山东济宁市嘉祥县2023-2024学年八年级下学期第二次月考物理试卷
展开这是一份山东济宁市嘉祥县2023-2024学年八年级下学期第二次月考物理试卷,共16页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
1.如图所示,汽车上配有安全带和头枕,能减轻汽车发生事故时对人体造成的伤害,其中安全带主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害( )
A. 紧急刹车
B. 突然加速
C. 汽车启动
D. 后方追尾
2.下列关于力学现象的解释中正确的是( )
A. 人用力推车,车未动,是因为推力小于摩擦阻力
B. 苹果在空中下落得越来越快,是因为力可以改变物体的运动状态
C. 汽车刹车后,速度会逐渐减小,最后会停下来,是因为汽车具有惯性
D. 书本静止在课桌上,是因为书本的重力与书本对桌面的压力平衡
3.如图是靖江特产蟹黄汤包,一只装有汤包的盘子正静放在水平桌面上,则下列说法正确的是( )
A. 盘对桌的压力与桌对盘的支持力是一对平衡力
B. 汤包对盘的压力与桌对盘的支持力大小相等
C. 盘对桌的弹力是由于桌面的弹性形变产生的
D. 盘对汤包支持力与汤包所受的重力是一对平衡力
4.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计,物重G=2N,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A. 2N,0B. 2N,4NC. 2N,2ND. 4N,2N
5.如图,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,然后让小球由静止从A点开始运动,B点是小球运动轨迹中的最低点,不计摩擦和空气阻力,小球能刚好摆到与A点等高的C点,那么,下列说法正确的是( )
A. 在B点时,若细线断开,小球将做匀速直线运动
B. 在C点时,若所有的外力消失,小球将做斜向上的匀速直线运动
C. 在C点时,若细线断开,小球将竖直下落
D. 小球刚好摆到C点时受平衡力
6.公园中常常能见到用鹅卵石铺成的凹凸不平的道路,人在上面行走时能够对脚底有一定的按摩作用,人在上面行走和在水平路面上行走相比,压力和压强的变化是( )
A. 压力不变,压强变大B. 压力变大,压强变大
C. 压力不变,压强不变D. 压力变大,压强不变
7.如图实例中为了减小压强的是( )
A. 甲图,铁轨铺在枕木上B. 乙图,单杠运动员手上涂防滑粉
C. 丙图,自行车刹车时用力捏闸D. 丁图,篆刻刀做的很锋利
8.下列不是利用连通器原理工作的是( )
A. 茶壶B. 船闸
C. 液体压强计D. 地漏
9.如图所示,a、b为放在水平地面上的两个均匀圆柱体,已知底面积Sa=3Sb,高度hb=2ha,对地面的压强pa=pb,圆柱体密度分别为ρa和ρb,对地面的压力分别Fa和Fb.则下列说法正确的是( )
A. ρa=ρb,Fa=FbB. ρa=2ρb,Fa=3Fb
C. ρa=12ρb,Fa=13FbD. ρa=13ρb,Fa=3Fb
10.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
A. 容器对桌面的压力:F甲
C. 容器对桌面的压强:p甲=p乙
D. 液体对容器底部的压强:p甲'=p乙'
二、填空题:本大题共6小题,共12分。
11.如图所示,用飞机向目标空投救灾物品,若飞机向前飞行刚好到达目标的正上方B点时空投,物品会落在目标______(填“前方”或“后方”)飞机应在______(填“A”或“C”)点处进行空投,才能将救灾物品投至目标处。
12.跳伞运动员在从飞机上跳下、降落伞没有打开之前,下落会越来越快,此时运动员受到的阻力______(填“等于”或“不等于”)重力;当降落伞打开一段时间后,以5m/s的速度竖直匀速下降(如图所示),已知跳伞运动员和伞的总重力为700N,此时运动员(包括伞)受到的阻力为______N。
13.如图(1),放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用,F-t和v-t图像分别如图(2)、图(3)所示。物体在3-6s受到的摩擦力的大小为______N;物体在0-3s受到的合力的大小为______N。
14.物理知识与日常生活和技术密切相关。图1中船闸是利用了______原理;图2中三峡大坝筑成上窄下宽,是因为液体内部压强随______增加而增大。
15.如图所示,一个封闭圆台形容器,内装一定量的水,水所受重力为G水,水对容器底部压强为p水,容器对桌面的压强为p容。则水对容器底部压力F水 ______G水,则倒置该容器后,水对容器底部压强p水' ______p水(均选填“<”“>”或“=”)。
