内容正文:
江西省景德镇市乐平市2023-2024学年度下学期期末考试
八年级 物理
一、填空题(共16分,每空1分 )
1. 从微观世界到无限宇宙,人们一直在探索着自然的奥秘1897年,物理学家汤姆孙发现了电子、揭示了_______是可分的。物理学家_________在前人的研究积累上。发现日月星辰的旋转与苹果下落有着某些相似,建立了著名的万有引力定律。
2. 打开中药包会闻到淡淡的药香味,这是______现象。捆扎药包的细绳很难被拉断,是因为分子间存在______(选填“引力”或“斥力”)。
3. 如图所示,在高速行驶的高铁列车上,相对于座椅来说,桌子是______(选填“静止”或“运动”)的;高铁列车的车头设计成子弹头形的目的是______。
4. 如图所示,轻质杠杆ABO能绕O点自由转动,若在杠杆末端A点施加一个力提起重物G,使杠杆在水平位置平衡,则此杠杆 _____ (选填“一定”或“不一定”)是省力杠杆;若在A点施加一个最小的力使杠杆在水平位置平衡,此力的方向是 _____ 。
5. 如图是抗击新冠疫情使用的负压救护车,车内空间为负压舱,它能有效防护病毒再传播,负压装置的主要部分是一个抽气机,将经消毒杀菌处理后的被污染空气从车内抽出,使车内气压______(选填“高于”、“低于”或“等于”)车外气压,在______作用下,清洁的空气只能由车外流向车内。
6. 如图所示,相同的容器甲和乙装有质量相等的不同种液体,容器底部所受压强相等,则___________(选填“大于”“小于”或“等于”)。距容器底部距离相等的A、B两点的压强pA___________pB(选填“大于”“小于”或“等于”)。
7. 质量相等的甲、乙两个实心球,它们的密度之比为3∶1。若将甲、乙都放入水中,静止时它们受到的浮力之比为2∶5,则乙球静止时处于______(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”);甲球的密度是______kg/m3。
8. 质量相等但密度不同的A、B、C三个实心小球浸在水中稳定后的情形如图所示,分析可知:________球受到的浮力最小,__________球的密度最小。
二、选择题(共14分,请把正确答案序号填写在题后括号内。第9~12小题,每小题只有一个正确选项,每小题2分;第13、14小题为不定项选择,每小题有一个或几个正确选项,每小题3分,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分)
9. “估测”是物理学中常用的一种方法,小明对自己相关物理量的估测合理的是( )
A. 正常步行的速度约为6m/s B. 站立时对地面的压强约为105Pa
C. 受到的重力约为55kg D. 每分钟脉搏跳动约为75次
10. 下列关于力的说法中错误的是( )
A. 成语“孤掌难鸣”说明一个物体不会产生力
B. “卵与石斗,麋碎无疑”是因为鸡蛋受到的力大于石头受到的力
C. “飞流直下三千尺”是由于水受到重力的作用
D. “风吹草低见牛羊”说明风对草的力改变了草的形状
11. 一个气球下挂一个铁块置于水中某一位置,处于静止状态,如图所示。现用手轻轻向下推一下气球,那么手离开气球后,气球和铁块的运动情况是( )
A. 加速向下运动 B. 匀速向下运动 C. 减速向下运动 D. 仍然处于静止状态
12. 如图所示,消防员正进行徒手爬杆训练.以下说法正确的是
A. 向下滑动时,增加手的握力会增大手对杆的摩擦力
B. 向下滑动时,手受到摩擦力方向向下
C. 静止在杆上时,增加手的握力会增大手对杆的摩擦力
D. 静止在杆上时,手受到的摩擦力方向向下
13. 如图所示,电动平衡车是一种时尚代步工具,当人驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时,下列说法不正确的是( )
A. 平衡车匀速行驶时,相对于平衡车上的人,车是运动的
B. 平衡车的重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力
C. 平衡车轮胎上花纹是为了增大摩擦
D. 关闭电机,平衡车仍继续前进是由于其受到惯性力的作用
14. 如图所示,水平桌面上盛有适量盐水的烧杯中,漂浮着冰块A,悬浮着物块B。当冰块A完全熔化后,下列分析正确的是( )
A. 烧杯中盐水的密度变小 B. 烧杯内液面不发生变化
C. 杯底受到液体压强变小 D. 物块B受到的浮力变小
三、计算题(共22分,第15小题6分,第16、17小题各8分)
15. 便捷的交通与互联网给人们出行带来极大的方便。家住南昌市的王宇想去上海玩玩,某天王宇的爸爸驾车带王宇到南昌西站,然后乘高铁去上海游玩迪士尼乐园。王宇的爸爸从自己家自己驾车9︰45开车出发,通过火车站途中看到路边如图所示交通标志牌,此刻吩咐王宇通过铁路12306网站查询列车时刻表,如表所示。求:
(1)在交通正常情况下,依据以上信息并通过计算,王宇最快能赶乘上哪一车次;
(2)乘坐的该趟高铁到达目的地运行的时间是多少?
