河北省保定竞秀区2025-2026学年九年级上学期开学考试物理模拟练习卷
2025-09-10
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内容正文:
河北省保定竞秀区2025-2026学年物理九年级上学期开学摸底考试模拟练习卷
姓名________ 班级________ 得分________
一、选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题意)
1.生活中有时需要利用摩擦,下面做法可以增大摩擦的是( )
A.在椅子下装轮子 B.向门轴间加润滑油
C.在车轮上固定防滑链 D.把刀口打磨锋利
2.如图所示,下列生活的情景中,利用了大气压强的是( )
A.瓶子悬空不漏水 B.借助铅垂线砌墙
C.下水道弯管 D.运动员跳远
3.下列关于力的说法中,正确的是( )
A.两个物体只要互相接触,相互之间就一定有弹力
B.用鸡蛋砸石头,鸡蛋碎了,原因是鸡蛋受到的力大
C.不计空气阻力时,踢出去的足球在空中只受重力作用
D.手提水桶感觉很累,原因是水桶的重力作用点在手上
4.如图所示,每块砖的质量相等,长、宽、高分别是40cm、20cm、10cm,以三种方式摆放在水平地面上。比较地面受到压强p甲、p乙、p丙的大小,正确的是( )
A.p甲>p乙>p丙 B.p乙>p甲>p丙
C.p丙>p乙>p甲 D.p乙>p丙>p甲
5.简单机械在生活中应用广泛,下列工具正常使用时属于省力杠杆的是( )
A.食品夹 B.瓶盖起子
C.筷子 D.托盘天平
6.大气压与生产、生活、科研紧密相连,下面几个选项中分析不正确的是( )
A.人向外呼气时,肺的容积减小,肺内空气压强变大,将肺内空气压出体外
B.做托里拆利实验时,若有空气进入管内,则测出的大气压值比实际值偏大
C.医生把注射器的针头插入药液,提起活塞把药液吸入针管,利用了大气压的作用
D.青藏高原边防战士用高压锅煮面条,是因为海拔越高,大气压越小,水的沸点越低
7.下列事例中,物体受平衡力的是( )
A.正在匀速拐弯的火车
B.在平直马路匀速行驶的轿车
C.减速进站的火车
D.加速上升的火箭
8.关于下列生产、生活中的力,说法不正确的是( )
A.甲图中人推车时没有推动是因为推力小于摩擦力
B.乙图中苹果回落向地面,说明力可以改变物体的运动状态
C.丙图中手按气球,气球被压瘪说明力可以改变物体的形状
D.丁图中手拉弓时,弓也在拉手说明力的作用是相互的
9.如图中所示小南正在公园里荡秋千,假如他荡到最高点时,受到的所有力突然全部消失,他将( )
A.做加速运动 B.保持静止
C.做减速运动 D.做匀速直线运动
10.消防直升机是森林火灾救援的中坚力量,一次可携带数吨水。图是直升机吊桶取水灭火的场景,下列说法正确的是( )
A.图中桶受到的重力和绳子对桶的拉力是一对平衡力
B.直升机下降过程中,其重力不做功
C.直升机取水前后经过同一位置时,整体的重力势能不变
D.直升机洒水后整体的惯性变小
二、填空题(本大题共5小题,共10分)
11.如图所示是负压救护车,车内空间为负压舱,它能有效防护病毒再传播,负压装置的主要部分是一个抽气机,将经消毒、杀菌处理后的被污染空气从车内抽出,使车内气压 车外大气压,在 作用下,清洁的空气由车外流向车内。
12.如图甲所示,斜面静置于水平面上,小明同学将A、B两个完全相同的物体,分别沿左、右两侧斜面由底端拉到顶端,做功情况如图乙所示.则小明对A做的有用功为 J;左、右两侧斜面的机械效率之比为 。
13.如图是丰子恺的书画作品,生动描绘了儿童学种瓜的场景,蹲坐的儿童站起来,重力势能 ;提水前行中突然减速,桶内有水溅出,桶内水的动能 。(均填“减小”“不变”或“增大”)
14.如图所示,A、B两个滑轮中, 是动滑轮,在不考虑滑轮重、绳重和摩擦时,物体与桌面的摩擦力是60N,匀速移动物体,拉力F为 N。
15.如图所示,一个竖直悬挂在水中的圆柱体,其重力为10N,弹簧测力计的示数F=8N,则圆柱体受到水的浮力为 N,方向为 。
三、实验探究题(本大题共3小题,共18分)
16.同学们利用U形管压强计探究液体压强与哪些因素有关。
(1)在选择U形管压强计时,探头上的橡皮膜应该用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好;
