内容正文:
2024-2025学年安徽省淮南市高新区九年级(上)开学
物理试卷
一、填空题(每空2分,共24分)
1. 小明爸爸匀速直线骑自行车上班,在10min内骑行3km,与此同时,他感觉身边的另一个骑行者和他并驾齐驱,则“骑行者”的速度为 _____m/s,且和他同向骑行。
2. 一辆卡车满载货物时行驶速度为19m/s,空载时行驶速度为26m/s,满载货物时车的惯性比空载时___________(选填“大”或“小”)。
3. 物体放在水平面上,受到水平力F1=10N和F2=4N的作用处于静止状态,如图所示,此时物体受到的静摩擦力是___________N;如果撤去F1,物体的运动状态是___________。
4. 有一图钉尖的面积是,图钉帽的面积是,用手将图钉垂直压入墙面,手对图钉帽的压力为24N,则手对图钉帽产生的压强是______Pa,图钉尖对墙面产生的压强是______Pa。
5. 三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,如图所示,三缺大坝的正常蓄水位为175m,则离水面距离为30m处的大坝受到水的压强为________Pa。轮船在通过三峡大坝时,需经过五级船间才能完成“跳大坝”的壮举,船闸利用了________原理。(ρ水=1.0×103kg/m3)
6. 小红为了研究流体压强与流速的关系,她找来一个透明的U形管,管内装有适量水,发现右侧管内水面上升,平行于右侧管口吹气,如图所示,这说明__________________。
7. 如图是某同学自制的用来观察大气压随高度变化的实验装置,把此装置从1楼乘电梯送到32楼时,玻璃管中的水柱会____________(选填“升高”或“降低”)。
8. 如图所示,同一个圆锥,正挂时如图甲,倒挂时如图乙,都浸没在水中,则圆锥正挂时受到的浮力______(选填“大于”、“小于”或“等于”)倒挂时受到的浮力。若这个圆锥正挂时细线受到的拉力为8N,受到的浮力为4N,则这个物体的质量是______kg。
二、单选题(每题3分,共27分)
9. 对下列事实的微观解释错误的是( )
A. 把两块表面干净的铅块压紧后不容易拉开——分子之间存在引力
B. 花园里百花盛开,香气四溢——分子在永不停息地运动
C. 水和酒精混合后总体积减小——分子之间有空隙
D. 打扫教室卫生时,会发现尘土飞扬——分子在做无规则运动
10. 北京冬奥会后,许多群众喜爱上了冰壶运动。如图所示,一个冰壶在水平冰面上向左滑动,则地面对冰壶支持力的方向、冰壶对冰面摩擦力的方向分别为( )
A. 垂直冰面向上、水平向左
B. 垂直冰面向上、水平向右
C. 垂直冰面向下、水平向左
D. 垂直冰面向下、水平向右
11. 下列有关弹力的说法中正确的是( )
A. 物体发生形变时,对跟它接触的物体产生的力叫做弹力
B. 通常情况下,支持力、压力、拉力和重力都属于弹力
C. 弹力的方向与施力物体恢复弹性形变的方向相同
D. 弹力的方向与施力物体恢复弹性形变的方向相反
12. 2023年10月1日,我国某运动员为中国举重队摘得杭州亚运会首枚金牌,如图所示,这是该运动员举重时的场景,该运动员举起杠铃保持不动时( )
A. 人受到的重力和人对杠铃的支持力是一对相互作用力
B. 人受到的重力和地面对人的支持力是一对相互作用力
C. 杠铃对人的压力和人对杠铃的支持力是一对平衡力
D. 杠铃受到的重力和人对杠铃的支持力是一对平衡力
13. 在操场直跑道上进行遥控小车比赛,甲、乙两车从t=0s时由同一起点同方向运动,两者运动的s﹣t图像分别如图中的甲、乙所示,下列判断正确的是( )
A. t=10s时两车的速度相等 B. 在0~5s内甲车的速度是10m/s
C. 在0~5s内乙车的速度是1m/s D. t=10s后甲车超过乙车
14. 如图所示,用扳手拧螺母时,当力施加在A点比施加在B点时,更容易将螺母拧紧或拧开。这是因为扳手是一个杠杆,力作用在A点时,( )
A. 阻力臂不变,动力臂变长,因此省力些
B. 阻力臂不变,动力臂变短,因此省力些
C. 动力臂不变,阻力臂变短,因此省力些
D. 动力臂不变,阻力臂变长,因此省力些
15. 下列物体受到浮力作用的是( )
A. 如图甲所示,浸在水下的桥墩
B. 如图乙所示,正在水中下沉的石头
C. 如图丙所示,飘在太空中的中国空间站
D. 如图丁所示,天宫课堂中“悬浮”在水中的乒乓球
