山东省青岛滨海学校2022-2023学年九年级上学期开学考试物理试题(含答案)
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这是一份山东省青岛滨海学校2022-2023学年九年级上学期开学考试物理试题(含答案),共25页。试卷主要包含了单项选择题,不定项选择题,实验探究题,问答与作图与计算等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年山东省青岛市滨海学校九年级(上)开学物理试卷
一、单项选择题(本题满分36分,共12题)
1.(3分)如图所示是运动员比赛时的场景,下列实例中属于减小摩擦的是( )
A.乒乓球拍粘上一层橡胶
B.体操运动员在手和器械上涂上镁粉
C.冰球运动员用力握住球杆
D.速滑运动员滑冰时,冰面在冰刀的压力下稍有熔化
2.(3分)篮球运动深受同学们的喜爱。在投篮时,下列分析正确的是( )
A.篮球离手后,手还对篮球做功
B.篮球离手后,上升过程机械能变大
C.手对篮球施力,球才向篮筐运动,说明力是维持物体运动的原因
D.假如正在上升的篮球所受的力全部消失,它将做匀速直线运动
3.(3分)如图是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验,下列可以增加木块受到滑动摩擦力的是( )
A.增加水平拉力的大小
B.在木块上面增加砝码
C.提高木块匀速运动的速度
D.换用木块面积小的一面接触木板
4.(3分)2020年10月,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功下潜到10058m,创造了中国载人深潜的新纪录。“奋斗者”号在水下下潜的过程中,受到的压强和浮力变化情况正确的是( )
A.压强变小,浮力不变 B.压强不变,浮力变小
C.压强变大,浮力不变 D.压强不变,浮力变大
5.(3分)如图所示,是我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,有关它的说法正确的是( )
A.“标”、“本”表示力,“权”、“重”表示力臂
B.图中的B点为杠杆的支点
C.“权”小于“重”时,A端一定上扬
D.增大“重”时,应把“权”向A端移
6.(3分)如图中杠杆力臂及力的示意图,画法正确的是( )
A.杠杆的力臂
B.球静止在墙角处所受的力
C.斜面上自由下滑的木块受的力
D.水中漂浮的物体受的力
7.(3分)关于功和机械能,下列说法正确的是( )
A.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离,吊车的拉力对重物做了功
B.卫星从远地点向近地点运行时,重力势能减小,动能增大
C.电梯匀速上升过程中,电梯的动能转化为重力势能
D.力对物体做功的功率越大,做功越多
8.(3分)小王同学做了下面几个家庭实验,以下说法正确的是( )
A.图甲,缓慢拉动纸片,鸡蛋未落入杯中,说明鸡蛋不受重力
B.图甲,快速抽出纸片,鸡蛋落入杯中,说明鸡蛋具有惯性
C.图乙,鸡蛋悬浮在盐水中,说明鸡蛋密度大于盐水密度
D.图乙,鸡蛋悬浮在盐水中,增加盐水浓度鸡蛋将下沉
9.(3分)为了将一物块送到高处,小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。用力F拉动绳端,物块沿斜面匀速向上运动,下列说法正确的是( )
A.该装置使用滑轮是为了更加省力
B.此过程中物块的动能转化为重力势能
C.物块所受摩擦力的方向沿斜面向下
D.若绳子突然断开,物块将立即下滑
10.(3分)如图所示为宾馆房间常用的取电装置,房卡插入槽中后,房间内的电灯、电视、空调等用电器才能工作。以下画出的四个电路元件的规定符号中,能表示房卡在电路中作用的是( )
