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八年級下冊物理學(xué)霸賽考卷01(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.測試范圍:人教版八年級下冊第7-10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選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1.如圖所示,水平桌面上放有底面積和質(zhì)量都相同的甲、乙兩平底容器,分別裝有深度相同、質(zhì)量相等的不同液體。下列說法正確的是()①容器對桌面的壓力:F甲>F乙②液體的密度:ρ甲=ρ乙③液體對容器底部的壓強(qiáng):p甲>p乙④容器對桌面的壓強(qiáng):p′甲=p′乙A.只有①和③ B.只有①和④ C.只有②和③ D.只有③和④【答案】D【分析】(1)容器對桌面的壓力等于容器的重力與液體的重力之和;根據(jù)p=分析兩容器對桌面的壓強(qiáng)的關(guān)系;(2)液體質(zhì)量相同,根據(jù)圖判斷出兩液體的體積,根據(jù)密度公式判斷出兩液體的密度大小關(guān)系,根據(jù)p=ρgh判斷液體對杯底壓強(qiáng)的關(guān)系?!窘獯稹拷猓海?)水平桌面上,甲、乙兩個容器中兩種液體質(zhì)量相等,容器的質(zhì)量相等,根據(jù)G=mg可知二者的總重力相等,因?yàn)槿萜鲗λ阶烂娴膲毫Φ扔谌萜骱鸵后w的總重力,故容器對桌面的壓力F甲=F乙,故①錯誤;受力面積相同,根據(jù)p=可知,兩容器對桌面的壓強(qiáng)相等,即p甲?=p乙?,故④正確;(2)從圖中可知乙中液體的體積大于甲中液體的體積,因?yàn)橐后w質(zhì)量相同,根據(jù)ρ=可知ρ甲>ρ乙,因兩容器中液體的深度相同,根據(jù)p=ρ液gh知,液體對杯底的壓強(qiáng)p甲>p乙,故②錯誤,③正確;故選:D。2.如圖所示,甲、乙是質(zhì)地均勻的實(shí)心柱形物體,重疊并置于水平面上,甲高為5cm,底面積為20cm2,乙高為6cm,底面積是甲的一半,甲的密度為4×103kg/m3。圖a中,甲對乙的壓強(qiáng)與乙對地面的壓強(qiáng)之比是1:3,當(dāng)甲受到F1=15N的拉力時(shí),甲、乙一起以1m/s的速度勻速向右運(yùn)動;圖b中,當(dāng)把乙單獨(dú)放在相同的水平面上,用推力F2水平向右推乙,乙以2m/s的速度做勻速直線運(yùn)動。下列說法正確的是()A.乙的質(zhì)量是200g B.圖a中乙受到地面的摩擦力為15N,水平向右 C.圖a中乙對地面的壓強(qiáng)為1.2×104Pa D.圖b中F2=15N【答案】C【分析】(1)已知甲的高度和底面積利用數(shù)學(xué)關(guān)系求出甲的體積,利用密度公式求出甲的質(zhì)量,然后利用G=mg求出甲的重力;甲對乙的壓力等于甲的重力,受力面積為乙的底面積,乙對地面的壓力等于甲和乙的重力之和,受力面積為乙的底面積,根據(jù)甲對乙的壓強(qiáng)與乙對地面的壓強(qiáng)之比求出乙的重力,然后求出乙的質(zhì)量;(2)把甲、乙看做整體,當(dāng)甲受到F1=15N的拉力時(shí),甲、乙一起以1m/s的速度勻速向右運(yùn)動,由于甲、乙處于平衡狀態(tài),根據(jù)二力平衡條件可得乙受到地面的摩擦力大小和方向;(3)已知乙對地面的壓力和受力面積,根據(jù)p=求出乙對地面的壓強(qiáng);(4)圖b中用推力F2水平向右推乙,乙以2m/s的速度做勻速直線運(yùn)動,乙處于平衡狀態(tài),對比圖a和圖b可知,兩圖中乙物體與水平面的材料和粗糙程度都不變,由=代入數(shù)據(jù)可求得f2,然后可知F2的大小?!窘獯稹拷猓篈、甲高為5cm,底面積為20cm2,甲的體積為V甲=S甲h甲=20cm2×5cm=100cm3;甲的質(zhì)量m甲=ρ甲V甲=4×103kg/m3×100×10﹣6m3=0.4kg,則甲的重力G甲=m甲g=0.4kg×10N/kg=4N;圖a中甲對乙的壓力F甲=G甲=4N,受力面積為S乙,甲對乙的壓強(qiáng)p甲==;乙對地面的壓力F乙=G甲+G乙=4N+G乙,乙對地面的壓強(qiáng)p乙==,圖a中,甲對乙的壓強(qiáng)與乙對地面的壓強(qiáng)之比是1:3,則:===,解得:G乙=8N,所以乙的質(zhì)量m乙===0.8kg=800g,故A錯誤;B、把甲、乙看做整體,當(dāng)甲受到F1=15N的拉力時(shí),甲、乙一起以1m/s的速度勻速向右運(yùn)動,由于甲、乙處于平衡狀態(tài),根據(jù)二力平衡條件可知,地面對乙摩擦力與F1是一對平衡力,二力大小相等,方向相反,所以乙受到地面的摩擦力為15N,方向水平向左,故B錯誤;C、已知乙的底面積是甲的一半,即S乙=S甲=×20cm2=10cm2;圖a中乙對地面的壓力F乙=G甲+G乙=4N+8N=12N,則乙對地面的壓強(qiáng)為:p乙===1.2×104Pa,故C正確;D、圖b中用推力F2水平向右推乙,乙以2m/s的速度做勻速直線運(yùn)動,乙處于平衡狀態(tài),則F2的大小與乙受到的滑動摩擦力f2大小相等,對比圖a和圖b可知,兩圖中乙物體與水平面的材料和粗糙程度都不變,由=可得,=,解得f2=10N,即F2=10N,故D錯誤。故選:C。3.如圖甲所示,用水平拉力F1=10N拉彈簧,彈簧伸長了2cm?,F(xiàn)在兩端同時(shí)用F2的力沿水平方向拉彈簧,如圖乙所示,要使彈簧伸長2cm,則每個力F2為()A.5N B.10N C.20N D.40N【答案】B【分析】伸長同樣的長度,受到的拉力將相同,根據(jù)二力平衡條件、物體間里的作用是相互的進(jìn)行分析。【解答】解:圖甲彈簧左端固定在墻上,用大小為10N的水平拉力拉右端,彈簧伸長了2cm后處于平衡狀態(tài),根據(jù)二力平衡的條件,此時(shí)墻對彈簧向左的拉力也是10牛;在圖乙中左右兩端均施加水平拉力,彈簧仍伸長2cm,所以加在彈簧左右端的力各是10N。故選:B。4.如圖甲所示,A、B、C(mA=3kg,mB=2kg,mC=1kg)三個物體與桌面粗糙程度均相同,疊放在水平桌面,水平拉力F1=6N作用于B上,A、B、C整體一起向右做勻速直線運(yùn)動。如圖乙用輕繩跨過定滑輪將A、C相連,水平拉力F2作用于B,B相對于地面做勻速直線運(yùn)動,A、C保持靜止,已知粗糙程度一定時(shí),滑動摩擦力與壓力成正比。下列說法正確的是()①圖甲中A不受摩擦力②圖甲B所受重力與支持力是一對平衡力③F2=8N④圖乙中地對C的摩擦力為5N,方向水平向右A.①③ B.②③ C.①④ D.①③④【答案】A【分析】(1)A、B、C整體一起向右做勻速直線運(yùn)動,A、B之間沒有發(fā)生相對運(yùn)動,也沒有相對運(yùn)動的趨勢,則A、B之間沒有摩擦力。(2)一對平衡力的大小相等、方向相反、作用在同一個物體上,作用在同一條直線上。(3)在圖甲中,由二力平衡條件得到A、B、C整體受到地面給的摩擦力,再根據(jù)粗糙程度一定時(shí),滑動摩擦力與壓力成正比以及物體所受壓力等于其上部物體的重力,可以分別得到A給B的摩擦力和C給B的摩擦力,根據(jù)物體B做勻速直線運(yùn)動,處于平衡狀態(tài),由力的平衡條件得到F2的大小。(4)根據(jù)力的作用是相互的,可得到A受到B的摩擦力大??;圖乙中,A靜止,處于平衡狀態(tài),A在水平方向上受到兩個力的作用,即繩子的拉力和A受到B的摩擦力,由二力平衡條件求出繩子的拉力;圖乙中,雖然A、C處于靜止?fàn)顟B(tài),B處于勻速直線運(yùn)動狀態(tài),但ABC整體仍然處于平衡狀態(tài),把ABC看成一個整體(不考慮內(nèi)部的摩擦力),根據(jù)力的平衡條件可得:F2=2F繩+f地,據(jù)此可得到地面給C的摩擦力的大小和方向?!窘獯稹拷猓孩賵D甲中,A、B、C整體一起向右做勻速直線運(yùn)動,A、B之間沒有發(fā)生相對運(yùn)動,也沒有相對運(yùn)動的趨勢,所以A不受摩擦力,故①正確;②圖甲中,B物體在豎直方向上受到向上的支持力、向下的重力、A對B向下的壓力,所以圖甲B所受重力與支持力大小不相等,則二力不是一對平衡力,故②錯誤;③在圖甲中,A、B、C整體一起向右做勻速直線運(yùn)動,由二力平衡條件知A、B、C整體受到地面給的摩擦力f1=F1=6N,整體對地面的壓力F壓1=G整=(mA+mB+mC)g=(3kg+2kg+1kg)×10N/kg=60N;在圖乙中,B相對于地面做勻速直線運(yùn)動,A、C保持靜止,則A與B之間存在滑動摩擦力,B與C之間也存在滑動摩擦力,A對B的壓力為F壓2=GA=mAg=3kg×10N/kg=30N,設(shè)B受到A給的摩擦力為f2,因滑動摩擦力與壓力成正比,則=,即=,解得f2=3N;B對C的壓力F壓3=GAB=(mA+mB)g=(3kg+2kg)×10N/kg=50N,設(shè)B受到C給的摩擦力為f3,因滑動摩擦力與壓力成正比,則=,即=,解得f3=5N;B物體在水平方向上受到三個力,即向左的摩擦力f2和f3、向右的拉力F2,由于B物體處于平衡狀態(tài),所以可得F2=f2+f3=3N+5N=8N,故③正確;④圖乙中,A受到B給的摩擦力f2′,因f2與f2′是一對相互作用力,則A受到B給的摩擦力f2′=f2=3N,方向向右;A靜止,處于平衡狀態(tài),A在水平方向上受到兩個力,則繩子給的拉力F繩=f2′=3N,方向向左,因同一根繩子上各處的拉力大小相同,所以繩子給C的水平拉力也為3N,方向向左;雖然A、C處于靜止?fàn)顟B(tài),B處于勻速直線運(yùn)動狀態(tài),但ABC整體仍然處于平衡狀態(tài),把ABC看成一個整體(不考慮內(nèi)部的摩擦力),根據(jù)力的平衡條件可得:F2=2F繩+f地,則地面對C的摩擦力f地=F2﹣2F繩=8N﹣2×3N=2N,方向水平向左,故④錯誤;綜上可知,只有①③正確。