2020-2021学年江苏省苏州市六校联考(振华立达等校)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。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)
1.(2分)在下列数据中,最接近生活实际的是( )
A.一个中学生的体重大约50N
B.一间教室内空气的质量约30kg
C.潜入水中的学生排开水的质量约为50kg
D.两个鸡蛋对桌面的压强大约为1Pa
2.(2分)寒冬,自来水管往往因管内水结冰膨胀而破裂,在自来水管外捆扎发泡塑料,可以有效解决该问题,这是因为发泡塑料的( )
A.硬度较小 B.导热性好 C.导电性好 D.隔热性好
3.(2分)下列现象能说明分子之间存在引力的是( )
A.肥皂泡可以吹得很大而不破
B.用丝绸摩擦过的玻璃棒,能吸引轻小纸屑
C.磁铁能吸引大头针
D.挂衣服的塑料吸盘压紧在玻璃上,很难被拉开
4.(2分)关于微观粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A.汤姆生发现电子,从而揭示了原子核是可以再分的
B.卢瑟福建立了 原子结构的行星模型
C.质子和中子都是不带电的粒子
D.天体和微观粒子都在不停地运动,太阳是行星
5.(2分)下列关于力的现象描述,其中正确的是( )
A.足球被踢出去后,在空中会受到踢力的作用而继续向前运动
B.小张用吸管喝饮料,是利用了嘴对饮料的作用力将其吸入口中
C.小王没有将地面上的箱子推动,是因为推力等于箱子受到的摩擦力
D.拔河比赛中甲班战胜乙班是因为甲班对乙班的拉力大于乙班对甲班的拉力
6.(2分)关于力和运动的关系,下列说法正确的是( )
A.物体的速度越大,其所受的力也越大
B.物体不受力的作用,一定处于静止状态
C.物体运动一定需要力来维持
D.物体不受力的作用,可能做匀速直线运动
7.(2分)如图所示,从倒置的漏斗口用力吸气或向下吹气,乒乓球都不会掉下来,这是因为( )
A.吸气或吹气都减小了乒乓球上方空气压强
B.吸气或吹气都增大了乒乓球下方空气压强
C.吸气减小乒乓球上方空气压强,吹气增大球下方空气压强
D.吸气增大乒乓球下方空气压强,吹气减小球上方空气压强
8.(2分)“生活处处有物理,留心观察皆学问”。下面对生活中有关现象的解释,正确的是( )
A.水坝的下部要比上部修得宽一些是因为水的压强随深度而增加
B.用高压锅煮食物容易熟,是因为液体沸点随气体压强的增大而降低
C.书包的背带做得比较宽是为了增大对人的肩膀的压强
D.菜刀手柄上刻有凹凸不平的花纹是为了减小摩擦
9.(2分)如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,不计摩擦,小球可在A、B两点间来回摆动。当小球摆到B点时,细线恰好断开,同时假如所有力都消失,则小球将( )
A.沿BD方向运动 B.沿BE方向运动
C.沿BC方向运动 D.在B点保持静止
10.(2分)假如地球的引力减小一半,那么对于漂浮在水面上的某艘船来说,它所受的重力和吃水深度(吃水深度指水面到船底的深度)与原来相比,下列说法中正确的是( )
A.船受到的重力不变,船的吃水深度也不变
B.船受到的重力减小,船的吃水深度不变
C.船受到的重力减小,船的吃水深度也减小
D.船受到的重力不变,船的吃水深度减小
11.(2分)如图所示,有两个完全相同的物体A和B,A的下端与物块甲通过轻质细绳相连,B的上面放着物块乙,A、B都刚好浸没于水中。则下列说法正确的是( )
A.物体 A 和 B 受到的浮力相等
B.绳的拉力大于乙的重力
C.甲的重力大于乙的重力
D.甲的密度大于乙的密度
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液体对容器底部的压力:F甲′=F乙′
③容器对桌面的压强:p甲=p乙
④液体对容器底部的压强:p甲′>p乙′
A.只有①和③ B.只有②和④ C.只有②和③ D.只有③和④
二、填空题(每空1分,共27分)
13.(3分)在银河系、宇宙、太阳系中尺度最大的是 ,组成原子的质子、中子、电子中质量最小的是 。同种物质在固态、液态和气态中,分子间作用力最大的是 。
14.(2分)炒菜时我们闻到菜香扑鼻,这是 现象,炒菜时菜很快就变咸了,而腌咸菜时,很长时间菜才会变咸,这个表明了 越高,分子热运动越剧烈。
15.(2分)被甲材料摩擦过的乙棒与被丝绸摩擦过的玻璃棒相互排斥,则乙棒带 电荷,是因为乙棒在摩擦过程中 电子。
16.(3分)端午节赛龙舟,船员用桨整齐地向后划水,龙舟却快速地向前行驶,说明桨受到了向 (前/后)的作用力,这个作用力的施力物体是 ,这证明了力的作用是 的。
17.(2分)生活中,“吸”字表述的现象,其原因各不相同。如图所示,用吸管“吸”饮料时,饮料是在 作用下被“吸”入口中的。用吸尘器“吸”灰尘时,灰尘是由于空气流速越大,压强越 的缘故被“吸”入吸尘器中的。
18.(2分)如图甲所示,冰壶比赛中,为减小冰壶与冰面间的摩擦,运动员需在冰壶运动路线上的某些区域刷冰。为探究刷冰长度的影响因素,小明和同学用图乙装置寻找模拟刷冰区域的材料,他们将木块分别放在长木板、绸布、棉布上,用弹簧测力计水平拉木块做 运动,发现测力计示数关系是F棉>F木>F绸.若用木板模拟未刷冰区域,则选 模拟刷冰区域。
19.(2分)2020年11月24日,“嫦娥五号”探测器由“长征五号”运载火箭从西昌卫星发射中心发射升空,其运动轨迹如图所示。在探测器绕月飞行时,它的运动状态 (选填“改变”或“不变”);探测器登月前需要减速,向 (选填“运动方向”或“运动反方向”)喷射高速气体,以获得制动力。
20.(2分)质量相等的甲、乙两个实心均匀正方体物块放在水平地面上,密度关系为ρ甲<ρ乙.当在甲、乙两物块上,分别放重为G1、G2的物体时,两物块对水平地面的压强相等,则G1 G2(>/=/<);当在对甲、乙两物块分别施加竖直向上的力F1、F2(F1、F2均小于物块重力)时,对水平地面的压强也相等,则F1 F2(>/=/<)。
21.(4分)如图所示,物体b在水平推力F作用下,将物体a挤压在竖直墙壁上,a、b均处于静止状态,则墙对a施加的摩擦力方向是 ,大小为 。b对a施加的摩擦力方向是 ,大小为 。(a、b的质量分别为M和m)
22.(3分)将一个小物块完全放入容积为200ml的烧杯,向杯中加入128g水或96g酒精都恰好能将烧杯装满,小物块的体积为 cm3,密度为 kg/m3,在酒精中静止时所受浮力为 N。(g=10N/kg,酒精的密度为0.8×103kg/m3)
23.(2分)一密度ρ=0.75×103kg/m3的物块漂浮在水面静止时,露出水面的体积为V1=12cm3,该物块的体积为 cm3:将露出部分截去后,剩余部分再次漂浮在水面,此时露出水面的体积V2= cm3。
三、解答题(24、25、26、29、31每题各6分,27题5分,28、31每题7分,共49分)
24.(2分)请画出潜水艇在上浮时所受重力和浮力的示意图(O表示艇的重心)。
25.(2分)传送带上有一个物体M,质量为2kg,它与传送带一起在水平方向向右匀速运动,不计空气阻力。请在图中画出M受力情况的示意图。
26.(2分)如图所示,一物体静止在斜面上,请你画出物体所受重力G及物体对斜面压力F的示意图。
27.(5分)一个体重为500N的同学骑自行车上学,在水平路面上以5m/s的速度匀速行驶,有关数据如表所示。求:
自行车净重
250N
轮胎与地面接触的总面积
5×10﹣3m2
轮胎承受的最大气压
3.0×105Pa
(1)在行驶过程中,车对地面的压力;
(2)在行驶过程中,车对地面的压强;
(3)在行驶过程中,该自行车的最大载重。(g取10N/kg)(解答要求:要写出依据的主要公式或变形公式,要有数据代入和运算结果)
28.(7分)如图甲所示,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中,如图乙所示是钢绳拉力随时间t变化的图象,若不计水的阻力(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3),求:
(1)石料全部没入水中时受到的浮力是多少?
