广西南宁市天桃大学区2025-2026学年下学期八年级期中物理试卷
2026-05-22
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 广西壮族自治区 |
| 地区(市) | 南宁市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 2.49 MB |
| 发布时间 | 2026-05-22 |
| 更新时间 | 2026-05-22 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57983985.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以2025春晚机器人、《天工开物》脚踏碓等科技与文化情境为载体,覆盖力学核心知识,通过实验探究与综合应用考查科学思维与问题解决能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单项选择|10/30|重力计算、压强、摩擦力、流体压强|结合机器人秧歌、自行车部件等真实场景,考查物理观念|
|多项选择|2/8|浮力、液体压强|关联C919飞机、“奋斗者”号等科技成果,培养科学态度|
|实验探究|4/25|二力平衡、压力作用效果、浮力影响因素|通过控制变量法、转换法设计实验,突出科学探究|
|综合应用|2/19|压强计算、浮力与力的平衡|以洒水车、牲畜饮水装置为模型,考查模型建构与综合应用|
内容正文:
广西南宁市天桃大学区2025-2026学年下学期八年级期中物理试卷
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.(3分)2025年春晚的舞台上,机器人秧歌表演《秧BOT》展现了科技与文化的完美融合,表演的机器人大约与一名中学生的质量相等,则该机器人所受的重力约为( )
A.5N B.50N C.500N D.5000N
2.(3分)我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓(duì)舂米(将稻米去壳)的情景。图中碓的头部较尖,是为了( )
A.增大压强 B.减小压力 C.增大压力 D.减小压强
3.(3分)下列关于自行车上各部件的设计中,属于减小摩擦的是( )
A.粗糙柔软的把手 B.刻有花纹的轮胎
C.滚圆坚硬的钢珠 D.凹凸不平的脚踏
4.(3分)漩涡容易导致周边游泳的人被“吸入”其中而造成溺水,其原因是漩涡中心处( )
A.流速大,压强大 B.流速大,压强小
C.流速小,压强小 D.流速小,压强大
5.(3分)人荡秋千荡到最低点时,如果外力突然全部消失,人将会( )
A.静止 B.竖直掉下来
C.做曲线运动 D.做匀速直线运动
6.(3分)“篮球进校园”活动的开展,使同学们越来越喜欢篮球运动,下列四个情境中与其它三个力所产生的作用效果不同的是( )
A.篮球与篮筐撞击变扁
B.篮球在篮筐口转动后下落
C.篮球在空中沿弧线飞行
D.飞来的篮球被运动员接住
7.(3分)宋代《梦粱录》中详细记载了抖空竹这一传统游戏。如图所示是小朋友通过操控绳子带动空竹运动的情景,下列说法正确的是( )
A.空竹抛到最高点时,没有受到重力
B.空竹抛向空中,运动状态发生改变
C.空竹落在绳上转动,使其转动的施力物体是手
D.空竹离开绳后在空中飞行仍受到绳子的作用力
8.(3分)下列现象与拔火罐的原理相同的是( )
A.深水潜水需要穿特制的潜水服
B.“森林医生”啄木鸟有尖锐的喙
C.医生推动活塞给病人注射药液
D.吸盘式挂衣钩能“吸”附在墙上
9.(3分)一个排球的重力为2.7N,它离开胳膊在空中竖直上升过程中某时刻受到的空气阻力大小为0.5N。关于此时排球所受合力的大小和方向,下列说法中正确的是( )
A.3.2N,竖直向上 B.3.2N,竖直向下
C.2.2N,竖直向上 D.2.2N,竖直向下
10.(3分)如图所示,是我国首个不用人为控制且能送货到家的无人快递车。它能自动避让行人、车辆,还能乘电梯、叫门。当不载货快递车在水平路面上匀速行驶时,下列说法正确的是( )
A.快递车受到的重力与地面对快递车的支持力是一对平衡力
B.快递车受到的重力与快递车对地面的压力是一对平衡力
C.快递车对地面的压力与地面对快递车的支持力是一对平衡力
D.快递车受到的水平牵引力与快递车受到的支持力是一对平衡力
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题4分,共8分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分。)
(多选)11.(4分)近年来,我国在科学技术领域取得了辉煌的成就。下列科技成果受到浮力的是( )
A.在空中飞行的C919大飞机
B.在海水中下潜的“奋斗者”号载人潜水器
C.在太空中邀游的中国空间站
D.在月球上采样的嫦娥号探测器
(多选)12.(4分)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个底面积和质量均相同的薄壁容器,分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面相平。下列说法正确的是( )
A.两种液体密度的大小关系是ρa>ρb
B.桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲>F乙
C.两种液体对容器底压强的大小关系是pa<pb
D.两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙
三、填空题(每空1分,共12分。)
13.(2分)当汽车突然加速或刹车时,车内的人由于具有 容易受到伤害。如图所示, (选填“头枕”或“安全带”)可以减小汽车被追尾时给人带来的伤害。
14.(2分)星期天,小明骑自行车去郊外春游。自行车启动时,小明用脚向后蹬地,自行车向前运动,说明物体间力的作用是 的;骑行时,轮胎被压瘪一些,说明力可以改变物体的 。
15.(2分)射箭时拉开弓弦,弓弦发生了 形变,产生了弹力。在一定限度内,弓拉得越满,弹力越 。
