福建省三明市尤溪县2021-2022学年八年级(下)期中考试物理试题
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福建省三明市尤溪县2021-2022学年八年级(下)期中物理试卷
一、选择题(本大题共16小题,每小题2分,共32分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 首次测出大气压数值的科学家是( )
A. 帕斯卡 B. 托里拆利 C. 阿基米德 D. 亚里士多德
【答案】B
【解析】
【详解】托里拆利实验首次测出了大气压的数值,所以首次测出大气压数值的科学家是托里拆利,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2. 每年12月2日为“全国交通安全日”。在下列各项交通规则中,不是为了防止因惯性而造成交通事故带来的伤害的是( )
A. 机动车转弯时应减速慢行
B. 禁止车辆超载
C. 车辆要靠道路的右侧行驶
D. 小汽车前排司机和乘客必须系安全带
【答案】C
【解析】
【详解】A.机动车转弯时,由于惯性会保持向前运动,所以如果速度太快容易冲出道路,应减速慢行,故A不符合题意;
B.惯性大小只跟质量有关,质量越大,惯性越大,即保持运动状态不变的能力越强,如果车辆超载,质量很大,惯性就会很大,在行驶过程中就不容易停下来,故B不符合题意;
C.车辆靠右行驶,只是交通规则要求的一种行为规范,与惯性无关,故C符合题意;
D.小汽车乘客要系安全带,主要是因为,在紧急刹车时,乘客由于惯性,还会保持向前运动的状态,进而撞向前方车体,造成交通伤害,所以需要系安全带,防止惯性带来的危害,故D不符合题意。
故选C。
3. 2022年3月23日,在“天宫课堂”第二课中,宇航员王亚平用“冰墩墩”做了太空抛物实验,验证了牛顿第一定律。关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A. 牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的
B. 不受力作用的物体是不存在的,故牛顿第一定律的建立毫无意义
C. 牛顿第定律表明,物体只有在不受外力作用时才具有惯性
D. 牛顿第一定律表明,物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性
【答案】A
【解析】
【详解】A.牛顿第一定律中所说的条件,物体不受力在现象中是不存在的,所以牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上推理出来的,故A正确;
B.不受力作用的物体是不存在的,而当物体所受合外力为0时,相当于物体不受力的作用,故B错误;
CD.一切物体都有惯性,故CD错误。
故选A。
4. 在如图所示的实例中,属于增大压强的是( )
A. 如图中将书包的背带做得较宽 B. 如图中将切菜刀磨得更锋利些
C. 如图中将铁路的钢轨铺在枕木上 D. 如图中载重汽车的车轮多
【答案】B
【解析】
【详解】A.书包的背带做得较宽,是为了在压力一定时,增大受力面积,减小压强,故A不符合题意;
B.将切菜刀磨得更锋利些,是为了在压力一定时,减小受力面积,增大压强,故B符合题意;
C.将铁路的钢轨铺在枕木上,是为了在压力一定时,增大受力面积,减小压强,故C不符合题意;
D.载重汽车的车轮多,是为了在压力一定时,增大受力面积,减小压强,故D不符合题意。
故选B。
5. 下列物体没有受到浮力的是( )
A. 在太空中遨游的“天宫一号”
B. 在海面上航行的航母“山东号”
C. 在海水中下潜的“奋斗者号”
D. 在空气中上升的热气球
【答案】A
【解析】
【详解】A.浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)竖直向上托起的力叫浮力。太空中没有空气,遨游的“天宫一号”不受浮力的作用,故A符合题意;
BCD .在海面上航行的航母“山东号”、在海水中下潜的“奋斗者号”和在空气中上升的热气球浸在水(或空气)中,因为水(或空气)受到重力的作用且有流动性,因此水(或空气)对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力,故BCD选项中的物体均受浮力作用,故BCD不符合题意。
故选A。
6. 2021年4月13日,在奥运会女足亚洲区淘汰赛中,中国女足战胜韩国队,闯进东京奥运会,关于足球运动,下列说法正确的是( )
