重庆实验外国语学校2021-2022学年八年级下学期半期考试物理试题
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学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列物理量的估测与实际相符合的是( )
A.一名普通中学生质量约为600kg B.课桌的高度约为75cm
C.1个鸡蛋的重力约为5N D.人感觉舒适的温度为40℃
2.如图所示的四个实例中,属于增大压强的是( )
A. 汽车安全带较宽
B. 切菜刀刃很锋利
C. 铁轨铺在枕木上
D. 推土机宽大的履带
3.图中不能利用流体压强与流速的关系来解释的是( )
A. 飞机升力的产生
B. 车顶外掀式天窗
C. 吹硬币使硬币翻越木条
D. 孔明灯升上天空
4.下列实例或装置中与大气压有关的是( )
A.拦河大坝 B.高压锅煮饭
C.下水道弯管 D.瓶子吞蛋
5.如图所示,下列实例中,属于减小摩擦的是( )
A. 轴承中装有滚珠
B. 汽车轮胎上刻有花纹
C. 鞋底凹凸不平的花纹
D. 涂有防滑粉的手
6.2022年北京冬奥运会再次成为全世界瞩目的焦点。如图所示,下列说法中正确的是( )
A.甲图中短道速滑运动员加速冲刺时一定受到平衡力的作用
B.乙图中冰球沿水平地面匀速滑行时克服了冰球的惯性作用
C.丙图中冰壶的重力和冰壶对地面的压力为一对相互作用力
D.丁图中运动员运动时如不受力的作用将一直做匀速直线运动
7.关于浮力,下列说法正确的是( )
A.物体受到的浮力方向总是竖直向上的
B.浸没在液体中的物体一定受到浮力作用
C.体积越大的物体,受到的浮力一定越大
D.浸在液体中的物体受到的浮力与深度有关
8.下列有关力的知识描述正确的是( )
A.物体的重心一定在物体上
B.静止的物体可以受到滑动摩擦力作用
C.物体间有压力作用就一定存在摩擦力
D.两物体相互接触时,一定会产生弹力
9.如图所示,一个未装满水的瓶子,正立放置在水平桌面上时,瓶子对桌面的压强为p1,瓶底受到水的压力为F1;倒立放置时瓶子对桌面的压强为p2,瓶盖受到水的压力为F2.下列关系正确的是( )
A.p1<p2F1>F2 B.p1>p2F1<F2
C.p1<p2F1<F2 D.p1>p2F1>F2
10.如图所示,盛有水的容器静止在水平桌面上、容器重2N,容器中的水重8N,顶部和底部的面积均为200cm2,顶部到底部的高度h2=9cm,侧壁上有一开口弯管,弯管内的水面高度h1=12cm。下列选项中错误的是( )
A.容器对桌面的压力为10N B.容器对桌面的压强为400Pa
C.水对容器顶部的压力为6N D.水对容器底部的压强为1200Pa
11.如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体对水平地面的压强相等。若沿水平方向将甲、乙分别切去质量相等的部分,剩余部分对水平地面的压力为F甲和F乙、压强为P甲和P乙,则( )
A.F甲
A.B对地面的压力大小为10N
B.轻绳对A物体的拉力大小为2N
C.滑轮对竖直墙面的拉力大小为6N
D.A对B的摩擦力大小为2N,方向水平向右
13.如图所示,在水平桌面上,有一质量为6kg、密度为1.5×103kg/m3的实心圆柱体和一底面积为200cm2、高为0.5m的薄壁圆柱形容器,容器中装有0.4m细深的水。现将圆柱体轻轻放入容器后,圆柱体浸没在水中并静止在容器底部。圆柱体放入前后水对容器底部压强的变化量为,容器对水平桌面的压强变化量为。则下列说法中错误的是( )
A.圆柱体浸没水中静止时受到是浮力为40N
B.圆柱体浸没水中静止时对容器底的压力为20N
C.圆柱体放入前后水对容器底部的压强的变化量为为1000Pa
D.圆柱体放入前后容器对水平桌面的压强变化量为为3000Pa
14.如图甲所示,弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中;图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象。液面变化忽略不计,则下列说法中正确的是( )
