内容正文:
2024~2025 学年 (下)初二期末学业水平质量检测物 理
注 意 事 项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求:
1.本试卷共8页,考试时间100分钟,满分100分;考试结束后,请将答题卡交回.
2.答题前请考生务必将自己的姓名、学校、班级、考试证号用0.5毫米的黑色签字笔写在答题卡上相应的位置.
3.答题时请用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡指定区域作答,在试卷或草稿纸上作答一律无效.
4.作图必须使用2B铅笔作答,并请加黑加粗,描写清楚.
第一部分 选择题(共24分)
一、选择题(每题只有一个正确选项.每小题2分,共24分)
1. 今年端午节划龙舟时,小华发现划龙舟的船桨改成了轻盈的碳纤维材料,主要原因可能是( )
A. 导热好 B. 可导电 C. 密度小 D. 耐高温
【答案】C
【解析】
【详解】碳纤维材料密度小,当船桨采用碳纤维材料时,在相同体积的情况下,质量会更轻。这样在划龙舟时,运动员可以更轻松地操控船桨,减少体力消耗,提高划行的效率,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2. 如图,小明用鸡蛋壳制作的“不倒翁”玩具,被扳倒后会自动重新立起来。“不倒翁”在摆动过程中( )
A. 运动状态不变 B. 重力方向改变
C. 重力大小改变 D. 支持力作用点改变
【答案】D
【解析】
【详解】A.不倒翁在摆动过程中,速度的大小和方向都在发生变化,而运动状态包括速度的大小和方向,所以其运动状态是改变的,故A不符合题意;
B.重力的方向始终是竖直向下的,不会随着不倒翁的摆动而改变,故B不符合题意;
C.重力的大小取决于物体的质量和重力加速度,不倒翁的质量不变,在同一地点重力加速度也不变,所以重力大小不会改变,故C不符合题意;
D.支持力的作用点在不倒翁与接触面的接触点上,在摆动过程中,不倒翁与接触面的接触点位置会发生变化,因此支持力的作用点也会改变,故D符合题意。
故选D。
3. 物理知识在生活中有很多应用,下列用品中利用大气压原理工作的是( )
A. 钢笔吸墨水 B. 高压锅煮饭
C. 订书机钉纸 D. 热气球升空
【答案】A
【解析】
【详解】A.钢笔吸墨水时,先用手捏墨囊,排出里面的空气,墨水在大气压作用下进入墨囊,利用了大气压,故A符合题意;
B.液体沸点随气压的增大而升高,高压锅是利用此原理工作的,没有利用大气压,故B不符合题意;
C.订书针较尖,减小了受力面积,可以增大对纸的压强。这与大气压无关,故C不符合题意;
D.热气球内的热空气密度较小,热气球受到的浮力大于其重力就可以升空,不是利用大气压工作的,故D不符合题意。
故选A。
4. 如图所示,学习压强时,同学们将铅笔水平挤压在两手指间,发现按笔尖的手指较疼,在铅笔静止时,下列说法正确的是( )
A. 两个手指受到的压力大小不同
B. 两个手指受到的压强相同
C. 两手指对铅笔的压力是一对平衡力
D. 两手指对铅笔的压力是一对相互作用力
【答案】C
【解析】
【详解】AB.铅笔处于静止状态,受到的两手指的压力是一对平衡力,大小相等,由图可知,右侧的受力面积小,根据可知,右侧指尖处受到压强较大,右侧指尖处更有疼痛感,则可知左侧指尖疼痛感较小是因为左侧指尖处受到压强较小,故AB错误;
CD.铅笔静止时,两手指对铅笔的压力大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于同一物体上是一对平衡力,故C正确,D错误。
故选C。
5. 如图所示是关于机械功的部分知识网络建构图,关于图中①②③④的理解正确的是( )
A. ①比值 ③快慢
B. ②乘积 ④快慢
C. ①乘积 ④多少
D. ②比值 ③多少
【答案】D
【解析】
【详解】功等于力与物体在力的方向上移动距离的乘积,即①是乘积;功率等于功与做功所用时间的比值,即②是比值;做功的多少叫功,功率表示做功的快慢,所以③是多少,④是快慢,故ABC错误,D正确。
故选D。
6. 如图,测量两种物质密度时,共测了三组数据,并描点在m-V坐标系中,根据图像可知( )
A. B、C两点对应的是同种物质
B. C的密度为2g/cm³
C. A点对应的物质,质量为 时,其体积为2m³
D. A、C两物质的密度之比为2:1
【答案】C
【解析】
【详解】A.密度是物质的特性,同种物质密度相同,由图像可知,B点对应的质量与体积的比值,即密度
C点对应的质量与体积的比值,即密度
两者密度不同,所以B、C两点对应的不是同种物质,故A不符合题意;
B.由上述计算可知,C点对应的密度为
故B不符合题意;
C.A点对应的质量与体积的比值,即密度
当质量为4×103kg时,根据密度公式可得,体积
故C符合题意;
D.A点对应的密度为,C 点对应的密度为,所以 A、C两物质的密度之比为
故D不符合题意。
故选C。
7. 如图所示,用气球、夹子、吸管和胶带制成“喷气火箭”。把封口的夹子松开后,气球在轨道上以起点A向右冲出,最后停在B点,下列关于气球整个运动过程的说法正确的是( )
A. 一直做加速运动 B. 先加速后减速
C. 做匀速直线运动 D. 先减速后加速
【答案】B
【解析】
【详解】把封口的夹子松开后,里面的气体膨胀对外做功,产生了一个推力,推力开始大于摩擦力,随着空气的排出变小并在一瞬间等于摩擦力后又小于摩擦力,直至最后等于零。所以气球先加速后减速。
故选B。
8. 如图是探究同一直线上的两个力的合成实验情景,钩码静止时,图甲与图乙中橡皮筋下端到达同一位置,下列说法不正确的是( )
A. 力F的作用效果与力 F₁、F₂的共同作用效果相同
B 去掉力 F₂后,橡皮筋会缩短
C. 力F的大小等于F₁与F₂的大小之差
D. 滑轮的作用是改变施力的方向
【答案】B
【解析】
【详解】A.因为图甲与图乙中橡皮筋下端到达同一位置,所以力的作用效果与力、的共同作用效果相同,故A正确,不符合题意;
B.力、的方向相反,且,共同作用使橡皮筋伸长;去掉力后,由可知,合力变大,橡皮筋会伸长,故B错误,符合题意;
C.由图可知,力、方向不同,力的大小等于与的大小之差,即,故C正确,不符合题意;
D.由图可知,此滑轮为定滑轮,定滑轮的作用就是改变施力的方向,故D正确,不符合题意。
故选 B。
9. 下表中,实验操作能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验操作
A
探究物体重力和质量的关系
将钩码换成质量不同的其他物体
B
