湖北省十堰市茅箭区三校2022-2023学年八年级下学期期中物理试卷及参考答案
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这是一份湖北省十堰市茅箭区三校2022-2023学年八年级下学期期中物理试卷及参考答案,共26页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
湖北省十堰市茅箭区三校2022-2023学年八年级下学期期中
物理试卷
一、选择题(1-9单选,每题两分;10-12多选,每题3分。共27分)
1.(2分)下列物体的质量最接近50kg的是( )
A.一枚硬币 B.一个鸡蛋 C.一支铅笔 D.一名中学生
2.(2分)在射箭运动中,以下关于力的作用效果的描述,其中一个与另外三个不同的是( )
A.瞄准时,手的拉力把弓拉弯
B.松手后,弓的弹力把箭射出
C.飞行中,重力让箭划出一道弧线
D.中靶时,靶的阻力让箭停止运动
3.(2分)乘上公交车后,车很快就到了校门口,司机踩下刹车,你不自觉地向前倾,幸好你及时抓紧了扶手。关于刹车时你向前倾的原因,下列说法正确的是( )
A.你没站稳
B.你受到了惯性的作用
C.你具有惯性
D.如果鞋底光滑,你就会纹丝不动
4.(2分)如图所示,为保障市民安全出行,志愿者们正在清理道路冰雪,他们采用增大压力的方法来增大摩擦的是( )
A.戴防滑手套
B.铲雪时握紧铲子,防止铲子滑落
C.穿鞋底粗糙的橡胶鞋
D.在路面上铺防滑垫
5.(2分)下列描述错误的是( )
A.菜刀磨得锋利更容易切割食物,是因为增大了压力
B.船闸、锅炉水位计利用了连通器原理
C.用高压锅能更快地把食物煮熟,是因为气压越高沸点越高
D.等候列车的乘客不能跨越安全线,否则可能会被“吸”向列车
6.(2分)“奋斗者”号深潜器坐底10909米,创造了中国载人深潜新记录。喜欢动手的小文制作了一个深潜器模型,用弹簧测力计测量它受到的浮力。先测出它的重力为G,然后将模型浸没于水中静止(如图所示),弹簧测力计受到的拉力为F,模型所受的浮力为F浮。则下列说法正确的是( )
A.拉力F与重力G是一对平衡力
B.模型所受浮力大小F浮=G﹣F
C.模型从图示位置下移,浮力变大
D.将模型逐渐提离水面,拉力不变
7.(2分)如图所示,虚线是小华抛出的皮球落地后又弹起的运动轨迹,当皮球运动到最高点A时。若它所受外力突然全部消失,则皮球将( )
A.保持静止
B.沿水平方向做匀速直线运动
C.竖直向上做匀速直线运动
D.竖直向下做匀速直线运动
8.(2分)如图所示,水平地面上叠放着A、B两个物体,在力F1和F2的作用下,以共同的速度v一起水平向右匀速运动,已知F1=10N,F2=6N,那么下列有关物体A、B和地面之间的摩擦力大小和方向的说法中正确的是( )
A.A对B的摩擦力为10N,水平向左
B.B对A的摩擦力为4N,水平向左
C.地面对B的摩擦力为6N,水平向右
D.B对地面的摩擦力为4N,水平向右
9.(2分)如图所示,均匀正方体甲、乙放在水平地面上,若在两物体上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余部分的高度相等,已知切去的质量Δm甲>Δm乙,则甲、乙剩余部分对地面的压力F甲和F乙、压强p甲和p乙的关系是( )
A.F甲>F乙 p甲>p乙
B.F甲>F乙 p甲<p乙
C.F甲<F乙 p甲>p乙
D.F甲<F乙 p甲<p乙
(多选)10.(3分)一位杂技小丑穿着很长的大皮鞋(如图所示),站在水平舞台上向观众鞠躬致意,双脚不动上身没有躬下,而是整个身子笔直缓慢向前倾斜却不倒下。下列说法正确的是( )
A.小丑的鞋子可能很重,有助于降低重心
B.小丑的鞋子长,支撑面扩大了,使重心在支撑面以内
C.地面对小丑的支持力是地面发生弹性形变而产生的
D.小丑对地面的压力大于地面对小丑的支持力
(多选)11.(3分)如图所示,跳水运动员站在跳板上静止不动,下列说法正确的是( )
A.运动员对跳板的压力和运动员的重力是一对相互作用力
B.运动员对跳板的压力和跳板对运动员的支持力是一对相互作用力
C.运动员受到的重力和跳板对运动员的支持力是一对平衡力
D.运动员对跳板的压力和跳板对运动员的支持力是一对平衡力
(多选)12.(3分)如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N(g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A.正方体受到的浮力为8N
B.液体的密度为0.8×103kg/m3
C.正方体上表面到液面的距离h=5cm
D.液体对物体下表面的压强为1.3×104Pa
二、填空题(每空1分,共12分)
13.(3分)小李同学用手拍桌面手会感到疼,这说明物体间力的作用是 的;他用力捏一下空易拉罐,易拉罐变扁了,这说明力可以使物体发生 ,他起跑时用力向后蹬地,他就能向前运动,这说明力还可以改变物体的 。
14.(3分)公共汽车配备了逃生锤。遇到紧急情况时,乘客可以用逃生锤打破玻璃逃生。如图所示,挥动逃生锤,使 (选填“A”或“B”)端砸向玻璃窗的边角,利于破窗逃离。这样选择的原因是:在 一定时,通过减小 ,可以增大压强。
15.(3分)如图所示,订书机钉槽内的订书钉之所以不会松脱,是因为固定在槽内后部的处于压缩状态的弹簧给订书钉一个向 (填“左”或“右”)的弹力,这个力的施力物体是 (选填“弹簧”或“订书针”),在使用过程中随着书钉的逐渐减少,这个力将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
