重庆市大足区双桥教育集团五校联考2024-2025学年八年级下学期第二次自主练习物理试卷(解析版)
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这是一份重庆市大足区双桥教育集团五校联考2024-2025学年八年级下学期第二次自主练习物理试卷(解析版),共23页。试卷主要包含了选择题,填空题,实验题,计算论述题等内容,欢迎下载使用。
一、选择题(本题共12小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题3分,共36分)
1. 以下估算最接近实际的是( )
A. 物理课本平放在水平桌面上,课本对桌面的压强约为2Pa
B. 一个中学生在水中所受浮力约为5000N
C. 大足境内的巴岳山山顶的大气压约为1.5×105Pa
D. 一个成年人站在水平地面上,人对地面的压强大约是1.8×104Pa
【答案】D
【解析】A.物理课本大约重为4N,平放时的面积约为0.02m2,课本对桌面的压强约为
故A不符合题意;
B.中学生大约重量为500N,若他下沉则浮力小于重力,若漂浮则浮力等于重力,因而他在水中受到的最大浮力等于重力,所以所受浮力约为500N,故B不符合题意;
C.1个标准大气压约是1×105Pa,而随着高度的增加气压会越低,所以山顶的气压应低于标准大气压,故C不符合题意;
D.成年人的体重大约为700N,而两脚底表面积约为350cm2,人对地面的压强大约是
故D符合题意;故选D。
2. 诗词是中国传统文化的重要组成部分。下列诗句中加点字部分所描述的现象从力的作用效果方面看,不同的一项是( )
A. 八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅
B. 水晶帘动微风起,满架蔷薇一院香
C. 会挽雕弓如满月,西北望,射天狼
D. 无边落木萧萧下,不尽长江滚滚来
【答案】C
【解析】A.“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”中,风刮过屋顶,屋顶上的茅草被卷走,茅草在力的作用下运动状态发生变化,这说明力可以改变物体的运动状态;
B.“水晶帘动微风起”是指水晶帘在微风(力)的作用下动了起来,这说明力可以改变物体的运动状态;
C.“会挽雕弓如满月”是指弓在力的作用形状发生改变,说明力可以改变物体的形状;
D.“无边落木萧萧下”,木头在重力作用下向下运动,说明力可以改变物体的运动状态。综上所述,选项C与其它三个选项中力的作用效果不同。故C符合题意,ABD不符合题意。故选 C。
3. 测量是实验的重要环节,下列测量仪器的测量结果或使用方法不正确的是( )
A. 弹簧测力计的示数是2.0N
B. 量筒中小石块的体积是80mL
C. 铅笔的长度为4.10cm
D. 温度计的读数是34℃
【答案】B
【解析】A.弹簧测力计的分度值为 0.2N,指针指在“2”处时,弹簧测力计的示数就是 2.0N,故A正确,不符合题意。
B.使用量筒测量小石块体积时,应先测量量筒内水的体积,再将小石块放入量筒中,读出此时量筒内液面示数,小石块体积等于后者示数减去前者示数。若未提及初始水的体积,不能直接得出小石块体积是80mL,故B错误,符合题意。
C.用刻度尺测量长度时,若刻度尺分度值为 1mm,读数要估读到分度值的下一位,铅笔长度为 4.10cm 符合读数规则,故C正确,不符合题意。
D.若温度计的分度值为 1℃,则温度计读数为 34℃,故D正确,不符合题意。故选B。
4. 2024年6月,中国龙舟公开赛(四川·德阳站)在德阳市旌湖举行。下列关于龙舟比赛说法正确的是( )
A. 运动员用船桨向后划水,龙舟向前运动,说明力是维持物体运动的原因
B. 运动员用船桨向后划水,龙舟向前运动,说明使龙舟前进的力的施力物体是船桨
C. 运动员用船桨向后划水,船桨对水的力与水对船桨的力是一对相互作用力
D. 运动员用船桨向后划水,龙舟加速向前运动,此时龙舟处于平衡状态
【答案】C
