河南省郑州市中原区锦江中学2024-2025学年下学期八年级期中物理试卷
2026-04-03
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内容正文:
河南省郑州市中原区锦江中学2024-2025学年下学期八年级期中物理试卷
一、填空题(共6小题,每空1分,共14分)
1.(2分)物理学中为了纪念某些科学家在某一领域的重大贡献,常常用科学家的名字命名相关物理量的单位,例如用牛顿命名了力的单位。请你仿照例子再写一例,用 命名了 的单位。
2.(2分)如图所示是同学们在劳动课上松土的情景。他们掘地用的铁锹头部很尖,铁锹做成这样形状是通过 增大对土地的压强,用力将掘出的土块拍碎,说明了力可以改变物体的 。
3.(2分)如图所示,手握着一个重为10N的瓶子保持悬空静止,则瓶子受到的摩擦力大小为 N;当手的握力增大1倍时,瓶子所受的摩擦力将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
4.(2分)小天同学制作了如图所示的气压计,将此气压计从山脚带到山顶(环境温度不变),玻璃管内液柱高度 ,说明外界气压 。(后两空均选填“升高”、“降低”或“不变”)
5.(4分)如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,则0~3sF对物体做的功为 J;6~9sF对物体做的功为 J,F对物体做的功的功率为 W;3~6s物体受摩擦力大小为 N。
6.(2分)在物理实验中,很多物理量由于其属性关系无法用仪器直接测量,或不易测量,或难以准确测量,因此常将这些物理量转换为其他物理量进行测量,然后再反过来求出待测物理量,这种方法称为转换法。
示例:实验:探究影响压力作用效果的因素
转换法:通过海绵的形变程度反映压力作用效果
请你举一个例子体现转换法在物理中的应用:
实验: ;
转换法: 。
二、选择题(共8小题,每题2分,共16分,其中13、14题为双选题。)
7.(2分)下列估测最接近实际的是( )
A.物理课本的重力约为20N
B.教室内大气压的数值约为1×103Pa
C.机械经过技术改进后,效率可达到110%
D.中学生从一楼跑到三楼的过程中,克服重力做功大约3000J
8.(2分)一辆火车在平直的轨道上行驶,乘客小梅朝向车头的方向,她将一个苹果竖直向上扔,苹果没有落回到她手中,而是落在她前面。关于火车的运行,以下说法正确的是( )
A.加速 B.匀速 C.减速 D.无法确定
9.(2分)下列关于气压有关的,说法正确的是( )
A.托里拆利实验装置是个连通器
B.吸管吸饮料利用了大气压
C.高压锅是利用了气压的增加,水的沸点会降低的原理
D.注射器把药液注射入病人身体的过程中,利用了大气压
10.(2分)在学校举办的科技运动会上,水平抛出一个飞盘,快速前进的飞盘越升越高。从侧面看,飞盘的形状应为图中的( )
A. B.
C. D.
11.(2分)自制的简易密度计如图所示,它是在木棒的一端缠绕铜丝做成的,将其放入不同的液体中,会呈竖直漂浮状态。下列说法错误的是( )
A.密度计漂浮在水面上静止时,水对密度计的浮力等于它的重力
B.密度计漂浮在水面上静止时,把露出的部分剪去,剩余的部分在水面下静止不动
C.密度计浸入液体的体积越大,说明该液体的密度越小
D.木棒越粗,测量误差越大
12.(2分)小玲在做家务时,用平行于水平地面的力推沙发,但没有推动。下列说法正确的是( )
A.小玲对沙发的推力小于地面对沙发的摩擦力
B.小玲对沙发的推力与沙发对小玲的作用力是一对平衡力
C.沙发受到的重力与地面对沙发的支持力是一对平衡力
D.沙发对地面的压力与地面对小玲的支持力是一对相互作用力
(多选)13.(2分)将两个完全相同的木块分别放入盛有甲、乙两种液体的相同容器中,木块静止时,两容器中液面相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A.木块在甲、乙两种液体中所受浮力相等
B.木块在乙液体中排开液体的质量较大
C.两容器中木块下表面受到的液体压强相等
D.两容器底部受到的液体压强相等
(多选)14.(2分)如图所示,水平木板上有甲、乙两个木块,甲的质量大于乙的质量。两木块
下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在水平拉力F1和F2的作用下,以相同速度匀速直线运动了相同时间,下列说法中正确的是( )
A.F1大于F2 B.F1比F2做功多
C.F2比F1的功率大 D.甲的重力做功较多