故選:A。5.將平底薄壁直圓筒狀的空杯放在飲料機(jī)的水平杯座上接飲料,杯座受到的壓力F隨杯中飲料的高度h變化的圖象如圖所示。飲料出口的橫截面積S1=0.8cm2,飲料流出的速度v=50cm/s,杯高H=10cm,杯底面積S2=30cm2,g取10N/kg。則下列說法中正確的是()A.裝滿飲料時(shí),杯底受到飲料的壓力為4.5N B.飲料的密度為1.5g/cm3 C.飲料持續(xù)流入空杯5s后關(guān)閉開關(guān),杯對杯座的壓強(qiáng)為800Pa D.飲料持續(xù)流入空杯8s后關(guān)閉開關(guān),杯對杯座的壓強(qiáng)為1.5×103Pa【答案】D【分析】(1)根據(jù)圖像讀出h=0cm時(shí)杯座受到的壓力,即為空杯對杯座的壓力,再讀出h=10cm即杯子裝滿飲料時(shí)杯對杯座的壓力,兩者的差值即為裝滿飲料時(shí)杯底受到飲料的壓力;(2)根據(jù)p=求出飲料對杯底的壓強(qiáng),利用p=ρ液gh求出飲料的密度;(3)(4)知道飲料流出的速度和飲料出口的橫截面積,可求飲料持續(xù)流入空杯5s后和8s后杯子內(nèi)飲料的體積,利用m=ρV求出杯子內(nèi)飲料的質(zhì)量,杯對杯座的壓力等于空杯對杯座的壓力加上飲料的重力,利用p=求出杯對杯座的壓強(qiáng)?!窘獯稹拷猓篈、由圖可知,當(dāng)h=0cm時(shí),F(xiàn)0=0.9N,即空杯對杯座的壓力F0=0.9N,當(dāng)h=10cm即杯子裝滿飲料時(shí),杯對杯座的壓力F1=4.5N,則杯底受到飲料的壓力F=F1﹣F0=4.5N﹣0.9N=3.6N,故A錯誤;B、S2=30cm2=3×10﹣3m2,飲料對杯底的壓強(qiáng)p===1200Pa,此時(shí)飲料的深度h=H=10cm=0.1m,由p=ρ液gh可得,飲料的密度ρ===1.2×103kg/m3=1.2g/cm3,故B錯誤;C、飲料流出的速度v=50cm/s=0.5m/s,S1=0.8cm2=8×10﹣5m2,飲料持續(xù)流入空杯5s后,杯子內(nèi)飲料的體積V=S1vt=8×10﹣5m2×0.5m/s×5s=2×10﹣4m3,杯子內(nèi)飲料的質(zhì)量m=ρV=1.2×103kg/m3×2×10﹣4m3=0.24kg,杯對杯座的壓力F′=F0+mg=0.9N+0.24kg×10N/kg=3.3N,杯對杯座的壓強(qiáng)p′===1100Pa,故C錯誤;D、飲料持續(xù)流入空杯8s后,杯子內(nèi)飲料的體積V′=S1vt′=8×10﹣5m2×0.5m/s×8s=3.2×10﹣4m3,理論上現(xiàn)在杯子內(nèi)飲料的質(zhì)量m′=ρV′=1.2×103kg/m3×3.2×10﹣4m3=0.384kg,實(shí)際上杯子最多能盛飲料的質(zhì)量m實(shí)=ρV杯=ρS2h=1.2×103kg/m3×3×10﹣3m2×0.1m=0.36kg,此時(shí)杯對杯座的壓力F″=F0+m實(shí)g=0.9N+0.36kg×10N/kg=4.5N,杯對杯座的壓強(qiáng)p″===1.5×103Pa,故D正確。故選:D。6.如圖所示,水平桌面上,放置著質(zhì)量分布均勻的正方體甲和乙,h甲<h乙,甲、乙對桌面的壓強(qiáng)相等,兩個足夠高的圓柱形容器A和B內(nèi)裝有深度相同的水,容器底面積SA<SB,現(xiàn)分別從甲、乙上方沿水平方向截取部分體積ΔV甲、ΔV乙,把截取的甲浸沒在A容器中,截取的乙浸沒在B容器中后,水對各自容器底部的壓力相等,則水對容器底的壓力變化量ΔFA、ΔFB,和剩余部分的甲和乙對桌面的壓強(qiáng)p'甲、p'乙的大小關(guān)系是()A.ΔFA>ΔFBp'甲<p'乙 B.ΔFA<ΔFBp'甲<p'乙 C.ΔFA<ΔFBp'甲>p'乙 D.ΔFA>ΔFBp'甲>p'乙【答案】A【分析】柱形容器內(nèi)液體對容器底的壓力等于液體的重力,把截取的甲浸沒在A容器中,截取的乙浸沒在B容器中后,液體對容器底的壓力等于液體的重力加上截取部分在水中受到的浮力,則水對容器底的壓力變化量等于截取部分在水中受到的浮力,根據(jù)原來液體壓力的關(guān)系和現(xiàn)在液體壓力的關(guān)系可比較水對容器底的壓力變化量的關(guān)系;比較得出浮力的關(guān)系后,根據(jù)原來兩正方體對桌面壓強(qiáng)相等,利用公式p=ρgh可比較兩正方體的密度關(guān)系,利用重力公式可比較截取物體的重力大??;分析正方體截取前后壓強(qiáng)變化關(guān)系,從而比較剩余部分的甲和乙對桌面的壓強(qiáng)的大小關(guān)系?!窘獯稹拷猓簝蓚€足夠高的圓柱形容器A和B內(nèi)裝有深度相同的水,容器底面積SA<SB,圓柱形容器A中水的重力GA水=mA水g=ρ水VA水g=ρ水SAhg,水對容器底的壓力FA=GA水;圓柱形容器B中水的重力GB水=mB水g=ρ水VB水g=ρ水SBhg,水對容器底的壓力FB=GB水;由于SA<SB,所以GA水<GB水,則FA<FB;現(xiàn)分別從甲、乙上方沿水平方向截取部分體積ΔV甲、ΔV乙,其重力分別為ΔG甲、ΔG乙,截取的甲浸沒在A容器中,截取的乙浸沒在B容器中后,水對各自容器底部的壓力相等,即FA′=FB′,因ΔFA=FA′﹣FA,ΔFB=FB′﹣FB,所以可知水對容器底的壓力變化量ΔFA>ΔFB;此時(shí)水對容器底的壓力分別為:FA′=GA水+F浮甲,F(xiàn)B′=GB水+F浮乙,因FA′=FB′,GA水<GB水,所以F浮甲>F浮乙,根據(jù)F?。溅岩篻V排得,切去部分的體積關(guān)系是ΔV甲>ΔV乙;由于兩正方體原來對地面的壓強(qiáng)相等,即p甲=p乙,且h甲<h乙,根據(jù)p=ρgh可知ρ甲>ρ乙,根據(jù)G=mg=ρVg得,切去部分的重力關(guān)系為ΔG甲>ΔG乙,剩余部分的甲對桌面的壓強(qiáng):p'甲==p甲﹣;剩余部分的乙對桌面的壓強(qiáng):p'乙==p乙﹣;因?yàn)镾甲<S乙,ΔG甲>ΔG乙,所以>;由于p甲=p乙,所以p'甲<p'乙;故選A。7.如圖所示,完全相同的兩個容器中分別裝入甲、乙兩種不同的液體,下列分析正確的是()A.若甲乙的質(zhì)量相等,則A點(diǎn)的壓強(qiáng)等于B點(diǎn)的壓強(qiáng) B.若甲乙的質(zhì)量相等,則C點(diǎn)的壓強(qiáng)小于D點(diǎn)的壓強(qiáng) C.若甲乙對容器底部的壓強(qiáng)相等,若要使甲對容器底部的壓強(qiáng)小于乙對容器底部的壓強(qiáng),可以在兩容器中分別倒入體積相等的液體 D.若甲乙對容器底部的壓強(qiáng)相等,則甲的質(zhì)量一定大于乙的質(zhì)量【答案】C【分析】(1)若甲乙的質(zhì)量相等,兩個容器完全相同,可知甲、乙兩容器中的液體容器底部的壓強(qiáng)相等,由圖可知,甲、乙兩容器內(nèi)液體的體積關(guān)系,由m=ρ液V可知,兩容器內(nèi)液體的密度關(guān)系;兩容器完全相同,則容器中向外凸出部分的容積V凸相同,因ρ甲液<ρ乙液,所以由G=mg=ρVg可知乙容器中凸出部分的液體重力較大,而兩容器中液體的總重力相等,則兩容器中柱形部分的液體重力G甲液′>G乙液′,所以由F=G柱形可知,兩容器中液體對容器底部的壓力F甲液>F乙液;又因?yàn)閮蓚€容器完全相同,其底面積相同,由壓強(qiáng)定義式可知液體對容器底部的壓強(qiáng)p甲液>p乙液;由圖可知,A、B兩點(diǎn)到容器底部的距離相等,由p=ρ液gh和ρ甲液<ρ乙液可知,a、b兩點(diǎn)到容器底部的壓強(qiáng)關(guān)系為pA下>pB下,因兩容器中的液體對容器底的壓強(qiáng)相等,即pA上+pA下>pB上+pB下,進(jìn)一步分析甲容器中液體對A點(diǎn)的壓強(qiáng)和乙容器中液體對B點(diǎn)的壓強(qiáng)的大小關(guān)系;(2)同(1)可分析甲容器中液體對C點(diǎn)的壓強(qiáng)和乙容器中液體對D點(diǎn)的壓強(qiáng)的大小關(guān)系;(3)根據(jù)甲乙對容器底部的壓強(qiáng)相等,由圖可知,甲、乙兩容器內(nèi)液體的深度關(guān)系,由p=ρ液gh可知,兩容器內(nèi)液體的密度關(guān)系,在兩容器中分別倒入體積相等的液體,因兩容器相同,則容器內(nèi)液體升高的高度相等,即Δh甲=Δh乙,由p=ρ液gh和兩容器內(nèi)液體的密度關(guān)系可知,兩容器內(nèi)液體對容器底部的壓強(qiáng)增加量的關(guān)系,進(jìn)而判斷甲對容器底部的壓強(qiáng)和乙對容器底部的壓強(qiáng)關(guān)系;(4)根據(jù)甲乙對容器底部的壓強(qiáng)相等,因兩容器相同,由F=pS知甲乙對容器底部的壓力相等,則豎直方向上甲的重力等于乙的重力,甲的質(zhì)量等于乙的質(zhì)量。