精品解析:重庆市巴蜀中学校2025-2026学年八年级下学期期中考试物理试题
2026-05-27
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2份
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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) | 重庆市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 20.15 MB |
| 发布时间 | 2026-05-27 |
| 更新时间 | 2026-06-04 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58064876.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
初二物理
(全卷共四个大题,满分100分,取,水的密度)
一、选择题(共12个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题,共36分。)
1. 下列物理量的估计最符合实际的是( )
A. 一份物理试卷重约1N
B. 一名竖直向上匀速爬杆的中学生所受的摩擦力约100N
C. 巴蜀中学张家花园校区的大气压约为
D. 一个鸡蛋在盐水中漂浮时所受的浮力约10N
2. 关于体育项目下列说法正确的是( )
A. 球拍击打羽毛球时,球网由于发生弹性形变而对球产生弹力
B. 实心球掷出后,如果不受所有力的作用,将会一直加速运动
C. 立定跳远时,只有脚对地面施加力,地面没有对脚施加力
D. 足球踢出后,因为受到的惯性越来越小,所以慢慢停下来
3. 2026年3月28日世界超级摩托车锦标赛(WSBK)葡萄牙站中国重庆制造的“张雪机车”以领先第二名近4秒的成绩获胜,实现了赛车领域的“断层级领先”。如图为赛车比赛中的场景。下列说法正确的是( )
A. 摩托车匀速通过弯道时,其运动状态没有发生改变
B. 摩托车水平匀速直线行驶时,车手和车的总重力与地面对摩托车的支持力是一对平衡力
C. 车手对摩托车的压力与摩托车对车手的支持力是一对平衡力
D. 摩托车所受的牵引力与地面对摩托车的阻力是一对相互作用力
4. 如图为纪念老红军谢宝金携带一台的发电机完成长征而立的铜像。下列说法正确的是( )
A. 谢宝金将背发电机的绳索下方垫上毛巾,可以减小对肩膀的压力
B. 谢宝金在草地上行走时比站立时对地面的压力小
C. 谢宝金铜像下建立底座是为了增大对地面的压强
D. 谢宝金将发电机放在简易的竹排上面拖着走,是为了减小对草地的压强
5. 如图所示,高度相同的均匀实心圆柱体A和正方体B放置在水平地面上,A的直径等于B的边长,它们对水平地面的压强相等。现分别在两物体上沿图中虚线竖直切下质量相等的部分,此时剩余部分对地面的压强和压力分别为 、 、 、,则( )
A. B. C. D. 切去部分的面积
6. 如图所示,两个底面积相同的容器中装有不同液体甲和乙,液体对容器底部的压强大小相等。P、Q为距离容器底等高的两点。下列判断正确的是( )
A. 甲液体对容器底部压力大于乙液体对容器底部压力
B. 点液体压强大于点液体压强
C. 甲液体密度大于乙液体密度
D. 甲液体质量大于乙液体质量
7. 对图中各装置的原理或现象分析正确的是( )
A. 图甲:孔明灯内部气体受热后密度变小,重力小于浮力而加速升空
B. 图乙:高压锅利用液体沸点随气压增大而降低的原理,使食物熟得更快
C. 图丙:标准大气压下活塞式抽水机提升水的最大高度可以达到
D. 图丁:将自制气压计从山脚拿到山顶,玻璃管中的液面会下降
8. 小巴用如图所示的实验装置验证阿基米德原理,通过调节升降台的高度让金属块浸入盛满水的溢水杯中(金属块始终未与容器底接触),溢出的水会流入右侧空桶中。下列说法正确的是( )
A. 随着升降台升高,溢水杯对升降台的压力不断变大
B. 金属块浸没前,弹簧测力计A、B的变化量也能证明阿基米德原理
C. 若实验前弹簧测力计A、B未调零,则无法验证阿基米德原理
D. 若实验前溢水杯中未装满水,实验时弹簧测力计A、B的变化量始终相等
9. 两个相同容器内分别盛满不同的液体,现将两个由同种材料制成的等质量的实心的卡通小动物轻轻放入容器中,小动物静止后的状态如图所示,下列判断正确的是( )
A. 液体的密度关系是
B. 卡通小动物受到的浮力大小关系是
C. 液体对容器底部的压力关系是
D. 容器对桌面的压强关系是
10. 小张将一粗细均匀的轻质吸管的一端密封,在吸管底部装入适量的铁砂,便制成了如图所示的简易密度计。测试时将其先后放入水和酒精中,均可正常使用,在吸管上液面对应的位置标上“”和“”两条刻度线()。关于该简易密度计的下列说法中,正确的是( )
A. 正常使用时,在不同液体中,密度计排开液体的体积越大,其所受浮力越大
B. 正常使用时,在不同液体中,液体的密度越大,密度计浸入的深度越大
C. 若换用更细的吸管,刻度线“”和“”之间的距离将会增大一些
D. 密度计上的“”刻度线比“”刻度线更靠近底部铁砂的位置
11. 如图所示小巴自制了一个“浮力秤”,用来测量物体的质量。它由浮体和外筒构成的,浮体包括小筒和秤盘,外筒是足够高的透明大筒。已知小筒的质量为,筒内装入的细砂,底面积为,可浸入水中的最大深度为,秤盘的质量为。当物体放入秤盘静止时,在液面与小筒相交处标出对应质量刻度值。下列说法正确的是( )
A. 不放物体时,小筒底部受到的压力是
B. 小筒上表示质量的刻度线是均匀的,且刻度的特点是上大下小
C. 该秤能称出物体的最大质量是
D. 若想增大该浮力秤的最大测量值,可以减小外筒中液体的密度
12. 水能产生比自身重力更大的浮力吗?为了解决这一疑问,小蜀将重、边长为的正方体木块,放在一薄壁柱形容器中央,木块与容器底部不紧密贴合,缓慢向容器中加水,当木块刚好漂浮时,水对容器底的压力为。下列说法中错误的是( )
A. 容器的底面积与木块的底面积之比为5∶4
B. 此时木块受到的浮力是水的重力的4倍
C. 若想让水产生的浮力是其自重的50倍,可换用底面积为的容器
D. 若接着将木块竖直向上拉动,容器对桌面的压强将会减小
二、填空作图题(本题共10个小题,每空、图1分,共20分。)
13. 1644年意大利物理学家________用如图所示的装置,巧妙的制造出了真空,从而精确地测出了大气压强的值。请根据图中玻璃管内水银柱高度的情况,判断出该测量地点的大气压强为________mmHg。
