2024年苏科版八年级下册物理阶段性考试知识点复习与专题训练-期末复习(易错专训60题33个考点)(解析版)
展开TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc16452" 【考点1 天平的使用】2
\l "_Tc5338" 【考点2 累积法测量微小质量】3
\l "_Tc31833" 【考点3 密度及其特性】4
\l "_Tc846" 【考点4 密度的计算与公式的应用】4
\l "_Tc846" 【考点5 密度与温度的关系】6
\l "_Tc16452" 【考点6 空心、混合物质的密度计算】6
\l "_Tc5338" 【考点7 物质的基本属性】8
\l "_Tc31833" 【考点8 原子的核式模型】9
\l "_Tc846" 【考点9 力的单位和概念】9
\l "_Tc846" 【考点10 力的作用效果】10
\l "_Tc16452" 【考点11 力作用的相互性】11
\l "_Tc5338" 【考点12 弹簧测力计在力的相互性方面的应用】12
\l "_Tc31833" 【考点13 重力的概念】13
\l "_Tc846" 【考点14 重力的计算】13
\l "_Tc846" 【考点15 重力的方向】15
\l "_Tc16452" 【考点16 摩擦力的大小】15
\l "_Tc5338" 【考点17 增大或减小摩擦的方法】17
\l "_Tc846" 【考点18 惯性与惯性现象】17
\l "_Tc16452" 【考点19 二力平衡的概念】21
\l "_Tc16452" 【考点20 平衡力与相互作用力的辨别】22
\l "_Tc31833" 【考点21 探究二力平衡的条件】24
\l "_Tc846" 【考点22 力与图象的结合】24
\l "_Tc846" 【考点23 力的合成与应用】26
\l "_Tc16452" 【考点24 固体压强大小比较】26
\l "_Tc5338" 【考点25 压强的计算】27
\l "_Tc31833" 【考点26 液体压强的计算以及公式的应用】29
\l "_Tc846" 【考点27 大气压强的存在】34
\l "_Tc846" 【考点28 大气压强的测量方法】35
\l "_Tc16452" 【考点29 气体压强跟体积的关系】37
\l "_Tc5338" 【考点30 流体压强与流速的关系】37
\l "_Tc846" 【考点31 阿基米德原理的应用】38
\l "_Tc16452" 【考点32 浮力大小的计算】39
\l "_Tc16452" 【考点33 物体的浮沉条件及其应用】42
\l "_Tc16452" 【考点1 天平的使用】
1.(2023春•武汉期中)小明想用天平称出30g的水。先用正确的方法测出空烧杯质量,如图甲所示。然后在右盘中增加30g砝码,接着向烧杯中注入一定量的水,指针位置如图乙所示。接下来的操作是( )
A.向左移动游码B.向左调节平衡螺母
C.用滴管从烧杯中取水D.用滴管向烧杯中加水
【答案】D
【分析】根据指针的偏转方向确定分析出水的质量与需要测量水的质量关系,进而分析接下来的操作。
【解答】解:由图乙可知,指针偏向分度盘的右侧,表示左盘内水的质量小于30g,由于需要取30g水,因此不能改变右盘中砝码的质量和游码的位置,在测量过程中更不能移动平衡螺母,所以只能用滴管向烧杯中加水,直至天平平衡,故D正确。
故选:D。
2.(2023•安徽一模)小明将一架托盘天平放在水平工作台面上,在称量物体质量之前,为了调节天平横梁平衡,他进行了如图所示的操作。则他操作中的错误之处是: 没有将游码置于标尺左端0刻度线处 。
【答案】没有将游码置于标尺左端0刻度线处。
【分析】在天平的调节过程中,调节平衡螺母前,应将游码移到标尺左端的零刻度线处。
【解答】解:调节天平横梁水平平衡时,游码应该置于0刻度线处,而图中,调节天平横梁水平平衡时,没有将游码置于标尺左端0刻度线处。
故答案为:没有将游码置于标尺左端0刻度线处。
\l "_Tc5338" 【考点2 累积法测量微小质量】
3.(2020春•玄武区校级月考)一张邮票的质量太小了。用天平称量一张邮票质量的做法可行的是( )
A.称数十张邮票的质量,除以邮票的张数,可得一张邮票的质量
B.将一张邮票和一个小铁块一起称,再单独称小铁块质量,两次相减可得邮票质量
C.因为天平是测量质量的精密仪器,所以可以直接称一张邮票的质量
D.天平无论如何都不可能称出邮票质量
【答案】A
【分析】解决本题的关键是明确一张邮票的质量太小,小于天平的感量(最小测量值),要想测出一张邮票的质量,应该应用积累法,即测出多张邮票的质量,用总重量除以邮票的张数就得出一张邮票的质量。
【解答】解:A、由于邮票质量较小,可测出数十张邮票的质量,然后除以邮票的数量,来得到一张邮票的质量,运用的是“累积法”,方法可行,符合题意;
B、“一张邮票和一个小铁块的总质量”与“小铁块单独的质量”天平无法区分大小,所以无法得出邮票的质量。故B的方法不可行;
C、天平是测量质量的精密仪器,测量的精确程度一般为0.1g或0.2g,而一张邮票的质量远远小于这个数值,所以无法直接测量;
D、天平虽然无法直接测量一张邮票的质量,但可以用积累法间接测量。
故选:A。
\l "_Tc31833" 【考点3 密度及其特性】
4.(2023•吴江区二模)关于密度,以下说法正确的是( )
A.一杯水喝去一半后,密度变小
B.密度是物质的特性,与其质量、体积无关
C.冰熔化成水,密度没有发生变化
D.玻璃打碎了,密度会变小
【答案】B
【分析】密度是物质的一种特性,它不随物质的质量或体积的变化而变化,与物质的种类、状态、温度有关。
【解答】解:A、一杯水喝去一半后,密度不变,故A错误;
B、密度是物质的特性,与其质量、体积无关,故B正确。
C、冰熔化成水,状态发生变化,密度也会发生变化,故C错误。
D、玻璃打碎了,密度不变,故D错误。
故选:B。
\l "_Tc846" 【考点4 密度的计算与公式的应用】
5.(2023春•雁塔区校级月考)一个铜瓶内装有压缩气体密度为ρ,细心的小陶子发现该铜瓶是双胆结构(一个瓶内有两个装气体的空腔且体积相同),现将其中一个胆内的气体放出一半质量,再将两个胆中的气体压缩至一个胆内,则现在气体密度为( )
A.2ρB.C.D.ρ
【答案】B
【分析】根据题干中气体质量和体积的变化,利用公式ρ=可计算气体的密度。
【解答】解:由题意可知,铜瓶是双胆结构,且两个装气体的空腔体积相同,将其中一个胆内的气体放出一半质量,则剩余气体的质量是总质量的m,
将两个胆中的气体压缩至一个胆内,则剩余气体的体积是总体积的V,
由公式ρ=得,现在气体的密度为:=ρ。
故选:B。
6.(2023春•江都区校级月考)如图是一定质量的水体积随温度变化的图像,若B点的数值为200cm3,则C点的数值为 180 cm3,水在 4 ℃时的体积最小,从0℃到6℃的过程中,水的密度变化情况是 先变大后变小 。(ρ冰=0.9g/cm3)
【答案】180;4;先变大后变小。
【分析】(1)由图像可知,当温度为0℃时B点的体积大于C点的体积,确定B、C的状态,再根据m=ρV求出B点时的质量,因为物态变化过程中质量不变,据此求出C点的体积;
(2)由图像确定体积最小时的温度;
(3)由图像确定出从0℃到6℃的过程中水的体积变化,再根据ρ=确定出水的密度的变化。
【解答】解:由图可知,在0℃时,B点的体积大于C点的体积,由于冰的密度小于水的密度,质量相同时,根据V=可知,冰的体积大于水的体积,由此可知,B点的状态为冰,C点的状态为水,所以B点冰的质量:m冰=ρ冰VB=0.9g/cm3×200cm3=180g,
质量与状态无关,故熔化成水后质量不变,即水的质量为:m水=m冰,
则水的体积为:
V水===180cm3;
由图像可知,水在4℃时体积最小;
由图像可知,水在0﹣6℃时体积的变化情况是先变小后变大,由于质量不变,根据ρ=可知密度是先变大后变小。
故答案为:180;4;先变大后变小。
7.(2023春•江都区校级月考)由甲、乙两种物质组成的两个等质量的实心物体,体积之比为3:4,则组成甲、乙两物体物质的密度之比为 4:3 ,若将甲的体积截去,将乙的体积截去,甲、乙两物体剩余部分的密度之比为 4:3 。
【答案】4:3;4:3。
【分析】(1)已知甲、乙两物体的质量相等,体积之比为3:4,根据密度公式ρ=求出甲、乙的密度之比;
(2)密度是物质本身的一种性质,与质量、体积无关,据此分析解答。
【解答】解:因为甲、乙两个物体的质量相等,体积之比为:3:4,
则两个等质量的实心物体的密度之比为:
===,
因密度是物质本身的一种特性,与物体的质量和体积无关,所以甲乙截去部分体积后,它们的密度不变,则它们的密度比依然不变,仍为4:3。
故答案为:4:3;4:3。
\l "_Tc846" 【考点5 密度与温度的关系】
