内容正文:
初三年级物理学科综合练习(一)
时长:60分钟分值:70分
(g取10N/kg)
一、选择题(1-8题为单选题,9、10题为多选题,每题2分,共20分)
1. 托起下列物体所用的力最接近1N的是( )
A. 一袋方便面 B. 一块砖 C. 一张学生用的板凳 D. 一枚大头针
2. 汽车的轮胎常由橡胶制成,是由于橡胶具有较好的( )
A. 塑性 B. 弹性 C. 导热性 D. 透气性
3. 茶杯静止在水平桌面上,下列各对力中属于平衡力的是( )
A. 茶杯所受的重力和桌面对茶杯的支持力
B. 茶杯所受的重力和茶杯对桌面的压力
C. 茶杯对桌面的压力和桌面对茶杯的支持力
D. 桌子所受的重力和地面对桌子的支持力
4. 仔细观察教室里悬挂的灯,假如某一时刻它所受的力突然全部消失了,则它将( )
A. 加速下落 B. 匀速下落 C. 保持静止 D. 无法确定
5. 下列做法中,属于防止惯性带来危害的是( )
A. 行车时要保持车距 B. 跳远时要快速助跑
C. 拍打衣服除去灰尘 D. 将盆中的水泼出去
6. 小娟用弹簧测力计拉着放在水平桌面上的木块匀速滑行,在木块前端离开桌面至一半移出的过程中,弹簧测力计的示数和木块对桌面压强的变化情况是( )
A. 不变,不变 B. 不变,增大 C. 减小,不变 D. 增大,减小
7. 在研究液体压强的实验中,将压强计的金属盒放在水中,下列做法能够使用图中压强计U形管两边的液面高度差增大的是:( )
A. 将压强计的金属盒向下移动一段距离
B. 将压强计的金属盒向上移动一段距离
C. 将压强计的金属盒在原处移动180°
D. 将压强计的金属盒改放在同样深度的酒精中
8. 某课外活动小组在探究物体的“浮沉条件”时,将重为100g的物体放入盛满水的盆中,有90g水溢出,则( )
A. 物块会浮在水面上 B. 物块会悬浮在水中
C. 物块会沉入盆底 D. 不能据此判断出物块的沉浮
9. 如图是家庭阳台上的手摇晾衣架。晾衣架匀速上升过程中,下列说法正确的是( )
A. 滑轮B 是动滑轮
B. 利用该装置可以省距离
C. 上升速度越快,机械效率越离
D. 所挂衣物越重,机械效率越高
10. 一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,然后将圆柱体逐渐浸入水中。如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像。下列说法正确的是( )
A. 当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为700Pa
B. 圆柱体受到的重力是12N
C. 圆柱体受到的最大浮力是8N
D. 圆柱体的密度是
二、非选择题(每空 1 分,每图 2 分,共 50 分)
11. 如图所示,成语“水滴石穿”最早出自东汉班固《汉书·枚乘传》,比喻坚持不懈,集细微之力也能达到显著的功劳。
(1)水滴在 ___________ 的作用下落向石头;
(2)水滴加速下落的过程中,水滴的重力势能转化成它的 ___________,水滴的运动状态是否发生改变? ___________;若水滴所受的重力为 5×10-4N,水滴在下落过程中某时刻所受的阻力为 3×10-4N,此时水滴所受力的合力是 ___________ N,方向 ___________。
12. 如图所示,用手握住装水的杯子静止在空中,杯子是否具有惯性? ___________;用力捏杯子,可以看到杯子变形,说明力可以改变物体的 ___________;若喝掉杯中一部分水后,仍按如图方式保持静止,则杯子所受摩擦力大小 ___________。
13. 在生产生活中,人们常用抽水机将水从低处抽到高处。如图所示,活塞跟筒壁紧密接触,同时又可以上下移动,A、B是只能向上开启的阀门。
(1)当 ___________(选填“提起”或“压下”)手柄时,阀门A和B分别处于打开和关闭状态,低处的水在 ___________的作用下进入圆筒。
(2)下列现象与活塞式抽水机工作原理不相同的是 ___________。
A. 用胶头滴管吸取液体 B. 将注射器中的药液推进人体
(3)小爽测出此地大气压的数值等于750mm高的水银柱产生的压强,则此地大气压能托起水柱的最大高度为 ___________ m。(,)
14. 小苏在“探究重力的大小跟质量的关系”时:
次数
1
2
3
4
5
质量m1/kg
0
0.1
0.2
0.3
