内容正文:
2023-2024学年度第二学期期末学业质量评价监测
初二物理试题
1.本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共8页。满分100分。考试用时90分钟。考试结束后,将试题卷和答题卡一并交回。
2.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座号填写在试题卷和答题卡规定的位置上。
3.第Ⅰ卷每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答案不能答在试题卷上。
4.第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置,不能写在试题卷上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带。不按以上要求作答的答案无效。
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题(本题包括15个小题,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~12小题只有一项符合题目要求,选对得3分;第13~15小题,有多项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1. 在学习和生活中,我们要善于发现,善于思考。下列对身边物理量估测的数据,你认为符合实际的是( )
A. 八年级物理教科书重约100N
B. 一个人成年人站立时对地面的压强大约12000Pa
C. 大拇指的指甲表面大约需要承受100N的大气压力
D. 拿起一个苹果的力大约是10N
2. 如图所示,是我国第一位飞上太空女宇航员刘洋“飘”在“天宫一号”轨道舱内的情景(轨道舱内为失重环境)。根据此时她所处环境可判断( )
A. 她可以利用托盘天平测量物体的质量
B. 她可以完成探究弹簧测力计的原理实验
C. 她可以利用弹簧测力计测量物体的重力
D. 她可以完成探究液体压强与哪些因素有关的实验
3. 如图所示,一个长方体的物块A静止在水平桌面上,物块受到水平桌面的支持力本质上也是弹力,下列关于该支持力的分析正确的是( )
A. 该支持力的作用点在水平桌面上
B. 支持力是由于水平桌面发生弹性形变产生的
C. 支持力是由于物块A发生弹性形变产生的
D. 该支持力的作用效果是使水平桌面发生形变
4. 如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计,物重,则弹簧测力计和的示数分别为( )
A. 1N,0 B. 0,1N C. 2N,1N D. 1N,1N
5. 下列四个实例中,为了增大压强的是( )
A. 破窗锤的锤头做成锥状
B. 滑雪板做的较宽大
C. 书包的背带做的较宽
D. 载重汽车安装了很多车轮
6. 如图所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为,乙容器中液体的密度为。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为、。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
7. 在吸管的底部缠绕一小段细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烧杯中,如图所示,当它们竖直静止在液体中时,液面的高度相同。下列判断正确的是( )
A. 两杯液体的密度ρ甲<ρ乙
B. 两个烧杯底部所受液体压强p甲=p乙
C. 两个简易密度计所受浮力F甲>F乙
D. 两个简易密度计排开液体的重力G甲=G乙
8. 下列关于教材中四幅插图的说法正确的是( )
A. 图甲:地漏利用存水杯里的水来进行防臭,是利用大气压的原理
B. 图乙:盆景自动供水装置利用了连通器原理
C. 图丙:将自制气压计从1楼带到17楼的过程中,吸管内水柱会下降
D. 图丁:飞机机翼上凸下平,使上方气体流速较大获得压强差产生升力
9. “给我一个支点和一根足够长的棍,我就能撬动整个地球”,下列生活和生产中的杠杆与阿 基米德设想的杠杆属于同一类型的是
A. 天平
B. 铁锹
C. 钓鱼竿
D. 铡刀
10. 放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放入两容器中.当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示.则
A. 甲容器中液体的密度较大
B. 乙容器底部受到液体的压强较大
C. 甲容器中物块排开液体的重力较大
D. 乙容器中物块受到液体的浮力较大
11. 2022年11月29日23时08分,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,发射取得圆满成功。在运载火箭加速升空的过程中,载人飞船( )
A. 动能不变,重力势能不变,机械能不变
B. 动能增大,重力势能增大,机械能增大
C. 动能增大,重力势能减少,机械能不变
D. 动能减少,重力势能减少,机械能减少
12. 如图所示,在自由下落过程中(不考虑空气阻力)物体运动速度会越来越快。一个物体由A点自由下落,相继经过B、C两点,已知AB=BC,物体在AB段重力做功W1,做功功率P1;在BC段重力做功W2,做功功率P2,则下列关系正确的是( )
A. W1<W2P1<P2机械能变大 B. W1=W2P1=P2机械能变小
C. W1>W2P1>P2机械能不变 D. W1=W2P1<P2机械能不变
13. 如图所示,质量和底面积相同且厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量和深度均相等的甲、乙、丙三种不同液体,放在水平桌面上。下列说法正确的是( )
A. 甲容器对桌面的压力最大 B. 三容器对桌面的压强大小相等
C. 三容器底部所受液体的压力F丙=F乙=F甲 D. 三容器底部受到液体的压强p丙>p乙>p甲
