贵州省遵义市2021-2022学年八年级下学期期末学业水平监测物理试题卷(word版含答案)
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这是一份贵州省遵义市2021-2022学年八年级下学期期末学业水平监测物理试题卷(word版含答案),共32页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
贵州省遵义市2021-2022学年八年级下学期期末学业水平监测
物理试题卷
一、选择题(本大题共8小题,共26分。其中第1小题至第6小题为单项选择题,每小题3分第7.8小题为多项选择题,每小题3分,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分,请在答题卡选择题栏内用2B铅笔将对应题目答案的标号涂黑、涂满)
1.(3分)为了纪念科学家们对物理学的发展作出的巨大贡献,物理学上常常用他们的名字作为物理量的单位,下列哪位科学家的名字被命名为功率的单位( )
A.牛顿 B.焦耳 C.帕斯卡 D.瓦特
2.(3分)赛龙舟不仅是一项体育娱乐活动,更是我国悠久历史文化的传承。如图是端午节赛龙舟的情景,选手们在鼓声的指引下整齐地划桨,下列说法正确的是( )
A.选手们听到的鼓声是由空气振动产生的
B.鼓手敲击鼓面的力越大,鼓声的响度越大
C.鼓手敲击鼓面越快,鼓声传播的速度越快
D.选手们能听出是鼓声是通过音调来辨别的
3.(3分)近几年,遵义市水务、环保等部门展开了湘江河污水处理,河道清淤、景观打造等工作,使湘江河水质明显提升。如图所示是小敏抓拍到的湘江河岸边的一个情景,下列有关说法正确的是( )
A.高楼在水中的倒影是光的直线传播形成的
B.路上的行人能看见白鹭是因为白鹭是光源
C.白鹭看见的水中的小鱼是光的折射形成的虚像
D.白鹭飞在空中离水面越高它在水中的像越小
4.(3分)正确的实验操作是实验成功的重要保障。下列实验操作中正确的是( )
A.测物体的重力
B.测物体的长度
C.测液体的体积
D.测物体的质量
5.(3分)2022年6月5日10时44分,搭载神舟十四号载人飞的的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火加速升空,约577秒后飞船进入预定轨道,顺利将陈冬、刘洋和蔡旭哲3名航天员送入太空,发射取得圆满成功,在加速升空过程中,下列相关说法正确的是( )
A.3名航天员的机械能增大
B.飞船的质量逐渐变大
C.火箭受到平衡力的作用
D.飞船的惯性逐渐变大
6.(3分)小红听说一种鉴别鸡蛋是否新鲜的方法:将鸡蛋放入水中观察其是否沉入水底。为了验证其真实性,小红买来新解鸡蛋并将其中一个放入水中,发现鸡蛋沉入水底(如图甲),取出鸡蛋擦干放置两个月后,再放入水中时鸡蛋漂浮在水面上(如图乙),说明此方法是真实的。下列相关分析正确的是( )
A.甲图中鸡蛋所受浮力等于重力
B.乙图中鸡蛋所受浮力大于重力
C.甲、乙两图中鸡蛋所受浮力一样大
D.放置两个月后的鸡蛋密度变小
(多选)7.(4分)小宇利用如图所示的滑轮组沿水平方向匀速拉动重为200N的物体,物体与水平地面间的摩擦力为9N。绳子自由端的拉力F为5N,物体在5s内匀速滑动了1m。下列分析正确的是( )
A.绳子自由端的速度为0.6m/s
B.物体所受重力做的功为0J
C.5s内拉力F的功率为2W
D.滑轮组的机械效率为80%
(多选)8.(4分)A、B是材料和表面粗糙程度均相同的匀质实心正方体,其边长之比为2:1。如图甲所示,在F1作用下,A、B一起在水平桌面上做匀速直线运动;如图乙所示,在F2作用下,A、B也一起在同一水平桌面上做匀速直线运动,则下列对甲、乙两图的分折正确的是( )
A.推力的大小关系为:F1=F2
B.A所受摩擦力的大小关系为f甲=f乙
C.B对支持面的压力大小之比为F甲:F乙=1:8
D.A对支持面的压强大小之比p甲:p乙=9:32
二、非选择题(本大题共16小题,共74分.其中第9至17小题每题4分,第18至20小题每题6分,第21小题4分,第22.23小题各8分请按要求在答题卡对应题号的图形上完成作图,或将正确答奖,解既过程填写在答题卡上对应题号的相应位置)
9.(4分)小刚同学在入学体检时,测得他的身高为1.65 ,质量为54 。
10.(4分)2022年3月23日“天宫课堂”第二课在中国空间站正式开讲并进行直播,王亚平老师为我们演示了“液桥实验”,实验中,分别附着在两块玻璃板上的水球接触后合成一个(如图所示),说明了水分子间存在 (选填“引力”或“斥力”);物质由分子或原子组成,原子由原子核和 组成。
11.(4分)2021年中央电视台春节联欢晚会上,《只此青绿》这支舞蹈受到观众的一致好评。如图所示为照相机拍摄的演出照片,拍照时,相机镜头与演员之间的距离应 (选填“大于”、“等于”或“小于”)镜头的二倍焦距;当领舞者孟庆旸在表演时垫起一只脚后,她对舞台的压强将 (选填“变大”、“不变”或“减小”)。
12.(4分)小宇同学在参加体育中考时用力将排球竖直抛向空中,这说明力能改变物体的 ,如果排球运动到最高点时所受外力全部消失,则排球将 。
13.(4分)水平地面上有一个箱子,小龙用20N的水平推力推箱子,未推动,此时箱子所受合力 N;他将推力增大为30N时,箱子做匀速直线运动,此时箱子所受的摩擦力为 N。
14.(4分)小伟在测量玩具冰墩墩所受重力时,用弹簧测力计从图甲所示位置开始竖直向上缓慢提升,弹簧测力计的示数F与弹簧测力计上升高度h之间的关系如图乙所示,则玩具冰墩墩所受重力大小为 N;弹簧测力计上升9cm的过中对冰墩墩所做的功为 J。
15.(4分)2021年7月东京奥运会男子百米比赛中,我国选手苏炳添以9秒83的成绩破亚洲纪录,晋级决赛,被称为“亚洲第一飞人”。在苏炳添比赛过程中,以他为参照物,坐在看台的观众是 的;若苏炳添在某次百米赛跑训练中,前50m的平均速度为9m/s,后50m的平均速度为11m/s,则他全程的平均速度为 m/s。
