河北省保定市清苑区2022-2023学年八年级下学期7月期末物理试题(含答案)
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一、选择题(本大题共18个小题,共40分。1-14题为单选,每小题2分;15-18小题为多选,每小题2分,全选对得3分,漏选得2分,不选或者错选不得分)
1.(2分)研究发现浮力大小与排开液体关系的科学家是( )
A.牛顿 B.阿基米德 C.托里拆利 D.帕斯卡
2.(2分)下列关于力的说法中,正确的是( )
A.受力物体同时也一定是施力物体
B.静止的物体不受力,运动的物体才受力
C.只有直接接触的物体才可能产生力的作用
D.两个力大小相同,产生的效果一定相同
3.(2分)随着人们生活水平的不断提高,自行车功能正从代步转变为健身。其构造中包含许多物理原理,例如:在轮胎上刻花纹来增大摩擦( )
A.自行车刹车时捏紧剎把
B.溜冰时穿旱冰鞋
C.体操运动员在手上涂镁粉
D.运动员击球时用力握球拍
4.(2分)小明推静止在水平地面上的桌子,他使用的是水平向左的力,但没有推动。下列说法正确的是( )
A.推力大于摩擦力
B.推力等于摩擦力
C.推力小于摩擦力
D.不能确定推力与摩擦力的大小
5.(2分)如图所示,是小强参加劳动实践挑水时的场景。若扁担重10N,每只桶总重均为200N,扁担受到肩的支持力约为( )
A.210N B.410N C.200N D.400N
6.(2分)如图所示,往自由下垂的两张白纸中间向下吹气,两张白纸会( )
A.朝上翻卷 B.彼此远离 C.不动 D.相互靠拢
7.(2分)将一重为20N的物体放入盛满水的溢水杯中,从杯中溢出0.4kg的水,则该物体受到的浮力为( )
A.20N B.4N C.0.4N D.24N
8.(2分)某学校劳动教育课堂上,四位同学利用杠杆原理使用劳动工具的场景如图所示。其中属于使用费力杠杆的是( )
A.锄地时举起锄头 B.用羊角锤拔钉子
C.用园艺剪修剪树枝 D.用钢丝钳剪铁丝
9.(2分)如图所示,材料、粗糙程度和质量相同的甲、乙两长方体放在同一水平桌面上,在水平拉力作用下做匀速直线运动。它们所受的拉力为F甲、F乙,对桌面的压强为p甲、p乙,底面积S甲>S乙,则下列关系正确的是( )
A.F甲=F乙,p甲=p乙 B.F甲<F乙,p甲>p乙
C.F甲=F乙,p甲<p乙 D.F甲>F乙,p甲<p乙
10.(2分)关于支持力做功情况,下列说法正确的是( )
A.扛着一桶纯净水上楼时,人对水桶的支持力做了功
B.运动员举着杠铃不动时,人对杠铃的支持力做了功
C.小朋友坐在滑梯上下滑时,滑梯对人的支持力做了功
D.拉着拉杆箱在水平地面上行走时,地面对拉杆箱的支持力做了功
11.(2分)小明在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,用弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动,如图甲所示,再次用弹簧测力计水平拉动木块,使木块和铁块沿同一水平木板做匀速直线运动( )
A.图甲所示实验中,木板受到的压力与木块受到的重力是一对相互作用力
B.图乙所示实验中,铁块受到向左的静摩擦力作用
C.甲、乙两次实验,可以探究滑动摩擦力的大小与压力是否有关
D.甲、乙两次实验,可以探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关
12.(2分)如图是测量大气压强的实验装置,玻璃管长约1米,槽内装有水银。下列说法正确的是( )
A.将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜,玻璃管内外水银面的高度差仍为760mm
B.若将玻璃管向上提2cm,但玻璃管口仍在槽内水银面以下,则玻璃管内外水银面高度差变为780mm
C.在实验中,若玻璃管内混入少量空气,所测的大气压值偏大
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面高度差变大
13.(2分)如图所示,是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,则两正方体A、B对水平地面的压强之比为( )
A.8:1 B.4:3 C.4:1 D.1:2
14.(2分)甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如表所示。将它们浸没在水中释放,在其稳定后,三个小球所受的浮力分别为F甲、F乙和F丙。下列判断正确的是( )
小球
甲
乙
丙
m/g
30
40
54
V/cm3
60
50
20
A.F甲>F乙>F丙 B.F乙>F甲>F丙
C.F丙>F乙>F甲 D.F甲>F丙>F乙
(多选)15.(3分)下列四幅图,说法正确的是( )
A.在刚盛过热水的密闭塑料瓶上浇冷水,塑料瓶会变扁,是因为大气压的作用
B.拦河大坝利用提高水位来提高水的重力势能
C.撑杆跳高运动员随杆上升过程中,撑杆的弹性势能越来越小
D.开车系安全带是为了减小司机的惯性
(多选)16.(3分)如图甲,小明爸爸正吃力地把一重物搬上高台,放学回家的小明看见后急忙前去帮忙。他找来一块木板,非常轻松地把同样的重物推到了高台上。关于这两种方法,下列说法正确的是( )
A.乙种方式比较省力
B.乙种方式的机械效率低
C.乙种方式做的总功多
D.乙种方式做功的功率要大些
(多选)17.(3分)2023年2月22日,中国青少年滑雪公开赛总决赛在北京圆满落幕。如图所示是比赛过程中某运动员的运动轨迹,若不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.他屈膝下蹲降低重心,有助于在滑雪的过程中保持平稳
B.他跳起后在空中飞行过程中受平衡力的作用
C.从b点向c点运动的过程中重力势能增加
D.在a点时的机械能大于在e点时的机械能
(多选)18.(3分)水平桌面上有甲、乙两个盛水的容器,把形状和体积都相同的两个物体分别放入两容器中。物体静止时,两容器中液面刚好相平( )
A.两物体受到的浮力相等
B.两容器底部所受液体压强相等
C.两物体底部受到的压力相等
D.甲容器中物体的质量大
二、填空与简答题(本大题共9个小题,每空1分,共23分)