16.如图所示,盛有水的容器静止在水平桌面上。容器重1N,容器中的水重7N,顶部和底部的面积均为100cm2,顶部到底部的高度h2=6cm,侧壁上有一开口弯管,弯管内的水面高度h1=8cm;水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。水对容器顶部的压强为______Pa,水对容器底部的压力为______N。
三、作图题:本大题共2小题,共4分。
17.如图所示小物块A在固定的斜面B上恰能匀速下滑,请在图中画出A下滑时受到斜面的摩擦力以及自身重力的示意图。
18.逛商场时,小明发现他乘坐的电梯是匀速上升的(如图甲)。图乙为他乘坐电梯的模拟图,其中O为重心,请画出此时小明的受力示意图。
四、实验探究题:本大题共3小题,共14分。
19.在“探究力和运动的关系”的实验中,让木块由静止开始沿斜面滑下,木块在3种不同水平面上运动一段距离后分别停留在如图所示的位置。
(1)实验需要木块从同一斜面的同一高度开始下滑,目的是使小车到斜面底端的______相同;
(2)实验结论:平面越光滑,木块受到的阻力越小,速度减小得越______;
(3)推论:如果木块在水平面受到的阻力为零,木块将做______;
(4)牛顿第一定律是建立在______。
A.日常生活经验的基础上
B.科学家猜想的基础上
C.直接实验结果的基础上
D.实验和科学推理相结合的基础上
20.如图所示,小车在水平方向受到两个力的作用,我们通过观察小车在水平方向受到不同的两个力作用时,小车是否处于静止来探究二力平衡需要满足哪些条件。
(1)把小车放在较______(选填“光滑”或“粗糙”)的水平桌面上,对实验结论的得出更有利。
(2)向两吊盘中加砝码,当两盘中的砝码质量______(选填“相等”或“不相等”)时,小车静止。
(3)保持两吊盘中的砝码质量相等,将小车在桌面上旋转一个角度松手后,小车______(选填“能”或“不能”)平衡。
(4)通过上述过程可知:作用在同一物体上的两个力,只有当大小相等、方向______,且作用在______上,这两个力才彼此平衡。
21.如图所示,在“探究压力作用效果和液体压强影响因素”的实验中:
(1)通过观察海绵的______可以比较压力的作用效果;
(2)对比图a、b可以得出结论:当______相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)重新安装好压强计继续实验:对比图e、f、g三次实验可知,同一液体在同一深度向各个方向的压强______;对比图g、h两次实验可知,同一深度,液体的______越大,压强越大;
(4)通过本实验还可以测量出盐水的密度,图h中用刻度尺测得U形管左右两侧水面高度差为5.1cm,压强计的金属盒距离盐水液面的高度为5cm,则盐水密度为______kg/m3。
五、计算题:本大题共2小题,共10分。
22.一颗图钉尖的面积是5×10-8m2,图钉帽的面积是5×10-4m2,手指对图钉的压力为20N,求:
(1)手对图钉帽产生的压强;
(2)图钉尖对墙面产生的压强。
23.如图所示,一质量为0.1kg的玻璃杯(厚度不计),静止放在水平桌面上,杯内装有200cm3的水,水深为8cm,玻璃杯的底面积为20cm2,求:
(1)玻璃杯中水的重力;
(2)水对玻璃杯底的压力;
(3)玻璃杯对桌面的压强。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:A、当汽车突然刹车或追尾前车时,人由于惯性要保持原来的运动状态,身体会向前倾,这时安全带可以起到保护作用,故A正确;
BCD、当汽车突然加速、启动、后车追尾时,坐在座椅上的人由于惯性要保持原来的运动状态,头会突然后仰,这时较软的头枕会保护头颈不被撞伤,故BCD错误。
故选:A。
物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,据此结合不同运动状态下人身体运动情况的改变分析即可解答。
此题主要考查学生对惯性现象的理解。惯性现象在现实生活中随处可见,和我们的生活密切相关,学习中要注意联系实际,用所学惯性知识解决生活中的实际问题。
2.【答案】B
【解析】解:A、人用力推车,车未动,处于静止状态,说明受力平衡,即推力等于摩擦力,故A说法错误;
B、苹果在空中下落时,由于受力竖直向下的作用,其运动状态不断改变,下落速度越来越大,故B说法正确;
C、汽车刹车时,受到地面的摩擦阻力,在该力的作用下,汽车的运动状态发生改变,速度会越来越小,最终会停下来,并不是由于具有惯性,故C说法错误;
D、书本受到的重力作用在书本上,而书本对桌面的压力是作用在桌面上,这两个力不是作用在同一物体上,不符合二力平衡的条件,故D说法错误。
故选:B。
解答此题用到以下知识:
(1)当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,受平衡力作用;
