广东省惠州市博罗县八年级2022-2023学年下学期期末物理试题
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1.全卷共8页,满分100分。考试用时为80分钟。
2.答卷前,考生务必用黑色字迹的签字笔或钢笔在答题卡上填写自己的学校、姓名、座位号和考号,并用2B铅笔把考号对应的标号涂黑。
3.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
4.非选择题必须用黑色字迹的签字笔或钢笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上。如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案。不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
5.考生务必保持答题卡的整洁。考试结束时,将试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本大题7小题,每小题3分,共21分)
1. 每年3月份,河源市连平县的鹰嘴桃花竞相开放(如图所示),花香清淡,让人心旷神怡。下列诗句或谚语中与上述加点文字描述情景物理原理不同的是( )
A. 遥知不是雪,为有暗香来B. 涧松寒转直,山菊秋自香
C. 杨花柳絮随风舞,雨生百谷夏将至D. 花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴
【答案】C
【解析】
【详解】闻到芳香,说明分子在不停地做无规则运动。
A.遥知不是雪,为有暗香来,说明分子在不停地做无规则运动,故A不符合题意;
B.涧松寒转直,山菊秋自香,说明分子在不停地做无规则运动,故B不符合题意;
C.杨花柳絮随风舞,雨生百谷夏将至,属于物体的机械运动,不是分子的运动,故C符合题意;
D.花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴,说明分子在不停地做无规则运动,故D不符合题意。
故选C。
2. 如图,下列利用气球进行的实验中,解释错误的是( )
A. 甲图:气球左右两边的形变不同——说明压力的作用效果与受力面积有关
B. 乙图:向后喷气,气球前进——是由于气球受到惯性
C. 丙图:对气球充气,绑住气球口,气球飘起来了——是因为气球受到浮力的作用
D. 丁图:挤压气球,气球变形了——说明力可以改变物体的形状
【答案】B
【解析】
【详解】A.压力作用效果与压力大小和受力面积都有关系,在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显,所以气球左右两边的形变不同,故A正确,不符合题意;
B.向后喷气,给气体一个向后的力,由于物体间力的作用是相互的,气体给气球一个向前的力,所以气球前进,故B错误,符合题意;
C.对气球充气,绑住气球口,气球的体积变大,排开的空气的体积变大,受到的浮力变大,当浮力大于重力时,气球飘起来了,故C正确,不符合题意;
D.挤压气球,气球因受到压力而形状发生了改变,说明力可以改变物体的形状,故D正确,不符合题意。
故选B。
3. 连通器在日常生活中应用广泛,下列应用事例中,哪个不是利用连通器原理工作的( )
A. 茶壶B. 盆景自动给水装置
C. 锅炉水位计D. 乳牛自动为水器
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.壶嘴和壶身构成了连通器,故A 正确,不合符题意;
B.盆景的自动给水装置,是利用大气压来工作的,不属于连通器,故B错误,符合题意;
C.锅炉水位计外边的管和内部锅炉构成了一个连通器,故C正确,不符合题意;
D.乳牛自动喂水器,两个蓄水槽连通,属于连通器,故D正确,不符合题意。
故选B。
4. 家具用品中有很多被称为 “神器”的小工具,给生活带来了很多便利。如图所示,下列“神器”中属于费力杠杆的是( )
A. 餐盘夹子
B. 核桃夹子
C. 手动榨汁器
D. 压蒜器
【答案】A
【解析】