16.(2分)小亮在实验室利用如图所示装置测量大气压强的数值,实验时他将玻璃管倾斜放置,此时大气压强等于 mm高的水银柱所产生的压强;若在此地用敞口锅烧开水,水沸腾时的温度 (选填“大于”“小于”或“等于”)100℃。
17.(2分)如图所示,把一个茶壶放在水平桌面上,当壶内水静止时,壶嘴和壶身中的液面高度总是 的,这主要利用了 的原理。
18.(2分)如图所示,A、B两个实心均匀的正方体分别放在水平地面上,此时A、B对地面的压强相等,它们的边长之比为1:3,A的边长为10cm,B的密度为2g/cm3,则B对地面的压强为 Pa;若将B沿水平方向切割一部分叠放在A的正上方,要使此时A、B对地面的压强满足pA=6pB,则B切去部分的重力为 N。
四、作图题(本大题共3小题,每小题2分,共6分。)
19.(2分)请在图中画出静止在斜面上的水杯受到的重力的示意图。
20.(2分)在图中,画出漂浮在水面上的苹果所受浮力的示意图。
21.(2分)如图所示,小明同学用一水平推力推静止在水平地面上的木箱,木箱没有动,请你在O点画出木箱水平方向上所受力的示意图。
五、实验探究题(本大题共4小题,每空1分,共25分。)
22.(5分)为探究“二力平衡的条件”,物理兴趣小组分别利用图甲和图乙的装置进行实验。
(1)实验中,可以通过调整钩码的 来改变拉力的大小。
(2)小明在“探究二力平衡时,两个力大小是否相等”时,在图甲的左侧挂2个钩码,右侧挂1个钩码,木块处于静止状态,因此他得出二力平衡时,两个力大小不等,这个结论是 (选填“正确”或“错误”)的。分析后发现:此时小木块在水平面上还受到 的作用,在水平方向处于三力平衡状态,不能满足实验要求。
(3)改进:实验中为了减小该因素对实验的影响,应选择质量较 (选填“大”或“小”)的钩码,同时将小木块换成轻质小卡片进行实验。
(4)小明把图乙中的小卡片转过一个角度,然后松手,观察到小卡片转动,最后恢复到静止状态,说明平衡的两个力必须作用在 。
23.(6分)(1)①如图甲所示,小明在“探究压力作用效果”实验中,对比a、b两次实验,当受力面积相同时, 越大,压力的作用效果越明显。
②实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,运用的研究方法是 ;对比图甲中c、d两次实验,实验中不能用木板代替海绵的原因是木板形变 (选填“明显”或“不明显”),无法直观观察压力的作用效果。
(2)①如图乙所示,在探究液体压强影响因素实验中,橡皮膜所受压强的大小是通过U形管两侧液面的高度差的大小来反映的。实验前U形管两侧液面不相平,接下来应 。(选填序号)
A.倒出U形管内一部分水;
B.拆除软管重新安装;
C.向U形管内加适量水。
②对比图乙中e、f、g三次实验,同一液体、同一深度,向各个方向的压强 ;对比g、h两次实验,同一深度,液体 越大,压强越大。
24.(7分)为比较不同浴室防滑垫的防滑效果,小明准备了两块不同的防滑垫,一个木块、一个弹簧测力计和一条细线进行实验。
(1)如图甲所示,将防滑垫平铺在水平桌面上,用弹簧测力计水平拉着木块在防滑垫上做 运动,此时弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小。
(2)若运动过程中木块的速度突然变大,则木块受到的滑动摩擦力 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)更换另一块防滑垫后,将同一木块放在防滑垫上进行实验,这是为了控制 相同,这种实验探究方法叫 。
(4)比较两次实验中弹簧测力计示数的大小,示数越大,说明防滑垫的防滑效果越 (选填“好”或“差”)。
(5)实验中比较防滑垫的“防滑效果”,实际上是比较影响滑动摩擦力大小因素中的 。
(6)更换防滑垫后,接着小明将同一木块放在防滑垫上,防滑垫受到水平向右的拉力F的作用,其中F﹣t和v﹣t 图象分别如图乙、丙所示,则木块在第5秒时受到的摩擦力大小为 N。
25.(7分)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们利用一个物体、弹簧测力计、水、盐水和细线,做了如图所示的实验。
(1)分析实验A和C,可知物体受到的浮力大小是 N。
(2)分析实验A、C、D,可得出浮力大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”)。
(3)分析比较 三次实验可以得出液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,浮力越大的结论。
(4)通过实验数据,可算出盐水密度是 kg/m3。
(5)同学们用图甲探究F浮和G排关系,将装满水的溢水杯放在升降台上,逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越大,弹簧测力计A的示数越小,且弹簧测力计A的示数变化量等于B的示数变化量,则F浮 G排(选填“>”、“<”或“=”)。
(6)如图乙所示,同学们用精度很高的手提式电子秤,对石块的密度进行了测量,步骤如下:
①先将小石块用细线系好,悬挂在电子秤的下端,示数为F1;
②在小桶里倒入适量的水,悬挂在电子秤的下端,示数为F2;
③用手将用细线系着的小石块缓慢地 在水中,待电子秤示数稳定后为F3;根据所得实验数据,请你写出石块密度的表达式:ρ石= 。(用字母F1、F2、F3、ρ水表示)
六、综合应用题(本大题共2小题,共19分,24题8分,25题11分。解答时要求在相应的答题区域内写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤。只写出最后答案,而未写出主要演算过程的,不能得分,答案必须明确写出数值和单位。)
26.(8分)如图所示是一辆城市洒水车,装满水后总质量为19t,车轮与地面的总接触面积为0.08m2。洒水车在水平路面匀速直线行驶时,受到的阻力为总重力的0.1倍。求:
(1)洒水车装满水时的重力;
(2)洒水车装满水匀速行驶时,水平牵引力的大小;
(3)洒水车在作业过程中,对地面的压强变为1.5×106Pa时,洒水车洒出水的总重力。
