【精品解析】广东省广大附中集团2026学年八年级下学期物理学情评估2问卷(A卷)

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广东省广大附中集团2026学年八年级下学期物理学情评估2问卷(A卷)
一、单选题
1.游泳时佩戴的泳圈是防止溺水的有效方法,如图所示,质量为50kg的小明佩戴游泳圈后,能静静地漂浮在水面上,他受到的浮力大小约( )
A.500N B.450N C.50N D.0N
【答案】A
【知识点】重力及其大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、小明漂浮在水面上,根据漂浮条件,浮力等于自身总重力。小明的重力 ,游泳圈质量很小,因此总浮力约为500N,故A符合题意 ;
故答案为:A。
【分析】先利用漂浮条件:物体漂浮时,所受浮力等于自身总重力;再计算小明的重力,游泳圈质量可忽略不计,因此浮力大小约等于小明的重力。
2.如图甲为我国古代科技著作《天工开物》的情景——“没水采珠”。可将水下的采珠人简化为一个带质量的点,则采珠人在水中以恒定的速度由位置1下潜到位置2时(如图乙所示),受到水的压强随时间变化的图象正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】速度公式及其应用;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A.根据乙图可知,采珠人在水中下潜的速度恒定,则他下潜的距离为h=vt。根据液体压强公式p=ρ液gh可知,采珠人受到水的压强为p=ρgh=ρgvt,则他受到水的压强与时间成正比,那么图像是一条倾斜的直线,且随着时间的增大,压强也增大,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【分析】根据速度公式s=vt和液体压强公式p=ρ液gh得到水的压强随时间的变化关系式,据此推测图像的形状即可。
3.如图所示,“擦窗机器人”的质量为,它的“腹部”有两个吸盘,工作时,机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出,使它能牢牢地吸在竖直玻璃上。则下列说法正确的是(  )()
A.机器人工作时,吸盘内部的气压大于外部大气压而产生吸力
B.若忽略吸盘内空气质量,当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,受到的摩擦力为
C.若在机器人身上挂一重物,则机器人对玻璃的压强变大
D.大气对机器人的压力与机器人受到的摩擦力是一对平衡力
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别;压强的大小及其计算;大气压的综合应用
【解析】【解答】A.机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出,导致吸盘内部的气压小于外部大气压从而产生吸力,故A错误;
B.当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,在竖直方向上受到的摩擦力与重力是一对平衡力,即摩擦力等于重力,那么,故B正确;
C.重物对机器人的拉力方向为竖直向下,而机器人对玻璃的压力是垂直于玻璃面,则在机器人身上挂一重物与机器人对玻璃的压强无关,故C错误;
D.大气对机器人的压力在水平方向,而机器人受到的摩擦力在竖直方向,则这两个力没有作用在同一直线上,不是一对平衡力,故D错误。
故选B。
【分析】A.根据“机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出”分析;
B.对机器人在竖直方向上进行受力分析,根据平衡力的知识计算机器人受到的摩擦力大小;
C.注意机器人的重力增大是否会影响机器人对玻璃的压力大小即可;
D.平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上。
4.位于陕西泾阳的郑国渠,是我国古代三大水利工程之一,如图所示是郑国渠跨路面两侧的截面示意图。下列说法正确的是(  )
①两侧水渠和中间的涵洞是一个连通器
②当水不流动时,水对点的压强等于水对点的压强
③当涵洞内的水流动时,水在点的压强等于点的压强
④当涵洞内的水流动时,水在点的流速比在点的快
A.只有①②正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有③④正确
【答案】B
【知识点】液体压强计算公式的应用;连通器原理及其应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】①两侧水渠和中间的涵洞上端开口、底部连通,符合连通器的定义,故①正确;
②由图可知,A点的深度小于B点的深度,根据液体压强公式,水不流动时,A点的压强小于B点的压强,故②错误;
③当涵洞内的水流动时,D点的横截面积比C点小,根据流体流量守恒,D点流速更快,由流体压强与流速的关系,流速越大压强越小,因此C点压强大于D点压强,故③错误;
④当涵洞内的水流动时,D点的横截面积更小,水的流速比C点的快,故④正确;
综上,只有①④正确,对应选项B,
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
连通器的定义:判断两侧水渠和涵洞是否满足“上端开口、底部连通”的条件,确定①正确;
液体压强公式:根据A、B两点的深度差异,结合判断压强大小,确定②错误;
流体压强与流速的关系:分析涵洞C、D处的横截面积差异,根据流量守恒判断流速大小,再结合“流速越大压强越小”判断压强关系,确定③错误、④正确。
5.如图所示,圆锥体重为G,浸没在水中静止时受到水对它向上的压力为F1,向下的压力为F2,这两个力之间的关系是(  )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1【答案】A
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A、根据浮力产生的原因,浮力等于物体上下表面受到的压力差,即 。圆锥体浸没在水中静止,浮力方向向上,因此 ,可得 ,故A正确;
B、若 ,则上下压力差为零,浮力为零,与物体浸没在水中受浮力作用矛盾,故B错误;
C、若 ,则压力差为负,浮力方向向下,不符合实际情况,故C错误;
D、根据浮力产生的原因可直接判断,并非无法判断,故D错误;
故答案为:A。
【分析】利用浮力产生的原因来分析:浸在液体中的物体,其浮力等于上下表面受到的压力差。圆锥体浸没在水中,受到向上的浮力,因此向上的压力 必须大于向下的压力 。
6.如图所示,水平桌面上盛有适量水的烧杯中,漂浮着冰块A,悬浮着物块B,当冰块A完全熔化后,下列分析正确的是(  )
A.烧杯对桌面压强变小 B.杯底受到液体的压强变小
C.烧杯内液面高度不发生变化 D.物块B受到的浮力变小
【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、冰块熔化前后,烧杯内总质量不变,烧杯对桌面的压力等于总重力,压力大小不变;根据 ,受力面积不变,烧杯对桌面的压强不变,故A错误;
B、冰熔化后,液体对杯底的压力等于液体、冰块(熔化后为水)和物块的总重力,总重力不变,杯底受到的液体压力不变,根据 ,杯底受到的液体压强不变,故B错误;
C、冰块漂浮时,浮力等于重力,即 ,因此 ;冰熔化成水后质量不变,即 ,则 ,水的体积等于冰块排开水的体积,因此液面高度不变,故C正确;
D、冰熔化后,液体密度不变,物块B仍然悬浮,浮力始终等于自身重力,大小不变,故D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
A、烧杯对桌面的压力等于总重力,冰熔化前后总质量不变,压力不变,受力面积不变,压强不变;
B、液体对杯底的压力等于总重力,冰熔化后总重力不变,杯底压力不变,压强不变;
C、根据漂浮条件,冰块的重力等于排开水的重力,冰熔化成水后质量不变,因此熔化后水的体积等于冰块排开水的体积,液面高度不变;
D、冰熔化后液体密度不变,物块仍悬浮,浮力始终等于重力,大小不变。
7.如图所示,容器中装有一定质量的水,先后按甲、乙两种方式使物体A和小玻璃杯漂浮在水面上(图中细线重力及体积均不计)。设甲、乙两图中物体A和小玻璃杯共同受到的浮力分别为F甲和F乙,水对容器底的压强分别为p甲和p乙,则(  )
A.F甲F乙 p甲>p乙
C.F甲=F乙 p甲【答案】D
【知识点】液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】据图可知,甲、乙中物体都是漂浮在水面上,所以物体A和小玻璃杯受到的浮力等于物体A和小玻璃杯的总重力,即F甲=F乙;由阿基米德原理又可得,F甲=F乙,所以V排甲=V排乙。甲乙两图中,液面的高度是相同的,由p=ρgh可知,水对容器底的压强相等,即p甲=p乙。D正确,ABC错误;
故选D。
【分析】1、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同;
2、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大
3、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
4、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度.