①物体的底面积为200cm2
②物体的密度是3×103kg/m3
③当h=7cm时,物体下表面受到水的压力是8N
④当h=9cm时,物体上表面受到水的压力为10N
A.只有②和③ B.只有②和④ C.只有①和③ D.只有①和④
二、填空题
15.法国物理学家帕斯卡在1648年表演了著名的帕斯卡裂桶实验,后人为了纪念他并用他的名字命名为______的单位,历史上第一次测出了大气压强值的实验是______实验。
16.为了倡导绿色出行,小涛每天骑自行车上学。若小涛的质量为50kg,自行车的质量为10kg,每个轮胎与路面的接触面积约为0.01m2。则小涛的重力为______N;当他骑行时,自行车对路面的压强是______Pa。
17.用大小为20N的水平推力推静止在水平地面上的桌子,但没有推动,此时桌子受到的摩擦力为______N;当用大小为30N的水平推力推桌子时,桌子向右做匀速直线运动;继续增大推力到40N时,桌子仍然向右运动,此时桌子受到的摩擦力为______N。
18.如图所示,两容器质量相同底面积相等,若倒入质量相等的不同液体,液面在同一高度上,则容器底部受到的压强p甲______p乙,若倒入液面等高的同种液体时,则容器底部对水平桌面的压强______(两空均选填“>”、“=”或“<”)。
19.三个物体A、B、C,其重力分别为GA=2N,GB=4N,GC=6N。如图所示,现用轻质细绳将两物体通过两个定滑轮分别连接在同一弹簧测力计的两端,B物体放置于C上,C物体放置于水平地面上,当整个系统处于静止状态时,弹簧测力计的示数为______N。若C的底面积为5×10-4m2,将物体C沿竖直方向切去,并将切去的部分用细线挂于物体A下,则再次静止时物体C对水平地面的压强为______Pa。
20.如图所示,两个圆柱形容器甲和乙,容器甲底面积为500cm2,容器乙底面积为200cm2。甲容器中有两个叠放的正方体金属块A和B,A和B的边长分别为20cm和10cm,内装有25cm深的水,A与容器底部未紧密接触,则金属块A和B受到浮力为______N。若乙容器内装有30cm深的酒精,现从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后,剩余水对甲容器底部的压强和剩余酒精对乙容器底部的压强相等,则抽出的质量m为______kg。
三、作图题
21.如图所示,物体A放在斜面上处于静止状态,请在图中画出物体A对斜面的压力F的示意图。
22.如图所示,请在图中画出小球所受浮力的示意图。
四、实验题
23.如图所示,在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明用矿泉水瓶装上水后放在海绵上进行实验。
(1)实验时,是通过观察海绵______来比较瓶对海绵的压力作用效果;
(2)要探究压力的作用效果与受力面积的关系,可以选用______两次实验(只填序号);
(3)通过分析比较图中B、C、D三次实验,得出______相同时,压力的作用效果与______有关的结论;
(4)本实验用到的实验方法有转换法和______;
(5)将图A中的矿泉水瓶放在如图E所示的木板上,则图A中海绵受到的压强pA和图E中木板受到的压强pE的大小关系为pA______pE(选填“>”“<”或“=”)。
24.如图所示,在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中:
(1)U形管压强计______(选填“是”或“不是”)连通器。小花将压强计放在空气中,用手指不论轻压还是重压金属盒探头上的橡皮膜时,发现U形管两边液面的高度差变化都很小,则说明该压强计的气密性______(选填“好”或“差”)。改善压强计的气密性后,小花在调节压强计的过程中观察到U形管两边液面的高度差如图甲所示,这时压强计上橡皮软管内的空气压强______(选填“大于”、“小于”或“等于”)外界大气压强。为了使U形管左右两侧的水面相平,正确的调节方法是______(选填“A”或“B”);