16.(3分)2023年2月3日,中国某民用飞艇由于不可控因素飘到美国上空,被美国炒作为“间谍气球”,原来这是一个用于气象等科研的飞艇,在西风带影响下,偏离了预定轨道,随着气流飘到了美国,应该是“纯属意外”。充满氦气的气象探测气球携带探空仪(体积不计),在高空测量时,当气球随季风水平匀速运动时,此时浮力 重力(选填“大于”“等于”或“小于”),工作完毕后释放部分氦气,气球体积缩小,所受浮力随之 (选填“变大”“变小”或“不变”),气球下落,此时排开空气的体积约为2×103m3,则此时受到的浮力为 N。(ρ空气=1.3kg/m3,g取10N/kg)
三、作图题(3分)
17.(3分)在水平向右行驶的小车车厢,顶端用细线悬挂一小球,小车水平地板上放置一物块A,从某时刻起,发现小球向右(运动的同方向)摆动,如图所示,请画出此时物块A受力的示意图。
四、实验探究题(每空1分,共15分)
18.(3分)小明同学做“探究物体所受重力的大小与质量的关系”实验:用弹簧测力计测量钩码所受重力大小,分别测出一个钩码、两个钩码、三个钩码的重力大小后,记录如表:
(1)在实验过程中,需要的测量工具有:弹簧测力计和 ;
(2)分析表中试验数据,得出的结论是:物体所受重力的大小与它的质量成 ;
实测物体
物体质量
m/kg
重力
G/N
物体 1
0.1
1
物体 2
0.2
2
物体 3
0.3
3
(3)本实验需要多次测量,其目的与以下实验中多次测量目的相同的是: (选填字母)
A.探究同种物质质量和体积的关系
B.用刻度尺测量物理课本的长度
19.(5分)如图甲、乙所示,是以物块、小车为研究对象来探究二力平衡的实验装置。带钩物块、小车分别放在甲、乙图中粗糙程度相同的水平桌面上,左右两端用细线通过滑轮连接着两个相同吊盘。小红采用的实验装置如图甲所示,小明采用的实验装置如图乙所示。
(1)这两个实验装置中,你觉得 (甲或乙)的装置更合理,原因是 ;
(2)在装置乙中,小明将小车旋转一定角度后松手,发现小车旋转后又恢复原状态,这说明两个力必须作用在同一 (选填物体或直线)上,物体才能平衡;
(3)小红做实验时还发现:当在左盘中放100g的砝码,右盘中放200g的砝码时,物块可向右做匀速直线运动。如果盘中的原有砝码都不变,使物块最终可向左匀速直线运动的方案是(滑轮的摩擦不计);在左盘中再加 g砝码。
20.(4分)如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲所示,其调节的方法是 (选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平。
A.将右侧支管中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
(2)比较图乙和图丙,可以得到:液体的压强与 有关。
(3)比较图丙和图丁,可以得到:液体的压强与 有关。
(4)已知图丁中U形管左右两侧水面的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ盐水=1.1×103kg/m3,g取10N/kg)
21.(3分)如图1所示,小明对浸在液体中的金属块所受浮力进行了探究,A、B、C图中弹簧测力计示数的示数分别为F1、F2、F3。
(1)实验中发现F2<F3,说明在物体所受浮力的大小与 有关。
(2)如图2是小明绘制的“弹簧测力计示数与金属块的下表面浸入水中深度的关系”图象和“金属块所受浮力与金属块的下表面浸入水中深度的关系”图象。其中能够表示“金属块所受浮力与金属块的下表面浸入水中深度的关系”的图象为 (选填“a”或“b”)。分析该图象可得:金属块浸没水中后所受浮力大小与金属块所处的深度 (填“有关”或“无关”)。
(3)水的密度用ρ水表示,利用所测物理量的符号,得到煤油的密度表达式:ρ煤油= 。
五、计算题(6分+7分)
22.(6分)新能源汽车自推出以来受到市民的青睐,它不仅环保,而且使用成本比传统汽车低。如图所示是某品牌新能源汽车,在水平路面进行测试,记录数据如表所示。g取10N/kg,求:
轮胎与地面接触的总面积
0.1m2
车身总质量
1500kg
电动机最大功率
70kW
最大时速
150km/h
(1)该汽车以最大时速行驶2h通过的距离;
(2)该汽车自身的重力;
(3)该汽车静止在水平地面上时,车对地面的压强。
23.(7分)将质量为330g的铝制圆柱体轻轻地放入水槽中,使它静止于水槽底部(圆柱体的底部与水槽的底部不密合),此时槽中水深h=0.05m,如图所示,已知圆柱体底面积为3×10﹣3m2,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,求:
(1)水对圆柱体底部的压强p1;
(2)圆柱体对水槽底部的压强p2。
答案解析
一、选择题(1-9单选,每题两分;10-12多选,每题3分。共27分)
1.(2分)下列物体的质量最接近50kg的是( )
A.一枚硬币 B.一个鸡蛋 C.一支铅笔 D.一名中学生
【分析】此题考查我们对常见物体质量的估测,根据对日常生活中常见物体和质量单位及其进率的认识,找出符合题意的选项。
【解答】解:A、一枚硬币的质量约6g=0.006kg,故A不符合题意;
B、一个鸡蛋的质量约50g=0.05kg,故B不符合题意;
C、一支铅笔的质量约6g=0.006kg,故C不符合题意;
D、一名中学生的质量约50kg,故D符合题意。
故选:D。
【点评】质量的估测,需要我们熟悉常见物体的质量大小,以它们为标准对研究对象的质量作出判断。如:一个鸡蛋的质量在60g左右,一个苹果的质量在200g左右,一杯水的质量在0.5kg左右,中学生的质量在50kg左右,大象的质量在5t左右,等等。