由此判斷出兩種液體的密度大小,即可得到容器凸起液體質(zhì)量的大小?!窘獯稹拷猓篈、由圖可知,甲、乙兩容器內(nèi)液體的體積關(guān)系為V甲液>V乙液,因兩容器中的液體質(zhì)量相等,所以由m=ρ液V可知,兩容器內(nèi)液體的密度關(guān)系為ρ甲液<ρ乙液;兩容器完全相同,則容器中向外凸出部分的容積V凸相同,因ρ甲液<ρ乙液,所以由G=mg=ρVg可知乙容器中凸出部分的液體重力較大,而兩容器中液體的總重力相等,則兩容器中柱形部分的液體重力G甲液′>G乙液′,所以由F=G柱液可知,兩容器中液體對容器底部的壓力F甲液>F乙液;又因?yàn)閮蓚€容器完全相同,其底面積相同,所以由壓強(qiáng)定義式可知,兩液體對容器底部的壓強(qiáng)p甲液>p乙液﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①由圖可知,A、B兩點(diǎn)到容器底部的距離相等,由p=ρ液gh和ρ甲液<ρ乙液可知,A、B兩點(diǎn)到容器底部的壓強(qiáng)關(guān)系為pA下<pB下﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;因p甲液>p乙液,所以,由pA上+pA下>pB上+pB下可知,pA上>pB上,即甲容器中液體對A點(diǎn)的壓強(qiáng)大于乙容器中液體對B點(diǎn)的壓強(qiáng),故A錯誤;B、由圖可知,C、D兩點(diǎn)到容器底部的距離相等,由p=ρ液gh和ρ甲液<ρ乙液可知,C、D兩點(diǎn)到容器底部的壓強(qiáng)關(guān)系為pC下<pD下﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③;因p甲液>p乙液,所以,由pC上+pC下>pD上+pD下可知,pC上>pD上,即甲容器中液體對C點(diǎn)的壓強(qiáng)大于乙容器中液體對D點(diǎn)的壓強(qiáng),故B錯誤;C、若甲乙對容器底部的壓強(qiáng)相等,由圖可知,甲、乙兩容器內(nèi)液體的深度關(guān)系為h甲液>h乙液,所以由p=ρ液gh可知,兩容器內(nèi)液體的密度關(guān)系為ρ甲液<ρ乙液,在兩容器中分別倒入體積相等的液體,因兩容器相同,則容器內(nèi)液體升高的高度相等,即Δh甲=Δh乙,由p=ρ液gh和ρ甲液<ρ乙液可知,兩容器內(nèi)液體對容器底部的壓強(qiáng)增加量關(guān)系為Δp甲<Δp乙,則甲對容器底部的壓強(qiáng)小于乙對容器底部的壓強(qiáng),故C正確;D、若甲乙對容器底部的壓強(qiáng)相等,因兩容器相同,由F=pS知甲乙對容器底部的壓力相等,則容器豎直方向上的甲的質(zhì)量等于乙的質(zhì)量,所以ρ甲<ρ乙,即容器凸起部分的甲的質(zhì)量小于乙的質(zhì)量,所以總的甲的質(zhì)量小于乙的總的質(zhì)量,故D錯誤。故選:C。8.水平桌面上放著兩個相同的足夠高的柱形水槽,水中的兩個木塊也相同。將鐵塊a放在木塊上面,木塊剛好浸沒在水中,如圖甲所示;將鐵塊b用細(xì)線系在木塊下面,木塊也剛好浸沒在水中,如圖乙所示,且此時(shí)兩水槽的水面相平。已知水的密度為ρ水,鐵的密度為ρ鐵,則()A.a(chǎn)、b兩個鐵塊的重力之比為1:1 B.a(chǎn)、b兩個鐵塊的質(zhì)量之比為 C.兩種情況相比較,乙圖中水槽對桌面的壓強(qiáng)較大 D.若將a取下投入水中,并剪斷b的細(xì)線,靜止時(shí)水對容器底壓強(qiáng)變化量Δp甲>Δp乙【答案】B【分析】(1)將鐵塊和木塊看作一個整體,利用物體在液體中的浮沉條件和阿基米德原理可得出物體的密度和體積之間的關(guān)系,在密度相同時(shí),根據(jù)ρ=可知=,從而求出質(zhì)量比;利用G=mg可知重力之比;(2)因?yàn)閮伤弁耆嗤宜蹆?nèi)水面相平,由p=ρgh可知水對容器底面的壓強(qiáng)相等,由p=可知水對容器底面的壓力相等,因?yàn)樗阶烂嫔戏胖鴥蓚€相同的柱形水槽,由F壓=F水+G容可知容器對桌面的壓力也相等;進(jìn)一步可知水槽對桌面的壓強(qiáng)關(guān)系;(3)因?yàn)樗阶烂嫔戏胖鴥蓚€相同的柱形水槽,所以水對容器底的壓力變化量等于排開水的重力變化量,等于木塊受到的浮力變化量,根據(jù)p=可知靜止時(shí)水對容器底壓強(qiáng)變化量關(guān)系?!窘獯稹拷猓篈B、甲圖中,鐵塊a和木塊一起漂浮在水面,則F浮木=Ga+G木,所以Ga=F浮木﹣G木,即ρ鐵gVa=ρ水gV木﹣ρ木gV木,乙圖中,鐵塊b和木塊一起懸浮在水中,則F浮木+F浮b=Gb+G木,所以Gb﹣F浮b=F浮木﹣G木,即ρ鐵gVb﹣ρ水gVb=ρ水gV木﹣ρ木gV木,所以ρ鐵gVa=ρ鐵gVb﹣ρ水gVb=(ρ鐵﹣ρ水)gVb,所以=,又因?yàn)閍、b的密度相同,由m=ρV可知,a、b兩個鐵塊的質(zhì)量之比為:==,故B正確;利用G=mg可知a、b兩個鐵塊的重力之比為,故A錯誤;C、因?yàn)閮伤弁耆嗤宜蹆?nèi)水面相平,由p=ρgh可知水對容器底面的壓強(qiáng)相等,由p=可知水對容器底面的壓力相等,因?yàn)樗阶烂嫔戏胖鴥蓚€相同的柱形水槽,由F壓=F水+G容可知容器對桌面的壓力也相等,故圖中水槽對桌面的壓強(qiáng)相等,故C錯誤;D、因?yàn)樗阶烂嫔戏胖鴥蓚€相同的柱形水槽,所以水對容器底的壓力變化量等于排開水的重力變化量,等于木塊受到的浮力變化量,將a取下投入水中,靜止時(shí),木塊漂浮,a沉底,F(xiàn)浮木'=G木,F(xiàn)浮a=Ga﹣Fa,水對容器甲底的壓力變化量為:ΔF壓甲=ΔF浮甲=F浮木﹣(F浮木'+F浮a)=Ga+G木﹣(G木+Ga﹣Fa)=Fa,同理可得,水對容器乙底的壓力變化量為:ΔF壓乙=ΔF浮乙=Gb+G木﹣(F浮木'+F浮b)=Gb+G木﹣(G木+Gb﹣Fb)=Fb,又因?yàn)镕a<Fb,由Δp===可知,Δp甲<Δp乙,故D錯誤。故選:B。9.圓柱體A底面積為80cm2、重6N,柱形容器B底面積為100cm2,裝有一定高度的水;將A沿水平方向切下Δh的部分放入B中,容器B底部所受水的壓力F水隨Δh變化的關(guān)系如圖乙所示,切下部分所受浮力為F浮。下列說法正確的是()A.B的容積為900cm3 B.圖乙中的Δh1=5cm C.A密度為0.6g/cm3 D.F浮的最大值為3N【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】(1)由圖乙可知,當(dāng)切下Δh1的部分放入B中時(shí),容器B底部所受水的壓力F水=12N,且F水隨Δh不再變化,說明此時(shí)容器B中的水是滿的,根據(jù)p=可求出此時(shí)容器B底部受到水的壓強(qiáng),根據(jù)p=ρgh可求出此時(shí)容器內(nèi)水的深度,從而可求出B的容積;(2)由圖乙可知,圓柱A的高度為10cm,從而可得圓柱A的體積,再根據(jù)密度公式解得A的密度;(3)由于圓柱A的密度小于水,圓柱會漂浮在水面上,故浮力等于重力;(4)由圖乙可知,當(dāng)切下的部分高度為Δh1時(shí),F(xiàn)?。?2N﹣9N=3N,此時(shí)浮力等于切下的A的重力,根據(jù)==求出Δh1?!窘獯稹拷猓篈、由圖乙可知,當(dāng)切下Δh1的部分放入B中時(shí),容器B底部所受水的壓力F水=12N,且F水隨Δh不再變化,說明此時(shí)容器B中的水是滿的,此時(shí)容器B底部受到水的壓強(qiáng)為:p===1200Pa,此時(shí)容器內(nèi)水的深度為:h===0.12m=12cm,所以容器B的容積為:VB=SBh=100cm2×12cm=1200cm3,故A錯誤;C、圖乙分析可知,圓柱A的高度為10cm,圓柱A的體積VA=SAh=80cm2×10cm=800cm3=8×10﹣4m3;ρA====0.75×103kg/m3,故C錯誤;D、ρA<ρ水,所以圓柱A漂浮在水上,當(dāng)圓柱A全部放入水中時(shí),浮力最大,F(xiàn)?。紾A=6N,故D錯誤;B、由圖乙可知,當(dāng)切下的部分高度為Δh1時(shí),F(xiàn)浮=12N﹣9N=3N,此時(shí)浮力等于切下的A的重力,===,解得Δh1=5cm,故B正確。