【解析】A.运动员用船桨向后划水,龙舟向前运动,说明力可以改变物体的运动状态,故A错误;
B.运动员用船桨向后划水时,桨对水施加向后的作用力,同时,水对桨施加向前的作用力,使龙舟向前运动,使龙舟前进的力的施力物体是水,故B错误;
C.运动员用船桨向后划水,船桨对水的力与水对船桨的力,这两个的施力物体和受力物体互为彼此,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对相互作用力,故C正确;
D.运动员用船桨向后划水,龙舟加速向前运动,此时龙舟速度改变,处于非平衡状态,故D错误。故选C。
5. 以下四种实例中,可以减小摩擦的是( )
A. 图甲体操运动员上器械前会在手上涂防滑粉
B. 图乙轮滑鞋装有滚轮
C 图丙自行车刹车时捏紧车闸
D. 图丁运动鞋底有凹凸的花纹
【答案】B
【解析】A.运动员上器械前会在手上涂防滑粉,通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力,故A不符合题意;
B.轮滑鞋装有滚轮,通过变滑动为滚动减小摩擦力,故B符合题意;
C.自行车刹车时捏紧车闸,通过增大压力,增大摩擦力,故C不符合题意;
D.运动鞋底有凹凸的花纹,通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力,故D不符合题意。
故选B。
6. 如图所示,物体甲、乙叠放在水平地面上,在5N的水平拉力F的作用下一起向右做匀速直线运动,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 乙受到的摩擦力大小为5N,方向水平向左
B. 乙受到的摩擦力大小为5N,方向水平向右
C. 甲受到的摩擦力大小为5N,方向水平向左
D. 甲受到的摩擦力大小为5N,方向水平向右
【答案】A
【解析】AB.乙做匀速直线运动,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等、方向相反。图中乙受到水平向右的5N拉力的作用,所以乙受到的摩擦力大小为5N,方向水平向左,故A正确,B错误;
CD.甲、乙一起向右做匀速直线运动,甲、乙之间没有发生相对运动,也没有产生相对运动趋势,所以甲、乙之间没有摩擦力,即甲不受摩擦力,故CD错误。故选A。
7. 如图所示,下列生活实例中,涉及的物理知识说法中正确的是( )
A. 钉子很尖,是为了减小压强
B. 书包的背带很宽,是为了增大压强
C. 用吸管吸饮料,是利用了大气压
D. 吹气时乒乓球不掉,说明流速越大的地方压强越大
【答案】C
【解析】A.钉子很尖是为了在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A错误;
B.书包的背带做得很宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B错误;
C.用吸管吸饮料时,先把吸管中的空气吸走,吸管内气体压强减小,大气压把饮料压入吸管,进入口腔,是利用了大气压,故C正确;
D.吹气时乒乓球不掉,是因为流速越大的位置压强越小,故D错误。故选C。
8. 盛有适量水的柱形容器静止于水平桌面上,先把质量与碗相等的土豆放置于碗中,并将其放入柱形容器的水中处于漂浮状态如图甲所示;再把土豆从碗中取出轻放入水中,静止时土豆沉底、碗处于漂浮状态如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 甲图中碗受到的浮力等于乙图中碗受到的浮力
B. 乙图中土豆沉底后不受浮力
C. 甲图容器对桌面的压强大于乙图容器对桌面的压强
D. 土豆从碗中取出放入水中,土豆沉底。图乙中的水面相比图甲中的水面会下降一些
【答案】D
【解析】A.由图可知,甲乙中碗都处于漂浮状态,根据沉浮条件可知,浮力等于重力,甲图碗中有土豆,其重力为碗加土豆的重力,乙图其重力只有碗的重力,所以甲图中的重力大,则甲图中碗受到的浮力大于乙图中碗受到的浮力,故A错误;
