内容正文:
2024-2025年度下学期莆田第八中学八年级物理期中试卷
一、选择题(共14小题,每小题2分,共28分)
1. 第一个通过理想实验发现“力不是维持物体运动的原因”的科学家是( )
A. 伽利略 B. 亚里士多德
C. 牛顿 D. 帕斯卡
2. 如图所示为一种常用核桃夹,用大小相同的力垂直作用在B点比A点更易夹碎核桃,这说明力的作用效果与( )
A. 力的大小有关 B. 力的方向有关 C. 力的作用点有关 D. 受力面积有关
3. 下列实例中,为了增大摩擦的是( )
A. 鞋底刻有凹凸不平的花纹
B. 拉杆旅行箱底部装有轮子
C. 向自行车转轴处加润滑油
D. 在气垫船底和水之间形成一层空气垫
4. 图为建筑工地上常用的破碎锤,下列说法正确的是( )
A. 前端比较尖,为了增大压力 B. 前端比较尖,为了增大压强
C. 底座比较宽大,为了减小压力 D. 底座比较宽大,为了增大压强
5. 下列物体处于平衡状态的是( )
A. 加速冲向终点的百米运动员 B. 正在匀速直线行驶的高铁
C. 沿光滑滑梯下滑的小男孩 D. 正在升空的火箭
6. 停靠在水平轨道上的“和谐号”列车,下列说法中正确的是( )
A. 列车所受重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力
B. 列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力
C. 列车所受重力和列车对铁轨的压力是一对平衡力
D. 铁轨所受重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力
7. 如图所示的装置中不是利用连通器原理工作的是( )
A. 船闸 B. 锅炉水位计
C. 活塞式抽水 D. 乳牛自动喂水
8. 如图所示,是小慧同学掷实心球的场景,图中虚线表示球的运动轨迹,球从a点上升到最高点b后下落到地面c点,然后继续运动到d点停止。下列说法正确的是( )
A. 球从a点上升到b点,是因为受到惯性作用
B. 球在b点,如果一切外力都消失,它将静止在b点
C. 球从b点下落到c点,运动状态不断改变
D. 球最终到d点停止,在d点没有惯性
9. 已知两个力的合力大小为13牛,且合力的方向向南,而其中一个力的大小为15牛,方向向北,则另一个力的大小、方向是( )
A. 28牛,方向向南 B. 28牛,方向向北
C. 2牛,方向向南 D. 2牛,方向向北
10. 如图所示,将A、B两个弹簧测力计互相钩在一起,然后用两只手分别向左、右两边拉。已知B量程比A的量程大,若A的示数为5N,则B的示数( )
A. 大于5N B. 小于5N C. 等于5N D. 无法判断
11. 如图中甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系分别如图乙、丙所示,以下说法正确的是( )
A. 0~2秒,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力
B. 2~4秒,物体受到的摩擦力是3N
C. 2~4秒,物体受到的摩擦力是2N
D. 4~6秒,物体受到的摩擦力小于水平推力
12. 如图所示为长江某水坝的示意图,水坝左侧水面高,B和C两点处于同一高度,A和C两点到各自液面的距离相等。水在A、B和C三点产生的压强分别为pA、pB和pC,则( )
A. pA<pB=pC B. pA=pC>pB C. pA>pB=pC D. pA=pC<pB
13. 如图所示是一杯密封奶茶正放、倒放在水平桌面的情景,两次情景中液体对杯底的压强分别为和,液体对杯底的压力分别为和,则下列关系式正确的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
14. 如图均匀实心圆柱体甲和乙放置在水平地面上,现沿水平虚线切去部分后。使甲,乙剩余部分的高度均为h。若甲、乙此时的剩余部分对地面的压力相等,则甲,乙被切去之前对地面的压强p甲、p乙和压力F甲、F乙的关系是( )
A. p甲>p乙 B. p甲<p乙 C. F甲>F乙 D. F甲=F乙
二、填空题(共5小题,每空1分,共10分)
15. 打羽毛球时用球拍击打飞过来的羽毛球,球对球拍的力作用效果是改变物体的 _______ ,球拍对球的力的作用效果主要是改变羽毛球的 _________。
16. 奥托•格里克完成了著名的______实验,证明了大气压强的存在;一个标准大气压相当于______mm高的水银柱产生的压强。
17. 如图,物体重,作用在物体上的压力,且F与墙壁垂直,物体处于静止状态。这时墙壁受到的压力大小是______N,物体受到摩擦力大小是______N。
18. 如图所示,图甲是水银气压计,现将竖直玻璃管倾斜,管内水银柱的长度 _____(选填“变长”、“变短”或“不变”);图乙是水气压计,把它从山下移到山顶,细管内的水柱 _____(选填“上升”、“下降”或“不变”)。
19. 如图甲所示的容器放置在水平地面上,该容器上、下两部分都是圆柱形,其横截面积分别为S1、S2,容器底部装有控制阀门。容器内装有密度为0.8103kg/m3的液体,液体通过控制阀门匀速排出的过程中,容器底部受到液体的压强P随时间t变化关系如图乙所示。则阀门打开前液体的深度H=_______cm,上、下两部分横截面积之比S1:S2=_______。(g取10N/kg)
三、作图题(共2小题,每小题2分,共4分)
20. 如图,货物随传送带一起水平向右做匀速直线运动,画出该货物的受力示意图
( )
21. 如图,一铁块静止在斜面上,试画出它受到的摩擦力和对斜面的压力的示意图。
四、简答题(共1小题,共4分)
22. 如图是厦门地铁3号线。为了安全考虑,站台上都必须设置安全线,乘客要在线外等候,这是为什么?
