精品解析:江苏省南京市南京大学附属中学2023~2024学年八年级下学期期末物理素养模拟综合测试题
2024-06-22
|
2份
|
40页
|
643人阅读
|
18人下载
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | 南京市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 14.94 MB |
| 发布时间 | 2024-06-22 |
| 更新时间 | 2026-04-22 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-06-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/45902700.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
江苏省南京市南京大学附属中学2023~2024学年下学期
八年级物理期末素养模拟综合测试卷
测试内容:第七章至第十二章 时间:90分钟 满分:100 分
一、选择题(共12小题,每小题2分,计24分。每小题只有一个选项是符合题意的)
【新课标】[学科素养·物理观念]
1. 为了说明骑电动车要戴安全头盔的道理,某同学做了一个模拟实验:将两个相似的鸡蛋甲、乙分别放在纸筒上,鸡蛋甲上方放一个轻质瓶盖,拿一根筷子用大小相同的力分别敲击,如图所示。结果鸡蛋甲完好无损,鸡蛋乙立即破碎。下列有关叙述错误的是( )
A. 放上瓶盖后可以增大受力面积
B. 敲击时鸡蛋上部受到的压强甲比乙大
C. 鸡蛋乙被敲碎说明力能改变物体的形状
D. 要提高实验的可靠性还需多次实验
【新课标】[学科素养·科学思维]
2. 如图,弹簧测力计和细线的重力及摩擦力不计,物重G=1.5N,弹簧测力计A、B的示数分别( )
A. 1.5N,3N B. 1.5N,0 C. 1.5N,1.5N D. 0,1.5N
【跨学科·社会发展】
3. 如图所示的是一架无人机携带农药飞行的情境。这架无人机一天可完成600亩农田农药喷洒任务,若换作人工,则需要60位工人满负荷工作一整天,科技带来的优势非常明显。若无人机携带农药(未喷洒农药)竖直向上匀速升空过程中,下列关于无人机说法正确的是( )
A. 重力势能不变 B. 动能增加
C. 此过程中动能转化为重力势能 D. 机械能增加
【新课标】[学科素养·科学态度与责任]
4. 如图所示,“怒江72拐”是西藏自治区昌都地区八宿县境内的一条盘山公路,被认为是最美的盘山路之一,将山路修成S形是为了( )
A. 缩短汽车上山过程中所走的路程
B. 减小汽车上山过程中的牵引力
C. 减少汽车上山过程中所做的功
D. 缩短汽车上山过程中所用的时间
【新课标】[中华优秀传统文化]
5. 如图所示是古代人利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮,绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶,当人拉或放绳索的另一端即可让水桶升降。下列说法正确的是( )
A. 井架上的滑轮是动滑轮
B. 利用这个滑轮可以省距离
C. 手拉绳子所做的功是总功
D. 提等量的水,水桶越重机械效率越高
【新课标】[劳动教育]
6. 劳动教育越来越重要,许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻(一头重一头轻),在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你据劳动体验结合杠杆平衡知识,判断下列说法中正确的是( )
A. 肩膀应该靠近“轻的一头”
B. 肩膀应该靠近“重的一头”
C. 肩膀应该居于扁担正中间
D. 挑着担子走路,扁担一般会上下“闪动”,“闪动”时一定是一个框子向上运动同时另一个框子向下运动
【新课标】[学科素养·科学探究]
7. 小明在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,用弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动,如图甲所示;将铁块放在木块上,再次用弹簧测力计水平拉动木块,使木块和铁块沿同一水平木板做匀速直线运动,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 图甲所示实验中,木板受到的压力与木块受到的重力是一对相互作用力
B. 图乙所示实验中,铁块受到向左的静摩擦力作用
C. 甲、乙两次实验,可以探究滑动摩擦力的大小与压力是否有关
D. 甲、乙两次实验,可以探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关
【新课标】[教材P60T2变式]
8. 如图所示,在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计,现将它们分别放入盛有不同液体的两个相同的烧杯中,当它们竖直静止在液体中时,液面高度相同。下面判断中( )
①两个简易密度计所受浮力F甲>F乙
②两杯液体的密度ρ甲<ρ乙
③两个烧杯底部所受液体的压强p甲>p乙
④两个烧杯对桌面的压强p甲<p乙
A. 只有②③正确 B. 只有①②正确
C. 只有③④正确 D. 只有②④正确
【新课标】〔学科素养·科学思维]
9. 如图在一盛水的柱状容器中,浸没着一块用细绳拴住的实心冰块,细绳固定在烧杯底部。下列能正确表示冰块逐渐熔化时,容器底部受到水的压强p随冰熔化的体积V变化而变化的图像是( )(不考虑水蒸发和温度影响,,)
