重庆十八中两江实验中学2021-2022学年八年级下学期期中物理试题
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这是一份重庆十八中两江实验中学2021-2022学年八年级下学期期中物理试题,共23页。试卷主要包含了选择题,填空作图题,实验探究题,论述计算题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年重庆十八中两江实验中学八年级(下)期中物理试卷
一、选择题(本愿共12个小题,每小题只有一个选项最符合愿意。每小题3分。共36分.)
1.(3分)下列估计最接近实际的是( )
A.一张报纸平铺在水平地面上产生的压强约为1000Pa
B.一个普通中学生站立在水平地面上对地面的压力约为50N
C.鲁能巴蜀中学教室的大气压可达到1000mmHg
D.海洋里100m深处的鱼受到海水的压强约为106Pa
2.(3分)如图所示,下列现象中,属于减小压强的是( )
A.压路机上质量很大的滚子
B.冬奥会上滑雪板长而宽
C.破窗锤敲击端做成锥形
D.盲道砖的条纹凸起
3.(3分)关于压力、压强,下列说法正确的是( )
A.竖直作用在物体表面上的力叫做压力
B.压力是由物体重力产生,大小总是等于重力
C.液体对容器的侧壁有压强,是由于液体具有流动性
D.液体压强计算公式p=ρgh中的h指待求点在液体中所处的高度
4.(3分)关于下列生活实例说法正确的是( )
A.船闸是利用连通器原理工作的
B.拦河坝下宽上窄,是因为水越深的地方压强越小
C.当人吸气时,外界的大气压比肺泡内的气压小
D.飞机的机翼能获得升力,是利用了流速越大的地方压强越大的原理
5.(3分)下列生活实例中,不是利用大气压强工作的是( )
A.用注射器注射药液 B.活塞式抽水机
C.瓷砖吸盘器 D.吸尘器
6.(3分)如图所示,物体在水平推力F的作用下,从桌子的边缘被推到中间。在此过程中,物体对桌面的压力和压强的变化情况是。( )
A.压力增大,压强增大 B.压力减小,压强不变
C.压力不变,压强增大 D.压力不变,压强减小
7.(3分)鲁能巴蜀中学小华用托里拆利实验装置测量出大气压的值后,进行了如下操作,下列说法正确的是( )
A.换用内径更大的玻璃管,管内外水银面高度差变小
B.往水银槽内倒入少量水银,管内外水银面高度差变小
C.将玻璃管略微倾斜,管内水银柱长度变长,管内外水银面高度差不变
D.将该装置从南山脚移至南山顶后,管内外水银面高度差变大
8.(3分)如图是小敏同学在探究甲、乙两种固体物质的质量和体积的关系时得出的图象。如果用上述两种物质做成甲、乙两个体积相同的实心正方体,把它们放在水平面上,则根据图象可知,甲、乙两物体对水平面的压强之比为( )
A.p甲:p乙=8:1 B.p甲:p乙=4:1
C.p甲:p乙=2:1 D.p甲:p乙=1:1
9.(3分)如图所示在两个完全相同的容器中,盛有质量相等的水和酒精(ρ酒精<ρ水),下列说法正确的是( )
A.甲容器盛的是酒精,乙容器盛的是水
B.甲、乙两容器底部受到的液体压强相等
C.甲容器底部比乙容器底部受到的液体压力小
D.在距各自液面相同深度的A、B两点液体压强相等
10.(3分)如图所示,放在细沙面上的饮料瓶子,内部剩有部分饮料,如将瓶盖旋紧后倒过来放在细沙面上,下列分析正确的是( )
A.倒放时液体对瓶塞的压强小于正放时液体对瓶底的压强
B.倒放时液体对瓶塞的压力小于正放时液体对瓶底的压力
C.倒放时瓶子对沙面的压强小于正放时瓶子对沙面的压强
D.例放时瓶子对沙面的压力大于正放时瓶子对沙面的压力
11.(3分)如图所示,甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.圆柱体受到的重力是8N
B.圆柱体受到的最大浮力是6N
C.圆柱体的密度是1.75×103kg/m3
D.当圆柱体刚浸没时,其下表面受到水的压力为14N
12.(3分)如图所示,完全相同的两个容器中分别装入甲、乙两种不同的液体,下列分析正确的是( )
A.若甲乙液体的质量相等,则A点的压强等于B点的压强
B.若甲乙液体的质量相等,则C点的压强小于D点的压强
C.若甲乙液体对容器底部的压强相等,则甲液体的质量等于乙液体的质量
D.若甲乙液体对容器底部的压强相等,则甲液体的质量小于乙液体的质量
二、填空作图题(本题共10个小题,第22小题作图2分,其余每空1分。共20分.)