五、实验探究题(共5小题,共32分)
23. 利用如图所示的装置,探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)让小车从同一高度由静止滑下,目的是为了控制小车每次滑到水平面时的______相同;
(2)实验通过观察______(选填字母)来反映阻力对物体运动的影响;
A.小车滑行的距离 B.接触面的粗糙程度
(3)由实验可以知道,小车在______(选填“棉布”或“木板”)表面上运动时,速度减小得慢;
(4)下列对此实验的分析或推理正确的是______;
A.实验中运动的小车会停下来,说明运动要靠力来维持
B.如果小车在水平面运动时不受阻力,它就不会停下来
(5)实验完成后,同学们在一起讨论运动和力的关系,其中观点正确的是______。
A.物体受力,运动状态一定改变 B.物体不受力,一定会保持静止
C.物体运动,一定受到力的作用 D.物体运动状态改变,一定受力
24. 在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,某实验小组选择如图的装置和器材进行实验。
(1)实验中,必须水平拉着木块做___________运动,目的是根据___________的原理可得到物体受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的拉力大小。
(2)由甲、乙实验可得,在接触面粗糙程度相同时,___________越大,滑动摩擦力越大;由甲、丙实验发现,滑动摩擦力还与接触面的___________有关。
(3)小红在图甲实验中,拉动木块在运动过程中,拉力突然变大,滑动摩擦力将___________(选填“不变”“变大”或“变小”);
(4)同学们在实验中还发现,拉着木块运动时很难控制“匀速”,于是小芳同学将实验方法进行了改进,实验装置如图丁的装置,将弹簧测力计固定,改为拉动木板。当他水平向左拉动木板时,木块所受到的摩擦力的方向为水平___________ (选填“向左”或“向右”),该方案___________ (选填“需要”或“不需要”)匀速拉动木板。
25. 物理兴趣小组利用小桌、海绵、长方体肥皂及砝码,探究压力的作用效果跟什么因素有关,探究过程如图所示。
(1)小强通过观察 ____________ 来比较压力的作用效果;
(2)通过 ______ 两图实验可得:压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
(3)通过甲、乙两图实验可得:_________ ,压力作用效果越明显;
(4)如丁图为了探究“压力的作用效果跟受力面积的关系”,小雪将长方体肥皂沿竖直虚线方向切成大小不同的两块,发现无论是大块还是小块的肥皂对海绵的压力作用效果跟之前一样。于是她分析得出结论:压力的作用效果跟受力面积无关。小雪的做法和结论是 _______ (选填“正确”或“错误”)的,原因是 _____________ ;
(5)将图丙中的小桌和砝码放在木板上(如图戊所示),则丙、戊两图中小桌对接触面的压强p丙_____ p戊。(选填“>”“<”或“=”)
26. 做托里拆利实验中。
(1)如图甲所示,小宇先在一端封闭约1米长的细玻璃管内灌满水银,确保管内没有_______。
(2)如图乙所示,大拇指封闭玻璃管后,将管口倒转插入水银槽中,待液面稳定后,读出此时水银柱的高度为h=740mm,此时外界压强_______标准大气压强。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(3)如果玻璃管内不慎混入空气,那么管内的水银柱高度将_______。(选填“上升”、“不变”或“下降”)
(4)将玻璃管向上缓缓提起,且玻璃管口未离开水银槽液面,在这一过程中,管内外水银面高度差将_______,如果换用口径略大玻璃管进行实验,管内外水银面高度差将_______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(5)某同学也利用此装置,把水银换成水,将玻璃管灌满水后,倒插在水槽内时,管中的水柱_______下降,如果这时在管顶开一个小孔,水柱_______向上喷出。(均选填“会”或“不会”)
27. 在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,小亮同学取四只瓶嘴大小相同的塑料瓶去底(其中B、C、D三个粗细相同),瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,如图所示向A、B、C瓶中装入水,D瓶中装入盐水。
(1)橡皮膜鼓起的程度可反映液体压强的大小,此研究方法是______;
(2)根据A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同,可知:液体的压强与液体的质量______(选填“有关”或“无关”);
(3)根据B、C两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同,可知:液体的压强与液体的______有关。根据研究得出的结论,拦河坝应设计成______(选填“下宽上窄”或“下窄上宽”)的形状;
(4)为了探究液体压强与液体密度的关系,要通过比较______两个瓶子橡皮膜鼓起的程度,得出的结论是:液体压强与液体的密度有关;
(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E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;
测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为;
④可推导出该盐水密度表达式为______(用表示)。
六、计算题(共3小题,共22分)
28. 如图所示,一辆汽车在平直的公路上匀速向前行驶,它所受的阻力为3500N,此时汽车所受的动力是车重的0.1倍,g=10N/kg。试问:
(1)汽车向前的动力是多少?
