辽宁省沈阳市南昌初级中学2023-2024学年八年级下学期期中考试物理试题(解析版+原卷版)
展开一、选择题(本题共9小题,每小题2分,共18分。在每小题给出的四个选项中,1-6题只有一项符合题目要求,选对的得2分;7-9题有多项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1. 2023年9月,“神舟十六号”航天员在内部为“失重”环境的空间站进行太空授课,下列说法正确的是( )
A. 航天员此时对地面的压强约
B. 在空间站能用天平测出物体质量
C. 宇航员在空间站能飘起来是因为他们密度变小
D. 在空间站可以通过弹簧拉力器练习臂力
【答案】D
【解析】
【详解】A.“失重”环境内,航天员对地面没有压力,所以航天员此时对地面的压强为0,故A错误;
B.“失重”环境内,物体对托盘没有压力,所以无法用天平测出物体的质量,故B错误;
C.宇航员从地球到宇宙空间站,位置发生了变化,但其身体的质量不变,体积不变,所以宇航员的密度不变,故C错误;
D.在空间站物体处于完全失重状态,与重力有关的实验不能进行,但是可以通过弹簧拉力器练习臂力,故D正确。
故选D。
2. 2024年2月18日,在马来西亚沙阿兰举行的亚洲羽毛球团体锦标赛男子团体决赛中,中国队3比0战胜马来西亚队,获得冠军。下列说法正确的是( )
A. 羽毛球给球拍的力与球拍给羽毛球的力是一对相互作用力
B. 打出去的羽毛球受到重力、球拍的作用力和空气阻力
C. 球拍打球时,球拍受到的力,是由于球拍形变产生的
D. 斜向打出的羽毛球运动到最高点时,若其所受力全部消失,羽毛球将处于静止状态
【答案】A
【解析】
【详解】A.羽毛球给球拍的力与球拍给羽毛球的力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同的物体上,是一对相互作用力,故A正确;
B.打出去的羽毛球受到重力、空气阻力作用,不再受到球拍的作用力,故B错误;
C.球拍打球时,球拍受到的力,是由于球形变后要恢复原状而产生的,故C错误;
D.斜向打出的羽毛球运动到最高点时,竖直方向速度为0,水平方向速度不为0,若其所受力全部消失,羽毛球将沿水平方向做匀速直线运动,故D错误。
故选A。
3. 如图,小车在拉力F作用下向右运动,木块竖直放在表面光滑的小车上随其一起运动,忽略空气的阻力,下列说法中错误的是( )
A. 小车做的一定是匀速直线运动
B 当小车突然减速时木块会马上向右倾倒
C. 木块所受的重力与小车对木块的支持力是一对平衡力
D. 行驶中如果木块所受的一切外力消失,小车将加速运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.木块竖直放在表面光滑的小车上随其一起运动,由于小车表面光滑,故木块不受摩擦力作用,忽略空气的阻力,此时木块只受重力和支持力的作用,并且这两个力是一对平衡力,故木块向右做匀速直线运动,又因为木块和小车之间相对位置没有变化,故小车一定也向右做匀速直线运动。故A正确,不符合题意;
B.由A知,木块做匀速直线运动,当小车突然减速时,由于小车表面光滑,木块不受摩擦力作用,忽略空气的阻力,木块仍然只受重力和支持力的作用,因为这两个力是一对平衡力,所以其运动状态不变,即仍向右做匀速直线运动,不会向右倾倒,故B 错误,符合题意;
C.木块所受的重力与小车对木块的支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。是一对平衡力。故C正确,不符合题意;
D.行驶中如果木块所受的一切外力消失,则木块不再受到重力的作用,小车对地面的压力减小,摩擦力减小,摩擦力小于拉力F,故小车将加速运动,故D正确,不符合题意。
故选B。
4. 生活处处有物理,下列说法正确的是( )
A. 压路机碾子做得很宽大,是为了增大受力面积,减小压强
B. 用高压锅更容易煮熟食物是利用液体沸点随气压增大而降低的原理
