辽宁省沈阳市浑南区2024-2025学年八年级下学期期中物理试卷
2025-06-09
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内容正文:
2024-2025学年辽宁省沈阳市浑南区八年级(下)期中物理试卷
一、选择题(本题包括9小题,共18分。1-6题为单选题,第7-9题为多选题,每小题均2分,多选题漏选得1分,错选得0分)
1.(2分)如图,链球是田径运动中投掷项目之一,链球运动使用的球体用铁或铜制成,上面有链子和把手。运动员两手握着链球的把手,人和球同时旋转,最后加力使球脱手而出。运动员和球同时旋转时,手感到受到一个很大的拉力作用,这个力的施力物体是( )
A.运动员的手 B.链球的把手
C.链球的链子 D.链球
2.(2分)如图所示,一个人提着桶站在水平地面上,下列说法正确的是( )
A.手对桶的拉力和桶对手的拉力是一对平衡力
B.人对桶的拉力和桶受到的重力是一对相互作用力
C.人受到的重力和地面对人的支持力是一对平衡力
D.地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力
3.(2分)下列各种情况中,物体运动状态没有发生变化的是( )
A.抛到空中的铅球
B.从树上落下的苹果
C.沿平直的滑梯匀速下滑的小孩
D.在水平面上做匀速圆周运动的小球
4.(2分)一个正在做匀速圆周运动的物体,若它所受的一切力都同时消失,那么它将( )
A.沿某一方向做匀速直线运动
B.慢慢减速,最后停止运动
C.继续做匀速圆周运动
D.沿某一方向做加速直线运动
5.(2分)如图甲所示,容器中间用隔板分成左右两部分,板下部用橡皮膜封闭一个圆孔,橡皮膜两侧压强不同时橡皮膜的形状发生改变。A、B、C、D四个容器的左右两边装入一定量的水和盐水,不能通过实验现象辨别出水和盐水的是( )
A. B. C. D.
6.(2分)如图所示是托里拆利实验装置和自制气压计,下列说法正确的是( )
A.用甲装置进行实验的过程中玻璃管内部上方应是空气
B.将甲装置从1楼拿到20楼,玻璃管中的液面将上升
C.实验时将甲中玻璃管稍倾斜,管中水银的长度将变长
D.将乙装置从1楼拿到20楼,玻璃管中的液面将下降
(多选)7.(2分)2025年世界乒乓球职业大联盟(WTT)仁川冠军赛于4月6日在韩国仁川落幕,中国队选手向鹏、王艺迪分获男、女单冠军,国乒包揽单打冠军。如图所示为比赛时的情景,下列说法中正确的是( )
A.扣杀时,乒乓球受到球拍的力等于球拍受到乒乓球的力
B.乒乓球离开球拍能继续运动是因为球受到惯性作用
C.打出去的乒乓球最终会下落是因为乒乓球受重力的作用
D.乒乓球被球台反弹后上升的过程中,受到弹力和重力的作用
(多选)8.(2分)下列各种情况中,为了增大压强的是( )
A.北极熊过薄冰 B.牙膏盖外面的条纹
C.破窗锤的尖头 D.刀钝了磨一磨
(多选)9.(2分)一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料,分别放在装有A、B两种液体的甲、乙容器中,静止后饮料瓶的状态如图,此时A、B液面刚好相平。饮料瓶受到的浮力分别为F甲和F乙,A、B两种液体对容器底部的压强分别为pA和pB,饮料对瓶底和瓶盖的压力分别为F底和F盖,饮料对瓶底和瓶盖的压强分别为p底和p盖,则( )
A.F甲=F乙 B.pA<pB C.F底>F盖 D.p底>p盖
二、填空题(共6小题,每空1分,共12分)
10.(2分)如图所示,用弹簧测力计测量一个物体重,这个弹簧测力计的测量范围是 ,测量之前应该在 方向将弹簧测力计调零。
11.(2分)如图所示,甲、乙两支完全相同的试管内分别装有质量相等的不同液体,两试管内液面相平。液体对试管底部的压强p甲 p乙,若将甲试管逐渐立起来,在这个过程中液体对试管底部的压强将 。
12.(2分)某同学练习排球垫球时,排球离开胳膊后竖直上升,到达最高点后竖直下落。已知排球所受的重力为2.5N,排球所受的空气阻力与速度的大小有关,方向与运动方向相反。若排球在竖直上升过程的某时刻速度为v,所受空气阻力的大小为0.5N,排球此时所受力的合力的方向为 ,若排球在竖直下落过程的某时刻速度再次达到V,则此时排球所受力的合力的大小为 N。
13.(2分)如图所示,洗脸池排水管设计了U形“反水弯”,起到隔绝下水道异味的作用。当水不流动时,“反水弯”两端的水面高度总是 的,其利用了 原理。
14.(2分)如图所示,一个茶杯放在水平桌面上,此时桌面对茶杯的支持力 (选填“属于”或“不属于”)弹力,这个力是由于 发生形变而产生的。
15.(2分)小明发现轿车的外形类似于飞机的机翼。如图所示,则轿车在快速行驶过程中,车上方空气的流速 (选填“大于”、“等于”或“小于”)车下方空气的流速,因而车上方气体的压强 (选填“大于”、“等于”或“小于”)下方气体的压强,从而减小了轿车对地面的压力。
三、作图题(每图2分,共4分)
16.(2分)如图所示,冰壶离开手向右运动,画出此过程中冰壶受到的重力和摩擦力的示意图(O点为冰壶的重心)。