(2)汽车的总质量是多少?
29. 如图所示,平底茶壶的质量是400g,底面积是40cm2,内盛0.6kg的开水,放置在面积为1m2的水平桌面中央。(g取10N/kg)试求:
(1)水对茶壶底部的压强;
(2)茶壶对桌面压力;
(3)茶壶对桌面的压强。
30. 如图所示,A、B是质量分布均匀的正方体物块,A放置在B的上面,且将A、B的右表面对齐,A通过水平轻绳固定在墙壁上.已知A的边长为20cm,密度为1.5×103kg/m3,B底面积为0.16m2,质量为32kg,当用力F拉动B时,可以让其以0.01m/s的速度在水平桌面上向左做匀速直线运动,求:
(1)A的重力___________;
(2)没拉动时B对地面的压强____________;
(3)经过多少s后,A对B的压强为3750Pa_____________?
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2024-2025年度下学期莆田第八中学八年级物理期中试卷
一、选择题(共14小题,每小题2分,共28分)
1. 第一个通过理想实验发现“力不是维持物体运动的原因”的科学家是( )
A. 伽利略 B. 亚里士多德
C. 牛顿 D. 帕斯卡
【答案】A
【解析】
【分析】亚里士多德认为力是维持物体运动状态的原因,伽利略通过理想斜面实验第一次提出了力不是维持物体运动的原因。
【详解】A.伽利略通过理想斜面实验提出了力不是维持物体运动的原因,故A符合题意;
B.亚里士多德认为力是维持物体运动状态的原因,故B不符合题意;
C.牛顿在伽利略等前人研究的基础上提出了牛顿第一定律,认为力是改变物体运动状态的原因,但不是第一个根据实验提出力不是维持物体运动原因的科学家,故C不符合题意;
D.帕斯卡发现了帕斯卡原理,在液体压强的研究中做出了贡献,故D不符合题意。
故选A。
2. 如图所示为一种常用核桃夹,用大小相同的力垂直作用在B点比A点更易夹碎核桃,这说明力的作用效果与( )
A. 力的大小有关 B. 力的方向有关 C. 力的作用点有关 D. 受力面积有关
【答案】C
【解析】
【分析】力的大小、方向、作用点都会影响力的作用效果。
【详解】力的大小、方向和作用点叫做力的三要素;这三个要素都会影响力作用效果,题中力作用的位置不同,效果不同,是力的作用点影响了力的效果,故C正确。
故选C。
【点睛】
3. 下列实例中,为了增大摩擦的是( )
A. 鞋底刻有凹凸不平的花纹
B. 拉杆旅行箱底部装有轮子
C. 向自行车的转轴处加润滑油
D. 在气垫船底和水之间形成一层空气垫
【答案】A
【解析】
【详解】A.鞋底刻有凹凸不平的花纹,在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故A符合题意;
B.拉杆旅行箱底部装有轮子,用滚动摩擦代替滑动摩擦减小摩擦,故B不符合题意;
C.向自行车的转轴处加润滑油,在压力一定时,减小接触面的粗糙程度来减小摩擦,故C不符合题意;
D.在气垫船底和水之间形成一层空气垫,使接触面脱离来减小摩擦,故D不符合题意。
故选A。
4. 图为建筑工地上常用的破碎锤,下列说法正确的是( )
A. 前端比较尖,为了增大压力 B. 前端比较尖,为了增大压强
C. 底座比较宽大,为了减小压力 D. 底座比较宽大,为了增大压强
【答案】B
【解析】
【详解】AB.前端比较尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A错误,B正确;
CD.底座比较宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故CD错误。
故选B。
5. 下列物体处于平衡状态的是( )
A. 加速冲向终点的百米运动员 B. 正在匀速直线行驶的高铁
C. 沿光滑滑梯下滑的小男孩 D. 正在升空的火箭
【答案】B
【解析】
【详解】A.加速冲向终点的百米运动员,运动状态发生改变,不处于平衡状态,故A不符合题意;
B.正在匀速直线行驶高铁,运动状态不随时间发生改变,处于平衡状态,故B符合题意;
C.沿光滑滑梯下滑的小男孩沿滑梯向下做加速运动,运动状态发生改变,不处于平衡状态,故C不符合题意;
D.正在升空的火箭做加速运动,运动状态发生改变,不处于平衡状态,故D不符合题意。
故选B。
6. 停靠在水平轨道上的“和谐号”列车,下列说法中正确的是( )
A. 列车所受重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力
B. 列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力
C. 列车所受重力和列车对铁轨的压力是一对平衡力
D. 铁轨所受重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力
【答案】A
【解析】
【详解】平衡力的特点是作用在同一个物体上,大小相等,方向相反,在同一直线上。
A.列车所受重力和铁轨对列车的支持力,作用在列车上,大小相等,方向相反,在同一直线上,属于平衡力,故A 正确;
B.列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力是相互作用力,故B错误;
C.列车所受重力和列车对铁轨的压力,方向相同,不是一对平衡力,故C错误;
