重庆南开中学2022-2023学年九年级(上)开学考试物理试题
展开一、单选题
1.通过一年的物理学习,请你指出下列数据中最接近生活实际的是( )
A.一个标准大气压约为105Pa
B.一张物理试卷的重力约为10N
C.中学生缓慢上楼的功率约为2000W
D.人正常行走时的速度为10m/s
2.热现象与我们的生活息息相关,下列说法正确的是( )
A.物体吸收热量,温度一定升高
B.冬天,室外盆中的水结成冰是凝华现象
C.水银体温计是根据液体热胀冷缩的性质制成
D.湿衣服夏天更容易晾干说明液化时需要吸热
3.关于机械效率,下列说法正确的是( )
A.减小摩擦,可使机械效率等于100%
B.机械做功的功率越大,机械效率越高
C.机械所做的有用功越多,机械效率就越高
D.机械效率越高,有用功和额外功的比值越大
4.下列说法正确的是( )
A.红墨水在水中散开说明分子间有斥力
B.固体、液体很难被压缩,是由于分子间存在吸引力
C.用手捏海绵,海绵的体积变小了,说明分子间有间隙
D.美味佳肴香气扑鼻,说明分子在永不停息的做无规则运动
5.杠杆在生活中应用广泛,如图,下列杠杆中属于费力杠杆的是( )
A. 瓶盖起子B. 食品夹
C.推车D. 修枝剪刀
6.如图,下列一些有关生产生活实例的说法,不正确的是( )
A. 船闸利用了连通器原理
B. 真空吸盘搬运钢板是利用大气压来完成的
C. 滑雪板的面积较大可以增大对雪地的压强
D. 三峡大坝的坝体横截面上窄下宽,是因为坝底受到水的压强大
7.下列关于功的说法正确的是( )
A.足球在水平地面上滚动一段距离时,重力对足球做了功
B.小明用力推发生故障的汽车而未推动时,推力对汽车做了功
C.举重运动员从地面将杠铃举起的过程中,举重运动员对杠铃做了功
D.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,吊车的拉力对重物做了功
8.把一个质量为1.2kg,边长为0.1m的正方体物体投入足量的水中。当物体静止时,下列说法中正确的是( )
A.物体沉底,所受浮力为10NB.物体漂浮,所受浮力为10N
C.物体悬浮,所受浮力为12ND.物体漂浮,所受浮力为12N
9.工人用甲、乙两台抽水机抽水,两台抽水机的功率之比P甲:P乙=4:3,则( )
A.乙抽水机做功更快
B.甲抽水机机械效率更高
C.相同时间甲、乙抽水机做功之比为3:4
D.做功相同甲、乙抽水机用的时间之比为3:4
10.跳伞运动员受平衡力作用,在空中匀速降落。关于他在下降过程中其机械能的变化,下列说法中正确的是( )
A.动能减少,重力势能减少,机械能减少
B.动能不变,重力势能减少,机械能减少
C.动能减少,重力势能不变,机械能减少
D.动能不变,重力势能减少,机械能不变
11.“中国核潜艇之父”黄旭华为中国核潜艇事业的发展做出了杰出贡献,获得了国家最高科学技术奖。某学校的同学们也深受鼓舞,制作了如图所示的潜水艇模型。下列说法正确的是( )
A.潜水艇模型是通过改变它自身的重力实现沉浮的
B.潜水艇模型沉底时,它受到的浮力等于自身重力
C.向试管内吹气,水会被压入试管中,模型会下沉
D.向试管外吸气,水会被压入试管中,模型会上浮
12.小渝用如图所示的装置将200N的货物匀速提高3m,所用的拉力是125N,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为9m
B.拉力做的功为750J
C.动滑轮重为75N
D.该滑轮组的机械效率为75%
13.如图所示,将两个完全相同的木块放入盛有甲、乙两种液体的相同容器中,木块静止时,两容器中液面相平。下列说法中正确的是( )
A.木块在甲液体中所受浮力较大
B.两容器中木块下表面受到的液体压强相等
C.木块在乙液体中排开液体的质量较大
D.两容器底部受到的液体压强相等
