内容正文:
第七章《力》
全国初中物理竞赛试题精编(八年级下)
一、单选题
1.(2022九年级下·福建三明·竞赛)2021年12月9日“天宫课堂“第一课开讲。宇航员王亚平做了水球成像实验(如图),当往水球中央添加一个气泡时(如图甲),可看到一个正立缩小和一个倒立缩小的头像(如图乙)( )
A.水球只能成倒立的像
B.气泡把水球内圈变为两个凹透镜的组合
C.失重环境下透镜成像规律与地面上的不同
D.图乙中倒立的像与投影仪成像原理相同
【答案】B
【详解】AB.往水球中央添加一个气泡后,水球被气泡变为了两部分,中间是空气,气泡周围是水。这个时候外圈部分的凸透镜虽然没有原来完整,但对光线仍然有会聚作用,依然能够成像,只不过透过的光线变少了而已,所以依然呈现出一个倒立缩小的像。气泡把水球内圈变为两个凹透镜的组合,所以这个时候中间部分又出现了一个正立缩小的像,故A错误,不符合题意,B正确,符合题意;
C.透镜的成像规律与失重状态无关,失重环境下透镜成像规律与地面上的相同,故C错误,不符合题意;
D.图乙中倒立缩小的像与照相机的成像原理相同,故D错误,不符合题意。
故选B。
2.(2007九年级·上海·竞赛)重力为0.6牛顿的物体可能是( )
A.一枚砂子 B.一只鸭蛋 C.一只大公鸡 D.一头羊
【答案】B
【详解】由得,重力为0.6牛顿的物体的质量为
A.一枚砂子的质量小于1g,故A不符合题意;
B.一只鸭蛋的质量接近60g,故B符合题意;
C.一只大公鸡的质量为2.5kg,故C不符合题意;
D.一头羊的质量为50kg左右,故D不符合题意。
故选B。
3.(2007九年级·上海·竞赛)关于常数g=9.8牛顿/千克,正确的理解是( )
A.1千克质量等于9.8牛顿
B.质量为9.8千克的物体所受重力为1牛顿
C.质量为1千克的物体所受重力为9.8牛顿
D.9.8牛顿的力可以化为1千克
【答案】C
【详解】AB.在地球上1kg的物体所受的重力为9.8N,而不是
故AB错误;
CD.由g=9.8牛顿/千克,可知质量1kg的物体所受的重力是9.8N,但力有多种,9.8牛顿的力可以是拉力、压力、支持力等,不可以化为1kg。故C正确,D错误。
故选C。
4.(2007九年级·上海·竞赛)S1和S2表示劲度系数分别为k1和k2的两根弹簧,k1>k2;a和b表示质量分别为ma和mb的两个小物块,ma>mb,将弹簧与物块按图15方式悬挂起来,现要求两根弹簧的总长度最大,则应使( )
A.S1在上,a在上 B.S1在上,b在上
C.S2在上,a在上 D.S2在上,b在上
【答案】D
【详解】把物体悬挂在弹簧的下端,物体静止处于平衡状态,弹簧的拉力F等于物体的重力G,即
F=G
由胡克定律F=kx知道,在力F一定时,k越小弹簧的伸长量x越大。对于上面的弹簧来说它的拉力
F上=(ma+mb)g=kx上
由于(ma+mb)g一定,要使x上大一些,k应小,已知k1>k2,所以S2应在上面,S1挂在下面。S1挂在下面,由胡克定律F=kx知道,在k一定时,F越大弹簧的伸长量x越大,要使x大,已知ma>mb,所以a应挂在S1下面,b应挂在S1上,S2下。所以S2在上,b在上两根弹簧的总长度最大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5.(2007九年级·上海·竞赛)关于“9.8牛/千克”所表示的物理意义是( )
A.9.8牛等于1千克
B.9.8千克等于1牛
C.质量是9.8千克的物体受到的重力是1牛
D.质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛
【答案】D
【详解】由可知,g的物理意义为质量为1kg的物体受到的重力为9.8N。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
二、多选题
6.(2024八年级下·山东青岛·竞赛)如图,倾角为的斜面体C固定在水平地面上,小盒b置于斜面上,通过跨过光滑定滑轮的细绳与物体a连接,连接b的一段细绳与斜面平行,连接a的一段细绳竖直,a连接在竖直固定于地面的弹簧上。现向b内缓慢加入适量砂粒,直至b刚要开始滑动。下列说法中正确的是( )