8.小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体。如图甲,当该液体温度为19℃时,质量为的小球b悬浮,b标记“19℃”;另外两个小球分别标记“15℃”“23℃”,当小球悬浮时,它标记的温度与液体温度相等。图甲中小球a漂浮、小球b悬浮、小球c沉底,忽略小球体积变化,g取。图乙中小球a、b、c均沉底,则下列说法正确的是(  )
A.图乙中b所受浮力大于图甲中b所受浮力
B.图乙中液体温度大于19℃
C.小球c对应标记“23℃”
D.小球a对应标记“15℃”
【答案】B
【知识点】密度与温度的关系;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.图甲中b悬浮,受到的浮力等于其自身的重力,图乙中b下沉,受到的浮力小于其自身的重力,b的重力不变,所以图乙中b所受浮力小于图甲中b所受浮力,故A错误;
B.由图乙知,三个小球都下沉,小球的密度都大于液体的密度,由“环境温度越高时,液体的密度变小,浮力越小,悬浮的小球会下沉”可知液体的温度比23°℃还高,故B正确;
CD.图甲中小球a漂浮,c沉底,由浮沉条件可知:,,则当a球悬浮时对应的液体密度= c球的密度<图甲中液体的密度,因液体的密度随温度降低而变大,所以小球a对应的温度更高,应标记为23℃,当c球悬浮时对应的液体密度=c球的密度>图甲中液体的密度,因液体的密度随温度降低而变大,所以小球c对应的温度更低,应标记为15°℃,故CD错误。
故选B。
【分析】(1)图甲中b悬浮,图乙中b下沉,根据物体的浮沉条件即可比较b受到的浮力的关系;
(2)当外界气温降低时,液体的密度变大,由可知,小球所受浮力会变大,悬浮小球会上浮,最终会漂浮在水面上,据此判断出此时液体温度;
(3)环境温度越高时,液体的密度变小,浮力越小,悬浮的小球会下沉,据此判断出小球a和c对应的的温度。
9.如图所示,甲、乙是两根内、外径粗细相同,下端开口的长直玻璃管,管内装有等量的水银且静止,水银柱上方存在气体,其压强分别是和,外界大气压强为,不考虑水银与管之间的摩擦,下列说法正确的是(  )
A.
B.
C.若将甲玻璃管水平放置,水银静止时,此时管内气压大于
D.若在乙管口下方,沿图2所示的水平方向平稳持续吹气,则管内水银柱会上升
【答案】C
【知识点】压强大小比较;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A、甲管中水银柱静止,受力平衡可得 ,因此 ,即 ,故A错误;
B、乙管同理可得 ,因此 ,故B错误;
C、甲管水平放置时,水银柱水平方向受力平衡,此时管内气压 ,而竖直时 ,因此 ,故C正确;
D、在乙管口下方吹气,管口处空气流速变大、压强变小,管内气压 不变,因此 ,水银柱会下降,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、根据受力平衡条件,甲管内气体压强等于外界大气压减去水银柱产生的压强,即 ,因此 小于外界大气压;
B、同理可得乙管内气体压强也为 ,两管内气体压强相等;
C、甲管水平放置时,水银柱不再受重力影响,水平方向受力平衡,管内气压等于外界大气压 ,大于竖直状态下的 ;
D、在乙管口下方吹气时,管口处空气流速增大、压强减小,管内气压不变,水银柱会在内外压强差作用下下降,而非上升。
10.一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有160g煤油溢出.将其轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有180g水溢出.则物块在水中静止时的状态及物块的密度分别是(ρ煤油=0.8×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3)
A.下沉,1.1g/cm3 B.漂浮,0.85g/cm3
C.悬浮,1.0g/cm3 D.漂浮,0.9g/cm3
【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】首先计算物块排开煤油的体积:再计算物块排开水的体积:;对比两个排开体积可得:物体排开水的体积小于排开煤油的体积,由此可以判断物块在水中一定处于漂浮状态。根据漂浮条件,物体的重力等于受到的浮力,因此:G=F浮=m水g =0.18kg×10N/kg=1.8N,排开煤油的重力为:G煤油=m煤油g =0.16kg×10N/kg=1.6N,在煤油中的浮力F浮煤油=G煤油=1.6N,因为重力大于在煤油中的浮力,则在煤油中下沉,物体的体积V=V排煤油=200cm3,所以物体的密度:.
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大;
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
3、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度。
二、非选择题
11.小明在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,在U形管接头处加装了一个三通接头,如图-1所示。
(1)U形管与探头的橡胶管连接时,阀门K应处于   状态(选填“闭合”或“打开”),连接好后发现U形管左边高,右边低,则需要进行的操作是   。连好装置后,判断该装置的气密性好的依据是   。
(2)装置调试完毕进行实验,比较图-2与图-3,可初步得出的结论是:   。
(3)小明发现探头所处深度较浅时,U形管两侧液面的高度差不明显,可将U形管中的水换成密度更   (选填“大”或“小”)的液体以方便读数。
(4)探究了液体压强的相关内容后,小明又设计出如图-5所示的实验器材,测量盐水的密度:
①用细线和橡皮膜把两端开口且粗细均匀的玻璃管一端扎紧,向管内倒入适量的水,橡皮膜向下凸出,如图-5甲所示,用刻度尺测出水面到下管口的距离,记为h1。
②在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至橡皮膜与下管口平齐为止,如图-5乙所示,用刻度尺测出盐水面到下管口的距离,记为h2。
③盐水密度表达式:ρ盐=   (用ρ水、h1、h2)。用该方法测出的盐水密度将   (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)打开;打开阀门K;轻按探头上的橡皮膜,U形管两侧液面高度差变化明显
(2)同种液体在同一深度向各个方向的压强相等
(3)小
(4);偏小
【知识点】密度公式及其应用;液体压强计算公式的应用;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1) 连接U形管与探头时,需打开阀门K,使U形管与外界大气相通,保证初始时两侧液面气压相等;若连接后液面不平,可打开阀门K重新调整;检查气密性时,按压橡皮膜,若U形管两侧液面出现明显高度差,松手后液面复原,则说明装置气密性良好。
故答案为:打开;打开阀门K;轻按探头上的橡皮膜,U形管两侧液面高度差变化明显;
(2) 图2与图3中,液体密度和探头深度均相同,仅探头朝向不同,U形管液面高度差相同,说明同种液体、同一深度,液体向各个方向的压强相等。
故答案为:同种液体在同一深度向各个方向的压强相等;
(3) 探头深度较浅时,探头受到的压强一定,根据公式 ,U形管中液体密度越小,液面高度差 越大,读数越方便,因此可换用密度更小的液体。
故答案为:小;
(4) 橡皮膜平齐时,水对橡皮膜向下的压强与盐水对橡皮膜向上的压强相等,即 ,整理得 ;甲图中橡皮膜向下凸出,实际水的深度大于测量值 ,因此测得的盐水密度偏小。
故答案为:;偏小;
【解答】(1) 先通过阀门K调整U形管初始液面,再利用按压橡皮膜的方法检查装置气密性,确保实验前装置状态正常。
(2) 通过控制液体密度和探头深度相同,改变探头朝向,观察U形管液面高度差,探究同一深度液体压强与方向的关系。
(3) 根据液体压强公式 ,分析探头压强一定时,U形管液体密度对液面高度差的影响,选择合适的液体便于读数。
(4) 利用橡皮膜平齐时两侧压强相等的条件,推导盐水密度的表达式,再分析橡皮膜凸出对深度测量的影响,判断密度测量值的偏差。
(1)连接U形管与探头时,需打开阀门K,保证U形管与外界大气相通,使初始时U形管两侧液面气压相等;连接后U形管两侧液面不平,只需打开阀门K重新调整即可;检查气密性的方法为按压橡皮膜,若U形管两侧液面能产生明显高度差,松手后液面能复原,说明装置气密性良好;
