重庆市南开中学2019-2020学年八年级下学期期末物理试题
展开2019-2020学年重庆市南开中学八年级(下)期末物理试卷
1. 下列数值最接近实际情况的是( )
A. 两个鸡蛋的质量约为10g
B. 现在考场内的大气压约为1000Pa
C. 漂浮在死海上的中学生,受到的浮力约为50N
D. 一个站立在水平地面上的中学生,对水平地面压强约为1.5×104Pa
2. 如图所示的四幅图中属于增大压强的是( )
A. 推土机履带 B. 篆刻刀
C. 多轮平板货车 D. 火车轨道枕木
3. 如图所示的四种工具中,属于省力杠杆的是( )
A. 托盘天平 B. 钢丝钳
C. 镊子 D. 钓鱼竿
4. 下列说法中不正确的是( )
A. 船闸是利用连通器原理工作的
B. 拦河坝下宽上窄是根据液体压强的特点进行设计的
C. 飞机的机翼能获得升力,是利用了流速越大的地方压强越大的原理
D. 用吸管将杯中饮料“吸起来”是靠大气压把饮料“压”进了嘴里
5. 关于物体在水中受到的浮力,下列说法中正确的是( )
A. 物体排开水的体积越大受到的浮力越大
B. 漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
C. 物体没入水中越深受到的浮力越大
D. 物体的密度越大受到的浮力越大
6. 如图所示,小华用滑轮组竖直匀速提升一个重为600N的物体,人拉绳的力F为250N(不计绳重和摩擦)。若用这个滑轮组竖直匀速提升1200N的物体时,人的拉力F为( )
A. 400N
B. 450N
C. 500N
D. 600N
7. 小杰同学在成都游玩“海底世界”时,观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示,对气泡上升过程中受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是( )
A. 浮力不变,压强不变 B. 浮力变小,压强变小
C. 浮力变大,压强变小 D. 浮力变大,压强变大
8. 如图所示,将同一密度计分别放入a、b两种液体中,下列说法中正确的是( )
A. a液体的密度较大 B. b液体的密度较大
C. 密度计在a液体中受到的浮力较大 D. 密度计在b液体中受到的浮力较大
9. 取一只空牙膏袋,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,如图所示。则下列叙述正确的是( )
A. 两次牙膏袋的质量大小关系是m甲
C. 两次所受的浮力大小关系是F甲
10. 如图所示,将一个装有一定质量水(水未装满)的圆台状封闭容器,放在水平桌面上。如果将其改为倒立放置,则( )
A. 水对容器底的压强减小,容器对桌面的压强增大
B. 水对容器底的压强减小,容器对桌面的压强减小
C. 水对容器底的压强增大,容器对桌面的压强增大
D. 水对容器底的压强增大,容器对桌面的压强减小
11. 如图所示,两只完全相同的盛水容器放在磅秤上,将用细线悬挂质量相同的实心铅球和铝球(ρ铅>ρ铝)全部没入水中,此时容器中水面高度相同。设绳子的拉力分别为T1和T2,磅秤的示数分别为F1和F2,则( )
A. F1=F2,T1=T2 B. F1>F2,T1
12. 如图,甲、乙两个质量分布均匀的实心正方体分别放置在水平地面上,且各自对地面的压强相等,则下列说法正确的是( )
①甲正方体的密度小于乙正方体的密度
②若将乙放在在甲上,甲对地面的压强为p甲;若将甲放在乙上,乙对地面的压强为p乙;则p甲大于p乙
③若沿水平方向将甲、乙切去相同的高度(切去部分高度小于乙边长),则甲剩余部分对地面的压强小于乙剩余分对地面的压强
④若沿竖直方向将甲、乙各切除一部分,使剩余部分竖直厚度相同,再将切除部分分别放在各自剩余部分上,则水平地面分别受到甲、乙的压强p甲大于p乙
A. ①④是正确的 B. ③④是正确的 C. ①③是正确的 D. ①②是正确的
13. 第一次准确测出大气压值的科学家是______,一个标准大气压为______cmHg。
14. 高压锅密封性能良好,用它煮食物时,水蒸气不易外泄,从而______了锅内的压强(填“增大”或“减小”),使锅内水的沸点______(填“升高”或“降低”)。
15. 某核潜艇完全潜入海水中,受到的浮力是F1,上表面受到的压强是p1;排出一部分水后,潜艇缓慢上浮,但未露出水面,受到的浮力是F2,上表面受到的压强是p2,则F1______F2,p1______p2(均选填“>”“<”或“=”)。
16. 将一重为18N,体积为2×10−3m3的蜡块用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在酒精中,则蜡块受到的浮力是______N,此时弹簧测力计的示数是______N.(酒精密度0.8×103kg/m3)。
17. 一个空心铝球质量为27g,它能漂浮在水中,且有13个球露在水面上,已知铝的密度为2.7×103kg/cm3,则此铝球的体积为______cm3,其空心部分的体积为______cm3.g=10N/kg.
18. 一均质正方体放入水中,静止时物体有35的体积进入水中,物体的密度是______ kg/m3;若把该物体放入密度为0.8×103kg/m3的酒精中后,则该物体下表面受到水的压强P水与受到酒精的压强p水______p酒(选填“>”、“=”或“<”).
