精品解析:广东省深圳市南山区第二外国语学校(集团)2024-2025学年度八年级下学期期中物理学科试卷
2025-09-01
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内容正文:
南山区第二外国语学校(集团)2024-2025学年度第二学期
八年级物理学科试卷
说明:1.全卷共4页。
2.考试时间为60分钟,满分70分。
3.答题时,考生务必将姓名、班级、考号、考试科目、试卷类型用2B铅笔填涂在答题卡上,并用黑色签字笔填写相应信息。请考生按要求在答题卷规定的位置上作答,在草稿纸、本试卷上答题一律无效。
第Ⅰ卷(选择题共14分)
主题一:物理与体育运动
1. 下列数据的描述与实际相符的是( )
A. 一枚一元硬币的质量约为0.6g B. 一个鸡蛋的重力约为5N
C. 一个中学生的体积约为60 D. 教室中空气的质量约300g
2. 4月13日2025年国际冰联女子冰球世锦赛(甲级A组)在深圳大运中心体育馆鸣哨开赛。下列说法正确的是( )
A. 运动员在冰面向前运动时,受到滚动摩擦力的作用
B. 冰球受到的摩擦力为0N
C. 冰球杆撞击冰球时,说明力可以改变物体的运动状态
D. 两个运动员相撞后会弹开,说明力的作用是相互的
3. 在毽球比赛中,下列说法正确的是( )
A. 以地面为参照物,踢出去的毽子是静止的
B. 传球中,若所有的力突然消失,毽子将做匀速直线运动
C. 毽子能继续在空中飞,是因为毽子受到了惯性
D. 毽子在最高点时,受到平衡力作用
4. 一未装满橙汁的密闭杯子,先正立放在水平桌面上(如图A),然后反过来倒立在桌面上(如图B),橙汁对杯底的压强和杯子对桌面的压强的变化分别是( )
A. 增大,增大 B. 减小,增大 C. 增大,减小 D. 减小,减小
5. 手掷滑翔机模型竞赛中,下列说法中正确的是( )
A. 滑翔机落地静止后,飞机对地面的压力与地面对飞机的支持力是一对相互作用力
B. 滑翔机落地静止后,飞机对地面的压力与地面对飞机的支持力是一对平衡力
C. 滑翔机在飞行时,机翼下方空气的流速远大于机翼上方空气的流速
D. 滑翔机落地后滑行过程中,飞机对地面的压力逐渐减小,对地面的压强也逐渐减小
6. 如图所示,同一木块在同一粗糙水平面上,先后以不同的速度被匀速拉动。甲图中速度为v1,乙图中速度为v2,丙图中木块上叠放一重物,共同速度为v3,且v1<v2<v3,匀速拉动该木块所需的水平拉力分别为F甲、F乙和F丙。下列关系正确的是( )
A. F甲<F乙<F丙 B. F甲>F乙>F丙
C. F甲=F乙<F丙 D. F甲<F乙=F丙
7. 如图所示,甲、乙是放在水平地面上的两个质量均匀的长方体,它们的密度之比,底面积之比,对水平地面的压强之比,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙的质量之比是20∶27
B. 甲、乙的体积之比是15∶16
C. 将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度后,剩余部分对地面的压强可能相等
D. 将甲、乙分别沿水平方向切去相同的体积后,剩余部分对地面的压强不可能相等
第Ⅱ卷(非选择题 共56分)
主题二:物理与航空航天
8. 探月车将月球岩石放进密封舱中运输的过程,如图所示,月球岩石A与探月车一起在水平向左匀速运动。当探月车受外力作用突然减速时,(探月车和A没有相对滑动)请在图中画出A受到的支持力和摩擦力的示意图。
9. 如图所示,重1N的小球漂浮在水面上,请画出小球所受浮力的示意图。
10. 中华民族自古对浩瀚宇宙和太阳心怀向往。
(1)2024年6月2日,嫦娥六号成功着陆在月球背面南极一艾特肯盆地预选着陆区。如图甲所示,探测器着陆前需减速,要向运动方向喷射高速气体,同时获得反方向的制动力,这说明物体间力的作用是_______的。
(2)宇航员利用载人机动装置(太空喷气背包)在太空中移动,利用喷嘴喷出的高压氮气,使宇航员在太空中机动。如图乙所示,使宇航员运动的力的施力物体是_______(选填“地球”、“喷出的高压氮气”或“载人机动装置”)。
(3)2020年12月4日,我国新一代“人造太阳”装置建成并实现首次放电。如图丙所示装置采用强磁场将高温粒子束缚在环形轨道内运动,说明力可以改变物体的_______。
11. 如图所示,用6N的力握住水杯静止不动,水杯受到的重力与_______是一对平衡力。如果将手握水杯的力增大为8N,水杯仍然保持静止,那么手与水杯之间摩擦力的大小_______ (填增大“减小”或“不变”)。杯中倒入水后手与水杯之间摩擦力的大小_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
主题三:物理与实践探究
