安徽省宿州市泗县2022-2023学年八年级下学期期中物理试卷
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1. 冬季皮肤干燥,皮肤与衣服不断摩擦,容易粘上灰尘。当用手拍打衣服时,衣服由静止变为运动,这说明力可以改变物体的______ ;而灰尘由于具有______ ,仍然保持静止,使衣服和灰尘分开而拍掉。
2. 如图1所示,水平公路上向前行驶的汽车中,一竖直站立的人突然向前倾。此时汽车突然______ (选填“加速”或“减速”);如图2所示,桌上放一个装满水的瓶子,中间有一个气泡,用手向右推一下瓶子,气泡将向______ (选填“左”或“右”)运动。
3. 重50N的物体静止在粗糙水平面上,当用5N的水平力向右推它时没有推动,物体所受摩擦力为______ N;当将水平向右的推力增大到10N时,物体刚好由静止开始做匀速直线运动,此时物体的受摩擦力大小为______ N;当将水平向右的推力增大到15N时,物体沿推力方向做加速直线运动,此时物体所受到的滑动摩擦力为______ N。
4. 少林功夫驰名中外,一武术爱好者在如图所示的姿势练功时,他对水平地面的压力是由于______发生形变而产生的;若他对地面的压强为p,则其中一只脚对地面的压强为______。
5. 为降低感染新冠病毒的机率,人们都积极主动接种新冠疫苗加强针。医护人员用注射器吸取疫苗药液时,是利用______把药吸取上来的,第一个测出大气压值的科学家是______,大气压会随海拔升高而______(选填“增大”或“减小”)。
6. 旅游景区的“热气球”升空是利用了空气产生的______;民航客机起飞,是利用机翼上、下表面空气流速不同而产生的______。(两空均选填“升力”或“浮力”)
7. 一重为10N的正方体木块漂浮在蓄水池的水面。若该池水位由5米降低到4.5m时,池底所受水的压强______ ,木块下表面所受水的压力______ 。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)
8. 一个携带有气象仪器的高空探测气球以3m/s的速度匀速上升,若其总质量为200kg,在忽略空气阻力的情况下,该气球受到的空气的浮力是______ N,若有仪器零件从气球上脱落,则该零件刚脱落时______(填“立即下落”“静止不动”或“向上运动”)。
9. 重为5N的正方体物块,用细线挂在弹簧测力计下浸没在水中时测力计的示数为2N,则物块所受浮力的大小为______N;增大物块浸没的深度,它所受浮力的大小将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
10. 如图是我国自主设计、世界上下潜最深的“蛟龙号”深海载人潜水器。当它空载漂浮在水面上时,受到的浮力______(选填“大于”、“等于”或“小于”)水对潜水器向上的压力,浮力的方向______;给潜水器水舱充水,浮力______(选填“大于”、“等于”或“小于”)重力时潜水器下沉。
11. 小华静止站在水平地面上,下列说法中正确的是( )
A. 他对地面的压力和他所受到的重力二力平衡
B. 他对地面的压力和地面对他的支持力二力平衡
C. 他受到的重力和地面对他的支持力是相互作用的力
D. 他对地面的压力和地面对他的支持力是相互作用的力
12. 下列关于力和运动的说法,正确的是( )
A. 物体运动状态发生改变,一定受到力的作用
B. 行驶的汽车急刹车时,乘客会出现向后倾的现象
C. 用力推桌子,桌子静止不动,因为推力小于摩擦阻力
D. 踢出去的足球能在空中飞行,是因为足球没有受到力的作用
13. F1和F2是作用在同一物体上的两个力,且作用在同一水平直线上。若其中F1=6N,方向是水平向右,且这两个力的合力为16N。关于F2的大小和方向,说法中正确的是( )
A. 一定是10N,且方向水平向右 B. 一定是22N,且方向水平向左
C. 可能是10N,且方向水平向左 D. 可能是22N,且方向水平向左
14. 如图所示的四种动物器官,具有减小压强功能的是( )
A. 啄木鸟的喙 B. 鳄鱼的牙齿
C. 骆驼的脚掌 D. 蚊子的口器
15. 如图所示,甲、乙两容器的质量和底面积都相同,在它们中分别装有质量和深度均相等的水和酒精,则( )
A. 甲容器底面受到液体的压强大,压力也大
B. 乙容器底面受到液体的压强大,压力也大
C. 甲容器对桌面的压力大,压强大
D. 乙容器对桌面的压力大,压强大
