辽宁省鞍山市铁东区2023-2024学年八年级下学期期中物理试题
展开1. 关于力现象,下列说法正确的是( )
A. 两个物体只要相互接触,就一定发生力的作用
B. 推力、拉力、支持力都属于弹力
C. 空心的足球没有重心
D. 摩擦力总是阻碍物体相对遥动,所以摩擦力总是充当阻力
【答案】B
【解析】
【详解】A.两个物体相互接触,如果没有推拉提压等作用,就不会发生力的作用,故A错误;
B.物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力,平时所说的推、拉、提、压、支持等力,都属于弹力,故B正确;
C.所有物体都有重心,空心的足球重心在它的球心,故C错误;
D.摩擦力总是阻碍物体相对运动,但是摩擦力不总是充当阻力,也可能充当动力,如传送带上的物体受到的摩擦力充当了动力,故D错误。
故选B。
2. 宇航员想在飞船中进行下列实验,其中不能完成的是( )
A. 用测力计测拉力B. 用卷尺测距离
C. 用量筒测液体的体积D. 用秒表测时间
【答案】C
【解析】
【详解】A.用测力计测拉力,拉力使弹簧发生形变而产生的,与重力无关,可以完成,故A不符合题意;
B.用卷尺测距离,与重力无关,可以完成,故B不符合题意;
C.用量筒测液体体积,需要将液体装入量筒,失重状态下液体不能倒入量筒,不可以完成,故C符合题意;
D.用秒表测时间,与重力无关,可以完成,故D不符合题意。
故选C。
3. 下列现象中,防止惯性的是( )试卷源自 每日更新,会员下载免费且不限量。A. 跳远运动员助跑跳远B. 拍打窗帘清除浮尘
C. 汽车配备安全带和安全气囊D. 撞击锤柄下端套紧锤头
【答案】C
【解析】
【详解】A.跳远运动员助跑跳远,这是为了利用自身的惯性来提高跳远成绩,故A不符合题意;
B.拍打窗帘时,窗帘由于受到力的作用由静止变为运动,而浮尘由于惯性仍要保持原来的静止状态,所以浮尘会与窗帘分离,这是利用了浮尘的惯性,故B不符合题意;
C.汽车配备安全带和安全气囊,当汽车与前方物体发生碰撞时,人由于惯性会继续向前运动而与汽车发生碰撞,此时安全带和安全气囊可以一定程度上防止惯性带来的伤害,故C符合题意;
D.锤头和锤柄原来一起向下运动,撞击锤柄下端时锤柄停止运动,而锤头由于惯性还要保持原来的运动状态,于是锤头就套紧在锤柄上,这是利用了锤头的惯性,故D不符合题意。
故选C。
4. 如图所示,这是一个在标准大气压下完成的托里拆利实验,原来玻璃管竖直,后来让玻璃管倾斜,水银充满全管,如图所示。下列说法错误的是( )
A. 玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
B. 玻璃管竖直时,上端无水银的部分肯定是真空的
C. 玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷出
D. 将实验装置移到山上,玻璃管内、外水银面的高度差将小于76cm
【答案】C
【解析】
【详解】A.玻璃管倾斜后,水银充满全管。大气压不变,倾斜后管内水银的高度减小,所以水银对玻璃管上端有压强,故A正确,不符合题意;
B.玻璃管倾斜后能够充满全管,说明上端无水银的部分肯定是真空,若不是真空,管内水银不会充满全管,故B正确,不符合题意;
C.上端碰出一小孔,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,符合题意;
D.因为大气压随高度的升高而降低,故将此装置从山脚移到山顶,管内被托起的水银将下降,即管内外水银面的高度差将小于76cm,故D正确,不符合题意。
故选C。
5. 下列关于生活中的实际问题,解释正确的是( )
A. 医生用针筒把药水推入病人肌肉中,是利用了大气压的作用
B. 拦水大坝做得“上窄下宽”是因为液体压强随高度增大而增大
C. 人潜入较深水中时,必须穿潜水服,是因为液体内部朝各个方向都有压强
D. 鸡蛋碰石头时,鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力大小相等,是相互作用力
【答案】BD
【解析】
【详解】A.肌肉注射时,向前推活塞,针筒内压强增大,大于人的体内压强,所以将药水压入人肌肉中,与大气压无关,故A错误;