17.(2分)如图,重为G的小球漂浮在水面上,请画出小球的受力示意图。
四、实验题(共4小题,共24分)
18.(6分)课后服务活动中,物理兴趣小组的同学们进行了“二力平衡条件”的探究。
(1)实验过程中小王发现两托盘中的砝码质量相差较多,但物体却能保持静止,所以他得出结论是:互为平衡的两个力大小不相等。得到这一结论是因为他选择了 (选填“甲”或“乙”)组器材做的实验。
(2)选择正确器材后,小王把小车转过一个角度,然后松手,观察小车能否恢复到原来的位置,他的这一操作是为了验证“两个力必须 才能平衡”这一条件。
(3)同组小李提出将装置中的物体换成小卡片,如图丙,这样不但能减小摩擦对实验产生的影响,还具有更适合探究 的优点(填字母)。
A.方向相同的两个力能否平衡
B.不在同一条直线上的两个力能否平衡
C.大小不相等的两个力能否平衡
D.不在同一物体上的两个力能否平衡
实验后,小组同学还想探究“同一直线上二力的合力”,于是他们找来一些器材进行实验,他们将橡皮筋的一端固定,另一端与小圆环相连。如图丁所示,把两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环相连后,小王沿同方向用两个弹簧测力计拉橡皮筋上的小圆环至O点,记录示数F1、F2。然后用一个弹簧测力计拉橡皮筋上的小圆环也至O点,记录F合的大小如图(a);小李沿相反方向重做上述实验,记录示数F1'、F2'、F合′,如图(b)。
(4)实验中通过 使F合的作用效果与F1、F2共同的作用效果相同;这种研究问题的方法叫 法。(b)中F合′= 。
19.(6分)小王用如图所示的器材探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关:
(1)小王用弹簧测力计沿水平方向 拉动木块,根据 原理可知此过程木块所受滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)甲图中弹簧测力计的示数为 N,分析甲、乙两次实验,初步得出:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力 ;
(3)将图丙中的木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半。由此得出:滑动摩擦力的大小与接触面积有关。你认为他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 。
20.(6分)小王同学在“探究浮力与哪些因素有关”的实验中进行了如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与浸入液体的深度有关;
猜想2:浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关;
猜想3:浮力的大小可能与液体的密度有关;
针对以上猜想他进行了如图所示的实验:
(1)分析a、c、e三次实验可知:浸在液体中的物体所受浮力的大小与 有关;
(2)分析实验数据可知弹簧测力计下所挂物体的密度是 kg/m3;如果在实验时他后测物体的重力,则计算出的物体体积会 (选填“偏大”或“偏小”);图e中液体的密度为 kg/m3;
(3)分析 三次实验可知猜想1是 (选填“正确”或“错误”)的。
21.(6分)如图所示是小王“探究液体内部压强大小影响因素”的实验装置。
(1)如图甲所示,实验前,用手指按压探头的橡皮膜,发现U形管中的液面升降非常缓慢,则原因可能是 ;排除故障后,小王发现当探头在不同液体中的同一深度时,U形管两侧液面的高度差对比不明显,于是做了一些改进,下面操作能使U形管两侧液面高度差对比更明显的是 (填序号)。
A.U形管中换用密度更小的液体
B.将U形管换成更细的
(2)如图乙、丙所示是将该装置的探头放入水中不同深度的情况,比较后可初步得出结论:同种液体, ,压强越大;
(3)将探头放入水中某一深度不变,改变橡皮膜朝向,目的是探究液体内部压强大小与 是否有关;
(4)比较图丙和图丁,可得出结论是:液体内部压强的大小还与 有关;
(5)保持探头的位置不变,向图丁烧杯中加入适量的水,则U形管两端液面的高度差将变 。
六、综合应用题(共3小题,共22分)
22.(8分)如图所示,将一个厚度不计的质量为0.3kg,底面积为20cm2,高为20cm的容器放在水平桌面上,容器内装入质量为0.2kg的水,水深为12cm。(g取10N/kg,水的密度为1×103kg/m3)求:
(1)水对容器底的压力;
(2)容器对桌面的压强。
23.(8分)如图所示,水平桌面上的平底薄壁容器,重为4N,底面积为0.01m2,容器内盛有质量为4kg的水。一实心立方体木块漂浮在水面上,木块的质量为0.6kg,体积为1×10﹣3m3。g取10N/kg,求:
(1)木块受到的浮力;
(2)液体对木块底部的压强;
(3)若用力将木块压没水中,则需对木块施加一个竖直向下多大的力?
