2020-2021学年江苏省泰州市姜堰区八年级(下)期末物理试卷
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一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分,每题只有一个选项正确)
1.(2分)对于粒子和宇宙,人类从未停止过探索,下列相关说法正确的是( )
A.质子不带电,电子带负电
B.原子是由原子核和核外电子构成的
C.宇宙是有边界无层次的天体结构系统
D.光年是时间单位
2.(2分)在使用弹簧测力计的过程中没有必要的是( )
A.弹簧测力计必须竖直放置,不得歪斜
B.使用前指针要“校零”
C.使用过程中,弹簧、指针不得与外壳有摩擦
D.拉力不得超过弹簧测力计的最大刻度值
3.(2分)有关力和运动的描述,下列说法中不正确的是( )
A.滚动的足球停下来是因为球受到阻力
B.匀速直线运动的物体受平衡力,匀速转弯的物体受非平衡力
C.竖直上抛的物体在最高点为静止状态受平衡力
D.物体不受力的情况下也可能是运动的
4.(2分)在如图所示的工具中,使用时属于费力杠杆的是( )
A.瓶盖起子 B.起钉锤
C.食品夹 D.核桃夹
5.(2分)下列情形与大气压强无关的是( )
A.用吸管吸饮料
B.“玉兔”号在月球上留下“足迹”
C.马德堡半球实验
D.高原上用普通锅不易煮熟米饭
6.(2分)如图所示,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.木块的质量越大,摩擦力越小
B.木块运动时有惯性,停下来就没有惯性
C.木块受到的重力大于木板对它的支持力
D.木块受到的摩擦力大小等于弹簧测力计的拉力大小
7.(2分)下列关于浮力的说法正确的是( )
A.质量大的物体在液体中所受浮力一定大
B.码头上正在卸货的轮船所受的浮力逐渐减小
C.物体密度小于液体密度时物体在液体中处于悬浮状态
D.潜水艇在水面下从大海潜行进入长江,所受浮力不变
8.(2分)以下说法中正确的是( )
A.用橡胶作汽车的轮胎,是因为橡胶的硬度大
B.根据密度公式可知,密度与质量成正比,与体积成反比
C.当轿车在水平路面上高速行驶时对路面的压力小于静止时对路面的压力
D.判断天平横梁是否平衡时,一样定要等指针静止下来,且指在分度盘的中线处
9.(2分)用如图所示的工具提升相同重物G,不计摩擦和机械重,其中最省力的是( )
A.
B.
C.
D.
10.(2分)小花同学利用天平和量筒测量某种液体的密度时,记录实验的数据如下表这种液体的密度和空量筒的质量分别是( )
液体与量杯的总质量m/g
30
50
70
液体的体积V/cm3
10
30
50
A.3.0×103kg/m3 10g B.1.4×103kg/m3 10g
C.1.0×103kg/m3 20g D.3.0×103kg/m3 20g
11.(2分)网上流传着一种说法,鸡蛋能否沉入水底可以鉴别其是否新鲜。为了验证其真实性,小亮买了些新鲜鸡蛋,并拿其中一颗进行实验。第一天放入水中的鸡蛋沉入水底(如图甲),取出鸡蛋擦干放置50天后,再放入水中时鸡蛋漂浮在水面(如图乙),看来网传是真的。下列分析正确的是( )
A.鸡蛋两次所受的浮力一样大
B.甲图中鸡蛋排开水的重力大
C.乙图中鸡蛋所受浮力大于重力
D.放置50天后的鸡蛋密度变大
12.(2分)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体的密度:ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙
④容器对桌面的压强: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
二、填空题(本题有8小题,每空1分,共27分)
13.(3分)固体很难被压缩,是因为固体分子间存在着 ;酒精和水充分混合后,其总体积 (选填“大于”、“小于”或“等于”)混合前的总体积,此现象说明组成物质的分子间有 。
14.(3分)如图所示,小华将一支质量为100g、体积为1.2×10﹣4m3的牙膏,用手将其浸没在水中时,牙膏受到的浮力为 N,松手后牙膏将 (填“上浮”“下沉”或“悬浮”),待其静止后,杯底受到水的压强将 (填“不变”“增大”或“减小”)(g取10N/kg)。
15.(4分)如图所示是有关浮力的小实验:在薄塑料袋中装满水并扎紧(塑料袋质量和体积不计).用弹簧测力计将它提起后静止,由图可知水袋所受重力的大小4.6N;将水袋慢慢浸入水的过程中(不碰容器壁),弹簧测力计的示数会渐渐变 ,说明水袋受的浮力渐渐变 ;当水袋全部浸没水中时(不碰容器底),弹簧测力计的示数为 N,此时水袋所受浮力的大小为 N。
16.(6分)如图甲、乙所示是建设武汉火神山医院的场景。
(1)在图甲中,挖掘机铲斗的铲头做成比较锋利的齿状,目的是为了 压强,履带的外表面做得凹凸不平,是为了 摩擦。(选填“增大”或“减小”)
(2)在图乙中,压路机将地面压平、压实,利用了力可以改变物体的 。将土压实后,土的密度 (选填“变大”或“变小”)。
(3)在图丙中,“小黄”推土机,其质量为1.5×104kg,“小黄”在平直场地上以1m/s的速度匀速直线前进时受到的摩擦力是重力的0.5倍,此时它受到的牵引力是 N;当“小黄”运动的速度变大时,它受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
17.(2分)用托盘天平正确测量测得50枚大头针的质量时,砝码和游码的位置如图所示,则这50枚大头针的质量是 g,每枚大头针的质量是 g。
18.(3分)如图,质地均匀的长方体重7N,放在水平桌面上,它与桌子的接触面积为0.01m2,则它对桌面的压强为 Pa;若第一次沿虚线a竖直切除该物体右边露出桌面的部分,剩余部分对桌面的压强会 (选填“变小”、“不变”或“变大”下同);第二次沿虚线b竖直切除该物体右边阴影部分,与第一次相比剩余部分对桌面的压强会 。
19.(3分)小明用饮料吸管制作了一只简易密度计,将其放入水中时,密度计不能直立,应 (增加/减少)吸管中铁丝质量,改进后,分别用它测量水和盐水的密度时,吸管浸入液体的深度分别为h1和h2,则h1 h2.用它测量可乐密度时,吸管上“沾”上许多小气泡,测得的密度偏 。
20.(3分)某兴趣小组在自制潜水艇模型时,用塑料瓶、透明胶带、螺母、容器、塑料管(图中没画出)和水等制作了如图所示的潜水艇模型,其中螺母的作用是使塑料瓶在水中保持水平,A和B是“进排气口”或“进排水口”,则进排水口是图中 (选填“A”或“B”),若要使悬浮在水中的潜水艇模型下沉,则B口发生的情况是 (选填“向内打气”、“向外抽气”、“有水流出”或“有水流入”),此时潜水艇受到的浮力 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
三、解答题(本题有8小题,共49分,解答第22、23两小题要有解答过程)
21.(2分)如图,一木块沿斜面匀速下滑。请作出木块受到的重力和斜面对它的滑动摩擦力的示意图。
22.(2分)请画出图中小球所受力的示意图。
23.(2分)如图所示,画出钓鱼竿的动力臂L1和阻力臂L2。
24.(6分)某人用如图所示的滑轮组,将质量为9kg,边长为0.1m的正方体合金块,匀速向上拉。(不计绳重和摩擦)求:(g取10N/kg)
(1)合金块的密度为多少kg/m3;
(2)若不计滑轮重,此人的拉力的大小;
(3)若动滑轮重为8N,此人的拉力的大小。
25.(6分)一木块(不吸水),轻放量筒中(如图),水面由图甲中所示上升到图乙所示,再用针将木块压入水中,水面又上升到图丙所示,求:
(1)图乙中木块静止时受到的浮力?