(3)该趟高铁运行的平均速度为多少km/h。
车次
南昌西开
上海虹桥到
运行距离
G1346
09︰43
13︰18
780km
G1386
10︰05
13︰59
780km
G1348
10︰26
13︰41
780km
16. 工人利用如图所示滑轮组将重400N的物体向上匀速提起。所用拉力为250N。(不计绳重和摩擦力)
(1)当物体向上匀速提起2m时,绳子自由端向下拉了多少m?
(2)求动滑轮的重力;
(3)若此滑轮组绳子承受最大拉力为800N,则该滑轮组一次提起最大物重为多少N?
17. 一带阀门的圆柱形容器,底面积是200cm2,装有12cm深的水,正方体M边长为10cm,重20N,用细绳悬挂放入水中,有的体积露出水面,如图所示,试求:
(1)正方体M的密度;
(2)正方体M受到的浮力以及此时水对容器底部的压强;
(3)若从图示状态开始,通过阀门K缓慢放水,当容器中水面下降了2cm时,细绳刚好被拉断,则细绳能承受的最大拉力是多少?(g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3)
四、实验与探究题(共28分,每小题7分)
18. 小明同学在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验:
(1)小明利用如图所示的装置进行实验。在测量摩擦力前,他观察了弹簧测力计的量程和________,并将弹簧测力计在竖直方向调零。
(2)接着小明将木块平放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使其做________运动,如图甲所示,此时弹簧测力计的示数为________N,根据________知识,小明测出了木块所受的摩擦力。
(3)小雅却认为小明的上述步骤有一细节未做好,会使得测出的摩擦力比真实值偏小,理由是_____________。
(4)改正错误后,小明继续进行实验。比较图中乙、丙两图可以得出,滑动摩擦力的大小与______________有关。
(5)小亮同学发现弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可使木块在长木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示,此时木块受到的拉力和滑动摩擦力________(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
19. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中。所用的器材有:每格长度等距的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线,重力乙均为0.5N的钩码若干个。
(1)杠杆安装好后处于如图甲所示的静止状态,此时的杠杆是否处于平衡状态?______(选填“是”或“否”);为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端螺母向______边移动(选填“左”或“右”),调节为水平位置平衡的好处是______;
(2)如图乙所示,杠杆处于水平平衡状态,若将杠杆的两侧钩码都向支点移动一格,那么杠杆的______(选填“左”或“右”)端下沉;
(3)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,如图丙所示,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______;
(4)如图丁所示,弹簧测力计竖直向上拉杠杆,当钩码悬挂在杠杆上______(选填“A”、“B”、“C”、“D”)点时,杠杆在图示的位置处于平衡状态,且弹簧测力计的示数最小。
20. 小华发现,家中的吸盘(如图甲所示)吸在光滑的物体上能吊起重物,由此,他联想到了大气压强,能不能利用吸盘和家中的其他器材,测量大气压强呢?在爸爸的帮助下,他完成了如下实验:
(1)用刻度尺测出吸盘的直径R。
(2)将吸盘四周沾上水,用力挤压在光滑的木板下(如图乙)。
(3)将小桶挂在吸盘的挂钩上,然后逐渐向桶内加细沙,直到吸盘脱落。
(4)用家中的小电子秤称出吸盘小桶和细沙的总质量为M。
【分析与论证】
(1)小华同学的实验原理是:______。将吸盘四周沾上水并用力挤压的目的是______;
(2)小华测得的大气压强p=______(用字母表示);
