精品解析:重庆市渝北区2023-2024学年八年级下学期期末考试物理试题
2024-07-12
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2份
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43页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 重庆市 |
| 地区(市) | 重庆市 |
| 地区(区县) | 渝北区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 31.13 MB |
| 发布时间 | 2024-07-12 |
| 更新时间 | 2025-05-30 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-07-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46299883.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024年春季学期学业质量监测
八年级物理试题
(满分100分,90分钟完卷)
注意事项:
1、试题的答案写在答题卡上,不得在试卷上直接作答。
2、作答前认真阅读答题卡上注意事项。
3、考试结束,由监考老师将答题卡收回。
4、本试卷中,
一、选择题(本题共15个小题,每小题只有一个正确选项,每小题2分,共30分)
1. 下列估测最接近实际的是( )
A. 教室里课桌的高度约为80dm B. 重庆市主城区大气压强大约为
C. 城区公交车的限速约为40m/s D. 物理书从书桌掉到地面重力做功约为20J
2. 在如图所示的四种工具中,正常使用时属于省力杠杆的是( )
A. 羊角锤 B. 赛艇的船桨
C. 筷子 D. 面包夹
3. 如图所示,《天工开物》中描述了古代劳动人民在田间割稻、脱粒等情境,下列选项中可以增大压强的是( )
A. 甲图中把镰刀磨锋利 B. 乙图中木桶底面积较大
C. 丙图中牛的脚掌较大 D. 丁图中扁担较宽
4. 图中的四个物理事例发生,不是由大气压引起的是( )
A. 纸托水杯 B. “瓶吞”鸡蛋
C 用吸管吸饮料 D. 橡皮膜凸出
5. 中国女篮在赛场上为国增光添彩,“巾帼不让须眉”。请用所学知识分析下列说法正确的是( )
A. 篮球表面凹凸不平是为了减小摩擦 B. 投篮时运动员对篮球做了功,使篮球动能增大
C. 篮球空中继续飞行受到惯性力的作用 D. 篮球上升过程中重力势能变小,动能变大
6. 如图所示的事例中,与浮力有关的说法正确的是( )
A. 甲图中,浸没在海水中的潜艇通过改变浮力实现上浮
B. 乙图中,舰载机起飞后,航母受到的浮力不变
C. 丙图中,热气球加速上升过程中,其受到的浮力等于重力
D. 丁图中,同一支密度计静止在A、B两种不同的液体中,液体A的密度更小
7. 划龙舟是端午节的重要活动之一,是为了祭奠爱国诗人屈原而发展起来的一项传统民间体育活动。如图是端午节划龙舟的场景,以下描述正确的是( )
A. 使龙舟前进的力的施力物体是人
B. 龙舟能漂浮在水面上说明所受浮力大于重力
C. 运动员向后划船,船向前行驶说明力的作用是相互的
D. 停止划动后龙舟最终停下来,说明运动需要力来维持
8. 如图所示,建筑工人利用滑轮组将质量为50kg的材料匀速提升,绳子自由端移动的速度为1m/s,动滑轮的质量为4kg,忽略绳重和摩擦,则( )
A. 工人对绳子的拉力为250N
B. 物体的上升速度为0.33m/s
C. 工人做功的有用功率为270W
D. 此过程中该滑轮组的机械效率约为93%
9. 如图所示,水平桌面上杯内水中有一块浮冰。当冰全部融化成水后,下列说法正确的是( )
A. 桌面受到的压力变小 B. 桌面受到的压强变大
C. 杯子底的内表面受到的压力变大 D. 杯子底的内表面受到的压强不变
10. 将体积相同的铜球、铝球、木球放在水中(),静止时情况如图所示,说法正确的是( )
A. 木球一定是空心
B. 铜球所受的浮力比铝球所受的浮力大
C. 铝球一定是实心
D. 铝球的重力最大
11. 没剥皮的橘子和剥了皮的橘子在水里的表现竟然不一样!在水平桌面上,有两个相同的圆柱形容器,内盛等质量的水,将同一个橘子剥皮前和剥皮后分别放入其中,橘子静止时如图所示。下列分析正确的是( )
A. 橘子两次受的浮力一样大
B. 橘子剥皮后密度变小
C. 剥皮后的橘子所受浮力大于重力
D. 剥皮前的橘子排开水的体积大于剥皮后的橘子排开水的体积
12. 如图所示,正方体A、B的质量相等,边长之比为1∶2,若按甲图叠放在水平地面上时,A对B的压强为pA,地面受到的压强为p甲,若按乙图叠放在水平地面上时,B对A的压强为pB,地面受到的压强为p乙,则下列说法正确的是( )
A. p甲∶p乙=1∶4 pA∶pB =1∶4 B. p甲∶p乙=1∶4 pA∶pB =1∶1
C. p甲∶p乙=4∶1 pA∶pB =1∶1 D. p甲∶p乙=4∶1 pA∶pB =1∶4
13. 如图,水平桌面上放置着一个装有水足够深的圆柱形容器和质量相等的A、B两个实心小球。将A球放入容器内的水中,A球漂浮。取出A球后(带出的水忽略不计)再将B球放入容器内的水中,B球沉入容器底部。下列说法正确的是( )
A. A球的密度大于B球的密度
B. A球受到的浮力小于B球受到的浮力
C. 放入A球后水对容器底压强大于放入B球后水对容器底的压强
D. 放入A球后容器对桌面的压强大于放入B球后容器对桌面的压强
14. 如图所示,水平放置的平底柱形容器A底面积是200cm2,内部装有一些液体,正方体木块B边长为10cm,重4N,被一根体积可以忽略的细线拉住固定在容器底部,此时木块浸入液体中的体积为木块总体积的,细线受到的拉力为0.8N。下列说法正确的是( )
A. 木块B受到液体的浮力为6N B. 液体的密度为0.8g/cm3
C. 木块B底部受到液体压强为600Pa D. 剪断细线,容器对桌面压强的变化量为40Pa
15. 如图甲所示,质量为400g的薄壁柱形容器盛有适量水,弹簧测力计下挂有底面积为的一个长方体物块,此时物块底部距容器底4cm。把它从容器中缓慢提升,直到物块全部露出水面(忽略物块带出的水),已知容器底面积为,该过程中弹簧测力计读数F随物体上升高度h的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 长方体的密度是
B. 物体出水后容器底所受水的压强为1000Pa
C. 当时,长方体物块所受浮力为2N
D. 剪断甲图中的细线,当物块静止后,容器对地面压强为
二、填空作图题(本题共11个小题,作图题每图1分,其余每空1分,共26分)
