内容正文:
2024年春季八年级期末教学质量监测
物理试卷
本试卷分试题卷和答题卡两部分,试题卷共8页,满分100分,考试时间90分钟。必须解答在答题卡上,否则不得分。
第Ⅰ卷(选择题 共32分)
一、选择题(每小题2分,共32分。每小题只有一个选项是最符合题目要求的)
1. 善于观察和思考是学好物理的基本方法,以下是初二学生小刚的估测,最接近事实的是( )
A. 他站立时对水平地面的压力约为500N
B. 大气对他手掌的压强大约是50Pa
C. 他从一楼步行到三楼克服重力做功约为500J
D. 他完成一分钟跳绳的功率约为50kW
2. 如图所示,运动员用网球拍击飞网球,下列说法错误的是( )
A. 球拍击中网球,网球受到了弹力
B. 球拍击中网球,球拍受到了弹力
C. 飞出的网球受到竖直向下的重力
D. 网球被击飞后惯性越来越小,所以会掉落
3. 如图所示,用手压课本并抽出课本下的直尺,当手压课本的力增大时,抽出直尺用的力也增大,下列实例中改变摩擦力的方法与此相同的是( )
A. 自行车把套上有花纹 B. 给自行车车轴加润滑油
C. 自行车转轴上安装钢珠 D. 用力捏紧刹车闸让自行车刹车
4. 近期交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度。遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在安全隐患,当电动车快速行驶时,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 遮阳伞上边空气流速小,压强小,伞面被向下压
B. 遮阳伞下边空气流速小,压强大,伞面被向下压
C. 遮阳伞上边空气流速大,压强小,伞面被向上吸
D. 遮阳伞下边空气流速大,压强大,伞面被向上吸
5. 如图所示,盘子里装了一颗草莓,静止放在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A. 盘子受到的重力和桌面对盘子的支持力是一对平衡力
B. 草莓受到的重力和盘子对草莓的支持力是一对平衡力
C. 盘子受到重力和桌面对盘子的支持力是一对相互作用力
D. 草莓对盘子的压力和桌面对盘子的支持力是一对相互作用力
6. 在投掷篮球的过程中,人对篮球做功的是( )
A. 人托着篮球保持静止 B. 人将篮球从地上拿起
C. 人托着篮球水平运动 D. 篮球离手后继续运动
7. “珍爱生命,注意安全”,下列涉及物理知识中的安全问题,做法不合理的是( )
A. 驾驶机动车时只要自己感觉安全就可以不遵守限速要求
B. 乘客在等待进站的列车时,必须站在安全线外
C. 乘坐公交车发生火灾且车门无法打开时,可以使用安全锤的尖端敲碎车窗玻璃逃生
D. 乘坐客车时必须系好安全带
8. 关于功、功率和机械效率,下列说法正确的是( )
A. 功率是用来描述力对物体做功多少的物理量
B. 机器做功越多,功率就越大,机械效率也越高
C. 做相同的功,做功时间越长,功率越小
D. 使用省力的机械,可以提高机械的功率
9. 如图所示,动物身体结构的特点中以减小压强来适应自然环境的是( )
A. 啄木鸟的尖喙 B. 蚊子的口器
C. 骆驼的脚掌 D. 鲨鱼的牙齿
10. 如图所示,晓理在家洗碗时发现,同一只青花瓷碗既可以漂浮在水面,也可以沉入水底。下列说法正确的是( )
A. 碗沉入水底时,所受浮力比漂浮时大
B. 碗漂浮在水面时,所受浮力等于重力
C. 碗能漂浮在水面,说明瓷碗的密度比水小
D. 碗沉入水底时,排开水的体积大于漂浮时排开水的体积
11. 如图所示,质量相等甲、乙两个实心正方体物块分别悬浮在水中和漂浮在水面,下列说法中错误的是( )
A. 甲物体受到的浮力大于乙物体受到的浮力
B. 甲物体的密度大于乙物体的密度
C. 水对甲下表面的压强大于水对乙下表面的压强
D. 甲物体排开水的质量等于乙物体排开水的质量
12. 某校学生小刚抛出的实心球在空中飞行的轨迹如图中虚线所示,空气阻力不计,设定水平地面重力势能为零。关于实心球,下列说法中正确的是( )
A. 实心球在空中上升时动能变大
B. 实心球在空中下落时重力势能变大
C. 实心球在空中上升到最高点时机械能不为零
D. 实心球在空中上升到最高点时受到的合力为零
13. 杠杆在我们生活中有非常多的应用,如图所示,下列工具中属于费力杠杆的是( )
A. 指甲刀 B. 镊子
C. 起子 D. 铡刀
14. 工人用相同的滑轮以图甲、乙所示的两种方式把同一物体竖直匀速提升相同高度,物体质量大于滑轮质量,忽略绳重、摩擦和空气阻力,则下列说法错误的是( )
A. 甲中滑轮为定滑轮
B. 甲中工人所用拉力大于乙中工人所用拉力
C. 甲中绳端移动距离比乙中绳端移动距离大
D. 甲中绳端拉力做的功比乙中绳端拉力做的功少
15. 如图所示,搬运师傅装车时,通常用木板搭成斜面,将重1000N的货物沿着斜面匀速推上车厢。木板长,车厢高,工人的推力为400N,所用时间为8s,下列说法正确的是( )
A. 搬运师傅对货物做的有用功2000J
B. 搬运师傅做的额外功400J
C. 货物与木板之间多的摩擦力大小为100N
D. 这个斜面的机械效率为80%
16. 如图甲所示,边长为10cm的均匀实心正方体用轻质细杆固定在容器底部,容器内底面积为。现向容器中缓慢加水至正方体刚好浸没为止,杆的弹力大小F随水的深度h变化的关系图像如图乙所示。g取,,以下说法正确的是( )
A. 杆的长度为6cm
B. 正方体密度为
C. 向容器中缓慢加水过程中,杆的弹力最大为4N
D. 正方体浸没后,若撤去杆,正方体重新静止时容器底部所受水的压强为1100Pa
第Ⅱ卷(非选择题 共68分)
二、填空题(每空1分,共20分)
17. 《清明上河图》生动记录了北宋都城汴京的城市面貌和当时社会各阶层人民的生活状况,如图所示为画里荡秋千的情景。用力推秋千,秋千就能荡起来,这是因为力可以改变物体的________;秋千在最高点时,秋千上的人处于__________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。
18. 排球垫球是中考体育测试的项目之一。当排球离开手后,由于______还能继续向上运动;排球竖直向上运动过程中的合力方向为______(选填“竖直向上”或“竖直向下”)。
19. 如图所示,物体A重20N,用大小为40N的力F垂直压在墙上静止不动,则物体A所受的摩擦力大小是______N;物体B重40N,在20N的水平推力F作用下在地面上做匀速直线运动,则当他改用30N的力推B时,B受到的摩擦力是______N。
20. 晓理取一个瓶子,装入适量带色的水,再取一根两端开口的细玻璃管穿过塞紧瓶口的橡皮塞插入水中,如图所示。他拿着瓶子从1楼乘坐电梯到35楼,玻璃管中液面将________(选填“上升”或“下降”),说明大气压随高度的增加而__________。
21. 盐水选种是我国农业常用的选种方法之一,将待选的种子放入浓度适当的盐水后,优良种子的重力_________其所受的浮力,所以优良的种子会________(选填“沉入盐水底”或“浮于盐水面”)。
22. 一阵清风吹过,小刚发现书页被翻起,细心的他对清风翻书的原因进行了探究,他认为是风使书页上表面空气流动速度___________导致书页上表面气体压强___________,从而被翻起。(均选填“变大”或“变小”)
23. 如图甲所示,装有液体的密闭容器静置于水平桌面上;现将该容器颠倒放置于桌面,如图乙所示。则颠倒后液体对容器底部的压力______,容器对桌面的压力______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
