福建省龙岩市长汀县2020-2021学年八年级下学期物理期中质量抽查试卷(含答案与解析)
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福建省龙岩市长汀县2020-2021学年八年级下学期物理期中质量抽查试卷
一、单选题(共16题;共32分)
1.第一个利用实验准确测出大气压强数值的科学家是( )
A. 牛顿 B. 托里拆利 C. 阿基米德 D. 伽利略
【答案】 B
【解析】【解答】1643年6月20日,意大利科学家托里拆利利用水银、1米以上的长玻璃管、水槽首先测出了大气压的值,故名托里拆利实验,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】托里拆利测量大气压的实验,试管上空是真空,那么外界的大气压就等于液体产生的压强.
2.“戴口罩”、“不聚集”、“保持安全距离”等,都是抗击新冠肺炎疫情中防止“飞沫传播”的重要防护措施。病人咳嗽、打喷嚏时,病原体以飞沫形式从病人口中排出后会继续飞行1—2米,是因为飞沫具有( )
A. 惯性 B. 速度 C. 质量 D. 重力
【答案】 A
【解析】【解答】病人咳嗽、打喷嚏时,病原体以飞沫形式从病人口中排出后,由于飞沫具有惯性会继续飞行。
故答案为:A。
【分析】运动的物体在不受力时继续运动,是因为物体具有惯性。
3.“后羿射日”是我国上古时期的神话故事。如图所示,后羿瞄准太阳把箭射出后,若箭突然不受任何力的作用,箭会( )
A. 落回地面 B. 飞向太阳 C. 停在空中 D. 绕地球转
【答案】 B
【解析】【解答】根据牛顿第一定律可知,当物体不受任何外力的情况下,总保持静止状态或匀速直线运动状态。射出的箭是运动的,当突然不受任何力的作用时,箭将保持原来的速度和方向不变,做匀速直线运动,飞向太阳。
故答案为:B。
【分析】运动的物体若不受力的作用,会保持匀速直线运动状态。
4.如图所示情形中,二力能平衡的是( )
A. B. C. D.
【答案】 D
【解析】【解答】A.图中两个力大小不等,故不是平衡力,不符合题意;
B.图中两个作用在两个物体上,不是平衡力,不符合题意;
C.图中两个力虽然大小相等、方向相反、作用在同一物体上,但两个力不在同一直线上,故不是平衡力,不符合题意;
D.图中两个力大小相等、方向相反、在同一直线上,还作用在同一物体上,故是一对平衡力,符合题意。
故答案为:D。
【分析】二力平衡时,大小相等、方向相反、在同一直线上,作用在同一物体上。
5.在下图所示的现象中,不是大气压强引起的是( )
A. 用吸管能吸饮料
B. 救生锤能击碎车窗玻璃
C. 吸盘能吸附墙上
D. 水杯倒置水没流出
【答案】 B
【解析】【解答】A.用吸管吸饮料是利用大气压将饮料压入吸管流入口中,是利用大气压,A不符合题意;
B.救生锤是利用减小受力面积来增大压强的,不是利用大气压,B符合题意;
C.吸盘使用时,将盘内的空气挤出,松手时,盘内气压减小,外界大气压将吸盘压在墙上,从而使吸盘与墙面的摩擦力增大的,是利用大气压,C不符合题意;
D.水杯倒置时,外界大气压大于杯内压强,使纸片不下落,水不流出,是利用大气压,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】生活中很多地方应用到了大气压,墙壁上的吸盘,钢笔吸墨水,用吸管喝饮料。
6.如图所示装置和物品中,不属于连通器的是( )
A. 水池下的回水弯管 B. 茶壶
C. 船闸 D. 活塞式抽水机
【答案】 D
【解析】【解答】A.水池下的回水弯管,下端相通,是连通器的应用;A不符合题意;
B.茶壶的壶嘴和壶身下部是相通的,构成了连通器;B不符合题意;
C.船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器;C不符合题意;
D.活塞式抽水机是利用大气压来工作的,不是利用连通器原理工作的,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】连通器的特点是内部液面始终在同一水平面上,与摆放位置无关,例如水壶、船闸等。
7.司机提醒前排乘客必须系好安全带,这主要是为了减轻下列哪种情况出现时可能对人造成伤害( )
A. 紧急刹车 B. 车速太慢 C. 车速太快 D. 突然起动
【答案】 A
【解析】【解答】A.当紧急刹车时,车停止而人由于惯性会向前冲,安全带可以防止人向前冲而受伤,A符合题意;
BC.车速太慢或车速太快,人的速度和车速相同,所以不会使人受伤,BC不符合题意;
D.突然启动时,人会向后仰,有靠背支撑,故安全带不起作用,D不符合题意。
故答案为: A。
【分析】物体总有一种保持原来运动状态的趋势,这就是物体的惯性,惯性的大小只与物体的质量有关,与运动的速度没有关系.