A.b对c的摩擦力可能一直增大 B.b对c的摩擦力可能先减小后增大
C.地面对c的支持力可能不变 D.弹簧的弹力一定不变
【答案】ABD
【详解】AB.由于不知道b的重力沿着斜面方向的分力与细线拉力的大小关系,故不能确定静摩擦力的方向,故随着沙子质量的增加,静摩擦力可能增加、可能减小,有可能先减小后增大。故AB正确;
C.以b与c组成的整体为研究对象,整体受到重力、支持力以及绳子向右上方的拉力、地面的摩擦力,在b盒内缓慢加入适量砂粒后,竖直向下的重力增大,而其他的力不变,所以整体受到的支持力一定增大。故C错误;
D.a、b、c始终处于静止状态,则弹簧的长度不变,弹簧的改变量不变,因此弹力大小不变,故D正确。
故选ABD。
三、填空题
7.(2023九年级下·湖南湘西·竞赛)实验过程中,有时需要用到测量工具。如图甲所示,用刻度尺来测量木块的长度,其读数为 cm;如图乙所示,用弹簧测力计测量力的大小,示数是 N。
【答案】 2.64 3.6
【详解】[1]根据题图甲可知,此刻度尺的分度值为1mm,物体左侧与0刻度线对齐,右侧的准确值为2.6,估计值为0.41,单位是cm,所以物体的长度为2.64cm。
[2]根据题图乙可知,该弹簧测力计的量程为0至5N,共有5个大格,每个大格有5个小格,故此弹簧测力计的分度值为0.2N。此时弹簧测力计的读数为3.6N。
8.(2007九年级·上海·竞赛)—根长度为10厘米的弹簧受到2牛的拉力作用后,长度变为11厘米。如果这根弹簧受到3牛拉力的作用,弹簧长度比不受拉力时的长度增加了 厘米;当弹簧长度变为13厘米时,它受到的拉力是 牛。
A 1.5 B 2 C 4 D 6
【答案】 A D
【详解】[1]在弹性限度范围内,弹簧的弹力跟形变量成正比,则
则
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
[2]由
得
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
9.(2007九年级·上海·竞赛)弹簧的长度跟受到的拉力成正比。( )
【答案】×
【详解】在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,而不是弹簧的总长度,故错误。
10.(2007九年级·上海·竞赛)某人的质量是60千克,当他乘宇宙飞船到达月球时,他的重力为 牛。
【答案】98
【详解】某人在地球上受到的重力
月球对物体的引力是地球的,当他乘宇宙飞船到达月球时,他的重力
11.(2022九年级·重庆綦江·竞赛)水平升降台面上放有一个足够深、底面积为40cm2的柱形容器,容器中水深25cm,则水对容器底部的压强为 Pa;现将底面积为10cm2、高为20cm的圆柱体A悬挂在固定的弹簧测力计下端,使A浸入水中,稳定后,A的下表面距水面4cm,弹簧测力计的示数为0.8N,如图所示,然后使升降台上升7.5cm,再次稳定后,弹簧测力计的示数为 N。(已知弹簧受到的拉力每减小1N,弹簧的长度就缩短1cm)
【答案】 2500Pa 0
【详解】[1]容器中水深25cm,为0.25m,水对底部的压强为
[2]物体A在下表面距水面下面4cm时受到得浮力
根据力的平衡,物体的重力为
如图所示,然后使升降机上升7.5cm,物体排开液体的体积增加量为
液面在容器中上升的高度为
升降机上升7.5cm,液面上升2.5cm,浮力的增加量为
弹簧测力计受到的拉力每减小1N,弹簧的长度就缩短1cm,故缩短量为1cm,此时物体浸在液体中的总深度为
所以,升降机上升7.5cm后,物体受到的浮力为
此时浮力大于重力,物体漂浮在水面上,所以弹簧测力计不受力,弹簧测力计的示数为0。
12.(21-22九年级上·广东佛山·阶段练习)如图甲所示是健身房常用的拉力器设计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起,电压表量程为0~3V,均匀电阻丝MN长为10cm、电阻R0=10Ω,电源电压U=6V,P与R1间的摩擦不计。
