内容正文:
八年级期中物理水平检测
一、选择题(每小题3分,共计36分)
1. 下列关于力的说法中错误的是( )
A. 成语“孤掌难鸣”说明一个物体不会产生力
B. “卵与石斗,麋碎无疑”是因为鸡蛋受到的力大于石头受到的力
C. “飞流直下三千尺”是由于水受到重力的作用
D. “风吹草低见牛羊”说明风对草的力改变了草的形状
2. 乘客乘坐汽车时系好安全带,可以防止急刹车时,由于什么的惯性而受到伤害( )
A. 汽车 B. 安全带 C. 乘客 D. 座椅
3. 如图所示,铁块A重3N,静止地吸附在竖直放置的磁性黑板上,将重为1N的铜块B放在铁块A上面时,A和B恰能沿着黑板缓慢匀速下滑。取走铜块B,用竖直向上的力F拉铁块A,使其匀速向上运动,则F的大小为( )
A. 3N B. 4N C. 5N D. 7N
4. 下列为自行车部件或使用中的实例,为了减小摩擦的是( )
A. 车把上套了有花纹的橡胶套 B. 遇到紧急情况时用力捏刹车
C. 自行车轮胎上刻有花纹 D. 轴承中装有滚珠
5. 如图所示,左手手指和右手手掌分别沿水平方向压在气球的两侧,使气球保持静止。下列说法正确的是( )
A. 手指对气球的压力大于手掌对气球的压力
B. 手指对气球的压强大于手掌对气球的压强
C. 手掌对气球的压力与气球对手掌的压力是一对平衡力
D. 手指与手掌受到气球的压力是一对相互作用力
6. 如图所示,底面积和质量都相同的A、B两容器,装有深度相等,质量相同的不同液体,若容器底而受到的液体压强分别为pA和pB,容器对桌面的压力分别为FA和FB。则下列说法正确的是( )
A. pA=pB;FA<FB B. pA<pB;FA<FB
C. pA<pB;FA=FB D. pA>pB;FA=FB
7. 当你双脚站在水平地面上时,双脚与地面的接触面积约为,请估算你对水平地面的压强最接近于( )
A. Pa B. Pa C. Pa D. Pa
8. 小华想利用空易拉罐来验证大气压强的存在,下列操作可行的是( )
A. 用手捏易拉罐,易拉罐变瘪
B. 用注射器抽取密封易拉罐中的空气,易拉罐变瘪
C. 让易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪
D. 将密封易拉罐置于深水中,易拉罐变瘪
9. 中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行战备训练时,下列对该潜艇的说法中正确的是( )
A. 通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B. 在水面下匀速下潜过程中,受到的浮力增大
C. 从长江潜行进入东海时,需要往水仓内注水
D. 从长江潜行进入东海时,受到的浮力会变小
10. 质量相同的甲、乙、丙、丁4个小球,分别静止在水中的不同深度处,如图所示,则这4个小球在水中所受浮力最小的是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
11. 两个物体分别挂在弹簧测力计上,将它们同时浸没到水中,发现两个弹簧测力计的示数的减小值相同.由此可以判断
A. 两物体受的浮力一定相同 B. 两个物体一定是等重的
C. 浸在水中时,弹簧测力计示数是相同的 D. 两个物体一定处在液体中相同深度
12. 小永研究浮力大小与深度的关系。现将一立方体金属块,浸没在某种液体中,如图甲所示;将它缓缓从液体中竖直提出来的过程中,画出了测力计示数F随金属块下表面提升高度h变化的图像,如图乙所示。根据该图像可以得出的正确结论是( )
A. 金属块的质量是30g
B. 金属块所受最大浮力为2.0N
C. 金属块的密度为3.0×103kg/m3
D. 液体的密度是0.8×103kg/m3
二、填空题(每空1分,共计22分)
13. 包饺子的过程说明力可以改变物体的____________;踢毽子说明力可以改变物体的____________。
14. 甲、乙两物体的质量之比为1:2,密度之比为2:3,它们所受重力之比为______。若甲的质量为5kg,则乙所受重力为______N。(g取10N/kg)
15. 如图1所示,盛有水的烧杯随小车一起水平向右做_____(选填“匀速”、“加速”或“减速”)运动;若此时小车突然刹车减速,烧杯中的水面应是_____(选填“2”或“3”)的形状,作出上述判断的依据是_____(选填“水”或“烧杯”)具有惯性.