C. 墙上的塑料吸盘能挂餐具,是利用了大气压强
D. 热气球与火箭升空的原理相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.压路机碾子做得很宽大,是为了平整路面,故A错误;
B.用高压锅更容易煮熟食物是利用液体沸点随气压增大而升高的原理,故B错误;
C.墙上的塑料吸盘能挂餐具,是因为吸盘内气压小,在外界大气压的作用下吸盘被紧紧压在墙面上,故C正确;
D.热气球升空利用的是浮力,火箭升空利用的是相互作用力,故D错误。
故选C。
5. 下面有关浮力的说法正确的是( )
A. 静止在水中的物体,受到的浮力一定等于自身的重力
B. 物体的体积越大,受到的浮力越大
C. 浸在水中的物体一定会受到浮力
D. 在水中向下运动的物体,受到的浮力可能大于自身重力
【答案】D
【解析】
【详解】A.沉在水底的物体,浮力小于重力,故A错误;
B.液体密度不变的情况下,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大,故B错误;
C.浸在水中的物体,底部不受水的压力作用时,受到的浮力为0,如水下土壤中的木桩,故C错误;
D.在水中向下运动的物体,当物体做减速运动时,受到的浮力大于自身重力,故D正确。
故选D。
6. 下列几幅图片中关于压强、浮力的分析,这些说法正确的是( )
A. 甲图鸡蛋在浓盐水中静止,若往浓盐水中再加一些盐,鸡蛋再次静止后所受浮力变大
B. 乙图是潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮训练过程,潜水艇在悬浮和漂浮时所受的浮力相等
C. 将一木棒下端缠一些铜丝制成的简易密度计分别放入甲、乙两液体中,静止时液面相平如图丙,甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强
D. 若把丙图中密度计在乙液体的液面以上部分的截掉后,剩余部分在乙液体将下沉、
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图中的鸡蛋在盐水中处于悬浮状态,说明鸡蛋受到的浮力等于自身重力;再向盐水中撒盐,盐水的密度增大,鸡蛋会上浮最终漂浮,鸡蛋在漂浮时受到的浮力仍然等于其重力,所以鸡蛋再次静止后所受浮力不变,故A错误;
B.由图乙可知,潜水艇在海中悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积,由知道,潜艇悬浮时所受浮力大,故B错误;
C.同一密度计在甲、乙两溶液中都处于漂浮状态,浮力都等于密度计的重力,密度计的重力相等,所以浮力也相等;由图可知,密度计在甲溶液中排开液体的体积较大,根据可知甲液体密度较小,深度相同,根据可知甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强,故C正确;
D.开始时密度计处于漂浮状态,浮力等于重力,将液面以上部分截掉后,重力减小,浮力大于重力,密度计上浮最终处于漂浮状态,此时所受浮力等于剩余部分的重力,故D错误。
故选C。
7. A、B是两个材料相同的实心正方体,如图所示,A和B分别以甲、乙、丙三种情况在相同的水平桌面上一起做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A. F1>F2>F3
B. 丙中桌面受到的总压强最大
C. 三种情况中,A所受摩擦力大小关系为fA乙=fA丙>fA甲
D. 三种情况中,地面对B的摩擦力大小关系为fB乙
【解析】
【详解】A.三种情况下,A和B在相同的水平桌面上一起做匀速直线运动,把A、B看成一个整体,则A、B受力平衡,它们受到的拉力和摩擦力相等,由于压力相同,接触面的粗糙程度相同,故它们受到的摩擦力相等,故
故A错误;
B.三种情况中,A、B对桌面的压力相同,丙图中受力面积最小,根据可知,丙中桌面受到的总压强最大,故B正确;