B.根据可知,在液体密度一定时,液体压强与深度成正比,拦水大坝做得“上窄下宽”是因为液体压强随高度增大而增大,故B正确;
C.根据可知,在液体密度一定时,液体压强与深度成正比,人潜入较深的水中时,压强很大,必须穿潜水服,是因为液体压强随高度增大而增大,故C错误;
D.鸡蛋碰石头时,鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力大小相等,是相互作用力,故D正确。
故选BD。
6. 如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上现用一水平力F,向右缓慢地推木板,使其一部分露出桌面如图乙所示,在推木板的过程中木板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是( )
A. F、p不变,f变大B. F、f不变,p变大
C. F变小,p、f变大D. F、f不变,p变小
【答案】B
【解析】
【详解】水平面上物体的压力和自身的重力相等,向右缓慢地推木板的过程中,木板对桌面的压力F不变,且向右缓慢地推木板的过程中受力面积变小,由可得木板对桌面的压强p变大;向右缓慢地推木板的过程中,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力f不变,故选B。
7. 如图这种图像如果在横纵坐标加上适当的物理量及单位。可以用来描述( )
A. 物体所受重力大小与质量的关系
B. 滑动摩擦力大小与接触面积的关系
C. 浸没在液体中的物体所受浮力与在液体中所处深度的关系
D. 匀速直线运动的物体速度与时间的关系
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.物体所受的重力与物体的质量成正比,横坐标表示质量,纵坐标表示重力时,图像应为一条过原点的倾斜直线,故A不符合题意;
B.滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,与接触面积无关,所以当横坐标表示接触面积,纵坐标表示滑动摩擦力的大小时,形成的图像是一条平行于横轴的直线,故B符合题意;
C.由阿基米德原理可知,物体所受的浮力与液体密度以及排开液体的体积有关,当物体浸没在某种液体中时,液体密度不变,排开液体的体积也不变,所受浮力不变,不会随着在液体中所处深度的变化而变化,所以当横坐标表示物体在液体中所处的深度,纵坐标表示浸没在液体中的物体所受浮力时,形成的图像是一条平行与横轴的直线,故C符合题意;
D.做匀速直线运动的物体速度大小始终不变,不随时间的变化而变化,当横坐标表示时间,纵坐标表示速度时,形成的图像是一条平行横轴的直线,故D符合题意。
故选BCD。
8. 自行车是我们熟悉的交通工具,从自行车的结构和使用来看,它涉及不少有关力学的知识。以下各项内容中叙述正确的是( )
A. 旋紧自行车各种紧固螺丝,这是通过增大压力来增大摩擦
B. 自行车轮胎气不足时,对地面的压强变小
C. 坐垫呈马鞍型,它能够增大坐垫与人体的接触面积以减小臀部所受的压力
D. 链条生锈了,通常加润滑油是采用减小接触面粗糙程度的办法减小摩擦的
【答案】ABD
【解析】
【详解】.螺丝的脱落是由于螺丝与地面之间的摩擦力较小造成的,为了防止螺丝脱落因此要增大螺丝与螺丝轴之间的摩擦,将螺丝拧紧是通过增大压力的方法来增大摩擦力的,故A正确;
B.自行车轮胎气不足时,轮胎与地面的接触面积增大,在压力一定的情况下,受力面积越大压强越小,故B正确;
C.坐垫呈马鞍型,它能够增大坐垫与人体的接触面积以减小臀部所受的压强,而不是减小压力,故C错误;
D.给车轴加润滑油是通过使接触面之间形成油膜,减小接触面粗糙程度,来减小摩擦力,故D正确。
故选ABD。
9. 一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料,分别放在装有甲、乙两种液体的容器中,静止后饮料瓶的状态如图所示,此时甲、乙液面刚好相平。饮料瓶受到的浮力分别为和,甲、乙两种液体对容器底部的压强分别为和。则( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】CD.因同一塑料瓶和液体的重力不变,且塑料瓶在甲、乙中均漂浮,所以,塑料瓶在两液体中受到的浮力相等,即,故C不符合题意,D符合题意;
