精品解析:广西南宁三中2023~2024学年九年级上学期开学学情调查物理试题(解析版)
展开(考试时间:90分钟;满分100分)
注意:1.答题前,考生务必将姓名、准考证号、座位号填写在试卷和答题卡上。
2.考生作答时,请在答题卡上作答(答题注意事项见答题卡),在本试卷上作答无效。
3.本试卷,g=10N/kg。
一、选择题(共16题,共35分。在给出的四个选项中,第1-13题只有一个选项符合题目要求,选对得2分,选错得0分。第14-16题有多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全得2分,有选错得0分。请考生用2B铅笔在答题卡上将选定的答案标号涂黑。)
1. 在国际制单位中,力的单位是( )
A. 米(m)B. 秒(s)C. 牛顿(N)D. 千克(kg)
【答案】C
【解析】
【详解】A.在国际制单位中,米(m)是长度的单位,故A不符合题意;
B.在国际制单位中,秒(s)是时间的单位,故B不符合题意;
C.在国际制单位中,牛顿(N)是力的单位,故C符合题意;
D.在国际制单位中,千克(kg)是质量的单位,故D不符合题意。
故选C。
2. 乒乓球是我国的国球,在世界级比赛中,关于乒乓球比赛时的情景,下列说法正确的是( )
A. 击球时,球拍对球的力只改变了球的运动状态
B. 击球时,球拍对球的力只改变了球的形状
C. 击球时,球拍对球的力同时改变了球的形状和球的运动状态
D. 击球时,球拍对球有力的作用,球对球拍没有力的作用
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.击球时,球拍对球的力不仅改变了球的运动状态,还使球发生了形变,故AB错误,C正确;
D.物体间力作用是相互的,击球时,球拍对球有力的作用,球对球拍也有力的作用,故D错误。
故选C。
3. 下列主要涉及到流体压强与流速关系知识的是( )
A. 地铁站台安全线B. 模拟马德堡半球实验
C. 栏河大坝上窄下宽D.
医生用注射器给病人注射药液
【答案】A
【解析】
【详解】A.人离火车太近,火车开动时,使人和火车之间的空气流动速度快,压强变小,离站台远的地方气体相对流速较慢,压强较大,人在内外压强差的作用下,被强大的气流压向列车,从而造成危险,故A符合题意;
B.马德堡半球实验是历史上证明大气压存在的最著名的实验,故B不符合题意;
C.因为液体的压强随深度的增大而增加,拦河坝设计成下宽上窄,更好地保护拦河坝,故C不符合题意;
D.医生给注射器内吸药液时用到了大气压,但现在是向病人体内注射药液,利用的是人的推力,故D不符合题意。
故选A。
4. 如图所示,用手拉住弹簧测力计的挂钩,此时弹簧测力计的示数是( )
A. 3.1NB. 3.2NC. 4.9ND. 4.8N
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,所以此时弹簧测力计的示数是3.2N。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5. 下列事例中,属于增大压强的是( )
A. 菜刀磨得锋利B. 书包带很宽
C. 坦克安装履带D. 骆驼有宽大的脚掌
【答案】A
【解析】
【详解】A.菜刀磨得锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A符合题意;
BCD.书包带很宽、坦克安装履带、坦克安装履带都是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故BCD不符合题意。
故选A。
6. 如图厨房用具中,属于省力杠杆的是( )
A. 食品夹B. 碗夹
C. 筷子D. 开瓶器
【答案】D
【解析】
【详解】A.使用食品夹时,阻力臂大于动力臂,由杠杆平衡条件可知,阻力小于动力,属于费力杠杆,故A不符合题意;