C.三种情况中A物体所受到的摩擦力关系分别为:在甲中
在乙中A、B之间没有相对运动,故A、B之间没有摩擦力,因为甲、乙、丙中物体均做同速匀速直线运动,故
在丙中,A、B间有摩擦
故
故C正确;
D.B物体下表面所受到的摩擦力关系为:在甲中,;在乙中;在丙中
故
fB乙
故选BCD。
8. 如图甲所示,将一圆柱体木块用细线拴在没有水的容器底部,然后向容器中逐渐加水。图乙是木块所受浮力随容器中水的深度变化的图像。下列说法正确的是( )
A. 木块的重力为6N
B. 将细线剪断,物体漂浮,容器对桌面的压强不变
C. 木块刚好浸没时,液体对容器底的压强为1600Pa
D. 木块的密度为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.由图可知,当h从0增加到6cm的过程中,浮力逐渐增加,木块排开水的体积逐渐增大,当h从6cm增加到12cm的过程中,浮力保持6N不变,当h从12cm增加到16cm的过程中,浮力逐渐增大,木块排开水的体积逐渐增大,则说明当h从6cm增加到12cm的过程中,木块处于漂浮状态,浮力等于重力,即木块的重力为6N,故A正确;
B.当h从6cm增加到12cm的过程中,木块处于漂浮状态,说明木块的密度小于水的密度,则将细线剪断,物体将会漂浮,容器对桌面的压力等于容器、水和木块的总重力,将细线剪断,物体漂浮后,总重力不变,则容器对桌面的压力不变,受力面积不变,根据可知容器对桌面的压强不变,故B正确;
C.h等于16cm时,木块刚好完全浸没,则木块刚好浸没时,液体对容器底的压强为
故C正确;
D.由图乙可知,木块完全浸没时,受到的浮力为10N,则木块的体积为
则木块的密度为
故D错误。
故选ABC。
9. 如图所示,水平桌面上有质量相等、底面积相同的甲、乙两容器,分别装有不同的液体。现将两个质量相同的实心正方体A、B(VA
B. 物体A下表面受到液体的压力等于物体B下表面受到液体的压力
C. 放入物体前后,甲容器底部受到液体压强的变化量大于乙容器底部受到液体压强的变化量
D. 放入物体前后,甲容器对桌面压强的变化量等于乙容器对桌面压强的变化量
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】A.AB质量相同,已知
VA
ρA>ρB
A在甲液体中漂浮,则
ρ甲>ρA
B在乙液体中悬浮,则
ρ乙=ρB
所以
ρ甲>ρ乙
根据p=ρ液gh可知放入物体后两容器压强
p甲>p乙
故A正确;
B.甲图,物体A漂浮,浮力等于重力,即
F甲=GA
乙图,物体B悬浮,浮力等于重力,即
F乙=GB
两物体质量相等,由G=mg得到
GA=GB
可得浮力大小关系为
F甲=F乙
物体上、下表面受到液体的压力差等于物体受到的浮力,A的上表面受到的压力为零,A下表面受到液体的压力等于浮力,B下表面受到的压力大于浮力,所以物体A下表面受到液体的压力小于物体B下表面受到液体的压力,故B错误;
C.由选项B可知,物体AB受到的浮力相等,排开液体的重力相等,如果是直柱形容器,液体对容器底压力的变化量等于浮力的大小,甲容器底大口小,液体对容器底的压力大于液体的重力,乙容器底小口大,液体对容器底的压力小于液体的重力,所以放入物体前后,甲容器底部受到液体压力的变化量大于乙容器底部受到液体压力的变化量,两个容器底面积相等,由可知,放入物体前后,甲容器底部受到液体压强的变化量大于乙容器底部受到液体压强的变化量,故C正确;
D.放入物体前后,容器对桌面压力的变化量等于物体的重力,所以甲容器对桌面压力的变化量等于乙容器对桌面压力的变化量,两个容器底面积相等,由可知,甲容器对桌面压强的变化量等于乙容器对桌面压强的变化量,故D正确。
故选ACD。
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共12分)
