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重庆市忠县2022-2023学年八年级下学期期末考试物理试题(含答案)
展开2022-2023学年重庆市忠县八年级(下)期末物理试卷
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共24分)
1.(3分)学习了物理以后,小吴同学感觉生活中处处有物理,他对物理量进行估测,以下估测正确的是( )
A.小吴体考时跳绳时的功率约为1W
B.小吴双脚站立时对水平地面的压强约为1.7×104Pa
C.小吴游泳时受到的浮力约为5000N
D.小吴从1楼到3楼克服重力所做的功约为450J
2.(3分)2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,载人飞行任务取得圆满成功。在返回舱减速着陆的过程中,下列说法正确的是( )
A.返回舱的机械能总量不变
B.返回舱的重力势能转化为动能
C.返回舱的重力势能减小,动能减小
D.返回舱的重力势能减小,动能增大
3.(3分)如图所示的工具是费力杠杆的是( )
A.定滑轮 B.开瓶起子
C.镊子 D.老虎钳
4.(3分)下列有关压强知识的说法正确的是( )
A.刀刃磨得很锋利,是为了增大压力
B.利用托里拆利实验可以测出大气压的值
C.物体的重力越大对接触面的压强就一定越大
D.动车运行时,车厢附近的气流速度较大,压强较大
5.(3分)下列是李敏同学总结的关于“力与运动”的知识,其中你认为正确的是( )
A.绕地卫星沿轨道飞行时,如果所受外力全部消失,它将继续沿着原轨道运动
B.踢出的球能在空中飞行很远的一段距离,在此过程中球受到重力、弹力、空气阻力
C.爬杆比赛时,手对杆的握力和爬杆的同学所受到的重力是一对平衡力
D.匀速直线行驶的车中小明竖直跳起,因为小明具有惯性,所以会落回原地
6.(3分)如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲图:穿旱冰鞋推墙,人会向后运动,说明墙受到的推力小于人受到的推力
B.乙图:足球受到的重力和足球对木板的压力是一对平衡力
C.丙图:体操运动员比赛前,会在手上涂防滑粉,是为了增大摩擦力
D.丁图:小球没有随弹出的金属片飞出,因为小球不具有惯性
7.(3分)如图所示滑轮组中,滑轮重均为10N,物体重为90N,绳重和摩擦不计。现拉动绳子自由端,使物体在10s内匀速上升4m。则下列选项中正确的是( )
A.作用在绳自由端的拉力大小为45N
B.拉力所做的有用功为180J
C.拉力的功率为40W
D.滑轮组的机械效率为80%
8.(3分)如图所示,足够高的柱形容器底面积为200cm2。容器内放有一密度为0.4g/cm3、边长为10cm的正方体木块A,将一物块B放在A的正上方,用一条质量可忽略不计的细绳,两端分别系于木块底部中心和柱形容器中心。现缓慢向容器中加水,当加入2.4kg的水后停止加水,此时木块A有五分之一的体积露出水面,细绳受到的拉力1N,容器中水的深度为h1;再将物块B取下并缓慢放入水中直到浸没时,细绳刚好断掉,液面稳定后容器中水的深度为h2。已知细绳能承受的最大拉力为5N。则下列说法中错误的是( )
A.细绳的长度为8cm
B.物体B的密度为3g/cm3
C.h1:h2=16:17
D.物块B最终对容器底部的压力为2N
二、填空作图题(本题共6个小题,第14小题作图每图1分,其余每空1分,共12分。)
9.(2分)为纪念 在物理学中的贡献,将他的名字作为压强的单位,生活在3.6亿年前的一种邓氏鱼(如图所示)在啃食猎物时每平方厘米的咬合力高达5.6×104N,由此可计算出它的咬合压强高达 Pa。
10.(2分)游泳时小涛向后划水以获得向前的力,这说明力的作用是 的;到达终点时,因受到池壁作用力而停止运动,这说明力可以改变他的 。
11.(2分)压强知识在生活中有大量的应用:三峡大坝的船闸是利用 原理来工作的;塑料吸盘能固定在竖直的玻璃上是由于 的作用。
12.(2分)水平桌面上两个相同的烧杯中分别装有甲、乙两种不同液体,将两个不同材料制成的正方体A、B(VA<VB),按如图两种方式分别放入两种液体中,待静止后,两杯中液面恰好相平。则甲图排开液体的质量 (选填“小于”、“大于”或“等于”)乙图排开液体的质量,甲液体对B下表面的压强 (选填“小于”、“大于”或“等于”)乙液体对A下表面的压强。