14. “图像法”是物理学中处理数据一种重要方法,它形象、直观,能准确体现物理量之间的关系。如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F-t图像和v-t图像如图乙。由图可知,下列说法正确的是( )
A. 当t=1s时,物体受到的摩擦力为1N
B. 当t=3s时,物体所受的摩擦力为3N
C. 2~4s内物体的机械能保持不变
D. 4~6s内,推力对物体做功16J
15. 如图所示,重600N的物体在大小为100N的水平拉力作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为60%。在此过程中下列选项正确的是( )
A. 绳子自由端移动的距离为2m
B. 有用功为600J
C. 拉力F的功率为20W
D. 物体与地面间的滑动摩擦力为120N
第Ⅱ卷(非选择题 共52分)
二、填空题(每空1分,共6分)
16. 2023年10月31日8时11分,神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,神舟十六号载人飞行任务取得圆满成功。如图是返回舱开伞减速瞬间,开伞减速是因为阻力能改变了物体的______,当返回舱距离地面约1m时开启底部发动机喷出高速气体使返回舱受到反推力进一步减速舱体平稳着陆,这个反推力的施力物体是:______(选填“发动机”“高速气体”“地球”)
17. 现在我国大力提倡“低碳环保、绿色出行”,选择自行车出行是大家喜爱的方式之一。用力向前骑行过程中,自行车后轮受到地面摩擦力的方向______。要让自行车更快地停下来,可以用力捏闸,增大轮胎与车闸之间的______来增大摩擦。
18. 中国标准动车组“复兴号”的速度可达350km/h,比普通列车的速度大很多,如图是动车组进站时的情景。铁轨铺在枕木上是为了 _______压强(选填“减小”或“增大”);动车组进站时机械能 _______(选填“减小”或“增大”)。
三、作图、实验探究题(本题共4个小题,共26分)
19. 如图放在斜面上的水杯中漂浮着一个小球,请画出小球所受的浮力F1和杯子对斜面的压力F2的示意图。
20. 如图所示为钓鱼竿的简化示意图,其中O为支点,F1为动力,请在图中画出动力臂l1和阻力F2的示意图(钓鱼竿自重忽略不计)。
21. 如图甲是探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置,实验所用的长木板,一面比较光滑,另一面比较粗糙.同学们根据猜想进行了实验,得出数据如下表所示:
实验序号
长木板表面
木块放置方式
拉动木块的个数
弹簧测力计示数/N
①
较粗糙
平放
1
1.5
②
较粗糙
平放
2
3.0
③
较光滑
平放
2
1.6
④
较光滑
竖放
2
1.6
(1)实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,根据______的知识可知,弹簧测力计的示数与滑动摩擦力的大小相等;
(2)由实验序号______可以探究滑动摩擦力的大小是否和物体所受的压力有关;
(3)由实验序号②③可得到的结论是:滑动摩擦力的大小和接触面的______有关;
(4)由实验序号③④可得到滑动摩擦力的大小与______;
(5)同学们在老师的指导下对实验装置进行改进,用如图乙所示的方式测量滑动摩擦力发现效果更好。图乙实验中______(填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板;
(6)若在图甲装置中,木块在运动过程中所受拉力突然变大加速拉动木块运动,此时木块所受摩擦力______;(填“变大”“变小”或“不变”)
(7)根据你在本实验中的收获,请写出一种避免汽车在冰雪路面上行驶时出现打滑现象的措施:______。
22. 小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。
(1)若实验前杠杆如图甲所示,可将杠杆两端平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)在实验过程中,调节杠杆在水平位置平衡的目的是______;
(3)在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,测出力臂。多次实验并把数据记录在表格中。
次数
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
15
3
10
多次实验的目的是______。
(4)小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是______;
(5)杠杆调节平衡后,小红在杠杆上的A点处挂4个钩码,如图乙所示,为使杠杆重新平衡,应在B点挂______个钩码;
(6)如图丙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡。当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时(虚线位置),使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(7)实验中小明发现:如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡?请说明理由______。
23. 某物理实验小组同学,想验证阿基米德原理,进行了下面实验,如图甲所示:
(1)为了方便操作和减小测量误差,最合理的操作步骤应该是______;
A.①②③④ B.④②①③ C.④①②③ D.②①③④
(2)若②中弹簧测力计示数为4N,①中烧杯中水不再流出时弹簧测力计示数为2.5N,则物体受到的浮力______N;
(3)按照正确的操作步骤,当测量结果满足等式______时(用弹簧测力计示数、、、表示),则说明阿基米德原理成立;
