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初二素养体验活动物理学科
(时间:100分钟)
一、选择题(每题2分,共24分)
1. 根据你对生活中物理量的认识,指出下列数据符合实际的是( )
A. 两个鸡蛋重10N
B. 一本八下物理书重约20N
C. 一个普通中学生的重约50N
D. 中学生站在地面上产生的压强约为1.5×104Pa
【答案】D
【解析】
【详解】A.一个鸡蛋的质量约50g,一个鸡蛋的重力约G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
两个鸡蛋重1N,故A不符合题意;
B.一个鸡蛋重力约0.5N,一本八下物理书与4个鸡蛋的重力相当,约为2N,故B不符合题意;
C.一个普通中学生的质量约60kg,一个普通中学生的重约G=mg=60kg×10N/kg=600N
故C不符合题意;
D.中学生双脚脚掌的面积约,中学生站在地面上对地面的压力
中学生站在地面上产生的压强约为
故D符合题意。
故选D。
2. 下列运动的物体,处于平衡状态的是( )
A. 做匀速圆周运动的人造地球卫星
B. 在空中自由下落的苹果
C. 沿光滑斜坡滚动的小球
D. 在空中匀速竖直下降的跳伞运动员
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体处于平衡状态时,静止或做匀速直线运动,做匀速圆周运动的人造地球卫星,其运动路线不是直线,运动方向不断改变,不属于静止或匀速直线运动状态,故不是平衡状态,故A不符合题意;
B.在空中自由下落的苹果,速度越来越快,不属于静止或匀速直线运动状态,故不是平衡状态,故B不符合题意;
C.沿光滑斜坡滚动的小球,速度越来越快,不属于静止或匀速直线运动状态,故不是平衡状态,故C不符合题意;
D.在空中匀速竖直下降的跳伞运动员,其速度大小和运动方向均不变,做匀速直线运动,处于平衡状态,故D符合题意。
故选D。
3. 帕斯卡曾做过著名的“裂桶实验”。在一个密闭、装满水的木桶桶盖上插入一根细长的管子,然后从上方往管子里灌水。结果,只灌了几杯水,桶竟然裂开了,木桶裂开的最主要原因是增加了水的( )
A. 深度 B. 体积 C. 密度 D. 重力
【答案】A
【解析】
【详解】由于管子细长,在装水的过程中深度增加较多,根据可知深度增加从而增大了液体压强,由可知对桶的压力增大,从而使桶裂开,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选 A。
4. 如图甲所示,体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走。现利用海绵、小桌、砝码模拟研究他们对雪地的压力的作用效果,应选择图乙中的( )
A. ②③ B. ①② C. ①③ D. ①②③
【答案】A
【解析】
【详解】体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走,压力相同,受力面积不同,故选②③,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5. 小明在家中利用天平、弹簧测力计测量了鸡蛋、桔子、苹果的质量和重力,并在关系图像中描点,以下图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】物体的重力和质量成正比,且比值不变,都等于g,所以三个物体的点应该落在同一条过原点的直线上,又因为通常情况下桔子的质量大于苹果的质量大于鸡蛋的质量,故C正确,ABD错误。
故选C。
6. 为精确测量滑动摩擦力,小明引入拉力传感器代替弹簧测力计进行实验,如图甲所示。拉动木板时传感器记录的数据随时间的图像如图乙所示,之后传感器示数不稳定的原因不可能是( )
A. 没有匀速直线拉动长木板 B. 拉力传感器与木块连接不稳定
C. 传感器相比弹簧测力计测量更精确 D. 长木板表面粗糙程度不均匀
【答案】A
【解析】
【详解】A.如图实验时,木块在水平方向受到拉力传感器的拉力和木板对它的滑动摩擦力而保持静止状态,这两个力是一对平衡力,大小相等,拉动木板时不必一定做匀速直线运动,故A符合题意;
B.若拉力传感器与木块连接不稳定,可能导致其读数忽大忽小,故B不符合题意;
CD.传感器示数不稳定,可能是因为长木板表面粗糙程度不均匀,木块受到的滑动摩擦力发生了变化,而这种变化很小,用弹簧测力计测量时可能无法测出这种变化,由于传感器相比弹簧测力计测量更精确,显示出了这一微小变化,故CD不符合题意。
故选A。
7. 关于惯性的理解和现象解释,以下说法中正确的是( )
A. 高速飞行的子弹具有惯性,穿入木头静止后惯性消失
B. 汽车驾驶员和前排乘客系安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性
C. 行驶中的公交车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于惯性力的作用
D. 百米赛跑运动员由于惯性冲刺到终点线时不能马上停下来
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体在任何情况下都有惯性,高速飞行的子弹具有惯性,穿入木头静止后惯性也不会消失,故A错误;
B.汽车驾驶员和前排乘客系安全带,是为了减小因为惯性带来的伤害,故B错误;
C.行驶中的公交车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于惯性,不能说惯性力,故C错误;
D.百米赛跑运动员到达终点后停止运动,但由于运动员具有惯性,还要保持原来较快的速度,所以不能马上停下来,故D正确。
故选D。
8. 下图所示的各种做法中,属于减小压强的是( )
A. 用很细的钢丝切肥皂
B. 铁轨铺在枕木上
C. 针头做得很尖
D. 用锋利的刀刃切水果
【答案】B
【解析】
【详解】A.用很细的钢丝切肥皂,是在压力一定的情况下,减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B.铁轨铺在枕木上,通过增大受力面积的方法减小压强,故B符合题意;
C.针头做的很尖,用减小受力面积的方法来增大压强,故C不符合题意;
D.用锋利的刀刃切苹果,是通过减小受力面积来增大压强,故D不符合题意。
故选B。
9. 如图所示,用的水平推力将重为5N的物体压在竖直墙上并保持静止,在逐步减小压力的过程中,下列可能正确表示物体所受到的摩擦力f与推力F关系的物理图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】当力F逐渐减小时,物体先静止,处于平衡状态,摩擦力等于重力不变;随着压力的减小,一段时间后,摩擦力小于重力,物体开始向下加速运动;此时由于压力减小、接触面的粗糙程度不变,物体受到的摩擦力减小,重力大于摩擦力使物体加速运动,即摩擦力先不变、后减小,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
10. 如图所示,叠放在一起的物体 A 和B,在大小为 F 的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动, 则下列结论中正确的是
A. 物体A 对B 的摩擦力与物体 B 对A 的摩擦力是一对相互作用力
B. 物体 B 的重力与地面对 B 的支持力是一对平衡力
C. 物体 B 的重力与地面对 B 的支持力是一对相互作用力
D. 地面一定是粗糙的
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体 A 和B,在大小为 F 的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动,A和B之间没有相对运动的趋势,故A、B之间没有摩擦力,故A错误;
B.C.物体 B 的重力与地面对 B 的支持力大小不相等,不是一对平衡力,也不是相互作用力故B、C错误;
D.叠放在一起的物体 A 和B,在大小为 F 的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动,故B与地面间的摩擦力f=F,因存在摩擦力,所以地面一定是粗糙的,故D正确.