A. B.
C. D.
11.(3分)小华组的同学们利用如图所示的电路装置来判断物体的导电性,在A、B两个金属夹之间分别接入下列物体时,闭合开关后,能使小灯泡发光的是( )
A.塑料笔杆 B.橡皮 C.铅笔芯 D.硬纸板
12.(3分)物体在同一水平面上做匀速直线运动,当物体运动路程与时间的关系图象如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度与时间的关系图象如图乙时,受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则F1:F2和P1:P2分别为( )
A.3:5 9:25 B.3:5 1:1 C.3:5 3:5 D.1:1 3:5
二、不定项选择题(本题满分9分,共3题)
(多选)13.(3分)厨房里能发现许多与物理知识有关的现象,下列说法正确的是( )
A.吸排油烟机,是利用空气流速越大的位置,压强越大将油烟排出室外
B.煮熟的饺子会浮在水面上,此时饺子受到的浮力小于重力
C.刀刃磨得锋利,是为了增大压强
D.“吸盘式”挂钩,是利用大气压将吸盘紧压在瓷砖表面上
(多选)14.(3分)如图所示实验中,让小球从斜槽顶端由静止滚下,到达水平面后继续运动一段距离静止。下列说法正确的是( )
A.由斜槽运动到水平面的过程中,小球的动能转化为重力势能
B.到达水平面后小球能继续运动,是因为小球有惯性
C.小球在水平面上运动一段距离后静止,是因为小球受到阻力的作用,运动状态发生改变
D.整个过程中,重力都不做功
(多选)15.(3分)两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心小球A,B分别放入容器中静止,A球沉底,B球漂浮,如图所示,h1<h2,且两种液体对容器底的压强相等,则( )
A.两个小球的重力:GA<GB
B.两个小球的浮力:F浮A>F浮B
C.两种液体的密度:ρ甲<ρ乙
D.两个容器对桌面的压强:p甲>p乙
三、实验探究题
16.(3分)在“小实验、小制作”比赛活动中,物理兴趣小组利用身边的小玻璃瓶、单孔橡皮塞、两端开口的透明吸管、水,展示了如下实验。
(1)自制水气压计。如图丙,提着瓶子从一楼走到四楼,观察到吸管中的液面上升,说明了大气压强随海拔高度升高而 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)自制“喷雾器”,如图丁,往B管中吹气,可以看到A管中的液面 (选填“上升”“下降”或“不变”),这表明在气体中,流速越大的位置压强 (选填“越大”“越小”或“不变”)。
17.(6分)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,同学们根据生活经验,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
①与物体浸入液体中的深度有关;②与物体排开液体的体积有关;③与液体的密度有关。
(1)请你写出能够支持猜想③的一个生活现象: 。
(2)进行探究时,实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。其中序号b中物体P所受浮力大小为 N。
(3)分析a、c、d三次实验,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”);分析 三次实验,可知浮力大小与物体排开液体的体积有关;分析a、d、e三次实验,可知在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力 (选填“越大”或“越小”)。
(4)本实验不仅可以探究影响浮力大小的因素,从实验数据还可求出物体P的密度为 kg/m3。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
18.(5分)在学习了“分子动理论”后,小宇进行了以下几个小实验:
(1)如图甲所示,小宇在一个圆柱形深筒中依次倒入蓝色的硫酸铜溶液和无色的水,放置30天后,液体变为均匀的淡蓝色,这说明:分子 .小宇想,气体之间能否发生类似的现象呢,于是进行了如图乙所示的实验,他在上、下两个集气瓶中分别装有红棕色二氧化氮气体和透明的空气,并用玻璃板隔开(已知ρ二氧化氮>ρ空气),再将玻璃板拿走后,观察两个瓶中的颜色变成均匀的浅棕色.小宇 (填“能”或“不能”)从这个实验得出相同的结论.
(2)如图丙所示,小宇先后将50mL水和50mL的酒精倒入量筒中,反复翻转几次后,发现水和酒精的总体积 100mL(填“大于”、“小于”或“等于”),这说明:分子间 .
(3)如图丁所示,小宇用细线拴住玻璃板的四个角,用弹簧测力计勾住细线,将玻璃板平放在水面上与水面刚好接触,向上拉弹簧测力计时,发现测力计的示数变大了.这说明:分子间 .这个原理可以用来解释固体很难被 (填“拉伸”或“压缩”).