A. B.
C. D.
【跨学科·数学】
10. 物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图乙时,受到的水平推力为F2.两次推力的功率分别为P1、P2.则下列关系正确的是
A. F1=F2 P1>P2 B. F1=F2 P1<P2 C. F1>F2 P1>P2 D. F1<F2 P1>P2
【新课标】[学科素养·科学思维]
11. 如图所示,用滑轮组拉着重为600N的物体A匀速直线水平向右运动,已知水平拉力F为50N,物体的运动速度为0.1m/s,物体A受到的摩擦力f为120N。下列说法正确的是( )
A. 右侧滑轮为定滑轮,可以省力
B. 水平拉力F的功率为10W
C. 滑轮组的机械效率为80%
D. 在物体A上方放置一个重物,此时滑轮组的机械效率不变
12. 如图甲所示,将一圆柱体木块用细线栓在没有水的容器底部,然后向容器中逐渐加水。图乙是木块所受浮力随容器中水的深度变化的图象。下列说法正确的是( )
①木块的重力为10N
②木块的底面积为100cm2
③木块刚好浸没时,液体对容器底的压强为1600Pa
④木块的密度为0.8×103kg/m3
A. ①② B. ②③ C. ②④ D. ③④
二、填空题(共5小题,计20分)
【跨学科·日常生活】
13. 如图甲所示,用手指快速将硬纸片弹飞,鸡蛋掉入水中________(选填“硬纸片”或“鸡蛋”)具有惯性;如图乙所示,杯子里装满了水,这证明了________的存在;如图丙所示,沿图示方向用力吹气,这说明气体在流速大的地方压强________。
【跨学科·体育与健康】
14. 如图所示,当滑雪者从雪山顶峰风驰电掣般下滑时,踏着滑雪板的人把重力都压在滑雪板上时,雪内的空气就会被逼出;因此,滑雪板不是与雪地直接接触,而是在一层气垫上滑行,这层气垫不但对滑雪板施加一个向上的托力,并且减小了雪地与滑雪板之间的摩擦;然而,这层气垫只能维持一段很短的时间,如果滑雪者在雪地上停留超过一秒,就会沉下去。
(1)踏着滑雪板时,不容易陷入雪地里,这是因为滑雪板能够______ ,从而使雪地受到的压强______ ;
(2)滑雪板可以轻易在雪地上滑行,是由于:______ ;
(3)若滑雪板的长、宽12cm,滑雪者的速度最小为______m/s ,他才能不会在雪地上下沉。
【新课标】[安全与健康]
15. 10月16日,为世界脊柱日如图人的脊柱起着支撑头部的作用,颈部肌肉连接颈部和头部,并控制着头部的运动。长时间低头会对颈椎和颈部肌肉造成损伤,人低头时头部的脊椎可以看作一个杠杆。分析问题:
(1)请在图中画出人体头部所受重力的示意图;______
(2)人在低头过程中,头部的重力的力臂______(选填增大或减小)颈部肌肉群对后颅向下的拉力______(填增大或减小)若将拉力看作动力,这是一个______杠杆,头部向下弯曲度增大颈椎所受的______增大;
(3)结合以上分析,给出一条保护颈椎健康的合理建议。______
【新特色】(原创)
16. 目前国内应用最广泛的是AX-7级热气球,其球囊体积为2176m3,最大起飞质量620kg。该热气球在起飞前需要对球囊内的空气进行加热,使其内部的空气密度___________(选填“大于”“小于”或“等于”)外部的空气密度。当该热气球以最大起飞质量悬浮在空中时,球囊内气体的密度为___________kg/m3(小数点后保留两位数字)。(已知ρ空气=1.3 kg/m3,g=10 N/kg)
【新课标】[中华优秀传统文化]
17. 《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作。其中关于一种叫“筒车”的古代农业机械这样记载道:“凡河滨有制筒车者,堰陂障流,绕于车下,激轮使转,挽水入筒,一一倾于枧内,流入亩中,昼夜不息,百亩无忧。”图甲为文中记载的筒车,图乙为筒车的简化示意图。
(1)筒车工作时是把___________能转化为重力势能;
(2)取水筒的容积越大,筒车旋转一周提升的水就越多,那么对进入接水槽的水所做的功越___________,当水流变湍急后,筒车提升水的功率会变___________。;
(3)若接水槽离取水处高4m,水轮上有12个取水筒,一个取水筒每次可取水4kg,筒车旋转一周所用时间为60s,水流冲击筒车的总功率为40W,水流做的总功为___________J,筒车旋转一周取水的机械效率为___________(接水槽离倒水处的高度忽略不计,g取10N/kg)。
三、作图题(共2小题,计8分)
【新课标】[学科素养·物理观念]
18. 如图,作出漂浮在水面上的物体所受的重力和浮力的示意图。
【跨学科·工程实践】
19. 一辆汽车陷入一泥泞路段,请利用滑轮组和周围条件组装成一套拖车装置,用最小的力将车拖离泥泞路段,并在图中画出滑轮组的绕线方法。
四、实验探究题(共4小题,计25分)
新课标)[学科素养·科学探究]
20. 小雨和小明利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。
(1)如图1所示,把小桌放在透明的沙箱中,让重物从高处落下,撞击小桌,观察桌腿陷入沙子的深度,探究重力势能的大小与哪些因素有关;
①实验探究的是 __________(选填“重物”或“小桌”)的重力势能。通过实验,发现同一个重物从不同高度落下,高度越高,能够对外做功越,说明它的重力势能越__________;
②要进一步探究重力势能与质量的关系,应换用________不同的重物,让它们从同一高度落下,观察桌腿陷入沙子的深度;
(2)把重物按图2所示方式分别放在小桌上,观察小桌陷入沙子的深度,探究压力作用效果与什么因素有关;
①在分析压力作用效果与压力大小的关系时,小雨选择甲、乙两次实验进行比较,得出结论:压力越大,压力作用效果越明显;小明选择甲、丙两次实验进行比较,得出结论:压力越大,压力作用效果越不明显,大家一致认为小明的实验结论是错误的,理由是________;
②分析__________两次实验可发现压力作用效果与受力面积有关。
21. 小明与同学一起利用弹簧测力计、玻璃杯、金属块、水、浓盐水等实验器材,探究浮力的大小与哪些因素有关。他们正确的进行了如图所示的实验操作:
(1)根据以上实验,把表中数据填写完整:( )
实验次数
液体种类
金属块的重力/N
金属块浸入情况
金属块在液体中时测力计的示数/N
金属块所受浮力/N
1
——
2.7
—
——
——
2
水
2.7
部分
2.0
0.7
3
水
2.7
全部
1.7
1.0
4
浓盐水
2.7
全部
1.5
——
(2)分析实验②③可得:液体密度相同,金属块排开液体的体积越大,浮力越___________;
(3)分析实验③④可得:金属块排开液体的体积相同,液体密度越大,浮力越___________;
(4)结论:浮力的大小与___________和___________有关;
(6)小明完成上述实验后,找来合适的玻璃杯,倒入足够深的水,将挂在测力计上的金属块逐渐下降,但不接触容器底。绘制出了实验中测力计的示数F随物体下表面至水面深度h变化的F-h图像。分析图像可知:当金属块浸没水中后继续下降过程中测力计的示数___________,这表明:浸没在水中的物体受到的浮力跟浸没的深度___________。
【新课标】[学科素养·科学探究]
22. 某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中实验装置如图所示,得到的数据如表所示:
实验次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.6
0.4
62.5%
3
6
0.1
2.4
—
—
(1)通过表中数据可分析出第2次实验是用________(选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验;
(2)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率___________(选填“越高”“不变”或“越低”);