【详解】A.餐盘夹子在使用时,动力臂小于阻力臂,所以属于费力杠杆,故A符合题意;
B.核桃夹子在使用时,动力臂大于阻力臂,所以属于省力杠杆,故B不符合题意;
C.手动榨汁器在使用时,动力臂大于阻力臂,所以属于省力杠杆,故C不符合题意;
D.压蒜器在使用时,动力臂大于阻力臂,所以属于省力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
5. 中国首次火星探测器被命名为“天问一号”,它由一架轨道飞行器和一辆火星车组成。按照计划,“天问一号”火星探测要一次性完成“绕、落、巡”三大任务,这也标志着我国行星探测的大幕正式拉开。下列关于“天问一号”的说法正确的是( )
A. 在发射过程中,若所受到的力突然消失,则探测器将直接落向地面
B. “天问一号”在绕火星运行时,不受任何力的作用
C. “天问一号”在加速落向火星的过程中,重力等于阻力
D. “天问一号”在火星表面沿直线匀速巡逻时,所受到的力为平衡力
【答案】D
【解析】
【详解】A.在发射过程中,探测器向上加速运动,若所受力突然消失,据牛顿第一定律知,物体将向上做匀速直线运动,故A错误;
B.“天问一号”在绕火星运行时,做曲线运动,运动状态发生改变,而力是改变物体运动状态的原因,所以受到力的作用。故B错误;
C.“天问一号”加速落向火星时,受到的火星向下的重力大于向上的阻力,故C错误;
D.“天问一号”在火星表面沿直线运动时,处于平衡状态,所受的力是平衡力,故D正确。
故选D。
6. 如图所示各滑轮组匀速提起重均为G的重物时,不计滑轮重、绳重和摩擦,所用拉力最小的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由A图可知,动滑轮上的绳子段数是3段,不计绳重、滑轮重和摩擦时,绳端的拉力大小为,由B图可知,动滑轮上的绳子段数是4段,不计绳重、滑轮重和摩擦时,绳端的拉力大小为,由C图可知,动滑轮上的绳子段数是2段,不计绳重、滑轮重和摩擦时,绳端的拉力大小为,由D图可知,动滑轮上的绳子段数是3段,不计绳重、滑轮重和摩擦时,绳端的拉力大小为,由以上分析可知,B图中滑轮组绳端拉力最小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7. 没剥皮的橘子和剥了皮的橘子在水里的表现竟然不一样!在水平桌面上,有两个相同的圆柱形容器,内盛等质量的水。将剥皮前和剥皮后的同一个橘子分别放入其中,橘子静止时如图所示。下列分析正确的是( )
A. 橘子两次受的浮力一样大B. 剥皮前的橘子排开水的重力大
C. 剥皮后的橘子所受浮力大于重力D. 橘子剥皮后密度变小
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.剥皮前橘子第一次在水中漂浮,浮力等于重力,剥皮后第二次在水中沉底,浮力小于重力,同一个橘子剥皮前重力大于剥皮后的重力,所以第一次受的浮力大一些,根据阿基米德原理,第一次排开水的重力也大一些,故AC错误,B正确;
D.根据物体沉浮条件,剥皮前漂浮表明橘子的密度小于水的密度,剥皮后沉底,表明橘子的密度大于水的密度,所以剥皮后密度变大,故D错误。
故选B。
二、填空题(本大题7小题,每小题3分,共21分)
8. 人类探索微观世界的脚步从未停止,科学家对原子的结构进行猜想和实验,并提出了多种模型。在如图所示的两种模型中,卢瑟福提出的原子模型是______(选填“A”或“B”),其中位于原子中心位置的粒子叫______,这种粒子______(选填“带正电”、“带负电”或“不带电”)。
【答案】 ①. B ②. 原子核 ③. 带正电
【解析】
【详解】[1][2][3]由图可知,A是由汤姆生提出的葡萄干蛋糕模型;B是由卢瑟福提出的原子核式模型,其中位于原子中心位置的粒子是原子核,带正电;核外带负电的电子在绕核旋转。
9. 如图所示,小明将盛有水的小碗紧紧地固定在小车上,模拟研究乘客乘座公交车时发生前倾后抑的现象,其中___________图相当于公交车突然启动时产生的现象,该实验中使用的___________相当于公交车中的乘客。乙图所示实验中小车所受阻力___________ (选填“>”、“=”或“<”)绳上的拉力。