13.(2分)质量相等的两个实心小球甲和乙,已知它们的密度之比是ρ甲:ρ乙=1:2.现将甲、乙两球放入盛有足够多水的烧杯中,当甲、乙两球静止时,水对两球的浮力F甲:F乙=3:2,则两球V甲:V乙= ,其中甲球的密度为 g/cm3。
14.(1分)如图所示,物体静止在斜面上,画出物体对斜面压力的示意图。
15.(1分)如图所示,用羊角锤撬钉子,在锤柄上画出所施加力F的力臂l。
三、实验探究题(15题6分、16题8分、17题题8分,每空1分,共22分)
16.(6分)(1)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小邓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。
17.(8分)如图是小宏和小帆用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)U形管压强计 (选填“属于”或“不属于”)连通器,使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能够灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,为了使U形管左右两侧的水面相平,正确的调节方法是 (选填“A”或“B”)。
A.将右侧支管中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
(3)比较图乙和丙,可以得出结论:同种液体,液体压强的大小与 有关。
(4)比较图 和图丁,可以得出结论:在同一深度,液体密度越大,液体的压强越大,下面操作会使丙丁两图中U形管两侧液面高度差对比更加明显的是 。
A.两烧杯中换密度差更大的液体
B.将U形管变细
C.向U形管中加水
(5)实验结束后,小宏将扎有小孔A、B且装满水的矿泉水瓶放入盛有盐水的水槽中,B孔有水喷出,则A孔 。
a.一定有水流出
b.一定有盐水流入
c.可能水既不流出,盐水也不流入
(6)同组的小帆设计制作了如图A所示的装置探究流体压强规律,他们首先向一个大水槽里灌满水,然后松开铁夹,水流入a、b两管,稳定后,a管中水面的高度与b管中水面的高度相平,再拔掉软木塞,水流出的过程中,a管和b管中水面的高度是ha hb(选填“>”、“<”或“=”)。
18.(8分)在学习浮力部分知识时张三想要探究“浮力的大小和哪些因素有关”,操作步骤如图1A、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)张三同学用表格中的数据算出了步骤F中液体的密度是 kg/m3。
(4)同组的小王同学想用电子秤来测量矿石的密度,实验步骤如图2:
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)小王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。
四、论述计算题(本题共三个小题,第18题6分,第19题8分,第20题8分,共22分,解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不能给分)
19.(6分)现有某型号电动摩托在忠信大道以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶时,其牵引力大小为1000N。
求:(1)电动摩托以该速度在平直的公路上匀速行驶时牵引力功率为多少瓦?
(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?
20.(8分)如图所示,盛有水的圆柱形容器,侧壁上固定了一块水平挡板,挡板的体积忽略不计。挡板下方有一个体积为1×10﹣3m3、重力为6N的实心小球。求:
(1)小球浸没在水中时受到的浮力大小;
(2)挡板对小球的压力大小;
(3)撤去挡板后,小球最终露出液体表面的体积。
21.(8分)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?
