福建省漳州市南靖县2020-2021学年八年级下学期期中物理试题
展开2020-2021学年福建省漳州市南靖县八年级(下)期中物理试卷
一、单项选择题(每小题2分,共32分)
1.(2分)“加在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递”,这个规律是哪位科学家发现的( )
A.托里拆利 B.伽利略 C.帕斯卡 D.牛顿
2.(2分)医院体检抽血时,普遍采用如图所示的真空采血管,使用时将导管一端的针头插入被检查者的静脉,另一端的针头插入真空采血管,血液便自动流入采血管,此时的血液是( )
A.靠自身重力流入采血管 B.被真空吸入采血管
C.被空气压入采血管 D.由血压压入采血管
3.(2分)如图所示,容器中装有水,水会从侧壁的三个小孔中向外喷出来。图中画出了水从三个小孔喷射到水槽的路径,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(2分)小灿将一个重为0.5N的鸡蛋放入一杯水中,鸡蛋下沉到水底处于静止状态时受到的浮力为F1,小灿加入食盐并搅拌直至鸡蛋处于悬浮状态时受到的浮力为F2,然后又向杯子里加入一些食盐搅拌,使得鸡蛋上浮最终处于漂浮状态时受到的浮力为F3,下面选项正确的是( )
A.F1<0.5N F2=0.5N F3>0.5N
B.F1=0.5N F2>0.5N F3>0.5N
C.F1<0.5N F2=0.5N F3=0.5N
D.F1=0.5N F2>0.5N F3=0.5N
5.(2分)动物大多有各自的求生绝活,如图所示“绝活”中,能减小压强的是( )
A.啄木鸟的尖嘴 B. 骆驼的巨掌
C. 鹰的利爪 D. 野牛的锥角
6.(2分)下列属于利用浮力升空的是( )
A.飞机 B.热气球 C.风筝 D.火箭
7.(2分)有一台液压机,大活塞的横截面积与小活塞的横截面积之比为20:1,当在小活塞上加200N的压力时,产生的压强是2×105Pa,这时在大活塞上产生的压力、压强是( )
A.4000N,2×105Pa B.200N,2×105Pa
C.4000N,1×104Pa D.200N,4×104Pa
8.(2分)中国自主研发的有缆遥控水下机器人曾创下了中国有缆遥控水下机器人的最大下潜深度纪录,水下机器人在某海域的海面下持续下潜过程中( )
A.受到海水的压强增大、浮力增大
B.受到海水的压强增大、浮力减小
C.受到海水的压强不变、浮力不变
D.受到海水的压强增大、浮力不变
9.(2分)如图所示的装置中不是利用连通器原理工作的是( )
A.压强计
B.锅炉水位计
C.乳牛自动喂水器
D.船闸
10.(2分)如图所示,当从管的左端吹气时,连通器两端A、B液面高度变化情况正确的是( )
A.A液面上升 B.A液面下降
C.B液面下降 D.A、B液面高度均不变
11.(2分)如图所示,图甲和图乙的容器中是同一个自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,它会竖直漂浮在液体中,由图中现象可以判断( )
A.密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大
B.密度计在甲烧杯液体中受到的浮力较大
C.乙烧杯中液体的密度较大
D.甲烧杯中液体的密度较大
12.(2分)如图,将装有适量水的小玻璃瓶的瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,拧紧大瓶瓶盖,通过用力捏大塑料瓶,以下说法正确的是( )
A.小瓶不能实现悬浮 B.小瓶能实现悬浮
C.小瓶内的气体密度变小 D.小瓶内的气体密度不变
13.(2分)如图所示,用两只相同的气球,分别充入氢气和空气,充气后体积相同,在地面把它们同时放飞,放飞时只有氢气球升上空中。若放飞时它们在空气中受到的浮力分别为F氢和F空,则下列说法中正确的是( )
A.F氢>F空 B.F氢<F空
C.F氢=F空 D.条件不足,无法比较