27.(11分)某单位设计的一种供牲畜饮水的装置如图所示。现圆柱形水箱内装有600kg的水,水位高度维持h=0.7m不变,水箱的底面积为1m2,水箱底部出水口的横截面积为2×10﹣3m2,略小于底盖A的面积。底盖A、细杆B和浮球C的总质量为1kg,浮球C的体积为2×10﹣3m3。底盖A平时顶住水箱底部出水口,一旦饮水槽的水位下降,底盖A就会下落,水立即通过出水口流入饮水槽,实现自动补水。求:
(1)水箱中的水对底盖A产生的压强和压力;
(2)浮球C浸没在水中受到的浮力大小;
(3)请通过计算判断当前数据能否满足“饮水槽水位正常时,底盖A顶住出水口不漏水”的设计要求?若不能,请进一步给出符合要求的改进方案和计算出需要修改的原始数据。(写出一种改进方案即可)
广西南宁市天桃大学区2025-2026学年下学期八年级期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.(3分)2025年春晚的舞台上,机器人秧歌表演《秧BOT》展现了科技与文化的完美融合,表演的机器人大约与一名中学生的质量相等,则该机器人所受的重力约为( )
A.5N B.50N C.500N D.5000N
【分析】(1)一名中学生的质量约为50kg,表演的机器人大约与一名中学生的质量相等,由此求出表演机器人的质量m;
(2)根据G=mg计算出该机器人所受的重力。
【解答】解:一名中学生的质量约为50kg,表演的机器人大约与一名中学生的质量相等,则表演机器人的质量约为m=50kg;
该机器人所受的重力约为:G=mg=50kg×10N/kg=500N,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】本题考查质量的估测、重力的计算等知识点,属于基础题。
2.(3分)我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓(duì)舂米(将稻米去壳)的情景。图中碓的头部较尖,是为了( )
A.增大压强 B.减小压力 C.增大压力 D.减小压强
【分析】增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。
【解答】解:图中碓的头部较尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的,故BCD错误、A正确。
故选:A。
【点评】本题考查了增大压强的方法,属于基础题。
3.(3分)下列关于自行车上各部件的设计中,属于减小摩擦的是( )
A.粗糙柔软的把手 B.刻有花纹的轮胎
C.滚圆坚硬的钢珠 D.凹凸不平的脚踏
【分析】减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动。
增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;用滑动代替滚动。
【解答】解:A、粗糙柔软的把手,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A不符合题意;
B、刻有花纹的轮胎,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不符合题意;
C、滚圆坚硬的钢珠,是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力,故C符合题意;
D、凹凸不平的脚踏,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D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了对增大和减小摩擦的方法在生活中的应用,能将知识与实际应用相结合,是解答的关键。
4.(3分)漩涡容易导致周边游泳的人被“吸入”其中而造成溺水,其原因是漩涡中心处( )
A.流速大,压强大 B.流速大,压强小
C.流速小,压强小 D.流速小,压强大
【分析】流体压强与流速的关系:流体流速大的地方、压强小,流体流速小的地方、压强大,据此分析回答。
【解答】解:漩涡边沿水的流速相对中心处的流速较小,压强较大,而漩涡中心处水的流速较大,压强较小,形成一个向旋涡中心的压强差、压力差,从而导致周边物体易被“吸入”漩涡。
故选:B。
【点评】联系实际生活,明确不同位置水流的速度不同是突破此题的关键。此题考查学生的分析能力,要求学生对题目所涉及的内容要熟练掌握,并能学以致用。
5.(3分)人荡秋千荡到最低点时,如果外力突然全部消失,人将会( )
A.静止 B.竖直掉下来
C.做曲线运动 D.做匀速直线运动
【分析】牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
【解答】解:荡秋千过程中,运动到最低点时有一定的速度,此时若他受到的外力突然全部消失,根据牛顿第一定律可知,他将做匀速直线运动,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对牛顿第一定律的了解与掌握,属于基础题目。
6.(3分)“篮球进校园”活动的开展,使同学们越来越喜欢篮球运动,下列四个情境中与其它三个力所产生的作用效果不同的是( )
A.篮球与篮筐撞击变扁
B.篮球在篮筐口转动后下落
C.篮球在空中沿弧线飞行
D.飞来的篮球被运动员接住
【分析】力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状即使物体发生形变;②力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。
【解答】解:A、篮球与篮筐撞击变扁,篮球的形状发生变化,说明力改变了物体的形状;
B、篮球在篮筐口转动后下落,篮球由静止变为运动,说明力改变了物体的运动状态;
C、守篮球在空中沿弧线飞行,篮球运动方向发生变化,说明力改变了物体的运动状态;
D、飞来的篮球被运动员接住,篮球由运动变为静止,说明力改变了物体的运动状态。
通过以上分析可知,四个力中与其它三个力所产生的作用效果不同的是A。
故选:A。
【点评】解答本题的关键是掌握力的作用效果:力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态。
7.(3分)宋代《梦粱录》中详细记载了抖空竹这一传统游戏。如图所示是小朋友通过操控绳子带动空竹运动的情景,下列说法正确的是( )
A.空竹抛到最高点时,没有受到重力