19.(2分)建筑工人常常利用如图的重垂线检测墙体是否竖直,利用的原理是 ,图中的墙体向 (选填“左”或“右”)倾斜。
20.(2分)我国自主研制的载人潜艇下潜深度已突破一万米,在载人深潜领域达到世界领先水平。潜艇在水中受到浮力的作用,这个浮力是 对 的作用。
21.(3分)如图所示,用力打击一摞棋子中间的一个,该棋子由静止开始沿水平方向飞出 。上面的棋子由于 要保持原来的静止状态,同时,这些棋子因为受到 的作用,又落到下面的棋子上。
22.(2分)用弹簧测力计悬挂物体,静止时弹簧测力计示数如图甲所示,把物体放入水中弹簧测力计示数为2.6N N,物体在水中受到的浮力为 N。
23.(3分)请你结合图中的情境,把对实验的分析填写完整。
(1)甲图用滑轮向左推动悬线时,杠杆 (选填“左”或“右”)端下沉;
(2)乙图通过比较左右手指上的凹痕可以得出压力的作用效果与 有关;
(3)丁图实验中,在相同的实验条件下,水平面对小车的阻力越小, 。
24.(3分)2022年5月,全球首艘智能型无人系统航母船“珠海云”号(如图)在广州下水。“珠海云”号排水量为2000吨 N。母船上的无人机起飞后船身受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”),船身会 (选填“上浮”或者“下沉”)一些。
25.(3分)中国99A式主战坦克如图,当之无愧的陆战之王,其全重约54吨,宽3.5米,高2.37米。静止在水平地面时单侧履带着地面积约为3m2,该坦克的质量为 kg,对水平地面的压强约为 Pa。坦克安装履带是为了 (选填“增大”或“减小”)压强。
26.(3分)如图所示是由中国科学院自主研发的极目一号Ⅲ型浮空艇,创造了海拔9032m的大气科学观测海拔高度的世界纪录。浮空艇的总体积约为9000m3,当其上升时不断向外排放空气,但整个浮空艇的体积保持不变。在浮空艇上升过程中,浮空艇受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。浮空艇在9032m高空受到的浮力是 N。当浮空艇悬浮在9032m的高空时,它受到的浮力 (选填“等于”“大于”或“小于”)它自身的重力。(已知地表的空气密度为1.29kg/m3,9032m高空的空气密度约为0.4kg/m3,g取10N/kg)
27.(2分)小明和家人乘坐汽车从某商场的地下车库驶出时要经过一段斜坡,此段斜坡的长为30m,高为5m。小明家人和车的总质量为1.8×103kg,汽车匀速驶出斜坡的过程中做的有用功是 J;若该斜坡的机械效率为40%,则汽车在该斜坡上行驶受到的牵引力是 N。
三、作图与实验探究题(本大题共4个小题,共22分)
28.(2分)请画出图中潜水艇上浮时所受重力和浮力的示意图。(小黑点O表示潜水艇的重心)。
29.(2分)如图所示,用瓶起子起瓶盖时,瓶起子是一个杠杆,F2是它受到的阻力。请你在图中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂L1。
30.(4分)A、B两根饮料吸管与盛水的杯子组成如图所示的装置。
(1)B管不吹气时,吸管A与烧杯组成了 ,吸管A内的液面与烧杯中液面 (选填“相平”或“不相平”)。
(2)若从B管的右侧使劲向左吹气,由于A管的上端 ,所以A管中的液面 ,水在气流作用下喷出。
31.(7分)在探究“二力平衡的条件”实验中,老师的演示实验是在水平桌面上进行的,如图甲所示。
(1)实验中选择小车而不用木块的原因是;减小 对该实验的影响。
(2)试验中两个定滑轮的作用是 。
该实验有不足之处,坐在教室后排的同学不能完整观察到实验现象,老师对实验进行了改进,借用力学演示板,将实验改成竖直方向进行。
(3)将小车换成质量很轻的卡片,其目的是排除 对实验的影响。
(4)如图乙,将卡片上的两根线跨放在A、B两个定滑轮上,并在两根线端分别挂上钩码(每个钩码的质量相等),且在一条直线上。当卡片平衡时,从钩码质量看 。
(5)实验中保持卡片两边所受拉力大小相等,用手将小卡片扭转一个角度,松手后 ,说明 。
(6)卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,观察随之发生的现象 。
32.(7分)小明和同学们一起使用微小压强计完成“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)微小压强计U形管左侧端面与探头通过橡胶软管相连,右侧端面应该是 (选填“开口”或“封口”)状态;若探头上的橡皮膜受到压强时,U形管两边的液面高度几乎不发生变化(如图1) 。
(2)实验时,把微小压强计的探头放在待研究液体中的不同位置(图2),通过U形管两侧液面 反应液体压强的大小。
(3)小明猜想液体内部压强的大小与液体深度和液体的密度有关,如表是小明和同学们通过实验得到的数据。
液体密度
数据组编号
探头所处深度
cm
U形管两侧液面高度差/cm
ρ水=1.0×103kg/m3
①
5
3
②
10
6
③
15
10
ρ酒精=0.8×103kg/m3
④
5
2
⑤
10
4
⑥
15
6
小明想探究液体压强与密度的关系可以对②与 两组数据分析,还可以对 两组数据进行分析(以上空白处选填数据组编号);小明根据表格中的实验数据还可以得出的结论是:同种液体深度越深的地方压强 。
(4)该实验运用的研究方法有 (写出一个即可)。
四、计算应用题(本大题共2个小题,共15分。写出必要的文字说明和公式,只写最后结论不得分)
33.(7分)工人师傅用如图所示的一个滑轮组把18kg的沙子从地面提到9m高的载物架上,所用的拉力是80N,沙子上升的速度是0.1m/s。求:
(1)这一过程所做的总功是多少?
(2)这个滑轮组的机械效率是多少?
(3)拉力的功率是多少?
34.(8分)如图所示,是一个底面积为250cm2的带阀门的圆柱形容器,内装有14cm深的水。现将重25N的正方体M用细绳悬挂放入水中,正方体M的上表面恰好和水面相平,ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)正方体M受到的浮力;
(2)此时水对容器底部的压强;
(3)若细绳能承受的最大拉力是21N,从图示状态开始,通过阀门K缓慢放水,从器中放出水的体积是多少立方厘米?
