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2015-2016学年安徽省蚌埠市八年级(下)期中物理试卷
一、填空题(每空2分,共28分)1.生活中我们经常用“力”,如脚踢足球时脚感到痛,这是因为______对脚施了力,同时也说明______.2.在图中作出投出的实心球在空中飞行时所受力的示意图.(空气阻力忽略不计)3.如图所示用弹簧力计测一物体的重力为______N,此物体的质量为______kg.4.如图,在火车站和地铁站台上,都画有一条安全线,当火车快速开过时,人越过这条线就会有危险.这是因为______.5.翔翔全家“春节”去旅游,在宾馆见到一支旅行用的牙膏(如图所示),翔翔仔细观察发现牙膏的盖上有条纹,这样做的目的是为了______,并且盖上还有一个小尖头,他用尖头轻轻一压牙膏口,牙膏口便被戳破,这样设计的是为了______.6.一个木箱放在水平面上静止时,木箱受到的支持力与______力是一对平衡力;当木箱受到了10N水平推力时,箱子未推动,这时箱子受到的摩擦力______10N(选填“大于”、“小于”、“等于”);当水平推力增大到15N时,箱子恰好匀速运动;当水平推力增大到20N时,木箱受到的摩擦力为______N.7.如图为淮南龙湖公园新购置的新型太阳能电动观光车,整车质量400kg.已知观光车以18km/h的速度在水平路面上匀速行驶时,观光车行驶时受到的平均阻力是车重的
0.2倍,则观光车匀速行驶时电动机产生的牵引力为______N.8.如图所示,a、b为放在水平地面上的同种材料做成的两个均匀圆柱体,已知底面积Sa=3Sb,高度hb=2ha,对地面的压强分别为Pa,Pb,则Pa______Pb(填“大于”、“小于”或“等于”)9.有一个
1.2米高的圆柱形油桶,内装煤油,测得液面离开桶顶的距离是
0.2米,距桶底
0.4米处的煤油对桶壁的压强是______帕.(ρ煤油=
0.8×103kg/m3)10.如图,中国“辽宁号”航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰,舰长304m、舰宽
70.5m,满载时排水量达67500t.
(1)它满载时所受的浮力为______N(取g=10N/kg).
(2)当舰载机着舰后,浮力将______(选填“不变”、“变小”、“变大”).
二、选择题(每题3分,共27分)11.关于力与运动状态的关系下列说法合理的是( )A.力是改变物体运动状态的原因B.力是维持物体运动的原因C.物体在平衡力作用下才能做匀速直线运动D.物体的速度越大惯性越大12.在研究摩擦力时,小明同学用一块各侧面光滑程度完全相同的木块,在同一水平桌面上进行了三次实验.如图所示,当用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动时,弹簧测力计三次示数F
1、F
2、F3的大小关系为( )A.F1<F2=FB.F1>F2>F3C.F2>F1>F3D.F1=F2>F313.如图所示实验装置,甲重16N,乙重12N,静止时不计弹簧测力计自重,则弹簧测力计的示数是( )A.16NB.12NC.28ND.4N14.奥运会上,许多比赛项目涉及到了物理知识,下列分析中不正确的是( )A.体操运动员上杆前,手上涂上镁粉是为了增大摩擦力B.掷出去的铅球最终会落回地面,是由于铅球受到重力的作用C.游泳时用手脚向后划水,人就能前进,这是因为力的作用是相互的D.举重运动员举起杠铃时,对地面的压力与不举杠铃时相比变小了15.生物进化过程中,生物的某些部位长成了特殊的形状,生活、生产中机械和交通设施也做成一定的形状以适应实际需要.那么图示中达到了减小压强效果的是( )A.啄木鸟的喙能插入坚硬的树皮B.载重汽车有许多轮子C.盲道上铺有凸起花纹D.注射器的头很尖16.踢出去的足球在水平草地上滚动.在下面列举的各对力中,属于平衡力的是( )A.球所受的重力和球所受的摩擦力B.球所受的重力和草地对球的支持力C.球所受的重力和球对草地的压力D.球对草地的压力和草地对球的支持力17.自行车是一种很好的交通工具,既有利于环保,也有利于全民健身.从自行车的结构和使用情况来看,能起到增大摩擦的是( )A.车轴处装有滚动轴承B.转动部分加润滑油C.车轮做成圆形D.刹车时用力捏闸18.如图所示,甲和乙为相同的试管,内装质量相同的不同液体,所装液体深度相同,液体对容器底部压强分别为p甲和p乙,则( )A.p甲>p乙B.p甲<p乙C.p甲=p乙D.无法判断19.密度为
0.8×103kg/m3的实心木块,轻放于足够深的水中,木块静止后,浸入水中的体积与木块体积之比为( )A.45B.41C.14D.11
三、实验题(20题6分,21题10分,22题5分,共计21分)20.在探究“二力平衡的条件”的实验中,小刚同学采用的实验装置如图甲所示,小华同学采用的实验装置如图乙所示.