B.空竹抛向空中,运动状态发生改变
C.空竹落在绳上转动,使其转动的施力物体是手
D.空竹离开绳后在空中飞行仍受到绳子的作用力
【分析】由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力;
物体保持原来运动状态不变的性质称为惯性;
结合物体的受力情况判断。
【解答】解:A、重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,只要在地球附近,物体都会受到重力作用,与物体的运动状态无关。空竹抛到最高点时,仍然受到重力,故A错误;
B、空竹抛向空中时,运动速度的大小和方向都在发生变化(上升过程速度减小,下落过程速度增大,运动轨迹是曲线),而运动状态的改变包括速度大小的改变、运动方向的改变,所以空竹的运动状态发生了改变,故B正确;
C、空竹落在绳上转动时,是绳子与空竹之间的摩擦力使空竹转动,施力物体是绳子,而不是手,故C错误;
D、空竹离开绳后,不再与绳子接触,所以不再受到绳子的作用力,只受到重力作用,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查了重力、惯性现象及受力分析。
8.(3分)下列现象与拔火罐的原理相同的是( )
A.深水潜水需要穿特制的潜水服
B.“森林医生”啄木鸟有尖锐的喙
C.医生推动活塞给病人注射药液
D.吸盘式挂衣钩能“吸”附在墙上
【分析】大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
【解答】解:拔火罐是利用大气压工作的,罐内空气受热排出后,罐内气压小于外界大气压,大气压就将罐紧紧压在皮肤上。A、深水潜水员穿特制潜水服,是因为液体压强随深度增加而增大,需要潜水服抵抗水压,和大气压无关,故A不合题意。
B、啄木鸟有尖锐的喙,是通过减小受力面积来增大压强,和大气压无关,故B不合题意。
C、医生推动活塞注射药液,是依靠人的推力,不是利用大气压,故B不合题意。
D、吸盘式挂衣钩,是把吸盘内空气挤出,吸盘内气压小于外界大气压,大气压将吸盘压在墙上,和拔火罐原理相同,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查大气压的有关问题,物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释。
9.(3分)一个排球的重力为2.7N,它离开胳膊在空中竖直上升过程中某时刻受到的空气阻力大小为0.5N。关于此时排球所受合力的大小和方向,下列说法中正确的是( )
A.3.2N,竖直向上 B.3.2N,竖直向下
C.2.2N,竖直向上 D.2.2N,竖直向下
【分析】同一直线上二力的合成,当二力方向相同时,合力等于二力之和,方向与这两个力的方向相同;当二力方向相反时,合力等于二力之差,合力方向与较大的力的方向相同。
【解答】解:排球离开胳膊后能够继续向上运动,在竖直上升的过程中,
重力竖直向下,阻力方向竖直向下,合力F=G+f=2.7N+0.5N=3.2N,合力方向与两个分力方向相同,竖直向下,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题考查同一直线上二力的合成,要结合同一直线上二力的方向分析合力大小,并会能判断出合力的方向。
10.(3分)如图所示,是我国首个不用人为控制且能送货到家的无人快递车。它能自动避让行人、车辆,还能乘电梯、叫门。当不载货快递车在水平路面上匀速行驶时,下列说法正确的是( )
A.快递车受到的重力与地面对快递车的支持力是一对平衡力
B.快递车受到的重力与快递车对地面的压力是一对平衡力
C.快递车对地面的压力与地面对快递车的支持力是一对平衡力
D.快递车受到的水平牵引力与快递车受到的支持力是一对平衡力
【分析】二力平衡的条件:大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于同一物体上。
【解答】解:A、快递车受到的重力与地面对快递车的支持力,大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于同一物体上,是一对平衡力,故A正确;
B、快递车受到的重力与快递车对地面的压力,受力物体不同,方向相同,不是一对平衡力,故B错误;
C、快递车对地面的压力与地面对快递车的支持力,作用在两个不同的物体上,不是一对平衡力,故C错误;
D、快递车受到的水平牵引力与快递车受到的支持力,不在同一直线上,不是一对平衡力,故D错误。
故选:A。
【点评】此题以快递车为载体考查了平衡状态的判断,属于基础题。
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题4分,共8分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分。)
(多选)11.(4分)近年来,我国在科学技术领域取得了辉煌的成就。下列科技成果受到浮力的是( )
A.在空中飞行的C919大飞机
B.在海水中下潜的“奋斗者”号载人潜水器
C.在太空中邀游的中国空间站
D.在月球上采样的嫦娥号探测器
【分析】根据浮力的定义:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)竖直向上托起的力叫浮力。
【解答】解:A.在空中飞行的C919大飞机会受到空气的浮力,故A符合题意;
B.在海水中下潜的“奋斗者号”在水中尽管下沉,但仍然受到浮力,故B符合题意;
C.太空中没有空气,故在太空中遨游的中国空间站不受浮力,故C不符合题意;
D.月球上没有空气,在月球上采样的嫦娥号探测器不受浮力,故D不符合题意。
故选:AB。
【点评】本题考查学生对浮力产生原因的理解,难度不大,属于基础知识。
(多选)12.(4分)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个底面积和质量均相同的薄壁容器,分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面相平。下列说法正确的是( )
A.两种液体密度的大小关系是ρa>ρb
B.桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲>F乙
