重庆市重庆实验外国语学校2021一2022学年八年级下学期第二次定时练习物理试题
展开重庆市重庆实验外国语学校 2021一2022学年八年级下学期第二次定时练习物理试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列物理数据最接近实际的是( )
A.托起两个鸡蛋的力约为10N
B.在重庆的考场室内气压略低于1个标准大气压
C.人双脚站立时对水平地面的压强约为100Pa
D.一个橘子漂浮在水面时受到的浮力约为500N
2.如图所示的实例中,属于减小压强的是( )
A.吸管一端很尖 B.蚊子口器较尖
C.滑雪板面积大 D.刀刃很薄
3.如图所示现象中没有利用大气压的是( )
A. 船闸 B. 吸管吸饮料
C. 盆景自动给水装置 D. 活塞式抽水机
4.关于物体受到的浮力,下面说法中正确的是( )
A.重力越小的物体受到的浮力越大
B.漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
C.没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大
D.液体密度不变时,物体排开液体的体积越大受到的浮力越大
5.在习近平总书记“改革强军,科技兴军”伟大思想指引下,如图所示我国军队的武器装备建设取得了巨大进步,下列说法正确的是( )
A.甲:此国产航母在海里和河里航行时,在海里受的浮力大
B.乙:国产歼20战机,静止在停机坪时受到的是非平衡力
C.丙:国产99式坦克安装宽大的履带是为了减小坦克对地面的压强
D.丁:潜水艇像鱼一样是靠改变自身体积,从而改变所受的浮力,实现上浮下潜
6.如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分。现往容器里注入一些水,则下列说法中错误的是( )
A.A物体一定受浮力的作用 B.B物体一定受浮力的作用
C.C物体一定不受浮力的作用 D.D物体一定不受浮力的作用
7.把重8N、体积为0.6dm3的物体投入水中,当物体静止时,下列说法中正确的是( )
A.物体漂浮,浮力为8N B.物体沉底,浮力为6N
C.物体悬浮,浮力为8N D.物体悬浮,浮力为6N
8.两个相同的量筒内装有不同的液体甲、乙,将同一支密度计分别放入两液体中,静止后液面相平,如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度比乙液体的密度小
B.密度计在乙液体中所受的浮力较大
C.密度计排开甲液体的质量大于乙液体的质量
D.甲液体对容器底部的压力大
9.取三块质量相等的橡皮泥,分别捏成一个碗状,两个球状(其中一只球为空心),分别放入装有相同质量水的相同的烧杯中,静止时它们的状态如图所示,下列说法正确的是( )
A.三个物体受到的浮力为F甲>F丙>F乙 B.容器对桌面的压力为F甲′=F乙′>F丙′
C.液体对容器底部的压强为p甲>p丙>p乙 D.橡皮泥排开水的体积为V甲=V丙>V乙
10.质量均为6kg的实心物体甲和乙在绳子拉力作用下静止在水中,如图所示。己知甲的密度为2×103kg/m3,乙的密度为3×103kg/m3,则下列说法正确的是( )
A.甲、乙所受浮力之比为1∶1 B.甲、乙所受浮力之比为2∶3
C.甲、乙所受绳子拉力之比为3∶4 D.甲、乙所受绳子拉力之比为3∶2
11.如图所示,边长为0.1m的实心正方体木块,密度为0.5×103kg/m3,在绳子拉力作用下浸没在某种液体中。绳子拉力为3N,容器底面积为200cm2,下列说法正确的是( )
A.浸没时木块所受浮力为10N
B.剪断细线,木块静止时露出液面体积为300cm3
C.剪断细线,木块静止时,容器对桌面压强变化量为150Pa
D.剪断细线,木块静止时,液体对容器底部压强变化量为150Pa
12.如图甲所示,质量分布均匀的实心物体A重为9N,漂浮在水面时有的体积露出水面。如图乙所示,将实心物块B放在A上,A刚好浸没在水中。如图丙所示,利用轻质细线将B挂在A的正下方,静止时A有的体积露出水面。则下列说法正确的是( )
A.物块B的重力为4N B.物体A的密度为0.4×103kg/m3
C.丙图中细线对B的拉力为4N D.物块B的密度为4.5×103kg/m3
13.如图甲所示,底面积为200cm2的柱形容器高30cm,放置在水平地面上,容器中盛有28cm深的水。将底面积为80cm2的圆柱体A从离水面一定高度处匀速下降,直到A刚接触容器底部为止,然后撤去绳子及弹簧测力计。整个过程中测力计的示数随时间变化的关系如图乙所示。不计绳重及绳子体积,则下列说法正确的是( )
A.物体A下降的速度为1.5cm/s
B.图乙中t1=5.5s,F1=28N
C.整个过程中水对容器底部的压强一直增大
D.与A浸入前相比,t=15s时,容器对桌面的压强增加了300Pa
