2022-2023学年湖南省永州市冷水滩区高峰学校八年级(下)期中物理试卷
一、单项选择题(共18题,每小题2分,共36分)
1.(2分)下列估测值比较接近实际的是( )
A.永州各县区的大气压值约为1×105Pa
B.人站立时脚对地面的压强约为100Pa
C.游泳运动员在水中游泳时所受浮力约为2000N
D.一个鸡蛋的重力约为50N
2.(2分)如图所示的几种现象中,力所产生的作用效果与其它三个不一样的是( )
A.手拉开弓 B.运动员罚点球
C.小明压弯跳板 D.熊猫拉弯竹子
3.(2分)在下列事例中,物体处于平衡状态的是( )
A.正在减速着陆的宇宙飞船
B.在公路上匀速直线行驶的汽车
C.腾空而起正在加速上升的火箭
D.正在圆形轨道上运动的过山车
4.(2分)下列说法中正确的是( )
A.两个不接触的物体之间,不能产生力的作用
B.一个物体不可能是受力物体的同时又是施力物体
C.跳水运动员起跳时,跳板向下弯,人对跳板的作用力大小与跳板对人的作用力大小相等
D.地面上的木箱必须持续用力推才能不停地向前运动,说明力是维持物体运动的原因
5.(2分)下列关于惯性说法正确的是( )
A.三级跳运动员比赛助跑,为了增大惯性,提高成绩
B.高速公路汽车限速是为了安全,因为速度越大,惯性越大
C.汽车驾驶员开车时必须系上安全带,是为了防止急刹车时因为惯性而造成伤害事故
D.百米赛跑时,运动员撞线后还要跑出去一段距离,是由于受到惯性的作用
6.(2分)如图甲、乙所示,弹簧测力计的示数分别是( )
A.4N和8N B.4N和4N C.4N和0N D.8N和8N
7.(2分)如图所示,一个木箱放在水平地面上,小明同学用水平推力向右推木箱,下列说法正确的是( )
A.人对木箱的推力小于木箱受到的摩擦力
B.地面对木箱的摩擦力与人对木箱的推力是一对平衡力
C.木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对平衡力
D.木箱受到的重力与地面对木箱向上的支持力是一对相互作用力
8.(2分)如图所示为研究二力平衡条件的实验装置,下列关于这个实验的叙述错误的是( )
A.为了减小摩擦,应选用尽量光滑的水平桌面
B.为使实验效果明显,应选用质量较大的小车
C.调整两边的托盘所放的钩码数量,可以改变力的大小
D.将小车扭转一个角度,是为了改变力的作用线的位置
9.(2分)如图所示的四个实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A.运动鞋底有凹凸的花纹
B.在轴承中加滚珠
C.给合页轴加润滑油
D.气垫船底跟水之间有一层空气垫
10.(2分)如图所示的事例中,属于增大压强的是( )
A.书包背带做的较宽
B.切苹果器的刀片做的较薄
C.铁轨铺在枕木上
D.“好奇”号火星车模型轮子大而宽
11.(2分)下列现象中,是利用大气压工作的是( )
A.用塑料管从瓶子中吸饮料
B.用注射器将药液注入病人体内
C.用高压锅煮饭
D.水从高处向低处流
12.(2分)下列选项,不是利用连通器原理的是( )
A. B.
C. D.
13.(2分)小明在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥,将它分别置于甲、乙两杯液体中,观察到铅笔静止时的情景如图所示( )
A.甲杯液体的密度较小
B.乙杯液体的密度较小
C.铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大
D.铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大
14.(2分)一艘轮船从河里驶入海里,会发生变化的是( )
A.船的重力 B.船受到的浮力
C.船排开液体的重力 D.船排开液体的体积
15.(2分)如图所示,水平桌面上放着底面积相同、质量相同的甲、乙两容器,分别装有质量相同的不同液体甲,p乙;容器对桌面的压强分别为p1甲,p1乙。下列说法中正确的是( )
A.p甲>p乙 B.p甲=p乙 C.p1甲=p1乙 D.p1甲<p1乙
16.(2分)如图所示,静止于水平桌面的甲、乙两个容器里分别装有酒精和水(ρ酒精<ρ水)且液面相平,图中A、B、C三点受到的液体压强分别为pA、pB、pC。下列判断正确的是( )
A.pC=p B>pA B.pC=pB<pA C.pA>pB>pC D.pC>pB>pA
17.(2分)一个装有石块的小船漂浮在池塘的水面上,如果将石头投入水中,池塘的水面将( )
A.升高 B.降低 C.不变 D.无法确定
18.(2分)水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示( )
A.两小球所受浮力FM<FN
B.两种液体的密度ρ甲<ρ乙
C.两种液体对容器底部的压强p甲=p乙
D.两种液体对容器底部的压力F甲>F乙
二、填空题(每题2分,每空1分,共18分)
19.(2分)如图所示,弹簧测力计拉一重物,静止时读数为 N,赛龙舟是端午节里的传统习俗。当号令一响,各龙舟上的运动员奋力向后划桨,这既可说明力的作用是 的。
20.(2分)一艘轮船满载时的排水量为105吨,这艘轮船满载时排开海水的质量 kg;潜水艇改变自身重力实现上浮和下潜,在下潜过程中,潜艇受到海水的压强 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
21.(2分)在“阻力对于运动的影响实验”中,控制小车在同一斜面同一高度静止释放,目的是控制小车到达水平面时初速度大小 (填“相等”“不相等”),水平面上阻力越小,小车速度减小越 (填“快”“慢”)。
