福建省福州第一中学2021-2022学年八年级下学期期中物理试卷 (含答案)
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这是一份福建省福州第一中学2021-2022学年八年级下学期期中物理试卷 (含答案),共38页。
福建省福州第一中学2021-2022学年八年级下学期期中物理试卷一、选择题(本大题有16小题,每小题2分,共32分。每小题只有一个选项正确)
1.(2分)在物理学中,牛顿第一运动定律是用什么方法获得的( )
A.单纯的实验方法 B.单纯的推测方法
C.数学推导的方法 D.实验加推测的方法
2.(2分)司机提醒前排乘客必须系好安全带,这主要是为了减轻下列哪种情况出现时可能对人造成伤害( )
A.车速太快 B.车速太慢 C.紧急刹车 D.突然起动
3.(2分)如图所示的四个实例中,为了减小压强的是( )
A.菜刀的刀刃
B.注射器针头
C.逃生锤锥形头部
D.货车装有许多轮子
4.(2分)在如图所示的现象中,没有利用大气压的是( )
A.吸盘式挂衣钩 B.用管子吸饮料
C.火箭升空 D.纸片托水
5.(2分)如图所示的实例中,不属于连通器应用的是( )
A. 茶壶 B. 锅炉水位计
C. 船闸 D. 潜水艇
6.(2分)关于力和运动的关系,下列说法正确的是( )
A.物体不受力的作用时,一定处于静止状态
B.做匀速直线运动的物体,一定不受力的作用
C.物体运动状态改变时,一定受到力的作用
D.物体受到力的作用时,运动状态一定改变
7.(2分)木箱放在水平地面上,木箱上放一个小木块,则下列分析正确的是( )
A.木块受到的重力和木箱对木块的支持力是一对平衡力
B.木箱对木块的支持力和木块对木箱的压力是一对平衡力
C.木箱对地面的压力和木箱对木块的支持力是一对相互作用力
D.木箱受到的重力和木箱对地面的压力大小相等
8.(2分)有些轿车的尾部安装了导流板,如图。它的作用主要是在轿车高速行驶时,增加对地面的压力,提高车轮的抓地性能。则导流板横截面的形状是( )
A. B.
C. D.
9.(2分)潜水员潜水时呼出的气泡在水面下上升的过程中,体积不断变大。关于气泡所受压强和浮力的变化情况,下列说法正确的是( )
A.压强变大,浮力变大 B.压强变大,浮力变小
C.压强变小,浮力变大 D.压强变小,浮力变小
10.(2分)某同学利用同一密度计来测量甲、乙两种液体的密度,其测量情况如图所示,则甲、乙两种液体的密度关系是( )
A.ρ甲>ρ乙 B.ρ甲=ρ乙 C.ρ甲<ρ乙 D.不能确定
11.(2分)小君在课间活动时踢键子,若考虑空气阻力,则对键子受力分析正确的是( )
A.上升过程始终受到向上的力
B.最高点时不受到力
C.下落过程合力大于重力
D.上升过程合力大于下落过程合力
12.(2分)如图所示,小球自A点摆动到最低点B时,绳突然断裂,且假设所有力同时消失,则小球此后的运动轨迹是图中( )
A.a B.b C.c D.d
13.(2分)将质量相同的木块和铁块(ρ木<ρ铁)绑在一起浸没在水中,它们受到的浮力分别为F木、F铁,则它们受到的浮力关系是( )
A.F木>F铁 B.F木=F铁 C.F木<F铁 D.无法判断
14.(2分)三个完全相同的长方体木块,竖放在水平面上,若将图中的阴影部分切去后,剩余部分对水平面的压强依次为pA、pB、pC,则( )
A.pA>pB>pC B.pA<pB<pC C.pC>pA>pB D.pB>pA>pC
15.(2分)小明得到一个玩具吹镖(由一个细长筒和金属镖头组成),想试着用它去射地上的目标。他把重为G的小镖头以一定速度正对着目标A点吹出,如图。忽略镖头运动时所受的空气阻力,下列关于镖头能否射中A点的预测中,正确的是( )
A.一定能够射中A点
B.一定射在A点左侧
C.一定射在A点右侧
D.控制速度大小,以上都有可能
16.(2分)如图所示,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,图中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面的距离h的关系的图像是( )
A. B.
C. D.
二、填空题(本大题有6小题,每空1分,共12分)
17.(2分)惯性是物体本身的属性,它的大小只与物体的 有关。战斗机在战斗前都要丢掉副油箱,这是为了 (选填“增大”或“减小”)惯性,提高它的灵活性。
18.(2分)天气炎热时多喝水有益于身体健康,如图是某同学拿瓶矿泉水时的情景。当该同学用手握住瓶子使瓶身竖直在空中静止不动时,手与瓶的摩擦力和瓶子受到的 是一对平衡力,此力的方向是 。
19.(2分)如图所示,在装有适量水的盘子中央,固定乙支点燃的蜡烛,然后将乙个透明的玻璃杯倒扣在蜡烛上,此时杯内外水面相平。过一会儿,蜡烛火焰熄灭,杯外的水在 的作用下进入杯中。这一过程中,杯中水柱产生的压强将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.(2分)把一个重为10N的土豆放进盛满水的盆里,有6N的水溢出,则土豆受到的浮力等于 N,最终土豆将 (选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)。
21.(2分)一个没有装满橙汁的密闭杯子,先正立放在水平桌面上(如图A),然后反过来倒立在水平桌面上(如图B)。两次放置,杯子对桌面的压力分别为FA和FB,则FA FB;橙汁对杯底的压力分别为FA′和FB′,则FA′ FB′。(选填“>”、“=”或“<”)
22.(2分)如图,甲物重20N,乙物重15N,甲、乙均静止,不计测力计自重,测力计示数应是 N,甲物体对地面的压力是 N。
三、作图题(本大题有2小题,每小题2分,共4分)
23.(2分)如图所示,一个小球静止在斜面上的一个盛水容器里,画出小球所受重力与浮力的示意图。
24.(2分)如图甲所示,木块在水平拉力作用下沿粗糙的水平面运动,木块滑动过程中受到的摩擦力为3N。木块运动的“速度﹣时间”图象如图乙所示,但木块所受“拉力﹣时间”图象漏画了一部分,如图丙所示,请在图丙中把它补充完整。