8.如图所示,体操运动员静止在平衡木上时,与运动员所受的重力是一对平衡力的是( )
A. 平衡木对运动员的支持力 B. 运动员对平衡木的压力
C. 平衡木受到的重力 D. 运动员对地球的吸引力
【答案】 A
【解析】【解答】体操运动员静止在平衡木上,所以运动员受到的是平衡力
A.平衡木对运动员的支持力和运动员所受的重力符合二力平衡的条件,是一对平衡力,故符合题意;
B.运动员对平衡木的压力作用在平衡木上,与运动员重力不作用在同一物体上,且方向相同,不是一对平衡力,故不符合题意;
C.平衡木受到的重力作用在平衡木上,与运动员重力不作用在同一物体上,且方向相同,不是一对平衡力,故不符合题意;
D.运动员对地球的吸引力作用在地球上,与与运动员重力不作用在同一物体上,不是一对平衡力,故不符合题意。
故答案为:A。
【分析】平衡力和相互作用力的区别在于是否作用在同一物体上,两个等大反向的力作用在同一物体上,即为平衡力,作用在不同物体上即为相互作用力。
9.8个完全相同的正方体物块,按图甲、乙所示叠放在水平地面上,它们对地面的压强p甲∶p乙等于( )
A. 5∶3 B. 5∶2 C. 10∶9 D. 3∶2
【答案】 C
【解析】【解答】8个完全相同的正方体物块,每块重为G,底面积均为S,按图甲、乙所示叠放在水平地面上,甲对地压强
乙对地压强
甲乙对地压强之比
C符合题意。
故答案为:C。
【分析】结合物体的质量,利用公式G=mg求解物体的重力;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。
10.如图所示,杯子中装满水,现向杯中轻轻放入一个小木块,小木块漂浮在水面,则放入木块后( )
A. 水对杯底的压强增大 B. 水对杯底的压强不变
C. 水对杯底的压力增大 D. 水对杯底的压力减小
【答案】 B
【解析】【解答】杯子中装满水,放入木块后,水的高度h不变,由p=ρgh得:水对杯底的压强不变;因为F=pS,S不变,所以水对杯底的压力不变.
故答案为:B.