【答案】 ①. 甲 ②. 水 ③. >
【解析】
【分析】
【详解】[1][2]公交车突然启动时,由于乘客具有惯性,保持原来的静止状态,因此乘客会出现向后抑的情况,图甲中的水向与运动方向相反的方向洒,相当于公交车中的乘客,与公交车突然启动时情况相同。
[3]从图乙中可以发现,水洒的方向与运动方向相同,说明小车做减速运动,合力向左,向左的力大于向右的力,即小车所受阻力大于绳上的拉力。
10. 2021年5月30日5时1分,天舟二号货运飞船与天和核心舱完成对接,天舟二号飞船精准对接于天和核心舱后向端口,如图所示,对接后,天舟二号飞船相对于天和核心舱是_________的,相对于地球是________(均选填“运动”或“静止”)的,可见物体的运动和静止具有_________性。
【答案】 ①. 静止 ②. 运动 ③. 相对
【解析】
【详解】[1]对接后,天舟二号飞船相对于天和核心舱的位置没有发生改变,所以是静止的。
[2][3]天舟二号飞船相对于地球的位置发生改变,所以是运动的,由上述可知,选择的参照物不同,物体的运动情况也是不同的,即物体的运动和静止具有相对性。
11. 利用如图所示的实验装置测量大气压强的数值,测量数据如图所示,回答下列问题:
(1)此时大气压强等于___________mm高水银柱产生的压强;
(2)若将玻璃管稍微倾斜,则管内外水银面的高度差___________;
(3)若换用密度比水银小的液体做实验,则大气压能支持液柱的高度会___________。(后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 ①. 750 ②. 不变 ③. 变大
【解析】
【详解】(1)[1]由图示知,玻璃管见外水银柱的高度差为750mm,所以此时大气压强等于750mm高水银柱产生的压强。
(2)[2]将玻璃管稍微倾斜,管内外水银面的高度差不变,因为大气压强不变,压起的水银柱的高度不变,但玻璃管中水银的长度变长。
(3)[3]大气压强不变,则压起的液体液柱产生的压强不变,液体的密度比水银小,据知,液柱的高度会变大。
12. 如图所示,用甲、乙、丙三种装置分别拉一重为10N的物体,每个滑轮重均为2N,不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦,使用甲装置的好处是______,使用乙装置水平匀速拉物体移动1m,则绳子自由端移动______m,使用丙装置沿竖直方向匀速拉动该物体,此时拉力F3=______N。
【答案】 ①. 可以改变拉力的方向 ②. 2 ③. 6
【解析】
【详解】[1]由甲图可知,滑轮是定滑轮,使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向,所以使用甲装置的好处是可以改变拉力的方向。
[2]由乙图可知,滑轮是动滑轮,与动滑轮相连的绳子股数n=2,绳子自由端移动的距离为
s绳=ns物=2×1m=2m
[3]丙装置中,与动滑轮相连的绳子股数n=2,由于不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦,所以绳端的拉力为
13. 如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放在两容器中,小球静止时,两容器液面相平,两个小球受到的浮力分别为F1、F2,甲、乙两图中液体对杯底的压强分别为p1和p2, 则它们的大小关系为:ρ1______ρ2,F1______F2,p1______p2。(选填“>”、“=”或“<”)
【答案】 ①. > ②. = ③. >
【解析】
【详解】[1][2][3]因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以两个相同的小球在两杯中受到的浮力都等于小球的重力,则:F1=F2,由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,根据浮沉条件可知,。所以;因为小球静止时,两容器液面相平,由液体压强计算公式知,。