11. 如图是某同学在探究甲、乙两种物质质量和体积关系时得到的图像;若用这两种物质分别做成A、B两个质量相等的实心正方体,把它们平放在水平地面上,则两物体对水平地面的压强之比pA∶pB为( )
A. 1∶4 B. 4∶1 C. 1∶8 D. 8∶1
【答案】B
【解析】
【详解】根据题图信息和可得,甲物质的密度为
乙物质的密度为
若用这两种物质分别做成A、B两个质量相等的实心正方体,根据可得,A、B两个正方体的体积之比为
又因为都在正方体,所以它们的边长之比为
底面积之比为
由于它们质量相等,则重力相等,对水平地面的压力相等,根据可得,两物体对水平地面的压强之比为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
12. 如图所示,将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,前后两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别是pA和pB,瓶子对水平桌面的压强分别是pA'和pB',则( )
A. pA<pB pA′<pB′ B. pA>pB pA'=pB'
C. pA<pB pA'>pB' D. pA>pB pA'>pB'
【答案】A
【解析】
【详解】液体内部压强随深度的增加而增大,由图可知,倒立时水的深度增加,所以水对瓶盖的压强会增大,即pB>pA;瓶子对桌面的压力是由瓶子和水的总重力产生的,即F=G瓶+G水。由于瓶子和水的总质量没有改变,所以它们对桌面的压力也不变。当瓶子正立放置时,受力面积SA是瓶底的面积;当瓶子倒立放置时,受力面积SB是瓶盖的面积。由于瓶底的面积大于瓶盖的面积(即SA>SB),根据可知,瓶子倒立时对桌面的压强会增大,即pB′>pA′。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
二、填空题(每空1分,共30分)
13. 在学校足球赛中,小明用头将球顶进球门,说明力可以改变物体的______,同时头感到疼,因为物体间力的作用是______。足球在地面上运动的越来越慢,是因为受到______ 的作用。
【答案】 ①. 运动状态 ②. 相互 ③. 阻力
【解析】
【详解】[1]小明用头顶球,球的运动方向时刻变化,速度大小也在变化,说明力可以改变物体的运动状态。
[2]用头将球顶进球门时,头给球一个作用力,由于力的作用是相互的,则球也给人一个作用力,所以头感到疼。
[3]足球在地面上运动的越来越慢,是因为受到了阻碍,即足球受到了地面的阻力作用。
14. 如图所示,这是某同学在操场上跑步时的情景,鞋与地面之间的摩擦属于______(选填“有益”或“有害”)摩擦,他的鞋底表面制有凹凸不平的花纹,这是通过______的方法来增大摩擦,向前跑的过程中脚受到地面摩擦力的方向是______(选填“向前”或“向后”)的。
【答案】 ①. 有益 ②. 增大接触面的粗糙程度 ③. 向前
【解析】
【详解】[1][2]鞋底的花纹,是在压力一定时,通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦,这样可以防止由于路面光滑而摔倒,这样增大摩擦是有益的。
[3]用力蹬地时,脚对地面施加一个向后的力,由于力的作用是相互的,地面也给脚一个向前的力,因此脚受到地面摩擦力的方向是向前的。
15. 如图所示是家庭常用的塑料吸盘紧紧的“吸”在竖直墙壁上,即使挂一定的重物也不会脱落,这是由于塑料吸盘受到______________力作用的结果。如果吸盘所受的大气的压力为150N,悬挂的物体重10N,吸盘与墙间的摩擦力为_______________N。(吸盘的重力忽略不计)
【答案】 ①. 摩擦 ②. 10
【解析】
【详解】[1]家庭常用的塑料吸盘紧紧的“吸”在竖直墙壁上,悬挂重物时,吸盘受到向下的拉力,有向下运动的趋势,吸盘和墙壁之间存在静摩擦力,由于塑料吸盘受到摩擦力作用,即使挂一定的重物也不会脱落。
[2]悬挂的物体重10N,竖直方向上吸盘受到的摩擦力和悬挂物体对吸盘的拉力是一对平衡力,大小相等,因此吸盘与墙间的摩擦力为10N。
16. 学习“力与运动”这一章后,小华画出部分的知识结构图,请你帮他补全空格处内容:
(1)______;
(2)______;
(3)______。
【答案】 ①. 匀速直线运动 ②. 不受力 ③. 运动方向
【解析】
【详解】[1]静止与匀速直线运动为平衡状态,运动状态不变。
[2]平衡状态的物体,所受合力为0,物体不受力或者受平衡力作用。
[3]物体运动状态改变包括物体速度改变、运动方向改变。
17. 利用铅笔可以完成一些物理小实验。
(1)如图甲所示,手指压铅笔尖时,使手指凹陷的力是______发生弹性形变产生的;用两手指压住铅笔的两端,铅笔水平静止时,两手指对铅笔的弹力______(选填“是”或“不是”)一对平衡力;
(2)如图乙所示,A、B是两支完全相同的圆柱形铅笔,将它们按如图所示的方法放置在同一斜面上,铅笔______(选填“A”或“B”)比较容易到达水平面。
【答案】(1) ①. 铅笔 ②. 是
(2)B