14. 4月22-23日,巴蜀中学张家花园校区初2027届春季体育节顺利举行,如图是小熙同学在踢毽子活动中的场景,毽子被踢出去主要表明力可以改变物体的________。毽子被踢出,上升到最高处时,毽子处于________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。
15. 4月20日,中国空军运-20B军用运输机赴韩国接第十三批志愿军烈士遗骸回国。如图甲,作为中国军队的重要装备之一,运-20的存在彰显了中国在国际军事舞台上的地位和实力。在飞行过程中,机翼上方的空气流速________(选填“大于”或“小于”)机翼下方的空气流速;如图乙所示,用弹簧测力计挂上飞机机翼模型,当用电风扇对着机翼模型吹风时,弹簧测力计示数________(选填“增大”、“减小”或“不变”)
16. 如图A,一未装满橙汁的密闭瓶子,先正立放在水平桌面上,再倒立放在桌面上,如图B。两次放置时,瓶底和瓶盖对水平桌面的压强________,橙汁对瓶子底部和瓶盖的压力________。(两空均选填“>”、“=”或“<”)。
17. 如图所示为一个底部带有阀门K的容器,容器左右两侧形状完全相同,分别装有体积相同的水和盐水,将两个体积完全相同的小球A、B分别放入水和盐水中,静止时的情况如图所示,打开阀门K后,液体将从________(选填“左流向右”或“右流向左”),两个小球重新静止后所受的浮力________(选填“>”、“=”或“<”)。
18. 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,木板与桌面上边缘平行,此时木板有的长度伸出了桌面。现对长木板施加一个水平向右的力,使木板沿着与桌子上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与木板被推动的距离的关系图像如图乙所示。则木板的长度为________;当时,木板对桌面的压强为________Pa。
19. 地球气候变暖,冰川熔化加剧,是造成海平面变化的原因之一。如图所示,是冰川漂浮在海面上的情景。若冰川的质量为,海水的密度为,冰川熔化前排开海水的体积为________,冰川完全熔化成水后海平面会________(选填“上升”“下降”或“不变”)。
20. 小蜀同学利用饮料瓶和薄壁小圆柱形玻璃瓶制作了一个“浮沉子”,玻璃瓶在饮料瓶中的情况如图甲所示(玻璃瓶口开着并倒置)。玻璃瓶瓶身的横截面积为。此时玻璃瓶内外水面高度差,则玻璃瓶及瓶内空气的总质量为________g。用适当大小的力挤压大瓶,使玻璃瓶缓慢下降直至刚好悬浮,玻璃瓶在此过程中h________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
21. 如图甲所示,圆柱形容器的质量为,底面积为,正方体甲与圆柱体乙用长为的细绳相连,并用轻杆将其整体固定在力传感器上,甲边长为,初始时乙距离容器底部为。现向容器中注水直至甲刚好浸没,甲浸没时所受的浮力为________N。注水过程中,轻杆的受力与注水体积关系如图乙所示,根据图像计算出在A、B两点时容器对桌面的压强差为________Pa。(不计杆、细绳的质量和体积)
22.
(1)如图,冰壶在水平冰面上向右减速滑行,请在O点画出此时冰壶受到的摩擦力示意图。
(2)如图,请画出重为的小球静止在水中时所受的浮力的示意图。
三、实验探究题(本题共3个小题,每空1分,共22分。)
23. 如图甲是小巴利用弹簧测力计、木块和长木板来“测量滑动摩擦力大小”的实验装置示意图。
(1)实验前,小巴应在________方向上对弹簧测力计进行调零,随后用弹簧测力计在水平方向上匀速直线地拉动小木块,根据________原理,可知滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数;
(2)小巴发现实际操作中弹簧测力计示数不稳定,可能的原因是________;
(3)于是小巴改进了实验方案,如图乙,他向右拉动长木板,此时木块受到的摩擦力的方向是水平向右;但在拉动木板运动的过程中发现弹簧测力计B的示数依然不稳定,出现示数不稳定的原因可能是( )
A. 拉动木板时很难做到匀速直线运动 B. 选择的木板上表面粗糙程度不均匀
C. 选择的小木块的底面积太小 D. 木板与桌面的接触面粗糙程度不均匀
(4)小巴更换实验器材后继续实验,他水平匀速拉动木板,测力计A的示数为,测力计B的示数为,则木块受到的滑动摩擦力大小为________N。
24. 小明探究液体压强与哪些因素有关时,所用的压强计如图甲所示;
(1)小明用手指按压探头的橡皮膜,发现U形管两侧的水面有明显高度差且升降灵活,说明该装置气密性________(选填“良好”或“差”)。
(2)小明将探头的橡皮膜朝上放入液体内部,如图乙,U形管两侧水面的高度差反映探头________(选填“A”或“B”)面所受压强大小。
(3)橡皮膜在同种液体、同一深度处时,为了使形管内左右液面高度差更明显,可以采取的措施是( )
A. 改用更细的U形管 B. U形管中换密度更大的液体 C. U形管中换密度更小的液体
(4)根据实验结论对压强计进行改装,改装后可用于比较不同液体的密度大小。如图丙所示,现将压强计两个探头分别浸入盐水和水中并处于同一深度,可判断出C杯中盛有________(填“盐水”或“水”)。将C杯中的探头向________(填“上”或“下”)移,U形管两侧液面会再次相平。
(5)小明用一根与U形管内径相等的直玻璃管替代探头,并在玻璃管上标注刻度,下端管口标为“0”刻度线。将玻璃管竖直放入水中,如图丁所示,此时U形管两侧水面的高度差反映的是深度________cm处的压强。
(6)将玻璃管分别竖直放入酒精、水、盐水和某未知液体中,保持深度H为,记录U形管两侧水面的高度差h,数据如表格所示,若,,得到液体压强与液体的________有关,通过计算可知该未知液体的密度为________。
液体种类
酒精
水
盐水
某未知液体
H/cm
8.0
8.0
8.0
8.0
h/cm
6.4
8.0
8.8
12.0
25. 如图,巴蜀实验小组同学在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用5块完全相同的铁氧体磁铁组成的圆柱体依次进行如下操作:
(1)当圆柱体逐渐浸入水中时,水对烧杯底部的压强将逐渐变________;
