精品解析:江苏省苏州市西附中学2024-2025学年八年级下学期期中考试物理试卷
2025-06-20
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内容正文:
2024-2025学年第二学期期中考试试卷
初二年级物理学科
注意事项:
1.本试卷满分100分,考试时间100分钟:
2.所有的答案均应书写在答题卷上,按照题号顺序答在相应的位置,超出答题区域书写的答案无效;书写在试题卷上、草稿纸上的答案无效:
3.字体工整,笔迹清楚。保持答题纸卷面清洁。
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题给出的选项中只有一个选项符合题意)
1. 在学习和生活中,我们要善于发现。下列物理量估测的数据,你认为不符合实际的是( )
A. 一名中学生的重力约为500N B. 一桶4L 矿泉水的重力约为40N
C. 一本物理书的重力约为2N D. 一个鸡蛋的重力约为5N
2. 如图所示,在提袋子的过程中,人手受到一个向下的拉力,这个力的施力物体是( )
A. 人 B. 绳子 C. 袋子 D. 地球
3. 下列实例中为了增大摩擦的是( )
A. 图甲:机器上安装滚动轴承
B. 图乙:瓶盖上有凹凸不平的条纹
C. 图丙:给门轴的合页加润滑剂
D. 图丁:气垫船脱离水面
4. 如图所示,用水平向右的拉力匀速拉动物块时,物块静止不动,此时弹簧测力计的示数为,则物块所受摩擦力的大小及方向为( )
A. ,水平向右 B. ,水平向左
C. ,水平向左 D. ,水平向右
5. 推理计算是物理重要的研究方法,图象常来分析两个量之间的关系,以使研究的问题变得直观明了。下列两个量之间的关系符合如图所示的是( )
A. 物质的密度与质量的关系
B. 同种物质质量与体积的关系
C. 做匀速直线运动的物体,速度与时间的关系
D. 在一定范围内,弹簧的长度与所受拉力的关系
6. 如图所示是小明用频闪照相机拍摄的小球在不同运动状态下的照片,其中小球受到平衡力的是( )
A. B.
C. D.
7. 关于下列图片(如图),说法正确的是( )
A. 甲图中,快速拉出桌布,茶具在惯性力的作用下留在桌面
B. 乙图中,人受到的重力和地面对人的支持力是一对平衡力
C. 丙图中,经过努力没提起杠铃,说明人对杠铃的拉力小于杠铃所受的拉力
D. 丁图中,划船时,使船前进的力的施力物体是水
8. 在测量液体密度的实验中,小科利用天平和烧杯测量出液体和量杯的总质量m及液体的体积V,得到几组数据并绘出如图所示的图像,则下列说法正确的是( )
A. 烧杯质量为
B. 的该液体质量为
C. 该液体的密度为
D. 换用不同质量的量杯重做上述实验,得到的图像不会改变
9. 如图所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球。当小车和小球相对静止,一起在水平面上做匀速直线运动时,下列说法正确的是( )
A. 细绳一定对小球有拉力的作用
B. 轻弹簧一定对小球有弹力的作用
C. 细绳对小球可能有拉力,可能没有拉力
D. 细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力
10. 一个薄壁的瓶子内装满某种液体,已知液体的质量为m,小明同学想测出液体的密度,他用刻度尺测得瓶子高度为L,瓶底的面积为S,然后倒出部分液体(约小半瓶,正立时近弯处),测出液面高度,然后堵住瓶口,将瓶倒置,测出液面高度,则液体的密度为( )
A. B.
C. D.
11. CCTV科教频道曾报道:有一辆小车载人后停在水平放置的地磅上时,左前轮、右前轮、左后轮、右后轮对地磅的压力分别为50N、100N、60N、120N。假设该小车四个轮子的轴心围成一个长方形,O为几何中心,AB、CD为两条对称轴,如图所示。若再在车上放一重物,能使整辆车所受重力的作用线通过O点,则该重物的重心应落在( )
A. AOC区域上 B. BOC区域上 C. BOD区域上 D. AOD区域上
12. 如图所示,放在水平地面上的圆柱体 A、B高度相等,A的密度小于B的密度。若在两物体上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余部分的质量相等,则剩余部分的厚度 、及切去部分质量 与的关系是( )
A. 若 ,则可能大于 B. 若,则一定大于
C. 若,则可能大于 D. 若,则一定大于
第II卷(非选择题共76分)
13. 如图所示,锐颖同学在“用天平和量筒测量盐水密度”的实验中,用天平测出空烧杯的质量为29g,在烧杯中倒入适量的盐水,测出烧杯和盐水的总质量如图甲所示,则盐水的质量为______g。再将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,如图乙所示,盐水的密度为______kg/m3,此测量结果比真实值偏______(选填“大”或“小”)。
14. 两端开口的玻璃管,下端套有扎紧的气球,管中装有适量水,处于竖直静止状态(如图甲)。手握管子突然______(选填“向上”或“向下”)运动时,气球突然变大(如图乙),该现象的产生是由于______具有惯性。
15. “碳海绵”是一种新型材料,将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,说明“碳海绵”的_____好。室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂,表明纳米铜具有良好的_____(选填“硬度”或“延展性”)。
16. 为节能减排,建筑上普遍采用空心砖替代实心砖,如图所示。已知每块空心砖的质量是2.1kg,体积是。若砖的密度是,每块空心砖空心部分的体积是 ________ cm3,生产每块空心砖比同规格的实心砖可节省材料的质量是 ________ kg。
17. 如图所示是学生喜欢喝的AD钙奶,奶的密度为,包装盒上标注了净含量,瓶中所装AD钙奶的质量为_____。若将此瓶AD钙奶喝掉一半以后,剩余AD钙奶的密度将_____(变大/变小/不变)。
18. 两个相同的瓶子中分别装入A、B两种不同的液体,放在已调节平衡的天平上,调节游码后如图所示,天平仍然平衡,瓶中液体的质量mA___________mB,液体密度ρA___________ρB(两空均选填“>”、“<”或“=”)。某物质C的密度与体积的关系如图乙所示,图中阴影部分的面积表示的物理量是___________。
19. 如图甲所示,物块A重20N,B重5N,用100N的水平推力F将A压在竖直墙上。若A和B一起匀速下滑时,A受到的摩擦力大小为__________N;若推力F保持不变,取走物体B,如图乙所示,物体A继续下滑时受到的摩擦力___________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
