内容正文:
物理(一)
注意事项:
1.试题的答案书写在答题卷上;
2.全卷取,水的密度取.
一、选择题(本题共18个小题,每题只有一个选项符合题意,每小题2分,共36分.)
1. 小渝同学步行前往学校的过程中,下列估测最接近实际的是( )
A. 小渝的重力约50N B. 重庆当天的大气压强约
C. 小渝同学步行的速度约 D. 小渝站立时对地面的压强约
【答案】D
【解析】
【详解】A.中学生的质量约为50kg,重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N,故A不符合题意;
B.1标准大气压约为1×105Pa,重庆地势较高,应低于1标准大气压,所以重庆当天的大气压强约0.98×105Pa,故B不符合题意;
C.人步行的速度约为1.1m/s,故C不符合题意;
D.小渝双脚与地的接触面约为S=500cm2=0.05m2
对地面的压力F=G=500N
所以小渝站立时对地面的压强约,故D符合题意。
故选D。
2. 摩擦力在我们生活中随处可见,下列情况中属于减小摩擦力的是( )
A. 轮胎表面的花纹
B. 刹车时捏紧刹车闸
C. 行李箱底部装轮子
D. 手捏紧瓶子
【答案】C
【解析】
【详解】A.轮胎表面刻有花纹是为了增大接触面的粗糙程度,从而增大摩擦力,故A不符合题意;
B.刹车时捏紧刹车闸,是通过加大压力来增大摩擦力,故B不符合题意;
C.行李箱底部装轮子是为了将滑动摩擦变为滚动摩擦,从而减少摩擦力,故C符合题意;
D.手捏紧瓶子是通过加大压力来增大摩擦力,故D不符合题意。
故选C。
3. 如图所示,以下四个装置中没有利用连通器原理的是( )
A. 锅炉水位计 B. 自动浇花装置
C. U形存水弯 D. 船闸
【答案】B
【解析】
【详解】A.锅炉的水位计的内部与外部细管构成上端开口、底部连通的容器,属于连通器,故A不符合题意;
B.盆栽自动给水装置是利用了大气压,不属于连通器,故B符合题意;
C.根据排水管的反水弯结构可知,左右两个容器连通,上端开口,利用连通器的原理,故C不符合题意;
D.船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,是利用连通器原理进行工作的,故D不符合题意。
故选B。
4. 下列工具在正常使用的过程中,属于费力杠杆的是( )
A. 羊角锤 B. 开瓶器
C. 筷子 D. 铁皮剪
【答案】C
【解析】
【详解】A.羊角锤在使用时其动力臂大于阻力臂,根据杠杆平衡条件可知,动力小于阻力,属于省力杠杆,故A不符合题意;
B.开瓶器在使用时其动力臂大于阻力臂,根据杠杆平衡条件可知,动力小于阻力,属于省力杠杆,故B不符合题意;
C.筷子在使用时其动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡条件可知,动力大于阻力,属于费力杠杆,故C符合题意;
D.铁皮剪在使用时其动力臂大于阻力臂,根据杠杆平衡条件可知,动力小于阻力,属于省力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
5. 下列现象中,用分子动理论解释正确的是( )
A. 固体很难被压缩——因为分子间没有间隙
B. 酒香不怕巷子深——因为分子在不停地做无规则运动
C. 破镜不能再重圆——因为分子间只存在斥力而没有引力
D. 花气袭人知骤暖——因为温度越低,分子热运动越剧烈
【答案】B
【解析】
【详解】A.由分子动理论可知,分子间存在着相互作用的引力和斥力,分子间有间隙;固体很难被压缩是因为分子间的间隙很小,相互作用力很大,故A错误;
B.由分子动理论可知,组成物体的分子在不停地做无规则运动;酒分子由于不停地做无规则运动可以到达较远的地方,所以酒香不怕巷子深,故B正确;
C.由分子动理论可知,分子间存在着相互作用的引力和斥力,两者同时存在,同时消失,破镜不能再重圆是因为组成镜子的玻璃分子间距过大造成分子间的相互作用力过小,故C错误;
D.已知分子热运动的剧烈程度与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈;所以花气袭人知骤暖是因为温度越高,分子的热运动越剧烈,故D错误。
故选B。
6. 下列实例中属于减小压强的是( )
A. 铁轨下安装枕木 B. 破窗锤很尖锐
C. 压路机的碾子质量很大 D. 注射器的针头很尖
【答案】A
【解析】
【详解】A.铁轨下安装枕木,增大了受力面积,在压力一定时可以减小压强,故A符合题意;
B.破窗锤很尖锐,减小了受力面积,在压力一定时可以增大对玻璃的压强,故B不符合题意;
C.压路机的碾子质量很大,重力就很大,对水平路面的压力就很大,在受力面积一定时,可以增大对路面的压强,故C不符合题意;
D.注射器的针头很尖,减小了与人体的接触面积,在压力一定时可以增大对人体的压强,故D不符合题意。
故选A。
7. 下列关于功、功率和机械效率的说法,正确的是( )
A. 物体做功越多,功率就越大 B. 物体做功越快,功率就越大
C. 物体做功越多,机械效率就越高 D. 物体做功越快,机械效率就越高
【答案】B
【解析】
【详解】A.由可知,功率由做功多少和时间共同决定,故物体做功越多,功率不一定就越大,故A错误;
B.功率的物理意义是表示物体做功快慢,物体做功越快,功率就越大,故B正确;
CD.机械效率是指有用功与总功的比值,做功越多的机械,有用功与总功的比值不一定大,机械效率不一定高;物体做功越快,有用功与总功的比值不一定大,机械效率不一定高,故CD错误。
故选B。
8. 关于一些电学基础知识,下列说法正确的是( )
A. 电路中的电流是由电荷的定向移动形成的
B. 绝缘体不能导电,是因为绝缘体中没有电荷
C. 通过导体的电流越大,导体的电阻就越大
D. 只有当电路闭合时电源两端才有电压
【答案】A
【解析】
【详解】A.电荷的定向移动形成电流,所以电路中的电流是由电荷的定向移动形成的,故A正确;
B.绝缘体不能导电,是因为绝缘体中几乎没有能够自由移动的电荷,而不是没有电荷,故B错误;
C.电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与通过导体的电流大小无关,故C错误;
D.电源是提供电压的装置,不管电路是否闭合,电源两端都有电压,故D错误。
故选A。
9. 小南用弹簧测力计拉着一个木块,在斜面上完成了两次实验:①沿斜面缓慢向上匀速拉动木块;②拉动木块至斜面顶端后,让木块沿粗糙斜面加速下滑到底端。不考虑空气阻力,下列关于木块在两次实验中动能、重力势能和机械能变化的判断,正确的是( )
A. 实验①:动能变大,重力势能不变,机械能变大
B. 实验①:动能变小,重力势能变大,机械能不变
C. 实验②:动能变大,重力势能变小,机械能不变
D. 实验②:动能变大,重力势能变小,机械能变小
【答案】D
【解析】