探究二力平衡条件
小卡片质量和钩码质量相等
C
探究压力作用效果与哪些因素有关
将支撑面由海绵换成木板
D
探究浮力大小与浸入液体深度的关系
将物块逐渐浸入液体直到浸没
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.探究物体重力和质量的关系时,应改变物体的质量,观察重力的变化情况。将钩码换成质量不同的其他物体,这样就可以改变质量,从而探究重力和质量的关系,A 选项能达到实验目的,故A符合题意;
B.探究二力平衡条件时,小卡片的质量应远小于钩码的质量,这样小卡片的重力可以忽略不计,只考虑钩码对小卡片的拉力。而不是小卡片质量和钩码质量相等,B 选项不能达到实验目的,故B不符合题意;
C.探究压力作用效果与哪些因素有关时,应使用容易发生形变的物体作为支撑面,如海绵,这样可以更明显地观察到压力作用效果的变化。将支撑面由海绵换成木板,木板不易发生形变,无法准确观察压力作用效果,C 选项不能达到实验目的,故C不符合题意;
D.探究浮力大小与浸入液体深度的关系时,应控制液体的密度和物体排开液体的体积不变,只改变浸入液体的深度。将物块逐渐浸入液体直到浸没的过程中,物体排开液体的体积在不断变化,无法探究浮力与浸入液体深度的关系,D 选项不能达到实验目的,故D不符合题意。
故选 A。
10. 在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,操作过程如图所示,发现两次实验中U形管液面高度差相等。下列说法正确的是( )
A. 液体压强计是连通器
B. 液体内部的压强与液体深度无关
C. 甲烧杯中探头所处位置的液体压强比乙的大
D. 甲烧杯中液体的密度小于乙烧杯中液体的密度
【答案】D
【解析】
【详解】A.液体压强计的一端是封闭的,另一端与大气相通,不符合连通器“上端开口、底部连通”的特点,所以不是连通器,故A错误;
B.液体内部的压强与液体的深度有关,在液体密度相同时,深度越深,压强越大,题中两次实验液体密度不同,不能说明液体压强与深度无关,故B错误;
C.U形管液面高度差反映液体压强的大小,两次实验中U形管液面高度差相等,说明甲烧杯中探头所处位置的液体压强和乙的相等,故C错误;
D.根据液体压强的特点,在压强相同时,深度越大,液体的密度越小,甲中橡皮膜深度大于乙中橡皮膜深度,且两者压强相等,所以甲烧杯中液体的密度小于乙烧杯中液体的密度,故D正确。
故选D。
11. 某同学进行羽毛球挑球训练时,老师用频闪相机(闪频间隔为0.5s)拍摄其击球后羽毛球的运动轨迹,如图所示。羽毛球质量为5g,长度为7.5cm,则羽毛球在各时间间隔内重力平均功率的最大值约为( )
A. 0.01W B. 0.03W
C. 0.05W D. 0.07W
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,羽毛球在相邻两次频闪间隔(t=0.5s)内,下落的最大高度约为其自身长度的4倍。
已知羽毛球长度为7.5cm=0.075m,则最大下落高度h=4×0.075m=0.3m
羽毛球的质量m=5g=0.005kg
重力G=mg=0.005kg×10N/kg=0.05N
则重力做功
功率为
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选 B。
12. 如图,硬杆的一端固定在容器底,另一端连着自制的探头,探头上方蒙有橡皮膜。现向容器中注水,已知水浸没探头时,杆仍对探头有力的作用。下列表示容器对桌面的压力F₁、容器对桌面的压强p、探头所受浮力 F浮、硬杆对探头作用力 F₂随容器中水深度h的变化关系图线中,可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.容器对桌面的压力F1等于容器、水、探头和硬杆的总重力之和。向容器中注水时,随着水深度h的增加,水的质量不断增多,总重力逐渐增大,因此容器对桌面的压力F₁随h的增加而变大。但容器对桌面的压力F1,在没有注水之前,就有了压力,不可能从原点开始,故A错误;
B.容器对桌面的压强p由压力F1和容器与桌面的接触面积S共同决定,即,容器与桌面的接触面积S是固定不变的,而F1随h的增加而变大,所以容器对桌面的压强p 随h的增加而变大。但阀门打开后,水龙头是匀速流水的,故变化图线不应该是曲线,故B错误;
C.根据阿基米德原理,浮力的大小等于物体排开液体所受的重力,即。在水没有到达探头底部之前,探头不受浮力。当探头开始浸在水中到在水未浸没探头前,随着h的增加,探头浸入水中的体积逐渐增大,排开水的体积也随之变大,此时浮力会变大。当水浸没探头后,橡皮膜在水的压力作用下会向下形变,这种形变使得探头实际排开水的体积比不形变时减小;而且随着h的继续增加,水对橡皮膜的压强增大,形变程度加剧,V排进一步减小,因此此时浮力会随h的增加而变小,所以图像的最后一段不应该是水平的。故C错误;
D.对探头进行受力分析可知,在水没有到达探头底部之前,探头不受浮力,探头仅仅受到竖直向下的重力G、硬杆对它的支持力F2,二力平衡,故F2不变。当探头开始浸在水中到在水未浸没探头前,受到竖直向下的重力G、竖直向上的浮力F浮以及硬杆对它的作用力F2,这三个力处于平衡状态。若浮力一直没有等于或者大于浮力,那么随着浮力不断增大,硬杆对探头的支持力F2为不断减小,直至完全浸没时。但当水浸没探头后,橡皮膜在水的压力作用下会向下形变,这种形变使得探头实际排开水的体积比不形变时减小,故浮力开始减小,那么探头需要硬杆对其支持力增加,图像开始转折向上,所以这个图像是可能正确的。故D正确。
故选D。
第二部分 非选择题(共76分)
二、填空题(本大题共5小题,每空1分,共21分)
13. 2025年,“江苏城市足球联赛”(简称“苏超”)迅速出圈,成为顶流。比赛中,运动员争抢“头球”时,用力顶球,头感到疼,说明力的作用是_______,被顶出的足球在空中能继续向前运动,是由于足球具有_______;如图,运动员踢出一个“香蕉球”,此时足球_______侧空气流速大,同时说明了力的作用效果与力的作用点和_______有关。
【答案】 ①. 相互的 ②. 惯性 ③. 右 ④. 方向
【解析】
【详解】[1]用力顶球,头对球施加力的作用,头感到疼,则球对头也施加力的作用,说明物体间力的作用是相互的。
[2]被顶出的足球,由于具有惯性,保持原来的运动状态继续运动,所以足球在空中能继续向前运动。
[3]运动员踢出一个“香蕉球”,由图可知,球向右偏,说明球受到向右的作用力,则球左侧的气压大于球右侧的气压,说明球右侧的气压变小,由于流体流速越大的位置压强越小,所以足球右侧空气流速大。