(2)由图A、B、C得,浮力的大小与________有关,由________三个图可得,浮力大小与液体密度有关;
(3)根据图中数据,计算出食用油的密度为________;
(4)铁氧体磁铁组成的形状如图E,若此时磁铁受到的浮力为________,则可得出浮力大小与物体的形状无关;
(5)若磁铁的底面积为,则图B中水对圆柱体底部的压强为________Pa;
(6)如图,该小组同学又利用刻度尺、厚底薄壁圆柱形玻璃筒、柱形大容器(容器内底面积为玻璃筒底面积的4倍)来测量物体的密度。
①向大容器中加适量的水,把玻璃筒放入水中漂浮;
②在玻璃筒内缓慢注入少量某种未知液体,如图甲,记录下此时筒内液面的高度和筒浸入水中的高度;
③再分批添加该未知液体,记录多组,的数据,作出的关系图像如图乙所示。则该液体的密度为________。
④倒掉玻璃筒内的液体并擦干,又在其中加入一定量金属丝,把玻璃杯放入水中漂浮,如图丙所示,记录下此时玻璃筒浸入水中的高度;
⑤将金属丝缠绕在玻璃杯外,仍漂浮在水面上,如图丁所示,记录下此时玻璃筒浸入水中的高度,发现
⑥后来金属丝脱落并沉底,如图戊所示,容器中水面下降高度为戊图中玻璃杯浸入水中深度的。根据以上数据,计算出金属丝的密度为________。
四、论述计算题(本题共3个小题,26小题6分,27小题8分,28小题8分,共22分,解题应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不能给分。)
26. 2026北京亦庄人形机器人半程马拉松赛场上,荣耀自研机器人“闪电”(如图),凭借50分26秒(净用时)的成绩获得冠军,打破人类半程马拉松世界纪录56分42秒。“闪电”机器人身高169厘米,质量为,双脚与地面的总接触面积为。机器人在水平路面匀速跑动时所受阻力为其重力的0.1倍。求:
(1)机器人在水平路面匀速跑动时受到的牵引力;
(2)比赛结束后,机器人双脚站立对水平地面的压强。
27. 如图甲为一种水下无人潜航器,其构造含有两个油囊。如图乙所示,内油囊在密封舱,外油囊在非密封舱。液压泵可以转移油的位置来改变外油囊的体积(外油囊的作用类似鱼鳔),从而实现浮沉。将潜航器吊在缆绳下端,从水面处缓慢下放(忽略水面变化),缆绳的拉力随下降的高度变化规律如图丙所示(该过程液压泵未启动)。求:
(1)潜航器的质量;
(2)潜航器下放至刚好浸没在水中时排开水的体积;
(3)解开缆绳后,启动液压泵把内油囊的油向外油囊转移。当外油囊里的油增加多少kg时,可使潜航器悬浮?(,忽略外油囊因水压导致的体积变化)
28. 冬季河面结冰,但冰层厚度不均匀,切勿贸然在冰面行走。一男子误入结冰的河流,冰面破裂后被困河流中央。接到报警后,消防人员立即开展营救,主要救援装备有充气浮板和救生手环(如图)等。经评估,水平冰面最薄处所能承受的最大压强为。消防员和落水者质量分别为和,人体密度约为。充气浮板质量为,下表面面积为。救生手环在按下启动键或水下深时,手环会弹出气囊并充气,帮助落水者浮出水面。(不计救生手环的质量和充气前的体积)求:
(1)若启动键的表面积为,启动键在水下深时受到的水的压力为多大?
(2)落水者和气囊(1个)整体漂浮于水面时,气囊的体积为且刚好浸没,则落水者受到的浮力为多大?
(3)消防员随后进入水中,帮助落水者成功登上浮板,此时浮板下表面的2/3压在冰面上,悬空跨在冰面边缘。消防员在水中用手拉住浮板维持身体平衡。为防止冰面破裂,消防员露出水面的体积最大为多少?
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初二物理
(全卷共四个大题,满分100分,取,水的密度)
一、选择题(共12个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题,共36分。)
1. 下列物理量的估计最符合实际的是( )
A. 一份物理试卷重约1N
B. 一名竖直向上匀速爬杆的中学生所受的摩擦力约100N
C. 巴蜀中学张家花园校区的大气压约为
D. 一个鸡蛋在盐水中漂浮时所受的浮力约10N
【答案】C
【解析】
【详解】A.一份物理试卷的质量约为,重力约为
远小于1N,故A不符合题意;
B.中学生的重力约为500N,竖直向上匀速爬杆时,摩擦力和重力是一对平衡力,大小相等,约为500N,故B不符合题意;
C.标准大气压约为,校园内的大气压接近标准大气压,故C符合题意;
D.一个鸡蛋的重力约为0.5N,在盐水中漂浮时,浮力等于鸡蛋的重力,约为0.5N,故D不符合题意。
故选C。
2. 关于体育项目下列说法正确的是( )
A. 球拍击打羽毛球时,球网由于发生弹性形变而对球产生弹力
B. 实心球掷出后,如果不受所有力的作用,将会一直加速运动
C. 立定跳远时,只有脚对地面施加力,地面没有对脚施加力
D. 足球踢出后,因为受到的惯性越来越小,所以慢慢停下来
【答案】A
【解析】
【详解】A.球拍击打羽毛球时,球网发生弹性形变,要恢复原状,从而对羽毛球产生弹力,故A正确;
B.实心球掷出后,如果不受任何力的作用,根据牛顿第一定律可知,它将保持匀速直线运动状态,不会一直加速运动,故B错误;
C. 力的作用是相互的,立定跳远时,脚对地面施加力的同时,地面也对脚施加反作用力,故C错误;
D. 惯性是物体本身的一种属性,其大小只与物体的质量有关,与运动状态无关,质量不变,惯性大小不变,且不能说“受到惯性”,足球慢慢停下来是因为受到摩擦阻力的作用,故D错误。
故选 A。
3. 2026年3月28日世界超级摩托车锦标赛(WSBK)葡萄牙站中国重庆制造的“张雪机车”以领先第二名近4秒的成绩获胜,实现了赛车领域的“断层级领先”。如图为赛车比赛中的场景。下列说法正确的是( )
A. 摩托车匀速通过弯道时,其运动状态没有发生改变
B. 摩托车水平匀速直线行驶时,车手和车的总重力与地面对摩托车的支持力是一对平衡力
C. 车手对摩托车的压力与摩托车对车手的支持力是一对平衡力
D. 摩托车所受的牵引力与地面对摩托车的阻力是一对相互作用力
【答案】B
【解析】
【详解】A.摩托车匀速通过弯道时,速度方向发生了变化,运动状态的改变包括速度大小或方向的改变,所以它的运动状态发生了改变,故A错误;
B.摩托车水平匀速直线行驶时,车手和车的总重力竖直向下,地面对摩托车的支持力竖直向上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故B正确;