19. 如图所示,AOB为一轻质杠杆,O为支点,AO=OB.在杠杆右端A处用细绳悬挂重为16N的物体,当AO段处于水平位置时,为保持杠杆平衡,需在B端施加最小的力为F1=______N;若作用在B端一个力F使杠杆AOB匀速转动,当BO段在水平位置时保持杠杆平衡,这时在B端施加最小的力为F2将______(小于/等于/大于)F1。
20. 如图所示,水平地面上的轻质圆柱形容器甲、乙分别盛有质量均为m的水和酒精,甲、乙的底面积分别为S、2S,甲容器中0.1m深处水的压强p水=______Pa,将同一物体分别浸没在两液体中时,液体不溢出,则水和酒精对容器底部压强的变化量△p水:△p酒=______(ρ酒=0.8×103kg/m3)。
21. 如图所示,重为4N、高为0.24m、底面积为0.02m2的圆柱形容器放在水平桌面上,容器内装有4kg的水。则水对容器底部产生的压强p水=______Pa;现将一密度为2.0×103kg/m3的实心小球轻轻地放入容器中,静止后有0.8kg的水溢出,此时圆柱形容器对桌面的压强为______Pa。
22. 用质量和体积均忽略不计的相同硬杆把长方体A和B分别固定后放入水中,B物体刚好浸没,如图甲。其中,A物体密度ρA=0.9g/cm3,高度hA=10cm,B物体底面积SB=100cm2,高度hB=8cm,重力GB=12N.则硬杆对B物体的作用力为______N.把物体A、B取出,用一根不可伸长的轻质细绳连接后,重新放入水中(忽略水量损失),如图乙;此时,细线拉直,水面比甲图升高0.5cm,若甲图中,硬杆对A的作用力为1.5N,容器底面积为500cm2,则乙图中,B对容器底部的压强为______Pa。
23. 一个3N重的小球漂浮在水面上,如图所示,画出小球受到的浮力的示意图。
24. 如图所示,O点为杠杆的支点,请画出力F的力臂,并用字母L表示。
25. 甲、乙两位同学一起做探究杠杆的平衡条件的实验,以杠杆中点为支点,如图所示。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉。此时,应把杠杆的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆不挂钩码时在水平位置平衡。这样调节的目的是:便于在杠杆上直接测量______。
(2)如图甲所示,杠杆调节平衡后,在杠杆上A点处挂3个钩码,在B点处挂2个钩码,杠杆恰好在原位置平衡。于是便得出了杠杆的平衡条件为:F1×L1=F2×L2;请判断他这样得出的结论是否合理?______(选填“合理”或“不合理”);判断的理由是______(填选项)。
A.实验次数太少,不能得到普遍规律
B.单位不同的物理量不能相乘
(3)如图乙所示,乙同学设计了两种实验方案:第一种弹簧测力计沿竖直方向拉,其读数为F1;第二种弹簧测力计倾斜拉,其读数为F2,在同等条件下,使杠杆水平平衡时,两次弹簧测力计读数F1______F2(填“<”、“=”或“>”)。
(4)乙同学用图丙装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,与甲同学得出的杠杆平衡条件不相符,其可能的原因是______。
26. 小芳用如图所示装置探究浮力与物体浸在液体中的深度之间的关系,已知圆柱体A的底面积为20cm2,高10cm。足够高的圆柱形容器甲装有足够多的水,物体从液面开始下降的过程中,测得弹簧测力计示数F与物体下降高度h的关系如表所示。
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
下降高度(h/cm)
0
2
4
6
8
10
12
测力计示数(F/N)
5
4.5
4
3.5
3
3
3
(1)分析表中数据,可以得出结论:在物体浸没之前,浮力随物体浸在液体中的深度的增加而______(选填“增大”、“减小”或“不变”);物体浸没之后,浮力与物体浸没在液体中的深度______(选填“有关”或“无关”)。
(2)由表格可知:A的重力为______N,密度为______kg/m3;若小芳实验前弹簧测力计未校零,指针在测力计零刻线以下就开始了测量,则由此得到的A的密度值将______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(3)若在另一完全相同的容器乙中加入某未知液体,A在其中浸没时弹簧测力计的示数为2.8N,则该未知液体的密度为______kg/m3;
(4)第5次实验中,物体刚好浸没,此时物体受到的浮力为______N,此时物体实际浸在液体中的体积为______m3,圆柱形容器甲的底面积为______cm2。
27. 如图所示,一张四条腿的桌子重300N,容器重为50N,放在水平桌面上,容器内盛有重为4N的水,水的深度为15cm,容器内部底面积为50cm2,外部底面积为54cm2,桌子每只脚与水平地面的接触面积是25cm2,求:
(1)水对容器底的压强;
(2)容器对桌面的压强;
(3)桌子对地面的压强。
28. 如图甲是建造重庆嘉陵江大桥时使用的起吊装置(图中未画出),钢缆绳拉着实心圆柱体A从距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降,在下降到江底之前,始终保持0.2m/s的速度不变,图乙是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F的随时间t变化的图象(取江水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg),求:
(1)圆柱体A浸没后受到的浮力是多少N?
(2)圆柱体A的密度是多少kg/m3?
(3)当圆柱体A下降到江底(江底视为水平且水深度无变化),卸下钢缆绳后,圆柱体A对江底的压强为多少Pa?
29. “背漂”是儿童练习游泳时常佩戴的一种救生装置(如图甲)。小宇和小亮为测量背漂浸没在水中时的浮力,进行了如下实验:在底部装有定滑轮的底面积为1000cm2的圆台形容器中加入适量的水后,再静放在水平台秤上,此时台秤的示数m1为6kg(如图乙)。然后把质地均匀的长方体背漂浸入水中,用一轻质的细线通过定滑轮慢地将背漂拉入水中,拉力F的方向始终竖直向上,当背漂的一半体积浸入水中时,此时台秤的示数m2为5kg(如图丙);当背漂浸没在水中时,台秤的示数m3为3kg。不考虑滑轮的摩擦,在整个过程中水始终没有溢出,背漂不吸水、不变形,且未与容器接触。求:
(1)从图乙到图丙,容器对台秤的压强变化了多少Pa;
(2)该背漂浸没时受到的浮力是多少N;
(3)若用台秤测得该背漂的质量为0.5kg,穿上该背漂的儿童需把头部露出水面,才能确保儿童安全,若儿童头部的体积占人体总体积的十分之一,儿童的密度取1.04×103kg/m3,为确保儿童游泳时的安全,则穿着此背漂游泳的儿童的质量不能超过多少kg?
