2020-2021学年江苏省镇江市八年级(下)期末物理试卷
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这是一份2020-2021学年江苏省镇江市八年级(下)期末物理试卷,共40页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2020-2021学年江苏省镇江市八年级(下)期末物理试卷
一、选择题(每小题2分,共24分.每小题只有一个选项正确)
1.(2分)“端午佳节,粽叶飘香”,这现象说明了( )
A.分子间有空隙
B.分子间存在吸引力
C.分子间存在排斥力
D.分子在永不停息地做无规则运动
2.(2分)如图所示的实例中,可增大摩擦的是( )
A. 轴承中装有滚珠 B. 给车轴加润滑油
C. 轮胎表面有花纹 D. 磁悬浮列车行驶
3.(2分)清华大学的研究人员发明了一种新型陶瓷,既可以像海绵一样变形,也能像陶瓷一样隔热、绝缘,同时具有超轻、高韧性等特点。这种材料适合用来制造下列哪种物品( )
A.家用炒锅 B.新型消防服 C.家用菜刀 D.输电导线
4.(2分)下列估测值中,最符合实际的是( )
A.一个中学生的体积约为0.05m3
B.人的正常体温约为37.5℃
C.一本物理课本的质量约2.5kg
D.一个中学生站立时对地面的压强为500Pa
5.(2分)甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘细绳悬挂在天花板上,它们之间相互作用时的场景如图所示,已知乙球与用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷相同。下列判断正确的是( )
A.甲、丙两球均带正电
B.甲球可能不带电,丙球带正电
C.甲、丙两球均带负电
D.甲球带负电,丙球可能不带电
6.(2分)如图所示的汽车凹痕修复器,用气泵抽出吸盘中的空气,吸盘就会紧贴在汽车凹痕处,再用力向外拉,使凹痕平复。吸盘能紧贴在汽车上是因为( )
A.大气压的作用 B.电荷间相互作用力
C.吸盘的弹力 D.分子间的吸引力
7.(2分)如图所示,小雨正在乘坐电梯,则当电梯( )
A.静止时,电梯受到的重力和电梯对人的支持力是一对平衡力
B.静止时,电梯受到的重力和电梯对人的支持力是一对相互作用力
C.加速上升时,电梯对人的支持力大于人受到的重力
D.匀速下降时,人受到的重力大于电梯对人的支持力
8.(2分)科学实验中,重力有时对实验结果的准确性会产生影响。下列实验中的做法不是为了减小或避免重力影响的是( )
A.图在研究气体扩散现象时将集气瓶水平横放
B.图在研究力的相互作用时选用易形变的气球
C.图在研究影响压力作用效果的因素时将铅笔水平放置
D.图在探究二力平衡条件时选用轻质卡片
9.(2分)如图所示,棋子P、Q叠放在一起静止在水平桌面上,用尺将Q快速水平击打出去,则( )
A.击打前,Q受到的重力与桌面对它的支持力相互平衡
B.Q在P的下方滑动时,P受到摩擦力的作用
C.离开P后滑动过程中,Q的惯性逐渐减小
D.离开P后滑动过程中,Q的运动状态保持不变
10.(2分)如图所示,底面粗糙程度相同的甲、乙两物体放在同一水平面上,在水平拉力作用下均做匀速直线运动。它们的质量为m甲、m乙,所受的拉力为F甲,F乙,它们的底面积S甲>S乙,它们对水平面的压强p甲=p乙。则下列关系正确的是( )
A.m甲=m乙,F甲=F乙 B.m甲>m乙,F甲>F乙
C.m甲>m乙,F甲<F乙 D.m甲<m乙,F甲>F乙
11.(2分)如图所示,重为G的物体A放在粗糙的斜面上并处于静止状态,若用一个方向始终沿斜面向上,大小从零开始逐渐增大的力F拉物体,使物体从静止逐渐转变到沿斜面向上运动的整个过程中,对于物体A受到的摩擦力的情况,下列说法正确的是( )
A.摩擦力方向始终沿斜面向下
B.摩擦力方向始终沿斜面向上
C.某时刻物体所受摩擦力大小可能为零
D.摩擦力方向先沿斜面向下,后沿斜面向上
12.(2分)如图所示,将甲和乙放入水中后,甲悬浮、乙漂浮,若甲的质量、体积及受到的浮力分别为m1、V1和F1,乙的质量、体积及受到的浮力分别为m2、V2和F2,现有以下判断中正确的是( )
(1)若F1>F2,则m1可能小于m2
(2)若F1=F2,则V1一定小于V2
(3)若V1=V2,则F1可能等于F2
(4)若V1>V2,则m1一定大于m2
A.(1)(3) B.(1)(4) C.(2)(3) D.(2)(4)
二、填空题(每空1分,共28分)
13.(4分)用气球可以做很多物理小实验。
①如图1所示,用手压气球,气球会变形,说明力可以使物体发生 ,气球与手掌、手指接触的两部分作用效果不同,说明压力的作用效果与 有关;
②当把图2中气球封口的夹子松开,气球就会向 (选填“左”或“右”)运动,使气球由静止变为运动的施力物体是 (选填“喷出的气体”或“周围的空气”)。
14.(3分)如图所示,“玉兔二号”月球车在月球背面留下属于中国的第一道印记.已知月球对它表面附近的物体的引力大约是地球对地面附近同一物体引力的;“玉兔二号”月球车的质量为135kg,车轮与月球表面接触的总面积为1.5×10﹣2m2,(在地球上g取10N/kg)则:
①月球车有6只宽大的车轮,其车轮多而宽大的目的是 ;
②当月球车在月球的水平表面进行探测时,它对月球表面的压力为 N,压强为 Pa。
15.(4分)木箱A和B重均为80N,如图所示叠放在粗糙程度相同的水平地面上,用水平推力F推木箱A,下述整个过程中木箱A和B始终相对静止。
①当F=20N时,没推动,木箱A所受地面的摩擦力为 N;
②当F=40N时,木箱做匀速直线运动;
③当F=50N时,木箱A所受地面的摩擦力为 N;
④撤去F后,木箱由于 会继续向右运动,在运动中木箱B在水平方向 (选填“受摩擦力”或“不受力”)。
16.(3分)如图所示,某质量分布均匀的长方体木块M放在水平桌面上,右端有部分露出桌面,在M的左端施加一个水平拉力F使M缓慢向左移动,直至M刚好全部进入桌面。在M移动过程中,木块M对桌面压力 ,对桌面压强 ,受到桌面摩擦力 (均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
17.(3分)如图所示,是探究影响液体内部压强因素的实验装置,将金属盒由水面向下移动到图示位置时,观察到U形管两边液面的高度差H变大,表明金属盒受到水的压强变 ,说明了液体内部压强与 有关:将金属盒置于浓盐水中,若要使U形管两边液面的高度差H与图示水中时相等,则金属盒处在盐水中深度h2 (选填“>”“<“或”“=”)h1。
18.(3分)图甲是大气压随高度变化的图像,由图可知大气压随高度增加而 。图乙是飞机舷窗结构侧视图,该舷窗玻璃与舱内空气接触面积为800cm2,与舱外大气接触面积为700cm2,舱内气压维持7×104Pa。该舷窗玻璃受到舱内空气的压力为 N;当飞机在高空飞行时,若外界大气压为2×104Pa,此时舷窗玻璃受到内外气体的压力差为 N。
19.(2分)如图所示,装满水的溢水杯中放着一个倒置的矿泉水瓶,去掉瓶底、盖紧瓶盖,其内部灌有水,矿泉水瓶和内部水的总质量为120g。则矿泉水瓶静止时受到的浮力为 N;
再向矿泉水瓶中缓慢注入20g水(矿泉水瓶没有浸没),此过程中溢水口溢出水的质量为 g。(g取10N/kg)
