精品解析:上海市闵行区2025-2026学年第二学期八年级物理学科限时练习
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内容正文:
2025学年第二学期八年级物理学科限时练习
(考试时间:60分钟 满分:100分)
一 生活与自然(12分)
1. “布指知寸,布手知尺,舒肘知寻”,古人曾用手和手臂来测量长度。一拃:张开手掌大拇指指尖到中指指尖距离;一寸:一指宽;一寻:两臂平伸,左右指尖距离;一尺:三拃一尺。
(1)下列估测,最合理的是( )
A. 黑板擦的长度约为一拃 B. 教室门框的高度约为一寻
C. 希沃白板的长度约为一尺 D. 课桌的长度约为一寸
(2)如图所示,用手测量物品的长度和高度,其中最接近30cm的是( )
A. 课本的长度 B. 粉笔的长度 C. 课桌的高度
(3)如图是某次骑行结束后出现的支付界面,骑行时间_____s,骑行的距离为_____m。
2. 小陆准备亲手制作“网红冰感水果慕斯蛋糕”给妈妈庆生。
(1)如图所示该蛋糕模具的直径为_______cm。小陆重复测量了三次模具的直径,这样做的目的是_________。
(2)如图所示,小陆在清洗橘子时发现这样的现象:将完整的橘子放入水中,橘子漂浮在水面上;剥去橘皮后,将橘肉放入水中,橘肉沉入水底。请利用阿基米德原理及浮沉条件解释该现象:___________。
(3)为防止冰感蛋糕熔化,放一块质量为270 g的冰在模具中,一段时间后,有180 g的冰熔化成了水,求熔化成水的体积为____m3。(已知;)
二 中国制造(24分)
3. 如图所示是我国自主设计的首艘电磁弹射型航母“福建舰”。
(1)“福建舰”上的舰载机起飞时,发动机向后喷射燃气获得向前的推力,同时航母会受到向后的力,这一现象说明__________。
(2)“福建舰”上的舰载机起飞后,“福建舰”所受浮力_______,舰底所受海水的压强_________(以上两空均选涂“A变大”“B不变”或“C变小”),“福建舰”会_________。(选涂“A上浮”或“B下沉”)。
4. 如图甲所示是我国研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机AG600,它属于船身式设计,最大起飞质量可达54.5t。
(1)对水陆两栖飞机AG600,下列说法正确的是( )
A. 飞机装有多个宽大的轮胎是为了减小对地面的压力
B. 机身采用密度小的锂铝合金制作,可以减少自身的质量
C. 飞机在目标区域匀速盘旋时,其运动状态保持不变
D. 飞机洒水灭火,应该飞至着火点上空洒水
(2)图乙所示,将飞机的机翼做成上凸下平的形状是利用了流体流速大,压强______的原理,自然界与生活中应用此原理进行避险的具体措施______(举一例即可)。
(3)飞机AG600为了保障有较远的航程,配备了较大的载油箱,用多孔隔板将油箱分割成多个小舱室,如图丙所示,既能防止燃油在不同飞行姿态下过大晃动,又能保证燃油液面相平,这是利用了_______原理。
(4)AG600静止漂浮在水面上,总质量为55t。
①求飞机漂浮时受到的浮力。
②求飞机从水面漂浮状态变为起飞离开水面后,排开水的体积变化量?