四、问答与作图与计算
19.(5分)如图1是一种健身器械,AOB可视为一个杠杆,O是它的支点。
(1)小明用力向下拉杠杆时,重物被抬起。此时AOB是一个 (选填“省力”或“费力”)杠杆。
(2)他想更容易抬起重物,应该将手 (选填“靠近”或“远离”)O点,这是因为增大了 。
(3)在图2中画出F1的力臂。
20.(4分)如图所示,光滑斜面PM与水平面MN平滑连接,弹簧左端固定。
(1)小物块在斜面上从P点由静止滑向M点的过程中,机械能 ;小物块从弹簧右端压缩弹簧的过程中弹簧的弹性势能 (均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)请画出小物块在P点时的受力示意图。
21.(6分)如图所示,弹簧测力计下悬挂重为16N的物体,当把物体浸没在水中时,测力计的示数为10N,此时容器中水的深度为0.3m,求:
(1)水对容器底部的压强。
(2)物体受到水的浮力。
(3)物体排开水的体积。
22.(6分)物理学中比热容c是表示物质吸热能力的物理量,它是一定质量的某种物质温度升高时吸收的热量和它的质量m和升高温度乘积之比,定义式是c=,根据上述定义式可知比热容的单位是J/(kg•℃)。根据比热容公式可知,计算物质吸收热量的公式是 。如图所示,某家庭太阳能热水器阳光照射时,平均每小时吸收7.0×106J的太阳能,若热水器吸收8h的太阳能,可以使质量为100kg的水温度升高50℃。已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值q=3.5×107J/m3。求:
(1)水吸收的热量;
(2)该太阳能热水器的效率。
2022-2023学年山东省青岛市滨海学校九年级(上)开学物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本题满分36分,共12题)
1.(3分)如图所示是运动员比赛时的场景,下列实例中属于减小摩擦的是( )
A.乒乓球拍粘上一层橡胶
B.体操运动员在手和器械上涂上镁粉
C.冰球运动员用力握住球杆
D.速滑运动员滑冰时,冰面在冰刀的压力下稍有熔化
【解答】解:A.乒乓球拍粘上一层橡胶,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦,故A不符合题意;
B.体操运动员在手和器械上涂上镁粉,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故B不符合题意;
C.冰球运动员用力握住球杆,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦,故C不符合题意;
D.冰面在冰刀压力的作用下,可以使冰面迅速熔化成水,形成一层水膜,使之分离,从而减小摩擦,故D符合题意。
故选:D。
2.(3分)篮球运动深受同学们的喜爱。在投篮时,下列分析正确的是( )
A.篮球离手后,手还对篮球做功
B.篮球离手后,上升过程机械能变大
C.手对篮球施力,球才向篮筐运动,说明力是维持物体运动的原因
D.假如正在上升的篮球所受的力全部消失,它将做匀速直线运动
【解答】解:
A、篮球离手后,手没有对篮球施加力,所以不会对篮球做功,故A错误;
B、篮球离手后,篮球克服空气的阻力做功,机械能转化为内能,机械能变小,故B错误;
C、手对篮球施力,球才向篮筐运动,篮球受到力后改变了运动状态,说明力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持,故C错误;
D、假如正在上升的篮球所受的力全部消失,由于球原来是运动的,由牛顿第一定律可知,篮球将继续向上做匀速直线运动,故D正确。
故选:D。
3.(3分)如图是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验,下列可以增加木块受到滑动摩擦力的是( )
A.增加水平拉力的大小
B.在木块上面增加砝码
C.提高木块匀速运动的速度
D.换用木块面积小的一面接触木板
