解题思路:(1)光线从空气斜射到水面时,既发生反射,又发生折射.反射遵循反射定律,折射遵循折射规律.
(2)已知鱼缸的长、宽和水深,可以计算出水的体积V;利用公式m=ρV,能够得出水的质量m;最后公式G=mg就可以求出水重.
(3)已知鱼缸的质量,可以得到鱼缸重,鱼缸对水平台的压力等于鱼缸和水的总重力;然后根据力的三要素画出压力的示意图.
(4)已知鱼缸的长和宽,可以得到底面积;利用公式p=
F/S]计算台面受到的压强.
(5)气泡在水中上升过程中,形状是否变化及如何变化,取决于所受水的压强变化,用公式p=ρgh分析.
(6)气泡的密度小于水的密度,然后根据物体的浮沉条件可知鱼吐出的气泡会上浮.
(1)分析表格中的数据即可得出虹吸现象的结论.
(2)根据液面相平不发生虹吸现象,液面存在高度差发生,然后利用气体压强和液体压强公式进行分析.
(3)类比着利用虹吸现象给鱼缸换水列举生活中的应用.
(4)根据科学探究的环节以及短文内容回答他们经历的探究环节.
(1)入射光线与水平面成30°,所以入射角为60°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,即反射角为60°;
光从空气斜射入水,折射光线向法线偏折;如下图所示:
(2)鱼缸中水的体积:
V=0.8m×0.4m×0.25m=0.08m3,
水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.08m3=80kg
水重:
G水=mg=80kg×10N/kg=800N;
(3)鱼缸的重力:
G0=m0g=5kg×10N/kg=50N,
台面受到的压力:
F=G0+G水=50N+800N=850N;
压力的作用点位于受力物体台面上,方向竖直向下,如下图所示:
(4)鱼缸与台面的接触面积为
S=ab=0.8m×0.4m=0.32m2,
台面受到的压强:
p=[F/S]=[850N
0.32m2=2656.25Pa;
(5)由液体压强公式p=ρgh知,在水的密度一定时,压强变化决定于水的深度.
气泡上升,深度减小,所以受到水的压强减小;在温度一定时,气泡受到的压强减小,体积会增大,所以上升过程中,气泡应该越来越大.
(6)气泡里边气体的密度小于水的密度,根据上浮的条件可知气泡会上浮.
(1)由表格中:两液面相同时,水不流动;液面不同时,液面高的向液面低的流动;
故可得结论:当虹吸管两端的液面不相平时,管内液体就会流动.流动的方向是由液面高的容器流向液面低的容器.
(2)两液面上浮与大气相通,当液面存在高度差时,即两液面之间存在液体压强,则会发生虹吸现象,
故虹吸现象是由大气压强与液体压强共同作用的结果.
(3)生活中应用虹吸现象的实例有:给汽车油箱放油、水箱放水等.
(4)他们经历的探究环节有:提出问题、设计实验、预测、进行实验.
故答案为:(1)如上图所示;
(2)鱼缸中水重为800N;
(3)台面所受的压力为850N,此力的示意图如上图所示;
(4)鱼缸对桌面的压强是2656.25Pa;
(5)正确画法:鱼嘴吐出的气泡上升时应越来越大;
物理根据:因为气泡所受水的压强随着水的深度增加而增大,气泡的体积随着压强的增大而减小,所以气泡在水底时体积应是最小;
(6)气泡的密度小于水的密度,所以气泡所受的重力小于气泡所受浮力,因此气泡上浮.
(1)不相平;由液面高的容器流向液面低的容器;
(2)C;
(3)用虹吸管给汽车油箱放油、水箱放水;
(4)提出问题、设计实验、预测、进行实验.
点评:
本题考点: 压强的大小及其计算;密度公式的应用;重力的计算;物体的浮沉条件及其应用;作光的反射光路图;作光的折射光路图.
考点点评: 本题考查了光的折射和反射、密度公式、压强公式、重力公式的理解和应用以及学生分析实验数据得出结论的能力和作图能力,涉及的知识点较多,综合性较,难度较大;同时体现了物理来源于生活,又服务于生活的特点,是一道好题.
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