江西省南昌市心远中学2019-2020年八年级下学期期末物理试题
展开2019-2020年江西省南昌市心远中学八年级(下)期末物理试卷
1. 探索微观世界的过程中,科学家对原子的结构进行猜想和实验,并提出了多种模型。在图所示的两种模型中,如图A是______提出的原子模型“枣糕模型”,随着时间的发展,在以后的实验中进一步表明,图B的“核式模型”是______的。(正确/错误)
2. 有一种炊具叫“高压锅”。“高压锅”中的“压”字的含义指的是______(选填“压强”或“压力”);“高压锅”能更快地煮熟食物,不仅节约了时间,更节约了能源。“高压锅”能更快煮熟食物是利用了“气压增大,沸点______”的原理(选填“升高”、“降低”或“不变”)
3. 如图甲所示,在铁桶内放少量的水,用火加热,水沸腾之后把桶口堵住,然后浇上冷水。在______作用下,铁桶被压扁了;手握如图乙所示的两张纸,让纸自由下垂,在两张纸中间向下吹气,结果发现两张纸向中间靠拢,这表明气体流动速度越大的位置,压强越______。
4. 如图所示是同一艘潜水艇在水中上浮和下潜的情景,其中______图的潜水艇正在水中上浮。这两种情景中,潜水艇所受的浮力分别为F甲、F乙.则F甲______F乙(选填“>”“=”或“<”)。
5. 如图所示,底面积和质量都相同的A、B两容器,装有质量相同的不同液体,放在水平桌面上,则液体对容器底部的压强pA______pB,容器对桌面的压强pA′______pB′.(选填“大于”“等于”“小于”)
6. 如图所示,在水平桌面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液体,现将三个完全相同的圆柱体分别放入容器的液体中,静止时三个容器的液面恰好相平。在三个容器中,液体密度最小的是______,三种液体对容器底的压强最大的是______。(选填“甲”“乙”或“丙”)
7. 如图是测大气压值的实验,那么最早测出大气压数值的科学家是______。不同高度的大气压不一样,它随高度的增加而______(填“增大”或“减小”)。
8. 如图所示,是某同学研究液体压强时,绘制的甲乙两种液体的压强与深度的关系图象.由图可知,甲乙两种液体密度的大小关系为______ ,其中______ 液体是水.
9. 为营造清静的生活环境,近年来,南昌市已经实现所有城区“禁鞭”。燃放鞭炮产生的烟尘飞扬______(选填“是”或“不是”)分子运动;虽然有时候我们没看见尘土飞扬,但是我们还是能闻到燃放鞭炮后的气味,这个属于______现象。
10. 如图,两个完全相同的圆筒形容器,内装质量相等,密度分别为ρ1、ρ2的液体,将同一密度计分别放入两液体中,都浮在液面上,如甲所示,则密度计在两液体中受到的浮力F1______F2;两液体的密度ρ1______ρ2;(选填“>”“=”“<”)
11. 关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A. 打开香水瓶,不久就满屋子都能闻到香气,说明分子在永不停息地做无规则的运动
B. 打扫教室地面时,看到灰尘在空中飞舞,说明分子在永不停息地做无规则的运动
C. 酒精和水混合后体积减小的实险,说明分子间有引力
D. 堆在墙角的煤会使墙体内部变黑,说明分子间有引力
12. 一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示,图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是( )
A. F1 B. F2 C. F3 D. F4
13. 如图所示,一圆柱容器上部圆筒较细,下部的圆筒较粗且足够长.容器的底部是一可沿下圆筒无摩擦移动的活塞S,用细绳通过测力计F将活塞提着,容器中盛水.开始时,水面与上圆筒的开口处在同一水平面上,然后提着活塞的同时使活塞缓慢地下移,在这一过程中,测力计的读数( )
A. 先变小,然后保持不变 B. 一直保持不变
C. 先变大,然后保持不变 D. 先变小,然后变大
14. 有资料说明,在刮龙卷风时,大气压强可以达到9×104Pa.在一座面积为200m2的简易平顶厂房中,当时室内的气压为1×105Pa,如果此时刮龙卷风,那么大气对厂房房顶的作用力可能是( )
A. 方向向上,2×106N B. 方向向下,2×106N
C. 方向向上,1.8×107N D. 方向向下,1.8×107N
15. 如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮.经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示.现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断错误的是( )
A. 先下沉然后上浮 B. 浮力变小,一直下沉
C. 先上浮然后下沉 D. 浮力变大,一直上浮
16. 潜水器从刚好浸没时开始下潜到返回水面合计10分钟,显示器上分别显示全过程深度曲线和速度图象如图,下列对潜水器分析正确的是( )
A. 在1∼3分钟,受到水的压强逐渐减小 B. 在1∼3分钟,受到水的浮力逐渐变大
C. 在4∼6分钟,都是处于水下静止状态 D. 在6∼8分钟,都是处于受力平衡状态
17. 放在水平桌面上完全相同的两个烧杯中装有深度相同的甲、乙两种液体,把体积相同的A和B两个实心小球分别一起放入甲、乙两种液体中,小球静止时的情况如图所示,则下列说法中正确的是( )
A. 在甲液体中,小球A受到的浮力大于小球B受到的浮力
B. 小球A的质量小于小球B的质量
C. 甲液体的密度大于乙液体的密度
D. 小球放入后,装甲液体的烧杯对桌面的压力小于装乙液体的烧杯对桌面的压力
18. 某同学利用如图所示装置探究“液体压强的特点”。下列对实验现象分析正确的是( )
A. 只拔掉a、c的孔塞时,观察到两孔均有水流出,水面水向各个方向都有压强
B. 只拔掉b、c的孔塞时,观察到两孔水的射程不同,水面同一深度,水的压强不相等
C. 只拔掉a、c的孔塞时,观察到c孔比a孔水的射程远,说明水的压强随深度增加而增大
D. 只拔掉d的孔塞时,观察到有水流出,说明水对容器底没有压强
19. 大家都知道“曹冲称象”的方法,如图我们来分享小曹冲所运用的智慧:
(1)用物理知识解释“称象”的原理,前后两次水面正对记号说明:______.