14.(2分)将三个质量相同的小球放在水中,静止后如图,则这三个小球所受浮力的大小正确的是( )
A.A球所受浮力最小 B.B球所受浮力最小
C.C球所受浮力最小 D.三个球所受浮力一样大
15.(2分)如图所示,三个底面积不同的圆柱形容器内分别盛有A、B、C三种液体,它们对容器底部的压强相等,现分别从三个容器内抽出相同深度的液体后,剩余液体对容器底部的压强pA、pB、pC的大小关系是( )
A.pA>pB>pC B.pA=pB=pC C.pA<pB<pC D.pA=pC>pB
16.(2分)如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下,从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,直到离开水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像。根据图像信息,下列判断正确的是( )
A.在0至t1时间段金属块在水中受到水的压强不变
B.在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大
C.该金属块重力的大小为136N
D.该金属块的密度是7.8×103kg/m3
二、填空题(每空1分,共12分)
17.(2分)我国第一艘国产航母“中国人民解放军海军山东舰”的排水量达到6.5×104t,它满载航行时受到的浮力为 N,它由长江开到大海,浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变)。
18.(2分)如图所示,是河水中的漩涡。漩涡边沿水的流速相对中心处的流速较 ,压强较 ,从而形成压力差,导致周边物体易被“吸入”漩涡。(温馨提示:严禁学生私自下河游泳)
19.(2分)如图所示,两个质量相等、底面积不等的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有质量相等的两种液体,两个相同的小球分别放入容器中,一个漂浮,一个沉底。甲、乙两图中小球所受浮力分别为F甲 F乙,容器对桌面的压强分别为p甲 p乙。(选填“>”“<”或“=”)。
20.(2分)将一根两端开口的细玻璃管通过橡皮塞插入装有红色溶液的玻璃瓶,就制成了一个简易气压计,如图所示。细玻璃管内的液柱是由于瓶内的气压 (填“大于”“小于”或“等于”)瓶外的大气压而形成的。把气压计从山下拿到山上,细玻璃管内的液柱高度会 。(填“升高”或“降低”)
21.(2分)负压鱼缸是宁夏科技馆的一件展品,如图甲所示,其纵截面示意图如图乙所示,整个鱼缸只有投料口与大气相通,鱼缸内高于投料口水面以上的水不能从投料口流出,是因为受到 作用,水对鱼缸底部的压强p= (深度用图乙中的相关字母表示,水的密度用ρ水表示)。
22.(2分)底面积为S=100cm2的柱形容器内装有适量的水,A和B是密度为ρ=4g/cm3的某种合金制成的两个小球,A球的质量为mA=80g,甲和乙是两个完全相同的木块,其质量为m甲=m乙=300g。若用细线把球和木块系住,则在水中平衡时(水未溢出)如图所示,甲有四分之一体积露出水面,乙浸没水中。则木块的密度为 g/cm3,如果同时剪断木块和球之间的细线,则水对容器底的压强变化 Pa。
三、作图题(每题2分,共4分)
23.(2分)如图所示,物体静止在斜面上,画出物体对斜面压力的示意图。
24.(2分)如图,把一乒乓球压入装有水的容器中,乒乓球从C点上浮至A点的过程,作出乒乓球在B点时受到的浮力和重力的示意图。
四、问答题(4分)
25.(4分)小苏是一个善于观察和思考的同学,他发现妈妈以前切土豆片时总有一些土豆片粘在刀面上,很不方便。而最近妈妈用了新买的刀后,切土豆片再也不粘刀面了,于是他仔细观察了这把新买的刀,发现刀刃很薄,并且上面有一些小孔(如图所示)。请回答:
(1)刀刃做得非常薄,有什么好处?
(2)刀刃上钻有小孔后为什么就不粘土豆片了呢?
