江苏省南京市秦淮区2021-2022学年八年级下学期期末考试物理试卷(word版含答案)
展开2021-2022学年江苏省南京市秦淮区八年级(下)期末物理试卷
一.选择题(每题2分,共24分)
1.(2分)下列与中学生相关的估值中最接近实际值的是( )
A.中学生的重力约为50N
B.中学生人体密度约为1kg/m3
C.中学生的体积约为0.5m3
D.中学生手掌受到的大气压力约是1000N
2.(2分)下列关于物质的物理性质及其应用的说法,错误的是( )
A.飞机的外壳用金属铝,是因为密度小
B.茶杯用双层中空透明钢化玻璃,是因为导热性好
C.玻璃刀的刀刃用金刚石,是因为金刚石的硬度大
D.导线用铜丝,是因为铜丝的导电性好
3.(2分)为了揭示大自然的奥秘,无数科学家进行了不懈的探索,下列说法正确的是( )
A.汤姆生发现了电子,从而揭示了原子核是可分的
B.卢瑟福建立了类似行星绕日的核式结构模型
C.在干燥的天气里,用塑料梳子梳头发,头发会随着梳子飘起来,因为梳子是带电体可以吸引轻小物体
D.“破镜不能重圆”是因为玻璃分子间存在较大排斥力
4.(2分)通过现代观测技术,我们发现星系正在离我们而去。为了模拟这一现象,我们可用粘有小塑料粒的气球类比宇宙,小塑料粒可看成是宇宙中的天体,气球膨胀时,任意两颗小塑料粒之间的距离会变大,模拟星系在远离我们而去,它提供了宇宙膨胀的证据,以前所学物理中利用了与此类似的研究方法的是( )
A.逐渐抽出玻璃罩内空气后听到罩内的闹钟铃声逐渐变小,据此推理出真空不能传声
B.通过温度计中测温液体的体积变化,判断外界温度的高低
C.人的眼睛就像一架神奇的照相机,眼睛的晶状体相当与镜头,视网膜相当于光屏
D.探究液体压强大小与液体密度关系时,要将压强计金属盒放入不同液体的相同深度
5.(2分)2022年3月23日下午,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行第二次太空授课,如图所示。下列说法正确的是( )
A.航天员不可以写字记录,因为在太空中摩擦力不存在
B.飘在空中不动的航天员轻推对方,就会向相反的方向运动
C.物体在太空中的质量比在地球上的质量小
D.在天宫一号的实验舱内不可以用弹簧测力计测量拉力
6.(2分)如图所示,小明去公园遛狗时,用力拉住拴狗的绳子,正僵持不动,此时,若不计绳子重力,以下说法正确的是( )
A.人对狗的拉力大于狗对人的拉力
B.狗受到的重力与地面对狗的支持力是一对平衡力
C.绳子对狗的拉力与地面对狗的摩擦力是一对平衡力
D.狗对地面的压力和地面对狗的支持力是一对相互作用力
7.(2分)下列给出了几种事例,其中利用惯性的是( )
①苹果受重力从树上掉下
②司机为节省燃油,在汽车进站时,提前关闭油门
③锤头松了,把锤柄的一端在物体上撞击几下
④绕地球做圆周运动的人造卫星
⑤跳远,运动员的助跑
⑥公共汽车的乘务员,时常提醒乘客扶住车的扶手,待车停稳后再下车
A.②③⑤ B.①②③⑤ C.②③⑤⑥ D.③④⑤⑥
8.(2分)如图所示,在同一水平面上,有表面粗糙程度相同、质量不同(mP<mQ)的两个木块,按照甲、乙、丙、丁四种方式放置,分别在水平力F1、F2、F3和F4的作用下,做匀速直线运动,则下列关系式正确的是( )
A.F1>F2 B.F2>F3 C.F3>F4 D.F3=F4
9.(2分)在做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”时,将木块A放置于水平木板B上,加载一个砝码,把弹簧测力计系在A上,如图所示。当向左拉动B时,弹簧测力计指针稳定。下列讨论中错误的是( )
A.A受到B的摩擦力与弹簧测力计拉力是一对平衡力
B.A受到B的摩擦力的大小为2.4N,方向水平向左
C.若增大拉动B的速度,弹簧测力计的示数会变大
D.此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系
10.(2分)如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。图中,在隔板两侧分别装入两种不同的液体,不能比较出左右两侧液体密度大小关系的是( )
A. B.
C. D.
11.(2分)关于浮沉条件的应用,下列说法中正确的是( )
A.向放有鸡蛋的清水中加盐,鸡蛋上浮,是由于鸡蛋的重力变小
B.气象用探测气球里所充气体的密度小于空气的密度
C.轮船漂浮在水面,它受到水的浮力可能大于它受到的重力
D.密度计放在不同液体中所受浮力的大小与液体密度有关
12.(2分)水平桌面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液体,A、B、C三个长方体的质量和体积都相同,将它们分别放入三个容器的液体中,静止时,三个容器内的液面相平,如图所示,则下列判断( )
①物体受到的浮力F浮A>F浮B>F浮C
②液体对容器底的压强p甲<p乙<p丙
③物体下表面受到液体的压力F′A=F′B=F′C
④容器对桌面的压力F甲<F乙<F丙
A.只有①②正确 B.只有②④正确 C.只有③④正确 D.只有①③正确
二.填空题(每空1分,共25分)
13.(3分)医院的氧气瓶内装的氧气密度为5kg/m3,为抢救病人,用去了其中的一半,则瓶内剩余氧气的密度为 kg/m3。病人需要冰块进行物理降温,取540g水凝固成冰后使用,其体积增大了 cm3(ρ冰=0.9×103kg/m3),月球对它表面的物体的引力大约是地球对地面同一物体的引力的,一个60kg的物体在月球上受到的重力为 。
14.(1分)下列关于“吸”的现象,原理相同的是 。(填序号)
①摩擦后的气球能“吸”起头发
②干燥的冬天,化纤衣服容易“吸”附灰尘
③挤压后的塑料吸盘“吸”在瓷砖上
④两表面削平的铅柱压紧后会“吸”在一起
⑤若人站在安全线以内的区域候车,会被驶过的列车“吸”进铁轨
⑥用丝绸摩擦过的玻璃棒可以吸引毛皮摩擦过的橡胶棒
15.(4分)用球拍击打乒乓球时,若以乒乓球为研究对象,使球运动方向和速度发生改变的力是由于 (选填“球拍”“球”或“人手”)的形变产生的,该力改变了球的 ;在参加冰壶队比赛中,冰壶离开手之后在水平冰面做减速运动的过程中,其惯性 (选填“增大”、“减小”或“不变”),此时冰壶受到的重力和支持力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
16.(2分)如图1是商场里常用的垂直电梯和自动扶梯,图2记录了体重为500N的小兵分别乘坐两电梯的s﹣t图像.则他搭乘自动扶梯受到的支持力 乘垂直电梯受到的支持力(选填“大于”、“等于”或“小于”);当随自动扶梯向上到达扶梯口时,若不小心,身体会向 (选填“前”或“后”)倾倒.
