内容正文:
期末检测
(考试时间:90分钟 满分:100分)
一、单项选择题(本大题共13小题,每小题2分,共26分。在给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.下列物理量的估计最接近实际的是( )
A.中学生百米赛跑的成绩约为5 s
B.人走路时对地面的压强约为5 000 Pa
C.一个普通中学生的体重约为500 N
D.中学生步行的速度约为20 km/h
2.车贴已经成为一种时尚,它诙谐、搞笑又不乏警示。图中车贴中的提示语属于防止因惯性带来危害的是( )
3.如图所示,用手握住重10 N的瓶子保持静止,手的握力为15 N。下列说法正确的是( )
A.此时瓶子受到的摩擦力大小为15 N
B.摩擦力的方向水平向右
C.手对瓶子的压力增大,瓶子受到的摩擦力不变
D.手上涂洗洁精后,再用力握紧瓶子不动,瓶子受到的摩擦力减小
4.关于浮沉条件的应用,下列说法正确的是( )
A.轮船从长江驶入大海的过程中,浮力变大
B.热气球利用了内部气体密度大于空气密度实现升空
C.潜水艇由漂浮下潜至浸没的过程中,浮力逐渐增大
D.盐水选种时,空壳的种子漂浮在水面上是因为它的浮力大于重力
5.如图所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置。开始时通过小球压缩弹簧到A点(已知AO=OB),释放小球,研究小球在水平方向上所受弹力的大小和方向,则( )
A.从A点运动到O点,弹力方向向右、弹力逐渐增大
B.从A点运动到O点,弹力方向向左、弹力逐渐减小
C.从O点运动到B点,弹力方向向左、弹力逐渐增大
D.从O点运动到B点,弹力方向向右、弹力逐渐减小
6.全民健身,“赢”战自我。下列说法正确的是( )
A.拳击比赛中,拳头击中对手头部时,拳头没有受到对手的作用力
B.在拳击比赛中,运动员都要戴一双又大又软的拳击手套,是为了减小压力
C.训练中举起杠铃静止时,训练者受到的重力大于地面给他的支持力
D.健身后体重下降到合理值,感觉自己身轻如燕,是因为质量小惯性小
7.为了揭示大自然的奥秘,科学家们不懈探索,下列说法不正确的是( )
A.常见物质都是由极其微小的原子构成的
B.原子由原子核和绕核运动的电子组成
C.“光年”是光一年所通过的距离,是宇宙中的长度单位
D.天体系统由小到大依次为地月系、太阳系、银河系
8.你见过这个摆件吗?它叫平衡鹰,给它一个支点,平衡鹰就能静止在上面。如图是平衡鹰静止在手指上的示意图,其中手指对平衡鹰的支持力为F1,平衡鹰对手指的压力为F2,平衡鹰受到的重力为G,则( )
A.F2与G是一对平衡力
B.F1与F2是一对平衡力
C.F1与F2是一对相互作用力
D.F1与G是一对相互作用力
9.如图是某小区使用的一种垃圾投放装置的示意图,人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖(桶盖绕转轴转动),非常方便、卫生。下列说法正确的是( )
A.装置中的滑轮是动滑轮
B.绳子拉起桶盖时,桶盖可视为省力杠杆
C.左端绳子的拉力大于右端绳子的拉力
D.匀速拉动吊把时,吊把对绳子的拉力和绳子对吊把的拉力是一对平衡力
10.小明利用如图所示的装置来估测大气压的值,关于本实验,下列说法不正确的是( )
A.应该沿水平方向拉动注射器筒
B.用刻度尺测出注射器刻度部分的长度
C.如果筒内空气没有排尽,则测出的大气压值偏大
D.当注射器中的活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的示数
11.三个完全相同的容器甲、乙、丙内装满水,放在水平桌面上,将a、b、c三个体积相同的小球分别放入容器中,待小球静止后状态如图所示。则下列判断正确的是( )
A.小球的质量关系:ma=mb=mc
B.小球受到的浮力关系:Fa>Fb>Fc
C.容器对桌面的压力关系:F甲<F乙<F丙
D.容器底部受到水的压强关系:p甲=p乙=p丙
12.如图是斜拉桥桥塔部分的示意图,它可以看作杠杆,O为支点,桥面重看作阻力,拉索拉住桥面防止它下落。如果保持A点不动,只将拉索的B端移动到C端,下列说法正确的是( )
A.增加了阻力臂 B.减小了阻力
C.增加了动力 D.增加了动力臂
13.两个均匀实心正方体金属块A、B,单独放在水平地面上时对地面的压强分别为p1和p2,将他们叠放在水平地面上,如图所示,金属块B对地面的压强为p3,已知金属块A、B边长之比L1∶L2=2∶3,p3∶p2=3∶2。则下列说法正确的是( )
A.A、B对地面的压强p1∶p2=9∶8
B.金属块A、B底面积之比为2∶3
C.金属块A、B的重力之比为2∶1
D.金属块A、B的密度之比为26∶17
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题3分,共9分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全得2分,有选错得0分。)