20.(3分)如图所示,用细线悬挂的小球由位置A经位置B摆动到最高点C(不计空气阻力),当小球摆到位置B时,小球受到 个力作用,处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;若小球运动至位置B时恰好细线断开,同时小球所受外力全部消失,则小球后来的运动轨迹是图中的 (选填“①”“②”或“③”)。
21.(3分)图示为小明用粗细均匀的吸管制作的密度计,将其下端密封并在管内塞入适量铜丝,使其竖直漂浮于水中,测得此时吸管下端所处深度h1为8.5cm,将其取出擦净后竖直漂浮于某待测液体中,其下端所处深度h2为10cm,该密度计在水中和待测液体中所受浮力分别为F1和F2,则F1 (选填“>”、“<”或“=”)F2,该待测液体的密度为 g/cm3。若仅将管内铜丝改绕在吸管下部外侧,仍使其竖直漂浮于该液体中,则此时液体对容器底的压强与铜丝在管内时相比,将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
三、解答题(共48分.解答27、28小题时应有必要的解题过程)
22.(2分)请按题目要求作答。如图,足球静止在水平桌面上,请作出足球所受力的示意图。
23.(2分)请按题目要求作答。
如图,物块沿斜面匀速下滑,请画出物块受到的支持力和摩擦力的示意图。
24.(2分)请按题目要求作答。
如图,鸡蛋漂浮在浓盐水中,O为其重心,请画出鸡蛋所受力的示意图。
25.(5分)小华用如图所示装置研究“阻力对物体运动的影响”。
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下,其目的是:使小车每次刚到达水平面时速度大小 (选填“相等”或“不相等”),小车在水平面上运动时水平方向受力 (选填“平衡”或“不平衡”)。
(2)为合理地完成本实验,小华按图1所示顺序进行实验,则材料甲和材料乙应分别为 (填选项前的字母)。
A.木板、棉布
B.棉布、木板
(3)小华按图2所示的场景铺设棉布,进行了实验,并得出实验结论,则实验操作中存在的不当之处是 。
(4)小华正确操作后,根据实验现象进一步推理:如果小车在水平面上运动时受到的阻力为零,它将做 。
26.(7分)75%酒精能有效杀灭新冠病毒,小江想测定某消毒用酒精的密度。
(1)其测量酒精密度的实验过程如下:
①将天平放在 工作台面上,把游码移至标尺“0”刻度处,指针摆动情况如图甲所示,此时应将右端平衡螺母适当向 调节,使天平水平平衡;
②将装有该酒精的烧杯放在天平的左盘,测得其总质量为73g;
③将烧杯中的一部分酒精倒入量筒中,量筒中的酒精体积如图乙所示,为 cm3;
④测出烧杯和剩余酒精总质量如图丙所示,其总质量为 g,则酒精的密度为 g/cm3。
(2)已知该酒精密度为ρ0,小江还利用该酒精来测量某泡沫块的密度,其实验步骤如下:
①用天平测出泡沫块的质量为m1;
②在一个容器中装足量的该酒精,将空瓶叠放在泡沫块上并放入酒精中,使其竖直漂浮,静止时如图丁所示;
③向瓶子中缓慢加水,直到泡沫块刚好浸没,用天平测出此时瓶子和水的总质量为m2;
④泡沫块体积V泡沫= ,密度ρ泡沫= (表达式均用m1、m2、ρ0表示)。
27.(8分)小亮用注射器做了以下几个物理小实验:
(1)用容积为2.5mL的注射器、刻度尺和量程为0﹣10N的弹簧测力计测量大气压的值。
①把注射器活塞推至注射器筒底端,目的是 ,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
②如图甲所示安装好实验器材,水平向右缓慢拉动注射器外筒,当注射器中的活塞相对外筒刚开始滑动时,记下图中弹簧测力计的示数为 N;
③用刻度尺测出注射器 长度为5cm;
④算出大气压强值为 Pa。
另一位同学,仅将所用的注射器更换为容积为10mL的注射器重新进行实验,却无法测出大气压值,其原因可能是 。
(2)图乙中,注射器内密封有刚烧开的水,向下拉动活塞,水重新沸腾。这是由于拉动活塞后,液面上方气压 (选填“升高”或“降低”)使液体沸点降低。
(3)图丙中,两只纸船浮在水面上静止不动,用注射器在两船之间的水面沿图示方向向前快速喷水,两船将 (选填“静止不动”、“相互分开”或“相互靠近”)。
(4)图丁是自制潜水艇模型,向外拉注射器活塞,原来悬浮的潜水艇模型将 (选填“上浮”或“下沉”)
28.(5分)为了探究浮力大小跟哪些因素有关,某兴趣小组的同学用同一物体进行了如图所示的操作,并记下物体静止时弹簧测力计的示数。
(1)为了探究浮力的大小与液体密度的关系,应选择甲、 三幅图;该小组同学通过比较甲、乙和丙三幅图中测力计示数的大小,得到“浮力大小与物体浸没的深度有关”的结论,其产生错误的原因是 。
(2)物体浸没在水中时所受浮力大小为 N,物块体积为 m3。
(3)图丁中盐水的密度为 kg/m3。
29.(8分)如图所示是一辆“都市蚂蚁”概念车,这款概念车小巧实用,有利于缓解城市交通拥堵。下表是该款概念车的部分主要参数。该车在水平地面上匀速行驶时受到的阻力为其总重的0.2倍,g取10N/kg。
质量m/kg
360
轮胎与地面的总接触面积S/cm2
200
总体积V/m3
0.8
(1)求该车空载停在水平路面上时对水平面的压力。
(2)当两人坐上该车时,车对水平地面的压强为2.5×105Pa,求车上两人的总质量。
(3)若该车载人后总质量为450kg,当其在水平路面上匀速行驶;
①求此过程中该车受到的牵引力;
②若此载人概念车不慎落入水中,假设该车密闭较好一直未进水,求载人概念车在水中静止时受到的浮力。
30.(9分)边长为10cm的正方体物块A放入圆柱形容器底部,如图1所示,缓慢向容器内注入液体1(液体未溢出),测量容器内液体的深度h,分别计算出该物块对应受到的浮力F浮,并绘制了图1中的实线图像。(g取10N/kg)
(1)物块的重力为 N。
(2)求液体1的密度。
(3)求当h=6cm时物块对容器底部的压力。
(4)换用另一种液体重复上述实验,并在图2中绘制出浮力F随注入容器内的液体深度h的图像(如图2中虚线所示)。则图2中h0为 (填选项前的字母),其理由是 。
A.h0=10cm
B.8cm<h0<10cm
C.h0>10cm
2020-2021学年江苏省镇江市八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题2分,共24分.每小题只有一个选项正确)
1.(2分)“端午佳节,粽叶飘香”,这现象说明了( )
A.分子间有空隙
B.分子间存在吸引力
C.分子间存在排斥力
D.分子在永不停息地做无规则运动
【分析】物质是由分子组成的,分子在不停地做无规则运动,分子间有间隔,分子间存在相互作用的引力和斥力。闻到气味说明分子在不停地运动。
【解答】解:因为分子是不断运动的,所以才能出现“端午佳节,粽叶飘香”这一现象,与分子间隙、分子间引力斥力无关。
故选:D。
【点评】一定要熟记分子是不断运动的、分子之间有间隙、分子的质量和体积都很小的性质,并会用这些性质解释一些宏观现象。
2.(2分)如图所示的实例中,可增大摩擦的是( )
A. 轴承中装有滚珠 B. 给车轴加润滑油
C. 轮胎表面有花纹 D. 磁悬浮列车行驶
【分析】(1)增大摩擦的方法:在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。在接触面的粗糙程度一定时,增大压力。
(2)减小摩擦的方法:在压力一定时,减小接触面的粗糙程度。在接触面的粗糙程度一定时,减小压力。使接触面脱离。滚动摩擦代替滑动摩擦。
【解答】解:A、轴承中装有滚珠是变滑动为滚动来减小摩擦的,故A不符合题意;
