【中考物理】2020-2022近三年上海市浦东新区统考一模知识点真题专项练习—力学(基础题)含解析
展开【中考物理】2020-2022近三年上海市浦东新区统考一模知识点真题试卷专项练习—力学(基础题)
一、单选题
1.(2022·上海浦东新·统考一模)下列实例中,利用连通器原理工作的( )
A.锅炉液位计 B.脱拌油烟机
C.温度计 D.订书机
2.(2022·上海浦东新·统考一模)下列实例中。属于增大压强的是( )
A.坦克装有履带 B.在铁轨下铺设枕木
C.刀刃磨得锋利 D.滑雪时人站在雪橇上
3.(2022·上海浦东新·统考一模)在设计“探究物质的质量与体积的关系”实验数据表格时,不需要的项目栏是( )
A.物质种类 B.质量
C.体积 D.密度
4.(2022·上海浦东新·统考一模)甲、乙是由同种材料制成的规格相同的实心长方体,现将乙平放在水平面上,甲整放在乙的上表面中央,若长方体的长、宽、高三者中,长度为a、高度为c,a与c之比为3∶1,如图所示。则:甲对乙的压强与乙对地面的压强之比为( )
A.1∶1 B.1∶3 C.2∶3 D.3∶2
5.(2021·上海浦东新·统考一模)下列实例中,属于应用连通器原理的是( )
A.吸尘器 B.密度计 C.订书机 D.液位计
6.(2021·上海浦东新·统考一模)如图所示的甲、乙两个均匀实心正方体分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等。若在它们上部沿水平方向均截去各自的一半,则它们剩余部分对地面的压力F甲′和F乙′的大小关系是( )
A.F甲′>F乙′ B.F甲′=F乙′ C.F甲′<F乙′ D.无法判断
7.(2020·上海浦东新·统考一模)下列实例中,应用连通器原理工作的是
A.液位计 B.深潜器 C.吸尘器 D.水库大坝
8.(2020·上海浦东新·统考一模)当一杯水结成冰之后,下列物理量中不发生变化的是
A.质量 B.体积 C.密度 D.比热容
9.(2020·上海浦东新·统考一模)下列与物理单位“帕斯卡”相同的是
A.牛顿/米 B.牛顿/米2 C.米/牛顿 D.米2/牛顿
10.(2020·上海浦东新·统考一模)关于浸在液体中的物体所受浮力F浮与物体重力G物、物体排开液体的重力G排间的大小关系,以下说法中正确的是( )
A.只有当物体浸没时,F浮等于G物
B.不管物体是否浸没,F浮都等于G物
C.只有当物体浸没时,F浮等于G排
D.不管物体是否浸没,F浮都等于G排
11.(2020·上海浦东新·统考一模)盛有不同液体的甲、乙两个柱形容器(S甲>S乙)放于水平地面上,如图所示,液体对容器底部的压强相等。倒入(液体不溢出)或抽出部分液体后,液体对容器底部的压强变为p'甲、p'乙,以下判断中正确的是
A.若倒入相等质量的原液体,p'甲可能等于p'乙
B.若抽出相等质量的原液体,p'甲一定大于p'乙
C.若倒入相等体积的原液体,p'甲一定大于p'乙
D.若抽出相等体积的原液体,p'甲一定小于p'乙
二、填空题
12.(2022·上海浦东新·统考一模)马德堡半球实验证明了________的存在:物理学家托里拆利使用________很大的水银做实验测量出了大气压强的值:在其他条件不变时,海拔高度越高,大气压强的值越________。
13.(2022·上海浦东新·统考一模)质量为0.5千克的木块漂浮在水中,木块所排开水的质量为________千克,木块受到的浮力为________牛:若该木块漂浮在酒精中(ρ酒精<ρ水),则木块所排开酒精的质量________0.5千克(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
14.(2022·上海浦东新·统考一模)小明记录了质量为1克的水的体积随温度变化的规律,如图所示。根据图示,在0~4℃之间,水温升高时,水的体积将________。当水温在4℃时,水的密度是________(选填“最大”或“最小”),当温度为16℃时,水的质量为________克。
