精品解析:湖北省武汉市江汉区2024-2025学年八年级下学期期中考试物理试题
2025-09-08
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内容正文:
2024-2025学年湖北省武汉市江汉区八年级(下)期中物理试卷
一、单选题:本大题共15小题,共45分。
1. 下列估测符合实际的是( )
A. 托起两枚鸡蛋所用的力约10N
B. 物理课本所受的重力约3N
C. 中学生走动时对地面的压强约
D. 大气对物理课本表面的压力约500N
2. 如图所示,在靠得较近的甲、乙两辆小车上分别放一个磁体,松手后,可以看到甲、乙两辆小车会同时向相反的方向运动。这个现象不能明显说明( )
A. 力可以使物体发生形变 B. 力可以改变物体的运动状态
C. 力的方向会影响力的作用效果 D. 力的作用是相互的
3. 某同学在斜坡上固定了一根立柱,他想利用铅垂线来检查立柱是否竖直,现象如图所示。该立柱( )
A. 可能是竖直的
B. 一定是竖直的
C. 一定不是竖直的,相对于底端,它的顶端略向左倾斜
D. 一定不是竖直的,相对于底端,它的顶端略向右倾斜
4. 生活中人们常常利用物体的惯性。下列说法不正确的是( )
A. 跳远运动员通过助跑提高成绩,利用了运动员自身的惯性
B. 标枪运动员通过助跑提高成绩,利用了标枪的惯性
C. 撞击锤柄下端使锤头套紧在锤柄上,利用了锤头的惯性
D. 通过拍打衣服清除衣服上的浮灰,利用了衣服的惯性
5. 在区科技创新挑战赛中,某同学参加了“气吹巧运”活动。如图所示,该同学将装有水的水瓶放在自己设计的无动力小车上,通过吹气,使装载水瓶的小车在水平桌面上沿直线滑行至尽可能远的地方。下列说法正确的是( )
A. 装载水瓶的小车停止在桌面上时,小车所受的重力与桌面对小车的支持力是一对平衡力
B. 装载水瓶的小车停止在桌面上时,小车对桌面的压力与小车所受的重力大小相等
C. 停止吹气后,小车能继续向前运动,是因为受到惯性力的作用
D. 停止吹气后,小车继续向前运动时,车轮对桌面的摩擦力方向与小车运动方向相同
6. 某同学用弹簧测力计测物体重力时,发现挂在弹簧测力计上的物体松手后,会上下摆动,他对此现象展开研究。他将钩码挂在如图所示位置后松手,钩码向下运动,其中A、B、C点分别为弹簧自然伸长、弹簧弹力等于钩码所受重力、钩码下落到最低点时钩码所在位置。下列说法正确的是( )
A. 使弹簧伸长的力是钩码的重力
B. 钩码最终会静止在C点
C. 钩码第一次从A点运动到B点的过程中,先加速后减速
D. 钩码第一次从A点运动到C点的过程中,B点速度最大
7. 某同学练习排球垫球时,排球离开胳膊后竖直上升,到达最高点后竖直下落。已知排球所受的重力为,若排球运动时所受的空气阻力恒为,则( )
A. 排球在竖直上升时的合力比竖直下落时的合力大
B. 排球在竖直上升时的合力比竖直下落时的合力小
C. 排球在竖直上升时的合力比竖直下落时的合力大1N
D. 排球在竖直上升时的合力比竖直下落时的合力小1N
8. 如图所示,将一个物体按压在粗糙程度相同的竖直墙壁上,当水平压力F增大,下列说法正确的是( )
A. 若物体相对墙壁静止,则物体所受摩擦力不变
B. 若物体相对墙壁静止,则物体所受摩擦力增大
C. 若物体相对墙壁运动,则物体所受摩擦力不变
D. 若物体相对墙壁运动,则物体所受摩擦力变小
9. 冰壶运动员比赛用鞋如图,蹬冰鞋底用橡胶制成,滑行鞋底用塑料制成。运动员用滑行鞋支撑全身在冰面上滑行,需要停下时,用蹬冰鞋接触冰面进行控制。下列说法正确的是( )
A. 蹬冰鞋底是为了增大摩擦力
B. 滑行鞋底是为了减小压力
C. 运动员在冰面上滑行需要力来维持
D. 滑行时若摩擦力消失,则运动员会停止运动
10. 某同学利用如图所示的装置完成压力和受力面积对海绵形变的影响实验,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两次实验,小桌对海绵的压力相同,受力面积不同
B. 乙、丙两次实验,小桌对海绵的受力面积相同,压力不同
C. 火车轨道下面铺放枕木,利用了乙、丙两次实验的结论
D. 交通管理部门限定每个车轴平均承载的质量,利用了甲、丙两次实验的结论
11. 两个完全相同的容器里装有体积相同的不同液体。一个内部有一定量气体的药瓶,瓶口扎着橡皮膜,先后竖直地浸没在两种液体中的相同位置,第一次瓶口朝上,第二次瓶口朝下,如图所示。发现橡皮膜都与瓶口相平。下列说法不正确的是( )
A. 甲图中液体的密度比乙图中液体的密度大
B. 甲图中橡皮膜受到液体的压强比乙图中橡皮膜受到液体的压强小
C. 药瓶浸入液体前,橡皮膜是向外突出的
D. 药瓶浸入液体后,两次瓶内气体密度相同
12. 如图所示,在两个相同的水瓶内分别装入适量水,将它们正立、倒立放在水平桌面上,瓶内水面相平。下列说法正确的是( )
A. 两种情况下,水瓶对桌面的压力相等
B. 两种情况下,水瓶对桌面的压强相等
C. 甲中水对瓶底的压力与乙中水对瓶盖的压力相等
D. 甲中水对瓶底的压强与乙中水对瓶盖的压强相等
13. 如图所示,在玻璃瓶内装入适量带颜色的水,用穿有透明细塑料管的橡胶塞塞住瓶口。从细塑料管上端向瓶内吹入空气,使细塑料管内水面上升到瓶口以上。将整个装置放在电梯中进行实验,电梯从2楼上升到12楼,细管中水面变化了3cm。已知这个过程中每升高10m,大气压减小100Pa,不计瓶内气压的变化。下列说法不正确的是( )
A. 这个过程中,细管中的水面会升高
B. 这个过程中,瓶外气压减小了300Pa
C. 到达12楼时,瓶内气压比瓶外气压大300Pa
D. 若每层楼的高度相同,则每层楼高3m
14. 用一根细线的两端分别固定乒乓球与大烧杯底部,注水浸没乒乓球后,将大烧杯底部一端垫高。乒乓球在水中的位置和所受浮力示意图正确的是( )