AB.由图可知,塑料瓶在甲中排开液体的体积大于在乙中排开液体的体积,由可知,,因两容器内液面刚好相平,即两容器内液体的深度相同,所以,由可知甲乙两种液体对容器底部的压强关系,故A不符合题意,B符合题意。
故选BD。
二、填空题(每空1分,共17分)
10. 生活中处处有物理。我们可以利用矿泉水瓶做小实验来说明一些物理知识。
(1)如图甲所示,用一根细绳拉着空矿泉水瓶在光滑的桌面上做匀速圆周运动,空矿泉水瓶的运动状态______(选填“发生”或“没有”)变化;
(2)如图乙,将空矿泉水瓶放倒在水平桌面上,用力向它的侧面吹气它会滚动,但用同样的力向它的底部吹气它却不容易滑动,这表明:滚动摩擦力______滑动摩擦力(选填“大于”或“小于”)。
(3)如图丙,用一水平推力推杯子的下部,杯子会沿桌面滑动;用同样大小的水平推力推杯子的上部,杯子会倾倒。这说明力的作用效果与力的______有关。
【答案】 ①. 发生 ②. 小于 ③. 作用点
【解析】
【详解】(1)[1]水瓶做匀速圆周运动时,运动方向发生改变,所以运动状态是变化的。
(2)[2]用同样的力向水瓶吹气,水瓶滚动起来比滑动起来更容易,这是因为在其它条件情况相同时,滚动摩擦力比滑动摩擦力小。
(3)[3]用一水平推力推杯子的下部,杯子会沿桌面滑动,用同样大小的水平推力推杯子的上部,杯子会倾倒,说明力的作用效果与作用点有关,力的作用点不同,力的作用效果不同。
11. 如图甲所示,探究压力的作用效果与受力面积的关系时,小明两手的食指分别沿水平方向用力顶在削好的铅笔两端,使它保持水平静止,左边食指受到铅笔的压力为,压强为,右边食指受到铅笔的压力为,压强为,则________,__________(均选填“>”“<”或“=”),小明又采用图乙所示方法探究,对比甲、乙两种方案,小红指出图乙的方法不合理,原因是:_____________。
【答案】 ①. = ②. < ③. 铅笔受重力作用,使两手指所受压力不相等
【解析】
【详解】[1]图甲铅笔处于静止状态,受到两手指的压力是一对平衡力,所以,两手指对铅笔的压力相等,由于手指对铅笔的压力与铅笔对手指的压力是一对相互作用力,所以,铅笔对手指的压力也相等,即。
[2]由图可知,右边食指的受力面积比较小,根据可知,右边食指受到的压强比较大,即。
[3]探究压力的作用效果与受力面积的关系时,要控制压力大小相同,两手指对铅笔的压力相等,而图乙中因铅笔受重力作用,压力大小不同,所以,图乙的方法不合理。
12. 科技小组同学自己制作弹簧测力计。他们选用弹簧甲和乙进行测试:在两根弹簧的下端分别挂相同钩码时,甲和乙的伸长不同,并画出弹簧伸长与所受拉力F的图像,如图所示。若要制作量程较大的弹簧测力计,量程最大可为______;若要制作精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧______(选填“甲”或“乙”);当两弹簧所受拉力均为2N时,甲的伸长量比乙多______cm。
【答案】 ①. 0~8N ②. 甲 ③. 2
【解析】
【详解】[1]由图像甲知道,当钩码的重力为4N时,甲弹簧伸长了6cm,而当拉力超过4N后,弹簧的伸长与拉力不再成正比,说明用它做成的弹簧测力计的量程为0~4N;由图像乙知道,当钩码的重力为8N时,乙弹簧伸长了4cm,而当拉力超过8N后,弹簧的伸长与拉力不再成正比,说明用它做成的弹簧测力计的量程为0~8N;所以,量程较大的弹簧测力计,它的量程最大可为0~8N。
[2]由图像知道,在拉力相同时,弹簧甲的伸长更明显,因此它适合制作精确度较高的测力计,弹簧乙的伸长更不明显,而且能承受较大的拉力,因此它适合制作量程较大的测力计。
[3]由图像甲知道,当钩码的重力为4N时,甲弹簧伸长了6cm,所以,当受拉力均为2N时,甲的伸长量
由图像乙知道,当钩码的重力为8N时,乙弹簧伸长了4cm,所以,当受拉力均为2N时,乙的伸长量
当两弹簧所受拉力均为2N时,甲的伸长量比乙多