24.(6分)物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下:
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
B.如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)测量中,分析研究的是大气对 (选填“针筒”或“活塞”)的压力;
(2)实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。同学们联想到去医院打针的情景,可采取简单的办法将注射器内空气排尽。你的方法是 。
(3)测量前,有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是活塞的密封性好;二是可以 ;
(4)若同学们用图乙中B注射器测量时,弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动,则可用图乙中的A、C两个注射器中的 注射器进行实验。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p= 。
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参考答案
一.选择题(共6小题)
题号
1
2
3
4
5
6
答案
B
D
C
A
C
C
二.多选题(共3小题)
题号
7
8
9
答案
AC
CD
ABC
一、选择题(本题包括9小题,共18分。1-6题为单选题,第7-9题为多选题,每小题均2分,多选题漏选得1分,错选得0分)
1.(2分)如图,链球是田径运动中投掷项目之一,链球运动使用的球体用铁或铜制成,上面有链子和把手。运动员两手握着链球的把手,人和球同时旋转,最后加力使球脱手而出。运动员和球同时旋转时,手感到受到一个很大的拉力作用,这个力的施力物体是( )
A.运动员的手 B.链球的把手
C.链球的链子 D.链球
【分析】力是物体对物体的作用,产生力的两个物体互为施力物体互为受力物体,从这一角度可对题干中的实例进行分析。
【解答】解:用手通过一根链子转动链球时,与手接触的是链球的把手,手对链球的把手有一个向里的拉力,由于物体间力的作用是相互的,同时链球的把手也会对手有一个向外的拉力,所以手受到一个向外的力的作用,这个力的施力物体是链球的把手。
故选:B。
【点评】本题考查了力的概念和力作用的相互性,力的作用方式包括接触和不接触,本题是一道易错题。
2.(2分)如图所示,一个人提着桶站在水平地面上,下列说法正确的是( )
A.手对桶的拉力和桶对手的拉力是一对平衡力
B.人对桶的拉力和桶受到的重力是一对相互作用力
C.人受到的重力和地面对人的支持力是一对平衡力
D.地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力
【分析】(1)二力平衡的条件:同一个受力物体,两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
(2)相互作用力的特点:两个受力物体(相互的),两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
【解答】解:A、手对桶的拉力和桶对手的拉力是两个物体之间的相互作用力,故A错误;
B、人对桶的拉力和桶受到的重力两个力作用在同一物体上,是一对平衡力,故B错误;
C、人受到的重力和地面对人的支持力大小不相等,故二者不是一对平衡力,故C错误;
D、地面对人的支持力和人对地面的压力是两个物体之间的相互作用力,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了对物体的受力分析及平衡力与相互作用力的区别,区别主要在于:平衡力是作用在同一物体上的两个力;相互作用力是作用在两个物体上的力。
3.(2分)下列各种情况中,物体运动状态没有发生变化的是( )
A.抛到空中的铅球
B.从树上落下的苹果
C.沿平直的滑梯匀速下滑的小孩
D.在水平面上做匀速圆周运动的小球
【分析】力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状即使物体发生形变。②力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。
【解答】即:A、抛到空中的铅球运动方向和速度发生改变,运动状态发生改变,故A不符合题意;
B、从树上落下的苹果运动速度发生改变,运动状态发生改变,故B不符合题意;
C、沿平直的滑梯匀速下滑的小孩运动状态不发生改变,故C符合题意;
D、在水平面上做匀速圆周运动的小球运动方向发生改变,运动状态发生改变,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】解决本题的关键是明确运动状态发生变化的情况。
4.(2分)一个正在做匀速圆周运动的物体,若它所受的一切力都同时消失,那么它将( )
A.沿某一方向做匀速直线运动
B.慢慢减速,最后停止运动
C.继续做匀速圆周运动
D.沿某一方向做加速直线运动
【分析】根据牛顿定律进行分析,即物体在不受任何外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:根据牛顿第一定律我们知道,物体不受外力作用时,原来静止的物体将永远保持静止状态;原来运动的物体将永远做匀速直线运动,速度的大小和方向都不改变。因为物体原来是运动状态,当外力突然消失,物体仍然保持原来的运动状态,所以物体将做保持原来的速度做匀速直线运动,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】牢记牛顿第一定律,会根据牛顿第一定律判断物体的状态。
5.(2分)如图甲所示,容器中间用隔板分成左右两部分,板下部用橡皮膜封闭一个圆孔,橡皮膜两侧压强不同时橡皮膜的形状发生改变。A、B、C、D四个容器的左右两边装入一定量的水和盐水,不能通过实验现象辨别出水和盐水的是( )
A. B. C. D.
【分析】液体内部压强的特点是:液体内部压强随着深度的增加而增大,同一深度,液体内部向各个方向的压强相等,不同液体内部的压强还与液体的密度.
【解答】解:A、橡皮膜向左凸,可判断右侧液体压强大,根据公式p=ρgh可知,当深度一样时,液体的密度越大,其压强也越大,可判断右侧是盐水,故A不合题意;
B、橡皮膜没有变化,可判断两侧液体压强相等,根据公式p=ρgh可知,左侧液体深度小,密度大,可判断左侧液体是盐水,故B不合题意;
C、橡皮膜左凸,可判断右侧液体压强大,根据公式p=ρgh可知,右侧液体深度大,无法判断两侧液体密度大小,故C符合题意;
D、橡皮膜右凸,可判断左侧液体压强大,根据公式p=ρgh可知,左侧液体深度小,则液体密度大,可判断左侧液体为盐水,故D不合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了液体内部压强大小因素定性分析,要注意控制变量法的应用.
