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黑龙江省大庆市肇源县西部四校联考2023-2024学年八年级下学期5月期中物理试题(原卷版+解析版)
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2、全卷共五道大题,总分100分
3、g=10 N/㎏。
一、单项选择题(本大题共12个小题,每题3分,共36分)
1. 如图所示,在火车站或地铁站的站台上,离站台边缘1m左右的地方标有一条安全线,乘客必须站在安全线以外的地方候车,主要原因是( )
A. 防止火车巨大的吸引力将乘客吸过去B. 防止火车可能脱轨,撞到乘客
C. 防止乘客因前后存在的压强差,将人推向火车D. 防止人拥挤时掉下站台
【答案】C
【解析】
【详解】当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢,根据流体压强与流速的关系可知,人外侧空气流速慢压强大,而内侧空气流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2. 生活处处有物理,下列有关事例的描述中,正确的是( )
A. 用吸管吸饮料是利用了嘴的吸力
B. 高压锅能很快地煮熟食物是因为锅内气压增大水的沸点降低
C. 在卫生间的洗手池与下水管之间装的U形管相当于连通器,起隔离臭气作用
D. 吸烟有害健康,公共场所禁烟是因为有风吹时其他人吸到了“二手烟”
【答案】C
【解析】
【详解】A.用吸管吸饮料时,吸管内的气体被排出,压强减小,在大气压的作用下,饮料进入吸管。这里是利用了大气压,故A错误;
B.高压锅能很快地煮熟食物是因为锅内气压增大,水的沸点升高,故B错误;
C.在卫生间的洗手池与下水管之间装的U形管两端开口,底部连通,相当于连通器,起隔离臭气作用,故C正确;
D.吸烟有害健康,非吸烟者往往会因吸烟者吸烟而造成被动吸烟,这是因为香烟中含有的分子不断运动,向四周扩散,造成非吸烟者被动吸烟,故D错误。
故选C。
3. 关于密度公式ρ=,下列说法中正确的是( )
A. 由公式可知ρ与m成正比,m越大,ρ越大
B. 由公式可知ρ与V成反比,V越大,ρ越小
C. 当质量m一定时, V与ρ成反比,当体积一定时,m与ρ成正比
D. 同种物质,物质的质量m与物质的体积V的比值是定值
【答案】D
【解析】
【详解】ABD.对于同一种物质,在确定的温度和状态下,密度是不变的,即物质的质量m与物质的体积V的比值是定值,其大小与质量和体积无关,不能理解为物质的密度与质量成正比或成反比,与体积成反比,故AB错误,D正确;
C.密度与质量、体积无关,是物质一种特性。故C错误。
4. 分别由不同物质a、b、c组成的三个实心体,它们的体积和质量的关系如图所示,由图可知下列说法正确的是( )
A. a物质的密度最大
B. b物质的密度是1.0×103kg/m3
C. c物质的密度是a的两倍
D. a、b、c的密度与它们的质量、体积有关
【答案】B
【解析】
【详解】由图像可知,横轴是质量,纵轴是体积。
A.由图像可知,当三种物质的质量都为1kg时,a物质的体积最大,c物质的体积最小,由可知,a物质的密度最小,c物质的密度最大,故A错误;
B.由图像可知,当b物质的体积为1.0×10-3m3时,b物质的质量是1kg,所以b物质的密度是
故B正确;
C.由图像可知,当物质的体积为2×10﹣3m3时,a物质的质量是1kg,所以a物质的密度是
当物质的体积为1×10﹣3m3时,c物质的质量是2kg,所以c物质的密度是
由此可知c物质的密度是a物质的4倍,故C错误;
D.同种物质密度一定,质量与体积成正比;当质量增大时,体积也跟着增大,但它们的比值是不变的,所以密度与物体的质量、体积都无关,故D错误。
故选B。
5. 一物体(长方体)漂浮在液面上,如图(甲)所示.对物体施加力的作用,使物体下降至图中的虚线位置.已知物体的下表面到水面的高度为h,水对物体下表面的压强为p,物体受到的浮力为F浮,p、F浮与h的关系如图(乙)所示.其中正确的是
A. ①③B. ①④C. ②③D. ②④
【答案】A
【解析】
【详解】液体内部压强随深度的增加而增大,所以物体下表面的压强图象应是逐渐升高的,图象①正确,②错误;浮力的大小与排开液体的体积成正比,当物体完全浸入水中后,其浮力大小将不再变化,故图象③正确,④错误,故本题答案为A.
