2022-2023学年河南省信阳市潢川县八年级(下)期末物理试卷(含解析)
展开这是一份2022-2023学年河南省信阳市潢川县八年级(下)期末物理试卷(含解析),共18页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年河南省信阳市潢川县八年级(下)期末物理试卷
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
第I卷(选择题)
一、单选题(本大题共6小题,共12.0分)
1. 下列生活现象与其对应的物理知识,说法不正确的是( )
A. 如图1所示,大气压把饮料压入口中
B. 如图2所示,由于惯性,刹车时人体容易前倾
C. 如图3所示,拉弓时,弓变弯说明力的作用是相互的
D. 如图4所示,盘山公路可以省力但费距离
2. 2022年北京冬奥会上,中国队以9金4银2铜完美收官,位列奖牌榜第三。冰球作为比赛项目之一,近年来越来越被大众喜爱。如图为中国队与美国队冰球比赛的瞬间,下列说法中正确的是( )
A. 冰球运动员在加速滑行过程中,运动状态不变
B. 运动员手持球杆击球时,球杆对球的力与手对球杆的力是一对平衡力
C. 运动员滑行时不能立即停下来,是因为运动员具有惯性
D. 运动员站在水平冰面上时,冰面对人的支持力与人受到的重力是一对相互作用力
3. 甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同一个鸡蛋先后放入其中。当鸡蛋静止时,两个杯子中液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示。则( )
A. 甲杯底部所受的液体压力较大 B. 乙杯底部所受的液体压强较大
C. 鸡蛋在甲杯里排开液体的质量较大 D. 鸡蛋在乙杯中受到液体的浮力较大
4. 下列工具在使用时,属于费力杠杆的是( )
A. 钓鱼竿 B. 独轮车
C. 瓶盖起子 D. 羊角锤
5. 2022年海军节到来之际,人民海军再次传出好消息第二艘075型两栖攻击舰正式官宣亮相,根据央视报道,这艘075型2号舰命名“广西舰”,舷号“32”。下列针对该舰的说法正确的是( )
A. “广西舰”在海面静止时,甲板上的直升飞机起飞后,受到的浮力不变
B. “广西舰”受到的重力一定大于其浮力
C. “广西舰”受到浮力的方向总是竖直向下
D. “广西舰”在海面静止时,直升飞机降落甲板上后,该舰排开水的体积会增大
6. 2022年5月10日,天舟四号货运飞船成功发射,将为神舟十四号航天员6个月的在轨驻留、空间站组装建造等空间应用领域提供物资保障。货运飞船在离地加速上升的过程中,下列说法正确的是( )
A. 动能减小 B. 重力势能减小
C. 重力势能转化为动能 D. 机械能增加
二、多选题(本大题共2小题,共4.0分)
7. 力学知识的应用在我们的生活中随处可见,图中的物理情景中描述正确的是( )
A. 甲图中跳水运动员起跳后上升过程中,跳板对运动员做了功
B. 乙图中关闭上游阀门A和下游阀门B,闸室和上游构成连通器
C. 丙图中瓶盖上设计有条纹,是通过使接触面更粗糙的方法来增大摩擦力
D. 丁图中小丽穿溜冰鞋推墙,她对墙的推力与墙对她的作用力是相互作用力
8. 如图所示,滑轮组将重50N的物体A以0.2m/s的速度沿水平地面匀速向左拉动了1m,拉力F大小为10N,滑轮组的机械效率为80%,下列说法中错误的是( )
A. 绳子自由端移动的距离为2m B. 拉力F做功的功率为2W
C. 对物体A做的有用功为8J D. 物体A受水平地面的摩擦力为16N
第II卷(非选择题)
三、填空题(本大题共6小题,共14.0分)
9. 如图甲所示,物体A受到F1=10N的水平拉力的作用。在水平面上做匀速直线运动,则物体A受到的摩擦力大小为______N;如果在物体A上面再放一个物体B.使A、B一起在水平拉力F2作用下做匀速直线运动,则F2______F1(选填“<”、“=”或“>”)。
10. 如图所示,A、B为两个等高圆柱形容器,容器内部的底面积之比为2:1,都装满水。水对容器底部的压强之比为______,水对容器底部的压力之比为______。
11. 如图所示,跳伞运动员在空中匀速直线下降,在此过程中运动员和伞的动能______ (选填“增大”、“减小”或“不变”),重力势能______ (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