22.(2分)如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上。明礼同学用一水平力推F向右缓慢地推木板,使其一部分露出桌面,木板受到桌面的摩擦力 ,木板对桌面的压强 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
23.(2分)小明将自制气压计从一楼拿到六楼,如图所示,观察到玻璃管内的水柱逐渐升高,大气压逐渐 ;一切液体的沸点都是随着气压的减小而 。
24.(2分)如图所示,用20N的水平力F将重为5N的物体压在竖直墙壁上,物体保持静止 N;如果水平力F增大到30N,此时物体受到的摩擦力为 N。
25.(2分)如图所示的容器内装有5kg的水,容器底面积为0.01m2,容器底离水面的竖直高度为1m,A点距离容器底面高度为0.4m,则A点受到水的压强为 Pa,则水对容器底的压力为 N。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
26.(2分)如图,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,两个杯子中液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示甲 ρ乙;鸡蛋在两杯不同的盐水中所受浮力F浮甲 F浮乙。(填“大于”“等于”“小于”)
27.(2分)如图甲所示跑车在水平路面上高速行驶时,由于气体压强与流速的关系,车对地面的压力会变小,车辆容易失去控制。为了避免发生事故,有些跑车为了提高“抓地力”在车尾安装了一种“气流偏导器”(图乙) (选填“A”或“B”);如图丙,向玻璃管中吹风,B管空气流速比A管 ,所以B管中的液面将上升。
三、作图题和实验探究题(28,29每题3分;30题8分,31题8分,32题8分,每空2分,共30分)
28.(3分)如图,一个小球漂浮在水面上,请在图中画出小球受力的示意图。
29.(3分)物体M随水平传送带一起匀速转动,画出此时物体M所受力的示意图。
30.(8分)学校物理兴趣小组做探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验,实验装置如图。
(1)小于同学用弹簧测力计拉着木块A在水平桌面上做水平匀速直线运动,如图甲,根据 条件可知,则木块A与水平桌面之间的滑动摩擦力大小等于F1;
(2)小芳同学把两个完全相同的木块A和B叠放在一起,再用弹簧测力计拉着它们在水平桌面上匀速向右运动,如图乙2与图甲F1大小,可以得出滑动摩擦力的大小与 有关;
(3)实验过程中,小华同学突发奇想,将两个完全相同的木块A和B固定在一起,如图丙。比较图丙和图乙,发现它们的弹簧测力计示数相等,滑动摩擦力大小与 无关。(选填“速度”“接触面积”“接触面的粗糙程度”)
(4)使用图甲装置,小强用水平向右的拉力拉木块,拉力随时间变化的图像如图丁所示,则木块在t=7s时,物体受到摩擦力为 N。
31.(8分)小明想利用实验来探究压力的作用效果与什么因素有关:找来铅笔、砖和海绵进行实验。
(1)他首先用一支铅笔探究“压力作用效果与受力面积的关系”,他设计了如图甲、乙两种方案,你认为 (选填“甲”或“乙”)方案更合理一些。
(2)他接着又设计了如图a、b、c、d所示的实验来继续探究:
①实验中该同学通过观察海绵的 反映压力的作用效果。
②分析比较a、c两图所示现象,受力面积一定时,影响压力的作用效果的因素与 有关。
③将两个完全相同的木块用图d所示的方式紧靠在一起放在海绵上,则此时压力的作用效果与图a相比,效果 (选填“更明显”“更不明显”或“相同”)。
32.(8分)小明和小华各自做“验证阿基米德原理”实验,如图甲所示为小明实验的示意图,图乙所示为小华实验的部分示意图。
(1)在小华的实验示意图乙图中,使用了溢水杯和小烧杯,如果小华接着使用天平成功完成实验水。若此时乙图中两弹簧测力计的示数差值ΔF跟m水满足关系 时,则也可以验证阿基米德原理。(用字母表示,重力常数用g表示)
(2)在小明的实验示意图甲图中,弹簧测力计的示数值分别为F1、F2和量筒中水面刻度值分别为V1、V2.若满足关系式 时,就可以验证阿基米德原理。(均用字母表示,水的密度用ρ水表示,重力常数用g表示)
(3)在两人的实验中,如果未将物体完全浸没在水中,是否还能验证阿基米德原理? 。
A.小明的方案可以
B.小华的方案可以
C.两种方案均可以
D.两种方案均不行
(4)实验中还发现,小石块浸没后,浸入深度增加 。(填“变大”“变小”或“不变”)
五、计算题(共16分,33题8分,34题8分)
33.(8分)某市全民健身运动会山地自行车比赛中,质量为60kg的运动员小明参加了小组选拔赛,图中的山地自行车为双轮比赛用车;小明在某路段骑行了6km,耗时10min;求:(g=10N/kg)
车架材料 碳纤维
车架材料体积/cm3 2500
车架质量/kg 4.5
整车质量/kg 12
单轮接触地面面积/cm2 10
(1)小明在该路段骑行的平均速度;
(2)小明受到的重力;
(3)小明骑行时受到的阻力;
(4)小明骑行在水平地面时,自行车对地面的压强。
34.(8分)水平桌面上放置底面积为100cm2,质量为200g的圆柱形容器,内有12cm深的水(如图甲),用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体,拉力F与浸入水中深度h的变化关系如图乙所示,水没有溢出。(ρ水=1.0×103kg/m3、g=10N/kg求):
(1)圆柱体完全浸没在水中时所受的浮力;
(2)金属块的密度;
(3)圆柱体浸入前与完全浸没后,水对容器底的压强变化量;