【解析】
【小问1详解】
[1]如图甲所示,手指压铅笔尖时,使手指凹陷的力是笔尖对手指的压力,施力物体是铅笔,是铅笔发生弹性形变产生的。
[2]用两手指压住铅笔的两端,铅笔水平静止时,处于平衡状态,水平方向上只受到两手指对铅笔的弹力,所以两手指对铅笔的弹力是一对平衡力。
【小问2详解】
铅笔A滑下时的摩擦是滑动摩擦,B滑下时的摩擦是滚动摩擦,在相同条件下,滚动摩擦力小于滑动摩擦力,故B更易到达水平面。
18. 如图所示,用细线悬挂的小球由位置A经位置B摆动到最高点C(不计空气阻力),当小球摆到位置B时,小球受到 ______个力作用,处于 ______(选填“平衡”或“非平衡”)状态;若小球运动至位置B时恰好细线断开,同时小球所受外力全部消失,则小球后来的运动轨迹是图中的 ______(选填“①”“②”或“③”)。
【答案】 ①. 两 ②. 非平衡 ③. ①
【解析】
【分析】
【详解】[1][2]由题知,不计空气阻力,当来回摆动过程中,小球受到重力和绳子对它的拉力的作用,这两个力不在同一直线,所以不是平衡力,小球会在非平衡力的作用下,不断改变运动状态,所以小球在到达B点时,处于非平衡状态。
[3]由图可知,小球摆动到B点时,其在沿水平斜向右上方有一定速度,若细线断开所受的力都消失了,由牛顿第一定律可知,小球将沿原来的方向,做匀速直线运动,所以运动轨迹是①。
19. 小明同学用一个薄壁玻璃瓶、带色的水、两端开口的细玻璃管、橡皮塞自制了如图所示的气压计,并从管子上端向瓶内吹入少量气体,使瓶内气压________(填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压,水沿玻璃管上升到瓶口以上,小明同学用双手捧着自制的气压计从教学大楼的一楼跑到五楼,发现细玻璃管中的水面会________(填“上升”或“下降”)。这是由于教学楼五楼的大气压强_______(填“较高”或“较低”)。
【答案】 ①. 大于 ②. 上升 ③. 较低
【解析】
【详解】[1]小明从图中管子上端吹入少量气体,使瓶内气体增多,气压变大,大于外界大气压,水沿玻璃管上升到瓶口以上。
[2][3]将气压计从教学大楼的一楼跑到五楼,高度升高空气稀薄大气压强较低,而瓶中气压不变,所以细玻璃管中的水面会上升。
20. 如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示,则第1s时,物体处于_______状态,受到的摩擦力为_______N;第4s时,受到的摩擦力为_______N;若在9s后撤去拉力,由于惯性物体将在水平面上做_______运动。(选填“加速”、“减速”或“匀速”)
【答案】 ①. 静止 ②. 2 ③. 4 ④. 减速
【解析】
【详解】[1][2]由v-t图像知,物体在0~3s速度为0,处于静止状态;3~6s,速度不断增大,是加速直线运动;6~9s速度保持2m/s保持不变,做匀速直线运动。所以物体在第1s处于静止状态,物体受到的摩擦力与拉力是平衡力,大小相等,由F-t图像知第1s时受到的拉力为2N,因此受到的摩擦力也为2N。
[3]由v-t图像可知,6~9s速度保持2m/s保持不变,物体做匀速直线运动,受到的拉力和滑动摩擦力一对平衡力的作用,大小相等,由F-t图像知6~9s拉力为4N,所以滑动摩擦力也为4N。由v-t图像可知,3~6s物体做加速直线运动,由F-t图像知3~6s拉力为6N,但此时压力和接触面的粗糙程度不变,因此滑动摩擦力不变,仍为4N。
[4]若在9s后撤去拉力,由于物体具有惯性,仍会继续向前运动,但是由于受到摩擦力的作用,物体将在水平面上做减速运动。
21. 小明利用杯子做了几个物理小实验.
(1)如图甲所示,在玻璃杯中装满米,压紧后插入竹筷,再慢慢将竹筷向上提,杯子也会跟着竹筷一起被提起来.若米重2N,玻璃杯重1N,则当筷子提着米在空中静止时,米与筷子的摩擦力为______N.
(2)如图乙所示,在盛水杯子的杯口盖上明信片,将一枚鸡蛋放在明信片上.用手指将明信片弹飞,鸡蛋掉入水中.此现象说明______具有惯性.
(3)如图丙所示,杯子里装满了水,用纸板盖住水杯,倒置后水没有流出.此现象可以说明____的存在.
(4)如图丁所示,在空玻璃杯子里放一乒乓球,沿图示方向用力吹气,乒乓球跳出玻璃杯.此现象可以说明_____.
A.重力的方向为竖直向下 B.力是改变物体运动状态的原因
C.力的作用是相互的 D.流速越大,压强越小
【答案】 ①. 3 ②. 鸡蛋 ③. 大气压 ④. BD
【解析】
【详解】(1)实验中,将米和杯子看做一个整体,受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,摩擦力的施力物体是筷子,方向竖直向上.筷子提米实验中,筷子受到向下力是米和玻璃杯的重力,向上的力是摩擦力,由于米重2N,玻璃杯重1N,所以当筷子提着米在空中静止时,筷子受到米的摩擦力是2N+1N=3N;
(2)将一枚鸡蛋放在明信片上.用手指将明信片弹飞,鸡蛋掉入水中.此现象说明鸡蛋具有惯性,还要保持原来静止的运动状态;
(3)杯子里装满了水,用纸板盖住水杯,倒置后水没有流出.此现象可以说明大气压的存在.