20. 两个相同规格的弹簧测力计以如图(1)所示方式悬挂一个重物,上面弹簧测力计(甲)的示数和下面弹簧测力计(乙)的示数分别为F1和F2。当对弹簧测力计甲施加大小为F的竖直拉力,使整个装置沿竖直向下做匀速运动时如图(2)所示,弹簧测力计甲和乙的示数分别为F3和F4。则F1________F2________F4(前两空均填“大于”“小于”或“等于”),表示F、F3、和F4三者关系的等式为F=________。(不考虑空气的作用)
21. 在综合实践活动中,小宇利用刻度尺、弹簧、细线、圆柱形薄壁小桶制成了液体密度秤。弹簧未挂小桶在竖直放置时的长度为5,其受到的拉力每增大0.2N,长度就增加1。(本题中弹簧伸长均在弹性限度内,g取10,)
(1)在弹簧下端挂上空桶时,指针位置如图1所示,小桶的重力为________N;
(2)在小桶内装满水时,指针位置如图2所示,则小桶的容积为________;将小桶中的水缓缓抽出,当指针对准刻度为20时,在小桶上液面处标记为a(如图3所示);此时小宇在刻度尺上20刻度线处标记了1.0;
(3)将小桶中的水倒净,再装入另一未知液体到标记a处,此时指针对准22刻度处,则该未知液体的密度为________;将桶中液体更换为不同密度的液体,重复上述实验;小宇对本实验原理进行了进一步分析,从而得到弹簧总长度L与被测液体的密度之间的函数关系,则符合此关系的应是图4中的图线________(①/②/③);
(4)图3所示密度秤的测量范围是________,分度值是________,若适当降低标准线a的位置,则该密度秤的测量范围________(变小/不变/变大)。
三、解答题(本题共10小题,共计50分,其中第23-24题需要写出必要的解答过程)
22. 按照题目要求作图:
(1)如图甲所示,悬挂在课桌旁的文具袋静止在空中。请画出文具袋在空中静止时的受力示意图。
(2)如图乙,水平面上的木块被弹簧弹离后,经过向右运动最后停下。画出木块在位置时受力的示意图。
(3)如图丙,将小球斜向右上方抛出,小球在空中运动轨迹如图所示。若小球到达最高点时,所有外力完全消失。请用虚线画出小球可能的运动轨迹。
23. 电动微型轿车质量为600kg(包含驾驶员),匀速直线行驶时受到阻力恒为轿车总重的0.1倍(取10N/kg)。求:
(1)轿车受到的总重力;
(2)轿车匀速直线行驶时的牵引力。
24. 夏季天气炎热,人们爱喝清凉爽口的冰镇可乐,所以会自行在家冰一些喝。可是,有人说玻璃瓶可乐在冰镇过程中会破裂,有的甚至会直接爆炸,这是真的吗?可乐中的水分含量很高,放在冷冻室时,在冰镇过程中可乐结冰之后体积会增大,有可能会引起玻璃瓶破裂。小明同学取来一个的空玻璃瓶装满水。(,,取)求:
(1)如果这些水全部结成冰后体积是多少?
(2)忽略瓶身因受冷而收缩,事先应该倒掉多少的水,瓶中的水结冰后恰好充满整个玻璃瓶?
25. 在探究“二力平衡的条件”的实验中,小刚同学采用的实验装置如图甲所示,小华同学采用的实验装置如图乙所示(硬纸片的重力忽略不计)。
(1)当物体处于静止状态或_____状态时,它受到的力是相互平衡的。
(2)甲方案中,在左端放上重物,右端放上的重物时,小车静止;此时小车受到的_____(选填“一定是”或“一定不是”)平衡力。这两个实验装置中,装置_____(选填“甲”或“乙”)更科学。
(3)小红同学也用硬纸板对同一问题进行了探究,但她在组装支架上装配的两个滑轮不在同一高度如图丙所示,你认为_____(选填“能”或“不能”)用小红的装置进行试验。
26. 【实验名称】探究阻力对物体运动的影响。
【实验器材】斜面、木板、毛巾、棉布和小车。
【实验步骤】A.将棉布铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。B.取下棉布,将毛巾铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。C.取下毛巾,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
(1)以上操作中错误的一次是_____(选填“A”或“B”或“C”)。
(2)小明仔细分析实验目的,他决定铺在水平面上的材料顺序合理的是( )
A. 毛巾→棉布→木板
B. 棉布→木板→毛巾
C. 木板→毛巾→棉布
(3)如图丁所示的是小车在不同水平面上运动时速度与时间的关系图像,其中表示小车在毛巾表面上运动的是图线_____(选填“a”或“b”或“c”)。
【分析与论证】
(4)根据实验结果可以得出:水平面越光滑,小车运动的路程越长,小车受到的阻力越小,速度减小得越_____,(选填“快”或“慢”)。进一步推理得出:如果运动物体不受力时,它将在水平面上_____。
27. 在探究“重力的大小跟质量的关系”时,利用如图甲所示的装置进行实验。
(1)在此实验中,需要的测量工具是弹簧测力计和_____。
(2)测量物体的重力时,应将物体挂在弹簧测力计的下端并让它处于静止状态,这时弹簧测力计的示数等于物体的_____大小。
(3)图乙是根据测量数据绘制的图像,由图像可知:_____。
(4)铅垂线利用了重力的方向总是_____的原理,图丙所示的墙壁向_____(左/右)倾斜。
28. 在探究“滑动摩擦力大小与压力的关系”实验中,小明选取了如下实验器材:长木板、木块、砝码(1个)、棉布、毛巾、弹簧测力计。
(1)此实验是根据_____原理测出摩擦力大小。
(2)开始拉木块时,拉力增大,但木块仍然静止,木块所受的摩擦力_____(选填“变大”或“变小”或“不变”)。
(3)匀速直线拉动木块,弹簧测力计的示数如图甲所示,为_____。
(4)在木块上放上一个砝码,然后匀速直线拉动木块,弹簧测力计示数如图乙所示。通过甲、乙两次实验得出的结论是_____。
(5)小明利用如图丙装置探究“滑动摩擦力大小是与压力有关,还是与重力有关?”这一问题,实验步骤和数据记录如表:
实验步骤
台式测力计示数F/N
金属盒重力G/N
弹簧测力计示数f/N
①把金属盒放在质量不计的白纸上,在拉动白纸的过程中读出测力计的示数
4.8
4.8
1.9
②将质量不计的氢气球系在金属盒上,重复步骤①的实验
3.2
4.8
1.2
③氢气球仍系在金属盒上,往金属盒加入适量的沙子,使台式测力计的示数为,再重复步骤步骤①的实验
4.8
6.4
1.9
a.实验中拉动白纸而不是金属盒的好处是_____。(写出一种即可)
b.实验步骤②使用氢气球是为了改变_____(选填“金属盒对纸的压力”或“金属盒的重力”)。
c.根据实验步骤②、③的数据_____(选填“能”或“不能”)说明摩擦力大小与压力有关。
d.要分析摩擦力大小与重力大小是否有关,应选择实验步骤_____两组数据进行分析。