15.(2022·上海浦东新·统考一模)液体内部压强的大小由________和________来决定,如图所示盛水的容器内有a、b、c三点,在这三点液体压强分别为pa、pb、pc,三者相比较,最大的是________。
16.(2021·上海浦东新·统考一模)在物理学的发展中,许多科学家都做出了重大贡献。其中,________首先用实验的方法测定了大气压的值:__________首先通过实验得到了通过导体的电流与导体两端电压的关系;为了纪念________在电磁学研究中的巨大贡献,国际上以他的姓氏作为电流的单位。
17.(2021·上海浦东新·统考一模)浮力的方向总是竖直 _____ 的。在“验证阿基米德原理”的实验中,将一悬挂在弹簧测力计下、重为10牛的金属块浸在水中,如图所示,测力计的示数为8牛,则该金属块受到的浮力大小为 ______ 牛,该实验是要研究物体所受浮力与它排开液体 ______ 之间的大小关系。
18.(2021·上海浦东新·统考一模)2020年10月27日我国自行研发的“奋斗者”号深潜器成功坐底万米深的马里亚纳海沟。当它下潜到水面下200米时,此处海水的压强为______帕;在它继续向万米深处下潜时,它受到海水的压强将______(选填“变大”、“不变”或“变小”);当它在马里亚纳海沟的某处坐底时,受到海水对它的压强为1×108帕,则在面积为1×10-2米2的外壳上所受海水的压力为______牛。(计算时,海水的密度用纯水的密度替代)
19.(2021·上海浦东新·统考一模)某种白酒的密度为0.9×103千克/米3,表示每立方米这种白酒的______为0.9×103千克,若一瓶这种白酒的体积为5×10-4米3,则其质量为______千克;若用掉半瓶白酒,则剩余白酒的_______(选填“质量”、“体积”或“密度”)不变。
20.(2020·上海浦东新·统考一模)首先用实验测定大气压强值的科学家是______。大气压强的大小随海拔高度的升高而______,空气的_________和湿度也会影响大气压强的大小。
21.(2020·上海浦东新·统考一模)牛奶的密度为1.03×103千克/米3,读作1.03×103_____,它表示每立方米牛奶的______为1.03×103千克。相同体积的牛奶和水,牛奶的质量较_____。
22.(2020·上海浦东新·统考一模)三峡水库的水深可超过100米,在水面下50米深处水的压强为______帕;深水处也存在着某些鱼类及生物,若水面下50米深处有一面积为0.02米2的鱼,这条鱼受到水的压力为______牛,鱼类体内的压强_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)该处水的压强。
23.(2020·上海浦东新·统考一模)重为10牛的金属块用弹簧测力计吊着浸没在水中,这时弹簧测力计的示数为8牛,则该金属块受到的浮力是_____牛;此时金属块受到液体向上的压力比受到液体向下的压力______。浮力的方向总是______的。
三、作图题
24.(2022·上海浦东新·统考一模)在图中,重为6牛的物体静止在水平地面上,用力的图示法画出物体对地面的压力。
25.(2021·上海浦东新·统考一模)物体重4牛,静止在水平地面上,请在图中力的图示法画出它对地面的压力F。
26.(2020·上海浦东新·统考一模)重为8牛的物体静止在水平地面上,请在图中用力的图示法画出物体对地面的压力F。
四、计算题
27.(2022·上海浦东新·统考一模)没在水中的合金块排开水的体积为2×10-4米3,求合金块浮力F浮的大小。
28.(2022·上海浦东新·统考一模)小明同学的质量为50kg,他站在水平地面上时双脚与地面的接触面积为400cm2。求:小明同学在水平地面上行走时,他对水平地面的压力和压强。
29.(2022·上海浦东新·统考一模)如图所示,装有水的薄壁轻质圆柱形容器甲与圆柱形物块乙等高,放置于水平地面上,甲中水的深度为0.1米,底面积为0.02米2,求:
(1)水对容器底部的压强p水。
(2)容器内水的质量m水。
(3)若水的深度是容器高度的,甲的底面积是乙的2倍,乙的密度是水的3倍,现将乙放入容器甲中,求:水对容器底的压强与容器对地面的压强的比值。