(4)在乒乓球上方吹气,乒乓球上方气体的流速大,压强小,乒乓球上下表面产生了压力差,使球跳出玻璃杯,这也说明力是力是改变物体运动状态的原因,故AC不符合题意,BD符合题意.
22. 如图所示,A和B两个材料相同的正方体分别以①、②、③三种方式放置在相同的水平桌面上做匀速直线运动,其速度关系是v1<v2<v3。则三种情况下推力 F1、F2、F3的大小关系为___________;A物体下表面受到的摩擦力 f1、f2、f3大小关系为___________。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]整体受力分析,整体受到的重力相同,对地面的压力相同,接触面粗糙程度相同,所以三种情况受到的摩擦力相同;整体做匀速直线运动,则推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,即
[2]图1中,A对地面的压力大小等于其重力;图2中A对地面压力大小等于AB的总重力大小,则。图3中整体受力分析,推力等于桌面对B的摩擦力;对B受力分析,B在水平方向受到水平向左的桌面对B的摩擦力,水平向右的A对B的摩擦力,B做匀速直线运动,所以这两个力的大小相等。由于力的作用是相互的,所以A对B的摩擦力等于B对A的摩擦力。综上,推力F3等于地面对B的摩擦力,也就是F3=f3,所以
三、解答题
23. 作图题
(1)画出图中静止在斜面上的物体A所受的重力G和它对斜面的压力F的示意图。
(2)如图,物块从斜面滑下,画出物块在水平面滑行时受到水平方向受到的力的示意图。
(3)如图,自动扶梯沿图示方向匀速向上运动,人与扶梯保持相对静止,请画出站在扶梯上的人所受力的示意图.
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
重力的方向始终竖直向下。 物体A可视为形状规则的物体,其重心在几何中心。从重心竖直向下画一条带箭头的线段,箭头方向竖直向下,在线段旁标上符号 G表示重力。
压力是物体A对斜面的力,作用点在物体A与斜面的接触面上,通常选取接触面的中点作为作用点。 压力的方向垂直于接触面指向斜面,即垂直斜面向下。从作用点沿垂直斜面向下的方向画一条带箭头的线段,箭头方向垂直斜面向下,在线段旁标上符号F表示压力。如图所示
【小问2详解】
当物块在水平面上滑行时,在水平方向上,由于物块与水平面之间存在摩擦,会受到摩擦力的作用。摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,物块向右滑行,所以摩擦力方向向左。以物块的重心为作用点,沿水平向左的方向画一条带箭头的线段,并用符号f表示摩擦力。
【小问3详解】
人站在匀速向上运动的扶梯上,处于平衡状态,受到竖直向下的重力G和竖直向上的支持力,这两个力是一对平衡力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用点在人的重心。如图所示
24. 一辆载重卡车连同货物一起的总质量m=4.5×103kg,在F=4×103N的牵引力作用下在平直公路上做匀速直线运动,车与地面的接触面积为0.5m2,取g=10N/kg,求:
(1)卡车连同货物受到重力的大小;
(2)卡车受到阻力的大小;
(3)汽车对地面的压强。
【答案】(1)4.5×104N;(2)4×103N;(3)9×104Pa
【解析】
【详解】解:(1)卡车连同货物的重力
G=mg=4.5×103kg×10N/kg=4.5×104N
(2)因为卡车做匀速直线运动,所以卡车受到的阻力
f=F=4×103N
(3)汽车对地面的压力
F压=G=4.5×104N
汽车对地面的压强
解:(1)卡车连同货物受到重力的大小为4.5×104N;
(2)卡车受到阻力的大小为4×103N;
(3)汽车对地面的压强9×104Pa。
25. “业余侦探”小星发现两个并拢的“可疑”鞋印。为了估测那个人的体重,小星在方格纸上描下一只鞋底接触地面部分的轮廓如图,图中每个小方格的面积是5cm2。每只鞋底接触地面部分共28格,为了测量压强,他在紧挨鞋印旁边地面用压力测力计竖直向下压一薄垫片,垫片的重力不计,与地面接触的面积是10cm2,当垫片下陷的深度与鞋印的深度相同时,测力计读数是20N。根据以上数据,试求(g取10N/kg):
(1)垫片对地面的压强;
(2)“可疑”人的重力。
【答案】(1)2×104Pa
(2)560N
【解析】
【小问1详解】
垫片对地面的压强
【小问2详解】
两只鞋底接触地面的面积S=2×28×5×10-4m2=2.8×10-2m2
垫片下陷的深度与鞋印的深度相同,则人对地面的压强与垫片对地面的压强相等,重力与压力大小相等,则“可疑”人的重力G=F=pS=2×104Pa×2.8×10-2m2=560N
26. 在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明用质量相等的木块和小车按照如图所示的A、B、C三种情况进行实验。
A.B.
C.D.