(4)小张利用身边的器材对实验进行了改进:两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料杯(质量忽略不计)等器材,装置如图乙所示。实验时逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中直至刚好全部浸没,观察到弹簧测力计A的示数逐渐______(选填“增大”、“减小”或“不变”),弹簧测力计B的示数逐渐增大,若弹簧测力计A的示数变化量为,B的示数变化量为,则它们的大小关系是______(选填“大于”“等于”或“小于”);
(5)在这个过程中溢水杯对升降台的压力______;(选填“变大”“变小”或“不变”)
(6)做完上述实验后,小亮想利用图乙装置测出一个苹果的密度,步骤如下:
a.将一个苹果轻轻放入装满水的溢水杯中,如图丙所示(实验中的小桶容积足够大),弹簧测力计B的示数变化量为;
b.再将小桶中的水倒掉擦干后,用牙签将苹果全部压入溢水杯中,如图丁所示,弹簧测力计B的示数变化量为。
则该苹果密度表达式为___(用、和表示);若步骤b中,小桶中有前一次实验残留的水,则所测得的苹果密度______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
四、综合应用题(本题共2个小题,23题10分,24题10分,共20分。解答时应写出必要的文字说明、公式和演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位。)
24. 某同学家新房装修时,工人在地面与窗台间放置一斜木板,将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台,每次用时10s,如图所示。已知窗台高3m,木板长5m,瓷砖质量为50kg,沿斜面所用拉力为400N()。
(1)拉力F的功率;
(2)该斜面的机械效率;
(3)瓷砖受到的摩擦力。
25. 如图所示,是一种自动冲水装置,由水箱、注水管,排水管、浮子和塞子组成;轻质硬杆OA、AB、CD固定连接,可以围绕O点旋转,硬杆AB固定连接浮子,硬杆CD固定连接塞子,AB=CD=15cm,OC︰OA=1︰2;塞子重20N,浮子重10N;塞子和硬杆的体积及各种摩擦都忽略不计;水箱的底面积为1m2,塞子的上表面积和浮子的底面积均为0.05m2,图中水深40cm;此时注水管开始向水箱注水,当水刚好到达浮子顶端时,浮子刚好带动硬杆,将塞子抬起来;(g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)注水前,水箱底部的液体压强;
(2)注水前,硬杆AB对浮子的弹力;
(3)注水后,浮子带动硬杆将塞子刚好抬起时,塞子上表面受到的液体压力。
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初二物理试题
1.本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共8页。满分100分。考试用时90分钟。考试结束后,将试题卷和答题卡一并交回。
2.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座号填写在试题卷和答题卡规定的位置上。
3.第Ⅰ卷每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答案不能答在试题卷上。
4.第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置,不能写在试题卷上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带。不按以上要求作答的答案无效。
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题(本题包括15个小题,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~12小题只有一项符合题目要求,选对得3分;第13~15小题,有多项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1. 在学习和生活中,我们要善于发现,善于思考。下列对身边物理量估测的数据,你认为符合实际的是( )
A. 八年级物理教科书重约100N
B. 一个人成年人站立时对地面的压强大约12000Pa
C. 大拇指的指甲表面大约需要承受100N的大气压力
D. 拿起一个苹果的力大约是10N
【答案】B
【解析】
【详解】A.八年级物理教科书的质量约为200g,即0.2kg左右。重约
G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
故A不符合题意;
B.成年人每只鞋的底面积大约为250cm2,故双脚面积
S=2×250cm2=2×0.025m2=0.05m2
成年人的质量大约为60kg,故对地面的压力是
F=G=mg=60kg×10N/kg=600N
一个人成年人站立时对地面的压强大约是
故B符合题意;
C.大拇指的指甲面积约
S=1cm2=0.0001m2
表面大约需要承受的大气压力约
F=pS=1.0×105Pa×0.0001m2=10N
故C不符合题意;
D.一个苹果的质量和物理教科书的质量差不多,约200g,重约2N。所以拿起一个苹果的力大约是2N。故D不符合题意。
故选B
2. 如图所示,是我国第一位飞上太空的女宇航员刘洋“飘”在“天宫一号”轨道舱内的情景(轨道舱内为失重环境)。根据此时她所处环境可判断( )
A. 她可以利用托盘天平测量物体的质量
B. 她可以完成探究弹簧测力计原理实验
C. 她可以利用弹簧测力计测量物体重力
D. 她可以完成探究液体压强与哪些因素有关的实验
【答案】B
【解析】
【详解】A.天平测量物体的质量是利用物体的重力对托盘产生向下的压力,故在失重状态不能利用托盘天平测量物体的质量,故A不符合题意;
B.弹簧测力计是利用弹力来工作的,故B符合题意;