(3)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为绳端移动距离s=___________m,机械效率η=___________(百分号前保留一位小数);
(4)比较第1次实验和第3次实验可得出结论:使用同一滑轮组,_________。
(5)只要滑轮组结构一定,知道绕动滑轮的细绳有n段,测滑轮组机械效率的实验器材就可以不需要___________(填一种测量工具名称),且机械效率的表达式的通式为η=________(用本题中有关字母表示);
(6)如采用图丙装置,改变动滑轮重G,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁的图像,分析图像中的A点可知,被提升物体所受的重力G为___________N。(忽略绳重和摩擦)
【新特色】[实验探究·设计实验]
23. 实验桌上有满足实验要求的器材:调节好的弹簧测力计一个,重力为1N的钩码两个,在水平位置调节平衡的杠杆一个。杠杆上相邻刻度间距离相等,刻线上下靠近杠杆边缘处均有圆形小孔,可用来挂钩码或弹簧测力计,如图所示。请利用上述实验器材,设计一个实验证明:“杠杆在水平位置平衡时,如果动力臂、阻力臂保持不变,则动力F1与阻力F2有关”。要求:
(1)用点A表示钩码作用在杠杆上的位置,用点B表示弹簧测力计作用在杠杆上的位置,请在图中的杠杆上标出A点和B点;
(2)写出主要实验步骤;
(3)画出实验数据记录表格。
五、计算题(共2小题,计16分)答案含评分细则)
【新特色】(原创)
24. 秋收时节,小龙用自制的简易滑轮组(如图所示)将54kg的玉米提升至距地面6m高的楼顶晾晒,用时40s,此时滑轮组的机械效率为75%。已知绳子能够承受的最大拉力为500N,每个滑轮的重力为40N,g=10N/kg。求:
(1)他做的有用功;
(2)他对绳子的拉力和做功的功率;
(3)若提升过程中克服绳重和摩擦对应的额外功始终占总功的8%,小龙利用该滑轮组提升玉米的最大机械效率(百分号前保留一位小数)。
【新课标】[学科素养·科学思维]
25. 如图所示,薄壁长方体容器A放在水平桌面上,底面积为,高为12cm,质量为。容器A内装有144g水。均匀实心立方体B和C的边长都为4cm,质量分别为,。已知,。忽略实心立方体吸水、容器壁厚度等次要因素。
(1)求容器A对水平桌面的压强。
(2)若将B缓慢放入容器中,请分析B平衡时的状态,并求出B放入前后水对容器底部压强的变化量。
(3)若将C放在B上,再将它们缓慢放入容器中,平衡时C与B的接触面水平,求C对B的压力。
六、综合应用题
26. 阅读材料,回答问题:
天宫空间站
2021年10月16日,神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接,这将开启中国空间站迄今为止宇航员驻留时间最长的任务。为了激发青少年对科学的热爱,航天员进行了“天宫”授课活动,由于太空中的空间站能够提供独特的“完全失重”环境(物体在空间站运动时等效于不受重力),可以更有利于演示一些实验现象。在直播中发现宇航员在用脚蹬天宫站的内壁时,其会向相反方向运动,用手拉住扶手可以让宇航员停下来,在上课时,王亚平向前抛出一个北京冬奥会的吉祥物“冰墩墩”,发现“冰墩墩”向前匀速直线运动,碰到空间站的舱壁后反弹回来如图甲所示,王亚平还做了下面有趣的实验,将一个普通的乒乓球按压进入水中,松手后发现乒乓球静止在按压位置如图乙所示。
在结束为期6个月的飞行任务后,航天员于2022年4月16日成功返回地面,此次返回是我国首次采用“快速返回技术”,其离地面10km后降落过程简化如下:返回舱在距离地面高度10km处,打开引导伞、减速伞、主伞,返回舱减速降落,在离地面1m左右时启动反推发动机,减速到2m/s左右的速度时抵达地面。
(1)航天员在空间站的惯性______(选填“小于”、“等于”或“大于”)在地球表面的惯性,请从所给的材料中“王亚平向前抛出一个北京冬奥会的吉祥物“冰墩墩”,发现“冰墩墩”向前匀速直线运动”这个现象能够直接反映出“力不是______(选填“改变”或“维持”)物体运动状态”的原因。
(2)乒乓球没有上浮的原因是______(填写正确选项前的字母)。
A.乒乓球受到的浮力与重力二力平衡
B.乒乓球上下表面受到液体压力差为零
(3)为了健身,航天员进行下面哪种方式的运动最合理______(填写正确选项前的字母)。
A.跳远B.跑步C.引体向,上D.拉弹簧拉力器
(4)返回舱返回地面需要考虑大气气流、温度、压力等因素的影响,中国科学家因此制造了一个和返回舱相似的飞行器,模拟返回舱返回地面的情况,这是运用______(选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
(5)从打开引导伞、减速伞、主伞到落到地面的过程中,宇航员的动能______(选填“增加”、“不变”或“减少”),重力势能______(选填“增加”、“不变”或“减少”)。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
江苏省南京市南京大学附属中学2023~2024学年下学期
八年级物理期末素养模拟综合测试卷
测试内容:第七章至第十二章 时间:90分钟 满分:100 分
一、选择题(共12小题,每小题2分,计24分。每小题只有一个选项是符合题意的)
【新课标】[学科素养·物理观念]
1. 为了说明骑电动车要戴安全头盔的道理,某同学做了一个模拟实验:将两个相似的鸡蛋甲、乙分别放在纸筒上,鸡蛋甲上方放一个轻质瓶盖,拿一根筷子用大小相同的力分别敲击,如图所示。结果鸡蛋甲完好无损,鸡蛋乙立即破碎。下列有关叙述错误的是( )
A. 放上瓶盖后可以增大受力面积
B. 敲击时鸡蛋上部受到的压强甲比乙大
C. 鸡蛋乙被敲碎说明力能改变物体的形状
D. 要提高实验的可靠性还需多次实验
【答案】B
【解析】
【详解】A.放上瓶盖后,受力面积增大,压力不变,故压强变大,A正确,故A不符合题意;
B.放上瓶盖后,受力面积增大,压力不变,故压强变大,敲击时鸡蛋上部受到的压强甲比乙小,B错误,故B符合题意;
C.鸡蛋乙被敲碎,鸡蛋的形状发生了改变,故说明力能改变物体的形状,故C正确,C不符合题意;
D.要提高实验的可靠性还需多次实验,避免偶然性,故D正确,D不符合题意。
故选B。
【新课标】[学科素养·科学思维]
2. 如图,弹簧测力计和细线的重力及摩擦力不计,物重G=1.5N,弹簧测力计A、B的示数分别( )
A. 1.5N,3N B. 1.5N,0 C. 1.5N,1.5N D. 0,1.5N
【答案】C
【解析】
【详解】对于弹簧测力计A:由重物处于平衡状态得到,弹簧的拉力大小
FA=G=1.5N
弹簧测力计A的读数为1.5N;
对于弹簧测力计B:弹簧测力计处于平衡状态,弹簧的拉力大小
FB=G=1.5N
弹簧测力计B的读数为1.5N。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【跨学科·社会发展】
3. 如图所示的是一架无人机携带农药飞行的情境。这架无人机一天可完成600亩农田农药喷洒任务,若换作人工,则需要60位工人满负荷工作一整天,科技带来的优势非常明显。若无人机携带农药(未喷洒农药)竖直向上匀速升空过程中,下列关于无人机说法正确的是( )
A. 重力势能不变 B. 动能增加
C. 此过程中动能转化为重力势能 D. 机械能增加
【答案】D
【解析】
【详解】ABD.无人机携带农药(未喷洒农药)竖直向上匀速升空过程中,其质量不变,速度不变,故动能不变;因高度变大,故重力势能变大,故机械能增加,故AB错误,D正确;
C.因动能保持不变,此过程中不是动能转化为重力势能,故C错误。
故选D。
【新课标】[学科素养·科学态度与责任]
4. 如图所示,“怒江72拐”是西藏自治区昌都地区八宿县境内的一条盘山公路,被认为是最美的盘山路之一,将山路修成S形是为了( )
A. 缩短汽车上山过程中所走的路程
B. 减小汽车上山过程中的牵引力
C. 减少汽车上山过程中所做的功
D. 缩短汽车上山过程中所用的时间
【答案】B
【解析】
【详解】盘山公路就相当于变形的斜面,使用斜面可以省力,减小了车辆上山时所需要的牵引力;不省功,但费距离和时间。
故选B.
