精品解析:河南省南阳市南召县2023-2024学年八年级下学期4月期中物理试题
2024-09-11
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2份
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24页
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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-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 河南省 |
| 地区(市) | 南阳市 |
| 地区(区县) | 南召县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.47 MB |
| 发布时间 | 2024-09-11 |
| 更新时间 | 2025-02-13 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-09-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47321701.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024年春期八年级期中巩固练习
物理
注意事项:
1.本试卷共6页,五个大题,21小题,满分70分,考试时间60分钟。
2.本试卷上不要答题,请按答题卡上注意事项的要求直接把答案填写在答题卡上。答在试卷上的答案无效。
一、填空题(每空1分,共14分)
1. 如图所示,当人们用抽气机把塑料瓶、铁皮桶等容器中的空气抽掉一部分时,塑料瓶、铁皮桶被压扁变形,这是由于___________作用的缘故;著名的实验___________实验最早成功地证明了它的存在。
2. 大课间活动时总能看到初三的学长们在操场上练习掷实心球,如图是实心球离开手后在空中的运动轨迹(不考虑空气阻力的影响),实心球离开手后能继续向前运动是由于__________。当实心球运动到最高点Q时,所受的外力全部消失,实心球将__________(选填“静止”、“沿a方向运动”、“沿b方向运动”或“沿c方向运动”)。
3. 甲、乙两底面积相同的轻质容器内盛有液体,置于水平桌面时,液面相平,如图所示,若两容器底部受到液体的压强相等,则甲容器中液体的密度______乙容器中液体的密度;甲容器中液体的质量______乙容器中液体的质量;甲容器对桌面的压强______乙容器对桌面的压强。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
4. 一个小球重5N,体积为5×10-4m3将它浸没在水中时,小球所受浮力的大小为___________N,放开手后,小球将___________(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
5. 船闸是长江上常见的水利设施,船闸是利用___________原理工作的。由于长江上游的植被受到破坏,造成水土严重流失,江水中的泥沙含量明显增加,在其他条件不变的情况下,江水对堤坝的压强___________(选填“增大”“减小”或“不变”);潜水员完全入水后在下潜的过程中,受到的浮力___________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
6. 如图所示,是飞机机翼截面图。飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,气流被分成上、下两部分,机翼上、下表面受到的压力分别为F1、F2,那么F1___________F2(选填“大于”、“小于”或“等于”);请再列举出一个与流体压强与流速关系有关的例子:___________。
二、选择题(每小题2分,共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求,第13~14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有选错的得0分)