D.铁轨所受重力和铁轨对列车的支持力,作用在两个物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故线A。
7. 如图所示的装置中不是利用连通器原理工作的是( )
A. 船闸 B. 锅炉水位计
C. 活塞式抽水 D. 乳牛自动喂水
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.船闸开启后,上下游与船室构成连通器,使得船只能顺利通过,故A不符合题意;
B.锅炉水位计外边的管和内部锅炉构成了一个连通器,故B不符合题意;
C.活塞式抽水利用了大气压强将水抽上来,与连通器无关,故C符合题意;
D.乳牛自动喂水器水箱和喂水槽上端开口,底部相连,构成了一个连通器,故D不符合题意。
故选C。
8. 如图所示,是小慧同学掷实心球的场景,图中虚线表示球的运动轨迹,球从a点上升到最高点b后下落到地面c点,然后继续运动到d点停止。下列说法正确的是( )
A. 球从a点上升到b点,是因为受到惯性作用
B. 球在b点,如果一切外力都消失,它将静止在b点
C. 球从b点下落到c点,运动状态不断改变
D. 球最终到d点停止,在d点没有惯性
【答案】C
【解析】
【详解】A.惯性不是力,不能将“受到惯性作用”,故A错误;
B.球在b点,速度不为0,如果一切外力都消失,它将做匀速直线运动,故B错误;
C.球从b点下落到c点,球做曲线运动,运动状态不断改变,故C正确;
D.一切物体都有惯性,惯性只跟质量有关,与运动状态无关,故D错误。
故选C。
9. 已知两个力的合力大小为13牛,且合力的方向向南,而其中一个力的大小为15牛,方向向北,则另一个力的大小、方向是( )
A. 28牛,方向向南 B. 28牛,方向向北
C. 2牛,方向向南 D. 2牛,方向向北
【答案】A
【解析】
【详解】合力的大小为13N,且合力的方向向南,一个分力是15N,方向向北,由此判断出15N力是较小的那个力,所以另外的一个较大的分力大小应该是
13N+15N=28N
方向向南,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10. 如图所示,将A、B两个弹簧测力计互相钩在一起,然后用两只手分别向左、右两边拉。已知B的量程比A的量程大,若A的示数为5N,则B的示数( )
A. 大于5N B. 小于5N C. 等于5N D. 无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】以A弹簧测力计为研究对象,测力计处于平衡状态,A的示数为5N,A受到一对为5N的平衡力,所以B对A的拉力为5N;由于物体间力的作用是相互的,所以A对B的拉力为5N;同理以B弹簧测力计为研究对象,测力计处于平衡状态,A对B的拉力为5N,则测力计B的示数仍为5N。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
11. 如图中甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系分别如图乙、丙所示,以下说法正确的是( )
A. 0~2秒,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力
B. 2~4秒,物体受到的摩擦力是3N
C. 2~4秒,物体受到的摩擦力是2N
D. 4~6秒,物体受到的摩擦力小于水平推力
【答案】C
【解析】
【详解】A.由v-t图像知道,0~2s内物体的速度为0,即物体静止(处于平衡状态),此时物体受到的摩擦力和推力是一对平衡力,二力大小相等,即推力等于摩擦力,故A错误;
BCD.由v-t图像知道,4s~6s内物体运动的速度保持4m/s不变,即做匀速直线运动,处于平衡状态,物体受到的滑动摩擦力和推力是一对平衡力,由F-t图像知道,4s~6s内物体受到的推力为2N,所以该过程中物体受到的滑动摩擦力
f滑=F=2N
由v-t图像知道,2s~4s内物体做加速直线运动,因压力的大小和接触面的粗糙程度不变,则滑动摩擦力的大小不变,仍为2N,故C正确,BD错误。故选C。
12. 如图所示为长江某水坝的示意图,水坝左侧水面高,B和C两点处于同一高度,A和C两点到各自液面的距离相等。水在A、B和C三点产生的压强分别为pA、pB和pC,则( )
A. pA<pB=pC B. pA=pC>pB C. pA>pB=pC D. pA=pC<pB
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知,A、B和C三点处的深度关系为
hB>hA=hC
由于水的密度确定,由公式p=ρgh可得,水在A、B和C三点产生的压强关系为
pA=pC<pB
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
13. 如图所示是一杯密封奶茶正放、倒放在水平桌面的情景,两次情景中液体对杯底的压强分别为和,液体对杯底的压力分别为和,则下列关系式正确的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】B
【解析】
【详解】由于杯子是上粗下细,所以倒立时,杯中液面的高度要小于正立时的液面高度;根据p=ρgh可知,当液体密度相同时,液面越高,液体对杯底的压强越大,所以pA>pB;当容器形状是上粗下细(如图甲)时,对容器底的压力小于液体重力,即FA<G;当容器形状是上细下粗(如图乙)时,对容器底的压力大于液体重力,即F乙>G,故FA<FB,故B正确,ACD错误。
