
1.(2分)天宮課堂第二課中,航天員用奧運(yùn)會(huì)吉祥物冰墩墩做太空拋物實(shí)驗(yàn),探究“一切物體在沒(méi)有受到外力作用的時(shí)候,總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。”這一定律是哪位物理學(xué)家推理、概括出來(lái)的( )
A.伽利略B.牛頓C.阿基米德D.托里拆利
2.(2分)如圖所示的四個(gè)實(shí)例中,為了增大壓強(qiáng)的是( )
A.坦克裝有寬大的履帶B.在鐵軌下面鋪枕木
C.斧刃磨得很鋒利D.書(shū)包背帶做得較寬
3.(2分)為了防止慣性帶來(lái)的危害,要求人們( )
A.乘車時(shí)系好安全帶B.候車時(shí)站在安全線外
C.市區(qū)行車禁鳴喇叭D.夜間行車車內(nèi)不開(kāi)燈
4.(2分)北京2022年冬奧會(huì)計(jì)劃于2022年2月4日(正月初四)開(kāi)幕,如圖中滑雪運(yùn)動(dòng)員腳踩滑雪板,這樣不容易陷入雪地中,穿滑雪板是為了( )
A.增大壓力B.減小壓力C.增大壓強(qiáng)D.減小壓強(qiáng)
5.(2分)如圖現(xiàn)象中與大氣壓強(qiáng)無(wú)關(guān)的是( )
A.用吸管吸飲料
B.吸盤(pán)
C.用滴管吸取液體
D.用打氣筒往自行車胎內(nèi)打氣
6.(2分)在下列幾種航空器中,主要利用流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系獲得升力的是( )
A.觀光熱氣球B.民航客機(jī)
C.氫氣球D.運(yùn)載火箭
7.(2分)某課外活動(dòng)小組在探究物體的浮沉條件時(shí),把重為2N的物體輕輕放入盛滿水的溢水杯中,溢出1.5N的水,則物體靜止后會(huì)( )
A.沉底B.懸浮C.漂浮D.無(wú)法判斷
8.(2分)潛水艇在海洋軍事中起到非常大的作用;潛水艇在水面之下,向下潛行過(guò)程中,潛水艇受到的浮力和壓強(qiáng),下列說(shuō)法正確的是( )
A.浮力變大,壓強(qiáng)變大B.浮力不變,壓強(qiáng)變大
C.浮力變小,壓強(qiáng)變大D.浮力不變,壓強(qiáng)不變
9.(2分)如圖所示,小明將一個(gè)瓶子做成自制的氣壓計(jì)。當(dāng)小明拿著它從山下到山頂,玻璃管內(nèi)水柱高度將( )
A.升高B.不變C.降低D.無(wú)法判斷
10.(2分)小華在操場(chǎng)進(jìn)行爬桿鍛煉,小華的自重為G,在豎直桿上攀爬,當(dāng)她勻速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力大小為f,則( )
A.f>GB.f<GC.f=GD.無(wú)法確定
11.(2分)測(cè)體重時(shí)人站在體重秤上,與人的重力是一對(duì)平衡力的是( )
A.人對(duì)秤的壓力B.秤受的重力
C.秤對(duì)人的支持力D.地面對(duì)秤的支持力
12.(2分)如圖所示,鉛球由a處向右上方推出,在空中劃出一道弧線后落到地面b處。當(dāng)鉛球在飛行過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),一切外力消失,則小球?qū)?huì)( )
A.豎直掉下來(lái)B.靜止在該點(diǎn)
C.仍會(huì)掉在b點(diǎn)D.沿著水平方向運(yùn)動(dòng)
13.(2分)同一密度計(jì)先后放在密度為ρ甲、ρ乙的液體中,靜止時(shí)所處位置如圖所示,密度計(jì)在兩種液體中所受浮力分別為F甲浮、F乙浮。下列選項(xiàng)中正確的是( )
A.ρ甲>ρ乙B.ρ甲<ρ乙
C.F甲?。糉乙浮D.F甲?。綟乙浮
14.(2分)一個(gè)在空中運(yùn)動(dòng)的毽子,所受的重力為10N,若考慮空氣阻力,其大小始終為4N,當(dāng)毽子豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí),所受的合力為( )
A.14NB.6NC.0ND.4N
15.(2分)a、b二個(gè)由同種材料制成的圓柱體,它們的高度相同,質(zhì)量之比ma:mb=5:2,把它們豎直放在水平桌面上,則水平桌面受到的圓柱體的壓強(qiáng)之比pa:pb為( )
A.1:1B.5:2C.2:5D.25:4
(多選)16.(2分)水平桌面上放有甲、乙兩個(gè)相同容器裝有同種的液體,現(xiàn)把質(zhì)量相同的a、b兩個(gè)實(shí)心小球分別緩慢放入兩容器中,兩小球靜止時(shí)液面恰好相平,如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A.小球a的密度較大
B.乙容器底部對(duì)水平桌面的壓力大
C.小球a在乙容器中受到的浮力大
D.兩容器底部受到的液體的壓強(qiáng)一樣大
二、填空題(本大題共6題,每小題2分,共12分)
17.(2分)火車站臺(tái)上都有一條安全線,乘客必須在安全線外等候火車進(jìn)站,這是因?yàn)榛疖囘M(jìn)站時(shí),火車與站臺(tái)上的乘客間空氣流動(dòng)速度變大,壓強(qiáng)會(huì) ;隨著我國(guó)火車的提速,安全線的距離應(yīng)該 。(均選填“增大”“減小”或“不變”)
18.(2分)如圖所示,水壺壺嘴的高度不低于壺身的高度,其設(shè)計(jì)遵循了 的原理;蓋上蓋子,用手堵住通氣孔,壺中的水在 的作用下不易持續(xù)倒出。
19.(2分)2022年北京冬奧會(huì)已完美謝幕。小明同學(xué)結(jié)合所學(xué)物理知識(shí)在觀看比賽時(shí)思考:冰壺運(yùn)動(dòng)員擲出去的冰壺能繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),是由于冰壺具有 ;短道速滑運(yùn)動(dòng)員在彎道滑行的過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員受力 平衡(選填“一定”、“一定不”或“可能”)。
20.(2分)2021年12月9日,中國(guó)空間站太空授課以天地互動(dòng)的方式舉行。航天員王亞平為我們展示的浮力消失實(shí)驗(yàn)中,告訴我們浮力來(lái)源于重力引起的液體在不同深度的壓力差。若某物體在月球和地球上時(shí)都能懸浮在水中,那么物體在 (選填“月球”或“地球”)上所受浮力較大。(已知月球上的重力約是地球上的六分之一)
