河北省石家庄市平山县2023-2024学年八年级下学期期中物理试卷
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这是一份河北省石家庄市平山县2023-2024学年八年级下学期期中物理试卷,共25页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题,实验探究,计算题等内容,欢迎下载使用。
1.(3分)在国际单位制中,力的单位是( )
A.牛顿(N)B.帕斯卡(Pa)
C.米(m)D.千克(kg)
2.(3分)关于惯性,下列说法正确的( )
A.只有不受任何力的物体才有惯性
B.汽车的运动速度越大惯性也越大
C.汽车只有在紧急刹车时才有惯性
D.物体在任何情况下都具有惯性
3.(3分)下列物体所受重力接近20N的是( )
A.一名初中学生B.一只公鸡
C.一支钢笔D.一辆自行车
4.(3分)如图所示的盲道是为盲人出行提供方便和安全的道路设施。盲道一般由两种砖铺成,一种是带有条形凸起的引导砖,引导盲人放心前行,称为行进盲道;一种是带有圆形凸起的提示砖,提示盲人前面该转弯或上、下坡了,称为提示盲道。当盲人走在盲道上面时与走在普通的平整路面上相比,走在盲道上( )
A.增大了脚底的压力,使脚底感觉更明显
B.增大了脚底的压强,使脚底感觉更明显
C.减小了脚底的压力,使脚底感觉更明显
D.减小了脚底的压强,使脚底感觉更明显
5.(3分)如图所示,水平地面上静止叠放着A、B两物体,物体A上表面受到一竖直向下的压力F,下列说法正确的是( )
A.A物体受到的支持力与B物体受到的压力是一对相互作用力
B.A物体受到的重力与A物体受到的支持力是一对平衡力
C.B物体受到的支持力大小等于物体A和物体B的总重力
D.B物体受到A对它的压力大小与F的大小相同
6.(3分)如图所示,两个完全相同的圆柱形容器内分别盛有不同的液体A和B,已知A液体的质量小于B液体的质量。下列措施中,有可能使两容器内液体对容器底部的压强相等的是(无液体溢出)( )
A.分别倒入相同质量的液体A、B
B.分别倒入相同体积的液体A、B
C.分别抽出相同质量的液体A、B
D.分别抽出相同体积的液体A、B
7.(3分)如图所示的小车,在一辆表面光滑的运动小车上,放有A和B两个物体,两物体与小车以相同的速度一起向右匀速运动,已知A和B相距s,物体A的质量M大于物体B的质量m。不考虑物体滑下小车的情况,若此时小车突然刹车,则( )
A.因为M>m,所以物体A会追上B,并且与B相碰
B.因为M>m,所以物体A不会追上B,并且两者相距越来越远
C.A和B两个物体间的距离将保持不变
D.物体A和B的运动速度将越来越小
8.(3分)如图所示,叠放在一起的物体A和B,在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动,则下列结论中正确的是( )
A.甲、乙两图中物体A均受到地面对它的摩擦力大小均为F
B.甲、乙两图中物体B所受摩擦力大小均为F
C.甲图中物体A受到地面对它的摩擦力为0,物体B受到的摩擦力为F
D.乙图中物体A受到地面对它的摩擦力为F,物体B受到的摩擦力为0
9.(3分)如图,物体A静止在水平桌面上,把物体A向右移动一点(不落地),则物体A对桌面的( )
A.压力和压强都不变B.压力不变,压强变大
C.压力变大,压强不变D.压力和压强都变大
10.(3分)如图所示,一个长方体放置在水平桌面上,沿中间线竖直切成两块,将其中一半拿走,则下列说法正确的是( )
A.密度不变,压强是原来的一半,压力变为原来的一半
B.密度不变,压强不变,压力变为原来的一半
C.密度减小,压强是原来的两倍,压力不变
D.密度减小,压强不变,压力是原来的两倍
11.(3分)如图是某同学在探究液体内部压强规律时,根据实验数据画出的液体压强随深度变化的甲、乙两种液体的图象,则( )
A.ρ甲>ρ乙B.ρ甲=ρ乙C.ρ甲<ρ乙D.无法确定
12.(3分)关于物体的重力,下列说法中正确的是( )
A.物体的重力是由于地球的吸引而使物体受到的力
B.物体重力的大小总是固定不变的
C.物体的重心一定在其几何中心
D.如果没有重力,茶水更容易倒进人的嘴里
13.(3分)图像法是物理学的重要研究方法之一,如图所示的图像不能表示下列哪两个物理量间的关系( )
A.在弹性限度内,弹簧受到的拉力与弹簧伸长量的关系
B.物质的密度与质量的关系
C.物体所受重力与质量的关系
D.匀速直线运动中路程与时间的关系
14.(3分)如图,某工厂用传送带传送工件,将工件(其重心为O)由图示位置从静止放到水平向右匀速运动的传送带上,则传送带受到的压力F、压强p及工件受到的摩擦力f随时间变化的图象正确的是( )
A.B.
