[物理][期末]重庆2023-2024学年八年级下学期期末模拟试卷
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这是一份[物理][期末]重庆2023-2024学年八年级下学期期末模拟试卷,共28页。
A.普通中学生的重力约为50N
B.洗澡水温约为90℃
C.本考场内的气压约为1×105Pa
D.成年人正常步行速度约为5m/s
2.(3分)下列物态变化中需要吸热的是( )
A.滴水成冰B.雪融成溪C.气凝成霜D.气结成露
3.(3分)小明在学校五楼机房上完信息课,乘坐电梯回到三楼教室上课。在这个过程中,重力对小明做功的是那一段过程( )
A.小明乘坐电梯从五楼到三楼
B.小明从三楼电梯口回到教室
C.小明坐在教室认真听课
D.以上情况重力都不做功
4.(3分)下列选项所示的工具中。正常使用时,属于费力杠杆的是( )
A.瓶盖起子B.核桃夹
C. 道钉撬D.食品夹
5.(3分)下列现象与对应的解释合理的是( )
A.“破镜难圆”说明分子间有斥力
B.海绵轻轻一捏体积变小说明分子间存在间隙
C.塑料吸盘能牢牢吸在平滑干净的墙壁上,说明分子间存在引力
D.“花气袭人知骤暖”说明温度升高,分子热运动加快
6.(3分)跳伞运动员在空中打开降落伞后,先后经历减速下降和匀速下落两个过程,下列说法正确的是( )
A.减速下降过程中,势能增大,动能减小,机械能不变
B.减速下降过程中,势能减小,动能增大,机械能不变
C.匀速下落过程中,势能减小,动能不变,机械能减小
D.匀速下落过程中,势能增大,动能不变,机械能增大
7.(3分)如图所示是用于对外做机械功的某机器的能量流向图,根据图及数据判断下列说法中正确的是( )
A.此机器可能是电动机
B.此机器用于做有用功的效率为65%
C.输入100J的内能,有65J的能量浪费了
D.把此机器改进,效率可以达到100%
8.(3分)2022年6月17号,我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰“福建舰”顺利下水,关于福建舰下列说法正确的是( )
A.福建舰由长江驶入东海,浮力变大,吃水深度变小
B.保护福建舰的潜水艇要浮出水面,应该进水增大自身的重力
C.舰载飞机升空时,机翼的设计利用了“流速越大,压强越大”的原理
D.当福建舰航母上的舰载飞机起飞后,航空母舰受到的浮力变小
9.(3分)如图所示,小丽用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体,物体上升的速度为0.1m/s,人拉绳的力F为250N,不计绳重和摩擦,下列说法不正确的是( )
A.人拉绳做功的功率为75W
B.滑轮组的机械效率为80%
C.动滑轮重为100N
D.绳子自由端移动的速度为0.3m/s
10.(3分)如图所示,水平桌面上有三个底面积相同、但形状不同的薄壁盛水容器a、b、c,三个容器中的水面高度相同。现分别在容器a、b、c中各放一个完全相同的木球,木球静止时均漂浮在水面上。设由于容器中放入了木球,使得水对容器a、b、c底部压强的增加值分别为Δpa、Δpb和Δpc,容器a、b、c对桌面压强的增加值分别为Δpa′、Δpb′和Δpc′,则下列说法中正确的是( )
A.Δpa<Δpa'B.Δpb<Δpb'
C.Δpc<Δpc′D.以上说法均不对
11.(3分)一根平直的杠杆如图,本身的质量不计,支点为O,OC=2OD,杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动,图甲中F1=1N时,杠杆CD在水平位置平衡,B的体积为100cm3.若在底面积为50cm2的大烧杯中装有适量的水,使物体B有的体积露出水面,如图乙。(杠杆、悬挂物体的细绳的质量可忽略不计,)则下列选项正确的是( )
A.物体B的密度500kg/m3
B.在乙中F2的大小1.6N
C.乙图中B受到浮力的大小为0.2N
D.放入B后烧杯底部受到水的压强增加了160Pa
12.(3分)如图所示,重为6N的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为4N,已知容器底面积为200cm2。剪断细绳后,当木块A静止时( )
A.木块A受到的浮力为10N
B.木块A下表面受到水的压力为6N