五、实验探究题(每空1分,共28分)
26.(4分)在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,某同学做了如图甲、乙、丙所示三次实验。
(1)本实验是通过观察海绵的 来比较压力的作用效果。
(2)由甲、 两次实验现象可得出: 一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)将图丙中的小桌和砝码放在木板上,如图丁所示,则在丙、丁两种情况中小桌对接触面的压强p丙 p丁。(选填“>”“<”或“=”)
27.(6分)在“探究液体的压强与哪些因素有关”实验中,进行了如图所示的实验。
(1)把压强计金属盒浸入液体前应先调整,使U形管左右两管中的液面 。实验中是通过观察U形管两管液面的 来比较液体内部压强大小。
(2)比较图中的乙、丙两次实验,可以得出的结论是:在同种液体内部,同一深度处的液体内部压强 。
(3)如果要探究液体的压强与深度的关系,能否选择图中的甲、丁? ,说出你的理由 。
28.(6分)如图所示,在海平面测定大气压强时,用长约1米,一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住然后倒插在水银槽中,放开手指:
(1)看到的现象是: 。
A.管内水银不下降
B.管内水银面下降到一定高度时就不再下降
C.管内水银下降到与水银槽液面相平
(2)将玻璃管向上缓缓提起,且玻璃管口未离开水银槽液面,在这一过程中,管内外水银面高度差将 ,如果换用口径略大的玻璃管进行实验,管内外水银面高度差将 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)如果装水银的玻璃管长度有下面三种,则选择 实验不会成功。(选填序号)
A.70cm B.90cm C.110cm
(4)某同学也利用此装置,把水银换成水,将玻璃管灌满水后,倒插在水槽内时,管中的水柱 下降,如果这时在管顶开一个小孔,水柱 向上喷出。(均选填“会”或“不会”)
29.(7分)小明猜想浮力的大小可能跟下面几种因素有关:①液体的密度;②物体的重力;③物体排开液体的体积;④物体浸没液体中的深度。为了验证这些猜想是否正确,小明进行了如下一系列实验。
(1)要探究浮力与液体密度的关系,必须选择图①④ 三次实验进行分析。
(2)要验证浮力的大小与物体浸没在液体中深度的关系,应选择观察图④和图 。
(3)从图③到图④可以观察到铜块受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”),这个过程可以用来验证题目中四个猜想的哪一个? 。(请选择题目中的序号填写)
(4)要探究浮力的大小与物体的重力是否有关?图中铜块和铝块的体积应 (选填“相同”或“不相同”),再通过比较图①②⑥和图 可得出物体所受的浮力大小跟物体重力 。(选填“有关”或“无关”)
30.(5分)小红设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)实验的最佳顺序是 。(选题序号)
A.甲、乙、丙、丁
B.丁、甲、乙、丙
C.乙、甲、丁、丙
(2)以下情况不会影响实验结论的是 。
A.图乙中水面未到达溢水杯的溢水口
B.操作时物体碰到溢水杯的杯底
C.图乙中物体未全部浸没在水中
(3)通过实验得到结论是:浸在液体中的物体,受到的浮力大小 它排开的液体的 。
(4)小红利用上述实验中的器材和木块,探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”,实验过程中 步骤不需要弹簧测力计。(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)
六、计算题(第31题6分,第32题6分,第33题8分,共20分)
31.(6分)如图所示,平底鱼缸放置在水平桌面中央,玻璃鱼缸的质量是0.4kg,底面积是4×10﹣3m2,内盛0.6kg的水后,水深0.12m。求:
(1)水对鱼缸底部的压强和压力是多少?
(2)鱼缸对水平桌面的压力和压强是多少?