B.使用碗夹时,阻力臂大于动力臂,由杠杆平衡条件可知,阻力小于动力,属于费力杠杆,故B不符合题意;
C.使用筷子时,阻力臂大于动力臂,由杠杆平衡条件可知,阻力小于动力,属于费力杠杆,故C不符合题意;
D.使用开瓶器时,阻力臂小于动力臂,由杠杆平衡条件可知,阻力大于动力,属于省力杠杆,故D符合题意;
故选D。
7. 下图所示的四幅图中所描述的力,对物体做了功的是( )
A. 叉车托着货物停在水平地面上,叉车对货物的力
B. 搬石头但没有搬动,手对石头的力
C. 使小车向前运动了一段距离的推力
D. 提着滑板在水平路面上前行,手提滑板的力
【答案】C
【解析】
【详解】做功的两个必要因素:作用在物体上的力,物体在力的方向上通过一段距离。
A.叉车托着货物停在水平地面上,叉车对货物的力没有做功,因为货物没有在力的方向移动距离,故A不符合题意;
B.搬石头但没有搬动,因为石头没有在力的方向移动距离,手对石头的力没有做功,故B不符合题意;
C.使小车向前运动了一段距离的推力,小车在推力的方向上移动了距离,故推力对小车做了功,故C符合题意;
D.提着滑板在水平路面上前行,因手提滑板的力方向竖直向上,而滑板(水平通过一段距离)没有在力的方向上移动距离,故手提滑板的力没有对滑板没有做功,故D不符合题意。
故选C。
8. 下列各图中,其中属于二力平衡的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】如果一个物体在两个力的作用下处于平衡状态,那么这两个力是相互平衡的,简称二力平衡。二力平衡的条件是:二力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、且作用在同一个物体上。
A.二力没有在一条直线上,不属于二力平衡,故A不符合题意;
B.二力大小不相等,不属于二力平衡,故B不符合题意;
C.二力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、且作用在同一个物体上。满足二力平衡条件,故C符合题意;
D.二力不在同一物体上,不属于二力平衡,故D不符合题意。
故选C。
9. 下列实验过程中,用到“控制变量法”的是( )
A. 用刻度尺测量课本的长度
B. 压力一定时,探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系
C. 用温度计测量温水的温度
D. 用弹簧测力计测量笔袋的重力
【答案】B
【解析】
【详解】B.因为探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系这个实验时,控制了压力不变,使用了控制变量法,故B正确,符合题意;
ACD.用刻度尺测量课本的长度、用温度计测量温水的温度、用弹簧测力计测量笔袋的重力都没有控制一个量不变的方法,也就是没有使用到控制变量法,故ACD错误,不符合题意。
故选B。
10. 在图中能防范惯性给人们带来危害的是( )
A. 紧固锤头
B 掷铅球
C. 开车系安全带
D. 跳远
【答案】C
【解析】
【详解】A.紧固锤头是利用锤头的惯性,套紧在锤柄上,故A不符合题意;
B.掷铅球是利用铅球的惯性,铅球离开人手后,由于惯性能继续在空中运动,故B不符合题意;
C.开车系安全带是防止急刹车时,由于人具有惯性,继续向前运动,碰到障碍物,发生事故,故C符合题意;
D.跳远是利用人的惯性,人离开地面后,由于惯性能继续在空中运动,故D不符合题意。
故选C。
11. 如图所示的四种情景,没有受到浮力的物体是( )
A. 长江大桥的桥墩
B. 海上试航中的“山东号”航母
C. 下潜中的“奋斗者”号
D. 飘在空中的热气球
【答案】A
【解析】
【详解】A.大桥的桥墩由于底面埋在水底,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,根据浮力产生的原因可知,桥墩不受浮力作用,故A符合题意;