14.如图甲所示,底面积为100cm2,质量为200g的柱形容器放置在水平地面上,容器足够高。底面积为40cm2,高为15cm的圆柱体M上端与体积可忽略不计的轻杆相连,轻杆固定在天花板上。现在匀速向容器中加水,整个过程中轻杆作用力的大小随时间变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.t=32s时,M所受浮力为6N B.t=50s时,容器对地面的压强为1580Pa
C.t=10s时,水对容器底的压力为5N D.图乙中F1与F2之比为2∶3
二、填空题
15.首次证明了大气压强存在的著名实验是__________实验。一个标准大气压的值相当于________cm的水银柱产生的液体压强。
16.一艘排水虽为1200t的货轮由东海驶入长江后,货船会___________(选填“下沉”、“上浮)一些。该船满载时正常行驶在长江中,受到的浮力是___________N。(江水的密度ρ水=103kg/m3)
17.如图所示,是某型号热气球。空气的密度为1.3kg/m3,热气球的体积为300m3,该热气球所受的浮力为___________N;热气球和吊蓝的总质量是130kg,要让热气球匀速上升,该热气球最多可承载货物的质量为___________kg。(不计空气阻力,g取10N/kg)
18.一个圆柱形容器足够高,底面积为200cm2,其中装有一定量的水。现将边长为10cm的正方体木块放入其中如图所示,木块静止时,有一半的体积露出液面,此时水面比放入木块前升高___________cm,若要使木块完全浸没在水中还需要向下施加___________N的压力。
19.如图所示,一个装有水的圆柱形容器(底面积为100cm2)放在水平桌面上,A、B是由密度不同的材料制成的两实心物块,A物块的体积是B物块体积的2倍,把A、B两物块用细线相连放入水中时,两物块恰好悬浮,且没有水溢出,剪断细线,稳定后水对容器底的压强变化了60Pa,物块A有体积露出水面,则剪断细线前后,水对容器底的压力变化了___________N;B物体体积为___________cm3。
20.如图甲所示,柱形容器足够高,其内有水。圆柱体A重2N、底面积为50cm2、高为12cm。A的底部通过一根原长为10cm的轻质弹簧(弹簧的体积不计,已知弹簧的长度每变化1cm,弹簧的弹力变化1N)与一个体积为100cm3的实心物体B连接(物体B未与容器底部紧密接触),此时弹簧处于原长,圆柱体A没入水中的体积为___________cm3;然后向容器注水,注水过程中A所受拉力随注水质量的变化图像如图乙所示。假设当注水质量为2.2kg时停止注水,再将一个体积为300cm3、高为4.5cm合金块C竖直放置在A上方,静止时C没入水中的体积为总体积的,则C的重力是___________N。
三、作图题
21.如图所示,一木块静止在斜面上,请画出木块所受重力的示意图.
22.如图所示,小球漂浮在水中,请画出小球所受浮力的示意图。
四、实验题
23.小明利用压强计探究“影响液体内部压强大小的因素”,如图所示。
(1)压强计___________(选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)实验前,检查实验装置时发现:按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化___________(“明显”或“不明显”),则这套实验装置漏气;
(3)将压强计的探头放进盛水的容器中,探头的橡皮膜受到水的压强会___________(选填“内凹”或“外凸”);
(4)比较A、B、D三次实验,改变探头的方向,U形管两液面的高度差___________(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(5)比较___________两次实验探究,可以初步得出结论:液体的压强随深度的增加而增大;
(6)若发现,当探头在不同液体中的深度相同时,U形管两侧液面的高度差对比不明显,小明做了一些成进,下面操作不能使U形管两侧液面高度差对比更明显的是___________。
A.烧杯中换密度更大的液体
B.U形管中换用密度更小的液体
C.将U形管换成更细的
24.小美想探究“浮力大小与哪些因素有关”,依次进行了如图所示的实验,用弹簧测力计挂着金属块缓慢地没入液体中不同深度,步骤如图A、B、C、D、E、F(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
实验步骤
A
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
1.6
1.2
0.7
0.7
1.1
(1)在本次实验中,弹簧测力计使用前应该在___________(填“竖直”或“水平”)方向调零,由图中可知表中步骤A弹簧测力计示数为___________N;