17.(2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,把 (选填“甲”或“乙”)装置从高山脚下拿到高山顶上时,玻璃管内的液面会上升;如图丙、丁两个实验,能粗略测出大气压的值的是 (选填“丙”、“丁”或者“都可以”)。
18.(2分)如图所示竖放在水平地面上的实心长方体质量为2kg,棱长分别为0.2m、0.1m、0.05m,该长方体对地面的压强为 Pa。为了使该长方体对水平地面的压强变为600Pa,拟采取的方法有:将长方体平放或侧放后,在上部沿水平方向切去一定质量m。若要使切去的质量m较小,则m的较小值为 kg。
19.(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、C两点间来回摆动,若小球摆到B点时,细线刚好断开,小球的运动状态将 (选填“保持不变”或“改变”);若小球摆到C点时,所有外力全部消失,小球将 (选填“静止”、“做匀速直线运动”或“继续做圆周运动”)。
20.(4分)如图所示,用塑料瓶制成的潜水艇模型悬浮于水中a位置,此时模型受到的浮力 重力(填“>”、“<”或“=”);要让潜水艇下潜至b位置悬浮,则需先通过进排气管 (填“向内打气”或“向外抽气”),在下潜过程中,模型受到的浮力将 (选填“变大”“变小”或“不变”,下同),水对模型底部的压强将 。
21.(5分)小明在探究“影响浮力大小因素”的实验后思考:同一物体浸没在不同液体中所受的浮力不同,是不是就可以用甲乙实验装置来测量烧杯中液体的密度?他决定对弹簧测力计进行重新标度,将它改成一个密度秤。使用时,在烧杯中装不同的液体,将甲装置中的物体浸没到不同液体中,就可以测出液体的密度。
(1)该密度秤的零刻度应标在 N处,待测液体密度ρ液应不超过 g/cm3;
(2)小明对本实验进一步分析,进而得到弹簧测力计的示数与被测液体的密度之间的函数关系,则符合此关系的应是图丙中的图线 (选填“①”“②”或“③”);
(3)用此密度秤测量时,该密度秤的刻度是 (选填“均匀”或“不均匀”);
(4)用此密度秤测量时,若物块未完全浸没,则测得液体密度值将偏 。
三.解答题(共51分,30题8分,31题5分)
22.(2分)如图所示,单手握住一个重为G的茶杯,茶杯保持静止状态,若小俊握杯的力F的变化如图乙所示,请在图丙中画出茶杯与手之间的摩擦力f的大小变化情况。
23.(2分)图为体操运动员静止在平衡木上的情景,用力的示意图作出与运动员相关的弹力。
24.(2分)如图所示,在位置A处悬浮的“浮沉子”所受力的示意图.
25.(7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”)
26.(5分)如图,小明用同一个木块进行了“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验,木板、棉布均放置在水平桌面上。
(1)为测出木块所受滑动摩擦力大小,应用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其做 运动;
(2)图甲、乙可用来探究滑动摩擦力的大小与 的关系;
(3)完成图甲所示实验时,小明进行了两次正确的操作,两次木块运动的速度分别为va、vb,所受的摩擦力分别为fa、fb。已知va>vb,则fa fb(选填“>”“<”或“=”);
(4)在探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时,小明发现甲、丙两次实验弹簧测力计示数差距较小,下列改进措施可行的有 ;
A.增大丙实验中弹簧测力计的拉力
B.仅将丙实验中的木块换成质量更大的木块
C.仅将丙实验中的棉布换成粗糙程度更大的毛巾
D.在丙实验的木块上放一个与乙实验相同的砝码,并将弹簧测力计的示数与乙比较
(5)下图的几次实验中弹簧测力计的示数等于木块所受滑动摩擦力的是 ;
A.木块在水平面做匀速直线运动
B.调节桶内沙子,使木块在水平桌面做匀速直线运动,测出沙和桶的总重(不计绳重及滑轮摩擦)
C.木块保持静止
D.木块沿斜面做匀速直线运动
27.(4分)小明利用如图所示的实验装置探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)为了使小车到达水平面时的速度相同,实验时应让小车从斜面的 由静止下滑;
(2)实验中选取毛巾、棉布、木板的目的是 ;
(3)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近,在棉布表面滑行的距离较远,在木板表面滑行的距离最远。说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 (填“快”或“慢”),进一步推理:如果小车在水平面上滑行,受到的阻力越来越小,直到变为零,它将做 ;
28.(8分)如图1所示,用一只矿泉水瓶和一块海绵等器材探究“影响压力的作用效果的因素”。
(1)在图A、B操作中,可得到的结论: ;下列实例没有应用该结论的是 ;
A.菜刀要经常磨一磨
B.书包要用宽的背带
C.汽车限重
D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙
(2)小明在装满水的矿泉水瓶侧壁不同高度钻出A、B两个小孔,发现瓶盖拧紧的甲图(图2)水并不流出,这是因为 的作用,打开瓶盖后,水从两孔中流出的远近并不相同, 孔中的水喷的更急。
(3)图3中把压强计的金属盒慢慢下移,可以观察到U形管两侧液面的高度差增大,从而得到:在相同液体内部,液体的压强随深度的增加而 (选填“增大”或“减小”)。要探究液体的压强与液体的密度是否有关,应选取装置乙和装置 进行研究;
(4)在探究液体的压强与液体的深度是否有关时,小华认为也可以这样做:保持图丙中金属盒的位置不变,向烧杯中继续加水,U形管两侧高度差变大。这种方法 (选填“可以”或“不可以”);
(5)固定图乙中金属盒的位置不变,向容器中慢慢加水(未溢出),当U形管中液面的高度差与图丙相同时,烧杯底部受到液体压强的大小关系是p水 p盐水。(选填“大于”“等于”或“小于”)
29.(8分)小明同学拾得一小石块,他想学习了密度,便动手来测量其密度。
(1)他将天平放在水平桌面上,然后进行天平平衡的调节。调节完成后指针静止时的位置和游码的位置如图甲所示。请你指出小明调节天平平衡的过程中遗漏的操作步骤: ;
(2)若完成遗漏的操作步骤后,为了调节横梁再次平衡,需向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使指针指到分度盘中央刻度线:
(3)小明纠正错误重新调平后,将小石块放在左盘,在右盘中加减砝码并调节游码直到横梁平衡。这时右盘中的砝码情况和游码位置如图乙所示,则小石块的质量为 g。如图丙和丁所示,小明利用排水法测出小石块体积为 mL,并算出了小石块的密度为 kg/m3;
(4)若考虑小石块放在水中时要吸水(小石块吸水后体积保持不变)会对实验结果产生影响,小明取出量筒中的小石块,擦干其外表面的水,用天平称出其质量为29g,则小石块密度应修正为 kg/m3;
(5)小明同学又用刻度尺,圆柱形容器,有配重的薄壁长烧杯和水,细线等材料测出了金属块的密度。请你按照他们的实验思路回答后面的填空。
①在圆柱形容器中装有适量的水,将一只装有配重的薄壁长烧杯放入圆柱形容器的水中,烧杯静止时用刻度尺测出容器中水的深度为H,如图(a)所示;
②将金属块吊在烧杯底部,烧杯静止时用刻度尺测出烧杯露出水面的高度h1,容器中水的深度为H2,如图(b)所示;
③将金属块放在烧杯中,烧杯静止时用刻度尺测出烧杯露出水面的高度h2,如图(c)所示。图(b)中水对圆柱形容器底的压强 (填“大于”、“等于”或“小于”)图(c)中水对圆柱形容器底的压强,已知圆柱形容器底面积为S1,烧杯底面积为S2,水的密度为ρ水,则金属块的密度为 。