14.如图所示,将一个装有一定质量水(水未装满)的圆台状封闭容器放在水平桌面上。若将其改为倒立放置,则( )
A.水对容器底的压强增大,容器对桌面的压强增大
B.水对容器底的压强增大,容器对桌面的压强减小
C.水对容器底的压强减小,容器对桌面的压强增大
D.水对容器底的压强减小,容器对桌面的压强减小
15.一个木块用细绳系在柱形容器的底部,容器底面积为500cm2,当木块浸入水中的体积是600cm3时,细绳对木块的拉力为2N。此时水深为8cm,如图(a)所示,将细绳剪断,木块上浮,静止时有五分之二的体积露出水面,如图(b)所示,下列说法正确的是( )
A.木块的重力为8N
B.木块的密度为0.4g/cm3
C.剪断细绳前后,容器对桌面的压强变小
D.剪断细绳后,水对容器底部的压强为760Pa
16.如图所示,用细绳将甲物体挂在轻质杠杆的A端,将乙物体挂在轻质杠杆的B端,已知甲物体底面积为0.01m2,乙物体的质量为3kg,杠杆在水平位置平衡时,甲物体对地面的压强为2500Pa,OA:OB=2:5。则下列说法错误的是( )
A.甲物体的重力为100N
B.若将乙物体的悬挂点向左移动,甲物体对地面的压力会增大
C.杠杆B端所挂物体的质量为4kg时,物体甲对地面压力刚好为零
D.移动支点O的位置,使AO:AB=1:4时,物体甲刚好离开地面
17.如图所示,质量分布均匀的甲、乙两个正方体叠放在水平地面上,甲放在乙的中央。若乙的边长是甲的2倍,此时甲对乙的压强与乙对地面的压强相等。若将它们分别放入足够多的水中静止时,甲、乙的上下表面均与水面相平行且甲漂浮。下列判断正确的是( )
A.甲、乙静止时浸入深度之比h甲:h乙=4:3
B.甲、乙静止时所受浮力之比F甲:F乙=1:8
C.甲、乙两物体的质量之比m甲:m乙=1:4
D.甲、乙两物体的密度之比甲:乙=3:8
18.如图甲所示为边长为20cm的薄壁正方体容器(质量不计)放在水平桌面上,将质地均匀的实心圆柱体竖直放在容器底部,其横截面积为200cm2、高为10cm。向容器内缓慢注入某种液体,圆柱体始终竖直,圆柱体对容器底部的压力与注入液体的质量关系如图乙所示。则下列表述正确的是( )
①圆柱体的密度小于液体的密度
②当注入液体质量为2kg时,圆柱体所受的浮力为20N
③当液体对容器底的压强与容器对桌面的压强之比为1∶3时,注入液体质量为3kg
④当液体对容器底的压强与容器对桌面的压强之比为1∶3时,圆柱体下表面受到的液体压力为32.5N
A.只有①③正确B.只有②③正确C.只有②④正确D.只有②③④正确
二、填空题
19.1654年5月4日,德国人奥托·格里克通过著名的_______实验,证明了大气压强的存在,大气压的力量非常惊人,一个标准大气压大约可以支撑______m高的水柱。
20.夏日荷花盛开飘来阵阵花香,这是_____现象;清晨荷叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠,表明分子之间存在_____力.
21.某小型潜水器体积约为70m3,下潜到深度7000m的海水中,海水的密度粗略估计为1×103kg/m3,潜水器所受浮力为________N,该深度海水产生的液体压强为________Pa。
22.将适量橡皮泥包裹在吸管下端,制成了一个土密度计。将此土密度计依次放入盛有不同液体的甲、乙两个相同容器中,土密度计静止的状态如图所示,容器中两液面相平,可以判断_____容器中的液体密度较大,________容器对桌面的压力较大。(均选填“甲”或“乙”)
23.如图,重力不计的一长木板AB可绕O点无摩擦转动,且OA=1m,OB=3m.在A端挂一边长为0.4m的正方体C,体重为500N的小明站在B点时,正方体C对地面的压力刚好为300N.则正方体C的重力为______N;当小明由B点向左走________m时,正方体C对地面的压强是5000Pa.