0.4
重力G/N
0
1
2
3
4
(1)测量物体重力前,应将弹簧测力计在 ___________ 方向调零。如图甲所示,该弹簧测力计的分度值为 ___________ N。
(2)小苏进行了多次实验,并将数据记录在表格中。请在图乙中绘制出物体所受重力与其质量之间的关系图像。
(3)经过分析可以得出结论:物体所受的重力跟它的质量成 ___________;实验中,若弹簧测力计的示数为4.6N,则所挂物体的质量为 ___________ g。
15. 如图所示是探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验,器材有:木块A 一块、砝码一个、弹簧测力计一个、长木板一块和棉布一块;
(1)实验时,用弹簧测力计沿_________方向拉木块 A 做匀速直线运动,根据_________知识可知木块 A 受到的滑动摩擦力大小;
(2)比较_________实验,可以探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系;
(3)比较甲、丁实验,发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数,小范得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,你认为他的结论是_________(选填“正确”或“错误”)的,理由是_________;
(4)甲图中当弹簧测力计示数增至3N时,木块A受到的摩擦力大小_________;
(5)甲图中画出木块A所受摩擦力的示意图。
16. 小尚利用如图所示的器材探究液体内部压强的特点。
(1)他向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧液面的高度_________。图乙为压强计,压强计_________连通器;
(2)如图乙所示,他将橡皮管的一端紧密地套在U形管左侧的端口后,多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差,这是为了探究_________;
(3)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在下列液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差最大的是 ;
A. 酒精()
B. 植物油()
C. 盐水()
(4)若图乙中U形管左右两侧红墨水面的高度差 h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为_________ Pa()。
17. 小余做“探究杠杆平衡条件”的实验,使用的钩码质量相等,杠杆每一格长度为1cm。
(1)杠杆在图甲位置静止时,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向__________端调;调节杠杆在水平位置平衡的目的是________________________________________;
(2)如图乙,保持左侧悬挂钩码的位置和数量不变,调节右侧悬挂钩码的数量和位置,使杠杆始终在水平位置平衡,记录对应的力F和力臂大小,绘制成如图丙所示的图像,从中可以发现:每个点与两坐标轴围成的矩形面积__________(选填“相等”或“不相等”)。进一步分析可以得到杠杆的平衡条件为:____________________________;
(3)如图丁所示,用弹簧测力计代替钩码,拉着杠杆在水平位置平衡,结合图丙判断此时弹簧测力计的拉力F__________1.5N(选填“>”“=”或“<”);
(4)杆秤是中国最古老应用杠杆平衡条件的质量测量工具,由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成,如图戊所示,杆秤有两个提纽A和B,若需要称较重的物体时,应选择__________提纽。
18. 在跨学科实践活动中,为了检验一瓶 100mL 的消毒酒精是否合格(密度为 0.86-0.88g/cm3视为合格),小明制作了一支简易密度检验计。主要材料有密度为 0.86g/cm3和0.88g/cm3的酒精、直径3mm 和 13mm的吸管、铜丝、记号笔、橡皮泥等。
(1)小明将吸管底端用橡皮泥密封住,并缠绕一些铜丝,使检验计能在酒精中竖直 ___________。