30. 小亮用如图所示装置探究影响液体内部压强大小的因素,U形管中盛有水,该实验中:
(1)使用U形管压强计前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下金属盒的橡皮膜,如果按压时U形管中的水面几乎不发生变化,则说明该装置______(选填“漏气”或“不漏气”);
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,可通过______(选填序号)方法进行调节。
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
(3)比较乙、丙两图,可以得到结论:同种液体,______,液体压强越大;
(4)若要探究液体压强与液体密度的关系,则应选择______两图进行比较。
(5)实验过程中小亮想到:本实验主要是通过观察U形管两边液面的高度差来判断液体压强大小的,那是否可以通过这个高度差来计算液体压强的大小呢?于是小亮测出丁图中U形管液面高度差为10cm,并由此计算出此时金属盒下表面受到的液体压强为______Pa,你认为该结论是______的(选填“准确的”或“不准确的”),你认为造成的原因是什么:______。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:
A、一只鸡蛋的质量约为50g,两个鸡蛋的质量约为100g,故A不符合实际;
B、现在考场内的大气压约为1个标准大气压,大小为1.01×105Pa,故B不符合实际;
C、中学生的重力在G=500N左右,漂浮在死海上的中学生,受到的浮力F浮=G=500N,故C不符合实际;
D、中学生的重力在G=600N左右,双脚站立时与水平地面的接触面积在0.04m2左右,对水平地面的压强在p=FS=GS=600N0.04m2=1.5×104Pa左右,故D符合实际。
故选:D。
不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一,这种能力的提高,对我们的生活同样具有很大的现实意义。
2.【答案】B
【解析】解:A、推土机安装履带,是在压力一定时,增大受力面积来减小对地面的压强,不符合题意;
B、篆刻刀很锋利,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,符合题意;
C、多轮平板货车,是在压力一定时,增大受力面积来减小对路面的压强,不符合题意;
D、火车轨道的枕木,是在压力一定时,增大受力面积来减小对路基的压强,不符合题意。
故选:B。
压强大小的影响因素:压力大小和受力面积的大小;
增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,增大压力来增大压强;
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强。据此分析判断。
这是一道与生活联系非常密切的物理题,在我们日常生活中经常需要根据实际情况来增大或减小压强,要学会学以致用,活学活用,这才是学习物理的真正意义。解答时,要注意使用控制变量法。
3.【答案】B
【解析】解:A、天平的动力臂等于阻力臂,是典型的等臂杠杆,故A错误;
B、使用钢丝钳的剪铁丝时,是为了省力,并且动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B正确;
C、使用镊子是为了省距离,并且动力臂小于阻力臂,所以镊子是费力杠杆,故C错误;
D、使用钓鱼竿是为了省距离,并且动力臂小于阻力臂,所以钓鱼竿是费力杠杆,故D错误。
故选:B。
该题考查了学生对物理模型的抽象、分析能力。判断杠杆的类型可根据生活经验结合动力臂与阻力臂的大小关系来判断。
联系生活经验,要判断杠杆的类型,可依据杠杆的动力臂和阻力臂的大小关系:若动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;若动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;若动力臂等于阻力臂,则为等臂杠杆。
4.【答案】C
【解析】解:A、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,故A正确;
B、由于液体的压强随深度的增加而增大,河水的深度越深、压强越大,所以为了使拦河坝能承受更大的水压,把拦河坝设计成下宽上窄的形状。故B正确;
C、飞机的机翼能获得升力,是利用了流速越大的地方压强越小的原理,故C错误;
D、用吸管吸饮料时,先吸掉吸管中的空气,吸管中的气压减小,饮料在大气压的作用下进入嘴里,故D正确。
故选:C。
(1)连通器:上端开口、下端连通的容器。连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的。
(2)液体内部压强的特点:液体压强随着深度的增加而增大。
(3)流体压强与流速的关系,流速越大,压强越小。飞机的升力就是利用这一原理产生的。
(4)生活中利用大气压的例子很多,钢笔吸墨水,吸管吸饮料,注射器吸药液,吸盘,抽水机等。
此题考查了连通器的原理、流体压强与流速的关系、液体压强特点、以及大气压的综合应用等,是一道综合题,但难度不大,掌握基础知识即可正确解题,此类题目中考出现概率很高。
5.【答案】A
【解析】解:A.根据浮力公式F浮=ρgV排可知,物体排开水的体积越大受到的浮力越大,故A正确;
B.比较沉在水底的物体和漂在水面的物体受到的浮力大小,关键是看排开水的体积大小,不知道排开水的体积大小,无法比较,故B错误;
C.物体浸没以后,不管在什么位置,排开水的体积不变,所受浮力也不变,故C错误.
D.物体所受浮力的大小与物体的密度没有关系,故D错误.
故选A.
根据浮力公式F浮=ρgV排可知影响浮力大小的因素是液体密度和物体排开的液体的体积.
本题考查浮力公式的应用,关键知道影响浮力大小的因素是液体密度和物体排开的液体的体积,与物体本身密度没有关系,本题主要考查排开水的体积的大小对浮力的影响.
6.【答案】B
【解析】解:
由图可知,n=3,不计绳重和摩擦,绳子自由端拉力F=13(G+G动),
当提起600N物体时拉力为250N,则动滑轮重:
G动=3F1−G1=3×250N−600N=150N;
当提起1200N物体时,人的拉力:
F2=13(G2+G动)=13×(1200N+150N)=450N。
故选:B。
不计绳重和摩擦,绳子自由端拉力F=1n(G+G动)求出动滑轮重,再利用F=1n(G+G动)求提起1200N的物体时人的拉力。
