一、單項選擇題(本大題共13小題,每小題2分,共26分。在給出的四個備選項中,只有一個選項符合題目要求)
1.近年來,我國在科學技術(shù)領(lǐng)域取得了輝煌的成就。下列科技成果沒有受到浮力的是
A.在太空中遨游的天宮空間站B.在空中飛行的C919大飛機
C.在海水中下潛的奮斗者號D.極目一號Ⅲ型浮空艇
2.如圖所示,牙膏蓋子中間的尖頭是為了( )
A.增大摩擦B.減小摩擦C.增大壓強D.減小壓強
3.最早用實驗的方法測量出大氣壓值的科學家是
A.牛頓B.帕斯卡C.阿基米德D.托里拆利
4.下列實例中,利用連通器原理工作的是
A.彈簧測力計B.船閘C.吸盤式掛鉤D.U形管壓強計
5.地球被幾百千米厚的大氣層包圍著,大氣對浸在其中的物體有壓強。以下實例中,與大氣壓作用有關(guān)的是
A.攔河壩設(shè)計成“上窄下寬”的形狀
B.跳遠時加速助跑
C.將吸盤壓在光潔的瓷磚表面,吸盤會被“吸”在瓷磚上
D.醫(yī)生用注射器將藥液注入肌肉
6.如圖所示,將吸管中部剪開一切口,彎曲后A端放入水中,從B端吹氣,管中水柱上升,這是因為切口處( )
A.流速大,壓強大B.流速大,壓強小
C.流速小,壓強大D.流速小,壓強小
7.我省開展安全守護行動,倡導大家自覺遵守交通法規(guī)。下列交通提示語中,不是為了防止慣性帶來危害的是( )
A.珍愛生命,遠離酒駕B.系安全帶,平安出行
C.車輛起步,站穩(wěn)扶好D.保持車距,安全駕駛
8.小明在家制作美味的螺絲粉,煮制高湯時為了節(jié)省時間,采用了高壓鍋,高壓鍋能縮短煮湯的時間是因為
A.減小湯面上方的氣壓,降低鍋內(nèi)湯的沸點
B.增大湯面上方的氣壓,降低鍋內(nèi)湯的沸點
C.減小湯面上方的氣壓,升高鍋內(nèi)湯的沸點
D.增大湯面上方的氣壓,升高鍋內(nèi)湯的沸點
9.興趣小組在測量“浮力的大小”時,其實驗操作步驟及彈簧測力計的示數(shù)均如圖3所示。下列等式正確的是
A.F2-F3=F4-F1B.F2-F1=F4-F3
C.F3-F1=F2-F4D.F1=F2-F3-F4
10.2024年1月17日,搭載天舟七號貨運飛船的長征七號遙八運載火箭在我國文昌衛(wèi)星發(fā)射場成功發(fā)射?;鸺l(fā)射過程中,當助推器的燃料燃燒完后,助推器將脫離火箭,如圖所示,當助推器脫離火箭后將
A.靜止B.立即加速下落
C.做勻速直線運動D.先上升一段距離后下落
11.如圖所示,小明站在向前行駛在水平路面的公交車上,突然他向前傾,則說明公交車
A.突然向前加速B.突然剎車
C.突然向左轉(zhuǎn)彎D.突然向右轉(zhuǎn)彎
12.小明購買了一杯密封未裝滿的果汁,先倒立放在桌面上,然后反過來正立在桌面上,如圖所示。下列說法正確的是
A.果汁對杯底的壓強不變B.杯子對桌面的壓力變小
C.果汁對杯底的壓力變小D.杯子對桌面的壓強不變
13.一塊鋁浸沒在裝滿酒精的燒杯中,測得溢出的酒精的質(zhì)量是8g;再把此鋁塊浸沒在裝滿水的燒杯中, 溢出水的質(zhì)量是 (ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,ρ鋁=2.7×103kg/m3,g 取 10N/kg )
A.8gB.10gC.27gD.35g
二、多項選擇題(本大題共3小題,每小題3分,共9分。在每小題列出的四個備選項中,有多個選項符合題目要求,全部選對得3分,選對但不全得2分,有錯選得0分)
14.近年來,中國科技成就讓世人矚目,一大批對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展有重大影響的標志性科技創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)。下列說法正確的是
A.復興號列車運行時的速度變大,其慣性不變
B.深海勇士號載人潛水器在海面下下潛過程中受到的壓強、浮力均變大
C.繞地球飛行的天宮空間站如果不受任何外力作用,將會一直繞地球做勻速圓周運動
D.國產(chǎn)大飛機C919上升過程中,機艙外的大氣壓變小
15.如圖所示,這是靜止在水平桌面上的“吉祥兔”玩偶,下列說法正確的是
A.玩偶受到的重力和玩偶對桌面的壓力是一對平衡力
B.玩偶對桌面的壓力和桌面對玩偶的支持力是一對相互作用力
C.玩偶受到的重力和桌面對玩偶的支持力是一對相互作用力
D.玩偶受到的重力和桌面對玩偶的支持力是一對平衡力
16.如圖甲所示,圓柱體掛在彈簧測力計下端浸沒在水中,在將圓柱體緩慢拉出水面的過程中,彈簧測力計的示數(shù)隨圓柱體上升距離的變化情況如圖8乙所示。(g取10N/kg,ρ=1.0×103kg/m3)下列說法正確的是
A.圓柱體上升過程中受到水的浮力先不變后減小直至為零
B.圓柱體的體積為40cm3
C.圓柱體的密度為5×103kg/m3
D.圓柱體上升過程中,容器底部受到水的壓強變化量?p與上升的距離h成正比
三、填空題(本大題共6小題,每空1分,共12分)
17.物理學推動著人類社會不斷進步和發(fā)展,物理學家 在前人的研究積累上發(fā)現(xiàn)日月星辰的旋轉(zhuǎn)與蘋果下落有某些相似,創(chuàng)立了著名的萬有引力定律。人們?yōu)榱思o念他對物理學的貢獻將其名字命名為 的單位。
18.通過學習物理,我們要學會“見物識理”。用吸管“吸”飲料是在 的作用下將飲料“吸”人口中;用力拍打衣服,附在衣服上的灰塵會掉落,這是由于灰塵具有 。
19.少林功夫馳名中外。一質(zhì)量為60kg的武術(shù)愛好者在用如圖所示的姿勢練功時,只腳與水平地面的接觸面積為200cm,則他對地面的壓強為 Pa。一段時間后他將一只腳抬起單腳獨立練功時,他對地面的壓強 (選填“增大”“減小”或“不變”)。(g取10N/kg)
20.如圖所示,茶壺的壺身和壺嘴構(gòu)成了一個 ,若壺中水深10cm,則水對壺底的壓強是 Pa。(ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
21.把一個重為0.5N的小球用手壓沒在水中,排開水的重為0.8N。則此時小球受到浮力和重力的合力為 N,方向 。
22.放在水平桌面上的量筒中盛有120cm3的水,當把掛在彈簧測力計上的小金屬塊浸沒在量筒里的水中后,量筒的水面上升到170cm處,彈簧測力計的示數(shù)為3.4N。則金屬塊浸沒在水中所受浮力為 N,金屬塊受到的重力為 N。(ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
四、作圖題(本大題共1小題,共4分)
23.