30.(8分)质量为45kg的小华同学从汽车站骑车匀速行驶到书城,有关数据如表:
自行车自重
行驶时自行车轮胎与地面的总接触面积
轮胎承受的最大气压
车轮直径
匀速行驶过程中的总阻力
150N
30cm2
3×105Pa
0.61m
总重的0.05倍
(1)小华骑行过程中轮胎对地面的压强;
(2)小华骑车在水平地面上匀速行驶时该车受到的牵引力;
(3)小华骑行过程中,最多能承载的货物重力。
31.(5分)一个不规则的实心物体,质量为52g,放入装满水的烧杯中,沉入底部,排开0.5N的水,然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止,g取10N/kg,求:
(1)物体在水中所受的浮力;
(2)物体的体积;
(3)物体悬浮时盐水的密度。
2021-2022学年江苏省南京市秦淮区八年级(下)期末物理试卷
(答案与解析)
一.选择题(每题2分,共24分)
1.(2分)下列与中学生相关的估值中最接近实际值的是( )
A.中学生的重力约为50N
B.中学生人体密度约为1kg/m3
C.中学生的体积约为0.5m3
D.中学生手掌受到的大气压力约是1000N
【分析】(1)一个中学生的质量大约是50kg,根据重力与质量的关系可算出中学生的体重;
(2)人体密度和水的密度相近,由此可算出中学生的大概体积;
(3)根据大气压的数值和手掌的面积可求出手掌受到的压力。
【解答】解:A.中学生的质量大约是50kg,体重G=mg=50kg×10N/kg=500N,故A错误;
B.人体密度和水的密度相近,约为1.0×103kg/m3,故B错误;
C.根据ρ=可得:中学生的体积V===0.05m3,故C错误;
D.标准大气压强约为1×105Pa,人的手掌面积约为10cm×10cm=100cm2=0.01m2,手掌受到的大气压力F=pS=1×105Pa×0.01m2=1000N。故D正确。
故答案为:D。
2.(2分)下列关于物质的物理性质及其应用的说法,错误的是( )
A.飞机的外壳用金属铝,是因为密度小
B.茶杯用双层中空透明钢化玻璃,是因为导热性好
C.玻璃刀的刀刃用金刚石,是因为金刚石的硬度大
D.导线用铜丝,是因为铜丝的导电性好
【分析】根据对物质的物理特性的了解来判断,包括密度、硬度、导电性、导热性等知识,对题干中所列这些事物的用途,来分析它们分别是利用了材料的什么属性。
【解答】解:A.飞机的外壳用金属铝,是因为密度小,故A正确;
B.茶杯用双层中空透明钢化玻璃,双层玻璃隔热,保温性好,故B错误;
C.玻璃刀的刀刃用金刚石,是因为金刚石的硬度大,故C正确;
D.导线用铜丝,是因为铜丝的导电性好,故D正确。
故选:B。
3.(2分)为了揭示大自然的奥秘,无数科学家进行了不懈的探索,下列说法正确的是( )
A.汤姆生发现了电子,从而揭示了原子核是可分的
B.卢瑟福建立了类似行星绕日的核式结构模型
C.在干燥的天气里,用塑料梳子梳头发,头发会随着梳子飘起来,因为梳子是带电体可以吸引轻小物体
D.“破镜不能重圆”是因为玻璃分子间存在较大排斥力
【分析】(1)汤姆生发现了电子,从而说明原子是可以再分的;
(2)卢瑟福建立了原子的核式结构模型;
(3)摩擦现象生活中很常见,梳子梳头发,头发随梳子飘起来;
(4)分子间存在相互作用的引力和斥力,只有在达到一定距离时,这种力才能表现出来。
【解答】解:A、汤姆逊发现了电子,从而揭示了原子是可以再分的.故A错误;
B、卢瑟福建立了原子的核式结构模型,故B正确;
C、用塑料梳子梳头发时,塑料梳子与头发相互摩擦,发生了电子的转移,使梳子和头发带上异种电荷,而相互吸引;
D、“破镜不能重圆”是因为分子之间间隔过大,而使分子之间的引力和斥力都太小,所以“破镜不能重圆”,故D错误。
故选:B。
4.(2分)通过现代观测技术,我们发现星系正在离我们而去。为了模拟这一现象,我们可用粘有小塑料粒的气球类比宇宙,小塑料粒可看成是宇宙中的天体,气球膨胀时,任意两颗小塑料粒之间的距离会变大,模拟星系在远离我们而去,它提供了宇宙膨胀的证据,以前所学物理中利用了与此类似的研究方法的是( )
A.逐渐抽出玻璃罩内空气后听到罩内的闹钟铃声逐渐变小,据此推理出真空不能传声
B.通过温度计中测温液体的体积变化,判断外界温度的高低
C.人的眼睛就像一架神奇的照相机,眼睛的晶状体相当与镜头,视网膜相当于光屏
D.探究液体压强大小与液体密度关系时,要将压强计金属盒放入不同液体的相同深度
【分析】为了形象地说明宇宙大爆炸,课本上将一个黏有小金属粒的气球看着宇宙,金属粒看成是宇宙中的天体,气球膨胀时,任一小金属粒都在离它远去,这里运用的是主要一种思维方法类比法。
【解答】解:由题意可知,这里运用的是主要一种思维方法类比法。
A、逐渐抽出玻璃罩内空气后听到罩内的闹钟铃声逐渐变小,据此推理出真空不能传声,是推理法,故A不符合题意;
B、通过温度计中测温液体的体积变化,判断外界温度的高低,属于转换法,故B不符合题意;
C、人的眼睛就像一架神奇的照相机,眼睛的晶状体相当与镜头,视网膜相当于光屏,属于类比法,故C符合题意;
D、探究液体压强大小与液体密度关系时,要将压强计金属盒放入不同液体的相同深度,属于控制变量法,故D不符合题意。
故选:C。
5.(2分)2022年3月23日下午,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行第二次太空授课,如图所示。下列说法正确的是( )
A.航天员不可以写字记录,因为在太空中摩擦力不存在
B.飘在空中不动的航天员轻推对方,就会向相反的方向运动
C.物体在太空中的质量比在地球上的质量小
D.在天宫一号的实验舱内不可以用弹簧测力计测量拉力
【分析】(1)摩擦力与失重状态无关;
(2)物体间力的作用是相互的;
(3)质量是物质的一种特性,与位置无关;
(4)在空间站中,弹簧测力计不能测量物体的重力,但可以测量拉力的大小。
【解答】解:
A.在太空中物体处于失重状态,但是压力是存在的,摩擦力也仍然存在,他们可以写字,故A错误;
B.由于物体间力的作用是相互的,而且物体处于失重状态,所以飘在空中不动的航天员轻推对方,就会向相反的方向运动,故B正确;
C.物体的质量与位置无关,物体在太空中的质量和在地球上的质量相同,故C错误;
D.在天宫一号的实验舱内,物体处于失重状态,弹簧测力计无法测量重力,但弹力不会消失,可以用弹簧测力计测量拉力,故D错误。
故选:B。
6.(2分)如图所示,小明去公园遛狗时,用力拉住拴狗的绳子,正僵持不动,此时,若不计绳子重力,以下说法正确的是( )
A.人对狗的拉力大于狗对人的拉力
B.狗受到的重力与地面对狗的支持力是一对平衡力
C.绳子对狗的拉力与地面对狗的摩擦力是一对平衡力
D.狗对地面的压力和地面对狗的支持力是一对相互作用力
【分析】(1)二力平衡条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线,作用在同一个物体上;
(2)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线,作用在两个物体上;
(3)物体处于静止或匀速直线运动状态时,不受力或受平衡力作用。
【解答】解:
A、人对狗的拉力与狗对人的拉力,二力作用在两个物体上,是一对相互作用力,大小相等,故A错误;
B、由图可知,狗静止不动时处于平衡状态,竖直方向的合力为零,对狗受力分析可知,受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力、绳子向上的分力作用,则狗受到的重力地面对狗的支持力大小不相等,二力不是一对平衡力,故B错误;
C、绳子对狗的拉力与地面对狗的阻力,二力不是作用在同一条直线上,且二力大小不一定相等,所以不是一对平衡力,故C错误;
D、狗对地面的压力和地面对狗的支持力两力符合相互作用力的条件,是一对相互作用力,故D正确。
故选:D。
7.(2分)下列给出了几种事例,其中利用惯性的是( )
①苹果受重力从树上掉下
②司机为节省燃油,在汽车进站时,提前关闭油门