思路分析:液体内部压强随深度的增加而增大,所以物体下表面的压强图象应是逐渐升高的,图象①正确;浮力的大小与排开液体的体积成正比,当物体完全浸入水中后,其浮力大小将不再变化,故图象③正确.
试题点评:本试题考查的是浮力和液体压强的知识.液体内部压强随深度的增加而增大,所以物体下表面的压强图象应是逐渐升高的,根据阿基米德原理可知浮力的大小与排开液体的体积成正比,当物体完全浸入水中后,其浮力大小将不再变化.
6. 将完全相同的三个小球放入三种液体中,它们静止时的情况如图所示,则三个小球所受浮力的大小关系是
A. FA >FB>FCB. FA = FB=FCC. FB > FC>FAD. FC >FA>FB
【答案】B
【解析】
【分析】由浮沉条件知,漂浮或悬浮时,浮力等于物体本身的重力,据此解答.
【详解】将完全相同的三个小球放入三种液体中,它们静止时的情况可知,AC漂浮在液面上,B悬浮在流体中,根据浮沉条件知,漂浮或悬浮时,浮力等于物体本身的重力,三个小球的重力相同,所以浮力也相等.
故选B.
7. 人类在新材料探索的道路上总在进行着不懈的努力.世界上密度最小的固体“气凝胶”就是新材料探索的重要成果.该物质的坚固耐用程度不亚于钢材,且能承受1400℃的高温,而密度只有3kg/m3.一架用钢材(ρ钢=7、9×103kg/m3)制成的质量约160吨的大型飞机,如果用“气凝胶”做成,其质量相当于( )
A. 一片鸡毛的质量B. 一只鸡蛋的质量
C. 一个成年人的质量D. 一台大卡车的质量
【答案】C
【解析】
【详解】已知ρ胶 =3kg/m3 ,ρ钢 =7.9×10^3 kg/m3 ,m钢 =160t=1.6×105 kg,V钢 =m钢/ρ钢=1.6×105kg/7.9×103kg/m3≈20.25m3 , V胶 =V钢 ≈20.25m3 ,∴气凝胶飞机的质量m胶 =ρ胶 V胶 =3kg/m3 ×20.25m3 =60.75kg,60.75kg相当于一个成年人的质量,故选C.
8. 下列四幅图对应的与气体压强有关的说法中,与实际不符的是( )
A. 高压锅能增大锅内气压降低沸点
B. 吸盘能吸在墙壁上是利用大气压的作用
C. 马德保半球实验证明了大气压的存在
D. 托里拆利最早测出了大气压的值
【答案】A
【解析】
【分析】(1)液体沸点与气体压强的关系:气压越高,沸点越高;
(2)吸盘大气压力作用下被压在墙壁上;
(3)马德堡半球实验证实了大气压的存在;
(4)托里拆利实验首次测出了大气压值。
【详解】A.高压锅能增大锅内气压,使沸点升高,故A错误,符合题意;
B.吸盘内气压低于吸盘外大气压,吸盘在大气压力作用下被压在墙面上,故B正确,不符合题意;
C.马德堡半球实验证实了大气压的存在,故C正确,不符合题意;
D.托里拆利最早测出了大气压值,故D正确,不符合题意。
故选A。
【点睛】此题主要考查了有关大气压的知识,要掌握其中的两个重要实验:马德堡半球实验和托里拆利实验,同时要注意生活中利用大气压的实例。
9. 2011年7月4日23时16分许,无锡市内环高架惠山隧道由南向北隧道中段,无锡市雪丰钢铁公司一夜班接送车突然起火,经初步排查,车上乘员共45人,其中24人当场死亡,19人不同程度受伤,引发社会关于交通安全的大讨论.如图,有些公交车配备逃生锤,遇到紧急情况时,乘客可以用逃生锤打破车窗玻璃逃生,为了更容易打破玻璃,逃生锤外形应选择图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】在压力一定时,减小逃生锤和玻璃的受力面积,可以增大逃生锤对玻璃的压强,以便打破玻璃顺利逃生。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10. 如图所示的生活用具中,使用时属于费力杠杆的是( )
