2022-2023学年江西省宜春市高安二中、丰城九中、樟树中学、瑞金一中八年级(上)期末物理试卷(含答案解析)
展开1.下列一些物理数据,说法合理的是( )
A. 一位初中学生身高大约是160 cmB. 一本物理课本质量大约是220 mg
C. 我们骑自行车的速度一般是72km/hD. 一个成年人的体重大约是50 N
2.如图所示,下列关于物体的受力示意图正确的是(不计空气阻力)( )
A. 静止在斜面上的物体对斜面压力示意图
B. 空中飞行的足球受力示意图
C. 悬挂在天花板上静止的小球受力示意图
D. 在水中下沉的小球受力示意图
3.在“研究滑动摩擦力大小”实验中,将木块A放置水平木板B上,加载一个砝码,把一只测力计系在A上,如图所示。当向左拉动B时,测力计指针稳定。下列讨论中正确的是( )
A. A受到的重力与B对A的支持力是一对平衡力
B. A受B的摩擦力与测力计对A的拉力是一对相互作用力
C. B受到地面的摩擦力的大小为2.6N,方向向右
D. 若增大拉动B的速度,测力计的示数不变
4.如图所示,烧杯的底面积是100cm2,里面装有一定量的水(图甲)。用弹簧测力计测得一物体重力是28N,先将物体浸没在水中(图乙),水位升高到B处,弹簧测力计示数是18N;再将物体缓慢提出,使水位下降到AB的中点C处,此时物体一半体积浸没在水中,不计物体带出的水,水的密度是1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列判断中正确的是( )
①图乙物体浸没时受到的浮力是8N;
②图丙物体浸没一半时受到的浮力是5N;
③物体的体积是1cm3;
④从乙到丙,水对烧杯底部的压强减小了500Pa。
A. 只有①③B. 只有①④C. 只有②③D. 只有②④
二、多选题(本大题共2小题,共6分)
5.双减实施以来,高安二中开展了丰富多彩的课后延时活动,关于课后延时活动中涉及的物理知识描述正确的是( )
A. 泥塑——将泥巴捏成各种形状说明力可以改变物体形状
B. 羽毛球——大力击打羽毛球是为了增大球速来增大球的惯性
C. 气排球——将球垫起时手感觉到痛说明力的作用是相互的
D. 游泳——穿戴游泳圈练习游泳时人受到的重力与浮力相等
6.水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个质量相同的小球M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平。已知两球体积关系是VM
C. 两种液体对容器底部的压强p甲=p乙D. 两种液体对容器底部的压力F甲>F乙
三、填空题(本大题共8小题,共16分)
7.2013年3月,汽油价格进行了调整。和大多数物质一样,汽油也有热胀冷缩的性质,随着气温的上升,汽油密度会______ (选填“变大”或“变小”),受此因素影响,在每吨汽油价格不变的情况下,每升(每立方分米)汽油的价格会______(选填“上调”或“下调”)。
8.如图所示是球球自制的水平仪,它由装有水和气泡且两端封闭的透明吸管固定在薄木板上组成的,用它能检查桌面是否水平。将它底边放在桌面上,如图所示,则该桌面______ 端高(选填“左”或“右”)。它受到桌面的支持力属于弹力,是由______ 的形变产生的。
9.向斜上方抛出一个小球,抛出后小球由于______会继续向上运动到达最高点时,小球的速度______零(选填“等于”或“不等于”)。
10.如图,在两个大小为F1和F2的压力作用下,质量为m的木块可在两个长木板间匀速下滑,则右侧长木板与木块间的摩擦力大小为______ ;如果保持两个压力F1和F2的大小和方向不变,为使木块匀速向上滑动,则对木块向上的推力大小为______ 。
11.如图所示,质地均匀的长方体重8N,放在水平桌面上右边部分伸出桌面,它与桌子的接触面积为0.01m2,则它对桌面的压强为______ Pa。竖直切除该物体右边的阴影部分,剩余部分对桌面的压强会______(选填“变小”、“不变”或“变大”)。
12.近期交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度。遮阳伞虽能遮挡阳光,同时也影响骑行视线,存在很大的安全隐患,如图所示,当电动车快速行驶时,遮阳伞上边空气流速______ ,压强______ ,伞面被向上吸,车身不稳定,容易引发事故。
13.如图所示,将一冰块放入装满水的溢水杯中,容器对桌面的压力______ ,待冰块完全熔化后,水对溢水杯底的压强______ 。(以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
14.将一小物块A轻轻地放入盛满水的大烧杯中,A静止后,有72g的水溢出;再将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,A静止后,有64g的酒精溢出。则A在水中静止时受到的浮力为______ N,A的密度是______g/cm3。
四、实验探究题(本大题共4小题,共28分)
15.小江和小雯在实验室测量物体的密度,实验步骤如下:
(1)用调好的天平分别测出鹅卵石的质量是31.8g和空烧杯的质量是90g;
(2)如图甲所示,把鹅卵石轻轻放入烧杯中,往烧杯倒入适量的水,用油性笔在烧杯壁记下此时水面位置为M,然后放在天平左盘,如图丙所示,则杯、水和鹅卵石的总质量为______ g;
(3)将鹅卵石从水中取出后,再往烧杯中缓慢加水,使水面上升至记号M,如图乙所示,用天平测出杯和水的总质量为142g。此时杯中水的体积为______ cm3;
(4)根据所测数据计算出鹅卵石的体积为______ cm3,密度为______ kg/m3;
(5)小江在第(3)步骤测量过程中,发现所用的砝码中有一个磨损了,他没有更换,他这样做将导致所测密度______ (选填“偏大”或“不变”或“偏小”)。