C.车手对摩托车的压力与摩托车对车手的支持力,作用在两个不同的物体上,是一对相互作用力,不是平衡力,故C错误;
D.摩托车所受的牵引力与地面对摩托车的阻力,作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,不是相互作用力,故D错误。
故选B。
4. 如图为纪念老红军谢宝金携带一台的发电机完成长征而立的铜像。下列说法正确的是( )
A. 谢宝金将背发电机的绳索下方垫上毛巾,可以减小对肩膀的压力
B. 谢宝金在草地上行走时比站立时对地面的压力小
C. 谢宝金铜像下建立底座是为了增大对地面的压强
D. 谢宝金将发电机放在简易的竹排上面拖着走,是为了减小对草地的压强
【答案】D
【解析】
【详解】A.绳索下垫毛巾,是通过增大受力面积减小对肩膀的压强,发电机重力不变,肩膀受到的压力不变,故A错误;
B.人行走和站立时,对地面的压力都等于自身和发电机的总重力,总重力不变,因此对地面的压力大小不变,故B错误;
C.总压力不变时,铜像下建底座,根据可知,增大了与地面的接触面积,减小了对地面的压强,故C错误;
D.总压力不变时,发电机放在竹排上拖着走,根据可知,增大了与草地的接触面积,减小对草地的压强,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,高度相同的均匀实心圆柱体A和正方体B放置在水平地面上,A的直径等于B的边长,它们对水平地面的压强相等。现分别在两物体上沿图中虚线竖直切下质量相等的部分,此时剩余部分对地面的压强和压力分别为 、 、 、,则( )
A. B. C. D. 切去部分的面积
【答案】D
【解析】
【详解】B.均匀实心圆柱体A和正方体B高度相同,设为h,A的直径等于B的边长,设为a,则圆柱体A的底面积
正方体B的底面积,故
它们对水平地面的压强相等,根据均匀柱体压强公式可知,
故B不符合题意;
A.均匀柱体竖直切割后,剩余部分的密度和高度不变,根据均匀柱体压强公式可知,剩余部分的压强仍满足,故A不符合题意;
C.由可得,原来的压力,因为,且,故。切去质量相等的部分,即切去的压力相等,则剩余压力,,故,故C不符合题意;
D.切去的质量,因为、、h都相等,所以,故D符合题意。
故选D。
6. 如图所示,两个底面积相同的容器中装有不同液体甲和乙,液体对容器底部的压强大小相等。P、Q为距离容器底等高的两点。下列判断正确的是( )
A. 甲液体对容器底部压力大于乙液体对容器底部压力
B. 点液体压强大于点液体压强
C. 甲液体密度大于乙液体密度
D. 甲液体质量大于乙液体质量
【答案】B
【解析】
【详解】A.两液体对容器底部的压强大小相同,两容器的底面积相同,由可知,甲液体对容器底部的压力等于乙液体对容器底部的压力,故A错误;
BC.由图可知,甲容器内液体的深度大于乙容器内液体的深度,由于两液体对容器底部的压强大小相同,由可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,P、Q两点到容器底部的距离相同,则P、Q两点下方的液体压强,又因为两液体对容器底部压强大小相同,故P点上方液体压强大于Q点上方液体压强,故B正确,C错误;
D.甲容器是柱形容器,液体对容器底部的压力等于液体的重力,即;乙容器是上宽下窄的容器,液体对容器底部的压力小于液体的重力,即,甲液体对容器底部的压力等于乙液体对容器底部的压力,故,故,故D错误。
故选B。
7. 对图中各装置的原理或现象分析正确的是( )
A. 图甲:孔明灯内部气体受热后密度变小,重力小于浮力而加速升空
B. 图乙:高压锅利用液体沸点随气压增大而降低的原理,使食物熟得更快
C. 图丙:标准大气压下活塞式抽水机提升水的最大高度可以达到
D. 图丁:将自制气压计从山脚拿到山顶,玻璃管中的液面会下降
【答案】A
【解析】
【详解】A.孔明灯内部气体受热后,体积膨胀、密度变小,自身重力减小,当重力小于浮力时,孔明灯会加速升空,故A 正确;
B.高压锅利用的是 “液体沸点随气压增大而升高” 的原理,不是降低,气压越高,沸点越高,食物在更高的温度下更容易煮熟,故B 错误;
C.标准大气压下,能支持的水柱最大高度约为 10.3m,不可能达到 20m,故C 错误;
D.从山脚到山顶,外界大气压降低,瓶内气压会将水压入玻璃管,因此管内液面会上升,不是下降,故D 错误。
故选 A。
8. 小巴用如图所示的实验装置验证阿基米德原理,通过调节升降台的高度让金属块浸入盛满水的溢水杯中(金属块始终未与容器底接触),溢出的水会流入右侧空桶中。下列说法正确的是( )
A. 随着升降台升高,溢水杯对升降台的压力不断变大
B. 金属块浸没前,弹簧测力计A、B的变化量也能证明阿基米德原理
C. 若实验前弹簧测力计A、B未调零,则无法验证阿基米德原理
D. 若实验前溢水杯中未装满水,实验时弹簧测力计A、B的变化量始终相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.金属块受到的浮力和金属块对水的压力是一对相互作用力,大小相等;溢水杯对升降台的压力等于溢水杯、水的重力加上金属块对水的压力,再减去溢出的水的重力,根据阿基米德原理,浮力等于排开的水重,所以溢水杯对升降台的压力保持不变,故A错误;
B.金属块浸没前,弹簧测力计A的示数变化量等于金属块受到的浮力, 弹簧测力计B的示数变化量等于排开的水的重力,只要弹簧测力计A、B的变化量相等,即,就能验证阿基米德原理,和金属块是否浸没无关,故B正确;
C.即使弹簧测力计A、B未调零,只要两次示数的变化量相等,依然可以验证阿基米德原理,不需要初始示数为零,故C错误;
D.若溢水杯未装满水,金属块排开的水不会全部溢出,导致弹簧测力计B的变化量小于A的变化量,两者不相等,故D错误。
故选B。
9. 两个相同容器内分别盛满不同的液体,现将两个由同种材料制成的等质量的实心的卡通小动物轻轻放入容器中,小动物静止后的状态如图所示,下列判断正确的是( )
A. 液体的密度关系是
B. 卡通小动物受到的浮力大小关系是
C. 液体对容器底部的压力关系是
D. 容器对桌面的压强关系是
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,甲图中小动物沉底,则,乙图中小动物漂浮,则,小动物是由同种材料制成的,且是实心的,故小动物的密度相同,故,故A错误;
B.小动物的质量相等,甲图中小动物沉底,则,乙图中小动物漂浮,则,故,故B错误;
C.由图可知,静止时甲、乙两容器的液面恰好相平,即深度相同,已知,根据可知,两个容器相同,则根据可知,故C错误;