【新课标】[中华优秀传统文化]
5. 如图所示是古代人利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮,绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶,当人拉或放绳索的另一端即可让水桶升降。下列说法正确的是( )
A. 井架上的滑轮是动滑轮
B. 利用这个滑轮可以省距离
C. 手拉绳子所做的功是总功
D. 提等量的水,水桶越重机械效率越高
【答案】C
【解析】
【详解】AB.井架上的滑轮工作时位置固定不动,是定滑轮,其作用是改变力的方法,既不省力,也不省距离。故AB错误;
C.根据滑轮做功的特点,对物体所做的功为有用功,手拉绳子所做的功是总功,故C正确;
D.提水时,对水做的功为有用功,对桶做的功为额外功,提等量的水,有用功相同,水桶越重额外功越多,机械效率越低,故D错误。
故选C。
【新课标】[劳动教育]
6. 劳动教育越来越重要,许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻(一头重一头轻),在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你据劳动体验结合杠杆平衡知识,判断下列说法中正确的是( )
A. 肩膀应该靠近“轻的一头”
B. 肩膀应该靠近“重的一头”
C. 肩膀应该居于扁担正中间
D. 挑着担子走路,扁担一般会上下“闪动”,“闪动”时一定是一个框子向上运动同时另一个框子向下运动
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.根据杠杆平衡的条件F1l1= F2l2可知,力变大,力臂减小,为了使扁担处于水平平衡状态,肩膀应该靠近“重的一头”,故AC错误,B正确;
D.挑着担子走路,扁担一般会上下“闪动”, “闪动”时一个框子向上运动同时另一个框子向下运动,会使扁担前后一端翘起,一端下沉,不便于人向前运动,故“闪动”时两个框会同时向下或向上运动,故D错误。
故选B。
【新课标】[学科素养·科学探究]
7. 小明在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,用弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动,如图甲所示;将铁块放在木块上,再次用弹簧测力计水平拉动木块,使木块和铁块沿同一水平木板做匀速直线运动,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 图甲所示实验中,木板受到的压力与木块受到的重力是一对相互作用力
B. 图乙所示实验中,铁块受到向左的静摩擦力作用
C. 甲、乙两次实验,可以探究滑动摩擦力的大小与压力是否有关
D. 甲、乙两次实验,可以探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关
【答案】C
【解析】
【详解】A.图甲所示实验中,木板受到的压力与木块受到的重力,方向都是竖直向下,不是一对相互作用力,故 A错误;
B.图乙所示实验中,将铁块放在木块上,再次用弹簧测力计水平拉动木块,使木块和铁块沿同一水平木板做匀速直线运动,铁块相当于木块相对静止,没有相对运动趋势,铁块不受摩擦力,故B错误;
CD.滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力有关,分析甲、乙两图可知弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动时,接触面的粗糙程度没有改变,将铁块放在木块上,再次用弹簧测力计水平拉动木块时,木板受到的压力变大,所以甲、乙两次实验,探究的是滑动摩擦力的大小与压力是否有关,故C正确,D错误。
故选C。
【新课标】[教材P60T2变式]
8. 如图所示,在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计,现将它们分别放入盛有不同液体的两个相同的烧杯中,当它们竖直静止在液体中时,液面高度相同。下面判断中( )
①两个简易密度计所受浮力F甲>F乙
②两杯液体的密度ρ甲<ρ乙
③两个烧杯底部所受液体的压强p甲>p乙
④两个烧杯对桌面的压强p甲<p乙
A. 只有②③正确 B. 只有①②正确
C. 只有③④正确 D. 只有②④正确
【答案】D
【解析】
【详解】①由图可知,密度计在两液体中均处于漂浮状态,根据物体浮沉条件可知
两个密度计完全相同,则重力相同,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等;即
故①错误;
②由图知,甲中密度计排开液体的体积大于乙中排开液体的体积,根据
可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,即
故②正确;
③因
液面高度相同,则根据
可知,两个烧杯底部所受液体的压强
故③错误;
④由图可知两液体液面相平,并且
则液体的体积
由于
根据
可知
所以
又因为在水平面上压力等于总重力,并且两只密度计相同所以
故
两个完全相同的烧杯,底面积相同,由
可得,两个烧杯对水平桌面的压强
故④正确。
故选D。
【新课标】〔学科素养·科学思维]
9. 如图在一盛水的柱状容器中,浸没着一块用细绳拴住的实心冰块,细绳固定在烧杯底部。下列能正确表示冰块逐渐熔化时,容器底部受到水的压强p随冰熔化的体积V变化而变化的图像是( )(不考虑水蒸发和温度影响,,)
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.冰化成水,状态变化,质量不变,由于水的密度大于冰的密度,由可知,冰熔化为水的体积小于冰的体积,所以冰化成水之后水面下降,由可知,容器底部受到水的压强将减小,故ABC不符合题意;
D.冰化成水后质量不变,设冰熔化的质量为m,则冰化成水后减小的体积
水面下降的高度
则水对容器底部减小的压强
由于水的密度、冰的密度、容器底面积和g值都是定值,所以水的压强是均匀减小的,图像为一条斜向下的直线,故D符合题意。
故选D。
【跨学科·数学】
10. 物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图乙时,受到的水平推力为F2.两次推力的功率分别为P1、P2.则下列关系正确的是
A. F1=F2 P1>P2 B. F1=F2 P1<P2 C. F1>F2 P1>P2 D. F1<F2 P1>P2
【答案】B
【解析】
【详解】由图象甲可知,物体做匀速直线运动,速度大小为v甲== =2m/s;由v-t图象乙可知,物体的速度保持不变,即物体做匀速直线运动,速度大小为v乙=4m/s;因为两次都是匀速直线运动,推力和摩擦力是平衡力,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,受到的水平推力为F1=F2.