(6)小雯尝试用刻度尺测量某液体的密度:如图丙所示,将带有阀门的“U”型管竖直倒置,两个管口分别插入盛有水和某液体的烧杯中;打开阀门,从抽气口抽出适量的空气,待两管中的液面升高到一定高度时,关闭阀门,测量出管内外水的高度差h1=7.2cm、某液体的高度差h2=8.0cm。若当时外界大气压为p0,实验中“U”型管内的气体压强为p,则p0______ p(选填“>”“=”或“<”),待测液体的密度ρ=______ kg/m3。
16.如图所示是小华物理学习小组探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验。
(1)实验过程中,必须用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做______运动,根据______的原理,得出滑动摩擦力与拉力大小相等。
(2)观察图甲、乙,发现弹簧测力计的示数F1
请回答下列问题:
①为了测木块滑动摩擦力,需要测量物理量是______(填编号)。
A.木板的质量m1 B.木块的质量m2
C.砝码的质量m3 D.托盘和砝码的总质量m4
②小华猜想:摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关。于是,他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切去一部分后。用剩下的部分继续进行实验,测得的滑动摩擦力变小。由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为她的探究过程存在的问题是______。正确的做法是:小华将木块沿竖直方向切去一部分后,只要将______,就可以进行实验并得出正确结论。
17.小兰和小文对生活中的压强有关的问题产生浓厚的兴趣,在老师的指导下进行了以下的相关探究活动。
(1)小兰光脚走在公园鹅卵石健身道上,感觉脚底很疼。由此她猜想压力的作用效果可能与受力面积有关。为了验证猜想,小兰找来了如图甲所示的实验器材:两个同样大小但疏密程度不同的钉板质量不等,两个相同的海绵;
①小兰观察到实验效果不明显。这时她发现桌上有几袋牛奶,于是她在海绵上分别平放质量______ (选填“相同”或“不同”)的牛奶后,实验效果变明显了;
②实验中观察到,钉子较______ (选填“多”或“少”)时作用效果更明显,由此可得出结论:当压力一定时,受力面积______ (选填“越大”或“越小”)压力的作用效果越明显。小兰还想探究液体内部压强,她找来U形压强计进行以下操作;
(2)探究气体压强与什么因素有关
【提出问题】气体压强的大小可能与什么因素有关呢?
【猜想与假设】
猜想一:把注射器活塞推至注射器筒中部,用手指堵住前端小孔,这样就在注射器内封住了一定质量的空气向筒内压活塞使筒内空气体积缩小,手指感到很费力,由此可猜想气体压强的大小可能与体积有关;
猜想二:生活中自行车胎在夏天烈日下容易爆胎,据此可猜想气体压强大小可能跟______ 有关;
【设计实验】为了验证猜想一,用一个带有刻度的注射器封闭一定质量的气体,气体的体积可直接读出,气体的压强由图中压强传感器和计算机辅助系统得出(如图乙所示);
【进行实验与收集证据】
①实验中应保持环境______ 不变且注射器管壁导热性能良好;
②缓慢推动活塞到某一位置,从注射器的刻度上读出体积值,待压强传感器示数稳定后读出压强值继续缓慢推动活塞,得到多组实验数据如下表:
【分析与论证】分析表中实验数据,可以初步得出的结论:一定质量的气体,在温度一定时,压强与体积成______ ;
【拓展应用】打气筒是人们生活中常用的工具,当打气筒的导气管被堵塞时,我们会感到向下压活塞特别费力。这是因为筒内封闭一定质量的空气,当向下压缩时,气体的体积越小,压强越______ (选填“大”或“小”)。
18.探究影响浮力大小的因素:
实验器材:弹簧测力计(量程0∼2.5N,分度值0.05N)、水槽、圆柱体组(铜柱、铁柱、铝柱)、相同规格的圆柱体大物块、细线、水、盐水等;
实验装置:
实验步骤:
(1)按如图所示实验装置图组装好实验器材,读出弹簧测力计示数即为物体重力G,记录在表格中;
(2)拧开矿泉水瓶瓶盖,当水和盐水浸没金属块和大物块后再拧紧瓶盖;
(3)读出此时弹簧测力计示数F,将其记录在表格中;
(4)计算出物体所受浮力F浮大小并填入表格中;
分析论证:
(1)由A、B两组实验对比可以得出结论,浮力大小与物体密度______ ;
(2)由______ 两组实验对比可以得出结论,浮力大小与物体浸入液体体积有关;
(3)由D、E两组实验对比可以得出结论,浮力大小与______ 有关;
评估交流:
(1)往水槽内放水前,矿泉水瓶瓶盖未打开,此时矿泉水瓶内气压______ (选填“大于”、“小于”或“等于”)瓶外大气压;
(2)将弹簧测力计固定在木架上,通过矿泉水瓶往水槽注水的方式使物体浸入液体中,这样操作的好处是______ ;
(3)由实验数据可知,实验所用的盐水的密度为______ kg/m3;
(4)在进行D、E两组实验时没有选用B组实验所用的铁块,而是选用两个体积更大的圆柱体大物块,其原因可能是铁块在水和盐水中的浮力差距小于弹簧测力计分度值,通过增大______ 增大浮力之差从而得出正确结论。
五、计算题(本大题共3小题,共22分)
19.按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强控制在7×105Pa以内。高安市交警大队集中开展道路交通安全百日整治专项行动,交警在某路段对一辆自重15t的六轴石料车进行稽查,货车总质量达50t,该车轮胎与地面接触的总面积约为0.8m2(g取10N/kg,设轮胎与地面的接触面积不变)。求:
(1)该车总重力是多少?