三.作图题(共2小题,每题2分,共4分)
15.(2分)如图所示,鸡蛋在水中加速下沉。忽略鸡蛋受到的阻力,请在图中O点画出鸡蛋受力的示意图。
16.(2分)将一个正在发声的音叉移近悬挂的泡沫塑料小球,当两者接触时,可观察到小球被弹开的现象,如图所示。请画出此时小球的受力示意图。
四、实验探究题(17题4分,18题6分,19题8分,共18分)
17.(4分)茫茫白雪中,体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地上行走,陷入雪中的情景不同,如图所示。高远同学想:压力的作用效果与哪些因素有关呢?他做出如下猜想:
猜想一:压力的作用效果与压力的大小有关;
猜想二:压力的作用效果与受力面积的大小有关。
为了验证猜想,他选用一个小桌、三个相同的砝码及海绵进行探究,实验过程如图所示。请你完成下列内容:
(1)实验中,他是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的,这种物理学的研究方法也运用于 实验中。(选填字母)
A.探究二力的合成时,用合力来代替两个力的作用效果
B.探究力与运动的关系时,推理出小车在不受力时的运动情况
C.探究液体内部压强时,用U形管两侧液面的高度差来体现液体压强的大小
(2)根据图1、图2,可初步得出结论:当受力面积一定, 越大,压力的作用效果越明显。
(3)用图2、图3探究的是猜想 。
(4)图3中桌面对海绵的压强为p1,小航将图3中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图4所示,桌面对沙子的压强为p2,则p1 p2(选填“<”、“=”或“>”)。
18.(6分)小康对冬奥会冰壶运动员擦冰的情景(如图甲)留下了深刻的印象。于是想探究冰壶所受滑动摩擦力的大小与什么因素有关。他找来两个冰壶、一块玻璃板(模拟冰面)和足量的碎冰粉末做了如下实验(如图乙)。
(1)小康把冰壶放在水平玻璃板上,用弹簧测力计沿水平方向 拉动冰壶,根据 原理,此时弹簧测力计示数等于冰壶所受滑动摩擦力的大小。
(2)通过比较图乙A、C两次实验,可初步得到结论:当 (填“接触面粗糙程度”或“接触面面积”)相同时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)通过比较图乙A、B两次实验,小康认为擦冰后,冰迅速熔化成水,在冰壶与冰之间有一薄层水, (填“增大”或“减小”)了冰壶与冰之间的摩擦力,使冰壶沿着一定的轨迹运动得更远。
(4)实验中,小康发现弹簧测力计示数很难稳定,便设计图丙方案进行实验(忽略定滑轮摩擦),此时冰壶所受摩擦力的方向为水平向 (填“左”或“右”)。当传送带运动逐渐变快时,弹簧测力计的示数 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
19.(8分)小艾同学按如图所示步骤,进行“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)物体的重力为 N,B步骤中物体受到的浮力为 N;
(2)比较步骤A、B、C、D,可以得出:同种液体中,物体受到的浮力与 有关;
(3)仔细分析实验数据,可知物体的体积为 cm3;图E中弹簧测力计示数 (选填“>”、“=”或“<”)3N;(ρ酒精=0.8g/cm3)
(4)若完成实验后,小艾发现整个实验中弹簧测力计都忘记了校零,测得物体浸没在水中受到的浮力与真实值相比 ;(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)
(5)如图所示,小艾又做了如下实验测量合金块的密度。
①如图甲所示,用电子秤测出合金块的质量为60.0g;
②如图乙所示,测出圆柱形容器和适量水的总质量为400.0g;
③如图丙所示,将合金块和气球用绳子系在一起后,使金属块浸没在水中,待示数稳定后,电子秤示数为420.0g;
④如图丁所示,合金块和气球都浸没后,待示数稳定后,电子秤示数为428.0g;
⑤如图戊所示,继续使合金块下降(不触底),待示数稳定后,电子秤示数为427.0g。
请帮助小艾完成测量和分析:
A.合金块密度是 g/cm3;
B.图丁到图戊,电子秤示数减小了1.0g,原因可能是: 。(实验过程中所有操作均正确规范)
五、综合应用题(20题9分,21题9分,共18分)