16. 1654年,德国著名的______实验,有力的证明了大气压强的存在。一标准大气压约等于______mm高的水银柱对底部的压强。液体在流速大的地方压强较小,流速小的地方压强较______(选填“大”或“小”)。
17. 2023年10月26日,神舟17号在酒泉卫星发射中心发射升空,并于2024年4月30日在东方着陆场成功着陆。飞船返回减速下降过程中,重力势能______,动能______,机械能______(三空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
18. 如图是一款网红杯,静止时,杯子粗细两部分容器中水面总是___________ (“相平”或“不相平”)。当用左侧细管吸饮料时,饮料在___________ 的作用下进入到嘴里。
19. 一只木箱放在水平地面上,地面上各处粗糙程度相同,如图甲所示。对木箱施加一个水平推力F,F与t的关系、木箱速度v与t的关系图像如图乙所示。在第1s时木箱所受摩擦力为______N,第3s时木箱所受摩擦力为______N。假如第5s时,摩擦力消失,物体将做______运动。
20. 如图所示,两个滑轮重力相同,用和分别将同一物体以相同速度提升相同高度。不计绳重和摩擦,其中动滑轮的重力小于物体的重力,所用拉力大小______;拉力和的功率______;机械效率和的功率______。(三空均选填“>”或“<”或“=”)
21. 如图所示,容器底面积为1dm2,容器内装有水,根据图中所给的条件,求容器中A点受到水的压强为 _____ Pa;容器底面受到水的压力为 ______N.(g取10N/kg)
22. 在掷实心球的过程中,小江同学用90N的力将重为20N的实心球投出,实心球在空中划出一条弧线,相关数据如图所示,实心球脱手后在空中飞行过程中,小江对球__________(选填“做功”或“不做功”),实心球从最高点到落地的过程中,实心球的重力做功__________J。
23. 如图所示,在水平面上叠放着A、B两个木块,A木块用一根细绳拴在固定的墙面上。用力向左拉动B木块(B足够长),使它以3m/s的速度做匀速直线运动,绳的拉力,则A木块所受到的摩擦力大小为______N;则B木块受到地面的摩擦力大小为______N;若拉力增大为20N时,B木块与地面之间的摩擦力大小为______N。
24. 如图所示,底面积为足够高的薄壁柱形容器放置在水平桌面上,此时水深为25cm。现将一体积为的空心小球放入水中,小球有露出水面,小球受到的浮力为___________ N;将容器中适量的水注入小球的空心部分,使小球在水中悬浮,则水对容器底部的压强变为___________ Pa。
25. 将两个质量分布均匀的正方体A、B放在水平地面,如图甲所示,B的棱长为A的2倍,将A沿水平方向切去高为L的部分,把切去部分叠放在B上,B对地面的压强pB与L的变化关系图象如图乙所示。则B的重力为______N,当L=5cm时,A剩余部分对地面的压强为______Pa。
26. 图中,静止在水平桌面上物体重5N,画出物体所受重力G的示意图。
27. 如图是美式磁吸静音分体门锁,请你画出图中门手柄所受压力F的力臂。
三、实验探究题(本题共3个小题,每空1分,共22分)
28. 某物理兴趣小组小军同学用钢球、木块和带有斜槽的长木板探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。
①如图甲,让钢球从斜槽上的某一高度由静止开始运动,撞击水平面上的木块;
②如图乙,将同一钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验;实验表明,钢球______一定时,从斜槽越高的位置开始运动,撞击木块移动的距离越远,钢球的动能越______;
③探究动能跟质量的关系时,应选择让质量不同的钢球从斜槽______(选填“相同”或“不同”)高度的位置开始运动,比较木块被撞击后运动的距离。
29. 小丽同学用以下器材探究杠杆的平衡条件。
①调节杠杆的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是______;
②如图乙所示,若在A位置挂两个钩码,为了使杠杆仍在水平位置平衡,需在杠杆O点右侧第______格的位置挂三个钩码;
③如图丙所示,用弹簧测力计在B位置向下拉杠杆,保持杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计由图中a位置移至b位置时,其示数______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
30. 如图所示,是乐乐同学探究液体内部压强特点的实验过程。
(1)如上图是U形管压强计,使用前若发现U形管两端液面有明显的高度差,则说明______;其调节的方法是______(选填“A”或“B”),并使U形管左右两侧的水面相平。
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(2)调节好装置后,进行了实验,比较图甲、乙可知,液体内部压强与______有关;
(3)在图乙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不变,表明在相同条件下,液体内部某一点向各个方向的压强______(选填“相等”或“不相等”);
(4)小静还自制了另一套装置来探究液体压强与什么因素有关。如图丁所示,在一个右侧开孔并贴上橡皮膜的塑料瓶中装入部分水,然后将瓶子放入装有盐水的烧杯中,当瓶内外液面相平时,发现橡皮膜会内凹。这个现象说明:当深度相同时,______越大,液体压强越大;
(5)学完了液体压强的知识后,小静想到可以用这套装置来测量液体的密度。如图戊所示,将装有水的瓶子放入装有酒精的烧杯中,使橡皮膜变平,测量此时水面到橡皮膜中心的距离为,酒精液面到橡皮膜中心的距离为,则酒精的密度为______(用、、表示)。
(6)在图乙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量酒精与其均匀混合后(液体不溢出),容器底部液体压强将______,橡皮膜受到的液体压强将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
31. 小亮通过如图所示的步骤进行了“浮力大小与哪些因素有关”的实验探究。
(1)由图中A、C、D的实验现象和数据可得出结论:物体浸没后,浮力的大小与浸入的深度______(选填“有关”或“无关”);
(2)由图中A、D、E实验现象和数据可得出结论:物体受到的浮力大小还与______有关;