(1)強我海軍,護我領(lǐng)海。我國某潛水艇正在海水中演練,如圖甲所示,請作出潛水艇在海水中受到浮力的示意圖。(O為潛水艇的重心)
(2)如圖乙所示,懸掛的小球處于靜止狀態(tài),請作出小球所受力的示意圖。(忽略空氣施加的力,O為力的作用點)
五、實驗探究題(本大題共4小題,共25分)
24.探究“阻力對物體運動的影響”的實驗裝置如圖所示。
(1)實驗過程中,讓同一小車從同一斜面、同一高度由靜止自由滑下,其目的是使小車剛進入水平面時的 相同。
(2)讓小車分別在毛巾、棉布、木板表面運動,最終小車靜止時的位置如圖所示,由此可得出:小車受到的阻力越 ,速度減小得越慢。進一步推理可得:如果小車運動時受到的阻力為零,速度就不會減小,小車將保持 運動狀態(tài)。
(3)冰雪天氣路面濕滑,阻力較小,結(jié)合該實驗結(jié)論,開車時應 才能保證行駛安全。(寫出一個合理答案即可)
25.在探究“壓力作用效果與哪些因素有關(guān)”的實驗中,小明利用了多個完全相同的鐵塊和海綿進行了如圖所示的實驗。
(1)實驗中通過觀察海綿的 來比較壓力作用效果。
(2)分析甲、乙兩圖實驗現(xiàn)象可知:在 一定時,壓力 ,壓力的作用效果越明顯。
(3)分析 兩圖實驗現(xiàn)象可知:在壓力一定時, 越小,壓力的作用效果越明顯。
(4)對比甲、丙兩圖,小明認為壓力作用效果與壓力大小無關(guān),請你對他的觀點進行評價 。
26.小明用壓強計探究“液體壓強與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置如圖所示。
(1)壓強計通過U形管兩側(cè)液面的 來反映被測壓強大小,這種研究物理問題的方法是 。使用前,用手按壓金屬盒上的橡皮膜,發(fā)現(xiàn)兩側(cè)液面沒有明顯變化,接下來應進行的操作是 (填選項)。
A.向U形管中注人一些水
B.將U形管中水倒出一些
C.拆下軟管重新安裝
(2)通過比較圖甲、乙、丙三次實驗現(xiàn)象,可得出結(jié)論:同種液體在相同深度向各個方向的壓強 。
(3)通過比較圖 兩次實驗現(xiàn)象,可得出結(jié)論:同一種液體的壓強隨深度的增加而 。
(4)通過比較圖丁、戊兩次實驗現(xiàn)象,可得出結(jié)論:同一深度,液體的 越大,壓強越大。
27.實驗小組在探究“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中,根據(jù)生活經(jīng)驗討論交流后提出了猜想。
猜想一:浮力的大小與物體密度有關(guān)。
猜想二:浮力的大小與物體浸人液體中的深度有關(guān)。
猜想三:浮力的大小與液體密度有關(guān)。
猜想四:浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān)。
(1)請你寫出一個支持猜想四的生活現(xiàn)象 。(合理即可
(2)實驗前,應將彈簧測力計沿 (選填“水平”或“豎直”)方向調(diào)零。
(3)同學們進行的實驗步驟及彈簧測力計的示數(shù)如圖15所示,由此可知,實驗中所用物塊的重為 N.
(4)分析比較圖15中實驗步驟甲和 (填兩個實驗步驟)可得出:浮力大小與物體浸沒在液體中的深度 (選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。
(5)分析比較圖中實驗步驟甲、丙、戊,可驗證猜想 是正確的。
(6)分析比較圖中實驗步驟 (填三個實驗步驟),可得出結(jié)論:液體密度相同時,物體排開液體的體積越大,受到的浮力越大。
(7)本次實驗除了可以探究“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”,還可以計算液體的密度,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可計算出鹽水的密度為 kg/m3.(ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
六、綜合應用題(本大題共3小題,共24分。解答時要求在答題卡相應的答題區(qū)域內(nèi)寫出必要的文字說明、計算公式和重要的演算步驟。只寫出最后答案,未寫出主要演算過程的,不得分)
28.自行車以輕便、節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)越性能深受大家喜愛。質(zhì)量為50kg的小明騎著質(zhì)量為20kg的自行車沿平直路面勻速行駛,此過程中自行車輪胎與地面的總接觸面積為2×10-2m2,所受的阻力為總重的1/20。(g取10N/kg)求小明在騎行自行車的過程中:
(1)對自行車施加的動力;
(2)自行車對地面的壓強。
29.福建艦是我國完全自主設(shè)計建造的首艘彈射型航空母艦,滿載排水量為8萬噸,是我國噸位最大的水面戰(zhàn)斗艦艇,搭載多架質(zhì)量為15t的“殲-15”艦載機。(g取10N/kg,海水密度取1.0×103kg/m3)求:
(1)滿載的福建艦受到海水的浮力;
(2)在海水下10m、面積為200cm2的艦體表面受到的海水壓力;
(3)當一架“殲-15”艦載機飛離甲板后,福建艦排開海水的體積變化量。
30.學??萍紕?chuàng)新活動中,小明展示了自己的作品“浮力秤”,該作品可方便地稱量物體的質(zhì)量,其構(gòu)造如圖所示。已知小筒底面積為8cm,高度為15cm,秤盤中不放物體時,小筒浸入水中的長度為5cm。(g取10N/kg,水密度取1.0×103kg/m3)求:
(1)秤盤中不放物體時,小筒底受到水的壓強;
(2)該“浮力秤”能稱出物體的最大質(zhì)量;
(3)若大筒底面積為10cm2,當秤盤中放入最大稱量的物體時比不放物體時,大筒底部受到水的壓強變化量。
答案解析部分
廣西壯族自治區(qū)來賓市2023-2024學年八年級下學期物理期中試題
一、單項選擇題(本大題共13小題,每小題2分,共26分。在給出的四個備選項中,只有一個選項符合題目要求)
1.近年來,我國在科學技術(shù)領(lǐng)域取得了輝煌的成就。下列科技成果沒有受到浮力的是
A.在太空中遨游的天宮空間站B.在空中飛行的C919大飛機
C.在海水中下潛的奮斗者號D.極目一號Ⅲ型浮空艇
【答案】A
【知識點】浮力及其產(chǎn)生原因;浮力的利用
【解析】【解答】A、太空中沒有空氣,故在太空中遨游的“天宮”空間站不受浮力,故A符合題意;
B、在空中飛行的C919大飛機會受到空氣的浮力,故B不符合題意;
C、在海水中下潛的“奮斗者號”在水中盡管下沉,但仍然受到浮力,故C不符合題意;
