吉林省长春市绿园区2024-2025学年八年级下学期期末物理试卷(含解析)

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吉林省长春市绿园区2024-2025学年八年级下学期期末物理试卷(含解析)

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2024-2025学年吉林省长春市绿园区八年级(下)期末物理试卷
一、单选题:本大题共8小题,共24分。
1.“物竞天择,适者生存”。下列动物的进化体征是为了减小摩擦的是( )
A. 猴子手上的掌纹 B. 斑马身上的条纹 C. 泥鳅身上的黏液 D. 猫舌头上的肉刺
2.没有受到浮力的是( )
A. 航行中的“福建舰”
B. 白天鹅
C. 沉底的小球
D. 太空中的“天宫二号”
3.如图为击出的羽毛球在相同时间间隔的位置的频闪照片,①②过程羽毛球( )
A. 重力变小,动能变大
B. 重力变小,动能变小
C. 重力不变,动能变大
D. 重力不变,动能变小
4.无风的天气,汽车在马路上快速向左驶过,静止的树叶会( )
A. 沿A方向飘动 B. 沿B方向飘动
C. 沿C方向飘动 D. 条件不足,无法判断
5.如图所示,汉代画像砖上描绘了“泗水取鼎”的画面。两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。下列说法正确的是( )
A. 使用的是定滑轮,可以省力
B. 使用的是定滑轮,可以改变力的方向
C. 使用的是动滑轮,可以省力
D. 使用的是动滑轮,可以改变力的方向
6.测定血液的密度不用密度计需要的血液量大,而是在几支玻璃管中分别装入浓度不同的硫酸铜溶液淡蓝色,向每支玻璃管中滴入一滴血液。若判断血液的密度跟它周围的硫酸铜溶液密度相同,则该玻璃管中的血液应满足的条件为( )
A. 漂浮 B. 悬浮 C. 沉底 D. 上浮
7.工人用背、抱、平拉、水平滚拉的方式运送同一圆柱形木材,在相同水平地面上匀速通过相同路程的过程中,对该木材做功最多的是( )
A. B.
C. D.
8.如图是正在上升的排球,排球的重力为,空气阻力为,则排球所受合力的方向和大小为( )
A. 竖直向下, B. 竖直向上, C. 竖直向下, D. 竖直向上,
二、多选题:本大题共2小题,共6分。
9.如图所示是“天气预报瓶”的创意新品,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部相通,内装红墨水。下列说法正确的是( )
A. 这个产品利用了连通器的原理
B. 将天气预报瓶由地面拿到高山,A管液面逐渐上升
C. 晴天的气压比阴雨天的大,晴天时A管液面低于阴雨天
D. A管与B球中液面相平时,B球内气压小于外界大气压
10.对2025年春晚《秧BOT》的表演机器人进行匀速爬坡测试,该机器人的质量为72kg,斜坡长为480m,斜坡高为100m,最后测得斜坡的机械效率为,下列选项正确的是( )
A. 所做的有用功为 B. 所做的额外功为
C. 斜坡上的阻力为100N D. 机器人所受的“牵引力”为250N
三、填空题:本大题共4小题,共18分。
11.赛场上的赛车展现着力学之美:动能在摩擦中“嘶鸣”,推力与质量在“较量”。
沿斜坡向下行驶时,所受重力的方向为______;
发动机功率越大,在相同时间内能完成的功______;
在环形赛道匀速转弯时,所受力是否是平衡力:______;
行驶过程中驾驶员身体突然向后紧贴座椅,这是由于赛车在______填运动状态。
12.网球斜向上击出后的运动轨迹如图,因为网球受到______力的作用;网面出现凹陷,说明力可以改变______;使网面凹陷的力的施力物体是______;网面和网球同时发生形变,还能说明物体间力的作用是______的。
13.神秘西藏,让人向往。
第一次去西藏容易出现高原反应,主要是因为大气压随着海拔高度的增加而______;
为了更快地煮熟食物,常使用高压锅如图,锅内气体压强升高,沸点______;
高压锅安全阀被顶起瞬间,此时安全阀在______个力的作用下达到平衡状态;
在西藏地区烧水时,要达到和平原同样的最高温度,需______安全阀的质量。
14.“芒种”前后是麦子成熟收割的时间,需要及时把麦子颗粒归仓。
如图甲所示是古代农人打麦的场景,把打麦工具高高举起,它的重力势能变______;