【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;当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力。
11.如图所示,竖直向上抛出的篮球重为G,受到的空气阻力小于G。篮球在竖直上升过程受到的合力( )
A. 小于G B. 等于G C. 大于G D. 等于0
【答案】 C
【解析】【解答】在篮球竖直上升的过程中,篮球受竖直向下的重力G和竖直向下的空气阻力f,这两个力作用在同一直线上、方向相同,所以篮球受到的合力
F合=G+f>G
故答案为:C。
【分析】篮球向上做加速运动,故合外力竖直向下。
12.如图所示为长江某水坝的示意图。B和C两点处于同一高度,A和C两点到各自液面的距离相等,水在A、B和C三点产生的压强分别为pA、pB和pC , 则( )
A. pA=pC
【答案】 A
【解析】【解答】液体压强公式 中,h指的是到液面的距离,题中水坝两侧都是水,密度相同,A和C两点到各自液面的距离相等,B到液面距离最大,因此pA=pC
【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。
13.如图所示,将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形橡皮泥,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时甲杯中橡皮泥沉底,乙杯中橡皮泥漂浮,则它们所受浮力的大小关系是( )
A. F球>F碗 B. F球=F碗 C. F球<F碗 D. 无法确定
【答案】 C
【解析】【解答】由图可知:实心球橡皮泥沉到容器底部,则实心球橡皮泥受到的浮力F球<G
碗状橡皮泥漂浮在水面,则碗状橡皮泥受到的浮力F碗=G
故F球<F碗
故答案为:C。
【分析】当物体受到的浮力大于重力时,物体上浮直至漂浮;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉直至沉底。
14.在“强军改革,科技兴军”的思想指引下,我国军队的武器装备建设取得了巨大进步,下列描述正确的是( )
A. 国产001A型航空母舰航行时所受的浮力大于重力
B. 国产歼20战机机翼是利用空气流速越大的位置压强越小的原理获得升力
C. 国产99式主战坦克安装宽大的履带是为了减小坦克对地面的压力
D. 国产094A型潜水艇水舱充水时,潜水艇会逐渐浮出水面
【答案】 B
【解析】【解答】A.国产001A型航空母舰航行时漂浮在水上,故所受的浮力等于重力,A不符合题意;
B.国产歼20战机机翼是利用空气流速越大的位置压强越小的原理获得升力,在相同时间内,空气经过上方的路程长速度大;经过下方的路程短速度小,上方空气流速越大压强越小,下方空气流速越小压强越大,所以机翼下方的气压大于上方的气压便形成向上的升力,B符合题意;
C.国产99式主战坦克安装宽大的履带,是为了增大受力面积而减小坦克对地面的压强,C不符合题意;
D.国产094A型潜水艇水舱充水时,重力变大,浮力不变,潜水艇会逐渐沉入水下,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】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。
15.如图所示,下列能正确表示铁块所受浮力F与浸入水中深度h关系的是( )
A. B. C. D.
【答案】 D
【解析】【解答】在完全浸没前,随着深度的增加,铁块受到的浮力增大;完全浸没后,深度增加,但浮力不变.
故答案为:D。
【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排 , ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大。
16.如图,体积相同的两物体A、B用不可伸长的细线系住,放入水中后,A有 体积露出水面,细线被拉直。已知A重4N,B受到的浮力为8N。则( )
A. A所受的浮力为4N B. A所受的浮力为2N
C. 细线对 的拉力大小为0N D. 细线对 的拉力大小为2N
【答案】 D
【解析】【解答】AB.已知A、B的体积相同,设均为V,A有四分之一体积露出水面,则A排开水的体积
B排开水的体积V排B=V,则A、B所受的浮力之比
由题知,B受到的浮力F浮B=8N,因F浮A:F浮B=3:4,则A受到的浮力 , AB不符合题意;
CD.A受到向上的浮力、向下的重力和拉力,由力的平衡条件可得细线对A的拉力大小F拉=F浮A-GA=6N-4N=2N
C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排 , ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,结合两个物体的重力求解拉力即可。