5. 我国科研团队借鉴古代孔明灯的升空原理,研制出“极目一号”浮空艇,可用于青藏高原的气象监测等任务。浮空艇设计有两个气囊:主气囊(充有氦气,密度远小于空气)和副气囊(充有空气),通过调节副气囊内空气的质量实现浮空艇的上浮和下沉,在此过程中浮空艇体积基本保持不变。
(1)“极目一号”能升空的核心原理主要利用( )
A. 空气浮力 B. 流体流速与压强 C. 大气压强 D. 受热膨胀
(2)浮空艇开始悬停在海拔4500米处(空气密度约为),逐渐上升至海拔7500米处(空气密度约为)悬停进行气象监测。
①在此过程中外界大气压强逐渐__________(选填“A变大”“B不变”或“C变小”),为了使浮空艇实现上浮,请结合所学知识及上述信息分析需要进行什么操作?____________。
②已知浮空艇的总体积约为3200 m3,求浮空艇在此过程中副气囊中的气体的质量变化量____________。
三 海洋航行(8分)
6. 明代多桅杆帆船出现促成了15世纪郑和下西洋的壮举。20世纪以来,载人潜水艇从“蛟龙号”到“奋斗者号”都彰显了强大的海洋工程实力。
(1)如图某潜艇悬停在水中,请在图中画出它竖直方向上的受力示意图。
(2)一艘采用水密隔舱设计的多桅帆船,始终漂浮在海面上,若其中一个隔舱意外破坏并进入少量海水,两位同学选取不同研究对象建立模型:
小明:将船体(不含进入的海水)作为研究对象,如图甲中阴影部分;
小红:将船体与进入舱内的海水视为整体作为研究对象,如图乙中阴影部分。
你选择_______(选填“A.小明”或“B.小红”)的模型,请运用该模型分析隔舱进水后,船体浸入海水的深度如何变化?________。
(3)轮船满载时排水量为8000t,其在海水中满载时受到的浮力是________N。
四 科技发展(17分)
7. 如图所示,甲图是2026马年春晚,宇树科技G1人形机器人惊艳登场,在《武BOT》节目中完成集体群跑,武术表演等动作,成为全场的科技焦点。乙图是我国新一代动车组CR450,作为全球运营时速最快高铁列车,已经进入线路试验。
(1)以地面为参照物,奔跑的机器人是______;以坐在车上的乘客为参照物,动车组CR450是_____(均选填“A.运动的”“B.静止的”)。
(2)质量为80kg的机器人静止双脚站立时,对地面的压强为。
①计算机器人的重力G;
②画出机器人单脚站立时对地面压力F示意图;
③计算机器人跑步时与站立时的压强变化量。
(3)动车组CR450正在试验线路上匀速运行。已知动车满载的总质量为,此时动车与轨道间的阻力为车重的0.015倍。求:
①动车产生的牵引力F为多大?
②若动车发现前方有障碍物进行紧急制动,制动系统产生的制动力为,求此时列车受到的合力。
五 青花雅韵(19分)
8. “笔洗藏墨韵,青花在文墨”,青花瓷是中华传统工艺瑰宝,瓷瓶盛水可以作为富有韵味的摆件,瓷胎的密度也常作为判断烧制工艺是否达标的重要依据。
(1)如图所示的青花瓷瓶质量为1kg,放在水平桌面上,桌子面积为80cm2。瓶内装有水,水深0.15m,瓶底面积20cm2,瓶内水的质量为0.5kg。求:
①水对青花瓷底的压强;
②水对青花瓷底的压力;
③青花瓷对桌面的压强。
(2)非遗工坊复刻一款青花瓷笔洗,如图所示,其中笔洗与配套瓷盖材质相同,总质量为300g,其中瓷盖质量为50g。为检测瓷胎密度,将瓷盖完全浸没入盛满水的溢水杯中,测得溢出水的质量为10g。取下瓷盖,将笔洗装满清水后笔洗与水的质量为980g。
①瓷盖的体积;
②该青花瓷材质的密度;
③笔洗的容积。
六 实验探究(20分)
9. 如图所示,小明用塑料瓶、烧杯、橡皮膜、玻璃管、清水、酱油等器材做“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验。