32.(6分)如图所示,盛有水的圆柱形容器,侧壁上固定了一块水平挡板,挡板的体积忽略不计。挡板下方有一个体积为1×10﹣4m3、重力为0.6N的实心小球。求:
(1)小球浸没在水中时受到的浮力。
(2)挡板对小球的压力。
(3)撤去挡板后,小球最终露出液体表面的体积。
33.(8分)如图甲、乙所示,水平桌面上有两个底面积为200cm2,高为30cm的柱形容器,现将两个完全相同的圆柱形金属块(重120N、高20cm、底面积100cm2)分别置于柱形容器底部。其中乙图的金属块与容器底部之间用少量蜡密封使其紧密结合(不计蜡的质量,取大气压强p0=1.0×105Pa)。
(1)计算甲图中金属块对容器底部的压强。
(2)若向甲图中容器内加水,直至金属块完全浸没,此时金属块对甲容器的压力大小。
(3)若向甲图中容器内加水,请在丙图画出从开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部压力F随容器中液面高度h变化的图像。
(4)乙图中,向容器内加水至液面高度为25cm,求金属块对容器底部的压力。
2020-2021学年福建省漳州市南靖县八年级(下)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(每小题2分,共32分)
1.【解答】解:帕斯卡定律:加在密闭液体上的压强能够大小不变地被液体向各个方向传递。
故选:C。
2.【解答】解:真空采血管在组装后应保持一定的负压,即真空试管内气体的压强低于大气压,针头插入检查者的静脉时,在检查者血压的压力下,血液流入真空采血管。
故选:D。
3.【解答】解:向容器中倒入水后,水从小洞中喷出,越靠下部的小孔深度越大,水产生的压强越大,所以水喷射的也越远,由图可知选项A、B、C不正确。
故选:D。
4.【解答】解:
鸡蛋下沉到水底处于静止状态时受到的浮力为F1,此时的浮力小于鸡蛋的重力,即F1<0.5N;
当鸡蛋悬浮时,其受到的浮力等于自身的重力,即F2=G=0.5N;
鸡蛋在盐水中漂浮时,其受到的浮力等于自身的重力,即F3=G=0.5N。
故选:C。
5.【解答】解:A、啄木鸟的嘴尖,受力面积小,在压力一定时,可增大压强,不合题意;
B、骆驼脚掌面积比较大,在压力一定时,可减小压强,符合题意;
C、老鹰的利爪,受力面积比较小,在压力一定时,可增大压强,不合题意;
D、野牛的锥角,受力面积非常小,在压力一定时,可增大压强,不合题意。
故选:B。
6.【解答】解:(1)飞机和风筝是靠飞或风筝上下方所受的压力差形成的向上的升力实现升空的,故A、C错;
(2)火箭是靠气体的反冲作用而获得动力而升空的,故D错;
(3)热气球是因为所受浮力大于自重而实现升空的,故B正确。
故选:B。
7.【解答】解:设小活塞的横截面积为S1,则由题意可知,大活塞的横截面积为20S1,F1=200N,p1=2×105帕,
则S1===1.0×10﹣3m2。
S2=20S1=20×1.0×10﹣3m2=2×10﹣2m2。
由p1=p2可知p2=2×105帕,F2=p2S2=2×105Pa×2×10﹣2m2=4000N。
故选:A。
8.【解答】解:水下机器人在某海域的海面下持续下潜过程中,深度逐渐增大,根据p=ρ液gh可知,水下机器人受到海水的压强增大;
在海面下持续下潜过程中,水下机器人排开水的体积等于机器人的体积,故水下机器人排开水的体积是不变的,根据F浮=ρ液gV排可知,水下机器人受到的浮力不变。
故选:D。
9.【解答】解:A、压强计的U形管的一端开口,另一端封闭,不符合上端开口,底部连通,不是利用连通器的原理制成的;故A符合题意;
B、锅炉水位计的玻璃管和锅炉底部连通,上端开口,是利用连通器的原理制成的;故B不符合题意;
C、乳牛自动喂水器的两个容器底部连通,上端开口,是利用连通器原理制成的;故C不符合题意;
D、船闸底部连通,上端开口,是利用连通器的原理制成的;故D不符合题意。
故选:A。
10.【解答】解:气体在流速小的地方压强大,在流速大的地方压强小,
