![重庆市第八中学2021-2022学年八年级下学期半期考试物理试题01](http://img-preview.51jiaoxi.com/2/6/13821406/0/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
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![重庆市第八中学2021-2022学年八年级下学期半期考试物理试题03](http://img-preview.51jiaoxi.com/2/6/13821406/0/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
重庆市第八中学2021-2022学年八年级下学期半期考试物理试题
展开重庆市第八中学2021-2022学年八年级下学期半期考试物理试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.在生活中经常要对物理量进行估测,以下估测合理的是( )
A.一本物理书对水平地面的压强约为60Pa
B.大气压对中学生一个手掌的压力约为1N
C.人双脚站立时对地面的压强约为1×106Pa
D.一个乒乓球漂浮在水面时受到的浮力约为500N
2.如图所示的实例中,属于减小压强的是( )
A. 吸管一端很尖 B. 滑雪板面积大
C. 安全锤锤头很尖 D. 刀刃很薄
3.如图所示现象中没有利用大气压的是( )
A. 船闸 B. 吸管吸饮料
C. 盆景自动给水装置 D. 活塞式抽水机
4.关于压力压强,下列说法正确的是( )
A.压强越大,压力的作用效果越明显
B.物体对接触面的压力就是物体所受的重力
C.拦河大坝修建的上窄下宽,是为了减小液体对坝底的压强
D.氢气球升到高空后会炸裂,是因为大气压随高度的增大而增大
5.关于木块和铁块受到的浮力,下列说法正确的是( )
A.把木块放入重为1N的水中,产生的浮力不可能大于1N
B.在水中向下运动的木块,受到的浮力可能大于自身重力
C.把体积相同的铁块和木块浸没在水中,则铁块受到的浮力大
D.在水中上浮的木块受到的浮力一定比在水中下沉的铁块受到的浮力大
6.关于浮沉条件的应用,下列说法不正确的是( )
A.密度计放在不同液体中所受浮力的大小相等
B.气球飞艇里所充气体的密度小于空气的密度
C.乒乓球从水中上浮至漂浮的过程中,所受浮力不变
D.轮船从河里开到海里,要浮起来一些,浮力大小不变
7.如图是北美草原犬鼠洞穴的横截面示意图。它有两个出口,隆起洞口A和平坦洞口B,当风吹过洞口时就会给洞中的犬鼠带去习习凉风。则下列有关洞内风向分析正确的是( )
A.风总是A口吹入,B口吹出
B.风总是B口吹入,A口吹出
C.风总是A、B口同时吹入
D.洞内的风向是由洞外的风向决定的
8.如图所示,质量和底面积均相同的A、B、C三个容器,分别装有硫酸、水、酒精三种液体,此时三个容器对桌面的压强相等,三容器中液体对容器底的压强分别为pA、pB、pC,则它们的大小关系是
A.pA>pB>pC
B.pA<pB<pC
C.pA= pB =pC
D.无法判断
9.某同学测量大气压强的过程如图所示,下列说法中正确的是( )
A.此时水银槽液面上方气压高于标准大气压
B.如果将玻璃管倾斜,水银柱高度差不变
C.如果将玻璃管向下压一些,管内外水银柱高度差变大
D.向槽中继续注入少量水银,管内外水银面高度差变大
10.“中国核潜艇之父”黄旭华为中国核潜艇事业的发展做出了杰出铁丝贡献,获得了国家最高科学技术奖。佳佳也深受鼓舞,制作了如图所示的潜水艇模型(不考虑阻力),下列说法错误的是( )
A.潜水艇模型是通过改变潜水艇的重力实现沉浮的
B.在水下匀速上浮时,它受到的浮力等于自身重力
C.向内推注射器活塞,水会被压入试管中,可实现潜水艇下沉
D.向外拉注射器活塞,水会被压入试管中,可实现潜水艇下沉
11.亮亮用如图所示装置将下沉的小重物(ρ物>ρ水)逐渐缓慢下沉,直至接触容器底,烧杯中水能没过重物但不溢出,他作出了重物下表面所受水的压力F水、弹簧测力的示数F拉、重物所受浮力F浮、烧杯对桌面的压力F压随物体下表面到水面距离变化的图像,下列四图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
12.有A、B两个密度分别为ρA、ρB的实心正方体,它们的边长之比为1:2,如图所示,将它们叠放在水平桌面上时,A对B的压强等于B对桌面的压强,则ρA:ρB为( )
A.8:1 B.8:3 C.2:1 D.2:3
13.如图所示,将装满水的烧杯放在托盘秤的盘子里。再把空饮料罐缓慢压入水中直至刚好浸没(饮料罐未与烧杯接触),溢出的水全部留盘子里,在这个过程中( )
A.饮料罐受到的浮力保持不变 B.托盘秤的示数保持不变
C.水对饮料罐底部的压力保持不变 D.烧杯内的水对烧杯底部的压力保持不变
14.如图所示,将一体积为1dm3,密度为0.6×103kg/m3的正方体木块,用细线系在底面积为500cm2的圆柱形容器的底部,在容器中倒入30cm深的水使木块完全浸没时,木块上表面距水面5cm,下列说法中正确的是( )
A.木块下表面受到水的压强是500Pa
B.细线对木块的拉力为6N,方向竖直向下
C.剪断细线,待木块静止时,容器对桌面的压强变化了80Pa
D.剪断细线,待木块静止时,液体对容器底部的压强变化了80Pa
15.将一个密度为0.9×103kg/m3的实心小球,分别放入装满水和装满酒精的烧杯中(水和酒精足够多)。小球静止时,溢出水和酒精的体积分别为V1和V2,小球在水和酒精中所受的浮力分别为F1和F2,已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,下列判断正确的是( )
A.V1∶V2=1∶1,F1∶F2=5∶4 B.V1∶V2=9∶10,F1∶F2=5∶4