21.(2分)2021年4月23日,有“小航母”之稱的海南艦在海南三亞某軍港集中交接入列。艦載直升機(jī)從海南艦上起飛后,海南艦受到的浮力 ,浸在水面下的體積 。(兩空均填寫(xiě)變化情況)
22.(2分)如圖甲所示的容器放置在水平地面上,該容器上、下兩部分都是圓柱形,其橫截面積分別為S1、S2,容器底部裝有控制閥門(mén)。容器內(nèi)裝有密度為0.8×103kg/m3的液體,液體通過(guò)控制閥門(mén)勻速排出的過(guò)程中,容器底部受到液體的壓強(qiáng)p隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖乙所示。則閥門(mén)打開(kāi)前液體的深度H= cm,上、下兩部分橫截面積之比S1:S2= 。
三、作圖題(本大題共2小題,每小題2分,共4分)
23.(2分)請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出在水平公路上向右勻速行駛的汽車受到牽引力和摩擦力的示意圖。(O點(diǎn)為力的作用點(diǎn))
24.(2分)如圖所示,容器中的小球正在液體中下沉,請(qǐng)畫(huà)出小球受力的示意圖。
四、簡(jiǎn)答題(本大題1小題,共4分)
25.(4分)如圖是我們熟悉的眼鏡,為了讓人配戴更舒服,在鏡架的設(shè)計(jì)中,鼻托為什么設(shè)計(jì)得較寬?鏡框?yàn)槭裁床捎幂p質(zhì)的材料?請(qǐng)運(yùn)用學(xué)過(guò)的力學(xué)知識(shí)說(shuō)明其中的道理。
五、實(shí)驗(yàn)與探究題(本大題5小題,共28分)
26.(4分)如圖所示是“探究壓力的作用效果與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn),通過(guò)觀察海綿的凹陷程度可比較壓力的作用效果。
(1)如圖甲、乙所示,將A木塊分別平放和立放在海綿上,其目的是控制 一定,改變 ;
(2)將兩個(gè)完全相同的木塊用圖丙所示的方式緊靠在一起放在海綿上,則此時(shí)壓力的作用效果與圖乙相比 (選填“更明顯”“更不明顯”或“相同”)。
27.(4分)在探究“二力平衡的條件”實(shí)驗(yàn)中,甲、乙兩組同學(xué)分別選擇器材后,設(shè)計(jì)組裝的實(shí)驗(yàn)裝置分別如圖所示。
(1)老師指出甲組同學(xué)組裝的實(shí)驗(yàn)裝置更加合理,其原因是 ;
A.減少摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響
B.紙片容易保持在水平方向上平衡
(2)小華將系于小卡片兩對(duì)角的線分別跨過(guò)左右支架上的滑輪,在線的兩端掛上鉤碼,使作用在小卡片上的兩個(gè)拉力方向 ,并通過(guò)調(diào)整 來(lái)改變拉力的大小;
(3)當(dāng)小卡片平衡時(shí),小華將小卡片旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,松手后小卡片不能平衡。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明當(dāng)兩力不在同一 時(shí),二力不能平衡。
28.(6分)某實(shí)驗(yàn)小組按照如圖所示的步驟,探究“浮力的大小與排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系”。
(1)把石塊浸沒(méi)在盛滿水的溢水杯中,石塊受到的浮力大小為 N;
(2)由以上步驟可初步得出結(jié)論:浸在水中的物體所受浮力的大小等于它排開(kāi)液體所受的重力;若溢杯的水沒(méi)有裝滿,則會(huì)導(dǎo)致本實(shí)驗(yàn)測(cè)量的F浮 G排;
(3)另一組實(shí)驗(yàn)小組在步驟C的操作中,只將石塊的一部浸沒(méi)在水中,其他步驟正確,則 (選填“仍能”或“不能”)與(2)相同的結(jié)論。
29.(7分)如圖甲所示,用微小壓強(qiáng)計(jì)“探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)”。
(1)實(shí)驗(yàn)中,將液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小轉(zhuǎn)換為用U形管兩側(cè)液面的 來(lái)表示;當(dāng)他將金屬盒浸沒(méi)于水中后,發(fā)現(xiàn)U形管兩端液面無(wú)高度差,則實(shí)驗(yàn)裝置可能出現(xiàn)了 問(wèn)題;
(2)將探頭放在圖乙所示液體內(nèi)部A、B位置,觀察到U形管兩側(cè)液面的高度差hB>hA,經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)觀察到同樣現(xiàn)象,這說(shuō)明同種液體內(nèi)部壓強(qiáng)隨 增加而增大;
(3)將探頭放在圖乙中所示液體內(nèi)部等深的B、C位置,觀察到U形管兩側(cè)液面的高度差hC hB(選填“<”、“>”或“=”),這是為了研究液體壓強(qiáng)與液體 的關(guān)系;
(4)由以上實(shí)驗(yàn)可知圖乙所示液體內(nèi)部A、B、C、D四個(gè)位置壓強(qiáng)最大的是位置 ;
(5)繼續(xù)“探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)”,當(dāng)探頭在液體中的深度相同時(shí),U形管左右兩側(cè)液面的高度差對(duì)比不明顯,則下面操作會(huì)使兩側(cè)液面高度差對(duì)比更加明顯的是 (選填序號(hào))。
A.燒杯中換密度差更大的液體
B.將探頭在原位置旋轉(zhuǎn)180°
C.將U形管換成更細(xì)的
30.(7分)在探究“浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,小明做了如圖所示實(shí)驗(yàn)。
(1)如圖,物體重力為 N。當(dāng)物體浸沒(méi)在鹽水中時(shí),受到的浮力為 N。