(2)将检验计分别置于密度为和的酒精中静止时,如图甲所示,各作一标记线,制作完成的检验计如图乙所示,则标记线 A 对应的酒精密度是 ___________ g/cm3,检验计在两种酒精中所受浮力FA ___________ FB。
(3)检验计两条标记线间距越大,越易观察分辨,故制作时应选较 ___________(选填“细”或“粗”)的吸管。若吸管的横截面积为 S,则两条标记线间的距离为 ___________(用、、m、S表示)。
(4)小明将制作好的检验计放入待检验的酒精中静止时,如图丙所示,可判断该消毒酒精是 ___________的。
19. “奋斗者”号载人深潜器于2020年先后八次突破10000米深度,再次向世界展示中国力量(如图甲)。“奋斗者”号在海水中依靠改变自重(通过卸载压载铁)和浮力实现无动力下潜和上浮。为了方便卸载,压载铁装在“奋斗者”号壳体外(如图乙),“奋斗者”号总质量为20t(包括2t压载铁),忽略“奋斗者”号外壳体积的变化()。
(1)“奋斗者”号的外壳用的是钛合金,写出这种材料的一个特点 ___________。
(2)“奋斗者”号完全浸没在海水中后匀速下潜,接近海沟底部时,抛掉部分压载铁后悬浮在海水中,待海底科研任务结束后,抛掉剩余的全部压载铁后匀速上浮至海面。若“奋斗者”号只在竖直方向实现下潜和上浮,船身与水平面平行,下潜和上浮过程中所受阻力不变,求阻力的大小。(写出必要的文字说明及推理过程。)
(3)在深海中“奋斗者”不能像普通潜艇那样采用压缩空气从水舱中向外排水的方法实现上浮,其原因可能是 ___________。
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初三年级物理学科综合练习(一)
时长:60分钟分值:70分
(g取10N/kg)
一、选择题(1-8题为单选题,9、10题为多选题,每题2分,共20分)
1. 托起下列物体所用的力最接近1N的是( )
A. 一袋方便面 B. 一块砖 C. 一张学生用的板凳 D. 一枚大头针
【答案】A
【解析】
【详解】A.一袋方便面的质量约100g,重力约为1N,故A符合题意;
B.一块砖质量约为2kg,重力约为20N,故B不符合题意;
C.一个学生用的板凳的质量约为10kg,重力约为100N,故C不符合题意;
D.一枚大头质量约为0.001kg,重力约为0.01N,故D不符合题意。
故选A。
2. 汽车的轮胎常由橡胶制成,是由于橡胶具有较好的( )
A. 塑性 B. 弹性 C. 导热性 D. 透气性
【答案】B
【解析】
【详解】用橡胶做汽车的轮胎,是因为橡胶的弹性好,能起到缓冲的作用,与塑性、导热性、透气性无关,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3. 茶杯静止在水平桌面上,下列各对力中属于平衡力的是( )
A. 茶杯所受的重力和桌面对茶杯的支持力
B. 茶杯所受的重力和茶杯对桌面的压力
C. 茶杯对桌面的压力和桌面对茶杯的支持力
D. 桌子所受的重力和地面对桌子的支持力
【答案】A
【解析】
【详解】A.茶杯的重力与桌面对茶杯的支持力,大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用在同一直线上,这两个力符合二力平衡的条件,是一对平衡力,故A符合题意;
B.茶杯所受的重力和茶杯对桌面的压力,这两个力没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,故B不符合题意;
C.茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力,这两个力没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,故C不符合题意;
D.地面对桌子的支持力大小等于桌子的重力和茶杯的重力大小之和,桌子所受的重力和地面对桌子的支持力,大小不相等,不是一对平衡力,故D不符合题意。
故选A。
4. 仔细观察教室里悬挂的灯,假如某一时刻它所受的力突然全部消失了,则它将( )
A. 加速下落 B. 匀速下落 C. 保持静止 D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】教室里悬挂的灯处于静止状态,根据牛顿第一定律可知,若电灯所受的所有力都消失,它将保持原来的静止状态。