16. 用钢丝绳吊着质量为的货物在空中静止不动,拉力为______牛,若吊着该物体沿竖直方向匀速下降时,则拉力为______牛,拉力方向为______。(不计空气阻力)
17. 一个重为200N的箱子放在水平面上,受8N的水平推力,箱子未动,这时箱子受到的摩擦力_______8N(选填“>”或“=”或“<”)。当水平推力增大到12N时,箱子恰好做匀速直线运动,箱子受到的摩擦力为_______N;当水平推力增大到20N时,箱子不再做匀速直线运动,箱子受到的摩擦力为_______N。
18. 一辆质量为40t的坦克,履带和地面接触的总面积为,静止时对水平地面的压强是___________Pa,宽大的履带是通过___________的方法减小对地面的压强。
19. 飞机飞行时会受到向上的升力的原因是:气体流速大的地方压强______。如图所示,两个完全相同的机翼模型a和b被固定在竖直方向,只能上下自由运动,A、B两弹簧测力计的示数分别为FA 、FB ,当相同的风速吹向飞机模型时,FA______FB(填“>”“<”或“=”)。
20. 如图所示,用弹簧测力计将一重为12N的长方体物块浸没在水中,弹簧测力计示数为4N,若该长方体上、下表面积均为100,上表面距水面2cm,则其下表面所受水的压强为______Pa,该长方体的高为______cm,密度为______。(,g取10N/kg)
21. 一根轻质且不可拉伸的细线将一边长为10cm的正方体物块拴接在容器底部,如图甲所示,当水深为30cm时,绳子刚好伸直;如图乙所示,当水深为36cm时,物体上表面恰好与水面相平,已知,则此正方体物块的密度为________,乙图中细线的拉力为________N。
三、作图与实验探究题(每图2分,计4分,每空1分,计22分,共计27分)
22. 如图所示,一块磁性黑板擦被吸附在竖直的铁质黑板面上保持静止状态,请画出该黑板擦在竖直方向所受力的示意图。
23. 如图中,漂浮在水面上的苹果,请你在重心O处画出苹果所受浮力的示意图;并在A点处画出烧杯对斜面压力的示意图。
24. 某兴趣小组利用如图1所示器材,探究“液体压强跟哪些因素有关”。
(1)实验前,利用U形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等组装成压强计,放在空气中静止后,发现U形管两边的液面出现如图甲所示的情景,接下来正确的调节方法是______(填字母)。
A. 将U形管右侧高出部分的液体倒出
B. 向U形管中继续盛装液体
C. 取下橡皮管,重新进行安装
(2)压强计是通过观察U形管两端液面的______来显示橡皮膜所受压强大小的仪器。
(3)通过比较图1中______两个实验,是为了探究液体的压强与液体深度的关系,这种实验研究方法是______法。
(4)某次实验测得压强计中U形管左右两侧液面的高度差为8cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差为______Pa。(,g取10N/kg)
(5)利用如图2的实验器材进行拓展实验:容器中间用隔板分成A、B两部分,隔板底部有一小圆孔(用C表示),用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时,其形状会发生改变。如图2,当在A中盛水,测得深度为12cm,在B中盛某种液体,测得深度为15cm,此时C处橡皮膜形状刚好不改变,则B中液体密度=______。()
25. 小明同学利用A、B两物体,海绵等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验,如图所示。
(1)实验中小明是通过观察海绵的____________来比较压力的作用效果,下列实验中所用的研究方法与此相同的是______(填字母)。
A.利用弹簧形变的程度来反映力的大小
B.研究滑动摩擦力与压力关系时控制接触面粗糙程度不变
C.研究阻力对物体运动的影响时,假设小车运动时不受力作出科学推理
(2)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应选择______两图进行比较,可以得到:压力一定时,受力面积______,压力的作用效果越明显。
(3)甲、乙两图比较可以得到:受力面积一定时,______越大,压力的作用效果越明显。下列实例中,可用此结论解释的是______。(填字母)
A.交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t
B.小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破
(4)小明同学在上述实验的基础上又将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示,取走左边小物块,此时物体B剩余部分对海绵的压强与丁图切割前相比______(填“变大”“变小”或“不变”)。
26. 物理兴趣小组在“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体,图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10N/kg)
(1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是___________N;
(2)通过___________两次实验,可探究出物体所受浮力大小与浸没深度___________;(填“有关”或“无关”)
(3)通过c、e两次实验,可探究物体所受浮力大小与___________的关系;
(4)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像,则该液体的密度为___________kg/m3。
27. 某物理兴趣小组利用弹簧测力计、水、小石块(不吸水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。
(1)如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,最科学合理的实验顺序是___________;
(2)根据图中的实验数据可求出石块的密度为___________kg/m3;(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(3)兴趣小组的同学换用不同的物体(不吸液体)或液体按科学合理的顺序进行了多次实验,由实验数据得出F浮___________G排(选填“>”、“<”或“=”),从而验证了阿基米德原理的正确性;
(4)图丁步骤中,小石块逐渐浸入液体过程中(未接触溢水杯),液体对杯底的压强___________(选填“逐渐变大”、“一直不变”或“逐渐变小”);
(5)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,则图___________步骤中可不使用弹簧测力计;
(6)其中一个同学每次进行图甲步骤时,都忘记将溢水杯中液体装满,其他步骤无误,因而他会得出F浮___________G排(小桶中液体所受重力)的结论。(选填“>”、“<”或“=”)
四、计算题(8分+7分,共计15分)
28. 如图所示,质量为500g的薄壁容器放在水平地面上,容器底面积为,内装1.5kg水,g取10N/kg。求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)水对容器底部的压力大小;
(3)容器对水平地面的压力大小;
(4)容器对水平地面的压强。
29. 一个边长为10cm,重为8N的正方体木块轻放入水中,处于漂浮状态时有露出水面(如图甲),已知ρ水=1×103kg/m3求:
(1)木块所受的浮力;
(2)木块底部受到的液体压强;
(3)若在木块上放一砝码使得木块刚好完全浸没水中(如图乙),则砝码的重为多少牛?