24. 绵阳号护卫舰是中国自行设计建造的导弹护卫舰。若某次执行任务时,绵阳号护卫舰的排水量为2200吨,则它受到的浮力为______N;当舰上执行搜救任务的舰载直升机起飞后与起飞前相比,绵阳号护卫舰所受浮力将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。(g取)
25. 2024年3月20日,“长征八号遥三”运载火箭从我国文昌航天发射场发射升空,成功将探月工程四期“鹊桥二号”中继星送入预定轨道,如图所示。中继星随火箭加速升空过程中,中继星的机械能______(选填“变大”“变小”或“不变”),中继星相对于火箭是______(选填“运动”或“静止”)的。
26. 现有30捆书籍,每捆书籍的质量都为5kg。小明想尽快将它们搬上10m高的四楼教室。如图是小明可以提供的用于搬运物体的功率与被搬运物体质量的关系图像。由图可知,若用最少的时间将这批书籍搬上教室,每次搬运的书籍的质量应是______kg,每次上楼对书做的功是______J()。
三、实验探究题(每空1分,共29分)
27. 某实验小组利用如图甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”的实验。
(1)实验时应选择较________ (选填“光滑”或“粗糙”)的实验桌面;
(2)如图甲所示,当左右两端同时各放一个质量相等的砝码时,小车静止,此时F1、F2的大小________ ,方向________;
(3)在图甲实验的基础上,将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,观察小车的运动状态,这样做是为了探究两个平衡的力是否作用在________;
(4)将图甲中的小车换成弹簧测力计,左右两盘各放入重 5N的砝码,使F1=F2=5N, 则弹簧测力计的示数为________N,弹簧测力计受到的合力是________ N;
(5)小明用轻质小卡片代替小车做实验,如图乙所示,为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上,他将要对小卡片进行的操作是________。
28. 如图所示是探究液体压强与哪些因素有关的实验。
(1)如图甲所示的U形管压强计,探头上的橡皮膜应选______(选填“薄”或“厚”)一些较好。使用前需检查装置是否漏气,操作是:______,观察到U形管中的液体能灵活升降,则说明不漏气;
(2)比较乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而______;根据研究得出的结论,拦河坝应设计成______(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状;
(3)在图丙、丁中,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,观察U形管左右两侧液面的变化,得出结论:同种液体的同一深度处,______;
(4)将探头放入盐水中,当探头向下移动到某一位置,发现U形管两侧的液面高度差与图丙中液面高度差相同,则探头在盐水中的深度______(选填“大于”“小于”或“等于”)探头在水中的深度。
29. 小明发现力学中有很多相似实验,他找了如下器材:①表面平整的长木板(带斜面);②刻度尺;③弹簧测力计;④小车;⑤木块;⑥毛巾;⑦棉布;⑧钩码。
(1)他选择了如图所示的器材进行实验,让小车从同一斜面同一高度由静止滑下,目的是使小车到达平面时的______相同,让小车在粗糙程度不同的水平面上滑行目的是为了探究______对物体运动的影响,实验发现水平表面越光滑,速度减小得越______,小车运动距离越远;
(2)在丙图实验的基础上,小明只需要再选择序号⑤的器材就可以探究动能大小与速度的关系,该实验探究小车的动能可以通过______来比较;若实验中由于木板较短,木块碰后滑出木板,如何保证碰后木块能始终在木板上滑行?下列方法一定不可行的是______(选填序号);
A.降低小车开始在斜面上高度 B.在斜面上辅上一块毛巾
C.增大小车的质量 D.在木块上放两个钩码
(3)若他选择了序号①、③、⑤、⑧的器材是为了探究“摩擦力大小与______大小的关系”。
30. 在探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验时,小硕和同学进行了以下的实验操作。
(1)在如图1所示的实验中,合理的操作顺序应该是__________;
(2)利用弹簧测力计测量出石块受到的浮力F浮=____________;(用字母F1、F2、F3、F4表示)
(3)在实验中,小硕发现石块排开水的重力明显小于所受的浮力,排除测量误差因素的影响,造成这种结果的原因可能是:__________。(写出一种即可)
(4)学习结束后,小组同学讨论,改进了老师的实验,改进后的实验装置如图2所示。将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数__________,此时弹簧测力计乙的示数会__________(填“变大”、“变小”或“不变”),若它们的变化量相等,则证明F浮___________G排(填“>”“=”或“<”)。
31. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中,所用的器材有:带有刻度且每格长度等距的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线,重力均为0.5N的钩码若干个。
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)边移动;
(2)如图乙所示,杠杆在水平位置保持平衡。此时若将两侧的钩码都向远离支点的方向移动一格,杠杆的______(选填“左”或“右”)端会下沉;
(3)如图丙所示,杠杆在水平位置平衡。若弹簧测力计由M位置向右倾斜30°,要使杠杆继续在水平位置处于平衡,则弹簧测力计的示数会______(选填“增大”、“减小”或“不变”);
(4)学习了杠杆的知识后,小明设计了一个实验,利用杠杆可以测得金属块B的密度,如图丁所示∶
①将一根材质均匀的细直硬棒,用细线系在O点吊起,硬棒在水平位置平衡,然后将金属块B挂在硬棒左端C处,另外找一个重物A挂在硬棒右端,调节重物A的位置,使硬棒在水平位置平衡,此时重物A挂在硬棒上的位置为E;
②用刻度尺测出OE的长度;
③把金属块B浸没在水中,把重物A从E处移动到D处时,硬棒再次在水平位置平衡;
④用刻度尺测量出OD的长度;
⑤已知水密度为,利用已知量和上述步骤中测量出的物理量,可写出金属块B的密度的表达式是______。
四、计算与解答题(本题19分。要求解答过程必须写出必要文字说明,公式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须写出数值和单位。)
32. 2023年我国某自主品牌发布了一款新型电动汽车,该车型具备四轮独立能力,能够实现极限操稳、应急浮水、原地调头等功能,如图是该汽车行驶在水面的情景。已知该汽车的总质量为4t,在水中行驶时汽车底盘距离水面达0.8m,平均速度可达,水的密度为,g取。求:
(1)该汽车漂浮在水面上所受浮力;
(2)该汽车以平均速度在水中行驶3min的直线距离;
(3)该汽车在水中行驶时底盘受到水的压强。
33. 质量为70kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙,机械中摩擦力及绳重忽略不计;若工人在1min内将120kg的货物匀速向上提高了5m,双脚与地面接触的总面积为()。问:
(1)滑轮组对货物所做的有用功;
(2)动滑轮受到的重力;
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送130kg货物时,此时工人对地面的压强是多少Pa?