(1)当物体处于静止状态或______状态时,它受到的力是相互平衡的.
(2)这两个实验装置中,你认为装置______(选填“甲”或“乙”)更科学.
(3)在装置乙中,将小车旋转一定角度,松手后,发现小车旋转后又恢复原状,这说明两个力必须作用在同一______(选填“物体”或“直线”)上,物体才能平衡.21.小李同学利用如图装置探究“液体内部压强的特点”.
(1)小李检查压强计的气密性时,用手指不论轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两边液柱的高度差变化______(选填“大”或“小”),表明其气密性差.小李调节好压强计后,U形管两边液面相平.
(2)小李把金属盒分别浸入到甲、乙图中的两种液体(水和酒精)中,发现图甲中U形管两边液柱的高度差较小,他判断图甲中的液体是酒精,其结论不可靠,原因是没有控制金属盒在液体中的______;他改变图乙中金属盒的深度,其探究情况如图丙所示.
(3)小李应该比较图______,得出金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越越大,表示液体的压强就越______.
(4)小李发现在同种液体中,金属盒所处深度相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差不变,表明______.22.在进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们提出了如下的猜想A.可能与物体浸没在液体中的深度有关;B.可能与物体的密度有关;C.可能与液体的密度有关;D.可能与物体浸在液体中的体积有关;为了验证上述猜想,小明利用了物块甲和乙(甲和乙的体积相等但密度不同)、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等器材,做了如图所示的实验.
(1)分析比较实验
①⑤,可以知道甲浸没在水中时所受到的浮力是______N;
(2)分析比较实验
①④⑤,可以验证猜想______是错误的;
(3)分析比较实验
①⑤与
②⑥,可以验证猜想______是错误的;
(4)分析比较实验______,可以验证猜想D是正确的.
(5)分析比较实验______可得浸在液体中的物体所受的浮力的大小与液体的密度有关.
四、计算与推导题(第23题6分,第24题9分,25题9分,计24分)23.阿基米德原理浸在液体中的物体所受到的浮力,大小等于物体排开液体所受到的重力.即F浮=G排=ρ液gV排..浮力产生的原因是液体对物体上下表面产生的压力差.即F浮=F2﹣F1.如图所示,在研究浮力是如何产生的问题时,设想有一个底面积为S,高为h的长方体物块浸没在水中,由于水对长方体上表面的压力F1和下表面的压力F2不同,从而产生了对物块的浮力.请利用浮力产生的原因推导出F浮=ρ液gV排.24.小明放学回家,看见水平茶几的中央放着一个盛有水的平底玻璃杯,如图所示.于是,他利用家中的皮尺测得水深12cm,粗略测出玻璃杯的底面积为2×10﹣3m2;又测出水的质量约为
0.3kg,杯子的质量为100g,并提出了下列问题,请你同他一起解答这些问题(g取10N/kg,ρ水=
1.0×103kg/m3)
(1)水和杯子的总重力;
(2)水对杯底的压强;
(3)杯子对水平茶几的压强.25.如图所示,将一个体积为
1.0×10﹣3m
3、重6N的木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器的底部,当容器中倒入足够的水使木块浸没时,(g=10N/kg).求
(1)画出木块此时的受到几个力;
(2)木块浸没在水中受到的浮力;
(3)剪断细线,木块静止后,露出水面的体积. 2015-2016学年安徽省蚌埠市八年级(下)期中物理试卷参考答案与试题解析
一、填空题(每空2分,共28分)1.生活中我们经常用“力”,如脚踢足球时脚感到痛,这是因为 球 对脚施了力,同时也说明 力的作用是相互的 .【考点】力作用的相互性.【分析】力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的.【解答】解人用力踢球,脚对足球施加力,同时球会给脚大小相等的反作用力,使人感到脚痛,这说明物体间力的作用是相互的.故答案为球;力的作用是相互的. 2.在图中作出投出的实心球在空中飞行时所受力的示意图.(空气阻力忽略不计)【考点】力的示意图;重力示意图.【分析】不计空气阻力,空中飞行的球只受重力的作用,画出重力的示意图即可.【解答】解空中飞行的实心球只受到重力的作用.重力的作用点在它的球心上,方向竖直向下.故答案为 3.如图所示用弹簧力计测一物体的重力为