(1)R0的作用是 (写出一条即可),当作用在拉环上的力越大时,电压表的示数就越 。
(2)当拉环不受拉力时,滑片P处于M端,闭合开关后,已知该弹簧伸长的长度L与所受拉力F的关系如图乙所示,若R1=20Ω,通过计算说明,开关S闭合后,当电压表指针指在1V处,作用在拉环上水平向右的拉力为多大?( )
(3)为保证电压表的安全,电路中R0至少应为多大?此时该拉力器所能承受的拉力范围是多大?( )
(4)若将电压表改为拉力表,改装后的拉力表刻度是否均匀?请说明理由。( )
【答案】 串联分压,保护电压表 大 250N 20Ω, 0~1000N; 见解析所示
【详解】(1)[1]闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测电阻R1左端的电压。电源电压为6V,而电压表的量程为0~3V,由串联分压可知R0的作用是串联分压,保护电压表。
[2]在电路中,滑片的滑动,没有改变变阻器连入电路中的电阻,只是改变了电压表的测量对象,而电路中的电流是不变的。当作用在拉环上的力越大时,电阻R1左端部分越长,即电压表测量对象的电阻越大,由可知电压表的示数越大。
(2)[3]电路中的电流为
与电压表并联电阻的阻值为
均匀电阻丝MN长为10cm,其阻值为20Ω,则1cm电阻丝的阻值为2Ω,所以与电压表并联部分的电阻丝的长度为
由图乙所示图象可知弹簧每伸长1cm,受到的拉力为100N,则此时受到的拉力为
(3)[4]由串联分压原理可知与电压表并联部分的电阻阻值最大时,电压表示数最大,由于电压表量程为0~3V,要保证电压表能正常工作,则电压表示数最大为3V,此时通过电路电流为
串联电路总电压等于各部分电压之和,此时定值电阻两端电压为
此时电阻R0的阻值为
此时与电压表并联部分的电阻丝的长度为10cm,则此时受到的最大拉力为
该拉力器所能承受的拉力范围是0~1000N
(4)[5]电阻丝与电压表并联的长度就等于拉力器弹簧伸长的长度,因为弹簧的伸长与受到的拉力成正比,故与电压表并联的电阻丝的长度与拉力成正比。
电阻丝粗细是均匀的,被测部分的电阻与其长度成正比。即被测部分的电阻与拉力成正比。
由可以知道,因为电路中电流不变,故被测部分电压与被测部分电阻成正比。
综上所述,被测部分电压,即电压表读数与拉力成正比。所以,将电压表改成拉力表后,刻度是均匀的。
13.(2021·重庆·二模)如图所示,用轻质薄木板AB做成杠杆,O为支点,OA=OB=2m,地面上一质量为2kg,边长为a=10cm的实心正方体物块M,用一不可伸长的轻质细线系于OB的中点C处,此时AB恰好静止于水平位置,细线恰好被拉直。现将小滑块Q(小滑块的大小不计)放于O点上方,将小滑块Q向左移动0.4m,此时绳子对C点的拉力为8N,此时物块M对水平地面的压强 Pa,若Q再向左侧移动0.2m,沿竖直方向将正方体M左右两边各切去厚度为d的部分,将它们叠放在Q的正上方时,正方体M对地面的压强为0,切去厚度d为 m。
【答案】 1200 0.0125
【详解】[1]绳子对C点的拉力为8N,则绳子对物体的拉力F=8N,此时物块M对水平地面的压强
[2] 由杠杆平衡条件可得物体Q所受重力为
由题意知:Q到O点的距离
=0.4m+0.2m=0.6m ①
M被切去的部分受到的重力G1
②
剩余M受到的重力
③
正方体M对地面的压强为0,绳的拉力等于剩余的M的重力,由杠杆平衡条件得
④
联立①②③④
解得
d=1.25cm=0.0125m
四、实验题
14.(2023八年级下·广东汕头·竞赛)物理兴趣小组的同学用一根很轻的螺旋弹簧通过实验研究此弹簧的长度跟所悬挂重物重力的关系,作出了如图所示的图像。
(1)弹簧的原来长度为 cm;当L=10cm时,弹簧下挂的重物为 N。
(2)现物理兴趣小组的同学想利用此弹簧制作一弹簧秤,请你为他们建议此弹簧秤较合理的量程为 N。
【答案】 6 8 0~16
