内容正文:
2024-2025学年度第二学期期中教学质量调研
八年级物理试题
注意事项:
1.本试卷满分60分,时间共60分钟。2.答案请填写在答案卷相应位置。
一、选择题(每题只有一个正确选项,每题2分,共20分。)
1. 体育场上蕴含很多的科学道理,下面有关事例描述正确的是( )
A. 踢出的足球由于不受力,它将慢慢停下来
B. 扔出的实心球能继续前进是因为受到惯性作用
C. 排球运动到最高点时处于静止状态,不受力的作用
D. 运动员举起杠铃站定时,地面对运动员的支持力大于运动员的重力
2. 如图所示,小车运动时盛有水的烧杯水面向右倾,则小车运动状态变化的情况是( )
A. 一定向右减速 B. 一定向左减速
C. 可能向左加速 D. 可能向右加速
3. 如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其做直线运动,在相同水平面上两次拉动木块得到的关系图像如图乙所示。第1、2两次弹簧测力计示数分别为;速度分别为;下列判断正确的是( )
A
B.
C.
D.
4. 如图所示平放在水平地面上砖,沿竖直方向截去一半,则剩下的半块砖与原来整块砖相比( )
A. 砖的密度减小 B. 对地面的压力增大
C. 对地面的压强不变 D. 砖受到地面的支持力增大
5. 厨房中的很多生活神器都利用到了物理知识,如图所示的四个用品中,属于减小压强的是( )
A. 切果器刀片很薄 B. 切蛋器的铜丝很细
C. 刀磨得很锋利 D. 拎菜器的手把较宽
6. 以下为“大气压强”一节的知识结构图,其中标有下划线的内容中不正确的一项是( )
大气压强
大气压强的存在—覆杯实验、大河有水小河满
(a) (b)
大气压强的测量—托里拆利实验
(c)
大气压强的应用—抽水机
(d)
A. (a) B. (b) C. (c) D. (d)
7. 利用如图所示的装置可探究机翼升力产生的原因。压强计的两端分别置于机翼模型的上、下表面附近,用鼓风机从模型左端吹气,可观察到压强计两侧液面出现高度差,则( )
A. 模型上方空气流速大,压强小 B. 模型下方空气流速大,压强大
C. 模型上方空气流速小,压强大 D. 模型下方空气流速大,压强小
8. 如图所示,取一个瓶口内径略小于乒乓球的矿泉水瓶,去掉底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶内注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来。此实验可以用来说明( )
A. 浮力产生的原因
B. 阿基米德原理
C. 大气存在压强
D. 液体的压强与液体的密度和深度有关
9. 小明帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面,而土豆沉在盆底,他用所学的物理知识对此现象作出一些分析,其中正确的是( )
A. 沉底的土豆不受浮力 B. 茄子受到的浮力大于土豆受到的浮力
C. 土豆受到的浮力等于它排开水的重力 D. 茄子的密度大于土豆的密度
10. 如图,小明同学用弹簧测力计悬挂一个圆柱体物块,使物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示:然后匀速放下物块,此过程中弹簧测力计示数与物块下表面浸入水中的深度的关系如图乙所示,弹簧测力计始终在水面上方,水未溢出,取,水的密度是。下列说法中正确的是( )
A. 物块受到的重力是
B. 物块的体积是
C. 物块刚好浸没时,在水中所受到的浮力大小是
D. 物块刚好浸没时,水对物体下表面压力大小是
二、填空题(每空1分,共12分)
11. “珍爱生命,远离危险。”如图所示,这是公共场所提醒人们小心台阶避免摔倒或提醒人们小心地滑防止摔倒的安全提示图片。其中图_______是提醒人们小心台阶避免摔倒;图_______是提醒人们小心地滑防止摔倒。
12. 如图,小明用10N的力踢球后球向上运动,若足球的重力为4N,假设此时图中的足球所受空气阻力为1N,则此时足球受到的合力大小为 _____ N,方向 _________ 。
13. 图中平底茶壶重为、壶底面积为,内盛的开水,水面高度在图中已标出,放在面积为的水平桌面中央。则水对茶壶底部的压强_______,盛水茶壶对桌面的压强_______Pa。
14. 物理学知识在生产、生活中有着广泛的应用。在如图所示中,吸盘式挂钩(a图),是利用了______的作用;工人利用装水的管子,分别在两头静止水面位置做标记(b图),两标记的连线一定水平,这根装水的管子实际上是一个______。
15. 如图所示,为“奋斗者”号潜水器。截止到2021年12月5日,“奋斗者”号潜水器已经完成21次万米深潜,创造了10909m的中国载人深潜新纪录。潜水器总体积约为,则潜水器完全浸没在海水中时受到的浮力为___________N,在继续下潜的过程中,所受浮力___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),海水密度取。
