2017-2018学年重庆一中八年级(下)期中物理试卷一、选择题(本题共20个小题,每题2分,共40分,每小题只有一个正确答案)1.下列描述最符合实际情况的是( )A.举起两个鸡蛋需要100N的力B.正在考试的场内大气压强约为5个标准大气压C.一支中性笔的长度约为15cmD.一个苹果重约为50N2.如图,属于应用了浮力知识的是( )A.甲图中“辽宁号”中国航母漂浮于海面B.乙图中“阳光动力2号”太阳能飞机的机翼“上凸下平”C.丙图中“长征十一号”运载火箭点火升空D.丁图中宇宙飞船在太空中航行3.下列工具中,属于费力杠杆的是( )A.起子B.托盘天平C.钢丝钳D.镊子4.以下是物理教材中演示实验或示例图片,不能说明大气压强存在的是( )A.木桶爆裂B.鸡蛋吸进瓶里C.吸盘吸在墙上D.覆“杯”实验第40页共40页
5.如图所示的实例中,属于减小压强的是( )A.盲道上凸起圆点B.蚊子尖嘴插入皮肤C.刀刃磨得很薄D.书包带做得很宽6.连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。以下没有利用连通器原理的是( )A.三峡船闸B.下水管中“存水弯”C.用吸管“吸饮料”D.乳牛自动喂水器7.将一支密度计先后放入甲、乙两容器中,如图,两容器中液体的密度分别是ρA、ρB,密度计受到液体的浮力是FA、FB,则密度和浮力的关系分别是( )A.ρA<ρBFA=FBB.ρA<ρBFA>FBC.ρA=ρBFA>FBD.ρA>ρBFA=FB8.下列关于压力、压强和浮力的描述中,正确的是( )A.漂浮在水上的物体受到的浮力大于沉入水底的物体受到的浮力B.静止于水平桌面上的物体对桌面的压力的大小等于重力的大小C.压力越大,产生的压强越大D.液体的密度越大,产生的浮力越大9.甲、乙二人在沙地上行走,他们在沙地上留下的脚印大小不同(受力面积S甲>S乙),深浅相同,他们对沙地的压力及压强相比( )A.F甲<F乙,p甲>p乙B.F甲>F乙,p甲>p乙C.F甲=F乙,p甲=p乙D.F甲>F乙,p甲=p乙第40页共40页
10.一装有饮料的密闭平底瓶子,先正立放在水平桌面上(如图A),然后翻过来倒立在水平桌面上(如图B),则正立、倒立时饮料瓶对水平桌面的压力、压强变化情况是( )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,压强不变11.外形完全相同的木球、铁球和铜球(已知ρ铜>ρ铁>ρ水>ρ木)放入水中,静止后的位置如图所示,铁球沉底,则( )A.木球和铜球的浮力大小相等B.铁球受到的浮力最小C.木球一定是实心的D.铜球的空心一定最大12.2017年4月26日,我国第一艘国产航母001A型在大连造船厂正式下水。航母从大海驶向内河时,将( )A.上浮一点B.下沉一点C.不变D.无法判断13.如图所示,三个完全相同的容器内装有适量的水后,在乙容器内放入木块漂浮在水面上,丙容器内放一个实心小球悬浮在水中,此时,甲、乙、丙三个容器内水面高度相同,下列说法正确的是( )A.乙容器中木块的密度等于丙容器中小球的密度B.三个容器对水平桌面的压力相等C.如果向乙容器中加入盐水(ρ盐水>ρ水),木块受到的浮力变大D.如果向丙容器中加入酒精(ρ酒精<ρ水),小球受到的浮力不变第40页共40页
14.重庆一中某初二同学研究弹簧测力计的示数F与金属块A下表面离液面的距离h的关系,实验装置如图甲所示。用弹簧测力计提着金属块A,使其缓慢浸入酒精中(ρ酒精=0.8×103kg/m3且液体未溢出),得到F与h的关系图象如图乙所示。则金属块A完全浸在液体中受到的浮力和金属块A的密度分别为( )A.2N,2.5×103kg/m3B.2N,2.0×103kg/m3C.4N,2.5×103kg/m3D.4N,2.0×103kg/m315.质量分布均匀的A、B两个实心立方体(VA>VB),放置在盛水的容器中、静止时如图所示:现将A、B捞起后放置在水平桌面上,比较A、B在水中受到的浮力FA、FB和它们对水平桌面的压强pA、pB的大小关系,正确的是( )A.FA<FB,pA>pBB.FA>FB,pA<pBC.FA>FB,pA>pBD.FA=FB,pA<pB16.如图所示,图线a、b是两种物质的质量与体积的关系图象。分别用a、b两种物质制成体积相同的甲、乙两个实心球,缓慢放入水中,甲、乙两球受到的浮力之比为( )A.3:1B.1:1C.6:5D.1:317.如图所示,甲、乙两个质量均匀的环形柱体放在水平地面上,环形底面积S甲>S乙,它们各自对地面的压强相等。若分别在甲、乙上沿水平方向截去高度相等的部分后,则剩余部分的压强关系( )A.p甲>p乙B.p甲<p乙C.p甲=p乙D.无法确定第40页共40页
18.将体积之比为2:1的长方体物块A(ρA=1.2g/cm3)和长方体物块B(ρB=0.5g/cm3)浸没在盛水容器中如图位置,松手后至A、B静止,它们所受浮力随时间变化的图象正确的是( )A.B.C.D.19.为了便于大众随时冲泡茶叶,商家用薄布或薄纸将茶叶包裹成长方体的茶包。将茶包置于圆柱体容器中,注入适量的水,茶包漂浮在水面上,此时水对容器底部压强为p1;由于茶包吸水(茶包吸水后体积不变),便悬浮在水中,此时水对容器底部压强为p2;茶包继续吸水后沉底,此时水对容器底部压强为p3.泡茶前后无液体溢出,且忽略液体密度变化。关于p1,p2,p3关系正确的是( )A.p1>p2>p3B.p1=p2>p3C.p3>p2>p1D.p2>p1>p320.如图所示,某圆柱形薄壁容器装有适量的水,其底面积为20cm2,将物体B放入水中时,通过台秤测得总质量150g。使用一细绳提起物体B,物体B刚好有体积露出水面时保持静止不动,此时台秤示数为70g,测得容器内液面下降了1cm。则物体B的密度是( )第40页共40页
A.1.25×103kg/m3B.1.75×103kg/m3C.2.0×103kg/m3D.3.0×103kg/m3二.填空作图题(本题共7小题,每空1分,作图题4分,共14分)21.历史上证明大气压强存在的著名实验是 ,人们通常把 m高的水银柱产生的压强叫做1个标准大气压。22.当居室前后两面的窗子都打开时,“过堂风”会把居室侧面摆放的衣柜的门“吹”开。这是因为过堂风吹过时,衣柜外的空气流速 ,气体压强 ,柜门受到了向外的压力差,才产生此现象。(均选填“大”,“小”或“不变”)。23.将一个边长为10cm的实心正方体木块放入盛有水的水槽内,待木块漂浮时,水对木块下表面的压力F= N,木块下表面受到液体压强P= Pa.(ρ木=0.6×103kg/m3)24.我国某潜艇由湖北武昌造船厂制造完成后,由长江潜行(在液面以下航行)驶进东海,已知ρ江水<ρ海水,则潜艇在长江中时所受浮力为F1,重力为G2;在潜行在东海里时所受浮力为F2,重力为G2,则F1 F2,G1 G2.(均选填“>”,“<”或“=”)。25.如图所示,在一个底面积为150cm2足够深的柱形容器内装有一定量的水,容器底部固定一根足够长的弹簧(在弹性限度以内,弹簧受到的拉力每变化1N,弹簧的形变量为1cm),将一个边长为0.1m的实心正方体木块A(ρ木<ρ水)固定在弹簧顶端,使A刚好浸没在水中,此时弹簧产生的拉力为5N.现打开阀门K开始放水,当弹簧产生的拉力变为竖直向上的3N时,水对容器底部的压强变化量为 Pa;当总的放水量为1200cm3时木块受到的浮力为 N。26.如图所示,重为10N的小球在水中静止,请画出小球所受力的示意图;27.如图所示,轻质杠杆AB在力F1、F2的作用下处于静止状态,请画出力F2及其对应的力臂l2.第40页共40页
三、实验题(共3题,其中27题7分;28题8分;29题7分;共22分)28.(7分)有两个相同的烧杯,分别盛有体积相同的水和酒精,但没有标签,小陈采用闻气味的方法判断出无气味的是水。小亭则采用压强计进行探究,如图示:(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,发现U形管两边液柱的高度差变化 (选填“大”或“小”)。把调节好的压强计放在空气中时,U形管两边的液面应该 (选填“相平”或“不相平”)。实验中通过U形管两侧液面高度差比较液体压强大小,这种科学探究方法称为 。(2)小亭把金属盒分别浸入到两种液体中,发现图甲中U形管两边的液柱高度差较小,所以认为图甲烧杯中盛的是酒精。他的结论是 (选填“可靠”或“不可靠”)的,理由是 。(3)小亭发现在同种液体中,金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体的压强越 (选填“大”或“小”)。小亭还发现在同种液体中,金属盒距液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差 (选填“不变”或“变化”)。29.(8分)如图所示,在“探究杠杆平衡条件的实验”中:(1)甲图中杠杆左端下沉,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在 位置平衡,主要目的是 。第40页共40页