14. 如图甲,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙,物体运动速度v与时间t的关系如图丙,由图像可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力为_________N,当t=3s时,物体受到的摩擦力为__________N,2~4s内,物体处于________(平衡/非平衡)状态。
【答案】 ①. 2 ②. 4 ③. 非平衡
【解析】
【详解】[1]由图像可知,当t=1s时,物体的速度为0,处于静止状态,此时的拉力与静摩擦力是一对平衡力,大小相等,拉力为F=2N,所以受到的摩擦力也为2N。
[2]在4到6s间,物体做匀速直线运动,此时拉力和摩擦力是一对平衡力,由F﹣t图像可知,此时拉力为4N,所以摩擦力为4N;当t=3s时,物体做加速直线运动,但由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以此时的摩擦力也为4N。
[3]由图丙可知,2~4s内,物体做加速运动,处于非平衡状态。
三、作图题(共7分)
15. 如图所示,长方体A在粗糙斜面上保持静止,请画出长方体A所受重力G、摩擦力f和斜面所受的压力F。
【答案】
【解析】
【详解】A长方体静止在斜面上,相对斜面有向下滑动的趋势,受到斜面的摩擦力沿斜面向上,受到的重力,方向竖直向下,两个力都作用在A的重心上;A对斜面的压力,垂直于斜面向下,作用在斜面与A的接触面的中心。作图如下:
16. 在图中,质量分布不均匀的长方形物体放在水平地面上,A点是它的重心,如果用力只使物体一端稍微离开地面,在物体上画出所施加最小力的示意图,并标明支点O。
【答案】
【解析】
【详解】由图可知,A点是长方体的重心,故以长方体的左下角为支点时,阻力臂最短,以其左下角与右上角的连线为最长动力臂时,动力最小,使物体的右端稍微离开地面,最小动力的方向斜向右上方,如图所示:
17. 将重为G的长方体金属块从如图甲所示的位置匀速放入水中时,请在图乙中画出金属块从正要接触水面到逐渐沉入底部前所受浮力F浮随时间t变化的大致图像。
【答案】
【解析】
【详解】金属块刚接触水面时,所受的浮力为0,此时拉力等于重力;金属块开始浸入水中到浸没前,排开水的体积变大,据阿基米德原理知,所受的浮力变大;金属块浸没水中后,排开水的体积不变,所受的浮力保持不变,但金属块匀速放入水中,因为金属块的密度大于水的密度,整个浸没过程,都受到拉力的作用,所受的竖直向下的重力和竖直向上的浮力及拉力是平衡力,浮力不变时,拉力也不变,所以浸没时浮力小于重力。作图如下:
四、实验题(本大题3小题,共20分)
18. 在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,实验小组设计了如图所示的实验装置。
(1)如图甲所示,为了准确测量滑动摩擦力,小明同学拉着物块A沿水平面向右做匀速直线运动,这一过程利用________原理,可知物块与长木板之间的摩擦力为_____N;
(2)比较甲、乙两图可以得出结论:__________。
【答案】 ①. 二力平衡 ②. 3.4 ③. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1][2]图甲中,用弹簧测力计接着物块A沿水平面匀速直线运动时,A在水平方向所受的拉力和摩擦力是一对平衡力,据二力平衡可知,两个力的大小相等。测力计的分度值为0.2N,示数为3.4N,所以物块与和木板之间的摩擦力为3.4N。
(2)[3]图甲、乙中,压力相同,接触面的粗糙程度不同,乙中毛巾面的粗糙程度更大,测力计的示数更大,所受的摩擦力也更大,所以可得:当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
19. 用如图所示的装置探究运动和力的关系。
(1)每次让小车都从斜面上同一高度由静止滑下,使小车到达斜面底时的速度相同;取不同的水平表面进行实验,目的是使小车在不同水平表面运动时受到的_______不同;