16. 甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象如图所示,若用体积相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,现在用手把A、B两个物体分别浸没在水中,放手后A会___________(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”),B物体___________(选填“能”或“不能”)悬浮在水中。
三、实验与作图题(17题4分,18题6分,19题6分,20题4分,共20分)
17. 按要求作图。
(1)如图1所示虚线为一足球运动的轨迹,若足球在图示位置时所受外力全部消失,请用一带箭头的实线在点画出此后的运动轨迹。
(2)一烧杯放在斜面上,画出图2中质量为的小球静止时受浮力的示意图(需要标出浮力的大小)。
18. 我们可以利用矿泉水瓶做小实验来说明一些物理知识。
(1)将矿泉水瓶往上一抛,则瓶子在空中运动过程中是处于___________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。
(2)用力握着瓶子在空中静止不动(如图所示),则瓶子所受的重力和__________力是一对平衡力。
(3)往矿泉水瓶内注入水,盖紧瓶盖;正放(瓶盖在上)在一块海绵上(如图A所示);再把瓶子倒放(瓶盖在下)在相同海绵上(如图B所示)。
①实验中,通过___________来比较压力的作用效果,该环节用到的实验方法是转换法。
②通过、两次实验可以得出,压力的作用效果与___________的大小有关。
(4)利用底部有小孔的空透明矿泉水瓶竖直压入水中,形成了如图所示的“喷泉”,该实验可以得出的结论是___________。
(5)在空矿泉水瓶侧壁锥出个小孔,往里面倒满水,再盖紧瓶盖,可以观察到水不会从小孔流出来,这能证明___________的存在。
19. 牛顿在探究“阻力对物体运动的影响”实验后,揭开了物体运动的规律,从而得出了“牛顿第一定律”。实验小组的同学利用如图1所示的装置进行探究。
(1)为使小车每次到达水平面时的速度相等,每次都要让小车从斜面上的______位置由静止开始自由下滑;
(2)分别选用毛巾、棉布和木板进行实验,目的是通过改变______从而改变小车在水平面运动时受到的摩擦阻力;实验过程中,应将毛巾、棉布平整地铺在______段(选填“”“”或“”);
(3)由于受到阻力作用,小车在水平面上做减速运动,运动到点时速度为。若此时所受外力突然消失,小车到达点速度为,则两者的大小关系是______(选填“>”“=”或“<”);
(4)伽利略在400多年前的研究思想一直闪耀着理性的光辉。伽利略曾经观测到,钟摆来回摆动的高度是相同的,如图2甲。他设想了这样一个实验:在左边一个固定的斜坡上滚下一个球,球又滚上右边不同坡度的斜坡,如果球没有受到摩擦阻力的作用,他认为这个球在右边任何坡度的斜坡上滚到的高度都与起始高度一样,好像这个球“记住”了起始高度。经过进一步思考,伽利略推断,如果右边的斜坡变成平坦,球将会一直匀速滚动下去,如图2乙。
请回答:
①像科学家那样“进一步思考”:图2丙是伽利略想象的每隔相同时间在右边不同坡度的斜坡上球的位置,他认为当斜坡倾角变小时,小球速度减小变慢。于是他大胆推测:当斜坡变成光滑而平坦时,小球将______运动。这种研究方法是在客观实验基础上进行科学推理;
②伽利略认为,球匀速滚动是球的“自然运动”状态,“自然运动”是球所具有的属性。在我们今天看来,球的这种属性称为______。
20. 小明和同学们利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材,做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验,进行了如图所示的操作,)。
(1)由___________两图得出物块所受浮力,再由另外两图得出物块排开液体所受重力,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;
(2)实验时,若溢水杯中未装满水,则会导致测出的___________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(3)为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的是___________(选填字母);
A. 用原来的方案和器材多次测量求平均值
B. 将物块换成小石块,用原来的方案再次进行实验
(4)小组同学经过交流、评估和反思后,得出实验步骤的最佳顺序是___________。(填入“甲、乙、丙、丁”的合理顺序)
四、计算题(21题4分,22题4分,共8分)
21. 如图所示是中国第三代极地破冰船“雪龙号”,是中国唯一能在极地破冰(可以依靠船重力产生压力,将冰压碎)前行的船只。“雪龙号”的技术参数如表所示。
船长
167.0m
船宽
22.6m
最大吃水深度
9.0m
自身质量
11400吨
(1)“雪龙号”在海水中航行时,轮船船底距水面,求船底受到海水的压强为多少?