从管的一端吹气时,粗细两管中的空气流量是相同的,粗管中的空气流速小、压强大,细管中的空气流速大、压强小,则A液面上方的气体压强大,B液面上方的气体压强小,所以会造成A液面下降,B液面上升。
故选:B。
11.【解答】解:
AB、同一个密度计放在甲、乙液体中都漂浮,
所以F浮甲=F浮乙=G,即密度计在甲、乙两液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,则AB错误;
CD、由图知,密度计排开液体的体积V排甲>V排乙,而F浮甲=F浮乙,根据F浮=ρ液V排g可知ρ甲<ρ乙,因此D错误,C正确。
故选:C。
12.【解答】解:
挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,瓶内气体压强增大,瓶内部分水被压入小瓶中,使小瓶中的空气体积减小,则小瓶内的气体密度变大;因小瓶里进入一些水,则它的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉;浸没时,若浮力等于小瓶的重力,则小瓶就处于悬浮状态,故B正确,ACD错误。
故选:B。
13.【解答】解:气球是“浸没”在空气中的,因为体积相同,所以排开空气的体积相同,根据公式F浮=ρ空气gV排可知,两球所受浮力相同。
故选:C。
14.【解答】解:
由图可知,A、B、C三个小球放在水中的情况是:A球漂浮,B球悬浮,C球沉底。
根据物体的浮沉条件可知,它们受到的浮力与重力的关系为:
F浮A=GA,F浮B=GB,F浮C<GC,
已知A、B、C三个小球的质量相等,所以GA=GB=GC,
比较可知,C球受到的浮力最小。
故选:C。
15.【解答】解:由图可知,三容器内所装液体的深度:hA>hB>hC,
∵p=ρgh,三容器内液体对容器底部的压强相等,
∴三液体的密度:ρA<ρB<ρC;
∵抽出相同深度的液体,
∴抽取液体后减小的压强:△pA<△pB<△pC,
又∵原来它们对容器底部的压强相等,
∴剩余液体对容器底部的压强:pA>pB>pC。
故选:A。
16.【解答】解:A、由金属块从水中一直竖直向上做匀速直线运动,可知金属块所处深度h不断减小,根据p=ρgh可知,金属块在水中受到水的压强逐渐减小,故A错误;
B、从图可知,在t1至t2时间段内绳子的拉力逐渐变大,由公式F浮=G﹣F拉可知,金属块受到的浮力逐渐变小,故B错误;
C、当金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,则由图可知,该金属块重力为:G=F拉=156N,故C错误;
D、当金属块未露出液面时,即为图中的AB段,从图可知,此时绳子的拉力为136N,
则浸没在水中的金属块受到的浮力大小为:F浮=G﹣F拉=156N﹣136N=20N,
因为F浮=ρ水V排g,所以金属块排开水的体积(金属块的体积):
V金=V排===2×10﹣3m3,
由G=mg可得金属块的质量为:m===15.6kg,
金属块的密度为:ρ金===7.8×103kg/m3,故D正确。
故选:D。
二、填空题(每空1分,共12分)
17.【解答】接:(1)航母在水面上航行时受到的浮力:
F浮=G排=m排g=6.5×104×103kg×9.8N/kg=6.37×108N;
(2)航母由长江开到大海,由漂浮条件可知,浮力等于航母的重力,航母的重力不变,浮力不变。
故答案为:6.37×108;不变。
18.【解答】解:漩涡边沿水的流速相对中心处的流速较慢,压强较大,而漩涡中心处水的流速较快,压强较小,形成一个向旋涡中心的压力差,从而导致周边物体易被“吸入”漩涡。
故答案为:慢;大。
19.【解答】解:(1)小球在甲液体中漂浮,小球受到的浮力等于重力,即F甲=G,
小球在乙液体中沉底,小球受到的浮力小于重力即F乙<G,
小球的重力不变,所以小球在甲液体中受到的浮力大于小球在乙液体中的浮力,即F甲>F乙。
(2)甲乙图中容器重、液体重、小球重都相等,所以容器对水平桌面的压力相等,即F甲′=F乙′,
从图中可知,两容器的底面积S甲>S乙,
根据压强公式p=得,p甲<p乙。
故答案为:>;<。