(2)分析 (填實(shí)驗(yàn)序號(hào)中的字母)兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可知浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān)。
(3)分析C、E兩次實(shí)驗(yàn),可知浸在液體中的物體受到浮力的大小與 有關(guān)。
(4)若先完成實(shí)驗(yàn)步驟B,再完成實(shí)驗(yàn)步驟A,則測(cè)得的浮力將 (選填“偏大”或“偏小”)。
(5)根據(jù)圖中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出物體的密度為 kg/m3,鹽水的密度是 kg/m3。
六、計(jì)算題(本大題3小題,共20分)
31.(6分)如圖所示是一款集自動(dòng)清潔技術(shù)和人性智能設(shè)計(jì)于一體地面清潔機(jī)器人,該機(jī)器人的質(zhì)量為3kg,與水平地面的接觸面積為0.05m2,求:
(1)地面清潔機(jī)器人受到的重力;
(2)地面清潔機(jī)器人對(duì)水平地面壓強(qiáng)。
32.(6分)2020年6月20日,我國(guó)自主設(shè)計(jì)和建造的“海斗號(hào)”載人潛水器,成功下潛到太平洋“馬里亞納海溝”10000m深處。創(chuàng)造了載人潛水器海水深潛的世界紀(jì)錄。潛水器由雙層船殼構(gòu)成,外層與海水接觸,外殼選擇了鈦合金作主材,若它有一個(gè)面積為50cm2的觀察窗,海水密度取1.0×103kg/m3。求:
(1)載人潛水器在10000m深處,“海斗號(hào)”受到的壓強(qiáng);
(2)在10000m深處,觀察窗受到的海水壓力。
33.(8分)體積2×10﹣3m3、重12N的木塊,用線系在底面積為S=0.04m2圓柱形容器的底部,當(dāng)?shù)谷胱銐虻乃鼓緣K浸沒(méi),此時(shí)水面距容器底40cm,如圖所示,求:
(1)木塊受的浮力;
(2)繩子的拉力;
(3)剪斷系線后,當(dāng)木塊A靜止時(shí),容器底受水的壓強(qiáng)。
參考答案
一、選擇題(本大題共16題,每小題只有一個(gè)正確答案。每小題2分,共32分)
1.(2分)天宮課堂第二課中,航天員用奧運(yùn)會(huì)吉祥物冰墩墩做太空拋物實(shí)驗(yàn),探究“一切物體在沒(méi)有受到外力作用的時(shí)候,總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)?!边@一定律是哪位物理學(xué)家推理、概括出來(lái)的( )
A.伽利略B.牛頓C.阿基米德D.托里拆利
【解答】解:牛頓總結(jié)笛卡爾、伽利略等人的研究成果,概括出牛頓第一定律:一切物體在不受外力作用時(shí),總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。
故選:B。
2.(2分)如圖所示的四個(gè)實(shí)例中,為了增大壓強(qiáng)的是( )
A.坦克裝有寬大的履帶B.在鐵軌下面鋪枕木
C.斧刃磨得很鋒利D.書(shū)包背帶做得較寬
【解答】解:A、坦克裝有寬大的履帶,是在壓力一定時(shí),通過(guò)增大受力面積來(lái)減小壓強(qiáng);故A不合題意;
B、在鐵軌下面鋪枕木,是在壓力一定時(shí),通過(guò)增大受力面積來(lái)減小壓強(qiáng);故B不合題意;
C、斧頭磨得很鋒利,是在壓力一定時(shí),通過(guò)減小受力面積來(lái)增大壓強(qiáng);故C符合題意;
D、書(shū)包背帶做得較寬,是在壓力一定時(shí),通過(guò)增大受力面積來(lái)減小壓強(qiáng);故D不合題意。
故選:C。
3.(2分)為了防止慣性帶來(lái)的危害,要求人們( )
A.乘車時(shí)系好安全帶B.候車時(shí)站在安全線外
C.市區(qū)行車禁鳴喇叭D.夜間行車車內(nèi)不開(kāi)燈
【解答】解:A、系安全帶是防止急剎車時(shí),人由于慣性向前撞擊車體而發(fā)生事故,屬于防止慣性帶來(lái)的危害,故A符合題意。
B、列車從人的面前經(jīng)過(guò)時(shí),由于列車的快速行駛,造成人和列車空氣流動(dòng)速度增大,空氣壓強(qiáng)減小,人外側(cè)空氣流動(dòng)速度幾乎不變,壓強(qiáng)幾乎不變,人外側(cè)壓強(qiáng)大于人和列車之間的壓強(qiáng),容易把人壓向列車的方向,容易發(fā)生事故,所以在火車站站臺(tái)上候車的乘客應(yīng)站在安全線外。與慣性無(wú)關(guān)。故B不合題意。
C、市區(qū)內(nèi)“禁鳴喇叭”,是在噪聲的聲源處減弱噪聲,與慣性無(wú)關(guān)。故C不合題意。
D、夜間駕駛室外的光線是比較暗的,若打開(kāi)駕駛室內(nèi)的燈,室內(nèi)物體的光線是比較強(qiáng)的,就可以通過(guò)前擋風(fēng)玻璃在車前形成一個(gè)虛像(平面鏡成像),干擾司機(jī)的視線;與慣性無(wú)關(guān)。故D不合題意。
故選:A。
4.(2分)北京2022年冬奧會(huì)計(jì)劃于2022年2月4日(正月初四)開(kāi)幕,如圖中滑雪運(yùn)動(dòng)員腳踩滑雪板,這樣不容易陷入雪地中,穿滑雪板是為了( )
A.增大壓力B.減小壓力C.增大壓強(qiáng)D.減小壓強(qiáng)
【解答】解:滑雪運(yùn)動(dòng)員穿有滑雪板,是在壓力一定時(shí),通過(guò)增大受力面積來(lái)減小壓強(qiáng),故ABC錯(cuò)誤,D正確。
故選:D。
5.(2分)如圖現(xiàn)象中與大氣壓強(qiáng)無(wú)關(guān)的是( )
A.用吸管吸飲料
B.吸盤(pán)
C.用滴管吸取液體
D.用打氣筒往自行車胎內(nèi)打氣
【解答】解:A、用吸管吸飲料的原理是:先把吸管內(nèi)的空氣吸走,在外界大氣壓的作用下,飲料被壓進(jìn)吸管里,利用了大氣壓強(qiáng),故A不合題意;
B、吸盤(pán)的工作過(guò)程是:用力將吸盤(pán)緊壓在墻壁上,將吸盤(pán)中的空氣排出,松手后,由于吸盤(pán)內(nèi)的空氣減少,內(nèi)部氣壓小于外界大氣壓,外界大氣壓將吸盤(pán)緊壓在墻壁上,故B不合題意;