(2)把U形管压强计的探头放在液体中,通过观察U形管两边液面的高度差来表示探头处液体压强的大小,这种研究物理问题的方法是 ;
(3)通过图乙、图丙所示的两次实验得出:同种液体,同一深度,液体内部向各个方向的压强 ;
通过图乙、图丁所示的两次实验得出:在同种液体中,液体压强随着深度的增加而增大,因此拦河大坝要做成 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状;
(4)小张同学在图丁所示的实验中保持探头位置不变,向容器内加入适量的浓盐水,他发现U形管两边液面的高度差变大了,于是得出“同一深度,液体的密度越大压强越大”的结论。他的结论是不可靠的,原因是 。
17.如图所示,小华用弹簧测力计、烧杯、小桶、石块和水探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。
(1)实验的最佳顺序是 。
(2)由图可知:石块受到的浮力是0.5N,石块排开的水受到的重力是 N。通过比较数据可得到的结论是:浸在水中的物体,受到的浮力大小 它排开水受到的重力。为使上述结论更可靠且具有普遍性,小华接下来的操作是 。
(3)以下情况 会影响实验结论。
A.乙图中水面未到达烧杯的杯口
B.乙图中物体未全部浸没在水中
(4)将图乙中的水换成酒精,物体受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
18.某实验小组在探究“杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)如图甲将杠杆安装到铁架台上静止放置,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;为使杠杆在水平位置平衡,应将两端平衡螺母向 (选填“左”或“右”)适当调节;
(2)杠杆平衡后如图乙所示,在杠杆B点挂3个相同的钩码,则在杠杆的D点挂 个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡;完成此操作后,下一步不能做的是 ;
A.读取此时杠杆上力和力臂的数据,找到其中的规律,得出杠杆的平衡条件
B.保持右侧钩码不动,改变左侧钩码数量并适当移动,使杠杆再次水平平衡
C.同时改变左右两侧钩码数量及位置,使杠杆再次在水平位置平衡
(3)一同学采用图丙所示的装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,处理实验数据发现,与实验结论明显不相符,拉力总是 (选填“大于”、“小于”或“等于”)理论值;
(4)在丙图中,将弹簧测力计向右倾斜,杠杆仍然水平平衡时,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)如图丁中的轻质杠杆长1m,支点为杠杆的中点,在支点左侧某一固定位置挂一个重为G的物体,在支点右侧距离O点为L的位置施加竖直向下的力F使杠杆水平平衡,多次移动拉力位置并根据多次测量的F、L的数据,画出如图丁所示的图像。已知当F最小的时候,F与G的比为4:5,结合杠杆平衡条件,此时重物G的重力为 N。
四、计算题(本大题共2小题,共12分)
19.西宁夏季洒水车在路面上洒水。某洒水车的部分参数如下表所示(g取10N/kg),求:
(1)装满水的洒水车重力;
项目
数值
空载质量/t
4
满载装水量/t
20
满载时车轮与地面总接触面积m2
0.6
(2)装满水的洒水车对水平地面的压强;
(3)装满水的洒水车以12m/s的速度水平匀速直线行驶10s,牵引力的功率是240kW,此时洒水车受到的阻力。
20.为减小抗洪压力,科创小组设计了水位报警装置,将其制成顶部开有小孔的模型。如图所示,其中A为压力传感器,B是重力为15N,且不吸水的圆柱体,能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动,当模型内水深h1=15cm时,B与模型底面刚好接触目压力为零,水面上涨到设计的警戒水位时,圆柱体对压力传感器的压力为3N,触发报警装置,开启泄洪阀门,已知圆柱体B的底面积,高hB=25cm,。求:
(1)当模型内水深h1=15cm时,水对模型底部的压强;