8.(2022秋•从化区校级期末)夏天,用橡皮膜封闭一锥形瓶的瓶口,把锥形瓶放在冰水中,瓶口的橡皮膜会向下凹,如图所示。由此可知:该锥形瓶中的空气温度降低,体积 变小 ,密度 变大 (两空选填“变大”“不变”或“变小”)。根据气体密度的这种变化规律,发生火灾时为了避免吸入燃烧后产生的有毒气体,人应尽量贴近地面爬行的理由是: 发生火灾时,有毒气体的温度很高,密度偏小,有毒气体会往上飘,故人应该贴地爬行 。
【答案】变小;变大;发生火灾时,有毒气体的温度很高,密度偏小,有毒气体会往上飘,故人应该贴地爬行。
【分析】在大气压一定的情况下,一般来说物质的密度是随着温度升高而变小。
【解答】解:把锥形瓶放在冰水中,瓶口的橡皮膜会向下凹,由此可知:该锥形瓶中的空气温度降低,气体质量不变,体积变小,密度变大;发生火灾时,人应尽量贴近地面爬行,因为发生火灾时,有毒气体的温度很高,密度偏小,有毒气体会往上飘,故人应该贴地爬行。
故答案为:变小;变大;发生火灾时,有毒气体的温度很高,密度偏小,有毒气体会往上飘,故人应该贴地爬行。
\l "_Tc16452" 【考点6 空心、混合物质的密度计算】
9.(2022秋•邯山区校级期末)小明将体积相同的铁球和铜球分别放入已调节好的天平两托盘上(没有超过天平的量程,且ρ铁<ρ铜),天平恰好保持平衡,则( )
A.铜球一定是空心的B.铁球一定是空心的
C.两球一定都是空心的D.条件不足,无法判断
【答案】A
【分析】已调节好的天平平衡时是水平方向平衡,当天平恰好保持平衡时左右两盘里物体的质量相等,根据密度公式比较两者体积之间的关系,然后根据铜球和铁球的质量相等判断空心问题。
【解答】解:因天平是等臂杠杆,且水平方向恰好水平平衡,
所以,铁球和铜球的质量相等,
因ρ=,且ρ铁<ρ铜,
所以,实心铁球的体积大于实心铜球的体积,
又因铁球和铜球的体积相等,
所以,铜球一定是空心的,铁球可能是空心的。
故选:A。
10.(2022秋•榆阳区校级期中)我们常说的“油比水轻”是指油的 密度 比水小;A、B是两个由同种材料制成的金属正方体物块,A的质量为2.5kg,边长为10cm,B的质量为250g,边长为5cm。如果其中有一个正方体是空心的,那么,这个正方体应该是 B (选填“A”或“B”),其空心部分体积为 25 cm3;这种金属材料的密度是 2.5×103 kg/m3。
【答案】密度;B;25;2.5×103。
【分析】(1)我们常说的“油比水轻”是指相同体积的油和水,油的质量小于水的质量,由此可得出结论;
(2)由于A、B均是正方体,由A、B的边长,利用V=a3可求出A、B的体积,根据密度公式可求出A、B物块的密度,由于A、B物块是同种材料制成的物块,根据密度小物块是空心的可得出两个正方体哪一个是空心的,密度较大的物块是实心的,从而得出这种金属材料的密度;
由金属的密度和空心物块的质量,根据V=可求出空心物块的实心部分的体积,利用V空=V物﹣V实可求出空心物块空心部分的体积。
【解答】解:(1)我们常说的“油比水轻”是指相同体积的油和水,油的质量小于水的质量,根据密度的定义可知,油的密度小于水的密度;
(2)由于A、B均是正方体,由A的边长为了10cm、B的边长为5cm,
所以A的体积VA=aA3=(10cm)3=103cm3=1×10﹣3m3、B的体积VB=aB3=(5cm)3=125cm3=1.25×10﹣4m3,
A物块的密度ρA===2.5×103kg/m3,B物块的密度ρB===2×103kg/m3,
由于A、B物块是同种材料制成的物块,B正方体物块是空心的,A正方体物块是实心的,这种金属材料的密度是2.5×103kg/m3;
B物块的实心部分的体积V实===1×10﹣4m3,
B物块空心部分的体积V空=V物﹣V实=1.25×10﹣4m3﹣1×10﹣4m3=0.25×10﹣4m3=25cm3。
故答案为:密度;B;25;2.5×103。
\l "_Tc5338" 【考点7 物质的基本属性】
11.(2022春•惠山区期末)生活处处有物理,下列例子与材料物理属性不符合的是( )
A.窗户安装玻璃是因为玻璃透光性好
B.汤勺把手用胶木是因为胶木导热性好
C.黄金压成金箔是因为黄金延展性好
D.加工玻璃选用人造金刚石是因为金刚石硬度大
【答案】B
【分析】窗户的作用就是通风透气,增加室内照明;
汤勺把手是防止烫伤的,要选择导热性不好的材料;
黄金有很好的延展性;
金刚石硬度比玻璃的大,能用来切割玻璃。
【解答】解:窗户的作用就是通风透气,增加室内照明,故A正确;
汤勺把手是防止烫伤的,要选择导热性不好的材料,故B错误;
黄金有很好的延展性,故C正确;
金刚石硬度比玻璃的大,能用来切割玻璃,故D正确
故选:B。
12.(2022春•靖江市期末)物质物理属性有:密度、磁性、弹性、导电性、导热性、硬度、透明度等,下面主要运用了哪一性质。寒冬,在露天自来水管外捆扎发泡塑料,可以有效解决管内水结冰膨胀而破裂问题,这涉及发泡塑料的 导热性 ;俗话说“没有金刚钻,莫揽瓷器活”,金刚钻的 硬度 比瓷器强;电影中常有房屋倒塌将演员压在房子下的情景,这些道具房屋与所用材料的 密度 有关。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)发泡塑料有细微的独立气泡结构,有效降低空气对流导致的能量交换,是热的不良导体,传导热的能力很差,能起到保温的作用;
(2)金刚石俗称“金刚钻”,也就是我们常说的钻石,它是一种由纯碳组成的矿物,金刚石是自然界中最坚硬的物质,用途非常广泛,例如:工艺品、工业中的切割工具;
(3)真实的房屋是砖瓦土木结构,倒塌时砸在人身上是非常危险的,电影中的道具采用密度小的泡沫材料,比较轻,砸在演员身上没有任何危险。
【解答】解:(1)寒冬,气温很低,露天自来水管内的水凝固成冰,体积变大,很容易把水管胀破,也就是常说的“冻破”,包上发泡塑料后,塑料的导热性能差,有效防止了寒气的入侵,起到了保护的作用;
(2)金刚钻是自然界最坚硬的物质,它的硬度比瓷器的硬度大,所以它能钻透瓷器;
(3)道具房屋都比较轻,对人没有危险,大都采用密度小的塑料泡沫来制作。
故答案为:导热性、硬度、密度。
\l "_Tc31833" 【考点8 原子的核式模型】
13.(2023春•东海县期中)观察“从粒子到宇宙”中的三幅图,将下列表述填写完整。图甲将两个表面光滑的铅块相互紧压会粘在一起,这个现象证实了分子间存在 引力 ;图乙是发现 电子 的汤姆生;图丙为卢瑟福建立的原子 核式结构 模型。
【答案】引力;电子;核式结构。
【分析】分子之间存在引力;汤姆生发现了电子;卢瑟福建立了原子的核式结构模型。
【解答】解:将两个表面光滑的铅块相互紧压会粘在一起,这个现象证实了分子间存在引力;汤姆生发现了电子;卢瑟福建立了原子的核式结构模型。
故答案为:引力;电子;核式结构。
\l "_Tc846" 【考点9 力的单位和概念】
14.(2022春•海门市期末)某同学推小车,使小车前进的力的施力物体和受力物体分别是( )
A.地球和小车B.同学和小车C.地面和小车D.小车和地面
【答案】B
【分析】力是物体对物体的作用;力能够改变物体的运动状态。同学推小车,小车受到了同学给它的力前进了。
【解答】解:某同学用手推小车使车前进的过程中,同学与车产生了力的作用;此过程中,同学对车施加了力的作用,同学是施力物体;车受到了同学的作用力(推力),车是受力物体。
故选:B。
\l "_Tc846" 【考点10 力的作用效果】
15.(2023•锦江区校级模拟)下列四个现象中,力的作用效果和其他三个不同的是( )
A.同学们投出的实心球运动的轨迹是弧线的
B.撑杆跳高时运动员把杆压弯
C.运动员用力拉弓,弓变弯曲
D.用手捏一个易拉罐,易拉罐变瘪了
【答案】A
【分析】力的作用效果有二:改变物体的运动状态,改变物体的形状;其中运动状态的改变包括速度和方向两个方面。
【解答】解:
A、同学们投出的实心球运动的轨迹是弧线的,运动方向不断变化,说明力改变了物体的运动状态;
B、撑杆被运动员压弯,说明力可以改变物体的形状,;
C、运动员用力拉弓,弓变弯曲,说明力改变物体的形状;
D、用手捏一个易拉罐,易拉罐变瘪了,是力改变了易拉罐的形状;
力的作用效果和其他三个不同的是A。
故选:A。
16.(2023•北京一模)在研究力可以使物体发生形变时,小海把细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入装满水的厚玻璃瓶中,并将瓶塞塞紧。小海用大小不同的力挤压玻璃瓶壁,发现细玻璃管内的水面上升的高度不同,如图所示。请根据此现象,提出一个可探究的科学问题: 细玻璃管内的水面上升的高度与挤压玻璃瓶壁力的大小是否有关 。
【答案】细玻璃管内的水面上升的高度与挤压玻璃瓶壁力的大小是否有关?
【分析】力可以使物体发生形变,也可以使物体的运动状态发生改变。
【解答】答:细玻璃管内的水面上升的高度与挤压玻璃瓶壁力的大小是否有关?