10. 如图是一名质量为60kg的飞行爱好者穿戴着飞行背包在空中飞行时的情景,飞行背包的两个喷射口向下喷射出气流能将人推向空中,这是因为______;在他竖直向上做匀速直线运动时,气流对人推力方向是______,大小为______N。(空气阻力忽略不计,g取10N/kg)
【答案】 ①. 力的作用是相互的 ②. 竖直向上 ③. 600
【解析】
【详解】[1]因为力的作用是相互的,所以飞行背包的两个喷射口向下喷射出气流,反过来气流给背包和人一个向上的作用力,将人推向空中。
[2][3]他竖直向上做匀速直线运动时,处于平衡状态,气流对人推力与人的重力大小相等,方向相反,所以气流对人推力的方向为竖直向上,人的重力为
G=mg=60kg×10N/kg=600N
气流对人推力大小为600N。
11. 秋秋用水平压力F将一重5N的长方体木块压在竖直木板上,如图甲所示,压力F和木块速度随时间变化的图像分别为图乙和丙。则第8s时,木块受到的滑动摩擦力为_________N:若将这个木块压在竖直黑板上,秋秋需要用6N的力才能让木块刚好匀速下滑,则表面更光滑的是____________(选填木板”“黑板”或“无法判断”)。
【答案】 ①. 5 ②. 黑板
【解析】
【详解】[1]由图丙可知第8s时,木块做匀速直线运动,受力平衡,对木块受力分析可知其在竖直方向上受到重力与木板对其的滑动摩擦力的作用,是一对平衡力,所以木块受到的滑动摩擦力为
f=G=5N
[2]滑动摩擦力的大小与对接触面的压力和接触面的粗糙程度有关,相同的木块压在竖直黑板上匀速直线运动时,滑动摩擦力的大小也为5N,但是此时对黑板的正压力更大,说明黑板表面比木板更光滑。
12. 如图,取一个瓶子,装入适量带色的水,再取一段两端开口的细玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体,水沿玻璃管上升到瓶口以上,这就制成了可以粗略判断气压变化的气压计。玻璃瓶与玻璃管构成的装置______(填“是”或“不是”)连通器:拿着气压计从甲处到乙处,若观察到玻璃管中的水柱______,可以判断甲处的气压小于乙处的气压。用另一根吸管对准玻璃管管口上方吹气,玻璃管内水柱的高度h将______。(以上两空均选填“升高”“降低”或“不变”)
【答案】 ①. 不是 ②. 降低 ③. 升高
【解析】
【详解】[1] 上端开口、下端连通的容器叫做连通器,玻璃瓶是密封的,所以玻璃瓶与玻璃管构成的装置不是连通器。
[2][3] 外界大气压减小时,在瓶内气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱的高度会上升。外界大气压变大时,则玻璃管内的水会有一部分被压回玻璃瓶,管内水柱高度下降。所以若观察到玻璃管中的水柱降低,可以判断甲处的气压小于乙处的气压。用另一根吸管对准玻璃管管口上方吹气,玻璃管管口上方空气流速变快,压强变小,所以玻璃管内水柱的高度h将升高。
13. 在某星球表面,物体所受重力与质量的比值约为4.0N/kg,大气压约为1000Pa,假设能在该星球表面用水做托里拆利实验,如图所示,水的密度为,则经实验测出的h约为______m。
【答案】0.25
【解析】
【详解】由题意可知,某星球大气压约1000Pa;重力常数g=4N/kg;水的密度为ρ=1.0×103kg/m3;在液面处,玻璃管内水的压强与大气压强相等,则由p=ρgh可得,在该星球经实验测出的玻璃管内液柱的高度h约为
14. 如图甲乌鸦使用吸管喝水,当它吸取掉吸管中的一部分空气后,水在_______的作用下进入口中。乙图中石块所受浮力_______(填“大于”、“等于”或“小于”)石块排开的水重。
【答案】 ①. 大气压 ②. 等于
【解析】
【详解】[1]乌鸦使用吸管喝水,当它吸取掉吸管中一部分空气后,吸管中气压减小,小于外界大气压,水在大气压的作用下进入口中。
[2]由阿基米德原理得,乙图中石块所受浮力等于石块排开的水重。