【解答】解:木块受到滑动摩擦力大小与压力大小和接触面粗糙程度有关,与其他因素无关;在木块上面增加砝码可以增大木块对接触木板的压力,可以增加木块受到滑动摩擦力;增加水平拉力的大小、提高木块匀速运动的速度、换用木块面积小的一面接触木板都不会增加木块受到滑动摩擦力,故B正确,ACD错误。
故选:B。
4.(3分)2020年10月,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功下潜到10058m,创造了中国载人深潜的新纪录。“奋斗者”号在水下下潜的过程中,受到的压强和浮力变化情况正确的是( )
A.压强变小,浮力不变 B.压强不变,浮力变小
C.压强变大,浮力不变 D.压强不变,浮力变大
【解答】解:根据液体压强的公式p=ρgh,奋斗者”号在水下下潜的过程中,深度h增大,所以压强增大;
根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液V排g,奋斗者”号在水下下潜的过程中排开液体的体积不变,所以浮力不变;故ABD错误,C正确。
故选:C。
5.(3分)如图所示,是我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,有关它的说法正确的是( )
A.“标”、“本”表示力,“权”、“重”表示力臂
B.图中的B点为杠杆的支点
C.“权”小于“重”时,A端一定上扬
D.增大“重”时,应把“权”向A端移
【解答】解:
A、力臂是支点到力的作用线的距离,“权”相当于现在的砝码,即动力,把秤的支点到权的距离称之为“标”,在物理中,我们把它称之为动力臂;
重就是重物,相当于杠杆的阻力,把秤的支点到权的距离称之为“本”,在物理中,我们把它称之为阻力臂;则“标”、“本”表示为力臂,“权”、“重”表示为力,故A错误;
B、图中的B点为阻力的作用点,杠杆的支点是O点,故B错误;
C、“权”小于“重”时,根据杠杆平衡原理条件“权”ד标”=“重”ד本”可知:当“标”大于“本”时,杠杆可能在水平位置平衡,所以A端不一定上扬,故C错误;
D、增大“重”时,由于“权”和“本”不变 根据杠杆平衡原理条件“权”ד标”=“重”ד本”可知:应把“标”变大,即把“权”向A端移,故D正确。
故选:D。
6.(3分)如图中杠杆力臂及力的示意图,画法正确的是( )
A.杠杆的力臂
B.球静止在墙角处所受的力
C.斜面上自由下滑的木块受的力
D.水中漂浮的物体受的力
【解答】解:A、从支点到力作用线的距离,图中L1和L2与作用在杠杆上的力F1、F2不垂直,故A错误;
B、静止在墙角的球受到竖直向下重力和地面对球的支持力是一对平衡力,墙壁对它没有力的作用,故B错误;
C、斜面上自由下滑的木块受到竖直向下的重力、竖直斜面的支持力、斜面对物体沿斜面向上的摩擦力,不受沿斜面向下的力,故C错误;
D、水中漂浮的物体受到竖直向下的重力以及竖直向上的浮力,这两个力是一对平衡力,故D正确。
故选:D。
7.(3分)关于功和机械能,下列说法正确的是( )
A.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离,吊车的拉力对重物做了功
B.卫星从远地点向近地点运行时,重力势能减小,动能增大
C.电梯匀速上升过程中,电梯的动能转化为重力势能
D.力对物体做功的功率越大,做功越多
【解答】解:A、吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,力的方向竖直向上,距离的方向水平向前,方向不一致,所以吊车的拉力对重物没有做功,故A错误;
B、卫星在大气层外运行,不受空气阻力,其机械能是守恒的,卫星从远地点运行到近地点过程中,质量不变,相对高度减小,所以重力势能减小,同时速度增大,动能增大,故B正确;
C、电梯匀速上升的过程中,质量不变、速度不变,高度增大,所以电梯的动能保持不变,重力势能增大,但是不是动能转化来的,故C错误;
D、功率大,表示物体做功快,但不一定做功多,故D错误。
故选:B。
8.(3分)小王同学做了下面几个家庭实验,以下说法正确的是( )
A.图甲,缓慢拉动纸片,鸡蛋未落入杯中,说明鸡蛋不受重力