D、空中上升的“極目一號”III型浮空艇受到空氣的浮力,故D不符合題意;
故答案為:A。
【分析】根據(jù)浮力的定義判斷分析;浮力是指浸在液體(或氣體)中的物體受到液體(或氣體)豎直向上托起的力。
2.如圖所示,牙膏蓋子中間的尖頭是為了( )
A.增大摩擦B.減小摩擦C.增大壓強D.減小壓強
【答案】C
【知識點】增大壓強的方法及其應用
【解析】【解答】 如圖所示,牙膏蓋子中間的尖頭是為了 通過減小受力面積的方式增大壓強,故C正確,而A、B、D錯誤。
故選C。
【分析】增大壓強的方法:①增大壓力;②減小受力面積。
3.最早用實驗的方法測量出大氣壓值的科學家是
A.牛頓B.帕斯卡C.阿基米德D.托里拆利
【答案】D
【知識點】大氣壓強的測量方法
【解析】【解答】A、牛頓 總結(jié)得出了牛頓第一定律,故A不符合題意;
B、帕斯卡在運動和力的關(guān)系、壓強等領(lǐng)域取得卓越的成就,發(fā)現(xiàn)了著名的帕斯卡定律,故 B不符合題意;
C、阿基米德 發(fā)現(xiàn)了杠桿的平衡條件和阿基米德原理,故C不符合題意;
D、1643年6月20日,意大利科學家托里拆利首先測出了大氣壓的數(shù)值,此實驗命名為托里拆利實驗,故D符合題意;
故答案為:D。
【分析】注意區(qū)分:馬德堡半球?qū)嶒炞C明了大氣壓的存在;托里拆利做的托里拆利實驗是測(最早)的大氣壓值。
4.下列實例中,利用連通器原理工作的是
A.彈簧測力計B.船閘C.吸盤式掛鉤D.U形管壓強計
【答案】B
【知識點】連通器原理
【解析】【解答】A、彈簧測力計利用了在彈性限度內(nèi)彈簧的伸長與受到的拉力成正比,與連通器無關(guān),故A不符合題意;
B、船閘在工作時,閘室分別與上游和下游構(gòu)成連通器,故B符合題意;
C、吸盤式掛衣鉤是利用大氣壓來工作的,與連通器無關(guān),故C不符合題意;
D、U形管壓強計一端是封閉的,與連通器無關(guān),故D不符合題意;
故答案為: B。
【分析】底部互相連通、上端開口的容器,注入同一種液體,在液體不流動時連通器內(nèi)各容器的液面總是保持在同一水平面上,這就是連通器的原理。
5.地球被幾百千米厚的大氣層包圍著,大氣對浸在其中的物體有壓強。以下實例中,與大氣壓作用有關(guān)的是
A.攔河壩設(shè)計成“上窄下寬”的形狀
B.跳遠時加速助跑
C.將吸盤壓在光潔的瓷磚表面,吸盤會被“吸”在瓷磚上
D.醫(yī)生用注射器將藥液注入肌肉
【答案】C
【知識點】慣性及其現(xiàn)象;液體壓強的特點;大氣壓強的存在
【解析】【解答】A、攔河壩設(shè)計成上窄下寬的形狀,是因為液體壓強隨深度的增加而增大,與大氣壓無關(guān),故A不符合題意;
B、跳遠時加速助跑,是利用慣性,與大氣壓無關(guān),故B不符合題意;
C、將吸盤壓在光潔的瓷磚表面,吸盤會被“吸”在瓷磚上,是利用大氣壓的作用,故C符合題意;
D、醫(yī)生用往射器將藥液注人肌肉,是利用人的推力,與大氣壓無關(guān),故D不符合題意;
故答案為:C。
【分析】根據(jù)p=ρ液gh可知,液體壓強隨深度的增加而增大,攔河壩設(shè)計成上窄下寬的形狀就是這個原因;跳遠時加速助跑,是利用慣性;吸盤被“吸”在瓷磚上,是利用大氣壓的作用;醫(yī)生用往射器將藥液注人肌肉,是利用人的推力。
6.如圖所示,將吸管中部剪開一切口,彎曲后A端放入水中,從B端吹氣,管中水柱上升,這是因為切口處( )
A.流速大,壓強大B.流速大,壓強小
C.流速小,壓強大D.流速小,壓強小
【答案】B
【知識點】流體壓強與流速的關(guān)系
【解析】【解答】因為吹氣時,切口處氣體的流速大,壓強小,小于外界大氣壓,杯中水在大氣壓的作用下上升到切口處,隨氣流噴出。故B符合題意,ACD不符合題意。
故選B。
【分析】本題考查流體壓強與流速的關(guān)系是:流速越大的位置,壓強越小。
7.我省開展安全守護行動,倡導大家自覺遵守交通法規(guī)。下列交通提示語中,不是為了防止慣性帶來危害的是( )
A.珍愛生命,遠離酒駕B.系安全帶,平安出行
C.車輛起步,站穩(wěn)扶好D.保持車距,安全駕駛
【答案】A
【知識點】物體運動狀態(tài)的變化;慣性及其現(xiàn)象
【解析】【解答】A.人喝酒后反應就會遲鈍,駕車時容易造成事故,與慣性無關(guān),故A符合題意;
B.如果剎車時,人具有慣性,會保持原來的速度向車窗沖去,故為了防止這種現(xiàn)象,人要系安全帶,防止慣性帶來危害,故B不符合題意;
C.公交車啟動時,人由于慣性會向后傾倒,所以提醒乘客“站穩(wěn)扶好”,防止慣性帶來危害,故C不符合題意;
D.汽車行駛過程如果緊急剎車,汽車由于慣性會繼續(xù)運動,所以要保持一定車距,防止慣性帶來危害,故D不符合題意。
故選A。
【分析】本題考查對慣性的理解,物體的質(zhì)量越大, 其運動狀態(tài)越難改變,我們就說它的慣性越大;物體的質(zhì)量越小,其運動狀態(tài)越容易改變,我們就說它的慣性越小,總之, 慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān), 與物體的速度、物體是否受力等因素無關(guān)。
8.小明在家制作美味的螺絲粉,煮制高湯時為了節(jié)省時間,采用了高壓鍋,高壓鍋能縮短煮湯的時間是因為
A.減小湯面上方的氣壓,降低鍋內(nèi)湯的沸點
B.增大湯面上方的氣壓,降低鍋內(nèi)湯的沸點
C.減小湯面上方的氣壓,升高鍋內(nèi)湯的沸點
D.增大湯面上方的氣壓,升高鍋內(nèi)湯的沸點
【答案】D
【知識點】沸點及沸點與氣壓的關(guān)系
【解析】【解答】高壓鍋密閉較好,內(nèi)部壓強大,水的沸點高,這樣高壓鍋內(nèi)的溫度就會更高一些,就會更快煮熟食物。所以高壓鍋是利用增大鍋內(nèi)氣體的壓強,提高水的沸點來提高鍋內(nèi)溫度的。故ABC錯誤,D正確;
故答案為:D。
【分析】液體的沸點與氣壓有關(guān),氣壓越高沸點越高。
9.興趣小組在測量“浮力的大小”時,其實驗操作步驟及彈簧測力計的示數(shù)均如圖3所示。下列等式正確的是
A.F2-F3=F4-F1B.F2-F1=F4-F3
C.F3-F1=F2-F4D.F1=F2-F3-F4
【答案】A
【知識點】探究浮力大小的實驗
【解析】【解答】當物體浸沒在水中時,它受到的浮力等于空氣中彈簧測力計的示數(shù)與在水中示數(shù)之差,即 F浮=F2-F3;排開水的重力等于小桶和水的總重力與小桶重力之差,即G=F4-F1;根據(jù)阿基米德原理F浮=G可知, F2-F3=F4-F1 ,故A正確,BCD錯誤;