(2)若厚的冰层能够承受的最大压强是,假设破冰时船与冰层接触面积为,则至少需要多大的力才能破开冰层?
22. 如图甲所示,潜水艇模型相邻两舱之间密封不连通,水舱与注射器通过塑料软管相连,推拉注射器活塞可以实现潜水艇的浮沉。此潜水艇的总体积是,所用材料的总质量是。如图乙所示,当水舱内没水时,该潜水艇漂浮在水槽的水面上;在水舱内注入适量的水,该潜水艇会在水面下悬停。取。当潜水艇在水面下处悬停时,通过计算回答:
(1)该潜水艇受到浮力是多少?
(2)该潜水艇水舱内水的质量是多少?
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2024-2025学年度第二学期期中教学质量调研
八年级物理试题
注意事项:
1.本试卷满分60分,时间共60分钟。2.答案请填写在答案卷相应位置。
一、选择题(每题只有一个正确选项,每题2分,共20分。)
1. 体育场上蕴含很多的科学道理,下面有关事例描述正确的是( )
A. 踢出的足球由于不受力,它将慢慢停下来
B. 扔出的实心球能继续前进是因为受到惯性作用
C. 排球运动到最高点时处于静止状态,不受力的作用
D. 运动员举起杠铃站定时,地面对运动员的支持力大于运动员的重力
【答案】D
【解析】
【详解】A.足球停下来是因为它受到了摩擦阻力作用,是阻力改变了足球的运动状态,而不是由于不受力,它将慢慢停下来,故A错误;
B.一切物体都具有惯性,足球离开脚由于惯性仍然继续前进,惯性不是力,不能说因为受到惯性作用,故B错误;
C.竖直上抛的物体,运动到最高点时,会受到重力的作用,故C错误;
D.运动员举起杠铃站定时,地面对运动员的支持力大小等于运动员的重力和杠铃的重力,大于运动员的重力,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,小车运动时盛有水的烧杯水面向右倾,则小车运动状态变化的情况是( )
A. 一定向右减速 B. 一定向左减速
C. 可能向左加速 D. 可能向右加速
【答案】C
【解析】
【详解】当小车向右减速运动时,烧杯受摩擦力随车减速,烧杯内的水由于惯性仍保持原来的运动状态,使得水向右倾;当小车向左加速运动时,烧杯受摩擦力随车加速,烧杯内的水由于惯性仍保持原来的运动状态,使得水向右倾;因此,小车运动状态变化的情况可能是向左加速,也可能是向右减速。故C正确,ABD错误。
故选C。
3. 如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其做直线运动,在相同水平面上两次拉动木块得到的关系图像如图乙所示。第1、2两次弹簧测力计示数分别为;速度分别为;下列判断正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】由图乙可知,木块两次都做匀速直线运动,同一木块放在同一水平面上,压力不变、接触面的粗糙程度不变,所以两次木块受到的滑动摩擦力相等,则两次对应的弹簧测力计示数相等,即;
由图乙可知,相同时间内第1次木块运动的距离较小,则第1次木块的运动速度小于第2次木块的运动速度,即。
综上所述,A正确,BCD错误。
故选A。
4. 如图所示平放在水平地面上的砖,沿竖直方向截去一半,则剩下的半块砖与原来整块砖相比( )
A. 砖的密度减小 B. 对地面的压力增大
C. 对地面的压强不变 D. 砖受到地面的支持力增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.密度是物质本身的特性,与质量和体积无关。砖沿竖直方向截去一半,物质种类不变,所以砖的密度不变,故A不符合题意;
B.在水平地面上,砖对地面的压力等于其重力,即F=G=mg。截去一半后,质量m减半重力G减半,所以对地面的压力减半,故B不符合题意;
C.截去一半后,对地面的压力减半,受力面积变为原来的一半,由可知,对地面的压强不变,故C符合题意;
D.砖受到地面支持力与砖对地面的压力是一对相互作用力,大小相等。因为对地面的压力减半,所以砖受到地面的支持力也减半,故D不符合题意。