C、滴管吸液體的過(guò)程是:首先將滴管內(nèi)的氣體排出,松手后,橡皮囊恢復(fù)原狀,內(nèi)部氣壓減小,小于外部大氣壓,在外界大氣壓的作用下,液體被壓入滴管,故C不合題意;
D、用力壓打氣筒的活塞,是人的推力把氣充進(jìn)輪胎中,與大氣壓無(wú)關(guān),故D符合題意。
故選:D。
6.(2分)在下列幾種航空器中,主要利用流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系獲得升力的是( )
A.觀光熱氣球B.民航客機(jī)
C.氫氣球D.運(yùn)載火箭
【解答】解:
A、熱氣球上升時(shí),熱氣球受到的浮力大于重力,故A不符合題意。
B、飛機(jī)飛行時(shí),飛機(jī)的機(jī)翼上方突起,機(jī)翼上方空氣流速大于下方空氣流速,根據(jù)流體流速越大壓強(qiáng)越小,機(jī)翼上方空氣壓強(qiáng)小于下方壓強(qiáng),飛機(jī)受到向上的升力作用,故B符合題意。
C、氫氣球能在空中飛行,是因?yàn)闅馇騼?nèi)氣體的密度比空氣的密度小,氫氣球在空氣中受到浮力大于或等于其重力,故C不符合題意。
D、火箭發(fā)射時(shí)向下噴出氣體,物體間力的作用是相互的,火箭同時(shí)受到一個(gè)向上的反作用力,推動(dòng)火箭上升,故D不符合題意。
故選:B。
7.(2分)某課外活動(dòng)小組在探究物體的浮沉條件時(shí),把重為2N的物體輕輕放入盛滿水的溢水杯中,溢出1.5N的水,則物體靜止后會(huì)( )
A.沉底B.懸浮C.漂浮D.無(wú)法判斷
【解答】解:已知G物=2N,
物體受到水的浮力:F浮=G排=G溢=1.5N,
因?yàn)镕?。糋物,所以物體靜止后會(huì)沉底,故A正確。
故選:A。
8.(2分)潛水艇在海洋軍事中起到非常大的作用;潛水艇在水面之下,向下潛行過(guò)程中,潛水艇受到的浮力和壓強(qiáng),下列說(shuō)法正確的是( )
A.浮力變大,壓強(qiáng)變大B.浮力不變,壓強(qiáng)變大
C.浮力變小,壓強(qiáng)變大D.浮力不變,壓強(qiáng)不變
【解答】解:潛水艇在水面之下,向下潛行過(guò)程中,排開(kāi)水的體積不變,所處的深度變大,
水的密度不變,由F浮=ρ液gV排可知潛水艇受到的浮力不變,由p=ρ液gh可知潛水艇受到的壓強(qiáng)變大,故B正確、ACD錯(cuò)誤。
故選:B。
9.(2分)如圖所示,小明將一個(gè)瓶子做成自制的氣壓計(jì)。當(dāng)小明拿著它從山下到山頂,玻璃管內(nèi)水柱高度將( )
A.升高B.不變C.降低D.無(wú)法判斷
【解答】解:把自制氣壓計(jì)從山下到山頂,由于高度增加,大氣壓減小,則瓶?jī)?nèi)的氣壓高于瓶外大氣壓;管內(nèi)的水面變高;所以玻璃管內(nèi)水柱的高度增加,說(shuō)明大氣壓隨高度增加而變小。
故選:A。
10.(2分)小華在操場(chǎng)進(jìn)行爬桿鍛煉,小華的自重為G,在豎直桿上攀爬,當(dāng)她勻速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力大小為f,則( )
A.f>GB.f<GC.f=GD.無(wú)法確定
【解答】解:小華在操場(chǎng)進(jìn)行爬桿鍛煉,小華的自重為G,在豎直桿上攀爬,當(dāng)她勻速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力f和自身的重力G是一對(duì)平衡力,大小相等,即:f=G,故C正確,ABD錯(cuò)誤。
故選C。
11.(2分)測(cè)體重時(shí)人站在體重秤上,與人的重力是一對(duì)平衡力的是( )
A.人對(duì)秤的壓力B.秤受的重力
C.秤對(duì)人的支持力D.地面對(duì)秤的支持力
【解答】解:A、人對(duì)秤的壓力和人的重力作用在兩個(gè)物體上,不是一對(duì)平衡力,故A錯(cuò)誤;
B、秤受的重力和人的重力作用在兩個(gè)物體上,不是一對(duì)平衡力,故B錯(cuò)誤;
C、秤對(duì)人的支持力和人的重力大小相等,方向相反,作用在一條直線上,作用在一個(gè)物體上,是一對(duì)平衡力,故C正確;
D、地面對(duì)秤的支持力和人的重力作用在兩個(gè)物體上,不是一對(duì)平衡力,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
12.(2分)如圖所示,鉛球由a處向右上方推出,在空中劃出一道弧線后落到地面b處。當(dāng)鉛球在飛行過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),一切外力消失,則小球?qū)?huì)( )
A.豎直掉下來(lái)B.靜止在該點(diǎn)
C.仍會(huì)掉在b點(diǎn)D.沿著水平方向運(yùn)動(dòng)
【解答】解:當(dāng)鉛球在飛行過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),鉛球在水平方向上有一定的速度,一切外力消失,則小球?qū)?huì)沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),故D正確。
故選:D。
13.(2分)同一密度計(jì)先后放在密度為ρ甲、ρ乙的液體中,靜止時(shí)所處位置如圖所示,密度計(jì)在兩種液體中所受浮力分別為F甲浮、F乙浮。下列選項(xiàng)中正確的是( )
A.ρ甲>ρ乙B.ρ甲<ρ乙
C.F甲?。糉乙浮D.F甲?。綟乙浮
【解答】解:(1)同一支密度計(jì),重力不變,在甲、乙兩種液體都漂浮,由漂浮條件可知:F甲?。紽乙?。紾,故C、D錯(cuò)誤;
(2)由甲、乙兩圖可知,密度計(jì)在甲中浸入的體積大于在乙浸入的體積,即V甲排>V乙排,而F甲?。紽乙浮,由公式F?。溅岩篻V排可知:
液體密度ρ甲<ρ乙,故A錯(cuò)誤、B正確。
故選:B。
14.(2分)一個(gè)在空中運(yùn)動(dòng)的毽子,所受的重力為10N,若考慮空氣阻力,其大小始終為4N,當(dāng)毽子豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí),所受的合力為( )
