黑龙江省大庆市肇源县五校联考2023-2024学年八年级下学期5月期中物理试题(学生版+教师版)
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考生注意:本试卷g=10N/g
一、单选题:本大题共15小题,1-10题每题3分,11-15每题2分,共40分
1. 下列估测数据最符合实际的是( )
A. 一个鸡蛋在盐水中漂浮时受到的浮力约为0.5N
B. 千山最顶峰的大气压约为
C. 一名中学生站立时对水平地面的压强约为600Pa
D. 物理课本对水平桌面的压力约为30N
【答案】A
【解析】
【详解】A.一个鸡蛋的质量在50g=0.05kg左右,受到的重力为
G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
漂浮时受到的浮力等于其重力,约为0.5N,故A符合题意;
B.大气压随海拔高度的增加而减小,千山最顶峰的海拔高度较高,大气压小于1.0×105Pa,故B不符合题意;
C.中学生的体重在G=500N左右,双脚站立时与水平地面的接触面积在0.05m2左右,双脚对水平地面的压强在
左右,故C不符合题意;
D.物理课本的质量在300g=0.3kg左右,受到的重力为
G=mg=0.3kg×10N/kg=3N
对水平桌面压力等于其重力,约为3N,故D不符合题意。
故选A。
2. 电动平衡车现在很受年轻人的喜爱,如图所示中,关于小花同学站在平衡车上的情景的说法正确的是( )
A. 平衡车的重力与地面对它的支持力是一对平衡力
B. 小花受到的重力与平衡车对她的支持力是一对平衡力
C. 地面对平衡车的支持力与小花对平衡车的压力是一对平衡力
D. 车对地面的压力与平衡车对小花的支持力是一对相互作用力
【答案】B
【解析】
【详解】A.地面对平衡车的支持力大小等于人和平衡车的总重力,所以平衡车受到的重力和地面对平衡车支持力的大小不相等,则二力不是一对平衡力,故A错误;
B.小花受到的重力与平衡车对她的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故B正确;
C.地面对平衡车的支持力等于人和平衡车的总重力,小花对平衡车的压力等于小花的重力,大小不相等,则二力不是一对平衡力,故C错误;
D.平衡车对地面的压力大小等于人和平衡车的总重力大小之和,平衡车对小花的支持力等于人的重力,大小不相等,则二力不是一对相互作用力,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,沈清同学利用托里拆利实验测量大气压强的值,以下判断正确的是( )
A. 若换用密度比水银小的液体做实验,则大气压能支持液柱的高度会减小
B. 高原地区水的沸点比平原地区水的沸点低
C. 若把此装置顶部开一个小洞,水银会向上喷出
D. 此时大气压强等于760mm高水银柱所产生的压强
【答案】B
【解析】
【详解】A.液柱的长度为,由于大气压不变,若换用密度比水银小的液体做实验,则大气压能支撑的液柱高度会增大,故A错误;
B.高原地区的大气压比平原地区的小,因此高原地区的水的沸点比平原地区水的沸点低,故B正确;
C.若把此装置顶部开一个小洞,试管上端也存在大气压强,管内水银在重力作用下会下降,而不会向上喷,故C错误;
D.读图可知,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的竖直高度为750mm,因此,当时的大气压强等于750mm高水银柱产生的压强,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,下列说法错误的是( )
A. 每次实验时,让同一小车从同一斜面顶端静止下滑
B. 实验时小车偶尔会滑出木板外,可将这次实验下滑高度降低
C. 实验表明:小车受到阻力越小,滑行距离越远
D. 若水平面光滑且足够长,小车下滑至水平面后将做匀速直线运动
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.实验中,我们让同一小车从同一斜面顶端静止下滑,目地是为了让小车每次到达水平面时的速度都相同,便于比较,故A正确,不符合题意;