(2)木块的质量是多少kg?
(2)木块的密度为多少kg/m3?
26.(7分)小明同学用如图所示的装置探究“阻力对运动的影响”。让小车从斜面同一高度处由静止滑下,分别标记出小车在水平的毛巾、棉布、木板表面的停止位置。
(1)小车在相同斜面同一高度由静止滑下,是为了使小车到达水平面时的 相同;
(2)标记a是小车在 (选填“毛巾”、“棉布”、“木板”)表面停下来的位置;
(3)在上述实验中,小车在毛巾表面运动全程中的速度变化量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)在木板表面运动全程中的速度变化量。分析可知,水平表面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”);
(4)在此实验基础上通过推理可知:力 (选填“是”或“不是”)维持物体运动的原因;
(5)上述实验结论是小明在分析实验现象的基础上,经过科学推理得出的。下列得出实验结论的过程与该实验相同的是 ;
A.探究影响压力作用效果的因素
B.探究二力平衡条件
C.探究声音能否在真空中传播
D.探究影响液体内部压强的因素
(6)小明想:在不增加实验器材的情况下,该实验装置也可以用来探究滑动摩擦力大小与 有关。
27.(7分)小明用2mL的注射器、量程为0~10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值,本实验的原理是二力平衡和P= 。
步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔。
步骤二:按如图所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞 时,记下弹簧测力计的示数为5.2N。
步骤三:用刻度尺测出注射器 的长度为4.00cm。
步骤四:算出大气压强值为 Pa。
同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
①将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样便于 。
②取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N,由此可知,此时活塞所受到的 (填“摩擦力”或“大气压力”)为0.3N。
小华根据改进后测得的数据,重新计算大气压的值为 。
28.(5分)如图甲所示,用压强计探究液体内部压强的特点(ρ浓盐水>ρ水)。
(1)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用 (选填“有色”或“无色”);
(2)将探头放在图乙所示液体内部的A、B位置,观察到U形管两侧液面的高度差的hB>hA,经过多次实验观察到同样的现象,这说明同种液体内部的压强随 的增加而增大;
(3)将探头放在图乙中所示液体内部等深的B、C位置,观察到U形管两侧液面的高度差hC hB(选填“<”、“=”或“>”),这是为了研究液体压强与液体 的关系;
(4)由以上实验可知:图乙所示液体内部A、B、C、D四个位置压强最大的是 位置。
29.(6分)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.2
2.0
1.7
1.7
1.9
(1)分析比较实验步骤A和 ,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析比较A、B、C、D可知:浮力大小与物体 有关;分析实验步骤A、E、F可知:浮力的大小还与 有关。
(2)分析实验数据可知,F中液体密度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度。
(3)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 N,金属块密度为 kg/m3.(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
30.(6分)利用杠杆开展相关实验探究(如图):
(1)安装好杠杆,将其放到水平位置后松手,发现杠杆沿逆时针方向转动,如图甲所示,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙,在A点挂3个重力均为0.5N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为 N;若将弹簧测力计沿图中虚线方向拉,仍使杠杆在图示位置平衡,弹簧测力计的示数会 (选填“变大“、“变小”或“不变”);
(3)如图丙所示,始终竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,此过程中,弹簧测力计拉力的力臂 (选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),拉力的大小 。
(4)如图丁,当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆在水平位置平衡为了使杠杆在水平位置平衡,在不更换弹簧测力计的情况下,你认为接下来的操作是 (写出一条即可)。
2020-2021学年江苏省泰州市姜堰区八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分,每题只有一个选项正确)
1.(2分)对于粒子和宇宙,人类从未停止过探索,下列相关说法正确的是( )
A.质子不带电,电子带负电
B.原子是由原子核和核外电子构成的
C.宇宙是有边界无层次的天体结构系统
D.光年是时间单位
【分析】(1)原子是由原子核和核外电子组成的,原子核又是由带正电的质子和不带电的中子组成的;
(2)宇宙是由物质组成的,是无限的。宇宙中有很多的星系,星系中又有很多星体,宇宙是一个有层次的天体结构系,并且处于不断的演化过程中;
(3)光年是指光一年的时间内通过的路程,是长度单位。
【解答】解:AB、原子是由原子核和核外电子组成的,原子核又是由带正电的质子和不带电的中子组成的。故A错误、B正确;
C、宇宙是一个无限但有层次的天体系统。故C错误;
D、光年指光在一年中通过的距离,所以是长度单位。故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查了我们对宏观世界与微观结构的认识,熟悉基础知识的考查,难度较小。
2.(2分)在使用弹簧测力计的过程中没有必要的是( )
A.弹簧测力计必须竖直放置,不得歪斜
B.使用前指针要“校零”
C.使用过程中,弹簧、指针不得与外壳有摩擦
D.拉力不得超过弹簧测力计的最大刻度值
【分析】弹簧测力计使用以前观察零刻度、量程、分度值。
使用过程中,弹簧测力计的中轴线和力在同一条直线上,防止弹簧和指针与外壳摩擦。
【解答】解:A、弹簧测力计的中轴线和力在同一条直线上,力是竖直的,弹簧测力计也是竖直的;力是倾斜的,弹簧测力计也是倾斜的。故A符合题意。
B、使用之前指针要校零,否则测量值和真实值之间会有较大的误差。故B不符合题意。
