山东省青岛市即墨区即墨区多校联考2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题(原卷版+解析版)
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(本试题满分:100分,答题时间:90分钟)
友情提示:本试题分两卷。第Ⅰ卷为选择题,共15题,35分;第Ⅱ卷为非选择题,共14题,65分。所有答案均写在答题卡对应位置上,在试题上作答无效。
第Ⅰ卷(共35分)
一、单项选择题(本题满分20分,共10小题,每小题2分)每小题给出的四个选项中,只有1个选项符合题目要求。
1. “以卵击石”,石头没有损伤而鸡蛋破了,下列分析正确的是( )
A. 鸡蛋受到力的作用,石头没受到力的作用B. 鸡蛋受的力比石头受的力大
C. 两者受到的力大小相等,但鸡蛋易碎D. 鸡蛋先对石头施了力
【答案】C
【解析】
【详解】鸡蛋和石头相碰,鸡蛋对石头的力和石头对鸡蛋的力是相互作用力,大小相同,鸡蛋承受力的能力差,石头承受力的能力强,所以鸡蛋碎了石头没什么变化,故ABD错误,C正确。
故选C。
2. 一物体在水平推力作用下沿水平方向做匀速直线运动,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 物体受到的重力和物体受到的摩擦力是一对平衡力
B. 物体受到的重力和物体受到的推力是一对平衡力
C. 物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对平衡力
D. 物体受到的重力和地面对物体的支持力是一对平衡力
【答案】D
【解析】
【详解】A、物体受到的重力和物体受到的摩擦力不在同一直线上,且大小也不一定相等,所以不是一对平衡力,故A错误;
B、物体受到的重力和物体受到的推力不在同一直线上,且大小也不一定相等,所以不是一对平衡力,故B错误;
C、物体对地面的压力和地面对物体的支持力是作用在不同物体的两个力,不是一对平衡力,故C错误;
D、物体受到的重力和地面对物体的支持力,二力的大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上,是一对平衡力,故D正确.
3. 关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 只要接触面粗糙,就一定产生摩擦力
B. 两个物体只要发生相对运动,它们之间就一定产生摩擦力
C. 在二胡的琴弓上涂松香是为了减小摩擦
D. 如果没有摩擦,停在路面上的汽车在车轮转动时将不能行驶
【答案】D
【解析】
【详解】A.两物体间接触面粗糙,但是没有发生相对运动,也没有相对运动的趋势,就不会产生摩擦力,故A错误;
B.如果两个物体接触面光滑,两个物体发生相对运动,物体不受摩擦力的作用,故B错误;
C.在二胡上涂抹松香,是为了在压力一定时,增大接触面的粗糙程度增大它与琴弦的摩擦,故C错误;
D.物体间力的作用是相互的,如果一切物体之间没有了摩擦,汽车轮不能给地面一个力,地面不能给车轮一个力,所以汽车将无法行驶,故D正确。
故选D。
4. 下图中物体对支持面的压力表示正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体对支持面的压力的作用点不在支持面上,故错误;
B.物体对支持面的压力的方向不是垂直于支持面,故错误;
C.物体对支持面的压力的作用点没有在支持面,故错误;
D.物体对支持面的压力的作用点在支持面上,且方向垂直于支持面,故正确.