B.乙图中土豆沉底后,下表面还是受到水的压力,根据浮力的产生原因可知土豆还是受到浮力,故B错误;
C.因为容器、水、碗和土豆的总质量不变,所以甲乙图中的总重力相等,在水平面上,压力的大小等于重力,则甲乙图中容器对桌面的压力相等,甲乙容器的底面积相同,根据公式可知,甲图容器对桌面的压强等于乙图容器对桌面的压强,故C错误;
D.在甲图中,碗和土豆受到的浮力等于碗加土豆的重力,碗和土豆的质量相等,则各自的重力都为G,即甲图中,碗和土豆受到的浮力为,在图乙中,碗处于漂浮状态,土豆处于沉底状态,根据沉浮条件可知,碗受到的浮力等于其重力,即,土豆受到的浮力小于其重力,即,所以乙图碗加土豆受到的浮力为,乙图碗加土豆受到的浮力小于甲图,根据阿基米德原理可知,乙图中碗和土豆排开水的体积小,所以水面会下降一些,故D正确。故选D。
9. 神舟十八号是中国载人航天工程第十八艘载人飞船,于2024年4月25日,在酒泉卫星发射中心发射成功。中国国旗随神舟十八号载人飞船搭载进入中国空间站,由神舟十八号航天员乘组与神舟十七号航天员乘组进行了太空传递和在轨展示。在飞船加速上升的过程中,若不考虑其质量的变化,下列分析正确的是( )
A. 重力势能增加,动能不变B. 重力势能减少,动能增加
C. 重力势能增加,动能增加D. 重力势能不变,动能不变
【答案】C
【解析】飞船加速上升的过程中,质量不变,高度升高,速度增大,故重力势能和动能均增加,所以ABD错误,C正确。故选C。
10. 如图所示,一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力,将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为,功率的大小分别为,关于它们之间的大小关系说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由题知,同一个人先后两次用同样的力,分别将不同质量的物体沿力的方向移动相同的距离,根据W=Fs可知,拉力的大小相同,在力的方向上移动的距离相同,则拉力做功相同,即
W1=W2
由题知,做功用的时间相同,根据可知,两次做功的功率相同,即
P1=P2
故ABD错误,C正确。 故选C。
11. 一只木箱放在水平地面上,地面上各处粗糙程度相同,对木箱施加一个方向不变的水平推力F(如图甲),F的大小与时间t的关系、木箱的运动速度v与时间t的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A. 在0~2s内木箱所受摩擦力为2N
B. 在2~4s内木箱所受摩擦力为3N
C. 在0~2s内推力F对木箱所做的功为2J
D. 在4~6s内推力F对木箱做功的功率为8W
【答案】D
【解析】A.在0~2s内,由F-t图象可知,木箱受到的推力为1N,由v-t图象可知,木箱静止,处于平衡状态,受到的摩擦力和推力是一对平衡力,所以木箱受到的摩擦力为1N,故A错误;
B.在4s~6s内,木箱做匀速直线运动,受到摩擦力和推力是一对平衡力,所以木箱受到的滑动摩擦力为2N,在2s~4s内,由v-t图象可知,木箱做变速运动,因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关、与速度无关,整个过程中接触面的粗糙程度和压力大小不变,所以木箱所受摩擦力不变,仍为2N,故B错误;
C.在0~2s内,木箱静止,在推力F的方向上没有移动的距离,所以推力F对木箱所做的功为0J,故C错误;
D.在4s~6s内,由F-t图象可知,木箱受到的推力为2N,由v-t图象可知,木箱以4m/s的速度做匀速直线运动,则推力F对木箱做功的功率
故D正确。故选D。