B、给车轴加润滑油使接触面更光滑一些,以减小摩擦力,故B不符合题意;
C、轮胎表面有花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,故C符合题意;
D、磁悬浮列车行驶是通过将接触面分离来减小摩擦的,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】通过此类题目的练习,要让学生明确摩擦力在我们的身边无处不在,和我们的生活密切相关,从而对摩擦力有更深刻的了解。
3.(2分)清华大学的研究人员发明了一种新型陶瓷,既可以像海绵一样变形,也能像陶瓷一样隔热、绝缘,同时具有超轻、高韧性等特点。这种材料适合用来制造下列哪种物品( )
A.家用炒锅 B.新型消防服 C.家用菜刀 D.输电导线
【分析】根据新型陶瓷的特点分析其用途。
【解答】解:新型陶瓷,既可以像海绵一样变形,也能像陶瓷一样隔热、绝缘,同时具有超轻、高韧性等特点;
A、家用炒锅必须用有良好的导热性能,故A错误;
B、新型消防服的特点与该陶瓷的特点相同,故B正确;
C、家用菜刀需要一定的硬度,故C错误;
D、该陶瓷不具有电阻小的特点,故不能用来制作输电导线,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了材料的特点及其应用,属于基础知识。
4.(2分)下列估测值中,最符合实际的是( )
A.一个中学生的体积约为0.05m3
B.人的正常体温约为37.5℃
C.一本物理课本的质量约2.5kg
D.一个中学生站立时对地面的压强为500Pa
【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A、水的密度是1.0×103kg/m3,人体密度与水的密度差不多,在1.0×103kg/m3左右。中学生的质量在50kg左右,体积在V===0.05m3左右。故A符合实际;
B、正常情况下,人的体温在37℃左右,变化幅度很小。故B不符合实际;
C、一本物理课本的质量在250g=0.25kg左右。故C不符合实际;
D、一个中学生的体重在G=500N左右,双脚站立时与水平地面的接触面积在0.04m2左右,双脚对水平地面的压强在p====1.25×104Pa左右。故D不符合实际。
故选:A。
【点评】物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一,这种能力的提高,对我们的生活同样具有很大的现实意义。
5.(2分)甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘细绳悬挂在天花板上,它们之间相互作用时的场景如图所示,已知乙球与用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷相同。下列判断正确的是( )
A.甲、丙两球均带正电
B.甲球可能不带电,丙球带正电
C.甲、丙两球均带负电
D.甲球带负电,丙球可能不带电
【分析】(1)丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;
(2)带电体的性质是能够吸引轻小物体;
(3)电荷间的作用规律:根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:乙球与用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷相同,所以乙球带正电;
甲和乙相互吸引,因带电体的性质是能够吸引轻小物体,甲可能不带电;又因为异种电荷相互吸引,甲可能带负电,所以甲带负电或不带电;
甲和丙相互排斥,根据同种电荷相互排斥,所以甲和丙带同种电荷;
综上分析可知,甲和丙都带负电。故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】此题考查电荷间相互作用的规律和带电体的性质,要明确:相互排斥一定是同种电荷,相互吸引有可能是异种电荷,也有可能是带电体吸引轻小物体。
6.(2分)如图所示的汽车凹痕修复器,用气泵抽出吸盘中的空气,吸盘就会紧贴在汽车凹痕处,再用力向外拉,使凹痕平复。吸盘能紧贴在汽车上是因为( )
A.大气压的作用 B.电荷间相互作用力
C.吸盘的弹力 D.分子间的吸引力
【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。
【解答】解:用气泵抽出吸盘中的空气,吸盘内气压几乎为零,吸盘就在外界的大气压的作用下紧贴在车上,这是大气压的应用,故A正确。
故选:A。
【点评】本题考查大气压的有关问题,物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释。
7.(2分)如图所示,小雨正在乘坐电梯,则当电梯( )
A.静止时,电梯受到的重力和电梯对人的支持力是一对平衡力
B.静止时,电梯受到的重力和电梯对人的支持力是一对相互作用力
C.加速上升时,电梯对人的支持力大于人受到的重力
D.匀速下降时,人受到的重力大于电梯对人的支持力
【分析】平衡力是指一个物体受到大小相等、方向相反的力,但是它们的受力物体是一个;相互作用力是两个物体之间的相互作用,是作用在两个物体上的两个力。
【解答】解:A、电梯静止时,电梯受到的重力是地球施加给电梯的作用力,与电梯施加给人的支持力不作用在同一物体上,不是一对平衡力,故A错误;
B、电梯静止时,电梯受到的重力是地球施加给电梯的作用力,与电梯施加给人的支持力不作用在两个相互作用的物体上,不是相互作用力,故B错误;
C、电梯加速上升时,人的运动状态在改变,物体受到非平衡力作用,因为是向上加速,所以电梯对人的支持力大于人受到的重力,故C正确;
D、匀速下降时,人的运动状态不变,物体受到平衡力作用,所以人受到的重力等于电梯对人的支持力,是一对平衡力,故D错误。
故选:C。
【点评】明确平衡力与相互作用力的区别是解题的关键。
8.(2分)科学实验中,重力有时对实验结果的准确性会产生影响。下列实验中的做法不是为了减小或避免重力影响的是( )
A.图在研究气体扩散现象时将集气瓶水平横放
B.图在研究力的相互作用时选用易形变的气球
C.图在研究影响压力作用效果的因素时将铅笔水平放置
D.图在探究二力平衡条件时选用轻质卡片
【分析】重力的方向竖直向下,为了减小重力的影响,通常选择质量较轻的,可以平衡抵消的,或者让重心偏低。
【解答】解:A.将集气瓶水平横放,两种气体左右扩散,是为了避免重力对实验的影响,故A不符合题意;
B.选用易形变的气球,是为了更好的看出形变情况,故不是为了减小或避免重力影响,故B符合题意;
C.图在研究影响压力作用效果的因素时将铅笔水平放置,是为了减小铅笔自重对实验的影响,故C不符合题意;
D.图在探究二力平衡条件时选用轻质卡片,是为了忽略卡片的重力对实验的影响,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查重力对实验结果的影响,注意仪器的选择和使用,以质轻为主。
9.(2分)如图所示,棋子P、Q叠放在一起静止在水平桌面上,用尺将Q快速水平击打出去,则( )
A.击打前,Q受到的重力与桌面对它的支持力相互平衡
B.Q在P的下方滑动时,P受到摩擦力的作用
C.离开P后滑动过程中,Q的惯性逐渐减小
D.离开P后滑动过程中,Q的运动状态保持不变
【分析】(1)根据图片对Q进行受力分析;
