内容正文:
2023-2024学年广东省佛山市南海区狮山镇八年级(下)期中物理试卷
一、单选题:本大题共7小题,共21分。
1. 作为一名中学生,学习物理后,我们要了解与自己有关的数据,下列数据估测正确的是( )
A. 步行的速度约为
B. 站在水平地面上,对地面的压强接近
C. 身体的体积约为
D. 人体内气压约为
2. 法国科学家发现行星“葛利斯581d”较适合地球生命居住,且同一物体在“葛利斯581d”行星表面所受重力大小是在地球表面的两倍。设想宇航员从地球携带标有“100g”字样的方便面、天平和弹簧测力计飞至行星“葛利斯581d”,正确操作天平和弹簧测力计测量方便面的质量和重力,g=10N/kg。则( )
A. 天平示数为0g,弹簧测力计示数为0N
B. 天平示数为100g,弹簧测力计示数为1N
C. 天平示数为100g,弹簧测力计示数为2N
D. 天平示数为200g,弹簧测力计示数为1N
3. 如图所示,用弹簧测力计拉着木块在斜面上做匀速直线运动,下列说法正确是( )
A. 木块受到的摩擦力和弹簧测力计对木块的拉力是一对平衡力
B. 木块受到的重力和斜面对木块的支持力是一对平衡力
C. 木块对斜面的压力和斜面对木块的支持力是一对相互作用力
D. 木块对弹簧测力计的拉力和手对弹簧测力计的拉力是相互作用力
4. 如图所示,两个完全相同的机翼模型a和b都只能沿竖直方向上下自由运动,A、B两弹簧测力计的示数分别为、,下列说法正确的是( )
A. 当风向反向时,模型a将下降
B. 当风突然停止时,模型b将下降
C. 当相同的风速吹向飞机模型时,
D. 当相同的风速吹向飞机模型时,
5. 建筑工地的起重机正匀速吊起堆积的1000块红砖(规格240mm×120mm×60mm,红砖的密度ρ约为1.5ρ水),则起重机的钢丝绳对物体的拉力的大小和方向分别为( )
A. 2.63×102N 方向竖直向下 B. 2.63×103N 方向竖直向下
C. 2.63×104 N 方向竖直向上 D. 2.63×105N 方向竖直向上
6. 某同学设计了如图所示的“自动喷泉装置”,漏斗D及玻璃管E上端与大气相通,利用玻璃管C使A、B两球上部相通,D、C、E与两球接口处紧密封接,A、B、D的水面高度如图所示,关于“自动喷泉装置”的下列说法正确的是( )
A. 因为E管口比漏斗D高,所以E管口不会有水喷出
B. 若要E管口有水喷出,则E管内水面上升高度h应小于1m
C. 若要E管口有水喷出,则E管内水面上升高度h应大于1.5m
D. A、B两球中空气的压强小于外界的大气压强
7. 在两个烧杯内盛有甲、乙两种液体,将瓶口扎有橡皮膜的同一小瓶,分别放入甲、乙液体中,均处于悬浮状态且开口朝下,小瓶在甲液体中橡皮膜的凹陷程度较大,如图所示。轻触乙液体中的小瓶使其下沉。下列说法正确的是( )
A. 甲液体的密度比乙液体的密度小
B. 下沉过程中,小瓶所受浮力变小
C. 下沉过程中,橡皮膜所受液体压强不变
D. 悬浮时,小瓶在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小
二、填空题:本大题共7小题,共28分。
8. 我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,如图所示,三峡大坝的正常蓄水位为175m,则离水面距离为30m、面积为100cm2的大坝表面受到水的压强为______ Pa,受到水的压力为______ N。轮船在通过三峡大坝时,需经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举,船闸利用了______原理。
9. 如图所示,汽车上配有安全带和头枕,司机和乘客都必须系好安全带。当向前行驶的汽车分别出现突然加速、被高速后车追尾两种状况时,对乘车人员起主要保护作用的分别是______和______(填“安全带”或“头枕”)。
10. 飞镖是一项风靡全球的室内体育运动,是集趣味性、竞技性于一体的休闲运动项目。如图是运动员投掷飞镖时的简化示意图,飞镖离手后仍可继续向前运动的原因是由于__________。小亮认为若飞镖沿图中的虚线方向掷出,只要飞镖离手后的速度足够快,就一定能扎中镖盘的中心位置(P点),空气阻力忽略不计,你认为小亮的观点是__________(选填“正确”或“错误”)的,理由是___________________。
11. 如图,长为1m的直玻璃管横截面积为2cm2,重为5N.当时大气压为1.0×105Pa,玻璃管的上端为真空.则弹簧秤的示数为_________N;当玻璃管的上端进入了少量空气时,弹簧秤的示数_____________(选填“变大”“变小”“不变”或“都有可能”).