12. 在“探究二力平衡条件”的实验中,小组分别设计了如图甲、乙、丙所示的三种方案进行实验。
(1)如果采用如图甲、乙所示的实验装置进行实验,你认为图______(选填“甲”或“乙”)所示的实验装置较好些。这样做的好处是减小了______对实验的影响;
(2)经过讨论,小组同学决定采用图丙的方案进行探究,在图丙装置的左边和右边各挂一个钩码后,当硬纸片平衡时,小华将硬纸片转过一个角度,松手后硬纸片______(选填“能”或“不能”)平衡.设计此实验步骤的目的是______。
13. 科学课上,王老师利用传感器为同学们做“探究气体压强与流速的关系”,如图所示。装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起,左端与抽气机相通。(A管最细,C管最粗)
(1)将三个气体压强传感器探头分别插入三节管中,传感器与电脑相连,打开抽气机抽气时,电脑屏幕如图乙所示,已知①②③三条图线分别对应粗细不同的三节管中气体压强随时间变化的情况,由图像可知:平稳流动的气体,流速大处压强_______。图线③反映的是_______(选填“A”“B”或“C”)塑料管中气体压强随时间变化的情况。
(2)当王老师将抽气机的功率调整后,图像中①②③三条图线出现了上移,由此可以判断三节管中气体的流速_______(选填“增大”或“减小”)。
(3)如果王老师在昆仑山上给守卫祖国边疆的战士做这个实验(抽气机的功率不变),图像中①②③三条图线将会_______(“上移”、“不变”或“下移”),经过同学们分析,得出:随着海拔升高,大气压强在_______(“增大”、“不变”或“减小”)。
14. 小明用木块、木板、毛巾、玻璃板、砝码、弹簧测力计等器材探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)木块在水平面上被拉动时所受滑动摩擦力的大小无法直接测量,可依据二力平衡的条件,拉动木块做匀速直线运动,则滑动摩擦力的大小等于_______的大小。
(2)实验过程如图所示(木块均做匀速直线运动),其中。①相比甲实验,乙、丙实验中木块上增加砝码是为了增大_______的压力(选填“砝码对木块”“木块对木板”或“木板对桌面”)。对比甲、乙、丙三次实验得出结论:在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。②对比甲、丁、戊三次实验得出结论:_______。
(3)要探究滑动摩擦力大小跟物体运动速度是否有关,需要保持_______不变,只改变速度。
(4)本实验主要运用的科学方法与下列哪个实验不相同_______。
A. 探究压力的作用效果跟什么因素有关 B. 真空罩中的闹钟 C. 液体压强实验
主题四:物理与日常生活
15. 小林妈妈在超市买了鸡蛋,做饭时发现鸡蛋不新鲜,小林想通过所学知识对鸡蛋进行如下探究:
(1)小林将两个体积相同的鸡蛋放入水中,如图甲、乙所示,_______(选填:“甲”或“乙”)鸡蛋受到的浮力大,判断的依据是:_______。鸡蛋所受重力的施力物体是_______。
(2)通过查看包装盒生产日期得知,甲鸡蛋比较新鲜,小林猜测:可能是新鲜鸡蛋比较重的原因。小林将一枚0.52N的鸡蛋在室内放置14天,重新测量鸡蛋的重力如图丙所示,此时鸡蛋的重力是_______N;再将这枚鸡蛋放在硬质桌面上,鸡蛋与桌面的接触面积约为,鸡蛋对桌面的压强是_______。
(3)小林在生物课中学习到鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙,大理石的主要成分也是碳酸钙,但是鸡蛋壳比大理石容易碎,小林设计实验测量鸡蛋壳的密度:
A.将鸡蛋壳侧边敲开一个洞,将蛋白和蛋黄倒出;
B.将量筒中倒入适量水,此时量筒示数为V,将鸡蛋壳放在量筒中使鸡蛋壳漂浮,此时量筒示数为。
C.将鸡蛋壳按压直至鸡蛋壳浸没,排出蛋壳内空气,此时量筒示数为。
鸡蛋壳的密度为_______(用ρ水、V、、表示)。
16. 深圳市迈步机器人公司生产的H1型康复机器人,整机质量仅10.5kg,行走障碍患者穿戴后可进行走路康复训练,改善下肢运动功能。在一次康复训练过程中帮助体重60kg的患者在水平地面训练,患者站立时与地面的单脚接触面积为。g取10N/kg。求:
(1)康复机器人的总重力;
(2)站立时,患者与康复机器人对地面的压力;
(3)在康复训练中对地面压强的最大值。
17. 小林家鱼缸中放有方糖状石头装饰物,小林用测力计吊起正方体石头逐步浸入鱼缸水中,绘制出测力计示数与下降深度的图像,如乙图所示。g取10N/kg。求:
(1)石头浸没后所受浮力的大小;
(2)鱼缸中水的密度;
(3)剪断细线后石头沉入鱼缸底部,已知正方体石头下表面受到压力为55N,鱼缸中水深多少米?