(2)根据表中A、B、C、D数据分析得出:同种液体中,物体受到的浮力大小与___________有关;比较A、E、F可知物体受到的浮力大小还与___________有关;比较A、D、E可知物体受到的浮力大小与物体进入液体的深度___________(填“有关”或“无关”);
(3)小美根据表格中的数据计算,得出了合金块的密度为___________kg/m3;若将A步骤放在E步骤后测量,则会使得合金块的密度测量值___________(填“偏大”“偏小”“不变”);
(4)容器的底面积为100cm2,若在C步骤中,拴着合金块的细绳突然断了,绳子断裂前后水对容器的压强增大了___________Pa。
25.某班物理实验小组的同学,在实验中验证阿基米德原理。
(1)方案一:小军用石块按照如图甲所示的实验步骤进行实验,为减小测量误差并使操作最简便,最合理的操作步骤应该是___________;
①ACDB ②ABCD ③BACD ④CADB
(2)由图甲可知,石块浸没在水中时,受到的浮力F浮=______N,排开水的重力G排=________N,发现F浮≠G排,造成这种结果的原因可能是___________(选填“A”或“B”);
A.最初溢水杯中的水未装至溢水口
B.整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
(3)如果实验时物体浸没在水中触底了,_______(选填“能”或“不能”)验证“阿基米德原理”;
(4)方案二:如图乙所示,小欣想要验证阿基米德原理,她将装满水且足够高的平底溢水杯放在水平升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度,然后将一重为5N、高为8cm、底面积为50cm2的实心物块用轻质细线悬挂于弹簧测力计A的正下方,调节升降台使物块下底面刚好与水面相平。随后她将一个空烧杯用轻质细线悬挂于弹簧测力计B的正下方。
①当小欣逐渐调高升降台,发现随着重物没入水中的体积越来越大,弹簧测力计A的示数在________(选填“增大”“减小”或”不变”),且弹簧测力计A的示数变化量________(选填“大于“小于”或“等于”)B的示数变化量,从而证明了F浮=G排;
②整理器材时,小欣发现图乙中弹簧测力计A的示数为2N,爱动脑的小欣利用所学过的物理知识计算出了升降台上升的高度为_________cm(弹簧测力计示数每变化1N,指针就移动0.5cm)。
五、计算题
26.如图所示,一边长为10cm的正方体木块漂浮在水面上,木块没入水中的深度为6cm。(ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度。
27.如图所示,台秤上放置一个足够高并装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总质量为4500g,杯的底面积为200cm2,将一个重量为8N、体积为1000cm3的正方体实心物体A用细线吊着,此时物体A的一半体积没在水中。(烧杯的厚度忽略不计)求:
(1)烧杯和水的总重力;
(2)烧杯底部对台秤的压强;
(3)若剪断细线待物体A稳定后,此时物体A相比于剪断细线前往下移动的距离。
28.如图甲所示,一个重为30N足够高的容器底面积S=400cm2,不吸水的实心圆柱体A的高度h0=40cm,其上表面与容器中的水面相平,下表面与圆柱形容器底的距离h1=20cm。压力传感器可以显示物体B对其支撑面压力F的大小,压力传感器示数F随时间t变化的图象如图乙所示。现以500cm3/min的速度将水抽出,40min恰能将水全部抽尽。已知轻质细线无弹性但承受的拉力有一定限度。(忽略摩擦)求:
(1)当还未开始排水时,容器中水对容器底的压强;
(2)物体A的底面积;
(3)假设物体A在细线断裂后的下落时间极短,可忽略不计。若从t=0时开始抽水,则t=12min时细线断裂,物体A沉底,此时水对容器底的压强为p1;若将物体A从左右两侧均匀地沿竖直方向共切去的体积后,从t=0时抽水,则t=24min时细线断裂,物体A沉底,此时水对容器底的压强为p2 ,已知p1∶p2=9∶5。求切去体积的情况下,A沉底时其对容器底部的压力。
参考答案:
1.B
【详解】A.一个的质量约为50g,两个鸡蛋的重力约为
因此,托起两个鸡蛋的力约为5N,故A不符合题意;
B.重庆地区海拔高于海平面,气压值略低于海平面的一标准大气压,故B符合题意;
C.一个成年人的质量约为60kg,双脚的面积约为500cm2,因此,双脚站立时对水平地面的压强约为
故C不符合题意;
D.一个橘子的质量约为100g,它在水中漂浮,则橘子受到的浮力和自身重力是一对平衡力,故橘子漂浮在水面时受到的浮力约为
故D不符合题意。
故选B。
2.C