12. (1)如图1,两根完全相同的棉线AB和CD,A端固定在天花板上,B端悬挂一质量较大的金属球,现突然用力向下一拽D端,则先断的棉线为______。
(2)如图2所示,两块相同的竖直木板A、B之间有四块质量均为m的相同的砖,用大小均为F的水平力压木块,使砖静止不动,设所有接触面的粗糙程度均相同,则第一块砖对第二块砖的摩擦力大小为______,第二块砖对第三块砖的摩擦力大小为______。
13. 某广场上的塑像由上方的名人塑像B和下方的底座A构成,整体可以简化为如图甲所示的模型。A、B是质量分布均匀的柱形物体,底面积分别为、,若沿水平方向将该模型切去一部分,并将切去部分放在同一水平地面上,剩余部分对水平地面的压强为,与切去部分的高度h的关系如图乙所示。则当时,A对水平地面的压力大小为______N;B的密度为______。
14. 如图所示,水能从a、b两个相同的小圆孔中喷出,说明液体对容器的___________有压强;b孔中的水喷得更远。说明液体内部的压强随着深度的增加而___________;此时,用手封住瓶口(水面高于a孔)。能够观察到小孔___________(选填“ab”、“a”、“b”或“都停止”)持续向外出水。
三、作图题:本大题共2小题,共6分。
15. 一物体随传送带一起斜向上匀速运动,请作出物体所受摩擦力的示意图
16. 如图所示,原长10cm弹簧与木块相连,此时与弹簧相连木块正在水平地面上向右滑动,弹簧此时长度为15cm,请在O点画出木块所受弹力的示意图。
四、实验探究题:本大题共3小题,共21分。
17. 小明同学设计如图甲所示的实验装置并利用该装置“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”。装置中所使用的长方体木块的下表面比上表面更为粗糙,将该木块放在由电机驱动的水平传送带上,通过水平细绳,绕过定滑轮与竖直悬挂的弹簧测力计相连接,水平传送带的速度可以调节,不计细绳重量和定滑轮摩擦。
(1)启动传送带,当弹簧测力计的示数稳定后,木块相对于地面是______(选填“静止”或“运动”);
(2)启动传送带,当弹簧测力计的示数稳定后,木块所受的滑动摩擦力方向是______(选填“水平向右”或“水平向左”);
(3)实验中,将木块的上、下表面先后压放在传送带上,并分别在木块上加上不同质量的钩码进行实验,当弹簧测力计的示数稳定后,记录弹簧测力计示数并根据实验所测数据描绘出滑动摩擦力与压力()之间关系图像如图乙所示。由图像可知:滑动摩擦力的大小不仅与压力大小有关,还与接触面的粗糙程度有关。进一步分析图像可知:将该木块较粗糙的下表面压放在传送带上,正确进行实验,根据所记录的实验数据描点得到的实验图像应为______(选填图像编号“A”或“B”)。
18. 为了探究“影响液体内部压强大小因素,小明和小华分别采用如图所示装置进行实验,其中甲装置U形管内装有已染色的水,已知盐水密度大于酒精的密度,请回答下列问题:
(1)实验前,小华同学检查实验装置时发现:按与不按探头的橡皮膜,U形管两边液面均处在同一水平线上,则这套实验装置出现的问题可能是:___________;
(2)调节好装置,进行实验,比较乙、丙两图可知,当深度一定时,液体内部压强随___________增大而增大;在图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两液面的高度差将___________(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)若发现,当探头在不同液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,他做了一些改进,下面操作不能使两侧液而高度差对比更加明显的是___________;
A.将U形管换成更细
B.U形管中换用密度更小的液体
C.烧杯中换密度更大的液体
D.使探头在不同液体中均向下移动相同的距离
(4)如图丁所示,橡皮管和玻璃管侧壁管口相连通,当小明向玻璃管中吹气时,U形管内液面较低的是___________(选填“a”或“b”)侧;
(5)完成探究实验以后,小华设计了图戊改装,向装置左右两侧倒入不同的液体,液面稳定后,橡皮膜形变如图所示,左右两侧液体密度ρ左_________ρ右(选填“大于”“小于”或“无法判断”)。
19. 小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端内部塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能竖直______在液体中。
(2)将吸管放到水中的情景如图甲所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景,如图乙所示,浸入的长度为h。若该简易密度计两次排开液体的质量分别为m1、m2,则m1______(选填“=”、“>”或“<”下同)m2;用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液______ρ水,h与ρ水、ρ液,及H的关系式是h=______。
(3)小明根据图甲,在吸管上与水面相平处标上水的密度,见丙图。再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(单位为,图中未画出)。结果发现,1.1刻度线是在1.0刻度线的______(选填“上”或“下”)方。
(4)①另一小组小华将不同质量的铜丝缠绕在同一规格吸管的外边,做成简易密度计C和D,制作好的C、D两个密度计放入水中时,水面恰好与C密度计最上面刻度线齐平,与D密度计最下面刻度线齐平,如图戊所示。如果要用它们测浓盐水的密度,则应选用密度计______(选填“C”或“D”)。
②将C依次放入一系列密度已知的液体中,每次当C在液体中处于竖直漂浮状态时,在吸管上标出与液面位置相平的刻度线及相应密度值ρ,并测量吸管浸入液体的深度h,再利用收集的数据画出ρ-h图象,如图丁中图线②所示。将D同样依次放入一系列密度已知的液体中进行实验,得到丁中的另一图线①。他进一步研究发现,对同一密度计浸入液体的深度h和对应密度ρ的乘积不变。(铜丝的体积可以忽略)下列说法正确的是( )
A.上述实验中密度计C在不同液体中漂浮时,浸入的深度h越大,受到的浮力越大
B.密度计C上缠绕铜丝质量小于密度计D上缠绕铜丝的质量
C.若图丁中ρ3-ρ2=ρ2-ρ1,则密度计C上ρ3与ρ2刻度线的间距大于ρ2与ρ1刻度线的间距
D.若图丁中ρ3-ρ2=ρ2-ρ1,则密度计C上ρ3与ρ1刻度线的间距大于密度计D上ρ3与ρ1刻度线的间距
五、计算题:本大题共3小题,共24分。
20. 如图所示,A、B、C三个物体的质量分别为400g、100g、50g,此时物体刚好水平向右做匀速直线运动,求:
(1)此时物体A与水平桌面间的动摩擦系数P(摩擦系数是指摩擦力与物体间压力的比值);
(2)如果把物体A上的物体B拿下来,再把物体B挂在物体C的下面,请判断A会怎样运动?如果想让A水平向左匀速直线运动,则至少应对A水平向左施加多大的拉力?(g取10N/kg)
21. 如图所示,是汽车行驶近某一桥梁时观察到的标志牌,图中“30t”表示桥梁最大能承受质量为30t的物体。请回答:(g取)
(1)根据标志牌所示,桥梁最大能承受物体的重力多大?