24.如图所示,用20N的水平拉力F,使重200N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动,滑轮组的机械效率为80%,则物体与地面间的滑动摩擦力为________N;若物体的速度为0.3m/s,则1min内拉力做的功为________J。
25.如图所示,一块实心冰块,用细线拴住固定在容器底部并且浸没在水中,冰块熔化过程中(不考虑水蒸发和温度影响,ρ冰=0.9×103kg/m3),容器底部受到水的压强将________,台秤的示数将________。(均选填“增大”、“减小”或“不变”)
26.如图所示,放在水平地面上的两个实心均质长方体A、B,已知体积VA
三、实验题
27.如图所示,水平面上放一高为25cm的圆柱形容器A,A中竖直立着一重21N的圆柱体B。向容器A内缓慢注水,记录注入水的体积V和所对应的水的深度h,记录的数据如下表一所示。已知圆柱体B的体积为2800cm3。
表一
则圆柱体的密度为________kg/m3,当加水体积为8300cm3时,圆柱体下底面距容器底的距离为________cm。
28.如图甲所示是小融“探究冰的熔化”的实验装置,请完感以下问题:
(1)实验时应该选择______的冰块(选填“大颗粒”或“小颗粒”);
(2)实验时要用搅拌器不停的搅拌,这样做的目的是______;
(3)某时刻温度计的示数如图乙所示,此时温度为______℃;
(4)由丙图温度随时间变化图像可知,冰从开始熔化到完全熔化用时______分钟,冰熔化时温度______(选填“变大”、“变小”“不变”);
(5)小融在冰熔化完之后继续加热,得到了丙图CDE段图像,其中CD段物体是______态(选填“固”、“固液共存”“液”)。
29.如图,小西在研究“物体的动能与哪些因素有关”时,将质量为m的小钢球从斜槽的某高度h处由静止释放,钢球运动到水平面将静止在水平面上的木块撞出一段距离s。部分实验数据和现象记录如下表:
(1)实验中,探究的是________(选填“钢球”或“木块”)的动能;
(2)上述实验数据表明:当速度一定时,钢球的________越大,动能越大,这个结论可用于解释汽车________(选填“超速”或“超载”)带来的危害;
(3)如果水平面光滑且不计空气阻力,则________(选填“能”或“不能”)完成本实验。
30.小东使用如图所示的实验装置探究“滑轮组的机械效率”。实验前,小东用轻质弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0N,每个钩码的重力为0.5N,测得多组实验数据如下表所示。
(1)实验时应沿竖直方向________拉动弹簧测力计;
(2)第7次实验绳子自由端下降的距离s=________cm,分析对比第6、7次实验数据可知:其他条件不变时,滑轮组的机械效率与提升物体的高度________(选填“有关”或“无关”);
(3)分析实验数据可以得到:在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下,使用该滑轮组________(选填“省力”或“不省力”);通过计算小东还发现:总功总是大于有用功与克服动滑轮重力的功之和,即:W总>Gh+G动h,他猜测还有________影响滑轮组机械效率(答一种因素即可)。
31.小琴和小杨学习了密度相关的知识后,进行了如下实验。
(1)如图所示,小琴想在只有托盘天平的情况下,借助烧杯、细线、水测量出某个物块的密度,步骤如下:
①用调节好的天平测量烧杯和水的总质量,操作情景如图甲所示,其错误之处是:______;
②重新调节好天平,按正确的方法称出了烧杯和适量水的总质量,示数如图乙所示,由此可知,烧杯和水的总质量是______g;
③如图丙所示,用细线拴着物块浸没在水中(物块未接触烧杯并且水未溢出),天平的示数变为36.2g,可以计算出该物块体积______;
④将物块缓慢沉入烧杯底部,放开细线,天平的示数变为51.2g,则物块的质量是______g,物块的密度是______;
(2)小杨又制作了一个如图戊所示的容器测量小碗的密度,容器中间用隔板分成A、B两个容器(横截面积分别为4S、S)。隔板某高度处有一小孔O用薄橡皮膜封闭。当容器A中注入深度为的水,容器B中注入深度为的某溶液后,橡皮膜恰好没有形变。将小碗放入水中沉底,向容器B中注入液体至深度为时,橡皮膜又恢复原状;将小碗拿出使其漂浮在水面上,观察到橡皮膜向容器______(选填“A”或“B”)一侧凸起,继续向容器B中注入液体至深度为时,橡皮膜又恢复原状。则小碗的密度为______(用、、S、、、表示)。小杨提出,从水中取出漂浮时,碗内带水会影响实验结果,你认为会使测量出的密度比真实值______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
四、作图题
32.一个重3N的小球悬浮在水中,如图所示,画出小球受到浮力的示意图。
( )
33.如图所示,O是杠杆的支点,画出力F的力臂。
五、计算题
34.“河道保洁船”专门用来清理水面垃圾,如图所示为公园的保洁船,人、保洁船和垃圾的总质量为1×103kg,它工作时牵引力恒为2×103N,求:
(1)保洁船所受的浮力;
(2)保洁船沿直线运行90m牵引力做的功。
35.如图所示,一个重力为8N,密度为8g/cm3的合金块,悬挂在轻质杠杆的A点,O为支点,OA长10cm,此时合金块浸没在某种液体中。杠杆右边B点吊着重为2N的物体,OB长34cm,杠杆在水平位置平衡。不计绳重及转轴处摩擦,求:
(1)合金块的体积;
(2)A端受到绳子的拉力大小;
(3)该液体密度为多少?