C.D.
15.(3分)如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )
A.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会上升
B.乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降
C.把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内外液面高度差一定变小
D.乙装置更能准确地测量出大气压的值
二、填空题(11分)
16.(2分)“北风卷地白草折”中“白草折”表明力可以改变物体的 。(选填“形状”或“运动状态”)
17.(4分)著名的 实验有力的证明了大气压的存在,1标准大气压= 毫米水银柱= Pa。
18.(3分)如图是用弹簧测力计测重力,测量前应该按 方向调零,图中所用测力计的量程为 牛,测力计的示数为 。
19.(2分)如图所示,甲、乙两个实心正方体,放在水平地面上时它们对水平地面的压强相等。如果在它们的上方沿水平方向切去相同厚度,则剩余部分的质量m甲 m乙,如果在它们的上方沿水平方向切去相同质量后,则剩余部分对地面的压强p甲 p乙.(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
三、作图题(3分)
20.(3分)如图所示,物块正在光滑的水平面上向左滑动,并压缩弹簧,画出物块受力的示意图(不计空气阻力)。
四、实验探究(26分)
21.(7分)如图所示,是某同学探究牛顿第一定律的实验方案,试根据探究方案回答下列问题:
(1)实验时,为了使小车在水平面上开始运动时,具有相同的速度,采取的措施是: ;
(2)小车在水平轨道上滑行时,受到的力一共有 个,分别是 。
(3) 表面最粗糙,小车在 表面上滑行的距离最远;
(4)从这个实验中得出的结论是 。
22.(10分)第一组的同学在探究物体所受重力的大小与质量的关系时,记录的数据如表一所示:
表一
(1)在实验过程中,需要的测量工具有 和 。
(2)分析表一中实验数据,可得出的结论是: 。
第二组探究物体重力的大小跟物体形状的关系,研究小组用橡皮泥为实验对象,用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验,实验数据如表二所示:
表二
(3)分析实验数据,第二组得出实验结论:物体重力的大小与物体的形状有关。他们的结论 (选填“正确”或“错误”),影响实验结果的原因是: 。
第三小组经过精确测量,并在互联网上与不同地区的同学进行了交流合作,发现在某些不同的地理位置g值存在着微小差异,表三列出了一些城市和地区的g值大小:
表三
(4)由表分析g值相同的城市是: 和 ,造成g值不同的原因可能是 。根据表三中提供的信息分析,各国的贸易往来中的发货单上所标示的“货物重量”应该是指货物的 。
23.(9分)如图所示,在“探究影响液体压强的因素”的实验中:(已知U形管内装有水)
(1)连接完毕的U形管压强计 (选填“是”或“不是”)连通器,实验前,用手轻按橡皮膜,发现U形管内液面几乎不动,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)使用前,发现U形管内液面有高度差(左低右高),则接下来应该 (选填字母)。
A.从U形管右端倒出部分水;
B.取下软管,重新安装;
C.在U形管左端加入一些水。
(3)甲中U形管内外气压差为600Pa,此时U形管液面高度差为 cm;改变探头的朝向,U形管内液面高度差将 (选填“变大”“变小”或“不变”)(g=10N/kg)。
(4)比较甲、乙两图可知,同一深度, ,液体压强越大;比较 两图可说明三峡大坝为何修建成上窄下宽的形状。
(5)如图甲所示,U形管两侧液面高度差为8cm,则橡皮膜所处的深度为 cm。(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
五、计算题(15分)
24.(8分)一座公路桥头旁立有一块如图所示的标志牌,用来表示对过桥车辆的限制,现有一辆总重为5×104N的卡车,卡车共有有四个轮子,每个车轮与地面的接触面积为0.05m2。在水平公路上匀速行驶,已知地面对它的摩擦阻力是其自身重力的0.2倍。(g取10N/kg)求:
(1)通过计算回答这辆卡车能不能通过此桥?
