福建省福州屏东中学2023-2024学年下学期八年级期中考物理试卷(原卷版+解析版)
展开(全卷共8页,六大题,共35小题。满分100分:考试时间90分钟)
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一、选择题(每题2分,共28分)
1. 一位科学家曾经做了杯水裂桶实验证明液体有压强,并以其名字命名为压强单位的是( )
A. 牛顿B. 帕斯卡C. 伽利略D. 爱因斯坦
【答案】B
【解析】
【详解】A.牛顿被命名为力的单位,故A不符合题意;
B.法国科学家帕斯卡在液体压强研究方面取得重要成就,其名字被命名为压强的基本单位,故B符合题意;
C.伽利略是第一个把实验引进力学的科学家,他利用实验和数学相结合的方法确定了一些重要的力学定律,故C不符合题意;
D.爱因斯坦提出了相对论理论,故D不符合题意。
故选B。
2. 下列情景中的物体没有受到浮力的是( )
A. 水面戏水的鸭子B. 水中游动的小鱼
C. 水中大桥的桥墩D. 沉入水底的石头
【答案】C
【解析】
【详解】ABD.鸭子、小鱼和石头都浸在液体中,因为液体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力,故ABD不符合题意;
C.桥墩由于底面埋在淤泥下,不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,故桥墩不受浮力作用,故C符合题意。
故选C。
3. 闽江水口航运枢纽由水口船闸、水口升船机和北溪船闸组成,自该枢纽投用以来,大大增加了闽江年通航运行天数。下列与船闸工作原理相同的是( )
A. 拦河大坝B. 活塞式抽水机
C. 液体压强计D. 锅炉水位计
【答案】D
【解析】
【详解】船闸是一个连通器。
A.拦河大坝上窄下宽是因为液态的压强随着深度的加深而增大,故A不符合题意;
B.活塞式抽水机抽水是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,利用的是大气压,故B不符合题意;
C.液体压强计有一端是封闭的,不属于连通器,故C不符合题意;
D.锅炉水位计,水位计上端和锅炉炉身的上端都是开口的,底部是连通的,是连通器,故D符合题意。
故选D。
4. 同学们在打墨水时,墨水进到钢笔的皮管里,是因为( )
A. 皮管的吸引力将墨水吸进去的B. 外界大气压将墨水压进去的
C. 墨水产生的压强将墨水压进去的D. 墨水受重力作用流进去的
【答案】B
【解析】
【详解】吸墨水时,先把橡皮管捏扁,把里面的空气排出,再插入墨水中松开橡皮管,此时管内的气压小于管外的大气压强,墨水就在外界大气压的作用下被压进橡皮管里了。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5. “自动擦窗机器人”是一种智能家用电器,它帮助人们解决了高层擦窗、室外擦窗难的问题。如图所示,“自动擦窗机器人”在竖直玻璃板上向下匀速直线运动过程中,受到的摩擦力大小( )
A. 变小B. 变大C. 不变D. 无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】“自动擦窗机器人”在竖直玻璃板上向下匀速直线运动过程中,摩擦力与重力是一对平衡力,由二力平衡条件可知,受到的摩擦力大小等于重力,重力不变,摩擦力不变,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6. “每天锻炼一小时,幸福生活一辈子”,适度运动有利于身体健康。下列关于运动的说法正确的是( )
A. 人在跑步时有惯性,停下来后惯性消失
B. 人登山时,受到的大气压随着海拔高度的升高而增大
C. 骑行时,自行车受到的重力与自行车对地面的压力是一对平衡力
D. 踢球时,在地面上滚动的足球如果所受外力全部消失将保持匀速直线运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.惯性是物体属性,只与物体的质量有关,人在跑步时和停下来后都具有惯性,故A错误;
B.人登山时,受到的大气压随着海拔高度的升高而减小,故B错误;