③锤头松了,把锤柄的一端在物体上撞击几下
④绕地球做圆周运动的人造卫星
⑤跳远,运动员的助跑
⑥公共汽车的乘务员,时常提醒乘客扶住车的扶手,待车停稳后再下车
A.②③⑤ B.①②③⑤ C.②③⑤⑥ D.③④⑤⑥
【分析】物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。原来静止的物体具有保持静止状态的性质;原来处于运动的物体,具有保持匀速直线运动状态的性质。可根据各个小题中所给物理现象的特点来进行判断。
【解答】解:
①苹果受重力从树上掉下,是由于重力的作用,没有利用惯性;
②司机为节省燃油,在汽车进站时,提前关闭油门,依靠惯性滑行,利用了惯性;
③锤头和锤柄一起向下运动,当锤柄撞到物体时,锤柄静止,锤头由于惯性继续向下运动,所以锤头紧套在锤柄上,利用了惯性;
④绕地球做圆周运动的人造卫星是利用动能与势能的相互转化,没有利用惯性;
⑤跳远运动员助跑一段距离才起跳,是利用惯性,这样才能跳得更远一些,故利用了惯性;
⑥公交车司机常提醒乘客扶住扶手,待车停稳后再下车是防止紧急刹车或突然减速时由于惯性造成人身伤害,没有利用惯性。
综上分析,其中利用惯性的是②③⑤,故A符合题意。
故选:A。
8.(2分)如图所示,在同一水平面上,有表面粗糙程度相同、质量不同(mP<mQ)的两个木块,按照甲、乙、丙、丁四种方式放置,分别在水平力F1、F2、F3和F4的作用下,做匀速直线运动,则下列关系式正确的是( )
A.F1>F2 B.F2>F3 C.F3>F4 D.F3=F4
【分析】物体与地面间的滑动摩擦力与接触面的材料、粗糙程度及物体间的压力有关,在接触面相同的情况下,物体间的压力越大,物体间的滑动摩擦力越大
【解答】解:摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,两个影响因素不变,摩擦力不变。
(1)表面粗糙程度相同、质量不同甲、乙两图中,
∵(mp<mQ),
∴Gp<GQ,
∴F1<F2,故A错误;
(2)乙、丙比较,表面粗糙程度相同,F3>F2,故B错误;
(3)丙、丁实验在压力大小和接触面的粗糙程度不变时,改变了接触面积的大小,摩擦力不变,故D正确。
故选:D。
9.(2分)在做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”时,将木块A放置于水平木板B上,加载一个砝码,把弹簧测力计系在A上,如图所示。当向左拉动B时,弹簧测力计指针稳定。下列讨论中错误的是( )
A.A受到B的摩擦力与弹簧测力计拉力是一对平衡力
B.A受到B的摩擦力的大小为2.4N,方向水平向左
C.若增大拉动B的速度,弹簧测力计的示数会变大
D.此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系
【分析】物体静止和做匀速直线运动时,此时物体处平衡状态,受到的力是平衡力,二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上,可根据一个力的大小、方向,确定另一个力的大小和方向;滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,若两者都不发生变化,则滑动摩擦力不变;滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
【解答】解:A、A受到B对它的滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力作用而静止,处于平衡状态,则A受B的摩擦力与测力计拉力是一对平衡力,故A正确;
B、由图示弹簧测力计可知,其分度值为0.2N,示数为2.4N,A处于平衡状态,由平衡条件可知,A受到的滑动摩擦力f=F=2.4N,A相对于B向右运动,A受到的滑动摩擦力方向水平向左,故B正确;
C、A、B间的摩擦力是滑动摩擦力,滑动摩擦力与物体间接触面的粗糙程度和物体间的压力有关,与物体的运动速度无关,如果增大拉动B的速度,A、B间接触面的粗糙程度、物体间的压力保持不变,物体间的滑动摩擦力不变,由平衡条件可知,测力计的示数不变,故C错误。
D、两物体间接触面的粗糙程度不变,在A上加减钩码可以改变物体间的压力大小,该实验装置可以探究滑动摩擦力大小与压力的关系,故D正确;
故选:C。
10.(2分)如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。图中,在隔板两侧分别装入两种不同的液体,不能比较出左右两侧液体密度大小关系的是( )
A. B.
C. D.
【分析】液体压强大小的影响因素是液体的深度和密度,而液体压强的大小是通过橡皮膜的突起体现出来的,据此结合图示逐一分析解答即可。
【解答】解:A、由图可知,橡皮膜向左边凸起,说明右边液体压强大,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以无法根据p=ρgh判断左右两侧液体密度大小关系。故A符合题意;
B、由图可知,橡皮膜向右边凸起,说明左边液体压强大,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以根据p=ρgh可知,左侧液体的密度大于右侧液体密度。故B不合题意;
C、由图可知,橡皮膜向左边凸起,说明左边液体压强大,而左边的液面高度等于右边液面的高度,所以根据p=ρgh可知,左侧液体的密度大于右侧液体密度。故C不合题意;
D、由图可知,橡皮膜没有凸起,说明左右两边液体压强一样大,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以根据p=ρgh可知,左侧液体的密度大于右侧液体密度。故D不合题意。
故选:A。
11.(2分)关于浮沉条件的应用,下列说法中正确的是( )
A.向放有鸡蛋的清水中加盐,鸡蛋上浮,是由于鸡蛋的重力变小
B.气象用探测气球里所充气体的密度小于空气的密度
C.轮船漂浮在水面,它受到水的浮力可能大于它受到的重力
D.密度计放在不同液体中所受浮力的大小与液体密度有关
【分析】(1)鸡蛋在水中时排开水的体积不变,根据水的密度的变化,利用阿基米德原理判断受浮力变化情况;
(2)浸在液体或气体中的物体都受到液体或气体对它施加的竖直向上的浮力,当物体受到的浮力大于重力或者物体密度小于气体密度时,物体上浮;
(3)物体漂浮时,浮力与重力相等;
(4)密度计利用了物体的沉浮条件,是漂浮在液体中,放在密度不同的液体中,所受浮力都等于本身的重力。
【解答】解:
A、鸡蛋在清水中是沉底的,向放有鸡蛋的清水中加盐,鸡蛋在排开水的体积不变,水的密度变大,根据F浮=ρ液V排g可知,鸡蛋受到的浮力变大,其重力不变,浮力大于重力,所以鸡蛋上浮,故A错误;
B、气球是利用在空气中的浮力来工作的,当气体的密度小于空气的密度时,才可以升空,故B正确;
C、漂浮在液面上的物体,受到的浮力等于它受到的重力,故C错误;
D、密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力不变,与液体密度无关,故D错误。
故选:B。
12.(2分)水平桌面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液体,A、B、C三个长方体的质量和体积都相同,将它们分别放入三个容器的液体中,静止时,三个容器内的液面相平,如图所示,则下列判断( )
①物体受到的浮力F浮A>F浮B>F浮C
②液体对容器底的压强p甲<p乙<p丙
③物体下表面受到液体的压力F′A=F′B=F′C
④容器对桌面的压力F甲<F乙<F丙
A.只有①②正确 B.只有②④正确 C.只有③④正确 D.只有①③正确
【分析】(1)当物体漂浮或悬浮时,其浮力等于自身的重力;
(2)由阿基米德原理公式可知三种液体的密度关系,根据液体压强公式得出对容器底部的压强关系。