【详解】A.“吸管一端很尖”可以减小吸管与物体的接触面积,根据压强公式可知,压力一定,接触面积减小,则压强会增大,故A不符合题意;
B.“蚊子口器较尖”可以减小口器与皮肤的接触面积,根据压强公式可知,压力一定,接触面积减小,则压强会增大,故B不符合题意;
C.“滑雪板面积大”可以增大滑雪板与雪面的接触面积,根据压强公式可知,压力一定,接触面积增加,则压强会减小,故C符合题意;
D.“刀刃很薄”可以减小刀刃与物体的接触面积,根据压强公式可知,压力一定,接触面积减小,则压强会增大,故D不符合题意。
故选C。
3.A
【详解】A.船闸是利用连通器原理工作的,故A符合题意;
B.吸管吸饮料时,将吸管内的空气吸走,饮料在大气压的作用下进入吸管,故B不符合题意;
C.大气压可以支撑10m高的水柱,大气压作用在盆景中的水面,使瓶内水不会全部流出来,故C不符合题意;
D.活塞式抽水机工作时,使内部气压小于大气压,水在大气压作用下,进入抽水机内,实现将水从低处压到高处的目的,故D不符合题意。
故选A。
4.D
【详解】A.物体受到浮力大小与液体密度、物体排开体积有关,与物体重力大小无关,故A错误;
B.漂在水面的物体比沉在水底的物体排开水体积小时,漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力小,故B错误;
C.没入水中的物体排开水的体积不变,在水中的位置任何位置,物体受到的浮力一样大,故C错误;
D.由得,液体密度不变时,物体排开液体的体积越大受到的浮力越大,故D正确。
故选D。
5.C
【详解】A.航母在海里和河里都处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,航母在海里和河里受到的浮力都等于航母的重力,而航母的重力不变,所以航母受到的浮力不变,故A错误;
B.在停机坪上的飞机受重力和支持力,由于静止,所以二力大小相等,方向相反,是一对平衡力,故B错误;
C.国产99式坦克安装宽大的履带是为了增大受力面积,减小坦克对地面的压强,故C正确;
D.潜水艇是靠改变自身重力实现上浮下潜的,而鱼是靠改变自身体积,从而改变所受的浮力,实现上浮下潜的,故D错误。
故选C。
6.D
【详解】A.物体A上、下表面积相同,且下表面受到的水的压强大于上表面受到的水的压强,故物体A整体会受到水对它的向上的压力(即浮力),故A物体一定受浮力的作用,该选项正确,故A不符合题意;
B.物体B上表面不受水的压力,下表面受到水向上的压力,故物体B整体会受到水对它的向上的压力(即浮力),故B物体一定受浮力的作用,该选项正确,故B不符合题意;
C.容器自身部分C下表面不受水的压力,上表面受到水向下的压力,因此容器自身部分C整体没有受到向上的压力,因此C物体一定不受浮力的作用,该选项正确,故C不符合题意;
D.容器自身部分D上、下表面积相同,且下表面受到的水的压强大于上表面受到的水的压强,故容器自身部分D整体会受到水对它的向上的压力(即浮力),故容器自身部分D一定受浮力的作用,该选项错误,故D不符合题意。
故选D。
7.B
【详解】根据阿基米德原理,当物体浸没在水中受到的浮力为
由于物体受到的浮力F浮=6N,物体的重力G=8N,F浮
8.D
【详解】AB.因为密度计漂浮,密度计受到的浮力等于重力,所以密度计在两种液体中受到的浮力都大小相等。由图知,密度计甲排开液体的体积小于乙排开液体的体积,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,甲液体的密度大于乙液体的密度,故AB错误;
C.密度计在两种液体中受到的浮力都大小相等,即在两种液体中排开液体的重力相等,故密度计排开甲液体的质量等于乙液体的质量,故C错误;
D.甲的密度较大,由,甲液体对容器底的压强大,根据压强公式有
F=pS
所以甲液体对容器底的压力大,故D正确。
故选D。
9.D
【详解】A.由图中可知,甲漂浮,则甲所受浮力等于重力,乙下沉,则乙所受浮力小于重力,丙悬浮,则丙所受浮力等于重力,因三块橡皮泥的质量相等,则三块橡皮泥的重力相等,故可得三块橡皮泥所受浮力大小关系为
F甲=F丙>F乙
故A错误;
B.由受力分析可知,容器对桌面的压力等于容器、水与橡皮泥的重力之和,因三幅图中容器、水与橡皮泥的质量均相等,故可知容器对桌面的压力关系为
F甲′=F乙′=F丙′
故B错误;
CD.由A中可得,三块橡皮泥所受浮力大小关系为
F甲=F丙>F乙
故由阿基米德原理可得,三块橡皮泥排开水的体积关系为
V甲=V丙>V乙
因放入橡皮泥之前三个容器中水的高度相同,故可知放入橡皮泥后,三个容器中水的高度为
h甲=h丙>h乙
故由p=ρgh可得,液体对容器底部的压强为
p甲=p丙>p乙
故C错误,D正确。
故选D。
10.C
【详解】AB.由题意可知,甲、乙的体积之比为
由图可知,甲、乙都浸没在水中,所以甲、乙排开水的体积之比为
甲、乙所受浮力之比为