29. 现有一瓶饮料,小明用托盘天平、烧杯和已知密度为的金属块测出了饮料的密度。
(1)用调好平衡的天平测出金属块的质量;
(2)把金属块放入空烧杯中,往烧杯中倒入适量饮料,使金属块浸没在饮料中,在烧杯液面位置做好标记。测出此时瓶和饮料的总质量为:
(3)取出金属块,放在台面上。往烧杯中倒饮料,直至液面到达标记处,测出此时_____的总质量为;
(4)饮料的密度_____(用符号表示)。金属块取出时带走部分饮料,测量结果_____(偏大/偏小/不变)。
30. 2023年12月3日晋江马拉松赛以“畅跑海丝路,晋马世遗情”为主题。小明和小晋同学设计了两种方案来测量本次马拉松奖牌的密度。
方案一:
器材:天平、量筒、水、大烧杯、小烧杯A、细线(质量和体积均不计)。
(1)小明先将天平放在水平桌面上,游码置于 ___________,发现指针指向分度盘中线左侧,此时应将平衡螺母向 ___________调节,使天平在水平位置平衡;
(2)接着他按如图1甲所示的方法来称量奖牌的质量,其中有两个错误:
①___________;
②奖牌和砝码放错盘。
(3)改正错误后,正确测出的奖牌质量如图1乙,奖牌的质量为 ___________g;
(4)在测体积时,小明将一个大烧杯倾斜放置后,往大烧杯中加水,再将奖牌用细线慢慢地浸没在大烧杯的水中,并用空的小烧杯A接住溢出来的水;接着将小烧杯A中的水倒入量筒测出溢出水的体积如图1丁,奖牌的体积为 ___________cm3;则奖牌的密度是 ___________g/cm3;分析测量过程可知小明所测的密度值 ___________(填“偏大”或“偏小”)。
方案二:
器材:电子秤、烧杯、水。
小明和小晋用电子秤测量奖牌的密度步骤如图2甲、乙、丙、丁所示。
(5)小明在记录数据时忘了记录图丙步骤的数据,小晋思考后发现,只需要图甲、乙、丁图的数据就能计算出奖牌的密度ρ奖牌=___________g/cm3。
31. 阅读探究:
神奇的“大力士”——形状记忆合金起重机
形状记忆合金起重机具有动力大、噪声小等优点,在生活中有着广泛应用。形状记忆合金是由两种及以上金属元素所构成的材料。形状记忆合金起重机的动力主要来自形状记忆合金,如图甲所示,常温下发生形变的记忆合金。在受热超过某一温度时,完全恢复到原来的形状,此过程中产生很大的力,将重物提起。依据不同记忆合金材料特性,可制成记忆压缩弹簧和记忆拉伸弹簧。如图乙所示为记忆压缩弹簧,在常温时较小的外力即可使其处于压缩状态,在高温时会自动恢复到原来的伸长状态。记忆拉伸弹簧则与其不同,在常温时较小的外力可使其处于伸长状态,在高温时会自动恢复到原来的压缩状态记忆弹簧恢复原状时所产生的弹力远比普通弹簧大。
(1)形状记忆合金是由___________种及以上金属元素所构成的材料;
(2)对记忆拉伸弹簧来说,高温状态长度比低温状态___________(选填“长”或“短”);
(3)如图丙是一个简易的阀门,为了可以控制浴室水管的水温:在热水温度过高时通过“记忆”功能,调节或关闭水供水管道,避免烫伤。则记忆弹簧应选用___________(选填“记忆压缩弹簧”或“记忆拉伸弹簧”)。
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2024-2025学年第二学期期中考试试卷
初二年级物理学科
注意事项:
1.本试卷满分100分,考试时间100分钟:
2.所有的答案均应书写在答题卷上,按照题号顺序答在相应的位置,超出答题区域书写的答案无效;书写在试题卷上、草稿纸上的答案无效:
3.字体工整,笔迹清楚。保持答题纸卷面清洁。
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题给出的选项中只有一个选项符合题意)
1. 在学习和生活中,我们要善于发现。下列物理量估测的数据,你认为不符合实际的是( )
A. 一名中学生的重力约为500N B. 一桶4L 矿泉水的重力约为40N
C. 一本物理书的重力约为2N D. 一个鸡蛋的重力约为5N
【答案】D
【解析】
【详解】A.一名中学生的质量约为50kg,所受的重力约为G=mg=50kg×10N/kg=500N
故A不符合题意;
B.一桶4L 矿泉水的质量为m=ρV=1.0×103kg/m3×4×10-3m3=4kg
重力约为G=mg=4kg×10N/kg=40N
故B不符合题意;
C.一本物理书的质量约为200g,所受的重力约为G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
故C不符合题意;
D.一个鸡蛋的质量约为50g,所受的重力约为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
故D符合题意。
故选D。
2. 如图所示,在提袋子的过程中,人手受到一个向下的拉力,这个力的施力物体是( )
A. 人 B. 绳子 C. 袋子 D. 地球
【答案】B
【解析】
【详解】在提袋子的过程中,手与绳子接触,人手受到一个向下的拉力,这个力的施力物体是绳子,即绳子给手施加一个向下的拉力。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3. 下列实例中为了增大摩擦的是( )
A. 图甲:机器上安装滚动轴承
B. 图乙:瓶盖上有凹凸不平的条纹
C. 图丙:给门轴的合页加润滑剂
D. 图丁:气垫船脱离水面
【答案】B
【解析】
【详解】A.机器上安装滚动轴承是通过将滑动摩擦变为滚动摩擦来减小摩擦力,故A不符合题意;
B.瓶盖上有凹凸不平的条纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B符合题意;
C.给门轴的合页加润滑剂是通过使接触面分离来减小摩擦力,故C不符合题意;
D.气垫船脱离水面是通过使接触面分离来减小摩擦力,故D不符合题意
故选B。
4. 如图所示,用水平向右的拉力匀速拉动物块时,物块静止不动,此时弹簧测力计的示数为,则物块所受摩擦力的大小及方向为( )
A. ,水平向右 B. ,水平向左
C. ,水平向左 D. ,水平向右
【答案】D
【解析】
【详解】物块B静止不动,受平衡力作用;以B为研究对象,在水平方向上B受到弹簧测力计对它向左的拉力和物体A对它的摩擦力作用,二力的大小相等、方向相反,所以B所受摩擦力大小为f=F示=4N
方向水平向右,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5. 推理计算是物理重要的研究方法,图象常来分析两个量之间的关系,以使研究的问题变得直观明了。下列两个量之间的关系符合如图所示的是( )
A. 物质的密度与质量的关系
B. 同种物质质量与体积的关系
C. 做匀速直线运动的物体,速度与时间的关系
D. 在一定范围内,弹簧的长度与所受拉力的关系