(2)图-2与图-3中,液体密度相同,探头深度相同,仅探头朝向不同,U形管液面高度差相同,说明同种液体、同一深度,液体压强在各个方向的压强相等;
(3)探头深度较浅时,探头受到的压强p一定,根据,U形管中液体密度越小,液面高度差越大,越方便读数,因此可换用密度更小的液体;
(4)橡皮膜平齐时,水对橡皮膜向下的压强等于盐水对橡皮膜向上的压强,即,整理得 ;由于甲图中橡皮膜本身向下凸出,实际水的深度大于测量的 ,因此测得的盐水密度偏小。
12.“曹冲称象”是家喻户晓的故事。某科创小组仿效曹冲,展开项目化实践活动一一制作一台“浮力秤”。制作“浮力秤”步骤如下:
(一)设计“浮力秤”
(1)绘制设计图
①浮力秤的制作原理:   ;
②设计浮力秤的装置图,如图-1所示。
(2)制作“浮力秤”
小组同学按照设计图进行组装:选择轻质的圆柱形小筒,在其底部均匀地放上细沙,上端放一个轻质的小秤盘。如图-1所示,将小筒放在水中,就制成了一个“浮力秤”。在小筒底部铺上细沙的目的是:   。
(3)标记刻度
①将组装好的小筒和空秤盘,放入水中,并使它漂浮在水面上。用记号笔在小筒外侧水面的位置画上一个刻度,标记为   g;
②在秤盘中只放入一个10g的砝码,用记号笔在小筒外侧水面位置画上刻度,标记为10g;
③在秤盘中只放入一个20g的砝码,用记号笔在小筒外侧水面位置画上刻度,标记为20g;
④作好标记的小筒外侧,如图-2所示,、、三个位置正确的是   (选填“A”或“B”);
⑤用刻度尺测量发现,说明该秤的刻度会是   (选填“均匀”或“不均匀”)的。接下来分别在每相邻两个刻度之间平均分成5等分,就完成了浮力秤的刻度的标记。这个浮力秤的分度值是   g。
(二)“浮力秤”的改进
(4)同学们利用制作好的浮力秤来测黄豆的质量:如图-3所示,将五颗黄豆放在秤盘中,待称稳定后,发现水面对应的位置小于分度值,认为浮力秤的精确度不够。为提高浮力秤的精确度,小组同学提出的以下改进措施中可行的是   。
A. 用直径更大的大筒 B. 用直径更小的小筒
C. 增大小筒中细沙的质量 D. 大筒中换用密度更小的液体
(三)拓展应用。
(5)秤盘上未放物体时小筒浸入水中深度为h0,在某次测量物体的质量时小筒浸入水中深度为h,已知小筒和秤盘的质量为m0,水的密度为ρ0。则被测物体的质量为   (用已知物理量写出表达式)。
【答案】物体漂浮在液面上时,浮力等于重力;使小筒竖直漂浮在水面上;0;A;均匀;2;B,D;
【知识点】阿基米德原理;浮力的利用;探究影响浮力大小的因素;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1) 根据物体的浮沉条件,当物体漂浮在液面上时,受到的浮力大小等于自身重力。
故答案为:物体漂浮在液面上时,浮力等于重力;
(2) 空小筒放入水中漂浮时,因质量轻、重心高,难以保持竖直状态;在筒底铺细沙可降低整体重心,使小筒能竖直漂浮在水面上,便于后续实验操作。
故答案为:使小筒竖直漂浮在水面上;
(3)秤盘为空时,物体质量为 0,此时漂浮的小筒外侧对应位置应标为 0g 刻度。
秤盘上的质量越大,小筒浸入水中的深度越深,因此刻度应从下往上依次增大,从下往上依次为 a、b、c,故选 A。
a、b、c 位置对应质量为 0g、10g、20g,测量发现 ab=bc,说明该浮力秤的刻度是均匀的。
相邻刻度间的质量差为 10g,将其分为 5 等份,每等份对应 2g,因此分度值为 2g。
故答案为:0;A;均匀;2;
(4) 提高浮力秤的测量精度,需减小分度值,即增大质量变化对应的刻度线间距。
A、直径更大的筒,质量变化 10g 时,相邻刻度间距更小,精度更低,故 A 不符合题意;
B、直径更小的筒,质量变化 10g 时,相邻刻度间距更大,精度更高,故 B 符合题意;
C、改变筒中细沙质量,仅能改变 0 刻度位置,无法改变刻度间距,不能提高精度,故 C 不符合题意;
D、换用密度更小的液体,质量变化 10g 时,相邻刻度间距更大,精度更高,故 D 符合题意;
故答案为:BD;
(5)漂浮时浮力等于重力,增大的重力等于增大的浮力,根据阿基米德原理可知,开始时浮力等于重力,则浮力为……①
放上物体后浮力为……②
联立①②解得
故答案为:;
【分析】(1) 利用物体漂浮条件,直接得出浮力与重力的关系,作为浮力秤的核心原理。
(2) 通过降低重心的方法,解决小筒难以竖直漂浮的问题,保证实验装置稳定。
(3) 结合漂浮条件和阿基米德原理,分析质量与浸入深度的关系,依次确定 0 刻度位置、刻度变化方向、刻度均匀性和分度值。
(4) 根据浮力公式,分析筒的直径、液体密度对刻度间距的影响,判断提高精度的方法。
(5) 利用两次漂浮状态的受力平衡,通过联立方程推导物体质量与浸入深度变化的关系。
13.流量表示单位时间内通过某一横截面的流体的体积,用字母Q表示。流量在生产和生活中有广泛的应用,如每到汛期,监测长江的流量是抗洪防汛的重要工作。
(1)如图甲所示,水流在粗细均匀的水平管道内向右匀速流动,设水流速度为,管内通道的横截面积为S。取一段管道AB,水从A端流到B端所用时间为t,则AB间水柱的长度L=   ,体积V=   (要求用S、v、t表示)。根据流量的定义可得Q=vS,它表示流量等于流速与横截面积的乘积;
(2)打开水龙头,自来水通过导管流过如图乙所示的玻璃管。待水流稳定后,比较图中1、2两处的流速,   (选填“1”或“2”)处的流速较大;比较C、D玻璃管中的水面高度,   (选填“C”或“D”)管中的水面较高,原因是   。
【答案】(1);
(2)2;C;流体中流速越大的位置,压强越小
【知识点】流体压强与流速的关系;流体压强与流速关系的探究实验
【解析】【解答】(1)水流匀速流动时,根据速度公式 ,可得AB间水柱的长度 。
水柱的体积等于横截面积与长度的乘积,因此水的体积 。
故答案为:;;
(2) 同一管道中流量 保持不变,根据流量公式 ,横截面积越小,流速越大;2处横截面积小于1处,因此2处流速更大。
根据流体压强规律,流速越大的位置压强越小;1处流速小、压强大,因此对应C管支撑的水柱更高,即C管水面更高。
故答案为:2;C;流体中流速越大的位置,压强越小;
【分析】(1) 先利用匀速直线运动的速度公式推导出水柱长度,再结合体积公式得到水的体积表达式。
(2)先根据流量不变、流速与横截面积的反比关系,比较两处流速大小;再结合流体压强与流速的关系,判断两处压强大小,进而得出C管水面更高的结论。
(1)[1]水流匀速流动,根据可得,AB间水柱的长度。
[2]水柱体积等于横截面积乘以长度,因此水的体积
(2)[1]同一管道中流量Q不变,根据,横截面积越小流速越大:2处横截面积小于1处,因此2处流速更大。
[2][3]根据流体压强规律:流速越大的位置压强越小,1处流速小、压强大,因此对应C管支撑的水柱更高,即C管水面更高。
14.取两个相同的溢水杯,都装满水,将一块橡皮泥捏成碗状放在其中一个溢水杯中,静止后用量筒测出溢出的水的体积为55mL;拿出橡皮泥团成实心球状,放入另一个溢水杯中,静止后用量筒测出溢出的水的体积为50mL,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)图甲中橡皮泥受到的浮力;
(2)橡皮泥的密度;
(3)图乙中橡皮泥对溢水杯底部的压力大小。
【答案】解:(1)图甲中橡皮泥受到的浮力F浮=ρ水gV排甲=1.0×103kg/m3×10N/kg×55×10﹣6m3=0.55N
(2)图甲中橡皮泥漂浮,所受重力G=F浮=0.55N
橡皮泥的质量
橡皮泥的体积V=V排乙=50mL=50cm3
橡皮泥的密度
(3)图乙中橡皮泥受到的浮力
图乙中橡皮泥对溢水杯底部的压力大小
答:(1)图甲中橡皮泥受到的浮力为0.55N;
(2)橡皮泥的密度为1.1g/cm3;
(3)图乙中橡皮泥对溢水杯底部的压力大小为0.05N。
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)图甲中橡皮泥受到的浮力F浮=ρ水gV排甲;
(2)图甲中橡皮泥漂浮,所以G=F浮,结合重力公式计算可知橡皮泥的质量,橡皮泥的体积V=V排乙;结合密度公式计算橡皮泥的密度;
(3)图乙中橡皮泥受到的浮力,结合力的合成分析图乙中橡皮泥对溢水杯底部的压力大小。
15.如图甲所示,一实心物块A静止在水平地面上,已知其底面积为100cm2、体积为1×10-3m3;然后将其用细线固定在一容器中,静止时如图乙所示,容器的底面积为250cm2,此时容器内水深为30cm,细线所受拉力为5N,不计细线体积和质量。(ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)放入容器前物块A对水平地面的压强;
