专题08 综合应用题(期中真题汇编,辽宁专用)八年级物理下学期
2026-03-18
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内容正文:
专题08综合应用题
4大高频考点概览
· 考点01 运动和力综合应用题
· 考点02 压强综合应用题
· 考点03浮力综合应用题
· 考点04 综合应用题考点01运动和力综合应用题
1.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)阅读下面短文,回答问题。
失重
在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物静止和匀速下降,再让其加速下降,同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同,都等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了。老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面的压力就小于人受到的重力。”小勇在老师的指导下到电梯内做失重实验,他将一个体重秤放在电梯的水平地面上,然后站上秤台,如图甲所示,在电梯向下运动的过程中,他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数m随时间t的变化图象,如图乙所示。已知小勇的实际质量为60kg;(g取10N/kg)
(1)电梯静止时,小勇对秤台的压力为______N,此时小勇受到的重力与______力是一对平衡力;
(2)根据图乙分析,小勇在______(选填“”“”或“”)时间内处于失重状态,此时小勇所受支持力为______N,合力为______N;
(3)分析图乙可知,在时间段内可能是小勇在电梯中处于下列哪种情形______。
A.加速上升或加速下降 B.减速上升或减速下降
C.减速上升或加速下降 D.加速上升或减速下降
2.(24-25八年级下·辽宁阜新·期中)阅读短文,回答问题。
空气阻力
在赛车界中有这么一句话:“谁控制好空气,谁就能赢得比赛!”这里所说的空气,指的就是空气阻力。物体在空气中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做空气阻力。空气阻力的大小与物体的运动速度有关,速度越大,阻力越大;空气阻力的大小还跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;此外,空气阻力的大小跟物体的形状也有关,头圆尾尖的物体受到的阻力较小。物体(以雨滴为例)从高空由静止下落,速度会越来越大,它所受的空气阻力也会越来越大;下落一段距离后,雨滴将以某一速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。
(1)在研究物体在流体中受阻力大小与速度关系时,应控制物体的横截面积和______相同;
(2)雨滴在高空形成后从静止开始下落,其速度越来越大,是由于它受到的重力_____(选填“大于”“小于”或“等于”)空气阻力;
(3)下落过程中,随着雨滴速度的增大,受到的空气阻力______(前两空均选填“增大”“减小”或“不变”);当雨滴受到的阻力______(选填“大于”“小于”或“等于”)重力时,雨滴的速度达到收尾速度。
3.(24-25八年级下·辽宁丹东·期中)阅读下面内容,回答以下问题。
嫦娥四号月背之旅
月球是地球的天然卫星,月球绕地球公转的周期与自转周期相同,所以月球总是同一面背对地球。
月球背面与地球间的通讯是一个难题,为解决该问题(如图甲所示)。2018年12月8日,我国又将嫦娥四号探测器送入太空。嫦娥四号经历地月转移、近月制动。环月飞行和落月过程,成为人类史上首个着陆于月球背面的无人探测器。为避免嫦娥四号在着陆瞬间“闪着腰”,工作人员给它研制了4条强有力的“腿”,又能有效“吸收”着陆时产生的冲击力,防止它携带的设备被震坏。在嫦娥四号的“腿”上(如图乙所示)。“大脚掌”中央装有一个形如足弓的金属构件,可以有效分散冲击力。
嫦娥四号由着陆器与巡视器(即月球车,又称“玉兔二号”)组成,2019年1月3日巡视器与着陆器成功分离,顺利在月背表面行驶。“玉兔二号”利用其底部6个带齿纹的轮子有效增大了与月面间摩擦;“玉兔二号”配有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达等科学探测仪器,总质量仅135kg。
(1)“鹊桥”中继星在轨道上运行时,受到的力_______(选填“是”或“不是”)平衡力;
(2)嫦娥四号探测器“腿”上的圆形“大脚掌”可_______对月面的压强;
(3)为增大与月面间的摩擦,“玉兔二号”采用的装置是_______,“玉兔二号”月球车在月球背面留下第一道“脚印”,这个现象说明力可以改变_______;
(4)小海同学有一个创新设计,他计划用降落伞将探测器降落在月球上,你认为他的这种设计_______(选填“科学”或“不科学”);
(5)在太空中能进行的实验是_______。
A.用握力棒锻炼臂力
B.用重锤线校正物体是否竖直放置
C.测杯子对水平桌面的压力
4.(24-25八年级下·辽宁丹东·期中)请阅读短文,回答问题。
“天问一号”探测器成功着陆
火星是太阳系中与地球最相似的行星,直径约为地球的,质量约为地球的,火星表面为。人类对火星的探测具有重大的科学意义。2021年5月15日,在经历了296天的太空之旅后,我国天问一号火星探测器所携带的祝融号火星车及其组合体,成功降落在火星的乌托邦平原,从进入火星大气到着陆火星表面是整个火星着陆过程中最为惊险的时刻。我国天问一号任务火星着陆分为气动减速、伞系减速、动力减速、悬停避障与缓速下降四个阶段,历时“惊魂九分钟”,如图甲图为探测器离轨着陆过程模拟图。后续,“祝融号”火星车将依次对着陆点全局成像、自检、驶离着陆平台并开展巡视探测。
(1)如图乙是我国自行研制的“祝融号”火星车,火星车有六个宽大的车轮,这是为了___________。每个车轮表面凹凸不平,这是为了___________。
(2)着陆巡视器在下降过程中,所受到的阻力为,则在伞系减速过程中,___________G(选填“>”、“<”或“=”);
(3)若火星车整车质量为,则火星车在火星表面受到重力为___________,假如同一物体分别在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行,在火星上滑行的距离会比地球上___________(选填“长”或“短”)。
5.(24-25八年级下·辽宁丹东·期中)阅读下面材料,回答问题。
登陆火星
仰望星空,我们追梦不止……
经过科学家们的不懈努力,我国发射的“祝融号”火星车登陆火星表面。火星车重240kg,六轮驱动,可以全方位探测了解火星。
登陆一颗陌生的星球,大体分为“绕”、“着”、“巡”三步。
“绕”:探测器经过漫长的旅程,实现对登陆星球的环绕飞行。
“着”:探测器着陆星球表面的过程。
“巡”:探测器到达星球表面后,放出巡视车,完成对星球表面的拍摄及土壤分析等工作。
其中最困难的一步就是“着”,这个过程中要使探测器的速度在短短的几分钟内降至零,通常要先后经历“气动减速”、“降落伞减速”、“动力减速”三个阶段。
火星是太阳系中与地球最相似的行星,表面有大气层,温度适宜,火星表面引力为地球表面引力的2/5,火星表面的气压大约是地球表面气压的1%。
(1)探测器环绕火星运动的轨道是一个椭圆,如图所示。则探测器在环绕火星运动的过程中,其运动状态一定___________(选填“改变”或“不变”)。
(2)为了应对火星表面的昼夜温差,研制团体为火星车配制了两套集热器,并采用了纳米气凝胶保温,这是因为纳米气凝胶的导热性___________。
(3)火星车每个轮子与地面的接触面积约为,在火星某段水平面上匀速行驶时,火星车对水平面的压强约为___________Pa、
(4)为了缓存着陆,着陆前缓冲发动机喷气的方向是火星表面,将速度由非常大逐渐减小,这说明___________。
(5)小明在地球上最多可以举起40kg的杠铃,可以推断,若在火星的表面最多可以举起___________kg的杠铃。
(6)“祝融号”火星车的太阳能电池板表面有一层钛、硅材料微结构膜,这层膜表面的微观结构与莲叶表面的结构类似,能够令火星的沙尘与太阳能电池板表面之间存在一层空气,可以极大减小火星尘埃与太阳能电池板表面的摩擦力,从而大大减少火星沙尘附着的可能性。请列举一个与上述减小摩擦力方法相同的实例。___________
6.(24-25八年级下·辽宁丹东·期中)天宫飞天嫦娥奔月
2024年4月25日,随着“神舟十八号”载人飞船成功发射升空并顺利与中国空间站对接,中国空间站航天员已经完成了五次轮换,航天员已经进行了三次太空授课,由于空间站中的物体可视为不受重力作用,产生了很多神奇的实验现象,让国人大开眼界。
2024年5月3日,搭载“嫦娥六号”探测器的长征五号遥八运载火箭,在中国文昌航天发射场成功发射,准确进入地月转移轨道。6月2日“嫦娥六号”着陆器和上升器组合体平稳着陆于月球背面南极艾特肯盆地。在月球背面“挖土”并展示五星红旗后,“嫦娥六号”还在月面留下了一个“中”字。6月4日“嫦娥六号”上升器携带月球样品自月球背面起飞,踏上返回地球的行程,是国际科学界为之庆祝的壮举。
(1)“神舟十八号”和“嫦娥六号”发射升空时,火箭发动机向下喷射高温燃气,利用物体间力的作用是______的推动火箭上升。在空间站中,宇航员可以通过______(选填“哑铃”或“弹簧拉力器”或“跳绳”)来锻炼身体;
(2)“嫦娥六号”四条腿长有四个大脚掌,其主要目的是______。月球样品从月球带至地球时,月球样品的质量______(选填“变大”或“变小”或“不变”);
(3)宇航员王亚平太空授课时做过多个有趣的实验。空间站中,完全浸没在水中的乒乓球由于不再受到重力和______力而悬停不动,可以停在水中任意位置;
(4)王亚平在空间站中抛出冰墩墩,不考虑空气阻力作用,离手后冰墩墩由于______将做______(填写运动状态)。
考点02压强综合应用题
1.(24-25八年级下·辽宁铁岭·期中)五一期间小明和家人到商场选购节日礼物,爱观察好动脑的小明注意商场工作人员在给鱼缸注水,他发现缸内的水面高于缸口液面如图甲所示,更神奇的是水在向高处流,小明非常好奇,于是和学习小组同学开展了设计神奇鱼缸的活动。
任务一、了解负压鱼缸
小组同学通过查阅资料知道这种鱼缸叫负压鱼缸,“负压”是低于一个标准大气压的气体压力状态。负压鱼缸的结构采用独特设计,该设计使负压鱼缸顶部保持负压状态,水不会从缸底出口流出。一般负压鱼缸配有电子控制系统以及一台真空泵(抽气机),如图乙所示,可以通过抽吸形成一定负压。这种负压鱼缸______(选填“属于”或“不属于”)连通器,鱼缸换水时要排出竖直缸内的水,此时真空泵需要______(选填“增加”或“减少”)鱼缸内空气。
任务二、制作负压鱼缸
热爱动脑筋的小明想起了托里拆利实验,按照大气压强为计算。根据图乙给出的条件,计算出负压缸顶部液面上方的气压为______Pa,鱼缸底部位置所受液体压强为______Pa(,)。小组同学提出这种负压鱼缸和我们教材中盆景自动供水装置如图丙原理相同,同学们用玻璃瓶灌满水后倒立水盆中,瓶中的水不会流出。将瓶口在水面下固定后就制作了一个简易的负压鱼缸如图丁。小组同学提出如果此时在A点开一个小洞,则玻璃瓶的水会从A点向上喷出。你认为他的说法正确吗? ______。
任务三、“负压”的应用(增氧泵增氧的原理)
如图戊所示是另一个普通鱼缸中的增氧泵增氧的原理示意图。水泵工作时,水从进水管口吸入,从出水管口快速喷出,此时进气管下端口水的______,空气就会通过进气管进入水中形成气泡,与水流一起从出水管口喷出。
2.(24-25八年级下·辽宁丹东·期中)小亮暑假去农村看望姥姥、姥爷,在那里不仅度过了一个愉快的假期,还帮助姥姥解决了许多问题,被姥姥高兴地称作“物理实践小能手”。
姥姥家院内有一个老式的活塞式抽水机,小亮对它产生了浓厚的兴趣。
(1)如图为活塞式抽水机工作的示意图,其中POQ是手柄,能绕着O点转动,P点通过连杆与活塞相连,A、B是单向阀门,只能向______开启。
(2)如图2所示,活塞向下运动时,阀门B在______(选填“大气压”或“水压”)作用下______(选填“关闭”或“开启”),阀门A打开,圆筒中的水不断上升到活塞上方。
(3)姥姥说这个抽水机总不使用不太好用了,小亮告诉姥姥在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,他这样做的目的是增强活塞与筒壁间的______。
A.气密性 B.摩擦力 C.压强
3.(24-25八年级下·辽宁大连·期中)随着同学们对物理知识的进一步学习,大家的物理观念逐渐形成,有了从物理角度认识世界、解决问题的意识。物理实践小组的活动项目也越来越丰富,不仅深化了物理知识的理解,同学们的实践创新能力也越来越强。
【项目提出】
如何检测教室的地面是否水平?分析并找出最优方案,实施操作。
【项目分析】
①查阅资料,获得几种简易水平仪的制作方法。
②设计实施方案,利用所学的物理知识,分析这几种方案的物理原理。
③分析操作细节,选择最优方案并实施操作。
【项目实施】
(1)查阅资料,获得几种简易水平仪的制作方法。
同学们通过查阅书籍、上网搜索,获得了有条件操作的三种方案,如下图所示。
水平仪一:20世纪60年代,河南林县(今林州)人民在太行山上建成了全长1500km的“人工天河”——红旗渠。在施工过程中,技术人员发明的一种简易水平仪,它由三块木板组成 (如图一)。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。
水平仪二:如图二所示,在装修房屋时,工人师傅常用一根灌有水且足够长的透明塑料软管,确定水平高度相同的两点。
水平仪三:如图三所示,将铅垂线固定在三角支架中间垂直于底边的木条顶端O点,建筑工人在砌房子时经常用这种水平仪来检查某一平面是否水平。
(2)设计实施方案,利用所学的物理知识,分析这几种方案的物理原理。
方案一:利用水平仪一,把它放到盛水的盆里,在教室地面上任意甲、乙两点竖直放置相同的标尺,分别从左右两侧用简易水平仪上的两根细线“瞄准”远处标尺上的刻度 (如图四所示),若两次读数相同,则甲、乙两点水平高度相等。在教室内不同位置反复实验,结果任意两点都等高,则教室地面水平。
从物理角度分析,这个方案利用了光在同种均匀介质中沿直线传播的原理。
方案二:利用水平仪二代替水平仪一,将足够长的注水透明塑料软管两端分别贴近甲、乙两点的标尺,若两端软管中的水面对应的刻度相同,则甲、乙两点水平高度相等。然后在教室内不同位放置标尺,重复上述操作。