B.实验中运动的小车会滑出板外,说明车到达斜面底端的速度大,可以将实验下滑的高度降低,但不是只有这一次下降,故B错误,符合题意;
C.实验表明,小车在木板表面运动的距离最远,说明小车受到摩擦力越小,运动的距离越远,故C正确,不符合题意;
D.接触面越光滑,摩擦力越小,小车的速度减小得慢。由此推理得出:假如小车受到的阻力为零,小车将做匀速直线运动,故D正确,不符合题意。
故选B。
5. 下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,可以说明物体浸没在液体中越深,所受的浮力越大
B. 图乙中,同一密度计在两种液体中所受浮力相等,两种液体的密度
C. 图丙中,小李洗水果时,发现体积较小的油桃漂浮在水面上,体积较大的芒果沉在水底,则油桃受到的浮力大于芒果受到的浮力
D. 质量相等的实心铜球和实心铁球全部浸没在水里,铁球受到的浮力大()
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据阿基米德原理可知,浮力与液体的密度、排开液体的体积有关,与物体的体积、物体浸入液体中的深度无关,故A错误;
B.同一密度计测量不同的液体的密度时,都处于漂浮状态,受到的浮力始终等于密度计的重力,由F浮=ρ液gV排可知露出的体积越大(排开液体的体积越小),液体的密度越大,两种液体的密度ρa<ρb,故B错误;
C.由图可知,油桃排开水体积小于芒果排开水的体积,根据F浮=ρ液gV排可知油桃受到的浮力小于芒果受到的浮力,故C错误;
D.因ρ铜>ρ铁,则由可知质量相等时,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D正确。
故选D。
6. 形状不同的物体都浸没在同种液体中,所受浮力相等,则它们( )
A. 质量一定相等B. 体积一定相等
C. 密度一定相等D. 一定都是实心物体
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】由阿基米德原理公式 可知,不同物体浸在同种液体中时,所受浮力大小与物体排开液体的体积成正比;因为形状不同的物体所受浮力相等,所以它们排开液体的体积是相等的,又因为它们都浸没在液体中, ,所以它们的体积也一定相等。
故选 B 。
7. 如图所示,甲、乙两个质量相同的实心圆柱体放在水平地面上,则下列判断正确的是( )
A. 甲的密度大,甲对水平面压力大
B. 甲的密度小,乙对水平面压强大
C. 甲的密度小,乙对水平面压力大
D. 甲的密度大,甲对水平面压强大
【答案】D
【解析】
【详解】由题意知:m甲=m乙,由图知:体积V甲<V乙,则根据可知:ρ甲>ρ乙;因甲、乙两个均匀的实心圆柱体放在水平地面上,则甲乙对水平地面的压力为
F甲=G甲=m甲g
F乙=G乙=m乙g
由m甲=m乙得F甲=F乙,由图知:底面积S甲<S乙,则根据可知:p甲>p乙。故ABC错误,D正确。
故选D。
8. 体积相同的三个实心物体A、B、C浸没水中,物体的浮沉情况如图所示。下列分析正确的是( )
A. 物体C的密度最大,重力最大
B. 三个物体受到的浮力不相等
C. 物体A上浮至漂浮,所受浮力一直不变
D. 三个物体都处于平衡状态
【答案】A
【解析】
【详解】AB.在同种液体中,A上浮说明A所受的浮力大于它所受的重力,且A的密度小于水的密度;B悬浮说明B所受的浮力等于B所受的重力,且B的密度等于水的密度;C下沉说明C所受的浮力小于C所受的重力,且C的密度大于水的密度。由于物体的体积相等,则由浮力公式可知,它们在水中受到的浮力相等,则可判断C的密度最大,重力最大。故A正确,B错误;
C.物体A接触水面之前,所受的浮力不变;A露出水面的过程中,排开液体的体积变小,因此浮力变小。则物体A上浮至漂浮的过程中所受浮力先不变后变小。故C错误;
D.A和C物体受力不平衡,处于非平衡状态;只有物体B所受的合力为0,保持静止状态,属于平衡状态。故D错误。
故选A。
9. 将剥皮前和剥皮后的同一个桔子分别放入两个装水的容器中,桔子静止时如图所示。下列分析正确的是( )
A. 剥皮前后桔子排开水的重力一样大
B. 剥皮后的桔子受到的浮力大
C. 剥皮前的桔子受到的浮力大
D. 剥皮后的桔子所受浮力大于它的重力
【答案】C
【解析】
