重庆市实验外国语学校2020-2021学年八年级下学期期末考试物理试题
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学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列对常见物理量的估计正确的是( )
A.人感到的舒适温度为38°C
B.普通中学生的重力约为100N
C.将两个鸡蛋举高1m,对鸡蛋做的功约为1J
D.现在考场内的气压约为3×105Pa
2.下列实例中为了增大压强的是( )
A.菜刀钝了磨—磨 B.限制载重汽车的载重量
C.书包带做得扁而宽 D.在铁轨下铺设枕木
3.如图所示的工具中,在正常使用时属于费力杠杆的是( )
A. 天平
B. 羊角锤
C. 钢丝钳
D. 镊子
4.对下列实验的解释错误的是( )
A.甲图表明压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显
B.乙图表明液体向各个方向都有压强
C.丙图吹硬币使硬币翻越木条,是利用流体在流速大的地方压强大的原理
D.丁图实验能测量出标准大气压的值
5.下列过程中动能转化为势能的是( )
A.投篮时正在上升的篮球 B.高山上流下来的水带动水轮机转动
C.熟透了的苹果从树上落下来 D.正在匀速下降的电梯
6.下列关于液体压强的说法中,不正确的是( )
A.液体压强产生的原因是因为液体受到重力且具有流动性
B.液体内部向各个方向都有压强,且同种液体同一深度,各方向的压强相等
C.拦河大坝修建为“上窄下宽”,是因为水越深的位置液体压强越小
D.连通器内装有同种液体,且液体不流动时,液面是相平的
7.关于压力、压强的概念,下列说法正确的是( )
A.压力的方向总是竖直向下
B.压强在数值上等于单位面积上的压力大小
C.压力越大,产生的压强就一定越大
D.物体对接触面的压力就是物体所受的重力
8.关于功、功率、机械效率,下列说法正确的是( )
A.正在水平地面上滚动的足球,足球受到的重力做了功
B.功率是表示做功快慢的物理量
C.用滑轮组提升货物时,功率越大,则机械效率就越高
D.经过不断改进,机器做功的机械效率可达到100%
9.如图所示,将同一个鸡蛋依次放入盛有不同液体的烧杯中,鸡蛋在甲杯中沉底,在乙杯中悬浮,在丙杯中漂浮,且各杯中液面相平。则下列判断正确的是( )
A.三种液体的密度关系为: ρ甲=ρ乙>ρ丙
B.鸡蛋受到三种液体的浮力关系为: F甲>F乙=F丙
C.鸡蛋排开三种液体的质量关系为:m甲
10.小新用弹簧测力计挂着实心圆柱体,并将其浸没在水中,然后将其缓慢拉出水面,忽略水面高度变化。弹簧测力计示数随圆柱体上升高度的变化情况如图乙所示,圆柱体不吸水。下列说法中正确的是( )
A.圆柱体浸没在水中时受到的浮力为4N
B.圆柱体的高度为20cm
C.当h=20cm时,圆柱体上表面与水面相平
D.圆柱体的密度为5×103kg/m3
11.将质量为90g的物体投入盛有100mL酒精的量筒中(已知ρ酒精=0.8×103kg/m3),物体静止后,酒精液面上升到200mL刻度线处,现把该物体投入足量水中,以下说法正确的是( )
A.物体沉在水底 B.物体悬浮在水中
C.排开水的质量是90g D.物体在水中所受的浮力是1N
12.如图,重物在40N的拉力下,以0.2m/s的速度匀速上升2m,已知动滑轮重力为 20N,不计绳重和摩擦,以下说法正确的是( )
A.绳子自由端运动的速度为0.4m/s B.重物的重力是60N
C.滑轮组的机械效率是83.33% D.重物克服重力做功为100J
13.如图所示,重为6N的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为4N,现剪断细绳,已知容器底面积为200cm2,下列说法错误的是( )
A.细绳剪断前,物体A所受浮力为10N
B.物体A上浮至露出水面之前,物体所受浮力不变
C.物体A的密度为0.6×103kg/m3
D.物体A漂浮后,水对容器底部的压强变化了150Pa
14.如图,有A、B两个物体,用弹簧连接后置于烧杯内,再将烧杯放入装有足够多的水的容器中,静止后如图所示。已知A为正方体,重力为8N;B为体积200cm3,高4cm的柱体,重力5N;烧杯底面积为200cm2,容器底面积为250cm2,且弹簧弹力每改变1N,长度改变0.8cm。现将A、B从烧杯中取出放入水中,静止后,弹簧与图示状态相比伸长了8cm,下列说法正确的是( )
A.如图所示状态,B物体对烧杯底的压强为520Pa
B.将A、B放入水中静止后,水对烧杯底部的压强减小50Pa
C.将A、B重新放回烧杯的过程中,不小心将一些水带入烧杯中,此时水位相比于图示状态升高
D.A的密度为0.8×103kg/m3
二、填空题
15.生活中我们经常使用滑轮来提升物体,如图中______(选填“a”或“b”)如图为定滑轮。使用动滑轮不能改变力的方向,______省力(选填“可以”或者“不可以”)