本题考查了使用滑轮组时绳子自由端拉力大小的计算,用好关系式:不计绳重和摩擦时,拉力F=1n(G+G动)。
7.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了学生对液体压强公式、阿基米德原理公式的掌握和运用,能分析出气泡的深度变化和体积变化情况是本题的关键。
(1)一定质量的气体,体积变大,压强变小,在水中上浮过程中,气泡所处的深度减小,由液体压强公式知道受到水的压强变小,气泡的体积变大,据此分析气泡内压强的变化;
(2)气泡的体积变大,由阿基米德原理分析气泡受到浮力的大小变化。
【解答】
因为气泡上升时,深度h变小,
所以,由p=ρgh可知气泡受到水的压强变小,故气泡的体积变大。
又因为一定质量的气体,体积变大,压强变小,
所以,气泡内的压强p变小;
因为气泡的体积变大,排开水的体积变大,
所以,由F浮=ρ水V排g可知气泡受到水的浮力变大。
故选C。
8.【答案】B
【解析】解:因为密度计在a、b液体中都漂浮,
所以F浮=G,
则密度计在a、b两种液体中受到的浮力相等(Fa=Fb),都等于密度计受到的重力G,故CD错误;
根据阿基米德原理和漂浮条件可得:ρ液gV排=G,
由图知,密度计排开液体的体积关系为:Va排>Vb排,
所以a、b液体的密度:ρa<ρb,故B正确,A错误。
故选:B。
密度计放在a、b液体中都漂浮,受到的浮力都等于密度计受到的重力;
得出了受到浮力的大小关系,从图可以得出密度计排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系。
本题考查了阿基米德原理、物体的浮沉条件,利用好密度计漂浮(F浮=G)是解此类题目的关键。
9.【答案】C
【解析】解:A、牙膏袋的形状发生变化,但物质多少没有变化,所以质量不变,即m甲=m乙.故A错误;
BCD、甲下沉,F浮
(1)质量是物体本身的一种性质,与形状、位置、温度、状态无关;
(2)根据浮力与重力的关系判断出浮力的大小,然后根据浮力公式判断出V排的大小;
(3)根据V排的大小,判断出水的深度关系,从而根据液体压强公式判断出压强的大小关系。
本题通过一个简单的生活现象,考查了质量、浮力、物体浮沉条件、压强的有关知识应用,关键能够判断出两种情况下浮力的大小关系。
10.【答案】C
【解析】解:∵p=ρgh,倒置后水的深度h变大,
∴液体对容器底的压强变大;
∵容器放在水平桌面上,
∴对桌面的压力:F=G,
倒置后容器对桌面的压力不变,
∵P=Fs,桌面的受力面积减小,
对桌面的压强变大。
故选:C。
把容器倒置后,液体深度变大,根据公式p=ρgh判断对容器底的压强的变化;倒置后容器对桌面的压力不变,但是受力面积减小,根据压强定义式确定对桌面的压强变化。
分析液体压强变化关键是确定深度大小变化;对桌面压强的分析:一是看压力大小变化(在水平面上F=G),二是受力面积变化。
11.【答案】C
【解析】解:
(1)对于悬吊在水中的球来说,它受到自身的重力G、水对它的浮力F浮和悬线对它的拉力T三个力的作用而处于平衡,则此三力间应有关系为T=G−F浮;
以题述的铅球和铝球相比较,由于两者是质量相等的实心球,故G1=G2;由于铅的密度大于铝的密度,则铅球的体积小于铝球的体积,由于两者均浸没于水中,所以铅球所受水的浮力F浮1小于铝球所受水的浮力F浮2,即F浮1
(2)把容器、水和小球当作一个整体,整体受到向上的支持力、向上的拉力和向下的总重力,
根据力的平衡条件可得:F支+T=G容器+G水+G球,
压力和支持力是一对相互作用力,则磅秤受到的压力:F压=F支=G容器+G水+G球−T-------①
以小球为研究对象,则绳子向上的拉力:T=G球−F浮-------②,
由①②结合阿基米德原理可得:
F压=G容器+G水+F浮=G容器+G水+G排水=G容器+ρ水gV水+ρ水gV排水=G容器+ρ水g(V水+V排水)------③,
因为液面高度相同、容器完全相同,则容器中的水和排开水的总体积相等,根据③式可知,磅秤受到的压力(即磅秤的示数)相同,即F1=F2。
故选:C。
(1)浸在液体或气体中的物体都受到竖直向上的浮力的作用,物体所受浮力的大小不仅跟液体的密度有关,还跟物体排开液体的体积有关,据此分析物体所受浮力大小关系;再根据物体受力平衡判断拉力大小关系。
(2)先根据p=ρgh求出液体对容器底的压强,然后根据F=Ps求出容器底受到的压力,再加上容器自身重力即为磅秤的示数。
本题综合考查密度、阿基米德、压强计算公式以及受力平衡的分析和应用。本题的关键点:一是确定磅秤受到力的分析;二是对球进行受力分析,然后根据力的合成计算拉力的大小。
12.【答案】A
【解析】解:
①实心正方体对水平地面压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρL3gL2=ρgL,
因原来甲乙对地面的压强相等,即ρ甲gL甲=ρ乙gL乙,且L甲>L乙,所以ρ甲<ρ乙,故①正确;
②将乙放在在甲上时,甲对地面的压强为p甲;将甲放在乙上时,乙对地面的压强为p乙,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,两种情况下地面受到的压力相等,
因L甲>L乙,由S=L2可知S甲>S乙,
由p=FS可知,p甲 ③若沿水平方向将甲、乙切去相同的高度h后,甲乙剩余部分对地面的压强分别为:
p甲剩=ρ甲g(L甲−h),p乙剩=ρ乙g(L乙−h),
因ρ甲gL甲=ρ乙gL乙,且ρ甲<ρ乙,
所以p甲剩−p乙剩=ρ甲g(L甲−h)−ρ乙g(L乙−h)=(ρ乙−ρ甲)gh>0,
则p甲剩>p乙剩,即甲剩余部分对地面的压强大于乙剩余分对地面的压强,故③错误;
④沿竖直方向将甲、乙各切除一部分,使剩余部分竖直厚度相同,再将切除部分分别放在各自剩余部分上后,
设实心正方体剩余部分的厚度为d,则剩余部分的底面积为S=Ld,
因把切掉的部分又放到该物体的上方,所以它们对地面的压力不变,
则此时对地面的压强p=FS=GS=ρL3gLd=ρL2gd,即p甲=ρ甲L甲2gd,p乙=ρ乙L乙2gd,
因ρ甲gL甲=ρ乙gL乙,且L甲>L乙,
所以,ρ甲gL甲×L甲>ρ乙gL乙×L乙,即ρ甲gL甲2>ρ乙gh乙2,则p甲>p乙,故④正确。
综上可知,①④正确。
故选:A。
①实心正方体对水平地面压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρL3gL2=ρgL,据此根据高度关系得出密度关系;
②将乙放在在甲上时,甲对地面的压强为p甲;将甲放在乙上时,乙对地面的压强为p乙,根据水平面上物体的压力和自身的重力相等可知压力关系,根据边长关系可知底面积关系,利用p=FS比较压强关系;
