7.A、B是两个不溶于水的物块,用一根细线连接在一起,先后以两种不同方式放入同一个装有水的烧杯中,处于如图甲、乙所示的静止状态。
试判断两种情况下,烧杯中水面的高度h甲、h乙的大小关系为(C)
A.h甲<h乙 B.h甲>h乙
C.h甲=h乙D.无法判断
8.在木棒的一端缠绕一些细铜丝制成简易的液体密度计,将其分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中处于静止状态,如图所示,若密度计在甲、乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙,甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙。
则(D)
A.F甲<F乙B.F甲>F乙
C.ρ甲>ρ乙D.ρ甲<ρ乙
9.将三块完全相同的橡皮泥做成如图所示的两种不同形状,分别放在水和盐水中,下列说法正确的是(B)
A.甲图中橡皮泥所受浮力大于乙图中橡皮泥所受浮力
B.甲图中橡皮泥排开水的质量小于乙图中橡皮泥排开水的质量
C.乙图中橡皮泥所受浮力小于丙图中橡皮泥所受浮力
D.乙图中橡皮泥排开水的体积等于丙图中橡皮泥排开盐水的体积
10.如图所示是探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。
实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4N、2.8N和2.5N。
若盐水的密度为1.2×103kg/m3,g取10N/kg,则下列结论正确的是(A)
A.物体A的密度为4×103kg/m3
B.实验乙中,物体A受到的拉力为1N
C.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
D.实验丁中,容器底部受到的压力等于0.3N
二、填空题(每空1分,共19分)
11.2018年4月20日,我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”首次下潜(如图所示)。
潜水器在水面下匀速下潜过程中(假定海水的密度不变),受到的浮力__不变__(选填“变大”“不变”或“变小”),潜水器下表面受到的压强__变大__(选填“变大”“不变”或“变小”)。
12.如图所示,将一个鸡蛋放入水中,鸡蛋下沉,则鸡蛋的密度__大于__(选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度,在鸡蛋浸没在水中后的下沉过程中,鸡蛋受到的压强__变大__,受到的浮力__不变__(选填“变大”“变小”或“不变”)。
13.一个苹果的质量为160g,密度约为0.8×103kg/m3,苹果的体积是__2×10-4__m3,用手将苹果浸没在水中时,苹果受到的浮力是__2__N。
(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
14.一个李子的体积约为60cm3,质量约为66g,若把李子放入水中,静止时将__沉底__(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”),一个西瓜的体积为6×103cm3,所受重力为55N,若把西瓜浸没在水中后放手,西瓜静止时所受浮力为__55__N。
15.如图所示,水平桌面上两个相同的玻璃缸装满了水,水中分别漂浮着大、小两只玩具鸭。
甲、乙两图中水对缸底的压强分别为p1和p2,缸对桌面的压强分别为p1′和p2′。
两只玩具鸭受到的浮力分别为F1和F2,则它们的大小关系为:
p1__=__p2,p1′__=__p2′,F1__>__F2,若图乙中小玩具鸭的质量为15g,它排开水的体积是__15__cm3。