C.V1∶V2=9∶10,F1∶F2=9∶8 D.V1∶V2=1∶1,F1∶F2=9∶8
16.甲、乙两个实心正方体物块放在相同的海绵上,甲的凹陷程度更深。将它们沿水平方向切去一部分后,剩余部分对海绵的凹陷程度如图所示,则( )
A.甲切去的质量一定比乙大 B.它们切去的体积可能相同
C.甲切去的高度一定比乙小 D.它们切去的高度可能相同
17.如图所示,两个完全相同的柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲,乙两种不同的液体。a、b是质量相等的两个小球,a球漂浮在液面上,b球沉没在容器底。甲液面高于乙液面,且两种液体对容器底的压强相等。则( )
①容器对桌面的压力F甲
③液体对容器底部的压力F甲=F乙 ④两个小球所受的浮力Fa
18.如图所示,水平面上有一底面积200cm2,高12cm的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为2kg的水。现将一个质量分布均匀,底面积100cm2,体积500cm3的物体A(不吸水)放入容器中,A漂浮在水面上,且浸入水中的体积为总体积的。再在A的上方放一个物体B,使A刚好浸没于水中(B不浸入)。则下列说法正确的是( )
A.物体A的密度为0.6g/cm3
B.物体B的质量为200g
C.物体A从漂浮到刚好漫没,物体A下降的距离是1.5cm
D.物体A从漂浮到刚好浸没,水对容器底部增大的压力为2N
19.如图甲所示装置,是由2个圆柱形容器(容器足够高)连接而成,其下底面积为75cm2,上端开口面积为100cm2,容器中装有适量的水且置于水平地面上,用轻质足够长的细绳连接不吸水密度均匀的实心圆柱体A,使其缓慢浸入水中,直至圆柱体A下表面触碰容器底部,图乙是水对容器底部的压强与圆柱体A下表面浸入水中深度h的图像,当圆柱体A刚好与容器底部接触但无压力时,此时绳的拉力为4N。则下列说法正确的是( )
A.容器中水的质量为600g B.物块A的体积大小为750cm3
C.水对容器底部的压强p1为1200Pa D.圆柱体A的密度为1.2g/cm3
二、多选题
20.2021年12月9日下午15:40“天宫课堂”时隔8年再次开讲,“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。如图所示是演示“浮力消失实验”时的情况。下列说法中错误的是( )
A.乒乓球在水中静止时不受重力
B.乒乓球可以在水中任意位置悬浮
C.乒乓球在水中静止时不受浮力
D.若此时在水中放一个实心铁球,铁球会沉入水中
三、填空题
21.著名______实验向人们展示了大气压强是很大的,意大利科学家______第一次精确测量出大气压强的大小,可以托起约10m高的水柱。
22.如图所示,有三个小球A、B、C,A与B的体积相等,A与C的质量相等。将三个小球分别浸入甲、乙两种液体中,静止时液面相平,其中球A在甲液体中露出液面的体积小于其在乙液体中露出液面的体积。则ρ甲_________ρ乙,F浮B_________F浮C(均选填“>”、“=”或“<”)。
23.如图所示,用细绳吊着重力为10N的长方体金属块并将其浸没在水中,此时该金属块上、下表面受到水的压力为2N、8N,该金属块受到的浮力为_________N。现用细绳吊着该金属块继续在水中下沉,则该金属块受到水的浮力F浮、其上表面受到水的压力F上和下表面受到水的压力F下,这三个力中大小不变的是__________。
24.如图所示,甲、乙两个相同的溢水杯分别装满水和某种液体,放入不同的物体后,用两个相同的容器承接排出的水和该液体,两物体静止时两个电子秤的示数相同。球状物和碗状物所受的浮力大小关系:F1________F2,两个容器对桌面的压强大小的关系:p甲_________p乙(均选填“>”、“=”或“<”)。
25.如图甲所示,圆柱形容器中装有适量的水,将密度均匀的木块A放入水中静止时有五分之二的体积露出水面,如图乙所示,则物体A的密度为_________kg/m3,此时水对容器底部的压强比图甲水对容器底部的压强增加了300Pa;若在木块A上表面轻放一个物块B,VA=2VB,静止时木块A仍有部分体积露出水面,如图丙所示,此时水对容器底部的压强比图甲水对容器底部的压强增加了400Pa,则ρA:ρB=___________。
26.学习了浮力知识后,小翟和小飞同学对沉船打捞技术产生了深厚的兴趣,通过查阅相关资料,两位同学设计了模拟沉船打捞过程的装置,如图所示:底面积为150cm2的圆柱薄壁容器放置在水平地面上,底面积为100cm2的轻质圆柱薄壁塑料瓶内装有若干小石块,质量为800g的铁块沉在容器底部(没有紧密接触),塑料瓶和铁块通过细绳相连,细绳刚好拉直(无拉力),为了拉起铁块,需要把瓶内的部分小石块投入水中。铁块的重力为________N;铁块刚好被拉起时,投入水中的小石块质量为________g(已知ρ石=3g/cm3、ρ铁=8g/cm3)。
四、作图题
27.如图,放在斜面上的水杯中漂浮着一个小球,请在图中画出小球受到的浮力 F1 和杯子对斜面的压力F2。
( )
五、实验题
28.小洋同学利用A、B两物体、海绵等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。如图所示。
(1)实验中小洋是通过观察海绵________来比较压力的作用效果,这种研究方法叫做________(选填“转换法”、“控制变量法”或“类比法”);
(2)若要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,应选择_________两图进行比较;
(3)比较甲、丙两图可以得到:压力一定时,_________越小,压力的作用效果越明显。下列实例中,可用此结论解释的是_________;(填序号)
