重庆市重庆第一中学2021-2022学年八年级下学期半期考试物理试题
展开重庆市重庆第一中学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.请你根据所学知识和生活经验判断,下列数据最符合实际情况的是( )
A.一辆自行车的质量约为150g
B.中学生步行上学时的速度约为1.1m/s
C.教室门的高度约为1m
D.教室内的大气压约为5×105Pa
2.下列关于压力、压强和浮力的描述中,正确的是( )
A.重力大的物体产生的压力也一定越大
B.因为液体受到重力,所以在液体内部同一深度处向下的压强大于向上的压强
C.上升的热气球受到空气对它的浮力
D.浸在水中的物体,物体体积越大,受到的浮力一定越大
3.如图所示,不能说明大气压强存在的是( )
A.吸盘“吸”在墙上 B. “吞”鸡蛋的瓶子
C.吸管“喝”饮料 D.帕斯卡“裂桶实验”
4.如图所示的用具中,在使用时属于省力杠杆的是( )
A. 核桃钳 B. 钓鱼竿 C. 托盘天平 D. 扫把
5.下列关于功和功率的说法正确的是( )
A.踢出去的足球在草地上滚动的过程中,脚对足球做了功
B.作用在物体上的力越大,力做的功就越多
C.功率越大的机械,做功就越多
D.功率越大的机械,做功就越快
6.如图所示,水平桌面上两个完全相同的烧杯甲和乙中装有两种密度不同的盐水,现将两个相同的物块分别放入杯中,待物块静止时,甲杯中的物块沉底,乙杯中的物块漂浮,且两杯中液面恰好相平,下列判断正确的是( )
A.甲杯中物块受到浮力较大
B.乙杯底部受到液体的压强较大
C.若将乙杯液体倒入甲杯,物块受到的浮力不变
D.放入物块前后,甲杯对桌面的压力变化量大于乙杯对桌面的压力变化量
7.如图所示,容器中的水面上漂浮着一个空盆,若将水底的鹅卵石捞出放在盆里后,盆仍然漂浮在水面上,此时容器中的水面高度与未捞出鹅卵石时相比会( )
A.上升 B.下降 C.不变 D.无法判断
8.一个重为10N的木块放在粗糙程度相同的水平地面上,受到水平向左的拉力F的作用,如图甲所示。拉力F的大小与时间的关系如图乙所示,木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法正确的是( )
A.t=3s时木块受到的合力为0
B.t=3s时木块受到的摩擦力为5N
C.4~6s内木块的重力做功40J
D.4~6s内拉力F的功率为6W
9.小艾用如图所示装置,将一个柱形物体(ρ物>ρ水)缓慢浸入水中,物体不触碰容器底部和侧壁,容器中的水能没过重物但不溢出,他作出了物体受到的F浮、F拉、烧杯对桌面的压力F压随物体下表面到水面距离h变化的图像,下列四图中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
10.如图所示,水平桌面上,放置着质量分布均匀的正方体甲和乙,h甲
A.∆FA>∆FB,p甲′ C.∆FA<∆FB, p甲′>p乙′ D.∆FA>∆FB, p甲′>p乙′
11.如图所示,在水平桌面上,放置两个完全相同重8N,底面积为50cm2,装有3kg水的柱形容器,A、B、C是由密度不同的材料成的实心物体,它们的体积关系满足VB=VC,VA=5VC,物体A分别在B和C的作用下,其上表面恰好与水面相平,A、B之间用质量与体积均忽略不计的细绳连接,现剪断A、B之间的细线,待物体稳定后,A物体有的体积露出水面,同时液面下降了2cm。下列说法正确的是( )
A.A物体的密度为0.4g/m3
B.B物体的密度小于C物体的密度
C.剪断细线待B物体稳定后,B物体对容器底的压力为1N
D.甲图中容器对桌面的压强为8500Pa
二、多选题
12.如图所示,在水平桌面上,放有一个底面积为100cm2且高10cm的柱形容器,装有6cm深的水。现用细线吊着一个密度为0.6g/cm3,高10cm,横截面积为50cm2的实心物体A(不吸水),使物体A的下表面恰好与水面接触,容器的重力忽略不计。下列说法正确的是( )
A.物体A的重力为0.3N
B.要使细线的拉力为0,A应竖直向下移动6cm
C.若用细针将A压入水中浸没,此时容器对桌面的压力为9N
D.若物体吸水,将A缓慢浸入水中,最终物体A漂浮且露出2cm,此时水对容器底的压强为900Pa
三、填空题