(2)圆柱体B的密度;
(3)触发报警装置时,压力传感器A下表面到水面的距离。
河北省保定竞秀区2025-2026学年物理九年级上学期开学摸底考试模拟练习卷
姓名________ 班级________ 得分________
一、选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题意)
1.生活中有时需要利用摩擦,下面做法可以增大摩擦的是( )
A.在椅子下装轮子 B.向门轴间加润滑油
C.在车轮上固定防滑链 D.把刀口打磨锋利
【答案】C
【解答】解:A、在椅子下装轮子,是通过变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦力,故A不合题意;
B、向门轴间加润滑油,是通过使接触面脱离来减小摩擦力,故B不合题意;
C、在车轮上固定防滑链,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,来增大摩擦力,故C符合题意;
D、把刀口打磨锋利,是在压力一定时,减小受力面积,可增大压强,与摩擦力无关,故D不合题意。
故选:C。
2.如图所示,下列生活的情景中,利用了大气压强的是( )
A.瓶子悬空不漏水 B.借助铅垂线砌墙
C.下水道弯管 D.运动员跳远
【答案】A
【解答】解:A、纸片能托住水不流出,是因为大气压给纸片一个向上的作用力,因此该实验能证明大气压的存在,故A符合题意;
B、借助铅垂线砌墙利用的是重力的方向是竖直向下的,与大气压无关,故B不合题意;
C、下水道弯管利用的是连通器原理,与大气压无关,故C不合题意;
D、运动员跳远助跑利用的是惯性,与大气压无关,故D不合题意。
故选:A。
3.下列关于力的说法中,正确的是( )
A.两个物体只要互相接触,相互之间就一定有弹力
B.用鸡蛋砸石头,鸡蛋碎了,原因是鸡蛋受到的力大
C.不计空气阻力时,踢出去的足球在空中只受重力作用
D.手提水桶感觉很累,原因是水桶的重力作用点在手上
【答案】C
【解答】解:
A、两个物体互相接触,但不相互挤压,也不会产生弹力的作用,故A错误;
B、鸡蛋碰石头时,鸡蛋对石头施力,根据力的作用是相互的,石头对鸡蛋也产生力,二力是一对相互作用力、大小相等,故B错误;
C、踢出去的足球,已脱离了脚的作用,若不计空气阻力,在空中只受重力作用,故C正确;
D、手提水桶,手给水桶一向上的作用力,而力的作用是相互的,水桶给手一向下的作用力,使得手感到累;水桶的重力作用在水桶上,故D错误。
故选:C。
4.如图所示,每块砖的质量相等,长、宽、高分别是40cm、20cm、10cm,以三种方式摆放在水平地面上。比较地面受到压强p甲、p乙、p丙的大小,正确的是( )
A.p甲>p乙>p丙 B.p乙>p甲>p丙
C.p丙>p乙>p甲 D.p乙>p丙>p甲
【答案】D
【解答】解:设一块砖的重力为G,根据图示可知,F甲=3G,F乙=3G,F丙=3G,
由p可得p甲,
p乙,
p丙,
所以p乙>p丙>p甲,故D正确。
故选:D。
5.简单机械在生活中应用广泛,下列工具正常使用时属于省力杠杆的是( )
A.食品夹 B.瓶盖起子
C.筷子 D.托盘天平
【答案】B
【解答】解:A、食品夹在正常使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A错误;
B、瓶盖起子在正常使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B正确;
C、筷子在正常使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C错误;
D、托盘天平在正常使用时,动力臂与阻力臂相等,是等臂杠杆,故D错误。
故选:B。
6.大气压与生产、生活、科研紧密相连,下面几个选项中分析不正确的是( )
A.人向外呼气时,肺的容积减小,肺内空气压强变大,将肺内空气压出体外
B.做托里拆利实验时,若有空气进入管内,则测出的大气压值比实际值偏大
C.医生把注射器的针头插入药液,提起活塞把药液吸入针管,利用了大气压的作用
D.青藏高原边防战士用高压锅煮面条,是因为海拔越高,大气压越小,水的沸点越低
【答案】B
【解答】解:A.人向外呼气时,肺的容积减小,肺内空气压强变大,肺内气压大于大气压,将肺内气体压出体外,故A不符合题意;