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2024年春季八年级期末教学质量监测
物理试卷
本试卷分试题卷和答题卡两部分,试题卷共8页,满分100分,考试时间90分钟。必须解答在答题卡上,否则不得分。
第Ⅰ卷(选择题 共32分)
一、选择题(每小题2分,共32分。每小题只有一个选项是最符合题目要求的)
1. 善于观察和思考是学好物理的基本方法,以下是初二学生小刚的估测,最接近事实的是( )
A. 他站立时对水平地面的压力约为500N
B. 大气对他手掌的压强大约是50Pa
C. 他从一楼步行到三楼克服重力做功约为500J
D. 他完成一分钟跳绳的功率约为50kW
【答案】A
【解析】
【详解】A.中学生的质量一般在50kg左右,根据重力公式G=mg,我们可以计算出中学生的重力大约为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
当他站立在水平地面上时,他对地面的压力就等于他的重力,所以约为500N。故A符合题意;
B.大气压强约为1.01×105Pa,这是一个相对较大的值,而手掌的面积虽然不大,但也不会小到使得手掌上的大气压强只有50Pa。实际上,手掌上的大气压强与大气压强相同,即约为1.01×105Pa。故B不符合题意;
C.中学生的体重约为500N,一层楼的高度约为3m,从一楼到三楼的高度差就是两层楼的高度,即6m。根据功的公式W=Gh,我们可以计算出他从一楼步行到三楼克服重力做的功大约为
W=Gh=500N×6m=3000J
远大于500J。故C不符合题意;
D.跳绳时,每次克服重力所做的功大约为
W=Gh=500N×0.05m=25J
(这里假设每次跳绳时身体上升的高度为0.05m)。如果一分钟跳绳100次,那么总功就是
W总=25J×100=2500J
可以计算出跳绳的功率大约为
远小于50kW。故D不符合题意。
故选A
2. 如图所示,运动员用网球拍击飞网球,下列说法错误的是( )
A. 球拍击中网球,网球受到了弹力
B. 球拍击中网球,球拍受到了弹力
C. 飞出的网球受到竖直向下的重力
D. 网球被击飞后惯性越来越小,所以会掉落
【答案】D
【解析】
【详解】A.球拍击中网球时,由于球拍和网球之间发生了弹性形变(即它们相互挤压并发生了形状的改变),根据弹力的定义,网球会受到来自球拍的弹力。故A正确,不符合题意;
B.当球拍击中网球时,球拍也会受到来自网球的弹力。这是因为弹力是相互作用力,即一个物体对另一个物体施加弹力的同时,也会受到来自另一个物体的反作用力。故B正确,不符合题意;
C.飞出的网球在地球附近,根据重力的定义,它会受到地球对它的吸引力,即重力。重力的方向总是竖直向下的。故C正确,不符合题意;
D.惯性是物体保持其运动状态(静止或匀速直线运动)不变的性质。惯性只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。在网球被击飞后,虽然它的速度会发生变化(比如因为重力的作用而减速并最终掉落),但它的质量并没有改变,所以它的惯性也没有改变。故D错误,符合题意。
故选D。
3. 如图所示,用手压课本并抽出课本下的直尺,当手压课本的力增大时,抽出直尺用的力也增大,下列实例中改变摩擦力的方法与此相同的是( )
A. 自行车把套上有花纹 B. 给自行车车轴加润滑油
C. 在自行车转轴上安装钢珠 D. 用力捏紧刹车闸让自行车刹车
【答案】D
【解析】
【详解】直尺与课本接触面的粗糙程度相同,增大手对课本的压力,是通过增大压力来增大摩擦。
A.自行车把套上的花纹是为了在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故A不符合题意;
B.给车轴加润滑油,通过让接触面分离来减小摩擦,故B不符合题意;
C.车轴上安装钢珠,让滑动摩擦变成滚动摩擦,从而减小摩擦,故C不符合题意;
D.用力提紧刹车闸,可在接触面的粗糙程度一定时通过增大压力来增大摩擦,故D符合题意。
故选D。
4. 近期交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度。遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在安全隐患,当电动车快速行驶时,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 遮阳伞上边空气流速小,压强小,伞面被向下压
B. 遮阳伞下边空气流速小,压强大,伞面被向下压
C. 遮阳伞上边空气流速大,压强小,伞面被向上吸
D. 遮阳伞下边空气流速大,压强大,伞面被向上吸
【答案】C
【解析】
【详解】遮阳伞上凸下平,当电动车快速行驶时,遮阳伞上边空气流速大,压强小,下边空气流速小,压强大,产生一个向上的升力,所以伞面被向上吸,故ABD错误,C正确。
故选C。
5. 如图所示,盘子里装了一颗草莓,静止放在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A. 盘子受到的重力和桌面对盘子的支持力是一对平衡力
B. 草莓受到的重力和盘子对草莓的支持力是一对平衡力
C. 盘子受到的重力和桌面对盘子的支持力是一对相互作用力
D. 草莓对盘子的压力和桌面对盘子的支持力是一对相互作用力
【答案】B
【解析】
【详解】A.盘子受到的重力与桌面对盘子的支持力都作用在盘子上,进行受力分析可知,支持力大小等于草莓与盘子的重力之和,这两个力大小不相等,所以不可能是一对平衡力,故A错误;
B.静止在盘子中的草莓受到的重力和支持力的作用,重力方向竖直向下;盘子对草莓的支持力,方向竖直向上。这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,且都作用在草莓上,所以它们是一对平衡力,故B正确;
C.盘子受到的重力作用在盘子上,桌面对盘子的支持力作用在盘子上,支持力大小等于草莓与盘子的重力之和,这两个力大小不相等,所以不可能是一对相互作用力,故C错误;
D.草莓对盘子的压力是草莓对盘子的力,作用在盘子上;桌面对盘子的支持力是桌面对盘子的力,也作用在盘子上。两个力作用在同一物体上,所以它们不是一对相互作用力,故D错误。
故选B。
6. 在投掷篮球的过程中,人对篮球做功的是( )
A. 人托着篮球保持静止 B. 人将篮球从地上拿起
C. 人托着篮球水平运动 D. 篮球离手后继续运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.手托篮球保持静止,手对篮球有竖直向上的作用力,但没有移动距离,故手对篮球没有做功,故A不符合题意;