从物理角度分析,这个方案利用了____________的特点,在软管中装有_________液体,液体不流动时,液面总是等高的。
方案三:利用水平仪三,将三角支架的底边放在教室地面上任意位置,若观察到铅垂线与三角支架中间木条平行,则说明支架底边所在地面水平。同样,需要在不同位置反复实验。
从物理角度分析,这个方案利用了______________来确定地面水平。若出现如图五所示的现象,则说明________边(选填“左”或“右”)地势高。
三个方案中都提出在地面不同位置反复实验,目的是___________
A.取平均值减小误差 B.作出准确的判断 C.使结论具有普遍性
(3)分析操作细节,选择最优方案并实施操作。
同学们经过讨论发现,方案一中如果所测两点不等高,该方案可以测出两点的_______,方便修整地面水平;方案二中向长软管中注水时,要保证没有气泡,否则软管两端的水面就不在同一水平面上。方案三相对简单便于操作,但不能定量测量,不便于修整地面。
最后大家一致决定,如果就是简单的检测教室地面是否水平,用方案三最优。
【展示交流】
在方案设计和讨论的过程中,同学们理解了在20世纪60年代,河南林县 (今林州)人民在物资紧缺的条件下修筑“红旗渠”,发明的简易水平仪的重大意义,也体会到了我国劳动人民的伟大智慧。
4.(24-25八年级下·辽宁大连·期中)【项目提出】在“校园生态角智能养护”项目式学习中,为实现绿植的自动灌溉,学习小组的任务是设计并制作一款自动资水器。下面是学习小组研究和制作过程,请结合物理知识,完成以下问题:
【项目分析】
要制作“自动浇水器”,需要完成下列任务:
(1)明确自动灌溉原理;
(2)设计并完成制作。
【项目实施】
(3)通过基础软自动浇水装置.探寻自动出水的条件:
①如图甲所示,将一个装满水的塑料瓶倒放在盆景盘中,使瓶口刚刚被水浸没。由于盆景吸收和蒸发现象使盆中水位下降至使瓶口刚露出水面时,空气进入瓶中,瓶中就会有水流出,使盘中的水位升高,瓶口又被浸没,瓶中的水不再流出,此时瓶内气体压强________大气压强。(选填“大于”、“等于”或“小于”)②小组有同学提出上述装置虽可以实现水自动流出,但无法控制出水量和水流速。小组成员联想到可以借鉴输液瓶中液体匀速流出原理。如图乙所示,B管是两端开口的软管,一端穿过瓶口密封胶塞插入瓶内(管口在液面以下),另一端裸露在空气中,吊瓶中的药液是否会从B管流出?________(选填“是”或“否”)
(4)通过升级软自动浇水装置,控制自动出水的速度;
为满足多肉植物(需水量少)和绿萝(需水量大)的差异化需求,通过调节可实现不同速率的灌溉。小组同学开展了对水流速度影响因素的探究,结合所学过的压强知识和药液匀速流出的设计原理进而猜想水流速度受以下两个因素影响:
影响因素一:储水箱的高度h;影响因素二:出水管的内径;
次数
储水箱高度
出水管内径
灌溉液体
水流速度()
1
15
2
水
0.5
2
30
2
水
1.0
3
15
4
水
2.0
①对比实验1、2可知:管径相同时,高度越高,水的流速越快;分析原因是因为:储水箱高度越高,出水管口处的________压强越大;
②对比实验1、3可知:高度相同时,出水管内径越大,水流速度越________。
(5)综合上述分析,小组设计了如图丙所示的装置。将装有水的容器口朝下固定在高处。容器口固定出水管,在出水口处安装阀门控制水流速。细心的同学发现玻璃瓶装的吊瓶除出水管外,还有一根进气管,目的是使瓶内液体全部流出米,为实现相同目的。同学们认为通过选择合适的装水容器也可以解决这个问题。下列哪个容器能解决这个问题:________(填对应符号)
A.硬质玻璃瓶
B.硬质塑料瓶
C.软质塑料袋
【项目评估与优化】
(6)图丙所示的装置仍需要人工调整阀门大小,想实现真正意义上的“自动”,需想办法实时知道土壤湿度,并能将湿度情况反馈出来控制阀门的大小。同学将所想跟老师进行了反馈,老师建议同学们利用传感器和AI技术对“自动浇水器”进行优化。请补全对AI指令的逻辑图______。
5.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)课外学习小组开展了制作简易活塞式抽水机的实践活动,同学们集思广义,各显身手,下面是小组同学们交流的实践过程,请下列内容补充完整:
【项目实施】
首先需要了解活塞式抽水机的结构及工作原理:
取一个注射器,把针头插到装有水的盆中,向上拉动活塞,就能看到水从低处升到高处,这是靠___________的作用,使水升到高处的。结合托里拆利实验,同学们想到尝试设计一款活塞式抽水机。通过计算同学们得出抽水机提升水的最大高度约为___________m(已知标准大气压p0=1.0×105Pa,,g=10N/kg)。在初步了解了活塞式抽水机的工作原理之后,小明设计了一个如图甲所示的抽水机,当活塞在圆筒内上升到出水管S后继续上升,会发生的现象是( )
A.水从出水管S流出
B.圆筒内水随活塞继续上升
C.圆筒内水面开始下降
D.水保持在出水管S管口下方附近不动,既不上升也不下降
【项目改进】
小明参照图乙所示的活塞式抽水机的结构,对自制抽水机进行了如下改进,如图丙所示:
① 剪下洗涤液的空瓶子的瓶底,瓶子上部作为抽水机的圆筒。把瓶底再略剪一小部分作为活塞,使瓶底的外径与瓶子的内径相吻合。
② 在瓶子的侧壁上打一个出水口,插上一段塑料管作为出水管。拔掉瓶盖上的小帽,把瓶口作为进水口。
③ 在活塞上打两个孔,中间的孔用来固定筷子。用橡皮膏把塑料片的一边黏在活塞上,使塑料片能盖住孔A,作为一个阀门。把玻璃球放到瓶子里作为另一个阀门B。
④ 装上活塞,抽水机就组装好了。将瓶口朝下浸入水中,向上拉动活塞,此时阀门B下方的压强___________(选填“大于”或“小于”)阀门B上方的压强,阀门B下方的水推开阀门B进入圆筒中,活塞反复上下运动,最终成功将水抽到高处。
【项目反思】
小明和同学们发现这样一个问题,自制的活塞式抽水机在工作前,向圆通内灌入一些水,抽水会更容易,这样做的主要目的是___________。小明还发现每个小组制作的抽水机模型各具特色,下列做法能使活塞式抽水机的工作运转流畅的是( )
A.减少活塞和管壁之间的摩擦 B.减少圆筒的重量 C.减少活塞的重量
6.(24-25八年级下·辽宁铁岭·期中)阅读短文,回答问题。
综合实践活动——研究固定翼无人机的升力
[提出问题]
无人驾驶飞机简称“无人机”,固定翼无人机升空之前,为什么要在水平跑道上加速到一定速度才能升空呢?
[实地学习]
小明到科技馆了解无人机的结构及升空原理。如图甲所示,无人机由机身、机翼、尾翼和 起落装置、动力装置等部分组成。机头呈现出流线型,可有效减小飞行的阻力。机翼面积较大,。且它的剖面呈上凸下平,起飞前,机翼前方的螺旋桨转动,驱动无人机向前加速。空气从机翼 的上、下表面流过,上表面比下表面长,因此空气在机翼上表面的速度比下表面快。伯努利原。理指出,空气流速越大,其压强就越小,流速越小,压强就越大。无人机速度达到一定值,机翼上、下表面产生的向上的压力差(升力)足以克服自身的重力时,随即升空。讲解员还介绍了升力与迎角(机翼和气流角度)的关系,如图乙所示。
[实验设计]
小明利用无人机模型、电子秤、电风扇等器材研究升力与速度的关系,将模型放在电子秤上,并正对电风扇,模拟无人机的加速过程,通过电子秤示数分析知道升力的大小,风量Q是指单位时间内从电风扇正面流出的空气的体积,如图丁所示。
表一:电风扇的性能指标
挡位
弱
中
强
超强
风量Q/(m3·min⁻¹)
8
12
16
24
风速v/(m·s)
1.0
1.5
3.0
表二:
挡位
弱
中
强
超强
电子秤示数/g
798
796
792
782
[进行实验]无人机模型放在电子秤上,电子秤的示数为800g,启动电风扇,并将电风扇调节到不同挡位,读出电子秤的示数,填入表二。
[交流评价]小明和同学们从如何让无人机升空等方面进行了交流评价。
(1)关于无人机,下列对应关系不正确的是( )
A.升力的施力物体——空气
B.流线型机头——减小空气阻力
C.克服自身的重力——重力消失
D.螺旋桨驱动力的作用是相互的
(2)分析图乙可知,当迎角逐渐增大,升力会______。
(3)分析表一可知强风档的风速v=_____m/s,风扇正面出风的面积s=_____m2(保留两位小数);进一步分析表一、表二可知:当超强风档时,电子秤受到无人机的压力F=_____N。
(4)为了让无人机升空,除提高速度以外,请你再提出一个合理化的建议。______。
7.(24-25八年级下·辽宁丹东·期中)阅读下面短文,回答问题。
活塞式抽水机
抽水机也叫水泵,是一种利用大气压强的抽水工具。如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。其中,活塞跟筒壁紧密接触但是可以自由上下滑动,是只能向上开启的阀门。使用时,有经验的人会先往抽水机的圆筒里倒一点水,这样可以更容易把水抽出来。若提起活塞,阀门受到大气压的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,圆筒内气压 ① 外界的大气压。于是,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒(图甲);当压下活塞时,阀门被水压下而关闭,水被阻不能向下流动,于是冲开阀门进入圆筒的上部(图乙);再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门关闭,水从侧管流出。与此同时,井里的水又在大气压的作用下推开阀门 ② 而进入圆筒(图丙)。这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出。
(1)文中①处应填_____(填“大于”“小于”或“等于”),
②处应填_____(填“A”或“B”)。
(2)下列生产生活实例与活塞式抽水机工作原理相同的是_____。
A.吸盘 B.连通器 C.铅垂线 D.单腿冰车
(3)有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,目的是增强活塞与筒壁间的_____。
A.气密性 B.摩擦力 C.压强
(4)当大气压为时,该抽水机提升水的最大高度是_____m。
(5)虹吸抽水主要也是利用大气压力充当动力,在生活中应用非常广泛。在下面四个装置中的玻璃管内灌满水,一端插入盛满水的大烧杯内,另一端用手按住管口,放手后,能把水虹吸到空烧杯的是_____。
A. B. C. D.
8.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)阅读短文,回答问题。
“飞行汽车”——随心移动,自由飞行
在近日的第十五届中国航展上,某公司生产的“陆地航母”飞行汽车以其独特的设计和功能吸引了众多目光。陆行“母舰”具备全球唯一能装下“飞机”的汽车后备舱,一键操作便可在短短5分钟内完成陆行体和飞行体的自动分离、结合。
它采用了碳纤维材料,飞行体可实现垂直起降和低空飞行,满足低空飞行需求。采用的整机多伞救生系统可以在50米的高度实现开伞,突破了行业内200米以上的开伞高度难关。接地速度达到左右,能有效保护乘员和机体不受伤害。
(1)飞行体采用碳纤维材料打造全机身,是因为碳纤维具有___________小的物理特性;
(2)飞行体匀速升空时,在竖直方向上受到升力、重力和阻力,请写出这三个力的关系式___________;当总重为的“飞行汽车”在水平公路上匀速行驶时,它对地面的压力为,则与的大小关系为:___________;
(3)安全永远是第一位的,我们要做好各种预案。比如:飞行汽车不慎落入水中……如果水较深,车沉入水中后将无法打开车门,此时不要惊慌,待水快要充满车厢后,深憋一口气就可以打开车门逃生了。这是由于最初车沉入水中时,车外水的压强___________(填“大于”“小于”或“等于”)车内空气的压强,会产生一个向___________(填“车内”或“车外”)方向的压力差。随着车内水面升高,车内外的压强差___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
9.(24-25八年级下·辽宁葫芦岛·期中)风洞
爆轰驱动超高速高焓激波风洞(简称:JF-22超高速风洞),作为全世界最先进的风洞,这一大国重器通过国家验收。JF-22超高速风洞,实验气流速度范围3-10km/s,JF-22可展现40到100km高空环境情况,约30倍声速的飞行条件,将帮助我国航空、航天技术的发展走上新的巅峰。
在设计飞机等飞行器时,空气对飞行器产生的阻力和升力等都是难以通过计算得到的,即使现代的超级计算机对有些问题也是难以模拟的。于是科学家们想出了一个办法,按一定比例做出缩小的飞行器模型,将其置于洞状空间内,从洞的一端按设定的速度向飞行器吹风,以了解实际飞行器的空气动力学特性,这种试验装置叫做风洞。
如图(a),将飞机模型放在风洞中固定不动,让风(流动的空气)高速迎面吹来,由于飞机模型相对于风是运动的,从而模拟了飞机在空气中高速运动的情形。
(1)在图(a)模拟实验中,用风筒吹风时当吹出的风速变大时,弹簧秤的示数变小,说明飞机在竖直方向受到了一个向______的力的作用。这个力生产的原因是:机翼上表面气体流速大压强______,而下表面气体流速小压强______;
(2)在图(a)中当无风时弹簧秤的示数为15N;当迎面吹着机翼模型的风速达到一定值时,弹簧秤的示数为10N。此时飞机模型受到的升力为______N;
(3)通过查阅资料,机翼模型在水平风的作用下,获得竖直方向的力的大小为F,实验得到F与风速的二次方v2关系图像如图(b),当风速是原来的2倍时,F是原来的几倍?______;
(4)风洞测试在很多行业有着应用,建筑、汽车、高铁、航天器、跳伞模拟训练、体育训练等等,风洞测试对产品的定型、性能的改进、指标的优化起着关键的作用,下列定型时产品需要风洞测试的是:_____。(多选)
A.轿车 B.大型桥梁 C.起重机 D.压路机
考点03浮力综合应用题
1.(24-25八年级下·辽宁大连·期中)如图是伽利略温度计的模型。温度计中有密度随温度升高而变小的液体。如图甲,当该液体温度为19℃时,质量为4×10⁻3kg的小球b悬浮,b标记“19℃”另外两个小球分别标记“15℃”和“23℃”,当小球悬浮时,它标记的温度与液体温度相等。图甲、乙、丙中小球a、b、c均静止,忽略小球体积变化,g取10N/kg。
(1)图甲中小球b悬浮,此时b受到的浮力为__________N;
(2)图乙中小球b漂浮。
①此时小球b所受浮力__________图甲中b所受浮力(选填“大于”“等于”“小于”);
②此时液体温度__________19℃(选填“高于”“等于”或“低于”);
③小球c对应的标记是__________℃(选填“15”或“23”);
(3)图丙中液体温度的范围可能是__________;