20.(9分)如图所示的是我国第三艘航空母舰,其满载时吃水深度(航空母舰的底部至水面的竖直距离)达到13m,排水量约为8万吨。某架舰载机挂弹停在航母上,准备执行任务,它的总质量为30t,轮胎与水平甲板的总接触面积0.5m2。已知海水的平均密度为1.03×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)满载时航空母舰的底部受到海水的压强。
(2)底部外壳平均每100cm2面积上受到海水的压力。
(3)这架舰载机对航母的压强。
21.(9分)质量为70kg的骑车者,骑着质量为5kg自行车沿着平直的水平路面,以5m/s的速度匀速行驶了5min,骑行过程中受到的阻力为人和车总重力的0.02倍。(g=10N/kg)。求:
(1)匀速行驶时自行车受到的牵引力;
(2)匀速行驶时牵引力所做的功;
(3)牵引力做功的功率。
河南省郑州市中原区锦江中学2024-2025学年下学期八年级期中物理试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共6小题)
题号
7
8
9
10
11
12
答案
D
C
B
A
B
C
二.多选题(共2小题)
题号
13
14
答案
AC
AB
一、填空题(共6小题,每空1分,共14分)
1.(2分)物理学中为了纪念某些科学家在某一领域的重大贡献,常常用科学家的名字命名相关物理量的单位,例如用牛顿命名了力的单位。请你仿照例子再写一例,用 欧姆 命名了 电阻 的单位。
【分析】欧姆,德国物理学家,发现了电阻中电流与电压的正比关系,即著名的欧姆定律,电阻的国际单位制“欧姆“以他的名字命名。
【解答】解:用欧姆命名了电阻的单位。
故答案为:欧姆;电阻。
【点评】此题考查了物理常识,属基础题目。
2.(2分)如图所示是同学们在劳动课上松土的情景。他们掘地用的铁锹头部很尖,铁锹做成这样形状是通过 减小受力面积 增大对土地的压强,用力将掘出的土块拍碎,说明了力可以改变物体的 形状 。
【分析】(1)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力;
(2)力可以改变物体的运动状态,也可以改变物体的形状。
【解答】解:铁锹头部很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大对土地的压强;
用力将掘出的土块拍碎,说明了力可以改变物体的形状。
故答案为:减小受力面积;形状。
【点评】此题考查增大压强的方法、力的作用效果,属于基础知识考查,难度不大。
3.(2分)如图所示,手握着一个重为10N的瓶子保持悬空静止,则瓶子受到的摩擦力大小为 10 N;当手的握力增大1倍时,瓶子所受的摩擦力将 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【分析】瓶子静止悬在空中,处于平衡状态,瓶子受到竖直方向上的摩擦力和重力是一对平衡力,符合二力平衡条件:大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用在同一直线上,据此分析。
【解答】解:用力握住10N重的瓶子竖直悬空静止不动,瓶子处于平衡状态,瓶子受到的摩擦力和瓶子的重力是一对平衡力,大小相等,即f=G=10N;
当手的握力增大1倍时,瓶子仍然静止不动,因此瓶子受到的摩擦力仍然和瓶子的重力是一对平衡力,而瓶子的重力不变,故手与瓶子之间摩擦力的大小将不变。
故答案为:10;不变。
【点评】本题考查了二力平衡条件的应用,解题思路:物体处平衡状态(静止状态)→受平衡力(在竖直方向受平衡力)。
4.(2分)小天同学制作了如图所示的气压计,将此气压计从山脚带到山顶(环境温度不变),玻璃管内液柱高度 升高 ,说明外界气压 降低 。(后两空均选填“升高”、“降低”或“不变”)
【分析】把气压计从山脚带到山顶时,发生变化的是海拔高度,而大气压随海拔的升高而减小,因此可从瓶内外的气压差来分析。
【解答】解:把气压计从山脚带到山顶,瓶内空气的压强不变,玻璃管内液柱高度升高,是因为外界大气压降低,此时在瓶内气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管,使管内水柱升高。
故答案为:上升;降低。
【点评】本题考查了学生对大气压与高度关系的理解,属于基础知识。
5.(4分)如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,则0~3sF对物体做的功为 0 J;6~9sF对物体做的功为 24 J,F对物体做的功的功率为 8 W;3~6s物体受摩擦力大小为 4 N。
