压强与密度的关系时,即在“探究液体内部的压强与哪些因素有关”的实验中,需用多种液体进行研究;
在图(b)(c)和(d)所示的实验中,同学们探究的是液体内部的压强与深度的关系,根据控制变量法的运用规则,需要保持液体密度不变,同时改变橡皮膜在液体中的深度。
故答案为:U形管压强计;多种;深度。
【点评】此实验是探究影响液体压强影响因素的基本题目,难度较小,只要正确运用控制变量法就能解决。
27.为了研究柱形容器中水对容器底部的压力增加量△F水、容器对桌面的压力增加量△F容与哪些因素有关,某小组同学选用六个物块进行实验。他们将物体分别放入盛有等质量水的相同容器中,待物块静止后,将实验数据及现象记录在表中。
序号
1
2
3
4
5
6
实验现象
物块重力
G(牛)
2.0
4.0
4.0
4.0
8.0
8.0
物块体积
V(米3)
1×10﹣4
1×10﹣4
2×10﹣4
3×10﹣4
4×10﹣4
5×10﹣4
△F水(牛)
1.0
1.0
2.0
3.0
3.5
3.5
△F容(牛)
2.0
4.0
4.0
4.0
7.5
6.5
①分析实验序号1﹣4数据中△F容与物块重力G的关系,可得出的初步结论:将物块浸没在装有水的容器中, 若水不溢出,△F容等于物体重力G 。
②分析实验序号2~4数据中△F水与物块体积V的数据及现象,可得出的初步结论:将物块浸没在装有水的容器中, 若水不溢出,△F水与物体体积V在成正比 。
③小红认为:物块浸没在装有水的容器中,若水溢出,水对容器底部的压强会变小。根据表格中的实验数据及现象,你认为小红的观点是否正确,请写出理由 不正确,分析实验数据5、6可知,若水溢出,△F水不变,底面积相同,根据p=,则水对容器底部压强也不变 。
④若将重为6牛、体积为5×10﹣4米3的物块浸没在上述装有水的容器中静止后,则△F水为 3.5 牛,△F容为 4.5 牛。
【分析】6次实验中,实验序号1﹣4实验水没有溢出,实验序号5、6实验水溢出:
①分析实验序号1﹣4数据中△F客与物块重力G的关系得出初步的结论;
②分析实验序号2~4数据知,比较物块体积和△F水之比得出结论;
③分析实验数据5、6可知,找出相同的物理量,根据p=分析回答;
④由实验6知,体积为5×10﹣4米3的物块浸没在上述装有水的容器中静止后水将溢出,
由ρ=求出重为6N、体积为5×10﹣4m3的物块的密度;由浮沉条件判断物体在水中的状态,从而确定增加的水的深度与实验5、6中增加的深度相同,根据△F水=ρ水g△h分析分析;
容器对桌面的压力等于容器、容器内的水的重力及物体的重力之和:
分析两次实验中溢出水的重力相同,容器内剩余水的重力同,
和实验6相比两次物体的重力减小值即为容器对桌面的压力减小值。
【解答】解:①分析实验序号1﹣4数据中△F客与物块重力G的关系,可得出的初步结论:将物块浸没在装有水的容器中,若水不溢出,△F容等于物体重力G;
②分析实验序号2~4数据知,在水未溢出的条件下,物块体积之比为:
1×10﹣4:2×10﹣4:3×10﹣4=1:2:3,△F水与之比也为1:2:3,故可得出的初步结论:将物块浸没在装有水的容器中,若水不溢出,△F水与物体体积V在成正比;
③不正确,分析实验数据5、6可知,若水溢出,△F水都为3.5N保持不变,底面积相同,根据p=,则水对容器底部压强也不变;
④由实验6知,体积为5×10﹣4米3的物块浸没在上述装有水的容器中静止后水将溢出,
重为6N、体积为5×10﹣4m3的物块的密度为:
ρ===1.2×103kg/m3>1.2×103kg/m3,
由浮沉条件,故物体浸没在容器底部,水溢出,增加的水的深度与实验5、6中增加的深度相同,根据△F水=ρ水g△h,故若将重为6牛、体积为5×10﹣4米3的物块浸没在上述装有水的容器中静止后,则△F水为3.5N;
容器对桌面的压力等于容器、容器内的水的重力及物体的重力之和:
因实验6中物体的体积为5×10﹣4m3,故若将重为6牛、体积为5×10﹣4米3的物块浸没在上述装有水的容器中静止后,两次实验中溢出水的重力相同,容器内剩余水的重力同,
和实验6相比,因物体的重力减小了8N﹣6N=2N,故容器对桌面的压力也减小了2N,故此时:
△F容′=6.5N﹣2N=4.5N;
故答案为:①若水不溢出,△F容等于物体重力G;
②若水不溢出,△F水与物体体积V在成正比;
③不正确;分析实验数据5、6可知,若水溢出,△F水不变,底面积相同,根据p=,则水对容器底部压强也不变;
④3.5;4.5。
【点评】本题研究柱形容器中水对容器底部的压力增加量△F水、容器对桌面的压力增加量△F容与哪些因素有关,考查控制变量法、分析数据归纳结论的能力、密度公式计算、物体的浮沉条件和压强公式的运用,难度较大。
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