A. 剪刀
B. 起子
C. 镊子
D. 钢丝钳
【答案】C
【解析】
【详解】A.如图所示,剪刀在使用过程中,转轴是支点,动力臂大于阻力臂,所以剪刀是省力杠杆,故A不符合题意;
B.如图所示,起子在使用过程中,起子压在瓶盖上位置是支点,动力臂大于阻力臂,所以起子是省力杠杆,故B不符合题意;
C.如图所示,镊子在使用过程中,镊子上端的连接处是支点,动力臂小于阻力臂,所以镊子是费力杠杆,故C符合题意;
D.如图所示,钢丝钳在使用过程中,转轴是支点,动力臂大于阻力臂,所以钢丝钳是省力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
11. 三个和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能详,甲图中和尚们商量出新的挑水方案,胖和尚一人挑两小桶,瘦和尚和小和尚两人合抬一大桶,以下说法中不正确的是( )
A. 乙图中水桶B向下沉,为保持水平平衡,胖和尚可以将他的肩往后移动一点距离
B. 乙图中水桶B向下沉,为保持水平平衡,胖和尚可以将后面水桶B往前移动一点距离
C. 丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担,可以让瘦和尚往前移动一点距离
D. 丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担,可以将水桶往前移动一点距离
【答案】D
【解析】
【详解】从图乙可知,右边水桶B向下沉,从杠杆的平衡条件FALA=FBLB可知,水平时右边的力与力臂乘积较大,应减小右边的力与力臂的乘积或增大左边的力与力臂的乘积。
A.胖和尚将他的肩往后移动一点距离,从而可以减小LB,使FBLB减小,即减小了右边的力与力臂的乘积,说法正确,不符合题意。
B.胖和尚将后面水桶B往前移动一点距离,从而可以减小LB,使FBLB减小,即减小了右边的力与力臂的乘积,说法正确,不符合题意。
C.从丙图中可看出,以小和尚的肩膀为支点O,水桶为阻力,瘦和尚的肩膀施加的力是动力,L2是阻力臂,L1是动力臂,若让瘦和尚往前移动一点距离,则瘦和尚那边的力臂L1就变大,而F2L2的乘积不变,根据杠杆原理F1L1=F2L2可知:为了维持平衡,那么瘦和尚那边的力F1要变小,所以减轻了瘦和尚的负担,说法正确,不符合题意。
D.若水桶向瘦和尚移动,则阻力臂L2就变大,而阻力F2和动力臂L1不变,根据杠杆原理F1L1=F2L2可知:为了维持平衡,那么瘦和尚那边的力F1要变大,所以增大了瘦和尚的负担,说法错误,符合题意。
故选D。
12. 如图所示,两个底面积不同的圆柱形容器A和B(SA>SB),容器足够高,分别盛有甲、乙两种液体,且两种液体对容器底部的压强相等.若在A容器中倒入或抽出甲液体,在B容器中倒入或抽出乙液体,使两种液体对容器底部的压力相等,正确的判断是( )
A. 倒入的液体体积V甲可能等于V乙B. 倒入的液体高度h甲一定大于h乙
C. 抽出的液体体积V甲可能小于V乙D. 抽出的液体高度h甲一定等于h乙
【答案】C
【解析】
【详解】两容器底受到的液体压强相等(p甲=p乙),即ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,由图可知hA<hB,所以;ρ甲>ρ乙,SA>SB,由F=pS可知,A容器底受到的压力大于B容器底受到的压力,即FA>FB.要想使两容器底受到的压力相等时,若倒入液体,倒入A中的液体甲的质量应小于B中倒入液体乙的质量;若抽出液体,则A中的抽出液体甲的质量大于B中抽出液体的质量.