(3)在实验过程中,可能存在的问题是______;该问题会使大气压强的测量值偏______;
【拓展与提高】小华发现家里有一种测量仪器,它的表盘如图丙所示,它是测量______的仪表,此时的示数为______。
21. 【探究名称】探究浮力大小与物体的形状是否有关
【问题】某同学探究完浮力大小与液体密度和物体排开液体体积的关系后,还想知道浮力大小是否与物体的形状有关。于是,该同学进行了如下探究。
【证据】该同学用一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线,按如下步骤进行实验。
①如图a所示,用弹簧测力计测出橡皮泥的重力为_________N;
②如图b所示,将橡皮泥捏成实心长方体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
③如图c所示,将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
④如图d所示,将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。
【解释】
(1)图b中橡皮泥受到的浮力大小为_________N;
(2)由以上实验可知,浮力大小与物体的形状_________;
【交流】
(3)本实验在其它因素都相同前提下,只改变物体的形状来进行探究。在物理学中,这种研究方法称为_________;
(4)在第④步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时,深度增加,橡皮泥所受浮力大小_________(选填“变大”“变小”或“不变”),说明浮力大小与_________无关;
(5)若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计,能否完成本实验的探究?_________
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江西省景德镇市乐平市2023-2024学年度下学期期末考试
八年级 物理
一、填空题(共16分,每空1分 )
1. 从微观世界到无限宇宙,人们一直在探索着自然的奥秘1897年,物理学家汤姆孙发现了电子、揭示了_______是可分的。物理学家_________在前人的研究积累上。发现日月星辰的旋转与苹果下落有着某些相似,建立了著名的万有引力定律。
【答案】 ①. 原子 ②. 牛顿
【解析】
【详解】[1][2]物理学家汤姆孙发现了电子,揭示了原子结构,它由原子核和电子组成;牛顿发现了万有引力,被誉为“近代物理学之父”。
2. 打开中药包会闻到淡淡的药香味,这是______现象。捆扎药包的细绳很难被拉断,是因为分子间存在______(选填“引力”或“斥力”)。
【答案】 ① 扩散 ②. 引力
【解析】
【详解】[1]打开中药包会闻到淡淡的药香味,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
[2]分子间存在相互作用的引力和斥力,捆扎药包的细绳很难被拉断,是因为分子间存在引力。
3. 如图所示,在高速行驶的高铁列车上,相对于座椅来说,桌子是______(选填“静止”或“运动”)的;高铁列车的车头设计成子弹头形的目的是______。
【答案】 ①. 静止 ②. 减小阻力
【解析】
【3题详解】
[1]以座椅为参照物,桌子与座椅之间的位置没有发生改变,所以桌子是静止的。
[2]高铁列车的车头设计成子弹头形是为了减小列车在行驶中受到的阻力,进而可以提高车速,减小能耗。
4. 如图所示,轻质杠杆ABO能绕O点自由转动,若在杠杆末端A点施加一个力提起重物G,使杠杆在水平位置平衡,则此杠杆 _____ (选填“一定”或“不一定”)是省力杠杆;若在A点施加一个最小的力使杠杆在水平位置平衡,此力的方向是 _____ 。
【答案】 ①. 不一定 ②. 垂直于OA向上
【解析】
【详解】[1]A点力的方向不同,力臂的大小则不同,故不能确定动力臂与阻力臂的大小关系,所以此时杠杆不一定省力。
[2]若在A点施加一个最小的力,应使其力臂最长OA,所以力应垂直于OA向上。
5. 如图是抗击新冠疫情使用的负压救护车,车内空间为负压舱,它能有效防护病毒再传播,负压装置的主要部分是一个抽气机,将经消毒杀菌处理后的被污染空气从车内抽出,使车内气压______(选填“高于”、“低于”或“等于”)车外气压,在______作用下,清洁的空气只能由车外流向车内。
【答案】 ①. 低于 ②. 大气压