故答案為:A。
【分析】利用“稱量法”測浮力和阿基米德原理的公式進行判斷。
10.2024年1月17日,搭載天舟七號貨運飛船的長征七號遙八運載火箭在我國文昌衛(wèi)星發(fā)射場成功發(fā)射?;鸺l(fā)射過程中,當助推器的燃料燃燒完后,助推器將脫離火箭,如圖所示,當助推器脫離火箭后將
A.靜止B.立即加速下落
C.做勻速直線運動D.先上升一段距離后下落
【答案】D
【知識點】重力及其大小的計算;慣性及其現(xiàn)象
【解析】【解答】火箭在升空的過程中在推力作用下做加速運動,當火箭助推器燃料燃燒完后脫離火箭,助推器由于慣性繼續(xù)上升,在重力作用下,最后下落,故ABC錯誤,D正確;
故答案為:D。
【分析】物體保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性,一切物體都有慣性,慣性大小只跟物體的質(zhì)量大小有關(guān),跟物體是否受力、是否運動、運動速度等都沒有關(guān)系。
11.如圖所示,小明站在向前行駛在水平路面的公交車上,突然他向前傾,則說明公交車
A.突然向前加速B.突然剎車
C.突然向左轉(zhuǎn)彎D.突然向右轉(zhuǎn)彎
【答案】B
【知識點】慣性及其現(xiàn)象
【解析】【解答】小明站在沿水平公路向前行駛的公交車上,突然他向正前方傾,說明小明的下半身停止,上身由于慣性仍然向前運動,所以是公交車突然剎車,故ACD錯誤,B正確;
故答案為:B。
【分析】一切物體在任何情況下都有慣性,即任何物體都有保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)。
12.小明購買了一杯密封未裝滿的果汁,先倒立放在桌面上,然后反過來正立在桌面上,如圖所示。下列說法正確的是
A.果汁對杯底的壓強不變B.杯子對桌面的壓力變小
C.果汁對杯底的壓力變小D.杯子對桌面的壓強不變
【答案】C
【知識點】壓強的大小及其計算;液體壓強計算公式的應用
【解析】【解答】AC、不論正立還是倒立,杯中裝的都是果汁,液體密度相同,由圖可知,正放時的深度變大,根據(jù)p=pgh可知,正放時對果汁對杯底的壓強大,故A錯誤;
C、正立時,果汁對杯底的壓力F1=G液,倒立時,果汁對杯底的壓力F2<G液,故C正確;
BD、桌面受到的壓力都等于杯子和果汁的總重力,故桌面受到的壓力不變,而正放時受力面積減小,由p=FS可知,正放時杯子對中的壓強大,故BD錯誤。
故答案為:C。
【分析】果汁對杯底的壓強是液體壓強,可以根據(jù)液體壓強的計算公式p=pgh進行判斷。密閉杯子對桌面的壓強是固體壓強,靜止放在
水平桌面上,壓力等于重力,根據(jù)p=FS判斷桌面受到壓強的變化。正立時,果汁對杯底的壓力F1=G液;倒立時,果汁對杯底的壓力F2<G液
13.一塊鋁浸沒在裝滿酒精的燒杯中,測得溢出的酒精的質(zhì)量是8g;再把此鋁塊浸沒在裝滿水的燒杯中, 溢出水的質(zhì)量是 (ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,ρ鋁=2.7×103kg/m3,g 取 10N/kg )
A.8gB.10gC.27gD.35g
【答案】B
【知識點】阿基米德原理
【解析】【解答】根據(jù)題意和阿基米德原理可得,鋁塊在酒精中受到的浮力為F浮酒精=G排酒精=ρ酒精gV排酒精=m排酒精g;溢出酒精的體積為V排酒精=m酒精ρ酒精=8g0.8g/cm3=10cm3;由于鋁塊的密度大于水的密度,也大于酒精的密度,根據(jù)物體的浮沉條件可知,鋁塊在酒精和水中沉入底部,所以溢出水的體積等于鋁塊的體積,也等于溢出酒精的體積,即V溢水=V鋁=V排酒精=10cm3,根據(jù)ρ=mV可得,溢出水的質(zhì)量是m溢水=ρ水V溢水=lg/cm3 ×10cm2=10g,故B符合題意,ACD不符合題意;
故答案為:B。
【分析】已知溢出酒精質(zhì)量和密度,根據(jù)密度公式V=mρ可求溢出酒精的體積;根據(jù)物體的浮沉條件和幾何關(guān)系可知,鋁塊在酒精和水中沉入底部,溢出水的體積等于鋁塊的體積,也等于溢出酒精的體積;最后根據(jù)ρ=mV可得溢出水的質(zhì)量。
二、多項選擇題(本大題共3小題,每小題3分,共9分。在每小題列出的四個備選項中,有多個選項符合題目要求,全部選對得3分,選對但不全得2分,有錯選得0分)
14.近年來,中國科技成就讓世人矚目,一大批對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展有重大影響的標志性科技創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)。下列說法正確的是
A.復興號列車運行時的速度變大,其慣性不變
B.深海勇士號載人潛水器在海面下下潛過程中受到的壓強、浮力均變大
C.繞地球飛行的天宮空間站如果不受任何外力作用,將會一直繞地球做勻速圓周運動
D.國產(chǎn)大飛機C919上升過程中,機艙外的大氣壓變小
【答案】A,D
【知識點】牛頓第一定律;慣性及其現(xiàn)象;液體壓強的特點;大氣壓強與高度的關(guān)系;阿基米德原理
【解析】【解答】A、慣性是物體本身的一種性質(zhì),慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān),與速度無關(guān),故A正確;
B、液體壓強隨深度的增加而增大,浮力與深度無關(guān),所以深海勇士號載人潛水器在海面下下潛過程中受到的壓強變大,浮力不變,故B錯誤;
C、繞地球飛行的天宮空間站如果不受任何外力作用,將會做勻速直線運動,故C錯誤;
D、大氣壓隨高度的增加而減小,國產(chǎn)大飛機C919在上升過程中,機艙外的大氣壓變小,故D正確;
故答案為:AD。
【分析】慣性是物體本身的一種性質(zhì),慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān);液體壓強隨深度的增加而增大,浮力與深度無關(guān);不受任何外力作用,物體將會處于平衡狀態(tài);大氣壓隨高度的增加而減小。
15.如圖所示,這是靜止在水平桌面上的“吉祥兔”玩偶,下列說法正確的是
A.玩偶受到的重力和玩偶對桌面的壓力是一對平衡力
B.玩偶對桌面的壓力和桌面對玩偶的支持力是一對相互作用力
C.玩偶受到的重力和桌面對玩偶的支持力是一對相互作用力
D.玩偶受到的重力和桌面對玩偶的支持力是一對平衡力
【答案】B,D
【知識點】力作用的相互性;平衡力的辨別
【解析】【解答】A、玩偶受到的重力和玩偶對桌面的壓力方向相同、作用在不同的物體上,不是一對平衡力,也不是一對相互作用力,故A錯誤;