故選:B。10.如圖所示,與傳送帶等高的光滑水平臺上有一小物塊以某一初速度v0滑上粗糙的傳送帶。若傳送帶靜止時(shí),物塊離開傳送帶后落在地上P點(diǎn),若傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動時(shí),則物塊以同樣的初速度v0滑上傳送帶,并最終落到地面上,物塊落在()A.P點(diǎn) B.P點(diǎn)或P點(diǎn)的左側(cè) C.P點(diǎn)的右側(cè) D.P點(diǎn)或P點(diǎn)的右側(cè)【答案】A【分析】光滑水平臺上有一小物塊以某一初速度v0通過粗糙的靜止水平傳送帶時(shí),受到水平向左的滑動摩擦力做勻減速直線運(yùn)動,若傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動,物塊通過傳送帶時(shí),受到的滑動摩擦力仍水平向左,據(jù)此進(jìn)行分析?!窘獯稹拷猓何飰K離開傳送帶時(shí)的速度越大,物體向前運(yùn)動距離越大,當(dāng)水平傳送帶靜止時(shí),物塊受到水平向左的滑動摩擦力做勻減速直線運(yùn)動,若傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動,物塊通過傳送帶時(shí),受到的滑動摩擦力仍水平向左,且大小不變,所以物塊在掉落前,物體相當(dāng)于傳送帶的速度一直向右,所以物塊會落在P點(diǎn),故A正確。故選:A。11.小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置測量液體密度。不吸水的實(shí)心圓柱體高度h0=40cm,上表面與容器中的液面剛好相平,下表面與圓柱形容器底的距離h1=20cm。壓力傳感器可以顯示物體B對其支撐面壓力F的大小?,F(xiàn)以500cm3/min的速度將水抽出,28min恰能將水全部抽盡,壓力傳感器示數(shù)F隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示。已知圓柱形容器底面積S=400cm2,輕質(zhì)細(xì)線無彈性但承受的拉力有一定限度。(忽略摩擦)下列說法正確的是()A.物體B所受的重力是140N B.t=20min時(shí),水對圓柱形容器底的壓強(qiáng)是800Pa C.物體A的密度為1.6g/cm3 D.改變圓柱形容器中的液體種類,使物體A一直浸沒在某種液體中,用壓力傳感器的示數(shù)顯示液體密度的大小,則此密度測量儀的測量范圍為0~0.9g/cm3【答案】C【分析】(1)圖乙顯示,壓力傳感器的示數(shù)先減小,到12min時(shí)突然增大到200N不變,說明繩子無拉力,此時(shí)F=GB;(2)由圖甲可計(jì)算水和圓柱體的總體積V=S容器h總,由抽水速度和抽水時(shí)間可知V水,即可求得VA,再由阿基米德原理求A浸沒時(shí)受到的浮力;由圖乙可知當(dāng)壓力傳感器示數(shù)F1=140N時(shí)繩子的拉力,分析A的受力受可知A受重力GA、繩子的拉力F拉1和水的浮力F浮1,據(jù)此計(jì)算A的重力,根據(jù)G=mg和密度公式計(jì)算物體A的密度;(3)根據(jù)體積公式計(jì)算圓柱體的底面積SA,進(jìn)一步計(jì)算當(dāng)t=20min時(shí)容器中剩余水的體積,物體A的密度大于水的密度,物體A沉底,進(jìn)一步計(jì)算物體A和容器中剩余水的體積之和,根據(jù)體積公式計(jì)算水面高度為40cm時(shí),容器內(nèi)物體和水的總體積,比較可知物體是否浸沒,根據(jù)體積公式計(jì)算此時(shí)容器內(nèi)水面的高度,再由p=ρgh可求容器底所受的壓強(qiáng);(4)首先計(jì)算當(dāng)t=12min時(shí)抽出的水的體積,進(jìn)一步計(jì)算水面下降的高度,確定此時(shí)A浸沒的體積,分析A的受力確定繩子的最大拉力,結(jié)合A、B的受力確定A浸沒時(shí)所受浮力的最大值和最小值,再由阿基米德原理求液體的密度?!窘獯稹拷猓海?)由圖乙可知,隨水位下降,壓力傳感器示數(shù)應(yīng)不斷減小,在A脫離液面時(shí)達(dá)到穩(wěn)定,而圖乙中12min時(shí)示數(shù)突然增大,可推斷此時(shí)繩子突然斷開(達(dá)到了繩子的最大承受力),故12min后壓力傳感器的示數(shù)等于B所受的重力,即GB=F=200N,故A錯誤;(2)由圖甲可知,水和圓柱體的總體積:V=S容器(h0+h1)=400cm2×(40cm+20cm)=400cm2×60cm=24000cm3由于以500cm3/min的速度將水抽出,28min恰能將水全部抽出,則水的體積為:V水=500cm3/min×28min=14000cm3則圓柱體A的體積:VA=V﹣V水=24000cm3﹣14000cm3=10000cm3=1×10﹣2m3,因?yàn)槲矬wA不吸水,浸沒時(shí)排開水的體積等于自身體積,即V排=VA=1×10﹣2m3,依據(jù)阿基米德原理可得,A浸沒時(shí)所受的浮力:F浮1=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣2m3=100N。分析B的受力,由圖乙可知,當(dāng)壓力傳感器示數(shù)F1=140N時(shí),繩子的拉力:F拉1=GB﹣F1=200N﹣140N=60N,分析A的受力,受重力GA、繩子的拉力F拉1和水的浮力F浮1,則有GA=F拉1+F浮1=60N+100N=160N,物體A的密度為ρA====1.6×103kg/m3,故C正確;(3)由VA=10000cm3,h0=40cm可得圓柱體的底面積SA===250cm2,當(dāng)t=20min時(shí),容器中剩余水的體積:V水1=500cm3/min×(28min﹣20min)=4000cm3物體A的密度大于水的密度,物體A沉底,物體A和容器中剩余水的體積之和為VA+V水1=10000cm3+4000cm3=14000cm3,水面高度為40cm時(shí),容器內(nèi)物體和水的總體積為S容器h0=400cm2×40cm=16000cm3>14000cm3,所以物體沒有浸沒,此時(shí)容器內(nèi)水面的高度:h水1==≈27cm=0.27m,水對容器底的壓強(qiáng):p=ρ水gh水1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.27m=2700Pa,故B錯誤;(4)當(dāng)t=12min時(shí),抽出的水的體積:V水2=500cm3/min×12min=6000cm3抽出的水的高度:h水2===40cm=h0,此時(shí)A受重力和拉力,不受浮力,繩子的最大拉力F拉最大=GA=160N,A所受浮力最小為:F浮?。紾A﹣F拉最大=160N﹣160N=0N,且A浸沒在液體中卻不受浮力,所以液體的密度為0,A浸沒時(shí)所受的最大浮力與A的重力相等,且V排=VA=10000cm3,即F浮大=GA=160N,則可測量的液體密度最大為:ρ最大===1.6×103kg/m=1.6g/cm3,所以該密度測量儀的測量范圍是0~1.6g/cm3,故D錯誤。故選:C。12.如圖甲所示,水平放置的底面積為200cm2的輕質(zhì)薄壁柱形容器中浸沒有正方體A、圓柱體B。體積為1000cm3,重力為6N的A通過不可伸長的細(xì)線與容器底部相連,B放在A上。打開閥門K放出液體,容器中液體深度h與細(xì)線上拉力F關(guān)系如圖乙所示。若當(dāng)液體深度為20cm時(shí),關(guān)閉閥門,剪斷細(xì)線,將B從A上取下放入液體中,待A、B靜止后,容器底部受到的液體壓強(qiáng)p1,取g=10N/kg,則下列說法正確的是()A.待A、B靜止后,液體壓強(qiáng)p1=3500Pa B.待A、B靜止后,與剪斷細(xì)線前相比,A豎直移動了5.5cm C.容器內(nèi)液體密度為1×103kg/m3 D.未打開閥門前,B對A的壓強(qiáng)為600Pa【答案】A【分析】(1)當(dāng)液體深度為20cm、16cm時(shí),根據(jù)物體A、B受力平衡和阿基米德原理得出受到浮力和AB的重力繩子的拉力關(guān)系表達(dá)式,據(jù)此求出液體的密度和圓柱體B的重力;若當(dāng)液體深度為20cm時(shí),關(guān)閉閥門,求出液體的體積,待A、B靜止后,求出A漂浮時(shí)浸沒的體積,然后根據(jù)液體的體積、B的體積求出液體的深度,利用p=ρgh求出液體對容器底的壓強(qiáng);(2)分別求出與剪斷細(xì)線前后A的下表面與容器底的高度,然后即可求出A豎直移動的高度變化;(3)由圖象知,液體深度大于25cm時(shí)物體AB處于浸沒狀態(tài),根據(jù)受力平衡求出受到浮力,然后根據(jù)阿基米德原理即可求出排開液體的體積和B的體積,然后求出B的底面積;根據(jù)受力平衡求出B對A的壓力,利用p=求出B對A的壓強(qiáng)?!