内容正文:
2024学年第二学期八年级物理学科5月能力诊断
(时间:60分钟 满分:120分)
一、选择题(每题2分,共24分)
1. 下列有关浮力的说法中错误的是( )
A. 在海边游泳的人受到海水对他的浮力
B. 在空中漂浮的氢气球受到空气对它的浮力
C. 石块扔进水中,下沉过程中浮力变小
D. 在水中升起的木块受到浮力
【答案】C
【解析】
【详解】ABD.浸在液体或气体中的物体都会受到液体或气体对它向上托的力即浮力,海边游泳的人受到海水对他的浮力,海边游泳的人受到海水对他的浮力,在水中升起的木块受到浮力,故ABD正确,不符合题意;
C.下沉的物体也受浮力作用,石块扔在水中,下沉过程中排开水的体积先变大后不变,根据阿基米德原理可知所受的浮力先变大、后不变,故C错误,符合题意。
故选C。
2. 如图所示,甲、乙两人在完全相同的沙滩上散步时留下了大小不同但深浅相同的脚印,下列判断正确的是( )
A. 甲、乙对沙滩的压强大小相等 B. 甲对沙滩的压强比乙对沙滩的压强大
C. 乙对沙滩的压力比甲对沙滩的压力大 D. 无法比较谁对沙滩的压力更大
【答案】A
【解析】
【详解】相同沙滩,深浅相同,说明沙滩单位面积上的受力情况相同,即压强大小相等,故A正确,B错误。
两组脚印压强大小相等,甲的面积大,乙的面积小,根据可得甲对沙滩的压力大于乙对沙滩的压力,故CD错误。
故选A。
3. 如图所示,小鱼口中吐出的气泡逐渐上升至水面,在此过程中,气泡体积会逐渐变大,下列说法正确的是( )
A. 气泡外液体压强增大,浮力变大 B. 气泡外液体压强增大,浮力变小
C. 气泡外液体压强减小,浮力变大 D. 气泡外液体压强减小,浮力变小
【答案】C
【解析】
【详解】气泡在上升过程中,深度逐渐减小,由可知气泡外液体压强减小;体积会逐渐变大,则排开水的体积增大,根据可知所受浮力变大,故ABD错误,C正确。
故选C。
4. 如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分。现往容器里注入一些水,则下列说法错误的是( )
A. A物体一定受浮力作用 B. B物体一定受浮力作用
C. C部分受到来自水的压力 D. D部分一定受浮力作用
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,水对A物体上下表面产生了向上的压力差,故A物体一定受浮力的作用,故A正确,不符合题意;
B.由图可知,B物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对B物体上下表面产生了向上的压力差,故B物体也受浮力的作用,故B正确,不符合题意;
C.由图可知,水对C物体上下表面产生了向上的压力差,故C物体受浮力的作用,故C正确,不符合题意;
D.由图可知,D物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对D物体上下表面没有产生压力差,故D物体不受浮力的作用,故D错误,符合题意。
故选D。
5. 如图所示,两个完全相同的长方体物块甲、乙浸没在水中并处于悬浮状态。甲物块上、下表面所受水的压强差为、压力差为;乙物块上、下表面所受水的压强差为、压力差为。则下列关于甲、乙两物块压强差、压力差关系判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】图中两种放置方式木块都处于悬浮状态,木块体积相同,根据阿基米德原理,木块受到水的浮力不变,而浮力等于物体上下表面受到水的压力差,所以长方体物块上下表面受到水的压力差不变,即;竖直放置比水平放置受力面积小,根据,可知。故ABC错误,D正确。
故选D。
6. 如图甲所示,弹簧测力计下挂有一个圆柱体,把它从盛水的烧杯底缓慢提升,直到全部露出水面,该过程中弹簧测力计读数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示,(g取10N/kg,忽略水面的变化)下列说法中( )
①圆柱体受到的重力是10N
②圆柱体受到的最大浮力是6N
③圆柱体刚要露出水面时,圆柱体下表面受到水的压强为300Pa
④圆柱体的密度是1.5g/cm3
A. 只有①③正确 B. 只有①④正确
C. 只有②③正确 D. 只有②④正确
【答案】A
【解析】
【详解】①③忽略水面的变化,由图乙可知,圆柱体从h1=2cm开始露出水面到h2=5cm完全离开水面,则圆柱体的高为h2-h1=5cm-2cm=3cm