2022-2023学年重庆市忠县八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共24分)
1.【解答】解:A.中学生小吴的体重约为500N;跳绳高度约为5cm=0.05m;1min大约跳180个;
则每次跳绳时克服重力做功:W1=Gh=500N×0.05m=25J;
1min内做功:W=nW1=180×25J=4500J,跳绳时克服重力做功的平均功率:P===75W,故A不符合实际;
B、小吴双脚站立时与水平地面的接触面积在0.03m2左右,双脚对水平地面的压强为p===≈1.7×104Pa,故B符合题意;
C、小吴游泳时受到的浮力与其重力接近,约为500N,故C不符合实际;
D、小吴从1楼爬上3楼上升高度h=3m×2=6m,克服自身重力所做的功大约为W=Gh=500N×6m=3000J,故D不符合实际。
故选:B。
2.【解答】解:在返回舱减速着陆的过程中,质量不变,速度减小,高度减小,因此动能减小,重力势能也减小,返回舱克服阻力做功,机械能减小,内能增大,一部分机械能转化为内能,故ABD错误,C正确。
故选:C。
3.【解答】解:A、定滑轮的实质是等臂杠杆,既不省力也不费力,故A错误;
B、开瓶起子在使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B错误;
C、镊子在使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C正确;
D、老虎钳在使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D错误
故选:C。
4.【解答】解:
A、刀刃磨得很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A错误;
B、意大利科学家托里拆利,利用一根玻璃管测出了大气压所能支持的水银柱的高度,从而得出了大气压的数值。故B正确;
C、根据p=可知,压强大小的影响因素是压力和受力面积;压力的大小等于重力大小是有条件的,重力大,压力不一定大,同时不知道受力面积的大小,所以不能比较压强的大小,故C错误;
D、动车运行时,车厢附近的气流速度较大,压强较小,故D错误。
故选:B。
5.【解答】解:
A、绕地卫星沿轨道飞行时,如果所受的力同时消失,由牛顿第一定律可知,它将做匀速直线运动;故A错误;
B、踢出的球能在空中飞行很远的一段距离,在此过程中球受到重力、空气阻力,不再受弹力;故B错误;
C、小明匀速爬杆时,手对杆的握力和小明受到的重力不在同一直线上,且作用在不同的物体上,所以二力不是一对平衡力;故C错误;
D、在匀速直线行驶的车中,小明竖直跳起后会落在原地,是因为小明具有惯性的缘故;故D正确。
故选:D。
6.【解答】解:A、墙没动,处于平衡状态,墙受到的推力与人受到的推力是一对相互作用力,大小相等,故A错误;
B、足球受到的重力与足球对木板的压力,这两个力的方向是相同的,不是一对平衡力,故B错误;
C、体操运动员上器械前,会在手上涂防滑粉,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C正确;
D、小球原来静止,金属片被弹出,小球由于惯性保持原来的静止状态,所以没有飞出,故D错误。
故选:C。
7.【解答】解:
A、由图知,n=2,绳重和摩擦不计,则拉力F=(G+G动)=×(90N+10N)=50N,故A错;
B、拉力做的有用功:W有用=Gh=90N×4m=360J,故B错;
C、绳端移动的距离:s=2h=2×4m=8m,
拉力F做的功:W总=Fs=50N×8m=400J,
拉力F做功的功率:P===40W,故C正确;
D、滑轮组的机械效率:η==×100%=90%,故D错。
故选:C。
8.【解答】解:V水==2.4×10﹣3m3,
VA=(0.1m)3=10﹣3m3,
mA=ρAVA=0.4×103kg/m3×10﹣3m3=0.4kg,
GA=mAg=0.4kg×10N/kg=4N,
因为木块A有五分之一的体积露出水面,
所以,V排=(1﹣)VA=0.8×10﹣3m3,
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8×10﹣3m3=8N,
容器中水的原来深度为:h1===0.16m,