16.农民用盐水选种,要把盐水的密度从1.05×103km/m3配成1.1×103kg/m3,应向盐水中加__盐__(选填“盐”或“水”),将谷种放入配制好的盐水中,密度小于1.1×103kg/m3的将__漂浮__在液面上。
17.将一实心物体挂在弹簧测力计上,待其静止时弹簧测力计的示数为7.2N,当把物体的三分之一浸在水中时,弹簧测力计的示数变为5.2N,此时物体受到的浮力为__2__N,若把该物体放入密度为1.5×103kg/m3且足够多的另一液体中待其稳定时,物体所受的浮力为__7.2__N。
(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
18.小明在水盆中洗碗,发现一个大碗正漂浮在水盆中,如图所示,他将水盆中的一些水放入大碗中,但大碗仍然漂浮,与原来相比,
大碗所受的浮力将__变大__(选填“变大”“不变”或“变小”),水盆中的水面会__不变__(选填“上升”“不变”或“下降”)。
三、作图题(共3分)
19.请画出图中潜水艇上浮时所受重力和浮力的示意图。
(小黑点O表示潜水艇的重心)。
解:
四、实验探究题(共32分)
20.(10分)如图,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G(图甲);
②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中,用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水,读出这时测力计的示数F(图乙);
③测出接水后小桶与水所受的总重力G1(图丙);
④将小桶中的水倒出,测岀小桶所受的重力G2(图丁);
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比较它们的大小是否相同。
回答下列问题:
(1)物体浸没在水中,受到水的浮力F浮=__G-F__,被排开的水所受的重力G排=__G1-G2__。
(用上述测得量的符号表示)
(2)指出本实验产生误差的原因(写出两点):
(a)__弹簧测力计的精确度不够__;
(b)__排开的水未全部流入小桶__。
(3)物体没有完全浸没在水中时,____能__ (选填“能”或“不能”)用实验验证阿基米德原理。
21.(22分)小明利用弹簧测力计、细线、玻璃杯和水测量石块及木块的密度,他设计了如图所示的实验方案并按顺序完成了甲、乙、丙、丁、戊的实验操作,根据图中内容,完成以下分析:
(g取10N/kg)
(1)分析步骤甲中弹簧测力计的示数,石块的重力为__3__N。
(2)对比__甲、丙__两步骤中弹簧测力计的示数可知木块的质量。
(3)小明分析甲、乙两步骤的测力计示数,石块所受浮力为__1.2__N,石块的体积为__1.2×10-4__m3,密度为__2.5×103__kg/m3。
(4)小明分析丁、戊两步骤中弹簧测力计示数,木块浸没在水中所受到的浮力为__2.2__N,木块体积为__2.2×10-4__m3,木块密度为__0.55×103__kg/m3。
(结果保留两位有效数字)
(5)小勇认为小明所测木块密度的方案中有缺陷,实验中只用完成甲、乙、丙、丁的操作就可以了,且得到的结果更准确。
你认为小勇的看法__合理__(选填“合理”或“不合理”)。
按小勇的方案测出木块的密度将比小明所测得的密度值__大__(选填“大”或“小”)一些,原因是小明实验方案中所测得的木块浮力偏__大__(选填“大”或“小”)。
五、综合应用题(共16分)
22.(8分)一长方体物块的体积为200cm3,密度为0.8×103kg/m3。
把它浸没在水中后放开手:
(g取10N/kg)
(1)物块为什么不能悬浮在水中?
请写出分析判断过程。
(2)物块最终漂浮在水面上静止时,物块所受浮力为多少N?
(3)漂浮时物块浸在水中的体积有多少m3?
(4)若物块漂浮时,物块下表面距离水平面的深度是16cm,求此时下表面受到水的压强是多少Pa?