20.【解答】解:(1)瓶中水面上方是空气,如果此处的气压等于瓶外的大气压,管内和瓶内的水面应该相平。现在是管内的水面高,说明瓶内的气压大于瓶外大气压;
(2)把气压计从山下带到山上,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱的高度会升高。
故答案为:大于;升高。
21.【解答】解:
(1)整个鱼缸只有投料口与大气相通,则投料口水面的压强等于大气压,
因液体内部同一深度的压强相等,所以与投料口相同深度的鱼缸内水的压强也为大气压,
则鱼缸内高于投料口的水面压强小于大气压,故鱼缸内高于投料口水面以上的水不能从投料口流出;
(2)由图可知,鱼缸底部到与大气相通液面的深度为h,
则水对鱼缸底部的压强p=ρ水gh。
故答案为:大气压;ρ水gh。
22.【解答】解:(1)由ρ=可得,A球的体积:VA===20cm3,
因A球和木块甲整体漂浮,且甲有四分之一体积露出水面,
所以,A球和木块甲整体受到的浮力:F浮=GA+G甲=(mA+m甲)g,
由F浮=ρ液gV排可得,整体排开水的体积:V排总=====380cm3,
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,木块甲排开水的体积:V排甲=V排总﹣VA=380cm3﹣20cm3=360cm3,
木块甲的体积:V甲=V排甲=×360cm3=480cm3,
则木块的密度:ρ木===0.625g/cm3;
(2)由ρ>ρ水>ρ木可知,同时剪断木块和球之间的细线后,A、B两球沉底,甲、乙木块漂浮,
木块甲受到的浮力:F浮甲=G甲=m甲g,
木块甲排开水的体积:V排甲′=====300cm3,
因甲和乙是两个完全相同的木块,
所以,剪断细线后,整体排开水体积的减少量:
△V排=(V排甲+V乙)﹣2V排甲′=(360cm3+480cm3)﹣2×300cm3=240cm3,
水面下降的高度:△h===2.4cm=0.024m,
则水对容器底的压强变化量:△p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.024m=240Pa。
故答案为:0.625;240。
三、作图题(每题2分,共4分)
23.【解答】解:压力的作用点在接触面的中点处,从压力的作用点开始沿垂直于斜面向下的方向画一条线段,在线段的末端画上箭头,并标上符号F,如下图所示:
24.【解答】解:乒乓球从水里A点上浮直至漂浮在水面上C点,不计水的阻力,只受到重力和浮力,根据题意可知,乒乓球到达B点后还要继续上浮,所以在B点时,浮力大于重力,过乒乓球重心,分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,并分别用G和F表示,注意两条线段长度不能相等,如图所示:
四、问答题(4分)
25.【解答】答:(1)刀刃做的很薄可以减小受力面积从而增大压强;
(2)由于刀把土豆切开后土豆片与刀接触那一面没有进入空气,这样外面的气压远大于与刀接触那一面的气压,所以就“粘到”刀面上;小苏同学家的新刀上有一些小孔这样被切开的土豆片两面都与空气接触两侧气压相同,就不会再粘在刀上了。
五、实验探究题(每空1分,共28分)
26.【解答】解:(1)实验中小明是通过比较海绵的凹陷程度来反映压力作用效果大小;
(2)探究压力作用的效果跟压力大小的关系,应该受力面积一定,改变压力的大小,图中甲、乙两次实验进行比较得出结论;
(3)由图丙、丁可知,压力大小和受力面积大小均相同,根据P=可知,两种情况中小桌产生的压强相等,即p丙=p丁;
故答案为:(1)凹陷程度;(2)乙;受力面积;(3)=。
27.【解答】解:(1)把压强计金属盒浸入液体前应先调整,使U形管左右两管中的液面相平;
液体压强计就是利用观察比较U形管中液面的高度差来比较液体压强的,U形管液面高度差越大,说明液体压强越大;
(2)根据控制变量法,图乙丙可知,液体密度相同,金属盒所在深度相同,但方向不同,而受到的液体压强相同。所以结论为:同种液体,同一深度,向各个方向的压强都相等;
(3)如果要探究液体的压强与深度的关系,需要控制液体的密度相同,改变深度,而图甲、丁两图的深度和液体的密度都不相同,不能探究液体的压强与深度的关系。
