精品解析:贵州省黔东南苗族侗族自治州从江县庆云镇初级中学2023-2024学年八年级下学期5月期中物理试题
2024-07-27
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内容正文:
从江县庆云中学2023-2024学年度第二学期期中测试
八年级 物理试卷
一、选择题(本大题共8小题,1~6题每小题3分,只有一个选项符合题目要求;7~8题每小题4分,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错的得0分.共26分)
1. 下列实例中,目的是为了增大压强的是
A. 书包带做得较宽 B. 剪刀的刀刃做得很薄
C. 火车铁轨铺在枕木上 D. 载重汽车装有很多车轮子
2. 用手捏着一支粉笔静止于空中,现将手松开,假设在手松开的同时,粉笔所受的一切外力同时消失,则( )
A. 粉笔将静止于原来位置 B. 粉笔将加速落向地面
C. 粉笔将匀速落向地面 D. 粉笔将减速落向地面
3. 如图所示.小明将压强计的探头放入水中某一深度处,记下U形管中两液面的高度差h.下列操作能够使高度差h增大的是
A. 将探头向下移动一段距离
B. 将探头水平向左移动一段距离
C. 将探头放在酒精中的同样深度处
D. 将探头在原深度处向其他方向任意转动一个角度
4. 潜水员潜水时呼出的气泡在水面下上升的过程中,体积不断变大。关于气泡所受压强和浮力的变化情况,下列说法正确的是( )
A. 压强变大,浮力变大 B. 压强变大,浮力变小
C. 压强变小,浮力变大 D. 压强变小,浮力变小
5. 如图是一种“吸盘式”挂衣钩,将它紧压在平整、光洁的竖直玻璃上,可挂衣帽等物品, 它主要部件是一个“橡皮碗”,下面有关的说法正确的是
A. 被玻璃“吸”住后,皮碗内的气压大于外界大气压
B. 能紧贴在粗糙的水泥墙壁上
C. 挂上衣服后,皮碗与墙壁之间的摩擦力要比不挂衣服时大
D. 皮碗内挤出的空气越少,吸盘贴在玻璃上就越紧
6. 小红穿上旱冰鞋向右用力推墙,会被墙向左推开.下列说法中正确的是
A. 人先对墙施加了推力,然后墙再对人施加推力
B. 墙对人的推力大于人对墙的推力
C. 人对墙的推力与墙对人的推力是一对平衡力
D. 人对墙的推力与墙对人的推力是一对相互作用力
7. (双项选择)在运动场上常看到以下场景,其中能用惯性知识解释的是( )
A. 跳高运动员越过横杆落到垫子上
B. 投掷出的铅球离开手后向前运动
C. 运动员跑到终点后不能立即停下
D. 起跑时运动员用脚向后使劲蹬地
8. 如图甲所示,用弹簧测力计挂一长方体物体逐渐浸入水中,图乙是这个过程弹簧测力计的示数F随金属块下表面在水中的深度h的变化情况,g取10N/kg.则( )
A. 金属块的质量为0.4kg
B. 金属块受到的最大浮力是2N
C. AB过程中,金属块受到的浮力逐渐减小
D. AC过程中,金属块底部受到水向上的最大压强为800Pa
二、填空题(本大题共8个小题,每空1分,共18分)
9. 2022年11月30日,神舟十五号载人飞船成功对接空间站天和核心舱,对接过程中,神舟十五号飞船相对于天和核心舱是___________(选填“静止”或“运动”)的,其惯性___________(选填“变大”“不变”或“变小”);航天员在空间站里飘来飘去,站立时要用脚背勾住固定环固定位置,这是因为固定环对脚的力能改变物体的___________。
10. 电灯通过电线挂在天花板上处于静止状志,灯对电线的拉力和电线对灯的拉力是一对______,电线对灯的拉力和灯所受的重力是一对__________力.
11. 小海和同学们参加研学旅行,汽车在公路上快速行驶时,小海发现窗帘从打开的窗户向外飘,这是因为窗外的空气流速大,压强_____.车行驶到山顶时,他发现密封的零食包装袋鼓起来了,这是因为山顶上的气压比山脚下的气压_____造成的.