6.(2分)如图所示是托里拆利实验装置和自制气压计,下列说法正确的是( )
A.用甲装置进行实验的过程中玻璃管内部上方应是空气
B.将甲装置从1楼拿到20楼,玻璃管中的液面将上升
C.实验时将甲中玻璃管稍倾斜,管中水银的长度将变长
D.将乙装置从1楼拿到20楼,玻璃管中的液面将下降
【分析】(1)托里拆利实验装置中玻璃管内部上方应是真空;
(2)(4)大气压与高度的关系是:海拔越高,气压越低;
(3)玻璃管粗细、是否倾斜、是否弯曲以及水银槽内水银的多少不会影响大气压的测量值。
【解答】解:A、图甲托里拆利实验装置中玻璃管内部上方应是真空,故A错误;
B、把水银气压计从1楼拿到20楼,由于外界大气压变小,故玻璃管内水银柱会下降,故B正确;
C、在使用水银气压计时,如果将玻璃管略微倾斜不会影响测量结果(上方继续有真空),玻璃管内水银柱高度不变,管中水银的长度将变长,故C正确;
D.大气压随高度的增加而降低,玻璃管内液柱会在内部气压的作用下升高,玻璃管内外液面高度差变大,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了气压与高度的关系、气压计的原理,综合性强,要求运用物理知识要灵活。
(多选)7.(2分)2025年世界乒乓球职业大联盟(WTT)仁川冠军赛于4月6日在韩国仁川落幕,中国队选手向鹏、王艺迪分获男、女单冠军,国乒包揽单打冠军。如图所示为比赛时的情景,下列说法中正确的是( )
A.扣杀时,乒乓球受到球拍的力等于球拍受到乒乓球的力
B.乒乓球离开球拍能继续运动是因为球受到惯性作用
C.打出去的乒乓球最终会下落是因为乒乓球受重力的作用
D.乒乓球被球台反弹后上升的过程中,受到弹力和重力的作用
【分析】(1)一对相互作用力的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上;
(2)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;
(3)地球附近的物体都受到竖直向下的重力;
(4)离开球台后的乒乓球不再受到弹力的作用。
【解答】解:A、扣杀时,乒乓球受到球拍的力与球拍受到乒乓球的力是一对相互作用力,二者大小相等,故A正确;
B、乒乓球离开球拍能继续运动是因为球具有惯性,但不能说受到惯性作用,故B错误;
C、打出去的乒乓球最终会下落是因为乒乓球受重力的作用,故C正确;
D、乒乓球被球台反弹后上升的过程中,受到重力的作用,但不再受到弹力的作用,故D错误。
故选:AC。
【点评】本题主要考查了对相互作用力、惯性、重力、弹力等的理解与应用,属基础题,难度不大。
(多选)8.(2分)下列各种情况中,为了增大压强的是( )
A.北极熊过薄冰 B.牙膏盖外面的条纹
C.破窗锤的尖头 D.刀钝了磨一磨
【分析】(1)压强大小跟压力大小和受力面积大小有关;
增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
(2)增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
【解答】解:A、由图可知,北极熊过薄冰,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A不合题意。
B、牙膏盖外面的条纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B不合题意。
CD、破窗锤的尖头、刀钝了磨一磨都是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故CD符合题意。
故选:CD。
【点评】掌握压强和摩擦力大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强、摩擦力的问题。
(多选)9.(2分)一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料,分别放在装有A、B两种液体的甲、乙容器中,静止后饮料瓶的状态如图,此时A、B液面刚好相平。饮料瓶受到的浮力分别为F甲和F乙,A、B两种液体对容器底部的压强分别为pA和pB,饮料对瓶底和瓶盖的压力分别为F底和F盖,饮料对瓶底和瓶盖的压强分别为p底和p盖,则( )
A.F甲=F乙 B.pA<pB C.F底>F盖 D.p底>p盖
【分析】物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据同一塑料瓶和液体的重力不变判断两者浮力的关系;由图可知两者排开液体的体积关系,根据阿基米德原理的变形式判断两液体的密度关系,两液面的深度相同,根据p=ρgh比较两种液体对容器底部的压强关系。
根据饮料的深度结合p=ρ液gh比较压强大,根据容器的形状比较压力与自身重力大小关系,得出结论。
【解答】解:AB、因同一塑料瓶和液体的重力不变,且塑料瓶在甲、乙中均漂浮,所以,塑料瓶在两液体中受到的浮力相等,即F甲=F乙;
由图可知,塑料瓶在甲中排开液体的体积大于在乙中排开液体的体积,由F浮=ρgV排可知,ρ甲<ρ乙,因两容器内液面刚好相平,所以,由p=ρgh可知,pA<pB,故B正确。
C、甲图中液体是柱形的,压力等于重力,乙图上大下小,故压力小于重力,因而F底>F盖;
D、乙图倒置后的深度大,根据p=ρ液gh,密度相同,压强大,故p底<p盖;故D错误。
故选:ABC。
【点评】本题考查浮沉条件的应用与压强、压力的比较,属于中档题。
二、填空题(共6小题,每空1分,共12分)
10.(2分)如图所示,用弹簧测力计测量一个物体重,这个弹簧测力计的测量范围是 0~5N ,测量之前应该在 竖直 方向将弹簧测力计调零。
【分析】如图所示,即可知道测力计测量范围;使用弹簧测力计测量力前,需要在所测力的方向上调零。
【解答】解:由图可知,这个弹簧测力计的测量范围是0~5N;
由于重力的方向总是竖直向下的,所以用弹簧测力计测重力时,测量前应该在竖直方向进行调零。
故答案为:0~5N;竖直。
【点评】测力计的使用是一项基本技能,要求学生必须掌握,一定要注意每一个大格和每一个小格各代表多少。