[4]能将足球踢出“香蕉球”,说明力的作用点和力的方向不同,力的作用效果不同,说明力的作用效果与力的方向和作用点有关。
14. 重力为800N的货物在吊车钢索拉力作用下,竖直向上运动(不考虑空气的阻力和钢索重力),货物运动的s-t图象如图所示,若钢索在1s时的拉力为F1,则,F1=_______N;在3s、5s时的拉力分别为F2、F3, 则F2_______F3(选填“>”、 “<”或“=”) , 在3s~5s内拉力_______(选填“做功”或“不做功”) 。
【答案】 ①. 800 ②. = ③. 做功
【解析】
【详解】[1]由s−t图象可知,在0−2s内货物处于静止状态,根据二力平衡条件,拉力F1与重力G大小相等,所以钢索在1s时的拉力F1=G=800N
[2]在2−4s内货物做匀速直线运动,拉力F2与重力G平衡,F2=G=800N
在4−6s内货物处于静止状态,拉力F3与重力G平衡,F3=G=800N
所以F2=F3。
[3]在3s−5s内,3−4s货物做匀速直线运动,拉力方向与运动方向相同,拉力做功;4−5s货物静止,虽然受到拉力,但没有在拉力方向上移动距离,拉力不做功。综合来看,3s−5s内拉力做功。
15. 小通在古镇旅游时发现,小店卖米酒和卖酱油都用竹筒制作的容器来量取,装满时,筒中米酒或酱油的质量均为180g,已知,,则容器_______是用来量取180g米酒的。将容器中的米酒倒掉一部分,剩余米酒的密度_______(填变化情况),如果某次在量取时,恰好把两个容器弄反了,则量出的两种液体质量相差_______g。
【答案】 ①. A ②. 不变 ③. 105
【解析】
【详解】[1]米酒的密度小于酱油的密度,米酒或酱油的质量均为180g,由可知,180g米酒的体积较大,容器A的体积较大,选择容器A来量取180g米酒。
[2]密度是物质的一种特性,与质量和体积无关,将容器中的米酒倒掉一部分,剩余米酒的密度不变。
[3]180g米酒的体积
180g酱油的体积
容器A来量取180g米酒,容器A的容积是200cm3,容器B来量取180g酱油,容器B的容积是150cm3,如果某次在量取时,恰好把两个容器弄反了,则量出的两种液体质量相差Δm=m′酱油-m′米酒=ρ酱油VA-ρ米酒VB=1.2g/cm3×200cm3-0.9g/cm3×150cm3=105g
16. 实验小组的同学在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”时,采用如下两种实验方案。
(1)方案一:如图甲,将木块平放在水平木板上,拉动弹簧测力计来测量木块受到的摩擦力。
①甲图中,用测力计水平拉动木块,使它沿木板向左做匀速直线运动,当弹簧测力计指针稳定时,记下示数,此时木块受到的摩擦力方向为_______。
②如图乙,在木块上放4只钩码后,重复①的实验过程,并将所测数据与①对比,该实验操作的目的是为了探究_______。
③实验小组在探究接触面积对摩擦力的影响时,将木块侧放在木板上,如图丙,并重复①的操作。此操作中的不当之处是_______。
(2)方案二:如图丁,通过匀速牵引器水平拉动木块,来测量木块受到的摩擦力.实验中,增大木块运动的速度,发现弹簧测力计的示数不变,这一现象说明_______;在长木板上先后铺棉布、玻璃板等,再比较测力计示数,经讨论,发现该方案不能说明滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,理由是_______。
【答案】(1) ①. 水平向右 ②. 滑动摩擦力的大小与压力大小的关系 ③. 弹簧测力计未沿水平方向拉动
(2) ①. 滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关 ②. 没有控制接触面的材料相同
【解析】
【小问1详解】
[1]木块相对于木板向左运动,其受到的摩擦力方向与相对运动方向相反,此时木块受到的摩擦力方向为水平向右。
[2]在木块上添加砝码,重复①的实验过程,接触面的粗糙程度不变,压力变大,该操作目的是探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系。
[3]由丙图可知,弹簧测力计未沿水平方向拉动,木块受到的拉力和摩擦力不在同一直线上,不是一对平衡力,不能准确得出摩擦力大小。
【小问2详解】
[1]实验中增大木块运动速度,弹簧测力计示数不变,则木块受到的摩擦力不变,说明滑动摩擦力大小与物体运动速度无关。
[2]实验中在长木板上先后铺棉布、玻璃板等,改变接触面粗糙程度时,接触面的材料也发生改变,所以该方案不能说明滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
17. 小华利用已学知识测量家中石头摆件和食用油的密度。
(1)测量石头摆件的密度。调节天平平衡时,小华发现指针如图甲,则应将平衡螺母向_______调节;正确操作后,测出石头质量如图乙所示,石头质量为_______g;小华利用如图丙的方法测出摆件体积,则石头摆件的密度为_______kg/m³;
(2)测量食用油的密度。小华用粗细均匀的吸管制成简易密度计,如图丁,A处示数为0.8g/cm³, B处示数为1g/cm³, 把它放入食用油中, 液面恰好在AB 中点C处, 则所测食用油的密度________(选填“大于”、“等于”或“小于”)0.9g/cm³; 小华测出C、B到O的距离分别为h₁、h₂,则食用油密度表达式:ρ油=________(用h₁、h2、ρ水表示);小明用等量的铁丝和相同的吸管,重新标刻度也制作了一个密度计,只是他将铁丝缠绕到吸管底部外侧,用小明的密度计测量相同食用油密度为ρ油',则ρ油_______ρ油'(填大小关系)。
【答案】(1) ①. 左 ②. 54.2 ③. 2.71×103
(2) ①. 小于 ②. ③. =
【解析】
【小问1详解】
[1]调节天平平衡时,指针偏向分度盘右侧,说明右侧重,应将平衡螺母向左调节。
[2]由图乙可知,标尺的分度值0.2g,石头质量
[3]由图丙可知,量筒的分度值是1mL,水的体积20mL,水和石头的总体积40mL,则石头的体积
则石头密度
【小问2详解】
[1]密度计刻度特点是上小下大,且刻度不均匀,AB中点C对应的密度小于 0.9g/cm3,所以所测食用油的密度小于0.9g/cm3。
[2]密度计漂浮时,浮力等于重力,即F浮=G。设密度计横截面积为S,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,对于水有G水=ρ水gSh2,对于食用油有G油=ρ油gSh1,联立可得。