16.如图甲所示,将一块质地均匀的长木板平放在水平桌面上,用水平力F向右缓慢推动木板,使其右端渐渐露出桌面,如图乙所示.在推动木板使其右端逐渐离开桌面边缘至木板中心到达桌面边缘的过程中,长木板对桌面的压力_____,压强_____,(选填“变大”、“变小”、“不变”)
17.两个完全相同的圆台形容器重为G,以不同方式放置在水平桌面上,容器内盛有深度相同的水,如图所示。水对容器底部的压强Pa______Pb(选填“>”、“<”或“=”) ;容器对桌面的压力Fa______Fb(选填“>”、“<”或“=”)
18.2020年11月10日,“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度约10000m,创造了我国载人深潜的新纪录,在此处潜水器所受液体压强为______Pa (海水密度约为水的密度),“奋斗者”号潜水器表面上0.04 m2的面积上受到的海水压力为______N。
19.如图所示,边长为10cm的立方体木块A通过细线与圆柱形容器底部相连,容器中水面与A上表面齐平。从打开容器底部的抽液机匀速向外排水开始计时,细线中拉力F随时间t的变化图像如图(2)所示。木块密度ρ=0.5×103kg/m3,容器底部面积为200cm2,木块重力为______N; 当t=5s时,与未抽水时比较圆柱形容器对桌面压强减小了______ Pa。
20.如图甲所示,足够高的圆柱形容器内装有适量的水放在磅秤上,已知容器底面积为200cm2,现有一密度为2.5g/cm3,边长为10cm的正方体物体,则物体的质量为______ g。用一细绳将它提起没入水中,使物体的一部分露出水面且保持静止,如图甲所示。接下来将物体再下降一定高度,如图乙所示,与甲图相比磅秤的示数变化了80g,此过程中物体的重力做功为______J。
三、作图题
21.(1)画出图中滑轮组最省力的绕法;
(2)如图所示,杠杆处于平衡状态,请面出力F的力臂l。
四、实验题
22.(1)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小酣同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盆相碰,铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
①要探究动能大小与物体质量的关系应选用______两图, 实验中为保证速度相同,应将铁球从同一斜面的______静止释放;
②选用甲、丙两次实验,可以得出动能的大小与______有关;
(2)某同学做探究杠杆平衡条件的实验。
①实验时,为了方便对力臂的测量,该同学先调节平衡螺母,使杠杆在______位置平衡;
②所使用的钩码重均为0.5N,如图所示,在A点悬挂两个钩码,要使杠杆水平平衡,需在B点悬挂______个钩码。如果取下B点悬挂的钩码,改用弹簧测力计在B点并且使之斜向右下方,杠杆仍然水平平衡,则测力计的示数将______(选填“大于”、“等于”或“小于”)1.5N。
23.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、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)先在溢水杯中装入水,直到水面与溢水口______,操作过程如图所示,为了使操作更加简便且能减小误差,更加合理的顺序是______(填字母)。
(2)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,石块排开的水所受的重力可由______(填字母代号)两个步骤测出。由以上步骤可初步得出结论:没在液体中的物体所受浮力的大小______排开液体所受重力大小(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则______(选填“能”或“不能”)得到相同的结论。
(4)以下情况对得出实验结论没有影响的是( )
A.整个实验过程中弹簧测力计没有校零 B.溢水杯中的水没有装满
C.从溢水杯中溢出的水洒了一些在桌上 D.C步骤中石块触碰到了容器底部
(5)该科学兴趣小组决定测量一块鹅卵石的密度,但是手边的测量工具只有量筒。他们设计了如图所示的实验装置。先把鹅卵石浸没在水杯内的水中,向矿泉水瓶中逐渐加水,当加入200mL的水时,瓶子在如图甲所示的位置平衡。拿掉水杯后,再向瓶中加入200mL的水,此时瓶子在如图乙所示的位置平衡。若不考虑鹅卵石的吸水性,忽略瓶子的质量,则鹅卵石的密度是______kg/m3。
24.在学习浮力部分知识时聋萱想要探究“浮力的大小和哪些因素有关”,操作步骤如图 a、b、c、d、e、f所示∶
实验步骤
b
c
d
e
f
测力计示数/N
2.4
2.3
2.2
2.2
2.0
(1)在实验步骤b中物体所受的浮力为______N.