13. 如图1手执毛笔竖直悬空静止,若手握笔杆的力增大。笔受到的摩擦力将______(选填“增大”,“减小”,“不变”);小明在纸上用毛笔向右匀速写出“一”字(如图2)。笔运行中笔毫向左弯由,此时笔毫受到摩擦力方向______;为防止白纸打滑,小明用较重的镇纸压住白纸(图2),则向右写字过程中镇纸______摩擦力(选填“受”、“不受”)。
【答案】 ①. 不变 ②. 水平向左 ③. 不受
【解析】
【详解】[1]手执毛笔竖直悬空静止,对毛笔进行受力分析,毛笔受自身竖直向下的重力和手对它竖直向上的摩擦力;摩擦力与重力是平衡力,若手握笔杆的力增大,重力不变,故摩擦力的大小不变。
[2]摩擦力是阻碍物体相对运动而产生的力,笔运行中笔毫向左弯曲,可判断此时是向右写字,则笔毫受到的摩擦力的方向是向左的。
[3]镇纸与白纸之间没有发生相对运动,且镇纸与白纸间没有相对运动的趋势,所以镇纸不受摩擦力。
14. 小明制作了一个简易气压计,观察大气压随高度的变化。
(1)如图甲所示,在玻璃瓶中倒入适量红色的水,再取一根两端开口的玻璃管。穿过密闭性好的橡皮塞插入水中,从管子上端______(选填“吹”或“吸”)气。使瓶内气体压强大于大气压,红水上升到瓶口以上适当位置,制成了简易气压计;
(2)带着厚手套手持该装置,将简易气压计从四楼移到一楼过程中,发现玻璃管内水柱______(选填“升高”或“降低”)。原因是大气压随高度的增加而______(选填“增大”或“减小”)。
【答案】 ①. 吹 ②. 降低 ③. 减小
【解析】
【详解】(1)[1]取一个瓶子,装入适量带红色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体,使瓶内气体压强大于大气压,水沿玻璃管上升到瓶口以上。
(2)[2][3]把自制气压计从四楼移到一楼过程中,由于高度减小,大气压增大,则瓶内的气压低于瓶外大气压,管内的水面变低;说明大气压随高度减少而增大,大气压随高度的增加而减小。
15. 如图甲所示,重为5N的物体A放在粗糙程度相同的水平地面上。用水平拉力F作用于物体A,拉力F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体A运动速度v与时间t的关系如图丙所示。由图像可知,0~6s内物体做 ___________ 运动;9~12s物体受到的合力为___________N。
【答案】 ①. 匀加速直线 ②. 6
【解析】
【详解】[1]由F-t图像可知,0~6s内的推力为9N,由v-t图像可知,速度随时间均匀增加,物体做匀加速直线运动。
[2]由F-t图象可知,6~9s内的推力为6N,由v-t图象可知,物体以v=6m/s的速度做匀速直线运动,处于平衡状态,因物体做匀速直线运动时受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,二力大小相等,所以,物体受到的滑动摩擦力为6N;由v-t图象可知,9~12s内物体做减速运动,由于物体受到的压力和接触面的粗糙程度均不变,因此物体受到的滑动摩擦力不变,仍为6N;9~12s物体受到的合力为
F合=f=6N
三、作图题(每题3分,共6分)
16. 如图,小球在AC之间来回摆动,请你画出小球在A位置处所受的力。
【答案】
【解析】
【详解】小球到达最高点A时,受到竖直向下的重力和沿绳子收缩方向的拉力的作用,作用点在球的重心位置,过球的重心分别做竖直向下与沿绳子收缩方向得带箭头的直线,分别表示重力与拉力,如图所示:
17. 如图是小明同学所抛出实心球的运动轨迹,实心球落地后在水平地面上滚动,画出球在滚动到B点时所受力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】实心球在B点时做减速运动,相对地面向右运动,水平方向受到地面对它水平向左的摩擦力,竖直方向受到重力和支持力,这些力的作用点可以标在实心球重心上,如图所示:
四、实验探究题(18题6分,19题,7分,20题9分,21题4分,共计26分)
18. 如图所示是研究阻力对物体运动影响的实验。
(1)同一小车分三次从同一斜面的______高度静止滑下,目的是为了使小车在水平面上开始运动时具有相同的______;