D.由图可知,甲图中液体的体积小于乙图中液体的体积,且,根据可知甲图中液体的质量小于乙图中液体的质量,小动物和容器的质量相等,故甲图中的总质量小于乙图中的总质量,即甲图中的总重力小于乙图中的总重力,根据可知,容器对桌面的压强关系是,故D正确。
故选D。
10. 小张将一粗细均匀的轻质吸管的一端密封,在吸管底部装入适量的铁砂,便制成了如图所示的简易密度计。测试时将其先后放入水和酒精中,均可正常使用,在吸管上液面对应的位置标上“”和“”两条刻度线()。关于该简易密度计的下列说法中,正确的是( )
A. 正常使用时,在不同液体中,密度计排开液体的体积越大,其所受浮力越大
B. 正常使用时,在不同液体中,液体的密度越大,密度计浸入的深度越大
C. 若换用更细的吸管,刻度线“”和“”之间的距离将会增大一些
D. 密度计上的“”刻度线比“”刻度线更靠近底部铁砂的位置
【答案】C
【解析】
【详解】A.密度计在不同液体中都处于漂浮状态,浮力等于自身重力,所以浮力大小是不变的,故A错误;
B.根据阿基米德原理,浮力不变时,液体密度越大,排开液体的体积越小,密度计浸入液体的深度就越小,故B错误;
C.换用更细的吸管(横截面积S变小),由可知,不变时,S越小,越大,所以刻度线和之间的距离会增大,故C正确;
D.酒精密度比水小,密度计在酒精中排开液体的体积更大,浸入深度更深,所以刻度线比刻度线更远离底部铁砂的位置,故D错误。
故选C。
11. 如图所示小巴自制了一个“浮力秤”,用来测量物体的质量。它由浮体和外筒构成的,浮体包括小筒和秤盘,外筒是足够高的透明大筒。已知小筒的质量为,筒内装入的细砂,底面积为,可浸入水中的最大深度为,秤盘的质量为。当物体放入秤盘静止时,在液面与小筒相交处标出对应质量刻度值。下列说法正确的是( )
A. 不放物体时,小筒底部受到的压力是
B. 小筒上表示质量的刻度线是均匀的,且刻度的特点是上大下小
C. 该秤能称出物体的最大质量是
D. 若想增大该浮力秤的最大测量值,可以减小外筒中液体的密度
【答案】B
【解析】
【详解】A.浮体总质量
浮体总重力
漂浮时,浮力等于重力,且因上表面未受水压,底部压力等于浮力为1.6N,故A错误;
B.根据漂浮条件
有
放入物体质量
可以看出,放入物体的质量m与此时小筒浸入水中的深度h是线性关系,即刻度是均匀的。物体质量越大,浸入深度越大,刻度的特点是上大下小,故B正确;
C.当小筒浸入水中的深度h达到最大值20cm时,有最大排开水的体积
故最大浮力
根据漂浮条件
可知可承载物体最大重力
故能称出物体的最大质量,故C错误;
D.由B选项分析可知透明大筒中液体为水时,放入物体的质量
故最大测量质量
故若想增大该浮力秤的最大测量值,可以增大透明大筒中液体的密度,故D错误。
故选B。
12. 水能产生比自身重力更大的浮力吗?为了解决这一疑问,小蜀将重、边长为的正方体木块,放在一薄壁柱形容器中央,木块与容器底部不紧密贴合,缓慢向容器中加水,当木块刚好漂浮时,水对容器底的压力为。下列说法中错误的是( )
A. 容器的底面积与木块的底面积之比为5∶4
B. 此时木块受到的浮力是水的重力的4倍
C. 若想让水产生的浮力是其自重的50倍,可换用底面积为的容器
D. 若接着将木块竖直向上拉动,容器对桌面的压强将会减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.因为漂浮时浮力等于重力,即
所以排开水的体积为
则木块浸入水中的深度为
水对容器底的压力公式为
代入数据求容器底面积为
因此底面积之比为,故A正确,不符合题意;
B.因为容器内水的重力为
所以浮力与水的重力之比,故B正确,不符合题意;
C.若浮力是水重的50倍,即
代入得
水的重力公式为
代入数据得容器的面积为
即,故C正确,不符合题意;
D.
向上拉动木块 1cm 后,木块底部距离容器底 1cm。设此时水面高度为h′,则木块浸入深度为h′−1 cm。 水的体积不变,且此时木块底部以下 1cm 的空间全部被水填充,因此
解得
此时排开水体积为
浮力为
容器对桌面的压力减小量等于浮力减小量,因此容器对桌面的压强减小量为,故D错误,符合题意。
故选D。
二、填空作图题(本题共10个小题,每空、图1分,共20分。)
13. 1644年意大利物理学家________用如图所示的装置,巧妙的制造出了真空,从而精确地测出了大气压强的值。请根据图中玻璃管内水银柱高度的情况,判断出该测量地点的大气压强为________mmHg。
【答案】 ①. 托里拆利 ②. 750
【解析】
【详解】1644年最早精确测出大气压强值的意大利物理学家是托里拆利。
在托里拆利实验中,大气压强等于管内水银柱竖直高度对应的压强,由图可知,水银柱的竖直高度为750mm,因此该地点的大气压强为750mmHg。
14. 4月22-23日,巴蜀中学张家花园校区初2027届春季体育节顺利举行,如图是小熙同学在踢毽子活动中的场景,毽子被踢出去主要表明力可以改变物体的________。毽子被踢出,上升到最高处时,毽子处于________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。
【答案】 ①. 运动状态 ②. 非平衡
【解析】
【详解】毽子原本静止,被踢出去后运动状态发生改变,因此该现象表明力可以改变物体的运动状态;毽子上升到最高处时,仅受重力作用,受力不平衡,因此毽子处于非平衡状态。
15. 4月20日,中国空军运-20B军用运输机赴韩国接第十三批志愿军烈士遗骸回国。如图甲,作为中国军队的重要装备之一,运-20的存在彰显了中国在国际军事舞台上的地位和实力。在飞行过程中,机翼上方的空气流速________(选填“大于”或“小于”)机翼下方的空气流速;如图乙所示,用弹簧测力计挂上飞机机翼模型,当用电风扇对着机翼模型吹风时,弹簧测力计示数________(选填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】 ①. 大于 ②. 减小
【解析】
【详解】[1]机翼的形状是上凸下平的,当空气流过机翼时,上方的空气流过的路程更长,流速大于下方的空气流速。
[2]当用电风扇对着机翼模型吹风时,机翼上方流速大、压强小,下方流速小、压强大,会产生一个向上的升力。弹簧测力计的示数为,因此升力产生时,示数会减小。