(2)物体之间存在压力且发生相对滑动时,会受到摩擦力的作用;
(3)惯性只与物体的质量有关;
(4)物体处于静止或匀速直线运动状态时,运动状态是不变的。
【解答】解:
A、棋子P、Q叠放在一起静止在水平桌面上,Q受到竖直向下的重力、竖直向下的P对Q的压力、竖直向上的支持力的作用,共三个力,Q受到的重力与桌面对它的支持力不平衡,故A错误;
B、Q在P的下方滑动时,Q与P之间存在压力,发生了相对滑动,所以P受到摩擦力的作用,故B正确;
C、惯性只与物体的质量有关,离开P后滑动过程中,Q的惯性不变,故C错误;
D、离开P后滑动过程中,Q由于受到阻力的作用,其运动状态是变化的,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了摩擦力产生的条件、物体的受力分析、运动状态的判定、影响摩擦力大小的因素、惯性等知识,难度不大,要掌握。
10.(2分)如图所示,底面粗糙程度相同的甲、乙两物体放在同一水平面上,在水平拉力作用下均做匀速直线运动。它们的质量为m甲、m乙,所受的拉力为F甲,F乙,它们的底面积S甲>S乙,它们对水平面的压强p甲=p乙。则下列关系正确的是( )
A.m甲=m乙,F甲=F乙 B.m甲>m乙,F甲>F乙
C.m甲>m乙,F甲<F乙 D.m甲<m乙,F甲>F乙
【分析】它们的底面积S甲>S乙,它们对水平面的压强p甲=p乙,根据p=可知它们对地面的压力的大小关系,根据F=G可知它们的重力的大小关系,根据G=mg可知它们的质量的大小关系;
接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。底面粗糙程度相同的甲、乙两物体放在同一水平面上,在水平拉力作用下均做匀速直线运动,已知它们对地面的压力大小关系,可得出故它们所受的摩擦力的大小关系,且它们都处于平衡状态,所受拉力和滑动摩擦力大小相等,故可得出F甲与F乙。的大小关系。
【解答】解:它们的底面积S甲>S乙,它们对水平面的压强p甲=p乙,根据p=可知它们对地面的压力F甲′>F乙′,根据F=G可知它们的重力G甲>G乙,根据G=mg可知它们的质量m甲>m乙;
接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。底面粗糙程度相同的甲、乙两物体放在同一水平面上,在水平拉力作用下均做匀速直线运动,已知它们对地面的压力F甲′>F乙′,故它们所受的摩擦力f甲>f乙,且它们都处于平衡状态,所受拉力和滑动摩擦力大小相等,故F甲>F乙。
故选:B。
【点评】本题考查重力、压力、压强和摩擦力的有关知识,考查知识点较多,有一定难度。
11.(2分)如图所示,重为G的物体A放在粗糙的斜面上并处于静止状态,若用一个方向始终沿斜面向上,大小从零开始逐渐增大的力F拉物体,使物体从静止逐渐转变到沿斜面向上运动的整个过程中,对于物体A受到的摩擦力的情况,下列说法正确的是( )
A.摩擦力方向始终沿斜面向下
B.摩擦力方向始终沿斜面向上
C.某时刻物体所受摩擦力大小可能为零
D.摩擦力方向先沿斜面向下,后沿斜面向上
【分析】物体A静止在斜面上受到沿斜面向上的静摩擦力作用,物体A被向上拉动时受到沿斜面向下的滑动摩擦力作用,在这转换的某点摩擦力为零。
【解答】解:ABD、物体A静止在斜面上受到沿斜面向上的静摩擦力作用,物体A被向上拉动时受到沿斜面向下的滑动摩擦力作用,也就是物体从静止逐渐转变成沿斜面向上运动过程中,摩擦力方向先沿斜面向上变为沿斜面向下,故ABD都错误。
C、物体从静止逐渐转变成沿斜面向上运动过程中,摩擦力方向先沿斜面向上变为沿斜面向下,在这个转换过程中,摩擦力在某点为零,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了摩擦力的方向,并且考查了摩擦力在从一个方向转变成相反方向时,摩擦力在某点大小为零。
12.(2分)如图所示,将甲和乙放入水中后,甲悬浮、乙漂浮,若甲的质量、体积及受到的浮力分别为m1、V1和F1,乙的质量、体积及受到的浮力分别为m2、V2和F2,现有以下判断中正确的是( )
(1)若F1>F2,则m1可能小于m2
(2)若F1=F2,则V1一定小于V2
(3)若V1=V2,则F1可能等于F2
(4)若V1>V2,则m1一定大于m2
A.(1)(3) B.(1)(4) C.(2)(3) D.(2)(4)
【分析】(1)甲悬浮、乙漂浮,浮力都等于各自的重力,若F1>F2,则G1>G2,根据G=mg可知m1和m2的大小关系;
(2)若F1=F2,根据F浮=ρ水gV排可知甲乙排开水的体积的大小关系,因甲悬浮、乙漂浮,则甲排开水的体积等于自身体积,乙排开水的体积小于自身体积,进而得出V1、V2的大小关系;
(3)若物体的体积V1=V2,因甲悬浮、乙漂浮,则可知甲排开水的体积与乙排开水的体积的大小关系,根据F浮=ρ水gV排可知F1与F2的大小关系;
(4)若物体的体积V1>V2,因甲悬浮、乙漂浮,则可知甲排开水的体积与乙排开水的体积的大小关系,根据F浮=ρ水gV排可知F1与F2的大小关系,根据F浮=G物可知G1与G2的大小关系,根据G=mg可知m1与m2的大小关系。
【解答】解:
(1)甲悬浮、乙漂浮,浮力都等于各自的重力,若F1>F2,则G1>G2,根据G=mg可知m1一定大于m2,故(1)错误;
(2)若F1=F2,根据F浮=ρ水gV排可知甲乙排开水的体积相同;因甲悬浮、乙漂浮,则甲排开水的体积等于自身体积,乙排开水的体积小于自身体积,所以V1一定小于V2,故(2)正确;
(3)若物体的体积V1=V2,因甲悬浮、乙漂浮,则甲排开水的体积大于乙排开水的体积,根据F浮=ρ水gV排可知F1大于F2,故(3)错误;
(4)若物体的体积V1>V2,因甲悬浮、乙漂浮,则甲排开水的体积大于乙排开水的体积,根据F浮=ρ水gV排可知F1大于F2,根据F浮=G物可知G1>G2,根据G=mg可知m1一定大于m2,故(4)正确;
综上可知,只有(2)、(4)正确。
故选:D。
【点评】本题考查了物体的浮沉条件和阿基米德原理的应用,有一定难度。
二、填空题(每空1分,共28分)
13.(4分)用气球可以做很多物理小实验。
①如图1所示,用手压气球,气球会变形,说明力可以使物体发生 形变 ,气球与手掌、手指接触的两部分作用效果不同,说明压力的作用效果与 受力面积 有关;
②当把图2中气球封口的夹子松开,气球就会向 右 (选填“左”或“右”)运动,使气球由静止变为运动的施力物体是 喷出的气体 (选填“喷出的气体”或“周围的空气”)。
【分析】(1)力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状即使物体发生形变。②力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。
(2)压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关。
(3)物体间力的作用是相互的,物体受到力的同时,也对另一个物体施加了力。
【解答】解:①图1中用手压气球,气球会变形,说明力可以使物体发生形变,气球与手掌、手指接触的两部分作用效果不同,说明压力的作用效果与受力面积有关。
②图2中气球封口的夹子松开,气球就会向右,因为物体间力的作用是相互的,气球给喷出的气体一个向后的力,则喷出的气体给气球一个相反的作用力。
故答案为:形变;受力面积;右;喷出的气体。
【点评】知道力的两个作用效果,理解影响压力作用效果的因素,理解力的作用的相互性,可解答此题。