2.(2分)在射箭运动中,以下关于力的作用效果的描述,其中一个与另外三个不同的是( )
A.瞄准时,手的拉力把弓拉弯
B.松手后,弓的弹力把箭射出
C.飞行中,重力让箭划出一道弧线
D.中靶时,靶的阻力让箭停止运动
【分析】力的作用效果有二:改变物体的形状,改变物体的运动状态。
【解答】解:A、力可以改变物体的形状,所以在拉力的作用下弓发生形变;
B、力可以改变物体的运动状态,所以弓的弹力使箭由静止变为运动;
C、力可以改变物体的运动状态,因为重力的方向是竖直向下的,所以重力让箭划出一道弧线;
D、力可以改变物体的运动状态,所以靶的阻力让箭由运动变为静止。
所以与另外三个不同的是A。
故选:A。
【点评】此题考查了力的作用效果的辨析,熟悉基本规律就能正确选择。
3.(2分)乘上公交车后,车很快就到了校门口,司机踩下刹车,你不自觉地向前倾,幸好你及时抓紧了扶手。关于刹车时你向前倾的原因,下列说法正确的是( )
A.你没站稳
B.你受到了惯性的作用
C.你具有惯性
D.如果鞋底光滑,你就会纹丝不动
【分析】惯性是保持原来运动状态不变的性质,一切物体在任何情况下都有惯性;它的大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大;
【解答】解:AC、人与车行驶,紧急刹车时,由于人具有惯性,要保持原来的运动状态不变,所以人会向前倾倒,与是否站稳无关,故A错误,C正确;
B、惯性不是力,不能说受到惯性作用,故B错误;
D、如果鞋底光滑,摩擦力变小为0,在急刹车时,人整体向前滑动,不会纹丝不动,故D错误。
故选C。
【点评】此题考查学生对惯性的理解,明确惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,惯性不是力是解答此题的关键。
4.(2分)如图所示,为保障市民安全出行,志愿者们正在清理道路冰雪,他们采用增大压力的方法来增大摩擦的是( )
A.戴防滑手套
B.铲雪时握紧铲子,防止铲子滑落
C.穿鞋底粗糙的橡胶鞋
D.在路面上铺防滑垫
【分析】增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
【解答】解:A、戴防滑手套,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A不合题意;
B、铲雪时握紧铲子,防止铲子滑落,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故B符合题意;
C、穿鞋底粗糙的橡胶鞋,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C不合题意;
D、在路面上铺防滑垫,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不合题意。
故选:B。
【点评】掌握摩擦力大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小摩擦力的问题。
5.(2分)下列描述错误的是( )
A.菜刀磨得锋利更容易切割食物,是因为增大了压力
B.船闸、锅炉水位计利用了连通器原理
C.用高压锅能更快地把食物煮熟,是因为气压越高沸点越高
D.等候列车的乘客不能跨越安全线,否则可能会被“吸”向列车
【分析】(1)增大压强的方法:是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强。
(2)上端开口、底部相连通的容器,叫连通器。
(3)液体的沸点与气压有关,随气压的增大而升高,随气压的减小而降低;
(4)流体的压强跟流速有关,流速越大压强越小。
【解答】解:A、菜刀磨得锋利更容易切割食物,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。故A错误。
B、上端开口、底部相连通的容器,叫连通器。船闸、锅炉水位计都是利用连通器原理工作的。故B正确。
C、高压锅煮饭容易熟,是因为锅内气压增大,升高了水的沸点。故C正确。
D、当列车驶进站台时,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:人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,故乘客被“吸”向列车造成安全事故,等候列车的乘客不能跨越安全线。故D正确。
故选:A。
【点评】此题考查的知识面广,将选项中涉及到的生活知识与物理上的力学知识相联系,进行准确的判断即可。
6.(2分)“奋斗者”号深潜器坐底10909米,创造了中国载人深潜新记录。喜欢动手的小文制作了一个深潜器模型,用弹簧测力计测量它受到的浮力。先测出它的重力为G,然后将模型浸没于水中静止(如图所示),弹簧测力计受到的拉力为F,模型所受的浮力为F浮。则下列说法正确的是( )
A.拉力F与重力G是一对平衡力
B.模型所受浮力大小F浮=G﹣F
C.模型从图示位置下移,浮力变大
D.将模型逐渐提离水面,拉力不变
【分析】(1)平衡力大小相等、方向相反、作用在同一直线上且作用在同一物体上;
(2)由称重法知模型所受浮力大小;
(3)模型从图示位置下移,排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排判断出浮力的变化;
(4)将模型逐渐提离水面时,排开水的体积逐渐减小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排判断出浮力的变化,由称重法判断出拉力F的变化。