A.14NB.6NC.0ND.4N
【解答】解:當(dāng)毽子豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí),受到豎直向下的重力和豎直向上的阻力的作用,所受的合力為F=G﹣f=10N﹣4N=6N。
故選:B。
15.(2分)a、b二個(gè)由同種材料制成的圓柱體,它們的高度相同,質(zhì)量之比ma:mb=5:2,把它們豎直放在水平桌面上,則水平桌面受到的圓柱體的壓強(qiáng)之比pa:pb為( )
A.1:1B.5:2C.2:5D.25:4
【解答】解:圓柱體豎直放在水平桌面上,則壓力F=G=mg=ρVg=ρShg,
則水平桌面受到的圓柱體的壓強(qiáng):p===ρgh;
因?yàn)閍、b是同種材料,即密度ρ相等;它們的高度相同,即h相同;
故水平桌面受到圓柱體的壓強(qiáng)之比:pa:pb=1:1,故A正確,BCD錯(cuò)誤;
故選:A。
(多選)16.(2分)水平桌面上放有甲、乙兩個(gè)相同容器裝有同種的液體,現(xiàn)把質(zhì)量相同的a、b兩個(gè)實(shí)心小球分別緩慢放入兩容器中,兩小球靜止時(shí)液面恰好相平,如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A.小球a的密度較大
B.乙容器底部對(duì)水平桌面的壓力大
C.小球a在乙容器中受到的浮力大
D.兩容器底部受到的液體的壓強(qiáng)一樣大
【解答】解:(1)a小球懸浮在甲液體中,a小球的密度和甲液體的密度相等,b小球漂浮在乙液體中,b小球的密度小于乙液體的密度,由于甲、乙液體的密度相同,所以a小球的密度大于b小球的密度,故A正確;
(2)a小球懸浮在甲液體中,a小球受到的浮力等于a球的重力,b小球漂浮在乙液體中,b小球受到的浮力等于b球的重力,由于兩個(gè)小球質(zhì)量相同,根據(jù)G=mg知兩球的重力相等,所以浮力相等,故C錯(cuò)誤;
(3)由于a、b小球受到的浮力相同,根據(jù)F?。溅岩篻V排知兩小球排開(kāi)液體的體積相同,由題意知兩小球靜止時(shí)液面恰好相平,相當(dāng)于體積相等甲、乙兩種液體放在相同的容器中,容器重力相等,甲、乙液體密度相同,甲液體重力等于乙液體重力,所以甲容器對(duì)桌面的壓力等于乙容器對(duì)桌面的壓力,故B錯(cuò)誤;
(4)小球放在液體中,液面相平,甲、乙液體密度相同,根據(jù)p=ρgh得兩容器底部受到的液體的壓強(qiáng)一樣大,故D正確。
故選:AD。
二、填空題(本大題共6題,每小題2分,共12分)
17.(2分)火車站臺(tái)上都有一條安全線,乘客必須在安全線外等候火車進(jìn)站,這是因?yàn)榛疖囘M(jìn)站時(shí),火車與站臺(tái)上的乘客間空氣流動(dòng)速度變大,壓強(qiáng)會(huì) 減小 ;隨著我國(guó)火車的提速,安全線的距離應(yīng)該 增大 。(均選填“增大”“減小”或“不變”)
【解答】解:因?yàn)榱黧w的壓強(qiáng)跟流速有關(guān),流體的流速越大,壓強(qiáng)越小,所以火車與站臺(tái)上的乘客間空氣流動(dòng)速度變大,壓強(qiáng)會(huì)減小,并且速度越大,壓強(qiáng)會(huì)越小,乘客身體前后受到的壓強(qiáng)差就越大,大氣產(chǎn)生的壓力就越大,越容易把人壓向列車,容易出現(xiàn)交通事故,所以隨著我國(guó)火車的提速,安全線的距離應(yīng)該增大。
故答案為:減小;增大。
18.(2分)如圖所示,水壺壺嘴的高度不低于壺身的高度,其設(shè)計(jì)遵循了 連通器 的原理;蓋上蓋子,用手堵住通氣孔,壺中的水在 大氣壓 的作用下不易持續(xù)倒出。
【解答】解:
茶壺的壺身和壺嘴,它們上端開(kāi)口、底部連通,符合連通器的特點(diǎn),所以其設(shè)計(jì)遵循了連通器原理;
蓋上的通氣孔是為了讓壺內(nèi)氣體和外界大氣相通,在重力的作用下水可以更容易的倒出,若用手堵住通氣孔,壺中的水在大氣壓的作用下不易持續(xù)倒出。
故答案為:連通器;大氣壓。
19.(2分)2022年北京冬奧會(huì)已完美謝幕。小明同學(xué)結(jié)合所學(xué)物理知識(shí)在觀看比賽時(shí)思考:冰壺運(yùn)動(dòng)員擲出去的冰壺能繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),是由于冰壺具有 慣性 ;短道速滑運(yùn)動(dòng)員在彎道滑行的過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員受力 一定不 平衡(選填“一定”、“一定不”或“可能”)。
【解答】解:冰壺運(yùn)動(dòng)員擲出去的冰壺能繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),是由于冰壺具有慣性要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);
短道速滑運(yùn)動(dòng)員在彎道滑行的過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化,不是平衡狀態(tài),受力不平衡。
故答案為:慣性;一定不。
20.(2分)2021年12月9日,中國(guó)空間站太空授課以天地互動(dòng)的方式舉行。航天員王亞平為我們展示的浮力消失實(shí)驗(yàn)中,告訴我們浮力來(lái)源于重力引起的液體在不同深度的壓力差。若某物體在月球和地球上時(shí)都能懸浮在水中,那么物體在 地球 (選填“月球”或“地球”)上所受浮力較大。(已知月球上的重力約是地球上的六分之一)
【解答】解:月球上的重力約是地球上的六分之一,物體懸浮時(shí)受到的浮力等于重力,那么物體在月球上受到的浮力為在地球上受到浮力的六分之一,故物體在地球上受到的浮力大。
故答案為:地球。
21.(2分)2021年4月23日,有“小航母”之稱的海南艦在海南三亞某軍港集中交接入列。艦載直升機(jī)從海南艦上起飛后,海南艦受到的浮力 減小 ,浸在水面下的體積 減小 。(兩空均填寫(xiě)變化情況)
【解答】解:海南艦始終漂浮于水面上,由漂浮條件可知,浮力等于重力,即F?。紾,當(dāng)艦載直升機(jī)起飛后,海南艦的重力G減小,因海南艦仍處于漂浮狀態(tài),故所受浮力減小,由阿基米德原理F?。溅裧V排可知,排開(kāi)水的體積減小,即浸在水面下的體積減小。