故选B。
14. 如图均匀实心圆柱体甲和乙放置在水平地面上,现沿水平虚线切去部分后。使甲,乙剩余部分的高度均为h。若甲、乙此时的剩余部分对地面的压力相等,则甲,乙被切去之前对地面的压强p甲、p乙和压力F甲、F乙的关系是( )
A. p甲>p乙 B. p甲<p乙 C. F甲>F乙 D. F甲=F乙
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由于剩余部分对地面的压力相等,则剩余部分的重力相等,乙的体积更小,由可知乙的密度更大,由可知,乙对地面的压强更大,故A错误、B正确;
CD.切去之后甲、乙对地面的压力相等,则
F剩甲=F剩乙
所以
……①
即
……②
甲,乙被切去之前对地面的压力差
代入①化简得
代入②化简得
因为h甲切<h乙切,所以F甲-F乙<0,即F甲<F乙,故CD错误。
故选 B。
二、填空题(共5小题,每空1分,共10分)
15. 打羽毛球时用球拍击打飞过来的羽毛球,球对球拍的力作用效果是改变物体的 _______ ,球拍对球的力的作用效果主要是改变羽毛球的 _________。
【答案】 ①. 形状 ②. 运动状态
【解析】
【详解】[1]当用球拍击打飞过来的羽毛球时,球会对球拍施加一个力。这个力作用在球拍上,会使球拍发生形变,即改变了球拍的形状,因此,球对球拍的力作用效果是改变物体的形状。
[2]球拍在受到球的作用力时,球拍也会对球施加一个力,这个力作用在球上,使球的运动状态发生改变,即球被击打后飞出去,因此,球拍对球的力的作用效果主要是改变羽毛球的运动状态。
16. 奥托•格里克完成了著名的______实验,证明了大气压强的存在;一个标准大气压相当于______mm高的水银柱产生的压强。
【答案】 ①. 马德堡半球 ②. 760
【解析】
【详解】[1]马德堡市的市长奥托·格里克做的马德堡半球实验,最早证明了大气压的存在。
[2]首先测出大气压值的是意大利的科学家托里拆利,一个标准大气压相当于760mm=76cm高的水银柱产生的压强。
17. 如图,物体重,作用在物体上的压力,且F与墙壁垂直,物体处于静止状态。这时墙壁受到的压力大小是______N,物体受到摩擦力大小是______N。
【答案】 ①. 40 ②. 10
【解析】
【详解】[1]根据二力平衡的知识可知,物体受到的竖直方向上的重力和摩擦力是一对平衡力,水平方向的压力与重力无关,墙受到的压力物体是由物体传过来的,等于物体受到的压力,等于40N。
[2]物体处于静止状态,根据二力平衡的知识可知,竖直方向上的重力和摩擦力是一对平衡力,摩擦力的方向为竖直向上,大小为
f=G=10N
18. 如图所示,图甲是水银气压计,现将竖直玻璃管倾斜,管内水银柱的长度 _____(选填“变长”、“变短”或“不变”);图乙是水气压计,把它从山下移到山顶,细管内的水柱 _____(选填“上升”、“下降”或“不变”)。
【答案】 ①. 变长 ②. 上升
【解析】
【详解】[1]在托里拆利实验中,水银柱的高度是指管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度,这一高度的大小是由外界大气压决定的,因此在大气压不变的情况下,玻璃管倾斜,水银柱高度不变,但水银柱长度会变长。
[2]把水气压计从山下带到山上,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱会升高。
19. 如图甲所示的容器放置在水平地面上,该容器上、下两部分都是圆柱形,其横截面积分别为S1、S2,容器底部装有控制阀门。容器内装有密度为0.8103kg/m3的液体,液体通过控制阀门匀速排出的过程中,容器底部受到液体的压强P随时间t变化关系如图乙所示。则阀门打开前液体的深度H=_______cm,上、下两部分横截面积之比S1:S2=_______。(g取10N/kg)
【答案】 ①. 15 ②. 1∶4
【解析】
【详解】[1] 阀门打开前液体的深度
[2]当t=10s时,此时容器底部受到液体的压强p为400Pa,则此时的深度为
由于匀速排液,则后20s排出液体的体积是前10s排出液体体积的2倍,由V=Sh可得,上、下两部分液体的体积关系为:
故上、下两部分横截面积之比
S1∶S2=1∶4
三、作图题(共2小题,每小题2分,共4分)
20. 如图,货物随传送带一起水平向右做匀速直线运动,画出该货物的受力示意图
( )
【答案】
【解析】
【详解】物体做匀速直线运动说明它受到了平衡力的作用,水平方向上没有牵引力,也就没有摩擦力,所以水平方向上是不受力的;竖直方向上有重力和支持力,物体A竖直方向上是静止的,重力和支持力就是一对平衡力,大小相等、方向相反;作用点画在物体的中心就行,画出表示重力和支持力的射线标出箭头、字母,具体作图如下:
21. 如图,一铁块静止在斜面上,试画出它受到的摩擦力和对斜面的压力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】铁块有沿斜面下滑的趋势,所以受到沿斜面向上的摩擦力的作用,作用点在铁块重心;铁块给斜面与斜面相垂直的压力,作用点在铁块与斜面接触面的中间位置,如图所示
四、简答题(共1小题,共4分)
22. 如图是厦门地铁3号线。为了安全考虑,站台上都必须设置安全线,乘客要在线外等候,这是为什么?
