内容正文:
5.1假期作业:期中模拟练习卷 -2025-2026学年人教版物理八年级下学期
一、选择题(本题共9小题,每小题2分,共18分。1-6题为单选题;7-9题为多选题,漏选得1分,错选得0分)
1.下列关于惯性、运动和力的说法正确的是( )
A.物体不受力时,一定保持静止状态
B.牛顿第一定律是通过实验直接得出的
C.跳远时助跑可以增大运动员的惯性,从而提高成绩
D.物体受到一个力或所受合力不为零时,它的运动状态一定改变
【答案】D
【详解】A.根据牛顿第一定律,物体不受力时,会保持原运动状态,即保持静止或匀速直线运动状态,不是一定保持静止,故A错误;
B.现实中不存在完全不受力的物体,牛顿第一定律是在实验基础上通过科学推理总结得出的,无法通过实验直接得出,故B错误;
C.惯性大小只和物体质量有关,跳远助跑没有改变运动员的质量,因此不会增大惯性,只是利用惯性提升成绩,故C错误;
D.力是改变物体运动状态的原因,物体受力、合力不为零时,受非平衡力,运动状态一定发生改变,故D正确。
故选D。
2.如图甲,水平地面上的物体,在水平向右拉力的作用下,从开始,物体的运动情况如图乙,对于这个过程力和运动描述正确的是( )
A.该物体一直做匀速直线运动
B.时,若,则地面的滑动摩擦力也为
C.从到的过程中,拉力一直在增大
D.从到的过程中,拉力保持不变
【答案】D
【详解】A.由s随时间t的变化图像可知,物体在0-2s内速度为零,处于静止状态,2-6s物体处于匀速直线运动状态,即该物体没有一直做匀速直线运动,故A错误;
B.当t=1s时,F=3N,由s随时间t的变化图像可知,物体静止,静摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,所以静摩擦力等于拉力,即静摩擦力为3N,不是滑动摩擦力,故B错误;
CD.由s随时间t的变化图像可知,当2s以后物体做匀速直线运动,受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力是一对平衡力,两个力的大小相等,而滑动摩擦力大小不变,所以匀速直线运动阶段力F没有增大,故C错误,D正确。
故选D。
3.如图甲所示,物体A在大小不变的水平拉力F的作用下,先后在粗糙程度不同的表面DE和HG上做直线运动,图乙为物体在DE、HG两段运动过程中距离和时间关系的图像.力F在DE段所做的功为,功率为,物体A受到的摩擦力为;在HG段所做的功为,功率为,受到的摩擦力为.则下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.在DE段和HG段,拉力F大小不变,且物体运动的距离均为3m,根据功的计算公式W=Fs可知,W1=W2,故A错误;
B.DE段用时6秒,HG段用时3秒,根据功率的计算公式可知,在功相同的情况下,时间越短功率越大,因此,故B正确;
C.由图知,在HG段物体做加速运动,说明拉力F大于摩擦力f2,即,故C错误;
D.在DE段物体做匀速直线运动,拉力F与摩擦力f1平衡,即F= f1;而在HG段,因此可以得出,故D错误。
故选B。
4.在一个圆柱形容器中,装有密度不同的鸡尾酒原液,上层酒液密度小,下层酒液密度大。如图所示,P点位于两层液体分界面上,Q点位于液体底部。已知圆柱形容器底部所受液体压力等于两层鸡尾酒的总重力。现将容器内两层鸡尾酒充分均匀混合,混合后总体积保持不变,则混合后( )
A.P点的压强变小 B.P点的压强变大 C.Q点的压强变小 D.Q点的压强变大
【答案】B
【详解】混合前后液体总质量、总重力不变,总体积不变;圆柱形容器底面积不变,因此液体总高度不变;原来,混合后平均密度满足。
AB.P点位置不变,到液面的深度等于原上层液体的高度,深度保持不变。原来P点的压强,混合后压强,所以,即P点压强变大,A不符合题意,B符合题意;
CD.Q在容器底部,圆柱形容器中,液体对容器底的压力等于液体总重力,混合后总重力不变、容器底面积不变,因此Q点受到的压强,混合后压强不变,故CD不符合题意。
故选B。
5. 广场上的合金雕塑需要石材做基石,现将质量分布均匀的正方体合金甲和正方体石材乙放在水平地面上如图所示,甲、乙对地面的压强相等,则下列说法正确的是( )
A.甲的密度小于乙的密度
B.甲对地面的压力大于乙对地面的压力
C.将甲沿竖直方向切去一半后,甲剩余部分对地面的压强小于乙对地面的压强
D.将甲、乙沿水平方向切去相同的厚度后,甲剩余部分对地面的压强小于乙剩余部分对地面的压强
【答案】D
【详解】A.因为甲边长较小,根据柱体压强公式,甲、乙对地面的压强相等,所以甲的密度大于乙,故A错误。
B.因为甲、乙分别对地面的压强相等,甲的边长小于乙的边长,所以甲底面积比乙小,根据F=pS甲对地面的压力小于乙对地面的压力,故B错误。
C.将甲、乙分别沿竖直方向切去一半,根据柱体压强公式,两个物体的和均没改变,所以它们的剩余部分对地面的压强相等,故C错误。
D.没切前,将甲、乙沿水平方向切去相同的厚度,
根据,切去部分产生的压强,
则,即甲剩余部分对地面的压强小于乙剩余部分对地面的压强,故D正确。
故选D。
6.水平桌面上有两个完全相同的甲乙柱形容器分别装有质量相等的盐水和清水,杜老师先用盐水浸泡草莓,然后放入清水中清洗(忽略清水和盐水质量的变化),草莓在盐水和清水中的浮沉情况如图所示,下列判断正确的是( )
A.草莓a的密度大于草莓b的密度
B.草莓c在盐水和清水中受到的浮力相等
C.两容器中有草莓时,乙容器对水平桌面的压强大
D.两容器中有草莓时,盐水对容器底部的压强比水对容器底的压强大
【答案】D
【详解】A.如图甲所示,草莓a在盐水中漂浮,草莓b在盐水中悬浮;根据物体的沉浮条件可知,草莓a的密度小于盐水的密度,草莓b的密度等于盐水的密度,因此草莓a的密度小于草莓b的密度,故A错误;
B.草莓c在盐水中和清水中都沉底,排开的液体的体积相同,但液体的密度不同,盐水的密度较大,根据可知,草莓c在盐水中受到的浮力较大,故B错误;
C.两容器质量相同,装入的盐水和清水质量也相同,放入的草莓相同,则两容器中有草莓时,容器、液体和草莓的总重力相同,则两容器对水平桌面的压力相等,容器底面积相等,根据可知,两容器中有草莓时,对水平桌面的压强相等,故C错误;
D.草莓a在盐水中和清水中均漂浮,浮力等于重力,重力不变,则受到的浮力相等;草莓b和c在盐水中和清水中都浸没,排开的液体的体积相同,盐水的密度较大,根据可知,草莓b和c在盐水受到的总的浮力较大,所以三个草莓在盐水中受到的总的浮力较大,根据力的作用的相互性,三个草莓对盐水向下的压力较大,而盐水和清水质量相同、重力也相等,所以,有草莓时,盐水对容器底的压力较大,根据可知,两容器中有草莓时,盐水对容器底部的压强比清水对容器底部的压强大,故D正确。
故选D。
7.为了打开玻璃罐头的盖子,可以如图甲所示将一块毛巾包在盖子上,再用力拧。还可以如图乙所示,用一个物体撬瓶盖边缘,有空气进入后,再用手拧,盖子很容易就打开了。下列说法正确的是( )
A.原来罐内气体压强大于外界的大气压
B.用毛巾包在盖子上,是为了增大摩擦
C.罐内装的水果越少,盖子越不容易打开
D.有空气进入罐中,减小了盖子和玻璃罐口之间的压力
【答案】BD
【详解】A.玻璃罐头采用的是真空包装,罐内气体压强小于外界的大气压,故A错误;