【详解】AB.沿斜面缓慢向上匀速拉动木块,木块的质量不变,速度不变,动能不变,高度变大,重力势能变大,机械能等于动能与势能之和,所以机械能变大,故AB错误;
CD.让木块沿粗糙斜面加速下滑到底端,木块的质量不变,速度变大,动能变大,高度变小,重力势能变小,因为斜面粗糙,木块下滑过程中克服摩擦做功,机械能转化为内能,机械能变小,故C错误,D正确。
故选D。
10. 如图,小南同学利用托里拆利的方法测量学校的大气压强,其中描述正确的是( )
A. 此时学校的大气压强相当于高汞柱产生的压强
B. 如果玻璃管底部不小心混入了少量空气,液面高度差会偏大
C. 如果测量过程中玻璃管向右侧倾斜,液面高度差不变
D. 如果将此装置带到海拔更高的山顶上,水银柱会变长
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为755mm,因此,当时的大气压强等于755mm高汞柱产生的压强,故A错误;
B.若玻璃管底部混入了少量空气,管内有气体压强,大气压不变,水银柱产生的压强减小,水银柱的高度差变小,故B错误;
C.将玻璃管向右侧倾斜,不能改变大气压的大小,也不能改变水银柱的压强,故管内外水银面的高度差将不变,故C正确;
D.若把此装置带到海拔更高的山顶上,由于气压跟海拔有关,海拔越高,气压越低,则山顶大气压小,能支持的水银柱高度也就变小,故D错误。
故选C。
11. 为落实“五育并举”,促进学生全面发展,重庆某中学定期举办瓦楞车创意竞速比赛.学生需动手制作瓦楞车并驾驶其沿平直赛道完成冲刺.下列关于瓦楞车冲刺及冲线过程的物理分析,正确的是( )
A. 瓦楞车所受重力与支持力是一对相互作用力
B. 冲线后瓦楞车仍前进,是因为受到惯性的作用
C. 瓦楞车冲刺时加速,说明力是维持运动的原因
D. 若赛道光滑且突然撤去动力,瓦楞车将做匀速直线运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.重力与支持力都作用在瓦楞车上,是一对平衡力,不是一对相互作用力,故A错误;
B.瓦楞车通过终点后仍要保持原有的运动状态,是由于其具有惯性,惯性是物体保持原有运动状态不变的性质,不能说受到惯性作用,故B错误;
C.瓦楞车冲刺时加速说明它受力不平衡,学生对其施加的动力使其加速。力是改变物体运动状态的原因而非维持匀速运动的原因,故C错误;
D.如果赛道足够光滑,撤去动力后瓦楞车水平方向不再受力的作用,由牛顿第一定律可得瓦楞车将做匀速直线运动,故D正确。
故选D。
12. 生活与科技中,轮船、潜水艇、密度计、氢气球的应用均与力学知识相关,下列对其原理的分析,正确的是( )
A. 轮船能浮在水面,是因为轮船所受浮力大于自身重力
B. 潜水艇实现下潜,是通过减小自身重力,让所受浮力小于重力
C. 氢气球加速升空,是因为氢气球的重力小于氢气球所受到的浮力
D. 密度计在不同液体中漂浮,浮力随液体密度变大而变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.轮船能浮在水面上,是利用空心的方法来增大排开液体的体积来增大浮力,轮船处于漂浮状态,其受到的浮力始终等于自身重力,故A错误;
B.潜水艇是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的,下潜时,应增加自身重力,使重力大于所受浮力,实现下潜,故B错误;
C.氢气球加速升空,说明氢气球所受的竖直向下的重力小于竖直向上的浮力,故C正确;
D.同一只密度计在不同液体中都处于漂浮状态,受到的浮力相等,故D错误。
故选C。
13. 如图所示,某次科学课上,小南同学为了探究浮台载重对浮力大小等因素的影响,利用轻质泡沫板做了一个“实验小浮台”,小浮台放在足够高并装有足够水的水箱中,浮台上放着一定数量的实心小铁球,待浮台稳定后,逐个将铁球取出并轻放入水箱里,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A. 水箱内水面高度逐渐变低 B. 小浮台所受的浮力大小不变
C. 小浮台底部受到水的压强不变 D. 小浮台和小铁球所受的浮力大小之和不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.小铁球在浮台上时,为托起铁球,浮台排开水的体积较大;当铁球放入水中后,铁球因自身密度远大于水而体积较小,对水的排开量小于其由浮台间接排开时的水量,导致水面逐渐下降,故A正确。
B.原本铁球与小浮台处于漂浮状态,浮力与重力相等,当铁球逐个移走后,浮台上总重量减小,浮台排开水的体积减小,浮力随之变小,故B错误。
C.逐个将铁球取出并轻放入水箱里,浮台质量减小后,浮台上浮,底部所处的深度变小,底部受到的压强随深度减小而减小,故C错误。
D.原本铁球与小浮台处于漂浮状态,浮力与重力相等,逐个将铁球取出并轻放入水箱里,铁球的密度比水大,会沉底,此时铁球的浮力比铁球的重力小,而小浮台依旧处于漂浮状态,小浮台自身的重力不变,浮力不变,则小浮台和小铁球所受的浮力大小之和变小,故D错误。
故选A。
14. 如图所示,工人利用该滑轮组和箱子将砖块匀速运送到一定高度,其中砖块总重,动滑轮重,忽略绳子重力和摩擦。砖块匀速上升的过程中,人提供的拉力大小为,在该过程中,以下描述正确的是( )
A. 绳子自由端移动了 B. 该滑轮组的机械效率约为66.7%
C. 该滑轮组做的额外功为 D. 该滑轮组做的有用功为
【答案】B
【解析】
【详解】A.如图动滑轮由两段绳子承担拉力,则砖块上升 1 m 时,自由端绳子需拉动 2 m,故 A 错误;
B.忽略绳子重力和摩擦滑轮组的机械效率
故B正确;
CD.该滑轮组做的有用功
总功
则该滑轮组做的额外功为
故CD错误。
故选B。
15. 如图所示,一瓶装满水的瓶子从正立变为倒立的过程中,以下分析正确的是( )
A. 桌面受到的压强不变
B. 桌面受到的压力变大
C. 甲图水对瓶底的压强小于乙图水对瓶盖的压强
D. 甲图水对瓶底的压力大于乙图水对瓶盖的压力
【答案】D
【解析】
【详解】AB.瓶子对桌面的压力等于总重力,正倒时的重力不变,故压力大小不变,而倒置后受力面积减小,根据可知,瓶对桌面的压强变大,故AB错误;
CD.装满水的瓶子倒立后深度不变,根据知,甲中瓶底与乙中瓶盖受到水的压强一样大,根据可知,瓶盖的受力面积小,所以乙图水对瓶盖的压力小,故D正确,C错误。
故选 D。
16. 如图所示,异形轻质杠杆的支点为O,重物悬挂在杠杆的P点,在杠杆B点处施加拉力F,使杠杆始终处于平衡状态,且段始终保持水平,当拉力F逆时针转动的过程中,以下分析正确的是( )
A. 拉力F一直变小 B. 当拉力方向指向M点时,拉力最小
C. 从C到M,拉力F先变小后变大 D. 从M到D,拉力F先变小后变大
【答案】C
【解析】