5. 参加如图所示比赛项目,体重与鞋底面积都相同的运动员在双脚站立时对水平地面压强最大的( )
A. 射箭B. 举重C. 击剑D. 射击
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知,图中的4种情况的运动员体重相同,受力面积相同,而举重时,对地面的压力等于人和杠铃的总重力,相对于其它3种情况来说,压力是最大的,根据可知,举重时对水平地面的压强最大,故B符合题意。
故选B
6. 如图所示,两个完全相同的玻璃容器中盛有相同体积的酒精和盐水(ρ盐水>ρ酒精),关于这两种液体中a、b、c三点的压强,下列说法正确的是( )
A. a、b两点压强相等B. a点压强比b点压强大
C. b、c两点压强相等D. b点压强比c点压强大
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由图可见a点和b点处于同一深度,但a点在盐水中,液体密度大,所以a点压强大于b点压强,故A错误,B正确;
CD.压强随液体的深度增加而增大,由图可见c点的深度比b大,所以c点压强大于b点压强,故CD错误。
故选B。
7. 下列现象或实例中,不属于利用大气压强的是( )
A. 农民用离心式抽水机抽水灌溉农田B. 护士用注射器吸取药液
C. 学生用钢笔吸墨水D. 老师用密度计测液体密度
【答案】D
【解析】
【详解】A.抽水机抽水时,上面气压减小,在外界大气压的作用下,水被压上来,利用了大气压,故A不符合题意;
B.注射器吸取药液时,用手向后拉动活塞,使针管内的气压变小,药液在大气压的作用下,通过针头进入针管里,利用了大气压,故B不符合题意;
C.钢笔吸墨水时,挤出橡皮囊中的部分空气,使橡皮囊内的气压减小,墨水在大气压的作用下进入橡皮囊中,利用了大气压,故C不符合题意;
D.老师用密度计测液体密度利用的是浮力原理,与大气压无关,故D符合题意。
故选D。
8. 小辉在晚会上表演了一个节目,如图所示.他一只手握住胶管的中部,保持下半部分不动,另一只手抓住管的上半部,使其在空中快速转动,这时下管口附近的碎纸屑被吸进管中,并“天女散花”般地从上管口飞了出来.产生这一现象的原因是由于( )
A. 下管口空气流速大,导致下管口的压强大于上管口的压强
B. 下管口空气流速大,导致下管口的压强小于上管口的压强
C. 上管口空气流速大,导致上管口的压强大于下管口的压强
D. 上管口空气流速大,导致上管口的压强小于下管口的压强
【答案】D
【解析】
【详解】流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小.由于在空中快速转动上半部,上管口附近的空气流动速度快,压强小;下管口附近的空气流动速度慢,压强大,纸片在压强差的作用下,被压进下管口进而被压出上管口在空中出现“天女散花”。
故选D。
9. 如图所示,三个相同的容器中盛有质量相等的不同种类的液体,三个相同的铁球分别沉在甲、乙、丙三个容器的底部静止,试比较铁球在三种液体中受到的浮力( )
A. 甲中最小B. 乙中最小
C. 丙中最小D. 一样大
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知,甲、乙、丙三个容器液体的体积
V甲>V丙>V乙
根据题意可知,三个相同的容器中液体的质量相等,由可知,三个容器内液体的密度
ρ乙>ρ丙>ρ甲
三个相同的铁球分别沉在甲、乙、丙三个容器的底部静止,则三个球排开液体的体积相等,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,铁球在三种液体受到的浮力
F浮乙>F浮丙>F浮甲
即铁球在乙中受到的浮力最大,丙中其次,甲中最小。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10. 高空中的一只热气球,以下有关它的说法正确的是( )
A. 为使静止的热气球下降,必须继续给热气球中的空气加热
B. 为使静止的热气球下降,只需把热气球上的物体抛掉一部分
C. 正在匀速下降的热气球,假如有一物体从热气球上掉下,热气球将立即上升
D. 正在匀速下降的热气球,假如有一物体从热气球上掉下,热气球将先下降后上升
【答案】D
【解析】