13.人们为了纪念某位英国物理学家对科学发展的贡献,以他的名字“______”来命名功和能量的单位。将两个鸡蛋举高1m,做功约为______J。
14.如图所示,一冰块漂浮在水中,当冰块完全熔化成水后,杯中液面______(选填“上升”、“不变”或“下降”)。高铁站台地面上的黄色安全线提示乘客不要越过,因为列车驶过时,会使列车与乘客之间的空气流速______(选填“增大”、“不变”或“减小”),气体压强减小,产生压强差,十分危险。
15.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量和底面积都相等的容器。向容器中注入深度相等的水,水对容器底部的压强p甲______p乙,装水后的容器对桌面的压力F甲______F乙(两空均选填“>”、“=”或“<”)。
16.小依同学在木棒的一端缠绕了一些较重的铜丝从而制成了一只简易密度计。在两个完全相同的烧杯中分别装有两种密度不同的液体,将这支密度计分别放入其中,如图甲和乙所示,此时两液面相平,则______(选填“甲”或“乙”)烧杯中的液体密度较大,密度计所受浮力F甲______F乙(选填“>”、“=”或“<”)。
17.某物体在竖直向上的拉力F=3N作用下,用时5s匀速竖直上升5m,再用时5s匀速水平移动5m,在整个过程中,拉力F所做的功W=______J,10s内拉力F的平均功率P=______W。
18.如图所示,轻质杠杆AB可绕O点转动,在A端挂有边长为10cm,重力为20N的正方体C,OA:OB=4:3;当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时,B端在竖直向下的力F1=______N作用时,杠杆恰好能水平静止。若将F1改为F2,杠杆仍能水平静止,则F2______F1(选填“>”、“=”或“<”)。
19.小依同学在岸上最多能举起V=0.025m3,G=500N的A物体,则A物体的密度ρ=______kg/m3;若让小依在水中举起密度相同的另一物体B,则B物体的重力最大为______N。
20.如图所示,边长分别为0.2m和0.1m的实心正方体A、B放在水平地面上,其中ρA=0.2×103kg/m3,ρB=0.3×103kg/m3。物体B对地面的压强pB=______Pa,为使A、B对水平地面的压强相等,小依和小钟讨论后认为:将A沿水平方向切下部分体积V1叠放到B正上方;或将A沿竖直方向切下部分体积V2叠放到B正上方都可以达到相同的目的,则V1:V2=______。
21.如图甲所示,圆柱形容器内装有30cm深的某种液体,柱形物块A的底面积SA=25cm2,高hA=20cm,将物块A与足够长的轻质细杆相连,杆的上端固定在天花板上。调节容器的初始位置,使杆对物块A的作用力F为零,再用外力让容器缓慢竖直向上移动,直到物块A刚好接触容器底部为止,h表示物块A的下表面与容器底的距离,杆对物块A的作用力F随h变化的图像如图乙所示,整个过程中没有液体溢出。则物块A浸没时受到的浮力是______N;当容器竖直向上移动6cm时,液体对容器底的压强为______Pa。
四、作图题
22.画出图中滑轮组最省力的绕法。
23.如图所示,新型铝合金门安装有扳动式把手,请你画出门手柄所受到的压力F的力臂。
五、实验题
24.2020年11月,“奋斗者”号潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,创造了中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小钟同学探究液体内部压强的兴趣,他进行了如图的操作。
(1)图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用______(选填“薄”或“厚”)一些的较好,从结构来看,正常使用的U形管压强计______(选填“是”或“不是”)连通器;
(2)如果所用的压强计U形管中可选择装染色的酒精、水以及水银中的一种液体,(ρ水银>ρ水>ρ酒精)为了使实验现象更明显,小钟应该选择三种液体中的______装入U形管中(选填“水银”“水”或“酒精”);