【详解】根据杠杆平衡条件可知,阻力与阻力臂的乘积等于动力与动力臂的乘积。由题意可知,阻力与阻力臂不变,当拉力F逆时针转动的过程中,从位置C逆时针缓慢转动到D位置时,动力臂先增大后变小,根据杠杆平衡条件可知,动力先变小后变大,即F先变小后变大,且当动力臂为OB的连线时,此时动力臂最大,动力最小,如图:
最小力在C到M之间,因此从C到M,拉力F先变小后变大,从M到D,拉力F逐渐变大,故C正确,ABD错误。
故选C。
17. 如图所示,现将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,甲物体的底面积为,杠杆B端悬挂乙物体,乙物体的质量为,O为轻质杠杆的支点,,此时甲对地面的压强大小为.杠杆始终处于水平位置,下列说法中正确的是( )
A. 甲物体的重力为
B. 若移动支点O的位置,使时,甲物体恰好被拉离地面
C. 若只将甲竖直切去,剩余甲对地面的压强与切割前的压强之比为
D. 若将甲竖直切去并叠加在乙的上方,甲剩余部分对地面的压强为
【答案】D
【解析】
【详解】A.细绳对B端的拉力
根据杠杆平衡条件可得,细绳对A端的拉力
故细绳对甲的拉力也为,甲对地面的压力
甲对地面的压力与地面对甲的支持力是一对相互作用力,大小相等,即
则甲的重力为
故A错误;
B.甲物体恰好被细绳拉离地面,甲对地面的压力为0,A端受到的拉力等于甲的重力,根据杠杆平衡条件可得
因此使时,甲物体恰好被拉离地面。故B错误;
C.若只将甲竖直切去,则
由于甲的密度和高度不变,由可知
此时甲对地面的压力
剩余甲对地面的压强
剩余甲对地面的压强与切割前的压强之比为
故C错误;
D.若将甲竖直切去并叠加在乙的上方,则细绳对B端的拉力
根据杠杆平衡条件可知,细绳对A端的拉力
若将甲竖直切去,则
由于甲的密度和高度不变,由可知
甲剩余部分对地面的压力
甲剩余部分对地面的压强为
故D正确。
故选D。
18. 如图所示,一个底面积为400cm2的薄壁轻质柱形容器放置在水平桌面上,容器侧面底部有一个控制放水的阀门。柱形物块A重10N,底面积为250cm2,高6cm,物块B重10N,B的体积为500cm3,A、B之间用长1cm的细线lB连接,A上方悬线lA能承受的最大拉力为10N(悬线lB不断裂)。当A的五分之二浸入水中时,物体B底部距容器底3.6cm,此时水的质量为3200g,刚好装满整个容器。打开阀门缓慢放水,当悬线断裂瞬间,立即停止放水。待物体再次静止后,第二次打开阀门放水,直至物体A和物体B刚好接触时停止放水。下列结论正确的是( )
A. 第一次放水前悬线lA的拉力为 B. 第一次放出100cm3的水
C. 第二次放出700cm3的水 D. 最后容器对桌面的压强为975Pa
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题可知,B的体积为500cm3,则B受到的浮力是F浮B=ρ水V排Bg=1.0×103kg/m3×500×10-6m3×10N/kg=5N
柱形物块A的底面积为250cm2,高6cm,体积为
当A的五分之二浸入水中时,受到的浮力为
第一次放水前悬线lA的拉力为,故A错误;
B.A上方悬线lA能承受的最大拉力为10N,则绳子断裂时,A受到的浮力为
此时A排开液体的体积为
此时A浸在水中的深度为
当A的五分之二浸入水中时,浸入水中的深度为
则水面下降2.4cm-2cm=0.4cm
第一次放出水的体积为,故B错误;
C.由题可知,A的密度为
B的密度为
由上述密度可知,若A单独放入水中会漂浮,B单独放入水中会沉底;当A的五分之二浸入水中时,物体B底部距容器底3.6cm,刚好装满整个容器;A浸入水中的深度为2.4cm,则露出水面的高度为6cm-2.4cm=3.6cm
若AB全部浸入水中,排开液体的总体积为500cm3+1500cm3=2000cm3
受到的浮力为F浮总=ρ水V排总g=1.0×103kg/m3×2000×10-6m3×10N/kg=20N
刚好等于AB的总重力,因此悬线断裂后,AB悬浮在水中,此时B恰好达到底部,然后第二次打开阀门放水,放水过程中,A、B间绳子的拉力逐渐变小,直至A漂浮,拉力为零,然后A下降1cm与B接触;A漂浮时,浸入水中的体积为
A浸在水中的深度为
则第二次放出水的体积为,故C正确;
D.当A的五分之二浸入水中时,物体B底部距容器底3.6cm,此时水的质量为3200g,刚好装满整个容器,则水的体积为
则水的深度,即容器高为
第一次只放水60cm3,悬线断裂后A悬浮在水中,此时会有液体溢出,即水仍装满容器,可知B的高度为
待物体再次静止后,第二次打开阀门放水,直至物体A和物体B刚好接触时停止放水。此时的水深为
容器中所剩的水的体积是
剩余水的质量为m水剩=ρ水V水剩=1.0×103kg/m3×1600×10-6m3=1.6kg
容器对桌面的压力为
容器对桌面的压强为,故D错误。
故选C。
二、填空作图题(本题共8个小题,第26小题作图2分,其余每空1分,共16分)
19. 将气球与干燥的头发摩擦后,看到如图所示的有趣现象.这是因为气球与头发摩擦后带上了电,由于异种电荷相互______,因而头发吸附在气球上;为了纪念科学家______在电学方面的贡献,人们将他的名字作为电流的单位.
【答案】 ①. 吸引 ②. 安培
【解析】
【详解】[1]摩擦起电的实质是电荷的转移,气球与头发摩擦后带上异种电荷,根据电荷间的相互作用规律,异种电荷相互吸引,所以头发会吸附在气球上。
[2]在物理学中,为了纪念法国科学家安培在电学研究方面做出的杰出贡献,人们将他的名字规定为电流的基本单位。
20. 用弹簧测力计悬挂重为的圆柱体,放入水中,静止时弹簧测力计示数如图所示,则圆柱体所受浮力为______N;若此时圆柱体下表面所受水的压力为,则物体上表面所受水的压力是______N。
【答案】 ①. 3 ②. 12
【解析】
【详解】[1]根据称重法测浮力,浮力,其中,,则圆柱体所受浮力为
[2]根据浮力产生的原因,浮力等于物体上下表面所受水的压力差,即
已知,,则
21. 如图所示,把一个质量为,底面积为的平底茶壶放在面积为的水平桌面上,壶内装有的水,水面距壶底,则水对壶底的压强为______Pa,茶壶对桌面的压强为______Pa.
【答案】 ①. 800 ②. 1500
【解析】
【详解】[1]根据液体压强公式p=ρgh,其中水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,水面距壶底的深度h=8cm=0.08m。将数值代入公式可得,水对壶底的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa
[2]茶壶对桌面的压力等于茶壶与壶内水的总重力,根据G=mg,可得总重力
即压力F=15N。茶壶的底面积为受力面积,即受力面积S=100cm2=0.01m2
根据压强公式,可得茶壶对桌面的压强
22. 重的木箱在水平拉力的作用下沿水平地面匀速前进了,此过程中拉力做功,则拉力大小为______N,重力做功______J。
【答案】 ①.
200 ②.