(2)该车是否符合汽车工业的行业标准?
(3)按照我国汽车工业的行业标准,这辆车最多装载货物重多少吨?
20.如图所示,一平底、平口的圆柱形青花瓷笔筒放在水平桌面上,笔筒高度为0.11m,筒内深度为0.10m.笔筒开口向上放置时,笔筒对桌面产生的压强为8.1×102Pa;笔筒开口向下放置时筒对桌面产生的压强为4.05×103Pa.求:
(1)笔筒内注满水时,水对笔筒底部产生的压强;
(2)笔筒开口向上和开口向下放置时,笔筒与桌面的接触面积之比;
(3)青花瓷笔筒材质的密度。
21.如图所示,一个质量为120g、体积为2×10−4m3的长方体木块,漂浮在底面积为50cm2的薄壁柱形容器内的液面上,此时液体的深度为20cm,液体对容器底的压强为1600Pa,容器重力为1N,(取g=10N/kg)求:
(1)液体的密度;
(2)容器对水平地面的压强;
(3)若在木块下方用细线悬吊一合金块,恰好能使木块浸没在液体中(不接触容器底和壁且过程中没有液体溢出),容器底受到液体的压强变化了120Pa,求合金块的密度。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:A、初中学生的身高大约是160cm,即1.6m,符合实际,故A正确;
B、一本物理课本质量大约是220g,故B错误;
C、我们开汽车的速度一般是72km/h,自行车的速度一般是5m/s=18km/h,故C错误;
D、一个成年人的体重大约是600N,故D错误;
故选:A。
首先要对题目中涉及的物体长度有个初步的了解,根据对生活实际了了解,选出符合生活实际的选项即可。
本题考查对生活中常见物体长度的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,可解答。
2.【答案】C
【解析】解:A.静止在斜面上的物体对斜面压力的作用点应该在斜面上,方向垂直于斜面向下,故A错误;
B.不计空气阻力,空中飞行的足球只受到竖直向下的重力作用,故B错误;
C.悬挂在天花板上静止的小球受到两个力的作用,一个是重力,一个是竖直向上的拉力,大小相等,故受力示意图正确,故C正确;
D.在水中下沉的小球受到两个力,其中重力大于浮力,而图中的示意图显示的浮力大于重力,故受力示意图错误,故D错误。
故选:C。
力的示意图是用一条带箭头的线段把力的大小、方向、作用点三个要素表示出来,线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,线段起点或终点表示力的作用点。据此对选项中的图示进行分析即可做出判断。
此题考查力的示意图的画法,同时考查学生对物体的受力分析,力的示意图是近几年来中考的必考题目之一,要求学生熟练掌握。
3.【答案】D
【解析】解:
A、B对A的支持力等于A的重力与砝码的重力之和,故A受到的重力与B对A的支持力大小不等,所以A受到的重力与B对A的支持力不是一对平衡力,故A错误。
B、A受B的摩擦力与测力计对A的拉力是作用在同一物体上的两个力,所以不是一对相互作用力,故B错误。
C、由图示弹簧测力计可知,其分度值为0.2N,示数为2.4N,A处于平衡状态,由二力平衡条件可知,A受到的滑动摩擦力f=F示=2.4N;
A相对于B向右滑动,则A受到向左的滑动摩擦力,因为物体间力的作用是相互的,所以B受到A的摩擦力为2.4N,方向水平向右,由于B物体的运动情况未知、向左的拉力未知,所以不能确定B受到地面的摩擦力的大小,故C错误。
D、A、B间的摩擦力是滑动摩擦力,滑动摩擦力与物体间接触面的粗糙程度和物体间的压力有关,与物体的运动速度无关;如果增大拉动B的速度,接触面的粗糙程度、物体间的压力保持不变,物体间的滑动摩擦力不变,由力的平衡条件可知,测力计的示数不变,故D正确。
故选:D。
(1)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
(2)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。
(3)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,若两者都不发生变化,则滑动摩擦力不变;滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
此题考查了对物体的受力分析及平衡力与相互作用力的区别、摩擦力的大小和方向,平衡力与相互作用力的区别主要在于:平衡力是作用在同一物体上的两个力;相互作用力是作用在两个物体上的力。
4.【答案】D
【解析】解:①图乙物体浸没时受到的浮力F浮=G−F示=28N−18N=10N,故①错误;
②图丙物体浸没一半时,排开水的体积变为原来的一半,根据F浮=ρ水gV排可知受到的浮力变为原来的一半,为F浮′=12F浮=12×10N=5N,故②正确;
③根据阿基米德原理可知物体的体积V=V排=F浮ρ水g=10N1.0×103kg/m3×10N/kg=10−3m3=1000cm3,故③错误;