B.做托里拆利实验时,若有空气进入管内,空气会产生一定的向下的压强,故测出的大气压值比实际值会偏小,故B符合题意;
C.注射器吸取药液时,将针口插入药液后,向外拔活塞,使管内的气体体积增大,气压减小,药液就被管外的大气压压进管内,故C不符合题意;
D.液体沸点随大气压强的减小而降低,青藏高原海拔高,大气压强小,水的沸点低,所以煮面条不容易煮熟,故D不符合题意。
故选:B。
7.下列事例中,物体受平衡力的是( )
A.正在匀速拐弯的火车
B.在平直马路匀速行驶的轿车
C.减速进站的火车
D.加速上升的火箭
【答案】B
【解答】解:A、正在匀速拐弯的火车,处于非平衡状态,受力不平衡,故A不符合题意;
B、在平直马路匀速行驶的轿车,处于平衡状态,受力平衡,故B符合题意;
C、减速进站的火车,处于非平衡状态,受力不平衡,故C符合题意;
D、加速上升的火箭,处于非平衡状态,受力不平衡,故D不符合题意;
故选:B。
8.关于下列生产、生活中的力,说法不正确的是( )
A.甲图中人推车时没有推动是因为推力小于摩擦力
B.乙图中苹果回落向地面,说明力可以改变物体的运动状态
C.丙图中手按气球,气球被压瘪说明力可以改变物体的形状
D.丁图中手拉弓时,弓也在拉手说明力的作用是相互的
【答案】A
【解答】解:A、人推车时没有推动,车处于静止状态,受力平衡,此时推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以该选项说法不正确。故A符合题意;B、苹果受重力作用落向地面,其运动状态由静止变为运动,说明力可以改变物体的运动状态,该选项说法正确。故B不符合题意;C、手按气球,气球被压瘪,气球的形状发生了改变,说明力可以改变物体的形状,该选项说法正确。故C不符合题意;D、手拉弓时,手对弓施加力,同时弓也对手施加力,说明力的作用是相互的,该选项说法正确。故D不符合题意。
故选:A。
9.如图中所示小南正在公园里荡秋千,假如他荡到最高点时,受到的所有力突然全部消失,他将( )
A.做加速运动 B.保持静止
C.做减速运动 D.做匀速直线运动
【答案】B
【解答】解:由题意知,小南荡秋千时,当他荡到最高点时,速度为零,如果此时受到的所有力突然全部消失,根据牛顿第一定律,他将保持静止状态。
故选:B。
10.消防直升机是森林火灾救援的中坚力量,一次可携带数吨水。图是直升机吊桶取水灭火的场景,下列说法正确的是( )
A.图中桶受到的重力和绳子对桶的拉力是一对平衡力
B.直升机下降过程中,其重力不做功
C.直升机取水前后经过同一位置时,整体的重力势能不变
D.直升机洒水后整体的惯性变小
【答案】D
【解答】解:A、绳子对桶的拉力等于桶和桶中水的总重力,则图中桶受到的重力和绳子对桶的拉力大小不相等,所以不是一对平衡力,故A错误。
B、直升机下降过程中,受到重力的作用,且在重力的方向上通过了距离,其重力做功,故B错误。
C、直升机取水前后经过同一位置时,高度不变,但整体的质量变大,则整体的重力势能变大,故C错误。
D、直升机洒水后整体的质量变小,则整体的惯性变小,故D正确。
故选:D。
二、填空题(本大题共5小题,共10分)
11.如图所示是负压救护车,车内空间为负压舱,它能有效防护病毒再传播,负压装置的主要部分是一个抽气机,将经消毒、杀菌处理后的被污染空气从车内抽出,使车内气压 低于 车外大气压,在 大气压 作用下,清洁的空气由车外流向车内。
【答案】低于;大气压。
【解答】解:负压救护车车内空间为负压舱,车内气压小于外界大气压,被污染的空气无法自动从车内流向车外,必须用抽气机将被污染的空气从车内抽出;在大气压作用下,清洁的空气只能由车外流向车内。
故答案为:低于;大气压。
12.如图甲所示,斜面静置于水平面上,小明同学将A、B两个完全相同的物体,分别沿左、右两侧斜面由底端拉到顶端,做功情况如图乙所示.则小明对A做的有用功为 2 J;左、右两侧斜面的机械效率之比为 5:6 。
【答案】2;5:6。
【解答】解:由图乙可知,小明对A做的总功和额外功分别为3J和1J,所以有用功W有=W总﹣W额=3J﹣1J=2J;
因为小明同学是将两个完全相同的物体提升相同的高度,所以他对两物体所做有用功相同,左、右侧斜面效率分别为:
;;
则左、右两侧斜面的机械效率之比为:
。
故答案为:2;5:6。