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(2)由图乙和图丙得到,在同一种液体里,液体的压强随______的增加而增大;
(3)要探究液体的压强与液体的密度是否有关,应选择______两图进行对比;
(4)为了直接比较密度不同的液体产生的压强大小,小刚设计如图戊的实验,将两金属盒分别放在A、B容器内密度分别为ρ1和ρ2的两种液体中,且两金属盒所处的深度相同时,U形管中的液面位置如图戊所示,则ρ1______ρ2(选填“﹥”、“﹤”或“=”);若U型管内液面高度差为∆h,则可求U型管中液体密度ρ液=______(用字母ρ1、ρ2、h和∆h表示,忽略橡皮膜形变和密闭气体体积变化的影响)。
25.如图所示,是探究“浮力的大小跟哪些因素有关”实验和实验过程中弹簧测力计的示数。
(1)金属块A浸没在水中时,受到的浮力是______N;
(2)某同学测得金属块A的高度为20cm,则丙图中,A的下表面受到水的压强为______Pa;
(3)分析乙、丙两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与______有关,分析丙、丁两图实验数据可得:浮力大小跟物体浸没在水中的深度______(选填“有关”或“无关”);分析______两图可知,浮力大小跟液体密度有关;
(4)由图中数据可算出金属块A的密度是______kg/m3,盐水的密度是______kg/m3;
(5)在测完密度后,小明把A竖直放入一个底面积为20cm2且足够高的柱形容器(质量不计)底部,并将柱形容器放在水平桌面上,然后向容器内缓慢倒入水,A始终直立,当水对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为2∶3时,水槽内水的体积为______cm3。
五、计算题
26.如图所示,水平桌面上有一质量为0.3kg的平底容器,内装有质量为0.4kg的水,水面距杯底的深度为18cm,容器与桌面的接触面积是。求:
(1)水对容器底的压强;
(2)容器对桌面的压强。
27.如图甲所示,有一柱形容器置于水平桌面上,容器高度为15cm,内装有10cm深的水。如图乙所示,用细线拴一重为16.2N的金属块,将金属块的一半浸在水中,弹簧测力计的示数为13.2N,容器中的液面相对于图甲上升了3cm。将细线剪断,金属块沉到容器底部,如图丙所示。求:
(1)当金属块的一半浸在水中时受到的浮力;
(2)该金属块的密度;
(3)图丙中水平桌面受到的压强相对于图乙增加了多少Pa?
28.如图甲所示,正方体A、B质量均匀分布,将A叠放在B上并置于水平地面,若将重叠体AB沿水平方向从上方切去一定高度h,剩余部分对地面的压强p随切去高度h变化的图象如图乙所示,已知ρB=1×103kg/m3。求:
(1)正方体B的边长;
(2)正方体A的密度;
(3)若只将A沿水平方向切,或只将B沿竖直方向切,两种情况下A、B都切去相同的比例n后,剩下部分对地面的压强之比为,求n。
参考答案:
1.B
【详解】A.成年人的质量大约70kg,一名普通中学生质量比成年人略小一点,约为60kg,故A不符合题意;
B.中学生的身高为160cm,课桌的高度约为学生身高的一半,大约75cm左右,故B符合题意;
C.1个鸡蛋的质量约为50g,重力约为
故C不符合题意;
D.人感觉舒适的温度为23℃左右,如果温度超过35℃时,人会感觉很热了,故D不符合题意;
故选B。
2.B
【详解】A.汽车安全带较宽,在压力一定时,增大受力面积从而减小压强,故A不符合题意;
B.切菜刀刃很锋利,在压力一定时,减小受力面积从而增大压强,故B符合题意;
C.铁轨铺在枕木上,在压力一定时,增大受力面积从而减小压强,故C不符合题意;
D.推土机宽大的履带,在压力一定时,增大受力面积从而减小压强,故D不符合题意。
故选B。
3.D
【详解】A.飞机的机翼是上凸下平,上方空气流速大,压强小,小于下方压强,从而产生向上的压强差,即为升力,故A不符合题意;
B.车顶外掀式天窗,汽车外部空气流速大,压强小,汽车内部的压强小,压强大,从而产生向上的压力差,汽车内部污浊气体出去,从而更新了空气,故B不符合题意;