【解答】解:A、图中深潜器模型受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向上的拉力,模型在这三个力的作用下处于静止和状态,拉力F与重力G大小不相等,所以不是一对平衡力,故A错误;
B、由称重法知模型所受浮力大小为F浮=G﹣F,故B正确;
C、模型从图示位置下移,由于排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知浮力不变,故C错误;
D、将模型逐渐提离水面时,排开水的体积逐渐减小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知浮力变小,由称重法知拉力F逐渐增大,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了平衡力的判断、称重法的利用以及阿基米德原理的应用,是一道综合题,但难度不大。
7.(2分)如图所示,虚线是小华抛出的皮球落地后又弹起的运动轨迹,当皮球运动到最高点A时。若它所受外力突然全部消失,则皮球将( )
A.保持静止
B.沿水平方向做匀速直线运动
C.竖直向上做匀速直线运动
D.竖直向下做匀速直线运动
【分析】据牛顿第一运动定律可知,一切物体在没有受到任何外力时,总是保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:当皮球运动到最高点A时,仍然具有水平向右的速度,若此时所受的外力全部消失,由牛顿第一运动定律可知,小球将沿水平向右的方向做匀速直线运动。
故选:B。
【点评】此题考查了牛顿第一定律的应用,理解牛顿第一定律的内容是解题的关键。
8.(2分)如图所示,水平地面上叠放着A、B两个物体,在力F1和F2的作用下,以共同的速度v一起水平向右匀速运动,已知F1=10N,F2=6N,那么下列有关物体A、B和地面之间的摩擦力大小和方向的说法中正确的是( )
A.A对B的摩擦力为10N,水平向左
B.B对A的摩擦力为4N,水平向左
C.地面对B的摩擦力为6N,水平向右
D.B对地面的摩擦力为4N,水平向右
【分析】静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用,A做匀速直线运动,首先分析A的受力情况,求出A受到的摩擦力;根据物体间力的作用是相互的,求出B的上表面受到的摩擦力;
B相对于地面进行匀速直线运动,分析整体的受力情况,求出B下表面受到的摩擦力。
【解答】解:
两个物体一起向右做匀速直线运动,水平方向上A受到拉力F1和B对A的摩擦力作用,摩擦力和拉力是一对平衡力,大小相等,方向相反,拉力F1是10N,所以B对A的摩擦力的大小是10N,方向水平向左;
根据物体间力的作用是相互的,A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,所以A对B的摩擦力大小是10N,方向水平向右;
物体B进行匀速直线运动,水平方向上受到A对B水平向右的摩擦力、地面对B水平向左的摩擦力、水平向左的拉力F2,这三个力是平衡力,所以地面对B水平向左的摩擦力与水平向左的拉力F2之和等于A对B水平向右的摩擦力,所以B下表面受到地面的摩擦力大小为10N﹣6N=4N,方向水平向左;
因为物体间力的作用是相互的,B 对地面的摩擦力与地面对B的摩擦力大小相等,方向相反,即B对地面的摩擦力为4N,方向水平向右。
综上所述,D正确。
故选:D。
【点评】本题把A和B两个物体分别进行受力分析,根据二力平衡条件和物体间力的作用是相互的进行判断,是本题的关键。
9.(2分)如图所示,均匀正方体甲、乙放在水平地面上,若在两物体上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余部分的高度相等,已知切去的质量Δm甲>Δm乙,则甲、乙剩余部分对地面的压力F甲和F乙、压强p甲和p乙的关系是( )
A.F甲>F乙 p甲>p乙
B.F甲>F乙 p甲<p乙
C.F甲<F乙 p甲>p乙
D.F甲<F乙 p甲<p乙
【分析】根据图示确定出切去部分的体积关系、高度关系,再根据切去的质量Δm甲>Δm乙,结合m=ρV=Sh判断出甲、乙的密度关系及ρS乘积的关系,又因为剩余部分的高度相同,根据G=mg=ρShg可判断出剩余部分的重力关系,再根据水平面上的物体对水平面的压力等于其重力确定出剩余部分对地面的压力关系;再根据均匀正方体甲、乙对地面的压力相等得出甲乙密度的关系;然后由压强公式p=推导出均匀实心正方体对地面压强的表达式p=ρhg,然后据此表达式分析解答此题。
【解答】解:由图可知,在两物体上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余部分的高度相等,则切去的部分的体积关系:V甲切<V乙切,
甲切去的质量为:Δm甲=ρ甲V甲切=ρ甲S甲h甲切,
乙切去的质量为:Δm乙=ρ乙V乙切=ρ乙S乙h乙切,
又因为切去的质量Δm甲>Δm乙,
所以甲、乙密度关系为:ρ甲>ρ乙,
又因为切去的高度关系:h甲切<h乙切,
所以ρ甲S甲>ρ乙S乙,
因为剩余部分的高度相等,
所以甲、乙剩余部分的重力分别为:
G甲剩=ρ甲S甲hg,
G乙剩=ρ乙S乙hg,
所以G甲剩>G乙剩,
又因为放在水平地面上的均匀实心正方体对地面的压力等于其重力,
所以甲、乙剩余部分对地面的压力关系为:F甲>F乙,
放在水平地面上的均匀实心正方体对地面的压力相等,
放在水平地面上的均匀实心正方体对地面的压强:p====ρhg,
在两物体上部沿水平方向切去一定的厚度,剩余部分的高度相等,
根据p=ρhg可知,甲、乙剩余部分对地面压强关系:p甲>p乙,
故A正确。
故选:A。