13.(2分)物理学史上,最早证明大气压强存在的实验是 实验,一个标准大气压能够托起的水银柱高度为 mm。
14.(2分)如图所示,A、B是两个上端开口的容器,它们构成的是一个 ;当用一个管子沿B容器口吹气时,A容器中的液面会 。(填“上升”“下降”或“不变”)
15.(2分)如图所示,某同学将自制的一只水气压计,从重庆带到武汉,发现玻璃管中水柱高度下降,这表明武汉的气压比重庆 (选填“高”或“低”),气压计中水对容器底部的压强 (选填“变小”、“不变或“变大”)。
16.(2分)用细线拴住一块边长为10cm、重150N的正方体物块,使其浸没在水中保持静止,物块未与容器接触,物块所受浮力大小为 N,细线对物块的拉力是 N。
17.(2分)如图所示,是250mL的长方形牛奶包装盒,其内底面积为15cm,当牛奶深度只有10cm深时,盒内的牛奶对盒底部的压强为 Pa,牛奶对盒底部的压力为 N。(牛奶密度取1×103kg/m3)
18.(2分)A、B两正方体棱长之比为1:2,当它们如图所示放置时(A在B的中央),A和B的质量相等,则这两个正方体的密度之比为 ,A对B的压强和B对地的压强之比为 。
19.(2分)如图所示,质量和底面积都相同的两个容器甲、乙装有质量和深度均相等的两种不同液体,甲容器底部所受液体的压强 乙容器底部所受液体的压强;甲容器对桌面的压强 乙容器对桌面的压强(两空均选填“大于”、“小于”或“等于”)。
20.(2分)如图所示,将一长方体木块放入水平放置的圆柱形盛水容器中静止时,木块有的体积露出水面,这时容器底部受到水的压强跟木块未放入水中时相比,增大了120Pa,若在木块上放一铁块,使木块刚好全部压入水中,则铁块的重力与木块重力之比是 ,这时容器底部所受水的压强跟木块未放入水中时相比,增加了 Pa。
21.(2分)如图所示,边长分别为0.4m和0.2m的实心正方体A、B放置在水平地面上,A的密度为0.6×103kg/m3),B的密度为0.4×103kg/m3。物体A对地面的压强为 Pa。为使A、B对水平地面的压强相等,可以将物体A沿竖直方向切下质量Δm1叠放到物体B上,也可以将物体A沿水平方向切下质量Δm2叠放到物体B上,则Δm1与Δm2之比为 。
22.(1分)如图所示,物体静止在斜面上,画出物体对斜面压力的示意图。
23.(1分)如图,小球浮在水面上,画出小球受到的浮力示意图。
三、实验探究题(本题共3个小题,第23小题8分,第24小题8分,第25小题8分,共24分.)