【答案】B
【解析】
【详解】图示中,所作出的图线是一条过原点的直线,所以两个量成正比;
AB.同一物质,其质量与体积成正比,而密度保持不变,故A不符合题意,B符合题意;
C.做匀速直线运动的物体,速度保持不变,速度与时间之比不成正比,故C不符合题意;
D.在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比,故D不符合题意。
故选B。
6. 如图所示是小明用频闪照相机拍摄的小球在不同运动状态下的照片,其中小球受到平衡力的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】运动的物体在受平衡力时,保持匀速直线运动状态,匀速直线运动指经过的路线是直线,速度不变的运动。
A.轨迹是曲线,处于非平衡状态,受非平衡力作用,故A不符合题意;
B.轨迹是直线,在相同的时间内经过的路程相同,速度是不变的,说明物体做匀速直线运动,处于平衡状态,受平衡力作用,故B符合题意;
C.轨迹是直线,速度是变化的,处于非平衡状态,受非平衡力作用,故C不符合题意;
D.轨迹是直线,速度是变化的,处于非平衡状态,受非平衡力作用,故D不符合题意。
故选B。
7. 关于下列图片(如图),说法正确的是( )
A. 甲图中,快速拉出桌布,茶具在惯性力的作用下留在桌面
B. 乙图中,人受到的重力和地面对人的支持力是一对平衡力
C. 丙图中,经过努力没提起杠铃,说明人对杠铃的拉力小于杠铃所受的拉力
D. 丁图中,划船时,使船前进的力的施力物体是水
【答案】D
【解析】
【详解】A.快速拉出桌布,茶具由于惯性留在桌面,惯性是物体总有保持原有运动状态不变的性质,不是力,不能说成受惯性力,故A错误;
B.地面对人的支持力等于自身的重力和物体的重力之和,大于人受到的重力,两个力的大小不相等,不是一对平衡力,故B错误;
C.对杠铃受力分析可知,杠铃受到竖直向上的支持力、人施加的拉力和竖直向下的重力,人的拉力和支持力之和等于杠铃的重力,根据力的平衡条件可知,杠铃所受拉力小于重力,故C错误;
D.划船时,船桨对水向后的作用力,由力的作用相互性可知,水对船桨一个向前的作用力,使船前进的力的施力物体是水,故D正确。
故选D。
8. 在测量液体密度的实验中,小科利用天平和烧杯测量出液体和量杯的总质量m及液体的体积V,得到几组数据并绘出如图所示的图像,则下列说法正确的是( )
A. 烧杯质量为
B. 的该液体质量为
C. 该液体的密度为
D. 换用不同质量的量杯重做上述实验,得到的图像不会改变
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.设烧杯的质量为m杯,当液体体积V1=20cm3,液体和烧杯的总质量m1=40g,则m1=ρV1+m杯
即40g=ρ×20cm3+m杯①
当液体体积V2=80cm3,液体和烧杯的总质量m2=100g,则m2=ρV2+m杯
即100g=ρ×80cm3+m杯②
由①和②得到ρ=1g/cm3,m杯=20g,当液体体积V′=40cm3时,液体的质量m′=ρV′=1g/cm3×40cm3=40g
故AC错误,B正确;
D.用不同质量的量杯重做上升实验,当体积为零时,对应的质量不同,得到的图像会改变,故D错误。
故选B。
9. 如图所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球。当小车和小球相对静止,一起在水平面上做匀速直线运动时,下列说法正确的是( )
A. 细绳一定对小球有拉力的作用
B. 轻弹簧一定对小球有弹力的作用
C. 细绳对小球可能有拉力,可能没有拉力
D. 细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力
【答案】B
【解析】
【详解】如果小球受到弹簧弹力和绳子拉力作用,则弹簧弹力方向向上,绳子拉力会在水平方向有分力,使得小球的加速度不为零;所以小车处于匀速直线运动时,弹簧的弹力F等于重力,绳子拉力为零,故B正确、ACD错误。
故选B。
10. 一个薄壁的瓶子内装满某种液体,已知液体的质量为m,小明同学想测出液体的密度,他用刻度尺测得瓶子高度为L,瓶底的面积为S,然后倒出部分液体(约小半瓶,正立时近弯处),测出液面高度,然后堵住瓶口,将瓶倒置,测出液面高度,则液体的密度为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由图示知,倒出部分液体后,剩余液体的体积V剩=SL1,将瓶倒置,无液体部分的体积
瓶的容积,即装满液体时,液体的体积
液体的密度
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11. CCTV科教频道曾报道:有一辆小车载人后停在水平放置的地磅上时,左前轮、右前轮、左后轮、右后轮对地磅的压力分别为50N、100N、60N、120N。假设该小车四个轮子的轴心围成一个长方形,O为几何中心,AB、CD为两条对称轴,如图所示。若再在车上放一重物,能使整辆车所受重力的作用线通过O点,则该重物的重心应落在( )
A. AOC区域上 B. BOC区域上 C. BOD区域上 D. AOD区域上
【答案】A
【解析】
【详解】先进行前后比较:两前轮的压力
50N+100N=150N
两后轮的压力
60N+120N=180N
即两前轮的压力小于两后轮的压力,所以物体应放在前半部。
再进行左右比较:两左轮的压力
50N+60N=110N
两右轮的压力
100N+120N=220N
即两左轮的压力小于两右轮的压力,所以物体应放在左半部。
综上所述,若再在车上放一重物,能使整辆车所受重力的作用通过O点,则该重物的重心应落在左前部,即AOC区域上。故A符合题意,BCD不符合题意。
12. 如图所示,放在水平地面上的圆柱体 A、B高度相等,A的密度小于B的密度。若在两物体上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余部分的质量相等,则剩余部分的厚度 、及切去部分质量 与的关系是( )
A. 若 ,则可能大于 B. 若,则一定大于
C. 若,则可能大于 D. 若,则一定大于
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据
当剩余质量一样时,若
则
切去部分仍然适用公式
因为高度相同,则切除部分的高度
切去部分的质量
所以一定小于,故AB不符合题意;
CD.根据
当剩余质量一样时,若
则
因为高度相同,切除部分的高度
切去部分的质量
则一定大于,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
第II卷(非选择题共76分)