(1)实验中,小明每次都使用弹簧测力计沿水平方向拉物体做_________运动,测力计的示数分别如图所示,分析A、B两次实验数据可知,_________(选填“木块”或“小车”)的表面更粗糙。根据A、C两次实验得出:接触面粗糙程度相同时,压力越_________,滑动摩擦力越大。
(2)在C实验中,若小明将拉力增加到3N(小车仍随木块一起运动),此时木块受到地面的摩擦力为__________N,小车______(选填“不受”或“受”)摩擦力的作用。
(3)小明对实验进行改进,设计了如图D所示的实验装置,在小桶内装入适量的沙子,使木块恰好在水平桌面上做匀速直线运动。若测得木块、空桶、桶内沙子的重力分别为G1、G2、G3,则木块所受滑动摩擦力的大小为__________。(不计轴、滑轮与轻绳间摩擦)
【答案】(1) ①. 匀速直线 ②. 小车 ③. 大
(2) ①. 2.8 ②. 受
(3)G2+G3
【解析】
【小问1详解】
[1]实验中,小明每次都使用弹簧测力计沿水平方向拉物体做匀速直线运动。物体处于平衡状态,根据二力平衡条件可知,弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小,这样可以间接的测出摩擦力的大小。
[2]A、B两次实验中,压力相同(木块和小车质量相等),B中测力计示数更大,说明B中的滑动摩擦力更大。在压力相同的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。所以小车的表面更粗糙。
[3]A、C两次实验,接触面粗糙程度相同(都是木块与木板接触),C中压力更大(木块上放了小车),测力计示数更大,即滑动摩擦力更大。所以得出:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
【小问2详解】
[1]在C实验中,原来木块做匀速直线运动,摩擦力等于拉力为2.8N,当拉力增加到3N时,由于压力大小和接触面粗糙程度不变,所以此时木块受到地面的摩擦力仍为2.8N。
[2]因为拉力大于摩擦力,木块加速运动,小车相对于木块有向后的运动趋势,所以小车受到木块向前的摩擦力作用。
【小问3详解】
木块恰好在水平桌面上做匀速直线运动,此时木块受到的摩擦力与绳子的拉力是一对平衡力,而绳子的拉力等于空桶和桶内沙子的重力之和,即拉力,所以木块所受滑动摩擦力的大小为。
27. 在探究“二力平衡的条件”的实验中,小明同学采用的实验装置如图甲所示。
(1)实验时小明发现左右两侧悬挂砝码质量不等时木块也能平衡,其原因是_______;
(2)经过思考后,小明采用如图乙所示装置继续实验,该方案中由于_______,故小卡片的重力可以忽略不计;
(3)为了验证“使物体平衡的两个力必须在同一直线上”,小明进行了如图丙所示操作,松手后,小卡片不能静止。小明的操作_______(正确/错误),理由是_______;
(4)小明同学完成课本的实验后,提出了一个问题后猜想:只受一个力作用的物体也能保持平衡状态。为了验证猜想,他将一个小球用一根细线悬挂起来,如图丁所示,剪断细线后小球下落,如图戊所示。由实验可知,小明的猜想是_______(选填“正确”或“错误”)的。
【答案】(1)桌面对木块有摩擦力
(2)卡片的重力远小于钩码的重力
(3) ①. 错误 ②. 未控制两个力的方向相反
(4)错误
【解析】
【小问1详解】
实验时小明发现左右两侧悬挂砝码质量不等时木块也能平衡,说明物体还受一个力,这个力是木块受到桌面的摩擦力。
【小问2详解】
小明采用如图乙所示装置继续实验,此方案中,由于卡片的重力远小于钩码的重力,可以忽略不计,由于可以有效避免与桌面之间的摩擦,所以能更好地探究“二力平衡的条件”的实验。
【小问3详解】
[1][2]为探究不在同一直线上的两个力是否能平衡,可用手将卡片转过一定角度,并保持两个拉力方向相反,松开手后观察小卡片能否平衡;丙中虽然两个力不在同一条直线上,但没有控制两个力的方向相反,故小明的操作错误。
【小问4详解】
在图丁和图戊所示的实验中,小球在剪断细线前只受重力和细线的拉力而静止,处于平衡状态;剪断细线时,小球只受重力作用,小球下落,运动状态发生了改变,不能保持平衡状态。这说明只受一个力作用的物体不能保持平衡状态,所以小明的猜想是错误的。
28. 如图甲所示是探究“阻力对物体运动影响”的实验。
(1)实验时,让小车从斜面相同高度静止下滑,目的是__________;
(2)如图乙是小车在不同物体表面上运动时,速度与时间的变化图线,其中属于在毛巾上运动图线的是____________(填右列选项);
A. a B. b C. c
(3)推理:在光滑水平面上滑行的小车,如果受到阻力为0,它将做___________;
(4)若甲图中小车会滑出木板,无法记录其滑行距离,请问是否需要重做本实验以获取可靠的数据?答:_________(选填“需要”或“不需要”)。
(5)通过上面的探究,如图丙所示,当足球踢出后,到达最高处,受到的外力全部消失,运动轨迹将会( )(填右列选项)。
A. a B. b C. c D. 立即静止
【答案】(1)使小球到达水平面的初速度相等
(2)C (3)匀速直线运动
(4)不需要 (5)A
【解析】
【小问1详解】
每一次都让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下,其目的是使小车在水平面运动的初速度相同。
【小问2详解】
根据甲图可知,毛巾上的阻力最大,小车运动的距离最短,速度减小最快,故属于在毛巾上运动图线的是c。
故选C。
【小问3详解】
在光滑水平面上滑行的小车,如果受到阻力为0,它的速度不变,将做匀速直线运动。
【小问4详解】
若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,还是可以说明木块在木板表面受到的阻力最小,运动状态改变的最慢,小车运动的距离最远,对实验结果没有影响,所以不需要重做本实验。
【小问5详解】
当足球踢出后,到达最高处,足球在水平方向上有一定的速度,受到的外力全部消失,足球将做匀速直线运动,故运动轨迹将会是a。
故选A。
29. 2020年11月10日,奋斗者号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10909 m的中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小杨同学探究液体内部压强的兴趣,实验如图所示。