【详解】橘子两次受到的浮力不一样,剥皮前橘子处于漂浮状态,浮力等于重力,剥皮后橘子沉底,浮力小于重力,且剥皮后橘子的重力变小,所以剥皮后所受的浮力小于剥皮前所受的浮力,根据阿基米德原理剥皮前的橘子排开水的重力大,故C正确,ABD错误。
故选C。
10. 小东将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤上,按实验操作规范将溢水杯中装满水,如图甲所示。然后将一木块()轻轻放入溢水杯的水中,木块最终漂浮在水面,并用小烧杯承接溢出的水,如图乙所示。则下列四个选项中判断正确的是( )
A. 甲图中电子秤示数大小等于乙图中电子秤示数大小
B. 甲图和乙图中溢水杯对电子秤的压强不相等
C. 木块在水中漂浮时,木块受到的重力大于木块排开水的重力
D. 甲图中水对溢水杯底的压强比乙图中水对溢水杯底的压强小
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由乙图知木块处于漂浮状态,木块受到的浮力等于其重力,再由阿基米德原理知浮力等于排开液体受到的重力,所以物体的重力等于排开液体的重力,所以甲、乙图中电子秤示数大小相等,所以有甲、乙图中溢水杯对电子秤的压力相同,根据可知,甲图和乙图中溢水杯对电子秤的压强相等,故A正确,B错误;
C.由阿基米德原理和漂浮条件知木块在水中漂浮时木块受到的重力等于木块排开水的重力,故C错误;
D.由图知甲、乙溢水杯中水的高度相同,根据p=ρ水gh知甲、乙图中水对溢水杯底的压强相等,故D错误。
故选A。
11. 如图所示,盛有水的容器静止在水平桌面上。容器重1N,容器中水重7N,容器顶部和底部的面积均为100cm2,顶部到底部的高度,侧壁上有一开口弯管,弯管内的水面高度,水的密度为,下列选项中正确的是( )
A. 水对容器顶部的压强为600PaB. 水对容器底部的压强为600Pa
C. 水对容器底部的压力为7ND. 容器对桌面的压力为8N
【答案】D
【解析】
【详解】A.容器顶部水的深度为
水对容器顶部的压强
故A错误;
B.容器底部水的深度为
水对容器底部的压强
故B错误;
C.水对容器底部的压强
容器底部的面积为
则水对容器底部的压
故C错误;
D.容器对桌面的压力等于容器和水的总重力8N,故D正确。
故选D。
12. 如图所示,水平桌面上放有两个完全相同的容器甲、乙,分别盛有质量相同的不同液体,液体的高度相同,则液体对甲、乙两容器底部的压力、,甲、乙容器对水平桌面的压强、的关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】水平桌面上,甲、乙两容器中两种液体质量相同,由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积,由可知,;又因为两容器中液体的深度相同,由可知,两液体对容器底部压强,根据可知,液体对甲、乙两容器底部的压力;水平桌面上,甲、乙两个相同容器中两种液体质量相等,则甲、乙的总重力相等,故对桌面的压力,由图知,由可知,两容器对桌面的压强;综上所述,C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
13. 密度为的实心木块,轻放于足够深的水中,木块静止后,浸入水中的体积与木块体积之比为( )
A. 3∶4B. 4∶1C. 1∶4D. 1∶1
【答案】A
【解析】
【详解】因为木块漂浮于水面上,所以
由,知道
所以
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
14. 下列说法错误是( )
A. 煮饺子时饺子在水中下沉过程中受到水的压强变大。
B. 将同一长方体分别以水平和竖直的方式放置在水中,长方体静止时如图1所示,两次放置时水对长方体上、下表面的压强差不相等,压力差相等。
C. 如图2所示,铁块浸没在水中,向杯中加盐并轻轻搅动后,测力计示数会变大
D. 同一木块分别投入两种液体中,静止时如图3所示,木块的下表面受到的A、B两种液体的压强一样大
【答案】C
【解析】
【详解】A.饺子在水中下沉的过程中,饺子在水中的深度变大,由p=ρgh知道,所受水的压强变大,故A正确,不符合题意;