A.14℃以下 B.16℃~18℃ C.20℃~22℃ D.24℃以上
(4)液体温度在15℃~23℃范围内,b在液体中静止时所受浮力与液体温度关系的图像可能正确的是(b不接触其他小球)__________。
A. B.
C. D.
2.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)阅读短文,回答问题。
综合实践活动——制作密度计
编号
①
②
③
④
⑤
密度计的质量m/g
25
20
15
12
8
浸入深度H/cm
沉底
26.7
20.0
16
倾倒
【实践制作】小明用粗细均匀长约30cm的塑料吸管、蜡、细钢珠自制了几支密度计,他在吸管下端装入适量细钢珠后,用蜡封住管口并使底部平整、他用电子天平测出自制密度计的反量,并将它们放入水中,当竖直漂浮时,在吸管上标出水面的位置,并测出该位置到吸管下端的距离,即浸入深度H,如图乙所示。将测得的数据和实验现象记录在上表中;
同一密度计漂浮在不同液体中浸入的深度不同,根据密度计漂浮在不同液体中浸入深度与液体密度的关系,在自制密度计的表面标注好刻度;
【测量密度】配制适当浓度的食盐水,用天平、量筒和烧杯测出盐水的密度,然后再用自制的密度计测量,检查刻度标注是否准确。再利用自制密度计测量食用油、果汁、酱油等常见液体的密度;
【交流评价】
(1)使用文中密度计不能测量 的密度;
A.酒精
B.矿石
C.牛奶
(2)关于图甲中的三支市售密度计,下列说法不正确的是 ;
A.刻度上小下大且上疏下密
B.上端刻度处较细为了增大量程
C.装铁砂可以降低重心,使它们竖直漂浮在液体中
(3)用自制密度计测量盐水密度时,若液面在图丙所示的位置,则该盐水的密度为 _________________ ;
(4)分析上表可知,①号密度计沉底是因为所受的重力 _______ 浮力(选填“大于”“等于”或“小于”)。将该密度计的质量调整为18g,放入水中后漂浮,此时所受浮力为 _________ N,浸入水中的深度H= _______ cm;(g=10N/kg)
(5)质量一定时,减小吸管的横截面积:对增大刻度线间距离,便于读数 _____ (选填“有”或“无”)帮助;对增大密度计测量范围 _____ (选填“有”或“无”)帮助。
3.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)如图甲所示,中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4270m的科考营地顺利升空达到海拔9032m,创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。“极目一号”Ⅲ型浮空艇主要靠浮力升空,体积约为,总质量约为2.6t。浮空艇有两个气囊,内部上层主气囊充满氦气,中间隔开,下边腹部还有一个小的副气囊如图乙所示,副气囊是充空气的,通过调节副气囊的空气垫就可以调节压力。随着高度升高,空气密度逐渐变小,浮空艇通过排出下面副气囊的部分空气,调节整个艇的内外气压差在安全范围内。浮空艇通过与地面锚泊车连接的系缆进行升空和驻空,如图丙所示,主系缆的作用就是约束浮空艇的艇体,它由很多部分组成,其中包含承力的部分。浮空艇通过搭载的各种探测仪器展开垂直观测,对推进国家生态文明建设、促进全球生态环境保护产生深远影响。
(1)浮空艇主气囊内部充的氦气密度_____艇外空气密度(选填“>”、“<”或“=”);
(2)因为大气压随海拔升高而____(选填“增大”或“减小”),所以在下降过程浮空艇为了保持内外气压差处在安全范围,副气囊需要____(选填“排出”或“注入”)空气。浮空艇在下降过程中,则浮空艇所受浮力逐渐_____(选填“增大”或“减小”)。
(3)在营地系泊时,浮空艇悬停在空中时,处于平衡状态,受到重力、_____力和缆绳拉力的作用。若缆绳对艇的拉力方向是竖直向下的,则拉力的大小约为_______N。(海拔4270m处空气密度约为,g取)
考点04综合应用题
1.(24-25八年级下·辽宁营口·期中)当我们向AI提问“提供深中通道相关信息”时,国产人工智能Kimi提供了以下信息:
①深中通道是一项连接深圳和中山的跨海集群超级工程,集桥梁、岛屿、隧道和水下互通于一体,全长约24公里。这项工程于2024年6月30日上午举行了开通仪式,并在当天下午3点正式通车。
②深中通道的开通极大地缩短了珠江口东西两岸城市之间的距离,将深圳至中山的车程从约2小时缩短至30分钟内,广州南沙至中山仅需15分钟,珠海和江门至深圳的车程也从2小时以上缩短至1小时内。这样,中山前往深圳机场将更加便捷,深圳宝安的制造业也可以外溢到中山马鞍岛。
③深中通道的建设历经七年筹备和建设,有超过15000名建设者参与施工。通道的开通不仅为粤港澳大湾区带来了新的交通速度,还在72小时内实现了超过30万车次的通车量,日均车流量超过10万车次。
④深中通道的设计和建设实现了多项创新和突破,例如深中大桥采用1666米超大跨径桥梁,是世界最大跨径全离岸海中钢箱梁悬索桥,通航净高76.5米,是目前世界最高通航净空的海中大桥。此外,深中通道海底隧道全长6845米,为世界上最长、最宽的海底钢壳混凝上沉管隧道。
⑤在通车试运营期间,深中通道实施了ETC电子收费,并配有应急设备确保通行顺畅。通道的限速为左侧两车道小客车专用道限速100公里/小时,右侧两车道限速90公里/小时。此外,深中通道还开通了两条深中跨市公交线路,每天发车超过90班,票价在15元至18元之间,实现了跨城出行变“同城通勤”。
⑥在建造“沉管隧道”时,先在陆地上预制“沉管”构件:用浮运的方法运输,即将“沉管”两端密封,密封的“沉管”如同一个巨大的长方体空心箱子漂浮在水面上,用拖轮拖至预沉位置;定位后、将这些构件沉放在预先没挖好的沟槽中并联接起来,回填砂石,拆除隔墙形成限道、“沉管”标准管节长度165米、漂浮时排水量约8万吨;单个管节由2500多个独立仓格构成、工艺参数控制及施工组织难度大。
根据以上信息,回答以下问题:
(1)根据信息里的①+⑤,判断一辆小客车以设计的最高速度通过全长,需要______分钟;
(2)轿车在水平桥面上急速行驶,则根据轿车呈现的流线型外形可判断,轿车对桥面的压力______(填“大于”“等于”或“小于”)轿车的总重;
(3)根据⑥可知,若“沉管”的实心体积以计算,则“沉管”钢壳混凝土的平均密度为______;
(4)密封的“沉管”灌水下沉时,沉管受到的液体压强将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。尝试画出这一过程(下沉,在到达江底之前)中,受到的浮力F随时间t变化的大致图像;______
(5)南沙区是广州最重要的物流港口,大型货船从南沙港出发离开珠江进入伶仃洋时,浮力的变化情况是______;结合平面地图,尝试解释深圳这一侧为何要修海底隧道而不是架桥(架桥更便宜)?______
2.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)阅读短文,回答问题。
中国“辽宁号”航母护卫舰下水成功。这标志着我国在航母研制中取得了重大突破。有关参数如表所示,新型固定舰载机在“辽宁号”航母训练平台上的着落、起飞试验已取得成功。
满载排水量/t
67200
总功率/kW
最高航速km/h
54
最大舰载机数量/架
30
最大舰长/m
304
歼-15舰载机推重比
0.5
最大舰宽/m
70.5
歼-15舰载机的质量/t
21
(1)下列有关航母、舰载机的说法正确的是______
A.舰载机静止在航母甲板时,飞机受到的重力与支持力是一对平衡力
B.舰载机起飞时,发动机往后喷出烈焰,可知推力的施力物体是发动机
C.舰载机在航空母舰上顺风起飞,更有利于飞机升空
D.舰载机降落后,飞机由于惯性作用仍会向前滑行一段距离
(2)5架歼-15舰载机从航母起飞后,舰底所受海水的压强将______(选填“变大”“变小”或“不变”),航母所受的浮力变化了______N,航母排开海水的体积将减小______()。
(3)飞机降落时,在舰载机与尾钩完全咬合后,舰载机在弹链的强大拉力作用下,迅速减速而停止,这表明力能改变______;当阻拦索钩住飞机减速时,为确保飞行员的安全,必要的措施是______。
(4)歼15舰载机向后喷出燃气产生的推力和自身重力的比称为推重比,该舰载机起飞后,燃气产生的推力为______N。
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专题08综合应用题
答案版考点01运动和力综合应用题
1. 【答案】(1) 600 支持
(2) 450 150
(3)D
【详解】(1)[1]电梯静止时,小勇对秤台的压力
[2]电梯静止时,小勇处于平衡态,受平衡力,小勇受到了重力和支持力,故小勇受到的重力与支持力是一对平衡力。
(2)[1]根据题文可知,失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象,根据图乙可知,时,体重秤的示数小于小勇的质量,即物体对支持物的压力小于物体实际所受重力。
[2]小勇所受支持力为
[3]小勇所受合力为
(3)根据图乙可知,在时间段内,物体对支持物的压力大于物体所受的重力,合力的方向是竖直向上;
AD.加速上升时,合力的方向是竖直向上的;而加速下降,合力的方向是竖直向下的,减速下降,合力的方向是竖直向上的,故A不符合题意;D符合题意;
BC.减速上升,合力的方向是竖直向下的,故BC不符合题意。
故选D。
2.【答案】(1)物体的形状
(2)大于
(3) 增大 等于
【解析】【小题1】在探究物体在流体中受阻力大小与速度关系时,根据控制变量法,要保证除速度外其他影响阻力的因素不变。已知空气阻力大小与物体的横截面积、形状和运动速度有关,所以这里应控制物体的横截面积和物体的形状相同。
【小题2】雨滴从静止开始下落且速度越来越大,这表明雨滴的运动状态在发生改变。依据力是改变物体运动状态的原因,此时雨滴受到向下的合力。由于重力方向竖直向下,空气阻力方向竖直向上,所以只有当重力大于空气阻力时,雨滴才会加速下落。
【小题3】[1]因为雨滴的质量不变,根据重力计算公式,在同一地点重力加速度不变,所以雨滴受到的重力不变。又因为空气阻力大小与速度有关,速度越大,阻力越大,随着雨滴速度不断增大,所以受到的空气阻力增大。
[2]当雨滴受到的阻力等于重力时,雨滴所受的合力为0。根据牛顿第一定律,当物体所受合力为0时,物体将保持静止状态或匀速直线运动状态,此时雨滴将做匀速直线运动,速度达到收尾速度。
3. 【答案】(1)不是
(2)减小
(3) 带齿纹的轮子 物体的形状
(4)不科学
(5)A
【详解】(1)“鹊桥”中继星在轨道上运行时不是直线运动,运动方向不断变化,所以受到的力不是平衡力。
(2)嫦娥四号探测器“腿”上的圆形“大脚掌”可以在压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小对月面的压强。
(3)[1]“玉兔二号”利用其底部6个带齿纹的轮子,可以增大接触面的粗糙程度,从而增大与月面间摩擦。
[2]“玉兔二号”月球车在月球背面留下第一道“脚印”,即月球车使月球面发生形变,这个现象说明力可以改变物体的形状。
(4)降落伞是利用空气阻力原理工作的,月球上没有空气,小海同学的设计不科学。
(5)A.太空中虽然失重,但弹力依然存在,所以用用握力棒锻炼臂力是可行的,故A符合题意;
B.用重锤线校正物体是否竖直放置利用了重力方向竖直向下的特点,而太空中物体处于失重状态,因此,这一实验无法完成,故B不符合题意;
C.杯子对水平桌面的压力是由重力引起的,没有重力就没有压力,因此测杯子对水平桌面的压力不可行,故C不符合题意。
故选A。
4. 【答案】(1) 减小压强 增大摩擦
(2)>
(3) 740 长
【详解】(1)[1]火星车有六个宽大的车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。因为根据压强公式,当F不变,S增大时,p减小,这样可以避免火星车陷入火星表面。
[2]每个车轮表面凹凸不平,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,能让车轮更好地抓地,便于火星车行驶 。
(2)在伞系减速过程中,着陆巡视器是减速运动,说明合力方向与运动方向相反。巡视器受到竖直向下的重力G和竖直向上的阻力f,因为减速下降,合力向上,所以f>G。
(3)[1]已知火星车整车质量,火星表面,根据重力公式G=mg,可得火星车在火星表面受到的重力
[2]因为在接触面粗糙程度一定时,压力越大,物体所受到的滑动摩擦力越大。同一物体分别在地球和火星表面相同的水平面上滑行,接触面粗糙程度相同,质量不变,压力等于重力()。地球表面,火星表面,根据重力公式分析,因为,所以物体在火星表面的重力,进而压力,所以物体在火星表面受到的摩擦力。物体滑行时,摩擦力是阻碍运动的力(阻力)。根据力与运动的关系:阻力越小,对物体运动状态的改变越 “缓慢”。同一物体初始速度相同,在火星表面阻力更小,物体速度减小得更慢,所以滑行的距离会更长。
5.【答案】(1)改变
(2)差
(3)
(4)物体间力的作用是相互的
(5)100
(6)气垫船
【详解】(1)探测器环绕火星运动的轨道是一个椭圆,即探测器的运动方向时刻都在变化,因此探测器在环绕火星运动的过程中,其运动状态一定改变。
(2)为了应对火星表面的昼夜温差,火星车采用纳米气凝胶保温,使火星车可以缓慢的吸收或放出热量,防止火星车温度过高或过低,因此可知纳米气凝胶的导热性差,
(3)火星表面引力为地球表面引力的2/5,则火星车在火星上的重力为
由题意可知,祝融号火星车拥有六个车轮,对水平面的压强约为
(4)着陆前缓冲发动机喷气的方向是火星表面,即发动机对气体有向下的力,由于力的作用是相互的,气体也会对发动机有向上的力,使火星车的速度逐渐减小,这说明物体间力的作用是相互的。
(5)小明在地球上最多可以举起40kg的杠铃,小明的举重的力等于杠铃的重力,为
故在火星上可以举起的力也为400N,火星表面引力为地球表面引力的2/5,则可以举起的质量为
(6)太阳能电池板表面的钛、硅材料微结构膜能够令火星的沙尘与太阳能电池板表面之间存在一层空气,可这是通过使接触面分离来减小火星尘埃与太阳能电池板表面的摩擦力;生活中的气垫船向下喷气,使船与水面之间形成一层空气,是使接触面分离来减小摩擦的;轴承中有润滑油,也是使接触面分离来减小摩擦的。
6.【答案】(1) 相互 弹簧拉力器
(2) 减小压强 不变
(3)浮
(4) 惯性 匀速直线运动
【详解】(1)[1]火箭发动机向下喷射高温燃气,燃气对火箭施加了一个向上的反作用力,由于物体间力的作用是相互的,火箭也就获得一个上升的力,所以火箭会上升。
[2]在空间站中,物体处于失重状态,因此宇航员不能通过举哑铃或跳绳来锻炼身体。而弹簧拉力器依靠弹簧的弹力来提供锻炼效果,所以宇航员可以通过弹簧拉力器来锻炼身体。
(2)[1]“嫦娥六号”四条腿长有四个大脚掌,这是为了增大与地面的接触面积,在压力一定的情况下,减小对地面的压强,确保探测器在月球表面的稳定。
[2]质量是物体的一种基本属性,它不随物体位置、形状、状态或温度的改变而改变。因此,月球样品从月球带至地球时,尽管位置发生了改变,但月球样品的质量不变。
(3)在空间站中,由于物体处于失重状态,乒乓球不再受到重力和浮力的作用,所以它会悬停在水中不动,可以停在水中任意位置。
(4)[1][2]根据牛顿第一定律,如果物体不受力的作用或所受合力为零时,物体将保持静止状态或匀速直线运动状态。因此,王亚平在空间站中抛出冰墩墩后,由于冰墩墩具有惯性,不考虑空气阻力的作用,那么冰墩墩将保持被抛出时的速度和方向做匀速直线运动。
考点02压强综合应用题
1. 【答案】 不属于 增加 9×104 3000 不正确 流速快,压强小
【详解】[1]已知,上端开口底部相连通的容器叫连通器,且连通器中的液体不流动时,各容器中的液面相平;由题意可知,这种负压鱼缸的负压缸部分与外面的大气不相连通,顶部封闭,不符合连通器的特征,所以这种鱼缸不属于连通器。
[2]由题意可知,鱼缸换水时要排出竖直缸内的水,因负压鱼缸顶部封闭,所以此时真空泵需要增加鱼缸内空气,让水柱下降。
[3]根据液体压强计算公式可得,负压缸内1m水柱产生的压强为
已知大气压强为,则根据图乙给出的条件可得,负压缸顶部液面上方的气压为
[4]由题意得,鱼缸底部位置所处水的深度为,所以鱼缸底部位置所受水的压强为