(1)图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用___________(选填“薄”或“厚”)一些的较好,从结构来看,压强计___________(选填“是”或“不是”)连通器。
(2)比较乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而___________;比较乙、丁两次实验可初步判断:液体内部压强与液体密度___________(选填“有关”或“无关”)。
(3)在图乙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将___________(选填“变大”“变小”或“无法判断”)。
【答案】 ①. 薄 ②. 不是 ③. 增大 ④. 有关 ⑤. 变大
【解析】
【详解】(1)[1]在实验中,U形管压强计金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的为好,这样在测量时会较为灵敏,实验效果明显。
[2]U形管与压强计的探头连接后,一端被封闭,一端开口,所以不是连通器。
(2)[3]比较图乙丙两次实验可知,两容器中液体的密度相同、金属盒所处的深度不同,深度越深,高度差越大,压强越大,由此可知:同种液体内部压强随深度的增加而增大。
[4]比较乙丁两次实验可知,金属盒在两种不同液体的深度相同,U形管中液面高度差不同,由此可知:液体内部压强与液体密度有关。
(3)[5]在图乙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),容器底部受到的液体压力增大,压强增大,容器底压强可分为金属盒以上和金属盒以下两部分,金属盒以下深度不变,加清水后液体密度减小,由可知,金属盒以下部分液体的压强变小,而容器底压强变大,所以橡皮膜的压强变大。
30. 在估测大气压的活动中。
(1)将注射器的活塞推到注射器的 _______ ,用橡皮帽封住注射器的小孔,这是为了防止空气进入注射器中;
(2)在活塞上拴挂一个小桶,然后向桶里增加细沙,直至活塞 __________ ,测得小桶和沙子的总重为G,大气对活塞的压力等于 _____ ;
(3)注射器的容积为V,注射器上有刻度部分的长度为L,所测大气压强的大小p= ___________ (用已测得的物理量表示);
(4)若测得大气压约为Pa,注射器活塞的横截面积约为3cm2,小桶和沙子的总重G约为 _______ N。
【答案】(1)底部 (2) ①. 刚好被拉动 ②. G
(3)
(4)30
【解析】
【小问1详解】
实验时,为了排出注射器中的空气,把活塞推至注射器筒底端,并封闭注射器,防止空气进入筒内。
【小问2详解】
向桶内逐渐增加细沙,直到活塞刚好被拉动,则根据二力平衡知识可知,此时大气对活塞的压力F=G。
【小问3详解】
由图可知注射器的容积为V,注射器有刻度部分的长度为L,则注射器活塞的底面积,则活塞所受的大气压强
【小问4详解】
根据可得大气压对活塞的压力
则小桶和沙子的总重G=F=30N。
31. 如图所示,实验小组的同学们用可乐瓶制作水火箭,先在瓶里装适量水,旋紧瓶塞,然后将带有阀门的金属管插入瓶塞,用打气筒往瓶里打气,当瓶内压强足够大时,瓶内的水向下喷出,水火箭竖直向上飞起。
(1)火箭的整流罩常常做成流线型,这是为了__________;
(2)瓶内的水向下喷出,火箭对水向下的力___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)水对它向上的力;
(3)火箭上升到最高点时,其受力__________(选填“平衡”或“不平衡”),实验中不便测量火箭上升的最大高度,可转换为测量火箭从发射到落地的__________来间接比较上升最大高度的大小。
【答案】(1)减小空气对火箭的阻力
(2)等于 (3) ①. 不平衡 ②. 时间
【解析】
【小问1详解】
火箭在飞行过程中会受到空气阻力的作用,整流罩做成流线型,能够使空气更顺畅地流过火箭表面,从而减小空气对火箭的阻力。
【小问2详解】
瓶内的水向下喷出,火箭对水向下的力与水对火箭向上的力是一对相互作用力。根据相互作用力的特点,相互作用力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上且作用在两个不同的物体上。所以火箭对水向下的力等于水对它向上的力。
【小问3详解】
[1]火箭上升到最高点时,此时火箭只受到竖直向下的重力作用,物体受到非平衡力作用时,运动状态会发生改变,所以此时火箭受力不平衡。
[2]实验中不便直接测量火箭上升的最大高度,由于火箭从发射到落地的时间与上升的高度有关,上升高度越高,从发射到落地的时间一般越长,所以可转换为测量火箭从发射到落地的时间来间接比较上升最大高度的大小。
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初二素养体验活动物理学科
(时间:100分钟)
一、选择题(每题2分,共24分)
1. 根据你对生活中物理量的认识,指出下列数据符合实际的是( )
A. 两个鸡蛋重10N
B. 一本八下物理书重约20N
C. 一个普通中学生的重约50N
D. 中学生站在地面上产生的压强约为1.5×104Pa
2. 下列运动的物体,处于平衡状态的是( )
A. 做匀速圆周运动的人造地球卫星
B. 在空中自由下落的苹果
C. 沿光滑斜坡滚动的小球
D. 在空中匀速竖直下降的跳伞运动员
3. 帕斯卡曾做过著名的“裂桶实验”。在一个密闭、装满水的木桶桶盖上插入一根细长的管子,然后从上方往管子里灌水。结果,只灌了几杯水,桶竟然裂开了,木桶裂开的最主要原因是增加了水的( )
A. 深度 B. 体积 C. 密度 D. 重力
4. 如图甲所示,体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走。现利用海绵、小桌、砝码模拟研究他们对雪地的压力的作用效果,应选择图乙中的( )
A. ②③ B. ①② C. ①③ D. ①②③
