福建省福州市鼓楼区福建省福州教育学院附属中学2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题(原卷版+解析版)
展开(满分:100分;考试时间:90分钟;全卷g取10N/kg)
一、选择题(本大题共14小题,每小题2分,共28分)
1. 下列科学家中,对“牛顿第一定律”的建立做出巨大贡献的是( )
A. 亚里士多德B. 帕斯卡C. 阿基米德D. 伽利略
【答案】D
【解析】
【详解】A.亚里士多德在很多方面进行了研究,如最早论述了力与运动的关系等,但没有对“牛顿第一定律”的建立做出贡献,故A不符合题意;
B.帕斯卡对压强方面有深入研究,但对“牛顿第一定律”的建立没有做出贡献,故B不符合题意;
C.阿基米德对浮力进行了研究,得出了著名的阿基米德原理,没有对“牛顿第一定律”的建立做出贡献,故C不符合题意;
D.伽利略的理想斜面实验为牛顿第一定律的得出奠定了重要基础,所以对“牛顿第一定律”的建立做出巨大贡献的是伽利略,故D符合题意。
故选D。
2. 敬畏自然,遵循物理规律,下列事例中能够增大压强的是( )
A. 书包背带较宽B. 蚊子口器较尖
C. 骆驼脚掌较宽D. 滑雪板面积较大
【答案】B
【解析】
【详解】A.书包背带较宽是在压力一定时通过增大受力面积来减少压强的,故A不符合题意;
B.蚊子的口器较尖,可在压力一定时通过减少受力面积来增大压强,故B符合题意;
C.骆驼脚掌较宽,可在压力一定时通过增大受力面积来减少压强,故C不符合题意;
D.滑雪板面积较大,可在压力一定时通过增大受力面积来减少压强,故D不符合题意。
故选B。
3. 如图所示的装置中不是利用连通器原理工作的是( )
A. 船闸B. 锅炉水位计
C. 活塞式抽水D. 乳牛自动喂水
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.船闸开启后,上下游与船室构成连通器,使得船只能顺利通过,故A不符合题意;
B.锅炉水位计外边的管和内部锅炉构成了一个连通器,故B不符合题意;
C.活塞式抽水利用了大气压强将水抽上来,与连通器无关,故C符合题意;
D.乳牛自动喂水器水箱和喂水槽上端开口,底部相连,构成了一个连通器,故D不符合题意。
故选C。
4. 看足球比赛的某同学突发奇想,如果在空中飞行的足球所受一切外力突然消失,关于足球的运动情况,下列判断正确的是( )
A. 做匀速直线运动B. 停在空中静止不动
C. 做曲线运动 D. 竖直下落
【答案】A
【解析】
【详解】在空中飞行的足球所受一切外力突然消失,根据牛顿第一定律可知运动的物体不受到任何外力时将保持原来外力消失时的运动速度做匀速直线运动,原来足球是运动,故一切外力突然消失后足球做匀速直线运动。故A正确,BCD错误。
故选A。
5. 学好物理好处多,比如随手涂鸦也能兼顾美与科学性。小娟同学想画鱼儿戏水时在水吐出气泡的情景,如图所示,聪明的你请帮她在图中选出正确的画法( )
A. 甲图B. 乙图C. 丙图D. 丁图
【答案】C
【解析】
【详解】因为液体压强随深度减小而减小,所以,气泡上升时受到的压强越来越小,气泡应越来越大。
AB.由图可知,随着深度的减小,甲图中气泡越来越小,乙图画的气泡上下一样大小,故AB不符合题意;
C.丙图画的气泡随深度的减小越来越大,故C符合题意;