C.木块A排开水的体积减小了6×10﹣4m3
D.木块A的密度为0.4×103kg/m3
13.(3分)两个质量分布均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,将A沿水平方向切去高为L的部分,并把切去部分叠放在B上,B对地面的压强为pB,A剩余部分对地的压强为pA,pA、pB与L的变化关系如图乙所示。以下说法错误的是( )
A.A的边长为10cm
B.A的密度为4.0×103kg/m3
C.B的边长为40cm
D.B的密度为2.0×103kg/m3
14.(3分)一个质量为3kg、底面积为100cm2、装有20cm深的水的圆柱形容器放在水平桌面上,容器的厚度忽略不计。A、B是由密度不同的材料制成的两实心物块,已知A物块的体积是B物块体积的2倍。当把A、B两物块用细线相连放入水中时,两物块恰好悬浮,且没有水溢出,如图,现剪断细线,稳定后水对容器底的压强变化了50Pa,物块A有体积露出水面。下列说法正确的( )
A.A物体体积为150cm3
B.物体A、B放入后,容器对桌面的压强为5.3×102Pa
C.B物体密度为1.5×103kg/m3
D.细线剪断待B静止后,B对容器底的压力为1.4N
二.填空题(共8小题,满分14分)
15.(2分)1644年,意大利科学家 首次用实验测定了大气压强的具体数值,1个标准大气压相当于 mm高的水银柱产生的压强。
16.(2分)在江心屿玩耍的小科突发奇想,如果地球对所有物体的引力都突然减小一半,水上轮船的所受浮力和浮沉情况会怎样变化呢?你的看法是:这艘轮船的浮力将 (选填“变大”“变小”或“不变”),它的位置将 (选填“上浮一些”“下沉一些”或“不变”)。
17.(2分)如图是货运码头常用的一台起货装置,它由两个定滑轮和一个动滑轮组成,用它将质量为1.2t的集装箱匀速提升到3m高的货架上,忽略绳重和摩擦,该装置的提升效率为80%,则此时自由端的动力F为 N;如果让该集装箱以更快的速度匀速提升,此装置的机械效率将 。(填“增大”“减小”或“不变”)
18.(2分)如图所示,OAB是杠杆,OA与BA垂直,在OA的中点推一个100N的重物,加在B点的动力F:始终使OA在水平位置保持静止(杠杆重力及摩擦均不计)。
(1)当F1竖直向上时,F1的大小为 N。
(2)当F1由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时,动力F1的大小变化是 (选填“变小”、“变大”、“先变小后变大”或“先变大后变小”)。
(3)作出F1在2的位置时的力臂。
19.(2分)如图所示,A、B是分别盛有适量的煤油和水的相同容器,底面积均为100cm2,置于水平桌面上,现将一实心小球分别放入A、B两容器中,小球静止后排开煤油和水的体积分别为20cm3和18cm3。则小球在水中受到的浮力为 N,小球的密度为 kg/m3;小球静止在B容器中时,液体对容器底部的压强增大了 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ煤油=0.8×103kg/m3,小球放入容器中时均无液体溢出)
20.(2分)如图所示的轻质圆柱形容器放在水平桌面上,容器的高为22cm,底面积为100cm2,里面装有16cm深的水,物体A的质量为400g,高为20cm,底面积为50cm2、物体A的中央固定一轻质弹簧。若用手拿着弹簧末端从物体A的底面刚好与水面接触开始向下移动,移动前,水对容器底部的压强为 Pa;当弹簧末端B点向下移动20cm时,物体A的重力做功为 J。(不计弹簧的体积及质量,弹簧每变化2cm,产生的弹力变化1N,全过程均在弹簧弹性范围内)
21.(1分)高压起重气垫是一种适合于地震救灾的起重工具。它由如图甲所示的高压气瓶、气管、阀门与气垫连接而成。起重时,气垫放入重物与地面的间隙之间,由高压气瓶向气垫内充气,气垫在短时间内可把重物举起一定高度。
(1)高压气瓶向气垫内充气时,气瓶内的气体温度 ,内能 。
(2)图乙中,质地均匀的长方体石板长为2m、重为6×104N.当气垫内最高气压比外界高106Pa时,石板恰好被顶起,此时气垫和石板的接触面是边长为20cm的正方形。
①在图乙中画出气垫恰好顶起石板时的阻力臂l2。
②气垫恰好顶起石板时,气垫的中心至少离石板右端的支点O多远?