③若沿水平方向将甲、乙切去相同的高度后,根据p=ρgh得出甲乙剩余部分对地面的压强,然后结合压强关系和密度关系得出剩余部分的压强关系;
④沿竖直方向将甲、乙各切除一部分,使剩余部分竖直厚度相同,再将切除部分分别放在各自剩余部分上后,它们各自对地面的压力不变,再根据剩余部分的厚度相同得出受力面积,根据压强公式得出表达式,利用条件即可得出此时甲、乙的压强关系。
本题考查了压强公式的应用和压强大小的比较,利用好规则、均匀物体(如长方体、正方体、圆柱体等)对水平面上的压强公式p=ρgh是关键。
13.【答案】托里拆利 76
【解析】解:第一次准确测出大气压值的科学家是托里拆利;
在托里拆利实验中,一个标准大气压可以支持起76cm的水银柱。
故答案为:托里拆利;76。
托里拆利实验测量出了大气压的值,在托里拆利实验中,一个标准大气压可以支持起76cm的水银柱。
记住托里拆利实验,以及标准气压值难度不大。
14.【答案】增大 升高
【解析】解:高压锅密封性能好,里面的水蒸气不易外泄,随着里面水蒸气的增多里面的气压增大。液面上的气压增大时液体的沸点升高。
故答案为:增大,升高。
(1)高压锅密封性能良好,里面的水蒸气不易外泄,里面的气压较高,“高压锅”的名称由此得来。
(2)液体的沸点随液面上气压的升高而升高,随液面上气压的降低而降低。
液面上的气压越高,液体的沸点越高;反之,气压降低,液体的沸点降低。在高山上煮食物,由于大气压比平地底,故水的沸点低于100℃,食物很难煮熟,所以高原地区的人直接用火来烤肉。高压锅很容易把食物煮熟也是这个道理。高压锅密封性能好,锅内的水蒸气压强比外界大气压高,水的沸点升高,食物就可以很快煮熟。
15.【答案】=>
【解析】解:由题知,潜艇在海水中上升,所处深度h变小,排开海水的体积V排不变,
根据F浮=ρ海水V排g可知,潜艇受到海水的浮力不变,所以,F1=F2;
根据p=ρgh可知,潜艇受到海水的压强减小,所以,p1>p2。
故答案为:=;>。
始终没有露出水面,排开水的体积不变,根据F浮=ρ海水V排g可判断受到的浮力的大小变化情况;
上浮过程中,在水中的深度越来越小,根据p=ρgh可知受到的液体压强的大小变化。
本题考查了学生对液体压强公式和阿基米德原理的掌握和运用,由题得出深度和排开海水的体积变化是本题的关键。
16.【答案】16 2
【解析】解:
将它浸没到酒精中时,所受浮力F浮=ρ酒精gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×2×10−3m3=16N;
则测力计的示数F=G−F浮=18N−16N=2N;
故答案为:16;2。
利用F浮=ρgV排可求出浮力大小,蜡块在酒精中时测力计的示数等于蜡块在空气中的重力减去蜡块所受浮力。
本题考查物体的漂浮条件和阿基米德原理的应用,会利用称重法解答有关的问题。
17.【答案】27;17
【解析】解:空心铝球的重力为:
G=mg=0.027kg×10N/kg=0.27N,
空心铝球受到的浮力为:
F浮=G=0.27N,
根据F浮=ρ液gV排可得,空心铝球浸没在水中的体积为:
V排=F浮ρ水g=0.27N1.0×103kg/m3×10N/kg=2.7×10−5m3=27cm3;
因为V排=23V球,
所以,V球=32V排=32×2.7×10−5m3;
根据ρ=mV可得,实心部分的体积为:
V实=mρ铝=0.027kg2.7×103kg/m3=105m3,
故空心部分的体积为:V空=V球−V实=2.7×10−5m3−10−5m3=1.7×10−5m3=17cm3.
故答案为:27;17.
已知质量,根据G=mg可得重力,又漂浮,F浮=G;根据阿基米德原理F浮=ρgV排,可得浸没在水中的体积,又知V排与V物的关系,可得空心铝球的体积.
已知质量和密度,根据V=mρ计算出实心部分的体积,总体积减去实心部分的体积就是空心部分的体积.
本题的关键在于根据漂浮得到浮力,再根据阿基米德原理变形得到浸没在水中的体积,因是空心铝球,故不能直接利用V=mρ计算体积.
18.【答案】600;=
【解析】解:(1)因为木块漂浮
所以F浮=G
ρ水g×35V木=ρ木gV木
ρ木=35ρ水=35×1×103kg/m3=600kg/m3;
(2)木块在水中和在酒精中都处于漂浮状态,浮力等于重力;
根据浮力产生的原因可知,水或酒精对木块下表面的压力与木块受到的浮力相等,
由于木块的重力不变,木块的底面积相同,由p=FS可得p水=p酒.
故答案为:600;=.
(1)根据木块漂浮时,浮力等于重力,用密度和体积表示浮力与重力的关系即可求出木块的密度;
(2)浮力产生的实质是物体上下表面受到的压力差.
本题考查了学生对阿基米德原理、漂浮条件和浮力产生的实质,关键是知道浮力等于物体上下表面受到的压力差.
19.【答案】16 小于
【解析】解:(1)当AO段处于水平位置时,如右图所示最省力,
由F1LOB=GLOA可知:F1=GLOALOB=G;
因为AO=OB,所以F1=G=16N。
(2)当OB段处于水平位置时,如右图所示最省力,
由F2LOB=GLOC可知:F2=GLOCLOB=G×LOCLOB;
由于LOC
故答案为:16;小于。
(1)当AO段处于水平位置时,过B做OB的垂线,得动力作用线,则OB为最长动力臂,沿这个方向施加力,最省力,据杠杆平衡平衡条件求F1;
(2)当BO段在水平位置时保持杠杆平衡,这时在B端沿竖直向下用力,动力臂最长,最省力,据杠杆平衡平衡条件求F2,最后进行比较F1F2的大小。
本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用,比较两种情况下的阻力臂大小关系和根据动力臂最长时最省力找出动力臂是本题的关键。
20.【答案】980 5:2
【解析】解:
(1)甲容器中0.1m深处水产生的压强:
p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa;
(2)将同一物体分别浸没在两液体中,物体排开水和酒精的体积相等,V排=V物,
水的深度变化:
△h水=V排S甲=V物S,
酒精的深度变化:
△h酒精=V排S乙=V物2S,
△h水:△h酒精=V物S:V物2S=2:1,
水和酒精的密度之比:
ρ水:ρ酒精=1.0×103kg/m3:0.8×103kg/m3=5:4,
水和酒精对容器底部压强的变化量:
△p水:△p酒=ρ水g△h水ρ酒精g△h酒精=5×g×24×g×1=5:2。
故答案为:980;5:2。
(1)利用p=ρgh求甲容器中0.1m深处水产生的压强;
(2)将同一物体分别浸没在两液体中,物体排开水和酒精的体积相等,利用V=Sh求水、酒精的深度变化;求出水和酒精的密度之比,利用p=ρgh求水和酒精对容器底部压强的变化量。
