内容正文:
2024-2025学年上海市杨浦区八年级(下)
期中物理试卷
一、单选题:本大题共2小题,共4分。
1. 如图所示,在水槽中放一只不吸水的陶瓷小碗,碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,则碗沉入水底时比漂浮在水面上时水面高度将( )
A. 下降 B. 上升 C. 不变 D. 无法判断
2. 如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体.下列说法正确的是( )
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体的密度:ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙
④容器对桌面的压强:p甲′=p乙′
A. 只有①和③ B. 只有①和④ C. 只有②和③ D. 只有③和④
二、填空题:本大题共7小题,共32分。
3. 中国商飞C919大规模采用先进材料,被认为在我国材料领域具有里程碑式的意义。
(1)下列物理量中,可鉴别C919所用材料的是( )
A. 质量 B. 密度 C. 压力 D. 压强
(2)著名的______实验向人们显示大气压强的存在并且是很大的。C919的最大飞行高度达12131米,海拔高度越高,大气压强越______(选填“大”或“小”)。这个高度处的大气压约为,它表示______。当飞机在高空飞行时,机舱内密封很好的食品袋会慢慢鼓起,袋内气体的密度______(选填“增大”“不变”或“减小”)。
4. 2024年“嫦娥六号”实现世界首次月球背面采样返回。
(1)航天员在空间站外工作时,不可能做到的是( )
A. 用吸管吸饮料
B. 用铅笔写字
C. 用纸巾吸水滴
D. 轻易举起在地面上举不动的物体
(2)物体在月球表面所受的重力约为地球表面的六分之一,如图所示,质量约为750千克的嫦娥六号着陆器着陆在月球表面上,其受到月球的重力约为______牛。若陆器共有4个大脚掌,这是为了______(选填“增大”或“减小”)着陆器对月球表面的压强。若每个大脚掌的面积约为,着陆器对月球表面的压强为______帕。
5. 三峡大坝是当今世界上综合效益最大的水利枢纽和水力发电工程。
(1)长江三峡大坝采用了五级船闸保证上下游的通航,下列如图装置中,与船闸工作原理相同是( )
A. 钢笔吸墨水 B. 千斤顶
C. 锅炉水位计 D. 离心式抽水机
(2)大坝需要承受极大的水压,因此大坝的结构形状至关重要,在大坝顶部宽度相同时,下列如图所示的坝体的横截面形状设计最稳固的是______(选填字母序号)。这是因为______;大坝______受到浮力的作用。(选填“会”或“不会”)
6. 载人潜水器和潜艇都是人类探索深海的装置。
(1)如图1所示,“奋斗者”号主要依靠改变自身搭载的载重片,达到沉浮的目的。当“奋斗者”号在深海某位置悬停工作时,下列说法正确的是( )
A. “奋斗者”号抛掉搭载的载重片后会下沉
B. “奋斗者”号抛掉搭载的载重片后会上浮
C. “奋斗者”号持续下潜时,受到的海水压强不变
D. “奋斗者”号持续下潜时,受到的浮力变大
(2)如图2(a)所示,重为牛的潜艇悬停在长江口某深度处,它排开江水的重力为______N,若江海水的密度近似为,潜艇体积为______。潜艇的水舱向外排出的海水后开始上浮,在图2(b)所示位置时潜艇受到的浮力为______N。最终潜艇静止在图2(c)所示海面,潜艇受到的浮力为______N。
7. 位于贵州的“中国天眼”是世界上最大的单口径射电望眼镜,其日常维护需要花费大量人力物力。
(1)在维修“中国天眼”时,为避免压坏反射面板,用一个直径固定的氢气球将维修工人吊起,如图(a)所示,利用氢气球浮力抵消维修工人自身的大部分体重,减少对反射面板的压力,甚至形成“零重力”,下列对维修过程描述正确的是( )
A. “零重力”是指维修工人所受重力为零
B. “零重力”时总浮力与总重力大小相等
C. 如果氢气球漏气了,受到的浮力会变大
D. 维修工人一共受到两个力的作用