(2)分析实验步骤a、b、c、d,浸在水中的物体所受的浮力与 ______有关;分析______三个实验步骤,浸没在水中的物体所受的浮力与深度______(选填 “有关”或“无关”)。
(3)萱萱用表格中的数据算出了步骤f中液体的密度是______kg/m3。
(4)同组的小鲁同学想用电子秤来测量矿石的密度,实验步骤如下:
①电子秤放在水平桌面上,装有适量水的烧杯放在电子秤上,电子秤示数如图A所示;
②把被测矿石用细线拴好,缓慢放入装有水的烧杯中,矿石未触碰到烧杯底部,电子秤的示数如图B所示,
③然后缓慢放下矿石,让被测矿石沉入烧杯底部,如图C所示。
根据实验步骤中的数据,可测出被测矿石的质量是______g,被测到矿石的密度是______kg/m3
(5)小鲁同学想到还可以利用这一矿石测量未知液体的密度,她进行了如下操作∶
①在圆柱形容器中装适量的这一液体, 将另一平底烧杯放入圆柱形容器的液体中,烧杯静止时容器中液体的深度H1=0.13m,如图甲所示;
②将刚才实验中的矿石擦干水放入烧杯中,此时烧杯静止时露出液面的高度h1=0. 04m,容器中液体的深度H2=0.18m,如图乙所示;
③将矿石拴在烧杯底部,烧杯静止时露出液面的高度为h2=0. 07m,如图丙所示,已知圆柱形容器底部面积为烧杯底面积的2倍。则这一液体的密度为______kg/m3。
五、计算题
25.现有某型号电动摩托以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶时,其牵引力大小为100N。
求∶(1)电动摩托以该速度在平直的公路上匀速行驶时功率为多少瓦?
(2)电动摩托在平直的公路上匀速行驶50m,牵引力做的功是多少焦?
26.如图甲所示,重力为10N的圆柱形平底容器置于水平桌面上,其底面积为250cm2。容器内有一个底面积为100cm2、高为20cm的圆柱形物块,圆柱形物块与轻杆相连悬挂在天花板上。向容器内缓慢注入A液体,如图乙。在注入A液体的过程中,轻杆对物块的作用力F随液体深度h的变化关系图如图丙所示。求:
(1)圆柱体物块的质量为多少kg?
(2)当液体深度h=20cm时,注入液体体积为多少cm3?
(3)当液体深度h=20cm时,容器对桌面的压强是多少Pa?
27.如图所示,轻质杠杆AB可绕O点转动,OB=OA=80cm,C为OA中点,边长为0.1m的均匀正方体M放置在水平地面上,上方通过轻质细线与杠杆的B端连在一起。如图甲当轻质托盘与重物一起挂在杠杆 A端时,M对水平地面的压强为3000Pa。如图乙,当轻质托盘与重物一起挂在C点时,M对地面的压强为3500 Pa。保持托盘在C点,沿竖直方向将M切去一定宽度,如图乙中虚线所示,然后将切去的部分放在托盘中, M剩余部分对地面的压力F随切去宽度x的变化关系如图丙所示,求:
(1)甲图中,M对地面的压力为多少N?
(2)乙图中杠杆上的C点与B点所受拉力大小分别为FC和FB,则FC∶FB为多少?
(3)x0的大小?