12. 如图(a)所示,A、B是两个均匀实心物体,A为底面积0.25cm2、高3cm的长方体,B为边长lcm的正方体,A、B均静止在水平桌面上。当沿水平方向截取不同高度的A物体,并将截取的部分叠加到B物体中央,A、B对桌面的压强随截取的高度h的变化关系如图(b)所示,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】水平方向截取不同高度A物体后,A对水平桌面压力减小,压强减小,截取的部分叠加到B中央,B对水平桌面压力增大,压强增大,由此确定两图线中斜面向下的是A对桌面压强随截取高度的变化图像,斜向上的是B对桌面压强随截取高度的变化图像。
A.A、B为柱形物体,则有
截取高度为0时,两物体对桌面压强
因为
所以ρA=ρB,故A错误;
B.A、B的底面积比
由图像知,截取高度为h1后,A、B对桌面压强相等,都为p1,即pA′=ρAg(hA-h1)
所以
即
解得h1=1.6cm,故B正确;
C.截取高度h1前A对地面压强pA=ρAghA=3p0
截取高度h1后A对地面压强pA′=ρAg(hA-h1)=p1
两式相除可得
所以p1=1.4p0,故C错误;
D.截取高度h2后(甲全部叠放在乙上时)B对地面压强
所以
故D错误。故选B。
二、填空题(本大题共10个小题,第22小题作图题2分,其余每空1分,共20分。)
13. 如图所示,船夫用桨向后划水,船会前进,说明物体间力的作用是__________的;使船前进的力的施力物体是__________________。
【答案】 相互 水
【解析】[1][2]船夫用桨向后划水,桨对水施加向后的作用力,同时,水对桨施加向前的作用力,使船前进,说明物体间力的作用是相互的;使船前进的力是水对桨的作用力,这个力的施力物体是水。
14. 在房屋建造和装修时,常用到铅垂线和水平仪。图甲中,铅垂线是根据“重力方向总是______的”原理来工作的;用水平仪检测地面是否水平时,出现图乙所示的情形,则地面______边高。
【答案】 竖直向下 左
【解析】[1][2] 铅垂线可以检测房子砌得正不正利用的是重力的方向总是竖直向下的,当水平仪如图所示时,下端右偏,说明地面左端高,右端低。
15. 古诗词是中华民族传统文化的瑰宝,“船到江心抛锚迟,悬崖勒马早已迟”,不但有警世作用,而且蕴含着丰富的物理知识。诗句中,两个“动作”显得较晚,是因为船和马都有___________,很难立即停下来;从力的作用效果看,“勒马”是为了改变马的___________。
【答案】 惯性 运动状态
【解析】[1]由于船和马都有惯性,故其有保持原来运动状态不变的性质,运动状态的改变会迟缓一些。
[2]勒马后,马的速度减小了,故是改变了马的运动状态。
16. 在“探究二力平衡的条件”实验中,小李设计了如图所示的甲、乙两种实验方案。小张同学认为乙方案更合理,理由是乙方案中使用小车时___________对实验的影响更小,可以忽略不计。实验中同学们认定小车在水平方向受力平衡,依据是实验中我们是让小车保持_________状态。
【答案】 摩擦力 静止
【解析】[1]乙方案中使用小车,小车与桌面之间是滚动摩擦,相比甲方案中木块与桌面的滑动摩擦,滚动摩擦小得多,所以摩擦力对实验的影响更小。
[2]实验中由于桌面很短,且匀速直线运动不易确定,当物体处于静止状态时,它在水平方向上受到的力是平衡的。在这个实验中,我们通过观察小车是否保持静止状态来认定小车在水平方向受力平衡。
17. 意大利著名物理学家________,最早测出了大气压的值,如图所示是他的实验的装置,在标准大气压下他测出玻璃管内外水银面的高度差h为760mm,此时若向水银槽中添加水银(未溢出),足够长的玻璃管中的水银面与水银槽中的水银面的高度差将________(选填“上升”“下降”或“不变”)。
【答案】 托里拆利 不变
【解析】[1][2]最早证明大气压强存在是马德堡半球实验,最早测出大气压值的意大利物理学家是托里拆利。他通过托里拆利实验,测出了标准大气压下玻璃管内外水银面的高度差为760mm。若向水银槽中添加水银(未溢出),足够长的玻璃管中的水银面与水银槽水银面的高度差将不变。因为托里拆利实验中,水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的,根据p大气=ρ水银gh水银,只要外界大气压不变,管内外水银面高度差就不变,与槽中水银的多少无关。当水银槽内水银面上升时,管内的水银面也会随之上升相同高度,高度差保持760mm不变。