(2)小杨利用气球A和一个重为5N的物体B模拟此情景,如图(b)所示,当气球体积为时,则重物对地面的压力为______N。(细线、气球和气的重力均忽略不计,取)
8. 小杨想进一步通过实验探究压力的形变效果跟受力面积的关系,他找到了三块同样的砖,把它们分为两组,A组一块,B组两块,按如图所示的方式放置在同一水平地面上。每块砖平放时的长∶宽∶高=4∶2∶1,A组砖对水平地面的压力和压强分别为和;B组砖对水平地面的压力和压强分别为和;
(1)则______;______。
(2)若将A砖立放,对水平地面的压强将______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
9. 分析液体中A点受到的液体压强大小时,如图所示,可以在A点所处位置沿水平方向假想出一个受力面S,然后在受力面S上方假想出一段液柱,用压强定义式______推导出液体压强公式。请你写出推理过程______。这种运用假想液柱研究问题的思想方法被称为______法。(选填“控制变量”“等效替代”或“理想模型”)小杨猜想,液体压强公式也可以用来计算大气压强,他在液体压强公式计算大气压的过程中发现了困难,其困难在于(1)大气的密度不均匀;(2)______。
三、实验探究题:本大题共2小题,共20分。
10. 小明做“测量金属块的密度”实验,先把电子天平放置在水平桌面上,后续的实验场景如图所示。
(1)该实验的原理是 ____________________。
(2)小明记录了相关实验数据:金属块质量为33.10克,金属块体积为12厘米3;并计算出本次实验的金属块密度约为2.76克/厘米3。你认为小明的这次实验过程是否合理,请说明理由。
(3)请你给出一个更合理的实验过程,并根据上述的测量数据计算金属块的密度ρ金属。
11. 小杨和同学们利用如图所示的装置,探究影响液体内部压强的特点。
(1)在如图1所示的容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。当容器左、右两侧分别加入深度相同的水和盐水时,会看到橡皮膜向______(选填“左”、“右”)侧凸出。小华向容器的左侧继续加水,直到橡皮膜恰好相平,此时容器左侧水对容器底部的压强______(选填“大于”、“小于”或“等于”)容器右侧盐水对容器底部的压强;
(2)U形管压强计是通过观察U形管两端液面的______来显示橡皮膜所受压强大小的仪器;当速度是和的气流,分别经过与U形管左端相连的管子时,U形管的液面如图2(a)所示,则和的大小关系是______(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)如图2(b)所示,两个相同的柱形容器中分别盛有A、B两种液体,将两个完全相同的U形管压强计的金属盒分别放入液体A、B中,U形管内液面的高度差相同,液体A、B的密度分别为和,则两者的大小关系为:______(选填“大于”“小于”或“等于”);将金属盒分别放置在液体A和液体B深度相同的a、b位置,此时两U形管压强计中液面的高度差分别为和,比较和的大小关系:______(选填“大于”“小于”或“等于”),并请说明理由______。
四、计算题:本大题共5小题,共44分。
12. 浮力来源于液体或气体在竖直方向上对物体的压力差。
(1)重为的物体A与重为的物体B,按如图1所示的方式叠放后,能漂浮在水中,下列说法中正确的是( )
A. 物体B排开水的重力等于
B. 物体B受到的浮力大小等于
C. 如果把物体A取下放入水中,水位一定下降
D. 水对物体B底部向上的压力等于
(2)如图2(a)、(b)所示,相同的乒乓球在水中和水面上都处于静止状态,其中一幅图是在天宫空间站微重力环境下浮力“消失”的实验结果,另一幅图为在地面上做的实验结果。
①浮力“消失”现象的是图______(选填“(a)”或“(b)”);
②浮力“消失”的原因是液体对小球______上下表面压力差(选填“有”或“没有”)。
③请在图2(b)中画出小球受到的力的示意图______。