故AB错误;
CD.由图可知,甲、乙都浸没在水中,甲排开水的体积为
乙排开水的体积为
甲在水中静止,所以绳子的拉力为
乙在水中静止,所以绳子的拉力为
所以甲、乙所受绳子拉力之比为
故C正确,D错误。
故选C。
11.D
【详解】A.木块的体积为
V木=a3=(0.1m)3=10-3m3
木块的重力为
木块在重力、拉力和浮力的作用下静止,所以木块受到的浮力
F浮=G木+F拉=5N+3N=8N
故浸没时木块所受浮力为8N,故A错误;
B.当浸没时排开液体的体积为
V排=V木=10-3m3
浸没时木块所受浮力为8N,则液体的密度为
由于F浮>G木,所以剪断细线,木块会上浮直至漂浮,根据物体的浮沉条件可知,当木块漂浮时受到的浮力为
此时木块排开液体的体积为
露出的体积为
故B错误;
C.容器对桌面的压力等于液体的重力、木块的重力和容器重力之和,剪断细线后,木块静止时,三者的重力大小不变,所以容器对桌面压力不变,容器的底面积不变,故容器对桌面压强不变,即剪断细绳前后,容器对桌面压强变化量为0,故C错误;
D.剪断细绳前后,容器中液面降低的高度为
液体对容器底部压强变化量(减少量)为
故D正确。
故选D。
12.C
【详解】A.实心物体A漂浮在水面上,则根据物体的浮沉条件可知
F浮A=GA
即
ρ水V排g=GA
物体A排开水的体积
由题意可知,木块漂浮在水面时有的体积露出水面,则有
则物体A的体积
将实心物块B放在A上,A刚好浸没在水中,则有
F浮乙=GA+GB
因为A刚好浸没在水中,所以此时A排开液体的体积与A的体积相同,故有
ρ水V排Ag=ρ水VAg=GA+GB
则物体B的重力
GB=ρ水VAg-GA=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3×10N/kg-9N=6N
故A错误;
B.由公式G=mg=ρVg可得,木块A的密度
故B错误;
C.丙图中,将物体A和B看作一个整体,则它们处于漂浮状态,所以
F浮丙=GA+GB
由此可知,乙、丙两图中物体A和B受到的浮力相同,即
F浮丙=F浮乙
根据阿基米德原理可知,乙、丙两种情况它们排开水的体积相同,则物体A露出水面的体积等于物体B的体积,故有
物体B浸没时排开水的体积等于它的体积,故物体B所受的浮力
F浮B=ρ水V排Bg=ρ水VBg=1.0×103kg/m3×2×10-4m3×10N/kg=2N
可得,丙图中细线对B的拉力
F=GB-F浮B=6N-2N=4N
故C正确;
D.根据公式G=mg=ρVg可得,物体B的密度
故D错误。
故选C。
13.B
【详解】AB.根据乙图可知,圆柱体A的重力为G=32N;圆柱体A全部浸入水中时,圆柱体A受到的浮力大小不再改变,弹簧测力计的示数也不再变化;当t2=8s时,圆柱体A完全浸入水中,受到的弹簧测力计拉力为F=24N,所以圆柱体A受到的浮力大小为
由此可得,圆柱体A的高度为
由乙图可知,t0=4s,圆柱体A刚进入水中;t2=8s时,圆柱体A刚好完全浸入水中;从开始进入水中至刚好完全浸入水里,根据下图可知,圆柱体A下降的距离为
故可得物体A下降的速度为
故A错误;
由于圆柱体A刚开始接触水面后的某段过程中,随着圆柱体A的匀速下降,水面也随之上升,当时间为t1水面到达容器顶部时,水面不再上升,此后弹簧测力计减小的速度变慢。t1时,圆柱体A浸入水中的体积为
此时圆柱体A距离液面的高度为
从圆柱体A刚接触水面至时间为t1水面到达容器顶部时,圆柱体A下降的距离为
则物体从t0=4s至t1用时为
故可得
此时圆柱体A受到的浮力为
因此,此时弹簧拉力示数为
故B正确;
C.从A刚要进入水中至液面与容器顶部齐平过程中,水对容器底部压强逐渐增大,此后随着A的下降,水对容器底部压强不变,故C错误;
D.已求得当=6s时,水已经到达容器顶部,故当t=15s时,与A浸入前相比,容器对桌面的压强增加量为
故D错误。
故选B。
14.D
【详解】C.由乙图可知,当加水时间为20s时,轻杆的作用力开始减小,说明圆柱体M开始受浮力作用,此时圆柱体M下表面开始接触水面;当时间为50s时,轻杆的作用力不再发生变化,说明圆柱体M完全浸没到到水中,从20s到50s的过程中,加入水的体积为
V=(S容-SM)h=(100cm2-40cm2)×15cm=900cm3
由于匀速向容器中加水,所以加水的流量为
所以加水10s时,加入水的体积为
V1=Qt1=30cm3/s×10s=300cm3
此时水对容器底的压力为
F1=G1=ρ水gV1=1.0×103kg/m3×10N/kg×300×10-6m3=3N
故C错误;
A.当加水时间为20s时,杆的作用力开始减小,说明圆柱体M开始受浮力作用,此时圆柱体M下表面开始接触水面,当加水32s时,轻杆的作用力是0,说明此时浮力等于圆柱体M的重力,从20s到32s加入水的体积为
V2=Q(t3-t2)s=30cm3/s×(32s-20s)=360m3
圆柱体M浸在水的深度为