16. 如图所示,装满水的甲、乙两个相同水槽,放在水平桌面上。甲水槽内放一个质量较小的鸭子A,乙水槽内放一个质量较大的鸭子B,则下列说法正确的是( )
A. 鸭子A、B受到浮力大小相等
B. 甲、乙两水槽对水平桌面的压强大小不相等
C. 甲、乙两水槽底部受到水的压强大小相等
D. 鸭子A、B排出水的质量相等
17. 如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,弹簧测力计挂一个实心铁块其示数为。将铁块缓慢浸没入水中(未接触溢水杯),若溢出的水全部流入小烧杯,弹簧测力计的示数为,下列判断正确的是( )
A. 铁块受到的浮力
B. 小烧杯中的水重
C. 两次实验中,水对溢水杯底的压强
D. 两次实验中,溢水杯对桌面的压力
三、实验题(每空2分,共24分)
18. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中。
(1)质地均匀的杠杆放在水平桌面上,静止时如图甲所示,接下来把右端的平衡螺母向__________调节,使杠杆在水平位置平衡,目的是忽略__________对平衡的影响;
(2)在调节好的杠杆A位置挂三个相同的钩码,在杠杆的B位置要挂___________个相同的钩码才能使杠杆重新平衡;
(3)该实验结论不但有动力×动力臂=阻力×阻力臂结论,同时也有动力+动力臂=阻力+阻力臂的错误结论,你准备对原实验装置如何改进来否定错误结论:___________。
19. 如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置:
(1)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲所示。其调节的方法是______(选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平;
A.取下软管重新安装
B.将右侧支管中高出的水倒出
(2)比较图乙和图丙,可以得到:液体的压强与液体的______有关;
(3)比较______两图,可以得到:液体的压强与液体密度有关;
(4)已知图丁中U形管左右两侧水面的高度差,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为______Pa(,)。
20. 小霞同学按照如图1所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是________N。
(2)观察A、B、C、D四幅图,可得出金属块受到的浮力大小与________有关;
(3)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与________有关:
(4)小明还想用图2所示装置验证阿基米德原理:将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,此时弹簧测力计乙的示数会________(选填“变大”、“变小”、“不变”),若它们的变化量相等,则证明。
四、计算题(21题7分,22题8分,23题10分)
21. 如图所示是一款轻质悬挂式晾衣杆,OA为晾衣杆,AB为悬线,已知悬线能承受的最大拉力为20N,在悬线拉力F1作用下,晾衣杆保持水平平衡。已知OA=1m,OC=0.5m。在C点悬挂衣物的质量为2kg。求:
(1)悬挂衣物的挂钩对杠杆的作用力FC。
(2)悬线拉力F1的大小。
22. 在面积是1m2水平桌面中央放着一个盛有水的平底茶壶,已知茶壶质量是400g,底面积是40cm2,盛水的质量是0.6kg。(水的密度是1×103kg/m3)求
(1)水对茶壶底部的压力;
(2)茶壶对桌面的压强。
23. 某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,设计了如下“打捞”过程:如图甲,金属块A部分陷入淤泥内,轻质小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,细绳对小船的拉力为2N,水面刚好与船的上沿相平(水未进入小船内):将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中,如图乙所示。已知金属块A的体积为2×10-4m3,ρ水=1.0×103kg/m3。g取10N/kg,小船的质量、细绳的质量和体积忽略不计。