现在很多地方都用联合收割机收割麦子如图乙,某收割机的参数如下:
履带接地总面积 功率 满油时整机质量
4 70 3000
①为避免车轮陷入泥地,车身有很多设计,请写出其中一个特点______;
②满油时收割机对水平地面的压强是______ Pa;
③收割机工作时功率保持70kW不变,收割一块地的麦子,耗时,该收割机做功______ J;若收割机的匀速行驶的速度为,则牵引力为______ N;
“喂入量”是收割机在单位时间内收获的作物量。某次收割时喂入量与作业速度之间的关系如图丙所示,当作业速度为时,若收割机连续工作,则收割的作物所受重力______ N。
四、实验探究题:本大题共4小题,共23分。
15.小园同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是进行了如下探究:汽车的动能大小跟什么因素有关。
由“安全驾驶莫超载”可猜想:______;
用小球模拟汽车做了如图所示的三次实验:实验中小球的动能是由______转化而来,通过观察______判断其动能大小;
用甲、丙两图现象得到的结论,可以解释汽车______行驶时危险性很大的原因;
由此实验联想到阻力对物体运动的影响实验,方案:让到达斜面底端时速度相同的小车在粗糙程度______的水平面运动,直至停止。
16.在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
实验前杠杆如图甲所示,应向______调节螺母,直至杠杆在水平位置平衡;
正确实验并将数据记录在表格中:
次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1
2
3
分析数据,杠杆的平衡条件为______;第1次实验的杠杆属于______杠杆;
某小组用图乙所示的装置,只改变拉力F的方向,使杠杆在水平位置平衡,做出拉力F的力臂;实验后得到拉力与其力臂的关系图像如图丙所示。图像上的每个点与两坐标轴围成的方形面积______,原因:______。
17.在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中:
弹簧测力计应在______方向上调零;
如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm的长方体物块可塑,测出重力,将它缓慢浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h,根据实验数据,在图乙中画出物块所受浮力随h变化的图像;
分析图像可知:浸没后,h增加,______;
若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的随h变化的图像______选填“相同”或“不同”;
若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加______。
18.在“探究液体压强与哪些因素有关”实验中:
压强计是通过U形管两侧液面的______来反映橡皮膜所受压强大小的仪器;
比较乙、丙两个实验,可知探头在这两处所受压强和浮力的关系为:______,______;
比较丙、丁两图说明:当深度相同时,液体内部液体压强还与______有关;
图戊容器中间用隔板分为A、B部分,隔板底部有一个小圆孔C,用薄橡皮膜封闭,A中盛水,深度为12cm,B中盛某种液体深度为15cm,此时C处橡皮膜形状刚好不变,______;
小园想利用矿石质量为m、密度为、细线、电子秤等测量某种液体的密度:
①先在电子秤上放置一个装有适量待测液体的烧杯,记下电子秤示数为;
②再将此矿石用细线吊着,并浸没在液体中,如图己所示,记下电子秤示数,则该液体密度______用“m、、、”等表示。
五、综合题:本大题共1小题,共9分。
19.“奋斗者号”载人深潜器于2020年先后八次突破10000米深度,再次向世界展示中国力量如图甲。它在海水中依靠改变自重通过卸载压载铁和浮力实现无动力下潜和上浮。为了方便卸载,压载铁装在“奋斗者号”舱体外如图乙,“奋斗者”号总质量为包括2t压载铁,忽略外壳受到海水压力后体积的变化。
“奋斗者”号的外壳用的是钛合金,写出这种材料的一个特点______;
若海水的密度均匀,“奋斗者号”在下潜的过程中,所受海水的压强将______。当海水的压强为时,舱体表面面积受到的海水压力为______ N;