(2)要推出“象重等于石头重”的结论,必须附上的关键推理依据是:______.
20. “五⋅一”期间,小宇从上海世博会丹麦馆带回一个“小美人鱼”工艺品,他想知道这个工艺品的密度,于是进行了实验。请你根据图所示的实验数据推算:
温馨提示:水的密度用ρ水表示,推算结果均用字母表示:
(1)工艺品排开水的质量
(2)工艺品的密度。
21. 为了节约水资源,公厕用的定时定量冲水装置主要部件如图所示。浮筒底面积为S1=100cm2且足够高,略大于出水口的圆形阀门(厚度不计)的表面积为S2=20cm2,浮筒与阀门用细杆相连,不计浮筒、阀门、轻杆的重量。通常情况下,水龙头以滴漏形式向储水桶供水,当储水罐水位上升到20cm时,浮筒即将通过轻杆将阀门拉起冲水,问即将开始冲水时(g=10N/Kg,ρ水=1.0×103kg/m3):
(1)阀门所受水的压强p为多少?
(2)浮筒对阀门的拉力为多大?
(3)浮筒浸入水中部分的深度H为多少?
22. 底面积为100cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上。现将体积为500cm3,重为3N的木块A轻放入容器内的水中,静止后水面的高度为8cm,如图甲所示,若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方,使其恰好浸没在水中,如图乙所示(水未溢出),不计绳重及其体积,求:
(1)图甲中木块A静止时浸入水中的体积;
(2)物体B的密度;
(3)图乙中水对容器底部的压强。
23. 水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺和装有适量水的A、B两个烧杯.小明和同学们学习了液体内部压强跟哪些因素有关的知识后,提出新的猜想,为此同学们利用提供的实验器材进行了如下实验探究.
(1)①将微小压强计的探头放入A烧杯的水中,用刻度尺测得探头到烧杯底的距离L为6cm,如图甲所示,记录微小压强计U形管两侧的液面高度差h1;
②将微小压强计的探头放入B烧杯的水中,探头到烧杯底的距离L为10cm,如图乙所示,记录微小压强计U形管两侧的液面高度差h2;
(2)有同学发现h1大于h2,于是得出结论“液体内部任意一点的压强跟该点到容器底的距离L有关”,小明认为这个结论是错误的,并设计了如下的实验来验证.
实验步骤:
①微小压强计的探头放入烧杯的水中,用刻度尺分别测出探头到水面的距离H,以及______ ,读出压强计U型管两侧的液面高度差h1,记录数据.
②______ ,调整探头所在的位置,使得探头到水面的距离仍为H,压强计U型管两侧的液面高度差h2=h1,重复上一步的步骤,记录数据.
实验结论:通过数据可发现______ ,由此可以验证明上述观点不合理.
(3)小明又取了一根饮料吸管,将一些铜丝从吸管的下端塞入作为配重,并用石蜡将吸管的下端封起来,初步做成一支密度计,如图丙所示.为了给密度计标上刻度,他进行了如下实验.
①将其放入水中,竖立静止后,在密度计上与水面相平处标上水的密度值1.0g/cm3;
②将其放入植物油中,用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值0.9g/cm3;刻度0.9应该在______ 点(选填“p”或“q”);小明用刻度尺测出密度计1.0g/cm3与0.9g/cm3刻度线间的距离为0.80cm,则该密度计竖直漂浮时浸入水中的深度______ cm.
【拓展】像标示弹簧测力计刻度的方法一样,小明以两刻度线间的长度表示0.1g/cm3,将整个吸管均匀标上刻度.你认为这样均匀标示刻度______ (选填“合理”或“不合理”),理由是______ .