B.将篮球从地上拿起,力的方向向上,篮球沿着力的方向通过一定的距离,故人对篮球做功,故B符合题意;
C.手托篮球水平运动,手对篮球有竖直向上的作用力,但距离的方向是水平向前,两者方向垂直,故手对篮球没有做功,故C不符合题意;
D.篮球离手后继续运动,篮球移动了距离,但不再受手的作用力,故人对篮球没有做功,故D不符合题意。
故选B。
7. “珍爱生命,注意安全”,下列涉及物理知识中的安全问题,做法不合理的是( )
A. 驾驶机动车时只要自己感觉安全就可以不遵守限速要求
B. 乘客在等待进站的列车时,必须站在安全线外
C. 乘坐公交车发生火灾且车门无法打开时,可以使用安全锤的尖端敲碎车窗玻璃逃生
D. 乘坐客车时必须系好安全带
【答案】A
【解析】
【详解】A.驾驶机动车时,机动车的质量不变,速度越大,动能越大,发生事故时的伤害性越大,所以驾驶机动车时应遵守限速要求,故A不合理,符合题意;
B.乘客在候车时必须站在安全线外,这是因为列车高速行驶过车站时,安全线内的空气流速大压强小,人可能会被“吸”入轨道,易发生安全事故,故B合理,不符合题意;
C.安全锤的头部做成锥形,是在压力一定时,减小玻璃的受力面积,来增大对玻璃的压强,使玻璃容易击碎,故C合理,不符合题意;
D.乘客原来和车一起向前运动,紧急刹车时,车由运动突然变成静止,而司机和前排乘客由于具有惯性,继续向前运动,容易撞到挡风玻璃发生伤害事故,使用安全带可以起到保护作用,故D合理,不符合题意。
故选A。
8. 关于功、功率和机械效率,下列说法正确的是( )
A. 功率是用来描述力对物体做功多少的物理量
B. 机器做功越多,功率就越大,机械效率也越高
C. 做相同的功,做功时间越长,功率越小
D. 使用省力的机械,可以提高机械的功率
【答案】C
【解析】
【详解】A.单位时间内所做的功叫做功率,功率是反映做功快慢的物理量,故A错误;
B.由可知,机器做功越多,时间未知,功率不一定越大,做功越多,但有用功不一定多,机械效率不一定高,故B错误;
C.由功率公式可知,完成相同的功,做功时间越长功率越小,故C正确;
D.由功率公式可知,功率在数值上等于单位时间内力做的功,与机械是否省力无关,故D错误。
故选C
9. 如图所示,动物身体结构的特点中以减小压强来适应自然环境的是( )
A. 啄木鸟的尖喙 B. 蚊子的口器
C. 骆驼的脚掌 D. 鲨鱼的牙齿
【答案】C
【解析】
【详解】A.啄木鸟的喙很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B.蚊子的口器很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B不符合题意;
C.骆驼的脚掌很宽大,在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C符合题意;
D.鲨鱼的牙齿很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D不符合题意;
故选C。
10. 如图所示,晓理在家洗碗时发现,同一只青花瓷碗既可以漂浮在水面,也可以沉入水底。下列说法正确的是( )
A. 碗沉入水底时,所受浮力比漂浮时大
B. 碗漂浮在水面时,所受浮力等于重力
C. 碗能漂浮在水面,说明瓷碗的密度比水小
D. 碗沉入水底时,排开水的体积大于漂浮时排开水的体积
【答案】B
【解析】
【详解】AB.碗沉入水底时,受到的浮力小于重力,漂浮时,所受的浮力等于重力,而碗的重力在整个过程保持不变,所以沉底时,浮力小于漂浮时的重力,故A错误,B正确;
CD.碗在整个过程中,密度保持不变,但漂浮时排开水的体积较大,据阿基米德原理知,受到的浮力较大,而沉底时,排开的水的体积较小,所受的浮力较小,所以沉底时排开水的体积小于漂浮时排开水的体积,故CD错误。
故选B。
11. 如图所示,质量相等的甲、乙两个实心正方体物块分别悬浮在水中和漂浮在水面,下列说法中错误的是( )
A. 甲物体受到的浮力大于乙物体受到的浮力
B. 甲物体的密度大于乙物体的密度
C. 水对甲下表面的压强大于水对乙下表面的压强
D. 甲物体排开水的质量等于乙物体排开水的质量
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲、乙两个物块质量相等,根据重力公式G=mg,它们的重力也相等。甲物块悬浮在水中,根据悬浮条件,甲受到的浮力F浮甲等于其重力;乙物块漂浮在水面上,根据漂浮条件,乙受到的浮力F浮乙也等于其重力。因此,甲、乙两物块受到的浮力相等,即F浮甲=F浮乙。故A错误,符合题意;
B.由于甲物块悬浮在水中,根据悬浮条件,甲的密度ρ甲等于水的密度ρ水;而乙物块漂浮在水面上,根据漂浮条件,乙的密度ρ乙小于水的密度ρ水。因此,甲的密度大于乙的密度,即ρ甲>ρ乙。故B正确,不符合题意;
C.甲乙两物体所受浮力相等,甲浸没,上表面受水的压力,乙漂浮,上表面不受水的压力。由浮力的产生原因可知,水对甲下表面的压力大于水对乙下表面的压力,甲的底面积比乙小,由可知,水对甲下表面的压强大于水对乙下表面的压强,故C正确,不符合题意;
D.由于甲、乙两物块受到的浮力相等,根据阿基米德原理,浮力等于排开水的重力,因此,甲物体排开水的质量等于乙物体排开水的质量,故D正确,不符合题意。
故选A。
12. 某校学生小刚抛出的实心球在空中飞行的轨迹如图中虚线所示,空气阻力不计,设定水平地面重力势能为零。关于实心球,下列说法中正确的是( )
A. 实心球在空中上升时动能变大
B. 实心球在空中下落时重力势能变大
C. 实心球在空中上升到最高点时机械能不零
D. 实心球在空中上升到最高点时受到的合力为零
【答案】C
【解析】
【详解】AC.实心球在空中上升时,质量不变,速度减小,高度升高,所以动能变小,重力势能变大,上升到最高点时,空气阻力不计,实心球的动能全部转化为重力势能,机械能不变,不为零,故A错误,C正确;
B.实心球在空中下落时质量不变,速度增大,高度降低,所以动能变大,重力势能变小,故B错误;
D.实心球在空中上升到最高点时,只受重力作用,故实心球受到的合力不为零,故D错误。
故选C。
13. 杠杆在我们生活中有非常多的应用,如图所示,下列工具中属于费力杠杆的是( )
A. 指甲刀 B. 镊子
C. 起子 D. 铡刀
【答案】B
【解析】
【详解】A.指甲刀在使用时,动力臂大于阻力臂,因此它是省力杠杆,故A不符合题意;
B.镊子在使用时,其动力臂小于阻力臂,因此它是费力杠杆,故B符合题意;
C.起子开启瓶盖时,动力臂大于阻力臂,因此它是省力杠杆,故C不符合题意;
