摘要:
**基本信息**
结合谷爱凌滑雪、“祝融号”火星车等科技与生活情境,覆盖压强、浮力、简单机械等核心知识,通过实验探究与综合计算考查科学思维与探究能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10/20|流体压强、透镜成像、摩擦力|以民航客机、舰载机等真实场景命题,辨析物理观念|
|填空题|10/30|机械效率、大气压、浮力计算|结合弹簧台秤、托里拆利实验等,强化基础应用|
|计算题|3/30|液体压强、密度、浮力综合|以石材测量、水杯受力为情境,考查科学推理|
|实验探究|2/20|凸透镜成像、液体压强|设计变量控制实验,培养科学探究能力|
内容正文:
湖南长沙市铁路一中物理八年级下册期末考试综合测试
考试时间:90分钟;命题人:教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 20分)
一、单选题(10小题,每小题2分,共计20分)
1、下面关于各种事例的描述,其中正确的是( )
A.把药液注射进肌肉里,利用了大气压强
B.民航客机能够腾空而起,利用了流体压强与流速的关系
C.航母上的舰载机起飞后,漂浮的航母受到的浮力不变
D.深海鱼到浅海后由于外界液体压强的增大,所以不能存活
2、如图所示,小明让太阳光通过透明的镜片照射到白墙上。从图中现象可以判断( )
A.此镜片为凸透镜,可以用来矫正近视眼
B.此镜片为凸透镜,可以用来矫正远视眼
C.此镜片为凹透镜,可以用来矫正近视眼
D.此镜片为凹透镜,可以用来矫正近视眼
3、如图所示是谷爱凌在自由式滑雪大跳台中的精彩表现,下列说法正确的是( )
A.选手从静止开始下滑,说明力是维持物体运动状态的原因
B.选手在空中完成旋转动作时重力消失
C.选手落地后还要继续滑行一段距离是因为选手具有惯性
D.选手站立时,滑板对雪地的压力和雪地对滑板的支持力是一对平衡力
4、利用下列测量工具,测量结果正确的是( )
A. 测得物质的质量是63.4kg
B. 测得物体的温度是6℃
C. 测得石块的体积是80cm3
D. 测得物体的重力是3.3N
5、如图所示,分别用定滑轮和动滑轮(不计绳重与摩擦,且动滑轮重G动小于物重G)将重力相同的两个物体匀速提升相同的高度,所用拉力分别为F甲、F乙.它们的机械效率分别为η甲、η乙,则下列关系式正确的是( )
A.F甲<F乙 B.F甲=F乙 C.η甲>η乙 D.η甲<η乙
6、如图所示,有两个相同的梯形物体,它们在力的作用下,以下列四种方式沿相同的水平面运动,下列对不同情况下物体所受摩擦力的比较,正确的是( )
A.f丙>f甲=f丁>f乙 B.f乙>f丙>f丁>f甲
C.f乙>f丁>f甲>f丙 D.f乙>f甲=f丁>f丙
7、如图所示,水平桌面上放有底面积相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体,液体对容器底的压力分别为 、 ,液体对容器底部的压强分别为 、 ,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
8、将体积相同、材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的同规格烧杯中,甲球沉底、乙球悬浮、丙球漂浮,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.三个小球的质量大小关系是 m甲>m丙>m乙
B.三个小球受到的浮力大小关系是 F甲=F乙<F丙
C.三个小球的密度大小关系是ρ甲>ρ乙>ρ丙
D.三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是p甲>p丙>p乙
9、同学们在进行估测大气压实验时,读出注射器的最大刻度为V,用刻度尺量出其全部刻度的长度为L接着先后按照图甲、图乙所示的情形(甲图没有盖上橡皮帽、乙图在排尽空气后盖上了橡皮帽),沿水平方向慢慢地拉注射器,刚好拉动活塞时,弹簧测力计示数分别是F1和F2.下列计算式正确且最接近真实值的是( )
A.F1L/V B.F2L/V