C、使用过程中,弹簧、指针与外壳有摩擦,会使测量值与真实值之间有误差。故C不符合题意。
D、拉力超过弹簧测力计的最大刻度值,会超过弹簧的弹性限度,弹簧的伸长和受到的拉力不成正比。会损坏弹簧测力计。故D不符合题意。
故选:A。
【点评】弹簧测力计使用之前认真观察零刻度、量程、分度值。还要来回拉几下弹簧防止弹簧卡壳。
使用过程中注意拉力方向和弹簧测力计的中轴线在同一条直线上。
3.(2分)有关力和运动的描述,下列说法中不正确的是( )
A.滚动的足球停下来是因为球受到阻力
B.匀速直线运动的物体受平衡力,匀速转弯的物体受非平衡力
C.竖直上抛的物体在最高点为静止状态受平衡力
D.物体不受力的情况下也可能是运动的
【分析】(1)力是改变物体运动状态的原因;
(2)根据物体的运动状态分析;
(3)地面附近的物体受到重力的作用;
(4)根据牛顿第一定律可知,当物体不受任何外力的情况下,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:A、滚动的足球停下来,运动状态发生了变化,是因为球受到阻力的作用,故A正确;
B、物体做匀速直线运动时处于平衡状态,受平衡力的作用;匀速转弯的物体的运动方向时刻发生变化,受非平衡力的作用,故B正确;
C、竖直上抛的物体在最高点时只受到重力,受非平衡力的作用,会向下运动,不会处于静止状态,故C错误;
D、牛顿第一定律告诉我们,当物体不受任何外力的情况下,总保持静止状态或匀速直线运动状态,所以物体在不受力的情况下也能运动,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查的知识点比较多,主要考查学生对所学物理知识的综合应用能力。
4.(2分)在如图所示的工具中,使用时属于费力杠杆的是( )
A.瓶盖起子 B.起钉锤
C.食品夹 D.核桃夹
【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解:
A、瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
B、起钉锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
C、食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
D、核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
故选:C。
【点评】此题考查的是杠杆的分类,主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
5.(2分)下列情形与大气压强无关的是( )
A.用吸管吸饮料
B.“玉兔”号在月球上留下“足迹”
C.马德堡半球实验
D.高原上用普通锅不易煮熟米饭
【分析】大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。据此逐个分析各选择项中各个实验或现象的操作过程,然后确定其是否与大气压有关。从而可以得到答案。
【解答】解:A、用力一吸气,吸管内的气压小于外界大气压,饮料在外界大气压的作用下,被压入口腔内。故利用了大气压,故A不符合题意;
B、“玉兔号”在月球上留下“足迹”,是压力使月球表面发生了形变,与大气压强无关,故B符合题意;
C、马德堡半球实验有力地证明了大气压强的存在,故C不合题意。
D、高原上用普通锅不易煮熟米饭,是因为海拔越高,大气压越低,导致水的沸点越低造成的,与大气压强有关,故D不合题意。
故选:B。
【点评】大气压在现实生活中的存在和应用特别广泛,生活中要注意观察,此题属于生活常识。
6.(2分)如图所示,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.木块的质量越大,摩擦力越小
B.木块运动时有惯性,停下来就没有惯性
C.木块受到的重力大于木板对它的支持力
D.木块受到的摩擦力大小等于弹簧测力计的拉力大小
【分析】(1)摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关;
(2)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性,惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系,质量越大,惯性越大;
(3)二平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】解:A、木块的质量越大,重力越大,对木板的压力越大,在接触面的粗糙程度一定时,摩擦力越大,故A错误;
B、惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,一切物体在任何时候都有惯性,故木块运动时有惯性,停下来同样具有惯性,故B错误;
C、木块沿长木板做匀速直线运动,木块和砝码受到的总重力和木板对木块的支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上,是一对平衡力,所以二者大小相等,故C错误;
D、用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,木块受到的摩擦力和弹簧测力计的拉力,大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上,是一对平衡力,所以二者大小相等,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查惯性、平衡力的辨别、摩擦力大小的影响因素等,涉及到的知识点多,综合性强,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
7.(2分)下列关于浮力的说法正确的是( )
A.质量大的物体在液体中所受浮力一定大
B.码头上正在卸货的轮船所受的浮力逐渐减小
C.物体密度小于液体密度时物体在液体中处于悬浮状态
D.潜水艇在水面下从大海潜行进入长江,所受浮力不变
【分析】(1)(4)根据F浮=G排=ρ液gV排液分析即可;
(2)物体漂浮时,浮力等于重力;
(3)根据物体的浮沉条件分析。
【解答】解:
A、浸在液体的物体受到的浮力等于其排开的液体受到的重力,与物体的质量无关,故A错误;
B、轮船漂浮在水中,受到的浮力等于重力,码头上正在卸货的轮船,其重力减小,所以受到的浮力逐渐减小,故B正确;
C、物体密度小于液体密度时,物体在液体中处于漂浮状态,故C错误;
D、潜水艇在水面下从大海潜行进入长江,其排开的水的体积不变,液体的密度减小,根据F浮=G排=ρ液gV排液可知,其受到的浮力减小,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、物体的浮沉条件(漂浮条件、悬浮条件)的了解与掌握,把物体的浮沉条件与密度关系(ρ液>ρ物,物体上浮;ρ液<ρ物,物体下沉;ρ液=ρ物,物体悬浮)一起理解记忆。