(2)力的作用效果是:可以改变物体的形状,可以改变物体的运动状态;
(3)滑行的物体最终停下来是由于受到阻力的作用;
(4)二力平衡的条件是:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,并且在同一直线上。
该题通过实例考查了力的作用效果和二力平衡的知识,在应用力的作用效果时时要注意辨别物体发生变化的是形状还是运动状态,在判断两个力是否为平衡力时要注意这两个力需要同时满足四个条件,即:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,并且在同一直线上。
3.【答案】D
【解析】解:
A、盘对桌的压力与桌对盘的支持力,二力没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,故A错误;
B、汤包对盘的压力等于汤包的重力,桌对盘的支持力大小等于盘子和汤包的总重力,所以汤包对盘的压力与桌对盘的支持力大小不相等,故B错误;
C、盘对桌的弹力是由于盘的弹性形变产生的,故C错误;
D、盘对汤包支持力与汤包所受的重力是一对平衡力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,故D正确。
故选:D。
二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。缺一不可。静止在水平面上的物体对水平面的压力等于本身的重力;
弹力是发生弹性形变形成的。
此类题考查二力平衡的四个条件。必须同时满足,才能判定物体受到的是平衡力。
4.【答案】C
【解析】解:对A来说,由重物平衡得到,弹簧的拉力大小FA=G=2N,则弹簧秤A的读数为2N;
对B来说,由左侧重物(或右侧重物)平衡得到,弹簧的拉力大小FB=G=2N,则弹簧秤B的读数为2N。
故选:C。
当弹簧测力计受到平衡力时静止,在挂钩和拉环上施加大小相等、方向相反的力时,测力计示数显示其中一个力的大小;定滑轮的工作特点是只改变力的方向,不改变力的大小。
此题考查了利用二力平衡条件判断弹簧测力计的示数,根据物体处于静止状态,得出物体受平衡力的作用,从而得出测力计的示数,同时涉及到了定滑轮的特点。
5.【答案】C
【解析】解:A.在B点时,小球的速度不为零,若细线断开,小球只受到重力的作用,则小球会斜向下做变速运动,故A不符合题意;
B.在C点时,小球的速度为0,若所有的外力消失,由牛顿第一定律可知小球将静止,故B不符合题意;
C.在C点时,小球的速度为0,若细线断开,小球只受到重力的作用,小球在重力的作用下,沿竖直向下做加速运动,故C符合题意;
D.小球刚好摆到C点时,拉力与重力不在同一条直线上,受非平衡力,故D不符合题意。
故选:C。
分别对物体在BC两点的受力情况进行分析,然后得出结论;
根据牛顿第一定律可知,当物体不受任何外力的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态,在力消失的一瞬间,原来运动的物体将做匀速直线运动,原来静止的物体将永远静止下去。
此题考查了学生力和运动之间的关系,力可以改变物体的形状或运动状态。
6.【答案】A
【解析】解:人在水平路面上行走和鹅卵石铺成的凹凸不平的道路上行走,路面对人的压力等于人的重力,鹅卵石对脚底的压力不变,脚底与鹅卵石的接触面积减小,鹅卵石对脚底的压强增大,增强对人的刺激,达到健身的目的。
故选:A。
压强大小跟压力大小和受力面积大小有关。
增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,增大压力来增大压强。
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强。
本题考查了压强的影响因素,掌握压强大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强的问题。
7.【答案】A
【解析】解:A、铁轨铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A符合题意;
B、单杠运动员手上涂防滑粉,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B不合题意;
C、自行车刹车时用力捏闸,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故C不合题意;
D、篆刻刀做的很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D不合题意。
故选:A。
(1)压强大小跟压力大小和受力面积大小有关。
增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力;