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 个相同的钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝靠近支点O的方向各移动一小格,则杠杆的 (选填“左”或“右”)端将下沉。(3)如图丙所示,在A点挂一定数量的钩码,用弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数如图丙所示,大小为 N,已知每个钩码重0.4N,则在A点应挂 个钩码。(4)探究杠杆的平衡条件需要测多组数据。以下三个实验也测了多组数据,其目的和探究杠杆平衡条件目的相同的是 。①探究平面镜成像规律;②测量某个物体长度;③测量未知液体的密度。30.(7分)“弹珠”是小朋友喜爱的玩具。在古代弹珠由玛瑙或石头所造,现代则用玻璃制成。喜欢科学探究的小李找来量筒、小玻璃杯和水测量弹珠的密度。如图所示,步骤如下:(1)把小玻璃杯轻轻放入装有20mL水的量筒中使之 在水面上,待水面静止后,水面对应的刻度值如图甲所示,此时玻璃杯所受浮力为 N。(2)把弹珠放入小玻璃杯中漂浮,待水面静止后,水面对应的刻度值如图乙所示,则弹珠的质量为 g,水对量筒底的压力增加了 N。(3)取出弹珠,小李用一根粗线(不吸水)将弹珠绑好慢慢放入量筒使其沉底,待水面静止后,水面对应的刻度值如图丙所示。则弹珠的体积为 cm3,弹珠的密度为 kg/m3.实验测得的密度和弹珠的真实密度相比 (选填“偏大”或“偏小”)。四.论述计算题(30题7分,31题8分,32题9分,共24分,解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不给分)31.(7分)如图所示,质量为50kg,边长为20cm的正方体物块A置于水平地面上,通过轻质绳系于轻质杠杆BOC的B端,杠杆可绕O点转动,且CO=2BO.在C端用F=150N的力竖直向下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,且绳被拉直,求:(1)绳对B端的拉力F拉;(2)物体A对地面的压强p。第40页共40页
32.(9分)底面积为200cm2的薄壁柱形容器内装有适量的水,将其放在水平桌面上。把体积为10﹣3m3的正方体木块A放入水中后,再在木块A的上方放一体积为10﹣4m3的物体B,静止后物体B有1/5的体积露出水面,如图甲所示。若将物体B取下放入水中,如图乙所示,静止后物体A有3/5的体积浸入水中。求:(1)甲图中B物体受到的浮力;(2)木块A的重力;(3)将B放入水中后,与取下B之前相比较水对容器底部压强的变化量。第40页共40页
33.(9分)如图甲所示,重力为2N,底面积为200cm2的薄壁圆柱形容器(容器足够高)放在水平桌面上。容器中立放着一个实心圆柱体A(ρA<ρ水),其重力为6N.现慢慢向容器中加水,水对容器底的压强p水与所加水的质量m的关系如图乙所示,全程共注入1.4kg水。求:(1)当加入0.6kg水时,容器中水的深度;(2)A恰好漂浮时容器对桌面的压强;(3)停止注水后,将A物体往上提升1cm后保持静止,静止时的拉力大小。第40页共40页
2017-2018学年重庆一中八年级(下)期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题(本题共20个小题,每题2分,共40分,每小题只有一个正确答案)1.下列描述最符合实际情况的是( )A.举起两个鸡蛋需要100N的力B.正在考试的场内大气压强约为5个标准大气压C.一支中性笔的长度约为15cmD.一个苹果重约为50N【分析】首先要对选项中涉及的几种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、一个鸡蛋的质量约为50g,则2个鸡蛋的质量约为100g,其重力约为1N,所以举起两个鸡蛋需要1N左右的力;故A不符合实际;B、正在考试的场内大气压强约为1个标准大气压;故B不符合实际;C、一支中性笔的长度约为15cm,故C符合实际;D、一斤(500g)苹果有2~3个,则一个苹果的质量在200g左右,其重力约为2N;故D不符合实际。故选:C。【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。2.如图,属于应用了浮力知识的是( )A.甲图中“辽宁号”中国航母漂浮于海面B.乙图中“阳光动力2号”太阳能飞机的机翼“上凸下平”C.丙图中“长征十一号”运载火箭点火升空第40页共40页
D.丁图中宇宙飞船在太空中航行【分析】解答此题要明确以下知识点:(1)浮力等于重力,物体漂浮在液面;(2)飞机是利用流体压强与流速的关系(流速越大,压强越小;流速越小,压强越大)来升空的;(3)物体间力的作用是相互的,一个物体在施力的同时必然也受到另一个物体对这个物体施加的反作用力。【解答】解:A、“辽宁号”中国航母漂浮于海面,利用了浮力等于重力,应用了浮力知识,故A正确;B、飞机升空是因为机翼上方空气流速快、压强小,下方空气流速慢、压强大,从而形成向上的压强差,即飞机是利用流体压强与流速的关系来升空的,不是利用浮力,故B错;C、运载火箭点火升空时,是通过向后喷出气流,对气体施加了一个向后的作用力,从而使火箭受到了气体对它施加了一个向前的反作用力,这是利用了物体间力的作用是相互的,才使火箭得到向前的动力,故C错;D、宇宙飞船在太空中航行,不是利用浮力,故D错。故选:A。【点评】本题考查浮力的利用、力的作用是相互的和流体压强与流速的关系,飞机升空是因为机翼上方空气流速快,压强小,下方空气流速慢,压强大,从而形成压强差,利用压强差升空,易错点。3.下列工具中,属于费力杠杆的是( )A.起子B.托盘天平C.钢丝钳D.镊子【分析】结合生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。【解答】解:A、起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;B、托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆。C、钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;第40页共40页
D、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。故选:D。【点评】此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂4.以下是物理教材中演示实验或示例图片,不能说明大气压强存在的是( )A.木桶爆裂B.鸡蛋吸进瓶里C.吸盘吸在墙上D.覆“杯”实验【分析】大气压强的存在可以用实验来证明,我们学过的实验当中就有:马德堡半球实验、瓶吞鸡蛋实验、覆杯实验等。【解答】解:A、木桶爆裂,证明了液体压强的存在,与大气压无关,故A符合题意;B、图中,去壳熟鸡蛋进入瓶内,是典型的“瓶吞鸡蛋”实验,是大气压作用的结果,故B不合题意;C、图中,吸盘吸在墙上,是由于大气压作用的结果,故C不合题意;D、图中,杯口的纸片不下落,是典型的“覆杯实验”,是大气压作用的结果,故D不合题意。故选:A。【点评】此题考查的是大气压强存在的证明实验:马德堡半球实验、瓶吞鸡蛋实验、覆杯实验等。要弄清楚大气压强和液体压强的联系和区别。5.如图所示的实例中,属于减小压强的是( )A.盲道上凸起圆点B.蚊子尖嘴插入皮肤C.刀刃磨得很薄D.书包带做得很宽【分析】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。第40页共40页