16. 如图A,一未装满橙汁的密闭瓶子,先正立放在水平桌面上,再倒立放在桌面上,如图B。两次放置时,瓶底和瓶盖对水平桌面的压强________,橙汁对瓶子底部和瓶盖的压力________。(两空均选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】 ①. < ②. >
【解析】
【详解】[1]两次放置瓶子对桌面的压力等于瓶子和橙汁的总重力,而瓶子和橙汁的总重力不变,所以两种情况下瓶子对桌面的压力相等,瓶子正立时桌面的受力面积大于瓶子倒立时桌面的受力面积,由可知,两次放置瓶子对桌面的压强大小关系为。
[2]正放时,瓶子的下半部分是粗细相同的,瓶子底部受到的压力等于瓶中橙汁的重力;倒放时,瓶子中的橙汁柱上面粗,下面细,瓶盖受到的压力小于瓶中橙汁的重力;瓶中橙汁的重力是一定的,所以正放时橙汁对瓶底的压力大于倒放时橙汁对瓶盖的压力,即
17. 如图所示为一个底部带有阀门K的容器,容器左右两侧形状完全相同,分别装有体积相同的水和盐水,将两个体积完全相同的小球A、B分别放入水和盐水中,静止时的情况如图所示,打开阀门K后,液体将从________(选填“左流向右”或“右流向左”),两个小球重新静止后所受的浮力________(选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】 ①. 右流向左 ②. <
【解析】
【详解】容器左右两侧形状完全相同,分别装有体积相同的水和盐水,所以两侧液体的深度相同,已知,根据液体压强公式可知,阀门处右侧的液体压强更大,打开阀门后液体从右流向左;图中A漂浮,则,B悬浮,则,由得,打开阀门K后,左侧液体的密度变大,右侧液体的密度变小,最终液体密度ρ满足,A的密度小于混合液体密度,仍漂浮,B的密度大于混合液体密度,下沉完全浸没,两球体积相等,A受到的浮力,B受到的浮力;由于,因此 ,即。
18. 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,木板与桌面上边缘平行,此时木板有的长度伸出了桌面。现对长木板施加一个水平向右的力,使木板沿着与桌子上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与木板被推动的距离的关系图像如图乙所示。则木板的长度为________;当时,木板对桌面的压强为________Pa。
【答案】 ①. 0.6 ②. 72
【解析】
【详解】在木板移动的整个过程中,木板对桌面的压力始终等于木板的重力不变,由图乙可知,向右推动的距离x为0.2m后,木板对桌面的压强不变,说明此时受力面积不再变化(整个木板全部在桌面上),说明最初木板伸出桌面的长度为0.2m;此时木板有的长度伸出了桌面,所以木板的长度
设木板的宽为a,由图可知,木板没有被推动时,即当木板有的长度伸出了桌面时,即,则木板与桌面接触面积为
此时木板对桌面的压强为90Pa,由可得,此时木板对桌面的压力为
质量分布均匀的长方形木板在移动的整个过程中,木板对桌面的压力始终等于木板的重力,所以压力不变,当x=0.1m时,受力面积为
由可知,当x=0.1m时,木板对桌面的压强为
19. 地球气候变暖,冰川熔化加剧,是造成海平面变化的原因之一。如图所示,是冰川漂浮在海面上的情景。若冰川的质量为,海水的密度为,冰川熔化前排开海水的体积为________,冰川完全熔化成水后海平面会________(选填“上升”“下降”或“不变”)。
【答案】 ①. ②. 上升
【解析】
【详解】[1]冰川漂浮,在海面上时受到的浮力等于重力为
冰川熔化前排开海水的体积为
[2]冰川完全熔化成水后质量不变,则冰川完全熔化成水后水的体积为
所以冰川完全熔化成水后海平面会上升。
20. 小蜀同学利用饮料瓶和薄壁小圆柱形玻璃瓶制作了一个“浮沉子”,玻璃瓶在饮料瓶中的情况如图甲所示(玻璃瓶口开着并倒置)。玻璃瓶瓶身的横截面积为。此时玻璃瓶内外水面高度差,则玻璃瓶及瓶内空气的总质量为________g。用适当大小的力挤压大瓶,使玻璃瓶缓慢下降直至刚好悬浮,玻璃瓶在此过程中h________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 6 ②. 不变
【解析】
【详解】图中浮沉子漂浮,则
因为
浮力
而
则玻璃瓶及瓶内空气的总质量
挤压大瓶时,大瓶内气压增大,水被压入玻璃瓶中,玻璃瓶的总质量(玻璃瓶 + 瓶内空气 + 进入的水)变大,重力随之增大,大于浮力,玻璃瓶开始下沉。而玻璃瓶(及瓶内空气)的固有质量不随外界挤压而改变。
21. 如图甲所示,圆柱形容器的质量为,底面积为,正方体甲与圆柱体乙用长为的细绳相连,并用轻杆将其整体固定在力传感器上,甲边长为,初始时乙距离容器底部为。现向容器中注水直至甲刚好浸没,甲浸没时所受的浮力为________N。注水过程中,轻杆的受力与注水体积关系如图乙所示,根据图像计算出在A、B两点时容器对桌面的压强差为________Pa。(不计杆、细绳的质量和体积)
【答案】 ①. 10 ②. 1200
【解析】
【分析】根据,先计算甲浸没时的浮力;然后分析图乙,轻杆的受力与注水体积还有浮力变化的关系,进一步求出加水从A点到B点容器对桌面压力的变化量,根据求出A点到B点容器对桌面压强的变化。
【详解】正方体甲的体积为
甲浸没时,,所以甲浸没时所受的浮力为
分析图乙,当加入水的体积为0时,轻杆向上的拉力为54N,此时
当甲恰好完全浸没时,轻杆向下的压力为16N,此时
则甲、乙整体排开水的体积等于甲、乙的总体积
则乙的体积为
则乙完全浸没后受到的浮力大小为
当加水体积为,乙恰好漂浮,继续加水至乙上表面恰好接触到甲的下表面的过程中,乙排开水的体积不变,浮力不变,轻杆的拉力不变,后续继续加水,乙排开液体的体积逐渐变大,浮力变大,轻杆上的拉力继续减小,当加入水的体积为,轻杆上的拉力恰好为0,此时甲、乙整体受到的浮力等于甲、乙的总重力,即
说明此时乙未完全浸没,则乙排开水的体积为
此时水深为
此时乙浸入的深度为
则乙的底面积为
则乙的高度为
加水至A点时,轻杆上的拉力恰好为12N,
则乙排开水的体积为
此时乙浸入水中的深度为
加水至B点时,轻杆上的压力为12N,此时乙完全浸没,甲部分浸没,则有
可得
则甲排开液体的体积为
正方体甲的底面积为
则甲浸入水中的深度为
因此从A点加水至B点,加水体积的变化量为
则从A点到B点水增加的质量为
则水增加的重力为
A点时,容器对桌面的压力为
B点时,轻杆的压力为12N,此时容器对桌面的压力为
所以A、B两点容器对桌面的压力变化为
因此A、B两点时容器对桌面的压强差为
22.