二、填空题(共6题;共12分)
17.如图,火车站台上都有一条安全线,乘客必须在安全线外等侯火车进站,这是因为火车进站时,火车与站台上的乘客间空气流动速度变大,压强会________;随着我国火车的提速,安全线的距离应该________(均选填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】 减小;增大
【解析】【解答】火车站台上都有一条安全线,乘客必须在安全线外等侯火车进站,这是因为火车进站时,火车与站台上的乘客间空气流动速度变大,根据流体压强与流速的关系知:压强会减小。
火车的提速,会使火车与站台上的乘客间空气流动速度变得更大,故安全线的距离应该增大。
【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。
18.如图甲所示,装有适量水的水槽中固定一支点燃的蜡烛,将一个玻璃杯倒扣在蜡烛上,此时杯内外水面相平。
(1)在蜡烛燃烧过程中,杯中水面上升。则杯中水柱对水槽的压强________(选填“增大”、“减小”或“不变”);
(2)过一会儿蜡烛火焰熄灭,如图乙所示,此时杯中水面上方的气压________(选填“高于”、“低于”或“等于”)杯外气压。
【答案】 (1)增大
(2)低于
【解析】【解答】(1)在蜡烛燃烧过程中,杯中水面上升,由p=ρgh可知杯中水柱对水槽的压强增大。(2)蜡烛在杯内燃烧时,消耗杯中的氧气,使杯中的气压减小,小于外界大气压,盘中的水在外界大气压的作用下,被压入杯中。
【分析】(1)水的深度越大,对容器底的压强越大;(2)当容器中液面比容器外高时,容器中的气压较小。
19.生活中做类似的事,从物理学的角度看其目的往往不同。剪刀、斧头用过一段时间要磨一磨,在冰壶运动中,运动员对冰面也要磨一磨(图所示)。前者的“磨”是为了增大________,后者的“磨”是为了减小冰壶与冰面之间的________。
【答案】 压强;摩擦
【解析】【解答】磨一磨剪刀或斧头是为了减小受力面积,从而增大压强,而冰壶运动中,运动员磨地面是为了增大冰面的光滑程度,从而减小摩擦。
【分析】压力一定时,减小受力面积,增大压强,增大光滑程度,减小摩擦。
20.一个木箱静止放在水平面上,如图所示,当木箱受到了50N水平推力时,箱子未推动,这时箱子受到的摩擦力________(选填“大于”、“小于”或“等于)50N;当水平推力增大到60N时,箱子恰好匀速运动,这时箱子在水平方向上受到的合力为________N。
【答案】 等于;0
【解析】【解答】推箱子不动,箱子处于静止状态,二力平衡,摩擦力与推力大小相等,为50N。
当物体匀速直线运动时,处于平衡状态,水平方向上受到合力为0。
【分析】物体都做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的合外力为零,摩擦力分为静摩擦力和滑动摩擦力,当物体与地面没有相对运动,但有相对运动趋势时,物体与地面之间的摩擦力为静摩擦力,当物体与地面发生相对运动,物体与地面之间的摩擦力为滑动摩擦力。
21.如图,一个未装满水的瓶子,正立在水平桌面上时,瓶底对桌面的压强为P1 , 瓶底受到水的压强为P2。倒立时瓶盖对桌面的压强为P3 , 瓶盖受到水的压强为P4 , 则P1________P3 , P2________P4(均选填“>”“=”或“<”)
【答案】 <;<
【解析】【解答】由于瓶子放在水平桌面上,则对桌面的压力等于瓶子和水的总重力,即F=G
所以,倒置后容器对桌面的压力不变,而受力面积减小,由 得:倒置后对桌面的压强变大,即p1<p3
由图可知:倒立时水的深度h2大于正立时水的深度h1 , 根据p=ρgh可知,水的压强p2<p4
【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。
22.如图甲中,将木板固定,水平匀速拉动木块,待测力计示数稳定后,测力计的示数为为1.5N,则木块受到的滑动摩擦力大小为________N;如图乙中,用3.0N力水平匀速拉动木板,则木块受到的滑动摩擦力大小为________N。
【答案】 1.5;1.5
【解析】【解答】图甲中,弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动,由二力平衡可知,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小为1.5N。
图乙中,由于木板做匀速直线运动,木块受到的摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,木块在木板上的压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,为1.5N。