(2)摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度。
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;
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。
掌握压强和摩擦力大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强、摩擦力的问题。
8.【答案】C
【解析】解:A、茶壶的壶嘴与壶身构成连通器,是利用连通器的原理工作的,故A不符合题意;
B、船闸的原理先打开一端,船闸里的水位逐渐与外面相等,外面的船就可以开进船闸;然后把这一端船闸关闭,打开另一端的船闸,船闸里的水位逐渐与外面相等,船就可以开到另一端去,应用了两次连通器,故B不符合题意;
C、U形管压强计一端开口,另一端是封闭的,不是利用连通器原理工作的,故C符合题意;
D、地漏的结构符合上端开口、底部连通的特点,是利用连通器的原理制成的,这样可达到防臭的作用,故D不符合题意。
故选:C。
连通器: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总是相平的。
本题考查的是连通器在生活中的应用;这就要求我们平时要多观察、多思考。
9.【答案】B
【解析】解:因水平面上物体的压力和自身的重力相等,且Sa=3Sb,pa=pb,
所以,由p=FS的变形式F=pS可得:
FaFb=paSapbSb=papb×SaSb=11×31=3:1,即Fa=3Fb,故AC错误;
因p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh,且hb=2ha,
所以,ρaρb=paghapbghb=papb×hbha=11×21=2:1,即ρa=2ρb,故B正确,D错误。
故选:B。
水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据p=FS得出两者对地面的压力关系,根据p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh求出两者密度的关系。
本题考查了学生对压强公式的掌握与应用,要注意p=ρgh只适用于规则、均匀物体,如圆柱体、长方体、正方体等。
10.【答案】C
【解析】解:AC、水平桌面上,甲、乙两个容器中两种液体质量相等,容器的质量相等,根据G=mg可知二者的总重力相等,故容器对桌面的压力F甲=F乙,容器的底面积相同,由p=FS得,容器对桌面的压强:p甲=p乙,故A错误、C正确;
BD、从图中可知乙中液体的体积大于甲中液体的体积,因为液体质量相同,根据ρ=mV可知ρ甲>ρ乙,因两容器中液体的深度相同,根据p=ρ液gh知,液体对杯底的压强p'甲>p'乙,故BD错误。
故选:C。
(1)容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,根据公式p=FS可得出容器对桌面的压强的大小关系;
(2)液体质量相同,根据图判断出两液体的体积,根据密度公式判断出两液体的密度大小关系,根据p=ρgh判断液体对容器底压强的关系。
本题主要考查了固体压强、液体压强、密度公式的应用,知道在水平面上,物体对水平面的压力等于物体自身的重力是解题的关键。
11.【答案】前方 A
【解析】解:物品原来随飞机一起运动,当物品被投出后由于惯性,还要保持原来的速度继续向前运动,所以,若空投时,飞机刚好处在目标的正上方,则物品不能落到目标处,会落到目标的前方,因此只有适当提前投放才能命中目标,所以飞机应在A点处进行空投。
故答案为:前方;A。
把物体保持原来运动状态不变的性质称为惯性,任何物体都有惯性,在解释问题时,应先确定原来的状态,然后某一部分的状态发生改变,而另一部分由于惯性仍保持原来的状态。
本题考查的是惯性知识的应用,我们要能够利用我们所学的物理知识解决生活中的实际问题。
12.【答案】不等于 700
【解析】解:降落伞没有打开之前,下落会越来越快,运动状态改变,受力不平衡,此时运动员受到的阻力不等于重力;当降落伞打开一段时间后,以5m/s的速度竖直匀速下降(如图所示),受力平衡,已知跳伞运动员和伞的总重力为700N,此时运动员(包括伞)受到的阻力为等于重力,为700N。
故答案为:不等于;700。
运动状态改变时,受力不平衡,静止或做匀速直线运动的物体将受到平衡力的作用,分析出运动员和伞所受平衡力的情况即可求出阻力。
本题考查力与运动的关系,属于中档题。
13.【答案】4 0
【解析】解:由图(3)可知,6-9s物体做匀速直线运动,受到的摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,由图(2)可知,6-9s物体受到的拉力为4N,则物体所受的摩擦力为4N,3-6s时物体做变速运动,但由于物体对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,物体受到的摩擦力不变,所以物体在3-6s受到的摩擦力的大小为4N;