A. B. C. D.
15. 如图所示,水平桌面上有一个质量为100g、底面积为的圆柱形平底薄壁溢水杯,杯底上表面到溢水口的距离为15cm,杯中装有部分水,此时溢水杯对桌面的压强为1300Pa。将挂在弹簧测力计下端的重为6N的实心圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计的示数变化了2N。当圆柱体浸没在水中时,下列结论不正确的是( )
A. 溢出到小桶中的水重为0N
B. 水对溢水杯底部的压强为1500Pa
C. 溢水杯对桌面的压力为15N
D. 圆柱体的密度为
二、填空题:本大题共5小题,共20分。
16. 某同学参加学校组织的研学活动,他坐在水平匀速行驶的汽车中,当汽车突然刹车时,他的______(填“脚”或“身体的上部”)随车慢下来,而______(填“脚”或“身体的上部”)由于______要保持原来运动的状态,因此身体会向______(填“前倾”或“后仰”)。
17. 老师用三块木板制作了一个简易水平仪,如图甲所示。其中,两块相同的木板均与长木板垂直,两块木板的顶端各绷有一根细线A、B。使用时,把它放到盛水的盆里,如图乙所示。
(1)同学1和同学2在不同的两地竖直竖立相同的标尺,用简易水平仪上的两根细线分别“瞄准”两地标尺上的刻度,如图丙所示。测得同学1和同学2两地的示数分别为57cm和92cm,则同学______(填“1”或“2”)所立标尺的地点比另一位同学所立标尺的地点高______ cm。
(2)为了检查这种水平仪漂在水面上时上部的两根细线是否在同一水平面上。可以用水平仪上的两根细线“瞄准”远处标尺上的刻度,然后将水平仪在水平方向旋转,再次“瞄准”远处标尺上的刻度。如果两次对应的刻度______(填“相同”或“不同”) ,就说明两根细线在同一水平面上。
18. 如图所示,一段内径大小不均匀的玻璃管与左侧注满水的蓄水容器相连,玻璃管较粗的A处和较细的B处各接有一根竖直细玻璃管。
(1)关闭阀门K,水不流动时观察到竖直细玻璃管中液面相平,此时该装置______(填“是”或“不是”)连通器;
(2)打开阀门K,水流动时细管B处水的流速比粗管A处水的流速______(填“大”或“小”),细管B处上方竖直细玻璃管中的水柱比粗管A处上方竖直细玻璃管中的水柱______(填“高”或“低”)。说明在液体中,流速越大的位置,压强______。
19. 图甲是某小组用自己制作的简易活塞式抽水机抽水的情景。该抽水机的结构如图乙所示,将塑料片粘在活塞上作为阀门A,把玻璃球放到瓶子里作为阀门B。当抽水机连续出水时,向上提起活塞,阀门A ______(填“打开”或“关闭”),低处的水受到______的作用推开阀门 B进入圆筒;压下活塞时,阀门______(填“A”或“B”)关闭,水受阻不能向下流动。
20. 某小组在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,进行了如下操作:
(1)用手指按压探头的橡皮膜,发现U形管两侧的液面有明显高度差且升降灵活,说明该装置气密性______(填“良好”或“差”)。
(2)液体压强的大小可以通过比较______来判断。
(3)比较甲、乙两图可知,液体压强与______有关。比较______两图可知,液体压强与液体密度有关。
(4)现将压强计两个探头分别浸入酒精和水中并处于同一深度,如图丁所示可判断出A杯中盛有______(填“酒精”或“水”)。将A杯中的探头向______(填“上”或“下”)移,U形管两侧液面会再次相平。(已知)
三、实验探究题:本大题共4小题,共23分。
21. 在探究二力平衡的条件实验中。
(1)第1小组的同学使用如图甲所示的装置进行实验,向挂在小车两端的托盘里加钩码,小车所受拉力的大小可以通过______来改变。小车静止时,小组同学将小车转过一个角度,松手后观察______(填“释放瞬间”或“最终”)小车能否保持静止,从而探究不在同一直线上的两个力能否平衡;
(2)第2小组的同学使用如图乙所示的装置进行实验,当用,拉动木块时,木块能保持静止,此时木块受到的合力为______N,请在图乙中画出木块对水平桌面的摩擦力,并标出其大小(力的作用点为A)______。
22. 某同学利用如图甲、乙、丙所示的实验装置探究影响滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
(1)实验中用弹簧测力计______拉动木块,根据______的知识,可知弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。
(2)该同学猜想滑动摩擦力的大小可能跟接触面所受压力和接触面的粗糙程度有关,因此需要用到控制变量的研究方法,这里“滑动摩擦力的大小”是______(填“自变量”或“因变量”)。比较甲、乙两次实验,可得出结论:接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与______有关。
(3)该同学发现拉动木块时不易操作,于是用如图丁所示的实验装置进行了改进。当他匀速拉动长木板时,弹簧测力计的示数为2N,可知______(填“木块与长木板”或“长木板与桌面”)之间的摩擦力为2N。若该同学拉动长木板的速度突然变大,则弹簧测力计的示数______(填“变大”“不变”或“变小”)。
23. 某同学在研究同一直线上二力的合成实验中,将橡皮筋一端固定,另一端与小圆环相连。用一个弹簧测力计拉橡皮筋,将小圆环拉至O点,记下弹簧测力计的示数,如图甲所示。
(1)该同学把两个弹簧测力计分别通过与小圆环相连后,按如图乙所示的方向拉橡皮筋,将小圆环再次拉到O点,______(填“是”或“不是”) 、的合力。
(2)在研究同一直线上方向相同的两个力的合成时,该同学发现很难让两个弹簧测力计并排拉圆环时严格做到拉圆环的两个力在同一直线上,这两个力之间会有一定的夹角。于是他设计了如图丙所示的实验,他的方法是用______的两段细绳分别拉橡皮筋顶端的小圆环,使弹簧测力计前后放置,从而避免了弹簧测力计并排放置造成的夹角问题。
(3)比较甲、丙两图可知,同一直线上方向相同的两个力的合力大小______(用图中字母表示)。
(4)比较甲、丁两图可知,同一直线上方向相反的两个力的合力大小______(用图中字母表示),合力的方向与______(填“”或”)的方向相同。
24. 如图所示是探究浮力大小跟哪些因素有关的几个实验情景,弹簧测力计下悬挂的是同一个实心圆柱体,弹簧测力计的示数如图所示,图丙、丁中液面相平且圆柱体在液体中的位置相同。
(1)请在图甲中画出圆柱体对细绳的拉力的示意图,并标出其大小;
(2)分析比较______两图中的实验,可以探究浮力的大小是否跟物体浸在液体中的体积有关,分析比较______两图中的实验,可以探究浮力的大小是否跟液体的密度有关;
(3)图乙中,圆柱体下表面受到水的压力为______N。已知图乙中圆柱体下表面和图丙中圆柱体上表面在水中的深度相同,则图丙中圆柱体下表面受到液体的压力比图乙中圆柱体下表面受到液体的压力大______N;
(4)图丁中,盐水的密度为______。
四、计算题:本大题共1小题,共12分。
25. 吸力锚是近海工程建设中固定浮式结构物的一种桩基,在近海风电、石油平台、深海养殖等领域应用广泛,图甲是吸力锚安装前被吊起的情景。某工程需要对一质量为80t的吸力锚进行安装,图乙是吸力锚正在水下沿竖直方向匀速下降的示意图,可将该吸力锚看作上端封闭、下端开口且筒壁厚度均匀的大圆筒,它的直径为6m,高为20m,全身主体由钢材制作而成。吸力锚的顶盖上有一直径很小的抽水孔,可确保在水中下降时圆筒内无空气。此外还有吊耳、锚链等质量、体积不计的其他结构。(海水的密度、所用钢材的密度、大气压、)
(1)当吸力锚的顶盖在50m深度处时,受到的海水的压强为多少Pa?