【解析】
【详解】[1][2]负压救护车内的抽气机将经消毒杀菌处理后的被污染空气从车内抽出,使车内气体体积不变、质量减少,气压降低,车内气压低于外界大气压,在大气压的作用下,清洁的空气只能由车外流向车内,能有效防护病毒再传播。
6. 如图所示,相同的容器甲和乙装有质量相等的不同种液体,容器底部所受压强相等,则___________(选填“大于”“小于”或“等于”)。距容器底部距离相等的A、B两点的压强pA___________pB(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 ①. 小于 ②. 大于
【解析】
【详解】[1]由图示可知两个容器中液体的体积
V甲>V乙
甲乙容器内液体的质量相等,由得到容器内液体的密度关系
ρ甲<ρ乙
[2]A、B是两容器液体中离容器底相同高度的两点,由p=ρgh可知,AB两点下方液体对容器底部的压强关系为
p甲<p乙
容器底部所受压强相等,由p=p上+p下可知,A点压强大于B点压强。
7. 质量相等的甲、乙两个实心球,它们的密度之比为3∶1。若将甲、乙都放入水中,静止时它们受到的浮力之比为2∶5,则乙球静止时处于______(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”);甲球的密度是______kg/m3。
【答案】 ①. 漂浮 ②. 2.5×103
【解析】
【详解】[1][2]质量相等甲、乙两个实心球,它们的密度之比为3∶1,由得,甲、乙两球的体积比为
假设两球都漂浮,因两球的质量相等,两球所受的浮力相等,都等于其重力,浮力比为1:1,与题设条件矛盾,故假设不成立;假设两球都浸没,则浮力之比为
与题设条件矛盾,故假设不成立;因它们的密度之比为 3:1,所以甲球浸没,乙球漂浮,则浮力之比为
则
则
8. 质量相等但密度不同的A、B、C三个实心小球浸在水中稳定后的情形如图所示,分析可知:________球受到的浮力最小,__________球的密度最小。
【答案】 ①. C ②. A
【解析】
【分析】
【详解】[1]A、B、C三个实心小球浸在水中稳定后情况可知:A球漂浮,B球悬浮,C球沉底,根据物体的浮沉条件可知浮力与重力的关系为
因为A、B、C三个实心小球质量相等,所以
所以C球受到的浮力最小。
[2]如图,A球漂浮, 所以A球密度, B球悬浮,所以B球密度,因为C球沉底,所C球密度,所以三球密度
所以A球的密度最小。
二、选择题(共14分,请把正确答案序号填写在题后括号内。第9~12小题,每小题只有一个正确选项,每小题2分;第13、14小题为不定项选择,每小题有一个或几个正确选项,每小题3分,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分)
9. “估测”是物理学中常用的一种方法,小明对自己相关物理量的估测合理的是( )
A. 正常步行的速度约为6m/s B. 站立时对地面的压强约为105Pa
C. 受到的重力约为55kg D. 每分钟脉搏跳动约为75次
【答案】D
【解析】
【详解】A.正常步行的速度约为1m/s,故A不符合题意;
B.站立时对地面的压强
故B不符合题意;
C.质量约为55kg,受到的重力约为550N,故C不符合题意;
D.每分钟脉搏跳动的次数与心脏跳动的次数相同,约为75次,故D符合题意。
故选D。
10. 下列关于力的说法中错误的是( )
A. 成语“孤掌难鸣”说明一个物体不会产生力
B. “卵与石斗,麋碎无疑”是因为鸡蛋受到的力大于石头受到的力
C. “飞流直下三千尺”是由于水受到重力的作用
D. “风吹草低见牛羊”说明风对草的力改变了草的形状
【答案】B
【解析】
【详解】A.力是物体对物体的作用,成语“孤掌难鸣”说明一个物体不会产生力的作用,故A正确,不符合题意;
B.物体间力的作用是相互的,以卵投石时,鸡蛋和石头都受到力的作用,力的大小相等,故B错误,符合题意;
C.重力的方向竖直向下,“飞流直下”是由于水受到重力的作用,故C正确,不符合题意;
D.力可以改变物体的形状,力可以改变物体的运动状态,风吹草低见牛羊,说明风对草的力改变了草的形状,故D正确,不符合题意。
故选B。
11. 一个气球下挂一个铁块置于水中某一位置,处于静止状态,如图所示。现用手轻轻向下推一下气球,那么手离开气球后,气球和铁块运动情况是( )
A. 加速向下运动 B. 匀速向下运动 C. 减速向下运动 D. 仍然处于静止状态