C.在失重环境下,弹簧测力计不能测量重力的大小,故C不符合题意;
D.液体产生压强是由于液体受到重力的作用且具有流动,在太空失重环境下不能进行,故D不符合题意。
故选B。
3. 如图所示,一个长方体的物块A静止在水平桌面上,物块受到水平桌面的支持力本质上也是弹力,下列关于该支持力的分析正确的是( )
A. 该支持力的作用点在水平桌面上
B. 支持力是由于水平桌面发生弹性形变产生的
C. 支持力是由于物块A发生弹性形变产生的
D. 该支持力的作用效果是使水平桌面发生形变
【答案】B
【解析】
【详解】A.物块受到水平桌面的支持力,受力物体是物块,力的作用点在受力物体上,所以该支持力的作用点在物块A上,故A错误;
BC.弹力是物体发生弹性形变而产生的,该支持力是由于水平桌面受到物块A的压力而产生了弹性形变,从而产生了支持力;而物块A发生弹性形变产生的是物块A对桌面的压力。故B正确,C错误;
D.该支持力的作用效果是使物体A下表面发生形变,而使水平桌面发生形变的是物块A对水平桌面的压力,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计,物重,则弹簧测力计和的示数分别为( )
A. 1N,0 B. 0,1N C. 2N,1N D. 1N,1N
【答案】D
【解析】
【详解】当弹簧测力计受到平衡力时静止,在挂钩和拉环上施加大小相等、方向相反的力时,测力计示数显示其中一个力的大小;对于A弹簧测力计,由重物平衡得到,弹簧的拉力大小
FA=G=1N
则弹簧秤A的读数为1N。对于B弹簧测力计,由左侧重物或右侧重物平衡得到,弹簧的拉力大小
FA=G=1N
则弹簧秤B的读数为1N。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5. 下列四个实例中,为了增大压强的是( )
A. 破窗锤的锤头做成锥状
B. 滑雪板做的较宽大
C. 书包的背带做的较宽
D. 载重汽车安装了很多车轮
【答案】A
【解析】
【详解】A.破窗锤的锤头做成锥状,锥状受力面积较小,在压力相同的情况下,可以增大压强,故A符合题意;
B.滑雪板做的较宽大,即受力面积较大,在压力相同的情况下,可以减小压强,故B不符合题意;
C.书包的背带做的较宽,即受力面积较大,在压力相同的情况下,可以减小压强,故C不符合题意;
D.载重汽车安装了很多车轮,这样增大了汽车与地面的接触面积,即增大了受力面积,在压力相同的情况下,可以减小压强,故D不符合题意。
故选A。
6. 如图所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为,乙容器中液体的密度为。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为、。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由于两容器底部受到的液体压强相等,甲容器底面积大于乙容器底面积,由可知,甲容器底部受到的液体压力F甲大于乙容器底部受到的液体压力F乙,由于
G甲液=F甲
G乙液=F乙
所以
G甲液>G乙液
由G=mg可知
m甲液>m乙液
由于甲乙两种液体的体积相等,由可知
甲>乙
由于A点到容器底部的深度等于B点到容器底部的深度,则两点以下部分液体的压强大小关系为
pA下>pB下
若两容器底部受到的液体压强相等,则两点处受到液体的大小关系为
故ABC错误,故D正确。
故选D。
7. 在吸管的底部缠绕一小段细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烧杯中,如图所示,当它们竖直静止在液体中时,液面的高度相同。下列判断正确的是( )
A. 两杯液体的密度ρ甲<ρ乙
B. 两个烧杯底部所受液体压强p甲=p乙
C. 两个简易密度计所受浮力F甲>F乙
D. 两个简易密度计排开液体重力G甲=G乙
【答案】D
【解析】
【详解】密度计在甲乙中都是漂浮,根据浮沉条件,都受力平衡,浮力等于重力,重力不变,所以浮力相等,根据阿基米德原理,排开液体的重力也相等;根据,浮力相等,由图知密度计在甲液体中的小一些,说明甲液体的密度更大;则根据,液面的高度相同,则甲液体密度更大,所以甲液体对烧杯底部压强更大。故ABC错误,D正确。
故选D。
8. 下列关于教材中四幅插图的说法正确的是( )
A. 图甲:地漏利用存水杯里的水来进行防臭,是利用大气压的原理
B. 图乙:盆景自动供水装置利用了连通器原理
C. 图丙:将自制气压计从1楼带到17楼的过程中,吸管内水柱会下降
D. 图丁:飞机机翼上凸下平,使上方气体流速较大获得压强差产生升力
【答案】D
【解析】
【详解】A.地漏的存水杯属于连通器原理,是液体压强的运用,与大气压无关,故A错误;
B.盆景自动供水装置中的倒扣的瓶子内部能支撑起一段水柱不落下来是利用了大气压,故B错误;
C.将自制气压计从1楼带到17楼的过程中,外界海拔升高,气压降低,瓶内的气压把水压出,吸管内水柱会上升,故C错误;
D.流体中流速越大的地方压强越小。飞机机翼上凸下平,上方气体流速较大,压强较小,下方流速较慢,压强较大,产生一个向上的压强差,从而产生升力,故D正确。
故选D。
9. “给我一个支点和一根足够长的棍,我就能撬动整个地球”,下列生活和生产中的杠杆与阿 基米德设想的杠杆属于同一类型的是
A. 天平
B 铁锹
C. 钓鱼竿
D. 铡刀
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知,阿基米德设想的杠杆属于省力杠杆.
A.天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故A错误;
B.铁锹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B错误;
C.钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C错误;
D.铡刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D正确.