14.(3分)如图所示,“玉兔二号”月球车在月球背面留下属于中国的第一道印记.已知月球对它表面附近的物体的引力大约是地球对地面附近同一物体引力的;“玉兔二号”月球车的质量为135kg,车轮与月球表面接触的总面积为1.5×10﹣2m2,(在地球上g取10N/kg)则:
①月球车有6只宽大的车轮,其车轮多而宽大的目的是 减小车对地面的压强 ;
②当月球车在月球的水平表面进行探测时,它对月球表面的压力为 225 N,压强为 1.5×104 Pa。
【分析】①减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力;
②根据G月=G地=mg求出月球车在月球上的重力,月球车对水平地面的压力等于月球车在月球上的重力,已知车轮与月球表面接触的总面积,由p=可求得对月球表面的压强。
【解答】解:
①月球车的车轮多而宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小车对地面的压强;
②当月球车在月球的水平表面进行探测时,它对月球表面的压力:
F=G月=G地=mg=×135kg×10N/kg=225N,
它对月球表面的压强:
p===1.5×104Pa。
故答案为:①减小车对地面的压强;②225;1.5×104。
【点评】本题考查了减小压强的方法、重力和压强的计算,难度不大。
15.(4分)木箱A和B重均为80N,如图所示叠放在粗糙程度相同的水平地面上,用水平推力F推木箱A,下述整个过程中木箱A和B始终相对静止。
①当F=20N时,没推动,木箱A所受地面的摩擦力为 20 N;
②当F=40N时,木箱做匀速直线运动;
③当F=50N时,木箱A所受地面的摩擦力为 40 N;
④撤去F后,木箱由于 惯性 会继续向右运动,在运动中木箱B在水平方向 受摩擦力 (选填“受摩擦力”或“不受力”)。
【分析】(1)物体处于静止或匀速直线运动时,所受力是平衡的,然后根据二力平衡的条件即可解答;
(2)影响滑动摩擦力大小的因素有:压力大小和接触面的粗糙程度;
(3)任何物体都有惯性;摩擦力产生的条件:物体之间有压力,且发生了相对运动或有相对运动的趋势。
【解答】解:
①当F=20N时,木箱静止不动,此时推力跟静摩擦力是一对平衡力,二力的大小相等,所以木箱A所受地面的摩擦力f=20N;
②当F=40N时,木箱做匀速直线运动,此时推力跟滑动摩擦力是一对平衡力,其大小相等,所以此时木箱A所受地面的摩擦力f滑=40N;
③推力增大至50N,木箱对水平地面的压力和接触面的粗糙程度都没有变,所以木箱A受到的滑动摩擦力大小不变,仍为40N;
④撤去F后,木箱由于具有惯性,仍会向右运动;木箱A在运动的过程中受到水平向左的摩擦力的作用,向左减速运动,而B由于具有惯性仍然具有向右运动的趋势,所以B与A之间产生了摩擦力。
故答案为:①20;③40;④惯性;受摩擦力。
【点评】本题考查了二力平衡条件的应用及影响滑动摩擦力大小的因素,注意:(1)静止的物体或匀速直线运动的物体受平衡力的作用;(2)滑动摩擦力大小与物体运动的速度无关,只与压力大小和接触面的粗糙程度有关。
16.(3分)如图所示,某质量分布均匀的长方体木块M放在水平桌面上,右端有部分露出桌面,在M的左端施加一个水平拉力F使M缓慢向左移动,直至M刚好全部进入桌面。在M移动过程中,木块M对桌面压力 不变 ,对桌面压强 变小 ,受到桌面摩擦力 不变 (均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】在M移动过程中,根据F=G可知块M对桌面压力的变化情况;
受力面积变大,根据p=可知块M对桌面压强的变化情况;
滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,在M移动过程中。木块对桌面的压力和接触面的粗糙程度均不变,据此得出所受摩擦力的变化情况。
【解答】解:在M移动过程中,根据F=G可知块M对桌面压力相等,受力面积变大,根据p=可知块M对桌面压强变小;
滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,在M移动过程中。木块对桌面的压力和接触面的粗糙程度均不变,则所受摩擦力不变。
故答案为:不变;变小;不变。
【点评】本题考查压力、压强和摩擦力的有关知识,属于对基础知识得考查,关键是分清木块对桌面的压力不变。
17.(3分)如图所示,是探究影响液体内部压强因素的实验装置,将金属盒由水面向下移动到图示位置时,观察到U形管两边液面的高度差H变大,表明金属盒受到水的压强变 大 ,说明了液体内部压强与 深度 有关:将金属盒置于浓盐水中,若要使U形管两边液面的高度差H与图示水中时相等,则金属盒处在盐水中深度h2 < (选填“>”“<“或”“=”)h1。
【分析】根据p=ρgh即可判断液体压强的变化情况。
【解答】解:U形管两边液面的高度差H变大,表明压强变大;其他因素不变,只改变金属盒在液体中的深度,说明液体内部压强与深度有关;
当金属盒在水中时,p水=ρ水gh1
将金属盒置于浓盐水中时,p盐水=ρ盐水gh2
U形管两边液面的高度差相等,则p水=p盐水,即ρ水gh1=ρ盐水gh2
因为ρ盐水>ρ水,所以h2<h1。
故答案为:大;深度;<。
【点评】本题考查影响液体压强的因素,难度较小。
18.(3分)图甲是大气压随高度变化的图像,由图可知大气压随高度增加而 降低 。图乙是飞机舷窗结构侧视图,该舷窗玻璃与舱内空气接触面积为800cm2,与舱外大气接触面积为700cm2,舱内气压维持7×104Pa。该舷窗玻璃受到舱内空气的压力为 5600 N;当飞机在高空飞行时,若外界大气压为2×104Pa,此时舷窗玻璃受到内外气体的压力差为 4200 N。
【分析】(1)大气压跟海拔有关,海拔越高,大气压越低。
(2)知道舱内的压强和受力面积,根据压强公式求出舱内大气对玻璃的压力。
(3)知道舱外的压强和受力面积,根据压强公式求出舱外大气对玻璃的压力,求出舱内外的大气对玻璃的压力差。
【解答】解:(1)如图,高度增加,大气压在降低。
(2)舱内气压维持P内=7×104Pa,舷窗玻璃与舱内空气接触面积为S内=800cm2=0.08m2,
根据压强公式得F=PS,则舱内空气对玻璃的压力为F内=P内S内=7×104Pa×0.08m2=5600N。
(3)舱外气压P外=2×104Pa,舷窗玻璃与舱外空气接触面积为S外=700cm2=0.07m2,
根据压强公式得,则舱内大气对玻璃的压力为F外=P外S外=2×104Pa×0.07m2=1400N。
舷窗玻璃受到内外气体的压力差ΔF=F内﹣F外=5600N﹣1400N=4200N。
故答案为:降低;5600;4200。
【点评】本题考查了大气压和高度的关系、压强公式的计算等,是一道比较简单的压强计算习题。
19.(2分)如图所示,装满水的溢水杯中放着一个倒置的矿泉水瓶,去掉瓶底、盖紧瓶盖,其内部灌有水,矿泉水瓶和内部水的总质量为120g。则矿泉水瓶静止时受到的浮力为 1.2 N;
再向矿泉水瓶中缓慢注入20g水(矿泉水瓶没有浸没),此过程中溢水口溢出水的质量为 20 g。(g取10N/kg)
【分析】(1)根据重力公式G=mg计算矿泉水瓶和水的总重,根据漂浮条件F浮=G总可知矿泉水瓶静止时受到的浮力大小;
(2)根据漂浮条件和阿基米德原理可知矿泉水瓶增加的重力等于增加的浮力,也等于排开水的重力的增加量,再判断注入矿泉水瓶内水和溢出水的质量关系。