④从乙到丙,物体少排开水的体积等于物体体积的一半:
ΔV排=V2=1×10−3m32=5×10−4m3,
容器内水位降低高度:
Δh=ΔV排S=5×10−4m3100×10−4m2=0.05m,
减小的压强:
Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa,故④正确。
故选D。
①根据F浮=G−F示得出图乙物体浸没时受到的浮力;
②图丙物体浸没一半时,排开水的体积变为原来的一半,根据F浮=ρ水gV排可知受到的浮力变为原来的一半,根据F浮′=12F浮得出所受的浮力;
③根据V=V排=F浮ρ水g得出物体的体积;
④从乙到丙,根据ΔV排=V2得出物体少排开水的体积,根据Δh=ΔV排S得出容器内水位降低高度,根据Δp=ρ水gΔh得出减小的压强。
本题考查了学生对阿基米德原理、液体压强公式的掌握和运用,利用好称重法测浮力是本题的关键。
5.【答案】AC
【解析】解:A.将泥巴捏成各种形状,泥巴的形状发生了变化,这说明力改变了物体的形状,故A正确;
B.惯性只与质量有关,所以大力击打羽毛球时,羽毛球的质量不变,其惯性大小不变,故B错误;
C.将球垫起时手对球有作用力,由于力的作用是相互的,球对手也有作用力,所以手会感到疼,故C正确;
D.穿戴游泳圈练习游泳时,人受到的浮力等于人和游泳圈的总重力,所以人受到的浮力与人的重力不相等,故D错误。
故选:AC。
(1)力的作用效果有两个:改变物体的形状、改变物体的运动状态;
(2)惯性的大小只与质量有关;
(3)物体间力的作用是相互的;
(4)物体漂浮时受到的浮力等于自身的重力。
本题考查了力的作用效果、物体间力的作用是相互的、物体浮沉条件的应用、惯性的大小,属于综合题。
6.【答案】BD
【解析】解:A.由图知,M球在甲液体中漂浮,N球在乙液体中悬浮,且两个完全相同的小球M、N的重力相同,由浮沉条件可知此时两球所受浮力都等于各自的重力,则两小球所受浮力FM=FN=G球,故A错误;
B.M球在甲液体中漂浮,则ρM<ρ甲;N球在乙液体中悬浮,则ρN=ρ乙,
由于VM
C.因甲液体的密度大于乙液体的密度,且深度相同,则根据公式p=ρgh可知,两种液体对容器底部的压强p甲>p乙,故C错误;
D.由C选项可知液体对容器底部的压强p甲>p乙,两容器底面积相同,由p=FS的变形公式F=pS可知,两种液体对容器底部的压力F甲>F乙,故D正确。
故选:BD。
(1)由图可知:M球在甲液体中漂浮,N球在乙液体中悬浮,且两个质量相同的小球M、N的重力相同,根据漂浮和悬浮的条件即可判断浮力的大小关系。
(2)根据浮沉条件、阿基米德原理即可判断两液体密度的大小关系;
(3)根据p=ρ液gh比较两种液体对容器底部的压强;
(4)根据公式F=pS比较两种液体对容器底部的压力。
此题综合考查了物体浮沉条件及其应用、压强大小的比较等知识点,是一道综合性较强的题目,本题也可以利用阿基米德原理比较两种液体的密度关系。
7.【答案】变小;下调
【解析】解:随着气温的上升,汽油的体积变大,在质量不变的情况下,根据公式ρ=mV可知密度变小;根据公式m=ρV可知,相同体积的汽油质量变小,所以每升汽油价格下调。
故答案为:变小;下调。
随着气温的上升,汽油的体积变大,在质量不变的情况下,根据公式ρ=mV可知密度的变化,从而判断出每升汽油价格的变化。
本题考查密度公式的应用,关键知道不管体积和密度怎样变化,质量始终保持不变。
8.【答案】左 桌面
【解析】解:由图可知气泡在透明吸管的左侧,说明吸管的右侧低,左侧高,则该桌面左端高。
自制水平仪受到桌面的支持力,施力物体是桌面,则该力是由桌面的形变产生的。
故答案为:左;桌面。
由图可知气泡在透明吸管的左侧,说明吸管的右侧低,左侧高;弹力是施力物体发生弹性形变产生的。
此题考查了弹力的认识,属于基础知识。
9.【答案】惯性 不等于
【解析】解:(1)向斜上方抛出一个小球,由于小球原来处于运动状态,抛出后小球由于惯性会继续向上运动一段距离;
(2)将一小球向斜向上方抛出,小球做复杂的曲线运动,实际分析处理时,可以把小球的运动看作沿竖直方向向上减速运动,同时在水平方向向前匀速运动;所以,当小球到达最高点时,小球在水平方向有一定的速度,即小球的速度不为0。
故答案为:惯性;不等于。
(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性;
(2)根据小球运动到达最高点时的运动状态,判断小球的速度。
该题考查了惯性的应用和物体运动状态的判断,是一道基础性题目。
10.【答案】12mg 2 mg
【解析】解:木块的受到的重力G=mg,当木块在两个力的作用下匀速下滑时,由二力平衡条件可知,重力和摩擦力是平衡力,所以木块受到的摩擦力大小为:f=G=mg;
方向竖直向上,则右侧长木板与木块间的摩擦力大小f右=12G=12mg;
当木块匀速向上滑动时,由二力平衡条件可知,向上的推力与物体向下的重力、向下摩擦力的合力是平衡力,即F=G+f′;