1.4 N,此物体的质量为
0.14 kg.【考点】弹簧测力计的使用与读数.【分析】由图示弹簧测力计确定其分度值,读出其示数,弹簧测力计的示数等于物体的重力;然后由G=mg的变形公式求出物体的质量.【解答】解由图示弹簧测力计可知,其分度值为
0.2N,示数为
1.4N,物体重力G=
1.4N;由G=mg可得,物体的质量m==≈
0.14kg.故答案为
1.4;
0.14. 4.如图,在火车站和地铁站台上,都画有一条安全线,当火车快速开过时,人越过这条线就会有危险.这是因为 车周围的空气流速大压强小,安全线以外的空气压强大会将人压向列车 .【考点】流体压强与流速的关系.【分析】流体的压强跟流体的速度有关,流速越大,压强越小.从人的内侧和外侧受到的压强进行考虑.【解答】解人离火车太近,火车开动时,使人和火车之间的空气流动速度变大,压强变小,离站台远的地方气体相对流速较小,压强较大,人在内外压强差的作用下,被强大的气流压向列车.答车周围的空气流速快压强小,安全线以外的空气压强大会将人压向列车(意思对即可). 5.翔翔全家“春节”去旅游,在宾馆见到一支旅行用的牙膏(如图所示),翔翔仔细观察发现牙膏的盖上有条纹,这样做的目的是为了 增大摩擦力 ,并且盖上还有一个小尖头,他用尖头轻轻一压牙膏口,牙膏口便被戳破,这样设计的是为了 增大压强 .【考点】增大或减小摩擦的方法;压强的大小及其计算.【分析】
(1)增大摩擦力的方法在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力.
(2)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.【解答】解牙膏的盖上有条纹,在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力.盖上还有一个小尖头,他用尖头轻轻一压牙膏口,牙膏口便被戳破,这样设计的可以在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强.故答案为增大摩擦力;增大压强. 6.一个木箱放在水平面上静止时,木箱受到的支持力与 重 力是一对平衡力;当木箱受到了10N水平推力时,箱子未推动,这时箱子受到的摩擦力 等于 10N(选填“大于”、“小于”、“等于”);当水平推力增大到15N时,箱子恰好匀速运动;当水平推力增大到20N时,木箱受到的摩擦力为 15 N.【考点】二力平衡条件的应用.【分析】
(1)掌握二力平衡条件,知道一对平衡力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
(2)掌握影响摩擦力大小的因素压力和接触面的粗糙程度.【解答】解木箱放在水平面上静止时,木箱受到的支持力与重力是一对平衡力;箱子受10N的水平推力,箱子未动,说明箱子处于静止状态,则在水平方向上所受的推力与摩擦力相互平衡,摩擦力等于推力等于10N;当水平推力增大到15N时,箱子恰好做匀速运动,所以此时摩擦力与推力是一对平衡力,大小等于15N,当水平推力增大到20N时,箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,仍为15N.故答案为重;等于;15. 7.如图为淮南龙湖公园新购置的新型太阳能电动观光车,整车质量400kg.已知观光车以18km/h的速度在水平路面上匀速行驶时,观光车行驶时受到的平均阻力是车重的
0.2倍,则观光车匀速行驶时电动机产生的牵引力为 800 N.【考点】力与运动的关系.【分析】知道车的质量,求出车的重力,求出车受到的阻力,观光车匀速行驶,受的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等.【解答】解车受到的重力G=mg=400kg×10N/kg=4000N,观光车运动时所受的牵引力F=f=
0.2G=