15. 将一小球轻轻地放入盛满水的溢水杯中,当其静止后有152g水溢出,再将其捞出擦干后轻轻放入盛满酒精的溢水杯中,当其静止后有128g酒精溢出,则小球在酒精中受到的浮力为______N,小球的密度为______(,g取10N/kg)
【答案】 ①. 1.28 ②. 0.95×103
【解析】
【详解】[1][2]该小球放在水中时排开水的体积
该小球放在酒精中时排开酒精的体积
由于160cm3>144cm3,所以小球在水中一定漂浮,该小球放在水中时,受到的浮力
所以小球的质量为152g,小球在酒精中处于悬浮或者沉底状态,该小球排开酒精的体积等于小球的体积,放在酒精中时,受到的浮力为
小球的体积为排开酒精的体积,即
V=V酒精=160cm3
小球的密度为
三、作图题(本题共1小题,共4分)
16. 一物体随传送带一起斜向上匀速运动,请作出物体所受所有力的示意图并画出物体对传送带压力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】物体随传送带一起匀速向上运动,物体有沿斜面向下运动的趋势,所以受传送带对物体的摩擦力方向沿斜面向上;物体受重力作用,同时也受到斜面对其向上的支持力,方向与传送带垂直;物体对传送带的压力垂直于传送带并指向传送带。作图如下:
四、实验题(本题共5小题,共24分)
17. 小亮在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,采用如图1所示的装置,在水平木板上铺上粗糙程度不同的材料。实验中忽略空气阻力。请回答问题:
(1)小亮认为,为了获得科学的结论,需要使小车在两次实验过程中到达斜面底部时的速度相同,实验中怎样做才能实现这个目的呢?答:______;
(2)实验中通过比较______来比较阻力对小车运动的影响;
(3)通过对实验结论的进一步推理可得:若水平面绝对光滑(小车不受阻力),小车从斜面上滑下后会在水平面上做______;
(4)如图2所示,航天员叶光富和主亚平老师在天宫课堂演示太空抛物,进一步验证了牛顿第一定律的正确性,生动演示了天地抛物之间的区别。当叶光富老师将手中的冰墩墩抛向王亚平老师时,OA、OB、OC分别表示三条运动轨迹,其中能近似描述被抛出的冰墩墩运动轨迹的是______(选填“OA”“OB”或“OC”)。
【答案】 ①. 小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑 ②. 小车在水平面滑行的距离 ③. 匀速直线运动 ④. OB
【解析】
【详解】(1)[1] 为了得出科学结论,采用控制变量法,两次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑,这样做的目的是控制小车下滑到水平面时的速度相同。
(2)[2] 根据转换法,实验中通过比较小车在水平面滑行的距离来比较阻力对小车运动的影响。
(3)[3] 实验发现小车在棉布表面上滑行的距离最近,在木板表面滑行的距离最远;且小车在棉布表面受到的阻力最大,在木板表面受到的阻力最小;说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,运动的距离越远。据此推理,如果水平面绝对光滑,小车从斜面上滑下后在水平面上受到的阻力为零,将做匀速直线运动。
(4)[4] 将冰墩墩抛出后,冰墩墩处于失重状态,物体将保持原来的运动状态,即做匀速直线运动,故冰墩墩会沿着OB运动。
18. 为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小亮利用完全相同的两块木块A。B设计了如图所示的实验。
(1)测量前,发现弹簧测力计指针不在零刻度线上,实验前应该先在______(选填“竖直”或“水平”)方向对弹簧测力计指针调零;
(2)比较图中乙丙两次实验说明:______;
(3)比较图中丙,丁两次实验,可得出结论:滑动摩擦力的大小与______无关,图丙中木块A、B一起做匀速直线运动时,木块B受到的摩擦力为______N。