C.( F2–F1)L/V D.( F2+F1)L/V
10、如图所示,物体A重120N,在重力为GB的物体B的作用下在水平桌面上做匀速直线运动,A与桌面之间的摩擦力为f.如果在A上加一个水平向左大小为180N的拉力F(注:图中未画出),当物体B匀速上升时(不计摩擦、绳重及滑轮重),则下列选项正确的是( )
A.GB=30N B.GB=90N C.f=90N D.f=180N
第Ⅱ卷(非选择题 80分)
二、填空题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、如图甲,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙。由图像可知当t=1s时,物体受到的摩擦力为 N;t=3s时,物体做 运动,受到的摩擦力为 N;当t=5s时,物体做 运动。
2、如图是集市上常用的一种弹簧台秤,它测得的是物体的 (选填“质量”或“重力”),应用的物理原理是:作用在弹簧上的外力越大,弹簧的 就越大。
3、如图在粗糙斜面上将一个重为16N的物体匀速拉到高h处,沿斜面向上的拉力为10N,斜面长s=2m、高h=1m。其中物体受到的摩擦力大小为 N,斜面的机械效率为 。在高度相同时,斜面越长越 (选填“省力”或“费力”)。
4、著名的 实验有力地证明了大气压的存在,海拔高度越高,大气压强越 , 若在同一地点用水代替水银做实验,则测出的大气压值将 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。
5、一个工人用类似如图所示的滑轮组提起2000N的货物,所用的拉力是800N,绳子自由端被拉下4m。则这个工人做的有用功是 J;该滑轮组的机械效率是 。
6、2021 年4月23日,中国人民解放军海军成立72周年,大型驱逐舰一一大连舰正式服役,其排水量达1.2万吨,则该驱逐舰在海面上航行时受到的浮力是 N,海面下5m处受到海水的压强是 Pa,当舰载机离舰后,舰身会 ( 选填“上浮”、“下沉”或“保持不变”)。(g取10 N/kg, )
7、如图所示,当用4N的水平推力推着书,书上的橡皮随书一起向右做匀速直线运动,如果这个水平推力增大到7N,橡皮随着书一起向右做加速运动,书和桌面间的摩擦力 N,此时橡皮受到的摩擦力方向是 (选填“向左”“向右”或“不受摩擦力”);橡皮对书本的压力是由于 发生形变产生的。
8、如图所示,四块相同的砖叠放在水平地面上,对地面压强为p,若将上面两块拿走,剩下两块对地面压强是 ;若将右边两块拿走,剩下两块对地面压强是 ;若将右边两块再叠放在左边两块上,四块砖对地面压强是 。
9、如图为托里拆利实验,可知当地的大气压相当于 mmHg柱产生的压强;若竖直提升玻璃管,管口未离开水银面,则水银面上方的水银柱高度 (选填“升高”、“降低”或"不变");标准大气压相当于760mmHg柱产生的压强,在图大气压下,水的沸点 100°C(选填“大于”、“小于"或“等于”).
10、2021年5月15日,我国首次火星探测任务天问一号探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆,在火星上首次留下中国印迹,迈出了我国星际探测征程的重要一步。5月22日,天问一号着陆器打开,我国火星探洲车 “祝融号”(如图所示)展开太阳能翼板,驶离着陆器开始了火星漫步之旅。火星车有六个宽大的车轮,这是为了 压强;车轮表面有凹凸不平的纹路,这是为了 摩擦。
三、计算题(3小题,每小题10分,共计30分)
1、如图所示,一平底玻璃容器放在水平桌面上,内装700g的水,杯子的底面积是50cm2(g=10N/kg)。
(1)求水对杯底的压强;
(2)若桌面所受玻璃杯的压强是2×103Pa求玻璃杯的质量。
2、蕲春地处山区,拥有丰富的石材资源,吸引了许多商人前来投资开发。为探究石材的相关物理特性,武月同学进行了如下实验:将一样石在空气中称得其重力为4N,当将样石浸没在装有30cm 深的水中,水面改变了10cm,此时弹簧测力计的示数如图。求:
(1)样石浸没后,水对容器底的压强为多少?