13. 将1千克水倒入底面积为的水壶中,如图所示,水深20cm。容器重力为2N,放在水平桌面中央,求:
(1)容器底部受到水的压力;
(2)容器对桌面的压力;
(3)容器对桌面的压强。
14. 将一个重力G为的实心银摆件悬挂在弹簧测力计上并浸没在水中,如图所示,弹簧测力计示数为。通过计算分析这个摆件是不是纯银的。(已知,)
15. 如图所示,两个相同的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平地面,容器高度为0.8m,水的密度。
(1)若甲中水质量为2kg,求水的体积;
(2)乙容器质量为,底面积为,求乙容器对地面的压强;
(3)若甲容器中水的深度为0.6m,现向乙容器中加入深度大于0.6m的A液体,使得甲、乙两容器中液体对容器底部的压强相等,求A液体的密度的取值范围。
16. 在开展跨学科实践时,小杨和同学们了解到郑和下西洋所用的多桅木帆船都有“水密隔舱”,如图(a)所示,于是小杨也制作了一艘具有10个水密隔舱每个隔舱相互隔离,确保行船安全的实验小船,如图(b)所示,每个水密隔舱均为长2m,宽1m,高的长方体形状。将小船分别放入密度为的淡水和密度为的海水实验池中。
(1)当小船在淡水实验池中时,若该隔舱底部距水面深度为,隔舱底部受到淡水的压强为______Pa。
(2)将小船先后放到海水实验池和淡水池中时,该隔舱底部受到液体的压强分别为、,隔舱底部所在的深度分别为、,则______,______。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
(3)在海水中航行过程中,小船不幸触碰到隐藏在水下的暗礁,导致其中一个水密隔舱破损进满水。请通过计算求出:
(a)该水密隔舱进满水后,轮船的总质量增加了多少吨______。
(b)已知小船与海水接触的底面积为,此时小船的吃水深度比破损前增加了多少米______。
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2024-2025学年上海市杨浦区八年级(下)
期中物理试卷
一、单选题:本大题共2小题,共4分。
1. 如图所示,在水槽中放一只不吸水的陶瓷小碗,碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,则碗沉入水底时比漂浮在水面上时水面高度将( )
A. 下降 B. 上升 C. 不变 D. 无法判断
【答案】A
【解析】
【详解】碗漂浮在水面上时,受到浮力等于其重力,F浮=G;碗沉入水底时,受到浮力小于其重力,F浮ˊ<G,所以F浮>F浮ˊ,根据阿基米德原理可知
ρ水gV排>ρ水gV 排ˊ
则V排>V排ˊ,所以碗沉入水底时比漂浮在水面上时水面高度将下降,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2. 如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体.下列说法正确的是( )
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体的密度:ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙
④容器对桌面的压强:p甲′=p乙′
A. 只有①和③ B. 只有①和④ C. 只有②和③ D. 只有③和④
【答案】D
【解析】
【详解】①容器质量相等,容器内的液体质量也相等,所以总重相等,即容器对桌面的压力相等:F甲=F乙,故①错误;
②液体的质量相等,由图知,乙容器越往上,口径越大,所以乙中液体体积大,根据可知,乙的密度小,故ρ甲>ρ乙,故②错误;
③因为ρ甲>ρ乙,且液面相平,根据可知,液体对容器底部的压强为:p甲>p乙,故③正确;
④总重相等,容器的底面积相等,根据得,容器对桌面的压强:p甲′=p乙′,故④正确;
故选D.
点睛:关键是判断出两液体密度大小的关系,根据图可知,乙液体体积大,而两液体质量相等,所以根据密度公式可判断密度大小,再判断其它就没有难度了.