四、简答题(本大题有1小题,共4分)
25.(4分)如图甲所示,用吸管吸饮料,可以看到饮料在吸管中上升;如图乙所示,把吸管A插入盛水的杯中,另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端,往B管中吹气,也可以看到A管中的水面上升。请用所学物理知识分别解释这两个现象。
五、实验、探究题(本大题有5小题,最后一空2分,其他每空1分,共30分)
26.(6分)小明利用如图所示的装置探究力和运动的关系,进行了如下操作:
A.如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
B.如图乙,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
C.如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
请针对以上操作回答下列问题:
(1)以上操作中错误的一次是 (选填“A”、“B”或“C”)。
(2)对比两次正确实验操作能说明:小车受到的阻力越小,通过的距离越 。
(3)纠正错误后,多次实验进行分析,并进一步推测:在水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,它将做 运动。
(4)为了得出科学结论,三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑,这样做的目的是:使小车到达底端进入水平面时 。
(5)在水平面滑行的小车受到水平面的支持力和小车对水平面的压力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
(6)上述探究实验中用到的科学研究方法有 (只要求写出一种即可)。
27.(4分)在探究二力平衡条件的实验中:
(1)图1所示,水平放置的实验装置中,将系于小车两端的线挂上钩码,分别跨过两定滑轮,使作用在小车上的两个拉力方向相反,并通过调整 来改变拉力的大小。当小车平衡时,将小车水平转过一个角度,松手后小车不能保持平衡,这样的操作是为了探究相互平衡的二力是否 。
(2)图2所示,A、B小车内装有电磁铁,电磁铁的通、断电可遥控实现,当通电时,A、B小车吸合成一体。为了探究二力平衡时,二力是否作用在同一物体上,在图中所示情况下,下一步的操作是 。
(3)本实验用带轮的小车为研究对象,是因为滚动摩擦比滑动摩擦 。
28.(7分)如图,用塑料瓶可以做很多关于压强的实验:
(1)将塑料瓶装满水,覆盖一张硬纸片后倒置,水和纸片均不会下落,如图甲所示,该实验可以说明 的存在。
(2)将塑料瓶装满水,在瓶侧面扎两个小孔,水从小孔流出,如图乙所示,该实验说明液体压强与 有关。若要探究同一深度同一液体向各个方向压强是否相等,你对塑料瓶的做法是 。
(3)如图丙所示,将一个完好的空塑料瓶横放并固定在水平桌面上,一个小纸团放在瓶口处,正对着瓶口用力迅速吹气,此时小纸团将会 (选填“飞出瓶外”、“原地不动”或“进入瓶中”),该实验可以说明 。
(4)如图丁所示,先后将空瓶和装水的瓶子放置在海绵上,可以探究压力的作用效果与 的关系,比较两图,可知 。
29.(3分)如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,观察到两端橡皮膜凹进程度相同,说明水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小关系是F向左 F向右;当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,由两端橡皮膜凹进程度可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向下的大小关系是F向上 F向下(以上两空选填“>”、“=”或“<”)。通过以上探究,你认为浮力产生的原因是 。
30.(10分)如图所示是小新同学利用几个大小不同的小石块验证阿基米德原理的实验过程图:
(1)如果是你做这个实验,为了减小误差,则图中的操作步骤顺序为 。
(2)图中 两个步骤是为了测量浮力的大小。
(3)表格是小新同学实验时设计的表格及填写的实验数据,请你将该表格第三行数据补充完整。
实验次数
物重G/N
物体浸没水中测力计示数F/N
桶与排出水总重G1/N
空桶重G0/N
浮力F浮/N
排开水重G排/N
1
1.2
0.8
1.0
0.6
0.4
0.4
2
2.0
1.3
1.3
0.6
0.7
0.7
3
2.6
1.6
1.6
0.6
1.0
(4)小新多次实验的目的是 。
(5)在步骤B的操作中,只将石块的一部浸没在水中,其他步骤正确,则 (选填“仍能”或“不能”)验证阿基米德原理。
(6)若实验中发现F浮≠G排,造成这种结果的原因不可能是 。
A.最初溢水杯中的水未装至溢水口
B.整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
C.步骤B中,石块浸没后,碰触到溢水杯的底部
(7)小新发现当物体浸没在液体中时,物体排开液体的体积就等于物体的体积。由此他计算出第一次实验所用石块的体积为 cm3;进一步可计算出该石块的密度为 g/cm3。
(8)小颖问学认为根据阿基米德原理只要完成A、B两个步骤就可以测出石块的密度,请用他所测得物理量的符号(即表格中的G和F)以及已知量ρ水写出计算石块密度的表达式ρ石块= 。
四、计算题(本大题有3小题,共18分)
31.(4分)一辆小车,总质量为600kg,在水平路面上做匀速直线运动的过程中,受到的阻力是车重力的0.05倍。问:
(1)小车所受的阻力是多大?
(2)发动机提供给小车的牵引力是多大?
32.(6分)如图所示,是我国88式主战坦克,总重约4×105N,每条履带与地面的接触面秋约2m2,该坦克具有潜渡功能。请解答下列问题:
(1)该坦克在水平路面上行驶时,对地面的压强约为多大?
(2)坦克在某河流中潜渡时,坦克顶部距水面深度4m,求坦克顶部面积为0.8m2的舱门受到水的压力为多大?