A.若两容器中倒入液体体积相等(V甲=V乙),则倒入液体的质量ρ甲V甲ρ乙V乙,故A错误;
B.若A倒入容器中液体高度大于B容器中倒入液体的高度(h甲h乙),则倒入液体的质量ρ甲SAh甲ρ乙SBh乙,故B错误;
C.若抽出的液体体积V甲V乙,则抽出的质量ρ甲V甲可能大于ρ乙V乙.故C正确;
D.若A中抽出的质量大于B中抽出的质量,即ρ甲SAh甲ρ乙SBh乙,由于ρ甲>ρ乙,SA>SB,所以可能h甲小于、等于、大于h乙.故D错误.
二、填空题(本大题共5道题,每空2分,,共18分)
13. 把一小球放入盛满酒精(密度为0.8×103kg/m3)深度为20cm的溢水杯中,它沉入容器底部,从杯中溢出8g酒精,杯底受到酒精的压强为______ Pa;若将该小球放入盛满水的溢水杯中,它漂浮在水面上,从杯中溢出水的质量______8g(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 ①. 1.6×103 ②. 大于
【解析】
【分析】知道溢水杯内酒精的深度和酒精的密度,利用液体压强公式求杯底受到酒精的压强;将小球放在酒精里下沉,小球受到的浮力等于它排开酒精的重力,这个力小于小球的重力;将小球放在水里漂浮,小球受到的浮力等于小球的重力,这个力等于小球排开的水的重。
【详解】[1]杯底受到酒精的压强
p=ρgh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.2m=1.6×103Pa
[2]把小球放在盛满酒精的溢水杯里,小球下沉,小球受到酒精的浮力
F酒=G排酒<G球①
把小球放在盛满水的溢水杯里,小球漂浮,小球受到水的浮力
F水=G排水=G球②
由①②得出
G排水>G排酒
即:排开水的重大于排开酒精的重,因为G排=m排g,所以
m排水>m排酒
从杯中溢出水的质量大于8g。
14. 一个未装满橙汁的密闭杯子,先正立放在桌面上(如图A),然后反过来倒立在桌面上(如图B),两次放置橙汁对杯底的压强分别是pA和pB,则pA____pB (选填”﹥“或”﹤”)
【答案】>
【解析】
【详解】由于杯子是上宽下窄,所以倒立时,杯中液面的高度要小于正立时的液面高度,根据p=ρgh可知,当倒立时,深度变小,橙汁对杯底的压强变小,即pA>pB。
15. 如图所示一种开瓶器。使用时将螺旋钻头旋进软木塞,再用双手按压把末端是为了增大___________,就可轻松省力地将瓶塞拔出;钻头做得尖细是为了_________压强。
【答案】 ①. 动力臂 ②. 增大
【解析】
【详解】[1]压力作用在压把末端时,动力臂大,动力小,可以更省力。
[2]钻头做得尖细是通过减小受力面积增大压强。
16. 重为4N的物体放入一个足够大的装满水的杯中,溢出水300 g,物体静止时的状态是_________(漂浮/悬浮/沉底),物体受到的浮力是_______N。
【答案】 ①. 沉底 ②. 3
【解析】
【详解】[1][2]物体静止时所受的浮力等于排开水的重力,即
F浮=G排=m排g=300×10-3kg×10/kg=3N<G物
故物体处于沉底状态。
17. 如图所示,液压机活塞A、B处于平衡状态,活塞B的面积是活塞A的20倍。现用20N的力竖直向下压活塞A,为使活塞仍在原位置保持平衡,竖直向下压活塞B的力应为______N,你是根据______定律计算出来的。
【答案】 ①. 400 ②. 帕斯卡
【解析】
【详解】[1][2] 根据帕斯卡定律,活塞A、B处的液体压强相等,根据,压力和受力面积成正比,所以竖直向下压活塞B的力应为
三、作图题(本大题共3道小题,每题3分,共9分)
18. 如图,在图中作出木块的重力和对斜面的压力的示意图.
【答案】略
【解析】
【详解】解答:(1)重力的作用点在物体的重心上,方向竖直向下,所以从木块重心沿重力方向画线段,在线段的末端加上箭头表示力的方向.即可.(2)斜面上静止的木块对斜面的压力垂直于斜面向下,斜面受到的压力的作用点在斜面上,从作用点起沿力的方向画线段,在线段的末端画出箭头表示力的方向即可.所以木块的重力和对斜面的压力的示意图如下.