13.如图是丰子恺的书画作品,生动描绘了儿童学种瓜的场景,蹲坐的儿童站起来,重力势能 增大 ;提水前行中突然减速,桶内有水溅出,桶内水的动能 减小 。(均填“减小”“不变”或“增大”)
【答案】增大;减小
【解答】解:蹲坐的儿童站起来,重心上升,高度变大,质量不变,所以重力势能增大;
提水前行中突然减速,桶内有水溅出,桶内水的质量变小、速度变小,所以动能减小。
故答案为:增大;减小。
14.如图所示,A、B两个滑轮中, B 是动滑轮,在不考虑滑轮重、绳重和摩擦时,物体与桌面的摩擦力是60N,匀速移动物体,拉力F为 20 N。
【答案】B;20
【解答】解:由图知,滑轮A不随物体移动是定滑轮,B随物体移动是动滑轮;
由图知,通过动滑轮绳子的段数n=3,
物体匀速移动,水平方向物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,
所以F物=f=60N,
不考虑滑轮重、绳重和摩擦,
拉力FF物60N=20N。
故答案为:B;20。
15.如图所示,一个竖直悬挂在水中的圆柱体,其重力为10N,弹簧测力计的示数F=8N,则圆柱体受到水的浮力为 2 N,方向为 竖直向上 。
【答案】2;竖直向上。
【解答】解:圆柱体受到水的浮力为:F浮=G﹣F=10N﹣8N=2N;
浮力的方向是竖直向上的。
故答案为:2;竖直向上。
三、实验探究题(本大题共3小题,共18分)
16.同学们利用U形管压强计探究液体压强与哪些因素有关。
(1)在选择U形管压强计时,探头上的橡皮膜应该用 薄 (选填“薄”或“厚”)一些的较好;
(2)把U形管压强计的探头放在液体中,通过观察U形管两边液面的高度差来表示探头处液体压强的大小,这种研究物理问题的方法是 转换法 ;
(3)通过图乙、图丙所示的两次实验得出:同种液体,同一深度,液体内部向各个方向的压强 相等 ;
通过图乙、图丁所示的两次实验得出:在同种液体中,液体压强随着深度的增加而增大,因此拦河大坝要做成 上窄下宽 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状;
(4)小张同学在图丁所示的实验中保持探头位置不变,向容器内加入适量的浓盐水,他发现U形管两边液面的高度差变大了,于是得出“同一深度,液体的密度越大压强越大”的结论。他的结论是不可靠的,原因是 没有控制探头深度相同 。
【答案】(1)薄;(2)转换法;(3)相等;上窄下宽;(4)没有控制探头深度相同。
【解答】解:(1)橡皮膜越薄,橡皮膜越容易发生形变,越能反映受到液体压强的变化,所以压强计的金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的;
(2)液体内部压强大小不能直接测量,需要通过U形管两侧液面高度差的大小来反映,这是转换法;
(3)保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,两实验中,液面高度差相等,由转换法可以初步得出结论:在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大,因此拦河大坝要做成上窄下宽的形状;
(4)研究液体压强与密度的关系,要控制液体的深度相同;保持丁图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,密度增大的同时,液体深度也增大了,没有控制液体的深度不变。
故答案为:(1)薄;(2)转换法;(3)相等;上窄下宽;(4)没有控制探头深度相同。
17.如图所示,小华用弹簧测力计、烧杯、小桶、石块和水探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。
(1)实验的最佳顺序是 丁、甲、乙、丙; 。
(2)由图可知:石块受到的浮力是0.5N,石块排开的水受到的重力是 0.5 N。通过比较数据可得到的结论是:浸在水中的物体,受到的浮力大小 等于 它排开水受到的重力。为使上述结论更可靠且具有普遍性,小华接下来的操作是 换用其他液体或其他固体多次实验 。
(3)以下情况 A 会影响实验结论。
A.乙图中水面未到达烧杯的杯口
B.乙图中物体未全部浸没在水中