14.为避免压坏反射面板,在维修“中国天眼”时,用一个氦气球将维修工人吊起利用氦气球浮力抵消维修工人自身的大部分体重,减少对反射面板的压力,甚至形成“零重力”,下列对维修过程描述正确的是( )
A.“零重力”是指维修工人没有受到重力
B.“零重力”时总浮力大于总重力
C.如果氦气球漏气了,受到的浮力会变小
D.“零重力”时,维修工人受到了两个力的作用
15.A、B、C三个物体分别从位于同一水平直线上的a、b、c三点开始沿该直线运动,如图甲所示,a、c之间的距离为80 m,a、b之间的距离为30 m,其中B、C两物体同时出发。物体A向右运动,其运动的s-t图像如图乙所示,物体B做匀速直线运动,物体C运动的s-t图像如图丙所示,前2 s物体C通过的路程为3 m,从开始计时10 s后,A、C相距67 m,A、B相距20 m。则下列说法正确的是( )
A.物体B向右运动,速度为3 m/s
B.物体C向左运动,前10 s的平均速度为2.7 m/s
C.开始计时20 s后,A、C两物体相距57 m
D.开始计时10 s后,B、C两物体可能相距87 m
16.如图所示,装有石块的小船漂浮在水面上时所受浮力为10 N;当把石块投入水中后(小船未取出),石块所受浮力为2 N,池底对石块的支持力为3 N,已知容器的底面积为50 cm2。下列判断错误的是( )
A.空船所受浮力为5 N
B.石块所受重力等于3 N
C.石块的密度是5×103 kg/m3
D.把石块投入水中后,与开始时相比水对容器底压强的变化量为600 Pa
三、填空题(本大题共6小题,每空1分,共12分。)
17.东东同学学习了分子的热运动之后,做了以下的一些实验:在比较一定量的水和酒精混合前后总体积大小的实验中,在直玻璃管中先后注入100 mL的水和100 mL的酒精,两种液体完全混合之后的总体积__ __(选填“大于”“等于”或“小于”)200 mL,是因为__ __。
18.南北朝傅翕的绝句:“空手把锄头,步行骑水牛;牛从桥上过,桥流水不流。”其中“步行骑水牛”一句,人骑在牛背上,以牛为参照物,人是__ __的;“桥流水不流”一句,桥流是以__ __为参照物的。
19.小明利用如图所示的剪刀修剪花枝,该剪刀属于__ __杠杆;为使用时更省力,应将花枝放在__ __(选填“靠近”或“远离”)剪刀的转动轴处。
20.如图所示,游泳安全辅助装备“跟屁虫”由一个气囊用系线与腰带相连。正常游泳时,气囊漂浮。在游泳者体力不支时,可将气囊压入水中,防止人下沉,在此情况下气囊排开水的体积会__ __,受到的浮力会__ __。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
21.如图所示,轻质杠杆OB可绕固定轴O自由转动(AB=2OA)。将棱长为10 cm的正方体合金块,用轻绳挂在A点处,在B点施加竖直向上的力F=30 N时,杠杆在水平位置平衡,此时合金块对水平地面的压强恰好为0,则合金块所受的重力为__ __N;若只改变F大小,使合金块对地面的压强为1.2×103 Pa,则力F的大小为__ __N。
22.如图甲,质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上,将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将该柱体叠放在A上,A、B剩余部分对桌面的压强p随截取高度h的变化关系如图乙,则正方体B的边长为__ __cm;正方体B的密度为__ __kg/m3。(g取10 N/kg)
四、作图题(本大题共2小题,共4分。)
23.(1)如图甲所示的多功能碗夹,使用时和钳子类似,其中AOB可以看成一个杠杆,其简化示意图如图乙所示,请你在图乙中画出使用该碗夹取餐时,作用在点A的最小动力F1及阻力F2的阻力臂L2。
(2)用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来,请画出最省力的绕绳方法。
五、实验探究题(本大题共4小题,共25分。)
24.(5分)某小组用如图所示装置探究“二力平衡的条件”,每个钩码质量均为50 g。
甲
乙
丙
(1)如图甲所示,小组同学在左边和右边各挂一个钩码,这时木块保持静止,细心的小明在实验时发现,若左边挂一个钩码,右边挂两个钩码时(图中未画出),木块仍然保持静止状态,这时木块在水平方向受到的力__ __(选填“平衡”或“不平衡”)。
(2)经过思考与交流后,实验小组决定改进实验设计。小明同学设计了如图乙所示实验装置,保持F1与F2相等,用手将小车移动到靠近左边的滑轮处,此时左边砝码比右边砝码低(图中未画出),放手时小车会__ __(选填“静止”“向左运动”或“向右运动”)。
(3)小丽同学用轻质卡片设计了如图丙所示的实验装置,她认为图丙的实验装置更好,原因是丙装置更能减小__ __的影响。在图丙所示装置中,在左边和右边各挂一个钩码后,将小卡片转动一小角度,松手后,小卡片旋转后又恢复原状,这表明相互平衡的两个力需要__ __。