圆柱体下表面受到水的压强为p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa
当h>5cm时,弹簧测力计的示数为10N不变,此时圆柱体位于空中,由二力平衡条件可知,圆柱体的重力G=F=10N
故①③正确;
②由图乙可知,当h<2cm时,圆柱体完全浸没在水中,弹簧测力计的示数为F′=6N不变,此时圆柱体受到的浮力最大且不变,则圆柱体受到的最大浮力F浮=G-F′=10N-6N=4N
故②错误;
④因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由F浮=ρ液gV排可得,圆柱体的体积
圆柱体密度
故④错误。
故选A。
7. 如图所示,质量和底面积均相同的A、B、C三个容器,分别装有硫酸、水、酒精三种液体,此时三个容器对桌面的压强相等,三容器中液体对容器底的压强分别为pA、pB、pC,则它们的大小关系是
A. pA>pB>pC
B. pA<pB<pC
C. pA= pB =pC
D. 无法判断
【答案】A
【解析】
【详解】(1)液体对容器底的压强p=gh,液体对容器底的压力F=pS底=ghS底,右边容器(上口大、下口小),酒精对容器底的压力F=pS底=ghS底=gV黑=m黑g,即对非柱形的液柱,对容器底部的压力等于底面积与容器底(内部)等大、与液体的深度为高的液柱的重力,如下图所示,
所以F酒精<G酒精;中间容器(柱形容器),水对容器底的压力F水=G水;左边容器(上口小、下口大),硫酸对容器底的压力F硫酸>G硫酸;A、B、C三个容器中分别装有硫酸、水、酒精三种液体,此时三个容器对桌面的压强相等,根据p==S,因A. B. C三个容器质量和底面积均相同,故G容器和S均相同,所以三个容器中的液体的重力相等,即G硫酸=G水=G酒精;由上得:液体对容器底的压力F硫酸>F水>F酒精;液体对容器底部的压强大小p=,可知pA>pB>pC,故A正确,BCD错误.
8. 测量液体密度的仪器叫做密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值(如图甲)。图乙和图丙是自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的。将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,它会竖直立在液体中。若密度计在图乙和图丙中浸入液体的体积之比为5:2,下列说法正确的是( )
A. 密度计在图乙和图丙中所受浮力之比为5:2
B. 该密度计在液体中处于悬浮状态
C. 图乙和图丙中液体密度之比为5:2
D. 若图乙中液体为水,则图丙中的液体密度为2.5×103kg/m3
【答案】D
【解析】
【详解】AB.同一密度计测量不同液体的密度时,都处于漂浮状态,密度计受到的浮力始终等于自身的重力,所以密度计在图乙和图丙中所受浮力相等,即浮力之比为1:1,故AB错误;
CD.密度计在图乙和图丙中所受浮力相等,由可知液体的密度和排开液体的体积成反比,已知密度计在图乙和图丙中浸入液体的体积之比为5:2,所以图乙和图丙中液体密度之比为2:5;若图乙中液体为水,则图丙中的液体密度为
故C错误,D正确。
故选D。
9. 生活中处处有科学。下列日常工具,在使用时属于费力杠杆的是( )
A. 园艺剪 B. 筷子
C. 启瓶器 D. 核桃夹
【答案】B
【解析】
【详解】A.园艺剪在使用过程中,动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,属于省力杠杆,故A不符合题意;
B.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,属于费力杠杆,故B符合题意;
C.启瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,属于省力杠杆,故C不符合题意;
D.核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,属于省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
10. 如图,重力为质量分布均匀的木棒左端与支点连接,绕转动时,棒所受的摩擦力可忽略不计。棒重心处受到竖直向上的拉力保持静止,则( )
A.
B.