圆柱体M排开水的体积为
V排=SMh1=40cm2×6cm=240cm3
此时圆柱体M受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×24×10-6m3=2.4N
故A错误;
D.当加水32s时,轻杆的作用力是0,说明此时浮力等于圆柱体M的重力,所以圆柱体M的重力为
GM=F浮=2.4N
没加水时,轻杆的拉力方向向上,等于圆柱体M的重力,即
F1=GM=2.4N
从32s开始轻杆的力的方向向上,到50s时加入水的体积为
V3=Q(t4-t3)=30cm3/s×(50s-32s)=540cm3
圆柱体M浸入水中的深度为
轻杆上增加的向下的力等于增加的浮力,增加的浮力
所以
F1∶F2=2.4N∶3.6N=2∶3
故D正确;
B.当加水50s时,轻杆的作用力不再发生变化,说明圆柱体M完全浸没到水中,此时加入水的体积为
V4=Qt4=30cm3/s×50s=1500cm3
水的重力为
G水=m水g=ρ水gV4=1.0×103kg/m3×10N/kg×1500×10-6m3=15N
容器的重力为
G容=m容g=200×10-3kg×10N/kg=2N
轻杆向下的压力为
F压=F2=3.6N
将容器、水和圆柱体M看成一个整体,容器对地面的压力为
F=G容+G水+F压=2N+15N+3.6N=20.6N
所以容器对地面的压强为
故B错误。
故选D。
15. 马德堡半球实验 76
【详解】[1]马德堡半球实验是历史上首次证明大气压存在的著名实验。
[2]托里拆利测出,一个标准大气压能够支撑76cm高的水银柱,即一个标准大气压的值相当于76cm的水银柱产生的液体压强。
16. 下沉 1.2×107
【详解】[1]从东海驶入长江,货船受到的浮力始终仍然等于自身重力,但货船排开的液体密度减小,由浮力公式可知,受到的浮力不变,则此时轮船排开的液体体积会增加,故货船会下沉些。
[2]货船受到的浮力等于重力,则浮力大小为
17. 3.9×103 260
【详解】[1]根据阿基米德原理可知,热气球受到的浮力
F浮=ρ空V排g=1.3kg/m3×300m3×10N/kg=3.9×103N
[2]热气球匀速上升时
G总=F浮=3.9×103N
则热气球、吊篮和货物的总质量
已知热气球和吊蓝的总质量m自=130kg,则该热气球最多可承载货物的质量
m货=m总-m自=390kg-130kg=260kg
18. 2.5 5
【详解】[1]木块的体积为
木块静止时,有一半的体积露出液面,则水面比放入木块前升高的高度为
[2] 在水中漂浮,故其重力等于浮力,则重力大小为
木块完全浸入水中受到的浮力为
需要施加向下的力才能使木块完全浸入水中,其大小为
19. 0.6 120
【详解】[1]由题意可知,剪断细线前后,水对容器底的压强变化量为Δp=60Pa,故由F=pS可得,剪断细线前后,水对容器底的压力变化量为
ΔF=ΔpS=60Pa×0.01m2=0.6N
[2]由题意可知,把A、B两物块用细线相连放入水中时,两物块恰好悬浮,故由物体的浮沉条件可知,物块A、B的平均密度等于水的密度,剪断细线后,物体A漂浮,故可知物体A的密度小于水的密度,则物体B的密度大于水的密度,故物体B将下沉,由p=ρgh可得,细线被剪断后水面高度的减小量为
因此时物块有的体积露出水面,则A露出水面的体积和容器内水下降的体积相等,即
则物块A的体积为
VA=60cm3×4=240cm3
因A物块的体积是B物块体积的2倍,故可得B物块的体积为
20. 200 7.75
【详解】[1]向容器内注水前,圆柱体A处于漂浮状态,且弹簧处于原长不会对A有力的作用,故此时圆柱体A受到的浮力等于重力,故圆柱体A没入水中的体积为
[2]由乙图可知,圆柱体A受到的拉力F与容器内加入的水的质量成正比,设两者关系可表示为
已知当加入的水的质量为m0=2.75kg时,F0=2.5N,因此可求得
当加的水质量为m1=2.2kg时,圆柱体A受到的拉力为
由题意可知,弹簧的弹性系数为,此时弹簧的伸长量为
加的水质量为m1=2.2kg时,圆柱体A受到的浮力增加,其受到的浮力为
圆柱体A浸入水中的深度为
没有加水前容器中的水深
①
没有加水前,水的体积
②
设加入水后,(不放合金块C)容器内的水深为h1
③
设加入水后,容器内的水深为h1(不放合金块C),则容器内水的体积为
④
联立以上①②③④式解得
设加入水后,容器内的水深为h2(放入合金块C),物体A浸入水中的体积为
合金块浸入水中的体积为
放入合金块C容器内水的体积不变,水的深度为h2
⑤
由上述④和⑤得
⑥
加入水后,容器内的水深为h2(放合金块C),设此时弹簧长度为L1,则容器内水的深度可表示为
⑦
因此,联立③⑥⑦解得,此时弹簧的长度
此时弹簧被压缩,产生的弹簧弹力为
合金块C受到的浮力为
放上合金块C后,圆柱体A受到的浮力为
对A和C整体分析可得
故C的重力为
21.