(2)此时汽车发动机的牵引力为多大?
(3)计算卡车对地面的压强。
(4)汽车以80km/h的速度匀速直线运动时,若此时另外考虑到空气阻力大小是200N,则汽车发动机的牵引力为多大?
25.(7分)底面积300cm2、深度20cm的薄壁圆柱形容器重6N,放置在水平桌面上,其中盛有6cm深的水,如图甲;然后将一质量为2.7kg的实心正方体铝块放入水中,如图乙。(ρ铝=2.7×103kg/m3)求:
(1)铝块的体积是多少m3?
(2)图甲中容器对水平桌面的压强为多少Pa?
(3)放入铝块后,水对容器底部的压强增加了多少Pa?
参考答案与试题解析
一、选择题(单选题每题3分,共45分)
1.(3分)在国际单位制中,力的单位是( )
A.牛顿(N)B.帕斯卡(Pa)
C.米(m)D.千克(kg)
【解答】解:A、力的国际单位是牛顿,简称牛,符号为N,故A正确;
B、帕斯卡是压强的国际单位,故B错误;
C、米是长度的国际单位,故C错误;
D、千克是质量的国际单位,故D错误。
故选:A。
2.(3分)关于惯性,下列说法正确的( )
A.只有不受任何力的物体才有惯性
B.汽车的运动速度越大惯性也越大
C.汽车只有在紧急刹车时才有惯性
D.物体在任何情况下都具有惯性
【解答】解:由牛顿第一定律与惯性知识可知:惯性是物体本身具有的性质。一切物体在任何情况下都具有惯性。故知A、C错。
速度不影响惯性,惯性是物体保持原来动状态不变的性质,原来速度大是保持较大的速度不变的性质,原来速度小是保持较小的速度不变的性质,而速度大停下来和速度小停下来改变运动状态的程度不一样。故B选项错误;
故选:D。
3.(3分)下列物体所受重力接近20N的是( )
A.一名初中学生B.一只公鸡
C.一支钢笔D.一辆自行车
【解答】解:根据物体的重力可求出其质量;m===2kg=2000g。
A、一名初中生的质量在50kg左右,故A不符合题意;
B、一只公鸡的质量在2kg左右,故B符合题意;
C、一支钢笔的质量在10g左右,故C不符合题意;
D、一辆自行车的质量在15kg左右,故D不符合题意。
故选:B。
4.(3分)如图所示的盲道是为盲人出行提供方便和安全的道路设施。盲道一般由两种砖铺成,一种是带有条形凸起的引导砖,引导盲人放心前行,称为行进盲道;一种是带有圆形凸起的提示砖,提示盲人前面该转弯或上、下坡了,称为提示盲道。当盲人走在盲道上面时与走在普通的平整路面上相比,走在盲道上( )
A.增大了脚底的压力,使脚底感觉更明显
B.增大了脚底的压强,使脚底感觉更明显
C.减小了脚底的压力,使脚底感觉更明显
D.减小了脚底的压强,使脚底感觉更明显
【解答】解:脚踩在盲道上,脚对盲道的压力不变,砖上的条形或圆点减小了脚和地面的受力面积,增大了地面对脚的压强,增大脚的感觉。
故选:B。
5.(3分)如图所示,水平地面上静止叠放着A、B两物体,物体A上表面受到一竖直向下的压力F,下列说法正确的是( )
A.A物体受到的支持力与B物体受到的压力是一对相互作用力
B.A物体受到的重力与A物体受到的支持力是一对平衡力
C.B物体受到的支持力大小等于物体A和物体B的总重力
D.B物体受到A对它的压力大小与F的大小相同
【解答】解:
A、A物体受到的支持力与B物体受到的压力的施力物体与受力物体相互交换,是一对相互作用力,故A正确;
B、A物体受到3个力,压力F和A竖直向下的重力,竖直向上的支持力,A物体受到的重力与压力F之和等于A物体受到的支持力(即GA+F=FB支持A),所以A物体受到的重力与A物体受到的支持力不是一对平衡力,故B错误;
C、把A、B两物体看作一个整体,整体受到地面向上的支持力、向下的总重力和向下的压力F,由于整体静止,所以整体受到的支持力(即B物体受到的支持力)等于物体A和物体B的总重力加上压力F,故C错误;
D、B物体受到A对它的压力等于B对A的支持力(它们为相互作用力),则根据B项解答可知,B物体受到的压力为GA+F,故D错误。
故选:A。
6.(3分)如图所示,两个完全相同的圆柱形容器内分别盛有不同的液体A和B,已知A液体的质量小于B液体的质量。下列措施中,有可能使两容器内液体对容器底部的压强相等的是(无液体溢出)( )
A.分别倒入相同质量的液体A、B
B.分别倒入相同体积的液体A、B
C.分别抽出相同质量的液体A、B
D.分别抽出相同体积的液体A、B
【解答】解:两容器为圆柱形容器,
对容器底的压力:
F=G=mg,
由于m甲<m乙,