(4)为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”,如果利用如图丙所示装置进行实验,下一步的操作是__ __。
25. (6分)如图是一组实验,观察实验完成填空。
(1)图a是扩散现象,说明__ __;图b是把墨水滴入冷水和热水中的情况,此实验说明温度越__ __,分子无规则运动越剧烈。
(2)如图c,把一块玻璃板用弹簧测力计吊着浸入水面,向上提弹簧测力计使玻璃板恰好离开水面时,观察到弹簧测力计示数变__ __,离开水面后变__ __,说明了__ __;固体和液体很难被压缩说明__ __。
26.(7分)小彬用如图所示的装置研究液体内部的压强。
图1 图2 图3 图4 图5
(1)图1装置是测量液体内部压强的仪器。它的探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成的。如果液体内部存在压强,放在液体里的薄膜就会__ __,U形管左右两侧液面就会产生__ __。
(2)根据图2、图3所示现象可以研究:液体内部压强大小与__ __的关系。
(3)如图3、图4所示,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:__ __。
(4)为研究液体内部压强大小是否与液体密度有关,小彬接着将浓盐水缓慢倒入图3所示容器的水中(液体未溢出、探头位置不变),静置待均匀混合后,观察到U形管左右两侧液面发生了变化,得出液体内部压强大小与液体密度有关的结论。判断小彬得出结论的实验过程是否正确并写出依据:__ __。
(5)通过学习,小彬利用掌握的液体压强知识测量实验所用盐水的密度,过程如下:
①向如图5所示容器中的左侧倒入适量的水,橡皮膜向右凸起;
②再向容器中的右侧缓慢倒入盐水,直至橡皮膜__ __;
③测得水面到橡皮膜中心的深度为h1,测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为h2;
④可推导出该盐水密度的表达式为ρ盐水=__ __(用h1、h2、ρ水表示)。
27.(7分)在探究“杠杆的平衡”实验中,实验器材有:杠杆(每小格均等长)、铁架台、刻度尺、细线和若干个重为0.5 N的钩码。
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于__ __(选填“平衡”或“不平衡”)状态;要使杠杆在水平位置平衡,则应将平衡螺母向__ __端调节。
(2)调好平衡后,小明完成一次如图乙所示实验操作,记录的数据为动力F1=1.5 N,动力臂L1=0.08 m, 阻力 F2=2 N, 阻力臂L2=0.06 m,他由此马上得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论。他这样的做法是否合理?__ __(选填“是”或“否”)。
(3)若保持如图乙所示的两个悬挂点位置不变,将两侧钩码各取下一个,则杠杆__ __端会下沉;
(4)小明撤去挂在B点的钩码,改用弹簧测力计在C 点竖直向上拉,如图丙所示,当杠杆在水平位置平衡时弹簧测力计的示数F为__ __N;
(5)杆秤是我国古老的衡量工具,如今仍然被人们使用。小明根据探究结果用一根粗细均匀的轻质细杆制成了如图丁所示的杆秤,提纽固定在D点,托盘挂在C点,不放重物,提起提纽,秤砣移至E点时,杆秤在水平位置平衡,将E点记为零刻度线,请根据杠杆的平衡条件判断:杆秤E点右边的刻度线应__ __(选填“均匀”或“非均匀”)的;经测试发现:这个杆秤能称物体的最大质量太小,要扩大它的测量范围,可采取的方法是__ __(写出一种即可)。
六、综合应用题(本大题共3小题,共24分。解答时要求写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤。只写出最后答案,未写出主要演算过程的,不得分。)
28.(6分)为了有效遏制超速行为,保障高速公路上的行车安全,交通管理部门加大了道路限速监控管理,其中一种方式是采用“区间测速”。“区间测速”就是测算出汽车在某一区间行驶的平均速度,如果超过了该区间的最高限速,即被判为超速。如图所示是某高速公路上的一个区间测速的相关标识,某汽车以70 km/h的速度进入该区间测速路段(全长为39 km),匀速行驶了一段距离后又以100 km/h的速度匀速行驶了15 min,然后再以70 km/h的速度继续匀速行驶直至离开该区间测速路段。求:
(1)汽车以100 km/h的速度行驶的路程。
(2)请通过计算说明该车通过该测速区间会不会被判超速。
(3)如果不会被判超速,则该车通过该测速区间至少需要多少时间?
29.(8分) 如图所示是一辆停在水平路面上的洒水车,洒水车空车质量为6 t,水罐最多能装5 t的水,车轮与地面的总受力面积为0.5 m2(g取10 N/kg)。
(1)若罐内水深1.5 m,则水对罐底的压强为多少?
(2)洒水车装满水静止在水平公路上时对地面的压强是多少?