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】原来金属块和小气球悬浮在水中,浮力等于重力,向下推一下气球,所处的深度增加,由公式p=ρgh知,气球受到水的压强增大,气球的体积变小,所以气球排开水的体积减小,由公式F浮=ρ液gV排知,气球受到的浮力减小,总浮力小于总重力,加速向下运动,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
12. 如图所示,消防员正进行徒手爬杆训练.以下说法正确的是
A. 向下滑动时,增加手的握力会增大手对杆的摩擦力
B. 向下滑动时,手受到的摩擦力方向向下
C. 静止在杆上时,增加手的握力会增大手对杆的摩擦力
D. 静止在杆上时,手受到的摩擦力方向向下
【答案】A
【解析】
【详解】A、滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,所以向下滑动时,增加手的握力会使压力增大,故摩擦力会增大,故A正确;
B、摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,故向下滑动时,手受到的摩擦力方向向上,故B错误;
C、静止在杆上时,静摩擦力的大小等于重力,故增加手的握力不会增大手对杆的摩擦力,故C错误;
D、摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反,即摩擦力与重力平衡,所以静止在杆上时,手受到的摩擦力方向向上,故D错误;
故选A.
13. 如图所示,电动平衡车是一种时尚代步工具,当人驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时,下列说法不正确的是( )
A. 平衡车匀速行驶时,相对于平衡车上的人,车是运动的
B. 平衡车的重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力
C. 平衡车轮胎上的花纹是为了增大摩擦
D. 关闭电机,平衡车仍继续前进是由于其受到惯性力的作用
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.平衡车匀速行驶时,人相对平衡车没有位置变化,是静止的,故A错误,符合题意;
B.平衡车及人的总重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力,平衡车的重力与地面对平衡力的支持力大小不等,不是一对平衡力,故B错误,符合题意;
C.平衡车轮胎上的花纹,可在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C正确,不符合题意;
D.关闭电机,平衡车由于惯性,仍向前运动,但惯性不是力,不能说受到惯性力的作用,故D错误,符合题意。
故选ABD。
14. 如图所示,水平桌面上盛有适量盐水的烧杯中,漂浮着冰块A,悬浮着物块B。当冰块A完全熔化后,下列分析正确的是( )
A. 烧杯中盐水的密度变小 B. 烧杯内液面不发生变化
C. 杯底受到液体的压强变小 D. 物块B受到的浮力变小
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由于水的密度小于盐水密度,冰块完全熔化为水后,会使原来盐水的密度变小,故A正确;
B.冰块漂浮在盐水中,F浮=G冰,冰熔化成水后,质量不变,所以有F浮=G水,则
ρ盐水gV排=ρ水gV水
因为ρ盐水>ρ水,所以V排<V水,即原来冰块排开盐水的体积小于冰块熔化的水的体积,所以液面会升高,故B错误;
CD.冰块未熔化时,A漂浮,B悬浮,液体对容器底部的压力等于液体、冰块A、物块B的总重力。冰块熔化后,液体密度变小,根据公式F浮=ρ液gV排可知,物块B受到的浮力变小,小于自身重力,将会下沉到容器底部,受到容器底部的支持力,所以液体对容器底部的压力会变小。根据公式 可知,在容器底面积不变的情况下,杯底受到液体的压强变小,故CD正确。
故选ACD。
三、计算题(共22分,第15小题6分,第16、17小题各8分)
15. 便捷的交通与互联网给人们出行带来极大的方便。家住南昌市的王宇想去上海玩玩,某天王宇的爸爸驾车带王宇到南昌西站,然后乘高铁去上海游玩迪士尼乐园。王宇的爸爸从自己家自己驾车9︰45开车出发,通过火车站途中看到路边如图所示交通标志牌,此刻吩咐王宇通过铁路12306网站查询列车时刻表,如表所示。求:
(1)在交通正常情况下,依据以上信息并通过计算,王宇最快能赶乘上哪一车次;
(2)乘坐的该趟高铁到达目的地运行的时间是多少?