【详解】A.静止的气球处于平衡状态,所以受到的重力和浮力是一对平衡力,所以两者相等。通过对气球加热,使气球内的空气膨胀,体积增大所受的浮力增大;此时浮力大于重力,所以气球上浮而不是下降,故A错误;
B.静止的气球处于平衡状态,所以受到的重力和浮力是一对平衡力,所以两者相等,把气球上的物体扔掉一部分,物体的重力减小,小于浮力,所以气球上浮而不是下降,故B错误;
CD.正在匀速下降的热气球处于平衡状态,所以受到的重力和浮力是一对平衡力,所以两者相等,假如有一物体从热气球上掉下,此时重力小于浮力,但由于惯性,气球不会立即上升,而是先下降后上升,故C错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题(本题满分15分,共5小题)每小题给出的四个选项中,有2~3个选项符合题目要求,每小题全选对得3分,漏选得2分,错选或不选得0分。
11. 关于力与运动的关系,下列说法错误的是( )
A. 人推桌子,桌子没有动,是因为推力小于摩擦力
B. 做匀速直线运动的物体,一定受到平衡力
C. 推出去的铅球能在空中飞行,是因为铅球受到惯性的作用
D. 物体的运动状态发生改变,一定受到了力的作用
【答案】AC
【解析】
【详解】A.人推桌子,桌子没有动,桌子处于静止状态,推力和摩擦力是平衡力,是因为推力等于摩擦力,故A错误,符合题意;
B.物体在不受力或受到的合力为零时,物体将保持静止状态或匀速直线运动,因此做匀速直线运动的物体,一定受到平衡力,故B正确,不符合题意;
C.惯性不是力,不能用作用描述,推出去铅球能在空中飞行,是因为铅球具有惯性,故C错误,符合题意;
D.力是物体运动状态改变的原因,物体的运动状态发生了改变,说明一定受到力,故D正确,不符合题意;
故选AC。
12. 下列事实与所对应的物理知识相符的是( )
A. 船闸——利用连通器原理B. 飞机起飞——利用空气的浮力
C. 抖掉衣服上的灰尘——利用惯性D. 卡车的轮胎较宽——减小压强
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.船闸是利用闸室与上游或者下游底部连通,组成连通器,利用连通器原理工作的,故A符合题意;
B.飞机起飞是利用机翼上下表面流速不同,导致压强不同,出现压强差,而产生升力,利用流体压强与流速的关系,故B不符合题意;
C.抖掉衣服上的灰尘是抖衣服时,衣服运动,而尘土由于惯性保持静止,从而离开衣服,故C符合题意;
D.卡车的轮胎较宽,通过增大受力面积,从而减小压强,故D符合题意。
故选ACD。
13. 如图所示,由不同材料制成的甲、乙两个均匀实心圆柱体放在水平面静止。其中甲的高度小于乙,甲的底面积大于乙,甲、乙对水平面的压强相等。对甲、乙两圆柱体进行比较,下列说法正确的是( )
A. 甲的体积一定大B. 甲的密度一定大
C. 甲的质量一定大D. 乙的密度一定大
【答案】BC
【解析】
【详解】BD.圆柱体放在水平地面上,对地面的压力等于重力,则对地面的压强
由题知p甲=p乙,即
ρ甲gh甲=ρ乙gh乙
因为h甲
C.由题知甲、乙的底面积S甲>S乙,对地面的压强p甲=p乙,由F=pS可知,甲、乙对地面的压力F甲>F乙,圆柱体放在水平地面上,对地面的压力等于重力,则重力G甲>G乙,因为质量,则甲、乙的质量m甲>m乙,故C正确;
A.因为体积,由上边分析知密度ρ甲>ρ乙,质量m甲>m乙,所以不能判断甲、乙体积的大小关系,故A错误。
故选BC。
14. 同一物体分别按如图所示两种方式置于两种液体中静止,则下列说法正确的是
A. 物体上下表面第一次受到的压力差大于第二次受到的压力差
B. 物体上下表面第一次受到的压强差大于第二次受到的
C. 物体上下表面第一次受到的压强差等于第二次受到的压强差压强差
D. 物体上下表面第一次受到的压力差等于第二次受到的压力差
【答案】BD
【解析】
【详解】AD、由图知,同一物体先后悬浮在两种液体中,所以受到的浮力都等于物体的重力,由浮力产生的原因可知,物体上下表面第一次受到的压力差等于第二次受到的压力差.故A错误,D正确;
BC、由图知,同一物体先后悬浮在两种液体中,所以两种液体的密度都等于物体的密度,则物体受到的液体压强大小取决于所在的深度;因为竖放时物体上下表面高度差大于平放时上下表面高度差,所以,由△p=ρg△h可知,物体上下表面第一次受到的压强差大于第二次受到的压强差.故B正确,C错误.
答案为BD.