12. 两个滑轮组合后匀速提升重20N的物体,如图所示,其中A是______滑轮;若不计摩擦和滑轮重,F的大小为______N;要使重物上升1m,绳子自由端应拉下______m。
13. 如图所示,一木块沿固定光滑斜面下滑,木块(不计大小)的重力为10N,所受支持力为8N,则木块由斜面顶端滑到底端的过程中,重力做功为______ J,支持力做功为______ J。
14. 如图所示,逃生安全锤有一端设计成锥形,这样设计是为了______受力面积,从而______压强来破坏玻璃窗逃生。使用某逃生安全锤垂直击打车窗玻璃时,用50N的力即可击破玻璃,安全锤的受力面积约为1mm2,则击打时玻璃受到的压强约为______Pa。(前两空填“增大”或“减小”)
四、作图题(本大题共2小题,共4.0分)
15. 如图所示,小洛将一枚鸡蛋放入盛有水的容器中,鸡蛋下沉,请画出鸡蛋下沉过程中受力的示意图。
16. 如图是常见的一种活塞式抽水机的示意图,在图中画出手柄所受动力F1的力臂l1和阻力F2。
五、实验探究题(本大题共3小题,共19.0分)
17. 小玉观看2022年冬奥会,发现冰壶运动员在冰面上来去自如,是因为两只鞋底不同,如图甲所示。她猜想滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。为了模拟运动员的鞋底,她选用了上下表面粗糙程度不同的木块,做了如下实验。
(1)如图乙所示,小玉用弹簧测力计,在水平桌面上,______ 拉动木块,此时弹簧测力计的示数为______ N。
(2)将乙图中的木块______ ,重复上述操作,弹簧测力计的示数为4.0N;经分析可得出:当______ 一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越______ 。
(3)同组的小明想进一步验证小玉的结论是否正确,于是取来了10g、50g砝码各一个,进行了丙、丁实验(如图所示)。当进行丁实验时,弹簧测力计示数达到最大值时仍无法拉动木块。为了使用现有器材就能完成此实验,可采用的操作方法是______ 。
18. 在学完浮力知识后,小高同学想自己动手验证阿基米德原理,她找来弹簧测力计、烧杯、小桶、小木块和小石块进行了如图所示的操作。
(1)请将如图所示的实验步骤按合理的顺序进行排列:______ 。
(2)由图可知小石块浸没后受到的浮力为______ N;由图______ 可知小石块排开水所受的重力.
(3)小高获得的实验结论是______ 。
(4)小高进一步思考:如果实验中物体没有完全浸入水中,能否验证阿基米德原理?正确的观点是______ (选填“能”或“不能”)验证。
(5)该实验不仅能验证阿基米德原理,同时也能算出小石块的密度,为______ kg/m3。(ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
19. 下面是小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中的情景,请你回答下列问题。
(1)应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在______位置平衡,这样做是为了便于测量______。
(2)图甲中是小明同学前两次实验的情景。实验时所用的每个钩码重均为0.5N,杠杆上刻线的间距为5cm,部分实验数据记录如下表,请将表格中的实验数据补充完整。
实验次数
动力(F1/N)
动力臂(L1/cm)
阻力(F2/N)
阻力臂(L2/cm)
1
1.5
10
1
2
1
20
10
(3)如图乙所示是第3次实验,此时杠杆已处于平衡状态。若小明分别同时拿走两边下方的两个钩码,则杠杆的______(填“左”或“右”)端将下沉。为使杠杆重新恢复水平平衡,小明应将左侧剩余的两个钩码移至______点处。
(4)该实验中多次改变力和力臂的大小,从而得到多组数据。这样做的目的是______。
六、计算题(本大题共2小题,共17.0分)
20. 潜水艇为增强国防力量,维护祖国安定发挥了重要作用。潜水艇截面如图所示,通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重,从而使其下沉或上浮。我国某型号潜水艇的总体积为2×103m3,水舱未充海水时潜水艇总重为1.26×107N,最大下潜深度可达400m。海水密度取1.03×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)最大下潜深度处的海水压强;