解:
(1)物块重力G=ρ物gV=0.8×103kg/m3×10N/kg×200×10-6m3=1.6N,物块浸没在水中所受的浮力F浮′=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×200×10-6m3=2N>1.6N,即F浮′>G,所以,将小球浸没在水中放手后,不能悬浮在水中,会上浮
(2)因为木块漂浮,所以受到的浮力为F浮=G=1.6N
(3)根据阿基米德原理F浮=G排=ρ水gV排可得,物块浸在水中的体积为V排=
=
=1.6×10-4m3
(4)物块下表面距离水平面的深度h=16cm=0.16m,则下表面受到水的压强是p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1.6×103Pa
23.(8分)如图甲所示,圆柱形容器中盛有适量的水,其内底面积为100cm2。
弹簧测力计的下端挂着一个正方体花岗岩,将花岗岩从容器底部开始缓慢向上提起的过程中,弹簧测力计的示数F与花岗岩下底距容器底部的距离h的关系如图乙所示。
(g取10N/kg)求:
(1)在花岗岩未露出水面前所受水的浮力大小。
(2)花岗岩的密度。
解:
(1)由图乙可知,花岗岩的重力G=5.6N,花岗岩在未露出水面前弹簧测力计的示数F=3.6N,所以花岗岩所受水的浮力F浮=G-F=5.6N-3.6N=2N
(2)由F浮=ρ水gV排可得花岗岩的体积V=V排=
=
=2×10-4m3,花岗岩的质量m=
=
=0.56kg,花岗岩的密度:
ρ=
=
=2.8×103kg/m3
第十一章综合检测题
(时间:
45分钟 满分:
100分)
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.以下四幅图中,克服物体重力做功的是(C)
2.如图所示,某同学正在进行手抛鸡蛋表演,由图可估算出鸡蛋从最高点落到手中的过程中,鸡蛋重力做的功最接近于(B)
A.0.02J B.0.2J C.2J D.20J
3.如图所示,一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下,若它在顶端的重力势能为65J,则滑到底端的动能是(D)
A.35JB.50JC.55JD.65J
4.2019年3月10日凌晨,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭,成功将“中星6C”卫星发射升空,在卫星加速升空的过程中,关于卫星的能量分析,下列说法正确的是(D)
A.动能增加,势能不变B.动能不变,势能增加
C.机械能总量不变D.机械能总量增加
5.如图中的两条直线是表示甲、乙两个物体做功与所需时间的关系图象,由图象可知,甲、乙两物体的功率关系是(A)
A.P甲>P乙B.P甲
C.P甲=P乙D.无法比较大小
6.如图所示,用细绳吊着一个物块,静止靠在墙壁上。
剪断细绳的同时,用一个由零逐渐增大的水平作用力F压在物块上,墙壁足够高,则物块(D)
A.运动速度变大B.所受摩擦力变大
C.动能先变大后不变D.机械能先减小后不变
7.如图,用大小相等的拉力F,分别沿斜面和水平面拉同一木箱,拉力方向和运动方向始终一致,运动时间tab>tcd,运动距离sab=scd,比较两种情况下拉力所做的功和功率(B)
A.ab段做功较多B.ab段与cd段做的功一样多
C.ab段功率较大D.ab段与cd段的功率一样大
8.如图所示,在光滑水平台面上,一轻质弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置。
开始时通过小球压缩弹簧到A位置(已知AO=BO),释放小球,研究小球在水平方向上的受力和运动情况,则(A)
A.小球从A运动到O的过程中所受弹力方向向右、速度不断增大
B.小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向右、动能不断减小
C.小球运动到B点时将停止运动并保持静止,机械能为零
D.小球在运动过程中所受弹力的方向保持不变
9.如图所示,是小朋友们喜欢的荡秋千游戏,下列说法中正确的是(D)
A.秋千运动到最高处时动能最大
B.秋千从高处向低处运动过程中,拉力在做功
C.秋千从低处向高处运动过程中,重力势能转化为动能
D.秋千最终会停下来,说明机械能转化成其他形式的能
10.一个小球从A点由静止开始下落,速度越来越大,相继经过B、C两点,如图所示。
若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离,则下列说法中不正确的是(D)
A.小球在下落过程中动能变大
B.小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能
C.小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功
D.小球所受的重力在AB段做功的功率等于在BC段做功的功率
