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八年級(jí)下冊(cè)物理學(xué)霸賽考卷02(解析版)
初中物理
(考試時(shí)間:90分鐘試卷滿分:100分)
注意事項(xiàng):
1.測(cè)試范圍:人教版八年級(jí)下冊(cè)第7-11章。
2.g=10N/kg?
3.本卷平均難度系數(shù)0.2。
第I卷選擇題
一、選擇題(本題共12小題,每小題3分,共36分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有
一項(xiàng)是符合題目要求的)
1.如圖所示,A、B、C三個(gè)容器的底面積相同,分別裝有硫酸、水、酒精(p硫>p水>「
酒精),已知三個(gè)容器底面受到的壓力相等,請(qǐng)判斷三種液體的質(zhì)量大?。ǎ?/p>
B.水的質(zhì)量最小
C.酒精質(zhì)量最小D.三者質(zhì)量關(guān)系不能確定
【答案】Ao
【解答】解:設(shè)酒精的深度為hi,密度為pi;
則酒精對(duì)容器底的壓強(qiáng):Pi=pighi;
若容器的底面積為Si.則酒精對(duì)容器底的壓力:
F酒精=PiSi=pighiSi;
酒精的重力:G酒精=01酒精g=piVig;
由圖示裝酒精的容器的形狀可知:hiSi<Vi;
所以pighiSi<piVig;酒精受到的重力大于酒精對(duì)容器底的壓力,G酒精>F酒精;
同理,可以求得:G水=F水;G硫酸VF硫酸;
因?yàn)槎N液體對(duì)容器底的壓力相等,所以G酒精>G水>6硫酸;即:m酒精g>m水g>m硫酸
g,
故m酒精>m水>m硫酸。
故選:Ao
2.如圖所示,薄壁輕質(zhì)柱形容器內(nèi)分別盛有不同的液體A、B,質(zhì)量相等的金屬球甲、乙
分別浸沒在A、B液體中且V,>V乙,此時(shí),液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)相等?,F(xiàn)將兩小球取
出并交換投入另一容器中,小球依然浸沒且無液體溢出,則操作前后A、B液體對(duì)容器
底部壓強(qiáng)的變化量aPA、ApB和操作后兩容器對(duì)地面的壓力Fi、F2的關(guān)系是()
A.ApA>ApB,FI>F2B.ApA>ApB,FI<F2
C.ApA<ApB,F1<F2D.ApA<ApB,F1>F2
【答案】B?
【解答】解:
(1)由題意知,薄壁輕質(zhì)柱形容器內(nèi)分別盛有不同的液體A、B,兩個(gè)質(zhì)量相同的金屬
球分別浸沒在A、B液體中,此時(shí),液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)相等,即PA=PB;
由圖知hA<hB,根據(jù)p=pgh可知,PA>PB;
因VT>V乙,則取出金屬球后,左邊容器減小的體積大,且左邊容器的底面積小,
所以根據(jù)△!!="可知△hAAZihB(即液體A的液面降低得多),
S容
根據(jù)液體壓強(qiáng)公式△p=pg/ih可知,壓強(qiáng)的變化量△pA>^pB;
(2)已知金屬球浸沒在A、B液體中時(shí),pA=pB;
取出金屬球后,容器底部所受液體的壓強(qiáng)PA'=PA-△pA〈pB-△pB=pB',
由圖知SA<SB,由p=]可得,兩個(gè)容器中液體對(duì)容器底部的壓力FJ<F2',
又因?yàn)楸”谳p質(zhì)柱形容器(容器自身重力不計(jì)),
所以容器內(nèi)部液體的重力GA=FJ,GB=F2',
則兩個(gè)容器對(duì)地面的壓力關(guān)系為:FI=GA<F2=GBO
故選:Bo
3.如圖所示,正在平直路面上向右勻速行駛的小車中有一輕質(zhì)彈簧,其右端固定在車廂上,
左端連接到木塊上,彈簧此時(shí)處于原長(zhǎng)狀態(tài)并保持水平。下列判斷正確的是()
小車運(yùn)動(dòng)方向
木塊口
-1Iwwwvw,
A.若彈簧未發(fā)生形變,則小車一定在做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.若木塊突然壓縮彈簧,則小車一定在做加速運(yùn)動(dòng)
C.若木塊受到向左的摩擦力,則小車一定在做加速運(yùn)動(dòng)
D.若木塊受到向右的摩擦力,則小車一定在做加速運(yùn)動(dòng)
【答案】D。
【解答】解:由題意知,原來小車向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),木塊、彈簧也隨小車一起做勻
速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)。
A、若小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)雖然改變(即做變速運(yùn)動(dòng)),但木塊與小車之間只是產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)
的趨勢(shì),而并未發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),此時(shí)彈簧不會(huì)發(fā)生形變,小車卻并不是做勻速運(yùn)動(dòng),故
A錯(cuò)誤;
B、若木塊突然壓縮彈簧,說明小車在突然減速,而木塊由于慣性仍保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),
所以才會(huì)壓縮彈簧,故B錯(cuò)誤;
C、若木塊受到向左的摩擦力,說明木塊向右運(yùn)動(dòng)或有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),則這種情況是由
于小車突然減速,而木塊由于慣性仍保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),從而造成木塊向右運(yùn)動(dòng)或有
向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),故C錯(cuò)誤;
D、若木塊受到向右的摩擦力,說明木塊向左運(yùn)動(dòng)或有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),則這種情況是由
于小車突然加速,而木塊由于慣性仍保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),從而造成木塊向左運(yùn)動(dòng)或有
向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),故D正確。
故選:D。
4.如圖甲所示,一個(gè)底面積為lOcn?的圓柱體A,其上表面與細(xì)線相連,底部貼有壓力傳
感器(不計(jì)壓力傳感器的質(zhì)量和體積),連接電腦后可顯示傳感器所受壓力的大小。圖乙
是某次將圓柱體A從下表面剛接觸水面到勻速放入容器底部然后松開細(xì)繩,壓力傳感器
所受壓力大小與時(shí)間的關(guān)系圖。已知薄壁柱形容器的重力為1N,底面積為20cm2,圓柱
體A沒入水中時(shí)底部始終與水平面相平,且容器中沒有水溢出。下列說法正確的是()
F/N
壓力J
傳感器、叱.