(4)如果把圆柱体直接投入水中,求容器对水平桌面增加的压强(图丙)。
2022-2023学年湖南省永州市冷水滩区高峰学校八年级(下)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(共18题,每小题2分,共36分)
1.(2分)下列估测值比较接近实际的是( )
A.永州各县区的大气压值约为1×105Pa
B.人站立时脚对地面的压强约为100Pa
C.游泳运动员在水中游泳时所受浮力约为2000N
D.一个鸡蛋的重力约为50N
【答案】A
【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A、一个标准大气压为1.01×105Pa,永州各县区的大气压值接近标准大气压3Pa,故A符合实际;
B、一个中学生站立时对地面的压力F=G=500N2,则一名中学生站立时对地面的压强p===1.25×104Pa,不管是成年人还是小孩8Pa左右,故B不符合实际;
C、运动员的重力约G=600N,故运动员在游泳时所受浮力约600N;
D、一个鸡蛋的重力约为0.5N。
故选:A。
2.(2分)如图所示的几种现象中,力所产生的作用效果与其它三个不一样的是( )
A.手拉开弓 B.运动员罚点球
C.小明压弯跳板 D.熊猫拉弯竹子
【答案】B
【分析】力的作用效果:一是力可以改变物体的形状,二是力可以改变物体的运动状态,据此分析各选项,找出答案。
【解答】解:
A、运动员对弓弦的拉力;
B、运动员罚点球时,足球由静止变为运动;
C、小明对跳板的压力;
D、熊猫拉弯竹子;
由此可知,B中力的作用效果与其它三个力所产生的作用效果不同。
故选:B。
3.(2分)在下列事例中,物体处于平衡状态的是( )
A.正在减速着陆的宇宙飞船
B.在公路上匀速直线行驶的汽车
C.腾空而起正在加速上升的火箭
D.正在圆形轨道上运动的过山车
【答案】B
【分析】物体静止或做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的力是平衡力;物体运动状态改变,则不是处于平衡状态。
【解答】解:A.正在减速着陆的宇宙飞船,运动状态改变,故A错误;
B.在公路上匀速直线行驶的汽车,是平衡状态;
C.腾空而起正在加速上升的火箭,不是平衡状态;
D.正在圆形轨道上运动的过山车,不是平衡状态。
故选:B。
4.(2分)下列说法中正确的是( )
A.两个不接触的物体之间,不能产生力的作用
B.一个物体不可能是受力物体的同时又是施力物体
C.跳水运动员起跳时,跳板向下弯,人对跳板的作用力大小与跳板对人的作用力大小相等
D.地面上的木箱必须持续用力推才能不停地向前运动,说明力是维持物体运动的原因
【答案】C
【分析】(1)力是物体对物体的作用,在发生力的作用时,两个物体不一定接触(如:磁铁吸引铁钉)。
(2)物体间力的作用是相互的,物体受到力的同时,也对另一个物体施加了力,且一对相互作用力的大小相等。
(3)力是改变物体运动状态的原因。
【解答】解:A、力是物体对物体的作用,两个物体不一定接触(如:磁铁吸引铁钉);
B、物体间力的作用是相互的,也对另一个物体施加了力,故B错误;
C、跳板向下弯,其大小相等;
D、地面上的木箱必须持续用力推才能不停地向前运动,故D错误。
故选:C。
5.(2分)下列关于惯性说法正确的是( )
A.三级跳运动员比赛助跑,为了增大惯性,提高成绩
B.高速公路汽车限速是为了安全,因为速度越大,惯性越大
C.汽车驾驶员开车时必须系上安全带,是为了防止急刹车时因为惯性而造成伤害事故
D.百米赛跑时,运动员撞线后还要跑出去一段距离,是由于受到惯性的作用
【答案】C
【分析】一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,惯性的大小只与物体的质量有关。
【解答】解:A、三级跳运动员比赛助跑,但惯性的大小只与物体的质量有关,故A错误;
B、惯性的大小只与物体的质量有关,故高速公路上限速不能改变惯性大小;
C、急刹车时,此时安全带可对人起到一定的保护作用,汽车驾驶员开车时必须系上安全带;
D、百米赛跑时,是由于运动员具有惯性,故D错误。
故选:C。
6.(2分)如图甲、乙所示,弹簧测力计的示数分别是( )
A.4N和8N B.4N和4N C.4N和0N D.8N和8N
【答案】B
【分析】弹簧测力计使用时总是在平衡状态下使用的,即弹簧测力计是在静止或匀速直线运动状态下工作的,此时弹簧测力计受到一对平衡力的作用。
【解答】解:图甲中,弹簧测力计受到向右的拉力为4N,而此时墙面给弹簧测力计向左的拉力也是4N;
同理,图乙中,测力计整体要处于平衡状态,其效果与甲图相同。
故选:B。
7.(2分)如图所示,一个木箱放在水平地面上,小明同学用水平推力向右推木箱,下列说法正确的是( )
A.人对木箱的推力小于木箱受到的摩擦力
B.地面对木箱的摩擦力与人对木箱的推力是一对平衡力
C.木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对平衡力
D.木箱受到的重力与地面对木箱向上的支持力是一对相互作用力
【答案】B
【分析】(1)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上;
(2)相互作用力的条件: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。物体间力的作用是相互的。
【解答】解:AB、小明同学用水平推力向右推木箱,木箱处于静止状态、地面对木箱向左的摩擦力是一对平衡力,故A错误;
C、地面对箱子的支持力和箱子对地面的压力作用在两个物体上,故C错误;