(2)已知桥长为500m,按照限定时速,汽车至少需要多少分钟才能通过这座桥?
(3)这辆自重6t的汽车装载了的河沙,河沙的密度为,通过计算说明这辆汽车能否从该桥上安全通过?
22. 如图甲所示,A、B为不同材料制成的体积相同的实心正方体、浸没在盛有水的薄壁圆柱形容器中,容器底面积是正方体下表面积的4倍,现在沿竖直方向缓慢匀速拉动绳子,开始时刻,A的上表面刚好与水面相平,A、B之间的绳子细直,B在容器底部(未与容器底部紧密接触),A上端绳子的拉力是F,F随A上升的距离h变化的图像如图乙所示,且当F刚好等于41N时,AB之间的绳子断掉。绳的质量和体积忽略不计,求:
(1)正方体A的质量;
(2)正方体A的体积
(3)正方体B的密度
(4)整个过程中,水对容器底部压强的最小值。
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2023-2024学年广东省佛山市南海区狮山镇八年级(下)期中物理试卷
一、单选题:本大题共7小题,共21分。
1. 作为一名中学生,学习物理后,我们要了解与自己有关的数据,下列数据估测正确的是( )
A. 步行的速度约为
B. 站在水平地面上,对地面的压强接近
C. 身体的体积约为
D. 人体内气压约为
【答案】A
【解析】
【详解】A.步行的速度约为
故A正确;
B.人的重力约为500N,脚和地面的接触面积为400cm2,故站在水平地面上,对地面的压强
故B错误;
C.身体的体积约为50cm3,故C错误;
D.人体内气压与标准气压差不多,故约为105Pa,故D错误。
故选A。
2. 法国科学家发现行星“葛利斯581d”较适合地球生命居住,且同一物体在“葛利斯581d”行星表面所受重力大小是在地球表面的两倍。设想宇航员从地球携带标有“100g”字样的方便面、天平和弹簧测力计飞至行星“葛利斯581d”,正确操作天平和弹簧测力计测量方便面的质量和重力,g=10N/kg。则( )
A. 天平示数为0g,弹簧测力计示数为0N
B. 天平示数为100g,弹簧测力计示数为1N
C. 天平示数为100g,弹簧测力计示数为2N
D. 天平示数为200g,弹簧测力计示数为1N
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】质量表示的是物体所含物质的多少,物体的质量不随地理位置的改变而改变,“100g”的方便面在地球上是100g,在行星“葛利斯581d”上也是100g,所以在行星“葛利斯581d” ,正确操作天平测量方便面的质量,天平示数为100g。该方便面在地球上的重力大小
同一物体在“葛利斯581d”行星表面所受重力大小是在地球表面的两倍,所以该方便面在“葛利斯581d”行星表面所受重力大小
所以在行星“葛利斯581d”,正确操作弹簧测力计测量方便面的重力, 弹簧测力计示数为2N。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3. 如图所示,用弹簧测力计拉着木块在斜面上做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A. 木块受到的摩擦力和弹簧测力计对木块的拉力是一对平衡力
B. 木块受到的重力和斜面对木块的支持力是一对平衡力
C. 木块对斜面的压力和斜面对木块的支持力是一对相互作用力
D. 木块对弹簧测力计拉力和手对弹簧测力计的拉力是相互作用力
【答案】C
【解析】
【详解】A.木块在斜面上匀速直线运动,受到的竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向下的摩擦力及沿斜面向上的拉力的作用,这四个力是平衡力,木块受到的摩擦力和弹簧测力计的拉力方向相反,但大小不相等,不是一对平衡力,故A错误;
B.木块受到的重力和斜面对木块的支持力不是作用在同一直线上,不是一对平衡力,故B错误;
C.木块对斜面的压力作用在斜面上,方向垂直斜面向下,斜面对木块的支持力作用在木块上,方向垂直于斜面向上,两个力大小相等,是一对相互作用力,故C正确;
D.木块对弹簧测力计的拉力作用在测力计上,手对弹簧测力计的拉力也作用在测力计上,两个力作用在同一物体上,不是相互作用力,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,两个完全相同的机翼模型a和b都只能沿竖直方向上下自由运动,A、B两弹簧测力计的示数分别为、,下列说法正确的是( )
A. 当风向反向时,模型a将下降
B. 当风突然停止时,模型b将下降
C. 当相同的风速吹向飞机模型时,
D. 当相同的风速吹向飞机模型时,
【答案】C
【解析】
【详解】A.当风向反向时,模型a上表面的空气流速较快,压强较小,在竖直向上的压力差的作用下,将上升,故A错误;
B.有风时,模型b下表面的空气流速较快,压强较小,在竖直向下的压力差的作用下,将下降,当风突然停止时,压力差消失,模型b将上升,故B错误;
CD.如图所示,a的形状类似于机翼,气流流过时,上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,会产生向上的升力,所以弹簧测力计A的示数变小;图中b的形状是装反了的机翼,气流流过时,下方空气流速大、压强小,上方空气流速小、压强大,会产生向下的力,所以弹簧测力计B的示数变大;所以Fa<Fb,故C正确,D错误。