B.用毛巾包在盖子上,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,故B正确;
C.打开罐头盖子的难易程度主要取决于罐头内外的气压差,而不是罐内装的水果多少,故C错误;
D.有空气进入罐中,罐内气体压强增大,减小了与罐外大气压的压强差,从而减小了盖子和玻璃罐口之间的压力,故D正确。
故选BD。
8. 下列关于生活实例与其所运用的物理知识的说法正确的是( )
A.注射器把药液注入肌肉,是利用了大气压强的作用
B.水坝修建成上窄下宽的形状是因为液体压强随深度的增加而增大
C.货轮在通过三峡船闸时,船闸是利用“连通器原理”工作的
D.汽车行驶时,车内的窗帘往外飘,是因为车外空气流速小,压强大
【答案】BC
【详解】A.注射器把药液注入肌肉,并不是利用大气压强的作用,而是直接靠推力将药液推入肌肉中,故A错误;
B.水坝修建成上窄下宽的形状,是因为液体压强随深度的增加而增大,为了大坝能承受更大的水压,水坝的下部需要修建得更宽。故B正确;
C.船闸的工作原理是连通器原理。当船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,水从上游流向闸室,使闸室内的水位与上游的水位相平,方便船进入闸室;当下游阀门打开时,闸室和下游构成连通器,水从闸室流向下游,使闸室内的水位与下游的水位相平,方便船离开闸室。故C正确;
D.汽车行驶时,车外的空气流速大,根据流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,所以车外的压强小于车内的压强,车内的窗帘就会往外飘。故D错误。
故选BC。
9.物理兴趣小组的同学对以下课本插图中的现象进行讨论,其中正确的是( )
A.甲图,侧壁开孔的饮料瓶装上水,越靠下端喷出的水流越急,说明液体压强与深度有关
B.乙图,热铁皮罐浇冷水变瘪了,原因是罐内气体压强大于外界的大气压强
C.丙图,热气球升空,原因是气球内气体加热膨胀后密度小于外界气体密度
D.丁图,水中加盐后鸡蛋能悬浮,原因是液体密度增大后鸡蛋所受浮力增大
【答案】ACD
【详解】A.根据液体压强公式 ,深度h越大,液体压强p越大,水流的速度就越快,故A正确;
B. 罐内的气体遇冷收缩,压强减小,外界大气压大于罐内气体压强,将罐压瘪,故B错误;
C.热气球内的气体被加热后体积膨胀,密度变小,小于外界空气的密度,此时热气球受到的浮力大于自身重力,从而升空,故C正确;
D.鸡蛋在水中,排开液体的体积是一定的,加盐后盐水的密度增大,由可知,鸡蛋所受浮力增大;由于鸡蛋的重力不变,当浮力增大到足以克服鸡蛋的重力时鸡蛋会上浮或悬浮,故D正确。
故选ACD 。
二、填空题(每空1分,共12分)
10.如图所示为运动员撑杆跳高的场景。运动员通过助跑将撑杆压弯后起跳,越过横杆,松手后撑杆恢复原状。撑杆被压弯说明力能改变物体的_____,撑杆被压弯后还能恢复原状,说明撑杆具有_____性。
【答案】 形状 弹
【详解】[1]撑杆被压弯,其形状发生了改变,这直接体现了力能改变物体的形状。
[2]撑杆被压弯后还能恢复原状,即撑杆在受力发生形变后,撤去外力能恢复到原来的形状,这说明撑杆具有弹性。
11. 如图,顾客推着购物车在水平地面上做匀速直线运动,购物车受到的支持力与车对地面的压力是一对___________(选填“平衡力”或“相互作用力”);购物车安装轮子是为了___________(选填“增大”或“减小”)摩擦。
【答案】 相互作用力 减小
【详解】[1]购物车受到的支持力是地面对购物车的作用力,车对地面的压力是购物车对地面的作用力,二力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在两个物体上,是一对相互作用力。
[2]购物车安装轮子,是用滚动摩擦代替滑动摩擦,目的是减小摩擦。
12.小军走在水平路面上着地的那只鞋底受到的摩擦力方向向___(选填“前”或“后”),是有益摩擦;小军利用如图所示装置来粗测大气压强,乘坐电梯时会看到细管中的水面在上升,则电梯在 _______(选填“上升”或“下降”)。
【答案】 前 上升
【详解】[1]当小军向前走时,着地的鞋底相对于地面有向后运动的趋势,根据摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反,所以鞋底受到的摩擦力方向向前,这个摩擦力能推动人前进,是有益摩擦。
[2]看到细管中的水面在上升,说明瓶内气压大于外界大气压。当电梯上升时,高度增加,外界大气压减小,而瓶内气压不变,所以会导致细管中的水面上升。
13.如图甲所示,一块质量分布均匀的长方形木板平放在水平桌面的左侧边缘上,有的长度伸出了桌面。对长木板施加一个水平向右的推力F,使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,最终停止在桌面上。此过程中木板对桌面的压强p与木板被推动的距离L的关系图像如图乙所示。则木板的长度为____m;当时,木板对桌面的压强为____Pa。
【答案】 0.6 36
【详解】结合图像可知木板完全推上桌面需移动0.2m,设木板长为,宽为d,重力大小为G,由压强公式可得初始状态①
木板完全在桌面时②
①②联立解得木板全长
当时,受力面积
此时板对桌面压强
14.一艘潜水艇的体积是,当它完全潜入水中时受到的浮力为________N。一艘潜水艇下潜到海面以下,然后从大海驶入珠江,所受的浮力将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。(,)
【答案】 变小
【详解】根据阿基米德原理,潜水艇潜入水中时排开水的体积等于自身体积,利用公式
潜水艇潜入水下时排开液体的体积不变,从大海驶入珠江,液体密度变小,由可知,在和不变的情况下,减小,浮力变小。
15.载人潜水器“奋斗者”号在世界最深的马里亚纳海沟成功坐底。
在万米深海下,潜水器无法产生足够的高压将舱室内的海水排出,需要固体浮力材料和压载铁配合完成下沉和上浮。“奋斗者”号下水时要携带两组压载铁,匀速下潜入海洋深处;
(1)临近海底,潜水器抛掉第一组压载铁后减速下潜。此过程中浮力将________(选填“A.变大”“B.变小”或“C.不变”);
(2)完成作业后,抛掉第二组压载铁,上浮返航,说明潜水器是通过改变________(选填“A.自身重力”或“B.浮力”)实现沉浮的。
【答案】(1)C
(2)A
【详解】(1)潜水器抛掉压载铁后,自身体积不变、仍完全浸没在海水中,海水密度也不变,因此浮力将保持不变。故选C。
(2)抛掉压载铁后,潜水器的总重力减小。当重力小于浮力时,潜水器受到的合力向上,从而实现上浮;反之,增加压载铁时重力大于浮力,实现下潜。因此潜水器是通过改变自身重力来实现沉浮的,而不是改变浮力。故选A。
三、作图题(每题2分,共4分)
16.互助北山国家森林公园索道是我省首条旅游观光索道,填补了青海高海拔无登山索道的空白。图甲是索道的吊厢随钢索向下方做匀速直线运动的情景,图乙是吊厢及吊厢内物体的简图,请画出物体所受力的示意图(力的作用点画在物体的重心O上)。
【答案】
【详解】因为吊厢随钢索向下方做匀速直线运动,物体处于平衡状态,受到竖直向下的重力G和竖直向上的支持力,这两个力是一对平衡力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。过物体的重心O,分别沿竖直向下和竖直向上的方向画两条有向线段,分别表示重力G和支持力,并且使两条线段长度相等,如图所示:
17. 如图所示,用细线把小球系住,固定在墙壁上处于静止状态,请画出小球受到的力。
【答案】
【详解】用细线把小球系住,固定在墙壁上处于静止状态,小球受到竖直向下的重力、垂直墙壁向左的支持力、沿绳子向上的拉力的作用,过小球的重心分别做竖直向下、垂直墙壁向左、沿绳子向上的带箭头的线段,分别表示重力、支持力、拉力,如图所示:
四、实验与探究题(本题共4小题,共24分)
18. 某同学用如图所示的装置探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)为了使小车到达斜面底端时的速度相同,应该让同一小车从相同斜面上的________高度由静止滑下。
(2)实验中通过改变____________________来改变小车所受阻力大小。
(3)由图中所示的实验现象可知,小车在木板表面滑行的距离最远,在毛巾表面滑行的距离最近,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越________(填“快”或“慢”)。
(4)在此基础上推理:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做________。可见,物体的运动________(填“需要”或“不需要”)力来维持。
(5)在水平路面行驶的汽车,关闭发动机后会逐渐停下来,是因为它________(填“受到”或“不受”)力的作用。
【答案】(1)同一
(2)接触面的粗糙程度
(3)慢
(4) 匀速直线运动 不需要
(5)受到
【详解】(1)探究“阻力对物体运动的影响”,需要用到控制变量法,实验时让同一小车从相同斜面上的同一高度由静止滑下,目的是使小车到达斜面底端时的初始速度相同。
(2)毛巾、棉布、木板的粗糙程度是不相同的,在压力相同时,阻力不同;所以实验中是通过改变接触面的粗糙程度来改变小车所受阻力大小的。
(3)毛巾、棉布、木板粗糙程度依次变小,阻力依次变小,根据实验现象:小车在木板表面滑行的距离最远,在毛巾表面滑行的距离最近,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。
(4)[1][2]因受到的阻力越小,小车滑行的越远,据此推理:如果小车在水平面上滑行,受到的阻力越来越小,直到变为零,它将运动的无限远,即做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持。
(5)在水平路面行驶的汽车,关闭发动机后会逐渐停下来,是因为它受到摩擦力的作用,因此是受到力的作用。
19.小明用如图所示的装置研究“液体内部压强”。(水的密度为)
(1)实验中用到气密性良好的压强计中的U形管________(选填“是”或“不是”)连通器。通过U形管内两侧液面的高度差反映液体内部压强的大小,这种研究问题的方法是________;
(2)由图1中的乙、丙两组实验,可得出结论:________。
(3)若将液体压强计的探头放入图丁的液体a中,发现丙、丁两次实验中U形管两侧液面高度差相等,则液体a的密度为__________。
(4)相同情况下,若U形管中液体的密度越________(选填“小”或“大”),可观察到U形管两侧液面的高度差变化越明显。
(5)同组的小亮用图2所示的容器也来探究液体内部的压强。容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。用此容器进行的两次实验,由此可推断:、、三种液体密度、、的大小关系为_______。
【答案】(1) 不是 转换法
(2)同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大
(3)
(4)小
(5)
【详解】(1)连通器是上端开口、底部互相连通的容器,实验中U形管一侧为密闭空气,不满足“上端开口”这一条件,因此不是连通器。
本题中液体内部压强大小不易直接观测,通过U形管内两侧液面的高度差来反映,用到了转换法。
(2)比较图乙和图丙,液体都是水,图丙中探头深度比图乙深,U形管两侧液面高度差更大,说明丙图中探头受到水的压强更大,由此可得出结论:同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大。
(3)图丙中是水,探头深度
图丁中是液体,探头深度
丙、丁两次实验中U形管两侧液面高度差相等,说明探头所受的液体压强相等,即
则液体的密度为
(4)根据液体压强公式知,当压强变化量相同时,U形管两侧液面的高度差,由此可得:在相同的压强变化量下,U形管中液体的密度越小,就越大,即两侧液面的高度差变化越明显。
(5)由图2左图可知,橡皮膜所在位置在液体的深度要大于液体的深度,橡皮膜没有发生形变,说明此处的压强相同,根据可知,液体密度要小于液体密度,即;同理可得:液体密度要小于液体密度,即。故三种液体密度大小关系为。
20.小明同学利用A、B两物体、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。
(1)实验中小明是通过观察 ___________来比较压力作用效果的,这种科学探究方法是 ________法;
(2)若要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,应通过比较图 ___________和 ___________所示实验;
(3)比较甲、丙两图所示实验,能够得到的结论是:___________;
(4)小明同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示,他发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出结论:压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是:___________。
【答案】 泡沫的形变程度 转换 甲 乙 压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显 没有控制压力大小不变
【详解】(1)[1][2]实验中,压力作用效果不易观察,实验时可通过比较泡沫的凹陷程度来反映压力作用效果,采用了转换法。
(2)[3][4]若要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,根据控制变量法知需要控制受力面积相同而压力大小不同,故甲、乙两图符合题意。
(3)[5]由甲、丙两图所示实验可知,压力大小相同而受力面积不同,且受力面积越小,海绵凹陷的越深,由此可得:压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)[6]小华同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示,想要探究的是压力作用效果与受力面积的关系,应该控制压力大小相同,但实验中没有控制压力大小相等,而是同时改变了压力大小和受力面积,所以出现了压力作用效果相同的结果。