由图(3)可知,0-3s物体速度为0,保持静止,物体受到的合力的大小为0N。
故答案为:4;0。
对物体进行受力分析;由(3)图象判断物体的运动状态,根据物体的运动状态,由图像(2)求出各时刻物体所受到的拉力F,由平衡条件求出物体所受的摩擦力;平衡力的合力为零。
本题考查二力平衡的应用与摩擦力的大小、合力的计算,属于中档题。
14.【答案】连通器 深度
【解析】解:上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,故利用了连通器原理;
因为水的压强随深度增加而增大,所以三峡大坝筑成上窄下宽的形状,可以承受更大的压强。
故答案为:连通器;深度。
连通器:上端开口、底部连通的容器叫连通器;
液体的压强随深度增加而增大。
本题考查了连通器的原理、液体压强特点的掌握和运用,属于基础知识考查,难度不大。
15.【答案】< <
【解析】解:根据图示可知,容器上宽下窄,则容器底部受到液体的压力小于液体的重力,即:F水
故答案为:<;<。
根据容器的形状分析容器底部受到的压力的大小变化;根p=ρ水gh分析水对容器底部的压强的变化情况。
本题考查了压力、压强的大小比较,属于基础题。
16.【答案】200 8
【解析】解:水面到容器顶部的距离h=h1-h2=8cm-6cm=2cm=0.02m,
水对容器顶部的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa;
水对容器底的压强p'=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa,
由p=FS可得,水对容器底部的压力F=p'S=800Pa×100×10-4m2=8N。
故答案为:200;8。
(1)容器顶部到水面的距离等于弯管内的水面高度减去顶部到底部的高度,根据p=ρgh求出水对容器顶部的压强;
(2)根据公式p=ρ液gh求得水对容器底部的压强,已知容器的底面积,根据F=pS求出水对容器底部的压力。
本题考查了液体压强公式和压强定义式的应用,难点是计算容器顶部到液面的距离,这也是最容易出错的地方。
17.【答案】解:如图所示,小物块A在斜面方向上恰能匀速下滑,则物块A在斜面方向上受平衡力的作用,其所受摩擦力大小跟重力在斜面方向上的重力的分力大小相等,方向沿斜面向上,重力的方向是竖直向下的,如下图所示:
【解析】滑动摩擦力作用在接触面上,摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反;重力的方向是竖直向下的。
能否正确确定摩擦力的作用点及方向是本题的解题关键所在。
18.【答案】解:因为人站在匀速上升的电梯上,所以此人受重力和支持力的作用;过此人的重心作竖直向下的力(即重力G)和竖直向上的力(即支持力F);如图所示:
【解析】先对人进行受力分析,确定所受力的大小、方向、作用点,根据力的示意图的画法作图。
本题考查了对物体的受力分析、力的示意图的画法,对物体进行正确的受力分析是关键。
19.【答案】速度 慢 匀速直线运动 D
【解析】解:
(1)要研究木块在水平面上滑行的距离,必须控制变量,即控制木块的初速度相同,即让木块从斜面的同一高度滑下;
(2)由实验现象可知,水平面的粗糙程度不同,木块受到的阻力不同,木块运动的距离不同,由此得出结论:平面越光滑,木块受到的阻力越小,速度减小得越慢;
(3)在上述实验现象的基础上可以推理得出:如果木块在水平面受到的阻力为零,木块将做匀速直线运动;
(4)牛顿第一定律是在实验的基础上进一步的推理概括出来的科学理论,而不是直接通过日常生活经验或实验得出的,更不是科学家猜想出来的,故选D。
故答案为:(1)速度;(2)慢;(3)匀速直线运动;(4)D。
(1)为完成研究“运动和力的关系”的实验,应采用控制变量的思想,即保持小车到达水平面时的速度相同;
(2)(3)探究运动和力的关系实验中,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,小车运动得越远,推理得出若不受阻力,小车将做匀速直线运动;
(4)牛顿第一定律不能直接从实验得出结论,是在大量事实经验的基础上推理概括出来的。
本题主要考查学生对牛顿第一定律的了解和掌握,要注意控制变量法,科学推理法在实验中的运用,也是对科学探究的能力的考查。
20.【答案】光滑 相等 不能 相反 同一直线
【解析】解:
(1)把小车放在较光滑的水平桌面上,小车受到的摩擦力越小,摩擦力对实验的影响越小,对得出实验结论更有利。
(2)向两吊盘中加砝码,当两盘中的质量相等时,小车在水平方向受到的拉力大小相等,小车静止。