(2)样石浸没水中所受的浮力是多大?
(3)样石的密度是多少?
3、放在水平桌面上的容器内装有质量为1.2kg的水,若水深20cm,容器底面积为40cm2,容器质量0.8kg (g=10N/kg)求
(1)水对容器底部的压强和压力
(2)容器底对桌面的压力和压强
四、实验探究(2小题,每小题10分,共计20分)
1、某同学利用图示装置来研究凸透镜成像:
(1)实验时应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在 ;
(2)如图1所示,当凸透镜位于光具座上A处时,恰好在光屏上成清晰的像,成的是 (选填“放大”或“缩小”)的像。在保持图1中蜡烛和光屏位置不变的情况下,将凸透镜向右移到B处(图中未标出),光屏上再次成清晰的像。若已知蜡烛与光屏间的距离为L0,与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L,如图2所示.则该透镜焦距f L(选填“>”、“<”或“=”).透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s= (用L0、L表示)。
(3)如图3所示,在光屏上获得清晰的像后,小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前(如图4所示),观察到光屏上的像变模糊了,此时要使光屏上成清晰的像,应该将光屏向 移动 (选填“左”或“右”);若让透镜和光屏不动,应该将蜡烛向 移动(选填“左”或“右”)。
2、如图所示,将压强计的金属盒放在水中,金属盒的面朝向不同。
(1)要观察到U形管两侧液面的高度差相等,必须控制金属盒面的中心在水中的 相等,由上述实验可得:液体内部同一深度向各个方向的压强大小是 的。
(2)不增加器材,用这套装置还可以探究液体内部压强与 的关系。
(3)若将丙图中的水换为浓盐水(浓盐水的密度大于水的密度),并使金属盒处于两种液体中的相同深度,则U 形管两侧液面的高度差 (选填∶“变大”、 “变小”、或“不变”); 说明液体内部的压强与液体的 有关。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】B
【解析】【解答】A.用推力把药液注射进肌肉里,利用了液体压强可以传递的特点,不是利用了大气压强,A不符合题意;
B.客机机翼是上凸下平的结构,起飞时机翼上表面空气流速大压强小,下表面空气流速小压强大,这个压强差产生的压力差使飞机腾空而起,B符合题意;
C.航母上的舰载机起飞后,航母的重力减小,由于航母漂浮,浮力等于重力,所以浮力减小,C不符合题意;
D.深海鱼到浅海后由于液体深度减小,液体压强减小,所以不能存活,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】该题目考查的是流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
2、【答案】B
【解析】【解答】由图可知,此透片可以将太阳光会聚到一点,因此说明此镜片对光有会聚作用,是凸透镜,用这镜片磨成的眼镜可以用来矫正远视眼。
故答案为:B。
【分析】凸透镜对光有会聚作用,可用来矫正远视眼。
3、【答案】C
【解析】【解答】A.选手从静止开始下滑,在重力的作用下运动状态发生了改变,说明力是改变物体运动状态的原因,A不符合题意;
B.地面附近的物体因地球的吸引而受到的力叫重力,选手在空中完成旋转动作时,地球吸引力仍然存在,B不符合题意;
C.选手落地后,具有较大的速度,由于惯性,选手仍要保持原来的运动状态向前滑行一段距离,C符合题意;
D.选手站立时,滑板对雪地的压力和雪地对滑板的支持力分别作用在两个物体上,是一对相互作用力,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】力是改变物体运动的原因;惯性是维持物体运动状态的原因。
4、【答案】B