(3)该趟高铁运行的平均速度为多少km/h。
车次
南昌西开
上海虹桥到
运行距离
G1346
09︰43
13︰18
780km
G1386
10︰05
13︰59
780km
G1348
10︰26
13︰41
780km
【答案】(1)G1348;(2)3.25h;(3)240km/h
【解析】
【详解】解:(1)交通标志牌显示距离南昌西站还有30km,限速60,王宇最快到达南昌西站还需要的时间为
所以王宇最快到达南昌西站的时间不早于
所以王宇最快能赶乘上G1348车次的火车。
(2)乘坐的该趟高铁到达目的地运行的时间
即三小时十五分钟或3.25h。
(3)该趟高铁运行的平均速度
答:(1)在交通正常情况下,王宇最快能赶乘上G1348车次的火车;
(2)乘坐的该趟高铁到达目的地运行的时间是3h15min;
(3)该趟高铁运行的平均速度为240km/h。
16. 工人利用如图所示的滑轮组将重400N的物体向上匀速提起。所用拉力为250N。(不计绳重和摩擦力)
(1)当物体向上匀速提起2m时,绳子自由端向下拉了多少m?
(2)求动滑轮的重力;
(3)若此滑轮组绳子承受最大拉力为800N,则该滑轮组一次提起最大物重为多少N?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)由图可知,有效承担物重的绳子段数,则绳子自由端移动距离为
(2)不计绳重和摩擦力,根据,动滑轮的重力为
(3)当绳子承受最大拉力为800N时,根据,一次提起最大物重为
答:(1)当物体向上匀速提起2m时,绳子自由端向下拉了;
(2)动滑轮的重力为;
(3)若此滑轮组绳子承受最大拉力为800N,则该滑轮组一次提起最大物重为。
17. 一带阀门的圆柱形容器,底面积是200cm2,装有12cm深的水,正方体M边长为10cm,重20N,用细绳悬挂放入水中,有的体积露出水面,如图所示,试求:
(1)正方体M的密度;
(2)正方体M受到的浮力以及此时水对容器底部的压强;
(3)若从图示状态开始,通过阀门K缓慢放水,当容器中水面下降了2cm时,细绳刚好被拉断,则细绳能承受的最大拉力是多少?(g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3)
【答案】(1)2×103kg/m3;(2)8N;1.6×103Pa;(3)14N
【解析】
【详解】(1)正方体M的质量
mM=
体积为
VA=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3
所以,正方体M的密度
(2)由于用细绳悬挂放入水中,有的体积露出水面,则
V排1=(1﹣)VA=×1×10-3m3=8×10-4m3
受到的浮力为
F浮1=ρ水gV排1=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3=8N
设A放入水中后水深为h′,则有
Sh′=Sh+V排1
此时水对容器底部的压强
p=ρ水g h′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1.6×103Pa
(3)原来石块M浸入水中深度为
h1=(1﹣)L=×10cm=8cm
水面下降2cm时正方体M浸入水中深度为
h2=h1﹣2cm=8cm﹣2cm=6cm
V排2=h2L2=6cm×(10cm)2=600cm3=6×10-2m3
F浮2=ρ水gV排2=10×103kg/m3×10N/kg×6×10-2m3=6N
当绳子刚被拉断时有
Fm+F浮2=G
所以细绳能承受的最大拉力
Fmax=G﹣F浮′=20N﹣6N=14N
答:(1)正方体M的密度是2×103kg/m3;
(2)正方体M受到的浮力以及此时水对容器底部的压强是1.6×103Pa;;
(3)细绳能承受的最大拉力是14N。
四、实验与探究题(共28分,每小题7分)
18. 小明同学在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验:
(1)小明利用如图所示的装置进行实验。在测量摩擦力前,他观察了弹簧测力计的量程和________,并将弹簧测力计在竖直方向调零。
(2)接着小明将木块平放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使其做________运动,如图甲所示,此时弹簧测力计的示数为________N,根据________知识,小明测出了木块所受的摩擦力。
(3)小雅却认为小明的上述步骤有一细节未做好,会使得测出的摩擦力比真实值偏小,理由是_____________。
(4)改正错误后,小明继续进行实验。比较图中乙、丙两图可以得出,滑动摩擦力的大小与______________有关。