(2)潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力;
(3)潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量。
21. 如图是某款油电混动小汽车,部分信息如表。某次测试,质量50kg的测试员驾驶该车以72km/h的速度匀速直线行驶0.5h。g取10N/kg。
空车质量
950kg
车轮与地面接触总面积
0.1m2
(1)测试员进入车内未启动汽车时,求该车对水平地面的压强。
(2)前进时牵引力为1000N,求牵引力做的功及功率。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A、用吸管吸饮料时,先吸走管中空气,使管中气压小于外界大气压,饮料在大气压的作用下进入口中,故A正确;
B、刹车时,人的脚由于摩擦随车一起减速,而人的上身由于惯性,继续保持原来的运动状态,所以身体容易前倾,故B正确;
C、拉弓时,弓变弯说明力可以改变物体的形状,故C错误;
D、盘山公路相当于斜面,可以省力但费距离,故D正确。
故选:C。
(1)吸管吸饮料时利用了大气压的作用;
(2)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;
(3)力可以改变物体的形状;
(4)盘山公路相当于斜面,可以省力但费距离。
本题通过生活中的现象,考查了大气压的应用、惯性现象、力的作用效果、斜面的应用等,有一定综合性。
2.【答案】C
【解析】解:A、冰球运动员在加速滑行过程中,其运动速度发生改变,因此运动状态发生改变,故A错误;
B、运动员手持球杆击球时,球杆对球的力与手对球杆的力同时作用在球和球杆上,是一对相互作用力,不是一对平衡力,故B错误;
C、运动员滑行时不能立即停下来,是因为运动员具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故C正确;
D、运动员站在水平冰面上时,冰面对人的支持力与人受到的重力是作用在同一物体上的两个力,符合二力平衡条件,是一对平衡力,不是一对相互作用力,故D错误。
故选:C。
(1)运动状态的改变包括速度大小和方向的改变;
(2)二力平衡条件: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;
(3)惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,任何物体都具有惯性,惯性大小只与物体的质量有关,与运动状态无关;
(4)相互作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
本题考查了平衡力和相互作用力的区分、惯性、物体运动状态变化的判断等知识,具有一定的综合性,但难度不大。平衡力与相互作用力的主要区别是:平衡力是作用在同一物体上的两个力;相互作用力是作用在两个物体上的力。
3.【答案】B
【解析】解:
(1)由图可知,鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态,
∵物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,
∴同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等,都等于鸡蛋的重力,故D不正确,
∵F浮=G排=m排g,浮力相同,
∴鸡蛋排开液体的质量相同,故C不正确。
(2)∵ρ液>ρ物时物体漂浮,ρ液=ρ物时物体悬浮,
∴乙杯中盐水的密度大于甲杯中盐水的密度,
∵p=ρgh,且两杯中液面相平,
∴乙杯底压强大于甲杯底压强,故B正确;
∴根据F=pS可知:乙杯底压力大于甲杯底压力,故A不正确。
故选:B。
根据物体的浮沉条件判断两者所受浮力关系和液体密度关系,再根据p=ρgh判断对杯底的压强关系。
本题考查了物体浮沉条件和液体压强公式的应用,一定要掌握物体浮沉情况与密度的关系,同时要搞清不同状态下(漂浮、悬浮)物体所受重力与浮力的大小关系。
4.【答案】A
【解析】解:独轮车、瓶盖起子和羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,为省力杠杆;钓鱼竿在使用时,动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故BCD错误,A正确。