二、填空题:本大题共7小题,共32分。
3. 中国商飞C919大规模采用先进材料,被认为在我国材料领域具有里程碑式的意义。
(1)下列物理量中,可鉴别C919所用材料的是( )
A. 质量 B. 密度 C. 压力 D. 压强
(2)著名的______实验向人们显示大气压强的存在并且是很大的。C919的最大飞行高度达12131米,海拔高度越高,大气压强越______(选填“大”或“小”)。这个高度处的大气压约为,它表示______。当飞机在高空飞行时,机舱内密封很好的食品袋会慢慢鼓起,袋内气体的密度______(选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】(1)B (2) ①. 马德堡半球 ②. 小 ③. 每平方米面积上受到的大气压力为牛 ④. 减小
【解析】
【3题详解】
密度是物质的一种特性,不同材料的密度一般不同,所以可通过密度来鉴别C919所用材料。而质量与物体所含物质的多少有关,压力是垂直作用在物体表面上的力,压强是压力与受力面积的比值,它们都不是物质的特性,不能用来鉴别材料。
故选B。
【4题详解】
[1]马德堡半球实验有力地证明了大气压强的存在且数值很大。
[2]因为大气受到地球引力作用,地表处大气压强最高,随着海拔高度增加,地球对大气引力减弱,大气密度和压强逐渐降低。
[3]表示每平方米面积上受到的大气压力为牛。
[4]飞机在高空飞行时,机舱外气压减小,食品袋内气压大于外部气压,袋内气体体积膨胀,而质量不变,根据可知,袋内气体密度减小。
4. 2024年“嫦娥六号”实现世界首次月球背面采样返回。
(1)航天员在空间站外工作时,不可能做到的是( )
A. 用吸管吸饮料
B. 用铅笔写字
C. 用纸巾吸水滴
D. 轻易举起在地面上举不动的物体
(2)物体在月球表面所受的重力约为地球表面的六分之一,如图所示,质量约为750千克的嫦娥六号着陆器着陆在月球表面上,其受到月球的重力约为______牛。若陆器共有4个大脚掌,这是为了______(选填“增大”或“减小”)着陆器对月球表面的压强。若每个大脚掌的面积约为,着陆器对月球表面的压强为______帕。
【答案】(1)A (2) ①. 1250 ②. 减小 ③. 1250
【解析】
【小问1详解】
A.用吸管吸饮料时,饮料在大气压作用下被压入嘴中,在空间站外,没有大气压,不可能用吸管吸饮料,故A符合题意;
B.宇航员用力可以用铅笔写字,依靠摩擦力,用铅笔写字与大气压无关,可正常进行,故B不符合题意;
C.用纸巾吸水滴,与大气压无关,可正常进行,故C不符合题意;
D.在空间站外,物体不受重力作用,故轻易能举起在地面上举不动的物体,故D不符合题意。
故选A。
【小问2详解】
[1]嫦娥六号着陆器在地球上受到的重力
则嫦娥六号着陆器着陆在月球表面上,其受到月球的重力约为
[2]若陆器共有4个大脚掌,这是为了在压力一定时,通过增大受力面积减小着陆器对月球表面的压强。
[3]着陆器对月球表面的压强为
5. 三峡大坝是当今世界上综合效益最大的水利枢纽和水力发电工程。
(1)长江三峡大坝采用了五级船闸保证上下游的通航,下列如图装置中,与船闸工作原理相同是( )
A. 钢笔吸墨水 B. 千斤顶
C. 锅炉水位计 D. 离心式抽水机
(2)大坝需要承受极大的水压,因此大坝的结构形状至关重要,在大坝顶部宽度相同时,下列如图所示的坝体的横截面形状设计最稳固的是______(选填字母序号)。这是因为______;大坝______受到浮力的作用。(选填“会”或“不会”)
【答案】(1)C (2) ①. B ②. 见解析 ③. 不会
【解析】
【小问1详解】
A.钢笔吸墨水是利用大气压的作用将墨水压入笔囊,与船闸利用连通器原理工作的方式不同;故A不符合题意;
B.千斤顶利用帕斯卡原理,通过密闭液体传递压强来放大作用力,与船闸的工作原理不同;故B不符合题意;