由影响滑动摩擦大小的因素可知,匀速向上和匀速向下运动时,对物体的压力、接触面的粗糙程度不变;所以f=f′,则
F=G+f=2G=2mg。
故答案为:12mg;2mg。
一个物体在两个力作用下能保持静止或匀速直线运动状态,这两个力就是平衡力。
影响滑动摩擦大小的因素有:对接触面的压力;接触面的粗糙程度。
解决本题的关键:一是根据平衡状态判断二力平衡;二是掌握影响摩擦力大小的因素。
11.【答案】800 变小
【解析】解:
(1)长方体对桌面的压力:F=G=8N,
长方体对桌面的压强为:p=FS=8N0.01m2=800Pa;
(2)设长方体的底面积为S,与桌面的接触面积为S′,没切除时,长方体对桌面的压强:p=FS′=GS′,
因为S′
当竖直切除该物体右边的阴影部分,设剩余部分的重力为kG,则受力面积为kS,物体对桌面的压力F′=kG,则剩余部分对桌面的压强为:p′=F′kS=kGkS=GS---------②;
由①②可知,剩余部分对桌面的压强会变小。
故答案为:800;变小。
(1)长方体对水平桌面的压力等于长方体的重力,根据p=FS求出长方体对桌面的压强;
(2)竖直切除该物体右边的阴影部分时,分析受力面积和压力的变化,再根据压强公式判断剩余部分对桌面的压强的变化。
本题考查了压强的简单计算和压强公式的应用,难点是分析沿竖直方向切去一块时受力面积和压力的变化,再确定对桌面的压强变化。
12.【答案】大 小
【解析】解:根据流体流速与压强的关系可知,流速大的地方压强小;电动车快速行驶时,遮阳伞向上凸起的,故上边空气流速大,所以遮阳伞上边压强小。
故答案为:大;小。
流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大。
此题考查流体压强和流速的关系在实际生活中的应用,既考查了学生对物理知识的掌握情况,又提高了学生的安全意识,是一道与生活联系非常密切的好题。
13.【答案】不变 不变
【解析】解:(1)把溢水杯、冰块和杯内的水作为一个整体,则放冰块前后溢水杯对水平桌面的压力等于溢水杯、冰块,以及杯内水的重力之和;
由于冰的密度小于水的密度,所以根据物体浮沉条件可知,冰块漂浮,
F浮=G①
由阿基米德原理可知,
F浮=G排 ②
由①②可得G=G排,
所以放入冰块后,溢水杯对水平桌面的压力不变。
(2)待冰块完全熔化后,溢水杯内液体深度不变,根据p=ρgh可知,水对溢水杯底的压强不变。
故答案为:不变;不变。
(1)把溢水杯、冰块和杯内的水作为一个整体,则放冰块前后溢水杯对水平桌面的压力等于溢水杯、冰块,以及杯内水的重力之和。利用阿基米德原理、物体浮沉条件可知冰块受到的浮力与冰块的重力、排开水的重力关系,进而得出重力和排开水的重力关系,最后综合做出判断。
(2)待冰块完全熔化后,溢水杯内液体深度不变,根据p=ρgh判断水对溢水杯底的压强变化。
此题考查物体浮沉条件、阿基米德原理和液体压强公式的综合运用,题目设计新颖、巧妙,难度中等,是一道好题。
14.【答案】0.720.9
【解析】解:该物块放在水中时,受到的浮力:F浮=G排=mg=0.072kg×10N/kg=0.72N;
该物块放在酒精中时,受到的浮力:F浮′=G排′=mg=0.064kg×10N/kg=0.64N;
通过上面的计算可得,物体在酒精中受到的浮力小于物块在水中所受的浮力,而物块的重力不变,因此物块放入酒精中是下沉,
则根据F浮=ρ液gV排得:
V物=V排酒精=F浮′ρ酒精g=0.64N0.8×103kg/m3×10N/kg=8×10−5m3=80cm3,
排开水的体积V排水=F浮ρ水g=0.72N1.0×103kg/m3×10N/kg=7.2×10−5m3;
因为排开水的体积小于排开酒精的体积,所以在水中漂浮。
因为漂浮,所以物体的重力等于浮力(排开水的重力),即:GA=G排水,则mA=m排水=72g=0.072kg。
则ρA=mAVA=0.072kg8×10−5m3=0.9×103kg/m3=0.9g/cm3。
故答案为:0.72;0.9。
根据阿基米德原理求出物块分别在水中和酒精中受到的浮力,然后比较浮力的关系即可确定物块的浮沉情况。根据阿基米德原理结合密度公式得出A的密度。
本题考查密度公式的掌握、阿基米德原理和物体浮沉条件的掌握和应用,判断出物体在酒精中的状态是解决此题的关键,应属于难题。
15.【答案】×103 偏小 >0.9×103
【解析】解:(2)由图知,杯、水和鹅卵石的总质量为m=100g+50g+10g+l.8g=161.8g;
(3)水的质量为m水=142g−90g=52g,
根据密度公式可得此时水的体积为V水=m水ρ水=52g1g/cm3=52cm3;
(4)甲图中水的质量为m水1=161.8g−90g−31.8g=40g,
故甲图中水的体积为V水1=m水1ρ水=40g1g/cm3=40cm3,
因此鹅卵石的体积为V鹅卵石=V水−V水1=52cm3−40cm3=12cm3,