:一二一二一二一三I/?ii
°123*s
甲Z
A.Is時(shí),A物體底部所受到的液體壓強(qiáng)為lOOPa
B.物體A移動(dòng)的速度為0.2m/s
C.Is時(shí)容器甲中的水面高度為25cm
D.3s時(shí),容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)為4500Pa
【答案】D。
【解答】解:
A、由圖乙可知,當(dāng)t=ls時(shí),物體A剛好完全浸沒,物體A底部所受液體壓力:F=2N,
則A物體底部所受到的液體壓強(qiáng):p=£=-------2M-=2000Pa,故A錯(cuò)誤;
S10XlQ-4m2
B、圓柱體完全浸沒時(shí)受到的浮力:F浮=F=2N;
、、F淳
由F浮=pgV排可得,浸沒時(shí)排開水的體積為:V排=——-——=
P水g
----------圖---------=2X104m3,
1.0X103kg/m3XlON/kg
則圓柱體的高度為:卜=也=2@X=0.2m;
S1X1Q-V
排
圓柱體剛好浸沒在水中,物體上表面與液面相平,液面上升的高度:Ah=』V=
S容
亞10一%3=0.im=10cm;
20X10-4m2
所以圓柱體實(shí)際向下移動(dòng)的距離:L=h-Ah=0.2m-0.1m=0.1m,
圓柱體下降速度為:v=L=&2ll=0.1m/s,故B錯(cuò)誤;
t1s
C、由圖可知,在2s時(shí),物體到達(dá)容器底部,則原來容器中水的深度為:h'=vt=0.1m/s
X2s=0.2m=20cm,
則Is時(shí)容器甲中的水面高度:h〃=hr+Ah=20cm+10cm=30cm,故C錯(cuò)誤;
D、水的體積:V水=$容卜'=20X10-4m2X0.2m=4X10-4m3,
由G=mg和p4可得,水的重力:G水V水g=1.0X103kg/m3X4X10-4m3X10N/kg
=4N,
由圖乙可知物體剛到達(dá)容器底部時(shí)(此時(shí)容器底對(duì)傳感器還沒有支持力),水對(duì)傳感器的
壓力F水=3N,
由圖乙可知,第3s時(shí)(物體已經(jīng)沉底)傳感器受到的壓力FfE=5N,
因?yàn)榇藭r(shí)傳感器受到的壓力為水對(duì)傳感器的壓力與容器底對(duì)傳感器的支持力之和,即F壓
=F水+F支,
所以第3s時(shí)物體受到的支持力:F支=F氏-F水=5N-3N=2N,
此時(shí)物體受到向上的支持力、向上的浮力和向下的重力而處于靜止?fàn)顟B(tài),則G物
浮=2N+2N=4N,
則第3s時(shí)容器對(duì)桌面的壓力為:Fffi=G水+G物+G容=4N+4N+1N=9N,
容器對(duì)桌面的壓強(qiáng):p=£^=-------9N,.=4500Pa,故D正確。
42
S20XlQ-m
故選:D。
5.將體積相等的立方體物塊A和B分別放入兩只盛水的、完全相同的溢水杯中,溢水杯放
置在水平桌面上,物塊靜止時(shí)水面跟溢水口相平,如圖甲和乙所示。下列判斷中正確的
是()
甲乙
A.A的密度比B的密度大
B.A和B受到的浮力大小相等
C.甲圖中水對(duì)杯底的壓力小于乙圖中水對(duì)杯底的壓力
D.甲、乙兩圖中溢水杯對(duì)桌面的壓力大小相等
【答案】D。
【解答】解:
AB、已知立方體物塊A和B的體積相等,由圖甲、乙知,物體A、B都處于漂浮,排開
的水的體積關(guān)系是:VAA;<VB排;由于兩只溢水杯盛的都是水,貝!I根據(jù)F浮=p水且丫排可
知:FA浮<FB?。患碅受到的浮力小于B受到的浮力;故B錯(cuò)誤;
根據(jù)漂浮條件可知:GA=FA浮,GB=FB浮,所以,GA<GB,則mA<mB,由于立方體物
塊A和B的體積相等,根據(jù)p=L可知:pA<pB,即A的密度比B的密度小,故A錯(cuò)
誤;
C、由圖甲、乙知,兩只溢水杯中水的深度相同,由p=p液gh得,容器底部所受水的壓
強(qiáng):p用=p乙,由于兩只溢水杯完全相同,則底面積相同,根據(jù)F=pS可知水對(duì)杯底的
壓力相等;故C正確;
D、由阿基米德原理可知,物體A、B所受的浮力分別等于物體A、B排開水的重力,因
此物體A、B的重力與它們排開水的重力相等,因此甲溢水杯的總重力等于乙溢水杯的
總重力,即兩溢水杯對(duì)桌面的壓力大小相等,故D正確。
故選:D。
6.在一個(gè)足夠深的容器內(nèi)有一定量的水,將一個(gè)長(zhǎng)10cm、橫截面積50cm2的圓柱形實(shí)心塑
料塊掛于彈簧秤上,當(dāng)塑料塊底面剛好接觸水面時(shí),彈簧秤示數(shù)為4N,如圖甲所示。已
知彈簧的伸長(zhǎng)與受到的拉力成正比,彈簧受到1N的拉力時(shí)伸長(zhǎng)1cm,g取10N/kg。若往
容器內(nèi)緩慢加水,當(dāng)所加水的體積至1400cm3時(shí),彈簧秤示數(shù)恰為零。此過程中水面升
高的高度△!!與所加水的體積V的關(guān)系如圖乙所示,根據(jù)以上信息,能得出的正確結(jié)論
是()
A.容器的橫截面積為225cm2
B.塑料塊的密度為0.4Xl()3kg/m3
C.彈簧秤的示數(shù)為IN時(shí),水面升高9cm
D.加水400cm3時(shí),塑料塊受到的浮力為2N
【答案】Co
【解答】解:(1)從圖像可以看出加水的體積V=1400cm3時(shí),彈簧秤示數(shù)恰為零,則F