D.丁图中,气泡在同一深度,大小应相同,而不是越来越大,故D不符合题意。
故选C。
6. 如图所示,汽车上配有安全带和头枕,能减轻汽车发生事故时对人体造成的伤害,其中安全带主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害( )
A. 紧急刹车B. 突然加速
C. 汽车启动D. 后方追尾
【答案】A
【解析】
【详解】当正在行驶的车辆突然紧急刹车时,车停下来了,但人由于惯性会继续向前运动,安全带能防止人向前运动,从而减轻汽车发生事故时对人体造成的伤害。当突然加速、汽车启动及后方追尾时,人会向后倾,头枕可以起到保护头颈的作用。
故选A。
7. 物理课本静止在水平桌面上,它与桌子所受的力属于一对平衡力的是( )
A. 物理课本对桌面的压力和桌面对物理课本的支持力
B. 物理课本受到的重力和桌面对物理课本的支持力
C. 物理课本对桌面的压力和桌子受到的支持力
D. 物理课本受到的重力和物理课本对桌面的压力
【答案】B
【解析】
【详解】A.物理课本对桌面的压力受力物为桌面,桌面对物理课本的支持力受力物为课本,受力物不同,不是一对平衡力,故A不符合题意;
B.物理课本受到的重力和桌面对物理课本的支持力,受力均为课本,两个力大小相同,方向相反,作用在同一直线上,属于一对平衡力,故B符合题意;
C.物理课本对桌面的压力大小等于课本的重力,桌子受到的支持力等于桌子与课本的总重力,力的大小不同,不是一对平衡力,故C不符合题意;
D.物理课本受到的重力受力为课本,物理课本对桌面的压力受力为桌面,受力不同,不是一对平衡力,故D不符合题意。
故选B。
8. 作用在一个物体上的两个力的大小分别为F1=6N,F2=5N。如果这两个力作用在同一条直线上,则它们的合力大小( )
A. 一定是11NB. 可能是11NC. 一定是1ND. 可能是6N
【答案】B
【解析】
分析】
【详解】当两个力方向相同时
当两个力方向相反时
故选B。
9. 游泳是广大青少年喜爱的体育锻炼项目之一。然而,到野外游泳、不做好充分准备、缺少安全防范意识等情况下,极易发生溺水伤亡事故。为了保护生命安全,禁止随意下河游泳,因为看似平静的水面下往往暗藏水流“漩涡”,水流“漩涡”容易将附近的人“吸”进去,造成溺水事故,这是因为“漩涡”内的水 ( )
A. 流速小,压强大B. 流速小,压强小
C. 流速大,压强小D. 流速大,压强大
【答案】C
【解析】
【详解】水流“旋涡”的外部的水流速小,压强大,“旋涡”内的水流速大,压强小,则压强差的作用下,容易将附近的人“吸”进去。
故选C。
10. 如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A. 受到水的压力,没有受到水的浮力
B. 受到水的压力,也受到水的浮力
C. 没有受到水压力,但受到水的浮力
D. 没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,受到水向下的压力,但水堵头的下表面没有水,没有受到水向上的压力,所以水堵头不受浮力,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11. 一名普通中学生双脚站在水平地面上,他对水平地面的压强最接近( )