窘獯稹拷猓阂阎猇A=1000cm3,則hA===10cm,則SA==(10cm)2=100cm2;AC、當(dāng)液體深度為20cm時(shí),繩子的拉力發(fā)生轉(zhuǎn)折,說明圓柱體B全部露出液面,正方體A上表面與液面相平,則此時(shí)V排2=VA=1000cm3=1×10﹣3m3,根據(jù)阿基米德原理可知:F浮2=ρ液gV排2,根據(jù)受力平衡可知:F浮2=GA+GB+F2,則有:ρ液gV排2=GA+GB+F2,即:ρ液×10N/kg×1×10﹣3m3=6N+GB+8N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①當(dāng)液體深度為16cm時(shí),繩子的拉力為0,則說明正方體A和圓柱體B處于漂浮狀態(tài),此時(shí),V排3=VA﹣SAΔh3=1000cm3﹣100cm2×(20cm﹣16cm)=600cm3=6×10﹣4m3,根據(jù)阿基米德原理可知:F浮3=ρ液gV排3,根據(jù)受力平衡可知:F浮3=GA+GB,則有:ρ液gV排3=GA+GB,即:ρ液×10N/kg×6×10﹣4m3=6N+GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②解①②可得:ρ液=2×103kg/m3,GB=6N;故C錯誤;當(dāng)液體深度為20cm時(shí),關(guān)閉閥門,液體體積V液=S容h3﹣VA=200cm2×20cm﹣1000cm3=3000cm3,待A靜止后處于漂浮狀態(tài),則F浮A=GA=6N,根據(jù)F浮=ρ液gV排可知,此時(shí)物體A排開液體的體積:VA排===3×10﹣4m3=300cm3,則待A、B靜止后液體深度:h===17.5cm=0.175m,容器底部受到的液體壓強(qiáng):p1=ρ液gh=2×103kg/m3×10N/kg×0.175m=3500Pa,故A正確;B、當(dāng)液體深度為20cm時(shí)關(guān)閉閥門時(shí),正方體A的下表面與容器底的高度為h′=20cm﹣10cm=10cm,待A、B靜止后正方體A浸沒的深度:hA浸===3cm,則此時(shí)A的下表面與容器底的高度為h″=17.5cm﹣3cm=14.5cm,所以,Δh=h″﹣h′=14.5cm﹣10cm=4.5cm,故B錯誤;D、由圖象知,當(dāng)液體深度大于25cm時(shí),正方體A和圓柱體B都處于浸沒狀態(tài),則根據(jù)受力平衡可知:F浮1=GA+GB+F1=6N+6N+12N=24N,根據(jù)F?。溅岩篻V排可知:V排===1.2×10﹣3m3,所以,VB=V排﹣VA=1.2×10﹣3m3﹣1000×10﹣6m3=2×10﹣4m3=200cm3,則:SB===40cm2=4×10﹣3m2,則B對A的壓力:F=GB﹣FB?。紾B﹣ρ液gVB=6N﹣2×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N,B對A的壓強(qiáng)p===500Pa,故D錯誤。故選:A。第Ⅱ卷非選擇題二.填空題(本題共6小題,每空3分,共18分)13.如圖甲所示,由A、B兩個實(shí)心正方體疊放的物體放在水平地面上,A的邊長為20cm。沿水平方向切去厚度為h的部分,并將切去的部分平放在地面上,切去后A對地面的壓強(qiáng)p1和切去的部分對地面的壓強(qiáng)p2(若B切完后,再切A,則切去A的部分疊放在B的上面)隨切去厚度h的變化關(guān)系圖像如圖乙所示。由此可知A和B的總重力是340N;當(dāng)切去的厚度為h0=13cm時(shí),p1=p2。【答案】340;13?!痉治觥浚?)由圖乙確定當(dāng)切去高度為0時(shí),B還在A的上面,A、B疊加在一起對地面的壓強(qiáng),再根據(jù)F=pS求出此時(shí)A、B對地面的壓力,水平面上的物體對水平面的壓力等于其重力的大小,據(jù)此解答;(2)A、B兩個實(shí)心正方體疊放的物體放在水平地面上,沿水平方向切去厚度為h的部分,并將切去的部分平放在地面上,切去后A對地面的壓強(qiáng)p1和切去的部分對地面的壓強(qiáng)p2,由圖乙可知,當(dāng)切去高度為10cm時(shí),剛好將B完全切掉,由圖乙確定出B的邊長及B對地面的壓強(qiáng),根據(jù)F=pS求出此時(shí)B對地面的壓力,即可求出B的重力,再結(jié)合A、B的總重力求出A的重力,根據(jù)G=mg求出A的質(zhì)量,根據(jù)密度公式求出A的密度,根據(jù)圖像可知,當(dāng)切去高度為h0時(shí),此時(shí)物體B已經(jīng)全部切掉,可設(shè)A切去高度為h,根據(jù)G=ρgV列出A切去的部分的重力的表達(dá)式,分別列出此時(shí)A剩余部分對地面的壓強(qiáng)的表達(dá)式及把切去的A放在B上面后B對地面的壓強(qiáng),根據(jù)p1=p2解答即可?!窘獯稹拷猓河蓤D乙可知,切去高度為0時(shí),B還在A的上面,此時(shí)它們對地面的壓強(qiáng)為8500Pa,而A的邊長為20cm,則由壓強(qiáng)的變形公式F=pS可得它們對地面的壓力為:F=pSA==8500Pa×(0.2m)2=340N,因?yàn)锳、B兩個實(shí)心正方體疊放的物體放在水平地面上,所以它們對地面的壓力大小等于它們的總重力,則G總=F=340N;由圖乙可知,切去高度為10cm時(shí),剛好將B完全切掉,即B的邊長為10cm,此時(shí)B對地面的壓強(qiáng)p2為2000Pa,根據(jù)壓強(qiáng)的變形公式F=pS可知此時(shí)B對地面的壓力為:FB=pBSB=pB=2000Pa×(0.1m)2=20N,因?yàn)锽在水平地面上,則壓力大小等于自身重力,則:GB=FB=20N,則A的重力為:GA=G總﹣GB=340N﹣20N=320N,則A的質(zhì)量為:mA===32kg,A的密度為:ρA====4×103kg/m3,根據(jù)圖像可知,當(dāng)切去高度為h0時(shí),此時(shí)物體B已經(jīng)全部切掉,假設(shè)A切去高度為h,此時(shí)A對地面的壓強(qiáng)為:p1==,則有:p1==,此時(shí)B對地面的壓強(qiáng)為:p2==,則有:p2==,因?yàn)閜1=p2,所以:=,解得:h=0.03m,故當(dāng)p1=p2時(shí),切去的厚度為:h0=h+LB=0.03m+0.1m=0.13m=13cm。故答案為:340;13。14.如圖所示,足夠高的柱狀容器甲放在水平地面上。底面積為1×10﹣2m2,內(nèi)盛有0.15m深的水,水對容器底的壓強(qiáng)為1.5×103Pa;實(shí)心正方體乙的邊長為0.1m,質(zhì)量為2kg,現(xiàn)從其中挖出一個高度為0.1m,底面積為S的柱體,此時(shí)正方形對水平地面的壓強(qiáng)不變(選填“變大”“變小”或“不變”)?!敬鸢浮?.5×103;不變?!痉治觥浚?)計(jì)算液體壓強(qiáng)的公式是p=ρgh;(2)在實(shí)心正方體中心挖出一個等高的小圓柱體,剩下的還是柱狀的空心柱體,壓強(qiáng)可以根據(jù)p=ρgh分析?!窘獯稹拷猓海?)水對容器底的壓強(qiáng)p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa;(2)在實(shí)心正方體中心挖出一個等高的小圓柱體,剩下的還是柱狀的空心柱體,且高度不變,根據(jù)p=ρgh可知,空心圓柱體對地面的壓強(qiáng)不變。故答案為:1.5×103;不變。15.在盛水的容器中漂浮著一冰塊,冰塊里有一顆實(shí)心金屬球。當(dāng)冰塊全部熔化后,容器中水面高度將下降(選填“上升”、“下降”或“不變”);若已知冰塊(含金屬球)的體積為400cm3,冰塊(含金屬球)的質(zhì)量為382g,容器的底面積為100cm2,當(dāng)冰塊全部熔化后,水對容器底部的壓強(qiáng)變化了20Pa(已知ρ冰=0.9g/cm3,ρ金屬=2g/cm3)?!敬鸢浮肯陆?;20。【分析】含有金屬球的冰塊處于漂浮狀態(tài),冰塊受到的浮力等于冰塊與金屬球的重力之和,當(dāng)冰塊全部熔化后,相當(dāng)于懸浮于水中,金屬球沉底,金屬球受到的浮力小于金屬球的重力,總浮力變小,根據(jù)阿基米德原理可知排開水的體積變化,進(jìn)一步判斷容器中水面高度的變化;由于冰化成水后,質(zhì)量不變,所以化成水的體積與排開水的體積相等,水面變化是因?yàn)槲矬w從冰中到水中引起的,設(shè)出冰塊中冰的質(zhì)量,根據(jù)密度公式結(jié)合冰塊的總體積等于冰和金屬球的體積之和得出等式即可求出冰塊的質(zhì)量,總質(zhì)量減去冰塊的質(zhì)量即為金屬球的質(zhì)量;根據(jù)阿基米德原理可求浮力變化量,利用阿基米德原理求排開水的體積變化量,利用V=Sh求水面下降的高度,再利用液體壓強(qiáng)公式求容器底部壓強(qiáng)的變化量?!