24. 同学们用空塑料瓶和细沙等实验器材探究影响浮力大小因素,(g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
(1)为了测出塑料瓶的体积,进行如下操作,
①把天平放在水平桌面上,调节天平平衡,在左盘中放入盛有适量水的烧杯,通过增减砝码和移动游码使天平再次平衡,所加砝码和游码的位置如图甲所示,烧杯和水的总质量为______g。
②在空塑料瓶中装入适量细沙,拧紧瓶盖,在瓶颈系一细绳,手拿细绳将塑料瓶完全浸没于烧杯的水中(瓶没有接触烧杯,水未溢出),通过增减砝码和移动游码使天平再次获得平衡,所用砝码总质量和游码所示质量之和为167g,塑料瓶的体积是______cm3。
(2)同学们根据生活经验提出了如下三种猜想,并举出了相应的实例
猜想一,浮力的大小与物体的密度有关,实例:铁块可以在水中下沉,木头可以浮在水面上
猜想二,浮力的大小与液体的密度有关,实例:鸡蛋可以在水中下沉,在盐水中可以浮起来
猜想三,浮力的大小与浸入液体的深度有关,实例:在游泳池里,人越往下蹲感觉到水向上托自己的力越大
为了验证以上猜想是否正确,同学们选择了装入细沙的塑料瓶和其他实验器材进行探究,实验过程如图乙所示。
①根据实验步骤d和______(填序号),可以确定猜想二是正确的;
②根据实验步骤c和d可以验证猜想三是______(选填“正确”或“错误”);对该猜想对应的实例,合理的解释是______。
③要验证猜想一是否正确,可以在塑料瓶中______后再进行探究。
④同学们讨论认为,猜想一和猜想二中的实例反应了物体的浮与沉可能与密度有关,要选用一个能漂浮在图e中盐水上的物体时,物体的密度应小于______g/cm3(计算结果保留1位小数)。
25. 甲、乙两位同学分别对“物体的浮沉条件”进行了探究。
(1)甲同学的探究方案
实验器材:弹簧测力计(量程0∼5N,分度值0.2N)、天平(带砝码盒)、量筒及水、蜡块(10g左右)
探究问题:蜡块的上浮条件。
实验过程:
①首先测量蜡块的重力:方案一是用弹簧测力计直接测出蜡块的重力;方案二是用天平测出蜡块的质量,再求出重力。
你支持方案______,理由是______。
②测量蜡块受到的浮力:量筒中放入适量的水,把蜡块放在水中浮在水面时,测出蜡块排开水的体积,用阿基米德原理求出浮力。你认为上述操作存在的问题是______。
③通过比较蜡块的重力和受到的浮力,可知物体上浮的条件。
(2)乙同学的探究方案
实验器材:装有水的大烧杯、蜡块、铁钉(见右图)。
探究问题:蜡块的下沉条件。
实验过程:把蜡块浸没在水中,松手后,发现
蜡块要上浮直至漂浮在水面。为了使浸没在水中的蜡块会下沉,设计了两种实验方案。
方案一:将一根铁钉全部插入蜡块中,然后将蜡块浸没在水中松手,发现蜡块沉入水底。
方案二:用同样的铁钉,但只将其部分插入蜡块中,将蜡块浸没在水中松手,发现蜡块也沉入水底。
①从物体受力的角度看,在蜡块中插入铁钉是为了改变______的大小。
②能够得到的实验结论是:______。
③虽然两种方案的实验结果基本一致,但老师认为方案一更科学。你认为老师这样评价的主要理由是______。
26. 如图是小刚做“估测大气压的值”的实验示意图。
(1)请将下列实验步骤补充完整。
A.把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔。
B.用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒。当注射器中的活塞______时,记下弹簧测力计的示数,即等于大气对活塞的压力F。
C.用刻度尺测出注射器的______,记为L,读出注射器的容积V,则活塞的面积S=______。
D.最后计算出此时大气压的数值p=______(写出表达式)。
(2)A步骤中活塞推到底端并用橡皮帽封住注射器的小孔的目的是______,实际实验测量的结果与真实值之间总有比较大的偏差,其可能导致测量值偏小原因是______;可能导致测量值偏大的原因是______(各写出一条即可)。
答案和解析
1.【答案】汤姆孙;正确
【解析】解:由图可知,A是枣糕模型,它是由汤姆孙提出的;
B是原子的核式模型,中间是原子核,核外是电子在绕核旋转,它是由卢瑟福提出的。目前为止,科学家认为原子核式结构模型是正确的。
故答案为:汤姆孙;正确。
汤姆孙认为电子是平均分布在整个原子上的,就如同散步在一个均匀的正电荷的海洋之中,它们的负电荷与哪些正电荷相互抵消,这种模型叫做“枣糕模型”;
卢瑟福发现原子中全部正电荷和绝大部分质量都集中在原子内一个极小的空间区域,称为原子核,原子中的电子像行星环绕太阳一样在核外绕核旋转,这一模型被称为核式模型。
本题考查了学生对原子模型、结构发展史的掌握和了解,汤姆生发现了电子,他提出了原子的结构是枣糕模型;卢瑟福发现了原子核,他提出了原子的结构是核式模型。
2.【答案】压强 升高
【解析】解:
高压锅密封性很好,锅内气压可以超过标准大气压,所以它是利用增大压强,使沸点升高的原理来更快煮熟食物的。
故答案为:压强;升高。
液体沸腾的温度叫沸点,液体的沸点与气压有关:气压越高,沸点越高。
此题考查的是高压锅的工作原理,属于基础题的考查,难度不大。
3.【答案】大气压 小
【解析】解:在铁桶内放少量的水,用火加热,水沸腾之后把桶口堵住,然后浇上冷水,铁桶内的水蒸气遇冷液化成小水珠,气压减小,桶内的压强小于外界大气压,在大气压的作用下,铁桶被压扁了。
当向两张纸中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小。纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸在压力差的作用下向中间靠拢,说明气体流速越大的地方压强越小。
故答案为:大气压;小。
(1)大气压强是由于空气具有重力和流动性而产生的,吸盘、吸管吸饮料、覆杯实验等都证明了大气压强的存在;