A.压路机的碾子质量很大
B.打疫苗时使用的针头很尖
(4)小洋同学在上述实验的基础上又将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示,取走右边的小物块,此时物体剩余部分对海绵的压强与丁图相比______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
29.如图是某小组同学用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)U形管压强计______(选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)在使用压强计前,小杨同学发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,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”“B”或“C”)。
A.将U形管右侧支管中高出的水抽出
B.将U形管倾斜放置,使两管液面相平
C.取下软管重新安装
(3)比较______两图,可以得出结论:液体密度相同时,液体的深度越大,液体的压强越大;
(4)图丁实验中U形管左右两侧水面的高度差为5cm,则橡皮管内气体压强与管外大气压强之差为______Pa;在图丁的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将______(选填“变大”“变小”或“无法判断”)。
(5)小媛同学将液体压强计进行了改造,当两探头置于空气中时,U形管水面相平。现将两探头分别放在a、b容器内密度分别为ρ1和ρ2的两种液体中,当两探头所处的深度相同时,U形管中的左右水面高度差如戊图所示,则ρ1______ρ2(选填“>”“<”或“=”);由此可知,同一深度,液体压强随______的增加而增大。
30.正在学习浮力部分知识的小田、小佳和小雯同学想要探究“浮力的大小和哪些因素有关”,操作步骤如图a、b、c、d、e、f。
实验步骤
b
c
d
e
f
测力计示数/N
2.4
2.3
2.2
2.2
2.0
(1)表格中缺少a的实验数据,请你根据图a读出数据:______N;
(2)分析实验步骤a、b、c、d,说明浸在水中的物体所受的浮力与______有关;为了探究浮力大小与液体密度是否有关,可选用______三图装置来进行操作;
(3)小田用表格中的数据算出了步骤a中物体的密度是______kg/m3;
(4)实验结束后小田想到,如果在图d中测力计2.2N的位置处标出水的密度值,就可以把这个装置改装成一个测量液体密度的密度秤。该密度秤的刻度是______(选填“均匀”或“不均匀”)的,测力计1.8N刻度所对应的液体密度为______kg/m3;
(5)学习了阿基米德原理后,小佳同学想到还可以利用如图所示装置测量金属块的密度,操作如下:
①在圆柱形容器中装适量的水,将另一平底烧杯放入圆柱形容器的液体中,烧杯静止时容器中水的深度H1=0.13m,如图甲所示;
②将金属块放入烧杯中,此时烧杯静止时露出水面的高度h1=0.04m,容器中水的深度H2=0.18m,如图乙所示;
③将金属块拴在烧杯底部,烧杯静止时露出水面的高度为h2=0.06m,如图丙所示。已知圆柱形容器底部面积为烧杯底面积的3倍。则这一金属块的密度为______kg/m3,若交换步骤乙丙(金属块不吸水),则所测金属块的密度______(选填“偏小”“偏大”或“不变”);
(6)在实验过程中,小雯同学联想到综合实践课上自己自制的“密度计”,该密度计放在水和酒精中时均竖直漂浮,露出液面的长度用L表示,如图所示,已知酒精的密度为0.8g/cm3小雯将该密度计放入酒精中,密度计静止时L为6cm,她在密度计上与液面相平的位置处标注0.8g/cm3。小雯将该密度计放入水中,密度计静止时L为8cm,她在密度计上与液面相平的位置处标注1.0g/cm3利用上述数据,可计算出该密度计上密度值为1.6g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为______cm(忽略铜丝的体积)。
六、计算题
31.疫情期间,为了保障隔离区人民的生活,输送物资。一辆四轮货车自重40000N,车内装800kg的货物,每只轮子与地面的接触面积为200cm2.。求:
(1)载重货车对地面的压强为多少Pa;
(2)若货车对地面的压强最大可达到0.8×106Pa,否则地面将会被压坏,则货车内最多还可以装多少kg的货物。
32.如图所示,薄壁柱型容器底面积为200cm2,质量为2kg,放置在水平桌面上,木块A的重力为12N,底面积为100cm2,高20cm,用细铁丝(体积及重力不计)将木块A按压在水底(A与容器底部未紧密接触),此时液面高30cm,现让细铁丝和木块A从水底开始缓慢匀速向上移动,直至木块A漂浮,求:
(1)木块A与容器底部接触时,木块A的浮力大小为多少?
(2)当铁丝对木块向下的压力大小为6N时,容器对桌面的压强大小为?
(3)从图所示位置将物体A沿竖直方向向上移动12cm,求此时水对容器底部的压强为多少?
33.小杜在基地加工了一个工件如图甲所示,由上下两个不同物质组成的圆柱体连接在一起,上半部分A高为5cm,底面积为50cm2,其质量为400g,下半部分B为高15cm、底面积100cm2的的长方体,B物质的密度为0.8g/cm3。另有一底面积150cm2,高18cm的圆柱形容器(重力不计)放在水平地面上,如图乙所示,内装2400cm3的水。小杜想进一步研究激光切割技术,于是对工件进行切割,并将切割部分竖直放入水中冷却(不计水的汽化损失),则:
(1)未将工件放入水中时,水对容器底的压强是多少Pa?
(2)水平切去多少cm时,切割部分恰好在水中悬浮?