浮=6=415△h=12cm,則加入水的體積加上塑料塊浸沒在水中的體積等于容器的底面
積和水面升高高度h的乘積,即:V水+丫排=/\115;
由F浮=p水gV排可得,塑料塊排開水的體積:V排=——
P水g
-------------------------------------=4X104m3=400cm3,
1.0X103kg/m3X10N/kg
則容器的橫截面積:S=」排「’水=1400cIR3+400C己二0加?,故A錯(cuò)誤;
Ah12cm
(2)當(dāng)塑料塊底面剛好接觸水面時(shí),彈簧秤示數(shù)為4牛,可以知道塑料塊的重力G=4N,
體積:V=10cm義50cm2=500cm3=5X104m3,
所以,塑料塊的密度:p=£-=--------------———=0.8X103kg/m3,故B錯(cuò)誤;
gV10N/kgX5X10-4m3
(3)根據(jù)圖像,當(dāng)所加水的體積至1400厘米3時(shí),△h=12cm,彈簧秤示數(shù)恰為零,F(xiàn)
浮=4N。
塑料塊浸入水中的高度hi=%~=400cE=8cm,
S塑50cm2
塑料塊下面新加入水的深度:h2=Ah-hi=12cm-8cm=4cm,
當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力為F拉=1N時(shí),彈簧向下伸長(zhǎng)1cm,即塑料塊下新加入水的深度h3
=3cm,
塑料塊受的浮力:F浮'=G-F拉=4N-1N=3N,
、一F浮’
由F浮=p水gV排=p水gS物h浸,此時(shí)塑料塊浸入水中的高度:h4=---------------=
p水gS塑
---------------------------------------------------------------=0.06m=6cm,
l.ox103kg/m3XlON/kgX50xio-4m2
此時(shí)水面升高的高度:△hi=h3+h4=3cm+6cm=9cm,故C正確;
(4)當(dāng)浮力F浮〃=2N時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F拉〃=G-F浮〃=4N-2N=2N,這時(shí)
彈簧向下伸長(zhǎng)2cm,即塑料塊下新加入水的深度h5=2cm,
此時(shí)塑料塊浸入水中的高度:h6=-―^——=
P水gS塑
-------------------------------------------------------------=0.04m=4cm,
1.0X103kg/m3X10N/kgX50XKF4m2
水面升高的高度:△!!?=h5+h6=2cm+4cm=6cm,
根據(jù)圖像可以知道,當(dāng)水面升高△h2=6cm時(shí),加水的體積為700cm3,故D錯(cuò)誤。
故選:Co
7.水平桌面上有甲、乙、丙三個(gè)完全相同的容器,裝有不同的液體,A、B、C是三個(gè)相同
的長(zhǎng)方體,將它們分別放入三個(gè)容器的液體中,靜止時(shí),三個(gè)容器內(nèi)的液面相平,如圖
所示,則下列判斷正確的是()
A.物體受到的浮力F浮A>F浮B>F浮c
B.液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)p甲>p乙>p丙
C.物體下表面受到液體向上的壓力FA=FB=FC
D.容器對(duì)桌面的壓力F甲<F乙<F丙
【答案】D=
【解答】解:
A、根據(jù)圖示可知,A懸浮,B、C漂浮,所以物體所受的浮力與自身的重力相等,因三
個(gè)長(zhǎng)方體的質(zhì)量相同、重力相同,所以F浮A=F浮B=F浮c,故A錯(cuò)誤;
B、由A知,F(xiàn)浮A=F浮B=F浮c,由圖知V排甲>V排乙>丫排丙,
根據(jù)F浮=p?V排g可得液體密度的關(guān)系:p甲<p乙<p丙,
三容器的液面等高,根據(jù)p=p液gh可知,液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)p甲<p乙<p丙,故B錯(cuò)
誤;
C、因?yàn)槲矬w上、下表面受到液體的壓力差等于物體受到的浮力,所以甲下表面受到的壓
力大于浮力;
乙、丙上表面受到的壓力為零,所以乙、丙下表面受到液體的壓力等于浮力,且相等;
由此可知物體下表面受到液體的壓力FA>FB=FC;故C錯(cuò)誤。
D、甲、乙、丙三個(gè)容器完全相同,三個(gè)長(zhǎng)方體的質(zhì)量相同,則重力相同,
三容器液面相平,由圖知液體的體積VXV乙<V丙,且p甲<p乙<p丙,
所以由m=pV可知,三容器內(nèi)液體的質(zhì)量m甲<m乙<111丙,液體的重力G甲液<G乙濃<
G丙液,
則容器及容器內(nèi)液體和物體的總重力G甲<G乙<G丙,
因容器對(duì)桌面的壓力等于容器、液體和物體的總重力,
所以F甲<F乙<F丙,故D正確。
故選:D。
8.如圖,某裝有水的容器中漂浮著一塊冰,在水的表面上又覆蓋著一層油。已知水面高度
hi,油面高度為h2,則當(dāng)冰熔化之后()
A.水面高度hi升高,油面高度h2升高
B.水面高度hi升高,油面高度h2降低
C.水面高度hi降低,油面高度h2升高
D.水面高度hi降低,油面高度h2降低
【答案】Bo
【解答】解:①假設(shè)把冰分成二部分,一份的浮力等于水產(chǎn)生的浮力,它化成水后,保