【详解】(1)[1][2]根据图象可知,当弹簧下没有挂物体时,弹簧的长度为6cm,因此弹簧的原来长度为6cm;从图象上可以看出,当L=10cm时,弹簧下挂的重物为8N。
(2)[3]根据图象可知,弹簧的最大伸长量为14cm,根据图象可知,此时挂在弹簧下面的物体重16N,因此此弹簧秤较合理的量程为0~16N。
15.(2021八年级上·江西南昌·竞赛)某小组同学想研究弹簧长度的增加量与哪些因素有关,他们选用材料和横截面均相同而长度不同的两根弹簧进行实验。他们把弹簧的上端固定,然后在弹簧下挂上不同的钩码,测出弹簧的长度L,算出比原长的伸长量(),并把实验数据填在了下表中。
表一
钩码重力(牛)
0
1
2
3
4
弹簧的长度L(厘米)
4.2
5.0
5.8
6.6
7.4
弹簧的伸长量(厘米)
0
0.80
1.6
2.4
3.2
表二
钩码重力(牛)
0
1
2
3
4
弹簧的长度L(厘米)
2.1
2.5
2.9
3.3
3.7
弹簧的伸长量(厘米)
0
0.4
0.8
1.2
1.6
(1)分析比较表一或表二中的第一行和第三行的数据及相关条件,可得出的初步结论是: ;
(2)分析比较表一和表二中第三列、第四列、第五列等有关数据及相关条件,可以得出的初步结论是: ;
(3)请进一步综合分析比较表一、表二中的数据,归纳得出结论;
①分析比较表一(或表二),可得出的初步结论: ;
②分析比较表一和表二,可得出的初步结论: 。
【答案】 当弹簧的材料、横截面和原长均相同时,弹簧受到的拉力越大弹簧的伸长量越大 材料和横截面相同长度的弹簧,受到相同的拉力,弹簧的原长越长,弹簧的伸长量越大 当弹簧的材料、横截面和原长均相同时,弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比 材料和横截面均相同的弹簧,受到相同的拉力,弹簧的伸长量与弹簧的原长成正比
【详解】本实验是研究弹簧长度的增加量与哪些因素有关,实验采用控制变量法,控制材料和横截面相同。
(1)[1]分析比较表一或表二中的第一行和第三行的数据及相关条件知道,弹簧受到的拉力逐渐变大,弹簧的伸长量也在变大,可得出结论:当弹簧的材料、横截面和原长均相同时,弹簧受到的拉力越大弹簧的伸长量越大。
(2)[2]分析比较表一和表二中第三列、第四列、第五列等有关数据及相关条件知道,材料和横截面均相同而长度不同的两根弹簧,受到相同的拉力时,弹簧的原长越长,弹簧的伸长量越大。
(3)[3]进一步综合分析比较表一(或表二)中的数据知道,当弹簧的材料和横截面相同时,弹簧受到的拉力变为原来的几倍,弹簧的伸长量也变为原来的几倍,可得出结论:当弹簧的材料、横截面和原长均相同时,弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比。
[4]进一步综合分析比较表一和表二中的数据知道,当弹簧的材料和横截面相同时,表一中弹簧的长度是表二中弹簧长度的两倍,当它们受到相同的拉力,表一中弹簧的伸长量是表二中弹簧伸长量的两倍,可得出结论:材料和横截面均相同的弹簧,受到相同的拉力,弹簧的伸长量与弹簧的原长成正比。
16.(18-19八年级下·四川遂宁·阶段练习)小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究(不考虑空气阻力):让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲),在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙),小球速度为5.0m/s。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短(如图丙)的整个过程中,得到小球的速度v和弹簧缩短的长度△x之间的关系如图丁所示,其中A为曲线的最高点,已知该轻弹簧每受到0.1N的压力就缩短0.5cm,并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。