(1)求甲图中小船受到的浮力:
(2)若乙图中,小船露出水面的体积占船体积的,求金属块A的重力。
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2024-2025学年安徽省淮南市高新区九年级(上)开学
物理试卷
一、填空题(每空2分,共24分)
1. 小明爸爸匀速直线骑自行车上班,在10min内骑行3km,与此同时,他感觉身边的另一个骑行者和他并驾齐驱,则“骑行者”的速度为 _____m/s,且和他同向骑行。
【答案】5
【解析】
【详解】小明爸爸的速度
他感觉身边的另一个骑行者和他并驾齐驱,以另一个骑行者为参照物,他是静止的,两人保持相对静止,则“骑行者”的速度为5m/s。
2. 一辆卡车满载货物时行驶速度为19m/s,空载时行驶速度为26m/s,满载货物时车的惯性比空载时___________(选填“大”或“小”)。
【答案】大
【解析】
【详解】惯性大小只和物体的质量有关,与速度无关,满载货物时车的质量更大,所以惯性更大。
3. 物体放在水平面上,受到水平力F1=10N和F2=4N的作用处于静止状态,如图所示,此时物体受到的静摩擦力是___________N;如果撤去F1,物体的运动状态是___________。
【答案】 ①. 6 ②. 静止
【解析】
【详解】[1]物体静止,受力平衡,则物体受到的静摩擦为
方向水平向右。
[2]如果撤去F1,物体受到向右为4N的推力,由[1]可知,物体与水平面间的最大静摩擦大于等于6N,所以此时物体受到水平面水平向左、大小为4N的静摩擦,物体受力平衡,故物体将处于静止状态。
4. 有一图钉尖的面积是,图钉帽的面积是,用手将图钉垂直压入墙面,手对图钉帽的压力为24N,则手对图钉帽产生的压强是______Pa,图钉尖对墙面产生的压强是______Pa。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]手对图钉帽产生的压强
[2]图钉尖对墙面产生的压强
5. 三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,如图所示,三缺大坝的正常蓄水位为175m,则离水面距离为30m处的大坝受到水的压强为________Pa。轮船在通过三峡大坝时,需经过五级船间才能完成“跳大坝”的壮举,船闸利用了________原理。(ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】 ①. ②. 连通器
【解析】
【详解】[1]离水面距离为30m处的大坝受到水的压强为
[2]船闸底部的阀门打开时,上游和闸室、闸室和下游之间都可构成连通器,利用连通器原理来使两侧水面相平,方便船只通行。
6. 小红为了研究流体压强与流速的关系,她找来一个透明的U形管,管内装有适量水,发现右侧管内水面上升,平行于右侧管口吹气,如图所示,这说明__________________。
【答案】流体流速越快的位置压强越小
【解析】
【详解】平行于右侧管口吹气,右侧管口空气流速加快,发现右侧管内水面上升,说明右侧管口气压变小,小于左侧管口气压,左侧管内的水就会向右侧流动,这说明流体流速越快的位置压强越小。
7. 如图是某同学自制的用来观察大气压随高度变化的实验装置,把此装置从1楼乘电梯送到32楼时,玻璃管中的水柱会____________(选填“升高”或“降低”)。
【答案】升高
【解析】
【详解】图中自制“气压计”,当瓶子内外气压不同时,带色的水在瓶内外气压的作用下,上升或下降,由此可以反映外界大气压的变化;大气压随高度增加而减小,将自制“气压计”从1楼层乘电梯送到32楼层时,气压计内部气体压强不变,外面气压减小,玻璃管中的水柱会升高一些。
8. 如图所示,同一个圆锥,正挂时如图甲,倒挂时如图乙,都浸没在水中,则圆锥正挂时受到的浮力______(选填“大于”、“小于”或“等于”)倒挂时受到的浮力。若这个圆锥正挂时细线受到的拉力为8N,受到的浮力为4N,则这个物体的质量是______kg。
【答案】 ①. 等于 ②. 1.2
【解析】
【详解】[1] 圆锥正挂时和倒挂时排开水的体积相等,根据可知圆锥正挂时受到的浮力等于倒挂时受到的浮力。
[2] 根据称重法,这个物体的重力为
则这个物体的质量为
二、单选题(每题3分,共27分)