16. 将质量为0.5kg的物体,轻轻放入盛满清水的溢水杯中,溢出0.2kg的水,则此物体受到的浮力是(g取10N/kg)( )
A. 5N B. 0.5N C. 2N D. 0.2N
17. 将一只空易拉罐口朝上按入水中,会发现手会感到越来越吃力,这个事实可以支持的猜想是( )
A. 浮力的大小可能与液体的密度有关 B. 浮力的大小可能与物体的形状有关
C. 浮力的大小可能与排开液体的体积有关 D. 浮力的大小可能与物体的重力有关
18. 小明在一根均匀木杆的一端缠上少许铜丝,使得木杆放在液体中能竖直漂浮,从而制成一支简易密度计。小明将它分别放入甲、乙两种不同液体中,静止后如图所示。若两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,静止时密度计所受的浮力分别为F甲、F乙,则( )
A. ρ甲>ρ乙,F甲=F乙
B. ρ甲>ρ乙,F甲>F乙
C. ρ甲<ρ乙,F甲
19. 将两个完全相同的小球分别放入装有不同液体的甲、乙两烧杯中,球静止时两烧杯液面相平,如图所示。下列判断正确的是( )
A. 两小球所受浮力大小相等 B. 乙烧杯中液体的密度大
C. 乙烧杯中小球排开的液体质量大 D. 甲烧杯底部受到液体的压强小
20. 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如图甲;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,则下列说法中正确的是( )
A. 物体的体积是500cm3 B. 物体受到的最大浮力是5N
C. 物体的密度是2.25×106kg/m3 D. 物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
21. 在“探究二力平衡条件”的实验中,小明选择了如图的装置,把小卡片两端的细线绕过滑轮,并挂上钩码。
(1)为了使实验条件与实验目的相符合,选择器材时,小卡片应______ (填“越轻越好”、“越重越好”):探究两个力大小关系时,应该观察细线两端所挂钩码的个数;
(2)为了探究两个平衡力是否在同一条直线上,进行如下操作:______ (填“挤
压”、“旋转”)小卡片,松手后观察小卡片是否平衡;
(3)为了探究两个平衡力是否作用在同一物体上,进行如下操作:______ ,然后观察小卡片是否平衡。
22. 在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中,小明同学用一块海绵、一张小桌子和一个砝码,做了如图所示的一系列实验,请注意观察、分析,并回答下列问题:
(1)实验中小明是通过比较海绵的______ 程度来比较压力作用效果的大小。
(2)分析比较图甲、乙的实验现象,乙图中小桌子上加砝码的目的是______ (选填“增大”或“减小”)压力大小;可以得出结论:当______ 相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)分析比较图乙、丙的实验现象,丙图中小桌子倒放的目的是______ (选填“增大”或“减小”)受力面积大小;可以得出结论:当压力相同时,______ 越小,压力的作用效果越明显。
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图丙中海绵受到的压强p丙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系为p丙______ p丁(选填“>”、“<”或“=”)。
23. 如图所示,是探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验操作,请你回答下列问题:(g取10N/kg)
(1)分析图①②③,说明浮力的大小与______有关。
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系,可选用______图进行操作。
(3)物体A浸没在水中时,受到的浮力是______N,物体A的体积是______m3。
(4)用图中实验数据计算盐水的密度是______kg/m3。
(5)该实验主要运用的科学探究方法是______。
24. 如图所示是我国研发的四轮长航程极地漫游机器人,考队在附近遥控机器人。若机器人质量为500kg,履带与地面的接触总面积为4000cm2,机器人做匀速直线运动时受到阻力是5200N,g=10N/kg,求:
(1)机器人匀速直线行驶时,牵引力是多大?