B.海上试航中的“山东号”航母下表面浸在海水中,受到海水向上的压力,根据浮力产生的原因可知,其受浮力作用,故B不符合题意;
C.下潜中的“奋斗者”号浸没在水中,其上、下表受到水的压力,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即浮力,故C不符合题意;
D.飘在空中的热气球浸没在空气中,受到空气的浮力,故D不符合题意。
故选A。
12. 在下列实例中,不能说明大气压强存在的是( )
A. 如图甲:杯子中的饮料上升到嘴里
B. 如图乙:塑料吸盘压在光滑的墙上
C. 如图丙:悬空塑料管里的水不会流出来
D. 如图丁:液体从容器侧壁的孔中喷出
【答案】D
【解析】
【详解】A.用吸管吸饮料时,吸出吸管中的部分空气,使吸管内的气压减小,瓶中饮料在大气压的作用下上升,通过吸管进入口中,利用了大气压的作用,故A不符合题意;
B.使用吸盘时,首先将吸盘内的气体挤出,盘内不存在气体,气压几乎为零,在盘外大气压的作用下将吸管压在墙壁上。这是应用大气压,故B不符合题意;
C.塑料管外,纸受到向上的大气压的作用。塑料管内,纸受到管中水产生的压强的作用,大气压远大于管中的水产生的压强,所以水和纸被大气压托着,不会下落,利用了大气压,故C不符合题意;
D.液体从容器侧壁的孔中喷出,孔的位置越靠下,液体喷出的距离越远。说明液体的深度越大,压强越大,与大气压强无关。故D符合题意。
故选D。
13. 对下列图中各现象的描述正确的是( )
A. 如图甲:在托里拆利实验中,玻璃管由竖直变为倾斜放置,水银槽内水银对容器底压强变大
B. 如图乙:拉弯的弓具有弹性势能
C. 如图丙:人造地球卫星从近地点向远地点运动时,重力势能减小
D. 如图丁:老人和小孩一起爬楼梯,小孩跑得快,说明小孩做功快
【答案】B
【解析】
【详解】A.托里拆利实验中,玻璃管由竖直变为倾斜,玻璃管内水银柱的高度不变,但是倾斜后水银横截面积变大,所以玻璃管内的水银变多,因此槽内水银变少,高度变小,所以水银对容器底压强变小,故A错误;
B.拉弯的弓发生了弹性形变,具有弹性势能,故B正确;
C.人造地球卫星从近地点向远地点运动时,质量不变,高度变大,重力势能变大,故C错误;
D.老人和小孩一起爬楼梯,虽然小孩跑得快,但是两个人的重力不同,所以无法比较做功快慢,故D错误。
故选B。
14. 连通器在日常生活和生产中应用广泛,如图所示事例中是利用连通器原理工作的是( )
A. 活塞式抽水机B. 茶壶
C. 锅炉水位计D. 三峡船闸
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】A.活塞式抽水机,是利用大气压的原理工作的,故A不符合题意;
B.茶壶的壶嘴和壶身下部是相通的,构成了连通器,故B符合题意;
C.锅炉水位计是利用连通器的原理制成的,故C符合题意;
D.船闸的上游与闸室下面通过阀门相通,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,因此船闸利用了连通器原理,故D符合题意。
故选BCD。
15. 水平桌面上有两个完全相同的容器,装有质量相等的盐水和清水,小明先用盐水浸泡草莓,然后放入清水中清洗,草莓在盐水和清水中的浮沉情况如图所示(草莓由盐水到清水带走的盐水和草莓质量、体积的变化均忽略不计),下列判断正确的是( )
A. 草莓在盐水和清水中所受浮力相等
B. 草莓a的密度小于草莓b的密度
C. 两容器中有草莓时,对水平桌面的压强相等
D. 两容器中有草莓时,液体对容器底部的压强相等
【答案】BC
【解析】
【详解】A.草莓在盐水和清水中都处于浸没状态,排开液体的体积相同,两种液体的密度不同,由阿基米德原理可得,草莓在盐水和清水中所受浮力不相等,故A错误;
B.由乙图可知,草莓漂浮,则草莓的密度要小于液体的密度,草莓悬浮,草莓的密度要等于液体的密度,因此草莓的密度小于草莓的密度,故B正确;