(3)在图甲的基础上沿竖直方向将B物体切去一部分(不切A,但A始终在B的上方),并将切割部分竖直放入容器中,此时容器对地面的压强能否和工件剩余部分对地面的压强恰好相等?若能,请求出切去部分体积占B体积的比例;若不能,请通过计算说明理由。
参考答案:
1.A
【详解】A.物理书的表面积约为0.06m2,重力约为4N,则对水平地面的压强约为
故A符合题意;
B.一个手掌的面积约为0.01m2,大气压取1´105Pa时大气对手掌的压力为
F=pS=1´105Pa´0.01m2=1000N
故B不符合题意;
C.双脚站立时与地面的接触面积约为0.04m2,重力约为500N,则对水平地面的压强约为
故C不符合题意;
D.乒乓球漂浮在水面上时浮力等于重力,由重力G=500N可知,乒乓球的质量为
与实际不符,故D不符合题意。
故选A。
2.B
【详解】A.吸管一端做成尖形,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B.滑雪板的面积较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B符合题意;
C.安全锤的锤头做的很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C不符合题意;
D.刀刃磨得很薄,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D不符合题意。
故选B。
3.A
【详解】A.船闸是利用连通器原理工作的,故A符合题意;
B.吸管吸饮料时,将吸管内的空气吸走,饮料在大气压的作用下进入吸管,故B不符合题意;
C.大气压可以支撑10m高的水柱,大气压作用在盆景中的水面,使瓶内水不会全部流出来,故C不符合题意;
D.活塞式抽水机工作时,使内部气压小于大气压,水在大气压作用下,进入抽水机内,实现将水从低处压到高处的目的,故D不符合题意。
故选A。
4.A
【详解】A.物理上用压强表示压力的作用效果,故压强越大,压力的作用效果越明显,故A正确;
B.物体对接触面的压力大小可能等于物体受到的重力的大小,但是物体对接触面的压力施力物体是施压物体,而物体所受的重力施力物体是地球,是两个不同的力,故B错误;
C.液体的压强随深度的增加而增大,水坝建成上窄下宽的形状可承受更大的压强,故C错误;
D.氢气球升到高空后会炸裂,是因为大气压随高度的增大而减小,故D错误。
故选A。
5.B
【详解】A.根据阿基米德原理可知,物体受到液体浮力大小只与液体的密度和排开液体的体积有关,与水的重力无关,把木块放入重为1N的水中,产生的浮力可能大于1N,故A错误;
B.在水中向下运动的物体,若物体还受向下的拉力,受到的浮力可能大于自身重力,故B正确;
C.把体积相同的铁块和木块浸没在水中,水的密度一定,排开水的体积相同,根据公式F浮=ρgV排可知,铁块和木块受到的浮力一样大,故C错误;
D.由F浮=ρ水gV排可知,浮力大小与排开水的体积有关,由于木块和铁块排开水的体积不确定,因此无法比较木块、铁块受到浮力的大小关系,故D错误。
故选B。
6.C
【详解】A.密度计放在不同液体中都漂浮,根据物体浮沉条件可知,在不同液体的受到的浮力都等于密度计的重力,所以在不同液体中所受浮力的大小相等,故A正确,不符合题意;
B.气球飞艇里所充气体重力G=ρ充气gV,空气对飞艇的浮力F浮=ρ空气gV,V相同,只有ρ充气<ρ空气时,G
D.轮船从河里开到海里,始终漂浮,浮力等于重力,而重力不变,所以轮船从河里开到海里,浮力大小不变;由于要轮船从河里开到海里,液体密度变大,根据F浮=ρ液gV排可知,排开液体的体积变小,故轮船要浮起来一些,故D正确,不符合题意。
故选C。
7.B
【详解】等质量的空气在相同的时间内通过出口的上表面,由于B出口平直,A出口向上突起,所以空气通过B出口上表面的流速小,压强大;通过后A出口上表面的流速大,压强小,在两个出口间形成一个向右的压强差,因此,地面上的风总是B口吹入A口吹出。
故选B。
8.A
【详解】(1)液体对容器底的压强p=gh,液体对容器底的压力F=pS底=ghS底,右边容器(上口大、下口小),酒精对容器底的压力F=pS底=ghS底=gV黑=m黑g,即对非柱形的液柱,对容器底部的压力等于底面积与容器底(内部)等大、与液体的深度为高的液柱的重力,如下图所示,
所以F酒精
9.B
【详解】A.标准大气压的大小与760mm水银柱产生的压强相等,此时水银柱高度为750mm,小于760mm,可知此时水银槽液面上气压低于标准大气压,故A错误;
BCD.水银槽上方大气压大小不变,无论是将玻璃管倾斜海水向下压或再注入少量水银,水银柱高度差均不会发生变化,故B正确,CD错误。
故选B。
10.C
【详解】ACD.向内推注射器活塞,气体进入水管中,管内压强增大,水会被排出试管,自身重力减小,小于浮力时,潜水艇模型就会上浮;向外拉注射器活塞,试管内气压降低,水会被压入试管中,自身重力增大,当大于浮力时,潜水艇模型就会下沉,可见潜水艇模型是通过改变潜水艇的重力实现沉浮的,故AD正确,不符合题意;C错误,符合题意;
B.当潜水艇模型在水下匀速上浮时,处于二平衡状态(不考虑阻力),它受到的浮力等于自身重力,C正确,不符合题意。
故选C。
11.C
【详解】A.物体下表面到水面距离越大,则物体下表面浸入水中的深度越大,由p=ρgh可知,物体下表面所受水的压强p与h成正比,因物体下表面的面积不变,故由F=pS可知,物体下表面所受水的压力F水与h成正比,故A错误;