(2)机器人的重力为多少?
(3)若南极某处冰面能承受的最大压强为4.2×104Pa,该机器人能顺利通过该冰面吗?(通过计算说明)
25. 小华采用如下方法测量一物块(不溶于水)的密度:弹簧测力计悬挂物块静止时的示数为F1=3.0N(如图甲所示);将物块浸没在水中,静止时弹簧测力计的示数为F2=2.0N(如图乙所示)。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)物块的质量m;
(2)物块的体积V;
(3)物块的密度ρ。
答案和解析
1.【答案】运动状态 惯性
【解析】解:拍打身上的灰尘时,灰尘原来在衣服上是静止的,当用力拍衣服时,衣服由于受到力的作用由静止变为运动,这说明力可以改变物体的运动状态,而灰尘由于惯性仍然保持原来的静止状态,所以灰尘脱离了衣服。
故答案为:运动状态;惯性。
力的作用效果:力可以改变物体的形状,力可以改变物体的运动状态。一切物体都有惯性。
本题考查惯性的利用,会用惯性知识解释生活现象。
2.【答案】减速 右
【解析】解:车上的人开始随车一起向前运动,当车突然停止或减速时,人的下部与车一起停止,上部由于惯性仍保持原来的运动状态。所以人会向前倾。
原来瓶子和水都保持静止,后来瓶子由于受推力由静止变运动,而瓶里的水由于具有惯性,仍想保持静止,所以水相对于瓶子向后运动,把气泡挤到右方。
故答案为:减速;右。
惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小。
瓶中的水和气泡都具有惯性,由于质量的原因,水的惯性大,所以水体现出惯性,把气泡挤到前面。
3.【答案】5 10 10
【解析】解:(1)一个重50N的物体放在水平桌面上,在5N的水平向右的推力作用下静止不动,此时物体在水平方向受推力和摩擦力作用,二力是平衡力。根据二力平衡条件可知,摩擦力等于推力,即5N;方向水平向左。
(2)当物体受到10N水平推力时,物体恰好做匀速直线运动,此时物体在水平方向受推力和摩擦力作用,二力是平衡力。根据二力平衡条件可知,摩擦力等于推力,即10N,方向水平向左。
(3)将水平向右的推力增大到15N时,物体沿推力方向做加速直线运动,由于物体对地面的压力、以及接触面的粗糙程度没变,因此物体受到的摩擦力不变,摩擦力仍为做匀速直线运动时的摩擦力,即10N,方向水平向左。
故答案为:5;10;10。
(1)物体静止或做匀速直线运动时,受到平衡力的作用,水平方向的推力和摩擦力是平衡力。
(2)影响摩擦力大小的因素:一是压力的大小;二是接触面的粗糙程度。
(3)二力平衡的条件:等大、反向、同直线、同物体。
此题主要考查了二力平衡条件的应用,特别是当没有推动物体时,学生很容易误认为推力小于阻力,很容易出错。同时题目中暗含着一个条件即滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度的关系。
4.【答案】鞋(脚)p
【解析】解:他对水平地面的压力,施力物体是脚(鞋),则他对地面的压力是由于脚(鞋)发生形变而产生的。
人双脚对地面的压力F=G,受力面积为S,压强为p,且p=FS;
结合图中的姿势可知,一只脚对地面的压力F1=12G=12F,受力面积S1=12S,
则一只脚对地面的压强:p1=F1S1=12F12S=FS=p。
故答案为:鞋(脚);p。
本题主要考查弹力和压强的相关知识,注意双脚对地面的压强与一只脚对面的压强相等,看题题目,不是抬起一只脚后对地面的压强,易错点。
5.【答案】大气压 托里拆利 减小
【解析】解:用注射器吸取疫苗药液时,用手向后拉动活塞,使针管内的压强变小,外面的药液在大气压作用下,通过针头进入针管里;最早并且准确用实验测出大气压强数值的是意大利科学家托里拆利;大气压的大小随高度的改变而改变,随着高度的增加,大气压逐渐减小。
故答案为:大气压;托里拆利;减小。
(1)注射器将药液吸入针筒之前,需要先排出针筒内的空气,这样,针筒内的气压减小,药液受到外界大气压的作用,会被压入针筒中;
(2)大气压的测量可以用很多方法来测定,但是准确测出大气压的数值是由意大利科学家托里拆利首先测出的,该实验被称作托里拆利实验;大气压的大小随高度的改变而改变,随着高度的增加,大气压逐渐减小。