本题考查了液体压强公式、体积公式的应用,难点在第二空的解答,求出将同一物体分别浸没在水和酒精后水和酒精的深度变化是关键。
21.【答案】2000 3400
【解析】解:(1)由ρ=mV可得,水的体积:
V水=m水ρ水=4kg1.0×103kg/m3=4×10−3m3,
由V=Sh可得,容器内水的深度:
h水=V水S=4×10−3m30.02m2=0.2m,
水对容器底部产生的压强:
p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(2)由ρ=mV可得,容器内水的体积V水=m水ρ水=4kg1.0×103kg/m3=4×10−3m3,
溢出水的体积V溢出=m溢出ρ水=0.8kg1.0×103kg/m3=0.8×10−3m3,
容器的体积V容=S容h=0.02m2×0.24m=4.8×10−3m3,
小球的体积V球=V容−V水+V溢出=4.8×10−3m3−4×10−3m3+0.8×10−3m3=1.6×10−3m3,
由ρ=mV可得,小球的质量m球=ρ球V球=2.0×103kg/m3×1.6×10−3m3=3.2kg,
剩下水的质量m剩水=m水−m溢出=4kg−0.8kg=3.2kg,
剩余水和小球的重力分别为:
G剩水=m剩水g=3.2kg×10N/kg=32N,
G球=m球g=3.2kg×10N/kg=32N,
此时圆柱形容器对桌面的压力:
F=G容+G剩水+G球=4N+32N+32N=68N,
圆柱形容器对桌面的压强:
p=FS容=68N0.02m2=3400Pa。
故答案为:2000;3400。
(1)知道水的质量,根据ρ=mV求出水的体积,根据V=Sh求出容器内水的深度,根据p=ρgh求出水对容器底部产生的压强;
(2)首先求得容器内水的体积,根据有0.8kg的水溢出,求得溢出水的体积,由“高为0.24m、底面积为0.02m2”可求得容器的体积,由此可求得
实心小球的体积,已知小球的密度,由密度公式变形可求得小球的质量,容器内剩下水的质量等于4kg−0.8kg,
圆柱形容器对桌面的压力等于剩余水、小球、容器的重力之和,根据p=FS求出此时圆柱形容器对桌面的压强。
本题考查了密度公式、液体压强公式、固体压强公式的综合应用,要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等。
22.【答案】4 300
【解析】解:(1)图甲中,物体B排开水的体积:
V排=VB=SBhB=100cm2×8cm=800cm3=8×10−4m3,
物体B受到的浮力:
F浮B=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10−4m3=8N,
因GB>F浮,
所以,物体B受到竖直向上的浮力和硬杆对B的支持力、竖直向下的重力作用处于平衡状态,
由物体B受到的合力为零可得:F浮B+F支持B=GB,
则硬杆对B物体的作用力:
F支持B=GB−F浮B=12N−8N=4N;
(2)由图甲可知,A浸入水中的深度h=hB=8cm,
物体A受到的浮力F浮A=ρ水gV排A=ρ水gSAh,物体A的重力GA=mAg=ρAVAg=ρASAhAg,
因ρ水h=1.0g/cm3×8cm=8g/cm2,ρAhA=0.9g/cm3×10cm=9g/cm2,即ρ水h<ρAhA,
所以,F浮A−GA=ρ水gSAh−ρASAhAg=(ρ水h−ρAhA)gSA<0,即F浮A
此时A物体受到竖直向上的浮力、和硬杆对B的支持力、竖直向下的重力作用处于平衡状态,
由物体A受到的合力为零可得:F浮A+F支持A=GA,
图乙中,物体A和B受到的浮力增加量:
△F浮=ρ水g△V排=ρ水gS容△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×500×10−4m2×0.5×10−2m=2.5N,
把A和B看做整体,则B对容器底部的压力:
F=GA+GB−F浮A−F浮B−△F浮
=F浮A+F支持A+F浮B+F支持B−F浮A−F浮B−△F浮
=F支持A+F支持B−△F浮
=1.5N+4N−2.5N
=3N,
B对容器底部的压强:
p=FSB=3N100×10−4m2=300Pa。
故答案为:4;300。
(1)根据V=Sh求出图甲中物体B排开水的体积,利用F浮=ρgV排求出物体B受到的浮力,然后与物体B的重力相比较判断出硬杆对B物体的作用力为支持力,此时物体B受到竖直向上的浮力和硬杆对B的支持力、竖直向下的重力作用处于平衡状态,根据物体B受到的合力为零求出硬杆对B物体的作用力;
(2)由图甲可知,A浸入水中的深度等于B浸入水中的深度,物体A受到的浮力F浮=ρgV排=ρgSh,物体A的重力G=mg=ρVg=ρShg,比较两者的大小判断出硬杆对A的作用力方向,此时A物体受到竖直向上的浮力、和硬杆对B的支持力、竖直向下的重力作用处于平衡状态,由物体A受到的合力为零得出等式,图乙中排开水体积的增加量等于容器的底面积乘以水面上升的高度,根据F浮=ρgV排求出图乙中物体A和B受到的浮力增加量,把A和B看做整体,B对容器底部的压力等于A和B的重力之和减去它们再图甲中受到的浮力、图乙中浮力的增加量,利用p=FS求出B对容器底部的压强。
本题考查了阿基米德原理、压强定义式、重力公式、密度公式的应用等,正确的判断出甲图中杆对A和B作用力的方向是关键。
23.【答案】
【解析】解:小球在水中处于漂浮状态,浮力等于重力,即F浮=G=3N,浮力的作用点在小球的重心,方向是竖直向上的,浮力的示意图如下:
(1)小球在水中受到重力和浮力的作用,由于处于漂浮状态,并且静止,浮力等于重力,二者是一对平衡力;
(2)力的示意图就是用一个带箭头的线段表示力的大小、方向、作用点,浮力的方向是竖直向上的。
画力的示意图时要考虑到物体的运动状态,当物体处于静止或匀速直线运动时,受到的力就是平衡力。
24.【答案】解:
反向沿长力F作出动力作用线,从支点O作力F的作用线的垂线,垂线段的长度就是力F的力臂L.如图所示:
【解析】力臂是指从支点到力的作用线的距离,本题中支点为O,力F的作用线就是沿力的方向的直线,因此,按照这一分析作图即可。
画杠杆的力臂一是要找准支点,二是要准确画出力的作用线,然后才是从支点作力的作用线的垂线,最后还应该用字母将其标出来。
25.【答案】左 力臂 不合理 A<杠杆有自重。
【解析】解:(1)杠杆右端下沉,左端上翘,平衡螺母向上翘的左端移动,使杠杆在水平位置平衡;使杠杆在水平位置平衡最大的好处就是便于在杠杆上直接测量力臂;