D、箱子所受重力和地面对箱子的支持力这两个力作用在同一物体上,故D错误。
故选:B。
8.(2分)如图所示为研究二力平衡条件的实验装置,下列关于这个实验的叙述错误的是( )
A.为了减小摩擦,应选用尽量光滑的水平桌面
B.为使实验效果明显,应选用质量较大的小车
C.调整两边的托盘所放的钩码数量,可以改变力的大小
D.将小车扭转一个角度,是为了改变力的作用线的位置
【答案】B
【分析】(1)探究二力平衡条件时,采用尽量光滑的水平面,可以减小摩擦对实验的影响。
(2)实验时为了使实验效果明显,应选择质量小的小车,可以减小摩擦对实验的影响。
(3)调整两边的托盘所放的钩码数量,可以改变力的大小。
(4)将小车扭转一个角度,是为了改变力的作用线的位置,探究二力平衡时,二力是否在同一条直线上。
【解答】解:A、为了减小摩擦,可以减小摩擦对实验的影响,不符合题意。
B、质量较大的小车对桌面的压力大,对实验影响较大,符合题意。
C、调整两边的托盘所放的钩码数量,可以探究二力平衡时两个力的大小关系,不符合题意。
D、将小车扭转一个角度,探究二力平衡时两个力的是否在同一直线上,不符合题意。
故选:B。
9.(2分)如图所示的四个实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A.运动鞋底有凹凸的花纹
B.在轴承中加滚珠
C.给合页轴加润滑油
D.气垫船底跟水之间有一层空气垫
【答案】A
【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。
(2)增大摩擦力的方法:增大压力,增大接触面的粗糙程度。
(3)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:A、运动鞋底有凹凸的花纹,符合题意;
B、在轴承中加滚珠,不符合题意;
C、给合页轴加润滑油,不符合题意;
D、气垫船底跟水之间有一层空气垫,减小了两者之间的摩擦。
故选:A。
10.(2分)如图所示的事例中,属于增大压强的是( )
A.书包背带做的较宽
B.切苹果器的刀片做的较薄
C.铁轨铺在枕木上
D.“好奇”号火星车模型轮子大而宽
【答案】B
【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、书包带做的宽些,增大受力面积来减小对肩膀的压强;
B、切苹果器的刀片做的较薄,减小受力面积来增大压强的;
C、铁轨铺在枕木上,增大受力面积来减小对路基的压强;
D、“好奇”号火星车轮子大而宽,增大受力面积来减小对路面的压强;
故选:B。
11.(2分)下列现象中,是利用大气压工作的是( )
A.用塑料管从瓶子中吸饮料
B.用注射器将药液注入病人体内
C.用高压锅煮饭
D.水从高处向低处流
【答案】A
【分析】大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
【解答】解:A、用力一吸气,饮料在外界大气压的作用下,故A符合题意。
B、用注射器将药液注入病人体内是利用人的推力,故B不符合题意。
C、用用高压锅煮饭,液体沸点增大的原理,故C不符合题意。
D、水从高处向低处流,和大气压没有关系。
故选:A。
12.(2分)下列选项,不是利用连通器原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】上端开口,下部连通的容器叫做连通器;连通器的特点是容器中的同种液体不流动时,各个容器中液面总是相平的。
【解答】解:
A、图中的容器上端开口,当液体不流动时,利用了连通器的原理;
B、乳牛自动加水器、下部连通,当水不流动时,能够自动给水槽加水;
C、锅炉水位计的上端开口,符合连通器的特点,水位计中的水位变化即为锅炉内水位的变化,故C不符合题意;
D、拦河大坝是为了增加水的高度,使水流下时具有更大的动能,故D符合题意。
故选:D。
13.(2分)小明在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥,将它分别置于甲、乙两杯液体中,观察到铅笔静止时的情景如图所示( )
A.甲杯液体的密度较小
B.乙杯液体的密度较小
C.铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大
D.铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大
【答案】A
【分析】由物体的浮沉条件可知物体所受到的浮力,由物体浸入液体中的体积可知密度关系。
【解答】解:物体的质量不变,在两液体中均处于漂浮状态;因物体在甲液体中浸入的体积大,乙液体的密度大。
故选:A。
14.(2分)一艘轮船从河里驶入海里,会发生变化的是( )
A.船的重力 B.船受到的浮力
C.船排开液体的重力 D.船排开液体的体积
【答案】D
【分析】物体的重力与它的质量有关,与它所在的位置无关;
据物体漂浮在液体中时,浮力等于物体的重力,就能判断出轮船在河里与海里时的浮力变化情况;
由阿基米德原理可知,当物体所受浮力不变时,V排与液体的密度成反比。
【解答】解:船所处的位置不影响它的重力,所以从河里驶入海里时;
船在河里与海里都处于漂浮状态,浮力等于重力,所以浮力也不变;
由阿基米德原理F浮=G排,浮力不变,所以排开液体的重力也不变;
由F浮=ρ液gV排可知,浮力不变,水的密度变大了排也变了。
故选:D。
15.(2分)如图所示,水平桌面上放着底面积相同、质量相同的甲、乙两容器,分别装有质量相同的不同液体甲,p乙;容器对桌面的压强分别为p1甲,p1乙。下列说法中正确的是( )
A.p甲>p乙 B.p甲=p乙 C.p1甲=p1乙 D.p1甲<p1乙