(5)小亮同学发现弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可使木块在长木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示,此时木块受到的拉力和滑动摩擦力________(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
【答案】 ①. 分度值 ②. 匀速直线 ③. 1.4 ④. 二力平衡 ⑤. 弹簧测力计未在水平方向调零 ⑥. 接触面的粗糙程度 ⑦. 不是
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]在测量摩擦力前,除了观察弹簧测力计量程和分度值外,还要将弹簧测力计在竖直方向调零。
(2)[2]实验时应该沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,由二力平衡,此时,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计示数。
[3][4]由图甲可知,弹簧测力计分度值为0.2N,此时示数为1.4N,根据二力平衡的条件可知滑动摩擦力为1.4N。
(3)[5]由于弹簧测力计未在水平方向调零,会使得测出的摩擦力比真实值偏小。
(4)[6]比较图中乙、丙两图,压力一定,接触面的粗糙程度不同,弹簧测力计的示数不同,可以得到滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
(5)[7]弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示,此过程中,木块处于平衡状态;弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的滑动摩擦力不是一对平衡力,理由是:拉力与摩擦力不在同一直线。
19. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中。所用的器材有:每格长度等距的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线,重力乙均为0.5N的钩码若干个。
(1)杠杆安装好后处于如图甲所示的静止状态,此时的杠杆是否处于平衡状态?______(选填“是”或“否”);为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端螺母向______边移动(选填“左”或“右”),调节为水平位置平衡的好处是______;
(2)如图乙所示,杠杆处于水平平衡状态,若将杠杆的两侧钩码都向支点移动一格,那么杠杆的______(选填“左”或“右”)端下沉;
(3)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,如图丙所示,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______;
(4)如图丁所示,弹簧测力计竖直向上拉杠杆,当钩码悬挂在杠杆上______(选填“A”、“B”、“C”、“D”)点时,杠杆在图示的位置处于平衡状态,且弹簧测力计的示数最小。
【答案】 ①. 是 ②. 左 ③. 便于读出力臂 ④. 右 ⑤. 变小 ⑥. 甲 ⑦. B
【解析】
【详解】(1)[1]此时的杠杆是静止状态,静止是平衡状态的一种。
[2]由图可知,杠杆的右端下沉,所以F1L1<F2L2,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,在力不变的情况下,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端螺母向左边移动,增加左端力臂。
[3]调节到水平位置平衡,杠杆的重心在支点处,消除杠杆自重对实验的影响,实验过程中,两个力臂都正好沿着杠杆,便于直接从杠杆上读出力臂。
(2)[4]设杠杆分度值是L,一个钩码重是0.5N,当图乙中的左右钩码都向支点移动一格时有
1.5N×L<1N×2L
所以杠杆右端下沉。
(3)[5][6]根据杠杆平衡条件F1L1=FL,左边钩码总重力与力臂的乘积不变即F1L1不变,弹簧测力计对杠杆的拉力,按1到5的顺序L逐渐增大,故弹簧测力计的示数会逐渐变小,且F与L成反比关系,故乙丙丁不符合题意,甲符合题意。
故选甲。
(4)[7]由图知,O为支点,动力(测力计竖直向上的拉力)作用在B点,若钩码挂在C点或D点,则动力和阻力都会使杠杆顺时针转动,则杠杆不能处于平衡状态;由图可知,杠杆平衡时,动力臂大小不变,阻力(等于钩码的重力)的大小不变,根据杠杆的平衡条件可知,当阻力臂最小时,动力是最小的;当钩码挂在B点时,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,此时的阻力臂是最小的,则此时动力最小,测力计的示数最小。