22.(1分)用两个滑轮、绳子提起物体,在如图中画出绳子自由端向下拉的省力绕线方式。
三.实验探究题(共3小题,满分22分)
23.(6分)如图所示是利用水浴法加热探究冰的熔化规律和研究碘的升华现象的两个实验。
(1)甲图探究冰的熔化实验,用水浴法除了让冰受热均匀,还有个好处就是冰的温度上升速度 (选填“较快”或“较慢”),便于及时记录各个时刻的温度。
(2)实验中某次温度计的示数如图乙,示数是 ℃。
(3)图丙是冰熔化时温度随时间变化的图像,由图像可知:冰是 (选填“晶体”或“非晶体”),冰的熔化过程共持续 min,第5min时物质的状态为 态。
(4)通过实验可知,冰的熔点为 ℃,水的凝固点为 ℃。
(5)丁图是碘升华的实验,用水浴法加热的主要原因是 (已知标准大气压下,碘的熔点是113.5℃,碘的沸点是184.4℃,水的沸点是100℃)。
A.使碘受热均匀
B.水的沸点低于碘的熔点,确保碘不会熔化
C.使实验中产生更多的碘蒸气
D.水的沸点低于碘的沸点,确保碘不会液化
24.(8分)小明用压强计探究液体的压强与哪些因素有关。
(1)使用压强计前,轻压气密性好的压强计探头橡皮膜,观察到U形管的 ;
(2)如图A,小明把压强计的探头浸入水中一定深度,把探头调转到各个方向,发现U形管左右两侧的液面高度差保持不变,说明在同种液体, ;
(3)小明根据图B和C实验得出“液体的密度越大,压强越大”的结论,请指出小明实验中存在的问题: ;
(4)同桌小刚想按照教材中“综合实践活动”要求制作简易密度计来测量液体密度。
①取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入适量金属丝的目的是使吸管能竖直 (填写在水中状态)在液体中。
②将吸管放到水中的情景如图D所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图E所示,浸入的长度为h。用ρ水、ρ液分别表示水和液体的密度,则h与ρ水、ρ液及H的关系式是h= 。
③为检验刻度误差,小明取来食用油,先用天平和量筒测量其密度,然后再用这个密度计测量。但操作时却出现如图F所示的情形,请你思考在不更换食用油的情况下,可以进行怎样的尝试: 。
④小明在不知密度计重力和横截面积的情况下总共标出了0.8、0.9、1.0、1.1、1.2五条刻度线,则他至少测 次浸入液体(包含水)中的深度。
⑤小明观察小刚制作完好的密度计,发现刻度线的特点是 。
A.上小下大,上疏下密
B.上小下大,上密下疏
C.上大下小,上疏下密
D.上大下小,上密下疏
25.(8分)如图是某实验小组的同学探究浮力大小与哪些因素有关的实验步骤。
(1)从图中可知物块的重力为 N;
(2)比较A、D、E,可以得出:浮力大小与 有关;
(3)比较A、 可以得出:当物块完全浸没后,浮力大小与所处深度无关;
(4)本实验采用的物理方法是 (填“控制变量法”或“转换法”);
(5)该小组的同学根据阿基米德原理计算出了上述实验中所用物块的密度:
①物块完全浸没于水中所受浮力为 N;
②物块密度为 kg/m3。
四.计算题(共3小题,满分22分)
26.(6分)如图1所示,质量为20kg的重物放在水平地面上,重物与地面间的接触面积为0.1m2.利用图2所示的滑轮组,小明在20s内将重物匀速提高5m,他对绳子自由端施加的拉力为150N.不计绳重和轮轴处摩擦,g取10N/kg。
(1)求图1中重物对地面的压强。
(2)在图2所述过程中,求:
①小明所做的额外功。
②小明做功的功率。
27.(8分)如图所示,实心正方体甲和盛有水的轻质柱形容器乙放在水平桌面上。
①若甲的质量为4千克,密度为2×103千克/米3,求甲的体积V甲。
②若乙容器中水的深度为0.2米,求水对容器底部的压强p水。
③若甲的高度h甲未知,但其与容器中水的高度相同,将甲浸没在乙容器的水中时(无水溢出),水对容器底部的压强增加了980帕;将乙叠放在甲的上方时,甲对地面的压强增加了8820帕。求甲物体的高度h甲和乙容器的底面积S乙。
28.(8分)如图所示,轻质杠杆AB可绕O点转动,当甲物体浸没在水中时,杠杆恰好水平平衡,A、B两端的细线均不可伸长且处于张紧状态。已知甲物体的质量m甲=0.6kg,体积为V甲=4×10﹣4m3;乙物体的质量m乙=0.86kg,其底面积S乙=2×10﹣4m2,AO:OB=2:1,圆柱形水容器的底面积S=5×10﹣3m2,取g=10N/kg。求:
(1)甲物体受到的浮力;
(2)杠杆B端受到细线的拉力;
(3)乙对地面的压强;
(4)若改变支点位置至O1,使乙对地面压力刚好变为0,且杠杆水平平衡,求AO1:O1B。
【参考答案】
一.选择题(共14小题,满分42分,每小题3分)
1.【答案】C
【解析】解:A、学生的质量在50kg左右,受到的重力大约为G=mg=50kg×10N/kg=500N左右,故A不符合实际;
B、洗澡时淋浴水温约为40℃左右,故B不符合实际;
C、一个标准大气压约1.01×105Pa,教室内气压接近标准大气压,为1×105Pa,故C符合实际;
D、成年人正常步行速度约为1m/s,故D不符合实际。