(2)石料的体积是多少?
(3)石料的密度是多少?
29.(6分)小明要探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”,实验装置如图所示,选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上,其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是棉布。
(1)小明刚开始拉木块时,他的水平拉力逐渐增大。但木块仍静止,木块所受的摩擦力 (变大/变小/不变):木块被拉动,且越来越快,小明读出某一时刻弹簧测力计的示数为2N,他认为这时摩擦力的大小为2N,他操作中的错误是 。
(2)如果小明想探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,他应选择 两图进行实验。
(3)小明猜想;滑动摩擦力大小可能与接触面积有关。他将木块切去一半,重复乙的操作过程,如图丁所示。他比较乙和丁的实验结果,得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,他的结论 (可靠/不可靠),理由 。
30.(7分)小明同学想测某品牌牛奶的密度,于是他进行了以下实验:
(1)将天平放在水平台面上,把游码移到标尺的 处。发现指针静止在分度标尺中央刻度线的右侧,此时应将平衡螺母向 调节,使天平平衡。
(2)将一定量的牛奶倒入烧杯中,用调好的天平测量烧杯和牛奶的总质量,在测量过程中,当他向右盘添加最小砝码时,指针偏向分度盘中线的右侧;当拿掉最小砝码时,指针偏向分度盘中线的左侧,接下来他调节 ,直到天平再次平衡(如图甲所示),则烧杯和牛奶的总质量为 g;
(3)将烧杯中的牛奶全部倒入量筒中,用天平测出空烧杯的质量为70g,如图乙所示,用量筒测出牛奶的体积为 mL;
(4)通过公式计算出牛奶的密度为 g/cm3。
(5)若将烧杯中的牛奶倒入量筒过程中没有完全倒干净,接下来按照同样的步骤完成实验,所得到的牛奶密度测量值跟第(4)题的结果相比会 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
31.(6分)某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为 N。
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 N。石块排开的水所受的重力可由 (填字母代号)两个步骤测出。
(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于 。
(4)为了得到更普遍得结论,下列继续进行得操作中不合理得是 。
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
(5)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则 (选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。
32.(6分)某物理兴趣小组的同学利用图甲来估测大气压的值,实验器材有一只弹簧测力计、三种规格的注射器和一把刻度尺
(1)本实验的原理是二力平衡和压强的定义式,实验中研究的是大气对 (选填“活塞”或“注射器筒”)的压力;
(2)若选用图乙中注射器B,当弹簧测力计被拉到最大值时,活塞仍没有滑动,则应该换用注射器 (选填“A”、“B”或“C”)来进行实验;
(3)如图甲方案,①首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,读出注射器的容积V,再用刻度尺测出注射器 为L;
②水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F;
③则测出的大气压值p= (用所给的字母表示);
(4)小花发现,此时测得的大气压值误差较大,对此小花与同学找出了下列可能的原因:
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余空气
②刻度尺的读数没读准
③活塞与注射器筒壁不完全密封
④活塞与注射器筒壁间有摩擦
上述原因一定会使测量值小于真实值的是 。
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
(5)小李同学为了排除摩擦力的影响,改进了实验,如图丙所示,将注射器固定在水平桌面活塞通过水平细线及定滑轮与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯和水的重力为G1,然后向外缓慢抽出杯中的水,当活塞刚开始向右滑动时,测得杯和水的重力为G2,则他计算大气压值的公式应该表示为p= (用所给的字母表示)。
33.(6分)阅读短文,回答文后问题
地基沉降
建在地面的房屋往往会面临地基沉降问题,意大利的比萨斜塔就是因为地基沉降不均匀而倾斜的。房屋下方的地层通常包括土层和岩石层,岩石风化、脱落形成的细小颗粒称为土粒,土粒很坚硬,很难被压缩。但土粒之间有很多孔隙。如图a所示,土由土粒和土粒间的孔隙构成,土中孔隙的总体积和土粒的总体积之比称为土的孔隙比,与坚固的岩石层不同,外加压力时,土粒会发生移动。重新排列、靠紧,土的体积就变小了,如图b所示,房屋对下方地层的压力很大。土层被压缩,就造成了房屋的地基沉降,因此在建造房屋之前要勘测地层,预估地基的沉降量。
(1)从土的构成看,土被压缩的体积可以认为等于 减小的体积。
(2)在一次建造房屋前的地层勘测中,从上层中取一些土作为样本,烘干后测得密度为1.8×103kg/m3,已知土粒的密度为2.7×103kg/m3,则土的孔隙比为 。
(3)对上述样本土进行压缩试验,得到孔隙比和所加压强的数据如表所示请在坐标图中画出e﹣p关系图象
压强p/105Pa
1
2
3
4
孔隙比e
0.45
0.42
0.40
0.39
(4)若该房屋的重力为1×107N,地基面积为40m2,下方土层厚度为6m。请根据以上数据,预估地基的沉降量为 m。
2020-2021学年江苏省苏州市六校联考(振华立达等校)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。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)
1.(2分)在下列数据中,最接近生活实际的是( )
A.一个中学生的体重大约50N
B.一间教室内空气的质量约30kg
C.潜入水中的学生排开水的质量约为50kg
D.两个鸡蛋对桌面的压强大约为1Pa
【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、中学生的质量在50kg左右,受到的重力大约为G=mg=50kg×10N/kg=500N。故A不符合实际;
B、空气的密度在1.3kg/m3左右。教室的长、宽、高分别在9m、8m、3.5m左右,教室中空气的质量在m=ρV=1.3kg/m3×9m×8m×3.5m=327.6kg左右。故B不符合实际;
C、中学生的质量在50kg左右,潜入水中时平砍水的质量与中学生质量差不多,在50kg左右。故C符合实际;
D、两个鸡蛋的重力约G=1N,放在桌面上与桌面的接触面积约S=1cm2=10﹣4m2,对桌面的压强约p====104Pa。故D不符合实际。
故选:C。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中的常见量的值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
2.(2分)寒冬,自来水管往往因管内水结冰膨胀而破裂,在自来水管外捆扎发泡塑料,可以有效解决该问题,这是因为发泡塑料的( )