【详解】从木块的重心开始,向竖直向下方向画一条有向线段,用G表示物体所受重力,如图所示:
22.
【详解】小球受到的浮力是竖直向上的,作用点在小球的球心,故过小球的球心竖直向上画线段,在线段的末尾标上箭头,并标出F浮,作图如下:
23. 不属于 不明显 内凹 不变 C、D C
【详解】(1)[1]连通器是上端开口,下端 相连的容器,由图中可知,压强计的一端是封闭的,故压强计不属于连通器。
(2)[2]若实验装置气密性良好,则按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化明显,而按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化不明显,则说明实验装置漏气。
(3)[3]将探头放进盛水的容器中,橡皮膜受到水的压强大于橡皮膜内部的压强,故橡皮膜会向内凹。
(4)[4]由A、B、D三次实验可知,改变探头的方向,U形管两液面的高度差不变,故可知在液体内部同一深度处,各个方向的压强均相等。
(5)[5]要探究液体的压强与深度的关系,应控制液体的密度不变,故应比较C、D两次实验,由图中可知,探头深度越大,U形管两侧液面高度差越大,故可得液体的压强随深度的增加而增大。
(6)[6]A.由p=ρgh可得,当探头的深度相同时,烧杯中的液体密度越大,压强越大,则U形管两侧液面高度差越大,故A不符合题意;
B.由p=ρgh可知,当液体压强p不变时,U形管内液体密度越小,两侧液面的高度差h越大,故B不符合题意;
C.由p=ρgh可知,液体压强与U形管的横截面积无关,故C符合题意。
故选C。
24. 竖直 2.7 物体排开液体的体积 液体的密度 无关 1.35×103 偏小 50
【详解】(1)[1]由实验过程可知,弹簧测力计要在竖直方向上测量拉力大小,故弹簧测力计使用前应该在竖直方向上调零。
[2]由图A可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,故步骤A弹簧测力计示数为2.7N。
(2)[3]由表中A、B、C、D数据可知,金属块浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,则由称重法可得,金属块所受浮力越大,故可知同种液体中,物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积大小有关。
[4]由A、E、F可知,物体排开液体的体积相同时,液体密度不同,弹簧测力计的示数不同,即物体所受浮力也不同,故可知物体受到的浮力大小还与液体的密度有关。
[5]由A、D、E可知,物体完全浸没后,浸入液体的深度增加,弹簧测力计的示数不变,则物体所受浮力也不变,故可知物体受到的浮力大小与物体进入液体的深度无关。
(3)[6]由A中可知,合金块的重力为G=2.7N,由A、D可知,合金块完全浸没在水中时所受浮力为
F浮=G-F=2.7N-0.7N=2.0N
由F浮=ρ液gV排可得,合金块的体积为
故合金块的密度为
[7]若将A步骤放在E步骤后测量,则合金块沾水后,会使得重力测量值偏大,设此时测得的合金块的重力为G′,则此时合金块所受浮力为
F′浮=G′-F
由阿基米德原理可得,此时测得的合金块的体积为
可得此时测得的合金块的密度为
故可知,当G′增大时,会使得合金块的密度测量值偏小。
(4)[8]若在C步骤中,拴着合金块的细绳突然断了,则合金块将下沉,由表中数据可得,由步骤C到步骤D,合金块所受浮力的变化量为
ΔF浮=(2.7N-0.7N)-(2.7N-1.2N)=0.5N
则由阿阿基米德原理可得,合金块排开水的体积变化量为
合金块排开水的体积变化量等于容器中水面升高的体积变化量,即
ΔV排=ΔV水=5×10-5m3
则由V=Sh可得,容器中的水的深度变化量为
故由p=ρgh可得,绳子断裂前后水对容器的压强增加量为
Δp=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×5×10-3m=50Pa
25. ③ 1.1 1.0 A 不能 减小 等于 7.5
【详解】(1)[1]为了减小实验误差,应先测出空桶的重力,为了使得操作简便,应先测出空桶的重力,再测出石块的重力,这样可以减少更换弹簧测力计测量对象的次数,故最合理的操作步骤应该是BACD,故选③。
(2)[2]由图A可知,石块的重力为F1=2.5N,由图C可知,石块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为F3=1.4N,故由称重法可得,石块浸没在水中时,受到的浮力为
F浮=F1-F3=2.5N-1.4N=1.1N
[3]由图B可得,空桶的重力为F2=1.2N,由图D可得,排开的水与桶的总重力为F4=2.2N,故排开水的重力为