故答案為:減小;減小。
22.(2分)如圖甲所示的容器放置在水平地面上,該容器上、下兩部分都是圓柱形,其橫截面積分別為S1、S2,容器底部裝有控制閥門(mén)。容器內(nèi)裝有密度為0.8×103kg/m3的液體,液體通過(guò)控制閥門(mén)勻速排出的過(guò)程中,容器底部受到液體的壓強(qiáng)p隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖乙所示。則閥門(mén)打開(kāi)前液體的深度H= 15 cm,上、下兩部分橫截面積之比S1:S2= 1:4 。
【解答】解:(1)由乙圖可知,當(dāng)t=0s時(shí),p=1200Pa,
由p=ρgh可得,閥門(mén)打開(kāi)前液體的深度:H===0.15m=15cm;
(2)設(shè)容器上面部分液體的高度為h1,h1對(duì)應(yīng)的液體壓強(qiáng)p1=1200Pa﹣400Pa=800Pa,
則h1===0.1m=10cm,
所以容器下面部分液體的高度為h2=H﹣h1=15cm﹣10cm=5cm;
由于勻速排液,則后20s排出液體的體積是前10s排出液體體積的2倍,
由V=Sh可得,上、下兩部分液體的體積關(guān)系為:2S1h1=S2h2,
則上、下兩部分的橫截面積之比為:===。
故答案為:15;1:4。
三、作圖題(本大題共2小題,每小題2分,共4分)
23.(2分)請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出在水平公路上向右勻速行駛的汽車受到牽引力和摩擦力的示意圖。(O點(diǎn)為力的作用點(diǎn))
【解答】解:當(dāng)汽車水平向右勻速行駛時(shí),牽引力方向?yàn)樗较蛴遥Σ亮λ较蜃螅覡恳與摩擦力f是一對(duì)平衡力;牽引力和摩擦力的作用點(diǎn)可畫(huà)在汽車的重心上,從重心水平向右畫(huà)一條有向線段,標(biāo)上“F引”;過(guò)重心水平向左畫(huà)一條有向線段,標(biāo)上“f”,注意這兩個(gè)線段的長(zhǎng)度相等,如圖所示:
24.(2分)如圖所示,容器中的小球正在液體中下沉,請(qǐng)畫(huà)出小球受力的示意圖。
【解答】解:小球在水中受豎直向下的重力和豎直向上的浮力的作用,由于小球正在液體中下沉,所以重力大于浮力,二力的作用點(diǎn)畫(huà)在小球的重心,如圖所示:
四、簡(jiǎn)答題(本大題1小題,共4分)
25.(4分)如圖是我們熟悉的眼鏡,為了讓人配戴更舒服,在鏡架的設(shè)計(jì)中,鼻托為什么設(shè)計(jì)得較寬?鏡框?yàn)槭裁床捎幂p質(zhì)的材料?請(qǐng)運(yùn)用學(xué)過(guò)的力學(xué)知識(shí)說(shuō)明其中的道理。
【解答】答:(1)鼻托設(shè)計(jì)為較寬是為了增大受力面積,在壓力一定時(shí),可以減小眼鏡對(duì)人的壓強(qiáng),使人感覺(jué)更舒服;
(2)鏡框采用輕質(zhì)的材料,是為了減小眼鏡總重力,減小眼鏡對(duì)人的壓力,在受力面積一定時(shí),可以減小眼鏡對(duì)人的壓強(qiáng),使人感覺(jué)更舒適。
五、實(shí)驗(yàn)與探究題(本大題5小題,共28分)
26.(4分)如圖所示是“探究壓力的作用效果與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn),通過(guò)觀察海綿的凹陷程度可比較壓力的作用效果。
(1)如圖甲、乙所示,將A木塊分別平放和立放在海綿上,其目的是控制 壓力 一定,改變 受力面積 ;
(2)將兩個(gè)完全相同的木塊用圖丙所示的方式緊靠在一起放在海綿上,則此時(shí)壓力的作用效果與圖乙相比 相同 (選填“更明顯”“更不明顯”或“相同”)。
【解答】解:(1)根據(jù)控制變量法知,如圖甲、乙所示,將A木塊分別平放和立放在海綿上,其目的是控制壓力大小相同,改變受力面積的大??;
(2)將兩個(gè)完全相同的木塊用圖丙方式緊靠在一起放在海綿上,整體壓力變大,受力面積也變大,但是單位面積上受到的壓力不變,則此時(shí)壓力的作用效果與乙圖相比相同。
故答案為:(1)壓力;受力面積;(2)相同。
27.(4分)在探究“二力平衡的條件”實(shí)驗(yàn)中,甲、乙兩組同學(xué)分別選擇器材后,設(shè)計(jì)組裝的實(shí)驗(yàn)裝置分別如圖所示。
(1)老師指出甲組同學(xué)組裝的實(shí)驗(yàn)裝置更加合理,其原因是 A ;
A.減少摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響
B.紙片容易保持在水平方向上平衡
(2)小華將系于小卡片兩對(duì)角的線分別跨過(guò)左右支架上的滑輪,在線的兩端掛上鉤碼,使作用在小卡片上的兩個(gè)拉力方向 相反 ,并通過(guò)調(diào)整 鉤碼個(gè)數(shù) 來(lái)改變拉力的大??;
(3)當(dāng)小卡片平衡時(shí),小華將小卡片旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,松手后小卡片不能平衡。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明當(dāng)兩力不在同一 直線上 時(shí),二力不能平衡。
【解答】解:(1)甲圖中小卡片的質(zhì)量比較小,重力比較小,可以忽略卡片重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。乙圖中木塊和水平桌面之間是滑動(dòng)摩擦,對(duì)實(shí)驗(yàn)影響較大,所以甲組同學(xué)的設(shè)計(jì)更加合理,故選A;
(2)小卡片兩端通過(guò)滑輪各掛一個(gè)鉤碼,兩個(gè)鉤碼由于重力通過(guò)繩子對(duì)小卡片施加了兩個(gè)向相反方向的拉力;并通過(guò)調(diào)整鉤碼個(gè)數(shù)來(lái)改變拉力的大??;由于小卡片的質(zhì)量較小,所以實(shí)驗(yàn)中選擇小卡片的目的是不考慮小卡片的重力;