C.两种液体对容器底压强的大小关系是pa<pb
D.两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙
【分析】(1)根据ρ比较a、b两种液体的密度大小关系;根据p=ρgh分析容器底部受到的压强的大小关系;
(2)根据F=G总=m容g+m液g比较桌面对两个容器对桌面的压力的大小关系,根据物体间力的作用是相互得出支持力的大小关系;根据p比较两个容器对桌面压强的大小关系。
【解答】解:
AC、液体的质量相同,根据图示可知,甲中液体的体积大于乙中液体的体积,根据ρ可知,a的密度小于b的密度,液面深度相同,根据p=ρgh可知,两种液体对容器底部的压强pa<pb,故A错误、C正确;
BD、甲、乙容器的质量相同,液体的质量相同,则甲装置的总质量与乙装置的总质量相同,根据G=mg可知,总重力相同,则两容器对桌面的压力相同,由于压力与支持力是相互的,大小相等,所以桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲=F乙;
受力面积相同,根据p可知,两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙,故C错误、D正确。
故选:CD。
【点评】本题考查了密度公式的应用、压力和压强的大小比较,难度不大。
三、填空题(每空1分,共12分。)
13.(2分)当汽车突然加速或刹车时,车内的人由于具有 惯性 容易受到伤害。如图所示, 头枕 (选填“头枕”或“安全带”)可以减小汽车被追尾时给人带来的伤害。
【分析】物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性。
【解答】解:当汽车突然加速或刹车时,车内的人由于具有惯性仍要保持原来的运动状态,会向后或向前运动,容易受到伤害;
汽车被追尾时速度突然变大,但车内的人由于具有惯性仍要保持原来的运动状态,会向后运动,因此头枕可以减小汽车被追尾时给人带来的伤害。
故答案为:惯性;头枕。
【点评】此题主要考查学生对惯性现象的理解。惯性现象在现实生活中随处可见,和我们的生活密切相关,学习中要注意联系实际,用所学惯性知识解决生活中的实际问题。
14.(2分)星期天,小明骑自行车去郊外春游。自行车启动时,小明用脚向后蹬地,自行车向前运动,说明物体间力的作用是 相互 的;骑行时,轮胎被压瘪一些,说明力可以改变物体的 形状 。
【分析】(1)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;
(2)力的作用效果:改变物体的形状,改变物体的运动状态。
【解答】解:自行车启动时,人用脚向后蹬地,脚给地向后的力,同时地给脚向前的力,人和自行车一起向前运动,说明物体间力的作用是相互的;
骑行时,轮胎被压瘪一些,轮胎的形状发生变化,说明力可以改变物体的形状。
故答案为:相互;形状。
【点评】本题要求学生理解物体间力的作用是相互的,知道力的作用效果:改变物体的形状,改变物体的运动状态。
15.(2分)射箭时拉开弓弦,弓弦发生了 弹性 形变,产生了弹力。在一定限度内,弓拉得越满,弹力越 大 。
【分析】物体由于发生弹性形变所产生的力叫弹力,物体的弹性形变越大,弹力越大。
【解答】解:撤去外力后,弓弦能恢复原状,所以弓弦发生了弹性形变。
弓弦由于发生弹性形变而产生弹力,在一定限度内,弓拉得越满,形变越大,弹力越大。
故答案为:弹性;大。
【点评】本题考查的是弹力产生的条件,属于基础题。
16.(2分)小亮在实验室利用如图所示装置测量大气压强的数值,实验时他将玻璃管倾斜放置,此时大气压强等于 750 mm高的水银柱所产生的压强;若在此地用敞口锅烧开水,水沸腾时的温度 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)100℃。
【分析】为了测得大气压的值,这时必须测管内外水银面高度差;由图可知,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为750mm,因此,当时的大气压强等于750mm高水银柱产生的压强。
气压越低,沸点越低。
【解答】解:托里拆利实验(测大气压)标准大气压=760mm水银柱。玻璃管倾斜时,竖直高度差不变,故大气压等于750mm水银柱压强。气压越低,沸点越低。750mm<760mm,说明当地气压低于标准大气压,因此敞口烧水的沸点小于100℃。故答案为:750;小于。
【点评】本题考查托里拆利实验的分析,属于中档题。
17.(2分)如图所示,把一个茶壶放在水平桌面上,当壶内水静止时,壶嘴和壶身中的液面高度总是 相同 的,这主要利用了 连通器 的原理。
【分析】上端开口、底部相连通的容器叫连通器,连通器中装同种液体时,液体静止时,液面相平。
【解答】解:茶壶的壶嘴和壶身构成了连通器,根据连通器的原理:当连通器内的同种液体静止时,各部分的液面高度总是相平的。
故答案为:相同;连通器。
【点评】此题考查连通器原理的应用,是一道较为简单的应用题。
18.(2分)如图所示,A、B两个实心均匀的正方体分别放在水平地面上,此时A、B对地面的压强相等,它们的边长之比为1:3,A的边长为10cm,B的密度为2g/cm3,则B对地面的压强为 6×103 Pa;若将B沿水平方向切割一部分叠放在A的正上方,要使此时A、B对地面的压强满足pA=6pB,则B切去部分的重力为 180 N。
【分析】根据高度关系计算B的高度,结合pρgh计算压强;
根据正方体的体积公式求出B的体积,根据G=mg=ρVg求出B的重力,将B沿水平方向切割一部分叠放在A的正上方,设B切去部分的重力为ΔG,根据p=分别列出此时A、B对地面的压强的表达式,再根据A、B对地面的压强的关系即可求出B切去部分的重力。
【解答】解:A、B边长之比为1:3,A的边长为10cm,则B的边长为:lB=3×10cm = 30cm=0.3m,当实心均匀正方体放在水平地面上时,其对地面的压强为:pρgh,
则B对地面的压强为:pB=ρBghB=2×103kg/m3×10N/kg×0.3m=6×103Pa,
因为水平面上的物体对水平面的压力大小等于其重力大小,根据p可知,所以B的重力为:GB=FB=pBSB=6×103Pa×(0.3m)2=540N,