故选:C。
2.【答案】B
【解析】解:A、水由液态变成固态的冰,属于凝固现象,凝固放热,故A不符合题意;
B、雪由固态变成液态的水,属于熔化现象,熔化吸热,故B符合题意;
C、霜是由空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶,属于凝华现象,凝华放热,故C不符合题意;
D、露是由空气中的水蒸气遇冷形成的小水珠,属于液化现象,液化放热,故D不符合题意。
故选:B。
3.【答案】A
【解析】解:A.小明乘坐电梯从五楼到三楼,重力的方向竖直向下,向下移动了距离,故重力做功了,故A正确;
B.小明从三楼电梯口回到教室,在水平面上移动,重力的方向没有移动距离,重力不做功,故B错误;
CD.小明坐在教室认真听课,没有移动距离,故不做功,故CD错误。
故选:A。
4.【答案】D
【解析】解:
A.瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C.道钉撬在使用过程中,动力臂大于阻力臂,省力杠杆,故C不符合题意;
D.食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D符合题意。
故选:D。
5.【答案】D
【解析】解:
A、分子间作用力的大小与分子间的距离有关,破镜接触处绝大多数分子距离较大,此时分子间作用力就非常小了,不足以使分子聚在一起,并不说明分子间有斥力,故A错误;
B、由于海绵内有空隙,用手捏海绵,海绵的体积变小了,是物质间的距离减小了,不是分子间的距离减小,即不能说明分子间有间隙,故B错误;
C、塑料吸盘能牢牢吸在平滑干净的墙壁上是因为吸盘内的气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘压在墙上,不是分子间存在引力,故C错误;
D、“花气袭人知骤暖”说明温度升高,分子热运动加快,扩散加快,故D正确。
故选:D。
6.【答案】C
【解析】解:AB、减速下落过程中,质量不变、速度减小,高度减小,动能减小,重力势能减小,机械能减小,故AB错误;
CD、匀速下落过程中,质量不变、速度不变、高度减小,动能不变,重力势能减小,机械能减小,故C正确、D错误。
故选:C。
7.【答案】C
【解析】解:A、由图可知此机器内能转化为机械能,则可能是热机,故A错误;
B、此机器转化为机械能的是有用功,则用于做有用功的效率为35%,故B错误;
C、输入100J的内能,转化为机械能为35J,则有65J的能量浪费了,故C正确;
D、由于机器排出的废气一定带走部分能量,零件之间的摩擦也会消耗能量,所以效率不能达到100%,故D错误。
故选:C。
8.【答案】D
【解析】解:A、福建舰在长江和东海中均处于漂浮状态,浮力均等于其重力,重力不变,故浮力不变,但由于东海海水密度比河水密度大,根据F浮=ρ水gV排可知,排开水的体积将减小,故吃水深度减小、故A错误;
B、潜水艇在水面下排开水的体积等于其自身体积,故在水面下其排开水的体积一定,根据F浮=ρ水gV排可知,其所受浮力不变,所以潜水艇是通过改变自身重力来实现浮沉的,若要浮出水面,则需减小自身重力,使浮力大于重力,故B错误;
C、飞机的机翼是利用流速越大,压强越小的原理,获得升力,故C错误;
D、福建舰漂浮在水面上,所受浮力等于总重力,舰载飞机起飞后,总重力减小,则浮力变小,故D正确。
故选:D。
9.【答案】C
【解析】解:因为物体上升的速度v=0.1m/s,n=3,所以绳子移动的速度:v′=3v=3×0.1m/s=0.3m/s;故D正确,不符合题意;
人拉绳做功的功率P=Fv′=250N×0.3m/s=75W,故A正确,不符合题意;
滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=80%;故B正确,不符合题意;
由:F=(G物+G动),得:G动=nF﹣G=3×250N﹣600N=150N,故C错误,符合题意。
故选:C。
10.【答案】B
【解析】解:
三只木球完全相同,分别放入三个盛水容器中,均处于漂浮状态,则F浮=G球,所以三个木球受到的浮力相等;
由阿基米德原理可知F浮=G排,所以G排=G球,则三只木球在a、b、c三个容器中排开水的重力相等,均等于木球的重力;
a容器为直壁容器,放入木球后,水对a容器底部增加的压力等于木球排开水的重力,即ΔFa=G排=G球﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
b容器上粗下细,放入木球后,木球排开的水有一部分压在容器的侧壁上,所以水对b容器底部增加的压力小于木球排开水的重力,即ΔFb<G排=G球﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
c容器上细下粗,放入木球后,容器的侧壁会对水有向下的压力,所以水对c容器底部增加的压力大于木球排开水的重力,即ΔFc>G排=G球﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