(1)如图甲所示,小明在塑料瓶侧壁不同高度的地方钻出三个大小相同的小孔,观察到橡皮膜1凸起程度最大,橡皮膜3凸起程度最小,如图甲所示,出现这个现象的原因可能是:__________,请写出一条改进实验的方法_________。
(2)如图乙所示,小明用橡皮膜将玻璃管一端蒙住,并在其中倒入适量酱油,然后缓慢按入装有水的烧杯中,直到内外液面相平,此时发现橡皮膜向下凸出,实验表明,不同液体内部的压强与_______有关;若想使下凸的橡皮膜变平,应将玻璃管__________(选填“A.往上提”或“B.往下压”)些。
(3)小明仅通过一次实验得出结论是否合理,应怎样改进?______________。
10. 小华用实验室的一块柱形合金材料探究“影响浮力大小的因素”。他将该合金块标注成4等分,溢水杯中装满水,进行了如图所示的探究实验。
(1)如图甲所示,可知该合金块的重力是_______N;
(2)由图丙所示,此时合金块只有两格浸入水中,则合金块所受的浮力_______N;由图甲、乙、丙、丁计算得到合金块密度为_________kg/m3;
(3)根据图甲、乙、丙、丁,可以得出的初步结论是:________________;
(4)小哲对丁实验操作进行了修改,设计了如图甲、丁、戊所示方案进行探究,可知浮力大小与物体浸没的深度________(选填“A.有关”或“B.无关”);
(5)小桂利用刻度尺、柱形烧杯、冰块和水,设计了一个实验,测出另一个小合金块的密度,具体操作顺序如图所示:
①烧杯中装有适量水,测出水深为;
②将冰块慢慢置于水中漂浮,测出此时水深为;
③将小合金块放在冰块上,与冰块共同漂浮,待水面静止后,测出此时水深为;
④静置烧杯至冰块完全熔化后,测出水深为,此时与步骤③相比,水对烧杯底的压强_______(选填“A.变大”、“B.变小”或“C.不变”),以上步骤①至④中,不需要步骤________也可以测出小合金块密度;则小合金块密度______(用、、或和表示)。
(6)根据实验结论设计了一个“浮力秤”,其简易结构如图所示(使用时水不溢出)。在圆柱形小筒上标刻度,将物体放在秤盘上,读出刻度的变化,通过计算就可以“秤”出物体的质量。下列有关说法正确的是( )
A. 在“浮力秤”上放的物体质量越大,水对大筒底的压强越大
B. 让小筒的底面积减小,测量同一物体时,水对小筒底的压力减小
C. 小筒上的刻度线自上而下对应的物体质量逐渐变大
D. 将水更换为盐水,可以增大“浮力秤”的量程
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2025学年第二学期八年级物理学科限时练习
(考试时间:60分钟 满分:100分)
一 生活与自然(12分)
1. “布指知寸,布手知尺,舒肘知寻”,古人曾用手和手臂来测量长度。一拃:张开手掌大拇指指尖到中指指尖距离;一寸:一指宽;一寻:两臂平伸,左右指尖距离;一尺:三拃一尺。
(1)下列估测,最合理的是( )
A. 黑板擦的长度约为一拃 B. 教室门框的高度约为一寻
C. 希沃白板的长度约为一尺 D. 课桌的长度约为一寸
(2)如图所示,用手测量物品的长度和高度,其中最接近30cm的是( )
A. 课本的长度 B. 粉笔的长度 C. 课桌的高度
(3)如图是某次骑行结束后出现的支付界面,骑行时间_____s,骑行的距离为_____m。
【答案】(1)A (2)A
(3) ①. 360 ②. 1300
【解析】
【小问1详解】
A.普通人一拃约15~20cm,黑板擦的长度约15~20cm,故A符合题意;
B.普通人一寻约为自己的身高,即大约1.6~1.8m,教室门框高度一般在2m左右,故B不符合题意;
C.三拃一尺,故一尺约45~60cm,教室希沃白板长度一般在3~4m,故C不符合题意;
D.一寸约1~2cm,普通课桌长度约60cm,故D不符合题意。
故选A。
【小问2详解】
普通初中物理课本长度约26~28cm,普通粉笔长度约7~8cm,普通课桌高度约70~80cm,故选A。