(3)由弹簧测力计的示数,还可以计算圆柱体密度为______g/cm3,图D中容器对桌面的压力与图A中相比变化了______N;
(4)他观察到,改变液体的密度,而物块受到的浮力变化不够明显,小亮想出下列四种实验改进方案,其中可行的是______(选填字母)。
A.换用体积更大的同种物块
B.换用两种密度相近的液体进行实验
C.换用分度值大一些的弹簧测力计
D.利用现有器材进行多次实验
32. 小亮利用电子秤和一实心圆柱体(与上述实验中圆柱体材料相同,即圆柱体密度为4g/cm3),测量唯怡豆奶的密度,实验步骤如图所示。
①电子秤放在水平桌面上,放上装有适量豆奶的杯子,示数如图甲所示;
②把圆柱体用细线绑好,缓慢放入装有豆奶的杯子中,示数如图乙所示;
③用手提起细线,让圆柱体离开杯子底部,继续全部浸没在豆奶中,示数如图丙所示;经测量杯子的外底面积为则丙图相对乙图中杯子对电子秤的压强变化了______Pa,经过计算,唯怡豆奶的密度为______。若在③步骤中,圆柱体接触到了杯子底部且有挤压,其余操作完全正确,则所测豆奶的密度值______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
四、计算题(本题共3个小题,30题6分,31题8分,32题8分,共22分。要求写出必要的计算过程和文字说明,只写答案不能得分)
33. 国产新能源汽车深受消费者青睐,相比传统燃油汽车,电动汽车具有无尾气排放、噪音小、起步快等优点。如图所示,某款新能源汽车的空车质量为1000kg,某次搭载的人员重,该汽车以25m/s的速度匀速通过平直公路,用时1min,整个过程中汽车受到的阻力为汽车总重力的0.2倍。求:
(1)该过程中汽车前进的距离;
(2)该过程中汽车牵引力的功率。
34. 《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作,小艺在阅读时发现书中记录了一种在井上打水的工具“桔槔”。如图甲所示,其原理是初中物理所学的杠杆知识,图乙是“桔槔”的简化模型图,通过在轻质“桔槔”上挂配重石块可以将井中的水桶打捞出来。其中OB长度为1m,OA长度为3m,木桶的重力为10N,容积为20L。某次打捞时将100N的石块悬挂在C点,石块匀速提升装满水的木桶至图示位置,若过程中不考虑水溢出,求:
(1)木桶中水的重力;
(2)C点距A点的距离;
(3)若在A端固定悬挂50N的石块作为配重,求提升满水木桶时,作用于桶上绳端向上的力至少为多大。
35. 如图甲所示,高为25cm、重4N的柱形容器,底部中央固定有一根体积不计竖直放置的轻质细杆,细杆上端固定一质地均匀的正方体A。现向容器内加水,容器底受到的液体压强随加入水的体积变化如图乙,当加水时,杆对A的力恰好为0,求:
(1)轻杆的长度;
(2)A浸没时,杆对A的作用力;
(3)当加水时,容器底对桌面的压强为多少。
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2024年春季学期学业质量监测
八年级物理试题
(满分100分,90分钟完卷)
注意事项:
1、试题的答案写在答题卡上,不得在试卷上直接作答。
2、作答前认真阅读答题卡上注意事项。
3、考试结束,由监考老师将答题卡收回。
4、本试卷中,
一、选择题(本题共15个小题,每小题只有一个正确选项,每小题2分,共30分)
1. 下列估测最接近实际的是( )
A. 教室里课桌的高度约为80dm B. 重庆市主城区大气压强大约为
C. 城区公交车的限速约为40m/s D. 物理书从书桌掉到地面重力做功约为20J
【答案】B
【解析】
【详解】A.中学生的身高约为160cm,课桌的高度约为中学生身高的一半,约80cm,故A不符合题意;
B.重庆市主城区大气压强接近标准大气压,大约为,故B符合题意;
C.城区公交车的限速约为40km/h≈11.11m/s,故C不符合题意;
D.物理书的质量约为250g,书桌高度约为0.8m,物理书从书桌掉到地面重力做功约为
故D不符合题意。
故选B。
2. 在如图所示的四种工具中,正常使用时属于省力杠杆的是( )
A. 羊角锤 B. 赛艇的船桨
C. 筷子 D. 面包夹
【答案】A
【解析】
【详解】A.羊角锤使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A符合题意;
B.赛艇的船桨使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B不符合题意;
C.用筷子夹取食物过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C不符合题意;
D.面包夹使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
3. 如图所示,《天工开物》中描述了古代劳动人民在田间割稻、脱粒等情境,下列选项中可以增大压强的是( )
A. 甲图中把镰刀磨锋利 B. 乙图中木桶底面积较大
C. 丙图中牛的脚掌较大 D. 丁图中扁担较宽
【答案】A
【解析】
【详解】A.把镰刀磨锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A符合题意;
B.木桶底面积较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.牛的脚掌较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.扁担较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选A。
4. 图中的四个物理事例发生,不是由大气压引起的是( )
A. 纸托水杯 B. “瓶吞”鸡蛋
C. 用吸管吸饮料 D. 橡皮膜凸出
【答案】D
【解析】
【详解】A.纸托水杯是由于大气对纸片和水产生了压力的作用,能说明大气压的存在,故A不符合题意;
B.点燃瓶内酒精棉,消耗瓶内氧气,同时,瓶内空气受热膨胀溢出,迅速鸡蛋放在口,待瓶内气体冷却,瓶内气压减小,在外界大气压作用下,鸡蛋被瓶吞入瓶中,是由大气压引起的,故B不符合题意;
C.吸出饮料实验实际上是大气压把饮料压入到口中,利用了大气压,故C不符合题意;
D.橡皮膜凸出是因为液体对容器底部有压强,不是利用大气压,故D符合题意。
故选D。
5. 中国女篮在赛场上为国增光添彩,“巾帼不让须眉”。请用所学知识分析下列说法正确的是( )
A. 篮球表面凹凸不平是为了减小摩擦 B. 投篮时运动员对篮球做了功,使篮球动能增大