因为木块A有五分之一的体积露出水面,
所以,h浸=(1﹣)LA=0.8×0.1m=0.08m,
细绳的长度:L绳=h1﹣h浸=0.16m﹣0.08m=0.08m=8cm,故A正确;
因为GB+GA+F拉=F浮,
所以,GB=F浮﹣GA﹣F拉=8N﹣4N﹣1N=3N,
mB==0.3kg,
再将物块B取下并缓慢放入水中直到浸没时,细绳刚好断掉,
绳子上增加的拉力:ΔF=F拉最大﹣F拉=5N﹣1N=4N,
物体A增加的浮力:ΔF浮=ΔF﹣GB=1N,
物体A增加排开水的体积:ΔV排===1×10﹣4m3,
水面升高:Δh===0.01m
细绳刚断时,水的深度为h=h1+Δh=0.17m,
液面稳定后,A上浮,液面下降,容器中水的深度为h2<h
所以,h1:h2≠16:17,故C错误;
VB=Δh(S容﹣SA)=0.01m×100×10﹣4 m2=1×10﹣4 m3,
ρB===3g/cm3,故B正确;
因为B浸没,VB排=VB,
FB浮=ρ水gVB排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4 m3=1N,
所以,物块B最终对容器底部的压力为:F压=GB﹣FB浮=3N﹣1N=2N,故D正确。
故选:C。
二、填空作图题(本题共6个小题,第14小题作图每图1分,其余每空1分,共12分。)
9.【解答】解:为了纪念帕斯卡,在物理学中用他的名字命名了压强的单位;
S=1cm2=1×10﹣4m2
它的咬合压强:p===5.6×108Pa。
故答案为:帕斯卡;5.6×108。
10.【解答】解:游泳时小涛向后划水时,水给了他向前的力,说明力的作用是相互的;到达终点时,因受到池壁的力的作用而停止运动,说明力改变了他的运动状态。
故答案为:相互;运动状态。
11.【解答】解:为使船只在上下游之间顺利往返航行,人们修建了船闸,三峡大坝的船闸上端开口,底部可以与上游或下游连通,是根据连通器原理工作的;塑料吸盘能牢牢吸在玻璃上,是利用大气压的作用。
故答案为:连通器;大气压。
12.【解答】解:把A、B两物体作为一个整体,由图知,该整体在两液体中都处于漂浮状态,由漂浮条件可知F浮=GA+GB,所以该整体在两液体中受到的浮力相等,根据阿基米德原理可知,排开的液体的重力相同,根据G=mg可知,排开的液体的质量相同;
因整体受到的浮力相等(即甲液体中B物体受到的浮力等于乙液体中A物体受到的浮力),且两物体上表面没有受到液体的压力,所以,由浮力产生的原因可知,甲液体中B物体与乙液体中A物体的下表面受到的液体压力相等,由图知B的底面积更大,由p=可知,甲液体对B下表面的压强小于乙液体对A下表面的压强。
故答案为:等于;小于。
13.【解答】解:
(1)由ρ=可得,两球的体积之比:
==×=×=;
(2)若两球在水中都漂浮,则F甲:F乙=G甲:G乙=m甲:m乙=1:1,而水对两球的浮力之比为F甲:F乙=6:5,与实际不符;
若两球在水中都是全部浸没,就有F甲:F乙=ρ水gV甲:ρ水gV乙=V甲:V乙=2:1,与实际不符;
这样就只有是一个漂浮、一个浸没,
因为它们的密度之比ρ甲:ρ乙=1:2,
所以甲球漂浮,乙球下沉,则有:
F甲:F乙=ρ甲V甲g:ρ水V乙g=ρ甲V甲:ρ水V乙=3:2,
所以,ρ甲=×ρ水=××1.0×103kg/m3=0.75×103kg/m3=0.75g/cm3。
故答案为:2:1;0.75。
14.【解答】解:压力的作用点在接触面的中点处,从压力的作用点开始沿垂直于斜面向下的方向画一条线段,在线段的末端画上箭头,并标上符号F,如下图所示:
15.【解答】解:反向延长F的作用线,从支点O向力F的作用线作垂线段,垂线段的长度即为动力臂l,如图所示:
三、实验探究题(15题6分、16题8分、17题题8分,每空1分,共22分)
16.【解答】解:(1)要探究动能大小与物体质量的关系,应保持小球的速度相同,质量不同,所以应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下,因此要选择甲、乙两图;
(2)①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,所以杠杆在水平位置平衡;
②一个钩码的重是0.5N,设杠杆一个小格是L,
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,