(2)如图乙所示,不计吸力锚在下降时海水对它的阻力,这个过程中:
①吸力锚受到的浮力为多少N?
②钢索对吸力锚的拉力为多少N?
(3)如图丙所示,当吸力锚到达海床后,撤掉钢索,吸力锚依靠自身重力会陷入海床一部分,然后通过泵阀系统将筒内的海水从抽水孔抽出,吸力锚在水压及大气压的作用下,继续下陷。当吸力错的顶盖缓慢下陷至50m深度处时,顶盖上、下表面受到的压强之比为3:1,吸力锚受到的阻力为,吸力锚底部与海床的接触面积为,此时吸力锚对海床的压强为多少Pa?
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2024-2025学年湖北省武汉市江汉区八年级(下)期中物理试卷
一、单选题:本大题共15小题,共45分。
1. 下列估测符合实际的是( )
A. 托起两枚鸡蛋所用的力约10N
B. 物理课本所受的重力约3N
C. 中学生走动时对地面的压强约
D. 大气对物理课本表面的压力约500N
【答案】B
【解析】
【详解】A.两枚鸡蛋的质量约为100g=0.1kg,则托起两枚鸡蛋所用的力
故A不符合题意;
B.物理课本的质量约为300g=0.3kg,则物理课本的重力约为
故B符合题意;
C.中学生的体重约为
走动时单脚着地
对地面的压强
故C不符合题意;
D.物理课本的面积约为
根据可得,大气对物理课本的压力
故D不符合题意。
故选B。
2. 如图所示,在靠得较近的甲、乙两辆小车上分别放一个磁体,松手后,可以看到甲、乙两辆小车会同时向相反的方向运动。这个现象不能明显说明( )
A. 力可以使物体发生形变 B. 力可以改变物体的运动状态
C. 力的方向会影响力的作用效果 D. 力的作用是相互的
【答案】A
【解析】
【详解】A.力可以使物体发生形变,是指物体在力的作用下形状或体积发生改变,如挤压海绵使其变形、拉伸弹簧使其变长等。而在该实验中,两辆小车同时向相反方向运动,主要体现的是力使物体的运动状态发生改变,没有明显体现出物体发生形变,所以该现象不能明显说明力可以使物体发生形变。故A符合题意;
B.实验中,甲、乙两辆小车原本是静止的,松手后在磁体间相互作用力的作用下开始运动,且向相反方向运动,速度大小和方向都发生了变化,这明显说明了力可以改变物体的运动状态。故B不符合题意;
C.两辆小车受到的磁力方向相反,导致它们向相反的方向运动,说明力的方向不同,产生的作用效果不同,即力的方向会影响力的作用效果。故C不符合题意;
D.甲车上的磁体对乙车上的磁体施加力的同时,乙车上的磁体也对甲车上的磁体施加力,使得两车同时向相反方向运动,这充分体现了力的作用是相互的。故D不符合题意。
故选A。
3. 某同学在斜坡上固定了一根立柱,他想利用铅垂线来检查立柱是否竖直,现象如图所示。该立柱( )
A. 可能是竖直的
B. 一定是竖直的
C. 一定不是竖直的,相对于底端,它的顶端略向左倾斜
D. 一定不是竖直的,相对于底端,它的顶端略向右倾斜
【答案】C
【解析】
【详解】铅垂线是利用重力方向总是竖直向下来工作的,当锥体静止时,悬线沿着竖直方向。由图可知,铅垂线与立柱之间有一定夹角,且铅垂线下面的锥体偏向左侧,说明立柱一定不是竖直的,相对于底端,立柱的顶端略向左倾斜,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4. 生活中人们常常利用物体的惯性。下列说法不正确的是( )
A. 跳远运动员通过助跑提高成绩,利用了运动员自身的惯性
B. 标枪运动员通过助跑提高成绩,利用了标枪的惯性
C. 撞击锤柄下端使锤头套紧在锤柄上,利用了锤头的惯性
D. 通过拍打衣服清除衣服上的浮灰,利用了衣服的惯性
【答案】D
【解析】
【详解】A.跳远比赛时,运动员加速助跑,跳起后,由于惯性继续保持原来速度前进,可以提高成绩,利用了自身的惯性,故A正确,不符合题意;
B.标枪运动员通过助跑提高成绩,利用了标枪的惯性使标枪飞得更远,故B正确,不符合题意;
C.紧固锤头时撞击锤柄的下端,锤柄停止运动,而锤头由于惯性继续向下运动,从而套紧,因此,利用了锤头的惯性,故C正确,不符合题意;
D.通过拍打衣服清除上面的浮灰,衣服运动时,灰尘由于惯性将保持静止状态,则灰尘会脱离衣服,是利用灰尘的惯性,故D错误,符合题意。
故选D。
5. 在区科技创新挑战赛中,某同学参加了“气吹巧运”活动。如图所示,该同学将装有水的水瓶放在自己设计的无动力小车上,通过吹气,使装载水瓶的小车在水平桌面上沿直线滑行至尽可能远的地方。下列说法正确的是( )
A. 装载水瓶的小车停止在桌面上时,小车所受的重力与桌面对小车的支持力是一对平衡力
B. 装载水瓶的小车停止在桌面上时,小车对桌面的压力与小车所受的重力大小相等
C. 停止吹气后,小车能继续向前运动,是因为受到惯性力的作用
D. 停止吹气后,小车继续向前运动时,车轮对桌面的摩擦力方向与小车运动方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.装载水瓶的小车停止在桌面上时,桌面对小车的支持力等于小车和水瓶所受重力之和,大于小车所受的重力,所以不是一对平衡力,故A错误;
B.装载水瓶的小车停止在桌面上时,小车对桌面的压力等于小车和水瓶所受重力之和,大于小车所受的重力,故B错误;
C.停止吹气后,小车能继续向前运动,是因为小车具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性力的作用,故C错误;
D.停止吹气后,小车继续向前运动时,车轮相对桌面向前运动,则桌面对车轮的摩擦力方向向后,根据力的作用是相互的,车轮对桌面的摩擦力方向向前,与小车运动方向相同,故D正确。
故选D。
6. 某同学用弹簧测力计测物体重力时,发现挂在弹簧测力计上的物体松手后,会上下摆动,他对此现象展开研究。他将钩码挂在如图所示位置后松手,钩码向下运动,其中A、B、C点分别为弹簧自然伸长、弹簧弹力等于钩码所受重力、钩码下落到最低点时钩码所在位置。下列说法正确的是( )