(2)设一个钩码重为G,一格为L,根据杠杆平衡的条件,F1L1=F2L2,则有F1×4L=2G×2L,所以F1=G,即在E点处挂1个钩码;只通过一次测量,根据得出的数据就得出实验结论,实验数据太少,不具备普遍性,因此得出的结论不合理。故选A;
(3)力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来,因此第一种实验方案更方便,此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直,能从杠杆上直接读力臂;因为第一方案的动力臂要大于第二种方案的动力臂,根据杠杆的平衡条件,在阻力和阻力臂都相同的情况下,动力臂越大的越省力,所以,F1
故答案为:(1)左;力臂;(2)不合理;A;(3)<;(4)杠杆有自重。
(1)调节杠杆两端的平衡螺母,使平衡螺母向上翘的一端移动,使杠杆在水平位置平衡,便于在杠杆上直接测量力臂。
(2)根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2求出在E点处挂的钩码个数;实验时,如果只用一组数据得到结论,偶然性太大,因此应获取多组实验数据归纳出物理规律。
(3)杠杆的平衡条件是:F1L1=F2L2;探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,此时力的方向与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上读出来;
(4)图丙中,支点位于动力和阻力的右侧,弹簧测力计不但提了钩码,而且还提了杠杆,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响。
本题重点考查探究杠杆平衡条件的实验调平和操作,要求平时做实验时多加注意,锻炼自己的实验操作能力。
26.【答案】(1)增大;无关;
(2)5;2.5×103;偏大;
(3)1.1×103;
(4)2;2×10−4;100。
【解析】
【分析】
(1)分析表中数据,1−4次实验,测力计示数逐渐变小,根据称重法测浮力,可知受到的浮力变化,从第5次实验开始,测力计示数不变可知受到的浮力不变,说明当下降的高度为8cm开始,物体处于浸没状态,据此得出结论;
(2)由表格可知,当下降的高度为0时,测力计示数,即A的重力,根据称重法测浮力,根据阿基米德原理结合密度公式得出A的密度;
若小芳实验前弹簧测力计未校零,指针在测力计零刻线以下就开始了测量,则测量出的物体重力偏大,两次测量力的差值则消除了这个偏差,根据分析得到的A的密度值的变化;
(3)根据称重法测浮力得出A在其中浸没时受到的浮力,根据阿基米德原理由排开液体的体积不变得出该未知液体的密度;
(4)已知圆柱体A的底面积和高度,第5次实验中A下降的高度为8cm,物体刚好浸没,据此得出物体实际浸在液体中的体积;
从而可知液面上升的高度,根据体积公式可知圆柱形容器甲的底面积。
本题考查称重法测浮力、数据分析、阿基米德原理、密度公式的运用及误差分析,最后一问难度较大。
【解答】
(1)分析表中数据,1−4次实验,测力计示数逐渐变小,根据F浮=G−F,可知受到的浮力变大,从第5次实验开始,测力计示数不变,受到的浮力不变,说明当下降的高度为8cm时,物体处于浸没状态,可以得出结论:在物体浸没之前,浮力随物体浸在液体中的深度的增加而增大;物体浸没之后,浮力与物体浸没在液体中的深度无关;
(2)由表格可知,当下降的高度为0时,测力计示数为5N,即A的重力为5N;
物体浸没时受到的浮力:F浮=G−F;
根据阿基米德原理:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV;
A的密度为:
ρ=GgV=Gg×G−Fρ水g=GG−F×ρ水-----①,
将已知量代入①得:ρ=5N5N−3N×1.0×103kg/m3=2.5×103kg/m3;
若小芳实验前弹簧测力计未校零,指针在测力计零刻线以下就开始了测量,则测量出的物体重力偏大,而G−F则消除了这个偏差,对测量没有影响,由①知,得到的A的密度值将偏大;
(3)若在另一完全相同的容器乙中加入某未知液体,A在其中浸没时弹簧测力计的示数为2.8N,
F浮液=G−F′=5N−2.8N=2.2N,根据阿基米德原理,排开液体的体积:V=F浮ρ液g
故有F浮水ρ水g=F浮液ρ液g,
该未知液体的密度为:
ρ液=F浮液F浮水×ρ水=2.2N2N×1.0×103kg/m3=1.1×103kg/m3;
(4)圆柱体A的底面积为20cm2,高10cm,第5次实验中A下降的高度为8cm,物体刚好浸没,说明液面上升的高度为2cm,圆柱体的体积为:
V=S柱h=20cm2×10cm=200cm3=2×10−4m3;
故圆柱形容器甲的底面积为:
S容器=VΔh=200cm32cm=100cm2。
故答案为:(1)增大;无关;
(2)5;2.5×103;偏大;
(3)1.1×103;
(4)2;2×10−4;100。
27.【答案】解:(1)水的深度为15cm,水对容器底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa;
(2)容器对桌面的压力等于容器和水的重力,F=G容+G水=50N+4N=54N,
容器对桌面的压强:
p1=F′S′=54N54×10−4m2=1.0×104Pa;
(3)桌子对水平地面的压力等于桌子和容器及水的总重:
F=G桌+G容+G水=300N+50N+4N=354N,
桌子对地面的压强:
p2=FS=354N4×25×10−4m2=3.54×104Pa。
答:(1)水对容器底的压强为1500Pa;
(2)容器对桌面的压强为1.0×104Pa;
(3)桌子对地面的压强3.54×104Pa。
【解析】(1)根据p=ρgh求出水对容器底的压强:
(2)容器对桌面的压力等于容器和水的重力和,根据p=FS求出容器对桌面的压强;
(3)桌子对水平地面的压力等于桌子和容器及水的总重,根据p=FS得出桌子对地面的压强。
此题考查的液体压强(p=ρgh)和固体压强的计算方法,计算固体产生的压强时要注意受力面积的大小。
28.【答案】解:
(1)由题知,实心圆柱体A距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降,在下降到江底之前,始终保持0.2m/s的速度不变。
由图象知,前10s钢绳的拉力不变,此时物体在水面以上,
所以拉力与重力是一对平衡力,则:G=F=3×104N,
中间10−15s,钢绳的拉力减小,是物体A从与水面接触到完全浸没的过程,
由图象可知,当A完全浸入水中时,拉力F′=1×104N,
则圆柱体A浸没后受到的浮力:F浮=G−F′=3×104N−1×104N=2×104N;