【小问3详解】
由图可知,本次骑行路程为,骑行的平均速度为13km/h,则本次骑行时间为
2. 小陆准备亲手制作“网红冰感水果慕斯蛋糕”给妈妈庆生。
(1)如图所示该蛋糕模具的直径为_______cm。小陆重复测量了三次模具的直径,这样做的目的是_________。
(2)如图所示,小陆在清洗橘子时发现这样的现象:将完整的橘子放入水中,橘子漂浮在水面上;剥去橘皮后,将橘肉放入水中,橘肉沉入水底。请利用阿基米德原理及浮沉条件解释该现象:___________。
(3)为防止冰感蛋糕熔化,放一块质量为270 g的冰在模具中,一段时间后,有180 g的冰熔化成了水,求熔化成水的体积为____m3。(已知;)
【答案】(1) ①. ②. 减小测量误差
(2)完整橘子带橘皮,橘皮间有空气,整体平均密度小于水的密度,根据浮沉条件,完整橘子漂浮时浮力等于总重力;结合阿基米德原理,完整橘子排开水的浮力等于自身总重力,因此漂浮。剥去橘皮后,橘肉密度大于水的密度,浸没后受到的浮力小于橘肉的重力,因此沉入水底。
(3)
【解析】
【小问1详解】
图中刻度尺分度值为1mm,左侧三角板对齐,右侧对齐,因此直径为
多次测量取平均值的目的是减小测量误差。
【小问2详解】
结合浮沉条件和阿基米德原理,通过平均密度、浮力与重力的大小关系分析即可。完整橘子带橘皮,橘皮间有空气,整体平均密度小于水的密度,根据浮沉条件,完整橘子漂浮时浮力等于总重力;结合阿基米德原理,完整橘子排开水的浮力等于自身总重力,因此漂浮。剥去橘皮后,橘肉密度大于水的密度,浸没后受到的浮力小于橘肉的重力,因此沉入水底。
【小问3详解】
冰熔化过程质量不变,熔化得到的水质量
熔化成水的体积
二 中国制造(24分)
3. 如图所示是我国自主设计的首艘电磁弹射型航母“福建舰”。
(1)“福建舰”上的舰载机起飞时,发动机向后喷射燃气获得向前的推力,同时航母会受到向后的力,这一现象说明__________。
(2)“福建舰”上的舰载机起飞后,“福建舰”所受浮力_______,舰底所受海水的压强_________(以上两空均选涂“A变大”“B不变”或“C变小”),“福建舰”会_________。(选涂“A上浮”或“B下沉”)。
【答案】(1)力的作用是相互的
(2) ①. 变小 ②. 变小 ③. 上浮
【解析】
【小问1详解】
燃气喷在甲板上的挡板上,飞机获得向前的作用力的同时,燃气也对航母产生向后的作用力,说明力的作用是相互的。
【小问2详解】
飞机起飞后,航母的总重力减小。航母漂浮在海面上,受到的浮力与重力相等,所以航母受到的浮力也减小。根据阿基米德原理可知,在液体密度不变时,浮力减小,则排开液体体积减小,航母将上浮,此时航母底部在水中的深度减小,根据可知,受到海水的压强减小。
4. 如图甲所示是我国研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机AG600,它属于船身式设计,最大起飞质量可达54.5t。
(1)对水陆两栖飞机AG600,下列说法正确的是( )
A. 飞机装有多个宽大的轮胎是为了减小对地面的压力
B. 机身采用密度小的锂铝合金制作,可以减少自身的质量
C. 飞机在目标区域匀速盘旋时,其运动状态保持不变
D. 飞机洒水灭火,应该飞至着火点上空洒水
(2)图乙所示,将飞机的机翼做成上凸下平的形状是利用了流体流速大,压强______的原理,自然界与生活中应用此原理进行避险的具体措施______(举一例即可)。
(3)飞机AG600为了保障有较远的航程,配备了较大的载油箱,用多孔隔板将油箱分割成多个小舱室,如图丙所示,既能防止燃油在不同飞行姿态下过大晃动,又能保证燃油液面相平,这是利用了_______原理。
(4)AG600静止漂浮在水面上,总质量为55t。
①求飞机漂浮时受到的浮力。
②求飞机从水面漂浮状态变为起飞离开水面后,排开水的体积变化量?