故选C。
5. 下列做法中,属于防止惯性带来危害的是( )
A. 行车时要保持车距 B. 跳远时要快速助跑
C. 拍打衣服除去灰尘 D. 将盆中的水泼出去
【答案】A
【解析】
【详解】A.行车时要保持车距,是为了防止惯性带来的危害,故A符合题意;
B.跳远时要快速助跑,是利用惯性来提高跳远的成绩,故B不符合题意;
CD.拍打衣服除去灰尘、将盆中的水泼出去,这些都是在利用惯性,故CD不符合题意。
故选A。
6. 小娟用弹簧测力计拉着放在水平桌面上的木块匀速滑行,在木块前端离开桌面至一半移出的过程中,弹簧测力计的示数和木块对桌面压强的变化情况是( )
A. 不变,不变 B. 不变,增大 C. 减小,不变 D. 增大,减小
【答案】B
【解析】
【详解】木块在水平桌面上匀速滑行时,受到的滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力。滑动摩擦力的大小取决于压力大小和接触面的粗糙程度。在木块前端离开桌面至一半移出的过程中,木块对桌面的压力始终等于木块的重力(压力不变),接触面的粗糙程度也不变,所以滑动摩擦力大小不变,那么弹簧测力计的示数(拉力大小)也不变。
压强公式为。此过程中,木块对桌面的压力F不变(等于木块重力),但木块与桌面的接触面积S逐渐减小(木块一半移出桌面,受力面积变小)。根据压强公式,当F不变、S减小时,压强p会增大。
综上,弹簧测力计的示数不变,木块对桌面的压强增大,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7. 在研究液体压强的实验中,将压强计的金属盒放在水中,下列做法能够使用图中压强计U形管两边的液面高度差增大的是:( )
A. 将压强计的金属盒向下移动一段距离
B. 将压强计的金属盒向上移动一段距离
C. 将压强计的金属盒在原处移动180°
D. 将压强计的金属盒改放在同样深度的酒精中
【答案】A
【解析】
【详解】A.将压强计的金属盒向下移动一段距离,金属盒在水中深度变深,金属盒受到水的压强变大,U形管两边的液面高度差增大,故A符合题意;
B.将压强计的金属盒向上移动一段距离,金属盒在水中深度变浅,金属盒受到水的压强变小,U形管两边的液面高度差减小,故B不符合题意;
C.同种液体同一深度各个方向压强处处相等,将压强计的金属盒在原处移动180°,金属盒子受到的压强大小不变,U形管两边的液面高度差不变,故C不符合题意;
D.将压强计的金属盒改放在同样深度的酒精中,酒精的密度小于水的密度,所以此时金属盒受到水的压强变小,U形管两边的液面高度差减小,故D不符合题意。
故选A。
8. 某课外活动小组在探究物体的“浮沉条件”时,将重为100g的物体放入盛满水的盆中,有90g水溢出,则( )
A. 物块会浮在水面上 B. 物块会悬浮在水中
C. 物块会沉入盆底 D. 不能据此判断出物块的沉浮
【答案】C
【解析】
【详解】物体的重力G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
由阿基米德原理可知物体受到的浮力F浮=G排=0.09kg×10N/kg=0.9N
物体的重力大于浮力,故物体会沉入盆底。
故选C。
9. 如图是家庭阳台上的手摇晾衣架。晾衣架匀速上升过程中,下列说法正确的是( )
A. 滑轮B 是动滑轮
B. 利用该装置可以省距离
C. 上升速度越快,机械效率越离
D. 所挂衣物越重,机械效率越高
【答案】AD
【解析】
【详解】A.滑轮B会随着物体一起升降,所以属于动滑轮,故A正确;
B.由图可知,n=4,即有四股绳子受力,所以该装置可以省力,但费距离,故B错误;
C.机械效率指的是有用功占总功的百分比,即
可知机械效率与上升速度无关,故C错误;
D.所挂衣物越重,上升高度相同时,由可知,有用功越大,额外功不变,所以机械效率变大,故D正确。
故选AD。
10. 一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,然后将圆柱体逐渐浸入水中。如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像。下列说法正确的是( )
A. 当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为700Pa
B. 圆柱体受到的重力是12N
C. 圆柱体受到的最大浮力是8N