(2)分析实验现象可得:水平面越光滑,小车速度减小得越_______(选填“快”或“慢”),小车能滑行的距离就越大。假如小车在水平面上不受阻力,它的速度将________。
【答案】 ①. 阻力 ②. 慢 ③. 保持不变
【解析】
【详解】(1)[1]取不同的水平表面进行实验,其粗糙程度不同,目的是使小车在不同水平表面运动时受到的阻力不同。
(2)[2]分析实验现象可知:水平面越光滑,小车的速度减小得越慢,小车能滑行的距离就越大。
[3]假如小车在水平面上不受阻力作用,它的速度将保持不变,即做匀速直线运动。
20. 小雨同学在研究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)组装好的压强计中的U形管______(填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)压强计通过U形管两端的液面_______来反映液体压强的大小,这里采用的研究方法是_______法(填“控制变量”、“转换”或“理想实验”);
(3)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两端的液面应当相平,而她却观察到如图甲所示的情景,调节的方法是( )(选填“A”或“B”);
A.将此时右边支管中高出的液体倒出 B.取下软管重新安装
(4)压强计调节正常后,小雨想要鉴别水和盐水。她将金属盒先后浸入乙、丙的两杯液体中,她发现乙杯中U形管两边的液柱高度差较大,于是认为乙杯中盛的是密度较大的盐水,小雨的结论是_______(选填“可靠”或“不可靠”)的,理由是:__________;
(5)小雨在此基础上又做了拓展实验。如图丁所示,她将两端开口的玻璃管的一端扎上橡皮膜并倒入水,底端橡皮膜向下微微凸起。然后将玻璃管缓慢插入装有盐水烧杯中,直到橡皮膜表面与水平面相平,如图戊所示。用刻度尺测出此时玻璃管中水柱的高度为h1,玻璃管底到盐水液面高度为h2,请用小雨测得的物理量推导出盐水密度的表达式ρ盐水=_____(用上述测量的物理量及水的密度ρ水表示)。
【答案】 ①. 不属于 ②. 高度差 ③. 转换 ④. B ⑤. 不可靠 ⑥. 没有控制金属盒在两种液体中的深度相同 ⑦.
【解析】
【详解】(1)[1]微小压强计左侧未开口,所以不属于连通器。
(2)[2][3]实验中运用转换法,通过观察U形管液面的高度差来得到压强大小的,液面的高度差越大,压强越大。
(3)[4]图甲所示,微小压强计在空气中时,液面存在高度差,说明微小压强计的气密性较差,需要把软管取下重新组装,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(4)[5][6]要通过压强的大小比较液体密度的大小,需要控制金属盒在液体中的深度相同,比较U形管液面的高度差,而乙、丙两次实验中未控制金属盒所处的深度相同,所以小雨的结论是不可靠的。
(5)[7]当底端橡皮膜刚好相平时,橡皮膜上端和下端的压强刚好相等为
带入数据为
解得
21. 在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示位置,此时杠杆_____(选填“是”或“不是”)平衡状态,为使杠杆在水平位置平衡,应将左端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节;实验过程中,总是使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的一是可以减小杠杆自身重力对杠杆平衡产生影响,另一作用是_________;
(2)如图乙所示,若每个钩码重0.5N,则弹簧测力计示数为_______N;
(3)如图丙所示,当弹簧测力计由M位置倾斜至N位置时,要使拉力大小不变,且杠杆继续在水平位置处于平衡,则应_____(选填“增大”或“减小”)悬挂的钩码总质量;
(4)若将右侧的钩码换成弹簧测力计进行实验,依次将弹簧测力计挂在从1到5的位置竖直向下施加拉力,始终保持杠杆在水平位置平衡,如图丁所示。按1到5的顺序,弹簧测力计的示数会逐渐 ______(选填“变小”、“不变”或“变大”);下列图像能正确表示整个过程中弹簧测力计对杠杆的拉力F与其力臂L大小变化关系的是( )