C. 篮球空中继续飞行受到惯性力的作用 D. 篮球上升过程中重力势能变小,动能变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.篮球表面凹凸不平是在压力一定下,通过增大接触面的粗糙程度,从而增大摩擦力,故A错误;
B.篮球出手前运动员对篮球施加力的作用,同时篮球在力的方向移动了距离,所以运动员对篮球做了功,篮球质量不变,速度增大,所以动能增大,故B正确;
C.惯性是物体的一种性质,不是力,不能用受到惯性力来描述,故C错误;
D.篮球上升过程中,质量不变,高度增加,所以重力势能变大,速度减小,动能变小。故D错误。
故选B。
6. 如图所示的事例中,与浮力有关的说法正确的是( )
A. 甲图中,浸没在海水中的潜艇通过改变浮力实现上浮
B. 乙图中,舰载机起飞后,航母受到的浮力不变
C. 丙图中,热气球加速上升过程中,其受到的浮力等于重力
D. 丁图中,同一支密度计静止在A、B两种不同的液体中,液体A的密度更小
【答案】D
【解析】
【详解】A.潜艇的浮沉是通过改变自身重力来实现的,故A错误;
B.航母漂浮时,受到的浮力等于重力,舰载机起飞后,航母自重减小,因航母仍漂浮,航母受到的浮力变小,故B错误;
C.热气球加速上升过程中,受力不平衡,其受到的浮力大于重力,故C错误;
D.同一支密度计放在A、B两种液体中都漂浮,则
由图知密度计排开液体的体积,根据可得,故D正确。
故选D。
7. 划龙舟是端午节的重要活动之一,是为了祭奠爱国诗人屈原而发展起来的一项传统民间体育活动。如图是端午节划龙舟的场景,以下描述正确的是( )
A. 使龙舟前进的力的施力物体是人
B. 龙舟能漂浮在水面上说明所受浮力大于重力
C. 运动员向后划船,船向前行驶说明力的作用是相互的
D. 停止划动后龙舟最终停下来,说明运动需要力来维持
【答案】C
【解析】
【详解】A.使龙舟前进的力并不是直接由人施加的,而是由水对船桨的反作用力产生的。当运动员向后划船桨时,船桨对水施加了一个向后的力,根据牛顿第三定律,水也会对船桨施加一个向前的反作用力,故A错误;
B.龙舟能漂浮在水面上,说明龙舟受到的浮力与其重力是平衡的,即浮力等于重力。如果浮力大于重力,龙舟将会上浮并最终漂浮在水面上方,这与实际情况不符,故B错误;
C.物体间力的作用是相互的,运动员向后划船,船桨给水一个向后的力,水给船桨一个向前的力推动船前进,故C正确;
D.停止划动后龙舟最终停下来,是因为受到水的阻力作用,说明力是改变物体运动状态的原因,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,建筑工人利用滑轮组将质量为50kg的材料匀速提升,绳子自由端移动的速度为1m/s,动滑轮的质量为4kg,忽略绳重和摩擦,则( )
A. 工人对绳子的拉力为250N
B. 物体的上升速度为0.33m/s
C. 工人做功的有用功率为270W
D. 此过程中该滑轮组的机械效率约为93%
【答案】D
【解析】
【详解】A.建筑材料的重力
动滑轮的重力
由图可知,承担物重绳子股数
因为不计绳重和摩擦,所以绳子自由端的拉力
故A不符合题意;
B.由图可知,承担物重绳子的股数
所以物体的上升速度为绳子自由端移动速度的,则物体的上升速度为
故B不符合题意;
C.工人做的有用功率为
故C不符合题意;
D.滑轮组的机械效率为
故D符合题意。
故选D。
9. 如图所示,水平桌面上杯内水中有一块浮冰。当冰全部融化成水后,下列说法正确的是( )
A. 桌面受到的压力变小 B. 桌面受到的压强变大
C. 杯子底的内表面受到的压力变大 D. 杯子底的内表面受到的压强不变
【答案】D
【解析】
【详解】①由于冰漂浮在水面上,根据物体浮沉条件,冰受到的浮力等于其重力,即F浮=G冰;而浮力又等于冰排开水的重力,即F浮=G排;因此,可以得出G冰=G排,也就是说,冰的重力等于它所排开的水的重力;
②当冰全部熔化成水后,其质量不变,所以熔化成的水的重力也等于原来冰的重力,即G水=G冰。由于G冰=G排,因此G水=G排;
③这意味着,熔化成的水的重力等于原来被冰排开的水的重力,换句话说,熔化成的水正好可以填补原来被冰排开的水的空间,使得液面高度不变。
由①②③分析得:
AB.冰未融化成水前桌面受到的压力与冰全部融化成水后桌面受到的压力相等,都等于冰全部融化成水后水和杯子的总重力;且杯子底面积也不变,根据压强公式,桌面受到的压强都不变,故AB错误;
D.由于液面高度不变,根据液体压强公式p=ρgh,杯子底内表面受到的压强不变,故D正确;
C.由于液面高度不变,受力面积S都不变,杯子底内表面受到的压强p不变,根据压力公式F=pS,杯子底内表面受到的压力不变,故C错误。
故选D。
10. 将体积相同的铜球、铝球、木球放在水中(),静止时情况如图所示,说法正确的是( )
A. 木球一定是空心
B. 铜球所受的浮力比铝球所受的浮力大
C. 铝球一定是实心
D. 铝球的重力最大
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于木头的密度小于水的密度,所以实心木球漂浮,若为空心,仍漂浮,所以木球无法判断是实心和空心,故A错误;
B.由图可知,铜球和铝球浸没,则排水的体积相同,因为,所以受浮力相同,故B错误;
C.由于铝的密度大于水的密度,所以实心铝球下沉,若是空心,且空心体积较小的情况下,也可能下沉,故C错误;
D.三个球的体积相同,而木球漂浮在水中,,铜球悬浮在水中,,但木球排开水的体积小球铜球排开水的体积,木球所受的浮力小于铜球所受的浮力,铜球的重力大于木球的重力,铜球和铝球浸没,则排水的体积相同,所以受浮力相同,铝球下沉,浮力小于重力,故铝球的重力最大,故D正确。
故选D。
【点睛】本题考查了学生对阿基米德原理、物体的浮沉条件的掌握和运用,不知是否空心、不能比较球重大小是本题的关键。
11. 没剥皮的橘子和剥了皮的橘子在水里的表现竟然不一样!在水平桌面上,有两个相同的圆柱形容器,内盛等质量的水,将同一个橘子剥皮前和剥皮后分别放入其中,橘子静止时如图所示。下列分析正确的是( )
A. 橘子两次受的浮力一样大
B. 橘子剥皮后密度变小
C. 剥皮后的橘子所受浮力大于重力
D. 剥皮前的橘子排开水的体积大于剥皮后的橘子排开水的体积
【答案】D
【解析】
【详解】ACD.剥皮前橘子第一次在水中漂浮,浮力等于重力,剥皮后第二次在水中沉底,浮力小于重力,同一个橘子剥皮前重力大于剥皮后的重力,所以第一次受的浮力大一些,根据阿基米德原理,第一次排开水的重力也大一些,故第一次排开水的体积也大一些,故AC错误,D正确;
B.根据物体浮沉条件,剥皮前漂浮表明橘子的密度小于水的密度,剥皮后沉底,表明橘子的密度大于水的密度,所以剥皮后密度变大,故B错误。
故选D。
12. 如图所示,正方体A、B的质量相等,边长之比为1∶2,若按甲图叠放在水平地面上时,A对B的压强为pA,地面受到的压强为p甲,若按乙图叠放在水平地面上时,B对A的压强为pB,地面受到的压强为p乙,则下列说法正确的是( )