18. 项目主题:制作简易活塞式抽水机。
项目提出:小慧学习完第九章《压强》的知识后,想要自制一个简易活塞式抽水机。
项目实施:
任务一 了解活塞式抽水机的结构及工作原理
(1)如图甲所示是活塞式抽水机工作原理图,活塞与筒壁紧密接触同时又可以上下移动,A、B是只能向上开启的阀门。活塞式抽水机工作时,活塞向上移动,_______阀门关闭,水在_______的作用下向上运动,冲开_______阀门流入圆筒;
任务二 设计活塞式抽水机
(2)小慧了解了活塞式抽水机的工作原理,便开始思考选择什么样的材料来制作模型,她找到硬塑料瓶子充当圆筒,又找来筷子充当活塞杆,还需要哪些材料?_______
任务三 制作活塞式抽水机
(3)小慧剪下瓶子的瓶底,瓶子上部作为抽水机的圆筒。把瓶底再略剪一小部分作为活塞,使瓶底的外径与瓶子的内径相吻合。在瓶子的侧壁上打一个出水口,插上一段塑料管作为出水管。拔掉瓶盖上的小帽,把瓶口作为进水口。在活塞上打两个孔a、b,中间的孔a用来固定筷子。用胶带把塑料片的一边黏在活塞上,使塑料片能盖住孔b,作为一个阀门。把玻璃球放在瓶子里,玻璃球的作用是_______。装上活塞,抽水机就组装好了。将瓶口朝下浸入水中,上下拉动活塞,抽水机就会把水抽上来;
任务4 测试活塞式抽水机的性能
(4)活塞式抽水机在工作前,需向圆筒内灌入几杯水,其目的是_______;
项目拓展
(5)活塞式抽水机模型,如乙图所示,当活塞不断上升时,拉力F的大小及水对活塞的压强p将( )
A. F先增大后不变,p不变 B. F先减小后增大,p先减小后不变
C. F先增大后不变,p先减小后不变 D. F、p都不断增大
19. 我国多地即将进入汛期,车辆落水事故频发,据消防部门统计,汽车落水事故死亡率高达70%,主要是因为错误的自救动作。车辆落水,如何逃生自救?牢记以下几点。
1、保持冷静是关键!切勿因不会游泳而躲在车内被动等待,应以冷静的心态积极自救。
2、第一时间解锁。一般来说,车辆入水时电路不会立即失效,车内人员应以最快的速度解开安全带、解锁车门、车窗,在车辆完全沉没前迅速逃离。
3、找准开门时机。如果车身已完全被水淹没,此时,不要立刻打开车门,待车外与车内水位持平,再打开车门。
4、使用安全锤。正常方法不能打开车门、车窗时,使用安全锤垂直击打侧面车窗四角逃生。如果车内没有安全锤,可拔出座位头枕,用头枕下方的金属杆敲击车窗边缘。
5、寻找可漂浮物。逃出车外后保持面部朝上。不会游泳者在砸开车窗前应尽量寻找一些空水瓶、装满空气的塑料袋、救生衣等物品抱住,等待救援。
车辆落水后至完全浸没大约为2分钟时间,其中黄金自救时间只有40秒左右。把握黄金自救时间,尽快解锁车辆,尝试从车窗或天窗逃生为上策。
根据以上材料,回答下列问题:
(1)如果车身已完全被水淹没,此时,不要立刻打开车门,随着车身下沉,水对车门的压强逐渐_______(选填“增大”“减小”或“不变”),车内人员很难打开车门;待车外与车内水位持平,再尝试打开车门;
(2)无法打开车门、车窗时,使用安全锤垂直击打侧面车窗四角逃生。如果车内没有安全锤,可拔出座位头枕,用头枕下方的金属杆敲击车窗边缘。安全锤和金属杆的共同点都是通过减小_______,来_______(选填“增大”或“减小”)压强;
(3)兴趣小组设计了一个汽车落水应急装置,在车外部的四周隐藏安装有气囊,紧急情况下气囊将会自动充气。假设一辆总质量为2t的汽车不慎落入水中,车门完全关闭后整车排开水的体积为。当汽车落水时,气囊触发充气,充气后气囊内部气体密度为,气囊质量和体积忽略不计。若要使汽车天窗刚好能露出水面(汽车未进水),求气囊的最小总体积应为_______立方米?(已知水的密度为,g取10N/kg,计算结果四舍五入到一位小数)
(4)如图所示比亚迪仰望U8定位为高端新能源硬派越野车,能够实现极限操稳、应急浮水、原地掉头和敏捷转向等场景功能。此外,它的密封性能好,在深水区可以漂浮在水面上,车轮在水中扮演着螺旋桨的角色,能够缓慢的转弯、行驶。U8使用的易四方轮边电机技术,即四个车轮各拥有独立电机,通过轮速差来实现水中转弯。若它想在水中右拐时,应该_______。
A. 左侧车轮转速快,右侧车轮转速慢 B. 左侧车轮转速慢,右侧车轮转速快
C. 前侧车轮转速快,后侧车轮转速慢 D. 前侧车轮转速慢,后侧车轮转速快
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南山区第二外国语学校(集团)2024-2025学年度第二学期
八年级物理学科试卷
说明:1.全卷共4页。
2.考试时间为60分钟,满分70分。
3.答题时,考生务必将姓名、班级、考号、考试科目、试卷类型用2B铅笔填涂在答题卡上,并用黑色签字笔填写相应信息。请考生按要求在答题卷规定的位置上作答,在草稿纸、本试卷上答题一律无效。
第Ⅰ卷(选择题共14分)
主题一:物理与体育运动
1. 下列数据的描述与实际相符的是( )