0.2×4000N=800N.故答案为800. 8.如图所示,a、b为放在水平地面上的同种材料做成的两个均匀圆柱体,已知底面积Sa=3Sb,高度hb=2ha,对地面的压强分别为Pa,Pb,则Pa < Pb(填“大于”、“小于”或“等于”)【考点】压强大小比较.【分析】水平面上物体的压力和自身的重力相等,利用压强公式进行解答.【解答】解a、b为两个均匀圆柱体,故圆柱体对地面的压力等于重力,即F=G,圆柱体体积V=sh,则圆柱体对地面的压强分别为p======ρgh,又因为a、b圆柱体由同样材料制成的,故密度ρ相同,hb=2ha,故Pa<Pb.故答案为<. 9.有一个
1.2米高的圆柱形油桶,内装煤油,测得液面离开桶顶的距离是
0.2米,距桶底
0.4米处的煤油对桶壁的压强是
4.704×103 帕.(ρ煤油=
0.8×103kg/m3)【考点】液体的压强的计算.【分析】已知
1.2米高的圆柱形油桶,内装煤油,测得液面离开桶顶的距离是
0.2米,再根据液体压强公式计算距桶底
0.4米处的煤油对桶壁的压强.【解答】解小孔离液面的距离h=
1.2m﹣
0.2m﹣
0.4m=
0.6m,煤油对塞子的压强p=ρgh=
0.8×103kg/m3×
9.8N/kg×
0.6m=
4.704×103Pa.故答案为
4.704×103. 10.如图,中国“辽宁号”航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰,舰长304m、舰宽
70.5m,满载时排水量达67500t.
(1)它满载时所受的浮力为
6.75×108 N(取g=10N/kg).
(2)当舰载机着舰后,浮力将 变大 (选填“不变”、“变小”、“变大”).【考点】浮力大小的计算.【分析】
(1)知道航母满载排水量(排开水的质量),利用阿基米德原理求该舰满载时所受浮力;
(2)根据漂浮时浮力与重力相等进行分析.舰载机着舰后,航空母舰的总重力增大,则浮力增大.【解答】解该舰满载时所受浮力F浮=G排=m排g=67500×103kg×10N/kg=
6.75×108N;舰载机着舰后,航空母舰的总重力增大,因为航空母舰仍然漂浮,浮力与重力相等,所以浮力变大.故答案为
6.75×108;变大.
二、选择题(每题3分,共27分)11.关于力与运动状态的关系下列说法合理的是( )A.力是改变物体运动状态的原因B.力是维持物体运动的原因C.物体在平衡力作用下才能做匀速直线运动D.物体的速度越大惯性越大【考点】力与运动的关系.【分析】力是改变物体速度的原因,即是改变物体的运动状态的原因,力的另一个作用效果是使物体发生形变;物体在平衡力的作用下,就会保持平衡状态,即静止状态和匀速直线运动状态,物体的运动状态不变;惯性的大小和物体是否运动,以及运动的快慢是没有任何关系的.【解答】解力是改变物体运动状态的原因,不是维持运动状态的原因,故A正确,B错误;物体受平衡力时,运动状态是不改变的,即保持静止状态或匀速直线运动状态.原来静止的将永远静止,原来运动的将做匀速直线运动,故C错误;影响惯性大小的唯一因素是质量,质量越大,惯性越大,故D错误.故选A. 12.在研究摩擦力时,小明同学用一块各侧面光滑程度完全相同的木块,在同一水平桌面上进行了三次实验.如图所示,当用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动时,弹簧测力计三次示数F
1、F
2、F3的大小关系为( )A.F1<F2=FB.F1>F2>F3C.F2>F1>F3D.F1=F2>F3【考点】摩擦力大小的影响因素.【分析】
(1)摩擦力大小的影响因素压力大小和接触面的粗糙程度.压力越大,接触面越粗糙,摩擦力越大;
(2)减小摩擦力的方法减小压力,减小接触面的粗糙程度,使接触面脱离,用滚动代替滑动.【解答】解因为摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,而前两次实验在压力大小和接触面的粗糙程度相同,因此F1=F2;改变了接触面积的大小,摩擦力不变.第三次实验在压力大小和接触面粗糙程度一定时,用滚动代替滑动,减小了摩擦力的大小,所以F1>F3.综合上面两种情况可得F1=F2>F3.故选D. 13.如图所示实验装置,甲重16N,乙重12N,静止时不计弹簧测力计自重,则弹簧测力计的示数是( )A.16NB.12NC.28ND.4N【考点】弹簧测力计的使用与读数;定滑轮及其工作特点.【分析】弹簧测力计读数时,多数都是在静止或匀速直线运动状态即平衡状态下使用的,此时弹簧测力计的示数等于弹簧测力计受到的这两个力的大小.【解答】解