0
【解析】
【详解】[1]已知拉力做功,移动的距离是10m,则拉力为
[2]根据题意,当前物体在水平方向移动距离,竖直方向上无距离,因此竖直方向的重力不做功,做功为0J。
23. 将边长的正方体木块放入装有水的烧杯中,木块静止时,上表面距离水面,则木块的密度是______;在木块上放上一个同样大小的塑料块,刚好能使木块完全浸没,此塑料块的密度为______。
【答案】 ①. 0.6 ②. 0.4
【解析】
【详解】[1]木块边长为10cm,其体积V木=(10cm)3=1000cm3
上表面距离水面4cm,则木块浸入水中的深度h浸= 10cm-4cm=6cm
排开水的体积V排=S×h浸= 10cm×10cm×6cm=600cm3
由阿基米德原理,浮力,木块的重力,木块静止时漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件,漂浮时木块所受浮力等于其重力,即 F浮= G木。可得,约去g后,木块的密度是
[2]木块完全浸没时,V排总= V木=1000cm3
所以浮力;塑料块与木块大小相同,故V塑=V木=1000cm3
木块重力,塑料块的重力。在木块上放同样大小的塑料块后,木块完全浸没,此时整体(木块+塑料块)漂浮,总浮力等于总重力,即 F浮总=G 木+G塑,即
因V塑=V木,则
所以
24. A、B均为正方体,棱长之比为,按如图的方式放置在水平地面时,A对B的压强与B对水平地面压强之比为,则______;若只将A沿水平方向切去比例为n的部分后,B对水平地面的压强变为,若只将B沿竖直方向切去同样的比例为n的部分后,B对水平地面的压强变为,若,那么比例n为______。
【答案】 ①. 1∶1 ②. 0.5
【解析】
【详解】[1]已知A、B棱长之比为1∶2,则底面积之比
A对B的压力FA=GA,压强
B对水平地面的压力FB=GA+GB,压强
由pA∶pB=2∶1,即
将SA∶SB=1∶4代入,可得
化简得2GA=2GB,所以GA∶GB=1∶1。
[2]设GA=GB=G,只将A沿水平方向切去比例为n的部分后,A剩余重力为G′A=(1−n)G,此时B对水平地面的压力F1=(1−n)G+G=(2−n)G
B的底面积不变仍为SB,则
只将B沿竖直方向切去比例为n的部分后,B的重力变为G′B=(1−n)G,同时底面积变为S′B=(1−n)SB,根据,竖直切去部分后,B对水平地面的压强
由p1∶p2=1∶2,即
化简得,解得
则
25. 如图甲所示,高为、重为的长方体薄壁容器置于水平地面,A、B两物体叠放置于容器内,,,缓慢向容器中加水,所加水的质量与容器中水的深度关系如图乙所示,加水深度为时停止加水,则容器的底面积为______;停止加水后,将物体A拿出,物体B相对于容器底上升了,接着向容器中继续注水,当水对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为时,再重新将A物体直接放入水中,此时容器对桌面的压力为______N。
【答案】 ①. 300 ②. 31.5
【解析】
【详解】[1]根据题意和图乙可知,加水到0.04m的时候出现拐点,因为,所以此时物体A和物体B处于漂浮状态,当水的深度从增加到,水的质量增加了
增加的水的体积
则
[2]当水的深度时,加水的质量,加水的体积
则物体B浸入水中的体积
故物体B的底面积
由于物体A和物体B处于漂浮状态,根据漂浮状态条件可知
故
因为将物体A拿开后,物体B上升,故此时物体B处于漂浮状态,物体B浸入水中深度
物体B浸入水中体积
根据,则
所以
因为水对容器底部压力的受力面积与容器对桌面压力的受力面积是相同的,所以压强之比与压力之比是相同的,所以当压强比值为时,则
因为,故。
再把物体A放入水中时,此时容器对桌面的压力为
26. 如图甲,请画出图中篮球所受重力的示意图;如图乙,是桔槔的简化示意图,请在图中画出动力的力臂。
【答案】
【解析】
【详解】①重力的方向总是竖直向下的,作用点在篮球的重心(即篮球的几何中心);因此,过篮球的重心,沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,并用符号 G 表示,即可得到篮球所受重力的示意图。如图所示:
②力臂是从支点到力的作用线的垂直距离;首先确定桔槔简化示意图中的支点O,然后延长动力F1的作用线,再过支点O作一条垂直于F1作用线的线段,该线段即为动力F1的力臂l1,最后在线段两端标注l1。如下图所示:
三、实验题(本题共3小题,每空1分,27题6分,28题9分,29题9分,共24分)
27. 在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,小开用质量不同的两个钢球,分别从不同的高度由静止开始滚下,实验过程如图所示。
(1)实验中,探究的动能是指______(填序号)。
A. 钢球在斜面上的动能 B. 钢球撞击木块时的动能 C. 木块的动能
(2)由______两图得到的实验结论,可用于解释汽车超速带来的危害。
(3)若在进行乙图实验时,木块被撞后滑出木板,为了使木块不滑出木板,下列方法可行的是______(填序号)。
A. 降低钢球滚下时的高度 B. 换用一个质量更小的木块 C. 增大钢球的质量
【答案】(1)B (2)甲、丙
(3)A
【解析】
【小问1详解】
在这个实验中,我们最终是通过钢球撞击木块的情况来探究动能大小的相关因素,所以探究的动能是指钢球撞击木块时的动能,故选B。
【小问2详解】
汽车超速是指质量一定时,速度越大,动能越大。要得到这个结论,需要控制质量相同,改变速度(即钢球从不同高度滚下)。甲、丙两图中钢球质量相同(都是质量为m的钢球),从不同高度滚下,所以由甲、丙两图得到的实验结论,可用于解释汽车超速带来的危害。
【小问3详解】
A.降低钢球滚下时的高度,钢球到达水平面时的速度减小,动能减小,对木块做功减小,木块移动距离减小,可能使木块不滑出木板,该方法可行。故A符合题意;
B.换用一个质量更小的木块,木块质量减小,在受到相同撞击力时,运动状态更容易改变,会滑得更远,更易滑出木板,该方法不可行。故B不符合题意;
C.增大钢球的质量,钢球动能增大,撞击木块后,木块被推动的距离增大,更易滑出木板,该方法不可行,故C不符合题意。
故选A。
28. 小南用图乙所示的装置探究杠杆的平衡条件,其中杠杆的刻度均匀,每个钩码的重力均为。
(1)实验前杠杆静止如图甲所示,此时杠杆处于______(选填“平衡”或“非平衡”)状态。
(2)将杠杆调节到水平位置平衡后,如图乙,在A点挂4个钩码,要使杠杆依然在水平位置平衡,应在B点挂______个钩码。
(3)用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当测力计从a位置转到b位置时,其示数大小将______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】(1)平衡 (2)6
(3)变大
【解析】
【小问1详解】
杠杆静止或匀速转动时都处于平衡状,图甲中杠杆已经保持静止状态,所以此时杠杆处于平衡状态。
【小问2详解】
设每个小格长度为L,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2。
A点挂4个钩码,每个钩码重力0.5N,则F1=4×0.5N=2N
动力臂L1=3L;B点的阻力臂L2=2L,设B点挂n个钩码,则F2=n×0.5N
由F1L1=F2L2可得2N×3L=n×0.5N×2L
解得n=6,所以应在B点挂6个钩码。
【小问3详解】
当测力计从a位置转到b位置时,拉力的力臂变小(因为力臂是从支点到力的作用线的垂直距离,b位置时力的作用线与杠杆夹角变小,力臂变短)。根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,A点钩码拉力与力臂的乘积不变,L2变小,所以F2(弹簧测力计拉力)将变大。
29. 小南在完成了“压强”的学习后,利用海绵、小桌、砝码等器材完成了如下的探究实验:
(1)如图所示,实验中通过观察______来比较压力的作用效果。
(2)可通过图中A、B实验进行比较得出结论:压力的作用效果与______有关,若将图C中的海绵换成如图D所示的木板,小桌对支持面的压强将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)小南设计了如图E步骤,将海绵一端用木块垫起,仍使小桌压在海绵上,他认为比较B、E也能比较压力作用效果与受力面积的关系,他的想法是______的(选填“正确”或“错误”),原因是______。
【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2) ①. 压力大小 ②. 不变
(3) ①. 错误 ②. 没有控制压力不变
【解析】
【小问1详解】
实验中,海绵受到压力,形状发生变化,故可以通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这叫做转换法。
【小问2详解】
[1]比较A、B两次实验,受力面积相同,压力大小不同,海绵的凹陷程度不同,说明压力的作用效果与压力大小有关。
[2]根据可知,将图C中的海绵换成木板,压力F和受力面积S都不变,所以小桌对支持面的压强将不变。
【小问3详解】
[1][2]E图小桌和砝码斜压在海绵上,所以对海绵的压力小于小桌和砝码总重力,B图对海绵的压力等于小桌和砝码的总重力,且B图的受力面积小,所以B、E两图中压力和受力面积都不相同,即没有控制压力不变,所以不能由图B、E得出压力作用效果与受力面积的关系,故他的想法是错误的。
30. 小渝利用如图F所示的U形管压强计探究液体内部压强的特点.
