重庆市万州区黄柏学校2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题(原卷版+解析版)
展开一、选择题(每小题3分,共计36分,每题只有一个正确选项。)
1. 下列的力学数据最接近真实值的是( )
A. 一个标准大气压为760mm汞柱高
B. 中学生对水平地面的压力约为50N
C. 平摊在桌面上的试卷对桌面的压强约1000Pa
D. 中学生在教室内受到的空气浮力约为500N
【答案】A
【解析】
【详解】A、一个标准大气压能支持高的水银柱,所以一个标准大气压为760mm汞柱高,故A符合题意;
B、物体对水平地面的压力和自身的重力大小相等,普通中学生的重力约为500N,则中学生对水平地面的压力约为500N,故B不符合题意;
C、平摊在桌面上的试卷对桌面的压强很小,约为1Pa,故C不符合题意;
D、空气的密度比人体的密度约等于水的密度小得多,人排开空气的体积等于人的体积,由可知中学生在教室内受到的空气浮力比他的重力小得多,远小于500N,故D不符合题意。
故选A。
2. 关于惯性下列说法正确的是( )
A. 在空间站中作业的宇航员没有惯性
B. 乘车时人们系好安全带可以减小惯性
C. 轮船靠岸时提前切断动力利用惯性继续移动
D. 跑到终点的运动员不能立即停下是因为受到惯性的作用
【答案】C
【解析】
【详解】A.一切物体都具有惯性,在空间站中作业的宇航员具有惯性,故A错误;
B.乘车时人们系好安全带可以防止惯性带来的危害,人的质量不变,惯性不变,故B错误;
C.轮船原来处于运动状态,即将靠岸时,关闭发动机后,轮船由于惯性还能继续行驶一段距离,故C正确;
D.跑到终点的运动员不能立即停下来,是运动员由于惯性要保持原来的运动状态,惯性不是力,不能说“受到惯性的作用”,故D错误。
故选C。
3. 某人用水平推力推静止在水平地面上的桌子,但没有推动。以下说法正确的是( )
A. 人推桌子的力小于桌子受到的摩擦力
B. 静止在水平地面上的桌子受到的合力为0
C. 桌子受到的重力与支持力是一对相互作用力
D. 桌子对地面的压力和地面对桌子的支持力是一对平衡力
【答案】B
【解析】
【详解】A.人推桌子,桌子没动,桌上是平衡状态,故受平衡力,水平方向推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,故A错误;
B.静止在水平地面上的桌子处于平衡状态,受到平衡力作用,平衡力的合力为0,故B正确;
C.桌子受到的重力与支持力,受力物体都是桌子,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,是一对平衡力,故C错误;
D.桌子对地面的压力和地面对桌子的支持力,受力物体不同,是一对相互作用力,故D错误。
故选B。
4. 如图为北京冬奥会上的赛事情景,下面关于图中的运动项目说法正确的是( )
A. 花样滑冰运动员单脚滑行时对地面压力减小
B. 滑雪运动员的滑板可以减小对雪地的压强
C. 速滑运动员转弯时一只手触地增大了运动员对地压强
D. 滑雪运动员跃起到最高点时若所有力全部消失将处于静止状态
【答案】B
【解析】
【详解】A.花样滑冰运动员单脚滑行时,她自身的重力不变,则她对地面压力不变,故A错误;
B.在压力一定的情况下,滑雪运动员的滑板,增大了受力面积,从而减小了对雪地的压强,故B正确;
C.在压力一定的情况下,速滑运动员转弯时一只手触地,增大了受力面积,从而减小了运动员对地压强,故C错误;
D.滑雪运动员跃起到最高点时,在水平方向有一定的速度,若所有力全部消失,根据牛顿第一定律,物体在不受任何力的作用时候,总是处于静止状态或匀速直线状态,运动员将会做匀速直线运动,故D错误。
故选B。
5. 下列说法正确的是( )
A. 液体压强与液体密度成正比
B. 人潜水较深时必须穿潜水服,是因为液体压强随深度的增加而增大
C. 拦河大坝上窄下宽是为了减小水的压强
D. 帕斯卡裂桶实验说明液体重力越大,液体压强越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.由可知,当液体深度相同时,液体压强与液体密度成正比,故A错误;