21.实验小组探究“浮力大小与哪些因素有关”,其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。
(1)由图甲可知,实验所用物块重______N,图乙中物块所受浮力为______N;
(2)根据图甲、乙、丙三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力______;分析甲、______三次实验可知,排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体密度有关;
(3)分析甲、______三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度无关;
(4)由以上实验数据可推算出实验中所用盐水的密度为______。(已知)
【答案】(1) 3.8 1.5
(2) 越大 丁、戊
(3)丙、丁
(4)
【详解】(1)[1]图甲中,弹簧测力计的分度值是0.1N,其读数是3.8N,即物块重力。
[2]根据称重法,图乙中物块所受浮力为
(2)[1]图乙中物块所受浮力,图丙中物块所受浮力,可得出结论浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力越大。
[2] 图丁中物块所受浮力,图戊物块所受浮力,可得出结论排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体密度有关。
(3)图丙中物块所受浮力,图丁中物块所受浮力,可得出结论浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度无关。
(4)图丁中物块所受浮力,根据阿基米德原理有
图戊物块所受浮力,有
两式相除得盐水的密度为
五、综合应用题 (本题共3小题,22题7分,23题9分,24题6分,共22分)
22. 如图,一个质量是2kg的鱼缸放在水平桌面中央,鱼缸的底面积是2×10-2m2,内盛有0.3m深的水,水的质量是10kg。(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,鱼缸厚度和鱼的重忽略不计)求:
(1)水对鱼缸底部的压强
(2)水对鱼缸底部的压力
(3)鱼缸对桌面的压强。
【答案】(1)3×103Pa
(2)60N
(3)6×103Pa
【详解】(1)水对鱼缸底部的压强p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa
(2)水对鱼缸底部的压力F水=p水S=3×103Pa×2×10-2m2=60N
(3)鱼缸和水的总质量m总=m缸+m水=2kg+10kg=12kg
鱼缸对桌面的压力F总=G总=m总g=12kg×10N/kg=120N
鱼缸对桌面的压强
23.如图所示,2025年11月5日,福建舰正式服役,创下全球首个“常规动力+电磁弹射”组合的纪录。该舰排水量约8万吨,吃水深度达13米,最高航速35节(航速1节=1.8 km/h,海水密度,g取10 N/kg)求:
(1)福建舰以30节的航速匀速行驶0.5小时,航行的距离为多少千米?
(2)福建舰满载时,求舰底受到海水的压强?
(3)福建舰满载时,受到的浮力约为多少?
【答案】(1)27km
(2)
(3)
【详解】(1)福建舰以30节的航速匀速行驶的速度
航行的距离
(2)舰底受到的压强
(3)福建舰满载时排开水的质量约
福建舰满载时受到的浮力约
24.科普阅读题
核潜艇
庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行,图甲中为093改进型攻击核潜艇公开亮相并进行了战略巡航。我国某核潜艇H最大潜深350m,完全下潜到海面下后的排水量为8.24×103t.潜艇内部有水舱,通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜艇的自重,从而控制其下沉或上浮.已知海水密度ρ海为1.03×103kg/m3,江水密度ρ江为1.0×103kg/m3,取g=10N/kg,不考虑潜艇的体积变化。
(1)下列关于核潜艇的说法中,正确的是( )
A.核潜艇的外壳用硬度小的特种钢材制成的
B.核潜艇是通过改变自身体积达到浮沉的
C.核潜艇悬浮和漂浮时所受的浮力相等
D.核潜艇由东海海面下潜行进入长江后所受的浮力变小
(2)核潜艇在海面下水平匀速巡航时,突然进入密度跃层(海水密度突然变小)时,核潜艇将会________,(选填“上浮”、“下沉”或“不变”)将给核潜艇带来安全隐患.为确保核潜艇安全,应立即采取的措施是_______(选填“向水舱中充水”或“从水舱中向外排水”)。
(3)该核潜艇H悬浮在海面下时,螺旋桨将海水推向后方获得向前的推力,说明________;核潜艇H所受的海水阻力与航速的关系如图乙,当核潜艇H航速为8m/s时,核潜艇H所受的海水阻力为 _________N。
(4)该核潜艇H在深海某区域内以某一速度匀速下降,在到达一定深度后从水舱中向外排出6t的海水,经过一段时间,核潜艇H以相同的速度匀速上升。若该区域内海水的密度保持不变,核潜艇H所受阻力仅与速度有关。则核潜艇H在匀速下降时所受阻力的大小为_________N。
【答案】(1)D
(2) 下沉 从水舱中向外排水
(3) 力的作用是相互的 1.92×106
(4)3×104
【详解】(1)A.由于核潜艇要下潜到水中,会受到水的压力,这压力较大,不能用硬度小的钢材制成,故A错误;
B.核潜艇自身体积不能改变,它是通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜艇的自重,从而控制其下沉或上浮,故B错误;
C.核潜艇悬浮和漂浮时排开液体的体积不同,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,那么所受的浮力也不相等,故C错误;
D.核潜艇由东海海面下潜行进入长江后,液体的密度变小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,排开液体的体积不变,所受的浮力变小,故D正确。
故选D。
(2)[1]核潜艇在海面下水平匀速巡航时,突然进入密度跃层,海水密度突然变小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,排开海水的体积不变,那么所受的浮力变小,在重力作用下,核潜艇将会下沉。
[2]为确保核潜艇安全,应立即采取的措施是从水舱中向外排水,这样核潜艇的重力变小,使核潜艇不再下沉。
(3)[1]螺旋桨将海水推向后方获得向前的推力,螺旋桨对海水向后的力,而海水对螺旋桨向前的力,这说明力的作用是相互的。
[2]从图乙可以看到,所受的海水阻力与航速的关系可设为,由图乙中的数据可得到k的大小是,那么当核潜艇H航速为8m/s时,核潜艇H所受的海水阻力是
核潜艇H所受的海水阻力是。
(4)设核潜艇H在匀速下降时所受阻力的大小为f1,由题意可知匀速下降时,,以相同的速度匀速上升时,
由上面两式解得,核潜艇H在匀速下降时所受阻力的大小为。
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5.1假期作业:期中模拟练习卷 -2025-2026学年人教版物理八年级下学期