A. B. 10PaC. D.
【答案】C
【解析】
【详解】一名普通中学生的重力约为500N,双脚站在水平地面上,他对水平地面的压力
F=G=500N
双脚的面积约为
S=500cm2=0.05m2
他对水平地面压强约为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
12. 把装满水的量筒的口朝下浸没在水中,如图所示,抓住筒底向上提,在筒口离开水面之前,量筒露出水面部分( )
A. 充满水B. 有水,但不满
C. 没有水D. 无法判断
【答案】A
【解析】
【详解】由液体压强计算公式p=ρgh得,标准大气压能支持水柱的高度
所以大气压能支持约10m高的水柱,实验室中量筒的高度远小于10m,量筒中的水当然还是满的;如果量筒中进入了部分空气,才可能出现“有水,但不满”的情况。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
13. 如图所示,为避免压坏反射面板,在维修“中国天眼”时,用一个直径固定的氦气球将维修工人吊起,利用氦气球浮力抵消维修工人自身的大部分体重,减少对反射面板的压力,甚至形成“零重力”,下列对维修过程描述正确的是( )
A. “零重力”是指维修工人所受重力为零
B. “零重力”时总浮力与总重力大小相等
C. 如果氦气球漏气了,受到的浮力会变大
D. 维修工人一共受到两个力的作用
【答案】B
【解析】
【详解】AB.把气球和维修工人看作是一个整体,整体处于悬浮状态,受到的浮力等于总重力,形成“零重力”,其所受重力不变,故A错误,B正确;
C.如果氦气球漏气了,氦气球体积变小,由可知,受到的浮力变小,故C错误;
D.用一个直径固定的氦气球将维修工人吊起,当没有达到零重力时,维修工人受拉力,工人还受重力、反射面板对它的支持力三个力的作用,故D错误。
故选B。
14. 如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,以下说法正确的是
甲 乙
A. 0~2秒,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力
B. 2~4秒物体做匀速直线运动
C. 2~4秒物体受到的摩擦力是3N
D. 4~6秒,物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力
【答案】D
【解析】
【详解】A.0~2秒时,F=1N,物体的运动速度为0,即处于静止状态,则推力F与摩擦力形成一对平衡力,大小相等,故A错误;
BC. 2~4秒时,推力F=3N,物体运动的速度逐渐增加,不是匀速直线运动,推力与摩擦力不是平衡力,故摩擦力不是3N,BC错误;
D.4~6秒时,推力F=2N,物体做匀速直线运动,故物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力,D正确。
故选D。
二、填空题(本大题共6小题,每小题2分,共12分)
15. 生活中做类似的事,从物理学的角度看其目的往往不同。剪刀、斧头用过一段时间要磨一磨,在冰壶运动中,运动员对冰面也要磨一磨(图所示)。前者的“磨”是为了增大______,后者的“磨”是为了减小冰壶与冰面之间的______。
【答案】 ①. 压强 ②. 摩擦
【解析】
【详解】[1][2]磨一磨剪刀或斧头是为了减小受力面积,从而增大压强,而冰壶运动中,运动员磨地面是为了增大冰面的光滑程度,从而减小摩擦。
16. 如图所示,是李老师在课堂上给学生演示的实验。真空罩的内、外两侧分别吸着一个吸盘,用抽气机慢慢抽掉真空罩内的空气,可以观察到真空罩______(选填“内侧”或“外侧”)的吸盘脱落,由此可知,吸盘能吸在玻璃罩上是因为______的作用。
【答案】 ①. 内侧 ②. 大气压
【解析】
【详解】[1]用抽气机慢慢抽掉真空罩内的空气,真空罩外的大气压不变,所以真空罩外的吸盘不会脱落;真空罩内部的气压减小,当真空罩内的气压小于内侧吸盘内的气压时,内侧的吸盘会脱落。
[2]吸盘能吸在玻璃罩上是因为吸盘内的气压小于外界的气压,在外界大气压的作用下被压在玻璃罩上。
17. 如图,瓶子和水的总重量为4N,用手握住瓶子,瓶子静止不动时,手对瓶子的摩擦力大小为______________N,方向______________。
【答案】 ①. 4 ②. 竖直向上
【解析】
【详解】[1][2]握住瓶子,瓶子在竖直方向上受到摩擦力和重力(包括水)作用,由于静止不动,所以摩擦力与瓶子重力(包括水)二力平衡,大小相等,方向相反,由于瓶子重力(包括水)为4N,方向竖直向下,所以摩擦力也为4N,方向竖直向上。
18. 如图所示,在水平桌面上一本静止的书上竖直放置一块橡皮,当书突然向右运动时,橡皮会_______;如果书表面绝对光滑,上述现象中橡皮将会_______(以上两空选填“向右倾倒”、“向左倾倒”或“保持静止”)
【答案】 ①. 向左倾倒 ②. 保持静止
【解析】
【详解】原来橡皮和书是静止的,当书突然向右运动时,由于摩擦力的作用,橡皮的底部会随书一起向右运动,而橡皮的上部由于惯性,还要保持原来的静止状态,所以橡皮向左倾倒;如果书表面绝对光滑,橡皮与书之间没有摩擦力,橡皮由于惯性仍保持静止状态.