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八年级期中物理水平检测
一、选择题(每小题3分,共计36分)
1. 下列关于力的说法中错误的是( )
A. 成语“孤掌难鸣”说明一个物体不会产生力
B. “卵与石斗,麋碎无疑”是因为鸡蛋受到的力大于石头受到的力
C. “飞流直下三千尺”是由于水受到重力的作用
D. “风吹草低见牛羊”说明风对草的力改变了草的形状
【答案】B
【解析】
【详解】A.力是物体对物体的作用,成语“孤掌难鸣”说明一个物体不会产生力的作用,故A正确,不符合题意;
B.物体间力的作用是相互的,以卵投石时,鸡蛋和石头都受到力的作用,力的大小相等,故B错误,符合题意;
C.重力的方向竖直向下,“飞流直下”是由于水受到重力的作用,故C正确,不符合题意;
D.力可以改变物体的形状,力可以改变物体的运动状态,风吹草低见牛羊,说明风对草的力改变了草的形状,故D正确,不符合题意。
故选B。
2. 乘客乘坐汽车时系好安全带,可以防止急刹车时,由于什么的惯性而受到伤害( )
A. 汽车 B. 安全带 C. 乘客 D. 座椅
【答案】C
【解析】
【详解】现代汽车速度很快,急刹车时,车身停止运动,而乘客身体由于惯性会继续向前运动,在车内与车身撞击,为防止发生类似伤害,安全带可以对人体起到缓冲作用。
故选C。
3. 如图所示,铁块A重3N,静止地吸附在竖直放置的磁性黑板上,将重为1N的铜块B放在铁块A上面时,A和B恰能沿着黑板缓慢匀速下滑。取走铜块B,用竖直向上的力F拉铁块A,使其匀速向上运动,则F的大小为( )
A. 3N B. 4N C. 5N D. 7N
【答案】D
【解析】
【详解】当A和B沿着黑板缓慢匀速下滑时,由于B对墙壁没有压力的作用,B与墙壁之间无摩擦力;整体处于平衡状态,则整体的重力与滑动摩擦力是一对平衡力,所以摩擦力为
取走铜块B,用竖直向上的力F使铁块A匀速向上运动,A受到竖直向下的重力、竖直向上的力F、竖直向下的滑动摩擦力的作用,由于粗糙程度和接触面受到的压力没有变化,故A受到的滑动摩擦力不变,则
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4. 下列为自行车部件或使用中的实例,为了减小摩擦的是( )
A. 车把上套了有花纹的橡胶套 B. 遇到紧急情况时用力捏刹车
C. 自行车轮胎上刻有花纹 D. 轴承中装有滚珠
【答案】D
【解析】
【详解】A.车把上套了有花纹的橡胶套,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.遇到紧急情况时用力捏刹车,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故B不符合题意;
C.自行车轮胎上刻有花纹,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C不符合题意;
D.轴承中装有滚珠,是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力,故D符合题意。
故选D。
5. 如图所示,左手手指和右手手掌分别沿水平方向压在气球的两侧,使气球保持静止。下列说法正确的是( )
A. 手指对气球的压力大于手掌对气球的压力
B. 手指对气球的压强大于手掌对气球的压强
C. 手掌对气球的压力与气球对手掌的压力是一对平衡力
D. 手指与手掌受到气球的压力是一对相互作用力
【答案】B
【解析】
【详解】A.气球处于平衡状态,受平衡力的作用,在水平方向上,受到手指对它向右的压力和手掌对它向左的压力,气球处于平衡状态,说明这两个力是一对平衡力,因此手指对气球的压力等于手掌对气球的压力,故A错误;
B.因手指对气球的压力等于手掌对气球的压力,手指与气球的接触面积较小,由可知,手指对气球的压强大于手掌对气球的压强,故B正确;
C.手掌对气球的压力与气球对手掌的压力大小相等、方向相反、作用在两个物体上、作用在同一直线上,是一对相互作用力,故C错误;
D.相互作用力是指两个物体之间相互之间的作用力,而手指和手掌都受到了气球对它们的力,不是手指和手掌两者之间的作用力,因此不是一对相互作用力。故D错误。
故选B。