C.吹硬币使硬币翻越木条,硬币上方空气流速大,压强小于下方空气压强,从而产生向上的力,硬币从而翻越木条,C不符合题意;
D.孔明灯升上天空,孔明灯内部气体受热,密度变小,因为空气的密度小于外界空气,与气体流速无关,故D符合题意;
4.D
【详解】A.拦河大坝上窄下宽是因为液体内部压强随着深度的增加而增大,这种结构能增加坝体的抗压能力,故A不符合题意;
B.高压锅是利用气压变大时液体沸点升高,锅内液体的温度更高,食物更容易煮熟,故B不符合题意;
C.下水弯管是连通器原理,利用了液体压强的特点,使U形管两侧液面处于同一水平高度,故C不符合题意;
D.瓶子吞蛋是因为瓶内温度降低时内部气压减小,小于外界大气压,大气压将鸡蛋压入瓶内,故D符合题意。
故选D。
5.A
【详解】A.轴承中装有滚珠,以滚动代替滑动,从而减小摩擦力,故A符合题意;
B.汽车轮胎上刻有花纹,增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦力,故B不符合题意;
C.鞋底凹凸不平的花纹,增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦力,故C不符合题意;
D.涂有防滑粉的手,增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦力,故D不符合题意。
故选A。
6.D
【详解】A.甲图中短道速滑运动员加速冲刺时,速度大小不断发生变化,即运动状态不断变化,所以处于非平衡状态,受到的不是平衡力,故A错误;
B.由于冰球具有惯性,被推出后沿冰面匀速滑行,且惯性是物体本身具有的属性,不能说惯性作用,故B错误;
C.重力方向竖直向下,压力方向垂直地面,也是竖直向下,两个力的方向相同,不是相互作用力,故C错误;
D.运动员此时具有速度,不受力时,保持原运动状态不变,所以将一直做匀速直线运动,故D正确。
故选D。
7.A
【详解】A.因为重力的方向是竖直向下的,受到浮力时,物体的重力与浮力平衡,所以浮力的方向是竖直向上的,故A正确;
B.在水中的桥墩由于下方没有水,不会受到水的浮力作用,所以浸没在液体中的物体不一定受到浮力,故B错误;
C.根据F浮=ρ水gV排可知,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,物体体积越大,但排开液体的体积不一定大,则浮力不一定越大,故C错误;
D.根据F浮=ρ水gV排可知,物体所受浮力大小取决于取决于液体密度和物体排开液体的体积,与深度无关,故D错误。
故选A。
8.B
【详解】A.物体的重心不一定在物体上,形状规则质量均匀的物体重心在其几何中心上,如圆环的重心在圆心上,没有在物体上,故A错误;
B.静止或运动与选择的参照物有关,只要相互接触的物体相互挤压又有相对运动则这个物体就会受到另外一个物体的滑动摩擦力,故B正确;
C.摩擦力产生的条件是接触面有压力且两个物体有相对运动或相对运动趋势,故C错误;
D.产生弹力时两个物体相互接触且需相互挤压,使物体发生形变,发生形变的物体要恢复原状时产生弹力,故D错误。
故选B。
9.A
【详解】AC.正立时水全部压在瓶底,而倒立时只有一小部分水压在了瓶盖上,由于水是一样多的,所以正立时水面底部的压力较大,故A正确,C错误;
BD.不管正立还是倒立,瓶子对桌面的压力大小相等,而倒立时受力面积较小,所以倒立时对桌面的压强较大,故B、D错误;
应选A。
10.B
【详解】A.因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以容器对桌面的压力
F′=G容+G水=2N+8N=10N
故A正确,不符合题意;
B.容器对桌面的压力是10N,底部的面积为200cm2,容器对桌面的压强
故B错误,符合题意;
C.水面到容器顶部的距离
h=h1-h2=12cm-9cm=3cm=0.03m
水对容器顶部的压强
p'=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa
水对容器顶部的压力