(3)分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:在同种液体中,液体压强的大小随液体深度的增加而______(选填“增加”“减小”或“不变”),因此拦河大坝要做成______的形状(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”);
(4)根据所学液体压强的知识可知,当“奋斗者”号深潜到2×103m时,1m2的舱体所受到的海水压力为______N(取ρ海水=1×103kg/m3)。
25.小依和小钟同学在探究“杠杆的平衡条件”的实验中,用到的器材有:刻度均匀的杠杆(每小格为2cm),支架,细线,钩码若干(每个钩码重0.5N)。
(1)实验前,杠杆在支架上静止时如图甲所示,此时杠杆______(选填“是”或“不是”)平衡状态。接下来,应将杠杆的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)移动,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是为了方便测量______;
(2)某次实验中,小依在杠杆A点挂上4个钩码后,如图乙所示,要使杠杆在水平位置平衡,她应在B点挂上______个钩码,当杠杆水平平衡后,将左侧所挂的钩码个数减少1个,并将悬挂点向左移动一格,则杠杆______(选填序号A、B、C、D);
A.左端下沉 B.右端下沉 C.保持水平平衡 D.无法判断
(3)实验结束后,小钟同学联想到生活中的杆秤,如图丙所示,其主要结构由秤杆、秤钩A、两个提纽(B、C)、秤砣D组成。
①不称货物时,提住提纽B,将秤砣移至E处,杆秤恰能在水平方向平衡,E点称为杆秤的“定量心”,则E点是此时杆秤的______刻度线;
②在称量货物时,使用提纽______(选填“B”或“C”)时,该杆秤的称量范围更大;
③若该杆秤配套的秤砣D有磨损,则称量货物时杆秤显示的质量比真实质量______(选填“大”或“小”)。
26.某实验小组利用弹簧测力计、物块、溢水水杯等器材,按照图中ABCD所示的步骤,进行“探究阿基米德原理”的实验。
(1)把物块浸没在盛满水的溢水杯中,物块受到的浮力大小是______N。物块排开水所受的重力可由______(填字母代号)两个步骤测出。由以上步骤可初步得到浸在水中的物体所受浮力大小与物体排开水所受重力之间的关系;
(2)利用图中的数据,可求得物块的密度是______kg/m3;
(3)大大咧咧的小依在实验步骤C的测量中,把物块浸没时不小心将溢水杯中的水溅出,这样会导致测得的“物体排开液体所受的重力”______(选填“偏大”、“不变”或“偏小”);
(4)非常热爱物理的小钟同学在学习了阿基米德原理后、想利用该原理来测量她家厨房所用酱油的密度。于是利用家里的电子秤,底面积为100cm2的柱形容器,一个底面面积为10cm2、高4cm的柱形木块(不吸液体),酱油等物品进行了如下实验操作:
①在杯子底部安装一个体积大小忽略不计的定滑轮,定滑轮离容器底的距离为0.4cm,再用线绕过滑轮,并附电子秤测出它们的质量,示数如图a所示;
②往杯中装入适量的酱油,测出杯子和酱油的总质量如图b所示;
③将木块与细线相连并轻轻放入杯中漂浮,此时电子秤的示数如图c所示;
④拉动细线,使木块逐渐浸没在酱油中,木块没有触碰到滑轮和杯子侧壁,分别记下木块在不同位置时电子秤的示数,如图d、e、f所示;
请帮助小钟同学完成数据的处理和分析:
A.比较分析图c、d、e、f中电子秤的示数可知,浸在液体中的木块所受的浮力大小与______有关,与浸没的深度______(选填“有关”或“无关”);
B.根据测量数据计算出酱油的密度______g/cm3;
C.小钟翻阅说明书发现该电子秤的最大称量值为3000.0g,在原有实验器材不变的情况下(只更换烧杯中的液体),理论上所能测量的液体密度最大值是______g/cm3。
六、计算题
27.如图所示,水平桌面上放置的容器容积为1.5×10-3m3,底面积为1.0×10-2m2,高为20cm,容器重1N,当它盛满水时,求:
(1)水对容器底的压强;
(2)容器对桌面的压强。
28.如图所示,艾依钟用滑轮组将童为600N的木箱,从地面匀速提到4m高的阳台上,用时40s,已知动滑轮的重力为60N,不计绳重和摩擦。求:
(1)木箱匀速上升的速度;
(2)木箱克服重力所做的功;