24.(8分)如图甲、乙、丙所示,小妍利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察海绵的 来比较压力作用效果的,这里用到的研究方法是 法。
(2)通过比较图甲、乙,说明压力的作用效果与 有关。
(3)通过比较图 (填序号),说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较丙、丁两种情况后,小妍认为压力的作用效果还与接触面的材料有关,这个结论是 (填“正确”或“错误”)的,说明为了便于观察,我们在做此实验时应该选择面材质 (填“相同”或“不同”)且形变 (填“明显”或“不明显”)的材料来做实验。
(5)实验时,小妍将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关,你认为她在探究过程中存在的问题是 。
25.(8分)为了探究“影响液体内部压强大小的因素“,鲁能巴蜀中学初二学生进行如图所示的操作进行探究、甲装置U形管内装有已染色的水,密度取1.0×103kg/m3,实验装置经测试可以正常使用。
(1)如图甲,压强计 (选填“是”或“不是”)连通器,若在使用压强计前,将橡皮膜置于空气中,发现U形管内液面已有高度差,可以通过 (选填序号)方法可以进行调节。
A.从U形管内向外倒出适量水
B.向U形管内添加适量水
C.拆除软管重新安装
(2)调节好压强计,小明同学按照图1所示进行实验,比较丙、丁两图可知,液体内部压强与液体的 有关,在图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两液面的高度差将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)小明测得图乙中U形管左右两侧液面的高度差Δh=2cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差约为 Pa。小张同学提出若U形管左右两侧液面的高度差较小,测量时会导致较大误差,下面操作能增大U形管左右两侧液面高度差的操作是 。
A.将U形管换成更细的
B.将U形管换成更粗的
C.U形管中换用密度更小的液体
D.U形管中换用密度更大的液体
(4)小王同学在实验中灵机一动,他利用U形管压强计改装成如图2所示的测液体密度的密度计。A为固定支架,其作用是保证橡皮膜在不同的液体中深度均为10cm。U形管中盛水,其右管标有刻度值,为了便于读数,在U形管右管有一个指示液面位置(刻度值)的红色浮标。未测量时,U形管水面刚好与a相平,读数时,读取浮标所对的刻度值即可。当橡皮膜放入某液体中,浮标指示在b处,若ab间距离越大,则判断出待测液体密度 (选填“越大”或“越小”),当ab之间的距离为6cm时,则待测液体的密度为 g/cm3。
26.(8分)小李在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:弹簧测力计,实心圆柱体金属块,相同的大烧杯若干,水,密度未知的某种液体,细线等。
(1)小李进行了如图所示的实验,由A图可知该金属块的重力为 N,用弹簧测力计挂着金属块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力
计示数/N
2.2
2.0
1.7
1.7
1.9
(2)分析比较实验步骤A、D和 可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)分析实验步骤A、B、C、D,得出结论当液体密度一定时, 越大,浮力越大。
(4)分析实验数据,金属块浸没在水中时受到的浮力是 N,F图中液体的密度为 kg/m3。
(5)小李还想知道石块在水中所受浮力的大小等于什么,于是做了如图2所示“甲、乙、丙、丁”四步操作进行探究:
①以上操作的合理顺序是(只填“步骤代号”) ;
②小李通过一次实验,得出的结论F浮=G排,同学们认为他的做法不合理,理由是 。
③小李利用测量数据,计算出了石块的密度ρ石= kg/m3。
四、论述计算题(本题共3个小题,第26小题6分,第27小题6分,第28小题8分,共20分、解答应写出必娶的文字说明、步和公式,只写出最后结果的不能得分。)
27.(6分)如图所示,“玉兔二号”月球车在月球背面留下属于中国的第一道印记。登月前,在水平地面上进行测试,月球车的质量为120kg,车轮与地面接触的总面积为1.2×10﹣2m2。月球车静止在水平地面上,求:
(1)测试时,月球车的重力;
(2)测试时,月球车对水平地面的压强。
28.(6分)如图,底面积为60cm2的圆柱形容器(重力不计,壁厚不计),放在水平桌面上,容器内装有深为4000g的水,将一个质量为600g,体积是200cm3的合金球全部没入水中后,水未溢出。求:
(1)合金球没入水中后,合金球受到的浮力;
(2)合金球没入水中后,水对容器的压强。
29.(8分)如图所示,水平地面上放有上、下两部分均为柱形的薄壁容器,容器重10N,容器上、下两都分的横截面积之比为1:2,高度均为20cm,向容器中倒入2kg的水,深度为10cm。求:
(1)水对容器底面的压强;
(2)容器上部分横截面积为多少cm2;
(3)往容器内加水,当水的深度为多少cm时。水对容器底面的压力与容器对地面的压力相等。
2021-2022学年重庆十八中两江实验中学八年级(下)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本愿共12个小题,每小题只有一个选项最符合愿意。每小题3分。共36分.)