A、B对地面的压强相等,根据F=pS知,压强相等时,压力和受力面积成正比,A、B边长之比为1:3,则底面积之比为1:9,所以A、B对地面的压力之比为1:9,则A、B重力之比为1:9,所以A的重力为:GAGB540N=60N;
若将B沿水平方向切割一部分叠放在A的正上方,设B切去部分的重力为ΔG,要使此时A、B对地面的压强满足pA=6pB,
根据可知,则有:,
解得:ΔG= 180N,即B切去部分的重力为180N。
故答案为:6×103;180。
【点评】本题主要考查重力公式、压强公式的应用,当正方体放在水平地面上时,解答本题的关键是要知道水平面上的柱体状物体对水平面的压强为:p=ρgh。
四、作图题(本大题共3小题,每小题2分,共6分。)
19.(2分)请在图中画出静止在斜面上的水杯受到的重力的示意图。
【分析】根据重力的方向是竖直向下的,从物体的重心做竖直向下的力,并标上字母G和大小。
【解答】解:重力的方向是竖直向下的,从水杯的重心O画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,如图所示:
【点评】本题考查了重力的示意图的作法。不管物体怎样运动,重力的方向总是竖直向下的。
20.(2分)在图中,画出漂浮在水面上的苹果所受浮力的示意图。
【分析】(1)当小木球漂浮在水面时,木球受到的浮力方向竖直向上,大小等于重力,作用点在木球重心上;
(2)用一条带箭头的线段把浮力的大小、方向、作用点表示出来,就是浮力的示意图。
【解答】解:物体所受浮力的方向是竖直向上的,从重心开始竖直向上画一条带箭头的线段表示出浮力,并标出F浮,如下图所示:
【点评】作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点。
21.(2分)如图所示,小明同学用一水平推力推静止在水平地面上的木箱,木箱没有动,请你在O点画出木箱水平方向上所受力的示意图。
【分析】首先对木箱进行受力分析,顺序是:重力一定有,弹力看四周,分析摩擦力,不忘液气浮;然后从力的作用点沿力的作用线作出小车受力的示意图。
【解答】解:根据题意知道,小明同学用一水平推力推静止在水平地面上的木箱时,木箱没有动,说明木箱处于平衡态,受到的是平衡力作用;即木箱水平方向受到推力和静摩擦力,且大小相等,方向相反;如图所示:
【点评】画力的示意图,要看清物体的运动状态,判断出受几个力,分析各力的作用点、大小和方向,根据力示意图的画法画出各力的示意图。
五、实验探究题(本大题共4小题,每空1分,共25分。)
22.(5分)为探究“二力平衡的条件”,物理兴趣小组分别利用图甲和图乙的装置进行实验。
(1)实验中,可以通过调整钩码的 数量 来改变拉力的大小。
(2)小明在“探究二力平衡时,两个力大小是否相等”时,在图甲的左侧挂2个钩码,右侧挂1个钩码,木块处于静止状态,因此他得出二力平衡时,两个力大小不等,这个结论是 错误 (选填“正确”或“错误”)的。分析后发现:此时小木块在水平面上还受到 摩擦力 的作用,在水平方向处于三力平衡状态,不能满足实验要求。
(3)改进:实验中为了减小该因素对实验的影响,应选择质量较 大 (选填“大”或“小”)的钩码,同时将小木块换成轻质小卡片进行实验。
(4)小明把图乙中的小卡片转过一个角度,然后松手,观察到小卡片转动,最后恢复到静止状态,说明平衡的两个力必须作用在 同一直线上 。
【分析】(1)实验中可以通过调整钩码的数量来改变拉力的大小;
(2)木块在水平方向上存在摩擦力,并从摩擦力对实验的影响来分析解答;
(3)拉力与摩擦力差值大,实验中能减小摩擦力对实验的影响;
(4)二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上。
【解答】解:(1)实验中,木块受到的拉力等于钩码的重力,通过调整钩码的数量,就可以改变钩码的重力大小,从而改变对木块拉力的大小;
(2)根据图甲可知,木块受到水平向右的拉力和水平向左的拉力,并且向右的拉力大于向左的拉力,但木块静止不动,说明木块还受到桌面的摩擦力,二力平衡时两个力大小不需要相等,这个结论是错误的,此方案中摩擦力对实验的影响较大,所以小明的结论是错误的;
(3)砝码质量越大,对小车的拉力就越大,摩擦力对实验的影响就会越小;
(4)当二力不在同一直线上时,二力不能平衡,则松手的瞬间,物体不能保持平衡,该实验探说明相互平衡的两个力作用同一直线上。
故答案为:(1)数量;(2)错误;摩擦力;(3)大;(4)同一直线上。
【点评】掌握二力平衡条件,以及二力平衡条件的探究过程,如何探究两个力大小相等,如何探究两个力在同一直线上,如何探究两个力作用在同一物体上,如何探究两个力方向相反。
23.(6分)(1)①如图甲所示,小明在“探究压力作用效果”实验中,对比a、b两次实验,当受力面积相同时, 压力 越大,压力的作用效果越明显。
②实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,运用的研究方法是 转换法 ;对比图甲中c、d两次实验,实验中不能用木板代替海绵的原因是木板形变 不明显 (选填“明显”或“不明显”),无法直观观察压力的作用效果。
(2)①如图乙所示,在探究液体压强影响因素实验中,橡皮膜所受压强的大小是通过U形管两侧液面的高度差的大小来反映的。实验前U形管两侧液面不相平,接下来应 B 。(选填序号)
A.倒出U形管内一部分水;
B.拆除软管重新安装;
C.向U形管内加适量水。
②对比图乙中e、f、g三次实验,同一液体、同一深度,向各个方向的压强 相等 ;对比g、h两次实验,同一深度,液体 密度 越大,压强越大。
【分析】(1)本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变,探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变;
根据被压物质的形变来反映压力的作用效果,受压面的材料相同且形变要明显;
(2)使用压强计前,发现U形管左右两侧的液面有一定的高度差,可知左管中液面上方气体压强大于大气压强,接下来的操作是拆除软管重新安装,两管液面上方气体与大气连通,液面即是相平的;
液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。