C.骑行时,自行车受到的重力与自行车对地面的压力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故C错误;
D.踢球时,在地面上滚动的足球具有一定速度,如果所受外力全部消失将以此时的速度和运动方向保持匀速直线运动,故D正确。
故选D。
7. “海中断崖”是由海水密度异常变化而导致浮力急剧变化的现象。若某潜艇在同一片海水由上层密度大的海水进入下层密度小的海水过程中,该潜艇受到的浮力将( )
A 变小B. 变大C. 不变D. 无法确定
【答案】A
【解析】
【详解】潜艇在同一片海水由上层密度大的海水进入下层密度小的海水过程中,潜艇排开海水的体积不变,海水的密度变小,由可知,潜艇受到的浮力变小,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8. 小珺在课间活动时踢毽子,考虑空气阻力,则毽子( )
A. 在最高点时,不受力B. 在上升过程,合力向上
C. 在下落过程,合力向上D. 在上升过程合力大于下落过程合力
【答案】D
【解析】
【详解】A.毽子在最高点时受到重力作用,故A不符合题意;
B.毽子在上升过程中,受到向下的重力和向下的空气阻力,合力向下,故B错误;
C.毽子在下落过程中,受到向下的重力和向上的阻力,重力大于阻力,所以合力向下,故C错误;
D.毽子在上升过程中受到的重力和空气阻力都向下,合力等于两力之和,下落过程中受到的重力向下空气阻力向上,合力等于两力之差,所以,在上升过程合力大于下落过程合力,故D正确。
故选D。
9. 如图是北美草原犬鼠洞穴的横截面示意图。它有两个出口,当风吹过隆起洞口A表面时,风速较大,从而给洞中的犬鼠带去习习凉风。则下列有关洞内风向分析正确的是( )
A. 风总是B口吹入A口吹出
B. 风总是A口吹入B口吹出
C. 风总是AB口同时吹入
D. 风有时从A口吹入,有时从B口吹入
【答案】A
【解析】
【详解】等质量的空气在相同的时间内通过出口的上表面,由于B出口平直,所以空气通过B出口上表面的流速小,压强大;通过后A出口上表面的流速大,压强小,在两个出口间形成一个向右的压强差,地面上的风总是B口吹入A口吹出,故A正确,BCD错误。
故选A。
10. 如图所示,将完全相同的正方体木块分两部分叠放在水平地面上,它们对地面的压强p甲︰p乙等于( )
A. 3︰5B. 3︰2
C. 2︰5D. 9︰10
【答案】D
【解析】
【详解】设每个正方体的重力为G,底面积为S,木块对水平地面的压力等于总重力,题图甲中木块对地面的压力F甲=3G,受力面积S甲=2S;题图乙中木块对地面的压力F乙=5G,受力面积S乙=3S;根据可得,它们对地面的压强之比
故选D。
11. 甲、乙两物体重叠并置于水平面上,当它们分别受到5N和8N的水平拉力时保持静止,如图所示,已知甲的底面积为,重为10N;乙的底面积为,重为20N。下列说法正确的是( )
A. 甲对乙的压强为500Pa
B. 乙对地面的压力为20N
C. 甲对乙的摩擦力为5N,方向水平向右
D. 地面对乙的摩擦力为3N,方向水平向左
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲对乙的压强为
故A错误;
B.乙对地面的压力为
故B错误;
C.甲保持静止,所以乙对甲的摩擦力和甲受到的拉力是一对平衡力,大小相等,方向相反,则乙对甲的摩擦力为5N,方向水平向左;乙对甲的摩擦力和甲对乙的摩擦力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,所以,甲对乙的摩擦力大小为5N,方向水平向右,故C正确;
D.乙在水平方向上受到拉力、甲对乙的摩擦力及地面对乙的摩擦力而处于静止状态,所以,这三个力平衡,合力为0,拉力为8N,方向水平向左,甲对乙的摩擦力大小为5N,方向水平向右,所以,地面对乙的摩擦力为3N,方向水平向右,故D错误。
故选C。
12. 如图所示,放在水平桌面上的两个相同的柱形容器,分别装有甲、乙两种液体,甲液面高于乙液面。液体中的a、b两点处于同一水平高度,a、b两点的液体压强相等。则两种液体的密度和质量的关系分别是( )
A. ;B. ;
C. ;D. ;
【答案】B