一、选择题(本题共9小题,每小题2分,共18分。1-6题为单选题;7-9题为多选题,漏选得1分,错选得0分)
1.下列关于惯性、运动和力的说法正确的是( )
A.物体不受力时,一定保持静止状态
B.牛顿第一定律是通过实验直接得出的
C.跳远时助跑可以增大运动员的惯性,从而提高成绩
D.物体受到一个力或所受合力不为零时,它的运动状态一定改变
【答案】D
【详解】A.根据牛顿第一定律,物体不受力时,会保持原运动状态,即保持静止或匀速直线运动状态,不是一定保持静止,故A错误;
B.现实中不存在完全不受力的物体,牛顿第一定律是在实验基础上通过科学推理总结得出的,无法通过实验直接得出,故B错误;
C.惯性大小只和物体质量有关,跳远助跑没有改变运动员的质量,因此不会增大惯性,只是利用惯性提升成绩,故C错误;
D.力是改变物体运动状态的原因,物体受力、合力不为零时,受非平衡力,运动状态一定发生改变,故D正确。
故选D。
2.如图甲,水平地面上的物体,在水平向右拉力的作用下,从开始,物体的运动情况如图乙,对于这个过程力和运动描述正确的是( )
A.该物体一直做匀速直线运动
B.时,若,则地面的滑动摩擦力也为
C.从到的过程中,拉力一直在增大
D.从到的过程中,拉力保持不变
【答案】D
【详解】A.由s随时间t的变化图像可知,物体在0-2s内速度为零,处于静止状态,2-6s物体处于匀速直线运动状态,即该物体没有一直做匀速直线运动,故A错误;
B.当t=1s时,F=3N,由s随时间t的变化图像可知,物体静止,静摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,所以静摩擦力等于拉力,即静摩擦力为3N,不是滑动摩擦力,故B错误;
CD.由s随时间t的变化图像可知,当2s以后物体做匀速直线运动,受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力是一对平衡力,两个力的大小相等,而滑动摩擦力大小不变,所以匀速直线运动阶段力F没有增大,故C错误,D正确。
故选D。
3.如图甲所示,物体A在大小不变的水平拉力F的作用下,先后在粗糙程度不同的表面DE和HG上做直线运动,图乙为物体在DE、HG两段运动过程中距离和时间关系的图像.力F在DE段所做的功为,功率为,物体A受到的摩擦力为;在HG段所做的功为,功率为,受到的摩擦力为.则下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.在DE段和HG段,拉力F大小不变,且物体运动的距离均为3m,根据功的计算公式W=Fs可知,W1=W2,故A错误;
B.DE段用时6秒,HG段用时3秒,根据功率的计算公式可知,在功相同的情况下,时间越短功率越大,因此,故B正确;
C.由图知,在HG段物体做加速运动,说明拉力F大于摩擦力f2,即,故C错误;
D.在DE段物体做匀速直线运动,拉力F与摩擦力f1平衡,即F= f1;而在HG段,因此可以得出,故D错误。
故选B。
4.在一个圆柱形容器中,装有密度不同的鸡尾酒原液,上层酒液密度小,下层酒液密度大。如图所示,P点位于两层液体分界面上,Q点位于液体底部。已知圆柱形容器底部所受液体压力等于两层鸡尾酒的总重力。现将容器内两层鸡尾酒充分均匀混合,混合后总体积保持不变,则混合后( )
A.P点的压强变小 B.P点的压强变大 C.Q点的压强变小 D.Q点的压强变大
【答案】B
【详解】混合前后液体总质量、总重力不变,总体积不变;圆柱形容器底面积不变,因此液体总高度不变;原来,混合后平均密度满足。
AB.P点位置不变,到液面的深度等于原上层液体的高度,深度保持不变。原来P点的压强,混合后压强,所以,即P点压强变大,A不符合题意,B符合题意;
CD.Q在容器底部,圆柱形容器中,液体对容器底的压力等于液体总重力,混合后总重力不变、容器底面积不变,因此Q点受到的压强,混合后压强不变,故CD不符合题意。
故选B。
5. 广场上的合金雕塑需要石材做基石,现将质量分布均匀的正方体合金甲和正方体石材乙放在水平地面上如图所示,甲、乙对地面的压强相等,则下列说法正确的是( )
A.甲的密度小于乙的密度
B.甲对地面的压力大于乙对地面的压力
C.将甲沿竖直方向切去一半后,甲剩余部分对地面的压强小于乙对地面的压强
D.将甲、乙沿水平方向切去相同的厚度后,甲剩余部分对地面的压强小于乙剩余部分对地面的压强
【答案】D
【详解】A.因为甲边长较小,根据柱体压强公式,甲、乙对地面的压强相等,所以甲的密度大于乙,故A错误。
B.因为甲、乙分别对地面的压强相等,甲的边长小于乙的边长,所以甲底面积比乙小,根据F=pS甲对地面的压力小于乙对地面的压力,故B错误。
C.将甲、乙分别沿竖直方向切去一半,根据柱体压强公式,两个物体的和均没改变,所以它们的剩余部分对地面的压强相等,故C错误。
D.没切前,将甲、乙沿水平方向切去相同的厚度,
根据,切去部分产生的压强,
则,即甲剩余部分对地面的压强小于乙剩余部分对地面的压强,故D正确。
故选D。
6.水平桌面上有两个完全相同的甲乙柱形容器分别装有质量相等的盐水和清水,杜老师先用盐水浸泡草莓,然后放入清水中清洗(忽略清水和盐水质量的变化),草莓在盐水和清水中的浮沉情况如图所示,下列判断正确的是( )
A.草莓a的密度大于草莓b的密度
B.草莓c在盐水和清水中受到的浮力相等
C.两容器中有草莓时,乙容器对水平桌面的压强大
D.两容器中有草莓时,盐水对容器底部的压强比水对容器底的压强大
【答案】D
【详解】A.如图甲所示,草莓a在盐水中漂浮,草莓b在盐水中悬浮;根据物体的沉浮条件可知,草莓a的密度小于盐水的密度,草莓b的密度等于盐水的密度,因此草莓a的密度小于草莓b的密度,故A错误;
B.草莓c在盐水中和清水中都沉底,排开的液体的体积相同,但液体的密度不同,盐水的密度较大,根据可知,草莓c在盐水中受到的浮力较大,故B错误;
C.两容器质量相同,装入的盐水和清水质量也相同,放入的草莓相同,则两容器中有草莓时,容器、液体和草莓的总重力相同,则两容器对水平桌面的压力相等,容器底面积相等,根据可知,两容器中有草莓时,对水平桌面的压强相等,故C错误;
D.草莓a在盐水中和清水中均漂浮,浮力等于重力,重力不变,则受到的浮力相等;草莓b和c在盐水中和清水中都浸没,排开的液体的体积相同,盐水的密度较大,根据可知,草莓b和c在盐水受到的总的浮力较大,所以三个草莓在盐水中受到的总的浮力较大,根据力的作用的相互性,三个草莓对盐水向下的压力较大,而盐水和清水质量相同、重力也相等,所以,有草莓时,盐水对容器底的压力较大,根据可知,两容器中有草莓时,盐水对容器底部的压强比清水对容器底部的压强大,故D正确。
故选D。
7.为了打开玻璃罐头的盖子,可以如图甲所示将一块毛巾包在盖子上,再用力拧。还可以如图乙所示,用一个物体撬瓶盖边缘,有空气进入后,再用手拧,盖子很容易就打开了。下列说法正确的是( )
A.原来罐内气体压强大于外界的大气压
B.用毛巾包在盖子上,是为了增大摩擦
C.罐内装的水果越少,盖子越不容易打开
D.有空气进入罐中,减小了盖子和玻璃罐口之间的压力
【答案】BD
【详解】A.玻璃罐头采用的是真空包装,罐内气体压强小于外界的大气压,故A错误;