13. 如图所示,锐颖同学在“用天平和量筒测量盐水密度”的实验中,用天平测出空烧杯的质量为29g,在烧杯中倒入适量的盐水,测出烧杯和盐水的总质量如图甲所示,则盐水的质量为______g。再将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,如图乙所示,盐水的密度为______kg/m3,此测量结果比真实值偏______(选填“大”或“小”)。
【答案】 ①. 33 ②. 1.1×103 ③. 大
【解析】
【详解】[1]由图甲知,烧杯和盐水的总质量为
m'=50g+10g+2g=62g
盐水的质量
m=m'-m杯=62g-29g=33g
[2]由乙图知,盐水的体积为30cm3,则盐水的密度
[3]向量筒中倒入盐水的过程中,烧杯中残留有盐水,使得测量的体积偏小,根据密度公式可知,密度偏大。
14. 两端开口的玻璃管,下端套有扎紧的气球,管中装有适量水,处于竖直静止状态(如图甲)。手握管子突然______(选填“向上”或“向下”)运动时,气球突然变大(如图乙),该现象的产生是由于______具有惯性。
【答案】 ①. 向上 ②. 水
【解析】
【详解】[1][2]根据题意可知,管子与水处于静止状态,手握管子突然向上运动时,管子与气球一起向上运动,管中的水由于惯性,保持原有的静止状态,水相对气球向下运动,则气球会突然变大。若手握管子突然向下运动时,管子与气球一起向下运动,管中的水由于惯性,保持原有的静止状态,水相对气球向上运动,气球不会变大。
15. “碳海绵”是一种新型材料,将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,说明“碳海绵”的_____好。室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂,表明纳米铜具有良好的_____(选填“硬度”或“延展性”)。
【答案】 ①. 弹性 ②. 延展性
【解析】
【详解】[1]材料被压缩后恢复原状,说明其发生的是弹性形变,故填“弹性”。
[2]室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长 50 倍而不断裂,材料在拉力作用下能够被拉长的这种性质表明纳米铜具有良好的延展性。
16. 为节能减排,建筑上普遍采用空心砖替代实心砖,如图所示。已知每块空心砖的质量是2.1kg,体积是。若砖的密度是,每块空心砖空心部分的体积是 ________ cm3,生产每块空心砖比同规格的实心砖可节省材料的质量是 ________ kg。
【答案】 ①. 600 ②. 0.9
【解析】
【详解】[1]根据可得,砖实心部分的体积
则每块空心砖空心部分的体积
[2]相当于空心部分体积的材料质量,即节省的材料质量
17. 如图所示是学生喜欢喝的AD钙奶,奶的密度为,包装盒上标注了净含量,瓶中所装AD钙奶的质量为_____。若将此瓶AD钙奶喝掉一半以后,剩余AD钙奶的密度将_____(变大/变小/不变)。
【答案】 ①. ②. 不变
【解析】
【详解】[1]瓶中所装AD钙奶的质量为
[2]密度是物质的一种特性,与质量无关,若将此瓶AD钙奶喝掉一半以后,剩余AD钙奶的密度将不变。
18. 两个相同的瓶子中分别装入A、B两种不同的液体,放在已调节平衡的天平上,调节游码后如图所示,天平仍然平衡,瓶中液体的质量mA___________mB,液体密度ρA___________ρB(两空均选填“>”、“<”或“=”)。某物质C的密度与体积的关系如图乙所示,图中阴影部分的面积表示的物理量是___________。
【答案】 ①. > ②. > ③. 质量
【解析】
【详解】[1]两个相同的瓶子中分别装入A、B两种不同的液体,放在已调节平衡的天平上,需向右调节游码才能使天平平衡,说明天平左盘中放入物体的质量大于右盘中放入物体的质量,即mA>mB。
[2]由图甲可知VA<VB,同时,由[1]可知mA>mB,根据密度公式可知,ρA>ρB。
[3]由图乙可知,阴影部分的面积可表示为ρV,而在物理学中m=ρV,所以图中阴影部分的面积表示的物理量是质量。
19. 如图甲所示,物块A重20N,B重5N,用100N的水平推力F将A压在竖直墙上。若A和B一起匀速下滑时,A受到的摩擦力大小为__________N;若推力F保持不变,取走物体B,如图乙所示,物体A继续下滑时受到的摩擦力___________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 ①. 25 ②. 不变
【解析】
【详解】[1]当A和B匀速下滑时,为平衡状态,受力平衡,A所受到的摩擦力等于A与B的重,所以摩擦力为
[2]根据影响摩擦力的因素知,将B取走,F保持不变时,物体A与墙面的压力和接触面的粗糙程度不变,A与墙面的摩擦力不变,仍为25N。
20. 两个相同规格的弹簧测力计以如图(1)所示方式悬挂一个重物,上面弹簧测力计(甲)的示数和下面弹簧测力计(乙)的示数分别为F1和F2。当对弹簧测力计甲施加大小为F的竖直拉力,使整个装置沿竖直向下做匀速运动时如图(2)所示,弹簧测力计甲和乙的示数分别为F3和F4。则F1________F2________F4(前两空均填“大于”“小于”或“等于”),表示F、F3、和F4三者关系的等式为F=________。(不考虑空气的作用)
【答案】 ①. 大于 ②. 等于 ③. 2F3-F4
【解析】
【详解】[1][2]设两个相同规格的弹簧测力计重力为G,物体的重力为G',由图可知,乙弹簧测力计的挂钩上都悬挂重物,即
F2=F4=G'
挂在墙上的甲弹簧测力计的挂钩上悬挂一个弹簧测力计和一个重物,则
F1=G+G'
故F1大于F2,F2等于F4。
[3]如图所示,先运用整体思想,整个装置沿竖直向下做匀速运动,故整个装置受力平衡,将弹簧测力计(甲)和弹簧测力计(乙)及重物看作是整体,受力分析可得
F=G'+2G①
再利用分割思想,只看弹簧测力计(乙)及重物,受力分析可得
F3=F4+G②
下面的弹簧测力计的示数
F4=G'③
由①②③式可得
F=2F3-F4
21. 在综合实践活动中,小宇利用刻度尺、弹簧、细线、圆柱形薄壁小桶制成了液体密度秤。弹簧未挂小桶在竖直放置时的长度为5,其受到的拉力每增大0.2N,长度就增加1。(本题中弹簧伸长均在弹性限度内,g取10,)
(1)在弹簧下端挂上空桶时,指针位置如图1所示,小桶的重力为________N;
(2)在小桶内装满水时,指针位置如图2所示,则小桶的容积为________;将小桶中的水缓缓抽出,当指针对准刻度为20时,在小桶上液面处标记为a(如图3所示);此时小宇在刻度尺上20刻度线处标记了1.0;
(3)将小桶中的水倒净,再装入另一未知液体到标记a处,此时指针对准22刻度处,则该未知液体的密度为________;将桶中液体更换为不同密度的液体,重复上述实验;小宇对本实验原理进行了进一步分析,从而得到弹簧总长度L与被测液体的密度之间的函数关系,则符合此关系的应是图4中的图线________(①/②/③);