A. 运动员鞋底的花纹可以减小与草地的摩擦
B. 踢球时脚疼说明物体间力的作用是相互的
C. 在空中运动到最高点的足球受到平衡力作用
D. 在草地上滚动的足球因不受力而逐渐停下
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.运动员鞋底的花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,故A错误;
B.踢球时脚给球作用力,球也给脚反作用力,所以脚感到疼,说明物体间力的作用是相互的,故B正确;
C.在空中运动到最高点的足球只受重力,不受平衡力,故C错误;
D.在草地上滚动的足球因受阻力而逐渐停下,故D错误。
故选B。
7. 2022年2月8日,在北京冬奥会自由式滑雪大跳台项目决赛上,中国选手谷爱凌获得金牌。如图所示,当她静止站立在水平领奖台上时,下列分析正确的是( )
A. 领奖台受到的重力和地面对领奖台的支持力是一对平衡力
B. 谷爱凌受到的重力与领奖台对谷爱凌的支持力是相互作用力
C. 谷爱凌对领奖台的压力与地面对领奖台的支持力是相互作用力
D. 谷爱凌受到的重力与领奖台对谷爱凌的支持力是一对平衡力
【答案】D
【解析】
【详解】A.领奖台受到的重力和地面对领奖台的支持力(大小等于领奖台受到的重力和谷爱凌受到的重力之和)大小不同,不是一对平衡力,故A错误;
B.谷爱凌受到的重力与领奖台对谷爱凌的支持力作用在同一物体上,不是相互作用力,故B错误;
C.谷爱凌对领奖台的压力与地面对领奖台的支持力大小不同,不是相互作用力,故C错误;
D.谷爱凌受到的重力与领奖台对谷爱凌的支持力作用在同一物体上,大小相同,方向相反,是一对平衡力,故D正确。
故选D。
8. 潜水艇从潜行变为上浮,在出水面之前,它受到的( )
A. 重力不变,浮力增大. B. 浮力小于重力
C. 重力减小,浮力不变 D. 浮力等于重力
【答案】C
【解析】
【详解】潜水艇从潜行变为上浮,在出水面之前,排开液体的体积不变,由阿基米德原理可知,浮力不变;根据物体的沉浮条件可知,浮力大于重力时,物体上浮,而潜水艇出水面之前受到的浮力不变,故重力减小。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
9. 厨房、卫生间里的脏水,通过下水管流到排水沟,我们却闻不到沟里的臭味。这种下水管的示意图最符合实际的是下图中的( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】AB.在AB两图中,水向下流动的过程中都会经过弯管,当水不再流动时,会有一部分水留在弯管中,这样就可以阻止排水沟里的臭味从下水管飘上来;但B管相对A管左右两边的高度差小一些,则B中水流动较慢,所以A更符合实际,故A符合题意,B不符合题意;
CD.在CD两图中水向下流动过程中,没有经过弯管,没水时臭水沟的臭味会飘出来,因此CD两图都不符合实际,故CD都不符合题意。
故选A。
10. 如图所示,是某同学研究液体压强时,绘制的甲、乙两种液体的压强与深度的关系图像。由图像可知,甲、乙两种液体的密度关系为( )
A. ρ甲>ρ乙 B. ρ甲<ρ乙
C. ρ甲=ρ乙 D. 条件不足,无法判断
【答案】A
【解析】
【详解】由图像可知,当h=4cm时,p甲>p乙,由p=ρgh可知,甲液体的密度大,即ρ甲>ρ乙。
故选A。
11. 如图所示,a、b两个弹簧测力计放在水平桌面上并相互钩在一起,用水平拉力F1和F2分别拉a、b的拉环,F1=F2=4N,两弹簧测力计静止。则下列分析正确的是( )
A. a和b示数无法确定 B. a和b示数均为0N
C. a和b示数均为8N D. a和b示数均为4N
【答案】D
【解析】
【详解】由题可知,弹簧测力计a处于静止状态,因此它受到的拉力F1和弹簧测力计b对它的拉力为一对平衡力,所以弹簧测力计b的示数和弹簧测力计a受到的拉力F1大小相等,即
同理可知,弹簧测力计a的示数和弹簧测力计b受到的拉力F2大小相等,即
即a和b示数均为4N,故ABC错误,D正确。
故选D。
12. 一支铅笔下端粘上一块橡皮泥,将它分别置于甲、乙两杯液体中观察到静止时的情形如图,则:
A. 铅笔在甲杯液体中受到的浮力大
B. 铅笔在乙杯液体中受到的浮力大
C. 甲杯液体的密度较大
D. 乙杯液体的密度较大
【答案】D
【解析】
【详解】AB、因为都是漂浮,铅笔所受浮力都等于铅笔重(浮力相等),故AB错误;
CD、因为F浮=ρ液gV排,所以当F浮相同时,V排大的液体密度小,由图知甲V排的大,所以甲的密度小,乙的密度大,故C错误,D正确.