A. p甲∶p乙=1∶4 pA∶pB =1∶4 B. p甲∶p乙=1∶4 pA∶pB =1∶1
C. p甲∶p乙=4∶1 pA∶pB =1∶1 D. p甲∶p乙=4∶1 pA∶pB =1∶4
【答案】B
【解析】
【详解】按甲的方式,将它们叠放在水平地面上,正方体A、B此时对地面的压力等于正方体A、B受到的总重力,即
若按乙的方式,将它们叠放在水平地面上,此时正方体A、B此时对地面的压力等于正方体A、B受到的总重力,即
则地面受到的压力之比为
由题意知,正方体A、B的质量相等,边长之比为
则底面积之比为
地面受到的压强之比
由图甲知,A对B的压力等于正方体A受到的重力,即
则此时A对B的压强为
由图乙知,B对A的压力等于正方体B受到的重力,即
则此时B对A的压强为
已知正方体A、B的质量相同,由G=mg知
GA=GB
所以
pA=pB
则
故选B。
13. 如图,水平桌面上放置着一个装有水足够深的圆柱形容器和质量相等的A、B两个实心小球。将A球放入容器内的水中,A球漂浮。取出A球后(带出的水忽略不计)再将B球放入容器内的水中,B球沉入容器底部。下列说法正确的是( )
A. A球的密度大于B球的密度
B. A球受到的浮力小于B球受到的浮力
C. 放入A球后水对容器底的压强大于放入B球后水对容器底的压强
D. 放入A球后容器对桌面的压强大于放入B球后容器对桌面的压强
【答案】C
【解析】
【详解】A.将A放入水中,A漂浮,A球的密度小于水的密度,B球放入水中,B沉入容器底部,B球的密度大于水的密度,所以A的密度小于B的密度,故A错误;
B.已知两个小球的质量相同,重力相同,A球漂浮,浮力等于重力,即
B球沉底,浮力小于重力
所以A受到的浮力大于B受到的浮力,故B错误;
C.由B知,A受到的浮力大于B受到的浮力,根据阿基米德原理知A排开液体的体积大于B排开液体的体积,A的液面升高的多,根据知,放入A后比放入B后水对容器底的压强大,故C正确;
D.因为AB的质量相等,放入A后与放入B后容器对桌面的压力相等,根据知放入A后与放入B后容器对桌面的压强相等,故D错误。
故选C。
14. 如图所示,水平放置的平底柱形容器A底面积是200cm2,内部装有一些液体,正方体木块B边长为10cm,重4N,被一根体积可以忽略的细线拉住固定在容器底部,此时木块浸入液体中的体积为木块总体积的,细线受到的拉力为0.8N。下列说法正确的是( )
A. 木块B受到液体的浮力为6N B. 液体的密度为0.8g/cm3
C. 木块B底部受到液体压强为600Pa D. 剪断细线,容器对桌面压强的变化量为40Pa
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题意知,此时木块B受向上的浮力、向下的重力和向下的拉力,根据力的平衡条件可得,木块B受到的浮力
F浮=GB+F拉=4N+0.8N=4.8N
故A错误;
B.由题意知,木块B排开液体的体积为
根据F浮=ρ液V排g可知,液体的密度为
故B正确;
C.木块浸入液体中的体积为木块总体积的,则底部的深度为
木块B底部受到液体压强为
p=ρ液gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.06m=480Pa
故C错误;
D.剪断细线前后,容器对桌面压力始终等于容器、液体和木块的总重力,则压力不变,所以容器对桌面压强的变化量为0,故D错误。
故选B。
15. 如图甲所示,质量为400g的薄壁柱形容器盛有适量水,弹簧测力计下挂有底面积为的一个长方体物块,此时物块底部距容器底4cm。把它从容器中缓慢提升,直到物块全部露出水面(忽略物块带出的水),已知容器底面积为,该过程中弹簧测力计读数F随物体上升高度h的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 长方体的密度是
B. 物体出水后容器底所受水的压强为1000Pa
C. 当时,长方体物块所受浮力为2N
D. 剪断甲图中的细线,当物块静止后,容器对地面压强为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图乙可知,物体的重力为
G=F3=10N
物体浸没在水中时受到的浮力为
F浮=G-F1=10N-6N=4N
物体浸没在水中时,结合阿基米德原理可知物体的体积为
长方体的密度
故A错误;
B.物体的高度
物块底部距容器底4cm,由图乙可知,物体上表面露出之前,物体上升的高度是2cm,此时水的深度为
h1=4cm+2cm+4cm=10cm
物体出水后容器液面下降高度为
物体出水后水的深度
h2=h1-Δh=10cm-1cm=9cm=0.09m
容器底所受水的压强为
p=ρ水gh2=1×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa
故B错误;
C.当时,物体露出的高度为
h露=3.5cm-2cm=1.5cm
物体露出的体积
V露=S物h露=100cm2×1.5cm=150cm3
物体排开水的体积
V排1=V-V露=400cm3-150cm3=250cm3
长方体物块所受浮力为
F浮1=ρ水gV排1=1×103kg/m3×10N/kg×250×10-6m3=2.5N
故C错误;
D.水的体积为
水的质量为
剪断甲图中的细线,当物块静止后,容器对地面的压力
F压=G总=m总g=(m水+m容)g+G=(3.6kg+0.4kg)×10N/kg+10N=50N
容器对地面压强为
故D正确。
故选D。
二、填空作图题(本题共11个小题,作图题每图1分,其余每空1分,共26分)
16. 1654年,德国著名的______实验,有力的证明了大气压强的存在。一标准大气压约等于______mm高的水银柱对底部的压强。液体在流速大的地方压强较小,流速小的地方压强较______(选填“大”或“小”)。
【答案】 ①. 马德堡半球 ②. 760 ③. 大
【解析】
【16题详解】
[1]证明大气压存在的著名实验是马德堡半球实验。
[2]托里拆利实验测出了标准大气压强的值为1.013×105Pa,1标准大气压等于76cm高的水银柱所产生的压强,即760 mm高的水银柱所产生的压强。
[3]根据流体压强的特点可知,在流体中流速越大的地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大。
17. 2023年10月26日,神舟17号在酒泉卫星发射中心发射升空,并于2024年4月30日在东方着陆场成功着陆。飞船返回减速下降过程中,重力势能______,动能______,机械能______(三空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 变小 ②. 变小 ③. 变小