“奋斗者”号完全浸没在海水中后匀速下潜,接近海沟底部时,抛掉部分压载铁后悬浮在海水中,待海底科研任务结束后,抛掉剩余的全部压载铁后匀速上浮至海面。若“奋斗者”号只在竖直方向实现下潜和上浮,船身与水平面平行,下潜和上浮过程中所受阻力不变,求阻力;写出必要的文字说明及推理过程。
在深海中“奋斗者”不能像普通潜艇那样采用压缩空气从水舱中向外排水的方法实现上浮,其原因可能是______。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A、猴子手上的掌纹是在压力一定时,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,故A不符合题意;
B、斑马身上的条纹,是一种保护色,与摩擦力无关,故B不符合题意;
C、泥鳅身上的黏液是通过使接触面分离来减小摩擦,故C符合题意;
D、猫舌头上的肉刺是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,故D不符合题意。
故选:C。
摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度。
增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动。
掌握摩擦力大小的影响因素,理解增大和减小摩擦的方法,并且能解释生活中有关增大有益摩擦和减小有害摩擦的实例。
2.【答案】D
【解析】解:A、在海中航行的福建舰受到海水对它的浮力,故A不符合题意;
B、在水中游泳的白天鹅受到水的浮力,故B不符合题意;
C、沉底的小球会受到水对它向上的浮力,故C不符合题意;
D、太空中没有空气,故太空中遨游的“天宫二号”不受浮力,故D符合题意。
故选:D。
根据浮力的定义:浸在液体或气体中的物体受到液体或气体竖直向上托起的力叫浮力,对各个选项逐一分析即可。
本题考查浮力产生的原因,解答此题的关键是明确浮力的定义,属于基础知识。
3.【答案】C
【解析】解:①②过程羽毛球的质量不变,所以重力大小不变;
①②过程羽毛球的质量不变,高度降低,速度变大,动能变大,故C正确、ABD错误。
故选:C。
重力是物体由于地球的吸引而受到的力,重力的大小与质量成正比;
动能的大小与物体的质量和速度有关。
本题考查了影响动能大小的因素、重力,属于基础题。
4.【答案】A
【解析】解:无风的天气,汽车在公路上快速驶过时,汽车附近的空气流速较快,气压降低,低于树叶外侧的气压,外侧的气体把树叶吹向公路方向,所以树叶会向A方向飘动,故A正确,BCD错误。
故选:A。
液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体的流速越大的位置,压强越小;流体的流速越小的位置,压强越大。
知道汽车经过时,汽车带动空气的流动使马路中央空气流动的速度加快是解决此题的关键。
5.【答案】B
【解析】解:由图可知,滑轮位置固定不动,属于定滑轮;使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向,故ACD错误,B正确。
故选:B。
轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮,使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向。
本题考查了动滑轮与定滑轮的辨别,属于基础题。
6.【答案】B
【解析】解:由物体的悬浮条件可知,当血液的密度与它周围的硫酸铜溶液密度相同,故B正确。
故选:B。
根据物体的悬浮条件可知当物体悬浮时液体的密度与物体的密度相等。
本题考查物体浮沉条件的应用,难度不大。
7.【答案】C
【解析】解:由图可知,AB中某同学背、抱,即力的方向向上,木材是在水平方向上移动的距离,即沿向上的方向没有移动距离,因此不做功;
在其他条件相同时,滑动摩擦力大于滚动摩擦力,则C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力;又因为匀速拉动水桶向前运动,所以由二力平衡条件可知C中拉力大于D中拉力,且水平移动的距离s相同,根据可知C做功最多,故C符合题意。
故选:C。
物理学中规定,功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积。先判断力的大小、物体在力的方向上移动的距离相同,利用功的公式分析判断。