(4)将图乙中的水换成酒精,物体受到的浮力 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)丁、甲、乙、丙;
(2)0.5;等于换用其他液体或其他固体多次实验;
(3)A;
(4)变小。
【解答】解:(1)为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力,应先测量空桶的重。然后再测出物体的重力,将溢水杯装满水,并直接浸入水中观察测力计的示数,最后测排出的水和小桶的总重,求排出的水的重力。所以,合理的顺序应为丁、甲、乙、丙;
(2)由图可知:石块受到的浮力是0.5N,石块排开的水受到的重力是
G=1N﹣0.5N=0.5N
通过比较数据可得到的结论是:浸在水中的物体,受到的浮力大小等于它排开水受到的重力。为使上述结论更可靠且具有普遍性,小华接下来的操作是换用其他液体或其他固体多次实验。
(3)A.乙图中水面未到达烧杯的杯口,导致溢出水的的重力变小,会影响实验结论;
B.乙图中物体未全部浸没在水中,受到的浮力变小,排出水的重力变小;
故选:A;
(4)将图乙中的水换成酒精,排开液体的体积不变,由液体的密度变小,由阿基米德原理,物体受到的浮力将变小。
故答案为:(1)丁、甲、乙、丙;
(2)0.5;等于换用其他液体或其他固体多次实验;
(3)A;
(4)变小。
18.某实验小组在探究“杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)如图甲将杠杆安装到铁架台上静止放置,此时杠杆处于 平衡 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;为使杠杆在水平位置平衡,应将两端平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)适当调节;
(2)杠杆平衡后如图乙所示,在杠杆B点挂3个相同的钩码,则在杠杆的D点挂 4 个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡;完成此操作后,下一步不能做的是 A ;
A.读取此时杠杆上力和力臂的数据,找到其中的规律,得出杠杆的平衡条件
B.保持右侧钩码不动,改变左侧钩码数量并适当移动,使杠杆再次水平平衡
C.同时改变左右两侧钩码数量及位置,使杠杆再次在水平位置平衡
(3)一同学采用图丙所示的装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,处理实验数据发现,与实验结论明显不相符,拉力总是 大于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)理论值;
(4)在丙图中,将弹簧测力计向右倾斜,杠杆仍然水平平衡时,弹簧测力计的示数将 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)如图丁中的轻质杠杆长1m,支点为杠杆的中点,在支点左侧某一固定位置挂一个重为G的物体,在支点右侧距离O点为L的位置施加竖直向下的力F使杠杆水平平衡,多次移动拉力位置并根据多次测量的F、L的数据,画出如图丁所示的图像。已知当F最小的时候,F与G的比为4:5,结合杠杆平衡条件,此时重物G的重力为 1.25 N。
【答案】(1)平衡;右;
(2)4;A;
(3)大于;
(4)变大;
(5)1.25。
【解答】解:(1)如图甲杠杆静止,此时杠杆处于平衡状态;杠杆左端下沉,说明左端重,应将两端平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂。
(2)设每个钩码重力为G,杠杆上一格长度为L,在杠杆B点挂3个相同的钩码,设在杠杆的D点挂n个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件则有3G×4L=nG×3L,解得n=4。
本实验是探究类实验,做完一次实验后,应改变两侧钩码的数量和位置多次实验,寻求普遍规律,不能只由这一次实验就得出结论,否则结论具有偶然性,所以完成此操作后,下一步不能做的是A。
(3)图丙中,杠杆重心在支点左侧,且重力的方向竖直向下,所以杠杆自重也是阻力,所以为克服杠杆自重,需要的测力计拉力变大,拉力总是大于理论值。