【解析】【解答】A.如图,在天平的标尺上,1g之间有5个小格,一个小格代表的质量是0.2g,即天平的分度值为0.2g;被测物体的质量为
A不符合题意;
B.如图,温度计上10℃之间有5个小格,所以一个小格代表的温度是2℃,即此温度计的分度值为2℃;细玻璃管内液面在0℃上方,所以该温度属于零上温度,读为6℃,B符合题意;
C.如图,在量筒上20mL之间有5个小格,一个小格代表4mL,即量筒的分度值为4mL,液面最凹处与80mL相平,即80cm3,所测体积是液体和石块总体积,不是石块体积,C不符合题意;
D.如图,弹簧测力计的刻度盘上1N之间有5个小格,所以一个小格代表0.2N,即该弹簧测力计的分度值为0.2N;指针位于3N以下第三个小格处,读数为3.6N,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】天平上的游码观察左侧对应的刻度值;根据温度计中液柱高度测量温度;根据量筒有无物体的液面差测量固体体积;根据测力计的分度值准确读数。
5、【答案】C
【解析】【解答】A. F甲=G,,因G动<G,故F乙<G,F甲>F乙,A不符合题意;
B.解同A, B不符合题意;
C. F甲=G ,,故W甲<W乙,有用功相等,故η甲>η乙,C符合题意;
D.由C可得,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】F甲=G,,因G动<G,故F乙<G,F甲>F乙;F甲=G ,,因S乙=2S甲,故W甲<W乙,又因二者有用功相等,故η甲>η乙。
6、【答案】D
【解析】【解答】①甲、丁两图,压力和接触面的粗糙程度相等,接触面的大小不同,由于摩擦力的大小与接触面的大小无关,因此甲、丁两图摩擦力大小相等,即 ;
②甲、乙两图,接触面的粗糙程度相同,压力的大小不同,乙图的压力大,因此乙图的摩擦力比甲图的大,即 ;
(3)甲、丙两图,压力相同,甲图是滑动摩擦,丙图是滚动摩擦,相同情况下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小,即 .
故这四个图摩擦力大小顺序是: .
故答案为:D.
【分析】(1)摩擦力的大小与压力、接触面的粗糙程度有关;
(2)其他条件相同的情况下,滚动摩擦力小于滑动摩擦力。
7、【答案】C
【解析】【解答】根据题图可知,甲、乙液体的质量相等,乙液体的体积大,根据 ,甲的密度大于乙的密度,深度相同,但甲液体密度大,根据p=ρgh可知,p甲>p乙,容器底面积相同,但甲对底部压强更大,根据F=pS,F甲>F乙,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;已知压强的大小,结合压强的变形公式F=pS求解压力。
8、【答案】C
【解析】【解答】AC.如图,甲球沉底、乙球悬浮、丙球漂浮,根据物体浮沉条件可得 , ,
所以,三个小球的密度大小关系为
三小球体积相等且均为实心,根据 可得,三个小球的质量大小关系为
A不符合题意,C符合题意;
B.三小球体积相等,则由图可知,它们排开水的体积大小关系为
根据
可得,三个小球受到的浮力大小关系为
B不符合题意;
D.因为三个相同烧杯中都装满水,水的深度相同,根据 可知,烧杯底部受到水的压强大小关系为
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉直至沉底;物体楼出水面的体积越大,液体密度越大。
9、【答案】C
【解析】【解答】甲图中,没有盖上橡皮帽,活塞受到向左的拉力F1,和向右的摩擦力,大小与F1相等
乙图中,由于盖上了橡皮帽,因此活塞受到向左的拉力F2,向右的大气压的力和向右的摩擦力.三个力平衡. ;即 ,所以大气压强为: P=(F2-F1)L/v ,C符合题意.
故答案为:C.
【分析】结合图像可以看出,甲图中因为没有盖橡皮帽,所以注射器内外气体连通,压强相等,此时弹簧测力计的示数实际是活塞与筒壁的摩擦力,而图乙中因为内部接近真空,几乎没有气压,所以此时弹簧测力计所测是大气产生的压力,当然也包括了活塞与筒壁的摩擦力.据此利用压强计算公式p=进行计算即可.