7. 一杯水放在列车内的水平桌面上,如果水面突然发生了如图所示的变化,则列车的运动状态可能发生的变化是( )
①列车突然向右启动
②列车突然向左启动
③列车向右运动时突然刹车
④列车向左运动时突然刹车
A. ①或③ B. ①或④ C. ②或③ D. ②或④
8. 如图所示,物体放在水平面上,当受到水平力F1=9N和F2=5N作用时,物体向右做匀速直线运动。将F1撤去的瞬间,物体所受合力为( )
A. 9N B. 5N C. 4N D. 1N
9. 如图所示,将苹果放在水中,静止后会漂浮在水面上。若将苹果露出水面的部分切掉,余下部分重新放入水中,则余下苹果将( )
A. 漂浮 B. 悬浮 C. 下沉 D. 无法确定
10. 如图所示,将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体的甲、乙烧杯中,待小球静止后,两个烧杯内液面高度相同。下列说法正确的是( )
A. 甲烧杯中小球受到的浮力大 B. 乙烧杯中小球排开液体的质量大
C. 甲烧杯中液体的密度大 D. 乙烧杯底部受到液体压强大
11. 如图所示,将一个塑料吸盘挤压空气后吸在玻璃缸的底部,如果向玻璃缸内轻轻加水,则加水后吸盘将( )
A. 因受到水向上的浮力而离开玻璃缸底
B. 因受到水向下的浮力而更紧地贴在玻璃缸底
C. 因受到水向上的压力而离开玻璃缸底
D. 因受到水向下的压力而更紧地贴在玻璃缸底
12. 关于如图所示的托里拆利实验,下列说法正确的是( )
A. 若继续向水银槽中加水银,玻璃管内水银面将不变
B. 将玻璃管稍微倾斜放置时,玻璃管内水银柱会变长
C. 若把玻璃管向上稍微提一点,玻璃管内的水银柱会变长
D. 若将此装置从山下带到山顶,玻璃管内的水银面会上升
13. 如图甲所示,小明沿水平方向推箱子前行。推箱子过程中,推力F和箱子运动的速度v与时间t的关系图像分别如图乙、丙所示,则下列判断正确的是( )
A. 0~3s,箱子没有推动,因为推力小于摩擦力
B. 时,箱子受到地面的滑动摩擦力为9N
C. 时,箱子受到地面的滑动摩擦力为6N
D. 时,箱子受到的推力和摩擦力是平衡力
14. 在一个圆柱形容器中装有一定量的水,水面漂浮着一个木块A,在木块上面放一个物体M或在木块下面悬挂一个物体N,木块刚好全部浸入水中,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 物体M的质量小于物体N的质量
B. 物体N的密度一定大于水的密度
C. 物体M的密度一定大于水的密度
D. 木块在甲容器中受到的浮力大于在乙容器中受到的浮力
三、作图题(每小题2分,共4分)
15. 如图所示,一放在水平地面上并与竖直墙壁接触的铁球静止.作出铁球的受力示意图____.
16. 如图所示,一个小球在水面保持静止,请画出小球的受力示意图.
( )
四、实验与探究(第17题5分,第18题7分,第19题6分,共18分)
17. 在学习“运动和力的关系”时,我们曾追随着物理学家的足迹,设计过如图所示的“斜面”实验:
(1)为了使小车在滑到水平面时的初速度相同,在实验中应让小车从同一斜面、___________由静止开始滑下;
(2)逐渐减小图中水平面的粗糙程度,比较小车在不同水平面上滑行的距离,可以得出初步的结论:在初速度相同的条件下,水平面越光滑,小车受到的摩擦阻力就越___________,速度减小得越___________(选填“快”或“慢”);
(3)实验结果能证明___________;(选填序号)
A. 物体运动需要力来维持 B. 力可以改变物体的运动状态 C. 牛顿第一定律
(4)进一步推理可知,若水平面绝对光滑,则运动的小车会在水平面上做___________运动。
18. 小明用图所示的U形管压强计探究液体内部压强的特点。
(1)小明向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧液面的高度一样。将金属盒的橡皮管装在U形管的一侧后,如果右侧液面高,左侧液面低,则___________;(选填字母)
A. 将橡皮管取下,重新安装 B. 将右侧液体倒出一些 C. 属于正常情况