参考答案:
1.C
【详解】A.人感到的舒适温度约为23°C,故A错误;
B.普通中学生的重力约为500N,故B错误;
C.两个鸡蛋的重力在1N左右,把2个鸡蛋举高1m,对鸡蛋做的功约为
W=Gh=1N×1m=1J
故C正确;
D.现在考场内的气压约为1×105Pa,故D错误。
故选C。
2.A
【详解】A.菜刀钝了磨一磨,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A符合题意;
B.限制载重汽车的载重量,是在受力面积一定时,减小压力来减小压强,故B不符合题意;
C.书包带宽的背起来舒服,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.铁路钢轨辅在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,保护路基,故D不符合题意;
故选A。
3.D
【详解】A.天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,故A不符合题意;
BC.羊角锤、钢丝钳在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故BC不符合题意;
D.镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D符合题意。
故选D。
4.C
【详解】A.甲图右边手指凹陷程度大,表明压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显,故A正确,不符合题意;
B.乙图表明液体向各个方向都有压强,故B正确,不符合题意;
C.丙图吹硬币使硬币翻越木条,是利用流体在流速大的地方压强小的原理,故C错误,C符合题意;
D.丁图托里拆利实验能测量出标准大气压的值是,故D正确,不符合题意。
故选C。
5.A
【详解】A.投篮时正在上升的篮球,速度减小,动能减小,高度变大,势能变大,故是将动能转化为势能,故A符合题意;
B.高山上流下来的水带动水轮机转动,是将水的重力势能转化为水轮机的动能,故B不符合题意;
C.熟透了的苹果从树上落下来,高度在减小,速度变大,故是将重力势能转化为动能,故C不符合题意;
D.正在匀速下降的电梯,速度不变,动能不变,势能减小,并不是将动能转化为势能,故D不符合题意。
故选A。
6.C
【详解】A.液体对容器底部有压强,是因为液体受到重力的作用,液体对容器侧壁有压强,是因为液体具有流动性,故A正确,不符合题意;
B.液体内部向各个方向都有压强,同种液体同一深度,各方向的压强相等,故B正确,不符合题意;
C.拦河大坝修建为“上窄下宽”,是因为水越深的位置液体压强越大,故C错误,符合题意;
D.连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的,故D正确,不符合题意。
故选C。
7.B
【详解】A.压力的方向总是垂直于受压面并指向物体的内部,故A错误;
B.物体单位面积上受到的压力大小表示压强大小,压强在数值上等于单位面积上的压力大小,故B正确;
C.根据p=FS,压强与压力和受力面积有关,在受力面积一定时,压力越大,产生的压强才越大,故C错误;
D.自由放在水平面上的物体对支持面的压力大小才等于重力大小,但压力和重力的概念、力的性质及施力物体和受力物体都不同,故D错误。
故选B。
8.B
【详解】A.正在水平地面上滚动的足球,重力方向与运动方向垂直,故足球受到的重力没有做功,故A错误;
B.功率是表示做功快慢的物理量,故B正确;
C.用滑轮组提升货物时,功率与机械效率无关,功率是做功快慢,而机械效率是有用占总功的比值,故C错误;
D.经过不断改进,机器做功的机械效率会增大,但不可能达到100%,因为总有额外功,比如克服绳子摩擦力做功,故D错误。
故选B。
9.C
【详解】A.甲沉底,鸡蛋的密度大于甲液体的密度,乙悬浮,故鸡蛋的密度等于乙液体的密度,丙漂浮,鸡蛋的密度小于丙的密度,故丙的密度最大,乙次之,甲的密度最小,故A错误;
B.甲、乙对比,排开液体的体积相同,液体的密度不同,甲的密度小于乙的密度,故在甲中所受的浮力小于乙中浮力 ,故B错误;
C.根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的质量,甲液体中受到的浮力小于乙浮力,乙与丙漂浮,浮力等于重力,故甲排出的质量最小,乙和丙排出的质量相同,故C正确;
D.各杯中液面相平,对杯底的压强主要与液体密度有关,故丙的压强最大,乙次之,甲的压强最小,故D错误。
故选C。
10.D