10、【答案】C
【解析】【解答】分析滑轮组的特点可以得出,左侧滑轮为动滑轮,右侧滑轮为定滑轮,绳子的段数为2段。物体A在B的作用下匀速运动,则物体A受的摩擦力 ,如果在A上再加一个向左的180N的力,物体A影响摩擦力的两个要素都没改变,所以摩擦力还是 ,只是方向从向左变成了向右,于是可以得出180N= ,因为 ,所以180N= ,所以 =45N,f=90N。
故答案为:C
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数,分析拉力与阻力的大小关系和自由端移动距离与物体移动距离的关系。
二、填空题
1、【答案】1;加速(或变速);2;匀速直线
【解析】【解答】(1)由丙图知:0-2s时物体的速度大小为零;则当t=1s时物体处于静止状态,拉力与摩擦力受平衡力,大小相等,故f=F=1N;
(2)由丙图知:4-6 s时,物体匀速运动,
由乙图知:t=5s时,F=2N,所以摩擦力与推力F平衡,大小为2N,物体做匀速直线运动;
(3)2-4s之间,物体加速运动,受力不平衡,推力大于摩擦力;由于物体对地面压力、接触面粗糙程度不变,所以摩擦力大小不变;即仍为2N,故3s时,做加速运动,受到的摩擦力为2N。
故答案为:1;加速;2;匀速直线。
【分析】(1)由拉力与时间图像得出拉力大小;根据物体运动状态分析摩擦力与拉力关系;
(2)从速度图象中分析2-4s时物体的速度大小即可得出当t=3s时物体所处的状态;首先从速度图象中4-6s得出物体匀速直线运动。然后对应的从F-t图象中得出物体所受的摩擦力,
(3)从速度图象中4-6s得出物体匀速直线运动;最后根据摩擦力的影响因素判断出t=5s时物体受到的摩擦力大小。
2、【答案】质量;弹性形变
【解析】【解答】弹簧台称是由于物体的重力作用在弹簧上,使弹簧发生了形变,而市场上这种称是利用重力和质量的关系,转化为直接测出物体的质量;其原理:在一定弹性范围内,弹簧受到的作用力越大,弹簧发生的弹性形变就越大.
故答案为:质量;弹性形变.
【分析】台秤是测量质量的仪器,受到的力越大,弹簧的弹性形变程度越大。
3、【答案】2;80%;省力
【解析】【解答】所做的有用功
拉力F做的总功:
则所做的额外功
由 可得,物体受到的摩擦力
故摩擦力为2N。斜面的机械效率
故斜面的机械效率为 。由功的原理可知,在高度相同时,斜面越长越省力。
【分析】用斜面提升物体,拉力作的功为总功,克服重力做的功为有用功,两者相除即为机械效率;拉力小于物体的重力,故为省力机械。
4、【答案】马德堡半球;低;不变
【解析】【解答】马德堡半球实验是与大气压强有关的著名实验,有力地证明了大气压的存在;且海拔高度越高,大气压强越低;同一时间同一地点,大气压值是不受实验器材而影响的,所以用水和水银实验理论上结果相同的,即测出的大气压值将不变。
故答案为:马德堡半球;低;不变.
【分析】证明大气压强存在的实验是马德堡半球实验.测定大气压强值的实验是:托里拆利实验.海拔高度越高,大气压强越低;同一时间同一地点,大气压值是不受实验器材而影响的.