B.长方体物块悬浮在水中,说明受到水的浮力不变,而浮力等于物体上下表面受到水的压力差,所以长方体物块上下表面受到水的压力差不变;而长方体物块上下表面受到水的压强差,竖直放置比水平放置上下表面积小,所以长方体物块上下表面受到水的压强差不相等,故B正确,不符合题意;
C.铁块浸没在水中,向杯中加盐并轻轻搅动后,由知道,铁块受到浮力增大,由平衡条件知道,测力计示数会变小,故C错误,符合题意;
D.由于木块漂浮,故根据浮力产生的原因下表面受到的压力等于浮力,浮力等于重力,同一木块重力相同,故浮力相同,故压力相同即
F1=F2
由 知道,木块的下表面受到的A、B两种液体的压强一样大,故D正确,不符合题意。
故选C。
15. 同一个鸡蛋在三杯液体中呈现出如图所示的三种状态,已知三个杯子完全相同,放入鸡蛋后液面相平,则下列物理量间的关系正确的是( )
A. 杯子中液体的密度B. 杯感受到液体压强
C. 杯对水平面的压力D. 鸡蛋受到的浮力
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,鸡蛋在甲、乙、丙杯中分别处于下沉、悬浮、漂浮状态。
A.根据浮沉条件可知:物体下沉时ρ甲<ρ物,物体悬浮时ρ乙=ρ物,物体漂浮时ρ丙>ρ物,所以
ρ甲<ρ乙<ρ丙
故A错误;
B.由图可知:甲、乙、丙三种情况下杯子里的液体深度相同,且
ρ甲<ρ乙<ρ丙
根据p=ρgh可知
p甲<p乙<p丙
故B正确;
C.由图可知:甲、乙、丙,三种情况下杯子里的液体的体积
V甲=V乙<V丙
则根据
G=mg=ρVg
可知
G甲<G乙<G丙
由于鸡蛋和容器是相同的,根据
F=G液+G鸡蛋+G容器
可知:容器对水平面的压力
F甲′<F乙′<F丙′
故C错误;
D.根据浮沉条件可知:物体下沉时F甲浮<G物,物体悬浮时F乙浮=G物,物体漂浮时F丙浮=G物,所以
F甲<F乙=F丙
故D错误。
故选B。
二、填空题:本大题共7小题,每空1分,共18分。
16. 一艘船的质量为,最大载重量是,则它满载时的排水量为______t,受到的浮力是______N。这艘船装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 1.7×106 ②. 1.7×1010 ③. 变大
【解析】
【详解】[1][2]因为船漂浮,所以满载时受到的浮力为
而由阿基米德原理可知,船满载时的排开水的重力为
它满载时的排水量为
[3]这艘船装上货物后,发现船身下沉了一些,船的重力增加,则它受到的浮力将变大。
17. 我们经常看到这样的现象:在无风的天气,汽车在马路上快速驶过以后,马路两边的树叶会随风飘动,如图所示,汽车向左行驶,马路两边的树叶会沿着A、B、C哪一个方向飘动_________,理由是:_________。
【答案】 ①. A ②. 流速大的地方压强小
【解析】
【详解】[1][2]因为汽车快速行驶时,马路中间的空气流速大,空气压强小;马路两边的空气流速小,压强大。所以两边的气压大于马路中央的气压,树叶在马路两边气压的作用向马路中央运动,即向A方向飘动。
18. 如图是实心球离开手后在空中的运动轨迹(不考虑空气阻力的影响),如果实心球运动到最高点Q时,所受的外力全部消失,实心球将( )
A. “静止”B. “沿a方向运动”
C. “沿b方向运动”D. “沿c方向运动”
【答案】B
【解析】
【详解】当实心球运动到最高点Q时,在竖直方向速度是零,但由于惯性,在水平方向仍然运动,若此时所受的外力全部消失,由牛顿第一运动定律知道,实心球将沿水平方向做匀速直线运动,即沿a方向运动,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
19. 如图所示,放在水平地面上的物体,受到水平推力、的作用而处于静止状态,此时物体受到的摩擦力为______N;若仅撤去,则物体所受合力为______N。
【答案】 ①. 5 ②. 0
【解析】
【详解】[1]同一直线上方向不同的两个力的合力为两个力之差,方向与较大力的方向相同,故F1、F2合力为
8N-3N=5N
方向水平向右,此时物体静止,故摩擦力与此合力大小相等,为5N,方向水平向左。
[2]由上面可知,若仅撤去,物体仍静止,为平衡状态,故合力为0。
20. 如图所示,A、B两物体叠放在水平桌面上受到两个水平拉力而保持静止,已知,。那么物体A受的摩擦力大小为______N,水平桌面对物体B的摩擦力为______N。