(2)组装好仪器后,用手按压金属盒上的橡皮模,如图乙所示,若U形管两边液面有明显变化,说明该压强计___________(选填“漏气”或“不漏气”);
(3)小明将实验过程中收集到的数据填入下表中。
序号
液体
深度/mm
压强计
橡皮膜方向
液面高度差/mm
1
水
20
朝上
18.5
2
朝下
18.5
3
朝左
18.5
4
朝右
18.5
5
40
朝上
36.8
6
60
朝上
54.6
比较序号1、2、3、4的数据,可得出的结论是:同种液体同一深度处___________;比较序号1、5、6的数据,可得出:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而___________;
(4)小明想要探究液体压强与盛液体容器形状是否有关,他选择图丙两容器进行实验,比较实验现象得出的结论是:液体压强与盛液体的容器形状___________(选填“有关”或“无关”);
(5)做完实验后,小明自制另一套装置探究液体压强与什么因素有关,如图丁所示,在一个右侧开孔并贴上橡皮膜的塑料瓶中装入部分水,然后将瓶子放入装有盐水的烧杯中,使内外液面相平时,发现橡皮膜内凹,说明当深度相同时,液体的___________越大,液体压强越大;
(6)小明想到用图丁装置也可以测量液体的密度。如图戊所示,将装有水的瓶子放入装有酒精的烧杯中,使橡皮膜变平,然后测量了水面到橡皮膜中心的距离为h1,酒精液面到橡皮膜中心的距离为h2,则酒精的密度为___________(用h1、h2、ρ水表示)。
19. 如图所示为探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验。
(1)分析比较实验步骤①和___________可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;物体完全浸没在水中时受到的浮力大小为___________N。
(2)从实验步骤①→②→③的过程中,弹簧测力计的示数减小,说明物体受到的浮力___________(选填“变大”“变小”或“不变”),该过程可以探究浮力的大小与___________的关系。
(3)利用实验步骤①③⑤,可以得出结论:物体在液体中所受浮力大小与___________有关。
(4)在已知水的密度的情况下,利用图中实验数据还可以求出盐水和物体的密度,根据图中给出的实验数据,可以算出物体的密度为___________。
五、综合应用题(第20题9分,第21题9分,共18分)
20. 随着科技的发展,机器人已被广泛使用。如图所示一款迎宾机器人,质量为30kg,底部有3个轮子,每个轮子与地面的接触面积为2.5cm2,在水平地面上匀速直线行驶时受到的阻力是车重的0.05倍,g取10N/kg。求:
(1)机器人的重力 G;
(2)机器人对水平地面的压强p;
(3)机器人匀速行驶时的牵引力F牵。
21. 放在水平桌面上圆柱形容器中装有适量的水,现将边长为0.1m,质量为3kg的实心正方体放入水中,正方体不断下沉直到沉底,此时上表面离水面0.4m,如图所示。(已知)求:
(1)正方体浸没在水中后受到的浮力是多少?
(2)正方体沉底后上表面受到水的压强是多少?
(3)正方体沉底后对容器底部的压力是多少?
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2024年春期八年级期中巩固练习
物理
注意事项:
1.本试卷共6页,五个大题,21小题,满分70分,考试时间60分钟。
2.本试卷上不要答题,请按答题卡上注意事项的要求直接把答案填写在答题卡上。答在试卷上的答案无效。
一、填空题(每空1分,共14分)
1. 如图所示,当人们用抽气机把塑料瓶、铁皮桶等容器中的空气抽掉一部分时,塑料瓶、铁皮桶被压扁变形,这是由于___________作用的缘故;著名的实验___________实验最早成功地证明了它的存在。
【答案】 ①. 大气压 ②. 马德堡半球
【解析】
【详解】[1]当人用抽气机把塑料瓶、铁皮桶等容器中空气抽掉一部分时,由于大气有压强,所以会把塑料瓶、铁皮桶压扁变形。