【分析】滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度和压力大小有关,当两个因素相同时,滑动摩擦力大小不变。
三、作图题(共2题;共10分)
23.如图,画出静止电灯的受力示意图。
【答案】
【解析】【解答】电灯同时受到重力和拉力的作用,两个力大小相等、方向相反、且在一条直线上,电灯所受的重力竖直向下,拉力的方向沿绳子竖直向上。如图所示:
【分析】作重力的示意图,力的作用点在物体几何中心上,方向竖直向下,重力用字母G表示。
作绳子拉力的示意图,力的作用点在接触点上,方向指向绳子收缩的方向,用字母F表示。
24.如图,画出水中木块受到浮力的示意图和烧杯对斜面的压力示意图。
【答案】
【解析】【解答】木块在水面静止时,所受到的浮力的F浮的作用点在重心,方向是竖直向上的。在烧杯和斜面的接触面上找一点作为力的作用点,画一垂直斜面向下的线段,标出箭头,记为F,如图所示
【分析】作浮力的示意图,力的作用点在物体几何中心上,方向竖直向上,用字母F浮表示浮力。
作压力的示意图,力的作用点在两物体接触面上,方向垂直指向被压物体,用字母F压表示。
四、简答题(共1题;共5分)
25.防控新冠肺炎疫情中,在防护效果相同的情况下,你会选择带子宽大的口罩还是选择带子很小的口罩?请用物理知识简单说明你的选择和原因。
【答案】 解:应该选择带子宽大的,根据p= ,当压力一定时,宽大的口罩带子增大了受力面积,减小了压强,所以长时间佩戴也能感到舒适。
【解析】【分析】当压力一定时,受力面积越大,压强越小。
五、实验题(共5题;共22分)
26.如图所示是探究“运动和力的关系”的实验装置。实验中,让小车从同一斜面的同一高度自由滑下,在表面材料不同的水平面上运动。
(1)让小车从斜面同一高度滑下,目的是使小车每次到达水平面时的速度________。
(2)实验可知,平面越光滑,小车运动的距离越远。说明:平面越光滑,小车受到的阻力越________,速度减少得越慢。
(3)由实验现象可推断:假如平面绝对光滑,水平面上运动的物体将做________。
(4)此实验验证了伽利略的观点:物体的运动________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
(5)牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出了著名的“牛顿第一定律”。这个定律________(选填“能”或“不能”)用实验直接验证。
【答案】 (1)相同
(2)小
(3)匀速直线运动
(4)不需要
(5)不能
【解析】【解答】(1)本实验利用控制变量法探究,在不同材料表面运动需控制初速度相同,让小车从斜面同一高度滑下,可以使小车每次到达水平面时的速度相同。
(2)平面越光滑,小车运动距离越远,说明越光滑,阻力越小。
(3)由上实验结论,平面越光滑,阻力越小,运动距离越远,若平面绝对光滑,完全没有阻力,那运动的物体将做匀速直线运动。
(4)由实验现象推断,若平面绝对光滑,完全没有阻力,那运动的物体将做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力的维持。
(5)“牛顿第一定律”是在理想的情况下,即完全无阻力的情况下,运动的物体将保持匀速直线运动,现实中无法做到完全无阻力,因此不能用实验直接验证。
【分析】(1)探究阻力对物体运动的影响时,小车从相同高度滑下,目的是使小车进入水平面时的速度相同;
(2)小车受到的阻力越小,运动的越远;
(3)小车受到的阻力越小,运动的越远;推理得,小车不受到摩擦力时。会一直运动下去。
(4)牛顿第一定律给出的结论是,物体的运动是不需要力来维持的,
(5)牛顿第一定律的前提条件为物体不受力,这显然是不能满足的,故牛顿第一定律的得出是靠推理得出的。
27.如图1所示是“探究二力平衡的条件”的实验装置。
(1)在细线上挂上钩码,使作用在小车上的两个力方向________,并通过调整钩码的________来改变拉力F1、F2的大小;
(2)实验中,保持F1和F2大小相等,将小车扭转一个角度。松手后,小车________(选填“能”或“不能”)保持平衡。设计此实验的目的是为了探究:________;
(3)部分同学还设计了如图2所示实验方案。在图1和图2所示的两种方案中,图________所示的方案更合理。原因是:该设计较好地减小了________对实验的影响。
【答案】 (1)相反;数量
(2)不能;平衡力作用在同一直线上
(3)1;摩擦力
【解析】【解答】(1)实验过程中,可以通过改变钩码的数量改变两个拉力的大小,在细线上挂上钩码,使小车上的两个力F1和F2方向相反。
(2)保持力F1与F2大小相等,用手将纸板扭转一定的角度,松手后,两力不在一直线上,小车将转动,所以实验中设计这一步骤的目的是为探究二力平衡时是否要满足两个力必须在一条直线上。