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。【解答】解:A、盲道有凸起的棱和圆点组成,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,不符合题意;B、蚊子尖嘴插入皮肤,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,不符合题意;C、刀刃磨得很薄,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,不符合题意;D、书包带做得很宽,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,符合题意;故选:D。【点评】这是一道与生活联系非常密切的物理题,在我们日常生活中经常需要根据实际情况来增大或减小压强,要学会学以致用,活学活用,这才是学习物理的真正意义。解答时,要注意使用控制变量法。6.连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。以下没有利用连通器原理的是( )A.三峡船闸B.下水管中“存水弯”C.用吸管“吸饮料”D.乳牛自动喂水器【分析】根据连通器:上端开口下端连通的容器。连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的。【解答】解:A、图中三峡船闸在使用时,闸室分别与上游或下游构成上端开口下部连通的容器,属于连通器的应用,本选项不符合题意。B、图中下水管中“存水弯”符合上端开口下部连通的容器,属于连通器的应用,本选项不符合题意;C、人吸走管内的空气时,管内的气压减小,外界大气压压着饮料进入管内,使人喝到饮料,所以利用了大气压,本选项符合题意;D、乳牛自动喂水器,符合上端开口、下部连通的特点,故是连通器,本选项不符合题意;故选:C。【点评】本题考查生活中常见的连通器原来的应用,同时干扰选项涉及到大气压的应用,属于简单题目,考试需要准确区分各物理知识点及其应用。此点中考出现概率很高。7.将一支密度计先后放入甲、乙两容器中,如图,两容器中液体的密度分别是ρA、ρB第40页共40页
,密度计受到液体的浮力是FA、FB,则密度和浮力的关系分别是( )A.ρA<ρBFA=FBB.ρA<ρBFA>FBC.ρA=ρBFA>FBD.ρA>ρBFA=FB【分析】密度计放在A、B液体中都漂浮,受到的浮力都等于密度计受到的重力,得出了受到浮力的大小关系;从图可以得出密度计排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系。【解答】解:∵密度计漂浮,∴F浮=G,∴密度计在A、B两种液体中受到的浮力相等(FA=FB),都等于密度计受到的重力G,由图知,密度计排开液体的体积:vA<vB,∵F浮=ρ液gv排,∴A、B液体的密度:ρA>ρB。故选:D。【点评】本题考查了阿基米德原理、物体的浮沉条件,利用好密度计漂浮(F浮=G)是解此类题目的关键。8.下列关于压力、压强和浮力的描述中,正确的是( )A.漂浮在水上的物体受到的浮力大于沉入水底的物体受到的浮力B.静止于水平桌面上的物体对桌面的压力的大小等于重力的大小C.压力越大,产生的压强越大D.液体的密度越大,产生的浮力越大【分析】(1)由阿基米德原理F浮=G排=ρ液gv排可知,物体浸在液体中受到的浮力与液体的密度和排开液体的体积有关;(2)重力的方向是竖直向下;压力的方向是垂直物体表面,指向受力物体;(3)压强的大小由压力大小与受力面积共同决定的;(4)浮力的大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。【解答】解:第40页共40页
A、物体所受浮力的大小只与液体的密度和排开液体的体积有关,与浮沉情况无关;所以,漂浮在水上的物体受到的浮力不一定大,故A错误;B、静止于水平桌面上的物体对桌面的压力与重力大小相等,故B正确;C、根据p=可知,只有受力面积不变时,压力越大,产生的压强才越大,故C错误;D、浮力的大小由液体的密度和物体排开液体的体积共同决定,所以,液体的密度越大,产生的浮力不一定越大,故D错误。故选:B。【点评】本题考查浮力大小计算,比较,以及压强公式的应用,有一定的难度。9.甲、乙二人在沙地上行走,他们在沙地上留下的脚印大小不同(受力面积S甲>S乙),深浅相同,他们对沙地的压力及压强相比( )A.F甲<F乙,p甲>p乙B.F甲>F乙,p甲>p乙C.F甲=F乙,p甲=p乙D.F甲>F乙,p甲=p乙【分析】物理学中用压强来描述压力作用的效果,根据脚印深浅相同,可知二人压力作用效果相同,也就是压强相等,即p甲=p乙.然后利用P=的变形公式F=PS进行分析得出压力的大小关系。【解答】解:A、p甲>p乙,压力作用的效果不相同,不符合题意;B、p甲>p乙,压力作用的效果不相同,不符合题意C、由F=PS可知:P一定时,F和S成正正比关系,因S甲>S乙,所以F甲>F乙,不符合题意;D、效果相同,则压强相同(p甲=p乙),由F=PS可知:P一定时,若S甲>S乙,则F甲>F乙,符合题意。故选:D。【点评】此题考查的是压强物理意义和压强计算公式的定性分析,运用了控制变量的方法。10.一装有饮料的密闭平底瓶子,先正立放在水平桌面上(如图A),然后翻过来倒立在水平桌面上(如图B),则正立、倒立时饮料瓶对水平桌面的压力、压强变化情况是( )第40页共40页
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,压强不变【分析】瓶盖和瓶底对桌面的压力,等于水和瓶子的重力之和;根据公式p=可比较瓶底和瓶盖对桌面的压强。【解答】解:压力的判断:正放时,瓶底对桌面的压力等于瓶子和饮料的重力之和;倒放时,瓶盖对桌面的压力等于瓶子和饮料的重力之和;所以压力相等;由于瓶盖的面积小于瓶底的面积,根据公式p=可知,倒放时,对桌面的压强大。故选:C。【点评】本题考查压力和压强的大小比较,关键知道在水平面上,物体对水平面的压力等于自身的重力,当容器装满液体,不管形状怎么样,不管怎样放置,它对桌面的压力都等于自身和液体的重力之和。11.外形完全相同的木球、铁球和铜球(已知ρ铜>ρ铁>ρ水>ρ木)放入水中,静止后的位置如图所示,铁球沉底,则( )A.木球和铜球的浮力大小相等B.铁球受到的浮力最小C.木球一定是实心的D.铜球的空心一定最大【分析】(1)已知三个小球的体积相同,根据阿基米德原理并结合图中排开液体的体积判断三个小球所受的浮力关系;(2)球的体积相同,铜的密度大,但铜球的平均密度小,说明铜球的空心体积大。【解答】解:(1)已知外形完全相同的木球、铁球和铜球(即它们的体积相等),则由图可知V排木<V排铜=V排铁,由F浮=ρ水gV排可知,它们受到的浮力:F木<F铜=F铁,故AB错误;(2)铜球悬浮在水中,铜球一定是空心的;第40页共40页
因铁的密度大于水的密度,所以实心铁球会沉底;若铁球空心,且空心的体积较小的情况下,也会沉底;木头的密度小于水的密度,故实心木球漂浮在水中;若木球是空心的,则也是漂浮;所以铁球、木球可能实心,也可能空心,故C错误;(3)因为它们的体积相同,铜和铁的密度远大于水的密度,铜的密度大于铁的密度,铜球悬浮,铁球沉底,故空心部分的体积关系为V铜空>V铁空,已知木球漂浮在水中,铜球悬浮,则F浮木=G木﹣﹣﹣﹣﹣①,F浮铜=G铜﹣﹣﹣﹣﹣②,假设木球是空心的,由图知,木球排开水的体积约为铜球的一半,根据F浮=ρ水gV排可知,木球所受浮力约为铜球的一半,则结合①②可知木球的重力约为铜球的一半,即可认为G铜=2G木,由重力和密度公式可得:ρ铜V实铜g=2ρ木V实木g,即:ρ铜V实铜=2ρ木V实木,因为ρ铜>2ρ木,所以实心部分的体积V实铜<V实木,因小球的体积相同,所以空心部分的体积V铜空>V木空,综上所述,铜球的空心一定最大,故选:D。【点评】解决此类型的题目,要求把物体的沉浮条件和阿基米德原理联合使用,本题关键有二:一是根据物体和液体的密度关系确定物体的浮沉,二是利用好阿基米德原理F浮=ρ水gV排。12.2017年4月26日,我国第一艘国产航母001A型在大连造船厂正式下水。航母从大海驶向内河时,将( )A.上浮一点B.下沉一点C.不变D.无法判断【分析】轮船是上浮一点还是下沉一点主要体现了排水体积的变化,而排水体积的变化又受水的密度的影响,结合影响浮力大小的条件,即可判断轮船的变化情况。【解答】解:航母始终漂浮在水面上,它所受的浮力等于它自身的重力;航母受到的重力不变,其受到的浮力也不变。航母从大海驶向内河时,水的密度减小,由F浮=ρ液V排g可知,航母排开水的体积就会增大一些,所以会下沉一点。故选:B。【点评】判断轮船是上浮一点还是下沉一点,关键要搞清在这一变化中,浮力大小是不变的,再结合液体密度的变化判断排水体积的变化。第40页共40页