B、玩偶對桌面的壓力和桌面對玩偶的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直線上、作用在不同一物體上,是一對相互作用力,故B正確;
CD、玩偶受到的重力和桌面對玩偶的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直線上、作用在同一物體上,是一對平衡力,故C錯誤,D正確;
故答案為: BD。
【分析】二力平衡的條件是:大小相等、方向相反、作用在同一直線上、作用在同一物體上。一對相互作用力的條件是:大小相等、方向相反、作用在同一直線上、作用在兩個物體上。
16.如圖甲所示,圓柱體掛在彈簧測力計下端浸沒在水中,在將圓柱體緩慢拉出水面的過程中,彈簧測力計的示數(shù)隨圓柱體上升距離的變化情況如圖8乙所示。(g取10N/kg,ρ=1.0×103kg/m3)下列說法正確的是
A.圓柱體上升過程中受到水的浮力先不變后減小直至為零
B.圓柱體的體積為40cm3
C.圓柱體的密度為5×103kg/m3
D.圓柱體上升過程中,容器底部受到水的壓強變化量?p與上升的距離h成正比
【答案】A,B,C
【知識點】密度公式及其應用;液體壓強計算公式的應用;阿基米德原理;浮力大小的計算
【解析】【解答】A、上升過程中測力計的示數(shù)先不變、后增大,根據(jù)F浮=G-F示可知,上升過程中物體所受的浮力先不變后減小直至為零,故A正確;
B、0~10cm時圓柱體浸沒在水中,圓柱體浸沒時所受的浮力:F浮=G-F=2.0N-1.6N=0.4N;因為物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等,所以,由F浮=ρ水gV排可得圓柱體的體積:V排=F浮ρ水g=0.4N1.0×103kg/m3×10N/kg=4×10-5m3=40cm3,故B正確;
C、由G=mg可得,圓柱體的質(zhì)量:m=Gg=2N10N/kg=0.2kg,圓柱體的密度:ρ=mV=0.2kg4×10-5m3=5×103kg/m3,故C正確;
D、0~10cm時圓柱體浸沒在水中,圓柱體上升過程中,深度不變,△p=0;10~20cm時,是露出水面的過程,水的深度減小,水對杯底的壓強變化量:△p=ρ水g△h,容器底部受到水的壓強變化量△p隨上升的距離h而減小,故D錯誤;
故答案為:ABC。
【分析】物體在水中上升過程中測力計的示數(shù)先不變、后增大,根據(jù)F浮=G-F示可知上升過程中物體所受的浮力的變化情況;根據(jù)F浮=ρ水gV排求出圓柱體排開水的體積,物體浸沒時排開液體的體積等于物體的體積;根據(jù)G=mg求出圓柱體的質(zhì)量,再利用密度公式求圓柱體的密度;利用公式△p=ρ水g△h求水對杯底的壓強變化量。
三、填空題(本大題共6小題,每空1分,共12分)
17.物理學推動著人類社會不斷進步和發(fā)展,物理學家 在前人的研究積累上發(fā)現(xiàn)日月星辰的旋轉(zhuǎn)與蘋果下落有某些相似,創(chuàng)立了著名的萬有引力定律。人們?yōu)榱思o念他對物理學的貢獻將其名字命名為 的單位。
【答案】牛頓;力
【知識點】力的概念及單位;物理常識
【解析】【解答】牛頓是物理學史上偉大的科學家,他在力學、光學、天文學、數(shù)學等方面作出了巨大的貢獻,牛頓運動定律是物理學的三個運動定律的總稱,被譽為是經(jīng)典物理學的基礎(chǔ)。牛頓是經(jīng)典力學理論的集大成者,物理學上用牛頓的名字來作為力的單位。
【分析】牛頓是經(jīng)典力學理論的集大成者,物理學上用牛頓的名字來作為力的單位。
18.通過學習物理,我們要學會“見物識理”。用吸管“吸”飲料是在 的作用下將飲料“吸”人口中;用力拍打衣服,附在衣服上的灰塵會掉落,這是由于灰塵具有 。
【答案】大氣壓;慣性
【知識點】慣性及其現(xiàn)象;大氣壓強的存在
【解析】【解答】用吸管“吸”飲料時,吸管內(nèi)氣壓減小,飲料在大氣壓的作用下被“吸”入口中;拍打衣服時,衣服與灰塵開始時都靜止,拍打后,衣服突然運動,而灰塵由于具有慣性仍保持原來的運動狀態(tài),所以會從衣服上脫落。
【分析】吸管“吸”飲料是大氣壓存在的實例;物體保持原來的運動狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性。
19.少林功夫馳名中外。一質(zhì)量為60kg的武術(shù)愛好者在用如圖所示的姿勢練功時,只腳與水平地面的接觸面積為200cm,則他對地面的壓強為 Pa。一段時間后他將一只腳抬起單腳獨立練功時,他對地面的壓強 (選填“增大”“減小”或“不變”)。(g取10N/kg)
【答案】1.5×104;增大
【知識點】增大壓強的方法及其應用;壓強的大小及其計算
【解析】【解答】武術(shù)愛好者如圖所示姿勢練功時,對地面的壓力等于人自身的重力,即:F=G=mg=60kg×10N/kg=600N,受力面積(與地面的接觸面積): S=2×200cm2= 400cm2=4 x10-2m2,他對地面的壓強:p=FS=600N4×10-2m2=1.5×104Pa;當他緩慢抬起一只腳時,他與地面的接觸面積變小,對地面的壓力不變,根據(jù)p=FS可知他對地面的壓強將變大。
【分析】人雙腳站立時對水平地面的壓力等于人的重力,根據(jù)p=FS可求馬步姿勢(如圖所示)練功時對水平地面的壓強;當他緩慢抬起一只腳時,他與地面的接觸面積變小,對地面的壓力不變,根據(jù)p=FS可知他對地面的壓強的變化情況。
20.如圖所示,茶壺的壺身和壺嘴構(gòu)成了一個 ,若壺中水深10cm,則水對壺底的壓強是 Pa。(ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】連通器;1000
【知識點】液體壓強的計算;連通器原理
【解析】【解答】茶壺的壺嘴和壺身上端開口、底部連通,構(gòu)成了連通器;水對茶壺底的壓強:p=ρgh=1×103kg/m3 ×10N/kg×10×10-2m =1000Pa。
【分析】上端開口、底部連通的容器叫連通器,連通器中裝同種液體,液體靜止時液面是相平的;知道茶壺內(nèi)水的深度,根據(jù)p=ρgh求出水對茶壺底的壓強。
21.把一個重為0.5N的小球用手壓沒在水中,排開水的重為0.8N。則此時小球受到浮力和重力的合力為 N,方向 。
【答案】0.3;豎直向上
【知識點】力的合成與應用
【解析】【解答】小球所受重力大小為0.5N,方向豎直向下,浮力大小為0.8N,方向為豎直向上,所以小球受到浮力和重力的合力大小為F=F浮-G=0.8N- 0.5N=0.3N,方向與浮力方向一致,豎直向上。