已知v甲<v乙,由P==Fv可得,两次推力的功率P1<P2.
【新课标】[学科素养·科学思维]
11. 如图所示,用滑轮组拉着重为600N的物体A匀速直线水平向右运动,已知水平拉力F为50N,物体的运动速度为0.1m/s,物体A受到的摩擦力f为120N。下列说法正确的是( )
A. 右侧滑轮为定滑轮,可以省力
B. 水平拉力F的功率为10W
C. 滑轮组的机械效率为80%
D. 在物体A上方放置一个重物,此时滑轮组的机械效率不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.左侧的滑轮为动滑轮,右侧的滑轮为定滑轮,定滑轮只能改变力的方向不能改变力的大小,故A错误;
B.绳子自由端移动的速度
拉力的功率
故B错误;
C.滑轮组的机械效率
故C正确;
D.在物体A上方放置一个重物,物体对接触面的压力变大,摩擦力变大,有用功变大,有用功在总功中的占比变大,机械效率变大,故D错误。
故选C。
12. 如图甲所示,将一圆柱体木块用细线栓在没有水的容器底部,然后向容器中逐渐加水。图乙是木块所受浮力随容器中水的深度变化的图象。下列说法正确的是( )
①木块的重力为10N
②木块的底面积为100cm2
③木块刚好浸没时,液体对容器底的压强为1600Pa
④木块的密度为0.8×103kg/m3
A. ①② B. ②③ C. ②④ D. ③④
【答案】B
【解析】
【详解】①由题意和图像可知,当容器中水的深度在6cm~12cm时,木块处于漂浮状态,受到的浮力和重力大小相等,因此木块的重力
G=F浮=6N
故①错误;
②由图像可知,木块全部浸没时,受到的浮力为10N,由F浮=ρ水gV排可知,木块的体积
由图像知物体在0~6cm和12~16cm时浮力改变,即浸入深度改变,因而物体的高度为
6cm+(16﹣12)cm=10cm
木块的底面积
故②正确;
③木块刚好浸没时
h=16cm=0.16m
液体对容器底的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa
故③正确;
④木块的重力G=6N,木块的质量
已求得木块的体积V=1×10﹣3m3,则木块的密度
故④错误。
综上所述,②③正确,故B正确,A、C、D错误。
故选B。
二、填空题(共5小题,计20分)
【跨学科·日常生活】
13. 如图甲所示,用手指快速将硬纸片弹飞,鸡蛋掉入水中________(选填“硬纸片”或“鸡蛋”)具有惯性;如图乙所示,杯子里装满了水,这证明了________的存在;如图丙所示,沿图示方向用力吹气,这说明气体在流速大的地方压强________。
【答案】 ①. 鸡蛋 ②. 大气压 ③. 小
【解析】
【详解】[1]硬纸片被弹飞前,鸡蛋静止在硬纸片上,鸡蛋由于惯性,没有随硬纸片一起飞出去,说明鸡蛋具有惯性。
[2]水杯倒置水没流出,是因为纸片受到水向下的压强小于外界大气压强,是由于大气压引起的。
[3]当用力吹气时,增大乒乓球上方的空气的流动速度,乒乓球下面的压强不变,乒乓球在压强(力)差的作用下会从玻璃杯中跳出,这说明气体在流速大的地方压强小。
【跨学科·体育与健康】
14. 如图所示,当滑雪者从雪山顶峰风驰电掣般下滑时,踏着滑雪板的人把重力都压在滑雪板上时,雪内的空气就会被逼出;因此,滑雪板不是与雪地直接接触,而是在一层气垫上滑行,这层气垫不但对滑雪板施加一个向上的托力,并且减小了雪地与滑雪板之间的摩擦;然而,这层气垫只能维持一段很短的时间,如果滑雪者在雪地上停留超过一秒,就会沉下去。
(1)踏着滑雪板时,不容易陷入雪地里,这是因为滑雪板能够______ ,从而使雪地受到的压强______ ;
(2)滑雪板可以轻易在雪地上滑行,是由于:______ ;
(3)若滑雪板的长、宽12cm,滑雪者的速度最小为______m/s ,他才能不会在雪地上下沉。
【答案】 ①. 增大受力面积 ②. 减小 ③. 滑雪板与雪地之间形成气垫,相当于采用了使接触面分离的方法,减小了滑雪板与雪地的摩擦 ④. 1.5
【解析】
【详解】(1)[1][2]根据
可知,在压力一定时,踏着滑雪板时,增大了受力面积,从而使雪地受到的压强减小,所以不容易陷入雪地里。
(2)[3]滑雪板可以轻易在雪地上滑行,是因为滑雪板与雪地之间形成气垫,相当于采用了使接触面分离的方法,减小了滑雪板与雪地的摩擦。
(3)[4]因为滑雪者在雪地上停留超过一秒,就会沉下去,所以滑雪者必须在1秒内至少通过,所以滑雪者的速度最小为
【新课标】[安全与健康]
15. 10月16日,为世界脊柱日如图人的脊柱起着支撑头部的作用,颈部肌肉连接颈部和头部,并控制着头部的运动。长时间低头会对颈椎和颈部肌肉造成损伤,人低头时头部的脊椎可以看作一个杠杆。分析问题:
(1)请在图中画出人体头部所受重力的示意图;______
(2)人在低头过程中,头部的重力的力臂______(选填增大或减小)颈部肌肉群对后颅向下的拉力______(填增大或减小)若将拉力看作动力,这是一个______杠杆,头部向下弯曲度增大颈椎所受的______增大;
(3)结合以上分析,给出一条保护颈椎健康的合理建议。______
【答案】 ①. ②. 增大 ③. 增大 ④. 费力 ⑤. 压力 ⑥. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]重力的方向竖直向下,作用点画在重心上,如图所示:
(2)[2][3]头部模型相当于简单机械中的杠杆;支点大约颈部下端,根据杠杆平衡条件GL1= FL2,重力的方向竖直向下,当低头角度变大时,重力的力臂L1增大,L2不变,故拉力F增大。
[4][5]若将拉力看作动力,动力臂小于阻力臂,这是一个费力杠杆; 头部向下弯曲角度增大,拉力变大,相当于支点的颈椎所受的压力增大。
(3)[6]为了保护颈椎健康,不要长时间低头看手机 (或适当抬高手机屏幕,减小低头角度或低头看书久了应适当抬头,以缓解颈椎承受的压力)。
【新特色】(原创)