33.(8分)如图甲所示,在水平桌面上放有一薄壁柱形容器,一个重力为5N的柱形玻璃杯A漂浮于水面,在A的底部连接有一个体积为40cm3的实心金属块B。此时A、B两物体在水中处于静止状态,细线未拉直(B未与容器底部紧密接触,细线不可伸长且质量、体积忽略不计)。向容器中均匀注水,细线拉力随时间变化的图象如图乙所示(容器足够高,玻璃杯A始终有部分露出水面)。求:
(1)图甲中玻璃杯A所受浮力的大小。
(2)t2时刻水对玻璃杯A底部的压力大小。
(3)实心金属块B所受浮力的大小以及它的重力大小。
福建省福州第一中学2021-2022学年八年级下学期期中物理试卷参考答案与试题解析
一、选择题(本大题有16小题,每小题2分,共32分。每小题只有一个选项正确)
1.(2分)在物理学中,牛顿第一运动定律是用什么方法获得的( )
A.单纯的实验方法 B.单纯的推测方法
C.数学推导的方法 D.实验加推测的方法
【分析】要解答本题需掌握:现实生活中不存在不受力的物体,所以牛顿第一定律不能从实验直接得出。
【解答】解:牛顿第一定律不能直接由实验得出结论,它是在实验的基础上,进行推理概括出来的。因为现实生活中的物体总要受到这样或那样的力。
故选:D。
【点评】本题主要考查学生对:研究物理定律的各种方法的了解和掌握。
2.(2分)司机提醒前排乘客必须系好安全带,这主要是为了减轻下列哪种情况出现时可能对人造成伤害( )
A.车速太快 B.车速太慢 C.紧急刹车 D.突然起动
【分析】任何物体都具有保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都具有惯性,据此分析。
【解答】解:小汽车缓慢加速或缓慢减速,人的速度也会缓慢增大或减小,所以不会使人受伤,故AB选项不合题意;
突然启动时,人会向后仰,有靠背支撑,故安全带不起作用,故D不合题意;
当紧急刹车时,车停止而人由于惯性会前冲,安全带可以防止人冲向前而受伤,故C选项符合题意;
故选:C。
【点评】本题主要是考查对惯性定律的掌握,以及用定律解释惯性现象的能力,在今后的学习中要多观察,多思考,学会用所学的知识解释生活中的物理现象。
3.(2分)如图所示的四个实例中,为了减小压强的是( )
A.菜刀的刀刃
B.注射器针头
C.逃生锤锥形头部
D.货车装有许多轮子
【分析】(1)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
(2)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解答】解:A、菜刀的刀刃很薄,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B、注射器针头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故B不符合题意;
C、安全锤的锤尖做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故C不符合题意;
D、货车装有许多轮子,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故D符合题意。
故选:D。
【点评】掌握压强大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强的问题。
4.(2分)在如图所示的现象中,没有利用大气压的是( )
A.吸盘式挂衣钩 B.用管子吸饮料
C.火箭升空 D.纸片托水
【分析】判断题中的实例是否与大气压有关,主要看这一现象的产生是否是直接利用了大气压,细心分析其工作过程,才能做出准确判断。
【解答】解:A、吸盘式挂钩要固定在墙壁上,需要先用力挤压塑料吸盘,把盘内的空气挤出,然后吸盘就被外界的大气压紧压在了墙壁上,利用了大气压,故A不符合题意;
B、用管子吸饮料时,先把吸管内的空气吸出,吸管内的气压小于外界大气压,饮料在外界大气压的作用下,被压入口腔内,利用了大气压,故B不符合题意;
C、火箭发射时,向下喷出燃气,对燃气产生一个向下的作用力,由于力的作用是相互的,喷出的燃气对火箭产生一个向上的反作用力,与大气压无关,故C符合题意;
D、图中纸片受到水对它向下的压强和外界大气压对它向上的压强,大气压强大于水对纸片向下的压强,所以纸片不会掉下来,利用的是大气压,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】此题考查大气压的综合应用,重点考查学生利用所学知识解决实际问题的能力,物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释。
5.(2分)如图所示的实例中,不属于连通器应用的是( )
A. 茶壶 B. 锅炉水位计
C. 船闸 D. 潜水艇
【分析】上端开口,下部连通的容器叫做连通器,连通器的特点是容器中的水不流动时,各个容器中液面总是相平的。
【解答】解:A、茶壶的壶嘴和壶身下部是相通的,构成了连通器,故A正确;不符合题意;
B、水位计与炉身下端相通,是连通器的应用,故B正确;不符合题意;
C、船闸的上游与闸室下面通过阀门相通,当下游阀门关闭,上游阀门打开,上游与闸室内的水位逐渐相平,打开上游闸门,船就可以进入闸室;同理,船再进入下游,就通过了船闸。所以船通过船闸使用了两次连通器。故C正确;不符合题意;
D、潜水艇利用的浮力,是通过改变自身重力实现上浮和下沉的,不是通过连通器原理来工作,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查连通器的原理,关键知道连通器是上端开口,底部相连的,液面静止时保持相平。
6.(2分)关于力和运动的关系,下列说法正确的是( )
A.物体不受力的作用时,一定处于静止状态
B.做匀速直线运动的物体,一定不受力的作用
C.物体运动状态改变时,一定受到力的作用
D.物体受到力的作用时,运动状态一定改变
【分析】(1)物体不受力或受平衡力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态;
(2)力是改变物体运动状态的原因,物体受非平衡力作用时,其运动状态会发生变化;物体受到平衡力作用时,其运动状态不变。
【解答】解:A、由牛顿第一定律可知,物体不受力的作用时,可能处于静止状态,也可能处于匀速直线运动状态,故A错误;
B、做匀速直线运动的物体可能受到力的作用,受到平衡力的作用,故B错误;
C、力是使物体运动状态改变的原因,物体运动状态改变时,一定受到力的作用,故C正确;
D、物体受到力的作用时,如果是平衡力,则运动状态不会发生改变,故D错误。
故选:C。
【点评】明确物体的受力情况,及在不同受力情况下所处的运动状态是解答此题的关键;还要深刻理解力与运动之间的关系。
7.(2分)木箱放在水平地面上,木箱上放一个小木块,则下列分析正确的是( )
A.木块受到的重力和木箱对木块的支持力是一对平衡力
B.木箱对木块的支持力和木块对木箱的压力是一对平衡力
C.木箱对地面的压力和木箱对木块的支持力是一对相互作用力
D.木箱受到的重力和木箱对地面的压力大小相等
【分析】(1)二力平衡的条件是:①作用在同一个物体上的两个力;②大小相等;③方向相反;④作用在同一直线上;
(2)相互作用力的条件是:①作用在两个物体上的两个力;②大小相等;③方向相反;④作用在同一直线上;
根据二力平衡的条件和相互作用的条件进行判断
【解答】解:A、木块的重力和木箱对木块的支持力,二力的大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、作用在同一条直线上,是一对平衡力,故A正确;
B、木箱对木块的支持力和木块对木箱的压力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上、不作用在同一物体上,是一对相互作用力,不是一对平衡力,故B错误;
C、地面对木箱的支持力和木块对木箱的压力,大小不相等,不是一对相互作用力,故C错误;
D、木箱对地面的压力等于木箱和木块的重力之和,故D错误。
故选:A。
【点评】此题考查的是力的作用相互性及二力平衡条件的掌握和应用,属于基本规律的考查。正确、全面理解规律,是解答的关键。
8.(2分)有些轿车的尾部安装了导流板,如图。它的作用主要是在轿车高速行驶时,增加对地面的压力,提高车轮的抓地性能。则导流板横截面的形状是( )