(2)减小图中水平面的粗糙程度,比较小车在不同表面滑行的最大距离,可以得出:在初速度相同时,水平面越光滑,小车受到的摩擦力越______,小车滑行的距离越______(选填“长”或“短”);
(3)从这个实验可以推理得出:若水平面绝对光滑,则小车会在水平面上做______运动;
(4)牛顿第一定律是建立在实验和______相结合的基础上。
【答案】 ①. 同一##相同 ②. 速度 ③. 小 ④. 长 ⑤. 匀速直线 ⑥. (科学)推理
【解析】
【详解】(1)[1][2]为了使小车在水平面上开始运动时,具有相同的速度,应让同一小车分三次从同一斜面的相同高度滑下,物理学中把这种方法叫做控制变量法。
(2)[3][4]减小图中水平面的粗糙程度,小车在不同表面滑行的距离越来越大;可以得出:在初速度相同时,水平面越光滑小车受到的摩擦力越小,小车速度减小的越慢,小车滑行的距离越长。
(3)[5]对这个实验进行推理可以得出:若水平面绝对光滑,小车在水平方向上不受力的作用,小车的速度将不再减小,则小车会在水平面上做匀速直线运动。
(4)[6]牛顿第一定律是在大量实验事实下,通过(科学)推理概括得到的。
19. 在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小明用同一个物块A分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验,分别用了F1=0.5N,F2=1N,F3=1.5N的拉力。
(1)实验中,他应将弹簧测力计沿______方向______拉动,此时,滑动摩擦力的大小______(选填“大于”、“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数;
(2)甲、乙两个实验说明滑动摩擦力的大小与______有关;______两个实验说明滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。
(3)实验前,如果小明先竖直方向对弹簧测力计调零,然后再按上述要求拉动物块,测得的滑动摩擦力将______(选填“大于”“等于”“小于”)实际的摩擦力。
(4)小明又对实验装置进行了改进,如图丁所示,实验中,小明______(选填“一定”、“不一定”)要匀速拉动长木板。
【答案】 ①. 水平 ②. 匀速直线 ③. 等于 ④. 压力 ⑤. 甲丙 ⑥. 小于 ⑦. 不一定
【解析】
【详解】(1)[1][2][3]实验中,他应将弹簧测力计沿水平方向拉动,使物块A做匀速直线运动,使物块受到的摩擦力与拉力是一对平衡力,从而得到此时拉力大小等于摩擦力大小。
(2)[4][5]甲、乙两个实验接触面粗糙程度相同,而压力不同,测力计示数不同,说明滑动摩擦力的大小与压力有关;研究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关,要控制压力相同,改变接触面粗糙程度,故甲、丙两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。
(3)[6]实验前,如果小明先竖直方向对弹簧测力计调零,然后再按上述要求拉动物块,因重力的作用,测力计指针要回缩,测得的滑动摩擦力将小于实际的摩擦力。
(4)[7]用如图丁所示的方式测量滑动摩擦力,木块相对实验台处于静止状态,所受到摩擦力与弹簧测力计拉力有关,与长木板的运动状态无关,因此图丁实验中不一定要匀速拉动长木板。
20. 如图所示,是某实验小组“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验过程。
(1)实验前,某同学检查实验装置时发现按与不按金属盒的橡皮膜,U形管压强计两侧的液面均处在同一水平线上,则说明装置______(选填“漏气”或“不漏气”);
(2)使用压强计前,发现U形管内水面有高度差,应通过以下方法中的______进行调节;
A.从U形管内倒出适量的水 B.拆除软管重新安装 C.向U形管内加入适量的水
(3)通过比较______两图,可以得到:液体的压强与液体密度有关;