13.如图所示,三个完全相同的容器内装有适量的水后,在乙容器内放入木块漂浮在水面上,丙容器内放一个实心小球悬浮在水中,此时,甲、乙、丙三个容器内水面高度相同,下列说法正确的是( )A.乙容器中木块的密度等于丙容器中小球的密度B.三个容器对水平桌面的压力相等C.如果向乙容器中加入盐水(ρ盐水>ρ水),木块受到的浮力变大D.如果向丙容器中加入酒精(ρ酒精<ρ水),小球受到的浮力不变【分析】(1)根据木块和小球在水中的状态,利用物体浮沉条件比较其密度大小;(2)据漂浮和悬浮条件,结合阿基米德原理分析即可判断;(3)物体漂浮或悬浮,受到的浮力都等于物体重。(4)当物体的密度大于液体的密度时,物体下沉;当物体的密度小于液体的密度时,物体上浮(漂浮);当物体的密度等于液体的密度时,物体处于悬浮状态。【解答】解:A、乙容器中木块漂浮,则ρ木<ρ水;丙容器中小球悬浮,则ρ球=ρ水,所以,ρ木<ρ球,故A错误;B、乙容器中木块漂浮,即浮力等于自身重力,且由阿基米德原理可知,此时的浮力等于排开水的重力,即表明乙容器中木块的重力等于排开水重力,即可以理解为,乙容器中木块的重力补充了它排开的那些水的重力,能看出甲乙两个容器内物质的重力相等;同理可知,甲丙两个容器内物质的重力相等,由于容器相同,所以三个容器对桌面的压力相等,故B正确;C、木块漂浮在乙容器中,向乙容器中加入盐水,液体密度增大,木块仍然漂浮在液面上,那么木块受到的浮力等于木块的重力,木块的重力不变,则木块受到的浮力不变,故C错误。D、小球悬浮在丙容器中,则ρ球=ρ水;如果向丙容器中加入酒精,则液体密度减小,排开液体的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,小球受到的浮力将减小,故D错误。故选:B。【点评】本题考查考查了物体浮沉条件和阿基米德原理的理解和应用,涉及到重力、密度公式的应用,综合性较强,理清题意,分析清楚各种情况的状态是解决该题的关键,其难度很大。14.重庆一中某初二同学研究弹簧测力计的示数F与金属块A下表面离液面的距离h的关系,实验装置如图甲所示。用弹簧测力计提着金属块A,使其缓慢浸入酒精中(ρ酒精=0.8×103kg/m3第40页共40页
且液体未溢出),得到F与h的关系图象如图乙所示。则金属块A完全浸在液体中受到的浮力和金属块A的密度分别为( )A.2N,2.5×103kg/m3B.2N,2.0×103kg/m3C.4N,2.5×103kg/m3D.4N,2.0×103kg/m3【分析】(1)当h=0时弹簧测力计的示数即为金属块A的重力,由图可知完全浸没在液体中弹簧测力计的拉力,两者之差就是受到的浮力;(2)根据F浮=ρgV排即可求出金属块A的体积;根据金属块A的重力可求得其质量,再利用密度公式求解密度。【解答】解:(1)由图知,当h=0时,弹簧测力计的示数为10N,即金属块A的重力G=10N,完全浸没在液体中时,金属块A受到液体的浮力:F浮=G﹣F=10N﹣6N=4N;(2)根据F浮=ρ液gV排可得,金属块A排开酒精的体积:V排===5×10﹣4m3;金属块A完全浸没在酒精中,故金属块A的体积V=V排=5×10﹣4m3;金属块A的质量:m===1kg,金属块A的密度:ρ===2×103kg/m3;故选:D。【点评】本题考查了称重法求浮力、阿基米德原理、重力公式、密度公式的应用,从图象中获取有用的信息是关键。15.质量分布均匀的A、B两个实心立方体(VA>VB),放置在盛水的容器中、静止时如图所示:现将A、B捞起后放置在水平桌面上,比较A、B在水中受到的浮力FA、FB和它们对水平桌面的压强pA、pB的大小关系,正确的是( )第40页共40页
A.FA<FB,pA>pBB.FA>FB,pA<pBC.FA>FB,pA>pBD.FA=FB,pA<pB【分析】(1)根据A和B的体积,根据F浮=ρ水gV排比较出浮力的大小,根据漂浮和悬浮的条件比较出浮力的大小;(2)根据漂浮或悬浮得出AB的密度的关系,根据p=ρhg,判断出压强大小。【解答】解:由图知VA排>VB排,根据F浮=ρ水gV排可知,FA>FB;当将它们放入水中后,因为A悬浮,所以ρA=ρ水;因为B漂浮,所以ρB<ρ水,所以ρA>ρB;A、B两个实心正方体的体积关系为VA>VB,则hA>hB,它们对水平桌面的压强:p====ρ物gh,因为ρA>ρB,hA>hB,所以pA>pB,故C正确,ABD错误。故选:C。【点评】本题涉及到压强大小及其计算,压强大小比较,浮力大小的计算,物体的浮沉条件及其应用等知识点,综合性较强;解答此题时注意两点:一是静止在水平面上的物体其压力等于其本身重力,二是物体漂浮时浮力等于其重力,悬浮时浮力等于其重力。16.如图所示,图线a、b是两种物质的质量与体积的关系图象。分别用a、b两种物质制成体积相同的甲、乙两个实心球,缓慢放入水中,甲、乙两球受到的浮力之比为( )A.3:1B.1:1C.6:5D.1:3【分析】(1)图象所示的是a、b两种物质的质量m与体积V的关系,当体积V=6cm3时a的质量是15g;乙的质量为5g。所以得到两种物质的密度大小关系,(2)先根据图象求出a、b的密度,判断在水中静止时的浮与沉,然后根据F浮=ρ水gV排和物体漂浮条件求出甲、乙所受浮力,进而可求浮力之比。【解答】解:第40页共40页
由图象知,a物质的密度:ρa===2.5g/cm3,因a物质的密度大于水的密度,所以用a物质制成实心球放入水中后会沉底,甲球沉底,则V排甲=V甲,所以甲球受到的浮力:F甲=ρ水V排甲g=ρ水V甲g,由图象知,b物质的密度:ρb===g/cm3,因b物质的密度小于水的密度,所以用b物质制成实心球放入水中后会漂浮在水面上;由漂浮条件可得,乙球受到的浮力:F乙=G乙=ρ乙V乙g,且ρ乙=ρb,两球的体积相等,即V甲=V乙,所以两球受到的浮力之比:====6:5。故选:C。【点评】本题考查了学生对密度公式、物体漂浮条件和阿基米德原理的了解与掌握,能根据图象求出甲乙物质的密度是本题的突破口,灵活运用阿基米德原理和漂浮条件是本题的关键。17.如图所示,甲、乙两个质量均匀的环形柱体放在水平地面上,环形底面积S甲>S乙,它们各自对地面的压强相等。若分别在甲、乙上沿水平方向截去高度相等的部分后,则剩余部分的压强关系( )A.p甲>p乙B.p甲<p乙C.p甲=p乙D.无法确定【分析】由于两个物体都是质量均匀的环形柱体,可利用p======ρgh先判断出两个物体的密度大小,然后表示出切除相同高度后,剩余部分对水平面的压强,再做比较。【解答】解:环形柱体对水平地面的压强:p======ρgh,已知原来两物体对水平面的压强相同,即p=ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,且由图知h甲>h乙,所以ρ甲<ρ乙;第40页共40页
当沿水平方向截去相同高度h后,剩余的甲物体对水平面的压强:p甲=ρ甲g(h甲﹣h)=p﹣ρ甲gh﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,剩余的乙物体对水平面的压强:p乙=ρ乙g(h乙﹣h)=p﹣ρ乙gh﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,因ρ甲<ρ乙,则ρ甲gh<ρ乙gh,所以p﹣ρ甲gh>p﹣ρ乙gh,即p甲>p乙。故选:A。【点评】本题主要考查了压强大小的比较,关键要掌握压强的计算公式,特别是柱体物体对支持面的压强公式应用,在分析过程中要注意改变的量和相等的量,要细心分析。18.将体积之比为2:1的长方体物块A(ρA=1.2g/cm3)和长方体物块B(ρB=0.5g/cm3)浸没在盛水容器中如图位置,松手后至A、B静止,它们所受浮力随时间变化的图象正确的是( )A.B.C.D.【分析】首先比较长方体物块A、长方体物块B和水的密度大小,得出松手后至A、B静止它们在水中的状态,进而得出所受浮力变化情况,然后对照各选项中浮力随时间变化的图象分析解答。【解答】解:(1)因为长方体物块A的密度大于水的密度,所以松手后A下沉,静止时沉在容器底部,在此过程中,A排开水的体积不变,浮力不变,故应该是一条平行于横轴的直线;第40页共40页