36.小明用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆B的下端通过力传感器固定在容器底部,它的上端与不吸水的实心正方体A固定,不计细杆B及连接处的质量和体积。力传感器可以显示出细杆B的下端受到作用力的大小,现缓慢向容器中加水,当水深为13cm时正方体A刚好浸没,力传感器的示数大小F随水深变化的图像如图乙所示,求:
(1)物体A的质量;
(2)当容器内水的深度为13cm时,力传感器的示数;
(3)当容器内水的深度为4cm时,力传感器的示数大小为F,水对容器底的压强为p1,继续向容器中加水,当力传感器的示数大小变为0.4F时,水对容器底的压强为p2,p1与p2比值的最小值。
加水次数
1
2
3
4
5
6
V/cm3
1000
2000
3000
4300
5900
7500
h/cm
4
8
12
16
20
24
实验次数
1
2
3
钢球质量m/g
20
40
60
钢球下落高度h/cm
20
20
20
木块滑行距离s
近
较远
远
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
所挂钩码的重力G/N
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
4.0
物体上升的高度h/cm
10
10
10
10
10
10
20
弹簧测力计示数F/N
0.8
1.2
1.3
1.6
2.2
2.7
2.7
绳子自由端下降的距离s/cm
20
20
20
20
20
20
参考答案:
1.A
【详解】A.大气压受温度、海拔等因素的影响,一个标准大气压约为105Pa,故A符合题意;
B.一张物理试卷的质量约为0.01kg,根据G=mg可知,那么其重力约为0.1N,故B不符合题意;
C.中学生的体重约为500N,爬上一层3m高的楼层所用的时间大约为10s,那么功率为
故C不符合题意;
D.人在不同的运动状态下,速度有所不同,正常行走时的速度为1m/s,故D不符合题意。
故选A。
2.C
【详解】A.物体吸收热量,温度一定升高,比如晶体熔化过程中,吸收热量,但温度保持不变,故A错误;
B.根据物态变化特点,冬天,室外盆中的水结成冰,液态变成固态,是凝固现象,故B错误;
C.每种测温计都有它的制成原理,那么水银体温计是根据水银的热胀冷缩的性质制成,故C正确;
D.根据物态变化特点,湿衣服夏天更容易晾干,说明液态水变成水蒸气散发到空气中,衣服容易干,液态变成气态,是汽化现象,而汽化吸热,故D错误。
故选C。
3.D
【详解】A.减小摩擦,可以使机械少做额外功,但不可能不做额外功,机械效率不会等于100%,故A错误;
B.功率是指机械做功的快慢,机械效率是有用功在总功中所占的比值,机械做功越快,表示功率越大,单位时间内做的功越多,但机械效率不一定就高,故B错误;
C.机械所做的有用功越多,总功也就越多,有用功在总功中所占的比值不一定就高,因此机械效率不一定越高,故C错误;
D.机械效率越高,有用功在总功中所占的比例越大,额外功在总功中的比例就越小,有用功和额外功的比值越大,故D正确。
故选D。
4.D
【详解】A.红墨水在水中散开说明分子不停地做无规则运动,并不能说明分子间有斥力,故A错误;
B.固体和液体很难被压缩,是因为分子间有很大的斥力,故B错误;
C.用手捏海绵,海绵的体积变小了,是因为海绵中有空隙,组织松散,而不是分子间有间隙,故C错误;
D.美味佳肴香气扑鼻,能闻到香味,说明香味分子在永不停息地做无规则运动,故D正确。
故选D。
5.B
【详解】A.瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C.小推车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.修枝剪刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
6.C
【详解】A.船闸的上游与闸室通过阀门相通,当下游阀门关闭,上游阀门打开,上游与闸室内的水位逐渐相平,打开上游闸门,船就可以进入闸室;同理,船再进入下游,就通过了船闸,船闸使用了连通器原理,故A正确,不符合题意;
B.真空吸盘因为里面真空压强为零,外面的大气压把吸盘紧紧地压在钢板上,从而搬运钢板,故B正确,不符合题意;
C.运动员用面积较大的滑雪板,在压力一定时,通过增大受力面积可以减小对雪地的压强,故C错误,符合题意;
D.同种液体深度越深,压强越大,所以坝底受到水的压强较大,坝体的横截面积上窄下宽可以使底部能承受更大的压强,故D正确,不符合题意。