11.(2分)如图所示,甲、乙两支完全相同的试管内分别装有质量相等的不同液体,两试管内液面相平。液体对试管底部的压强p甲 < p乙,若将甲试管逐渐立起来,在这个过程中液体对试管底部的压强将 增大 。
【分析】甲试管倾斜时,与乙试管液面相平,故甲试管竖直时,液面比乙试管高,据此进行判断即可。
在把试管由倾斜放置逐渐立起来,水的深度逐渐增加,根据公式p=ρgh可知液体对试管底部的压强的变化情况。
【解答】解:甲试管倾斜、乙试管竖直时液面相平,则甲试管竖直后,液体长度不变、高度将大于乙试管,故甲试管液体体积大于乙试管液体体积。
根据ρ=得知,质量相同时,液体密度与体积成反比,故甲试管液体密度小于乙试管液体密度。
根据液体压强公式p=ρgh得知,深度相同时,底部所受压强与液体密度成正比,故甲试管液体压强小于乙试管液体压强。
在试管逐渐直立时,水的总量不变,水的深度逐渐增大,根据公式p=ρgh可知,水对试管底部的压强逐渐增大。
故答案为:<;增大。
【点评】本题考查液体压强公式的应用,关键是知道液体的深度(从试管底到液面的垂直距离)的变化,还要知道影响液体压强大小的因素是液体的密度和液体的深度。
12.(2分)某同学练习排球垫球时,排球离开胳膊后竖直上升,到达最高点后竖直下落。已知排球所受的重力为2.5N,排球所受的空气阻力与速度的大小有关,方向与运动方向相反。若排球在竖直上升过程的某时刻速度为v,所受空气阻力的大小为0.5N,排球此时所受力的合力的方向为 竖直向下 ,若排球在竖直下落过程的某时刻速度再次达到V,则此时排球所受力的合力的大小为 2 N。
【分析】球在竖直向上运动过程中所受重力竖直向下,空气阻力竖直向下,重力跟空气阻力属于同一直线上同方向二力的合成,其合力的大小等于两个力的大小之和。
【解答】解:已知排球所受的重力为2.5N,排球所受的空气阻力与速度的大小有关,方向与运动方向相反;
排球在竖直上升过程的某时刻速度为v,所受空气阻力的大小为0.5N,所受重力竖直向下,空气阻力竖直向下,则小球所受合力F合=f+G=0.5N+2.5N=3N,方向竖直向下;
排球在竖直下落过程中,所受重力竖直向下,空气阻力竖直向下,合力方向竖直向下;
排球在竖直下落过程的某时刻速度再次达到v,则此时排球所受力的合力的大小为F合′=G﹣f=2.5N﹣0.5N=2N,方向竖直向下。
故答案为:竖直向下;2。
【点评】本题考查了同一条直线上的二力合成,分清小球竖直向上运动时和向下运动时阻力的方向是关键。
13.(2分)如图所示,洗脸池排水管设计了U形“反水弯”,起到隔绝下水道异味的作用。当水不流动时,“反水弯”两端的水面高度总是 相平 的,其利用了 连通器 原理。
【分析】连通器的结构特征是上端开口、底部连通;连通器内液体不流动时液面总是相平的。
【解答】解:洗脸池排水管设计的 U 型反水弯上部开口、下部连通,属于连通器;连通器中装入同种液体,液体静止时,液面相平,可以防止下水道异味窜入室内,利用了连通器的原理。
故答案为:相平;连通器。
【点评】本题考查连通器原理以及连通器内液面相平的条件,难度不大。
14.(2分)如图所示,一个茶杯放在水平桌面上,此时桌面对茶杯的支持力 属于 (选填“属于”或“不属于”)弹力,这个力是由于 桌面 发生形变而产生的。
【分析】(1)弹力是物体发生弹性形变后在恢复原状过程中对与它接触的物体产生的;
(2)拉力、压力、支持力都属于弹力。
【解答】解:桌面对茶杯的支持力的施力物体是桌面,是桌面发生弹性形变后对茶杯产生的弹力。
故答案为:属于;桌面。
【点评】本题考查了对弹力的认识,会分析弹力的施力物体。
15.(2分)小明发现轿车的外形类似于飞机的机翼。如图所示,则轿车在快速行驶过程中,车上方空气的流速 大于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)车下方空气的流速,因而车上方气体的压强 小于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)下方气体的压强,从而减小了轿车对地面的压力。
【分析】流体压强与流速的关系,气体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大,轿车快速行驶时,上下方所受到的压力差形成向上的升力,对地面的压力减小。
【解答】解:轿车静止时,对地面压力等于重力;轿车在快速行驶过程中,车子上方空气的流速大于车子下方空气的流速,因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强,轿车上下方所受到的压力差形成向上的升力,从而减小了轿车对地面的压力。
故答案为:大于;小于。
【点评】理解流体压强与流速的关系,并能解释一些简单的生活应用,如:候车时站在安全线内、飞机起飞的升力等。
三、作图题(每图2分,共4分)
16.(2分)如图所示,冰壶离开手向右运动,画出此过程中冰壶受到的重力和摩擦力的示意图(O点为冰壶的重心)。
【分析】冰壶投出后受重力、支持力和滑动摩擦力作用,据此按照力的示意图的画法画出摩擦力和重力。
【解答】解:冰壶受到重力的方向竖直向下,在冰面上向右滑动时,受到的滑动摩擦力水平向左,从冰壶的重心开始,沿各力的方向画出这两个力,如图所示:
【点评】通过冰壶运动考查了力的示意图的画法,体现了物理在体育运动中的广泛应用。
17.(2分)如图,重为G的小球漂浮在水面上,请画出小球的受力示意图。
【分析】小球漂浮在水面上时,其受到的重力和浮力是一对平衡力,二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用点在小球的重心,据此按照力的示意图的画法画出这两个力的示意图。
【解答】解:小球漂浮在水面上时,其受到的重力和浮力是一对平衡力,二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上;过小球的重心作出竖直向下的重力和竖直向上的浮力,并标上符号。如下图所示:
【点评】本题主要考查了物体的受力分析、力的示意图的画法。注意浮力和重力大小相等,两线段的长度需相等。
四、实验题(共4小题,共24分)
18.(6分)课后服务活动中,物理兴趣小组的同学们进行了“二力平衡条件”的探究。