A.硬度较小 B.导热性好 C.导电性好 D.隔热性好
【分析】发泡塑料有细微的独立气泡结构,有效降低空气对流导致的能量交换,是热的不良导体,传导热的能力很差,能起到保温的作用
【解答】解:寒冬,气温很低,露天自来水管内的水凝固成冰,体积变大,很容易把水管胀破,也就是常说的“冻破”;
包上发泡塑料后,塑料的导热性能差,隔热性好,有效防止了寒气的入侵,起到了保护的作用。
故选:D。
【点评】此题是一道典型的实际生活问题,这也充分体现了“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念。
3.(2分)下列现象能说明分子之间存在引力的是( )
A.肥皂泡可以吹得很大而不破
B.用丝绸摩擦过的玻璃棒,能吸引轻小纸屑
C.磁铁能吸引大头针
D.挂衣服的塑料吸盘压紧在玻璃上,很难被拉开
【分析】分子动理论内容为:物质是由大量分子组成的,分子永不停息地做无规则运动,分子间存在相互作用的引力与斥力。
【解答】解:A、肥皂泡可以吹得很大而不破是由于分子间有引力,故A正确;
B、用丝绸摩擦过的玻璃棒,能吸引轻小纸屑是由于带电体能够吸引轻小物体,故B错误;
C、磁铁吸引大头针是由于磁铁能吸引铁性物质,不是因为分子间存在引力,故C错误;
D、挂衣服的塑料吸盘压紧在玻璃上,很难被拉开,是因为大气压强的存在,与分子间的作用力无关,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了分子间的引力,运用所学物理知识解释生活中的现象,学以致用。
4.(2分)关于微观粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A.汤姆生发现电子,从而揭示了原子核是可以再分的
B.卢瑟福建立了 原子结构的行星模型
C.质子和中子都是不带电的粒子
D.天体和微观粒子都在不停地运动,太阳是行星
【分析】(1)汤姆生发现了电子,从而说明原子是可以再分的;
(2)卢瑟福建立了原子结构的行星模型,原子的核式结构就像太阳系一样,中间是原子核,周围是绕核转动的电子;
(3)质子带正电,中子不带电;
(4)太阳是银河系中的一颗恒星。
【解答】解:
A、汤姆生发现了电子,从而说明原子是可以再分的,而不是原子核,故A错误;
B、卢瑟福建立了原子结构的行星模型,原子核位于原子的中心,核外电子绕原子核高速旋转,故B正确;
C、研究表明,质子带正电,中子不带电,故C错误;
D、天体和微观粒子都在不停地运动,太阳是银河系中的一颗恒星,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了原子结构特点、带电情况及其发现过程、对宇宙基本认识等,虽然涉及的知识点较多,但难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
5.(2分)下列关于力的现象描述,其中正确的是( )
A.足球被踢出去后,在空中会受到踢力的作用而继续向前运动
B.小张用吸管喝饮料,是利用了嘴对饮料的作用力将其吸入口中
C.小王没有将地面上的箱子推动,是因为推力等于箱子受到的摩擦力
D.拔河比赛中甲班战胜乙班是因为甲班对乙班的拉力大于乙班对甲班的拉力
【分析】(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性;
(2)用吸管喝饮料是大气压的应用;
(3)当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,叫平衡状态,受平衡力;
(4)拔河比赛时,人在水平方向上受到绳子的拉力与地面对他的摩擦力,因为两班之间拉力的作用是相互的,作用力和反作用力大小相等,所以谁受到地面的摩擦力大,谁就会获胜。
【解答】解:A、运足球被踢出去后,不再受到受到踢力的作用,能够在空中继续向前运动,是因为足球具有惯性,故A错误;
B、用吸管喝饮料时,首先嘴把吸管中的空气吸走,饮料在大气压的作用下被压入吸管,所以是大气压的作用,故B错误;
C、箱子没有被推动,保持静止状态,受平衡力,即推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,故C正确;
D、甲、乙两班进行拔河比赛,甲班在拉乙班的同时,乙班也会给甲班一个反作用力,甲班对乙班的力和乙班对甲班的力是作用力与反作用力的关系,所以两个力的大小相等,故D错误。
故选:C。
【点评】此题主要考查惯性、力与运动的关系、大气压的应用以及相互作用力的有关知识,但难度不大,属于基础知识考查。
6.(2分)关于力和运动的关系,下列说法正确的是( )
A.物体的速度越大,其所受的力也越大
B.物体不受力的作用,一定处于静止状态
C.物体运动一定需要力来维持
D.物体不受力的作用,可能做匀速直线运动
【分析】(1)速度大的物体其受力不一定大;
(2)(4)根据牛顿第一定律的内容可做出判断;
(3)运动不需要力来维持,力是使物体运动状态发生改变的原因。
【解答】解:A、速度大的物体其受力不一定大,如依靠惯性运动的物体,在不受力时仍可以保持较大的速度向前运动,故A错误;
B、由牛顿第一定律可知,物体不受力的作用,可能处于静止状态或匀速直线运动状态,故B错误;
C、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,故C错误;
D、由牛顿第一定律可知,物体不受力的作用时,可能静止,也可能做匀速直线运动,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了学生对力与运动的关系、牛顿第一定律的理解和应用,正确、全面理解概念和规律,是避免解答错误的关键。
7.(2分)如图所示,从倒置的漏斗口用力吸气或向下吹气,乒乓球都不会掉下来,这是因为( )
A.吸气或吹气都减小了乒乓球上方空气压强
B.吸气或吹气都增大了乒乓球下方空气压强
C.吸气减小乒乓球上方空气压强,吹气增大球下方空气压强
D.吸气增大乒乓球下方空气压强,吹气减小球上方空气压强
【分析】流动的气体和液体都称为流体,流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。
【解答】解:吸气时,乒乓球上方空气压强小,这样在乒乓球的上、下部就会产生一个向上的压力差,从而托起乒乓球。
从漏斗口向下用力吹气时,乒乓球上部空气流速大、压强小,而乒乓球下部空气流速小压强大;这样也是在乒乓球的上、下部就会产生一个向上的压力差,从而托起乒乓球;因此吸气或吹气都减小了乒乓球上方空气压强。故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系,看学生能否将所学知识灵活运用到实际生活中,学以致用,有意义。
8.(2分)“生活处处有物理,留心观察皆学问”。下面对生活中有关现象的解释,正确的是( )
A.水坝的下部要比上部修得宽一些是因为水的压强随深度而增加
B.用高压锅煮食物容易熟,是因为液体沸点随气体压强的增大而降低
C.书包的背带做得比较宽是为了增大对人的肩膀的压强
D.菜刀手柄上刻有凹凸不平的花纹是为了减小摩擦
【分析】(1)液体的压强随深度的增加而增大;
(2)高压锅是利用锅内气压增大、沸点升高的原理煮熟食物的;
(3)减小压强的方法:是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强。
(4)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
【解答】解:A、水坝的下部要比上部修得宽一些是因为水的压强随深度而增加。故A正确;
B、用高压锅煮食物容易熟,是因为液体沸点随气体压强的增大而升高,故B错误;
C、包的背带做得比较宽,是为了在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故C错误;
D、菜刀手柄上刻有凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。故D错误。