(2)画出乙图的受力示意图并求物块A的密度;
(3)剪断细线,当物块A静止时,容器中水对容器底部的压强变化量。
【答案】(1)乙图中物块A完全浸没在水中,排开水的体积 。根据阿基米德原理,物块受到的浮力为:
对乙图中的A受力分析,竖直方向受力平衡,可得物块重力:
放入容器前,A对水平地面的压力等于自身重力,即 。A的底面积 ,根据压强公式,物块对水平地面的压强为:
(2) 乙图中A静止,处于平衡状态,竖直方向受三个力:向上的浮力、向下的重力、向下的细线拉力。在A的重心处,画竖直向上的箭头标注浮力,如下图所示:
竖直向下画两个箭头分别标注重力和拉力,且的长度等于与的长度和。根据,可得物块A的质量:
根据密度公式,可得物块A的密度:
(3)剪断细线后,物块A密度小于水,静止时漂浮,此时浮力等于重力,即。根据阿基米德原理,此时排开水的体积为:
排开水体积的减少量:
容器底面积,水面下降高度:
根据液体压强公式,水对容器底部的压强变化量:
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【分析】(1) 先利用阿基米德原理计算物块完全浸没时的浮力,再通过受力平衡求出物块重力,最后结合压强公式计算物块对地面的压强。
(2) 先根据受力平衡分析物块所受三个力的大小关系,完成受力示意图;再利用重力公式和密度公式计算物块的质量和密度。
(3) 先分析剪断细线后物块的漂浮状态,利用阿基米德原理计算此时的排开体积;再通过排开体积的变化量计算水面下降高度,最后根据液体压强公式求出容器底部的压强变化量。
(1)由题意,乙图中物块A完全浸没在水中,排开水的体积
根据阿基米德原理,物块A完全浸没在水中受到的浮力
对乙图中A受力分析,竖直方向受力平衡,可得物块重力
放入容器前,A对水平地面的压力等于自身重力,即
A的底面积
根据压强公式,放入容器前物块A对水平地面的压强为
(2)乙图中A静止,即处于平衡状态,竖直方向受三个力:向上的浮力、向下的重力、向下的细线拉力,在A的重心处,画竖直向上的箭头标注浮力F浮,竖直向下画两个箭头分别标注重力G和拉力F拉,F浮的长度等于G与F拉的长度和,据此作图。
根据可得物块A的质量
根据密度公式可得物块A的密度
(3)剪断细线后,物块A密度小于水,静止时漂浮,漂浮时浮力等于重力,即
根据阿基米德原理可得此时排开水的体积
排开水体积的减少量
容器底面积
水面下降高度
根据液体压强公式,水对容器底部的压强变化量
16.阅读下面短文,回答问题
抽水机也叫水泵,是一种利用大气压强工作的抽水工具。如图(1)是活塞式抽水机工作原理的示意图。其中,活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动,A、B是只能向上开启的阀门。使用时,有经验的人会先往抽水机的圆筒里倒一点水,这样可以更容易把水抽出来。若提起活塞,阀门A受到大气压的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,圆筒内气压 ① 外界的大气压。于是,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒(图甲):当压下活塞时,阀门B被水压下而关闭,水受阻不能向下流动,于是冲开阀门A进入圆筒的上部(图乙);再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从侧管流出。与此同时,井里的水又在大气压的作用下推开阀门 ② 而进入圆筒(图丙)。这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出。
(1)文中①处应填   (选填“大于”“小于”或“等于”),②处应填   (选填“A”或“B”);
(2)有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,目的是增强活塞与筒壁间的______。
A.气密性 B.摩擦力 C.压强
(3)近年来,我国北方的一些地区水土流失较为严重,造成水井里的水位下降致使抽水机不能正常工作。可见,活塞式抽水机是有一定的抽水高度的,在大气压为时,该抽水机提升水的最大高度是   m(g取10N/kg)。
(4)如图所示,小韩同学利用一个空洗涤剂瓶子,一根筷子,一块塑料片,一个玻璃球,橡皮塞,一根塑料管、胶水、开孔器等材料自己动手做一个简易活塞式抽水机。在测试使用时,发现无论如何都不能把水抽上来,你认为可能存在的问题是   。
(5)解决了上述问题后,小韩同学又决定用该抽水机、弹簧测力计和刻度尺测量当地的大气压强的大小。如图所示,他先用刻度尺测出洗涤剂瓶的直径为d,再用橡皮膜堵上下端进水口,在活塞下面注满水并将抽水机在水平方向固定好。当弹簧测力计拉着活塞刚刚移动时,记下其示数为F。则当地的大气压强表达式为   (用所测的物理量表示),该结果   (选填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
【答案】(1)小于;B
(2)A
(3)100
(4)活塞密封性不好
(5);偏大
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;气压计和抽水机;大气压的综合应用
【解析】【解答】(1) 活塞下方空气稀薄,圆筒内气压小于外界大气压,低处的水在大气压作用下推开阀门B,进入圆筒。
故答案为:小于;B;
(2) 使用该抽水机时,先往圆筒里倒一点水,形成水膜可以增强活塞与筒壁间的气密性,故A符合题意,BC不符合题意,故选A。
故答案为:A;
(3) 根据液体压强公式 ,可得抽水机提升水的最大高度:
故答案为:100;
(4) 简易活塞式抽水机无法抽水,可能的原因是活塞与瓶壁间、各连接处存在缝隙,导致空气进入圆筒,或活塞下方残留空气,使活塞上下压力差不足。
故答案为:活塞密封性不好;
(5)当弹簧测力计拉着活塞刚刚移动时,拉力等于大气压力,即 ;活塞面积 ,因此当地大气压表达式为:
由于拉动活塞时存在摩擦力,拉力大于大气压力,导致测得的大气压力偏大,根据上述公式,大气压的测量值偏大。
故答案为:;偏大;
【分析】(1) 分析圆筒内外的气压差,说明大气压如何推动水推开阀门B进入圆筒。
(2) 根据抽水机的工作原理,判断“倒水增强气密性”的作用,选出正确选项。
(3) 利用液体压强公式,直接代入数据计算抽水机提升水的最大高度。
(4) 结合抽水机的工作条件,分析气密性不佳或残留空气对抽水效果的影响。
(5) 先根据二力平衡得出拉力与大气压力的关系,结合活塞面积推导大气压表达式;再分析摩擦力对测量结果的影响,判断测量值偏差。
(1)[1]活塞的下面空气稀薄,圆筒内气压较小,小于外界的大气压,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒。
[2]圆筒内气压小于大气压时,阀门B受到的压力差竖直向上,井里的水会在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒。
(2)有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,形成水膜,可以增强活塞与筒壁间的气密性,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(3)由得,该抽水机提升水的最大高度是
(4)小韩制作的简易活塞式抽水机,在测试使用时,发现无论如何都不能把水抽上来,原因可能是活塞与瓶壁间、各连接处存在缝隙,导致空气进入圆筒,或者活塞下面有空气,使活塞上下的压力差不够。
(5)[1]当弹簧测力计拉着活塞刚刚移动时,活塞受到的拉力等于大气压力,即
当地的大气压强表达式为
[2]由于测力计拉动活塞运动时,活塞还受到桶壁的摩擦力的作用,活塞刚刚移动时,受到的拉力大于大气压力,则测得的大气压力偏大,由得,大气压强的测量值偏大。
1 / 1广东省广大附中集团2026学年八年级下学期物理学情评估2问卷(A卷)
一、单选题
1.游泳时佩戴的泳圈是防止溺水的有效方法,如图所示,质量为50kg的小明佩戴游泳圈后,能静静地漂浮在水面上,他受到的浮力大小约( )
A.500N B.450N C.50N D.0N
2.如图甲为我国古代科技著作《天工开物》的情景——“没水采珠”。可将水下的采珠人简化为一个带质量的点,则采珠人在水中以恒定的速度由位置1下潜到位置2时(如图乙所示),受到水的压强随时间变化的图象正确的是(  )