D.铡刀在使用时,其动力臂大于阻力臂,因此它是省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
14. 工人用相同的滑轮以图甲、乙所示的两种方式把同一物体竖直匀速提升相同高度,物体质量大于滑轮质量,忽略绳重、摩擦和空气阻力,则下列说法错误的是( )
A. 甲中滑轮为定滑轮
B. 甲中工人所用拉力大于乙中工人所用拉力
C. 甲中绳端移动距离比乙中绳端移动距离大
D. 甲中绳端拉力做的功比乙中绳端拉力做的功少
【答案】C
【解析】
【详解】A.在甲图中,滑轮的位置固定不动,因此它是定滑轮。定滑轮的主要特点是能够改变力的方向,但不省力。故A正确,不符合题意;
B.在甲图中,由于使用的是定滑轮,忽略绳重、摩擦和空气阻力,工人所用的拉力F甲等于物体的重力G,即F甲=G。在乙图中,滑轮随物体一起上升,因此它是动滑轮。动滑轮可以省一半的力,但会增加绳子的移动距离。所以,乙图中工人所用的拉力F乙是物体和滑轮总重力的一半,即
由于题目中给出物体的质量大于滑轮的质量,因此G>G动,所以F乙<G。综合比较,可以得出F甲>F乙,即甲中工人所用拉力大于乙中工人所用拉力。故B正确,不符合题意;
C.在甲图中,由于使用的是定滑轮,绳子的移动距离s甲等于物体上升的高度h,即s甲=h。在乙图中,由于使用的是动滑轮,绳子的移动距离是物体上升高度的两倍,即s乙=2h。因此,s甲<s乙,即甲中绳端移动距离比乙中绳端移动距离小。故C错误,符合题意;
D.在甲图中,拉力做的功
W甲=F甲s甲=Gh
在乙图中,拉力做的功
由于G动不为零,所以W乙>W甲,即甲中绳端拉力做的功比乙中绳端拉力做的功少。故D正确,不符合题意。
故选C。
15. 如图所示,搬运师傅装车时,通常用木板搭成斜面,将重1000N的货物沿着斜面匀速推上车厢。木板长,车厢高,工人的推力为400N,所用时间为8s,下列说法正确的是( )
A. 搬运师傅对货物做的有用功2000J
B. 搬运师傅做的额外功400J
C. 货物与木板之间多的摩擦力大小为100N
D. 这个斜面的机械效率为80%
【答案】C
【解析】
【详解】A.有用功
W有用=Gh=1000N×1.5m=1500J
故A错误;
B.总功
W总=Fs=400N×5m=2000J
额外功
W额=W总−W有用=2000J−1500J=500J
故B错误;
C.摩擦力
故C正确;
D.斜面机械效率
故D错误。
故选C。
16. 如图甲所示,边长为10cm的均匀实心正方体用轻质细杆固定在容器底部,容器内底面积为。现向容器中缓慢加水至正方体刚好浸没为止,杆的弹力大小F随水的深度h变化的关系图像如图乙所示。g取,,以下说法正确的是( )
A. 杆的长度为6cm
B. 正方体密度为
C. 向容器中缓慢加水过程中,杆的弹力最大为4N
D. 正方体浸没后,若撤去杆,正方体重新静止时容器底部所受水的压强为1100Pa
【答案】D
【解析】
【详解】A.分析图乙可知,当水深h=3cm时,杆的弹力刚要开始减小,说明此时正方体刚好与水接触,但还没有受到浮力作用,因此正方体下表面到容器底部的距离就是杆的长度,即3cm。故A错误;
B.当水深h=9cm时,杆所受弹力为0,此时正方体所受浮力等于重力,正方体受到浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)2×(0.09m-0.03m)=6N
正方体的质量
正方体的密度为
故B错误;
C.由图乙可知,当正方体不受浮力时,杆的弹力最大,等于物体的重力,大小为6N。故C错误;
D.正方体浸没后,若撤去杆,由于正方体的密度小于水的密度,正方体将上浮并最终漂浮在水面上。此时正方体受到的浮力等于其重力,即
F浮=G=6N
设正方体漂浮时浸入水中的深度为h浸,则
F浮=ρ水gV浸=ρ水gSh浸
代入已知数据解得
正方体漂浮时容器中的水面下降的高度
容器底部所受水的压强为
故D正确。
故选D。
第Ⅱ卷(非选择题 共68分)
二、填空题(每空1分,共20分)
17. 《清明上河图》生动记录了北宋都城汴京的城市面貌和当时社会各阶层人民的生活状况,如图所示为画里荡秋千的情景。用力推秋千,秋千就能荡起来,这是因为力可以改变物体的________;秋千在最高点时,秋千上的人处于__________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。
【答案】 ①. 运动状态 ②. 非平衡
【解析】
【详解】[1]用力推秋千,秋千荡起来,秋千受到力的作用运动状态发生变化,这说明力可以改变物体的运动状态。
[2]秋千在最高点时,秋千受到竖直向下的重力,沿绳索向上的作用力,两个力方向不相反,不是平衡力,不是处于平衡状态,人相对秋千静止,也不是处于平衡状态。
18. 排球垫球是中考体育测试的项目之一。当排球离开手后,由于______还能继续向上运动;排球竖直向上运动过程中的合力方向为______(选填“竖直向上”或“竖直向下”)。
【答案】 ①. 惯性 ②. 竖直向下
【解析】
【18题详解】
[1]排球离开手后,由于惯性,要保持原来的运动状态,所以排球会继续向上运动。
[2]排球向上运动过程中,速度慢慢变小,受到竖直向下的重力和空气向下的阻力作用,做减速运动,所以合力的方向竖直向下。
19. 如图所示,物体A重20N,用大小为40N的力F垂直压在墙上静止不动,则物体A所受的摩擦力大小是______N;物体B重40N,在20N的水平推力F作用下在地面上做匀速直线运动,则当他改用30N的力推B时,B受到的摩擦力是______N。
【答案】 ①. 20 ②. 20
【解析】
【详解】[1]A处于静止状态,属于平衡状态,所以受到的是平衡力。摩擦力与重力是一对平衡力,A的重力的大小为20N,所以摩擦力也是20N。
[2]当受到F等于20N的水平推力时,刚好做匀速直线运动,则物体B处于平衡状态,摩擦力与推力仍是一对平衡力,则B受到的摩擦力为20N;当推力为30N时,物体对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,仍为20N,方向与物体运动方向相反,由于推力大于摩擦力阻力,所以物体将做加速运动。
20. 晓理取一个瓶子,装入适量带色的水,再取一根两端开口的细玻璃管穿过塞紧瓶口的橡皮塞插入水中,如图所示。他拿着瓶子从1楼乘坐电梯到35楼,玻璃管中液面将________(选填“上升”或“下降”),说明大气压随高度的增加而__________。
【答案】 ①. 升高 ②. 减小
【解析】
【详解】[1][2]大气压随着高度的增加而减小,从1楼到35楼,海拔高度升高,大气压减小,而瓶内气压不变,大于瓶外大气压,所以玻璃管中的液面将上升。