故选:A。
结合图片和生活经验分析动力臂和阻力臂的大小关系,当动力臂大于阻力臂时,是省力杠杆;当动力臂小于阻力臂时,是费力杠杆;当动力臂等于阻力臂时,是等臂杠杆。
此题重点考查杠杆的分类以及应用,属于基础题。
5.【答案】D
【解析】解:
A、广西舰静止时,甲板上的飞机起飞后,广西舰自身的重力减小,处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,受到的浮力变小,故A错误;
B、“广西舰”处于漂浮状态,则受到的浮力与重力相等,故B错误;
C、“广西舰”受到浮力的方向总是竖直向上,故C错误;
D、广西舰静止时,直升飞机降落甲板上后,广西舰自身的重力变大,处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,受到的浮力变大,根据F浮=ρgV排可知排开水的体积会增大,故D正确。
故选:D。
(1)根据物体的浮沉条件和阿基米德原理分析;(2)浮力的方向总是竖直向上。
本题考查了物体浮沉条件的应用、阿基米德原理的应用,难度不大。
6.【答案】D
【解析】解:货运飞船在离地加速上升的过程中,货运飞船的质量不变,速度变大,动能变大;质量不变,高度变大,重力势能变大;因机械能等于动能与势能之和,所以机械能变大,不是重力势能和动能之间的相互转化,故D正确。
故选:D。
(1)动能大小的影响因素:质量、速度;质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举的高度;质量越大,高度越高,重力势能越大。
(3)动能和势能统称为机械能。
本题考查了学生对动能、重力势能、机械能的了解与掌握,分析物体的质量、速度和高度的变化是关键。
7.【答案】CD
【解析】解:A、甲图中跳水运动员起跳后上升过程中,跳板对运动员没有力的作用,没有做功,故A错误;
B、关闭上游阀门A和下游阀门B,闸室和上游的底部没有连通,没有构成连通器,故B错误;
C、丙图中瓶盖上设计有条纹,是通过使接触面更粗糙的方法来增大摩擦力,故C正确;
D、丁图中小丽穿溜冰鞋推墙,她对墙的推力与墙对她的作用力大小相等、方向相反、作用在不同物体上,作用在同一条直线上,是一对相互作用力,故D正确。
故选:CD。
(1)做功的两个必要因素:一是有力作用在物体上,二是在力的方向上移动了距离。
(2)上端开口、底部互相连通的容器叫连通器。
(3)增大摩擦力的方法:增大压力,增大接触面的粗糙程度。
(4)相互作用力:大小相等、方向相反、作用在不同物体上,作用在同一条直线上。
本题考查功、连通器、摩擦力和相互作用力,属于综合题。
8.【答案】BC
【解析】解:A、由图可知,动滑轮上绳子的有效股数n=2,
绳子自由端移动的距离:s=2s物=2×1m=2m,故A正确;
B、绳子自由端的速度:v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s,
则拉力的功率:P=Wt=Fst=Fv=10N×0.4m/s=4W,故B错误;
C、拉力做的总功:W总=Fs=10N×2m=20J,
由η=W有用W总得拉力做的有用功:W有用=ηW总=80%×20J=16J,故C错误;
D、图中为水平滑轮组,克服摩擦力做的功为有用功,
根据W有用=fs物可得,物体受到水平地面的摩擦力:f=W有用s物=16J1m=16N,故D正确。
故选:BC。
(1)由图示可知,动滑轮上绳子的有效股数n=2,绳子自由端移动的距离s=2s物;
(2)绳子自由端移动的速度v=2v物,利用P=Wt=Fst=Fv求出拉力的功率;
(3)利用W=Fs求出拉力做的总功,再利用η=W有用W总求拉力做的有用功;
(4)利用W有用=fs物求出物体受到水平地面的摩擦力大小。
本题考查使用滑轮组时有用功、总功、功率的计算,要知道水平使用滑轮组时,克服物体摩擦力做的功为有用功。
9.【答案】10 >
【解析】解:在水平面上做匀速直线运动的物体,受到的摩擦力与拉力平衡,因此,物体A受到的摩擦力大小为10N;
如果在物体A上面再放一个物体B,使A、B一起在水平拉力F2作用下做匀速直线运动,由于接触面不变,压力增大,所以摩擦力增大,则F2>F1。
故答案为:10;>。
物体处于匀速直线运动状态时,受平衡力的作用,据此判断摩擦力的大小;根据摩擦力大小的影响因素可判断图乙中摩擦力大小的变化。
本题考查了利用平衡条件判断摩擦力的大小,以及对影响滑动摩擦力大小因素的理解,难度不大。
10.【答案】1:1 2:1