A. 一枚一元硬币的质量约为0.6g B. 一个鸡蛋的重力约为5N
C. 一个中学生的体积约为60 D. 教室中空气的质量约300g
【答案】C
【解析】
【详解】A.一枚一元硬币的质量约为6g,故A不符合题意;
B.一个鸡蛋的重力约为0.5N,故B不符合题意;
C.人的密度与水相近,一个中学生的体积约为
故C符合题意;
D.教室中空气的质量约
故D不符合题意。
故选C。
2. 4月13日2025年国际冰联女子冰球世锦赛(甲级A组)在深圳大运中心体育馆鸣哨开赛。下列说法正确的是( )
A. 运动员在冰面向前运动时,受到滚动摩擦力的作用
B. 冰球受到的摩擦力为0N
C. 冰球杆撞击冰球时,说明力可以改变物体的运动状态
D. 两个运动员相撞后会弹开,说明力的作用是相互的
【答案】CD
【解析】
【详解】A.运动员在冰面向前运动时,运动员的冰鞋与冰面之间是滑动的关系,所以运动员受到的是滑动摩擦力的作用,而不是滚动摩擦力,故A错误;
B.冰球在冰面上运动时,冰球与冰面之间存在相对运动,并且冰球和冰面之间有接触且发生挤压,同时接触面不光滑,所以冰球会受到冰面对它的滑动摩擦力,其大小不为0N,故B错误;
C.冰球杆撞击冰球时,冰球由静止变为运动,运动的速度大小、方向发生改变,这说明力可以改变物体的运动状态,故C正确;
D.力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的。当两个物体相互作用时,施力物体同时也是受力物体。两个运动员相撞时,他们对彼此施加了力,所以会弹开,这充分说明了力的作用是相互的,故D正确。
故选CD。
3. 在毽球比赛中,下列说法正确的是( )
A. 以地面为参照物,踢出去的毽子是静止的
B. 传球中,若所有的力突然消失,毽子将做匀速直线运动
C. 毽子能继续在空中飞,是因为毽子受到了惯性
D. 毽子在最高点时,受到平衡力作用
【答案】B
【解析】
【详解】A.以地面为参照物,踢出去的毽子与地面之间的位置不断发生变化,所以毽子是运动的,故A错误;
B.传球中,毽子是运动的,若所有的力突然消失,根据牛顿第一定律可知,毽子将保持原来的运动状态,即做匀速直线运动,故B正确;
C.毽子能继续在空中飞,是因为毽子具有惯性,要保持原来的运动状态,惯性不是力,不能说 “受到惯性”,故C错误;
D.毽子在最高点时,只受到重力的作用(此时空气阻力相对较小可忽略不计),不是处于平衡状态,所以受到的不是平衡力,故D错误。
故选B。
4. 一未装满橙汁的密闭杯子,先正立放在水平桌面上(如图A),然后反过来倒立在桌面上(如图B),橙汁对杯底的压强和杯子对桌面的压强的变化分别是( )
A. 增大,增大 B. 减小,增大 C. 增大,减小 D. 减小,减小
【答案】D
【解析】
【详解】不论正立还是倒立,杯中装的都是橙汁,液体密度相同,由图知道,正放时的深度变大,由知道,倒放时对杯底的压强减小;因为杯子静止放在水平桌面上,压力等于重力,重力不变则压力不变,即,倒立时受力面积增大,由 知道,倒放时杯子对桌面的压强压强减小。
故选D。
5. 手掷滑翔机模型竞赛中,下列说法中正确的是( )
A. 滑翔机落地静止后,飞机对地面的压力与地面对飞机的支持力是一对相互作用力
B. 滑翔机落地静止后,飞机对地面的压力与地面对飞机的支持力是一对平衡力
C. 滑翔机在飞行时,机翼下方空气的流速远大于机翼上方空气的流速
D. 滑翔机落地后滑行过程中,飞机对地面的压力逐渐减小,对地面的压强也逐渐减小
【答案】A
【解析】
【详解】AB.滑翔机落地静止后,飞机对地面的压力与地面对飞机的支持力大小相等、方向相反、在同一条直线上,且作用在两个物体上,是一对相互作用力,不是一对平衡力,故A正确,B错误;
C.飞机机翼表面呈明显的弧度结构,根据流体压强和流速的关系可知,飞机飞行时,相对机翼下表面,机翼上表面的空气流速更快,受到的压强更小,故C错误;
D.滑翔机落地后滑行过程中,速度减小,机翼上下表面空气流速减小,产生的升力减小,则飞机对地面的压力逐渐变大,受力面积不变,根据,对地面的压强也逐渐增大,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,同一木块在同一粗糙水平面上,先后以不同的速度被匀速拉动。甲图中速度为v1,乙图中速度为v2,丙图中木块上叠放一重物,共同速度为v3,且v1<v2<v3,匀速拉动该木块所需的水平拉力分别为F甲、F乙和F丙。下列关系正确的是( )
A. F甲<F乙<F丙 B. F甲>F乙>F丙
C. F甲=F乙<F丙 D. F甲<F乙=F丙
【答案】C
【解析】
【详解】滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与速度大小无关.由于甲乙丙三图中,接触面的粗糙程度相同,甲乙对水平面的压力相同,丙稍大,故摩擦力f甲=f乙<f丙,因为三图中木块都在做匀速直线运动,故F=f,即F甲=F乙<F丙.