C.两个完全相同的容器,装有质量相等的盐水和清水,放进去相同的草莓,即草莓重力相同、容器重力相同、液体的重力相同,所以两个容器对桌面的压力也相同,容器的底面积相同,由可得,两容器中有草莓时,对水平桌面的压强相等,故C正确;
D.草莓漂浮在液体中,受到的浮力等于自身的重力,浮力等于其排开的液体的重力;草莓和草莓在液体中浸没,排开的液体的体积相同,根据可知,草莓和草莓排开的盐水的重力要大于排开的水的重力,则容器底部受到盐水的压力要大于水的压力,根据可知,盐水对容器底部的压强要大一些,故D错误。
故选BC。
16. 在化学、生物等学科中也有物理知识的广泛运用,以下说法正确的是( )
A. 吸气时肺部扩张,肺内气压变大,在大气压的作用下使空气进入肺内
B. 鱼利用尾部和躯干的摆动在水中游,说明了物体间力的作用是相互的
C. 化学实验室在蒸馏水的制备过程中,利用了水的汽化及水蒸气的液化
D. 向上排空气法收集CO2,这是利用了CO2的密度比空气密度小的性质
【答案】BC
【解析】
【详解】A.吸气时,肺部扩张,体积增大,气体膨胀,密度变小,外界气压比肺内的气压大,形成压强差,在大气压的作用下使空气进入肺内,故A错误;
B.鱼利用尾部和躯干的摆动在水中游,鱼向水施加力,反过来水也向鱼施加了力,使鱼向前运动,这说明物体间力的作用是相互的,故B正确;
C.化学实验室在蒸馏水的制备过程中,通过加热蒸馏瓶内的水汽化为水蒸气,水蒸气通过导管进入试管,遇冷液化又重新变为液态水,故C正确;
D.向上排空气法收集CO2,这是利用了CO2的密度比空气密度大的性质,故D错误。
故选BC。
二、填空题(本大题共6小题,每空1分,共12分)
17. 如图,用等大的水平力轻推瓶子底部,瓶子不倒;轻推瓶盖,瓶子翻倒了。这说明力的作用效果与力的______有关(选填“大小”、“方向”或“作用点”)。赛龙舟是端午节里的传统习俗,号令一响,选手们奋力向后划桨,龙舟就能向前运动。这表明力的作用是______的。
【答案】 ①. 作用点 ②. 相互
【解析】
【详解】[1]力的作用点是影响力的作用效果的因素之一。当一个力施加在物体上时,力的大小、方向和作用点都会对物体的运动状态产生影响。在题目的描述中,用等大的水平力轻推瓶子底部,瓶子不倒;但是,如果施加在瓶盖上的力相同,那么瓶子就会翻倒。这说明力的作用点不同,会产生不同的效果。
[2]当选手们向后划桨时,桨对水施加了一个向后的力,同时水也会对桨施加一个向前的反作用力,使得龙舟向前运动。这也说明了力的作用是相互的,一个物体对另一个物体施加力的作用时,同时也受到另一个物体施加的反作用力。
18. 如图是建筑工人在使用铅垂线作业,铅垂线利用了重力方向总是______的物理知识;建筑工人所受重力的施力物体是______。
【答案】 ①. 竖直向下 ②. 地球
【解析】
【详解】[1]重力的方向总是竖直向下的,这意味着,在任何情况下,物体所受的重力都垂直于地面,且指向地球的中心。铅垂线就是利用了重力的方向总是竖直向下制成的。
[2]由于物体在地球上受到重力作用,因此施力物体必然是地球。因此建筑工人所受重力的施力物体是地球。
19. 一艘轮船从海里驶入河里,所受的浮力___________(选填“变小”、“不变”或“变大”),船体___________(选填“下沉”或“上浮”)一些。
【答案】 ①. 不变 ②. 下沉
【解析】
【详解】[1][2]轮船从海里驶入河里,仍然漂浮,它受到的重力仍然等于浮力,重力不变,浮力大小不变;河水的密度小于海水的密度,根据F浮=ρ液gV排可知,排开河水的体积大于排开海水的体积,所以轮船将下沉一些。
20. 踢毽子起源于汉代,高承《事物纪原》记:“今时小儿以铅锡为线,装以鸡羽,呼为毽子,三四成群走踢……”在如图所示的游戏中,毽子被踢出后,在上升过程中,其动能________,重力势能________。(均选填“增大”“不变”或“减小”)
【答案】 ①. 减小 ②. 增大
【解析】