故答案为:(1)相平; 高度差;(2)相等;(3)不能;没有控制液体的密度相同。
28.【解答】解:(1)为了测得大气压的值,这时必须测量管内外水银面高度差,一个标准大气压为760毫米水银柱,故用长约1米,一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住然后倒插在水银槽中,放开手指管内水银面下降到一定高度时就不再下降,故B正确,AC错误;
(2)进行托里拆利实验时,玻璃管的上提下压或玻璃管的粗细都不影响玻璃管内外的水银柱的高度差,所以水银柱内外液面高度差值将不变;
(3)一标准大气压,能支持760mm水银柱,故A的长度小于76cm,故A不会成功;
(4)个标准大气压为760毫米汞柱,由p=ρ水银gh水银=ρ水gh水可知,如果水银气压计中的水银用水代替,那么玻璃管的长度约为 10m,所以把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时,管中的水柱不会下降;
当管顶开一个小孔时,管内的水与外界的大气相通,玻璃管和水槽组成连通器,则管内的水不会从小孔喷出,反而会立即下降,直到液面相平。
故答案为:(1)B;(2)不变;不变;(3)A;(4)不会;不会。
29.【解答】解:(1)要探究浮力与液体密度的关系,需要控制物体的种类、排开的液体的体积不变,改变液体的密度,必须选择图①④⑦三次实验进行分析;
(2)要验证浮力的大小与物体浸没在液体中深度的关系,应控制物体相同、排开的液体的体积相同,物体所处的深度不同,应选择观察图④和图⑤;
(3)从图③到图④可以观察到物体相同,液体的密度相同,物体排开的液体的体积变大,弹簧测力计的示数变小,则铜块受到的浮力变大,由此可知,浮力的大小与排开的液体的体积有关,故这个过程可以用来验证题目中的③;
(4)要探究浮力的大小与物体的重力是否有关时,需要控制物体排开的液体的体积相同,液体的密度相同,物体的重力不同,所以图中铜块和铝块的体积应相同,再通过比较图①②⑥和图④的数据;根据数据可知,在液体的密度、排开的液体的体积相同时,铜块受到的浮力为9N﹣8N=1N,铝块受到的浮力为2.8N﹣1.8N=1N,浮力是相同的,可得出物体所受的浮力大小跟物体重力无关。
故答案为:(1)⑦;(2)⑤;(3)变大;③;(4)相同;④;无关。
30.【解答】解:(1)最合理的实验顺序是:
丁、测出空桶的重力;
甲、测出物体所受到的重力;
乙、把物体浸在装满水的溢杯中,测出测力计的示数;
丙、测出桶和排开的水受到的重力;
故正确顺序为:丁、甲、乙、丙,故B正确;
(2)A、图乙中水面未到达溢水杯的溢水口,物体放入溢水杯时,先要使溢水杯满了才可以向外排水,故在此过程中,物体受到的浮力大于排出的水的重力,故A不符合题意;
B、操作时物体碰到溢水杯的杯底,此时物体受到杯底的支持力的作用,使得弹簧测力计的示数变小,测量的浮力偏大,故B不符合题意;
C、图乙中物体未全部浸没在水中,物体排开液体的体积小,排开液体的重力小,浮力也小,仍然能得出浮力等于排开的液体受到的重力,对实验没有影响,故C符合题意;
故选:C;
(3)空气中物体的重力为G=2N;水中弹簧测力计的示数为F′=1N,
物体在水中受到的浮力为:F浮=G﹣F′=2N﹣1N=1N;
由图丁可知,空桶的重力G桶=0.5N,
由图丙可知,水和桶的重力G总=1.5N,
所以溢出水的重力为:G排=G总﹣G桶=1.5N﹣0.5N=1N;
根据计算结果,可见F浮=G排,说明浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开的液体受到的重力;
(4)物体漂浮在水面上,受到的浮力等于它的重力,测量漂浮的物体受到的浮力时,不需要用弹簧测力计提着物体,即乙步骤不需要弹簧测力计。
故答案为:(1)B;(2)C;(3)等于;重力;(4)乙。
六、计算题(第31题6分,第32题6分,第33题8分,共20分)
31.【解答】解:(1)水对鱼缸底部的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa;