故选C。
7.C
【详解】A.足球滚动的距离是水平方向的,所受的重力是竖直方向的,所以重力对足球不做功,故A错误;
B.小明推汽车,汽车未移动距离,所以推力对汽车不做功,故B错误;
C.举重运动员对杠铃的作用力是向上的,而杠铃移动的距离也向上,所以运动员对杠铃做了功,故C正确;
D.吊车吊着重物水平方向移动距离,吊车对重物的作用力竖直向上,所以吊车的拉力对重物不做功,故D错误。
故选C。
8.A
【详解】正方体物体的体积为
正方体物体的密度为
由此可知,正方体的密度大于水的密度,由物体的浮沉条件可知,正方体沉底,不会悬浮和漂浮;由于沉底,那么正方体排开水的体积等于自身的体积,由可得,正方体受到的浮力为
故A正确,BCD错误。
故选A。
9.D
【详解】A.功率是描述物体做功快慢的物理量,功率越大,做功越快,由于P甲:P乙=4:3,即甲的功率更大,故甲抽水机做功更快,故A不符合题意;
B.机械效率是有用功与总功的比值,而功率是描述物体做功快慢的物理量,两者之间没有必然的联系,甲抽水机功率大,但机械效率不一定更高,故B不符合题意;
C.由可知,相同时间甲、乙抽水机做功之比为
故C不符合题意;
D.由可知,做功相同甲、乙抽水机用的时间之比为
故D符合题意。
故选D。
10.B
【详解】跳伞运动员受平衡力作用,在空中匀速降落时,质量不变,速度不变,所处的高度越来越小,则跳伞运动员的动能不变,重力势能减少,故机械能减小,故ACD错误、B正确。
故选B。
11.A
【详解】A.当潜艇模型浸没在水中时,排开水的体积不变,所受浮力不变,因此模型的上浮和下沉是通过改变潜艇所受的重力来实现的,故A正确;
B.潜水艇模型沉底时,它受到的浮力等于自身重力与容器的支持力之差,故B错误;
C.向试管内吹气,水会被压出试管,此时模型的自重减小,当重力小于浮力时,模型上浮,故C错误;
D.向试管外吸气,水会被压入试管,此时模型的自重增加,当重力大于浮力时,模型下沉,故D错误。
故选A。
12.B
【详解】A.一共有两段绳子分担动滑轮重,故绳子自由端移动的距离是物体移动的两倍,故绳子自由端移动的距离为6m,故A错误;
B.拉力做的功为
故B正确;
C.动滑轮重为
故C错误;
D.该滑轮组的机械效率为
故D错误。
故选B。
13.B
【详解】A.两个木块均漂浮,所以受到的浮力等于重力,且木块完全相同,重力相同,故浮力相同,故A错误;
B.两木块上表面均未浸没,故下表面压力等于浮力,且下表面底面积相等,根据 可知,下表面受到的液体压强相等,故B正确;
C.木块受到的浮力相同,根据阿基米德原理,排开液体重力相等,根据 可知,木块排开液体质量也相等,故C错误;
D.两木块受到的浮力相等,但甲液体中木块浸入液体的体积小于乙液体中木块浸入液体的体积,根据阿基米德原理可知,甲液体密度大于乙液体的密度,当液面高度相同时,根据p=ρgh可知,甲容器底部受到的液体压强较大,故D错误。
故选B。
14.A
【详解】因为水的体积一定,所以倒置过来后水的高度增大了,则根据液体压强公式p=ρgh可知,倒置过来后水对容器底的压强变大了。容器放在水平桌面上,对桌面的压力等于重力,倒置后容器对桌面的压力不变,受力面积减小,由可知容器对桌面的压强增大。
故选A。
15.D
【详解】A.木块浸入水中的体积是600cm3时受到的浮力为
此时木块受到浮力、重力以及拉力的作用处于平衡,因此木块的重力为
故A错误;
B.将细绳剪断,木块上浮,根据物体的浮沉条件可知,此时木块受到的浮力为
此时排开水的体积为
因为,因此木块的体积为
木块的质量为
木块的密度为
故B错误;
C.容器对水平面的压力等于容器、木块和水的总重力,剪断细线后总重力没有发生变化,根据可知,受力面积不变,压力不变,则容器对桌面的压强不变,故C错误;
D.剪断细绳后,木块排开水的体积减少量为
液面下降量为
此时容器内水的深度为
因此剪断细绳后,水对容器底部的压强为
故D正确。
故选D。
16.D
【详解】A.已知m乙=3kg,则乙对B的拉力为
根据杠杆平衡条件得,甲对A的拉力为
由可得,甲对地面的压力为
根据力的相互性得,A对甲的拉力为
地面对甲的支持力为
对于甲物体,由力的平衡条件得甲的重力为
故A正确,A不符合题意;
B.若将乙物体的悬挂点向左移动,则动力大小不变,动力臂减小,由动力×动力臂=阻力×阻力臂可知,在阻力臂不变的情况下,阻力变小,即甲对A的拉力F′A变小;对甲由力的相互性和平衡条件可得,,即地面对物体的支持力变大,又由力的相互性可知,甲对地面的压力变大,故B正确,B不符合题意;
C.当m′乙=4kg时,则乙对B的拉力为
对杠杆根据平衡条件可得,甲对A的拉力为