(2)流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。解决此题的关键是考虑向两张纸中间吹起时,两纸中间气体流速与外侧气体流速不同。
本题结合生活事例考查了大气压强,流体压强和流速的关系,物理来源于生活,要学以致用。
4.【答案】甲 =
【解析】解:潜水艇是通过改变水舱中的水的重力来改变自身重力的,要使潜水艇上浮,应使潜水艇所受的浮力大于潜水艇的重力,所以水舱中水较少时潜水艇上浮,故甲图为上浮时的情景;根据阿基米德原理可知,潜水艇所受的浮力等于潜水艇排开水的重力,因甲、乙两种情景潜水艇排开水的重力相等,故所受的浮力相等。
故答案:甲、=
一、潜水艇是通过改变自身重来实现上浮或下沉的;二、由F浮=ρ水v排g可知,v排不变,F浮不变。
浸没在液体中的物体,物体受到的浮力与所处的深度无关
5.【答案】小于 等于
【解析】解:(1)两个容器底面积相同,形状不同,在液面等高的情况下,两个容器内液体的体积关系为:VA>VB;
由于两种液体质量相同,由ρ=mV得:ρA<ρB;
已知液面高度相同:hA=hB,由液体压强公式p=ρgh得:
两容器底部所受液体的压强关系是pA
所以两个容器对桌面的压力F=G=mg相同,又已知容器底面积相等,即SA=SB;
由p=FS得:两个容器对桌面的压强关系是pA′=pB′。
故答案为:小于;等于。
(1)首先根据两种液体的体积、质量关系比较得出它们的密度关系,再根据液体压强公式P=ρgh比较两容器底部所受液体的压强PA、PB的关系;
(2)首先明确,两个容器以及所装液体的总质量相同,即重力相同,可判断出它们对于水平面的压力的大小关系,再根据已知的容器底面积大小关系,结合压强公式p=FS比较出两个容器对桌面的压强大小。
此题主要考查学生对液体压强的计算和压强大小及其计算的理解和掌握,此题稍微有点难度,属于中档题。
6.【答案】甲 丙
【解析】解:由于A悬浮,故ρ甲=ρ物;B漂浮,故ρ乙>ρ物;丙漂浮,故ρ丙>ρ物;且在丙中漂浮的更厉害,所以ρ丙>ρ乙;故密度关系是:ρ甲<ρ乙<ρ丙,故甲液体密度最小,丙液体密度最大;
据P=ρgh可知,丙容器底所受的压强最大。
故答案为:甲;丙。
(1)当物体漂浮或悬浮时,判断出液体密度和物体密度的关系;
(2)液体内部压强和液体的密度和液体的深度有关,故分析即可判断。
该题考查了物体的浮沉条件和液体压强的理解和应用,理清题意,分析清楚各种情况的状态是解决该题的关键,其难度很大
7.【答案】托里拆利;减小
【解析】
【分析】
本题考查大气压的测量相关知识,比较简单。
【解答】
最早测出大气压值的科学家是托里拆利,后来用他的名字命名了这一著名的实验;
大气压强随高度的增加而减小。
8.【答案】ρ甲>ρ乙;乙
【解析】解:当h=4cm时,
由图象可知,p甲>p乙,
∵p=ρgh,
∴甲液体的密度大;
当h=8cm=0.08m时,
由图象可知,p乙=800Pa,
∵p=ρgh,
∴ρ乙=pgh=800Pa10N/kg×0.08m=1.0×103kg/m3,
可知乙液体是水.
故答案:ρ甲>ρ乙;乙.
选取深度h=4cm,由图知甲液体产生的压强和乙液体产生压强的大小关系,利用p=ρgh判断甲乙两种液体的密度关系;
选取深度h=8cm,从图象读出乙液体产生的压强利用p=ρgh计算乙液体的密度得出答案.
本题考查了学生对液体压强公式的掌握和运用,能从p−h图象中得出相关信息是本题的关键.
9.【答案】不是 扩散
【解析】解:燃放鞭炮产生的烟尘飞扬不是分子运动,是固体小颗粒的运动;
人们能闻到燃放鞭炮后的气味,这是分子不停地做无规则的运动的结果,属于扩散现象。
故答案为:不是;扩散。
分子的无规则运动是肉眼看不到的;
两种不同的物质相互接触时,分子彼此进入对方的现象叫扩散现象,扩散现象表明分子不停地做无规则的运动
此题考查了分子动理论的应用,正确理解规律和概念是解答的基础。
10.【答案】=>
【解析】解:因为在两种液体中,密度计漂浮,
所以所受到的浮力F1=F2=G;
由图可知:V排甲
故答案为:=;>。
由密度计都漂浮在液体面上,根据漂浮条件比较受浮力大小;知道浮力大小关系再利用阿基米德原理根据排开液体的体积的大小比较液体密度的大小。
本题考查了物体的浮沉条件、阿基米德原理,要求运用灵活,难度适中。
11.【答案】A
【解析】解:A、打开香水瓶盖后,屋里充满了香味,这是香水的分子做无规则运动的结果。故A正确;
B、扫地时尘土飞扬,是固体小颗粒的运动,不是分子的运动。故B错误;
C、水和酒精混合后体积减小,是因为相互渗入对方分子间隙,说明分子间有间隙。故C错误;
D、把煤堆在墙角,时间长了墙也变黑,是因为煤分子扩散到墙上,说明分子在不断扩散。故D错误。
故选:A。
①扩散现象不但说明了分子在不停地做无规则运动,还体现了分子之间有间隙;
②分子非常小,是纳米尺度内的,我们用肉眼是看不到的;我们能够看到的不是分子,是固体的小颗粒;
③分子之间同时存在引力和斥力。
此题考查了分子动理论的应用,熟悉基本规律,明确每个选项考查的知识点,是正确选择的基础。
12.【答案】C
【解析】解:鸡蛋悬浮在液体中,此时鸡蛋上、下表面受到的液体压力不同,
这个压力差就是鸡蛋所受的浮力,因浮力的方向总是竖直向上的,所以F3正确;
故选:C。
从浮力产生的原因和浮力的方向去解答此题。
此题主要考查学生对浮力方向这一知识点的理解和掌握。学生要牢记浮力方向是竖直向上的。
13.【答案】A
【解析】解:细绳对活塞的拉力,等于活塞的重力和水对活塞的压力.水对活塞的压力F=pS,S不变,压强p=ρgh,可见深度h的变化直接影响了压强的小.由图可知,当活塞向下移动时,水深h在逐渐减小,因此,压强p也在减小,压力F也在减小;当活塞下移到上面细筒中的水全部进入粗筒时,再下移活塞水深不再改变,而压力F保持不变.因此,测力计的示数应该是先变小,后保持不变,选项A符合题意.