8.(2分)以下说法中正确的是( )
A.用橡胶作汽车的轮胎,是因为橡胶的硬度大
B.根据密度公式可知,密度与质量成正比,与体积成反比
C.当轿车在水平路面上高速行驶时对路面的压力小于静止时对路面的压力
D.判断天平横梁是否平衡时,一样定要等指针静止下来,且指在分度盘的中线处
【分析】(1)橡胶常温下有高的弹性;
(2)密度是物质本身的一种特性,相同的物质密度一般相同,不同的物质密度一般不同,密度的大小与物体的质量、体积无关;
(3)流速越大的地方,空气压强越小;流速越小的地方,空气压强越大;
(4)判断天平是否平衡有两种方法,一是天平指针静止时指在分度盘的中线处,二是指针左右摆动的幅度相同。
【解答】解:A、用橡胶做汽车轮胎,主要是因为橡胶常温下有高的弹性,减小汽车的振动与颠簸,橡胶做的轮胎耐磨性优异、抗湿滑性好、生热低、曲挠性,故B错误;
B、密度是物质本身的一种性质,其大小与物质的状态和种类有关,与物体的质量、体积无关,公式ρ=只是用于计算物体的密度,不能说明密度与质量成正比,与体积成反比,故B错误;
C、轿车高速行驶时,上方空气流速大,空气压强小;下方流速小,空气压强大。空气对车产生了一个向上的合力,使轿车对路面的压力小于静止时对路面的压力,故C正确。
D、判断天平是否平衡,既可以看指针是否在完全静止时指向分度盘标尺的正中间,也可以观察指针在分度盘中央线左右摆动的幅度是否相等,故D错误。
故选:C。
【点评】此题涉及到流体压强与流速的关系、物质的属性、天平的使用、密度及其特性等多个知识点,是一道综合性较强的题目。
9.(2分)用如图所示的工具提升相同重物G,不计摩擦和机械重,其中最省力的是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】由题可知,提升相同重物G,不计摩擦,不计绳、滑轮和杠杆重;
(1)动滑轮可以省一半力,F=G;
(2)使用滑轮组时,找出承担物重的绳子股数n,则F=G;
(3)定滑轮不省力,F=G;
(4)根据杠杆的平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂判断。
【解答】解:提升相同重物G,不计摩擦,不计绳、滑轮和杠杆重。
A、图中使用的是动滑轮,则F=G;
B、图中使用的是滑轮组,且n=3,则F=G;
C、图中使用的是定滑轮,则F=G;
D、设杠杆的长度为L,则由图示可知,动力臂为L,阻力臂为L,
由杠杆的平衡条件得FL=G×L,则F=G。
故由以上计算可知B最省力。
故选:B。
【点评】本题考查了定滑轮和动滑轮的特点以及杠杆平衡条件的应用,难度不大。
10.(2分)小花同学利用天平和量筒测量某种液体的密度时,记录实验的数据如下表这种液体的密度和空量筒的质量分别是( )
液体与量杯的总质量m/g
30
50
70
液体的体积V/cm3
10
30
50
A.3.0×103kg/m3 10g B.1.4×103kg/m3 10g
C.1.0×103kg/m3 20g D.3.0×103kg/m3 20g
【分析】液体体积从10cm3增加到30cm3,体积增加了20cm3,对应的液体与量杯的总质量从30g增加到50g,增加了20g。增加的20cm3液体对应的质量就是20g。用20g除以20毫升就可以算出密度为1g/cm3。
【解答】解:增加的液体体积:ΔV=30cm3﹣10cm3=20cm3,
增加的液体对应的质量:△m=50g﹣30g=20g,
液体的密度:==1g/cm3=1.0×103kg/m3,
空量筒的质量:m筒=m总1﹣m液1=30g﹣1g/cm3×10cm3=20g,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】解答本题的关键是要先分析出增加的体积和对应增加的质量,然后再密度公式去分析计算。
要注意题目中给的单位是g,cm3,最后答案中的给的是kg/m3的,要注意单位换算。
11.(2分)网上流传着一种说法,鸡蛋能否沉入水底可以鉴别其是否新鲜。为了验证其真实性,小亮买了些新鲜鸡蛋,并拿其中一颗进行实验。第一天放入水中的鸡蛋沉入水底(如图甲),取出鸡蛋擦干放置50天后,再放入水中时鸡蛋漂浮在水面(如图乙),看来网传是真的。下列分析正确的是( )
A.鸡蛋两次所受的浮力一样大
B.甲图中鸡蛋排开水的重力大
C.乙图中鸡蛋所受浮力大于重力
D.放置50天后的鸡蛋密度变大
【分析】(1)判断鸡蛋排开水的体积,由浮力的公式F浮=ρgV排判断浮力的大小;
(2)然后即可根据F浮=G排判断排开水的重力;
(3)根据物体漂浮条件判断乙图中的浮力与重力关系;
(4)根据物体的浮沉条件推理得出物体密度的大小关系。
【解答】解:
A、由图可知:在甲中下沉,V甲排=V鸡蛋,在乙中漂浮,V乙排<V鸡蛋;由于是同一个鸡蛋,则鸡蛋的体积相同,则甲排>V乙排:
由浮力的公式F浮=ρgV排可知:鸡蛋所受的浮力:F甲>F乙,故A错误;
B、根据F浮=G排可知:鸡蛋排开水的重力:G甲排>G乙排,故B正确;
C、鸡蛋在乙中漂浮,根据漂浮条件可知:浮力等于其重力,故C错误;
D、因为鸡蛋在甲中下沉,则ρ甲>ρ水,在乙中漂浮,则ρ乙<ρ水,所以ρ甲>ρ乙,即放置50天后的鸡蛋密度变小了,故D错误。
故选:B。
【点评】本题综合考查了阿基米德原理和物体的浮沉条件,分析时注意用好控制变量法,只要同学掌握牢固,题目不难得出。
12.(2分)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体的密度:ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙
④容器对桌面的压强: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
【分析】(1)根据p=ρgh判断液体对杯底压强的关系;
(2)液体质量相同,根据图判断出两液体的体积,根据密度公式判断出两液体的密度;
(3)容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,根据公式p=可求容器对桌面的压强。
【解答】解:①水平桌面上,甲乙两个容器中两种液体质量相等,则重力相等,容器底面积和质量相同,故对桌面的压力F甲=F乙,由p=得,容器对桌面的压强:p甲′=p乙′,故①错误,④正确;
②因为容器底面积相同,液体同高,乙中液体的体积大于甲中液体的体积,因为质量相同,所以ρ甲>ρ乙,故②错误;
③由图知,两容器中液体的深度相同,由②知ρ甲>ρ乙,根据p=ρgh知,液体对杯底的压强p甲>p乙;故③正确。
综上所述,①②错误,③④正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查形状不规则的容器中,液体对容器底部压力的计算,这是本题的难点,也是重点,还要知道在水平面上,物体对水平面的压力等于物体自身的重力。
二、填空题(本题有8小题,每空1分,共27分)
13.(3分)固体很难被压缩,是因为固体分子间存在着 斥力 ;酒精和水充分混合后,其总体积 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)混合前的总体积,此现象说明组成物质的分子间有 间隙 。