故选C。
5. 厨房中的很多生活神器都利用到了物理知识,如图所示的四个用品中,属于减小压强的是( )
A. 切果器的刀片很薄 B. 切蛋器的铜丝很细
C. 刀磨得很锋利 D. 拎菜器的手把较宽
【答案】D
【解析】
【详解】A.切果器的刀片很薄,是通过减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B.切蛋器的铜丝很细,是通过减小受力面积来增大压强,故B不符合题意;
C.刀磨得很锋利,是通过减小受力面积来增大压强,故C不符合题意;
D.拎菜器的手把较宽,是通过增大受力面积来减小压强,故D符合题意。
故选D。
6. 以下为“大气压强”一节的知识结构图,其中标有下划线的内容中不正确的一项是( )
大气压强
大气压强的存在—覆杯实验、大河有水小河满
(a) (b)
大气压强的测量—托里拆利实验
(c)
大气压强的应用—抽水机
(d)
A. (a) B. (b) C. (c) D. (d)
【答案】B
【解析】
【详解】A.覆杯实验是一个经典的证明大气压强存在的实验,故A正确,不符合题意;
B.“大河有水小河满”这一说法,直观上描述了水流的现象,属于液体压强问题,但它并不直接证明大气压强的存在。故B错误,符合题意;
C.托里拆利实验是历史上首次准确测出大气压值的实验,故C正确,不符合题意;
D.抽水机是利用大气压强来工作的设备。抽水机通过减小内部气压,使外部大气压将水压入,实现抽水。故D正确,不符合题意;
故选B。
7. 利用如图所示的装置可探究机翼升力产生的原因。压强计的两端分别置于机翼模型的上、下表面附近,用鼓风机从模型左端吹气,可观察到压强计两侧液面出现高度差,则( )
A. 模型上方空气流速大,压强小 B. 模型下方空气流速大,压强大
C. 模型上方空气流速小,压强大 D. 模型下方空气流速大,压强小
【答案】A
【解析】
【详解】流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。由于模型做成上凸下平的形状,同一股气流在相同的时间内,通过模型的上方和下方,上方气流通过时经过的路程大,速度大,压强小;下方气流通过时经过的路程小,速度小,压强大。模型下方压强大于上方压强,模型在压强差下产生向上的升力。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8. 如图所示,取一个瓶口内径略小于乒乓球的矿泉水瓶,去掉底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶内注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来。此实验可以用来说明( )
A. 浮力产生的原因
B. 阿基米德原理
C. 大气存在压强
D. 液体的压强与液体的密度和深度有关
【答案】A
【解析】
【详解】A.开始时乒乓球受到上面液体压强和大气压的作用,下部没有液体只受大气压的作用,向上的压强小于向下的压强,向上的压力小于向下的压力,乒乓球不能上浮。当用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,乒乓球下面也受到液体压强和大气压的作用,向上的液体压强大于向下的液体压强,乒乓球上浮,跟浮力产生的原因有关系,故A符合题意;
B.阿基米德原理是研究浸在水中的物体受到的浮力和排开液体重力的关系,该实验不能测出这两个力的大小,故B不符合题意;
C.乒乓球上下都受到大气压的作用相同,开始乒乓球不上浮,后来又上浮,不是大气压的作用,故C不符合题意。
D.乒乓球上升时,液体的密度一定,可以说明液体压强和深度有关,液体越深,液体的压强越大,但不能说明液体的压强与液体的密度有关。故D不符合题意。
故选A。
9. 小明帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面,而土豆沉在盆底,他用所学的物理知识对此现象作出一些分析,其中正确的是( )