(4)图3所示密度秤的测量范围是________,分度值是________,若适当降低标准线a的位置,则该密度秤的测量范围________(变小/不变/变大)。
【答案】(1)1 (2)400
(3) ①. 1.2 ②. ②
(4) ①. 0~2 ②. 0.1 ③. 变大
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,弹簧受到的拉力每增大0.2N,长度增加1cm,弹簧未挂小桶竖直放置时的长度为5cm,由图1可知,弹簧下端挂上小桶时,弹簧伸长的长度为
则小桶的重力为
【小问2详解】
由图2可知,小桶内装满水时,弹簧比图1中又伸长
因此可知小桶内水的重力为
小桶内装满水时,水的质量为
小桶内水的体积为
因此小桶的容积为
【小问3详解】
[1]将小桶中的水缓缓抽出,当指针对准刻度20cm时,弹簧比图1中伸长
小桶中水的重力为
小桶中此时水的质量为
小桶中此时水的体积为
小桶中的水倒干净,再装入另一种未知液体到标记a处时,小桶中液体的体积为,此时指针对准22cm处,由此可知,小桶中液体的重力为
液体的质量为
液体的密度为
[2]弹簧的伸长量与所受的拉力成正比,即伸长量与小桶中液体的重力成正比,因此可得
其中、V=200cm3、g是定值,弹簧的总长度为
因此L是ρ的一次函数,由于常数项不为零,故①不符合题意;因为一次项系数kVg大于零,故③不符合题意;因此符合L与ρ关系的应该是图4中的图像②。
【小问4详解】
[1]图3中密度秤中所装液体的最大重力为
所装液体的最大质量为
所测液体的最大密度为
因此图中密度秤的测量范围是0~2g/cm3。
[2]刻度尺上的分度值为1cm,对应的液体重力为
对应每一个分度值的液体质量为
对应每一个分度值的密度为
[3]若适当降低标准线a的位置,小桶内液体的体积减小,在弹簧的最大伸长量不变时,液体的最大重力不变,根据公式可知,小桶内液体的体积减小,可以测量的最大液体密度变大,则该密度秤的测量范围变大。
三、解答题(本题共10小题,共计50分,其中第23-24题需要写出必要的解答过程)
22. 按照题目要求作图:
(1)如图甲所示,悬挂在课桌旁的文具袋静止在空中。请画出文具袋在空中静止时的受力示意图。
(2)如图乙,水平面上的木块被弹簧弹离后,经过向右运动最后停下。画出木块在位置时受力的示意图。
(3)如图丙,将小球斜向右上方抛出,小球在空中运动轨迹如图所示。若小球到达最高点时,所有外力完全消失。请用虚线画出小球可能的运动轨迹。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
首先明确文具袋的状态:文具袋静止在空中,处于平衡状态。
然后对文具袋进行受力分析:它受到竖直向下的重力G,同时受到绳子对它竖直向上的拉力F,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
先确定文具袋的重心,然后沿竖直向下画一条带箭头的线段表示重力G,沿竖直向上画一条等长的带箭头的线段表示拉力F,如图所示
【小问2详解】
分析木块的运动状态和受力情况:
木块在水平面上向右运动,由于它与水平面之间存在摩擦,所以会受到水平向左的摩擦力f;
在竖直方向上,木块受到竖直向下的重力G和水平面对它竖直向上的支持力F,持这两个力是一对平衡力,大小相等。
确定木块的重心,沿水平向左画一条带箭头的线段表示摩擦力f,沿竖直向下画一条带箭头的线段表示重力G,沿竖直向上画一条与重力等长的带箭头的线段表示支持力F,如图所示
【小问3详解】
依据牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
分析小球在最高点的运动状态:
小球斜向右上方抛出,到达最高点A时,在水平方向上有向右的速度。当所有外力完全消失时,小球由于惯性,将保持原来水平方向的速度做匀速直线运动。
画出运动轨迹:从A点开始,沿水平向右画一条虚线表示小球可能的运动轨迹,如图所示
23. 电动微型轿车质量为600kg(包含驾驶员),匀速直线行驶时受到阻力恒为轿车总重的0.1倍(取10N/kg)。求:
(1)轿车受到的总重力;
(2)轿车匀速直线行驶时的牵引力。
【答案】(1)
6000N (2)
600N
【解析】
【小问1详解】
轿车总重力
【小问2详解】
阻力为总重力的0.1倍,则阻力为
当匀速直线行驶时,牵引力F牵等于阻力f,则牵引力
24. 夏季天气炎热,人们爱喝清凉爽口的冰镇可乐,所以会自行在家冰一些喝。可是,有人说玻璃瓶可乐在冰镇过程中会破裂,有的甚至会直接爆炸,这是真的吗?可乐中的水分含量很高,放在冷冻室时,在冰镇过程中可乐结冰之后体积会增大,有可能会引起玻璃瓶破裂。小明同学取来一个的空玻璃瓶装满水。(,,取)求:
(1)如果这些水全部结成冰后体积是多少?
(2)忽略瓶身因受冷而收缩,事先应该倒掉多少的水,瓶中的水结冰后恰好充满整个玻璃瓶?
【答案】(1)500cm3; (2)45g
【解析】
【小问1详解】
玻璃瓶装满水时水的体积V水=450mL=450cm3=450×10−6m3
水的质量 m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×450×10−6m3=0.45kg=450g
水结冰后质量不变,即m冰=m水=0.45kg
水全部结成冰后体积
【小问2详解】
设事先倒掉水的质量为Δm,则剩余水的质量m剩=m水−Δm,剩余水结冰后的体积V冰′=V水=450cm3
因为剩余水结冰后质量不变,即m冰′=m剩=m水−Δm
根据密度公式可得 m水−Δm=ρ冰V冰′ 。代入数据可得450g−Δm=0.9g/cm3×450cm3
解得Δm=45g。
25. 在探究“二力平衡的条件”的实验中,小刚同学采用的实验装置如图甲所示,小华同学采用的实验装置如图乙所示(硬纸片的重力忽略不计)。
(1)当物体处于静止状态或_____状态时,它受到的力是相互平衡的。
(2)甲方案中,在左端放上重物,右端放上的重物时,小车静止;此时小车受到的_____(选填“一定是”或“一定不是”)平衡力。这两个实验装置中,装置_____(选填“甲”或“乙”)更科学。
(3)小红同学也用硬纸板对同一问题进行了探究,但她在组装支架上装配的两个滑轮不在同一高度如图丙所示,你认为_____(选填“能”或“不能”)用小红的装置进行试验。
【答案】(1)匀速直线运动
(2) ①. 一定是 ②. 乙
(3)能
【解析】
【小问1详解】
根据力学知识,当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,它所受的力是相互平衡的。这是平衡状态的定义。
【小问2详解】