本题考查影响物体做功大小的因素力的大小和物体在力的方向上移动距离。
8.【答案】A
【解析】解:排球在竖直上升过程中,所受重力竖直向下,空气阻力竖直向下,排球所受合力的大小为,其方向竖直向下;故A正确。
故选:A。
球在竖直向上运动过程中所受重力竖直向下,空气阻力竖直向下,重力跟空气阻力属于同一直线上相同方向的二力合成,其合力的大小等于两个力的大小之和。
本题考查了同一条直线上的二力合成,分清小球竖直向上运动时和向下运动时空气阻力的方向是关键。
9.【答案】BC
【解析】解:上端开口不连通,下部连通的容器叫做连通器,A与B下部连通,但B为密闭的玻璃球,不符合连通器原理,不是连通器,故A错误;
B.将天气预报瓶由地面拿到高山,大气压减小,A管液面逐渐上升,故B正确;
C.晴天的气压比阴雨天的高,根据,可知外界气压越低A管液面的高度越高,故阴雨天A管液面高于晴天,故C正确;
D.球内气压等于A管和B球液面相平时,两液面受到气体的压强相等,说明B外界大气压,故D错误。
故选:BC。
上端开口不连通,下部连通的容器叫做连通器;
根据装置的结构和特点,结合大气压的大小受天气的变化影响的关系来判断,一般来说,阴天下雨的天气大气压比正常低;
将天气预报瓶由地面拿到高山,大气压减小,A管液面逐渐上升。
本题考查了连通器原理,天气与气压的关系,“天气预报瓶”就是根据这一原理制成的测量天气的,理解其原理是判断的关键。
10.【答案】CD
【解析】解:A、克服机器人重力所做的有用功:
,故A错误;
BCD、根据可得,机器人做的总功:
机器人所受的“牵引力”:,故D正确;
克服斜坡阻力所做的额外功:,故B错误;
由可得,斜坡的阻力:,故C正确;
故选:CD。
根据求克服机器人重力所做的有用功;
根据求机器人做的总功,根据求机器人所受的“牵引力”;
克服斜坡阻力做的功为额外功,根据求额外功,根据求斜坡的阻力。
本题考查使用斜面时,功、机械效率和摩擦力的计算,明确额外功是关键之一。
11.【答案】竖直向下, 越多, 不是平衡力, 加速
【解析】解:根据重力方向特点,重力方向始终竖直向下,
物体所做的功与其所用的时间之比叫做功率,因此功率越大,在相同时间内完成的功越多,
匀速转弯时,速度大小不变但方向改变,因此不是处于平衡状态,所受力不是平衡力。
驾驶员身体突然向后紧贴座椅,是因为驾驶员具有惯性,要保持原来的运动状态,因向后紧贴座椅说明赛车在加速。
故答案为:竖直向下,越多,不是平衡力,加速。
根据重力方向特点,重力方向始终竖直向下,
物体所做的功与其所用的时间之比叫做功率,因此功率越大,在相同时间内完成的功越多,
匀速转弯时,速度大小不变但方向改变,因此不是处于平衡状态,所受力不是平衡力。
驾驶员身体突然向后紧贴座椅,是因为驾驶员具有惯性,要保持原来的运动状态,因向后紧贴座椅说明赛车在加速。
本题考查了重力,功率,平衡力,运动状态等基础知识的理解。
12.【答案】重 物体的形状 网球 相互
【解析】解:网球斜向上击出后,其运动轨迹是曲线且最终会下落,是因为受到竖直向下的重力作用,重力改变了网球的运动状态。
力的作用效果有两个,一是改变物体的运动状态,二是改变物体的形状。网面出现凹陷,体现了力能使物体的形状发生改变。
网球撞击网面,对网面施加力的作用使网面凹陷,所以使网面凹陷的力的施力物体是网球。
网面和网球同时发生形变,说明网球对网面有力的作用时,网面也对网球有力的作用,即物体间力的作用是相互的。
故答案为:重;物体的形状;网球;相互。
重力的方向始终竖直向下,力可以改变物体的形状,物体间力的作用是相互的。
本题考查重力的方向、力的作用效果、力的相互性,属于对基础知识的考查,难度不大。
13.【答案】降低,所以进入高海拔地区容易出现高原反应; 升高; 两; 增大
【解析】解:第一次去西藏容易出现高原反应,主要是因为大气压随着海拔高度的增加而降低,所以进入高海拔地区容易出现高原反应;
大气压强越大,液体的沸点越高,为了更快地煮熟食物,常使用高压锅如图,锅内气体压强升高,沸点越高;
平衡力是两个大小相等,方向相反,作用在同一物体上的力,所以高压锅安全阀被顶起瞬间,安全阀在两个力在作用下达到平衡;
增大安全阀的质量,可以增大压强,提高沸点。
故答案为:降低,;升高;两;增大。
大气压随着海拔高度的增加而降低;
大气压强越大,液体的沸点越高;
平衡力是两个大小相等,方向相反,作用在同一物体上的力;