A. 沉底的土豆不受浮力 B. 茄子受到的浮力大于土豆受到的浮力
C. 土豆受到的浮力等于它排开水的重力 D. 茄子的密度大于土豆的密度
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据阿基米德原理,浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力,沉底的土豆仍然受到浮力的作用,故A错误;
B.由于不知道两者排开的水的体积的大小,所以无法判定浮力的大小关系,故B错误;
C.根据阿基米德原理可知,土豆受到的浮力等于它排开水的重力,故C正确;
D.茄子浮在水面,而土豆沉在盆底,根据浮沉条件知,茄子漂浮密度小于水的密度,土豆沉底密度大于水的密度,故土豆密度大于茄子的密度,故D错误。
故选C。
10. 如图,小明同学用弹簧测力计悬挂一个圆柱体物块,使物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示:然后匀速放下物块,此过程中弹簧测力计示数与物块下表面浸入水中的深度的关系如图乙所示,弹簧测力计始终在水面上方,水未溢出,取,水的密度是。下列说法中正确的是( )
A. 物块受到的重力是
B. 物块的体积是
C. 物块刚好浸没时,在水中所受到的浮力大小是
D. 物块刚好浸没时,水对物体下表面压力大小是
【答案】C
【解析】
【详解】A.当物块下表面浸入水中的深度h为0cm,此时物体并没有浸入液体中,此时弹簧测力计测量物体的重力,故物体所受的重力为12N,故A错误;
BC.据乙图可知,物体刚好浸没在水中受到的浮力为
物体浸没后,排开液体的体积与物体的体积相等,可得物体的体积为
故B错误,C正确;
D.物块刚好浸没时,上表面受到液体的压力为0N,由于物体受到的浮力为2N,根据压力差法可知,水对物体下表面压力大小是2N,故D错误。
故选C。
二、填空题(每空1分,共12分)
11. “珍爱生命,远离危险。”如图所示,这是公共场所提醒人们小心台阶避免摔倒或提醒人们小心地滑防止摔倒的安全提示图片。其中图_______是提醒人们小心台阶避免摔倒;图_______是提醒人们小心地滑防止摔倒。
【答案】 ①. 甲 ②. 乙
【解析】
【详解】[1]图甲中,人向前运动时,脚被台阶绊住而停止,上半身由于惯性仍向前运动,人会向前倾倒。所以图甲是提醒人们小心台阶避免摔倒。
[2]图乙中,人向前运动时,脚打滑加速向前运动,而上半身由于惯性仍保持原来的运动速度,人会向后倾倒。所以图乙是提醒人们小心地滑防止摔倒。
12. 如图,小明用10N的力踢球后球向上运动,若足球的重力为4N,假设此时图中的足球所受空气阻力为1N,则此时足球受到的合力大小为 _____ N,方向 _________ 。
【答案】 ①. 5 ②. 竖直向下
【解析】
【详解】[1][2]同一直线上的二力合成,两个力的方向相同时,则合力大小等于这两个力之和,合力方向与这两个力的方向相同。由题意可知,若足球的重力为4N,重力的方向总是竖直向下,还受到竖直向下的空气阻力为1N,两个力的方向相同,则此时足球受到的合力大小为,方向竖直向下。
13. 图中平底茶壶重为、壶底面积为,内盛的开水,水面高度在图中已标出,放在面积为的水平桌面中央。则水对茶壶底部的压强_______,盛水茶壶对桌面的压强_______Pa。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]据图可知,水深12cm,则水对茶壶底部的压强为
[2]盛水茶壶对桌面的压力为
盛水茶壶对桌面的压强为
14. 物理学知识在生产、生活中有着广泛的应用。在如图所示中,吸盘式挂钩(a图),是利用了______的作用;工人利用装水的管子,分别在两头静止水面位置做标记(b图),两标记的连线一定水平,这根装水的管子实际上是一个______。
【答案】 ① 大气压 ②. 连通器
【解析】