(1)图中有两个定滑轮,只能改变力的方向,并不省力,不能改变力的大小;
(2)由图可见,乙处于悬吊状态,乙由于自身的重力对弹簧测力计施加了一个向右的12N的拉力,弹簧测力计处于静止状态,水平方向上受到的就是一对平衡力,所以甲也对弹簧测力计施加了一个12N的拉力,弹簧测力计的示数等于这个力,等于12N,地面对甲的支持力为16N﹣12N=4N.故选B. 14.奥运会上,许多比赛项目涉及到了物理知识,下列分析中不正确的是( )A.体操运动员上杆前,手上涂上镁粉是为了增大摩擦力B.掷出去的铅球最终会落回地面,是由于铅球受到重力的作用C.游泳时用手脚向后划水,人就能前进,这是因为力的作用是相互的D.举重运动员举起杠铃时,对地面的压力与不举杠铃时相比变小了【考点】增大或减小摩擦的方法;力作用的相互性;重力;压力及重力与压力的区别.【分析】
(1)增大摩擦力的方法在接触面粗糙程度一定时,增大压力、增大摩擦力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度、增大摩擦力.
(2)地球附近的一切物体都受到重力的作用;
(3)力的作用是相互的;
(4)举重运动员举起杠铃时,对地面的压力等于他和杠铃的总重力.【解答】解A、体操运动员上杆前,手上涂上镁粉是为了在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力.故A正确;B、掷出去的铅球最终会落回地面,是由于铅球受到重力的作用,故B正确;C、游泳时用手脚向后划水,人就能前进,这是因为力的作用是相互的.故C正确;D、举重运动员举起杠铃时,对地面的压力与不举杠铃时相比变大了.故D错误.故选D. 15.生物进化过程中,生物的某些部位长成了特殊的形状,生活、生产中机械和交通设施也做成一定的形状以适应实际需要.那么图示中达到了减小压强效果的是( )A.啄木鸟的喙能插入坚硬的树皮B.载重汽车有许多轮子C.盲道上铺有凸起花纹D.注射器的头很尖【考点】减小压强的方法及其应用.【分析】减小压强的方法在压力一定时,增大受力面积来减小压强.在受力面积一定时,减小压力来减小压强;增大压强的方法在压力一定时,减小受力面积来增大压强.在受力面积一定时,增大压力来增大压强.【解答】解A、啄木鸟的喙能插入坚硬的树皮,在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故A错误;B、载重汽车有很多轮子,是在压力一定时,增大受力面积减小车对地面的压强,保护路面,故B正确;C、盲道上铺有凸起花纹,在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故C错误;D、注射器的头很尖,在压力一定时,减小受力面积来增大压强.故D错误.故选B. 16.踢出去的足球在水平草地上滚动.在下面列举的各对力中,属于平衡力的是( )A.球所受的重力和球所受的摩擦力B.球所受的重力和草地对球的支持力C.球所受的重力和球对草地的压力D.球对草地的压力和草地对球的支持力【考点】平衡力的辨别.【分析】
(1)踢出去的球由于惯性,仍然会保持原来的运动状态,由于摩擦力的作用,会慢慢停下来;
(2)球在滚动过程中,水平方向上受到摩擦力的作用,竖直方向上受到重力和支持力的作用;
(3)二力平衡的条件是作用在同一个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上.【解答】解A、球受到的重力的方向竖直向下,球受到摩擦力的方向是水平方向,不在同一直线上,不符合二力平衡的条件,故该选项不符合题意;B、球受到的重力方向竖直向下,草地对球的支持力方向竖直向上,二者大小相等、方向相反,作用在同一直线上,符合二力平衡的条件,故该选项符合题意;C、球受的重力方向竖直向下,球对草地的压力方向也竖直向下,不符合二力平衡中作用在同一物体上和方向相反的条件,故该选项不符合题意;D、球对草地的压力,作用在草地上,方向竖直向下;草地对球的支持力,作用在球上,方向竖直向上,这两个力不是作用在同一个受力物体上,不是一对平衡力,而是一对相互作用力,故该选项不符合题意.