B.用毛巾包在盖子上,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,故B正确;
C.打开罐头盖子的难易程度主要取决于罐头内外的气压差,而不是罐内装的水果多少,故C错误;
D.有空气进入罐中,罐内气体压强增大,减小了与罐外大气压的压强差,从而减小了盖子和玻璃罐口之间的压力,故D正确。
故选BD。
8. 下列关于生活实例与其所运用的物理知识的说法正确的是( )
A.注射器把药液注入肌肉,是利用了大气压强的作用
B.水坝修建成上窄下宽的形状是因为液体压强随深度的增加而增大
C.货轮在通过三峡船闸时,船闸是利用“连通器原理”工作的
D.汽车行驶时,车内的窗帘往外飘,是因为车外空气流速小,压强大
【答案】BC
【详解】A.注射器把药液注入肌肉,并不是利用大气压强的作用,而是直接靠推力将药液推入肌肉中,故A错误;
B.水坝修建成上窄下宽的形状,是因为液体压强随深度的增加而增大,为了大坝能承受更大的水压,水坝的下部需要修建得更宽。故B正确;
C.船闸的工作原理是连通器原理。当船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,水从上游流向闸室,使闸室内的水位与上游的水位相平,方便船进入闸室;当下游阀门打开时,闸室和下游构成连通器,水从闸室流向下游,使闸室内的水位与下游的水位相平,方便船离开闸室。故C正确;
D.汽车行驶时,车外的空气流速大,根据流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,所以车外的压强小于车内的压强,车内的窗帘就会往外飘。故D错误。
故选BC。
9.物理兴趣小组的同学对以下课本插图中的现象进行讨论,其中正确的是( )
A.甲图,侧壁开孔的饮料瓶装上水,越靠下端喷出的水流越急,说明液体压强与深度有关
B.乙图,热铁皮罐浇冷水变瘪了,原因是罐内气体压强大于外界的大气压强
C.丙图,热气球升空,原因是气球内气体加热膨胀后密度小于外界气体密度
D.丁图,水中加盐后鸡蛋能悬浮,原因是液体密度增大后鸡蛋所受浮力增大
【答案】ACD
【详解】A.根据液体压强公式 ,深度h越大,液体压强p越大,水流的速度就越快,故A正确;
B. 罐内的气体遇冷收缩,压强减小,外界大气压大于罐内气体压强,将罐压瘪,故B错误;
C.热气球内的气体被加热后体积膨胀,密度变小,小于外界空气的密度,此时热气球受到的浮力大于自身重力,从而升空,故C正确;
D.鸡蛋在水中,排开液体的体积是一定的,加盐后盐水的密度增大,由可知,鸡蛋所受浮力增大;由于鸡蛋的重力不变,当浮力增大到足以克服鸡蛋的重力时鸡蛋会上浮或悬浮,故D正确。
故选ACD 。
二、填空题(每空1分,共12分)
10.如图所示为运动员撑杆跳高的场景。运动员通过助跑将撑杆压弯后起跳,越过横杆,松手后撑杆恢复原状。撑杆被压弯说明力能改变物体的_____,撑杆被压弯后还能恢复原状,说明撑杆具有_____性。
【答案】 形状 弹
【详解】[1]撑杆被压弯,其形状发生了改变,这直接体现了力能改变物体的形状。
[2]撑杆被压弯后还能恢复原状,即撑杆在受力发生形变后,撤去外力能恢复到原来的形状,这说明撑杆具有弹性。
11. 如图,顾客推着购物车在水平地面上做匀速直线运动,购物车受到的支持力与车对地面的压力是一对___________(选填“平衡力”或“相互作用力”);购物车安装轮子是为了___________(选填“增大”或“减小”)摩擦。
【答案】 相互作用力 减小
【详解】[1]购物车受到的支持力是地面对购物车的作用力,车对地面的压力是购物车对地面的作用力,二力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在两个物体上,是一对相互作用力。
[2]购物车安装轮子,是用滚动摩擦代替滑动摩擦,目的是减小摩擦。
12.小军走在水平路面上着地的那只鞋底受到的摩擦力方向向___(选填“前”或“后”),是有益摩擦;小军利用如图所示装置来粗测大气压强,乘坐电梯时会看到细管中的水面在上升,则电梯在 _______(选填“上升”或“下降”)。
【答案】 前 上升
【详解】[1]当小军向前走时,着地的鞋底相对于地面有向后运动的趋势,根据摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反,所以鞋底受到的摩擦力方向向前,这个摩擦力能推动人前进,是有益摩擦。
[2]看到细管中的水面在上升,说明瓶内气压大于外界大气压。当电梯上升时,高度增加,外界大气压减小,而瓶内气压不变,所以会导致细管中的水面上升。
13.如图甲所示,一块质量分布均匀的长方形木板平放在水平桌面的左侧边缘上,有的长度伸出了桌面。对长木板施加一个水平向右的推力F,使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,最终停止在桌面上。此过程中木板对桌面的压强p与木板被推动的距离L的关系图像如图乙所示。则木板的长度为____m;当时,木板对桌面的压强为____Pa。
【答案】 0.6 36
【详解】结合图像可知木板完全推上桌面需移动0.2m,设木板长为,宽为d,重力大小为G,由压强公式可得初始状态①
木板完全在桌面时②
①②联立解得木板全长
当时,受力面积
此时板对桌面压强
14.一艘潜水艇的体积是,当它完全潜入水中时受到的浮力为________N。一艘潜水艇下潜到海面以下,然后从大海驶入珠江,所受的浮力将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。(,)
【答案】 变小
【详解】根据阿基米德原理,潜水艇潜入水中时排开水的体积等于自身体积,利用公式
潜水艇潜入水下时排开液体的体积不变,从大海驶入珠江,液体密度变小,由可知,在和不变的情况下,减小,浮力变小。
15.载人潜水器“奋斗者”号在世界最深的马里亚纳海沟成功坐底。
在万米深海下,潜水器无法产生足够的高压将舱室内的海水排出,需要固体浮力材料和压载铁配合完成下沉和上浮。“奋斗者”号下水时要携带两组压载铁,匀速下潜入海洋深处;
(1)临近海底,潜水器抛掉第一组压载铁后减速下潜。此过程中浮力将________(选填“A.变大”“B.变小”或“C.不变”);
(2)完成作业后,抛掉第二组压载铁,上浮返航,说明潜水器是通过改变________(选填“A.自身重力”或“B.浮力”)实现沉浮的。
【答案】(1)C
(2)A
【详解】(1)潜水器抛掉压载铁后,自身体积不变、仍完全浸没在海水中,海水密度也不变,因此浮力将保持不变。故选C。
(2)抛掉压载铁后,潜水器的总重力减小。当重力小于浮力时,潜水器受到的合力向上,从而实现上浮;反之,增加压载铁时重力大于浮力,实现下潜。因此潜水器是通过改变自身重力来实现沉浮的,而不是改变浮力。故选A。
三、作图题(每题2分,共4分)
16.互助北山国家森林公园索道是我省首条旅游观光索道,填补了青海高海拔无登山索道的空白。图甲是索道的吊厢随钢索向下方做匀速直线运动的情景,图乙是吊厢及吊厢内物体的简图,请画出物体所受力的示意图(力的作用点画在物体的重心O上)。
【答案】
【详解】因为吊厢随钢索向下方做匀速直线运动,物体处于平衡状态,受到竖直向下的重力G和竖直向上的支持力,这两个力是一对平衡力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。过物体的重心O,分别沿竖直向下和竖直向上的方向画两条有向线段,分别表示重力G和支持力,并且使两条线段长度相等,如图所示:
17. 如图所示,用细线把小球系住,固定在墙壁上处于静止状态,请画出小球受到的力。
【答案】
【详解】用细线把小球系住,固定在墙壁上处于静止状态,小球受到竖直向下的重力、垂直墙壁向左的支持力、沿绳子向上的拉力的作用,过小球的重心分别做竖直向下、垂直墙壁向左、沿绳子向上的带箭头的线段,分别表示重力、支持力、拉力,如图所示:
四、实验与探究题(本题共4小题,共24分)
18. 某同学用如图所示的装置探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)为了使小车到达斜面底端时的速度相同,应该让同一小车从相同斜面上的________高度由静止滑下。
(2)实验中通过改变____________________来改变小车所受阻力大小。
(3)由图中所示的实验现象可知,小车在木板表面滑行的距离最远,在毛巾表面滑行的距离最近,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越________(填“快”或“慢”)。
(4)在此基础上推理:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做________。可见,物体的运动________(填“需要”或“不需要”)力来维持。
(5)在水平路面行驶的汽车,关闭发动机后会逐渐停下来,是因为它________(填“受到”或“不受”)力的作用。
【答案】(1)同一
(2)接触面的粗糙程度
(3)慢
(4) 匀速直线运动 不需要
(5)受到
【详解】(1)探究“阻力对物体运动的影响”,需要用到控制变量法,实验时让同一小车从相同斜面上的同一高度由静止滑下,目的是使小车到达斜面底端时的初始速度相同。
(2)毛巾、棉布、木板的粗糙程度是不相同的,在压力相同时,阻力不同;所以实验中是通过改变接触面的粗糙程度来改变小车所受阻力大小的。
(3)毛巾、棉布、木板粗糙程度依次变小,阻力依次变小,根据实验现象:小车在木板表面滑行的距离最远,在毛巾表面滑行的距离最近,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。
(4)[1][2]因受到的阻力越小,小车滑行的越远,据此推理:如果小车在水平面上滑行,受到的阻力越来越小,直到变为零,它将运动的无限远,即做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持。
(5)在水平路面行驶的汽车,关闭发动机后会逐渐停下来,是因为它受到摩擦力的作用,因此是受到力的作用。
19.小明用如图所示的装置研究“液体内部压强”。(水的密度为)
(1)实验中用到气密性良好的压强计中的U形管________(选填“是”或“不是”)连通器。通过U形管内两侧液面的高度差反映液体内部压强的大小,这种研究问题的方法是________;
(2)由图1中的乙、丙两组实验,可得出结论:________。
(3)若将液体压强计的探头放入图丁的液体a中,发现丙、丁两次实验中U形管两侧液面高度差相等,则液体a的密度为__________。
(4)相同情况下,若U形管中液体的密度越________(选填“小”或“大”),可观察到U形管两侧液面的高度差变化越明显。
(5)同组的小亮用图2所示的容器也来探究液体内部的压强。容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。用此容器进行的两次实验,由此可推断:、、三种液体密度、、的大小关系为_______。
【答案】(1) 不是 转换法
(2)同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大
(3)
(4)小
(5)
【详解】(1)连通器是上端开口、底部互相连通的容器,实验中U形管一侧为密闭空气,不满足“上端开口”这一条件,因此不是连通器。
本题中液体内部压强大小不易直接观测,通过U形管内两侧液面的高度差来反映,用到了转换法。
(2)比较图乙和图丙,液体都是水,图丙中探头深度比图乙深,U形管两侧液面高度差更大,说明丙图中探头受到水的压强更大,由此可得出结论:同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大。
(3)图丙中是水,探头深度
图丁中是液体,探头深度
丙、丁两次实验中U形管两侧液面高度差相等,说明探头所受的液体压强相等,即
则液体的密度为
(4)根据液体压强公式知,当压强变化量相同时,U形管两侧液面的高度差,由此可得:在相同的压强变化量下,U形管中液体的密度越小,就越大,即两侧液面的高度差变化越明显。
(5)由图2左图可知,橡皮膜所在位置在液体的深度要大于液体的深度,橡皮膜没有发生形变,说明此处的压强相同,根据可知,液体密度要小于液体密度,即;同理可得:液体密度要小于液体密度,即。故三种液体密度大小关系为。
20.小明同学利用A、B两物体、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。
(1)实验中小明是通过观察 ___________来比较压力作用效果的,这种科学探究方法是 ________法;
(2)若要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,应通过比较图 ___________和 ___________所示实验;
(3)比较甲、丙两图所示实验,能够得到的结论是:___________;
(4)小明同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示,他发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出结论:压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是:___________。
【答案】 泡沫的形变程度 转换 甲 乙 压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显 没有控制压力大小不变
【详解】(1)[1][2]实验中,压力作用效果不易观察,实验时可通过比较泡沫的凹陷程度来反映压力作用效果,采用了转换法。
(2)[3][4]若要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,根据控制变量法知需要控制受力面积相同而压力大小不同,故甲、乙两图符合题意。
(3)[5]由甲、丙两图所示实验可知,压力大小相同而受力面积不同,且受力面积越小,海绵凹陷的越深,由此可得:压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)[6]小华同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示,想要探究的是压力作用效果与受力面积的关系,应该控制压力大小相同,但实验中没有控制压力大小相等,而是同时改变了压力大小和受力面积,所以出现了压力作用效果相同的结果。