A. 使弹簧伸长的力是钩码的重力
B. 钩码最终会静止在C点
C. 钩码第一次从A点运动到B点的过程中,先加速后减速
D. 钩码第一次从A点运动到C点的过程中,B点速度最大
【答案】D
【解析】
【详解】A.使弹簧伸长的力是钩码对弹簧的拉力,这个拉力的大小等于钩码的重力,但力的性质和施力物体不同,重力的施力物体是地球,作用在钩码上,而使弹簧伸长的力是钩码施加给弹簧的,故A错误;
B.钩码在上下摆动过程中,由于空气阻力等因素,最终会静止在弹簧弹力等于钩码重力的位置,即B点,而不是C点,故B错误;
C.钩码从A点运动到B点的过程中,在到达B点之前,弹簧弹力小于钩码重力,合力方向向下,钩码做加速运动,故C错误;
D.从A到B弹簧弹力逐渐增大,到B点时弹簧弹力与钩码重力平衡,合力为零,速度达到最大。此后,钩码继续向下运动,弹簧弹力大于重力,钩码做减速运动,所以钩码第一次从A点运动到C点的过程中,B点速度最大,故D正确。
故选D。
7. 某同学练习排球垫球时,排球离开胳膊后竖直上升,到达最高点后竖直下落。已知排球所受的重力为,若排球运动时所受的空气阻力恒为,则( )
A. 排球在竖直上升时的合力比竖直下落时的合力大
B. 排球在竖直上升时的合力比竖直下落时的合力小
C. 排球在竖直上升时的合力比竖直下落时的合力大1N
D. 排球在竖直上升时的合力比竖直下落时的合力小1N
【答案】C
【解析】
【详解】排球在竖直上升时,受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力,根据同一直线上方向相同的两个力的合成方法,合力
方向竖直向下。
排球在竖直下落时,受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力,根据同一直线上方向相反的两个力的合成方法,合力
方向竖直向下。
则排球在竖直上升时的合力与竖直下落时的合力之差为:
即排球在竖直上升时的合力比竖直下落时的合力大1N。
综上,C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8. 如图所示,将一个物体按压在粗糙程度相同的竖直墙壁上,当水平压力F增大,下列说法正确的是( )
A. 若物体相对墙壁静止,则物体所受摩擦力不变
B. 若物体相对墙壁静止,则物体所受摩擦力增大
C. 若物体相对墙壁运动,则物体所受摩擦力不变
D. 若物体相对墙壁运动,则物体所受摩擦力变小
【答案】A
【解析】
【详解】AB.若物体相对墙壁静止,则物体处于平衡状态,受到的是平衡力,则摩擦力等于重力,所以摩擦力不变,故A正确,B错误;
CD.若物体相对墙壁运动,受到的滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,粗糙程度不变,压力增大,所以摩擦力增大,故CD错误。
故选A。
9. 冰壶运动员比赛用鞋如图,蹬冰鞋底用橡胶制成,滑行鞋底用塑料制成。运动员用滑行鞋支撑全身在冰面上滑行,需要停下时,用蹬冰鞋接触冰面进行控制。下列说法正确的是( )
A. 蹬冰鞋底是为了增大摩擦力
B. 滑行鞋底是为了减小压力
C. 运动员在冰面上滑行需要力来维持
D. 滑行时若摩擦力消失,则运动员会停止运动
【答案】A
【解析】
【详解】A.蹬冰鞋底用橡胶制成,在压力一定时,增大接触面的粗糙程度可以增大摩擦力,故A正确;
B.滑行鞋底用塑料制成,是为了减小接触面的粗糙程度从而减小摩擦力,而不是减小压力,故B错误;
C.根据牛顿第一定律,物体在不受力时总保持静止或匀速直线运动状态,所以运动员在冰面上滑行不需要力来维持,故C错误;
D.滑行时若摩擦力消失,根据牛顿第一定律,运动员将保持原来的运动状态做匀速直线运动,而不是停止运动,故D错误。
故选A。
10. 某同学利用如图所示的装置完成压力和受力面积对海绵形变的影响实验,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两次实验,小桌对海绵的压力相同,受力面积不同
B. 乙、丙两次实验,小桌对海绵的受力面积相同,压力不同
C. 火车轨道下面铺放枕木,利用了乙、丙两次实验的结论
D. 交通管理部门限定每个车轴平均承载的质量,利用了甲、丙两次实验的结论
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,甲、乙两次实验,小桌对海绵的压力不相同,受力面积相同,故A错误;
B.乙、丙两次实验,小桌对海绵的压力相同,受力面积不同,故B错误;
C.乙、丙两次实验,小桌对海绵的压力相同,乙图受力面积较小,海绵形变程度较大,可得出结论,当压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显,压强越大;火车轨道下面铺放枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,利用了乙、丙两次实验的结论,故C正确;
D.甲、丙两次实验压力不同,受力面积不同,变量不唯一不能得出,压力和受力面积对海绵形变的影响的结论,交通管理部门限定每个车轴平均承载的质量,即是在受力面积一定时,限定每个车轴平均承载的压力,从而减小压强,故D错误。
故选C。
11. 两个完全相同的容器里装有体积相同的不同液体。一个内部有一定量气体的药瓶,瓶口扎着橡皮膜,先后竖直地浸没在两种液体中的相同位置,第一次瓶口朝上,第二次瓶口朝下,如图所示。发现橡皮膜都与瓶口相平。下列说法不正确的是( )
A. 甲图中液体的密度比乙图中液体的密度大
B. 甲图中橡皮膜受到液体的压强比乙图中橡皮膜受到液体的压强小
C. 药瓶浸入液体前,橡皮膜是向外突出的
D. 药瓶浸入液体后,两次瓶内气体密度相同
【答案】B
【解析】