30.(2021·上海浦东新·统考一模)物体排开水的体积为4×10-3米3,求物体受到浮力F浮的大小。
31.(2021·上海浦东新·统考一模)两个形状大小完全相同的均匀实心长方体放在水平地面上。
(1)若甲的质量为8千克、体积为2×10-3米3,求甲的密度ρ甲。
(2)若乙的重力为50牛、底面积为2.5×10-2米2,求乙对地面的压强p乙。
(3)若甲竖放、乙平放,将它们均顺时针旋转90°,如图所示,旋转前后它们对地面的压强如下表所示,求旋转后乙对地面的压强。
对地面压强
旋转前
旋转后
p甲(帕)
2940
1176
p乙(帕)
750
32.(2020·上海浦东新·统考一模)物体排开水的体积为3×10-3米3,求物体受到浮力F浮的大小。
33.(2020·上海浦东新·统考一模)如图所示,盛有酒精和水的两个足够高的柱形容器置于水平地面上。若向容器中分别倒入相等体积的原有液体,倒入前后液体对容器底的压强记录在下表中。(ρ酒=0.8×103千克/米3)
液体对容器底部的压强
倒入前
倒入后
p酒(帕)
1176
1568
p水(帕)
1176
1960
(1)求倒入后容器中酒精的深度h酒。
(2)若倒入后酒精的质量为3.2千克,求酒精的体积V酒。
(3)求两容器内部底面积S酒:S水的值。
五、实验题
34.(2021·上海浦东新·统考一模)为了研究圆柱体浸入水中时,水对柱形容器底部的压强情况,某小组同学将两个体积相同、底面积不同的实心金属圆柱体分别逐步浸入同一柱形容器的水中,如图所示。他们设法测得柱体下表面到水面的距离h和水对容器底部的压强p水,并计算柱体浸入前后水对容器底部的压强差p水,相关数据记录在表一、表二中。(实验中容器内的水均未溢出)
表一圆柱体甲
实验序号
h/米
p水/帕
p水/帕
1
0
1960
2
0.05
2240
280
3
0.10
2520
560
4
0.15
2800
840
5
0.20
2968
1008
表二圆柱体乙
实验序号
h/米
p水/帕
p水/帕
6
0
1960
7
0.05
2275
315
8
0.10
2590
630
9
0.15
2905
945
10
0.20
(1)分析比较实验序号1与2与3与4或6与7与8与9中p水与h的变化情况及相关条件可初步得出:同一圆柱体浸入同一柱形容器的水中时, ______ ;
(2)分析比较实验序号 ______ 的数据及相关条件可初步得出:不同圆柱体浸入同一柱形容器的水中时,其下表面到水面的距离h相同,圆柱体的底面积不同,p水不同;
(3)分析比较实验序号2与3与4或7与8与9中p水与h的倍数关系及相关条件可初步得出:同一圆柱体浸入同一柱形容器的水中时, ______ ;分析比较实验序号5中p水与h的数据并不符合上述结论出现这一现象的原因是 ______ ;
(4)请推理说明实验序号10中p水的大小 ______ 。
35.(2020·上海浦东新·统考一模)在“探究导体中电流与电压的关系”实验中,需要测量的物理量有______和______。如图所示的仪器用于研究_____,实验中在调节金属盒的朝向和深度时,眼睛要注意观察该仪器两边液面______的变化情况。
36.(2020·上海浦东新·统考一模)在“探究物质质量与体积的关系”实验中,需要用电子天平测出物质的______,本实验需要进行多次测量,其目的是为了_____(选填字母A“得到普遍规律”或B“求平均值减小误差”)。在“测定物质的密度”实验中,其实验原理是______,实验时要用______(选填“同种”或“不同”)物质进行多次实验。
37.(2020·上海浦东新·统考一模)小张研究物体浸入同一柱形容器的水中时,容器对水平地面压强的变化规律。他在一个足够高的柱形容器中盛有一定量的水,按如图10所示将系在弹簧测力计下的物体逐渐浸入液体中。他读出测力计示数F,并用传感器测得容器对水平地面的压强p容,把数据记录在表一中。他又用二个重力不同的物体重复上述实验,相关数据记录在表二和表三中。
表一 物体重G物=8N
实验序号
F/牛
p容/帕
1
6