增大限压阀的质量,可以增大压强,提高沸点。
本题考查了液体沸点和大气压的关系,属于基础题,难度中等。
14.【答案】大; ①较高的离地间隙;②7500;
【解析】解:古代农人打麦时把打麦工具高高举起,它的质量不变,高度变大,重力势能变大;
①适当增加后轮个数,以达到增大受力面积,减小对地面压强,从而避免车轮陷入泥地;设计较高的离地间隙,这样可以增加车轮与地面之间的距离,使车轮能够更好地跨越泥地中的凸起、坑洼和障碍物,减少车轮陷入泥地的风险;
②由表中数据知,满油时收割机对水平地面的压力:,
对地面压强:;
③收割完这块地的麦子耗时,该收割机所做的功;
由可得,牵引力;
由图像知,当作业速度为时的喂入量为,连续工作,收割的作物所受重力:

故答案为:大;①较高的离地间隙;②7500;。
重力势能的大小与物体的质量和被举高度有关;
①可以从减小压强、较高的离地间隙等方面分析;
②由计算满油时收割机对水平地面的压力,根据计算对地面压强;
③根据得出该收割机所做的功;根据计算牵引力;
由图像知,当作业速度为时的喂入量,从而计算连续工作收割的作物所受重力。
本题考查了重力势能因素的理解、重力、压强以及功率公式的灵活应用,难度适中。
15.【答案】动能大小与质量有关; 重力势能;物块在同一水平面上被撞击的距离; 超速; 不同
【解析】超载即质量过大,由“安全驾驶莫超载”可猜想:动能大小与质量有关;
用小球模拟汽车做了如图所示的三次实验:实验中小球的动能是由重力势能转化而来,由转换法,通过观察物块在同一水平面上被撞击的距离判断其动能大小;
甲、丙两图中,质量相同,甲中小球下滑的高度大,下滑到水平面的速度也大,由转换法,其动能大,故用甲、丙两图现象得到的结论,可以解释汽车超速行驶时危险性很大的原因;
研究阻力对物体运动的影响,要改变接触面的粗糙程度,从而改变物体受到的阻力大小,方案:让到达斜面底端时速度相同的小车在粗糙程度不同
的水平面运动,直至停止。
故答案为:动能大小与质量有关;重力势能;物块在同一水平面上被撞击的距离;超速;不同。
物体的动能大小与物体的质量和速度有关,研究动能与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
物体由于处于一定的高度而具的能叫重力势能;根据转换法,通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小;
根据控制变量法结合转换法分析;
研究阻力对物体运动的影响,要改变物体受到的阻力大小,据此分析。
本题研究汽车的动能大小跟什么因素有关,考查控制变量法和转换法的运用,同时与研究阻力对物体运动的影响实验做比较。
16.【答案】右; ;省力; 相等;阻力和阻力臂保持不变,根据杠杆的平衡条件可知,动力与动力臂的乘积保持不变
【解析】实验中为了便于测量力臂,应调节杠杆在水平位置平衡,在调节时,需将平衡螺母向上翘的一端调节,即图中应向右调节;
通过分析实验数据,可知杠杆的平衡条件是动力动力臂=阻力阻力臂,可写作;
第1次实验的杠杆动力臂大于阻力臂的杠杆,属于省力杠杆;
由于此题中的阻力和阻力臂不变,利用图象中任意一组数据都能得出,,图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积相等,其原因是阻力和阻力臂保持不变,根据杠杆的平衡条件可知,动力与动力臂的乘积保持不变。
故答案为:右;;省力;相等;阻力和阻力臂保持不变,根据杠杆的平衡条件可知,动力与动力臂的乘积保持不变。
实验中为了便于测量力臂,应调节杠杆在水平位置平衡,在调节时,需将平衡螺母向上翘的一端调节;
要能够观察和分析试验数据,知道杠杆的平衡条件为动力动力臂=阻力阻力臂,即;
根据力臂关系可以把杠杆分为三类:动力臂大于阻力臂,省力杠杆;动力臂等于阻力臂,等臂杠杆;动力臂小于阻力臂,费力杠杆;
由于此题中的阻力和阻力臂不变,由图中提供数据,根据杠杆的平衡条件分析即可求得。
本题考查调节平衡螺母的作用、杠杆实验时动力和阻力的实验要求及根据杠杆平衡条件计算,有一定难度。
17.【答案】竖直; 见解答; 不变; 不同; 不同密度的液体
【解析】弹簧测力计使用前要观察零刻度线、量程和分度值。调零时,弹簧测力计所测力的方向上调零,测重力和拉力要竖直方向,则调零也竖直方向。
根据;0cm、2cm、4cm、6cm、8cm、10cm时,受到的浮力分别为0、、、、、;由此在图象上描点画出图象,如图:
根据图像知,浸没前,h增加,变大;浸没后,h增加,不变;
若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,相同深度时,排开液体的体积不同,受到的浮力不同;重复上述实验,两次实验所得的随h变化的图象是不同的;
根据控制变量法,若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,需保持排开液体的体积不变,改变液体的密度,因而需要不同密度的液体。
故答案为:竖直;见解答;不变;不同;不同密度的液体。
弹簧测力计使用前要观察零刻度线、量程和分度值,调零时,弹簧测力计所测力的方向上调零。
根据称重法计算浮力,由表格数据描点画图象,由图象得出结论;
若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,相同深度时,排开液体的体积不同,受到的浮力不同;分析两次实验所得的随h变化的图象是否相同;
根据控制变量法分析。
本题考查探究浮力的有关因素,属于较难题。
18.【答案】高度差; 小于;大于; 液体的密度; ;
【解析】压强计是通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强大小的仪器,采用了转换法;
通过比较乙、丙两个实验,结合转换法,探头在乙、丙两处所受压强关系小于,因丙探头受到的压强大,总体积变小,由阿基米德原理,在乙、丙两处所受浮力关系大于。
比较两、丁两图说明:当深度相同时,液体内部液体压强还与液体的密度有关。
处橡皮膜形状刚好不改变,说明橡皮膜两侧受到的压强相等,根据液体压强可得,,则,

①先在台秤上放置一个装有适量待测液体的烧杯,记下台秤示数为;
②再将此矿石用细线吊着,并浸没在液体中,如图己所示,记下台秤示数。
可知排开液体的重力为,

由阿基米德原理有,

矿石的体积为:
而矿石的体积,

故该液体密度:


液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
通过比较乙、丙两个实验,结合转换法分析,由阿基米德原理分在乙、丙两处所受浮力关系;
液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
矿石受到的浮力,即台秤增加的示数,由阿基米德原理结合密度公式得出故该液体密度。
本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法及阿基米德原理的运用。
19.【答案】密度小; 变大;; 阻力为; 海底太深,海水的压强太大,无法用压缩空气将舱内的水压出
【解析】钛合金比普通钢性能优良,钛合金具有硬度大、密度小、强度高、抗腐蚀性强的特性;
“奋斗者号”号下潜的过程中,海水密度不变,深度增加,根据液体压强公式可知受到海水的压强变大;当海水的压强为时,舱体表面面积受到的海水压力为;
已知奋斗者”号总质量为20t,则;
质量为2t的可抛弃压载铁的重力;
匀速下潜时,①;
抛掉2t的压载铁,匀速上浮时,②;
由①②可得③;
2t的压载铁的体积,由于压载铁浸没在水中,则,则压载铁受到的浮力为④;
匀速下潜和匀速上浮的浮力关系为⑤;
由③④⑤可得;
由①可得;
潜艇通常在水下米深度活动,水的压强约个标准大气压,而“奋斗者”号在马里亚纳海沟坐底,坐底深度10000米,还水的压强可高达1000个标准大气压。故原因可能是:海底太深,海水的压强太大,无法用压缩空气将舱内的水压出。
故答案为:密度小;变大;;阻力为;海底太深,海水的压强太大,无法用压缩空气将舱内的水压出。
根据合金的性能分析判断;
根据液体压强公式分析在“奋斗者号”下潜的过程中受到海水的压强变化;根据可求出此处受到海水的压力;
匀速下潜时,;抛掉2t的压载铁,匀速上浮时,;由于压载铁浸没在水中,则,则压载铁受到的浮力为;
匀速下潜和匀速上浮的浮力关系为:;
联立以上式子即可求出下潜和上浮过程中所受阻力;
“奋斗者”号在马里亚纳海沟坐底,受到海水的压强有1000多个标准大气压,要想把舱内的水压出,压缩空气的压强必须要大于海水的压强。
本题考查了液体压强、压力、浮力等知识,是物理知识在科技中的具体应用,体现了物理学价值及STS精神。

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