本题考查大气压的应用、托里拆利实验以及大气压强与高度的关系,难度不大,物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释。
6.【答案】浮力 升力
【解析】解:旅游景区的“热气球”升空是由于气球受到了空气的浮力的作用,当浮力大于气球的重力时,气球就会升空;
飞机的机翼上方突起,下方平直。这样的结果决定了当飞机启动后,机翼上方空气流速快,空气压强小,空气压力方向向下;机翼下方空气流速慢,空气压强大,空气压力方向向上。两个压力形成一个向上的合力,这个合力就是升力,当合力达到一定程度后,飞机就可以腾空而起。
故答案为:浮力;升力。
浸在气体中的物体受到气体的浮力的作用;在流体中,流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。
本题考查学生对流体压强与流速的关系,理解飞机机翼上下方流速不同导致压强不同,才是飞机可以向上的原因。
7.【答案】变小 不变
【解析】解:该池水位由5米降低到4.5米时,h减小,由p=ρgh可知,池底所受水的压强变小;
因为正方体木块漂浮,所以F浮=G,木块的重力不变,则木块所受的浮力不变;
根据浮力产生的原因可知,浮力等于物体下表面与上表面所受压力之差,而木块上表面所受压力始终为0(即不变),所以木块下表面所受水的压力不变。
故答案为:变小;不变。
根据p=ρgh判断池底所受水的压强变化;根据物体漂浮条件判断木块所受的浮力变化;根据浮力产生的原因判断木块下表面所受水的压力变化。
此题考查液体压强公式、物体浮沉条件的应用、同时考查浮力产生的原因,是一道综合性较强的题目,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
8.【答案】2000 向上运动
【解析】解:气球匀速上升时,空气阻力不计,则向上的浮力与向下的重力是一对平衡力,
则F浮=G=mg=200kg×10N/kg=2000N;
由于气球匀速上升,若有仪器零件从气球上脱落,零件由于具有惯性,该零件刚脱落时保持原来的运动状态,仍旧会向上运动。
故答案为:2000;向上运动。
气球匀速上升,符合二力平衡条件,所受合力为0.向上的浮力与向下的重力大小相等。一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,叫做惯性。
本题考查学生对浮沉条件和惯性的理解和运用,是一道基础题目。
9.【答案】3 不变
【解析】解:由题意可知,物体的重力G=5N,物体浸没时弹簧测力计的示数F′=2N,
则物块所受的浮力F浮=G−F′=5N−2N=3N,
因增大物块浸没的深度时,排开水的体积不变,
所以,由F浮=ρgV排可知,物块所受的浮力不变。
故答案为:3;不变。
知道正方体物块的重力和浸没在水中时测力计的示数,根据F浮=G−F′求出物块所受的浮力,物体受到的浮力与浸没的深度无关。
本题考查了称重法求浮力和影响浮力大小因素的应用,是一道基础题目。
10.【答案】等于 竖直向上 小于
【解析】解:(1)因为F浮=F向上−F向下,潜水器漂浮在水面上,水对潜水器向下的压力为零,所以,F浮=F向上。
(2)浮力的方向竖直向上。
(3)水中的潜水器受到重力和浮力作用,当浮力小于重力时,潜水器下沉。
故答案为:等于;竖直向上;小于。
(1)潜水器受到浮力大小等于物体受到向上和向下的压力差,潜水器漂浮在水面上,受到向下的压力等于零,求出浮力和水对潜水器向上的压力关系。
(2)浸在液体中的物体受到液体竖直向上的浮力作用。
(3)根据物体浮沉条件进行判断。
本题通过潜水器的漂浮和下沉,考查了浮力产生的原因、浮力方向和浮沉条件。
11.【答案】D
【解析】解:A、他对地面的压力和他所受到的重力是作用在不同物体上的两个力,且方向相同,不符合二力平衡的条件,所以二力不平衡。故A错误;
B、他对地面的压力和地面对他的支持力是作用在不同一个物体上,不符合二力平衡的条件,所以二力不平衡。故B错误;
C、他受到的重力和地面对他的支持力是作用在同一个物体上的两个力,不符合相互作用力的条件,所以不是相互作用力。故C错误;