(1)从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球速度的变化情况是 ;
(2)当小球的速度减小为5.0m/s时,弹簧产生的弹力F与小球的重力G的关系为:F G(大于/小于/等于);当弹簧的压缩量最大时,小球处于 (平衡/非平衡)态;
(3)实验中所用小球的质量为 kg,全过程中,弹簧中弹力的最大值为 N。
【答案】 先变大后变小 大于 非平衡 0.4 12.2
【详解】(1)[1]由图丁知,从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球下落速度的变化情况是:先变大后变小。
(2)[2][3]由丁图可以看出,小球接触弹簧时的速度为5m/s,当小球达到最大速度时的速度值为5.1m/s,此时,小球重力等于弹力,随后小球开始减速运动,说明小球重力小于弹力,故当小球的速度减小为5.0m/s时,弹簧产生的弹力F与小球的重力G的关系为:F大于G,当弹簧的压缩量最大时,小球的速度减小为0m/s,此时,小球受到竖直向上的弹力最大,还受到重力的作用,弹力大干重力,小球处干非平衡状态。
(3)[4]当 时,小球的重力等于弹簧对它的弹力
则小球的质量
[5]弹簧的最大缩短量为
弹簧中弹力的最大值
五、简答题
17.(2022九年级下·福建三明·竞赛)如图是某同学设计的输液报警器,请回答下列问题:
(1)描述该输液报警器的工作过程;
(2)若使用不同质量的瓶装药液,都可以使用该装置,你有怎样的改进建议?
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【解析】【小题1】由图可知,随着输液瓶中药液的减小,弹簧收缩,金属轻杆上升,当输液完成时,B触点与A触点接触,则电路接通,报警器报警。
【小题2】对于不同型号的药水瓶,可以用不同的弹簧悬挂。
六、计算题
18.(2023九年级下·湖南岳阳·竞赛)在科技小组活动中亮亮同学受图1所示电子秤的启发,自行设计了一个电子秤,其原理如图2所示(图中暂没画出)的示数来反映物体质量的大小。设电源的电压为恒定U,定值电阻的阻值为R0,滑动变阻器的总电阻为R,总长度为L,滑动触头固定在安放托盘的轻质弹簧上,已知对托盘每施加lN的压力时,弹簧的长度就会缩短a。当托盘中不放物体时,此时电表的示数为零;当在托盘中放一物体时,于是电压表就指示出相应的示数。
(1)若在托盘上放一质量为m的物体,则滑动触头向下移动多大的距离?
(2)请在原理图的适当位置接上符合要求的电压表;
(3)求出电压表的示数U表与待测物体质量m之间的关系式(用已知量的符号表示)。
【答案】(1)mga
(2)见解析
(3)
【详解】(1)物体所受的重力为G=mg,由作用力和反作用力的关系可知,物体对托盘的压力
F=G=mg
由对托盘每施加1N的压力,弹簧的长度就会缩短a,可知弹簧的弹力与伸长量成正比。所以滑动触头向下移动的距离ΔL=mga。
(2)电压表在使用时必须并联到被测物体上,且滑动触头指在最上端时,电压表的示数为零;所以符合要求的电压表位置如图:
(3)测物体质量为m时,滑动变阻器滑片P上方电阻丝的电阻值为
由图可知:电阻R0和滑动变阻器串联,由欧姆定律得,电路中的电流
滑片P上方电阻丝两端的电压,即电压表的示数为
19.(23-24九年级下·湖北襄阳·自主招生)如图所示,质量为m的物体A放在地面上的竖直轻弹簧B上,且弹簧B分别与地面和物体A相连接,现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接,当弹簧C处在水平位置且右端位于a点时它没有发生形变,已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2,不计定滑轮、细绳的质量和摩擦,将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时,弹簧B的弹力的大小变为原来的,求:
(1)弹簧C在a点时,弹簧B的压缩量x1;
(2)a、b两点间的距离L。
【答案】(1)
(2)见解析