2000
2
4
2250
3
2
2500
4
0
2750
表二 物体重G物=9N
实验序号
F/牛
p容/帕
5
7
2000
6
5
2250
7
3
2500
8
2
2625
表三 物体重G物=10N
实验序号
F/牛
p容/帕
9
8
2000
10
7
2125
11
4
2500
12
2
2750
①分析比较表一、或表二、或表三中p容随F的变化情况可初步得出:物体浸入同一柱形容器的水中时,G物相等,___________________。
②分析比较实验序号2与11、或3与8与12、或5与10中p容随G物的变化情况可初步得出:_______。
③分析比较实验序号______中的数据及相关条件可得出:物体浸入同一柱形容器的水中时,G物与F的差值相等时,p容相等。
④进一步分析比较表中的数据及相关条件,可推理得出:若把重为7牛的物体浸入该容器中,当F为6牛时,p容为_____帕。
答案:
1.A
【详解】A.上端开口,下端连通的容器叫连通器,其特点是连通器里同一种液体不流动时,各容器的液平。锅炉液位计上端开口,下端连通,是利用连通器原理工作的,故A符合题意;
B.脱拌油烟机使用过滤网等各种技术使得油烟分离,分离出来的油多流入集油杯内,没有利用连通器原理,故B不符合题意;
C.温度计是利用液体热胀冷缩的原理工作,温度计没有开口,没有利用连通器原理,故C不符合题意;
D.订书机是利用杠杆原理工作,没有利用连通器原理,故D不符合题意。
故选A。
2.C
【详解】A.坦克装有履带是通过增大受力面积减小压强,故A不符合题意;
B.在铁轨下铺设枕木是通过增大受力面积减小压强,故B不符合题意;
C.刀刃磨得锋利是通过减小受力面积增大压强,故C符合题意;
D.滑雪时人站在雪橇上是通过增大受力面积减小压强,故D不符合题意。
故选C。
3.D
【详解】由题意可知,在“探究物质的质量与体积的关系”时,需要测量物质的质量和体积,且为了寻找普遍规律,应改变物质的种类,多次测量,故可知物质种类、质量、体积均是实验要记录的数据,而物质的密度是根据测得的物质的质量与体积相除计算得到的,并不是直接通过实验测量得到的,故可知测量的实验数据没有密度,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.D
【详解】物体对水平面的压力等于物体的重力,由、G=mg、m=ρV以及V=sh知道,甲对乙的压强
乙对地面的压强
应用a与c之比为3∶1,所以,甲对乙的压强与乙对地面的压强之比为
故D符合题意。
故选D。
5.D
【详解】A.吸尘器利用了大气压的作用,故A错误;
B.密度计利用了物体的浮沉条件,利用了浮力,故B错误;
C.订书机利用了杠杆原理和改变压强的方法,故C错误;
D.液位计利用了连通器原理,故D正确;
故选D。
6.A
【详解】它们对地面的压强相等,即
又因为
所以
若在它们上部沿水平方向均截去各自的一半,则
即
故选A。
7.A
【分析】根据连通器定义:上端开口下端连通的容器;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。
【详解】A.液位计的结构符合上端开口下端连通的特点,是利用连通器原理工作的,则A符合题意;
B.深潜器的上浮、下潜是通过相互作用力来实现的,与连通器无关,则B不合题意;
C.吸尘器在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强小,从而在周围大气压的作用下将灰尘、纸屑等垃圾“吸”入,是利用流体压强与流速的关系工作的,与连通器无关,则C不合题意;
D.大坝可以提高水位,让水的重力势能增加,即将水的重力势能转化为动能来发电,所以不是连通器,则D不合题意。
8.A
【分析】在质量、体积、密度三个量中,质量是物体的属性,只与所含物质的多少有关,与物体的位置、状态、形状、温度无关;而体积、密度都与温度有一定关系。
【详解】A.质量是物体的属性,只与所含物质的多少有关,与物体的位置、状态、形状、温度无关,因此水结成冰后质量不变,则A符合题意;