【详解】[1][2]毽子质量是不变的,而被踢出后,在上升过程中,速度减小,高度增大,所以动能减小,重力势能增大,即动能转化为重力势能。
21. 如图甲所示,放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用,F-t和v-t图像分别如图乙、丙所示。物体C在第4s时受到的摩擦力大小为___________N;0~3s内物体静止是因为受到的拉力___________地面对木块的摩擦力(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 ①. 4 ②. 等于
【解析】
【详解】[1]滑动摩擦力的大小只与压力和接触面粗糙程度有关,根据图丙可知,物体6~9s做匀速直线运动,表明此时物体处于平衡状态,由于此时物体在水平方向只受拉力和摩擦力作用,故;根据图乙可知在6~9s物体受到的拉力为4N,故此时物体受到的滑动摩擦力为
而物体受到的滑动摩擦力大小与速度无关,所以3~6s内物体做加速运动,受到的滑动摩擦力大小不变均为4N,故物体C在第4s时受到的摩擦力大小为4N。
[2]0~3s内物体静止,即处于平衡状态,由二力平衡的条件,故此时。
22. 质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上,如图甲。将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将该柱体叠放在A上,A、B剩余部分对桌面的压强p随截取高度h的变化关系如图乙,则B的密度为___________,A的重力为___________N(g取10N/kg)
【答案】 ①. 0.6×103 ②. 6
【解析】
【详解】[1]质量分布均匀的实心正方体置于水平桌面上,对水平桌面的压强
由图乙可知,截取前有pB=6×102Pa,B的高度是10cm,B的密度为
[2]由图乙可知,当B截取2cm时,B剩余部分对桌面的压强
此时将截取的B物体叠放在A上,对桌面的压强也是480Pa,即
①
B的重力
由图乙可知,B放到A上面对水平桌面的压强是8×102Pa,即
②
由①和②得到
GA=6N
三、作图题(本大题共1小题,共4分)
23. 如图,是篮球投出后在空中飞行时的情景。如不计空气的阻力,请在图中画出篮球所受力的示意图
【答案】
【解析】
【分析】
【详解】篮球投出后在空中飞行时不计空气的阻力,仅受重力作用,方向竖直向下,如下图所示:
24. 如图所示,小球漂浮在水面上,请画出小球所受浮力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】浮力的方向总是竖直向上,作用点位于物体的重心位置,如图所示:
四、实验探究题(本大题共4小题,共25分)
25. 物理兴趣课堂上老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,小明找到的器材有海绵和两瓶完全相同的矿泉水。
(1)该同学通过观察海绵的______来反映压力的作用效果;
(2)如图甲所示,小明将两瓶完全相同的矿泉水分别倒立和正立放在海绵上,其目的是控制______大小相同,改变受力面积的大小。从实验中得出的结论是:在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越______;
(3)小明还想探究“影响液体内部压强的因素”,于是他找来一个如图乙所示的液体压强计。把探头放入水中,通过观察U形管左右两侧液面的______来判断探头处的压强大小,探头放在水中的深度越深,探头处水的压强就越______(选填“大”或“小”);
【答案】 ①. 凹陷的程度 ②. 压力 ③. 明显 ④. 高度差 ⑤. 大
【解析】
【详解】(1)[1]探究压力的作用效果与哪些因素有关的实验中,通过观察海绵的凹陷的程度来反映压力作用效果,应用了转换法。