5、【答案】2000;62.5%
【解析】【解答】从图中可以看出,动滑轮上有4段绳子,绳子自由端移动距离s=4h=4m
则物体升高的高度h=1m;有用功W有=Gh=2000N×1m=2000J拉力做的总功W总=Fs=800N×4m=3200J
该滑轮组的机械效率η= =62.5%
【分析】根据重力和高度的乘积计算有用功,利用拉力和移动的距离计算总功,有用功和总功的比值计算机械效率。
6、【答案】1.2×108;5×104;上浮
【解析】【解答】驱逐舰在海面上航行时受到的浮力F浮=G排=m排g=1.2×107kg×10N/kg=1.2×108N
海面下5m处受到海水的压强p=ρ海水gh=1×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa
当舰载机离舰后,驱逐舰的总重力变小,仍然处于漂浮状态,浮力等于重力,则浮力会变小,液体的密度不变,根据F浮=ρ液gV排知,排开海水的体积会减小,即舰身会上浮一些。
【分析】根据物体的质量计算重力,结合浮力等于排开的重力,计算浮力大小;根据液体密度和深度,可以计算液体压强的大小;漂浮的物体重力减小,受到的浮力减小。
7、【答案】4;向右;橡皮
【解析】【解答】用4N的水平推力推着书,书上的橡皮随书一起向右做匀速直线运动,根据二力平衡的条件,书和桌面间的滑动摩擦力和书受到的推力大小相等都是4N,由于滑动摩擦力只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与物体的速度没有关系,所以橡皮随着书一起向右做加速运动时,书和桌面间的摩擦力还是不变,依然等于4N;橡皮随着书一起向右做加速运动,则橡皮相对于书有向左运动的趋势,所以橡皮受到的摩擦力方向是向右。
橡皮对书本的压力,橡皮是施力物体,书本是受力物体,所以是橡皮发生了形变,产生了对书本的压力。
【分析】书和橡皮匀速运动没有相对运动趋势;惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质,任何物体都有惯性,惯性是物体本身固有的一种属性。
8、【答案】 p;p;2p
【解析】【解答】解:已知四块砖是相同的,设一块砖的重力为G,底面积为S;
根据图示可知,四块相同的砖叠放在水平地面上,压力F=4G,受力面积为2S,
所以,图中四块砖对地面压强:p= = ;(1)若将上面两块拿走,剩下的两块砖对地面的压力F1=2G,受力面积仍然为2S,剩下两块对地面压强:p1= = × = p;(2)若将右边两块拿走,剩下两块对地面压力F2=2G,受力面积为S,此时剩下两块对地面压强:p2= =p;(3)若将右边两块再叠放在左边两块上,四块砖对地面压力F3=4G,受力面积为S,此时四块砖对地面压强:p3= =2× =2p。
故答案为: p;p;2p。
【分析】利用压强公式p=分析计算可得出答案,注意根据题意和图示正确找出压力大小和受力面积的大小.
9、【答案】755;不变;小于
【解析】【解答】利用托里拆利实验测量大气压时,气压等于管内外水银柱的高度差产生的压强,即大气压与此水银柱产生的压强相等,所以由图知当地的大气压相当于755mmHg柱产生的压强;外界大气压不变时,支持管内的水银柱高度不变,所以在管口未离开水银面前,竖直提升玻璃管,水银面上方的水银柱高度不变;标准大气压相当于760mmHg柱产生的压强,图中大气压小于标准大气压,且沸点随气压的升高而升高,降低而降低,所以在图中大气压下,水的沸点小于100°C。
【分析】脱离拆了实验中,水银管中的液面差指和水银槽中的液面高度差,大气压不变,水银柱的高度差不变,若气压低于标准大气压,则水的沸点降低。
10、【答案】减小;增大
【解析】【解答】火星车有六个宽大的车轮,这是为了在压力一定时增大受力面积来减小压强。
车轮表面有凹凸不平的纹路,这是在压力一定时增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。
【分析】增大受力面积可以减小压强;使接触面变粗糙,可以增大摩擦力。
三、计算题
1、【答案】(1)解:水对杯底的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa
答:对杯底的压强为1.2×103Pa
(2)解:水的重力:G水=m水g=0.7kg×10N/kg=7N;
桌面所受玻璃杯的压力:F=p桌S=2×103Pa×50×10-4m2=10N,
因为F=G杯+G水,
所以玻璃杯的重力:G杯=F-G水=10N-7N=3N,
玻璃杯的质量:m= =0.3kg
答:玻璃杯的质量为0.3kg
【解析】【分析】(1)求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;
(2)处在水平面上的物体,物体对桌面的压力等于重力,结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压力,进而求解物体的质量即可。
2、【答案】(1)解:样石浸没后,水对容器底的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×(30+10)×10-2m=4×103Pa
答:样石浸没后,水对容器底的压强为4×103Pa;
(2)解:由图可知,弹簧测力计的示数是2.4N,样石浸没水中所受的浮力F浮=G-F示=4N-2.4N=1.6N
答:样石浸没水中所受的浮力是1.6N
(3)解:样石浸没水中时,样石的体积V物=V排= =1.6×10-4m3
样石的密度ρ物= =2.5×103kg/m3
答:样石的密度是2.5×103kg/m3。
【解析】【分析】(1)求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;
(2)浸在液体或气体中的物体会受到一个向上托力,这个托力就是浮力;浮力产生的原因是物体上下两个表面受到的压强不一样导致的,
(3)求解浮力的大小,可以利用称重法求解,结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积,结合密度公式求解物体的密度即可。
3、【答案】(1)解:水对容器底部的压强: ;
水对容器底的压力:
答:水对容器底部的压强是 ,压力是8N;
(2)解:在水平桌面上,容器底对桌面的压力: ,
容器底对桌面的压强:
答:容器底对桌面的压力是20N,压强是 .