(3)图1的实验装置更加合理,因为图2用木块做实验时,木块与桌面间的摩擦比较大,而用小车减小了摩擦力对实验的影响。
【分析】(1)探究二力平衡条件时,使物体受到方向相反的力,通过调整钩码个数改变力的大小;
(2)改变物体受到的力的力的角度,可以探究二力平衡时是否要满足两个力必须在一条直线上;
(3)探究二力平衡时,受力物体受到的摩擦力越小,对实验的影响越小。
28.利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素,如图甲、乙、丙所示。
(1)图中压力的作用效果是通过观察________来比较压力作用效果的,我们________(填“可以”或“不可以”)用沙子代替海绵来完成实验。
(2)通过比较图________(填序号)和图丙,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;通过比较图甲和图乙,说明________,压力的作用效果越明显。
(3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图丙中海绵受到的压强p丙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系为p丙________p丁(填“ ”“ ”或“=”)。
(4)实验时如果将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,小明发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力的作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是________。
【答案】 (1)海绵的凹陷程度;可以
(2)乙;受力面积一定时,压力越大
(3)=
(4)未控制压力相同
【解析】【解答】(1)海绵容易发生形变,通过海绵的凹陷程度来反映压力作用效果。我们一般选择海绵、泡沫塑料、沙子等较易发生形变的物体作为受力面,所以,如果用沙子代替海绵做此实验,则仍然可以完成本次实验。
(2)乙丙两图说明,在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。甲乙两图说明,在受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3) 将该小桌和砝码放在图丁的木板上,比较图丙中海绵受到的压强p丙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系,由于压力和受力面积均相同,则压强相同,即p丙=p丁
(4)如图戊,受力面积不同,压力也不同,不能探究压力作用效果跟受力面积的关系,故他在探究过程中存在的问题是未控制压力大小相等。
【分析】(1)探究影响压力作用效果的因素时,用到了转化法,物体形变量越大,压力作用效果越明显,压强越大;
(2)压强与受力面积和压力大小有关系,受力面积相同时,压力越大,力的作用效果越明显,压强越大。
(3)物体受到的压力和受力面积都相同,压强就相同;
(4)实验中要探究压力对压强的影响,需要保证受力面积大小相同;同理要探究受力面积大小对压强的影响,需要保证压力相同。
29.在探究“液体内部压强与哪些因素有关”实验中,小组同学用一个两端开口、下端扎有橡皮膜的玻璃管进行实验,如图1所示。
(1)随着倒入玻璃管的水越来越多,橡皮膜下凸的程度越明显,小明猜想:液体内部压强可能与液体的质量有关;小红根据观察到的随着液体越来越深,橡皮膜下凸的程度越明显,提出猜想:液体内部压强可能与液体的________有关;
(2)为验证猜想,小组同学设计了图2所示实验进行探究(图中两个玻璃管粗细不同,侧壁连管扎有相同的橡皮膜)。他们往两个玻璃管里倒入水,当两个玻璃管的水面相平时,两管里水的质量________(选填“相等”或“不相等”),这时他们是在验证________(选填“小明”或“小红”)的猜想。若此时两管的橡皮膜向外凸出的程度相同,说明该猜想是________(选填“正确”或“错误”)的。
【答案】 (1)深度
(2)不相等;小明;错误
【解析】【解答】(1)小红观察到随着液体越来越深,橡皮膜下凸的程度越明显,猜想液体内部压强可能与液体的深度有关。(2)]由图2可知,往两个玻璃管里倒入水,当两个玻璃管的水面相平时,两管里水的质量不相等。可以验证小明的猜想,由于两管的橡皮膜向外凸出的程度相同,所以猜想是错误的。
【分析】(1)通过液柱加深,橡皮膜凸出越多,可以探究液体压强和深度的关系;(2)液体压强和液体的质量无关,和液体密度、深度有关。
30.为了验证“阿基米德原理”,小明所在的兴趣小组设计了如图所示的实验装置:其中A、B为弹簧测力计,C为金属块,D为薄塑料袋(质量不计),E是自制溢水杯,F是可升降平台。