(3)要探究一對(duì)平衡力在同一直線上,可將小卡片轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度,使小卡片兩端的拉力不在一條直線上,觀察小卡片是否平衡;
小卡片轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度,小卡片上受到的兩個(gè)拉力就不在一條直線上,是驗(yàn)證不在同一直線上兩個(gè)力是否平衡。
故答案為:(1)A;(2)相反;鉤碼個(gè)數(shù);(3)直線上;
28.(6分)某實(shí)驗(yàn)小組按照如圖所示的步驟,探究“浮力的大小與排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系”。
(1)把石塊浸沒(méi)在盛滿水的溢水杯中,石塊受到的浮力大小為 1.4 N;
(2)由以上步驟可初步得出結(jié)論:浸在水中的物體所受浮力的大小等于它排開(kāi)液體所受的重力;若溢杯的水沒(méi)有裝滿,則會(huì)導(dǎo)致本實(shí)驗(yàn)測(cè)量的F浮 大于 G排;
(3)另一組實(shí)驗(yàn)小組在步驟C的操作中,只將石塊的一部浸沒(méi)在水中,其他步驟正確,則 仍能 (選填“仍能”或“不能”)與(2)相同的結(jié)論。
【解答】解:(1)由圖B可知石塊的重力是3.8N,圖C石塊浸沒(méi)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是2.4N,
由稱重法知:F?。紾﹣F示=3.8N﹣2.4N=1.4N;
(2)溢水杯的水沒(méi)裝滿,物體放入溢水杯時(shí),先要使溢水杯滿了才可以向外排水,導(dǎo)致排開(kāi)水的重力偏小,則測(cè)得的浮力大于排開(kāi)水的重力,即F?。綠排;
(3)只將石塊的一部分浸入水中,排開(kāi)水的體積減小,排開(kāi)水的重力減小,浮力減小,仍能得出;F?。紾排。
故答案為:(1)1.4;(2)大于;(3)仍能。
29.(7分)如圖甲所示,用微小壓強(qiáng)計(jì)“探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)”。
(1)實(shí)驗(yàn)中,將液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小轉(zhuǎn)換為用U形管兩側(cè)液面的 高度差 來(lái)表示;當(dāng)他將金屬盒浸沒(méi)于水中后,發(fā)現(xiàn)U形管兩端液面無(wú)高度差,則實(shí)驗(yàn)裝置可能出現(xiàn)了 漏氣 問(wèn)題;
(2)將探頭放在圖乙所示液體內(nèi)部A、B位置,觀察到U形管兩側(cè)液面的高度差hB>hA,經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)觀察到同樣現(xiàn)象,這說(shuō)明同種液體內(nèi)部壓強(qiáng)隨 深度 增加而增大;
(3)將探頭放在圖乙中所示液體內(nèi)部等深的B、C位置,觀察到U形管兩側(cè)液面的高度差hC > hB(選填“<”、“>”或“=”),這是為了研究液體壓強(qiáng)與液體 密度 的關(guān)系;
(4)由以上實(shí)驗(yàn)可知圖乙所示液體內(nèi)部A、B、C、D四個(gè)位置壓強(qiáng)最大的是位置 D ;
(5)繼續(xù)“探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)”,當(dāng)探頭在液體中的深度相同時(shí),U形管左右兩側(cè)液面的高度差對(duì)比不明顯,則下面操作會(huì)使兩側(cè)液面高度差對(duì)比更加明顯的是 A (選填序號(hào))。
A.燒杯中換密度差更大的液體
B.將探頭在原位置旋轉(zhuǎn)180°
C.將U形管換成更細(xì)的
【解答】解:(1)壓強(qiáng)計(jì)的工作原理是;橡皮膜受到壓強(qiáng)時(shí),U形管內(nèi)兩邊液面出現(xiàn)高度差,兩側(cè)液面高度差反映了探頭受到的壓強(qiáng)大小,采用的是轉(zhuǎn)換法,液體壓強(qiáng)越大,兩側(cè)液面高度差也越大;
當(dāng)他將金屬盒浸沒(méi)于水中后,發(fā)現(xiàn)U形管兩端液面相平,一定出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象,可能是橡皮管出現(xiàn)破裂或沒(méi)連接好,出現(xiàn)了漏氣現(xiàn)象;
(2)將探頭放在圖乙所示液體內(nèi)部的A、B位置,觀察到U形管兩側(cè)液面的高度差hB>hA,探頭慢慢下移,深度變大,發(fā)現(xiàn)U形管兩邊液面的高度差逐漸增大,故結(jié)論為:深度越深液體壓強(qiáng)越大;
(3)將探頭放在圖乙中所示液體內(nèi)部等深的B、C位置,觀察到U形管兩側(cè)液面的高度差hC>hB,在相同的深度時(shí),探頭在濃鹽水時(shí)U形管兩邊液面的高度差增大了,即壓強(qiáng)變大了,故結(jié)論為:在深度相同中,液體密度越大,壓強(qiáng)越大。這是為了研究液體壓強(qiáng)與液體密度關(guān)系;
(4)D點(diǎn)位于密度大,深度大的位置,故該點(diǎn)液體壓強(qiáng)最大;
(5)根據(jù)p=ρgh可知,液體的密度越大,深度越大,壓強(qiáng)越大,液體的壓強(qiáng)與U形管粗細(xì)無(wú)關(guān),所以在“燒杯中換密度差更大的液體””、U形管左右兩側(cè)液面的高度差都將變大;“將U形管換成更細(xì)的”“將探頭在原位置旋轉(zhuǎn)180°”不能使兩側(cè)液面高度差對(duì)比更加明顯,故選A。
故答案為:(1)高度差;漏氣;(2)深度;(3)>;密度;(4)D;(5)A。
30.(7分)在探究“浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,小明做了如圖所示實(shí)驗(yàn)。
(1)如圖,物體重力為 4 N。當(dāng)物體浸沒(méi)在鹽水中時(shí),受到的浮力為 1.1 N。
(2)分析 C、D (填實(shí)驗(yàn)序號(hào)中的字母)兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可知浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān)。