(3)若洒水车对地面的压强为2×105 Pa,则洒水车已经洒了多少吨的水?(洒水前,洒水车已装满水)
30.(10分)《天工开物》中记载了中国古人利用桔槔汲水的情景(如图甲所示),如今一些农田在灌溉时仍然传承着这种汲水方式。据此,小明改制了如图乙所示装置模拟桔槔汲水,横杆AB可绕O处的转轴转动,A处系有配重铁块,B处悬挂水桶,C处连接一根细杆,使用时人可对细杆施加竖直向上的撑力或竖直向下的拉力。已知OA长为20 cm,OB长为50 cm,BC长为10 cm。横杆的自重、支点处的摩擦、细杆和悬线以及水桶的重力均忽略不计,为使横杆在水平位置静止。
(1)当B处提起40 N的水,C处没有施力时,求配重铁块的重G0。
(2)当A处配重铁块重120 N,B处仍提起40 N重的水时,求人对C处细杆的力F1。
(3)当A处配重铁块重120 N,B处提起60 N重的水时,求人对C处细杆的力F2。
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(考试时间:90分钟 满分:100分)
一、单项选择题(本大题共13小题,每小题2分,共26分。在给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.下列物理量的估计最接近实际的是( C )
A.中学生百米赛跑的成绩约为5 s
B.人走路时对地面的压强约为5 000 Pa
C.一个普通中学生的体重约为500 N
D.中学生步行的速度约为20 km/h
2.车贴已经成为一种时尚,它诙谐、搞笑又不乏警示。图中车贴中的提示语属于防止因惯性带来危害的是( C )
3.如图所示,用手握住重10 N的瓶子保持静止,手的握力为15 N。下列说法正确的是( C )
A.此时瓶子受到的摩擦力大小为15 N
B.摩擦力的方向水平向右
C.手对瓶子的压力增大,瓶子受到的摩擦力不变
D.手上涂洗洁精后,再用力握紧瓶子不动,瓶子受到的摩擦力减小
4.关于浮沉条件的应用,下列说法正确的是( C )
A.轮船从长江驶入大海的过程中,浮力变大
B.热气球利用了内部气体密度大于空气密度实现升空
C.潜水艇由漂浮下潜至浸没的过程中,浮力逐渐增大
D.盐水选种时,空壳的种子漂浮在水面上是因为它的浮力大于重力
5.如图所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置。开始时通过小球压缩弹簧到A点(已知AO=OB),释放小球,研究小球在水平方向上所受弹力的大小和方向,则( C )
A.从A点运动到O点,弹力方向向右、弹力逐渐增大
B.从A点运动到O点,弹力方向向左、弹力逐渐减小
C.从O点运动到B点,弹力方向向左、弹力逐渐增大
D.从O点运动到B点,弹力方向向右、弹力逐渐减小
6.全民健身,“赢”战自我。下列说法正确的是( D )
A.拳击比赛中,拳头击中对手头部时,拳头没有受到对手的作用力
B.在拳击比赛中,运动员都要戴一双又大又软的拳击手套,是为了减小压力
C.训练中举起杠铃静止时,训练者受到的重力大于地面给他的支持力
D.健身后体重下降到合理值,感觉自己身轻如燕,是因为质量小惯性小
7.为了揭示大自然的奥秘,科学家们不懈探索,下列说法不正确的是( A )
A.常见物质都是由极其微小的原子构成的
B.原子由原子核和绕核运动的电子组成
C.“光年”是光一年所通过的距离,是宇宙中的长度单位
D.天体系统由小到大依次为地月系、太阳系、银河系
8.你见过这个摆件吗?它叫平衡鹰,给它一个支点,平衡鹰就能静止在上面。如图是平衡鹰静止在手指上的示意图,其中手指对平衡鹰的支持力为F1,平衡鹰对手指的压力为F2,平衡鹰受到的重力为G,则( C )
A.F2与G是一对平衡力
B.F1与F2是一对平衡力
C.F1与F2是一对相互作用力
D.F1与G是一对相互作用力
9.如图是某小区使用的一种垃圾投放装置的示意图,人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖(桶盖绕转轴转动),非常方便、卫生。下列说法正确的是( B )
A.装置中的滑轮是动滑轮
B.绳子拉起桶盖时,桶盖可视为省力杠杆
C.左端绳子的拉力大于右端绳子的拉力
D.匀速拉动吊把时,吊把对绳子的拉力和绳子对吊把的拉力是一对平衡力
10.小明利用如图所示的装置来估测大气压的值,关于本实验,下列说法不正确的是( C )
A.应该沿水平方向拉动注射器筒
B.用刻度尺测出注射器刻度部分的长度
C.如果筒内空气没有排尽,则测出的大气压值偏大
D.当注射器中的活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的示数
11.三个完全相同的容器甲、乙、丙内装满水,放在水平桌面上,将a、b、c三个体积相同的小球分别放入容器中,待小球静止后状态如图所示。则下列判断正确的是( D )
A.小球的质量关系:ma=mb=mc
B.小球受到的浮力关系:Fa>Fb>Fc
C.容器对桌面的压力关系:F甲<F乙<F丙
D.容器底部受到水的压强关系:p甲=p乙=p丙
12.如图是斜拉桥桥塔部分的示意图,它可以看作杠杆,O为支点,桥面重看作阻力,拉索拉住桥面防止它下落。如果保持A点不动,只将拉索的B端移动到C端,下列说法正确的是( D )