D、他对地面的压力和地面对他的支持力大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上,符合相互作用力的条件,所以是相互作用力。故D正确。
故选:D。
平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
相互作用力条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
此题主要考查平衡力和相互作用力的区别,解答此类题目的关键是抓住平衡力和相互作用力的条件逐一进行分析。
12.【答案】A
【解析】解:
A、力是改变物体运动状态的原因,一个物体运动状态发生改变,一定受到力的作用,并且受到非平衡力作用,故A说法正确。
B、乘客和汽车原来都是运动的,汽车急刹车,乘客由于惯性仍要保持原来的运动状态,所以乘客要向前方倾倒,故B说法错误。
C、用力推桌子,桌子静止不动(处于平衡状态),水平方向上桌子受到的推力和摩擦力平衡,则二力的大小相等,故C说法错误。
D、踢出去的足球能在空中飞行,是由于足球具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故D说法错误。
故选:A。
(1)力是改变物体运动状态的原因。
(2)乘客和汽车原来都是运动的,汽车急刹车,乘客由于惯性保持原来的运动状态。
(3)静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用。
(4)物体由于惯性保持原来的运动状态。
力是改变物体运动状态的原因,惯性是维持物体运动的原因,主要区分。
13.【答案】D
【解析】解:已知合力大小为F=16N,F1大小为6N,方向向右;
当合力方向向右时,F1向右,F2也向右,F2=16N−6N=10N;
当合力方向向左时,F1向右,F2向左,F2=16N+6N=22N;
综上可知,F2的大小可能是10N、也可能是22N,故AB错误;
F2的方向可能向左、也可能向右,结合力的大小可知C正确、D错误。
故选:D。
同一直线是的二力合成,方向相同,合力等于两分力之和,合力方向与这两个力的方向相同。方向相反,合力等于两分力之差,合力方向同较大的力的方向。
本题主要考查同一直线是的二力合成的运用。
14.【答案】C
【解析】解:
A、啄木鸟的喙很尖,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、鳄鱼的牙齿很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B不符合题意;
C、骆驼的脚掌很宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,便于骆驼在沙漠中行走,故C符合题意;
D、蚊子的口器尖细,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:C。
压强大小与压力大小和受力面积大小有关:
(1)增大压强的方法:在受力面积一定时,增大压力来增大压强;在压力一定时,减小受力面积来增大压强。
(2)减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力来减小压强;在压力一定时,增大受力面积来减小压强。
本题考查了影响压强大小的因素,在生活中很多的动物植物都包含很多的物理知识,所以我们要认真观察,学以致用。
15.【答案】A
【解析】解:(1)∵p=ρgh,h水=h酒精,酒精的密度小于水的密度,
∴对容器底的压强:p甲>p乙,
∵p=FS,s甲=s乙,
∴由F=pS可知:
液体对容器底的压力:F甲>F乙.故A正确,B错误。
(2)容器对水平桌面的压力等于容器与它所装液体的重力,
由于甲、乙两容器的质量相同,它们中装的水和酒精的质量相等,
则两容器对水平桌面的压力F相等,已知两容器的底面积S相等,
由压强公式p=FS可知,两容器对桌面的压强相等,故CD错误;
故选:A。