[5]如图丁,如果在A点开一个小洞,大气压会立刻作用到玻璃瓶内水的液面上,此时相当于连通器,在重力作用下,水柱会下落使得内外液面相平,所以,玻璃瓶的水不会从A点向上喷出,该小组同学的说法不正确。
[6]根据流体压强与流速的关系可知,水从进水管口吸入,从出水管口快速喷出,此时进气管下端口水的流速快,压强小,空气就会通过进气管进入水中形成气泡,与水流一起从出水管口喷出。
2. 【答案】(1)上
(2) 水压 关闭
(3)A
【详解】(1)观察活塞式抽水机的工作原理可知,A、B是单向阀门,只能向上开启。因为当活塞向上运动时,圆筒内气压减小,外界大气压将阀门B下面的水压入圆筒,此时阀门B应向上开启;当活塞向下运动时,阀门B在水压作用下关闭,圆筒内的水不能向下流动,水将阀门A冲开,阀门A向上开启,使水进入活塞上方。
(2)[1][2]活塞向下运动时,圆筒内水的压强增大,阀门B在水压作用下关闭,防止水从阀门B流出;同时阀门A打开,圆筒中的水不断上升到活塞上方。
(3)使用抽水机时先往圆筒里倒一点水,是为了填充活塞与筒壁间的空隙,增强气密性,使抽水机内部与外界大气压有效隔离,从而利用大气压抽水,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
3.【答案】 连通器 同种 重力的方向竖直向下 左 B 高度差
【详解】[1][2]方案二使用的注水透明塑料软管,其结构符合连通器的特点,即上端开口、下端连通。连通器的特性是,当内部装有同种液体且液体不流动时,各容器中的液面保持相平。因此,该方案利用了连通器的这一特点,且软管中需装入同种液体。
[3]方案三中的铅垂线,其原理是利用了重力的方向总是竖直向下的。当三角支架的底边所在地面水平时,垂直于底边的木条也处于竖直方向,此时铅垂线会与该木条平行。
[4]图五中,铅垂线偏向三角支架中间木条的右侧,说明三角支架的左侧高于右侧,即左边地势高。
[5]在不同位置反复实验,是为了通过多次检测不同区域的情况,从而对教室地面是否水平作出准确的判断。选项A中取平均值减小误差,适用于测量类实验,此处不适用;选项C使结论具有普遍性,通常针对规律的探究,而此处是为了准确判断地面是否水平。故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
[6]方案一中,通过两根细线瞄准标尺,若两点不等高,两次读数的差值即为两点的高度差,从而可以定量测出高度差,为修整地面提供数据支持。
4.【答案】 小于 否 液体 大 C 小
【详解】(3)[1]由题意可知,当瓶口又被浸没,瓶中的水不再流出时,瓶外大气压与瓶内气压以及瓶内的水压之间,存在下列平衡关系
故瓶内的气压小于大气压。
[2]如图乙所示,B管一端在瓶内液面以下,另一端在空气中。瓶内药液要从B管流出,需要B管内药液压强大于大气压,但由于B管与外界大气相通,瓶内气体压强等于外界大气压,B管内药液柱产生的压强不足以使药液流出,所以不能从B管流出。
(4)[3]分析表格数据可得,1、2次实验中,管径相同,储水箱高度越高,根据同一液体,深度越大,液体压强越大,所以水流速度越大。
[4]分析表格数据可得, 1、3次实验中,储水箱高度相同,管径越大,水流速度越大。
(5)[5]硬质玻璃瓶和硬质塑料瓶,随着水的流出,瓶内气体体积增大,气压减小,外界大气压大于瓶内气压时,水就无法继续流出,而使用软质塑料袋,随着水的流出,塑料袋会在外界大气压作用下变形,使袋内始终与外界大气压相通,从而能让水全部流出,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(6)[6]想要实现真正意义上的“自动”,利用湿度传感器,若土壤湿度小于阙值,判定土壤缺水,则阀门会打开,实现自动浇水。
5. 【答案】 大气压 10 C 大于 防止漏气 AC
【详解】[1]活塞式抽水机工作时,通过活塞运动使得圆筒内气压减小,依靠大气压强将水压入圆筒内,从而使水从低处升到高处。这一现象利用了大气压的作用。
[2]根据液体压强公式p=ρgh,可以计算出大气压能支持的水柱高度。已知标准大气压p0=1.0×105Pa,水的密度ρ水=1.0×103kg/m³,g=10N/kg,代入公式得:
因此抽水机提升水的最大高度约为10m。
[3]当活塞上升到出水管S后继续上升时,外界空气会进入圆筒内,导致圆筒内气压增大,水面会开始下降。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
[4]向上拉动活塞时,圆筒内空间增大,气压减小。此时阀门B下方的水受到的大气压力大于阀门B上方的压力,因此水会推开阀门B进入圆筒中。所以阀门B下方的压强大于阀门B上方的压强。
[5]工作前向圆筒内灌入一些水的主要目的是排出圆筒内的空气,防止漏气,确保抽水机能够形成足够的真空度。
[6]要使活塞式抽水机工作流畅,可以采取以下措施:
A.减少活塞和管壁之间的摩擦,使活塞运动更顺畅;
C.减少活塞的重量,降低操作难度,且可以减少活塞运动的阻力。
而减少圆筒的重量对抽水机的工作性能影响不大,故B不符合题意,AC符合题意。
故选AC。
6. 【答案】(1)C
(2)先增大后减小
(3) 2.0 0.13 7.82
(4)减小无人机的重力或增大机翼的凸起程度
【详解】(1)A.升力是由于无人机上下表面的空气流速不同,导致的压力差,升力的施力物体是空气,故A正确,不符合题意;
B.流线型机头,通过减小受力面积,减小空气阻力,故B正确,不符合题意;
C.重力是地球吸引而产生的力,无人机在地面附近,重力不会消失,故C错误,符合题意;
D.螺旋桨驱动,利用的是叶片表面与空气发生的相互作用,故D正确,不符合题意。
故选C。
(2)由图乙可知,当迎角在0到15度时,迎角越大,升力越大。当大于15度时,升力减小,综上可知,当迎角逐渐增大,升力会先增大后减小。
(3)[1]由表一数据得,风量与风速为线性关系,则风量增加4,风速增加0.5,则强风挡的风速为
[2]依题意得,风量Q是指单位时间内从电风扇正面流出的空气的体积,则
当,时,则
[3]当超强风挡时,电子秤实数为
无人机对电子称的压力
(4)为了让无人机升空,除提高速度以外,可以通过减小无人机材质的密度,减小无人机的重力;可以增大机翼的凸起程度,增加机翼上下方空气流速差,增加机翼上下方的压力差。
7.【答案】(1) 小于 B
(2)A
(3)A
(4)10
(5)A
【详解】(1)[1]当提起活塞时,活塞下面空气稀薄,气体减少,气压降低,所以圆筒内气压小于外界的大气压,这样水才会在大气压作用下推开阀门 B 进入圆筒。
[2]再提起活塞时,井里的水在大气压作用下推开阀门 B 进入圆筒。
(2)A .活塞式抽水机是利用大气压工作的,吸盘紧紧吸在墙上,是因为挤出吸盘内空气后,吸盘内气压小于外界大气压,在大气压作用下被压在墙上,利用了大气压,故A符合题意;
B.连通器是上端开口、下部连通的容器,其原理与大气压不同,故B不符合题意;
C.铅垂线是利用重力方向竖直向下的原理,与大气压无关,故C不符合题意;
D.单腿冰车的原理与大气压无关,故D不符合题意。
故选A。
(3)A .往圆筒里倒一点水,水可以填充活塞与筒壁间的缝隙,增强气密性,使外界空气不容易进入,保证抽水机更好地利用大气压工作,故A符合题意;
B.倒水不是为了增大摩擦力,故B不符合题意;
C.倒水不是为了增大压强,故C不符合题意。
故选A。
(4)[1]抽水机提升水的最大高度
[2]虹吸现象是利用液面高度差的作用力吸抽液体。A 选项中,玻璃管一端插入盛满水的大烧杯内,另一端低于大烧杯内水面,且玻璃管内灌满水,放手后,水可以在大气压和液面高度差的作用下从大烧杯流到空烧杯,能实现虹吸,B、C、D 选项的装置不符合虹吸现象的条件,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
8. 【答案】(1)密度
(2) >
(3) 大于 车内 变小
【详解】(1)飞行体体积不变,采用碳纤维材料打造全机身能够减小飞行体的质量,根据可知碳纤维具有密度小的特性。
(2)[1]飞行体匀速升空时,受力平衡,升力竖直向上,重力竖直向下,阻力与相对运动方向相反,即竖直向下,由力的平衡可得
[2] “飞行汽车”在水平公路上匀速行驶时,汽车上方空气流速大,压强小,会产生向上的升力,所以飞行汽车受到重力、地面的支持力、竖直向上的升力;竖直方向上飞行汽车处于平衡状态,根据力的平衡可知,它对地面的压力为与地面对它的支持力为一对相互作用力,大小相等,故可以得出大于。
(3)[1][2][3]轿车沉入水中时,刚开始时车内没有水,车外的水对车的压强大于车内空气的压强,由此会产生一个向车内方向的压力差,所以不容易打不开车门;水进入车厢后,随着车内水面升高,因为液体压强随深度的增加而增大,所以此时车内的水对车的压强增大,车外的水对车的压强不变,则车内外的压强差变小,这样就比较容易打开车门逃生了。
9. 【答案】(1) 上 小 大
(2)5
(3)4倍
(4)AB
【详解】(1)[1]弹簧秤的示数变小,即飞机对其压力减小,说明飞机在竖直方向受到了一个向上的力的作用。
[2][3]机翼上表面气体流速大压强小,下表面气体流速小压强大,因而产生一个向上的压强差,所以产生向上的升力。
(2)飞机模型受到的升力为
(3)由图(b)可知,F与风速的二次方v2成正比,所以当风速是原来的2倍时,F是原来的4倍。
(4)风速较大时,对轿车的行驶和大型桥梁的稳定性会产生较大的影响,起重机、压路机质量大,行驶速度低下,受风速影响很小,所以定型时产品需要风洞测试的是轿车和大型桥梁。故选AB。考点03浮力综合应用题
1.【答案】(1)4×10-2
(2) 等于 低于 15
(3)D
(4)C
【详解】(1)b受到的浮力为
(2)[1]图甲中b悬浮,受到的浮力等于其自身的重力,图乙中b漂浮,受到的浮力也等于其自身的重力,所以此时b所受浮力等于图甲中b所受浮力。
[2]当外界气温降低时,液体的密度变大,由可知,小球所受浮力会变大,悬浮小球会上浮,最终会漂浮在水面上,所以此时图乙中液体温度低于。
[3]图乙中小球c沉底,由浮沉条件可知,则当c球悬浮时,对应的液体密度等于c球的密度大于图乙中液体的密度,因液体的密度随温度降低而变大,所以小球c对应的温度更低,应标记为15℃。
(3)由图丙可知,三个小球都下沉,由“环境温度越高时,液体的密度变小,浮力越小,悬浮的小球会下沉”可知液体的温度比23℃还高,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(4)由于温度降低时,小球所受浮力会变大,悬浮小球会上浮,环境温度越高时,浮力会变小,悬浮的小球会下沉,且漂浮和悬浮时浮力都等于重力,所以时浮力保持不变,温度再升高,浮力会继续变小,浮力小于重力,小球会下沉,所以时浮力减小,故C图符合题意。
故选C。
2. 【答案】(1)B
(2)B
(3)1.1×103kg/m3
(4) 大于 0.18 24
(5) 有 有
【详解】(1)测量液体密度的仪器叫做密度计,不能测量固体的密度,矿石是固体,所以密度计不能测矿石的密度,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(2)A.密度计的刻度特点是上小下大且上疏下密,故A正确,不符合题意;
B.上端刻度处较细,是为了增大刻度之间的距离,提高精确度,故B错误,符合题意;
C.配重腔装铁砂可以降低重心,使它们竖直漂浮在液体中,故C正确,不符合题意。
故选B。
(3)若液面在图丙所示的位置,则该盐水的密度为1.1g/cm3=1.1×103kg/m3
(4)[1] ①号密度计沉底是浮力小于重力,则所受的重力大于浮力。
[2]将该密度计的质量调整为18g,放入水中后漂浮,此时所受浮力
[3]根据可得
故
即同种液体浸入的深度与密度计质量成正比。而15g浸入的深度为20cm,故18g浸入的深度H∶20cm=18g:15g
解得H=24cm
(5)[1]根据可知,质量一定时,减小吸管的横截面积,使密度计上两条刻度线之间的距离会大一些,则便于读数。
[2]根据可得,在质量一定,浸入的深度相同的条件下,减小吸管的横截面积,所测液体的密度变大,所以可以增大密度计测量范围。
3. 【答案】(1)<
(2) 减小 注入 增大
(3) 浮
【详解】(1)浮空艇主气囊内部充的氦气,氦气的密度小于艇外空气密度。
(2)[1][2]因为大气压强随海拔升高而减小,在下降过程中,外界气压增大,浮空艇为了保持内外气压差处在安全范围,副应气囊需要注入空气,使气囊内的气压增大。
[3]浮空艇在下降过程中,艇外空气的密度逐渐增大,根据阿基米德原理可知,浮空艇所受浮力逐渐增大。
(3)[1]在营地系泊时,浮空艇悬停在空中时,处于平衡状态,浮空艇受到重力和缆绳拉力、浮力的共同作用,三个力的关系
[2]浮空艇在营地升空时所受空气浮力
浮空艇的重力
根据力的平衡条件可知,绳子拉力
考点04综合应用题
1.【答案】(1)14.4
(2)小于
(3)
(4) 变大
(5) 不变 见解析
【详解】(1)以设计的最高速度通过全长,需要时间为
(2)轿车在快速行驶过程中,车子上方空气的流速大于车子下方空气的流速,由于气体在流速大的地方压强小,因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强,轿车上下方所受到的压力差形成向上的升力,从而使得轿车对地面的压力小于车的重力。
(3)沉管漂浮时,浮力等于重力,则重力为
则“沉管”钢壳混凝土的平均密度为
(4)[1] 密封的“沉管”灌水下沉时,水的深度变大,根据可知,沉管受到的液体压强将变大。
[2]“沉管”漂浮在水面上时,需要灌水下沉,灌水下沉的过程“沉管”自身的重力不断增大,则“沉管”漂浮受到的浮力不断增大,由可知,当“沉管”完全浸没时,其受到的浮力达到最大值,继续灌水只会增大“沉管”自身的重力,但其受到的浮力不变,所以受到的浮力F随时间t变化的大致图像如下:
(5)[1]大型货船从南沙港出发离开珠江进入伶仃洋时,货船始终漂浮,重力不变,则浮力不变。
[2]若架桥,为保证船只通行,桥的高度会很高,会影响深圳机场飞机的起落。
2. 【答案】(1)A
(2) 变小
(3) 物体的运动状态 飞行员必须佩戴安全带
(4)
【详解】(1)A.舰载机静止在航母甲板时处于平衡状态,在竖直方向上受到重力和支持力的作用,这两个力是一对平衡力,故A正确;
B.舰载机起飞时,发动机往后喷出烈焰,由于物体间力的作用是相互的,空气会给飞机一个向前的力,这个力使得飞机前进,故B错误;
C.机翼上方空气流速越大,压强越小;机翼下方空气流速越小,压强越大。所以机翼下方的气压大于上方的气压,便形成向上的升力,即飞机升力是根据流体压强与流速的关系的原理获得的。在舰艇上的跑道不可能很长,飞机逆风起飞时飞机的速度不需要加速到很大,飞机就可相对空气有一个较大的相对速度,从而获得足够的升力,故C错误;
D.舰载机降落后,飞机由于具有惯性,仍会向前滑行一段距离,惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,不是力,不能说受到惯性作用,故D错误。
故选 A。
(2)[1]5架歼15舰载机从航母起飞后,由于航母是漂浮的,浮力等于重力,此时航母的重力减小,则浮力减小,航母将会上浮一些,深度减小,根据可知,舰底所受海水的压强变小。
[2]物体漂浮时,受到的浮力等于其重力;舰载机飞走,则航母少排开的海水质量,则变化的浮力
[3]根据阿基米德原理,可得排开海水的体积减小量
(3)[1]舰载机在弹链的强大拉力作用下,迅速减速而停止,舰载机的运动状态发生了变化,这表明力可以改变物体的运动状态。
[2]当阻拦索钩住飞机减速时,为防止惯性带来的伤害,必要的措施是飞行员必须佩带安全带。
(4)歼15舰载机的重力为
舰载机起飞后燃气产生的推力为
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专题08综合应用题
4大高频考点概览
· 考点01 运动和力综合应用题
· 考点02 压强综合应用题
· 考点03浮力综合应用题
· 考点04 综合应用题考点01运动和力综合应用题
1.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)阅读下面短文,回答问题。
失重