C. 若为杠杆的动力,为杠杆的阻力,此杠杆为费力杠杆
D. 若将竖直拉力移到点棒仍静止,此时拉力记为,则
【答案】A
【解析】
【详解】AB.力臂是点到线的垂线,OB是动力臂,重力是竖直向下,OB也是阻力臂,根据杠杆平衡原理可知,可知,
故A符合题意;B不符合题意;
C.若为杠杆的动力,为杠杆的阻力,动力臂等于阻力臂,此杠杆为等臂杠杆,故C不符合题意;
D.若将竖直拉力移到点棒仍静止,此时拉力记为,动力臂变大,阻力和阻力臂不变,故动力变小,故D不符合题意。
故选A。
11. 在探究“杠杆平衡条件”实验中,杠杆在弹簧拉力F作用下水平平衡,如图所示。仅将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置(图中虚线)过程中,杠杆始终保持水平平衡,则拉力F与其力臂的乘积变化情况是( )
A. 一直不变 B. 一直变大 C. 先变大后变小 D. 先变小后变大
【答案】A
【解析】
【详解】将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,钩码的重力不变,其力臂OA不变,即阻力与阻力臂的乘积不变;由于杠杆始终保持水平平衡,所以根据杠杆的平衡条件可知,拉力F与其力臂的乘积也是不变的,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
12. 放在水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放在两容器中,当物块静止时,两容器中的液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 乙容器中的液体密度大 B. 甲容器底受到的液体压强小
C. 甲容器中物块排开液体的重力大 D. 甲乙两容器中物块受到的浮力相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.液体密度判断: 物块密度不变,甲中物块漂浮,由浮沉条件,满足;乙中物块悬浮,满足
因此可得,甲液体密度更大,故A错误;
B.已知两容器液面相平,液体深度相同,由液体压强公式可知,,因此甲容器底受到的液体压强更大,故B错误。
D.漂浮和悬浮的物体,浮力都等于自身重力;两个物块完全相同、重力相等,因此
两物块受到的浮力相同,故D正确;
C.根据阿基米德原理,甲、乙受到的浮力相等,则排开液体的重力相等,故C错误;
故选D。
二、填空题(每空2分,共18分)
13. 如图甲所示,当人曲臂将重物托起时,人的前臂可以看作一个_________杠杆;其示意图如图乙所示,肱二头肌对前臂A处的收缩力(拉力)为动力F1,B处握着的重物对手臂向下的压力是阻力F2。已知OA=5cm,AB=15cm,F1的方向与水平面的夹角为30°,当水平托住质量为2kg的重物时,肱二头肌产生的收缩力F1为__________。
【答案】 ①. 费力 ②. 160N
【解析】
【详解】[1]从支点O向F1作垂线,垂线段的L1就是F1的力臂,如图:
根据图示可知,前臂使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
[2]重物的重力为G物=mg=2kg×10N/kg=20N
阻力臂为L2=OB=AB+OA=5cm+15cm=20cm=0.2m
F1的方向与水平面的夹角为30°,则F1的力臂为
根据杠杆的平衡条件可得F1×0.025m=20N×0.2m
解得F1=160N。
14. 如图所示,杠杆AC(刻度均匀,不计杠杆的重力)可绕支点O自由转动,在B点挂一重为120N的物体。为使杠杆平衡,应在杠杆上方施加的最小力为________N;若在C点施力,为使杠杆水平平衡,当力最小时,此力的方向为________。
【答案】 ①. 30 ②. 向下
【解析】
【详解】根据杠杆平衡条件可知,阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。由图可知,支点O到杠杆左端A点距离最远,此时最长动力臂为OA,可得,解得;物体对杠杆的拉力是使杠杆逆时针转动,为使杠杆水平平衡,作用在C点的力的方向必须使杠杆顺时针转动,方向应向下。