[1][2]小车静止,此时小车受到的一定是平衡力;小车受到向左2N的拉力,向右1.5N的拉力,此时小车还受到桌面对它的摩擦力作用,在这三个力作用下处于平衡状态,即这三个力是平衡力, 乙装置更合理,因为乙装置中小车与桌面间属于滚动摩擦,比滑动摩擦小得多,可以减小摩擦力对实验的影响。
【小问3详解】
因为左右两侧各通过一个定滑轮,定滑轮的位置虽然不等高,但是当两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一个物体上时,硬纸片还是处于静止状态,照样能完成实验。
26. 【实验名称】探究阻力对物体运动的影响。
【实验器材】斜面、木板、毛巾、棉布和小车。
【实验步骤】A.将棉布铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。B.取下棉布,将毛巾铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。C.取下毛巾,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
(1)以上操作中错误的一次是_____(选填“A”或“B”或“C”)。
(2)小明仔细分析实验目的,他决定铺在水平面上的材料顺序合理的是( )
A. 毛巾→棉布→木板
B. 棉布→木板→毛巾
C. 木板→毛巾→棉布
(3)如图丁所示的是小车在不同水平面上运动时速度与时间的关系图像,其中表示小车在毛巾表面上运动的是图线_____(选填“a”或“b”或“c”)。
【分析与论证】
(4)根据实验结果可以得出:水平面越光滑,小车运动的路程越长,小车受到的阻力越小,速度减小得越_____,(选填“快”或“慢”)。进一步推理得出:如果运动物体不受力时,它将在水平面上_____。
【答案】(1)B (2)A
(3)c (4) ①. 慢 ②. 做匀速直线运动
【解析】
【小问1详解】
在探究阻力对物体运动的影响实验中,要控制小车到达水平面时的初速度相同,应让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,且只改变水平面的粗糙程度。操作B中在斜面上铺毛巾,改变了小车下滑时的受力情况,导致小车到达水平面时的初速度与 A、C两次不同,不符合控制变量法的要求,所以错误的一次是B。
【小问2详解】
为了使实验效果更明显,且能体现出阻力逐渐减小的过程,应按照接触面粗糙程度从大到小的顺序进行实验,毛巾表面最粗糙,棉布次之,木板最光滑,所以铺在水平面上的材料顺序合理的是毛巾→棉布→木板,故BC不符合题意,A符合题意。
故选A。
【小问3详解】
毛巾表面最粗糙,小车在毛巾表面受到的阻力最大,速度减小得最快。观察图丁,图线c速度减小最快,所以表示小车在毛巾表面上运动的是图线c。
【小问4详解】
[1][2]根据实验结果,水平面越光滑,小车运动的路程越长,即小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。进一步推理,当运动物体不受力时,即阻力为零,它将在水平面上做匀速直线运动。
27. 在探究“重力的大小跟质量的关系”时,利用如图甲所示的装置进行实验。
(1)在此实验中,需要的测量工具是弹簧测力计和_____。
(2)测量物体的重力时,应将物体挂在弹簧测力计的下端并让它处于静止状态,这时弹簧测力计的示数等于物体的_____大小。
(3)图乙是根据测量数据绘制的图像,由图像可知:_____。
(4)铅垂线利用了重力的方向总是_____的原理,图丙所示的墙壁向_____(左/右)倾斜。
【答案】(1)天平 (2)重力
(3)物体所受的重力跟它的质量成正比。
(4) ①. 竖直向下 ②. 左
【解析】
【小问1详解】
做“探究重力的大小跟质量的关系”实验时,需测量质量和重力,测量重力使用弹簧测力计,而测量质量则需要使用天平。
【小问2详解】
当物体挂在弹簧测力计的下端并处于静止状态时,物体受到竖直向下的重力和竖直向上的弹簧测力计的拉力,这两个力是一对平衡力, 根据二力平衡的条件可知,此时弹簧测力计的示数等于物体的重力大小。
【小问3详解】
图乙是根据测量数据绘制的图像,图线为一条过原点的倾斜直线。由图像可知:物体所受的重力跟它的质量成正比。
【小问4详解】
[1][2]铅垂线利用了重力的方向总是竖直向下的原理。图丙中,铅垂线与竖直方向重合,而墙壁与铅垂线不重合,且墙壁在铅垂线的右侧,所以墙壁向左倾斜。
28. 在探究“滑动摩擦力大小与压力的关系”实验中,小明选取了如下实验器材:长木板、木块、砝码(1个)、棉布、毛巾、弹簧测力计。
(1)此实验是根据_____原理测出摩擦力大小。
(2)开始拉木块时,拉力增大,但木块仍然静止,木块所受的摩擦力_____(选填“变大”或“变小”或“不变”)。
(3)匀速直线拉动木块,弹簧测力计的示数如图甲所示,为_____。
(4)在木块上放上一个砝码,然后匀速直线拉动木块,弹簧测力计示数如图乙所示。通过甲、乙两次实验得出的结论是_____。
(5)小明利用如图丙装置探究“滑动摩擦力大小是与压力有关,还是与重力有关?”这一问题,实验步骤和数据记录如表:
实验步骤
台式测力计示数F/N
金属盒重力G/N
弹簧测力计示数f/N
①把金属盒放在质量不计的白纸上,在拉动白纸的过程中读出测力计的示数
4.8
4.8
1.9
②将质量不计的氢气球系在金属盒上,重复步骤①的实验
3.2
4.8
1.2
③氢气球仍系在金属盒上,往金属盒加入适量的沙子,使台式测力计的示数为,再重复步骤步骤①的实验
4.8
6.4
1.9
a.实验中拉动白纸而不是金属盒的好处是_____。(写出一种即可)
b.实验步骤②使用氢气球是为了改变_____(选填“金属盒对纸的压力”或“金属盒的重力”)。
c.根据实验步骤②、③的数据_____(选填“能”或“不能”)说明摩擦力大小与压力有关。
d.要分析摩擦力大小与重力大小是否有关,应选择实验步骤_____两组数据进行分析。
【答案】(1)二力平衡
(2)变大 (3)2.2
(4)在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
(5) ①. 不需要金属盒做匀速直线运动,便于操作,同时弹簧测力计示数稳定,便于读数。 ②. 金属盒对纸的压力 ③. 不能 ④. ①③
【解析】
【小问1详解】
当沿水平方向拉着物体做匀速直线运动时,物体在水平方向上受到平衡力的作用。根据二力平衡条件,此时拉力大小等于摩擦力大小,所以此实验是根据二力平衡原理测出摩擦力大小。
【小问2详解】
开始拉木块时,木块仍然静止,木块处于平衡状态,水平方向受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,这两个力大小相等。因为拉力增大,所以木块所受的摩擦力变大。
【小问3详解】