故选B. 17.自行车是一种很好的交通工具,既有利于环保,也有利于全民健身.从自行车的结构和使用情况来看,能起到增大摩擦的是( )A.车轴处装有滚动轴承B.转动部分加润滑油C.车轮做成圆形D.刹车时用力捏闸【考点】增大或减小摩擦的方法.【分析】解答此题的关键是紧紧围绕与自行车有关的有害摩擦和有益摩擦展开分析.【解答】解A、车轴处装有滚动轴承,是变滑动摩擦为滚动摩擦,属于减小摩擦,故本选项不符合题意;B、转动部分加润滑油是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦的,故本选项不符合题意;C、车轮做成圆形是变滑动摩擦为滚动摩擦,属于减小摩擦,故本选项不符合题意;D、刹车时用力捏闸,是通过增大压力的方法来增大摩擦的,故本选项符合题意.故选D. 18.如图所示,甲和乙为相同的试管,内装质量相同的不同液体,所装液体深度相同,液体对容器底部压强分别为p甲和p乙,则( )A.p甲>p乙B.p甲<p乙C.p甲=p乙D.无法判断【考点】液体压强计算公式的应用.【分析】知道试管各液面相平、试管规格相同,可知液体体积的大小关系;又知道液体的质量相同,根据密度公式ρ=可知液体密度的大小关系,再根据液体压强公式判断试管中的液体对管底压强的大小关系.【解答】解由图知,两种液体的体积关系为V甲<V乙,m甲=m乙,所以由ρ=可知,液体的密度关系为ρ甲>ρ乙,又p=ρgh,试管液面相平(液体深h相同),所以试管中的液体对管底压强p甲>p乙.故选A. 19.密度为
0.8×103kg/m3的实心木块,轻放于足够深的水中,木块静止后,浸入水中的体积与木块体积之比为( )A.45B.41C.14D.11【考点】物体的浮沉条件及其应用.【分析】因为木块漂浮于水面上,浮力等于重力,根据阿基米德原理和密度公式即可得出.【解答】解因为木块漂浮于水面上,所以F浮=G木,因为F浮=ρ水gV排,G木=ρ木gV木,所以ρ水gV排=ρ木gV木,所以===,故选A.
三、实验题(20题6分,21题10分,22题5分,共计21分)20.在探究“二力平衡的条件”的实验中,小刚同学采用的实验装置如图甲所示,小华同学采用的实验装置如图乙所示.
(1)当物体处于静止状态或 匀速直线运动 状态时,它受到的力是相互平衡的.
(2)这两个实验装置中,你认为装置 乙 (选填“甲”或“乙”)更科学.
(3)在装置乙中,将小车旋转一定角度,松手后,发现小车旋转后又恢复原状,这说明两个力必须作用在同一 直线 (选填“物体”或“直线”)上,物体才能平衡.【考点】二力平衡的概念.【分析】
(1)静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用.
(2)探究水平方向拉力的大小关系时,尽可能减小摩擦力对实验过程的影响;
(3)掌握二力平衡条件作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;根据实验操作及现象判断哪个条件发生了变化.【解答】解
(1)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体受到平衡力的作用.
(2)乙装置更合理,小车与桌面间属于滚动摩擦,比滑动摩擦小得多;
(3)用手将木块扭转一个角度,这样两个力不在同一直线上,木块将无法在这个位置平衡,说明两个力必须满足两个力在一条直线上.故答案为
(1)匀速直线运动;
(2)乙;
(3)直线. 21.小李同学利用如图装置探究“液体内部压强的特点”.
(1)小李检查压强计的气密性时,用手指不论轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两边液柱的高度差变化 小 (选填“大”或“小”),表明其气密性差.小李调节好压强计后,U形管两边液面相平.
(2)小李把金属盒分别浸入到甲、乙图中的两种液体(水和酒精)中,发现图甲中U形管两边液柱的高度差较小,他判断图甲中的液体是酒精,其结论不可靠,原因是没有控制金属盒在液体中的 深度相同 ;他改变图乙中金属盒的深度,其探究情况如图丙所示.
(3)小李应该比较图 乙、丙 ,得出金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越越大,表示液体的压强就越 大 .