10. 放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体,现将两个相同的物块分别放入两容器中.当两物块静止时,两容器中液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示.则
A. 甲容器中液体的密度较大
B. 乙容器底部受到液体的压强较大
C. 甲容器中物块排开液体的重力较大
D. 乙容器中物块受到液体的浮力较大
【答案】B
【解析】
【详解】物体在甲中处于悬浮,甲的密度等于物体的密度,物体在乙中悬浮,乙的密度大于物体的密度,所以乙的密度大于甲的密度.两个容器中的液面相平,容器底所处的深度相等,乙容器底受到液体的压强较大.物体在两种液体中,都只受重力和浮力,处于平衡状态面,浮力与重力相等,物体在两种液体中受到的浮力大小相等,物体排开液体的重力也相等。故选B。
11. 2022年11月29日23时08分,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,发射取得圆满成功。在运载火箭加速升空的过程中,载人飞船( )
A. 动能不变,重力势能不变,机械能不变
B. 动能增大,重力势能增大,机械能增大
C. 动能增大,重力势能减少,机械能不变
D. 动能减少,重力势能减少,机械能减少
【答案】B
【解析】
【详解】在运载火箭加速升空的过程中,载人飞船的质量不变,速度和高度都增大,所以动能和重力势能都增大,机械能增大,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
12. 如图所示,在自由下落过程中(不考虑空气阻力)物体运动速度会越来越快。一个物体由A点自由下落,相继经过B、C两点,已知AB=BC,物体在AB段重力做功W1,做功功率P1;在BC段重力做功W2,做功功率P2,则下列关系正确的是( )
A. W1<W2P1<P2机械能变大 B. W1=W2P1=P2机械能变小
C. W1>W2P1>P2机械能不变 D. W1=W2P1<P2机械能不变
【答案】D
【解析】
【详解】由题知
AB=BC
物体下落时重力不变,根据W=Gh可知,物体在AB段和BC段重力做的功相等,即
W1=W2
由于物体在自由下落时做加速运动,且
AB=BC
根据可知,物体在BC段运动的时间短,根据可知,物体在BC段重力做功的功率较大,即
P1<P2
不计空气阻力时,物体在自由下落时,机械能没有转化为内能,机械能不变。
故D正确,ABC错误。
故选D。
13. 如图所示,质量和底面积相同且厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量和深度均相等的甲、乙、丙三种不同液体,放在水平桌面上。下列说法正确的是( )
A. 甲容器对桌面的压力最大 B. 三容器对桌面的压强大小相等
C. 三容器底部所受液体的压力F丙=F乙=F甲 D. 三容器底部受到液体的压强p丙>p乙>p甲
【答案】BD
【解析】
【详解】A.质量和底面积相同且厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量和深度均相等的甲、乙、丙三种不同液体,三种液体的质量相同,三容器质量相同,故三容器的总重相同,故三容器对桌面的压力相同,故A错误;
B.根据可知,三容器的底面积和对桌面的压力相同,三容器对桌面的压强大小相等,故B正确;
D.甲、乙、丙三种液体的质量相同,但是甲的体积大于乙的体积大于丙的体积,故甲的密度小于乙的密度小于丙的密度,根据p=ρgh可知,深度相同,故三容器底部受到液体的压强
p丙>p乙>p甲
故D正确;
C.根据F=pS可知,容器底的面积相同,故三容器底部所受液体的压力关系为
F丙>F乙>F甲
故C错误。
故选BD。
14. “图像法”是物理学中处理数据的一种重要方法,它形象、直观,能准确体现物理量之间的关系。如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F-t图像和v-t图像如图乙。由图可知,下列说法正确的是( )
A. 当t=1s时,物体受到的摩擦力为1N
B. 当t=3s时,物体所受的摩擦力为3N
C. 2~4s内物体的机械能保持不变
D. 4~6s内,推力对物体做功16J
【答案】AD
【解析】
【详解】A.当t=1s时,观察图乙的v-t图像,这时速度为零,物体处于平衡状态,受力平衡,推力大小等于静摩擦力大小,再观察图乙的F-t图像,推力大小,那么摩擦力大小也为1N,故A正确;
B.观察图乙的v-t图像,4~6s时,速度保持在4m/s不变,处于平衡状态,受力平衡,推力大小等于滑动摩擦力大小,再观察图乙的F-t图像,4~6s时,推力大小,则滑动摩擦力大小为2N,当t=3s时,物体处于运动状态,物体对水平地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则滑动摩擦力大小不变,还是为2N,故B错误;
C.观察图乙的v-t图像,2~4s时,速度不断变大,物体的动能在变大,重力势能不变,则物体的机械能在变大,故C错误;
D.4~6s内,物体的速度为4m/s,所走的路程
可知推力的大小,推力对物体做功
4~6s内,推力对物体做功16J,故D正确。
故选AD。
15. 如图所示,重600N的物体在大小为100N的水平拉力作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为60%。在此过程中下列选项正确的是( )
A. 绳子自由端移动的距离为2m
B. 有用功为600J
C. 拉力F的功率为20W
D. 物体与地面间的滑动摩擦力为120N
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.物体移动的距离
s物=vt=0.1m/s×10s=1m