15. 小婷同学在用水盆洗碗时,发现碗既可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 碗由漂浮在水面上变为沉入水底时,水盆底部受到水的压强变小
B. 碗沉入水底时所受的浮力比漂浮时所受的浮力小
C. 碗沉入水底时比漂浮在水面上时排开水的质量大
D. 碗能漂浮在水面,说明碗受到的浮力大于其重力
【答案】AB
【解析】
【详解】BCD.碗漂浮时,根据漂浮条件可知,碗受到的浮力等于它的重力,根据阿基米德原理可知:碗受到的浮力等于排开水的重力;碗在水中下沉时,受到的浮力小于自身的重力,根据阿基米德原理可知,碗排开的水的重力小于碗的重力,则碗沉入水底时所受的浮力比漂浮时所受的浮力小;根据可知,碗沉入水底时比漂浮在水面上时排开水的质量小,故B正确,CD错误。
A.碗浸没后受到的浮力小,根据可知,碗排开水的体积减小,水面低,根据可知,水对容器底的压强变小,故A正确。
故选AB。
第Ⅱ卷(共65分)
三、填空与作图题(本题满分20分,共6题)
16. 某人用大小相同的力作用于弹簧,观察比较(a)、(b)两图,可知力的作用效果与力的________有关;在(c)、(d)两图中,人用扳手拧螺丝帽,(d)图所示方法比(c)图更容易,可知力的作用力效果与力的________有关.
【答案】 ①. 方向 ②. 作用点
【解析】
【详解】 (1)由(a)图可知,手对弹簧的作用力方向向下,结果弹簧被压缩变短,由图(b)知,手对弹簧的作用力竖直向上,结果弹簧被拉伸变长,由此可见,力的方向不同,力的作用效果不同;
(2)由(c)、(d)两图知,手对扳手作用力的作用点不同,结果人拧螺丝帽的难易程度不同,这说明:力的作用效果与力的作用点有关.
【点睛】(1)力的大小、方向、作用点决定了力的作用效果,因此把力的大小、方向、作用点叫做力的三要素;
(2)分析图示各物理情景,比较它们的异同,从力的三要素角度分析得出结论.
17. 关于重力的方向,可利用如图所示的装置来探究:随着β角的增大,悬线OA与水平面的夹角将___________(选填“增大”“减小”或“不变”),据此可知,重力方向总是___________,生活或生产中的___________(试举一例)就是根据这一原理制成的。
【答案】 ①. 不变 ②. 竖直向下 ③. 重垂线
【解析】
【详解】[1]因为重力的方向总是竖直向下的,所以悬线OA由于受重力的作用就保持竖直方向不变,故悬线OA与水平面的夹角将保持不变。
[2][3]重力的方向始终是竖直向下的,用来检查墙壁砌得是否竖直的重垂线就是根据这一原理制成的。
18. 如图所示,长木板重10N,底面积为10-2m2,现将其底面积的与水平桌面接触,木板静止时对桌面的压强为_____Pa;在水平外力作用下推动木板缓慢向左运动,直至木板全部移到桌面,在这个过程中,木板对桌面的压强_____,木板所受摩擦力的大小_____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 1500 ②. 变小 ③. 不变
【解析】
【详解】[1]木板静止时对桌面的压强
=1500Pa
[2]因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,推动木板过程中,木板对桌面的压力不变;推动木板过程中,木板的受力面积变大,由p=可知木板对桌面的压强变小。
[3]推动木板的过程中,木板对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以,木板受到桌面摩擦力不变。
19. 如图所示,U形连通器内装有煤油,“液片”AB静止,那么AB在水平方向上受到的两个力大小______,方向______,它们是一对______。由于“液片”两面的面积相等,说明它受到向左和向右的压强______。因为液体内部的压强与液体的______有关,所以连通器两边管内液面______。
【答案】 ①. 相等 ②. 相反 ③. 平衡力 ④. 相等 ⑤. 深度 ⑥. 相平
【解析】
【详解】[1][2][3]由于没有不流动,即在水平方向上受到的两个力大小相等,方向相反,它们是一对平衡力。
[4]液片AB左、右两面所受二力平衡,这两个力同作用于液片AB上,由得,左、右两管中的煤油对液片AB的压强相等。
[5][6]由图所示,设液片AB的面积为S,左、右两管内煤油深分别为h左和h右,又因为液体压强的计算公式p=ρ液gh,两管中同是煤油(即液体密度相同),因此只有两管煤油深相等,压强才能相等。即h左=h右,所以左、右两管煤油面保持相平。
20. 如图所示,一运动的木块冲上固定在地面上的粗糙斜面后由于惯性继续上滑,请画出木块在上滑过程中受力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】木块在上滑过程中一定受到重力作用,同时冲上粗糙斜面时会受到斜面对它沿斜面向下的摩擦力,同时还会受到斜面对它的支持力,方向垂直于斜面向上。如图所示:
21. 作出静止在水中的小球所受力的示意图(细线剪断后小球会上浮)。
【答案】
【解析】