(2)[2]实验过程中,小明将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,因为是同一瓶矿泉水重力不变,对海绵的压力大小不变,因此是用来探究压力的作用效果与受力面积之间的关系。
[3]由图中可知压力相同,瓶盖与海绵接触的使海绵的凹陷程度大于平底与海绵接触的,因此可得结论:当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)[4][5]将压强计的金属盒放入液体中,如果U形管两边的液面出现液面高度差,表示液体内部存在压强,即把探头放入水中,通过观察U形管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小,高度差越大,水的压强就越大。
26. 小明同学在复习力学实验时,遇到了一些问题,请帮助他解决。
(1)如图甲所示,在“阻力对物体运动的影响”的实验中,小明发现小车在木板表面运动的距离最远,在毛巾表面运动的距离最近,由实验现象可以得出,小车受到的阻力越小,速度减小得越______(选填“快”或“慢”)。由此进一步推理可知,运动的物体不受外力作用时,它将一直做______运动;
(2)图乙是探究“物体的动能与哪些因素有关”的实验装置,让同一钢球从不同的高度由静止滚下,碰到同一位置的同一个木块上,这么做的目的是为了探究钢球的动能大小与______的关系,若钢球从斜面上滚下时,推动木块移动的距离越远,可以判断钢球的动能越______(选填“大”或“小”);
(3)如图丙,当小卡片平衡时,小明将小卡片扭转一个角度,松手后小卡片______(选填“能”或“不能”)在此位置平衡,设计此实验步骤的目的是探究不在______上的两个力能否平衡。
【答案】 ①. 慢 ②. 匀速直线 ③. 速度 ④. 大 ⑤. 不能 ⑥. 同一直线
【解析】
【详解】(1)[1]小车在木板表面运动的距离最远,在毛巾表面运动的距离最近,这是由于阻力的大小不同导致的。因此,可以得出结论:小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。
[2]由此进一步推理可知,如果小车受到的阻力为零,即不受外力作用,速度减小为零,那么它将一直做匀速直线运动。
(2)[3]让同一钢球从不同的高度由静止滚下,碰到同一位置的同一个木块上,同一钢球意味着质量相同,不同的高度由静止滚下意味着到达底面的速度不同,所以目的是为了探究钢球的动能大小与速度的关系。
[4]实验利用了转换法,推动木块移动的距离表示动能大小,若钢球从斜面上滚下时,推动木块移动的距离越远,可以判断钢球的动能越大。
(3)[5][6]小卡片扭转一个角度后松手,受到的两个力不在同一直线上,小卡片不能在此位置平衡,所以设计此实验步骤的目的是探究不在同一直线上的两个力能否平衡。
27. 小明注意到很多公共场所都有类似图甲所示的提示牌。他想:摩擦力的大小与接触面的潮湿程度有什么关系呢?为了探究这一问题,他找来长条形地板砖、运动鞋、弹簧测力计和喷雾器,设计了图乙所示的实验装置。
(1)为了测出鞋子与地板砖之间滑动摩擦力的大小,小明把长条形地板砖放在水平桌面上,用弹簧测力计沿______方向拉着鞋子在地板砖上做匀速直线运动。根据______可知,此时弹簧测力计对鞋子的拉力与鞋子受到的滑动摩擦力大小______;
(2)小明用喷雾器向地板砖表面均匀喷雾改变地板砖的潮湿程度,通过实验得到下表中的数据。请在下图相应位置的坐标纸上描点,并用平滑曲线画出摩擦力f与喷雾次数的关系图像:____
(3)小明分析数据得出结论:摩擦力的大小随接触面潮湿程度的增大______(选填“先增大后减小”、“先减小后增大”或“不变”);
(4)小强了解了小明的实验结论后说:“我知道超市里的收银员清点钞票时为什么手边总放一块湿海绵了,这是为了改变接触面的潮湿程度来______(选填“增大”或“减小”)摩擦力的。”