B.因为液体压强随着液体深度的增加而增大,如果潜水员潜入较深的水中,身体受到的压强较大,必须穿潜水服保护,故B正确;
C.拦河大坝上窄下宽,是因为液体内部的压强随深度的增加而增大,为了能承受更大的压强,下面更宽,故C错误;
D.帕斯卡裂桶实验,说明液体压强随深度的增加而增大,故D错误。
故选B。
6. 关于大气压强,下列说法正确的是( )
A. 用吸管吸牛奶是利用大气压B. 马德堡半球实验测量出了大气压的值
C. 大气压随着海拔的增大而增大D. 用注射器将药液注入肌肉里是利用大气压
【答案】A
【解析】
【详解】A.塑料吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,故A正确;
B.托里拆利首次测量出了大气压值,马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在,故B错误;
C.大气压随海拔高度的增加而减小,故C错误;
D.用注射器将药液注入肌肉利用了液体的压强,不是利用大气压,故D错误。
故选A。
7. 图中没有利用连通器的特点来工作的是( )
A. 红酒分酒器B. 锅炉水位计
C. 船闸D. 组装好U形管压强计
【答案】D
【解析】
【详解】A.红酒分酒器的上端都开口、底部相互连通,是利用连通器的原理工作的,故A不符合题意;
B.锅炉水位计的上端都开口、底部相互连通,是利用连通器的原理工作的,故B不符合题意;
C.船闸的上游与闸室下面通过阀门相通,当下游阀门关闭,上游阀门打开,上游与闸室内的水位逐渐相平,打开上游闸门,船就可以进入闸室;同理,船再进入下游,就通过了船闸。所以船通过船闸使用了两次连通器,故C不符合题意;
D.组装好的U形管压强计,一端封闭,一端开口,不是利用连通器的原理工作的,故D符合题意。
故选D。
8. 下列关于浮力的说法正确的是( )
A. 浮力是物体对液体施加的
B. 水中的物体一定受浮力作用
C. 浮力是液体(气体)对物体压力的合力
D. 漂浮在水面的木块比沉在水底的铁球受到的浮力大
【答案】C
【解析】
【详解】A.浮力是浸在气体或液体中的物体受到的气体或液体给物体的力,施力物体是液体或气体,物体是受力物体,故A错误;
B.水中的物体不一定受浮力作用,例如水中的桥墩就不受水的浮力作用,故B错误;
C.浮力指的是物体上下表面的压力差,即浮力是液体(气体)对物体压力的合力,故C正确;
D.因不知道木块与铁球排开水的体积关系,所以漂浮在水面的木块与沉在水底的铁球受到的浮力无法比较大小,故D错误。
故选C。
9. 把一块橡皮泥捏成实心球状,轻轻放到烧杯内的水面上,静止之后,实心球橡皮泥沉到容器底部,再把它捏成碗状,轻轻放到该烧杯内的水面上,橡皮泥漂浮在水面上,如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 橡皮泥所受重力B. 橡皮泥所受的浮力
C. 橡皮泥所受的浮力D. 橡皮泥排开水的体积
【答案】B
【解析】
【详解】A.物体的质量与物体的形状无关,则同一块橡皮泥的质量相同,则同一块橡皮泥所受重力相同,故A错误;
BC.实心球橡皮泥沉到容器底部,所以实心球橡皮泥受到的浮力
橡皮泥捏成碗状时,橡皮泥漂浮在水面上,受到的浮力等于重力
橡皮泥所受的浮力
故B正确,C错误;
D.乙中橡皮泥所受的浮力浮力大,根据可知,物体在乙中排开液体的体积大,即
故D错误;
故选B。
10. 如图所示,下列说法中不正确的是( )
A. 图甲中橡皮泥船采用空心的办法来增加载货量
B. 图乙潜水艇在海中悬浮和漂浮时所受的浮力相等
C. 图丙盐水选种时,沉入水底的良种浮力小于重力,浮在水面的次种浮力等于重力
D. 图丁加热孔明灯内空气,内部空气密度比外部空气密度小到一定程度,孔明灯上升
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲中橡皮泥船采用空心的办法来增加排开水的体积,来增加载货量,故A正确,不符合题意;
B.图乙潜水艇在海中悬浮和漂浮时排开水的体积不同,所受的浮力不同,故B错误,符合题意;
C.图丙盐水选种时,由浮沉条件得,沉入水底的良种浮力小于重力,浮在水面的次种浮力等于重力,故C正确,不符合题意;