【答案】C
【分析】(1)两容器中液体质量相同,液体体积不同,根据密度公式可知两种液体的密度关系,根据p=ρgh可知液体对容器底的压强大小关系;
(2)液体和容器的质量相同,由G=mg可知两种液体的重力关系和两个容器的重力关系;容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,由此可知容器对桌面的压力大小关系;根据公式p=可知容器对桌面的压强大小关系。
【解答】解:两容器中液体质量相同,由图可知甲>V乙,根据密度公式ρ=可知甲<ρ乙,又因为两容器中液体深度相同,根据p=ρgh可知甲<p乙,故AB错误;
甲、乙两个容器中两种液体质量相等,两种液体的重力相等,
两个容器质量相等,则两个容器的重力相等,
容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,
所以,甲、乙两容器对桌面的压力相等,根据公式p=,两个容器对桌面的压强相等,D错误。
故选:C。
16.(2分)如图所示,静止于水平桌面的甲、乙两个容器里分别装有酒精和水(ρ酒精<ρ水)且液面相平,图中A、B、C三点受到的液体压强分别为pA、pB、pC。下列判断正确的是( )
A.pC=p B>pA B.pC=pB<pA C.pA>pB>pC D.pC>pB>pA
【答案】D
【分析】首先根据p=ρgh判断出同种液体中不同深度两点的压强大小,再判断出不同种液体深度相同两点的压强大小关系。
【解答】解:AB两点是同种液体中的两点,液体密度相同,B点深度大于A点深度A<pB;
BC两点深度相同,根据p=ρgh可知,所以pB<pC;所以pA<pB<pC。故ABC错误,D正确。
故选:D。
17.(2分)一个装有石块的小船漂浮在池塘的水面上,如果将石头投入水中,池塘的水面将( )
A.升高 B.降低 C.不变 D.无法确定
【答案】B
【分析】装有石块的木船浮在水面上,石块受到的浮力等于石块的重力,扔到水里后,下沉,浮力小于重力,根据公式F浮=ρgV排可知排开水的体积的变化情况。
【解答】解:石头在船上,船和石头受到的浮力:
F浮=G总=G船+G石=G船+ρ石V石g,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
石块放入水中后,船和石头受到的浮力等于船受到的浮力F船加上石头受到的浮力F石,
F浮′=F船+F石,
由于船漂浮,F船=G船,
石头沉入水底,F石=ρ水V排g,
∴F浮′=F船+F石=G船+ρ水V石g,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
∵ρ石>ρ水,
∴由①②可得:
F浮>F浮′,
即:石头在船上时,船和石头受到的浮力大,船和石头排开水的体积大,所以把船上的石头投入水中。
故选:B。
18.(2分)水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示( )
A.两小球所受浮力FM<FN
B.两种液体的密度ρ甲<ρ乙
C.两种液体对容器底部的压强p甲=p乙
D.两种液体对容器底部的压力F甲>F乙
【答案】D
【分析】(1)由图可知:M在甲液体中漂浮,N在乙液体中悬浮,则根据漂浮和悬浮的条件来即可判断浮力大小关系。
(2)根据浮沉条件即可判断液体密度的大小;
(3)根据p=ρ液gh比较容器底面受到的压强大小;
(4)根据F=pS比较容器底面受到的压力大小。
【解答】解:
A、小球 M ,则浮力FM=GM,小球 N 在乙液体中悬浮N=GN,由于小球M、N 完全相同M=GN,则有FM=FN,故 A错误;
B、小球 M ,则密度ρM<ρ甲,小球 N 在乙液体中悬浮N=ρ乙,由于小球M、N 完全相同M=ρN,则有ρ甲>ρ乙,故B错误;
C、由B选项分析可知:ρ甲>ρ乙,两容器液面相平即容器底部深度h相同,根据液体压强计算公式 可知,p甲>p乙,故C错误;
D、由C选项分析得容器底部液体压强p甲>p乙,两容器底面积相同,由压力计算公式 得,容器底部受到液体压力F甲>F乙,故D正确。
故选:D。
二、填空题(每题2分,每空1分,共18分)
19.(2分)如图所示,弹簧测力计拉一重物,静止时读数为 2.6 N,赛龙舟是端午节里的传统习俗。当号令一响,各龙舟上的运动员奋力向后划桨,这既可说明力的作用是 相互 的。
【答案】2.6;相互。
【分析】读取弹簧测力计的示数首先要认清分度值,物体间力的作用是相互的。
【解答】解:弹簧测力计分度值为0.2N,读数为8.6N,龙舟向前加速运动。
故答案为:2.5;相互。
20.(2分)一艘轮船满载时的排水量为105吨,这艘轮船满载时排开海水的质量 108 kg;潜水艇改变自身重力实现上浮和下潜,在下潜过程中,潜艇受到海水的压强 变大 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】108;变大。
【分析】1t=103kg;
潜水艇改变自身重力实现上浮和下潜,在下潜过程中,深度增大,根据p=ρgh可知潜艇受到海水的压强得变化情况。
【解答】解:一艘轮船满载时的排水量为105吨,这艘轮船满载时排开海水的质量为105t=105kg;
潜水艇改变自身重力实现上浮和下潜,在下潜过程中,根据p=ρgh可知潜艇受到海水的压强变大。
故答案为:108;变大。
21.(2分)在“阻力对于运动的影响实验”中,控制小车在同一斜面同一高度静止释放,目的是控制小车到达水平面时初速度大小 相等 (填“相等”“不相等”),水平面上阻力越小,小车速度减小越 慢 (填“快”“慢”)。
【答案】相等;慢。
【分析】根据控制变量法,在实验过程中,该同学让小车从斜面的同一位置静止释放,这一操作的目的是控制小车下滑到水平面的速度相同;