2022-2023学年河北省保定市清苑区八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共18个小题,共40分。1-14题为单选,每小题2分;15-18小题为多选,每小题2分,全选对得3分,漏选得2分,不选或者错选不得分)
1.(2分)研究发现浮力大小与排开液体关系的科学家是( )
A.牛顿 B.阿基米德 C.托里拆利 D.帕斯卡
【答案】B
【分析】阿基米德原理说明了浮力与物体排开液体重力之间的关系。
【解答】阿基米德原理:浸入浸体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
故选:B。
【点评】考查基础知识,加深学生对科学家阿基米德的记忆,题目偏简单。
2.(2分)下列关于力的说法中,正确的是( )
A.受力物体同时也一定是施力物体
B.静止的物体不受力,运动的物体才受力
C.只有直接接触的物体才可能产生力的作用
D.两个力大小相同,产生的效果一定相同
【答案】A
【分析】(1)力的作用是相互的;
(2)物体静止受力平衡;
(3)力是物体对物体的作用,在发生力的作用时,两个物体不一定接触(如:磁铁吸引铁钉);
(4)力的三要素有:力的大小、方向、作用点,它们都影响力的作用效果。
【解答】解:A、力是物体对物体的作用,即受力物体同时也一定是施力物体;
B、静止的物体受力平衡,运动的物体也可以不受力;
C、两个物体产生力的作用时,比如磁铁吸引铁钉;
D、两个力大小相同,因为影响力的作用效果的因素还有方向和作用点。
故选:A。
【点评】深入理解力的概念、力的作用的相互性、力的三要素都影响作用效果,可解答此题。
3.(2分)随着人们生活水平的不断提高,自行车功能正从代步转变为健身。其构造中包含许多物理原理,例如:在轮胎上刻花纹来增大摩擦( )
A.自行车刹车时捏紧剎把
B.溜冰时穿旱冰鞋
C.体操运动员在手上涂镁粉
D.运动员击球时用力握球拍
【答案】C
【分析】(1)增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;
(2)减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动。
【解答】解:在轮胎上刻花纹,在压力一定时;
A、用力捏刹把刹车,通过增大压力来增大摩擦力;
B、溜冰时穿旱冰鞋,故B不合题意;
C、体操运动员在手上涂镁粉,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;
D、运动员击球时用力握球拍,通过增大压力来增大摩擦力。
故选:C。
【点评】本题在考查影响滑动摩擦力大小的两个因素的同时,也考查了学生运用所学知识分析实际问题的能力,要求学生在生活中多注意观察,并学会应用。
4.(2分)小明推静止在水平地面上的桌子,他使用的是水平向左的力,但没有推动。下列说法正确的是( )
A.推力大于摩擦力
B.推力等于摩擦力
C.推力小于摩擦力
D.不能确定推力与摩擦力的大小
【答案】B
【分析】桌子没动,就是静止。即处于平衡状态受平衡力。两平衡力大小相等。
【解答】解:由于桌子没有推动,桌子处于静止状态。所以摩擦力等于推力、C、D错误。
故选:B。
【点评】经常地错误认识推不动是由于推力小于摩擦力。没有把握住题目的关键所在。
5.(2分)如图所示,是小强参加劳动实践挑水时的场景。若扁担重10N,每只桶总重均为200N,扁担受到肩的支持力约为( )
A.210N B.410N C.200N D.400N
【答案】B
【分析】二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力、大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
扁担在水平位置保持静止,桶与扁担总重力与扁担受到肩的支持力是一对平衡力。
【解答】解:扁担在水平位置保持静止,桶与扁担作为一个整体分析,即扁担受到肩的支持力F=2G1+G7=2×200N+10N=410N,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查二力平衡条件的应用,重点是掌握二力平衡条件,难点是学会桶与扁担作为一个整体分析。
6.(2分)如图所示,往自由下垂的两张白纸中间向下吹气,两张白纸会( )
A.朝上翻卷 B.彼此远离 C.不动 D.相互靠拢
【答案】D
【分析】流体的压强跟流速有关,流速越大的地方,压强越小。
【解答】解:往自由下垂的两张白纸中间向下吹气,两张纸中间空气流速大,纸外侧的压强不变,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查流体的压强与流速的关系,是一道基础题。
7.(2分)将一重为20N的物体放入盛满水的溢水杯中,从杯中溢出0.4kg的水,则该物体受到的浮力为( )
A.20N B.4N C.0.4N D.24N
【答案】B
【分析】阿基米德原理的内容是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体的重力即F浮=G排。
【解答】解:由阿基米德原理可知,物体受到的浮力F浮=G排=m排g=0.4kg×10N/kg=5N。
故选:B。
【点评】本题考查阿基米德原理,知道物体所受浮力等于排开液体的重力。
8.(2分)某学校劳动教育课堂上,四位同学利用杠杆原理使用劳动工具的场景如图所示。其中属于使用费力杠杆的是( )
A.锄地时举起锄头 B.用羊角锤拔钉子
C.用园艺剪修剪树枝 D.用钢丝钳剪铁丝
【答案】A
【分析】结合生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解:
A、锄地时举起锄头过程中,是费力杠杆;
B、用羊角锤拔钉子过程中,是省力杠杆;
C、用园艺剪修剪树枝在使用过程中,是省力杠杆;
D、用钢丝钳剪铁丝在使用过程中,是省力杠杆;
故选:A。
【点评】此题考查的是杠杆的分类,主要包括以下几种:
①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
9.(2分)如图所示,材料、粗糙程度和质量相同的甲、乙两长方体放在同一水平桌面上,在水平拉力作用下做匀速直线运动。它们所受的拉力为F甲、F乙,对桌面的压强为p甲、p乙,底面积S甲>S乙,则下列关系正确的是( )
A.F甲=F乙,p甲=p乙 B.F甲<F乙,p甲>p乙
C.F甲=F乙,p甲<p乙 D.F甲>F乙,p甲<p乙
【答案】C
【分析】(1)匀速直线运动的物体受到平衡力作用,根据平衡力条件判断拉力和摩擦力大小相等。
滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,压力不变,接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力不变。