C.水的密度是1.0×103kg/m3,冰的密度是0.9×103kg/m3,因此水结成冰密度变小,则B不合题意;
B.根据体积的计算公式,质量m不变,密度ρ变小,因此体积V变大,则C不合题意;
D.水的比热容是4.2×103J/(kg∙℃),冰的比热容是2.1×103J/(kg∙℃),因此水结成冰比热容变小,则D不合题意。
9.B
【分析】结合压强的定义式及物理量的单位运算规律,物理学中对压强单位的规定,不难选出答案。
【详解】根据压强的定义式可知,压强的单位是牛顿/米2,与其国际单位“帕斯卡”相同,故选B。
10.D
【详解】AB.只有物体处于漂浮和悬浮时,F浮等于G物,与物体是否浸没没有必然关系,故A错误,B错误;
CD.由阿基米德原理可知,不管物体是否浸没,F浮都等于G排,故C错误,D正确。
故选D。
11.B
【分析】液体原先对容器底部的压强相等,已知h甲>h乙,然后利用可推出甲、乙液体的密度关系;根据规则容器中液体对容器底部压力等于液体的重力,由S甲>S乙,再根据可知相同质量的甲、乙两种液体压强的变化量大小关系,进而可知变化后压强的大小;由S甲>S乙可知,相同体积的甲、乙两种液体在容器中的高度大小,又由液体密度的大小关系,利用可推出甲、乙两种液体压强的变化量大小关系,进而可知变化后压强的大小。
【详解】液体原先对容器底部的压强相等,已知h甲>h乙,根据可知:;
A.若倒入相等质量的原液体,则两种液体对容器压力的增加量相同,S甲>S乙,由可知,甲、乙两种液体压强的增加量,则变化后的压强p'甲一定小于p'乙,则A错误;
B.若抽出相等质量的原液体,则两种液体对容器压力的减少量相同,S甲>S乙,由可知,甲、乙两种液体压强的减少量,则变化后的压强p'甲一定大于p'乙,则B正确;
C.若倒入相等体积的原液体,S甲>S乙,则甲液体的高度增加量小于乙液体的高度增加量,又,根据可知甲、乙两种液体压强的增加量,则变化后的压强p'甲一定小于p'乙,故C错误;
D.若抽出相等体积的原液体,S甲>S乙,则甲液体的高度减少量小于乙液体的高度减少量,又,根据可知甲、乙两种液体压强的减少量,则变化后的压强p'甲一定大于p'乙,故D错误。
本题综合考查液体压强公式、液体压力公式及密度、重力公式等,要求学生对各公式之间的关联物理量及影响情况分析到位,具有一定的难度和典型性。
12. 大气压强 密度 小
【详解】[1]马德堡市的市长利用抽空的两个半球做的马德堡半球实验最早证明了大气压强的存在。
[2]首先测定大气压强值的是托里拆利,他选用密度很大的水银进行实验,测出一个标准大气压相当于0.76m高水银柱产生的压强,由可知,利用密度较大的水银进行实验,可以减小所需玻璃管的长度。
[3]大气压强的大小与海拔高度有关,在其他条件不变时,海拔高度越高,大气压强的值越小。
13. 0.5 4.9 等于
【详解】[1][2]木块漂浮在水中,根据漂浮条件得到木块受到的浮力
F浮=G木=m木g=0.5kg×9.8N/kg=4.9N
根据阿基米德原理得
F浮=G排=m排水g
木块所排开水的质量
[3]该木块漂浮在酒精中,根据漂浮条件得到木块受到的浮力
F′浮=G木
所以
F′浮=F浮
根据阿基米德原理可知,排开水的重力等于排开酒精的重力,所以排开酒精的质量等于排开水的质量,等于0.5kg。
14. 变小 最大 1
【详解】[1][2]由图可知,水温在0~4℃之间时,随着水温的升高,水的体积逐渐变小,并且在4℃时,水的体积最小,根据可知,此时水的密度最大。
[3]质量是物体本身的固有属性,物体的质量不随它的形状、状态、温度以及所处的地理位置的改变而改变。故当温度为16℃时,水的质量仍为1克。
15. 液体密度 深度 pb
【详解】[1][2]由知道,液体内部压强的大小由液体密度和深度决定。
[3]由图知道,在盛有水的容器中,b距离水面最远,深度最大,由知道,b点压强pb最大。
16. 托里拆利 欧姆 安培
【详解】[1]意大利的科学家托里拆利用装有水银的细玻璃管测出了大气压的值。
[2]通过导体的电流,与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比。这一规律是德国物理学家欧姆最早于1826年发现的,被后人命名为欧姆定律。