故选:A。
【点评】本题是从日常生活用品上考查了学生多方面的知识,体现了物理的生活化,要求平时学习时,多观察、多联系、多分析。
9.(2分)如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,不计摩擦,小球可在A、B两点间来回摆动。当小球摆到B点时,细线恰好断开,同时假如所有力都消失,则小球将( )
A.沿BD方向运动 B.沿BE方向运动
C.沿BC方向运动 D.在B点保持静止
【分析】首先要明确,当秋千在最高点时的运动状态,再根据前面实验中的研究结论即可,即据牛顿第一定律可知,当物体不受外力时,将保持外力消失一瞬间时的状态。
【解答】解:由于小球被静止释放,不计摩擦,它可在A、B两点间来回摆动。当小球摆到B点时,小球速度恰好为零,此时小球所受力全部消失,据牛顿第一定律可知,此时小球将保持静止状态,故D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查了对牛顿第一定律的应用,要掌握其内容,并理解保持静止状态或匀速直线运动状态的本质含义。
10.(2分)假如地球的引力减小一半,那么对于漂浮在水面上的某艘船来说,它所受的重力和吃水深度(吃水深度指水面到船底的深度)与原来相比,下列说法中正确的是( )
A.船受到的重力不变,船的吃水深度也不变
B.船受到的重力减小,船的吃水深度不变
C.船受到的重力减小,船的吃水深度也减小
D.船受到的重力不变,船的吃水深度减小
【分析】当船漂浮在水面上时,船受浮力等于物体重力;
由阿基米德原理可知,物体在液体中受到的浮力大小等于排开液体的重力。由F浮=G排=G船,m船g=ρ水V排g,所以m船=ρ水V排,地球的引力减小一半,g减半,ρ水V排=m船,V排不变、吃水深度不变。
【解答】解:因为地球的引力减小一半,即1kg的物体受到的重力为4.9N,即g=4.9N/kg,所以船的重力和排开液体的重力都将减小一半,但排开水的体积不变,所以船的吃水深度不变。
故选:B。
【点评】解决此类问题要灵活利用物体的漂浮条件和阿基米德原理,知道是g在变化是本题的关键。
11.(2分)如图所示,有两个完全相同的物体A和B,A的下端与物块甲通过轻质细绳相连,B的上面放着物块乙,A、B都刚好浸没于水中。则下列说法正确的是( )
A.物体 A 和 B 受到的浮力相等
B.绳的拉力大于乙的重力
C.甲的重力大于乙的重力
D.甲的密度大于乙的密度
【分析】(1)两种情况下AB排开水的体积相同,由阿基米德原理得出受到的浮力相同;
(2)A物体受到水的浮力等于A物体重加上绳的拉力,右边B物体受到水的浮力等于B物体重加上乙物体重,由此可知绳的拉力与乙物块的重力的关系;
(3)把甲和A、乙和B分别当做一个物体进行受力分析,漂浮或悬浮时,浮力都等于自重,而甲和A整体排开水的体积大,物体受到的浮力比乙和B整体受到的浮力大,所以甲物块的重力比乙物块大,据此分析甲乙两物块的质量关系,根据体积关系,判断出甲乙密度的关系。
【解答】解:
A、由图知,两个相同的物块A和B,其体积和重力均相同,
两种情况下A和B都浸没在水中,则A和B排开水的体积相同,由F浮=ρ水V排g可知,物块A和B受到的浮力相同,故A正确;
B、以A物体为研究对象,由力的平衡条件可得,A受到水的浮力:F浮A=G+F拉,
以B物体为研究对象,由力的平衡条件可得,B受到水的浮力:F浮B=G+G乙,
由于物体A、B受到的浮力相同、重力也相同,所以F拉=G乙,故B错误;
CD、把甲和A、乙和B分别当做一个整体,
因为物体A和甲悬浮,所以,它们受到的浮力:F1=G+G甲﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
因为物体B和乙漂浮,所以,它们受到的浮力:F2=G+G乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
左图中,两物体均受浮力作用,则F1=F浮A+F甲浮,
右图中,只有物体B受到浮力作用,则F2=F浮B,
所以,F1>F2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
结合①②两式可知:G甲>G乙,故C正确;
由G=mg可知m甲>m乙,由于甲乙的体积关系未知,所以无法判断出甲乙的密度大小关系,故D错误。
故选:AC。
【点评】将阿基米德原理F浮=ρ液gV排和漂浮条件F浮=G排综合使用,是解决此类题目的关键。
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液体对容器底部的压力:F甲′=F乙′
③容器对桌面的压强:p甲=p乙
④液体对容器底部的压强:p甲′>p乙′
A.只有①和③ B.只有②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;
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,进一步比较出容器底受到压力的大小。
【解答】解:①③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,③正确;
②④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;
因两容器中液体的深度相同,根据p=ρgh知,液体对杯底的压强p甲′>p乙′,故④正确;
又因容器底面积相同,所以由F=pS可知,液体对容器底部的压力F甲′>F乙′,故②错误;
综上所述,①②错误,③④正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查了固体压强、液体压强、密度公式的应用,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是解题的关键。
二、填空题(每空1分,共27分)
13.(3分)在银河系、宇宙、太阳系中尺度最大的是 宇宙 ,组成原子的质子、中子、电子中质量最小的是 电子 。同种物质在固态、液态和气态中,分子间作用力最大的是 固态 。
【分析】(1)宇宙有数十亿个星系组成,银河系是其中之一,太阳系是银河系中的一员;地球是太阳周围的八大行星之一;
(2)地球以及所有星球都是由物质组成的,物质是由分子构成的;分子是由原子构成的,原子是由原子核和电子构成的;原子核由质子和中子构成;质子和中子都是由更小的夸克组成的。原子核几乎集中了整个原子的质量;
(3)固体分子之间距离最小,分子间作用力最大,液体次之,气体分子间距离最大,分子作用力最小。
【解答】解:(1)在银河系、宇宙、太阳系中尺度最大的是宇宙。
(2)组成原子的质子、中子、电子中质量最小的是电子。
(3)同种物质在固态、液态和气态中,分子间作用力最大的是固态。
故答案为:宇宙;电子;固态。
【点评】此题考查微观到宏观的尺度,解答此题的关键是我们要掌握宇宙和物质的组成。同时考查了三种状态下分子作用力的大小,分子的作用力不同,决定了分子的状态不同。
14.(2分)炒菜时我们闻到菜香扑鼻,这是 扩散 现象,炒菜时菜很快就变咸了,而腌咸菜时,很长时间菜才会变咸,这个表明了 温度 越高,分子热运动越剧烈。
【分析】物体的分子是在不停地做无规则运动的,而且分子运动的快慢和物体的温度高低有关系,温度越高,分子运动越剧烈,因此,分子的这种运动又叫做分子热运动。
【解答】解:闻到菜的香味,这是扩散现象,炒菜时往菜里加盐,菜很快就咸了,而腌咸菜时,很长时间菜才会变咸,这是因为炒菜时菜的温度比较高,使分子无规则运动加快了,即表明温度越高,分子热运动越剧烈。
故答案为:扩散;温度。
【点评】此题主要考查的是学生对热运动概念的理解,属于识记性内容,比较简单。
15.(2分)被甲材料摩擦过的乙棒与被丝绸摩擦过的玻璃棒相互排斥,则乙棒带 正 电荷,是因为乙棒在摩擦过程中 失去 电子。