在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物静止和匀速下降,再让其加速下降,同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同,都等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了。老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面的压力就小于人受到的重力。”小勇在老师的指导下到电梯内做失重实验,他将一个体重秤放在电梯的水平地面上,然后站上秤台,如图甲所示,在电梯向下运动的过程中,他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数m随时间t的变化图象,如图乙所示。已知小勇的实际质量为60kg;(g取10N/kg)
(1)电梯静止时,小勇对秤台的压力为______N,此时小勇受到的重力与______力是一对平衡力;
(2)根据图乙分析,小勇在______(选填“”“”或“”)时间内处于失重状态,此时小勇所受支持力为______N,合力为______N;
(3)分析图乙可知,在时间段内可能是小勇在电梯中处于下列哪种情形______。
A.加速上升或加速下降 B.减速上升或减速下降
C.减速上升或加速下降 D.加速上升或减速下降
【答案】(1) 600 支持
(2) 450 150
(3)D
【详解】(1)[1]电梯静止时,小勇对秤台的压力
[2]电梯静止时,小勇处于平衡态,受平衡力,小勇受到了重力和支持力,故小勇受到的重力与支持力是一对平衡力。
(2)[1]根据题文可知,失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象,根据图乙可知,时,体重秤的示数小于小勇的质量,即物体对支持物的压力小于物体实际所受重力。
[2]小勇所受支持力为
[3]小勇所受合力为
(3)根据图乙可知,在时间段内,物体对支持物的压力大于物体所受的重力,合力的方向是竖直向上;
AD.加速上升时,合力的方向是竖直向上的;而加速下降,合力的方向是竖直向下的,减速下降,合力的方向是竖直向上的,故A不符合题意;D符合题意;
BC.减速上升,合力的方向是竖直向下的,故BC不符合题意。
故选D。
2.(24-25八年级下·辽宁阜新·期中)阅读短文,回答问题。
空气阻力
在赛车界中有这么一句话:“谁控制好空气,谁就能赢得比赛!”这里所说的空气,指的就是空气阻力。物体在空气中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做空气阻力。空气阻力的大小与物体的运动速度有关,速度越大,阻力越大;空气阻力的大小还跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;此外,空气阻力的大小跟物体的形状也有关,头圆尾尖的物体受到的阻力较小。物体(以雨滴为例)从高空由静止下落,速度会越来越大,它所受的空气阻力也会越来越大;下落一段距离后,雨滴将以某一速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。
(1)在研究物体在流体中受阻力大小与速度关系时,应控制物体的横截面积和______相同;
(2)雨滴在高空形成后从静止开始下落,其速度越来越大,是由于它受到的重力_____(选填“大于”“小于”或“等于”)空气阻力;
(3)下落过程中,随着雨滴速度的增大,受到的空气阻力______(前两空均选填“增大”“减小”或“不变”);当雨滴受到的阻力______(选填“大于”“小于”或“等于”)重力时,雨滴的速度达到收尾速度。
【答案】(1)物体的形状
(2)大于
(3) 增大 等于
【解析】【小题1】在探究物体在流体中受阻力大小与速度关系时,根据控制变量法,要保证除速度外其他影响阻力的因素不变。已知空气阻力大小与物体的横截面积、形状和运动速度有关,所以这里应控制物体的横截面积和物体的形状相同。
【小题2】雨滴从静止开始下落且速度越来越大,这表明雨滴的运动状态在发生改变。依据力是改变物体运动状态的原因,此时雨滴受到向下的合力。由于重力方向竖直向下,空气阻力方向竖直向上,所以只有当重力大于空气阻力时,雨滴才会加速下落。
【小题3】[1]因为雨滴的质量不变,根据重力计算公式,在同一地点重力加速度不变,所以雨滴受到的重力不变。又因为空气阻力大小与速度有关,速度越大,阻力越大,随着雨滴速度不断增大,所以受到的空气阻力增大。
[2]当雨滴受到的阻力等于重力时,雨滴所受的合力为0。根据牛顿第一定律,当物体所受合力为0时,物体将保持静止状态或匀速直线运动状态,此时雨滴将做匀速直线运动,速度达到收尾速度。
3.(24-25八年级下·辽宁丹东·期中)阅读下面内容,回答以下问题。
嫦娥四号月背之旅
月球是地球的天然卫星,月球绕地球公转的周期与自转周期相同,所以月球总是同一面背对地球。
月球背面与地球间的通讯是一个难题,为解决该问题(如图甲所示)。2018年12月8日,我国又将嫦娥四号探测器送入太空。嫦娥四号经历地月转移、近月制动。环月飞行和落月过程,成为人类史上首个着陆于月球背面的无人探测器。为避免嫦娥四号在着陆瞬间“闪着腰”,工作人员给它研制了4条强有力的“腿”,又能有效“吸收”着陆时产生的冲击力,防止它携带的设备被震坏。在嫦娥四号的“腿”上(如图乙所示)。“大脚掌”中央装有一个形如足弓的金属构件,可以有效分散冲击力。
嫦娥四号由着陆器与巡视器(即月球车,又称“玉兔二号”)组成,2019年1月3日巡视器与着陆器成功分离,顺利在月背表面行驶。“玉兔二号”利用其底部6个带齿纹的轮子有效增大了与月面间摩擦;“玉兔二号”配有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达等科学探测仪器,总质量仅135kg。
(1)“鹊桥”中继星在轨道上运行时,受到的力_______(选填“是”或“不是”)平衡力;
(2)嫦娥四号探测器“腿”上的圆形“大脚掌”可_______对月面的压强;
(3)为增大与月面间的摩擦,“玉兔二号”采用的装置是_______,“玉兔二号”月球车在月球背面留下第一道“脚印”,这个现象说明力可以改变_______;
(4)小海同学有一个创新设计,他计划用降落伞将探测器降落在月球上,你认为他的这种设计_______(选填“科学”或“不科学”);
(5)在太空中能进行的实验是_______。
A.用握力棒锻炼臂力
B.用重锤线校正物体是否竖直放置
C.测杯子对水平桌面的压力
【答案】(1)不是
(2)减小
(3) 带齿纹的轮子 物体的形状
(4)不科学
(5)A
【详解】(1)“鹊桥”中继星在轨道上运行时不是直线运动,运动方向不断变化,所以受到的力不是平衡力。
(2)嫦娥四号探测器“腿”上的圆形“大脚掌”可以在压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小对月面的压强。
(3)[1]“玉兔二号”利用其底部6个带齿纹的轮子,可以增大接触面的粗糙程度,从而增大与月面间摩擦。
[2]“玉兔二号”月球车在月球背面留下第一道“脚印”,即月球车使月球面发生形变,这个现象说明力可以改变物体的形状。
(4)降落伞是利用空气阻力原理工作的,月球上没有空气,小海同学的设计不科学。
(5)A.太空中虽然失重,但弹力依然存在,所以用用握力棒锻炼臂力是可行的,故A符合题意;
B.用重锤线校正物体是否竖直放置利用了重力方向竖直向下的特点,而太空中物体处于失重状态,因此,这一实验无法完成,故B不符合题意;
C.杯子对水平桌面的压力是由重力引起的,没有重力就没有压力,因此测杯子对水平桌面的压力不可行,故C不符合题意。
故选A。
4.(24-25八年级下·辽宁丹东·期中)请阅读短文,回答问题。
“天问一号”探测器成功着陆
火星是太阳系中与地球最相似的行星,直径约为地球的,质量约为地球的,火星表面为。人类对火星的探测具有重大的科学意义。2021年5月15日,在经历了296天的太空之旅后,我国天问一号火星探测器所携带的祝融号火星车及其组合体,成功降落在火星的乌托邦平原,从进入火星大气到着陆火星表面是整个火星着陆过程中最为惊险的时刻。我国天问一号任务火星着陆分为气动减速、伞系减速、动力减速、悬停避障与缓速下降四个阶段,历时“惊魂九分钟”,如图甲图为探测器离轨着陆过程模拟图。后续,“祝融号”火星车将依次对着陆点全局成像、自检、驶离着陆平台并开展巡视探测。
(1)如图乙是我国自行研制的“祝融号”火星车,火星车有六个宽大的车轮,这是为了___________。每个车轮表面凹凸不平,这是为了___________。
(2)着陆巡视器在下降过程中,所受到的阻力为,则在伞系减速过程中,___________G(选填“>”、“<”或“=”);
(3)若火星车整车质量为,则火星车在火星表面受到重力为___________,假如同一物体分别在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行,在火星上滑行的距离会比地球上___________(选填“长”或“短”)。
【答案】(1) 减小压强 增大摩擦
(2)>
(3) 740 长
【详解】(1)[1]火星车有六个宽大的车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。因为根据压强公式,当F不变,S增大时,p减小,这样可以避免火星车陷入火星表面。
[2]每个车轮表面凹凸不平,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,能让车轮更好地抓地,便于火星车行驶 。
(2)在伞系减速过程中,着陆巡视器是减速运动,说明合力方向与运动方向相反。巡视器受到竖直向下的重力G和竖直向上的阻力f,因为减速下降,合力向上,所以f>G。
(3)[1]已知火星车整车质量,火星表面,根据重力公式G=mg,可得火星车在火星表面受到的重力
[2]因为在接触面粗糙程度一定时,压力越大,物体所受到的滑动摩擦力越大。同一物体分别在地球和火星表面相同的水平面上滑行,接触面粗糙程度相同,质量不变,压力等于重力()。地球表面,火星表面,根据重力公式分析,因为,所以物体在火星表面的重力,进而压力,所以物体在火星表面受到的摩擦力。物体滑行时,摩擦力是阻碍运动的力(阻力)。根据力与运动的关系:阻力越小,对物体运动状态的改变越 “缓慢”。同一物体初始速度相同,在火星表面阻力更小,物体速度减小得更慢,所以滑行的距离会更长。
5.(24-25八年级下·辽宁丹东·期中)阅读下面材料,回答问题。
登陆火星
仰望星空,我们追梦不止……
经过科学家们的不懈努力,我国发射的“祝融号”火星车登陆火星表面。火星车重240kg,六轮驱动,可以全方位探测了解火星。
登陆一颗陌生的星球,大体分为“绕”、“着”、“巡”三步。
“绕”:探测器经过漫长的旅程,实现对登陆星球的环绕飞行。
“着”:探测器着陆星球表面的过程。
“巡”:探测器到达星球表面后,放出巡视车,完成对星球表面的拍摄及土壤分析等工作。
其中最困难的一步就是“着”,这个过程中要使探测器的速度在短短的几分钟内降至零,通常要先后经历“气动减速”、“降落伞减速”、“动力减速”三个阶段。
火星是太阳系中与地球最相似的行星,表面有大气层,温度适宜,火星表面引力为地球表面引力的2/5,火星表面的气压大约是地球表面气压的1%。
(1)探测器环绕火星运动的轨道是一个椭圆,如图所示。则探测器在环绕火星运动的过程中,其运动状态一定___________(选填“改变”或“不变”)。
(2)为了应对火星表面的昼夜温差,研制团体为火星车配制了两套集热器,并采用了纳米气凝胶保温,这是因为纳米气凝胶的导热性___________。
(3)火星车每个轮子与地面的接触面积约为,在火星某段水平面上匀速行驶时,火星车对水平面的压强约为___________Pa、
(4)为了缓存着陆,着陆前缓冲发动机喷气的方向是火星表面,将速度由非常大逐渐减小,这说明___________。
(5)小明在地球上最多可以举起40kg的杠铃,可以推断,若在火星的表面最多可以举起___________kg的杠铃。
(6)“祝融号”火星车的太阳能电池板表面有一层钛、硅材料微结构膜,这层膜表面的微观结构与莲叶表面的结构类似,能够令火星的沙尘与太阳能电池板表面之间存在一层空气,可以极大减小火星尘埃与太阳能电池板表面的摩擦力,从而大大减少火星沙尘附着的可能性。请列举一个与上述减小摩擦力方法相同的实例。___________
【答案】(1)改变
(2)差
(3)
(4)物体间力的作用是相互的
(5)100
(6)气垫船
【详解】(1)探测器环绕火星运动的轨道是一个椭圆,即探测器的运动方向时刻都在变化,因此探测器在环绕火星运动的过程中,其运动状态一定改变。
(2)为了应对火星表面的昼夜温差,火星车采用纳米气凝胶保温,使火星车可以缓慢的吸收或放出热量,防止火星车温度过高或过低,因此可知纳米气凝胶的导热性差,
(3)火星表面引力为地球表面引力的2/5,则火星车在火星上的重力为
由题意可知,祝融号火星车拥有六个车轮,对水平面的压强约为
(4)着陆前缓冲发动机喷气的方向是火星表面,即发动机对气体有向下的力,由于力的作用是相互的,气体也会对发动机有向上的力,使火星车的速度逐渐减小,这说明物体间力的作用是相互的。
(5)小明在地球上最多可以举起40kg的杠铃,小明的举重的力等于杠铃的重力,为
故在火星上可以举起的力也为400N,火星表面引力为地球表面引力的2/5,则可以举起的质量为
(6)太阳能电池板表面的钛、硅材料微结构膜能够令火星的沙尘与太阳能电池板表面之间存在一层空气,可这是通过使接触面分离来减小火星尘埃与太阳能电池板表面的摩擦力;生活中的气垫船向下喷气,使船与水面之间形成一层空气,是使接触面分离来减小摩擦的;轴承中有润滑油,也是使接触面分离来减小摩擦的。
6.(24-25八年级下·辽宁丹东·期中)天宫飞天嫦娥奔月
2024年4月25日,随着“神舟十八号”载人飞船成功发射升空并顺利与中国空间站对接,中国空间站航天员已经完成了五次轮换,航天员已经进行了三次太空授课,由于空间站中的物体可视为不受重力作用,产生了很多神奇的实验现象,让国人大开眼界。
2024年5月3日,搭载“嫦娥六号”探测器的长征五号遥八运载火箭,在中国文昌航天发射场成功发射,准确进入地月转移轨道。6月2日“嫦娥六号”着陆器和上升器组合体平稳着陆于月球背面南极艾特肯盆地。在月球背面“挖土”并展示五星红旗后,“嫦娥六号”还在月面留下了一个“中”字。6月4日“嫦娥六号”上升器携带月球样品自月球背面起飞,踏上返回地球的行程,是国际科学界为之庆祝的壮举。
(1)“神舟十八号”和“嫦娥六号”发射升空时,火箭发动机向下喷射高温燃气,利用物体间力的作用是______的推动火箭上升。在空间站中,宇航员可以通过______(选填“哑铃”或“弹簧拉力器”或“跳绳”)来锻炼身体;
(2)“嫦娥六号”四条腿长有四个大脚掌,其主要目的是______。月球样品从月球带至地球时,月球样品的质量______(选填“变大”或“变小”或“不变”);
(3)宇航员王亚平太空授课时做过多个有趣的实验。空间站中,完全浸没在水中的乒乓球由于不再受到重力和______力而悬停不动,可以停在水中任意位置;
(4)王亚平在空间站中抛出冰墩墩,不考虑空气阻力作用,离手后冰墩墩由于______将做______(填写运动状态)。
【答案】(1) 相互 弹簧拉力器
(2) 减小压强 不变
(3)浮
(4) 惯性 匀速直线运动
【详解】(1)[1]火箭发动机向下喷射高温燃气,燃气对火箭施加了一个向上的反作用力,由于物体间力的作用是相互的,火箭也就获得一个上升的力,所以火箭会上升。
[2]在空间站中,物体处于失重状态,因此宇航员不能通过举哑铃或跳绳来锻炼身体。而弹簧拉力器依靠弹簧的弹力来提供锻炼效果,所以宇航员可以通过弹簧拉力器来锻炼身体。
(2)[1]“嫦娥六号”四条腿长有四个大脚掌,这是为了增大与地面的接触面积,在压力一定的情况下,减小对地面的压强,确保探测器在月球表面的稳定。
[2]质量是物体的一种基本属性,它不随物体位置、形状、状态或温度的改变而改变。因此,月球样品从月球带至地球时,尽管位置发生了改变,但月球样品的质量不变。
(3)在空间站中,由于物体处于失重状态,乒乓球不再受到重力和浮力的作用,所以它会悬停在水中不动,可以停在水中任意位置。
(4)[1][2]根据牛顿第一定律,如果物体不受力的作用或所受合力为零时,物体将保持静止状态或匀速直线运动状态。因此,王亚平在空间站中抛出冰墩墩后,由于冰墩墩具有惯性,不考虑空气阻力的作用,那么冰墩墩将保持被抛出时的速度和方向做匀速直线运动。
考点02压强综合应用题
1.(24-25八年级下·辽宁铁岭·期中)五一期间小明和家人到商场选购节日礼物,爱观察好动脑的小明注意商场工作人员在给鱼缸注水,他发现缸内的水面高于缸口液面如图甲所示,更神奇的是水在向高处流,小明非常好奇,于是和学习小组同学开展了设计神奇鱼缸的活动。