16. 目前国内应用最广泛的是AX-7级热气球,其球囊体积为2176m3,最大起飞质量620kg。该热气球在起飞前需要对球囊内的空气进行加热,使其内部的空气密度___________(选填“大于”“小于”或“等于”)外部的空气密度。当该热气球以最大起飞质量悬浮在空中时,球囊内气体的密度为___________kg/m3(小数点后保留两位数字)。(已知ρ空气=1.3 kg/m3,g=10 N/kg)
【答案】 ①. 小于 ②. 1.02
【解析】
【详解】[1]热气球在起飞前,通过加热气体,使热气球内的空气膨胀、体积增大、密度减小,使其内部的空气密度小于外部的空气密度。
[2]热气球产生的浮力
F浮=ρ空气gV排=ρ空气gV气=1.3kg/m3×10N/kg×2176m3=28288N
球囊内气体的重力
G气=F浮-mg=28288N-620kg×10N/kg=22088N
气体质量
气体的密度
【新课标】[中华优秀传统文化]
17. 《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作。其中关于一种叫“筒车”的古代农业机械这样记载道:“凡河滨有制筒车者,堰陂障流,绕于车下,激轮使转,挽水入筒,一一倾于枧内,流入亩中,昼夜不息,百亩无忧。”图甲为文中记载的筒车,图乙为筒车的简化示意图。
(1)筒车工作时是把___________能转化为重力势能;
(2)取水筒的容积越大,筒车旋转一周提升的水就越多,那么对进入接水槽的水所做的功越___________,当水流变湍急后,筒车提升水的功率会变___________。;
(3)若接水槽离取水处高4m,水轮上有12个取水筒,一个取水筒每次可取水4kg,筒车旋转一周所用时间为60s,水流冲击筒车的总功率为40W,水流做的总功为___________J,筒车旋转一周取水的机械效率为___________(接水槽离倒水处的高度忽略不计,g取10N/kg)。
【答案】 ①. 动 ②. 多 ③. 大 ④. 2400 ⑤. 80%
【解析】
【详解】(1)[1]筒车工作时,消耗水的动能,产生筒车的重力势能,将动能转化为重力势能。
(2)[2][3]取水筒的容积越大,筒车旋转一周提升的水就越多,提升水的重力越大,由W=Gh可知对进入接水槽的水所做的功越多,当水流变湍急后,筒车旋转一周的时间变短,功的大小不变,由可知筒车提升水的功率会变大。
(3)[4][5]水流做的总功
W总=P总t=40W×60s=2400J
将水举到高处对水做的功为
W有=Gh=mgh=4kg×12×10N/kg×4m=1920J
筒车旋转一周取水的机械效率
三、作图题(共2小题,计8分)
【新课标】[学科素养·物理观念]
18. 如图,作出漂浮在水面上的物体所受的重力和浮力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】漂浮在水面上的物体受到的浮力和重力是一对平衡力,大小相等,方向相反:重力竖直向下,浮力竖直向上,且在同一条直线上,如图所示:
【跨学科·工程实践】
19. 一辆汽车陷入一泥泞路段,请利用滑轮组和周围条件组装成一套拖车装置,用最小的力将车拖离泥泞路段,并在图中画出滑轮组的绕线方法。
【答案】
【解析】
【详解】因为题中只有一个动滑轮,并且要求最省力,则动滑轮上连接的绳子的数量应为3,所以绳子先系在动滑轮的左侧挂钩上,然后绕过左边的定滑轮,之后再绕过动滑轮,如下图所示:
四、实验探究题(共4小题,计25分)
新课标)[学科素养·科学探究]
20. 小雨和小明利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。
(1)如图1所示,把小桌放在透明的沙箱中,让重物从高处落下,撞击小桌,观察桌腿陷入沙子的深度,探究重力势能的大小与哪些因素有关;
①实验探究的是 __________(选填“重物”或“小桌”)的重力势能。通过实验,发现同一个重物从不同高度落下,高度越高,能够对外做功越,说明它的重力势能越__________;
②要进一步探究重力势能与质量的关系,应换用________不同的重物,让它们从同一高度落下,观察桌腿陷入沙子的深度;
(2)把重物按图2所示方式分别放在小桌上,观察小桌陷入沙子的深度,探究压力作用效果与什么因素有关;
①在分析压力作用效果与压力大小的关系时,小雨选择甲、乙两次实验进行比较,得出结论:压力越大,压力作用效果越明显;小明选择甲、丙两次实验进行比较,得出结论:压力越大,压力作用效果越不明显,大家一致认为小明的实验结论是错误的,理由是________;
②分析__________两次实验可发现压力作用效果与受力面积有关。
【答案】 ①. 重物 ②. 大 ③. 质量 ④. 没有控制受力面积不变 ⑤. 乙、丙
【解析】
【详解】(1)[1]①由题意可知,重物被举高,所以重物具有重力势能,实验探究的是重物的重力势能。
[2]通过实验,发现同一个重物从不同高度落下,高度越高,桌腿陷进沙子越深,说明它的重力势能越大。
[3]②要进一步探究重力势能与质量的关系,需要控制重物下落的高度不变,改变重物的质量,换用质量不同的重物,让它们从同一高度落下,观察桌腿陷入沙子的深度。
(2)[4]①甲、丙两次实验,没有控制受力面积不变,所以不能得出压力作用效果与压力大小的关系。
[5]②由乙、丙两次实验可知,压力大小相等,受力面积不同,压力作用效果不同,可以发现压力作用效果与受力面积有关。
21. 小明与同学一起利用弹簧测力计、玻璃杯、金属块、水、浓盐水等实验器材,探究浮力的大小与哪些因素有关。他们正确的进行了如图所示的实验操作:
(1)根据以上实验,把表中数据填写完整:( )
实验次数
液体种类
金属块的重力/N
金属块浸入情况
金属块在液体中时测力计的示数/N
金属块所受浮力/N
1
——
2.7
—
——
——
2
水
2.7
部分
2.0
0.7
3
水
2.7
全部
1.7
1.0
4
浓盐水
2.7
全部
1.5
——
(2)分析实验②③可得:液体密度相同,金属块排开液体的体积越大,浮力越___________;
(3)分析实验③④可得:金属块排开液体的体积相同,液体密度越大,浮力越___________;
(4)结论:浮力的大小与___________和___________有关;