7. 如图所示,甲、乙是放在水平地面上的两个质量均匀的长方体,它们的密度之比,底面积之比,对水平地面的压强之比,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙的质量之比是20∶27
B. 甲、乙的体积之比是15∶16
C. 将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度后,剩余部分对地面的压强可能相等
D. 将甲、乙分别沿水平方向切去相同的体积后,剩余部分对地面的压强不可能相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.由可得甲、乙对水平地面的压力之比
因水平面上物体的压力大小和自身的重力相等,所以,由可得,甲、乙的质量之比
故A错误;
B.由可得甲、乙的体积之比
故B正确;
C.由于水平面上的柱状物体对地面的压强为
切去相同的高度后,两者压强的减小量分别为,,已知它们的密度之比,则,所以,,已知原来甲、乙对水平地面的压强之比,则,由于剩余部分对地面的压强,所以甲剩余部分对地面的压强比乙大。故C错误;
D.因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,物体对地面的压强
切去相同体积时,两者压强的变化量分别为,。则
所以,,已知原来甲、乙对水平地面的压强之比,则,由于剩余部分对地面的压强,所以剩余部分对地面的压强可能相等,故D错误。
故选B。
第Ⅱ卷(非选择题 共56分)
主题二:物理与航空航天
8. 探月车将月球岩石放进密封舱中运输的过程,如图所示,月球岩石A与探月车一起在水平向左匀速运动。当探月车受外力作用突然减速时,(探月车和A没有相对滑动)请在图中画出A受到的支持力和摩擦力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】当探月车受外力作用突然减速时,岩石A由于具有惯性,将有向前运动的趋势,所以会受到车对其水平向后的摩擦力,A所受支持力垂直于接触面向上。如图所示:
9. 如图所示,重1N的小球漂浮在水面上,请画出小球所受浮力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】小球在水中处于漂浮状态,浮力等于重力,即
浮力的方向是竖直向上的,示意图如下:
10. 中华民族自古对浩瀚宇宙和太阳心怀向往。
(1)2024年6月2日,嫦娥六号成功着陆在月球背面南极一艾特肯盆地预选着陆区。如图甲所示,探测器着陆前需减速,要向运动方向喷射高速气体,同时获得反方向的制动力,这说明物体间力的作用是_______的。
(2)宇航员利用载人机动装置(太空喷气背包)在太空中移动,利用喷嘴喷出的高压氮气,使宇航员在太空中机动。如图乙所示,使宇航员运动的力的施力物体是_______(选填“地球”、“喷出的高压氮气”或“载人机动装置”)。
(3)2020年12月4日,我国新一代“人造太阳”装置建成并实现首次放电。如图丙所示装置采用强磁场将高温粒子束缚在环形轨道内运动,说明力可以改变物体的_______。
【答案】(1)相互 (2)喷出的高压氮气
(3)运动状态
【解析】
【小问1详解】
月球探测器着陆前需减速,要向运动方向喷射高速气体,探测器给高温气体向下的力,高温气体给探测器向上的推力,使探测器反方向的制动,这说明物体间力的作用是相互的。
【小问2详解】
如图乙所示,太空喷气背包的喷嘴喷出高压氮气,高压氮气给宇航员向前的推力,使宇航员在太空中机动,使宇航员运动的力的施力物体是喷出的高压氮气。
【小问3详解】
如图丙,采用强磁场将高温粒子束缚在环形轨道内运动,强磁场给高温粒子力的作用,使其在环形轨道内运动,说明力可以改变物体的运动状态。
11. 如图所示,用6N的力握住水杯静止不动,水杯受到的重力与_______是一对平衡力。如果将手握水杯的力增大为8N,水杯仍然保持静止,那么手与水杯之间摩擦力的大小_______ (填增大“减小”或“不变”)。杯中倒入水后手与水杯之间摩擦力的大小_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 ①. 摩擦力 ②. 不变 ③. 增大
【解析】
【详解】[1]握住水杯静止不动,水杯在竖直方向受到的重力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,即。
[2]如果将手握水杯的力增大为8N,水杯仍然保持静止,由二力平衡可知,此时摩擦力大小为,即摩擦力大小不变。
[3]杯中倒入水后水杯仍会静止,由二力平衡可知,摩擦力等于水杯重力,由于杯中倒入水后杯子重力增加,所以摩擦力增大。
主题三:物理与实践探究
12. 在“探究二力平衡条件”的实验中,小组分别设计了如图甲、乙、丙所示的三种方案进行实验。
(1)如果采用如图甲、乙所示的实验装置进行实验,你认为图______(选填“甲”或“乙”)所示的实验装置较好些。这样做的好处是减小了______对实验的影响;
(2)经过讨论,小组同学决定采用图丙的方案进行探究,在图丙装置的左边和右边各挂一个钩码后,当硬纸片平衡时,小华将硬纸片转过一个角度,松手后硬纸片______(选填“能”或“不能”)平衡.设计此实验步骤的目的是______。
【答案】(1) ①. 甲 ②. 摩擦力
(2) ①. 不能 ②. 不在同条直线上的两个力是否平衡