G排=F4-F2=2.2N-1.2N=1.0N
[4]A.若最初溢水杯中的水未装至溢水口,则会使得测得的排开水的重力偏小,使得F浮≠G排,故A符合题意;
B.若整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零,则在测量F浮与G排的过程中,差值不变,不会影响测量结果,故B不符合题意。
故选A。
(3)[5]如果实验时物体浸没在水中触底了,则会使得弹簧测力计的示数变小,从而导致测得的物体所受浮力偏大,故不能验证“阿基米德原理”。
(4)①[6]随着重物没入水中的体积越来越大,则重物所受浮力越来越大,故弹簧测力计A的示数在减小。
[7]溢出的水流到烧杯中,使得弹簧测力计B的示数变小,且弹簧测力计A的示数变化量等于B的示数变化量,从而验证了阿基米德原理。
②[8]由题意可知,物块所受浮力为
F=5N-2N=3N
由阿基米德原理可得,物块浸入水中的体积为
则物体浸入水中的深度为
弹簧测力计一开始示数为5N,后来为2N,故可得弹簧长度变化量为
所以装置抬高的高度为
h抬=h浸+Δx=6cm+1.5cm=7.5cm
26.(1)6N;(2)0.6×103kg/m3
【详解】解:(1)木块排开水的体积为
V排=Sh=a2h浸=(10×10-2m)2×6×10-2m=0.0006m3
木块受到的浮力为
(2)根据物体的浮沉条件可知,物体漂浮时,木块受到的重力等于浮力,即
G木=F浮=6N
木块的体积为
V木=a3=(10×10-2m)3=10-3m3
木块的密度为
答:(1)木块受到的浮力为6N;
(2)木块的密度为0.6×103kg/m3。
27.(1)45N;(2)2500Pa;(3)3×10-2m
【详解】解:(1)烧杯和水的总重力为
(2)物体A受到的浮力大小为
由于里的作用是相互的,水受到物体A的压力为
烧杯底部对台秤的压力为
烧杯底部对台秤的压强
(3)由得,物体的质量为
物体的密度为
故剪断细线待物体A稳定后,物体A漂浮在水面上,物体A受到的浮力变为
由阿基米德原理得,物体A排开水的体积变为
此时物体A相比于剪断细线前往下移动的距离为
答:(1)烧杯和水的总重力为45N;
(2)烧杯底部对台秤的压强为2500Pa;
(3)若剪断细线待物体A稳定后,此时物体A相比于剪断细线前往下移动的距离为3×10-2m。
28.(1);(2);(3)60N
【详解】解:(1)当还未开始排水时,容器中水对容器底的压强
(2)现以500cm3/min的速度将水抽出,40min恰能将水全部抽尽,原来水的体积为
V水1=500cm3/min× 40min=20000cm3
根据甲图有
VA+V水1=S容器(h0+h1)
A的体积为
VA=S容器(h0+h1)-V水1=400cm2×(40cm+20cm)-20000cm3=4000cm3
物体A的底面积
(3)根据阿基米德原理,0时刻A受到的浮力大小为
若从t=0时开始抽水,则t=12min时细线断裂,根据图乙可知,B对支撑面的压力的大小为200N,可知B的重力为200N,即
GB=200N
可知绳子对A的拉力大小为
T=GA-F浮= GA-40N
绳子对B竖直向上的拉力大小为
T′= GA-40N
由乙图知,0时刻B对支撑面的压力的大小为140N,故有
GB- T′= 200N-( GA-40N)=140N
物体A的重力为
GA=100N
抽水12min剩余水的体积为
V剩余水=500cm3/min×(40min-12min)=14000cm3
12min时细线断裂,物体A沉底,若此时水的深度等于A的高度,则水的体积
V′=(400cm2-100cm2)×40cm =12000cm3
故可知水的深度大于A的高度,A上表面水的深度为
此时水的深度为
h11=5cm+40cm=45cm=0.45m
此时水对容器底的压强为
若将物体A从左右两侧均匀地沿竖直方向共切去的体积后,从t=0时抽水,则t=24min时细线断裂,物体A沉底,此时水对容器底的压强为p2,已知p1∶p2=9∶5,故
可知此时水的深度为
若将物体A从左右两侧均匀地沿竖直方向共切去的体积后,从t=0时抽水,则t=24min时细线断裂,物体A沉底,此时剩余水的体积为
V′剩余水=500cm3/min×(40min-24min)=8000cm3
若将物体A从左右两侧均匀地沿竖直方向共切去的体积,剩余A的体积为
剩余A的底面积为
故有
即
故
A切去体积剩余体积排开水的体积为
A切去体积剩余体积受到的浮力为
A切去体积剩余体积的重力为
切去体积的情况下,A沉底时其对容器底部的压力
答:(1)当还未开始排水时,容器中水对容器底的压强为;
(2)物体A的底面积为;
(3)切去体积的情况下,A沉底时其对容器底部的压力为60N。
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