2G×3L=nG×2L,
解得:n=3,
即在B处挂3个钩码。
取下B点悬挂的钩码,改用弹簧测力计在B点竖直向下拉,
由F1l1=F2l2可得,F1×2L=2G×3L,
故F1=3G=3×0.5N=1.5N,
弹簧测力计在B点竖直向下拉时,动力臂是OB,当弹簧测力计在B点并且使之斜向右下方时,动力臂不再是OB,动力臂减小,阻力和阻力臂不变,动力会变大,杠杆仍然水平平衡,则弹簧测力计的示数将大于1.5N。
故答案为:(1)①甲、乙;同一高度;②速度;(2)①水平;②3;大于。
17.【解答】解:(1)U形管压强计左端是密闭的,所以不属于连通器;
用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气;
(2)使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,为了使U形管左右两侧的液面相平,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的,当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故选B;
(3)比较图乙和丙,液体密度相同,深度不同,U形管两侧液面的高度差不同,液体压强不同,可以得到同种液体,液体压强的大小与液体的深度有关;
(4)探究液体压强和液体密度的关系,应控制金属盒在液体中深度相同,液体的密度不同,因此应选择图丙和图丁进行实验;
根据p=ρgh可知,液体的密度越大,深度越大,压强越大,液体的压强与U形管粗细无关,所以在烧杯中换密度更大的液体,U形管左右两侧液面的高度差都将变大;“向U形管中加水”不能使两侧液面高度差对比更加明显,故选A;
(5)
如图,由于B点有水喷出,说明B点水产生向外的压强大于盐水产生向内的压强,
即ρ水g(hD+hDA+hAB)>ρ盐水g(hDA+hAB),
ρ水g(hD+hDA)+ρ水ghAB>ρ盐水ghDA+ρ盐水ghAB,
因为ρ水ghAB<ρ盐水ghAB,
所以ρ水g(hD+hDA)>ρ盐水ghDA,
故在A点水产生向外的压强大于盐水产生向内的压强,所以水会喷出;
故选:a;
(6)拔掉右端的软木塞后,水会向外涌出,由于b管底部较细,水的流速较大,产生的压强小,所以b管水面比a管水面低,即ha>hb。
故答案为:(1)不属于;不漏气;(2)B;(3)液体的深度;(4)丙;A;(5)a;(6)>。
18.【解答】解:(1)由图A可知,弹簧测力计分度值为0.1N,其示数为2.7N,即物体所受的重力为2.7N。
由表可知,图B中弹簧测力计的示数为2.4N,则图B中物体所受的浮力F浮b=2.7N﹣2.4N=0.3N;
(2)同理可求得图C中物体所受的浮力为0.4N,图D中物体所受的浮力为0.5N;比较B、C、D三个图我们可以发现,随着物体浸入液体的体积(排开液体的体积)的增加,物体所受的浮力也在增加,所以我们可以得出结论:物体所受的浮力与其排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,受到的浮力就越大;
同理可求得图E中物体所受的浮力为0.5N,与图D中物体所受浮力相等;图D、E中,物体浸没在液体中,排开液体的体积相同,只是所处的深度不同,而物体所受的浮力相同,这说明物体所受的浮力与物体所处的深度无关;
(3)根据表格中数据,图f中物体所受的浮力为F浮F=2.7N﹣2.0N=0.7N。
图E、F两次实验中,物体排开液体的体积相同,所以我们可以根据阿基米德原理列出:=。
代入数据=,可得步骤F中液体的密度为1.4×103kg/m3。
(4)由AC两图可得矿石的质量为:m石=mC﹣mA=650g﹣350g=300g=0.3kg;
B图中,矿石悬挂在细绳上,矿石受到水竖直向上的浮力,物体间力的作用是相互的,矿石给水一个竖直向下的压力作用在容器的底部,导致电子秤的示数增加,对比A图,增加的压力和浮力大小相等,
所以,矿石浸没时受到的浮力F浮=(mB﹣mA)g=(0.470kg﹣0.350kg)×10N/kg=1.2N;
根据阿基米德原理,F浮=ρ水gV排=ρ水gV石=1.0×103kg/m3×10N/kg×V石=1.2N
解得V石=1.2×10﹣4m3
矿石的密度:;
(5)比较乙、丙两图,把AB看成整体,都处于漂浮状态,总浮力等于总重力,由阿基米德原理可知排开液体的体积相等,所以V排乙=V排丙,设烧杯高度为h,则有:
(h﹣h1)S烧杯=V石+(h﹣h2)S烧杯,
整理可得,矿石的体积V石=(h2﹣h1)S烧杯,
又已知h1=0.04m,h2=0.07m,V石=1.2×10﹣4m3,
则S烧杯==;
已知圆柱形容器底部面积为烧杯底面积的2倍,则S容=2S烧杯=2×4×10﹣3m2=8×10﹣3m2,
比较甲、乙两图可知,都是漂浮,受到的浮力都等于自重,则两图中浮力的变化量等于矿石的重力,
即ΔF浮=ρ液gΔV排=ρ液g(H2﹣H1)S容=F浮石=G石=m石g;
则矿石的质量m石=ρ液(H2﹣H1)S容,
已知H1=0.13m,H2=0.18m,m石=0.3kg,则液体的密度:
ρ液===0.75×103kg/m3。
故答案为:(1)0.3;(2)物体排开液体的体积;A、D、E;无关;(3)1.4×103;(4)300;2.5×103;(5)0.75×103。
四、论述计算题(本题共三个小题,第18题6分,第19题8分,第20题8分,共22分,解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不能给分)
19.【解答】解:(1)电动摩托匀速行驶的速度v=20m/s,牵引力F=1000N,
牵引力做功的功率P==1000N×20m/s=20000W;
(2)电动摩托行驶的距离s=50m,牵引力做的功W=Fs=1000N×50m=50000J。
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20000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50000焦。
20.【解答】解:(1)因为此时小球全部浸没在水中,所以V排=V球=1×10﹣3m3,
则小球受到的浮力:
F浮=ρ水gV球=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;
(2)此时小球受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和压力的作用,且处于静止状态,由力的平衡条件可知,F浮=G+F压,
挡板对小球的压力为:F压=F浮﹣G=10N﹣6N=4N;
(3)当撤去挡板后,小球要上浮,最后漂浮在液面上,所以F浮′=ρ水gV排′=G=6N,
有0.6N=1.0×103kg/m3×10N/kg×V排′,
解得V排′=6×10﹣4m3,
则V浸=V排′=6×10﹣4m3,
故小球最终露出液体表面的体积V露=V球﹣V浸=1×10﹣3m3﹣6×10﹣4m3=4×10﹣4m3。
答:(1)小球浸没在水中时受到的浮力为10N。
(2)挡板对小球的压力为4N。
(3)撤去挡板后,小球最终露出液体表面的体积为4×10﹣4m3。
21.【解答】解:
(1)当容器内未注入液体时,轻杆对物体的作用力等于物体的重力,由图丙可知,圆柱体物块的重力:G=F=22N,
由G=mg可知,圆柱体物体的质量:m===2.2kg;
(2)由图丙可知,圆柱体物块底部距离容器底的高度:h1=5cm,
当液体深度h=20cm时,液体的体积:V=V1+V2=Sh1+(S﹣S′)(h﹣h1)=250cm2×5cm+(250cm2﹣100cm2)×(20cm﹣5cm)=3500cm3;
(3)当液体深度h=20cm时,由丙图可知,轻杆对圆柱体物块竖直向下的作用力为2N,
则圆柱体物块受到的浮力:F浮=G+F′=22+2N=24N,
由F浮=ρ液gV排可得,液体的密度:ρ液===1.6×103kg/m3,
由ρ=可得,液体的质量:m液=ρ液V=1.6×103kg/m3×3500×10﹣6m3=5.6kg,
液体的重力:G液=m液g=5.6kg×10N/kg=56N,
由于容器对桌面的压力的等于液体、圆柱体和容器的总重力加上轻杆对液体的压力,则容器对桌面的压力:F压=G总+F′=10N+22N+56N+2N=90N,
则容器对桌面的压强:p===3600Pa。
答:(1)圆柱体物块的质量为2.2kg;
(2)当液体深度h=20cm时,注入液体体积为3500cm3;
(3)当液体深度h=20cm时,容器对桌面的压强是3600Pa。
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