鹅卵石的密度为ρ鹅卵石=m鹅卵石V鹅卵石=31.8g12cm3=2.65g/cm3=2.65×103kg/m3;
(5)如果所用的砝码中有一个磨损了,没有更换,他这样做将导致所测水的质量偏大,紧接着在计算鹅卵石的体积时,会导致鹅卵石的体积比实际值偏大,因而最终会导致密度偏小。
(6)图丙,左管中与烧杯中液面相平处的压强为p0=p+ρgh1
故p0>p,
由题意可知左右管中压强相等p水=p液,
即ρ水gh1=ρ液gh2,
故ρ液=ρ水gh1gh2=h1h2⋅ρ水=7.28×1.0×103kg/m3=0.9×103kg/m3。
故答案为:(2)161.8;(3)52;(4)12;2.65×103;(5)偏小;(6)>;0.9×103。
(2)砝码与游码示数之和是天平所测物体的质量;
(3)先求得水的质量,然后由密度公式可以求出水的体积;
(4)杯和水的总质量减去空烧杯的质量得到水的质量,根据密度计算公式可求得水的体积,鹅卵石的体积等于添加的水的体积;
(5)根据公式ρ=mV求出鹅卵石的密度;
(6)从液体压强p=ρgh和压力平衡角度分析解决。
本题考查了天平的调节、天平读数、量筒读数、求密度,要掌握天平的使用方法、注意事项与读数方法,求出鹅卵石的质量与体积,应用密度公式可以求出鹅卵石的密度。
16.【答案】(1)匀速直线;二力平衡;
(2)压力;
(3)越大;
(4)①D;②未控制压力一定; 截去部分叠在剩余部分上面
【解析】解:
(1)实验时为了测出滑动摩擦力大小,应使弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动,此时摩擦力和拉力是一对平衡力,根据二力平衡,可知此时滑动摩擦力与拉力大小相等;
(2)甲、乙两图接触面粗糙程度相同,压力不同,发现弹簧测力计的示数F1
②小华将木块沿竖直方向截去一部分后,用剩下部分继续进行实验,测得木块所受的滑动摩擦力变小。由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小,在她的探究过程中没有控制压力大小一定,不符合控制变量法的要求,因此结论不可靠;
正确的做法是:将木块沿竖直方向截去一部分后,将截去部分叠在剩余部分上面进行实验,这样既保证了接触面的粗糙程度相同,也保证了压力不变,符合控制变量法的要求。
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡;(2)压力;(3)越大;(4)①D;②未控制压力一定; 截去部分叠在剩余部分上面。
(1)木块只有在做匀速直线运动时,受到弹簧测力计的拉力才等于受到的摩擦力;
(2)(3)滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关。探究滑动摩擦力跟压力大小关系时,控制接触面粗糙程度不变;探究滑动摩擦力跟接触面粗糙程度关系时,控制压力大小不变。
(4)在图2的设计中,对木块的拉力来自托盘的砝码的总重力,因此需要测量二者的质量,并据此根据二力平衡条件计算出摩擦力的大小。
在探究摩擦力的大小跟接触面积的关系时,必须控制压力和接触面的粗糙程度不变,据此可做出评价和提出改进方案。
掌握滑动摩擦力大小的影响因素是压力大小和接触面的粗糙程度,能利用控制变量法和二力平衡条件探究滑动摩擦力大小的影响因素,同时还应学会对实验进行大胆的改进。
17.【答案】相同 少 越小 温度 温度 反比 大
【解析】解:(1)①如图,铁板上铁钉尖的数量不同,受力面积不同,是探究压力作用效果跟受力面积的关系,要控制压力大小相等,所以在海绵上分别平放质量相等的牛奶,保证压力大小相等;
②实验中观察到,钉子较少时,压力作用效果更明显,由此可得出结论:当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(2)猜想二:轮胎在夏天烈日下容易爆胎,主要变量是温度的变化,故猜想气体压强的大小可能与温度有关;
【进行实验与收集证据】:①实验探究的目的验证气体压强的大小是否与体积有关,所以实验中应保持环境温度不变且注射器管壁导热性能良好;
【分析与论证】:分析表中实验数据:气体压强与体积的成积基本相等,可以初步得出的结论:一定质量的气体,在温度一定时压强与体积成反比关系;
【拓展应用】:当打气筒的导气管被堵塞时,筒内封闭一定质量的空气,向下压活塞,气体的体积减小,压强增大。
故答案为:(1)①相同;②少;越小;(2)猜想二:温度;【进行实验与收集证据】①温度;【分析与论证】:反比;【拓展应用】:大。
(1)压力作用效果跟压力大小和受力面积大小有关,探究压力作用效果跟受力面积关系时,控制压力大小相等。在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
(2)猜想二:一定质量的气体,温度越高,压强越大;
【进行实验与收集证据】:①根据控制变量法的操作原理分析解题;
【分析与论证】:分析表中实验数据,可以得出的结论;