(3)拉力做功的功率。
29.如图甲所示,一个上、下部均为柱形的容器(足够高)放置在水平桌面,容器的下底面积为200cm2。边长10cm的不吸水正方体A,通过轻质细杆(体积不计)固定在容器底部的中央,此时杆受到的压力为5N,现以50cm3/s的速度匀速向容器中注水,水对容器底部的压强p与时间t的关系如图乙所示,己知当t=35s时,A刚好浸没。求:
(1)物体A的密度;
(2)当A刚好浸没时,水对容器底部的压强;
(3)若在某一时刻停止注水后,将另一底面积为50cm2高为6cm的柱形物体B,轻放在A的正上方,物体B恰好浸没。求注水的总体积。
参考答案:
1.B
【详解】A.一辆自行车的质量约为20kg,故A不符合题意;
B.中学生步行上学时的速度约为
故B符合题意;
C.教室门的高度约为2m,故C不符合题意;
D.一标准大气压为1.01×105Pa,教室内的大气压约为1.01×105Pa ,故D不符合题意。
故选B。
2.C
【详解】A.竖直压在墙壁上的物体,重力和压力无关,则重力大的物体产生的压力不一定越大,故A错误;
B.在同种液体的同一深度处,液体向各个方向的压强相等,则液体向下的压强和向上的压强是相等的,故B错误;
C.浸在气体中的热气球会受到空气对它产生的向上的浮力,故C正确;
D.由可知,物体浸在水中的体积越大,受到的浮力越大,浸在水中的物体,物体体积越大,但物体浸在水中的体积不一定越大,所以受到的浮力不一定越大,故D错误。
故选C。
3.D
【详解】A.吸盘“吸”在墙上是因为大气压将吸盘压在墙上,能证明大气压存在,故A不符合题意;
B.“吞”鸡蛋的瓶子是大气压将鸡蛋压入瓶中,能证明大气压存在,故B不符合题意;
C.吸管“喝”饮料是大气压将饮料顺着吸管压入口中,能说明大气压存在,故C不符合题意;
D.帕斯卡“裂桶实验”说明液体压强与液体的深度有关,不能说明大气压存在,故D符合题意。
故选D。
4.A
【详解】A.核桃钳使用时,动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故A符合题意;
BD.钓鱼竿和扫把使用时,动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故BD不符合题意;
C.托盘天平为等臂杠杆,不省力也不费力,故C不符合题意。
故选A。
5.D
【详解】A.踢出去的足球在草地上滚动的过程中,脚没有对足球施加力的作用,故脚对足球没有做功,故A错误;
B.功的大小与力和在力的方向上移动的距离有关,所以作用在物体上的力越大,所做的功不一定越多,故B错误;
CD.功率表示物体做功的快慢,功率的大小与做功的多少无关,故C错误,D正确。
故选D。
6.B
【详解】A.根据物体的浮沉条件可知,甲杯中的物块沉底,甲杯中物块受到的浮力F浮甲小于物块的重力G;乙杯中的物块漂浮,则乙杯中物块受到浮力F浮乙等于物块的重力G;两个物块相同,重力相等,因此甲杯中物块受到的浮力F浮甲小于乙杯中物块受到的浮力F浮乙,故A错误;
B.根据物体的沉浮条件可知,甲杯中物体下沉,则甲杯中液体密度与物块密度的关系为;乙杯中的物块漂浮,则乙杯中液体密度与物块密度的关系为,因两个物块相同,密度相同,故。
甲杯底受到的液体压强为
乙杯底受到的液体压强为
因,物块静止时,两杯中液面恰好相平,即,所以,即乙杯底部受到液体的压强较大,故B正确;
C.根据B选项分析可知,甲杯中液体密度小于乙杯中液体密度,若将乙杯液体倒入甲杯中,甲杯中的液体密度将变大,由阿基米德原理
可知,若甲杯中物体仍处于浸没状态,即甲杯中物体排开液体的体积不变时,随着液体密度的增大,物块受到的浮力将变大;若甲杯中物体变成漂浮状态,则有F浮=G物,物块受到的浮力相对于原来也是变大的,故C错误;
D.单独一个物体放在水平面上时,它对水平面的压力等于自身重力,放入物块前,将甲杯与其中的盐水看成一个整体,则因为甲杯对桌面的压力F压等于整体的重力(甲杯重力与其中液体重力之和),即
将物块放入甲杯中之后,将甲杯、杯中的盐水和物块看成一个整体,则此时,甲杯对桌面的压力变为
因此,放入物块前后,甲杯对桌面的压力变化量为
同理可以得出乙杯对桌面的压力变化量也为G物,所以放入物块前后,甲杯对桌面的压力变化量等于乙杯对桌面的压力变化量,故D错误。
故选B。
7.A