【详解】A.由图可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力为
F=5N-4N=1N
故A错误;
B.由图可知,10cm刚刚开始出水,20cm完全出水,所以圆柱体的高度为10cm,故B错误;
C.当h=10cm时,圆柱体上表面与水面相平,故C错误;
D.圆柱重力为5N,体积为
V=Fρ水g=1N103kg/m3×10N/kg=10−4m3
圆柱体的密度为
ρ=mV=GgV=5N10N/kg×10−4m3=5×103kg/m3
故D正确。
故选D。
11.C
【详解】物体排开酒精的体积
V=200cm3-100cm3=100cm3=1×10-4m3
物体受到的浮力
F浮=ρ酒精gV=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=0.8N
重力为
G=mg=0.09kg×10N/kg=0.9N
所以在酒精中沉底,物体密度为
ρ=mV=90g100cm3=0.9g/cm3
现把该物体投入足量水中,物体漂浮,浮力等于重力为0.9N,排开水的质量和物体质量一样,为90g,故ABD错误,C正确。
故选C。
12.C
【详解】A.绳子自由端运动的速度是物体运动的3倍,故为0.6m/s,故A错误;
B.重物的重力是
G物=3F−G动=3×40N-20N=100N
故B错误;
C.滑轮组的机械效率是
η=W有W总×100%=GhFs×100%=100N×2m40N×3×2m≈83.33%
故C正确;
D.重物克服重力做功为
W有=Gh=100N×2m=200J
故D错误。
故选C。
13.D
【详解】A.对物体A受力分析,剪断细线前,物体受竖直向下的重力、竖直向下的细线对物体的拉力和竖直向上的浮力处于静止状态,所以物体所受浮力
F浮1=G+F拉=6N+4N=10N
故A正确,不符合题意;
B.物体A上浮至露出水面之前,所浸液体密度不变,物体浸在液体中的体积也不变,所以受到的浮力不变,故B正确,不符合题意;
C.物体完全浸没在水中时,物体的体积等于它排开的液体的体积
V物=V排=F浮1ρ水g=10N1×103kgm3×10Nkg=1×10−3m3
物体的密度
ρ物=GV物g=6N1×10−3m3×10Nkg=0.6×103kgm3
故C正确,不符合题意;
D.物体A漂浮后所受浮力等于自身重力,物体漂浮后,所受浮力变化了
ΔF=F浮1-G=10N-6N=4N
水对容器底部的压强变化
Δp=ΔFs=4N200×10−4m3=200Pa
故D错误,符合题意。
故选D。
14.D
【详解】A.B底面积为
SB=VBhB=200cm34cm=50cm2
如图所示状态,B物体对烧杯底的压强为
p=GA+GBSB=8N+5N50×10−4m2=2.6×103Pa
故A错误。
B.原先烧杯漂浮,浮力等于总重力,AB受到的总重力为
GAB=GA+GB=8N+5N=13N
此时烧杯受的浮力为
F浮1=G杯+GAB
将A、B放入水中静止后,烧杯仍然漂浮在水面上,此时烧杯受到的浮力为
F浮2=G杯
烧杯底面受的压力减小量为
ΔF=F浮1−F浮2=G杯+GAB−G杯=GAB=13N
水对烧杯底部的压强减小的量为
Δp=ΔFS=13N200×10−4m2=650Pa
故B错误;
C.将一些水带入烧杯中,与开始相比浮力增大量为带入水重力,根据F浮=ρgV排,V排增大量其实就是带入水体积,所以水位不变,故C错误;
D.原先烧杯漂浮,浮力等于总重力,AB受到的总浮力为
F浮1=GAB=GA+GB=8N+5N=13N
弹簧与图示状态相比伸长了8cm,弹簧弹力每改变1N,长度改变0.8cm,所以弹力变化了10N,因为原先弹簧压缩,弹力为8N,所以现在弹簧伸长,弹力为2N,受力分析可知,A受到浮力为
F浮A=2N+8N=10N
B最大浮力为
F浮B=ρgVB=1×103kg/m3×10N/kg×200×10−6m3=2N
B受浮力2N,弹力2N,重力5N,所受支持力
F支=GB−F浮B−F弹力=5N−2N−2N=1N
所以B一定沉底了,所以A应该完全浸没,A体积为
VA=Fρg=10N103kg/m3×10N/kg=10−3m3
A密度为
ρA=mAVA=GAgVA=8N10N/kg×10−3m3=0.8×103kg/m3
故D正确。
故选D。
15. b 可以
【详解】[1]滑轮使用时,轴的位置固定不动的是定滑轮,轴的位置随被拉物体一起运动的是动滑轮,途中a是动滑轮,b是定滑轮。
[2]动滑轮是省力杠杆,不能改变力的方向,但是能省力。
16. 不变 变大
【详解】【解题方法提示】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;p=FS,且向右缓慢地推木板的过程中受力面积变小,木板对桌面的压强p变大.