任务一、了解负压鱼缸
小组同学通过查阅资料知道这种鱼缸叫负压鱼缸,“负压”是低于一个标准大气压的气体压力状态。负压鱼缸的结构采用独特设计,该设计使负压鱼缸顶部保持负压状态,水不会从缸底出口流出。一般负压鱼缸配有电子控制系统以及一台真空泵(抽气机),如图乙所示,可以通过抽吸形成一定负压。这种负压鱼缸______(选填“属于”或“不属于”)连通器,鱼缸换水时要排出竖直缸内的水,此时真空泵需要______(选填“增加”或“减少”)鱼缸内空气。
任务二、制作负压鱼缸
热爱动脑筋的小明想起了托里拆利实验,按照大气压强为计算。根据图乙给出的条件,计算出负压缸顶部液面上方的气压为______Pa,鱼缸底部位置所受液体压强为______Pa(,)。小组同学提出这种负压鱼缸和我们教材中盆景自动供水装置如图丙原理相同,同学们用玻璃瓶灌满水后倒立水盆中,瓶中的水不会流出。将瓶口在水面下固定后就制作了一个简易的负压鱼缸如图丁。小组同学提出如果此时在A点开一个小洞,则玻璃瓶的水会从A点向上喷出。你认为他的说法正确吗? ______。
任务三、“负压”的应用(增氧泵增氧的原理)
如图戊所示是另一个普通鱼缸中的增氧泵增氧的原理示意图。水泵工作时,水从进水管口吸入,从出水管口快速喷出,此时进气管下端口水的______,空气就会通过进气管进入水中形成气泡,与水流一起从出水管口喷出。
【答案】 不属于 增加 9×104 3000 不正确 流速快,压强小
【详解】[1]已知,上端开口底部相连通的容器叫连通器,且连通器中的液体不流动时,各容器中的液面相平;由题意可知,这种负压鱼缸的负压缸部分与外面的大气不相连通,顶部封闭,不符合连通器的特征,所以这种鱼缸不属于连通器。
[2]由题意可知,鱼缸换水时要排出竖直缸内的水,因负压鱼缸顶部封闭,所以此时真空泵需要增加鱼缸内空气,让水柱下降。
[3]根据液体压强计算公式可得,负压缸内1m水柱产生的压强为
已知大气压强为,则根据图乙给出的条件可得,负压缸顶部液面上方的气压为
[4]由题意得,鱼缸底部位置所处水的深度为,所以鱼缸底部位置所受水的压强为
[5]如图丁,如果在A点开一个小洞,大气压会立刻作用到玻璃瓶内水的液面上,此时相当于连通器,在重力作用下,水柱会下落使得内外液面相平,所以,玻璃瓶的水不会从A点向上喷出,该小组同学的说法不正确。
[6]根据流体压强与流速的关系可知,水从进水管口吸入,从出水管口快速喷出,此时进气管下端口水的流速快,压强小,空气就会通过进气管进入水中形成气泡,与水流一起从出水管口喷出。
2.(24-25八年级下·辽宁丹东·期中)小亮暑假去农村看望姥姥、姥爷,在那里不仅度过了一个愉快的假期,还帮助姥姥解决了许多问题,被姥姥高兴地称作“物理实践小能手”。
姥姥家院内有一个老式的活塞式抽水机,小亮对它产生了浓厚的兴趣。
(1)如图为活塞式抽水机工作的示意图,其中POQ是手柄,能绕着O点转动,P点通过连杆与活塞相连,A、B是单向阀门,只能向______开启。
(2)如图2所示,活塞向下运动时,阀门B在______(选填“大气压”或“水压”)作用下______(选填“关闭”或“开启”),阀门A打开,圆筒中的水不断上升到活塞上方。
(3)姥姥说这个抽水机总不使用不太好用了,小亮告诉姥姥在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,他这样做的目的是增强活塞与筒壁间的______。
A.气密性 B.摩擦力 C.压强
【答案】(1)上
(2) 水压 关闭
(3)A
【详解】(1)观察活塞式抽水机的工作原理可知,A、B是单向阀门,只能向上开启。因为当活塞向上运动时,圆筒内气压减小,外界大气压将阀门B下面的水压入圆筒,此时阀门B应向上开启;当活塞向下运动时,阀门B在水压作用下关闭,圆筒内的水不能向下流动,水将阀门A冲开,阀门A向上开启,使水进入活塞上方。
(2)[1][2]活塞向下运动时,圆筒内水的压强增大,阀门B在水压作用下关闭,防止水从阀门B流出;同时阀门A打开,圆筒中的水不断上升到活塞上方。
(3)使用抽水机时先往圆筒里倒一点水,是为了填充活塞与筒壁间的空隙,增强气密性,使抽水机内部与外界大气压有效隔离,从而利用大气压抽水,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
3.(24-25八年级下·辽宁大连·期中)随着同学们对物理知识的进一步学习,大家的物理观念逐渐形成,有了从物理角度认识世界、解决问题的意识。物理实践小组的活动项目也越来越丰富,不仅深化了物理知识的理解,同学们的实践创新能力也越来越强。
【项目提出】
如何检测教室的地面是否水平?分析并找出最优方案,实施操作。
【项目分析】
①查阅资料,获得几种简易水平仪的制作方法。
②设计实施方案,利用所学的物理知识,分析这几种方案的物理原理。
③分析操作细节,选择最优方案并实施操作。
【项目实施】
(1)查阅资料,获得几种简易水平仪的制作方法。
同学们通过查阅书籍、上网搜索,获得了有条件操作的三种方案,如下图所示。
水平仪一:20世纪60年代,河南林县(今林州)人民在太行山上建成了全长1500km的“人工天河”——红旗渠。在施工过程中,技术人员发明的一种简易水平仪,它由三块木板组成 (如图一)。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。
水平仪二:如图二所示,在装修房屋时,工人师傅常用一根灌有水且足够长的透明塑料软管,确定水平高度相同的两点。
水平仪三:如图三所示,将铅垂线固定在三角支架中间垂直于底边的木条顶端O点,建筑工人在砌房子时经常用这种水平仪来检查某一平面是否水平。
(2)设计实施方案,利用所学的物理知识,分析这几种方案的物理原理。
方案一:利用水平仪一,把它放到盛水的盆里,在教室地面上任意甲、乙两点竖直放置相同的标尺,分别从左右两侧用简易水平仪上的两根细线“瞄准”远处标尺上的刻度 (如图四所示),若两次读数相同,则甲、乙两点水平高度相等。在教室内不同位置反复实验,结果任意两点都等高,则教室地面水平。
从物理角度分析,这个方案利用了光在同种均匀介质中沿直线传播的原理。
方案二:利用水平仪二代替水平仪一,将足够长的注水透明塑料软管两端分别贴近甲、乙两点的标尺,若两端软管中的水面对应的刻度相同,则甲、乙两点水平高度相等。然后在教室内不同位放置标尺,重复上述操作。
从物理角度分析,这个方案利用了____________的特点,在软管中装有_________液体,液体不流动时,液面总是等高的。
方案三:利用水平仪三,将三角支架的底边放在教室地面上任意位置,若观察到铅垂线与三角支架中间木条平行,则说明支架底边所在地面水平。同样,需要在不同位置反复实验。
从物理角度分析,这个方案利用了______________来确定地面水平。若出现如图五所示的现象,则说明________边(选填“左”或“右”)地势高。
三个方案中都提出在地面不同位置反复实验,目的是___________
A.取平均值减小误差 B.作出准确的判断 C.使结论具有普遍性
(3)分析操作细节,选择最优方案并实施操作。
同学们经过讨论发现,方案一中如果所测两点不等高,该方案可以测出两点的_______,方便修整地面水平;方案二中向长软管中注水时,要保证没有气泡,否则软管两端的水面就不在同一水平面上。方案三相对简单便于操作,但不能定量测量,不便于修整地面。
最后大家一致决定,如果就是简单的检测教室地面是否水平,用方案三最优。
【展示交流】
在方案设计和讨论的过程中,同学们理解了在20世纪60年代,河南林县 (今林州)人民在物资紧缺的条件下修筑“红旗渠”,发明的简易水平仪的重大意义,也体会到了我国劳动人民的伟大智慧。
【答案】 连通器 同种 重力的方向竖直向下 左 B 高度差
【详解】[1][2]方案二使用的注水透明塑料软管,其结构符合连通器的特点,即上端开口、下端连通。连通器的特性是,当内部装有同种液体且液体不流动时,各容器中的液面保持相平。因此,该方案利用了连通器的这一特点,且软管中需装入同种液体。
[3]方案三中的铅垂线,其原理是利用了重力的方向总是竖直向下的。当三角支架的底边所在地面水平时,垂直于底边的木条也处于竖直方向,此时铅垂线会与该木条平行。
[4]图五中,铅垂线偏向三角支架中间木条的右侧,说明三角支架的左侧高于右侧,即左边地势高。
[5]在不同位置反复实验,是为了通过多次检测不同区域的情况,从而对教室地面是否水平作出准确的判断。选项A中取平均值减小误差,适用于测量类实验,此处不适用;选项C使结论具有普遍性,通常针对规律的探究,而此处是为了准确判断地面是否水平。故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
[6]方案一中,通过两根细线瞄准标尺,若两点不等高,两次读数的差值即为两点的高度差,从而可以定量测出高度差,为修整地面提供数据支持。
4.(24-25八年级下·辽宁大连·期中)【项目提出】在“校园生态角智能养护”项目式学习中,为实现绿植的自动灌溉,学习小组的任务是设计并制作一款自动资水器。下面是学习小组研究和制作过程,请结合物理知识,完成以下问题:
【项目分析】
要制作“自动浇水器”,需要完成下列任务:
(1)明确自动灌溉原理;
(2)设计并完成制作。
【项目实施】
(3)通过基础软自动浇水装置.探寻自动出水的条件:
①如图甲所示,将一个装满水的塑料瓶倒放在盆景盘中,使瓶口刚刚被水浸没。由于盆景吸收和蒸发现象使盆中水位下降至使瓶口刚露出水面时,空气进入瓶中,瓶中就会有水流出,使盘中的水位升高,瓶口又被浸没,瓶中的水不再流出,此时瓶内气体压强________大气压强。(选填“大于”、“等于”或“小于”)②小组有同学提出上述装置虽可以实现水自动流出,但无法控制出水量和水流速。小组成员联想到可以借鉴输液瓶中液体匀速流出原理。如图乙所示,B管是两端开口的软管,一端穿过瓶口密封胶塞插入瓶内(管口在液面以下),另一端裸露在空气中,吊瓶中的药液是否会从B管流出?________(选填“是”或“否”)
(4)通过升级软自动浇水装置,控制自动出水的速度;
为满足多肉植物(需水量少)和绿萝(需水量大)的差异化需求,通过调节可实现不同速率的灌溉。小组同学开展了对水流速度影响因素的探究,结合所学过的压强知识和药液匀速流出的设计原理进而猜想水流速度受以下两个因素影响:
影响因素一:储水箱的高度h;影响因素二:出水管的内径;
次数
储水箱高度
出水管内径
灌溉液体
水流速度()
1
15
2
水
0.5
2
30
2
水
1.0
3
15
4
水
2.0
①对比实验1、2可知:管径相同时,高度越高,水的流速越快;分析原因是因为:储水箱高度越高,出水管口处的________压强越大;
②对比实验1、3可知:高度相同时,出水管内径越大,水流速度越________。
(5)综合上述分析,小组设计了如图丙所示的装置。将装有水的容器口朝下固定在高处。容器口固定出水管,在出水口处安装阀门控制水流速。细心的同学发现玻璃瓶装的吊瓶除出水管外,还有一根进气管,目的是使瓶内液体全部流出米,为实现相同目的。同学们认为通过选择合适的装水容器也可以解决这个问题。下列哪个容器能解决这个问题:________(填对应符号)
A.硬质玻璃瓶
B.硬质塑料瓶
C.软质塑料袋
【项目评估与优化】
(6)图丙所示的装置仍需要人工调整阀门大小,想实现真正意义上的“自动”,需想办法实时知道土壤湿度,并能将湿度情况反馈出来控制阀门的大小。同学将所想跟老师进行了反馈,老师建议同学们利用传感器和AI技术对“自动浇水器”进行优化。请补全对AI指令的逻辑图______。
【答案】 小于 否 液体 大 C 小
【详解】(3)[1]由题意可知,当瓶口又被浸没,瓶中的水不再流出时,瓶外大气压与瓶内气压以及瓶内的水压之间,存在下列平衡关系
故瓶内的气压小于大气压。
[2]如图乙所示,B管一端在瓶内液面以下,另一端在空气中。瓶内药液要从B管流出,需要B管内药液压强大于大气压,但由于B管与外界大气相通,瓶内气体压强等于外界大气压,B管内药液柱产生的压强不足以使药液流出,所以不能从B管流出。
(4)[3]分析表格数据可得,1、2次实验中,管径相同,储水箱高度越高,根据同一液体,深度越大,液体压强越大,所以水流速度越大。
[4]分析表格数据可得, 1、3次实验中,储水箱高度相同,管径越大,水流速度越大。
(5)[5]硬质玻璃瓶和硬质塑料瓶,随着水的流出,瓶内气体体积增大,气压减小,外界大气压大于瓶内气压时,水就无法继续流出,而使用软质塑料袋,随着水的流出,塑料袋会在外界大气压作用下变形,使袋内始终与外界大气压相通,从而能让水全部流出,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(6)[6]想要实现真正意义上的“自动”,利用湿度传感器,若土壤湿度小于阙值,判定土壤缺水,则阀门会打开,实现自动浇水。
5.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)课外学习小组开展了制作简易活塞式抽水机的实践活动,同学们集思广义,各显身手,下面是小组同学们交流的实践过程,请下列内容补充完整:
【项目实施】
首先需要了解活塞式抽水机的结构及工作原理:
取一个注射器,把针头插到装有水的盆中,向上拉动活塞,就能看到水从低处升到高处,这是靠___________的作用,使水升到高处的。结合托里拆利实验,同学们想到尝试设计一款活塞式抽水机。通过计算同学们得出抽水机提升水的最大高度约为___________m(已知标准大气压p0=1.0×105Pa,,g=10N/kg)。在初步了解了活塞式抽水机的工作原理之后,小明设计了一个如图甲所示的抽水机,当活塞在圆筒内上升到出水管S后继续上升,会发生的现象是( )
A.水从出水管S流出
B.圆筒内水随活塞继续上升
C.圆筒内水面开始下降
D.水保持在出水管S管口下方附近不动,既不上升也不下降
【项目改进】
小明参照图乙所示的活塞式抽水机的结构,对自制抽水机进行了如下改进,如图丙所示:
① 剪下洗涤液的空瓶子的瓶底,瓶子上部作为抽水机的圆筒。把瓶底再略剪一小部分作为活塞,使瓶底的外径与瓶子的内径相吻合。
② 在瓶子的侧壁上打一个出水口,插上一段塑料管作为出水管。拔掉瓶盖上的小帽,把瓶口作为进水口。
③ 在活塞上打两个孔,中间的孔用来固定筷子。用橡皮膏把塑料片的一边黏在活塞上,使塑料片能盖住孔A,作为一个阀门。把玻璃球放到瓶子里作为另一个阀门B。
④ 装上活塞,抽水机就组装好了。将瓶口朝下浸入水中,向上拉动活塞,此时阀门B下方的压强___________(选填“大于”或“小于”)阀门B上方的压强,阀门B下方的水推开阀门B进入圆筒中,活塞反复上下运动,最终成功将水抽到高处。
【项目反思】
小明和同学们发现这样一个问题,自制的活塞式抽水机在工作前,向圆通内灌入一些水,抽水会更容易,这样做的主要目的是___________。小明还发现每个小组制作的抽水机模型各具特色,下列做法能使活塞式抽水机的工作运转流畅的是( )
A.减少活塞和管壁之间的摩擦 B.减少圆筒的重量 C.减少活塞的重量
【答案】 大气压 10 C 大于 防止漏气 AC
【详解】[1]活塞式抽水机工作时,通过活塞运动使得圆筒内气压减小,依靠大气压强将水压入圆筒内,从而使水从低处升到高处。这一现象利用了大气压的作用。
[2]根据液体压强公式p=ρgh,可以计算出大气压能支持的水柱高度。已知标准大气压p0=1.0×105Pa,水的密度ρ水=1.0×103kg/m³,g=10N/kg,代入公式得:
因此抽水机提升水的最大高度约为10m。
[3]当活塞上升到出水管S后继续上升时,外界空气会进入圆筒内,导致圆筒内气压增大,水面会开始下降。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
[4]向上拉动活塞时,圆筒内空间增大,气压减小。此时阀门B下方的水受到的大气压力大于阀门B上方的压力,因此水会推开阀门B进入圆筒中。所以阀门B下方的压强大于阀门B上方的压强。
[5]工作前向圆筒内灌入一些水的主要目的是排出圆筒内的空气,防止漏气,确保抽水机能够形成足够的真空度。
[6]要使活塞式抽水机工作流畅,可以采取以下措施:
A.减少活塞和管壁之间的摩擦,使活塞运动更顺畅;
C.减少活塞的重量,降低操作难度,且可以减少活塞运动的阻力。
而减少圆筒的重量对抽水机的工作性能影响不大,故B不符合题意,AC符合题意。
故选AC。
6.(24-25八年级下·辽宁铁岭·期中)阅读短文,回答问题。
综合实践活动——研究固定翼无人机的升力
[提出问题]
无人驾驶飞机简称“无人机”,固定翼无人机升空之前,为什么要在水平跑道上加速到一定速度才能升空呢?