B.物体未完全浸入水中时,随着h的增大,物体排开液体的体积也逐渐增大,则由阿基米德原理可知,物体所受浮力逐渐增大,由称重法可知,此时弹簧测力计的示数逐渐减小,当物体完全浸没后,随着h的增大,物体排开液体的体积不变,则物体所受浮力不变,此时弹簧测力计的示数也不变,即随着h的增大,F拉先减小后不变,因物体的密度大于水的密度,故可知物体所受浮力小于重力,则F拉大于零,故B错误;
C.由B中分析可知,随着h的增大,物体所受浮力F浮先增大后不变,故C正确;
D.将烧杯、水和物体看成一个整体,由受力分析可知,整体受到向下的重力G、向上的桌面的支持力F支和弹簧测力计的拉力F拉,因整体受力平衡,故由力的平衡可知,桌面对烧杯的支持力为
F支=G-F拉
因重力G不变,随着h的增大,F拉先减小后不变,则F支先增大后不变,因桌面对烧杯的支持力与烧杯对桌面的压力是一对相互作用力,大小相等,故可知随着h的增大,F压先增大后不变,故D错误。
故选C。
12.B
【详解】由题意可知,两个正方体的边长之比为1:2,则它们的底面积之比为
SA:SB=1:4
体积之比为
VA:VB=1:8
故A对B的压强为
B对桌面的压强为
因A对B的压强等于B对桌面的压强,即
代入底面积之比和体积之比得
解得
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
13.D
【详解】A.把空的饮料罐缓缓按入水中的过程中排开水的体积变大,根据F浮=ρ水gV排可知,饮料罐受到的浮力变大,故A不符合题意;
B.由于烧杯装满水,把空的饮料罐缓缓按入水中后溢出的水留在托盘秤中,则托盘秤的示数
F示=G杯+G水+G罐+F向下
对饮料罐受力分析可知
F浮=G罐+F向下
即托盘秤的示数
F示=G杯+G水+F浮
由于饮料罐缓缓浸入水中的过程中,饮料罐受到的浮力变大,所以托盘秤的示数变大,故B错误;
C.空的饮料罐缓缓压入水中的过程中,其底部距水面的深度增加,由p=ρgh可知,水对饮料罐底部的压强变大,根据F=pS可知,水对饮料罐底部的压力变大,故C错误;
D.由于烧杯装满水,把空的饮料罐缓缓按入水中的过程中,水的深度不变,根据p=ρ水gh可知,水对烧杯底部的压强不变,根据F=pS可知,烧杯内的水对烧杯底部的压力保持不变,故D正确。
故选D。
14.D
【详解】A.木块的体积为
V木=1dm3=10-3m3
所以木块的边长为
因为木块上表面距水面5cm,所以木块下表面距离水面为
h=10cm+5cm=15cm=0.15m
所以木块下表面受到水的压强为
故A错误;
B.木块在水中受到的浮力为
因为木块的密度为,故木块的质量为
木块的重力为
细线对木块的拉力为
方向竖直向下,故B错误;
C.细线剪断前后,容器对桌面的压力不变,受力面积不变,因此剪断细线,待木块静止时,容器对桌面的压强没有变化,故C错误;
D.剪断细线,木块处于静止时,木块漂浮,受到的浮力等于木块的重力,此时木块受到的浮力为
所以此时木块排开水的体积为
此时木块露出水面的体积为
液面下降的高度为
剪断细线,待木块静止时,液体对容器底部的压强变化量为
故D正确。
故选D。
15.C
【详解】AD.设小球的质量为m,因为ρ球<ρ水,所以将小球浸没在水中,松开手后,小球静止时漂浮在水面上,由漂浮条件可得,小球静止时受到的浮力
F1=G=mg
由F浮=ρ液gV排可得,小球排开水的体积
因为ρ球>ρ酒精,所以将小球浸没在酒精中,松开手后,小球静止时沉底(即浸没),则根据可得,小球排开酒精的体积
所以排开水和酒精的体积之比为
故AD错误;
BC.小球在水和酒精中静止时所受的浮力之比
故C正确,B错误。
故选C。
16.A
【详解】A.因甲的凹陷程度更深,故可知甲对海绵的压强更大,由题意可知,甲对海绵的压力为
F甲=G甲=m甲g
乙对海绵的压力为
F乙=G乙=m乙g
因p甲>p乙,则由可得
将它们沿水平方向切去一部分后,海绵的凹陷程度相同,则此时甲、乙对海绵的压强相等,即p甲剩=p乙剩,有
可得
即甲切去的质量一定比乙大,故A符合题意;
BCD.设正方体的重力为G,底面积为S,由受力分析可知,正方体对海绵的压力F等于正方体的重力G,由可得,正方体对海绵的压强为
因p甲剩=p乙剩,故
ρ甲gh甲剩=ρ乙gh乙剩
由图中可知,h甲剩>h乙剩,则ρ甲<ρ乙,又因为
由可得
即
所以h甲切>h乙切,即甲切去的高度一定比乙大,因S甲>S乙,故V甲切>V乙切,即甲切去的体积大于乙切去的体积,故BCD不符合题意。
故选A。
17.C
【详解】甲乙两种液体对容器底部的压强相等,因两容器相同,底面积相同,由F=pS可知液体对容器的压力相同,容器对桌面的压力等于液体对容器底部的压力加容器的重力,因乙容器中小球沉底,此时小球对容器底部压力也有压力的作用,故乙容器对桌面的压力较大,即F甲
因Fa﹥Fb可知,G甲﹤G乙,则m甲﹤m乙,②错误;故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
18.C
【详解】A.由题意可知,物体A的体积为
A漂浮在水面上时,浸入水中的体积为总体积的五分之二,故由阿基米德原理可得,A受到水的浮力为
因A漂浮在水面上,所以物体A受的重力与浮力是一对平衡力,故物体A的重力
物体A的密度为
故A错误;
B.再将物体B放入后,将A、B看成一个整体,此时整体排开水的体积为,故此时整体所受浮力为
因此时整体处于漂浮状态,故整体的重力为
又因物体A的重力为GA=2N,故物体B的重力为
故物体B的质量为
故B错误;
C.由题意可知物体A从漂浮到刚好浸没,浸入水中的体积变化量为
故物体A浸入水中的深度变化量为
而水面高度变化量为
故物体A下降的距离是
故C正确;
D.由C中可知,物体A从漂浮到刚好浸没,水面上升的高度为
故水对容器底部增大的压力为
故D错误。
故选C。
19.C