【解析】
【小问1详解】
[1][2]图乙中小木块与桌面之间是滑动摩擦,图甲中小木块与桌面之间是滚动摩擦,图甲中做的好处是减小了摩擦力对实验的影响,因此图甲所示的实验装置较好些。
【小问2详解】
[1]要探究一对平衡力在同一直线上,可将小卡片转过一个角度,使小卡片两端的拉力不在一条直线上,观察小卡片不能平衡。因为小卡片由静止开始运动了,运动状态发生改变了。
[2]小卡片转过一个角度,小卡片受到的两个力就不在同一条直线上了,所以设计此实验步骤的目的是为了探究不在同一条直线上的两个力是否平衡。
13. 科学课上,王老师利用传感器为同学们做“探究气体压强与流速的关系”,如图所示。装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起,左端与抽气机相通。(A管最细,C管最粗)
(1)将三个气体压强传感器探头分别插入三节管中,传感器与电脑相连,打开抽气机抽气时,电脑屏幕如图乙所示,已知①②③三条图线分别对应粗细不同的三节管中气体压强随时间变化的情况,由图像可知:平稳流动的气体,流速大处压强_______。图线③反映的是_______(选填“A”“B”或“C”)塑料管中气体压强随时间变化的情况。
(2)当王老师将抽气机的功率调整后,图像中①②③三条图线出现了上移,由此可以判断三节管中气体的流速_______(选填“增大”或“减小”)。
(3)如果王老师在昆仑山上给守卫祖国边疆的战士做这个实验(抽气机的功率不变),图像中①②③三条图线将会_______(“上移”、“不变”或“下移”),经过同学们分析,得出:随着海拔升高,大气压强在_______(“增大”、“不变”或“减小”)。
【答案】(1) ①. 小 ②. C
(2)减小 (3) ①. 下移 ②. 减小
【解析】
【小问1详解】
[1][2]打开抽气机抽气时,单位时间通过粗细管内气体的体积相同,所以细管内的流速比粗管的气体流速大。由图像可知,平稳流动的气体压强小,则流体的流速越大、压强越小,由图乙的①②③三条图线可知,③的压强最大,说明③的流速最小,则对应塑料管的横截面积最大,所以图线③反映的是塑料管C的气体压强随时间变化的情况。
【小问2详解】
图像中①②③三条图线出现了上移,说明各管中的气体压强都变大了。根据气体压强与流速的关系,压强变大,说明气体流速变小了。也就是说,当抽气机功率调整后,三节管中气体的流速减小。
【小问3详解】
[1][2]随着海拔升高,空气会变稀薄,大气压强会减小,则如果王老师在昆仑山上给守卫祖国边疆的战士做这个实验(抽气机的功率不变),图像中①②③三条图线将会下移。
14. 小明用木块、木板、毛巾、玻璃板、砝码、弹簧测力计等器材探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)木块在水平面上被拉动时所受滑动摩擦力的大小无法直接测量,可依据二力平衡的条件,拉动木块做匀速直线运动,则滑动摩擦力的大小等于_______的大小。
(2)实验过程如图所示(木块均做匀速直线运动),其中。①相比甲实验,乙、丙实验中木块上增加砝码是为了增大_______的压力(选填“砝码对木块”“木块对木板”或“木板对桌面”)。对比甲、乙、丙三次实验得出结论:在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。②对比甲、丁、戊三次实验得出结论:_______。
(3)要探究滑动摩擦力大小跟物体运动速度是否有关,需要保持_______不变,只改变速度。
(4)本实验主要运用的科学方法与下列哪个实验不相同_______。
A. 探究压力的作用效果跟什么因素有关 B. 真空罩中的闹钟 C. 液体压强实验
【答案】(1)拉力 (2) ①. 木块对木板 ②. 在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
(3)压力和接触面粗糙程度
(4)B
【解析】
【小问1详解】
根据二力平衡,木块匀速直线运动时,滑动摩擦力与弹簧测力计拉力平衡,大小相等。
【小问2详解】
[1]因为弹簧测力计挂在木块上拉动木块,故该实验是为了探究木块和木板之间摩擦力大小的影响因素,所以砝码放在木块上,增大了木块对木板的压力。
[2]甲、丁、戊三次实验中压力不变,接触面粗糙程度不同,根据F5<F1<F4,反映出滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
【小问3详解】
该实验用了控制变量法,故探究滑动摩擦力与速度关系,需控制压力和接触面粗糙程度这两个变量不变。
【小问4详解】
探究压力作用效果和液体压强两个实验都用了控制变量法,而真空罩中的闹钟用理想实验法(推理法),故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
主题四:物理与日常生活
15. 小林妈妈在超市买了鸡蛋,做饭时发现鸡蛋不新鲜,小林想通过所学知识对鸡蛋进行如下探究:
(1)小林将两个体积相同的鸡蛋放入水中,如图甲、乙所示,_______(选填:“甲”或“乙”)鸡蛋受到的浮力大,判断的依据是:_______。鸡蛋所受重力的施力物体是_______。
(2)通过查看包装盒生产日期得知,甲鸡蛋比较新鲜,小林猜测:可能是新鲜鸡蛋比较重的原因。小林将一枚0.52N的鸡蛋在室内放置14天,重新测量鸡蛋的重力如图丙所示,此时鸡蛋的重力是_______N;再将这枚鸡蛋放在硬质桌面上,鸡蛋与桌面的接触面积约为,鸡蛋对桌面的压强是_______。