F'=p'S=300Pa×200×10-4m2=6N
故C正确,不符合题意;
D.水对容器底部的压强
p''=ρgh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×12×10-2m=1200Pa
故D正确,不符合题意。
故选B。
11.C
【详解】由题意可知,甲、乙两个正方体对地面的压力大小等于甲、乙物体自身的重力,由重力计算公式可得
由甲、乙两个实心均匀正方体对水平地面的压强相等可得
,
所以可以推出甲、乙密度和质量的大小关系
,
由沿水平方向将甲、乙分别切去质量相等的部分可知,切去部分的高度和剩余部分的重力关系为
,
由剩余部分的重力关系可知,剩余部分对地面的压力
由物体对地面的压强可以看成剩余部分对地面压强和切去部分对地面压强之和,切去部分质量相等,且
故切去部分的压强
剩余部分的压强为
所以
故
,
故ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为C
12.B
【详解】A.将A和B当成一个整体,该整体对地面向下的压力等于总重力,等于16N,故A错误;
B.忽略滑轮自重及滑轮与绳间摩擦,对A进行受力分析,A受到了向左的拉力和向右的摩擦力,设绳子的拉力为FA,则B对A的摩擦力向右,由于物体A做匀速直线运动,则受到的摩擦力的大小为FA,由于力的作用是相互的,故A对B的摩擦力的大小为FA,方向水平向左,物体B还受到了水平向左拉力,由于是同一根绳子,忽略摩擦力,故绳子的拉力为FA,B还受到了地面对其的摩擦力,其大小为3N,方向水平向左,最后受到了向右的拉力,其大小为7N,物体B处于平衡态,故根据二力平衡可知
经整理可知
故B正确;
C.绳子的拉力为2N,滑轮对竖直墙面的拉力大小为
故C错误;
D.B对A的摩擦力大小为2N,方向是水平向右,故A对B的摩擦力大小为2N,方向水平向左,故D错误。
故选B。
13.D
【详解】A.实心圆柱体的体积为
圆柱体浸没水中静止时受到是浮力为
故A正确,A不符合题意;
B.实心圆柱体的重力为
圆柱体浸没水中静止时对容器底的压力等于支持力,所以压力为
故B正确,B不符合题意;
C.圆柱体浸没在水中后水面上升的高度为
而容器的高度为0.5m,则水面的高度为
所以有水会溢出,水的高度与容器高度相同,即水面实际上升的高度为
圆柱体放入前后水对容器底部的压强的变化量为
故C正确,C不符合题意;
D.圆柱体放入后溢出水的体积为
溢出水的重力为
圆柱体放入前后容器对水平桌面的压力变化量为
圆柱体放入前后容器对水平桌面的压强变化量为
故D错误,D符合题意。
故选D。
14.C
【详解】①当高度h在0~3cm时,物体受重力和拉力,重力的大小等于拉力,故物体重12N,当当高度h在3~7cm时,物体慢慢浸入,拉力变小,直到h=7cm时,刚好浸没,此时的拉力为4N,物体的高度为4cm,浸没时物体所受的浮力为
物体的体积为
物体的底面积为
故①正确;
②物体的质量是
物体的密度是
故②错误;
③当h=7cm时,物体刚好浸没,物体下表面受到水的压强是
当h=7cm时,物体下表面受到水的压力是
故③正确;
④当h=7cm时,物体上表面刚好与水平相平,当h=9cm时,物体上表面离水面的深度为2cm,受到水的压强为
当h=9cm时,物体下表面受到水的压力是
故④错误。
故选C。
15. 压强 托里拆利
【详解】[1]法国物理学家帕斯卡在1648年表演了著名的帕斯卡裂桶实验,向人们展示液体巨大的压强与液体的深度有关,并提出了著名的帕斯卡原理,后人为了纪念他并用他的名字命名为压强的单位,即压强单位为帕斯卡,用符号Pa表示。
[2]意大利物理学家托里拆利首次通过实验测量出大气压的值相当于0.76m高的水银柱产生的压强,人们把这个实验称为托里拆利实验。
16. 500 3×104
【详解】[1]小涛的质量m=50kg,则小涛的重力为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
[2]小涛和自行车的总质量
m总=50kg+10kg=60kg
骑行时自行车对地面的压力等于人和车的总重力
F=G总=m总g=60kg×10N/kg=600N