【解答】解:(1)①对比a、b两次实验,受力面积相同,图b中压力大,海绵的凹陷程度大,说明当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
②实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种研究方法叫转换法;
木板太坚硬,实验时形变不明显,不能有效显示压力的作用效果,故不能用木板代替海绵;
(2)①实验前U形管两侧液面不相平,U形管液面有高度差,是因为软管内封闭气体压强与外界大气压不等,应拆除软管重新安装,故选B;
②对比图e、f、g三次实验可知,金属盒在同一液体在同一深度时,U形管两边液面高度差相等,由转换法可知,同一液体在同一深度向各个方向的压强相等;图g、h两次实验,深度相同,h实验液体密度大,产生的压强大,故对比图g、h两次实验可知,同一深度,液体的密度越大,压强越大。
故答案为:(1)①压力;②转换法;不明显;(2)①B;②相等;密度。
【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”和探究液体压强影响因素的实验,主要考查控制变量法及转换法的应用,体现了对过程和方法的考查。
24.(7分)为比较不同浴室防滑垫的防滑效果,小明准备了两块不同的防滑垫,一个木块、一个弹簧测力计和一条细线进行实验。
(1)如图甲所示,将防滑垫平铺在水平桌面上,用弹簧测力计水平拉着木块在防滑垫上做 匀速直线 运动,此时弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小。
(2)若运动过程中木块的速度突然变大,则木块受到的滑动摩擦力 不变 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)更换另一块防滑垫后,将同一木块放在防滑垫上进行实验,这是为了控制 压力 相同,这种实验探究方法叫 控制变量法 。
(4)比较两次实验中弹簧测力计示数的大小,示数越大,说明防滑垫的防滑效果越 好 (选填“好”或“差”)。
(5)实验中比较防滑垫的“防滑效果”,实际上是比较影响滑动摩擦力大小因素中的 接触面的粗糙程度 。
(6)更换防滑垫后,接着小明将同一木块放在防滑垫上,防滑垫受到水平向右的拉力F的作用,其中F﹣t和v﹣t 图象分别如图乙、丙所示,则木块在第5秒时受到的摩擦力大小为 4 N。
【分析】(1)根据二力平衡原理,当木块在防滑垫上做匀速直线运动时,弹簧测力计的拉力才和滑动摩擦力大小相等。
(2)(3)滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关,与速度无关,利用控制变量法分析。
(4)压力相同时,接触面越粗糙,防滑效果越好。
(5)实验中比较防滑垫的“防滑效果”,实际是比较影响滑动摩擦力大小因素中的接触面的粗糙程度。
(6)由物体匀速直线运动得出滑动摩擦力大,木块整个运动过程,压力和接触面粗糙程度不变,摩擦力不变。
【解答】解:(1)根据二力平衡原理,只有当木块在防滑垫上做匀速直线运动时,弹簧测力计的拉力才和滑动摩擦力大小相等。
(2)滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关,与速度无关,所以速度变大时,滑动摩擦力不变。
(3)将同一木块放在防滑垫上,是为了控制压力大小相同,只改变接触面的粗糙程度,这种方法叫控制变量法。
(4)弹簧测力计示数越大,说明滑动摩擦力越大,压力相同时,接触面越粗糙,防滑效果越好。
(5)实验中比较防滑垫的“防滑效果”,实际是比较影响滑动摩擦力大小因素中的接触面的粗糙程度。
(6)由图乙、丙可知:0~3s木块静止,3~6s木块加速,6~9s木块匀速。6~9s匀速时拉力为4N,所以滑动摩擦力为4N。第5秒时,木块仍在运动,压力和接触面粗糙程度不变,摩擦力仍为4N。
故答案为:(1)匀速直线;(2)不变;(3)压力;控制变量法;(4)好;(5)接触面的粗糙程度;(6)4。
【点评】本题探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验,利用控制变量法分析。
25.(7分)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们利用一个物体、弹簧测力计、水、盐水和细线,做了如图所示的实验。
(1)分析实验A和C,可知物体受到的浮力大小是 2 N。
(2)分析实验A、C、D,可得出浮力大小与物体浸没在液体中的深度 无关 (选填“有关”或“无关”)。
(3)分析比较 A、B、C 三次实验可以得出液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,浮力越大的结论。
(4)通过实验数据,可算出盐水密度是 1.2×103 kg/m3。
(5)同学们用图甲探究F浮和G排关系,将装满水的溢水杯放在升降台上,逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越大,弹簧测力计A的示数越小,且弹簧测力计A的示数变化量等于B的示数变化量,则F浮 = G排(选填“>”、“<”或“=”)。
(6)如图乙所示,同学们用精度很高的手提式电子秤,对石块的密度进行了测量,步骤如下:
①先将小石块用细线系好,悬挂在电子秤的下端,示数为F1;
②在小桶里倒入适量的水,悬挂在电子秤的下端,示数为F2;
③用手将用细线系着的小石块缓慢地 浸没 在水中,待电子秤示数稳定后为F3;根据所得实验数据,请你写出石块密度的表达式:ρ石= 。(用字母F1、F2、F3、ρ水表示)
【分析】(1)利用称重法求浮力F浮=G﹣F;
(2)(3)利用控制变量法进行判断;
(4)先利用称重法求出物体浸没时的浮力,再根据F浮=ρ液gV排,求出物体体积,最后利用物体浸没在盐水中的浮力求出盐水密度;
(5)验证阿基米德原理,F浮=G排;
(6)F1等于石块重力,可表示出石块质量,F3﹣F2是石块浸没时的浮力,利用水的密度,可求出物体体积,最后用ρ得出石块密度。
【解答】解:(1)根据实验A和C中弹簧测力计示数可得,物体浸没在水中时受到的浮力大小F浮=G﹣FC=8N﹣6N=2N;