故选C。
5. 建筑工地的起重机正匀速吊起堆积的1000块红砖(规格240mm×120mm×60mm,红砖的密度ρ约为1.5ρ水),则起重机的钢丝绳对物体的拉力的大小和方向分别为( )
A. 2.63×102N 方向竖直向下 B. 2.63×103N 方向竖直向下
C. 2.63×104 N 方向竖直向上 D. 2.63×105N 方向竖直向上
【答案】C
【解析】
【详解】BD.起重机正匀速吊起堆积的1000块红砖,红砖受力平衡,拉力与重力是一对平衡力,大小相等、方向相反,所以拉力方向竖直向上,故BD错误;
AC.拉力等于重力,则拉力为
与最接近,故A错误,C正确。
故选C。
6. 某同学设计了如图所示的“自动喷泉装置”,漏斗D及玻璃管E上端与大气相通,利用玻璃管C使A、B两球上部相通,D、C、E与两球接口处紧密封接,A、B、D的水面高度如图所示,关于“自动喷泉装置”的下列说法正确的是( )
A. 因为E管口比漏斗D高,所以E管口不会有水喷出
B. 若要E管口有水喷出,则E管内水面上升高度h应小于1m
C. 若要E管口有水喷出,则E管内水面上升高度h应大于1.5m
D. A、B两球中空气的压强小于外界的大气压强
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知A、B容器内相通,气体压强相等,玻璃管D、E内压强也相等;大气压强加玻璃管内液体压强等于球内气体压强,即
p0+ρ水g×1m=p0+ρ水gh
解得h=1m,即当h=1m时,E管内水面处于平衡,则若要E管口有水喷出,则E管内水面上升高度h应小于1m,故ACD错误,B正确。
故选B。
7. 在两个烧杯内盛有甲、乙两种液体,将瓶口扎有橡皮膜的同一小瓶,分别放入甲、乙液体中,均处于悬浮状态且开口朝下,小瓶在甲液体中橡皮膜的凹陷程度较大,如图所示。轻触乙液体中的小瓶使其下沉。下列说法正确的是( )
A. 甲液体的密度比乙液体的密度小
B. 下沉过程中,小瓶所受浮力变小
C. 下沉过程中,橡皮膜所受液体压强不变
D. 悬浮时,小瓶在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小
【答案】B
【解析】
【详解】AD.小瓶在甲、乙液体中都悬浮,小瓶受到的浮力等于小瓶的重力,同一个小瓶重力一定,所以小瓶在甲液体中受到的浮力等于在乙液体中受到的浮力,由于小瓶在甲液体中橡皮膜的凹陷程度较大,所以甲液体中小瓶排开液体的体积小,根据知甲液体的密度比乙液体的密度大,故AD错误;
BC.下沉过程中,深度增加,根据知橡皮膜所受液体压强变大,橡皮膜的形变程度变大,小瓶的排开液体的体积变小,根据知小瓶所受浮力变小,故B正确,C错误。
故选B。
二、填空题:本大题共7小题,共28分。
8. 我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,如图所示,三峡大坝的正常蓄水位为175m,则离水面距离为30m、面积为100cm2的大坝表面受到水的压强为______ Pa,受到水的压力为______ N。轮船在通过三峡大坝时,需经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举,船闸利用了______原理。
【答案】 ①. ②. ③. 连通器
【解析】
【详解】[1]水对坝底的压强为
[2]面积为100cm2的大坝表面受到水的压力
[3]据船闸的结构特点可知,其在工作时,上端开口,下部连通,符合连通器的定义,所以船闸是利用连通器的原理工作的。
9. 如图所示,汽车上配有安全带和头枕,司机和乘客都必须系好安全带。当向前行驶的汽车分别出现突然加速、被高速后车追尾两种状况时,对乘车人员起主要保护作用的分别是______和______(填“安全带”或“头枕”)。
【答案】 ①. 头枕 ②. 头枕
【解析】
【详解】[1][2]当向前行驶的汽车出现突然加速或被高速后车追尾时,而人由于惯性要保持原来的较慢速度的运动状态,人的头部会向后仰,“头枕”对人有保护作用。
10. 飞镖是一项风靡全球的室内体育运动,是集趣味性、竞技性于一体的休闲运动项目。如图是运动员投掷飞镖时的简化示意图,飞镖离手后仍可继续向前运动的原因是由于__________。小亮认为若飞镖沿图中的虚线方向掷出,只要飞镖离手后的速度足够快,就一定能扎中镖盘的中心位置(P点),空气阻力忽略不计,你认为小亮的观点是__________(选填“正确”或“错误”)的,理由是___________________。
【答案】 ①. 飞镖具有惯性 ②. 错误 ③. 飞镖投出后受到重力的作用,重力的方向竖直向下,受力不平衡
【解析】
【详解】[1]一切物体都有惯性,飞镖离手后,由于飞镖具有惯性,所以飞镖离手后仍可继续向前运动。
[2][3]空气阻力忽略不计,飞镖投出后受到重力的作用,重力的方向竖直向下,受力不平衡,不会做匀速直线运动,而是在向前运动的同时还会向下落,所以小亮观点错误。
11. 如图,长为1m的直玻璃管横截面积为2cm2,重为5N.当时大气压为1.0×105Pa,玻璃管的上端为真空.则弹簧秤的示数为_________N;当玻璃管的上端进入了少量空气时,弹簧秤的示数_____________(选填“变大”“变小”“不变”或“都有可能”).