(5)驾车行驶在高速公路上,雨天因为摩擦减小容易造成交通事故,请针对这一现象为公路旁的警示牌设计一条警示语以提醒驾驶员谨慎驾驶______。
【答案】 ①. 水平 ②. 二力平衡条件 ③. 相等 ④. ⑤. 先增大后减小 ⑥. 增大 ⑦. 雨天路滑,小心慢行
【解析】
【详解】(1)[1][2][3]弹簧测力计拉着鞋子在水平面上进行匀速直线运动,通过匀速直线运动可知,鞋子处于平衡状态,因此鞋子在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力。再根据二力平衡条件,可知弹簧测力计对鞋子的拉力与鞋子受到的滑动摩擦力大小相等。
(2)[4]用描点法画出摩擦力f与喷雾次数的关系图象,如下图所示:
(3)[5]结合图象,分析数据,喷雾次数多说明接触面越潮湿,从而得出结论:摩擦力的大小随接触面潮湿程度的增大先增大后减小。
(4)[6]收银员清点钞票时手边放一块湿海绵是为了通过改变接触面的潮湿程度来增大摩擦力的,从而使一张张钱分离。
(5)[7]雨天的时候摩擦力小,刹车后滑行距离长,所以要减速慢行,因此警示语可为:雨天路滑,小心慢行。
28. 生活处处有物理,留心观察皆学问。小江想要探究“影响浮力火小的因素”。
在生活中,小江留意过以下两个现象:
现象1:用手将空罐压入水中,空罐浸在水中的体积越大,需要用的力越大;
现象2:将鸡蛋放入盛有水的烧杯中,鸡蛋沉底,将水调制成一定浓度的盐水,鸡蛋上浮。
根据现象提出猜想:
猜想1:浮力大小可能与被物体排开液体的体积有关。猜想2:浮力大小可能与液体密度有关。
(1)【设计并进行试验】
小江利用金属块、弹簧测力计、烧杯、水、盐水、细线进行了如下实验来验证以上猜想:
①对比分析______两次实验,可以验证猜想1是正确的;对比分析______两次实验,可以验证猜想2是正确的;对比分析丙、丁两次实验,得出的结论是:物体所受浮力大小与深度______(有关/无关);
②小江完成本次实验后,又用获得的数据求出了金属块的密度______kg/m3;
(2)【实验拓展】
大家都知道“曹冲称象”的方法,如图所示。小江基于刚才的实验,即象与结论,根据前后两次水面均与记号线相平知前后两次排开水的体积______,即象与石头受到的浮力______(两空均填“相等”/“不相等”),由此推出“象重等于石头重”的结论。故事里面所用到的方法是______(填“等效替代法”或“推理法”)。
【答案】 ①. 乙、丙 ②. 丁、戊 ③. 无关 ④. 2.4×103 ⑤. 相等 ⑥. 相等 ⑦. 等效代替法
【解析】
【详解】(1)①[1]要验证猜想1:浮力的大小与排开液体的体积有关,应控制液体的密度相同,物块排开液体的体积不同,由图可知,可以通过乙、丙两次实验来对比分析。
[2][3]分析丁、戊两次实验,物块排开液体体积相同,液体的密度不同,且测力计的示数不同,根据
可知物块所受的浮力不同,说明浮力的大小与排开液体的密度有关,可以验证猜想三,故浮力的大小与排开液体的密度有关。
②[4]由甲图知,其中弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为4.8N,金属块受到的重力等于弹簧对其的拉力,即
根据称重法,分析甲、乙两图,可知图中金属块受到的浮力为
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知,金属块排开水的体积为
由于物块浸没在水中,则金属块体积等于其排开水的体积,即
由可得,物体的质量为
由可得,物体的密度为
(2)[5][6]由图知,船上装大象和装石头时水面达到相同的记号,即排开水的体积相等,根据阿基米德原理可知,两种情况船受到的浮力相等。
[7]两种情况船均为漂浮,根据漂浮条件可知,所受浮力等于自身重力;所以,大象和船的总重等于石头和船的总重,由此可得
这里所用到的方法是等效替代法。