(6)小明完成上述实验后,找来合适的玻璃杯,倒入足够深的水,将挂在测力计上的金属块逐渐下降,但不接触容器底。绘制出了实验中测力计的示数F随物体下表面至水面深度h变化的F-h图像。分析图像可知:当金属块浸没水中后继续下降过程中测力计的示数___________,这表明:浸没在水中的物体受到的浮力跟浸没的深度___________。
【答案】 ①. 1.2 ②. 大 ③. 大 ④. 物体排开液体的体积 ⑤. 液体密度 ⑥. 不变 ⑦. 无关
【解析】
【详解】(1)[1]由实验①④可知,金属块在浓盐水中受到的浮力为
F浮=G-F示=2.7N-1.5N=1.2N
(2)[2]分析实验②③可知,物体浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,则物体受到的浮力越大;所以液体密度相同时,金属块排开液体的体积越大,浮力越大。
(3)[3]分析实验③④可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计示数不同,且液体密度越大,弹簧测力计示数越小,浮力越大;所以金属块排开液体的体积相同时,液体密度越大,浮力越大。
(4)[4][5]由(2)、(3)可知,浮力的大小与物体排开液体的体积和液体密度有关。
(6)[6][7]由F-h图像可知,当金属块浸没水中后继续下降过程中测力计的示数不变,说明当金属块浸没在水中后继续下降过程中浮力不变,即浸没在水中的物体受到的浮力跟浸没的深度无关。
【新课标】[学科素养·科学探究]
22. 某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中实验装置如图所示,得到的数据如表所示:
实验次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.6
0.4
62.5%
3
6
0.1
2.4
—
—
(1)通过表中数据可分析出第2次实验是用________(选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验;
(2)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率___________(选填“越高”“不变”或“越低”);
(3)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为绳端移动距离s=___________m,机械效率η=___________(百分号前保留一位小数);
(4)比较第1次实验和第3次实验可得出结论:使用同一滑轮组,_________。
(5)只要滑轮组结构一定,知道绕动滑轮的细绳有n段,测滑轮组机械效率的实验器材就可以不需要___________(填一种测量工具名称),且机械效率的表达式的通式为η=________(用本题中有关字母表示);
(6)如采用图丙装置,改变动滑轮重G,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁的图像,分析图像中的A点可知,被提升物体所受的重力G为___________N。(忽略绳重和摩擦)
【答案】 ①. 乙 ②. 越低 ③. 0.3 ④. 83.3% ⑤. 提升物体的重力越大,机械效率越高 ⑥. 刻度尺 ⑦. ⑧. 12
【解析】
【详解】(1)[1]第2次实验中,承重绳的段数为
因此第2次实验是用乙图所示装置进行实验。
(2)[2]通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率越低。
(3)[3]表中第3次实验中空缺的数据应为绳端移动距离为
s=3h=3×0.1m=0.3m
[4]机械效率为
(4)[5]比较第1次实验和第3次实验,动滑轮的重力相同,物体的重力不同,可得出结论:使用同一滑轮组,提升物体的重力越大,机械效率越高。
(5)[6][7]只要滑轮组结构一定,知道绕动滑轮的细绳有n段,根据s=nh就可以知道绳子自由端移动的距离和钩码上升高度的关系,因而可以不用刻度尺测量为
(6)[8]忽略绳重和摩擦,只需要克服动滑轮重力做额外功,则有
解得
G=12N
【新特色】[实验探究·设计实验]
23. 实验桌上有满足实验要求的器材:调节好的弹簧测力计一个,重力为1N的钩码两个,在水平位置调节平衡的杠杆一个。杠杆上相邻刻度间距离相等,刻线上下靠近杠杆边缘处均有圆形小孔,可用来挂钩码或弹簧测力计,如图所示。请利用上述实验器材,设计一个实验证明:“杠杆在水平位置平衡时,如果动力臂、阻力臂保持不变,则动力F1与阻力F2有关”。要求:
(1)用点A表示钩码作用在杠杆上的位置,用点B表示弹簧测力计作用在杠杆上的位置,请在图中的杠杆上标出A点和B点;
(2)写出主要实验步骤;
(3)画出实验数据记录表格。
【答案】(1)
(2)见解析;(3)见解析
【解析】
【详解】(1)在杠杆上找出不重合的A、B两点,作为钩码及弹簧测力计的作用在杠杆上的位置,A点和B点参考下图
(2)①在A点处挂1个钩码,在B点处竖直向上拉弹簧测力计,使杠杆在水平位置平衡,把钩码重力作为阻力F2,把弹簧测力计拉力作为动力F1,记录在表格中;②在A点处挂2个钩码,在B点处竖直向上拉弹簧测力计,使杠杆在水平位置平衡。将钩码重力和弹簧测力计示数记录在表格中。比较弹簧测力计的示数可得出探究结论。
(3)实验需要探究动力臂和阻力臂不变时,动力与阻力的关系,所以表格需要记录动力及阻力的大小,对应的单位为N。实验数据记录表:
阻力F2/N
动力F1/N
五、计算题(共2小题,计16分)答案含评分细则)
【新特色】(原创)
24. 秋收时节,小龙用自制的简易滑轮组(如图所示)将54kg的玉米提升至距地面6m高的楼顶晾晒,用时40s,此时滑轮组的机械效率为75%。已知绳子能够承受的最大拉力为500N,每个滑轮的重力为40N,g=10N/kg。求:
(1)他做的有用功;
(2)他对绳子的拉力和做功的功率;
(3)若提升过程中克服绳重和摩擦对应的额外功始终占总功的8%,小龙利用该滑轮组提升玉米的最大机械效率(百分号前保留一位小数)。