【解析】解:由题知,A、B为等高圆柱形容器,都装满水,水的深度相同,
∵p=ρgh,
∴水对容器底的压强相同,比值为1:1;
∵p=Fs,且容器内部的底面积之比为2:1,
∴水对容器底部的压力之比为2:1。
故答案为:1:1;2:1。
由题知,A、B为等高圆柱形容器,装满水,水的深度相同;根据液体压强公式得出水对容器底的压强关系;知道容器内部的底面积的大小关系,再根据F=ps求水对容器底压力的大小关系。
本题考查了学生对压强定义式和液体压强公式的掌握和运用,液体对容器底的压力和压强,要先计算液体对容器底的压强p=ρgh、再计算液体对容器底的压力F=ps。
11.【答案】不变 减小
【解析】解:跳伞运动员正在匀速下降,在此过程中,质量和速度不变,高度减小,所以运动员和伞的动能不变,重力势能减小。
故答案为:不变;减小。
(1)动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;
(2)重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。
掌握动能、重力势能、弹性势能、机械能大小的影响因素。掌握各种形式能的变化。
12.【答案】定 10 2
【解析】解:由图可知,滑轮A的轴固定不动,故滑轮A是定滑轮;
由图可知,n=2,若不计摩擦和滑轮重,F的大小为:F=1nG=12G=12×20N=10N,绳自由端移动的距离为:s=nh=2×1m=2m。
故答案为:定;10;2。
(1)定滑轮是轴固定不动的滑轮,使用定滑轮不省力但能改变力的方向;动滑轮是轴随物体一起运动的滑轮,能省一半的力;
(2)若不计摩擦和滑轮重,根据F=1nG求出拉力;
(3)根据s=nh求出绳自由端移动的距离。
本题主要考查学生对定滑轮的概念、滑轮组绳子端拉力及移动距离公式的理解和掌握,基础性题目。
13.【答案】0.6 0
【解析】解:木块由斜面顶端滑到底端的过程中,受到重力和支持力的作用,在重力的方向上通过了距离,在支持力的方向没有通过距离,所以重力对木块做功,支持力对木块不做功,即做功为0J。
木块在重力的方向上通过的距离:h=6cm=0.06m,
则重力做功:W=Gh=10N×0.06m=0.6J。
故答案为:0.6;0。
(1)物理学中的做功的两个必要条件:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动一段距离,二者缺一不可;
(2)根据做功的两个必要条件判断重力和支持力是否做功,如果做功,利用W=Gh或W=Fs计算。
此题考查功的计算,难度不大,掌握做功的两个必要条件是解答此题关键。
14.【答案】减小 增大 5×107
【解析】解:(1)逃生安全锤有一端设计成锥形,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,从而容易破坏玻璃窗逃生;
(2)逃生安全锤垂直击打车窗玻璃时的力F=50N,安全锤的受力面积S=1mm2=1×10−6m2,
则击打时玻璃受到的压强:p=FS=50N1×10−6m2=5×107Pa。
故答案为:减小;增大;5×107。
(1)增大压强的方法:在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强;
(2)知道逃生安全锤垂直击打车窗玻璃时的力和安全锤的受力面积,利用p=FS求出击打时玻璃受到的压强。
本题考查了增大压强的方法和压强的计算,计算过程要注意单位的换算。
15.【答案】解:鸡蛋受竖直向上的浮力及竖直向下的重力,两力在同条直线上,因为鸡蛋下沉,所以F浮
【解析】鸡蛋在水中受到重力和浮力两个力的作用,因为下沉,所以受到的重力大于浮力;据此画出受力示意图,画图时注意两力的大小关系。
本题考查了学生对物体的浮沉条件的掌握和运用以及力的作图,作图时应注意作图的要求,标明力的名称,注意力的大小、方向和作用点。
16.【答案】解:
过B点作竖直向下的力(即阻力F2);过支点O作垂直于动力作用线的垂线段L1.如图所示:
【解析】先确定阻力作用点(即B点),然后过阻力作用点表示阻力的方向(即竖直向下);
已知支点和动力的方向,过支点作力的作用线的垂线段(即力臂)。
此类题的关键是掌握杠杆五要素,然后根据杠杆的五要素作出相应的作用力或力臂。
17.【答案】匀速直线 2.4 上下颠倒 压力 大 将50g砝码取下换成10g砝码,重新实验