21. 盐水选种是我国农业常用的选种方法之一,将待选的种子放入浓度适当的盐水后,优良种子的重力_________其所受的浮力,所以优良的种子会________(选填“沉入盐水底”或“浮于盐水面”)。
【答案】 ①. 大于 ②. 沉入盐水底
【解析】
【详解】[1][2]优良种子重力较大,大于其所受的浮力,所以会下沉,沉到盐水底。
22. 一阵清风吹过,小刚发现书页被翻起,细心的他对清风翻书的原因进行了探究,他认为是风使书页上表面空气流动速度___________导致书页上表面气体压强___________,从而被翻起。(均选填“变大”或“变小”)
【答案】 ①. 变大 ②. 变小
【解析】
【详解】[1][2]风吹过书页的上表面时,使书表面上空气流动速度增大,而导致书上表面压强减小,而书页下表面的压强不变,在上下压强差的作用下,书页会向上翻起。
23. 如图甲所示,装有液体的密闭容器静置于水平桌面上;现将该容器颠倒放置于桌面,如图乙所示。则颠倒后液体对容器底部的压力______,容器对桌面的压力______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 ①. 变小 ②. 不变
【解析】
【详解】[1](1)设如图放置时的底面积为S大,倒置过来后的底面积为S小, 第一次水对容器底的压力
F=pS=ρghS大
即水对容器底的压力是以S大为底面积,h为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知,这部分液柱比水多,所以水对容器底的压力大于水的重力。如图:
第二次水对容器底的压力
F′=p′S小=ρgh′S小
即水对容器底的压力是以S小为底面积,h′为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水少,所以水对容器底的压力小于水的重力。如图:
对比前后两次情况可知,倒置后水对容器底部的压力将会变小。
[2]容器对桌面的压力等于容器和液体的总重力。由于容器的质量和液体的质量都没有改变,所以它们的总重力也不变。因此,颠倒后容器对桌面的压力不变。
24. 绵阳号护卫舰是中国自行设计建造的导弹护卫舰。若某次执行任务时,绵阳号护卫舰的排水量为2200吨,则它受到的浮力为______N;当舰上执行搜救任务的舰载直升机起飞后与起飞前相比,绵阳号护卫舰所受浮力将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。(g取)
【答案】 ①. 2.2×107 ②. 变小
【解析】
【详解】[1]排水量是指船满载时排开水的质量。根据阿基米德原理,船受到的浮力等于它排开的水的重力。因此,绵阳号护卫舰受到的浮力为
F浮=G排=m排g=2200×103kg×10N/kg=2.2×107N
[2]由于舰载直升机起飞后,绵阳号护卫舰的总重力会减小,而护卫舰仍然漂浮在水面上,根据物体浮沉条件,漂浮时浮力等于重力,所以绵阳号护卫舰所受的浮力也将变小。
25. 2024年3月20日,“长征八号遥三”运载火箭从我国文昌航天发射场发射升空,成功将探月工程四期“鹊桥二号”中继星送入预定轨道,如图所示。中继星随火箭加速升空过程中,中继星的机械能______(选填“变大”“变小”或“不变”),中继星相对于火箭是______(选填“运动”或“静止”)的。
【答案】 ①. 变大 ②. 静止
【解析】
【25题详解】
[1]中继星随火箭加速升空过程中,质量不变,速度变大,动能变大,高度变大,重力势能变大,所以机械能变大。
[2]中继星随火箭加速升空过程中,以火箭为参照物,中继星与火箭之间的位置没有发生变化,所以中继星是静止的。
26. 现有30捆书籍,每捆书籍的质量都为5kg。小明想尽快将它们搬上10m高的四楼教室。如图是小明可以提供的用于搬运物体的功率与被搬运物体质量的关系图像。由图可知,若用最少的时间将这批书籍搬上教室,每次搬运的书籍的质量应是______kg,每次上楼对书做的功是______J()。
【答案】 ①. 15 ②. 1500
【解析】
【详解】[1]30捆书籍的总重是一定的,搬运的高度一定(h=10m),所以搬运书籍需要做的总功是一定的;为了以最少的时间将这批书籍搬到四楼教室,由可知,应要求人始终在最大功率状态下工作。由图像可知,当搬运物体的质量在15kg时,对应的功率最大,所用时间最短。因此,为了尽快将书籍搬上四楼,小明每次应该搬运15kg的书籍。
[2]每次搬运书籍的重力
G=mg=15kg×10N/kg=150N
每次上楼对书做的功
W=Gh=150N×10m=1500J
三、实验探究题(每空1分,共29分)
27. 某实验小组利用如图甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”的实验。
(1)实验时应选择较________ (选填“光滑”或“粗糙”)的实验桌面;
(2)如图甲所示,当左右两端同时各放一个质量相等的砝码时,小车静止,此时F1、F2的大小________ ,方向________;
(3)在图甲实验的基础上,将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,观察小车的运动状态,这样做是为了探究两个平衡的力是否作用在________;
(4)将图甲中的小车换成弹簧测力计,左右两盘各放入重 5N的砝码,使F1=F2=5N, 则弹簧测力计的示数为________N,弹簧测力计受到的合力是________ N;
(5)小明用轻质小卡片代替小车做实验,如图乙所示,为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上,他将要对小卡片进行的操作是________。
【答案】 ①. 光滑 ②. 相等 ③. 相反 ④. 同一直线上 ⑤. 5 ⑥. 0 ⑦. 将小卡片从中间剪开
【解析】
【详解】(1)[1]实验时为了减小摩擦力对实验的影响,应选择较光滑的实验桌面。
(2)[2][3]当小车处于静止状态时,小车在水平方向上受到的力是平衡力,即F1、F2大小相等,方向相反。
(3)[4]保持两边钩码质量相等,将小车在桌面上旋转一个角度松手后,小车受到的两个拉力不在同一直线上,小车会转动,直到两边的拉线在同一条直线上。这是为了探究两个平衡的力是否作用在同一直线上。
(4)[5][6]如果将小车换成弹簧测力计,左右两盘各放入重5N的砝码,其受到的还是一对平衡力,测力计的示数等于挂钩处所受力的大小,其示数为5N;由同一直线上二力的合成规律可知,弹簧测力计受到的合力为0N。