(1)图F中压强计的U形管中装有水,当U形管两侧水面不等高时,连接橡皮膜部分的软管内封闭的气体的压强______(选填“等于”或“不等于”)大气压;实验前需要调节U形管两侧水面等高,小渝想将U形管右侧管缓慢倒出适量水,此操作______(选填“能”或“不能”)使U形管两侧水面等高.
(2)如图G、H所示,两个完全相同的容器中分别装有水、盐水.将压强计的探头分别置于两容器内,U形管两侧液面的高度差均为,则探头处所受水的压强______(选填“大于”、“小于”或“等于”)所受盐水的压强.将两个完全相同、重力均为的小球分别投入水和盐水中(液体均未溢出),待小球静止后,水对容器底部的压强增加了,盐水对容器底部的压强增加了.已知,盐水密度为,则小球在水中静止时,容器底对小球的支持力为______N.
【答案】(1) ①. 不等于 ②. 不能
(2) ①. 等于 ②. 0.2
【解析】
【小问1详解】
[1]U形管压强计的橡皮膜受到压强时,U形管两边液面会出现高度差,当U形管两侧水面不等高时,此时软管内封闭气体的压强加上一侧水柱产生的压强等于大气压加上另一侧水柱产生的压强,所以连接橡皮膜部分的软管内封闭的气体的压强不等于大气压。
[2]U形管压强计的工作原理是:橡皮膜受到压强时,软管内封闭的气体压强发生变化,从而导致U形管两侧液面出现高度差。若将U形管右侧管缓慢倒出适量水,软管内封闭气体的压强不变,U形管两侧液面的高度差依然存在,所以此操作不能使U形管两侧水面等高。
【小问2详解】
[1]根据,U形管两侧液面的高度差均为∆h,则探头受到的压强相等,即探头处所受水的压强等于所受盐水的压强。
[2]设容器底面积为S,小球在水中和盐水中排开液体的体积分别为、。 根据,可得,
已知,,,代入可得
解得
由于,则小球在盐水中漂浮,因为小球重力,在盐水中,小球受到的浮力为2N,根据可得小球排开水的体积为
小球在水中受到的浮力为
则小球在水中静止时,容器底对小球的支持力为
31. 小融利用弹簧测力计、金属块、水、小桶等器材进行了验证阿基米德原理的实验:
(1)为了方便操作、减小测量误差,图甲中最合理的实验顺序是______;
A. ①②③④ B. ④②①③ C. ④①②③ D. ②①③④
(2)按照正确的实验步骤操作,当测量结果满足______时,说明阿基米德原理成立(用弹簧测力计示数、、、表示);若在步骤①中,只将金属块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则______(选填“能”或“不能”)得到相同的结论;
(3)以下关于实验过程中的操作,不会影响验证结果的是______(选填序号);
A. 图①中溢水杯内未盛满水
B. 图①中金属块触碰了烧杯底部
C. 整个实验过程中弹簧测力计未调零
(4)小侨对此实验进行了改进:将装满水的溢水杯放在升降台上,当缓慢调高升降台,且容器不与重物接触时,发现随着重物浸入水中,弹簧测力计A示数的变化量______(选填“大于”、“小于”或“等于”)弹簧测力计B示数的变化量,说明阿基米德原理成立,在此过程中,水对溢水杯底的压强______;溢水杯对升降台的压力______(均选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)得到结论后,小江想通过浮力的相关知识测量某圆柱体的密度,她的实验操作如下:
①让小空筒漂浮在溢水杯中,此时水恰好达到溢水口;
②将圆柱体浸没在水中,测得溢出水的体积为;
③将烧杯中水倒掉后擦干烧杯,从水中取出圆柱体;
④将圆柱体放入小空筒,小空筒仍漂浮在水面,测得此时溢出水的体积为;由实验可知被测圆柱体的密度是______,在实验步骤③和④中,若将圆柱体从水中取出后(表面沾水)直接放入小空筒,测出的圆柱体密度将______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)B (2) ①. ②. 能
(3)C (4) ①. 等于 ②. 不变 ③. 不变
(5) ①. ②. 不变
【解析】
【小问1详解】
在验证阿基米德原理的实验中,为了减小误差和方便操作,防止物体从水中拿出时沾水,影响测量结果,我们需要先测量出小空桶的重力和物体的重力,然后再将物体浸入水中,读出此时弹簧测力计的示数,最后收集排开的水并测量小桶和水的总重力。图甲中最合理的实验顺序是④②①③,故B符合题意;ACD不符合题意。
故选B。
【小问2详解】
[1]根据称重法可知,物体受到的浮力为
排开液体的重力为
当测量结果满足时,说明阿基米德原理成立。
[2]若在步骤①中,只将金属块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,阿基米德原理依然成立,则能得到相同的结论。
【小问3详解】
A.图①中溢水杯内未盛满水,排出到小桶的水偏少,故会偏小,由于,导致排开水的重力测量偏小,影响验证结果,故A不符合题意;
B.图①中金属块触碰了烧杯底部,烧杯底部对金属块有支持力,故的测量偏小,由于,导致浮力的测量偏大,影响验证结果,故B不符合题意;
C.整个实验过程中弹簧测力计未调零,由于,,两次弹簧测力计数值计算差值时,将未调零部分减掉,不影响实验结果,故C符合题意。
故选C。
【小问4详解】
[1]测力计A的示数变化值等于物体浸在水中受到的浮力;测力计B的示数变化值为物体排开的水重。根据阿基米德原理可以知道:物体受到的浮力等于物体排开的液体的重力,所以弹簧测力计A示数的变化量等于弹簧测力计B示数的变化量。
[2]溢水杯装满水,物体浸入水中时,水会溢出,水面高度不变,由可知,在此过程中,水对溢水杯底的压强不变。
[3]物体未浸入水中时,溢水杯对升降台的压力等于溢水杯和杯中水的总重力,物体浸入水中时,水对物体的浮力等于物体对水的压力,溢水杯对升降台的压力等于溢水杯的重力、剩余水的重力和物体对水的压力之和,即溢水杯对升降台的压力等于溢水杯的重力、剩余水的重力和物体受到的浮力之和,由于物体受到的浮力等于排开水的重力,因此溢水杯对升降台的压力不变。
【小问5详解】
[1]将圆柱体浸没在水中时,溢出了15mL水,可知圆柱体体积为15cm3。将圆柱体从水中取出放入小筒中,又排出了45mL的水,说明如果将圆柱体直接放入浮在水面的小筒中,排开水的体积为
小筒排开的水增加了,是因为放入圆柱体后小筒和圆柱体的总重增加了。因为最终二者还是浮在水面上,所以增加的浮力等于圆柱体的重力,则圆柱体的质量为
圆柱体的密度为
[2]若将圆柱体从水中取出后,表面沾水,直接放入小空桶,由于圆柱体表面沾的水,从溢水杯中到小桶中,仍在溢水杯中,所以圆柱体排开水的体积不变,由可知,所受浮力不变,则其重力、质量不变,所以根据可知,测出的圆柱体密度不变。
四、计算题(本题共3个小题,30题6分,31题9分,32题9分,共24分,解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果不给分.)