二、填空题(每空1分,共28分)
11.小明同学用40N的水平推力推着重100N的书箱在水平地面上前进了2m,松开手后,书箱仍向前滑行了1m,整个过程中小明做功__80__J,书箱的重力做功__0__J。
12.美国正在试验助推火箭无损回收技术:
火箭将飞船推送至一定高度,箭船分离,火箭停止喷火,落向地面;接近地面时,火箭再次消耗燃料向下喷火,并以2m/s的速度匀速下降,如图所示,匀速下降时,火箭的动能__变小__(选填“变小”“不变”或“变大”),重力势能__变小__(选填“变小”“不变”或“变大”)。
(考虑燃料损耗)
13.将物体A放在水平面上,在水平拉力F1作用下,以v1=4m/s的速度向右匀速运动,在同一水平面上,物体A受到水平拉力F2作用时,以v2=6m/s的速度向右匀速运动,两次移动的距离相同,则两次拉力做功W1__=__W2,两次拉力的功率P1__<__P2。
(均选填“>”“<”或“=”)
14.青少年在安静思考问题的时候,心脏推动血液流动的功率约为1.5W,则你在考试的60min内,心脏做功约为__5400__J,用这些功可以让一个质量为50kg的物体匀速升高__10.8__m。
(g取10N/kg)
15.如图是引体向上的示意图,小明同学在半分钟内做了12个规范的引体向上。
已知小明的质量为60kg,每次引体向上他能将自身重心提高0.4m,则小明每做一次引体向上所做的功为__240__J,整个过程中的平均功率为__96__W。
(g取10N/kg)
16.如图是皮球落地后弹跳过程中,每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。
A、B是同一高度的两点,则A点的重力势能__等于__(选填“大于”“小于”或“等于”)B点的重力势能;此过程中皮球的机械能__减小__(选填“增大”“减小”或“不变”)。
17.如图所示,将钢锯条固定在桌面边缘,将棋子放在钢锯条的端部,然后用手将锯条的端部压下一段距离,松手后,棋子会被弹起一定的高度,此过程中,钢锯条的弹性势能转化为棋子的__重力__势能。
增加钢锯条被下压的距离,发现棋子被弹起的高度增加,实验表明,物体的__弹性形变__越大,它的弹性势能越大。
18.甲站在以0.5m/s匀速上行的自动扶梯上,乙站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上。
甲、乙两人质量相等,甲上行中动能__不变__(选填“增加”“不变”或“减少”)。
某时刻他们的位置如图所示,该时刻甲的重力势能__等于__乙的重力势能,甲的机械能__小于__乙的机械能。
(后两空均选填“大于”“等于”或“小于”)
三、实验探究题(共30分)
19.(9分)小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时,提出了如下猜想:
猜想一:
物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二:
物体的重力势能与物体所在高度有关
为了验证上述猜想,他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验:
如图所示,将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上,把铁块从距桌面某一高度由静止释放,撞击在桌面的中心部位,记录桌腿进入沙子的深度。
按上述方案进行实验,其实验数据如下表所示。
实验
序号
铁块质量
m/g
铁块距桌面高度
H/cm
桌腿进入沙子
的深度h/cm
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
4.1
(1)实验中通过比较__桌腿进入沙子的深度__来判断物体重力势能的大小;
(2)为了验证猜想一,需选择表中__①④⑤__(填实验序号)三组数据进行分析;
(3)分析表中①②③的实验数据,可得出的结论是__物体所在的高度越高,具有的重力势能越大__。
20.(9分)小红看到运动员拉弓射箭时,弓拉得越弯,箭射得越远。
小红猜想:
弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关。
(1)为验证其猜想是否正确,她设计了如图所示的实验,将小球置于弹簧的右端,将同一个弹簧每次压缩__不同__(选填“相同”或“不同”)的长度(弹簧被压缩后未超过其弹性限度),松开后小球弹开钻入同一位置的相同纸盒,并留在其中,分析比较纸盒__移动的距离__,从而比较同一弹簧在不同弹性形变时弹性势能的大小。
(2)假若水平面绝对光滑,本实验将__不能__(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
21.(12分)实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”。
将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离。