\l "_Tc16452" 【考点11 力作用的相互性】
17.(2022春•成都期中)当磁铁靠近铁钉时,下列说法中正确的是( )
A.若磁铁和铁钉不接触,则它们之间就不会发生力的作用
B.磁铁吸引铁钉,但铁钉对磁铁没有力的作用
C.磁铁和铁钉是互相吸引的
D.磁铁吸引铁钉的力大于铁钉吸引磁铁的力
【答案】C
【分析】两个不接触的物体也可能发生力的作用;力的作用是相互的。
【解答】解:A、若磁铁和铁钉不接触,则它们之间也会发生力的作用,故A错误。
B、磁铁吸引铁钉,那铁钉对磁铁有力的作用,故B错误。
C、因为力的作用是相互的,故磁铁和铁钉是互相吸引的,故C正确。
D、磁铁吸引铁钉的力等于铁钉吸引磁铁的力,故D错误。
故选:C。
18.(2022秋•宛城区期末)2022年10月31日15时37分,梦天实验舱搭载“长征五号B遥四”运载火箭在文昌航天发射场成功升空,11月1日4时27分,与天和核心舱成功交会对接,由梦天实验舱、问天实验舱、天和核心舱组成的中国空间站三舱主体结构就此组装完成(如图所示)。火箭升空时,通过向下喷射高速气流,获得向上的推力,说明力的作用是 相互 的;梦天实验舱与天和核心舱对接后,一起绕地球飞行,以天和核心舱为参照物,梦天实验舱是 静止 的;梦天实验舱从地球到达到太空后,它的质量 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】相互;静止;不变。
【分析】力的作用是相互的;相对与参照物,被研究物体的位置没有发生变化,就说物体是静止的,反之,就是运动的;质量是物体的一种基本属性,与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关。
【解答】解:火箭升空时,通过向下喷射高速气流,获得向上的推力,说明力的作用是相互的;梦天实验舱与天和核心舱对接后,它们之间的位置没有发生变化,故以天和核心舱为参照物,梦天实验舱是静止的;梦天实验舱从地球到达到太空后,它的质量不变,因为质量是物体的一种基本属性,与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关。
故答案为:相互;静止;不变。
19.(2023春•惠州期中)“嫦娥一号”探月卫星在距月球表面200km高度经过多次“刹车制动”,最终绕月球做匀速圆周运动。卫星“刹车制动”时,沿运动方向喷射高温气体,高温气体对卫星施加制动力,这说明力的作用是 相互 的。在绕月球做匀速圆周运动时,卫星的运动状态 改变 (选填“改变”或“不变”)。“嫦娥一号”收到地面工作人员发出的指令,发动机点火工作,喷射高温燃气实现加速。此时,“嫦娥一号”获得的作用力方向与其运动方向 相同 (选填“相同”或“相反”)。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)甲对乙施力时,乙也对甲也施力,这说物体间明力的作用是相互的;
(2)运动状态的改变包括速度大小的变化和运动方向的变化;
(3)力与物体运动方向相同时加速,力与物体运动方向相反时减速。
【解答】解:(1)卫星对高温气体施力,高温气体也对卫星施力,这正说明了物体间力的作用是相互的;
(2)做匀速圆周运动时,物体的运动方向时刻在变,所以运动状态在改变;
(3)由于卫星受力加速运动,所以受力方向与运动方向相同。
故答案为:相互;改变;相同。
\l "_Tc5338" 【考点12 弹簧测力计在力的相互性方面的应用】
20.(2023春•梁溪区校级期中)两个相同规格的弹簧测力计以如图(1)所示方式悬挂一个重物,上面弹簧测力计(甲)的示数和下面弹簧测力计(乙)的示数分别为F1和F2。当对弹簧测力计甲施加大小为F的竖直拉力,使整个装置沿竖直向下做匀速运动时如图(2)所示,弹簧测力计甲和乙的示数分别为F3和F4。则F1 大于 F2 等于 F4(前两空均填“大于”“小于”或“等于”),表示F、F3、和F4三者关系的等式为F= 2F3﹣F4 。(不考虑空气的作用)
【答案】(1)大于,等于;
(2)2F3﹣F4。
【分析】根据物体的受力状态判断物体的运动情况,物体的运动情况判断物体的受力情况,再利用整体和隔离的思想,再来判断各个测力计的示数大小关系。
【解答】解:设两个相同规格的弹簧测力计重力为G,物体的重力为G'。
(1)如图所示方式,F2=F4=G',F1=G+G',故F1大于F2,F2等于F4;
(2)如图(2)所示,先运用整体思想,整个装置沿竖直向下做匀速运动,故整个装置受力平衡,将弹簧测力计(甲)和弹簧测力计(乙)及重物看作是整体,
F=G'+2G…①
再利用分割思想,只看弹簧测力计(乙)及重物,F3=F4+G…②
又F4=G'…③
由①②③式可得F=2F3﹣F4。
故答案为:大于,等于;2F3﹣F4。
\l "_Tc31833" 【考点13 重力的概念】
21.(2023春•双流区校级期中)下列说法正确的是( )
A.“水往低处流”是由于重力作用
B.由公式m=可知,物体的质量跟重力成正比
C.用同一弹簧测力计测同一物体的重力,在地球上和月球上是一样大的
D.物体的重力只有大小、方向,而无作用点
【答案】A
【分析】物体由于地球的吸引而受到的力叫重力,重力的施力物体是地球,重力的方向总是竖直向下。
【解答】解:A、“水往低处流”是由于重力作用,故A正确。
B、由公式m=可知,物体的重力跟质量成正比,故B错误。
C、用同一弹簧测力计测同一物体的重力,因为g不同,故在地球上和月球上重力不相等,故C错误。
D、物体的重力有大小、方向,有作用点,故D正确。
故答案为:A。
\l "_Tc846" 【考点14 重力的计算】
22.(2022秋•沙坪坝区校级期末)如图所示,现有两个足够高的轻质柱形容器甲乙,甲的底面积为100cm2,乙的底面积400cm2,甲容器中装了0.1m深的A液体,A液体的密度为6g/cm3,乙容器装了0.2m深的B液体,B液体的质量为8kg,则甲容器中A液体受到的重力为 60 N;聪明的小琳现用两只注射器分别在两柱形容器中抽取相同液面深度的 A、B两种液体,将抽出的A液体放在乙容器中,抽出的B液体放在甲容器当中(不考虑混合后体积变化),最终使甲乙容器对地面的压力之比为F甲:F乙=5:9,求此时乙容器中混合液体的密度为 1.4 g/cm3(保留一位小数)。
【答案】(1)60;(2)1.4。
【分析】(1)根据密度公式求出甲容器中A液体的质量,利用G=mg求出A液体受到的重力;
(2)根据密度公式求出乙容器中B液体的密度,利用甲乙容器对地面的压力之比,根据压力与重力及质量关系得出甲乙容器中液体的质量之比,利用密度公式求出抽取液体的深度,然后求出乙容器中液体的质量和体积,最后利用密度公式求出乙容器中混合液的密度。
【解答】解:(1)甲的底面积为100cm2,装了0.1m深的A液体,根据数学关系可知,A液体的体积为VA=SAhA=100cm2×0.1×100cm=1000cm3,
A液体的密度为6g/cm3,则A液体的质量为:
mA=ρAVA=6g/cm3×1000cm3=6000g=6kg,
所以甲容器中A液体受到的重力为:
GA=mAg=6kg×10N/kg=60N;
(2)B液体的质量为8kg,VB=SBhB=400cm2×0.2×100cm=8000cm3,则B液体的密度为:
ρB===1g/cm3;
A、B液体混合后,甲乙容器对地面的压力之比为F甲:F乙=5:9,根据压力与重力及质量关系可知,m甲':m乙'=5:9,
设抽取液体深度为H,则有:
m甲':m乙'=(mA+ρBSBH﹣ρASAH):(mB+ρASAH﹣ρBSBH)=5:9,
即:(6000g+1g/cm3×400cm2×H﹣6g/cm3×100cm2×H):(8000g+6g/cm3×100cm2×H﹣1g/cm3×400cm2×H)=5:9,
解得:H=5cm,
此时乙容器中液体深度为:
h=hB﹣H+=0.2×100cm﹣5cm+=16.25cm;
混合后乙容器中液体质量为:
m乙'=mB+ρASAH﹣ρBSBH=8000g+6g/cm3×100cm2×5cm﹣1g/cm3×400cm2×5cm=9000g,
此时乙容器中混合液体的密度为:
ρ乙===≈1.4g/cm3。
故答案为:(1)60;(2)1.4。
\l "_Tc846" 【考点15 重力的方向】
23.(2023春•东海县期中)如图,为了判断重力的方向,小球A所受重力的施力物体是 地球 ,实验时,缓慢改变斜面的倾角,观察悬线OA的方向 不变 (选填“改变”或“不变”);为了进一步验证重力的方向,小华剪断细线后观察到小球沿 竖直 方向下落。
【答案】地球;不变;竖直。
【分析】物体由于地球的吸引而受到的力叫重力,重力的施力物体是地球,重力的方向总是竖直向下。
【解答】解:重力的施力物体是地球;实验时,缓慢改变斜面的倾角,观察到悬线OA的方向不变,因为重力的方向总是竖直向下;剪断细线后观察到小球沿竖直方向下落。
故答案为:地球;不变;竖直。
\l "_Tc16452" 【考点16 摩擦力的大小】
24.(2023•西城区校级模拟)如图所示,水平面上叠放着A,B两个物体,在水平方向力F1和F2的作用下,以共同的速度v一起向右匀速运动,已知F1=5N,F2=3N,那么物体B上下表面所受摩擦力大小分别为( )
A.5N,2NB.3N,0NC.0N,2ND.5N,8N
【答案】A
【分析】静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用;
A相对于B保持静止状态,首先分析A的受力情况,求出A受到的摩擦力;
根据物体间力的作用是相互的,求出B的上表面受到的摩擦力;
B相对于地面进行匀速直线运动,分析B的受力情况,求出B下表面受到的摩擦力。
【解答】解:
A相对于B保持静止状态,水平方向上A受到拉力F1和摩擦力作用,摩擦力和拉力是一对平衡力,拉力F1是5N,A受到的摩擦力是5N;
根据物体间力的作用是相互的,A受到B的摩擦力水平向左,大小是5N,所以B上表面受到A的摩擦力水平向右,大小是5N;
物体B进行匀速直线运动,水平方向上受到A对B水平向右的摩擦力、地面对B水平向左的摩擦力、水平向左的拉力F2,这三个力是平衡力,所以地面对B水平向左的摩擦力与水平向左的拉力F2之和等于A对B水平向右的摩擦力,所以B下表面受到地面的摩擦力大小为5N﹣3N=2N;
综上所述,物体B的上下表面所受摩擦力的大小分别为5N、2N,故A正确。
故选:A。
25.(2023春•安乡县期中)如图所示,杂技艺术中,重500N的表演人员爬杆过程,用600N的力握住杆子保持静止,此时他受到的摩擦力大小为 500 N,摩擦力方向为 竖直向上 ;若该杂技演员由于紧张,此时加大手对杆子的握力,则此时摩擦力大小为 500 N,片刻后,表演人员适度减小握杆子的力量使自己匀速滑下,此时他受到摩擦力 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】500;竖直向上;500;不变。
【分析】表演人员紧紧握住杆子保持静止或匀速直线运动时,处于平衡状态,符合二力平衡条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一物体上,根据二力平衡条件进行解答。
【解答】解:表演人员紧紧握住杆子保持静止(处于平衡状态),则在竖直方向上他受到摩擦力和重力是一对平衡力,二力的大小相等、方向相反,所以此时他受到的摩擦力大小为f=G=500N,方向竖直向上;
加大手对杆子的握力时,表演人仍然处于平衡状态,则此时摩擦力大小仍为500N;
表演人员适度减小握杆子的力量使自己匀速滑下,在竖直方向上摩擦力和重力仍然平衡,摩擦力和重力的大小仍然相等,故他受到的摩擦力大小不变。
故答案为:500;竖直向上;500;不变。
\l "_Tc5338" 【考点17 增大或减小摩擦的方法】
26.(2022•南京模拟)如图所示,在杯中装满米,压紧后插入竹销,再慢慢把竹销向上提,杯子也会跟着竹销一起被提起米,竹销对米的摩擦力方向为 竖直向上 ,把米压紧是通过增大 压力 的方法增大摩擦力,竹销前端光滑,后端粗糙,为了提高成功率,应把竹销 粗糙 端插入米中.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)摩擦力总是与相对运动的方向相反或与相对运动的趋势相反;
(2)增大摩擦力的方法是增大压力和接触面的粗糙程度。
【解答】解:被压紧的米受到重力和摩擦力的作用,因为重力的方向竖直向下,所以摩擦力的方向竖直向上;
把米压紧是通过增大压力的方法增大摩擦力的;
在压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大,所以应把竹销粗糙端插入米中.