1.【解答】解:
A、一张报纸的重力约为0.1N,放在水平地面上,故它对地面的压力F=G=0.1N,
而一张报纸的长约50cm、宽约40cm,报纸与地面的接触面积S=50cm×40cm=2000cm2=0.2m2,
它对水平地面的压强约为:p===0.5Pa,故A不符合实际情况;
B、中学生的体重大约是500N,中学生对水平地面的压力:F=G=500N,故B不符合实际情况;
C、鲁能巴蜀中学的大气压强接近标准大气压,约为760mmHg,故C不符合实际;
D、海洋里100m深处的鱼受到海水的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×100m=1.0×106Pa,故D符合实际。
故选:D。
2.【解答】解:A、压路机上质量很大的滚子,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故A不符合题意;
B、冬奥会上滑雪板长而宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B符合题意。
C、破窗锤敲击端做成锥形,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C不符合题意。
D、盲道砖的条纹凸起,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故D不符合题意。
故选:B。
3.【解答】解:A、压力是垂直作用在物体表面上的力,不是竖直作用在物体表面上的力,故A错误;
B、压力是不一定是由物体重力产生,如压在竖直面上的物体产生的压力;自由放置在水平面上的物体对接触面的压力大小等于重力,其它情况压力不一定等于重力,故B错误;
C、液体对容器的侧壁有压强,是由于液体具有流动性,故C正确;
D、液体压强计算公式p=ρgh中的h是指所求点到自由液面的距离,故D错误。
故选:C。
4.【解答】解:A、船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,故A正确;
B、由于液体的压强随深度的增加而增大,河水的深度越深、压强越大,所以为了使拦河坝能承受更大的水压,把拦河坝设计成下宽上窄的形状,故B错误;
C、人吸气时,胸腔扩张,肺部的容积增大,压强减小,从而使体内的压强小于外部的大气压;在大气压的作用下,体外的新鲜空气经鼻孔、气管等进入肺部,故C错误;
D、飞机的机翼能获得升力,是利用了流速越大的地方压强越小的原理,故D错误。
故选:A。
5.【解答】解:A、用注射器注射药液时,是在外力的作用下将药液注入的,与大气压无关,故A符合题意;
B、活塞式抽水机通过活塞上移或叶轮转动使抽水机内水面上方的气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来,利用了大气压,故B不合题意;
C、瓷砖吸盘器用塑料吸盘“吸住”瓷砖,把吸盘内的空气排出,大气压就把吸盘紧压在了瓷砖上,利用了大气压,故C不合题意;
D、用吸尘器吸尘土时,吸出管中的部分空气,使吸管内的气压减小,尘土在大气压的作用下进入吸尘器中,利用了大气压,故D不合题意。
故选:A。
6.【解答】解:物体在水平推力F的作用下,从桌子的边缘被推到中间,物体和桌面之间的接触面积增大,即受力面积增大,而在水平桌面上物体对桌面的压力等于重力不变,根据公式p=可得,对桌面的压强将减小,故D正确,ABC错误。
故选:D。
7.【解答】解:AB、在托里拆利实验中,由于玻璃管内外水银面高度差所产生的压强等于外界大气压,只要外界大气压不变,管内外水银面高度差就不变,与玻璃管的粗细、倾斜程度、槽中水银的多少无关、玻璃管内径的大小不会影响水银柱的高度,故AB错误;
C、将玻璃管稍微倾斜,高度不变,但长度增大,故水银进入管内质量增加,故C正确;
D、将装置从山脚移至山顶,高度增加,大气压减小,管内、外水银面高度差变小,故D错误。
故选:C。
8.【解答】解:由图知,ρ甲===8g/cm3,ρ乙===1g/cm3,
∴==,
∵G=mg=ρvg,甲、乙两正方体的体积相同,
∴===,
∵甲、乙两正方体的体积相同,
∴甲、乙两正方体的底面积相同,
即:地面的受力面积相同,
∵放在水平地面上,
∴对地面的压力:F=G,