故选A.
弹簧测力计的示数是细绳对活塞的拉力,等于活塞的重力和水对活塞的压力.其中,活塞的重力一定,所以判断弹簧测力计示数是否变化,需要判断水对活塞压力是否变化.根据公式F=pS,在活塞横截面积不变的情况下,要分析压强大小的变化情况,而压强的大小p=ρgh,最终还要通过确定水的深度h的变化情况来判断.
此题考查的角度比较特殊,突破点在容器形状对液体深度造成的影响.
14.【答案】A
【解析】解:
根据p=FS可得,厂房房顶上受到向下的大气压力:
F1=p1S=9×104Pa×200m2=1.8×107N;
室内的气压为1×105Pa,则厂房房顶上受到向上的大气压力:
F2=p2S=1.0×105Pa×200m2=2×107N,
所以大气对厂房房顶的作用力为:
F=F2−F1=2×107N−1.8×107N=2×106N,方向向上。
故选:A。
已知大气压强与房顶面积,由压强公式的变形公式可以求出厂房房顶上受到的龙卷风的作用力和当时的大气压的作用力。此时厂房所受大气对房顶的作用力为内外大气压力的差,方向与较大的力的方向相同。
本题考查了求房顶受到的大气作用力,应用压强公式的变形公式即可正确解题;解题时要注意审题,明确所求的量。
15.【答案】ABD
【解析】解:因烧杯里盛有6℃的水时,小球恰好悬浮,所以,小球的密度与此时水的密度相等,
由图象可知:4℃的水的密度最大,6℃的水的密度比0℃时水的密度大,则
当水的温度从6℃降到4℃时,水的密度增大,大于小球的密度,使小球上浮、最后漂浮;
当水的温度从4℃降到0℃时,水的密度减小,最后小于小球的密度,使物体下沉、悬浮、最后下沉,
综上可知,小球先上浮后下沉,故C正确,ABD错误.
故选ABD.
物体的密度等于液体的密度相等时物体悬浮,物体的密度小于液体的密度时物体上浮、最终漂浮,物体的密度大于液体的密度时物体下沉、沉入水底,据此结合水密度的变化进行分析解答.
本题考查了学生对物体浮沉条件的掌握和运用,知道水在0∼4℃反常膨胀(热缩冷胀)是本题的关键.
16.【答案】C
【解析】解:A.由h−t图象可知,在1∼3min内潜水器所处的深度逐渐增大,由p=ρgh可知,受到水的压强逐渐增大,故A错误;
B.在1∼3min内,潜水器排开水的体积不变,由F浮=ρgV排可知,受到水的浮力不变,故B错误;
C.由v−t图象可知,在4∼6min内,潜水器的速度为0,处于静止状态,故C正确;
D.由v−t图象可知,在6∼8min内,潜水器加速上升,处于非平衡状态,故D错误。
故选:C。
(1)由h−t图象可知在1∼3min内潜水器所处深度的变化,根据p=ρgh可知受到水的压强变化;
(2)潜水器从刚好浸没时开始下潜到返回水面,在1∼3min内潜水器排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知受到水的浮力变化;
(3)由v−t图象可知在4∼6min内潜水器的速度,然后判断其状态;
(4)由v−t图象可知在6∼8min内潜水器的运动状态,在判断所处的状态。
本题考查了液体压强公式、阿基米德原理、力与运动的关系等,从图象中获取潜水器深度的变化和运动的速度是关键。
17.【答案】BC
【解析】解:A、根据F浮=ρ液gV排,甲液体中,B排开液体的体积大于A排开液体的体积,所以B受到的浮力较大,A错误;
B、甲液体中,A漂浮,A的密度小于甲液体的密度,B下沉,B的密度大于甲液体的密度,两个小球的体积相同,根据m=ρV,A的质量小于B的质量,B正确;
C、A、B在乙液体中均下沉,则乙液体的密度均小于两个小球的密度,由B知,甲液体的密度大于A的密度,所以甲液体的密度大于乙液体的密度,C正确;
D、甲、乙容器的重力相同,A、B的体积相同,甲的密度大于乙的密度,所以甲的重力大于乙的重力,因此装甲液体的烧杯对桌面的压力大于装乙液体的烧杯对桌面的压力,D错误.
故选BC.
(1)根据F浮=ρ液gV排,可判断出两个小球所受浮力的大小关系;
(2)根据两个小球的浮沉情况及物体的浮沉条件,可判断出物体密度和液体密度的大小关系,物体漂浮,则物体密度小于液体密度;物体下沉,则物体密度大于液体密度.
此题通过分析小球在液体中的浮沉情况,考查了对阿基米德原理、浮沉条件的应用,同时考查了密度知识的应用,难度较大.