(2)因为长方体物块B的密度小于水的密度,所以松手后B上浮,静止时漂浮在水面上,在B上浮至露出水面之前的过程中,B排开水的体积不变,浮力不变;在B刚露出水面到静止漂浮在水面的过程中,排开水的体积不断减小,浮力不断变小,所以,在B上浮至露出水面之前应该是一条平行于横轴的直线,在B刚露出水面到静止漂浮在水面上应该是一条斜向下的直线。综上分析可知,选项A正确,BCD错误。故选:A。【点评】此题考查阿基米德原理和物体的浮沉条件及其应用,关键是知道:如果被研究的物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下形式:①ρ物<ρ液,上浮;②ρ物=ρ液,悬浮;③ρ物>ρ液,下沉。19.为了便于大众随时冲泡茶叶,商家用薄布或薄纸将茶叶包裹成长方体的茶包。将茶包置于圆柱体容器中,注入适量的水,茶包漂浮在水面上,此时水对容器底部压强为p1;由于茶包吸水(茶包吸水后体积不变),便悬浮在水中,此时水对容器底部压强为p2;茶包继续吸水后沉底,此时水对容器底部压强为p3.泡茶前后无液体溢出,且忽略液体密度变化。关于p1,p2,p3关系正确的是( )A.p1>p2>p3B.p1=p2>p3C.p3>p2>p1D.p2>p1>p3【分析】根据题意分析茶包在漂浮、悬浮和沉底不同状态下水面的变化,利用p=ρgh比较水对容器底部压强大小。【解答】解:由题知,茶包吸水,且茶包吸水后体积不变,故茶包在漂浮、悬浮和沉底的过程中,水面深度不断下降,即h1>h2>h3,所以,根据p=ρgh可知,水对容器底部压强不断变小,即p1>p2>p3。故选:A。【点评】此题考查压强的大小比较,关键是分析出茶包在漂浮、悬浮和沉底不同状态下水面的变化。20.如图所示,某圆柱形薄壁容器装有适量的水,其底面积为20cm2,将物体B放入水中时,通过台秤测得总质量150g。使用一细绳提起物体B,物体B刚好有体积露出水面时保持静止不动,此时台秤示数为70g,测得容器内液面下降了1cm。则物体B的密度是( )A.1.25×103kg/m3B.1.75×103kg/m3第40页共40页
C.2.0×103kg/m3D.3.0×103kg/m3【分析】由“通过磅秤测得总质量150g”可知其总重力,然后列出等式G杯+G水+GB=G1,同理列出等式G杯+G水+F浮=G2,两式相减求得GB,再根据当B露出水面时,液面下降1cm,圆柱形容器装有适量的水,底面积为20cm2,物体受到的浮力等于排开的水的重力,求出浮力,再根据液面下降1cm或者说液面体积减少20cm3,对应B的排开水的体积,可得B的体积,最后利用ρ=可求得此物体的密度。【解答】解:第一次通过磅秤测得总质量150g:则有G=mg可知,G杯+G水+GB=m1g=0.15kg×10N/kg=1.5N…①由“B刚好有体积露出水面时保持静止不动,测得容器内液面下降了1cm。”可得V=Sh=20×10﹣4m2×0.01m,则V=8×10﹣5m3,此时磅秤示数为70g,全部浸入时浮力为F浮,这里体积浸入,故此时的浮力为F浮,则G杯+G水+F浮=m2g=0.07×10N/kg=0.7N…②由①﹣②得,GB﹣F浮=0.8N…③,第二幅图中液面比第一幅图中液面降低了1cm,圆柱形容器装有适量的水,底面积为20cm2,物体受到的浮力等于排开的水的重力,即浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣5m3=0.8N,将F浮=0.8N代入③,解得GB=1.0N,则mB===0.1kg=100g。液面下降1cm或者说液面下体积减少20cm3,对应B的体积,已知B的体积VB=8×10﹣5m3=80cm3。则物体B的密度ρ===1.25g/cm3=1.25×103kg/m3。故选:A。【点评】解决此题的关键是利用公式和浮沉条件找等量关系,列等式,本题考查内容较多,计算量较大,在做题时力争能先进行细化逐个突破。二.填空作图题(本题共7小题,每空1分,作图题4分,共14分)21.历史上证明大气压强存在的著名实验是 马德堡半球实验 ,人们通常把 0.76 第40页共40页
m高的水银柱产生的压强叫做1个标准大气压。【分析】(1)能够证明大气压存在的实验有很多,但只要提到著名和首先的实验,那就确定了是哪一个。(2)意大利著名的科学家托里拆利利用实验测定了一个标准大气压能够支持760mm高的水银柱,然后根据公式P=ρgh计算出一个标准大气压强的数值。【解答】解:(1)由物理史实可知,最早证明大气压存在的,并且最著名的实验是马德堡市的市长奥托格里克做的马德堡半球实验。(2)科学家托里拆利用实验测定了一个标准大气压能够支持760mm=0.76m高的水银柱;人们通常把0.76m高的水银柱产生的压强叫做1个标准大气压。故答案为:马德堡半球实验;0.76。【点评】此题主要考查的是大气压强的存在证明实验﹣﹣马德堡半球实验,以及大气压强的测量﹣﹣托里拆利实验和计算大气压强的数值。22.当居室前后两面的窗子都打开时,“过堂风”会把居室侧面摆放的衣柜的门“吹”开。这是因为过堂风吹过时,衣柜外的空气流速 大 ,气体压强 小 ,柜门受到了向外的压力差,才产生此现象。(均选填“大”,“小”或“不变”)。【分析】根据流体压强与流速的关系逐步分析。解答本题的思路是先确定压力差向哪儿,哪里的压强小,哪里的流体流速大。【解答】解:衣柜门被打开,说明产生压力差向外,即柜内的气压大于柜外的气压。柜外的气压小,说明柜外的空气流速大,压强小的缘故。故答案为:大;小。【点评】本题考查学生运用所学知识分析解决实际问题的能力,对学生的要求较高,是中考重点考查的内容。23.将一个边长为10cm的实心正方体木块放入盛有水的水槽内,待木块漂浮时,水对木块下表面的压力F= 6 N,木块下表面受到液体压强P= 600 Pa.(ρ木=0.6×103kg/m3)【分析】知道正方体木块的边长求出木块的体积;根据ρ=求出木块的质量,进而求出木块重;根据漂浮条件求出浮力;根据浮力产生的原因(物体上下表面产生的压力差),求出下表面受到的压力;再根据压强公式求木块下表面受到的水的压强。【解答】解:木块的体积:第40页共40页
V木=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,木块受到的重力:G木=m木g=ρ木V木g=0.6×103kg/m3×1×10﹣3m3×10N/kg=6N;因为木块漂浮,所以F浮=G木=6N,根据浮力产生的原因可得,木块下表面受到的水的压力:F=F浮=6N,木块下表面的面积S=(10cm)2=100cm2=0.01m2,则木块下表面受到水的压强:p===600Pa。故答案为:6;600。【点评】本题考查了液体压强公式、阿基米德原理、物体浮沉条件、重力公式和密度公式的应用,计算过程要注意单位的换算。24.我国某潜艇由湖北武昌造船厂制造完成后,由长江潜行(在液面以下航行)驶进东海,已知ρ江水<ρ海水,则潜艇在长江中时所受浮力为F1,重力为G2;在潜行在东海里时所受浮力为F2,重力为G2,则F1 < F2,G1 < G2.(均选填“>”,“<”或“=”)。【分析】(1)潜水艇浸没在水中,潜水艇的体积不变(排开水的体积不变),受浮力不变;通过让海水进、出压力舱改变潜水艇受到的重力,然后再根据物体的浮沉条件分析是怎么上浮或下沉的。(2)因为潜水艇潜行(在水面下航行),所以排开液体的体积相等,根据阿基米德原理可知,从江水到海水,液体的密度变大,所以浮力变大。【解答】解:(1)因为潜水艇潜行(在水面下航行),所以V排不变;潜水艇从江水到海水,液体的密度变大,根据F浮=ρ液gV排可知,潜水艇受到的浮力变大,即F1<F2;(2)潜水艇潜行时,其浮力和重力是一对平衡力,则F1=G1,F2=G2,因F1<F2,所以G1<G2。故答案为:<;<。【点评】本题考查了学生对阿基米德原理和物体浮沉条件的掌握和运用,潜水艇是物体的浮沉条件的典型应用,应理解它们原理的,明确它悬浮在水中排开液体的体积不变是解答此题的关键。25.如图所示,在一个底面积为150cm2足够深的柱形容器内装有一定量的水,容器底部固定一根足够长的弹簧(在弹性限度以内,弹簧受到的拉力每变化1N,弹簧的形变量为1cm),将一个边长为0.1m的实心正方体木块A(ρ木<ρ水第40页共40页