持液面不變;另一份的浮力由油產(chǎn)生,它化成水后將使油面下降。但使原來的水面上升;
②油對(duì)冰產(chǎn)生浮力,油層的一部分是冰排開油多占的體積,冰化成水后,水的量增多了,
水面上升,但是油沒有增多,并且失去了冰所占的一部分體積,體積減小,油面下降。
故選:Ba
9.在水平桌面上放有一薄壁柱形容器,底面積為100cm2,將一個(gè)重力為2.5N,底面積為
40cm2,高為10cm柱形玻璃杯A漂浮于水面,底部連接有一個(gè)實(shí)心金屬塊B,B的密度
為2Xl()3kg/m3,細(xì)線未拉直,如圖甲所示。然后向容器中注水,細(xì)線拉力隨時(shí)間變化圖
象如圖乙所示(容器無限高,g=10N/kg),最后A、B兩物體在水中處于靜止?fàn)顟B(tài)(B
未與底部緊密接觸,細(xì)線不可伸長(zhǎng)且質(zhì)量體積忽略不計(jì)),則下列說法錯(cuò)誤的是()
A.注水前,玻璃杯A所受浮力的大小2.5N
B.注水前,水對(duì)玻璃杯A底部的壓強(qiáng)大小625Pa
C.向容器中注水時(shí),ti時(shí)刻到t2時(shí)刻加水的體積為50cm3
D.B物體的重力為2N
【答案】Co
【解答】解:(1)由于玻璃杯A處于漂浮,則受到的浮力5浮=6人=2.5?4,故A正確;
(2)玻璃杯A處于漂浮,根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知:水對(duì)玻璃杯A底部的壓力F=F浮
=2.5N;
則玻璃杯A底部受到的壓強(qiáng)p=L=―2-5N=625Pa,故B正確;
SA40x10m2
(3)由圖乙可知ti時(shí)刻到t2時(shí)刻浮力的變化為:AF浮=1N-O.5N=O.5N,
由F浮=p水gV排得玻璃杯A增加的浸沒水中體積:
△F'gnCM,-a
533
AVg=AV排=----=-------5刃---------------=5x10m=50cm,
P水glX103kg/m3XlON/kg
ACAUcm3
水面升高的高度Ah=,J=-9=1.25cm,
SA40cm
則加水的體積AV水=(S-SA)Ah=(100cm2-40cm2)X1.25cm=75cm3,故C錯(cuò)誤;
(4)物體B處于靜止?fàn)顟B(tài),受重力、浮力、拉力,由圖知拉力最大為1.0N,即pBgVB
=p水VBg+F,
代入數(shù)據(jù)得:2X103kg/m3X10N/kgXVB=1X103kg/m3XlON/kgXVB+1.ON,
解得:VB=1(T4m3,
B物體的重力為:GB=pBgVB=2X103kg/m3XlON/kgX10-4m3=2N,故D正確。
故選:Co
10.如圖所示,小明在做模擬“蹦極”的小實(shí)驗(yàn)時(shí),將一根橡皮筋一端系一質(zhì)量為m的小
球,另一端固定在a點(diǎn),b點(diǎn)是橡皮筋不系小球自然下垂時(shí)下端所在的位置,c點(diǎn)是小球
從a點(diǎn)自由下落所能到達(dá)的最低點(diǎn),在小球從a點(diǎn)到c點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中,不考慮空氣阻
力,以下說法正確的是()
A.小球到達(dá)c點(diǎn)時(shí),小球只受重力作用
B.小球的重力勢(shì)能一直在減小
C.小球的動(dòng)能一直在增加
D.在c點(diǎn)橡皮筋的彈性勢(shì)能最小
【答案】B。
【解答】解:AD、c點(diǎn)是小球從a點(diǎn)自由下落所能到達(dá)的最低點(diǎn),此時(shí)橡皮筋形變程度
最大,橡皮筋的彈性勢(shì)能最大,對(duì)小球的拉力最大,小球到達(dá)c點(diǎn)時(shí),小球受到重力和
拉力的作用,且拉力大于重力。故AD錯(cuò)誤;
BC、小球從a到b的過程中,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,動(dòng)能一直在增加,但從b到c的過
程中,小球開始時(shí)速度增大,當(dāng)?shù)较鹌そ顚?duì)小球的拉力大于小球的重力后,由于此時(shí)合
力向上,則小球的速度才逐漸減小,在達(dá)到c點(diǎn)時(shí),速度為零,動(dòng)能為零,所以在小球
從a點(diǎn)到c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中,小球的重力勢(shì)能一直在減小,動(dòng)能是先增加后減小,故B
正確,C錯(cuò)誤。
故選:Bo
11.小明同學(xué)利用飲料瓶和薄壁小圓柱形玻璃瓶制作了“浮沉子”,玻璃瓶在飲料瓶中的情
況如圖所示(玻璃瓶口開著并倒置),玻璃瓶的橫截面積為S=L5cm2,此時(shí)玻璃瓶?jī)?nèi)外
水面高度差hi=2cm,飲料瓶?jī)?nèi)水面到玻璃瓶底部高度差h2=8cm,下列說法中正確的是
()(不計(jì)飲料瓶和小玻璃瓶中氣體的重力,g=10N/kg,p*=1X103kg/m3)
①用力擠壓飲料瓶,發(fā)現(xiàn)玻璃瓶仍然漂浮在水面,此過程中hi減小、h2不變;
②用力擠壓飲料瓶,發(fā)現(xiàn)玻璃瓶仍然漂浮在水面,此過程中hi不變、h2增大;
③空玻璃瓶的質(zhì)量為3g;④空玻璃瓶的質(zhì)量為13g。