故答案为:竖直向上;压力;粗糙。
\l "_Tc846" 【考点18 惯性与惯性现象】
27.(2023•浠水县二模)如图所示,木块竖立在小车上,随小车一起以相同的速度在水平地面上向右做匀速直线运动,不考虑空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.如果小车突然停止运动,木块将向左倾倒
B.由于木块向右运动,木块受到向左的摩擦力
C.小车对木块的支持力与木块受到的重力是一对平衡力
D.地面对小车的支持力等于小车的重力
【答案】C
【分析】(1)如果小车突然停止,木块下部由于摩擦速度减小,而木块上部由于惯性会仍然保持原来的运动状态,据此分析可知木块运动方向;
(2)分析木块与小车是否发生相对运动或具有相对运动趋势即可判断出摩擦力情况;
(3)二力平衡必须同时满足四个条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。
【解答】解:A、随小车一起以相同的速度在水平地面上向右做匀速直线运动的木块,当小车突然停止,木块下部由于摩擦速度减小,而木块上部由于惯性会仍然保持原来的运动状态向右运动,所以会向右倾倒,故A错误;
B、木块随小车一起向右做匀速直线运动,木块与小车之间没有相对运动趋势,所以木块不受摩擦力,故B错误;
C、小车对木块的支持力与木块受到的重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,故C正确;
D、地面对小车的支持力等于小车和木块的总重力,所以小车的重力与地面对小车的支持力,它们的大小不同,故D错误。
故选:C。
28.(2023•兴化市模拟)兴趣小组利用内径较大且较长的玻璃管制作了“惯性演示仪”,管内装有水,将一只乒乓球放进去,密封管口后将试管水平放置,让球停留在中间位置,如图甲所示.若将玻璃管突然向右运动,下列四幅图中符合实际情景的是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】物体由于惯性要保持原来的运动状态;物体质量越大,惯性越大,物体惯性越大,运动状态越难改变。
【解答】解:当密闭玻璃管突然向右运动时,密闭玻璃管内的水由于惯性,要保持原来的静止状态不动,即液体会向左运动,从而把空气和乒乓球挤向相反方,即气泡向右运动,故B符合题意。
故选:B。
29.(2022•天津模拟)如图所示是汽车拉力赛途经的一段“S”形水平弯道,为了更安全,现场观众应站的位置是图中( )
A.甲、丙B.甲、丁C.乙、丙D.乙、丁
【答案】C
【分析】解决本题需掌握:物体保持原来运动状态不变的性质称为惯性,汽车具有惯性,据此可结合题意做出解释。
【解答】解:
由图可知,当汽车在赛道上行驶时,如果汽车失去控制,由于惯性,汽车将会沿原来运动的方向冲出,即会冲到图中的甲区或丁区,故人在乙区或丙区是相对安全的,故C正确。
故选:C。
30.(2022秋•丰城市校级期末)如图所示,某次演习任务中,一架飞机要对地面上某一指定目标进行定点轰炸。则飞行员应在飞机到达目标 前 投弹(填“前”、“后”或“正上方”),才能击中目标,投弹后飞机的惯性 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】见试题解答内容
【分析】一切物体都有惯性,即都能保持原来的运动状态不变的性质;惯性的大小只与物体的质量有关。
【解答】解:
炸弹被扔出后,由于惯性要保持原来和飞机相同的速度,还将会继续向前飞行,故会落在目标的后方,所以飞机投弹时,不是飞到目标的正上方时投弹,而是要提前投掷;
由于惯性的大小与物体质量有关,所以投弹后飞机的质量减小,故惯性变小。
故答案为:前;变小。
31.(2023•庐江县三模)如图所示,三辆汽车停在红绿灯前A、B、C的机动车道上,坐在甲车上的乘客,身体突然向左倾斜,是因为甲车原来停在 C 车道上。
【答案】见试题解答内容
【分析】利用惯性的知识,先分析汽车和乘客原来的状态,然后根据任何物体都有保持原来运动状态的性质进行分析,当汽车突然启动、刹车、转弯时,汽车和乘客的运动状态。
【解答】解:
汽车停在红绿灯前面时,乘客的上半身和下半身原来一起处于静止状态,汽车向右转弯时,下半身由于受车的摩擦力随汽车向右运动,上半身由于具有惯性继续保持静止状态,所以乘客向左倾倒,说明甲车原来停在右转车道C上。
故答案为:C。
32.(2022春•龙湖区校级期中)如图是一辆汽车沿平直公路向右行驶,车顶A处滴落的水滴最终落在B处。车厢地板上的木箱C始终相对车厢静止。此时小车向右 减速 运动,(选填“匀速”或“加速”或“减速”)水滴在下落过程中运动状态 改变 (选填“改变”或“不变”);C受到的摩擦力方向是向 左 。
【答案】减速;改变;左
【分析】(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性;若物体不是处于静止状态或匀速直线运动状态,则它的运动状态发生改变。
(2)车厢地板上的木箱C始终相对车厢静止,则汽车运动状态发生改变时,木箱受到静摩擦力的作用,且静摩擦力方向与物体相对运动趋势的方向相反。
【解答】解:(1)汽车原来是运动的,水滴从车顶A处落下后,水滴由于惯性会继续向前运动;
①若汽车匀速运动,水滴从车顶A处落下后,水滴水平向前的速度和车前进的速度相同,所以水滴会落到A点的正下方;
②若汽车加速向右运动,水滴从车顶A处落下后,水滴水平向前的速度小于车前进的速度,所以水滴会落到A点的左侧;
③若汽车减速向右运动,水滴从车顶A处落下后,水滴水平向前的速度大于车前进的速度,所以水滴会落到A点的右侧;
由于水滴最终落在B处,则说明小车向右做减速运动。
由于水滴在下落过程中不是做匀速直线运动,故水滴的运动状态发生了改变;
(2)汽车减速向右运动时,木箱C有向右运动的趋势,故C受到摩擦力的方向是水平向左的。
故答案为:减速;改变;左。
33.(2022春•会宁县期末)如图1所示,小明将盛有水的烧杯放在小车上,推着小车水平向右做匀速直线运动时,烧杯中的水面应是图 1 (选填“1”、“2”或“3”)的形状;若此时小车突然刹车减速,烧杯中的水面应是图 2 (选填“1”、“2”或“3”)的形状,做出上述判断的依据是 水 (选填“水”或“烧杯”)具有惯性。
【答案】见试题解答内容
【分析】水在烧杯里和车一起向右匀速直线运动,
当车进行匀速直线运动时,烧杯和水都保持原来的运动状态,水面没有发生改变;
当车进行加速直线运动时,烧杯和车之间存在摩擦随车一起加速,水由于惯性保持原来的运动状态,水面向车行方向相反的方向倾。
当车进行减速直线运动时,烧杯和车之间存在摩擦随车一起减速,水由于惯性保持原来的运动状态,水面向车行方向倾。
【解答】解:
如图1,原来水在烧杯里很平稳,保持相对静止,因此水、水杯和车一起向右匀速直线运动;
小车突然刹车减速,水由于惯性保持原来的运动状态,水面向右倾,应该是图2的形状;
作出以上判断的依据是水具有惯性,保持原来的运动状态不变,当烧杯运动状态改变时,会出现不同的形状。
故答案为:1;2;水。
\l "_Tc16452" 【考点19 二力平衡的概念】
34.在探究“二力平衡的条件”的实验中,小明同学采用的实验装置如图甲所示,小华同学采用的实验装置如图乙所示。
(1)当物体处于 静止 状态或匀速直线运动状态时,我们说该物体处于 平衡状态 ,它受到的力是相互平衡的。
(2)这两个实验装置中,你认为装置 乙 (选填“甲”或“乙”)更科学,你的理由是 物体与桌面的摩擦由滑动摩擦变为更小的滚动摩擦,减小摩擦对实验的影响 。
(3)在装置乙中,将小车旋转一定角度,松手后,发现小车旋转后又恢复原状。这说明两个力必须作用在同一 直线 (选填“物体”或“直线”)上,物体才能平衡。
(4)在装置乙中,如果只在右边的盘子里再加一个砝码,小车将会向 右 (选填“左”或“右”)加速运动,此时所受的力 不是 (选填“是”、“不是”)平衡力。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用。
(2)探究水平方向拉力的大小关系时,尽可能减小摩擦力对实验过程的影响;
(3)掌握二力平衡条件:作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;根据实验操作及现象判断哪个条件发生了变化;
(4)物体所受的合力向哪边,就向哪边做加速运动;
【解答】解:
(1)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,即处于平衡状态时,物体受到的力才是平衡力的作用。
(2)据图可知,乙装置更合理,物体与桌面的摩擦由滑动摩擦变为更小的滚动摩擦,减小摩擦对实验的影响;
(3)用手将木块扭转一个角度,这样两个力不在同一直线上,木块将无法在这个位置平衡,说明两个力必须满足两个力在一条直线上。
(4)在装置乙中,如果只在右边的盘子里再加一个砝码,此时小车受到一个向右的合力,即小车将会向右做加速运动,即此时向右的力大于向左的力,所以这两个力不是平衡力。
故答案为:(1)静止;平衡状态;(2)乙;物体与桌面的摩擦由滑动摩擦变为更小的滚动摩擦,减小摩擦对实验的影响;(3)直线;(4)右;不是。
\l "_Tc16452" 【考点20 平衡力与相互作用力的辨别】
35.(2023•全椒县三模)如甲图所示,在粗糙的水平台面上,一轻质弹簧的左端固定在墙壁上,右端连接一个金属块,金属块保持静止且弹簧处于压缩状态,乙图中分别画出了该状态下金属块和弹簧在水平方向上的受力示意图,下列判断正确的是( )
A.f与F3是一对平衡力
B.F1与F2是一对相互作用力
C.f与F2是一对平衡力
D.F2与F3是一对相互作用力
【答案】B
【分析】一对平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在同一个物体上;
相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在两个物体上。