【答案】 ①. 6 ②. 4
【解析】
【详解】[1][2]以A作为研究对象,水平方向上受到向右的6N的拉力,A保持静止,则它有向右滑动的趋势,因此受到向左6N的摩擦力。对于B作为研究对象,它受到向左2N的拉力F2,由于物体间力的作用是相互的,因此B要受到A对它6N的摩擦力,方向水平向右,B保持静止,则水平桌面对B的摩擦力为
f=6N-2N=4N
该摩擦力的方向为水平向左。
21. 把一个质量为90g、体积为100cm3的玩具球,轻轻放入盛满水的烧杯中,当玩具球静止时,溢出水的质量为______g。把此玩具球轻轻放入盛满酒精的烧杯中,放手后玩具球将______,(选填“下沉”“漂浮”或“上浮”)当玩具球静止时,溢出酒精的质量为______g,静止时该玩具球受到的浮力是______N(酒精密度为,烧杯足够大)。
【答案】 ①. 90 ②. 下沉 ③. 80 ④. 0.8
【解析】
【详解】[1]根据题意可知,物块的密度为
可得
所以物块轻轻放入盛满水的烧杯中,物块将漂浮;由漂浮条件和阿基米德原理可得,物块受到的浮力
即
所以
[2][3][4]因为
所以物块轻放入盛满酒精的烧杯中,物块将下沉,则物块排开酒精的体积
溢出酒精的质量为
物块所受的浮力为
22. 为了测量大气压强,小明选择的器材有:2.5mL的注射器、0~10N的弹簧测力计、刻度尺和细线。
(1)实验步骤如下:
①如图甲,用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度l=______cm;
②如图乙,把注射器活塞推至筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,水平向右慢慢拉动注射器筒。当注射器中的活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F=______N;
③小明所测得的大气压强值为______Pa;
(2)实验室还有10mL注射器,其活塞的横截面积为2cm2,小明认为不能采用10mL注射器来估测大气压的值,其理由是如果采用10mL注射器______(写出公式及计算过程,大气压强取)。
【答案】 ①. 4.00 ②. 6.2 ③. 0.992×105 ④. 大气压力太大,超过弹簧测力计的量程
【解析】
【详解】(1)[1]由左图知道,注射器有刻度部分的长度
L=4.00cm
[2]由右图知道,弹簧测力计的分度值是0.2N,所以拉力大小是6.2N
[3]注射器容积
V=2.5mL=2.5cm3
故活塞的横截面积为
则所测大气压强
(2)[4]大气压约为105Pa,10mL注射器的活塞的横截面积为2cm2,即0.0002m2时,由 知道
因为已知弹簧测力计量程为10N,超过了测力计的量程,所以小明不能采用10mL注射器来估测大气压的值。
三、作图题:本大题共4小题,每小题2分,共8分
23. 请在图中画出正在加速下潜的潜水艇所受的重力和浮力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】潜水艇在水中受到竖直方向的重力和浮力作用,因为正在加速下潜,所以重力大于浮力,如图所示:
24. 如图,小明静止站在水平匀速向右运动的平板小车上。画出小明的受力示意图,O点为人的重心。
【答案】
【解析】
【详解】已知O点为小明的重心,小明受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,两个力的作用点都在重心上,故从重心作竖直向下的重力和竖直向上的支持力;因为这两个力是一对平衡力,所以作图时两条线段长度要相等。如图所示:
25. 如图所示,雨燕沿虚线方向匀速直线自由飞翔,在图中O点画出雨燕所受力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】如图所示,雨燕沿虚线方向匀速斜向上飞翔时,处于平衡状态,受到竖直向下的重力的作用和竖直向上的升力的作用,两个力大小相等,作用点画在重心O点,如图所示:
26. 如图所示,带支架的小车沿水平面向左做直线运动,小球A用细线悬挂于支架左端,放在小车右端的物块B相对于小车始终静止。某时刻观察到细线偏离竖直方向角,请画出此时物块B的受力示意图。
【答案】