【解析】
【17题详解】
[1][2][3]飞船返回舱减速下降过程中,飞船的质量不变,速度变小,动能变小;质量不变,高度减小,重力势能变小;机械能等于动能和势能的和,故机械能变小。
18. 如图是一款网红杯,静止时,杯子粗细两部分容器中水面总是___________ (“相平”或“不相平”)。当用左侧细管吸饮料时,饮料在___________ 的作用下进入到嘴里。
【答案】 ①. 相平 ②. 大气压
【解析】
【详解】[1]由图可知杯子粗细两部分上端开口,底部连通,构成了一个连通器,根据连通器的特点可知,待液面静止后,粗细两部分液面总是相平。
[2]当用左侧细管吸饮料时,吸管内气压减小,饮料在大气压的作用下进入到了人的嘴里。
19. 一只木箱放在水平地面上,地面上各处粗糙程度相同,如图甲所示。对木箱施加一个水平推力F,F与t的关系、木箱速度v与t的关系图像如图乙所示。在第1s时木箱所受摩擦力为______N,第3s时木箱所受摩擦力为______N。假如第5s时,摩擦力消失,物体将做______运动。
【答案】 ①. 1 ②. 2 ③. 加速
【解析】
【详解】[1]由v-t图像可知,0~2s内,木箱静止,木箱处于平衡状态,由F-t图象可知,摩擦力等于推力为1N。
[2]由v-t图象可知,在4s~6s木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,由F-t图象可知在4s~6s受到的推力为2N,由二力平衡可知,受到的摩擦力为2N,由v-t图象可知,木箱在2~4s做加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,因为压力和接触面的粗糙程度不变,因此木箱受到的摩擦力仍是2N。
[3]由上述可知,第5s时,木箱受到的推力和摩擦力平衡,做匀速直线运动,若摩擦力消失,则物体只受推力,因此将做加速运动。
20. 如图所示,两个滑轮重力相同,用和分别将同一物体以相同速度提升相同高度。不计绳重和摩擦,其中动滑轮的重力小于物体的重力,所用拉力大小______;拉力和的功率______;机械效率和的功率______。(三空均选填“>”或“<”或“=”)
【答案】 ①. > ②. < ③. >
【解析】
【详解】[1]甲是定滑轮,乙是动滑轮,不计绳重和摩擦,甲的拉力等于物体的重力,而乙的拉力等于物体和滑轮总重的一半,其中动滑轮的重力小于物体的重力,故
F1>F2
[2]不计绳重和摩擦,因为物重相同,提升高度相同,故甲做的有用功等于乙做的有用功;因为甲用定滑轮提升,乙用动滑轮提升,所以甲做的额外功为零,小于乙做的额外功,故甲做的总功小于乙做的总功,又因为所用时间相同,由可知,甲的功率小于乙的功率,即
P1<P2
[3]使用定滑轮,不计绳重与摩擦,拉力做的功等于克服物体重力做的功,即
W1=Gh
使用动滑轮,不计绳重与摩擦,拉力做功等于克服物体重力和动滑轮重力做的功,即
W2=(G+G动)h
所以,使用动滑轮所做的功大于使用定滑轮所做的功,即使用动滑轮所做的总功大,根据
W有=Gh
可知两者所做有用功相同,由于使用动滑轮所做的总功大,所以由可知,动滑轮的机械效率要小于定滑轮的机械效率,即甲装置的机械效率更高,即
η1>η2
21. 如图所示,容器底面积为1dm2,容器内装有水,根据图中所给的条件,求容器中A点受到水的压强为 _____ Pa;容器底面受到水的压力为 ______N.(g取10N/kg)
【答案】 ①. 400 ②. 12
【解析】
【详解】考点:液体的压强的计算;压强的大小及其计算.
专题:计算题.
分析:由图可知A点和容器底部水的深度,根据p=ρgh分别求出A点受到水的压强和容器底面受到水的压强,再根据F=ps求出容器底面受到水的压力.
解答:解:由图可知,hA=4cm=0.04m,h=12cm=0.12m;
(1)容器中A点受到水的压强:
pA=ρghA=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa;
(2)容器底面受到水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa,
容器底面受到水的压力:
F=ps=1200Pa×10-2dm2=12N.
故答案为400;12.
点评:本题考查压力、压强等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是水深度的计算,要知道水的深度指的是距离液面的高度,不是距离容器底的深度
22. 在掷实心球的过程中,小江同学用90N的力将重为20N的实心球投出,实心球在空中划出一条弧线,相关数据如图所示,实心球脱手后在空中飞行过程中,小江对球__________(选填“做功”或“不做功”),实心球从最高点到落地的过程中,实心球的重力做功__________J。
【答案】 ①. 不做功 ②. 56
【解析】
【详解】[1]实心球脱手后在空中飞行过程中,小江对球没有力的作用,故此时小江对球不做功。
[2]由图中可知,实心球从最高点到落地的过程中,下落的高度为h=2.8m,小球的重力为G=20N,故由W=Fs可得,实心球的重力做的功为
W=Fs=Gh=20N×2.8m=56J
23. 如图所示,在水平面上叠放着A、B两个木块,A木块用一根细绳拴在固定墙面上。用力向左拉动B木块(B足够长),使它以3m/s的速度做匀速直线运动,绳的拉力,则A木块所受到的摩擦力大小为______N;则B木块受到地面的摩擦力大小为______N;若拉力增大为20N时,B木块与地面之间的摩擦力大小为______N。
【答案】 ①. 3 ②. 11 ③. 11
【解析】
【详解】[1]木块A相对于地面静止,在水平方向上受到的向右的拉力F2和向左的摩擦力f是一对平衡力,所以有A木块所受到的摩擦力大小为
f=F2=3N
[2]当物体B做匀速直线运动时,水平方向上受到三个力的作用:向左的拉力F1,A对B向右的摩擦力f'和地面对B向右的摩擦力f1;这三个力平衡,所以有
F1=f'+f1
f和f'是一对相互作用力,大小相等,所以有
f'=f=3N
地面对B的摩擦力为
f1=F1-f'=14N-3N=11N
[3]若拉力F1增大为20N时,压力和接触面的粗糙程度不变,地面对B的摩擦力不变,所以B木块与地面之间的摩擦力大小仍为11N。
24. 如图所示,底面积为的足够高的薄壁柱形容器放置在水平桌面上,此时水深为25cm。现将一体积为的空心小球放入水中,小球有露出水面,小球受到的浮力为___________ N;将容器中适量的水注入小球的空心部分,使小球在水中悬浮,则水对容器底部的压强变为___________ Pa。
【答案】 ①. 2 ②.