【答案】 ①. 水平 ②. 见解析 ③. 接触面积大小 ④. 0
【解析】
【详解】(1)[1]实验中,要使用弹簧测力计沿水平方向拉着木块运动,测量水平方向的力,所以,实验前应该先在水平方向对弹簧测力计的指针调零。
(2)[2]比较图中甲、乙两次实验,木块对水平面的压力相同,乙图中接触面粗糙程度较大,弹簧测力计的示数也较大,即乙图中木块受到的滑动摩擦力较大,说明:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)[3]比较图中丙、丁两次实验,木块对水平面的压力及接触面粗糙程度相同,接触面积不同,弹簧测力计示数相同,即木块受到的滑动摩擦力大小相同,可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。
[4]木块A、B一起做匀速直线运动时,二者之间没有相对运动或者相对运动的趋势,故它们之间的摩擦力为0。
19. 小亮在厨房做家务时,将一个底部是平面的玻璃瓶放到松软的洗碗海绵上,海绵被压得向下凹陷。于是他做完家务后,利用水、玻璃瓶和洗碗海绵探究影响压力作用效果的因素,如图所示,②、③次实验中玻璃瓶都装满了水。
(1)实验中是通过观察海绵的______来比较压力作用效果;
(2)比较______两次实验,可以探究压力大小对压力作用效果的影响;
(3)小亮做完实验,将实验②的玻璃瓶放在厨房桌面上,如图③所示,此时水瓶对桌面的压强______实验②中对洗碗海绵的压强,此时水对玻璃瓶底的压力______里面水的重力(均选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 ①. 凹陷程度 ②. ①② ③. 等于 ④. 大于
【解析】
【详解】(1)[1]实验中是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果,采用了转换法。
(2)[2]由图可知,①②两次实验受力面积相同而压力大小不同,可用于探究压力大小对压力作用效果的影响。
(3)[3]由图可知,图③和图②的压力及受力面积都相同,由可知,图③中水瓶对桌面的压强等于实验②中对洗碗海绵的压强。
[4]上窄下宽的容器中液体对容器底部的压力大于液体的重力,原因是:对容器底的压力等于以底部面积为底,以原高为高的柱体的水的重力,这个重力显然比容器内水的重力大,即此时水对玻璃瓶底的压力大于里面水的重力。
20. 如图所示,在“探究浮力大小与哪些因素有关”实验中:
实验器材:弹簧测力计(量程0~2.5N,分度值0.05N)、水槽、相同规格的圆柱体组(铜柱、铁柱)、相同规格的圆柱体大物块、细线、水、盐水等。
实验步骤:
(1)按如图所示实验装置图组装好实验器材,读出弹簧测力计示数即为物体重力G,记录在表格中;
(2)打开阀门,使水和盐水进入透明水槽,并浸没金属块和大物块后再关闭阀门;
(3)读出此时弹簧测力计示数F,将其记录在表格中;
(4)计算出物体所受浮力大小,并填入表格中。
分析论证:
(1)由A、B两组实验对比可以得出结论:浮力大小与物体密度______;
(2)由______两组实验对比可以得出结论,浮力大小与物体浸入液体体积有关;
(3)由D、E两组实验对比可以得出结论,浮力大小与______有关;
评估交流:
(4)在进行D、E两组实验时没有选用B组实验所用的铁块,而是选用两个体积更大的圆柱体大物块,其原因可能是铁块在水和盐水中的浮力差距小于弹簧测力计分度值,通过增大______来增大两次浮力的差值,从而得出正确结论;
(5)由实验数据可知,实验所用的盐水的密度为______;
(6)将弹簧测力计固定在木架上,通过水瓶往水槽注水的方式使物体浸入液体中,这样操作的好处是______。