【答案】 ①. 25 ②. 变小
【解析】
【详解】弹簧秤下面挂着的是玻璃管及水银,所以弹簧秤的示数为玻璃管的重力与高出液面的那段水银柱的重力之和,玻璃管的上端为真空,正是大气压支撑着管内水银柱,由p=可得:G水银=F=pS=1.0×105Pa×2×10−4m2=20N,则弹簧秤示数:F=G管+G水银=20N+5N=25N.当玻璃管的上端进入了少量空气时,玻璃管内水银柱高度减小,G水银减小,故弹簧秤的示数变小.
【点睛】弹簧秤的示数为玻璃管的重力与高出液面的那段水银柱的重力之和,玻璃管的上端为真空,玻璃管内水银的重力等于大气压力,根据G=F=pS求出水银的重力,然后得出答案.当玻璃管的上端进入了少量空气时,G水银减小,故弹簧秤的示数变小.
12. (1)如图1,两根完全相同的棉线AB和CD,A端固定在天花板上,B端悬挂一质量较大的金属球,现突然用力向下一拽D端,则先断的棉线为______。
(2)如图2所示,两块相同的竖直木板A、B之间有四块质量均为m的相同的砖,用大小均为F的水平力压木块,使砖静止不动,设所有接触面的粗糙程度均相同,则第一块砖对第二块砖的摩擦力大小为______,第二块砖对第三块砖的摩擦力大小为______。
【答案】 ①. CD ②. mg ③. 0
【解析】
【详解】(1)[1]任何物体都有保持静止或匀速直线运动状态的性质,金属球也不例外,金属球将保持原来静止的状态,现突然用力向下一拽D端,CD断了,AB还没有反应过来,即AB还将保持原来的运动状态不变,因此,先断的棉线为CD。
(2)[2]对于第一块砖(1号):受到木板A向上的摩擦力作用,大小为2mg;自身向下的重力作用,大小为mg;根据平衡力知识,它(1号)还受到2号砖对它向下的摩擦力作用,大小为mg;根据力的作用是相互的,1号砖对2号砖的摩擦力大小为mg方向向上。
[3]对于第二块砖(2号):已经受到了两个力的作用,分别是:自身向下的重力mg、1号砖对它(2号)的向上的摩擦力mg,这两个力正好是一对平衡力;故2号砖不再受其它力,即2号砖和3号砖之间没有力的作用;第二块砖对第三块砖的摩擦力大小也就为0。
13. 某广场上的塑像由上方的名人塑像B和下方的底座A构成,整体可以简化为如图甲所示的模型。A、B是质量分布均匀的柱形物体,底面积分别为、,若沿水平方向将该模型切去一部分,并将切去部分放在同一水平地面上,剩余部分对水平地面的压强为,与切去部分的高度h的关系如图乙所示。则当时,A对水平地面的压力大小为______N;B的密度为______。
【答案】 ①. 7800 ②. 4×103
【解析】
【详解】[1][2]由图乙可知,h=0时,p1=3.9×104Pa,A对地面的压力为
F1=p1SA=3.9×104Pa×0.2m2=7800N
h=0时,AB整体对地面的压力等于AB所受的重力,即
GA+GB=7800N
由图乙可知,h=0.7m时,物体B全部被切去,仅剩余A物体,此时A对地面的压强为p2=2.5×104Pa,A对地面的压力为
F2=p2SA=2.5×104Pa×0.2m2=5000N
A对地面的压力等于A所受的重力,即GA=5000N,B所受重力为
GB=7800N-5000N=2800N
由图乙可知,h=0.7m时,物体B全部被切去,即物体B的高度为0.7m,物体B的体积为
VB=SBhB=0.1m2×0.7m=0.07m3
B的密度为
14. 如图所示,水能从a、b两个相同的小圆孔中喷出,说明液体对容器的___________有压强;b孔中的水喷得更远。说明液体内部的压强随着深度的增加而___________;此时,用手封住瓶口(水面高于a孔)。能够观察到小孔___________(选填“ab”、“a”、“b”或“都停止”)持续向外出水。
【答案】 ①. 侧壁 ②. 增大 ③. b
【解析】
【详解】[1]把一个可乐瓶的侧壁开了a、b两个小孔,瓶中注满水,水从小孔流出,说明液体对容器的侧壁有压强。
[2]液体内部压强随深度的增加而增大,在液体密度一定时,b处深度比a处大,水喷出的更远,说明液体内部压强随深度的增加而增大。
[3]用手封住瓶口(水面高于a孔),在流出一部分水后,瓶内上方空气的体积变大,水面上方气体压强减小,当水面上方气体压强与a孔上面的液体压强之和小于外界大气压时,a孔不再向外喷水,且有空气不断进入a孔中; 因为有空气不断进入a孔中,所以瓶内水面上方的气体压强增大,b孔以上的液体压强与上方气体压强之和会大于外界大气压,所以b孔能持续向外出水。
三、作图题:本大题共2小题,共6分。
15. 一物体随传送带一起斜向上匀速运动,请作出物体所受摩擦力的示意图
【答案】
【解析】
【详解】物体随传送带一起匀速向上运动,物体有沿斜面向下运动的趋势,所以受传送带对物体的摩擦力方向沿斜面向上;物体受重力作用,同时也受到斜面对其向上的支持力,方向与传送带垂直。物体在此过程中物体受摩擦力的示意图如图所示:
16. 如图所示,原长10cm的弹簧与木块相连,此时与弹簧相连木块正在水平地面上向右滑动,弹簧此时长度为15cm,请在O点画出木块所受弹力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】木块正在水平地面上向右滑动,弹簧此时长度为15cm大于原长,故受到的弹力水平向右,作用点在木块重心上,如图所示:
四、实验探究题:本大题共3小题,共21分。
17. 小明同学设计如图甲所示的实验装置并利用该装置“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”。装置中所使用的长方体木块的下表面比上表面更为粗糙,将该木块放在由电机驱动的水平传送带上,通过水平细绳,绕过定滑轮与竖直悬挂的弹簧测力计相连接,水平传送带的速度可以调节,不计细绳重量和定滑轮摩擦。
(1)启动传送带,当弹簧测力计的示数稳定后,木块相对于地面是______(选填“静止”或“运动”);
(2)启动传送带,当弹簧测力计的示数稳定后,木块所受的滑动摩擦力方向是______(选填“水平向右”或“水平向左”);
(3)实验中,将木块的上、下表面先后压放在传送带上,并分别在木块上加上不同质量的钩码进行实验,当弹簧测力计的示数稳定后,记录弹簧测力计示数并根据实验所测数据描绘出滑动摩擦力与压力()之间关系图像如图乙所示。由图像可知:滑动摩擦力的大小不仅与压力大小有关,还与接触面的粗糙程度有关。进一步分析图像可知:将该木块较粗糙的下表面压放在传送带上,正确进行实验,根据所记录的实验数据描点得到的实验图像应为______(选填图像编号“A”或“B”)。
【答案】 ①. 静止 ②. 水平向右 ③. A
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知,木块放置在水平传送带上,左端细绳通过定滑轮与弹簧测力固定,所以电机顺时针匀速转动时,木块处于静止状态,即木块相对于地面是静止的。
(2)[2]木块水平方向木块的受力有:细绳对它水平向左的拉力,传送带对它水平向右的摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相等,故木块所受的滑动摩擦力方向是水平向右。
(3)[3]在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,故A是较粗糙的下表面贴放在传送带上进行实验时得到的实验图像。
18. 为了探究“影响液体内部压强大小的因素,小明和小华分别采用如图所示装置进行实验,其中甲装置U形管内装有已染色的水,已知盐水密度大于酒精的密度,请回答下列问题:
(1)实验前,小华同学检查实验装置时发现:按与不按探头的橡皮膜,U形管两边液面均处在同一水平线上,则这套实验装置出现的问题可能是:___________;
(2)调节好装置,进行实验,比较乙、丙两图可知,当深度一定时,液体内部压强随___________增大而增大;在图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两液面的高度差将___________(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)若发现,当探头在不同液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,他做了一些改进,下面操作不能使两侧液而高度差对比更加明显的是___________;
A.将U形管换成更细的
B.U形管中换用密度更小的液体
C.烧杯中换密度更大的液体
D.使探头在不同液体中均向下移动相同的距离
(4)如图丁所示,橡皮管和玻璃管侧壁管口相连通,当小明向玻璃管中吹气时,U形管内液面较低的是___________(选填“a”或“b”)侧;
(5)完成探究实验以后,小华设计了图戊改装,向装置左右两侧倒入不同的液体,液面稳定后,橡皮膜形变如图所示,左右两侧液体密度ρ左_________ρ右(选填“大于”“小于”或“无法判断”)。
【答案】 ①. 漏气 ②. 密度 ③. 不变 ④. A ⑤. b ⑥. 无法判断
【解析】
【详解】(1)[1]液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体产生的压强越大,采用了转换法。按探头的橡皮膜,U形管两边液面均处在同一水平线上,说明空气没有将压强传递给管中的液体,则这套实验装置出现的问题可能是漏气。
(2)[2]液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。盐水密度大于酒精的密度。调节好装置,进行实验,比较乙、丙两图可知,丙图中,U形管两边液面的高度差较大,根据转换法,盐水产生的压强较大,故得出,当深度一定时,液体内部压强随密度增大而增大。
[3]在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强都相等,故在图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两液面的高度差将不变。