18. 游乐场中摩天轮的示意图如图所示,小芸与摩天轮中心的距离为15m,她的质量为50 kg,她从最低点转到最高点的过程中用时100s,摩天轮对她做的功是________J,摩天轮对她做的功的功率是_________W。
【答案】 1.5×104 150
【解析】[1]小芸与摩天轮中心的距离为15m,她从最低点转到最高点的过程中升高的高度
摩天轮对她做的功
[2]摩天轮对她做的功的功率
19. 用弹簧测力计悬挂一个实心柱体,将它浸入水中静止时,其上表面恰好与水面相平。此时弹簧测力计的示数为3N,柱体下表面受到水的压力为2N,则柱体受到的浮力为___________N,其密度是___________kg/m3。()
【答案】 2
【解析】[1]柱体上表面恰好与水面相平,则上表面受到水的压力为0,则它受到的浮力为
[2]柱体的重力为
柱体的质量为
柱体的体积为
柱体的密度为
20. 如图所示,在水平桌面上放置A、B两个长方体物块,A物块受到水平向右的拉力F1=9N,B物块受到水平向左的拉力F2=6N,此时A、B两物块一起向右做匀速直线运动,则A对B的摩擦力方向__________(选填“向左”或“向右”),B对水平桌面的摩擦力大小为__________N。
【答案】 向右 3
【解析】[1]A向右做匀速直线运动,受到的摩擦力与拉力是平衡力,大小相等,方向相反,为9N,方向向左;即B对A的摩擦力为9N,A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是相互作用力,大小相等,方向相反,则A对B的摩擦力为9N,方向向右。
[2]AB一起向右做匀速直线运动,将AB看成一个整体,AB受平衡力作用,由平衡力得,水平桌面对B的摩擦力为
f=F1-F2=9N-6N=3N
由相互作用力大小相等可知,B对水平桌面的摩擦力大小为3N。
21. 有一棱长为10cm的正方体木块A质量为0.6kg,将A放入底面积为500cm2的容器中,A底部中央用细线与容器底部相连,向容器中加水至A全部浸入水中,如图所示,此时容器中水的深度为20cm,此时水对容器底的压强为_________Pa。现将细绳剪断后,木块漂浮在水面,水对容器底部压强的变化量=_____Pa。(、)
【答案】 2×103 80
【解析】[1]水对容器底部的压强
[2]剪断细绳前,木块A排开水的体积
木块A受到的重力
木块A漂浮时受到的浮力
漂浮时木块A排开水的体积
细绳剪断前后木块A排开水的体积的变化量
液面降低的高度
水对容器底部压强的减小量
22. 请作出小球所受重力的示意图和小球对墙壁压力的示意图。
【答案】
【解析】重力的方向竖直向下,压力的作用点是球与墙壁的接触点,然后过作用点作垂直于墙壁,并指向墙里面的压力,如下图所示:
三、实验题(本大题3个小题,第23小题6分,第24小题8分,第25小题8分,共22分)
23. 下图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作(步骤甲、乙、丙中小球质量分别为m、2m、3m)。
(1)让小球从同一高度由静止开始滚下,目的是使小球到达水平面时具有相同的______;
(2)实验中通过比较木块B被小球撞击后移动的距离s来判断小球具有动能的大小,这种方法在物理学中属于______(选填“控制变量法”或“转换法”);
(3)小华认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系,你认为该观点是______(选填“正确”或“错误”),理由是______;
(4)通过比较步骤______和______可以判断动能大小与物体质量的关系。
【答案】 (1) 速度 (2) 转换法
(3) 错误 小球质量不同 (4) 甲 乙