自行车和地面的接触面积
S=0.01m2×2=0.02m2
对地面的压强为
17. 20 30
【详解】[1]用大小为20N的水平推力推静止在水平地面上的桌子,但没有推动,此时的桌子处于静止状态,在水平方向上受到的推力和摩擦力是一对平衡力,推力等于摩擦力,故推力的大小为20N。
[2]当用大小为30N的水平推力推桌子时,桌子向右做匀速直线运动,桌子处于平衡态,在水平方向上受到的推力和摩擦力是一对平衡力,所以摩擦力等于推力等于30N;桌子运动时,受到的是滑动摩擦力,当增大推力时,桌子对地面的压力不变,接触面的粗糙程度也不变,桌子受到的滑动摩擦力不变,故继续增大推力到40N时,此时桌子受到的摩擦力仍为30N。
18. > <
【详解】[1]如图所示,若倒入质量相等的不同液体,液面在同一高度上,由于乙的形状为上大下小,则乙中液体的体积大于甲,根据密度的公式可知,,由液体压强公式,在高度相同时,。
[2]若倒入液面等高的同种液体时,由于乙的形状为上大下小,则乙中液体的体积大于甲,根据密度的公式可知,,则液体的重力,容器底部对水平桌面的压力等于液体和容器的总重力,则容器底部对水平桌面的压力,由可知,在受力面积相同时,。
19. 2
【详解】[1]对A进行受力分析,A处于平衡状态,A受到了重力和拉力,拉力与重力是平衡力,A的重力是2N,拉力等于2N。
[2] 将物体C沿竖直方向切去,切去的重力为
那么绳子对A 的拉力为
将B和剩下的C当成一个整体,其受到了向上的拉力和支持力和向下的重力,支持力的大小为
剩下C的底面积为
再次静止时物体C对水平地面的压强为
20. 85 3.2
【详解】[1]A和B的边长分别为20cm和10cm,则A和B的底面积分别为200cm2和100cm2,A排开液体的体积
VA=V排=20×20×20×10-6m3=8×10-3m3
B排开液体的体积
VB=10×10×(25-20)×10-6m3=0.5×10-3m3
在甲容器中,正方体A和B排开水的总体积
V总=VA+VB=8×10-3m3+0.5×10-3m3=8.5×10-3m3
则A和B受到的浮力
F=ρ水gV总=1.0×103kg/m3×10N/kg×8.5×10-3m3=85N
[2]乙容器中原来酒精的质量
m酒=ρ酒V酒=0.8×103kg/m3×200×30×10-6m3=4.8kg
由图甲可知,高于金属块A的那部分体积的水减去时,即甲容器中液体高度是20cm,甲容器底部受到的压强
p甲'=ρ水gh甲'=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-2m=2000Pa
此时取出的水的体积
V'=Sh=(500-100)×5×10-6m3=2×10-3m3
这部分水的质量
m'=ρ水V'=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
则乙容器中剩余酒精的深度
乙容器底部受到的压强
p乙'=ρ酒gh乙'=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.175m=1400Pa
此时压强不相等,所以容器中水的高度一定小于20cm。甲容器中原来水的质量
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×(500×25×10-6m3-8.5×10-3m3)=4kg
将酒精抽去后,乙容器底面受到的压强
p乙=ρ酒gh乙=0.8×103kg/m3×10N/kg×h乙
乙容器中酒精的质量
m乙=ρ酒S乙h乙=0.8×103kg/m3×200×10-4m2×h乙
将水抽去后,甲容器底面受到的压强
p甲=ρ水gh甲=1.0×103kg/m3×10N/kg×h甲
甲容器中水的质量
m甲=ρ水Sh甲=1.0×103kg/m3×(500-400)×10-4m2×h甲
水对甲容器底部的压强和剩余酒精对乙容器底部的压强相等,p乙=p甲,即
0.8×103kg/m3×10N/kg×h乙=1.0×103kg/m3×10N/kg×h甲
解得
则
即
解得m=3.2kg。
21.