【答案】 ①. 无关 ②. A、C ③. 液体密度 ④. 排开液体体积 ⑤. 1.2×103 ⑥. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]由A、B实验可知,物体分别为铜块、铁块,它们的密度不同,体积相同,浸没在液体中时,两物体受到的浮力相同,则说明浮力的大小与物体的密度无关。
(2)[2]要想探究浮力大小与物体浸入液体体积的关系,应改变物体浸入液体的体积,控制液体的密度不变。由图可知,A、C实验中,A为一个铜块,C为两个铜块,故浸入液体的体积不同,由表格数据可知,实验A中物体受到的浮力0.1N,实验C中物体受到的浮力0.2N,浮力大小不同。故可得出结论:浮力大小与物体浸入液体体积有关。
(3)[3]由D、E两组实验可知,均为大物块,浸入液体的体积相同,但D实验大物块在水中,E实验大物块在盐水中,由表中数据可知,受到的浮力分别为0.75N、0.9N,故所受浮力大小不同,则可得出结论浮力大小与液体的密度有关。
(4)[4]由可知,物体受到的浮力大小与液体密度与物体排开液体的体积有关,液体密度、排开液体的体积越大,物体所受浮力越大。盐水与水的密度差较小,因此铁块在水和盐水中受到的浮力差值小于弹簧测力计分度值,可通过增大排开液体的体积增大浮力之差从而得出结论。
(5)[5]由题意可得,物块在水中所受的浮力为
在盐水中受到的浮力为
联立可得,实验所用的盐水的密度为
(6)[6]将弹簧测力计固定在木架上,通过矿泉水瓶往水槽注水的方式使物体浸入液体中,这样操作不需要再用手拿着弹簧测力计测量,几组实验可以同时观察各组弹簧测力计示数,便于比较。
21. 小亮利用弹簧测力计、金属块、溢水杯等器材,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)若、、、之间满足______的关系,则可以得出金属块所受浮力的大小等于它排开液体所受重力的结论;(用图中物理量符号表示)
(2)小明认为实验过程中,只将金属块的一部分没在水中是得不出实验结论的。结合所学,你认为他的说法______(选填“正确”或“不正确”);若实验过程中,溢水杯中的水没有装满,则______(选填“>”、“<”或“=”);
(3)金属块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出的弹簧测力计示数F随金属块浸入深度h变化的关系图像如图戊所示。分析图像可得:时,金属块受到的浮力为______N;金属块刚浸没时,水对金属块底部的压强是______Pa;金属块的密度是______。(,)
【答案】 ①. ②. 不正确 ③. > ④. 1 ⑤. 800 ⑥.
【解析】
【详解】(1)[1] 根据称重法,金属块所受浮力的大小为
排开液体所受重力为
则若
则,即可以得出金属块所受浮力的大小等于它排开液体所受重力的结论。
(2)[2] 实验中不需要将物体全部浸没,只将金属块的一部分没在水中时,受到的浮力较小,排出的液体也较少,仍遵循阿基米德原理,故小明说法错误。
[3] 若实验过程中,溢水杯中的水没有装满,则排出的水的体积偏小,则测得的排开液体所受重力偏小,使得。
(3)[4] 分析图像可得,物体重力为4N,时,弹簧测力计示数为3N,则金属块受到的浮力为
[5] 金属块刚浸没时,,则此时水对金属块底部的压强为
[6] 金属块刚浸没时,弹簧测力计示数为2N,则此时金属块受到的浮力为
则金属块的体积为
则金属块的密度为
五、综合应用题(本题共3小题,共22分)
22. 一只重2N、底面积为的平底薄壁容器放在面积为的水平桌面中央,容器内所盛的水重12N,容器高为,容器中水深为。求:(,g取)
(1)容器底受到水的压强;
(2)容器底受到水的压力;
(3)容器对桌面的压强。
【答案】(1)1200Pa;(2)6N;(3)7000Pa
【解析】
【详解】解:(1)容器底受到水的压强
(2)由得,容器底受到水的压力
(3)容器对桌面的压力为
容器对桌面的压强
答:(1)容器底受到水的压强为1200Pa;
(2)容器底受到水的压力为6N;
(3)容器对桌面的压强为7000Pa。