13. 如图所示,设水对瓶子底部的压强为p,瓶子对桌面的压强为p′。将瓶子从正放(如图甲)变为倒放(如图乙),则p和p′的变化情况是( )
A. p变小,p′变大 B. p变小,p′变小
C. p变大,p′变小 D. p变大,p′变大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】因为瓶子内的水不满,而瓶子上细下粗,所以倒放时水的深度变大,由可知,乙图瓶子中水的深度大,所以乙图中液体对瓶子底部的压强大,即液体压强p变大;瓶对桌面的压力等于瓶子和水的总重力,无论瓶口朝上还是朝下,总重力不变,所以对桌面的压力也不变,但是倒过来后,受力面积变小,根据可知,乙图瓶子对桌面的压强变大,即固体压强p′变大。
故选D。
14. 如图所示,甲、乙两个实心圆柱体放在水平地面上,它们对地面的压强相等,则下列判断正确的是( )
A. 甲的密度小,甲受到的重力大 B. 甲的密度小,甲受到的重力小
C. 甲的密度大,甲受到的重力小 D. 甲的密度大,甲受到的重力大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】根据公式
两圆柱体对地面的压强相等,因甲的高度小于乙的高度,所以甲的密度大于乙的密度;再根据p=,因甲的底面积小,所以甲对地面的压力小,则甲的重力小。
故选C。
15. 如图所示,均匀地向容器内注水,容器底所受水压强与注水时间的关系如图所示,这个容器可能是( )
A. 锥形瓶 B. 烧杯
C. 量杯 D. 量筒
【答案】A
【解析】
【详解】根据图象,容器底所受水的压强随注水时间逐渐增大,刚开始增加的慢,后来增加得快。因是均匀地向容器内注水,故相同时间内加入水的体积相同,由可知,液体深度应是随着时间的增加而增大,且深度增长的速度变快,故容器下方的横截面积应大与容器上方的横截面积,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
16. 在弹簧测力计下挂一一个实心物体,弹簧测力计的示数为F;如果把物体浸没在水中,物体静止时弹簧测力计的示数是。则该物体的密度是( )
A. 1.25×103k/gm3 B. 1.0×103k/gm3
C. 1.5×103k/gm3 D. 0.8×103k/gm3
【答案】C
【解析】
【详解】该物体的浮力为
把物体浸没在水中,排开液体的体积等于物体的体积
该物体的密度为
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
二、填空题(本大题共6小题,每空1分,共12分)
17. 如图1,普通水壶壶嘴的高度不低于壶身的高度,其设计遵循了_____的原理;如图2,用吸管将杯中的饮料吸入口中,是利用了_____的作用.
【答案】 ①. 连通器 ②. 大气压
【解析】
【详解】由图知,壶嘴和壶身构成连通器,是利用连通器原理工作的;
用力一吸气,吸管内的气压小于外界大气压,饮料在外界大气压的作用下,被压入口腔内,利用了大气压。
18. 如图所示是某型号的小汽车。该小汽车在水平路面上高速行驶时,对路面的压力 _____,从而使小汽车与地面间的摩擦力 _____。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 ①. 变小 ②. 变小
【解析】
【详解】[1]汽车静止在水平面上时,对地面的压力大小等于重力。该小汽车在水平路面上高速行驶时,汽车上表面的空气流速大于汽车下表面的空气流速,因为气体流速越大压强越小,所以汽车上表面向下的压强小于汽车下表面向上的压强,产生向上的压力差,汽车对路面的压力变为
因此汽车高速行驶时,对路面的压力变小。
[2]汽车与水平地面间的粗糙程度不变,汽车对地面的压力变小,所以小汽车与地面间的摩擦力变小。
19. 园园煮汤圆时发现,生汤圆放入锅内,由于浮力______(选填“大于”或“小于”)重力而下沉,煮汤的汤圆因其内部受热膨胀,浮力______(选填“增大”或“减小”),汤圆上浮.
【答案】 ①. 小于. ②. 增大
【解析】
【详解】汤圆放入锅中,将下沉,说明浮力小于重力.而当煮熟的汤圆因受热膨胀,造成排开液体体积变大,浮力增大,则致使浮力大于重力,则汤圆上浮.