窘獯稹拷猓汉薪饘偾虻谋鶋K處于漂浮狀態(tài),冰塊受到的浮力等于冰塊與金屬球的重力之和,當(dāng)冰塊全部熔化后,相當(dāng)于懸浮于水中,金屬球沉底,金屬球受到的浮力小于金屬球的重力,總浮力變小,根據(jù)F?。溅岩篻V排可知排開水的體積變小,所以容器中水面高度將下降;設(shè)冰塊中冰的質(zhì)量為m冰,則m金屬球=m總﹣m冰=382g﹣m冰,則冰塊的總體積:V總=+,即400cm3=+,解得:m冰=342g,m石屬球=m﹣m冰=382g﹣342g=40g;因冰熔化前后質(zhì)量不變,所以冰熔化為水時(shí)水的體積:V水===342cm3,金屬球的體積:V金屬球===20cm3,含有金屬球的冰塊漂浮時(shí),排開液體的體積即浸入水中的體積:V浸=V排======382cm3;由題意可知液體變化的體積,所以冰塊熔化前后液面變化的高度:Δh===0.2cm。容器底部壓強(qiáng)的變化量:Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2×10﹣2m=20Pa。故答案為:下降;20。16.如圖,甲、乙兩個完全相同的薄壁圓柱形容器置于水平桌面上,兩容器底部用一根細(xì)管相連,開始時(shí)閥門K關(guān)閉。容器底面積均為4×10﹣2m2,甲中盛有深為0.4m的水,乙中放一底面積為2×10﹣2m2、高為0.4m的圓柱形木塊,且甲中水對容器底部的壓強(qiáng)是木塊對乙底部壓強(qiáng)的2倍,則木塊的密度為0.5×103kg/m3;打開閥門,根據(jù)連通器原理,最終兩液面甲、乙相平,在此過程進(jìn)入乙容器中水的質(zhì)量為6kg。(ρ水=1×103kg/m3)【答案】0.5×103;連通器;6?!痉治觥扛鶕?jù)p=ρ液gh求得甲中水對容器底部的壓強(qiáng),木塊對乙容器底的壓力等于木塊的重力,根據(jù)p=====ρgh結(jié)合兩個壓強(qiáng)關(guān)系求得木塊的密度;根據(jù)物體的漂浮條件和G=mg=ρVg求得木塊剛好在水中漂浮時(shí)受到的浮力,根據(jù)F?。溅岩篻V排求得木塊剛好在水中漂浮時(shí)排開水中的體積,根據(jù)V=Sh求得此時(shí)木塊浸入水中的高度,即木塊剛好在水中漂浮時(shí)水的高度,已知容器底面積和水的深度,根據(jù)V=Sh求得甲中水的體積,比較甲、乙容器中水的高度,確定水是否還在流動;由連通器原理可知,當(dāng)水不再流動時(shí),兩側(cè)水面相平,甲中水的體積等于乙中水和木塊排開水的體積之和,由此求得乙中水的體積,根據(jù)m=ρV求得乙中水的質(zhì)量?!窘獯稹拷猓杭字兴畬θ萜鞯撞康膲簭?qiáng)為:p水=ρ水gh水=1×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4000Pa,木塊對乙容器底的壓強(qiáng)為:p木=p水=×4000Pa=2000Pa,根據(jù)p=====ρgh可得木塊的密度為:ρ木===0.5×103kg/m3;由于木塊的密度小于水的密度,所以木塊剛好在水中漂浮時(shí),受到的浮力等于木塊的重力,即F浮=G木,則有:ρ水gV排=ρ木gV木,即:1×103kg/m3×V排=0.5×103kg/m3×2×10﹣2m2×0.4m解得:V排=4×10﹣3m3,此時(shí)木塊浸入水中的高度為:h浸===0.2m,即此時(shí)乙中水的高度為:h乙水=h浸=0.2m,此時(shí)乙中水的體積為:V乙水=h浸(S乙﹣S木)=0.2m×(4×10﹣2m2﹣2×10﹣2m2)=4×10﹣3m3,甲容器中水的體積為:V水=S甲h水=4×10﹣2m2×0.4m=1.6×10﹣2m3,則甲中水的體積為:V水甲=V水﹣V乙水=1.6×10﹣2m3﹣4×10﹣3m3=1.2×10﹣2m3,此時(shí)甲中水深度為:h水甲===0.3m>0.2m,由連通器原理可知,當(dāng)水不再流動時(shí),兩側(cè)水面相平,故此時(shí)水仍在流動。當(dāng)水不再流動時(shí),由于容器底面積相同,所以甲中水的體積等于乙中水和木塊排開水的體積之和,則乙中水的體積為:V乙水′=(V水+V排)﹣V排=×(1.6×10﹣2m3+4×10﹣3m3)﹣4×10﹣3m3=6×10﹣3m3,乙容器中水的質(zhì)量為:Δm水=ρ水V乙水′=1×103kg/m3×6×10﹣3m3=6kg。故答案為:0.5×103;連通器;6。17.在科技節(jié)中,小陶子用傳感器設(shè)計(jì)了如圖甲所示的浮力感應(yīng)裝置,豎直細(xì)桿的上端與物體A相連,下端通過力傳感器連在水箱底,力傳感器可以顯示出細(xì)桿的上端受到作用力的大小,水箱的質(zhì)量為0.8kg,細(xì)桿及連接處的重力可忽略不計(jì)。向水箱中加水直到剛好加滿,力傳感器的示數(shù)大小隨水箱中加入水的質(zhì)量變化的圖象如圖乙所示,由圖可知物體A的重力為2N。當(dāng)向水箱中加入質(zhì)量為2.2kg的水,力傳感器的示數(shù)為F時(shí),水箱對水平面的壓強(qiáng)為p1。繼續(xù)向水箱中加水,當(dāng)力傳感器的示數(shù)為4F時(shí),水箱對水平面的壓強(qiáng)為p2,則p1:p2=16:21?!敬鸢浮?;16:21。【分析】由圖乙可知,水箱中沒有水時(shí),力傳感器受到的壓力即為物體A的重力,由圖乙可知A完全浸沒時(shí)力傳感器的示數(shù),根據(jù)力的平衡條件求出B點(diǎn)豎直向下的作用力,對A受力分析可知,受到豎直向上的浮力、豎直向下的重力和桿的作用力,據(jù)此求出此時(shí)A受到的浮力,然后歸納得出每加1kg水物體M受到的浮力增加5N,據(jù)此求出向水箱中加入質(zhì)量為2.2kg的水物體A受到的浮力,進(jìn)一步判斷出此時(shí)桿的作用力為支持力,把水箱和水、物體A看做整體,受力分析后得出等式即可求出整體受到的支持力,水箱對水平面的壓力和水平面對水箱的支持力是一對相互作用力,二力大小相等,據(jù)此求出水箱對水平面的壓力;當(dāng)力傳感器的示數(shù)大小變?yōu)?F時(shí),判斷出此時(shí)桿的作用力為壓力并求出物體A受到的浮力,進(jìn)一步求出此時(shí)容器內(nèi)水的質(zhì)量,再把水箱和水、物體A看做整體,受力分析后得出等式即可求出整體受到的支持力,從而得出此時(shí)水箱對水平面的壓力,利用壓強(qiáng)公式求出兩種情況下水箱對水平面的壓強(qiáng)之比?!窘獯稹拷猓河蓤D乙可知,水箱中沒有水時(shí)(m=0),壓力傳感器受到的拉力F0=2N,則物體A的重力G=F0=2N,由圖乙可知,當(dāng)A完全浸沒時(shí),壓力傳感器的示數(shù)為8N,對A受力分析可知,受到豎直向上的浮力、豎直向下的重力和桿的作用力,則此時(shí)A受到的浮力F?。紾M+F=2N+8N=10N,綜上可知,加水2kg時(shí)水面達(dá)到A的下表面(此時(shí)浮力為0),加水4kg時(shí)A剛好浸沒(此時(shí)浮力為10N),該過程中增加水的質(zhì)量為2kg,浮力增大了10N,所以,每加1kg水,物體A受到的浮力增加5N,當(dāng)向水箱中加入質(zhì)量為2.2kg的水時(shí),受到的浮力F浮1=(2.2kg﹣2kg)×5N/kg=1N<2N,則此時(shí)桿的作用力為支持力,力傳感器的示數(shù)F=G﹣F浮1=2N﹣1N=1N,把水箱和水、物體A看做整體,受力分析可知,受到豎直向下的總重力、水平面的支持力作用處于平衡狀態(tài),由整體受到的合力為零可得:F支持1=(m水1+m水箱)g+G=(2.2kg+0.8kg)×10N/kg+2N=32N,因水箱對水平面的壓力和水平面對水箱的支持力是一對相互作用力,所以,水箱對水平面的壓力F1=F支持1=32N,當(dāng)力傳感器的示數(shù)大小變?yōu)?F時(shí),由4F=4×1N=4N>2N可知,此時(shí)桿的作用力為拉力,物體M受到的浮力F浮2=G+4F=2N+4N=6N,此時(shí)容器內(nèi)水的質(zhì)量m水2=2kg+=3.2kg,把水箱和水、物體A看做整體,受力分析可知,受到豎直向下的總重力、水平面的支持力作用處于平衡狀態(tài),由整體受到的合力為零可得:F支持2=(m水2+m水箱)g+G=(3.2kg+0.8kg)×10N/kg+2N=42N,此時(shí)水箱對水平面的壓力F2=F支持2=42N,由p=可得:====。故答案為:2;16:21。18.育紅學(xué)校科技小組的同學(xué)們設(shè)計(jì)了一個自動沖刷廁所的水箱模型,這種水箱模型能把自來水管供給的較小流量的水儲存到一定量后,自動開啟放水閥門,沖刷便池中的污物。如圖是這種水箱模型的主要部件的截面示意圖。圖中水箱A是一個邊長為50cm的正方體;浮筒B是一個質(zhì)量為0.2kg的空心圓柱體,其底面積SB為80cm2,高為35cm;放水閥門C是一個質(zhì)量可忽略的圓柱體,其底面積Sc為55cm2,厚度d為1.5cm;放水閥門C能將排水管口恰好蓋嚴(yán),閥門上固定一根輕繩與浮筒相連,繩的長度l為10cm.