[3]小明将铁丝缠绕到吸管底部外侧,密度计重力不变,测量相同食用油时,排开液体体积不变,由于底部变粗,浸入相同液体时,与原来相比,浸入的深度变小,但重新标刻度后,密度计上显示的密度仍为油的密度,小明的密度计测量的ρ油′与小华的ρ油相比,ρ油=ρ油′。
三、解答题(本大题共7小题,共55分)
18. 按要求作图:
(1)如图甲,一个植物果实放在桌面上静止,O为果实的重心,请画出该果实的受力示意图;
(2)如图乙(a),物体受到同一直线上的两个力F1、F2的作用,请在图乙(b)中画出这两个力的合力F,并标注大小;
(3)如图丙,瓷勺可看作杠杆,若用手指分别捏住瓷勺柄上的两点,瓷勺悬空静止,请在图中画出支点O和使瓷勺悬空静止的最小动力F1。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
该果实静止在桌面上,受到竖直向下的重力和竖直向上的桌面的支持力的作用,两个力是平衡力,大小相等,两个力都作用在果实的重心O上,如图所示:
【小问2详解】
由图乙中的(a)知,斜向上的力F1=3N,斜向下的力F2=1N,两个力作用在同一物体、同一直线上,方向相反,它们的合力大小F=F1-F2=3N-1N=2N
方向与F1相同,如图所示:
【小问3详解】
图示中,手指捏住的两点,其中一点为支点,则另一点为动力作用点,连接这两点的线段即为最大的动力臂,当较靠近柄端的点为支点,过另一点作垂直于线段的向上的力为最小动力F1,或当离柄端较远的点为支点,过另一点作垂直于线段向下的力为最小动力。如图所示:
19. 如图所示,地面上的工人利用滑轮组,将质量为90kg的物体匀速提升了10m,工人对绳子的拉力F为500N,不计绳重和摩擦,g取10N/kg。求:
(1)物体的重力;
(2)工人拉力做的功;
(3)动滑轮的重力。
【答案】(1)900N
(2)10000J (3)100N
【解析】
【小问1详解】
物体的重力
【小问2详解】
由图可知,承担物重的绳子段数n=2,物体被提升的高度h=10m,则绳子自由端移动的距离
工人拉力做的功
【小问3详解】
不计绳重和摩擦,拉力,则动滑轮的重力
20. 如图是某型号的水陆两栖坦克,它的总重力为3×105N,履带着地总面积为6m2,配备发动机的功率恒为420kW,该坦克在水平地面上以最大速度匀速行驶10s,所受阻力为总重的0.1倍, ρ水=1.0×103 kg/m3求:
(1)坦克停在水平地面上时,其对地面的压强;
(2)坦克漂浮在水面时,其排开水的体积;
(3)坦克在陆地上以最大速度匀速行驶10s的路程。
【答案】(1)5×104Pa
(2)30m3 (3)140m
【解析】
【小问1详解】
坦克对地面的压力
对地面的压强
【小问2详解】
坦克漂浮在水面时,受到的浮力
由可知,排开水的体积
【小问3详解】
功率
阻力
匀速行驶时牵引力
由得最大速度
路程
21. 如图甲所示是探究“阻力对物体运动影响”的实验装置。
(1)实验时,每次都让小车从斜面顶端由静止自由滑下,小车最终静止在水平面上的某处。观察小车在________(选填“斜面”或“水平面”)阶段的运动,来探究阻力对物体运动的影响,而另一个阶段的运动是为了满足在前述阶段小车有相同的_______;
(2)如图乙是小车(带有传感器)在不同表面运动的v-t图像,其中属于在木板上运动的图线是_______(填字母);分析可得:运动的物体受到的阻力越小,速度减小越_______;进一步推理:在光滑水平面上滑行的小车,如果受到阻力为0,它将做_______运动;
(3)假设小车滑出木板瞬间,所受的力全部消失,如图丙,小车的运动轨迹是_______(填序号)。
【答案】(1) ①. 水平面 ②. 速度
(2) ①. a ②. 慢 ③. 匀速直线
(3)③
【解析】
【小问1详解】
[1]要探究阻力对物体运动的影响,该阻力是指水平面对小车的阻力,所以需观察小车在水平面阶段的运动。
[2]小车从斜面上由静止滑下时的初始高度越高,进入水平面时的初始速度就越大;让小车从斜面顶端由静止自由滑下,是为了使小车到达水平面时具有相同的速度。
【小问2详解】
[1]木板表面最光滑,阻力最小,小车速度减小得最慢,运动时间最长,所以属于在木板上运动的图线是a。
[2][3]由v-t图像可知,表面越光滑,阻力越小,小车速度随时间减小得越缓慢,运动距离越远。进一步推理,在光滑水平面上(阻力为0),小车的速度不会减小,它将做匀速直线运动。
【小问3详解】
根据牛顿第一定律,物体不受力时将保持原来的运动状态。小车滑出木板瞬间是运动的,所受的力全部消失后,将保持原来的速度做匀速直线运动,所以运动轨迹是③。
22. 小通和小如用图甲装置来探究杠杆的平衡条件,已知弹簧测力计的量程为0~5N,杠杆上每一小格长5cm。
(1)如图甲,实验前应调节平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时,保持水平并_______,达到平衡状态。
(2)小通进行了部分实验,数据如下表:
实验次数
动力
动力臂l₁/ cm
阻力F₂/N
阻力臂l₂/ cm
1
3.0
30
3.0
30
2
3.5
30
3.0
35
3
1.2
30
3.0
15
4
30
3.0
反思实验操作,发现由于测力计对杠杆施加竖直向下拉力时选择了图乙中________(选填“a”或“b”)的方式,导致第_______次实验数据异常,剔除该数据后,初步得到杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”。
(3)小通采用规范的操作方式继续按表格中的方案实验,改变阻力臂l₂时,第4次的测力计示数如图丙,则表格中l₂=_______cm,为获得更多组数据,l₂应不超过_______cm。
(4)要想使(2)中杠杆平衡条件具有普遍性,完成上述实验后,接下来还应进行的实验有: ①保持l₁和l₂不变,改变F₂;②保持_______不变,改变l₁。
(5)用筷子夹东西时,与表格中第_______次实验时的杠杆类型相同。小如选用质量分布均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时,用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来,图丁为筷子稳定时的俯视图,筷子MN的重心在O点,此时________(选填“MO”或“ON”)段更重一些。
【答案】(1)静止 (2) ①. a ②. 3