20. 用手将一重为5N的物体完全浸没装满水的溢水杯,溢出0.8kg的水,放手后物体将______(选填“上浮”或“下沉”或“悬浮”),待物体静止时所受的浮力为______N。
【答案】 ①. 上浮 ②. 5
【解析】
【分析】
【详解】[1]由阿基米德原理知道,物体受到的浮力
F浮=G排=m排g=0.8kg×10N/kg=8N
因为物体重G=5N,而F浮>G,所以,放手后物体将上浮。
[2]待物体静止时,漂浮在水面上,由浮沉条件知道
F浮′=G=5N
21. 如图所示,放在水平桌面上的物体受到水平力F1、F2的作用,向右做匀速直线运动,F1=50N,F2=30N,则物体在水平方向上受到 _____个力的作用,合力的大小为 _____N。
【答案】 ①. 3 ②. 0
【解析】
【详解】[1]物体向右做匀速直线运动,可知物体处于平衡状态,受平衡力的作用,因F1=50N,F2=30N,且物体向右运动,可知物体还受到桌面对它的向左的摩擦力作用,且摩擦力大小为
f=F1-F2=50N-30N=20N
[2]因物体向右做匀速直线运动,处于平衡状态,可知物体受到的合外力等于0。
22. 边长为12 cm的均匀正方体,重为72 N,放在水平桌面中央,则正方体对桌面的压强为________Pa;如图所示,若沿水平方向截下一部分a立放在水平桌面上,且使a对桌面压强为剩余部分b对桌面压强的1.5倍,则剩余部分b的高度为________cm。
【答案】 ①. 5×103 ②. 8
【解析】
【详解】[1]边长12cm的均匀正方体,重为G=72N,放在水平桌面中央,则正方体对桌面的受力面积S=0.0144m2,压强为
;
[2]如图所示,若沿水平方向截下一部分a立放在水平桌面上,且使a对桌面压强为剩余部分b对桌面压强的1.5倍,则
,
剩余部分b的高度为8cm。
三、作图题(本大题共2小题,共4分)
23. 请画出球受到的重力和球对挡板的压力的示意图.
( )
【答案】
【解析】
【详解】小球所受重力的作用点在小球的球心,方向竖直向下;压力的作用点在小球与挡板的接触点上,方向垂直于挡板向右.分别过重力的作用点和压力的作用点画出重力G和压力F的示意图,如下图所示:
24. 如图所示,水杯静止在斜面上,物体A漂浮在水面上。请在图中画出物体A受到的浮力和杯子受到斜面的摩擦力示意图。
【答案】
【解析】
【详解】物体A漂浮在水面受到的浮力F的作用,浮力的方向是竖直向上的,作用点画在重心。杯子静止在斜面上,相对于斜面有沿斜面向下运动的趋势,因此受到斜面对杯子沿斜面向上的摩擦力f,作用点画在斜面与杯子接触的杯底上。如图所示
四、简答题(本大题共1小题,共4分)
25. 在北京冬奥会上,跳台滑雪极具观赏性。如图所示,滑雪过程中,运动员通过一个凹形轨道助滑后,在起跳的瞬间用力﹣﹣蹬伸展身体,调整好姿势在空中飞行,运动员弯曲的身体和滑雪板构成的形状跟飞机的机翼相似,使他在空中获得升力,可滑行更远的距离。着陆时运动员踩着宽大的滑雪板继续滑行一段距离。请用物理知识解释:
(1)运动员穿着又长又宽的滑雪板在雪地上滑行的好处。
(2)运动员在空中获得升力的原因。
【答案】(1)详见解析;(2)详见解析
【解析】
【详解】(1)滑雪板做的又长又宽,增大了受力而积,在压力一定时减小了对雪面的压强,避免陷入雪中。
(2) 运动员弯曲的身体和滑雪板构成的形状跟飞机的机翼相似,上凸下平,使背上的空气流速大于滑雪板下面的空气流速,而气体在流速大的地方压强小、在流速小的地方压强大,从而产生向上的压力差,获得升力。
五、实验题(本大题共6小题,每空1分,共28分)
26. 如图所示,在“探究阻力对物体运动的影响”时,使用的器材有斜面、毛巾、棉布、木板和小车。
(1)实验时要固定斜面,并让小车从同一斜面上 _____(选填“同一”或“不同”)位置由静止滑下,目的是使小车每次到达水平面时有相同的_____;