16.(4分)如图甲所示,足够高的圆柱形容器A底面积为300cm2、装有8cm深的水,则容器中水的质量为 kg,一个质量分布均匀且不吸水、高为40cm的长方体B放置在水平桌面上,若将B水平切去高度为h的部分,并将切去部分竖直缓慢放入A中,水的深度h水随切去高度h的变化关系如图乙所示,当切去的高度h为 cm时,B剩余部分对水平桌面的压强和水对容器底部的压强相等。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
17.(2分)如图所示,一个重为2N的小球漂浮在水面上,请画出小球所受力的示意图。
18.(2分)如图1所示的装置,左、右水槽底面积相等,阀门距槽底高为0.2m,右槽中有深为0.5m的水。现将阀门打开,水从阀门流入左槽,请在图2中画出流入左槽中的水对水槽底的压强p随流入左槽中的水的深度h变化的关系图像。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,阀门大小忽略不计)
19.(6分)小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:刻度和质地都均匀的杠杆、支架、轻质弹簧测力计、细线和质量相同的钩码若干。
(1)如图甲所示,实验前,杠杆左端下沉,则应将左端的平衡螺母向 调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)用如图乙所示的方法使杠杆处于水平平衡状态,测出此时的拉力大小为F1,发现F1l1≠F2l2,其原因是: ;
(3)小明看到爸爸利用如图丙所示的工具抬起大花盆,取出托水盘清洗,为了抬起花盆时更省力,他建议爸爸将支架向 (选填“远离”或“靠近”)花盆的方向移动。
20.(6分)小宁想利用天平测量一不吸水物块的密度,实验操作如下:
(1)实验时,小宁将天平放置在水平工作台上,他接下来应进行的下一步操作是: 。然后按正确操作步骤测出物块的质量为24g;
(2)如图甲所示,在烧杯中倒入适量的水,测出烧杯和水的总质量为 g;
(3)将一金属块放在物块上,一起放入该烧杯中,物块恰好浸没在水中,如图乙所示,则物块的密度为 g/cm3。(ρ水=1.0g/cm3)
21.(6分)小华了解到不同飞机的机翼形状一般不同,那么机翼的形状是否会影响飞机的升力呢?于是他用相同的硬纸板制作成宽度和长度均相同、厚度不同的三个机翼模型,然后再利用三挡风速可调的风扇、带底座的竖直光滑杆、弹簧测力计,按如图所示进行如下探究:
步骤一:用竖直光滑的杆穿过机翼模型,将模型挂在弹簧测力计上,待弹簧测力计示数稳定后读出数据并记录;
步骤二:将风扇距机翼模型一定的距离,以二挡的风速正对着机翼模型吹风,弹簧测力计示数减小,待示数稳定后读出数据并记录;
步骤三:保持风扇到机翼模型的距离和风速不变,换用不同厚度的机翼模型重复步骤一和步骤二并进行多次实验,整理相关数据如表所示。
实验序号
机翼厚度/cm
未吹风时弹簧测力计示数/N
二挡风速时弹簧测力计示数/N
1
2.0
9.4
5.0
2
4.0
10.0
3.2
3
6.0
11.0
2.6
(1)由表格中的数据可知,第2次实验中,机翼模型受到的升力为 N;
(2)由表格中的数据可知,当风速一定时,机翼厚度越厚其所受的升力越 。
(3)利用已有的器材,小华还可以探究飞机升力与 的关系。
22.(4分)阅读下列材料,回答问题:
航天飞船返回舱
返回舱又称座舱,它是航天员的“驾驶室”,是航天员往返太空时乘坐的舱段,为密闭结构,前端有舱门。载人飞船完成预定任务后,载有航天员的返回舱要返回地球,整个返回过程需要经过4个阶段。
飞船通过调姿、制动、减速,从原飞行轨道进入返回轨道的阶段称制动离轨段。返回舱像一个上面窄下面宽的大钟,在返回的过程中,通过发动机姿态的调整,以大底朝前的姿势返回地球。
飞船从离开原运行轨道到进入大气层之前,空气阻力很小,主要是在地球引力的作用下呈自由飞行状态,因此,这个阶段称为自由下降段或过渡段。
飞船返回时从离轨时的真空环境再次进入大气层,这个阶段称为再入段。再入大气层的高度一般为80~100km。在进入大气层的时候,返回舱以数千米每秒的速度与大气层发生剧烈的摩擦,燃起2000多摄氏度高温的火焰。在降落的过程中,气体和返回舱表面被烧蚀的防热材料发生电离,形成包裹住返回舱的等离子区,使返回舱与外界的无线电通信信号极大地衰减,造成地面与飞船之间的无线电通信中断,这段时间被称为“黑障区”。在距离地面40km左右高度的时候,飞船基本脱离“黑障区”。
返回舱从打开降落伞到着陆这个过程称为着陆段,随着高度的下降和速度的减小,返回舱所受到的空气阻力与地球引力渐趋平衡,返回舱以大约200m/s的速度匀速下降。但如果返回舱以这个速度冲向地面、后果将不堪设想,所以必须使返回舱进一步减速,因此,在距地面10km左右高度时,降落伞打开,这时候飞船的速度会进一步减小,在距地面1m左右时,启动反推发动机,产生一个反推力,使返回舱实现软着陆。
(1)载人飞船完成预定任务后,载有航天员的返回舱要返回地球,整个返回过程需要经过制动离轨、 、再入大气层和着陆4个阶段;
(2)返回舱在着陆阶段利用了哪些力使其速度减慢并安全着陆的?答: (至少答出两个力)。
23.(8分)2021年5月15日,“祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记。火星车的质量为240kg,车轮与地面接触的总面积约为200cm2。如图甲所示是火星车发射前某次测试中的情景,它在粗糙程度相同的水平地面上行驶时,其速度v与时间t的关系图象如图乙所示,它在3~6s的行驶过程中牵引力做的功为1800J。求:(空气阻力忽略不计,g=10N/kg)
(1)火星车所受的重力;
(2)火星车静止在水平地面上时,对地面的压强;
(3)火星车在1~3s行驶过程中所受的摩擦力。
24.(8分)如图所示,水平地面上有一个底面积为100cm2的水槽,水槽中装有4cm深的水,小雨用弹簧测力计提着一个重为8N、高为10cm的圆柱体A(不吸水),将其由水面位置缓慢放入水中(水未溢出)。当圆柱体A刚好接触水槽底部时,弹簧测力计的示数为4.5N。求:(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)圆柱体A刚好接触水槽底部时受到的浮力;