【详解】对空盆受力分析,它受到重力、浮力的作用,处于平衡状态,根据阿基米德原理可知
当将水底的鹅卵石捞出放在盆里后,盆仍然漂浮在水面上,这时对这个整体进行受力分析,它受到重力、浮力的作用,处于平衡状态,根据阿基米德原理可知
第一式代入第二式,可得
整理可得
而原来,没有将水底的鹅卵石捞出放在盆时,空盆和鹅卵石排开的体积
因为鹅卵石的密度大于水的密度,即,可得,则,可知
即将水底的鹅卵石捞出放在盆里后,它们排开水的体积变大,水面高度会上升。A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.D
【详解】A.由图乙可知,物体在t=3s时受到的拉力为5N,由图丙可知此时物体做加速运动,对物体受力分析可知,物体此时受到的拉力大于摩擦力,所以合力不为零,故A错误;
B.由图乙可知,物体在4~6s内受到的拉力为3N,由图丙可知4~6s内物体做匀速直线运动,则由二力平衡条件可知,在4~6s内物体受到的摩擦力
f滑=F′=3N
由图乙可知在2~4s内,物体做加速直线运动,因接触面的粗糙程度不变、物体对水平面的压力不变,所以t=3s时,物体受到的摩擦力仍然为3N,故B错误;
C.重力的方向竖直向下,物体在水平方向上运动,运动方向和重力方向垂直,所以重力不做功,故C错误;
D.由图乙可知,物体在4~6s内受到的拉力为3N,由图丙可知4~6s内物体做速度为2m/s的匀速直线运动,此时拉力的功率
P=Fv=3N×2m/s=6W
故D正确。
故选D。
9.C
【详解】AB.物体排开水的体积为,物体受到的浮力为
则物体受到的浮力随着物体下表面到水面的距离h的变大而变大;又由可知,物体受到的拉力随着浮力的变大而变小,即物体受到的拉力随着物体下表面到水面的距离h的变大而变小,当浮力达到最大时,拉力同时达到最小,故AB错误;
物体向下运动时,物体排开水的体积变大,水面上升,物体受到的浮力变大,根据力的作用是相互的,烧杯对桌面的压力F压随着浮力增大而变大,故C正确,D错误。
故选C。
10.A
【详解】由圆柱形容器A和B内装有深度相同的水,由可知,此时两容器中的水对容器底部的压强相等,即,由于容器底面积SA
可知
∆FA>∆FB
由于截取的甲和乙两部分浸没在水中,说明截取部分体积∆V甲>∆V乙。
由于甲、乙对桌面的压强相等,由
可知,当h甲
乙对桌面的压强为
由于G截取的甲>G截取的乙,S甲
11.B
【详解】A.剪断A、B之间的细线后,A物体最终漂浮在水面,处于静止状态,A物体的重力等于浮力,浮力大小为
A物体有2/5的体积露出水面,所以A的密度为
故A错误;
B.物体A和物体C叠加放在水中,物体A、C作为整体,总重力等于浮力,所以浮力的大小为
因为VB=VC,VA=5VC所以物体C的密度为
物体A和物体B用细线连接,将物体A、B看做整体,在水中处于悬浮状态,物体A、B的总重力等于浮力,所以浮力的大小为
因为VB=VC,VA=5VC,所以物体B的密度为
所以B物体的密度小于C物体的密度,故B正确;
C.剪断A、B之间的细线后,A物体有的体积露出水面,同时液面下降了2cm,所以物体A的体积为
物体B的体积为
物体B最终会沉底,此时在竖直方向的受力为竖直向上的浮力、支持力和竖直向下的重力,因为力的作用是相互的,所以地面对物体B的支持力为
故C错误;
D.剪断A、B之间的细线后,物体A所受的浮力为
物体B的重力为
水的重力为
容器对桌面的压力为
容器对桌面的压强为
故D错误。
故选B。
12.D
【详解】A.物体A的重力为
故A错误;
B.要使细线的拉力为0,物体A所受的浮力等于重力,即
根据公式
A竖直向下移动的距离和水上升到高度之和为
则
A竖直向下移动
故B错误;
C.若用细针将A压入水中浸没,A完全浸没所受的的浮力为
细针对A的压力为
则A对容器的压力也为2N。容器中水的重力为
容器对桌面的压力为
故C错误。
D.若物体吸水,将A缓慢浸入水中,最终物体A漂浮,此时水对容器底的压力为
水对容器底的压强为
故D正确。
故选D。
13. 焦耳 1
【详解】[1]功和能量的单位是焦耳,为了纪念焦耳对科学的贡献,以焦耳命名功和能量的单位。
[2]两个鸡蛋的质量约为100g(即0.1kg),其重力为
两个鸡蛋举高1m,重力做功为
14. 不变 增大
【详解】[1]由题意可知,一冰块漂浮在水中,所受的浮力大小等于重力大小,即