根据实验现象分析回答。
【解答】解:控制小车在同一斜面同一高度静止释放,目的是控制小车到达水平面时初速度大小相等;
木板表面最光滑,小车运动时受到的阻力最小,速度减小得最慢,小车速度减小越慢。
故答案为:相等;慢。
22.(2分)如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上。明礼同学用一水平力推F向右缓慢地推木板,使其一部分露出桌面,木板受到桌面的摩擦力 不变 ,木板对桌面的压强 变大 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)影响滑动摩擦力大小的因素:压力的大小和接触面的粗糙程度,据此判断此过程中摩擦力的大小变化。
(2)水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据向右缓慢地推木板时受力面积的变化,结合压强公式判断木板对桌面的压强变化。
【解答】解:
木板对水平桌面的压力和自身的重力相等,向右缓慢地推木板的过程中、接触面的粗糙程度不变;
向右缓慢地推木板的过程中,压力大小不变,根据p=,木板对桌面的压强变大。
故答案为:不变;变大。
23.(2分)小明将自制气压计从一楼拿到六楼,如图所示,观察到玻璃管内的水柱逐渐升高,大气压逐渐 减小 ;一切液体的沸点都是随着气压的减小而 降低 。
【答案】减小;降低。
【分析】(1)大气压和高度有关,大气压随高度的增加而减小;
(2)液体的沸点和气压有关,气压越小,沸点越低。
【解答】解:(1)将自制气压计从一楼拿到六楼,由于外界大气压减小,表明大气压随高度的增加而减小;
(2)液体的沸点和气压有关,气压越小。生活中使用高压锅就是为了增大锅内的气体压强。
故答案为:减小;降低。
24.(2分)如图所示,用20N的水平力F将重为5N的物体压在竖直墙壁上,物体保持静止 5 N;如果水平力F增大到30N,此时物体受到的摩擦力为 5 N。
【答案】5;5。
【分析】处于静止状态或匀速直线运动状态的物体受平衡力,一对平衡力的合力为零;物体静止,在竖直方向受重力和静摩擦力平衡,据此分析。
【解答】解:对物体受力分析,在竖直方向上,由于物体静止处于平衡状态,f=G=5N;
若水平压力增大为30N时,物体仍静止,仍为5N。
故答案为:2;5。
25.(2分)如图所示的容器内装有5kg的水,容器底面积为0.01m2,容器底离水面的竖直高度为1m,A点距离容器底面高度为0.4m,则A点受到水的压强为 6000 Pa,则水对容器底的压力为 100 N。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】6000;100。
【分析】得出A点的深度,根据p=ρ水gh得出A点受到水的压强;
得出容器底水的深度,根据p′=ρ水gh′=得出水对容器底的压强,根据F=p′S得出水对容器底的压力。
【解答】解:A点的深度h=1m﹣0.4m=0.6m,
A点受到水的压强p=ρ水gh=8.0×103kg/m6×10N/kg×0.6m=6000Pa;
容器底水的深度h′=3m,
水对容器底的压强p′=ρ水gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=10000Pa;
水对容器底的压力F=p′S=3.0×104Pa×8.01m2=100N。
故答案为:6000;100。
26.(2分)如图,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,两个杯子中液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示甲 < ρ乙;鸡蛋在两杯不同的盐水中所受浮力F浮甲 = F浮乙。(填“大于”“等于”“小于”)
【答案】<;=。
【分析】(1)根据物体的浮沉条件得出液体密度与鸡蛋密度的关系,进而得出液体的密度关系;
(2)当物体漂浮时,F浮=G;当物体悬浮时,F浮=G;当物体下沉时,F浮<G。
【解答】解:(1)同一鸡蛋在甲杯盐水中悬浮,则ρ甲=ρ蛋;在乙杯盐水中漂浮,则ρ蛋<ρ乙,因此ρ甲<ρ乙;
(2)同一鸡蛋在甲中悬浮,在乙中漂浮,即:F浮甲=F浮乙=G。
故答案为:<;=。
27.(2分)如图甲所示跑车在水平路面上高速行驶时,由于气体压强与流速的关系,车对地面的压力会变小,车辆容易失去控制。为了避免发生事故,有些跑车为了提高“抓地力”在车尾安装了一种“气流偏导器”(图乙) B (选填“A”或“B”);如图丙,向玻璃管中吹风,B管空气流速比A管 大 ,所以B管中的液面将上升。
【答案】B;大。
【分析】流体的压强跟流速有关,流速越大的位置,压强越小。
【解答】解:(1)“气流偏导器”的上表面平直、底部呈弧形凸起,偏导器上方的空气流速小,下方的空气流速大,产生一个向下的压强差,提高车轮的抓地性能。
(2)吹风时,空气流量相等,空气流速小压强大,空气流速大压强小,B管中的液面上升。
故答案为:B;大。
三、作图题和实验探究题(28,29每题3分;30题8分,31题8分,32题8分,每空2分,共30分)
28.(3分)如图,一个小球漂浮在水面上,请在图中画出小球受力的示意图。
【答案】见试题解答内容
【分析】首先根据小球的状态分析小球的受力情况,小球静止,受重力和浮力,而且二力平衡,重力和浮力的作用点都在小球的球心,所画线段的长度要相等,表示二力平衡,大小相等。
【解答】解:小球处于漂浮状态,受浮力和重力,具体画法如下:
29.(3分)物体M随水平传送带一起匀速转动,画出此时物体M所受力的示意图。
【答案】见解答