A. B.
C. D.
【分析】要产生向下的压力,导流板横截面的形状就应跟客机机翼的形状相反﹣﹣上平下凸,使上方的空气流速小压强大。
【解答】解:要增加轿车对地面的压力,提高车轮的抓地性能,就要使轿车高速行驶时,导流板上方的空气流速小压强大,下方的空气流速大压强小,即上方平直下方凸起,产生一个向下的压强差。所以则导流板横截面的形状应是图中的A。
故选:A。
【点评】本题通过生活中一个具体实例,考查了多方面的物理知识,要求学生对所学的知识熟练掌握并能学以致用。
9.(2分)潜水员潜水时呼出的气泡在水面下上升的过程中,体积不断变大。关于气泡所受压强和浮力的变化情况,下列说法正确的是( )
A.压强变大,浮力变大 B.压强变大,浮力变小
C.压强变小,浮力变大 D.压强变小,浮力变小
【分析】潜水员潜水时呼出的气泡在水面下上升的过程中,体积不断增大,所处的深度不断减小,根据p=ρgh可知所受压强的变化,根据阿基米德原理可知受到浮力的变化。
【解答】解:潜水员潜水时呼出的气泡在水面下上升的过程中,体积不断增大,所处的深度不断减小,
由p=ρgh可知,所受的压强不断变小,故AB错误;
由F浮=ρgV排可知,受到的浮力不断变大,故C正确,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了液体压强公式和阿基米德原理的应用,分析好气泡上升时所处深度和体积的变化是关键。
10.(2分)某同学利用同一密度计来测量甲、乙两种液体的密度,其测量情况如图所示,则甲、乙两种液体的密度关系是( )
A.ρ甲>ρ乙 B.ρ甲=ρ乙 C.ρ甲<ρ乙 D.不能确定
【分析】根据物体漂浮时浮力等于重力及阿基米德原理F浮=ρ液gV排进行分析判断。
【解答】解:由图知,同一密度计在两种液体中都漂浮,所以浮力等于重力,因此在两种液体中的浮力相等;
由图知,在密度计甲中排开液体的体积大,根据F浮=ρ液gV排得ρ液=,
所以在浮力相等时,排开液体的体积大,液体的密度小,
则:ρ甲<ρ乙。
故选:C。
【点评】此题考查了物体浮沉条件的应用及液体密度的比较,需掌握密度计测量液体密度的原理,根据漂浮时浮力与重力相等即在不同液体中的浮力不变得出不同液体的密度大小。
11.(2分)小君在课间活动时踢键子,若考虑空气阻力,则对键子受力分析正确的是( )
A.上升过程始终受到向上的力
B.最高点时不受到力
C.下落过程合力大于重力
D.上升过程合力大于下落过程合力
【分析】(1)地球附近的一切物体由于地球的吸引而受到的力叫重力;
(2)根据毽子的运动状态分析其合力的大小。
【解答】解:
A、毽子上升,是因为毽子具有惯性,上升过程不会受到向上的力,空气阻力的方向是向下的,重力的方向也是竖直向下的,故A错误;
B、毽子在最高点时受到重力的作用,故B错误;
C、下落过程中,毽子向下做加速运动,合力的方向是竖直向下的,合力大小为重力与空气阻力的差,合力小于重力,故C错误;
D、上升过程中,合力等于重力与空气阻力的和,所以此时的合力要大于下落过程合力,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了力的合成和重力、物体的受力分析,属于基础题。
12.(2分)如图所示,小球自A点摆动到最低点B时,绳突然断裂,且假设所有力同时消失,则小球此后的运动轨迹是图中( )
A.a B.b C.c D.d
【分析】根据牛顿第一定律进行分析,即物体在不受任何外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:根据牛顿第一定律可知,物体在不受外力作用时,原来静止的物体将永远保持静止状态;原来运动的物体将永远做匀速直线运动,速度的大小和方向都不改变;小球自A点摆动到最低点B时,绳突然断裂,则当外力突然消失时,小球仍然保持原来的运动状态,即小球沿水平方向向左做匀速直线运动,运动轨迹是图中b。
故选:B。
【点评】牢记牛顿第一定律,会根据牛顿第一定律判断物体的状态。
13.(2分)将质量相同的木块和铁块(ρ木<ρ铁)绑在一起浸没在水中,它们受到的浮力分别为F木、F铁,则它们受到的浮力关系是( )
A.F木>F铁 B.F木=F铁 C.F木<F铁 D.无法判断
【分析】已知木块、铁块的质量相等,木块的密度小于铁的密度,利用公式V=可知木块和铁块的体积关系,由于木块和铁块绑在一起浸没在水中,则可知排开水的体积大小关系;知道排开水的体积大小关系,利用F浮=ρ水gV排得到木块和铁块受到浮力的大小关系。
【解答】解:木块和铁块的质量相同,且ρ木<ρ铁,
根据V=得V木>V铁,
因为木块和铁块绑在一起浸没在水中,
所以V木排>V铁排,
根据F浮=ρ水gV排可知F木>F铁。
故选:A。
【点评】能够通过密度公式判断出木块与铁块体积的大小和阿基米德原理的应用是解题的关键。
14.(2分)三个完全相同的长方体木块,竖放在水平面上,若将图中的阴影部分切去后,剩余部分对水平面的压强依次为pA、pB、pC,则( )
A.pA>pB>pC B.pA<pB<pC C.pC>pA>pB D.pB>pA>pC
【分析】首先比较ABC对地面压力的大小,然后根据p=,比较它们对水平地面的压强的大小。
【解答】解:从图中可以看出,ABC对与地面的接触,并且静止在水平面上,压力等于重力,受力面积S相同,故GC>GA>GB,由p=可知,pC>pA>pB。
故选:C。
【点评】判断压强的变化,不但考虑压力的变化,同时还要考虑受力面积的变化。
15.(2分)小明得到一个玩具吹镖(由一个细长筒和金属镖头组成),想试着用它去射地上的目标。他把重为G的小镖头以一定速度正对着目标A点吹出,如图。忽略镖头运动时所受的空气阻力,下列关于镖头能否射中A点的预测中,正确的是( )
A.一定能够射中A点
B.一定射在A点左侧
C.一定射在A点右侧
D.控制速度大小,以上都有可能
【分析】力是改变物体运动状态的原因;惯性是物体保持原来运动状态的性质。对镖头进行受力分析,可得其运动情况,从而判断结果。
【解答】解:
小镖头以一定速度正对着目标A点吹出后,镖头由于惯性继续朝A运动,此过程中,忽略镖头运动时所受的空气阻力,镖头只受到重力这一个力的作用(非平衡力),所以镖头还会沿重力方向向下运动,故镖头做斜向下的曲线运动,由此可知镖头会落在A的右侧。故ABD错误,C正确。
故选:C。
【点评】本题考查对力和运动关系的认识,知道平衡力作用下物体会处于静止或匀速直线运动状态,非平衡力作用下物体的运动状态会发生改变。
16.(2分)如图所示,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,图中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面的距离h的关系的图像是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据浮力的变化得出弹簧测力计示数随深度的变化。浸没前,物体浸入水中越深,受到的浮力越大;浸没后,物体受到的浮力与浸没深度无关。