将三个容器分别看做一个整体,容器a、b、c对桌面压力的增加值都等于木球的重力,即ΔFa′=ΔFb′=ΔFc′=G球﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
所以,比较可知,ΔFa=ΔFa′,ΔFb<ΔFb′,ΔFc>ΔFc′,由于底面积相同,根据p=可知,Δpa=Δpa′,Δpb<Δpb′,Δpc>Δpc′,故B正确。
故选:B。
11.【答案】D
【解析】解:
(1)根据杠杆的平衡条件知:F1•LOC=FD•LOD,
因为OC=2OD,所以FD=2F1=2×1N=2N,
因为物体间力的作用是相互的,杠杆对物体B的拉力等于B对杠杆的力,即FD′=FD=2N,
因为D对B的拉力与物体B的重力是一对平衡力,大小相等,即GB=FD′=2N,
B的质量为:m===0.2kg;
物体B的密度为:ρ===2×103kg/m3,故A错误;
(2)因为物体B有的体积露出水面,
所以排开水的体积:V排=(1﹣)V=V=×100cm3=80cm3=8×10﹣5m3,
物体B受到的浮力:F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣5m3=0.8N,故C错误;
对D对B的拉力:FB=G﹣F浮=2N﹣0.8N=1.2N,
因为物体间力的作用是相互的,
所以B对杠杆的拉力FD″=FB=1.2N,
根据杠杆的平衡条件:F2•LOC=FD″•LOD,OC=2OD,
所以F2=FD″=×1.2N=0.6N,故B错误;
(3)因为排开水的体积:V排=8×10﹣5m3,
水面升高的高度为:Δh===0.016m,
烧杯底部受到水增加的压强:Δp=ρgΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.016m=160Pa,故D正确。
故选:D。
12.【答案】B
【解析】解:AD、剪断绳子前,物体A受到竖直向下的重力、绳子的拉力和竖直向上的浮力,由力的平衡条件可知,物体A受到的浮力:F浮=G+F拉=6N+4N=10N;
因为F浮=ρ水gV排,所以物体A排开水的体积:
V排===1×10﹣3m3,
因为物体A浸没在水中,所以物体A的体积:
VA=V排=1×10﹣3m3,
因为G=mg,所以物体A的质量:
mA===0.6kg,
则物体A的密度:
ρA===0.6×103kg/m3,故D错误;
因ρA<ρ水,
所以,剪断绳子后,待物块静止后,物块漂浮,则F浮′=GA=6N,故A错误;
B、由漂浮和浮力产生的原因F浮=F向上﹣F向下得木块A下表面受到水的压力为:
F向上=F浮′=6N,故B正确;
C、漂浮时木块排开水的体积:
V排′===6×10﹣4m3,
木块A排开水的体积减小了:
ΔV排=VA﹣V排′=1×10﹣3m3﹣6×10﹣4m3=4×10﹣4m3,故C错误。
故选:B。
13.【答案】C
【解析】解:A、由题意得,A剩余部分对地面压强减小,B对地面的压强增大,由图乙可知,下面的图线反映了pA与L的关系,上面的图线反映了pB与L的变化关系,所以当L=0时,即正方体A和B原来对地面的压强相同为4000Pa,当L=10cm时,由题意知正方体A的压强为0,即此时A全部被切去,所以A的边长为10cm,故A正确;
B、由正方体A的边长为10cm,可得正方体A的底面积为:SA=(10cm)2=100cm2=0.01m2,正方体的体积为:VA=(10cm)3=1000cm3=0.001m3,
物体A单独放在水平地面上时,物体的重力与物体对水平地面的压力相等,切除之前,正方体A的重力为:GA=FA=pASA=4000Pa×0,01m2=40N,所以正方体A的质量mA===4kg,所以正方体A的密度为:ρA===4.0×103kg/m3,故B正确;
C、由图乙可知,正方体B单独放在水平地面上时,对水平地面的压强为4000Pa,即pB0==4000Pa①,当正方体A全部放置在正方体B上时,正方体B对地面的压强为:pB==5000Pa②,由①②可得GB=160N,SB=0.04m2,正方体B的边长为0.2m即20cm,故C错误;
D、由选项C可得,正方体B的体积为:VB=(0.2)3=0.008m3,正方体B的质量为:mB===16kg,所以正方体B的密度为:ρB===2.0×103kg/m3,故D正确。
故选:C。
14.【答案】C
【解析】解:A.由p=ρgh可得,细线被剪断后水面高度的减小量:
Δh===5×10﹣3m=0.5cm;
此时物块A有体积露出水面,则A露出水面的体积和容器内减少的体积相等,即 VA=S容Δh,
则物体A的体积:
VA=4S容Δh=4×100cm2×0.5cm=200cm3,故A错误;
BC、细线被剪断后A漂浮,物块A有 体积露出水面,则V排A=VA,
因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以,由F浮=ρgV排和G=mg=ρVg可得:
ρ水gV排A=ρAVAg,
则ρA=ρ水=ρ水=×1.0×103kg/m3=0.75×103kg/m3;