【点评】本题考查压强公式的应用,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是求剩余部分的重力,要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。
(多选)10.(3分)一位杂技小丑穿着很长的大皮鞋(如图所示),站在水平舞台上向观众鞠躬致意,双脚不动上身没有躬下,而是整个身子笔直缓慢向前倾斜却不倒下。下列说法正确的是( )
A.小丑的鞋子可能很重,有助于降低重心
B.小丑的鞋子长,支撑面扩大了,使重心在支撑面以内
C.地面对小丑的支持力是地面发生弹性形变而产生的
D.小丑对地面的压力大于地面对小丑的支持力
【分析】解答此题从以下知识点入手:
①既然题中的小丑没倒,说明他能平衡,所以受的力是平衡力,从这一角度去分析此题。
②如果重心超出了支撑面,就会翻倒,就好比你原本重心跟你脚是一条直线的,如果重心超出你脚的位置,就会倒,现在把你的脚面向前又延长了,使得你的重心超出脚面也没关系,还在鞋子的支撑范围内。
【解答】解:A、稳度与物体的重心,底面积的地面积有关。在底面积不变时,重心越低越稳;所以小丑的鞋子可能很重,有助于降低重心,故A正确;
B、在重心不变时,底面积越大越稳,故小丑的鞋子长,支撑面扩大了,使重心在支撑面以内。
C、地面对小丑的支持力是地面发生弹性形变而产生的,故C正确;
D、小丑对地面的压力与地面对小丑的支持力大小相等。所以小丑向前倾斜却不倒下,故D正确。
故选:ABC。
【点评】此题的情景我们在电视中经常见到,用所学的物理知识解释这一现象,体现了物理来源于生活的理念。
(多选)11.(3分)如图所示,跳水运动员站在跳板上静止不动,下列说法正确的是( )
A.运动员对跳板的压力和运动员的重力是一对相互作用力
B.运动员对跳板的压力和跳板对运动员的支持力是一对相互作用力
C.运动员受到的重力和跳板对运动员的支持力是一对平衡力
D.运动员对跳板的压力和跳板对运动员的支持力是一对平衡力
【分析】(1)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
(2)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】解:A、运动员对跳板的压力和运动员的重力,这两个力的方向是相同的,不是一对相互作用力,故A错误;
B、运动员对跳板的压力和跳板对运动员的支持力满足相互作用力的四个条件,是一对相互作用力,故B正确;
C、运动员受到的重力和跳板对运动员的支持力满足平衡力的四个条件,是一对平衡力,故C正确;
D、运动员对跳板的压力和跳板对运动员的支持力,没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选:BC。
【点评】本题结合运动员跳水考查蕴含的力学知识,具有一定的综合性,注重了物理和生活的联系,是中考的热点。
(多选)12.(3分)如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N(g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A.正方体受到的浮力为8N
B.液体的密度为0.8×103kg/m3
C.正方体上表面到液面的距离h=5cm
D.液体对物体下表面的压强为1.3×104Pa
【分析】(1)知道正方体上、下表面受到液体的压力,根据浮力产生的原因F浮=F向上﹣F向下求出正方体受到的浮力;
(2)物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,根据V=L3求出其体积即为排开液体的体积,根据F浮=ρ液gV排求出液体的密度;
(3)根据S=L2求出正方体的上表面积,根据p=求出液体对正方体上表面的压强,利用p=ρ液gh求出正方体上表面到液面的距离;
(4)正方体下表面的深度等于正方体上表面的深度加上正方体的边长,根据p=ρ液gh求出液体对物体下表面的压强。
【解答】解:A、由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力F浮=F2﹣F1=13N﹣5N=8N,故A正确;
B、因物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,所以物体排开液体的体积V排=V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
由F浮=ρ液gV排可得,液体的密度ρ液===0.8×103kg/m3,故B正确;
C、正方体的上表面积S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10﹣2m2,
正方体上表面受到的压强p1===500Pa,
由p=ρ液gh可得,正方体上表面所处的深度h1===0.0625m=6.25cm,故C错误;
D、正方体下表面的深度h2=h1+L=6.25cm+10cm=16.25cm=0.1625m,
液体对物体下表面的压强p2=ρ液gh2=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1625m=1.3×103Pa,故D错误。
故选:AB。
【点评】本题考查了浮力产生的原因和阿基米德原理、固体压强公式、液体压强公式的应用,要注意物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等。
二、填空题(每空1分,共12分)