D.图丁加热孔明灯内空气,内部空气密度比外部空气密度小到一定程度,孔明灯受到的浮力大于重力,孔明灯上升,故D正确,不符合题意。
故选B。
11. 将重为5N的物体投入一装满水的溢水杯中,溢出水3N,当物体静止时,下列判断正确的是( )
A. ,物体漂浮B. ,物体下沉
C. ,物体悬浮D. ,物体上浮
【答案】B
【解析】
【详解】由于物体投入一装满水的溢水杯中,则根据阿基米德原理可知:物体受到的浮力
由于
所以物体沉在水底,故ACD错误,B正确。
故选B。
12. 如图所示,两个质量相同的均质圆柱体甲、乙静止在水平地面上,其底面积之比为2:1,其高度和之比为2:1,将乙沿水平方向切去厚度为的部分,并放到甲物体上,叠加后甲对地面的压强与乙剩余部分对地面的压强相等,则下列判断正确的是( )
A
B. 甲、乙两物体的密度之比为1∶2
C. 乙切割前后对地面压强之比3∶1
D. 未切割时,甲、乙对地面的压强之比为1∶1
【答案】A
【解析】
【详解】圆柱体甲、乙质量相同,静止在水平地面上对地面的压力等于重力,两圆柱体对地面的压力相同,;
A.乙为均质圆柱体,将乙沿水平方向切去厚度为的部分,则剩余部分对地面的压力为
放到甲物体上,此时甲对地面的压强为,则有
因为,,整理上式可得
故A正确;
B.两个质量相同的均质圆柱体甲、乙,其底面积之比为2:1,高度和之比为2:1,则两物体的体积之比为
甲、乙质量相同,则根据可知,甲、乙两物体的密度之比为
故B错误;
C.未切割前乙对地面的压强,切割后乙对地面的压强,乙切割前后对地面压强之比
故C错误;
D.甲、乙两个质量之比为1∶1,根据可知,两物体的重力之比为1∶1,未切割时,甲、乙对地面的压力大小等于重力大小,则甲、乙对地面的压力之比为1∶1,由可知,两物体对地面的压强之比为
故D错误。
故选A。
二、填空作图题(每空1分,每图1分,共计20分)
13. 英国物理学家______总结了伽利略等人的研究成果,概括出重要的物理定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。为了纪念他的杰出贡献,人们以他的名字命名了物理量______的单位。
【答案】 ①. 牛顿 ②. 力
【解析】
【详解】[1][2]对于运动和力的关系,牛顿在总结实验现象和前人经验的基础上,得到了第一定律;牛顿第一定律是理想状态下物体运动和力的关系,在实际条件下,物体受到外力的作用,这些力的作用是改变物体的运动状态;后人为了纪念牛顿对力学研究的突出贡献,将力的单位以“牛顿”来命名。
14. 小华在超市购物时,用5N的水平力推着一辆小车在水平地面上做匀速直线运动,这时小车受到的阻力是 ______N。突然,小华发现前面有一个小孩,于是他马上用11N的水平力向后拉小车,此时小车所受到的合力为 ______N。
【答案】 ①. 5 ②. 16
【解析】
【详解】[1]用5N的水平力推着一辆小车在水平地面上做匀速直线运动,则水平方向推力和阻力是一对平衡力,故阻力为5N;
[2]用11N的水平力向后拉小车,小车做减速运动,此时在水平方向受拉力和摩擦力的作用,且二力方向相同,故小车所受合力为向后的拉力和摩擦,即
F合=5N+11N=16N
15. 轿车在行驶过程中对地面的压力_________车的重力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。教室的窗户开着,门也开着,一阵强风从门外吹进教室,门自动关上,是因为门外空气流速______,门外压强变小。
【答案】 ①. 小于 ②. 大
【解析】
【详解】[1]轿车在行驶过程中,轿车的上方是空气流动的速度快,压强小;下方空气流动速度慢,压强大,轿车在压强差下产生向上的升力,对地面的压力减小,小于车的重力。
[2]教室的窗户开着,门也开着,一阵强风从门外吹进教室,门外的空气流速大,压强小,门内的空气流速小,压强大,产生了向外的压强差,所以门自动关上。
16. 潜水艇是靠改变自身___________来实现上浮和下沉。一艘潜水艇从长江潜行到东海时,它受到的浮力将___________(后一空选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 重力 ②. 变大
【解析】