5. 小明在家中利用天平、弹簧测力计测量了鸡蛋、桔子、苹果的质量和重力,并在关系图像中描点,以下图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 为精确测量滑动摩擦力,小明引入拉力传感器代替弹簧测力计进行实验,如图甲所示。拉动木板时传感器记录的数据随时间的图像如图乙所示,之后传感器示数不稳定的原因不可能是( )
A. 没有匀速直线拉动长木板 B. 拉力传感器与木块连接不稳定
C. 传感器相比弹簧测力计测量更精确 D. 长木板表面粗糙程度不均匀
7. 关于惯性的理解和现象解释,以下说法中正确的是( )
A. 高速飞行的子弹具有惯性,穿入木头静止后惯性消失
B. 汽车驾驶员和前排乘客系安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性
C. 行驶中的公交车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于惯性力的作用
D. 百米赛跑运动员由于惯性冲刺到终点线时不能马上停下来
8. 下图所示的各种做法中,属于减小压强的是( )
A. 用很细的钢丝切肥皂
B. 铁轨铺在枕木上
C. 针头做得很尖
D. 用锋利的刀刃切水果
9. 如图所示,用的水平推力将重为5N的物体压在竖直墙上并保持静止,在逐步减小压力的过程中,下列可能正确表示物体所受到的摩擦力f与推力F关系的物理图像是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示,叠放在一起的物体 A 和B,在大小为 F 的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动, 则下列结论中正确的是
A. 物体A 对B 的摩擦力与物体 B 对A 的摩擦力是一对相互作用力
B. 物体 B 的重力与地面对 B 的支持力是一对平衡力
C. 物体 B 的重力与地面对 B 的支持力是一对相互作用力
D. 地面一定是粗糙的
11. 如图是某同学在探究甲、乙两种物质质量和体积关系时得到的图像;若用这两种物质分别做成A、B两个质量相等的实心正方体,把它们平放在水平地面上,则两物体对水平地面的压强之比pA∶pB为( )
A. 1∶4 B. 4∶1 C. 1∶8 D. 8∶1
12. 如图所示,将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,前后两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别是pA和pB,瓶子对水平桌面的压强分别是pA'和pB',则( )
A. pA<pB pA′<pB′ B. pA>pB pA'=pB'
C. pA<pB pA'>pB' D. pA>pB pA'>pB'
二、填空题(每空1分,共30分)
13. 在学校足球赛中,小明用头将球顶进球门,说明力可以改变物体的______,同时头感到疼,因为物体间力的作用是______。足球在地面上运动的越来越慢,是因为受到______ 的作用。
14. 如图所示,这是某同学在操场上跑步时的情景,鞋与地面之间的摩擦属于______(选填“有益”或“有害”)摩擦,他的鞋底表面制有凹凸不平的花纹,这是通过______的方法来增大摩擦,向前跑的过程中脚受到地面摩擦力的方向是______(选填“向前”或“向后”)的。
15. 如图所示是家庭常用的塑料吸盘紧紧的“吸”在竖直墙壁上,即使挂一定的重物也不会脱落,这是由于塑料吸盘受到______________力作用的结果。如果吸盘所受的大气的压力为150N,悬挂的物体重10N,吸盘与墙间的摩擦力为_______________N。(吸盘的重力忽略不计)
16. 学习“力与运动”这一章后,小华画出部分的知识结构图,请你帮他补全空格处内容:
(1)______;
(2)______;
(3)______。
17. 利用铅笔可以完成一些物理小实验。
(1)如图甲所示,手指压铅笔尖时,使手指凹陷的力是______发生弹性形变产生的;用两手指压住铅笔的两端,铅笔水平静止时,两手指对铅笔的弹力______(选填“是”或“不是”)一对平衡力;
(2)如图乙所示,A、B是两支完全相同的圆柱形铅笔,将它们按如图所示的方法放置在同一斜面上,铅笔______(选填“A”或“B”)比较容易到达水平面。
18. 如图所示,用细线悬挂的小球由位置A经位置B摆动到最高点C(不计空气阻力),当小球摆到位置B时,小球受到 ______个力作用,处于 ______(选填“平衡”或“非平衡”)状态;若小球运动至位置B时恰好细线断开,同时小球所受外力全部消失,则小球后来的运动轨迹是图中的 ______(选填“①”“②”或“③”)。
19. 小明同学用一个薄壁玻璃瓶、带色的水、两端开口的细玻璃管、橡皮塞自制了如图所示的气压计,并从管子上端向瓶内吹入少量气体,使瓶内气压________(填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压,水沿玻璃管上升到瓶口以上,小明同学用双手捧着自制的气压计从教学大楼的一楼跑到五楼,发现细玻璃管中的水面会________(填“上升”或“下降”)。这是由于教学楼五楼的大气压强_______(填“较高”或“较低”)。
20. 如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示,则第1s时,物体处于_______状态,受到的摩擦力为_______N;第4s时,受到的摩擦力为_______N;若在9s后撤去拉力,由于惯性物体将在水平面上做_______运动。(选填“加速”、“减速”或“匀速”)
21. 小明利用杯子做了几个物理小实验.
(1)如图甲所示,在玻璃杯中装满米,压紧后插入竹筷,再慢慢将竹筷向上提,杯子也会跟着竹筷一起被提起来.若米重2N,玻璃杯重1N,则当筷子提着米在空中静止时,米与筷子的摩擦力为______N.
(2)如图乙所示,在盛水杯子的杯口盖上明信片,将一枚鸡蛋放在明信片上.用手指将明信片弹飞,鸡蛋掉入水中.此现象说明______具有惯性.
(3)如图丙所示,杯子里装满了水,用纸板盖住水杯,倒置后水没有流出.此现象可以说明____的存在.
(4)如图丁所示,在空玻璃杯子里放一乒乓球,沿图示方向用力吹气,乒乓球跳出玻璃杯.此现象可以说明_____.