13.(3分)小李同学用手拍桌面手会感到疼,这说明物体间力的作用是 相互 的;他用力捏一下空易拉罐,易拉罐变扁了,这说明力可以使物体发生 形变 ,他起跑时用力向后蹬地,他就能向前运动,这说明力还可以改变物体的 运动状态 。
【分析】(1)当一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,即力的作用是相互的;
(2)力的作用效果:力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态。
【解答】解:小李同学用手拍桌面时,手对桌面有一个向下的作用力,同时桌面也会对手有一个向上的反作用力,使手感到疼,这说明物体间力的作用是相互的;
用力捏空易拉罐,易拉罐变扁了,这说明力可以使物体发生形变;
起跑时用力向后蹬地时,脚对地面有一个向后的作用力,同时地面也会对脚有一个向前的反作用力使他向前运动,这说明力还可以改变物体的运动状态。
故答案为:相互的;形变;运动状态。
【点评】本题考查两个物体间力的作用是相互的、力的作用效果,属于基础性题目,难度不大。
14.(3分)公共汽车配备了逃生锤。遇到紧急情况时,乘客可以用逃生锤打破玻璃逃生。如图所示,挥动逃生锤,使 A (选填“A”或“B”)端砸向玻璃窗的边角,利于破窗逃离。这样选择的原因是:在 压力 一定时,通过减小 受力面积 ,可以增大压强。
【分析】增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。
【解答】解:由图可知,挥动逃生锤,使较尖锐的A端砸向玻璃窗的边角,在压力一定时,通过减小受力面积,可以增大压强,利于破窗逃离。
故答案为:A;压力;受力面积。
【点评】本题主要考查了对增大压强的方法在生活中的应用,属基础题,难度不大。
15.(3分)如图所示,订书机钉槽内的订书钉之所以不会松脱,是因为固定在槽内后部的处于压缩状态的弹簧给订书钉一个向 左 (填“左”或“右”)的弹力,这个力的施力物体是 弹簧 (选填“弹簧”或“订书针”),在使用过程中随着书钉的逐渐减少,这个力将 减小 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
【分析】物体发生弹性形变时会产生弹力,形变的程度越大,弹力会越大。
【解答】解:(1)读图可知,订书机钉槽内的订书钉之所以不会松脱,是因为固定在槽内后部的弹簧发生了形变,会给钉子一个向左的弹力;
(2)在使用过程中,随着钉子的减少,弹簧形变程度变小,给钉子的这个力将减小。
故答案为:左;弹簧;减小。
【点评】根据图中的结构明确弹力的方向与大小变化,是解答本题的关键。
16.(3分)2023年2月3日,中国某民用飞艇由于不可控因素飘到美国上空,被美国炒作为“间谍气球”,原来这是一个用于气象等科研的飞艇,在西风带影响下,偏离了预定轨道,随着气流飘到了美国,应该是“纯属意外”。充满氦气的气象探测气球携带探空仪(体积不计),在高空测量时,当气球随季风水平匀速运动时,此时浮力 等于 重力(选填“大于”“等于”或“小于”),工作完毕后释放部分氦气,气球体积缩小,所受浮力随之 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”),气球下落,此时排开空气的体积约为2×103m3,则此时受到的浮力为 2.6×104 N。(ρ空气=1.3kg/m3,g取10N/kg)
【分析】(1)当气球随季风水平匀速运动时,处于平衡状态,根据二力平衡条件可知浮力和重力的大小关系;
(2)利用公式F浮=ρ空气gV排分析所受浮力的变化;
(3)利用公式F浮=ρ空气gV排可求出气球受到的浮力。
【解答】解:(1)当气球随季风水平匀速运动时,处于平衡状态,气球受到的浮力和重力是一对平衡力,大小相等,则此时浮力等于重力;
(2)工作完毕后释放部分氢气,气球体积缩小,排开空气的体积减小,由F浮=ρ空气gV排可知,气球所受浮力随之变小;
(3)气球下落,此时排开空气的体积约为2×103m3,则此时受到的浮力为:
F浮=ρ空气gV排=1.3kg/m3×10N/kg×2×103m3=2.6×104N。
故答案为:等于;变小;2.6×104。
【点评】本题考查了阿基米德原理、物体浮沉条件的应用,属于基础题。
三、作图题(3分)
17.(3分)在水平向右行驶的小车车厢,顶端用细线悬挂一小球,小车水平地板上放置一物块A,从某时刻起,发现小球向右(运动的同方向)摆动,如图所示,请画出此时物块A受力的示意图。
【分析】物块A在竖直方向上受到重力和支持力的作用,这两个力是一对平衡力;根据小球向左(运动的反方向)摆开,并连续一段时间,分析小车做何种运动,然后确定物块A在水平方向上受到的摩擦力方向,在按照力的示意图的画法画出各个力。
【解答】解:分析可知,物块A在竖直方向上受到重力和支持力的作用,这两个力是一对平衡力;
小球向右(运动的同方向)摆开,并连续一段时间,根据惯性知识可知,小车做减速运动,故物块A在水平方向上受到的摩擦力方向水平向左;如图所示:
【点评】此题考查力的示意图的画法,关键是根据惯性知识和结合题意判断小车做何种运动,并确定物块A受到的摩擦力方向。
四、实验探究题(每空1分,共15分)
18.(3分)小明同学做“探究物体所受重力的大小与质量的关系”实验:用弹簧测力计测量钩码所受重力大小,分别测出一个钩码、两个钩码、三个钩码的重力大小后,记录如表:
(1)在实验过程中,需要的测量工具有:弹簧测力计和 天平 ;
(2)分析表中试验数据,得出的结论是:物体所受重力的大小与它的质量成 正比 ;
实测物体
物体质量
m/kg
重力
G/N
物体 1
0.1
1
物体 2
0.2
2
物体 3
0.3
3
(3)本实验需要多次测量,其目的与以下实验中多次测量目的相同的是: A (选填字母)