【详解】C.液体内部向各个方向都有压强,甲中橡皮膜受到液体向下的压强,乙中橡皮膜受到液体向上的压强,而橡皮膜都与瓶口相平,说明药瓶浸入液体前,橡皮膜是向外突出的,故C正确,不符合题意;
AB.瓶内气体相同,橡皮膜都与瓶口相平,说明橡皮膜所受液体压强相等,图乙中橡皮膜比图甲在液体中的深度更深,根据可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,故A正确,不符合题意,B错误,符合题意;
D.药瓶浸入液体后,橡皮膜都与瓶口相平,根据,气体质量、体积都相同,两次瓶内气体密度相等,故D正确,不符合题意。
故选B。
12. 如图所示,在两个相同的水瓶内分别装入适量水,将它们正立、倒立放在水平桌面上,瓶内水面相平。下列说法正确的是( )
A. 两种情况下,水瓶对桌面的压力相等
B. 两种情况下,水瓶对桌面的压强相等
C. 甲中水对瓶底的压力与乙中水对瓶盖的压力相等
D. 甲中水对瓶底的压强与乙中水对瓶盖的压强相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.两种放置,水的质量不同,水和瓶子的总质量不同、总重力不同,而水瓶对桌面的压力等于水和瓶子的总重力,所以水瓶对桌面的压力不相等,故A错误;
B.乙与甲比较,水的质量较小、重力较小、压力较小,而受力面积也较小,无法比较水瓶对桌面的压强,故B错误;
CD.两种放置,水的深度相同,由p=ρgh可知水对瓶底、瓶盖的压强相等,即:甲中水对瓶底的压强与乙中水对瓶盖的压强相等;而瓶底的面积大于瓶盖的面积,由F=pS可知甲中水对瓶底的压力大于乙中水对瓶盖的压力,故C错误,D正确。
故选D。
13. 如图所示,在玻璃瓶内装入适量带颜色的水,用穿有透明细塑料管的橡胶塞塞住瓶口。从细塑料管上端向瓶内吹入空气,使细塑料管内水面上升到瓶口以上。将整个装置放在电梯中进行实验,电梯从2楼上升到12楼,细管中水面变化了3cm。已知这个过程中每升高10m,大气压减小100Pa,不计瓶内气压的变化。下列说法不正确的是( )
A. 这个过程中,细管中的水面会升高
B. 这个过程中,瓶外气压减小了300Pa
C. 到达12楼时,瓶内气压比瓶外气压大300Pa
D. 若每层楼的高度相同,则每层楼高3m
【答案】C
【解析】
【详解】A.大气压随高度的增加而减小,电梯从2楼上升到12楼,大气压减小,瓶内气压不变,瓶内气压大于外界大气压,因为细管中的水柱产生的压强和外界大气压之和等于瓶内气压,所以细管中的水柱产生的压强变大,由p=ρgh可知细管中的水面会升高,故A正确,不符合题意;
B.细管中水面变化了3cm,减小的压强为
故B正确,不符合题意;
C.该装置的内外压强关系为,到达12楼时,因为不知道细管中水柱的高度,所以无法确定瓶内气压比瓶外气压大多少,故C错误,符合题意;
D.由每升高10m大气压减小100Pa可知,大气压减小了300Pa高度应该升了30m,2楼至12楼总共为10个层高,所以每层楼高3m,故D正确,不符合题意。
故选C。
14. 用一根细线的两端分别固定乒乓球与大烧杯底部,注水浸没乒乓球后,将大烧杯底部一端垫高。乒乓球在水中的位置和所受浮力示意图正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】乒乓球在竖直向下的重力和拉力,以及竖直向上的浮力三个力的共同作用下保持平衡,将大烧杯底部一端垫高后,乒乓球受到的重力、拉力和浮力方向都不会发生变化,每个力都在竖直方向,乒乓球仍然保持这种平衡,细线保持竖直,故只有A正确,BCD错误。
故选A。
15. 如图所示,水平桌面上有一个质量为100g、底面积为的圆柱形平底薄壁溢水杯,杯底上表面到溢水口的距离为15cm,杯中装有部分水,此时溢水杯对桌面的压强为1300Pa。将挂在弹簧测力计下端的重为6N的实心圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计的示数变化了2N。当圆柱体浸没在水中时,下列结论不正确的是( )
A. 溢出到小桶中的水重为0N
B. 水对溢水杯底部的压强为1500Pa
C. 溢水杯对桌面的压力为15N
D. 圆柱体的密度为
【答案】B
【解析】
【详解】AC.杯中装有部分水,此时溢水杯对桌面的压强为1300Pa,容器底面积
由压强的公式可得容器对桌面的压力
容器质量
容器的重
容器中水的重
水的质量
水的体积
水的深度
由题意可知浸没在水中时的浮力
由阿基米德原理可得
排开水升高的高度
所以物体浸没后水的深度
小于杯底上表面到溢水口的距离15cm,故水不会溢出,容器对桌面的压力为13N,,溢出的重力为0,故A正确,不符合题意;
B.水对溢水杯底部的压强为
故B错误,符合题意;
C.由于圆柱体受到的浮力为2N,根据物体间作用力是相互的,可得圆柱体浸没后容器对桌面的压力为F=13N+2N=15N
故C正确,不符合题意;
D.已知物重,物体的质量
浸没时物体的体积
物体的密度
故D正确,不符合题意。
故选B。
二、填空题:本大题共5小题,共20分。
16. 某同学参加学校组织的研学活动,他坐在水平匀速行驶的汽车中,当汽车突然刹车时,他的______(填“脚”或“身体的上部”)随车慢下来,而______(填“脚”或“身体的上部”)由于______要保持原来运动的状态,因此身体会向______(填“前倾”或“后仰”)。
【答案】 ①. 脚 ②. 身体的上部 ③. 惯性 ④. 前倾
【解析】
【详解】[1][2][3][4]当汽车突然刹车时,脚与汽车车厢底面之间有摩擦力,摩擦力会阻碍脚的运动,使脚随车一起慢下来;而身体的上部由于具有惯性(物体保持原来运动状态不变的性质),会继续保持汽车刹车前的运动状态向前运动,因此身体会向前倾。
17. 老师用三块木板制作了一个简易水平仪,如图甲所示。其中,两块相同的木板均与长木板垂直,两块木板的顶端各绷有一根细线A、B。使用时,把它放到盛水的盆里,如图乙所示。