A.重力的方向为竖直向下 B.力是改变物体运动状态的原因
C.力的作用是相互的 D.流速越大,压强越小
22. 如图所示,A和B两个材料相同的正方体分别以①、②、③三种方式放置在相同的水平桌面上做匀速直线运动,其速度关系是v1<v2<v3。则三种情况下推力 F1、F2、F3的大小关系为___________;A物体下表面受到的摩擦力 f1、f2、f3大小关系为___________。
三、解答题
23. 作图题
(1)画出图中静止在斜面上的物体A所受的重力G和它对斜面的压力F的示意图。
(2)如图,物块从斜面滑下,画出物块在水平面滑行时受到水平方向受到的力的示意图。
(3)如图,自动扶梯沿图示方向匀速向上运动,人与扶梯保持相对静止,请画出站在扶梯上的人所受力的示意图.
24. 一辆载重卡车连同货物一起的总质量m=4.5×103kg,在F=4×103N的牵引力作用下在平直公路上做匀速直线运动,车与地面的接触面积为0.5m2,取g=10N/kg,求:
(1)卡车连同货物受到重力的大小;
(2)卡车受到阻力的大小;
(3)汽车对地面的压强。
25. “业余侦探”小星发现两个并拢的“可疑”鞋印。为了估测那个人的体重,小星在方格纸上描下一只鞋底接触地面部分的轮廓如图,图中每个小方格的面积是5cm2。每只鞋底接触地面部分共28格,为了测量压强,他在紧挨鞋印旁边地面用压力测力计竖直向下压一薄垫片,垫片的重力不计,与地面接触的面积是10cm2,当垫片下陷的深度与鞋印的深度相同时,测力计读数是20N。根据以上数据,试求(g取10N/kg):
(1)垫片对地面的压强;
(2)“可疑”人的重力。
26. 在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明用质量相等的木块和小车按照如图所示的A、B、C三种情况进行实验。
A.B.
C.D.
(1)实验中,小明每次都使用弹簧测力计沿水平方向拉物体做_________运动,测力计的示数分别如图所示,分析A、B两次实验数据可知,_________(选填“木块”或“小车”)的表面更粗糙。根据A、C两次实验得出:接触面粗糙程度相同时,压力越_________,滑动摩擦力越大。
(2)在C实验中,若小明将拉力增加到3N(小车仍随木块一起运动),此时木块受到地面的摩擦力为__________N,小车______(选填“不受”或“受”)摩擦力的作用。
(3)小明对实验进行改进,设计了如图D所示的实验装置,在小桶内装入适量的沙子,使木块恰好在水平桌面上做匀速直线运动。若测得木块、空桶、桶内沙子的重力分别为G1、G2、G3,则木块所受滑动摩擦力的大小为__________。(不计轴、滑轮与轻绳间摩擦)
27. 在探究“二力平衡的条件”的实验中,小明同学采用的实验装置如图甲所示。
(1)实验时小明发现左右两侧悬挂砝码质量不等时木块也能平衡,其原因是_______;
(2)经过思考后,小明采用如图乙所示装置继续实验,该方案中由于_______,故小卡片的重力可以忽略不计;
(3)为了验证“使物体平衡的两个力必须在同一直线上”,小明进行了如图丙所示操作,松手后,小卡片不能静止。小明的操作_______(正确/错误),理由是_______;
(4)小明同学完成课本的实验后,提出了一个问题后猜想:只受一个力作用的物体也能保持平衡状态。为了验证猜想,他将一个小球用一根细线悬挂起来,如图丁所示,剪断细线后小球下落,如图戊所示。由实验可知,小明的猜想是_______(选填“正确”或“错误”)的。
28. 如图甲所示是探究“阻力对物体运动影响”的实验。
(1)实验时,让小车从斜面相同高度静止下滑,目的是__________;
(2)如图乙是小车在不同物体表面上运动时,速度与时间的变化图线,其中属于在毛巾上运动图线的是____________(填右列选项);
A. a B. b C. c
(3)推理:在光滑水平面上滑行的小车,如果受到阻力为0,它将做___________;
(4)若甲图中小车会滑出木板,无法记录其滑行距离,请问是否需要重做本实验以获取可靠的数据?答:_________(选填“需要”或“不需要”)。
(5)通过上面的探究,如图丙所示,当足球踢出后,到达最高处,受到的外力全部消失,运动轨迹将会( )(填右列选项)。
A. a B. b C. c D. 立即静止
29. 2020年11月10日,奋斗者号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10909 m的中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小杨同学探究液体内部压强的兴趣,实验如图所示。
(1)图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用___________(选填“薄”或“厚”)一些的较好,从结构来看,压强计___________(选填“是”或“不是”)连通器。
(2)比较乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而___________;比较乙、丁两次实验可初步判断:液体内部压强与液体密度___________(选填“有关”或“无关”)。
(3)在图乙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将___________(选填“变大”“变小”或“无法判断”)。
30. 在估测大气压的活动中。
(1)将注射器的活塞推到注射器的 _______ ,用橡皮帽封住注射器的小孔,这是为了防止空气进入注射器中;
(2)在活塞上拴挂一个小桶,然后向桶里增加细沙,直至活塞 __________ ,测得小桶和沙子的总重为G,大气对活塞的压力等于 _____ ;
(3)注射器的容积为V,注射器上有刻度部分的长度为L,所测大气压强的大小p= ___________ (用已测得的物理量表示);
(4)若测得大气压约为Pa,注射器活塞的横截面积约为3cm2,小桶和沙子的总重G约为 _______ N。
31. 如图所示,实验小组的同学们用可乐瓶制作水火箭,先在瓶里装适量水,旋紧瓶塞,然后将带有阀门的金属管插入瓶塞,用打气筒往瓶里打气,当瓶内压强足够大时,瓶内的水向下喷出,水火箭竖直向上飞起。
(1)火箭的整流罩常常做成流线型,这是为了__________;
(2)瓶内的水向下喷出,火箭对水向下的力___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)水对它向上的力;
(3)火箭上升到最高点时,其受力__________(选填“平衡”或“不平衡”),实验中不便测量火箭上升的最大高度,可转换为测量火箭从发射到落地的__________来间接比较上升最大高度的大小。
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