【解答】解:A、f与F3没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力。故A错误;
B、F1是弹簧对金属块的推力;F2是金属块对弹簧的拉力,两者大小相等、方向相反,在一条直线上,分别作用在金属块和弹簧上,所以是一对相互作用力。故B正确;
C、f与F2没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力。故C错误;
D、F2与F3都作用在弹簧上,这两个力不是两个物体之间的相互作用,不是相互作用力。故D错误。
故选:B。
36.(2023•阜宁县二模)天气炎热时多喝水有益于身体健康。如图甲是某同学买瓶装矿泉水时的情景。当该同学用手握住瓶子使瓶身竖直在空中静止不动时,手与瓶子的摩擦力和瓶子受到的 重力 是一对平衡力,当压力增大时,手受到的摩擦力 不变 (选填“增大”、“减小”或“不变”).如图乙所示,瓶盖外侧有一道道竖条纹,其目的是在用手拧开瓶盖时能 增大 (选填“增大或“减少”)摩擦。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)物体静止和匀速直线运动时处于平衡状态,如果只受到两个力,这两个力是一对平衡力,二力大小相等;
(2)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
【解答】解:(1)瓶子握在手中,手和瓶子之间产生摩擦力,瓶子静止在手中时处于平衡状态,竖直方向受到重力和摩擦力的作用,两个力是一对平衡力;
当压力增大时,瓶子仍静止处于平衡状态,瓶子的重力不变,受到的摩擦力不变;
(2)瓶盖上有竖纹这是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力的。
故答案为:重力;不变;增大。
\l "_Tc31833" 【考点21 探究二力平衡的条件】
37.(2023•西城区校级模拟)在如图所示的“探究二力平衡的条件”实验中:
(1)把小车放在较为 光滑 (选填“光滑”或“粗糙”)的水平桌面上,分别向两边的相同的小盘里加砝码,当两盘中砝码的质量 相等 (选填“相等”或“不相等”)时,小车静止,说明彼此平衡的两个力一定大小相等。
(2)保持两盘中砝码的质量相等,把小车在水平桌面上扭转一个角度,使拉力F1、F2不在同一直线。上,放开手时,观察到小车发生转动,说明作用在同一辆小车上的彼此平衡的两个力一定作用在 同一直线 上。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)探究二力平衡条件时,表面越光滑,摩擦力越小,实验可以减小摩擦力对实验的影响;砝码质量相等时,重力相等,即对小车的拉力相等;
(2)扭动一个角度后,小车受到的两个拉力不在同一直线上,小车的运动状态改变,据此分析二力的关系。
【解答】解:
(1)为尽量减小摩擦力对实验的影响,应把小车放在光滑的水平面上;
图中两侧滑轮为定滑轮,绳子对小车的拉力等于钩码的重力,当两边对小车的拉力相等时,小车保持静止,所以两个盘内的砝码的质量应相等;
(2)保持两盘砝码的质量相等,将小车在水平桌面上转动一个小角度,此时作用在小车的两个拉力不在同一直线上,这时松手后小车会发生转动。当小车重新恢复到原来的静止状态时,此时二力平衡,则它们作用在同一直线上。
故答案为:(1)光滑;相等;(2)同一直线上。
\l "_Tc846" 【考点22 力与图象的结合】
38.(2023春•荔湾区校级月考)重4N的磁铁A在磁力作用下紧贴在铁质墙壁上静止,如图,现用竖直向上的拉力F拉A,A的速度随时间变化图象如图甲所示。0﹣1.5s拉力随时间变化图象如图乙。
(1)A在前1.5s受到的摩擦力 一直变小 (选填“一直变小”“一直不变”“一直变大”)。
(2)在方框内画出6s时A的受力示意图(用•表示A),6s时摩擦力 不等于 (选填“等于”“不等于”)拉力F。
【答案】(1)一直变小;(2)见解答图;不等于。
【分析】(1)对0~1.5s内磁铁的运动状态和运动趋势进行判断和受力分析,可得出摩擦力的变化情况;
(2)6s时物体做匀速直线运动,对此时的磁体进行受力分析,可判断摩擦力与拉力的关系,可按照示意图的画法画出所受的力。
【解答】解:(1)由图甲可知,0~1.5s内磁铁A处于静止状态;
由图乙可知,0~1.5s内拉力随时间逐渐变大,且拉力小于重力,即拉力小于4N,磁铁A有下滑的趋势,所以磁铁A还受到竖直向上的静摩擦力;
0~1.5s内磁铁A处于静止状态(竖直方向上受向上的拉力、向上的摩擦力和向下的重力),所以磁铁A在竖直方向上受到的合力为0N,则G=F+f;
0~1.5s内随着拉力的变大,根据G=F+f可知,摩擦力一直变小;
(2)由图甲可知,A在6s时做匀速直线运动,受到的合力为0N,在竖直方向上受到向上的拉力、向下的重力、向下的滑动摩擦力;在水平方向上受到向右的吸引力和向左的支持力的作用,如图所示:
磁铁A在竖直方向上受到的合力为0N,则F=G+f,所以6s时摩擦力不等于拉力F。
故答案为:(1)一直变小;(2)见上图;不等于。
\l "_Tc846" 【考点23 力的合成与应用】
39.(2023•迎泽区校级二模)同一直线上的两个力作用在同一物体上。关于它们的合力,下列说法正确的是( )
A.合力一定大于其中的任何一个力
B.合力一定等于这两个力的大小之和
C.合力可能小于其中的任何一个力
D.合力一定等于这两个力的大小之差
【答案】C
【分析】同一直线、同方向二力的合力大小等于二力大小之和,方向与二力的方向相同;
同一直线、反方向二力的合力大小等于二力大小之差,方向与二力中较大力的方向一致。
对四个选项逐一进行分析,并选出符合题意的选项。
【解答】解:
A、因为同一直线、反方向二力的合力大小等于二力之差,因此合力大小不一定大于其中任何一个力,A选项说法错误,不符合题意;
B、因为同一直线、反方向二力的合力大小等于二力之差,因此合力不一定等于这两个力的大小之和,B选项说法错误,不符合题意;
C、因为同一直线、反方向二力的合力大小等于二力之差,因此合力大小可能小于其中的任何一个力,C选项说法正确,符合题意;
D、因为同一直线、同方向二力的合力大小等于二力之和,因此合力不一定等于这两个力的大小之差,D选项说法错误,不符合题意;
故选:C。
\l "_Tc16452" 【考点24 固体压强大小比较】
40.(2023春•晋江市期中)两圆柱体甲、乙静止在水平面上,甲、乙对水平面的压强相等。两柱体上的A和B两点到上表面的距离相等,如图所示。甲的密度为ρ甲、乙的密度为ρ乙,则ρ甲 大于 ρ乙;若分别从A、B两点沿水平方向切去上面部分,柱体剩余部分对水平面的压强分别是p甲、p乙,则p甲 小于 p乙(以上均选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】大于 小于
【分析】1、对于粗细均匀的固体压强p=ρgh 2、切去相同高度后的压强不能直接用公式比较,借助比较切去相同高度的压强,去比较剩余部分产生的压强。
【解答】解:它们对地面的压强相等,根据公式
因为h甲<h乙,所以ρ甲>ρ乙;
切去部分对地面的压强为:ΔP=ρgΔh,两柱体上的A和B 两点到上表面的距离相等,因此ΔP甲>ΔP乙
切去之前两圆柱对地面压强相等,则剩余部分对水平面的压强关系为p甲<p乙。
故答案为:大于 小于
41.(2023•长安区二模)在水平推力F的作用下将物体A从图甲位置匀速推到图乙位置。在此过程中,物体A对桌面的压力 不变 ,桌面受到的摩擦力将 不变 ,物体A对桌面的压强将 变小 (以上均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】故答案为:不变、不变、变小。
【分析】(1)影响滑动摩擦力大小的因素是压力大小和接触面的粗糙程度;(2)压强与受力面积和压力大小有关,压力不变时,受力面积越大,压强越小。
【解答】解:物体A在水平推力作用下从甲图匀速运动到乙图,由图可知,压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以物体A受到的滑动摩擦力不变;压力不变,受力面积增大,根据p=F/S知压强变小。
故答案为:不变、不变、变小。
\l "_Tc5338" 【考点25 压强的计算】
42.(2023•仁和区一模)已知两个实心圆柱体A、B的底面积之比为1:3,高度之比为2:3,构成A、B两个圆柱体物质的密度分别为ρA和ρB.将B放在水平地面上,A叠放在B上面(如图甲所示),B对地面的压强为p1.若把B叠放在A上面(如图乙),B对A的压强为p2.若p1:p2=1:2,则ρA:ρB= 9:4 。
【答案】见试题解答内容
【分析】知道两个实心圆柱体A、B的底面积之比和高度之比,根据V=Sh求出体积之比,水平面上物体的压力和自身的重力相等,图甲中B对地面的压力等于A和B的重力之和,根据p=求出B对地面的压强;图乙中B对A的压力等于B的重力,受力面积为S的底面积,根据p=求出B对A的压强,利用p1:p2=1:2求出ρA与ρB的比值。
【解答】解:两个实心圆柱体A、B的体积之比:
==×=×=,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,由G=mg=ρVg可得,图甲中B对地面的压力:
FB=ρAVAg+ρBVBg=ρA×VBg+ρBVBg=(ρA+ρB)VBg,
B对地面的压强:
p1==;
图乙中B对A的压力:
FAB=GB=mBg=ρBVBg,
B对A的压强:
p2==,
则==×=×=,
解得:=。
故答案为:9:4。
43.(2023•江夏区校级模拟)在高速公路上,一些司机为了降低营运成本,肆意超载,带来极大的危害。按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强应控制在7×105Pa以内。有一辆自重2000kg的6轮汽车,已知该车在某次实际营运中装货10t,每个车轮与地面的接触面积为0.02m2.(g=10N/kg)
求:(1)这辆汽车对路面的压强是多少?是否超过行业标准?