(1)同学1和同学2在不同的两地竖直竖立相同的标尺,用简易水平仪上的两根细线分别“瞄准”两地标尺上的刻度,如图丙所示。测得同学1和同学2两地的示数分别为57cm和92cm,则同学______(填“1”或“2”)所立标尺的地点比另一位同学所立标尺的地点高______ cm。
(2)为了检查这种水平仪漂在水面上时上部的两根细线是否在同一水平面上。可以用水平仪上的两根细线“瞄准”远处标尺上的刻度,然后将水平仪在水平方向旋转,再次“瞄准”远处标尺上的刻度。如果两次对应的刻度______(填“相同”或“不同”) ,就说明两根细线在同一水平面上。
【答案】(1) ①. 1 ②. 35
(2)相同
【解析】
【小问1详解】
[1][2]简易水平仪的工作原理是利用重力的方向总是竖直向下的,当水平仪水平时,两根细线“瞄准”的标尺刻度应该相同;若水平仪不水平,细线“瞄准”的刻度不同,且高的一端对应的刻度值小。 已知同学1和同学2处的示数分别为57cm和92cm,因为57cm<92cm,所以同学1所立标尺的地点比同学2所立标尺的地点高。 高度差为92 - 57 = 35cm
【小问2详解】
为了检查水平仪上的两根细线是否在同一水平面上,采用的方法是:用水平仪上的两根细线“瞄准”远处标尺上的刻度,然后将水平仪在水平方向旋转,再次“瞄准”远处标尺上的刻度。 如果两次对应的刻度相同,就说明两根细线在同一水平面上;如果不同,则不在同一水平面。
18. 如图所示,一段内径大小不均匀的玻璃管与左侧注满水的蓄水容器相连,玻璃管较粗的A处和较细的B处各接有一根竖直细玻璃管。
(1)关闭阀门K,水不流动时观察到竖直细玻璃管中液面相平,此时该装置______(填“是”或“不是”)连通器;
(2)打开阀门K,水流动时细管B处水的流速比粗管A处水的流速______(填“大”或“小”),细管B处上方竖直细玻璃管中的水柱比粗管A处上方竖直细玻璃管中的水柱______(填“高”或“低”)。说明在液体中,流速越大的位置,压强______。
【答案】(1)是 (2) ①. 大 ②. 低 ③. 越小
【解析】
【小问1详解】
关闭阀门K,水不流动时观察到竖直细玻璃管中液面相平,此时容器的上端开口,下端连通,是连通器。
【小问2详解】
[1][2][3]打开阀门K,水流出过程中,B处管子比A处管子要细一些,所以B处管子水的流速较大,根据流体流速与压强的关系可知,流速越大压强越小,故B点的压强小于A点的压强,则管B处上方竖直细玻璃管中的水柱比粗管A处上方竖直细玻璃管中的水柱低。
19. 图甲是某小组用自己制作的简易活塞式抽水机抽水的情景。该抽水机的结构如图乙所示,将塑料片粘在活塞上作为阀门A,把玻璃球放到瓶子里作为阀门B。当抽水机连续出水时,向上提起活塞,阀门A ______(填“打开”或“关闭”),低处的水受到______的作用推开阀门 B进入圆筒;压下活塞时,阀门______(填“A”或“B”)关闭,水受阻不能向下流动。
【答案】 ①. 关闭 ②. 大气压 ③. B
【解析】
【详解】[1][2]由图可知,当抽水机连续出水时,向上提起活塞,阀门A受到上方水的压力作用而关闭,上面的水被提向高处;活塞下面的空气稀薄,气压小于外界大气压,于是,低处的水由于受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒。
[3]压下活塞时,水受到向下的压力,阀门B被水压紧关闭,水受阻不能向下流动。
20. 某小组在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,进行了如下操作:
(1)用手指按压探头的橡皮膜,发现U形管两侧的液面有明显高度差且升降灵活,说明该装置气密性______(填“良好”或“差”)。
(2)液体压强的大小可以通过比较______来判断。
(3)比较甲、乙两图可知,液体压强与______有关。比较______两图可知,液体压强与液体密度有关。
(4)现将压强计两个探头分别浸入酒精和水中并处于同一深度,如图丁所示可判断出A杯中盛有______(填“酒精”或“水”)。将A杯中的探头向______(填“上”或“下”)移,U形管两侧液面会再次相平。(已知)
【答案】(1)良好 (2)U形管两侧液面的高度差
(3) ①. 液体深度 ②. 甲、丙
(4) ①. 水 ②. 上
【解析】
【小问1详解】
用手指按压探头的橡皮膜时,U形管两侧液面出现明显高度差,且能灵活升降,这表明装置没有漏气,气密性良好。因为如果气密性差,按压时液面高度差会不明显或者升降不灵活,气体容易从缝隙中泄漏,无法形成有效的压强差。
【小问2详解】
在探究液体压强的实验中,液体压强的大小无法直接观察,我们通过观察U形管两侧液面的高度差来判断。液面高度差越大,说明液体产生的压强越大;反之,高度差越小,压强越小。这种将不易直接测量的物理量转化为易观察的现象来反映的方法,在物理中叫做转换法。
【小问3详解】
[1]甲、乙两图中,液体都是水(密度相同),但探头在液体中的深度不同,U形管两侧液面的高度差也不同,深度越大,高度差越大,说明液体压强越大。由此可知,在液体密度相同时,液体压强与液体深度有关。
[2]要探究液体压强与液体密度的关系,需控制液体的深度相同,改变液体的密度。甲、丙两图中,探头在液体中的深度相同,甲图是水,丙图是另一种密度不同的液体,U形管两侧液面高度差不同,说明液体压强不同,因此比较甲、丙两图可知,液体压强与液体密度有关。
【小问4详解】
[1]由图丁可知,两个探头在液体中的深度相同,U形管左侧液面较低。根据液体压强公式p=ρgh,在深度h相同的情况下,液体密度ρ越大,产生的压强p越大。U形管左侧液面低,说明A杯探头处的压强大,所以A杯中液体的密度较大。已知水的密度大于酒精的密度,因此A杯中盛有的是水。