18.【答案】C
【解析】解:A、a、c两个小孔,是向着同一个方向,距离液面的深度不同,是探究液体压强和深度的关系,该选项说法不正确;
B、b、c是同一深度不同方向的两个小孔,说明了同一深度处,向各个方向的压强是相等的,该选项说法不正确;
C、拔掉a、c的孔塞时,观察到c孔比a孔水的射程远,说明深度越大,压强越大,该选项说法正确;
D、d是容器底的一个小孔,有水流出,说明水对容器底有压强,该选项说法不正确。
故选:C。
液体压强的特点:
①液体内部朝各个方向都有压强,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;
②液体的压强随深度的增加而增大;
③不同液体的压强还跟密度有关,深度一定时,液体的密度越大,压强越大。
此题考查实验现象的分析能力,进行实验是为了得到结论,而结论的得出必须进行准确细致的分析。
19.【答案】前后两次排开水的体积相同 物体的漂浮条件:浮力等于重力
【解析】解:
(1)由图知,船上放大象和放石头水面达到相同的记号,即排开水的体积相同,根据阿基米德原理知道两种情况受到的浮力相同;
(2)两种情况船均为漂浮,
由F浮=G可得大象和船的总重等于石头和船的总重,
由此得:G象=G石头,
故答案为:(1)前后两次排开水的体积相同;
(2)物体的漂浮条件:浮力等于重力.
(1)船上放大象和放石头排开水的体积相同,根据阿基米德原理知道两种情况受到的浮力相同;
(2)因为两种情况船均为漂浮,据此得出大象的重等于石头的重,从而得出石头的质量等于大象的质量.
本题考查了阿基米德原理和物体的漂浮条件的应用,知道曹冲称象的原理是本题的关键.
20.【答案】解:
(1)∵“小美人鱼”工艺品在空气中所受的重力为G1,浸没在水中测力计的示数为G2,
∴工艺品所受到的浮力为:F浮=G1−G2,
由阿基米德原理可知,G排=F浮=G1−G2,
因此工艺品排开水的质量为:m排=G排g=G1−G2g。
(2)工艺品的体积为:V工艺品=V排=m排ρ水=G1−G2gρ水=G1−G2ρ水g,
而工艺品在空气中所受的重力为G1,
∴工艺品的质量为:m工艺品=G1g,
则工艺品的密度为:ρ工艺品m工艺品V工艺品=G1gG1−G2ρ水g=G1g×ρ水gG1−G2=ρ水G1G1−G2。
答;(1)工艺品排开水的质量为G1−G2g。
(2)工艺品的密度为ρ水G1G1−G2。
【解析】(1)知道“小美人鱼”工艺品在空气中所受的重力和其浸没在水中测力计的示数,从而可利用公式F浮=G1−G2计算工艺品所受到的浮力,利用阿基米德原理可知,“小美人鱼”工艺品所受到的浮力等于它所排开的水所受到的重力,再利用公式m=Gg计算工艺品排开水的质量。
(2)工艺品浸没在水中,则此时工艺品的体积就等于排开水的体积,知道排开水的质量,可利用公式V=mρ计算出排开水的体积,又知道工艺品的重力,可利用公式m=Gg计算出工艺品的质量,再利用公式ρ=mV就算出工艺品的密度。
本题考查知识点比较多,浮力的计算,重力的计算,密度的计算,阿基米德原理,关键是公式和公示变形的理解和应用,属于难题。
21.【答案】解:(1)由题可知,当h=20cm时,阀门所受水的压强为:p=ρgh=1.0×103Kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(2)阀门刚被拉起时,因为不计重力,故阀门在竖直方向只受到细杆的拉力F和水的压力而平衡。
拉力F=F压=pS=2000Pa×2×10−3m2=4N;
(3)浮筒刚被拉起时,因为不计重力,故浮筒在竖直方向只受到浮力和细杆的拉力F′=F=4N
由力的平衡得F′=F浮=ρ水gV排
可得:4N=1.0×103kg/m3×10N/kg×10−2m2×H,
解得H=0.04m。
答:(1)阀门所受水的压强p为2000Pa;
(2)浮筒对阀门的拉力为4N;
(3)浮筒浸入水中部分的深度H为0.04m。
【解析】本题考查了浮力和液体内部压强的计算,基础性强,难度不大。
(1)知道水的深度和密度,由液体内部压强公式p=ρgh求解;
(2)分析阀门的受力状况,由F=pS解题;
(3)分析浮筒受力情况,根据阿基米德原理解题。
22.【答案】解:(1)因为A漂浮在水中,所以F浮=GA=3N,
根据F浮=ρ水gV排得
V排=F浮ρ水g=3N1.0×103kg/m3×10N/kg=3×10−4m3
(2)图A、B共同悬浮:F浮A+F浮B=GA+GB