A.增加了阻力臂 B.减小了阻力
C.增加了动力 D.增加了动力臂
13.两个均匀实心正方体金属块A、B,单独放在水平地面上时对地面的压强分别为p1和p2,将他们叠放在水平地面上,如图所示,金属块B对地面的压强为p3,已知金属块A、B边长之比L1∶L2=2∶3,p3∶p2=3∶2。则下列说法正确的是( A )
A.A、B对地面的压强p1∶p2=9∶8
B.金属块A、B底面积之比为2∶3
C.金属块A、B的重力之比为2∶1
D.金属块A、B的密度之比为26∶17
已知金属块A、B边长之比L1∶L2=2∶3,则金属块A、B底面积之比SA∶SB=4∶9,故B错误;静止在水平面上的物体对水平面的压力和自身所受的重力相等,金属块A、B单独放在水平面上时,对地面的压强p1====,p2====,已知p3∶p2=3∶2,则p3∶p2=∶==,解得GB=2GA,即金属块A、B所受的重力之比GA∶GB=1∶2,则p1∶p2=∶=×=×=,故C错误,A正确;已知金属块A、B所受的重力之比GA∶GB=1∶2,则质量之比mA∶mB=1∶2,已知金属块A、B边长之比L1∶L2=2∶3,则其体积之比VA∶VB=8∶27,金属块A、B的密度之比==×=×=,故D错误。
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题3分,共9分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全得2分,有选错得0分。)
14.为避免压坏反射面板,在维修“中国天眼”时,用一个氦气球将维修工人吊起利用氦气球浮力抵消维修工人自身的大部分体重,减少对反射面板的压力,甚至形成“零重力”,下列对维修过程描述正确的是( CD )
A.“零重力”是指维修工人没有受到重力
B.“零重力”时总浮力大于总重力
C.如果氦气球漏气了,受到的浮力会变小
D.“零重力”时,维修工人受到了两个力的作用
15.A、B、C三个物体分别从位于同一水平直线上的a、b、c三点开始沿该直线运动,如图甲所示,a、c之间的距离为80 m,a、b之间的距离为30 m,其中B、C两物体同时出发。物体A向右运动,其运动的s-t图像如图乙所示,物体B做匀速直线运动,物体C运动的s-t图像如图丙所示,前2 s物体C通过的路程为3 m,从开始计时10 s后,A、C相距67 m,A、B相距20 m。则下列说法正确的是( AD )
A.物体B向右运动,速度为3 m/s
B.物体C向左运动,前10 s的平均速度为2.7 m/s
C.开始计时20 s后,A、C两物体相距57 m
D.开始计时10 s后,B、C两物体可能相距87 m
图乙是物体A的s-t图像,由图像可知,物体A 0~2 s内无路程,从第二秒开始物体A通过的路程与时间成正比,所以物体A 2 s后做匀速直线运动,速度vA===5 m/s;从开始计时物体A运动路程sA=vAtA=5 m/s×(10 s-2 s)=40 m;由图丙可知,10 s后根据v=可得,物体C从c点出发运动的路程sC=3 m+3 m/s×(10-2) s=27 m,根据题意,a、c之间的距离为80 m,计时10 s后,物体A、C相距67 m,可判断物体C向右运动,其前10 s的平均速度vC===2.7 m/s,根据题意,计时10 s后,物体A、B相距20 m,无法判断物体B向哪边运动,则根据10 s后物体A从a点出发向右走的路程为40 m和A、B之间的距离为30 m,可知物体B向左运动了10 m,速度vB1===1 m/s,若物体B往右运动,则根据10 s后物体A从a点出发向右走的路程为40 m和a、b之间距离为30 m可知,物体B向右运动了30 m,速度vB2===3 m/s,故A正确,B错误;计时20 s后,由v=可得,物体A从a点出发向右走的路程为:sA′=vAtA′=5 m/s×(20-2) s=90 m,根据v=可得物体C从c点出发运动路程sC′=3 m+vCtC′=3 m+3 m/s×(20-2) s=57 m,A、C之间的距离为80 m,则计时20 s后,A离c点90 m-80 m=10 m,则此时A、C两物体相距57 m-10 m=47 m,故C错误;由上已知计时10 s后,物体C从c点出发运动的路程为27 m,若物体B向左运动,则计时10 s后,物体B向运动10 m,而b、c两点之间相隔80 m-30 m=50 m,此时B、C两物体相距50 m+10 m+27 m=87 m,若物体B向右运动,则计时10 s后,物体B向右运动30 m,此时B、C两物体相距50 m+27 m-30 m=47 m,故D正确。
16.如图所示,装有石块的小船漂浮在水面上时所受浮力为10 N;当把石块投入水中后(小船未取出),石块所受浮力为2 N,池底对石块的支持力为3 N,已知容器的底面积为50 cm2。下列判断错误的是( BC )
A.空船所受浮力为5 N
B.石块所受重力等于3 N
C.石块的密度是5×103 kg/m3
D.把石块投入水中后,与开始时相比水对容器底压强的变化量为600 Pa