12. 正在建设中的长沙湘江航电枢纽工程位于长沙市望城区境内的湘江下游河段。枢纽主要建筑物由双线2000t级船闸、泄水闸、电站和坝顶公路桥组成.船闸设计年通过能力为9.4×107 t。该枢纽的船闸是根据 ______原理设计的;若库区水深为20 m时,坝底部受到水的压强为 ________Pa。(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
13. 小明用手将一个质量为0.5kg的小球浸没在水中,小球排开水的质量是0.3kg,此时小球受到的浮力是_____N,松手后小球会_______(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。(g取10 N/kg)
14. 将一小物块A轻轻放入盛满水的大烧杯中,A静止后,有81 g的水溢出,再将其擦干后轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,A静止后,有72 g的酒精溢出,则A在酒精中静止时受到的浮力为___________N,A的密度是______kg/m3。(酒精的密度是0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)
15. 2023年2月7日清晨,中国卫星海上测控部码头,停靠于此的“远望7号”船正在按计划组织新年度的首次出航。如图所示是出航前的情景,在航海人员将航海设备及生活用品搬到船上的过程中,“远望7号”船受到的浮力______其排开海水的重力,船底受到的压强将 ________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
16. 甲、乙两种物体的质量和体积的关系图象如图所示,若用体积相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,则质量mA____mB(填“<”、“>”或“=”);现在用手把A、B两个物体分别浸没在水中央,放手后A会_____(填“上浮”、“悬浮”或“下沉”),B物体____(填“能”或“不能”)悬浮在水中.
三、作图题(本大题共2小题,每小题4分,共8分)
17. 如图所示是研究牛顿第一定律的实验装置,请在图中点O处作出小车在木板表面向右运动时竖直方向上的受力示意图。
18. 如图中,重为5 N的小球静止在水中,请画出小球的受力示意图。
四、实验题(本大题共3个小题,每空2分,共30分)
19. 如图是小华同学探究“二力平衡条件”实验时的情景。
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)对角的两条细线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整_____来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片扭转过一个角度,松手后小卡片_______(选填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是探究 ________;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是______。
20. 学习了液体压强知识后,李婷同学为了探究液体内部压强的规律,设计了如图的实验操作:
(1)压强计上的U形管_______(选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作正确的是______(选填字母);
A. 拆除胶管重新安装
B. 直接从U形管右半边中倒出适量液体
(3)正确操作后,李婷用手轻压探头的橡皮膜(如图乙所示),同时观察U形管液面有明显变化,说明该装置_____(选填“漏气”或“不漏气”);
(4)分析图丙、丁两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体深度越深,液体的压强____;
(5)实验中,通过观察U形管两边液面高度差显示液体内部压强大小,这种研究方法是______法;
(6)如图己所示,现将压强计探头放入装有某种液体的烧杯中b位置,使U形管两侧液面的高度差Δh与探头在图戊(烧杯装有水)中的a位置时相同,观察两烧杯中的探头位置可知,图己中烧杯中的液体密度ρ液______(选填“>”“<”或“=”)ρ水;若U形管足够长,则U形管内选用密度______(选填“较大”或“较小”)的液体可以减小实验误差。
21. 小明同学在探究“影响浮力大小的因素”时,做了如图所示的实验。请你根据小明的实验探究回答下列问题。
(1)根据A与E两图所标的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为______N;
(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关。对此正确的解释是:浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与浸没的深度______;
(3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为______kg/m3;
(4)该实验中用到的主要实验方法是_______。
五、计算题(本大题共2个小题,每小题9分,共18分,要求写出必要的步骤、相关公式和文字说明)
22. 2017年12月24日,我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机AG600首飞成功,可为“海上丝绸之路”航行安全提供最快速有效的支援与安全保障.它的最大飞行速度为560km/h,最大航程为4500km,巡航速度(经济、节油的飞行速度)为500km/h.某次起飞前,飞机静止在水平跑道上,总质量为51t,轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg).求:
(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少?
(2)起飞后,飞机在空中直线飞行1400km,所需要的最短时间是多少?
(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,排开水的质量为46t,此时飞机受到的重力是多少?舱底某处距水面1.5m,水对该处产生的压强是多少?