(2)物体对地面的压强跟压力大小和受力面积有关,在压力一定时,受力面积越大,压强越小;在受力面积一定时,压力越大,压强越大。
【解答】解:(1)甲、乙质量相同,甲乙放在水平地面上,接触面粗糙程度相同、乙受到的滑动摩擦力相同;
甲、乙都匀速直线运动,甲,大小相等,拉力相同甲=F乙。
(2)甲、乙对地面的压力相同甲>S乙,所以甲对地面的压强小,即p甲<p乙。
故选:C。
【点评】本题考查了滑动摩擦力和压强大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关滑动摩擦力和压强的有关问题。
10.(2分)关于支持力做功情况,下列说法正确的是( )
A.扛着一桶纯净水上楼时,人对水桶的支持力做了功
B.运动员举着杠铃不动时,人对杠铃的支持力做了功
C.小朋友坐在滑梯上下滑时,滑梯对人的支持力做了功
D.拉着拉杆箱在水平地面上行走时,地面对拉杆箱的支持力做了功
【答案】A
【分析】做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离。二者缺一不可。
【解答】解:A、扛着一桶纯净水上楼,水桶在支持力的方向上通过了距离,故A正确。
B、运动员举着杠铃不动,但杠铃向上没有移动距离,故B错误。
C、小朋友坐在滑梯上下滑时,滑梯对人的支持力不做功。
D、拉着拉杆箱在水平地面上行走时,但拉杆箱没有在支持力的方向上通过距离,故D错误。
故选:A。
【点评】有力有距离,力对物体不一定做功,物体必须在力的作用下通过了距离,力对物体才做功。
11.(2分)小明在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,用弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动,如图甲所示,再次用弹簧测力计水平拉动木块,使木块和铁块沿同一水平木板做匀速直线运动( )
A.图甲所示实验中,木板受到的压力与木块受到的重力是一对相互作用力
B.图乙所示实验中,铁块受到向左的静摩擦力作用
C.甲、乙两次实验,可以探究滑动摩擦力的大小与压力是否有关
D.甲、乙两次实验,可以探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关
【答案】C
【分析】(1)物体间力的作用是相互的,相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上;
(2)物体受力平衡时,将做匀速直线运动或保持静止状态;
(3)(4)滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力有关,根据控制变量法分析甲、乙两图可知。
【解答】解:A、图甲所示实验中,方向不相反,故A错误;
B、图乙所示实验中,再次用弹簧测力计水平拉动木块,铁块相当于木块相对静止,铁块不受摩擦力;
CD、滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力有关、乙两图可知弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动时,将铁块放在木块上,木板受到的压力变大、乙两次实验,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查二力平衡条件的运用、对压力的理解、滑动摩擦力的影响因素。
12.(2分)如图是测量大气压强的实验装置,玻璃管长约1米,槽内装有水银。下列说法正确的是( )
A.将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜,玻璃管内外水银面的高度差仍为760mm
B.若将玻璃管向上提2cm,但玻璃管口仍在槽内水银面以下,则玻璃管内外水银面高度差变为780mm
C.在实验中,若玻璃管内混入少量空气,所测的大气压值偏大
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面高度差变大
【答案】A
【分析】(1)此装置为托里拆利实验装置,玻璃管倾斜,不会影响所测水银柱高度;
(2)在托里拆利实验中,水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的,在玻璃管顶端真空的情况下,管内外水银柱的高度差一般不会改变。
(3)混入空气后,受管内气压的影响,测量高度要小;
(4)大气压随高度的升高而降低.
【解答】解:A、在测量过程中,则支持的水银柱的高度不变,管内水银的长度会变长,故A正确;
B、水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的,但玻璃管口仍在槽内水银面以下,则玻璃管内外水银面高度差仍为760mm;
C、玻璃管中混入了空气,抵消了大气压的部分作用效果,则所测的大气压值偏小;
D、因为大气压随高度的升高而降低,管内被托起的水银将下降,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了多种情况下水银柱高度的变化情况,托里拆利实验的实验依据和实验中注意的事项,以及哪些因素会对测量结果产生影响。
13.(2分)如图所示,是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,则两正方体A、B对水平地面的压强之比为( )
A.8:1 B.4:3 C.4:1 D.1:2
【答案】C
【分析】根据图象给出的数据求出甲、乙两物质的密度之比,已知两正方体A、B的质量相同,根据V=得出A、B的体积之比,进一步得出边长之比;知道A、B的密度关系、边长的大小关系,正方体对地面的压强p======ρgh据此求压强之比。
【解答】解:由图可知,当甲的体积为1cm3时,质量为7g3;
当乙的体积为4cm6时,质量为4g3;
所以ρ甲:ρ乙=8:1;
由ρ=可得V=,
ρ甲:ρ乙=8:8,m甲:m乙=1:1,
∴V甲:V乙=2:8,
∵V=a3,
∴边长之比:a甲:a乙=4:2;
∵正方体对地面的压强:
p======ρga,
∴两正方体A、B对水平地面的压强之比:p甲:p乙=ρ甲a甲g:ρ乙a乙g=(8×6):(1×2)=3:1。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对重力公式、密度公式、压强公式的掌握和运用,本题关键:一是通过图象求出甲、乙两物质的密度之比,二是利用好方形或圆柱形均匀物体对水平地面压强的推导公式p=ρgh。
14.(2分)甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如表所示。将它们浸没在水中释放,在其稳定后,三个小球所受的浮力分别为F甲、F乙和F丙。下列判断正确的是( )