【解答】解:(1)矿泉水瓶和内部水的总重为:G=mg=120×10﹣3kg×10N/kg=1.2N;
矿泉水瓶静止时漂浮,受到的浮力为:F浮=G总=1.2N;
(3)向矿泉水瓶中缓慢注入20g水后,矿泉水瓶和内部水的总重增大,仍处于漂浮状态,增大的重力等于增加的浮力,也等于排开水的重力的增加量;由物体所受重力与质量成正比可知,溢出水的质量等于注入矿泉水瓶的水的质量,都等于20g。
故答案为:1.2;20。
【点评】本题考查浮力的计算和物体浮沉条件,熟练、灵活运用阿基米德原理是解答该题的关键。
20.(3分)如图所示,用细线悬挂的小球由位置A经位置B摆动到最高点C(不计空气阻力),当小球摆到位置B时,小球受到 两 个力作用,处于 非平衡 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;若小球运动至位置B时恰好细线断开,同时小球所受外力全部消失,则小球后来的运动轨迹是图中的 ① (选填“①”“②”或“③”)。
【分析】(1)物体保持静止状态或匀速直线运动状态,即为平衡状态;分析小球的受力情况,结合平衡力的条件得出结论;
(2)牛顿第一定律的内容:一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:由题知,不计空气阻力,当来回摆动过程中,小球受到重力和绳子对它的拉力的作用,这两个力不在同一直线,所以不是平衡力,小球会在非平衡力的作用下,不断改变运动状态,所以小球在到达B点时,处于非平衡状态;
由图可知,小球摆动到B点时,其在沿水平斜向右上方有一定速度,若细线断开所受的力都消失了,由牛顿第一定律可知,小球将做匀速直线运动。所以运动轨迹是①。
故答案为:两;非平衡;①。
【点评】正确理解牛顿第一定律的内容,包括条件和结果。还要明确物体受到平衡力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
21.(3分)图示为小明用粗细均匀的吸管制作的密度计,将其下端密封并在管内塞入适量铜丝,使其竖直漂浮于水中,测得此时吸管下端所处深度h1为8.5cm,将其取出擦净后竖直漂浮于某待测液体中,其下端所处深度h2为10cm,该密度计在水中和待测液体中所受浮力分别为F1和F2,则F1 = (选填“>”、“<”或“=”)F2,该待测液体的密度为 0.85 g/cm3。若仅将管内铜丝改绕在吸管下部外侧,仍使其竖直漂浮于该液体中,则此时液体对容器底的压强与铜丝在管内时相比,将 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】(1)密度计在水和待测液体中都漂浮,所受浮力都等于自身重力;
(2)已知浮力得大小关系,根据阿基米德原理可知得出待测液体的密度;
(3)若仅将管内铜丝改绕在吸管下部外侧,仍使其竖直漂浮于该液体中,所受浮力仍然等于自身重力,可得出所受浮力的变化情况,根据阿基米德原理可知密度计排开液体的体积得变化情况,进而得出液体的深度得变化情况,根据p=ρ液gh可知此时液体对容器底的压强与铜丝在管内时相比的变化情况。
【解答】解:(1)密度计在水和待测液体中都漂浮,所受浮力都等于自身重力,故密度计在水和待测液体中所受浮力相等,即:F1=F2;
(2)根据阿基米德原理可知:ρ水gV排水=ρ液gV排液,即:ρ水gSh水=ρ液gSh液,
据此得出ρ液=ρ水=×1×103kg/m3=0.85×103kg/m3=0.85g/cm3;
(3)若仅将管内铜丝改绕在吸管下部外侧,仍使其竖直漂浮于该液体中,所受浮力仍然等于自身重力,故所受浮力不变,根据F浮=ρ液gV排液,可知密度计排开液体的体积不变,故液体的深度不变,根据p=ρ液gh可知此时液体对容器底的压强与铜丝在管内时相比,将不变。
故答案为:=;0.85×103;不变。
【点评】本题考查物体浮沉条件的应用和液体压强的有关知识,属于对基础知识得考查,难道较小。
三、解答题(共48分.解答27、28小题时应有必要的解题过程)
22.(2分)请按题目要求作答。如图,足球静止在水平桌面上,请作出足球所受力的示意图。
【分析】足球静止在水平桌面上,足球受到的重力和支持力是一对平衡力,据此分析解答。
【解答】解:从足球的重心,分别沿竖直向下和竖直向上画有向线段,并分别用G和F支表示,即为其所受重力和支持力的示意图,因为这两个力是一对平衡力,大小相等,所以,作图时两条线段的长度要相等。如图所示:
【点评】作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点。
23.(2分)请按题目要求作答。
如图,物块沿斜面匀速下滑,请画出物块受到的支持力和摩擦力的示意图。
【分析】(1)物体受到的支持力,作用点可标在物体重心上,方向是垂直斜面向上;
(2)摩擦力的方向与物体相对运动方向或相对运动趋势的方向相反,物体沿斜面匀速下滑,因此摩擦力的方向沿斜面向上。
【解答】解:
物体受到的支持力,作用点可标在物体重心上,过物体重心作垂直斜面向上的力,即支持力F;
物体沿斜面匀速下滑,所受摩擦力的方向沿斜面向上,过物体的重心作沿斜面向上的力,即摩擦力f。如图所示:
【点评】本题考查了力的示意图的画法,正确分析出摩擦力和支持力的作用点和方向是关键。
24.(2分)请按题目要求作答。
如图,鸡蛋漂浮在浓盐水中,O为其重心,请画出鸡蛋所受力的示意图。
【分析】根据鸡蛋漂浮在盐水中可知鸡蛋受到的浮力与重力是一对平衡力,由此作图即可。
【解答】解:由题知,鸡蛋漂浮在盐水中,鸡蛋受到的重力和浮力是一对平衡力,所以两力大小相等,
重力方向竖直向下,浮力竖直向上,从重心开始竖直向上、竖直向下画有向线段表示出浮力和重力,线段的长短相等,如图所示:
【点评】作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点。
25.(5分)小华用如图所示装置研究“阻力对物体运动的影响”。
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下,其目的是:使小车每次刚到达水平面时速度大小 相等 (选填“相等”或“不相等”),小车在水平面上运动时水平方向受力 不平衡 (选填“平衡”或“不平衡”)。
(2)为合理地完成本实验,小华按图1所示顺序进行实验,则材料甲和材料乙应分别为 (填选项前的字母)。
A.木板、棉布
B.棉布、木板
(3)小华按图2所示的场景铺设棉布,进行了实验,并得出实验结论,则实验操作中存在的不当之处是 棉布没有全部铺在水平面上 。
(4)小华正确操作后,根据实验现象进一步推理:如果小车在水平面上运动时受到的阻力为零,它将做 匀速直线运动 。
【分析】(1)该实验应使小车运动到斜面底端时的速度相等,比较小车运动的距离才有意义,所以要控制小车每次都从斜面上同一位置由静止释放;
小车在水平面上运动时,在竖直方向上受重力、支持力的作用,在水平方向上只受摩擦力的作用;
(2)实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力的大小,阻力越小,小车运动的距离越远;
(3)每次实验中需要在水平面上铺上粗糙程度相同的材料;
(4)由观察到的现象以及结论推理得出阻力为零时物体的运动情况。
【解答】解:
(1)每次都从斜面上同一位置由静止释放小车,使小车运动到斜面底端时的速度相等;
小车在水平面上运动时,它在水平方向上只受摩擦力的作用,所以受力不平衡;