可得冰的质量
当冰块完全熔化成水后,这些水的质量大小等于冰的质量,即
可得,即当冰块完全熔化成水后,这些水的体积大小等于原来冰块排开杯中水的体积,则当冰块完全熔化成水后,杯中液面不变。
[2]列车驶过时,列车与乘客之间的空气相对于列车向反方向运动,空气流速增大,气体压强减小,产生压强差,十分危险。
15. = <
【详解】[1]由题知,甲、乙两个质量和底面积都相等的容器,向容器中注入深度h相等的水,水的密度一定,根据,水对容器底部的压强相等,即
[2]因为甲、乙两个容器的质量相等,所以两个容器所受重力相等;甲、乙两个容器底面积相等,结合图可知,甲容器内装水的体积小于乙容器内装水的体积,水的密度一定,根据可得,甲容器装水后的质量小于乙容器装水后的质量,甲容器装水后的重力小于乙容器装水后的重力;对甲乙做受力分析,在竖直方向上,甲乙所受的重力和地面对甲乙的支持是平衡力,大小相等,地面对甲乙的支持力和甲乙对地面的压力是作用力和反作用力,大小相等,综上所述可得,甲乙对地面的压力等于甲乙装水后的重力,所以装水后甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力,即
16. 乙 =
【详解】[1][2]密度计在两种液体中都处于漂浮状态,故浮力等于自身重力,所以密度计在甲乙中受到的浮力相等,即
F甲=F乙
根据F=ρ液gV排,可知
V甲>V乙
故
ρ甲<ρ乙
17. 15 1.5
【详解】[1]因为力竖直向上,物体水平移动的时候,力和距离垂直不做功,只有物体上升的时候做功
W=Fs=3N×5m=15J
[2]拉力的平均功率
18. 16 >
【详解】[1]根据题意,杠杆恰好能水平静止时,对物体C进行受力分析可知,物体C受到竖直向下的重力G=20N、向上的拉力F和向上的浮力F浮,杠杆水平静止时,物体C受力平衡,因此
当物体C浸入水中且露出水面的高度h1=2cm=0.02m,物体C的边长a=10cm=0.1m,浸入水中的物体C高度
物体C浸入水中的体积
物体C浸入水中所受浮力
绳子对物体C向上的拉力F为
同一根绳子上拉力处处相等,则绳子对杠杆A端的拉力
杠杆水平平衡时,绳子对杠杆A端的拉力=12N为阻力,阻力臂l2=OA,动力臂l1=OB,根据OA:OB=4:3,推出
根据杠杆平衡条件,有
推出B端在竖直向下的力F1为
故B端在竖直向下的力F1=16N。
[2]如图若将动力F1改为动力F2,F2与竖直方向有夹角,动力臂为过O点做F2垂线段,可知,杠杆仍能水平静止,根据杠杆平衡条件,可知。
19. 1000
【详解】[1]由可知,A物体的密度为
[2]B物体的重力为
对B受力分析有如下关系成立
人对B物体的最大拉力等于A物体重力,即最大拉力等于500N,当物体浸没在水中时,浮力最大,此时B物体的重力最大,由阿基米德原理可知,最大浮力为
综上所述如下关系成立
则物体B的最大体积为
则B物体的重力最大为
20. 4:5
【详解】[1]物体B的质量
物体B的重力为
物体B对地面的压强
[2] 物体A的质量
A、B对地面的压强相等,即
将A沿水平方向切下部分体积V1叠放到B正上方,A切去的质量为m1,则根据公式得
即
代入得
解得
m1=0.08kg
将A沿竖直方向切下部分体积V2叠放到B正上方,A切去的质量为m2,则根据公式,A对地面的压强
因为A、B对地面的压强相等,即
则
即
代入得
解得
m2=0.1kg
则有
21. 12 8520
【详解】[1]由图乙可知,当h=30cm时,物块A未浸入液体中,杆对物块A的作用力即为A的重力GA=3N,当h=20cm时,物块刚好被浸没,作用力F=9N不变,此时物块受到竖直向下的重力,竖直向上的浮力和杆对物块向下的力F,则有
[2]物体体积
浸没时,V排=VA,则液体的密度
当h=20cm时,物块A刚好完全浸没,此时液面深度为
容器底面积
代入数据解得
当F=0时,此时物块A受到的浮力
此时物块浸入液体中的深度为
当容器向上移动6cm时,物块A浸入液体的深度为
则液面上升的高度为
此时液面深度
液体对容器底的压强为
22.
【详解】省力情况取决于动滑轮上绳子股数,滑轮组由两个滑轮组成,最多有三股绳子承担物重,根据“奇动偶定”的原则,绳子的起始端应固定在动滑轮的框架钩上。故绳子的绕法如图所示:
23.