23. 如图所示,水平地面上有一底面积为1.50×10-2m2的圆柱形容器,容器中水深40cm,一个边长为10cm的正方体物块通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为4N。(g取10N/kg)求:
(1)此时容器底受到水的压力;
(2)物块的重力;
(3)细线剪断后,物块静止时浸入水中的体积。
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从江县庆云中学2023-2024学年度第二学期期中测试
八年级 物理试卷
一、选择题(本大题共8小题,1~6题每小题3分,只有一个选项符合题目要求;7~8题每小题4分,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错的得0分.共26分)
1. 下列实例中,目的是为了增大压强的是
A. 书包带做得较宽 B. 剪刀的刀刃做得很薄
C. 火车铁轨铺在枕木上 D. 载重汽车装有很多车轮子
【答案】B
【解析】
【详解】A、书包带做得较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故A不合题意;
B、刀刃做得很薄,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故B符合题意;
C、火车铁轨铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故C不合题意;
D、载重汽车装有很多轮子,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故D不合题意.
2. 用手捏着一支粉笔静止于空中,现将手松开,假设在手松开的同时,粉笔所受的一切外力同时消失,则( )
A. 粉笔将静止于原来位置 B. 粉笔将加速落向地面
C. 粉笔将匀速落向地面 D. 粉笔将减速落向地面
【答案】A
【解析】
【详解】根据牛顿第一定律我们知道,物体不受外力作用时,原来静止的物体将永远保持静止状态;原来运动的物体将永远做匀速直线运动,速度的大小和方向都不改变。因为粉笔原来是静止的,而松开手的同时,一切外力又同时消失,所以粉笔仍然保持原来的静止状态,故选项A正确,故选A。
3. 如图所示.小明将压强计的探头放入水中某一深度处,记下U形管中两液面的高度差h.下列操作能够使高度差h增大的是
A. 将探头向下移动一段距离
B. 将探头水平向左移动一段距离
C. 将探头放在酒精中的同样深度处
D. 将探头在原深度处向其他方向任意转动一个角度
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.液体压强随深度增加而增大,将探头向下移动一段距离,压强增大,U形管中两液面的高度差增大,故A正确为答案.
B.在同一深度,液体压强相同,所以探头水平向左移动一段距离,压强不变,U形管中两液面的高度差不变,故B不符合题意.
C.在同一深度,液体密度越大压强越大,所以将探头放在酒精中的同样深度处,压强变小,U形管中两液面的高度差变小,故C不符合题意.
D.在同一深度,液体向各个方向的压强相同,所以将探头在原深度处向其他方向任意转动一个角度,压强不变,U形管中两液面的高度差不变,故D不符合题意.
4. 潜水员潜水时呼出的气泡在水面下上升的过程中,体积不断变大。关于气泡所受压强和浮力的变化情况,下列说法正确的是( )
A. 压强变大,浮力变大 B. 压强变大,浮力变小
C. 压强变小,浮力变大 D. 压强变小,浮力变小
【答案】C
【解析】
【详解】气泡在上升过程中,体积会逐渐变大,所处的深度变小,据p=ρgh,所以气泡受到的压强在不断减小;据F浮 =ρgV排 ,气泡排开液体的体积变大,气泡受到的浮力在不断变大,故C正确。
故选C。
5. 如图是一种“吸盘式”挂衣钩,将它紧压在平整、光洁的竖直玻璃上,可挂衣帽等物品, 它主要部件是一个“橡皮碗”,下面有关的说法正确的是
A. 被玻璃“吸”住后,皮碗内的气压大于外界大气压
B. 能紧贴在粗糙的水泥墙壁上
C. 挂上衣服后,皮碗与墙壁之间的摩擦力要比不挂衣服时大
D. 皮碗内挤出的空气越少,吸盘贴在玻璃上就越紧
【答案】C
【解析】
【详解】A、挂衣钩要固定在玻璃上,需要先用力挤压塑料皮碗,把皮碗内的空气挤出,皮碗内的气压小于外界大气压,这样皮碗就被外界的大气压紧压在了玻璃或墙壁上.故A错误;
B、如果贴在粗糙的水泥墙壁上,粗糙面与吸盘之间不能密封、会漏气,使内外气压相等,在挂衣钩的自重作用下,会掉下来.故B正确.
C、皮碗的重力与皮碗和墙壁之间的摩擦力是一对平衡力,挂上衣服后,摩擦力等于皮碗和衣服和总重,所以要比不挂衣服时大.故C正确;
D、皮碗内挤出的空气越多,内外的压强差越大,吸盘贴在玻璃上就越紧.故D错误.