∴对地面的压强:
====。
故选:A。
9.【解答】解:A、已知甲乙容器中液体的质量相等,又因为酒精的密度小于水的密度,根据V=可知体积多的液体为酒精,故甲为水,乙为酒精,故A错误;
BC、对于直壁容器,液体对容器底压力等于液体的重力,液体的质量相同、重力相同、压力相同,故甲容器与乙容器底部受到的压力相同,且容器的底面积相同,由p=知,甲、乙两容器底部受到的压强相等,故B正确、C错误;
D、A、B两点所处的深度相同,而液体的密度不同,根据液体压强公式p=ρgh可知A、B两点液体压强不相等,故D错误。
故选:B。
10.【解答】解:A、由图所示,放在沙面上的饮料瓶子,内部剩有饮料。瓶塞旋紧后倒过来时,液体的深度变大,根据液体压强p=ρgh,可知倒过来后液体对瓶塞的压强变大,故A错误;
B、倒放时液体对瓶塞的压力小于液体的重力,正放时液体对瓶底的压力等于液体的重力,故倒放时液体对瓶塞的压力小于正放时液体对瓶底的压力,故B正确;
CD、瓶子对沙面的压力等于液体和瓶子所受到的总重力,瓶子倒置后总重力不变,对沙面的压力不变,由图可知,瓶子倒置后瓶子与沙面的接触面积S减小,由p=可知,瓶子对沙面的压强增大,故CD错误。
故选:B。
11.【解答】解:
A、由图乙可知,0~4cm时,弹簧测力计示数为14N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,圆柱体重力:G=F拉=14N,故A错误;
B、由图乙可知,8~12cm时,圆柱体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,则圆柱体受到最大的浮力:F浮=G﹣F=14N﹣6N=8N,故B错误;
C、圆柱体完全浸没时,其体积等于排开水的体积,由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得,
物体的体积:V=V排===8×10﹣4m3,
由公式G=mg可求出物体的质量:m===1.4kg,
则圆柱体密度:ρ物===1.75×103kg/m3,故C正确。
D、由图可知,物体刚好浸没时,上表面没有水,不受向下的压力,所以其下表面受到水的压力为F压=F向上=F浮=8N,故D错误。
故选:C。
12.【解答】解:A、由图可知,甲、乙两容器内液体的体积关系为V甲液>V乙液,因两容器中的液体质量相等,所以由m=ρ液V可知,两容器内液体的密度关系为ρ甲液<ρ乙液;
两容器完全相同,则容器中向外凸出部分的容积V凸相同,因ρ甲液<ρ乙液,所以由G=mg=ρVg可知乙容器中凸出部分的液体重力较大,而两容器中液体的总重力相等,则两容器中柱形部分的液体重力G甲液′>G乙液′,所以由F=G柱液可知,两容器中液体对容器底部的压力F甲液>F乙液;又因为两个容器完全相同,其底面积相同,所以由压强定义式可知,两液体对容器底部的压强p甲液>p乙液﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由图可知,A、B两点到容器底部的距离相等,由p=ρ液gh和ρ甲液<ρ乙液可知,A、B两点到容器底部的压强关系为pA下<pB下﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;
因p甲液>p乙液,所以,由pA上+pA下>pB上+pB下可知,pA上>pB上,即甲容器中液体对A点的压强大于乙容器中液体对B点的压强,故A错误;
B、由图可知,C、D两点到容器底部的距离相等,由p=ρ液gh和ρ甲液<ρ乙液可知,C、D两点到容器底部的压强关系为pC下<pD下﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③;
因p甲液>p乙液,所以,由pC上+pC下>pD上+pD下可知,pC上>pD上,即甲容器中液体对C点的压强大于乙容器中液体对D点的压强,故B错误;
CD、若甲乙对容器底部的压强相等,因两容器相同,由F=pS知甲乙对容器底部的压力相等,则容器竖直方向上的甲的质量等于乙的质量,所以ρ甲<ρ乙,即容器凸起部分的甲的质量小于乙的质量,所以甲液体总质量小于乙总液体质量,故C错误、D正确。
故选:D。
二、填空作图题(本题共10个小题,第22小题作图2分,其余每空1分。共20分.)