【详解】A.由图像知,圆柱体A没有浸入水时,水对容器底的压强是600Pa,根据液体压强公式得,此时容器中水的深度
圆柱形容器下底面积为75cm2,所以水的体积
容器中水的质量
故A错误;
B.由图像知,当圆柱体A下表面浸入水中深度为时,水对容器底的压强是1000Pa,水充满容器底面积较小的部分;说明圆柱体A排开水的体积正好把容器较小的部分填满,根据液体压强公式得,此时容器中水的深度
圆柱体A排开水的体积为
设圆柱体A的底面积是S,圆柱体A排开水的体积
解得圆柱体A的底面积为
当圆柱体A下表面浸入水中深度为 时,圆柱体继续向下运动时,水对底面的的压强不再变化,说明此时圆柱体A刚好浸没在水中,可以判断圆柱体A的高度是10cm,则圆柱体A的体积
故B错误;
C.当圆柱体A刚好浸没在水中时,设容器的上部分的横截面积是S2,容器上部分水的深h3,则有
解得容器的上部分水的深度为
则容器中水的深度
水对容器底部的压强
故C正确;
D.圆柱体A浸没在水中受到的浮力
当圆柱体A刚好要触碰容器底部,但未与容器底部接触时,此时绳的拉力为4N,圆柱体A受到竖直向上的浮力,竖直向上的拉力和竖直向下的重力作用,这三个力是平衡力,所以圆柱体A的重力
圆柱体A的质量
圆柱体A的密度
故D错误。
故选C。
20.AD
【详解】A.地球附近的物体都受到重力的作用,太空中乒乓球在水中静止时也受到重力的作用, 故A错误,符合题意;
BC.在太空中,物体都处于失重状态,乒乓球在水中静止时,没有受到水的压力,所以不会受到浮力,乒乓球可以在水中的任意位置悬浮,故BC正确,不符合题意;
D.在水中放一个实心铁球,由于铁球处于失重状态,铁球不会沉入水底,故D错误,符合题意。
故选AD。
21. 马德堡半球 托里拆利
【详解】[1]1654年,德国马德堡市市长格里克把两个直径约55.9cm的空心铜半球扣在一起,抽出球内的空气,然后分别在两个半球上各拴了8匹马向两边拉,结果还是很难拉开。但如果不抽去空气,两个半球轻轻一拉就开,这个实验被称为马德堡半球实验。通过这个实验不仅证明了大气压的存在,还说明了大气压是很大的。
[2]1644年,意大利科学家托里拆托里拆利第一次精确地测出了大气压强的值,约能支持760mm水银柱,能支持约10m高水柱。
22. < >
【详解】[1] A在甲乙液体中均漂浮,故受到的浮力都等于A的重力,再结合阿基米德原理可得
其中球A在甲液体中露出液面的体积小于其在乙液体中露出液面的体积,即A在甲液体中排开液体的体积大于其在乙液体中排开液体的体积,故甲液体的密度小于乙液体的密度,即
ρ甲<ρ乙
[2]A与B的体积相等,在甲液体中,因B排开液体的体积大于A排开液体的液体,由阿基米德原理可知
F浮B>F浮A甲 ①
A球在甲、乙两液体中都漂浮,根据漂浮的特点有
F浮A甲= F浮A乙 ②
在乙液体中,A与C的质量相等,则它们受到的重力相等,由物体的浮沉条件有
F浮A乙= GA= GC ③
F浮C < GC ④
根据③④有
F浮A乙> F浮C ⑤
根据①②⑤可得出
F浮B > F浮A甲= F浮A乙> F浮C
即
F浮B> F浮C
23. 6 F浮
【详解】[1]根据压力差法可得,物体受到的浮力为
F浮=F下-F上=8N-2N=6N
[2]物体上下表面的面积不变,由于液体压强随深度的增加而增大,在金属块在水中继续下沉,则该金属块上表面受到水的压力F上和下表面受到水的压力F下都会增大,当物体浸没在液体中时,浮力的大小与浸没的深度无关,所以金属块受到水的浮力F浮大小不变。
24. = >
【详解】[1]两个电子天平的示数相同,说明溢出液体的质量相同,根据可知,溢出液体的重力相同,根据阿基米德原理可知:物体所受浮力等与物体排开液体所受的重力,所以球状物所受的浮力等于碗状物所受的浮力,即
F1=F2
[2]甲容器中小球沉底,球受到的浮力小于重力,即,设溢水杯装满水时水的重力为,甲容器对桌面的压力
①
乙容器中碗状物漂浮,浮力
设乙容器装满液体时液体的重力为,乙容器对桌面面的压力
②
由图知,溢出水的体积小于溢出液体的体积,根据可知,水的密度大于液体的密度,即 ;溢水杯容积相同,,比较①、②两式可得容器对桌面的压力关系为
两容器的底面积相同,由 可得,两个容器对桌面的压强大小的关系为
25. 3:2
【详解】[1]设木块A的体积为,木块A的排开液体的体积
①
因为木块A漂浮
②
阿基米德原理得
③
由①②③解得
[2]木块A在乙、丙两图中均处于漂浮状态,乙图和甲图比较,容器底受到压力的增加量
水对容器底部的压强增加量
④
同理,比较甲丙图压强增加量
⑤
由得
木块A上表面轻放一个物块B,VA=2VB,所以
化简得
即
26. 8 420
【详解】[1]铁块的重力
G铁=m铁g=0.8kg×10N/kg=8N
[2]铁块沉在容器底部受到本身向下的重力、向上的拉力、向上的浮力,沉底时排开水的体积即铁块的体积,则由密度公式可得排开水的体积
则铁块沉底时受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N
铁块刚好被拉起时,绳子对铁块的最小拉力
T=G-F浮=8N-1N=7N
假设轻质圆柱薄壁塑料瓶中石头质量为M,投出去石头质量为m,在细绳刚好拉直时,轻质圆柱薄壁塑料瓶受到浮力和自身重力相等,则有
F浮=Mg
铁块刚好被拉起时,假设浮力的变化量为ΔF浮,此时的浮力为
F浮′=Mg+ΔF浮
剩下石块的重力为
Mg-mg
由于力的作用是相互的,则有
Mg+ΔF浮=T+Mg-mg
即
ρ水gΔV排=7N-10N/kg×m ①
由密度公式可得投出石块的体积即水上升的体积
则轻质圆柱薄壁塑料瓶浸入水中的深度变化量
则轻质圆柱薄壁塑料瓶排开水的体积变化量
②
将②代入①得
m=420g
即扔出去的石头质量至少为420g。
27.