(4)小李发现在同种液体中,金属盒所处深度相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差不变,表明 在同种液体的同一深度处(或在相同条件下),液体内部向各个方向的压强相等 .【考点】探究液体压强的特点实验.【分析】
(1)液体压强计就是利用U形管中液面的高度差来体现压强的,压强越大,U形管液面高度差越大;
(2)压强计测量液体压强时,就是通过橡皮膜来感知压强的,通过橡胶管中气体压强的变化来改变U形管中液面高度差的,若液体压强计漏气,U形管中的液面就不会变化;
(3)影响液体压强的因素有液体的密度和浸入液体的深度,在探究与其中的一个因素时,就要控制另一个因素一定.【解答】解
(1)若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,就会有漏气现象,因此U形管两边液柱的高度差变化小.
(2)影响液体压强的因素有液体的密度和浸入液体的深度;由甲、乙两图可知,实验中没有控制金属盒浸入液体中的深度相同,因此无法正确判断液体的种类.
(3)研究液体压强与深度的关系时,应控制液体密度相同,改变深度,小李应该比较图乙、丙,金属盒离液面的距离越深,压强越大,U形管两边液柱的高度差就越大.
(4)在同种液体中,金属盒所处深度相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差不变,表明在同种液体的同一深度处(或在相同条件下),液体内部向各个方向的压强相等.故答案为
(1)小;
(2)深度相同;
(3)乙、丙;大;
(4)在同种液体的同一深度处(或在相同条件下),液体内部向各个方向的压强相等. 22.在进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们提出了如下的猜想A.可能与物体浸没在液体中的深度有关;B.可能与物体的密度有关;C.可能与液体的密度有关;D.可能与物体浸在液体中的体积有关;为了验证上述猜想,小明利用了物块甲和乙(甲和乙的体积相等但密度不同)、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等器材,做了如图所示的实验.
(1)分析比较实验
①⑤,可以知道甲浸没在水中时所受到的浮力是 2 N;
(2)分析比较实验
①④⑤,可以验证猜想 A 是错误的;
(3)分析比较实验
①⑤与
②⑥,可以验证猜想 B 是错误的;
(4)分析比较实验
①③④ ,可以验证猜想D是正确的.
(5)分析比较实验
②⑥⑦ 可得浸在液体中的物体所受的浮力的大小与液体的密度有关.【考点】探究浮力大小的实验.【分析】
(1)根据F浮=G﹣F得出浮力的大小;
(2)分析
①④⑤,根据测力计的示数变化情况判断出浮力的影响因素,得出结论;
(3)分析
①⑤与
②⑥所示实验,根据实验控制的变量与实验现象分析答题;
(4)要探究浮力的大小与物体浸在液体中的体积关系,需使液体的密度相同,物体浸在液体中的体积不同;
(5)要探究浮力大小与液体密度的关系,需使物体排开液体的体积相同,液体的密度不同.【解答】解
(1)由
①知,物体甲的重力G=
3.0N,由图
⑤知,物体甲完全浸没在水中时所受拉力F=
1.0N,则F浮=G﹣F=
3.0N﹣
1.0N=2N;
(2)
④⑤同是物体甲,浸没在水中的深度不同,测力计的示数相同,可知物体所受浮力相同,由
①④⑤可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关,猜想A错误;
(3)由图
①⑤所示实验可知,物块甲浸没在水中时受到的浮力为3N﹣1N=2N,由图
②⑥所示实验可知,物块乙浸没在水中时受到的浮力为4N﹣2N=2N,甲与乙的密度不同,它们受到的浮力相等,因此由
①⑤与
②⑥所示实验可知,物体受到的浮力与物体的密度无关,故猜想B是错误的.
(4)
③④物体甲浸在水中的体积不同,测力计的示数不同,说明所受浮力不同,所以分析
①③④可知,浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关,能够验证猜想D;
(5)
⑥⑦同一物体浸没在不同的液体中,物体排开液体的体积相同,测力计的示数不同,由
②⑥⑦可探究浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体密度的关系.故答案为
(1)2;
(2)A;
(3)B;
(4)
①③④;
(5)
②⑥⑦.