(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是__将钢球从某一高度由静止释放__,钢球动能的大小是通过观察__木块运动的距离__来判断的。
实验
次数
钢球
质量/g
钢球下摆
高度/cm
木块滑行
距离/cm
1
20
20
20
2
40
20
58
3
60
20
(2)从表中数据可以看出,他们让质量不同的钢球从相同高度摆下,使钢球到达竖直位置的__速度__相同,从而探究动能与__质量__的关系。
(3)在第3次实验中,木块被撞后滑出木板,需要重做第3次实验,甲同学建议换用同样较长的木板,乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度。
你认为应当采用__甲__同学的建议。
(4)由上述实验数据和现象可得出结论:
__在速度一定时,质量越大动能越大__。
四、综合应用题(共23分)
22.(9分)一辆载重卡车连同货物一起的总质量m=4.5×103kg,在F=4.0×103N的牵引力作用下在平直公路上做匀速直线运动,1min内行驶了900m,g取10N/kg,求:
(1)卡车连同货物受到重力的大小。
(2)卡车受到阻力的大小。
(3)牵引力做功的功率。
解:
(1)卡车连同货物的重力G=mg=4.5×103kg×10N/kg=4.5×104N
(2)卡车做匀速直线运动,卡车受到的阻力f=F=4.0×103N
(3)牵引力做的功W=Fs=4.0×103N×900m=3.6×106J,牵引力做功的功率P=
=
=6.0×104W
23.(14分)张家界天门山闻名遐迩,天门山索道全长7454m,高度差1200m,是国内为数不多高度差超过千米的索道之一。
若单个缆车质量为140kg,每位乘客身体的平均质量为60kg,单个缆车满载6人,(g取10N/kg)则:
(1)游客乘坐天门山索道缆车匀速上山的过程中,缆车的动能__不变__,重力势能__增大__。
(均选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)若缆车与索道的接触面积为0.0025m2,缆车满载时,索道上挂缆车处的钢索承受的压强是多少?
(3)若单个缆车满载时从索道最高处运行到最低处,用时25min,缆车和人所受总重力做功的功率是多少?
解:
(1)游客乘坐天门山索道缆车匀速上山的过程中,质量不变,速度不变,高度不断增加,所以,缆车的动能不变,重力势能增大
(2)缆车对钢索的压力F=G=mg=(140kg+6×60kg)×10N/kg=5000N,索道上挂缆车处的钢索承受的压强p=
=
=2×106Pa (3)缆车和人所受总重力做的功W=Gh=5000N×1200m=6×106J,缆车和人所受总重力做功的功率P=
=
=4000W
第十二章综合检测题
(时间:
45分钟 满分:
100分)
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.下列简单机械在正常使用时能够省力的是(C)
2.如图所示,开瓶盖的起子可以看作是一个杠杆,在图中能正确表示开瓶盖时,杠杆的支点、动力和阻力的是(C)
3.下列杠杆平衡的是(杆重和摩擦均不计)(C)
4.如图是一种切甘蔗的铡刀示意图。
下列有关说法正确的是(C)
A.刀刃很薄可以增大压力
B.铡刀实质上是一种费力杠杆
C.甘蔗放在a点比b点更易被切断
D.手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
5.在探究“杠杆平衡条件”实验中,杠杆在力F作用下水平平衡,如图所示,现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,杠杆始终保持水平平衡,则拉力F与其力臂的乘积变化情况是(C)
A.一直变小 B.一直变大
C.一直不变D.先变小后变大
6.在不计摩擦和绳子质量的情况下,分别使用定滑轮、动滑轮、滑轮组(两个定滑轮和两个动滑轮)匀速提升同一物体到同一高度处,其机械效率分别为η定、η动、η组,则下列选项中正确的是(A)
A.η组<η动<η定B.η定<η动<η组
C.η动<η定<η组D.η定<η组<η动
7.工人用如图的机械将物体匀速提升到某一高度,若物体的重力与滑轮的重力之比G物∶G滑轮=9∶1,忽略绳重与摩擦的影响,则机械效率为(D)
A.10%B.45%
C.80%D.90%
8.如图所示,物体A、B的重分别为20N、10N,滑轮和绳子的重忽略不计,此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动,若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动,则(B)
A.F=20NB.F=10N
C.F=5ND.F=30N
9.小李同学利用如图所示的滑轮组匀速提升重物。
第一次提升的重物A的重力为GA,加在绳子自由端的拉力为F1,重物上升的速度为