(3)[4]A.液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大。若烧杯内液体产生的压强一定, 根据,U形管液体的压强与液柱的横截面积大小无关。将U形管换成更细的不能使两侧液面高度差对比更加明显,故A符合题意;
B.U形管中换用密度更小的液体,根据液体压强公式有
在烧杯内液体产生的压强一定时,U形管中液体密度越小,两管液体的高度差越大,故B能使两侧液而高度差对比更加明显,不符合题意;
C.探头在不同液体中的深度相同,根据p=ρgh可知,深度相同,液体的密度越大压强越大,在烧杯中换密度更大的液体,液体产生的压强变大,U形管左右两侧液面的高度差变大,故C不符合题意;
D.使探头在不同液体中均向下移动相同的距离,根据p=ρgh可知,液体密度一定时,探头所处深度越大,受到的压强越大,U形管左右两侧液面的高度差变大,故D不符合题意。
故选A。
(4)[5]在丁图中,从左侧管口沿水平方向用力吹气时,左管上端的空气流速快、压强小,右管上端空气流速小、压强大;由于大气压强的作用,液体从右侧压入左侧一部分,所以U形管内液面较低的是b侧。
(5)[6]向装置左右两侧倒入不同的液体,液面稳定后,橡皮膜向左凸起,说明右侧液体产生的压强大,因右侧液体的深度也大,根据p=ρgh有
故无法判断左右两种液体的密度大小。
19. 小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端内部塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能竖直______在液体中。
(2)将吸管放到水中的情景如图甲所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景,如图乙所示,浸入的长度为h。若该简易密度计两次排开液体的质量分别为m1、m2,则m1______(选填“=”、“>”或“<”下同)m2;用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液______ρ水,h与ρ水、ρ液,及H的关系式是h=______。
(3)小明根据图甲,在吸管上与水面相平处标上水的密度,见丙图。再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(单位为,图中未画出)。结果发现,1.1刻度线是在1.0刻度线的______(选填“上”或“下”)方。
(4)①另一小组小华将不同质量的铜丝缠绕在同一规格吸管的外边,做成简易密度计C和D,制作好的C、D两个密度计放入水中时,水面恰好与C密度计最上面刻度线齐平,与D密度计最下面刻度线齐平,如图戊所示。如果要用它们测浓盐水的密度,则应选用密度计______(选填“C”或“D”)。
②将C依次放入一系列密度已知的液体中,每次当C在液体中处于竖直漂浮状态时,在吸管上标出与液面位置相平的刻度线及相应密度值ρ,并测量吸管浸入液体的深度h,再利用收集的数据画出ρ-h图象,如图丁中图线②所示。将D同样依次放入一系列密度已知的液体中进行实验,得到丁中的另一图线①。他进一步研究发现,对同一密度计浸入液体的深度h和对应密度ρ的乘积不变。(铜丝的体积可以忽略)下列说法正确的是( )
A.上述实验中密度计C在不同液体中漂浮时,浸入的深度h越大,受到的浮力越大
B.密度计C上缠绕铜丝的质量小于密度计D上缠绕铜丝的质量
C.若图丁中ρ3-ρ2=ρ2-ρ1,则密度计C上ρ3与ρ2刻度线的间距大于ρ2与ρ1刻度线的间距
D.若图丁中ρ3-ρ2=ρ2-ρ1,则密度计C上ρ3与ρ1刻度线的间距大于密度计D上ρ3与ρ1刻度线的间距
【答案】 ①. 漂浮 ②. = ③. ④. ⑤. 下 ⑥. C ⑦. D
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]密度计在任何一种液体中都漂浮,为了使密度计竖直漂浮,在管中塞入金属丝。
(2)[2]密度计在液体中的状态是漂浮,浮力等于密度计的重力,密度计重力一定,说明密度计在任何一种液体中所受的浮力相等,根据阿基米德原理,浮力等于排开液体的重力,说明排开液体重力相等,排开液体质量相等。
[3]密度计在水中和液体中所受的浮力相同,由图可知,密度计在水中浸入的体积小于在液体中浸入的体积,根据公式可知,水的密度大于液体的密度。
[4]因为密度计在水中和液体中所受的浮力相等,设密度计的底面积为S,根据浮力的公式可知
由上式可解得,密度计浸入液体中的深度为
(3)[5]浮力一定,液体密度越大,根据公式,浸入液体体积越小,浸入的深度越小,所以1.1刻度线是在1.0刻度线的下方。
(4)①[6]根据(3)的分析可知,D的最大刻度是,C的最小刻度是,因为盐水的密度大于水的密度,所以测盐水密度时应该选择C。
②[7]A.密度计在任何一种液体中都漂浮,浮力等于密度计的重力,密度计重力一定,所以密度计在任何一种液体中所受浮力相同,故A错误;
B.由丁图可知,当浸入深度相同时,即浸入体积相同,C对应液体密度大,根据公式可知,在C中所受的浮力大,即密度计的重力大,说明C上缠绕铜丝的质量大于密度计D上缠绕铜丝的质量,故B错误;
