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(5分)建设中的港珠澳大桥由桥梁和海底隧道组成,隧道由一节一节用钢筋混凝土做成的...

(5分)建设中的港珠澳大桥由桥梁和海底隧道组成,隧道由一节一节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成,如图所示,建造隧道时,先将沉管两端密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,然后让其漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底。

设某一节密封长方形沉管的长.宽.高分别是180m,35m,10m,总质量为6×107kg(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)

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(1)漂浮在海面上的密封沉管,在灌水前受到的浮力F=      N。

(2)在对密封沉管灌水使其下沉到海底的过程中,其下表面受到海水的压强大小将     (选填“变小”、“不变”或”变大”),沉管所受的浮力将      (在A、B、C、D中选择)。

A.先变大后变小              B.先变大后不变

C.先不变后变大              D.先变小后变大

(3)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时,注入的海水至少为      kg,此时其下表面受到海水的压力等于      N。

 

(1)6×108; (2)变大 B (3)3×106 6.3×108; 【解析】 试题分析:(1)因为漂浮在海面上,所以浮力等于重力,F浮=G=6×108N。 (2)下表面受到海水的压强大小与下表面到海水液面的深度成正比,所以,在对密封沉管灌水使其下沉到海底的过程中,其下表面受到海水的压强大小将变大;根据阿基米德原理,沉管在没有完全浸没前所受的浮力与排开水的体积成正比,排开海水的体积增大,则浮力增大,当沉管完全浸没后,排开海水的体积不变,所受的浮力将不变,选B。 (3)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时,所受到的浮力 F浮=ρ海水V排g=1.0×103kg/m3×180m×35m×10m×10N/kg=6.3×108N, 沉管自身的重力G=6×108N 注入海水G’=F浮-G=6.3×108N-6×108N=0.3×108N 注入的海水质量m=3×106kg; 此时其下表面受到海水压力等于向上的浮力等于6.3×108N。 考点:浮力计算  
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考点分析:
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(4分)现代家具越来越重视人体工学的设计,如图(a)所示的电脑椅,当人向后靠时就比端坐在椅子上要舒服,如图(b)、(c)所示下表中数据为重500牛的人使用电脑椅时的一些参数

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椅子的质量

10千克

人端坐在椅子上时的受力面积

8×10-22

人端坐在椅子上时对座垫的压力

320牛

人向后靠时对座垫的压强

2000帕

每个轮子的受力面积

4×10-42

求:(1计算人端坐在椅子上时对座垫的压强,说明人后靠时比端坐时舒服的原因。(根据计算回答)

2)人端坐在椅子上时椅子对水平地面的压强

 

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(10分)阅读短文,回答问题

日常生活中存在这样的现象:飞机、轮船、汽车等交通工具运行时,受到空气阻力;人在水中游泳、船在水中行驶时,受到水的阻力;百米赛跑时,奔跑得越快,我们感到风的阻力越大。这是什么原因呢?

查阅相关资料得知:物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,当阻力大到与重力相等时,将以某一速度作匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验,测量数据见下表。(g取1 0 N/kg)

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(1)下列    实验,可以验证“流体阻力大小与横截面积有关”

A.比较纸锥下落的快慢

B.研究气泡的运动规律

C.探究浮力大小与哪些因素有关

D.探究阻力对物体运动的影响

(2)1号小球受到空气阻力最大时的速度为     m/s,此时空气阻力为      ,依据    原理。

(3)半径相同的小球,质量    (大/小)的收尾速度大。

(4)对于3号小球,当速度为20 m/s时,空气阻力    (大于/等于/小于)重力。

(5)轿车的外形常做成    ,目的是    ;在座位的靠背上安装“头枕”可防轿车被    (前面/后面)的车撞击时对乘者的伤害。

(6)为提高游泳成绩,请从泳姿或泳装方面,给运动员提一条合理化建议:     

 

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(5分)在“探究液体内部压强特点”的实验中,首先必须检查压强计能否正常使用,若用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都很小,则说明该压强计的气密性      (选填“好”或“差”).若使用调好的压强计,探究水内部压强特点的情景如图A、B、C所示。

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(1)比较A图、B图和C图,可以得到的结论是:     

(2)在B图中把金属盒慢慢下移,可以观察到U型管两边液面的高度差会逐渐增大,从而得到的结论是:     

(3)如图D、E所示,有两只相同的烧杯,分别盛有体积相同的水和酒精(没有标签).小唐采用压强计进行探究:小唐把金属盒分别浸入到这两种液体中,发现图D中U形管两边的液柱高度差较小,小唐则认为图D烧杯中盛的是密度较小的酒精.他的结论是否可靠?      理由是:         

 

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(3分)摩擦现象广泛存在于人们的生活和生产中。小梦对此很感兴趣,围绕生活中的摩擦现象进行了探究。

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1小梦对放在水平面上的物体处于静止状态和匀速运动状态下,受水平力F摩擦力f情况进行了研究,并绘制了图像,如图所示。请比较图像中A、B两点物体所受作用力的大小(填不能确定):①FA      fA       ②FB      fB

2摩擦知识在生活中的应用非常广泛,并不断地进行改进。火柴的擦燃就是一例,如图所示。火柴盒侧面已由以前的图(a)替换成图(b)的式样,这样设计的现实意义是     

 

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(5分)小华、小明两位同学通过实验探究杠杆平衡的条件,所用实验器材有杠杆、弹簧测力计、钩码和支架等他们分别在已调水平平衡的杠杆上施加动力F1、阻力F2并使杠杆在水平位置平衡,记录动力臂l1及阻力臂l2,小华、小明的操作情况分别如图(a)、(b)所示,表一、表二为他们记录的实验数据

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(1)分析比较实验序号1、2与3的数据及相关条件,小华得出结论:杠杆平衡的条件是F1+l1=F2+l2请判断:小华的结论是________的(选填正确错误),依据是:_______________________

(2)进一步综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件,可归纳得出结论:杠杆平衡的条件是_________________________

(3)得出上述杠杆平衡的条件后,小华也欲用弹簧测力计和钩码进行实验,但跟小明的操作不同的是,他准备将弹簧测力计沿竖直方向作用在杠杆上的A点,而钩码的位置不变,如图(c)所示

请判断:他_________使杠杆在水平位置平衡(选填不能如果杠杆能平衡,写出需满足的条件;如果杠杆不能平衡,写出判断的理由

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