A. B.
C. D.
3.如图所示,“擦窗机器人”的质量为,它的“腹部”有两个吸盘,工作时,机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出,使它能牢牢地吸在竖直玻璃上。则下列说法正确的是(  )()
A.机器人工作时,吸盘内部的气压大于外部大气压而产生吸力
B.若忽略吸盘内空气质量,当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,受到的摩擦力为
C.若在机器人身上挂一重物,则机器人对玻璃的压强变大
D.大气对机器人的压力与机器人受到的摩擦力是一对平衡力
4.位于陕西泾阳的郑国渠,是我国古代三大水利工程之一,如图所示是郑国渠跨路面两侧的截面示意图。下列说法正确的是(  )
①两侧水渠和中间的涵洞是一个连通器
②当水不流动时,水对点的压强等于水对点的压强
③当涵洞内的水流动时,水在点的压强等于点的压强
④当涵洞内的水流动时,水在点的流速比在点的快
A.只有①②正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有③④正确
5.如图所示,圆锥体重为G,浸没在水中静止时受到水对它向上的压力为F1,向下的压力为F2,这两个力之间的关系是(  )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F16.如图所示,水平桌面上盛有适量水的烧杯中,漂浮着冰块A,悬浮着物块B,当冰块A完全熔化后,下列分析正确的是(  )
A.烧杯对桌面压强变小 B.杯底受到液体的压强变小
C.烧杯内液面高度不发生变化 D.物块B受到的浮力变小
7.如图所示,容器中装有一定质量的水,先后按甲、乙两种方式使物体A和小玻璃杯漂浮在水面上(图中细线重力及体积均不计)。设甲、乙两图中物体A和小玻璃杯共同受到的浮力分别为F甲和F乙,水对容器底的压强分别为p甲和p乙,则(  )
A.F甲F乙 p甲>p乙
C.F甲=F乙 p甲8.小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体。如图甲,当该液体温度为19℃时,质量为的小球b悬浮,b标记“19℃”;另外两个小球分别标记“15℃”“23℃”,当小球悬浮时,它标记的温度与液体温度相等。图甲中小球a漂浮、小球b悬浮、小球c沉底,忽略小球体积变化,g取。图乙中小球a、b、c均沉底,则下列说法正确的是(  )
A.图乙中b所受浮力大于图甲中b所受浮力
B.图乙中液体温度大于19℃
C.小球c对应标记“23℃”
D.小球a对应标记“15℃”
9.如图所示,甲、乙是两根内、外径粗细相同,下端开口的长直玻璃管,管内装有等量的水银且静止,水银柱上方存在气体,其压强分别是和,外界大气压强为,不考虑水银与管之间的摩擦,下列说法正确的是(  )
A.
B.
C.若将甲玻璃管水平放置,水银静止时,此时管内气压大于
D.若在乙管口下方,沿图2所示的水平方向平稳持续吹气,则管内水银柱会上升
10.一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有160g煤油溢出.将其轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有180g水溢出.则物块在水中静止时的状态及物块的密度分别是(ρ煤油=0.8×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3)
A.下沉,1.1g/cm3 B.漂浮,0.85g/cm3
C.悬浮,1.0g/cm3 D.漂浮,0.9g/cm3
二、非选择题
11.小明在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,在U形管接头处加装了一个三通接头,如图-1所示。
(1)U形管与探头的橡胶管连接时,阀门K应处于   状态(选填“闭合”或“打开”),连接好后发现U形管左边高,右边低,则需要进行的操作是   。连好装置后,判断该装置的气密性好的依据是   。
(2)装置调试完毕进行实验,比较图-2与图-3,可初步得出的结论是:   。
(3)小明发现探头所处深度较浅时,U形管两侧液面的高度差不明显,可将U形管中的水换成密度更   (选填“大”或“小”)的液体以方便读数。
(4)探究了液体压强的相关内容后,小明又设计出如图-5所示的实验器材,测量盐水的密度:
①用细线和橡皮膜把两端开口且粗细均匀的玻璃管一端扎紧,向管内倒入适量的水,橡皮膜向下凸出,如图-5甲所示,用刻度尺测出水面到下管口的距离,记为h1。
②在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至橡皮膜与下管口平齐为止,如图-5乙所示,用刻度尺测出盐水面到下管口的距离,记为h2。
③盐水密度表达式:ρ盐=   (用ρ水、h1、h2)。用该方法测出的盐水密度将   (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
12.“曹冲称象”是家喻户晓的故事。某科创小组仿效曹冲,展开项目化实践活动一一制作一台“浮力秤”。制作“浮力秤”步骤如下:
(一)设计“浮力秤”
(1)绘制设计图
①浮力秤的制作原理:   ;
②设计浮力秤的装置图,如图-1所示。
(2)制作“浮力秤”
小组同学按照设计图进行组装:选择轻质的圆柱形小筒,在其底部均匀地放上细沙,上端放一个轻质的小秤盘。如图-1所示,将小筒放在水中,就制成了一个“浮力秤”。在小筒底部铺上细沙的目的是:   。
(3)标记刻度
①将组装好的小筒和空秤盘,放入水中,并使它漂浮在水面上。用记号笔在小筒外侧水面的位置画上一个刻度,标记为   g;
②在秤盘中只放入一个10g的砝码,用记号笔在小筒外侧水面位置画上刻度,标记为10g;
③在秤盘中只放入一个20g的砝码,用记号笔在小筒外侧水面位置画上刻度,标记为20g;
④作好标记的小筒外侧,如图-2所示,、、三个位置正确的是   (选填“A”或“B”);
⑤用刻度尺测量发现,说明该秤的刻度会是   (选填“均匀”或“不均匀”)的。接下来分别在每相邻两个刻度之间平均分成5等分,就完成了浮力秤的刻度的标记。这个浮力秤的分度值是   g。
(二)“浮力秤”的改进
(4)同学们利用制作好的浮力秤来测黄豆的质量:如图-3所示,将五颗黄豆放在秤盘中,待称稳定后,发现水面对应的位置小于分度值,认为浮力秤的精确度不够。为提高浮力秤的精确度,小组同学提出的以下改进措施中可行的是   。
A. 用直径更大的大筒 B. 用直径更小的小筒
C. 增大小筒中细沙的质量 D. 大筒中换用密度更小的液体
(三)拓展应用。
(5)秤盘上未放物体时小筒浸入水中深度为h0,在某次测量物体的质量时小筒浸入水中深度为h,已知小筒和秤盘的质量为m0,水的密度为ρ0。则被测物体的质量为   (用已知物理量写出表达式)。
13.流量表示单位时间内通过某一横截面的流体的体积,用字母Q表示。流量在生产和生活中有广泛的应用,如每到汛期,监测长江的流量是抗洪防汛的重要工作。
(1)如图甲所示,水流在粗细均匀的水平管道内向右匀速流动,设水流速度为,管内通道的横截面积为S。取一段管道AB,水从A端流到B端所用时间为t,则AB间水柱的长度L=   ,体积V=   (要求用S、v、t表示)。根据流量的定义可得Q=vS,它表示流量等于流速与横截面积的乘积;
(2)打开水龙头,自来水通过导管流过如图乙所示的玻璃管。待水流稳定后,比较图中1、2两处的流速,   (选填“1”或“2”)处的流速较大;比较C、D玻璃管中的水面高度,   (选填“C”或“D”)管中的水面较高,原因是   。
14.取两个相同的溢水杯,都装满水,将一块橡皮泥捏成碗状放在其中一个溢水杯中,静止后用量筒测出溢出的水的体积为55mL;拿出橡皮泥团成实心球状,放入另一个溢水杯中,静止后用量筒测出溢出的水的体积为50mL,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)图甲中橡皮泥受到的浮力;
(2)橡皮泥的密度;
(3)图乙中橡皮泥对溢水杯底部的压力大小。
15.如图甲所示,一实心物块A静止在水平地面上,已知其底面积为100cm2、体积为1×10-3m3;然后将其用细线固定在一容器中,静止时如图乙所示,容器的底面积为250cm2,此时容器内水深为30cm,细线所受拉力为5N,不计细线体积和质量。(ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)放入容器前物块A对水平地面的压强;
(2)画出乙图的受力示意图并求物块A的密度;
(3)剪断细线,当物块A静止时,容器中水对容器底部的压强变化量。
16.阅读下面短文,回答问题