(4)换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,则下面操作不能使两侧液面高度差对比更加明显的是______;
A.烧杯中换密度更大的液体
B.U形管中换用密度更小的酒精
C.将U形管换成更细的
(5)保持图丁中探头的位置不动,向烧杯中倒入适量清水(未溢出),倒入清水前后金属盒的橡皮膜受到液体压强大小分别是p1、p1',则p1______p1'(选填“>、<或=”);
【答案】 ①. 漏气 ②. B ③. 丙、丁 ④. C ⑤. <
【解析】
【详解】(1)[1]按与不按金属盒的橡皮膜,U形管压强计两侧的液面均处在同一水平线上,表明U形管的内外压强一样,说明装置漏气。
(2)[2]若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的,都等于大气压,当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的。故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(3)[3]研究液体的压强与液体密度的关系,要控制液体的深度相同,故比较图中丙、丁两图,可以得出液体的压强与液体密度有关。
(4)[4]探头在液体中的深度相同,根据p=ρgh可知,深度相同,液体的密度越大压强越大,所以在“烧杯中换密度差更大的液体”U形管左右两侧液面的高度差最大;“U形管中换用密度更小的酒精”U形管左右两侧液面的高度差较大;“将U形管换成更细的”不能使两侧液面高度差对比更加明显,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(5)[5]加入清水后,盐水的总质量变大,重力变大,水对探头的压力变大,由于探头的受力面积不变,根据可知,探头的橡皮膜受到的液体压强变大,即p1
(1)如图2实验操作过程中,如果溢水杯内未盛满水,会导致排开水的重力______。(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(2)若图2中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式______,该原理将得到验证。
(3)如换用密度小于水的木块重复上述实验步骤,该实验______完成。(选填“可以”或“不可以”)
(4)如图所示,将弹簧测力计下端吊着的金属块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中,直至刚浸入水中、在此过程中,金属块不接触容器壁,烧杯中无水溢出,在该过程中,观察台秤示数逐渐______(选填“变大”“变小”或“不变)。
【答案】 ①. 偏小 ②. ③. 可以 ④. 变大
【解析】
【详解】(1)[1]溢水杯未装满水,会使排出水少了,排开水的重力偏小。
(2)[2]a、b两次的结果之差符合称重法求浮力,c、d两次的结果之差则可求出物体排出的水受到的重力,若二者的结果是相等的,则可验证阿基米德原理,故得
F1-F2=F3-F4
进一步得出结论F浮=G排。
(3)[3]如换用密度小于水的木块,则图中的F2=0,所以,F浮=F1,其它步骤没有影响,故可以完成实验。
(4)[4]对金属块进行受力分析:金属块受竖直向下的重力、竖直向上弹簧测力计的拉力和浮力,由力的平衡条件得G金属=F+F浮,则弹簧测力计的示数(即拉力)
F=G金属-F浮
在金属块完全浸没前,V排逐渐增大,F浮逐渐增大,弹簧测力计的示数F逐渐减小;对烧杯及水进行受力分析:烧杯及水受竖直向下的重力,金属块向下的压力F压=F浮,台秤的支持力FN,由力的平衡条件可得,台秤的支持力FN=G+F压,在金属块完全浸没前,V排逐渐增大,F压=F浮逐渐变大,FN逐渐变大,则台秤所受压力变大,台秤的示数变大。
五、综合运用题(22题7分,23题9分,24题8分,共24分,请写出必要的文字说明)
22. 在水平桌面上放置一个重2N的空玻璃杯,底面积为0.01m2。在玻璃杯中装入0.9kg水后,水对杯底的压强为900Pa(g取10N/kg,杯壁的厚度可忽略)。求:
(1)水的深度;
(2)通过计算推测出玻璃杯的形状是如图所示的哪一种?