【解答】解:圆柱体逐渐浸入水中的过程中,浸入水中越深,它排开水的体积越大受到的浮力越大,弹簧测力计的示数越小;浸没后,它排开水的体积不变,受到的浮力不变,则弹簧测力计的示数也不变。故弹簧测力计的示数是先变小后不变。
故选:A。
【点评】本题主要考查的浮力的大小与物体排开液体体积的关系,也考查了学生对实验的分析能力。
二、填空题(本大题有6小题,每空1分,共12分)
17.(2分)惯性是物体本身的属性,它的大小只与物体的 质量 有关。战斗机在战斗前都要丢掉副油箱,这是为了 减小 (选填“增大”或“减小”)惯性,提高它的灵活性。
【分析】物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性,惯性是物体的一种属性,惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系,质量越大,惯性越大。
【解答】解:惯性是物体本身的属性,它的大小只与物体的质量有关,质量越大、惯性越大。
战斗机在战斗前都要丢掉副油箱,这是为了减小质量,从而减小惯性,提高它的灵活性。
故答案为:质量;减小。
【点评】本题考查了对物体惯性的理解与应用,知道惯性的大小只与物体的质量有关是解答的关键。
18.(2分)天气炎热时多喝水有益于身体健康,如图是某同学拿瓶矿泉水时的情景。当该同学用手握住瓶子使瓶身竖直在空中静止不动时,手与瓶的摩擦力和瓶子受到的 重力 是一对平衡力,此力的方向是 竖直向下 。
【分析】(1)物体静止或做匀速直线运动时处于平衡状态,受到的力为平衡力;
(2)二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一条直线上,缺一不可。
【解答】解:瓶子握在手中,手和瓶子之间产生摩擦力,瓶子静止在手中处于平衡状态,
竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力,
二力的方向相反,重力方向竖直向下,瓶子所受的摩擦力方向竖直向上。
故答案为:重力;竖直向下。
【点评】本题考查了二力平衡条件的应用和平衡状态的判断,是一道较为简单的应用题。
19.(2分)如图所示,在装有适量水的盘子中央,固定乙支点燃的蜡烛,然后将乙个透明的玻璃杯倒扣在蜡烛上,此时杯内外水面相平。过一会儿,蜡烛火焰熄灭,杯外的水在 大气压 的作用下进入杯中。这一过程中,杯中水柱产生的压强将 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】蜡烛的燃烧,会消耗掉杯内上方的氧气,使其内部压强减小,从这里入手,结合大气压强的知识,即可得到答案。
利用水柱高度的变化结合液体压强的特点,即可得到水柱压强的变化情况。
【解答】解:蜡烛在杯内燃烧时,消耗杯中的氧气,使杯中的气压减小,小于外界大气压,盘中的水在外界大气压的作用下,被压入杯中。
杯中水的高度增加,利用液体压强的特点可知,液体的深度越深,压强越大。故杯中水柱产生的压强将变大。
故答案为:大气压;变大。
【点评】本题考查了与大气压相关的现象以及液体压强的特点,明确蜡烛燃烧造成杯内气压降低是解决此题的关键。
20.(2分)把一个重为10N的土豆放进盛满水的盆里,有6N的水溢出,则土豆受到的浮力等于 6 N,最终土豆将 沉底 (选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)。
【分析】盆里原来装满水,土豆排开水的重力与溢出水的重力相等,根据阿基米德原理求出土豆在水中受到的浮力,
物体的浮沉条件:①若物体浸没时的浮力大于重力,则上浮,最后漂浮在液面上;②若物体浸没时的浮力等于重力,则悬浮;③若物体浸没时的浮力小于重力,则下沉,最终沉底。
【解答】解:因为盆里原来装满水,所以土豆排开水的重力:G排=G溢=6N,根据阿基米德原理可知,土豆受到的浮力:F浮=G排=6N<10N;
即F浮<G,根据物体的浮沉条件可知,土豆下沉,最终沉底。
故答案为:6;沉底。
【点评】本题已知自重和溢出水的重力,主要是利用阿基米德原理和物体的浮沉条件分析,属于基础题。
21.(2分)一个没有装满橙汁的密闭杯子,先正立放在水平桌面上(如图A),然后反过来倒立在水平桌面上(如图B)。两次放置,杯子对桌面的压力分别为FA和FB,则FA = FB;橙汁对杯底的压力分别为FA′和FB′,则FA′ < FB′。(选填“>”、“=”或“<”)
【分析】根据杯子的形状分析橙汁对杯底压力的大小关系。
密闭杯子对桌面的压力等于重力。
【解答】解:静止放在水平桌面上,杯底对桌面的压力等于橙汁和杯子的重力,重力不变则压力不变,即FA=FB;
图A密闭杯子正立放在水平桌面上,橙汁对杯底的压力FA=pAs小=ρAghs小<ρAgV汁=G汁;
图B密闭杯子倒立放在水平桌面上,橙汁对杯底的压力FB=pBs大=ρAghs大>ρAgV汁=G汁;所以F′A<F′B。
故答案为:=;<。
【点评】本题难点在对容器底压力大小变化的判断,结合题目中容器的形状,可判断出液体压力的大小关系。
22.(2分)如图,甲物重20N,乙物重15N,甲、乙均静止,不计测力计自重,测力计示数应是 15 N,甲物体对地面的压力是 5 N。
【分析】物体处于平衡状态时,受到的合力为零;弹簧测力计读数时,都是在静止或匀速直线运动状态即平衡状态下使用的,此时弹簧测力计的示数等于弹簧测力计受到的拉力。分别对甲、乙进行受力分析,可做出判断。
【解答】解:弹簧测力计受到乙对它一个向右的拉力,这个拉力就等于乙的重力,弹簧测力计的示数就等于这个拉力,即等于乙的重力15N;
由于甲物体处于静止状态,并且甲受到重力、支持力和拉力的作用,则甲受到地面的支持力为20N﹣15N=5N,故甲对地面的压力为5N。
故答案为:15;5。
【点评】能对物体的受力情况进行分析,知道弹力测力计读数时的特点是解答的关键。
三、作图题(本大题有2小题,每小题2分,共4分)
23.(2分)如图所示,一个小球静止在斜面上的一个盛水容器里,画出小球所受重力与浮力的示意图。
【分析】根据小球漂浮在液体中,则可判断小球受到的浮力与重力是一对平衡力,浮力方向竖直向上,大小等于重力,作用点在小球重心上作图即可。
【解答】解:小球漂浮在液体中,物体所受浮力的方向是竖直向上的,从重心开始竖直向上画一条带箭头的线段表示出浮力,并标出F浮;
物体的重力与浮力大小相等,方向相反,作用点都在重心,同理做出重力的示意图,如下图所示:
【点评】本题考查了物体的浮沉条件和力的示意图的做法;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。
24.(2分)如图甲所示,木块在水平拉力作用下沿粗糙的水平面运动,木块滑动过程中受到的摩擦力为3N。木块运动的“速度﹣时间”图象如图乙所示,但木块所受“拉力﹣时间”图象漏画了一部分,如图丙所示,请在图丙中把它补充完整。
【分析】由题意可知物体做直线运动,水平方向受到拉力和摩擦力的作用,合力等于二者之差,分析v﹣t图象得出物体的运动状态,根据力与运动的关系结合滑动摩擦力不变判断二力的大小关系,然后得出答案。