19. 如图所示在水平位置平衡的轻质衣服挂,搭上一条毛巾后,要使其在此位置仍保持平衡,请在A点画出应施加的最小力F与力臂l。
【答案】
【解析】
【详解】衣架围绕着O点转动,故O是支点,而A是力的作用点,根据杠杆平衡原理可知,阻力乘以阻力臂是一个定值,动力乘以动力臂也是一个定值,要使动力最小,则动力臂需要最大,最大的动力臂为OA,故连接OA,即为阻力臂l,过A点做虚线的垂线,即为力臂F,故如下图所示
20. 如图所示,杠杆在力F1、F2的作用下处于平衡状态,O为支点,l1是力F1的力臂,在图中画出F2的力臂和动力F1。
【答案】
【解析】
【详解】过支点O作垂直于力F2作用线的垂线段,即为F2的力臂l2;过l1的末端作垂直于l1的垂线与杠杆的相交点即为动力的作用点;支点位于动力和阻力之间,由阻力F2方向向下确定动力F1的方向向下,依此作出动力F1的示意图。如图所示:
四、实验与探究题:(本大题共3小题,每空1分,共21分)
21. 物理课上,老师要求同学们自主选择器材,设计出测量鸡蛋密度的实验。小刚和小军两人各自设计方案进行实验:
小刚的方案:
①取一合适的量筒,盛一定体积的水,记下示数V1;
②将待测鸡蛋放入量筒中,量筒中的水面上升,示数变为V2;
鸡蛋的体积为V=_________;
③在使用已调节好的托盘天平,按规范的操作来称量鸡蛋的质量m时,通过增、减砝码
后,指针偏在分度盘中线右边某处,这时应该( )
A.向左调平衡螺母 B.往右盘中加砝码
C.从右盘中减砝码,并移动游码 D.向右移动游码
④可测出鸡蛋的密度为ρ=_________。
小军的方案:
①将鸡蛋放入烧杯中,放入适量的水;
②向水中边倒盐边用玻璃棒搅拌,直到鸡蛋悬浮在盐水中为止(图甲);
③用密度计(图乙)测量盐水的密度ρ盐水,则鸡蛋的密度ρ鸡蛋=ρ盐水.
(1)请将小刚同学方案中的空缺部分填写完整。
(2)找出小刚方案中的不足之处:____________。(写出一条)
(3)两种方案对比(小刚方案中的不足之处已得到修正),你认为___方案更好一些。你的理由是__________。(写出一条)
(4)图丙是小刚在实验结束后整理器材时的情景,其中操作不规范的是:_______。
【答案】 ①. V2-V1 ②. C ③. ④. 测完体积后再测质量会使测得的质量偏大 ⑤. 小军 ⑥. 简单、准确 ⑦. 用手拿砝码
【解析】
【详解】(1)[1]由步骤①②可知鸡蛋体积的表达式为
V=V2-V1
[2]指针偏在分度盘中线右边某处说明此时砝码加游码的质量大于鸡蛋的质量,所以需要减少砝码的数量并调节游码使天平重新平衡才能正确测出鸡蛋的质量,故选C。
[3]由密度的定义可知鸡蛋密度的表达式为
(2)[4]小刚的实验步骤是先测量鸡蛋体积在测量鸡蛋质量,这时鸡蛋从量筒中拿出时表面沾水会使测得的质量偏大,导致密度测量结果不准确。
(3)[5][6]对比小军的实验步骤与小刚修正后的实验步骤,可以发现小军的实验步骤测量的数据更少且不需要计算,可以直接测出结果,更加简单、准确,所以小军的方案更好。
(4)[7]砝码的取用应使用镊子夹取,直接用手拿砝码会让砝码沾上手上的汗液从而对砝码造成腐蚀。
22. 有两只相同的烧杯,分别盛有体积相同的水和酒精,但没有标签,小李采用闻气味的方法判断出无气味的是水。小唐则采用压强计进行探究:
(1)若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化______(选填“大”或“小”)。小唐把调节好的压强计放在空气中时,U形管两边的液面应该______;
(2)小唐把金属盒分别浸入到两种液体中,发现图(甲)中U形管两边的液柱高度差较小,认为图(甲)烧杯中盛的是酒精。他的结论可靠吗?______,因为______;
(3)小唐发现在同种液体中,金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越______,表示液体的压强越______;