所以甲液体对容器底的压力小于乙液体对容器底的压力,
F甲<F乙,
由于p=,底面积相同,
所以A液体对容器底的压强小于B液体对容器底的压强,
即:p甲<p乙。
AC、分别从A、B中倒入或抽出相同质量的液体,使A液体对容器底的压强增加量或减少量等于B液体对容器底的压强增加量或减小量,不能使两容器内液体对容器底部的压强相等,不可行;
B、分别从A、B中倒入相同体积的液体,由于由于A的密度小于B的密度,故分别倒入相同体积的A、B两液体,即倒入的A的质量较小,倒入的B液体的质量较大,故会使得A容器中的质量更小,B容器中的质量更大,不可能实现两容器底部的压强相等,不可行;
D、分别从A、B中抽出相同体积的液体,由压力的增加量或减少量ΔF=ΔG=ρgV抽和ρA<ρB可知,ΔFA<ΔFB,由p=和底面积S相同可知,会使A液体对容器底的压强增加量或减少量小于B液体对容器底的压强增加量或减少量,有可能使两容器内液体对容器底部的压强相等,可行。
故选:D。
7.(3分)如图所示的小车,在一辆表面光滑的运动小车上,放有A和B两个物体,两物体与小车以相同的速度一起向右匀速运动,已知A和B相距s,物体A的质量M大于物体B的质量m。不考虑物体滑下小车的情况,若此时小车突然刹车,则( )
A.因为M>m,所以物体A会追上B,并且与B相碰
B.因为M>m,所以物体A不会追上B,并且两者相距越来越远
C.A和B两个物体间的距离将保持不变
D.物体A和B的运动速度将越来越小
【解答】解:两物体一开始同小车一起做匀速直线运动,当小车突然刹车时,由于惯性,两物体会继续保持原来的运动状态不变,也就是速度和方向都相同,因此,在不考虑阻力的情况下,它们一定不会相碰,两个物体间的距离将保持不变,故ABD错误,C正确。
故选:C。
8.(3分)如图所示,叠放在一起的物体A和B,在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动,则下列结论中正确的是( )
A.甲、乙两图中物体A均受到地面对它的摩擦力大小均为F
B.甲、乙两图中物体B所受摩擦力大小均为F
C.甲图中物体A受到地面对它的摩擦力为0,物体B受到的摩擦力为F
D.乙图中物体A受到地面对它的摩擦力为F,物体B受到的摩擦力为0
【解答】解:以AB整体为研究对象,在水平方向受地面的摩擦和拉力F,这两个力相互平衡,则f=F,两种情况下A受到的摩擦力相等,A正确,C错误;
甲图,AB同时向前做匀速直线运动,所以AB之间没有相对运动的趋势,B不受摩擦力的作用,B错误;
乙图以A为研究对象,A做匀速直线运动,根据相互作用力,B也受到A施加的大小相等方向相反的摩擦力,在水平方向受拉力F和B对它的静摩擦力作用,且f=F,D错误。
故选:A。
9.(3分)如图,物体A静止在水平桌面上,把物体A向右移动一点(不落地),则物体A对桌面的( )
A.压力和压强都不变B.压力不变,压强变大
C.压力变大,压强不变D.压力和压强都变大
【解答】解:把物体A向右移动一点(不落地),物体A对桌面的压力仍然等于其重力不变,与桌面的接触面积减小,根据公式p=可知对桌面的压强变大。
故选:B。
10.(3分)如图所示,一个长方体放置在水平桌面上,沿中间线竖直切成两块,将其中一半拿走,则下列说法正确的是( )
A.密度不变,压强是原来的一半,压力变为原来的一半
B.密度不变,压强不变,压力变为原来的一半
C.密度减小,压强是原来的两倍,压力不变
D.密度减小,压强不变,压力是原来的两倍
【解答】解:(1)因为密度是物质的一种特性,不随质量、体积的改变而改变,所以沿中间竖直截去一半后,剩余部分的密度不变,故CD错误;
(2)因为水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以沿中间竖直截去一半时质量减半,重力减半,压力减半,受力面积减半,
则根据p=可知剩余部分对地面的压强等于原来整块长方体对地面的压强,故A错误,B正确。
故选:B。
11.(3分)如图是某同学在探究液体内部压强规律时,根据实验数据画出的液体压强随深度变化的甲、乙两种液体的图象,则( )
A.ρ甲>ρ乙B.ρ甲=ρ乙C.ρ甲<ρ乙D.无法确定
【解答】解:如图所示:在图象上取一个相同的横坐标深度h,就会发现甲、乙两液体的压强不同,并且P甲>P乙.利用公式:ρ=可知,在gh都相同的情况下,压强越大,液体的密度就越大。所以甲的密度大于乙的密度。
综上分析,
故选:A。