6. 如图所示,底面积和质量都相同的A、B两容器,装有深度相等,质量相同的不同液体,若容器底而受到的液体压强分别为pA和pB,容器对桌面的压力分别为FA和FB。则下列说法正确的是( )
A. pA=pB;FA<FB B. pA<pB;FA<FB
C. pA<pB;FA=FB D. pA>pB;FA=FB
【答案】C
【解析】
【详解】AD.由图可知,A容器内液体的体积大于乙容器内液体的体积,且两液体的质量相等,所以,由可知,A容器内液体的密度小于B容器内液体的密度,即ρA<ρB;由图可知两容器内液体的深度相同,由p=ρgh可知,A容器内液体对容器底部的压强较小,即pA<pB,故AD错误;
BC.由题意可知,A、B两容器的质量相等,容器内液体的质量也相等,因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,由
F=G=mg
可知,两容器的总质量相等,重力相等,对水平桌面的压力相等,即FA=FB,故C正确,D错误。
故选C。
7. 当你双脚站在水平地面上时,双脚与地面的接触面积约为,请估算你对水平地面的压强最接近于( )
A. Pa B. Pa C. Pa D. Pa
【答案】B
【解析】
【详解】中学生的质量约为50kg ,中学生所受重力
双脚站立在水平地面上时,对地面的压力等于自身重力,即
对水平地面的压强,故选B。
8. 小华想利用空易拉罐来验证大气压强的存在,下列操作可行的是( )
A. 用手捏易拉罐,易拉罐变瘪
B. 用注射器抽取密封易拉罐中的空气,易拉罐变瘪
C. 让易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪
D. 将密封易拉罐置于深水中,易拉罐变瘪
【答案】B
【解析】
【详解】A.用手捏易拉罐变瘪,是手施加的力使易拉罐形变,和大气压无关,故A不可行;
B.抽取密封易拉罐内的空气后,罐内气压远小于外界大气压,大气压将易拉罐压瘪,能够验证大气压强的存在,故B可行;
C.易拉罐撞击地面变瘪,是地面对易拉罐的撞击力使它形变,和大气压无关,故C不可行;
D.易拉罐在深水中变瘪,是水的液体压强挤压导致的,不能验证大气压,故D不可行。
故选B。
9. 中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行战备训练时,下列对该潜艇的说法中正确的是( )
A. 通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B. 在水面下匀速下潜过程中,受到的浮力增大
C. 从长江潜行进入东海时,需要往水仓内注水
D. 从长江潜行进入东海时,受到的浮力会变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.潜艇是通过改变自身重力来实现上浮与下沉的,故A错误;
B.在水面下匀速下潜过程中,潜艇排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知,受到的浮力不变,故B错误;
CD.从长江潜行进入东海时,潜艇排开水的体积不变,而海水密度大于河水密度,根据阿基米德原理可知,潜艇受到的浮力变大,需要往水仓内注水来增大自身重力,从而使自身重力仍等于受到的浮力,故C正确,D错误。
故选C。
10. 质量相同的甲、乙、丙、丁4个小球,分别静止在水中的不同深度处,如图所示,则这4个小球在水中所受浮力最小的是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
【答案】D
【解析】
【详解】4个小球的质量相同、重力相同,由图知,甲、乙球为漂浮,丙球为悬浮,丁球沉入容器底部,漂浮和悬浮时,F浮=G=mg,所以甲、乙、丙球受到的浮力:F浮甲=F浮乙=F浮丙=G,
丁球沉入容器底部时,F浮丁<G,所以四个小球受到的浮力大小情况为F浮甲=F浮乙=F浮丙>F浮丁,丁小球的浮力最小,故选D。
11. 两个物体分别挂在弹簧测力计上,将它们同时浸没到水中,发现两个弹簧测力计的示数的减小值相同.由此可以判断
A. 两物体受的浮力一定相同 B. 两个物体一定是等重的
C. 浸在水中时,弹簧测力计示数是相同的 D. 两个物体一定处在液体中相同深度
【答案】A
【解析】
【分析】物体浸没在水中,弹簧测力计减少的示数就是物体受到的浮力大小,减小的示数相同说明受到的浮力相同.