【详解】[1]潜水艇靠自身水舱的吸水和排水,来改变自身的重力,从而改变重力与浮力的大小关系,实现上浮和下沉。
[2]潜水艇从长江潜行到东海时,自身体积不变,即排开液体的体积不变,海水的密度比江水大,由F浮=ρ液V排g可知,在东海里比在长江里潜行时所受的浮力大。
17. 如图所示,甲、乙两个容器质量相等、底面积相同,内装两种不同液体,两容器底部受到的液体压强相等。容器对桌面的压力分别为和,距离容器底部等高的位置有A、B两点,受到的液体压强分别为和。则___________,___________。(均选填“>”“<”或“=”)
【答案】 ①. > ②. >
【解析】
18. 如图所示,一个装有酒精的容器放置在水平桌面上,a点所受压强与b点所受压强之比为______,容器底受到酒精的压强是______Pa。(酒精密度为0.8g/cm3)
【答案】 ①. 3:8 ②. 800
【解析】
【详解】[1] a距上液面的距离为0.03m,b距液面的距离为
由可知,a点所受压强与b点所受压强之比为
[2] 容器底受到酒精压强
19. 如图所示,是液压机的模型,当作用在小活塞上的力是时,在大活塞上得到了的力。已知,则两活塞上压强之比 ____ ,压力之比=____。
【答案】 ①. 1︰1 ②. 1︰5
【解析】
【详解】[1]根据帕斯卡定律,在液压机小活塞上施加的压强,能够大小不变地由液体传递到大活塞上,所以两活塞上压强之比为
[2]根据 可得,所以压力之比为
20. 如图,原本是静止的水箱突然向左加速启运动,水箱里的气泡会_________(选填:向左,向右),其主要原因是相同体积情况下气泡的惯性_________水的惯性(选填:大于,等于,小于)。
【答案】 ①. 向左 ②. 小于
【解析】
【详解】[1][2]惯性是物体固有的属性, 一切物体在任何情况下都有惯性;运输车内的水有质量,所以会有惯性,即有保持原来的运动状态的性质,液体中的气泡因此会由于水的运动而运动。当水箱向左开动时,液体由于惯性仍保持原来的静止状态,因此会向右挤,从而将气泡向左挤压,使气泡向左;气泡与液体都是有惯性的,只是相对于液体的惯性,气泡的质量太小惯性太小。
21. 如图所示,一个质量为1kg,底面积为,足够高的圆柱形容器放在水平桌面上,容器中装有10cm的水。现将一个质量为2kg,底面积为的实心物体A(不吸水)从水面缓慢下降2cm,则水面上升的高度为___________cm;此时,弹簧测力计的示数与水平桌面所受压力之比为___________。
【答案】 ①. 2 ②. 8∶17
【解析】
【详解】[1]物体A下降2cm后,排开水的体积为
水面升高的高度为
[2]此时,圆柱体A受到的浮力为
圆柱形容器的重力为
容器中水的重力为
物体A的重力为
根据称重法测浮力得,弹簧测力计的示数为
水平桌面所受压力为
弹簧测力计的示数与水平桌面所受压力之比为
22. 如图所示,物体在两个力的作用下处于静止状态。请在图中画出该物体所受到的另一个力F2;
【答案】
【解析】
【详解】根据牛顿第一定律,物体处于静止状态时,受到平衡力的作用,故物体所受到的另一个力F2与力F1大小相等,方向相反,沿同一直线作用在同一物体上,如图所示:
。
23. 油条是传统早点之一,如图甲是油条制作过程,请在图乙中画出油条浮在油面上时受到的浮力的示意图。(O为重心)
【答案】
【解析】
【详解】当油条漂浮时,油条受到的浮力方向竖直向上,大小等于重力的大小,作用点在油条重心上,据此过油条的重心O沿竖直向上的方向作一条有向线段,符号为F浮,如图所示:
三、实验探究题(每空1分,共计22分)
24. 如图所示,在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时,小航同学利用木板、橡皮泥、包扎带和若干相同的钩码进行探究活动。
(1)橡皮泥做成长方体平放于木板上方,把包扎带剪出两段,并将两段包扎带分别绕在橡皮泥上,且在包扎带下方挂上不同数量的钩码,如图所示。小航同学是通过观察橡皮泥的___________来比较压力作用效果的,通过观察对比可以得出结论:受力面积相同时,压力作用效果与___________有关;