(2)圆柱体A由水面位置下降到刚好接触水槽底部的过程中,其所受重力做的功;
(3)圆柱体A刚好接触水槽底部时,水对槽底的压强。
贵州省遵义市2021-2022学年八年级下学期期末学业水平监测
物理试题卷参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共8小题,共26分。其中第1小题至第6小题为单项选择题,每小题3分第7.8小题为多项选择题,每小题3分,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分,请在答题卡选择题栏内用2B铅笔将对应题目答案的标号涂黑、涂满)
1.(3分)为了纪念科学家们对物理学的发展作出的巨大贡献,物理学上常常用他们的名字作为物理量的单位,下列哪位科学家的名字被命名为功率的单位( )
A.牛顿 B.焦耳 C.帕斯卡 D.瓦特
【分析】根据对常见物理量及其单位的掌握作答。
【解答】解:在物理学中,
A、牛顿是力的基本单位,故A不符合题意;
B、焦耳是功和各种能量的基本单位,故B不符合题意;
C、帕斯卡是压强的基本单位,故C不符合题意;
D、瓦特是功率的基本单位,故D符合题意。
故选:D。
【点评】此题考查我们对常见物理量及其单位对应关系的掌握情况,属于识记性知识的考查,难度不大。
2.(3分)赛龙舟不仅是一项体育娱乐活动,更是我国悠久历史文化的传承。如图是端午节赛龙舟的情景,选手们在鼓声的指引下整齐地划桨,下列说法正确的是( )
A.选手们听到的鼓声是由空气振动产生的
B.鼓手敲击鼓面的力越大,鼓声的响度越大
C.鼓手敲击鼓面越快,鼓声传播的速度越快
D.选手们能听出是鼓声是通过音调来辨别的
【分析】(1)声音由物体的振动产生的;声音的三个特征分别是:音调、响度、音色,是从不同角度描述声音的,音调指声音的高低,由振动频率决定;响度指声音的强弱或大小,与振幅和距离有关;音色是由发声体本身决定的一个特性;
(2);声音的传播速度与介质种类和温度有关。
【解答】解:
A、声音由物体的振动产,鼓声是由鼓面振动产生的,故A错误;
B、鼓手敲击鼓面的力越大,声音的响度,大鼓声的响度越大,故B正确;
C、声音的传播速度与传音介质和温度有关,与发声体振动快慢无关,故C错误;
D、音色指声音的品质和特色,选手能区分开鼓声和其他声音,选手们能听出是鼓声是通过音色来辨别的,故D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查声音的产生、传播以及特性,属于声学基础知识。
3.(3分)近几年,遵义市水务、环保等部门展开了湘江河污水处理,河道清淤、景观打造等工作,使湘江河水质明显提升。如图所示是小敏抓拍到的湘江河岸边的一个情景,下列有关说法正确的是( )
A.高楼在水中的倒影是光的直线传播形成的
B.路上的行人能看见白鹭是因为白鹭是光源
C.白鹭看见的水中的小鱼是光的折射形成的虚像
D.白鹭飞在空中离水面越高它在水中的像越小
【分析】(1)平面镜成像的原理是光的反射形成的,成的像是虚像,是由光的反向延长线形成的;
(2)能自行发光且正在发光的物体叫光源;
(3)光射到水面时,一部分光线发生了反射,另一部分发生了折射而进入水中;
(4)平面镜成像是由光的反射形成的,平面镜成像的特点:物体在平面镜中所成的像是虚像,像和物体的大小相等,它们的连线垂直于镜面,它们到镜面的距离相等。
【解答】解:A、高楼在水中的“倒影”属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故A错误;
B、路上的行人能看见白鹭,是因为经白鹭反射的光线进入了人的眼睛,白鹭自身不会发光,因此白鹭不是光源,故B错误;
C、白鹭看见水中的小鱼是光线从水中斜射入空气发生折射形成的虚像,故C正确;
D、白鹭飞在空中离水面越高的过程中像的大小与白鹭大小相同,所以像的大小不变,故D错误。
故选:C。
【点评】本题结合具体的情景考查了光的反射、光源、折射现象等知识,综合性强,但难度不大。
4.(3分)正确的实验操作是实验成功的重要保障。下列实验操作中正确的是( )
A.测物体的重力
B.测物体的长度
C.测液体的体积
D.测物体的质量
【分析】(1)重力的方向是竖直向下的;
(2)根据测量物体长度的方法分析解答;
(3)量取液体体积时,视线要与凹液面的最低处相平;
(4)天平的调节:使用前,将游码移到零刻线处,并调节平衡螺母使其平衡;使用中,加减砝码或移动游码使天平平衡。
【解答】解:A、重力的方向是竖直向下的,使用弹簧测力计测量重力时,弹簧测力计必须竖直使用,故A错误;
B、使用刻度尺测量物体长度时,应该使刻线靠近被测物体,并且刻度尺零刻线对齐被测物体左侧,刻度尺要与所测物体平行,故B正确;
C、用量筒测量液体的体积读数时,视线没有与凹面的底部相平,故C错误;
D、在测量过程中调节了平衡螺母,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了弹簧测力计、刻度尺、天平、量筒的使用知识,是一道综合性题目。
5.(3分)2022年6月5日10时44分,搭载神舟十四号载人飞的的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火加速升空,约577秒后飞船进入预定轨道,顺利将陈冬、刘洋和蔡旭哲3名航天员送入太空,发射取得圆满成功,在加速升空过程中,下列相关说法正确的是( )
A.3名航天员的机械能增大
B.飞船的质量逐渐变大
C.火箭受到平衡力的作用
D.飞船的惯性逐渐变大
【分析】(1)影响动能大小的因素有质量和速度;影响重力势能大小的因素是质量和高度;动能与势能的总和等于机械能。据此分析。
(2)质量是物体的一种属性,与位置、速度无关,据此分析。
(3)物体受到平衡力作用时,将处于平衡状态。
(4)惯性是物体的一种属性,惯性大小只与物体的质量有关。
【解答】解:A、在加速升空过程中,质量不变,速度变大,高度升高,则动能和重力势能都变大,故机械能也变大,故A正确。