(5)[7]为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上,则让这两个力作用在两个物体上,他将对小卡片进行的操作是:用剪刀将小卡片从中间剪开,一分为二。
28. 如图所示是探究液体压强与哪些因素有关的实验。
(1)如图甲所示的U形管压强计,探头上的橡皮膜应选______(选填“薄”或“厚”)一些较好。使用前需检查装置是否漏气,操作是:______,观察到U形管中的液体能灵活升降,则说明不漏气;
(2)比较乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而______;根据研究得出的结论,拦河坝应设计成______(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状;
(3)在图丙、丁中,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,观察U形管左右两侧液面的变化,得出结论:同种液体的同一深度处,______;
(4)将探头放入盐水中,当探头向下移动到某一位置,发现U形管两侧的液面高度差与图丙中液面高度差相同,则探头在盐水中的深度______(选填“大于”“小于”或“等于”)探头在水中的深度。
【答案】 ①. 薄 ②. 轻轻按压探头的橡皮膜几次 ③. 增大 ④. 上窄下宽 ⑤. 液体向各个方向的压强都相等 ⑥. 小于
【解析】
【详解】(1)[1][2]在探究液体压强的实验中,为了更准确地感受液体压强的变化,我们需要确保探头上的橡皮膜能够灵敏地响应压强的变化。因此,橡皮膜应该选择较薄的材料,以便在受到较小压强时也能产生明显的形变;使用U形管压强计前,需要检查装置是否漏气。具体操作是:轻轻按压探头的橡皮膜几次,然后观察U形管中的液体是否能灵活升降。如果液体能够灵活升降,说明装置密封性良好,不漏气。
(2)[3][4]比较乙、丙两次实验,两次实验中所用的液体种类相同,但深度不同。在丙实验中,探头所处的深度大于乙实验。观察U形管两侧液面的高度差,丙实验中的高度差大于乙实验,这说明同种液体内部压强随深度的增加而增大;随着水深的增加,水对坝体的压强也越来越大,为了承受更大的压强,坝体下部需要设计得更宽。因此拦河坝要设计成上窄下宽的形状。
(3)[5]在图丙、丁中,保持探头在水中的深度不变,但改变了探头的朝向。发现液面高度差并没有发生变化。这说明在同种液体的同一深度处,液体向各个方向的压强都相等。
(4)[6]将探头放入盐水中,并向下移动到某一位置时,U形管两侧的液面高度差与图丙中液面高度差相同。由于盐水的密度大于水的密度,而压强又相等,根据液体压强公式p=ρgh可知,探头在盐水中的深度必须小于探头在水中的深度,才能产生相同的压强。
29. 小明发现力学中有很多相似实验,他找了如下器材:①表面平整的长木板(带斜面);②刻度尺;③弹簧测力计;④小车;⑤木块;⑥毛巾;⑦棉布;⑧钩码。
(1)他选择了如图所示的器材进行实验,让小车从同一斜面同一高度由静止滑下,目的是使小车到达平面时的______相同,让小车在粗糙程度不同的水平面上滑行目的是为了探究______对物体运动的影响,实验发现水平表面越光滑,速度减小得越______,小车运动距离越远;
(2)在丙图实验的基础上,小明只需要再选择序号⑤的器材就可以探究动能大小与速度的关系,该实验探究小车的动能可以通过______来比较;若实验中由于木板较短,木块碰后滑出木板,如何保证碰后木块能始终在木板上滑行?下列方法一定不可行的是______(选填序号);
A.降低小车开始在斜面上的高度 B.在斜面上辅上一块毛巾
C.增大小车的质量 D.在木块上放两个钩码
(3)若他选择了序号①、③、⑤、⑧的器材是为了探究“摩擦力大小与______大小的关系”。
【答案】 ①. 速度 ②. 阻力 ③. 慢 ④. 木块移动的距离 ⑤. C ⑥. 压力
【解析】
【详解】(1)[1]在探究阻力对物体运动的影响实验中,让小车从同一斜面同一高度由静止滑下,是为了使小车到达水平面时具有相同的速度。
[2][3]让小车在粗糙程度不同的水平面上滑行,目的是为了探究阻力对物体运动的影响。实验发现,水平表面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,因此小车能够运动更远的距离。
(2)[4]在探究动能大小与速度的关系实验中,小明已经选择了丙图实验作为基础,此时他只需要再选择序号⑤的木块作为被撞击的物体。通过比较小车撞击木块后木块移动的距离,可以间接比较出小车动能的大小。
[5]若实验中由于木板较短,木块碰后滑出木板,为了保证碰后木块能始终在木板上滑行,我们可以采取措施来减小小车的速度或增大木板的长度;
A.降低小车开始在斜面上的高度可以减小小车到达水平面时的速度,是可行的,故A不符合题意;
B.在斜面上辅上一块毛巾可以增大小车在斜面上的阻力,从而减小小车到达水平面时的速度,也是可行的,故B不符合题意;
C.增大小车的质量会增大小车到达水平面时的速度,因此不可行,故C符合题意;
D.在木块上放两个钩码可以增大木块的质量,从而增大木块与木板之间的摩擦力,使得木块更不容易滑出木板,是可行的,故D不符合题意。
故选C。
(3)[6]若他选择了序号①、③、⑤、⑧的器材,这些器材中包含了长木板(用于提供接触面)、弹簧测力计(用于测量摩擦力)、小车(作为被研究的物体)和钩码(用于改变小车对接触面的压力)。由此可以推断,他可能是为了探究“摩擦力大小与压力大小的关系”。在这个实验中,他可以通过在小车上放置不同数量的钩码来改变小车对接触面的压力,然后观察并测量摩擦力的大小,从而得出摩擦力与压力之间的关系。
30. 在探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验时,小硕和同学进行了以下的实验操作。
(1)在如图1所示的实验中,合理的操作顺序应该是__________;
(2)利用弹簧测力计测量出石块受到的浮力F浮=____________;(用字母F1、F2、F3、F4表示)
(3)在实验中,小硕发现石块排开水的重力明显小于所受的浮力,排除测量误差因素的影响,造成这种结果的原因可能是:__________。(写出一种即可)
(4)学习结束后,小组同学讨论,改进了老师的实验,改进后的实验装置如图2所示。将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数__________,此时弹簧测力计乙的示数会__________(填“变大”、“变小”或“不变”),若它们的变化量相等,则证明F浮___________G排(填“>”“=”或“<”)。