【详解】在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点,过压力作用点画一条垂直于斜面向下、带箭头的线段,符号为F,即为压力的示意图。如图所示:
。
22.
【详解】小球在水中静止时,受到竖直向上的浮力,浮力的作用点在重心,如图所示:
23. 凹陷程度 AB 受力面积 压力的大小 控制变量法 =
【详解】(1)[1]力可以改变物体的形状,压力的作用效果不易直接观察,可以通过海绵的凹陷程度来间接反映,这里用到了转换法。
(2)[2]要探究压力的作用效果与受力面积的关系,根据控制变量法,要求压力一定,受力面积不同,可以选用AB两次实验。
(3)[3][4]通过分析比较图中B、C、D三次实验,受力面积相同,压力不同,根据控制变量法,可得出受力面积相同时,压力的作用效果与压力的大小有关的结论。
(4)[5]本实验通过海绵的凹陷程度来间接反映,这里用到了转换法。影响压力作用效果的因素有两个,每次只探究一个因素,另一个因素相同,属于控制变量法。故本实验用到的实验方法有转换法和控制变量法。
(5)[6]将图A中的矿泉水瓶放在如图E所示的木板上,压力与受力面积均相同,根据可知,压强相同,即。
24. 不是 差 大于 B 深度 丙丁 ﹥
【详解】(1)[1]底部互相连通,各开口与空气连通的叫做连通器,而U形管压强计的左侧有橡胶软管和探头形成封闭空间,与外界大气不连通,故U形管压强计不是连通器。
[2]U形管的高度差由两侧液面的压力差引起,即两侧压强差变小,液面差变化都很小,原因是压强计气密性不好,探头发生形变压缩空气时空气漏出。
[3]图甲中左侧液面低而右侧液面高,以左侧液面为研究对象时,左侧液面受到向下的左侧橡胶软管内的压强,右侧大气压和液体高度差产生的压强之和,故此时橡皮软管内的空气压强大于外界大气压强。
[4]将右侧支管中高出的水倒出后由于压强差的存在会导致仍旧存在两支管液面的高度差,应取下软管使左侧支管与大气连通,此时U形管压强计为连通器,左右液面可处在同一水平面。故A正确,B错误。
故选B。
(2)[5]乙和丙两图中,液体相同而探头深度不同,可观察到丙图中U形管压强计两侧液面高度差更大,说明此时液体内部压强较大,故可得出结论:同一液体中,液体的压强随深度的增加而增大。
(3)[6]根据控制变量法,探究液体压强与液体密度的关系时应使探头所处深度相同而液体密度不同,丙和丁两实验探头的深度相同,液体不同,故应选择丙和丁两图进行对比。
(4)[7]由戊图可观察到压强计左侧液面低于右侧液面,由压强计原理可知左侧液面受到的压强更大,而两探头深度相同,由p=ρgh可知深度相同时密度越大液体内部压强越大,故
ρ1﹥ρ2
[8]取压强计右侧支管内与左侧支管相平处为研究对象,该位置液面受到左侧液体内部压强ρ1gh,方向向上,右侧液体内部压强ρ2gh,方向向下,右侧高出的液体产生的压强ρ液g∆h,方向向下,可知有如下关系
ρ1gh=ρ液g∆h+ρ2gh
整理可得
25. 2 2×103 排开液体的体积
无关 丁、戊 2.4×103 1.2×103 360
【详解】(1)[1]由图甲可知,金属块的重力为4.8N,浸没在水中时,由图丁可知,弹簧测力计的示数为2.8N,受力分子可知,金属块浸没在水中受到的浮力
F浮=G-F=4.8N-2.8N=2N
(2)[2]金属块A的高度为20cm,根据压强公式可知,A的下表面受到水的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-2m=2×103Pa
(3)[3]由图乙、丙可知,容器中的液体相同,金属块浸入液体中的体积不同,弹簧测力计示数不同,受力分析可知,浮力等于重力减去弹簧测力计的示数,即浮力不同,可以得到的结论是:当液体密度相同时,物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关。