12.(3分)关于物体的重力,下列说法中正确的是( )
A.物体的重力是由于地球的吸引而使物体受到的力
B.物体重力的大小总是固定不变的
C.物体的重心一定在其几何中心
D.如果没有重力,茶水更容易倒进人的嘴里
【解答】解:A、物体的重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,故A正确;
B、把地球上的物体移到月球上,物体的质量不变,重力变小,故B错误;
C、规则物体且质量分布均匀的重心在它的几何中心,故C错误;
D、如果没有重力,茶水不受重力作用,很难从茶壶中流出来,故D错误。
故选:A。
13.(3分)图像法是物理学的重要研究方法之一,如图所示的图像不能表示下列哪两个物理量间的关系( )
A.在弹性限度内,弹簧受到的拉力与弹簧伸长量的关系
B.物质的密度与质量的关系
C.物体所受重力与质量的关系
D.匀速直线运动中路程与时间的关系
【解答】解:A、在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,弹簧的伸长量是弹簧的长度与弹簧原长之差,与图像中的变化规律符合,故A正确;
B、物体的密度是物质的特性,与质量和体积无关,与图像中的变化规律不符合,故B错误;
C、物体所受重力与质量成正比,与图像中的变化规律相符,故C正确;
D、匀速直线运动的路程与时间成正比,与图像中的变化规律相符,故D正确;
故选:B。
14.(3分)如图,某工厂用传送带传送工件,将工件(其重心为O)由图示位置从静止放到水平向右匀速运动的传送带上,则传送带受到的压力F、压强p及工件受到的摩擦力f随时间变化的图象正确的是( )
A.B.
C.D.
【解答】解:A、将工件由图示位置从静止放到水平向右匀速运动的传送带上,在水平方向上工件受到水平向右的滑动摩擦力,工件将会由静止做加速运动,直到相对传送带静止,此时摩擦力为零,由于滑动摩擦力只与接触面粗糙程度和压力有关,而此题接触面粗糙程度和压力都没变,因此滑动摩擦力大小不变。其图象为水平线最后突变为零,故A错误;
B、将工件由图示位置从静止放到水平向右匀速运动的传送带上,此时物体对传送带的压力等于物体的重力,压力大小保持不变,故B错误;
CD、压力不变,工件向右运动,与传送带的接触面积变大,根据p=可知,压强与接触面积成反比,压强会变小,故C正确,D错误。
故选:C。
15.(3分)如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )
A.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会上升
B.乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降
C.把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内外液面高度差一定变小
D.乙装置更能准确地测量出大气压的值
【解答】解:A、甲图是托里拆利实验,玻璃管内是真空,大气压的值等于玻璃管内液柱产生的压强,当大气压变大时,玻璃管内的液面会上升,故A正确;
B、乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会上升,故B错误;
C、把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,大气压降低,玻璃管内液柱会在内部气压的作用下被压高,玻璃管内外液面高度差一定变大,故C错误;
D、托里拆利实验能准确的测出大气压的值,图乙装置中虽然能测出水柱的高度,但不知道容器内的气体压强,所以不能测出大气压的值,故D错误。
故选:A。
二、填空题(11分)
16.(2分)“北风卷地白草折”中“白草折”表明力可以改变物体的 形状 。(选填“形状”或“运动状态”)
【解答】解:北风卷地百草折”中“百草折”,即风改变了草的形状,表明力可以改变物体的形状。
故答案为:形状。
17.(4分)著名的 马德堡半球 实验有力的证明了大气压的存在,1标准大气压= 760 毫米水银柱= 1.01×105 Pa。
【解答】解:有力证明的大气压存在的实验是著名的马德堡半球实验;
托里拆利实验测出了1标准大气压的值,相当于760毫米水银柱的压强,即p=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×760×10﹣3m≈1.01×105Pa。