9. 对下列事实的微观解释错误的是( )
A. 把两块表面干净的铅块压紧后不容易拉开——分子之间存在引力
B. 花园里百花盛开,香气四溢——分子在永不停息地运动
C. 水和酒精混合后总体积减小——分子之间有空隙
D. 打扫教室卫生时,会发现尘土飞扬——分子在做无规则运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.物质是由分子组成,分子间存在引力,压紧的铅块不容易拉开说明分子间有引力,故A正确,不符合题意;
B.分子在永不停息地做无规则运动,花园里百花盛开,香气四溢,这是一种扩散现象,说明了分子在永不停息地运动,故B正确,不符合题意;
C.水和酒精混合后总体积减小,是因为分子之间有间隔,一部分水分子和酒精分子会互相占据分子之间的间隔,故C正确,不符合题意;
D.尘土是可以看得见的物体,因此尘土飞扬不是分子的运动,而是物体的运动,故D错误,符合题意。
故选D。
10. 北京冬奥会后,许多群众喜爱上了冰壶运动。如图所示,一个冰壶在水平冰面上向左滑动,则地面对冰壶支持力的方向、冰壶对冰面摩擦力的方向分别为( )
A. 垂直冰面向上、水平向左
B. 垂直冰面向上、水平向右
C. 垂直冰面向下、水平向左
D. 垂直冰面向下、水平向右
【答案】A
【解析】
【详解】物体发生弹性形变时产生的力叫弹力,地面对冰壶的支持力是弹力,是竖直向上的,即垂直于冰面向上;冰壶在水平冰面上向左滑动,冰面相对于冰壶向右运动,所以冰壶对冰面摩擦力的方向水平向左。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11. 下列有关弹力的说法中正确的是( )
A. 物体发生形变时,对跟它接触的物体产生的力叫做弹力
B. 通常情况下,支持力、压力、拉力和重力都属于弹力
C. 弹力的方向与施力物体恢复弹性形变的方向相同
D. 弹力的方向与施力物体恢复弹性形变的方向相反
【答案】C
【解析】
【详解】A.弹力是指物体发生弹性形变时,对跟它接触的物体产生的力,如果形变不是弹性形变,而是塑性形变,产生的力就不是弹力,故A错误;
B.重力是地球吸引力的一种,不是弹力,故B错误;
CD.弹力的方向与施力物体恢复弹性形变的方向相同,比如固定在水平桌面上的竖直弹簧,上端放一个物体,物体压缩弹簧,弹簧对物体的弹力向上,弹簧是施力物体,弹簧要恢复形变的方向也向上,即弹力的方向与施力物体恢复弹性形变的方向相同,故C正确,D错误。
故选C。
12. 2023年10月1日,我国某运动员为中国举重队摘得杭州亚运会首枚金牌,如图所示,这是该运动员举重时的场景,该运动员举起杠铃保持不动时( )
A. 人受到的重力和人对杠铃的支持力是一对相互作用力
B. 人受到的重力和地面对人的支持力是一对相互作用力
C. 杠铃对人的压力和人对杠铃的支持力是一对平衡力
D. 杠铃受到的重力和人对杠铃的支持力是一对平衡力
【答案】D
【解析】
【详解】A.人所受到的重力和人对杠铃的支持力大小不相等,所以不是一对相互作用力,故A错误;
B.人所受到的重力和地面对人的支持力大小不相等,所以不是一对相互作用力,故B错误;
C.杠铃对人的压力与人对杠铃的支持力作用在两个物体上,所以不是一对平衡力,故C错误;
D.杠铃受到重力和人对杠铃的支持力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,故杠铃受到的重力和人对杠铃的支持力是一对平衡力,故D正确。
故选D。
13. 在操场直跑道上进行遥控小车比赛,甲、乙两车从t=0s时由同一起点同方向运动,两者运动的s﹣t图像分别如图中的甲、乙所示,下列判断正确的是( )
A. t=10s时两车的速度相等 B. 在0~5s内甲车的速度是10m/s
C. 在0~5s内乙车的速度是1m/s D. t=10s后甲车超过乙车
【答案】C
【解析】
【详解】A.在t=10s时,甲车静止,速度为0m/s;乙车的图象是一条斜线,表示物体做的是匀速直线运动,乙车的速度是
两车的速度不相等,故A错误;
B.由图象可知,甲车在0~5s做匀速直线运动,在0~5s内甲车的速度是
故B错误;
C.乙车做匀速直线运动,在0~5s内的速度是,故C正确;
D.甲、乙两车从t=0s时由同一起点同方向运动,由图象可知,两车在10s末相遇,t=10s后,甲车静止,乙车超过甲车,故D错误。
故选C。