C.锅炉水位计与船闸均属于连通器的应用,通过液面高度相同来显示或控制水位,工作原理相同;故C符合题意;
D.离心式抽水机利用大气压抽水,与船闸的工作原理无关;故D不符合题意。
故选C。
【小问2详解】
[1][2]坝体的横截面形状设计最稳固的是B,因为在同种液体内部,液体的压强随深度的增加而增大,越到下部,坝体承受的水压越大。大坝必须抵抗巨大的水平水压力,防止倾覆或滑动。底部宽厚的设计降低了重心,增大了基底面积,使整体结构更稳定,不易被水压推倒。
[3] 浸入液体中物体所受的浮力大小等于浸入液体中物体的上下表面的压力差。大坝的底部没有水,不受水对它向上的压力,没有竖直向上的压力差,不会产生浮力。
6. 载人潜水器和潜艇都是人类探索深海的装置。
(1)如图1所示,“奋斗者”号主要依靠改变自身搭载的载重片,达到沉浮的目的。当“奋斗者”号在深海某位置悬停工作时,下列说法正确的是( )
A. “奋斗者”号抛掉搭载的载重片后会下沉
B. “奋斗者”号抛掉搭载的载重片后会上浮
C. “奋斗者”号持续下潜时,受到的海水压强不变
D. “奋斗者”号持续下潜时,受到的浮力变大
(2)如图2(a)所示,重为牛的潜艇悬停在长江口某深度处,它排开江水的重力为______N,若江海水的密度近似为,潜艇体积为______。潜艇的水舱向外排出的海水后开始上浮,在图2(b)所示位置时潜艇受到的浮力为______N。最终潜艇静止在图2(c)所示海面,潜艇受到的浮力为______N。
【答案】(1)B (2) ①. ②. 6000 ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
AB.当“奋斗者”号在深海某位置悬停工作时,浮力等于重力;“奋斗者”号抛掉搭载的载重片后重力减小,当浮力大于重力时,“奋斗者”号会上浮,故A错误,B正确;
C.“奋斗者”号持续下潜时,深度增加,由知潜艇受到的海水压强变大,故C错误;
D.“奋斗者”号持续下潜时,排开水的体积不变,根据可知深潜器受到的浮力不变,故D错误。
故选B。
【小问2详解】
[1]当潜艇悬停在海水某深度处,根据物体的浮沉条件可知,此时潜艇受到的浮力
根据阿基米德原理可知,潜艇排开海水的重力
[2]若江海水的密度近似为,潜艇体积为
[3]当潜艇上浮至图所示位置时,潜艇还是浸没在海水中,则潜艇排开海水的体积不变,根据阿基米德原理可知,潜艇受到的浮力不变,还是
[4]当潜艇最终静止在图所示海面时,此时潜艇漂浮在海面上,根据物体的浮沉条件可知,此时潜艇受到的浮力等于自身的重力,所以此时潜艇受到浮力
7. 位于贵州的“中国天眼”是世界上最大的单口径射电望眼镜,其日常维护需要花费大量人力物力。
(1)在维修“中国天眼”时,为避免压坏反射面板,用一个直径固定的氢气球将维修工人吊起,如图(a)所示,利用氢气球浮力抵消维修工人自身的大部分体重,减少对反射面板的压力,甚至形成“零重力”,下列对维修过程描述正确的是( )
A. “零重力”是指维修工人所受重力为零
B. “零重力”时总浮力与总重力大小相等
C. 如果氢气球漏气了,受到的浮力会变大
D. 维修工人一共受到两个力的作用
(2)小杨利用气球A和一个重为5N的物体B模拟此情景,如图(b)所示,当气球体积为时,则重物对地面的压力为______N。(细线、气球和气的重力均忽略不计,取)
【答案】(1)B (2)3.7
【解析】
【小问1详解】
AB.把气球和维修工人看作是一个整体,整体处于悬浮状态,根据物体浮沉条件可知,整体受到的浮力等于总重力,形成“零重力”,其所受重力不变,故A错误,B正确;
C.如果氢气球漏气了,氢气球体积变小,由可知,氢气球受到的浮力变小,故C错误;
D.用一个直径固定的氢气球将维修工人吊起,当没有达到零重力时,工人受拉力,工人还受重力、反射面板对它的支持力三个力的作用,故D错误。
【小问2详解】
气球受到的浮力为
对地面对物体的支持力为
物体B对地面的压力与地面对B的支持力是一对相互作用力,大小相等,所以