【解析】
【详解】由题意知,a、b两点的压强相等,即pa=pb,因为p=ρgh,hb<ha,所以两液体的密度关系:ρ甲<ρ乙,又因为a、b两点到容器底的距离相等,所以从a、b两点以下的液体对容器底的压强关系
而两种液体对容器底的压强
所以p甲<p乙
两种液体对容器底的压强
由于两容器底面积相等,p甲<p乙,故两种液体的质量m甲<m乙,综上分析知,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
13. 将一杯水放在水平台秤上,台秤示数为900g;弹簧测力计下悬挂一物体A浸在水中保持静止(如图),台秤示数为1100g,弹簧测力计的示数为3N,则A物体重( )
A. 14NB. 5NC. 3ND. 1N
【答案】B
【解析】
【详解】未放物体A时烧杯对台秤的压力为烧杯和水的重力之和,此时台秤对容器的支持力
F支=G=mg=0.9kg×10N/kg=9N
弹簧测力计下悬挂物体A浸在水中保持静止(如图),台秤示数为1100g,则此时台秤对容器的支持力
F支′=G′=m′g=1.1kg×10N/kg=11N
则对烧杯进行受力分析可得
F支′=F压+G=F浮+G
物体A浸在水中时,受到向上浮力作用,所以物体A对烧杯有向下的压力,所以物体A所受浮力
F浮=F支′-G=11N-9N=2N
根据称重法可知测力计的示数
GA=F示+F浮=3N+2N=5N
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
14. 如图所示,高度相同的均匀实心圆柱体A和正方体B放置在水平地面上,A的直径等于B的边长,它们对水平地面的压强相等。现分别在两物体上沿图中虚线竖直切下底面积相等的部分,并将切下部分叠放在对方剩余部分的上方,此时它们对地面的压强变化量分别为ΔpA′、ΔpB′,则( )
A. ΔpA′可能大于ΔpB′B. ΔpA′一定大于ΔpB′
C. ΔpA′一定小于ΔpB′D. ΔpA′一定等于ΔpB′
【答案】B
【解析】
【详解】设圆柱体A的半径为r,则正方体B边长为2r,圆柱体A的底面积为SA=πr2,正方体B底面积为SB=4r2,则可知SA
可知,切去部分的重力相等;将切下部分叠放在对方剩余部分的上方后,每个整体的总重力不变,它们对地面的压力F不变。叠放后,它们对地面的压强变化量分别为
因
pA=pB,所以ΔpA′>ΔpB′。
故选B。
二、填空题(每空1分,共12分)
15. 非洲大草原上一老虎由静止开始加速追赶羚羊,快追上时,羚羊突然急转弯逃脱了老虎的捕捉,急转弯时羚羊处于______(选填“平衡”或“非平衡”)状态,老虎不易转弯是由于它的惯性比羚羊______。
【答案】 ①. 非平衡 ②. 大
【解析】
【详解】[1]羚羊突然急转弯时,运动速度的大小和方向都发生了改变,所以羚羊处于非平衡状态。
[2]惯性与质量有关,老虎不易转弯是由于它的质量较大,所以惯性比羚羊大。
16. 登山运动员在向高峰攀登时会出现“高原反应”,这除了高原缺氧、寒冷之外,还因为那里的大气压强比平面地区______得多;如图为同一密封的小包装袋食品的两张照片,图______摄于海拔较高的地方。
【答案】 ①. 小##低 ②. 乙
【解析】
【详解】[1][2]大气压随着高度的升高而减小,当处于海拔高的位置时,外界大气压小,而袋中的气压大,在内部气压的作用下,袋子鼓起,所以乙摄于海拔较高的地方。
17. 科技改变生活,“扫地机器人”吸尘时,电机高速转动使机器内部的空气流速大,压强____________(选填“大”或“小”),产生负压将灰尘压入吸尘盒内;如图所示,装修时,工人取两端开口的透明塑料软管灌满水,将它两端靠在墙面的不同地方,利用静止的水面A、B记下两个等高标记。这根软管相当于一个____________。
【答案】 ①. 小 ②. 连通器
【解析】
【详解】[1]“扫地机器人”吸尘时,电机高速转动使机器内部的流速大,压强小,而外部流速相对小一些,压强大,形成内外气压差将灰尘压入吸尘盒内。
[2]由于塑料软管中装有水,两管子两端开口,并且相连通,符合连通器的结构特征。