故答案分别为:马德堡半球;760;1.01×105。
18.(3分)如图是用弹簧测力计测重力,测量前应该按 竖直 方向调零,图中所用测力计的量程为 0~5 牛,测力计的示数为 3.4N 。
【解答】解:使用弹簧测力计前一定要进行零点校正,校正时要在竖直方向上进行。如图所示的弹簧测力计的量程是0~5N,一个大格表示的是1N,里面有5个小格,分度值为0.2N.弹簧测力计的示数=3N+0.4N=3.4N。
故答案为:竖直;0~5;3.4N。
19.(2分)如图所示,甲、乙两个实心正方体,放在水平地面上时它们对水平地面的压强相等。如果在它们的上方沿水平方向切去相同厚度,则剩余部分的质量m甲 大于 m乙,如果在它们的上方沿水平方向切去相同质量后,则剩余部分对地面的压强p甲 大于 p乙.(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
【解答】解:(1)设切去的高度为h,
因为甲、乙均匀实心正方体,故p======ρgh;
又因为甲、乙对地面压强的相等,所以ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,即ρ甲h甲=ρ乙h乙,
又因为h甲>h乙,故ρ甲<ρ乙,
若在两个正方体上部分别沿水平方向切去相同的高度,剩余部分的质量分别为m甲'和m乙',
则 ==,
因为h甲>h乙,则h甲﹣h>h乙﹣h;
故 >1,
所以剩余部分的质量m甲'大于m乙';
(2)沿水平方向切去相同的质量时,减小的压力相同,因S甲>S乙,所以Δp甲<Δp乙;
又因为甲,乙两个实心正方体放置在水平地面上,它们对地面的压强相同,所以剩余部分甲对地面的压强大于乙对地面的压强。
故答案为:大于;大于。
三、作图题(3分)
20.(3分)如图所示,物块正在光滑的水平面上向左滑动,并压缩弹簧,画出物块受力的示意图(不计空气阻力)。
【解答】解:
物块正在光滑水平面上向左滑动并压缩弹簧,在水平方向上物块不受摩擦力,受到弹簧对它向右的弹力F弹;在竖直方向上受到重力G、支持力F支;
从物块的重心O,沿水平向右的方向画出弹力F弹,沿竖直向上的方向画出支持力F支,沿竖直向下的方向画出重力G,如图所示:
四、实验探究(26分)
21.(7分)如图所示,是某同学探究牛顿第一定律的实验方案,试根据探究方案回答下列问题:
(1)实验时,为了使小车在水平面上开始运动时,具有相同的速度,采取的措施是: 让小车从斜面的同一高度滑下 ;
(2)小车在水平轨道上滑行时,受到的力一共有 3 个,分别是 重力,摩擦力(或阻力),支持力 。
(3) 毛巾 表面最粗糙,小车在 玻璃 表面上滑行的距离最远;
(4)从这个实验中得出的结论是 物体受到的阻力越小,速度减小得越慢,小车运动的距离越远 。
【解答】解:(1)该实验要比较的是小车在阻力不同的路面上滑行的距离,这样就要求我们控制变量:初速度,而从同一高度滑下,可以保证每次到达水平面的速度相同;
(2)对小车进行受力分析时,可以根据小车分别在水平和竖直方向上的受力情况进行分析;小车在竖直方向上受到重力和水平面对它的支持力,因为小车在水平方向上是靠惯性滑行,所以在水平方向上只有摩擦力。所以小车受到三个力作用。
(3)小车在水平面上由于受到阻力作用会停下来,毛巾最粗糙,对小车的阻力最大,滑行距离最近;玻璃最光滑,阻力最小,滑行距离最远;
(4)实验表明,物体受到的阻力越小,速度减小得越慢,小车运动的距离越远。
故答案为:(1)让小车从斜面的同一高度滑下;
(2)3;重力,摩擦力(或阻力),支持力;
(3)毛巾;玻璃。
(4)物体受到的阻力越小,速度减小得越慢,小车运动的距离越远。
22.(10分)第一组的同学在探究物体所受重力的大小与质量的关系时,记录的数据如表一所示:
表一
(1)在实验过程中,需要的测量工具有 天平 和 弹簧测力计 。
(2)分析表一中实验数据,可得出的结论是: 物体所受的重力跟质量成正比 。
第二组探究物体重力的大小跟物体形状的关系,研究小组用橡皮泥为实验对象,用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验,实验数据如表二所示:
表二
(3)分析实验数据,第二组得出实验结论:物体重力的大小与物体的形状有关。他们的结论 错误 (选填“正确”或“错误”),影响实验结果的原因是: 没有控制橡皮泥的质量不变 。