【详解】小球受到的浮力方向竖直向上,作用点在小球的重心,用F1表示;在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点,过压力作用点画垂直于斜面,方向向下的带箭头的线段,用F2表示,如图所示。
28. 凹陷程度 转换法 甲、乙 受力面积 B 不变
【详解】(1)[1][2]实验中,压力越大,海绵的凹陷程度越大,压力作用效果越明显,用泡沫的凹陷程度来反映压力作用效果,这种把看不见的力大小的作用效果转化为看得见的形变的方法叫转换法,
(2)[3]要探究压力的作用效果与压力大小的关系,应控制受力面积的大小相同,改变压力的大小,故应选择甲、乙两图进行比较。
(3)[4]甲、丙两图通过控制压力大小不变,改变受力面积的大小,比较甲、丙两图可以得到:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
[5] A.压路机的碾子质量很大,是通过控制受力面积相同时,增大压力,使压力的作用效果更明显,故A不符合题意;
B.打疫苗时使用的针头很尖,是通过控制压力相同时,减小受力面积,使压力的作用效果更明显,故B不符合题意。
故选B。
(4)[6]小洋实验时,将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,取走左边小物块,压力变小,受力面积也变小,根据压强定义式可知,因压力与受力面积减小的比列相同,此时物体B剩余部分对海绵的压强与丁图相比不变。
29. 不属于 C 乙、丙 500 变大 > 密度
【详解】(1)[1]连通器是上端开口,底部连通的容器,而U管底部连通,上端一侧与橡胶管相连,不开口,所以不是U形管压强计不属于连通器。
(2)[2]在使用压强计之前,U形管两侧液面就已经有高度差,说明两侧液面上方的气压不相等,只需要将软管取下,再重新安装即可,使U形管两管液面相平,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(3)[3]探究液体压强与深度的关系,需控制液体密度相同,而改变橡皮膜在液体中的深度,故选乙、丙两图。
(4)[4][5]图丁实验中橡皮管内气体压强与管外大气压强之差等于U形管左右两侧水面的高度差产生的压强,其大小为
在图丁的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),容器底部受到液体压力增大,压强增大;容器底压强可以分成金属盒以上和金属盒以下两部分,金属盒以下部分深度不变,加清水后液体密度变小,由p=ρgh知,金属盒以下部分液体压强变小,而容器底压强变大,所以橡皮膜以上的压强变大。
(5)[6][7]由戊图U形管中的左右水面高度差可知,左边液体产生的压强大,根据p=ρgh可知,当h相同时,ρ1>ρ2,由此可知,同一深度,液体压强随液体密度的增加而增大。
30. 2.7 物体浸在液体中的体积 a、e、f 5.4×103 均匀
1.8×103 7.5×103 不变
11
【详解】解:(1)[1]由图a可知,弹簧测力计分度值为0.1N,所以弹簧测力计的示数为2.7N。
(2)[2]分析实验步骤a、b、c、d,物体浸入液体的体积不同,弹簧测力计示数不同,浮力大小等于重力减去弹簧测力计的示数,则浮力大小不同,说明浮力与物体浸在液体中的体积有关。
[3]要探究浮力大小与液体密度的关系,需要控制物体浸没在液体中的体积、深度相同,所以要选择a、e、f三图的装置。
(3)[4]物体所受的重力为2.7N,则物体的质量
由表可知,图d中弹簧测力计的示数为2.2N,对d中物体受力分析可知,此时浮力大小
F浮=G-Fd=2.7N-2.2N=0.5N
在d图中,物体排开液体的体积,即物体的体积
则物体的密度
[5]物体浸没在液体中时,受到的浮力满足
F浮=G-F示
结合阿基米德原理,可变形得到弹簧测力计示数为
F示=G-F浮=G-ρ液gV排
物体的重G、物体排开液体的体积V排及g都是常数,所以F示与ρ液是一次函数关系,所以该密度秤的刻度是均匀的。
[6]若弹簧测力计的示数为1.8N,则物体受到的浮力
F浮'=G-F'=2.7N-1.8N=0.9N
则液体密度
(5)[7]比较甲、乙两图可知,都是漂浮状态,受到的浮力等于重力,则两图中浮力变化等于金属块重力,两图中浮力变化
ΔF浮=ρ水gΔV排=ρ水g(H2-H1)S容=F浮金=G金=m金g
所以金属块的质量是
m金=ρ水g(H2-H1)S容
比较乙、丙两图,把烧杯和金属块看成整体,都处于漂浮状态,总浮力等于总重力,由阿基米德原理可知排开液体的体积相等,所以
V排乙=V排丙
设烧杯高度为h,则有
(h-h1)S烧杯=V金+(h-h2)S烧杯
整理可得,金属块的体积
V金=(h2-h1)S烧杯
已知H1=0.13m,H2=0.18m,h1=0.04m,h2=0.06m,圆柱形容器底部面积为烧杯底面积的3倍,则金属块的密度
[8]若交换步骤乙、丙(金属块不吸水),金属块上沾有水,会使大容器中的水面下降,但这些水进入烧杯中会排开等体积的水,对烧杯浸入水中的深度无影响,所以测得金属块的质量不受影响,所以测得的密度不变。
(6)[9]设木棒长度为h,底面积为S,密度计重力为G,将该密度计放入酒精中,密度计静止时L为6cm,酒精的密度为0.8g/cm3,即0.8×103kg/m3,密度计漂浮在酒精中,根据浮沉条件可知,浮力等于重力,即
F浮酒精=G
结合阿基米德原理得
ρ酒精gV排酒精=G
代入数据得