(3)物体上、下表面受到液体的压力差等于物体受到的浮力;
(4)根据容器对桌面的压力等于容器的重力和容器内部物体重力之和,可判断三容器对桌面的压力大小。
【解答】解:
①根据图示可知,A悬浮,B、C漂浮,所以物体所受的浮力与自身的重力相等,因三个长方体的质量相同、重力相同,所以F浮A=F浮B=F浮C,故①错误;
②由①知,F浮A=F浮B=F浮C,由图知V排甲>V排乙>V排丙,
根据F浮=ρ液V排g可知,ρ甲<ρ乙<ρ丙,
三容器的液面等高,根据p=ρ液gh可知,液体对容器底的压强p甲<p乙<p丙,故②正确;
③因为物体上、下表面受到液体的压力差等于物体受到的浮力,所以甲下表面受到的压力大于浮力;
乙、丙上表面受到的压力为零,所以乙、丙下表面受到液体的压力等于浮力,且相等;
由此可知物体下表面受到液体的压力 F′A>F′B=F′C;故③错误。
④甲、乙、丙三个容器完全相同,三个长方体的质量相同,则重力相同,
三容器液面相平,ρ甲<ρ乙<ρ丙,由图知液体的体积V甲<V乙<V丙,
所以由m=ρV可知,三容器内液体的质量m甲<m乙<m丙,液体的重力G甲液<G乙液<G丙液,
则容器及容器内液体和物体的总重力G甲<G乙<G丙,
所以F甲<F乙<F丙,故④正确;
综上所述,只有②④正确。
故选:B。
二.填空题(每空1分,共25分)
13.(3分)医院的氧气瓶内装的氧气密度为5kg/m3,为抢救病人,用去了其中的一半,则瓶内剩余氧气的密度为 2.5 kg/m3。病人需要冰块进行物理降温,取540g水凝固成冰后使用,其体积增大了 60 cm3(ρ冰=0.9×103kg/m3),月球对它表面的物体的引力大约是地球对地面同一物体的引力的,一个60kg的物体在月球上受到的重力为 100N 。
【分析】(1)氧气在使用过程中,氧气瓶内装的氧气的体积不变,瓶内氧气的密度与瓶内氧气的质量成正比,据此分析;
(2)水凝固成冰后,质量不变,利用密度公式计算出冰的体积,据此可知体积的变化;
(3)利用G=mg计算出60kg的物体在地球上受到的重力,据此可以求出物体在月球上受到的重力。
【解答】解:(1)为抢救病人,用去了其中的一半,即氧气的质量是原来的一半,而氧气在使用过程中,氧气瓶内装的氧气的体积不变,根据密度公式可知,瓶内剩余氧气的密度也是原来的一半,即瓶内剩余氧气的密度为2.5kg/m3;
(2)由ρ=可知,540g水的体积V水===540cm3;
水凝固成冰后,质量不变,所以冰的质量m冰=m水=540g,冰的密度ρ冰=0.9×103kg/m3=0.9g/cm3;
由ρ=可知,冰的体积V冰===600cm3;
所以,体积增大了ΔV=V冰﹣V水=600cm3﹣540cm3=60cm3;
(3)60kg的物体在地球上受到的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N;
60kg的物体在月球上受到的重力G月=G=×600N=100N。
故答案为:2.5;60;100N。
14.(1分)下列关于“吸”的现象,原理相同的是 ①② 。(填序号)
①摩擦后的气球能“吸”起头发
②干燥的冬天,化纤衣服容易“吸”附灰尘
③挤压后的塑料吸盘“吸”在瓷砖上
④两表面削平的铅柱压紧后会“吸”在一起
⑤若人站在安全线以内的区域候车,会被驶过的列车“吸”进铁轨
⑥用丝绸摩擦过的玻璃棒可以吸引毛皮摩擦过的橡胶棒
【分析】(1)由于大气有重力且具有流动性,故大气会对地球表面的物体产生压强;大气压在生活中有很广泛的应用,如:吸饮料、钢笔吸墨水、吸盘式挂钩等等;
(2)分子之间存在着引力和斥力;
(3)用摩擦的方法可以使物体带电,带电体具有吸引轻小物体的性质;
(4)流体流速越快的地方其压强就越小;
(5)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:①摩擦后的气球能“吸”起头发,是因为气球带电可以吸引轻小的物体;
②干燥的冬天,化纤衣服容易“吸”附灰尘,是因为化纤衣服容易因摩擦而带电,会吸引轻小的灰尘;
③挤压后的塑料吸盘“吸”在瓷砖上,是大气压的作用;
④两表面削平的铅柱压紧后会“吸”在一起,是因为分子之间存在引力;
⑤当列车驶进铁轨时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢;根据流体压强与流速的关系可知,人外侧空气流速小、压强大,而内侧(列车周围)空气流速大、压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人“吸”进铁轨,易出现危险;
⑥用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。由于异种电荷相互吸引,所以用丝绸摩擦过的玻璃棒可以吸引毛皮摩擦过的橡胶棒。
所以,原理相同的是①②。
故答案为:①②。
15.(4分)用球拍击打乒乓球时,若以乒乓球为研究对象,使球运动方向和速度发生改变的力是由于 球拍 (选填“球拍”“球”或“人手”)的形变产生的,该力改变了球的 运动状态 ;在参加冰壶队比赛中,冰壶离开手之后在水平冰面做减速运动的过程中,其惯性 不变 (选填“增大”、“减小”或“不变”),此时冰壶受到的重力和支持力 是 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
【分析】(1)球拍形变,对乒乓球产生弹力,力的作用效果之一是改变物体的运动状态。。
(2)惯性的大小只与物体的质量有关;物体处于静止状态或匀速直线运动状态,受力平衡。
【解答】解:(1)用球拍击打乒乓球时,球拍形变,对乒乓球产生弹力;球的运动方向和速度发生了改变,说明力的作用效果是改变物体的运动状态。
(2)在参加冰壶队比赛中,冰壶离开手之后在水平冰面做减速运动的过程中,冰壶的质量不变,其惯性不变,冰壶在竖直方向上相对地面静止,在竖直方向上受力平衡,故受到重力和支持力是一对平衡力。
故答案为:球拍;运动状态;不变;是。
16.(2分)如图1是商场里常用的垂直电梯和自动扶梯,图2记录了体重为500N的小兵分别乘坐两电梯的s﹣t图像.则他搭乘自动扶梯受到的支持力 等于 乘垂直电梯受到的支持力(选填“大于”、“等于”或“小于”);当随自动扶梯向上到达扶梯口时,若不小心,身体会向 前 (选填“前”或“后”)倾倒.
【分析】(1)物体处于静止或匀速直线运动状态时,物体处于平衡状态,所受的力即为平衡力;二力平衡:大小相等、方向相反、作用在一条直线上,作用同一物体上;
(2)物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性。
【解答】解:(1)由图乙可知,小兵在垂直电梯和自动扶梯上都是做匀速直线运动的,受到平衡力的作用,所以小强受到的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,即电梯对小强的支持力等于重力;
(2)在运动的扶梯上,当运动到扶梯口时脚被绊住,上身由于惯性,保持原来运动状态不变,所以会向前倾倒。
故答案为:等于;前。
17.(2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,把 乙 (选填“甲”或“乙”)装置从高山脚下拿到高山顶上时,玻璃管内的液面会上升;如图丙、丁两个实验,能粗略测出大气压的值的是 丁 (选填“丙”、“丁”或者“都可以”)。
【分析】从大气压与瓶内压强的关系角度进行考虑,瓶内封闭部分气体的压强=玻璃管内水的压强+大气压;大气压随着高度的增加而减小;
对丙、丁中大气压力的方向和二力平衡条件分析。
【解答】解:把甲装置从高山脚下拿到高山顶上时,外界的大气压减小,支持的水银柱的高度会降低,玻璃管内的液面下降;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;
丙图中,大气压对吸盘的压力的方向水平向左,而钩码的重力的方向是竖直向下的,不能测量大气压力的大小,无法根据p=求出大气压的数值;