【答案】B。
【解答】解:(1)用力擠壓飲料瓶,瓶?jī)?nèi)氣體的體積減小,氣壓變大,將水壓入小玻璃
瓶,將瓶中的空氣壓縮,這是浮沉子里進(jìn)入一些水,浮沉子所受重力大于它受到浮力,
于是向下沉,h2增大,最終還是漂浮,
開始時(shí):P水gV排=p水8丫水+mjfig,即p水gSh2=p水8$(h2-hi)+m瓶g,p水Sh2=p水
(h2-hi)S+m瓶
解得p水hiS=m瓶----------------------①
后來:p水gV排'=p水gV水'+m瓶g,即p水gS(h2+Ah)=p水85(h2+△h-hj)+m
瓶g,
p水gSh2+p水gS4h=p水gSh2+p水gS/Mi-p水gShJ+m瓶g,
解得:p水hi'S=m瓶----------------②,
由①②知hi=hj,所以由于水進(jìn)入玻璃瓶,hi不變,故①錯(cuò)誤,②正確;
(2)瓶和水都漂浮,浮力等于重力,F(xiàn)浮=6水+6瓶
即p水gV排=「水gV水+m瓶g
即p水gSh2=p;KgS(h2-hi)+m瓶g
p水Sh2=p7f<(h2-hi)S+m瓶
1.0X103kg/m3X1.5X10-4m2X0.08m=1.0X103kg/m3XX1.5X10-4m2X(0.08m-0.02m)
+m瓶
解得m瓶=3Xl()-3kg=3g,故③正確,④錯(cuò)誤。
故選:Bo
12.如圖所示,甲圖中圓柱形容器中裝有適量的水。將密度均勻的木塊A放入水中靜止時(shí),
有2的體積露出水面,如圖乙所示,此時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)比圖甲水對(duì)容器底部的壓
5
強(qiáng)增加了300Pa.若在木塊A上表面輕放一個(gè)質(zhì)量為mi的物塊,平衡時(shí)木塊A仍有部
分體積露出水面,如圖丙所示,此時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)比圖甲水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)增
加了400Pa.若將容器中的水換成另一種液體,在木塊A上表面輕放一個(gè)質(zhì)量為m2的物
塊,使平衡時(shí)木塊A露出液面部分與丙圖相同,如圖丁所示。若mi:m2=5:1,則下
A.木塊A的質(zhì)量mA與mi之比為1:3
B.在丁圖中,液體的密度為0.8Xl()3kg/m3
C.木塊A的密度為0.6Xl()3kg/m3
D.在圖丙中,木塊A露出水面的體積與木塊A的體積之比是1:5
【答案】A。
【解答】解:(1)設(shè)A的體積為V、容器的底面積為S,
:A在水中漂浮,
?O
??F浮=p水V排g=p水一Vg—GA,
5
甲圖和乙圖比較,容器底受到的壓力差:AF=GA,
3
GP水gu排P水8三丫「
比較甲、乙兩圖,AP=—A=——------=---------------=300Pa,--------①
SSS
同理,比較甲丙圖,AP'=GA+mlg_捶=400Pa,------------②
ss
奧得:
②
mA:mi=3:L
V排,=lv;
5
此時(shí)木塊A露出水面的部分占自身體積」;故A錯(cuò)誤,D正確。
5
(2)在丙圖中,由于mi和A漂浮,可得:
P水g&V=GA+mig=p水g旦V+mig,
55
??mi—p水—V,
5
在丁圖中,p液g9V=GA+m2g=p水8旦丫+11128,
55
:.m2=p液■士V-p水3v,
55
Vmi:m2=5:1,
即:
(p7X—v):(p?Av-p7K—V)=5:1,
555
解得:
p液=0.8p水=0.8XL0><103kg/m3=0.8><103kg/m3.故B正確;
(2)在乙圖中,木塊漂浮,則
Q
P水g±v=p木gV
5
p木=3p水=旦XIX103kg/m3=0.6X103kg/m3.故C正確。
55
故選:Ao
第n卷非選擇題
二.填空題(本題共6小題,每空2分,共28分)
13.如圖中所示,水平地面上放有上下兩部分均為柱形的薄壁容器,兩部分的橫截面積分別
為Si、S2.質(zhì)量為m的木球通過細(xì)線與容器底部相連,細(xì)線受到的拉力為T,此時(shí)容器
中水深為h(水的密度為po)。利用所給的字母表示木球的密度為網(wǎng)_;剪斷細(xì)
T+mg
S
線,待木球靜止后水對(duì)容器底的壓力變化量為上9丁。
一s「
【答案】F-po;—To
T+mg
【解答】解:
(1)木球浸沒時(shí),其受到豎直向上的浮力、豎直向下的重力和繩子的拉力,
由于木球處于靜止?fàn)顟B(tài),受力平衡,根據(jù)力的平衡條件可得:
F?j=G+T=mg+T,
木球浸沒時(shí),丫排=丫木,
則根據(jù)阿基米德原理F浮=p液gV排可得:
pogV排=mg+T,
由p=,可得木球的體積:丫木=寸_
所以,pogx-m=mg+T,
P木
解得p木二1nopo;
T+mg
(2)剪斷細(xì)線,木塊漂浮,F(xiàn)浮'=G=mg,
則待木球靜止后浮力變化量為:4F浮=F浮-F浮'=mg+T-mg=T,
根據(jù)阿基米德原理F浮=p濃gV排可得水面下降的高度(容器上部的水面下降):
△F浮
AVPg
Ah^^-O-T
S[SiPogSi
則由△P=_^E可得,水對(duì)容器底的壓力變化量:
TSn
△F=ApS2=pogAhS2=pogX--------S2=——To
P°gSiS]