【详解】(1)解:(1)当弹簧C在a点时,弹簧B的压缩量为
(2)(2)第一种情形:拉伸弹簧C后,若弹簧B是压缩,B的压缩量为
此时,弹簧C的拉力为,则C的伸长量为
故此时a、b间距为
第二种情形:拉伸弹簧C后,弹簧B是伸长的,伸长量为
此时,弹簧C的拉力为
C的伸长量为
故此时a、b间距为
答:(1)弹簧C在a点时,弹簧B的压缩量是;
(2)a、b两点间的距离L为或。
20.(20-21八年级下·江苏苏州·阶段练习)有时候物体受力的作用点不是一点而是每一个点,但是为了计算和理解的方便,我们希望能够找出一个等效点,将作用力看作只作用在这一个点上若将质量等效为集中于一个点,称该点为质心。质心在坐标系中的位置由公式给出。
(1)求彼此相切的球组成的系统的质心的位置,所有球都具有相同的直径d=3cm,而质量规律为:m1=m,m2=3m,m3=5m,mN=(2N-1)m。N=500,各球质量均匀;注:1+2+3…N=,
(2)从边长为d的均匀正方形板上挖去一个直径最大的圆,剩下四个边“角”,求这样一个边角的质心与圆心的距离,已知半径为R的半圆的质心到直径的距离为。
【答案】(1)10m;(2)
【详解】解:(1)以第一个球的前段为原点O,沿N个球的直径方向建立x轴,根据质心的定义可得
将N=500代入上式得
因此系统的质心与第一个球的前端相距10m。
(2)以正方形板的中心O为原点,建立直角坐标系,如下图所示
设图中画出有阴影的一个角的质心坐标为(xC,xC),由对称性可知
xC=yC
已知上板块的质心在处,设板的面密度为ρ,由质心的等效意义可得
解得
所以该角的质心与圆心的距离为
答:(1)彼此相切的球组成的系统的质心与第一个球前端相距10m;
(2)这样一个边角的质心与圆心的距离约为。
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第七章《力》
全国初中物理竞赛试题精编(八年级下)
一、单选题
1.(2022九年级下·福建三明·竞赛)2021年12月9日“天宫课堂“第一课开讲。宇航员王亚平做了水球成像实验(如图),当往水球中央添加一个气泡时(如图甲),可看到一个正立缩小和一个倒立缩小的头像(如图乙)( )
A.水球只能成倒立的像
B.气泡把水球内圈变为两个凹透镜的组合
C.失重环境下透镜成像规律与地面上的不同
D.图乙中倒立的像与投影仪成像原理相同
2.(2007九年级·上海·竞赛)重力为0.6牛顿的物体可能是( )
A.一枚砂子 B.一只鸭蛋 C.一只大公鸡 D.一头羊
3.(2007九年级·上海·竞赛)关于常数g=9.8牛顿/千克,正确的理解是( )
A.1千克质量等于9.8牛顿
B.质量为9.8千克的物体所受重力为1牛顿
C.质量为1千克的物体所受重力为9.8牛顿
D.9.8牛顿的力可以化为1千克
4.(2007九年级·上海·竞赛)S1和S2表示劲度系数分别为k1和k2的两根弹簧,k1>k2;a和b表示质量分别为ma和mb的两个小物块,ma>mb,将弹簧与物块按图15方式悬挂起来,现要求两根弹簧的总长度最大,则应使( )
A.S1在上,a在上 B.S1在上,b在上
C.S2在上,a在上 D.S2在上,b在上
5.(2007九年级·上海·竞赛)关于“9.8牛/千克”所表示的物理意义是( )
A.9.8牛等于1千克
B.9.8千克等于1牛
C.质量是9.8千克的物体受到的重力是1牛
D.质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛
二、多选题
6.(2024八年级下·山东青岛·竞赛)如图,倾角为的斜面体C固定在水平地面上,小盒b置于斜面上,通过跨过光滑定滑轮的细绳与物体a连接,连接b的一段细绳与斜面平行,连接a的一段细绳竖直,a连接在竖直固定于地面的弹簧上。现向b内缓慢加入适量砂粒,直至b刚要开始滑动。下列说法中正确的是( )
A.b对c的摩擦力可能一直增大 B.b对c的摩擦力可能先减小后增大
C.地面对c的支持力可能不变 D.弹簧的弹力一定不变
三、填空题