(2)由F浮=ρ水gV排得,圆柱体A的体积:
V=V排=F浮ρ水g=2×104N1.0×103kg/m3×10N/kg=2m3,
则圆柱体A的密度:
;
(3)A下降到江底卸下钢缆绳后,此时A受到平衡力作用,
圆柱体A对江底的压力:
F=G−F浮=3×104N−2×104N=1×104N;
根据V=Sh可得,物体A的底面积:
S=Vh=Vvt=2m30.2m/s×(15s−10s)=2m2,
卸下钢缆绳后,圆柱体A对江底的压强:
p=FS=1×104N2m2=5×103Pa。
答:(1)石料受的浮力为2×104N,
(2)圆柱体A的密度是;
(3)圆柱体A对江底的压强为5×103Pa。
【解析】(1)分析图象找出圆柱体A的重力、A浸没时的拉力,由称重法计算浮力的大小;
(2)由阿基米德原理计算出A的体积,从而根据G=mg=ρVg计算出A的密度;
(3)根据A在江底时受到平衡力,根据力的平衡可得F=G−F浮计算出A对江底的压力;根据V=Sh结合图象计算A的底面积,由p=FS计算A对江底的压强。
本题主要考查了浮力、密度和压强的计算,解题关键是通过图乙确定A的重力及钢丝绳受到的拉力、会用称重法计算出A受到的浮力以及确定A的高度。
29.【答案】解:(1)从图乙到图丙,容器对台秤的压力的变化量:
△F=△G=(m乙−m丙)g=(6kg−5kg)×10N/kg=10N,
容器对台秤的压强变化了:
△p=△FS=10N1000×10−4m2=100Pa;
(2)由图乙可知,整个装置的总重力G1,
把整个装置和背漂看做一个整体,受到受竖直向下的总重力G背漂+G1、竖直向上的拉力F和支持力F支的作用处于平衡状态,
由整体受到的合力为零可得:G背漂+G1=F+F支,
则背漂的一半体积浸入水中时有G背漂+G1=F1+F支1,背漂浸没时有G背漂+G1=F2+F支2,
因台秤对装置的支持力和装置对台秤的压力是一对相互作用力,
所以,联立两式可得:F2−F1=F支1−F支2=F压1−F压2=△mg=(5kg−3kg)×10N/kg=20N,
以背漂为研究对象可得,受到竖直向下的重力G背漂和拉力F、竖直向上浮力作用处于平衡状态,
由背漂受到的合力为零可得:G背漂+F=F浮力,
则背漂的一半体积浸入水中时有G背漂+F1=12F浮,背漂浸没时有G背漂+F2=F浮,
联立两式可得:F浮−12F浮=(G背漂+F2)−(G背漂+F1)=F2−F1=20N,
解得:F浮=40N,即该背漂浸没时受到的浮力是40N;
(3)设儿童的最大质量为m人,由于儿童和背漂整体漂浮,
所以,F浮总=G总,即F浮人+F浮=G人+G背漂,
则:ρ水g(1−110)m人ρ人+F浮=m人g+m背漂g,
代入数据可得:
1.0×103kg/m3×10N/kg×910×m人1.04×103kg/m3+40N=m人×10N/kg+0.5kg×10N/kg,
解得:m人=26kg。
答:(1)从图乙到图丙,容器对台秤的压强变化了100Pa;
(2)该背漂浸没时受到的浮力是40N;
(3)穿着此背漂游泳的儿童的质量不能超过26kg。
【解析】(1)台秤的示数显示了物体对其产生的压力,知道从图乙和图丙中台秤的示数,根据F=G=mg求出容器对台秤压力的变化量,根据p=FS求出容器对台秤的压强变化量;
(2)把整个装置和背漂看做一个整体,受到受竖直向下的总重力G背漂+G1、竖直向上的拉力F和支持力F支的作用处于平衡状态,根据整体受到的合力为零得出等式,据此得出背漂的一半体积浸入水中和背漂浸没时的等式,台秤对装置的支持力和装置对台秤的压力是一对相互作用力,联立两式得出两者拉力之间的关系;以背漂为研究对象可得,受到竖直向下的重力G背漂和拉力F、竖直向上浮力作用处于平衡状态,根据背漂受到的合力为零得出等式,据此得出背漂的一半体积浸入水中时和背漂浸没时的等式,浸没时背漂受到的浮力为一半体积浸入水中时所受浮力的2倍,然后联立等式即可求出该背漂浸没时受到的浮力;
(3)设出儿童的最大质量,根据儿童和背漂整体漂浮得出等式即可求出儿童的最大质量。
本题考查了重力公式和压强公式、阿基米德原理、物体浮沉条件、密度公式的应用等,选取正确的研究对象和根据物体受到的合力为零求出背漂受到的浮力是关键,要注意台秤的示数显示了物体对其产生的压力。
30.【答案】漏气 B 液体内部深度越深 丙丁 1000 不准确的 金属橡皮膜也会产生压强
【解析】解:(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的;用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中液体能灵活升降,则说明装置不漏气;
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),故选B;
(3)比较乙丙两次实验可以发现:液体都是水,丙中橡皮膜所处的深度更深,左右两管液面的高度差越大,说明在同种液体中,液体内部深度越深,液体压强越大。
(4)在丙丁图中,控制了深度不变,液体密度不同,液体密度变大,液体压强变大,则可以观察到U形管两边液面的高度差将变大,若要探究液体压强与液体密度的关系,
选择丙丁两图进行比较。
(5)丁图中U形管液面高度差为10cm,深处水的压强是:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
该结论是不准确的,原因是金属橡皮膜也会产生压强。
故答案为:(1)不漏气;(2)B;(3)液体内部深度越深;(4)丙丁;(5)1000;不准确;金属橡皮膜也会产生压强。
(1)根连通器是指上端开口,底部连通的容器,符合这一特点的容器才能称为连通器;掌握转换法在实验中的应用,实验中通过U形管中两边的液面高度差来反应被测压强大小的,检查装置时,用手按压橡皮膜,若U形管中液体能灵活升降,则说明装置不漏气;
(2)U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;
(3)液体压强与液体的密度和深度有关,同种液体中,压强随深度的增加而增大;
(4)在丙丁图中,是控制深度相同,改变液体的密度,观察U形管两侧的液面高度差是否相等,得出液体内部压强是否和液体的密度有关;
(5)利用液体压强计算公式p=ρgh计算处10cm深处水的压强是即可,根据数据中的记录计算出压强计出的压强值,要考虑到金属盒橡皮膜也要产生压强。
此题主要考查的是液体内部压强实验的原理和影响液体内部压强的因素,注意转换法和控制变量法在物理实验中的运用。属于中考常见题型,难度不大。
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