当把石块投入水中后,石块所受浮力为2 N,池底对石块的支持力为3 N,石块所受重力G石=F浮石+F支=2 N+3 N=5 N;装有石块的小船漂浮在水面上时所受浮力为10 N,则空船所受浮力F浮船=F浮总-G石=10 N-5 N=5 N,故A正确,B错误;根据F浮=ρ液V排g得,石块的体积V石=V排===2×10-4 m3;石块的密度ρ石====2.5×103 kg/m3,故C错误;把石块投入水中后,与开始时相比浮力的变化量ΔF浮=F浮-F浮石-F浮船=10 N-2 N-5 N=3 N,因为漂浮,所以水对容器底部压力的变化量等于浮力的变化量ΔF=ΔF浮=3 N,把石块投入水中后,与开始时相比水对容器底压强的变化量Δp===600 Pa,故D正确。
三、填空题(本大题共6小题,每空1分,共12分。)
17.东东同学学习了分子的热运动之后,做了以下的一些实验:在比较一定量的水和酒精混合前后总体积大小的实验中,在直玻璃管中先后注入100 mL的水和100 mL的酒精,两种液体完全混合之后的总体积__小于__(选填“大于”“等于”或“小于”)200 mL,是因为__分子间有间隙__。
18.南北朝傅翕的绝句:“空手把锄头,步行骑水牛;牛从桥上过,桥流水不流。”其中“步行骑水牛”一句,人骑在牛背上,以牛为参照物,人是__静止__的;“桥流水不流”一句,桥流是以__水__为参照物的。
19.小明利用如图所示的剪刀修剪花枝,该剪刀属于__省力__杠杆;为使用时更省力,应将花枝放在__靠近__(选填“靠近”或“远离”)剪刀的转动轴处。
20.如图所示,游泳安全辅助装备“跟屁虫”由一个气囊用系线与腰带相连。正常游泳时,气囊漂浮。在游泳者体力不支时,可将气囊压入水中,防止人下沉,在此情况下气囊排开水的体积会__变大__,受到的浮力会__变大__。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
21.如图所示,轻质杠杆OB可绕固定轴O自由转动(AB=2OA)。将棱长为10 cm的正方体合金块,用轻绳挂在A点处,在B点施加竖直向上的力F=30 N时,杠杆在水平位置平衡,此时合金块对水平地面的压强恰好为0,则合金块所受的重力为__90__N;若只改变F大小,使合金块对地面的压强为1.2×103 Pa,则力F的大小为__26__N。
在B点施加力时,杠杆在水平位置平衡,合金块对水平地面的压强恰好为0,对合金块进行受力分析可知,此时合金块受到竖直向下的重力和细绳对它竖直向上的拉力,并且这两个力是一对平衡力,根据杠杆平衡条件可得,G合金×OA=F×OB,即G合金×OA=30 N×3OA,解得G合金=90 N。合金块对地面的压强为1.2×103 Pa,合金块对地面的压力为F压=pS=1.2×103 Pa×(0.1 m×0.1 m)=12 N,因为合金块对地面的压力与地面对合金块的支持力是一对大小相等的相互作用力,所以地面对合金块的支持力为12 N,则合金块对A点的拉力为F拉=G合金-F支=90 N-12 N=78 N,根据杠杆平衡条件可得,F拉×OA=F′×OB,即78 N×OA=F′×3OA,解得F′=26 N。
22.如图甲,质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上,将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将该柱体叠放在A上,A、B剩余部分对桌面的压强p随截取高度h的变化关系如图乙,则正方体B的边长为__10__cm;正方体B的密度为__0.6×103__kg/m3。(g取10 N/kg)
由图乙可知,当h=10 cm时,B剩余部分对水平桌面的压强为0,说明B被完全截取,则正方体B的高度为hB=10 cm=0.1 m,即为正方体B的边长。由图乙可知,当截取高度为0时,B对水平桌面的压强为600 Pa,B为质量分布均匀的实心正方体,根据p======ρgh可得,正方体B的密度为ρB===0.6×103 kg/m3。
四、作图题(本大题共2小题,共4分。)
23.(1)如图甲所示的多功能碗夹,使用时和钳子类似,其中AOB可以看成一个杠杆,其简化示意图如图乙所示,请你在图乙中画出使用该碗夹取餐时,作用在点A的最小动力F1及阻力F2的阻力臂L2。
(2)用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来,请画出最省力的绕绳方法。
(1)如图所示:
(2)如图所示:
五、实验探究题(本大题共4小题,共25分。)
24.(5分)某小组用如图所示装置探究“二力平衡的条件”,每个钩码质量均为50 g。
甲
乙
丙
(1)如图甲所示,小组同学在左边和右边各挂一个钩码,这时木块保持静止,细心的小明在实验时发现,若左边挂一个钩码,右边挂两个钩码时(图中未画出),木块仍然保持静止状态,这时木块在水平方向受到的力__平衡__(选填“平衡”或“不平衡”)。
(2)经过思考与交流后,实验小组决定改进实验设计。小明同学设计了如图乙所示实验装置,保持F1与F2相等,用手将小车移动到靠近左边的滑轮处,此时左边砝码比右边砝码低(图中未画出),放手时小车会__静止__(选填“静止”“向左运动”或“向右运动”)。