[实地学习]
小明到科技馆了解无人机的结构及升空原理。如图甲所示,无人机由机身、机翼、尾翼和 起落装置、动力装置等部分组成。机头呈现出流线型,可有效减小飞行的阻力。机翼面积较大,。且它的剖面呈上凸下平,起飞前,机翼前方的螺旋桨转动,驱动无人机向前加速。空气从机翼 的上、下表面流过,上表面比下表面长,因此空气在机翼上表面的速度比下表面快。伯努利原。理指出,空气流速越大,其压强就越小,流速越小,压强就越大。无人机速度达到一定值,机翼上、下表面产生的向上的压力差(升力)足以克服自身的重力时,随即升空。讲解员还介绍了升力与迎角(机翼和气流角度)的关系,如图乙所示。
[实验设计]
小明利用无人机模型、电子秤、电风扇等器材研究升力与速度的关系,将模型放在电子秤上,并正对电风扇,模拟无人机的加速过程,通过电子秤示数分析知道升力的大小,风量Q是指单位时间内从电风扇正面流出的空气的体积,如图丁所示。
表一:电风扇的性能指标
挡位
弱
中
强
超强
风量Q/(m3·min⁻¹)
8
12
16
24
风速v/(m·s)
1.0
1.5
3.0
表二:
挡位
弱
中
强
超强
电子秤示数/g
798
796
792
782
[进行实验]无人机模型放在电子秤上,电子秤的示数为800g,启动电风扇,并将电风扇调节到不同挡位,读出电子秤的示数,填入表二。
[交流评价]小明和同学们从如何让无人机升空等方面进行了交流评价。
(1)关于无人机,下列对应关系不正确的是( )
A.升力的施力物体——空气
B.流线型机头——减小空气阻力
C.克服自身的重力——重力消失
D.螺旋桨驱动力的作用是相互的
(2)分析图乙可知,当迎角逐渐增大,升力会______。
(3)分析表一可知强风档的风速v=_____m/s,风扇正面出风的面积s=_____m2(保留两位小数);进一步分析表一、表二可知:当超强风档时,电子秤受到无人机的压力F=_____N。
(4)为了让无人机升空,除提高速度以外,请你再提出一个合理化的建议。______。
【答案】(1)C
(2)先增大后减小
(3) 2.0 0.13 7.82
(4)减小无人机的重力或增大机翼的凸起程度
【详解】(1)A.升力是由于无人机上下表面的空气流速不同,导致的压力差,升力的施力物体是空气,故A正确,不符合题意;
B.流线型机头,通过减小受力面积,减小空气阻力,故B正确,不符合题意;
C.重力是地球吸引而产生的力,无人机在地面附近,重力不会消失,故C错误,符合题意;
D.螺旋桨驱动,利用的是叶片表面与空气发生的相互作用,故D正确,不符合题意。
故选C。
(2)由图乙可知,当迎角在0到15度时,迎角越大,升力越大。当大于15度时,升力减小,综上可知,当迎角逐渐增大,升力会先增大后减小。
(3)[1]由表一数据得,风量与风速为线性关系,则风量增加4,风速增加0.5,则强风挡的风速为
[2]依题意得,风量Q是指单位时间内从电风扇正面流出的空气的体积,则
当,时,则
[3]当超强风挡时,电子秤实数为
无人机对电子称的压力
(4)为了让无人机升空,除提高速度以外,可以通过减小无人机材质的密度,减小无人机的重力;可以增大机翼的凸起程度,增加机翼上下方空气流速差,增加机翼上下方的压力差。
7.(24-25八年级下·辽宁丹东·期中)阅读下面短文,回答问题。
活塞式抽水机
抽水机也叫水泵,是一种利用大气压强的抽水工具。如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。其中,活塞跟筒壁紧密接触但是可以自由上下滑动,是只能向上开启的阀门。使用时,有经验的人会先往抽水机的圆筒里倒一点水,这样可以更容易把水抽出来。若提起活塞,阀门受到大气压的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,圆筒内气压 ① 外界的大气压。于是,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒(图甲);当压下活塞时,阀门被水压下而关闭,水被阻不能向下流动,于是冲开阀门进入圆筒的上部(图乙);再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门关闭,水从侧管流出。与此同时,井里的水又在大气压的作用下推开阀门 ② 而进入圆筒(图丙)。这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出。
(1)文中①处应填_____(填“大于”“小于”或“等于”),
②处应填_____(填“A”或“B”)。
(2)下列生产生活实例与活塞式抽水机工作原理相同的是_____。
A.吸盘 B.连通器 C.铅垂线 D.单腿冰车
(3)有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,目的是增强活塞与筒壁间的_____。
A.气密性 B.摩擦力 C.压强
(4)当大气压为时,该抽水机提升水的最大高度是_____m。
(5)虹吸抽水主要也是利用大气压力充当动力,在生活中应用非常广泛。在下面四个装置中的玻璃管内灌满水,一端插入盛满水的大烧杯内,另一端用手按住管口,放手后,能把水虹吸到空烧杯的是_____。
A. B. C. D.
【答案】(1) 小于 B
(2)A
(3)A
(4)10
(5)A
【详解】(1)[1]当提起活塞时,活塞下面空气稀薄,气体减少,气压降低,所以圆筒内气压小于外界的大气压,这样水才会在大气压作用下推开阀门 B 进入圆筒。
[2]再提起活塞时,井里的水在大气压作用下推开阀门 B 进入圆筒。
(2)A .活塞式抽水机是利用大气压工作的,吸盘紧紧吸在墙上,是因为挤出吸盘内空气后,吸盘内气压小于外界大气压,在大气压作用下被压在墙上,利用了大气压,故A符合题意;
B.连通器是上端开口、下部连通的容器,其原理与大气压不同,故B不符合题意;
C.铅垂线是利用重力方向竖直向下的原理,与大气压无关,故C不符合题意;
D.单腿冰车的原理与大气压无关,故D不符合题意。
故选A。
(3)A .往圆筒里倒一点水,水可以填充活塞与筒壁间的缝隙,增强气密性,使外界空气不容易进入,保证抽水机更好地利用大气压工作,故A符合题意;
B.倒水不是为了增大摩擦力,故B不符合题意;
C.倒水不是为了增大压强,故C不符合题意。
故选A。
(4)[1]抽水机提升水的最大高度
[2]虹吸现象是利用液面高度差的作用力吸抽液体。A 选项中,玻璃管一端插入盛满水的大烧杯内,另一端低于大烧杯内水面,且玻璃管内灌满水,放手后,水可以在大气压和液面高度差的作用下从大烧杯流到空烧杯,能实现虹吸,B、C、D 选项的装置不符合虹吸现象的条件,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
8.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)阅读短文,回答问题。
“飞行汽车”——随心移动,自由飞行
在近日的第十五届中国航展上,某公司生产的“陆地航母”飞行汽车以其独特的设计和功能吸引了众多目光。陆行“母舰”具备全球唯一能装下“飞机”的汽车后备舱,一键操作便可在短短5分钟内完成陆行体和飞行体的自动分离、结合。
它采用了碳纤维材料,飞行体可实现垂直起降和低空飞行,满足低空飞行需求。采用的整机多伞救生系统可以在50米的高度实现开伞,突破了行业内200米以上的开伞高度难关。接地速度达到左右,能有效保护乘员和机体不受伤害。
(1)飞行体采用碳纤维材料打造全机身,是因为碳纤维具有___________小的物理特性;
(2)飞行体匀速升空时,在竖直方向上受到升力、重力和阻力,请写出这三个力的关系式___________;当总重为的“飞行汽车”在水平公路上匀速行驶时,它对地面的压力为,则与的大小关系为:___________;
(3)安全永远是第一位的,我们要做好各种预案。比如:飞行汽车不慎落入水中……如果水较深,车沉入水中后将无法打开车门,此时不要惊慌,待水快要充满车厢后,深憋一口气就可以打开车门逃生了。这是由于最初车沉入水中时,车外水的压强___________(填“大于”“小于”或“等于”)车内空气的压强,会产生一个向___________(填“车内”或“车外”)方向的压力差。随着车内水面升高,车内外的压强差___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)密度
(2) >
(3) 大于 车内 变小
【详解】(1)飞行体体积不变,采用碳纤维材料打造全机身能够减小飞行体的质量,根据可知碳纤维具有密度小的特性。
(2)[1]飞行体匀速升空时,受力平衡,升力竖直向上,重力竖直向下,阻力与相对运动方向相反,即竖直向下,由力的平衡可得
[2] “飞行汽车”在水平公路上匀速行驶时,汽车上方空气流速大,压强小,会产生向上的升力,所以飞行汽车受到重力、地面的支持力、竖直向上的升力;竖直方向上飞行汽车处于平衡状态,根据力的平衡可知,它对地面的压力为与地面对它的支持力为一对相互作用力,大小相等,故可以得出大于。
(3)[1][2][3]轿车沉入水中时,刚开始时车内没有水,车外的水对车的压强大于车内空气的压强,由此会产生一个向车内方向的压力差,所以不容易打不开车门;水进入车厢后,随着车内水面升高,因为液体压强随深度的增加而增大,所以此时车内的水对车的压强增大,车外的水对车的压强不变,则车内外的压强差变小,这样就比较容易打开车门逃生了。
9.(24-25八年级下·辽宁葫芦岛·期中)风洞
爆轰驱动超高速高焓激波风洞(简称:JF-22超高速风洞),作为全世界最先进的风洞,这一大国重器通过国家验收。JF-22超高速风洞,实验气流速度范围3-10km/s,JF-22可展现40到100km高空环境情况,约30倍声速的飞行条件,将帮助我国航空、航天技术的发展走上新的巅峰。
在设计飞机等飞行器时,空气对飞行器产生的阻力和升力等都是难以通过计算得到的,即使现代的超级计算机对有些问题也是难以模拟的。于是科学家们想出了一个办法,按一定比例做出缩小的飞行器模型,将其置于洞状空间内,从洞的一端按设定的速度向飞行器吹风,以了解实际飞行器的空气动力学特性,这种试验装置叫做风洞。
如图(a),将飞机模型放在风洞中固定不动,让风(流动的空气)高速迎面吹来,由于飞机模型相对于风是运动的,从而模拟了飞机在空气中高速运动的情形。
(1)在图(a)模拟实验中,用风筒吹风时当吹出的风速变大时,弹簧秤的示数变小,说明飞机在竖直方向受到了一个向______的力的作用。这个力生产的原因是:机翼上表面气体流速大压强______,而下表面气体流速小压强______;
(2)在图(a)中当无风时弹簧秤的示数为15N;当迎面吹着机翼模型的风速达到一定值时,弹簧秤的示数为10N。此时飞机模型受到的升力为______N;
(3)通过查阅资料,机翼模型在水平风的作用下,获得竖直方向的力的大小为F,实验得到F与风速的二次方v2关系图像如图(b),当风速是原来的2倍时,F是原来的几倍?______;
(4)风洞测试在很多行业有着应用,建筑、汽车、高铁、航天器、跳伞模拟训练、体育训练等等,风洞测试对产品的定型、性能的改进、指标的优化起着关键的作用,下列定型时产品需要风洞测试的是:_____。(多选)
A.轿车 B.大型桥梁 C.起重机 D.压路机
【答案】(1) 上 小 大
(2)5
(3)4倍
(4)AB
【详解】(1)[1]弹簧秤的示数变小,即飞机对其压力减小,说明飞机在竖直方向受到了一个向上的力的作用。
[2][3]机翼上表面气体流速大压强小,下表面气体流速小压强大,因而产生一个向上的压强差,所以产生向上的升力。
(2)飞机模型受到的升力为
(3)由图(b)可知,F与风速的二次方v2成正比,所以当风速是原来的2倍时,F是原来的4倍。
(4)风速较大时,对轿车的行驶和大型桥梁的稳定性会产生较大的影响,起重机、压路机质量大,行驶速度低下,受风速影响很小,所以定型时产品需要风洞测试的是轿车和大型桥梁。故选AB。
考点03浮力综合应用题
1.(24-25八年级下·辽宁大连·期中)如图是伽利略温度计的模型。温度计中有密度随温度升高而变小的液体。如图甲,当该液体温度为19℃时,质量为4×10⁻3kg的小球b悬浮,b标记“19℃”另外两个小球分别标记“15℃”和“23℃”,当小球悬浮时,它标记的温度与液体温度相等。图甲、乙、丙中小球a、b、c均静止,忽略小球体积变化,g取10N/kg。
(1)图甲中小球b悬浮,此时b受到的浮力为__________N;
(2)图乙中小球b漂浮。
①此时小球b所受浮力__________图甲中b所受浮力(选填“大于”“等于”“小于”);
②此时液体温度__________19℃(选填“高于”“等于”或“低于”);
③小球c对应的标记是__________℃(选填“15”或“23”);
(3)图丙中液体温度的范围可能是__________;