(2)小航想继续探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应进行的操作是:将橡皮泥恢复原状,把包扎带撕成宽度___________的两段,两包扎带下方挂数量___________的钩码进行实验(均选填“相同”或“不同”)。
【答案】 ①. 凹陷程度 ②. 压力大小 ③. 不同 ④. 相同
【解析】
【详解】(1)[1]根据转换法,小航同学是通过观察橡皮泥的凹陷程度来比较压力作用效果的;
[2]包扎带下方挂的钩码数量不同,对橡皮泥的压力不同,通过观察对比可以得出结论:受力面积相同时,压力作用效果与压力大小有关。
(2)[3][4]小航想继续探究压力的作用效果跟受力面积的关系,要控制压力相同,故应进行的操作是:将橡皮泥恢复原状,把包扎带撕成宽度不同的两段,两包扎带下方挂数量相同的钩码进行实验。
25. 小涛在力学探究实验中发现:使小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在毛巾表面上移动的距离。再分别换用棉布和木板表面进行两次实验,实验现象如图所示。
(1)每次都使小车从斜面顶端由静止滑下,目的是使小车每次到达水平面时_________相同;
(2)根据实验现象可以得出:小车受到的阻力越小,运动的距离越_______;
(3)实验中没有采用的科学方法是( )
A.控制变量法 B.转换法 C.等效替代法 D.科学推理法
【答案】 ①. 速度 ②. 远 ③. C
【解析】
【详解】(1)[1]每次都使小车从斜面顶端由静止滑下,目的是使小车每次到达水平面时速度相同,相同的重力势能转化为内能,小车每次到达水平面时相同。
(2)[2]小车受到的阻力越小,速度减小的越慢,运动的距离越远。
(3)[3] A.小车从斜面顶端由静止滑下,速度相同,阻力不同,采用控制变量法,故A不符合题意;
B.通过改变接触面的粗糙程度从而改变阻力,故B不符合题意;
C.等效替代是产生相同的作用效果,故C符合题意;
D.不可能阻力为零,推理出小车不受阻力,小车运动的情况,故D不符合题意。
故选C。
26. 探究二力平衡条件。
(1)在探究同一问题时,同学们认为图甲装置优于图乙装置。其主要原因是__________;
(2)利用图丙装置_________(选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。
【答案】 ①. 减少摩擦力对实验结果的影响 ②. 能
【解析】
【详解】(1)[1]甲装置中,小卡片重力小,可以忽略,悬在空中不受摩擦力影响;乙装置中,实验用的木块放在水平桌面上,木块和桌面之间存在摩擦力,摩擦力是不能消除的,实验要受到摩擦力影响,所以,图甲装置优于图乙装置,其主要原因是减小了摩擦力对实验结果的影响。
(2)[2]因为左右两侧各通过一个定滑轮,定滑轮的位置虽然不等高,但是当两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一个物体上时,小卡片还是处于静止状态,照样能完成实验。
27. 为了探究“影响液体内部压强大小的因素”,琳琳采用如图所示装置进行实验。
(1)实验前,琳琳检查实验装置时发现:按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化___________(“明显”或“不明显”),则这套实验装置漏气;
(2)调节好装置,进行实验,比较图乙、图丙可知,当深度一定时,液体内部压强与___________有关:在图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两液面的高度差将___________(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)若发现,当探头在不同液体中的深度相同时,U形管两侧液面的高度差对比不明显,琳琳做了一些改进,下面操作不能使U形管两侧液面高度差对比更明显的是___________。
A.将U形管换成更细的 B.U形管中换用密度更小的液体
C.烧杯中换密度更大的液体 D.使探头在不同液体中均向下移动相同的距离