15. 如图(a)、(b)、(c)所示,某小组同学将U形管压强计放入不同液体(ρ盐水>ρ水>ρ煤油)中进行实验,他们是在做“探究________与哪些因素有关”实验。由图所示现象,可得出的结论是:________。
【答案】 ①. 液体内部压强 ②. 相同深度,液体密度越大,液体内部压强越大
【解析】
【详解】[1]由图可知,金属盒在不同液体中的深度相同,液体的密度不同,U形管两侧液面的高度差不同,说明液体内部的压强不同,所以探究的是液体压强与液体密度的关系,故他们是在做“探究液体压强与哪些因素有关”实验。
[2]由图可知,金属盒在不同液体中的深度相同,液体的密度越大,U形管两侧液面的高度差越大,说明液体内部的压强越大,故可得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,液体内部的压强越大。
16. 如图所示,水平桌面上放置两个底面积不同(),高度相同,质量可以忽略不计的薄壁圆柱形容器甲和乙,分别盛满质量相等的水和酒精,此时,甲和乙两容器对桌面的压强关系为________,现将两个完全相同的实心物体分别放入两容器中,甲中物体漂浮,乙中物体沉底,待它们静止后,两物体在液体中受到的浮力关系为_______,甲和乙两容器对桌面的压力关系为________(均选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 ①. 大于 ②. 大于 ③. 小于
【解析】
【详解】[1]因甲乙容器置于水平桌面,分别盛满质量相等的水和酒精,则,薄壁圆柱形容器甲和乙质量忽略不计,所以甲和乙两容器底对桌面的压力相等,
又因为,所以,根据可知,此时,甲和乙两容器底对桌面的压强关系为大于。
[2]现将两个完全相同的实心物体分别放入两容器中,甲中物体漂浮,乙中物体沉底,根据浮沉条件可知,,,所以两物体在液体中受到的浮力关系为大于。
[3]由前面分析可知,;所以,又因为,甲容器对桌面的压力为,乙容器对桌面的压力为,所以小于。
三、作图题(共6分)
17. 如图所示,杠杆OA在力F1、F2的作用下,处于静止状态,在图中画出力F1的力臂L1和F2。
【答案】
【解析】
【详解】如图所示,过支点O作F1的垂线段L1为动力臂;作垂直于L2的直线,与杠杆OA的交点为力F2的作用点,方向斜向右上方,如图所示:
18. 如图所示,以O为支点用撬棒撬石头,画出作用在A点的最小动力的示意图及其力臂。
【答案】
【解析】
【详解】根据杠杆平衡条件可知,在阻力、阻力臂一定时,动力臂越长越省力,最长的力臂即支点与作用点的连线,从A点向下作垂直撬棍,可得最小动力的示意图,据此作图。
四、综合题(共52分)
19. 如图所示,一轻质杠杆可绕O点转动,在杠杆的A点挂有质量为3千克的物体,已知OA=0.1米,AB=0.2米,求:
(1)物体的重力G。
(2)作用在B点使杠杆平衡的最小的力F的大小和方向。
【答案】(1)29.4牛;(2)9.8牛;方向:竖直向上(或垂直杠杆向上)
【解析】
【详解】(1)物体的重力为
G=mg=3kg×9.8N/kg=29.4N
(2)物体对杠杆的拉力等于自身的重力,即
杠杆有水平位置平衡,需要有力向上拉杠杆,这个力的力臂为OB时,这个力最小,它应该作用在B点,方向竖直向上。
F=9.8N
答:(1)物重29.4N。
(2)这个力的方向应该是竖直向上的,大小为9.8N。
20. 乌鸦喝水的故事大家都很熟悉.假若它碰到的是一个放在水平地面上容积为8×10-4m3圆柱形容器(器壁厚度不计),该容器的底面积为2×10-3m2,里面装有4×10-4m3的水,这只口渴的乌鸦将地上的小石块逐个投入瓶内.当瓶内石块的总质量达到1kg时,水面刚好升到瓶口,乌鸦喝到了水.求
(1)瓶内石块的总体积;
(2)这时水对容器底的压强;
(3)瓶内石块受到的浮力共为多大?
(4)容器对地面的压强共增加了多少?
【答案】(1)4×10-4 m3(2)4×103 Pa(3)4N(4)5×103 Pa
【解析】
【详解】(1).根据题意知道,瓶内石块的总体积是:
V石 =V-V水=8×10-4 m3 -4×10-4 m3 =4×10-4 m3
(2).容器深度是:
=0.4m,
故水面刚好升到瓶口时,水对容器底的压强是:
P=ρ水gh=1×103 kg/m3 ×10N/kg×0.4m=4×103 Pa;
(3).瓶内石块排开水的体积是:
V排 =V石 =4×10-4 m3 .