【详解】[1]吸盘式挂钩在使用时,压出了吸盘下面的空气,而外面仍然受到大气压力,将吸盘紧紧的压在墙上,所以对墙面有较大的摩擦力,可以承受一定的重量,是利用了大气压的作用。
[2]工人利用装水的管子,利用了连通器原理,连通器里如果只有一种液体,在液体不流动的情况下,液面总是保持在同一水平高度。
15. 如图所示,为“奋斗者”号潜水器。截止到2021年12月5日,“奋斗者”号潜水器已经完成21次万米深潜,创造了10909m的中国载人深潜新纪录。潜水器总体积约为,则潜水器完全浸没在海水中时受到的浮力为___________N,在继续下潜的过程中,所受浮力___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),海水密度取。
【答案】 ①. ②. 不变
【解析】
【详解】[1]潜水器完全浸没在海水中时,其排开海水的体积
,此时潜水器所受的浮力
[2]在继续下潜的过程中,海水的密度不变,潜水器排开海水的体积也不变,由可知,潜水器受到的浮力不变。
16. 甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象如图所示,若用体积相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,现在用手把A、B两个物体分别浸没在水中,放手后A会___________(选填“上浮”“悬浮”或“下沉”),B物体___________(选填“能”或“不能”)悬浮在水中。
【答案】 ①. 下沉 ②. 能
【解析】
【详解】[1][2]据图可分别求出正方体A、B两物体的密度分别为
因为、,根据物体的浮沉条件可知,用手把A、B两个物体分别浸没在水中,放手后A正方体将沉底,B正方体将悬浮。
三、实验与作图题(17题4分,18题6分,19题6分,20题4分,共20分)
17. 按要求作图。
(1)如图1所示虚线为一足球运动的轨迹,若足球在图示位置时所受外力全部消失,请用一带箭头的实线在点画出此后的运动轨迹。
(2)一烧杯放在斜面上,画出图2中质量为的小球静止时受浮力的示意图(需要标出浮力的大小)。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
由牛顿第一运动定律可知,若足球在图示位置时所受外力全部消失,足球将以现在的速度做匀速直线运动,如图所示:
【小问2详解】
由图可知,小球漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,即
从重心开始竖直向上画一条带箭头的线段,如图所示:
18. 我们可以利用矿泉水瓶做小实验来说明一些物理知识。
(1)将矿泉水瓶往上一抛,则瓶子在空中运动过程中是处于___________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。
(2)用力握着瓶子在空中静止不动(如图所示),则瓶子所受的重力和__________力是一对平衡力。
(3)往矿泉水瓶内注入水,盖紧瓶盖;正放(瓶盖在上)在一块海绵上(如图A所示);再把瓶子倒放(瓶盖在下)在相同的海绵上(如图B所示)。
①实验中,通过___________来比较压力的作用效果,该环节用到的实验方法是转换法。
②通过、两次实验可以得出,压力的作用效果与___________的大小有关。
(4)利用底部有小孔的空透明矿泉水瓶竖直压入水中,形成了如图所示的“喷泉”,该实验可以得出的结论是___________。
(5)在空矿泉水瓶侧壁锥出个小孔,往里面倒满水,再盖紧瓶盖,可以观察到水不会从小孔流出来,这能证明___________的存在。
【答案】(1)非平衡 (2)摩擦
(3) ①. 海绵的凹陷程度 ②. 受力面积
(4)液体密度一定时,液体深度越深,液体压强越大
(5)大气压
【解析】
【小问1详解】
平衡状态是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态,此时物体所受合力为零。当物体受到非平衡力作用时,其运动状态会发生改变。因为瓶子抛在空中只受重力,合力不为零,不满足平衡状态条件,所以瓶子的运动状态不断改变,处于非平衡状态。