(3)小林在生物课中学习到鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙,大理石的主要成分也是碳酸钙,但是鸡蛋壳比大理石容易碎,小林设计实验测量鸡蛋壳的密度:
A.将鸡蛋壳侧边敲开一个洞,将蛋白和蛋黄倒出;
B.将量筒中倒入适量水,此时量筒示数为V,将鸡蛋壳放在量筒中使鸡蛋壳漂浮,此时量筒示数为。
C.将鸡蛋壳按压直至鸡蛋壳浸没,排出蛋壳内空气,此时量筒示数为。
鸡蛋壳的密度为_______(用ρ水、V、、表示)。
【答案】(1) ①. 甲 ②. 甲中鸡蛋沉底,排开液体的体积等于鸡蛋的体积,乙中鸡蛋漂浮,排开液体的体积小于鸡蛋的体积,而两个鸡蛋的体积相同,液体密度相同,由公式F浮=ρ液gV排可知,甲中鸡蛋所受浮力大于乙中鸡蛋所受浮力。 ③. 地球
(2) ①. 0.5 ②. 5×103Pa
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1][2]略。
[3]由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力,重力的施力物体是地球。所以鸡蛋所受重力的施力物体是地球。
【小问2详解】
[1]由图可知,弹簧测力计分度值为0.05N,根据指针位置可知,弹簧测力计的示数为0.5N,所以鸡蛋的重力是0.5N。
[2]因为鸡蛋放在水平桌面上,所以鸡蛋对桌面的压力等于鸡蛋的重力,由压强公式可得鸡蛋对桌面的压强
【小问3详解】
因为鸡蛋壳漂浮,所以鸡蛋壳的重力等于其浮力,由步骤B可知鸡蛋壳排开水的体积为V1-V,所以鸡蛋壳所受重力G=F浮=ρ液gV排=ρ水g(V1-V)
则鸡蛋壳的质量
由步骤BC可知,鸡蛋壳的体积V壳=V2-V
则鸡蛋壳的密度
16. 深圳市迈步机器人公司生产的H1型康复机器人,整机质量仅10.5kg,行走障碍患者穿戴后可进行走路康复训练,改善下肢运动功能。在一次康复训练过程中帮助体重60kg的患者在水平地面训练,患者站立时与地面的单脚接触面积为。g取10N/kg。求:
(1)康复机器人的总重力;
(2)站立时,患者与康复机器人对地面的压力;
(3)在康复训练中对地面压强的最大值。
【答案】(1)105N
(2)705N (3)
【解析】
【小问1详解】
康复机器人的总重力
【小问2详解】
站立时,患者与康复机器人对地面的压力等于二者的总重力,对地面的压力
【小问3详解】
在康复训练中,患者单脚站立时对地面的压强最大,对地面压强的最大值
17. 小林家鱼缸中放有方糖状石头装饰物,小林用测力计吊起正方体石头逐步浸入鱼缸水中,绘制出测力计示数与下降深度的图像,如乙图所示。g取10N/kg。求:
(1)石头浸没后所受浮力的大小;
(2)鱼缸中水的密度;
(3)剪断细线后石头沉入鱼缸底部,已知正方体石头下表面受到压力为55N,鱼缸中水深多少米?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
当石头没有浸入水中时,测力计示数等于石头的重力,由图乙可知,。当石头完全浸没在水中时,测力计示数。根据称重法求浮力公式,可得石头浸没后所受浮力
【小问2详解】
由上题已求得石头浸没时所受浮力。因为石头是正方体,从图乙可知,当石头下降深度从增加到时,石头完全浸没,测力计示数不再变化,那么正方体石头的边长
所以石头的体积
石头浸没时排开水的体积
根据阿基米德原理可得水的密度
【小问3详解】
已知正方体石头下表面受到压力,根据压强公式,正方体石头下表面面积
则石头下表面受到水的压强
再根据液体压强公式可得水的深度
18. 项目主题:制作简易活塞式抽水机。
项目提出:小慧学习完第九章《压强》的知识后,想要自制一个简易活塞式抽水机。
项目实施:
任务一 了解活塞式抽水机的结构及工作原理
(1)如图甲所示是活塞式抽水机工作原理图,活塞与筒壁紧密接触同时又可以上下移动,A、B是只能向上开启的阀门。活塞式抽水机工作时,活塞向上移动,_______阀门关闭,水在_______的作用下向上运动,冲开_______阀门流入圆筒;
任务二 设计活塞式抽水机
(2)小慧了解了活塞式抽水机的工作原理,便开始思考选择什么样的材料来制作模型,她找到硬塑料瓶子充当圆筒,又找来筷子充当活塞杆,还需要哪些材料?_______
任务三 制作活塞式抽水机
(3)小慧剪下瓶子的瓶底,瓶子上部作为抽水机的圆筒。把瓶底再略剪一小部分作为活塞,使瓶底的外径与瓶子的内径相吻合。在瓶子的侧壁上打一个出水口,插上一段塑料管作为出水管。拔掉瓶盖上的小帽,把瓶口作为进水口。在活塞上打两个孔a、b,中间的孔a用来固定筷子。用胶带把塑料片的一边黏在活塞上,使塑料片能盖住孔b,作为一个阀门。把玻璃球放在瓶子里,玻璃球的作用是_______。装上活塞,抽水机就组装好了。将瓶口朝下浸入水中,上下拉动活塞,抽水机就会把水抽上来;
任务4 测试活塞式抽水机的性能
(4)活塞式抽水机在工作前,需向圆筒内灌入几杯水,其目的是_______;
项目拓展
(5)活塞式抽水机模型,如乙图所示,当活塞不断上升时,拉力F的大小及水对活塞的压强p将( )
A. F先增大后不变,p不变 B. F先减小后增大,p先减小后不变
C. F先增大后不变,p先减小后不变 D. F、p都不断增大
【答案】(1) ①. A ②. 大气压 ③. B