[2]当U形管两侧液面相平时,说明两探头处的液体压强相等。根据p=ρgh,在压强p相等时,液体密度ρ越大,深度h越小。A杯中的液体是水(密度较大),要使压强与B杯(酒精)相等,需要减小A杯探头的深度,因此应将A杯中的探头向上移。
三、实验探究题:本大题共4小题,共23分。
21. 在探究二力平衡的条件实验中。
(1)第1小组的同学使用如图甲所示的装置进行实验,向挂在小车两端的托盘里加钩码,小车所受拉力的大小可以通过______来改变。小车静止时,小组同学将小车转过一个角度,松手后观察______(填“释放瞬间”或“最终”)小车能否保持静止,从而探究不在同一直线上的两个力能否平衡;
(2)第2小组的同学使用如图乙所示的装置进行实验,当用,拉动木块时,木块能保持静止,此时木块受到的合力为______N,请在图乙中画出木块对水平桌面的摩擦力,并标出其大小(力的作用点为A)______。
【答案】(1) ①. 改变钩码的数量 ②. 释放瞬间
(2) ①. 0 ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]在该实验中,小车所受拉力的大小是通过改变钩码的数量来改变的,钩码的重力等于绳子的拉力,钩码数量越多,拉力越大。
[2]要探究不在同一直线上的两个力能否平衡,应使两个力不在同一条直线上。当小车静止时,将小车转过一个角度,松手后观察释放瞬间小车能否保持静止,这是因为在释放瞬间,两个力不在同一直线上,如果此时小车不能保持静止,说明不在同一直线上的两个力不能平衡;
【小问2详解】
[1]当用,拉动木块时,木块能保持静止,说明木块处于平衡状态,所以物体所受合力为0N。
[2]此时木块在水平方向受到、和摩擦力f的作用,与的合力为,方向与方向相同,所以摩擦力,方向与与的合力方向相反,即与方向相反。由于木块对水平桌面的摩擦力与桌面对木块的摩擦力是一对相互作用力,大小相等、方向相反,所以木块对水平桌面的摩擦力大小为1N,方向与方向相同。以力的作用点A为起点,水平向左画一条带箭头的线段,标上1N,如图所示:
22. 某同学利用如图甲、乙、丙所示的实验装置探究影响滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
(1)实验中用弹簧测力计______拉动木块,根据______的知识,可知弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。
(2)该同学猜想滑动摩擦力的大小可能跟接触面所受压力和接触面的粗糙程度有关,因此需要用到控制变量的研究方法,这里“滑动摩擦力的大小”是______(填“自变量”或“因变量”)。比较甲、乙两次实验,可得出结论:接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与______有关。
(3)该同学发现拉动木块时不易操作,于是用如图丁所示的实验装置进行了改进。当他匀速拉动长木板时,弹簧测力计的示数为2N,可知______(填“木块与长木板”或“长木板与桌面”)之间的摩擦力为2N。若该同学拉动长木板的速度突然变大,则弹簧测力计的示数______(填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】(1) ①. 水平匀速 ②. 二力平衡
(2) ①. 因变量 ②. 压力
(3) ①. 木块与长木板 ②. 不变
【解析】
【小问1详解】
[1]实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡知识,拉力大小才等于滑动摩擦力的大小;
【小问2详解】
[1]滑动摩擦力的大小可能跟接触面所受压力和接触面的粗糙程度有关,因此需要用到控制变量的研究方法,这里“滑动摩擦力的大小”是因变量(滑动摩擦力的大小可能随接触面所受压力和接触面的粗糙程度的变化而变化)。
[2]探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,应控制压力大小相同,改变接触面的粗糙程度,故甲、乙两实验符合条件。
【小问3详解】
[1]图丁中,匀速拉动长木板,木块相对地面静止,弹簧测力计拉力与木块受到的长木板的摩擦力是平衡力,所以木块与长木板之间的摩擦力为 2N。
[2]滑动摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关,拉动长木板速度变大,这两个因素不变,所以滑动摩擦力不变,弹簧测力计示数不变。
23. 某同学在研究同一直线上二力的合成实验中,将橡皮筋一端固定,另一端与小圆环相连。用一个弹簧测力计拉橡皮筋,将小圆环拉至O点,记下弹簧测力计的示数,如图甲所示。
(1)该同学把两个弹簧测力计分别通过与小圆环相连后,按如图乙所示的方向拉橡皮筋,将小圆环再次拉到O点,______(填“是”或“不是”) 、的合力。
(2)在研究同一直线上方向相同的两个力的合成时,该同学发现很难让两个弹簧测力计并排拉圆环时严格做到拉圆环的两个力在同一直线上,这两个力之间会有一定的夹角。于是他设计了如图丙所示的实验,他的方法是用______的两段细绳分别拉橡皮筋顶端的小圆环,使弹簧测力计前后放置,从而避免了弹簧测力计并排放置造成的夹角问题。
(3)比较甲、丙两图可知,同一直线上方向相同的两个力的合力大小______(用图中字母表示)。
(4)比较甲、丁两图可知,同一直线上方向相反的两个力的合力大小______(用图中字母表示),合力的方向与______(填“”或”)的方向相同。
【答案】(1)是 (2)长短不同
(3)
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
因为一个力产生的效果跟两个力共同作用所产生的效果相同,这个力就叫做那两个力的合力。该同学将小圆环再次拉到O点,说明产生的效果与、共同作用产生的效果相同,所以是、的合力。