14. 如图所示,用扳手拧螺母时,当力施加在A点比施加在B点时,更容易将螺母拧紧或拧开。这是因为扳手是一个杠杆,力作用在A点时,( )
A. 阻力臂不变,动力臂变长,因此省力些
B. 阻力臂不变,动力臂变短,因此省力些
C. 动力臂不变,阻力臂变短,因此省力些
D. 动力臂不变,阻力臂变长,因此省力些
【答案】A
【解析】
【详解】扳手在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,由图可知,力作用在A点时,动力臂较长,而阻力与阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,动力臂越大,动力越小,越省力。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
15. 下列物体受到浮力作用的是( )
A. 如图甲所示,浸在水下的桥墩
B. 如图乙所示,正在水中下沉的石头
C. 如图丙所示,飘在太空中的中国空间站
D. 如图丁所示,天宫课堂中“悬浮”在水中的乒乓球
【答案】B
【解析】
【详解】A.在液体中,浮力产生的原因是上下表面受到的压力差,桥墩的底部埋在河床里面,液体对其下表面没有产生向上的压力,所以其不受浮力,故A错误;
B.在水中下沉的石头受到了水对其上下表面的压力,上下表面存在压力差,受浮力的作用;故B正确;
C.飘在太空中的中国空间站,既没有浸入在空气中,也没有浸入在液体中,其不受浮力,故C错误;
D.天宫课堂中“悬浮”在水中的乒乓球,水和乒乓球都处于失重状态,水无法产生压强,乒乓球上下表面也没有的压力差,故D错误。
故选B。
16. 如图所示,装满水的甲、乙两个相同水槽,放在水平桌面上。甲水槽内放一个质量较小的鸭子A,乙水槽内放一个质量较大的鸭子B,则下列说法正确的是( )
A. 鸭子A、B受到浮力大小相等
B. 甲、乙两水槽对水平桌面的压强大小不相等
C. 甲、乙两水槽底部受到水的压强大小相等
D. 鸭子A、B排出水的质量相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于鸭子漂浮,浮力等于鸭子的重力,由于鸭子A的质量较小,重力小,受到的浮力也小,故A错误;
B.由于鸭子漂浮,根据漂浮条件和阿基米德原理可知
G物=F浮=G排
即鸭子的重力与溢出水的重力相等,则整个装置的重力是相同的,对桌面的压力也是相同的,由可知甲、乙两水槽对水平桌面的压强大小相等,故B错误;
C.甲、乙两个完全相同的水槽装满了水,玩具鸭放入后水的深度h仍然相同,根据p=ρgh可知,水对水槽底的压强相等,故C正确;
D.由于鸭子漂浮,鸭子的重力与溢出水的重力相等,由于鸭子A的质量小于鸭子B的质量,根据G=mg知鸭子A的重力小于鸭子B的重力,所以鸭子A排开水的重力小于鸭子B排开水的重力,由G=mg知鸭子A排开水的质量小于鸭子B排开水的质量,故D错误。
故选C。
17. 如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,弹簧测力计挂一个实心铁块其示数为。将铁块缓慢浸没入水中(未接触溢水杯),若溢出的水全部流入小烧杯,弹簧测力计的示数为,下列判断正确的是( )
A. 铁块受到的浮力
B. 小烧杯中的水重
C. 两次实验中,水对溢水杯底的压强
D. 两次实验中,溢水杯对桌面的压力
【答案】D
【解析】
【详解】A.F1为铁块浸没水中前的拉力,等于铁块的重力,F2为铁块浸没水中后的拉力,根据称重法测浮力可知,铁块受到的浮力为
F浮=F1-F2
故A错误;
B.根据阿基米德原理可知,铁块所受浮力等于排开水的重力,所以小烧杯中水的重力即排开水的重力为
G=F浮=F1-F2
故B错误;
C.甲、乙液面相平,且液体均为水,根据p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强相等,故C错误;
D.溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和。铁块浸没在水中后,水面高度不变,水对杯底的压强不变,根据F=pS可知,水对杯底的压力不变,溢水杯的重力不变,所以溢水杯对桌面的压力不变,即F甲=F乙,故D正确。
故选D。
三、实验题(每空2分,共24分)
18. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中。