由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2,绳子自由端移动的距离
s=ns物=2×1m=2m
故A正确;
B.拉力F做的总功
W总=Fs=100N×2m=200J
拉力做的有用功
W有用=W总η=200J×60%=120J
故B错误;
C.拉力做功功率
故C正确;
D.由W有用=fs物可得物体与地面间的滑动摩擦力
故D正确。
故选ACD。
第Ⅱ卷(非选择题 共52分)
二、填空题(每空1分,共6分)
16. 2023年10月31日8时11分,神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,神舟十六号载人飞行任务取得圆满成功。如图是返回舱开伞减速的瞬间,开伞减速是因为阻力能改变了物体的______,当返回舱距离地面约1m时开启底部发动机喷出高速气体使返回舱受到反推力进一步减速舱体平稳着陆,这个反推力的施力物体是:______(选填“发动机”“高速气体”“地球”)
【答案】 ①. 运动状态 ②. 高速气体
【解析】
【详解】[1]阻力与物体的运动方向相反,让物体减速运动,所以阻力改变了物体的运动状态。
[2]返回舱喷出高速气体,对气体有向下的作用力,据力的作用时相互的,喷出的气体对返回舱有向上的作用力,所以这个反推力的施力物体是高速气体。
17. 现在我国大力提倡“低碳环保、绿色出行”,选择自行车出行是大家喜爱的方式之一。用力向前骑行过程中,自行车后轮受到地面摩擦力的方向______。要让自行车更快地停下来,可以用力捏闸,增大轮胎与车闸之间的______来增大摩擦。
【答案】 ①. 向前 ②. 压力
【解析】
【详解】[1]自行车前轮是从动轮,后轮是主动轮,主动轮为自行车前进提供动力,用力向前骑行过程中,因为是后轮驱动,所以后轮相对地面有向后运动的趋势,所以受到地面对它向前的摩擦力。
[2]增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,用力捏闸,接触面的粗糙程度不变,增大轮胎与车闸之间的压力来增大摩擦力。
18. 中国标准动车组“复兴号”的速度可达350km/h,比普通列车的速度大很多,如图是动车组进站时的情景。铁轨铺在枕木上是为了 _______压强(选填“减小”或“增大”);动车组进站时机械能 _______(选填“减小”或“增大”)。
【答案】 ①. 减小 ②. 减小
【解析】
【详解】[1]铁轨铺在枕木上,通过增大受力面积来减小压强。
[2]动车组进站时,速度减小,质量不变,动能减小,高度不变,重力势能不变,机械能减小。
三、作图、实验探究题(本题共4个小题,共26分)
19. 如图放在斜面上的水杯中漂浮着一个小球,请画出小球所受的浮力F1和杯子对斜面的压力F2的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】小球所受的浮力,作用点在小球的球心,方向竖直向上,杯子对斜面的压力,作用点在杯底与斜面的接触面中间,方向垂直斜面,向下;这两个力的示意图如下所示
20. 如图所示为钓鱼竿的简化示意图,其中O为支点,F1为动力,请在图中画出动力臂l1和阻力F2的示意图(钓鱼竿自重忽略不计)。
【答案】
【解析】
【详解】动力臂是支点到动力的垂直距离,阻力是鱼对杠杆向下的拉力,如下图所示:
21. 如图甲是探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置,实验所用的长木板,一面比较光滑,另一面比较粗糙.同学们根据猜想进行了实验,得出数据如下表所示:
实验序号
长木板表面
木块放置方式
拉动木块的个数
弹簧测力计示数/N
①
较粗糙
平放
1
1.5
②
较粗糙
平放
2
3.0
③
较光滑
平放
2
1.6
④
较光滑
竖放
2
1.6
(1)实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,根据______的知识可知,弹簧测力计的示数与滑动摩擦力的大小相等;
(2)由实验序号______可以探究滑动摩擦力的大小是否和物体所受的压力有关;
(3)由实验序号②③可得到的结论是:滑动摩擦力的大小和接触面的______有关;
(4)由实验序号③④可得到滑动摩擦力的大小与______;
(5)同学们在老师的指导下对实验装置进行改进,用如图乙所示的方式测量滑动摩擦力发现效果更好。图乙实验中______(填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板;
(6)若在图甲装置中,木块在运动过程中所受拉力突然变大加速拉动木块运动,此时木块所受摩擦力______;(填“变大”“变小”或“不变”)
(7)根据你在本实验中的收获,请写出一种避免汽车在冰雪路面上行驶时出现打滑现象的措施:______。
【答案】 ①. 二力平衡 ②. ①② ③. 粗糙程度 ④. 接触面积无关 ⑤. 不一定 ⑥. 不变 ⑦. 轮胎上加链条
【解析】
【详解】(1)[1]实验时用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,则物体在水平方向受到平衡力的作用,根据二力平衡的知识可知,水平方向上滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)[2]实验序号①②中,长木板表面的粗糙程度相同,木块放置的方式相同,拉动木块的个数不同,即木块对长木板的压力不同;弹簧测力计的示数不同,则木块受到的摩擦力不同,故可以用①②探究滑动摩擦力的大小是否和物体所受的压力有关。