丁图中,钩码处于静止状态,吸盘产生的拉力即大气的压力等于钩码的重力,测量出吸盘的表面积,根据p=可以求出大气压的数值。
故答案为:乙;丁。
18.(2分)如图所示竖放在水平地面上的实心长方体质量为2kg,棱长分别为0.2m、0.1m、0.05m,该长方体对地面的压强为 4000 Pa。为了使该长方体对水平地面的压强变为600Pa,拟采取的方法有:将长方体平放或侧放后,在上部沿水平方向切去一定质量m。若要使切去的质量m较小,则m的较小值为 0.8 kg。
【分析】(1)水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据p===求出该长方体对水平地面的压强;
(2)由题意可知,要使该长方体对水平地面的压强为600Pa,且沿水平方向在上部切去一定质量m较小,根据p===可知应使长方体对水平地面产生压强的受力面积最大,根据G=F=pS求出此时长方体剩余部分的重力即对水平地面的压力,根据G=mg求出长方体剩余部分的质量,然后求出m的较小值。
【解答】解:(1)因长方体对地面的压力和长方体的重力相等,该长方体对水平地面的压强为:p=====4000Pa;
(2)由题意可知,要使该长方体对水平地面的压强为600Pa,沿水平方向在上部切去一定质量,且使m较小,由p===可知,应使长方体与水平地面的接触面积最大,即将长方体平放在水平地面上,此时长方体剩余部分的重力为:G=F'=p'S'=600Pa×0.1m×0.2m=12N,
长方体剩余部分的质量为:m'===1.2kg,
则切去的质量为:Δm=m﹣m'=2kg﹣1.2kg=0.8kg。
故答案为:4000;0.8。
19.(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、C两点间来回摆动,若小球摆到B点时,细线刚好断开,小球的运动状态将 改变 (选填“保持不变”或“改变”);若小球摆到C点时,所有外力全部消失,小球将 静止 (选填“静止”、“做匀速直线运动”或“继续做圆周运动”)。
【分析】(1)物体在非平衡力的作用下运动状态发生改变;
(2)当物体不受力时,会保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:(1)当小球摆到B点时,速度不为0,细线刚好断开,小球由于惯性水平向右有速度,同时由于只受重力作用,受力不平衡,则小球的运动状态发生改变;
(2)当小球摆到最高点C时,速度为0,若所有外力都消失,则小球将保持静止状态。
故答案为:改变;静止。
20.(4分)如图所示,用塑料瓶制成的潜水艇模型悬浮于水中a位置,此时模型受到的浮力 = 重力(填“>”、“<”或“=”);要让潜水艇下潜至b位置悬浮,则需先通过进排气管 向外抽气 (填“向内打气”或“向外抽气”),在下潜过程中,模型受到的浮力将 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”,下同),水对模型底部的压强将 变大 。
【分析】(1)物体悬浮时,浮力等于自身重力;
(2)根据阿基米德原理可知,潜水艇浸没时受到的浮力不变,要使潜水艇下沉,应增大潜水艇的重力,据此分析解答;
(3)潜水艇模型在下潜过程中,排开液体的体积不变,根据阿基米德原理分析潜水艇模型所受浮力的变化,模型底部所处深度变大,根据p=ρ水gh可知水对模型底部的压强的变化情况。
【解答】解:(1)如图所示,用塑料瓶制成的潜水艇模型悬浮于水中,根据物体的浮沉条件可知,此时模型受到的浮力等于重力;
(2)由阿基米德原理可知,潜水艇浸没时受到的浮力不变,要使潜水艇下沉,应增大潜水艇的重力,当通过进排气管向外抽气时,瓶内气体的压强将变小,水进入潜水艇模型中,使得潜水艇模型的重力增加,潜水艇模型将下潜;
(3)潜水艇模型在下潜过程中,排开液体的体积不变,由阿基米德原理可知,潜水艇模型所受的浮力不变,下潜过程中模型底部所处深度变大,根据p=ρ水gh可知,水对模型底部的压强变大。
故答案为:=;向外抽气;不变;变大。
21.(5分)小明在探究“影响浮力大小因素”的实验后思考:同一物体浸没在不同液体中所受的浮力不同,是不是就可以用甲乙实验装置来测量烧杯中液体的密度?他决定对弹簧测力计进行重新标度,将它改成一个密度秤。使用时,在烧杯中装不同的液体,将甲装置中的物体浸没到不同液体中,就可以测出液体的密度。
(1)该密度秤的零刻度应标在 4 N处,待测液体密度ρ液应不超过 4 g/cm3;
(2)小明对本实验进一步分析,进而得到弹簧测力计的示数与被测液体的密度之间的函数关系,则符合此关系的应是图丙中的图线 ③ (选填“①”“②”或“③”);
(3)用此密度秤测量时,该密度秤的刻度是 均匀 (选填“均匀”或“不均匀”);
(4)用此密度秤测量时,若物块未完全浸没,则测得液体密度值将偏 小 。
【分析】(1)利用F浮=G﹣F分析零刻度应标大小;物体的重力是3N,所以液体对物块产生的浮力最大不能超过3N,求出此时的液态密度;
(2)利用F浮=G﹣F和阿基米德原理F浮=ρ液gV排结合图丙判断对应的图线;
(3)根据称重法测量浮力的公式、阿基米德原理公式得出拉力F的关系时,在分析刻度是否均匀;
(4)若物块未完全浸没,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排则物体受到的浮力偏小,弹簧测力计示数偏小,测得液体密度值将偏小。
【解答】解:
(1)液体密度为零时,物体不受浮力,弹簧测力计的示数大小等于物体的重力,等于4N,所以它的零刻度线应标在4N处;
由图甲、乙可知,物体浸没在水中受到的浮力为:F浮水=G﹣F1=4N﹣3N=1N;
物体的体积为:V=V排===1×10﹣4m3;
密度秤在使用时,物体受到的最大浮力等于物体的重力,即F浮=G=4N;
那么液体的最大密度为:ρ液===4×103kg/m3=4g/cm3;
(2)由F浮=G﹣F和F浮=ρ液gV 排可得:F=G﹣ρ液gV 排可知液体密度越大,弹簧测力计示数越小,所以弹簧测力计的示数与被测液体的密度之间的函数关系与③相符。
(3)由公式F=G﹣ρ液gV排可知,物体重力不变,排开液体的体积不变,弹簧测力计的示数与液体的密度之间属于一次函数关系,所以刻度是均匀的。
(4)若物块未完全浸没,根据公式F浮=ρ液gV 排可知,物块受到的浮力会偏小,弹簧测力示数偏大,则测得的液体密度值将偏小。
故答案为:(1)4;4;(2)③;(3)均匀;(4)小。
三.解答题(共51分,30题8分,31题5分)
22.(2分)如图所示,单手握住一个重为G的茶杯,茶杯保持静止状态,若小俊握杯的力F的变化如图乙所示,请在图丙中画出茶杯与手之间的摩擦力f的大小变化情况。
【分析】物体静止或做匀速直线运动时处于平衡状态,受到的力为平衡力,分析竖直方向的力得出与杯子重力平衡的力;
由图乙可知握杯的力的变化,分析杯子的重力变小判断出杯子所受摩擦力的变化,然后画出图象。
【解答】解:如图甲所示,茶杯保持静止状态(平衡状态),则茶杯受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力是一对平衡力;
由图乙可知,小金握杯的力F逐渐增大,但杯子仍然是静止的,且杯子的重力G不变,所以茶杯与手之间的摩擦力为f=G不变,如下图所示:
23.(2分)图为体操运动员静止在平衡木上的情景,用力的示意图作出与运动员相关的弹力。
【分析】运动员静止时,对平衡木有竖直向下的压力,平衡木对运动员有竖直向上的支持力,这两个力是一对相互作用力,作用点都在运动员与平衡木接触的位置,按照力的示意图的画法画出这两个力即可。
【解答】解:运动员在平衡木上静止,受到平衡木竖直向上的弹力(支持力)F支;由于力的作用是相互的,运动员对平衡木有竖直向下的弹力(压力)F压,这两个力的作用点在手和接触接触的位置;这两个力是一对相互作用力,所以大小相等、方向相反,在一条直线上。如图所示:
。
24.(2分)如图所示,在位置A处悬浮的“浮沉子”所受力的示意图.