点睛:水平面上物体的压力和自身的重力相等;根据向右缓慢地推木板时受力面积的变化判断对桌面压强的变化.
17. = <
【详解】[1]因为容器内盛有深度相同的水,即h相同,所以根据p=ρgh可知,水对容器底压强相等。
[2]b容器中的水体积较大,故b容器中的水质量较大,b中水重力大,容器重力相同,容器对桌面的压力大小等于总重力,所以Fa<Fb。
18. 1.0×108 4×106
【详解】[1]“奋斗者”号在10000m深处受到的海水压强
p奋=ρ海gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10000m=1.0×108Pa
[2]根据题意,由p=FS得,观察窗受到海水的压力
F奋=p奋S窗=1.0×108Pa×0.04m2=4×106N
19. 5N 250
【详解】[1]由图(2)得,为抽水时,细线的拉力为5N,此时木块浸没在水中,排开的水的体积
V排=V物=0.1m3=10-3m3
木块受到的浮力
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×10﹣3m3×10N/kg=10N
由受力分析得,木块重力为
G=F浮-F=10N-5N=5N
[2]当t=5s时,细线的拉力为0N,此时木块受到的浮力等于重力,木块处于漂浮状态。由阿基米德原理得,木块排开的水的体积
V排′=F′浮ρ水g=5N1.0×103kg/m3×10N/kg=5×10-4m3
木块浸入水中的深度
h=V′排S=5×10-4m30.1m×0.1m=0.05m
当t=5s时,抽出的水的总体积
V=200×10-4m2-0.1m×0.1m×0.1m-0.05m=5×10-4m3
抽出的水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10m−43=0.5kg
抽出的水的重力
G=mg=0.5kg×10N/kg=5N
当t=5s时,与未抽水时比较圆柱形容器对桌面减小的压力
ΔF=G=5N
当t=5s时,与未抽水时比较圆柱形容器对桌面减小的压强
Δp=ΔFS容器=5N200×10-4m2=250Pa
20. 2500 0.1
【详解】[1]正方体体积为
V=(10cm)3=1000cm3
物体的质量为
m=ρV=2.5g/cm3×1000cm3=2500g
[2]与甲图相比对磅秤的压力变化为
ΔF=0.08kg×10N/kg=0.8N
液体压强变化为
Δp=ΔFS1=0.8N200×10−4m2=40Pa
液面高度变化
h1=Δpρg=40Pa103kg/m3×10N/kg=4×10-3m=0.4m
设物体下降高度为Δh,由题意可得
S2Δh=S1−S2h1
解得Δh=0.4cm,物体重力
G=mg=2.5kg×10N/kg=25N
此过程中物体的重力做功为
W=GΔh=25N×0.004m=0.1J
21.(1);(2)
【详解】(1)一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,绳子的有效段数最多为3,此时滑轮组最省力,根据“偶定奇动”,因3为奇数,故绳子先从动滑轮连接,如下所示:
(2)从支点O向力的作用线作垂线段,即为力F的力臂l,如下图所示:
22. 甲乙 同一高度 速度 水平 3 大于
【详解】(1)[1]要探究动能大小与物体质量的关系,要控制速度一定,改变质量,故选甲乙。
[2]将铁球从同一斜面的同一高度静止释放,到达底面速度相同。
[3]选用甲、丙两次实验,高度不同,到底面速度不同,质量相同,可以得出动能的大小与速度的关系。
(2)[4]杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂,同时杠杆的重心通过支点,消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
[5]设每格长度L,根据杠杆平衡条件可得
1N×3L=F×2L
解得F=1.5N,即需要3个钩码。
[6]阻力和阻力臂不变,动力臂减小,动力要增大,所以弹簧测力计示数大于1.5N。