小球
甲
乙
丙
m/g
30
40
54
V/cm3
60
50
20
A.F甲>F乙>F丙 B.F乙>F甲>F丙
C.F丙>F乙>F甲 D.F甲>F丙>F乙
【答案】B
【分析】根据小球的质量和小球的体积分析小球密度大小;根据小球的密度与水的密度的关系分析小球在水中的状态,根据物体的浮沉条件和阿基米德原理分析浮力的大小。
【解答】解:根据表格中的数据,利用公式ρ=,三个小球的密度分别为:ρ甲===0.7g/cm3、ρ乙===4.8g/cm3、ρ丙===2.7g/cm8;
甲、乙的密度小于水的密度、乙都漂浮在水中甲=G甲=m甲g=30×10﹣3kg×10N/kg=0.3N,F乙=G乙=m乙g=40×10﹣3kg×10N/kg=0.2N;
丙的密度大于水的密度,丙在水中下沉,丙受到的浮力为:F丙=ρ水gV排=ρ水gV丙=1.0×106kg/m3×10N/kg×20×10﹣6m7=0.2N;
由此可知,F乙>F甲>F丙,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了密度的计算、物体浮沉条件的应用、阿基米德原理的应用,难度不大。
(多选)15.(3分)下列四幅图,说法正确的是( )
A.在刚盛过热水的密闭塑料瓶上浇冷水,塑料瓶会变扁,是因为大气压的作用
B.拦河大坝利用提高水位来提高水的重力势能
C.撑杆跳高运动员随杆上升过程中,撑杆的弹性势能越来越小
D.开车系安全带是为了减小司机的惯性
【答案】ABC
【分析】(1)大气压强是由于空气具有重力和流动性而产生的,吸盘、吸管吸饮料、覆杯实验等都是大气压强作用的结果;
(2)影响重力势能的因素是质量和高度,据此判断;
(3)影响弹性势能大小的因素:弹性形变程度;
(4)物体保持运动状态不变的性质叫惯性,只与物体的质量有关,而与物体是否受力、物体的运动状态无关。
【解答】解:A、在刚盛过热水的密闭空塑料瓶上浇上冷水,塑料瓶内的气压减小,在大气压的作用下,故A正确;
B、重力势能同时受质量和高度的影响,故B正确;
C、撑杆跳高运动员随杆上升过程中,弹性势能越来越小;
D、开车时要求系安全带是为了减小惯性带来的危害,因为惯性大小只与质量有关,惯性不变。
故选:ABC。
【点评】本题涉及到的知识点较多,有大气压、重力势能、弹性势能、惯性等,是一道综合基础题。
(多选)16.(3分)如图甲,小明爸爸正吃力地把一重物搬上高台,放学回家的小明看见后急忙前去帮忙。他找来一块木板,非常轻松地把同样的重物推到了高台上。关于这两种方法,下列说法正确的是( )
A.乙种方式比较省力
B.乙种方式的机械效率低
C.乙种方式做的总功多
D.乙种方式做功的功率要大些
【答案】ABC
【分析】①使用机械时,人们为完成某项任务必须做的功叫有用功;对完成任务没有用但不得不做的功叫额外功;有用功与额外功之和叫总功;有用功与总功的比值叫机械效率;
②功率是描述物体做功快慢的物理量,等于做功多少与所用时间的比值。
【解答】解:
A、斜面是一种省力机械,所以,乙种情况省力;
B、由于乙中情况需要克服摩擦做功。故B正确;
C、根据W有用=Gh可知两种方法的有用功相同,由于乙方法需要克服摩擦做额外功总=W有用+W额外,可知乙方法所做的总功较大,故C正确;
D、功率等于功与时间的比值,不能确定哪个做功的功率大。
故选:ABC。
【点评】此题考查的是使用机械的优缺点,需要清楚:使用机械可以省力,但要做额外功,一般机械效率是降低的。
(多选)17.(3分)2023年2月22日,中国青少年滑雪公开赛总决赛在北京圆满落幕。如图所示是比赛过程中某运动员的运动轨迹,若不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.他屈膝下蹲降低重心,有助于在滑雪的过程中保持平稳
B.他跳起后在空中飞行过程中受平衡力的作用
C.从b点向c点运动的过程中重力势能增加
D.在a点时的机械能大于在e点时的机械能
【答案】ACD
【分析】(1)降低重心可以增大稳度;
(2)物体受平衡力时,处于平衡状态,包括静止和匀速直线运动。
(3)机械能包括动能和势能。动能和势能是可以相互转化的。在动能和势能相互转化的过程中,如果不计阻力,机械能的总量保持不变。
【解答】解:A.他屈膝下蹲降低重心,有助于在滑雪的过程中保持平稳;
B.他跳起后在空中飞行过程中运动状态不断改变,故B错误;
C.从b点向c点运动的过程中,高度增大,故C正确;
D.从图中看出,说明滑动时受到摩擦力作用,因而在a点时的机械能大于在e点时的机械能。
故选:ACD。
【点评】本题考查稳度、平衡状态、重力势能和机械能的变化,属于中档题。
(多选)18.(3分)水平桌面上有甲、乙两个盛水的容器,把形状和体积都相同的两个物体分别放入两容器中。物体静止时,两容器中液面刚好相平( )
A.两物体受到的浮力相等
B.两容器底部所受液体压强相等
C.两物体底部受到的压力相等
D.甲容器中物体的质量大
【答案】BD
【分析】(1)根据p=ρgh判断两容器底部所受液体压强大小,对B做出判断;
(2)首先根据据p=ρgh判断两容器中物体底面受到的压强大小,然后根据p=判断两物体底部受到的压力大小,对C做出判断;
(3)首先根据物体浮沉条件比较两物体的额密度大小,然后根据密度公式判断质量大小,对D做出判断;
(4)知道两物体的质量关系,然后利用物体浮沉条件判断两物体受到的浮力大小,对A作出判断。
【解答】解:B、由于两容器中水的密度一定,所以据p=ρgh可知,故B正确;
C、由图可知,根据p=ρgh可知,两物体底面积相同可知,故C错误。
D、两个物体放入水中后,即乙的密度小于水的密度,说明甲的密度等于水的密度,由于两个物体的体积相同可知,故D正确;
A、据公式G=mg可知,所以甲悬浮,乙漂浮,故甲所受的浮力大于乙所受的浮力;
故选:BD。
【点评】该题考查了浮力的判断、液体压强的计算、密度与浮沉条件的关系等知识点,是一道综合题,关键是各种公式的灵活运用,有一定难度。
二、填空与简答题(本大题共9个小题,每空1分,共23分)
19.(2分)建筑工人常常利用如图的重垂线检测墙体是否竖直,利用的原理是 重力的方向竖直向下 ,图中的墙体向 左 (选填“左”或“右”)倾斜。
【答案】重力的方向竖直向下;左。
【分析】重力的方向在任何情况下都是竖直向下的,重垂线是利用重物静止时线总是竖直下垂的原理制造的仪器,据此分析。
【解答】解:建筑工人常用重垂线检查墙壁是否竖直,这是利用了重力的方向始终是竖直向下的原理。
由图可知重垂线上端与墙紧靠,下端垂线的位置在墙的左侧。
故答案为:重力的方向竖直向下;左。
【点评】此题考查了重力的方向及重锤线的应用,是一道力学的基础题。
20.(2分)我国自主研制的载人潜艇下潜深度已突破一万米,在载人深潜领域达到世界领先水平。潜艇在水中受到浮力的作用,这个浮力是 水 对 潜艇 的作用。
【答案】水;潜艇。
【分析】浸在液体或气体里的物体受到液体或气体向上托的力叫做浮力。