【解析】解:(1)在水平桌面上,用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动,此时物体受到拉力与摩擦力为一对平衡力,根据二力平衡知识可知,木块所受的滑动摩擦力大小为测力计示数,弹簧测力分度值为0.2N,测力计示数为2.4N,故木块所受的滑动摩擦力大小为2.4N;
(2)由题意知,要保持压力大小不变,增大接触面的粗糙程度,需将木块上下颠倒即可,弹簧测力计的示数变大为4.0N,可得当压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)由图知,小明用50g的砝码放到了木块的上方,弹簧测力计示数达到最大值时仍无法拉动木块,说明摩擦力太大,可选用10g的砝码将50g的换下,减小了压力,从而减小摩擦力完成实验。
故答案为:(1)匀速直线;2.4;(2)上下颠倒;压力;大;(3)将50g砝码取下换成10g砝码,重新实验。
(1)根据二力平衡,实验中需匀速拉动木块,此时摩擦力大小等于测力计的示数,根据测力计分度值进行读数;
(2)根据题目要求,实验中需改变接触面的粗糙程度,保持压力大小不变;
(3)接触面的粗糙程度相同,压力越大,滑动摩擦力越大,弹簧测力计的示数达到了最大值无法完成实验,说明摩擦力太大了,通过减小压力的方法来减小摩擦力。
掌握滑动摩擦力大小的影响因素,实验的注意事项,利用控制变量法探究滑动摩擦力大小的影响因素。
18.【答案】CBAD 1 CD 浸在水中的物体所受浮力大小等于它排开液体所受的重力 能 2.5×103
【解析】解:(1)在验证阿基米德原理的实验中,应先测量空杯的重力G杯,再测量实心物体的重力G物,然后将实心物体逐渐浸入到液体中,读出弹簧测力计的示数F拉,最后测量出溢出的液体和杯子的总重力G总,根据F浮=G物−F拉求出实心物体浸在液体中的浮力F浮,根据G排液=G总−G杯可求出溢出液体的重力G排液,比较F浮与G排液的大小即可得出阿基米德原理,所以正确的排列顺序是CBAD;
(2)根据步骤A、B和称重法可知石块浸没在水中受到的浮力为:
F浮=FB−FA=2.5N−1.5N=1N;
根据步骤C、D可知排开水的重力为:
G排=FD−FC=2N−1N=1N;
(3)由(2)可知,小石块浸没后受到的浮力为1N,小石块排开水所受的重力也为1N,二者相等,
由此可得实验结论:浸在水中的物体所受浮力大小等于它排开液体所受的重力;
(4)如果实验中物体没有完全浸没水中,物体受到的浮力减小,物体排开水的重力也减小,物体浸在水中的体积大小不影响阿基米德原理的验证;
(5)小石块的重力G石块=2.5N,所以小石块的质量:
m=Gg=2.5N10N/kg=0.25kg,
小石块浸没在水中的浮力F浮=1N,
F浮=ρ水gV排可得,小石块排开水的体积:
V排=F浮ρ水g=1N1.0×103kg/m3×10N/kg=1×10−4m3,
由于小石块浸没在水中,小石块排开水的体积等于小石块的体积,所以小石块的体积V=V排=1×10−4m3,
小石块的密度ρ=mV=0.25kg1×10−4m3=2.5×103kg/m3。
故答案为:(1)CBAD;(2)1;CD;(3)浸在水中的物体所受浮力大小等于它排开液体所受的重力;(4)能;(5)2.5×103。
(1)在验证阿基米德原理的实验中,应先测量空杯的重力G杯,再测量实心物体的重力G物,然后将实心物体逐渐浸入到液体中,读出弹簧测力计的示数F拉,最后测量出溢出的液体和杯子的总重力G总,根据F浮=G物−F拉求出实心物体浸在液体中的浮力F浮,根据G排液=G总−G杯可求出溢出液体的重力G排液,比较F浮与G排液的大小即可得出阿基米德原理;
(2)根据称重法可知小石块受到的浮力;排开水的重力等于排开的水和小桶重力之和减去空桶的重力;
(3)由小石块浸没后受到的浮力和小石块排开水所受的重力可得出结论;
(4)阿基米德原理适合物体部分浸没和全部浸没的液体中;
(5)知道小石块浸在液体中的浮力F浮,根据F浮=ρ水gV排可求出小石块排开水的体积,由于小石块浸没在水中,小石块排开水的体积等于小石块的体积,由此可求出小石块的体积,知道小石块的重力,根据G=mg可求出小石块的质量,根据ρ=mV可求出小石块的密度。
本题主要考查探究阿基米德原理的实验,阿基米德原理的应用,密度公式的应用,综合性较强,有一定难度。
19.【答案】(1)水平;力臂;(2)15;2;(3)左;E;(4)寻找普遍规律,避免结论的偶然性
【解析】
【分析】
本题考查了探究杠杆平衡条件的实验过程,从原理到实际操作、实验方法、数据分析等,考查较为全面,是我们应该掌握的重点实验。