18. 书法是中华民族文化的瑰宝。如图,手执毛笔竖直悬空静止,若手握笔杆的力增大,笔受到的摩擦力将______(选填“增大”、“减小”或“不变”);在纸上写字,笔向右运行时笔毫向左弯曲,此时笔毫所受摩擦力的方向______(选填“向左”或“向右”)。
【答案】 ①. 不变 ②. 向左
【解析】
【详解】[1] 手执毛笔竖直悬空静止,处于平衡状态,笔受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,这两个力是一对平衡力,若手握笔杆的力增大,笔仍处于静止状态,受到重力不变,故受到的摩擦力不变。
[2] 在纸上写字,笔运行中受到纸面的摩擦力,笔毫向左弯曲,说明笔毫向右运动,此时摩擦力的方向与相对运动方向相反,故笔毫所受摩擦力的方向向左。
19. 如图甲所示,弹簧测力计示数为5 N,如图乙所示,小球一半浸在水中,测力计示数为2 N,则小球受到的浮力为____N,小球的体积为____cm3。
【答案】 ①. 3 ②. 600
【解析】
【详解】[1]根据称重法测浮力的原理,小球受到的浮力为
[2]根据可知,计算此时的排开水的体积为
根据题意,此体积为物体一半的体积,所以,物体的体积为
20. 如图甲所示,A、B 是质量分布均匀的正方体,沿水平方向从该模型上方切去一定高度,该模型剩余部分对地面的压强p随切去高度h变化的图像如图乙所示。则B 物体的边长是___________m; B 物体的密度为___________g/cm3。
【答案】 ①. 0.1 ②. 0.5
【解析】
【详解】[1]由图乙知,当B全部切除后,只剩A,此时物体A对地面的压强变为2000Pa,此时模型切去高度为0.1h。A、B 是质量分布均匀的正方体,即可以知道,B 物体的边长是0.1m。
[2]由图乙可知,A、B的总高度为0.3m,B的高度为0. lm,物体A的高度为
hA=0.3m -0.1m=0.2m
A、B物体的总重力为
A物体的重力为
物体B的重力为
由G=mg可知,物体B质量为
B 物体的密度为
三、作图题(每图2分,共4分)
21. 木球浮在水面上,在图中作出木球受到的浮力以及杯子对斜面的压力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】木球受到的浮力方向竖直向上,作用点在木球的重心;杯子对斜面的压力方向垂直于斜面向下,作用点在杯子和斜面的接触面上,故作图如下:
22. 体育课上,刘老师在给学生分步骤讲解扔实心球的要领,并要求学生身体要尽可能后仰形成反弓形(如图所示,手臂与地面平行)静止。请画出此时实心球的受力示意图。
【答案】
【解析】
【详解】此时的实心球受到竖直向下的重力和手对它的竖直向上的支持力F,这两个力大小相等,方向相反,作用在同一物体上,且在同一条直线上,是一对平衡力。过实心球重心,沿竖直向下方向作带箭头有向线段,符号记为G,即实心球受到的重力;过实心球重心,沿竖直向上方向作带箭头有向线段,符号记为F,即实心球受到的支持力,注意两个力大小相等,如图所示:
23. 生活中处处有物理。打鸡蛋时,往往向碗沿碰一下,蛋壳就破了;为了分离蛋黄、蛋清,先用手按压空矿泉水瓶,再把瓶口贴着蛋黄,松手后蛋黄会被吸进矿泉水瓶里,如图。请解释:
(1)打鸡蛋要选择向碗沿碰的原因;
(2)蛋黄被吸进瓶里的原因。
【答案】(1)见解析;(2)见解析
【解析】
【详解】(1)打鸡蛋时,往往向碗沿碰一下,蛋壳就破了,不往平面处碰,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。
(2)瓶内的空气被挤走一部分,松手后,瓶内气体体积变大,瓶内气压减小,这样在外界大气压的作用下,蛋黄就被压进瓶子里,实现了分离蛋黄、蛋清。
五、实验题(每空1分,共30分)
24. 在物理科技兴趣小组的实践活动中,小雨和小组同学利用身边的器材做了一些小实验来验证我们所学的物理知识。
(1)如图甲所示,气球两侧的形变不同,说明压强与______有关;
(2)如图乙所示,若两只气球自由悬挂在空中,用粗吸管对准两气球中间用力吹气,可观察到两气球______(选填“分开”或“合拢”);
(3)如图丙所示,由于力的作用是相互的,气球向左运动则必须向______喷气。
【答案】 ①. 受力面积 ②. 合拢 ③. 右
【解析】