B.图甲,快速抽出纸片,鸡蛋落入杯中,说明鸡蛋具有惯性
C.图乙,鸡蛋悬浮在盐水中,说明鸡蛋密度大于盐水密度
D.图乙,鸡蛋悬浮在盐水中,增加盐水浓度鸡蛋将下沉
【解答】解:
A、地球附近的一切物体都受到重力的作用。缓慢拉动纸片,鸡蛋未落入杯中,是因为鸡蛋受到静摩擦力的作用,鸡蛋随纸片一起运动,故A错误;
B、快速抽出纸片,鸡蛋由于具有惯性,仍然要保持原来的静止状态,在重力的作用下鸡蛋落入杯中,故B正确;
C、鸡蛋悬浮在盐水中,说明鸡蛋密度等于盐水密度,故C错误;
D、鸡蛋悬浮在盐水中,增加盐水浓度,则鸡蛋的密度小于盐水的密度,鸡蛋将上浮,故D错误。
故选:B。
9.(3分)为了将一物块送到高处,小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。用力F拉动绳端,物块沿斜面匀速向上运动,下列说法正确的是( )
A.该装置使用滑轮是为了更加省力
B.此过程中物块的动能转化为重力势能
C.物块所受摩擦力的方向沿斜面向下
D.若绳子突然断开,物块将立即下滑
【解答】解:
A、由图可知,该滑轮固定不动,是一个定滑轮,使用定滑轮不能省力,可以改变力的方向,故A错误;
B、物块沿斜面匀速向上运动,质量不变,速度不变,动能不变;高度变大,重力势能变大,不是动能转化为重力势能,故B错误;
C、物块沿斜面匀速向上运动,滑动摩擦力会阻碍物体的相对运动,所以摩擦力的方向是沿斜面向下的,故C正确;
D、若绳子突然断开,物块由于具有惯性,仍然会向上移动一段距离,故D错误。
故选:C。
10.(3分)如图所示为宾馆房间常用的取电装置,房卡插入槽中后,房间内的电灯、电视、空调等用电器才能工作。以下画出的四个电路元件的规定符号中,能表示房卡在电路中作用的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:房卡插入槽中后,房间内的电灯、电视、空调等用电器通路才能工作,拔出房卡,房间内的电灯、电视、空调等用电器停止工作,说明房卡控制房间内的所有用电器,所以房卡相当于房间内的总开关。
故选:C。
11.(3分)小华组的同学们利用如图所示的电路装置来判断物体的导电性,在A、B两个金属夹之间分别接入下列物体时,闭合开关后,能使小灯泡发光的是( )
A.塑料笔杆 B.橡皮 C.铅笔芯 D.硬纸板
【解答】解:ABD、塑料笔杆、橡皮、硬纸板都是绝缘体,接在AB两点之间小灯泡不会发光,故ABD错误。
C、铅笔芯是石墨制成的,铅笔芯是导体,接在AB两点之间小灯泡发光,故C正确。
故选:C。
12.(3分)物体在同一水平面上做匀速直线运动,当物体运动路程与时间的关系图象如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度与时间的关系图象如图乙时,受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则F1:F2和P1:P2分别为( )
A.3:5 9:25 B.3:5 1:1 C.3:5 3:5 D.1:1 3:5
【解答】解:因为两次都是匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,摩擦力没变,故受到的水平推力为F1=F2,因此F1:F2=1:1,
由图象甲可知,第一次物体的速度大小为:v甲===3m/s,
由v﹣t图象乙可知,第二次物体的速度大小为:v乙=5m/s,
由P===Fv可得,两次推力的功率之比:====,故D正确。
故选:D。
二、不定项选择题(本题满分9分,共3题)
(多选)13.(3分)厨房里能发现许多与物理知识有关的现象,下列说法正确的是( )
A.吸排油烟机,是利用空气流速越大的位置,压强越大将油烟排出室外
B.煮熟的饺子会浮在水面上,此时饺子受到的浮力小于重力
C.刀刃磨得锋利,是为了增大压强
D.“吸盘式”挂钩,是利用大气压将吸盘紧压在瓷砖表面上
【解答】解:A、排油烟机是利用在气体中流速越大的位置压强越小的原理来工作的,故A错误;
B、煮熟的饺子浮在水面上,符合漂浮条件,饺子所受浮力等于其重力,故B错误;