【分析】若物體所受的兩個力方向相反,則合力大小為二力大小之差,方向與較大的力的方向一致。
22.放在水平桌面上的量筒中盛有120cm3的水,當把掛在彈簧測力計上的小金屬塊浸沒在量筒里的水中后,量筒的水面上升到170cm處,彈簧測力計的示數(shù)為3.4N。則金屬塊浸沒在水中所受浮力為 N,金屬塊受到的重力為 N。(ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】0.5;3.9
【知識點】阿基米德原理;浮力大小的計算
【解析】【解答】物塊的體積等于它排開水的體積: V=V排= V2-V1= 170cm3-120cm3=50cm3=5×10-5m3,物體浸沒在水中受到的浮力:F浮= ρ水gV排=1×103kg/m3 ×10N/kg×5×10-5m3 = 0.5N;小金屬受到的重力G=F浮+F'=0.5N+3.4N=3.9N。
【分析】兩次量筒中水的體積差即為金屬的體積,也是排開水的體積,則由浮力公式可以求出物體受到的浮力。根據(jù)稱重法求出小金屬受到的重力。
四、作圖題(本大題共1小題,共4分)
23.
(1)強我海軍,護我領(lǐng)海。我國某潛水艇正在海水中演練,如圖甲所示,請作出潛水艇在海水中受到浮力的示意圖。(O為潛水艇的重心)
(2)如圖乙所示,懸掛的小球處于靜止狀態(tài),請作出小球所受力的示意圖。(忽略空氣施加的力,O為力的作用點)
【答案】(1)
(2)
【知識點】彈力;重力示意圖;浮力及其產(chǎn)生原因
【解析】【解答】(1)潛水艇在海水中受到浮力方向豎直向上,作用點在重心O上,示意圖如下:
(2)重力方向豎直向下,作用點在重心O上;拉力沿繩方向豎向上,作用點在重心O上;注意兩個力大小相等,所畫的長度要相等,示意圖如下:
【分析】(1)物體在液體中所受浮力方向豎直向上;
(2)物體所受重力方向豎直向下,所受拉力方向沿繩方向朝向施力物體。
五、實驗探究題(本大題共4小題,共25分)
24.探究“阻力對物體運動的影響”的實驗裝置如圖所示。
(1)實驗過程中,讓同一小車從同一斜面、同一高度由靜止自由滑下,其目的是使小車剛進入水平面時的 相同。
(2)讓小車分別在毛巾、棉布、木板表面運動,最終小車靜止時的位置如圖所示,由此可得出:小車受到的阻力越 ,速度減小得越慢。進一步推理可得:如果小車運動時受到的阻力為零,速度就不會減小,小車將保持 運動狀態(tài)。
(3)冰雪天氣路面濕滑,阻力較小,結(jié)合該實驗結(jié)論,開車時應 才能保證行駛安全。(寫出一個合理答案即可)
【答案】(1)速度
(2)?。粍蛩僦本€
(3)減速慢行
【知識點】阻力對物體運動影響的探究實驗
【解析】【解答】(1)小車在同一斜面上從同一高度滾下的過程中,受到的阻力相同,運動距離相同,則小車到達水平面時速度相同;
(2)在水平面上,小車初速度相等,實驗中我們會觀察到:在不同材料的表面上,小車滑行的距離是不同的,在表面光滑的木板上滑行的距離最長,在最粗糙的毛巾上滑行的距離最短,可見小車在毛巾上運動受到的摩擦力最大,在木板上運動受到的摩擦力最小,以上實驗表明:小車受到的阻力越小,速度減小的越慢,運動的距離越遠;進一步推理可得:如果小車運動時受到的阻力為零,速度就不會減小,小車將保持勻速直線運動狀態(tài)。
(3)冰雪天氣路面濕滑,阻力較小,結(jié)合該實驗結(jié)論,開車時應減速慢行才能保證行駛安全(寫出一個合理答案即可)。
【分析】(1)物體從斜面的同一高度滾下,到達水平面時速度相等;
(2)當物體速度相等時,在光滑程度不同的水平面上運動的距離不同,表面越光滑,物體受到的阻力越小,速度減小得越慢,物體運動的距離越遠;
(3)根據(jù)冰雪天氣路面濕滑,阻力較小,進行解答。
25.在探究“壓力作用效果與哪些因素有關(guān)”的實驗中,小明利用了多個完全相同的鐵塊和海綿進行了如圖所示的實驗。
(1)實驗中通過觀察海綿的 來比較壓力作用效果。
(2)分析甲、乙兩圖實驗現(xiàn)象可知:在 一定時,壓力 ,壓力的作用效果越明顯。
(3)分析 兩圖實驗現(xiàn)象可知:在壓力一定時, 越小,壓力的作用效果越明顯。
(4)對比甲、丙兩圖,小明認為壓力作用效果與壓力大小無關(guān),請你對他的觀點進行評價 。
【答案】(1)凹陷程度
(2)受力面積;越大
(3)乙丙;越大
(4)小明的觀點錯誤,因為比較時沒有控制受力面積相同
【知識點】探究壓力的作用效果跟什么因素有關(guān)的實驗
【解析】【解答】(1)實驗中是根據(jù)海綿的凹陷程度來判斷壓力的作用效果的,這是轉(zhuǎn)換法的運用。
(2)對比甲、乙兩圖可知,受力面積相同,壓力不同,故可以得出受力面積相同時,壓力越大,壓力作用的效果越明顯;
(3)對比乙、丙兩圖可知,壓力相同,受力面積不同,故可以得出在壓力相同時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯;
(4)根據(jù)控制變量法,探究壓力作用效果與壓力大小的關(guān)系,應控制受力面積相同,對比甲、丙兩圖可知,實驗中在改變壓力的同時,沒有控制受力面積相同,故不能得出壓力作用效果與壓力大小無關(guān)的結(jié)論,因此該同學的觀點是錯誤的。
【分析】(1)實驗中通過海綿的凹陷程度來反映壓力的作用效果,采用了轉(zhuǎn)換法;
(2)壓力的作用效果跟壓力大小和受力面積大小有關(guān),需要用控制變量法探究壓力作用效果的影響因素,探究壓力作用效果跟壓力大小的關(guān)系時,控制受力面積不變,改變壓力的大?。惶骄繅毫ψ饔眯Ч芰γ娣e大小的關(guān)系時,控制壓力大小不變,改變受力面積;
(3)根據(jù)控制變量法,找出不變的量和變化的量,確定壓力作用效果與變化量之間的關(guān)系。
(4)使用控制變量法實驗時,是通過只改變一個因素,觀察壓力作用效果的變化,來判斷該因素對壓力作用效果的影響。
26.小明用壓強計探究“液體壓強與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置如圖所示。
(1)壓強計通過U形管兩側(cè)液面的 來反映被測壓強大小,這種研究物理問題的方法是 。使用前,用手按壓金屬盒上的橡皮膜,發(fā)現(xiàn)兩側(cè)液面沒有明顯變化,接下來應進行的操作是 (填選項)。
A.向U形管中注人一些水
B.將U形管中水倒出一些
C.拆下軟管重新安裝
(2)通過比較圖甲、乙、丙三次實驗現(xiàn)象,可得出結(jié)論:同種液體在相同深度向各個方向的壓強 。
(3)通過比較圖 兩次實驗現(xiàn)象,可得出結(jié)論:同一種液體的壓強隨深度的增加而 。