【解析】(1)[1]小球开始下落时起始点的高度在这里决定了小球到达平面时速度的大小,实验中小球的质量不同,是探究动能与质量的关系,让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是使小球到达斜面底端与木块B相碰时速度相同。
(2)[2] 小球的动能大小是无法直接观察到的,所以实验中通过是比较木块B被小球撞击后移动的距离s来判断小球具有动能的大小,将看不见的转化为看得见的,这种方法在物理学中属于转换法。
(3)[3][4]步骤乙和实验步骤丙中,小球的质量不同,下落的高度即到达水平面的水的不同,存在两个变量,根据控制变量法,没有控制小球的质量相等,所以无法判断动能大小与速度的关系,小华的该观点是错误。
(4)[5][6] 要判断动能大小与物体质量的关系,应控制下落高度相同,即到达水平面的速度相同,而改变小球的质量,由图可知,可以比较步骤甲和乙,通过木块滑行距离的远近来判断动能大小与物体质量的关系。
24. 如图甲,小刚用液体压强计探究液体内部压强的特点。
(1)使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差。要使U形管左右两侧的水面相平,调节的方法是_________(选填“①”或“②”);
①将右侧支管中高出的水倒出
②取下软管重新安装
(2)图甲实验是通过观察_________来比较液体内部的压强大小,下面列举的与此研究方法相同的是_________(选填“①”或“②”)。
①物体所受的合力作用效果替代两个分力的作用效果
②通过鼓面上纸屑跳动的高度来反映鼓面振动的幅度
(3)下面操作能使两侧液面高度差对比更加明显的是__________。(选填“①”“②”或“③”)
①烧杯中换密度更小的液体
②U形管中换用密度更小的酒精
③将U形管换成更细的
(4)图乙中,小刚先后将压强计的探头放入A、B两处,发现B处压强计液面的高度差更大,由此可得出结论:________。随后同组的梦梦同学先后将压强计的探头放入B、C两处,发现C处压强计液面的高度差更大,由此可得出结论:_________。图乙A、B、C、D四个位置中,能够观察到U形管两侧液面高度差最明显的是位置________;
(5)小刚自制了如图丙的实验装置,A侧下部蒙有一层张紧的橡皮膜。向A侧加水,再向B中加入密度未知的液体,直到橡皮膜水平。分别测出水深,橡皮膜到B底部距离,未知液体深度。则未知液体密度ρ=_______(用测得量的符号h1、h2、h3和ρ水表示)。
【答案】(1)② (2) U形管两侧液面的高度差 ②
(3)②
(4) 在同种液体中,深度越深压强越大 在深度相同时,液体密度越大,压强越大 D
(5)
【解析】【小问1详解】
若U形管左右两侧的水面有一定的高度差,将右侧支管中高出的水倒出,不能改变U形管内部压强的不平衡状态,而取下软管重新安装,可使U形管中两部分气体压强都等于大气压,从而使 U 形管左右两侧的水面相平。故①不符合题意,②符合题意。
故选②。
【小问2详解】
[1]在图甲实验中,液体内部压强的大小是通过观察U形管两侧液面的高度差来比较的,这种将不易直接测量的压强转换为容易观察和测量的液面高度差的方法称为转换法。
[2]①.物体所受的合力作用效果替代两个分力的作用效果,运用的是等效替代法,与本题研究方法不同,故①不符合题意;
②.通过鼓面上纸屑跳动的高度来反映鼓面振动的幅度,是把不易观察的鼓面振动幅度转换为容易观察的纸屑跳动高度,与本题通过U形管两侧液面高度差来反映液体内部压强大小的转换法相同,故②符合题意。故选②。
【小问3详解】
①.“烧杯中换密度更小的液体”,当深度相同时,液体密度越小,液体压强变小,U形管左右两侧液面的高度差变小,故①不符合题意;
②.U形管中换密度更小的液体,压强变化相同时,由可知,密度越小,两侧的高度差越大,故液面高度差对比更明显,故②符合题意;
③.U形管两侧液面高度差大小与管的粗细无关,“将U形管换成更细的”压强没有改变,不能使两侧液面高度差对比更加明显,故③不符合题意。故选②。
【小问4详解】