【答案】(1)B (2) ①. 小 ②. 火车站台设置安全线
(3)连通器 (4),
【解析】
【分析】根据减小压强的方法,密度知识,运动状态的改变和惯性的知识解决;根据流体压强与流速的关系解决此题;根据连通器的原理和特点解决此题;根据平衡法和阿基米德原理解决此题。
【小问1详解】
A.飞机装有多个宽大的轮胎,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对地面的压强,故A错误;
B.根据,机身采用密度小的锂铝合金制作,在体积相同的情况下,可以减少自身的质量,故B正确;
C.飞机在目标区域匀速盘旋时,运动方向不断改变,其运动状态发生改变,故C错误;
D.飞机洒水灭火,由于水具有惯性,应提前洒水,故D错误。
故选B。
【小问2详解】
飞机的机翼做成上凸下平的形状是利用了流体流速大,压强小的原理,机翼上方流速大压强小,下方流速小压强大,从而获得向上的升力。自然界与生活中应用此原理进行避险的具体措施如:火车站台设置安全线,火车高速行驶时,火车附近空气流速大压强小,人站在安全线内,外侧大气压可能会把人压向火车。
【小问3详解】
用多孔隔板将油箱分割成多个小舱室,既能防止燃油在不同飞行姿态下过大晃动,又能保证燃油液面相平,这是利用了连通器原理,连通器是上端开口下端相连通的容器,连通器里装同种液体,当液体不流动时,各容器中的液面总保持相平。
【小问4详解】
已知飞机总质量
因为飞机漂浮在水面上,根据漂浮条件可得
飞机漂浮时,根据,可得漂浮时排开水的体积
飞机起飞离开水面后,排开水的体积为0,所以排开水的体积变化量
5. 我国科研团队借鉴古代孔明灯的升空原理,研制出“极目一号”浮空艇,可用于青藏高原的气象监测等任务。浮空艇设计有两个气囊:主气囊(充有氦气,密度远小于空气)和副气囊(充有空气),通过调节副气囊内空气的质量实现浮空艇的上浮和下沉,在此过程中浮空艇体积基本保持不变。
(1)“极目一号”能升空的核心原理主要利用( )
A. 空气浮力 B. 流体流速与压强 C. 大气压强 D. 受热膨胀
(2)浮空艇开始悬停在海拔4500米处(空气密度约为),逐渐上升至海拔7500米处(空气密度约为)悬停进行气象监测。
①在此过程中外界大气压强逐渐__________(选填“A变大”“B不变”或“C变小”),为了使浮空艇实现上浮,请结合所学知识及上述信息分析需要进行什么操作?____________。
②已知浮空艇的总体积约为3200 m3,求浮空艇在此过程中副气囊中的气体的质量变化量____________。
【答案】(1)A (2) ①. C ②. 排出副气囊内的部分空气 ③.
【解析】
【小问1详解】
浮空艇能升空是因为它受到的空气浮力大于自身重力。
故选A
【小问2详解】
大气压随海拔升高而变小,故选C。
浮空艇的体积不变,海拔升高空气密度减小,浮力会减小。要实现上浮并悬浮,需要减小浮空艇的总重力。可以排出副气囊内的部分空气,减小总质量,让总重力小于浮力实现上浮,最终在新高度悬浮时总重力等于新的浮力。
浮空艇悬浮时,海拔4500米处,则
海拔7500米处
两式联立得
则
三 海洋航行(8分)
6. 明代多桅杆帆船出现促成了15世纪郑和下西洋的壮举。20世纪以来,载人潜水艇从“蛟龙号”到“奋斗者号”都彰显了强大的海洋工程实力。
(1)如图某潜艇悬停在水中,请在图中画出它竖直方向上的受力示意图。
(2)一艘采用水密隔舱设计的多桅帆船,始终漂浮在海面上,若其中一个隔舱意外破坏并进入少量海水,两位同学选取不同研究对象建立模型:
小明:将船体(不含进入的海水)作为研究对象,如图甲中阴影部分;
小红:将船体与进入舱内的海水视为整体作为研究对象,如图乙中阴影部分。
你选择_______(选填“A.小明”或“B.小红”)的模型,请运用该模型分析隔舱进水后,船体浸入海水的深度如何变化?________。