抽水机也叫水泵,是一种利用大气压强工作的抽水工具。如图(1)是活塞式抽水机工作原理的示意图。其中,活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动,A、B是只能向上开启的阀门。使用时,有经验的人会先往抽水机的圆筒里倒一点水,这样可以更容易把水抽出来。若提起活塞,阀门A受到大气压的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,圆筒内气压 ① 外界的大气压。于是,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒(图甲):当压下活塞时,阀门B被水压下而关闭,水受阻不能向下流动,于是冲开阀门A进入圆筒的上部(图乙);再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从侧管流出。与此同时,井里的水又在大气压的作用下推开阀门 ② 而进入圆筒(图丙)。这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出。
(1)文中①处应填   (选填“大于”“小于”或“等于”),②处应填   (选填“A”或“B”);
(2)有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,目的是增强活塞与筒壁间的______。
A.气密性 B.摩擦力 C.压强
(3)近年来,我国北方的一些地区水土流失较为严重,造成水井里的水位下降致使抽水机不能正常工作。可见,活塞式抽水机是有一定的抽水高度的,在大气压为时,该抽水机提升水的最大高度是   m(g取10N/kg)。
(4)如图所示,小韩同学利用一个空洗涤剂瓶子,一根筷子,一块塑料片,一个玻璃球,橡皮塞,一根塑料管、胶水、开孔器等材料自己动手做一个简易活塞式抽水机。在测试使用时,发现无论如何都不能把水抽上来,你认为可能存在的问题是   。
(5)解决了上述问题后,小韩同学又决定用该抽水机、弹簧测力计和刻度尺测量当地的大气压强的大小。如图所示,他先用刻度尺测出洗涤剂瓶的直径为d,再用橡皮膜堵上下端进水口,在活塞下面注满水并将抽水机在水平方向固定好。当弹簧测力计拉着活塞刚刚移动时,记下其示数为F。则当地的大气压强表达式为   (用所测的物理量表示),该结果   (选填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】重力及其大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、小明漂浮在水面上,根据漂浮条件,浮力等于自身总重力。小明的重力 ,游泳圈质量很小,因此总浮力约为500N,故A符合题意 ;
故答案为:A。
【分析】先利用漂浮条件:物体漂浮时,所受浮力等于自身总重力;再计算小明的重力,游泳圈质量可忽略不计,因此浮力大小约等于小明的重力。
2.【答案】B
【知识点】速度公式及其应用;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A.根据乙图可知,采珠人在水中下潜的速度恒定,则他下潜的距离为h=vt。根据液体压强公式p=ρ液gh可知,采珠人受到水的压强为p=ρgh=ρgvt,则他受到水的压强与时间成正比,那么图像是一条倾斜的直线,且随着时间的增大,压强也增大,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【分析】根据速度公式s=vt和液体压强公式p=ρ液gh得到水的压强随时间的变化关系式,据此推测图像的形状即可。
3.【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别;压强的大小及其计算;大气压的综合应用
【解析】【解答】A.机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出,导致吸盘内部的气压小于外部大气压从而产生吸力,故A错误;
B.当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,在竖直方向上受到的摩擦力与重力是一对平衡力,即摩擦力等于重力,那么,故B正确;
C.重物对机器人的拉力方向为竖直向下,而机器人对玻璃的压力是垂直于玻璃面,则在机器人身上挂一重物与机器人对玻璃的压强无关,故C错误;
D.大气对机器人的压力在水平方向,而机器人受到的摩擦力在竖直方向,则这两个力没有作用在同一直线上,不是一对平衡力,故D错误。
故选B。
【分析】A.根据“机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出”分析;
B.对机器人在竖直方向上进行受力分析,根据平衡力的知识计算机器人受到的摩擦力大小;
C.注意机器人的重力增大是否会影响机器人对玻璃的压力大小即可;
D.平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上。
4.【答案】B
【知识点】液体压强计算公式的应用;连通器原理及其应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】①两侧水渠和中间的涵洞上端开口、底部连通,符合连通器的定义,故①正确;
②由图可知,A点的深度小于B点的深度,根据液体压强公式,水不流动时,A点的压强小于B点的压强,故②错误;
③当涵洞内的水流动时,D点的横截面积比C点小,根据流体流量守恒,D点流速更快,由流体压强与流速的关系,流速越大压强越小,因此C点压强大于D点压强,故③错误;
④当涵洞内的水流动时,D点的横截面积更小,水的流速比C点的快,故④正确;
综上,只有①④正确,对应选项B,
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
连通器的定义:判断两侧水渠和涵洞是否满足“上端开口、底部连通”的条件,确定①正确;
液体压强公式:根据A、B两点的深度差异,结合判断压强大小,确定②错误;
流体压强与流速的关系:分析涵洞C、D处的横截面积差异,根据流量守恒判断流速大小,再结合“流速越大压强越小”判断压强关系,确定③错误、④正确。
5.【答案】A
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A、根据浮力产生的原因,浮力等于物体上下表面受到的压力差,即 。圆锥体浸没在水中静止,浮力方向向上,因此 ,可得 ,故A正确;
B、若 ,则上下压力差为零,浮力为零,与物体浸没在水中受浮力作用矛盾,故B错误;
C、若 ,则压力差为负,浮力方向向下,不符合实际情况,故C错误;
D、根据浮力产生的原因可直接判断,并非无法判断,故D错误;
故答案为:A。
【分析】利用浮力产生的原因来分析:浸在液体中的物体,其浮力等于上下表面受到的压力差。圆锥体浸没在水中,受到向上的浮力,因此向上的压力 必须大于向下的压力 。
6.【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、冰块熔化前后,烧杯内总质量不变,烧杯对桌面的压力等于总重力,压力大小不变;根据 ,受力面积不变,烧杯对桌面的压强不变,故A错误;
B、冰熔化后,液体对杯底的压力等于液体、冰块(熔化后为水)和物块的总重力,总重力不变,杯底受到的液体压力不变,根据 ,杯底受到的液体压强不变,故B错误;
C、冰块漂浮时,浮力等于重力,即 ,因此 ;冰熔化成水后质量不变,即 ,则 ,水的体积等于冰块排开水的体积,因此液面高度不变,故C正确;
D、冰熔化后,液体密度不变,物块B仍然悬浮,浮力始终等于自身重力,大小不变,故D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
A、烧杯对桌面的压力等于总重力,冰熔化前后总质量不变,压力不变,受力面积不变,压强不变;
B、液体对杯底的压力等于总重力,冰熔化后总重力不变,杯底压力不变,压强不变;
C、根据漂浮条件,冰块的重力等于排开水的重力,冰熔化成水后质量不变,因此熔化后水的体积等于冰块排开水的体积,液面高度不变;
D、冰熔化后液体密度不变,物块仍悬浮,浮力始终等于重力,大小不变。
7.【答案】D
【知识点】液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】据图可知,甲、乙中物体都是漂浮在水面上,所以物体A和小玻璃杯受到的浮力等于物体A和小玻璃杯的总重力,即F甲=F乙;由阿基米德原理又可得,F甲=F乙,所以V排甲=V排乙。甲乙两图中,液面的高度是相同的,由p=ρgh可知,水对容器底的压强相等,即p甲=p乙。D正确,ABC错误;
故选D。
【分析】1、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同;
2、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大
3、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
4、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度.