(2)利用控制变量法,分析A、C、D三次实验可知,液体的密度和排开液体的体积相同,物体浸没在水中深度增加,弹簧测力计的示数不变,由称重法可知,所受浮力不变,说明浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关;
(3)利用控制变量法,要得到液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,浮力越大的结论,需要保持液体的密度相同,排开液体的体积不同,故选择A、B、C三次实验;
(4)物体浸没在水中时受到的浮力大小F浮=G﹣FC=8N﹣6N=2N,
物体的体积,
由A、E得到物体浸没在盐水中受到的浮力F浮盐=G﹣FE=8N﹣5.6N=2.4N,
故盐水密度;
(5)弹簧测力计A的示数变化量是物体受到浮力的大小,B的示数变化量是物体排开液体受到的重力,当两者相同时,物体受到的浮力等于物体排开液体的重力,即F浮=G排;
(6)由①可得物体重力G=F1,则小石块的质量为,
由②③可得,用手提着系小石块的细线一端,将小石块缓慢浸没水中(如图戊)读出电子秤稳定后示数F3,小石块在水中受到浮力,根据力的作用是相互的,小石块对水有向下的压力,使得电子秤示数增大,
则小石块浸没在水中受到的浮力为F浮=F3−F2,
根据阿基米德原理可得,小石块的体积为,
小石块的密度为。
故答案为:(1)2;
(2)无关;
(3)A、B、C;
(4)1.2×103;
(5)=;
(6)浸没; 。
【点评】本题主要考查探究浮力大小与哪些因素有关的实验,由称重法具体考查阿基米德原理,是一道基础性较强的实验题。
六、综合应用题(本大题共2小题,共19分,24题8分,25题11分。解答时要求在相应的答题区域内写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤。只写出最后答案,而未写出主要演算过程的,不能得分,答案必须明确写出数值和单位。)
26.(8分)如图所示是一辆城市洒水车,装满水后总质量为19t,车轮与地面的总接触面积为0.08m2。洒水车在水平路面匀速直线行驶时,受到的阻力为总重力的0.1倍。求:
(1)洒水车装满水时的重力;
(2)洒水车装满水匀速行驶时,水平牵引力的大小;
(3)洒水车在作业过程中,对地面的压强变为1.5×106Pa时,洒水车洒出水的总重力。
【分析】(1)已知洒水车装满水时的总质量,根据G=mg求出洒水车装满水时的总重力;
(2)根据f=0.1G总求出洒水车匀速直线行驶时受到的阻力,洒水车匀速直线行驶时处于平衡状态,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,大小相等,据此求出该洒水车装满水在水平路面匀速行驶时牵引力;
(3)已知洒水后洒水车对地面的压强,根据F=pS求出此时洒水车对地面的压力,洒水后洒水车的总重力等于此时洒水车对地面的压力,根据G洒=G总﹣G计算洒水车洒出水的总重力。
【解答】解:(1)洒水车装满水时的重力为:G总=m总g=19×103kg×10N/kg=1.9×105N;
(2)洒水车装满水匀速行驶时受到的阻力为:f=0.1G总=0.1×1.9×105N=1.9×104N;因为洒水车匀速直线行驶,处于平衡状态,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,则洒水车装满水匀速行驶时水平牵引力的大小为:F牵=f=1.9×104N;
(3)由p可得,洒水后洒水车对地面的压力变为:F=pS=1.5×106Pa×0.08m2=1.2×105N;则洒水后洒水车的总重力为:G=F=1.2×105N;
洒水车洒出水的总重力为:G洒=G总﹣G=1.9×105N﹣1.2×105N=7×104N。
答:(1)洒水车装满水时的重力为1.9×105N;
(2)洒水车装满水匀速行驶时,水平牵引力的大小1.9×104N;
(3)洒水车洒出水的总重力为7×104N。
【点评】本题考查重力的计算、二力平衡条件的应用、压强公式的应用,有一定难度。
27.(11分)某单位设计的一种供牲畜饮水的装置如图所示。现圆柱形水箱内装有600kg的水,水位高度维持h=0.7m不变,水箱的底面积为1m2,水箱底部出水口的横截面积为2×10﹣3m2,略小于底盖A的面积。底盖A、细杆B和浮球C的总质量为1kg,浮球C的体积为2×10﹣3m3。底盖A平时顶住水箱底部出水口,一旦饮水槽的水位下降,底盖A就会下落,水立即通过出水口流入饮水槽,实现自动补水。求:
(1)水箱中的水对底盖A产生的压强和压力;
(2)浮球C浸没在水中受到的浮力大小;
(3)请通过计算判断当前数据能否满足“饮水槽水位正常时,底盖A顶住出水口不漏水”的设计要求?若不能,请进一步给出符合要求的改进方案和计算出需要修改的原始数据。(写出一种改进方案即可)
【分析】(1)根据p=ρ水gh计算水对底盖A产生的压强;根据F=pS计算压力;
(2)根据阿基米德原理计算浮力;
(3)对A、B、C整体受力分析,得出堵住时的浮力,据此分析;根据阿基米德原理结合改变浮力的方法分析。
【解答】解:(1)水对底盖A产生的压强:pA=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.7m=7×103Pa,
由得水对底盖A的压力:;
(2)浮球C浸没时,;
根据阿基米德原理知,浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣3m3=20N;
(3)对A、B、C整体:G总=mg=1kg×10N/kg=10N;
因为FA+G总=14N+10N=24N>F浮=20N所以原始数据不能达到设计要求。
要符合设计要求,则浮球C浸没时受到的最大浮力为:F浮'=G总+FA=10N+14N=24N
根据阿基米德原理知,球的体积;
所以应将浮球C的体积调节为2.4×10﹣3m3。
答:(1)水箱中的水对底盖A产生的压强和压力分别为7×103Pa、14N;
(2)浮球C浸没在水中受到的浮力大小是20N;
(3)不能满足“饮水槽水位正常时,底盖A顶住出水口不漏水”的设计要求;改进方案是将浮球C的体积调节为2.4×10﹣3m3。
【点评】本题考查浮力和压强的综合,属于较难题。
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