19. 如图所示,是某栋房子供水的水路示意图,放水时水龙头与水塔构成了一个________.若将水龙头(相同型号)单独打开并将开关旋至最大,则__________(填“甲”或“乙”)水龙头出水速度大.
【答案】 ①. 连通器 ②. 甲
【解析】
【详解】(1)水塔上端是开口的,放水时水龙头也是开口的,它们通过水管相连,所以是一个连通器;如茶壶、船闸等都属于连通器;
(2)因为液体压强随深度的增加而增大,甲处到液面最高处的相对高度大,即液体深度大,所以压强大,水流速度大.
20. A、B两个实心正方体的质量相等,密度之比ρA∶ρB=27∶1,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图所示),则地面受到的压力之比是______,地面受到的压强之比是______。
【答案】 ①. 1∶1 ②. 1∶9
【解析】
【详解】[1]若按甲的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力
F甲=GA+GB
若按乙的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力
F乙=GA+GB
故
[2]A、B的体积之比
则边长之比为1∶3,面积之比为1∶9,因为
F甲∶F乙=1∶1
所以按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上,则地面受到的压强之比是
三、作图题(本大题共2小题,每小题2分,共4分)
21. 在图中画出足球静止时对水平地面压力F的示意图(作用点在O点)。
【答案】
【解析】
【详解】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、带箭头的线段,符号为F;如图所示
22. 如图,一块木头静止在水面上,请在图中画出它所受重力和浮力这两个力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】一块木头静止在水面上,处于漂浮状态,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,根据物体的浮沉条件可知,这两个力大小相等。作用点为图中O点。它所受重力和浮力这两个力的示意图,如图所示:
四、简答题(本大题共1小题,共4分)
23. 1912年秋天,当时世界上最大远洋轮“A”号正在大海上航行,旁边有一艘比它小得多的巡洋舰“H”号正在向前疾驶,两艘井排行驶,彼此靠得很拢。忽然,“H”号好像被大船吸引似地,一点也不服从舵手的操纵,竟一头向“A”号撞去,酿成一件重大海难事故。请从物理学的角度说明事故发生的原因。
【答案】见解析
【解析】
【详解】当两船并行时,因为“H”号在水面疾驶,导致两船间水的流速加快,压强变小,压力变小;两船外侧水流速慢, 压强相对较大,水压力相对较大,船的内外就形成压力差,将两船推向内侧,互相靠拢,且“A”号相对较大,故水压就把“H”推向“A”号,造成撞船事故。
五、实验题(本大题共5小题,共32分)
24. 在“探究力和运动的关系”的实验中,让木块由静止开始沿斜面滑下,木块在三种不同水平面上运动一段距离后分别停留在如图所示的位置。
(1)实验需要木块从同一斜面的______________开始下滑,目的是使小车到斜面底端的______________相同;
(2)木块进入水平面后,在运动过程中受到的阻力的方向为______________;
(3)实验结论:平面越光滑,木块受到阻力越小,木块滑行的距离越______________;
(4)推论:如果木块在水平面受到的阻力为零,木块将一直做______________运动;
(5)牛顿第一定律是建立在:______________
A.日常生活经验的基础上 B.科学家猜想的基础上
C.直接实验结果的基础上 D.实验和科学推理相结合的基础上
【答案】 ①. 同一高度(位置) ②. 速度大小 ③. 水平向左 ④. 远 ⑤. 匀速直线 ⑥. D
【解析】
【详解】(1)[1][2]为了使小车到达斜面底端的速度大小相同,实验时需要木块从同一斜面的同一高度由静止开始下滑。
(2)[3]木块进入水平面后,在水平面上向右运动,受到的阻力主要是水平面对它的滑动摩擦力,滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动,所以摩擦力的方向水平向左。
(3)[4]根据图可知,从毛巾、棉布到木板,水平面越来越光滑,阻力越来越小,速度减小的越慢,滑行的距离越来越远。
(4)[5]由上面实验可以进一步推理:如果木块在水平面受到的阻力为零,木块运动速度大小不变,方向不变,将做匀速直线运动。