【分析】(1)自然界只存在两种电荷,正电荷和负电荷,丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
(2)不同物质组成的物体,原子核夺得电子的本领不同,相互摩擦时,一个物体夺得电子,因多余电子带负电,另一个物体因缺少电子带正电。
【解答】解:
玻璃棒和丝绸摩擦过程中,玻璃棒失电子带正电荷,丝绸得电子带负电荷;乙棒与玻璃棒相互排斥,说明乙棒带正电,是因为乙棒在摩擦过程中失去电子造成的。
故答案为:正;失去。
【点评】本题考查了对电荷间的相互作用规律和摩擦起电的理解,属于基础题。
16.(3分)端午节赛龙舟,船员用桨整齐地向后划水,龙舟却快速地向前行驶,说明桨受到了向 前 (前/后)的作用力,这个作用力的施力物体是 水 ,这证明了力的作用是 相互 的。
【分析】船桨向后划水,船桨给水一个向后的力,由于物体间力的作用是相互的,水也给船桨一个向前的力,所以船向前运动。
【解答】解:向后划水龙舟加速前进,船桨给水一个向后的力,水给船桨一个向前的力,体现了力的作用是相互的。
故答案为:前;水;相互。
【点评】本题考查的是物理综合性知识,在生活中的物理知识是很丰富的,所以学生们在学习物理的同时应该不断地从生活中发现物理。
17.(2分)生活中,“吸”字表述的现象,其原因各不相同。如图所示,用吸管“吸”饮料时,饮料是在 大气压 作用下被“吸”入口中的。用吸尘器“吸”灰尘时,灰尘是由于空气流速越大,压强越 小 的缘故被“吸”入吸尘器中的。
【分析】(1)吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,使管内气压减小,这样在外界大气压的作用下,饮料就被压进吸管里。
(2)在气体和液体中,流速大的位置压强小。
【解答】解:(1)用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压入吸管;
(2)用吸尘器“吸”灰尘时,吸尘器内空气流速大压强小,吸尘器外空气流速小压强大,在压强差的作用下灰尘被“吸”入吸尘器中的。
故答案为:大气压;小。
【点评】本题考查了大气压的存在,以及利用气压与流速的关系解释相关现象,注重了理论联系实际。
18.(2分)如图甲所示,冰壶比赛中,为减小冰壶与冰面间的摩擦,运动员需在冰壶运动路线上的某些区域刷冰。为探究刷冰长度的影响因素,小明和同学用图乙装置寻找模拟刷冰区域的材料,他们将木块分别放在长木板、绸布、棉布上,用弹簧测力计水平拉木块做 匀速直线 运动,发现测力计示数关系是F棉>F木>F绸.若用木板模拟未刷冰区域,则选 绸布 模拟刷冰区域。
【分析】滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关。
当压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大;当接触面粗糙程度一定时,压力越大滑动摩擦力越大。
【解答】解:冰壶在冰面上运动是滑动摩擦,当刷冰时使冰的表面变光滑,压力一定时,滑动摩擦力减小。所以当用木板模拟未刷冰区域,刷冰之后表面变光滑,滑动摩擦力减小,故绸布模拟刷冰区域。
故答案为:匀速直线;绸布。
【点评】把体育比赛和物理知识联系在一起让学生体会的物理的重要性。
19.(2分)2020年11月24日,“嫦娥五号”探测器由“长征五号”运载火箭从西昌卫星发射中心发射升空,其运动轨迹如图所示。在探测器绕月飞行时,它的运动状态 改变 (选填“改变”或“不变”);探测器登月前需要减速,向 运动方向 (选填“运动方向”或“运动反方向”)喷射高速气体,以获得制动力。
【分析】(1)力的作用效果包括:改变物体的形状,改变物体的运动状态。
(2)物体间力的作用是相互的。
【解答】解:
(1)探测器绕月飞行时,其运动轨迹不是直线,速度大小也会发生改变,因此其运动状态发生改变。
(2)探测器登月前需要减速,需要获得与运动方向相反的制动力,因为力的作用是相互的,所以探测器应向运动方向喷射高速气体,喷出的气体给探测器一个反作用力,使其减速;
故答案为:改变;运动方向。
【点评】此题考查了物体运动状态的改变和力作用的相互性,属于对基础知识的考查,难度不大。
20.(2分)质量相等的甲、乙两个实心均匀正方体物块放在水平地面上,密度关系为ρ甲<ρ乙.当在甲、乙两物块上,分别放重为G1、G2的物体时,两物块对水平地面的压强相等,则G1 > G2(>/=/<);当在对甲、乙两物块分别施加竖直向上的力F1、F2(F1、F2均小于物块重力)时,对水平地面的压强也相等,则F1 < F2(>/=/<)。
【分析】知道甲、乙两个实心均匀正方体物块的质量相等和密度关系,根据密度公式可知两者的体积关系,根据体积可知两者的边长关系,根据面积公式可知两者的底面积的关系;
①当在甲、乙两物块上分别放上重为G1、G2的物体时,此时甲对地面的压力等于甲的重力与G1之和,乙对地面的压力等于乙的重力与G2之和,根据F=pS和甲、乙两物块对水平地面的压强相等可知甲、乙对地面的压力关系,然后得出G1与G2的关系;
②当在甲、乙两物块上分别施加竖直向上的F1、F2时,此时甲对地面的压力等于甲的重力减去F1,乙对地面的压力等于乙的重力减去F2,根据F=pS和甲、乙两物块对水平地面的压强相等可知甲、乙对地面的压力关系,然后得出F1与F2的关系。
【解答】解:因甲、乙两个实心均匀正方体的质量相等,且ρ甲<ρ乙,
所以,由ρ=可知,V甲>V乙,
由V=L3可知,L甲>L乙,
由S=L2可知,S甲>S乙;
①当在甲、乙两物块上分别放上重为G1、G2的物体时,
甲、乙对地面的压力分别为:
F甲=G甲+G1,F乙=G乙+G2,
因甲、乙两物块对水平地面的压强相等,
所以,由p=的变形式F=pS可知,F甲>F乙,
又因G甲=G乙,
所以,G1>G2;
②当在甲、乙两物块上分别施加竖直向上的F1、F2时,
甲、乙对地面的压力分别为:
F甲=G甲﹣F1,F乙=G乙﹣F2,
因甲、乙两物块对水平地面的压强相等,
所以,由p=的变形式F=pS可知,F甲>F乙,
又因G甲=G乙,
所以,F1<F2。
故答案为:>;<。
【点评】本题考查了密度公式和压强公式的灵活应用,确定甲乙两者的底面积是解题的前提,会确定两种情况下的压力是关键。
21.(4分)如图所示,物体b在水平推力F作用下,将物体a挤压在竖直墙壁上,a、b均处于静止状态,则墙对a施加的摩擦力方向是 竖直向上 ,大小为 Mg+mg 。b对a施加的摩擦力方向是 竖直向下 ,大小为 mg 。(a、b的质量分别为M和m)
【分析】b处于静止状态,对b受力分析,根据力的平衡求出b受到的摩擦力的大小;a处于静止状态,对a受力分析,得出a受到的摩擦力的大小。
【解答】解:由图可知,b处于静止状态,在竖直方向上,b受到竖直向下的重力、a对b竖直向上的摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,所以b受到a的摩擦力为mg;
a处于静止状态,在竖直方向上,a受到竖直向下的重力、b对a竖直向下的摩擦力的作用、墙壁对a竖直向上的摩擦力;由于物体间力的作用是相互的,b受到a的摩擦力为mg,则b对a的摩擦力的大小为mg;墙壁对a竖直向上的摩擦力为Mg+mg。
故答案为:竖直向上;Mg+mg;竖直向下;mg。
【点评】本题考查了摩擦力的大小和方向,对物体正确受力分析是解题的关键。
22.(3分)将一个小物块完全放入容积为200ml的烧杯,向杯中加入128g水或96g酒精都恰好能将烧杯装满,小物块的体积为 80 cm3,密度为 0.9×103 kg/m3,在酒精中静止时所受浮力为 0.64 N。(g=10N/kg,酒精的密度为0.8×103kg/m3)
【分析】抓住烧杯容积一定这个特点,可计算出物体分别在水中和在酒精中排开液体的体积,继而判断物体在两种液体中的沉浮状态,
然后由物体的沉浮条件结合浮力公式可计算出物体质量,最后利用密度公式ρ=计算出物体密度。
【解答】解:200ml=200cm3,ρ水=1g/cm3,ρ酒=0.8×103kg/m3=0.8g/cm3;