公式展开:ρ水g(VA+VB)=GA+GB
VA+VB=GA+GBρ水g=9N1.0×103kg/m3×10N/kg=9×10−4m3
其中VA=500cm3=5×10−4m3,
故VB=4×10−4m3
B的质量为:mB=GBg=6N10N/kg=0.6kg;
B的密度为:ρB=mBVB=0.6kg4×10−4m3=1.5×103kg/m3;
(3)当AB浸入水中后,所增加浸入水中的体积为:
ΔV=VA+VB−V排=9×10−4m3−3×10−4m3=6×10−4m3
液面升高Δh=ΔVS=6×10−4m3100×10−4m2=0.06m,
图乙中水对容器底部的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.06m+0.08m)=1400Pa。
答:(1)图甲中木块A静止时浸入水中的体积为3×10−4m3;
(2)物体B的密度1.5×103kg/m3;
(3)图乙中水对容器底部的压强为1400Pa。
【解析】(1)根据漂浮浮力等于重力,根据F浮=ρ水gV排得出木块A静止时浸入水中的体积;
(2)根据漂浮浮力等于重力,根据F浮=ρ水gV排得出木块AB静止时浸入水中的总体积;总体积减去A的体积,就是B的体积;根据ρ=mV算出B的密度;
(3)AB总体积减去木块A静止时浸入水中的体积,就为没入水中增加的体积,根据V=Sh算出增加的深度,再利用p=ρ水gΔh即可求出水对容器底部压强的变化。
本题综合考查了多个公式,关键是知道物体漂浮时浮力等于自身重力以及物体所受力的分析,分析物体所受力这是本题的难点也是重点,还要学会浮力公式及其变形的灵活运用,有一定的拔高难度,属于难题。
23.【答案】探头到烧杯底的距离L1;向烧杯中倒入适量的水;L1≠L2,h1=h2;p;7.2;不合理;密度计处于漂浮状态时浸没的深度与液体密度成反比,所以密度计刻度不均匀
【解析】解:
要探究液体内部压强与该点到容器底的距离的关系,应控制液体深度(即探头到水面的距离)、液体的密度相同,改变探头到烧杯底的距离;所以设计实验步骤如下:
①将微小压强计的探头放入烧杯的水中,用刻度尺分别测量探头到烧杯底的距离L1,探头到水面的距离H,读出压强计U形管两侧的液面高度差h1,将以上数据记录下来.
②在向烧杯中倒入适量的水,调整探头所在的位置,使探头到水面的距离仍为H,用刻度尺测量探头到烧杯底部的距离L2,读出压强计U形管两侧的液面高度差h2,将以上数据记录在表格中.
实验现象:通过数据可发现L1≠L2但h1=h2.
(2)②当密度计置于水、植物油的容器中,由于密度计都是处于漂浮,
则F浮1=G物,F浮2=G物,所以,F浮1=F浮2,
即:ρ水gV排1=ρ酒精gV排2,
由于ρ油=0.8×103kg/m3<ρ水=1×103kg/m3,
所以,V排1
所以,h浸=Gρ液gS,
已知1.0g/cm3与0.9g/cm3刻度线间的距离为0.80cm=0.8×10−2m2,
即h浸油−h浸水=0.8×10−2m;Gρ油gS−Gρ水gS=0.8×10−2m;
所以,GgS(1ρ油−1ρ水)=0.8×10−2m;
则GgS=0.8×10−2m1ρ水−1ρ油=ρ水ρ油×0.8×10−2mρ水−ρ油
=1.0×103kg/m3×0.9×103kg/m3×0.8×10−2m1.0×103kg/m3−0.9×103kg/m3=72kg/m2;
则h浸水=Gρ水gS=72kg/m21.0×103kg/m3=0.072m=7.2cm;
③根据h浸=Gρ液gS可知:密度计处于漂浮状态时浸没的深度与液体密度成反比,所以密度计刻度不均匀,即小明这样均匀标示刻度不合理的.
故答案为:(2)①探头到烧杯底的距离L1;②向烧杯中倒入适量的水;L1≠L2,但h1=h2;
(3)①p;②7.2;③不合理;密度计处于漂浮状态时浸没的深度与液体密度成反比.
(1)根据液体压强公式p=ρgh可知,液体内部压强只跟液体的密度和深度有关,密度相同时深度越深压强越大,深度是指自由液面到所在位置的竖直距离,与该点到容器底的距离无关.
(2)根据密度计放在水、植物油里漂浮时的浸入的体积判断出密度计放入植物油中时液面的位置即可;
密度计漂浮,利用物体的漂浮条件求受到水的浮力;再利用阿基米德原理求排开水的体积;
求密度计在纯水中浸没的深度,需要利用密度计的浮力等于重力,求出排开液体体积的大小,再根据求出的体积,算出深度h.在其它因素均不变的情况下,密度越小,深度越大.