【答案】 ①. 是 ②. 左 ③. 方便测量力臂 ④. 0.6 ⑤. 减小 ⑥. 变小 ⑦. A
【解析】
【详解】(1)[1]图甲所示杠杆静止在如图位置,所以属于平衡状态。
[2]此时杠杆右侧低,说明右侧沉,为了使杠杆在水平位置平衡,需要把平衡螺母向左调节。
[3]实验中让杠杆在水平位置平衡,当杠杆受到的力的方向在竖直方向时,力臂与杠杆重合,所以这样做的目的是便于测量力臂。
(2)[4]图乙中,设杠杆一格的距离为L,根据杠杆平衡的条件可知
解得。
(3)[5]图丙中,弹簧测力计的示数不变,移动弹簧测力计时力臂变小,根据杠杆平衡条件可知,动力与动力臂的乘积变小,阻力臂不变,阻力变小,所以需要减小悬挂的钩码总质量。
(4)[6]图丁中阻力与阻力臂的乘积不变,移动过程中,动力臂变大,根据杠杆平衡条件可知,动力变小。
[7]根据可知
因为不变,所以弹簧测力计对杠杆的拉力与其力臂成反比,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
五、计算题(本大题2小题,共13分)
22. 下表是某种型号自行车的主要技术参数。李烨同学家到学校的路程是m的平直路面,骑车从家到学校的时间约为20min,李烨同学的质量是40kg。(g取10N/kg)求:
(1)李烨同学骑车的平均速度;
(2)水平骑行时自行车对地面的压强;
(3)自行车后座能携带物体的最大质量。
【答案】(1)3m/s;(2);(3)48kg
【解析】
【详解】解:(1)骑车从家到学校时间
t=20min=1200s
平均速度
(2)李烨同学的重力
G人=m人g=40kg×10N/kg=400N
水平行驶时,车对地面的压力
F=G车+G人=120N+400N=520N
车对地面的压强
自行车对地面的最大压力
自行车后座能携带物体的最大重力
G物=F大-G人-G车=1000N-400N-120N=480N
自行车后座能携带物体的质量
答:(1)李烨同学骑车的平均速度为3m/s;
(2)水平骑行时自行车对地面压强为Pa;
(3)自行车后座能携带物体的最大质量为48kg。
23. 工人师傅利用汽车作为动力,从水中打捞一个正方体物件,绳子通过定滑轮,一端系着物件,另一端系在汽车上,如图甲所示。汽车拉着物件匀速上升,已知汽车对绳子的拉力F与物件底面距离水底的高度h的变化关系如图乙所示。绳子的体积、绳重及摩擦均忽略不计,不计水对物体的阻力。(水的密度为kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)物件的质量;
(2)物件上表面刚露出水面时,其下表面受到水的压力;
(3)物件的密度。
【答案】(1)220kg;(2)1100N;(3)
【解析】
【详解】解:(1)物件完全离开水面后,由图乙可知此时的拉力为2200N,可得物件的重力
G=F拉=2200N
物件的质量
(2)物件浸没在水中时,由图乙可知此时的拉力为1100N,根据称重法可得此时物件受到的浮力为
F浮=G-F拉′=2200N-1100N=1100N
物件上表面刚露出水面时,上表面受到压力F向下=0N,且F浮=F向上-F向下,此时物件下表面受到水的压力为
F向上=F向下+F浮=0N+1100N=1100N
(3)当物体浸没时物体的体积等于物体排开液体的体积,根据F浮=ρ水gV排可得,物件的体积为
则物件的密度为
答:(1)物件质量为220kg;
(2)物件上表面刚露出水面时,其下表面受到水的压力为1100N;
(3)物件的密度为kg/m3。
六、综合能力题(本大题3小题,共18分)
24. 2021年10月16日,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号运载火箭发射成功,顺利将航天员翟志刚、王亚平、叶光富送入太空。三名航天员在空间站进行了长达6个月的工作,已圆满完成任务,于2022年4月16日安全返回。航天员们在中国空间站多次进行“天宫课堂”,在太空舱中给我们做了许多有趣的物理实验,请根据实验现象回答下列问题:
(1)运载火箭发射时,会向下喷出高温高压燃气(如图甲所示),这样火箭才能升空,说明物体间力的作用是______;航天员将陀螺仪从地球带入太空后,其质量将_______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)在2021年12月9日的“天宫课堂”上,王亚平将半片泡腾片放入蓝色的水球中,伴随气泡的产生水球不断变大,但并没有气泡从水球中跑出来,王亚平却闻到阵阵香气,这一现象表明__________;
(3)航天员王亚平、叶光富在“天宫课堂”中展示了太空抛物实验(如图乙所示),被王亚平水平抛出的冰墩墩将( );
A.向前运动过程中会向下坠落 B.沿原有方向匀速前进
(4)2021年12月9日,神舟十三号的航天员给我们做了如图丙所示“乒乓球在水中浮力消失”的实验,对这个现象的解释最准确的说法是( ) 。
A.太空中失重状态下,排开的水重力为零,浮力消失
B.乒乓球没有排开水,水对球没有压力
C.太空中失重状态下,水的密度小到零
D.乒乓球的质量为零,重力为零
【答案】 ①. 相互的 ②. 不变 ③. 分子在不停息地做无规则运动 ④. B ⑤. A
【解析】
【详解】(1)[1]因为力的作用是相互的,所以运载火箭发射时,向下喷出高温高压燃气的同时会受到空气施加的向上的力。
[2]因为质量与物体的位置无关,所以陀螺仪从地球带入太空后,其质量不变。
(2)[3]王亚平闻到阵阵香气,为扩散现象,说明构成物质的分子不停地做无规则运动。
(3)[4]因为太空中,物体不受力,根据牛顿一定律可知,物体会继续保持原来的运动,即沿原有方向匀速前进,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(4)[5] A.太空中失重状态下,排开的水重力为零,根据物体受到的浮力等于它排开的液体所受的重力,浮力为零,相当于浮力消失了,故A正确;
B.乒乓球放入水中后,占据了一部分原本都是水的空间,而且放入后液面会升高,所以是排开了一部分水的;液体压强产生的原因有两个,是液体受到重力的作用,二是液体具有流动性,太空中的水不受重力的作用,水对乒乓球没有压力,故B错误;
C.密度是物质本身的一种特性,一切物体都有密度,水的密度不会因为失重变为零,故C错误;
D.质量是物体的一种属性,不随物体位置的改变而改变,所以乒乓球的质量不为零;乒乓球在太空中处于失重状态,不受重力的作用,故D错误。
故选A。
25. 在“探究物体的浮与沉”实验中,华华老师演示了如图所示的几个实验。
【设计实验和进行实验】
(1)如图甲所示,卷成团的牙膏皮放在盛水的烧杯中会沉于杯底;将该牙膏皮弄成空心后,它却立在水中(如图乙所示)。牙膏皮受到的重力不变,在乙中排开水的体积________,故受到的浮力_______(均填“增大”、“减小”或“不变”);
(2)如图丙、丁所示,两个相同的烧杯中水量相等,将两块相同的橡皮泥分别做成实心球形和碗形,分别放入杯中后,橡皮泥静止时,丁杯中的水面上升得高,丁杯中橡皮泥所受的浮力______(填“大于”、“小于”或“等于”)丙杯中橡皮泥所受的浮力;
(3)如图戊所示,鸡蛋沉在装有水的烧杯底部,向水中不断加入浓盐水,使鸡蛋慢慢上升,仍不断加入浓盐水,最后静止在水面上。鸡蛋由底部上升的过程中,在没有露出水面之前,鸡蛋受到的浮力_______;鸡蛋正要浮出水面到静止过程中(不考虑由于惯性造成鸡蛋的起伏),其受到的浮力______(均填“变大”、“变小”或“不变”);
【分析与论证】
(4)通过以上三个实验,我们可以发现:重力不变时,可以通过改变_______和________来改变浮力的大小,从而改变物体的浮沉状态。
【答案】 ①. 增大 ②. 增大 ③. 大于 ④. 变大 ⑤. 变小 ⑥. 排开液体体积 ⑦. 液体密度
【解析】
【详解】(1)[1][2]由图甲和乙知,牙膏皮在乙中排开水的体积比甲中的大,据阿基米德原理知,乙中受到的浮力大。
(2)[3]图丙、丁中,两个相同烧杯中水量相等,即水的深度相同,放入同一橡皮泥后,丁中水面升得更高,则丁中橡皮泥排开水的体积更大,据阿基米德原理知,丁中橡皮泥所受的浮力更大。