【解答】解:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体向上托的力叫做浮力,所以潜艇在水中受到浮力的作用。
故答案为:水;潜艇。
【点评】此题涉及浮力的定义,比较基础。
21.(3分)如图所示,用力打击一摞棋子中间的一个,该棋子由静止开始沿水平方向飞出 运动状态 。上面的棋子由于 惯性 要保持原来的静止状态,同时,这些棋子因为受到 重力 的作用,又落到下面的棋子上。
【答案】见试题解答内容
【分析】力的作用效果有两个:力可以改变物体的形状即使物体发生形变。力可以改变物体的运动状态;②任何物体都具有惯性,惯性即物体保持原来运动状态不变的性质;③抛出的物体最终落向地面,是由于受到重力作用。
【解答】解:①受到打击的棋子飞出去,棋子的运动速度和方向都发生了变化;
②上面的棋子由于惯性要保持原来的静止状态;
③由于下方的棋子飞出,在重力的作用下落在下面的棋子上。
故答案为:运动状态;惯性。
【点评】此题考查了力学的多个知识点,应用重力的概念、力的两个作用效果、惯性概念的理解可解答此题,属于力学基础知识的考查。
22.(2分)用弹簧测力计悬挂物体,静止时弹簧测力计示数如图甲所示,把物体放入水中弹簧测力计示数为2.6N 3.6 N,物体在水中受到的浮力为 1 N。
【答案】3.6;1。
【分析】根据图甲得出物体的重力;根据称重法可知物体浸没在水中受到的浮力。
【解答】解:由图甲可知,测力计的分度值为0.2N,即重力G=2.6N,
则物体在水中受到浮力为:F浮=G﹣F=3.2N﹣2.6N=8N。
故答案为:3.6;4。
【点评】本题考查了测力计读数及称重法求浮力,难度不大。
23.(3分)请你结合图中的情境,把对实验的分析填写完整。
(1)甲图用滑轮向左推动悬线时,杠杆 左 (选填“左”或“右”)端下沉;
(2)乙图通过比较左右手指上的凹痕可以得出压力的作用效果与 受力面积 有关;
(3)丁图实验中,在相同的实验条件下,水平面对小车的阻力越小, 小车运动的距离越远,速度减小得越慢。 。
【答案】(1)左;(2)受力面积;(3)小车运动的距离越远,速度减小得越慢。
【分析】(1)根据定滑轮的工作特点、操作过程中的力臂变化、杠杆的平衡条件分析解题;
(2)同一压力作用在支承物的表面上,若受力面积不同,所产生的压强大小也有所不同.受力面积小时,压强大;受力面积大时,压强小;
(3)相同条件下,小车的动能相同,能够克服摩擦力做功相同,根据W=Fs分析。
【解答】解:(1)如果用定滑轮向右推动右侧悬线时,定滑轮不省力也不费力,力的方向发生变化力臂减小,小于左边力和力臂的乘积;
(2)乙图铅笔处于平衡状态,说明左手与右手给铅笔的作用力相等,所以铅笔给两手的压力相等,说明同一压力作用在支承物的表面上,压强大;
(3)相同条件下,小车的动能相同,根据W=Fs,小车运动的距离越远。
故答案为:(1)左;(2)受力面积,速度减小得越慢。
【点评】本题考查了定滑轮及其工作特点、杠杆的平衡条件、阻力对运动的影响、压强等知识点,综合性强。
24.(3分)2022年5月,全球首艘智能型无人系统航母船“珠海云”号(如图)在广州下水。“珠海云”号排水量为2000吨 2×107 N。母船上的无人机起飞后船身受到的浮力 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”),船身会 上浮 (选填“上浮”或者“下沉”)一些。
【答案】2×107;变小;上浮。
【分析】根据F浮=G排=m排g得出其满载航行时受到的浮力;在同一海域,船上无人艇被释放后,船身总重力变小,根据F浮=G可知受到的浮力的变化情况,利用阿基米德原理分析船身变化情况。
【解答】解:其满载航行时受到的浮力F浮=G排=m排g=2000×103kg×10N/kg=2×105N;
在同一海域,船上无人艇被释放后,根据F浮=G可知受到的浮力变小,结合阿基米德原理可知,则船身会上浮一些。
故答案为:2×107;变小;上浮。
【点评】本题考查浮沉条件和阿基米德原理的运用,是一道综合题。
25.(3分)中国99A式主战坦克如图,当之无愧的陆战之王,其全重约54吨,宽3.5米,高2.37米。静止在水平地面时单侧履带着地面积约为3m2,该坦克的质量为 5.4×104 kg,对水平地面的压强约为 9×104 Pa。坦克安装履带是为了 减小 (选填“增大”或“减小”)压强。
【答案】5.4×104;9×104;减小。
【分析】根据1t=103kg换算坦克的质量;
根据G=mg计算求出坦克的重力,坦克对地面的压力等于自身的重力,根据p=可求出坦克的压强;
减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力;在压力一定时,增大受力面积。
【解答】解:坦克的质量m=54t=54×103kg=5.2×104kg,
坦克的重力G=mg=5.8×104kg×10N/kg=5.6×105N,
则坦克对地面的压强p====9×104Pa,
坦克安装履带是通过增大受力面积来减小对地面的压强。
故答案为:6.4×104;5×104;减小。
【点评】本题主要考查了质量单位的换算、压强的计算及减小压强的方法,难度不大。
26.(3分)如图所示是由中国科学院自主研发的极目一号Ⅲ型浮空艇,创造了海拔9032m的大气科学观测海拔高度的世界纪录。浮空艇的总体积约为9000m3,当其上升时不断向外排放空气,但整个浮空艇的体积保持不变。在浮空艇上升过程中,浮空艇受到的浮力 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。浮空艇在9032m高空受到的浮力是 36000 N。当浮空艇悬浮在9032m的高空时,它受到的浮力 等于 (选填“等于”“大于”或“小于”)它自身的重力。(已知地表的空气密度为1.29kg/m3,9032m高空的空气密度约为0.4kg/m3,g取10N/kg)
【答案】变小;36000;等于。
【分析】(1)根据F浮=ρ空气gV排分析浮空艇受到的浮力情况;
(2)根据F浮=ρ气gV排得出浮空艇受到的浮力大小;
(3)当浮空艇悬浮时,浮空艇受到重力和浮力作用,处于平衡状态,据此得出所受到的浮力和自身重力的大小关系。
【解答】解:海拔越高,空气的密度越小,根据F浮=ρ空气gV排可知浮空艇上升过程中受到的浮力变小;
浮空艇在9032m高空受到的浮力大小为:
F浮=ρ气gV排=0.4kg/m6×10N/kg×9000m3=36000N;
当浮空艇悬浮在9032m的高空时,它受到的浮力等于它自身的重力。
故答案为:变小;36000。
【点评】本题考查大气压强与高度的关系、物体的浮沉条件和阿基米德原理的应用,注重了物理与实际的联系,综合性较强。
27.(2分)小明和家人乘坐汽车从某商场的地下车库驶出时要经过一段斜坡,此段斜坡的长为30m,高为5m。小明家人和车的总质量为1.8×103kg,汽车匀速驶出斜坡的过程中做的有用功是 9×104 J;若该斜坡的机械效率为40%,则汽车在该斜坡上行驶受到的牵引力是 7.5×103 N。