(3)轮船满载时排水量为8000t,其在海水中满载时受到的浮力是________N。
【答案】(1) (2)A,研究对象为船体(不含进水),船体自身重力不变;进水后舱内海水对船体有额外向下的压力,根据受力分析,船体受到的浮力 。由于 ,所以 增大。根据,排开海水体积增大,因此船体浸入海水的深度变大。##B,将船体和舱内海水视为整体,整体始终漂浮,浮力等于总重力。隔舱进水后,整体总重力比进水前增大,因此浮力增大;海水密度不变,根据阿基米德原理,排开海水的体积增大,因此船体浸入海水的深度变大。
(3)
【解析】
【小问1详解】
潜艇悬停在水中,竖直方向受力平衡,受竖直向下的重力G和竖直向上的浮力,二力大小相等,作用点都在重心。 据此作图。
【小问2详解】
略。
【小问3详解】
根据阿基米德原理,轮船满载时受到的浮力等于排开水的重力:即
四 科技发展(17分)
7. 如图所示,甲图是2026马年春晚,宇树科技G1人形机器人惊艳登场,在《武BOT》节目中完成集体群跑,武术表演等动作,成为全场的科技焦点。乙图是我国新一代动车组CR450,作为全球运营时速最快高铁列车,已经进入线路试验。
(1)以地面为参照物,奔跑的机器人是______;以坐在车上的乘客为参照物,动车组CR450是_____(均选填“A.运动的”“B.静止的”)。
(2)质量为80kg的机器人静止双脚站立时,对地面的压强为。
①计算机器人的重力G;
②画出机器人单脚站立时对地面压力F示意图;
③计算机器人跑步时与站立时的压强变化量。
(3)动车组CR450正在试验线路上匀速运行。已知动车满载的总质量为,此时动车与轨道间的阻力为车重的0.015倍。求:
①动车产生的牵引力F为多大?
②若动车发现前方有障碍物进行紧急制动,制动系统产生的制动力为,求此时列车受到的合力。
【答案】(1) ①. A ②. B
(2)784N,,
(3),
【解析】
【小问1详解】
以地面为参照物,奔跑的机器人相对于地面位置不断改变,因此是运动的,故选A;
以车上乘客为参照物,动车组CR450相对于乘客位置不改变,因此是静止的,故选B。
【小问2详解】
机器人的重力为
压力作用点在机器人脚与地面的接触面上,过接触面一点竖直向下作一条带箭头的线段,即为机器人单脚站立时对地面压力,据此作图。
机器人站立时对地面压力等于重力,即,双脚站立时的总受力面积为
机器人跑步时单脚着地,受力面积为
因此跑步时的压强为
压强变化量为
【小问3详解】
动车的总重力为
动车受到的阻力为
动车匀速运行,受力平衡,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,即
紧急制动时,阻力和制动力方向相同,都与运动方向相反,即合力为
方向与列车运动方向相反。
五 青花雅韵(19分)
8. “笔洗藏墨韵,青花在文墨”,青花瓷是中华传统工艺瑰宝,瓷瓶盛水可以作为富有韵味的摆件,瓷胎的密度也常作为判断烧制工艺是否达标的重要依据。
(1)如图所示的青花瓷瓶质量为1kg,放在水平桌面上,桌子面积为80cm2。瓶内装有水,水深0.15m,瓶底面积20cm2,瓶内水的质量为0.5kg。求:
①水对青花瓷底的压强;
②水对青花瓷底的压力;
③青花瓷对桌面的压强。
(2)非遗工坊复刻一款青花瓷笔洗,如图所示,其中笔洗与配套瓷盖材质相同,总质量为300g,其中瓷盖质量为50g。为检测瓷胎密度,将瓷盖完全浸没入盛满水的溢水杯中,测得溢出水的质量为10g。取下瓷盖,将笔洗装满清水后笔洗与水的质量为980g。
①瓷盖的体积;
②该青花瓷材质的密度;
③笔洗的容积。
【答案】(1)
##1470Pa;;##7350Pa
(2)
;;
【解析】
【小问1详解】
水对青花瓷底的压强为
水对青花瓷底的压力为
青花瓷对桌面的压力等于青花瓶和水的总重力,即
青花瓷对桌面的压强为
【小问2详解】
瓷盖完全浸没,瓷盖的体积等于溢出水的体积,即
青花瓷材质的密度为
笔洗自身质量为