6. 小红穿上旱冰鞋向右用力推墙,会被墙向左推开.下列说法中正确的是
A. 人先对墙施加了推力,然后墙再对人施加推力
B. 墙对人的推力大于人对墙的推力
C. 人对墙的推力与墙对人的推力是一对平衡力
D. 人对墙的推力与墙对人的推力是一对相互作用力
【答案】D
【解析】
【详解】由于物体间力的作用是相互的,所以,当人对墙施加了推力的同时,墙也对人也施加推力,这两个力是同时发生的,故A错误;
人对墙的推力与墙对人的推力是作用在不同物体上的两个力,属于相互作用力,不属于平衡力,但此时二力的大小相等,故BC错误,D正确.
7. (双项选择)在运动场上常看到以下场景,其中能用惯性知识解释的是( )
A. 跳高运动员越过横杆落到垫子上
B. 投掷出的铅球离开手后向前运动
C. 运动员跑到终点后不能立即停下
D. 起跑时运动员用脚向后使劲蹬地
【答案】BC
【解析】
【详解】A.跳高运动员越过横杆落到垫子上是由于运动员受到重力的作用引起的,故A不符合题意;
B.铅球离开手以后,不再受到手的作用力,由于惯性还要向前运动,故B符合题意;
C.运动到终点具有一定的速度,由于惯性不能立即停下,故C符合题意;
D.起跑时运动员用脚向后使劲蹬地是因为物体间力的作用是相互的,地会给脚一个向前的力,让人运动,故D不符合题意。
故选BC。
8. 如图甲所示,用弹簧测力计挂一长方体物体逐渐浸入水中,图乙是这个过程弹簧测力计的示数F随金属块下表面在水中的深度h的变化情况,g取10N/kg.则( )
A. 金属块的质量为0.4kg
B. 金属块受到的最大浮力是2N
C. AB过程中,金属块受到的浮力逐渐减小
D. AC过程中,金属块底部受到水向上的最大压强为800Pa
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图象可知,金属块的重力G=6N,金属块的质量
故A不符合题意;
B.当h=6cm,金属块全部浸入水中时,所受浮力最大,此时弹簧测力计的拉力F拉 =4N,金属块受到的浮力
F浮 =G-F拉 =6N-4N=2N
故B符合题意;
C.AB过程中,弹簧测力计的示数变小,而弹簧测力计的示数等于金属块重力减去浮力,重力不变,所以金属块受到的浮力逐渐变大,故C不符合题意;
D.由图象可知,金属块浸入水中的最大深度为
h=8cm=0.08m
则金属块受到水的最大压强
p=ρgh=1×103 kg/m3 ×10N/kg×0.08m=800Pa
故D符合题意。
故选BD。
二、填空题(本大题共8个小题,每空1分,共18分)
9. 2022年11月30日,神舟十五号载人飞船成功对接空间站天和核心舱,对接过程中,神舟十五号飞船相对于天和核心舱是___________(选填“静止”或“运动”)的,其惯性___________(选填“变大”“不变”或“变小”);航天员在空间站里飘来飘去,站立时要用脚背勾住固定环固定位置,这是因为固定环对脚的力能改变物体的___________。
【答案】 ①. 运动 ②. 不变 ③. 运动状态
【解析】
【详解】[1]对接过程中,神舟十五号飞船和天和核心舱之间有位置的变化,所以神舟十五号飞船相对于天和核心舱是运动的。
[2]对接过程中,神舟十五号飞船质量不变,惯性不变。
[3]固定环对脚的力可以阻值运动员飘来飘去,说明力能改变物体的运动状态。
10. 电灯通过电线挂在天花板上处于静止状志,灯对电线的拉力和电线对灯的拉力是一对______,电线对灯的拉力和灯所受的重力是一对__________力.
【答案】 ①. 相互作用力 ②. 平衡
【解析】
【详解】灯对电线的拉力作用在电线上,电线对灯的拉力作用在灯上,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对相互作用力;
电线对灯的拉力和灯所受的重力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,符合二力平衡的条件,是一对平衡力.