【分析】分析浮沉子的受力情况(注意悬浮),再根据力的示意图的画法画出其受力的示意图。
【解答】解:悬浮在水中的“浮沉子”A受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等、方向相反,故作图时两条线段的长度要相等,如图所示:
25.(7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。
26.(5分)如图,小明用同一个木块进行了“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验,木板、棉布均放置在水平桌面上。
(1)为测出木块所受滑动摩擦力大小,应用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其做 匀速直线 运动;
(2)图甲、乙可用来探究滑动摩擦力的大小与 压力大小 的关系;
(3)完成图甲所示实验时,小明进行了两次正确的操作,两次木块运动的速度分别为va、vb,所受的摩擦力分别为fa、fb。已知va>vb,则fa = fb(选填“>”“<”或“=”);
(4)在探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时,小明发现甲、丙两次实验弹簧测力计示数差距较小,下列改进措施可行的有 CD ;
A.增大丙实验中弹簧测力计的拉力
B.仅将丙实验中的木块换成质量更大的木块
C.仅将丙实验中的棉布换成粗糙程度更大的毛巾
D.在丙实验的木块上放一个与乙实验相同的砝码,并将弹簧测力计的示数与乙比较
(5)下图的几次实验中弹簧测力计的示数等于木块所受滑动摩擦力的是 B ;
A.木块在水平面做匀速直线运动
B.调节桶内沙子,使木块在水平桌面做匀速直线运动,测出沙和桶的总重(不计绳重及滑轮摩擦)
C.木块保持静止
D.木块沿斜面做匀速直线运动
【分析】(1)弹簧测力计拉动物体时,当物体在水平面上进行匀速直线运动时,物体受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件判断滑动摩擦力大小。
(2)(3)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟物体的运动速度无关;根据控制变量法分析。
(4)从滑动摩擦力大小的影响因素分析。
(5)根据物木块的运动状态,利用二力平衡条件分析弹簧测力计示数与滑动摩擦力的大小关系。
【解答】解:
(1)弹簧测力计拉动物体时,当物体在水平面上做匀速直线运动时,物体受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知滑动摩擦力大小等于拉力的大小。
(2)甲、乙两次实验,接触面粗糙程度不变,压力大小不同,探究滑动摩擦力大小跟压力大小的关系。
(3)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟物体的运动速度无关,在两次实验中,木块对水平面的压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力的大小不变,即fa=fb;
(4)A.增大丙实验中弹簧测力计的拉力,拉力大于摩擦力,不能通过拉力反映摩擦力大小,故A不符合题意;
B.探究摩擦力大小与接触面的粗糙程度,保持压力大小不变,仅将丙实验中的木块换成质量更大的木块,改变压力的大小,故B不符合题意;
C.仅将丙实验中的棉布换成粗糙程度更大的毛巾,压力一定时,增大接触面的粗糙程度,会增大摩擦力,弹簧测力计的示数会增大,两次实验弹簧测力计示数差距会增大,故C符合题意;
D.在丙实验的木块上放一个与乙实验相同的砝码,乙、丙两次实验,保持压力大小不变,接触面的粗糙程度不同,可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,在丙实验的木块上放一个与乙实验相同的砝码,压力增大,摩擦力会增大,弹簧测力计的示数会增大,将弹簧测力计的示数与乙比较,两次实验弹簧测力计示数差距会增大,故D符合题意。
故选CD。
(5)A.木块受到的摩擦力和弹簧测力计对木块的拉力不在同一直线上,不是一对平衡力,弹簧测力计的示数不等于木块所受滑动摩擦力,故A不符合题意。
B.实验中,沙桶和木块都做匀速直线运动,所以处于平衡状态,不计绳重及滑轮摩擦,依据二力平衡的知识可知滑动摩擦力大小和沙桶总重相等,故B符合题意。
C.木块保持静止,弹簧测力计的示数等于静摩擦力大小,故C不符合题意。
D.木块沿斜面做匀速直线运动,拉力和摩擦力不是平衡力,两个力的大小不相等,故D不符合题意。
故选B。
故答案为:(1)匀速直线;(2)压力大小;(3)=;(4)CD;(5)B。
27.(4分)小明利用如图所示的实验装置探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)为了使小车到达水平面时的速度相同,实验时应让小车从斜面的 同一高度 由静止下滑;
(2)实验中选取毛巾、棉布、木板的目的是 改变阻力的大小 ;
(3)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近,在棉布表面滑行的距离较远,在木板表面滑行的距离最远。说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 慢 (填“快”或“慢”),进一步推理:如果小车在水平面上滑行,受到的阻力越来越小,直到变为零,它将做 匀速直线运动 ;
【分析】(1)在实验中,为得到相同的初速度,需使物体从斜面的同一高度由静止滑下;
(2)在压力不变的情况下,改变接触面的粗糙程度,可以改变摩擦力阻力的大小;
(3)根据实验现象进行回答,并进行合理的推理得出假如不受力的情况。
【解答】解:(1)为了使小车到达水平面时的速度相同,应让小车从斜面的同一高度自由下滑,体现了控制变量法的要求;
(2)在做“斜面小车实验”时,给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体,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;
(3)通过实验现象可知:小车受到的阻力越小,运动的路程越远,速度减小的越慢;由此可以推测,如果运动的小车不受阻力,将做匀速直线运动。
故答案为:(1)同一高度;(2)改变阻力的大小;(3)慢;匀速直线运动。
28.(8分)如图1所示,用一只矿泉水瓶和一块海绵等器材探究“影响压力的作用效果的因素”。
(1)在图A、B操作中,可得到的结论: 压力相同时,受力面积越小压力的作用效果越明显 ;下列实例没有应用该结论的是 C ;
A.菜刀要经常磨一磨
B.书包要用宽的背带
C.汽车限重
D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙
(2)小明在装满水的矿泉水瓶侧壁不同高度钻出A、B两个小孔,发现瓶盖拧紧的甲图(图2)水并不流出,这是因为 大气压 的作用,打开瓶盖后,水从两孔中流出的远近并不相同, B 孔中的水喷的更急。
(3)图3中把压强计的金属盒慢慢下移,可以观察到U形管两侧液面的高度差增大,从而得到:在相同液体内部,液体的压强随深度的增加而 增大 (选填“增大”或“减小”)。要探究液体的压强与液体的密度是否有关,应选取装置乙和装置 丙 进行研究;
(4)在探究液体的压强与液体的深度是否有关时,小华认为也可以这样做:保持图丙中金属盒的位置不变,向烧杯中继续加水,U形管两侧高度差变大。这种方法 不可以 (选填“可以”或“不可以”);
(5)固定图乙中金属盒的位置不变,向容器中慢慢加水(未溢出),当U形管中液面的高度差与图丙相同时,烧杯底部受到液体压强的大小关系是p水 小于 p盐水。(选填“大于”“等于”或“小于”)
【分析】(1)本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,据此分析;
逐一分析每个选项,找出符合题意的答案;
(2)瓶盖拧紧后,由于瓶子内部与瓶外隔绝,所以在外界大气压的作用下,导致了水没有流出;水从两孔中流出的远近,反映了两处水的压强不同,压强大的位置水流出的远,结合两处的深度不同进行判断;
(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;
探究液体压强跟密度的关系时,保持液体的深度、探头方向、容器形状相同;
(4)探究液体压强跟深度关系时,保持液体的密度、探头方向相同;改变深度;
(5)探头处压强相等,盐水中的深度小于水中的深度,根据公式p=ρgh和液体的密度的大小关系判断出两容器底部所受液体压强的大小关系。
【解答】解:(1)在图A、B操作中,根据转换法,观察图海绵的凹陷程度可知:压力相同时,受力面积越小压力的作用效果越明显;
A.菜刀要经常磨一塔,通过减少受力面积增大压力作用效果,应用该结论;
B.书包要用宽的背带,通过增大受力面积减小压力作用效果,应用该结论;
C.汽车限重,通过减小压力减小压力作用效果,没有应用该结论;
D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙,通过减少受力面积增大压力作用效果,应用该结论;
故选C;
(2)瓶盖拧紧后,瓶内与瓶外隔绝,在A处开口后,由于外界大气压的作用,将瓶内的水压在瓶内而流不出来;