21.实验小组探究“浮力大小与哪些因素有关”,其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。
(1)由图甲可知,实验所用物块重______N,图乙中物块所受浮力为______N;
(2)根据图甲、乙、丙三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力______;分析甲、______三次实验可知,排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体密度有关;
(3)分析甲、______三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度无关;
(4)由以上实验数据可推算出实验中所用盐水的密度为______。(已知)
【答案】(1) 3.8 1.5
(2) 越大 丁、戊
(3)丙、丁
(4)
【详解】(1)[1]图甲中,弹簧测力计的分度值是0.1N,其读数是3.8N,即物块重力。
[2]根据称重法,图乙中物块所受浮力为
(2)[1]图乙中物块所受浮力,图丙中物块所受浮力,可得出结论浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力越大。
[2] 图丁中物块所受浮力,图戊物块所受浮力,可得出结论排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体密度有关。
(3)图丙中物块所受浮力,图丁中物块所受浮力,可得出结论浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度无关。
(4)图丁中物块所受浮力,根据阿基米德原理有
图戊物块所受浮力,有
两式相除得盐水的密度为
五、综合应用题 (本题共3小题,22题7分,23题9分,24题6分,共22分)
22. 如图,一个质量是2kg的鱼缸放在水平桌面中央,鱼缸的底面积是2×10-2m2,内盛有0.3m深的水,水的质量是10kg。(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,鱼缸厚度和鱼的重忽略不计)求:
(1)水对鱼缸底部的压强
(2)水对鱼缸底部的压力
(3)鱼缸对桌面的压强。
【答案】(1)3×103Pa
(2)60N
(3)6×103Pa
【详解】(1)水对鱼缸底部的压强p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa
(2)水对鱼缸底部的压力F水=p水S=3×103Pa×2×10-2m2=60N
(3)鱼缸和水的总质量m总=m缸+m水=2kg+10kg=12kg
鱼缸对桌面的压力F总=G总=m总g=12kg×10N/kg=120N
鱼缸对桌面的压强
23.如图所示,2025年11月5日,福建舰正式服役,创下全球首个“常规动力+电磁弹射”组合的纪录。该舰排水量约8万吨,吃水深度达13米,最高航速35节(航速1节=1.8 km/h,海水密度,g取10 N/kg)求:
(1)福建舰以30节的航速匀速行驶0.5小时,航行的距离为多少千米?
(2)福建舰满载时,求舰底受到海水的压强?
(3)福建舰满载时,受到的浮力约为多少?
【答案】(1)27km
(2)
(3)
【详解】(1)福建舰以30节的航速匀速行驶的速度
航行的距离
(2)舰底受到的压强
(3)福建舰满载时排开水的质量约
福建舰满载时受到的浮力约
24.科普阅读题
核潜艇
庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行,图甲中为093改进型攻击核潜艇公开亮相并进行了战略巡航。我国某核潜艇H最大潜深350m,完全下潜到海面下后的排水量为8.24×103t.潜艇内部有水舱,通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜艇的自重,从而控制其下沉或上浮.已知海水密度ρ海为1.03×103kg/m3,江水密度ρ江为1.0×103kg/m3,取g=10N/kg,不考虑潜艇的体积变化。
(1)下列关于核潜艇的说法中,正确的是( )
A.核潜艇的外壳用硬度小的特种钢材制成的
B.核潜艇是通过改变自身体积达到浮沉的
C.核潜艇悬浮和漂浮时所受的浮力相等
D.核潜艇由东海海面下潜行进入长江后所受的浮力变小
(2)核潜艇在海面下水平匀速巡航时,突然进入密度跃层(海水密度突然变小)时,核潜艇将会________,(选填“上浮”、“下沉”或“不变”)将给核潜艇带来安全隐患.为确保核潜艇安全,应立即采取的措施是_______(选填“向水舱中充水”或“从水舱中向外排水”)。
(3)该核潜艇H悬浮在海面下时,螺旋桨将海水推向后方获得向前的推力,说明________;核潜艇H所受的海水阻力与航速的关系如图乙,当核潜艇H航速为8m/s时,核潜艇H所受的海水阻力为 _________N。
(4)该核潜艇H在深海某区域内以某一速度匀速下降,在到达一定深度后从水舱中向外排出6t的海水,经过一段时间,核潜艇H以相同的速度匀速上升。若该区域内海水的密度保持不变,核潜艇H所受阻力仅与速度有关。则核潜艇H在匀速下降时所受阻力的大小为_________N。
【答案】(1)D
(2) 下沉 从水舱中向外排水
(3) 力的作用是相互的 1.92×106
(4)3×104
【详解】(1)A.由于核潜艇要下潜到水中,会受到水的压力,这压力较大,不能用硬度小的钢材制成,故A错误;
B.核潜艇自身体积不能改变,它是通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜艇的自重,从而控制其下沉或上浮,故B错误;
C.核潜艇悬浮和漂浮时排开液体的体积不同,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,那么所受的浮力也不相等,故C错误;
D.核潜艇由东海海面下潜行进入长江后,液体的密度变小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,排开液体的体积不变,所受的浮力变小,故D正确。
故选D。
(2)[1]核潜艇在海面下水平匀速巡航时,突然进入密度跃层,海水密度突然变小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,排开海水的体积不变,那么所受的浮力变小,在重力作用下,核潜艇将会下沉。
[2]为确保核潜艇安全,应立即采取的措施是从水舱中向外排水,这样核潜艇的重力变小,使核潜艇不再下沉。
(3)[1]螺旋桨将海水推向后方获得向前的推力,螺旋桨对海水向后的力,而海水对螺旋桨向前的力,这说明力的作用是相互的。
[2]从图乙可以看到,所受的海水阻力与航速的关系可设为,由图乙中的数据可得到k的大小是,那么当核潜艇H航速为8m/s时,核潜艇H所受的海水阻力是
核潜艇H所受的海水阻力是。
(4)设核潜艇H在匀速下降时所受阻力的大小为f1,由题意可知匀速下降时,,以相同的速度匀速上升时,
由上面两式解得,核潜艇H在匀速下降时所受阻力的大小为。
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