B、质量是物体的一种属性,与物体所在的空间位置无关,故B错误。
C、火箭加速升空时,速度不断增大,处于非平衡状态,因此受非平衡力作用,故C错误。
D、飞船的的质量不变,则惯性大小不变,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查机械能、质量、平衡力、惯性等知识,综合性很强,属于中考热点问题。
6.(3分)小红听说一种鉴别鸡蛋是否新鲜的方法:将鸡蛋放入水中观察其是否沉入水底。为了验证其真实性,小红买来新解鸡蛋并将其中一个放入水中,发现鸡蛋沉入水底(如图甲),取出鸡蛋擦干放置两个月后,再放入水中时鸡蛋漂浮在水面上(如图乙),说明此方法是真实的。下列相关分析正确的是( )
A.甲图中鸡蛋所受浮力等于重力
B.乙图中鸡蛋所受浮力大于重力
C.甲、乙两图中鸡蛋所受浮力一样大
D.放置两个月后的鸡蛋密度变小
【分析】(1)判断鸡蛋排开水的体积,由浮力的公式F浮=ρgV排判断浮力的大小;
(2)根据物体浮沉条件判断甲、乙图中的浮力与重力关系;
(3)根据物体的浮沉条件推理得出物体密度的大小关系。
【解答】解:
C、由图可知:在甲中下沉,V甲排=V鸡蛋,在乙中漂浮,V乙排<V鸡蛋;由于是同一个鸡蛋,则鸡蛋的体积相同,则V甲排>V乙排,
由F浮=ρgV排可知:鸡蛋所受的浮力:F甲>F乙,故C错误;
AB、鸡蛋在甲中下沉,浮力小于其重力,故A错误;
鸡蛋在乙中漂浮,浮力等于其重力,故B错误;
D、因为鸡蛋在甲中下沉,则ρ甲>ρ水,在乙中漂浮,则ρ乙<ρ水,所以ρ甲>ρ乙,即放置两个月后的鸡蛋密度变小了,故D正确。
故选:D。
【点评】本题综合考查了阿基米德原理和物体的浮沉条件,分析时注意用好控制变量法。
(多选)7.(4分)小宇利用如图所示的滑轮组沿水平方向匀速拉动重为200N的物体,物体与水平地面间的摩擦力为9N。绳子自由端的拉力F为5N,物体在5s内匀速滑动了1m。下列分析正确的是( )
A.绳子自由端的速度为0.6m/s
B.物体所受重力做的功为0J
C.5s内拉力F的功率为2W
D.滑轮组的机械效率为80%
【分析】(1)由图可知n=2,绳子自由端移动的距离s=ns物,利用速度公式求绳子自由端移动的速度;
(2)物体水平运动,在重力的方向(竖直向下)上没有移动距离,据此判断重力是否做功;
(3)利用W=Fs求拉力做的总功,再利用P=求拉力做功功率;
(4)利用η====求滑轮组的机械效率。
【解答】解:A、由图可知n=2,绳子自由端移动的距离:s=ns物=2×1m=2m,绳子自由端移动的速度:v===0.4m/s,故A错误;
B、由于物体水平移动,物体在重力的方向上(竖直向下)没有移动距离,所以重力不做功,即克服重力做功为0J,故B正确;
C、拉力做的总功:W总=Fs=5N×2m=10J,拉力做功功率P===2W,故C正确;
D、滑轮组的机械效率:η=====×100%=90%,故D错误。
故选:BC。
【点评】本题考查了力是否做功的判断,以及水平使用滑轮组时速度、功和机械效率的计算,明确有用功和总功的含义是关键。
(多选)8.(4分)A、B是材料和表面粗糙程度均相同的匀质实心正方体,其边长之比为2:1。如图甲所示,在F1作用下,A、B一起在水平桌面上做匀速直线运动;如图乙所示,在F2作用下,A、B也一起在同一水平桌面上做匀速直线运动,则下列对甲、乙两图的分折正确的是( )
A.推力的大小关系为:F1=F2
B.A所受摩擦力的大小关系为f甲=f乙
C.B对支持面的压力大小之比为F甲:F乙=1:8
D.A对支持面的压强大小之比p甲:p乙=9:32
【分析】(1)根据题意判断出甲、乙对水平面压力的关系,由影响摩擦力大小的因素判断出甲、乙受到摩擦力的关系,由平衡力的知识判断出推力的关系;
(2)根据摩擦力产生的条件判断出甲、乙图中A所受摩擦力大小的关系;
(3)由V=L3算出A、B的体积之比,由于A、B的材料相同,所以密度相同,根据G=mg=ρgV算出A、B的重力之比,根据在水平面上物体对水平面的压力等于物体受到的重力算出B对支持面的压力大小之比;
根据p=算出A对支持面的压强大小之比。
【解答】解:A、A、B是材料和表面粗糙程度均相同的匀质实心正方体,甲图和乙图都叠放在一起,对水平面的压力都等于A、B两物体重力的和,A、B接触面的粗糙程度相同,从甲图到乙图,改变的只是物体A、B与地面的接触面积,而摩擦力的大小与接触面积无关,所以甲、乙两图的摩擦力相等,在两种情况下,物体都处于平衡状态(匀速直线运动),推力都等于摩擦力,故推力F2=F1,故A正确;
B、图甲中A所受摩擦力的大小为f甲,由乙图知,物体A和B叠放在水平桌面上,当B向右匀速直线运动时,A、B间没有相对运动的趋势,没有摩擦力,即物体A所受的摩擦力f乙=0N,所以A所受摩擦力的大小关系为f甲>f乙,故B错误;
CD、由V=L3知A、B的体积之比为8:1,由于A、B的材料相同,所以密度相同,根据G=mg=ρgV知A、B的重力之比为8:1,
由于在水平面上物体对水平面的压力等于物体受到的重力,所以B对支持面的压力大小之比为:===,故C错误;
A对支持面的压强大小之比:==×=×=×=,故D正确。
故选:AD。
【点评】此题主要考查了摩擦力产生的条件、二力平衡的条件以及固体压强公式的应用,有一定的难度。
二、非选择题(本大题共16小题,共74分.其中第9至17小题每题4分,第18至20小题每题6分,第21小题4分,第22.23小题各8分请按要求在答题卡对应题号的图形上完成作图,或将正确答奖,解既过程填写在答题卡上对应题号的相应位置)
9.(4分)小刚同学在入学体检时,测得他的身高为1.65 m ,质量为54 kg 。
【分析】此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位及其进率的认识,填上符合实际的单位。
【解答】解:成年人的身高在170cm左右,中学生的身高略小于此数值,在165cm=1.65m左右;
中学生平均质量为50kg,个别体现质量略大一些,应该是54kg。
故答案为:m;kg。