32. 如图所示,是某公司设计的一款新型机器人,具有人脸识别、引导、翻译等功能,是世界上首款带有应急功能的机器人。若重为的机器人在的牵引力作用下,以的速度在水平地面沿直线匀速行驶。求:
(1)此过程中机器人经过的路程是多少;
(2)此过程中牵引力做功的功率。
【答案】(1)
60 m (2)
30 W
【解析】
【小问1详解】
设机器人运动的速度为v=0.5 m/s,时间t=2 min=120 s
则由匀速直线运动的路程公式得=0.5 m/s×120 s=60 m
【小问2详解】
设牵引力为F=60 N,速度=0.5 m/s,由功率公式
可得=60 N×0.5 m/s=30 W
33. 生态潜标是大洋考察常用的设备之一,通过搭载高精度传感器布放到海面以下,来长期观测海洋生态环境季节变化.热爱探索的小南自制了一套潜标模型进行研究.如图所示,质量为,高的圆柱体A与边长为的正方体B通过细线连接构成潜标.将其放置在底面积为的薄壁柱状盛水容器中,正方体B沉在水底,圆柱体A在浮力的作用下将细线刚好伸直(细绳不受力),整串潜标装置垂直于水面.此时圆柱体A的下底面距水面.已知A、B物体均不吸水,细线不可伸长.求:
(1)正方体B受到的浮力;
(2)圆柱体A的底面积;
(3)调整潜标时,小南缩短连接的细绳,使得圆柱体A恰好有三分之一浸入水中,此时正方体B对容器底的压强为,求正方体B的密度.
【答案】(1)
10 N (2)
0.012m² (3)
3.7×10³ kg/m³
【解析】
【小问1详解】
设正方体 B 的棱长为L = 10 cm,则其排开水的体积为
VB = L³ = 10 cm × 10 cm × 10 cm = 1000 cm³= 0.001m³
水的密度取 ρ = 1 g/cm³,重力加速度取 g = 10 N/kg
故正方体 B 受到的浮力为
= 1 ×10³kg/m³×10 N/kg×0.001m³=10 N
【小问2详解】
设圆柱体 A 底面积为 S,已知其质量 mA = 600 g = 0.6 kg、高 hA= 20 cm
当 A 静止且下底面浸入水下 5 cm 时,圆柱体 A 所受浮力等于其重力:
= 0.6 kg × 10 N/kg = 6 N
又因浸入水中的体积为为 0.05Sm³,对应的浮力为
= 1 ×10³kg/m³×10 N/kg×0.05Sm³=6N
由 50S = 6 N 得 S =0.012m².
【小问3详解】
将细绳缩短后,圆柱体 A 恰有三分之一浸入水中。则 A 排开水的体积为其总体积的 :
故此时 A 所受浮力为
此时A处于漂浮的状态,受力平衡,同时A受到重力,浮力,绳子对他向下的拉力,则细绳对 A 的拉力 。
题中给出 B 对容器底的压强为 2500 Pa,而 B 与容器底的接触面积为
SB = L2= 10 cm × 10 cm = 100 cm2= 0.01m2
,因为力的作用是相互的,则,容器底部对他的支持力F支=25N
B在水中排开液体的体积不变,则浮力不变
此时绳子对B的力等于绳子对A的力 FB=2N,此时B受到绳子对他向上的拉力,容器底部对他的支持力,浮力以及重力,由平衡条件得
故正方体B的密度为
34. “公能物理小组”设计了“智能上漆器”,解决了人工涂抹油漆不够精准且气味难闻的问题。如图所示,此上漆器由圆柱形容器、柱形硬质浮杆、力传感器、挡板等组成。浮杆的质量为,底面积为;力传感器固定且与浮杆接触但无压力;将待上漆的柱体A放在容器底中央,挡板固定在高处,向容器中缓慢注漆,一段时间后,停止注漆,完成对柱体A的上漆。已知柱体A的质量为,底面积为,高为。当漆面上升至时,油漆对容器底部的压强为,求:
(1)此油漆的密度;
(2)此时柱体A对容器底的压强;
(3)当浮杆对力传感器的压力为时,柱体A被上漆的高度。
【答案】(1)
1.0×103kg/m3
(2)
2×103Pa (3)
0.7m
【解析】
【小问1详解】
当漆面上升至时,油漆对容器底部的压强为,由p=ρgh可得,油漆的密度为
【小问2详解】
当油漆上升至0.4m时,柱体A受到的浮力为F浮=ρgV排=ρgSh1=1×103kg/m3×10N/kg×1000×10-4m2×0.4m=400N
柱体A的重力为G=mg=60kg×10N/kg=600N
故此时重力大于浮力,柱体A未上浮,则对容器底的压力为F=G-F浮=600N-400N=200N
则柱体A对容器底的压强为
【小问3详解】
浮杆的重力为G杆=m杆g=0.4kg×10N/kg=4N
浮杆对力传感器的压力为14N时,浮杆受到的浮力为F浮杆=G杆+F′=4N+14N=18N
由F浮=ρgV排可得,浮杆排开油漆的体积为
油漆的深度为
此时液面到挡板的高度为h2=h挡-h油=1m-0.9m=0.1m
柱体A受到的浮力与重力相等时,柱体A排开液体的体积为
柱体A浸入油漆的深度为
此时柱体A露出液面的高度为h露=hA-h0=0.8m-0.6m=0.2m
因为h露>h2,所以此时柱体A被上漆的高度为h上漆=hA-h2=0.8m-0.1m=0.7m
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物理(一)
注意事项:
1.试题的答案书写在答题卷上;
2.全卷取,水的密度取.
一、选择题(本题共18个小题,每题只有一个选项符合题意,每小题2分,共36分.)