)固定在弹簧顶端,使A刚好浸没在水中,此时弹簧产生的拉力为5N.现打开阀门K开始放水,当弹簧产生的拉力变为竖直向上的3N时,水对容器底部的压强变化量为 1600 Pa;当总的放水量为1200cm3时木块受到的浮力为 4 N。【分析】(1)木块A刚好完全浸没在水中时排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出此时木块受到的浮力,此时木块受到竖直向下的重力和弹簧产生的竖直向下的拉力F1、竖直向上浮力作用下处于平衡状态,根据物体受力平衡合力为零得出等式即可求出木块A的重力,根据“在弹性限度以内,弹簧受到的拉力每变化1N,弹簧的形变量为1cm”求出此时弹簧的伸长量;当弹簧产生的拉力变为竖直向上的3N时,木块受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和弹簧产生的竖直向上的作用力F2作用处于平衡状态,根据物体受力平衡合力为零求出此时木块受到的浮力,根据阿基米德原理求出此时木块排开水的体积,然后求出木块浸没的深度,此时由于弹簧产生的竖直向上的作用力F2求出弹簧的缩短量,进一步求出水面下降的高度,利用p=ρgh求出水对容器底部压强的变化量;(2)当木块A恰好漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据阿基米德原理求出此时木块排开水的体积,进一步求出木块浸入水中的深度,然后得出此时水面下降的高度得出此时放水量,然后判断出总的放水量为V放=1200cm3时弹簧处于的状态,设出弹簧的压缩量、水的深度下降、木块浸入水中的深度,据此表示出水面下降的高度、总的放水量,表示出此时弹簧产生的拉力、木块受到的浮力,此时木块受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和弹簧产生的竖直向上的作用力F3作用处于平衡状态,根据物体受力平衡合力为零得出等式即可求出木块浸没的深度,然后根据阿基米德原理求出此时木块受到的浮力。【解答】解:(1)木块A刚好完全浸没在水中排开水的体积:V排1=VA=(hA)3=(0.1m)3=1×10﹣3m3,此时木块受到的浮力:F浮1=ρ水gV排1=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N,此时木块受到竖直向下的重力和弹簧产生的竖直向下的拉力F1、竖直向上浮力作用下处于平衡状态,由物体受力平衡时合力为零可得:G+F1=F浮1,所以,木块A的重力:G=F浮1﹣F1=10N﹣5N=5N,第40页共40页
因在弹性限度以内,弹簧受到的拉力每变化1N,弹簧的形变量为1cm,所以,此时弹簧的伸长量:△L1==5cm;打开阀门K开始放水,当弹簧产生的拉力变为竖直向上的3N时,木块受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和弹簧产生的竖直向上的作用力F2作用处于平衡状态,由物体受力平衡时合力为零可得:G=F浮2+F2,则此时木块受到的浮力:F浮2=G﹣F2=5N﹣3N=2N,由F浮=ρgV排可得,此时木块排开水的体积:V排2===2×10﹣4m3,则木块浸入水中的深度:h1===0.02m=2cm,此时由于弹簧产生的竖直向上的作用力F2,则弹簧的缩短量:△L2==3cm,所以,水面下降的高度:△h=(△L1+△L2)+(hA﹣h1)=(5cm+3cm)+(10cm﹣2cm)=16cm=0.16m,则水对容器底部压强的变化量:△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa;(2)当木块A恰好漂浮时,受到的浮力F浮3=G=5N,此时木块排开水的体积:V排3===5×10﹣4m3=500cm3,则木块浸入水中的深度:h2===5cm,此时水面下降的高度:△h′=△L1+h2=5cm+5cm=10cm,第40页共40页
此时放水量:V水=S△h′﹣V排3=150cm2×10cm﹣500cm3=1000cm3<1200cm3,所以,当总的放水量为V放=1200cm3时,弹簧处于压缩状态,设弹簧的压缩量为△L3,水的深度下降△h″,木块浸入水中的深度为h3cm,则此时水面下降的高度:△h″=(△L1+△L3)+(hA﹣h3)=(5cm+△L3)+(10cm﹣h3)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①则总的放水量:V放=S△h″﹣S木(hA﹣h3),即1200cm3=150cm2×△h″﹣(10cm)2×(hA﹣h3)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②此时弹簧产生的支持力F3=△L3×1N/cm,木块受到的浮力F浮4=ρ水gS木h3=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)2×(h3×10﹣2)m,因木块受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和弹簧产生的竖直向上的作用力F3作用处于平衡状态,由物体受力平衡时合力为零可得:G=F浮4+F3,即5N=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)2×(h3×10﹣2)+△L3×1N/cm﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由①②③可得:h3=4cm,△L3=1cm,此时木块受到的浮力:F浮4=ρ水gS木h3=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)2×4×10﹣2m=4N。故答案为:1600;4。【点评】本题考查了阿基米德原理、物体浮沉条件、液体压强公式和力的平衡条件等,弄清水面下降的高度和弹簧形变量、木块浸入水中的深度之间的关系是关键。26.如图所示,重为10N的小球在水中静止,请画出小球所受力的示意图;【分析】小球在水中受到重力和浮力的作用,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,由于小球漂浮,因此受到的力是平衡力,重力和浮力大小相等。【解答】第40页共40页
解:小球漂浮在水面上,重力和浮力是一对平衡力,二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上,小球的重为10N,所受的浮力也等于10N,二力的作用点在小球的重心,如下图所示:。【点评】画力的示意图时要考虑到物体的运动状态,当物体处于静止或匀速直线运动时,受到的力就是平衡力。27.如图所示,轻质杠杆AB在力F1、F2的作用下处于静止状态,请画出力F2及其对应的力臂l2.【分析】力臂是由支点到力的作用线的距离,从支点向力的作用线引垂线,垂线段的长度即为力臂。【解答】解:已知轻质杠杆AB在力F1、F2的作用下处于静止状态,为使杠杆平衡,阻力F2的方向向下,从支点向阻力F2的作用线引垂线段,垂线段的长即为阻力臂L2,如图所示:【点评】力臂的画法:①首先根据杠杆的示意图,确定杠杆的支点。②确定力的作用点和力的方向,画出力的作用线。③从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂。④用字母L1或l2标出。三、实验题(共3题,其中27题7分;28题8分;29题7分;共22分)28.(7分)有两个相同的烧杯,分别盛有体积相同的水和酒精,但没有标签,小陈采用闻气味的方法判断出无气味的是水。小亭则采用压强计进行探究,如图示:(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,发现U形管两边液柱的高度差变化 小 (选填“大”或“小”)。把调节好的压强计放在空气中时,U形管两边的液面应该 相平 (选填“相平”或“不相平”第40页共40页