【点评】对于生活中数据的估测,应从实际的角度出发进行判断,也可从自己的角度出发判断,如自己的身高、自己的体重、自己正常时的体温及正常行走的速度等方面来与题目中的数据比较,只要相差不大,即该数据就是合理的。
10.(4分)2022年3月23日“天宫课堂”第二课在中国空间站正式开讲并进行直播,王亚平老师为我们演示了“液桥实验”,实验中,分别附着在两块玻璃板上的水球接触后合成一个(如图所示),说明了水分子间存在 引力 (选填“引力”或“斥力”);物质由分子或原子组成,原子由原子核和 核外电子 组成。
【分析】物质由分子或原子组成,分子由原子组成,原子由原子核和核外电子组成;
分子间存在相互作用的引力和斥力,根据分子间的距离不同,对外表现出的合力不同。
【解答】解:水球由水分子构成,两个水球接触后能合成一个,说明分子间存在引力的作用;
原子由位于中心的原子核和绕核高速转动的电子组成。
故答案为:引力;核外电子。
【点评】此题考查了分子动理论的运用和原子结构,属于基础知识的考查,难度不大。
11.(4分)2021年中央电视台春节联欢晚会上,《只此青绿》这支舞蹈受到观众的一致好评。如图所示为照相机拍摄的演出照片,拍照时,相机镜头与演员之间的距离应 大于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)镜头的二倍焦距;当领舞者孟庆旸在表演时垫起一只脚后,她对舞台的压强将 变大 (选填“变大”、“不变”或“减小”)。
【分析】(1)根据凸透镜成像规律,物距大于二倍焦距成倒立缩小的实像,照相机是根据这个原理制成的;
(2)当领舞者孟庆旸在表演时垫起一只脚时,对水平地面的压力不变,但受力面积减半,根据压强公式判断对水平地面的压强的变化。
【解答】解:(1)根据凸透镜成倒立、缩小的实像的条件,拍照时,相机镜头与演员之间的距离应大于二倍焦距;
(2)当领舞者孟庆旸在表演时垫起一只脚时,她对水平地面的压力还等于自身的重力,大小不变,但受力面积变小,由p=可知压强变大。
故答案为:大于;变大。
【点评】本题考查固体压强的比较以及凸透镜成像规律的运用,属于基础题。
12.(4分)小宇同学在参加体育中考时用力将排球竖直抛向空中,这说明力能改变物体的 运动状态 ,如果排球运动到最高点时所受外力全部消失,则排球将 静止 。
【分析】力可以改变物体的运动状态;根据牛顿第一定律进行分析,即当物体受到的力突然消失,物体还会保持原来的运动状态。
【解答】解:用力将排球竖直抛向空中,说明力能改变物体的运动状态;
排球竖直运动到最高点时速度为0,如果此时所受外力全部消失,由牛顿第一定律可知,排球将静止。
故答案为:运动状态;静止。
【点评】本题主要考查了对力的作用效果和牛顿第一定律的理解与应用,难度不大。
13.(4分)水平地面上有一个箱子,小龙用20N的水平推力推箱子,未推动,此时箱子所受合力 0 N;他将推力增大为30N时,箱子做匀速直线运动,此时箱子所受的摩擦力为 30 N。
【分析】物体静止或做匀速直线运动时,合力为0,处于平衡状态,受到的力为平衡力,二力平衡时大小相等。
【解答】解:水平地面上有一个箱子,小龙用20N的水平推力推箱子,未推动,箱子处于静止状态,受到的合力为0;
当水平推力增大到30N时,箱子恰好做匀速直线运动,所以此时滑动摩擦力与推力是一对平衡力,则滑动摩擦力的大小为30N。
故答案为:0;30。
【点评】本题考查了力与运动的关系,涉及到合力的大小和二力平衡条件的应用,难度不大。
14.(4分)小伟在测量玩具冰墩墩所受重力时,用弹簧测力计从图甲所示位置开始竖直向上缓慢提升,弹簧测力计的示数F与弹簧测力计上升高度h之间的关系如图乙所示,则玩具冰墩墩所受重力大小为 4 N;弹簧测力计上升9cm的过中对冰墩墩所做的功为 0.16 J。
【分析】(1)当缓缓提冰墩墩离开桌面后测力计的示数不再变化,此时示数即为冰墩墩所受重力大小;
(2)当缓缓提冰墩墩离开桌面后,拉力才对冰墩墩做功,根据拉力的大小和冰墩墩移动的距离,利用W=Fs求出拉力做的功。
【解答】解:(1)用测力计从图甲所示位置开始竖直向上缓缓提升,冰墩墩离开桌面后测力计的示数不再变化,此时示数即为冰墩墩所受重力大小;
根据图乙可知,冰墩墩所受的重力为4N;
(2)当缓缓提升冰墩墩离开桌面后,弹簧测力计的示数为4N,冰墩墩通过的距离:s=9cm﹣5cm=4cm=0.04m,
弹簧测力计对冰墩墩所做的功:W=Fs=4N×0.04m=0.16J。
故答案为:4;0.16。
【点评】本题考查了学生分析图像的能力和功的计算,难度不大,注意图像的转折点和物体实际上升的高度,不能粗心弄错。
15.(4分)2021年7月东京奥运会男子百米比赛中,我国选手苏炳添以9秒83的成绩破亚洲纪录,晋级决赛,被称为“亚洲第一飞人”。在苏炳添比赛过程中,以他为参照物,坐在看台的观众是 运动 的;若苏炳添在某次百米赛跑训练中,前50m的平均速度为9m/s,后50m的平均速度为11m/s,则他全程的平均速度为 9.9 m/s。
【分析】(1)物体相对于参照物位置发生变化,则物体是运动的;物体相对于参照物位置没有发生变化,则物体是静止的;
(2)利用速度公式分别求出前50m和后10m运动的时间,据此求出总时间;总路程除以总时间即为全程的平均速度。
【解答】解:在苏炳添比赛过程中,以他为参照物,坐在看台的观众相对于苏炳添的位置发生了变化,所以坐在看台的观众是运动的;
由v=可知,前50m所用的时间t1==,后50m所用的时间t2==,
全程的总时间t=t1+t2=+=,
全程的平均速度v===9.9m/s。
故答案为:运动;9.9。
【点评】本题考查运动与静止的相对性、平均速度的计算,注意:平均速度不是速度的平均值,应该用总路程除以总时间得到全程的平均速度。
16.(4分)如图甲所示,足够高的圆柱形容器A底面积为300cm2、装有8cm深的水,则容器中水的质量为 2.4 kg,一个质量分布均匀且不吸水、高为40cm的长方体B放置在水平桌面上,若将B水平切去高度为h的部分,并将切去部分竖直缓慢放入A中,水的深度h水随切去高度h的变化关系如图乙所示,当切去的高度h为 22 cm时,B剩余部分对水平桌面的压强和水对容器底部的压强相等。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