(4)通過比較圖丁、戊兩次實驗現(xiàn)象,可得出結(jié)論:同一深度,液體的 越大,壓強越大。
【答案】(1)高度差;轉(zhuǎn)換法;C
(2)相等
(3)乙??;增大
(4)密度
【知識點】探究液體壓強的特點實驗
【解析】【解答】(1)壓強計通過U形管兩側(cè)液面高度差來反映被測壓強大小,這種研究物理問題的方法是轉(zhuǎn)換法;實驗前要檢查裝置是否漏氣,故AB錯誤,C正確;故答案為:C。
(2)同種液體在相同深度向各個方向的壓強都相等。
(3)乙、丁是同種液體,深度不同,U形管液面高度差不同,說明同一種液體的壓強隨深度的增加而增大。
(4)丁、戊液體道德深度相同,液體的密度不同,液體的壓強不同,說明:同一深度,液體的密度越大,液體的壓強越大。
【分析】(1)本實驗用轉(zhuǎn)換法顯示液體內(nèi)部的壓強,U形管液面高度差越大,液體內(nèi)部的壓強越大;實驗前要檢查裝置的氣密性。
(2)在同一深度,液體內(nèi)部朝各個方向的壓強都相等。
(3)同種液體,液體的壓強隨深度的增加而增大。
(4)同一深度,液體的密度越大,壓強越大。
27.實驗小組在探究“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中,根據(jù)生活經(jīng)驗討論交流后提出了猜想。
猜想一:浮力的大小與物體密度有關(guān)。
猜想二:浮力的大小與物體浸人液體中的深度有關(guān)。
猜想三:浮力的大小與液體密度有關(guān)。
猜想四:浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān)。
(1)請你寫出一個支持猜想四的生活現(xiàn)象 。(合理即可
(2)實驗前,應將彈簧測力計沿 (選填“水平”或“豎直”)方向調(diào)零。
(3)同學們進行的實驗步驟及彈簧測力計的示數(shù)如圖15所示,由此可知,實驗中所用物塊的重為 N.
(4)分析比較圖15中實驗步驟甲和 (填兩個實驗步驟)可得出:浮力大小與物體浸沒在液體中的深度 (選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。
(5)分析比較圖中實驗步驟甲、丙、戊,可驗證猜想 是正確的。
(6)分析比較圖中實驗步驟 (填三個實驗步驟),可得出結(jié)論:液體密度相同時,物體排開液體的體積越大,受到的浮力越大。
(7)本次實驗除了可以探究“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”,還可以計算液體的密度,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可計算出鹽水的密度為 kg/m3.(ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】(1)將皮球壓人水中,隨著皮球進人水中越多越費力
(2)豎直
(3)3.2
(4)丙??;無關(guān)
(5)三
(6)甲乙丙
(7)11000
【知識點】探究浮力大小的實驗
【解析】【解答】(1)將皮球壓入水中,隨著皮球進入水中越多越費力,由此說明浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān);
(2)實驗前,應將彈簧測力計沿豎直方向調(diào)零,可以更準確的進行實驗;
(3)由彈簧測力計的示數(shù)可知,彈簧測力計的示數(shù)即為物體的重力,為3.2N;
(4)分析比較圖③④實驗中,物體浸沒的深度不同,彈簧測力計的示數(shù)相同,說明物體受到的浮力也相同,因此結(jié)論是浸沒在液體中的物體所受的浮力大小與深度無關(guān);
(5)分析比較①③⑤三次實驗,由于圖③和圖⑤當中的液體密度不同,從而彈簧測力計的示數(shù)也不相同,即在不同密度的液體中重力大小不同,那么根據(jù)圖①可知,他們自身的重力減去他們在水中所受的重力即他們所受的浮力不同,可知浮力的大小與液體的密度有關(guān),故猜想三正確;
(6)分析比較①②③三次實驗可知,圖③當中的物體比圖②當中的物體排開水的體積大,彈簧測力計的示數(shù)圖③比圖②小,即圖③中物體的重力小于圖②中物體所受的重力,根據(jù)圖①可知,他們自身的重力減去他們在水中的重力即他們所受的浮力圖③大于圖②,即同一液體中,物體排開液體的體積越大,受到的浮力越大;
(7) 由F浮=ρ水gV排得物體的體積V物=V排=F浮ρ水g=1N1.0×10kg/m3×10N/kg=1×10-4m3;根據(jù)G=mg得物體的質(zhì)量為:m=Gg=3.2N10N/kg=0.32kg,物體的密度為:ρ=mV=0.32kg1×10-4m3=3.2×103kg/m3;物體浸沒鹽水中所受浮力為:F浮=G-F'=3.2N-2.1N=1.1N,由F浮=ρ水gV排得鹽水的密度為:ρ水=F浮gV排=1.1N10N/kg×1×10-4m3=1.1×103kg/m3。
【分析】(1)根據(jù)猜想四,即浮力的大小跟物體排開液體體積的關(guān)系,從改變物體排開液體體積角度進行猜想;
(2)實驗前,應將彈簧測力計沿豎直方向調(diào)零,可以更準確的進行實驗;
(3)由彈簧測力計的示數(shù)可讀出物體的重力;
(4)甲、丙、丁三次實驗步驟中,物體全部浸沒在水中,排開水的體積相同,浸沒的深度不同,彈簧測力計的示數(shù)相同,由此可得出結(jié)論;
(5)甲、丙、戊三次實驗步驟中,液體的密度不同,物體排開水的體積相同,彈簧測力計的示數(shù)不相同,由此可得出結(jié)論;
(6)要探究物體受到的浮力的大小與物體排開液體的體積的關(guān)系,需要控制液體的密度相同,據(jù)此分析出符合題意的圖;
(7)在水中,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ水gV排求出物體體積,根據(jù)重力公式G=mg和ρ=mV求出物體質(zhì)量和密度;根據(jù)F浮=G-F'求出在鹽水中的浮力大小,再根據(jù)阿基米德原理求出鹽水的密度。
六、綜合應用題(本大題共3小題,共24分。解答時要求在答題卡相應的答題區(qū)域內(nèi)寫出必要的文字說明、計算公式和重要的演算步驟。只寫出最后答案,未寫出主要演算過程的,不得分)
28.自行車以輕便、節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)越性能深受大家喜愛。質(zhì)量為50kg的小明騎著質(zhì)量為20kg的自行車沿平直路面勻速行駛,此過程中自行車輪胎與地面的總接觸面積為2×10-2m2,所受的阻力為總重的1/20。(g取10N/kg)求小明在騎行自行車的過程中:
(1)對自行車施加的動力;
(2)自行車對地面的壓強。
【答案】(1)解:自行車沿平直路面勻速行駛, 所受動力與阻力是一對平衡力, 小明對自行車施加的動力:F動=f=120G總=120m總g=120×(20kg+50kg)×10N/kg=35N
答:對自行車施加的動力是 35N;
(2)解:自行車對地面的壓強:p=F壓S=G總S=m總gS=(20kg+50kg)×10N/kg2×10-2m2=3.5×104Pa
答:自行車對地面的壓強是 3.5×10'Pa?£
【知識點】重力及其大小的計算;二力平衡的條件及其應用;壓強的大小及其計算
【解析】【分析】(1)自行車勻速行駛時,處于平衡狀態(tài),小明對自行車施加的動力和阻力是一對平衡力,大小相等;
(2)根據(jù)G=mg分別計算自行車的重力和小明的重力,自行車對地面的壓力等于它們的總重力,根據(jù)p=FS計算壓強。
29.福建艦是我國完全自主設(shè)計建造的首艘彈射型航空母艦,滿載排水量為8萬噸,是我國噸位最大的水面戰(zhàn)斗艦艇,搭載多架質(zhì)量為15t的“殲-15”艦載機。(g取10N/kg,海水密度取1.0×103kg/m3)求:
(1)滿載的福建艦受到海水的浮力;
(2)在海水下10m、面積為200cm2的艦體表面受到的海水壓力;
(3)當一架“殲-15”艦載機飛離甲板后,福建艦排開海水的體積變化量。
【答案】(1)解:滿載的福建艦受到海水的浮力:F浮=G排=m排g=8×104×103kg×10N/kg=8×108N
答: 滿載的福建艦受到海水的浮力是 8×108N;
(2)解:艦體表面受到的海水壓強:p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m=105Pa
艦體表面受到的海水壓力:F=pS=105Pa×200×10-4m2=2×103N
答: 艦體表面受到的海水壓力是 2×103N;
(3)解:一架“殲-15” 艦載機飛離甲板后, 福建艦所受浮力的變化量:ΔF浮=G=15×103kg×10N/kg=1.5×105N
排開海水的體積的變化量:ΔV排=ΔF放ρ海水g=1.5×105N1.0×103kg/m3×10N/kg=15m3
答: 福建艦排開海水的體積的變化量是 15m3 。
【知識點】壓強的大小及其計算;液體壓強的計算;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)已知福建艦滿載排水量,根據(jù)重力公式G=mg和阿基米德原理F浮=G排,可求出滿載的福建艦受到海水的浮力;
(2)已知海水密度和深度,根據(jù)液體密度公式p=ρgh可求出艦體表面受到的海水壓強;再根據(jù)壓強定義式p=FS求出艦體表面受到的海水壓力;
(3)已知艦載機質(zhì)量,根據(jù)重力公式G=mg以及艦載機重力與福建艦所受浮力的變化量的關(guān)系,即可求出一架“殲-15” 艦載機飛離甲板后, 福建艦所受浮力的變化量;再根據(jù)阿基米德原理求出排開海水的體積的變化量。
30.學??萍紕?chuàng)新活動中,小明展示了自己的作品“浮力秤”,該作品可方便地稱量物體的質(zhì)量,其構(gòu)造如圖所示。已知小筒底面積為8cm,高度為15cm,秤盤中不放物體時,小筒浸入水中的長度為5cm。(g取10N/kg,水密度取1.0×103kg/m3)求:
(1)秤盤中不放物體時,小筒底受到水的壓強;
(2)該“浮力秤”能稱出物體的最大質(zhì)量;
(3)若大筒底面積為10cm2,當秤盤中放入最大稱量的物體時比不放物體時,大筒底部受到水的壓強變化量。
【答案】(1)解:盤中不放物體時, 小筒底受到水的壓強:p=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-2m=5×102Pa
答:秤盤中不放物體時, 小筒底受到水的壓強是 5×102Pa;
(2)解:秤盤中不放物體時, 秤盤和小筒的重:G盤筒=F浮1=ρ水gV排1=ρ水gSh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m2×5×10-2m=4N
該“浮力秤”所受的最大浮力:F浮2=ρ水gV排2=ρ水gSh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m2×15×10-2m=1.2N
該“浮力秤”能稱出物體的最大質(zhì)量:m=Gg=F浮2-G盤秤g=1.2N-0.4N10N/kg=0.08kg
答:該“浮力秤”能稱出物體的最大質(zhì)量是 0.08kg;
(3)解:當秤盤中放入最大稱量的物體時比不放物體時,小筒受到的浮力變化量:ΔF浮=F浮2-F浮1=1.2N-0.4N=0.8N
排開水的體積變化量:ΔV排=ΔF浮ρ水g=0.8N1.0×103kg/m3×10N/kg=8×10-5m3
水面變化高度:Δh=ΔV排S大=8×10-5m310×10-1m2=8×10-2m
大筒底部受到水的壓強變化量:Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-2m=8×102Pa
答: 大筒底部受到水的壓強變化量是 8×102Pa 。
【知識點】重力及其大小的計算;液體壓強的計算;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)已知小筒高度和水密度,根據(jù)液體壓強公式p=ρgh可求出小筒底受到水的壓強;
(2)已知小筒底面積、水深、水密度,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρgV排和二力平衡,可求出秤盤中不放物體時, 秤盤和小筒的重;已知小筒底面積、高度、水密度,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρgV排,可求出該“浮力秤”所受的最大浮力;再根據(jù)重力公式G=mg,求出該“浮力秤”能稱出物體的最大質(zhì)量;
(3)已知秤盤中放入最大稱量的物體時所受浮力和不放物體時所受浮力,可求小筒受到的浮力變化量;根據(jù)阿基米德原理F浮=ρgV排和幾何關(guān)系V=Sh,可求出排開水的體積變化量和水面變化高度;再根據(jù)液體壓強公式p=ρgh,可求出大筒底部受到水的壓強變化量。

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