【答案】(1)0.09m;(2)玻璃杯的形状与图中(b)相同
【解析】
【详解】解:(1)水对杯底的压强为900Pa,由p=ρgh可知,水的深度
(2)水重力为
G=mg=0.9kg×10N/kg=9N
假设杯子是竖直的,这些水对杯底产生的压强为
与题干中所给的水对杯底的压强为900Pa相等。由此可推测,玻璃杯的形状与图中(b)相同。
答:(1)水的深度是0.09m;
(2)通过计算推测出玻璃杯的形状是如图所示的(b)。
23. 如图所示,质量m=10kg的实心合金球被轻细线悬挂于弹簧测力计下端,并浸没在水中处于静止状态,此时测力计的示数为80N。已知图中盛水容器的底面积S=0.04m2,取g=10N/kg。
求:(1)该合金球所受浮力的大小?
(2)合金球的体积是多少?
(3)与球未放入水中时相比,合金球浸没后水对容器底部的压强增大多少?
【答案】(1)20N;(2)2×10﹣3m3;(3)500Pa
【解析】
【详解】解:(1)实心合金球所受重力
实心合金球所受的浮力
(2)根据F浮=ρgV排可得,合金球的体积
(3)因为水对实心合金球的浮力,所以,根据阿基米德原理可知:水对容器底部的压力增大
则水对容器底部的压强增大量
答:(1)合金球所受浮力的大小为20N。
(2)合金球的体积是2×10﹣3m3。
(3)与球未放入水中时相比,合金球浸没后水对容器底部的压强增大了500Pa。
24. 阅读短文,回答问题。
中国“辽宁号”航母有关参数如表所示。
(1)机翼的横截面设计成图乙所示的形状,是利用流体流速越快,压强越______的原理。使舰载机产生向上的升力。
(2)下列有关航母、舰载机的说法正确的是______
A.舰载机在航空母舰上顺风起飞,更有利于飞机升空
B.舰载机起飞时,发动机往后喷出烈焰。可知舰载机受到推力的施力物体是发动机
C.舰载机降落后,飞机由于惯性作用仍会向前滑行一段距离
D.舰载机静止在航母甲板时,飞机受到的重力与支持力是一对平衡力
(3)飞机降落时,在舰载机与尾钩完全咬合后。舰载机在弹链的强大拉力作用下,迅速减速而停止,这表明力是______。
(4)歼15舰载机从航母起飞后。舰底所受海水的压强将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)歼15舰载机向后喷出燃气产生的推力和自身重力的比称为推重比,该舰载机起飞燃气产生的推力为______N,研究表明舰载机受到的阻力与速度的大小关系式f=kv2中,设计人员不断改进设计,希望______(选填“增大”或“减小”)k值。
【答案】 ①. 小 ②. D ③. 改变物体运动状态的原因 ④. 变小 ⑤. ⑥. 减小
【解析】
【详解】(1)[1]图乙所示的形状,是利用流体流速越快,压强越小,由此产生压强差,产生向上的升力。
(2)[2]A.舰载机在航空母舰上顺风起飞,就会造成气体流速太小,不利于飞机升空,故A错误;
B.舰载机起飞时,发动机往后喷出烈焰,发动机作用在后面的空气上,空气对飞机也有一个作用力,故推力的施力物体是空气,故B错误;
C.舰载机降落后,飞机由于自身具有惯性仍会向前滑行一段距离,不能说由于惯性作用,故C错误;
D.舰载机静止在航母甲板时,飞机受到的重力与支持力是一对平衡力,故D正确。
故选D。
(3)[3]飞机降落时,舰载机在弹链的强大拉力作用下,迅速减速而停止,这表明力可以改变 物体的运动状态。
(4)[4]舰载机从航母起飞后,航母重力减小,浮力等于重力,浮力减小,排开液体体积减小,因此船会上浮,故舰底离海面的距离将减小,所受海水的压强将变小。
(5)[5][6]由题意可知歼15舰载机推重比为0.5,故该舰载机起飞后燃气产生的推力为
研究表明舰载机受到的阻力与速度的大小关系式f=kv2中,k值的大小体现了舰载机的性能,设计人员不断改进设计,希望尽可能使舰载机阻力更小,飞的更快,所以阻力更小,需要k值更小。最高航速km/h
54
最大舰载机数量/架
30
最大舰长/m
304
歼-15舰载机推重比
0.5
最大舰宽/m
70.5
歼-15舰载机的质量/t
21
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