13.【解答】解:(1)马德堡半球实验用两个中间抽成真空而压合在一起的铜半球有力地证明了大气压的存在;
(2)意大利科学家托里拆利,利用一根玻璃管测出了大气压所能支持的水银柱的高度,是760mm;
故答案为:马德堡半球;760。
14.【解答】解:A、B是两个上端开口、下部相连通的容器,所以它们构成的是一个连通器,连通器中装有液体保持静止时,液面相同,A、B两容器上方都是大气压。当用一个管子沿B容器口吹气时,B的上方空气流速快,压强小,A容器上方的大气压不变,在大气压的作用下,B中的液面在A液面上方的大气压的作用下上升,A容器的液面就会下降。
故答案为:连通器;下降。
15.【解答】解:(1)因瓶内空气的压强不变,如果玻璃管中水柱高度下降,说明外界大气压增大,水柱在外界大气压的作用下高度下降。大气压随海拔高度的增加而减小,随海拔的降低而增大,所以如果只考虑海拔对大气压的影响,武汉的气压比重庆高;
(2)玻璃管中水柱高度下降,由p=ρgh可知水对容器底部的压强变小。
故答案为:高;变小。
16.【解答】解:(1)物块的体积:
V=L3=(10cm)3=1000cm2=0.001m3,
因为物块浸没在水中,所以物块排开水的体积:
V排=V=0.001m3,
则物块所受浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N;
(2)物块静止时,受到的竖直向上的浮力和拉力与其受到的竖直向处的重力平衡,大小相等,因此细线对物块的拉力:F=G﹣F浮=150N﹣10N=140N。
故答案为:10;140。
17.【解答】解:牛奶的深度h=10cm=0.1m,
牛奶对盒子底部的压强:p=ρ牛奶gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=103Pa;
底面积S=15cm2=0.0015m2;
牛奶对盒子底部的压力为:F=pS=103Pa×0.0015m2=1.5N。
故答案为:103;1.5。
18.【解答】解:(1)两正方体的体积之比:
==()3=()3=,
由ρ=可知,两正方体的密度之比:
===;
(2)A对B的压力:
F1=G1=mg,
B对水平地面的压力:
F2=G1+G1=mg+mg=2mg,
由p=可知,A对B的压强和B对地的压强之比:
==×=××=×()2=。
故答案为:8:1;2:1。
19.【解答】解:(1)因为液体的质量相同,并且V甲<V乙,所以由ρ=可知,ρ甲>ρ乙;
两容器中的液体深度h相同,ρ甲>ρ乙,根据公式p=ρgh可得,p甲>p乙。
(2)根据压强公式p=,质量和底面积都相同的两个容器对桌面的压强大小相等。
故答案为:大于;等于。
20.【解答】解:设木块的体积为V;木块重力为G1,铁块的重力为G2,水的密度为ρ。
(1)由F浮=ρ液gV排得,当木块单独漂浮在水面上时,此时木块受到的浮力:F1=ρgV,
由于漂浮,由G=mg和可得,木块受到的重力等于浮力,即G1=ρgV ①。
(2)当在木块上放一铁块,使木块刚好全部压入水中时,此时的木块排开的水的体积等于其本身的体积V,所以木块受到的浮力:F2=ρgV。
此时的木块和铁块漂浮在水面上,木块受到的浮力等于两者重力之和,即G1+G2=ρgV ②。
将①式代入②,即可求得G2=ρgV。
由此可得铁块重力和木块重力之间的关系:=。
(3)当V排等于V时,此时的压强增大了120Pa,即若将总体积分成四等份,每浸入水中一等份,水对容器底的压强增大40Pa,
根据公式可知,压强增大量与排开水的体积成正比。
==
即与木块未放入放入水中相比,水的压强增大量△p=ρg△h=,第2次排开水的体积是第1次的倍。
则水的压强增大量△p=×120Pa=160Pa,
在木块上放一铁块,使木块刚好全部压入水中时相对于没放铁块时,木块浸入水中的体积又增加了一等份,所以水对容器底的压强又增大了160Pa。
故答案为:1:3;160。
21.【解答】解:(1)物体A的质量为:mA=ρAVA=0.6×103kg/m3×(0.4m)3=38.4kg;
物体A对地面的压强为:
pA=====ρAghA=0.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.4m=2352Pa;
(2)B物体的质量为:
mB=ρB VB=0.4×103kg/m3×(0.2m)3=3.2kg,
A、B对水平地面的压强相等pA′=pB′,SA=(0.4m)2=0.16m2,SB=(0.2m)2=0.04m2,