11. 小海和同学们参加研学旅行,汽车在公路上快速行驶时,小海发现窗帘从打开的窗户向外飘,这是因为窗外的空气流速大,压强_____.车行驶到山顶时,他发现密封的零食包装袋鼓起来了,这是因为山顶上的气压比山脚下的气压_____造成的.
【答案】 ①. 小 ②. 低
【解析】
【详解】第一空.根据流体压强和流速的关系知道,车行驶时,打开车窗,窗外的空气流速大压强小,窗内的空气流速小压强大,窗帘受到向外的压强大于向内的压强,把窗帘压向窗外.
第二空.因为大气压随高度增加而减小,所以山顶上的气压比山脚下的气压低,车行驶到山顶时,外界大气压变小,而密封的零食包装袋内气压不变,袋内的气压大于外部大气压,所以,包装袋会鼓起来.
12. 正在建设中的长沙湘江航电枢纽工程位于长沙市望城区境内的湘江下游河段。枢纽主要建筑物由双线2000t级船闸、泄水闸、电站和坝顶公路桥组成.船闸设计年通过能力为9.4×107 t。该枢纽的船闸是根据 ______原理设计的;若库区水深为20 m时,坝底部受到水的压强为 ________Pa。(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
【答案】 ①. 连通器 ②. 2×105
【解析】
【详解】[1]上端开口,底部连通的仪器叫连通器,船闸符合连通器的特点,所以船闸是根据连通器的原理设计的。
[2]坝底部受到水的压强为
13. 小明用手将一个质量为0.5kg的小球浸没在水中,小球排开水的质量是0.3kg,此时小球受到的浮力是_____N,松手后小球会_______(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。(g取10 N/kg)
【答案】 ①. 3 ②. 下沉
【解析】
【详解】[1]根据阿基米德原理可得,此时小球受到的浮力是
[2]小球的重力为
小球受到的重力大于受到的浮力,根据物体浮沉条件可知,松手后小球会下沉。
14. 将一小物块A轻轻放入盛满水的大烧杯中,A静止后,有81 g的水溢出,再将其擦干后轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,A静止后,有72 g的酒精溢出,则A在酒精中静止时受到的浮力为___________N,A的密度是______kg/m3。(酒精的密度是0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)
【答案】 ①. 0.72 ②. 0.9×103
【解析】
【详解】[1]由阿基米德原理可得,物体A在酒精中静止时受到的浮力为
[2]物体A在水中静止时受到的浮力为
假设物体A在水中和酒精中都漂浮,因漂浮时物体受到的浮力和自身的重力相等,且物体A的质量不变、重力不变,物体在水和酒精中受到的浮力应相等,不符合题意;
假设物体A在水中和酒精中都浸没,则物体排开液体的体积和自身的体积相等,由 可知,它们受到的浮力之比为
不符合题意;
因水的密度大于酒精的密度,所以,只能是A在水中漂浮,在酒精中浸没,A受到水的浮力为
在酒精中受到的浮力为
故A的密度为
15. 2023年2月7日清晨,中国卫星海上测控部码头,停靠于此的“远望7号”船正在按计划组织新年度的首次出航。如图所示是出航前的情景,在航海人员将航海设备及生活用品搬到船上的过程中,“远望7号”船受到的浮力______其排开海水的重力,船底受到的压强将 ________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 等于 ②. 变大
【解析】
【详解】[1]由阿基米德原理得,“远望7号”船受到的浮力等于其排开海水的重力。
[2]在航海人员将航海设备及生活用品搬到船上的过程中,船身下沉,船底在水中深度变深,由得,船底受到的压强将变大。
16. 甲、乙两种物体的质量和体积的关系图象如图所示,若用体积相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,则质量mA____mB(填“<”、“>”或“=”);现在用手把A、B两个物体分别浸没在水中央,放手后A会_____(填“上浮”、“悬浮”或“下沉”),B物体____(填“能”或“不能”)悬浮在水中.
【答案】 ①. > ②. 下沉 ③. 能
【解析】
【详解】[1]由图可知,当m甲=8g时,V甲=1cm3,当m乙=4g时,V乙=4cm3,则甲乙两种物质的密度分别为:
ρ甲==8g/cm3,
ρ乙==1g/cm3,
ρ甲>ρ乙,根据m=ρV可知体积相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,它们的质量关系为m甲>m乙;
[2]因为ρ甲>ρ水,所以放手后A会下沉;
[3]因为ρ乙=ρ水,所以放手后B会悬浮.