D. 圆柱体的密度是
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由图像可知,下降高度3cm时,下表面接触水面,下降7cm时,圆柱体刚好浸没水中,则圆柱体下表面距水面距离是4cm,下表面受到水的压强,故A错误;
B.由图像可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,,故B正确;
C.图像中CD段是圆柱体完全浸没在水中的情况,此时圆柱体受到的拉力F=4N,则圆柱体受到的最大浮力,故C正确;
D.又因为,所以
由公式可求出物体的质量
则圆柱体密度,故D正确。
故选BCD。
二、非选择题(每空 1 分,每图 2 分,共 50 分)
11. 如图所示,成语“水滴石穿”最早出自东汉班固《汉书·枚乘传》,比喻坚持不懈,集细微之力也能达到显著的功劳。
(1)水滴在 ___________ 的作用下落向石头;
(2)水滴加速下落的过程中,水滴的重力势能转化成它的 ___________,水滴的运动状态是否发生改变? ___________;若水滴所受的重力为 5×10-4N,水滴在下落过程中某时刻所受的阻力为 3×10-4N,此时水滴所受力的合力是 ___________ N,方向 ___________。
【答案】(1)重力 (2) ①. 动能 ②. 运动状态发生改变 ③. 2×10-4 ④. 竖直向下
【解析】
【小问1详解】
重力的方向是竖直向下的,水滴落向石头是因为受到重力的作用。
【小问2详解】
[1]水滴加速下落的过程中,质量不变,高度降低,重力势能减小;速度增大,动能增大,所以水滴的重力势能转化成它的动能。
[2]水滴加速下落,速度大小发生变化,所以水滴的运动状态发生改变。
[3][4]水滴受到重力和阻力,重力方向竖直向下,阻力方向竖直向上,合力
因为重力大于阻力,所以合力方向竖直向下。
12. 如图所示,用手握住装水的杯子静止在空中,杯子是否具有惯性? ___________;用力捏杯子,可以看到杯子变形,说明力可以改变物体的 ___________;若喝掉杯中一部分水后,仍按如图方式保持静止,则杯子所受摩擦力大小 ___________。
【答案】 ①. 具有惯性 ②. 形状 ③. 变小
【解析】
【详解】[1]惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都具有惯性,所以杯子具有惯性。
[2]用力捏杯子,杯子变形,这表明力可以改变物体的形状。
[3]杯子静止在空中时,受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相等。喝掉一部分水后,杯子和水的总重力减小,所以杯子所受摩擦力大小变小。
13. 在生产生活中,人们常用抽水机将水从低处抽到高处。如图所示,活塞跟筒壁紧密接触,同时又可以上下移动,A、B是只能向上开启的阀门。
(1)当 ___________(选填“提起”或“压下”)手柄时,阀门A和B分别处于打开和关闭状态,低处的水在 ___________的作用下进入圆筒。
(2)下列现象与活塞式抽水机工作原理不相同的是 ___________。
A. 用胶头滴管吸取液体 B. 将注射器中的药液推进人体
(3)小爽测出此地大气压的数值等于750mm高的水银柱产生的压强,则此地大气压能托起水柱的最大高度为 ___________ m。(,)
【答案】(1) ①. 压下 ②. 大气压
(2)B (3)10.2
【解析】
【小问1详解】
[1][2]向下压手柄时,活塞被拉上去,筒内压强减小,阀门A打开、阀门B关闭,低处的水在大气压的作用下进入圆筒。
【小问2详解】
活塞式抽水机的工作原理是利用大气压。
A.用胶头滴管吸取液体,是利用大气压将液体压入滴管,与抽水机原理相同,故A不符合题意;
B.将注射器中的药液推进人体,是利用手的推力,不是利用大气压,与抽水机原理不相同,故B符合题意。
故选B。
【小问3详解】
大气压相当于750mm高水银柱的压强,由p=ρgh可知
则此地大气压能托起水柱的最大高度为
14. 小苏在“探究重力的大小跟质量的关系”时:
次数
1
2
3
4
5
质量m1/kg
0
0.1
0.2
0.3
0.4
重力G/N
0
1
2
3
4
(1)测量物体重力前,应将弹簧测力计在 ___________ 方向调零。如图甲所示,该弹簧测力计的分度值为 ___________ N。