石块受到的浮力是:
F浮=ρV排g =1×103 kg/m3 ×10N/kg×4×10-4 m3 =4N;
(4)容器底部增加的压强是:
=5×103 Pa
21. 港珠澳大桥的隧道部分,是由一节一节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成,如图所示,建造隧道时,现将沉管两端密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,然后让其漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底。设某一节密封的长方体沉管的长、宽、高分别是180m、50m、10m,总质量为。(海水的密度取)
(1)漂浮在海面上的密封沉管,在灌水前受到的浮力是多少?此时露出的体积是多少?
(2)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时,此时其下表面受到海水的压力为多少?
【答案】(1),
(2)
【解析】
【详解】(1)因为密封沉管灌水前漂浮,所以受到的浮力
浸在水中的体积
沉管的体积
则露出的体积
(2)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时,排开水的体积
则受到的浮力
当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时,由于浸没在水中的物体受到的浮力等于上下表面的压力差,则沉管下表面受到海水的压力
22. 一圆柱形薄壁容器置于水平桌面上,其质量为0.1kg,底面积为。现将圆柱体A竖放于容器中央,打开阀门K对容器注水(如图所示),当水深为6cm时关闭阀门,此时水的质量为0.9kg(A未浮起)。已知圆柱体A的质量为0.5kg,底面积为,其高度为15cm。求:
(1)整个容器对水平桌面的压强;
(2)圆柱体A所受水的浮力;
(3)再次打开阀门K向容器注水,当圆柱体A对容器底恰好无压力时,停止注水,则此时容器内水的体积为多少?水对容器底的压力是多大?
【答案】(1)750Pa
(2)3N (3)1.5×10-3m3 ,20N
【解析】
【小问1详解】
质量为0.1kg圆柱形薄壁容器的重力
圆柱体A的重力
水的重力
水平面上的压力等于重力,故整个容器对水平桌面的压力等于容器、圆柱体和水的总重力,即
,整个容器对水平桌面的压强
【小问2详解】
圆柱体排开水的体积
圆柱体A所受水的浮力
【小问3详解】
当圆柱体对容器底的压力刚好为零时,圆柱体刚好处于漂浮状态,受到的浮力
根据阿基米德原理,圆柱体排开液体体积
注水的深度
此时容器内水的体积
此时水对容器底的压强
此时水对容器底的压力是
23. 如图(a)所示,放置在水平地面上的薄壁柱形容器甲内盛有0.2米深的水,空薄壁柱形容器乙漂浮在容器甲内的水面上。甲容器的底面积为米2,乙容器的底面积为米2,质量为2千克,体积为米3的柱体丙放在水平地面上。求:
(1)水对甲容器底部的压强;
(2)柱体丙的密度;
(3)如图(b)所示,现将柱体丙轻轻地放入乙容器内,乙容器仍漂浮在水面上且水未溢出。求丙放入前后,水对甲容器底部压强的增加量△p水。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
水对甲容器底部的压强为
【小问2详解】
柱体丙的密度为
【小问3详解】
将柱体丙放入乙容器前后,乙容器均漂浮,浮力等于重力,则增加的浮力为
根据力的相互作用,水对甲容器底部压力的增加量为
则水对甲容器底部压强的增加量为
24. 如图(a)所示,一个质量为m、底面积为S的薄壁圆柱形容器(足够高)放在水平地面上,且容器内盛有体积为V的水,水的密度为。
(1)求容器底受到的水的压强。
(2)将一个底面积为、高度为的实心金属圆柱体A,缓慢竖直地浸入水中,如图(b)所示。若圆柱体A缓慢浸入后使得容器对水平地面的压强增大一倍(A始终未浸没),求此时圆柱体A底部所处深度h。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
已知水的体积为,圆柱形容器底面积为,因此容器内水的深度为
容器底受到的水的压强
【小问2详解】
放入圆柱体A前,容器对水平地面的压力等于容器与水的总重力:
容器重力,水的重力 ,因此总压力
此时容器对水平地面的压强 。
由题意可知,放入A后容器对水平地面的压强增大一倍,即 ,容器底面积不变,根据可得,此时总压力 。
放入A后,根据力的作用是相互的,圆柱体对水向下的反作用力大小等于圆柱体受到的浮力,因此总压力满足 ,联立得:
整理得:
根据阿基米德原理,浮力 ,已知圆柱体浸入深度为,排开水的体积 ,代入得:
联立浮力等式,整理求解:
约去后变形得:圆柱体A底部所处深度
25. 利用下图的实验装置探究“杠杆的平衡条件”
(1)将该装置置于水平桌面上,静止时如图甲所示,此时杠杆处于________(平衡/非平衡)状态,为完成实验,应将杠杆的左边的平衡螺母向________(左/右)调,右边的平衡螺母应向________(左/右)调,使杠杆在水平位置平衡,以便于________。
(2)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,记录数据。根据这一次实验数据,小明立即分析得出杠杆的平衡条件,他这种做法的不足是________。经老师提醒后,小明继续进行实验,如图乙,若将A、B两点下方挂的钩码同时朝靠近支点O方向移动一小格,则杠杆________(选填“仍保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”);
(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,可改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,当测力计从a位置转动到b位置时,使杠杆仍在水平位置平衡,其示数大小将________;
【答案】(1) ①. 平衡 ②. 右 ③. 右 ④. 测量力臂
(2) ①. 实验次数太少,结论具有偶然性 ②. 右端下沉
(3)变大
【解析】
【小问1详解】
杠杆处于静止状态或匀速转动状态是平衡状态,杠杆此时是静止,故此时是平衡状态;
实验过程中使杠杆在水平位置平衡目的是便于测量力臂;由图甲可知,杠杆不在水平位置,左端下沉,则重心应向右移动,故应向右调节左端的平衡螺母,向右调节右端的平衡螺母。
【小问2详解】
只完成一次实验得出杠杆的平衡条件是不合理的,实验次数太少,结论具有偶然性,所以需做多次实验,避免偶然性;
设杠杆一个格的长度为L,一个钩码重为G。将图乙中A、B两点下方挂的钩码同时朝靠近支点O方向移动一小格,则左侧
右侧
因为,右侧力与力臂的乘积大,所以杠杆右端下沉。
【小问3详解】
弹簧测力计拉力方向从a位置转动到b位置后,拉力的力臂会随之变小,阻力、阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,使杠杆仍在水平位置平衡,其示数大小将变大。
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2024学年第二学期八年级物理学科5月能力诊断
(时间:60分钟 满分:120分)
一、选择题(每题2分,共24分)
1. 下列有关浮力的说法中错误的是( )
A. 在海边游泳的人受到海水对他的浮力
B. 在空中漂浮的氢气球受到空气对它的浮力
C. 石块扔进水中,下沉过程中浮力变小
D. 在水中升起的木块受到浮力
2. 如图所示,甲、乙两人在完全相同的沙滩上散步时留下了大小不同但深浅相同的脚印,下列判断正确的是( )
A. 甲、乙对沙滩的压强大小相等 B. 甲对沙滩的压强比乙对沙滩的压强大
C. 乙对沙滩的压力比甲对沙滩的压力大 D. 无法比较谁对沙滩的压力更大
3. 如图所示,小鱼口中吐出的气泡逐渐上升至水面,在此过程中,气泡体积会逐渐变大,下列说法正确的是( )
A. 气泡外液体压强增大,浮力变大 B. 气泡外液体压强增大,浮力变小
C. 气泡外液体压强减小,浮力变大 D. 气泡外液体压强减小,浮力变小
4. 如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分。现往容器里注入一些水,则下列说法错误的是( )
A. A物体一定受浮力作用 B. B物体一定受浮力作用
C. C部分受到来自水的压力 D. D部分一定受浮力作用
5. 如图所示,两个完全相同的长方体物块甲、乙浸没在水中并处于悬浮状态。甲物块上、下表面所受水的压强差为、压力差为;乙物块上、下表面所受水的压强差为、压力差为。则下列关于甲、乙两物块压强差、压力差关系判断正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图甲所示,弹簧测力计下挂有一个圆柱体,把它从盛水的烧杯底缓慢提升,直到全部露出水面,该过程中弹簧测力计读数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示,(g取10N/kg,忽略水面的变化)下列说法中( )
①圆柱体受到的重力是10N
②圆柱体受到的最大浮力是6N
③圆柱体刚要露出水面时,圆柱体下表面受到水的压强为300Pa
④圆柱体的密度是1.5g/cm3
A. 只有①③正确 B. 只有①④正确
C. 只有②③正确 D. 只有②④正确