(1)由题知,酒精的深度和水的深度相同,密度不同,根据液体压强公式判断容器底受到压强的大小关系;又知道容器的底面积相同,根据p=FS判断容器底受到压力的大小关系。
(2)根据容器对桌面的压力与面积关系,应用压强公式分析答题。
本题考查了学生对压强定义式和液体压强公式的掌握和运用,对于不规则的容器,对容器底的压力和压强,要先计算液体对容器底的压强p=ρgh、再计算液体对容器底的压力F=ps。
16.【答案】C
【解析】解:把物体轻轻放入盛满清水的溢水杯中,排开的水重:
G排=mg=0.2kg×10N/kg=2N,
物体受到的水的浮力:F浮=G排=2N。
故选:C。
知道把物体轻轻放入盛满清水的溢水杯中溢出水的质量(排开水的质量),利用重力公式求排开水的重力,再利用阿基米德原理求小球受到的浮力。
本题考查了学生对阿基米德原理的了解与掌握,知道溢出水的质量就是排开水的质量是本题的关键。
17.【答案】C
【解析】解:用手把饮料罐按入水中,液体的密度、物体的形状、物体的重力不变,饮料罐浸入水中越深,即排开水的体积越大,手会感到越吃力。这个事实说明浮力的大小可能与排开液体的体积有关,可以支持以上猜想C。
故选:C。
控制变量法:物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
本题“探究影响浮力大小因素”的实验,考查了控制变量法的应用,属于基础性题目。
18.【答案】D
【解析】解:∵密度计漂浮,
∴F浮=G,
∴密度计受到的浮力都等于密度计受到的重力G,
即:ρ液gV排=G,
∵由图知,密度计排开液体的体积:
V甲>V乙,
∴液体的密度:
ρ甲<ρ乙。
故选:D。
密度计都漂浮,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。
19.【答案】A
【解析】解:
A、因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以同一只小球在两杯中受到的浮力相等,都等于小球的重力,故A正确;
B、由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态。根据浮沉条件可知,ρ甲液>ρ球,ρ乙液=ρ球.所以ρ甲液>ρ乙液,故B错误;
C、由于两球漂浮或悬浮,排开液体的重力等于球的重力,则小球排开的液体质量等于球的质量,故C错误;
D、由于两杯中液面相平,所以根据p=ρ液gh可知,烧杯底受到液体的压强:p甲液>p乙液.故D错误。
故选:A。
(1)根据物体浮沉条件判断小球在两种液体中所受浮力与其重力的关系,进而得出小球在两种液体中所受浮力的大小关系。
(2)根据小球在甲、乙两杯中的状态判断两种液体与小球的密度关系,进而得出两种液体的密度关系;
(3)根据阿基米德原理即可判断排开的液体质量;
(4)根据液面的高度关系,利用p=ρ液gh比较甲、乙两烧杯底受到液体的压强大小。
本题考查了物体浮沉条件和压强公式的应用,一定要掌握物体浮沉情况与密度的关系,同时要搞清不同状态下(漂浮、悬浮)物体所受重力与浮力的大小关系。
20.【答案】C
【解析】解:
AB.由图象可知,当h<4cm时,弹簧测力计示数为9N不变,此时物体在空气中,
由二力平衡条件可知,物体重力G=F=9N,
当h>8cm时,弹簧测力计示数为5N不变,此时物体浸没在水中受到的浮力最大,
则物体受到的最大浮力F浮=G−F′=9N−5N=4N,故B错误;
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρ液gV排可得,物体的体积V=V排=F浮ρ水g=4N1.0×103kg/m3×10N/kg=4×10−4m3=400cm3,故A错误;
C.由G=mg可得,物体的质量m=Gg=9N10N/kg=0.9kg,
则物体的密度ρ=mV=0.9kg4×10−4m3=2.25×103kg/m3,故C正确;
D.物体刚浸没时上表面受到水的压力为零,
由浮力产生的原因F浮=F向上−F向下可得,下表面受到水的压力F向上=F浮+F向下=F浮=4N,故D错误。
故选:C。