【答案】(1)3240J;(2)4320J,(3)
【解析】
【详解】解:(1)玉米的重力为
G玉米1=m玉米g=54kg×10N/kg=540N
他做的有用功为
W有用1=G玉米1h=540N×6m=3240J
(2)由
可知,拉力为
拉力F做的总功为
功率
(3)当以绳子能够承受的最大拉力提升玉米时,滑轮组的机械效率最大,拉力做的总功
W总2=F2s=500N×18m=9000J
克服动滑轮重力做的额外功
克服绳重和摩擦做的额外功为
W额2=W总2×8%=9000J×8%=720J
有用功为
W有用=W总2-W额1-W额2=9000J-240J-720J=8040J
滑轮组的最大机械效率为
答:(1)他做的有用功为3240J;
(2)他对绳子的拉力为4320J,做功的功率为;
(3)小龙利用该滑轮组提升玉米的最大机械效率为。
【新课标】[学科素养·科学思维]
25. 如图所示,薄壁长方体容器A放在水平桌面上,底面积为,高为12cm,质量为。容器A内装有144g水。均匀实心立方体B和C的边长都为4cm,质量分别为,。已知,。忽略实心立方体吸水、容器壁厚度等次要因素。
(1)求容器A对水平桌面的压强。
(2)若将B缓慢放入容器中,请分析B平衡时的状态,并求出B放入前后水对容器底部压强的变化量。
(3)若将C放在B上,再将它们缓慢放入容器中,平衡时C与B的接触面水平,求C对B的压力。
【答案】(1);(2)漂浮状态;;(3)0.208N
【解析】
【详解】解:(1)容器A对水平桌面的压力
容器A对水平桌面的压强
(2)B的密度
假设B漂浮,受到的浮力
排开水的体积
B的底面积
SB=4cm×4cm=16cm2
此时需要的最少水量
容器A内装有水的体积
因为
所以,B一定处于漂浮状态。由体积关系得,水面上升的距离为
由得水对容器底部的压强变化量为
(3)研究B、C这个整体,假设沉底,C露出水面,则容器内水的深度
受到的浮力
BC的总重力
因为
所以假设成立,B、C沉底。此时,C物体浸入水中的深度
C受到的浮力
所以C对B的压力
答:(1)容器A对水平桌面的压强是;
(2)若将B缓慢放入容器中,B平衡时处于漂浮状态,B放入前后水对容器底部压强的变化量是;
(3)若将C放在B上,再将它们缓慢放入容器中,平衡时C与B的接触面水平, C对B的压力是0.208N。
六、综合应用题
26. 阅读材料,回答问题:
天宫空间站
2021年10月16日,神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接,这将开启中国空间站迄今为止宇航员驻留时间最长的任务。为了激发青少年对科学的热爱,航天员进行了“天宫”授课活动,由于太空中的空间站能够提供独特的“完全失重”环境(物体在空间站运动时等效于不受重力),可以更有利于演示一些实验现象。在直播中发现宇航员在用脚蹬天宫站的内壁时,其会向相反方向运动,用手拉住扶手可以让宇航员停下来,在上课时,王亚平向前抛出一个北京冬奥会的吉祥物“冰墩墩”,发现“冰墩墩”向前匀速直线运动,碰到空间站的舱壁后反弹回来如图甲所示,王亚平还做了下面有趣的实验,将一个普通的乒乓球按压进入水中,松手后发现乒乓球静止在按压位置如图乙所示。
在结束为期6个月的飞行任务后,航天员于2022年4月16日成功返回地面,此次返回是我国首次采用“快速返回技术”,其离地面10km后降落过程简化如下:返回舱在距离地面高度10km处,打开引导伞、减速伞、主伞,返回舱减速降落,在离地面1m左右时启动反推发动机,减速到2m/s左右的速度时抵达地面。
(1)航天员在空间站的惯性______(选填“小于”、“等于”或“大于”)在地球表面的惯性,请从所给的材料中“王亚平向前抛出一个北京冬奥会的吉祥物“冰墩墩”,发现“冰墩墩”向前匀速直线运动”这个现象能够直接反映出“力不是______(选填“改变”或“维持”)物体运动状态”的原因。
(2)乒乓球没有上浮的原因是______(填写正确选项前的字母)。
A.乒乓球受到的浮力与重力二力平衡
B.乒乓球上下表面受到液体压力差为零
(3)为了健身,航天员进行下面哪种方式的运动最合理______(填写正确选项前的字母)。
A.跳远B.跑步C.引体向,上D.拉弹簧拉力器
(4)返回舱返回地面需要考虑大气气流、温度、压力等因素的影响,中国科学家因此制造了一个和返回舱相似的飞行器,模拟返回舱返回地面的情况,这是运用______(选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
(5)从打开引导伞、减速伞、主伞到落到地面的过程中,宇航员的动能______(选填“增加”、“不变”或“减少”),重力势能______(选填“增加”、“不变”或“减少”)。
【答案】 ①. 等于 ②. 维持 ③. B ④. D ⑤. 等效替代法 ⑥. 减少 ⑦. 减少
【解析】
【详解】(1)[1][2]航天员的质量不变,惯性不变,所以航天员在空间站的惯性等于在地球表面的惯性;太空中的空间站能够提供独特的“完全失重”环境,王亚平向前抛出一个北京冬奥会的吉祥物“冰墩墩”,发现“冰墩墩”向前匀速直线运动,“冰墩墩”不受力也能做匀速直线运动,所以物体的运动不需要力来维持。
(2)[3]物体都处于失重状态,乒乓球在水中静止时,没有受到水的压力,所以不会受到浮力,故B正确;
(3)[4]A.人轻轻一跳就会跃出很远,起不到锻炼的作用,故A不符合题意;
B.没有重力时,对跑步机就没有压力,也就没有摩擦力,无法在跑步机上跑步,故B不符合题意;
C.没有重力时,身体不受重力作用,用很小的力就可做引体向上,起不到锻炼的作用,故C不符合题意;
D.没有重力时,不影响用力拉弹簧,所以可以用拉力器进行锻炼,故D符合题意。
故选D。
(4)[5]造了一个和返回舱相似的飞行器来模拟返回舱返回地面的情况,这是等效替代法的应用。
(5)[6][7]打开引导伞、减速伞、主伞到落到地面的过程中,宇航员质量不变,速度变小,动能减少;质量不变,高度变小,重力势能减少。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。