7.(2023九年级下·湖南湘西·竞赛)实验过程中,有时需要用到测量工具。如图甲所示,用刻度尺来测量木块的长度,其读数为 cm;如图乙所示,用弹簧测力计测量力的大小,示数是 N。
8.(2007九年级·上海·竞赛)—根长度为10厘米的弹簧受到2牛的拉力作用后,长度变为11厘米。如果这根弹簧受到3牛拉力的作用,弹簧长度比不受拉力时的长度增加了 厘米;当弹簧长度变为13厘米时,它受到的拉力是 牛。
A 1.5 B 2 C 4 D 6
9.(2007九年级·上海·竞赛)弹簧的长度跟受到的拉力成正比。( )
10.(2007九年级·上海·竞赛)某人的质量是60千克,当他乘宇宙飞船到达月球时,他的重力为 牛。
11.(2022九年级·重庆綦江·竞赛)水平升降台面上放有一个足够深、底面积为40cm2的柱形容器,容器中水深25cm,则水对容器底部的压强为 Pa;现将底面积为10cm2、高为20cm的圆柱体A悬挂在固定的弹簧测力计下端,使A浸入水中,稳定后,A的下表面距水面4cm,弹簧测力计的示数为0.8N,如图所示,然后使升降台上升7.5cm,再次稳定后,弹簧测力计的示数为 N。(已知弹簧受到的拉力每减小1N,弹簧的长度就缩短1cm)
12.(21-22九年级上·广东佛山·阶段练习)如图甲所示是健身房常用的拉力器设计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起,电压表量程为0~3V,均匀电阻丝MN长为10cm、电阻R0=10Ω,电源电压U=6V,P与R1间的摩擦不计。
(1)R0的作用是 (写出一条即可),当作用在拉环上的力越大时,电压表的示数就越 。
(2)当拉环不受拉力时,滑片P处于M端,闭合开关后,已知该弹簧伸长的长度L与所受拉力F的关系如图乙所示,若R1=20Ω,通过计算说明,开关S闭合后,当电压表指针指在1V处,作用在拉环上水平向右的拉力为多大?( )
(3)为保证电压表的安全,电路中R0至少应为多大?此时该拉力器所能承受的拉力范围是多大?( )
(4)若将电压表改为拉力表,改装后的拉力表刻度是否均匀?请说明理由。( )
13.(2021·重庆·二模)如图所示,用轻质薄木板AB做成杠杆,O为支点,OA=OB=2m,地面上一质量为2kg,边长为a=10cm的实心正方体物块M,用一不可伸长的轻质细线系于OB的中点C处,此时AB恰好静止于水平位置,细线恰好被拉直。现将小滑块Q(小滑块的大小不计)放于O点上方,将小滑块Q向左移动0.4m,此时绳子对C点的拉力为8N,此时物块M对水平地面的压强 Pa,若Q再向左侧移动0.2m,沿竖直方向将正方体M左右两边各切去厚度为d的部分,将它们叠放在Q的正上方时,正方体M对地面的压强为0,切去厚度d为 m。
四、实验题
14.(2023八年级下·广东汕头·竞赛)物理兴趣小组的同学用一根很轻的螺旋弹簧通过实验研究此弹簧的长度跟所悬挂重物重力的关系,作出了如图所示的图像。
(1)弹簧的原来长度为 cm;当L=10cm时,弹簧下挂的重物为 N。
(2)现物理兴趣小组的同学想利用此弹簧制作一弹簧秤,请你为他们建议此弹簧秤较合理的量程为 N。
15.(2021八年级上·江西南昌·竞赛)某小组同学想研究弹簧长度的增加量与哪些因素有关,他们选用材料和横截面均相同而长度不同的两根弹簧进行实验。他们把弹簧的上端固定,然后在弹簧下挂上不同的钩码,测出弹簧的长度L,算出比原长的伸长量(),并把实验数据填在了下表中。
表一
钩码重力(牛)
0
1
2
3
4
弹簧的长度L(厘米)
4.2
5.0
5.8
6.6
7.4
弹簧的伸长量(厘米)
0
0.80
1.6
2.4
3.2
表二
钩码重力(牛)
0
1
2
3
4
弹簧的长度L(厘米)
2.1
2.5
2.9
3.3
3.7
弹簧的伸长量(厘米)
0
0.4
0.8
1.2
1.6
(1)分析比较表一或表二中的第一行和第三行的数据及相关条件,可得出的初步结论是: ;
(2)分析比较表一和表二中第三列、第四列、第五列等有关数据及相关条件,可以得出的初步结论是: ;
(3)请进一步综合分析比较表一、表二中的数据,归纳得出结论;
①分析比较表一(或表二),可得出的初步结论: ;