【答案】9×104;7.5×103
【分析】(1)知道汽车质量、斜坡高,利用W=Gh=mgh求汽车匀速驶出斜坡的过程中做的有用功;
(2)知道斜坡的机械效率,利用η=求汽车做的总功,再利用W总=Fs求牵引力。
【解答】解:(1)汽车匀速驶出斜坡的过程中做的有用功:
W有用=Gh=mgh=1.8×107kg×10N/kg×5m=9×102J;
(2)由η=得汽车做的总功:
W总===2.25×107J,
由W总=Fs得牵引力:
F===7.4×103N。
故答案为:9×108;7.5×103。
【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、牵引力的计算,属于基础题目。
三、作图与实验探究题(本大题共4个小题,共22分)
28.(2分)请画出图中潜水艇上浮时所受重力和浮力的示意图。(小黑点O表示潜水艇的重心)。
【答案】见试题解答内容
【分析】潜水艇在水中受重力与浮力的作用,要使潜水艇上浮则浮力应大于重力,据此画出重力和浮力的示意图。
【解答】解:潜水艇受到的重力竖直向下,而浮力竖直向上,如图所示。
【点评】本题考查力的示意图的画法,画图时要注意大小、方向及作用点,同时要标准确力的名称。
29.(2分)如图所示,用瓶起子起瓶盖时,瓶起子是一个杠杆,F2是它受到的阻力。请你在图中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂L1。
【答案】
【分析】杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1 L1=F2 L2),在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小。
【解答】解:由杠杆平衡条件F1 L1=F6 L2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力越小,因此OA作为动力臂L1最长;由于阻力使杠杆逆时针方向转动,过点A垂直于OA向上作出最小动力F6的示意图,如图所示:
。
【点评】本题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出:在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小的结论。
30.(4分)A、B两根饮料吸管与盛水的杯子组成如图所示的装置。
(1)B管不吹气时,吸管A与烧杯组成了 连通器 ,吸管A内的液面与烧杯中液面 相平 (选填“相平”或“不相平”)。
(2)若从B管的右侧使劲向左吹气,由于A管的上端 空气的流速大压强小 ,所以A管中的液面 上升 ,水在气流作用下喷出。
【答案】(1)连通器;相平;(2)空气的流速大压强小;上升
【分析】(1)上端开口、下端连通的是连通器,内装同一种液体,液体静止不流动时,连通器的液面相平;
(2)当向B管吹气时,A管上方的空气流动速度增大,压强减小,A管下方压强不变,A管内的液体受到向上的压强大,液面上升。
【解答】解:(1)B管不吹气时,吸管A与烧杯的底部连通,组成了连通器;
(2)往B管中轻轻吹气,可以看到A管中的水面上升,吸管A上方空气的流速增大,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强。
故答案为:(1)连通器;相平;上升。
【点评】此题通过两个小实验考查学生对连通器原理、流体压强和流速的关系的理解和掌握。
31.(7分)在探究“二力平衡的条件”实验中,老师的演示实验是在水平桌面上进行的,如图甲所示。
(1)实验中选择小车而不用木块的原因是;减小 摩擦力 对该实验的影响。
(2)试验中两个定滑轮的作用是 改变力的方向 。
该实验有不足之处,坐在教室后排的同学不能完整观察到实验现象,老师对实验进行了改进,借用力学演示板,将实验改成竖直方向进行。
(3)将小车换成质量很轻的卡片,其目的是排除 卡片自身重力 对实验的影响。
(4)如图乙,将卡片上的两根线跨放在A、B两个定滑轮上,并在两根线端分别挂上钩码(每个钩码的质量相等),且在一条直线上。当卡片平衡时,从钩码质量看 相等 。
(5)实验中保持卡片两边所受拉力大小相等,用手将小卡片扭转一个角度,松手后 转动 ,说明 作用在同一直线上的两个力才能实现二力平衡 。
(6)卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,观察随之发生的现象 两个力作用在同一个物体上 。
【答案】(1)摩擦力;(2)改变力的方向;(3)卡片自身重力;(4)相等;(5)转动;作用在同一直线上的两个力才能实现二力平衡;(6)两个力作用在同一个物体上。
【分析】(1)根据减小摩擦力的方法进行分析;
(2)定滑轮可以改变力的方向;
(3)实验中,用到了小卡片,是因为小卡片的质量很小,其重力远小于卡片受到的拉力,重力可以忽略;
(4)钩码由于重力的作用,会对细线施加一个拉力的作用,左端的细线对小卡片施加一个向左的拉力,右端的细线对小卡片施加了一个向右的拉力,拉力的大小等于钩码的重力;
(5)小卡片转过一个角度,小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上,是验证不在同一直线上两个力是否平衡;
(6)二力平衡的条件:大小相等,方向相反,在一条直线上,在同一物体上。
【解答】解:(1)小车与桌面间的摩擦为滚动摩擦,滚动摩擦远小于滑动摩擦;
(2)小卡片受到的拉力是由钩码的重力产生的,重力的方向竖直向下;
(3)选择比较轻的卡片,是排除了卡片自身重力对实验的影响;
(4)保持两个拉力在同一直线上,调整细线两端的钩码,对小卡片的拉力相等;
(5)当硬纸片平衡时,将硬纸片转过一定角度,硬纸片就会转动;
(6)当小卡片平衡时,用剪刀沿虚线迅速剪断小卡片,所以两侧钩码落下。
故答案为:(1)摩擦力;(2)改变力的方向;(4)相等;作用在同一直线上的两个力才能实现二力平衡。
【点评】本题考查二力平衡条件的应用以及控制变量法的应用,可根据二力平衡条件分析解答本题。
32.(7分)小明和同学们一起使用微小压强计完成“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)微小压强计U形管左侧端面与探头通过橡胶软管相连,右侧端面应该是 开口 (选填“开口”或“封口”)状态;若探头上的橡皮膜受到压强时,U形管两边的液面高度几乎不发生变化(如图1) 装置漏气 。
(2)实验时,把微小压强计的探头放在待研究液体中的不同位置(图2),通过U形管两侧液面 高度差 反应液体压强的大小。
(3)小明猜想液体内部压强的大小与液体深度和液体的密度有关,如表是小明和同学们通过实验得到的数据。