已知A物块的体积是B物块体积的2倍,即VA=2VB,
剪断细线前,AB两物块恰好悬浮,则根据F浮=ρgV排、G=mg和ρ=可得:
ρ水g(VA+VB)=ρAVAg+ρBVBg,
B物体的密度:
ρB=ρ水﹣ρA=ρ水﹣ρA
=3ρ水﹣2ρA=3×1.0×103kg/m3﹣2×0.75×103kg/m3=1.5×103kg/m3,故C正确;
圆柱形容器内水的体积:V水=S容h水=100cm2×20cm=2000cm3,
由ρ=可得,水的质量:m水=ρ水V水=1.0g/cm3×2000cm3=2000g=2kg,
容器和水的总重力为:G容水=(m容+m水)g=(3kg+2kg)×10N/kg=50N,
A物块的体积是B物块体积的2倍,则VB=VA=×200cm3=100cm3,
A物块的重力为:GA=mAg=ρAVAg=0.75×103kg/m3×200×10﹣6m3×10N/kg=1.5N
B物块的重力:GB=mBg=ρBVBg=1.5×103kg/m3×100×10﹣6m3×10N/kg=1.5N,
容器对水平桌面的压强:
p====5.3×103Pa,故B错误;
D.因为B物块的重力为1.5N,B浸没在水中,则V排B=VB=100cm3,
B物块受到的浮力:F浮B=ρ水gV排B=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10﹣6m3=1N,
所以B对容器底的压力为:F压=GB﹣F浮B=1.5N﹣1N=0.5N,故D错误。
故选:C。
二.填空题(共8小题,满分14分)
15.【答案】托里拆利;760。
【解析】解:首先测出大气压值的是意大利的科学家托里拆利;一个标准大气压支持的水银柱的高度h=760mm,
故答案为:托里拆利;760。
16.【答案】见试题解答内容
【解析】解:
如果地球对所有物体的引力都突然减小一半,则1kg的物体受到的重力为4.9N,即g=4.9N/kg,
所以船的重力和排开水的重力都将减小一半,由F浮=G排可知,轮船受到的浮力将变小;
由阿基米德原理和漂浮条件可得F浮=G排=G船,则m船g=ρ水V排g,所以m船=ρ水V排;地球的引力减小一半时,ρ水、m船不变,所以V排也不变,即船在水中的位置不变。
故答案为:变小;不变。
17.【答案】5000;不变。
【解析】解:(1)集装箱的重力:G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N,
由图可知n=3,根据η====可知,自由端的动力:F===5000N;
(2)由η====可知,此时滑轮组的机械效率与速度无关,
因此如果让该集装箱以更快的速度匀速提升,此装置的机械效率将不变。
故答案为:5000;不变。
18.【答案】(1)50;(2)先变小后变大;(3)见解析。
【解析】解:(1)由杠杆平衡条件得:G×=F1×OA,
即:100N×=F1×OA,则F1=50N;
(2)如图所示,由图可知,
当F1由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时,
动力臂先变大后变小,阻力与阻力臂不变,由杠杆平衡条件可知,动力先变小后变大。
(3)从支点O向F1在2的位置时的作用线引垂线,垂线段的长度即为力臂。
故答案为:(1)50;(2)先变小后变大;(3)见解析。
19.【答案】见试题解答内容
【解析】解:小球静止后排开煤油和水的体积分别为20cm3和18cm3,即:V排油>V排水,且:V排油:V排水=10:9。
若小球在两种液体中均浸没,则小球排开液体的体积均等于小球的体积,即:V排油′:V排水′=1:1,不符合题意;
若小球在两种液体中均漂浮,则小球受到的浮力均等于小球的重力,即小球在两种液体中受到的浮力相等,
根据F浮=ρ液gV排可得:ρ煤油gV排油″=ρ水gV排水″,则小球排开液体体积之比为:
V排油″:V排水″=ρ水:ρ煤油=1.0×103kg/m3:0.8×103kg/m3=10:8,不符合题意,
所以小球浸没在煤油中,在水中漂浮。
小球的体积为:V=V排油=20cm3,
小球的重力为:G=F浮水=ρ水gV排水=1.0×103kg/m3×10N/kg×18×10﹣6m3=0.18N,
由G=mg=ρVg可得,小球的密度为:ρ===0.9×103kg/m3;
(2)小球在B容器的水中漂浮时,水面上升的高度为:Δh===0.18cm=0.0018m,
水对容器底部的压强增加量为:Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0018m=18Pa。
故答案为:0.18;0.9×103;18。
20.【答案】1600;0.28。
【解析】解:(1)已知水深h=16cm=0.16m,物体A刚好与水面接触向下移动,
移动前水对容器底部的压强为:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa;
(2)当A的底面刚好与水面接触时,A受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力,