[1]在图乙中,A、B两处是同种液体,B处的深度比A处大,发现B处压强计液面的高度差更大。所以可得出结论:同种液体中,深度越深,压强越大。
[2]B、C两处深度相同,C处是浓盐水,密度比B处水的密度大,C处压强计液面的高度差更大。这表明在深度相同时,液体密度越大,压强越大。
[3]根据液体压强公式,D处的深度最大且液体是密度较大的浓盐水,所以D处产生的压强最大,能够观察到U形管两侧液面高度差最明显的是位置D。
【小问5详解】
当橡皮膜水平时,说明橡皮膜两侧受到的压强相等。水对橡皮膜产生的压强
未知液体对橡皮膜产生的压强
因为,即
因此未知液体密度。
25. 小渝和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小因素。
(1)将物块竖放后挂在弹簧测力计上,测出物块的重力为2.7N,然后将物块部分浸入水中,发现测力计示数减小的同时水面升高了,说明物块受到了竖直向______的浮力,并且水对容器底部的压强与放入物块前相比______。当测力计示数如图甲所示时,浮力为______N;
(2)接下来小渝继续按图乙、丙、丁所示进行实验,由甲、乙、丙的数据可知:在同种液体中,物体排开液体的体积______,浮力越大;由丙、丁的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度______;
(3)然后将物块浸没在盐水中如图戊所示,分析数据可知:浮力大小与液体的密度有关,并通过计算得出所用盐水密度为______;若在实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则算出的盐水密度______;
(4)同组的小王同学还想进一步探究:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关?于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,测力计示数为2.3N,与乙图数据对比,小王得出结论:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。你认为该方案是否合理,并说明理由:______。
【答案】 (1) 上 增大 0.3 (2) 越大 无关
(3)1.1 不变 (4) 没有控制物体排开液体的体积相同
【解析】(1)[1]将物块部分浸入水中时,物体受到竖直向下的重力、弹簧测力计对它向上的拉力、水对物体的作用力,由于弹簧测力计的示数减小,则水对物体的作用力为竖直向上,即竖直向上的浮力。
[2]物块部分浸入水中后,由于物体排开液体使液面上升, 即容器底的深度变大,则水对容器底部的压强变大,即水对容器底部的压强比放入物块前大。
[3]当测力计示数如图甲所示时,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为2.4N,则浮力
(2)[4]由图甲、乙、丙所示实验可知,液体的密度相同,排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,则物体受到的浮力越大,由此可知,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,浮力越大。
[5]观察丙、丁两图可知,物体完全浸没于液体中,排开液体的体积不变,物体在水中的深度增加,弹簧测力计示数不变,受到的浮力不变,说明浸没在液体中的物体所受浮力与浸没的深度无关。
(3)[6]物体的重力为2.7N,浸没在水中时弹簧测力计示数为1.7N,物体受到的浮力
排开水的体积
当物体完全浸没在盐水中时,受到浮力
物体排开盐水的体积等于排开水的体积,盐水的密度
[7]在实验前,弹簧测力计并未调零,由于浮力是弹簧测力计的两次示数之差,所以计算得到的浮力是准确的,则算出的盐水密度不变。