【解析】
【详解】小车沿水平面向左做直线运动,且细线偏离竖直方向角,说明小车向左做减速运动,物块B相对于小车静止但此时物体相对于小车有向左运动的趋势,所以在水平方向上受到与相对运动趋势方向相反的摩擦力。竖直方向物体受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力。如图所示:
四、实验探究题:本大题共2小题,24题(1)1分,其余每空2分,共21分。
27. 小龙在“探究影响浮力大小因素”的实验中,有以下4种猜想:
猜想1:浮力的大小与液体的密度有关;
猜想2:浮力的大小与物体的形状有关;
猜想3:浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关;
猜想4:浮力的大小与物体所受重力大小有关;
(1)如图甲小龙用手把开口朝上的饮料端按入水中,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______;
(2)为了验证猜想1和4,选用了体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N、4.5N和5N,然后进行如图乙所示的实验:
①在序号为a的实验中物体A所受的浮力为______N;
②比较______三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关;
比较______三次实验,可以得出结论:浮力的大小与物体的重力无关;
(3)为了验证猜想2,小龙用两块橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图丙的实验,由此小龙得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小珍认为结论不可靠,主要原因是______。
【答案】 ①. 3 ②. 1 ③. ade ④. abc ⑤. 没有控制这两块橡皮泥排开液体的体积相同
【解析】
【详解】(1)[1]如图,把开口朝上的饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,说明饮料罐浸入液体的体积越多,手会感到越吃力,说明饮料罐受到的浮力越大;所以这个事实可以支持猜想3。
(2)①[2]图a中物体浸在液体中弹簧测力计的示数为3N,根据称重法可求A物体所受的浮力为
②[3]要探究浮力大小与液体的密度有关,就要控制排开液体体积相同,物体浸入不同密度的液体中进行实验;如图乙所示,比较ade三次实验,同一个物体A分别浸入水、酒精和浓盐水三种不同密度的液体中,测出它们各自受到的浮力大小,可以验证浮力大小与液体的密度有关。
[4]要探究浮力的大小与物体的重力是否有关,需要把不同重力、相同体积的物体完全浸入相同的液体中进行实验;如图乙所示,比较abc三次实验,三个重力不同的圆柱体A、B、C都完全浸入到水中,测出它们各自受到的浮力大小,可以验证浮力的大小与物体的重力无关。
(3)[5]要探究浮力的大小与物体的形状是否有关,需要把体积相同、形状不同的物体浸没到相同液体中进行实验;如图丙所示,两块不同形状的橡皮泥被浸入水中,但没有控制这两块橡皮泥排开液体的体积相同,所以这个结论不可靠。
28. 某实验小组利用弹簧测力计、石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)你认为最合理的实验顺序是______。把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为______N;
(2)根据实验中获得的实验数据可知,物体的体积是______cm3,由以上步骤可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于______;
(3)另一组实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部浸没在水中,其他步骤正确,则______(填“能”或“不能”)与(2)相同的结论;
(4)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理的是______。