(1)质地均匀的杠杆放在水平桌面上,静止时如图甲所示,接下来把右端的平衡螺母向__________调节,使杠杆在水平位置平衡,目的是忽略__________对平衡的影响;
(2)在调节好的杠杆A位置挂三个相同的钩码,在杠杆的B位置要挂___________个相同的钩码才能使杠杆重新平衡;
(3)该实验结论不但有动力×动力臂=阻力×阻力臂结论,同时也有动力+动力臂=阻力+阻力臂的错误结论,你准备对原实验装置如何改进来否定错误结论:___________。
【答案】(1) ①. 右 ②. 杠杆自重
(2)4 (3)见解析
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由图甲可知,杠杆左端低,则应将平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡,其目的是排除杠杆自重对实验的影响。
【小问2详解】
设每个钩码的重力为G,杠杆上每一格的长度为L,根据杠杆平衡条件可得:
3G×4L=nG×3L
解得n=4,因此在杠杆B点应挂4个相同的钩码才能使杠杆恢复在水平位置平衡。
【小问3详解】
由题可知,只做了一次实验就得出实验结论,具有偶然性,所以应该改变钩码个数和力臂的大小多进行几次实验,通过对实验数据分析,来得出正确的实验结论,寻找普遍规律;力和力臂是两个不同的物理量,不能直接进行简单的相加。
19. 如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置:
(1)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲所示。其调节的方法是______(选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平;
A.取下软管重新安装
B.将右侧支管中高出的水倒出
(2)比较图乙和图丙,可以得到:液体的压强与液体的______有关;
(3)比较______两图,可以得到:液体的压强与液体密度有关;
(4)已知图丁中U形管左右两侧水面的高度差,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为______Pa(,)。
【答案】 ①. A ②. 深度 ③. 丙、丁 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,说明此时U形管左右两侧的水面上方的压强不同,其调节的方法是取下软管重新安装,使U形管左右两侧的水面相平,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(2)[2]比较图乙和图丙,可以得到:同一液体中,深度越深,U形管两边液面高度差越大,液体压强越大,说明液体的压强与液体的深度有关。
(3)[3]丙丁的深度相同,液体密度不同,U形管两边液面高度差不同,说明液体压强不同,比较丙丁两图,可以得到:液体的压强与液体密度有关;
(4)[4]橡皮管内气体的压强与大气压强之差为
20. 小霞同学按照如图1所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是________N。
(2)观察A、B、C、D四幅图,可得出金属块受到的浮力大小与________有关;
(3)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与________有关:
(4)小明还想用图2所示装置验证阿基米德原理:将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,此时弹簧测力计乙的示数会________(选填“变大”、“变小”、“不变”),若它们的变化量相等,则证明。
【答案】 ①. 1 ②. 排开液体体积##浸在液体中的体积 ③. 液体密度 ④. 变大
【解析】
【详解】(1)[1]由图A可知,金属块的重力为
G=4N
由图D可知金属块浸没在水中时弹簧测力计的示数为
FD=3N
则金属块浸没在水中所受的浮力
(2)[2]由A、B、C、D四幅图可知,金属块排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,受到的浮力不同,据此可得出金属块受到的浮力大小与排开液体体积(或浸在液体中的体积)有关。