(5)[6]牛顿第一定律是在实验的基础上进一步的推理概括出来的科学理论,而不是直接通过日常生活经验或实验得出的,更不是科学家猜想出来的,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
25. 如图甲所示,这是小明探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)如果物体只受两个力作用,且处于静止状态或________状态,说明这两个力是相互平衡的;
(2)小明将系于小卡片(不计自重)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向______(选填“相同”或“相反”),并通过调整钩码个数来改变拉力大小;
(3)当小卡片平衡时,小明将小卡片扭转过一个角度,松手后小卡片______(选填“能”或“不能”)平衡,由此实验步骤可知只有作用在________的两个力才能平衡;
(4)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小明下一步操作是_____;
A.左右各加一个钩码 B.把卡片剪成两半 C.把卡片扭转一个角度
(5)在探究同一问题时,小华将木块放在水平桌面上,设计了图乙所示的实验,同学们认为小明的实验装置优于小华。最主要原因是______;
A.可减少摩擦力对实验的影响 B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小车在水平方向保持平衡 D.小卡片容易扭转
(6)小丽在做实验时,左右支架上装配两个滑轮时没有安装在相同的高度,如图丙所示,你认为小丽的装置__________进行实验(选填“能”或“不能”)。
【答案】 ①. 匀速直线运动 ②. 相反 ③. 不能 ④. 同一直线 ⑤. B ⑥. A ⑦. 能
【解析】
【详解】(1)[1]如果物体只受两个力的作用,且处于静止或匀速直线运动状态,说明这两个力相互平衡。静止或匀速直线运动状态属于平衡状态。
(2)[2]小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,由于重力通过绳子对小卡片施加了两个力,这两个力的方向相反。
(3)[3][4]小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在一条直线上,纸片就会转动,说明了不在同一条直线上的两个力不能平衡。
(4)[5]为了验证只有作用在同一个物体上的两个力才能平衡,应该将把卡片剪成两半,使卡片变成两个物体以验证在两个物体上时不能平衡。
(5)[6]把物体放在水平桌面上,物体和水平桌面之间存在摩擦力,木块受到摩擦力会对实验产生影响。甲图中的摩擦力远远小于乙图中的摩擦力。
(6)[7]因为左右两侧各通过一个定滑轮,定滑轮的位置虽然不等高,但是当两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上时,小卡片还是处于静止状态,同样可以完成实验。
26. 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,小聪将废弃的矿泉瓶装上水后分别放在海绵和砖块上进行实验。
(1)实验时,是通过观察______________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C、D、E三次实验,得出______________相同时,压力的作用效果与______________有关的结论;
(4)同组的小丽在实验过程中又提出一个问题:在B、C两次实验中,瓶中的水对底部的压力和压强大小相等吗?若在B、C两次实验中水对瓶底和瓶盖的压力分别为FB、FC,水对瓶底和瓶盖的压强分别为pB、pC,请你分析并比较:FB_______FC,pB________pC(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】 ①. 海绵的凹陷程度 ②. B、C ③. 受力面积 ④. 压力大小 ⑤. > ⑥. =
【解析】
【详解】(1)[1]根据转换法,实验时,是通过观察海绵的凹陷程度来比较瓶子对海绵的压力作用效果的。
(2)[2]要探究压力的作用效果与受力面积的关系,要控制压力相同,只改变受力面积大小,由图可知,应选用B、C两次实验。
(3)[3][4]C、D、E三次实验中受力面积相同,瓶子中的水越来越小,对海绵的压力越来越小,压力的作用效果越来越不明显,所以比较图中C、D、E三次实验,可以得出压力的作用效果与压力大小有关,结论是:受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