【解答】解:由题意可知物体做直线运动,水平方向受到拉力和摩擦力的作用,合力等于二者之差,
即F合=F﹣f,
因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,与物体的速度无关,
所以,物体运动后受到的摩擦力不变,仍为3N,
由v﹣t图象可知:2s~4s时间内物体做匀速直线运动,则F2=f=3N,如下图所示:
。
故答案为:。
【点评】本题考查了力与图象的结合,利用滑动摩擦力不变比较三种情况下拉力与滑动摩擦力的关系是关键。
四、简答题(本大题有1小题,共4分)
25.(4分)如图甲所示,用吸管吸饮料,可以看到饮料在吸管中上升;如图乙所示,把吸管A插入盛水的杯中,另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端,往B管中吹气,也可以看到A管中的水面上升。请用所学物理知识分别解释这两个现象。
【分析】大气压的利用一般都是在某处使气压降低,然后在外界大气压的作用下,产生了某种效果。
吹气之前,吸管和烧杯构成连通器,吸管内和烧杯内液面相平。当向B管吹气时,A管上方的空气流动速度增大,压强减小,A管下方压强不变,A管内的液体受到向上的压强大,液面上升。
【解答】答:用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,小于外界大气压,在外界大气压的作用下饮料被压入吸管,不是在吸管的吸力作用下被吸入口中。
往B管中轻轻吹气,可以看到A管中的水面上升,原因是:往B管中吹气,吸管A上方空气的流速变大、压强变小,A管中水受到向上的压强差,所以A管水上升或有水喷出。
【点评】本题考查了大气压的应用、流体压强与流速的关系,属于基础题目。
五、实验、探究题(本大题有5小题,最后一空2分,其他每空1分,共30分)
26.(6分)小明利用如图所示的装置探究力和运动的关系,进行了如下操作:
A.如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
B.如图乙,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
C.如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
请针对以上操作回答下列问题:
(1)以上操作中错误的一次是 B (选填“A”、“B”或“C”)。
(2)对比两次正确实验操作能说明:小车受到的阻力越小,通过的距离越 远 。
(3)纠正错误后,多次实验进行分析,并进一步推测:在水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,它将做 匀速直线 运动。
(4)为了得出科学结论,三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑,这样做的目的是:使小车到达底端进入水平面时 速度相同 。
(5)在水平面滑行的小车受到水平面的支持力和小车对水平面的压力是一对 相互作用力 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
(6)上述探究实验中用到的科学研究方法有 控制变量法 (只要求写出一种即可)。
【分析】(1)根据控制变量法分析;
(2)(3)分析实验现象,得出结论;
(4)由控制变量法,在实验中,要使小车到达水平面时具有相同的初速度,故应让小车从斜面的同一高度由静止滑下;
(5)相互作用力的条件:大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在不同的物体上;
(6)实验中运用了科学推理法和控制变量法。
【解答】解:(1)实验中,应控制小车从相同的斜面的相同高度滑下,B中在斜面上铺上棉布改变了接触面的粗糙程度,就不能保持初速度相同了,故B中的操作是错误的,不应该把棉布铺在斜面上;
(2)由甲、乙、丙三次实验得,小车受到的阻力越小,小车运动的越远;
(3)由实验现象,并推理得到:在水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,它将做匀速直线运动,这里使用了科学推理法;
(4)小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑,小车在斜面同一位置的重力势能相等,所以小车到达斜面底端的动能相同,小车的质量是一定的,所以小车到达斜面底端的速度相等,所以这样做的目的是:使小车从斜面上同一位置到达底端水平面时速度相等;
(5)在水平面滑行的小车受到水平面的支持力和小车对水平面的压力,大小相等、方向相反、作用在一条直线上,分别作用在两个物体上,所以是它们是一对相互作用力;
(6)实验中运用了科学推理法和控制变量法。
故答案为:(1)B;(2)远;(3)匀速直线;(4)速度相同;(5)相互作用力;(6)控制变量法。
【点评】本题探究在水平面上阻力对物体运动的影响,要注意控制变量法、科学推理法在实验中的运用,也是对科学探究的能力的考查。
27.(4分)在探究二力平衡条件的实验中:
(1)图1所示,水平放置的实验装置中,将系于小车两端的线挂上钩码,分别跨过两定滑轮,使作用在小车上的两个拉力方向相反,并通过调整 钩码的个数 来改变拉力的大小。当小车平衡时,将小车水平转过一个角度,松手后小车不能保持平衡,这样的操作是为了探究相互平衡的二力是否 作用在同一直线上 。
(2)图2所示,A、B小车内装有电磁铁,电磁铁的通、断电可遥控实现,当通电时,A、B小车吸合成一体。为了探究二力平衡时,二力是否作用在同一物体上,在图中所示情况下,下一步的操作是 遥控实现电磁铁断电 。
(3)本实验用带轮的小车为研究对象,是因为滚动摩擦比滑动摩擦 小 。
【分析】(1)实验中通过调整钩码的个数来改变拉力的大小;
要探究二力是否在同一直线上,需使两个力不在同一直线上,看是否能够平衡;
(2)要探究一对平衡力是否作用在同一物体上,可使两个力不在同一物体上,看是否能够平衡;
(3)滚动摩擦力远小于滑动摩擦力。
【解答】解:(1)实验中通过调整钩码的个数来改变拉力的大小。
当小车平衡时,将小车水平转过一个角度,这样两个力不在同一直线上,这样的操作是为了探究相互平衡的二力是否在同一直线上;
(2)探究二力平衡时,二力是否作用在同一物体上,可通过遥控断开电源,使电磁铁失去磁性,这样两个小车便会成为两个物体;
(3)滚动摩擦远小于滑动摩擦力,实验中用小车代替木块,可减小摩擦力对实验的影响。
故答案为:(1)钩码的个数;作用在同一直线上;(2)遥控实现电磁铁断电;(3)小。
【点评】本题是探究二力平衡条件的实验,在掌握平衡条件的同时,并要掌握探究的方法。
28.(7分)如图,用塑料瓶可以做很多关于压强的实验:
(1)将塑料瓶装满水,覆盖一张硬纸片后倒置,水和纸片均不会下落,如图甲所示,该实验可以说明 大气压 的存在。