故选B。
20. 小华发现,家中的吸盘(如图甲所示)吸在光滑的物体上能吊起重物,由此,他联想到了大气压强,能不能利用吸盘和家中的其他器材,测量大气压强呢?在爸爸的帮助下,他完成了如下实验:
(1)用刻度尺测出吸盘的直径R。
(2)将吸盘四周沾上水,用力挤压在光滑的木板下(如图乙)。
(3)将小桶挂在吸盘的挂钩上,然后逐渐向桶内加细沙,直到吸盘脱落。
(4)用家中的小电子秤称出吸盘小桶和细沙的总质量为M。
【分析与论证】
(1)小华同学的实验原理是:______。将吸盘四周沾上水并用力挤压的目的是______;
(2)小华测得的大气压强p=______(用字母表示);
(3)在实验过程中,可能存在的问题是______;该问题会使大气压强的测量值偏______;
【拓展与提高】小华发现家里有一种测量仪器,它的表盘如图丙所示,它是测量______的仪表,此时的示数为______。
【答案】 ①. ②. 排除吸盘内空气 ③. ④. 吸盘内空气无法排尽 ⑤. 小 ⑥. 压强 ⑦. 100kPa
【解析】
【详解】(1)[1][2]题中测量大气压的思路,是先测量出受力面积,再设法测量出吸盘受到的大气压力,最后根据计算出大气压强,实验中将吸盘四周沾上水并用力挤压的目的是排出吸盘内空气,尽量使测量的拉力和大气压力相等。
(2)[3]大气对吸盘的压力为
受力面积为
小华测得的大气压强为
(3)[4][5]实验过程中可能存在的问题是吸盘内空气无法排尽,这样吸盘内的空气对吸盘也有向下的压力,使得所测拉力偏小,导致大气压强的测量值偏小。
[6][7]表盘上的“kPa”是压强的单位,故可知该仪器是测量压强的仪器,示数是100kPa。
21. 【探究名称】探究浮力大小与物体的形状是否有关
【问题】某同学探究完浮力大小与液体密度和物体排开液体体积的关系后,还想知道浮力大小是否与物体的形状有关。于是,该同学进行了如下探究。
【证据】该同学用一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线,按如下步骤进行实验。
①如图a所示,用弹簧测力计测出橡皮泥的重力为_________N;
②如图b所示,将橡皮泥捏成实心长方体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
③如图c所示,将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
④如图d所示,将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。
【解释】
(1)图b中橡皮泥受到的浮力大小为_________N;
(2)由以上实验可知,浮力大小与物体的形状_________;
【交流】
(3)本实验在其它因素都相同的前提下,只改变物体的形状来进行探究。在物理学中,这种研究方法称为_________;
(4)在第④步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时,深度增加,橡皮泥所受浮力大小_________(选填“变大”“变小”或“不变”),说明浮力大小与_________无关;
(5)若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计,能否完成本实验的探究?_________
【答案】 ①. 4 ②. 2 ③. 无关 ④. 控制变量法 ⑤. 不变 ⑥. 深度 ⑦. 能
【解析】
【详解】[1]由图a可知,弹簧测力计的所示是4N,所以橡皮泥的重力为4N。
(1)[2]由图b可知,弹簧测力计的示数是2N,橡皮泥受到的浮力
F浮=G-Fb=4N-2N=2N
(2)[3]由实验现象可知,同一块橡皮泥捏成不同形状物体浸没在水中,弹簧测力计的示数相同,由称重法可知浮力相同,说明浮力的大小与物体的形状无关。
(3)[4]探究浮力的大小与物体的形状的关系,保持其它因素都相同,只改变物体的形状,用到控制变量法。
(4)[5][6]在第④步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时,深度增加,排开水的体积不变,由阿基米德原理可知浮力大小不变,说明浮力大小与深度无关。
(5)[7]用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计,用橡皮筋吊着橡皮泥浸入水中,记录橡皮筋的长度,比较每次橡皮筋的长度可以知道拉力的大小,从而比较浮力的大小,能完成本实验的探究。
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