【答案】见解析
【解析】
【详解】列车进站时会使列车附近的空气流速加快,气体的流速快压强小,所以列车附近的气压小,而远处的气压大,在安全线内的乘客,会被强大的气压差形成的推力推向列车,对安全构成威胁。
五、实验探究题(共5小题,共32分)
23. 利用如图所示的装置,探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)让小车从同一高度由静止滑下,目的是为了控制小车每次滑到水平面时的______相同;
(2)实验通过观察______(选填字母)来反映阻力对物体运动的影响;
A.小车滑行的距离 B.接触面的粗糙程度
(3)由实验可以知道,小车在______(选填“棉布”或“木板”)表面上运动时,速度减小得慢;
(4)下列对此实验的分析或推理正确的是______;
A.实验中运动的小车会停下来,说明运动要靠力来维持
B.如果小车在水平面运动时不受阻力,它就不会停下来
(5)实验完成后,同学们在一起讨论运动和力的关系,其中观点正确的是______。
A.物体受力,运动状态一定改变 B.物体不受力,一定会保持静止
C.物体运动,一定受到力的作用 D.物体运动状态改变,一定受力
【答案】 ①. 速度 ②. A ③. 木板 ④. B ⑤. D
【解析】
【详解】(1)[1]根据控制变量法,为了使小车到达水平面的速度相同,需要将小车从斜面的同一高度滑下。
(2)[2]实验中通过观察小车滑行的距离来反映阻力对物体运动的影响,小车滑行的距离越长,说明阻力越小,故选A。
(3)[3]表面越光滑,小车速度减小的越慢,木板比棉布光滑,小车在木板上运动时,速度减小的慢。
(4)[4]A.实验中运动的小车会停下来,因为小车受到阻力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因,故A错误;
B.表面越光滑,小车速度减小的越慢,推理:如果小车在水平面运动时不受阻力,它就不会停下来,故B正确。
故选B。
(5)[5]A.物体受力平衡时,可以保持静止状态或匀速直线运动状态,故A错误;
B.根据牛顿第一定律,物体不受力,会保持静止或匀速直线运动,不一定静止,故B错误;
C.根据牛顿第一定律,物体不受力的作用,也可以做匀速直线运动,故C错误;
D.力是改变物体运动状态的原因,物体运动状态改变,一定受到力的作用,故D正确。
故选D。
24. 在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,某实验小组选择如图的装置和器材进行实验。
(1)实验中,必须水平拉着木块做___________运动,目的是根据___________的原理可得到物体受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的拉力大小。
(2)由甲、乙实验可得,在接触面粗糙程度相同时,___________越大,滑动摩擦力越大;由甲、丙实验发现,滑动摩擦力还与接触面的___________有关。
(3)小红在图甲实验中,拉动木块在运动过程中,拉力突然变大,滑动摩擦力将___________(选填“不变”“变大”或“变小”);
(4)同学们在实验中还发现,拉着木块运动时很难控制“匀速”,于是小芳同学将实验方法进行了改进,实验装置如图丁的装置,将弹簧测力计固定,改为拉动木板。当他水平向左拉动木板时,木块所受到的摩擦力的方向为水平___________ (选填“向左”或“向右”),该方案___________ (选填“需要”或“不需要”)匀速拉动木板。
【答案】(1) ①. 匀速直线 ②. 二力平衡
(2) ①. 压力 ②. 粗糙程度
(3)不变 (4) ①. 向左 ②. 不需要
【解析】
【小问1详解】
[1][2]实验中,必须水平拉着木块做匀速直线运动,木块处于平衡状态,在水平方向上受到平衡力作用,根据二力平衡的条件,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。
【小问2详解】
[1]根据控制变量法,由甲、乙实验可知,接触面的粗糙程度相同,压力不同,弹簧测力计的示数不同,即木块受到的摩擦力不同,故可得在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
[2]由甲、丙实验可知,木块对接触面的压力相同,接触面的粗糙程度不同,弹簧测力计的示数不同,即木块受到的摩擦力不同,故可知滑动摩擦力还与接触面的粗糙程度有关。
【小问3详解】
滑动摩擦力只与压力大小和接触面粗糙程度有关,压力大小和接触面的粗糙程度不变,即使拉力增大,滑动摩擦力也不变,所以,拉力突然变大,滑动摩擦力将不变。
【小问4详解】
[1]按图丁所示的实验装置进行实验,拉动木板,木块相对于木板处于静止状态,木块受到弹簧测力计的拉力与木板施加的摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,由于木块受到的弹簧测力计的拉力方向向右,所以木块受到的滑动摩擦力方向向左。
[2]滑动摩擦力只与压力大小和接触面粗糙程度有关,与物体是否匀速运动无关。该实验方案的好处是无论拉动木板匀速还是不匀速运动,摩擦力大小都不变,所以实验中不需要匀速拉动木板。
25. 物理兴趣小组利用小桌、海绵、长方体肥皂及砝码,探究压力的作用效果跟什么因素有关,探究过程如图所示。
(1)小强通过观察 ____________ 来比较压力的作用效果;
(2)通过 ______ 两图实验可得:压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
(3)通过甲、乙两图实验可得:_________ ,压力作用效果越明显;