8. 小杨想进一步通过实验探究压力的形变效果跟受力面积的关系,他找到了三块同样的砖,把它们分为两组,A组一块,B组两块,按如图所示的方式放置在同一水平地面上。每块砖平放时的长∶宽∶高=4∶2∶1,A组砖对水平地面的压力和压强分别为和;B组砖对水平地面的压力和压强分别为和;
(1)则______;______。
(2)若将A砖立放,对水平地面的压强将______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 1:2 ②. 1:1
(2)增大
【解析】
【小问1详解】
[1][2]设砖块的重力为G,A、B两组砖对地面的压力大小等于砖的重力,则它们对水平地面的压力之比为
A组砖块对地面的压强为
B组砖块对地面的压强为
两组砖块对地面的压强之比为
【小问2详解】
将A砖立放,A砖对地面的压力不变,由于受力面积变小,根据可知,A对水平地面的压强变大。
9. 分析液体中A点受到的液体压强大小时,如图所示,可以在A点所处位置沿水平方向假想出一个受力面S,然后在受力面S上方假想出一段液柱,用压强定义式______推导出液体压强公式。请你写出推理过程______。这种运用假想液柱研究问题的思想方法被称为______法。(选填“控制变量”“等效替代”或“理想模型”)小杨猜想,液体压强公式也可以用来计算大气压强,他在液体压强公式计算大气压的过程中发现了困难,其困难在于(1)大气的密度不均匀;(2)______。
【答案】 ①. ②. ③. 理想模型 ④. 深度无法确定
【解析】
【详解】[1]液体也具有重力,所以可以根据压强公式推导得出液体压强公式。
[2]液柱对受力面S的压强
[3]这种运用假想液柱研究问题的思想方法被称为建立理想模型法。
[4]液体和气体都具有重力和流动性,所以对容器侧壁或物体侧壁也有压强,但若用液体压强公式也可以用来计算大气压强很困难,因大气的密度不均匀,且深度无法确定。
三、实验探究题:本大题共2小题,共20分。
10. 小明做“测量金属块的密度”实验,先把电子天平放置在水平桌面上,后续的实验场景如图所示。
(1)该实验的原理是 ____________________。
(2)小明记录了相关实验数据:金属块质量为33.10克,金属块体积为12厘米3;并计算出本次实验的金属块密度约为2.76克/厘米3。你认为小明的这次实验过程是否合理,请说明理由。
(3)请你给出一个更合理的实验过程,并根据上述的测量数据计算金属块的密度ρ金属。
【答案】(1)
(2)由步骤(c)到步骤(d),金属块上沾有水,使得测量的金属块的质量偏大,由式知,金属块密度偏大,故这次实验过程不合理。
(3)2.7g/cm3
【解析】
【小问1详解】
测金属块密度,需要测量金属块的质量和金属块的体积,由密度公式得到金属块的密度,所以实验原理是。
【小问2详解】
略。
【小问3详解】
步骤(b)到步骤(c)得金属块的质量
金属块的密度
11. 小杨和同学们利用如图所示的装置,探究影响液体内部压强的特点。
(1)在如图1所示的容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。当容器左、右两侧分别加入深度相同的水和盐水时,会看到橡皮膜向______(选填“左”、“右”)侧凸出。小华向容器的左侧继续加水,直到橡皮膜恰好相平,此时容器左侧水对容器底部的压强______(选填“大于”、“小于”或“等于”)容器右侧盐水对容器底部的压强;