(2)如果要求该车运行时不超过规定的行业标准,这辆汽车最多装多少吨货?(设车轮与地面的接触面积不变)(计算中g取10N/kg)
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)这辆汽车对路面的压力等于总重力之和,根据G=mg求出其大小,汽车与地面的接触面积等于6个车轮与地面的接触面积,根据p=求出对路面的压强,然后与行业标准相比较即可判断是否超过行业标准;
(2)如果要求该车运行时不超过规定的行业标准,根据p=求出这辆车对路面的最大压力,根据G=mg求出最大总质量,然后减去车的质量即为最多可装载的货物的质量。
【解答】解:(1)这辆汽车的总质量为:
m=2000kg+10×103kg=1.2×104kg,
该汽车对路面的压强为:
p=====1×106Pa,
而1×106Pa>7×105Pa,
故这辆车超载,超过了行业标准;
(2)要使该车不超过规定的行业标准,则这辆车对路面的压力最大为:
F′=p0S=7×105Pa×6×0.02m2=8.4×104N,
则该车的最大质量为:
m′====8400kg,
所以该车最多可装载的货物的质量为
m载=m′﹣m车=8400kg﹣2000kg=6400kg=6.4t。
答:(1)这辆汽车对路面的压强为1×106Pa,超过了行业标准;
(2)如果要求该车运行时不超过行业标准,这辆车最多装6.4t的货。
\l "_Tc31833" 【考点26 液体压强的计算以及公式的应用】
44.(2023春•巴州区期中)如图所示的容器,里面装有水,其中h1=1m,h2=0.2m,h3=0.2m。则容器内部A、B处液体的压强pA:pB为( )
A.1:1B.1:4C.4:1D.8:1
【答案】B
【分析】计算A、B两点的深度,利用液体压强公式p=ρgh进行比较。
【解答】解:由图可知,hA=h2=0.2m,hB=h1﹣h3=1m﹣0.2m=0.8m
所以容器内部A、B处液体的压强:
pA:pB=ρghA:ρghB=hA:hB=0.2m:0.8m=1:4
故选:B。
45.(2023春•朝阳区校级期中)如图所示,水平桌面的中央放着一个平底的鱼缸,鱼缸重为10N,鱼缸底面积为0.04m2(忽略鱼缸厚度)。鱼缸内有重为62N的水,此时水的深度为12cm(g取10N/kg)。请计算:
(1)水对鱼缸底部的压强;
(2)水对鱼缸底部的压力。
【答案】(1)水对鱼缸底部的压强为1.2×103Pa;
(2)水对鱼缸底部的压力为48N。
【分析】(1)根据p=ρgh计算水对鱼缸底部的压强;
(2)根据F=pS计算水对鱼缸底部的压力。
【解答】解:(1)水对鱼缸底部的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa;
(2)水对鱼缸底部的压力F=pS=1.2×103Pa×0.04m2=48N。
答:(1)水对鱼缸底部的压强为1.2×103Pa;
(2)水对鱼缸底部的压力为48N。
46.(2023•双流区模拟)如图所示,一个边长为10cm、重9N的立方体物块,水平静止放置在一个足够高的薄壁方柱形容器中,容器底面积为300cm2。现以恒定速度向容器内缓慢注水,注水过程中物块上表面始终与水面平行,物块不吸水。忽略液体扰动等次要因素。求:
(1)物块的密度;
(2)容器内注入的水质量m=1.6kg时,水对容器底部的压强;
(3)通过分析,写出水对容器底部的压强p(Pa)与注入水的质量m(kg)之间的函数关系式,并绘制出p﹣m图像。
【答案】(1)物块的密度是0.9×103kg/m3;
(2)水对容器底部的压强是800Pa;
(3)①p=500mPa(0≤m≤1.8kg);
②p=(300+m)Pa(m≥1.8kg)。
p﹣m图像如图所示:。
【分析】(1)根据G=mg求出物块的质量,求出物块的体积,再根据ρ=求出物块的密度;
(2)假设物块沉底,根据密度和体积公式计算出水的深度,再利用公式p=ρgh可得水对容器底的压强;
(3)根据F浮=G物,先计算漂浮时注入水的深度及质量,分情况:一是从开始加水到物体恰好漂浮时;二是当物体漂浮后继续注水的过程,分别求出两种情况下水的深度表达式,最后根据p=ρgh得到压强与水质量的关系式。
【解答】解:(1)已知物块的边长为10cm=0.1m,则物块的体积V=(0.1m)3=1×10﹣3m3,
由公式G=mg得物块的质量m===0.9kg,
则物块的密度ρ===0.9×103kg/m3;
(2)物块的底面积S物=10cm×10cm=100cm2,容器内注入的水质量m=1.6kg时,假设物块沉底,
则水的深度为h===0.08m,
物块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)2×0.08m=8N<G物=9N,所以假设成立,
水对容器底的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa;
(3)设注水质量为m0时,物块恰好漂浮,此时水的深度为h0,
由漂浮条件可知:F浮=G物,即ρ水gS物h0=9N,
解得h0=0.09m,
则注入水的质量m0=ρ水g(S容﹣S物)h0=1.0×103kg/m3×10N/kg×(300﹣100)×10﹣4m2×0.09m=1.8kg,
当注水的质量0≤m≤1.8kg时,水对容器底部的压强p(Pa)与注入水的质量m(kg)之间的函数关系式是
p=ρ水gh=ρ水g×===500mPa;
当注水的质量m≥1.8kg时,物体已经漂浮,
所以水的深度h′=h0+=0.09m+=m,
则水对容器底部的压强p(Pa)与注入水的质量m(kg)之间的函数关系式是
p=ρ水gh′=ρ水g=(300+m)Pa,
所以水对容器底的压强与注入水的质量m之间的关系式是:①p=500mPa(0≤m≤1.8kg);
②p=(300+m)Pa(m≥1.8kg)。
p﹣m图像如图所示:
。
答:(1)物块的密度是0.9×103kg/m3;
(2)水对容器底部的压强是800Pa;
(3)①p=500mPa(0≤m≤1.8kg);
②p=(300+m)Pa(m≥1.8kg)。
p﹣m图像如图所示:
。
47.(2023•湖北二模)如图甲所示,A、B为不同材料制成的体积相同的实心正方体,物体A的质量为0.8kg,圆柱形容器的底面积是A或B下表面积的4倍。B的下表面刚好在水面上,现沿竖直方向将A、B缓慢放入水中,直到B接触容器底部。A上端绳子的拉力是F,F随A、B下降的距离h变化的图像如图乙所示。绳的质量和体积忽略不计。求:
(1)物体B的重力;
(2)物体B的密度;
(3)当B接触容器底部时,水对A下表面的压强。
【答案】(1)物体B的重力为42N;
(2)物体B的密度为4.2×103kg/m3;
(3)当B接触容器底部时,水对A下表面的压强为2100Pa。
【分析】(1)根据G=mg可知正方体A的重力;根据图乙可知A、B的总重力,然后求出B的重力;
(2)根据称重法求出A和B受到的浮力,已知A、B两物体的体积相同,物体A、B浸没时受到的浮力相等,利用F浮=ρ水gV排求得B物体的体积,根据G=mg=ρVg可求得正方体B的密度;
(3)由数学关系求出液面上升的高度,根据图乙确定A下表面的深度,由p=ρ液gh求出水对A下表面的压强。
【解答】解:(1)物体A的质量为0.8kg,则A的重力为GA=mAg=0.8kg×10N/kg=8N;
由图乙可知,A、B的总重力为G=F=50N,
则B的重力为:GB=G﹣GA=50N﹣8N=42N;
(2)根据称重法,由图乙可知,当A、B浸没时,受到的拉力为F′=30N,
受到的浮力为:F浮=G﹣F'=50N﹣30N=20N,
因为A、B两物体的体积相同,故物体A、B浸没时受到的浮力相等,即F浮B=F浮=×20N=10N;
根据阿基米德原理可知,B物体的体积为:
VB=V排B===1×10﹣3m3;
根据G=mg=ρVg可知,正方体B的密度为:
ρB===4.2×103kg/m3;
(3)A、B的边长:LA=LB===0.1m;
A、B排开水的总体积:V排=VA+VB=2×10﹣3m3,
液面上升高度Δh====0.05m=5cm;
由图乙可知,当h=11.5cm时A下表面刚好接触水面,当B触底时,A下表面下降的高度是:h1=30cm﹣11.5cm=18.5cm,则当B触底时,A下表面离水面的距离hA=h1+0.5Δh=18.5cm+0.5×5cm=21cm,所以,当B接触容器底部时,水对A下表面的压强为:
pA=ρ水ghA=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.21m=2100Pa。
答:(1)物体B的重力为42N;
(2)物体B的密度为4.2×103kg/m3;
(3)当B接触容器底部时,水对A下表面的压强为2100Pa。
\l "_Tc846" 【考点27 大气压强的存在】
48.(2022•兴安盟一模)如图所示,用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中,瓶口刚刚被水浸没。当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时空气进入瓶中,瓶中就会有水流出,使盘中的水位升高,瓶口又被浸没,瓶中的水不再流出。这样盆景盘中的水位可以保持一定的高度。下列说法中不正确的是( )
A.塑料瓶装满水倒放在盛满水的盆景盘中,如果瓶底没有空气,则瓶中的水会流出
B.倒放在盆景盘中塑料瓶有空气进入后,瓶中水面上的空气压强小于大气压强
C.瓶口被浸没,瓶中的水没有流出,是大气压作用的结果
D.若在瓶底开一孔,瓶中水就会流出直至瓶中水面与盆景中水面相平
【答案】A
【分析】大气压是存在的,大气压可支撑约10m高的水柱。分析图中外界大气压、瓶内气压、水压间的关系,可得出答案。
【解答】解:A、塑料瓶装满水倒放在盛满水的盆景盘中,如果瓶底没有空气,则瓶中的水不会流出,因为大气压能够支撑约10m高的水柱,故A说法不正确;
B、倒放在盆景盘中塑料瓶有空气进入后,外界大气压的大小等于瓶内气压和水压之和,所以瓶中水面上的空气压强小于大气压强,故B说法正确;
C、瓶口被浸没,瓶中的水没有流出,是大气压作用的结果,故C说法正确;
D、若在瓶底开一孔,则瓶内外气压相平衡,则瓶中水就会流出直至瓶中水面与盆景中水面相平,故D说法正确。
故选:A。
49.(2022春•鹿邑县期中)一次台风发生时,屋外的气压急剧降到9×104Pa,因为当时门窗紧闭,可以近似地认为室内的气压是1×105Pa。
(1)为什么台风发生时,室外气压急剧下降?