(1)实验过程中小王发现两托盘中的砝码质量相差较多,但物体却能保持静止,所以他得出结论是:互为平衡的两个力大小不相等。得到这一结论是因为他选择了 乙 (选填“甲”或“乙”)组器材做的实验。
(2)选择正确器材后,小王把小车转过一个角度,然后松手,观察小车能否恢复到原来的位置,他的这一操作是为了验证“两个力必须 作用在同一条直线上 才能平衡”这一条件。
(3)同组小李提出将装置中的物体换成小卡片,如图丙,这样不但能减小摩擦对实验产生的影响,还具有更适合探究 B 的优点(填字母)。
A.方向相同的两个力能否平衡
B.不在同一条直线上的两个力能否平衡
C.大小不相等的两个力能否平衡
D.不在同一物体上的两个力能否平衡
实验后,小组同学还想探究“同一直线上二力的合力”,于是他们找来一些器材进行实验,他们将橡皮筋的一端固定,另一端与小圆环相连。如图丁所示,把两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环相连后,小王沿同方向用两个弹簧测力计拉橡皮筋上的小圆环至O点,记录示数F1、F2。然后用一个弹簧测力计拉橡皮筋上的小圆环也至O点,记录F合的大小如图(a);小李沿相反方向重做上述实验,记录示数F1'、F2'、F合′,如图(b)。
(4)实验中通过 将橡皮筋的一端固定,另一端拉至 O 点 使F合的作用效果与F1、F2共同的作用效果相同;这种研究问题的方法叫 等效替代 法。(b)中F合′= |F1'﹣F2'| 。
【分析】(1)乙组器材是木块,木块在桌面上受到的摩擦力较大,当两托盘中砝码质量相差较多时,摩擦力可能会与较小的拉力共同作用,使物体保持静止,从而导致得出错误结论;而甲组器材是小车,车轮与桌面间是滚动摩擦,摩擦力较小,更能准确探究二力平衡条件。
(2)把小车转过一个角度,此时两个拉力不在同一条直线上,松手后观察小车能否恢复到原来位置,若不能恢复,说明两个力必须作用在同一条直线上才能平衡。
(3)小卡片质量小,重力可忽略不计,且空气阻力等对其影响也较小。将小卡片转过一个角度后,它受到的两个拉力不在同一条直线上,可探究不在同一条直线上的两个力能否平衡。而对于方向相同、大小不相等以及不在同一物体上的两个力能否平衡的探究,不是将物体换成小卡片的主要优点。(4)实验中通过将橡皮筋的一端固定,另一端拉至 O 点让F合的作用效果与F1、F2共同的作用效果相同,这种方法叫等效替代法。
在(b)图中,两个力方向相反,此时合力大小等于两个力大小之差,即F合′'=|F1'﹣F2'|。
【解答】解:(1)乙组器材是木块,木块在桌面上受到的摩擦力较大,当两托盘中砝码质量相差较多时,摩擦力可能会与较小的拉力共同作用,使物体保持静止,从而导致得出错误结论;而甲组器材是小车,车轮与桌面间是滚动摩擦,摩擦力较小,更能准确探究二力平衡条件。
(2)把小车转过一个角度,此时两个拉力不在同一条直线上,松手后观察小车能否恢复到原来位置,若不能恢复,说明两个力必须作用在同一条直线上才能平衡。
(3)小卡片质量小,重力可忽略不计,且空气阻力等对其影响也较小。将小卡片转过一个角度后,它受到的两个拉力不在同一条直线上,可探究不在同一条直线上的两个力能否平衡。而对于方向相同、大小不相等以及不在同一物体上的两个力能否平衡的探究,不是将物体换成小卡片的主要优点。
(4)实验中通过将橡皮筋的一端固定,另一端拉至 O 点让F合的作用效果与F1、F2共同的作用效果相同,这种方法叫等效替代法。
在(b)图中,两个力方向相反,此时合力大小等于两个力大小之差,即F合′'=|F1'﹣F2'|。
故答案为:(1)乙;(2)作用在同一条直线上;(3)B;(4)将橡皮筋的一端固定,另一端拉至 O 点;等效替代;|F1'﹣F2'|。
【点评】此题探究的是二力平衡的条件,注意从二力平衡的四个条件进行分析。二力平衡是初中物理力学中的难点,也是一个重点,等效替代法的运用,需要掌握。
19.(6分)小王用如图所示的器材探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关:
(1)小王用弹簧测力计沿水平方向 匀速直线 拉动木块,根据 二力平衡 原理可知此过程木块所受滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)甲图中弹簧测力计的示数为 2.8 N,分析甲、乙两次实验,初步得出:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力 大 ;
(3)将图丙中的木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半。由此得出:滑动摩擦力的大小与接触面积有关。你认为他的结论是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 没有控制压力大小相等 。
【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)根据弹簧测力计分度值读数;影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,据此分析回答;
(3)要探究摩擦力大小与接触面积的关系,应保持压力大小和接触面的粗糙程度相同,受力面积不同。
【解答】解:(1)沿水平方向匀速拉动木块,木块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡知识,弹簧测力计对木块的拉力大小等于滑动摩擦力的大小;
(2)弹簧测力计分度值为0.2N,此时示数为2.8N;
通过对比甲、乙两次实验可知:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)因为滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,在研究滑动摩擦力大小跟接触面面积的关系时,应保持压力大小和接触面的粗糙程度不变,小王将木块沿竖直方向截去一半后,虽然接触面的粗糙程度没变,但木块对接触面的压力减小了一半,所以得出了错误的结论。