(4)小唐还发现在同种液体中,金属盒距液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差______(选填“不变”或“变化”)。表明在相同条件下,液体内部向各个方向的压强______。
【答案】 ①. 小 ②. 相平 ③. 不可靠 ④. 没有控制探头浸入液体的深度相同 ⑤. 大 ⑥. 大 ⑦. 不变 ⑧. 相等
【解析】
【详解】(1)[1][2]若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,就会有漏气现象,因此U形管两边液柱的高度差变化小。调节好的压强计放在空气中时,橡皮膜不受液体的压强,因此U形管两边的液面应该相平。
(2)[3][4]影响液体压强的因素有:液体的密度和浸入液体中的深度,实验中没有控制金属盒在液体中的深度相同,因此得出的结论不可靠。
(3)[5][6]根据液体压强公式p=ρgh在同种液体中,密度相同,深度越大,压强越大。金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体压强就越大。
(4)[7][8]在同种液体中,相同深度,液体压强是相同的。因此,当他只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差将不变。表明在相同条件下液体内部向各个方向的压强相等。
23. 在探究物体所受浮力大小的实验中,某同学进行了a、b、c、d四次测量,如图一所示.
图一 图二 图三
(1)从原理上讲,______两次弹簧测力计测量的示数差与________两次弹簧测力计测量的示数差相等(选填a、b、c、d字母),但在实际测量中,这个示数差并不完全相等而略有差异,其可能的原因是:______________________________________.
(2)某小组同学对实验做了改进设计,如图二:在铁架台上悬挂两个规格相同的弹簧测力计,C为薄塑料袋(质量不计), D是用大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻璃管自制的溢水杯, M是升降平台(可使溢水杯缓慢上升、下降).实验中,同学们通过升降平台,改变重物浸入水中的深度,观察、记录、比较弹簧测力计 A和 B示数,即可得出物体所受浮力大小的规律.与图一实验相比,请简要说明改进后的实验设计具有哪些优势____________?(至少写出两条)
(3)实验中,他们作出了弹簧测力计 A的拉力 F与物体下表面所处深度 h的关系的图象,如图三所示.从图象可知,当物体所处深度为8 cm时,物体受到的浮力是__________ N.
【答案】 ①. a、c ②. b、d ③. 不能完全收集溢出的水、读数不准确、弹簧测力计的精度不高等 ④. ①几乎可以收集全部溢出的水;②实验步骤少,操作简便;③现象直观,读数方便,易于总结结论;④可以连续多次测量重物在不同位置时受到的浮力大小及排开水的重力多少,使得实验结论更具有说服力等 ⑤. 1.5
【解析】
【详解】解答:(1)图一中,c的示数减a的示数是物体所受的浮力,d的示数减b的示数是物体排开的水重,这是我们此次实验研究的主要物理量,造成两次结果略有差异的原因可能是不能完全收集溢出的水、读数不准确、弹簧秤的精度不高等;(2)改进后的实验步骤更简便了,现象更直观了,也有利于减小测量误差,而且可多次连续测量,得出的实验结论更有说服力;(3)观察图象可知,物体的重力为4.5N,物体下表面所处深度h=8cm时,弹簧测力计的示数为3N,故物体所受浮力为4.5N−3N=1.5N;
点睛:(1)图一是阿基米德原理实验的过程,主要是比较物体所受浮力与排开的水的重力的大小.造成误差的原因可能是多方面的,可分别从仪器本身、操作过程等方面进行分析;(2)改进后的实验,步骤更简便了,现象更直观了,也有利于减小测量误差,而且可多次连续测量,得出的实验结论更有说服力;(3)通过读图,用物体在空气中的重力,减去当h=8cm时弹簧测力计的拉力,就可以得到它受的浮力.