C、菜刀磨得很锋利是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C正确;
D、把吸盘紧压在光滑的瓷砖表面上,吸盘内的空气被排出,大气压就把吸盘紧压在了墙上,在钩上可以挂衣服,利用了大气压,故D正确;
故选:CD。
(多选)14.(3分)如图所示实验中,让小球从斜槽顶端由静止滚下,到达水平面后继续运动一段距离静止。下列说法正确的是( )
A.由斜槽运动到水平面的过程中,小球的动能转化为重力势能
B.到达水平面后小球能继续运动,是因为小球有惯性
C.小球在水平面上运动一段距离后静止,是因为小球受到阻力的作用,运动状态发生改变
D.整个过程中,重力都不做功
【解答】解:A、小球由A点运动到B点的过程中,小球的质量不变,速度变大,高度变小,故动能增多,重力势能减小,所以重力势能转化为动能,故A错误;
B、因为小球具有惯性,仍要保持原来的运动状态,所以小球到达B点后能在水平面继续向前运动,故B正确;
C、小球由B点运动一段距离后静止在C点是因为小球受到阻力的作用,是阻力改变了小球的运动状态,故C正确;
D、小球由A经过B的过程中,在重力的方向上通过了距离,所以重力做功;小球由B到达C点的整个过程中,没有在重力的方向上通过距离,重力没有做功;小球由A经过B到达C点的整个过程中,始终没有在支持力的方向上通过距离,所以支持力不做功,故D错误。
故选:BC。
(多选)15.(3分)两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心小球A,B分别放入容器中静止,A球沉底,B球漂浮,如图所示,h1<h2,且两种液体对容器底的压强相等,则( )
A.两个小球的重力:GA<GB
B.两个小球的浮力:F浮A>F浮B
C.两种液体的密度:ρ甲<ρ乙
D.两个容器对桌面的压强:p甲>p乙
【解答】解:ABC、两种液体对容器底的压强相等,且h1<h2,由p=ρ液gh可知,两种液体的密度关系为ρ甲>ρ乙;
A小球完全浸没在甲液体中,排开甲液体的体积等于A小球的体积,B小球漂浮在乙液体中,排开乙液体的体积小于B小球的体积,因为两小球体积相等,所以两小球排开液体的体积关系为V排甲>V排乙,甲液体的密度大于乙液体的密度,由F浮=ρ液gV排可知,两个小球的浮力关系为:F浮A>F浮B;
因为A小球在甲液体中沉底,受到的重力GA大于浮力F浮A,B小球漂浮在乙液体中,受到的重力GB等于浮力F浮B,所以两个小球的重力关系为GA>GB,故B正确,AC错误;
D.两种液体对容器底的压强相等,受力面积相等,根据F=pS可知,甲和乙两种液体对容器底的压力相等,都为F,又因为容器为柱形容器且力的作用是相互的,所以液体对容器底的压力等于液体的重力和物体受到浮力之和,即F=G液+F浮,
所以甲液体的重力为:G甲=F﹣F浮A,
乙液体的重力为G乙=F﹣F浮B,
甲容器对桌面的压力为:F甲=G容+G甲+GA=G容+F﹣F浮A+GA,
乙容器对桌面的压力为:F乙=G容+G乙+GB=G容+F﹣F浮B+GB,
由于F浮B=GB,所以F乙=G容+F;
因为GA>F浮A,所以G容+F﹣F浮A+GA>G容+F,即两个容器对桌面的压力关系为F甲>F乙,由于两个容器底面积相等,由p=可知,两个容器对桌面的压强关系为p甲>p乙,故D正确。
故选:BD。
三、实验探究题
16.(3分)在“小实验、小制作”比赛活动中,物理兴趣小组利用身边的小玻璃瓶、单孔橡皮塞、两端开口的透明吸管、水,展示了如下实验。
(1)自制水气压计。如图丙,提着瓶子从一楼走到四楼,观察到吸管中的液面上升,说明了大气压强随海拔高度升高而 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)自制“喷雾器”,如图丁,往B管中吹气,可以看到A管中的液面 上升 (选填“上升”“下降”或“不变”),这表明在气体中,流速越大的位置压强 越小 (选填“越大”“越小”或“不变”)。
【解答】解:瓶内气压与瓶外大气压和玻璃管内水压间的关系为:p内=p外+p水,当将自制气压计由楼下拿到楼上时,发现细玻璃管中液面上升,即水压增大,因为p内几乎不变,由于p水增大,所以p外减小,可得出:大气压随高度的增加而减小;