8.【答案】B
【知识点】密度与温度的关系;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.图甲中b悬浮,受到的浮力等于其自身的重力,图乙中b下沉,受到的浮力小于其自身的重力,b的重力不变,所以图乙中b所受浮力小于图甲中b所受浮力,故A错误;
B.由图乙知,三个小球都下沉,小球的密度都大于液体的密度,由“环境温度越高时,液体的密度变小,浮力越小,悬浮的小球会下沉”可知液体的温度比23°℃还高,故B正确;
CD.图甲中小球a漂浮,c沉底,由浮沉条件可知:,,则当a球悬浮时对应的液体密度= c球的密度<图甲中液体的密度,因液体的密度随温度降低而变大,所以小球a对应的温度更高,应标记为23℃,当c球悬浮时对应的液体密度=c球的密度>图甲中液体的密度,因液体的密度随温度降低而变大,所以小球c对应的温度更低,应标记为15°℃,故CD错误。
故选B。
【分析】(1)图甲中b悬浮,图乙中b下沉,根据物体的浮沉条件即可比较b受到的浮力的关系;
(2)当外界气温降低时,液体的密度变大,由可知,小球所受浮力会变大,悬浮小球会上浮,最终会漂浮在水面上,据此判断出此时液体温度;
(3)环境温度越高时,液体的密度变小,浮力越小,悬浮的小球会下沉,据此判断出小球a和c对应的的温度。
9.【答案】C
【知识点】压强大小比较;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A、甲管中水银柱静止,受力平衡可得 ,因此 ,即 ,故A错误;
B、乙管同理可得 ,因此 ,故B错误;
C、甲管水平放置时,水银柱水平方向受力平衡,此时管内气压 ,而竖直时 ,因此 ,故C正确;
D、在乙管口下方吹气,管口处空气流速变大、压强变小,管内气压 不变,因此 ,水银柱会下降,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、根据受力平衡条件,甲管内气体压强等于外界大气压减去水银柱产生的压强,即 ,因此 小于外界大气压;
B、同理可得乙管内气体压强也为 ,两管内气体压强相等;
C、甲管水平放置时,水银柱不再受重力影响,水平方向受力平衡,管内气压等于外界大气压 ,大于竖直状态下的 ;
D、在乙管口下方吹气时,管口处空气流速增大、压强减小,管内气压不变,水银柱会在内外压强差作用下下降,而非上升。
10.【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】首先计算物块排开煤油的体积:再计算物块排开水的体积:;对比两个排开体积可得:物体排开水的体积小于排开煤油的体积,由此可以判断物块在水中一定处于漂浮状态。根据漂浮条件,物体的重力等于受到的浮力,因此:G=F浮=m水g =0.18kg×10N/kg=1.8N,排开煤油的重力为:G煤油=m煤油g =0.16kg×10N/kg=1.6N,在煤油中的浮力F浮煤油=G煤油=1.6N,因为重力大于在煤油中的浮力,则在煤油中下沉,物体的体积V=V排煤油=200cm3,所以物体的密度:.
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大;
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
3、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度。
11.【答案】(1)打开;打开阀门K;轻按探头上的橡皮膜,U形管两侧液面高度差变化明显
(2)同种液体在同一深度向各个方向的压强相等
(3)小
(4);偏小
【知识点】密度公式及其应用;液体压强计算公式的应用;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1) 连接U形管与探头时,需打开阀门K,使U形管与外界大气相通,保证初始时两侧液面气压相等;若连接后液面不平,可打开阀门K重新调整;检查气密性时,按压橡皮膜,若U形管两侧液面出现明显高度差,松手后液面复原,则说明装置气密性良好。
故答案为:打开;打开阀门K;轻按探头上的橡皮膜,U形管两侧液面高度差变化明显;
(2) 图2与图3中,液体密度和探头深度均相同,仅探头朝向不同,U形管液面高度差相同,说明同种液体、同一深度,液体向各个方向的压强相等。
故答案为:同种液体在同一深度向各个方向的压强相等;
(3) 探头深度较浅时,探头受到的压强一定,根据公式 ,U形管中液体密度越小,液面高度差 越大,读数越方便,因此可换用密度更小的液体。
故答案为:小;
(4) 橡皮膜平齐时,水对橡皮膜向下的压强与盐水对橡皮膜向上的压强相等,即 ,整理得 ;甲图中橡皮膜向下凸出,实际水的深度大于测量值 ,因此测得的盐水密度偏小。
故答案为:;偏小;
【解答】(1) 先通过阀门K调整U形管初始液面,再利用按压橡皮膜的方法检查装置气密性,确保实验前装置状态正常。
(2) 通过控制液体密度和探头深度相同,改变探头朝向,观察U形管液面高度差,探究同一深度液体压强与方向的关系。
(3) 根据液体压强公式 ,分析探头压强一定时,U形管液体密度对液面高度差的影响,选择合适的液体便于读数。
(4) 利用橡皮膜平齐时两侧压强相等的条件,推导盐水密度的表达式,再分析橡皮膜凸出对深度测量的影响,判断密度测量值的偏差。
(1)连接U形管与探头时,需打开阀门K,保证U形管与外界大气相通,使初始时U形管两侧液面气压相等;连接后U形管两侧液面不平,只需打开阀门K重新调整即可;检查气密性的方法为按压橡皮膜,若U形管两侧液面能产生明显高度差,松手后液面能复原,说明装置气密性良好;
(2)图-2与图-3中,液体密度相同,探头深度相同,仅探头朝向不同,U形管液面高度差相同,说明同种液体、同一深度,液体压强在各个方向的压强相等;
(3)探头深度较浅时,探头受到的压强p一定,根据,U形管中液体密度越小,液面高度差越大,越方便读数,因此可换用密度更小的液体;
(4)橡皮膜平齐时,水对橡皮膜向下的压强等于盐水对橡皮膜向上的压强,即,整理得 ;由于甲图中橡皮膜本身向下凸出,实际水的深度大于测量的 ,因此测得的盐水密度偏小。
12.【答案】物体漂浮在液面上时,浮力等于重力;使小筒竖直漂浮在水面上;0;A;均匀;2;B,D;
【知识点】阿基米德原理;浮力的利用;探究影响浮力大小的因素;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1) 根据物体的浮沉条件,当物体漂浮在液面上时,受到的浮力大小等于自身重力。
故答案为:物体漂浮在液面上时,浮力等于重力;
(2) 空小筒放入水中漂浮时,因质量轻、重心高,难以保持竖直状态;在筒底铺细沙可降低整体重心,使小筒能竖直漂浮在水面上,便于后续实验操作。
故答案为:使小筒竖直漂浮在水面上;
(3)秤盘为空时,物体质量为 0,此时漂浮的小筒外侧对应位置应标为 0g 刻度。
秤盘上的质量越大,小筒浸入水中的深度越深,因此刻度应从下往上依次增大,从下往上依次为 a、b、c,故选 A。
a、b、c 位置对应质量为 0g、10g、20g,测量发现 ab=bc,说明该浮力秤的刻度是均匀的。
相邻刻度间的质量差为 10g,将其分为 5 等份,每等份对应 2g,因此分度值为 2g。
故答案为:0;A;均匀;2;
(4) 提高浮力秤的测量精度,需减小分度值,即增大质量变化对应的刻度线间距。
A、直径更大的筒,质量变化 10g 时,相邻刻度间距更小,精度更低,故 A 不符合题意;
B、直径更小的筒,质量变化 10g 时,相邻刻度间距更大,精度更高,故 B 符合题意;
C、改变筒中细沙质量,仅能改变 0 刻度位置,无法改变刻度间距,不能提高精度,故 C 不符合题意;
D、换用密度更小的液体,质量变化 10g 时,相邻刻度间距更大,精度更高,故 D 符合题意;
故答案为:BD;
(5)漂浮时浮力等于重力,增大的重力等于增大的浮力,根据阿基米德原理可知,开始时浮力等于重力,则浮力为……①
放上物体后浮力为……②
联立①②解得
故答案为:;
【分析】(1) 利用物体漂浮条件,直接得出浮力与重力的关系,作为浮力秤的核心原理。