【详解】因为细线剪断后小球会上浮,所以此时小球在水中处于静止状态,受三个力的作用:重力、绳子的拉力与浮力,重力、拉力的方向竖直向下,浮力方向竖直向上,如图所示:
四、实验探究题(本题满分31分,共6题)
22. “探究二力平衡的条件”实验
(1)如图甲所示,左、右两盘分别放上5g的砝码,松手后,发现木块静止。在右盘中的砝码不小心掉到了地上时,小雨发现,木块仍然静止。通过讨论,大家认为这是___________对实验结果的影响。
(2)小雨又提出了如图乙、丙两个方案,应选择方案___________进行实验更合理。
(3)小华通过实验得出结论:只要两个力大小相等、方向相反,且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
小雨认为上述结论不完整,还缺少___________这个条件。探究过程如图丁所示:用剪刀将静止的纸片从中间剪开,发现分开后的纸片___________(选填“静止”或“运动”)。
【答案】 ①. 木块与桌面之间摩擦力 ②. 丙 ③. 两个力要作用在同一物体上 ④. 运动
【解析】
【详解】(1)[1]右盘砝码掉到了地上,两边拉力大小不同,但木块与桌面之间有摩擦力,木块仍然静止。这是木块与桌面之间摩擦力对实验结果的影响。
(2)[2]乙方案可以排除木块与桌面之间有摩擦力对实验有影响,但两个拉力不在同一直线上,因此应选择丙方案进行实验更合理。
(3)[3][4]二力平衡时,两个力要作用在同一物体上,当小卡片平衡时,用剪刀从中间剪断小卡片,由于二力不在同一物体上,所以两侧砝码落下,分开后的硬纸片运动。
23. 在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,小明提出了以下几种猜想:
A.与物体间压力的大小有关 B.与物体运动速度的大小有关
C.与物体间接触面积的大小有关 D.与物体间接触面的粗糙程度有关
(1)如图甲所示,用弹簧测力计拉着木块沿水平长木板做___________运动。根据___________原理可知,该实验中滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)为了验证猜想D,应进行___________两次实验。
(3)为了验证猜想C,小明在完成图甲实验的基础上,设计了以下两个实验步骤:
A.将图甲中的木块A沿竖直方向切去一半,重复图甲实验
B.将图甲中的木块A侧放,重复图甲实验,则合理的实验步骤是___________
【答案】 ①. 匀速直线 ②. 二力平衡 ③. 甲、乙 ④. B
【解析】
【详解】(1)[1][2]在测量摩擦力前,除了观察弹簧测力计的量程和分度值外,因为拉力在水平方向上,还应将弹簧测力计在水平方向调零,实验时应该沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,根据二力平衡原理可知,此时滑动摩擦力与木块受到的拉力是一对平衡力,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计示数。
(2)[3]要验证滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系,应该控制压力大小相同,改变接触面的粗糙程度,观察测力计示数的大小,故选甲、乙两次实验。
(4)[4]要验证滑动摩擦力大小与接触面面积大小的关系,应该控制接触面的粗糙程度和压力大小相同,改变接触面的面积大小,A方案同时改变了压力和接触面的面积,是错误的,B方案符合要求,故选B。
24. 在研究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验前,应调整U形管压强计,使左右两边玻璃管中的液面______;
(2)甲、乙两图是探究液体压强与______的关系;
(3)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应选择______两图进行对比,结论是液体压强与盛液体的容器形状______;
(4)要探究液体压强与密度的关系,应选用______两图进行对比;
(5)在图丙中,保持U形管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度不变,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位,这是为了探究同一深度处,液体向______的压强大小关系。
【答案】 ①. 相平 ②. 液体深度 ③. 丙、丁 ④. 无关 ⑤. 乙、丙 ⑥. 各个方向
【解析】
【详解】(1)[1]因为实验中需要通过比较U形管左右两边玻璃管中的液面的高度差来比较液体压强,因此实验前,应调整U形管压强计,使左右两边玻璃管中的液面相平。
(2)[2]甲、乙两图中都是液体都是水,但是探头所成的深度不同,所以探究的是液体压强与深度的关系。
(3)[3][4]要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应控制液体密度和深度相同,所以选择丙丁两图进行对比,丙丁两图中U形管左右两边玻璃管中的液面的高度差相同,说明液体压强与盛液体的容器形状无关。