(2)小苏进行了多次实验,并将数据记录在表格中。请在图乙中绘制出物体所受重力与其质量之间的关系图像。
(3)经过分析可以得出结论:物体所受的重力跟它的质量成 ___________;实验中,若弹簧测力计的示数为4.6N,则所挂物体的质量为 ___________ g。
【答案】(1) ①. 竖直 ②. 0.2
(2) (3) ①. 正比 ②. 460
【解析】
【小问1详解】
[1]重力的方向竖直向下,测量物体重力前,应将弹簧测力计在竖直方向调零,测量时物体对测力计的拉力和重力在一条直线上,物体静止时,拉力等于重力。
[2]如图甲所示,弹簧测力计的1N被平均分成5小格,每小格表示0.2N,弹簧测力计的分度值是0.2N。
【小问2详解】
根据表中数据可知,重力与质量的关系成正比,图像为一条过原点的倾斜直线。如图所示:
【小问3详解】
[1]由表中数据可知,物体的质量增大为原来的几倍,物体受到的重力也增大为原来的几倍,重力与质量的比值不变,可以得出结论:物体所受的重力跟它的质量成正比。
[2]重力与质量的比值
实验中,若弹簧测力计的示数为4.6N,则所挂物体的质量为
15. 如图所示是探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验,器材有:木块A 一块、砝码一个、弹簧测力计一个、长木板一块和棉布一块;
(1)实验时,用弹簧测力计沿_________方向拉木块 A 做匀速直线运动,根据_________知识可知木块 A 受到的滑动摩擦力大小;
(2)比较_________实验,可以探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系;
(3)比较甲、丁实验,发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数,小范得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,你认为他的结论是_________(选填“正确”或“错误”)的,理由是_________;
(4)甲图中当弹簧测力计示数增至3N时,木块A受到的摩擦力大小_________;
(5)甲图中画出木块A所受摩擦力的示意图。
【答案】(1) ①. 水平 ②. 二力平衡 (2)乙、丙
(3) ①. 错误 ②. 没有控制压力大小相同 (4)不变
(5)
【解析】
【小问1详解】
[1][2]实验时,用弹簧测力计沿水平方向拉木块A做匀速直线运动。根据二力平衡知识,此时木块A在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以可以通过弹簧测力计的示数知道木块A受到的滑动摩擦力大小。
【小问2详解】
要探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系,需要控制压力大小相同,改变接触面的粗糙程度,所以比较乙、丙实验,可以探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系。
【小问3详解】
[1][2]他的结论是错误的。理由是:甲、丁实验中,切去物块A的一半,不仅接触面积改变了,压力大小也改变了(物块A的重力减小,对木板的压力减小),没有控制压力大小相同,所以不能得出滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关的结论。
【小问4详解】
甲图中,木块A做匀速直线运动时,摩擦力等于拉力,当弹簧测力计示数增至3N时,木块A对木板的压力大小和接触面的粗糙程度都不变,所以木块A受到的摩擦力大小不变,仍等于原来的滑动摩擦力大小。
【小问5详解】
图甲中,弹簧测力计的分度值为0.5N,示数为2N,即木块A受到的拉力大小为2N,根据前面的分析可知,木块A受到的滑动摩擦力为f=F=2N
方向水平向左,摩擦力的作用点可画在木块A的重心上,过重心沿水平向左的方向画一条带箭头的线段,并用f表示,如图所示:
16. 小尚利用如图所示的器材探究液体内部压强的特点。
(1)他向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧液面的高度_________。图乙为压强计,压强计_________连通器;