说明A对甲的拉力和甲的重力更好平衡,甲刚好离开地面,那么物体甲对地面压力刚好为零,故C正确,C不符合题意;
D.移动支点O的位置,使AO:AB=1:4时,那么OA:OB=1:3,对杠杆根据平衡条件可得,甲对A的拉力为
说明甲对地面仍有压力的作用,即物体甲没有离开地面,故D错误,D符合题意。
故选D。
17.A
【详解】CD.因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,甲对乙的压强
乙对桌面的压强
因甲对乙的压强与乙对地面的压强相等,所以
由于乙的边长是甲的2倍,则
解得
则甲、乙的质量之比,甲乙的密度之比
故CD错误;
A.甲漂浮在水面上,甲的密度小于水的密度,由于甲的密度大于乙的密度,乙的密度也小于水的密度,所以乙也漂浮在水面上,因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,即①
由阿基米德原理可得
②
由①②可得,即,则甲、乙浸入水中的深度之比为
故A正确;
B.甲、乙在水中静止时都处于漂浮状态,浮力等于自身的重力,根据可知,浮力之比等于质量之比,即浮力之比为,故B错误。
故选A。
18.C
【详解】①由图乙可知,当注入液体质量大于2kg时,圆柱体对容器底部的压力不变,说明此时圆柱体浸没在液体中,即圆柱体沉底了,由浮沉条件可知,圆柱体的密度大于液体密度,故①错误;
②圆柱体的底面积为
圆柱体的体积为
正方体容器的底面积为
圆柱体刚好浸没时,液体的体积为
由图乙可知,圆柱体刚好浸没时,注入液体的质量为2kg,则液体的密度为
根据阿基米德原理可得,当圆柱体刚被浸没时,它受到的浮力为
故②正确;
③④由②可知,圆柱体刚好浸没时,注入液体的质量为2kg,当注入液体的质量m1小于或等于2kg时,容器内液体的深度为
液体对容器底的压强为
由图乙可知,当没有注入液体时,圆柱体对容器底的压力为150N,即圆柱体的重力为150N,则注入液体后,容器对桌面的压力为
容器对桌面的压强为
又,结合以上的式子解得,m1=3kg。因为其大于2kg,与液体的质量m1小于或等于2kg矛盾,因此注入液体的质量大于2kg,即注入液体的深度大于10cm,因液体体积与圆柱体的体积之和等于容器底面积乘以液体的深度,即,根据可得,液体的体积为,因此有
此时液体的深度为
此时液体对容器底的压强为
容器对桌面的压强为
又,结合以上的式子解得,m2=4.5kg。此时液体的深度为
圆柱体下表面受到的液体压强为
圆柱体下表面受到的液体压力为
故③错误,④正确。
故选C。
19. 马德堡半球 10
【详解】[1] 1654年,当时的马德堡市长奥托●格里克于神圣罗马帝国的雷根斯堡(今德国雷根斯堡)进行的一项科学实验,目的是证明大气压的存在,而此实验也因格里克的职衔而被称为“马德堡半球”实验。
[2]一个标准大气压约为1×105Pa,故可以支撑水柱的高度为
h===10m
20. 扩散 引
【分析】分子动理论的内容有三条:一是一切物质是由分子组成的;二是组成物质的分子都在永不停息的做无规则运动;三是分子之间存在相互作用的引力和斥力.
【详解】荷花盛开飘来阵阵花香,是花香分子发生的扩散现象,说明分子在不停息的做无规则运动;
清晨荷叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠,表明分子之间存在引力.
【点睛】本题主要考查学生对分子动理论的基本知识的理解和掌握,属于基础知识的考查,难度不大.
21. 7×105 7×107
【详解】[1]在海中,潜水器所受浮力为
[2]由液体压强公式可得,该深度海水产生的液体压强为
22. 乙 乙
【详解】[1]由图可知,密度计在甲、乙容器中的液体处于漂浮状态,且同一密度计的重力不变,所以,密度计在两种液体中所受的浮力相等;甲中密度计排开液体的体积大于乙中排开液体的体积,由F浮=ρ液gV排可得甲液体的密度小于乙液体的密度,即
ρ甲<ρ乙
[2]乙中密度计排开的液体体积小,容器中两液面相平,容器中液体的体积关系
V甲
m甲
G甲
F甲=G甲+G密度计+G容器
F乙=G乙+G密度计+G容器
所以容器对桌面的压力的关系为
F甲
【详解】根据F1L1=F2L2得:F1×OA=G人×OB,∴F1=G人× =500N×=1500N,因力的作用是相互的,正方体C受到的拉力为1500N,正方体C受力平衡,故重力为1500N300N=1800N,当正方体C对地面的压强为5000Pa时,正方体C对地面的压力为:F=pS=5000Pa(0.4m)2=800N,此时正方体C对木板的拉力为:F′1=1800N800N=1000N,根据F1L1=F2L2得:F′1×OA=G人×OB′,∴OB′= =2m,即小明由B点向左走1m.