【分析】(1)根据V=Sh求出容器内水的体积,利用ρ=的变形公式m=ρV求出容器内水的质量;
(2)由图像乙知在h=18cm时容器中物块漂浮,且此时浸在水中的深度可知,根据漂浮条件计算容器中物块的密度,即B的密度;
由图乙,求得h水与h的函数关系的两种情况,根据题干压强相等,分别表达A剩余部分对桌面的压强和水对容器底部的压强,根据函数关系判断h的大小,不合题意的舍去,求得h的值。
【解答】解:(1)容器内水的体积:
V水=S容h水=300cm2×8cm=2400cm3=2.4×10﹣3m3,
由ρ=可得,容器内水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×2.4×10﹣3m3=2.4kg;
(2)由乙图可知,将B水平切去高度为:h1=18cm时,放入水中恰好漂浮,浸在水中深度:h水1=12cm,
设B的底面积为SB,B的密度为ρB,则B水平切取的体积:VB1=SBh1,质量:mB1=SBh1ρB,重力:GB1=SBh1ρBg;
切取的B排开水的体积:V排1=SBh水1,由阿基米德原理可知,物块受到的浮力为:F浮1=ρ水gV排1=ρ水gSBh水1;
根据漂浮的条件,F浮1=GB1,即ρ水gSBh水1=SBh1ρBg,
解得:ρB=ρ水=×1g/cm3=g/cm3;
由乙图知,当h≤18cm时,h水随h变化的图像是直线,故设:h水=kh+b,
将h0=0,h水0=8cm代入得:8cm=k×0+b……①;
将h1=18cm,h水1=12cm代入得:12cm=k×18cm+b……②;
解①②联立方程组得:k=,b=8cm,
所以当h≤18cm时,h水=h+8cm;
由题意:当切去的高度h为某一值时,B剩余部分对水平桌面的压强和水对容器底部的压强相等,
B剩余部分对水平桌面的压强:pB剩=ρBgh剩=ρBg(hB总﹣h),
水对容器底部的压强:p水=ρ水gh水,
由pB剩=p水知:ρBg(hB总﹣h)=ρ水gh水,
=,即:=,解得:h=21cm>18cm,不合题意,舍去;
故在h≤18cm范围内不存在:当切去的高度h为某一值时,B剩余部分对水平桌面的压强和水对容器底部的压强相等;
所以当切去的高度h为某一值时,B剩余部分对水平桌面的压强和水对容器底部的压强相等,h>18cm,此时h水2=12cm不变;
B剩余部分对水平桌面的压强:pB剩2=ρBgh剩2=ρBg(hB总﹣h2),
水对容器底部的压强:p水2=ρ水gh水2,
由pB剩2=p水2得,ρBg(hB总﹣h2)=ρ水gh水2,
所以,=,即:=,解得h2=22cm>18cm,符合题意;
故当切去的高度h为22cm时,B剩余部分对水平桌面的压强和水对容器底部的压强相等。
故答案为:2.4;22。
【点评】本题考查密度公式的应用、物体漂浮的条件、固体压强的特殊计算、液体压强计算和阿基米德原理的应用等,综合程度较高,难度较大。
17.(2分)如图所示,一个重为2N的小球漂浮在水面上,请画出小球所受力的示意图。
【分析】小球在水中受到重力和浮力的作用,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,由于小球漂浮,因此受到的力是平衡力,重力和浮力大小相等。
【解答】解:小球漂浮在水面上,重力和浮力是一对平衡力,二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上,如下图所示:
【点评】画力的示意图时要考虑到物体的运动状态,当物体处于静止或匀速直线运动时,受到的力就是平衡力。
18.(2分)如图1所示的装置,左、右水槽底面积相等,阀门距槽底高为0.2m,右槽中有深为0.5m的水。现将阀门打开,水从阀门流入左槽,请在图2中画出流入左槽中的水对水槽底的压强p随流入左槽中的水的深度h变化的关系图像。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,阀门大小忽略不计)
【分析】由液体压强与深度的关系可知,水对底部的压强随水的深度增加而增大,根据连通器的原理可知水深为0.25m,即可求出最终压强。
【解答】解:打开阀门时,水从右槽流入左槽,根据p=ρgh可知流入左槽的水对槽底的压强与水的深度成正比,当流入左槽的水的深度为0.1m时,流入左槽的水对槽底的压强为:
P1=ρ水gh1=1.0×103 kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa;
流入左槽的水的深度为0.2m时,流入左槽的水对槽底的压强为:
P2=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa;
因为左、右水槽的底面积相等,根据连通器原理,水不再流动,即左右槽中水的深度不变,左右两槽水的深度最终为0.25m,最终水对槽底的压强为:
P3=ρ水gh3=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2.5×103Pa,
图像如图所示:
【点评】本题考查液体压强与水的深度的关系及连通器原理,难度不大。
19.(6分)小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:刻度和质地都均匀的杠杆、支架、轻质弹簧测力计、细线和质量相同的钩码若干。
(1)如图甲所示,实验前,杠杆左端下沉,则应将左端的平衡螺母向 右 调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)用如图乙所示的方法使杠杆处于水平平衡状态,测出此时的拉力大小为F1,发现F1l1≠F2l2,其原因是: 把L1当成了F1的力臂 ;
(3)小明看到爸爸利用如图丙所示的工具抬起大花盆,取出托水盘清洗,为了抬起花盆时更省力,他建议爸爸将支架向 靠近 (选填“远离”或“靠近”)花盆的方向移动。
【分析】(1)调节杠杆平衡时,应将平衡螺母向上翘的一端移动;
(2)根据力臂的定义分析;