(3)[3]实验序号②③中,木块的放置方式相同,木块对长木板的压力大小相同,②长木板表面更粗糙,弹簧测力计的示数更大,受到的摩擦力更大,故由②③可得到结论:滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度有关,压力相同,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)[4]实验序号③④中,长木板的粗糙程度相同,木块对长木板的压力大小相同,木块的放置方式不同,木块与长木板的接触面积不同,弹簧测力计的示数相同,受到的摩擦力相同,故可说明滑动摩擦力的大小与接触面积无关。
(5)[5]图乙中,拉动长木板,木块静止,木块始终处于平衡状态,受力平衡,可以用弹簧测力计的示数表示木块受到的滑动摩擦力的大小,所以图乙实验中不一定要匀速拉动长木板。
(6)[6]在图甲装置中,木块在运动过程中所受拉力突然变大加速拉动木块运动,长木板的粗糙程度、木块对长木板的压力大小均不变,所以木块所受的滑动摩擦力也不变。
(7)[7]根据实验结论可知:当压力一定时,接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力越大;当接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。汽车在冰雪路面行驶出现打滑现象,可以增大车轮与路面接触的粗糙程度,如在轮胎上加链条或冰面上撒细沙。
22. 小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。
(1)若实验前杠杆如图甲所示,可将杠杆两端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)在实验过程中,调节杠杆在水平位置平衡的目的是______;
(3)在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,测出力臂。多次实验并把数据记录在表格中。
次数
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
15
3
10
多次实验的目的是______。
(4)小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是______;
(5)杠杆调节平衡后,小红在杠杆上的A点处挂4个钩码,如图乙所示,为使杠杆重新平衡,应在B点挂______个钩码;
(6)如图丙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡。当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时(虚线位置),使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(7)实验中小明发现:如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡?请说明理由______。
【答案】 ①. 右 ②. 便于直接测量力臂大小 ③. 得出普遍规律,避免偶然性 ④. ⑤. 6 ⑥. 变大 ⑦. 不影响,因为这个作用在杠杆O点的力的力臂等于零,不会影响杠杆的平衡
【解析】
【详解】(1)[1]若实验前杠杆右端偏高,说明杠杆左侧偏重,可将杠杆两端的平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[2]在实验过程中,调节杠杆在水平位置平衡,此时力臂在杠杆上,目的是便于直接测量力臂大小。
(3)[3]实验中多次实验后分析数据得到杠杆的平衡条件,多次实验的目的是得出普遍规律,避免偶然性。
(4)[4]根据以上数据得出杠杆平衡条件是:动力动力臂=阻力阻力臂,即。
(5)[5]若一个钩的重力是G,每一个小格长L,如图乙所示,根据杠杆平衡条件应满足
解得
为使杠杆重新平衡,应在B点挂6个钩码。
(6)[6]如图丙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡;当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时,弹簧测力计拉力的力臂在变小,钩码对杠杆的拉力和力臂不变,若杠杆仍然在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件可知,弹簧测力计的示数将变大。
(7)[7]实验中小明发现:如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,O点是杠杆的支点,此时施加的力的力臂就是零,不论力的大小力与力臂的乘积始终为零,所以此力对实验没有影响。
23. 某物理实验小组同学,想验证阿基米德原理,进行了下面的实验,如图甲所示:
(1)为了方便操作和减小测量误差,最合理的操作步骤应该是______;
A.①②③④ B.④②①③ C.④①②③ D.②①③④
(2)若②中弹簧测力计示数为4N,①中烧杯中水不再流出时弹簧测力计示数为2.5N,则物体受到的浮力______N;
(3)按照正确的操作步骤,当测量结果满足等式______时(用弹簧测力计示数、、、表示),则说明阿基米德原理成立;
(4)小张利用身边的器材对实验进行了改进:两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料杯(质量忽略不计)等器材,装置如图乙所示。实验时逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中直至刚好全部浸没,观察到弹簧测力计A的示数逐渐______(选填“增大”、“减小”或“不变”),弹簧测力计B的示数逐渐增大,若弹簧测力计A的示数变化量为,B的示数变化量为,则它们的大小关系是______(选填“大于”“等于”或“小于”);
(5)在这个过程中溢水杯对升降台的压力______;(选填“变大”“变小”或“不变”)
(6)做完上述实验后,小亮想利用图乙装置测出一个苹果的密度,步骤如下:
a.将一个苹果轻轻放入装满水的溢水杯中,如图丙所示(实验中的小桶容积足够大),弹簧测力计B的示数变化量为;
b.再将小桶中的水倒掉擦干后,用牙签将苹果全部压入溢水杯中,如图丁所示,弹簧测力计B的示数变化量为。
则该苹果密度表达式为___(用、和表示);若步骤b中,小桶中有前一次实验残留的水,则所测得的苹果密度______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】 ①. B ②. 1.5 ③. ④. 减小 ⑤. 等于 ⑥. 不变 ⑦. ⑧. 不变
【解析】
【详解】(1)[1]为方便操作和减小测量误差,合理的实验顺序是测出空桶所受的重力,再把空桶置于溢水杯口的正下方;用弹簧测力计测出物体所受的重力;用弹簧测力计吊着物体浸没在装满水的溢水杯中,读出此时弹簧测力计的示数;测出桶和排开水所受的总重力,所以合理的实验顺序为④②①③,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)[2]由称重法可知,物体受到的浮力
(3)[3]根据图中①②两个步骤,由称重法测浮力可知物体浸没在液体中受到的浮力
F浮=F1-F2
物体排开液体的重力
G排=F3-F4
如果满足
F2-F1=F3-F4
就可以证明浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开液体所受重力的大小,即说明阿基米德原理成立。
(4)[4]如图乙所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,由称重法可知,弹簧测力计A的示数变小。
[5]重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,由阿基米德原理可知,弹簧测力计A、B示数的变化量相等,即
(4)[6]将烧杯、水和物体看做一个整体,容器对升降台的压力等于空杯和杯内水的总重与物体的重力之和再减去物体受到的拉力(大小等于测力计的示数),即
F压=G杯+G杯内水+G物-F示
而
G物-F示=F浮
所以
F压=G杯+G杯内水+F浮
根据阿基米德原理F浮=G排水可知
F压=G杯+G杯内水+G排水
由于杯内的水和排出的水的总重等于原来杯子里的水,是个定值,所以在这个过程中容器对升降台的压力不变。
(5)[7]由图丙可知,苹果漂浮在水面上,苹果受到的浮力等于苹果的重力,由阿基米德原理可知,苹果的重力等于F1,即G苹=F1,由图丁可知,苹果完全浸入水中,苹果受到的浮力为F2,根据阿基米德原理可知,苹果的体积
则苹果的密度
[8]由题可知,实验中,是利用弹簧测力计B的示数变化量来计算苹果的体积的,若步骤b中,小桶中有前一次实验残留的水,不影响弹簧测力计B的示数变化量,则苹果的体积测量值不变,根据密度公式可知,测得苹果的密度不变。
四、综合应用题(本题共2个小题,23题10分,24题10分,共20分。解答时应写出必要的文字说明、公式和演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位。)
24. 某同学家新房装修时,工人在地面与窗台间放置一斜木板,将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台,每次用时10s,如图所示。已知窗台高3m,木板长5m,瓷砖质量为50kg,沿斜面所用拉力为400N()。
(1)拉力F的功率;
(2)该斜面的机械效率;
(3)瓷砖受到的摩擦力。
【答案】(1)200W;(2)75%;(3)100N
【解析】
【详解】解:(1)木板沿斜面向上运动的速度
拉力F的功率
(2)该斜面的机械效率
(3)额外功
由可知,瓷砖受到的摩擦力
答:(1)拉力F的功率为200W;
(2)该斜面的机械效率为75%;
(3)瓷砖受到的摩擦力为100N。
25. 如图所示,是一种自动冲水装置,由水箱、注水管,排水管、浮子和塞子组成;轻质硬杆OA、AB、CD固定连接,可以围绕O点旋转,硬杆AB固定连接浮子,硬杆CD固定连接塞子,AB=CD=15cm,OC︰OA=1︰2;塞子重20N,浮子重10N;塞子和硬杆的体积及各种摩擦都忽略不计;水箱的底面积为1m2,塞子的上表面积和浮子的底面积均为0.05m2,图中水深40cm;此时注水管开始向水箱注水,当水刚好到达浮子顶端时,浮子刚好带动硬杆,将塞子抬起来;(g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)注水前,水箱底部的液体压强;
(2)注水前,硬杆AB对浮子的弹力;
(3)注水后,浮子带动硬杆将塞子刚好抬起时,塞子上表面受到的液体压力。
【答案】(1)4000Pa;(2)40N;(3)340N
【解析】
【详解】解:(1)注水前,水箱中水的深度为
则水箱底部受到的液体压强为
(2)由题可知,塞子的上表面积和浮子的底面积均为0.05m2,注水前,浮子浸入水中的深度为
则浮子排开水的体积为
浮子受到的浮力为
浮子受到向下的重力、硬杆AB对浮子向下的弹力和向上的浮力而处于静止状态,则
则硬杆AB对浮子的弹力为
(3)设浮子带动硬杆将塞子刚好抬起时水的深度为h′,此时浮子浸入水中的深度为
则此时浮子受到的浮力为
①
注水后,浮子带动硬杆将塞子刚好抬起时,CD对杠杆的拉力等于塞子的重力与水对塞子的压力之和,即
根据杠杆平衡条件可得,已知OC︰OA=1︰2,则硬杆AB对杠杆的力为
此时浮子受到向下的重力、硬杆AB对浮子向下的拉力和向上的浮力而处于静止状态,则此时浮子受到的浮力为
②
联立①②解得,则塞子上表面受到的液体压力为
答:(1)注水前,水箱底部的液体压强为4000Pa;
(2)注水前,硬杆AB对浮子的弹力为40N;
(3)注水后,浮子带动硬杆将塞子刚好抬起时,塞子上表面受到的液体压力为340N。
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