往B管中吹气,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强,液面上升。
故答案为:减小;上升;越小。
17.(6分)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,同学们根据生活经验,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
①与物体浸入液体中的深度有关;②与物体排开液体的体积有关;③与液体的密度有关。
(1)请你写出能够支持猜想③的一个生活现象: 种子在盐水中漂浮(悬浮),在清水中沉底 。
(2)进行探究时,实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。其中序号b中物体P所受浮力大小为 1.4 N。
(3)分析a、c、d三次实验,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度 无关 (选填“有关”或“无关”);分析 a、b、c(或a、b、d) 三次实验,可知浮力大小与物体排开液体的体积有关;分析a、d、e三次实验,可知在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力 越大 (选填“越大”或“越小”)。
(4)本实验不仅可以探究影响浮力大小的因素,从实验数据还可求出物体P的密度为 2.4×103 kg/m3。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【解答】解:
(1)种子在盐水中漂浮(悬浮),在清水中沉底,由此说明浮力大小与液体的密度有关;
(2)物体在空气中时弹簧测力计示数4.8N,图b在水中时弹簧测力计的示数为3.4N,则物体在水中所受浮力F浮=G﹣F=4.8N﹣3.4N=1.4N;
(3)a、c、d三次实验中,浸没的深度不同,弹簧测力计的示数相同,说明物体受到的浮力也相同,因此结论是浸没在液体中的物体所受的浮力大小与深度无关;
要得出浮力大小与物体排开液体的体积有关的结论,应控制液体的密度相同,改变排开液体的体积,所以应分析a、b、c(或a、b、d)三次实验;
由图可知,a、d、e三次实验,弹簧测力计示数不同,受到的浮力不同,即浮力大小与液体的密度有关;且在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大;
(4)由图a、c所示实验可知,物体P浸没在水中时受到的浮力:F浮′=G﹣Fc=4.8N﹣2.8N=2N;
由F浮=ρ水gV排得物体P的体积:V=V排===2×10﹣4m3;
物体P的质量m===0.48kg,
物体P的密度ρ===2.4×103kg/m3。
故答案为:(1)种子在盐水中漂浮(悬浮),在清水中沉底;(2)1.4;(3)无关;a、b、c(或a、b、d);越大;(4)2.4×103。
18.(5分)在学习了“分子动理论”后,小宇进行了以下几个小实验:
(1)如图甲所示,小宇在一个圆柱形深筒中依次倒入蓝色的硫酸铜溶液和无色的水,放置30天后,液体变为均匀的淡蓝色,这说明:分子 在不停地做无规则运动 .小宇想,气体之间能否发生类似的现象呢,于是进行了如图乙所示的实验,他在上、下两个集气瓶中分别装有红棕色二氧化氮气体和透明的空气,并用玻璃板隔开(已知ρ二氧化氮>ρ空气),再将玻璃板拿走后,观察两个瓶中的颜色变成均匀的浅棕色.小宇 不能 (填“能”或“不能”)从这个实验得出相同的结论.
(2)如图丙所示,小宇先后将50mL水和50mL的酒精倒入量筒中,反复翻转几次后,发现水和酒精的总体积 小于 100mL(填“大于”、“小于”或“等于”),这说明:分子间 有间隙 .
(3)如图丁所示,小宇用细线拴住玻璃板的四个角,用弹簧测力计勾住细线,将玻璃板平放在水面上与水面刚好接触,向上拉弹簧测力计时,发现测力计的示数变大了.这说明:分子间 有引力 .这个原理可以用来解释固体很难被 拉伸 (填“拉伸”或“压缩”).