【小问2详解】
要在实验中让“同一直线上方向相同的两个力”真正同向并在一条直线上,需避免两个弹簧测力计并排时产生夹角。图丙的做法是用“两段等长的细绳”分别把弹簧测力计前后拉直,这样就能使它们在同一直线上施力。
【小问3详解】
由图丙可知,两个力、 方向相同,共同作用使橡皮筋伸长到O点,与图甲中一个力作用的效果相同。根据同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之和,所以
【小问4详解】
由图丁可知,、 方向相反,共同作用使橡皮筋伸长到O点,与图甲中一个力作用的效果相同。根据同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差,合力的方向跟较大的力方向相同。所以,合力的方向与的方向相同。
24. 如图所示是探究浮力大小跟哪些因素有关的几个实验情景,弹簧测力计下悬挂的是同一个实心圆柱体,弹簧测力计的示数如图所示,图丙、丁中液面相平且圆柱体在液体中的位置相同。
(1)请在图甲中画出圆柱体对细绳的拉力的示意图,并标出其大小;
(2)分析比较______两图中的实验,可以探究浮力的大小是否跟物体浸在液体中的体积有关,分析比较______两图中的实验,可以探究浮力的大小是否跟液体的密度有关;
(3)图乙中,圆柱体下表面受到水的压力为______N。已知图乙中圆柱体下表面和图丙中圆柱体上表面在水中的深度相同,则图丙中圆柱体下表面受到液体的压力比图乙中圆柱体下表面受到液体的压力大______N;
(4)图丁中,盐水的密度为______。
【答案】(1) (2) ①. 乙、丙 ②. 丙、丁
(3) ①. ②. 1
(4)
【解析】
【小问1详解】
在图甲中,圆柱体静止,受到重力和细绳的拉力,重力方向竖直向下,大小为4N,根据二力平衡可知,细绳对圆柱体的拉力方向竖直向上,大小也为4N。而圆柱体对细绳的拉力与细绳对圆柱体的拉力是一对相互作用力,大小相等、方向相反,所以圆柱体对细绳的拉力方向竖直向下,作用在细绳上,大小为4N,如图所示:
【小问2详解】
[1]由图可知,乙、丙两图中,烧杯中液体的密度相同,圆柱体浸入液体中的体积不同,弹簧测力计的示数不同,根据称重法可知,圆柱体所受的浮力不同。所以,比较乙、丙两图可以得出:浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关。
[2]由图可知,丙、丁两图中,圆柱体浸入液体中的体积相同,烧杯中液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,根据称重法可知,圆柱体所受的浮力不同。所以,比较丙、丁两图可以得出:浮力的大小跟液体的密度有关。
【小问3详解】
[1]根据甲图弹簧测力计表盘读数为4N,则物体的重力为4N,图乙中,测力计的示数为3.5N,由称重法可得,圆柱体此时所受的浮力为
根据浮力的产生原因可得,浮力
圆柱体上表面的压力为0,则下表面受到水的压力为
[2]已知图乙中圆柱体下表面和图丙中圆柱体上表面在水中的深度相同,根据p=ρgh可知,图乙中圆柱体下表面所受到液体的压强等于图丙中圆柱体上表面所受到液体的压强,根据可知,图乙中圆柱体下表面所受到液体的压力等于图丙中圆柱体上表面所受到液体的压力;根据浮力的产生原因可知,丙中圆柱体所受的浮力等于下表面所受到液体的压力与上表面所受到液体的压力之差,所以,图丙中圆柱体下表面受到液体的压力与图乙中圆柱体下表面受到液体的压力之差就是物体在丙图中所受到的浮力,根据称重法可得,大小为
【小问4详解】
由图丙、丁可知,物体在两种液体中均处于完全浸入状态,在两种液体中排开液体的体积均设为V。丁图中:弹簧测力计示数为,在盐水中所受浮力为
丙图中:物体所受浮力为,根据浮力计算公式得:
所以
四、计算题:本大题共1小题,共12分。
25. 吸力锚是近海工程建设中固定浮式结构物的一种桩基,在近海风电、石油平台、深海养殖等领域应用广泛,图甲是吸力锚安装前被吊起的情景。某工程需要对一质量为80t的吸力锚进行安装,图乙是吸力锚正在水下沿竖直方向匀速下降的示意图,可将该吸力锚看作上端封闭、下端开口且筒壁厚度均匀的大圆筒,它的直径为6m,高为20m,全身主体由钢材制作而成。吸力锚的顶盖上有一直径很小的抽水孔,可确保在水中下降时圆筒内无空气。此外还有吊耳、锚链等质量、体积不计的其他结构。(海水的密度、所用钢材的密度、大气压、)
(1)当吸力锚的顶盖在50m深度处时,受到的海水的压强为多少Pa?
(2)如图乙所示,不计吸力锚在下降时海水对它的阻力,这个过程中:
①吸力锚受到的浮力为多少N?
②钢索对吸力锚的拉力为多少N?
(3)如图丙所示,当吸力锚到达海床后,撤掉钢索,吸力锚依靠自身重力会陷入海床一部分,然后通过泵阀系统将筒内的海水从抽水孔抽出,吸力锚在水压及大气压的作用下,继续下陷。当吸力错的顶盖缓慢下陷至50m深度处时,顶盖上、下表面受到的压强之比为3:1,吸力锚受到的阻力为,吸力锚底部与海床的接触面积为,此时吸力锚对海床的压强为多少Pa?
【答案】(1)
(2);
(3)
【解析】
【详解】解:(())当吸力锚的顶盖在50m深度处时,受到的海水的压强为
(2)①80t的吸力锚体积为
因吸力锚浸没在海水中,即
则吸力锚受到的浮力为;
②吸力锚的重力为
吸力锚正在水下沿竖直方向匀速下降的过程中,根据力的平衡关系可知,钢索对吸力锚的拉力为
(3)顶盖上表面受到的压强为
顶盖下表面受到的压强为
顶盖上下表面受到的压力差为
海床对吸力锚的支持力为
吸力锚对海床的压力为
吸力锚对海床的压强为
答:(1)当吸力锚的顶盖在50m深度处时,受到的海水的压强为;
(2)①吸力锚受到的浮力为;
②钢索对吸力锚的拉力为;
(3)此时吸力锚对海床的压强为。
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