【详解】首先延长压力F的作用线,然后由支点O向F的作用线作垂线,垂线段的长度即为F的力臂L,如图所示
24. 薄 不是 酒精 增加 上窄下宽 2×107
【详解】(1)[1]实验中,U形管压强计金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的,因为薄的橡皮膜受到一定的压强时形变更明显,可以更准确地将液体压强传递到U形管,实验的结论越准确。
[2]压强计的一端被封闭,不符合“上端开口,底部连通”的特点,所以不是连通器。
(2)[3]当压强大小相同时,由p=ρgh可知,U形管中液体的密度越小,液面高度差就越大,为了使实验现象更明显,应该选择装染色的酒精。
(3)[4]由乙、丙可知,液体密度相同,金属盒浸入液体的深度不同,丙实验中金属盒浸入液体的深度较大,U形管中液面高度差较大,表明丙实验中橡皮膜处液体产生的压强较大,所以可以得到的结论是同种液体中,液体压强随着液体深度的增加而增加。
[5]河水越深,压强越大,为了能承受较大的压强,拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(4)[6]“奋斗者”号深潜到2×103m时,海水产生的压强
p=ρ海水gh=1×103kg/m3×10N/kg×2×103m=2×107Pa
由压强公式得,1m2的舱体所受到的海水压力
F=pS=2×107Pa×1m2=2×107N
25. 是 右 力臂 6 C 零 C 大
【详解】(1)[1]杠杆静止和匀速转动状态都处于平衡状态,实验前,杠杆在支架上静止时,所以此时杠杆是平衡状态。
[2]由图可知,杠杆右端偏高,杠杆的调平原则是“左偏右调,右偏左调”,所以此时应将杠杆的平衡螺母向右端移动,使杠杆在水平位置平衡。
[3]杠杆在水平位置平衡,当在杠杆上挂物体时,力臂在杠杆上,便于测量力臂。
(2)[4]若一个钩码的重力为G,设杠杆的一个小格为l,由杠杆的平衡条件可知
4G×3l=nG×2l
解得n=6,即在B位置挂上6个钩码。
[5]使杠杆在水平位置平衡后,将左侧所挂的钩码个数减少1个,并将悬挂点向左移动一格,左侧
3G×4l=12Gl
右侧
6G×2l=12Gl
左侧力与力臂的乘积等于右侧力与力臂的乘积,杠杆保持水平平衡,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(3)[6]杆秤使用过程中,挂上重物,当杆秤水平平衡时秤砣位置的刻度即为物体的质量;不称货物时,即重物质量为零,提住提钮B,将秤砣移至E处,杆秤恰能在水平方向平衡,所以E是杆秤的零刻度线。
[7]由图示可知,使用提钮C时,与使用提钮B相比,秤砣的力臂变大,物体的力臂变小,由
m秤砣gl秤砣=m物gl物
可知,杆秤的最大称量较大。
[8]当秤砣磨损一部分,相当于秤砣的质量减小,重力也减小,根据杠杆的平衡条件知,在阻力和阻力臂不变时,动力减小,动力臂增大,所以测量结果偏大了。
26. 1 AD 3.8×103##3800 偏小 木块浸在液体中的体积 无关 1.15 7.25
【详解】(1)[1]由图B弹簧测力计的示数可知物块重力G为3.8N,由图C可知物块浸没在水中时弹簧测力计的示数即物块所受向上的拉力F为2.8N,由称重法可求得物块此时所受浮力为
故把物块浸没在盛满水的溢水杯中,物块受到的浮力大小是1N。
[2]计算出物块排开水的重力G排,需要用小桶和排开水的总重力G总减去小桶的重力G桶,因此实验中需要利用图D测出小桶和排开水的总重力G总,还要利用图A测出小桶的重力G桶,物块排开水所受的重力可由A、D两个步骤测出。
(2)[3]物块的质量为
物体浸没于水中时物体体积等于排开液体的体积,由阿基米德原理可得
则,物块的密度为
(3)[4]由阿基米德原理可知,物体所受的浮力等于排开液体的重力,小依在实验步骤C的测量中,把物块浸没时不小心将溢水杯中的水溅出,这样会导致进入小桶中液体的质量小于实际排开液体的质量,进而导致测得的“物体排开液体所受的重力”偏小。
(4)[5]图c测出来的是烧杯、酱油、定滑轮、木块、细线的总质量为
图d、e、f中利用整体法对由烧杯、酱油、定滑轮、木块、细线组成的整体进行受力分析,整体受竖直向下的重力G整体,电子秤施加的向上的支持力F支,手施加的向上的拉力F拉,整体受力平衡,而烧杯对电子秤的压力F压与电子秤对烧杯的支持力F支是一对相互作用力,则有
烧杯对电子秤的压力F压等于电子秤示数m乘以g,即F压=mg,由以上分析可知,电子秤示数越小,F拉越大。
对木块进行受力分析:木块受竖直向下的重力G木,竖直向上的浮力F浮,细线施加的向下的拉力F拉(与手施加的向上的拉力相等),木块静止,受力平衡,则有