(2)如图乙所示,他将橡皮管的一端紧密地套在U形管左侧的端口后,多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差,这是为了探究_________;
(3)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在下列液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差最大的是 ;
A. 酒精()
B. 植物油()
C. 盐水()
(4)若图乙中U形管左右两侧红墨水面的高度差 h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为_________ Pa()。
【答案】(1) ①. 相平 ②. 不是
(2)液体内部压强与深度的关系
(3)C (4)1000
【解析】
【小问1详解】
[1]图甲中的 U 形管相当于连通器,根据连通器原理,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧液面的高度相平。
[2]连通器是上端开口、底部相连通的容器,而压强计的U形管左侧通过橡皮管与探头相连,不是开口的,所以压强计不是连通器。
【小问2详解】
多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差,控制了液体密度不变,改变了深度,这是为了探究液体内部压强与深度的关系。
【小问3详解】
探头在下列液体中的深度相同,根据p=ρgh可知,深度相同,液体的密度越大,压强越大,所以在盐水中的压强最大,U形管左右两侧液面的高度差最大,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
【小问4详解】
图乙中U形管左右两侧红墨水面的高度差
由于橡皮管内气体的压强等于大气压与液面高度差产生的液体压强之和,所以橡皮管内气体的压强与大气压之差
17. 小余做“探究杠杆平衡条件”的实验,使用的钩码质量相等,杠杆每一格长度为1cm。
(1)杠杆在图甲位置静止时,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向__________端调;调节杠杆在水平位置平衡的目的是________________________________________;
(2)如图乙,保持左侧悬挂钩码的位置和数量不变,调节右侧悬挂钩码的数量和位置,使杠杆始终在水平位置平衡,记录对应的力F和力臂大小,绘制成如图丙所示的图像,从中可以发现:每个点与两坐标轴围成的矩形面积__________(选填“相等”或“不相等”)。进一步分析可以得到杠杆的平衡条件为:____________________________;
(3)如图丁所示,用弹簧测力计代替钩码,拉着杠杆在水平位置平衡,结合图丙判断此时弹簧测力计的拉力F__________1.5N(选填“>”“=”或“<”);
(4)杆秤是中国最古老应用杠杆平衡条件的质量测量工具,由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成,如图戊所示,杆秤有两个提纽A和B,若需要称较重的物体时,应选择__________提纽。
【答案】(1) ①. 左 ②. 便于直接读出力臂的大小
(2) ①. 相等 ②.
(3)> (4)A
【解析】
【小问1详解】
[1]已知杠杆在图甲位置静止,左端高于右端,为使杠杆在水平位置平衡,根据“哪端高向哪调”的原则,应将平衡螺母向左端调。
[2]调节杠杆在水平位置平衡的目的是便于直接读出力臂的大小。
【小问2详解】
[1][2]在图乙中,保持左侧悬挂钩码的位置和数量不变,这样做的目的是保持杠杆左侧的力与力臂的乘积不变;将杠杆右侧对应的力F和力臂大小,绘制成如图丙所示的图像,可以发现:图丙中每个点对应的杠杆右侧的力F和力臂的乘积也不变,即每个点与两坐标轴围成的矩形面积是相等的。进一步分析可得:杠杆左侧的力与力臂的乘积与杠杆右侧的力F和力臂的乘积相等,由此可以得到杠杆的平衡条件为:
【小问3详解】
已知保持杠杆在水平位置平衡,由题意可知,杠杆左侧钩码的数量及位置都不变,由图丁可得:杠杆的阻力,阻力臂,当弹簧测力计在图丁所示位置竖直向下拉时,此时动力臂,根据杠杆平衡条件可得,动力即弹簧测力计的拉力大小为
因为杠杆左侧钩码的数量及位置都不变,且要保持杠杆在水平位置平衡,此时由于弹簧测力计斜向下拉使动力臂变小,根据杠杆平衡条件可知,此时弹簧测力计的拉力F会变大,所以,可判断此时弹簧测力计的拉力F将大于1.5N。
