(1)物体浸没在水中时受到的浮力是 N。
(2)由操作①②③,可探究浮力的大小与的关系;由操作①③⑤,可探究浮力大小与 的关系;由操作①③④,可探究浮力的大小与 的关系。
(3)上述实验完成后,小明又提出问题:浮力大小与排开液体的重力之间有什么关系呢?于是他按照如图乙的A、B、C、D、E步骤进行实验,小明在操作中有一个步骤出现错误,该错误的步骤是 。改正错误后,经正确操作得到的结论是 。
五、计算题(本大题共2小题,第21小题6分,第22小题7分,共13分)
21.(6分)如图,使用定滑轮将装有泥土总质量为10kg的沙袋匀速提升了5m,上升的速度为0.5m/s,不计绳重与摩擦,求
(1)人对绳子自由端的拉力大小; (2)在这个过程中,人对沙袋做的功; (3)拉动绳子的功率。
22.(7分)水平面上放置了一个高为15cm、底面积S1=15cm的圆柱形容器(容器的厚度不计),装有深度为10cm的水,如图甲所示,将一个高为20cm、底面积岛S2=10cm的轻质塑料瓶(如图乙),缓慢地竖直压入容器中,直到碰到容器底部,在这个过程中有部分水溢出,求:
2
2
(1)压入塑料瓶前,水对容器底部的压强; (2)在整个过程中水对塑料瓶产生的最大浮力; (3)将塑料瓶从容器中拿出后,容器底部受到水的压力
六、综合题(本大题共3小题,第23小题6分,第24小题7分,第25小题7分,共20分) 23.(6分)小刘发现生活中很多时候都会用到滑动摩擦力,便猜想: ①滑动摩擦力可能与压力大小有关; ②滑动摩擦力可能与接触面的粗糙程度有关
为了验证猜想,小刘利用弹簧测力计和一瓶苹果醋进行了如下实验:
(1)将苹果醋放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向 拉动苹果醋,测力计的示数如图,则苹果来醋受到的摩擦力大小为 N。
(2)实验中要通过 改变压力,并控制 不变,可验证猜想 (选填“①”、“②”)。 (3)在实验中小刘沿水平方向加速拉动苹果醋,则苹果醋所受摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
24.(7分)俗话说“水往低处流”,但水也能爬坡。如图,将足够长的空心塑料管灌满水,用木塞将塑料管的两端A、B堵住,然后将A端置于河水中,将B端置于菜地,接着依次拔下A、B端的木塞,这样河水就会流到菜地。
(1)“水往低处流”是因为水受到 的作用;题中的河水是在 的作用下由A端进入塑料管并翻越了河堤。
(2)若不计塑料管的摩擦,在浇灌菜地的过程中,水的 能转化成了 能,水的机械能 。 (3)要实现这个方案,图中的 (选填“h1”、“h2”或“h3”)不能超过 m.(已知当地的大气压强为9.8×10Pa)。
4
25.(7分)2018年5月2日,我国制造的全球最大起重船﹣“振华30”完成了港珠澳大桥的大技术难题,完成了最后一块沉管的沉放安装。安装沉管的过程中,“振华30”将6000吨的沉管从另一艘船上吊起,然后在空中水平旋转了90°,最后将沉管放入水中,实现双向对接。“振华30”依靠两侧的“侧推器”确保在洋流中保持平稳,使沉管能精准对接。
振华30”每侧均有一个功率为2750kW的“侧推器”,“侧推器”工作时,向一侧喷水,从而产生与喷水方向相反的侧推力。
(1)如图甲,吊起沉管后,“振华30”船体浸入水中的体积增加了 m;之后,“振华30”将吊起的沉管缓慢浸入水中,在浸入的过程中,“振华30”船体底部受到水的压强将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)吊臂吊着沉管水平旋转90°的过程,吊绳对沉管 (选填“做功”或“不做功”),理由是 。
(3)若“振华30”的“侧推器”工作效率为30%,在沉管安装过程中,水对船左侧的冲击力为F=5.5×10N,如图乙所示,为了保持船体的平稳,开启“侧推器”,让水从船体 (选填“左侧”或“右侧”)喷出,喷出速度为 m/s。
4
3
参考答案
一、选择题(本大题7小题,每小题3分,共21分.在每小题列出的四个选项中,只有一个是正确的) 1-5:ADCBD 6-7:CB
二、填空题(本大题7小题,每空1分,共21分)
8.马德堡半球;低;变小。 9.省力;斜面;盘山公路。 10.快;小于;小于。 陷;转换法;减小受力面积。 12.不变;增加;增加。 力;省力。
7
11.凹
13.连通器;3×10;变小。 14.费
三、作图题(共7分)
15.16.17.
四、实验题〔本大题共3小题,第18小题7分,19小题6分,第20小题6分,共19分) 18.(1)左;水平;(2)变大;变小;(3)①1;②20;F1L1=F2L2(动力×动力臂=阻力×阻力臂)。 19(1)匀速;(2)90.0;78.4%;(3)C;(4)不会存在摩擦力对拉力的影响;偏大。 20.(1)1.0;(2)排开液体的体积;液体的密度;深度;(3)溢水杯没有装满水;F浮=G排。 五、计算题(本大题共2小题,第21小题6分,第22小题7分,共13分) 21.解:
(1)不计绳重与摩擦,使用定滑轮不省力,人对绳子自由端的拉力: F=G=mg=10kg×10N/kg=100N;
(2)不计绳重与摩擦,人对沙袋做的功等于克服沙袋重力做的功, 则:W=Gh=100N×5m=500J; (3)拉动绳子的功率: P=
=
=Gv=100N×0.5m/s=50W。
答:(1)人对绳子自由端的拉力为100N; (2)在这个过程中,人对沙袋做的功为500J; (3)拉动绳子的功率为50W。 22.解:
(1)由题可知,压入塑料瓶前,水的深度为10cm,
水对容器底部的压强:p=ρgh=1.0×10kg/m×10N/kg×10×10m=1000Pa; (2)由题可知,压入过程中有部分水溢出,此时容器中水的深度h容=15cm, 则塑料瓶排开水的体积:V排=V浸=S2h容=10cm×15cm=150cm=1.5×10m,
2
3
﹣43
3
3
﹣2