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
【答案】 ①. DABC ②. 1.4 ③. 140 ④. 物体排开液体所受重力的大小 ⑤. 能 ⑥. A
【解析】
【详解】(1)[1]为了减小误差,在小桶接水前,应先测出空桶的重力,同时为了减少弹簧测力计悬挂物体的次数,故应先测空桶重,继而测出物体重,物体浸没在水中后测力计的示数,最后测出小桶和溢出水的总重,所以合理的实验顺序为DABC。
[2]由图B知道,测力计的分度值为0.2N,示数为3.8N,故石块的重力G=3.8N;把石块浸没在盛满水的溢水杯中,根据称重法可知石块受到的浮力大小
(2)[3]由知道,石块排开液体的体积
石块的体积
[4]比较AB之差和CD之差知道,浸在液体中的物体所受浮力的大小等于排开的液体的重力。
(3)[5]阿基米德原理对完全浸没的物体和部分浸入液体中的物体都是适用的,所以,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,也能得到相同的结论。
(4)[6]本实验是“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”属于探究性实验,多次测量找普遍规律。
A.测量型实验多次测量取平均值减小误差,此实验为探究型,不能求平均值,故A不合理;
B.用原来的方案将水换成酒精进行多次实验,找出普遍规律,故B合理;
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验,找出普遍规律,故C合理;
故选A。
五、计算题:本大题共2小题,26题6分,27题7分,共13分
29. 如图甲所示,盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上静止,现用一根轻质细绳(绳的粗细和重力均不计),将一圆柱体物体M挂在弹簧测力计下,让M从水面上方沿竖直方向缓慢浸入水中(水始终未溢出,且M未接触容器底),弹簧测力计示数F的大小随圆柱体的下表面浸入水中深度之间的关系如图乙所示。(不考虑水的阻力)求:
(1)物块完全浸没在水中时受到的浮力;
(2)物块的体积;
(3)物块的密度。
【答案】(1)8N;(2)8×10-4m3;(3)3×103kg/m3
【解析】
【详解】解:(1)由图像可知,弹簧测力计的最大示数,此时物块未浸入水中,则物块重力
物块浸没在水中时弹簧测力计的示数,则物块完全浸没在水中受到的浮力
(2)由得,物块的体积
(3)物块的质量
物块的密度
答:(1)物块浸没在水中受到的浮力为8N;
(2)实心物块的体积是8×10-4m3;
(3)实心物块的密度为3×103kg/m3。
30. 小华把一块体积为10cm3、密度为2×103kg/m3的立方体橡皮泥块,放在足够多的水中时,橡皮泥沉入水底;当把这块橡皮泥捏成一只小船时,便能漂浮在水面上。请你尝试进行以下计算:
(1)橡皮泥块浸没在水中时排开水的体积是多少立方米?
(2)橡皮泥块浸没在水中时受到的浮力是多少牛?
(3)橡皮泥小船漂浮时受到的浮力是多少牛?
(4)橡皮泥小船漂浮时排开水的体积是多少立方米?
【答案】(1)1×10-5m3;(2)0.1N;(3)0.2N;(4)2×10-5m3
【解析】
【详解】解:(1)因为橡皮泥块浸没在水中时排开水的体积等于橡皮泥自身的体积,所以橡皮泥块浸没在水中时排开水的体积为
V排=V=10cm3=1×10-5m3
(2)浸没在水中时受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-5m3=0.1N
(3)橡皮泥的质量为
m=ρV=2×103kg/m3×1×10-5m3=0.02kg
橡皮泥小船漂浮时受到的浮力
F浮′=G=mg=0.02kg×10N/kg=0.2N
(4)橡皮泥小船漂浮时排开水的体积
答:(1)橡皮泥块浸没在水中时排开水的体积是1×10-5m3;
(2)橡皮泥块浸没在水中时受到的浮力是0.1N;
(3)橡皮泥小船漂浮时受到的浮力是0.2N;
(4)橡皮泥小船漂浮时排开水的体积是2×10-5m3。
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