【小问2详解】
瓶子在空中静止不动,处于平衡状态,在竖直方向上受到重力和摩擦力的作用。根据二力平衡的条件,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。因为重力方向竖直向下,所以摩擦力方向竖直向上,瓶子所受的重力和摩擦力是一对平衡力。
【小问3详解】
[1]在这个实验中,压力的作用效果是通过海绵的凹陷程度来体现的。当压力作用在海绵上时,海绵会发生形变,凹陷程度越大,说明压力的作用效果越明显。这种将不易观察到的压力作用效果转换为容易观察到的海绵凹陷程度的方法就是转换法。
[2]观察 A、B 两次实验,我们发现瓶子内装的水是一样的,也就是对海绵的压力大小相同。但是瓶子正放和倒放时,与海绵的接触面积不同,A 图中瓶身与海绵接触面积大,B 图中瓶盖与海绵接触面积小,并且海绵的凹陷程度不同。这就说明在压力大小相同的情况下,压力的作用效果与受力面积的大小有关。
【小问4详解】
水从矿泉水瓶底部的小孔喷出,这表明液体内部有压强,并且是对容器的底部有压强。瓶底浸入水中越深,水柱喷得越高,说明液体密度一定时,液体深度越深,液体压强越大。
【小问5详解】
在空矿泉水瓶侧壁锥出个小孔,往里面倒满水,再盖紧瓶盖,由于瓶内没有空气,外界大气压会对小孔处的水产生压力,可以观察到水不会从小孔流出来,这能证明大气压的存在。
19. 牛顿在探究“阻力对物体运动的影响”实验后,揭开了物体运动的规律,从而得出了“牛顿第一定律”。实验小组的同学利用如图1所示的装置进行探究。
(1)为使小车每次到达水平面时的速度相等,每次都要让小车从斜面上的______位置由静止开始自由下滑;
(2)分别选用毛巾、棉布和木板进行实验,目的是通过改变______从而改变小车在水平面运动时受到的摩擦阻力;实验过程中,应将毛巾、棉布平整地铺在______段(选填“”“”或“”);
(3)由于受到阻力作用,小车在水平面上做减速运动,运动到点时速度为。若此时所受外力突然消失,小车到达点速度为,则两者的大小关系是______(选填“>”“=”或“<”);
(4)伽利略在400多年前的研究思想一直闪耀着理性的光辉。伽利略曾经观测到,钟摆来回摆动的高度是相同的,如图2甲。他设想了这样一个实验:在左边一个固定的斜坡上滚下一个球,球又滚上右边不同坡度的斜坡,如果球没有受到摩擦阻力的作用,他认为这个球在右边任何坡度的斜坡上滚到的高度都与起始高度一样,好像这个球“记住”了起始高度。经过进一步思考,伽利略推断,如果右边的斜坡变成平坦,球将会一直匀速滚动下去,如图2乙。
请回答:
①像科学家那样“进一步思考”:图2丙是伽利略想象的每隔相同时间在右边不同坡度的斜坡上球的位置,他认为当斜坡倾角变小时,小球速度减小变慢。于是他大胆推测:当斜坡变成光滑而平坦时,小球将______运动。这种研究方法是在客观实验基础上进行科学推理;
②伽利略认为,球匀速滚动是球的“自然运动”状态,“自然运动”是球所具有的属性。在我们今天看来,球的这种属性称为______。
【答案】(1)相同 (2) ①. 水平面的粗糙程度 ②. BC
(3)= (4) ①. 匀速直线 ②. 惯性
【解析】
【小问1详解】
小车在斜面下滑时做加速运动,为使小车每次到达水平面时的速度相等,每次都要让小车从斜面上的相同位置由静止开始自由下滑。
【小问2详解】
[1][2]要探究的是阻力对物体运动的影响,因此,应控制小车在到达水平面时的初速度相同,只改变小车在水平面运动时所受阻力的大小,即只改变水平面的粗糙程度,这就是分别选用毛巾、棉布和木板进行实验的目的。实验中,应让小车在不同的水平面上滑动,所以应将毛巾、棉布平整地铺在BC段。
【小问3详解】
当小车运动到D点时速度为v1,若此时小车所受外力突然消失,小车将做匀速直线运动,所以小车到达D、两点速度相同。
【小问4详解】