【拓展应用】:根据题中提供信息分析解题。
本题通过控制变量法和转换法考查了压力作用效果、气体压强大小的影响因素,属于实验探究题,实验探究题一般对学生的要求都较高,不仅要求学生熟练掌握课本上所学的相关知识,还要求学生具有一定的发散思维。
18.【答案】无关 A、C 液态密度 小于 能同时观察各组弹簧测力计示数,便于比较 1.2×103 排开液体体积
【解析】分析论证:(1)由A、B实验可知,物体分别为铜块、铁块,浸没在液体中时,两物体受到的浮力相同,则说明浮力的大小与物体的密度无关。
(2)要想探究浮力大小与物体浸入液体体积的关系,应改变物体浸入液体的体积,保持其他量不变,即液体的密度不变,由图可知,A、C实验中,A为一个铜块,C为两个铜块,故浸入液体的体积不同,由表格数据可知,实验A中物体受到的浮力0.10N,实验C中物体受到的浮力0.20N,浮力大小不同,故可得出结论浮力大小与物体浸入液体体积有关。
(3)由D、E两组实验可知,均为大物块,浸入液体的体积相同,但D实验大物块在水中,E实验大物块在盐水中,由表中数据可知,受到的浮力分别为0.75N、0.90N,故所受浮力大小不同,则可得出结论浮力大小与液体密度有关。
评估交流:(1)往水槽内放水前,矿泉水瓶瓶盖未打开,此时瓶内水不会流出,瓶内气压小于大气压。
(2)将弹簧测力计固定在木架上,通过矿泉水瓶往水槽注水的方式使物体浸入液体中,这样操作不需要再用手拿着弹簧测力计测量,几组实验可以同时观察各组弹簧测力计示数,便于比较。
(3)
在水中所受浮力:F水浮=ρ水Vg=0.75N①
在盐水中所受浮力:F盐浮=ρ盐Vg=0.90N②
由①②解得:F水浮F盐浮=ρ水Vgρ盐Vg=⇒ρ盐=1.2×103kg/m3
(4)由F浮=ρ液V排g可知,物体受到的浮力大小与液体密度与物体排开液体的体积有关,液体密度、排开液体的体积越大,物体所受浮力越大。盐水与水的密度差固定,因此铁块在水和盐水中的浮力差距小于弹簧测力计分度值,可通过增大排开液体体积增大浮力之差从而得出结论。
故本题答案为;分析论证:(1)无关;(2)A、C;(3)液体密度;评估交流:(1)小于(2)能同时观察各组弹簧测力计示数,便于比较(3)1.2×103 (4)排开液体体积
1、由F浮=ρ液V排g可知,物体受到的浮力大小与液体密度与物体排开液体的体积有关,控制变量法
2、F浮=ρ液V排g用比例求ρ液更方便。
1、用控制变量法探究影响浮力大小的因素。2、本装置巧妙设计,让几组数组能同时读出。
19.【答案】解:(1)货车总质量为:m=50t=5×104kg;
该车总重力为:G=mg=5×104kg×10N/kg=5×105N;
(2)该车对水平地面的压力等于车的总重力,所以压力为:F=G=5×105N;
该车对水平地面的压强p=FS=5×105N0.8m2=6.25×105Pa<7×105Pa;
由此可知,该车符合汽车工业的行业标准。
(3)根据p=FS可知,该车对地面的最大压力为:F大=p大S=7×105Pa×0.8m2=5.6×105N;
车对地面的压力和车的总重力相等,则车和货物的最大总质量为:m大=G大g=F大g=5.6×105N10N/kg=5.6×104kg=56t;
所以这辆车最多载重为:m载=m大−m自=56t−15t=41t。
答:(1)该车总重力是5×105N;
(2)该车符合汽车工业的行业标准;
(3)按照我国汽车工业的行业标准,这辆车最多装载货物重41吨。
【解析】(1)根据G=mg求出总重力的大小;
(2)根据p=FS求出车对地面的压强,然后分析车是否符合标准;
(3)根据最大压强和面积,利用F=pS求出最大压力;根据水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力求出车的总重力,然后根据G=mg求出最多装载货物的质量。
本题考查了重力公式、压强计算公式的应用,难度不大。
20.【答案】解:
(1)由题意可知,笔筒内注满水时水的深度h内=0.10m,
则注满水时水对笔筒底部产生的压强:
p水=ρ水gh内=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.10m=1000Pa;
(2)因物体对水平面上的压力和自身的重力相等,
所以,笔筒开口向上和开口向下放置时,对桌面的压力F=G相等,
由p=FS可得,笔筒开口向上和开口向下放置时的受力面积分别为:
S上=Gp上,S下=Gp下,
则两种情况下笔筒与桌面的接触面积之比:
S上S下=Gp上Gp下=p下p上=4.05×103Pa8.1×102Pa=51;
(3)如下图所示,青花瓷笔筒材质的体积:
V=S上(h外−h内)+S下h内=5S下(0.11m−0.10m)+S下×0.10m=S下×0.15m,
由G=mg=ρVg可得,青花瓷笔筒材质的密度:
ρ=GVg=GS下×0.15m×10N/kg=GGp下×0.15m×10N/kg=p下0.15m×10N/kg=4.05×103Pa0.15m×10N/kg=2.7×103kg/m3。