【分析】物质是由大量分子组成的,构成物质的分子间有间隙,分子间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解:分子间存在斥力,固体分子间距离较小,所以固体很难被压缩;酒精和水混合后,其总体积小于混合前的总体积,说明分子间存在间隙。
故答案为:斥力;小于;间隙。
【点评】此题考查了分子的热运动和分子间的相互作用力,是一道基础题。
14.(3分)如图所示,小华将一支质量为100g、体积为1.2×10﹣4m3的牙膏,用手将其浸没在水中时,牙膏受到的浮力为 1.2 N,松手后牙膏将 上浮 (填“上浮”“下沉”或“悬浮”),待其静止后,杯底受到水的压强将 减小 (填“不变”“增大”或“减小”)(g取10N/kg)。
【分析】(1)当牙膏浸没在水中时,此时排开水的体积就等于牙膏的体积,利用阿基米德原理计算此时牙膏受到的浮力;
(2)知道牙膏的质量,利用公式G=mg计算牙膏受到的重力,再与重力进行比较,重力大于浮力就下沉,重力等于浮力就悬浮,重力小于浮力就上浮;
(3)根据p=ρgh比较静止后与浸没时杯底受到水的压强。
【解答】解:(1)当牙膏浸没在水中时,排开水的体积等于牙膏的体积,
即V排=V物=1.2×10﹣4m3,
此时牙膏受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1.2×10﹣4m3=1.2N;
(2)牙膏的质量:m=100g=0.1kg,
牙膏受到的重力:
G=mg=0.1kg×10N/kg=1N;
牙膏完全浸没时,G<F浮,
所以松手后牙膏会上浮;
(3)当牙膏静止时,即处于漂浮状态,与浸没时相比,排开水的体积减小,水面高度减小,由p=ρgh可知,杯底受到水的压强将减小。
故答案为:1.2;上浮;减小。
【点评】本题考查了浮力和重力的计算、物体的浮沉条件以及液体压强的变化问题,关键是对公式及公式变形的理解和应用,要知道物体浸没在液体中时V排=V。
15.(4分)如图所示是有关浮力的小实验:在薄塑料袋中装满水并扎紧(塑料袋质量和体积不计).用弹簧测力计将它提起后静止,由图可知水袋所受重力的大小4.6N;将水袋慢慢浸入水的过程中(不碰容器壁),弹簧测力计的示数会渐渐变 小 ,说明水袋受的浮力渐渐变 大 ;当水袋全部浸没水中时(不碰容器底),弹簧测力计的示数为 0 N,此时水袋所受浮力的大小为 4.6 N。
【分析】浸在水中的物体受到重力、弹簧测力计对物体的拉力、浮力,重力=拉力+浮力,物体的重力不变,浸入物体的体积增大,浮力增大,弹簧测力计对物体的拉力减小。
【解答】解:水袋慢慢浸入水的过程中,水袋排开水的体积增大,水的密度不变,由公式F浮=ρ水gV排可知,水对物体的浮力增大,此时物体的受力关系为:重力=拉力+浮力,
由此可知,因为物体的重力不变,浮力增大,弹簧测力计对物体的拉力减小,即示数逐渐变小。当物体全部浸没在水中,因为水袋的密度等于水的密度,根据物体的浮沉条件可知,此时水袋刚好在水中悬浮,所受浮力等于重力为4.6N,所受拉力为0N,则弹簧测力计的示数是0N,
故答案为:小;大;0;4.6。
【点评】本题考查了称重法测浮力和阿基米德原理,关键是理解水袋完全浸没时排开水的重力即为水袋的重力。
16.(6分)如图甲、乙所示是建设武汉火神山医院的场景。
(1)在图甲中,挖掘机铲斗的铲头做成比较锋利的齿状,目的是为了 增大 压强,履带的外表面做得凹凸不平,是为了 增大 摩擦。(选填“增大”或“减小”)
(2)在图乙中,压路机将地面压平、压实,利用了力可以改变物体的 形状 。将土压实后,土的密度 变大 (选填“变大”或“变小”)。
(3)在图丙中,“小黄”推土机,其质量为1.5×104kg,“小黄”在平直场地上以1m/s的速度匀速直线前进时受到的摩擦力是重力的0.5倍,此时它受到的牵引力是 7.5×104 N;当“小黄”运动的速度变大时,它受到的摩擦力 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【分析】(1)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;增大摩擦力的方法:在接触面的粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;
(2)力可以改变物体的形状;在质量一定时,物体的体积越小,其密度越大;
(3)利用G=mg求出推土机的重力,然后根据摩擦力与重力的关系求出摩擦力,再利用二力平衡条件得出牵引力。
摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,在接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大;在压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
【解答】解:
(1)挖掘机铲斗的铲头做成比较锋利的齿状,是为了在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;
履带的外表面做得凹凸不平,这是为了在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;
(2)用压路机碾压地面的过程中,将地面压平、压实,利用了力可以改变物体的形状;
将土压实后,土的质量不变,但土的总体积减小,由密度公式ρ=可知土的密度变大;
(3)推土机的重力:
G=mg=1.5×104kg×10N/kg=1.5×105N,
推土机受到的摩擦力:
f=0.5G=0.5×1.5×105N=7.5×104N;
因为“小黄”推土机以1m/s的速度匀速直线前进,处于平衡状态,受力平衡,所以牵引力F=f=7.5×104N;
当“小黄”推土机运动的速度变大时,它对地面的压力不变、接触面的粗糙程度不变,受到的摩擦力不变。
故答案为:(1)增大;增大;(2)形状;变大;(3)7.5×104;不变。
【点评】本题考查了增大压强和摩擦力的方法、力的作用效果、密度公式的应用、二力平衡条件的应用,以及摩擦力大小的影响因素,虽知识点多,但都属于基础,难度不大。
17.(2分)用托盘天平正确测量测得50枚大头针的质量时,砝码和游码的位置如图所示,则这50枚大头针的质量是 5.6 g,每枚大头针的质量是 0.112 g。
【分析】天平平衡时,左盘物体的质量等于右盘所有砝码的质量加上游码左侧所对的刻度值。求得50枚大头针的质量再除以50即为每枚大头针的质量。
【解答】解:由图可见,标尺的分度值是0.2g,因此50个大头针的总质量是5g+0.2g×3=5.6g;
因此每一枚大头针的质量是=0.112g/枚。
故答案为:5.6;0.112。
【点评】本题考查了学生对累积法测量微小物体的质量以及天平读数的掌握,难度不大,属于基础知识的考查。
18.(3分)如图,质地均匀的长方体重7N,放在水平桌面上,它与桌子的接触面积为0.01m2,则它对桌面的压强为 700 Pa;若第一次沿虚线a竖直切除该物体右边露出桌面的部分,剩余部分对桌面的压强会 变小 (选填“变小”、“不变”或“变大”下同);第二次沿虚线b竖直切除该物体右边阴影部分,与第一次相比剩余部分对桌面的压强会 不变 。