[3]科学家们为物理学的发展作出了巨人的贡献,为纪念他们,物理学上用他们的名字作为物理量的单位;名字作为电流单位的科学家是安培。
17. 向上 2 体积或重力
【详解】[1]浮力的方向总时竖直向上的。
[2]金属块所受浮力大小为
F浮=G-F拉=10N-8N=2N
[3]将金属块浸没在量筒中,能直接测量金属块排开的液体的体积,所以该实验可以研究浮力与它排开的液体的体积之间的关系;根据液体的密度和排开的液体的体积,也可以计算出排开的液体的重力,所以也可研究浮力与排开的液体的重力的关系。
18. 1.96×106 变大 1×106
【详解】[1]水下200米的液体压强
[2]由可知,同种液体中,深度越深,产生的液体压强越大,它继续向万米深处下潜时,它受到海水的压强将增大。
[3]深潜器壳上所受海水的压力为
19. 质量 0.45 密度
【详解】[1]白酒的密度为0.9×103千克/米3,它的物理意义是每立方米这种白酒的质量为0.9×103千克。
[2]若一瓶这种白酒的体积为5×10-4米3,则其质量为
m=ρV=0.9×103kg/m3×5×10-4m3=0.45kg
[3]密度是物质的一种特性,与质量和体积无关,若用掉半瓶白酒,则剩余白酒的密度不变。
20. 托里拆利 减小 温度
【分析】知道著名的马德堡半球实验证明了大气压强的存在,托里拆利首次用实验测定了大气压强的值;大气压的大小与高度有关,海拔越高,气压越低;还与空气的温度、湿度等有关。
【详解】[1]由科学史的知识可知,意大利物理学家托里拆利首次用实验测定了大气压强的值;
[2]实验表明大气压强的大小随海拔高度的变化而变化,海拔高度越高,大气压强就越小;
[3]由于气体的热胀冷缩,所以大气压强的大小也与空气的温度有关。
21. 千克每立方米 质量 大
【分析】由某种物质组成的物体,其质量与体积的比值是一个常量,它反映了这种物质的一种特性;在物理学中,把某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度;密度的公式为。
【详解】[1]牛奶的密度为1.03×103千克/米3,读作1.03×103千克每立方米;
[2]密度的定义:某种物质单位体积的质量;则牛奶的密度为1.03×103千克/米3,就是表示1米3牛奶的质量为1.03×103千克;
[3]由得可知:体积相同时,密度小的质量小,水的密度小于牛奶的密度,所以水的质量小于牛奶的质量。
22. 4.9×105 9800 等于
【分析】知道水的深度,根据求出水面下50m深处水的压强;再根据可算出鱼受到的压力,而鱼体内与外界的水是相通的,据此判断两者的压强大小。
【详解】[1]水面下50m深处水的压强:
;
[2]已知此鱼的面积为0.02米2,则这条鱼受到水的压力:
;
[3]鱼体内与外界的水是相通的,据此可知两者的压强相等。
23. 2 大 竖直向上
【分析】弹簧测力计两示数之差即为这时金属块受到的浮力;利用压力、压强的公式求浸在液体中的金属块受到的液体对它产生的压力,分析所受压力的合力,从而得到浮力产生的原因。
【详解】[1]当金属球浸没在水中,受到的浮力:
;
[2]据相同深度液体向各个方向的压强相等的特点可知,金属块浸没在水中时,它的侧面受到的各个方向水的压力相互平衡,即可以相互抵消掉;而金属块上、下表面所受的压力是不同的,上表面所处的深度为,下表面深度为,则上表面受到的压强为:
,
受到的压力为:
;
下表面受到的压强为:
,
受到的压力为:
.
又,所以,则此时金属块受到水向上的压力比受到水向下的压力大;
[3]金属块上、下表面的压力差就产生了浮力,即:
,
所以浮力方向是与向上的压力F向上的方向一致,是竖直向上的。
24.
【详解】由题知,物体静止在水平地面上,所以压力大小等于物体的重力,即
F=G=6N
选标度为3N,压力的作用点在地面上,方向垂直地面向下,如下图所示:
25.
【详解】由题意可知,物块对地面的压力大小为物体的重力,方向垂直地面向下,受力物体为地面,力的图示如下图
26.