由密度公式ρ=可得V水===128cm3,V酒===120cm3;
设容器体积为V,则物体在水中排开水的体积为V1=V﹣V水=200cm3﹣128cm3=72cm3,在酒精中排开酒精的体积为V2=V﹣V酒=200cm3﹣120cm3=80cm3;
则排开水的重力G1=ρ水V1g=1g/cm3×72cm3×10N/kg=0.72N,即物体在水中受到浮力F1=0.72N;
则排开酒精的重力G2=ρ酒V2g=0.8g/cm3×80cm3×10N/kg=0.64N,即物体在酒精中受到浮力F2=0.64N;
假设物体密度大于水的密度,即ρ>ρ水>ρ酒,则在水中和酒精中均沉底,排开水的体积等于排开酒精的体积,与计算不符,假设错误;
假设物体密度小于水的密度大于酒精的密度,即ρ水>ρ>ρ酒,则物体在酒精中沉底,在水中漂浮,V2>V1,与计算相符,假设正确;
假设物体密度小于酒精的密度,即ρ水>ρ酒>ρ,则物体漂浮于酒精和水中,F1=G,F2=G,即F1=F2,与计算不符,假设错误;
综上所述,物体在水中处于漂浮状态,在酒精中沉底;
由漂浮状态可知:F1=G=mg,mg=0.72N,m===0.072kg=72g;
沉底时,物体体积等于排开水的体积,即V=V2=80cm3;
则物体密度ρ===0.9g/cm3=0.9×103kg/m3。
故答案为:80;0.9×103;0.64。
【点评】本题考查密度的计算、浮力公式与物体沉浮条件的应用,需要考生熟悉物体在液体各种沉浮状态及其特点,对考生综合分析能力要求较高。
23.(2分)一密度ρ=0.75×103kg/m3的物块漂浮在水面静止时,露出水面的体积为V1=12cm3,该物块的体积为 48 cm3:将露出部分截去后,剩余部分再次漂浮在水面,此时露出水面的体积V2= 9 cm3。
【分析】(1)设物块的体积为V,根据物块漂浮在水面静止时,露出水面的体积为V1=12cm3;利用F浮=G物,可求出物块的体积;
(2)将露出部分截去后,可求得剩余物块的体积V′,物块漂浮在水面,利用F浮=G物,求出此时物块排开水的体积,再用剩余物块的体积V′减去此时物块排开水的体积,即为物块再次漂浮在水面静止时,露出水面的体积。
【解答】解:(1)假设物块的体积为V,排开水的体积为V﹣12cm3,
因为物块漂浮,
所以F浮=G=mg=ρ物块Vg,
又因为F浮=ρ水V排g、G=mg、ρ=,
所以ρ水V排g=ρ木Vg,
即ρ水(V﹣V1)g=ρ物块Vg﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
将V1=12cm3,ρ=0.75×103 kg/m3=0.75g/cm3代入①式,
解得V=48cm3;
(2)把露出水面的部分截去后,剩余物块的体积V′=V﹣12cm3=48cm3﹣12cm3=36cm3,
因为物块漂浮,
所以F浮′=G′=m′g=ρ物块V′g,
又因为F浮′=ρ水V排′g、G=mg、ρ=,
所以ρ水V排′g=ρ物块V′g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
将V′=36cm3,ρ=0.75×103 kg/m3=0.75g/cm3代入②式,
解得:V排′=27cm3
那么露出水面的体积V 2=V′﹣V排′=36cm3﹣27cm3=9cm3。
故答案为:48;9。
【点评】本题关键:一是阿基米德原理和漂浮条件的灵活运用,二是利用好两种情况下:V=V排+V露。
三、解答题(24、25、26、29、31每题各6分,27题5分,28、31每题7分,共49分)
24.(2分)请画出潜水艇在上浮时所受重力和浮力的示意图(O表示艇的重心)。
【分析】潜水艇在水中受重力和浮力的作用,由题意可知潜水艇为加速上升过程则浮力应大于重力,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上;
【解答】解:潜水艇在水中受重力和浮力的作用,因为潜水艇在上浮,所以浮力应大于重力;
重力和浮力的作用点都在重心O处,过O点沿竖直向下和竖直向上的方向各画一条带箭头的线段(注意表示浮力的线段较长),并分别标上符号G、F浮;如下图所示:
【点评】本题考查力的示意图的画法,画图时要注意大小、方向及作用点,同时要标准确力的名称。
25.(2分)传送带上有一个物体M,质量为2kg,它与传送带一起在水平方向向右匀速运动,不计空气阻力。请在图中画出M受力情况的示意图。
【分析】物体M做水平方向向右匀速运动,由于不计空气阻力,所以物体受到两个力:它的重力G,传送带对它的支持力F,这两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,作用点在物体的重心。
【解答】解:由于物体M和传送带一起匀速运动,相对静止,所以M不受摩擦力的作用,只受重力和支持力的作用;G=mg=2kg×9.8N/kg=19.6N。
如图所示:
【点评】物体匀速运动时,受力平衡力:这两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,作用点在物体的重心。
26.(2分)如图所示,一物体静止在斜面上,请你画出物体所受重力G及物体对斜面压力F的示意图。
【分析】重力是物体受到的力,因此根据规则物体的重心在物体的几何中心,重力的方向总是竖直向下的,过物体的重心表示出重力的方向即可;
压力是接触面受到的力,因此压力的作用点在接触面上,即物体与接触面的中点;然后根据压力的方向垂直于受力面,并过压力作用点表示出压力的方向即可。
【解答】解:根据长方体对角线的交点确定出重心,然后过物体重心画带箭头的线段,方向竖直向下,即重力示意图。
在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点,过压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段即压力示意图。
如图所示:
【点评】本题的关键是确定压力和重力的作用点和方向,并会用力的图示表示力的三要素,特别要注意压力的方向和作用点是不同的。
27.(5分)一个体重为500N的同学骑自行车上学,在水平路面上以5m/s的速度匀速行驶,有关数据如表所示。求:
自行车净重
250N
轮胎与地面接触的总面积
5×10﹣3m2
轮胎承受的最大气压
3.0×105Pa
(1)在行驶过程中,车对地面的压力;
(2)在行驶过程中,车对地面的压强;
(3)在行驶过程中,该自行车的最大载重。(g取10N/kg)(解答要求:要写出依据的主要公式或变形公式,要有数据代入和运算结果)
【分析】(1)行驶过程中对路面的压力等于人的重力与车的重力之和;
(2)根据公式p=计算车对地面的压强;
(3)根据轮胎能承受的最大气压计算出承受的最大压力,即等于自行车与人的最大总重,即可求出自行车的最大载重。
【解答】解:(1)行驶过程中,车对地面的压力F=G人+G车=500N+250N=750N;
(2)车对地面的压强p===1.5×105Pa;
(3)根据p=,自行车最大承受的压力F=p最大S=3×105Pa×5×10﹣3m2=1500N;
则G载=F﹣G人﹣G车=1500N﹣500N﹣250N=750N。
答:(1)在行驶过程中,车对地面的压力为750N;
(2)在行驶过程中,车对地面的压强为1.5×105Pa;
(3)在行驶过程中,该自行车的最大载重为750N。
【点评】此题反复考查了压强公式的应用,要掌握压强的基本计算公式,并能熟练变形应用,正确解题,还需理解净重、载重的含义。
28.(7分)如图甲所示,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中,如图乙所示是钢绳拉力随时间t变化的图象,若不计水的阻力(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3),求:
(1)石料全部没入水中时受到的浮力是多少?
(2)石料的体积是多少?
(3)石料的密度是多少?