根据p=得,水对鱼缸底部的压力:
F=pS=1200Pa×4×10﹣3m2=4.8N;
(2)在水平面上,鱼缸对桌面的压力等于重力,
所以鱼缸对桌面的压力:
F′=G=(m缸+m水)g=(0.4kg+0.6kg)×10N/kg=10N;
鱼缸对水平桌面的压强:
p′===2.5×103Pa。
答:(1)水对鱼缸底部的压力是4.8N;
(2)鱼缸对水平桌面的压强是2.5×103Pa。
32.【解答】解:(1)因为此时小球全部浸没在水中,所以V排=V球=1×10﹣4m3,
则小球受到的浮力:
F浮=ρ水gV球=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N;
(2)此时小球受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和压力的作用,且处于静止状态,由力的平衡条件可知,F浮=G+F压,
挡板对小球的压力为:F压=F浮﹣G=1N﹣0.6N=0.4N;
(3)当撤去挡板后,小球要上浮,最后漂浮在液面上,所以F浮′=ρ水gV排′=G=0.6N,
有0.6N=1.0×103kg/m3×10N/kg×V排′,
解得V排′=6×10﹣5m3=60cm3,
则V浸=V排′=60cm3=6×10﹣5m3,
故小球最终露出液体表面的体积V露=V球﹣V浸=1×10﹣4m3﹣6×10﹣5m3=4×10﹣5m3。
答:(1)小球浸没在水中时受到的浮力为1N。
(2)挡板对小球的压力为0.4N。
(3)撤去挡板后,小球最终露出液体表面的体积为4×10﹣5m3。
33.【解答】解:(1)金属块重120N,底面积100cm2,金属块对容器底部的压力等于其重力,F甲=G=120N,
甲图中金属块对容器底部的压强
p1===1.2×104Pa;
(2)物体完全浸没时受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m×100×10﹣4m2=20N(小于120N,金属块不能上浮),
由力的平衡可得金属块对容器底部的压力:
F1=120N﹣20N=100N;
(3)①金属块重120N、高20cm、底面积100cm2,没有加水时,对容器底部的压力等于120N;
②若向甲图中容器内加水,在水面从0升高到20cm的过程中,排开水的体积变大,由阿基米德原理:
F浮=ρ水gV排=ρ水gSh,物体受到的浮力逐渐变大,且与h成正比,这个过程中金属块对容器底部的压力:
F2=G﹣ρ水gSh,可知F2为关于h的一次减函数;
③物体刚好浸没时,由阿基米德原理求出受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m×100×10﹣4m2=20N(小于120N,金属块不能上浮),由力的平衡可得金属块对容器底部的压力:
F3=120N﹣20N=100N;
至容器装满水的过程中,金属块受到的浮力不变,金属块对容器底部的压力仍为100N,故从开始加水至容器装满水(水高为30cm)的过程中金属块对容器底部压力如下所示:
(4)乙底部用蜡密封,加入水后,乙不受浮力,对乙受力分析,容器对乙的支持力等于乙的重力加上大气压力,F大气=p0S乙=105Pa×100×10﹣4m2=1000N,
金属块顶部受到水的压力为:
F水=ρ水gS乙h水=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.25m﹣0.2m)×100×10﹣4m2=5N,
金属块对容器底部的压力:
F=G乙+F大气+F水=120N+1000N+5N=1125N。
故答案为:(1)甲图中金属块对容器底部的压强为1.2×104Pa;
(2)若向甲图中容器内加水,直至金属块完全浸没,此时金属块对甲容器的压力大小为100N;
(3)见上图;
(4)乙图中,向容器内加水至液面高度为25cm,金属块对容器底部的压力为1125N。
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