故答案為:F-po;—To
T+mgSi
14.如圖甲所示,在一水槽中漂浮著一空瓷碗,此時(shí)水槽內(nèi)水的深度為hi.若把水槽中的
水取一部分倒入碗中,瓷碗仍漂浮在水面上,則水槽中的水面將不變;若把瓷碗沉
入水底,則水盆中的液面將下降。(以上兩空均選填“上升”、“下降”、“不變”)。
現(xiàn)將一鵝卵石放在空碗中,碗仍在水中漂浮,如圖乙所示。此時(shí)水槽內(nèi)水的深度為h2,
再將碗中的鵝卵石放入水槽中,如圖丙所示,此時(shí)水槽中水的深度為h3.己知水的密度
為P水,利用上述測(cè)量的物理量和已知條件,寫出鵝卵石密度的表達(dá)式為P石=_二一?-
h3-hl
Q3水一。mz
________?
甲乙丙
【答案】不變;下降;二_水。
h3-hl
【解答】解:
(1)因?yàn)榇赏肫∮谒嫔希?/p>
所以F浮i=Gai=p水gV排1,
G碗
所以V排1=
P水g
當(dāng)水槽中的水取一部分倒入瓷碗中,則F浮2=6水+6碗=「水gV排2,
G水+G碗
所以V排2=
P水g
因?yàn)樗壑械乃〕龅牟糠炙疄镚水,
G水
則V水
P水g
所以V排1=丫排2-V水
即:水槽中的水面高度不變。
(2)當(dāng)水槽中瓷碗漂在水面上,由物體的漂浮條件可知,此時(shí)浮力F浮1等于重力G;
當(dāng)把瓷碗沉入水底時(shí),則此時(shí)浮力F浮2小于重力G,重力沒變,
所以則F浮i>F浮2;
因?yàn)槎际窃谒校瑒t根據(jù)阿基米德原理F浮=p水gV排可知:V排i>V排2;所以水面下降。
(3)設(shè)水槽的底面積為S,
由甲、乙兩圖可知,瓷碗多排開水的體積:△丫排二(h2-hi)S,
瓷碗多排開水的質(zhì)量:△m排=p;?k4V排=「水(h2-hi)S,
由漂浮條件和阿基米德原理可得,鵝卵石的質(zhì)量:m;5=4m排=p水(h2-hi)S,
鵝卵石的體積:”=(h3-hi)S,
m石_P水(h2-h[)S_h2-hi
鵝卵石的密度:V石M-hi)Shg-h/K0
故答案為:不變;下降;二_水。
h3-hl
15.將一個(gè)漂浮在油面上的立方體工件用豎直向下的力F緩緩地壓入油內(nèi),如圖甲所示,
工件的下底面與油面的距離為h,力F與h的大小關(guān)系如圖乙所示。已知力F為負(fù)值時(shí),
表明它的方向與原來的方向相反,油的密度為0.8XIty3kg/n?,已知容器底面積為
5000cm2,從漂浮到F=400N的過程中,重力對(duì)工件做的功為40J。
【答案】(1)O.8X1O3;(2)40o
【解答】解:(1)由圖乙可知,A點(diǎn)在CB的延長(zhǎng)線上,且h與F是一次函數(shù)關(guān)系,設(shè)
為h=kF+b,
函數(shù)過(0,0.2)和(600,0.5)兩點(diǎn),所以可解得函數(shù)為h=5Xl(r4F+0.2,
當(dāng)h=0時(shí)(即物體剛離開液面),解得F=400N;由題意可知它表示的量就是工件受到
的重力,即當(dāng)浸入深度為。時(shí)(工件在空氣中),要用400N的力向上提起,所以工件的
重力G=400N,C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)狀態(tài),即工件剛好完全浸入h=0.5m,即立方體工件的邊長(zhǎng)
是0.5m,當(dāng)浸入深度為0.2m時(shí),F(xiàn)=0,說明工件處于漂浮狀態(tài),此時(shí),工件排開油的
體積:
V排=Sh晨=0.5mX0.5mX0.2m=0.05H?。
工件處于漂浮,則F浮npiijgVa^G,
則油的密度p油=—^―=-----幽2---------=0.8X103kg/m3;
gV排10N/kgX0.05m3
(2)容器底面積:S=5000cm2=0.5m2,