(2)在该实验中,给水平面铺上粗糙程度不同的材料,目的是探究阻力对物体运动的影响,由毛巾表面到棉布再到木板,接触面的粗糙程度减小,小车受到的阻力也减小,其运动的距离越远,故B正确;
(3)要探究阻力对物体运动的影响,每次实验中需要在水平面上铺设粗糙程度相同的材料,而图2中棉布没有全部铺在水平面上;
(4)由实验可知水平面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;假如小车受到的阻力为零,即小车在水平方向上不受力,小车的运动状态将不会改变,将做匀速直线运动。
故答案为:(1)相等;不平衡;(2)B;(3)棉布没有全部铺在水平面上;(4)匀速直线运动。
【点评】本题是探究阻力对物体运动的影响实验,要掌握实验现象及结论,知道在此基础上经过推理可得牛顿第一定律的内容,解此类问题一定要注意思考实验的意义。
26.(7分)75%酒精能有效杀灭新冠病毒,小江想测定某消毒用酒精的密度。
(1)其测量酒精密度的实验过程如下:
①将天平放在 水平 工作台面上,把游码移至标尺“0”刻度处,指针摆动情况如图甲所示,此时应将右端平衡螺母适当向 右 调节,使天平水平平衡;
②将装有该酒精的烧杯放在天平的左盘,测得其总质量为73g;
③将烧杯中的一部分酒精倒入量筒中,量筒中的酒精体积如图乙所示,为 40 cm3;
④测出烧杯和剩余酒精总质量如图丙所示,其总质量为 38 g,则酒精的密度为 0.875 g/cm3。
(2)已知该酒精密度为ρ0,小江还利用该酒精来测量某泡沫块的密度,其实验步骤如下:
①用天平测出泡沫块的质量为m1;
②在一个容器中装足量的该酒精,将空瓶叠放在泡沫块上并放入酒精中,使其竖直漂浮,静止时如图丁所示;
③向瓶子中缓慢加水,直到泡沫块刚好浸没,用天平测出此时瓶子和水的总质量为m2;
④泡沫块体积V泡沫= ,密度ρ泡沫= (表达式均用m1、m2、ρ0表示)。
【分析】(1)①天平的正确使用:①放:把天平放到水平桌面上;②移;把游码移到标尺左端零刻线处;③调:调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处;
③根据图乙读出量筒中的酒精体积;
④用天平测物体质量时,物体的质量等于砝码的质量加上游码所对刻度;计算出量筒中酒精质量,根据密度公式计算酒精的密度;
(2)泡沫块刚好浸没,根据漂浮条件和阿基米德原理列式计算出泡沫的体积,再根据密度公式计算泡沫的密度。
【解答】解:(1)①用托盘天平测量物体质量时,把天平放置在水平工作台面上;游码移到标尺左端的零刻线处,然后调节平衡螺母,由图甲知,摆动时指针向左摆动幅度大于向右摆动幅度,要使横梁水平平衡,应将平衡螺母向右调节;
③由图乙知,量筒分度值2mL,量筒中的酒精体积V=40mL=40cm3;
④剩余酒精和烧杯的质量:m剩=20g+10g+5g+3g=38g;
量筒中酒精的质量:m=m总﹣m剩=73g﹣38g=35g;
酒精的密度:ρ===0.875g/cm3。
(2)根据实验步骤,向瓶子中缓慢加水,泡沫块刚好浸没时V排=V泡沫,且F浮=G总,
所以:ρ0gV排=m总g=(m1+m2)g,
V泡沫=V排=,
泡沫密度ρ泡沫===。
故答案为:(1)①水平;右;③40;④0.875;(2)④。
【点评】此题是测量液体密度的实验,考查了天平的调节、读数、量筒的读数及密度的计算,(2)中通过浮沉条件求出泡沫的体积是关键。
27.(8分)小亮用注射器做了以下几个物理小实验:
(1)用容积为2.5mL的注射器、刻度尺和量程为0﹣10N的弹簧测力计测量大气压的值。
①把注射器活塞推至注射器筒底端,目的是 排出注射器内的空气 ,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
②如图甲所示安装好实验器材,水平向右缓慢拉动注射器外筒,当注射器中的活塞相对外筒刚开始滑动时,记下图中弹簧测力计的示数为 5.2 N;
③用刻度尺测出注射器 有刻度部分 长度为5cm;
④算出大气压强值为 1.04×105 Pa。
另一位同学,仅将所用的注射器更换为容积为10mL的注射器重新进行实验,却无法测出大气压值,其原因可能是 大气压力会变大,可能超过测力计的量程,故无法测出大气压力 。
(2)图乙中,注射器内密封有刚烧开的水,向下拉动活塞,水重新沸腾。这是由于拉动活塞后,液面上方气压 降低 (选填“升高”或“降低”)使液体沸点降低。
(3)图丙中,两只纸船浮在水面上静止不动,用注射器在两船之间的水面沿图示方向向前快速喷水,两船将 相互靠近 (选填“静止不动”、“相互分开”或“相互靠近”)。
(4)图丁是自制潜水艇模型,向外拉注射器活塞,原来悬浮的潜水艇模型将 下沉 (选填“上浮”或“下沉”)
【分析】(1)根据二力平衡的条件和p=测量大气压;
①把注射器活塞推至注射器筒底端,目的是排出注射器内的空气;
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;
根据测力计的量程小于大气压力来分析;
(2)液体的沸点与气压有关,气压升高,沸点升高,气压降低,沸点降低;
(3)液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体的流速越大,压强越小;
(4)潜水艇是通过改变自身的重力来实现下潜、悬浮和上浮的,结合这个特点来对此题的模型进行分析。
【解答】解:本实验的原理是二力平衡和p=;
①把注射器活塞推至注射器筒底端,目的是排出注射器内的空气;
②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;
③用刻度尺测得注射器有刻度部分的长度为L=5cm;
④注射器有刻度部分的容积为V=2.5mL=2.5cm3,注射器活塞的横截面积为S===0.5cm2=5×10﹣5m3,由题知F=5.2N。
此时大气压的数值p====1.04×10 5Pa。
仅将所用的注射器更换为容积为10mL的注射器重新进行实验,故大气压力会变大,可能超过测力计的量程,故无法测出大气压力;
(2)图中向外拉动注射器活塞,内部空间增大,降低试管内的气压,水的沸点降低,水会重新沸腾;
(3)两只纸船浮在水面上静止不动,两只纸船两侧压强都相等,用注射器向两船之间的水面快速注水,中间水的流速增大,压强减小,外侧压强不变,两只纸船都在压强差的作用下相互靠近;
(4)向外拉注射器的活塞时,试管内气压变小,水进入试管,试管中的水增多,重力大于浮力,所以潜艇模型将下沉。
故答案为:(1)①排出注射器内的空气;②5.2;③有刻度部分;④1.04×105;大气压力会变大,可能超过测力计的量程,故无法测出大气压力;(2)降低;(3)相互靠近;(4)下沉。
【点评】本题考查大气压的测量、物体的浮沉条件等,综合性强,有一定的难度。
28.(5分)为了探究浮力大小跟哪些因素有关,某兴趣小组的同学用同一物体进行了如图所示的操作,并记下物体静止时弹簧测力计的示数。
(1)为了探究浮力的大小与液体密度的关系,应选择甲、 乙、丁 三幅图;该小组同学通过比较甲、乙和丙三幅图中测力计示数的大小,得到“浮力大小与物体浸没的深度有关”的结论,其产生错误的原因是 丙图中物体已接触容器底,受到了容器底的支持力作用,使得测力计的示数变小 。
(2)物体浸没在水中时所受浮力大小为 0.5 N,物块体积为 5×10﹣5 m3。
(3)图丁中盐水的密度为 1.2×103 kg/m3。
【分析】(1)探究浮力的大小与液体密度的关系,控制的变量应该是排开水的体积和浸没的深度;