23. 相平 DBCA 1.4 AD 等于 能 A 2×103
【详解】(1)[1]为了溢水,需要让水面和溢水口相平。
[2]先测小桶重力,再测物体重力,然后把物体放入水中看测力计示数,最后测溢水和小桶总重力,这样没有水对物体质量的干扰,更精确,故为DBCA。
(2)[3]物体重力为3.8N,石块受到的浮力大小为
F浮=3.8N-2.4N=1.4N
[4]D测小桶重力,A测小桶和水总重力,二者差值为石块排开的水所受的重力。
[5]石块排开的水所受的重力
G排=2.6N-1.2N=1.4N
所以浮力等于石块排开的水所受的重力,所以没在液体中的物体所受浮力的大小等于排开液体所受重力大小。
(3)[6]浸在液体中的物体所受浮力的大小等于排开液体所受重力大小,结论和浸没体积无关,故可以得到相同结论。
(4)[7]A.若弹簧测力计都没有校零,那么四次测量结果都应加上测量前弹簧测力计示数,那么所得浮力与排开水的重力大小应不变,故A符合题意;
B.溢水杯水没有加到溢水口,使得排开液体的体积偏小,排开液体的重力也偏小,故B不符合题意;
C.从溢水杯中溢出的水洒了一些在桌上,测得排开液体的重力偏小,故C不符合题意;
D.石块浸没后,碰触到溢水杯底部,容器对石块有支持力,计算的浮力不准确,故D不符合题意。
故选A。
(5)[8]由图乙可得
G石=G水=m水g=ρ水V水g
甲中鹅卵石浮力
F浮=G石−F=ρ水V水g−ρ水Vg=ρ水ΔV水g=1.0×103kg/m3×200×10−6m3×10N/kg=2N
石头重力
G石=ρ水V水g=ρ水V水′g=1.0×103kg/m3×400×10-6m3×10N/kg=4N
石头体积
V=F浮ρ水g=2N1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10−4m3
石块的密度
ρ=mV=G石gV=4N10N/kg×2×10−4m3=2×103kg/m3
24. 0.3 排开液体的体积 ade 无关 1.4×103 300 2. 5×103 0.75×103
【详解】[1]弹簧测力计的分度值为0.1N,由指针位置可知,A步骤所示弹簧测力计的示数为2.7N,由表格数据可知,在实验步骤b中拉力为2.4N,则步骤b中物体所受浮力
F浮 =G-F拉=2.7N-2.4N=0.3N
[2][3][4]由a、b、c、d所示实验可知物体排开水的体积越大,物体受到的浮力越大,由此可知:浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关。由a、d、e实验可知,物体排开液体体积相同液体密度相同,物体所处的深度不同,物体受到的浮力相同,说明物体在同种液体、排开相同体积时,所受浮力大小跟浸没在液体的深度无关。
[5] 在f图中,V排1=V物,由实验步骤a、d可知,物体在水中受到的浮力
F浮1=G-F拉1=2.7N-2.2N=0.5N
由F浮=ρ水gV排1可得
V排1=F浮ρ水g=0.5N1.0×103kg/m3×10N/kg=5×10-3m3
在f图中,物体受到的浮力
F浮'=G-F拉'=2.7N-2.0N=0.7N=ρ液gV排2
V排1=V物= V排2
即
0.7N=ρ液gV排2= ρ液×10N/kg×5×10-3m3
所以
ρ液=1.4×103kg/m3
[6] 电子秤放在水平桌面上装有适量水的烧杯放在电子秤上,电子秤示数如图A所示,把被测矿石用细线栓好、缓慢放入装水水的烧杯中,示数如图C所示,则被测矿石的的质量为
m石=650g-350g=300g
[7] 把被测矿石用细线拴好,缓慢放入装有水的烧杯中,矿石未触碰到烧杯底部,电子秤的示数如图B所示,则矿石浸没在水中所受到的浮力为
F浮=Δmg=(470-350)×10−3kg×10N/kg=1.2N
根据阿基米德定律可知:F浮=ρ水gV排3,又有G=mg=ρ石gV石,且石块排开水的体积等于石块体积,两式联立可得
ρ石=Gρ水F浮=mgρ水F浮=300×10−3kg×10N/kg×1.0×103kg/m31.2N=2.5×103kg/m3
[8]由题可得