【小问4详解】
杆秤是根据杠杆平衡条件工作的测量工具,因为杆秤的长度和秤砣的质量有限,所以在称量较重的物体时,根据杠杆平衡条件,应尽量减小重物的力臂,从而减小重物的重力与其力臂的乘积,所以可判断若需要称量较重物体时,应选择A提纽。
18. 在跨学科实践活动中,为了检验一瓶 100mL 的消毒酒精是否合格(密度为 0.86-0.88g/cm3视为合格),小明制作了一支简易密度检验计。主要材料有密度为 0.86g/cm3和0.88g/cm3的酒精、直径3mm 和 13mm的吸管、铜丝、记号笔、橡皮泥等。
(1)小明将吸管底端用橡皮泥密封住,并缠绕一些铜丝,使检验计能在酒精中竖直 ___________。
(2)将检验计分别置于密度为和的酒精中静止时,如图甲所示,各作一标记线,制作完成的检验计如图乙所示,则标记线 A 对应的酒精密度是 ___________ g/cm3,检验计在两种酒精中所受浮力FA ___________ FB。
(3)检验计两条标记线间距越大,越易观察分辨,故制作时应选较 ___________(选填“细”或“粗”)的吸管。若吸管的横截面积为 S,则两条标记线间的距离为 ___________(用、、m、S表示)。
(4)小明将制作好的检验计放入待检验的酒精中静止时,如图丙所示,可判断该消毒酒精是 ___________的。
【答案】(1)漂浮 (2) ①. 0.86 ②. =
(3) ①. 细 ②. (4)合格
【解析】
【小问1详解】
小明将吸管底端用橡皮泥密封住,并缠绕一些铜丝,目的是使检验计能在酒精中竖直漂浮,这样检验计受到的浮力等于自身重力,便于根据浸入深度判断酒精密度。
【小问2详解】
[1]根据密度计的测量原理,同一个密度计,测量密度小的液体时,密度计下端浸入液体的体积大,测量密度大的液体时,密度计下端浸入液体的体积小,所以标记线A对应的酒精密度为ρ1=0.86g/cm3,标记线B对应的酒精密度为ρ2=0.88g/cm3
[2]密度计在测两种酒精时都处于漂浮状态,密度计受到的浮力都等于其重力, 故检验计在两种酒精中受的浮力FA=FB
【小问3详解】
[1]因为检验计两条标记线间的距离越大,越容易观察分辨;检验计浸在液体中的高度
所以密度一定时,高度h与检验计的截面积成反比, 故制作检验计时应选用较细的吸管。
[2]两条标记线间的距离
【小问4详解】
如图丙所示,此消毒酒精液面处于两条刻度线之间,说明此酒精密度处于两条刻度线对应密度之间,即酒精密度在0.86~0.88g/cm3之间,视为合格。
19. “奋斗者”号载人深潜器于2020年先后八次突破10000米深度,再次向世界展示中国力量(如图甲)。“奋斗者”号在海水中依靠改变自重(通过卸载压载铁)和浮力实现无动力下潜和上浮。为了方便卸载,压载铁装在“奋斗者”号壳体外(如图乙),“奋斗者”号总质量为20t(包括2t压载铁),忽略“奋斗者”号外壳体积的变化()。
(1)“奋斗者”号的外壳用的是钛合金,写出这种材料的一个特点 ___________。
(2)“奋斗者”号完全浸没在海水中后匀速下潜,接近海沟底部时,抛掉部分压载铁后悬浮在海水中,待海底科研任务结束后,抛掉剩余的全部压载铁后匀速上浮至海面。若“奋斗者”号只在竖直方向实现下潜和上浮,船身与水平面平行,下潜和上浮过程中所受阻力不变,求阻力的大小。(写出必要的文字说明及推理过程。)
(3)在深海中“奋斗者”不能像普通潜艇那样采用压缩空气从水舱中向外排水的方法实现上浮,其原因可能是 ___________。
【答案】(1)
密度小且强度高##耐腐蚀
(2)
见解析 (3)
见解析
【解析】
【小问1详解】
钛合金比普通钢性能优良,钛合金具有硬度大、密度小、强度高、抗腐蚀性强的特性。
【小问2详解】
已知“奋斗者”号总质量为20t,则
压载铁的重力
压载铁的体积
压载铁在水中受到的浮力
匀速下潜时,……①
抛掉剩余的全部压载铁后匀速上浮时,……②
匀速下潜与匀速上浮的浮力关系为,……③
通过①②③可得
【小问3详解】
潜艇通常在水下几十米深度活动,水的压强约30~60个标准大气压,而“奋斗者”号在马里亚纳海沟坐底,坐底深度10000米,海水的压强可高达1000个标准大气压。故原因可能是:海底太深,海水的压强太大,无法用压缩空气将舱内的水压出。
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