(1)如图,冰壶在水平冰面上向右减速滑行,请在O点画出此时冰壶受到的摩擦力示意图。
(2)如图,请画出重为的小球静止在水中时所受的浮力的示意图。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反,冰壶向右减速滑行,因此摩擦力方向水平向左,从O点出发,沿水平向左方向画一条带箭头的线段,标注。
【小问2详解】
浮力的方向始终竖直向上,从小球的重心出发,沿竖直向上方向画一条带箭头的线段,小球静止在水中,受力平衡,浮力大小等于重力,因此标注。
三、实验探究题(本题共3个小题,每空1分,共22分。)
23. 如图甲是小巴利用弹簧测力计、木块和长木板来“测量滑动摩擦力大小”的实验装置示意图。
(1)实验前,小巴应在________方向上对弹簧测力计进行调零,随后用弹簧测力计在水平方向上匀速直线地拉动小木块,根据________原理,可知滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数;
(2)小巴发现实际操作中弹簧测力计示数不稳定,可能的原因是________;
(3)于是小巴改进了实验方案,如图乙,他向右拉动长木板,此时木块受到的摩擦力的方向是水平向右;但在拉动木板运动的过程中发现弹簧测力计B的示数依然不稳定,出现示数不稳定的原因可能是( )
A. 拉动木板时很难做到匀速直线运动 B. 选择的木板上表面粗糙程度不均匀
C. 选择的小木块的底面积太小 D. 木板与桌面的接触面粗糙程度不均匀
(4)小巴更换实验器材后继续实验,他水平匀速拉动木板,测力计A的示数为,测力计B的示数为,则木块受到的滑动摩擦力大小为________N。
【答案】(1) ①. 水平 ②. 二力平衡 (2)未匀速拉动木块 (3)B
(4)2
【解析】
【小问1详解】
由于实验过程中弹簧测力计水平使用,故实验前需要在水平方向调零。
当木块做匀速直线运动时,木块受力平衡,根据二力平衡的原理,可知弹簧测力计示数等于滑动摩擦力大小。
【小问2详解】
因为操作中很难做到匀速拉动,所以测力计示数并不稳定。
【小问3详解】
A.该装置中,地垫始终静止,弹簧测力计示数始终等于木块受到的摩擦力,与木板是否匀速运动无关,故A不符合题意;
B.若木板表面粗糙程度不均匀,木块与木板间的摩擦力会不断变化,弹簧测力计示数不稳定,故B符合题意;
C.滑动摩擦力大小与物体的接触面积大小无关,故C不符合题意;
D.弹簧测力计测量的是木块和木板之间的摩擦力,木板与地面的粗糙程度不影响该摩擦力大小,故D不符合题意。
故选B。
【小问4详解】
木块静止,受到的滑动摩擦力与弹簧测力计B的拉力是一对平衡力,大小相等,所以滑动摩擦力大小为。
24. 小明探究液体压强与哪些因素有关时,所用的压强计如图甲所示;
(1)小明用手指按压探头的橡皮膜,发现U形管两侧的水面有明显高度差且升降灵活,说明该装置气密性________(选填“良好”或“差”)。
(2)小明将探头的橡皮膜朝上放入液体内部,如图乙,U形管两侧水面的高度差反映探头________(选填“A”或“B”)面所受压强大小。
(3)橡皮膜在同种液体、同一深度处时,为了使形管内左右液面高度差更明显,可以采取的措施是( )
A. 改用更细的U形管 B. U形管中换密度更大的液体 C. U形管中换密度更小的液体
(4)根据实验结论对压强计进行改装,改装后可用于比较不同液体的密度大小。如图丙所示,现将压强计两个探头分别浸入盐水和水中并处于同一深度,可判断出C杯中盛有________(填“盐水”或“水”)。将C杯中的探头向________(填“上”或“下”)移,U形管两侧液面会再次相平。
(5)小明用一根与U形管内径相等的直玻璃管替代探头,并在玻璃管上标注刻度,下端管口标为“0”刻度线。将玻璃管竖直放入水中,如图丁所示,此时U形管两侧水面的高度差反映的是深度________cm处的压强。
(6)将玻璃管分别竖直放入酒精、水、盐水和某未知液体中,保持深度H为,记录U形管两侧水面的高度差h,数据如表格所示,若,,得到液体压强与液体的________有关,通过计算可知该未知液体的密度为________。
液体种类
酒精
水
盐水
某未知液体
H/cm
8.0
8.0
8.0
8.0
h/cm
6.4
8.0
8.8
12.0
【答案】(1)良好 (2)A (3)C
(4) ①. 盐水 ②. 上 (5)15.0
(6) ①. 密度 ②.