【分析】根据p=得出它对桌面的压强;
若第一次沿虚线a竖直切除该物体右边露出桌面的部分,剩余部分对桌面的压力变小,但受力面积不变,根据p=可知剩余部分对桌面的压强的变化情况;
第二次沿虚线b竖直切除该物体右边阴影部分,根据p=====ρgh可知与第一次相比剩余部分对桌面的压强的变化情况。
【解答】解:它对桌面的压强p===700Pa;
若第一次沿虚线a竖直切除该物体右边露出桌面的部分,剩余部分对桌面的压力变小,但受力面积不变,根据p=可知剩余部分对桌面的压强会变小;
第二次沿虚线b竖直切除该物体右边阴影部分,根据p=====ρgh可知与第一次相比剩余部分对桌面的压强不变。
故答案为:700;变小;不变。
【点评】本题考查压强的有关知识,属于对基础知识的考查,难度不大。
19.(3分)小明用饮料吸管制作了一只简易密度计,将其放入水中时,密度计不能直立,应 增加 (增加/减少)吸管中铁丝质量,改进后,分别用它测量水和盐水的密度时,吸管浸入液体的深度分别为h1和h2,则h1 > h2.用它测量可乐密度时,吸管上“沾”上许多小气泡,测得的密度偏 大 。
【分析】(1)密度计不能直立漂浮可能是重心较高或底端较轻造成的;
(2)根据密度计漂浮时浮力等于重力列出关系式即可求出液体的密度;
(3)由于密度计漂浮时浮力不变,根据阿基米德原理判断出排开液体的体积不变,由于吸管上“沾”上许多小气泡,则排开液体的体积会变大,而使密度计浸入液体的深度变小,
【解答】解:
(1)小明将自制的密度计放入水中,密度计不能直立漂浮,应降低其重心,故需要增加吸管中铁丝质量;
(2)因为密度计不管是在水中还是在盐水中,都是漂浮状态,
所以F浮水=F浮盐水=G,
设密度计的底面积为S,则根据G=F浮液=ρ液gV浸得:
ρ水gSh1=ρ盐水gSh2,
已知:ρ水<ρ盐水,所以h1>h2,
(3)由于密度计漂浮时浮力等于重力,重力不变,则浮力不变;
根据F浮=ρ液gV排可知排开液体的体积不变,
当测量可乐密度时,吸管上“沾”上许多小气泡,此时V排=V气泡+V浸,
所以,密度计浸入可乐中的体积变小,
由于密度计的刻度是越往下对应的密度越大,所以,测得的液体密度偏大。
故答案为:增加;>;大。
【点评】密度计是物体的沉浮条件的实际应用,要结合阿基米德原理和沉浮条件分析有关问题:放入不同的液体,液体密度越大,排开体积越小。
20.(3分)某兴趣小组在自制潜水艇模型时,用塑料瓶、透明胶带、螺母、容器、塑料管(图中没画出)和水等制作了如图所示的潜水艇模型,其中螺母的作用是使塑料瓶在水中保持水平,A和B是“进排气口”或“进排水口”,则进排水口是图中 A (选填“A”或“B”),若要使悬浮在水中的潜水艇模型下沉,则B口发生的情况是 向外抽气 (选填“向内打气”、“向外抽气”、“有水流出”或“有水流入”),此时潜水艇受到的浮力 不变 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【分析】根据A、B的位置判定哪个是进排水口;物体下沉时,浮力要小于重力;根据阿基米德原理判定潜水艇受到的浮力的大小。
【解答】解:由图可知,A在潜水艇中的水面的下方,B在水面的上方,所以潜水艇可以通过A来进水和排水,通过B来进气和排气,所以A是进排水口;
若要使悬浮在水中的潜水艇模型下沉,则需要增大潜水艇的重力,即进入一部分水,所以则B口发生的情况是向外抽气,使得潜水艇内的气压减小,一部分水被压入潜水艇中;
由于潜水艇的体积不变,根据阿基米德原理可知,受到的浮力不变。
故答案为:A;向外抽气;不变。
【点评】此题以潜水艇模型为载体考查物体浮沉条件及应用,潜水艇为浮力中最典型的应用,要理解其原理。
三、解答题(本题有8小题,共49分,解答第22、23两小题要有解答过程)
21.(2分)如图,一木块沿斜面匀速下滑。请作出木块受到的重力和斜面对它的滑动摩擦力的示意图。
【分析】根据重力的方向是竖直向下的,木块沿斜面匀速下滑,受到平行于斜面向上的滑动摩擦力,作用点都可以画在物体重心上。
【解答】解:(1)重力的方向是竖直向下的,从木块重心开始,沿竖直向下的方向画一条有向线段,用G表示,即为木块受到的重力示意图:
(2)木块A沿斜面匀速下滑,所受滑动摩擦力平行于斜面向上,作用点也可以画在物体的重心上,如图所示:
【点评】画力的示意图的一般步骤为:一画简图,二定点,三画线,四画尖,五把力的符号标尖边。按照这个作图步骤,很容易能够画出指定力的示意图。
22.(2分)请画出图中小球所受力的示意图。
【分析】小球在水中受到重力和浮力的作用,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,由于小球漂浮,因此受到的力是平衡力,重力和浮力大小相等。
【解答】解:小球漂浮在水面上,重力和浮力是一对平衡力,二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上,如下图所示:
【点评】画力的示意图时要考虑到物体的运动状态,当物体处于静止或匀速直线运动时,受到的力就是平衡力。
23.(2分)如图所示,画出钓鱼竿的动力臂L1和阻力臂L2。
【分析】已知支点O,动力和阻力的方向,根据力臂的画法,过支点作动力作用线和阻力作用线的垂线段,即可画出动力臂和阻力臂。
【解答】解:延长阻力F2的作用线,由支点O向阻力F2的作用线作垂线,其垂线段即为阻力臂L2,由支点O向动力F1的作用线作垂线,垂线段即为动力臂L1,如图所示:
【点评】本题考查了力臂的画法,力臂是支点到力的作用线的距离,是一条垂线段。
24.(6分)某人用如图所示的滑轮组,将质量为9kg,边长为0.1m的正方体合金块,匀速向上拉。(不计绳重和摩擦)求:(g取10N/kg)
(1)合金块的密度为多少kg/m3;
(2)若不计滑轮重,此人的拉力的大小;
(3)若动滑轮重为8N,此人的拉力的大小。
【分析】(1)先计算合金块的体积,根据密度公式得出合金块的密度;
(2)根据G=mg得出物体的重力,从图中可知n=2,若不计滑轮重,根据F=G得出此人的拉力;
(3)若动滑轮重为8N,根据F=(G+G动)得出此人的拉力。
【解答】解:(1)合金块的体积V=(0.1m)3=0.001m3,
合金块的密度ρ===9×103kg/m3;
(2)物体的重力G=mg=9kg×10N/kg=90N,
从图中可知n=2,
若不计滑轮重,此人的拉力F=G=×90N=45N;
(3)若动滑轮重为8N,此人的拉力F′=(G+G动)=×(90N+8N)=49N。
答:(1)合金块的密度为9×103kg/m3;
(2)若不计滑轮重,此人的拉力的大小为45N;
(3)若动滑轮重为8N,此人的拉力的大小为49N。
【点评】本题考查密度、重力、拉力的有关计算,并考查滑轮组的知识,有一定综合性。
25.(6分)一木块(不吸水),轻放量筒中(如图),水面由图甲中所示上升到图乙所示,再用针将木块压入水中,水面又上升到图丙所示,求:
(1)图乙中木块静止时受到的浮力?
(2)木块的质量是多少kg?
(2)木块的密度为多少kg/m3?