1. 小渝同学步行前往学校的过程中,下列估测最接近实际的是( )
A. 小渝的重力约50N B. 重庆当天的大气压强约
C. 小渝同学步行的速度约 D. 小渝站立时对地面的压强约
2. 摩擦力在我们生活中随处可见,下列情况中属于减小摩擦力的是( )
A. 轮胎表面的花纹
B. 刹车时捏紧刹车闸
C. 行李箱底部装轮子
D. 手捏紧瓶子
3. 如图所示,以下四个装置中没有利用连通器原理的是( )
A. 锅炉水位计 B. 自动浇花装置
C. U形存水弯 D. 船闸
4. 下列工具在正常使用的过程中,属于费力杠杆的是( )
A. 羊角锤 B. 开瓶器
C. 筷子 D. 铁皮剪
5. 下列现象中,用分子动理论解释正确的是( )
A. 固体很难被压缩——因为分子间没有间隙
B. 酒香不怕巷子深——因为分子在不停地做无规则运动
C. 破镜不能再重圆——因为分子间只存在斥力而没有引力
D. 花气袭人知骤暖——因为温度越低,分子热运动越剧烈
6. 下列实例中属于减小压强的是( )
A. 铁轨下安装枕木 B. 破窗锤很尖锐
C. 压路机的碾子质量很大 D. 注射器的针头很尖
7. 下列关于功、功率和机械效率的说法,正确的是( )
A. 物体做功越多,功率就越大 B. 物体做功越快,功率就越大
C. 物体做功越多,机械效率就越高 D. 物体做功越快,机械效率就越高
8. 关于一些电学基础知识,下列说法正确的是( )
A. 电路中的电流是由电荷的定向移动形成的
B. 绝缘体不能导电,是因为绝缘体中没有电荷
C. 通过导体的电流越大,导体的电阻就越大
D. 只有当电路闭合时电源两端才有电压
9. 小南用弹簧测力计拉着一个木块,在斜面上完成了两次实验:①沿斜面缓慢向上匀速拉动木块;②拉动木块至斜面顶端后,让木块沿粗糙斜面加速下滑到底端。不考虑空气阻力,下列关于木块在两次实验中动能、重力势能和机械能变化的判断,正确的是( )
A. 实验①:动能变大,重力势能不变,机械能变大
B. 实验①:动能变小,重力势能变大,机械能不变
C. 实验②:动能变大,重力势能变小,机械能不变
D. 实验②:动能变大,重力势能变小,机械能变小
10. 如图,小南同学利用托里拆利的方法测量学校的大气压强,其中描述正确的是( )
A. 此时学校的大气压强相当于高汞柱产生的压强
B. 如果玻璃管底部不小心混入了少量空气,液面高度差会偏大
C. 如果测量过程中玻璃管向右侧倾斜,液面高度差不变
D. 如果将此装置带到海拔更高的山顶上,水银柱会变长
11. 为落实“五育并举”,促进学生全面发展,重庆某中学定期举办瓦楞车创意竞速比赛.学生需动手制作瓦楞车并驾驶其沿平直赛道完成冲刺.下列关于瓦楞车冲刺及冲线过程的物理分析,正确的是( )
A. 瓦楞车所受重力与支持力是一对相互作用力
B. 冲线后瓦楞车仍前进,是因为受到惯性的作用
C. 瓦楞车冲刺时加速,说明力是维持运动的原因
D. 若赛道光滑且突然撤去动力,瓦楞车将做匀速直线运动
12. 生活与科技中,轮船、潜水艇、密度计、氢气球的应用均与力学知识相关,下列对其原理的分析,正确的是( )
A. 轮船能浮在水面,是因为轮船所受浮力大于自身重力
B. 潜水艇实现下潜,是通过减小自身重力,让所受浮力小于重力
C. 氢气球加速升空,是因为氢气球的重力小于氢气球所受到的浮力
D. 密度计在不同液体中漂浮,浮力随液体密度变大而变大
13. 如图所示,某次科学课上,小南同学为了探究浮台载重对浮力大小等因素的影响,利用轻质泡沫板做了一个“实验小浮台”,小浮台放在足够高并装有足够水的水箱中,浮台上放着一定数量的实心小铁球,待浮台稳定后,逐个将铁球取出并轻放入水箱里,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A. 水箱内水面高度逐渐变低 B. 小浮台所受的浮力大小不变
C. 小浮台底部受到水的压强不变 D. 小浮台和小铁球所受的浮力大小之和不变
14. 如图所示,工人利用该滑轮组和箱子将砖块匀速运送到一定高度,其中砖块总重,动滑轮重,忽略绳子重力和摩擦。砖块匀速上升的过程中,人提供的拉力大小为,在该过程中,以下描述正确的是( )
A. 绳子自由端移动了 B. 该滑轮组的机械效率约为66.7%
C. 该滑轮组做的额外功为 D. 该滑轮组做的有用功为
15. 如图所示,一瓶装满水的瓶子从正立变为倒立的过程中,以下分析正确的是( )
A. 桌面受到的压强不变
B. 桌面受到的压力变大
C. 甲图水对瓶底的压强小于乙图水对瓶盖的压强
D. 甲图水对瓶底的压力大于乙图水对瓶盖的压力
16. 如图所示,异形轻质杠杆的支点为O,重物悬挂在杠杆的P点,在杠杆B点处施加拉力F,使杠杆始终处于平衡状态,且段始终保持水平,当拉力F逆时针转动的过程中,以下分析正确的是( )
A. 拉力F一直变小 B. 当拉力方向指向M点时,拉力最小
C. 从C到M,拉力F先变小后变大 D. 从M到D,拉力F先变小后变大
17. 如图所示,现将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,甲物体的底面积为,杠杆B端悬挂乙物体,乙物体的质量为,O为轻质杠杆的支点,,此时甲对地面的压强大小为.杠杆始终处于水平位置,下列说法中正确的是( )
A. 甲物体的重力为
B. 若移动支点O的位置,使时,甲物体恰好被拉离地面
C. 若只将甲竖直切去,剩余甲对地面的压强与切割前的压强之比为
D. 若将甲竖直切去并叠加在乙的上方,甲剩余部分对地面的压强为
18. 如图所示,一个底面积为400cm2的薄壁轻质柱形容器放置在水平桌面上,容器侧面底部有一个控制放水的阀门。柱形物块A重10N,底面积为250cm2,高6cm,物块B重10N,B的体积为500cm3,A、B之间用长1cm的细线lB连接,A上方悬线lA能承受的最大拉力为10N(悬线lB不断裂)。当A的五分之二浸入水中时,物体B底部距容器底3.6cm,此时水的质量为3200g,刚好装满整个容器。打开阀门缓慢放水,当悬线断裂瞬间,立即停止放水。待物体再次静止后,第二次打开阀门放水,直至物体A和物体B刚好接触时停止放水。下列结论正确的是( )
A. 第一次放水前悬线lA的拉力为 B. 第一次放出100cm3的水
C. 第二次放出700cm3的水 D. 最后容器对桌面的压强为975Pa
二、填空作图题(本题共8个小题,第26小题作图2分,其余每空1分,共16分)
19. 将气球与干燥的头发摩擦后,看到如图所示的有趣现象.这是因为气球与头发摩擦后带上了电,由于异种电荷相互______,因而头发吸附在气球上;为了纪念科学家______在电学方面的贡献,人们将他的名字作为电流的单位.
20. 用弹簧测力计悬挂重为的圆柱体,放入水中,静止时弹簧测力计示数如图所示,则圆柱体所受浮力为______N;若此时圆柱体下表面所受水的压力为,则物体上表面所受水的压力是______N。
21. 如图所示,把一个质量为,底面积为的平底茶壶放在面积为的水平桌面上,壶内装有的水,水面距壶底,则水对壶底的压强为______Pa,茶壶对桌面的压强为______Pa.