【解析】
【详解】[1]将一体积为的空心小球放入水中,小球有露出水面,小球受到的浮力为
[2]因为小球漂浮,所以小球受到的重力
容器中水的体积为
则容器中水的质量为
所以容器中水的重力为
将容器中适量的水向小球空心部分注入,使小球在水中悬浮时,注入球内的水和容器中的水的总重力不变,因为容器是柱形容器,则容器受到水的压力为
则水对容器底的压强为
25. 将两个质量分布均匀的正方体A、B放在水平地面,如图甲所示,B的棱长为A的2倍,将A沿水平方向切去高为L的部分,把切去部分叠放在B上,B对地面的压强pB与L的变化关系图象如图乙所示。则B的重力为______N,当L=5cm时,A剩余部分对地面的压强为______Pa。
【答案】 ①. 160 ②. 2000
【解析】
【详解】[1]由乙图可知L的最大值为10cm,所以正方体A的棱长为
LA=10cm=0.1m
正方体B的棱长是A的2倍,则B的棱长为
LB=20cm=0.2m
B对地面的受力面积
由图可知,当p=4×103Pa时,由可知
FB=p1SB=4000Pa×0.04m2=160N
[2]则B的重力
GB=FB=160N
当L=10cm时,B对地面的压强为5000Pa,由可知
FAB=p2SB=5000Pa×0.04m2=200N
则A和B的重力之和
G总=FAB=200N
则A的重力
GA=G总﹣GB=200N﹣160N=40N
当L=5cm时,A被切去一半
A剩余部分对地面的压力
FA=GA′=20N
剩余部分对地面的压强
26. 图中,静止在水平桌面上物体重5N,画出物体所受重力G的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】从重心竖直向下画一带箭头的线段,标出重力符号G,G=5N,可得物体所受的重力示意图,如图所示
27. 如图是美式磁吸静音分体门锁,请你画出图中门手柄所受压力F的力臂。
【答案】
【解析】
【详解】首先延长力F的作用线,然后由支点O向F的作用线作垂线,垂线段的长度即为F的力臂L如图所示:
三、实验探究题(本题共3个小题,每空1分,共22分)
28. 某物理兴趣小组的小军同学用钢球、木块和带有斜槽的长木板探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。
①如图甲,让钢球从斜槽上的某一高度由静止开始运动,撞击水平面上的木块;
②如图乙,将同一钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验;实验表明,钢球______一定时,从斜槽越高的位置开始运动,撞击木块移动的距离越远,钢球的动能越______;
③探究动能跟质量的关系时,应选择让质量不同的钢球从斜槽______(选填“相同”或“不同”)高度的位置开始运动,比较木块被撞击后运动的距离。
【答案】 ①. 质量 ②. 大 ③. 相同
【解析】
【详解】②[1][2]如图乙,将钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验,钢球到达斜面底端的速度增大,木块被推得越远,说明钢球的动能越大,故可以得出:钢球质量一定时,撞击木块的速度越大,钢球的动能越大。
③[3]根据控制变量法,探究动能跟质量的关系时,应控制钢球的速度相同,改变质量,即让质量不同的钢球从斜槽高度相同的位置开始运动。
29. 小丽同学用以下器材探究杠杆的平衡条件。
①调节杠杆的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是______;
②如图乙所示,若在A位置挂两个钩码,为了使杠杆仍在水平位置平衡,需在杠杆O点右侧第______格的位置挂三个钩码;
③如图丙所示,用弹簧测力计在B位置向下拉杠杆,保持杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计由图中a位置移至b位置时,其示数______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 ①. 便于测量力臂 ②. 2 ③. 变大
【解析】
【详解】①[1]由于钩码的重力竖直向下,杠杆受到的力在竖直方向上,在水平位置平衡时,力臂刚好与杠杆重合,便于测量力臂。
②[2]若杠杆在水平位置平衡,则此时杠杆左端力为2G,力臂为3格,杠杆右端力为3G,则由杠杆平衡原理可知
2G×3格=3G×l
解得l=2格,此时右端力臂为2格,即需挂在杠杆O点右侧第2格的位置挂三个钩码,使杠杆在水平位置平衡。
③[3]弹簧测力计由图中a位置移至b位置时,动力臂变小,而阻力与阻力臂不变,故由杠杆平衡原理可知,动力变大,即弹簧测力计示数变大。
30. 如图所示,是乐乐同学探究液体内部压强特点的实验过程。
(1)如上图是U形管压强计,使用前若发现U形管两端液面有明显的高度差,则说明______;其调节的方法是______(选填“A”或“B”),并使U形管左右两侧的水面相平。
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(2)调节好装置后,进行了实验,比较图甲、乙可知,液体内部压强与______有关;
(3)在图乙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不变,表明在相同条件下,液体内部某一点向各个方向的压强______(选填“相等”或“不相等”);
(4)小静还自制了另一套装置来探究液体压强与什么因素有关。如图丁所示,在一个右侧开孔并贴上橡皮膜的塑料瓶中装入部分水,然后将瓶子放入装有盐水的烧杯中,当瓶内外液面相平时,发现橡皮膜会内凹。这个现象说明:当深度相同时,______越大,液体压强越大;
(5)学完了液体压强的知识后,小静想到可以用这套装置来测量液体的密度。如图戊所示,将装有水的瓶子放入装有酒精的烧杯中,使橡皮膜变平,测量此时水面到橡皮膜中心的距离为,酒精液面到橡皮膜中心的距离为,则酒精的密度为______(用、、表示)。
(6)在图乙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量酒精与其均匀混合后(液体不溢出),容器底部液体压强将______,橡皮膜受到的液体压强将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 气密性好 ②. B ③. 深度 ④. 相等 ⑤. 液体密度 ⑥. ⑦. 变大 ⑧. 变大
【解析】
【详解】(1)[1]U形管两端液面有明显的高度差,且能保持着,说明其气密性好,没有漏气。
[2]需要将U形管液面相平,则液面上方气压也要相等,可将软管拆下重装,右侧支管倒出无法使两边上方气压相等。
故选B。
(2)[3]甲乙两个图探头朝向一样,同是在水中,但探头深度不一样,U形管液面高度差也不一样,故而说明液体压强与液体深度有关。
(3)[4]图乙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相同说明;同一液体中,相同深度,各个方向压强相等。
(4)[5]图丁中可看到橡皮膜向水的方向凸,说明该点水的压强比盐水压强小。盐水密度比水大,所以得到深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
(5)[6]由题可知,水对瓶底的压强等于酒精对瓶底的压强,则有
经计算的
(6)[7]容器为柱形容器,溶液对容器底部的压强可以为,加入酒精后,液体重力增大,压力增大,所以容器底部液体压强将增大。
[8]设橡皮膜到容器底部的距离为h,橡皮膜在水中的深度为h3,橡皮膜在混合液里面的深度为h4,原来液体对容器底部的压强为p0,混合液对容器底部的压强为p,则有
因为p0<p,所以有
由因为,所以 ,故而橡皮膜受到的压强增大。
31. 小亮通过如图所示的步骤进行了“浮力大小与哪些因素有关”的实验探究。
(1)由图中A、C、D的实验现象和数据可得出结论:物体浸没后,浮力的大小与浸入的深度______(选填“有关”或“无关”);