则有:F拉=GA=mAg=400×10﹣3kg×10N/kg=4N;
由题知A的体积:VA=20cm×50cm2=1000cm3,A的质量mA=400g,
则A的密度为:ρA===0.4g/cm3<1g/cm3,若没有弹簧的作用力,则物体A在水中静止时会处于漂浮状态,
原来弹簧对物体A有向上的拉力(弹簧是伸长的),将弹簧末端B点向下移动时,一段时间后浮力大于A的重力,则弹簧对A有向下的压力,才能使A继续向下运动,
原来A的上端到容器口的距离d1=20cm﹣(22cm﹣16cm)=14cm,
假设物体A向下一段距离后,水面上升到容器口,
则水面上升的高度Δh=22cm﹣16cm=6cm,
此时A排开水的体积V排=S容Δh=SAh浸,即100cm2×6cm=50cm2×h浸,解得h浸=12cm,
则此时A的上端到容器口的距离d2=20cm﹣12cm=8cm,
由此可知A向下移动的距离dA=d1﹣d2=14cm﹣8cm=6cm,
此时V排=S容Δh=100cm2×6cm=600cm3,
则A受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×600×10﹣6 m3=6N,
此时A受到弹簧的压力F压=F浮﹣GA=6N﹣4N=2N,
所以该过程中弹簧的弹力变化量为ΔF弹=F拉+F压=4N+2N=6N,
已知弹簧每变化2cm,产生的弹力变化1N,则该过程弹簧的长度缩短的长度ΔL=2cm/N×6N=12cm,
所以该过程中弹簧末端B点向下移动的距离dB=dA+ΔL=6cm+12cm=18cm<20cm,
由此可知要弹簧末端B点向下移动20cm,则还需要让弹簧末端B点向下移动2cm,
设弹簧末端B点再向下移动2cm过程中物体A向下移动的距离为dA′(单位为cm),
则浮力的增大量ΔF浮=ρ水gΔV排=1×103kg/m3×10N/kg×50×10﹣4m2×dA′×10﹣2m=0.5dA′N,
此过程中弹簧压力的增加量ΔF压=ΔF浮=0.5dA′N,
已知弹簧每变化2cm,产生的弹力变化1N,则此过程弹簧的长度缩短的长度ΔL′=2cm/N×0.5dA′N=dA′,
还需要让弹簧末端B点向下移动的距离2cm=dA′+ΔL′=dA′+dA′=2dA′,所以dA′=1cm,
故整个过程中物体A向下移动的距离hA=dA+dA′=6cm+1cm=7cm=0.07m,
则物体A的重力做功为:W=GAhA=4N×0.07m=0.28J。
故答案为:1600;0.28。
21.【答案】见试题解答内容
【解析】解:(1)高压气瓶向气垫内充气时,气体会对外做功,内能转化为机械能,气瓶内的气体的内能减小,温度降低;
(2)①由定义可知阻力臂是指支点到阻力作用线的距离,气垫刚好顶起石板时的阻力臂L2如图所示:
②根据p=可得F1=pS=106Pa×0.2m×0.2m=4×104N,
根据F1L1=F2L2得:
L1====1.5m;
答:(1)降低;减少;
(1)①见解答图;
②气垫的中心至少离石板右端的支点O的距离为1.5m。
22.【答案】
【解析】解:根据题意可知,绳子自由端向下拉,则绳子先后绕过定滑轮、动滑轮,然后接到定滑轮的挂钩上,如下所示:
三.实验探究题(共3小题,满分22分)
23.【答案】(1)较慢;(2)﹣4;(3)晶体;4;固液共存;(4)0;0;(5)B。
【解析】解:(1)甲图探究冰的熔化实验,用水浴法除了让冰受热均匀,还有个好处就是冰的温度上升速度较慢;
(2)温度计的分度值是1℃,此时的温度为﹣4℃;
(3)图丙是冰熔化时温度随时间变化的图像。由图像可知:冰是晶体,冰的熔化过程共持续4min,第5min时物质的状态为固、液共存态;
(4)分析图象可知,在0℃时,图线呈水平,此时的温度就是冰的熔点,所以水的凝固点为0℃;
(5)为了探究碘的升华现象,应确保碘不会发生熔化现象。因为水的沸点是100℃,碘的熔点是113.5℃、沸点是184.4℃,可见水的沸点低于碘的熔点,确保碘不会熔化,而直接升华为气态的碘蒸气,故选B。
故答案为:(1)较慢;(2)﹣4;(3)晶体;4;固液共存;(4)0;0;(5)B。
24.【答案】(1)液面有高度差;
(2)同一深度向各个方向的压强都相等;
(3)没有控制探头的深度相同;
(4)①漂浮;②ρ水;③往烧杯中加油;④一;⑤A。
【解析】解:(1)使用压强计前,轻压气密性好的压强计探头橡皮膜,观察到U形管的液面有高度差,且能保持;
(2)如图A,小明把压强计的探头浸入水中一定深度,深度和密度都不包,把探头调转到各个方向,发现U形管左右两侧的液面高度差保持不变,说明压强不变,说明在同种液体,同一深度向各个方向的压强都相等;
(3)小明根据图B和C实验,液体的密度和深度都改变,没有控制深度相同,不能得出“液体的密度越大,压强越大”的结论;
(4)①在密度计的下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,塞入适量金属丝的目的是使吸管能竖直漂浮在液体中。
②同一密度计漂浮在水和液体中,密度计在水中和在液体中受到的浮力相等,
则F浮水=F浮液,