(1)先将金属块挂在测力计A下,读出金属块未浸入水中时测力计的示数F如图甲所示,则金属块的重力是________N,然后将溢水杯放在可升降平台上,在溢水杯中装满水,并将两支弹簧测力计及薄塑料袋按图乙方式组装好。
(2)小明逐渐调高平台F,使金属块浸入水中的体积越来越大、观察到弹簧测力计A的示数逐渐________(选填“变大”,“变小”或“不变”);同时观察到D中水的体积越来越多,这表明浮力大小与________有关
(3)实验时,金属块在浸入水的过程中弹簧测力计A示数的变化量为 ,弹簧测力计B示数的变化量为 ,若两者间存在________关系,则说明阿基米德原理是成立的。
(4)金属块浸没(未碰底)在水中后弹簧测力计A示数为1.2N,则此时金属块受到的浮力是________N,金属块排入D中水重为________N;若此时,弹簧测力计B的示数为3.0N,则小明在实验中可能存在的不当操作是________(写出一种可能)。
【答案】 (1)4.6
(2)变小;排开液体的重力
(3)相等
(4)3.4;3.4;最初溢水杯中的水未装至溢水口
【解析】【解答】(1)弹簧测力计分度值为0.2N,物体的重力为4.6N。
(2)逐渐调高平台,重物浸入水中的体积越来越大时,排开液体的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力变大,因为F浮=G-F′
所以弹簧测力计A的示数F′=G-F浮变小。
又因为重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大,由此可知,浮力大小与排开液体的重力有关。
(3)由实验可知,弹簧测力计A示数的变化量 和弹簧测力计B的示数变化量 ,若两者间存在相等关系,即物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,则说明阿基米德原理是成立的。
(4)根据称量法知,此时F浮=G-F2=4.6N-1.2N=3.4N
金属块排入D中水的重力等于金属块受到的浮力为3.4N。若此时,弹簧测力计B的示数是3.0N,即G排=3.0N
所以排开液体的重力小于浮力,这可能是最初溢水杯中的水未装至溢水口,则金属块排开水的只有一部分溢出到薄塑料袋中,导致排开水的重力G排偏小。
【分析】(1)观察弹簧测力计的量程和分度值,根据指针的位置读数即可;
(2)(3)实验验证阿基米德原理,先测量物体的重力,把物体浸没在液体中,利用称重法测量物体的浮力,利用溢水杯收集物体排开的液体,测量排开液体的重力,最后比较物体受到的浮力与排开液体的重力的关系即可;
(4)当溢水杯装满水时,排开的水才等于溢出的水,如果溢水杯没有装满,则排开的体积小于溢出水的体积,
六、计算题(共2题;共25分)
31.如图所示是屹立在长汀南寨汀江河畔的客家母亲雕像,石雕像和基座的总质量约为8×105kg,基座底部与地面的接触面积约为50m2。求:
(1)石雕像和基座总重力;
(2)石雕像和基座对水平地面的压力大小和压强大小。
【答案】 (1)解:石雕像和基座总重力G=mg=8×105kg×10N/kg=8×106N
答:石雕像和基座总重力是8×106N;
(2)石雕像和基座对水平地面的压力F=G=8×106N
对水平地面的压强
答:石雕像和基座对水平地面的压力是8×106N;对水平地面的压强是1.6×105Pa。
【解析】【分析】(1)结合物体的质量,利用公式G=mg求解物体的重力。
(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。
32.如图,水平桌面上正放一个底面积为3×10-2m2溢水杯,溢水口距杯底20cm,内装深度为18cm的水,将边长为10cm、密度为0.9g/cm3的正方体木块缓慢放入水中。(ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)木块放入前,水对溢水杯底的压强和压力;
(2)木块放入前,木块对水平桌面的压强;
(3)木块放入水中静止后,水对木块的浮力。
【答案】 (1)解:木块放入前,内装水深度为18cm=0.18m,溢水杯底面积为3×10-2m2 , 液体压强为
水对杯底压力
答:木块放入前,水对溢水杯底的压强是1.8×103Pa,压力是54N;
(2)木块是边长为10cm=0.1m、密度为0.9g/cm3的正方体,对水平桌面的压强
答:木块放入前,木块对水平桌面的压强是0.9×103Pa;
(3)木块放入水中静止后,木块漂浮在水面上,浮力等于重力
答:木块放入水中静止后,水对木块的浮力是9N。
【解析】【分析】(1)(2)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;
(3)当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力。
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