五、综合应用题(本大题共3小题,共24分。解答时要求在答题卡相应的答题区域内写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤,只写由最后答案,未写出主要清算过程的,不得分)
29. 2022年,我国快递业务量首破950亿件,如图是一物流机器智能车配送时情景,该车质量为450kg,在某平直道路上100s匀速行驶了400m,已知机器所受阻力为120N。求:
(1)该物流机器智能车的重力;
(2)该物流机器匀速行驶时的速度;
(3)匀速行驶的100s内牵引力做的功。
【答案】(1)4500N;(2)4m/s;(3)48000J
【解析】
【详解】解:(1)该物流机器智能车的重力
(2)该物流机器匀速行驶时的速度
(3)机器匀速行驶,牵引力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,牵引力
匀速行驶的100s内牵引力做的功
答:(1)该物流机器智能车的重力为4500N;
(2)该物流机器匀速行驶时的速度为4m/s;
(3)匀速行驶的100s内牵引力做的功为48000J。
30. 用如图所示的滑轮组将静止在水平地面上质量为40kg的物体匀速竖直提升3m,所用拉力F=250N;求:
(1)拉力F做的功;
(2)滑轮组所作的有用功;
(3)滑轮组的机械效率。
【答案】(1)1500J;(2)1200J;(3)80%
【解析】
【详解】解:(1)从图可知绳子股数为2股,根据功的公式,可计算拉力F做的功为
(2)物体在重力作用下竖直上升3m,因此滑轮组所作的有用功为
(3)根据机械效率公式,可计算滑轮组的机械效率为
答:(1)拉力F做的功为1500J;
(2)滑轮组所作的有用功为1200J;
(3)滑轮组的机械效率为80%。
31. 人工涂抹油漆难精准且气味难闻,于是某团队设计了“智能浸泡上漆器”,如图所示,上漆器由柱形硬质浮杆、力传感器、工作台、挡板等组成。浮杆的质量为0.2kg,底面积为;力传感器固定且与浮杆接触但无压力;工作台固定在上漆器底部,其上表面积为0.5m2,高为0.1m。将待上漆的质量分布均匀的柱体A放在工作台中央,将挡板固定在1m高处,开始注漆,当浮杆对力传感器的压力为14N时停止注漆,完成对柱体A的上漆。已知柱体A的质量为500kg,底面积为,高为0.8m,油漆密度为。g取10N/kg。求:
(1)当漆面上升至0.1m时,油漆对上漆器底部的压强;
(2)当漆面上升至0.4m时,柱体A对工作台的压强;
(3)停止注漆时,柱体A被上漆的高度。
【答案】(1);(2)4000Pa;(3)0.6m
【解析】
【详解】解:(1)当漆面上升至0.1m时,油漆对上漆器底部的压强为
(2)当漆面上升至0.4m时,柱体A排开液体的体积为
柱体A受到的浮力为
对工作台的压力为
F压=G-F浮1=mg- F浮=500kg×10N/kg-3000N=2000N
柱体A对工作台的压强
(3)当浮杆对力传感器的压力为14N时,由力的相互性,力传感器对浮杆的压力T大小为14N,方向竖直向下,浮杆还受到重力及液体产生的浮力的作用,根据力的平衡有
F浮2=G浮杆+T=m浮杆g +T=0.2kg×10N/kg+14N=16N
根据阿基米德原理,浮杆排开液体的体积为
浮杆在液体中的深度为
当柱体A浸入深度为0.6m时,柱体A排开油漆的体积
此时柱体A受到的浮力
此时柱体A受到的浮力恰好等于柱体A的重力,故静止时柱体A应漂浮,继续注漆时,柱体A仍漂浮,故停止注漆时,柱体A被上漆的高度为
Δh=hA-(h-h2)=0.8m-(1m-0.8m)=0.6m
答:(1)当漆面上升至0.1m时,油漆对上漆器底部的压强为;
(2)当漆面上升至0.4m时,柱体A对工作台的压强4000Pa;
(3)停止注漆时,柱体A被上漆的高度为0.6m。喷雾次数
0
2
4
6
8
10
12
摩擦力f/N
3.2
3.6
4.0
3.0
2.8
2.6
2.6
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