【分析】物体M做水平方向向右匀速运动,由于不计空气阻力,所以物体受到两个力:它的重力G,传送带对它的支持力F,这两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,作用点在物体的重心,据此画出物体的受力示意图。
【解答】解:由于物体M和传送带一起匀速运动,相对静止,只受重力和支持力的作用,作用点画在物体的重心
30.(8分)学校物理兴趣小组做探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验,实验装置如图。
(1)小于同学用弹簧测力计拉着木块A在水平桌面上做水平匀速直线运动,如图甲,根据 二力平衡 条件可知,则木块A与水平桌面之间的滑动摩擦力大小等于F1;
(2)小芳同学把两个完全相同的木块A和B叠放在一起,再用弹簧测力计拉着它们在水平桌面上匀速向右运动,如图乙2与图甲F1大小,可以得出滑动摩擦力的大小与 压力大小 有关;
(3)实验过程中,小华同学突发奇想,将两个完全相同的木块A和B固定在一起,如图丙。比较图丙和图乙,发现它们的弹簧测力计示数相等,滑动摩擦力大小与 接触面积 无关。(选填“速度”“接触面积”“接触面的粗糙程度”)
(4)使用图甲装置,小强用水平向右的拉力拉木块,拉力随时间变化的图像如图丁所示,则木块在t=7s时,物体受到摩擦力为 3 N。
【答案】(1)二力平衡;(2)压力大小;(3)接触面积;(4)3。
【分析】(1)用弹簧测力计水平匀速拉动木块,让木块做匀速直线运动,木块处于平衡状态,由二力平衡条件可知,滑动摩擦力等于弹簧测力计的拉力;
(2)应用控制变量法,根据实验所控制的变量,分析实验现象,从而可得出实验结论;
(3)摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变;
(4)接触面粗糙程度和压力不变时,滑动摩擦力大小等于匀速直线运动时的拉力大小。
【解答】解:(1)实验中使木块A水平方向做匀速直线运动,木块处于平衡状态,滑动摩擦力等于弹簧测力计的拉力;
(2)由图甲、乙所示实验可知,物体间的压力越大,物体受到的滑动摩擦力越大,物体间的压力越大;
(3)图丙与图乙比较,压力和接触面的粗糙程度不变,弹簧测力计的示数不变;
(4)接触面粗糙程度和压力不变时,滑动摩擦力大小等于匀速直线运动时的拉力大小,滑动摩擦力大小不变、戊可知,所以滑动摩擦力大小为3N,物体受到摩擦力为3N;
故答案为:(1)二力平衡;(2)压力大小;(4)5。
31.(8分)小明想利用实验来探究压力的作用效果与什么因素有关:找来铅笔、砖和海绵进行实验。
(1)他首先用一支铅笔探究“压力作用效果与受力面积的关系”,他设计了如图甲、乙两种方案,你认为 甲 (选填“甲”或“乙”)方案更合理一些。
(2)他接着又设计了如图a、b、c、d所示的实验来继续探究:
①实验中该同学通过观察海绵的 凹陷程度 反映压力的作用效果。
②分析比较a、c两图所示现象,受力面积一定时,影响压力的作用效果的因素与 压力大小 有关。
③将两个完全相同的木块用图d所示的方式紧靠在一起放在海绵上,则此时压力的作用效果与图a相比,效果 相同 (选填“更明显”“更不明显”或“相同”)。
【答案】(1)甲;(2)①凹陷程度;②压力大小;③相同。
【分析】(1)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法;
(2)①本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
②分析比较a、c两图所示现象,根据控制变量法得出结论;
③根据p=,结合压强的物理意义分析。
【解答】解:(1)探究“压力的作用效果与受力面积的关系”,要控制压力相同,由力的平衡和力的相互性,乙中因铅笔的重力作用,没有控制压力相等;
(2)①根据转换法,实验中可通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果;
②通过分析比较a、c两图所示现象,c中压力大,故可以得出影响压力的作用效果的因素是压力大小;
③将两个完全相同的木块用图d所示的方式紧靠在一起放在海绵上,因压力为原来的2倍,根据p=,根据压强表示压力的作用效果;
故答案为:(1)甲;(2)①凹陷程度;③相同。
32.(8分)小明和小华各自做“验证阿基米德原理”实验,如图甲所示为小明实验的示意图,图乙所示为小华实验的部分示意图。
(1)在小华的实验示意图乙图中,使用了溢水杯和小烧杯,如果小华接着使用天平成功完成实验水。若此时乙图中两弹簧测力计的示数差值ΔF跟m水满足关系 ΔF=m水g 时,则也可以验证阿基米德原理。(用字母表示,重力常数用g表示)
(2)在小明的实验示意图甲图中,弹簧测力计的示数值分别为F1、F2和量筒中水面刻度值分别为V1、V2.若满足关系式 F1﹣F2=ρ水(V2﹣V1)g 时,就可以验证阿基米德原理。(均用字母表示,水的密度用ρ水表示,重力常数用g表示)
(3)在两人的实验中,如果未将物体完全浸没在水中,是否还能验证阿基米德原理? C 。
A.小明的方案可以
B.小华的方案可以
C.两种方案均可以
D.两种方案均不行
(4)实验中还发现,小石块浸没后,浸入深度增加 不变 。(填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】(1)ΔF=m水g;(2)F1﹣ F2=ρ水(V2﹣V1)g;(3)C;(4)不变。
【分析】(1)研究浸没在液体中的物体受到的浮力与它排开的液体所受重力之间的关系时,需要用电子天平测量出小烧杯中溢出水的质量,根据G=mg算出溢出水的重力,比较两弹簧测力计的示数差值ΔF跟G水的关系;