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡;(2)2.8;大;(3)错误;没有控制压力大小相等。
【点评】本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查实验原理及控制变量法的运用和对实验方案的改进,体现了对过程和方法的考查。
20.(6分)小王同学在“探究浮力与哪些因素有关”的实验中进行了如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与浸入液体的深度有关;
猜想2:浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关;
猜想3:浮力的大小可能与液体的密度有关;
针对以上猜想他进行了如图所示的实验:
(1)分析a、c、e三次实验可知:浸在液体中的物体所受浮力的大小与 液体的密度 有关;
(2)分析实验数据可知弹簧测力计下所挂物体的密度是 4×103 kg/m3;如果在实验时他后测物体的重力,则计算出的物体体积会 偏大 (选填“偏大”或“偏小”);图e中液体的密度为 0.8×103 kg/m3;
(3)分析 a、c、d 三次实验可知猜想1是 错误 (选填“正确”或“错误”)的。
【分析】(1)由图a可知物体的重力,根据F浮=G﹣F示求物体浸没在水和液体中时所受的浮力,比较c、e两图物体排开液体的体积关系,从而得出结论;
(2)根据G=mg求物体的质量,根据F浮=ρ液gV排求物体浸没在水中时排开水的体积,即物体的体积,根据ρ=求物体的密度;
如果在实验时他后测物体的重力,则计算出的浮力偏大,求得物体排开水的体积偏大,即计算出的物体体积会偏大;
根据F浮=ρ液gV排求图e中液体的密度;
(3)要探究浮力的大小与浸入液体的深度是否有关,应控制液体的密度和物体排开液体的体积相同,由此得出结论。
【解答】解:(1)由图a可知,物体的重力:G=2N,
在图c和图e中,物体所受的浮力分别为:
F浮c=G﹣Fc=2N﹣1.5N=0.5N,
F浮e=G﹣Fe=2N﹣1.6N=0.4N,
比较c、e两图可知,物体浸没在水和液体中,排开水和液体的体积相同,而物体所受浮力不同,
故可得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关;
(2)物体的质量:m===0.2kg;
物体浸没在水中时排开水的体积等于物体的体积,
故物体的体积:V=V排===5×10﹣5m3,
物体的密度:ρ===4×103kg/m3;
如果在实验时他后测物体的重力,则计算出的浮力偏大,求得物体排开水的体积偏大,即计算出的物体体积会偏大;
物体在图c和图e中排开液体的体积相等,
故液体的密度:ρ液===0.8×103kg/m3;
(3)要探究浮力的大小与浸入液体的深度是否有关,应控制液体的密度和物体排开液体的体积相同,分析a、c、d三次实验可知,物体所受浮力相同,而物体浸入液体的深度不同,故浮力的大小与浸入液体的深度无关,即猜想1是错误的。
故答案为:(1)液体的密度;(2)4×103;偏大;0.8×103;(3)a、c、d;错误。
【点评】本题考查实验“探究浮力与哪些因素有关”,难度适中。
21.(6分)如图所示是小王“探究液体内部压强大小影响因素”的实验装置。
(1)如图甲所示,实验前,用手指按压探头的橡皮膜,发现U形管中的液面升降非常缓慢,则原因可能是 液体密度太大 ;排除故障后,小王发现当探头在不同液体中的同一深度时,U形管两侧液面的高度差对比不明显,于是做了一些改进,下面操作能使U形管两侧液面高度差对比更明显的是 A (填序号)。
A.U形管中换用密度更小的液体
B.将U形管换成更细的
(2)如图乙、丙所示是将该装置的探头放入水中不同深度的情况,比较后可初步得出结论:同种液体, 深度越大 ,压强越大;
(3)将探头放入水中某一深度不变,改变橡皮膜朝向,目的是探究液体内部压强大小与 方向 是否有关;
(4)比较图丙和图丁,可得出结论是:液体内部压强的大小还与 液体密度 有关;
(5)保持探头的位置不变,向图丁烧杯中加入适量的水,则U形管两端液面的高度差将变 大 。
【分析】(1)实验前,用手指按压探头的橡皮膜,发现U形管中的液面升降非常缓慢,则原因可能是液体密度太大了;
(2)(3)(4)(5)找出相关实验中相同量和不同量,结合转换法,得出压强随与变化量的关系。
【解答】解:(1)实验前,用手指按压探头的橡皮膜,发现U形管中的液面升降非常缓慢,则原因可能是液体密度太大了;排除故障后,小王发现当探头在不同液体中的同一深度时,U形管两侧液面的高度差对比不明显,于是做了一些改进,下面操作能使U形管两侧液面高度差对比更明显的是U形管中换用密度更小的液体,故选A。
(2)图乙、丙所示是将该装置的探头放入水中不同深度,压强计液面的高度差不一样,且探头在液面中越深的,液面高度差越大,则可得结论:液体内部的压强随深度的增加而增加。
(3)将探头放入水中某一深度不变,改变橡皮膜朝向,即改变橡皮膜在各个方向上所受的压强,观察U形管液面高度差,目的是探究液体内部压强大小与方向的关系。
(4)图丙和丁中,探头在液面的深度相同,液体的密度不同,U形管液面高度差不同,所以可得结论:不同的液体,产生的压强与液体的密度有关。
(5)向盐水中加入水后,混合液的密度会降低,但由于液面上升导致探头所处的深度增加。由p=得,S不变,压力F变大,导致总压强增大。因此,U形管两端液面的高度差将变大。
故答案为:(1)液体密度太大;A;(2)深度越大;(3)方向;(4)液体密度;(5)大。
【点评】本题探究液体内部压强,考查控制变量法及液体压强的规律。
六、综合应用题(共3小题,共22分)
22.(8分)如图所示,将一个厚度不计的质量为0.3kg,底面积为20cm2,高为20cm的容器放在水平桌面上,容器内装入质量为0.2kg的水,水深为12cm。(g取10N/kg,水的密度为1×103kg/m3)求:
(1)水对容器底的压力;
(2)容器对桌面的压强。
【分析】(1)根据p水=ρ水gh求出水对容器底的压强,根据p=可得水对茶壶底的压力;(2)根据F=G=mg求出容器对桌面的压力,根据p=
求出容器对桌面的压强。