【分析】(1)观察题图,读出各图中量筒的示数,再根据浮力公式F浮=ρ液V排g可计算出木块所受浮力;
(2)通过对乙图中木块进行受力分析可得出木块重力,再根据由重力与质量关系G=mg可可算出木块的质量;
(3)根据量筒读数计算出木块体积,再根据密度公式可计算出木块密度。
【解答】解:(1)观察题图,可知甲图中量筒读数为30mL,乙图中量筒读数为45mL,丙图中量筒读数为50mL。
根据浮力公式F浮=ρ液V排g可知,图乙中木块静止时受到的浮力
F浮=ρ液V排g=ρ液g(V乙﹣V甲)=1g/cm3×10N/kg×(45cm3﹣30cm3)=0.15N。
(2)乙图中木块静止,此时受到浮力等于重力。即F浮=G=0.15N。
由重力与质量关系G=mg可知,木块的质量m===0.015kg。
(3)木块的体积V=V丙﹣V乙=50mL﹣30mL=20mL=20cm3。
木块密度ρ====0.75g/cm3=0.75×103kg/m3。
答:(1)图乙中木块静止时受到的浮力为0.15N;
(2)木块的质量是0.015kg;
(3)木块的密度为0.75×103kg/m3。
【点评】本题通过排水法测量了木块的浮力与密度,排水法是中考中常见的测量浮力与物体密度的方法,考生应熟练掌握。
26.(7分)小明同学用如图所示的装置探究“阻力对运动的影响”。让小车从斜面同一高度处由静止滑下,分别标记出小车在水平的毛巾、棉布、木板表面的停止位置。
(1)小车在相同斜面同一高度由静止滑下,是为了使小车到达水平面时的 速度 相同;
(2)标记a是小车在 木板 (选填“毛巾”、“棉布”、“木板”)表面停下来的位置;
(3)在上述实验中,小车在毛巾表面运动全程中的速度变化量 等于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)在木板表面运动全程中的速度变化量。分析可知,水平表面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越 慢 (选填“快”或“慢”);
(4)在此实验基础上通过推理可知:力 不是 (选填“是”或“不是”)维持物体运动的原因;
(5)上述实验结论是小明在分析实验现象的基础上,经过科学推理得出的。下列得出实验结论的过程与该实验相同的是 C ;
A.探究影响压力作用效果的因素
B.探究二力平衡条件
C.探究声音能否在真空中传播
D.探究影响液体内部压强的因素
(6)小明想:在不增加实验器材的情况下,该实验装置也可以用来探究滑动摩擦力大小与 接触面的粗糙程度 有关。
【分析】(1)根据控制变量法,要控制小车到达水平面时的速度相同;
(2)在毛巾、棉布、木板中,木板的表面最光滑,小车在木板上通过的距离最长,据此分析;
(3)根据小车的初速度和末速度分析速度的变化量;由实验现象推理得出结论;
(4)物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因;
(5)根据每个选项的实验方法分析。
(6)利用控制变量法分析,不增加实验器材时可以探究的问题,如滑动摩擦力与接触粗糙程度之间的关系。
【解答】解:(1)小车在相同斜面同一高度由静止滑下的目的是为了使小车到达水平面时的速度相同;
(2)标记a的距离最远,说明其表面最光滑,在毛巾、棉布、木板中,木板的表面最光滑,所以标记a是小车在木板表面停下来的位置;
(3)由题意可知,小车从斜面上同一高度处滑下,所以小车到达毛巾表面和木板表面的水平面时的速度相等,而且小车最后在毛巾表面和木板表面上都会停下来,所以小车在毛巾表面运动过程中的速度变化量等于在木板表面运动过程中的速度变化量;
此实验说明水平表面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,在水平面上运动的距离越远;
(4)由实验推理可知,如果表面绝对光滑,小车将一直做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持;
(5)上述实验结论是小明在分析实验现象的基础上,经过科学推理得出的。所用的方法是实验推理法;
A.探究影响压力作用效果的因素用的方法是控制变量法,故A不符合题意;
B.用小磁针探究磁体周围的磁场用的方法是转换法,故B不符合题意;
C.探究声音能否在真空中传播用的方法是实验推理法,故C符合题意;
D.探究动能大小与物体质量的关系用的方法是控制变量法,故D不符合题意。
故选:C;
(6)由题意知小车的质量不变,对水平面的压力不变,水平面的粗糙程度改变,可以探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度之间的关系。
故答案为:(1)速度;(2)木板;(3)等于;慢;(4)不是;(5)C;(6)接触面的粗糙程度。
【点评】本题探究“阻力对运动的影响”,考查控制变量法、数据分析、推理法和力与运动的关系。
27.(7分)小明用2mL的注射器、量程为0~10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值,本实验的原理是二力平衡和P= 。
步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔。
步骤二:按如图所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞 刚被拉动 时,记下弹簧测力计的示数为5.2N。
步骤三:用刻度尺测出注射器 有刻度部分 的长度为4.00cm。
步骤四:算出大气压强值为 1.04×105 Pa。
同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
①将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样便于 排空注射器内的空气 。
②取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N,由此可知,此时活塞所受到的 摩擦力 (填“摩擦力”或“大气压力”)为0.3N。
小华根据改进后测得的数据,重新计算大气压的值为 9.8×104Pa 。
【分析】(1)根据二力平衡的条件和p=测量大气压;
(2)当活塞刚刚拉动时,弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力;
(3)用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度;
(4)根据公式V=SL计算处注射器的横截面积,根据公式p=计算出气体压强的大小;
①先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,这样可排尽注射器小孔中残余气体,减小实验过程中的测量误差;
②如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而影响测量结果;
大气压力F大气=F﹣F摩擦,然后根据p=计算出压强值。
【解答】解:本实验的原理是二力平衡和p=;
由于注射器活塞颈部用绳与弹簧测力计的挂钩相连,应水平向右慢慢拉动注射器筒,这样相当于水平向右拉动弹簧测力计的挂钩;当注射器中的活塞开始运动时,说明此时拉力与大气对活塞的压力平衡,拉力等于大气对活塞的压力。故记下的弹簧测力计示数,就是大气对活塞的压力F=5.2N;
注射器全部刻度的长度为L=4.00cm,有刻度部分的容积为V=2ml,注射器活塞的横截面积为S=,
此时大气压的数值p=====1.04×105Pa;
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体,产生的力会和外部大气压力抵消一部分,这样使得弹簧测力计受到的拉力减小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,使水充满在注射器小孔中,这样可排尽注射器小孔中残余气体,减小实验过程中的测量的误差;
②如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而使测量值偏大。所以小华取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N,此时活塞所受到的摩擦力为0.3N;
大气压力为:F大气=F﹣F摩擦=5.2N﹣0.3N=4.9N;
大气压强为:p大气===9.8×104Pa。
故答案为:;刚被拉动;有刻度部分的;1.04×105;①排空注射器内的空气;②摩擦力;9.8×104Pa。
【点评】本题属于实验探究题,实验探究题一般对学生的要求都较高,不仅要求学生熟练掌握课本上所学的相关知识,还要求学生具有一定的发散思维。
28.(5分)如图甲所示,用压强计探究液体内部压强的特点(ρ浓盐水>ρ水)。
(1)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用 有色 (选填“有色”或“无色”);
(2)将探头放在图乙所示液体内部的A、B位置,观察到U形管两侧液面的高度差的hB>hA,经过多次实验观察到同样的现象,这说明同种液体内部的压强随 深度 的增加而增大;
(3)将探头放在图乙中所示液体内部等深的B、C位置,观察到U形管两侧液面的高度差hC > hB(选填“<”、“=”或“>”),这是为了研究液体压强与液体 密度 的关系;