【详解】(1)[1]气球与手掌、手指接触的两个部分变形的效果不同,是因为手掌与气球接触的面积大,而手指与气球的接触面积小,在压力一定的情况下,受力面积越小,压力的作用效果越明显,反之亦然,故说明了压力的作用效果与受力面积有关。
(2)[2]两只气球自由悬挂在空中,用粗吸管对准两气球中间用力吹气,中间的空气流速快,压强小,小于两侧的大气压,在两侧大气压的作用下两气球相互合拢。
(3)[3]气球向右喷气时,由于力的作用是相互的,气球会受到气体向左的反作用力,在反作用力的作用下,气球会向左运动,故气球向左运动则必须向右喷气。
25. 为了探究“阻力对物体运动的影响”,小博同学设计了如图所示的斜面实验,让同一小车从同一斜面下滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上。
(1)实验中应每次让图小车从斜面顶端同一高度静止滑下,目的是使小车每次在水平面上开始滑行时的______相等;
(2)如图甲、乙、丙所示的三个图像是实验时用传感器和示波器记录的小车在三种不同的水平表面上运动的“速度与路程”图像;
(3)分析与论证:①分析图甲、乙、丙三个实验图像可知:阻力越小,小车运动的速度减小得越______;②推理可知:其他条件相同时,若水平面绝对光滑没有阻力,则小车将______;
(4)请在图丁中,画出小车在光滑水平表面上运动的“速度与路程”图像______。
【答案】 ①. 速度 ②. 慢 ③. 做匀速直线运动 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]实验中应每次让小车从斜面顶端同一高度静止滑下,目的是使小车每次在水平面上开始滑行时的速度相等,采用控制变量法来探究。
(3)[2]分析图甲、乙、丙三个实验图像可知:木板表面最光滑,阻力最小,小车运动的路程最远,速度减小得最慢,即阻力越小,小车运动的速度减小得越慢。
[3]利用实验推理法可知,其他条件相同时,若水平面绝对光滑没有阻力,则小车将一直运动下去,做匀速直线运动。
(4)[4]根据实验结论可知,小车在光滑水平表面上运动时将以小车开始滑行的速度做匀速直线运动,故“速度与路程”图像如图所示:
26. 小微同学利用托里拆利实验装置测量大气压,如图所示:
(1)将装满水银的玻璃管倒放入水银槽内,松开手指,待液面稳定后,玻璃管内水银面上方形成______;测出的高度差如图丙所示,则当地大气压相当于______mm水银柱产生的压强;
(2)在实验中,若将玻璃管倾斜,则管内外水银面高度差将______;若玻璃管内混入一些空气,测得的大气压将______。(均选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
【答案】 ①. 真空 ②. 750 ③. 不变 ④. 偏小
【解析】
【详解】(1)[1]将装满水银的玻璃管倒放入水银槽内,松开手指,液面下降,因没有气体进入玻璃管,待液面稳定后,玻璃管内水银面上方形成真空。
[2]如图丙所示,玻璃管内外液面高度差为750mm,则当地大气压相当于750mm水银柱产生的压强。
(2)[3]在实验中,若将玻璃管倾斜,因外界大气压不变,则管内外水银面高度差将不变。
[4]若玻璃管内混入一些空气,玻璃管内空气对水银柱有向下的压力,使玻璃管内液面下降,测得的大气压将偏小。
27. 小玥利用压强计探究影响液体内部压强大小与什么因素有关。
(1)如图甲,实验所用的压强计探头上的橡皮膜应该选用较______(选填“薄”或“厚”)一些的较好;
(2)小玥在使用压强计时,用手指无论轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两侧液面高度差几乎没有变化,这说明该压强计的气密性较______。将调节好的压强计竖直放在空气中时,U形管两侧液面______(选填“相平”或“不相平”);
(3)比较图中乙和丙,可以探究的问题是:同种液体,液体压强与______的关系;
(4)保持探头在水中的深度不变,将水换成浓盐水,如图丙、丁所示,根据实验现象可以初步得出结论:在同一深度处,______;