(3)[4]鸡蛋由底部上升,未露出水面前,排开液体的体积不变,但盐水的密度变大,据阿基米德原理知,浮力变大。
[5]鸡蛋沉底时,重力大于浮力,不断加入盐水后,水密度变大,鸡蛋浸没水中排开水的体积不变,据阿基米德原理,浮力变大,直到大于重力时,开始上浮,则正要浮力水面时,浮力大于重力,静止时,漂浮在水面,浮力等于重力。所以正要浮出水面到静止的过程,浮力变小。
(4)[6][7]图甲、乙和丙丁,物体的重力不变,通过改变物体排开液体的体积来改变所受浮力的大小,让物体由下沉变成漂浮;图戊中,通过改变盐水的密度来改变鸡蛋的浮沉情况。所以重力不变时,可以通过改变排开液体的体积和液体的密度来改变浮力的大小。
26. 阅读短文,回答问题:
风洞
风洞即风洞实验室,是以人工的方式产生并且控制气流,用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况,并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备。
风洞种类繁多,如图甲所示为闭口直流式风洞,其主要组成部分为收缩段、试验段、扩散段和动力装置,动力装置包括直流电机和风扇。风扇转动后,将空气吸入风洞中,通过调节电机转速以获得不同的实验段速度,收缩段前装有整流栅,整流栅做成方格状,用来消除气流中的旋涡,气流通过收缩段后,流速增大,这样可使进入试验段的气流较为均匀。试验段截面是方形的,模型放在其中进行试验,扩散段的功能是使试验段后面的气流减速后再排入大气。
因为风洞的控制性佳,可重复性高,现今风洞广泛用于空气动力学工程的测试,譬如结构物的风力荷载和振动,风力发电、防风设施的功效等,一些研究也指出风洞实验之结果与现地风场观测的结果相近。
(1)用图甲所示的风洞做实验,实验模型应放置在________段,风洞工作时,气流的方向向________(选填“左”或“右”);
(2)实验时以________为参照物,模型是运动的;
(3)将图乙所示的机翼模型固定在台式测力计上并放置于风洞中,测量风洞工作与不工作时,测力计的示数变化,有风时测力计的示数_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)无风时的;
(4)在其它条件不变时,试验段的横截面面积越小,试验段的风速越________;
(5)若图乙所示机翼模型在水平风的作用下获得竖直方向的力的大小为F,实验得到F与风速的二次方(v2)关系图像如图丙所示,当风速是原来的2倍时,力F是原来( )
A.2倍 B.4倍 C.0.5倍 倍
【答案】 ①. 试验 ②. 右 ③. 气流 ④. 小于 ⑤. 大 ⑥. B
【解析】
【详解】(1)[1]风洞不同部分,作用不一样,收缩段能让流速增大,扩散段的功能是使试验段后的气流减速排入大气。所以实验模型放在试验段。
[2]空气从整流栅进入,从扩散段排出,所以空气由左端进入右端排开,气流的方向是向右的。
(2)[3]以气流为参照物,模型有位置变化,是运动的。
(3)[4]由图乙知,机翼模型上凸下平,有风时,空气通过机翼上下方,流速不同,上方流速大压强小,下方流速小压强大,形成一个向上的升力,则此时机翼受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力和升力的作用,处于平衡,支持力等于重力与升力的差。无风时,机翼受到重力和支持力的作用,处于平衡,支持力等于重力。机翼对测力计的压力与支持力是相互作用力,大小相等,而测力计的示数等于压力。有风时的支持力小于无风时的支持力,所以有风时测力计的示数变小。
(4)[5]其它条件不变时,试验段的横截面积越小,空气的速度应越大,通过的风速也越大。
(5)[6]由图丙知,F与v2的图线是过原点的倾斜直线,两者成正比关系。所以风速为原来的2倍时,F为原来的2倍的平方,即为原来的4倍。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。自行车净重
120N
行驶过程中轮胎与地面总接触面积
车轮直径
0.61m
轮胎承受的最大压强
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