【详解】∵物体都浸没在水中,∴F浮=G−F′,即两物体受到的浮力相同,故A正确;仅知道物体受浮力的大小关系,据F浮=G−F′不能确定物体受重力、浸没水中后弹簧测力计的示数的大小关系,故B. C错;浸没水中的物体受到的浮力与所处的深度无关,故D错.故选A.
12. 小永研究浮力大小与深度的关系。现将一立方体金属块,浸没在某种液体中,如图甲所示;将它缓缓从液体中竖直提出来的过程中,画出了测力计示数F随金属块下表面提升高度h变化的图像,如图乙所示。根据该图像可以得出的正确结论是( )
A. 金属块的质量是30g
B. 金属块所受最大浮力为2.0N
C. 金属块的密度为3.0×103kg/m3
D. 液体的密度是0.8×103kg/m3
【答案】D
【解析】
【详解】A.由乙图可知,当金属块被拉出10cm后,测力计示数不再发生变化,说明物体已经完全被拉出液体,此时测力计的示数等于金属块的重力,由乙图可知,金属块的重力为3.0N,所以物体的质量
故A错误;
B.0~5cm时,物体浸没在液体中,测力计示数为2.0N,金属块重力为3.0N,所以金属块受到的最大浮力为
F浮=G-F=3.0N-2.0N=1.0N
故B错误;
C.由乙图可知,h=5cm时,金属块上表面接触液面,h′=10cm时,金属块下表面离开液面,所以正方体金属块的棱长
L=10cm-5m=5m
则正方体金属块的体积
V=L3=5m×5m×5m=125cm3
由密度公式得,金属块的密度
故C错误;
D.物体浸没在液体中所受到的浮力为1.0N,根据阿基米德原理得,液体的密度为
故D正确。
故选D。
二、填空题(每空1分,共计22分)
13. 包饺子的过程说明力可以改变物体的____________;踢毽子说明力可以改变物体的____________。
【答案】 ①.
形状 ②.
运动状态
【解析】
【详解】包饺子时,面团在力的作用下从团状变为饺子皮的形状,说明力可以改变物体的形状。
踢毽子时,毽子的运动速度大小、运动方向会发生改变,因此说明力可以改变物体的运动状态。
14. 甲、乙两物体的质量之比为1:2,密度之比为2:3,它们所受重力之比为______。若甲的质量为5kg,则乙所受重力为______N。(g取10N/kg)
【答案】 ①. ②. 100
【解析】
【详解】根据重力公式,物体所受重力与质量成正比,由于甲、乙质量之比为1:2,它们的重力之比等于质量之比为1:2。
由题意可知,乙的质量
乙的重力
15. 如图1所示,盛有水的烧杯随小车一起水平向右做_____(选填“匀速”、“加速”或“减速”)运动;若此时小车突然刹车减速,烧杯中的水面应是_____(选填“2”或“3”)的形状,作出上述判断的依据是_____(选填“水”或“烧杯”)具有惯性.
【答案】 ①. 匀速 ②. 3 ③. 水
【解析】
【详解】第一空.由图1可知,随小车一起运动的烧杯中的水面水平,说明处于平衡状态,即它们在向右做匀速运动.
第二空.若此时小车突然刹车减速,烧杯中的水由于惯性要保持原来的速度继续向右运动,即此时水的速度大于烧杯和小车的速度,所以水面向右晃.烧杯中的水面是3的形状.
第三空.作出上述判断的依据是水具有惯性.