[2]马德堡半球实验成功的证明了大气压的存在而且是很大的;第一个测出大气压值的科学家是托里拆利。
2. 大课间活动时总能看到初三的学长们在操场上练习掷实心球,如图是实心球离开手后在空中的运动轨迹(不考虑空气阻力的影响),实心球离开手后能继续向前运动是由于__________。当实心球运动到最高点Q时,所受的外力全部消失,实心球将__________(选填“静止”、“沿a方向运动”、“沿b方向运动”或“沿c方向运动”)。
【答案】 ①. 惯性 ②. 沿a方向运动
【解析】
【详解】[1]实心球被抛出后,由于惯性要保持原来的运动状态继续向前运动。
[2]当实心球运动到最高点Q时,在竖直方向速度是零,但由于惯性,在水平方向仍然运动,若此时所受的外力全部消失,据牛顿第一运动定律知道,实心球将沿水平方向做匀速直线运动,即沿a方向运动。
3. 甲、乙两底面积相同的轻质容器内盛有液体,置于水平桌面时,液面相平,如图所示,若两容器底部受到液体的压强相等,则甲容器中液体的密度______乙容器中液体的密度;甲容器中液体的质量______乙容器中液体的质量;甲容器对桌面的压强______乙容器对桌面的压强。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
【答案】 ①. 等于 ②. 小于 ③. 小于
【解析】
【详解】[1][2][3]根据可知,液面相平,即h相等,若两容器底部受到液体的压强相等,则甲容器中液体的密度等于乙容器中液体的密度;根据图形来看,甲容器中液体的体积小于乙容器中液体的体积,根据可知,甲容器中液体的质量小于乙容器中液体的质量;根据可知,甲容器中液体的重力小于乙容器中液体的重力,物体水平放置,压力大小等于重力大小,甲、乙两底面积相同,根据可知,甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强。
4. 一个小球重5N,体积为5×10-4m3将它浸没在水中时,小球所受浮力的大小为___________N,放开手后,小球将___________(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】 ①. 5 ②. 悬浮
【解析】
【详解】[1]小球浸没在水中时排开水的体积等于小球的体积,即
V排=V球=5×10-4m3
由阿基米德原理知,小球受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N
[2]由于F浮=G球,所以放开手后,小球将悬浮。
5. 船闸是长江上常见的水利设施,船闸是利用___________原理工作的。由于长江上游的植被受到破坏,造成水土严重流失,江水中的泥沙含量明显增加,在其他条件不变的情况下,江水对堤坝的压强___________(选填“增大”“减小”或“不变”);潜水员完全入水后在下潜的过程中,受到的浮力___________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 ①. 连通器 ②. 增大 ③. 不变
【解析】
【详解】[1]船闸的上部是开口的,下部是连通的,这符合连通器的原理,所以船闸是利用连通器原理工作的。
[2]河水中的泥沙含量增加,使得河水密度变大,由p=ρgh可知,河水对堤坝的压强变大。
[3]潜水员完全入水后在下潜的过程中,排开液体的体积不变,根据阿基米德原理可知,潜水员受到的浮力大小不变。
6. 如图所示,是飞机机翼的截面图。飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,气流被分成上、下两部分,机翼上、下表面受到的压力分别为F1、F2,那么F1___________F2(选填“大于”、“小于”或“等于”);请再列举出一个与流体压强与流速关系有关的例子:___________。
【答案】 ①. 小于 ②. 当火车进站时乘客要站在安全线以外
【解析】
【详解】[1]由机翼的形状特点可知,在相同是时间内,空气经过上方的路程长,速度大;经过下方的路程短,速度小。上方空气流速越大,压强越小;下方空气流速越小,压强越大。所以机翼上表面受到的压力F1小于下表面受到的压力F2,使机翼上下表面存在压强差(压力差),这就是飞机向上的升力。