第三小组经过精确测量,并在互联网上与不同地区的同学进行了交流合作,发现在某些不同的地理位置g值存在着微小差异,表三列出了一些城市和地区的g值大小:
表三
(4)由表分析g值相同的城市是: 武汉 和 上海 ,造成g值不同的原因可能是 地理纬度 。根据表三中提供的信息分析,各国的贸易往来中的发货单上所标示的“货物重量”应该是指货物的 质量 。
【解答】解:(1)研究重力跟质量的关系时,必须把钩码的质量和重力测量出来,测量质量的工具是天平、测量重力的工具是弹簧测力计;
(2)根据表中数据可知,物体所受的重力跟质量的比值是一个定值,满足正比例函数关系,由此可知物体所受的重力跟质量成正比;
(3)研究小组用橡皮泥为实验对象,用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验,用小刀刻成各种形状时,改变了物体的质量,同时改变了物体的重力。他们的结论是错误的,原因是没有控制橡皮泥的质量不变;
(4)由表中数据可知,g值相同的城市是武汉与上海,均为9.794N/kg;
分析表中数据可知,地理纬度不同,g值也可能不同,因此可得:g值随地理纬度的变化而变化;
由于质量是物体的属性,不随形状、状态、位置的变化而变化,所以在往来的货物运输中,发货单上所标示的“货物重量”,实质上应该是货物的质量。
故答案为:(1)天平;弹簧测力计;(2)物体所受的重力跟质量成正比;(3)错误;没有控制橡皮泥的质量不变;(4)武汉;上海;地理纬度;质量。
23.(9分)如图所示,在“探究影响液体压强的因素”的实验中:(已知U形管内装有水)
(1)连接完毕的U形管压强计 不是 (选填“是”或“不是”)连通器,实验前,用手轻按橡皮膜,发现U形管内液面几乎不动,说明装置 漏气 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)使用前,发现U形管内液面有高度差(左低右高),则接下来应该 B (选填字母)。
A.从U形管右端倒出部分水;
B.取下软管,重新安装;
C.在U形管左端加入一些水。
(3)甲中U形管内外气压差为600Pa,此时U形管液面高度差为 6 cm;改变探头的朝向,U形管内液面高度差将 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)(g=10N/kg)。
(4)比较甲、乙两图可知,同一深度, 液体密度越大 ,液体压强越大;比较 乙、丙 两图可说明三峡大坝为何修建成上窄下宽的形状。
(5)如图甲所示,U形管两侧液面高度差为8cm,则橡皮膜所处的深度为 10 cm。(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
【解答】解:(1)U形管下端连通,但上端只有一个开口,不符合连通器的概念,所以U形压强计不是连通器;用手轻按橡皮膜,发现U形管内液面几乎不动,则说明装置漏气;
(2)使用压强计前,发现U形管内液面有高度差,说明软管内封闭的气体不受力时,压强与外界气压不相等,应重新进行安装,故选B;
(3)由题意知,U形管右管比左管高出的液柱的压强就等于甲中U形管内外气压差即600Pa,则甲中U形管液面高度差Δh===0.06m=6cm;根据同种液体的同一深度处,向各个方向的液体内部压强都相等,改变探头的朝向,U形管内液面高度差将不变;
(4)通过比较甲、乙两图可知,液体内部同一深度处,液体密度不同,U形管两侧水面的高度差不同,即说明同一深度处液体密度越大,液体压强越大;通过比较乙、丙两图可知,液体密度相同,深度越大,液体压强越大。三峡大坝下方受到的压强比上方大,所以下方大坝要建的宽一点;
(5)液体压强和U形管压强相等,故p水=p酒精,即ρ水gh水=ρ酒精gh酒精,1×103kg/m3×10N/kg×0.08=0.8×103kg/m3×10N/kg×h酒精,h酒精=10cm。
故答案为:(1)不是;漏气;(2)B;(3)6;不变;(4)液体密度越大;乙、丙;(5)10。
五、计算题(15分)
24.(8分)一座公路桥头旁立有一块如图所示的标志牌,用来表示对过桥车辆的限制,现有一辆总重为5×104N的卡车,卡车共有有四个轮子,每个车轮与地面的接触面积为0.05m2。在水平公路上匀速行驶,已知地面对它的摩擦阻力是其自身重力的0.2倍。(g取10N/kg)求:
(1)通过计算回答这辆卡车能不能通过此桥?