7. 如图所示,质量和底面积均相同的A、B、C三个容器,分别装有硫酸、水、酒精三种液体,此时三个容器对桌面的压强相等,三容器中液体对容器底的压强分别为pA、pB、pC,则它们的大小关系是
A. pA>pB>pC
B. pA<pB<pC
C. pA= pB =pC
D. 无法判断
8. 测量液体密度的仪器叫做密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值(如图甲)。图乙和图丙是自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的。将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,它会竖直立在液体中。若密度计在图乙和图丙中浸入液体的体积之比为5:2,下列说法正确的是( )
A. 密度计在图乙和图丙中所受浮力之比为5:2
B. 该密度计在液体中处于悬浮状态
C. 图乙和图丙中液体密度之比为5:2
D. 若图乙中液体为水,则图丙中的液体密度为2.5×103kg/m3
9. 生活中处处有科学。下列日常工具,在使用时属于费力杠杆的是( )
A. 园艺剪 B. 筷子
C. 启瓶器 D. 核桃夹
10. 如图,重力为质量分布均匀的木棒左端与支点连接,绕转动时,棒所受的摩擦力可忽略不计。棒重心处受到竖直向上的拉力保持静止,则( )
A.
B.
C. 若为杠杆的动力,为杠杆的阻力,此杠杆为费力杠杆
D. 若将竖直拉力移到点棒仍静止,此时拉力记为,则
11. 在探究“杠杆平衡条件”实验中,杠杆在弹簧拉力F作用下水平平衡,如图所示。仅将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置(图中虚线)过程中,杠杆始终保持水平平衡,则拉力F与其力臂的乘积变化情况是( )
A. 一直不变 B. 一直变大 C. 先变大后变小 D. 先变小后变大
12. 放在水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放在两容器中,当物块静止时,两容器中的液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 乙容器中的液体密度大 B. 甲容器底受到的液体压强小
C. 甲容器中物块排开液体的重力大 D. 甲乙两容器中物块受到的浮力相同
二、填空题(每空2分,共18分)
13. 如图甲所示,当人曲臂将重物托起时,人的前臂可以看作一个_________杠杆;其示意图如图乙所示,肱二头肌对前臂A处的收缩力(拉力)为动力F1,B处握着的重物对手臂向下的压力是阻力F2。已知OA=5cm,AB=15cm,F1的方向与水平面的夹角为30°,当水平托住质量为2kg的重物时,肱二头肌产生的收缩力F1为__________。
14. 如图所示,杠杆AC(刻度均匀,不计杠杆的重力)可绕支点O自由转动,在B点挂一重为120N的物体。为使杠杆平衡,应在杠杆上方施加的最小力为________N;若在C点施力,为使杠杆水平平衡,当力最小时,此力的方向为________。
15. 如图(a)、(b)、(c)所示,某小组同学将U形管压强计放入不同液体(ρ盐水>ρ水>ρ煤油)中进行实验,他们是在做“探究________与哪些因素有关”实验。由图所示现象,可得出的结论是:________。
16. 如图所示,水平桌面上放置两个底面积不同(),高度相同,质量可以忽略不计的薄壁圆柱形容器甲和乙,分别盛满质量相等的水和酒精,此时,甲和乙两容器对桌面的压强关系为________,现将两个完全相同的实心物体分别放入两容器中,甲中物体漂浮,乙中物体沉底,待它们静止后,两物体在液体中受到的浮力关系为_______,甲和乙两容器对桌面的压力关系为________(均选填“大于”“小于”或“等于”)。
三、作图题(共6分)
17. 如图所示,杠杆OA在力F1、F2的作用下,处于静止状态,在图中画出力F1的力臂L1和F2。
18. 如图所示,以O为支点用撬棒撬石头,画出作用在A点的最小动力的示意图及其力臂。
四、综合题(共52分)
19. 如图所示,一轻质杠杆可绕O点转动,在杠杆的A点挂有质量为3千克的物体,已知OA=0.1米,AB=0.2米,求:
(1)物体的重力G。
(2)作用在B点使杠杆平衡的最小的力F的大小和方向。
20. 乌鸦喝水的故事大家都很熟悉.假若它碰到的是一个放在水平地面上容积为8×10-4m3圆柱形容器(器壁厚度不计),该容器的底面积为2×10-3m2,里面装有4×10-4m3的水,这只口渴的乌鸦将地上的小石块逐个投入瓶内.当瓶内石块的总质量达到1kg时,水面刚好升到瓶口,乌鸦喝到了水.求
(1)瓶内石块的总体积;
(2)这时水对容器底的压强;
(3)瓶内石块受到的浮力共为多大?