22. 重的木箱在水平拉力的作用下沿水平地面匀速前进了,此过程中拉力做功,则拉力大小为______N,重力做功______J。
23. 将边长的正方体木块放入装有水的烧杯中,木块静止时,上表面距离水面,则木块的密度是______;在木块上放上一个同样大小的塑料块,刚好能使木块完全浸没,此塑料块的密度为______。
24. A、B均为正方体,棱长之比为,按如图的方式放置在水平地面时,A对B的压强与B对水平地面压强之比为,则______;若只将A沿水平方向切去比例为n的部分后,B对水平地面的压强变为,若只将B沿竖直方向切去同样的比例为n的部分后,B对水平地面的压强变为,若,那么比例n为______。
25. 如图甲所示,高为、重为的长方体薄壁容器置于水平地面,A、B两物体叠放置于容器内,,,缓慢向容器中加水,所加水的质量与容器中水的深度关系如图乙所示,加水深度为时停止加水,则容器的底面积为______;停止加水后,将物体A拿出,物体B相对于容器底上升了,接着向容器中继续注水,当水对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为时,再重新将A物体直接放入水中,此时容器对桌面的压力为______N。
26. 如图甲,请画出图中篮球所受重力的示意图;如图乙,是桔槔的简化示意图,请在图中画出动力的力臂。
三、实验题(本题共3小题,每空1分,27题6分,28题9分,29题9分,共24分)
27. 在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,小开用质量不同的两个钢球,分别从不同的高度由静止开始滚下,实验过程如图所示。
(1)实验中,探究的动能是指______(填序号)。
A. 钢球在斜面上的动能 B. 钢球撞击木块时的动能 C. 木块的动能
(2)由______两图得到的实验结论,可用于解释汽车超速带来的危害。
(3)若在进行乙图实验时,木块被撞后滑出木板,为了使木块不滑出木板,下列方法可行的是______(填序号)。
A. 降低钢球滚下时的高度 B. 换用一个质量更小的木块 C. 增大钢球的质量
28. 小南用图乙所示的装置探究杠杆的平衡条件,其中杠杆的刻度均匀,每个钩码的重力均为。
(1)实验前杠杆静止如图甲所示,此时杠杆处于______(选填“平衡”或“非平衡”)状态。
(2)将杠杆调节到水平位置平衡后,如图乙,在A点挂4个钩码,要使杠杆依然在水平位置平衡,应在B点挂______个钩码。
(3)用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当测力计从a位置转到b位置时,其示数大小将______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
29. 小南在完成了“压强”的学习后,利用海绵、小桌、砝码等器材完成了如下的探究实验:
(1)如图所示,实验中通过观察______来比较压力的作用效果。
(2)可通过图中A、B实验进行比较得出结论:压力的作用效果与______有关,若将图C中的海绵换成如图D所示的木板,小桌对支持面的压强将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)小南设计了如图E步骤,将海绵一端用木块垫起,仍使小桌压在海绵上,他认为比较B、E也能比较压力作用效果与受力面积的关系,他的想法是______的(选填“正确”或“错误”),原因是______。
30. 小渝利用如图F所示的U形管压强计探究液体内部压强的特点.
(1)图F中压强计的U形管中装有水,当U形管两侧水面不等高时,连接橡皮膜部分的软管内封闭的气体的压强______(选填“等于”或“不等于”)大气压;实验前需要调节U形管两侧水面等高,小渝想将U形管右侧管缓慢倒出适量水,此操作______(选填“能”或“不能”)使U形管两侧水面等高.
(2)如图G、H所示,两个完全相同的容器中分别装有水、盐水.将压强计的探头分别置于两容器内,U形管两侧液面的高度差均为,则探头处所受水的压强______(选填“大于”、“小于”或“等于”)所受盐水的压强.将两个完全相同、重力均为的小球分别投入水和盐水中(液体均未溢出),待小球静止后,水对容器底部的压强增加了,盐水对容器底部的压强增加了.已知,盐水密度为,则小球在水中静止时,容器底对小球的支持力为______N.
31. 小融利用弹簧测力计、金属块、水、小桶等器材进行了验证阿基米德原理的实验:
(1)为了方便操作、减小测量误差,图甲中最合理的实验顺序是______;
A. ①②③④ B. ④②①③ C. ④①②③ D. ②①③④
(2)按照正确的实验步骤操作,当测量结果满足______时,说明阿基米德原理成立(用弹簧测力计示数、、、表示);若在步骤①中,只将金属块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则______(选填“能”或“不能”)得到相同的结论;
(3)以下关于实验过程中的操作,不会影响验证结果的是______(选填序号);
A. 图①中溢水杯内未盛满水
B. 图①中金属块触碰了烧杯底部
C. 整个实验过程中弹簧测力计未调零
(4)小侨对此实验进行了改进:将装满水的溢水杯放在升降台上,当缓慢调高升降台,且容器不与重物接触时,发现随着重物浸入水中,弹簧测力计A示数的变化量______(选填“大于”、“小于”或“等于”)弹簧测力计B示数的变化量,说明阿基米德原理成立,在此过程中,水对溢水杯底的压强______;溢水杯对升降台的压力______(均选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)得到结论后,小江想通过浮力的相关知识测量某圆柱体的密度,她的实验操作如下:
①让小空筒漂浮在溢水杯中,此时水恰好达到溢水口;
②将圆柱体浸没在水中,测得溢出水的体积为;
③将烧杯中水倒掉后擦干烧杯,从水中取出圆柱体;
④将圆柱体放入小空筒,小空筒仍漂浮在水面,测得此时溢出水的体积为;由实验可知被测圆柱体的密度是______,在实验步骤③和④中,若将圆柱体从水中取出后(表面沾水)直接放入小空筒,测出的圆柱体密度将______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
四、计算题(本题共3个小题,30题6分,31题9分,32题9分,共24分,解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果不给分.)
32. 如图所示,是某公司设计的一款新型机器人,具有人脸识别、引导、翻译等功能,是世界上首款带有应急功能的机器人。若重为的机器人在的牵引力作用下,以的速度在水平地面沿直线匀速行驶。求:
(1)此过程中机器人经过的路程是多少;
(2)此过程中牵引力做功的功率。
33. 生态潜标是大洋考察常用的设备之一,通过搭载高精度传感器布放到海面以下,来长期观测海洋生态环境季节变化.热爱探索的小南自制了一套潜标模型进行研究.如图所示,质量为,高的圆柱体A与边长为的正方体B通过细线连接构成潜标.将其放置在底面积为的薄壁柱状盛水容器中,正方体B沉在水底,圆柱体A在浮力的作用下将细线刚好伸直(细绳不受力),整串潜标装置垂直于水面.此时圆柱体A的下底面距水面.已知A、B物体均不吸水,细线不可伸长.求:
(1)正方体B受到的浮力;
(2)圆柱体A的底面积;
(3)调整潜标时,小南缩短连接的细绳,使得圆柱体A恰好有三分之一浸入水中,此时正方体B对容器底的压强为,求正方体B的密度.
34. “公能物理小组”设计了“智能上漆器”,解决了人工涂抹油漆不够精准且气味难闻的问题。如图所示,此上漆器由圆柱形容器、柱形硬质浮杆、力传感器、挡板等组成。浮杆的质量为,底面积为;力传感器固定且与浮杆接触但无压力;将待上漆的柱体A放在容器底中央,挡板固定在高处,向容器中缓慢注漆,一段时间后,停止注漆,完成对柱体A的上漆。已知柱体A的质量为,底面积为,高为。当漆面上升至时,油漆对容器底部的压强为,求:
(1)此油漆的密度;
(2)此时柱体A对容器底的压强;
(3)当浮杆对力传感器的压力为时,柱体A被上漆的高度。
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