[1]由图中伽利略的实验过程可知,当斜坡倾角变小时,小球的速度减小得更慢。于是他大胆推测,当斜坡变成光滑而平坦时,球的速度不再变小,球将做匀速直线运动;此时用到了科学推理法,是在客观实验基础上进行科学推理。
[2]一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性。伽利略所说的球的“自然运动”其实是球具有的属性,这就是惯性。
20. 小明和同学们利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材,做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验,进行了如图所示的操作,)。
(1)由___________两图得出物块所受浮力,再由另外两图得出物块排开液体所受重力,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;
(2)实验时,若溢水杯中未装满水,则会导致测出的___________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(3)为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的是___________(选填字母);
A. 用原来的方案和器材多次测量求平均值
B. 将物块换成小石块,用原来的方案再次进行实验
(4)小组同学经过交流、评估和反思后,得出实验步骤的最佳顺序是___________。(填入“甲、乙、丙、丁”的合理顺序)
【答案】(1)甲、乙 (2)偏小
(3)B (4)丁、甲、乙、丙
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,物块的重力为2N,由图乙可知,将物块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1N,根据称重法可知,由甲乙两图可得物块受到的浮力
【小问2详解】
实验时,若溢水杯中未装满水,则会导致溢出水的体积偏小,排出液体的重力偏小。
【小问3详解】
为了得到更普遍的结论,应该选择不同的液体或者物体重复试验,使用相同的方案和器材多次测量是没有意义的,故B符合题意。
【小问4详解】
实验步骤最佳顺序是先测出空小桶的重力,再测出物块的重力,然后将物块浸没在水中进行排水,最后测得小桶和溢出水的总重力,所以最佳顺序是丁甲乙丙。
四、计算题(21题4分,22题4分,共8分)
21. 如图所示是中国第三代极地破冰船“雪龙号”,是中国唯一能在极地破冰(可以依靠船重力产生压力,将冰压碎)前行的船只。“雪龙号”的技术参数如表所示。
船长
167.0m
船宽
22.6m
最大吃水深度
9.0m
自身质量
11400吨
(1)“雪龙号”在海水中航行时,轮船船底距水面,求船底受到海水的压强为多少?
(2)若厚的冰层能够承受的最大压强是,假设破冰时船与冰层接触面积为,则至少需要多大的力才能破开冰层?
【答案】(1)
5.0×10⁴Pa (2)
3.0×10⁶N
【解析】
【小问1详解】
船底受到海水的压强
【小问2详解】
冰层能承受的最大压强为,船与冰层接触面积为
破冰所需最小压力
22. 如图甲所示,潜水艇模型相邻两舱之间密封不连通,水舱与注射器通过塑料软管相连,推拉注射器活塞可以实现潜水艇的浮沉。此潜水艇的总体积是,所用材料的总质量是。如图乙所示,当水舱内没水时,该潜水艇漂浮在水槽的水面上;在水舱内注入适量的水,该潜水艇会在水面下悬停。取。当潜水艇在水面下处悬停时,通过计算回答:
(1)该潜水艇受到的浮力是多少?
(2)该潜水艇水舱内水的质量是多少?
【答案】(1)
6.5 N (2)
0.15 kg
【解析】
【小问1详解】
已知潜水艇的体积为V=650 cm3,
水的密度
该潜水艇浸没后受到的浮力为
【小问2详解】
潜水艇悬停时受到的浮力与其总重力大小相等,即
可得总质量为
则该潜水艇水舱内水的质量是
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