24. 48 1080
【详解】[1]滑轮组的动滑轮绕3段绳,滑轮组的机械效率
物体与地面间的滑动摩擦力为
f=η×3F=80%×3×20N=48N
[2]物体通过的距离为
s物=v物t=0.3m/s×60s=18m
则绳子移动的距离为
s绳=3s物=3×18m=54m
拉力做功为
W总=Fs绳=20N×54m=1080J
25. 减小 不变
【详解】[1]在冰块熔化过程中,冰变成水,质量不变,因为水的密度大于冰的密度,由可知,体积变小,因此容器内液面将下降,根据p=ρgh知,容器底部受到水的压强将减小。
[2]冰熔化成水质量不变,重力不变,则容器对台秤的压力不变,故台秤的示数将不变。
26. 大于 大于
【详解】由题意知,pA=pB,hA
【点睛】水平面上规则物体对地面的压强计算公式可变形为p==ρgh;已知A、B对地面的压强相等,根据A、B的高度即可比较密度大小;已知A、B对地面的压强相等,根据A、B与地面的接触面积即可比较其质量大小.
27. 0.75×103 11
【详解】[1]圆柱体B的质量为
由可得,圆柱体B的密度为
[2]从第1次到第3次加水的过程中,每一次加水的体积为ΔV=1000cm3,高度变化为Δh=4cm,容器A内圆柱体B的两边面积为
第3次到第4次实验时,规律消失,因为水的密度大于圆柱体B的密度,因此第4次加水时圆柱体漂浮;第5次到第6次,加水的体积为ΔV′=1000cm3,高度变化为Δh′=4cm,那么容器A的底面积为
圆柱体B的底面积为
当加水的体积为V加水=8300cm3时,由图表可知,第6次实验中,当加水为6300cm3时,水的深度为24cm,而容器A的高为25cm,因此当加水的体积为V加水=8300cm3时,水会溢出,且圆柱体B处于漂浮状态,浮力为
由可得,圆柱体B排开水的体积为
圆柱体B浸没在水中的深度为
那么圆柱体下底面距容器底的距离为
28. 小颗粒 使冰受热均匀 -2℃ 2 不变 液
【详解】(1)[1]为了方便实验,实验时应该选择小颗粒的冰块。
(2)[2]实验时要用搅拌器不停的搅拌,这样做的目的是使冰受热均匀。
(3)[3]某时刻温度计的示数如图乙所示,此时温度为-2℃。
(4)[4][5]由图丙知,冰从第2min开始熔化,到第4min完全熔化,冰从开始熔化到完全熔化用时2min;冰属于晶体,所以冰熔化时温度不变。
(5) [6]由丙图结合晶体熔化的特点分析可知,CD段物体是液态。
29. 钢球 质量 超载 不能
【详解】(1)[1]本实验通过观察木块B被钢球撞开的距离来比较钢球所具有的动能大小,所以实验中,探究的是钢球的动能。
(2)[2][3]根据实验表格数据可知,当钢球的下落高度一致时,即钢球的水平速度相同,钢球质量越大,钢球撞开木块B的距离越远,即钢球的动能越大,这个结论可用于解释汽车超载带来的危害。
(3)[4]如果水平面是光滑的,没有阻力作用,木块B被撞击后将做匀速直线运动,不能通过被撞击的距离来比较动能大小。
30. 匀速 40 无关 不省力 绳子与滑轮间的摩擦
【详解】(1)[1]实验时为了方便测力计读数,应沿竖直方向匀速拉动测力计。
(2)[2]由1~6次实验可知,物体上升的高度都为h=10cm,绳子自由端下降的距离s=20cm,因此绳子承重股数为
因此第7次实验绳子自由端下降的距离为
[3]第6次实验中,滑轮组的机械效率为
第7次实验中,滑轮组的机械效率为
则滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关。
(3)[4]动滑轮的重力为1.0N,由实验1、2可知,动滑轮的重力大于或等于物体的重力,但是拉力大小大于物体的重力大小,故在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下,使用该滑轮组不省力。
[5]由于使用任何机械,都不可避免地做额外功,绳子与滑轮间的摩擦也会影响机械效率,因此总功大于有用功与克服动滑轮重力的功之和。
31. 测量物体质量时,移动了平衡螺母 31.2 5 B 偏大
【详解】(1)[1][2][3][4][5]使用天平时,测量质量时,只能通过加减砝码或者游码使天平平衡,不能移动游码,故错误之处是测量物体质量时,移动了平衡螺母;如图所示,总质量为砝码的总质量30g,加上游码所指的示数为1.2g,故总质量31.2g;天平的示数变为36.2g,则天平的质量变化了
则增加的总压力为
增加的总压力即为浮力,则排开液体的体积为
则排开液体的体积为;将物块缓慢沉入烧杯底部,放开细线,天平的示数变为51.2g,与没有放物块之前,即只有烧杯和水,此时的质量为31.2g,则增加的质量,即为物体的质量
则物体的质量为20g,则物体的体积为
则物体的体积为。
(2)[6][7][8] 当将小碗拿出使其漂浮在水面上,与沉入水底相比,浮力增大,排开水的体积增大,高度增加,故橡皮膜左侧的压强变大,故向B凸出;设小孔离容器底的高度为h,当容器A中注入深度为的水,容器B中注入深度为的某溶液后,橡皮膜恰好没有形变,橡皮膜两侧的压强相等,故可以列等式①
当将小碗放入水中沉底,向容器B中注入液体至深度为时,橡皮膜又恢复原状;设小碗的体积为,则水面上升的高度为
根据橡皮膜又恢复了原状,则可以列等式②
当将小碗拿出使其漂浮在水面上,继续向容器B中注入液体至深度为时,橡皮膜又恢复原状,设小碗的质量为 ,当其漂浮时,浮力等于重力,即可得出
即可得出
则排开水的体积为
则水面升高的高度为
根据橡皮膜又恢复了原状,则可以列等式③
联合②-①化简即可得出
则碗的体积
联合③-①化简可得
则小碗的质量为
则小碗的密度为
小碗的密度为;从水中取出漂浮时,碗内带水会影响实验结果,碗的质量偏大,则密度偏大。
32.