(4)琳琳还利用U形管压强计改装而成的测量液体密度的仪器。如图丁所示,A为固定支架,保证橡皮膜在不同液体中深度均为5cm。U形管内盛水,在U形管右管有一个指示液面位置的浮标(厚度重力不计),未测量时,U形管两侧水面相平。当橡皮膜浸入某液体中静止时,浮标指示在b处,ab间距2cm,则液体密度为___________(不计橡皮膜形变抵消的压强)。若考虑浮标重力,仍然正常使用U形管压强计,则所测液体密度值___________。(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
【答案】 ①. 不明显 ②. 液体的密度 ③. 不变 ④. A ⑤. 0.8 ⑥. 偏小
【解析】
【详解】(1)[1]实验中,通过U形管两侧液面的高度差反映液体压强的大小,按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化不明显,说明这套实验装置漏气。
(2)[2]比较乙、丙两图可知,液体的深度相同,液体密度不同,U形管左右液面差不同,液体内部压强不同,所以液体内部压强与液体的密度有关。
[3]丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,探头所受的液体压强不变,即U形管两液面的高度差将不变。
(3)[4]探头在不同液体中的深度相同,根据p=ρgh可知,深度相同,液体的密度越大压强越大,所以在“烧杯中换密度差更大的液体”U形管左右两侧液面的高度差最大;“U形管中换用密度更小的酒精”U形管左右两侧液面的高度差较大;“将U形管换成更细的”不能使两侧液面高度差对比更加明显;增加探头在液体中的深度,据p=ρgh可知,液体密度一定时,探头所处深度越大,受到的压强越大,U形管左右两侧液面的高度差更大;故BCD不合题意,A符合题意。
故选A。
(4)[5]当橡皮膜放入某液体中,ab右管升高2cm,左管下降2cm,左右两管相差4cm,根据液体压强计受到的压强等于左右两管水产生的压强差,即
p液=p水
所以
ρ液gh液=ρ水gh水
[6]若考虑浮标重力,浮标会对液体产生向下的压强,测得的U形管两侧液面高度差变小,仍然正常使用U形管压强计,则所测液体密度值偏小。
28. 同学们利用如下器材来探究“浮力的大小”,实验过程如图1所示:
(1)你觉得图1中合理的实验顺序是________;
(2)小明同学在图1A、B、C、D中,弹簧测力计的示数分别为2.5N、1.4N、1N、2N,发现石块受到的浮力F浮大于排开水的重力G排,造成这种结果不可能的原因是____;
A.弹簧测力计都没有校零 B.步骤B中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部
C.石块吸水 D.在进行B步骤前,溢水杯中的水没有加满
(3)小明改正错误后,得到浸没在水中时石块受到的浮力为1N,则石块的密度为_______;
(4)小红同学对该实验进行了改变。如图2所示,将容器放在升降台C上,用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积。小红逐渐调高升降台,发现在重物浸没之前,随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A示数的变化量____弹簧测力计B示数的变化量(选填“大于”、“小于”或“等于”),从而证明了F浮=G排;
(5)若已知重物边长为10cm,重为15N的实心正方体,重物刚接触水面后,升降台面又上升5cm时,弹簧测力计的示数为_____(弹簧测力计每1N的刻度线间距为1cm);
(6)当物体刚好完全浸入,继续升起升降台,A、B测力计的示数无变化,说明物体受到浮力与物体_______无关;
(7)甜甜同学认为:用天平、烧杯、水、细线也能测量出石块(石块的重为F1)的密度,主要实验步骤如下:
①如图3所示,将烧杯中装入适量的水,置于天平上,天平平衡时的读数为m1;
②如图4所示,接着用细线将石块拴住,使之完全浸没在上述烧杯的水中,天平平衡时的读数为m2(此时手向上拉住细线另一端,石块不接触杯壁和杯底,水不溢出);
石块的密度表达式为=_______。(用此题中所给字母表示)
【答案】 ①. CABD##ACBD ②. A ③. 2.5×103 ④. 等于 ⑤. 12.5N ⑥. 浸没深度 ⑦.