(2)此时汽车发动机的牵引力为多大?
(3)计算卡车对地面的压强。
(4)汽车以80km/h的速度匀速直线运动时,若此时另外考虑到空气阻力大小是200N,则汽车发动机的牵引力为多大?
【解答】解:(1)由G=mg得卡车的质量:m车===5000kg=5t>4t,故这辆卡车不能从该桥上通过。
(2)由于卡车匀速行驶,受到的牵引力等于摩擦阻力,即F=f=0.2G=0.2×5×104N=104N。
(3)卡车对地面的压强:p====2.5×105Pa。
(4)汽车在水平公路上匀速直线运动,受到的牵引力和阻力平衡,大小相等,即F′=f+f′=104N+200N=1.02×104N。
答:(1)这辆卡车不能通过此桥;
(2)此时汽车发动机的牵引力为104N;
(3)计算卡车对地面的压强为2.5×105Pa;
(4)汽车以80km/h的速度匀速直线运动时,若此时另外考虑到空气阻力大小是200N,则汽车发动机的牵引力为1.02×104N。
25.(7分)底面积300cm2、深度20cm的薄壁圆柱形容器重6N,放置在水平桌面上,其中盛有6cm深的水,如图甲;然后将一质量为2.7kg的实心正方体铝块放入水中,如图乙。(ρ铝=2.7×103kg/m3)求:
(1)铝块的体积是多少m3?
(2)图甲中容器对水平桌面的压强为多少Pa?
(3)放入铝块后,水对容器底部的压强增加了多少Pa?
【解答】解:(1)铝块的体积为:V铝===10﹣3m3;
(2)放入铝块前,圆柱形容器中水的重力为:
G水=m水g=ρ水V水g=ρ水S容h水g=1.0×103kg/m3×300×10﹣4m2×6×10﹣2m×10N/kg=18N,
容器对水平桌面的压力等于容器和水的总重力,即:F=G总=G水+G容=18N+6N=24N,
容器对水平桌面的压强为:p容===800Pa;
(3)铝块的边长为:L铝===0.1m,
铝块的底面积为:S铝=(L铝)2=(0.1m)2=0.01m2=100cm2,
由图乙可知,加入铝块后,水的深度为:h水′===9cm,
水对容器底部的压强增加量为:Δp水=ρ水gΔh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×(9﹣6)×10﹣2m=300Pa。
答:(1)铝块的体积为10﹣3m3;
(2)容器对水平桌面的压强为800Pa;
(3)水对容器底部的压强增加量为300Pa。实验序号
物体质量/kg
物体重力/N
重力与质量的比值/(N/kg)
1
0.1
1
10
2
0.2
2
10
3
0.3
3
10
被测物体
形状
重力
橡皮泥
正方体
4.8N
圆形
4.2N
三角形
3.6N
地点
赤道
广州
武汉
上海
北京
纽约
莫斯科
北极
g值大小/(N/kg)
9.780
9.788
9.794
9.794
9.801
9.803
9.816
9.832
地理纬度
0°
23°06′
30°33′
31°12′
39°56′
40°40′
55°45′
90°
实验序号
物体质量/kg
物体重力/N
重力与质量的比值/(N/kg)
1
0.1
1
10
2
0.2
2
10
3
0.3
3
10
被测物体
形状
重力
橡皮泥
正方体
4.8N
圆形
4.2N
三角形
3.6N
地点
赤道
广州
武汉
上海
北京
纽约
莫斯科
北极
g值大小/(N/kg)
9.780
9.788
9.794
9.794
9.801
9.803
9.816
9.832
地理纬度
0°
23°06′
30°33′
31°12′
39°56′
40°40′
55°45′
90°
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