由以上分析可知电子秤示数越小,F拉越大,木块所受浮力F浮越大,比较分析图c、d、e、f中电子秤的示数可知,随着木块浸在液体中的体积增加,木块所受的浮力增大,因此说明浸在液体中的木块所受的浮力大小与木块浸在液体中的体积有关。
[6]比较图e、f可知,随着木块浸没深度增加,浮力大小未变,说明浸在液体中的木块所受的浮力大小与木块浸没深度无关。
[7]图b测出来的是烧杯、酱油、定滑轮、细线的总质量mb,利用图c和图b电子秤示数的差值,可求得木块的质量为
则木块的重力为
由烧杯、酱油、定滑轮、木块、细线组成的整体所受重力为
图e中烧杯对电子秤的压力为
木块所受的拉力为
浸没在酱油中所受的浮力为
木块的体积为
由阿基米德原理可得酱油的密度为
[8]图a可以得到烧杯、定滑轮、细线的总质量,实验过程中,在图c中电子秤所称质量最大,由题意得电子秤最大称量质量为3000g,即mc最大值为3000g,此时液体质量为
由密度公式可知,当m液越大,液体体积V液越小时,液体密度ρ液越大,但利用此实验想将液体密度测量出来,必须让木块浸没于液体中,则要求液面高度最低为木块高度与定滑轮离容器底的距离之和,即
液面以下的体积为
液体体积为
此时液体体积最小,则液体密度最大值为
故在原有实验器材不变的情况下(只更换烧杯中的液体),理论上所能测量的液体密度最大值是7.25g/cm3。
27.(1)2000Pa;(2)1600Pa
【详解】解:(1)容器高为20cm,装满水时,水对容器底的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa
(2)由可得,装满水时,容器中水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg
水的重力
G水=mg=1.5kg×10N/kg=15N
容器对桌面的压力
F′=G容+G水=1N+15N=16N
容器对桌面的压强
答:(1)水对容器底的压强为2000Pa;
(2)容器对桌面的压强为1600Pa。
28.(1)0.1m/s;(2)2400J;(3)66W
【详解】解:(1)木箱上升的高度h=4m,用时t=40s,则木箱上升的速度
(2)木箱重力G=600N,克服木箱重力做功
(3)动滑轮重力为,连接动滑轮绳子的段数n=3,则拉力
拉动绳子的速度
拉力做功的功率
答:(1)木箱上升的速度为0.1m/s;
(2)木箱克服重力做功2400J;
(3)拉力的功率为66W。
29.(1);(2);(3)2350Pa
【详解】解:(1)边长10cm的不吸水正方体A,通过轻质细杆(体积不计)固定在容器底部的中央,此时杆受到的压力为5N,可知正方体A的重力为
GA=5N
边长10cm的正方体的体积为
VA=(0.1m)3=0.001m3
物体A的密度
(2)水对容器底部的压强p与时间t的关系如图乙所示,己知当t=35s时,A刚好浸没。根据如图乙水对容器底部的压强p与时间t的关系可知,0~20s的图线对应水面上升到A底部压强p与时间t的关系;20~30s的图线对应水面从A底部上升到下面底面积较大容器的顶部压强p与时间t的关系;30~35s的图线对应水面从A底部上升到与A顶部平齐压强p与时间t的关系,35~50s的图线对应水面从A上部平齐继续上升压强p与时间t的关系。现以50cm3/s的速度匀速向容器中注水,由0~20s对应的图线可知,这个过程流入水的体积为
V1=50cm3/s×20s=1000cm3
故可知A底部距容器底部的高度为
水对容器底部的压强为
己知当t=35s时,A刚好浸没,由图乙知,水对容器底部的压强为
(3)根据图乙可知,从30~35s容器底部增加的压强为,这个过程中注入水的体积为
V3=50cm3/s×5s=250cm3
根据液体压强公式,从30~35s增加的水的深度为
30~35s注入的水的体积为
V3=(S上-SA)h3
即
250cm3=(S上-100cm2)×5 cm
上面容器的横截面积为
S上=150cm2
放入柱形物体B,物体B恰好浸没,A上表面所在水平面以上水的体积
V上=S上hB -VB =150cm2×6cm-6cm×50cm2=600cm3
故若在某一时刻停止注水后,将另一底面积为50cm2高为6cm的柱形物体B,轻放在A的正上方,物体B恰好浸没,注水的总体积为
V总= V+ V上=1750cm3+600cm3=2350cm3
答:(1)物体A的密度为;
(2)当A刚好浸没时,水对容器底部的压强为;
(3)若在某一时刻停止注水后,将另一底面积为50cm2高为6cm的柱形物体B,轻放在A的正上方,物体B恰好浸没,注水的总体积为2350cm3。
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