(2)水平面上三种表面的粗糙程度不同,是为了使小车在水平面上运动时受到的阻力_____(选填“相同”或“不同”);
(3)根据实验现象可以得出结论:小车受到的阻力越_____,速度减小的越慢,在水平面上运动的距离越 _____;由此联想到在雨雪天驾驶汽车时应适当 _____(选填“增大”或“减小”)车距。
(4)推论:如果小车在水平面上运动时受到的阻力为零,则小车将 _____。
【答案】 ①. 同一 ②. 速度 ③. 不同 ④. 小 ⑤. 大(远) ⑥. 增大 ⑦. 做匀速直线运动
【解析】
【详解】(1)[1][2]实验中每次都让小车从斜面的同一位置由静止滑下,是为了使小车运动到斜面底端时的速度相等,即使小车到达水平面的初始速度相同,采用了控制变量法,在初速度相同的情况下来研究阻力对物体运动的影响。
(2)[3]由于摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,所以三种表面的粗糙程度不同,在三种表面受到的阻力就不同,当初始速度相同时,可以探究阻力对物体运动的影响。
(3)[4][5]从毛巾、面布到木板,表面越来越光滑,受到的阻力越来越小,由图可知,小车速度减小的越慢,在水平面上运动的距离越远。在雨雪天驾驶汽车时,相同的速度,路面变光滑,停下来需要滑行的距离更远,所以应适当增大车距,防止撞车。
(4)[6]由以上实验可知,表面越光滑,小车受到的阻力越小,运动距离越远,速度减小得越慢,若小车在水平面上所受的阻力为零,它的运动速度就不会变化,小车的运动状态不会改变,即它将做匀速直线运动。
27. 小明在“探究二力平衡的条件”实验中,设计了如图所示的两种实验方案。
(1)通过实验比较,小明发现采用乙方案实验效果更好,原因是 ______;
(2)保持两盘中所加砝码质量相等,将小车在水平桌面上扭转一个角度,放手后观察到小车转动,最后恢复到原静止状态。此现象说明:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,并且作用在 ______,这两个力才能平衡;
(3)完成上述实验后,小明继续进行探究。他剪断小车左边的细线,发现小车由静止开始向右运动,此现象说明力可以改变物体的 ______。
【答案】 ①. 滚动摩擦小于滑动摩擦,减小摩擦对实验的影响 ②. 同一直线上 ③. 运动状态
【解析】
【详解】(1)[1]甲方案中物块与桌面的摩擦力较大,当两侧绳子的拉力差足够大时物块才会移动,乙方案中为滚动摩擦,比滑动摩擦要小得多,可忽略摩擦对实验的影响,故意方案实验效果更好。
(2)[2]小车扭转一个角度后,因绳子的拉力沿绳子的方向,小车转动,说明此时小车受非平衡力的作用,最后恢复到原状态时两侧绳子在同一直线上,则绳子拉力在同一直线上,小车静止,受平衡力作用,可知作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上时这两个力才能平衡。
(3)[3]剪断小车左边的细线后,小车在水平方向上受到右侧细线对小车的拉力,方向水平向右,小车由静止开始向右运动,说明力可以改变物体的运动状态。
28. 如图所示,用微小压强计探究液体内部压强的特点.(p盐水>p水)
(1)实验中,将液体内部的压强大小转换为用U型管两侧液面的_____来表示.
(2)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用_____(选填“有色”或“无色“).
(3)将探头放在右图所示液体内部的A、B位置,观察到U型管两侧液面的高度差hB>hA,经过多次实验观察到同样的现象,这说明同种液体内部的压强随_____的增加而增大.
(4)将探头放在右图中所示液体内部等深的B、C位置,观察到U型管两侧液面的高度差hC_____hB(选填”<””=”或“>“),这是为了研究液体压强与液体_____关系.
(5)由以上实验可知右图所示液体内部A、B、C、D四个位置压强最大的是位置_____.