(4)由以上实验可知:图乙所示液体内部A、B、C、D四个位置压强最大的是 D 位置。
【分析】(1)为方便观察两边液面的高度差,U形管中的液体最好用有色的;
(2)(3)液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
(4)根据液体压强公式p=ρgh分析液体内部A、B、C、D四个位置压强的大小。
【解答】解:(1)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用有色的;
(2)将探头放在液体内部的A、B位置,液体密度相同,观察到U形管两侧液面的高度差hB>hA,经过多次实验观察到同样的现象,这说明同种液体内部的压强随深度的增加而增大;
(3)将探头放在图乙中所示液体内部等深的B、C位置,因盐水的密度大,根据p=ρgh,盐水产生的压强大,由转换法,观察到U形管两侧液面的高度差hC>hB,这是为了研究液体压强与液体密度的关系;
(4)根据p=ρgh知,液体的密度越大,深度越大,液体产生的压强越大,故由以上实验可知图乙所示液体内部A、B、C、D四个位置压强最大的是位置D。
故答案为:(1)有色;(2)深度;(3)>;密度;(4)D。
【点评】本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法的运用,是一道中考常见题。
29.(6分)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.2
2.0
1.7
1.7
1.9
(1)分析比较实验步骤A和 D、E ,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析比较A、B、C、D可知:浮力大小与物体 排开液体的体积 有关;分析实验步骤A、E、F可知:浮力的大小还与 液体密度 有关。
(2)分析实验数据可知,F中液体密度 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度。
(3)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 1 N,金属块密度为 2.7×103 kg/m3.(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【分析】(1)研究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度关系,要控制排开液体的体积和密度相同,只改变浸没在液体中的深度;
由AEF图找出相同的量和不同的量,分析得出物体受到的浮力大小与变化量的关系;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知物体排开液体的体积相同时,密度越大,受到的浮力越大;
(3)根据称量法F浮=G﹣F计算出在盐水中受到的浮力,利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排求物块的体积,根据ρ=得出物体的密度。
【解答】解:(1)研究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度关系,要控制排开液体的体积和密度相同,只改变浸没在液体中的深度,故由ADE图可知,物体排开液体的体积相同时,液体的密度相同,浸没的深度不同,浮力相同,所以物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
研究物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积关系,要控制排开液体的密度相同,由分析比较A、B、C、D可知,液体的密度相同时,物体排开液体的体积不同,浮力不同,所以物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
由分析比较A、E、F可知:图知,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,浮力大小不同,故可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(2)根据称重法可知:物块在水中受到的浮力为:F浮=G﹣F=2.7N﹣1.7N=1N;物块在另一液体中受到的浮力为:F浮′=2.7N﹣1.9N=0.8N;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知物体排开液体的体积相同时,密度越大,受到的浮力越大,故F中液体密度小于水的密度。
(3)物块在水中受到的浮力为:F浮=G﹣F=2.7N﹣1.7N=1N;
V排===10﹣4m3
金属块的体积:V=V排=10﹣4m3
金属块的质量:m===0.27kg
金属块的密度:ρ===2.7×103kg/m3
故答案为:(1)D、E;排开液体的体积;液体的密度;(2)小于;(3)1;2.7×103。
【点评】本题目就是考查学生对阿基米德实验的掌握程度,看学生能否掌握每个步骤,以及每一步要测量的对象,只要基本知识掌握扎实,题目不难做出。
30.(6分)利用杠杆开展相关实验探究(如图):
(1)安装好杠杆,将其放到水平位置后松手,发现杠杆沿逆时针方向转动,如图甲所示,则应将平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙,在A点挂3个重力均为0.5N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为 2 N;若将弹簧测力计沿图中虚线方向拉,仍使杠杆在图示位置平衡,弹簧测力计的示数会 变大 (选填“变大“、“变小”或“不变”);
(3)如图丙所示,始终竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,此过程中,弹簧测力计拉力的力臂 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),拉力的大小 不变 。
(4)如图丁,当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆在水平位置平衡为了使杠杆在水平位置平衡,在不更换弹簧测力计的情况下,你认为接下来的操作是 取下几个钩码(或将钩码向右移)(或测力计向右移)。 (写出一条即可)。
【分析】(1)在调平杠杆平衡时,杠杆的向哪端转动,那端沉,平衡螺母要向另一端移动;
(2)根据杠杆的平衡条件求出拉力的大小;根据动力臂的变化,利用杠杆的平衡条件分析弹簧测力计示数的变化;
(3)图丙使杠杆由水平位置缓慢转动到图中位置,求出各自的力臂根据杠杆平衡条件即可求判断F的大小变化。
(4)根据杠杆平衡条件分析。
【解答】解:(1)安装好杠杆,将其放到水平位置后松手,发现杠杆沿逆时针方向转动,右端上翘,如图甲所示。则应将平衡螺母向右调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)由图根据杠杆平衡条件可知FALA=FBLB,代入数据可得3×0.5N×4L=FB×3L解得FB=2N;
若将弹簧测力计沿图中虚线方向拉,根据力臂的定义可知,此时的动力臂是变小的,在阻力、阻力臂不变的情况下,动力变小,要使杠平衡,根据杠杆的平衡条件可知,动力要变大,即弹簧测力计的示数会变大;
(3)如图丙所示,始终竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,根据力臂的定义可知,动力臂是逐渐变小的;
图乙使杠杆由水平位置时,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,G×4L=F2×3L,则F2=G;
当转动到图丙中位置时,设杠杆与水平位置的夹角为α,物体的力臂、弹簧测力计拉力的力臂均变小;则根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,G×4L×cosα=F2′×3L×cosα,则:F2′=G,所以拉力的大小不变;
(4)当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡,根据杠杆的平衡条件可知,在动力、动力臂、阻力臂不变的情况下,减小钩码的重力,即取下几个钩码;在钩码重力不变、阻力臂不变、动力不变的情况下,可以将测力计向右移动,增大动力臂;在动力、动力臂、阻力不变的情况下,将钩码右移,减小阻力臂。
故答案为:(1)右;(2)2;变大;(3)变小;不变;(4)取下几个钩码(或将钩码向右移)(或测力计向右移)。
【点评】在探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,是为了便于在杠杆上读出动力臂和阻力臂。杠杆平衡条件是杠杆平衡计算的基础内容,一定要掌握。
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日期:2021/11/17 17:08:22;用户:张家港二中;邮箱:zjg2z@xyh.com;学号:41479226
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