F浮石=ρ液gV排4=ρ液(H2-H1)Sg=m石g
因为F浮乙=F浮丙,所以假设烧杯高为h,则
F浮乙=ρ液gV排乙=ρ液g(h-h1)S ---------①
F浮丙=ρ液gV排丙=ρ液g[V石+(h-h2)S] --------②
整理①②得
V石=(h2-h1)S
因为
ρ石=m石V石=ρ液H2-H1S容h2-h1S=ρ液 ×(0.18m−0.13m)×20.07m−0.04m=103ρ液
所以
ρ液=310ρ石=310×2.5×103kg/m3=0.75×103kg/m3
25.(1)2000W;(2)5000J
【详解】解:(1)电动摩托以该速度在平直的公路上匀速行驶时功率为
P=Wt=Fst=Fv=100N×20m/s=2000W
(2)电动摩托在平直的公路上匀速行驶50m,牵引力做的功是
W=Fs=100N×50s=5000J
答:(1)电动摩托以该速度在平直的公路上匀速行驶时功率为2000W;
(2)电动摩托在平直的公路上匀速行驶50m,牵引力做的功是5000J。
26.(1)2.2kg;(2)3500cm3;(3)3.6×103Pa
【详解】解:(1)分析丙图可知,当物体没有接触液面时,杆对物体产生向上的拉力,大小等于物体的重力;随着物体浸入液体的体积变大,物体受到的浮力变大,杆对物体向上的拉力逐渐减小;当物体受到的浮力和重力相等时,杆对物体的拉力为0;继续加入液体,物体受到的浮力变大,杆对物体产生向下的压力,随着浮力增大,杆向下的压力也逐渐变大,直到物体完全浸没在液体中。
所以由图丙可知,物块的重力G=22N,物块的质量
m=Gg=22N10Nkg=2.2kg
(2)液体深度h=20cm时,物体浸在液体中的体积与容器中液体的体积之和为
V总=S容h=250cm2×20cm=5000cm3
此时物体浸在液体中的深度
h物=h-h1=20cm−5cm=15cm
物体浸在液体中的体积
V浸=S物h物=100cm2×15cm=1500cm3
容器中液体的体积
V液=V总-V浸=5000cm3-1500cm3=3500cm3
(3)当液体深度h=20cm时,杆对物块的压力为2N,此时物体受到的浮力
F浮=G+F压=22N+2N=24N
由F浮=ρ液gV排可知,液体的密度
ρ液=F浮gV浸=24N10N/kg×1500×10-6m3=1.6×103kg/m3
容器中液体的重力
G液=ρ液gV液=1.6×103kg/m3×10N/kg×3500×10-6m3=56N
容器对桌面的压力
F=G液+F浮+G容=56N+24N+10N=90N
容器对桌面的压强
p=FS=90N250×10-4m2=3.6×103Pa
答:(1)圆柱体物块的质量为多少2.2kg;
(2)当液体深度h=20cm时,注入液体体积为多少3500cm3;
(3)当液体深度h=20cm时,容器对桌面的压强是多少3.6×103Pa。
27.(1)30N;(2)4:1;(3)0.07m
【详解】解:(1)M对地面的压力为
F1=p1S=3000Pa×(0.1m)2=30N
(2)当轻质托盘与重物一起挂在C点时,左边力臂为
LC=12OA2=12×0.8m2=0.2m
由杠杆平衡条件可得
FC×LC=FB×OB
所以
FCFB=OBLC=0.8m0.2m=41
(3)设左边重物原本总重力为G1,M原本重力为G2,第二次M对地面压力
F2=p2S=3500Pa×(0.1m)2=35N
第一次由杠杆原理可得
G1×0.4m=FB1×0.8m ①
对M受力分析可得
G2=FB1+F1②
第二次由杠杆原理
G1×0.2m=FB2×0.8m ③
对M受力分析可得
G2=FB2+F2④
联立①②③④解得G1=20N,G2=40N,当切下x0时,恰好对地面压力为0,可得
(G1+ G切)×LC=( G2- G切)×OB
因为G切=x00.1m×40N,代入可解得x0=0.07m。
答:(1)甲图中,M对地面的压力为30N;
(2)FC∶FB为多少4∶1;
(3)x0为0.07m。
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