(4)容器对地面的压强共增加了多少?
21. 港珠澳大桥的隧道部分,是由一节一节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成,如图所示,建造隧道时,现将沉管两端密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,然后让其漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底。设某一节密封的长方体沉管的长、宽、高分别是180m、50m、10m,总质量为。(海水的密度取)
(1)漂浮在海面上的密封沉管,在灌水前受到的浮力是多少?此时露出的体积是多少?
(2)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时,此时其下表面受到海水的压力为多少?
22. 一圆柱形薄壁容器置于水平桌面上,其质量为0.1kg,底面积为。现将圆柱体A竖放于容器中央,打开阀门K对容器注水(如图所示),当水深为6cm时关闭阀门,此时水的质量为0.9kg(A未浮起)。已知圆柱体A的质量为0.5kg,底面积为,其高度为15cm。求:
(1)整个容器对水平桌面的压强;
(2)圆柱体A所受水的浮力;
(3)再次打开阀门K向容器注水,当圆柱体A对容器底恰好无压力时,停止注水,则此时容器内水的体积为多少?水对容器底的压力是多大?
23. 如图(a)所示,放置在水平地面上的薄壁柱形容器甲内盛有0.2米深的水,空薄壁柱形容器乙漂浮在容器甲内的水面上。甲容器的底面积为米2,乙容器的底面积为米2,质量为2千克,体积为米3的柱体丙放在水平地面上。求:
(1)水对甲容器底部的压强;
(2)柱体丙的密度;
(3)如图(b)所示,现将柱体丙轻轻地放入乙容器内,乙容器仍漂浮在水面上且水未溢出。求丙放入前后,水对甲容器底部压强的增加量△p水。
24. 如图(a)所示,一个质量为m、底面积为S的薄壁圆柱形容器(足够高)放在水平地面上,且容器内盛有体积为V的水,水的密度为。
(1)求容器底受到的水的压强。
(2)将一个底面积为、高度为的实心金属圆柱体A,缓慢竖直地浸入水中,如图(b)所示。若圆柱体A缓慢浸入后使得容器对水平地面的压强增大一倍(A始终未浸没),求此时圆柱体A底部所处深度h。
25. 利用下图的实验装置探究“杠杆的平衡条件”
(1)将该装置置于水平桌面上,静止时如图甲所示,此时杠杆处于________(平衡/非平衡)状态,为完成实验,应将杠杆的左边的平衡螺母向________(左/右)调,右边的平衡螺母应向________(左/右)调,使杠杆在水平位置平衡,以便于________。
(2)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,记录数据。根据这一次实验数据,小明立即分析得出杠杆的平衡条件,他这种做法的不足是________。经老师提醒后,小明继续进行实验,如图乙,若将A、B两点下方挂的钩码同时朝靠近支点O方向移动一小格,则杠杆________(选填“仍保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”);
(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,可改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,当测力计从a位置转动到b位置时,使杠杆仍在水平位置平衡,其示数大小将________;
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