【解析】【分析】(1)求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;已知压强的大小,结合压强的变形公式F=pS求解压力;
(2)处在水平面上的物体,物体对桌面的压力等于重力,结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强,其中F是压力,S是受力面积。
四、实验探究
1、【答案】(1)同一高度处
(2)放大;<;L0−2L
(3)右;左
【解析】【解答】(1)要使烛焰的像成在光屏的中央,在实验前应调节光屏、凸透镜、蜡烛的高度,使烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心大致在同一高度处;(2)蜡烛到凸透镜的距离小于光屏到凸透镜的距离,因此蜡烛到凸透镜的距离大于一倍焦距小于二倍焦距,即光屏上得到倒立、放大的实像,应用于投影仪;在上述探究活动中,若已知蜡烛与光屏间的距离为L0,与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L,成倒立放大实像条件是f<U<2f,如图2所示,则该透镜焦距f<L;当凸透镜移至B位置时,因为在光屛上出现清晰的像,根据光的可逆性原理,可以假设蜡烛在光屛位置时,像应成在原蜡烛位置,因此,光屏到透镜位置B的距离也应该为L,故透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=L0−2L;(3)将一副近视眼镜放在凸透镜前,观察到光屏上的像变模糊了,近视眼镜是凹透镜,具有发散光的作用,此时要使光屏上成清晰的像,光屏应该远离凸透镜,即应该将光屏向右移动;若让透镜和光屏不动,此时要使光屏上成清晰的像,蜡烛也应该远离凸透镜,即应该将蜡烛向左移动。
【分析】(1)探究凸透镜成像时,使烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心大致在同一高度处;(2)当物距小于像距时,成的是倒立放大的实像;凸透镜成实像时,物距大于焦距;当物像距一定时,移动凸透镜可以使物距和像距互换,此时凸透镜的的两次位置的距离是总距离和两次物距的差;(3)近视眼镜是凹透镜,对光有发散作用,物像总距离变大。
2、【答案】(1)深度;相等
(2)深度
(3)变大;密度
【解析】【解答】(1)U形管两侧液面的高度差反映金属盒处液体的压强,液体压强随深度增加而增大,观察到U形管两侧液面的高度差相等,必须控制金属盒面的中心在水中的深度相等。
金属盒处在液体中同一深度处,金属盒的面朝向不同方向,U形管两侧液面的高度差相等,可得出结论:液体内部同一深度向各个方向的压强大小是相等的。
(2)不增加器材,可以改变金属盒在液体中的深度,用这套装置还可以探究液体内部压强与深度的关系。
(3)若将丙图中的水换为浓盐水,并使金属盒处于两种液体中的相同深度,是控制深度不同,改变液体密度来探究液体压强与液体密度的关系,则U 形管两侧液面的高度差将变大,从而说明液体内部压强与液体的密度有关系。
【分析】(1)当液体的密度和深度相同时,液体内部向各个方向的压强相等;
(2)当液体密度相同时,可以探究液体内部压强和深度的关系;
(3)当深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
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