16. 用钢丝绳吊着质量为的货物在空中静止不动,拉力为______牛,若吊着该物体沿竖直方向匀速下降时,则拉力为______牛,拉力方向为______。(不计空气阻力)
【答案】 ①. 1.96×104 ②. ③. 竖直向上
【解析】
【分析】
【详解】[1]质量为的货物的重力
货物在空中静止不动时,处于平衡状态,物体受到的拉力和自身重力是一对大小相等的平衡力。所以拉力为N。
[2][3]吊着该物体沿竖直方向匀速下降时,物体还是处于平衡状态,物体受到的拉力和自身重力是一对大小相等的平衡力,重力方向竖直向下,大小不变,则拉力为N,方向竖直向上。
17. 一个重为200N的箱子放在水平面上,受8N的水平推力,箱子未动,这时箱子受到的摩擦力_______8N(选填“>”或“=”或“<”)。当水平推力增大到12N时,箱子恰好做匀速直线运动,箱子受到的摩擦力为_______N;当水平推力增大到20N时,箱子不再做匀速直线运动,箱子受到的摩擦力为_______N。
【答案】 ①. = ②. 12 ③. 12
【解析】
【详解】[1]箱子受8N的水平推力,箱子未动,箱子处于静止状态,则箱子在水平方向上所受的推力与静摩擦力是一对平衡力,摩擦力等于推力,等于8N。
[2][3]当水平推力增大到12N时,箱子恰好做匀速直线运动,箱子处于平衡状态,此时箱子受到的滑动摩擦力与推力是一对平衡力,大小等于12N;当水平推力增大到20N时,箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以箱子所受滑动摩擦力大小不变,仍为12N。
18. 一辆质量为40t的坦克,履带和地面接触的总面积为,静止时对水平地面的压强是___________Pa,宽大的履带是通过___________的方法减小对地面的压强。
【答案】 ①. ②. 增大受力面积
【解析】
【详解】[1]质量为40t的坦克的重力为
静止时坦克对水平地面的压力为
静止时对水平地面的压强为
[2]宽大的履带是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对地面的压强的。
19. 飞机飞行时会受到向上的升力的原因是:气体流速大的地方压强______。如图所示,两个完全相同的机翼模型a和b被固定在竖直方向,只能上下自由运动,A、B两弹簧测力计的示数分别为FA 、FB ,当相同的风速吹向飞机模型时,FA______FB(填“>”“<”或“=”)。
【答案】 ①. 小 ②. <
【解析】
【分析】
【详解】[1]大量实验表明,在气体中,气体流速越大的地方压强越小。
[2]机翼模型a为上凸下直,故上面表气体流速较大,压强较小,下表面受到的压强较大,机翼模型a受到的气体的压力的合力方向向上,故当相同的风速吹向飞机模型a时,测力计的示数小于无风时测力计的示数;机翼模型b下凸上直,故下面表气体流速较然大,压强较小,上表面受到的压强较大,故机翼模型b受到的气体的压力的合力方向向下,故当相同的风速吹向飞机模型b时,测力计的示数大于无风时测力计的示数,故A、B两弹簧测力计的示数分别为FA <FB 。
20. 如图所示,用弹簧测力计将一重为12N的长方体物块浸没在水中,弹簧测力计示数为4N,若该长方体上、下表面积均为100,上表面距水面2cm,则其下表面所受水的压强为______Pa,该长方体的高为______cm,密度为______。(,g取10N/kg)
【答案】 ①. 1000 ②. 8 ③.
【解析】
【详解】长方体上表面所受水的压强为
则长方体上表面受到水的压力为
长方体所受浮力大小为
由压力差法可得,长方体物块下表面受到的压力为
其下表面所受水的压强为
长方体浸没在水中,物体体积等于排开水的体积为
则长方体的高度为
长方体的密度为
21. 一根轻质且不可拉伸的细线将一边长为10cm的正方体物块拴接在容器底部,如图甲所示,当水深为30cm时,绳子刚好伸直;如图乙所示,当水深为36cm时,物体上表面恰好与水面相平,已知,则此正方体物块的密度为________,乙图中细线的拉力为________N。
【答案】 ①. 0.4×103 ②. 6
【解析】
【详解】[1]由题意可知,当水深为30cm时,物体刚好伸直,此时物体处于漂浮状态,排开水的体积等于物体浸入水中的体积为
由于漂浮,物体受到的重力大小等于浮力
物体的密度为
[2]当物体浸没时,受到三个力的作用,它们之间的关系为
浸没时物体受到的浮力大小为
乙图中细线的拉力为
三、作图与实验探究题(每图2分,计4分,每空1分,计22分,共计27分)
22. 如图所示,一块磁性黑板擦被吸附在竖直的铁质黑板面上保持静止状态,请画出该黑板擦在竖直方向所受力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】由题意知,黑板擦处于静止状态,在竖直方向上受到竖直向下重力和竖直向上的摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反。故过黑板擦重心O点分别竖直向上、向下画等长的线段,在末尾标上箭头,并标出表示力的符号f、G,如图所示:
23. 如图中,漂浮在水面上的苹果,请你在重心O处画出苹果所受浮力的示意图;并在A点处画出烧杯对斜面压力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】小球在水中静止时处于漂浮状态,浮力作用点在苹果重心上,浮力的方向是竖直向上的;烧杯对斜面压力的作用点在容器和斜面的接触面上,画一条垂直斜面向下的线段,标出箭头,即为容器对斜面压力。如图所示:
24. 某兴趣小组利用如图1所示器材,探究“液体压强跟哪些因素有关”。
(1)实验前,利用U形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等组装成压强计,放在空气中静止后,发现U形管两边的液面出现如图甲所示的情景,接下来正确的调节方法是______(填字母)。