(2)屋内外的大气压强差是多少?
(3)若室内屋顶的面积为100m2,求屋内外的大气压力差是多少?
【答案】(1)台风刮过时,室外空气流速较大,压强减小,所以气压急剧下降;(2)10000Pa;(3)1×106N。
【分析】(1)液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体的流速越大,压强越小。
(2)先计算压强差,再根据F=pS计算压力差。
【解答】解:(1)台风刮过时,室外空气流速较大,压强减小,所以气压急剧下降。
(2)Δp=1.0×105Pa﹣0.9×105Pa=10000Pa;
(3)屋内外的大气压力差ΔF=ΔpS=10000Pa×100m2=106N。
故答案为:(1)台风刮过时,室外空气流速较大,压强减小,所以气压急剧下降;(2)10000Pa;(3)1×106N。
\l "_Tc846" 【考点28 大气压强的测量方法】
50.(2022春•荣县月考)如图所示的托里拆利实验,原来玻璃管竖直,后来让玻璃管倾斜,水银充满全管,有关尺寸如图所示,下列说法中正确的是( )
A.如图,玻璃管竖直时,上端无水银的部分是真空的
B.玻璃管倾斜时,外界大气压强变为74cm高水银柱
C.玻璃管向上移动后管口不离开液面,水银柱会变高
D.若换用更粗一些的等长玻璃管,管内外水银面高度差变小
【答案】A
【分析】在托里拆利实验中,把玻璃管倾斜,则水银柱的长度变长,但水银柱的高度,即玻璃管内外水银面的高度差不变.测量结果表明这个高度是由当时的大气压的大小和水银的密度所共同决定的,与玻璃管的粗细、形状、长度(足够长的玻璃管)无关。
【解答】解:A、玻璃管竖直时,管内上端无水银的部分是真空,若不是真空,管内水银会下降,故A正确;
B、玻璃管倾斜时,外界大气压强仍为76cm高水银柱,故B错误;
C、玻璃管向上移动后管口不离开液面,水银柱高度不变,故C错误;
D、若换用更粗一些的等长玻璃管,管内外水银面高度差不变,故D错误。
故选:A。
51.(2022春•武侯区期末)如图所示是生活中的一种透明茶壶,使用时壶嘴和壶身中的水面高度总是相平的,壶嘴和壶身构成了一个 连通器 ,壶盖上留有一个小孔,这样可以使壶内外气压相等,从而使壶内的水容易从壶嘴倒出。大气压强广泛存在于生活中,而且大气压强很大,1644年意大科学家 托里拆利 精确地测出了大气压强的值,即一个标准大气压为1.01×105Pa。
【答案】连通器;托里拆利。
【分析】连通器的结构特征是上端开口、底部连通,判断是不是连通器要根据这两个特征;
意大利科学家托里拆利第一次用实验测出了大气压强的数值。
【解答】解:水壶在工作时,壶嘴与壶身构成连通器,是利用连通器原理工作的;
意大利科学家托里拆利第一次用实验测出了大气压强的数值,即一个标准大气压为1.01×105Pa。
故答案为:连通器;托里拆利。
\l "_Tc16452" 【考点29 气体压强跟体积的关系】
52.(2022•杭州模拟)如图所示,有一高为l的平口玻璃杯内装有深度为h的水,上面盖有卡片。现将玻璃杯翻转,水仍能留在玻璃杯内。已知大气压强为p0,水的密度为ρ,假设玻璃杯倒转后卡片稍微凸出,则水的深度变化量Δh近似为( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【分析】以卡片为研究对象,根据平衡条件分别求出状态变化前后封闭气体的压强。根据平衡列方程可分析压强关系,从而分析压强变化之间的关系;两部分气体做等温变化,根据玻意耳定律列式求解分析。
【解答】解:
将玻璃杯翻转前,里面的气体体积为V1=(l﹣h)S,由平衡条件得:p1=p0,
将玻璃杯翻转后,里面的气体体积为V2=(l﹣h+Δh)S,由平衡条件得:p2=p0﹣p水=p0﹣ρgh,
对里面的气体根据玻意耳定律得:p1V1=p2V2,
即:p0(l﹣h)S=(p0﹣ρgh)•(l﹣h+Δh)S,
所以,Δh=。
故选:A。
\l "_Tc5338" 【考点30 流体压强与流速的关系】
53.(2022•南京模拟)如图所示,水平放置的试管内有一段质量为m的水柱静止不动,其左右液面面积相等,被密封空气的气压为p;外界大气压为p0.则(不考虑水柱与管的摩擦力)( )
A.p<p0
B.p>p0
C.若突然有空气竖直向上经过管口,水柱会向右移动
D.若突然有空气竖直向下经过管口,水柱会向左移动
【答案】C
【分析】物体处于静止状态,受到的力是平衡力;
在气体和液体中,流速越大的地方压强越小。
【解答】解:水柱静止不动,说明它受到的力是平衡力,里外气体对它的压力相等,所以水柱里面和外面的气体压强相等。故A、B选项错误。
当有空气经过管口时,不管空气是向上还是向下经过管口,管口处空气流速增大,压强减小,水柱里面的气压大于外面的气压,因此水柱向外移动。因此选项C正确,D错误。
故答案为:C。
\l "_Tc846" 【考点31 阿基米德原理的应用】
54.(2023春•沙坪坝区校级期中)一个边长为a的立方体铁块从如图所示的实线位置(此时该立方体的下表面恰与水面齐平)下降至图中的虚线位置,则选项图中能正确反映铁块所受水的浮力F的大小和铁块下表面在水中的深度关系的图象是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】根据公式F浮=ρgV排可知,物体排开水的体积越大,受到的浮力越大,完全浸没后物体排开水的体积不再变化,所受浮力不再变化。
【解答】解:铁块在没有完全浸没时,根据公式F浮=ρgV排可知,物体所受浮力随浸没深度的增加而增大,因为浸没的深度越大,排开水的体积越大;当完全浸没后,排开水的体积不再变化,不管浸入多深,所受浮力将不再改变。
故选:B。
55.(2023•吴江区二模)如图所示,重为5N的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3N,木块A所受浮力的大小是 8 N,木块的体积是 800 cm3,木块的密度是 0.625×103 kg/m3(g取10N/kg)。
【答案】8;800;0.625×103
【分析】(1)根据木块静止在水中,受力平衡,此时木块受到重力、拉力、浮力三个力的作用,根据力的平衡可求出木块受到的浮力;
(2)根据阿基米德原理可求出木块排开水的体积,根据木块浸没时,木块排开水的体积等于木块的体积可求出木块的体积;
(3)根据G=mg可求出木块的质量,再根据ρ=可求出木块的密度。
【解答】解:(1)木块静止在水中,受力平衡,故G木+F拉=F浮,木块受到的浮力F浮=5N+3N=8N;
(2)木块浸没在水中,则木块的体积V木=V排===8×10﹣4m3=800cm3;
(3)木块的质量m木===0.5kg,
木块的密度ρ木===0.625×103kg/m3。
故答案为:8;800;0.625×103。
\l "_Tc16452" 【考点32 浮力大小的计算】
56.(2023•厦门二模)如图甲,竖直轻细杆的上端通过力传感器固定在天花板上,轻杆下端与圆柱体相连,悬挂在空容器中。向容器中加水,力传感器示数F大小随容器中水的高度h变化的图象如图乙。当圆柱体浸没在水中时,力传感器受到轻杆作用力的方向是 竖直向上 ,示数为 3 N。
【答案】竖直向上;3。
【分析】根据图乙弄清图象中每个拐点数据对应的物理过程,再结合每个物理过程中圆柱体受到的浮力与重力的大小关系,从而分析出浸没时力传感器受轻杆作用力的方向以及计算力传感器的受到轻杆作用力的大小。
【解答】解:由图乙可知,水的高度为15cm时,水面恰好与圆柱体下表面相平,此时压力传感器受到的拉力F=9N,即圆柱体的重力G=F=9N;
当水的高度为30cm时,力传感器受到的示数F=0N,说明圆柱体受到的浮力F浮1=G=9N,此时圆柱体浸在水中的长度为h1=30cm﹣15cm=15cm=0.15m,设圆柱体的底面积为S,即此时圆柱体排开水的体积V1=h1S;圆柱体受到的浮力F浮1=ρ水gV1=ρ水gh1S①;
当水的高度为35cm时,力传感器受到的示数F保持不变,说明圆柱体恰好浸没水中,此时圆柱体浸没在水中长度h2=35cm﹣15cm=20cm=0.2m,圆柱体排开水的体积V2=h2S,圆柱体受到的浮力F浮2=ρ水gV2=ρ水gh2S②;
由得,,
即,
解得F浮2=12N,
因为F浮2大于G,所以此时力传感器受到轻杆作用力的方向竖直向上的,力传感器受到的压力F=F浮2﹣G=12N﹣9N=3N。
故答案为:竖直向上;3。
57.(2023•崂山区一模)如图为某自动冲水装置的示意图,水箱内有一个底面积为0.02m2、高度为0.16m的圆柱浮筒A,其重为4N。一个厚度不计、面积为0.01m2的圆形盖片B盖住出水口并紧密贴合。A和B用长0.08m的轻质细杆相连,初始时,A的一部分浸入水中,轻杆对A、B没有力的作用。B和细杆的质量不计,求:
(1)初始时A所受浮力的大小;
(2)注水后轻杆受力,且杆对A和B的拉力大小相等。当水面升高到某位置时,B刚好被拉起使水箱排水,此时杆对B的拉力大小的大小。
【答案】(1)A所受浮力的大小为4N。
(2)当水面升高到某位置时,B刚好被拉起使水箱排水,此时杆对B的拉力为20N。