A.探究同种物质质量和体积的关系
B.用刻度尺测量物理课本的长度
【分析】(1)实验课题是探究重力与质量的关系,需要分别测出物体的质量和重力,选择的测量工具必须能够测出这两个物理量;
(2)根据实验数据分析即可得出结论;
(3)为了得到普遍的规律,应该多次测量。
【解答】解:( 1 )在实验室中,物体的质量用天平测量,物体受力的大小用弹簧测力计测量。所以需要的测量工具是天平和弹簧测力计;
(2)由表格数据可知:纵向看,物体质量成倍增加,所受重力随之成倍增大;横向看,物体重力与质量的比值相等,所以实验结论为:物体所受重力与其质量成正比;
(3)本实验为了得到普遍的规律,进行了多次测量,
A、探究同种物质的质量和体积的关系,多次实验时为了使实验结论具有普遍性;
B、用刻度尺测量物体的长度,多次实验时为了求平均值,减小误差;故选:A。
故答案为:(1)天平;(2)正比;(3)A。
【点评】本题探究“探究物体所受重力的大小与质量的关系”,考查所用的测量工具、数据分析和研究方法的正确理解。
19.(5分)如图甲、乙所示,是以物块、小车为研究对象来探究二力平衡的实验装置。带钩物块、小车分别放在甲、乙图中粗糙程度相同的水平桌面上,左右两端用细线通过滑轮连接着两个相同吊盘。小红采用的实验装置如图甲所示,小明采用的实验装置如图乙所示。
(1)这两个实验装置中,你觉得 乙 (甲或乙)的装置更合理,原因是 减小了摩擦力对实验的影响 ;
(2)在装置乙中,小明将小车旋转一定角度后松手,发现小车旋转后又恢复原状态,这说明两个力必须作用在同一 直线 (选填物体或直线)上,物体才能平衡;
(3)小红做实验时还发现:当在左盘中放100g的砝码,右盘中放200g的砝码时,物块可向右做匀速直线运动。如果盘中的原有砝码都不变,使物块最终可向左匀速直线运动的方案是(滑轮的摩擦不计);在左盘中再加 200 g砝码。
【分析】(1)同一物体,滑动摩擦力比滚动摩擦力要大得多;
(2)小车旋转的过程其实就是两个力恢复同一直线上的过程;
(3)当在左盘中放100g的砝码、右盘中放200g的砝码时,物块可以向右做匀速直线运动,这时物块受到左右两个钩码重力产生的拉力外,还受到向左的摩擦力,即f+G左=G右,据此求出摩擦力;当物块向左匀速运动时,受到的摩擦力向右,即:G左+G加=f+G右,代入数据计算即可。
【解答】解:(1)这两个实验装置中,装置乙更科学,因为滚动摩擦力比滑动摩擦力小,对实验的影响更小;
(2)在装置乙中,将小车旋转一定角度,松手后,发现小车旋转后又恢复原状,这说明两个力必须作用在同一直线上;
(3)当在左盘中放100g的砝码、右盘中放200g的砝码时,物块可以向右做匀速直线运动,这时物块受到左右两个钩码重力产生的拉力外,还受到向左的摩擦力,即:f+G左=G右,
即f+100×10﹣3kg×10N/kg=200×10﹣3kg×10N/kg,解得:f=1N,
当物块向左匀速运动时,受到的摩擦力向右,即:G左+G加=f+G右,
即:100×10﹣3kg×10N/kg+m加×10N/kg=1N+200×10﹣3kg×10N/kg,
解得:m加=0.2kg=200g。
故答案为:(1)乙;减小了摩擦力对实验的影响;(2)直线;(3)200。
【点评】知道什么是二力平衡、掌握二力平衡的条件以及实验的设计思想是解答此题的关键。
20.(4分)如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲所示,其调节的方法是 B (选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平。
A.将右侧支管中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
(2)比较图乙和图丙,可以得到:液体的压强与 液体的深度 有关。
(3)比较图丙和图丁,可以得到:液体的压强与 液体密度 有关。
(4)已知图丁中U形管左右两侧水面的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 1000 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ盐水=1.1×103kg/m3,g取10N/kg)
【分析】(1)U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;
(2)在相同液体的不同一深度,液体的压强不相等;
(3)在丙丁图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,是控制深度相同,改变液体的密度,观察U形管两侧的液面高度差是否相等,得出液体内部压强是否和液体的密度有关;
(4)根据p=ρgh求出液体产生的压强即为橡皮管内气体的压强与大气压之差。
【解答】解:
(1)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,则B正确;故选B;
(2)比较乙图、丙图,在相同液体中的不同深度处,U形管两侧的液面高度差不相等,液体的压强不同,故可以得到:在不同深度,液体内部压强与液体的深度有关,液体深度越深,压强越大;
(3)在丁图中,若将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,控制了深度不变,把水换成盐水,液体密度变大,液体压强变大,则可以观察到U形管两边液面的高度差将变大,故比较丙、丁两图可以得到:液体的压强与液体密度有关;
(4)图丁中U形管左右两侧水面的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa。