(3)由杠杆的平衡条件可知,要使动力变小,在阻力不变时,可通过增大动力臂,减小阻力臂的方法实现。
【解答】解:1)如图甲所示,实验前,杠杆左端下沉,则应将左端的平衡螺母向右调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)小明同学用如图乙所示的方法使杠杆处于水平平衡状态,测出此时的拉力大小为F1,发现F1L1≠F2L2,其原因是:把L1当成了F1的力臂;
(3)由杠杆的平衡条件可知,在阻力不变时,向右移动支架,使动力臂增大的同时阻力臂减小,这样动力就减小,抬起花盆时就更省力。
故答案为:(1)右;(2)把L1当成了F1的力臂;(3)靠近。
【点评】本题考查了杠杆平衡条件的实验,以及杠杆平衡条件的应用;当杠杆处于水平位置平衡时,竖直作用在杠杆上的力的力臂在杠杆上,倾斜作用在杠杆上力的力臂在杠杆以外的位置上,力臂变小。
20.(6分)小宁想利用天平测量一不吸水物块的密度,实验操作如下:
(1)实验时,小宁将天平放置在水平工作台上,他接下来应进行的下一步操作是: 将游码移到标尺左端的零刻线处,调节平衡螺母使横梁水平平衡 。然后按正确操作步骤测出物块的质量为24g;
(2)如图甲所示,在烧杯中倒入适量的水,测出烧杯和水的总质量为 102 g;
(3)将一金属块放在物块上,一起放入该烧杯中,物块恰好浸没在水中,如图乙所示,则物块的密度为 0.8 g/cm3。(ρ水=1.0g/cm3)
【分析】(1)调节平衡前,先将天平放在水平台上,游码置于标尺左端的零刻线处,然后调节平衡螺母,使天平水平平衡;
(2)天平水平平衡时,物体的质量等于右盘砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值;
(3)根据平衡力的知识可知物块受到的浮力,用阿基米德原理公式计算出塑料块的体积(排开水的体积),再用密度公式计算出塑料块的密度。
【解答】解:(1)在调节天平水平平衡时,应先将天平放在水平台上,将游码移到标尺左端的零刻线处,调节平衡螺母使横梁水平平衡;
(2)如图甲所示,标尺的分度值是0.2g,则小矿石的质量:m=100g+2g=102g;
(3)由图甲的质量102g到图乙的质量132g,增加的质量为Δm=132g﹣102g=30g=0.03kg,就是排开水的质量(也可以看成是金属块和物块的总质量),则图乙中物块受到的浮力为:
F浮=m排g=0.03kg×10N/kg=0.3N;
此时物块正好浸没在水中,即物块的体积等于排开水的体积为
V=V排水===3×10﹣5m3=30cm3
又由于物块的质量为m=24g,则物块的密度为
ρ===0.8g/cm3。
故答案为:(1)将游码移到标尺左端的零刻线处,调节平衡螺母使横梁水平平衡;(2)102; (3)0.8。
【点评】本题考查了天平的正确使用、质量测量、等效替代测量体积等,是常考题。
21.(6分)小华了解到不同飞机的机翼形状一般不同,那么机翼的形状是否会影响飞机的升力呢?于是他用相同的硬纸板制作成宽度和长度均相同、厚度不同的三个机翼模型,然后再利用三挡风速可调的风扇、带底座的竖直光滑杆、弹簧测力计,按如图所示进行如下探究:
步骤一:用竖直光滑的杆穿过机翼模型,将模型挂在弹簧测力计上,待弹簧测力计示数稳定后读出数据并记录;
步骤二:将风扇距机翼模型一定的距离,以二挡的风速正对着机翼模型吹风,弹簧测力计示数减小,待示数稳定后读出数据并记录;
步骤三:保持风扇到机翼模型的距离和风速不变,换用不同厚度的机翼模型重复步骤一和步骤二并进行多次实验,整理相关数据如表所示。
实验序号
机翼厚度/cm
未吹风时弹簧测力计示数/N
二挡风速时弹簧测力计示数/N
1
2.0
9.4
5.0
2
4.0
10.0
3.2
3
6.0
11.0
2.6
(1)由表格中的数据可知,第2次实验中,机翼模型受到的升力为 6.8 N;
(2)由表格中的数据可知,当风速一定时,机翼厚度越厚其所受的升力越 大 。
(3)利用已有的器材,小华还可以探究飞机升力与 风速 的关系。
【分析】(1)根据弹簧秤的两次示数之差求出升力;
(2)分别求出3次实验的升力,据此得出升力与机翼厚度的关系;
(3)分析实验器材中的可变量作答。
【解答】解:(1)第3组实验中,当风速为0m/s时机翼模型受到的升力为0,此时弹簧秤示数为10.0N,二挡风速时弹簧秤示数为3.2N,则机翼模型受到的升力为10.0N﹣3.2N=6.8N;
(2)三次实验中,二档风速时的升力分别为:9.4N﹣5.0N=4.4N,10.0N﹣3.2N=6.8N,11.0N﹣2.6N=8.4N,机翼的厚度越大,产生的升力越大,故结论为:当风速一定时,机翼厚度越厚其所受的升力越大;
(3)实验装置为三挡风速可调的风扇,可以探究飞机在不同的风速下升力的关系。
故答案为:(1)6.8;(2)大;(3)风速。
【点评】本题解答的关键是熟知流体压强与流速的关系,要学会利用控制变量法分析表格中的数据。
22.(4分)阅读下列材料,回答问题:
航天飞船返回舱
返回舱又称座舱,它是航天员的“驾驶室”,是航天员往返太空时乘坐的舱段,为密闭结构,前端有舱门。载人飞船完成预定任务后,载有航天员的返回舱要返回地球,整个返回过程需要经过4个阶段。
飞船通过调姿、制动、减速,从原飞行轨道进入返回轨道的阶段称制动离轨段。返回舱像一个上面窄下面宽的大钟,在返回的过程中,通过发动机姿态的调整,以大底朝前的姿势返回地球。
飞船从离开原运行轨道到进入大气层之前,空气阻力很小,主要是在地球引力的作用下呈自由飞行状态,因此,这个阶段称为自由下降段或过渡段。
飞船返回时从离轨时的真空环境再次进入大气层,这个阶段称为再入段。再入大气层的高度一般为80~100km。在进入大气层的时候,返回舱以数千米每秒的速度与大气层发生剧烈的摩擦,燃起2000多摄氏度高温的火焰。在降落的过程中,气体和返回舱表面被烧蚀的防热材料发生电离,形成包裹住返回舱的等离子区,使返回舱与外界的无线电通信信号极大地衰减,造成地面与飞船之间的无线电通信中断,这段时间被称为“黑障区”。在距离地面40km左右高度的时候,飞船基本脱离“黑障区”。