(1)由图像可知,当h<4cm时,弹簧测力计示数为9N不变,此时物体在空气中,根据二力平衡条件求出物体重力,当h>8cm时,弹簧测力计示数为5N不变,此时物体浸没在水中受到的浮力最大,根据称重法F浮=G−F′求出物体受到的最大浮力,根据F浮=ρ液gV排求出物体浸没时排开水的体积即为物体的体积;
(2)根据G=mg求出物体的质量,利用ρ=mV求出物体的密度;
(3)物体刚浸没时上表面受到水的压力为零,根据浮力产生的原因F浮=F向上−F向下求出下表面受到水的压力。
本题考查了称重法求浮力公式和阿基米德原理、浮力产生原因、重力公式、密度公式的应用,从图象中获取有用的信息是关键,要注意物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等。
21.【答案】越轻越好 旋转 将纸片一分为二
【解析】解:(1)选择小卡片是为了不考虑小卡片的重力,小卡片应越轻越好;
(2)旋转小卡片,使细线作用在它上面的力不在同一直线上,看其是否平衡,来探究两个平衡力是否在同一条直线上;
(3)为了探究两个平衡力是否作用在同一物体上,进行如下操作:先将纸片一分为二,然后观察小卡片是否平衡。
故答案为:(1)越轻越好;(2)旋转;(3)将纸片一分为二。
(1)在探究二力平衡条件实验中,用到了小卡片,是因为小卡片的质量很小,其重力远小于卡片受到的拉力,重力可以忽略;
(2)若要探究平衡力是否在同一直线上,应使拉力相等,且不在一条直线上,所以首先让卡片转过一定的角度,使受力不在一条直线上,并观察小卡片的运动情况;
(3)为了探究两个平衡力是否作用在同一物体上,可让同一受力物体分为两个,并观察小卡片的运动情况。
本题通过实验考查了二力平衡的条件,同时考查了实验中存在的问题。
22.【答案】凹陷 增大 受力面积 增大 受力面积 =
【解析】解:(1)实验中小明是通过比较海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的大小,这种科学探究方法是转换法。
(2)本实验中物体对海绵的压力大小等于物体的重力大小,分析比较图甲、乙的实验现象,乙图中小桌子上加砝码的目的是增大压力大小;甲、乙中受力面积相同,乙中压力大,压力作用效果明显,可以得出结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)分析比较图乙、丙的实验现象,丙图中小桌子倒放的目的是增大受力面积大小;可以得出结论:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,根据p=FS,因压力大小和受力面积相同,比较图丙中海绵受到的压强p丙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系为p丙=p丁。
故答案为:(1)凹陷;(2)增大;受力面积;(3)增大;受力面积;(4)=。
(1)(2)(3)根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,海绵的凹陷程度越大,说明压力的作用效果越明显,用到的科学实验方法是转换法;压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,研究与其中一个因素的关系时,应采用控制变量法,据此分析回答;
(4)根据p=FS分析。
本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验,主要考查控制变量法及转换法和p=FS的运用,体现了对过程和方法的考查。
23.【答案】(1)排开液体的体积;(2)③④;(3)2;2×10−4;(4)1.1×103;(5)控制变量法
【解析】解:(1)由图②③所示实验可知,物体排开液体的体积不同,弹簧测力计示数不同,由图①②③所示实验可知,物体排开液体的体积不同,物体受到的浮力不同,由此可知,物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(2)根据控制变量法知要探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系,需要控制物体排开液体的体积相同、液体密度相同,深度不同,图③④符合题意;这种研究问题的方法叫做控制变量法。