【详解】物体静止在水平地面上,对水平地面的压力的大小等于重力,为8N,方向垂直于接触面向下,作用点在物体与地面的接触面的中点。选取标度为4N,过压力的作用点,沿垂直于接触面向下的方向画一条有向线段,使线段长度为标度的2倍,如图所示:
27.1.96N
【详解】解:根据阿基米德原理可得
答:合金块浮力为1.96N。
28.490N;2.45×104Pa
【详解】解:他对水平地面的压力
F=G=mg=50kg×9.8N/kg=490N
小明同学在水平地面上行走时受力面积
对地面的压强
答:小明同学在水平地面上行走时,他对水平地面的压力是490N,压强是2.45×104Pa。
29.(1)980Pa;(2)2kg;(3)4∶11
【详解】解:(1)由题意可知,甲中水的深度为h=0.1m,故可知水对容器底部的压强为
p水=ρ水gh=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa
(2)由题意可知,甲中水的深度为h=0.1m,甲的底面积为S甲=0.02m2,故可知甲中水的体积为
V水=S甲h=0.02m2×0.1m=2×10-3m3
故容器内水的质量为
m水=ρ水V水=ρ水S甲h=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
(3)由题意可知,乙的密度大于水的密度,故将乙放入容器甲后,乙的底部将与甲的底部相接触,设甲的底面积为S甲,乙的底面积为S乙,由题意可知,乙圆柱体的体积为
V乙=S乙h乙=0.01m2×0.3m=3×10-3m3
甲容器中剩余部分的体积为
V剩=V甲-V水=0.02m2×0.3m-2×10-3m3=4×10-3m3
可知甲容器中剩余部分的体积大于乙圆柱体的体积,故将乙放入甲后,水不会溢出,因将甲放入乙前后,水的体积V水保持不变,设放入乙后甲容器中水的高度为h′水,则有
S甲h水=(S甲-S乙)h′水
由题意可知
S甲=2S乙
故解得
h’水=2h水
由受力分析可知,此时容器对地面的压力等于水与圆柱体乙的重力之和,故水对容器底的压强与容器对地面的压强的比值为
将S甲=2S乙、ρ乙=3ρ甲、h′水=2h水代入解得
答:(1)水对容器底部的压强p水为980Pa;
(2)容器内水的质量m水为2kg;
(3)水对容器底的压强与容器对地面的压强的比值为4∶11。
30.39.2N
【详解】解:物体受到浮力的大小
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×4×10-3m3=39.2N
答:物体受到浮力的大小是39.2N。
31.(1);(2);(3)1875Pa
【详解】(1)甲的密度
(2)乙对地面的压强
(3)均匀实心长方体放在水平地面上,对水平地面的压强
旋转前,甲对地面的压强
p甲=2940Pa
甲的高度
甲乙的体积相等,乙的密度
=×103kg/m3
旋转后乙对地面的压强
答:(1)甲的密度是4×103kg/m3;
(2)乙对地面的压强是2×103Pa;
(3)旋转后乙对地面的压强是1875Pa。
32.29.4N。
【分析】已知物体排开水的体积,利用阿基米德原理求物体受到的浮力。
【详解】由阿基米德原理可知,物体受到的浮力:
。
答:物体受到的浮力为29.4N。
33.(1)0.2m;(2)0.004m3;(3)8:5。
【分析】(1)根据求出倒入后容器中酒精的深度h酒;
(2)根据求出酒精的体积V酒;
(3)根据倒入后和倒入前液体对容器底部的压强可求出压强差,根据求出倒入容器中酒精和水的深度变化量;又因倒入酒精和水体积相等,根据即可求出两容器内部底面积S酒:S水的值。
【详解】(1)根据可知,倒入后容器中酒精的深度:
;
(2)根据可知,酒精的体积:
;
(3)由表中数据可知,倒入后和倒入前酒精对容器底部的压强差:
,
倒入后和倒入前水对容器底部的压强差:
,
根据可知,酒精的高度变化量:
,
水的高度变化量:
,
又因倒入酒精和水体积相等,根据可知,两容器内部底面积的比值:
。
答:(1)倒入后容器中酒精的深度h酒为0.2m;(2)若倒入后酒精的质量为3.2千克,酒精的体积V酒为0.004m3;(3)两容器内部底面积S酒:S水的值为8:5。