这是一道探究实验题,此题的难点是液体压强计的有关知识,我们要了解压强计的原理,知道液体压强计的操作要求等
24.【答案】(1)①133;②34;
(2)①e;
②错误;在游泳池里,人越往下蹲排开水的体积越大,人受到的浮力越大;
③减少一些细砂;
④1.1
【解析】解:(1)①烧杯和水的总质量为:m=100g+20g+10g+3g=133g,
②由①②步骤可知,塑料瓶排开水的质量m排水=167g−133g=34g,
由ρ=mV可得,V排水=m排水ρ水
因为塑料瓶浸没,所以V塑料瓶=V排水=34g1g/cm3=34cm3;
(2)①物体浸没水中受到的浮力F浮=0.4N−0.06N=0.34N;
物体浸没在盐水中受到的浮力F浮=0.4N−0.02N=0.38N;
因为,浮力不相等,而物体所处的深度和浸没的体积相同,则是液体的种类(密度)不同的引起的,说明浮力的大小与液体的密度有关,根据实验d、e可以确定猜想二是正确的;
②物体在c、d中(排开液体的密度相同,都是水)中受到的浮力相同,而排开液体的体积都等于物体的体积,但物体所处的深度不同,故得出:物体浸在同种液体中,所受浮力大小与浸入液体的深度无关。根据实验步骤c和d可以验证猜想三是错误的;
对该猜想对应的实例,合理的解释是:在游泳池里,人越往下蹲排开水的体积越大,人受到的浮力越大;
③要验证猜想一是否正确,即浮力的大小与物体的密度有关,根据控制变量法要改变物体的密度,在物体体积不变时,在塑料瓶中减少一些细砂可以改变塑料瓶整体的密度;
④由a、c两图知,物体浸没在水中所受浮力:F浮=G−F′=0.4N−0.06N=0.34N;
物体浸没在盐水中受到的浮力:F浮′=0.4N−0.02N=0.38N;
由阿基米德原理可得:F浮=ρ水gV排=0.34N(Ⅰ),F浮′=ρ盐水gV排=0.38N(Ⅱ)
浸没时V排相等,由(Ⅰ)(Ⅱ)可得盐水的密度:
ρ盐水=F浮′ρ水F浮=0.38N×1×103kg/m30.34N=1.1×103kg/m3=1.1g/cm3。
物体的浮与沉与密度有关,要选用一个能漂浮在图e中盐水上的物体时,物体的密度应小于1.1g/cm3。
故答案为:(1)①133;②34;
(2)①e;②错误;在游泳池里,人越往下蹲排开水的体积越大,人受到的浮力越大;③减少一些细砂;④1.1。
25.【答案】二 因为弹簧秤的分度值大于蜡块的重力 蜡块没有浸没在水中 重力 物体的重力大于浮力时,物体下沉 方案一是在改变物体重力的同时,控制了浮力不变这一条件。
【解析】解:(1)①蜡块的重力:
G=mg=9×10−3kg×10/N/kg=0.09N<0.2N,
即:蜡块的重力小于弹簧测力计的分度值,无法直接精确测量,
所以,支持方案二;
②把蜡块放在水中浮在水面时,测出蜡块排开水的体积,这样用阿基米德原理求出的浮力不是蜡块浸没在水中受到的浮力。应该利用“助沉法”使蜡块浸没在水中,测出蜡块排开水的体积;
故答案为:①二;因为弹簧秤的分度值大于蜡块的重力。 ②蜡块没有浸没在水中;
(2)在蜡块中插入铁钉,蜡块的重力增大;当重力大于浮力时,物体就会下沉;
方案一:将一根铁钉全部插入蜡块,在改变重力的同时浮力是不变的;
方案二:没有将铁钉全部插入蜡块,在改变重力的同时,蜡块排开液体的体积增大,根据F浮=ρ液gV排可知浮力变大,无法找到浮力和重力的关系。
故答案为:①重力;②物体的重力大于浮力时,物体下沉;③方案一是在改变物体重力的同时,控制了浮力不变这一条件。
(1)①知道蜡块的质量,利用重力公式求蜡块重,可以看出其大小小于弹簧测力计的分度值0.2N,这样测量不准确;
②研究的是浸没水中的蜡块上浮的条件,需要测量蜡块的重和蜡块浸没在水中受到的浮力,若F浮>G,蜡块将上浮;要利用阿基米德原理计算蜡块浸没在水中受到的浮力,需要知道浸没时排开水的体积,据此判断存在的问题;
(2)要探究物体的沉浮条件,就需要知道浮力和重力,蜡块中插入铁钉改变重力,就应该采用控制变量法控制浮力不变。
本实验题考查了天平的使用、弹簧测力计的使用、称重法测浮力、阿基米德原理、排水法测固体体积(上浮的借用助沉法),知识点多,考查的是基本实验探究能力,有难度。
26.【答案】活塞开始滑动 刻度部分的长度 VL FLV 排尽空气 筒内的空气不能排除干净 活塞与注射器内壁间的摩擦较大
【解析】解:(1)B、当注射器中的活塞开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,因此需要记录此时的示数;
C、注射器是一个圆柱体形状,因此,应量出其刻度部分的长度,再读出空积V,得出活塞的面积S=VL;
D、将测量结果代入压强公式得:p=FS=FVL=FLV;
(2)A步骤中活塞推到底端并用橡皮帽封住注射器的小孔的目的是排尽空气;从表达式中可以看出,V、L的测量结果不变,当注射器漏气或筒内的空气不能排除干净等,拉力F的值会减小,所测大气压值会偏小;如果活塞与注射器内壁间的摩擦较大时,需要的拉力会更大,因此测得的结果将偏大。
故答案为:(1)B、活塞开始滑动;C、刻度部分的长度;VL;D、FLV;(2)排尽空气;筒内的空气不能排除干净;活塞与注射器内壁间的摩擦较大。
(1)明确实验的原理,才能完成实验步骤的补充。当注射器中的活塞开始滑动时,此时弹簧测力计的示数与所受的大气压力相等;因活塞为圆柱体,所以活塞的横截面积可以通过公式S=VL来求出,知道注射器的容积,还需要用刻度尺量出其刻度部分的长度;利用压强的公式,代入测量的数据可得出表达式;
(2)当注射器漏气时,会造成拉力F偏小,在面积S不变时,所测量的大气压值会偏小;当筒壁和活塞摩擦力较大时,所测量的大气压值会偏大。
利用注射器测量大气压时,用到的公式是p=
F
S
,所以要分别测大气压力F和活塞的横截面积S.利用二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力,利用几何知识可得出活塞的面积S,便可求出大气压的值了。对测量结果的评估则主要看是否对几个测量值造成了影响,造成了怎样的影响,最后确定是偏大或偏小。
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