(2)将塑料瓶装满水,在瓶侧面扎两个小孔,水从小孔流出,如图乙所示,该实验说明液体压强与 深度 有关。若要探究同一深度同一液体向各个方向压强是否相等,你对塑料瓶的做法是 相同深度扎孔,观察水的流动的特点 。
(3)如图丙所示,将一个完好的空塑料瓶横放并固定在水平桌面上,一个小纸团放在瓶口处,正对着瓶口用力迅速吹气,此时小纸团将会 飞出瓶外 (选填“飞出瓶外”、“原地不动”或“进入瓶中”),该实验可以说明 流体流速大的地方压强小 。
(4)如图丁所示,先后将空瓶和装水的瓶子放置在海绵上,可以探究压力的作用效果与 压力大小 的关系,比较两图,可知 在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显 。
【分析】(1)大气能产生压强;
(2)越往下的孔流出的水喷得越急,说明深度越大,液体产生的压强越大。
(3)流体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。
(4)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法。
【解答】解:(1)在矿泉水瓶中装满水,用纸片盖住瓶口后倒置,纸片不会落下。该现象说明了大气有压强;
(2)观察到水从小孔射出,小孔的位置越低,射出的水越急,液体压强越大。该现象说明液体压强与深度有关;
若要探究同一深度同一液体向各个方向压强是否相等,可以在相同深度扎孔,观察水的流动的特点;
(3)正对着瓶口用力迅速吹气,流速大的地方压强小,因此瓶口处压强变小,瓶内的大气压就会产生一个力把小纸团推出来。
(4)先后将空瓶和装水的瓶子放置在海绵上,受力面积相同,压力不同,可以探究压力的作用效果与压力大小的关系,比较两图可知,压力越大,海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显,故结论为:在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
故答案为:(1)大气压;(2)深度;相同深度扎孔,观察水的流动的特点;(3)飞出瓶外;流体流速大的地方压强小;(4)压力大小;在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
【点评】本题考查了学生对液体的压强特点、大气压存在、流体压强和流速的关系,平时学会利用身边的器材做实验,多动手、多思考,提高分析解决问题的能力
29.(3分)如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,观察到两端橡皮膜凹进程度相同,说明水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小关系是F向左 = F向右;当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,由两端橡皮膜凹进程度可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向下的大小关系是F向上 > F向下(以上两空选填“>”、“=”或“<”)。通过以上探究,你认为浮力产生的原因是 液体对物体上下表面的压力差 。
【分析】物体浸在液体(或气体)中,物体将受到的液体(或气体)对它产生的压力,求出合力,即受到的浮力,从而得出浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差;浮力的方向是竖直向上的。
【解答】解:
(1)当玻璃圆筒沿水平方向放置时,由于在同一深度,由p=ρgh可知,液体压强相等,又因为受力面积相等,由p=可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左=F向右,水平方向的合力为0;
(2)当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,h下大于h上,由p=ρgh可知,p向上大于p向下,又因为受力面积相等,由p=可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上>F向下,此时竖直方向的合力不为0,方向竖直向上;
因此液体会对玻璃圆筒产生向上的和向下的压力不相等,压力差F差=F向上﹣F向下=F浮,即浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差。
故答案为:=;>;液体对物体上下表面的压力差。
【点评】本题综合考查学生对浮力产生的原因,实际主要考查液体产生的压力、压强公式的应用。
30.(10分)如图所示是小新同学利用几个大小不同的小石块验证阿基米德原理的实验过程图:
(1)如果是你做这个实验,为了减小误差,则图中的操作步骤顺序为 DABC 。
(2)图中 A、B 两个步骤是为了测量浮力的大小。
(3)表格是小新同学实验时设计的表格及填写的实验数据,请你将该表格第三行数据补充完整。
实验次数
物重G/N
物体浸没水中测力计示数F/N
桶与排出水总重G1/N
空桶重G0/N
浮力F浮/N
排开水重G排/N
1
1.2
0.8
1.0
0.6
0.4
0.4
2
2.0
1.3
1.3
0.6
0.7
0.7
3
2.6
1.6
1.6
0.6
1
1.0
(4)小新多次实验的目的是 使实验结论具有普遍性 。
(5)在步骤B的操作中,只将石块的一部浸没在水中,其他步骤正确,则 能 (选填“仍能”或“不能”)验证阿基米德原理。
(6)若实验中发现F浮≠G排,造成这种结果的原因不可能是 B 。
A.最初溢水杯中的水未装至溢水口
B.整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
C.步骤B中,石块浸没后,碰触到溢水杯的底部
(7)小新发现当物体浸没在液体中时,物体排开液体的体积就等于物体的体积。由此他计算出第一次实验所用石块的体积为 40 cm3;进一步可计算出该石块的密度为 3 g/cm3。
(8)小颖问学认为根据阿基米德原理只要完成A、B两个步骤就可以测出石块的密度,请用他所测得物理量的符号(即表格中的G和F)以及已知量ρ水写出计算石块密度的表达式ρ石块= 。
【分析】(1)在测量过程中,需先测量空桶和小石块的重力,后将石块完全浸没在水中,测出拉力,最后测出桶和排出水的总重力;
(2)浮力等于AB两次测力计的示数之差;
(3)物体受到的浮力等于重力减去弹簧测力计的拉力;
(4)换用不同物体进行实验,目的是使实验结论具有普遍性;
(5)只将石块的一部分浸入水中,浮力大小仍等于物体排开液体所受重力大小;
(6)实验中根据称重法可知小石块受到的浮力,排开水的重力等于排开的水和小桶的重力之和减掉空桶的重力;
A、若最初溢水杯中的水未装至溢水口会使溢出的水偏少;
B、若弹簧测力计都没有校零,四次测量结果都偏大,且都偏大相同的数值,据此判断浮力的变化以及排开水的重力的变化;
C、石块浸没后,碰触到溢水杯底部,容器对石块有支持力,弹簧测力计示数偏小,根据称重法分析解答即可;