三、作图题(本大题共2小题,每小题4分,共8分)
17. 如图所示是研究牛顿第一定律的实验装置,请在图中点O处作出小车在木板表面向右运动时竖直方向上的受力示意图。
【答案】
【解析】
【详解】小车在竖直方向受竖直向下的重力、竖直向上的支持力的作用,两力使小车在竖直方向保持静止,则两力是平衡力,大小相等,过重心分别做竖直向下、竖直向上的带箭头的直线,分别表示重力、支持力,如图所示:
18. 如图中,重为5 N的小球静止在水中,请画出小球的受力示意图。
【答案】
【解析】
【详解】小球在水中处于静止状态,受两个力:重力与浮力,是一对平衡力,重力方向竖直向下,浮力方向竖直向上,两力大小相等,都为5N,如图所示:
四、实验题(本大题共3个小题,每空2分,共30分)
19. 如图是小华同学探究“二力平衡条件”实验时的情景。
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)对角的两条细线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整_____来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片扭转过一个角度,松手后小卡片_______(选填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是探究 ________;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是______。
【答案】 ①. 钩码的数量 ②. 不能 ③. 相互平衡的两个力是否必须作用在同一直线上 ④. 用剪刀把小卡片剪成两半
【解析】
【详解】(1)[1]图中实验,卡片受到的拉力是是由钩码的重力来提供的,因此作用在小卡片上的两个拉力的大小是通过调整钩码的数量来改变的。
(2)[2][3]将小卡片扭转过一个角度,此时两个力不在同一条直线上,因此松手后小卡片不能平衡,该实验是来探究相互平衡的两个力是否必须作用在同一直线上。
(3)[4]为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,需要将卡片分成两部分,因此可以将小卡片剪成两半。
20. 学习了液体压强知识后,李婷同学为了探究液体内部压强的规律,设计了如图的实验操作:
(1)压强计上的U形管_______(选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作正确的是______(选填字母);
A. 拆除胶管重新安装
B. 直接从U形管右半边中倒出适量液体
(3)正确操作后,李婷用手轻压探头的橡皮膜(如图乙所示),同时观察U形管液面有明显变化,说明该装置_____(选填“漏气”或“不漏气”);
(4)分析图丙、丁两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体深度越深,液体的压强____;
(5)实验中,通过观察U形管两边液面高度差显示液体内部压强大小,这种研究方法是______法;
(6)如图己所示,现将压强计探头放入装有某种液体的烧杯中b位置,使U形管两侧液面的高度差Δh与探头在图戊(烧杯装有水)中的a位置时相同,观察两烧杯中的探头位置可知,图己中烧杯中的液体密度ρ液______(选填“>”“<”或“=”)ρ水;若U形管足够长,则U形管内选用密度______(选填“较大”或“较小”)的液体可以减小实验误差。
【答案】 ①. 不属于 ②. A ③. 不漏气 ④. 越大 ⑤. 转换 ⑥. > ⑦. 较小
【解析】
【详解】(1)[1]连通器是底部相连,上端开口,而压强计上端一端封闭,故压强计上的U形管不属于连通器。
(2)[2]调节压强计时,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的 (都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(3)[3]当用手轻压探头的橡皮膜 (如图乙所示),如果U形管液面有明显变化,则该装置不漏气;如果U形管液面变化 不明显,则装置漏气。
(4)[4]分析图丙、丁两图,液体的密度相同,丙图探头所处液体的深度比丁图小,而丙图U形管两边液面高度差较大,则得出的结论是:同种液体中,液体深度越深,液体的压强越大。
(5)[5]用U形管两边液面高度差来显示液体内部压强大小,液面高度差越大,说明液体内部压强越大,这种研究方法是转换法。
(6)[6]如图己所示,现将压强计探头放入某种液体的烧杯中b位置时,使U形管两侧液面的高度差Δh与探头在图戊水中的a位置时相同,说明两次液体内部的压强相同,由图知ha>hb,根据p=ρgh知,烧杯己中的液体密度大于水的密度,即ρ液>ρ水。
[7]根据压强计的构造可知,我们是通过U形管中液面的高度差来判断压强大小的,即高度差越大,压强就越大,高度差越小,压强就越小;在压强大小一定的情况下,根据p=ρgh可知,在U形管内充灌密度较大的液体时,U形管中液面高度差较小;充灌密度较小的液体时,U形管中液面高度差较大,所以U形玻璃管内选用密度较小的液体可以减小实验误差。
21. 小明同学在探究“影响浮力大小的因素”时,做了如图所示的实验。请你根据小明的实验探究回答下列问题。