【分析】(1)分析钢绳拉力随时间t变化的图象,石料以恒定的速度下降,当石块没有浸入水中时,拉力等于重力,据此求出小石料的质量;当石块完全浸入后,浮力等于重力减去拉力,据此求出石料受到的浮力;
(2)根据阿基米德原理求石料排开水的体积(石料的体积);
(3)知道石料重,利用重力公式求石料的质量,最后利用密度公式求石料的密度。
【解答】解:(1)由图乙所示图形学可知,
当石块没有浸入水中时,拉力等于重力,即:F=G=1400N,
石料的质量:
m石===140kg,
当石块完全浸入后,拉力等于重力减去浮力,
F浮=G﹣F′=1400N﹣900N=500N;
(2)根据阿基米德原理,F浮=ρ水gV排,得:
V排===5×10﹣2m3,
因为石料完全浸没,石料的体积:
V石=V排=5×10﹣2m3;
(3)石料的密度:
ρ石===2.8×103kg∕m3。
答:(1)石料浸没水中时受到的浮力为500N;
(2)石料的体积为5×10﹣2m3;
(3)石料的密度是2.8×103kg∕m3。
【点评】解决本题的关键是通过图乙确定石料的重力及钢丝绳受到的拉力,并会利用称重法计算出石料受到的浮力。
29.(6分)小明要探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”,实验装置如图所示,选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上,其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是棉布。
(1)小明刚开始拉木块时,他的水平拉力逐渐增大。但木块仍静止,木块所受的摩擦力 变大 (变大/变小/不变):木块被拉动,且越来越快,小明读出某一时刻弹簧测力计的示数为2N,他认为这时摩擦力的大小为2N,他操作中的错误是 没有控制木块做匀速直线运动 。
(2)如果小明想探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,他应选择 甲丙 两图进行实验。
(3)小明猜想;滑动摩擦力大小可能与接触面积有关。他将木块切去一半,重复乙的操作过程,如图丁所示。他比较乙和丁的实验结果,得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,他的结论 不可靠 (可靠/不可靠),理由 没有控制压力一定 。
【分析】(1)静止或匀速直线运动状态都属于平衡状态,物体受力平衡;在测滑动摩擦力时,应拉动物体做匀速直线运动;
(2)探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系时,控制压力大小不变;
(3)要探究摩擦力大小与接触面积的大小的关系,需使压力大小和接触面的粗糙程度相同,改变接触面积的大小。
【解答】解:
(1)虽然水平拉力逐渐增大,但是木块始终处于静止状态,所以在水平方向受到的拉力与摩擦力相互平衡,大小相等;由于拉力在增大,所以摩擦力也在增大;木块被拉动,且越来越快,由于木块没有做匀速直线运动,所以此时拉力与摩擦力的大小不相等;
(2)要探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系,需要控制压力大小相同,接触面粗糙程度不同,图甲丙符合题意;
(3)要探究摩擦力大小与接触面积的大小的关系,需使压力大小和接触面的粗糙程度相同,改变接触面积的大小,而小明将木块切去一半,则在接触面积变化的同时,压力也发生了变化,所以得出错误结论。
故答案为:(1)变大;没有控制木块做匀速直线运动;(2)甲丙;(3)不可靠;没有控制压力一定。
【点评】此题是探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验,考查了学生对控制变量法的理解和应用。
30.(7分)小明同学想测某品牌牛奶的密度,于是他进行了以下实验:
(1)将天平放在水平台面上,把游码移到标尺的 零刻度线 处。发现指针静止在分度标尺中央刻度线的右侧,此时应将平衡螺母向 左 调节,使天平平衡。
(2)将一定量的牛奶倒入烧杯中,用调好的天平测量烧杯和牛奶的总质量,在测量过程中,当他向右盘添加最小砝码时,指针偏向分度盘中线的右侧;当拿掉最小砝码时,指针偏向分度盘中线的左侧,接下来他调节 游码 ,直到天平再次平衡(如图甲所示),则烧杯和牛奶的总质量为 111.2 g;
(3)将烧杯中的牛奶全部倒入量筒中,用天平测出空烧杯的质量为70g,如图乙所示,用量筒测出牛奶的体积为 40 mL;
(4)通过公式计算出牛奶的密度为 1.03 g/cm3。
(5)若将烧杯中的牛奶倒入量筒过程中没有完全倒干净,接下来按照同样的步骤完成实验,所得到的牛奶密度测量值跟第(4)题的结果相比会 不变 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
【分析】(1)把天平放在水平台面上,将游码移到零刻度线处,调节天平平衡时,如果指针偏向分度盘的左侧,则向右调节平衡螺母,如果指针偏向分度盘的右侧,则向左调节平衡螺母。
(2)测量时,加减最小砝码不能使天平平衡时,应通过调节游码使天平平衡;读数时,砝码总质量与游码所对的刻度值之和等于物体的质量。
(3)用量筒测量液体的体积时,要明确量筒的分度值,读数时视线与液面最凹处相平。
(4)先计算出量筒中牛奶的质量,再根据密度公式计算牛奶的密度。
(5)根据实验步骤分析牛奶质量和体积测量的差异,根据密度公式分析所测密度的偏大还是偏小。
【解答】解:(1)将天平放在水平台面上,把游码移到标尺的零刻度线处。发现指针静止在分度标尺中央刻度线的右侧,此时应将平衡螺母向左调节,使天平平衡。
(2)在测量过程中,当他向右盘添加最小砝码时,指针偏向分度盘中线的右侧;当拿掉最小砝码时,指针偏向分度盘中线的左侧,接下来他应调节游码,直到天平再次平衡,
由图甲知,则烧杯和牛奶的总质量为100g+10g+1.2g=111.2g。
(3)由图乙知,量筒的分度值为1mL,量筒中牛奶的体积为40mL=40cm3。
(4)倒入量筒中牛奶的质量为111.2g﹣70g=41.2g,
牛奶的密度ρ===1.03g/cm3。
(5)实验中先测出烧杯和牛奶的总质量,将牛奶倒入量筒后又测出了空烧杯的质量,两次质量差为倒入量筒中牛奶的质量,虽然烧杯中牛奶没有倒干净,但量筒中牛奶的质量和体积测量准确,所以测得牛奶密度与(4)结果相比不变。
故答案为:(1)零刻度线;左;(2)游码;111.2;(3)40;(4)1.03;(5)不变。
【点评】本题主要是有关液体密度的测量,主要考查了天平、量筒的使用读数及液体密度的测量方法和密度计算及误差分析。
31.(6分)某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为 3.8 N。
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 1.4 N。石块排开的水所受的重力可由 D、A (填字母代号)两个步骤测出。
(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于 该物体所排开的水受到的重力的大小 。
(4)为了得到更普遍得结论,下列继续进行得操作中不合理得是 A 。
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
(5)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则 能 (选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。
【分析】(1)根据测力计分度值读数;
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,根据 F吞=G﹣F示计算;分析比较哪两个图可以得出块排开的水所受的重力;
(3)根据阿基米德原理分析回答;
(4)该实验为使结论具有普遍性和代表性,应换用不同液体和物体进行实验.
(5)根据阿基米德原理,物体受到浮力大小等于排开液体的重力,排开液体的体积越大,受到浮力越大;
【解答】解答:(1)弹簧测力计的分度值为0.2N,石块的重力为3.8N;
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,弹簧测力计的示数是2.4N,根据称重法测浮力:
F浮=G﹣F示=3.8N﹣2.4N=1.4N;比较D、A两图,可以得出块排开的水所受的重力;
(3)由以上步骤可初步得出结论,浸在水中的物体所受浮力的大小等于该物体所排开的水受到的重力的大小;
(4)为了得到更普遍得结论,应换用不同液体和物体进行多次实验,而不是用原来的方案和器材多次测量取平均值,操作中不合理的是A;
(5)根据阿基米德原理,物体受到浮力大小等于排开液体的重力,排开液体的体积越大,受到浮力越大;只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,也能得到与(3)相同的结论.
故答案为:(1)3.8; (2)1.4;D、A;(3)该物体所排开的水受到的重力的大小;
(4)A; (5)能。
【点评】本题探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系,考查测力计读数、称重法测浮力、数据分析、控制变量法和归纳法的运用.