(4)如丁图为了探究“压力的作用效果跟受力面积的关系”,小雪将长方体肥皂沿竖直虚线方向切成大小不同的两块,发现无论是大块还是小块的肥皂对海绵的压力作用效果跟之前一样。于是她分析得出结论:压力的作用效果跟受力面积无关。小雪的做法和结论是 _______ (选填“正确”或“错误”)的,原因是 _____________ ;
(5)将图丙中的小桌和砝码放在木板上(如图戊所示),则丙、戊两图中小桌对接触面的压强p丙_____ p戊。(选填“>”“<”或“=”)
【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)乙丙 (3)压力越大
(4) ①. 错误 ②. 没有控制压力相等
(5)=
【解析】
【小问1详解】
实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这用到了转换法。
【小问2详解】
研究压力作用效果与受力面积的关系,要控制压力相同,只改变受力面积大小,故分析图乙和丙所示两图实验,可得出结论:当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
【小问3详解】
比较图甲、乙所示实验,受力面积相同,乙中压力大,压力作用效果明显,故可得出结论:受力的面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
【小问4详解】
[1][2]小雪将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,压力变化,受力面积同时也发生变化,得出压力作用效果跟受力面积的关系,这个实验没有控制压力大小不同,就探究压力作用效果跟受力面积的关系是错误的。
【小问5详解】
由图丙、戊可知,压力大小和受力面积大小均相同,根据p可知,两种情况中小桌产生的压强相等,即p丙=p戊。
26. 做托里拆利实验中。
(1)如图甲所示,小宇先在一端封闭约1米长的细玻璃管内灌满水银,确保管内没有_______。
(2)如图乙所示,大拇指封闭玻璃管后,将管口倒转插入水银槽中,待液面稳定后,读出此时水银柱的高度为h=740mm,此时外界压强_______标准大气压强。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(3)如果玻璃管内不慎混入空气,那么管内的水银柱高度将_______。(选填“上升”、“不变”或“下降”)
(4)将玻璃管向上缓缓提起,且玻璃管口未离开水银槽液面,在这一过程中,管内外水银面高度差将_______,如果换用口径略大的玻璃管进行实验,管内外水银面高度差将_______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(5)某同学也利用此装置,把水银换成水,将玻璃管灌满水后,倒插在水槽内时,管中的水柱_______下降,如果这时在管顶开一个小孔,水柱_______向上喷出。(均选填“会”或“不会”)
【答案】(1)空气 (2)小于
(3)下降 (4) ①. 不变 ②. 不变
(5) ①. 不会 ②. 不会
【解析】
【小问1详解】
托里拆利实验中,为了测量准确,要将细玻璃管内灌满水银,确保管内没有空气,为真空状态。
【小问2详解】
一个标准气压能支撑的水银柱的高度为760mm,当水银柱的高度为740mm时外界压强小于一个标准大气压。
【小问3详解】
如果玻璃管内不慎混入空气,那么管内有一定气压,外界气压等于管内气压与水银柱的压强之和,所以水银柱的高度将下降。
【小问4详解】
[1][2]进行托里拆利实验时,玻璃管内外的水银柱的高度差与外界大气压的大小有关,玻璃管的上提下压或玻璃管的粗细都不影响玻璃管内外的水银柱的高度差,所以水银柱内外液面高度差值将不变。
【小问5详解】
[1]1个标准大气压为760毫米汞柱,由p=ρ水银gh水银=ρ水gh水可知,如果水银气压计中的水银用水代替,那么玻璃管的长度约为10m,所以把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时,管中的水柱不会下降。
[2]当管顶开一个小孔时,管内的水与外界的大气相通,玻璃管和水槽组成连通器,则管内的水不会从小孔喷出,反而会立即下降,直到液面相平。
27. 在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,小亮同学取四只瓶嘴大小相同的塑料瓶去底(其中B、C、D三个粗细相同),瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,如图所示向A、B、C瓶中装入水,D瓶中装入盐水。
(1)橡皮膜鼓起的程度可反映液体压强的大小,此研究方法是______;
(2)根据A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同,可知:液体的压强与液体的质量______(选填“有关”或“无关”);
(3)根据B、C两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同,可知:液体的压强与液体的______有关。根据研究得出的结论,拦河坝应设计成______(选填“下宽上窄”或“下窄上宽”)的形状;
(4)为了探究液体压强与液体密度关系,要通过比较______两个瓶子橡皮膜鼓起的程度,得出的结论是:液体压强与液体的密度有关;
(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E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;
测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为;
④可推导出该盐水密度的表达式为______(用表示)。
【答案】 ①. 转换法 ②. 无关 ③. 深度 ④. 下宽上窄 ⑤. C、D ⑥. 竖直变平 ⑦.