笔洗装满水时,水的质量为
笔洗容积等于满装水的体积,即
六 实验探究(20分)
9. 如图所示,小明用塑料瓶、烧杯、橡皮膜、玻璃管、清水、酱油等器材做“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验。
(1)如图甲所示,小明在塑料瓶侧壁不同高度的地方钻出三个大小相同的小孔,观察到橡皮膜1凸起程度最大,橡皮膜3凸起程度最小,如图甲所示,出现这个现象的原因可能是:__________,请写出一条改进实验的方法_________。
(2)如图乙所示,小明用橡皮膜将玻璃管一端蒙住,并在其中倒入适量酱油,然后缓慢按入装有水的烧杯中,直到内外液面相平,此时发现橡皮膜向下凸出,实验表明,不同液体内部的压强与_______有关;若想使下凸的橡皮膜变平,应将玻璃管__________(选填“A.往上提”或“B.往下压”)些。
(3)小明仅通过一次实验得出结论是否合理,应怎样改进?______________。
【答案】(1) ①. 三处橡皮膜的弹性不同 ②. 换用规格相同的橡皮膜进行实验
(2) ①. 液体密度 ②. B
(3)不合理,应改变液体深度和密度,进行多次实验
【解析】
【小问1详解】
根据液体压强规律:同种液体,深度越大,压强越大,应该是深度最大的3处橡皮膜凸起程度最大,1处最小。本题现象相反,可能是三个橡皮膜的弹性不同,可换用规格相同的橡皮膜重新实验。
【小问2详解】
内外液面相平,说明橡皮膜在两种液体中的深度相同,液体密度不同,橡皮膜向下凸出,说明酱油对橡皮膜向下的压强更大,则可说明深度相同时,液体内部压强与液体密度有关。
要让橡皮膜变平,需要增大外部水对橡皮膜向上的压强,由可知,需要增大橡皮膜在水中的深度,因此应将玻璃管往下压,增大橡皮膜在水中的深度,水向上的压强也增大,最终可以和酱油向下的压强相等,橡皮膜变平。故选B。
【小问3详解】
仅一次实验得到的结论具有偶然性,无法得到普遍规律,因此不合理,需要多次改变液体深度或液体密度,进行多次实验,才能总结出普遍适用的结论。
10. 小华用实验室的一块柱形合金材料探究“影响浮力大小的因素”。他将该合金块标注成4等分,溢水杯中装满水,进行了如图所示的探究实验。
(1)如图甲所示,可知该合金块的重力是_______N;
(2)由图丙所示,此时合金块只有两格浸入水中,则合金块所受的浮力_______N;由图甲、乙、丙、丁计算得到合金块密度为_________kg/m3;
(3)根据图甲、乙、丙、丁,可以得出的初步结论是:________________;
(4)小哲对丁实验操作进行了修改,设计了如图甲、丁、戊所示方案进行探究,可知浮力大小与物体浸没的深度________(选填“A.有关”或“B.无关”);
(5)小桂利用刻度尺、柱形烧杯、冰块和水,设计了一个实验,测出另一个小合金块的密度,具体操作顺序如图所示:
①烧杯中装有适量水,测出水深为;
②将冰块慢慢置于水中漂浮,测出此时水深为;
③将小合金块放在冰块上,与冰块共同漂浮,待水面静止后,测出此时水深为;
④静置烧杯至冰块完全熔化后,测出水深为,此时与步骤③相比,水对烧杯底的压强_______(选填“A.变大”、“B.变小”或“C.不变”),以上步骤①至④中,不需要步骤________也可以测出小合金块密度;则小合金块密度______(用、、或和表示)。
(6)根据实验结论设计了一个“浮力秤”,其简易结构如图所示(使用时水不溢出)。在圆柱形小筒上标刻度,将物体放在秤盘上,读出刻度的变化,通过计算就可以“秤”出物体的质量。下列有关说法正确的是( )
A. 在“浮力秤”上放的物体质量越大,水对大筒底的压强越大
B. 让小筒的底面积减小,测量同一物体时,水对小筒底的压力减小
C. 小筒上的刻度线自上而下对应的物体质量逐渐变大
D. 将水更换为盐水,可以增大“浮力秤”的量程
【答案】(1)4.8 (2) ①. 0.4 ②.