【答案】 ①. 丁丙甲乙 ②. ③. 溢水杯中的水未装满 ④. 变小 ⑤. 变大 ⑥. =
【解析】
【详解】(1)[1]实验时,先测出空桶的重力,然后测出物体的重力,再物体浸没在溢水杯中,读出弹簧测力计的示数,最后测出小桶和水的总重力,因此合理的实验步骤是:丁丙甲乙。
(2)[2]由图可知,石块的重力
G=F3
石块浸在水中时弹簧测力计的示数为F1,根据称量法可知,石块受到的浮力
F浮=F3-F1
(3)[3]石块排开水的重力明显小于所受的浮力,G排偏小,说明收集到的水较少,可能是溢水杯中没装满水,石块开始进入水中时排开的水没有溢出来。
(4)[4][5]][6]]将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度,当逐渐调高升降台,重物浸入水中的体积变大,排开水的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力变大,由称重法可知弹簧测力计甲的示数变小;因为重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大,所以弹簧测力计B的示数变大;弹簧测力计甲示数的变化量和弹簧测力计乙的示数变化量相等,从而证明了受到的浮力等于其排开水的重力,即
F浮=G排
31. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中,所用的器材有:带有刻度且每格长度等距的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线,重力均为0.5N的钩码若干个。
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)边移动;
(2)如图乙所示,杠杆在水平位置保持平衡。此时若将两侧的钩码都向远离支点的方向移动一格,杠杆的______(选填“左”或“右”)端会下沉;
(3)如图丙所示,杠杆在水平位置平衡。若弹簧测力计由M位置向右倾斜30°,要使杠杆继续在水平位置处于平衡,则弹簧测力计的示数会______(选填“增大”、“减小”或“不变”);
(4)学习了杠杆的知识后,小明设计了一个实验,利用杠杆可以测得金属块B的密度,如图丁所示∶
①将一根材质均匀的细直硬棒,用细线系在O点吊起,硬棒在水平位置平衡,然后将金属块B挂在硬棒左端C处,另外找一个重物A挂在硬棒右端,调节重物A的位置,使硬棒在水平位置平衡,此时重物A挂在硬棒上的位置为E;
②用刻度尺测出OE的长度;
③把金属块B浸没在水中,把重物A从E处移动到D处时,硬棒再次在水平位置平衡;
④用刻度尺测量出OD的长度;
⑤已知水的密度为,利用已知量和上述步骤中测量出的物理量,可写出金属块B的密度的表达式是______。
【答案】 ①. 右 ②. 右 ③. 增大 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]由图甲可知,杠杆左端下沉,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆平衡螺母向右移动。
(2)[2]设杠杆上一个格的长度为L,一个钩码重力为0.5N,在图乙位置时,若将两侧的钩码都向远离支点的方向移动一格,则有
1N×4L<1.5N×3L
故杠杆的右端会下沉。
(3)[3]如图丙所示,杠杆在水平位置平衡。若弹簧测力计由M位置向右倾斜30°,则拉力的力臂变小,且阻力与阻力臂的乘积不变,根据杠杆平衡条件可知,要使杠杆继续在水平位置处于平衡,则弹簧测力计的示数会增大。
(4)[4]由丁图可知,硬棒平衡时,有
ρBVg×OC=GA×L1……①
把金属块B浸没在水中,硬棒再次在水平位置平衡时,有
(ρBVg-ρ水gV)×OC=GA×L2……②
由①②可得
四、计算与解答题(本题19分。要求解答过程必须写出必要文字说明,公式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须写出数值和单位。)
32. 2023年我国某自主品牌发布了一款新型电动汽车,该车型具备四轮独立能力,能够实现极限操稳、应急浮水、原地调头等功能,如图是该汽车行驶在水面的情景。已知该汽车的总质量为4t,在水中行驶时汽车底盘距离水面达0.8m,平均速度可达,水的密度为,g取。求:
(1)该汽车漂浮在水面上所受浮力;
(2)该汽车以平均速度在水中行驶3min的直线距离;
(3)该汽车在水中行驶时底盘受到水的压强。
【答案】(1)4×104N;(2)80m;(3)8×103Pa
【解析】
【详解】解:(1)因为汽车漂浮在水面上,所以汽车受到的浮力等于其重力,即
(2)汽车在水中行驶3min的直线距离为
(3)底盘受到水的压强为
答:(1)该汽车漂浮在水面上所受浮力为4×104N;
(2)该汽车以平均速度在水中行驶3min的直线距离为80m;
(3)该汽车在水中行驶时底盘受到水的压强为8×103Pa。
33. 质量为70kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙,机械中摩擦力及绳重忽略不计;若工人在1min内将120kg的货物匀速向上提高了5m,双脚与地面接触的总面积为()。问:
(1)滑轮组对货物所做的有用功;
(2)动滑轮受到的重力;
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送130kg货物时,此时工人对地面的压强是多少Pa?
【答案】(1)6000J;(2)200N;(3)4000Pa
【解析】
【详解】解: (1)滑轮组对货物所做的有用功
W有用=Gh=mgh=120kg×10N/kg×5m=6000J
(2)由图乙可知,当物重G1=300N时,滑轮组的机械效率η=60%, 因机械中摩擦力及绳重忽略不计,克服物重做的功为有用功,克服动滑轮重力和物重做的功为总功, 所以,滑轮组的机械效率
解得:G动=200N。
(3)工人运送130kg货物时,绳子的拉力
因为工人站在地面上,所以工人受到的支持力
F支=G人−F2=m人g−F2=70kg×10N/kg−500N=200N
工人对地面的压力等于地面对工人的支持力,即
F压=F支=200N
则工人对地面的压强
答:(1)滑轮组对货物所做的有用功为6000J;
(2)动滑轮受到的重力为200N;
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送130kg货物时,此时工人对地面的压强是4000Pa。
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