則水箱中的水深H至少為41.5cm時(shí),浮筒B剛好能將放水閥門C打開。【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】由題中模型可知當(dāng)C被拉起時(shí)水會放出,故將B、C看作一個整體進(jìn)行分析,由受力分析可知BC整體受到B的重力、C受液體的壓力及B受液體的浮力,由平衡條件可知當(dāng)向上的浮力與向下的重力及水對C的壓力相等時(shí)C剛好被打開。【解答】解:取B、C整體為研究對象,受力分析由平衡條件得F浮=GB+FC而水對閥門C的壓力FC=ρg(H﹣d)×SCB受到的浮力F?。溅裧V=ρg(H﹣l﹣d)SBGB=mg聯(lián)立以上各式得ρg(H﹣l﹣d)SB=GB+ρg(H﹣d)×SCH==+d+l,代入數(shù)據(jù)得:H=+0.015m+×0.1m=0.415m=41.5cm。故答案為:41.5。三.實(shí)驗(yàn)探究題(本題共2小題,每空1分,共16分)19.某物理小組在“研究小球放入水中靜止時(shí),水對容器底部的壓強(qiáng)增加量Δp水及容器對水平面的壓強(qiáng)增加量Δp容與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,選取了體積相同、密度不同的若干小球放入水中(水深大于小球直徑,且水不溢出),如圖所示,測出水對容器底部的壓強(qiáng)增加量Δp水及容器對水平面的壓強(qiáng)增加量Δp容,并將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表中。實(shí)驗(yàn)序號123456ρ球(×103千克/米3)0.20.60.81.01.21.4Δp水(帕)98294392490490490Δp容(帕)98294392490588686①分析實(shí)驗(yàn)序號1、2、3中的數(shù)據(jù),可知小球放入水中靜止時(shí),小球處于漂?。ㄟx填“漂浮”、“懸浮”或“下沉”)狀態(tài);②分析比較表中實(shí)驗(yàn)序號4與5與6中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件可知:浸入水中體積相同的小球,當(dāng)ρ球與ρ水的大小滿足ρ球≥ρ水關(guān)系時(shí),Δp水與ρ球無關(guān);③分析比較表中Δp容與ρ球的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件可知:浸入水中的小球,當(dāng)小球體積相同時(shí),Δp容跟ρ球成正比;④分析比較表中實(shí)驗(yàn)序號1、2、3、4中Δp水與Δp容的大小關(guān)系及相關(guān)條件可知:體積相同的小球浸入水中,當(dāng)ρ球≤ρ水時(shí),Δp水=Δp容。⑤若其它器材不變,換用體積相同,密度為2.0×103千克/米3小球做進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)探究,由表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)論,小球放入水中靜止時(shí),水對容器底部的壓強(qiáng)增加量Δp水=490Pa,容器對水平面的壓強(qiáng)增加量Δp容=980Pa。【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】①物體的密度小于液體的密度時(shí),物體在液體中靜止時(shí)是漂浮的。②分析實(shí)驗(yàn)4、5、6,當(dāng)ρ球≥ρ水時(shí),Δp水與ρ球無關(guān)。③由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知,浸入水中體積相同的小球,容器底壓強(qiáng)增加量跟小球的密度成正比。④分析比較表中實(shí)驗(yàn)序號1、2、3、4中Δp水與Δp容的大小關(guān)系,可以得到小球的密度大于或等于液體密度時(shí),水對容器底部的壓強(qiáng)增加量Δp水及容器對水平面的壓強(qiáng)增加量Δp容相等。⑤當(dāng)小球的密度大于水的密度時(shí),小球浸沒在水中,由于小球的體積相同,小球的密度變大,水的深度增加量不變,水對容器底部的壓強(qiáng)增加量不變。根據(jù)浸入水中體積相同的小球,容器底對水平面壓強(qiáng)增加量跟小球的密度成正比,求出小球的密度為2.0×103千克/米3時(shí),容器對水平面的壓強(qiáng)增加量。【解答】解:①實(shí)驗(yàn)序號1、2、3中的數(shù)據(jù),小球的密度都小于水的密度,小球放在水中都會在水中漂浮。②分析實(shí)驗(yàn)4、5、6,當(dāng)ρ球≥ρ水時(shí),小球沉入水底,Δp水與ρ球無關(guān)。③由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知,浸入水中體積相同的小球,容器對水平面的壓強(qiáng)增加量Δp容與ρ球的比值是0.49N?m/kg,故Δp容跟ρ球成正比。④由實(shí)驗(yàn)序號1、2、3、4數(shù)據(jù)知,浸入水中的小球,當(dāng)小球體積相同時(shí),當(dāng)ρ球≤ρ水時(shí),Δp水=Δp容。⑤當(dāng)小球的密度大于水的密度時(shí),小球浸沒在水中,由于小球的體積相同,小球的密度變大,水的深度增加量不變,水對容器底部的壓強(qiáng)增加量不變,故小球放入水中靜止時(shí),水對容器底部的壓強(qiáng)增加量Δp水=490Pa。浸入水中體積相同的小球,容器底對水平面壓強(qiáng)增加量跟小球的密度成正比,容器對水平面的壓強(qiáng)增加量Δp容與ρ球的比值是0.49N?m/kg,所以當(dāng)小球的密度是2.0×103千克/米3時(shí),故容器對水平面的壓強(qiáng)增加量是980Pa。故答案為:①漂浮;②ρ球≥ρ水;③Δp容跟ρ球成正比;④當(dāng)ρ球≤ρ水時(shí),Δp水=Δp容;⑤490Pa;980Pa。20.小明和小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置“探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)器材:兩把相同的彈簧秤A、B,溢水杯D、小桶C、升降臺E、升降微調(diào)旋鈕G、實(shí)驗(yàn)物體F、細(xì)線和水。(1)本實(shí)驗(yàn)探究的問題是:浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系;(2)實(shí)驗(yàn)操作的步驟如下,正確的順序是BFDAEC或者FBDAEC。A.將物體和小桶掛到彈簧秤上,讀出A的示數(shù)F物0,B的示數(shù)F0。B.將兩個彈簧秤調(diào)零。C.調(diào)節(jié)G,使溢水杯緩慢上升,溢出的水進(jìn)入小桶中。記錄物體浸入不同深度時(shí),A、B示數(shù)F物和F。D.在升降臺上放上溢水杯,并在杯中加入適量的水。E.將小桶移到如圖所示位置,調(diào)節(jié)G使它處于合適的高度。F.在物體和小桶上分別系上細(xì)線。(3)步驟E中,溢水杯“合適”的高度,“合適“指使溢出的水能全部流入小桶中且溢水杯不與小桶接觸。物體受到水的浮力計(jì)算式為F物0﹣F物,物體排開水的重力計(jì)算式為F0﹣F。(4)圖中甲、乙是小桶中水量變化示意圖,其中正確的是圖甲,圖中B點(diǎn)對應(yīng)的是物體剛好浸沒時(shí)(填物體浸入水中的情況)。(5)若將物體掛在彈簧秤A上和小桶掛在彈簧秤B上靜止時(shí)指針處均記為0,則實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)A、B兩個彈簧秤指針移動的距離大小相等(選填“相等”或“不相等”),實(shí)驗(yàn)得到的初步結(jié)論是浸在液體中的物體所受的浮力等于它排開液體所受的重力。【答案】(1)浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系;(2)BFDAEC或者FBDAEC;(3)使溢出的水能全部流入小桶中且溢水杯不與小桶接觸;F物0﹣F物;F0﹣F;(4)圖甲;物體剛好浸沒時(shí);(5)相等;浸在液體中的物體所受的浮力等于它排開液體所受的重力?!痉治觥浚?)