【分析】(1)由题意可知,A初始时处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件求出A漂浮时受到的浮力;
(2)根据液体压强公式表示出B刚好被拉起时B受到水的压强,根据压强定义式表示出B受到的压力,根据阿基米德原理表示出A受到的浮力,根据力的平衡条件列出方程求出此时A浸入水中的深度,进而求出杆对B的拉力。
【解答】解:(1)初始时,A的一部分浸入水中,轻杆对A、B没有力的作用,说明此时A刚好漂浮,
由物体的漂浮条件可知,此时A所受浮力:F浮=GA=4N;
(2)设B刚好被拉起时,A浸入水中的深度为h浸,
由题意可知,B刚好被拉起时,B受到水的压强:
p=ρ水gh=ρ水g(h浸+L),
B受到水的压力:
F压=pS2=ρ水g(h浸+L)S2,
杆对A的拉力:
F拉=F压=ρ水g(h浸+L)S2,
A受到的浮力:
F浮'=ρ水gV排'=ρ水gS1h浸,
A受到竖直向下的重力、杆对A的拉力和竖直向上的浮力,由力的平衡条件可知:
F浮'=GA+F拉,
即:ρ水gS1h浸=GA+ρ水g(h浸+L)S2,
则A浸入水中的深度:
h浸===0.12m,
由题意可知,此时杆对B的拉力:
F=F拉=ρ水g(h浸+L)S2=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.12m+0.08m)×0.01m2=20N。
\l "_Tc16452" 【考点33 物体的浮沉条件及其应用】
58.(2023•桓台县一模)如图所示,圆柱形容器中装有适量的水,现将密度为0.6×103kg/m3的木块A放入容器中,静止后又在木块A上放一个物块B(VA=2VB),静止时木块A的上表面刚好与水面相平,若将物块B从木块A上拿下也投入到该容器中,静止时物块B处于什么状态,此时容器中水面会怎样变化( )
A.悬浮 下降B.漂浮 不变
C.沉底 不变D.漂浮 上升
【答案】B
【分析】根据物体漂浮时浮力等于重力,算出物体B的密度,判断出物体B的浮沉情况,根据阿基米德原理判断出排开液体体积的变化,进而判断出液面的变化。
【解答】解:在木块上表面轻放一个物块B(VA=2VB,则VB=VA),A的上表面刚好与液面相平,如图乙所示,因为整体漂浮,所以浮力等于总重力,
即:ρ水gVA=ρ木gVA+ρBgVB,
ρ水gVA=ρ木gVA+ρBg×VA,
化简可得:ρ水=ρ木+ρB,
则B的密度:ρB=2(ρ水﹣ρ木)=2(1.0×103kg/m3﹣0.6×103kg/m3)=0.8×103kg/m3<ρ水,
故若将物块B单独放入水中,它静止时将漂浮。
因为取下B前,AB度处于漂浮状态,浮力等于AB的总重力,取下B,再放入水中,AB都处于漂浮状态,浮力仍等于AB的总重力,所以浮力不变,排开液体的体积不变,液面的高度不变,故B正确。
故选:B。
59.(2022•玄武区二模)甲、乙两个相同的烧杯中装有体积相等的不同液体,放置在水平桌面上静止。将同种材料制成的实心物体A、B分别放入两烧杯中,静止时液面等高,如图所示。两个烧杯中液体密度大小ρ甲 > ρ乙,A、B所受浮力大小F浮A > F浮B。两个烧杯对桌面的压力大小F甲 > F乙;若乙烧杯中的液体是水,物体B的质量为15g,则B排开水的体积是 15 cm3。
【答案】>;>;>;15。
【分析】根据物体浮沉条件,结合图示判断两种液体的密度关系;
首先根据题目中给出的条件判断,实心物体A、B的体积关系,又知实心物体A、B由同种材料制作,利用密度公式判断其质量关系,再利用重力公式判断其重力关系,进而判断其所受的浮力关系;
容器对桌面的压力等于容器、液体和物体的重力之和,由题知容器的重力相等,根据前面分析可知A、B所受重力的关系,再利用密度公式和重力公式可判断两种液体的重力关系,从而得出答案。
物体B悬浮在乙中,所受的浮力大小等于B受到的重力大小,根据阿基米德原理,即可求出B排开水的体积。
【解答】解:如图甲,A在甲液体中漂浮,则ρA<ρ甲;如图乙,B在乙液体中悬浮,则ρB=ρ乙,因为A、B是同种材料制成的,ρA=ρB,所以ρ甲>ρ乙。
物体A、B放入容器中前后,容器内液面高度都相等,所以物体A、B排开液体的体积相等,即VA排=VB排。A漂浮,VA>VA排,B悬浮,VB=VB排,所以VA>VB。又因为ρA=ρB,根据公式m=ρV可知,mA>mB,且G=mg,所以GA>GB。物体A漂浮,F浮A=GA,物体B悬浮,F浮B=GB,所以F浮A>F浮B。
甲、乙液体的体积相等,ρ甲>ρ乙,根据公式m=ρV可知,m甲>m乙,则G甲>G乙。两个烧杯对桌面的压力大小等于容器重力、液体重力及物体重力之和,其中甲乙容器重力相同,GA>GB,G甲>G乙,所以F甲>F乙。
物体B受的的重力为GB=mBg=0.015kg×10N/kg=0.15N,
B在水中漂浮F浮=GB=0.15N,
根据阿基米德原理,B排开水的体积是:
V排===1.5×10﹣5m3=15cm3。
故答案为:>;>;>;15。
60.(2023•固安县一模)如图所示的容器,下半部分横截面为边长10cm的正方形,深5cm,上半部分横截面为边长6cm的正方形,深3cm。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)向容器中倒入4cm深的水,水对容器底的压强是多少?
(2)将一个棱长为5cm、密度为0.8g/cm3的正方体A放入该容器,此时容器底部受到的水的压力是多少?
(3)再将一个与物体A完全相同的物体B压在A上方,请判断AB是漂浮还是沉底,并求出此时容器中水深多少厘米。(结果保留一位小数)
【答案】(1)向容器中倒入4cm深的水,水对容器底的压强是400Pa;
(2)将一个棱长为5cm、密度为0.8g/cm3的正方体A放入该容器,此时容器底部受到的水的压力是5N;
(3)AB是沉底,此时容器中水深为7.3cm。
【分析】(1)根据液体压强公式计算向容器中倒入4cm深的水时水对容器底的压强;
(2)根据G=mg、m=ρV计算A的重力,
将一个棱长为5cm、密度为0.8g/cm3的正方体A放入该容器,A的密度小于水的密度,A处于漂浮状态,其受到的浮力等于自身重力,
根据阿基米德原理计算A接入水中的体积,根据体积公式计算只有水时容器下半部分剩余的体积,比较可知水的深度,根据液体压强公式计算此时水对容器底部的压强,根据F=pS计算此时容器底部受到的水的压力;
(3)将一个与物体A完全相同的物体B压在A上方,把A、B看做一个整体,可求出整体的高度、底面积以及总重力;若AB漂浮,整体受到的浮力等于A、B的重力之和,根据阿基米德原理计算整体浸入水中的体积,根据已知条件和体积公式计算需要水的体积,并与原来水的体积进行比较,据此判断AB是漂浮还是沉底,进一步结合已知条件求出此时容器中水的深度。
【解答】解:(1)向容器中倒入4cm深的水,水对容器底的压强p=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣2m=400Pa;
(2)A的重力GA=mAg=ρAVAg=0.8×103kg/m3×5×5×5×10﹣6m3×10N/kg=1N,
将一个棱长为5cm、密度为0.8g/cm3的正方体A放入该容器,A的密度小于水的密度,A处于漂浮状态,其受到的浮力等于自身重力,即F浮A=G=1N,
A浸入水中的体积:V排A===1×10﹣4m3=100cm3,
只有水时容器下半部分剩余的体积V1=10cm×10cm×(5cm﹣4cm)=100cm3,
比较可知V排A=V1,此时水的深度为5cm=5×10﹣2m,
水对容器底的压强p′=ρ水gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣2m=500Pa,
此时容器底部受到的水的压力F=p′S=500Pa×10×10×10﹣4m2=5N;
(3)容器中水的体积:V水=S下h1=(10cm)2×4cm=400cm3,
将一个与物体A完全相同的物体B压在A上方,把A、B看做一个整体,整体的高度为hAB=5cm+5cm=10cm,整体的底面积SAB=(5cm)2=25cm2,
若AB漂浮,整体受到的浮力等于A、B的重力之和,
整体浸入水中的体积V排===2×10﹣4m3=200cm3,
此时整体浸入水中的深度:h浸===8cm,而整个容器的高度H=H1+H2=5cm+3cm=8cm,
所以此时水面刚好上升到容器口,
则需要水的体积:V水′=V容下+V容上﹣V排=(10cm)2×5cm+(6cm)2×3cm﹣200cm3=408cm3>400cm3,所以可知此时AB沉底,但水面比较接近容器口,如图所示:
设此时水的深度为h,则上面容器中水的高度为h2=h﹣H1=h﹣5cm,
结合上图可得:V水+SABh=V容下+S上×h2,
即:400cm3+25cm2×h=(10cm)2×5cm+(6cm)2×(h﹣5cm),
解得h=cm≈7.3cm。
答:(1)向容器中倒入4cm深的水,水对容器底的压强是400Pa;
(2)将一个棱长为5cm、密度为0.8g/cm3的正方体A放入该容器,此时容器底部受到的水的压力是5N;
(3)AB是沉底,此时容器中水深为7.3cm。
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