【解答】解:
(1)水分子和硫酸铜分子在不停地做无规则运动,所以上面的水分子要向下运动,进入到硫酸铜溶液中,同理硫酸铜分子向上运动,进入到上面的水中;
为了排除气体的密度的影响,密度大的二氧化氮瓶子应在下面,而小宇将密度大的二氧化氮的瓶子放在了上面,由于二氧化氮的密度大,抽掉玻璃板后,二氧化氮会向下运动,不能说明分子的无规则运动;
(2)将50mL的水和50mL的酒精充分混合,混合后水与酒精的总体积将小于100mL,正是由于酒精分子和水分子之间有间隙,才会导致混合总体积变小;
(3)当玻璃接触水面时,由于水分子和玻璃分子距离较近,故两种分子之间会产生相互作用的引力,用弹簧测力计将玻璃拉起需提供比玻璃重力大的力.说明玻璃和水的接触面之间存在相互作用的分子引力;由于分子间引力的存在,固体很难被拉伸.
故答案为:(1)在不停地做无规则运动;不能;(2)小于;有间隙;(3)有引力;拉伸.
四、问答与作图与计算
19.(5分)如图1是一种健身器械,AOB可视为一个杠杆,O是它的支点。
(1)小明用力向下拉杠杆时,重物被抬起。此时AOB是一个 省力 (选填“省力”或“费力”)杠杆。
(2)他想更容易抬起重物,应该将手 远离 (选填“靠近”或“远离”)O点,这是因为增大了 动力臂 。
(3)在图2中画出F1的力臂。
【解答】解:(1)因为AOB的动力臂大于阻力臂,所以AOB是省力杠杆;
(2)由杠杆的平衡条件可知,动力臂越大时越省力,所以手应该远离O点,这样可以增大动力臂;
(3)以O为支点,F1的方向是竖直向下,从支点C作动力F1作用线的垂线段L1即为F1的力臂,如图所示:
故答案为:(1)省力;(2)远离;动力臂;(3)如上图。
20.(4分)如图所示,光滑斜面PM与水平面MN平滑连接,弹簧左端固定。
(1)小物块在斜面上从P点由静止滑向M点的过程中,机械能 不变 ;小物块从弹簧右端压缩弹簧的过程中弹簧的弹性势能 变大 (均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)请画出小物块在P点时的受力示意图。
【解答】解:(1)小物块在从M点向P点滑动的过程中,由于斜面是光滑的,机械能守恒,所以机械能不变;小物块从弹簧右端压缩弹簧,弹簧的弹性形变程度变大,则弹簧的弹性势能变大;
(2)小物块在P点时,受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力,由于斜面是光滑的,所以不受摩擦力,力的示意图如图所示:
故答案为:(1)不变;变大;(2)如图。
21.(6分)如图所示,弹簧测力计下悬挂重为16N的物体,当把物体浸没在水中时,测力计的示数为10N,此时容器中水的深度为0.3m,求:
(1)水对容器底部的压强。
(2)物体受到水的浮力。
(3)物体排开水的体积。
【解答】解:(1)水对容器底部的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa;
(2)物体受到水的浮力:
F浮=G﹣F′=16N﹣10N=6N;
(3)由F浮=ρ水gV排可得,物体排开水的体积:
V排===6×10﹣4m3.
答:(1)水对容器底部的压强为3×103Pa;
(2)物体受到水的浮力为6N;
(3)物体排开水的体积为6×10﹣4m3。
22.(6分)物理学中比热容c是表示物质吸热能力的物理量,它是一定质量的某种物质温度升高时吸收的热量和它的质量m和升高温度乘积之比,定义式是c=,根据上述定义式可知比热容的单位是J/(kg•℃)。根据比热容公式可知,计算物质吸收热量的公式是 Q吸=cmΔt 。如图所示,某家庭太阳能热水器阳光照射时,平均每小时吸收7.0×106J的太阳能,若热水器吸收8h的太阳能,可以使质量为100kg的水温度升高50℃。已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值q=3.5×107J/m3。求:
(1)水吸收的热量;
(2)该太阳能热水器的效率。
【解答】解:由公式c=可知,计算物质吸收热量的公式是Q吸=cmΔt;
(1)水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×50℃=2.1×107J;
(2)热水器吸收8h太阳的太阳能:E=8h×7.0×106J/h=5.6×107J,
该太阳能热水器的效率:η===37.5%。
故答案为:Q吸=cmΔt;
(1)水吸收的热量为2.1×107J;
(2)该太阳能热水器的效率为37.5%。
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