【解答】解:(1)容器内水深为:h=12cm=0.12m,
水对容器底的压强为:
p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa,
容器的底面积为:S=20cm2=2×10﹣3m2,
根据p=
可得水对容器底的压力为:
F水=p水S=1.2×103Pa×2×10﹣3m2=2.4N;
(2)容器对水平桌面的压力为:F'=G总=m总g=(0.3kg+0.2kg)×10N/kg=5N,
容器对桌面的压强为:p'=
==2.5×103Pa。
答:(1)水对容器底的压力为2.4N;
(2)容器对桌面的压强为2.5×103Pa。
【点评】本题考查了学生对压强定义式和液体压强公式的掌握和运用,是一道综合题,但难度不大。
23.(8分)如图所示,水平桌面上的平底薄壁容器,重为4N,底面积为0.01m2,容器内盛有质量为4kg的水。一实心立方体木块漂浮在水面上,木块的质量为0.6kg,体积为1×10﹣3m3。g取10N/kg,求:
(1)木块受到的浮力;
(2)液体对木块底部的压强;
(3)若用力将木块压没水中,则需对木块施加一个竖直向下多大的力?
【分析】(1)根据G=mg求出木块的重力,根据物体的浮沉条件求出木块受到的浮力;
(2)根据浮力产生的原因结合正方体的棱长分析解答;
(3)根据阿基米德原理计算浸没时的浮力,结合受力平衡关系分析压力大小。
【解答】解:(1)木块的重力:G木块=m木块g=0.6kg×10N/kg=6N,
由图可知,木块漂浮,根据物体的浮沉条件可知,木块受到的浮力F浮=G木块=6N;
(2)根据浮力产生的原因知,上表面没有压强,故底部的压力等于浮力,
实心立方体木块体积为V=a3=1×10﹣3m3,解得a=0.1m;
底面积为S=a2=(0.1m)2=0.01m2;
根据压强公式p=知,压力等于浮力为F=pS;即6N=p×0.01m2;
解得p=600Pa;
(3)若用力将木块压没水中,V排=V=1×10﹣3m3;
根据阿基米德原理知,浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;
根据平衡条件知,压力F=F浮﹣G=10N﹣6N=4N。
答:(1)木块受到的浮力是6N;
(2)液体对木块底部的压强是600Pa;
(3)若用力将木块压没水中,则需对木块施加一个竖直向下4N的力。
【点评】本题考查平衡条件、阿基米德原理以及浮力产生的原因和压强公式等,属于中档题。
24.(6分)物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下:
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
B.如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)测量中,分析研究的是大气对 活塞 (选填“针筒”或“活塞”)的压力;
(2)实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果 偏小 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。同学们联想到去医院打针的情景,可采取简单的办法将注射器内空气排尽。你的方法是 将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口 。
(3)测量前,有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是活塞的密封性好;二是可以 减小摩擦 ;
(4)若同学们用图乙中B注射器测量时,弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动,则可用图乙中的A、C两个注射器中的 A 注射器进行实验。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p= 。
【分析】(1)实验中,活塞在大气压的作用下,受到压力进入针筒,据此分析;
(2)注射器顶端装针头处空气无法排尽,里面气体有一定的压强,会造成拉力F偏小,在面积S不变时,所测量的大气压值会偏小;将注射器装满水,排出里面的气体。
(3)涂抹润滑油的好处:一是减小摩擦,二是密封性好;
(4)压力的大小跟活塞的作用面积有关,在大气压强一定时,面积越小,压力会越小,所以应选择较小的注射器;因活塞为圆柱体,所以活塞的横截面积可以通过公式S=,利用压强的公式p=可得出表达式。
【解答】解:(1)实验中,活塞在大气压的作用下,受到压力进入针筒,所以分析研究的对象是大气对活塞的压力;
(2)注射器顶端装针头处空气无法排尽,即有残余气体,注射器内还会有一定气压,这样会使拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;
将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口,可以采用这一简单的方法将注射器内空气排尽。
(3)涂抹润滑油的好处:一是减小摩擦,二是活塞的密封性好。
(4)因同一地点的大气压强是一定的,则根据公式F=pS可知,受力面积越小,受到的大气压力也会越小,所以当弹簧测力计的量程不够时,可换用小量程注射器(横截面积更小),故选A;
活塞的面积S=,将测量结果代入压强公式得:p===。
故答案为:(1)活塞;(2)偏小;将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口;(3)减小摩擦;(4)A;。
【点评】利用注射器测量大气压时,用到的公式是p=所以要分别测大气压力F和活塞的横截面积S.利用二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力,利用几何知识可得出活塞的面积S,便可求出大气压的值了。对测量结果的评估则主要看是否对几个测量值造成了影响,造成了怎样的影响,最后确定是偏大或偏小。
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