【解析】
【详解】(1)[1]实验中,通过观察橡皮膜的凹陷程度来比较液体压强的大小,这里用到的实验方法是转换法。
(2)[2]A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同,则橡皮膜所受压强相等,可得出结论:液体的压强与液体的质量无关。
(3)[3][4]由图可知,C瓶深度大于B瓶,C瓶的橡皮膜凹陷程度大于B瓶,可得出结论:液体的压强与液体的深度有关;因为同一液体,深度越深,液体压强越大,故拦河坝应设计成下宽上窄。
(4)[5]为了探究液体压强与液体密度的关系,需要控制深度相同,用密度不同的液体进行实验,故选择C、D进行实验。
(5)[6][7]向如图E所示容器中的左侧倒入适量的水,橡皮膜向右凸起;再向容器中的右侧缓慢倒入盐水,直至橡皮膜竖直变平;测得水面到橡皮膜中心的深度为,则橡皮膜左侧中心受到压强
p左=ρ水gh1
测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为,则橡皮膜右侧中心受到压强
p右=ρ盐水gh2
因为橡皮膜没有凸起,则有
p左=p右
即
ρ水gh1=ρ盐水gh2
该盐水密度的表达式为。
六、计算题(共3小题,共22分)
28. 如图所示,一辆汽车在平直的公路上匀速向前行驶,它所受的阻力为3500N,此时汽车所受的动力是车重的0.1倍,g=10N/kg。试问:
(1)汽车向前的动力是多少?
(2)汽车的总质量是多少?
【答案】(1)3500N;(2)3500kg
【解析】
【详解】解:(1)汽车在平直公路上匀速向前行驶,所受的阻力与动力是一对平衡力,大小相等,所以汽车所受的动力
F=f=3500N
(2)汽车所受的动力是车重的0.1倍,所以车重
汽车的总质量
答:(1)汽车向前的动力是3500N;
(2)汽车的总质量是3500kg。
29. 如图所示,平底茶壶的质量是400g,底面积是40cm2,内盛0.6kg的开水,放置在面积为1m2的水平桌面中央。(g取10N/kg)试求:
(1)水对茶壶底部的压强;
(2)茶壶对桌面的压力;
(3)茶壶对桌面的压强。
【答案】(1)1200Pa;(2)10N;(3)2500Pa
【解析】
【详解】解:(1)由图可知,茶壶内水的深度为
h=12cm=0.12m
水对壶底部的压强为
p水=ρ水gh=10×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa
(2)根据可得,茶壶的重力为
G壶=m壶g=400×10−3kg×10N/kg=4N
水的重力为
G水=m水g=0.6kg×10N/kg=6N
茶壶对水平桌面的压力为
F=G水+G壶=4N+6N=10N
(3)根据可得,茶壶对水平桌面的压强为
答:(1)水对茶壶底部的压强为1200Pa;
(2)茶壶对桌面的压力为10N;
(3)茶壶对桌面的压强为2500Pa。
30. 如图所示,A、B是质量分布均匀的正方体物块,A放置在B的上面,且将A、B的右表面对齐,A通过水平轻绳固定在墙壁上.已知A的边长为20cm,密度为1.5×103kg/m3,B底面积为0.16m2,质量为32kg,当用力F拉动B时,可以让其以0.01m/s的速度在水平桌面上向左做匀速直线运动,求:
(1)A的重力___________;
(2)没拉动时B对地面的压强____________;
(3)经过多少s后,A对B的压强为3750Pa_____________?
【答案】 ①. 120N ②. 2750 ③. 4s
【解析】
【详解】GA=10N/kg=120N;B对地面的压强P=====2750Pa;设经过t秒后A对B 的压强为3750Pa则有SAB===0.032,0.032m2=20(20-0.01m/st)解得t=4s.
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