A竖直切去的质量为Δm1时,由pA=ρAghA可知,A对地面的压强不变,此时p==,
即 =,代入数据得:=,
解得:Δm1=6.4kg;
A水平切去的质量为m2时,p′==,
即 =,代入数据得:=,
解得:Δm2=5.12kg;
则Δm1与Δm2之比为==。
故答案为:2352;5:4。
22.【解答】解:压力的作用点在接触面的中点处,从压力的作用点开始沿垂直于斜面向下的方向画一条线段,在线段的末端画上箭头,并标上符号F,如下图所示:
23.【解答】解:小球漂浮,在水中受重力和浮力作用,且这两个力平衡,则F浮=G;浮力方向竖直向上,作用点在小球的重心,由题意只画出浮力的示意图即可,如图所示:
三、实验探究题(本题共3个小题,第23小题8分,第24小题8分,第25小题8分,共24分.)
24.【解答】解:(1)根据转换法,实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。
(2)分析图甲和图乙,受力面积一定,乙中压力大,压力作用的效果越明显,可以得出结论:在受力面积一定时,压力越大,压力作用的效果越明显;说明压力的作用效果与压力的大小有关;
(3)比较乙、丙两图知,压力相同,乙中受力面积小,作用效果明显,可以得出的结论是:在压力相同的情况下,受力面积越小,压力作用效果越明显;
(4)比较丙、丁两种情况后,小妍认为压力的作用效果还与接触面的材料有关,这一结论是错误的。压力的作用效果可以通过受压面形变的程度来体现出来,但在比较压力作用效果时,必须要选用容易形变的不同材料来进行实验;
(5)研究压力的作用效果与受力面积的关系要控制压力大小相等,将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,对支持面的压力大小发生了改变,故他在探究过程中存在的问题是:没有控制压力大小不变。
故答案为:(1)凹陷程度;转换;(2)压力;(3)乙、丙;(4)错误;不同;明显;(5)没有控制压力大小不变。
25.【解答】解:(1)U形管本身是一个连通器,但与压强计的探头连接后,一端被封闭,不符合“上端开口,底部连通”这一特点,因此,不是连通器;若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的;故C正确;
(2)比较丙、丁两图可知,将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,即深度相同,盐水的密度大,同一深度液体压强大,U形管的高度差变大;
(3)图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=2cm=0.02m,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa;探头在烧杯中的水的深度相同,根据p=ρgh可知,深度相同,液体的密度相同,加在探头上的压强相同,比较U形管中液体的密度,酒精的密度最小,盐水的密度最大,当U形管中是酒精时,根据p=ρgh可知,U形管左右两侧液面的高度差最大,故C符合题意;
(4)当橡皮膜放入某液体中,右管升高6cm,左管下降6cm,左右两管相差12cm,ab间距离越大,根据液体压强公式p=ρgh可判断出待测液体密度越大,
根据液体压强计受到的压强等于左右两管水产生的压强差,
所以,p液=p,
所以,ρ液gh液=ρ水gh水,
所以,==,
所以,ρ液=1.2ρ水=1.2×1.0×103kg/m3=1.2g/cm3。
故答案为:(1)不是;C;(2)密度;不变;(3)200;C;(4)越大;1.2。
26.【解答】解:(1)小李进行了如图所示的实验,由A图可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,则其示数为2.7N,该金属块的重力为2.7N;
(2)分析比较实验步骤A、D和E,金属块浸没在水中,深度不同,但所受浮力相同,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)分析实验步骤A、B、C、D,随着金属块排开液体的体积增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,金属块所受浮力也增大,可以得出结论:液体密度一定,物体排开液体的体积越大,浮力越大;