[4]分析丙、丁两图实验数据可得,液体密度相同,浸入液体中的深度不同,弹簧测力计的示数相同,即浮力相同,可以得到的结论是浮力与浸入液体的深度无关。
[5]探究浮力大小与液体密度的关系,需要控制浸入液体的体积相同,液体密度不同,由丁、戊可知,液体密度不同,弹簧测力计的示数不同,浮力大小不同,即浮力大小跟液体密度有关。
(4)[6]金属块浸没在水中受到的浮力是2N,则金属块的体积等于排开液体的体积
金属块的重力为4.8N,则金属块的质量
则金属块的密度
[7]金属块在盐水中受到的浮力
F浮'=G-F'=4.8N-2.4N=2.4N
根据阿基米德原理可得,盐水的密度
(5)[8]当金属块在水中深度为20cm=0.2m时,金属块刚好完全浸没,所以金属块的横截面积为
金属块刚好浸没时注入水的质量
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×(20-10)×10-4m2×0.2m=2kg
当注入液体质量小于或等于0.2kg时,设容器内水的质量为m,容器内水的深度为
则水对容器底部的压强为
------①
容器对桌面的压强为
------②
把①②代入p1∶p2=2∶3,解得m=2.4kg>2kg,故应舍去;所以注入液体的质量大于2kg,即注入液体的深度大于20cm,因水的体积与金属块体积之和等于容器底面积乘以液体的深度,即
V水+V金=S容h′
且根据可得,水的体积
所以
则此时水的深度为
此时水对容器底部的压强
------③
容器对桌面的压强
------④
把③④代入p1∶p2=2∶3,解得m'=0.36kg,则容器中水的体积
26.(1);(2)
【详解】解:(1)水对容器底的压强为
(2)容器对桌面的压力等于总重力,即压力为
容器对桌面的压强为
答:(1)水对容器底的压强为;
(2)容器对桌面的压强为。
27.(1)3N;(2);(3)
【详解】解:(1)当金属块的一半浸在水中时受到的浮力
(2)当金属块的一半浸在水中时排开液体的体积为
金属块的体积为
用细线拴一重为16.2N的金属块,金属块的质量为
该金属块的密度
(3)当浸入一半时,物体所受的浮力为3N,此时物体排开液体的体积为,液面上升的高度为3cm,那么容器的底面积为
容器乙空余部分的体积为
将细线剪断,当物体全部浸没时,物体会沉底,物体增大的浮力为3N,那么物体还会排出也为的水,溢出水的体积为
溢出水的重力为
对比甲图,图乙中水平桌面受到的压力相对于图甲增加了3N,对比甲图,图丙对水平桌面增加的压力为
图丙中水平桌面受到的压强相对于图乙增加了
答:(1)当金属块的一半浸在水中时受到的浮力为3N;
(2)该金属块的密度为;
(3)图丙中水平桌面受到的压强相对于图乙增加了1220Pa。
28.(1)0.1m;(2)16kg/m3;(3)
【详解】解:(1)从图乙可知,当A全部切除后,只剩B,此时物体B对地面的压强为1000Pa,根据
可知,物体B的边长为
(2)从图乙可知,当物体没有切时,对地面的压强为3000Pa,物体B的底面积为
物体A和B的总重力为
物体B的重力为
则物体A的重力为
物体A的质量为
从图乙可知,A和B的总高度为0.6m,B的边长为0.1m,故A的边长为0.5m,故A的体积为
物体A的密度为
(3)若A沿水平方向切,切去的比例为n,则剩余部分的体积为
A剩余部分的质量为
AB重叠体剩余部分的总重力为
重叠体AB剩余部分对地面的压强为
由于B是沿竖直方向切,由于切去的比例为n,则剩余部分的体积为
B剩余部分的质量为
AB重叠体剩余部分的总重力为
B剩余部分的面积为
重叠体AB剩余部分对地面的压强为
剩下部分对地面的压强之比为
经整理可知
由于n<1,故n的值为 。
答:(1)正方体B的边长为0.1m;
(2)正方体A的密度为;
(3)n为。
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