由圖乙可知,當(dāng)浸入深度為0.2m時(shí),F(xiàn)=ON,說明工件處于漂浮狀態(tài),當(dāng)F=400N時(shí),
工件的下底面與油面的距離為0.4m,工件的下底面與油面的距離為0.4m時(shí)液面上升高
度:△h="=9?05、=0.1m,工件下底面比漂浮時(shí)向下運(yùn)動(dòng)距離:h=0.4m-0.2m
S0.5m2
-0.1m=0.1m,工件的重心下降0.1m,重力對(duì)工件做的功:
W=Gh=400NX0.1m=40Jo
故答案為:(1)0.8X103;(2)400
16.如圖所示,甲、乙是放在水平地面上的兩個(gè)質(zhì)量均勻的長(zhǎng)方體,它們對(duì)水平地面的壓強(qiáng)
之比p甲:p乙=4:3,甲的高度是20cm,乙的高度是30cm,它們的底面積之比S甲:S
乙=3:2,若將甲、乙分別沿水平方向切去部分相同的體積后,則兩長(zhǎng)方體對(duì)地面的壓強(qiáng)
變化量之比AP甲:AP7=4:3o若將甲、乙分別沿豎直方向切去各自總體積的相
同比例,再把切去部分疊放到對(duì)方剩余部分的上表面后,它們對(duì)水平地面的壓強(qiáng)相等,
則切去部分的體積與未切去前的總體積之比為1:5
【解答】解:(1)因長(zhǎng)方體對(duì)水平地面的壓強(qiáng)p=E=C=2^=山豈=@^&=pgh,
SSSSS
P甲
Pmgh甲P甲h乙_4X30cm=2
所以,甲、乙長(zhǎng)方體的密度之比一-=-5—
P乙2P乙h甲3X20cmT
gh乙
若將甲、乙分別沿水平方向切去部分相同的體積后,
由AF=AG=Amg=pAVg可得,兩長(zhǎng)方體對(duì)地面的壓強(qiáng)變化量之比:
△F甲
△P甲S甲甲吃_P甲AVgS乙_P甲S乙_2X2_4
△p乙一乙一213乙s甲一p乙ZkVgS甲一P乙S甲一]義3一后
G甲F甲
(2)由G=F=pS可得,兩長(zhǎng)方體的重力之比一二=」P甲$甲_4X3.__2
G乙F乙Pz,s乙一荻萬一I
若將甲、乙分別沿豎直方向切去各自總體積的相同比例k,再把切去部分疊放在對(duì)方剩余
部分的上表面后,
它們對(duì)水平地面的壓力分別為:
F甲'=(1-k)G甲+kGz,=(1-k)G¥+kxAGR3=(1-0,5k)G甲,
2
FL'=(1-k)G乙+1<6甲=(1-k)XAG¥+kG¥=(0.5+0.5k)G甲,
2
受力面積分別為:S/=(1-k)S甲,S乙'=(1-k)S乙=2(1-k)S甲,
因它們對(duì)水平地面的壓強(qiáng)相等,
F甲'F乙'(1-0.5k)G甲(0.5+0.5k)G甲
所以,o一L=j——>即一K_7-----=F------------'
S甲S乙(l-k)s甲/-k)S甲
解得:k=Ao
5
故答案為:4:3;1:5o
17.如圖,質(zhì)量為0.2kg的圓柱形薄壁容器,上方有一個(gè)注水口,以20cm3/s勻速向內(nèi)注水,
容器正上方的天花板上用輕質(zhì)細(xì)桿(體積忽略不計(jì))粘合著由兩個(gè)橫截面積不同的實(shí)心
圓柱體組成的組合工件,A,B密度相同,圖乙中的坐標(biāo)記錄了從注水開始到注水結(jié)束的
時(shí)間內(nèi),力傳感器示數(shù)的變化情況,己知容器底面積為40cm2,B底面積為20cm2,第
29秒時(shí)容器內(nèi)液面高度為22cm,則由圖可知整個(gè)工件的重力為1.5N,工件A部分
的底面積為10cm2,若在ti=14s時(shí)停止注水并切斷細(xì)桿,待工件穩(wěn)定后,切斷前后
水對(duì)容器底面的壓強(qiáng)變化量為Api,若在t2=31s時(shí)停止注水并切斷細(xì)桿,待工件穩(wěn)定后,