32.(6分)某物理兴趣小组的同学利用图甲来估测大气压的值,实验器材有一只弹簧测力计、三种规格的注射器和一把刻度尺
(1)本实验的原理是二力平衡和压强的定义式,实验中研究的是大气对 活塞 (选填“活塞”或“注射器筒”)的压力;
(2)若选用图乙中注射器B,当弹簧测力计被拉到最大值时,活塞仍没有滑动,则应该换用注射器 C (选填“A”、“B”或“C”)来进行实验;
(3)如图甲方案,①首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,读出注射器的容积V,再用刻度尺测出注射器 有刻度部分的长度 为L;
②水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F;
③则测出的大气压值p= (用所给的字母表示);
(4)小花发现,此时测得的大气压值误差较大,对此小花与同学找出了下列可能的原因:
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余空气
②刻度尺的读数没读准
③活塞与注射器筒壁不完全密封
④活塞与注射器筒壁间有摩擦
上述原因一定会使测量值小于真实值的是 A 。
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
(5)小李同学为了排除摩擦力的影响,改进了实验,如图丙所示,将注射器固定在水平桌面活塞通过水平细线及定滑轮与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯和水的重力为G1,然后向外缓慢抽出杯中的水,当活塞刚开始向右滑动时,测得杯和水的重力为G2,则他计算大气压值的公式应该表示为p= (用所给的字母表示)。
【分析】(1)实验时通过弹簧测力计的拉力来测得活塞受到大气的压力,所以研究的是大气对活塞的压力;
(2)实验中选用注射器B,把弹簧测力计拉到最大,活塞没动是其受到大气的压力太大,而大气压在实验过程中没变化,根据p=可知得出所选注射器活塞的横截面积的变化情况,进而选出应换用的注射器;
(3)方案甲中,读出注射器的容器V及测量注射器的有刻度部分的长度L,这样便可求出注射器的活塞的横截面积;拉动测力计到活塞滑动时,测力计的示数即为活塞所受到的大气气的压力,根据p=得出测出的大气压值;
(4)根据题意逐项分析测得的大气压值偏大还是偏小;
(5)如图丙的探究中,当活塞向左滑动时,它受到向左的拉力,其大小等于G1、向右的大气压力和向右的滑动摩擦力的作用。当活塞向右滑动时,它受到向左的拉力,其大小等于G2、向左的滑动摩擦力及向右的大气压力的作用。而整个过程的摩擦力不变,大气的压力也不变,据此得出大气压力,根据p=得出大气压强值。
【解答】解:(1)实验时通过弹簧测力计的拉力来测得活塞受到大气的压力,所以研究的是大气对活塞的压力;
(2)实验中选用注射器B,把弹簧测力计拉到最大,活塞没动是其受到大气的压力太大,而大气压在实验过程中没变化,据p=可知,所选注射器活塞的横截面积太大了,所以应换用注射器C来进行探究;
(3)方案甲中,读出注射器的容器V及测量注射器的有刻度部分的长度L,这样便可求出注射器的活塞的横截面积S=;
拉动测力计到活塞滑动时,测力计的示数即为活塞所受到的大气气的压力,
所以测出的大气压值p===;
(4)①橡皮帽封住的注射器小孔有残余空气时,活塞除了受到外部大气的压力外,还受到内部大气的压力,那么测力计所需的拉力会变小,那么测得的压强值变小;
②刻度尺的读数没读准,若是读小了,会造成测量结果偏小,若是读大了,会造成测量结果偏大;
③活塞与注射器不完全密封,则所需的测力计的示数会变小,即测得的压力变小,得出的压强值变小;
④活塞与注射器筒壁间有摩擦,则测力计的示数会变大,测得的压强值会变大;
所以一定会使测量值小于真实值的是①③,故选A;
(5)如图丙的探究中,当活塞向左滑动时,它受到向左的拉力,其大小等于G1、向右的大气压力和向右的滑动摩擦力的作用。当活塞向右滑动时,它受到向左的拉力,其大小等于G2、向左的滑动摩擦力及向右的大气压力的作用。而整个过程的摩擦力不变,大气的压力也不变,所以有G1=f+F,G2=F﹣f,
联立以上两式可知F=,
大气压强值p1===。
故答案为:(1)活塞;(2)C;(3)①有刻度部分的长度;③;(4)A;(5)。
【点评】本题考查大气压强测量的有关知识,综合性强,难度较大。
33.(6分)阅读短文,回答文后问题
地基沉降
建在地面的房屋往往会面临地基沉降问题,意大利的比萨斜塔就是因为地基沉降不均匀而倾斜的。房屋下方的地层通常包括土层和岩石层,岩石风化、脱落形成的细小颗粒称为土粒,土粒很坚硬,很难被压缩。但土粒之间有很多孔隙。如图a所示,土由土粒和土粒间的孔隙构成,土中孔隙的总体积和土粒的总体积之比称为土的孔隙比,与坚固的岩石层不同,外加压力时,土粒会发生移动。重新排列、靠紧,土的体积就变小了,如图b所示,房屋对下方地层的压力很大。土层被压缩,就造成了房屋的地基沉降,因此在建造房屋之前要勘测地层,预估地基的沉降量。
(1)从土的构成看,土被压缩的体积可以认为等于 孔隙 减小的体积。
(2)在一次建造房屋前的地层勘测中,从上层中取一些土作为样本,烘干后测得密度为1.8×103kg/m3,已知土粒的密度为2.7×103kg/m3,则土的孔隙比为 0.5 。
(3)对上述样本土进行压缩试验,得到孔隙比和所加压强的数据如表所示请在坐标图中画出e﹣p关系图象
压强p/105Pa
1
2
3
4
孔隙比e
0.45
0.42
0.40
0.39
(4)若该房屋的重力为1×107N,地基面积为40m2,下方土层厚度为6m。请根据以上数据,预估地基的沉降量为 0.36 m。
【分析】(1)土中存在孔隙,压缩时能够将这些孔隙压缩掉;
(2)设样品的质量为m,根据密度公式表示出烘干后样品和孔隙的总体积和实心的土粒体积,两者之差即为孔隙体积,根据e=算出孔隙比;
(3)根据表格数据描点画出图象;
(4)根据V=Sh算出地基总体积,根据(2)孔隙比算出V土粒和V孔隙的体积,根据p=算出房屋对地基的压强,由图可知,此压强下对应的孔隙比,利用此孔隙比算出此时孔隙的体积,两次孔隙体积之差就是压缩的体积,根据△h=算出沉降量。
【解答】解:(1)土中存在孔隙,压缩时能够将这些孔隙压缩掉,所以土被压缩的体积可以认为等于空隙减小的体积;
(2)设样品的质量为m,烘干后样品和孔隙的总体积为:
V总==,
实心的土粒体积:
V土粒==,
空隙体积:
V孔=V总﹣V土粒=﹣,
孔隙比:
e===0.5;
(3)取对应的孔隙比数据为纵坐标,压强数据为横坐标,描点作图,如图所示:
;
(4)地基总体积为:V=Sh=40m2×6m=240m3=V土粒+V孔隙……①;
=0.5﹣﹣﹣﹣②;
由①②得V土粒=160m3,
V孔隙=240m3﹣160m3=80m3,
房屋对地基的压强为:
p===2.5×105Pa,
由图可知,此压强下对应的孔隙比约为e=0.41,
即=0.41,
V孔隙′=0.41V土粒=0.41×160m3=65.6m3,
压缩的体积为:
△V=V孔隙﹣V孔隙′=80m3﹣65.6m3=14.4m3,
沉降量为△h===0.36m。
故答案为:(1)孔隙;(2)0.5;(3)如图所示:(4)0.36。
【点评】本题考查了密度的公式及其变形公式的应用,此题在中考题中不是很常见,属于难题。
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