液体密度
数据组编号
探头所处深度
cm
U形管两侧液面高度差/cm
ρ水=1.0×103kg/m3
①
5
3
②
10
6
③
15
10
ρ酒精=0.8×103kg/m3
④
5
2
⑤
10
4
⑥
15
6
小明想探究液体压强与密度的关系可以对②与 ⑤ 两组数据分析,还可以对 ③⑥ 两组数据进行分析(以上空白处选填数据组编号);小明根据表格中的实验数据还可以得出的结论是:同种液体深度越深的地方压强 越大 。
(4)该实验运用的研究方法有 控制变量法 (写出一个即可)。
【答案】(1)开口;装置漏气;(2)高度差;(3)⑤;③⑥;越大;(4)控制变量法。
【分析】(1)用微小压强计测量液体内部压强大小,使用前要保持U形管两端的液面相平,U形管右端上方是和大气相通的;
压强计是通过橡皮膜来感受压强的,当橡皮膜受到压强时,软管中的气体压强变大,大于大气压强就会将U形管中的液面出现高度差,高度差越大,表示橡皮膜受到的压强越大;若和橡皮膜连接的软管出现漏气,不论橡皮膜是否受到压强,软管中气体的压强都等于大气压,压强计中液面就不会出现高度差;
(2)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
(3)液体压强与液体的深度和密度有关,根据控制变量法,研究液体压强与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
在探究液体压强与液体密度的关系时,应控制探头所处的深度相同;在探究液体压强与液体深度的关系时,应控制探头所处的液体密度相同;
(4)液体内部压强与液体的密度和液体的深度有关,在探究影响液体内部压强的因素时,需要用到控制变量法和转换法。
【解答】解:(1)当压强计的橡皮膜没有受到压强作用时,U形管中两侧液面应是相平的,等于大气压强;
若压强计的气密性不好,软管中的气体和大气相通,探头上的橡皮膜受到压强时,则原因可能是装置漏气;
(2)根据转换法,实验中,将液体内部的压强大小转换为用U形管两侧液面的高度差来表示;
(3)为了得出液体压强大小与液体密度的关系,应控制探头在不同密度的液体中所处的深度相同,序号为②⑤或③⑥的数据符合液体密度不同而探头所处深度相同的要求;
小明根据表格中的数据,同种液体深度越深的地方高度差越大,即同种液体深度越深的地方压强越大;
(4)液体内部压强与液体的密度和液体的深度有关,在探究影响液体内部压强的因素时。
故答案为:(1)开口;装置漏气;(3)⑤;越大。
【点评】此题主要考查的是学生对液体压强的影响因素实验的理解和掌握,注意控制变量法和转换法的运用。
四、计算应用题(本大题共2个小题,共15分。写出必要的文字说明和公式,只写最后结论不得分)
33.(7分)工人师傅用如图所示的一个滑轮组把18kg的沙子从地面提到9m高的载物架上,所用的拉力是80N,沙子上升的速度是0.1m/s。求:
(1)这一过程所做的总功是多少?
(2)这个滑轮组的机械效率是多少?
(3)拉力的功率是多少?
【答案】(1)这一过程所做的总功是2160J;
(2)这个滑轮组的机械效率是75%;
(3)拉力的功率是24W。
【分析】(1)由图知,n=3,拉力端移动的距离s=3h,利用W总=Fs求出拉力做的总功;
(2)根据G=mg算出物体的重力,利用W有用=Gh求出有用功;滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比;
(3)知道沙子上升的速度、上升的高度,由速度公式算出所用时间,根据P=算出拉力的功率。
【解答】解:(1)由图可知,n=3,
拉力做的总功:
W总=Fs=80N×27m=2160J;
(2)物体的重力为:
G=mg=18kg×10N/kg=180N,
拉力做的有用功为:
W有用=Gh=180N×9m=1620J,
滑轮组的机械效率:
η==×100%=75%;
(3)根据v=得重物上升的时间为:
t===90s,
拉力的功率为:
P===24W。
答:(1)这一过程所做的总功是2160J;
(2)这个滑轮组的机械效率是75%;
(3)拉力的功率是24W。
【点评】本题考查了使用滑轮组时速度、有用功、总功、机械效率的计算,关键是滑轮组承担物重绳子有效股数的确定。
34.(8分)如图所示,是一个底面积为250cm2的带阀门的圆柱形容器,内装有14cm深的水。现将重25N的正方体M用细绳悬挂放入水中,正方体M的上表面恰好和水面相平,ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)正方体M受到的浮力;
(2)此时水对容器底部的压强;
(3)若细绳能承受的最大拉力是21N,从图示状态开始,通过阀门K缓慢放水,从器中放出水的体积是多少立方厘米?
【答案】(1)正方体M受到的浮力为10N;
(2)此时水对容器底部的压强为1.8×103Pa;
(3)当细绳刚好被拉断时,从容器中放出水的体积是900cm3。
【分析】(1)根据正方体M边长为10cm,可求其体积大小,利用F浮=ρ水gV排即可求出M受到的浮力
(2)求出正方体M浸入水中后液面的总高度,利用p=ρgh计算水对容器底部的压强;
(3)由正方体重力和细绳所能承受的最大拉力即可求出浮力。利用F浮=ρ水gV排即可求出正方体M排开水的体积,然后利用体积公式可求排开水的体积减小量。
【解答】解:(1)正方体M的体积为:VM=L3=(10cm)3=1000cm5=1×10﹣3m2,
正方体M的上表面恰好和水面相平,
正方体受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×105kg/m3×10N/kg×1×10﹣2m3=10N;
(2)设M放入水中后水深为h′,则有:S容h′=S容h+V排,
所以此时水的深度:h′=h+=0.14m+,
此时水对容器底部的压强:
p=ρ水gh′=5.0×103kg/m2×10N/kg×0.18m=1.8×103Pa;
(3)绳子被拉断的瞬间,正方体M受到的浮力:
F浮′=G﹣F拉=25N﹣21N=4N,
此时正方体M排开水的体积:
V排′===4×10﹣4m3,
则物体排开水的体积减小量ΔV排=V排﹣V排′=1×10﹣3m2﹣4×10﹣4m5=6×10﹣4m5=600cm3。
液面下降高度Δh===8cm,
从容器中放出水的体积V放=Δh(S容﹣SM)=6cm×(250cm2﹣10cm×10cm)=900cm3。
答:(1)正方体M受到的浮力为10N;
(2)此时水对容器底部的压强为1.8×105Pa;
(3)当细绳刚好被拉断时,从容器中放出水的体积是900cm3。
【点评】此题综合性很强,且难度很大;此题的难点在(3),已知绳子断的临界拉力,减小的拉力就是此时物体受到的浮力,根据F浮=ρ水gL2h可求出此时M浸入水中深度,然后问题可解。
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