(3) ①. 5 ②. 50
(4)F2和l2 (5) ①. 2 ②. ON
【解析】
【小问1详解】
为了避免杠杆自重对实验的影响和实验过程中便于读出力臂的大小,实验前应调节平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时,保持水平并静止,达到平衡状态。
【小问2详解】
[1][2]测力计对杠杆施加竖直向下拉力时,若选择图乙中a的方式(弹簧测力计倒置,由于弹簧测力计自身重力影响),会导致拉力测量值不准确。第3次实验数据异常,剔除该数据后,由第1、2两次数据,初步得到杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”。
【小问3详解】
[1]由丙图可知,测力计的分度值0.1N,示数为0.5N,根据杠杆的平衡条件可知,表格中第4次阻力臂
[2]弹簧测力计量程为0−5N,当时,阻力臂
所以l2应不超过50cm。
【小问4详解】
根据控制变量法可知,探究F1与l1的关系必须保持F2和l2不变,改变l1。
【小问5详解】
[1]用筷子夹东西时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,根据表格数据可知,第2次实验中,动力臂小于阻力臂,故所属的杠杆类型与第2次实验时的杠杆类型相同。
[2]由图可知,MO比ON更长,MO侧重心的位置更远,ON侧重心的位置更近,则根据F1l1=F2l2可知,ON段更重一些。
23. 如图甲,小明观看单杠比赛,发现运动员做动作时,单杠的横梁会弯曲变形,查阅资料后,思考:横梁的弯曲程度h除与材质、长度、形状有关,还与哪些因素有关呢?对此,他有如下猜想:
猜想1:横梁弯曲程度h与横梁受到的压力F有关;
猜想2:横梁弯曲程度h与横梁的横截面积S有关。
为了验证猜想,他找来材质、长度、形状相同的横杆进行了如图乙所示的实验,并记录数据如下表所示。
序号
横截面积
压力F/N
弯曲程度h/cm
1
2
900
4.0
2
6
900
1.3
3
6
1200
2.7
4
6
1500
3.2
5
8
900
1.0
6
10
900
0.8
(1)运动员做动作时使横梁弯曲说明_______;
(2)为了验证猜想1,应比较_______组数据,得出的结论是:其他条件一定时,横梁受到的压力越大,其弯曲程度越大;
(3)小明验证猜想一后,比较1、3两组数据,_______(选填“能”或“不能”)推断猜想2,理由是_______;
(4)为了研究猜想2,请你选择表中的实验数据,在图丙坐标系中描点并作出h-S图象;
(5)为定量表示横梁的抗弯曲能力,若定义“抗弯强度K=_______”(选填 或 或“Sh”),该数值越大,表示抵抗形变的能力越强;现有两种材质的脚手架横杆,受相同压力时测试数据如表,为增强脚手架横杆的抗弯曲能力,应选用_______材料。
材料
S/cm2
h/cm
钢
5
1.25
合金
9
2
【答案】(1)力能使物体发生形变
(2)2、3、4 (3) ①. 能 ②. 见解析
(4) (5) ①. ②. 合金
【解析】
【小问1详解】
横梁原来是直的,运动员上去后做动作时横梁弯曲,说明力可以改变物体的形状。
【小问2详解】
要探究“横梁的弯曲程度h与横梁受到的压力F有关”,需控制横梁的横截面积相同,改变横梁受到的压力,观察横梁的弯曲程度h,故选2、3、4三组数据。2、3、4三组数据中,横梁的横截面积相同,横梁受到的压力F越大,横梁的弯曲程度h越大,故在横梁的横截面积一定时,横梁受到的压力越大,其弯曲程度越大。
【小问3详解】
[1][2]由1、3两组数据可知,第3组压力越大,横梁的弯曲程度反而小,说明横梁的弯曲程度与横截面积有关,所以能验证猜想2。
【小问4详解】
要研究猜想2,需控制压力相同,改变横梁的横截面积,因此可以选取1、2、5、6三组实验数据,将1、2、5、6三组数据采用描点法作图如下:
【小问5详解】
[1]由实验数据可知,横截面积越大,弯曲程度越小,抵抗形变的能力越强,所以抗弯强度,该数值越大,表示抵抗形变的能力越强。
[2]由表中数据可知钢的抗弯强度
合金的抗弯强度
因为K合金>K钢,所以为增强脚手架横杆的抗弯曲能力,应选用合金材料。
24. 阅读短文,并回答问题。
综合实践活动————深潜器的调查与模型制作
【研究背景】我国“奋斗者”号深潜器最大下潜深度达到10909米,同学们围绕“深潜器”开展实践学习,要求制作一个深潜器并同时打捞两个体积均为20cm³,重0.8N的物体。
【实践任务】
任务一: 调查与学习
“奋斗者”号船体设计成流线型,外壳用新型高强度铁合金, 坚固且轻,两侧配2t压载铁,通过其数量来控制下沉、上浮或悬停,如图甲。压载铁所受重力与其浮力的差值等于它能为深潜器提供的额外浮力。某次采样作业中, “奋斗者号”下潜至10000m深度,作业区海水密度p随深度h变化如图乙。触底后,两侧机械手臂采样,其由金属杆AB、OC和液压杆AC组成,示意图如图丙,B端固定一个采样器,液压杆伸缩时带动AB绕O点转动,金属杆B端就会向上提或向下压采样器,完成采样工作。
任务二:制作模型
产品设计:如图丁,利用硬质塑料瓶制作深潜器,生活舱和水舱之间密封不连通,将深潜器放入水中,当水舱中进入适量水时,将塑料软管上端与注射器相连,此时注射器的活塞在0mL 处。
评价指标:
等级
优秀
良好
合格
不合格
评价指标
实现下潜、上浮、悬停,能完成规定打捞任务
实现下潜、上浮、悬停,能打捞重物
实现下潜、上浮、悬停,不能打捞重物
不能实现下潜、上浮、悬停
(1)关于“奋斗者号”,以下说法错误的是_______。
A. 船体流线型设计是为了减小阻力 B. 新型钛合金材料比常规材料的密度小
C. 依靠排出水舱中的水来实现下潜 D. 抛掉压载铁,深潜器所受重力小于浮力
(2)“奋斗者号”下沉经过图乙中A、B、C、D点对应位置时,受到浮力最大的位置是_______。若在D 点时, “奋斗者”号把压载铁全部抛掉,则将会获得_______N的额外浮力。(忽略受到海水压力后的体积变化,
(3)图丙中,此时液压杆AC对A端提供了200N拉力,已知AO=9cm,OB=72cm,OC=12cm,不考虑杆AB 和采样器所受重力和浮力,则采样器对B 的阻力为_______N。
(4)小组对制作的模型进行调试:①要深潜器下潜,将注射器活塞向_______,相当于_______(选填“抛掉”或“装上”)压载铁;②当活塞稳定在刻度100ml处,深潜器悬浮。③用轻质细线将重物拴在深潜器上进行打捞,上升到某位置悬浮,活塞需稳定在_______mL 刻度。(ρ水=1g/cm3,忽略水舱和注射器内气体密度变化)