观察如图弹簧测力计,其分度值为0.2N,指针指在2N刻度后1格处,所以示数为2.2N。
【小问4详解】
观察甲、乙图,接触面粗糙程度相同,在木块上放上一个砝码后压力增大,同时弹簧测力计示数增大,即摩擦力增大。所以通过甲、乙两次实验得出的结论是:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
【小问5详解】
[1]实验中拉动白纸而不是金属盒,金属盒始终处于静止状态,受到的是平衡力的作用。这样操作不需要金属盒做匀速直线运动,便于操作,同时弹簧测力计示数稳定,便于读数。
[2]实验步骤②使用氢气球,氢气球会对金属盒产生向上的拉力,从而使金属盒对纸的压力减小,而金属盒的重力不变。所以使用氢气球是为了改变金属盒对纸的压力。
[3]实验步骤②、③的数据,物体的重力和压力都不相同,没有控制重力不变,根据实验步骤②、③的数据不能说明摩擦力大小与压力有关。
[4]要分析摩擦力大小与重力大小是否有关,需要控制压力大小相同,改变重力大小。观察实验步骤①③,金属盒对纸的压力都是4.8N,即压力大小相同,而金属盒的重力不同。所以应选择实验步骤①③两组数据进行分析。
29. 现有一瓶饮料,小明用托盘天平、烧杯和已知密度为的金属块测出了饮料的密度。
(1)用调好平衡的天平测出金属块的质量;
(2)把金属块放入空烧杯中,往烧杯中倒入适量饮料,使金属块浸没在饮料中,在烧杯液面位置做好标记。测出此时瓶和饮料的总质量为:
(3)取出金属块,放在台面上。往烧杯中倒饮料,直至液面到达标记处,测出此时_____的总质量为;
(4)饮料的密度_____(用符号表示)。金属块取出时带走部分饮料,测量结果_____(偏大/偏小/不变)。
【答案】 ①. 瓶和饮料 ②. ③. 偏大
【解析】
【详解】[1]在步骤(2)中已经测出了此时瓶和饮料的总质量为m2,在步骤(3)中,取出金属块后往烧杯中倒饮料,直至液面到达标记处,此时需要再次测量瓶和饮料的总质量,这样才能通过两次质量的差值得到倒入烧杯中饮料的质量,所以横线处应填“瓶和饮料”。
[2]已知金属块的质量为m1,金属块的密度为ρ0,则金属块的体积。因为金属块浸没在饮料中时排开饮料的体积等于金属块的体积,则步骤(3)中倒入烧杯中饮料的体积等于金属块的体积V金。步骤(2)中瓶和饮料的总质量为m2,步骤(3)中瓶和饮料的总质量为m3,那么倒入烧杯中饮料的质量m饮料=m2−m3
根据密度公式可得饮料的密度
[3]将金属块从饮料中取出时,因为金属块上沾有少量的饮料,需要向烧杯中多倒一些饮料才能使液面到达标记处,所以测得瓶和剩余饮料的总质量m3偏小,而m1、ρ0、m2都是准确的,故由上面表达式可知测量结果将偏大。
30. 2023年12月3日晋江马拉松赛以“畅跑海丝路,晋马世遗情”为主题。小明和小晋同学设计了两种方案来测量本次马拉松奖牌的密度。
方案一:
器材:天平、量筒、水、大烧杯、小烧杯A、细线(质量和体积均不计)。
(1)小明先将天平放在水平桌面上,游码置于 ___________,发现指针指向分度盘中线左侧,此时应将平衡螺母向 ___________调节,使天平在水平位置平衡;
(2)接着他按如图1甲所示的方法来称量奖牌的质量,其中有两个错误:
①___________;
②奖牌和砝码放错盘。
(3)改正错误后,正确测出的奖牌质量如图1乙,奖牌的质量为 ___________g;
(4)在测体积时,小明将一个大烧杯倾斜放置后,往大烧杯中加水,再将奖牌用细线慢慢地浸没在大烧杯的水中,并用空的小烧杯A接住溢出来的水;接着将小烧杯A中的水倒入量筒测出溢出水的体积如图1丁,奖牌的体积为 ___________cm3;则奖牌的密度是 ___________g/cm3;分析测量过程可知小明所测的密度值 ___________(填“偏大”或“偏小”)。
方案二:
器材:电子秤、烧杯、水。
小明和小晋用电子秤测量奖牌的密度步骤如图2甲、乙、丙、丁所示。
(5)小明在记录数据时忘了记录图丙步骤的数据,小晋思考后发现,只需要图甲、乙、丁图的数据就能计算出奖牌的密度ρ奖牌=___________g/cm3。
【答案】 ①. 零刻度线处 ②. 右 ③. 用手拿砝码 ④. 162.0 ⑤. 25 ⑥. 6.48 ⑦. 偏大 ⑧. 6
【解析】
【详解】(1)[1][2]使用天平时,首先把天平放在水平桌面上,游码移到左端零刻度线处,看指针指向分度盘中线的哪侧,对应调节平衡螺母,原则是“左侧右调,右侧左调”,发现指针指向分度盘中线左侧,此时应将平衡螺母向右调。
(2)[3]调节平衡螺母使天平平衡后,根据左物右码测出物体的质量;且不能用手拿砝码,要用镊子夹取。
(3)[4]图甲中标尺的分度值为0.2g,金属球的质量
m=100g+50g+10g+2.0g=162.0g
(4)[5]由图知,量筒的分度值为1mL,则奖牌体积
V奖牌=V溢=25mL=25cm3
[6]奖牌的密度
[7]将小烧杯A中的水倒入量筒时,会有残留,体积偏小,所测的密度值偏大。
(5)[8]由甲图可知奖牌的质量为:m=162g,根据乙、丁可以求得奖牌排开水的体积
奖牌的密度
31. 阅读探究:
神奇的“大力士”——形状记忆合金起重机
形状记忆合金起重机具有动力大、噪声小等优点,在生活中有着广泛应用。形状记忆合金是由两种及以上金属元素所构成的材料。形状记忆合金起重机的动力主要来自形状记忆合金,如图甲所示,常温下发生形变的记忆合金。在受热超过某一温度时,完全恢复到原来的形状,此过程中产生很大的力,将重物提起。依据不同记忆合金材料特性,可制成记忆压缩弹簧和记忆拉伸弹簧。如图乙所示为记忆压缩弹簧,在常温时较小的外力即可使其处于压缩状态,在高温时会自动恢复到原来的伸长状态。记忆拉伸弹簧则与其不同,在常温时较小的外力可使其处于伸长状态,在高温时会自动恢复到原来的压缩状态记忆弹簧恢复原状时所产生的弹力远比普通弹簧大。
(1)形状记忆合金是由___________种及以上金属元素所构成的材料;
(2)对记忆拉伸弹簧来说,高温状态长度比低温状态___________(选填“长”或“短”);
(3)如图丙是一个简易的阀门,为了可以控制浴室水管的水温:在热水温度过高时通过“记忆”功能,调节或关闭水供水管道,避免烫伤。则记忆弹簧应选用___________(选填“记忆压缩弹簧”或“记忆拉伸弹簧”)。
【答案】 ①. 两##2 ②. 短 ③. 记忆压缩弹簧
【解析】
【详解】(1)[1]从材料信息可知,形状记忆合金是由两种及以上金属元素所构成的材料。
(2)[2]对记忆拉伸弹簧来说,高温时会自动恢复到原来的压缩状态,在常温时较小的外力可使其处于伸长状态,故记忆拉伸弹簧高温状态长度比低温状态短。
(3)[3]在热水温度过高时通过“记忆”功能,调节或关闭水供水管道,避免烫伤,此时传热杆活塞要被拉伸,故应选用记忆压缩弹簧。
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