[2]人离高速列车比较近时,人和列车的之间的空气流速大、压强小,人外侧的压强不变,人受到向列车方向的压强差,容易被压向列车,故人站在高铁站的安全线以外候车。
二、选择题(每小题2分,共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求,第13~14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有选错的得0分)
7. 一杯水放在列车内的水平桌面上,如果水面突然发生了如图所示的变化,则列车的运动状态可能发生的变化是( )
①列车突然向右启动
②列车突然向左启动
③列车向右运动时突然刹车
④列车向左运动时突然刹车
A. ①或③ B. ①或④ C. ②或③ D. ②或④
【答案】C
【解析】
【详解】①列车突然向右启动,水杯由于受到摩擦力会随列车一起向右运动,而水杯中的水由于惯性还将保持原来的静止状态,此时水面会向左倾斜,故①不符合题意;
②列车突然向左运动,水杯由于受到摩擦力会随列车一起向左运动,而水杯中的水由于惯性还将保持原来的静止状态,此时水面会向右倾斜,故②符合题意;
③列车突然向右刹车,水杯由于受到摩擦力会随列车一起向右减速运动,而水杯中的水由于惯性还将保持原来的速度运动,此时水面会向右倾斜,故③符合题意;
④列车突然向左刹车,水杯由于受到摩擦力会随列车一起向左减速运动,而水杯中的水由于惯性还将保持原来的速度运动,此时水面会向左倾斜,故④不符合题意。
故②③符合题意,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8. 如图所示,物体放在水平面上,当受到水平力F1=9N和F2=5N作用时,物体向右做匀速直线运动。将F1撤去的瞬间,物体所受合力为( )
A. 9N B. 5N C. 4N D. 1N
【答案】A
【解析】
【详解】物体放在水平面上,当受到水平力F1=9N和F2=5N作用时,物体向右做匀速直线运动,物体所受合力为0,说明地面对物体的摩擦力为
方向与F1方向相反,水平向左,将F1撤去时,物体由于惯性仍向右运动,摩擦力方向不变,压力和接触面粗糙程度没变,摩擦力大小不变,此时合力为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9. 如图所示,将苹果放在水中,静止后会漂浮在水面上。若将苹果露出水面的部分切掉,余下部分重新放入水中,则余下苹果将( )
A. 漂浮 B. 悬浮 C. 下沉 D. 无法确定
【答案】A
【解析】
【详解】将苹果放在水中,静止后会漂浮在水面上,原因是苹果的密度小于水的密度,若将苹果露出水面的部分切掉,余下部分重新放入水中,苹果的密度和水的密度都没变则余下苹果仍将漂浮,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10. 如图所示,将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体的甲、乙烧杯中,待小球静止后,两个烧杯内液面高度相同。下列说法正确的是( )
A. 甲烧杯中小球受到的浮力大 B. 乙烧杯中小球排开液体的质量大
C. 甲烧杯中液体的密度大 D. 乙烧杯底部受到液体压强大
【答案】C
【解析】
【详解】A.因为物体漂浮或悬浮时,受到浮力和自身的重力相等,所以同一只小球在两杯中受到的浮力相等,都等于小球的重力,故A错误;
B.因为小球在两杯中受到的浮力相等,都等于小球的重力,小球在两杯中排开液体的质量相等,故B错误;
C.由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态。根据浮沉条件可知
ρ甲液>ρ球,ρ乙液=ρ球
所以
ρ甲液>ρ乙液
故C正确;
D.两杯中液面相平,ρ甲液>ρ乙液,根据p=ρ液gh可知,烧杯底受到液体的压强
p甲液>p乙液
故D错误。
故选C。
11. 如图所示,将一个塑料吸盘挤压空气后吸在玻璃缸的底部,如果向玻璃缸内轻轻加水,则加水后吸盘将( )
A. 因受到水向上的浮力而离开玻璃缸底
B. 因受到水向下的浮力而更紧地贴在玻璃缸底
C. 因受到水向上的压力而离开玻璃缸底