(4)[5]要探究液体压强与密度的关系,应控制探头所在的深度相同,改变液体的密度,所以应现在乙、丙两图进行比较。
(5)[6]在图丙中,保持U形管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度不变,改变金属盒的朝向,观察U形管左右两边玻璃管中的液面的高度差是否发生变化,探究的是同一深度处,液体向各个方向的压强大小关系。
25. 某物理课外小组制作了如图所示的实验装置,大缸内的水足够多,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(填“大于”、“小于”或“等于”),判断的依据是:___________;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(填“大于”、“小于”或“等于”),判断的依据是___________。
【答案】 ①. 等于 ②. 连通器中,水静止时水面相平 ③. 大于 ④. a管处水的流速小、压强大;b管处水的流速大、压强小
【解析】
【详解】[1][2]打开A阀门,水流入管道,a管、b管、大烧杯组成了连通器,因为连通器中装有同种液体,所以根据连通器原理可知,当水稳定后,a管液面高度等于b管液面高度。
[3][4]再打开阀门,由于a管比较粗b管比较细,a管和b管中水的流量相同,所以a管处水的流速小、压强大,支持的水柱高;b管处水的流速大、压强小,支持的水柱低;所以a管液面高度大于b管液面高度。
26. 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关;
猜想2:浮力的大小可能与物体受到的重力有关;
猜想3:浮力的大小可能与物体的形状有关;
猜想4:浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积有关;
为了研究猜想1和猜想2,运用了体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N、4.5N和5N,然后进行如图所示的实验。
(1)比较序号为________、________、e的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关,当浸在液体中的体积相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越________;
(2)比较序号a、b、c的三次实验,可得出结论:浮力的大小与物体受到的重力________关;
(3)为了研究猜想3,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图所示的实验,发现弹簧测力计的示数不同,由此小明得出结论:浮力的大小与物体的形状有关,小红认为这个结论不可靠,主要原因是________;
(4)如图所示,用手把饮料罐按入水中(未浸没),饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力,这个事实可以支持猜想________(填序号);
(5)综上所述,物体在液体中受到的浮力与________和________有关。
【答案】 ①. a ②. d ③. 大 ④. 无 ⑤. 没有控制排开液体的体积相同 ⑥. 4 ⑦. 物体排开液体的体积 ⑧. 液体的密度
【解析】
【详解】(1)[1][2]根据控制变量法的思想,要想探究浮力的大小与液体的密度是否有关,应控制物体相同、物体排开液体的体积不变,改变液体的密度进行实验,所以需要比较的序号为a、d、e。
[3]进一步分析d、e两图知,排开液体体积相同,e中盐水的密度大,测力计示数小,由称重法测浮力,e中物体受到的浮力大,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关,当浸没在液体中的体积相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越大。
(2)[4]A、B、C三个圆柱体,重力分别为4N、4.5N和5N,比较序号a、b、c的三次实验,由称重法测浮力,在a中,A浸没在水中受到的浮力
F浮Aa=GA-Fa=4N-3N=1N
在b中,B浸没在水中受到的浮力
F浮Bb=GB-Fb=4.5N-3.5N=1N
在c中,C浸没在水中受到的浮力
F浮Cc=GC-Fc=5N-4N=1N
因
F浮Aa=F浮Bb=F浮Cc=1N
故可得出结论:浮力的大小与物体的重力无关。
(3)[5]根据控制变量法知:要研究浮力大小与物体形状的关系,必须保证排开液体的体积和液体的密度不变,小明实验中改变了形状,但没有控制排开水的体积相同,故小红认为小明的结论不可靠,不可靠主要原因为没有控制排开液体的体积相同。
(4)[6]用手把空的饮料罐按入水中,手就会感受到竖直向上的浮力,越往下按,浮力越大,手会感到越吃力;空饮料罐向下按入的过程中,水面会升高,空饮料罐排开水的体积比较大;由此得出猜想:浮力的大小与物体排开液体的体积有关,即这个事实可以支持猜想4。