故答案为:(1)B;(2)液体的深度;(3)液体密度;(4)1000。
【点评】此题考查的是我们对于液体压强计的了解以及液体内部压强的影响因素,以及液体压强公式的运用,是一道综合题。
21.(3分)如图1所示,小明对浸在液体中的金属块所受浮力进行了探究,A、B、C图中弹簧测力计示数的示数分别为F1、F2、F3。
(1)实验中发现F2<F3,说明在物体所受浮力的大小与 液体的密 有关。
(2)如图2是小明绘制的“弹簧测力计示数与金属块的下表面浸入水中深度的关系”图象和“金属块所受浮力与金属块的下表面浸入水中深度的关系”图象。其中能够表示“金属块所受浮力与金属块的下表面浸入水中深度的关系”的图象为 a (选填“a”或“b”)。分析该图象可得:金属块浸没水中后所受浮力大小与金属块所处的深度 无关 (填“有关”或“无关”)。
(3)水的密度用ρ水表示,利用所测物理量的符号,得到煤油的密度表达式:ρ煤油= ρ水 。
【分析】(1)物体体受到的浮力大小F浮=G﹣F示,找出BC中相同的量与不同的量分析解答;
(2)在浸没前,金属块所受浮力随金属块的下表面到水面距离h增大而变大,浸没后,排开液体的体积不变,所受浮力与深度无关;
(3)根据F浮水=G﹣F示求出物体所受的浮力,根据阿基米德原理求出物体排开水的体积即物体的体积,求出物体在油中受到的浮力,根据阿基米德原理,由排开液体的体积相等求煤油的密度。
【解答】解:(1)物体受到的浮力大小F浮=G﹣F示,在水和油中测力计示数不同,则物体受到的浮力不同,分析图B、C,物体排开液体的体积相同,排开液体的密度不同,说明浮力大小跟液体的密度有关;
(2)因F浮=ρ液gV排,在浸没前,金属块的下表面到水面距离h增大导致排开液体的体积增大,金属块所受浮力随金属块的下表面到水面距离h增大而变大;
当浸没后,排开液体的体积不变,浮力不变,所受浮力与深度无关,因此,只有图像a符合题意。
(3)金属块浸没在水中所受浮力F浮水=F1﹣F2;
根据阿基米德原理,F浮水=ρ水gV排,因浸没,V物=V排水=,
在油中受到的浮力F浮油=ρ油gV排油,又F浮油=F1﹣F3,
因物体均浸没在液体中,故排开液体的体积相同,V排油=,
即=;则油的密度:ρ油=ρ水。
故答案为:(1)液体的密度;(2)a;无关;(3)ρ水。
【点评】本题考查称重法测浮力、密度、阿基米德原理等知识的应用,综合性较强。
五、计算题(6分+7分)
22.(6分)新能源汽车自推出以来受到市民的青睐,它不仅环保,而且使用成本比传统汽车低。如图所示是某品牌新能源汽车,在水平路面进行测试,记录数据如表所示。g取10N/kg,求:
轮胎与地面接触的总面积
0.1m2
车身总质量
1500kg
电动机最大功率
70kW
最大时速
150km/h
(1)该汽车以最大时速行驶2h通过的距离;
(2)该汽车自身的重力;
(3)该汽车静止在水平地面上时,车对地面的压强。
【分析】(1)根据s=vt求出该汽车以最大时速行驶2h通过的距离;
(2)根据G=mg求出该汽车自身的重力;
(3)该汽车静止在水平地面上时,根据F=G求出车对地面的压力,再根据p=求出车对地面的压强。
【解答】解:(1)该汽车以最大时速行驶2h通过的距离:s=vt=150km/h×2h=300km;
(2)该汽车自身的重力:G=mg=1500kg×10N/kg=1.5×104N;
(3)该汽车静止在水平地面上时,车对地面的压力:F=G=1.5×104N,
此时车对地面的压强:p===1.5×105Pa。
答:(1)该汽车以最大时速行驶2h通过的距离为300km;
(2)该汽车自身的重力为1.5×104N;
(3)该汽车静止在水平地面上时,车对地面的压强为1.5×105Pa。
【点评】本题考查了速度、重力和压强的有关计算,是一道综合题。
23.(7分)将质量为330g的铝制圆柱体轻轻地放入水槽中,使它静止于水槽底部(圆柱体的底部与水槽的底部不密合),此时槽中水深h=0.05m,如图所示,已知圆柱体底面积为3×10﹣3m2,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,求:
(1)水对圆柱体底部的压强p1;
(2)圆柱体对水槽底部的压强p2。
【分析】(1)知道槽中水深,根据p=ρ水gh求出水对圆柱体底部的压强;
(2)知道铝制圆柱体的质量,根据G=mg求出圆柱体的重力,根据V=Sh求出圆柱体排开水中的体积,利用F浮=ρ水gV排求出圆柱体所受的浮力,圆柱体对水槽底部的压力等于自身的重力减去受到的浮力,利用p=求出圆柱体对水槽底部的压强。
【解答】解:(1)水对圆柱体底部的压强:
p1=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa;
(2)圆柱体的重力:
G=mg=330×10﹣3kg×10N/kg=3.3N,
圆柱体排开水中的体积:
V排=Sh=3×10﹣3m2×0.05m=1.5×10﹣4m3,
圆柱体所受的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×10﹣4m3=1.5N,
圆柱体对水槽底部的压力:
F=G﹣F浮=3.3N﹣1.5N=1.8N,
圆柱体对水槽底部的压强:
p2===600Pa。
答:(1)水对圆柱体底部的压强为500Pa;
(2)圆柱体对水槽底部的压强为600Pa。
【点评】本题考查了液体压强公式和固体压强公式、阿基米德原理的应用,知道圆柱体对水槽底部的压力等于自身的重力减去受到的浮力是关键。
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