34. 圆柱体未浸没时,水对容器底部的压强p水随柱体下表面到水面的距离h的增大而增大 2与7或3与8或4与9 圆柱体浸入前后水对容器底部的压强差p水与h成正比 圆柱体已经浸没 2968Pa
【详解】(1)[1]通过分析比较表格一、表格二中实验序号1与2与3与4或6与7与8与9中p水与h的变化情况及相关条件可初步得出:同一圆柱体浸入同一柱形容器的水中时,圆柱体未浸没时,水对容器底部的压强p水随柱体下表面到水面的距离h的增大而增大。
(2)[2]根据实验结论:不同圆柱体浸入同一柱形容器的水中时,其下表面到水面的距离h相同,圆柱体的底面积不同,p水不同。要分析比较实验序号2与7或3与8或4与9的数据及相关条件可初步得出实验结论。
(3)[3]分析比较实验序号2与3与4或7与8与9中p水与h的倍数关系及相关条件,同一圆柱体浸入同一柱形容器的水中前后的压强差和圆柱体下表面到水面的距离h的关系,可得出:同一圆柱体浸入同一柱形容器的水中时,柱体浸入前后水对容器底部的压强差p水与h成正比。
[4]由实验数据2、3、4或实验数据7、8、9可以看出,同一圆柱体浸入同一柱形容器的水中,p水与h比值是一个定值,分析比较实验序号5中p水与h的数据并不符合上述结论出现这一现象,实验序号5中的圆柱体已经完全浸没在水中,故原因是圆柱体已经浸没。
(4)[5]通过比较实验序号5和10,根据
由于h相同,p甲<p乙,所以S甲<S乙,同时二者体积相同,所以h甲>h乙。当h=0.20米时,甲已经浸没,故乙必定浸没,V甲浸=V乙浸,此时甲容器中水对容器底部的压强等于乙容器中水对容器底部的压强,压强为2968Pa。
35. 电流 电压 液体内部压强 高度差
【分析】(1)根据“探究导体中电流与电压的关系”实验的原理、步骤等分析此题;
(2)压强计测量液体压强时是通过橡皮膜来感知压强的,根据压强计的原理及使用方法解答即可。
【详解】[1][2]在“探究导体中电流与电压的关系”实验中,需要控制电阻不变,测量的物理量是电流和电压;
[3]如图所示的仪器是压强计,用于研究液体内部压强;
[4]实验中在调节金属盒的朝向和深度时,眼睛要注意观察该仪器两边液面高度差的变化情况。
36. 质量 A ρ= 同种
【分析】(1)若要探究物质质量与体积的关系,则需要测量这种物质的质量和体积,据此作答;
(2)在物理实验中,多次测量的目的有两个:将测量数据取平均值,减小误差;总结普遍规律,避免结论的偶然性;
(3)根据密度公式分析即可。
【详解】[1]在“探究物质质量与体积的关系”实验中,需要测量这种物质的质量和体积,而需要用电子天平测出的是该物质的质量;
[2]本实验需要进行多次测量,其目的是为了总结普遍规律,避免因次数太少造成结论的偶然性或片面性;
[3]在“测定物质的密度”实验中,其实验原理是;
[4]实验时要用不同体积的同种物质进行多次测量。
37. p容随F的减小而增大 物体浸入同一柱形容器的水中时,F相等,G物越大,p容也越大 1与5与9、或2与6、或3与7与11、或4与12 1875
【分析】固体压强的大小与固体的总重力和受力面积有关,在实验中通过分析实验条件、G、F及p的变化量等,按照控制变量法的要求,可对题干中的问题进行逐一解答。
【详解】[1]分析比较表一、或表二、或表三中p容随F的变化情况可初步得出:物体浸入同一柱形容器的水中时,G物相等,p容随F的减小而增大;
[2]分析比较实验序号2与11、或3与8与12、或5与10中p容随G物的变化情况可初步得出:物体浸入同一柱形容器的水中时,F相等,G物越大,p容也越大;
[3]分析比较实验序号1与5与9、或2与6、或3与7与11、或4与12中的数据及相关条件可得出:物体浸入同一柱形容器的水中时,G物与F的差值相等时,p容相等;
[4]由表一前两组数据可知,F减小2N时,p容增大250Pa,则柱形容器对水平地面原有的压强为:
,
把重7N的物体浸入该容器中,当F为6N时,F减小1N,此时容器对水平地面的压强:
。
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