D. 因受到水向下的压力而更紧地贴在玻璃缸底
【答案】D
【解析】
【详解】将一个塑料吸盘挤压空气后吸在玻璃缸的底部,如果向玻璃缸内轻轻加水,吸盘受到水向下的压力,但由于水不能进入吸盘内部,不能对吸盘产生向上的压力,根据浮力产生的原因可知,吸盘不受浮力作用,则加水后吸盘因受到水向下的压力而更紧地贴在玻璃缸底,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
12. 关于如图所示的托里拆利实验,下列说法正确的是( )
A. 若继续向水银槽中加水银,玻璃管内水银面将不变
B. 将玻璃管稍微倾斜放置时,玻璃管内的水银柱会变长
C. 若把玻璃管向上稍微提一点,玻璃管内的水银柱会变长
D. 若将此装置从山下带到山顶,玻璃管内的水银面会上升
【答案】B
【解析】
【详解】A.往水银槽加水银,既不能改变大气压的大小,又不能改变水银柱的压强,故都不能使管内外高度差变化,槽内水银面升高,玻璃管内的水银面也升高,故A错误;
B.将玻璃管倾斜一些角度,不能改变大气压的大小,不能改变水银柱的压强,不能使管内外高度差变化,玻璃管内的水银柱会变长,故B正确;
C.现将玻璃管向上缓缓提起,且玻璃管口未离开水银液面,在这一过程中,水银柱内外液面高度差将不变,故C错误;
D.将此装置从山下带到山顶,山上大气压小,能支持的水银柱高度也就变小,玻璃管内的水银面会下降,故D错误。
故选B。
13. 如图甲所示,小明沿水平方向推箱子前行。推箱子过程中,推力F和箱子运动的速度v与时间t的关系图像分别如图乙、丙所示,则下列判断正确的是( )
A. 0~3s,箱子没有推动,是因为推力小于摩擦力
B. 时,箱子受到地面的滑动摩擦力为9N
C. 时,箱子受到地面的滑动摩擦力为6N
D. 时,箱子受到的推力和摩擦力是平衡力
【答案】CD
【解析】
【详解】A.0~3s,箱子没有推动,箱子处于静止状态,所以受力平衡,此时推力等于摩擦力,故A错误;
BCD.由图丙可知,在第9至12秒,箱子做匀速直线运动,受力平衡,摩擦力与推力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力等于推力等于6N;第3至6秒,箱子做加速运动,第6至9秒,箱子做减速运动,滑动摩擦力与压力大小及接触面的粗糙程度有关,在运动过程中,压力大小和接触面的粗糙程度均没有发生改变,所以滑动摩擦力大小不变,所以和时,箱子受到的滑动摩擦力均为6N,故B错误,CD正确。
故选CD。
14. 在一个圆柱形容器中装有一定量的水,水面漂浮着一个木块A,在木块上面放一个物体M或在木块下面悬挂一个物体N,木块刚好全部浸入水中,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 物体M的质量小于物体N的质量
B. 物体N的密度一定大于水的密度
C. 物体M的密度一定大于水的密度
D. 木块在甲容器中受到的浮力大于在乙容器中受到的浮力
【答案】AB
【解析】
【详解】A.在木块上面放一个物体M,把A和M看作是一个整体,由图甲可知,物体处于漂浮状态,浮力等于重力,排开水的体积等于A的体积;把A和N看作是一个整体,由图乙可知,物体处于悬浮状态,浮力等于重力,排开水的体积等于A和N的体积之和,由可知,A和N的浮力大于A和M的浮力,所以M的重力小于N的重力,故A正确;
B.若没有将M或N放在A上,A将处于漂浮状态,即A的密度小于水的密度,A和N挂在一起后悬浮,说明此时这个整体的密度等于水的密度,所以N的密度一定大于水的密度,故B正确;
C.甲中A和M的整体 处于漂浮状态,说明这个整体的密度小于水的密度,不能判断M的密度与水的密度关系,故C错误;
D.由图可知,两图中木块A均浸没,排开液体的体积相等,由可知,木块A受到的浮力相等,故D错误。
故选AB。
三、作图题(每小题2分,共4分)
15. 如图所示,一放在水平地面上并与竖直墙壁接触的铁球静止.作出铁球的受力示意图____.
【答案】见解析
【解析】
【详解】铁球受到了两个力,重力G和支持力F;铁球受到这两个力,处于静止状态即平衡状态;这两个力是平衡力,大小相等、方向相反。作图时应注意两条线段长度要等长。如图所示
16. 如图所示,一个小球在水面保持静止,请画出小球的受力示意图.