(2) 通过降低重心的方法,解决小筒难以竖直漂浮的问题,保证实验装置稳定。
(3) 结合漂浮条件和阿基米德原理,分析质量与浸入深度的关系,依次确定 0 刻度位置、刻度变化方向、刻度均匀性和分度值。
(4) 根据浮力公式,分析筒的直径、液体密度对刻度间距的影响,判断提高精度的方法。
(5) 利用两次漂浮状态的受力平衡,通过联立方程推导物体质量与浸入深度变化的关系。
13.【答案】(1);
(2)2;C;流体中流速越大的位置,压强越小
【知识点】流体压强与流速的关系;流体压强与流速关系的探究实验
【解析】【解答】(1)水流匀速流动时,根据速度公式 ,可得AB间水柱的长度 。
水柱的体积等于横截面积与长度的乘积,因此水的体积 。
故答案为:;;
(2) 同一管道中流量 保持不变,根据流量公式 ,横截面积越小,流速越大;2处横截面积小于1处,因此2处流速更大。
根据流体压强规律,流速越大的位置压强越小;1处流速小、压强大,因此对应C管支撑的水柱更高,即C管水面更高。
故答案为:2;C;流体中流速越大的位置,压强越小;
【分析】(1) 先利用匀速直线运动的速度公式推导出水柱长度,再结合体积公式得到水的体积表达式。
(2)先根据流量不变、流速与横截面积的反比关系,比较两处流速大小;再结合流体压强与流速的关系,判断两处压强大小,进而得出C管水面更高的结论。
(1)[1]水流匀速流动,根据可得,AB间水柱的长度。
[2]水柱体积等于横截面积乘以长度,因此水的体积
(2)[1]同一管道中流量Q不变,根据,横截面积越小流速越大:2处横截面积小于1处,因此2处流速更大。
[2][3]根据流体压强规律:流速越大的位置压强越小,1处流速小、压强大,因此对应C管支撑的水柱更高,即C管水面更高。
14.【答案】解:(1)图甲中橡皮泥受到的浮力F浮=ρ水gV排甲=1.0×103kg/m3×10N/kg×55×10﹣6m3=0.55N
(2)图甲中橡皮泥漂浮,所受重力G=F浮=0.55N
橡皮泥的质量
橡皮泥的体积V=V排乙=50mL=50cm3
橡皮泥的密度
(3)图乙中橡皮泥受到的浮力
图乙中橡皮泥对溢水杯底部的压力大小
答:(1)图甲中橡皮泥受到的浮力为0.55N;
(2)橡皮泥的密度为1.1g/cm3;
(3)图乙中橡皮泥对溢水杯底部的压力大小为0.05N。
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)图甲中橡皮泥受到的浮力F浮=ρ水gV排甲;
(2)图甲中橡皮泥漂浮,所以G=F浮,结合重力公式计算可知橡皮泥的质量,橡皮泥的体积V=V排乙;结合密度公式计算橡皮泥的密度;
(3)图乙中橡皮泥受到的浮力,结合力的合成分析图乙中橡皮泥对溢水杯底部的压力大小。
15.【答案】(1)乙图中物块A完全浸没在水中,排开水的体积 。根据阿基米德原理,物块受到的浮力为:
对乙图中的A受力分析,竖直方向受力平衡,可得物块重力:
放入容器前,A对水平地面的压力等于自身重力,即 。A的底面积 ,根据压强公式,物块对水平地面的压强为:
(2) 乙图中A静止,处于平衡状态,竖直方向受三个力:向上的浮力、向下的重力、向下的细线拉力。在A的重心处,画竖直向上的箭头标注浮力,如下图所示:
竖直向下画两个箭头分别标注重力和拉力,且的长度等于与的长度和。根据,可得物块A的质量:
根据密度公式,可得物块A的密度:
(3)剪断细线后,物块A密度小于水,静止时漂浮,此时浮力等于重力,即。根据阿基米德原理,此时排开水的体积为:
排开水体积的减少量:
容器底面积,水面下降高度:
根据液体压强公式,水对容器底部的压强变化量:
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【分析】(1) 先利用阿基米德原理计算物块完全浸没时的浮力,再通过受力平衡求出物块重力,最后结合压强公式计算物块对地面的压强。
(2) 先根据受力平衡分析物块所受三个力的大小关系,完成受力示意图;再利用重力公式和密度公式计算物块的质量和密度。
(3) 先分析剪断细线后物块的漂浮状态,利用阿基米德原理计算此时的排开体积;再通过排开体积的变化量计算水面下降高度,最后根据液体压强公式求出容器底部的压强变化量。
(1)由题意,乙图中物块A完全浸没在水中,排开水的体积
根据阿基米德原理,物块A完全浸没在水中受到的浮力
对乙图中A受力分析,竖直方向受力平衡,可得物块重力
放入容器前,A对水平地面的压力等于自身重力,即
A的底面积
根据压强公式,放入容器前物块A对水平地面的压强为
(2)乙图中A静止,即处于平衡状态,竖直方向受三个力:向上的浮力、向下的重力、向下的细线拉力,在A的重心处,画竖直向上的箭头标注浮力F浮,竖直向下画两个箭头分别标注重力G和拉力F拉,F浮的长度等于G与F拉的长度和,据此作图。
根据可得物块A的质量
根据密度公式可得物块A的密度
(3)剪断细线后,物块A密度小于水,静止时漂浮,漂浮时浮力等于重力,即
根据阿基米德原理可得此时排开水的体积
排开水体积的减少量
容器底面积
水面下降高度
根据液体压强公式,水对容器底部的压强变化量
16.【答案】(1)小于;B
(2)A
(3)100
(4)活塞密封性不好
(5);偏大
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;气压计和抽水机;大气压的综合应用
【解析】【解答】(1) 活塞下方空气稀薄,圆筒内气压小于外界大气压,低处的水在大气压作用下推开阀门B,进入圆筒。
故答案为:小于;B;
(2) 使用该抽水机时,先往圆筒里倒一点水,形成水膜可以增强活塞与筒壁间的气密性,故A符合题意,BC不符合题意,故选A。
故答案为:A;
(3) 根据液体压强公式 ,可得抽水机提升水的最大高度:
故答案为:100;
(4) 简易活塞式抽水机无法抽水,可能的原因是活塞与瓶壁间、各连接处存在缝隙,导致空气进入圆筒,或活塞下方残留空气,使活塞上下压力差不足。
故答案为:活塞密封性不好;
(5)当弹簧测力计拉着活塞刚刚移动时,拉力等于大气压力,即 ;活塞面积 ,因此当地大气压表达式为:
由于拉动活塞时存在摩擦力,拉力大于大气压力,导致测得的大气压力偏大,根据上述公式,大气压的测量值偏大。
故答案为:;偏大;
【分析】(1) 分析圆筒内外的气压差,说明大气压如何推动水推开阀门B进入圆筒。
(2) 根据抽水机的工作原理,判断“倒水增强气密性”的作用,选出正确选项。
(3) 利用液体压强公式,直接代入数据计算抽水机提升水的最大高度。
(4) 结合抽水机的工作条件,分析气密性不佳或残留空气对抽水效果的影响。
(5) 先根据二力平衡得出拉力与大气压力的关系,结合活塞面积推导大气压表达式;再分析摩擦力对测量结果的影响,判断测量值偏差。
(1)[1]活塞的下面空气稀薄,圆筒内气压较小,小于外界的大气压,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒。
[2]圆筒内气压小于大气压时,阀门B受到的压力差竖直向上,井里的水会在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒。
(2)有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,形成水膜,可以增强活塞与筒壁间的气密性,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(3)由得,该抽水机提升水的最大高度是
(4)小韩制作的简易活塞式抽水机,在测试使用时,发现无论如何都不能把水抽上来,原因可能是活塞与瓶壁间、各连接处存在缝隙,导致空气进入圆筒,或者活塞下面有空气,使活塞上下的压力差不够。
(5)[1]当弹簧测力计拉着活塞刚刚移动时,活塞受到的拉力等于大气压力,即
当地的大气压强表达式为
[2]由于测力计拉动活塞运动时,活塞还受到桶壁的摩擦力的作用,活塞刚刚移动时,受到的拉力大于大气压力,则测得的大气压力偏大,由得,大气压强的测量值偏大。
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