(3)当液体密度一定时,物体所受浮力大小与排开液体的体积有关。
(4)B (5) ①. B ②. ① ③. (6)AD
【解析】
【分析】(1)因为弹簧测力计测静止物体的重力时示数等于重力,所以直接读取甲图中弹簧测力计的示数即可得到合金块重力。
(2)因为称重法测浮力的公式为,所以用甲图的重力减去丙图的拉力得到浮力;因为要计算合金块密度,需先通过称重法算出完全浸没时的浮力,再根据阿基米德原理算出合金块体积,最后结合重力算出质量,利用计算密度。
(3)因为甲、乙、丙、丁中液体密度相同,合金块浸入液体的体积逐渐增大,浮力逐渐增大,所以分析浮力与排开液体体积的关系得出结论。
(4)因为甲、丁、戊中合金块浸没深度不同但测力计示数相同,根据称重法可知浮力相同,所以判断浮力与浸没深度的关系。
(5)因为冰块熔化后质量不变,且冰漂浮时排开水的体积等于熔化成水的体积,结合合金块沉底的情况,比较步骤③和④的水深,根据判断压强变化;因为推导合金块密度时,可通过步骤②③的水深差算出合金块重力,步骤④的水深差算出合金块体积,所以分析不需要的步骤;因为根据漂浮条件和阿基米德原理,结合柱形容器底面积不变,用水深差表示排开水的体积,进而推导合金块密度的表达式。
(6)因为浮力秤的原理是漂浮条件,所以结合液体压强公式、压力公式、阿基米德原理,对每个选项逐一分析判断。
【小问1详解】
如图甲所示,弹簧测力计的分度值为0.1N,所以该合金块的重力是4.8N。
【小问2详解】
由图丙所示,弹簧测力计对合金块的拉力为4.4N,根据称重法,可知合金块所受的浮力为
由图甲、丁计算得到合金块浸没时受到的浮力为
合金块的体积等于排开液体的体积,即
合金块的质量为
合金块的密度为
【小问3详解】
由图甲、乙、丙、丁,可知液体密度相同,浸入的体积越大,弹簧测力计示数越小,受到的浮力越大,则可得出的初步结论是:当液体密度一定时,物体所受浮力大小与排开液体的体积有关。
【小问4详解】
由图甲、丁、戊可知,在排开液体体积和密度相同情况下,浸入的深度发生改变时,受到的浮力不变,可知浮力大小与物体浸没的深度无关。故选B。
【小问5详解】
冰块熔化前,合金和冰整体漂浮,总浮力等于总重力;冰块熔化后,冰熔化成水的体积等于原来冰排开水的体积,而合金沉底,合金排开体积小于原来漂浮时的排开体积,因此总液面下降,水深减小,由可知,水对烧杯底的压强变小,故选B。
设烧杯底面积为S,根据②③可知,在漂浮状态下,增加的浮力等于增加的重力,所以合金块的质量为
根据冰漂浮在水面上浮力等于冰块的重力,且冰熔化后质量不变,则
可得,即冰熔化对水面没有影响,所以如果③中冰熔化后如果没有放入合金块,则液面高度与②相同,放入合金块后相当④图所示的深度,即合金块的体积为
则小合金块密度为
所以步骤①没有实际作用,属于多余的。
【小问6详解】
A.放的物体质量越大,小筒排开水的体积越大,大筒内液面越高,由可知,水对大筒底的压强越大,故A正确;
B.测量同一物体时,浮力等于总重力,总重力不变,由浮力产生的原因可知,水对小筒底的压力等于浮力,大小不变,故B错误;
C.物体质量越大,小筒下沉越多,大筒水面在小筒上的位置越靠上,因此小筒刻度自上而下对应质量逐渐减小,故C错误;
D.由题意可知,小筒完全浸没时为最大测量值,换用盐水后,由,可知液体密度变大,最大浮力变大,能测量的最大质量变大,所以量程增大,故D正确。
故选AD。
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