(5)[7][8]由上述实验可知:物体排开液体的体积越大,液体的密度越大,浮力就越大。因此物体在液体中受到的浮力与物体排开液体的体积和液体的密度有关。
27. 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)实验步骤的最佳顺序是________;
A.乙、甲、丙、丁 B.丁、甲、乙、丙
(2)图乙中物体受到的浮力是________N。通过实验可得到的结论是:浸在液体中的物体受到的浮力大小________(选填“大于”“等于”或“小于”)它排开的液体所受的重力;
(3)以下情况会影响结论是________;
A.图甲中水面未到达溢水杯的溢水口 B.图乙中物体未全部浸入水中
(4)小红利用上述实验器材,继续探究“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________(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)步骤不需要弹簧测力计。
【答案】 ①. B ②. 1 ③. 等于 ④. A ⑤. 乙
【解析】
【详解】(1)[1]甲乙两组数据可测浮力大小,先甲后乙,可以排除物块所带水珠造成物块重力测量误差,丙丁两组数据可测排开液体的重力大小,先丁后丙,排除小桶内壁挂的水珠对液体重力测量结果产生的误差,最佳顺序为丁、甲、乙、丙。
故选B。
(2)[2][3]根据称重法,圆柱体浸没在水中时受到的浮力
F浮=2N-1N=1N
用桶和溢出水的总重力减去空桶的重力得到排开水的重力,则
G排=1.5N-0.5N=1N
由此可初步得到的结论是:浸在液体中的物体,受到的浮力大小等于它排开的液体受到的重力大小。
(3)[4]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符合题意;
B.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B不符合题意。
故选A。
(4)[5]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。
五、计算题(本题满分14分,共2题)
28. 将一未装满水密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,瓶盖的底面积是8cm2,瓶底的面积是28cm2,瓶重、盖重和厚度忽略不计,瓶盖和瓶底的表面是平整的,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/g。求:
(1)倒立放置时,瓶盖所受水的压力和压强。
(2)倒立放置时,矿泉水瓶对桌面的压强。
【答案】(1)1.04N,1300Pa;(2)3500Pa
【解析】
【详解】解:(1)倒立放置时瓶盖所受水的压强
p=ρgh倒立=1.0×103kg/m3×10N/kg×13×10-2m=1300Pa
由可得,倒立放置时瓶盖所受水的压力
F=pS瓶盖=1300Pa×8×10-4m2=1.04N
(2)由左图可知,矿泉水瓶内水的体积
V=S瓶底h正立=28cm2×10cm=280cm3
由可得,水的质量
m水=ρV=1.0g/cm3×280cm3=280g=0.28kg
瓶重和厚度忽略不计,则倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力
F′=G水=m水g=0.28kg×10N/kg=2.8N
倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强
答:(1)倒立放置时,瓶盖所受水的压力为1.04N,压强为1300Pa;
(2)倒立放置时,矿泉水瓶对桌面的压强为3500Pa。
29. 一个底面积为3×10-2m2装有适量水的薄壁圆柱形容器置于水平地面上,将一小球放入圆柱形容器中(水未溢出),如图甲所示,此时容器底部受到水的压强比没放入小球前增大了300Pa;当再给小球施加一个竖直向下大小为1N的力F以后,小球恰好浸没水中静止(水未溢出),如图乙所示。已知:水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)小球的重力;
(2)小球的密度。
【答案】(1)9N;(2)0.9×103kg/m3
【解析】
【详解】解:(1)小球在水中漂浮时受到的浮力
F浮1=pS=300Pa×3×10-2m2=9N
根据物体的浮沉条件,可知小球在水中漂浮时,浮力等于其重力,故小球的重力
G=9N
(2)小球浸没时受到的浮力
F浮2=G+F=9N+1N=10N
根据=,可得小球的体积
===10-3m3
小球的密度
====0.9×103kg/m3
答:(1)小球的重力为10N;
(2)小球的密度为0.9×103kg/m3。
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