(4)[8]要探究物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关,需控制物体排开液体的体积、液体的密度相同,小王同学将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,则在改变深度的同时,物体排开液体的体积也改变了,故该方案不合理之处是没有控制物体排开液体的体积相同。
四、计算论述题(本大题共3个小题,第26小题6分,第27小题8分,第28小题8分,共22 分。解答应写出必要的文字说明、解答步骤和公式,只写出最后结果的不能给分。)
26. 小张一家驾驶汽车外出游玩。已知汽车的总质量为2×103kg,高速公路上汽车在一段平直的路面以108km/h的速度匀速行驶过程中受到的阻力是汽车总重力的0.05倍。求:(g取10N/kg)
(1)汽车的总重力;
(2)汽车匀速行驶时受到的牵引力;
(3)汽车发动机的功率是多少kW。
【答案】(1)2×104N
(2)1000N (3)30kW
【解析】【小问1详解】
汽车受到的总重力为
【小问2详解】
汽车匀速行驶时,牵引力与阻力二力平衡,则受到的牵引力为
【小问3详解】
汽车发动机的功率为
27. “曹冲称象”是妇孺皆知的故事。某科创小组仿效曹冲,制作了一台“浮力秤”,用来测量物体的质量。浮力秤由秤盘和高度为20cm,底面积为0.1m2的圆柱体组成。如图所示,将浮力秤放入水中,静止时浸入水中的深度为8cm,已知:,g=10N/kg。求:
(1)当秤盘不放物体时,浮力秤下表面受到水的压强;
(2)浮力秤的重力;
(3)浮力秤能测物体的最大质量。
【答案】(1)800Pa;(2)80N;(3)12kg
【解析】解(1)如图,由题可知,当秤盘不放物体时,浮力秤下表面受到水的压强为
(2)由题可知,浮力秤静止在水中时排开水的体积为
根据阿基米德原理,浮力秤静止在水中时受到的浮力为
因为浮力秤静止在水中时是漂浮状态,则重力等于浮力为80N。
(3)当浮力秤上表面刚刚和水面相平时,能够受到最大浮力为
所以能够测出物体的最大重力为
则浮力秤能测物体的最大质量为
答:(1)当秤盘不放物体时,浮力秤下表面受到水的压强为800Pa;
(2)浮力秤的重力为80N;
(3)浮力秤能测物体的最大质量为12kg。
28. 如图,小孟将一块体积为280cm3的圆柱形铜块甲放在水平桌面上,再将一个质量为240g,装有8cm深度液体的容器乙(容器乙的下面部分为正方体)放置在甲旁边,已知乙容器高度大于甲的高度,现将甲沿水平方向切去一定高度并将切去的部分缓缓放入乙容器中,得到乙容器中液体对容器底部的压强p和甲切去的高度Δh之间的关系图像如图丙所示。(,g=10N/kg),求:
(1)乙容器中液体密度为多少kg/m3?
(2)铜块甲的底面积为多少cm2?
(3)将甲切去的部分放入容器乙中,乙容器中的液体刚好到达乙容器的杯口(液体没有溢出)时,铜块沉入乙的底部,待液面稳定后,容器乙对桌面的压强?
【答案】(1)1×103
(2)20 (3)3200Pa
【解析】【小问1详解】
由图丙可知,所切铜块没有放入到乙容器中时,液体对容器底部的压强为,已知此时乙容器中液体深度为,由液体压强计算公式变形可得,乙容器中液体密度为
【小问2详解】
由图丙可知,当切取的铜块放入容器乙中时,液体对容器底部的压强为,此时液体刚好装满容器乙的下面部分,则容器乙的下面部分的高度为
已知容器乙的下面部分为正方体,则容器乙的下面正方体部分的边长为,体积为
由题意可知,,又因为液体的体积为
由体积计算公式变形可得,铜块甲的底面积
【小问3详解】
由图丙可知,当切取的铜块放入到乙中时,液体刚好装满容器乙,液体没有溢出;由题意得,切取的高度为的铜块的重力为
由题意得,容器乙的质量为
则容器乙的重力为
已知乙容器中液体的密度为,液体的体积为,则容器乙中液体的重力为
由受力分析可得,待液面稳定后,容器乙对桌面的压力为
由题意得,容器乙对桌面的受力面积为
所以,由压强计算公式可得,待液面稳定后容器乙对桌面的压强为
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