探究浮力的大小与浸没深度的关系,控制的变量应该是排开水的体积和液体的密度,改变深度,但不能接触容器底;
(2)根据称量法算出物体浸没在水中时所受的浮力,根据F浮=G排=ρ水gV排求出物体的体积;
(3)再根据F浮=G﹣F′求出物体浸没在盐水中时受到的浮力,物体排开盐水的体积和物体的体积相等,根据阿基米德原理求出盐水的密度。
【解答】解:(1)探究浮力的大小与液体密度的关系,应控制排开水的体积和浸没的深度相同,改变液体密度,符合要求的是图甲、乙、丁;
探究浮力的大小与浸没深度的关系,控制的变量应该是排开水的体积和液体的密度,改变深度,选择图甲、乙、丙,比较F乙和F丙的大小,得出结论,但是图丙中的物体接触了容器底,作用,使得测力计的示数变小,使得读数变小,产生了错误结论;
(2)由图甲乙可知物体在水中受到的浮力:
F浮=G﹣F=2.0N﹣1.5N=0.5N,
由F浮=ρ水gV排得物体的体积为:
V=V排===5×10﹣5m3;
(3)由图甲丁可知物体在盐水中受到的浮力为:
F浮′=G﹣F′=2.0N﹣1.4N=0.6N,
由F浮=ρ盐水gV排得盐水的密度为:
ρ盐水===1.2×103kg/m3。
故答案为:(1)乙、丁;丙图中物体已接触容器底,受到了容器底的支持力作用,使得测力计的示数变小;(2)0.5;5×10﹣5;(3)1.2×103。
【点评】本题主要考查的是学生对浮力大小影响因素、浮力计算公式的理解和掌握,弄明白控制变量法在实验中的应用是解决的关键。
29.(8分)如图所示是一辆“都市蚂蚁”概念车,这款概念车小巧实用,有利于缓解城市交通拥堵。下表是该款概念车的部分主要参数。该车在水平地面上匀速行驶时受到的阻力为其总重的0.2倍,g取10N/kg。
质量m/kg
360
轮胎与地面的总接触面积S/cm2
200
总体积V/m3
0.8
(1)求该车空载停在水平路面上时对水平面的压力。
(2)当两人坐上该车时,车对水平地面的压强为2.5×105Pa,求车上两人的总质量。
(3)若该车载人后总质量为450kg,当其在水平路面上匀速行驶;
①求此过程中该车受到的牵引力;
②若此载人概念车不慎落入水中,假设该车密闭较好一直未进水,求载人概念车在水中静止时受到的浮力。
【分析】(1)根据F空=G空=m空g得出该车空载停在水平路面上时对水平面的压力;
(2)当两人坐上该车时,车对水平地面的压强为2.5×105Pa,
根据p=可知车对水平地面的压力,根据G总=F得出人和车的总重力,
进而得出车上两人的总重力,根据G=mg得出车上两人的总质量;
(3)①若该车载人后总质量为450kg,根据G总′=m总′g得出总重力,
当其在水平路面上匀速行驶时,处于平衡状态,根据F牵=f=0.2G总′得出所受牵引力;
②先得出载人概念车在水中静止时排开水的体积,根据F浮=ρ水gV排得出受到的浮力,并判断浮沉情况,得出所受浮力。
【解答】解:(1)该车空载停在水平路面上时对水平面的压力F空=G空=m空g=360kg×10N/kg=3600N;
(2)当两人坐上该车时,车对水平地面的压强为2.5×105Pa,
根据p=可知车对水平地面的压力F=pS=2.5×105Pa×200×10﹣4m2=5000N,
则人和车的总重力G总=F=5000N,
车上两人的总重力G人=G总﹣G空=5000N﹣3600N=1400N,
车上两人的总质量m人===140kg;
(3)①若该车载人后总质量为450kg,则总重力G总′=m总′g=450kg×10N/kg=4500N,
当其在水平路面上匀速行驶时,处于平衡状态,所受牵引力F牵=f=0.2G总′=0.2×4500N=900N;
②若此载人概念车不慎落入水中,假设该车密闭较好一直未进水,
载人概念车全部浸没在水中时排开水的体积为V排=V=0.8m3,
受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m3=8000N>G总′,
载人概念车在水中静止时漂浮,所受浮力F浮′=G总′=4500N。
答:(1)该车空载停在水平路面上时对水平面的压力为3600N;
(2)车上两人的总质量为140kg;
(3)①此过程中该车受到的牵引力为900N;
②载人概念车在水中静止时受到的浮力为4500N。
【点评】本题考查重力、压强、压力、浮力的有关计算,综合性强,有一定难度。
30.(9分)边长为10cm的正方体物块A放入圆柱形容器底部,如图1所示,缓慢向容器内注入液体1(液体未溢出),测量容器内液体的深度h,分别计算出该物块对应受到的浮力F浮,并绘制了图1中的实线图像。(g取10N/kg)
(1)物块的重力为 8 N。
(2)求液体1的密度。
(3)求当h=6cm时物块对容器底部的压力。
(4)换用另一种液体重复上述实验,并在图2中绘制出浮力F随注入容器内的液体深度h的图像(如图2中虚线所示)。则图2中h0为 A (填选项前的字母),其理由是 当注入液体2的深度为h0时,物块A受到的浮力不变且小于重力8N,说明物体此时恰好浸没在液体2中,则h0=10cm 。
A.h0=10cm
B.8cm<h0<10cm
C.h0>10cm
【分析】(1)由图象可知,物块A在液体1中的深度从h=8cm(小于物块A的边长10cm)以后物体受到的浮力不再发生变化,说明注入液体1的深度为8cm时,物体A恰好处于漂浮状态,受到的浮力和重力相等;
(2)当注入液体1的深度为8cm时,物块A受到浮力F浮=8N,根据阿基米德原理可求出液体1的密度;
(3)当注入液体1的深度h=6cm时,可求出此时物块A受到的浮力,从而求出物块A对容器底部的压力;
(4)由图可知,当注入液体2的深度为h0时,物块A受到的浮力不变且小于重力8N,说明物体此时恰好浸没在液体2中,则h0=10cm。
【解答】解:(1)由图象可知,物块A在液体1中的深度从h=8cm(小于物块A的边长10cm)以后物体受到的浮力不再发生变化,说明注入液体1的深度为8cm时,物体A恰好处于漂浮状态,则物块的重力G=F浮=8N;
(2)由图2可知,当注入液体1的深度为8cm时,物块A受到浮力F浮=8N,
此时排开液体1的体积为:V排=10cm×10cm×8cm=800cm3,
根据阿基米德原理可得:液体1的密度为:
ρ1===1.0×103kg/m3;
(3)当注入液体1的深度h=6cm时,此时排开液体1的体积为:V排'=10cm×10cm×6cm=600cm3,
此时受到的浮力为:F浮'=ρ1gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×600×10﹣6m3=6N,
则容器对物块A的支持力为:F1=G﹣F浮'=8N﹣6N=2N,
因为物体间力的作用是相互的,所以当h=6cm时物块对容器底部的压力为2N;
(4)由图可知,当注入液体2的深度为h0时,物块A受到的浮力不变且小于重力8N,说明物体此时恰好浸没在液体2中,则h0=10cm。
答:(1)8;
(2)液体1的密度为1.0×103kg/m3;
(3)当h=6cm时物块对容器底部的压力为2N;
(4)A;当注入液体2的深度为h0时,物块A受到的浮力不变且小于重力8N,说明物体此时恰好浸没在液体2中,则h0=10cm。
【点评】本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理的应用,关键是根据图象读出物体受到的浮力和所处的状态。
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