(2)研究浸没在液体中的物体受到的浮力与它排开的液体所受重力之间的关系时:利用称重法测量金属块受到的浮力,利用排水法得出金属块排开水的体积,求出排开水的重,通过比较得出结论;
(3)未将物体完全浸没入水中,排开水的体积小,排开液体的重力小,浮力小。
(4)根据阿基米德定律可判断石块受到的水浮力的变化情况。
【解答】解:(1)研究浸没在液体中的物体受到的浮力与它排开的液体所受重力之间的关系时,需要用电子天平测量出小烧杯中溢出水的质量水=m水g,比较两弹簧测力计的示数差值ΔF跟G水的关系,若ΔF=m水g则可以验证阿基米德原理;
(2)物体受到的浮力等于物体的重力减掉浸没水中时弹簧测力计的示数,即F浮=F1﹣F2;
量筒中水面两次示数差(V4﹣V1)表示金属块排开水的体积,根据密度公式和G=mg可得排=m排g=ρ水gV排=ρ水g(V2﹣V6),实验中若F1﹣F2=ρ水g(V8﹣V1)则可以验证阿基米德原理;
(3)未将物体完全浸没入水中,排开水的体积小,浮力小,故C正确。
(4)根据阿基米德定律(F浮=ρ液V排g)可知浸没后随浸入深度的增加,小石块排开水的体积不变。
故答案为:(1)ΔF=m水g;(2)F1﹣ F4=ρ水(V2﹣V1)g;(3)C。
五、计算题(共16分,33题8分,34题8分)
33.(8分)某市全民健身运动会山地自行车比赛中,质量为60kg的运动员小明参加了小组选拔赛,图中的山地自行车为双轮比赛用车;小明在某路段骑行了6km,耗时10min;求:(g=10N/kg)
车架材料 碳纤维
车架材料体积/cm3 2500
车架质量/kg 4.5
整车质量/kg 12
单轮接触地面面积/cm2 10
(1)小明在该路段骑行的平均速度;
(2)小明受到的重力;
(3)小明骑行时受到的阻力;
(4)小明骑行在水平地面时,自行车对地面的压强。
【答案】(1)小明在该路段骑行的平均速度为36km/h;
(2)小明受到的重力为600N;
(3)小明骑行时受到的阻力为14.4N;
(4)小明骑行在水平地面时,自行车对地面的压强为3.6×105Pa。
【分析】(1)知道骑行的路程和所用的时间,利用速度公式求出小明在该路段骑行的平均速度;
(2)根据G=mg求出小明受到的重力;
(3)根据G=mg求出自行车的重力,根据f=0.02G总求出小明骑行时受到的阻力;
(4)小明骑行在水平地面时,自行车对地面的压力等于小明和自行车的总重力,根据p=求出小明骑行在水平地面时,自行车对地面的压强。
【解答】解:(1)小明在该路段骑行的平均速度:v===36km/h;
(2)小明受到的重力:G1=m6g=60kg×10N/kg=600N;
(3)自行车的重力:G2=m2g=12kg×10N/kg=120N,
小明骑行时受到的阻力:f=6.02G总=0.02×(G1+G2)=0.02×(600N+120N)=14.4N;
(4)小明骑行在水平地面时,自行车对地面的压力:F=G总=600N+120N=720N,
小明骑行在水平地面时,自行车对地面的压强:p==5Pa。
答:(1)小明在该路段骑行的平均速度为36km/h;
(2)小明受到的重力为600N;
(3)小明骑行时受到的阻力为14.2N;
(4)小明骑行在水平地面时,自行车对地面的压强为3.6×106Pa。
34.(8分)水平桌面上放置底面积为100cm2,质量为200g的圆柱形容器,内有12cm深的水(如图甲),用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体,拉力F与浸入水中深度h的变化关系如图乙所示,水没有溢出。(ρ水=1.0×103kg/m3、g=10N/kg求):
(1)圆柱体完全浸没在水中时所受的浮力;
(2)金属块的密度;
(3)圆柱体浸入前与完全浸没后,水对容器底的压强变化量;
(4)如果把圆柱体直接投入水中,求容器对水平桌面增加的压强(图丙)。
【答案】(1)圆柱体浸没在水中时所受到的浮力为1N;
(2)金属块的密度为3×103kg/m3;
(3)水对容器底部的压强变化量为100Pa;
(4)容器对水平桌面增加的压强为300Pa。
【分析】(1)根据图象分析出圆柱体未浸入水中时和浸没在水中后的拉力,根据称重法求出圆柱体浸没在水中所受的浮力;
(2)根据F浮=ρ水gV排计算圆柱体浸没时排开水的体积,即为圆柱体的体积;圆柱体未浸入水中时弹簧测力计读数等于圆柱体的重力,
根据G=mg可求出圆柱体的质量,再利用密度公式求出圆柱体的密度;
(3)利用V=Sh求出水增加的深度,再利用p=ρgh计算圆柱体沉入底部时,水对容器底部的压强变化量。
(4)先计算对桌面的压力,再根据p=计算压强的增加量。
【解答】解:(1)由图乙可知,圆柱体未浸入水中时受到的拉力即圆柱体的重力为G=3N拉=2N,
由称重法可得,圆柱体浸没在水中时所受到的浮力:
F浮=G﹣F拉=2N﹣2N=1N;
(2)由F浮=ρ水gV排得圆柱体浸没时排开水的体积:
V排===1×10﹣4m8=100cm3,
因圆柱体浸没在水中,则圆柱体的体积:V=V排=1×10﹣7m3=100cm3;
由G=mg可得圆柱体的质量:
m===0.3kg,
圆柱体的密度:
ρ===3×103kg/m7;
(3)从圆柱体刚刚进入到沉入容器底部时,水的深度增加量为:
Δh水===8cm=0.01m,
水对容器底部的压强变化量为:
Δp=ρ水gΔh水=1.5×103kg/m3×10N/kg×6.01m=100Pa;
(4)把圆柱体直接投入水中后,桌面所受压力的增加量ΔF=3N,
故容器对水平桌面增加的压强p===300Pa。
答:(1)圆柱体浸没在水中时所受到的浮力为1N;
(2)金属块的密度为3×106kg/m3;
(3)水对容器底部的压强变化量为100Pa;
(4)容器对水平桌面增加的压强为300Pa。