(2)一个塑料片、一个玻璃球做阀门,一个塑料管做出水管,一个橡皮膏
(3)单向阀门的作用,保证水只能向上流动
(4)排出圆筒内的空气
(5)C
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]活塞式抽水机工作时,活塞向上移动,A阀门关闭,阀门A下方的圆筒内气压减小,小于水面上方的大气压,水在大气压的作用下向上运动,冲开B阀门流入圆筒。
【小问2详解】
制作简易抽水机,可以用硬塑料瓶子充当圆筒,筷子充当活塞杆,还需要一个塑料片、一个玻璃球做阀门,一个塑料管做出水管,还需要一个橡皮膏用来固定活塞杆、阀门和出水口。
【小问3详解】
在活塞式抽水机中,把玻璃球放在瓶子里,当活塞下压时,水的压力会使玻璃球堵住进水口,阻止水从进水口流回水中,起到单向阀门的作用,保证水只能向上流动。
【小问4详解】
活塞式抽水机在工作前,向圆筒内灌入几杯水,目的是排出圆筒内的空气,使圆筒内形成更接近真空的环境,这样在外界大气压的作用下,水更容易被压入圆筒内。
【小问5详解】
当活塞不断上升时,抽水机内的水柱高度不断增加,由于大气压大于水柱产生的压强,故多余的压强传递给活塞;即水对活塞的压强,大气压不变,随着h的增大,水对活塞的压强减小;但当水柱被提升到10米左右时,水柱就不会再升高(一个标准大气压支持大约10米高水柱),水对活塞的压强减小为0并保持不变。即整个过程中,p先减小后不变;
当水柱没有到达最高之前,以活塞为研究对象,受力情况如图所示(不计活塞重力):
可以认为是匀速拉动活塞的,根据力的平衡条件有,拉力①
根据前面分析可知,水对活塞的压强先减小,由①式可知,拉力先增大(大气压力不变);
当水柱高度达到10米左右时,由于水不会再上升,水对活塞的压强减小为0并保持不变,则拉力增大到等于大气压力后也不再变化;
由以上分析可知,即整个过程中,拉力F先增大后不变,p先减小后不变,故选C。
19. 我国多地即将进入汛期,车辆落水事故频发,据消防部门统计,汽车落水事故死亡率高达70%,主要是因为错误的自救动作。车辆落水,如何逃生自救?牢记以下几点。
1、保持冷静是关键!切勿因不会游泳而躲在车内被动等待,应以冷静的心态积极自救。
2、第一时间解锁。一般来说,车辆入水时电路不会立即失效,车内人员应以最快的速度解开安全带、解锁车门、车窗,在车辆完全沉没前迅速逃离。
3、找准开门时机。如果车身已完全被水淹没,此时,不要立刻打开车门,待车外与车内水位持平,再打开车门。
4、使用安全锤。正常方法不能打开车门、车窗时,使用安全锤垂直击打侧面车窗四角逃生。如果车内没有安全锤,可拔出座位头枕,用头枕下方的金属杆敲击车窗边缘。
5、寻找可漂浮物。逃出车外后保持面部朝上。不会游泳者在砸开车窗前应尽量寻找一些空水瓶、装满空气的塑料袋、救生衣等物品抱住,等待救援。
车辆落水后至完全浸没大约为2分钟时间,其中黄金自救时间只有40秒左右。把握黄金自救时间,尽快解锁车辆,尝试从车窗或天窗逃生为上策。
根据以上材料,回答下列问题:
(1)如果车身已完全被水淹没,此时,不要立刻打开车门,随着车身下沉,水对车门的压强逐渐_______(选填“增大”“减小”或“不变”),车内人员很难打开车门;待车外与车内水位持平,再尝试打开车门;
(2)无法打开车门、车窗时,使用安全锤垂直击打侧面车窗四角逃生。如果车内没有安全锤,可拔出座位头枕,用头枕下方的金属杆敲击车窗边缘。安全锤和金属杆的共同点都是通过减小_______,来_______(选填“增大”或“减小”)压强;
(3)兴趣小组设计了一个汽车落水应急装置,在车外部的四周隐藏安装有气囊,紧急情况下气囊将会自动充气。假设一辆总质量为2t的汽车不慎落入水中,车门完全关闭后整车排开水的体积为。当汽车落水时,气囊触发充气,充气后气囊内部气体密度为,气囊质量和体积忽略不计。若要使汽车天窗刚好能露出水面(汽车未进水),求气囊的最小总体积应为_______立方米?(已知水的密度为,g取10N/kg,计算结果四舍五入到一位小数)
(4)如图所示比亚迪仰望U8定位为高端新能源硬派越野车,能够实现极限操稳、应急浮水、原地掉头和敏捷转向等场景功能。此外,它的密封性能好,在深水区可以漂浮在水面上,车轮在水中扮演着螺旋桨的角色,能够缓慢的转弯、行驶。U8使用的易四方轮边电机技术,即四个车轮各拥有独立电机,通过轮速差来实现水中转弯。若它想在水中右拐时,应该_______。
A. 左侧车轮转速快,右侧车轮转速慢 B. 左侧车轮转速慢,右侧车轮转速快
C. 前侧车轮转速快,后侧车轮转速慢 D. 前侧车轮转速慢,后侧车轮转速快
【答案】(1)增大 (2) ①. 受力面积 ②. 增大
(3)1.2 (4)A
【解析】
【小问1详解】
液体压强公式为 ,当车身下沉时,深度 增加,因此水对车门的压强逐渐增大。
【小问2详解】
[1][2]安全锤和金属杆的尖端接触面积小,通过减小受力面积,在压力一定时,压强增大。
【小问3详解】
汽车重力
气囊充气后总浮力
总重量
平衡时,汽车天窗刚好露出水面,即汽车处于漂浮状态,所受的浮力等于自身的总重力,所以有
解得 。
【小问4详解】
右转弯时,右侧的推进力应小于左侧的推进力,所以左侧车轮转速快于右侧,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
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