【解析】
【详解】(1)[1]先测出空桶的重力,再测出物体的重力,或先测出物体的重力再测出空桶的重力,将物体浸入水中,测出物体此时受到的拉力,最后测出排开水和桶的总重力,故操作顺序为:CABD或ACBD。
(2)[2] A.若弹簧测力计都没有校零,则测得数据都偏大,浮力和排开水的重力均为两次测量值的差值,结果不变,所以不会导致石块受到的浮力F浮大于排开水的重力G排,故A符合题意;
B.步骤B中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部,底部给石块一个向上的支持力,导致拉力减小,计算浮力是用重力减去拉力,所以浮力偏大,大于排开水的重力G排,故B不符合题意;
C.若石块吸水,石块排开水的体积变小,即排开水的重力G排偏小,所以浮力F浮大于排开水的重力G排,故C不符合题意;
D.在进行B步骤前,溢水杯中的水没有加满,进入桶中水的体积小于排开水的体积,导致G排偏小,故D不符合题意。
故选A。
(3)[3]石块重力为2.5N,浸没时的浮力为1N,则石块的密度
(4)[4]弹簧测力计A示数的变化量即为物体所受浮力的变化量,弹簧测力计B示数的变化量即为排开水的重力的变化量,若弹簧测力计A示数的变化量等于弹簧测力计B示数的变化量,则可证明F浮=G排。
(5)[5]物体未浸入水中时,弹簧测力计示数等于15N,平台又上升后,由于物体受浮力,所以弹簧测力计示数会减小,且弹簧测力计每1N的刻度线间距为1cm,设物体静止时弹簧缩短了hcm,此时物体浸入水中的深度为(5-h)cm,弹簧测力计示数为
此时弹簧测力计拉力、浮力与物体重力平衡,所以
即
解得
所以弹簧测力计示数
(6)[6]当物体刚好完全浸入,继续升起升降台,物体在水中的深度变大,A、B测力计的示数无变化,说明物体受到浮力与物体的浸没深度无关。
(7)[7]石块排开水的质量
石块的体积
石块的密度
四、论述计算题(本题共3个小题,第27题6分,第28题8分,第29题8分,共计22分。解题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得分。
29. 一辆汽车总质量为5000kg,在水平路面上做匀速直线运动,受到的阻力是车重的0.05倍。求:(g取10N/kg)
(1)汽车受到地面的支持力为多大?
(2)汽车做匀速直线运动时,汽车牵引力为多大?
【答案】(1)5×104N;(2)2500N
【解析】
【详解】解:(1)汽车的重力
G=mg=5000kg×10N/kg=5×104N
汽车在水平路面上做匀速直线运动,竖直方向上重力与支持力为平衡力,即
F支=G=5×104N
(2)因小车做匀速直线运动时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以汽车的牵引力为
F=f=0.05G=0.05×5×104N=2500N
答:(1)汽车受到地面的支持力为5×104N;
(2)汽车做匀速直线运动时,汽车牵引力为2500N。
30. 如图所示,将底面积为50cm2,质量为0.3kg的容器放在表面积为1m2的水平桌面上,容器内装有重40N,深60cm的水。求:
(1)A点水的压强;
(2)水对容器底的压力;
(3)容器对水平桌面的压强。
【答案】(1)5×103Pa;(2)30N;(3)8.6×103Pa
【解析】
【详解】解:(1)水深
A点水的深度
A点水的压强
(2)水对容器底的压强
容器底面积
由得,水对容器底部的压力
(3)容器的重力
容器对水平桌面的压力
容器对水平桌面的压强
答:(1)A点水的压强为;
(2)水对容器底部的压力为30N;
(3)容器对水平桌面的压强为。
31. 如图甲,水平放置的平底柱形容器A。不吸水的正方体木块B,边长为10cm,静止在容器中央。质量体积忽略的细线一端固定在容器底部,另一端固定在木块底面中央,且细线的长度L=9cm,现缓慢向容器中加水,当加入1200cm3的水时,木块B对容器底部的压力刚好为0。如图乙,此时容器中的水深度为6cm。求:
(1)此时木块B受到的浮力?
(2)木块B的密度?容器的底面积?
(3)若继续缓慢向容器中加水,当容器中水的总体积为4620cm3时,停止加水,如图丙,此时将与B相连的细线剪断,当木块静止时,水对容器底部压强的变化量是多大?(整个过程中无水溢出,不计绳子长度变化)
【答案】(1)6N;(2)0.6×103kg/m3,300cm2;(3)120Pa
【解析】
【详解】解:(1)木块排开水的体积
木块B受到的浮力
(2)当加入1200cm3的水时,水深h=6cm,木块B对容器底部的压力刚好为0,即木块恰好漂浮,木块B的重力
木块的体积
木块B的质量为
木块B的密度
由图乙知,,容器的底面积
(3)由图丙知,细线被拉直,所以木块下表面以下水的体积为
木块下表面以上水的体积为
设此时木块浸入水的深度为h′,则,所以木块浸入水的深度
此时木块排开水的体积为
若将细线剪断木块将上浮,当木块静止时漂浮,细绳剪断前、剪断后,排开水的体积变化量
则水的深度变化量
所以水对容器底部压强的变化量
答:(1)此时木块B受到的浮力为6N;
(2)木块B的密度为;容器的底面积为300cm2;
(3)当木块静止时,水对容器底部压强的变化量是为120Pa。
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