A. 将U形管右侧高出部分的液体倒出
B. 向U形管中继续盛装液体
C. 取下橡皮管,重新进行安装
(2)压强计是通过观察U形管两端液面的______来显示橡皮膜所受压强大小的仪器。
(3)通过比较图1中______两个实验,是为了探究液体的压强与液体深度的关系,这种实验研究方法是______法。
(4)某次实验测得压强计中U形管左右两侧液面的高度差为8cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差为______Pa。(,g取10N/kg)
(5)利用如图2的实验器材进行拓展实验:容器中间用隔板分成A、B两部分,隔板底部有一小圆孔(用C表示),用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时,其形状会发生改变。如图2,当在A中盛水,测得深度为12cm,在B中盛某种液体,测得深度为15cm,此时C处橡皮膜形状刚好不改变,则B中液体密度=______。()
【答案】(1)C (2)高度差
(3) ①. 乙、丙 ②. 控制变量
(4)800 (5)
【解析】
【小问1详解】
U形管在空气中静止时液面不平,说明U形管左支管液面上方的气压大于大气压,正确做法是取下橡皮管,重新安装,让U形管两端液面相平,故选C。
【小问2详解】
压强计是通过观察U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小的,高度差越大,说明橡皮膜受到的压强越大。
【小问3详解】
要探究液体压强与深度的关系,需要控制液体密度相同、改变深度,所以选乙、丙两个实验,这种控制其他变量、只改变一个变量来研究问题的方法叫控制变量法。
【小问4详解】
橡皮管内气体的压强与大气压之差为
【小问5详解】
当C处橡皮膜形状不改变时,说明橡皮膜两侧的压强相等,即
化简可得
25. 小明同学利用A、B两物体,海绵等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验,如图所示。
(1)实验中小明是通过观察海绵的____________来比较压力的作用效果,下列实验中所用的研究方法与此相同的是______(填字母)。
A.利用弹簧形变的程度来反映力的大小
B.研究滑动摩擦力与压力关系时控制接触面粗糙程度不变
C.研究阻力对物体运动的影响时,假设小车运动时不受力作出科学推理
(2)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应选择______两图进行比较,可以得到:压力一定时,受力面积______,压力的作用效果越明显。
(3)甲、乙两图比较可以得到:受力面积一定时,______越大,压力的作用效果越明显。下列实例中,可用此结论解释的是______。(填字母)
A.交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t
B.小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破
(4)小明同学在上述实验的基础上又将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示,取走左边小物块,此时物体B剩余部分对海绵的压强与丁图切割前相比______(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 凹陷程度 ②. A
(2) ①. 甲、丙 ②. 越小
(3) ①. 压力 ②. A
(4)不变
【解析】
【分析】
【小问1详解】
实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显,这是转换法。
A.利用弹簧形变的程度来反映力的大小,也是转换法,故A符合题意;
B.研究滑动摩擦力与压力关系时控制接触面粗糙程度相同,是控制变量法,故B不符合题意;
C.研究阻力对物体运动的影响时,假设小车运动时不受力作出科学推理,是科学推理法,故C不符合题意。
故选A。
【小问2详解】
探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”时,需要控制压力相同,改变受力面积,所以选甲、丙两图,观察甲、丙两图,丙图受力面积小,海绵的凹陷程度更大,说明压力的作用效果更明显,由此可得出结论:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
【小问3详解】
甲、乙两图中,受力面积相同,压力不同,乙图压力更大,海绵凹陷更明显,说明压力作用效果更明显,由此可得出结论:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t,是限制压力大小,在受力面积一定时,压力越小,作用效果越不明显,与结论相符;蚊子能轻而易举地用口器刺破皮肤,是通过减小受力面积来增大压强,与结论不相符。故选A。
【小问4详解】
对于形状规则、质量分布均匀的物体B来说,物体B对海绵的压强大小为
当沿竖直方向切割成不同的两部分时,B物体高度h不变,密度不变,g不变,所以它对海绵的压强p也不变。
26. 物理兴趣小组在“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体,图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10N/kg)
(1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是___________N;
(2)通过___________两次实验,可探究出物体所受浮力大小与浸没深度___________;(填“有关”或“无关”)
(3)通过c、e两次实验,可探究物体所受浮力大小与___________的关系;