(4)金属块在水中受到的浮力为:F浮=G﹣F=2.7N﹣1.7N=1N;
金属块排开的水的体积为:V排===1×10﹣4m3,
F中金属块受到的浮力为:F浮′=G﹣F'=2.7N﹣1.9N=0.8N;
F中液体的密度:ρ液===0.8×103kg/m3;
(5)①实验中要先测空桶的重力和石块的重力,然后再把石块没入水中,测出石块受到的拉力,根据称重法求出浮力;最后再测出桶和溢出水的重力得出排开水的重力,因此合理的实验步骤是:丁、甲、丙、乙;
②一次实验得出结论,偶然性较大,结论不具备普遍性,应改变实验条件,多次实验;
③石块浸没在水中时受到的浮力:
F浮石=G﹣F水′=8N﹣6N=2N,
因石块完全浸没在水中,
所以,根据F浮=ρgV排可得,石块的体积:
V=V排===2×10﹣4m3,
由G=mg可知,石块的质量:
m===0.8kg
石块的密度:
ρ===4×103kg/m3。
故答案为:(1)2.7;(2)E;(3)物体排开液体的体积;(4)1;0.8×103;(5)①丁、甲、丙、乙;②一次实验得出结论,偶然性较大,结论不具备普遍性,应改变实验条件,多次实验;③4×103。
四、论述计算题(本题共3个小题,第26小题6分,第27小题6分,第28小题8分,共20分、解答应写出必娶的文字说明、步和公式,只写出最后结果的不能得分。)
27.【解答】解:(1)测试时,月球车的重力:G=mg=120kg×10N/kg=1200N;
(2)因测试时月球车对水平地面的压力和自身的重力相等,
所以,月球车对水平地面的压强:p====1×105Pa。
答:(1)测试时,月球车的重力为1200N;
(2)测试时,月球车对水平地面的压强为1×105Pa。
28.【解答】解:(1)由题意可知,合金球部没入水中后排开水的体积:
V排=V=200cm3=2×10﹣4m3,
则合金球没入水中后,合金球受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N;
(2)未放入金属球时水对圆柱形容器底的压强为:
p=====×104Pa,
合金球没入水中后,水面上升的高度为:
Δh===m,
水对容器底的增加的压强为:
Δp=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×m=×103Pa,
所以合金球没入水中后水对容器的压强为:
p'=p+Δp=×104Pa+×103Pa=7×103Pa。
答:(1)合金球没入水中后,合金球受到的浮力为2N;
(2)合金球没入水中后,水对容器的压强为7×103Pa。
29.【解答】解:(1)容器内水的深度:h=10cm=0.1m,
水对容器底面的压强:p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
(2)由ρ=可知,容器内水的体积:V水===2×10﹣3m3,
容器下部分横截面积:S下===0.02m2=200m2;
由上下两部分的横截面积之比为1:2,所以,容器上部分的横截面积:S上=S下=×0.02m2=0.01m2=100cm2;
(3)因柱形的薄壁容器重10N,所以,圆柱形下部分装满水前,容器对地面的压力大于水对容器底部的压力,
设容器内水的深度为h′时,水对容器底面的压力与容器对地面的压力相等,容器上下两部分的高度为h上=h下=20cm=0.2m,
此时容器内水的体积:V水′=S下h下+S上(h′﹣h下)=0.02m2×0.2m+0.01m2×(h′﹣0.2m)=0.002m3+0.01m2×h′,
容器内水的重力:G水′=m水′g=ρ水V水′g=1×103kg/m3×(0.002m3+0.01m2×h′)×10N/kg=20N+100N/m×h′,
容器对地面的压力:F′=G容+G水′=10N+20N+100N/m×h′=30N+100N/m×h′,
水对容器底面的压力:F水=p水′S下=ρ水gh′S下=1×103kg/m3×10N/kg×h′×0.02m2=200N/m×h′,
由F′=F水可得,30N+100N/m×h′=200N/m×h′,
解得:h′=0.3m。
答:(1)水对容器底面的压强为1000Pa;
(2)容器下部分横截面积为200cm2;
(3)往容器内加水,当水的深度为0.3m时,水对容器底面的压力与容器对地面的压力相等。
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