(4)[5][6]在B、C两次实验中,瓶子底部的深度相同,根据p=ρgh可知,瓶中的水对底部的压强pB=pc;由于瓶底的面积大于瓶盖的面积,即SB>SC,且pB=pc,根据F=pS可知,水对瓶底和瓶盖的压力FB>FC。
27. 小强是个善于观察与思考的学生。
(1)他发现:家里洗菜池中装满水时,提起橡皮塞比较费力.说明:水对池底的橡皮塞有_____________;
(2)图甲中一个两端扎有橡皮膜的长方体塑料小桶分别水平、竖直放入水中,_________________现象进一步证明液体内向各个方向都有压强;
(3)接着小强同学利用微小压强计探究液体内部压强的特点。
①实验前,小强发现压强计U形管两边红墨水的高度不相等,接下来的操作应该是_______________。
A.再多加一些红墨水 B.倒出一些红墨水
C.取下软管重新安装 D.按压金属盒的橡皮膜
②排除故障后,他重新将金属盒浸没于水中,发现随着金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差逐渐变大,如图乙所示,由此可知液体内部的压强与_________________有关;
③小强保持乙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,实验情形如图丙所示。比较乙、丙两次实验,小强得出了:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大的结论。你认为他的结论_________________(选填“正确”或“不正确”)。原因是:______________。
【答案】 ①. 向下压强 ②. 橡皮膜都会向内陷 ③. C ④. 深度 ⑤. 不正确 ⑥. 没有保持金属盒所处深度相同
【解析】
【详解】(1)[1]由于液体受到重力作用,所以液体对池底的橡皮塞有向下压强,提起橡皮塞比较费力。
(2)[2]一个两端扎有橡皮膜的长方体塑料小桶水平放入水中,橡皮膜会向内陷,液体左右方向都有压强,扎有橡皮膜的长方体塑料小桶竖直放入水中,橡皮膜都会向内陷,液体上下方向都有压强,说明液体内向各个方向都有压强。
(3)①[3]若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差,说明软管内封闭的气体不受力时,压强与外界气压不相等,对实验结果会造成影响,应拆除软管重新安装,故选C。
②[4]金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差逐渐变大,所以在液体密度一定时,液体越深,液体压强越大,所以液体压强跟液体深度有关。
③[5][6]探究液体内部压强与液体密度的关系,则应保持深度不变。小强保持C图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,液体的深度增大,密度增大,U形管左右液面差增大,由于没有控制金属盒浸入液体中的深度不变,不能得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论。
28. 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,提出如下猜想
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关;
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关;
猜想3:浮力的人小可能与物体的形状有关;
猜想4:浮力的大小可能与排开液体的体积有关;
(1)如图1所示,用手把饮料罐按入水中,饮料料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想__________(选填序号);
(2)为了研究猜想1和猜想2,运用了体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N、4.5N和5N,然后进行如图2所示的实验:
①在序号a的实验中物所受的浮力为___________N;
②比较序号___________的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关;
③进一步分析可知:其他条件相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越__________;
④比较序号a、b、c的三次实验,可得出结论:浮力的大小与物体的重力__________关;
(3)为了研究猜想3,小明用多块相同的橡皮泥,分别捏成实心的不同形状,测得它们浸没在水中所受的浮力均相同,由此小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状无关,你认为这结论是否可靠,并说明理由:_____________。