0.8×103kg/m3×10N/kg×(h-6×10-2m)×S=G-----①
将该密度计放入水中,密度计静止时L为8cm,水的密度是1.0g/cm3,即1.0×103kg/m3,密度计漂浮在水中,根据浮沉条件可知,浮力等于重力,即
F浮水=G
结合阿基米德原理得
ρ水gV排水=G
代入数据得
1.0×103kg/m3×10N/kg×(h-8×10-2m)×S=G--------②
由①②可得木棒长度为
h=0.16m
设该密度计上对应密度值为1.6g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为L′,则
1.6×103kg/m3×10N/kg×(h-L′)×S=G--------③
将h=0.16m分别代入②和③,并将②③联立,解得该密度计上对应密度值为1.6g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为L'=0.11m,即11cm。
31.(1)600000;(2)1600
【详解】解:(1)车内货物的重力
G=mg=800kgx10N/kg=8000N
载重货车对地面的压力
F=G总= G车+ G =40000N+8000N=48000N
载重货车对地面的压强
(2)货车对地面的最大压力
货车对地面的最大压力等于车和货物的总重力,货车内最多还可以装货物的重力
货车内所装货物的质量
答:(1)载重货车对地面的压强为600000Pa;
(2)货车内最多还可以装1600kg的货物。
32.(1)20N;(2)3.9×103Pa;(3)2.8×103Pa
【详解】解:(1)由题意可知,木块A的体积为
VA=SAhA=100cm2×20cm=2000cm3=2×10-3m3
木块A与容器底部接触时,木块A完全浸没在水中,故由阿基米德原理可得,木块A所受的浮力为
F浮=ρ水gVA=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N
(2)此时水的深度为h=30cm,故水的体积为
V水=S容h-VA=200cm2×30cm-2000cm3=4000cm3
由可得,容器中的水的质量为
m水=ρ水V水=1g/cm3×4000cm3=4000g
将容器、水和木块A看成一个整体,对整体受力分析可知,整体受到向下的重力G总、向下的压力F和向上的桌面的支持力F支,因整体受力平衡,故可知桌面对容器的支持力为
F支=G总+F=(m容+m水)g+GA+F=(2kg+4kg)×10N/kg+12N+6N=78N
由力的作用的相互性可知,容器对桌面的压力F压等于桌面对容器的支持力F支,即
F压=F支=78N
由可得,容器对桌面的压强大小为
(3)移动之前,木块A的上表面到水面的距离为
h上=h-hA=30cm-20cm=10cm
故从图所示位置将物体A沿竖直方向向上移动12cm后,木块A将有部分露出水面,设此时木块A浸入水中的深度为h′,则此时水的深度为
h水=h′+12cm
因水的体积不变,则有
S容h水=V水+SAh′
解得木块A浸入水中的深度为
则此时水的深度为
h水=h′+12cm=16cm+12cm=28cm=0.28m
由p=ρgh可得,此时水对容器底部的压强为
p水=ρ水gh水=1×103kg/m3×10N/kg×0.28m=2.8×103Pa
答:(1)木块A的浮力大小为20N;
(2)容器对桌面的压强大小为3.9×103Pa;
(3)此时水对容器底部的压强为2.8×103Pa。
33.(1)1600Pa;(2)7.5cm;(3)不能,水会溢出
【详解】解:(1)容器中水的深度为
则未将工件放入水中时,水对容器底的压强为
(2)物体A的体积
物体A受到的重力
物体A的密度
物体B的体积
物体B的质量
物体B的重力
要想使工件悬浮在水中,工件的平均密度等于水的密度,由于A的密度大于水的密度,B的密度小于水的密度,平均密度为
AB的平均密度小于水的密度,故应切密度小的B,以增大平均密度,设切取B的高度为h,则B切除部分的质量为
B切除部分与A的平均密度等于水的密度
解得
(3)图甲中AB对地面的压强
由于题中不计容器质量,(1)计算出容器中水对容器底部的压强等于容器对地面的压强,容器对地面的压强、AB对地面的压强相等,都等于;B切去一部分后,B对地面的压强不变,A对地面的压强增大,因此切去一部分B后,AB对地面的压强增大,切去部分放入容器中的水里,容器对地面的压强也增大,只要二者压强变化量相等,就能实现题目要求。
设B切取部分的底面积为S,则B剩余部分的底面积为,则AB剩余部分对地面压强的变化量
容器对地面压强的变化量
若,联立两式解得
切去部分的体积为
V=50cm2×15cm=750cm3
切去部分的质量为
m=ρBV=0.8g/cm3×750cm3=600g=0.6kg
切去部分的重力为
G=mg=0.6kg×10N/kg=6N
因为B的密度小于水的密度,所以B在水中静止时漂浮,受到的浮力
F浮=G=6N
排开水的体积为
而容器内空余部分体积为
V空=150cm2×18cm-2400cm3=300cm3<600cm3
所以会有一部分水从容器内溢出,导致压强不能相等,故不能。
答:(1)未将工件放入水中时,水对容器底的压强是1600Pa;
(2)水平切去多7.5cm时,切割部分恰好在水中悬浮;
(3)不能,水会溢出。
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