【答案】 ①. 高度差 ②. 有色 ③. 深度 ④. > ⑤. 密度 ⑥. D
【解析】
【详解】(1)使用压强计时,橡皮膜受到压强,则U形管内两边液面出现高度差,所以,通过转换法,由两侧液面高度差反映了探头受到压强大小;且液体压强越大,两侧液面高度差也越大;
(2)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用有色液体;
(3)将探头放在图2所示液体内部的A、B位置,若观察到U型管两侧液面的高度差hB>hA,且经过多次实验观察到同样的现象,则说明深度越深液体压强越大;
(4)由图2知道,两种液体密度不同,将探头放在图2中所示液体内部等深的B、C位置,即探头所在深度相同,可以研究液体压强与液体密度关系;实验中,能观察到U型管两侧液面的高度差应是hC>hB,即在相同的深度时,探头在浓盐水时U型管两边液面的高度差增大了,说明压强变大了,由此得出结论是:在深度相同中,液体密度越大,压强越大;
(5)由图知道,所示液体内部A、B、C、D四个位置中,D点位于密度大的液体中,且深度最大,所以,该点液体压强应是最大的.
29. “探究影响压力作用效果的因素”实验过程如图所示:
(1)实验中,压力作用效果的大小是通过比较海绵的 _____来判断的;
(2)比较 _____两图可知,当受力面积相同时,压力越 _____压力的作用效果越明显;
(3)有同学将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强p丙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系为p丙_____p丁(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】 ①. 凹陷程度 ②. 甲、乙 ③. 大 ④. =
【解析】
【详解】(1)[1]压力的作用效果不易直接观察,但力可以使物体发生形变,实验中时通过海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的大小的,凹陷程度越大,压力的作用效果越大。
(2)[2]根据控制变量法,比较压力作用效果与压力的关系时,除了压力不同外,其它条件必须保证完全相同,故从甲、乙两图中可以看出,受力面积不变时,压力越大,作用效果越明显。
(3)[4]图丙和图丁中,两图中的压力相同,受力面积也相同,故两图中海绵和木板所受的压强也应该相同。
30. 童童和同学们在探究“浮力大小与哪些因素有关”时,操作如下:
(1)如图甲所示童童把一个饮料罐慢慢按入水中,感觉用力越来越大,由此猜想浮力大小可能与排开水的体积有关,于是他设计如图乙所示实验步骤,根据 _____ 两图可以验证猜想是否正确;
(2)童童通过观察b,e两图,得出了“浮力的大小与液体密度有关”的结论,你认为这样得出结论是否合理_____(选填“是”或“否”),请你说出理由 _____ ;
(3)实验结束后童童联想到压强知识,提出了下面两个问题,请你帮助解答(以下两空均选填“>”、“<”或“=”);
①b、d两图中A下表面受到水的压强分别是p1、p2,则p1p2;
②b、c两图中烧杯对水平桌面的压强分别是p3、p4,则p3p4。
【答案】 ①. bc ②. 否 ③. 实验中没有控制物体排开液体的体积相同 ④. < ⑤. <
【解析】
【详解】(1)[1]要验证浮力大小和物体排开液体体积的关系,就要保证液体的密度相同,使物体排开液体的体积不同,所以bc两图符合题意。
(2)[2][3]由b图中看出,物体A没有浸没于水中,和e图中比较,物体排开液体的体积不同,液体的密度也不同,不能得出物体受到的浮力大小与液体的密度有关,故结论是错的,因为研究浮力大小与液体的密度的关系,要控制排开的液体的体积相等。
(3)①[4]由图可知,b、d两图中液体都是水,密度相同,物体A下表面在b图中所处的深度小于在d图中的深度,由p=ρgh可知,p1<p2。
②[5]由于力的作用是相互的,物体浸入水中时受到向上的浮力,物体同时给液体一个向下的压力,这两个力的大小相等,所以桌面受到的压力等于烧杯和水的重力加上物体的浮力,因c中弹簧测力计的示数较小,由F浮=G﹣F可知受到的浮力较大,所以c对桌面的压力大于b对桌面的压力,烧杯的底面积相同,由可知,p3<p4。
31. 小芳学习了阿基米德原理后,和物理兴趣小组的同学们利用图中的弹簧测力计、实心金属块、细线、大烧杯、小桶、小垫块和水等器材,设计实验验证阿基米德原理。
(1)小芳他们首先向老师汇报了自己的实验思路:
①用弹簧测力计分别测出空小桶所受的重力G1和金属块所受的重力G2;.