【答案】 ①. 4 ②. 1 ③. a、d、e ④. 大 ⑤. 无 ⑥. 不可靠,没有控制排开液体的体积相同
【解析】
【详解】(1)[1]把饮料罐按入水中,料料罐浸入水中越深,排开液体的体积越大,同时会感到越吃力,说明浮力越大,这个事实可以支持以上猜想4:浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(2)①[2]在序号a的实验中,物体的重力GA= 4N,弹簧测力计的示数为3N,则物体受到的浮力为
F浮水=GA-F=4N-3N=1N
②[3]要探究浮力大小与液体密度的关系,需要控制排开液体的体积、形状、物体重力相同(同一物体),改变液体的密度,故比较图中a、d、e三次实验。
③[4]a图中物体浸没在水中,受到的浮力为
F浮水=G-F=4N-3N=1N
d图中物体浸没在酒精中,受到的浮力为
F浮酒=G- F'=4N-3.2N=0.8N
e图中物体浸没在盐水中,受到的浮力为
F浮盐=G-F" =4N-2.8N=1.2N
所以同一物体在盐水中浮力最大,在酒精中受到的浮力最小,又因为盐水的密度最大,酒精的密度最小,所以可以得出结论:其他条件相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越大。
④[5]a、b、c三次实验中,物体的体积和浸没的液体都相同,不同的是物体的重力,由图可知测力计的示数分别为:3N、3.5N、4N,而三个圆柱形物体A、B、C的重分别为4N、4.5N和5N, 根据称重法F浮=G-F,则所受浮力分别为1N、1N、1N, 可见浮力相等,于是可得出结论:浮力的大小与物体的重力无关。
(3)[6]根据控制变量法知,要研究浮力大小与物体形状的关系,必须保证排开液体的体积和液体的密度不变,小明实验中改变了形状,但没有控制排开水的体积相同,故小明的结论不可靠,主要原因为没有控制排开液体的体积相同。
六、计算题(本大题共3小题,共20分)
29. 人工智能让我们的生活更加便捷,某酒店迎宾机器人将客人从酒店门口带至前台。这一过程中机器人在水平面上做匀速直线运动,通过的路程为20m,所受阻力为自身重力的0.05倍,机器人相关参数如下表所示。
(1)求机器人对地面的压强;
(2)求机器人所受牵引力的大小。
【答案】(1);(2)18N
【解析】
【详解】解:(1)机器人对地面的压力为
则机器人对地面的压强为
(2)机器人受到阻力为
机器人匀速行驶时,机器人的牵引力与受到的阻力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知,机器人受到的牵引力为
答:(1)机器人对地面的压强为;
(2)机器人所受牵引力的大小为18N。
30. 中国人民解放军海军福建舰(简称福建舰),是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置,满载排水量8万吨,海水密度近似取。求:
(1)在水面下5m深处,船体受到的海水的压强;
(2)福建舰满载时,受到的浮力。
【答案】(1)5×104Pa;(2)8×108N
【解析】
【详解】解:(1)在水面下5m深处,船体受到的海水的压强为
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa
(2)满载时,福建舰受到的浮力为
F浮=G排=m排g=80000×103kg×10N/kg=8×108N
答:(1)在水面下5m深处,船体受到的海水的压强是5×104Pa;
(2)福建舰满载时,受到的浮力是8×108N。
31. 小华采用如下方法测量一物块的密度: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=3×103kg/m3,求:
(1)物块的质量m;
(2)物块浸没在水中所受的浮力F浮;
(3)物块的密度ρ。
【答案】(1)0.3kg;(2)1N;(3)3×103kg/m3
【解析】
【详解】解:(1)由图甲可知,物体的重力为
G=F1=3.0N
所以物体的质量为
(2)根据称重法可得,物体浸没水中受到的浮力为
F浮=F1-F2=3.0N-2.0N=1.0N
(3)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,可得,物体排开水的体积为
物体浸没,所以物体的体积为
V=V排=1.0×10-4m3
物块的密度为
答:(1)物块的质量为0.3kg;
(2)物块浸没在水中所受的浮力为1N;
(3)物块的密度为3×103kg/m3。整机质量:36kg
行进速度:1m/s
轮子与地面接触总面积:
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