四、计算与推导题(第23题6分,第24题9分,25题9分,计24分)23.阿基米德原理浸在液体中的物体所受到的浮力,大小等于物体排开液体所受到的重力.即F浮=G排=ρ液gV排..浮力产生的原因是液体对物体上下表面产生的压力差.即F浮=F2﹣F1.如图所示,在研究浮力是如何产生的问题时,设想有一个底面积为S,高为h的长方体物块浸没在水中,由于水对长方体上表面的压力F1和下表面的压力F2不同,从而产生了对物块的浮力.请利用浮力产生的原因推导出F浮=ρ液gV排.【考点】浮力产生的原因.【分析】根据液体压强公式p=ρgh、压强公式的变形公式F=pS、浮力公式F浮=ρgV排,推导证明.【解答】解由题目图可知上表面所处的深度为h1,则上表面受到的压强为p1=ρ液gh1,受到的压力为F1=p1S=ρ液gh1S;下表面所处的深度h2,则下表面受到的液体压强为p2=ρ液gh2,受到的压力为F2=p2S=ρ液gh2S;因此,液体对长方体物块产生一个向上的压力和向下的压力不相等,浮力产生的原因是液体对物体上下表面产生的压力差,即F浮=△F=F2﹣F1=ρ液gh2S﹣ρ液gh1S=ρ液ghS=ρ液gV排. 24.小明放学回家,看见水平茶几的中央放着一个盛有水的平底玻璃杯,如图所示.于是,他利用家中的皮尺测得水深12cm,粗略测出玻璃杯的底面积为2×10﹣3m2;又测出水的质量约为
0.3kg,杯子的质量为100g,并提出了下列问题,请你同他一起解答这些问题(g取10N/kg,ρ水=
1.0×103kg/m3)
(1)水和杯子的总重力;
(2)水对杯底的压强;
(3)杯子对水平茶几的压强.【考点】压强的大小及其计算;重力的计算;液体的压强的计算.【分析】
(1)知道杯子和水的总质量,利用G=mg求总重;
(2)知道杯内水的深度,利用液体压强公式p=ρgh求水对杯底的压强;
(3)在水平茶几上,对茶几的压力等于杯子和水的总重,又知道底面积(受力面积),利用压强定义式p=求杯子对水平茶几的压强.【解答】解
(1)水和杯的总重力G=mg=(m水+m杯)g=(
0.3kg+
0.1kg)×10N/kg=4N
(2)水对杯底的压强p1=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×
0.12m=
1.2×103Pa
(3)因为是杯子在水平茶几上,所以杯对茶几的压力F=G=4N杯对茶几的压强p2===2×103Pa.答
(1)水和杯子的总重力为4N;
(2)水对杯底的压强为
1.2×103Pa;
(3)杯子对水平茶几的压强为2×103Pa. 25.如图所示,将一个体积为
1.0×10﹣3m
3、重6N的木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器的底部,当容器中倒入足够的水使木块浸没时,(g=10N/kg).求
(1)画出木块此时的受到几个力;
(2)木块浸没在水中受到的浮力;
(3)剪断细线,木块静止后,露出水面的体积.【考点】浮力大小的计算;阿基米德原理.【分析】
(1)由于木块用细线系在圆柱形容器的底部,则受竖直向下的拉力、竖直向下的重力和竖直向上的浮力的作用,做力的示意图时注意线段的长度不同.
(2)已知木块的体积,浸没时排开水的体积等于木块的体积,根据阿基米德原理公式就可以算出木块浸没在水中时受到的浮力;
(3)由题意可知,剪断细线后,木块时漂浮在水面上的,则F浮=G,知道了木块受到的浮力大小,就可以根据阿基米德原理公式的变形式算出此时木块在水中的V排,最后用木块的体积减去V排就算出了木块露出水面的体积.【解答】解
(1)木块用细线系在圆柱形容器的底部,则它受竖直向下的拉力、竖直向下的重力和竖直向上的浮力的作用,如图所示
(2)木块浸没在水中时受到的浮力F浮=ρ液gV排=
1.0×103kg/m3×10N/kg×
1.0×10﹣3m3=10N;
(3)因为木块浸没在水中时的浮力大于木块的重力,所以剪断细线后,木块会上浮直至漂浮在水面上,由于漂浮,所以漂浮时木块受到的浮力F浮′=G物=6N,由F浮=ρ液gV排可得,此时排开水的体积V排′===6×10﹣4m3,则木块露出水面的体积V露=V﹣V排=
1.0×10﹣3m3﹣6×10﹣4m3=4×10﹣4m3.答
(1)如上图;
(2)木块浸没在水中受到的浮力为10N;
(3)剪断细线,木块静止后,露出水面的体积为4×10﹣4m3.。