23. 一个实心正方体,体积为,重10N,用细绳吊着浸入盛水的容器中,有的体积露出水面,此时容器中的水面高度为30cm(如图)。求:
(1)物体受到的浮力;
(2)绳子的拉力;
(3)剪断绳子,物体静止后受到的浮力。(g取10N/kg)
【答案】(1)8N;(2)2N;(3)10N
【解析】
【详解】解:(1)物体受到的浮力为
(2)物体受到竖直向上的拉力、浮力和竖直向下的重力,受力平衡,则绳子的拉力为
(3)物体的密度为
所以剪断绳子,物体静止后将会处于漂浮状态,则静止后受到的浮力为
答:(1)物体受到的浮力为8N;
(2)绳子的拉力为2N;
(3)剪断绳子,物体静止后受到的浮力为10N。
24. 阅读短文,回答问题。
中国“辽宁号”航母护卫舰下水成功。这标志着我国在航母研制中取得了很大突破。新型固定舰载机在“辽宁号”航母训练平台上的精落、起飞试验已取得成功。
(1)机翼的横截面设计成图乙所示的形状,是利用流体流速越快,压强越______的原理,使舰载机产生升力;
(2)下列有关航母、舰载机的说法正确的是______;
A.舰载机着落在航母甲板上时,航母会相应下沉一些
B.舰载机起飞时,发动机往后喷出烈焰,可知推力的施力物体是发动机
C.舰载机在航空母舰上顺风起飞,更有利于飞机升空
D.舰载机降落后,飞机由于惯性作用仍会向前滑行一段距离
(3)飞机降落时,在舰载机与尾钩完全咬合后,舰载机在弹链的强大拉力作用下,迅速减速而停止,这表明力是______;当阻拦索钩住飞机减速时,为确保飞行员的安全,必要的措施是______;
(4)若某航母满载时的排水量是1200t,求此时航母所受的浮力是______N(g取10N/kg),若航母下底面平均入水深度3m,则航母下底面积约为______。(假设航母水下部分为长方体,)
【答案】 ①. 小 ②. A ③. 改变物体运动状态的原因 ④. 要系安全带 ⑤. ⑥. 400
【解析】
【详解】(1)[1] 飞机的机翼上表面空气流速大,下表面空气流速小。由于流体压强与流速有关,流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大,所以飞机机翼上表面受到向下的压强小,下表面受到向上的压强大,于是产生了一个向上的压强差,正是这个向上的压强差为飞机提供了向上的升力。
(2)[2] A.航母漂浮在海面上,浮力等于重力, 舰载机着落在航母甲板上时,航母的总重力变大,则浮力变大,根据,航母排开水的体积变大,则航母会相应下沉一些,故A正确;
B.舰载机起飞时,发动机往后喷出烈焰,由于物体间力的作用是相互的,空气会给飞机一个向前的反推力,这个推力使得飞机前进,故B错误;
C.飞机升力是根据流体压强与流速的关系的原理获得的,在舰艇上的跑道不可能很长,飞机逆风起飞时飞机的速度不需要加速到很大,飞机就可相对空气有一个较大的相对速度,从而获得足够的升力,故C错误;
D.舰载机降落后,飞机由于具有惯性,仍会向前滑行一段距离,惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,不是力,不能说受到惯性作用,故D错误。
故选A。
(3)[3] 舰载机在弹链的强大拉力作用下,迅速减速而停止,舰载机的运动状态发生了变化,这表明力是改变物体运动状态的原因。
[4] 当阻拦索钩住飞机减速时,飞行员由于具有惯性,会前倾,为确保飞行员的安全,必要的措施是飞行员必须佩带安全带。
(4)[5] 满载时的排水量是1200t,则此时航母所受的浮力为
[6] 此时航母排开水的体积为
则航母下底面积约为
序号
A
B
C
D
E
物体重力G/N
0.8
0.65
1.7
2.15
2.15
物体浸没在液体中测力计示数F/N
0.7
0.55
1.5
1.4
1.25
物体受到浮力
0.1
0.1
0.2
0.75
0.9
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