返回舱从打开降落伞到着陆这个过程称为着陆段,随着高度的下降和速度的减小,返回舱所受到的空气阻力与地球引力渐趋平衡,返回舱以大约200m/s的速度匀速下降。但如果返回舱以这个速度冲向地面、后果将不堪设想,所以必须使返回舱进一步减速,因此,在距地面10km左右高度时,降落伞打开,这时候飞船的速度会进一步减小,在距地面1m左右时,启动反推发动机,产生一个反推力,使返回舱实现软着陆。
(1)载人飞船完成预定任务后,载有航天员的返回舱要返回地球,整个返回过程需要经过制动离轨、 自由下降段或过渡段 、再入大气层和着陆4个阶段;
(2)返回舱在着陆阶段利用了哪些力使其速度减慢并安全着陆的?答: 空气阻力与反推力 (至少答出两个力)。
【分析】认真阅读材料,即可在题中所给的信息获得答案。
【解答】解:由题中信息知:
(1)载人飞船完成预定任务后,载有航天员的返回舱要返回地球,整个返回过程需要经过制动离轨、自由下降段或过渡段、再入大气层和着陆4个阶段;
(2)返回舱在着陆阶段利用了空气阻力使其速度减慢,且在距地面lm左右时,启动反推发动机,产生一个反推力,使返回舱实现软着陆。
故答案为:(1)自由下降段或过渡段;(2)空气阻力与反推力。
【点评】此题考查学生的理解能力及从材料中提取解题信息的能力,难度不大。
23.(8分)2021年5月15日,“祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记。火星车的质量为240kg,车轮与地面接触的总面积约为200cm2。如图甲所示是火星车发射前某次测试中的情景,它在粗糙程度相同的水平地面上行驶时,其速度v与时间t的关系图象如图乙所示,它在3~6s的行驶过程中牵引力做的功为1800J。求:(空气阻力忽略不计,g=10N/kg)
(1)火星车所受的重力;
(2)火星车静止在水平地面上时,对地面的压强;
(3)火星车在1~3s行驶过程中所受的摩擦力。
【分析】(1)根据G=mg求火星车所受的重力;
(2)火星车静止时,对水平地面的压力和自身的重力相等,利用p=求出对水平地面的压强;
(3)根据图乙读出火星车做匀速直线运动时的速度和时间,根据s=vt求出火星车匀速直线运动的距离,利用W=Fs求出牵引力,火星车做匀速直线运动时处于平衡状态,牵引力和受到的摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,据此求火星车做匀速直线运动时受到的摩擦力,根据摩擦力的影响因素求出火星车在1~3s行驶过程中所受的摩擦力。
【解答】解:(1)火星车所受的重力:
G=mg=240kg×10N/kg=2400N;
(2)火星车静止时,对水平地面的压力:
F=G=2400N,
对水平地面的压强:
p===1.2×104Pa;
(3)由图乙可知,火星车做匀速直线运动时的速度v=4m/s,运动的时间t=6s﹣3s=3s,
由v=可得,火星车匀速直线运动的距离:
s=vt=4m/s×3s=12m,
由W=Fs可知,牵引力:
F牵===150N,
火星车做匀速直线运动时处于平衡状态,牵引力和受到的摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,因此火星车所受的摩擦力:
f=F牵=150N,
由图乙可知,火星车在1~3s内做加速运动,但火星车对地面的压力和接触面的粗糙程度没有发生变化,因此火星车在1~3s行驶过程中所受的摩擦力仍为150N。
答:(1)火星车所受的重力为2400N;
(2)火星车静止在水平地面上时,对地面的压强为1.2×104Pa;
(3)火星车在1~3s行驶过程中所受的摩擦力为150N。
【点评】本题考查重力公式、压强定义式、功的公式、二力平衡条件的应用和摩擦力的影响因素,知道压力和接触面的粗糙程度不变时物体受到的滑动摩擦力不变是解题的关键。
24.(8分)如图所示,水平地面上有一个底面积为100cm2的水槽,水槽中装有4cm深的水,小雨用弹簧测力计提着一个重为8N、高为10cm的圆柱体A(不吸水),将其由水面位置缓慢放入水中(水未溢出)。当圆柱体A刚好接触水槽底部时,弹簧测力计的示数为4.5N。求:(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)圆柱体A刚好接触水槽底部时受到的浮力;
(2)圆柱体A由水面位置下降到刚好接触水槽底部的过程中,其所受重力做的功;
(3)圆柱体A刚好接触水槽底部时,水对槽底的压强。
【分析】(1)根据F浮=GA﹣F拉求出圆柱体A刚好接触水槽底部时受到的浮力;
(2)根据W=Gh求出圆柱体A由水面位置下降到刚好接触水槽底部的过程中,其所受重力做的功;
(3)圆柱体A刚好接触水槽底部时,水对水槽底部产生的压力等于水的重力和圆柱体A排开水的重力之和,根据p=求出此时水对槽底的压强。
【解答】解:(1)圆柱体A刚好接触水槽底部时受到的浮力为:
F浮=GA﹣F拉=8N﹣4.5N=3.5N;
(2)圆柱体A由水面位置下降到刚好接触水槽底部的过程中,其所受重力做的功为:
W=GAh水=8N×0.04m=0.32J;
(3)水槽中水的体积为:V水=Sh水=100cm2×4cm=400cm3,
水的质量为:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×400×10﹣6m3=0.4kg,
水的重力为:G水=m水g=0.4kg×10N/kg=4N,
圆柱体A刚好接触水槽底部时,水对水槽底部产生的压力等于水的重力和圆柱体A排开水的重力之和,即:
F=G水+G排=G水+F浮=4N+3.5N=7.5N,
所以p===750Pa。
答:(1)圆柱体A刚好接触水槽底部时受到的浮力为3.5N;
(2)圆柱体A由水面位置下降到刚好接触水槽底部的过程中,其所受重力做的功为0.32J;
(3)圆柱体A刚好接触水槽底部时,水对槽底的压强为750Pa。
【点评】本题主要考查了称重法求出浮力、功的计算,以及密度公式、重力公式、压强公式的应用等,知识点多,难度较大。
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