(3)[3]由D、E两图可知,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,浮力不相同,故可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(4)[4]如图2,小明将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度,当小明逐渐调高升降台,重物浸入水中的体积变大,排开水的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力变大,所以弹簧测力计甲的示数
F甲=G﹣F浮
变小。又因为重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大,所以弹簧测力计乙的示数会变大,若它们的变化量相等,则证明。
四、计算题(21题7分,22题8分,23题10分)
21. 如图所示是一款轻质悬挂式晾衣杆,OA为晾衣杆,AB为悬线,已知悬线能承受的最大拉力为20N,在悬线拉力F1作用下,晾衣杆保持水平平衡。已知OA=1m,OC=0.5m。在C点悬挂衣物的质量为2kg。求:
(1)悬挂衣物的挂钩对杠杆的作用力FC。
(2)悬线拉力F1的大小。
【答案】(1)20N (2)20N
【解析】
【小问1详解】
衣物的重力
G=mg=2kg×10N/kg=20N
悬挂衣物的挂钩对杠杆的作用力
FC=G=20N
【小问2详解】
力臂是指从支点到力的作用线的垂直距离。画出F1的力臂,如下图所示:
由直角三角形的知识可知,拉力F1的力臂
杠杆水平平衡,则FC的方向与杠杆的垂直,其力臂等于OC的长(如上图所示),即
LC=OC=0.5m
根据杠杆的平衡条件可得
F1L1=FCLC
F1×0.5m=20N×0.5m
解得悬线拉力F1的大小
F1=20N
22. 在面积是1m2水平桌面中央放着一个盛有水的平底茶壶,已知茶壶质量是400g,底面积是40cm2,盛水的质量是0.6kg。(水的密度是1×103kg/m3)求
(1)水对茶壶底部的压力;
(2)茶壶对桌面的压强。
【答案】(1)4.8N;(2)2.5×103
【解析】
【详解】解:(1)由图可知,水深为12cm,则水对茶壶底部的压强是
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa
由可知,水对茶壶底部的压力为
F=pS=1.2×103Pa×40×10-4m2=4.8N
(2)茶壶和水的总重是
G=mg=(m壶+m水)g=(400g+0.6kg)×10N/kg=10N
茶壶对桌面的压强
答:(1)水对茶壶底部的压力是4.8N;
(2)茶壶对桌面的压强是2.5×103Pa。
23. 某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,设计了如下“打捞”过程:如图甲,金属块A部分陷入淤泥内,轻质小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,细绳对小船的拉力为2N,水面刚好与船的上沿相平(水未进入小船内):将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中,如图乙所示。已知金属块A的体积为2×10-4m3,ρ水=1.0×103kg/m3。g取10N/kg,小船的质量、细绳的质量和体积忽略不计。
(1)求甲图中小船受到的浮力:
(2)若乙图中,小船露出水面的体积占船体积的,求金属块A的重力。
【答案】(1)20N (2)14N
【解析】
【小问1详解】
甲图中小船受到沙石竖直向下的压力、细绳竖直向下的拉力和水竖直向上的浮力,则小船受到的浮力为
【小问2详解】
小船的体积为
乙图中,小船小船排开水的体积为
此时小船受到的浮力为
乙图中小船受到竖直向下的拉力、竖直向上的浮力,则小船受到金属块A的拉力为
金属块A的浮力
由于物体间力的作用是相互的,所以绳子对A的拉力也为12N,金属块A受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力、竖直向上的拉力,金属块A的重力
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