(1)根据A与E两图所标的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为______N;
(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关。对此正确的解释是:浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与浸没的深度______;
(3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为______kg/m3;
(4)该实验中用到的主要实验方法是_______。
【答案】 ①. 2.4 ②. 无关 ③. 1.2×103 ④. 控制变量法
【解析】
【详解】(1)[1]由图A知:物体的重力为G=8N,由图E知,此时测力计的示数为F=5.6N,所以,根据称重法可得,物体浸没在盐水中所受的浮力为
F浮=G-F=8N-5.6N=2.4N
(2)[2]由阿基米德原理得,浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力不再变化,浮力的大小与深度无关。
(3)[3]由题图的实验操作可知,物体浸没在水中排开水的体积等于物体浸没在盐水中排开盐水的体积等于物体的体积,根据阿基米德原理可得
所以,由称重法和有关实验数据,盐水的密度为
(4)[4]实验探究“影响浮力大小的因素”时,当探究浮力大小与某一个因素的关系时,需控制其它因素不变,因此应用了控制变量法。
五、计算题(本大题共2个小题,每小题9分,共18分,要求写出必要的步骤、相关公式和文字说明)
22. 2017年12月24日,我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机AG600首飞成功,可为“海上丝绸之路”航行安全提供最快速有效的支援与安全保障.它的最大飞行速度为560km/h,最大航程为4500km,巡航速度(经济、节油的飞行速度)为500km/h.某次起飞前,飞机静止在水平跑道上,总质量为51t,轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg).求:
(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少?
(2)起飞后,飞机在空中直线飞行1400km,所需要的最短时间是多少?
(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,排开水的质量为46t,此时飞机受到的重力是多少?舱底某处距水面1.5m,水对该处产生的压强是多少?
【答案】(1)8.5×105Pa;(2)2.5h;(3)4.6×105N; 1.5×104Pa.
【解析】
【详解】分析:(1)飞机在水平地面上,对地面的压力,然后根据 计算飞机对跑道的压强;
(2)确定飞机飞行的最大速度,根据公式可得飞机所需的最短时间;
(3)根据及可得飞机的重力;根据可得水对舱底的压强.
解答:(1)飞机静止在跑道上,对跑道的压力为:;则飞机对跑道的压强为:;
(2)飞机的最大飞行速度为560km/h,由得,飞机所需的最短时间为:;
(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,由漂浮条件可得,由阿基米德原理可得,飞机受到的浮力为:,所以,可得此时飞机的重力为:;水对舱底的压强为:;
答:(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是8.5×105Pa;
(2)起飞后,飞机在空中直线飞行1400km,所需要的最短时间是2.5h;
(3)飞机受到的重力是4.6×105N;水对舱底产生的压强是1.5×104Pa.
【点睛】本题主要考查了压强、速度的应用计算,关键要掌握相关的计算公式,同时也用到了漂浮时浮力与重力的特点.
23. 如图所示,水平地面上有一底面积为1.50×10-2m2的圆柱形容器,容器中水深40cm,一个边长为10cm的正方体物块通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为4N。(g取10N/kg)求:
(1)此时容器底受到水的压力;
(2)物块的重力;
(3)细线剪断后,物块静止时浸入水中的体积。
【答案】(1)60N;(2)6N;(3)6×10-4m3
【解析】
【详解】解:(1)容器底受到水的压强为
根据可得,此时容器底受到水的压力为
(2)物块排开水的体积为
根据阿基米德原理可得,物块受到的浮力为
由力的平衡条件可得
所以,物块的重力为
(3)因为物块受到的浮力大于受到的重力,所以细线剪断后,物块静止时处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可得,静止后物块受到的浮力等于物块的重力,即
根据阿基米德原理可得,物块静止时浸入水中的体积为
答:(1)此时容器底受到水的压力为60N;
(2)物块的重力为6N;
(3)细线剪断后,物块静止时浸入水中的体积为6×10-4m3。
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