(4)在丙图中,将弹簧测力计向右倾斜,杠杆仍然水平平衡时,阻力和阻力臂不变,动力臂变短,根据杠杆平衡条件可知需要的拉力变大,则弹簧测力计的示数将变大。
(5)由图像可知,F和成正比,则F和L成反比,乘积一定。当即L=0.25m时,F=2N。阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件,当F最小的时候,动力臂最长为
此时最小动力为
F与G的比为4:5,所以重物G的重力为
故答案为:(1)平衡;右;
(2)4;A;
(3)大于;
(4)变大;
(5)1.25。
四、计算题(本大题共2小题,共12分)
19.西宁夏季洒水车在路面上洒水。某洒水车的部分参数如下表所示(g取10N/kg),求:
(1)装满水的洒水车重力;
项目
数值
空载质量/t
4
满载装水量/t
20
满载时车轮与地面总接触面积m2
0.6
(2)装满水的洒水车对水平地面的压强;
(3)装满水的洒水车以12m/s的速度水平匀速直线行驶10s,牵引力的功率是240kW,此时洒水车受到的阻力。
【答案】(1)装满水的洒水车重力2.4×105N
(2)装满水的洒水车对水平地面的压强4×105Pa
(3)装满水的洒水受到的阻力4×104N
【解答】解:(1)装满水的洒水车的质量,
装满水的洒水车的重力;
(2)在水平地面对地面的压力F压=G=2.4×105N,
装满水的洒水车对水平地面的压强
;
(3)洒水车行驶的路程s=vt=12m/s×10s=120m,
W=Pt=2.4×105W×10s=2.4×106J,
由W=Fs得,
水平匀速行驶由二力平衡得阻力。
答:(1)装满水的洒水车重力2.4×105N
(2)装满水的洒水车对水平地面的压强4×105Pa
(3)装满水的洒水受到的阻力4×104N
20.为减小抗洪压力,科创小组设计了水位报警装置,将其制成顶部开有小孔的模型。如图所示,其中A为压力传感器,B是重力为15N,且不吸水的圆柱体,能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动,当模型内水深h1=15cm时,B与模型底面刚好接触目压力为零,水面上涨到设计的警戒水位时,圆柱体对压力传感器的压力为3N,触发报警装置,开启泄洪阀门,已知圆柱体B的底面积,高hB=25cm,。求:
(1)当模型内水深h1=15cm时,水对模型底部的压强;
(2)圆柱体B的密度;
(3)触发报警装置时,压力传感器A下表面到水面的距离。
【答案】(1)当模型内水深h1=15cm时,水对容器底部的压强为1500Pa;
(2)B的密度为0.6×103kg/m3;
(3)刚触发报警装置时,压力传感器A下表面到水面的距离为7cm。
【解答】解:(1)当模型内水深h1=15cm时,水对容器底部的压强
p=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa;
(2)当模型内水深h1=15cm时,B排开水的体积:V0=SBh1=100cm2×15cm=1500cm3,
由B与模型底面刚好接触且压力为零可知,此时B处于漂浮状态,
由物体的漂浮条件可知,B的重力:GB=F0浮=ρ水gV0=1.0×103kg/m3×10N/kg×1500×10﹣6m3=15N,
由G=mg可知,B的质量:mB1.5kg=1500g,
B的体积:VB=SBhB=100cm2×25cm=2500cm3,
则B的密度:ρB0.6g/cm3=0.6×103kg/m3;
(3)刚触发报警装置时圆柱体对压力传感器的压力为3N,因力的作用是相互的,则传感器对圆柱体有向下的压力,且该压力大小也为3N,
由力的平衡条件可知,此时B受到的浮力:F2浮=GB+F2=15N+3N=18N,
由F浮=ρ液gV排可知,B排开水的体积:V21.8×10﹣3m3=1800cm3,
由V=Sh可知,B浸入水中的深度:h218cm,
则压力传感器A下表面到水面的距离:h′=hB﹣h2=25cm﹣18cm=7cm。
答:(1)当模型内水深h1=15cm时,水对容器底部的压强为1500Pa;
(2)B的密度为0.6×103kg/m3;
(3)刚触发报警装置时,压力传感器A下表面到水面的距离为7cm。
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