(5)同组的小安在实验结束后,将左右液面相平的液体压强计改造成一个简易的判断液体密度的实验装置,调节好装置后,将两个完全相同的金属盒放在A、B两种不同液体的不同深度处,两U形管的液面恰好相平,如图,则______(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】 ①. 薄 ②. 差 ③. 相平 ④. 液体深度 ⑤. 液体密度越大,液体压强越大 ⑥. <
【解析】
【详解】(1)[1]如图甲,实验所用的压强计探头上的橡皮膜应该选用较薄一些的较好,这样能使橡皮膜的形变程度更明显。
(2)[2]用手指无论轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两侧液面高度差几乎没有变化,这说明该压强计的气密性较差,可能存在漏气的现象。
[3]将调节好的压强计竖直放在空气中时,U形管两侧液面相平,方便通过U形管两侧液面高度差来比较液体压强大小。
(3)[4]比较图中乙和丙,可以发现两次探头深度不同,液体都是水,液体密度相同,所以可以探究的问题是:同种液体,液体压强与液体深度的关系。
(4)[5]如图丙、丁所示,丙中液体是水,丁中液体是盐水,盐水的密度大于水的密度,探头深度相同,丁中U形管两侧液面高度差较大,说明液体压强较大,因此可得出:在同一深度处,液体密度越大,液体压强越大。
(5)[6]因为两U形管的液面恰好相平,说明液体压强相等,在A中探头的深度较深,根据可知,A液体的密度较小。
28. 掷实心球时不仅仅需要力气,投掷的角度也非常重要。为了提高实心球成绩,几位同学合力探究:铅球掷出的距离与哪些因素有关。小诺认为:铅球掷出的距离,可能与掷出铅球时的射出仰角(投掷方向与水平方向的夹角)有关;小伊认为:铅球掷出的距离,可能与掷出铅球时的速度大小有关。
(1)为了进行研究,他们制作了一个小球弹射器(如图所示),它能使小球以不同速度大小和方向射出,射出的仰角可由固定在铁架台上的量角器读出,他们通过5次实验得到表中的数据:
(2)选用序号为1、2、5的实验数据可以验证______的猜想。结论是,在______一定时,物体的______越大,射出的距离越远;
(3)从表中数据可知当射出速度相同,射出仰角为______时,物体射出的距离最远;
(4)根据以上的初步研究结果,请你给同学提出一条掷铅球的建议:______。
【答案】 ①. 小伊 ②. 射出仰角 ③. 发射速度 ④. 45° ⑤. 见解析
【解析】
【详解】(2)[1][2][3]由表中数据可知,1、2、5三次实验的仰角相同,发射速度不同,射出水平距离不同,故可以验证小伊的猜想。射出水平距离随发射速度的增大而增大,故得出结论:在仰角一定时,物体的发射速度越大,射出的距离越远。
(3)[4]由2、3、4三次实验数据可知,当射出速度相同时,输出仰角为45°时,射出水平距离最远。
(4)[5](2)(3)可知,射出水平距离的远近与发射角度和发射速度有关,为了提高实心球成绩,可以将球沿45°、以尽量快的速度投出。
29. 小熙想探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)上述实验步骤中,存在的错误是:______;若没有纠正这个错误,所测浮力______影响(选填“受”或“不受”);
(2)实验步骤如图(a)所示,甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数分别为由图甲和丁可知物体受到的浮力______;
(3)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图(b)所示:
①若A示数变化量为,B示数变化量为,则它们的大小关系是______;
②若将物体缓慢取出(带出水可忽略),将塑料袋浸入溢水杯。将塑料袋内的水倒入溢水杯中,此过程中,溢水口______(选填“有”或“没有”)水溢出。
【答案】 ①. 溢水杯中水没有灌满 ②. 不受 ③. ④. = ⑤. 没有
【解析】
【详解】(1)[1]由图乙可知,实验前没有将溢水杯中的水灌满,故错误之处是:没有将溢水杯中的水灌满。
[2]所测浮力等于物体的重力减去浸在水中时的拉力,即
与溢水杯中水量无关,所以所测浮力不受影响。
(2)[3]浮力等于排开液体所受重力,即由图甲和丁可知物体受到的浮力为