②用小垫块将大烧杯垫起,使右边的溢水口斜向下,在大烧杯中 _____水,过一会儿把小桶放在大烧杯的溢水口下方;
③用弹簧测力计吊着金属块使其浸没在大烧杯的水中,记下弹簧测力计示数为F1;
④待大烧杯中的水不再溢出时,用弹簧测力计测量溢出的水和小桶所受的总重力,此时弹簧测力计的示数为F2。若满足关系式 _____(用所测物理量符号表示),就验证了阿基米德原理。
(2)完成上述实验后,小组成员进一步交流和讨论,得出:在验证阿基米德原理实验中,金属块 _____(选填“一定”或“不一定”)要浸没在水中。
【答案】 ①. 加满 ②. ③. 不一定
【解析】
【详解】(1)[1]要通过溢出水的体积测物体的体积,烧杯中的水必须装满,这样才能保证物体浸入液体后立马有液体溢出。
[2]阿基米德原理是物体所受到的浮力等于物体排开液体的重力,由题意可知,物体的浮力为G2-F1,排开液体的重力为F2-G1,故只要两者相等,即可验证阿基米德原理。
(2)[3]在这个实验中,金属块并非一定要浸没,只需要验证排开液体的重力等于物体所受浮力即可,并非要求是浸没时的浮力。
六、计算题(本大题共3小题,共20分)
32. 为做好新冠疫情防控工作,降低医护人员感染风险,有的医院用机器人给病人送药送餐。如图所示,送药机器人质量为80kg,轮子与地面接触的总面积为10-3m2,在水平走廊上匀速直线前进时受到的阻力是重力的0.1倍。g取10N/kg。
求:
(1)机器人受到的重力;
(2)机器人静止时对水平地面的压强;
(3)机器人匀速直线前进时受到的牵引力。
【答案】(1)800N;(2)8×105 Pa;(3)80N
【解析】
【详解】解:(1) 机器人受到的重力为
G=mg=80kg×10N/kg=800N
(2) 机器人对地面的压力
F压=G=800N
它对地面的压强
(3) 因为机器人做匀速直线运动,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,所以,机器人受到的牵引力
F=f=01G=0.1×800N=80N
答:(1)机器人受到的重力为800N;
(2)机器人静止时对水平地面的压强为8×105Pa;
(3)机器人匀速直线前进时受到的牵引力为80N。
33. 如图所示,一个体积3×10-3m3、重18N的木球,被固定在水池底部的细线系住,浸没于水中。g取10N/kg。求:
(1)木球受到的浮力;
(2)画出木球的受力分析示意图;
(3)细线对木球的拉力。
【答案】(1)30N;(2);(3)12N
【解析】
【详解】解:(1)由题可知,小球浸没在水中,小球排开液体的体积为
V排=V=3×10-3m3
则小球受到的浮力为
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×3×10-3m3×10N/kg=30N
(2)木球受到竖直向下的重力G,沿绳子向下的拉力F拉和竖直向上的浮力F浮的作用。作用点画在重心。木球的受力分析如图所示:
(3)因木球静止,处于平衡状态,在竖直方向上受力平衡,故有
F浮=F拉+G木
则拉力为
F拉=F浮-G木=30N-18N=12N
答:(1)木球受到的浮力为30N;
(2)木球的受力分析示意图见解析;
(3)细线对木球的拉力是12N。
34. 如图所示,一平底、平口质量分布均匀的圆柱形青花瓷笔筒放在水平桌面上,笔筒高度为0.11m,筒内深度为0.1m。笔筒开口向上放置时,笔筒对桌面产生的压强为,笔筒开口向下放置时筒对桌面产生的压强为。求:
(1)笔筒内注满水时,水对笔筒底部产生的压强;
(2)笔筒开口向上和开口向下放置时,笔筒与桌面的接触面积之比。
【答案】(1);(2)5∶1
【解析】
【详解】解:(1)由题意可知,笔筒内注满水时水的深度,水对笔筒底部产生的压强为
(2)设笔筒重力为G,则笔筒放在水平桌面上对桌面的压力为F=G,设笔筒开口向上和开口向下放置时,笔筒与桌面的接触面积分别为S上和S下,由可知,向上和向下放置的面积为
则笔筒开口向上和开口向下放置时,笔筒与桌面的接触面积之比为
答:(1)笔筒内注满水时,水对笔筒底部产生的压强为1000Pa;
(2)笔筒开口向上和开口向下放置时,笔筒与桌面的接触面积之比为5∶1。
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