(5)你对“任务二”的评价等级为_______,进一步给出优化建议:_______。
【答案】(1)C (2) ①. D ②. 1.735×104
(3)20 (4) ①. 右拉 ②. 装上 ③. 40
(5) ①. 良好 ②. 减小配重或水舱中水量较少时连接注射器
【解析】
【小问1详解】
A.船体设计成流线型是为了减小阻力,故A正确,不符合题意;
B.新型钛合金材料比常规材料的密度小,故B正确,不符合题意;
C.由题可知,奋斗者号是通过压载铁数量来控制下沉、上浮或悬停,故C错误,符合题意;
D.抛掉压载铁后,奋斗者号所受浮力大于重力,故D正确,不符合题意
故选C。
【小问2详解】
[1]由题可知,“奋斗者号”下沉经过图乙中A、B、C、D点对应位置时均全部浸没,,由可知,此时液体密度越大,所受浮力越大,所以受到浮力最大的位置是D。
[2]4块压载铁的总质量为2t=2000kg,4块压载铁的总重力为
4块压载铁的总体积为
则4块压载铁浸没时受到的总浮力
由题知,压载铁所受重力与其浮力差值等于它能为深潜器提供的额外浮力,所以,把“奋斗者”号携带的压载铁全部抛掉,则将会为“奋斗者”号提供的额外浮力为
【小问3详解】
由图可得,
由题意可知,O点到AC的垂直距离为动力臂,则动力臂
OB长是阻力臂,AC对金属杆A端的拉力是动力,采样器对金属杆B端的压力是阻力,根据杠杆平衡条件可得,则采样器对金属杆B端的阻力是
【小问4详解】
[1][2]要深潜器下潜,应向水箱中进水,所以活塞应向右拉将水箱内空气排出进水,使深潜器重力大于浮力,所以相当于装上压载铁。
[3]由题可知重物所受到的浮力
重物作用在深潜器上的拉力
用轻质细线将重物拴在深潜器上进行打捞,上升到某位置处于悬浮状态,所以深潜器排出水的重力就等于深潜器受到的拉力,排出水的质量
排出水的体积
则活塞需稳定的刻度
【小问5详解】
[1][2]根据题意同时打捞两个物体需要排出的水量为,而悬停时刻度已稳定在100mL处,所以能提升重物,但不能同时提升两个,属于良好。可以减小配重或水舱中水量较少时连接注射器,即可同时提升两重物。
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2024~2025 学年 (下)初二期末学业水平质量检测物 理
注 意 事 项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求:
1.本试卷共8页,考试时间100分钟,满分100分;考试结束后,请将答题卡交回.
2.答题前请考生务必将自己的姓名、学校、班级、考试证号用0.5毫米的黑色签字笔写在答题卡上相应的位置.
3.答题时请用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡指定区域作答,在试卷或草稿纸上作答一律无效.
4.作图必须使用2B铅笔作答,并请加黑加粗,描写清楚.
第一部分 选择题(共24分)
一、选择题(每题只有一个正确选项.每小题2分,共24分)
1. 今年端午节划龙舟时,小华发现划龙舟的船桨改成了轻盈的碳纤维材料,主要原因可能是( )
A. 导热好 B. 可导电 C. 密度小 D. 耐高温
2. 如图,小明用鸡蛋壳制作的“不倒翁”玩具,被扳倒后会自动重新立起来。“不倒翁”在摆动过程中( )
A. 运动状态不变 B. 重力方向改变
C. 重力大小改变 D. 支持力作用点改变
3. 物理知识在生活中有很多应用,下列用品中利用大气压原理工作的是( )
A. 钢笔吸墨水 B. 高压锅煮饭
C. 订书机钉纸 D. 热气球升空
4. 如图所示,学习压强时,同学们将铅笔水平挤压在两手指间,发现按笔尖的手指较疼,在铅笔静止时,下列说法正确的是( )
A. 两个手指受到的压力大小不同
B. 两个手指受到的压强相同
C. 两手指对铅笔的压力是一对平衡力
D. 两手指对铅笔的压力是一对相互作用力
5. 如图所示是关于机械功的部分知识网络建构图,关于图中①②③④的理解正确的是( )
A. ①比值 ③快慢
B ②乘积 ④快慢
C. ①乘积 ④多少
D. ②比值 ③多少
6. 如图,测量两种物质密度时,共测了三组数据,并描点在m-V坐标系中,根据图像可知( )
A. B、C两点对应的是同种物质
B. C的密度为2g/cm³
C. A点对应的物质,质量为 时,其体积为2m³
D. A、C两物质的密度之比为2:1
7. 如图所示,用气球、夹子、吸管和胶带制成“喷气火箭”。把封口的夹子松开后,气球在轨道上以起点A向右冲出,最后停在B点,下列关于气球整个运动过程的说法正确的是( )
A. 一直做加速运动 B. 先加速后减速
C. 做匀速直线运动 D. 先减速后加速
8. 如图是探究同一直线上的两个力的合成实验情景,钩码静止时,图甲与图乙中橡皮筋下端到达同一位置,下列说法不正确的是( )
A. 力F的作用效果与力 F₁、F₂的共同作用效果相同
B. 去掉力 F₂后,橡皮筋会缩短
C. 力F大小等于F₁与F₂的大小之差
D. 滑轮的作用是改变施力的方向
9. 下表中,实验操作能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验操作
A
探究物体重力和质量的关系
将钩码换成质量不同的其他物体
B
探究二力平衡条件
小卡片质量和钩码质量相等
C
探究压力作用效果与哪些因素有关
将支撑面由海绵换成木板
D
探究浮力大小与浸入液体深度的关系
将物块逐渐浸入液体直到浸没
A. A B. B C. C D. D
10. 在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,操作过程如图所示,发现两次实验中U形管液面高度差相等。下列说法正确的是( )
A. 液体压强计是连通器
B. 液体内部的压强与液体深度无关
C. 甲烧杯中探头所处位置的液体压强比乙的大
D. 甲烧杯中液体的密度小于乙烧杯中液体的密度
11. 某同学进行羽毛球挑球训练时,老师用频闪相机(闪频间隔为0.5s)拍摄其击球后羽毛球的运动轨迹,如图所示。羽毛球质量为5g,长度为7.5cm,则羽毛球在各时间间隔内重力平均功率的最大值约为( )
A. 0.01W B. 0.03W
C. 0.05W D. 0.07W
12. 如图,硬杆的一端固定在容器底,另一端连着自制的探头,探头上方蒙有橡皮膜。现向容器中注水,已知水浸没探头时,杆仍对探头有力的作用。下列表示容器对桌面的压力F₁、容器对桌面的压强p、探头所受浮力 F浮、硬杆对探头作用力 F₂随容器中水深度h的变化关系图线中,可能正确的是( )