A、B两处深度不同,由于液体压强随着深度的增加而增大,且B处得深度比A处的深度要大,所以,B处水的压强要大于A处水的压强,从而导致了B处水流出的远而且水喷的更急;
(3)在图3中将探头慢慢下移,可以观察到U形管两侧液面的高度差增大,从而得到:在同一种液体中,液体的压强随深度的增加而增大;
要想探究液体的压强与密度的关系,即应选择相同的容器、深度和探头方向,不同的液体密度,故选乙、丙两次实验即可;
(4)在探究液体的压强与液体的深度是否有关时,同组的小明同学认为也可以这样做:保持图丙中探头所处的位置不动,向烧杯中继续加水,U形管两侧高度差变大,说明液体压强增大,这种方法不可以探究液体的压强与液体深度的关系,因为没有控制盐水的密度不变;
(5)固定图中探头的位置不动,向甲容器中慢慢加水(未溢出),当两个U形管中液面的高度差相同时,探头处压强相等,即p水上=p盐水上,
由题意可知两探头到底部的深度相等,所以p水下<p盐水下;
p水上+p水下<p盐水上+p盐水下,
即p水<p盐水。
故答案为:(1)压力相同时,受力面积越小压力的作用效果越明显;C;(2)大气压;B;(3)增大;丙;(4)不可以;(5)小于。
29.(8分)小明同学拾得一小石块,他想学习了密度,便动手来测量其密度。
(1)他将天平放在水平桌面上,然后进行天平平衡的调节。调节完成后指针静止时的位置和游码的位置如图甲所示。请你指出小明调节天平平衡的过程中遗漏的操作步骤: 将游码调零 ;
(2)若完成遗漏的操作步骤后,为了调节横梁再次平衡,需向 右 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使指针指到分度盘中央刻度线:
(3)小明纠正错误重新调平后,将小石块放在左盘,在右盘中加减砝码并调节游码直到横梁平衡。这时右盘中的砝码情况和游码位置如图乙所示,则小石块的质量为 27 g。如图丙和丁所示,小明利用排水法测出小石块体积为 10 mL,并算出了小石块的密度为 2.7×103 kg/m3;
(4)若考虑小石块放在水中时要吸水(小石块吸水后体积保持不变)会对实验结果产生影响,小明取出量筒中的小石块,擦干其外表面的水,用天平称出其质量为29g,则小石块密度应修正为 2.25×103 kg/m3;
(5)小明同学又用刻度尺,圆柱形容器,有配重的薄壁长烧杯和水,细线等材料测出了金属块的密度。请你按照他们的实验思路回答后面的填空。
①在圆柱形容器中装有适量的水,将一只装有配重的薄壁长烧杯放入圆柱形容器的水中,烧杯静止时用刻度尺测出容器中水的深度为H,如图(a)所示;
②将金属块吊在烧杯底部,烧杯静止时用刻度尺测出烧杯露出水面的高度h1,容器中水的深度为H2,如图(b)所示;
③将金属块放在烧杯中,烧杯静止时用刻度尺测出烧杯露出水面的高度h2,如图(c)所示。图(b)中水对圆柱形容器底的压强 等于 (填“大于”、“等于”或“小于”)图(c)中水对圆柱形容器底的压强,已知圆柱形容器底面积为S1,烧杯底面积为S2,水的密度为ρ水,则金属块的密度为 ρ金= 。
【分析】(1)(2)使用天平时要先调节横梁平衡:把天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻度;调节天平的平衡螺母使天平的横梁平衡;指针左偏右调,右偏左调;
(3)天平平衡时物体的质量等于右盘中砝码的质量与游码在标尺上所对的刻度值;读出图丙和丁中量筒中水面示数,两者的差为小石块的体积;由密度公式计算小石块的密度;
(4)先计算吸水的质量,根据密度公式的变形式得出吸水的体积,进而得出石块的真实体积。利用密度公式得出小石块密度;
(5)根据漂浮的条件分析(b)、(c)两图排开水的体积关系,利用p=ρgh分析水对圆柱形容器底的压强;
要想测量小石块的密度,需要测量小石块的质量和体积;比较(a)、(b)两图可知,都是漂浮,受到的浮力都等于自重,则两图中浮力的变化量等于金属块重力,根据G=mg求出金属块B的质量;比较(b)、(c)两图可知,根据烧杯两次受到的浮力之差可以求出金属块B的体积;最后利用密度公式求出密度的大小。
【解答】解:(1)图甲是调节完成后指针静止时的位置和游码的位置,遗漏的操作步骤是:将游码调零;
(2)甲图中没有将游码移至零刻度线,横梁就平衡了,如果将游码调零,则指针会偏向分度盘左侧,此时要使横梁平衡,则应将平衡螺母向右调节;
(3)由图乙知,小石块的质量m=20g+5g+2g=27g;
由图丙知,量筒中水的体积为15mL,小石块浸没在量筒的水中后总体积为25mL,所以小石块的体积V=25mL﹣15mL=10mL=10cm3;
小石块的密度ρ===2.7g/cm3=2.7×103kg/m3;
(4)小石块吸水的质量m水=29g﹣27g=2g,
吸水的体积v水===2cm3,
石块的体积V′=V+V水=10cm3+2cm3=12cm3,
小石块密度ρ′===2.25g/cm3=2.25×103kg/m3;
(5)(b)、(c)两图中整体都是漂浮,浮力都等于整体的总重力,两图中整体的总重力相等,由F浮=ρgV排可知,两图中整体排开水的体积相同,则水的深度相同,由p=ρgh可知,图(b)中水对圆柱形容器底的压强等于图(c)中水对圆柱形容器底的压强;
(2)比较(a)、(b)两图可知,都是漂浮,受到的浮力都等于自重,则两图中浮力的变化量等于金属块重力,
两图中浮力的变化量:ΔF浮=ρ水gΔV排=ρ水g(H2﹣H1)S1,
所以金属块的重力为:G=ρ水g(H2﹣H1)S1,
金属块的质量:m金===ρ水(H2﹣H1)S1;
比较(b)、(c)两图可知,都是漂浮,烧杯和金属块的总重不变,总浮力不变;
则(b)图中金属块受到的浮力等于这两次烧杯受到的浮力变化量,
金属块受到的浮力:ρ水gV排=ρ水gV=ρ水g(h1﹣h2)S2;
所以金属块的体积为V金=(h1﹣h2)S2;
B的密度为:ρ金==。
故答案为:(1)将游码调零;(2)右;(3)27;10;2.7×103;(4)2.25×103;(5)等于;ρ金=。
30.(8分)质量为45kg的小华同学从汽车站骑车匀速行驶到书城,有关数据如表:
自行车自重
行驶时自行车轮胎与地面的总接触面积
轮胎承受的最大气压
车轮直径
匀速行驶过程中的总阻力
150N
30cm2
3×105Pa
0.61m
总重的0.05倍
(1)小华骑行过程中轮胎对地面的压强;
(2)小华骑车在水平地面上匀速行驶时该车受到的牵引力;
(3)小华骑行过程中,最多能承载的货物重力。
【分析】(1)知道小华的质量,根据G=mg求出其重力,进一步求出人和车的总重力;
小华在骑车过程中轮胎对地面的压力等于车和自身的重力之和,根据p=求出轮胎对地面的压强;
(2)根据f=0.05G总得出小华骑车在水平地面上匀速行驶时该车受到的阻力,自行车做匀速直线运动,处于平衡状态,根据F牵=f得出所受的牵引力;
(3)知道轮胎承受的最大气压和行驶时自行车轮胎与地面的总接触面积,根据F=pS求出小华骑行过程中的最大压力,因为物体对水平地面的压力大小等于物体自身的重力大小,所以小华骑行过程中的最大压力减去车和人的重力之和即为小华骑行过程中能载货物的最大重力。
【解答】解:(1)小华的重力:
G人=m人g=45kg×10N/kg=450N,
小华和车的总重力:G总=G车+G人=150N+450N=600N,
小华在骑车过程中,轮胎对地面的压力:F=G总=600N,
轮胎对地面的压强:p===2×105Pa;
(2)小华骑车在水平地面上匀速行驶时该车受到的阻力f=0.05G总=0.05×600N=30N,
自行车做匀速直线运动,处于平衡状态,所受的牵引力F牵=f=30N;
(3)小华骑行过程中的最大压力:F大=p大S=3×105Pa×30×10﹣4m2=900N,
小华骑行过程中能搭载货物的最大重力:G货=F大﹣F=900N﹣600N=300N。
答:(1)小华骑行过程中轮胎对地面的压强为2×105Pa;
(2)小华骑车在水平地面上匀速行驶时该车受到的牵引力为30N;
(3)小华骑行过程中,最多能承载的货物重力为300N。
31.(5分)一个不规则的实心物体,质量为52g,放入装满水的烧杯中,沉入底部,排开0.5N的水,然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止,g取10N/kg,求:
(1)物体在水中所受的浮力;
(2)物体的体积;
(3)物体悬浮时盐水的密度。
【分析】(1)根据阿基米德原理,物体受到的浮力等于物体排开的水的重力;
(2)利用公式F=ρ液gV排,可求出物体排开水的体积,而物体浸没在液体中时,其排开液体的体积与自身体积相等;
(3)当物体悬浮时,盐水的密度等于物体的密度,利用密度公式计算。
【解答】解:(1)根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力:
F浮=G排=0.5N;
(2)根据F浮=ρ液gV排可得,物体排开的水的体积:
V排===5×10﹣5m3,
因为浸没在水中,所以物体的体积:
V物=V排=5×10﹣5m3,
(3)因为物体悬浮,所以盐水的密度:
ρ盐水=ρ物===1.04×103kg/m3。
答:(1)物体在水中所受的浮力为0.5N。
(2)物体的体积为5×10﹣5m3。
(3)物体悬浮食盐水的密度为1.04×103kg/m3。
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