答:(1)笔筒内注满水时,水对笔筒底部产生的压强为1000Pa;
(2)笔筒开口向上和开口向下放置时,笔筒与桌面的接触面积之比为5:1;
(3)青花瓷笔筒材质的密度为2.7×103kg/m3。
【解析】(1)根据题意得出笔筒内注满水时水的深度,根据p=ρgh求出水对笔筒底部产生的压强;
(2)笔筒开口向上和开口向下放置时,对桌面的压力相等(都等于笔筒的重力),根据p=FS求出笔筒开口向上和开口向下放置时的受力面积,然后求出两种情况下笔筒与桌面的接触面积之比;
(3)根据题意求出青花瓷笔筒材质的体积,根据G=mg=ρVg结合压强的表达式求出青花瓷笔筒材质的密度。
本题考查了液体压强和固体压强公式的应用,正确得出青花瓷笔筒材质的体积是关键,有一定的难度。
21.【答案】解:(1)由p=ρgh可得,这种液体的密度:
ρ液=p液gh=1600Pa10N/kg×0.2m=0.8×103kg/m3;
(2)因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以,木块受到的浮力:
F浮=G木=m木g=0.12kg×10N/kg=1.2N,
由F浮=ρgV排可得,排开液体的体积:
V排=F浮ρ液g=1.2N0.8×103kg/m3×10N/kg=1.5×10−4m3,
容器内液体的体积:
V液=S容h−V排=50×10−4m2×0.2m−1.5×10−4m3=8.5×10−4m3,
液体的质量:
m液=ρ液V液=0.8×103kg/m3×8.5×10−4m3=0.68kg,
容器对水平地面的压力:
F=G容+G液+G木=G容+m液g+m木g=1N+0.68kg×10N/kg+0.12g×10N/kg=9N,
对水平地面的压强:
p=Fs=9N50×10−4m2=1800Pa;
(3)在木块的下方用细线悬吊一合金块,容器底部所受液体的压强变化了120Pa,
则液体深度的增加量:
△h=Δpρ液g=120Pa0.8×103kg/m3×10N/kg=0.015m,
排开液体体积的增加量:
△V排=S容△h=50×10−4m2×0.015m=7.5×10−5m3,
因合金和木块恰好浸没时,排开液体体积的增加量等于原来木块露出液面的体积加上合金的体积,
即:△V排=V木露+V合金,
所以,合金的体积:
V合金=△V排−V木露=△V排−(V−V排)=7.5×10−5m3−(2×10−4m3−1.5×10−4m3)=2.5×10−5m3,
合金和木块浸没时受到的浮力:
F浮′=ρ液g(V合金+V木)=0.8×103kg/m3×10N/kg×(0.25×10−4m3+2×10−4m3)=1.8N,
把合金和木块看做整体,整体悬浮,受到的浮力和总重力相等,即F浮=G合金+G木,
所以,合金的质量:
m合金=G合金g=F浮′−G木g=1.8N−1.2N10N/kg=0.06kg,
合金的密度:
ρ合金=m合金V合金=0.06kg2.5×10−5m3=2.4×103kg/m3。
答:(1)这种液体的密度是0.8×103kg/m3;
(2)柱形容器对水平地面的压强是1800Pa;
(3)合金块的密度是2.4×103kg/m3。
【解析】(1)知道容器内液体的深度和液体对容器底部的压强,根据p=ρgh求出液体的密度;
(2)物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据阿基米德原理求出排开液体的体积,进一步求出容器内液体的体积,根据m=ρV求出液体的质量,柱形容器对水平地面的压力等于液体和容器、木块重力之和,根据F=G=mg求出其大小,根据p=FS求出对水平地面的压强;
(3)容器底部所受液体的压强变化了120Pa,根据p=ρgh求出液体深度的变化量,进一步求出液体上升的体积,因合金和木块恰好浸没时排开液体的体积等于木块露出液面的体积加上合金的体积,据此求出合金的体积,根据阿基米德原理求出合金和木块浸没时受到的浮力,把合金和木块看做整体,整体悬浮,受到的浮力和自身的重力相等,根据G=mg求出合金的质量,然后根据ρ=mV求出合金的密度。
本题考查了液体压强公式、压强定义式、密度公式、重力公式、物体浮沉条件的应用等,涉及到的知识点较多,综合性强,有一定的难度。实验序号
1
2
3
4
5
气体的体积V(mL)
50
40
34
30
26
气体的压强p(×105Pa)
1.01
1.26
1.49
1.68
1.94
压强与体积的乘积pV(×105Pa⋅mL)
50.5
50.4
50.66
50.4
50.44
序号
A
B
C
D
E
物体重力G/N
0.80
0.65
1.70
2.15
2.15
物体浸没液体中测力计示数F/N
0.70
0.55
1.50
1.40
1.25
物体受到浮力F浮/N
0.10
0.10
0.20
0.75
0.90
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