(3)[4]A中物体所受浮力等于排开液体所受重力,为A测力计示数变化量,即为浮力;为测力计B的变化量,即为排开水所受重力,所以=。
[4]塑料袋内的水的重力等于溢出水的重力,所以将塑料袋内的水倒入溢水杯中,此过程中溢水口不会有水溢出。
30. 小坤探究“浮力大小与哪些因素有关”时的实验情景如图所示,弹簧测力计下方所挂物体是底面积为、高为的实心圆柱体铜块。
(1)步骤A中,弹簧测力计的示数为______N,步骤B中,铜块所受的浮力______N;
(2)分析实验步骤ABCD,可以说明浮力大小跟______有关;
(3)步骤F中溶液的密度为______(结果保留一位小数)。
【答案】 ①. 2.7 ②. 0.1 ③. 排开液体的体积 ④. 1.3
【解析】
【详解】(1)[1]图中测力计分度值为0.1N,示数为2.7N,即铜块的重力为2.7N。
[2]步骤B中,铜块所受的浮力
(2)[3]由图可知,ABCD中铜块排开水的体积逐渐变大,弹簧测力计的示数逐渐变小,即拉力逐渐变小,则浮力逐渐变大,故可以说明浮力大小跟排开液体的体积有关。
(3)[4]F中铜块完全浸没,排开液体的体积等于铜块的体积,故液体的密度为
六、计算题(共21分)
31. 人工智能给人们生活带来便利。如图甲所示的扫地机器人重为20N,静止时它与水平地面的接触面积为0.01m2,它在水平地面运动时,所受牵引力与速度的关系如图乙所示。求:
(1)该机器人静止时对水平地面的压强;
(2)该机器人在水平地面上以的速度做匀速直线运动时,受到的阻力。
【答案】(1);(2)150N
【解析】
【详解】解:(1)该机器人静止时对水平地面的压强为
(2)由图乙可知,该机器人在水平地面上以的速度做匀速直线运动时,受到的牵引力为150N,机器人做匀速直线运动时,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,大小相等,所以它受到的阻力为
答:(1)该机器人静止时对水平地面的压强为;
(2)该机器人在水平地面上以的速度做匀速直线运动时,受到的阻力为150N。
32. 如图所示是家庭厨房常见的洗菜水槽,水槽出水口下方连接排水管,水槽中水深为20cm,出水口有一质量为0.05kg、横截面积为的圆柱形橡胶塞子。塞子刚好嵌入出水口,塞子与出水口间的摩擦忽略不计。求:
(1)橡胶塞子的重力;
(2)水对橡胶塞子的压力;
(3)若用手拉细绳一端,至少需要多大的拉力才能提起塞子?
【答案】(1)0.5N;(2)16N;(3)16.5N
【解析】
【详解】解:(1)橡胶塞子的重力
(2)水对橡胶塞子的压力
(3)细绳的拉力
答:(1)橡胶塞子的重力为0.5N;
(2)水对橡胶塞子的压力16N;
(3)用手拉细绳一端,至少需要16.5N的拉力才能提起塞子。
33. 如图甲所示是打捞时用钢缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以的速度匀速上升的情景。图乙是A离开水底上升过程中钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图像。求:
(1)长方体A的高度;
(2)长方体A浸没在水中受到的浮力;
(3)长方体A的密度。
【答案】(1)1.5m;(2)4×104N;(3)1.5×103kg/m3
【解析】
【详解】解:(1)由乙图可知,在第10s物体上表面开始露出水面,第15s下表面开始离开水面,因此这段时间物体通过的距离就是长方体的高度,即
(2)由乙图可知,长方体浸没在水中时的拉力为2×104N,因为匀速上升,长方体的重力等于离开水面后的拉力为6×104N,故浮力为
(3)长方体的质量为
长方体的体积等于浸没时排开液体的体积为
长方体的密度为
答:(1)长方体A的高度为1.5m;
(2)长方体A浸没在水中受到的浮力为4×104N;
(3)长方体A的密度为1.5×103kg/m3。实验序号
射出速度
射出仰角
射出水平距离s/m
1
5
2.9
2
10
9.5
3
10
10.8
4
10
9.1
5
15
20.7
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