(3)小丽同学用轻质卡片设计了如图丙所示的实验装置,她认为图丙的实验装置更好,原因是丙装置更能减小__摩擦力__的影响。在图丙所示装置中,在左边和右边各挂一个钩码后,将小卡片转动一小角度,松手后,小卡片旋转后又恢复原状,这表明相互平衡的两个力需要__作用在同一条直线上__。
(4)为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”,如果利用如图丙所示装置进行实验,下一步的操作是__把小卡片从中间剪开,观察小卡片运动情况__。
25.(6分)如图是一组实验,观察实验完成填空。
(1)图a是扩散现象,说明__分子在永不停息地做无规则运动__;图b是把墨水滴入冷水和热水中的情况,此实验说明温度越__高__,分子无规则运动越剧烈。
(2)如图c,把一块玻璃板用弹簧测力计吊着浸入水面,向上提弹簧测力计使玻璃板恰好离开水面时,观察到弹簧测力计示数变__大__,离开水面后变__小__,说明了__分子间存在引力__;固体和液体很难被压缩说明__分子间存在斥力__。
26.(7分)小彬用如图所示的装置研究液体内部的压强。
图1 图2 图3 图4 图5
(1)图1装置是测量液体内部压强的仪器。它的探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成的。如果液体内部存在压强,放在液体里的薄膜就会__发生形变__,U形管左右两侧液面就会产生__高度差__。
(2)根据图2、图3所示现象可以研究:液体内部压强大小与__液体深度__的关系。
(3)如图3、图4所示,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,同一深度,液体向各个方向的压强相等__。
(4)为研究液体内部压强大小是否与液体密度有关,小彬接着将浓盐水缓慢倒入图3所示容器的水中(液体未溢出、探头位置不变),静置待均匀混合后,观察到U形管左右两侧液面发生了变化,得出液体内部压强大小与液体密度有关的结论。判断小彬得出结论的实验过程是否正确并写出依据:__错误,没有控制探头所在深度一定__。
(5)通过学习,小彬利用掌握的液体压强知识测量实验所用盐水的密度,过程如下:
①向如图5所示容器中的左侧倒入适量的水,橡皮膜向右凸起;
②再向容器中的右侧缓慢倒入盐水,直至橡皮膜__变平__;
③测得水面到橡皮膜中心的深度为h1,测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为h2;
④可推导出该盐水密度的表达式为ρ盐水=__×ρ水__(用h1、h2、ρ水表示)。
27.(7分)在探究“杠杆的平衡”实验中,实验器材有:杠杆(每小格均等长)、铁架台、刻度尺、细线和若干个重为0.5 N的钩码。
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于__平衡__(选填“平衡”或“不平衡”)状态;要使杠杆在水平位置平衡,则应将平衡螺母向__左__端调节。
(2)调好平衡后,小明完成一次如图乙所示实验操作,记录的数据为动力F1=1.5 N,动力臂L1=0.08 m, 阻力 F2=2 N, 阻力臂L2=0.06 m,他由此马上得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论。他这样的做法是否合理?__否__(选填“是”或“否”)。
(3)若保持如图乙所示的两个悬挂点位置不变,将两侧钩码各取下一个,则杠杆__右__端会下沉;
(4)小明撤去挂在B点的钩码,改用弹簧测力计在C 点竖直向上拉,如图丙所示,当杠杆在水平位置平衡时弹簧测力计的示数F为__2__N;
(5)杆秤是我国古老的衡量工具,如今仍然被人们使用。小明根据探究结果用一根粗细均匀的轻质细杆制成了如图丁所示的杆秤,提纽固定在D点,托盘挂在C点,不放重物,提起提纽,秤砣移至E点时,杆秤在水平位置平衡,将E点记为零刻度线,请根据杠杆的平衡条件判断:杆秤E点右边的刻度线应__均匀__(选填“均匀”或“非均匀”)的;经测试发现:这个杆秤能称物体的最大质量太小,要扩大它的测量范围,可采取的方法是__将托盘悬挂在C处挂钩适当向右移__(写出一种即可)。
六、综合应用题(本大题共3小题,共24分。解答时要求写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤。只写出最后答案,未写出主要演算过程的,不得分。)
28.(6分)为了有效遏制超速行为,保障高速公路上的行车安全,交通管理部门加大了道路限速监控管理,其中一种方式是采用“区间测速”。“区间测速”就是测算出汽车在某一区间行驶的平均速度,如果超过了该区间的最高限速,即被判为超速。如图所示是某高速公路上的一个区间测速的相关标识,某汽车以70 km/h的速度进入该区间测速路段(全长为39 km),匀速行驶了一段距离后又以100 km/h的速度匀速行驶了15 min,然后再以70 km/h的速度继续匀速行驶直至离开该区间测速路段。求:
(1)汽车以100 km/h的速度行驶的路程。
(2)请通过计算说明该车通过该测速区间会不会被判超速。
(3)如果不会被判超速,则该车通过该测速区间至少需要多少时间?