根据阿基米德原理得,ρ水gV排水=ρ液gV排液,
设密度计的底面积是S,
则,ρ水gSH=ρ液gSh,
则液体的密度ρ液=ρ水。
③由于食用油的密度小,要增大密度计排开食用油的体积,所以要增加食用油来增加食用油的深度。
④根据各种液体的浮力相等,有ρ水gSH=ρ液gSh,只需要在水或已知密度的某种液体中测量一次高度,其他可以计算得到;
⑤根据浮力不变,由F浮=ρ液gSh知,h与液体密度成反比关系,则刻度特点是上小下大,上疏下密。
故答案为:(1)液面有高度差;
(2)同一深度向各个方向的压强都相等;
(3)没有控制探头的深度相同;
(4)①漂浮;②ρ水;③往烧杯中加油;④一;⑤A。
25.【答案】(1)4.8;(2)液体的密度;(3)C、D;(4)控制变量法;(5)0.6;8×103。
【解析】解:(1)由图A可知,弹簧测力计的示数为4.8N,该物块的重力G物=4.8N;
(2)比较D和E可知,浸没的深度相同,排开液体的体积相同,只有液体的密度不同,故可以得出:浮力大小与液体的密度有关;
(3)要想得出:当物块完全浸没后,浮力大小与所处深度无关,应控制排开液体的体积和密度不变,只改变深度,故应比较C和D两图;
(4)本实验中要探究浮力的大小与多个因素的关系,采用的物理方法是控制变量法;
(5)①由A、C两图可知,物块完全浸没于水中所受浮力为F浮=4.8N﹣4.2N=0.6N;
②由浮力公式F浮=ρ液V排g得,物块的体积:V=V排==0.6×10﹣4m3,
物块的质量:m==0.48kg,
物块密度为:ρ物==8×103kg/m3。
故答案为:(1)4.8;(2)液体的密度;(3)C、D;(4)控制变量法;(5)0.6;8×103。
四.计算题(共3小题,满分22分)
26.【答案】见试题解答内容
【解析】解:
(1)物体放在水平地面上时,对地面的压力:
F=G=mg=20kg×10N/kg=200N,
对地面的压强:
p===2000Pa;
(2)①拉力做的有用功:
W有用=Gh=200N×5m=1000J,
绳子自由端移动的距离s=2h=2×5m=10m,
拉力做的总功:
W总=Fs=150N×10m=1500J,
拉力做的额外功:
W额=W总﹣W有用=1500J﹣1000J=500J;
②小明做功的功率:
P===75W。
答:(1)图1中重物对地面的压强为2000Pa。
(2)①小明所做的额外功为500J。
②小明做功的功率为75W。
27.【答案】(1)甲的体积为2×10﹣3m3;
(2)水对容器底部的压强为1960Pa;
(3)甲物体的高度为0.3m,乙容器的底面积为0.27m2。
【解析】解:(1)甲的体积:V甲==2×10﹣3m3;
(2)水对容器底部的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1960Pa;
(3)由题知,甲的高度h甲未知,但其与容器中水的高度相同,设甲的高度、容器中水的高度都为h,水对容器底部的压强增加值:Δp水=ρ水gΔh=ρ水g==980Pa﹣﹣﹣﹣①
甲对地面的压强增加值:Δp甲==8820Pa﹣﹣﹣﹣②
①:②可得:=980Pa:8820Pa,
解得S乙=3S甲,代入①得:=980Pa,
则ρ水gh=3×980Pa=2940Pa,
即:1.0×103kg/m3×9.8N/kg×h=2940Pa,
解得:h=0.3m,(h甲=0.3m)
则S乙=3S甲=3×0.3m×0.3m=0.27m2。
答:(1)甲的体积为2×10﹣3m3;
(2)水对容器底部的压强为1960Pa;
(3)甲物体的高度为0.3m,乙容器的底面积为0.27m2。
28.【答案】(1)甲物体受到的浮力为4N;
(2)杠杆B端受到细线的拉力为4N;
(3)乙对地面的压强为2.3×104Pa;
(4)AO1:O1B=43:10。
【解析】解:(1)甲物体浸没在水中时排开水的体积:
V排=V甲=4×10﹣4m3,
则乙物体受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣4m3=4N;
(2)甲物体的重力为:G甲=m甲g=0.6kg×10N/kg=6N,
由F浮=G﹣F拉可得,杠杆A端受到细线的拉力:
FA=G甲﹣F浮=6N﹣4N=2N;
由杠杆平衡条件可得:FA×OA=FB×OB,
则杠杆B端受到细线的拉力FB===4N;
(3)乙的重力为
G乙=m乙g=0.86kg×10N/kg=8.6N,
绳子对乙的拉力为
F拉乙=FB=4N,
乙受到的支持力为
F支持乙=G﹣F拉乙=8.6N﹣4N=4.6N,
乙对地面的压力为
F压=F支持乙=4.6N,
乙对地面的压强为
;
(4)若改变支点位置至O1,使乙对地面压力刚好变为0,且杠杆水平平衡,则有FA•AO1=FB'•O1B,根据FB'=G乙=8.6N,可得,此时===.。
答:(1)甲物体受到的浮力为4N;
(2)杠杆B端受到细线的拉力为4N;
(3)乙对地面的压强为2.3×104Pa;
(4)AO1:O1B=43:10。
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