)。实验中通过U形管两侧液面高度差比较液体压强大小,这种科学探究方法称为 转换法 。(2)小亭把金属盒分别浸入到两种液体中,发现图甲中U形管两边的液柱高度差较小,所以认为图甲烧杯中盛的是酒精。他的结论是 不可靠 (选填“可靠”或“不可靠”)的,理由是 两杯中的液体密度、金属盒的浸没深度均不相同 。(3)小亭发现在同种液体中,金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体的压强越 大 (选填“大”或“小”)。小亭还发现在同种液体中,金属盒距液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差 不变 (选填“不变”或“变化”)。【分析】(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,发现U形管两边液柱的高度差变化都会很小;把调节好的压强计放在空气中时,它是一个连通器,U形管两边的液面应该相平;压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强的大小,这种方法叫转换法;(2)液体内部的压强与液体的深度和密度都有关系,在实验中,应控制其中的一个量保持不变,才能观察压强与另一个量的关系,从控制变量法的角度可判断此题的实验过程;(3)液体压强随深度的增加而变大;同一液体在同一深度液体向各个方向的压强相同。【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,发现U形管两边液柱的高度差变化都会很小;把调节好的压强计放在空气中时,它是一个连通器,U形管两边的液面应该相平;实验中通过U形管两侧液面高度差比较液体压强大小,这种科学探究方法称为转换法;(2)液体内部的压强与液体的深度和密度都有关系,而小亭在实验时两杯中的液体密度、金属盒的浸没深度均不相同,因此,其结论是不可靠的;(3)小亭发现在同种液体中,金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体的压强越大;同一液体在同一深度液体向各个方向的压强相同,故在同种液体中,金属盒距液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差不变。故答案为:(1)小;相平;转换法;(2)不可靠;两杯中的液体密度、金属盒的浸没深度均不相同;(3)大;不变。【点评】第40页共40页
本题研究液体内部压强的特点,考查压强计使用、控制变量法和转换法及液体内部压强的规律。29.(8分)如图所示,在“探究杠杆平衡条件的实验”中:(1)甲图中杠杆左端下沉,则应将平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在 水平 位置平衡,主要目的是 便于测量力臂大小 。(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 6 个相同的钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝靠近支点O的方向各移动一小格,则杠杆的 右 (选填“左”或“右”)端将下沉。(3)如图丙所示,在A点挂一定数量的钩码,用弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数如图丙所示,大小为 1.2 N,已知每个钩码重0.4N,则在A点应挂 2 个钩码。(4)探究杠杆的平衡条件需要测多组数据。以下三个实验也测了多组数据,其目的和探究杠杆平衡条件目的相同的是 ② 。①探究平面镜成像规律;②测量某个物体长度;③测量未知液体的密度。【分析】(1)调节杠杆在水平位置平衡时,平衡螺母向上翘的一端移动;探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,这样方便测量力臂;(2)设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆平衡条件进行判断;(3)当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30°角)动力臂是OC,根据杠杆的平衡条件求出弹簧测力计的读数;(4)实验时,如果只用一组数据得到结论,偶然性太大,因此应获取多组实验数据归纳出物理规律。【解答】解:(1)调节杠杆在水平位置平衡,杠杆右端偏高,左端的平衡螺母应向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小;(2)设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件:FALA=FBLB,即4G第40页共40页
×3L=FB×2L,解得FB=6G,需挂6个钩码;根据杠杆的平衡条件:FALA=FBLB,若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格,则左侧4G×4L=16GL,右侧6G×3L=18GL,因为16GL<18GL,所以杠杆右端会下沉;(3)当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,此时动力臂等于OC=×4L=2L;弹簧测力计的示数如图丙,故F1=1.2N,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得F1===0.8N,每个钩码重0.4N,故应在A点挂2个钩码。(4)探究杠杆平衡的条件时,多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律。故选项②符合题意。故答案为:(1)右;水平;便于测量力臂大小;(2)6;右;(3)1.2;2;(4)②。【点评】本题考查了杠杆平衡的条件,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调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,以便直接读出力臂。探究杠杆平衡的条件就是动力×动力臂=阻力×阻力臂。30.(7分)“弹珠”是小朋友喜爱的玩具。在古代弹珠由玛瑙或石头所造,现代则用玻璃制成。喜欢科学探究的小李找来量筒、小玻璃杯和水测量弹珠的密度。如图所示,步骤如下:(1)把小玻璃杯轻轻放入装有20mL水的量筒中使之 漂浮 在水面上,待水面静止后,水面对应的刻度值如图甲所示,此时玻璃杯所受浮力为 0.1 N。(2)把弹珠放入小玻璃杯中漂浮,待水面静止后,水面对应的刻度值如图乙所示,则弹珠的质量为 30 g,水对量筒底的压力增加了 0.3 N。(3)取出弹珠,小李用一根粗线(不吸水)将弹珠绑好慢慢放入量筒使其沉底,待水面静止后,水面对应的刻度值如图丙所示。则弹珠的体积为 10 cm3,弹珠的密度为 3×103 kg/m3.实验测得的密度和弹珠的真实密度相比 偏小 (选填“偏大”或“偏小”)。【分析】(1)由甲图可以得到玻璃杯排开水的体积,即可求出玻璃杯所受浮力的大小,即玻璃杯的重力,可求出玻璃杯的质量;第40页共40页
(2)物体漂浮在液体中时,所受浮力和自身重力相等,由此间接的求出弹珠的质量;水对容器底部的压力增加量等于弹珠受到的浮力;(3)由于弹珠放入小玻璃杯漂浮在量筒内的水面上,弹珠的质量等于图中甲到乙所排开的水的质量,弹珠的体积等于丙图水面指示的体积数值减去量筒中原有的30cm3的水的体积;根据密度公式计算弹珠密度;分析质量和体积的测量误差,得出密度的测量误差。【解答】解:(1)由题意可知,利用浮力知识测量物体的密度,需要测量出物体的质量,根据阿基米德原理,漂浮在液面上物体所受浮力等于排开液体所受重力,则物体的质量等于排开液体的质量,故应使小玻璃杯漂浮在水面上;小玻璃杯排开水的体积为:V杯排=30mL﹣20mL=10mL=10cm3=1.0×10﹣5m3;小玻璃杯漂浮在水面上,由漂浮条件知,小玻璃杯所受浮力:F杯浮=G杯=ρ水gV杯排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0×10﹣5m3=0.1N,则玻璃杯的质量:m杯===0.01kg=10g,(2)弹珠与玻璃杯排开水的总体积:V总=60mL﹣20mL=40mL=40cm3,弹珠与玻璃杯所受浮力之和:F总=ρ水gV总=1.0×103kg/m3×10N/kg×4.0×10﹣5m3=0.4N,弹珠与玻璃杯所受重力之和:G总=F总=0.4N,弹珠与玻璃杯所质量之和:m总===0.04kg=40g,弹珠的质量:m珠=m总﹣m杯=40g﹣10g=30g,由力的作用是相互,可知:水对量筒底的压力增加量:△F压=F总﹣F杯浮=0.4N﹣0.1N=0.3N;(3)由图甲、丙可知,弹珠的体积:V珠=40mL﹣30mL=10mL=10cm3,弹珠的密度:ρ===3g/cm3=3×103kg/m3;利用丙图测量弹珠体积时,由于一部分细绳浸没在水中,造成测量弹珠的体积偏大,由ρ=可知,计算出的密度值偏小。故答案为:(1)漂浮;0.1;(2)30;0.3;(3)10;3×103;偏小。【点评】测固体密度的常用方法是:①用天平测出固体的质量m;②根据排水法用量筒测出固体的体积V;③用公式ρ=计算固体的密度;第40页共40页