C.设ρ3与ρ2刻度线的间距为,ρ2与ρ1刻度线的间距,通过丁图可分别作出和,如图所示:
根据上图可知,即ρ3与ρ2刻度线的间距小于ρ2与ρ1刻度线的间距,故C错误;
D.设密度计C上ρ3与ρ1刻度线的间距为,密度计D上ρ3与ρ1刻度线的间距为,通过丁图可分别作出和,如图所示:
根据上图可知,即密度计C上ρ3与ρ1刻度线的间距大于密度计D上ρ3与ρ1刻度线的间距,故D正确。
故选D。
五、计算题:本大题共3小题,共24分。
20. 如图所示,A、B、C三个物体的质量分别为400g、100g、50g,此时物体刚好水平向右做匀速直线运动,求:
(1)此时物体A与水平桌面间的动摩擦系数P(摩擦系数是指摩擦力与物体间压力的比值);
(2)如果把物体A上的物体B拿下来,再把物体B挂在物体C的下面,请判断A会怎样运动?如果想让A水平向左匀速直线运动,则至少应对A水平向左施加多大的拉力?(g取10N/kg)
【答案】(1)0.1;(2)1.9N
【解析】
【详解】解:A、B、C的重力分别为
、、
(1)物体A作匀速直线运动,受到的摩擦力为
物体A对水平桌面的压力为
物体A与水平桌面间的动摩擦系数为
(2)如果把物体A上的物体B拿下来,把物体B挂在物体C的下面,物体A受到水平向右的拉力为
物体A受到摩擦力
拉力大于摩擦力,做加速运动。A水平向左做匀速直线运动,摩擦力向右,则拉力
答:(1)此时物体A与水平桌面间的动摩擦系数P为0.1。
(2)如果把物体A上的物体B拿下来,再把物体B挂在物体C的下面,A会加速运动;如果想让A水平向左匀速直线运动,则至少应对A水平向左施加1.9N的拉力。
21. 如图所示,是汽车行驶近某一桥梁时观察到的标志牌,图中“30t”表示桥梁最大能承受质量为30t的物体。请回答:(g取)
(1)根据标志牌所示,桥梁最大能承受物体的重力多大?
(2)已知桥长为500m,按照限定时速,汽车至少需要多少分钟才能通过这座桥?
(3)这辆自重6t的汽车装载了的河沙,河沙的密度为,通过计算说明这辆汽车能否从该桥上安全通过?
【答案】(1);(3)3分钟;(3)能
【解析】
【详解】解:(1)由标牌可知,该桥允许通过的最大质量为30t,则能承受物体的最大重力为
(2)由图可知,该桥限速10km/h,桥长为500m,按照限定时速,汽车通过该桥所用的时间为
(3)河沙的质量
车和沙的总质量为
因此这辆汽车能从该桥上安全通过。
答:(1)桥梁最大能承受物体的重力为;
(2)汽车至少需要3分钟才能通过这座桥;
(3)这辆汽车能从该桥上安全通过。
22. 如图甲所示,A、B为不同材料制成的体积相同的实心正方体、浸没在盛有水的薄壁圆柱形容器中,容器底面积是正方体下表面积的4倍,现在沿竖直方向缓慢匀速拉动绳子,开始时刻,A的上表面刚好与水面相平,A、B之间的绳子细直,B在容器底部(未与容器底部紧密接触),A上端绳子的拉力是F,F随A上升的距离h变化的图像如图乙所示,且当F刚好等于41N时,AB之间的绳子断掉。绳的质量和体积忽略不计,求:
(1)正方体A的质量;
(2)正方体A的体积
(3)正方体B的密度
(4)整个过程中,水对容器底部压强的最小值。
【答案】(1)2.5kg;(2)1×10-3 m3;(3)2×103 kg/m3;(4)2.2×103 Pa
【解析】
【详解】解:
(1)由图可知,D点时F刚好等于41N,AB之间的绳子断掉,只有物体A在绳子上,故
解得正方体A的质量为
(2)由图可知,AB段是物体A出水面的过程,BC段中物体B处于浸没状态,CD段是物体B出水面的过程,由称重法知道,在A点时
(GA +GB)-(FA浮 +FB浮)=FA =25N
在B点时
(GA +GB)- FB浮=FB =35N
由以上两式解得FA浮 =10N;由知道,物体A的体积
(3)因为A、B两物体的体积相同,所以物体A、B浸没时受到的浮力相等,即物体B浮力为
FB浮 = FA浮 = 10N
将FB浮 10N、代入
解得GB =20N;因为A、B两物体的体积相同,所以,物体B的体积
VB =VA =1×10-3 m3
正方体B的密度
(4)A、B边长为
由图乙知道,从B到C过程中拉力的大小不变,由此可知,B点是物体A的下表面刚好离开水面的时候,C点是物体B的上表面刚好到达水面的时候,C点时水的深度
h′=13.5cm+10cm=23.5cm=0.235m
设在D处时物体B受到的浮力为FB浮′,在D点时,有
(GA +GB)-FB浮′=FD =41N
将GA=25N 、GB=20N代入,解得FB浮′=4N,则此时物体B的排水量
根据题意知道,容器内部底面积
S容 =4S正 =4l2 =4×(0.1m)2 =4×10-2 m2
则物体B露出体积
VB露=VB -VB排′=1×10-3 m3 -4×10-4 m3 =6×10-4 m3
从C处到D处时液面下降高度
水的最小深度
水对容器底部最小压强
答:(1)正方体A的质量为2.5kg。
(2)正方体A的体积为1×10-3 m3。
(3)正方体B的体积为1×10-3 m3。
(4)对底部压强的最小值为。
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