(3)保持两盘中砝码质量相等,将小车在桌面上旋转一个角度松手后,小车受到的两个拉力不在同一直线上,小车会转动,不能平衡。
(4)通过上述实验可知:作用在同一物体上的两个力,只有当大小相等、方向相反、且在同一条直线上这两个力才彼此平衡。
故答案为:(1)光滑;(2)相等;(3)不能;(4)相反;同一直线。
(1)桌面越光滑,小车所示摩擦力越小,摩擦力对实验的影响越小;
(2)桌面光滑,小车在水平面上受到两个水平拉力作用,当两盘砝码相等时,小车受到的拉力相等,小车静止;
(3)当水平方向的两个拉力不在同一直线上时,小车转动;
(4)根据实验条件及实验现象进行分析总结,然后得出二力平衡的条件。
本题考查了探究二力平衡条件的实验,是初中物理的一个基本的、重要的实验,也是常考内容,一定要掌握其实验注意事项、实验步骤等问题。
21.【答案】凹陷程度 受力面积 相等 密度 1.02×103
【解析】解:(1)该实验装置中无法直接测量压力的作用效果,根据转换法可知,实验中可以通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果;
(2)比较a、b图,可知:受力面积相同,压力大小不同,乙中压力大,压力作用效果明显;故结论是:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)对比图e、f、g三次实验可知,金属盒在同一液体在同一深度时,U形管两边液面高度差相等,由转换法可知,同一液体在同一深度向各个方向的压强相等;图g、h两次实验,深度相同,h实验液体密度大,产生的压强大,故对比图g、h两次实验可知,同一深度,液体的密度越大,压强越大;
(4)高度为5.1cm的水产生的压强与高度为5.0cm的盐水产生的压强相等,即
ρ水gh水=ρ盐水gh盐水,
1.0×103kg/m3×10N/kg×0.051cm=ρ盐水×10N/kg×0.05m,
所以ρ盐水=1.02×103kg/m3。
故答案为:(1)凹陷程度;(2)受力面积;(3)相等;密度;(4)1.02×103。
(1)本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
(2)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,研究与其中一个因素的关系时,应采用控制变量法;
(3)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;液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
(4)根据盐水产生的压强与水产生的压强相等,由p=ρgh求出盐水的密度。
本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法及p=ρgh的运用。
22.【答案】解:(1)手对图钉帽产生的压强p1=FS1=20N5×10-4m2=4×104Pa;
(2)图钉尖对墙面产生的压强p2=FS2=20N5×10-8m2=4×108Pa。
答:(1)手对图钉帽产生的压强为4×104Pa;
(2)图钉尖对墙面产生的压强为4×108Pa。
【解析】固体能够传递压力,当用力按图钉钉帽时,图钉将外力大小和方向不变的进行传递,又知道图钉尖与墙的接触面积,可利用公式p=FS计算两处压强。
本题考查压强的计算,是一道综合题。
23.【答案】解:(1)水的质量:m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×200×10-6m3=0.2kg,
水的重力为:G=m水g=0.2kg×10N/kg=2N;
(2)水对玻璃杯底产生的压强为:p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-2m=800Pa,
水对玻璃杯底的压力:F=p水S=800Pa×20×10-4m2=1.6N;
(3)玻璃杯的重力为:G'=mg=0.1kg×10N/kg=1N,
容器对水平桌面的压力等于水的重力和容器的重力之和,即F'=G+G'=2N+1N=3N,
则玻璃杯对水平桌面的压强为:p'=F'S=3N20×10-4m2=1500Pa。
答:(1)玻璃杯中水的重力为2N;
(2)水对玻璃杯底的压力为1.6N;
(3)玻璃杯对桌面的压强为1500Pa。
【解析】(1)根据m=ρV计算水的质量,根据G=mg计算水的重力;
(2)根据p=ρgh计算水对容器底部产生的压强,根据F=pS计算水对玻璃杯底的压力;
(3)容器对水平桌面的压力等于水的重力和容器的重力之和,根据p=FS计算玻璃杯对水平桌面的压强。
本题考查液体压强公式、压强定义式、重力公式、密度公式的灵活运用,综合性强。
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