(3)分析C、E兩次實(shí)驗(yàn),可知浸在液體中的物體受到浮力的大小與 液體密度 有關(guān)。
(4)若先完成實(shí)驗(yàn)步驟B,再完成實(shí)驗(yàn)步驟A,則測(cè)得的浮力將 偏大 (選填“偏大”或“偏小”)。
(5)根據(jù)圖中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出物體的密度為 4×103 kg/m3,鹽水的密度是 1.1×103 kg/m3。
【解答】解:(1)由圖A可知物體的重力為4N,根據(jù)稱重法可知物體浸沒(méi)在鹽水中時(shí),受到的浮力:F浮鹽水=G﹣F′=4N﹣2.9N=1.1N;
(2)要探究浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度是否有關(guān),需要控制液體的密度和排開(kāi)液體的體積相同,改變物體所處的深度,C、D兩次實(shí)驗(yàn)符合要求;
(3)分析比較C、E兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知排開(kāi)液體的體積和所處深度相同,液體的密度不相同,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同,根據(jù)稱量法F浮=G﹣F示知浮力不同,所以可以得出浸在液體中的物體受到浮力的大小與液體的密度有關(guān);
(4)若先完成實(shí)驗(yàn)B,再完成實(shí)驗(yàn)A,由于物體上沾有一部分水,使得重力偏大,根據(jù)F?。紾﹣F示知?jiǎng)t測(cè)得的浮力將偏大;
(5)根據(jù)稱量法可知完全浸沒(méi)在水中的浮力:F?。紾﹣F示=4N﹣3N=1N,
由阿基米德原理F?。溅岩篻V排得物體的體積為:V=V排===1×10﹣4m3,
物體的質(zhì)量:m===0.4kg,
物體的密度:ρ===4×103kg/m3;
物體浸沒(méi)在水和鹽水中時(shí),排開(kāi)液體的體積相同;
由F浮鹽水=ρ鹽水gV排可得鹽水的密度:ρ鹽水===1.1×103kg/m3。
故答案為:(1)4;1.1;(2)C、D;(3)液體密度;(4)偏大;(5)4×103;1.1×103。
六、計(jì)算題(本大題3小題,共20分)
31.(6分)如圖所示是一款集自動(dòng)清潔技術(shù)和人性智能設(shè)計(jì)于一體地面清潔機(jī)器人,該機(jī)器人的質(zhì)量為3kg,與水平地面的接觸面積為0.05m2,求:
(1)地面清潔機(jī)器人受到的重力;
(2)地面清潔機(jī)器人對(duì)水平地面壓強(qiáng)。
【解答】解:
(1)機(jī)器人受到的重力:
G=mg=3kg×10N/kg=30N,
(2)機(jī)器人對(duì)水平地面的壓力:
F=G=30N,
機(jī)器人對(duì)水平地面的壓強(qiáng):
p===600Pa;
答:(1)地面清潔機(jī)器人受到的重力為30N;
(2)地面清潔機(jī)器人對(duì)水平地面壓強(qiáng)為600Pa。
32.(6分)2020年6月20日,我國(guó)自主設(shè)計(jì)和建造的“海斗號(hào)”載人潛水器,成功下潛到太平洋“馬里亞納海溝”10000m深處。創(chuàng)造了載人潛水器海水深潛的世界紀(jì)錄。潛水器由雙層船殼構(gòu)成,外層與海水接觸,外殼選擇了鈦合金作主材,若它有一個(gè)面積為50cm2的觀察窗,海水密度取1.0×103kg/m3。求:
(1)載人潛水器在10000m深處,“海斗號(hào)”受到的壓強(qiáng);
(2)在10000m深處,觀察窗受到的海水壓力。
【解答】解:(1)載人潛水器在10000米深處時(shí),“海斗號(hào)”受到的壓強(qiáng):
p=ρ海水gh=1×103kg/m3×10N/kg×10000m=1×108Pa;
(2)由p=可知,觀察窗受到的海水壓力:
F=pS=1×108Pa×50×10﹣4m2=5×105N。
答:(1)“海斗號(hào)”受到的壓強(qiáng)為1×108Pa;
(2)在10000m深處,觀察窗受到的海水壓力為5×105N。
33.(8分)體積2×10﹣3m3、重12N的木塊,用線系在底面積為S=0.04m2圓柱形容器的底部,當(dāng)?shù)谷胱銐虻乃鼓緣K浸沒(méi),此時(shí)水面距容器底40cm,如圖所示,求:
(1)木塊受的浮力;
(2)繩子的拉力;
(3)剪斷系線后,當(dāng)木塊A靜止時(shí),容器底受水的壓強(qiáng)。
【解答】解:
(1)木塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力:
F?。溅阉甮V排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣3m3=20N;
(2)因?yàn)槟緣K浸沒(méi)在水中時(shí)受到豎直向上的浮力、豎直向下的拉力、豎直向下的重力,
所以繩子的拉力為:
F拉=F浮﹣G=20N﹣12N=8N;
(3)由于木塊全部浸沒(méi)時(shí)受到的浮力大于木塊的重力,
所以剪斷細(xì)線后,木塊會(huì)上浮直至漂浮在水面上,
由于漂浮,所以F浮′=G=12N,
由F浮=ρ液gV排得此時(shí)排開(kāi)水的體積:
V排′===1.2×10﹣3m3;
木塊露出水面的體積:
V露=V﹣V排=2×10﹣3m3﹣1.2×10﹣3m3=8×10﹣4m3;
木塊露出水面處于靜止后,水面下降的高度:
Δh===0.02m=2cm,
容器中水的深度為:
h2=h1﹣Δh=40cm﹣2cm=38cm=0.38m,
剪斷系線后,當(dāng)木塊A靜止時(shí),容器底受水的壓強(qiáng)為:
p=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.38m=3800Pa。
答:(1)木塊受的浮力為20N;
(2)繩子的拉力為8N;
(3)剪斷系線后,當(dāng)木塊A靜止時(shí),容器底受水的壓強(qiáng)為3800Pa。
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