【详解】一个重3N的小球悬浮在水中,处于静止状态,所受浮力等于小球的重力,浮力的方向竖直向上,过小球的重心竖直向上画一条带箭头的线段,标上F浮=3N,如图所示
33.
【详解】过支点O作力F的作用线的垂线,垂线段即为力F的力臂,作图如下:
34.(1)1×104N;(2)1.8×105J
【详解】解:(1)人、保洁船和垃圾的总重力为
因为保洁船漂浮在水面上,所以保洁船所受的浮力为
(2)保洁船沿直线运行90m牵引力做的功为
答:(1)保洁船所受的浮力为1×104N;
(2)保洁船沿直线运行90m牵引力做的功为1.8×105J。
35.(1)1×10-4m3;(2)6.8N;(3)1.2×103kg/m3
【详解】解:(1)由题意可知,合金块的重力为G=8N,合金块的密度为
故合金块的体积为
(2)设A端受到的绳子拉力为FA,B端的绳子拉力为FB,由受力分析可知,B端的绳子拉力FB等于物体的重力G物,即
FB=G物=2N
因杠杆处于水平平衡状态,故由杠杆的平衡原理可得
FA×OA=FB×OB
解得A端受到的绳子拉力为
(3)对合金块受力分析可知,合金块受到向下的重力G,向上的绳子拉力FA,向上的液体的浮力F浮,因合金块处于受力平衡状态,故由力的平衡可得
G=FA+F浮
解得合金块所受浮力为
F浮=G-FA=8N-6.8N=1.2N
故由F浮=ρ液gV排可得,该液体的密度为
答:(1)合金块的体积为1×10-4m3;
(2)A端受到绳子的拉力大小为6.8N;
(3)该液体密度为1.2×103kg/m3。
36.(1)0.6kg;(2)4N;(3)4:11
【详解】解:(1)由图乙可知,当h0=0,力传感器的示数为F0=6N,由不考虑细杆的质量可知,正方体对力传感器的压力等于自身的重力,即正方体A的重力为
由可得,物体A的质量为
(2)由图乙可知,当h1=3cm时,正方体A的下表面恰好与水面接触;当h2=13cm时,正方体A的上表面恰好与水面接触,即正方体A刚好浸没,那么正方体A的边长为
因正方体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以此时正方体A排开水的体积为
正方体A受到的浮力为
对正方体A进行受力分析可得,A受到浮力、重力以及拉力的作用,受力平衡有
根据力的相互性可得,力传感器的示数即为拉力的大小,等于4N。
(3)当容器内水的深度h3=4cm时,正方体A浸入水的深度为
排开水的体积为
正方体A受到的浮力为
对正方体A进行受力分析可得,A受到浮力、重力以及杆对A的支持力的作用,受力平衡有
根据力的相互性可得,力传感器的示数即为支持力的大小,等于F=5N。此时水对容器底的压强为
继续向容器中加水,当力传感器的示数大小变为0.4F时,力传感器受到可能是拉力或者压力的作用,因此有:
①当力传感器受到的是拉力,即为
且水的深度较大时,此时正方体A受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力、细杆的拉力作用处于平衡状态,因此A受到的浮力为
由
可得,此时正方体浸入水中的深度为
此时水的深度为
此时水对容器底的压强为
②当力传感器受到的是压力,即为
且水的深度较小时,此时正方体A受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力、细杆的支持力作用处于平衡状态,因此A受到的浮力为
由
可得,此时正方体浸入水中的深度为
此时水的深度为
此时水对容器底的压强为
综上,p1与p2比值的最小值为
答:(1)物体A的质量为0.6kg;
(2)当容器内水的深度为13cm时,力传感器的示数为4N;
(3)p1与p2比值的最小值为4:11。
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