( )
【答案】
【解析】
【详解】小球所受浮力的方向是竖直向上的,我们可以从重心开始竖直向上画一条带箭头的线段表示出浮力,并标出F浮;重力竖直向下用G标出,作用点在重心上,因为小球漂浮,浮力等于重力,如图所示:
四、实验与探究(第17题5分,第18题7分,第19题6分,共18分)
17. 在学习“运动和力的关系”时,我们曾追随着物理学家的足迹,设计过如图所示的“斜面”实验:
(1)为了使小车在滑到水平面时初速度相同,在实验中应让小车从同一斜面、___________由静止开始滑下;
(2)逐渐减小图中水平面的粗糙程度,比较小车在不同水平面上滑行的距离,可以得出初步的结论:在初速度相同的条件下,水平面越光滑,小车受到的摩擦阻力就越___________,速度减小得越___________(选填“快”或“慢”);
(3)实验结果能证明___________;(选填序号)
A. 物体运动需要力来维持 B. 力可以改变物体的运动状态 C. 牛顿第一定律
(4)进一步推理可知,若水平面绝对光滑,则运动的小车会在水平面上做___________运动。
【答案】(1)同一高度
(2) ①. 小 ②. 慢
(3)B (4)匀速直线
【解析】
【小问1详解】
为了控制变量,使小车达到水平面时的初速度相同,实验时应让小车从同一斜面的同一位置由静止开始释放。
【小问2详解】
[1][2]由图可知,木板表面最光滑,小车受到的摩擦力最小,小车运动状态改变的最慢,小车运动的最远,故可得:在初速度相同的条件下,水平面越光滑,小车受到的摩擦阻力就越小,速度减小得越慢。
【小问3详解】
AB.小车在水平面上因受到摩擦力的作用而减速,说明力是改变物体运动状态的原因,故A不符合题意,B符合题意;
C.牛顿第一定律是在实验的基础上通过科学的推理后得出的,不能被实验验证,故C不符合题意。
故选B。
【小问4详解】
在初速度相同的条件下,水平面越光滑,小车受到的摩擦阻力就越小,速度减小得越慢,若水平面绝对光滑,小车不受摩擦力,小车的运动状态将不会发生变化,所以小车将做匀速直线运动。
18. 小明用图所示U形管压强计探究液体内部压强的特点。
(1)小明向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧液面的高度一样。将金属盒的橡皮管装在U形管的一侧后,如果右侧液面高,左侧液面低,则___________;(选填字母)
A. 将橡皮管取下,重新安装 B. 将右侧液体倒出一些 C. 属于正常情况
(2)组装好仪器后,用手按压金属盒上的橡皮模,如图乙所示,若U形管两边液面有明显变化,说明该压强计___________(选填“漏气”或“不漏气”);
(3)小明将实验过程中收集到数据填入下表中。
序号
液体
深度/mm
压强计
橡皮膜方向
液面高度差/mm
1
水
20
朝上
18.5
2
朝下
18.5
3
朝左
18.5
4
朝右
18.5
5
40
朝上
36.8
6
60
朝上
54.6
比较序号1、2、3、4的数据,可得出的结论是:同种液体同一深度处___________;比较序号1、5、6的数据,可得出:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而___________;
(4)小明想要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,他选择图丙两容器进行实验,比较实验现象得出的结论是:液体压强与盛液体的容器形状___________(选填“有关”或“无关”);
(5)做完实验后,小明自制另一套装置探究液体压强与什么因素有关,如图丁所示,在一个右侧开孔并贴上橡皮膜的塑料瓶中装入部分水,然后将瓶子放入装有盐水的烧杯中,使内外液面相平时,发现橡皮膜内凹,说明当深度相同时,液体的___________越大,液体压强越大;
(6)小明想到用图丁装置也可以测量液体的密度。如图戊所示,将装有水的瓶子放入装有酒精的烧杯中,使橡皮膜变平,然后测量了水面到橡皮膜中心的距离为h1,酒精液面到橡皮膜中心的距离为h2,则酒精的密度为___________(用h1、h2、ρ水表示)。
【答案】(1)A (2)不漏气
(3) ①. 向各个方向的压强相等 ②. 增大
(4)无关 (5)密度
(6)
【解析】
【小问1详解】
在使用压强计之前,如果发现U形管左右两侧的液面不在同一水平面上,说明左右两侧液面上方气体压强不相等,可以拆掉软管,使两侧液面上方气体压强相等,再重新安装。故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
【小问2详解】
若U形管不漏气,则挤压橡皮膜时,U形管左右管内气体存在气压差,U形管两侧液面会出现明显的高度差。
【小问3详解】