(1)已知以100 km/h的速度行驶的时间t1=15 min=0.25 h,由v=可知,汽车行驶的路程s1=v1t1=100 km/h×0.25 h=25 km。
(2)已知测速路段全长s=39 km,则汽车以70 km/h的速度行驶的路程s2=s-s1=39 km-25 km=14 km,
由v=可知,汽车以70 km/h的速度行驶的时间t2===0.2 h,则整个过程所用的总时间t=t1+t2=0.25 h+0.2 h=0.45 h,则该车通过测速区间的平均速度
v==≈86.7 km/h,由图可知,该路段允许行驶的最大速度为80 km/h,则v>80 km/h,因此该车通过该测速区间会被判超速。
(3)若不会判超速,则该车行驶的最大速度为v′=80 km/h,
该车通过该测速区间至少需要的时间t′===0.487 5 h。
29.(8分) 如图所示是一辆停在水平路面上的洒水车,洒水车空车质量为6 t,水罐最多能装5 t的水,车轮与地面的总受力面积为0.5 m2(g取10 N/kg)。
(1)若罐内水深1.5 m,则水对罐底的压强为多少?
(2)洒水车装满水静止在水平公路上时对地面的压强是多少?
(3)若洒水车对地面的压强为2×105 Pa,则洒水车已经洒了多少吨的水?(洒水前,洒水车已装满水)
(1)水对罐底的压强p=ρgh=1×103 kg/m3×10 N/kg×1.5 m=1.5×104 Pa;
(2)洒水车装满水后总重G=mg=(m车+m水)g=(6 000 kg+5 000 kg)×10 N/kg=1.1×105 N,
洒水车对水平地面的压强
p′====2.2×105 Pa;
(3)若洒水车对地面的压强为2×105 Pa,
洒水车此时对地面压力
F″=p″S=2×105 Pa×0.5 m2=1×105 N;
则洒出水的质量
Δm====1 000 kg=1 t。
30.(10分)《天工开物》中记载了中国古人利用桔槔汲水的情景(如图甲所示),如今一些农田在灌溉时仍然传承着这种汲水方式。据此,小明改制了如图乙所示装置模拟桔槔汲水,横杆AB可绕O处的转轴转动,A处系有配重铁块,B处悬挂水桶,C处连接一根细杆,使用时人可对细杆施加竖直向上的撑力或竖直向下的拉力。已知OA长为20 cm,OB长为50 cm,BC长为10 cm。横杆的自重、支点处的摩擦、细杆和悬线以及水桶的重力均忽略不计,为使横杆在水平位置静止。
(1)当B处提起40 N的水,C处没有施力时,求配重铁块的重G0。
(2)当A处配重铁块重120 N,B处仍提起40 N重的水时,求人对C处细杆的力F1。
(3)当A处配重铁块重120 N,B处提起60 N重的水时,求人对C处细杆的力F2。
(1)O为支点,铁块对横杆的拉力等于铁块所受的重力,即F=G0,力臂为L1,B处线对横杆的拉力等于水和水桶所受的重力,即F拉=G水,力臂为L2,依据杠杆的平衡条件可得G0L1=F拉L2,
则铁块所受的重力G0===100 N。
(2)当A处配重铁块重G1=120 N,B处受到的拉力仍为40 N时,杠杆平衡在水平位置,因为G1L1=120 N×0.2 m>F拉L2=40 N×0.5 m;杠杆逆时针转动,所以人对C处细杆施加的力F1为向下的拉力,力臂为OC,长度为LOC=OB-BC=0.5 m-0.1 m=0.4 m;
根据杠杆平衡条件知:G1L1=F拉L2+F1LOC;
则F1===10 N。
(3)当A处配重铁块重G1=120 N,B处提起60 N重的水时,杠杆平衡在水平位置,因此G1L1=120 N×0.2 m<F拉L2=60 N×0.5 m,杠杆顺时针转动,人对C处细杆施加的力F2为向上的推力,根据杠杆平衡条件知:G1L1=F拉′L2-F2LOC,
则F2===15 N。
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