(1)杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂,因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡,使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂;
(2)根据表格中提供的数据和杠杆平衡条件F1L1=F2L2进行计算;
(3)结合图乙的情形,根据杠杆平衡条件可求出两侧各去掉一个钩码后两侧的力与力臂的乘积,并做出判断;
(4)初中物理用实验探究物理问题时要进行多次实验,有的是为了多次测量求平均值来减小误差;有的是多次测量发现变化规律;有的是为了使实验结论具有普遍性。
【解答】
(1)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了便于测量力臂;
(2)根据F1L1=F2L2,第1次实验中:1.5N×10cm=1N×L2,所以L2=15cm;
同理,第2次实验中:1N×20cm=F2×10cm所以F2=2N;
(3)在图乙中,如果两侧各去掉两个钩码,则左侧:0.5N×2×5cm×3=15N⋅cm,右侧:0.5N×1×5cm×4=10N⋅cm,左侧的力与力臂的乘积大于右侧的力与力臂的乘积,所以杠杆的左侧下降;
为使杠杆恢复水平平衡,左侧力和力臂的积应为10N⋅cm,即0.5N×2×5cm×n=10N⋅cm,则n=2,故应移至E点处;
(4)本次实验多次改变力和力臂的大小,避免实验次数过少,导致实验结论具有偶然性,使得出的实验结论具有普遍性,避免偶然性。
故答案为:(1)水平;力臂;(2)15;2;(3)左;E;(4)寻找普遍规律,避免结论的偶然性。
20.【答案】解:(1)最大下潜深度处的海水压强为:
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×400m=4.12×106Pa;
(2)潜水艇完全潜入海水中,潜水艇受到的浮力为:
F浮=ρgV排=1.03×103kg/m3×10N/kg×2×103m3=2.06×107N;
(3)潜水艇悬浮在海水中时,受力平衡,浮力等于潜水艇重力和充入海水的重力之和,即:F浮=G艇+G海水;
水舱至少充水重力为:G海水=F浮−G艇=2.06×107N−1.26×107N=8×106N,
充水质量为:m=G海水g=8×106N10N/kg=8×105kg。
答:(1)最大下潜深度处的海水压强为4.12×106Pa。
(2)潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力为2.06×107N。
(3)潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量为8×105kg。
【解析】(1)知道海水深度、密度,根据液体压强公式求出液体压强。
(2)知道潜水艇的体积、水的密度,根据阿基米德原理求出完全潜入海水时受到的浮力。
(3)潜水艇完全潜入海水中悬浮时,潜水艇受到的浮力等于总重,知道水舱未充水的重力,可以求出至少增加水的重力,求出增加水的质量。
本题主要考查了液体压强、漂浮和悬浮条件、阿基米德原理等知识;当物体漂浮和悬浮时,首先要考虑浮力等于重力,一般情况下,这个条件都是非常重要的。
21.【答案】解:(1)测试员进入车内未启动汽车时,该车对水平地面的压力等于车和人的总重力:F=G=mg=(950kg+50kg)×10N/kg=1×104N,
该车对水平地面的压强为:p=FS=104N0.1m2=1×105Pa;
(2)根据速度公式得,测试员驾驶该车行驶的路程:s=vt=72km/h×0.5h=36km=3.6×104m,
牵引力做功:W=F牵s=1000N×3.6×104 m=3.6×107J,
牵引力做功的功率:P=Wt=3.6×107J0.5×3600s=2×104W。
答:(1)测试员进入车内未启动汽车时,该车对水平地面的压强为1×105Pa;
(2)前进时牵引力为1000N,牵引力做的功为3.6×107J,功率为2×104W。
【解析】(1)利用F=G=mg可求出对水平地面的压力,再利用p=FS可求出该车对地面的压强;
(2)已知汽车的牵引力,先利用s=vt求出汽车行驶的路程,再利用W=Fs可求出牵引力做的功,利用P=Wt可求出牵引力做功的功率。
本题考查了压强、速度、功、功率的计算,难度不大,属于基础性题目。
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