A. B. C. D.
第二部分 非选择题(共76分)
二、填空题(本大题共5小题,每空1分,共21分)
13. 2025年,“江苏城市足球联赛”(简称“苏超”)迅速出圈,成为顶流。比赛中,运动员争抢“头球”时,用力顶球,头感到疼,说明力的作用是_______,被顶出的足球在空中能继续向前运动,是由于足球具有_______;如图,运动员踢出一个“香蕉球”,此时足球_______侧空气流速大,同时说明了力的作用效果与力的作用点和_______有关。
14. 重力为800N的货物在吊车钢索拉力作用下,竖直向上运动(不考虑空气的阻力和钢索重力),货物运动的s-t图象如图所示,若钢索在1s时的拉力为F1,则,F1=_______N;在3s、5s时的拉力分别为F2、F3, 则F2_______F3(选填“>”、 “<”或“=”) , 在3s~5s内拉力_______(选填“做功”或“不做功”) 。
15. 小通在古镇旅游时发现,小店卖米酒和卖酱油都用竹筒制作的容器来量取,装满时,筒中米酒或酱油的质量均为180g,已知,,则容器_______是用来量取180g米酒的。将容器中的米酒倒掉一部分,剩余米酒的密度_______(填变化情况),如果某次在量取时,恰好把两个容器弄反了,则量出的两种液体质量相差_______g。
16. 实验小组的同学在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”时,采用如下两种实验方案。
(1)方案一:如图甲,将木块平放在水平木板上,拉动弹簧测力计来测量木块受到的摩擦力。
①甲图中,用测力计水平拉动木块,使它沿木板向左做匀速直线运动,当弹簧测力计指针稳定时,记下示数,此时木块受到的摩擦力方向为_______。
②如图乙,在木块上放4只钩码后,重复①的实验过程,并将所测数据与①对比,该实验操作的目的是为了探究_______。
③实验小组在探究接触面积对摩擦力的影响时,将木块侧放在木板上,如图丙,并重复①的操作。此操作中的不当之处是_______。
(2)方案二:如图丁,通过匀速牵引器水平拉动木块,来测量木块受到的摩擦力.实验中,增大木块运动的速度,发现弹簧测力计的示数不变,这一现象说明_______;在长木板上先后铺棉布、玻璃板等,再比较测力计示数,经讨论,发现该方案不能说明滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,理由是_______。
17. 小华利用已学知识测量家中石头摆件和食用油的密度。
(1)测量石头摆件的密度。调节天平平衡时,小华发现指针如图甲,则应将平衡螺母向_______调节;正确操作后,测出石头质量如图乙所示,石头质量为_______g;小华利用如图丙的方法测出摆件体积,则石头摆件的密度为_______kg/m³;
(2)测量食用油的密度。小华用粗细均匀的吸管制成简易密度计,如图丁,A处示数为0.8g/cm³, B处示数为1g/cm³, 把它放入食用油中, 液面恰好在AB 中点C处, 则所测食用油的密度________(选填“大于”、“等于”或“小于”)0.9g/cm³; 小华测出C、B到O的距离分别为h₁、h₂,则食用油密度表达式:ρ油=________(用h₁、h2、ρ水表示);小明用等量的铁丝和相同的吸管,重新标刻度也制作了一个密度计,只是他将铁丝缠绕到吸管底部外侧,用小明的密度计测量相同食用油密度为ρ油',则ρ油_______ρ油'(填大小关系)。
三、解答题(本大题共7小题,共55分)
18. 按要求作图:
(1)如图甲,一个植物果实放在桌面上静止,O为果实重心,请画出该果实的受力示意图;
(2)如图乙(a),物体受到同一直线上的两个力F1、F2的作用,请在图乙(b)中画出这两个力的合力F,并标注大小;
(3)如图丙,瓷勺可看作杠杆,若用手指分别捏住瓷勺柄上的两点,瓷勺悬空静止,请在图中画出支点O和使瓷勺悬空静止的最小动力F1。
19. 如图所示,地面上的工人利用滑轮组,将质量为90kg的物体匀速提升了10m,工人对绳子的拉力F为500N,不计绳重和摩擦,g取10N/kg。求:
(1)物体的重力;
(2)工人拉力做的功;
(3)动滑轮重力。
20. 如图是某型号的水陆两栖坦克,它的总重力为3×105N,履带着地总面积为6m2,配备发动机的功率恒为420kW,该坦克在水平地面上以最大速度匀速行驶10s,所受阻力为总重的0.1倍, ρ水=1.0×103 kg/m3求:
(1)坦克停在水平地面上时,其对地面的压强;
(2)坦克漂浮在水面时,其排开水的体积;
(3)坦克在陆地上以最大速度匀速行驶10s的路程。
21. 如图甲所示是探究“阻力对物体运动影响”的实验装置。
(1)实验时,每次都让小车从斜面顶端由静止自由滑下,小车最终静止在水平面上的某处。观察小车在________(选填“斜面”或“水平面”)阶段的运动,来探究阻力对物体运动的影响,而另一个阶段的运动是为了满足在前述阶段小车有相同的_______;
(2)如图乙是小车(带有传感器)在不同表面运动的v-t图像,其中属于在木板上运动的图线是_______(填字母);分析可得:运动的物体受到的阻力越小,速度减小越_______;进一步推理:在光滑水平面上滑行的小车,如果受到阻力为0,它将做_______运动;
(3)假设小车滑出木板瞬间,所受的力全部消失,如图丙,小车的运动轨迹是_______(填序号)。
22. 小通和小如用图甲装置来探究杠杆的平衡条件,已知弹簧测力计的量程为0~5N,杠杆上每一小格长5cm。
(1)如图甲,实验前应调节平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时,保持水平并_______,达到平衡状态。