②分析比较表一和表二,可得出的初步结论: 。
16.(18-19八年级下·四川遂宁·阶段练习)小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究(不考虑空气阻力):让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲),在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙),小球速度为5.0m/s。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短(如图丙)的整个过程中,得到小球的速度v和弹簧缩短的长度△x之间的关系如图丁所示,其中A为曲线的最高点,已知该轻弹簧每受到0.1N的压力就缩短0.5cm,并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。
(1)从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球速度的变化情况是 ;
(2)当小球的速度减小为5.0m/s时,弹簧产生的弹力F与小球的重力G的关系为:F G(大于/小于/等于);当弹簧的压缩量最大时,小球处于 (平衡/非平衡)态;
(3)实验中所用小球的质量为 kg,全过程中,弹簧中弹力的最大值为 N。
五、简答题
17.(2022九年级下·福建三明·竞赛)如图是某同学设计的输液报警器,请回答下列问题:
(1)描述该输液报警器的工作过程;
(2)若使用不同质量的瓶装药液,都可以使用该装置,你有怎样的改进建议?
六、计算题
18.(2023九年级下·湖南岳阳·竞赛)在科技小组活动中亮亮同学受图1所示电子秤的启发,自行设计了一个电子秤,其原理如图2所示(图中暂没画出)的示数来反映物体质量的大小。设电源的电压为恒定U,定值电阻的阻值为R0,滑动变阻器的总电阻为R,总长度为L,滑动触头固定在安放托盘的轻质弹簧上,已知对托盘每施加lN的压力时,弹簧的长度就会缩短a。当托盘中不放物体时,此时电表的示数为零;当在托盘中放一物体时,于是电压表就指示出相应的示数。
(1)若在托盘上放一质量为m的物体,则滑动触头向下移动多大的距离?
(2)请在原理图的适当位置接上符合要求的电压表;
(3)求出电压表的示数U表与待测物体质量m之间的关系式(用已知量的符号表示)。
19.(23-24九年级下·湖北襄阳·自主招生)如图所示,质量为m的物体A放在地面上的竖直轻弹簧B上,且弹簧B分别与地面和物体A相连接,现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接,当弹簧C处在水平位置且右端位于a点时它没有发生形变,已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2,不计定滑轮、细绳的质量和摩擦,将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时,弹簧B的弹力的大小变为原来的,求:
(1)弹簧C在a点时,弹簧B的压缩量x1;
(2)a、b两点间的距离L。
20.(20-21八年级下·江苏苏州·阶段练习)有时候物体受力的作用点不是一点而是每一个点,但是为了计算和理解的方便,我们希望能够找出一个等效点,将作用力看作只作用在这一个点上若将质量等效为集中于一个点,称该点为质心。质心在坐标系中的位置由公式给出。
(1)求彼此相切的球组成的系统的质心的位置,所有球都具有相同的直径d=3cm,而质量规律为:m1=m,m2=3m,m3=5m,mN=(2N-1)m。N=500,各球质量均匀;注:1+2+3…N=,
(2)从边长为d的均匀正方形板上挖去一个直径最大的圆,剩下四个边“角”,求这样一个边角的质心与圆心的距离,已知半径为R的半圆的质心到直径的距离为。
试卷第1页,共3页
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