切斷前后整個(gè)容器對(duì)地面的壓強(qiáng)變化量為Apz,則Api:AP2=1:3o
注水口
【答案】1.5;10;1:3。
【解答】解:0—4s內(nèi),工件受細(xì)桿的拉力和重力,二力平衡相等,故工件的重力為:G
=1.5N
0-4s內(nèi)注水體積為:Vi=20cm3/sX4s=80cn?
4s時(shí)的水深為:=_=2cm
S容40cm2
4s后,工件受的拉力變小,直至為0,此時(shí)工件受到的浮力與重力二力平衡相等,處于
漂浮狀態(tài),故當(dāng)細(xì)桿對(duì)工件的拉力為0時(shí),工件受到的浮力為:Fff=G=1.5N
工件的排水體積為:V排=F浮=--------L5N------------=1.5X10-4m3=
P水g1.0X103kg/m3XlON/kg
150cm3
工件B浸入水中的高度為:h2=學(xué)=⑸時(shí)=7.5cm
20cm2
從4s到細(xì)桿對(duì)工件拉力為。的時(shí)間間隔內(nèi),注水體積為:V2=(S容-SB)?h2=(40cm2
-20cm2)X7.5cm=150cm3
3
從4s到細(xì)桿對(duì)工件拉力為0的時(shí)間間隔為:t=/匹卜=7.5s
20cm3/s
故細(xì)桿對(duì)工件拉力為0時(shí)的注水時(shí)間為:4s+7.5s=11.5s
從11.5s到14s的注水體積為:V3=20cm3/sX2.5s=50cm3
V3
從11.5s到14s的注水高度為:h3=———=——浮見——-=2.5cm
S容-$B40cm2-20cm2
從11.5s到14s的注水剛好將工件B浸沒,工件B的高度為:hB=h2+h3=7.5cm+2.5cm
=10cm
工件B增加的排水體積為:AVB=SB?h3=20cm3X2.5cm=50cm3
14s時(shí)細(xì)桿受到的支持力即為工件B增加的浮力:F5t=AF浮np^gAVBG.OX103kg/m3
X10N/kgX50X10-6m3=0.5N
從14s到29s的注水剛好將工件A浸沒,工件A的高度為:h4=h總-hi-hB=22cm-2cm
-1Ocm=10cm
從14s至29s時(shí)細(xì)桿受到支持力的增加量即為工件A浸沒水中時(shí)受到的浮力:F浮,=A
F支=1.5N-O.5N=1N
工件A的排水體積為:VA=》?一=--------。1N----------------=lX10-4m3=
P水gl.OX103kg/m3X10N/kg
100cm3
工件A的底面積為:SA=區(qū)=l0°c10cm2
h410cm
14s時(shí)停止注水,切斷細(xì)桿,工件B將上浮露出水面處于漂浮狀態(tài),減小的浮力即為從
11.5s到14s之間增加的浮力0.5No
故水對(duì)容器底減小的壓力為:△F氏=AF浮=0.5N
△F
水對(duì)容器底減小的壓強(qiáng)為:Api=———=一°-5W=125Pa
S容40X10-4m2
31s停止注水,切斷細(xì)桿,工件A和B將一起上浮露出水面直至漂浮,減小的浮力即為
從11.5s到29s之間增加的浮力為1.5N。
7,
故容器對(duì)桌面減小的壓力為:AFK=AFS=1.5N
容器對(duì)桌面減小的壓強(qiáng)為:△p2=——--=一甲=375Pa
S容40X10~4m2
△pi:Ap2=125Pa:375Pa=l:3
故答案為:1.5;10;1:3
18.如圖甲所示,一個(gè)圓柱形容器置于水平桌面上,容器足夠高且G容=5N,容器內(nèi)放有一
個(gè)實(shí)心長(zhǎng)方體A,底面積SA=200cm2,高h(yuǎn)A=10cm,A底部的中心通過一段細(xì)桿與容
器底部相連,現(xiàn)向容器內(nèi)
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