A.14℃以下 B.16℃~18℃ C.20℃~22℃ D.24℃以上
(4)液体温度在15℃~23℃范围内,b在液体中静止时所受浮力与液体温度关系的图像可能正确的是(b不接触其他小球)__________。
A. B.
C. D.
【答案】(1)4×10-2
(2) 等于 低于 15
(3)D
(4)C
【详解】(1)b受到的浮力为
(2)[1]图甲中b悬浮,受到的浮力等于其自身的重力,图乙中b漂浮,受到的浮力也等于其自身的重力,所以此时b所受浮力等于图甲中b所受浮力。
[2]当外界气温降低时,液体的密度变大,由可知,小球所受浮力会变大,悬浮小球会上浮,最终会漂浮在水面上,所以此时图乙中液体温度低于。
[3]图乙中小球c沉底,由浮沉条件可知,则当c球悬浮时,对应的液体密度等于c球的密度大于图乙中液体的密度,因液体的密度随温度降低而变大,所以小球c对应的温度更低,应标记为15℃。
(3)由图丙可知,三个小球都下沉,由“环境温度越高时,液体的密度变小,浮力越小,悬浮的小球会下沉”可知液体的温度比23℃还高,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(4)由于温度降低时,小球所受浮力会变大,悬浮小球会上浮,环境温度越高时,浮力会变小,悬浮的小球会下沉,且漂浮和悬浮时浮力都等于重力,所以时浮力保持不变,温度再升高,浮力会继续变小,浮力小于重力,小球会下沉,所以时浮力减小,故C图符合题意。
故选C。
2.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)阅读短文,回答问题。
综合实践活动——制作密度计
编号
①
②
③
④
⑤
密度计的质量m/g
25
20
15
12
8
浸入深度H/cm
沉底
26.7
20.0
16
倾倒
【实践制作】小明用粗细均匀长约30cm的塑料吸管、蜡、细钢珠自制了几支密度计,他在吸管下端装入适量细钢珠后,用蜡封住管口并使底部平整、他用电子天平测出自制密度计的反量,并将它们放入水中,当竖直漂浮时,在吸管上标出水面的位置,并测出该位置到吸管下端的距离,即浸入深度H,如图乙所示。将测得的数据和实验现象记录在上表中;
同一密度计漂浮在不同液体中浸入的深度不同,根据密度计漂浮在不同液体中浸入深度与液体密度的关系,在自制密度计的表面标注好刻度;
【测量密度】配制适当浓度的食盐水,用天平、量筒和烧杯测出盐水的密度,然后再用自制的密度计测量,检查刻度标注是否准确。再利用自制密度计测量食用油、果汁、酱油等常见液体的密度;
【交流评价】
(1)使用文中密度计不能测量 的密度;
A.酒精
B.矿石
C.牛奶
(2)关于图甲中的三支市售密度计,下列说法不正确的是 ;
A.刻度上小下大且上疏下密
B.上端刻度处较细为了增大量程
C.装铁砂可以降低重心,使它们竖直漂浮在液体中
(3)用自制密度计测量盐水密度时,若液面在图丙所示的位置,则该盐水的密度为 _________________ ;
(4)分析上表可知,①号密度计沉底是因为所受的重力 _______ 浮力(选填“大于”“等于”或“小于”)。将该密度计的质量调整为18g,放入水中后漂浮,此时所受浮力为 _________ N,浸入水中的深度H= _______ cm;(g=10N/kg)
(5)质量一定时,减小吸管的横截面积:对增大刻度线间距离,便于读数 _____ (选填“有”或“无”)帮助;对增大密度计测量范围 _____ (选填“有”或“无”)帮助。
【答案】(1)B
(2)B
(3)1.1×103kg/m3
(4) 大于 0.18 24
(5) 有 有
【详解】(1)测量液体密度的仪器叫做密度计,不能测量固体的密度,矿石是固体,所以密度计不能测矿石的密度,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(2)A.密度计的刻度特点是上小下大且上疏下密,故A正确,不符合题意;
B.上端刻度处较细,是为了增大刻度之间的距离,提高精确度,故B错误,符合题意;
C.配重腔装铁砂可以降低重心,使它们竖直漂浮在液体中,故C正确,不符合题意。
故选B。
(3)若液面在图丙所示的位置,则该盐水的密度为1.1g/cm3=1.1×103kg/m3
(4)[1] ①号密度计沉底是浮力小于重力,则所受的重力大于浮力。
[2]将该密度计的质量调整为18g,放入水中后漂浮,此时所受浮力
[3]根据可得
故
即同种液体浸入的深度与密度计质量成正比。而15g浸入的深度为20cm,故18g浸入的深度H∶20cm=18g:15g
解得H=24cm
(5)[1]根据可知,质量一定时,减小吸管的横截面积,使密度计上两条刻度线之间的距离会大一些,则便于读数。
[2]根据可得,在质量一定,浸入的深度相同的条件下,减小吸管的横截面积,所测液体的密度变大,所以可以增大密度计测量范围。
3.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)如图甲所示,中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4270m的科考营地顺利升空达到海拔9032m,创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。“极目一号”Ⅲ型浮空艇主要靠浮力升空,体积约为,总质量约为2.6t。浮空艇有两个气囊,内部上层主气囊充满氦气,中间隔开,下边腹部还有一个小的副气囊如图乙所示,副气囊是充空气的,通过调节副气囊的空气垫就可以调节压力。随着高度升高,空气密度逐渐变小,浮空艇通过排出下面副气囊的部分空气,调节整个艇的内外气压差在安全范围内。浮空艇通过与地面锚泊车连接的系缆进行升空和驻空,如图丙所示,主系缆的作用就是约束浮空艇的艇体,它由很多部分组成,其中包含承力的部分。浮空艇通过搭载的各种探测仪器展开垂直观测,对推进国家生态文明建设、促进全球生态环境保护产生深远影响。
(1)浮空艇主气囊内部充的氦气密度_____艇外空气密度(选填“>”、“<”或“=”);
(2)因为大气压随海拔升高而____(选填“增大”或“减小”),所以在下降过程浮空艇为了保持内外气压差处在安全范围,副气囊需要____(选填“排出”或“注入”)空气。浮空艇在下降过程中,则浮空艇所受浮力逐渐_____(选填“增大”或“减小”)。
(3)在营地系泊时,浮空艇悬停在空中时,处于平衡状态,受到重力、_____力和缆绳拉力的作用。若缆绳对艇的拉力方向是竖直向下的,则拉力的大小约为_______N。(海拔4270m处空气密度约为,g取)
【答案】(1)<
(2) 减小 注入 增大
(3) 浮
【详解】(1)浮空艇主气囊内部充的氦气,氦气的密度小于艇外空气密度。
(2)[1][2]因为大气压强随海拔升高而减小,在下降过程中,外界气压增大,浮空艇为了保持内外气压差处在安全范围,副应气囊需要注入空气,使气囊内的气压增大。
[3]浮空艇在下降过程中,艇外空气的密度逐渐增大,根据阿基米德原理可知,浮空艇所受浮力逐渐增大。
(3)[1]在营地系泊时,浮空艇悬停在空中时,处于平衡状态,浮空艇受到重力和缆绳拉力、浮力的共同作用,三个力的关系
[2]浮空艇在营地升空时所受空气浮力
浮空艇的重力
根据力的平衡条件可知,绳子拉力
考点04综合应用题
1.(24-25八年级下·辽宁营口·期中)当我们向AI提问“提供深中通道相关信息”时,国产人工智能Kimi提供了以下信息:
①深中通道是一项连接深圳和中山的跨海集群超级工程,集桥梁、岛屿、隧道和水下互通于一体,全长约24公里。这项工程于2024年6月30日上午举行了开通仪式,并在当天下午3点正式通车。
②深中通道的开通极大地缩短了珠江口东西两岸城市之间的距离,将深圳至中山的车程从约2小时缩短至30分钟内,广州南沙至中山仅需15分钟,珠海和江门至深圳的车程也从2小时以上缩短至1小时内。这样,中山前往深圳机场将更加便捷,深圳宝安的制造业也可以外溢到中山马鞍岛。
③深中通道的建设历经七年筹备和建设,有超过15000名建设者参与施工。通道的开通不仅为粤港澳大湾区带来了新的交通速度,还在72小时内实现了超过30万车次的通车量,日均车流量超过10万车次。
④深中通道的设计和建设实现了多项创新和突破,例如深中大桥采用1666米超大跨径桥梁,是世界最大跨径全离岸海中钢箱梁悬索桥,通航净高76.5米,是目前世界最高通航净空的海中大桥。此外,深中通道海底隧道全长6845米,为世界上最长、最宽的海底钢壳混凝上沉管隧道。
⑤在通车试运营期间,深中通道实施了ETC电子收费,并配有应急设备确保通行顺畅。通道的限速为左侧两车道小客车专用道限速100公里/小时,右侧两车道限速90公里/小时。此外,深中通道还开通了两条深中跨市公交线路,每天发车超过90班,票价在15元至18元之间,实现了跨城出行变“同城通勤”。
⑥在建造“沉管隧道”时,先在陆地上预制“沉管”构件:用浮运的方法运输,即将“沉管”两端密封,密封的“沉管”如同一个巨大的长方体空心箱子漂浮在水面上,用拖轮拖至预沉位置;定位后、将这些构件沉放在预先没挖好的沟槽中并联接起来,回填砂石,拆除隔墙形成限道、“沉管”标准管节长度165米、漂浮时排水量约8万吨;单个管节由2500多个独立仓格构成、工艺参数控制及施工组织难度大。
根据以上信息,回答以下问题:
(1)根据信息里的①+⑤,判断一辆小客车以设计的最高速度通过全长,需要______分钟;
(2)轿车在水平桥面上急速行驶,则根据轿车呈现的流线型外形可判断,轿车对桥面的压力______(填“大于”“等于”或“小于”)轿车的总重;
(3)根据⑥可知,若“沉管”的实心体积以计算,则“沉管”钢壳混凝土的平均密度为______;
(4)密封的“沉管”灌水下沉时,沉管受到的液体压强将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。尝试画出这一过程(下沉,在到达江底之前)中,受到的浮力F随时间t变化的大致图像;______
(5)南沙区是广州最重要的物流港口,大型货船从南沙港出发离开珠江进入伶仃洋时,浮力的变化情况是______;结合平面地图,尝试解释深圳这一侧为何要修海底隧道而不是架桥(架桥更便宜)?______
【答案】(1)14.4
(2)小于
(3)
(4) 变大
(5) 不变 见解析
【详解】(1)以设计的最高速度通过全长,需要时间为
(2)轿车在快速行驶过程中,车子上方空气的流速大于车子下方空气的流速,由于气体在流速大的地方压强小,因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强,轿车上下方所受到的压力差形成向上的升力,从而使得轿车对地面的压力小于车的重力。
(3)沉管漂浮时,浮力等于重力,则重力为
则“沉管”钢壳混凝土的平均密度为
(4)[1] 密封的“沉管”灌水下沉时,水的深度变大,根据可知,沉管受到的液体压强将变大。
[2]“沉管”漂浮在水面上时,需要灌水下沉,灌水下沉的过程“沉管”自身的重力不断增大,则“沉管”漂浮受到的浮力不断增大,由可知,当“沉管”完全浸没时,其受到的浮力达到最大值,继续灌水只会增大“沉管”自身的重力,但其受到的浮力不变,所以受到的浮力F随时间t变化的大致图像如下:
(5)[1]大型货船从南沙港出发离开珠江进入伶仃洋时,货船始终漂浮,重力不变,则浮力不变。
[2]若架桥,为保证船只通行,桥的高度会很高,会影响深圳机场飞机的起落。
2.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)阅读短文,回答问题。
中国“辽宁号”航母护卫舰下水成功。这标志着我国在航母研制中取得了重大突破。有关参数如表所示,新型固定舰载机在“辽宁号”航母训练平台上的着落、起飞试验已取得成功。
满载排水量/t
67200
总功率/kW
最高航速km/h
54
最大舰载机数量/架
30
最大舰长/m
304
歼-15舰载机推重比
0.5
最大舰宽/m
70.5
歼-15舰载机的质量/t
21
(1)下列有关航母、舰载机的说法正确的是______
A.舰载机静止在航母甲板时,飞机受到的重力与支持力是一对平衡力
B.舰载机起飞时,发动机往后喷出烈焰,可知推力的施力物体是发动机
C.舰载机在航空母舰上顺风起飞,更有利于飞机升空
D.舰载机降落后,飞机由于惯性作用仍会向前滑行一段距离
(2)5架歼-15舰载机从航母起飞后,舰底所受海水的压强将______(选填“变大”“变小”或“不变”),航母所受的浮力变化了______N,航母排开海水的体积将减小______()。
(3)飞机降落时,在舰载机与尾钩完全咬合后,舰载机在弹链的强大拉力作用下,迅速减速而停止,这表明力能改变______;当阻拦索钩住飞机减速时,为确保飞行员的安全,必要的措施是______。
(4)歼15舰载机向后喷出燃气产生的推力和自身重力的比称为推重比,该舰载机起飞后,燃气产生的推力为______N。
【答案】(1)A
(2) 变小
(3) 物体的运动状态 飞行员必须佩戴安全带
(4)
【详解】(1)A.舰载机静止在航母甲板时处于平衡状态,在竖直方向上受到重力和支持力的作用,这两个力是一对平衡力,故A正确;
B.舰载机起飞时,发动机往后喷出烈焰,由于物体间力的作用是相互的,空气会给飞机一个向前的力,这个力使得飞机前进,故B错误;
C.机翼上方空气流速越大,压强越小;机翼下方空气流速越小,压强越大。所以机翼下方的气压大于上方的气压,便形成向上的升力,即飞机升力是根据流体压强与流速的关系的原理获得的。在舰艇上的跑道不可能很长,飞机逆风起飞时飞机的速度不需要加速到很大,飞机就可相对空气有一个较大的相对速度,从而获得足够的升力,故C错误;
D.舰载机降落后,飞机由于具有惯性,仍会向前滑行一段距离,惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,不是力,不能说受到惯性作用,故D错误。
故选 A。
(2)[1]5架歼15舰载机从航母起飞后,由于航母是漂浮的,浮力等于重力,此时航母的重力减小,则浮力减小,航母将会上浮一些,深度减小,根据可知,舰底所受海水的压强变小。
[2]物体漂浮时,受到的浮力等于其重力;舰载机飞走,则航母少排开的海水质量,则变化的浮力
[3]根据阿基米德原理,可得排开海水的体积减小量
(3)[1]舰载机在弹链的强大拉力作用下,迅速减速而停止,舰载机的运动状态发生了变化,这表明力可以改变物体的运动状态。
[2]当阻拦索钩住飞机减速时,为防止惯性带来的伤害,必要的措施是飞行员必须佩带安全带。
(4)歼15舰载机的重力为
舰载机起飞后燃气产生的推力为
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