五、综合题:(本大题共2小题,33题8分、34题8分,共16分)
24. 六一节,小明一家去公园游玩,看到如图所示的新型太阳能电动观光车,该车的整车质量为400kg。(g取10N/kg)
(1)若车上坐的人的总质量是200kg,车轮与地面的接触总面积为0.05m2,则观光车坐上人后静止时对水平地面的压强是多大?
(2)观光车以5m/s的速度在水平路面上匀速行驶时,受到的平均阻力是200N,则5min内观光车克服阻力做的功是多少?
(3)从环保角度分析,太阳能电动观光车与普通汽车相比,具有哪些优点?(写出2条)
【答案】(1)1.2×105Pa;(2)3×105J;(3)节能、噪声小
【解析】
【详解】解:(1)观光车坐上人后静止时对水平地面的压力为
F=G总=m总g=(m车+ m人) g=(400kg+200kg)×10 N/kg=6000N
则观光车坐上人后静止时对水平地面的压强为
(2)5min内观光车行驶的路程为
则5min内观光车克服阻力做的功为
W=fs=200N×1500m=3×105J
(3)太阳能电动观光车使用太阳能,优点是节能、噪声小、无尾气、不污染环境。
答:(1)观光车坐上人后静止时对水平地面的压强为1.2×105Pa;
(2)5min内观光车克服阻力做的功为3×105J;
(3)太阳能电动观光车与普通汽车相比,具有节能、噪声小、无尾气、不污染环境等优点。
25. 在实现登月“访吴刚、会嫦娥”千年夙愿的同时,我们一直在追寻着下海“闯龙宫、见龙王”的梦想。如图是我国第一台自行设计、自主研制的“蛟龙号”载人潜水器。(如图所示,其主要技术参数如下表)。
2012年6月24日,在太平洋马里亚纳海沟,“蛟龙” 号进行了第四次下潜,首次突破了7000米水深,并且在7020米的最大深度成功坐底,创造了世界同类潜水器下潜的纪录。“上九天揽月、下五洋捉鳖”成为现实。
(1)运用你学过的知识说明,潜水器“下五洋”最大的困难是什么?
(2)若“蛟龙号”到达7000m深的海底世界时,“蛟龙”号至少承受的压强是多大?如果潜水器的一个观测孔的面积约为300cm2,则海水对该观测孔的压力约为多大?
(3)“蛟龙”号采用“深潜器无动力下潜上浮技术”,其两侧配备4块相同的压载铁块(压载铁就挂在潜水器下腹部两侧的凹槽内)。当其到达设定深度时,可抛卸其中2块压载铁块,使其处于悬浮状态,从而实现各种实验作业。粗略计算(可忽略压载铁的体积对浮力的影响)压载铁块的体积为多大时,才能使“蛟龙”号最大负载时实现悬浮静止状态?(海水的密度取1.0×103kg/m3,铁的密度是7.9×103kg/m3,计算结果保留整数)
【答案】(1)克服深海水产生的巨大压强;(2)7×107Pa, 2.1×106N;(3)4m3
【解析】
【详解】(1)因为潜水器要到深海处,而深海处的海水压强非常大,所以潜水器的外壳必须能够承受所处位置处的海水所产生的压力,因此“下五洋”最大的困难是潜水艇能否承受巨大的水的压强。
(2)“蛟龙”号至少承受的压强是
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa
海水对该观测孔的压力
F=ps孔=7×107Pa×300×10-4m2=2.1×106N
(3)“蛟龙”号受到的浮力
F浮=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×8.2m×3m ×3.4m=836400N
“蛟龙号”悬浮时,所受浮力和重力是平衡力,“蛟龙”号最大负载时总重
G=F浮=836400N
由G=mg得总的质量为
所以铁块的质量
铁块的体积为
答:(1)克服深海水产生的巨大压强;
(2)海水对“蛟龙号”外壳的压强是7×107Pa,海水对该观察窗口的压力是2.1×106N;
(3)压载铁块的体积约为4m3时,才能使“蛟龙”号最大负载时实现悬浮静止状态。规格:长8.2m 宽3.0m 高3.4m
空重:22t(不含乘员体重及压载铁重)
最大载荷:220kg(不包括乘员体重)
最大速度:25节(巡航1节)
目前最大下潜深度:7000m
乘员:3人(每名乘员的体重不超过80kg)
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