【解析】
【小问1详解】
用手指按压探头的橡皮膜,U形管两侧液面有明显高度差且升降灵活,说明装置不漏气,气密性良好。
【小问2详解】
探头放入液体后,U形管液面高度差反映的是橡皮膜接触液体的一面,即A面所受的压强大小。
【小问3详解】
探头压强不变,根据可知,U形管内液体密度越小,液面高度差越明显,U形管粗细不影响高度差,故选C。
【小问4详解】
两探头深度相同,U形管内液面左低右高,说明C杯探头处压强更大;深度相同时,压强越大液体密度越大,盐水密度大于水,因此C杯盛盐水。
要让U形管再次相平,需要减小C杯探头压强,减小深度需将探头向上移动。
【小问5详解】
橡皮管内密封气体的左右侧的压强相等,深度是某点到自由液面的距离,则此时U形管两侧水面的高度差反映的是深度
【小问6详解】
深度相同,液体密度不同,压强不同,说明液体压强与密度有关。
根据压强平衡 ,得
25. 如图,巴蜀实验小组同学在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用5块完全相同的铁氧体磁铁组成的圆柱体依次进行如下操作:
(1)当圆柱体逐渐浸入水中时,水对烧杯底部的压强将逐渐变________;
(2)由图A、B、C得,浮力的大小与________有关,由________三个图可得,浮力大小与液体密度有关;
(3)根据图中数据,计算出食用油的密度为________;
(4)铁氧体磁铁组成的形状如图E,若此时磁铁受到的浮力为________,则可得出浮力大小与物体的形状无关;
(5)若磁铁的底面积为,则图B中水对圆柱体底部的压强为________Pa;
(6)如图,该小组同学又利用刻度尺、厚底薄壁圆柱形玻璃筒、柱形大容器(容器内底面积为玻璃筒底面积的4倍)来测量物体的密度。
①向大容器中加适量的水,把玻璃筒放入水中漂浮;
②在玻璃筒内缓慢注入少量某种未知液体,如图甲,记录下此时筒内液面的高度和筒浸入水中的高度;
③再分批添加该未知液体,记录多组,的数据,作出的关系图像如图乙所示。则该液体的密度为________。
④倒掉玻璃筒内的液体并擦干,又在其中加入一定量金属丝,把玻璃杯放入水中漂浮,如图丙所示,记录下此时玻璃筒浸入水中的高度;
⑤将金属丝缠绕在玻璃杯外,仍漂浮在水面上,如图丁所示,记录下此时玻璃筒浸入水中的高度,发现
⑥后来金属丝脱落并沉底,如图戊所示,容器中水面下降高度为戊图中玻璃杯浸入水中深度的。根据以上数据,计算出金属丝的密度为________。
【答案】(1)大 (2) ①. 排开液体的体积 ②. A、C、D
(3)
(4)1 (5)400
(6) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
圆柱体逐渐浸入水中,排开水的体积增大,水面深度升高,根据,水对烧杯底部的压强逐渐变大。
【小问2详解】
A、B、C中液体密度相同,圆柱体排开水的体积不同,浮力不同,说明浮力大小与物体排开液体的体积有关;
探究浮力与液体密度的关系,需要控制排开液体体积相同,改变液体密度,因此选A、C、D三个图。
【小问3详解】
由图得物体重力
浮力
由于排开体积相同,根据阿基米德原理得
【小问4详解】
探究浮力与形状无关,需要控制液体密度、排开液体体积不变,原圆柱体完全浸没浮力为,因此改变形状后浮力仍为时,可得出浮力与物体形状无关。
【小问5详解】
图B中浮力
圆柱体上表面没有水,浮力等于圆柱体底部受到的压力,因此
压强
【小问6详解】
设玻璃筒重力为,玻璃筒底面积为,漂浮时满足
由图乙,,时,得
当、,得
化简得
设金属丝重力,体积,丙、丁漂浮
得
戊图水面下降
大容器底面积,得总排开减少量
由丙和戊可知
化简得
已知,结合,代入得
因此
四、论述计算题(本题共3个小题,26小题6分,27小题8分,28小题8分,共22分,解题应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不能给分。)
26. 2026北京亦庄人形机器人半程马拉松赛场上,荣耀自研机器人“闪电”(如图),凭借50分26秒(净用时)的成绩获得冠军,打破人类半程马拉松世界纪录56分42秒。“闪电”机器人身高169厘米,质量为,双脚与地面的总接触面积为。机器人在水平路面匀速跑动时所受阻力为其重力的0.1倍。求:
(1)机器人在水平路面匀速跑动时受到的牵引力;
(2)比赛结束后,机器人双脚站立对水平地面的压强。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
机器人的重力
机器人受到的阻力
机器人匀速跑动时,水平方向受力平衡,牵引力等于阻力
【小问2详解】
机器人对水平地面的压力等于自身重力
双脚与地面的接触面积
对地面的压强
27. 如图甲为一种水下无人潜航器,其构造含有两个油囊。如图乙所示,内油囊在密封舱,外油囊在非密封舱。液压泵可以转移油的位置来改变外油囊的体积(外油囊的作用类似鱼鳔),从而实现浮沉。将潜航器吊在缆绳下端,从水面处缓慢下放(忽略水面变化),缆绳的拉力随下降的高度变化规律如图丙所示(该过程液压泵未启动)。求:
(1)潜航器的质量;
(2)潜航器下放至刚好浸没在水中时排开水的体积;
(3)解开缆绳后,启动液压泵把内油囊的油向外油囊转移。当外油囊里的油增加多少kg时,可使潜航器悬浮?(,忽略外油囊因水压导致的体积变化)
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由图丙可知,潜航器在水面处(未浸入水)时,缆绳拉力
潜航器的质量
【小问2详解】
潜航器浸没在水中时,缆绳拉力 。 此时浮力
刚好浸没在水中时排开水的体积
【小问3详解】
悬浮时浮力等于重力,且此时油已转移到外油囊,排开水的体积变为
外油囊中增加的油的质量
28. 冬季河面结冰,但冰层厚度不均匀,切勿贸然在冰面行走。一男子误入结冰的河流,冰面破裂后被困河流中央。接到报警后,消防人员立即开展营救,主要救援装备有充气浮板和救生手环(如图)等。经评估,水平冰面最薄处所能承受的最大压强为。消防员和落水者质量分别为和,人体密度约为。充气浮板质量为,下表面面积为。救生手环在按下启动键或水下深时,手环会弹出气囊并充气,帮助落水者浮出水面。(不计救生手环的质量和充气前的体积)求:
(1)若启动键的表面积为,启动键在水下深时受到的水的压力为多大?
(2)落水者和气囊(1个)整体漂浮于水面时,气囊的体积为且刚好浸没,则落水者受到的浮力为多大?
(3)消防员随后进入水中,帮助落水者成功登上浮板,此时浮板下表面的2/3压在冰面上,悬空跨在冰面边缘。消防员在水中用手拉住浮板维持身体平衡。为防止冰面破裂,消防员露出水面的体积最大为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
水的压强
压力
【小问2详解】
落水者的重力
气囊体积
气囊受到的浮力
整体漂浮,总浮力等于总重力,即
所以落水者受到的浮力
【小问3详解】
浮板压在冰面上的面积
冰面能承受的最大压力
浮板的重力
落水者的重力 ,冰面对浮板的支持力
浮板悬空部分受到的浮力
浮板悬空部分刚好接触水面时,浮力为 0,冰面压力最大,浮板受力平衡
这里的负号表示拉力方向向上,即浮板对消防员的拉力为 470N。
消防员的重力
消防员受到浮力 F浮消、拉力 ,受力平衡
消防员的总体积
消防员浸入水中的体积
露出水面的体积
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