(3)由图①知,物体的重力G=4.0N,物体完全浸没在水中时拉力F=2.0N,物体浸没在水中时受到的浮力F浮=G−F=4.0N−2.0N=2.0N,
由F浮=ρ液gV排得,物体的体积V=V排=F浮ρ水g=2N1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10−4m3;
(4)物体浸没在盐水中时受到的浮力F浮′=G−F′=4.0N−1.8N=2.2N,
因物体在水和盐水中排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρgV排可得:
V=V排
F浮ρ水g=F浮 ′ρ盐水g
整理可得,盐水的密度:
ρ盐水=F浮′F浮⋅ρ水=2.2N2N×1.0×103kg/m3=1.1×103kg/m3;
(5)由(2)知本实验用到了控制变量法。
故答案为:
(1)排开液体的体积;(2)③④;(3)2;2×10−4;(4)1.1×103;(5)控制变量法。
(1)分析图①②③所示实验,根据实验控制的变量与实验现象分析答题;
(2)根据控制变量法知要探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系,需要控制物体排开液体的体积相同、液体密度相同,深度不同找出符合题意的图象;
(3)根据称重法求出物体在水中和盐水中受到的浮力,根据阿基米德原理分别表示出物体排开液体的体积即为物体的体积;
(4)根据物体的体积不变结合阿基米德原理得出等式即可求出盐水的密度。
(5)该实验主要运用的科学探究方法是控制变量法。
本题是一道探究浮力大小的实验,探究浮力大小实验是一个基本的、重要的实验,一定要掌握,掌握二次称量法测物体所受浮力的方法,知道物体受到的浮力与所处深度无关。
24.【答案】解:(1)机器人做匀速直线运动,受平衡力作用,牵引力等于阻力5200N;
(2)机器人的重力:
G=mg=500kg×10N/kg=5000N;
(3)机器人对冰面的压力:F=G=5000N,
受力面积S=4000cm2=0.4m2,
机器人对冰面的压强:
p=FS=5000N0.4m2=1.25×104Pa,
因为p<4.2×104Pa,
所以机器人可以顺利通过该冰面。
答:(1)机器人匀速直线行驶时,牵引力是5200N;
(2)机器人的重力为5000N;
(3)该机器人能顺利通过该冰面。
【解析】(1)机器人做匀速直线运动,受平衡力作用,牵引力等于阻力;
(2)已知机器人的质量,利用G=mg求其重力;
(3)机器人对冰面的压力等于本身的重力,知道履带与冰面的接触总面积(受力面积),利用p=FS求机器人对冰面的压强,与冰面能承受的最大压强比较可知能否通过该冰面。
本题考查了重力公式、压强公式的应用,关键是知道物体对冰面的压力等于物体重力,最容易出错的是受力面积的计算(四轮与冰面的接触的面积)。
25.【答案】解:
(1)由题知,物体在空气中静止时弹簧测力计的示数F1=3.0N,则物块重力G=3.0N;
则物体的质量为:m=Gg=3.0N10N/kg=0.3kg;
(2)物块受到的浮力F浮=F1−F2=3.0N−2.0N=1.0N;
(2)物块浸没在水中,由阿基米德原理可得,物体排开的水的体积即物块的体积为:
V=V排=F浮ρ水g=1.0N1.0×103kg/m3×10N/kg=1.0×10−4m3;
(3)物块密度为:ρ=mV=0.3kg1.0×10−4m3=3×103kg/m3。
答:(1)物块的质量m为0.3kg;
(2)物块的体积V为1.0×10−4m3;
(3)物块的密度ρ为3×103kg/m3。
【解析】(1)根据物体的重力,利用m=Gg求出物体的质量;
(2)根据称重法可计算物块受到的浮力;由阿基米德原理计算出物块排开水的体积,即物体体积;
(3)由密度公式计算物块密度。
本题考查称重法算浮力以及阿基米德原理和密度公式的应用,关键知道物体浸没时排开水的体积与物体体积相等。
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