1、2、3、4次实验金属盒所处深度和液体密度相同,而朝向不同,结果U形管液面高度差相同,则压强相同,故可得出结论:在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小相等。
【小问4详解】
如图丙,液体密度、深度均相同,容器形状不同,结果U形管液面高度差相同,则压强相同,可知液体压强与盛液体的容器形状无关。
【小问5详解】
如图丁,橡皮膜内侧水的密度小于外侧盐水的密度,深度相同,发现橡皮膜内凹,可知外侧压强大,说明当深度相同时,液体的密度越大,液体压强越大。
【小问6详解】
橡皮膜变平时,内外液体对橡皮膜产生的压强相等,此时橡皮膜中心距离水面和酒精液面的深度分别为h1、h2,由p=ρgh有
ρ酒精gh2=ρ水gh1
解得。
19. 如图所示为探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验。
(1)分析比较实验步骤①和___________可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;物体完全浸没在水中时受到的浮力大小为___________N。
(2)从实验步骤①→②→③的过程中,弹簧测力计的示数减小,说明物体受到的浮力___________(选填“变大”“变小”或“不变”),该过程可以探究浮力的大小与___________的关系。
(3)利用实验步骤①③⑤,可以得出结论:物体在液体中所受浮力大小与___________有关。
(4)在已知水的密度的情况下,利用图中实验数据还可以求出盐水和物体的密度,根据图中给出的实验数据,可以算出物体的密度为___________。
【答案】(1) ①. ③④ ②. 1
(2) ①. 变大 ②. 物体排开液体体积
(3)液体的密度 (4)
【解析】
【小问1详解】
[1]要探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系,需要控制液体的密度相同、排开液体的体积相同、深度不同,实验步骤①和③④符合题意。
[2]由图①可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.2N,即物体的重力为3.2N;据图③④可知物体完全浸没在水中时,弹簧测力计的示数为2.2N,受到的浮力
F浮=G-F=3.2N-2.2N=1N
【小问2详解】
[1][2]物体从位置①→②→③的过程中,物体浸入水的体积不同,即排开水的体积变大,此时弹簧测力计的示数会逐渐变小,根据F浮=G-F拉,说明浮力在变大,即浮力与排开液体的体积有关。
【小问3详解】
比较实验步骤①③⑤知,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,根据F浮=G-F拉知浮力变化,即浮力与液体的密度有关。
【小问4详解】
物体的重力为3.2N,由G=mg可知,物体的质量
物体在水中受到的浮力F浮=1N,由F浮=ρ水gV排可知, 物体的体积
物体的密度
五、综合应用题(第20题9分,第21题9分,共18分)
20. 随着科技的发展,机器人已被广泛使用。如图所示一款迎宾机器人,质量为30kg,底部有3个轮子,每个轮子与地面的接触面积为2.5cm2,在水平地面上匀速直线行驶时受到的阻力是车重的0.05倍,g取10N/kg。求:
(1)机器人的重力 G;
(2)机器人对水平地面的压强p;
(3)机器人匀速行驶时的牵引力F牵。
【答案】(1)300N;(2)4×105Pa;(3)15N
【解析】
【详解】解:(1)机器人的重力为
(2)机器人对水平地面的压力为
机器人对水平地面的压强为
(3)因为机器人在水平地面上匀速直线行驶,此时受到的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等为
答:(1)机器人的重力为300N;
(2)机器人对水平地面的压强为;
(3)机器人匀速行驶时的牵引力为。
21. 放在水平桌面上的圆柱形容器中装有适量的水,现将边长为0.1m,质量为3kg的实心正方体放入水中,正方体不断下沉直到沉底,此时上表面离水面0.4m,如图所示。(已知)求:
(1)正方体浸没在水中后受到的浮力是多少?
(2)正方体沉底后上表面受到水的压强是多少?
(3)正方体沉底后对容器底部的压力是多少?
【答案】(1)10N (2)
(3)20N
【解析】
【小问1详解】
正方体的边长为,正方体浸没在水中后,排开水的体积为
则受到的浮力为
【小问2详解】
正方体沉底后上表面离水面,上表面受到水的压强为
【小问3详解】
正方体的质量为,则受到的重力为
正方体沉底后,由于处于静止状态,则受力平衡,即
所以容器底对正方体的支持力为
由于容器底对正方体的支持力与正方体对容器底的压力是一对相互作用力,因此正方体沉底后对容器底部的压力为
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