在测固体质量时,若没有天平,可以利用浮力知识,借助小玻璃杯、量筒,将小固体放入小玻璃杯,让小玻璃杯漂浮在水面上,固体质量等于加入小固体后排开的水的质量。四.论述计算题(30题7分,31题8分,32题9分,共24分,解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不给分)31.(7分)如图所示,质量为50kg,边长为20cm的正方体物块A置于水平地面上,通过轻质绳系于轻质杠杆BOC的B端,杠杆可绕O点转动,且CO=2BO.在C端用F=150N的力竖直向下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,且绳被拉直,求:(1)绳对B端的拉力F拉;(2)物体A对地面的压强p。【分析】(1)知道C端竖直向下拉杠杆的力和CO=2BO,根据杠杆的平衡条件求出绳对B端的拉力;(2)绳对B端的拉力和绳对A的拉力相等,物体A对地面的压力等于自身的重力减去绳子的拉力,受力面积为A的底面积,利用p=求出物体A对地面的压强。【解答】解:(1)由题意可知,C端竖直向下拉杠杆的力F=150N,且CO=2BO,所以,由杠杆的平衡条件可知:F•CO=F拉•BO,则绳对B端的拉力:F拉=F=2×150N=300N;(2)物体A对地面的压力:F压=GA﹣F拉=mAg﹣F拉=50kg×10N/kg﹣300N=200N,受力面积:S=L2=(20cm)2=400cm2=0.04m2,物体A对地面的压强:p===5000Pa。答:(1)绳对B端的拉力为300N;(2)物体A对地面的压强为5000Pa。【点评】本题考查了杠杆的平衡条件和压强定义式、重力公式的应用,要注意物体A对地面的压力等于自身的重力减去绳子的拉力。第40页共40页
32.(9分)底面积为200cm2的薄壁柱形容器内装有适量的水,将其放在水平桌面上。把体积为10﹣3m3的正方体木块A放入水中后,再在木块A的上方放一体积为10﹣4m3的物体B,静止后物体B有1/5的体积露出水面,如图甲所示。若将物体B取下放入水中,如图乙所示,静止后物体A有3/5的体积浸入水中。求:(1)甲图中B物体受到的浮力;(2)木块A的重力;(3)将B放入水中后,与取下B之前相比较水对容器底部压强的变化量。【分析】(1)B有的体积露出水面,根据F浮=ρ水gV排计算木块B的浮力;(2)根据静止后物体A有的体积浸入水中,利用F浮=G列出等式可求得A的密度,然后利用密度公式变形可求得A的质量,再利用G=mg=可求得木块A的重力;(3)B放入水中后,A漂浮,有一部分体积露出水面,造成页面下降,求得液面下降的高度,进而求出此时容器内水的深度,再利用p=ρ水gh即可求出水对容器底部的压强。【解答】解:(1)B有的体积露出水面,排开水的体积V排B=VB=×l×l0﹣4m3=8×10﹣5m3;则木块B受到的浮力:F浮B=ρ水gV排B=1×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣5m3=0.8N;(2)A漂浮,有的体积浸入水中,F浮A=GA,ρ水gVA=ρAgVA,解得ρA=ρ水=×1×103kg/m3=0.6×103kg,由ρ=可得,mA=ρAVA=0.6×103kg×10﹣3m3=0.6kg,GA=mAg=0.6kg×10N/kg=6N;(3)B放入水中后,沉底,=VB=10﹣4m3A漂浮,有的体积浸入水中,第40页共40页
=VA=×10﹣3=6×10﹣4m3,因为取下B之前排开水的总体积VA+V排B>将物体B取下放入水中的总体积+,所以造成液面下降,△V=VA+V排B﹣+=(1×10﹣3m3+8×10﹣5m3)﹣(10﹣4m3+6×10﹣4m3)=3.8×10﹣4m3,液面下降△h===0.019m,液面下降△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.019m=190Pa。答:(1)物体B受到的浮力为0.8N;(2)木块A的重力为6N。(3)将B放入水中后,与取下B之前相比较水对容器底部压强的变化量为190Pa。【点评】本题综合考查了多个公式,关键是知道物体漂浮时浮力等于自身重力以及物体所受力的分析,分析物体所受力这是本题的难点也是重点,还要学会浮力公式及其变形的灵活运用。33.(9分)如图甲所示,重力为2N,底面积为200cm2的薄壁圆柱形容器(容器足够高)放在水平桌面上。容器中立放着一个实心圆柱体A(ρA<ρ水),其重力为6N.现慢慢向容器中加水,水对容器底的压强p水与所加水的质量m的关系如图乙所示,全程共注入1.4kg水。求:(1)当加入0.6kg水时,容器中水的深度;(2)A恰好漂浮时容器对桌面的压强;(3)停止注水后,将A物体往上提升1cm后保持静止,静止时的拉力大小。【分析】(1)由图乙可知,当加入0.6kg水时水对容器底的压强,利用p=ρgh求出容器中水的深度;第40页共40页
(2)向容器内加入相同质量的水时,A没有漂浮时深度的变化量大于A漂浮时水深度的变化量,由p=ρgh可知,A没有漂浮时水对容器底部的压强变化量比A漂浮时水对容器底部的压强变化量快,然后结合图乙判断当加入0.6kg水时实心圆柱体A恰好漂浮,此时容器对桌面的压力等于容器、A物体、水的重力之和,根据p=求出A恰好漂浮时容器对桌面的压强;(3)当实心圆柱体A恰好漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,根据F浮=ρgV排求出实心圆柱体A排开水的体积,根据V=Sh求出实心圆柱体A的底面积,停止注水后,将A物体往上提升后保持静止时,由于A排开水的体积减少会造成容器内的水下降,根据体积关系求出其大小,然后得出此时A物体浸入水的深度,根据F浮=ρgV排=ρgSh求出此时A物体受到的浮力,A物体静止时受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力、浮力处于平衡状态,根据力的平衡条件求出拉力的大小。【解答】解:(1)由图乙可知,当加入0.6kg水时,水对容器底的压强p水=600Pa,由p=ρgh可得,容器中水的深度:h===0.06m=6cm;(2)向容器内加入相同质量的水时,A没有漂浮时深度的变化量大于A漂浮时水深度的变化量,由p=ρgh可知,A没有漂浮时水对容器底部的压强变化量比A漂浮时水对容器底部的压强变化量快,由图乙可知,当加入0.6kg水时,实心圆柱体A恰好漂浮,因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,A恰好漂浮时容器对桌面的压力:F=G容+GA+G水=G容+GA+m水g=2N+6N+0.6kg×10N/kg=14N,A恰好漂浮时容器对桌面的压强:p===700Pa;(3)当实心圆柱体A恰好漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,即F浮=G=6N,由F浮=ρgV排可得,实心圆柱体A排开水的体积:V排===6×10﹣4m3=600cm3,此时容器内水的深度为6cm,则实心圆柱体A的底面积:SA===100cm2,停止注水后,将A物体往上提升△第40页共40页
h=1cm后保持静止时,设由于A排开水的体积减少造成容器内水下降的高度为△h′,则SA△h=S容△h′可得:△h′=△h=×1cm=0.5cm,此时A物体浸入水的深度h′=h﹣△h﹣△h′=6cm﹣1cm﹣0.5cm=4.5cm,此时A物体受到的浮力F浮′=ρ水gV排′=ρ水gSAh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10﹣4m2×4.5×10﹣2m=4.5N,因A物体静止时受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力、浮力处于平衡状态,所以,由力的平衡条件可得:G=F浮′+F拉,则F拉=G﹣F浮′=6N﹣4.5N=1.5N。答:(1)当加入0.6kg水时,容器中水的深度为6cm;(2)A恰好漂浮时容器对桌面的压强为700Pa;(3)停止注水后,将A物体往上提升1cm后保持静止,静止时的拉力为1.5N。【点评】本题考查了液体压强公式、物体浮沉条件、阿基米德原理、压强定义式的综合应用等,会判断A物体恰好漂浮时容器内水的质量是关键,难点是将A物体往上提升1cm后保持静止时其排开水体积的计算。第40页共40页