本題目就是考查學(xué)生對影響浮力大小因素的掌握,關(guān)鍵是學(xué)生要利用稱重法求出物體所受浮力的大小,再用另一個彈簧秤測出物體排開水的重力,然后判斷浮力的大小與物體排開液體所受重力的關(guān)系;(2)實(shí)驗(yàn)器材的安裝要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康陌才艑?shí)驗(yàn)的順序,(3)溢水杯“合適”的高度,即調(diào)節(jié)G既能使溢水杯能讓物體慢慢浸在水中,且溢水杯不能與小桶接觸,又要使溢水杯口要略高于小桶,才能讓排開的水金部流入小桶中;(4)當(dāng)物體浸在水中的體積逐漸增大,排開水的體積也逐漸增大,當(dāng)物體完全浸沒在水中后,排開水的體積不再增加;據(jù)此分析得出答案;(5)根據(jù)阿基米德原理:浸在液體中的物體所受的浮力等于它排開液體所受的重力,進(jìn)行判斷?!窘獯稹拷猓海?)從實(shí)驗(yàn)裝置圖中可以看出,用稱重法可測出物體在水中的浮力,再用另一個彈簧秤測出物體排開水的重力,所以實(shí)驗(yàn)探究的問題是浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系;(2)兩個彈簧秤使用前要先調(diào)零,或者先在在物體和小桶上分別系上細(xì)線;再將物體和小桶掛到彈簧秤上,測出物體的重力和空桶的重力;在升降臺上放上溢水杯,并在杯中加入適量的水;將小桶移到如圖所示位置,調(diào)節(jié)G使它處于合適的高度;然出再把物體浸沒入水中,測出物體在水中受到的拉力,根據(jù)稱重法求出浮力,最后再測出桶和溢出水的重力得出排開水的重力;所以順序是BFDAEC或者FBDAEC。(3)①步驟E中,溢水杯“合適”的高度,即調(diào)節(jié)G使溢水杯能讓物體慢慢浸在水中,且溢水杯不能與小桶接觸,溢水杯口要略高于小桶,才能讓排開的水金部流入小桶中,否則會使測出的桶和排開水的總重力有誤差。②物體的重力為G=F物0,物體浸在水中后,彈簧測力計(jì)對物體的拉力為F物,由稱重法可用,物體受到水的浮力計(jì)算式為F?。紽物0﹣F物;③小桶的重力為F0,小桶和溢出的水總重力為F,所以物體排開水的重力計(jì)算式為為G排=F0﹣F;(4)①當(dāng)物體浸在水中的體積逐漸增大,排開水的體積也逐漸增大,當(dāng)物體完全浸沒在水中后,排開水的體積不再增加,所以小桶中水的體積是先變大后不變,即甲圖符合題意;②B點(diǎn)是桶中排開水的體積達(dá)到最大的時(shí)候,即物體浸在水中的體積不再增大,所以是物體剛好浸沒的時(shí)候。(5)如圖所示,向下移動水平橫桿,使重物緩慢浸入盛滿水的溢水杯中,重物排開水的體積變大,受到能浮力變大,由稱重法可知,彈簧秤A示數(shù)的變化量為FA′=F物0﹣F物;彈簧秤A的示數(shù)變小,A的變化量等于浮力的變化量;B彈簧秤測量小桶和物體排開水的總重,所以彈簧秤B的示數(shù)變大,變化量是排開水的重力的變化量,由阿基米德原理F?。紾排可知,浮力的變化量等于排開液體所受重力的變化量,即彈簧測力計(jì)A、B示數(shù)的變化量相等,所以A、B兩個彈簧秤指針移動的距離大小相等;在步驟C中,記錄物體體浸入不同深度時(shí),A、B示數(shù)F物和F,可以測出物體浸在不同深度時(shí)所的浮力和排開水的重力,通過對比物體所受的浮力和排開水的重力,可以得到的初步結(jié)論是浸在液體中的物體所受的浮力等于它排開液體所受的重力。故答案為:(1)浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系;(2)BFDAEC或者FBDAEC;(3)使溢出的水能全部流入小桶中且溢水杯不與小桶接觸;F物0﹣F物;F0﹣F;(4)圖甲;物體剛好浸沒時(shí);(5)相等;浸在液體中的物體所受的浮力等于它排開液體所受的重力。四.計(jì)算題(本題共3小題,每題10分,共30分)21.現(xiàn)有一質(zhì)量分布均勻?qū)嵭拈L方體放在水平桌面上,其長寬高如圖甲所示,現(xiàn)按照虛線所示的平面S1繞棱AB沿順時(shí)針依次切去右上部分并將其浸沒于乙容器中,切去部分質(zhì)量與長方體總質(zhì)量之比為K;已知乙容器足夠高且底面積為120cm2,其中液體的初始深度為10cm,乙容器中液體對容器底部壓強(qiáng)以及甲物體剩余部分對地面壓強(qiáng)與K的部分關(guān)系如圖丙所示,求:(1)乙容器中液體密度;(2)K=a時(shí),乙容器液體對容器底部的壓強(qiáng)變化量;(3)當(dāng)甲剩余部分對地面壓強(qiáng)p1與乙容器中液體對容器底部壓強(qiáng)p2的比值為5:13時(shí),乙容器對地面壓強(qiáng)變化量。【答案】(1)乙容器中液體密度為2.4×103kg/m3;(2)K=a時(shí),乙容器液體對容器底部的壓強(qiáng)變化量為240Pa;(3)當(dāng)甲剩余部分對地面壓強(qiáng)p1與乙容器中液體對容器底部壓強(qiáng)p2的比值為5:13時(shí),乙容器對地面壓強(qiáng)變化量為900Pa?!痉治觥浚?)由丙圖可知乙容器內(nèi)液體對容器底部的壓強(qiáng)為2400Pa,根據(jù)ρ=計(jì)算乙容器中液體密度;(2)由圖丙可知初始甲對桌面的壓強(qiáng)為2400Pa,當(dāng)K=a時(shí),甲對地面的壓強(qiáng)為1800Pa,靜止在水平面上的物體對水平面的壓力等于自身的重力,根據(jù)F=pS計(jì)算甲的重力以及甲對桌面的壓力的變化量,進(jìn)一步計(jì)算甲的重力的變化量,根據(jù)G=mg,m=ρV可知=,據(jù)此計(jì)算甲體積的變化量,根據(jù)體積公式計(jì)算乙容器內(nèi)液面上升的高度,根據(jù)液體壓強(qiáng)公式計(jì)算乙容器液體對容器底部的壓強(qiáng)變化量;(3)由圖甲可知拐點(diǎn)以前,切去部分質(zhì)量小于長方體甲總質(zhì)量的一半,該過程甲對桌面的壓力減小,受力面積不變,由圖丙可知壓強(qiáng)變小,拐點(diǎn)處甲對桌面的壓力等于自身重力的二分之一,根據(jù)壓強(qiáng)噶計(jì)算此時(shí)甲對桌面的壓強(qiáng),由圖甲可知拐點(diǎn)以后,切去部分質(zhì)量大于長方體甲總質(zhì)量的一半,該過程甲對地面的壓力減小,受力面積減小,由圖丙可知甲對桌面的壓強(qiáng)不變,已知甲剩余部分對地面壓強(qiáng)p1與乙容器中液體對容器底部壓強(qiáng)p2的比值為5:13,進(jìn)一步計(jì)算乙容器中液體對容器底部壓強(qiáng)p2,以及乙容器中液體對容器底部壓強(qiáng)的變化量,根據(jù)液體壓強(qiáng)公式計(jì)算乙容器內(nèi)液面上升的高度,根據(jù)體積公式計(jì)算甲切去部分的體積,進(jìn)一步計(jì)算甲切去部分的重力,乙容器對地面壓力的變化量等于甲切去部分的重力,根據(jù)壓強(qiáng)公式計(jì)算乙容器對地面壓強(qiáng)變化量?!窘獯稹拷猓海?)由丙圖可知乙容器內(nèi)液體對容器底部的壓強(qiáng)為2400Pa,則乙容器中液體密度:ρ===2.4×103kg/m3;(2)由圖丙可知初始甲對桌面的壓強(qiáng)為2400Pa,當(dāng)K=a時(shí),甲對地面的壓強(qiáng)為1800Pa,靜止在水平面上的物體對水平面的壓力等于自身的重力,則甲的重力:G=pS=2400pa×6×10×10﹣4m2=14.4N,甲對桌面的壓力的變化量:ΔF=ΔpS=(2400pa﹣1800Pa)×6×10×10﹣4m2=3.6N,則甲的重力的變化量ΔG=ΔF=3.6N,根據(jù)G=mg,m=ρV可知=,則甲體積的變化量為ΔV=×V=×8×6×10×10﹣6m3=1.2×10﹣4m3,乙容器內(nèi)液面上升的高度:Δh===0.01m,乙容器液體對容器底部的壓強(qiáng)變化量:Δp=ρgΔh=2.4×103kg/m3×10N/kg×0.01m=240Pa;(3)由圖甲可知拐點(diǎn)以前,切去部分質(zhì)量小于長方體甲總質(zhì)量的一半,該過程甲對桌面的壓力減小,受力面積不變,由圖丙可知壓強(qiáng)變小,拐點(diǎn)處甲對桌面的壓力等于自身重力的二分之一,此時(shí)甲對桌面的壓強(qiáng):p′====1200Pa,由圖甲可知拐點(diǎn)以后,切去部分質(zhì)量大于長方體甲總質(zhì)量的一半,該過程甲對地面的壓力減小,受力面積減小,由圖丙可知甲對桌面的壓強(qiáng)不變,甲剩余部分對地面壓強(qiáng)p1與乙容器中液體對容器底部壓強(qiáng)p2的比值為5:13時(shí),乙容器中液體對容器底部壓強(qiáng)p2=p1=p′=×1200Pa=3120Pa,乙容器中液體對容器底部壓強(qiáng)的變化量:Δp′=p2﹣p=3120Pa﹣2400Pa=720Pa,乙容器內(nèi)液面上升的高度:Δh′===0.03m,甲切去部分的體積:ΔV′=S′Δh′=120×10﹣4m2×0.03m=3.6×10﹣4m3,甲切去部分的重力:ΔG′=×G=×14.4N=10.8N,乙容器對地面壓力的變化量等于甲切去部分的重力,乙容器
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