(2)由图中A、D、E的实验现象和数据可得出结论:物体受到的浮力大小还与______有关;
(3)由弹簧测力计的示数,还可以计算圆柱体密度为______g/cm3,图D中容器对桌面的压力与图A中相比变化了______N;
(4)他观察到,改变液体的密度,而物块受到的浮力变化不够明显,小亮想出下列四种实验改进方案,其中可行的是______(选填字母)。
A.换用体积更大的同种物块
B.换用两种密度相近的液体进行实验
C.换用分度值大一些的弹簧测力计
D.利用现有器材进行多次实验
【答案】 ①. 无关 ②. 液体密度 ③. 4 ④. 1 ⑤. A
【解析】
【详解】(1)[1]由A、C、D三图可知液体的密度相同,排开液体的体积相同,物体浸入的深度不同,弹簧测力计示数相同,由称重法可知,浮力相同。故可得物体浸没后,浮力的大小与浸入的深度无关。
(2)[2]通过比较A、D、E三图,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计示数不同。由称重法可知,浮力不同。可得出浮力大小与液体密度有关。
(3)[3]由图D可知,物体浸没在水中时,拉力为3N,则物体受到的浮力为
F浮=4N-3N=1N
根据F浮=ρ液V排g可得
则物体密度为
[4]根据力的作用是相互的可知,水对物体产生竖直向上1N的浮力,则物体会对水产生向下1N的压力,则图D中容器对桌面的压力与图A中相比增加了1N。
(4)[5]根据阿基米德原理可知,若要使浮力变化明显,应使两种液体密度变化大一些或增大排开液体的体积(即增大物体的体积),故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
32. 小亮利用电子秤和一实心圆柱体(与上述实验中圆柱体材料相同,即圆柱体密度为4g/cm3),测量唯怡豆奶的密度,实验步骤如图所示。
①电子秤放在水平桌面上,放上装有适量豆奶的杯子,示数如图甲所示;
②把圆柱体用细线绑好,缓慢放入装有豆奶的杯子中,示数如图乙所示;
③用手提起细线,让圆柱体离开杯子底部,继续全部浸没在豆奶中,示数如图丙所示;经测量杯子的外底面积为则丙图相对乙图中杯子对电子秤的压强变化了______Pa,经过计算,唯怡豆奶的密度为______。若在③步骤中,圆柱体接触到了杯子底部且有挤压,其余操作完全正确,则所测豆奶的密度值______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】 ①. 34.2 ②. 1.15 ③. 偏大
【解析】
【详解】[1]丙图相对乙图中杯子对电子秤的压力变化量为
则压强变化量为
[2]由图甲及图乙可知,圆柱体的质量为48g,则圆柱体的体积为
由图甲及图丙可知,圆柱体在豆奶中受到的浮力为
则豆奶的密度为
[3]圆柱体接触到了杯子底部且有挤压,则圆柱体在豆奶中的浮力测量值偏大,其余操作均正确时,根据公式可知,所测豆奶的密度值将偏大。
四、计算题(本题共3个小题,30题6分,31题8分,32题8分,共22分。要求写出必要的计算过程和文字说明,只写答案不能得分)
33. 国产新能源汽车深受消费者青睐,相比传统燃油汽车,电动汽车具有无尾气排放、噪音小、起步快等优点。如图所示,某款新能源汽车的空车质量为1000kg,某次搭载的人员重,该汽车以25m/s的速度匀速通过平直公路,用时1min,整个过程中汽车受到的阻力为汽车总重力的0.2倍。求:
(1)该过程中汽车前进的距离;
(2)该过程中汽车牵引力的功率。
【答案】(1)1500m;(2)
【解析】
【详解】解:(1)该过程中汽车前进的距离为
(2)汽车总重力为
由于该汽车以25m/s的速度匀速通过平直公路,故汽车牵引力与汽车受到的阻力大小相等,该过程中汽车牵引力的功率为
答:(1)该过程中汽车前进的距离为1500m;
(2)该过程中汽车牵引力的功率为。
34. 《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作,小艺在阅读时发现书中记录了一种在井上打水的工具“桔槔”。如图甲所示,其原理是初中物理所学的杠杆知识,图乙是“桔槔”的简化模型图,通过在轻质“桔槔”上挂配重石块可以将井中的水桶打捞出来。其中OB长度为1m,OA长度为3m,木桶的重力为10N,容积为20L。某次打捞时将100N的石块悬挂在C点,石块匀速提升装满水的木桶至图示位置,若过程中不考虑水溢出,求:
(1)木桶中水的重力;
(2)C点距A点的距离;
(3)若在A端固定悬挂50N的石块作为配重,求提升满水木桶时,作用于桶上绳端向上的力至少为多大。
【答案】(1)200N;(2)0.9m;(3)60N
【解析】
【详解】解:(1)桶内水的质量
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×20×10-3m3=20kg
木桶中水的重力
G水=m水g=20kg×10N/kg=200N
(2)由杠杆的平衡条件可知
(G水+G桶)×OB=G石×OC
代入数据可得
(200N+10N)×1m=100N×OC
解方程可得OC=2.1m,则C点距A点的距离为
LAC=OA-OC=3m-2.1m=0.9m
(3)提升满水木桶时的总重量为
由杠杆的平衡条件可知
代入数据可得
(210N-F)×1m=50N×3m
解方程可得F=60N,即提升满水木桶时,作用于桶上绳端向上的力至少为60N。
答:(1)木桶中水的重力为200N;
(2)C点距A点的距离为0.9m;
(3)提升满水木桶时,作用于桶上绳端向上力至少为60N。
35. 如图甲所示,高为25cm、重4N的柱形容器,底部中央固定有一根体积不计竖直放置的轻质细杆,细杆上端固定一质地均匀的正方体A。现向容器内加水,容器底受到的液体压强随加入水的体积变化如图乙,当加水时,杆对A的力恰好为0,求:
(1)轻杆的长度;
(2)A浸没时,杆对A的作用力;
(3)当加水时,容器底对桌面的压强为多少。
【答案】(1)10cm;(2)5N;(3)2450Pa
【解析】
【详解】解:(1)由图乙知,当容器底受到的液体压强为1000Pa时,水面与A的下表面刚刚接触,根据p=ρgh可得此时水的深度即轻杆的长度为
(2)当容器底受到的液体压强为2000Pa时,水面与A的上表面刚刚相平,根据p=ρgh可得此时水的深度为
则物体A的边长
L=h2-h1=0.2m-0.1m=0.1m=10cm
由图乙知,当容器底受到的液体压强为1000Pa时,加水2000cm3,则容器的底面积为
物体A的底面积为
SA=L2=(10cm)2=100cm2
当加水2500cm3时,物体A浸入水的深度
物体A排开水的体积
V排=SAh浸=100cm2×5cm=500cm3=5×10-4m3
A受到的浮力
F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×5×10-4m3×10N/kg=5N
由于此时杆对A的力恰好为0,则物体A的重力
GA=F浮=5N
A浸没时,A排开液体的体积为
A浸没时,A受到的浮力为
A浸没时,杆对A的向下作用力、重力和浮力相互平衡,故杆对A的作用力为
F拉=F浮-G=10N-5N=5N
(3)已知容器的高度为25cm,则当加满容器时需要的水的体积为
V水=Sh-VA=200cm2×25cm-1000cm3=4000cm3
由于加水4500cm3时大于4000cm3,则多余的水会溢出,所以,加水4500cm3时实际容器里水的体积为4000cm3,根据可得加水4500cm3时容器里水的质量为
m水=ρ水V水=1g/cm3×4000cm3=4000g=4kg
桌面受到容器底的压力
F=G容+GA+m水g=4N+5N+4kg×10N/kg=49N
桌面受到容器底的压强
答:(1)轻杆的长度为10cm;
(2)A浸没时,杆对A的作用力为5N;
(3)当加水4500cm3时,容器底对桌面的压强为2450Pa。
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