(2)小通进行了部分实验,数据如下表:
实验次数
动力
动力臂l₁/ cm
阻力F₂/N
阻力臂l₂/ cm
1
3.0
30
3.0
30
2
3.5
30
3.0
35
3
1.2
30
3.0
15
4
30
3.0
反思实验操作,发现由于测力计对杠杆施加竖直向下拉力时选择了图乙中________(选填“a”或“b”)的方式,导致第_______次实验数据异常,剔除该数据后,初步得到杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”。
(3)小通采用规范的操作方式继续按表格中的方案实验,改变阻力臂l₂时,第4次的测力计示数如图丙,则表格中l₂=_______cm,为获得更多组数据,l₂应不超过_______cm。
(4)要想使(2)中杠杆平衡条件具有普遍性,完成上述实验后,接下来还应进行实验有: ①保持l₁和l₂不变,改变F₂;②保持_______不变,改变l₁。
(5)用筷子夹东西时,与表格中第_______次实验时的杠杆类型相同。小如选用质量分布均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时,用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来,图丁为筷子稳定时的俯视图,筷子MN的重心在O点,此时________(选填“MO”或“ON”)段更重一些。
23. 如图甲,小明观看单杠比赛,发现运动员做动作时,单杠的横梁会弯曲变形,查阅资料后,思考:横梁的弯曲程度h除与材质、长度、形状有关,还与哪些因素有关呢?对此,他有如下猜想:
猜想1:横梁弯曲程度h与横梁受到的压力F有关;
猜想2:横梁弯曲程度h与横梁的横截面积S有关。
为了验证猜想,他找来材质、长度、形状相同的横杆进行了如图乙所示的实验,并记录数据如下表所示。
序号
横截面积
压力F/N
弯曲程度h/cm
1
2
900
4.0
2
6
900
1.3
3
6
1200
2.7
4
6
1500
3.2
5
8
900
1.0
6
10
900
0.8
(1)运动员做动作时使横梁弯曲说明_______;
(2)为了验证猜想1,应比较_______组数据,得出的结论是:其他条件一定时,横梁受到的压力越大,其弯曲程度越大;
(3)小明验证猜想一后,比较1、3两组数据,_______(选填“能”或“不能”)推断猜想2,理由是_______;
(4)为了研究猜想2,请你选择表中的实验数据,在图丙坐标系中描点并作出h-S图象;
(5)为定量表示横梁的抗弯曲能力,若定义“抗弯强度K=_______”(选填 或 或“Sh”),该数值越大,表示抵抗形变的能力越强;现有两种材质的脚手架横杆,受相同压力时测试数据如表,为增强脚手架横杆的抗弯曲能力,应选用_______材料。
材料
S/cm2
h/cm
钢
5
1.25
合金
9
2
24. 阅读短文,并回答问题。
综合实践活动————深潜器的调查与模型制作
【研究背景】我国“奋斗者”号深潜器最大下潜深度达到10909米,同学们围绕“深潜器”开展实践学习,要求制作一个深潜器并同时打捞两个体积均为20cm³,重0.8N的物体。
【实践任务】
任务一: 调查与学习
“奋斗者”号船体设计成流线型,外壳用新型高强度铁合金, 坚固且轻,两侧配2t压载铁,通过其数量来控制下沉、上浮或悬停,如图甲。压载铁所受重力与其浮力的差值等于它能为深潜器提供的额外浮力。某次采样作业中, “奋斗者号”下潜至10000m深度,作业区海水密度p随深度h变化如图乙。触底后,两侧机械手臂采样,其由金属杆AB、OC和液压杆AC组成,示意图如图丙,B端固定一个采样器,液压杆伸缩时带动AB绕O点转动,金属杆B端就会向上提或向下压采样器,完成采样工作。
任务二:制作模型
产品设计:如图丁,利用硬质塑料瓶制作深潜器,生活舱和水舱之间密封不连通,将深潜器放入水中,当水舱中进入适量水时,将塑料软管上端与注射器相连,此时注射器的活塞在0mL 处。
评价指标:
等级
优秀
良好
合格
不合格
评价指标
实现下潜、上浮、悬停,能完成规定打捞任务
实现下潜、上浮、悬停,能打捞重物
实现下潜、上浮、悬停,不能打捞重物
不能实现下潜、上浮、悬停
(1)关于“奋斗者号”,以下说法错误的是_______。
A. 船体流线型设计是为了减小阻力 B. 新型钛合金材料比常规材料的密度小
C. 依靠排出水舱中的水来实现下潜 D. 抛掉压载铁,深潜器所受重力小于浮力
(2)“奋斗者号”下沉经过图乙中A、B、C、D点对应位置时,受到浮力最大的位置是_______。若在D 点时, “奋斗者”号把压载铁全部抛掉,则将会获得_______N的额外浮力。(忽略受到海水压力后的体积变化,
(3)图丙中,此时液压杆AC对A端提供了200N拉力,已知AO=9cm,OB=72cm,OC=12cm,不考虑杆AB 和采样器所受重力和浮力,则采样器对B 的阻力为_______N。
(4)小组对制作的模型进行调试:①要深潜器下潜,将注射器活塞向_______,相当于_______(选填“抛掉”或“装上”)压载铁;②当活塞稳定在刻度100ml处,深潜器悬浮。③用轻质细线将重物拴在深潜器上进行打捞,上升到某位置悬浮,活塞需稳定在_______mL 刻度。(ρ水=1g/cm3,忽略水舱和注射器内气体密度变化)
(5)你对“任务二”的评价等级为_______,进一步给出优化建议:_______。
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