(4)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像,则该液体的密度为___________kg/m3。
【答案】 ①. 0.5 ②. c、d ③. 无关 ④. 液体密度 ⑤. 0.8×103
【解析】
【详解】(1)[1]由a、c两次实验中测力计示数可知,物体的重力
G=Fa=2N
物体浸没在水中所受的浮力为
F浮水=G-Fc=2N-1.5N=0.5N
(2)[2][3]研究物体所受浮力的大小与浸没的深度的关系时采用的是控制变量法,需要控制排开液体的密度和体积相同,所以应该对比c、d。由c和d可知,弹簧测力计的示数相同,由称重法可知浮力相同,说明物体所受浮力大小与浸没深度无关。
(3)[4]由图c、e所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系。
(4)[5]由图f可知,深度为零时,弹簧测力计的示数是2.0N,此时物体的重力是2.0N,物体全部浸入液体中,排开液体的体积不变,由阿基米德原理可知物体受到的浮力不变,由称重法可知弹簧测力计的示数不变,此时弹簧测力计的示数是1.6N,物体受到的浮力
F浮液=G-Fe=2N-1.6N=0.4N
因物体均浸没,所以
V排水=V排液
根据阿基米德原理可知
该液体的密度为
27. 某物理兴趣小组利用弹簧测力计、水、小石块(不吸水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。
(1)如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,最科学合理的实验顺序是___________;
(2)根据图中的实验数据可求出石块的密度为___________kg/m3;(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(3)兴趣小组的同学换用不同的物体(不吸液体)或液体按科学合理的顺序进行了多次实验,由实验数据得出F浮___________G排(选填“>”、“<”或“=”),从而验证了阿基米德原理的正确性;
(4)图丁步骤中,小石块逐渐浸入液体过程中(未接触溢水杯),液体对杯底的压强___________(选填“逐渐变大”、“一直不变”或“逐渐变小”);
(5)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,则图___________步骤中可不使用弹簧测力计;
(6)其中一个同学每次进行图甲步骤时,都忘记将溢水杯中液体装满,其他步骤无误,因而他会得出F浮___________G排(小桶中液体所受重力)的结论。(选填“>”、“<”或“=”)
【答案】 ①. 丙、甲、丁、乙 ②. 2.8×103 ③. = ④. 一直不变 ⑤. 丁 ⑥. >
【解析】
【详解】(1)[1]为避免石块沾水导致测量石块质量偏大,应先在空气中测出石块的质量,再将石块浸入水中;在测石块重力后为避免取下石块测空小桶的重力,在测石块重力之前先测出小桶的重力。则实验顺序为:先测空小桶的重力,再测小石块的重力,然后用弹簧测力计提着小石块放入液体中读出测力计的示数,最后测出小桶和溢出水的总重力。即最科学的实验顺序是丙、甲、丁、乙。
(2)[2]由公式F浮=ρ水gV排可得石块的体积
石块的质量
则石块的密度为
(3)[3]由实验步骤甲丁可知,物体浸在液体中时受到的浮力
F浮=2.8N-1.8N=1N
由实验步骤乙丙可知,物体排开液体的重力
G排=2N-1N=1N
所以可得出F浮=G排,即浸在液体中的物体所受浮力的大小等于排开液体的重力。
(4)[4]图丁步骤中,小石块逐渐浸入液体过程中,容器中的液面始终与溢水口齐平,液面的高度不变,由p=ρgh可知,液体对容器底的压强一直不变。
(5)[5]如果换用密度小于液体密度的物体,物体放入液体中后,物体静止时漂浮,物体所受浮力与其重力大小相等,弹簧测力计的示数将变为0,因此图丁可不使用弹簧测力计。
(6)[6]每次进行图甲步骤时,都忘记将溢水杯中液体装满,则会导致溢出的水偏少,即G排偏小,而用测重法测得的浮力与液体是否装满无关,因此会出现F浮>G排。
四、计算题(8分+7分,共计15分)
28. 如图所示,质量为500g的薄壁容器放在水平地面上,容器底面积为,内装1.5kg水,g取10N/kg。求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)水对容器底部的压力大小;
(3)容器对水平地面的压力大小;
(4)容器对水平地面的压强。
【答案】(1)1×103Pa
(2)8N (3)20N
(4)2.5×103Pa
【解析】
【小问1详解】
水的深度为
水对容器底部的压强
【小问2详解】
水对容器底部的压力大小
【小问3详解】
容器的质量为
容器对水平地面的压力大小
【小问4详解】
容器对水平地面的压强
29. 一个边长为10cm,重为8N的正方体木块轻放入水中,处于漂浮状态时有露出水面(如图甲),已知ρ水=1×103kg/m3求:
(1)木块所受的浮力;
(2)木块底部受到的液体压强;
(3)若在木块上放一砝码使得木块刚好完全浸没水中(如图乙),则砝码的重为多少牛?
【答案】(1)8N;(2)800Pa;(3)2N
【解析】
【详解】解:(1)重为8N的正方体木块轻放入水中,处于漂浮状态,处于平衡态,那么重力和浮力是平衡力,那么木块所受的浮力
(2)木块底部受到的液体压力为
木块底部受到的液体压强
(3)当木块全部浸没时,木块的浮力为
将砝码和木块当成一个整体,这个整体受到了向下的总重力和向上的浮力,故砝码的重为
答:(1)木块所受的浮力为8N;
(2)木块底部受到的液体压强为800Pa;
(3)砝码的重为2N。
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