(2)U形管压强计是通过观察U形管两端液面的______来显示橡皮膜所受压强大小的仪器;当速度是和的气流,分别经过与U形管左端相连的管子时,U形管的液面如图2(a)所示,则和的大小关系是______(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)如图2(b)所示,两个相同的柱形容器中分别盛有A、B两种液体,将两个完全相同的U形管压强计的金属盒分别放入液体A、B中,U形管内液面的高度差相同,液体A、B的密度分别为和,则两者的大小关系为:______(选填“大于”“小于”或“等于”);将金属盒分别放置在液体A和液体B深度相同的a、b位置,此时两U形管压强计中液面的高度差分别为和,比较和的大小关系:______(选填“大于”“小于”或“等于”),并请说明理由______。
【答案】(1) ①. 左 ②. 小于
(2) ①. 高度差 ②. 大于
(3) ①. 小于 ②. 小于 ③. 见详解
【解析】
【小问1详解】
[1]深度相同时,液体密度越大,压强越大,由于盐水的密度较大,故在同一深度,盐水产生的压强大,橡皮膜将向压强小的一侧,即向左侧凸出。
[2]当橡皮膜恰好相平时,说明此时左右两侧压强相同,由于橡皮膜到两侧容器底部的深度相同,由于盐水的密度大于水的密度,所以橡皮膜下部左右两侧液体产生的压强依然是盐水的大,液体对容器底部的压强等于橡皮膜上部压强和下部压强之和,则左右两侧水和盐水对底部的压强依然是左侧水产生的压强小于右侧盐水产生的压强。
【小问2详解】
[1]液体压强计的探头在液体中的不同深度,所受液体的压强不同,U形管两端的液面高度不同,所以可通过观察U形管两端液面高度差来显示橡皮膜所受压强的大小。
[2]由图戊知,气流通过时,左边U形管液面高度差比右边的液面高度差大,说明左边U形管两端的压强差更大,而两个U形管开口的一端都与空气相通,所受的大气压相等,那么与气流相通的一端左边的压强更小,而流速大的位置压强小,所以。
【小问3详解】
[1]U形管内液面的高度差相同,说明此时液体的压强相等时,由图b知左侧探头所在的液体深度大,由知,液体A的密度小于液体B的密度,即。
[2][3]两探头所处的深度相同,由知,,则有,即两U形管内液面的高度差。
四、计算题:本大题共5小题,共44分。
12. 浮力来源于液体或气体在竖直方向上对物体的压力差。
(1)重为的物体A与重为的物体B,按如图1所示的方式叠放后,能漂浮在水中,下列说法中正确的是( )
A. 物体B排开水的重力等于
B. 物体B受到的浮力大小等于
C. 如果把物体A取下放入水中,水位一定下降
D. 水对物体B底部向上的压力等于
(2)如图2(a)、(b)所示,相同的乒乓球在水中和水面上都处于静止状态,其中一幅图是在天宫空间站微重力环境下浮力“消失”的实验结果,另一幅图为在地面上做的实验结果。
①浮力“消失”现象的是图______(选填“(a)”或“(b)”);
②浮力“消失”的原因是液体对小球______上下表面压力差(选填“有”或“没有”)。
③请在图2(b)中画出小球受到的力的示意图______。
【答案】(1)D (2) ①. (a) ②. 没有 ③. 见解析
【解析】
【小问1详解】
ABD.重为GA 的物体A与重为GB的物体B,按如图1所示的方式叠放后,能漂浮在水中,故物体B受到的浮力大小等于等于GA+GB ;根据阿基米德原理,物体B排开水的重力等于物体B受到的浮力大小;水对物体B底部向上的压力等于物体B受到的浮力,故AB错误,D正确;
C.若A的密度小于或等于水的密度,把物体A取下放入水中,B仍漂浮,A漂浮或悬浮,A、B受到的浮力和等于A和B的重力之和,故浮力保持不变,由阿基米德原理可知,排开水的体积不变,水位不变,故C错误。 故选D。
【小问2详解】
①因为在太空中浮力已经消失,乒乓球不会向上飘,而是静止在水中不动,符合浮力“消失”现象的是图。
②在地球表面,浮力产生的原因是液体对浸入其中的物体上下表面产生的液体压力差,而液体内部产生压力的原因是液体受到重力。在空间站中或微重力环境下,液体相当于不受重力,因此不产生压力,也不产生浮力。浮力“消失”的原因是液体对小球没有上下表面压力差。
③小球受到的竖直向下重力及竖直向上的浮力的作用,作用点在小球的重心,如下所示:
13. 将1千克水倒入底面积为的水壶中,如图所示,水深20cm。容器重力为2N,放在水平桌面中央,求:
(1)容器底部受到水的压力;
(2)容器对桌面的压力;
(3)容器对桌面的压强。
【答案】(1)20N (2)12N
(3)
【解析】
【小问1详解】
容器底部受到水的压强
由可得,容器底部受到水的压力
【小问2详解】
水的重力
容器对桌面的压力等于壶和水的总重力,即
【小问3详解】
容器对桌面的压强
14. 将一个重力G为的实心银摆件悬挂在弹簧测力计上并浸没在水中,如图所示,弹簧测力计示数为。通过计算分析这个摆件是不是纯银的。(已知,)
【答案】这个摆件不是纯银的
【解析】
【详解】如图,测力计的分度值为0.4N,读数为6.8N,把这个实心银摆件浸没在水中时,受到的浮力为
由可得,实心银摆件排开水的体积
因为全部浸没,实心银摆件的体积
由可得,实心银摆件的质量
实心银摆件的密度
摆件不是纯银的。
15. 如图所示,两个相同的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平地面,容器高度为0.8m,水的密度。
(1)若甲中水质量为2kg,求水的体积;
(2)乙容器质量为,底面积为,求乙容器对地面的压强;
(3)若甲容器中水的深度为0.6m,现向乙容器中加入深度大于0.6m的A液体,使得甲、乙两容器中液体对容器底部的压强相等,求A液体的密度的取值范围。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)水的体积为
(2)根据,乙容器对地面的压强为
(3)若甲容器中水的深度为0.6m,现向乙容器中加入深度大于0.6m的A液体,使得甲、乙两容器中液体对容器底部的压强相等,根据可知A液体的密度小于水的密度,且A液体的密度越小,深度越大,容器高度为0.8m,则当A液体深度为0.8m时,密度最小。此时根据液体对容器底部的压强相等,则有
则A液体的最小密度为
所以A液体的密度的取值范围为。
答:(1)水的体积为;
(2)乙容器对地面的压强为;
(3)A液体的密度的取值范围为。
16. 在开展跨学科实践时,小杨和同学们了解到郑和下西洋所用的多桅木帆船都有“水密隔舱”,如图(a)所示,于是小杨也制作了一艘具有10个水密隔舱每个隔舱相互隔离,确保行船安全的实验小船,如图(b)所示,每个水密隔舱均为长2m,宽1m,高的长方体形状。将小船分别放入密度为的淡水和密度为的海水实验池中。
(1)当小船在淡水实验池中时,若该隔舱底部距水面深度为,隔舱底部受到淡水的压强为______Pa。
(2)将小船先后放到海水实验池和淡水池中时,该隔舱底部受到液体的压强分别为、,隔舱底部所在的深度分别为、,则______,______。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
(3)在海水中航行过程中,小船不幸触碰到隐藏在水下的暗礁,导致其中一个水密隔舱破损进满水。请通过计算求出:
(a)该水密隔舱进满水后,轮船的总质量增加了多少吨______。
(b)已知小船与海水接触的底面积为,此时小船的吃水深度比破损前增加了多少米______。
【答案】(1)3000
(2) ①. 等于 ②. 小于
(3) ①. 吨 ②.
【解析】
【小问1详解】
淡水实验池中时,该隔舱底部距水面深度为,隔舱底部受到淡水的压强为
【小问2详解】
[1][2]小船先后放到海水实验池和淡水池中时,都是漂浮,浮力等于重力而不变,根据浮力产生的原因,受到水的压力不变,因而底部的压强不变;阿基米德原理可知,海水的密度大,浮力相等时,排开海水的体积小,因而浸入的深度小,故小于。
【小问3详解】
[1]一个水密隔舱破损进满水,根据知;海水的质量
[2]漂浮时,浮力等于重力,故
可得:
解得。
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