(7)根据浮力和阿基米德原理算出石块的体积,由G=mg算出石块的质量,由密度公式算出石块的密度;
(8)利用称重法测出石块完全浸没时的浮力,求出排开水的体积,即物体的体积,由重力求出其质量,从而可求出其密度。
【解答】解:(1)为了减小误差,在小桶接水前,应先分别测出石块和空桶的重力,所以合理的实验顺序为DABC;
(2)图A测出了物体的重力,图B测量的是物体浸在水中时测力计的拉力,由称重法可测出物体受到的浮力,所以图中A、B两个步骤是为了测量浮力的大小;
(3)表格中第3次实验中物体受到的浮力F浮=G﹣F拉=2.6N﹣1.6N=1N;
(4)换用不同物体进行实验,目的是使实验结论具有普遍性;
(5)只将石块的一部分浸入水中,排开水的体积减小,排开水的重力减小,物体受到的浮力也减小,仍能得出:F浮=G排;
(6)A、若最初溢水杯中的水未装至溢水口,则石块排开水的只有一部分溢出到桶中,排开水的重力G排减小,故A有可能;
B、若弹簧测力计都没有校零,那么四次测量结果都应加上测量前弹簧测力计示数,那么所得浮力与排开水的重力大小应不变,故B不可能;
C、步骤B中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部,容器对石块有支持力,测的F示偏小,则根据F浮=G﹣F示求出的浮力偏大,故C有可能;
故选:B;
(7)根据F浮=ρ液gV排得第一次实验所用石块的体积为:
V=V排===4×10﹣5m3=40cm3;
由G=mg知石块的质量为:
m石块===0.12kg,
石块的密度为:
ρ===3×103kg/m3=3g/cm3;
(8)实验中可用弹簧测量计测出石块的重力G,然后根据公式m=计算出石块的质量;
测出物体完全浸没时弹簧测力计的拉力F,则浮力F浮=G﹣F,根据F浮=ρ液gV排得,V=V排==,
则石块的密度为:
ρ石块===。
故答案为:(1)DABC;(2)A、B;(3)1;(4)使实验结论具有普遍性;(5)能;(6)B;(7)40;3;(8)。
【点评】本题是探究“浮力大小与排开液体所受重力的关系”的实验,考查了称重法测浮力、实验操作及现象的分析、数据处理的能力,关键要清楚验证阿基米德原理的实验过程。
四、计算题(本大题有3小题,共18分)
31.(4分)一辆小车,总质量为600kg,在水平路面上做匀速直线运动的过程中,受到的阻力是车重力的0.05倍。问:
(1)小车所受的阻力是多大?
(2)发动机提供给小车的牵引力是多大?
【分析】(1)先根据G=mg求出小车的重力;然后求出小车运动时受到的摩擦阻力;
(3)小车做匀速直线运动时,受的是平衡力的作用,拉力和阻力是一对平衡力,大小相等。
【解答】解:(1)小车受到的重力:G=mg=600kg×10N/kg=6000N,
小车所受的阻力:f=0.05G=0.05×6000N=300N;
(2)因为小车做匀速直线运动,所以发动机提供给小车的牵引力与阻力大小相同:F牵=f=300N。
答:(1)小车所受的阻力大小是300N;
(2)发动机提供给小车的牵引力是300N。
【点评】本题解答的关键是知道当物体处于静止或匀速直线运动状态时,其所受的力为平衡力,再根据所给出的条件进行适当的计算。
32.(6分)如图所示,是我国88式主战坦克,总重约4×105N,每条履带与地面的接触面秋约2m2,该坦克具有潜渡功能。请解答下列问题:
(1)该坦克在水平路面上行驶时,对地面的压强约为多大?
(2)坦克在某河流中潜渡时,坦克顶部距水面深度4m,求坦克顶部面积为0.8m2的舱门受到水的压力为多大?
【分析】(1)坦克在水平路面上行驶时对地面的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,受力面积为两条履带与地面的接触面积之和,再根据p=求出对地面的压强;
(2)根据p=ρgh求出坦克顶部受到水的压强,再根据p=求出舱门受到水的压力。
【解答】解:
(1)坦克对地面的压力:F=G=4×105N,
受力面积:S=2S1=2×2m2=4m2,
坦克对地面的压强:p===1×105Pa;
(2)坦克顶部受到水的压强:p′=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4m=4×104Pa,
舱门受到水的压力:F′=p′S′=4×104Pa×0.8m2=3200N。
答:(1)该坦克在水平路面上行驶时,对地面的压强为1×105Pa;
(2)坦克顶部面积为0.8m2的舱门受到水的压力为3200N。
【点评】本题考查了学生对固体压强和液体压强公式的应用,关键明确静止在水平地面上的物体,地面受到的压力等于物体自身的重力。
33.(8分)如图甲所示,在水平桌面上放有一薄壁柱形容器,一个重力为5N的柱形玻璃杯A漂浮于水面,在A的底部连接有一个体积为40cm3的实心金属块B。此时A、B两物体在水中处于静止状态,细线未拉直(B未与容器底部紧密接触,细线不可伸长且质量、体积忽略不计)。向容器中均匀注水,细线拉力随时间变化的图象如图乙所示(容器足够高,玻璃杯A始终有部分露出水面)。求:
(1)图甲中玻璃杯A所受浮力的大小。
(2)t2时刻水对玻璃杯A底部的压力大小。
(3)实心金属块B所受浮力的大小以及它的重力大小。
【分析】(1)由题意可知,甲中玻璃杯A处于漂浮状态,其受到的浮力和自身的重力相等,据此求出玻璃杯A受到的浮力;
(2)由图乙可知当金属块B被提起时绳子的拉力,根据F浮=GA+F求出t2时刻玻璃杯A受到的浮力,根据浮力产生的原因可求出水对玻璃杯A底部的压力;
(3)由图乙可知当金属块B被提起时绳子的拉力,根据FB浮=ρ水gVB排可求出B的浮力大小,根据金属块B受力平衡求出金属块B的重力。
【解答】解:(1)由题意可知,甲中玻璃杯A处于漂浮状态,其受到的浮力和自身的重力相等,
所以,玻璃杯A受到的浮力:F浮=GA=5N;
(2)由图乙可知当金属块B被提起时绳子的拉力F=2N,则t2时刻玻璃杯A受到的浮力为:
FA浮=GA+F=5N+2N=7N,
由F浮=F向上﹣F向下可知,水对玻璃杯A底部的压力为:F向上=FA浮=7N;
(3)由图乙可知当金属块B被提起时绳子的拉力F=2N,
金属块B浸没在水中排开水的体积:VB排=VB=4×10﹣5m3,
则金属块B受到浮力:FB浮=ρ水gVB排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣5m3=0.4N;
因金属块B受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力,且金属块受平衡力,
所以金属块B的重力:GB=FB浮+F=0.4N+2N=2.4N。
答:(1)图甲中玻璃杯A所受浮力为5N;
(2)t2时刻水对玻璃杯A底部的压力为7N;
(3)实心金属块B所受浮力为0.4N,它的重力为2.4N。
【点评】本题考查了物体的浮沉条件和浮力产生的原因、阿基米德原理以及密度公式的应用等,从图象中获取有用的信息是关键。
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