【分析】(1)根据做功的两个必要因素(作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离)即可得出答案;
(2)首先从速度图象中6~9s得出物体匀速直线运动,然后对应的从F﹣t图象中得出物体所受的推力,根据W=Fs求出推力对物体做的功,根据P=得到F对物体做的功的功率;
(3)根据滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,从而得出3~6s物体受摩擦力。
【解答】解:由图可知,在0~3s内,物体静止,物体受力,但无距离,推力F不做功,即做功为0J;
由v﹣t图象可知,6~9s内,物体做匀速直线运动,受平衡力作用,则滑动摩擦力f=F′=4N;
因为v=,所以,结合图示可知,6~9s物体通过的距离:s′=vt=2m/s×3s=6m,
推力做功:W′=F′s′=4N×6m=24J,
F对物体做的功的功率:P==8W,
由v﹣t图象可知,6~9s内,物体做匀速直线运动,受平衡力作用,即滑动摩擦力f=F′=4N;由于滑动摩擦力只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,3~6s内,物体对水平地面的压力和接触面的粗糙程度均不变,所以滑动摩擦力不变,仍为4N。
故答案为:0;24;8;4。
【点评】本题考查学生对图象的认识,并能将v﹣t图象和F﹣t图象相结合,判断出物体的运动状态,根据平衡状态由物体的平衡条件求出力的大小是本题的关键。
6.(2分)在物理实验中,很多物理量由于其属性关系无法用仪器直接测量,或不易测量,或难以准确测量,因此常将这些物理量转换为其他物理量进行测量,然后再反过来求出待测物理量,这种方法称为转换法。
示例:实验:探究影响压力作用效果的因素
转换法:通过海绵的形变程度反映压力作用效果
请你举一个例子体现转换法在物理中的应用:
实验: 探究液体压强的影响因素 ;
转换法: 通过U形管两侧液面的高度差反映液体压强大小 。
【分析】联系所学过的转换法的实验分析即可解决。
【解答】解:实验:探究液体压强的影响因素。
转换法:通过U形管两侧液面的高度差反映液体压强大小。
故答案为:探究液体压强的影响因素;通过U形管两侧液面的高度差反映液体压强大小。
【点评】此题考查了转换法的应用,属于基础知识。
二、选择题(共8小题,每题2分,共16分,其中13、14题为双选题。)
7.(2分)下列估测最接近实际的是( )
A.物理课本的重力约为20N
B.教室内大气压的数值约为1×103Pa
C.机械经过技术改进后,效率可达到110%
D.中学生从一楼跑到三楼的过程中,克服重力做功大约3000J
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A.一册物理课本的质量约200g=0.2kg,所受的重力为G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,故A不符合实际;
B.教室内大气压的数值约为1×105Pa,故B不符合实际;
C.由于额外功不可避免,有用功只是总功的一部分,机械效率不可能达到100%,故C不符合实际;
D.中学生上三楼克服重力做功约为:W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×6m=3000J,故D符合实际。
故选:D。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
8.(2分)一辆火车在平直的轨道上行驶,乘客小梅朝向车头的方向,她将一个苹果竖直向上扔,苹果没有落回到她手中,而是落在她前面。关于火车的运行,以下说法正确的是( )
A.加速 B.匀速 C.减速 D.无法确定
【分析】一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,据此分析。
【解答】解:由题意知,火车做匀速直线运动,乘客朝向车头的方向,她将一个苹果竖直向上扔,苹果由于惯性仍保持原来的运动状态,向车头的方向运动,在落下时,仍将落到原处。但此时若火车做减速运动,则苹果会落在乘客的前面,故火车此时正在减速。
故选:C。
【点评】本题考查了利用惯性来分析生活中的现象,属基础题,难度不大。
9.(2分)下列关于气压有关的,说法正确的是( )
A.托里拆利实验装置是个连通器
B.吸管吸饮料利用了大气压
C.高压锅是利用了气压的增加,水的沸点会降低的原理
D.注射器把药液注射入病人身体的过程中,利用了大气压
【分析】(1)连通器是上端开口,下部连通的容器。是不是连通器关键看下边是否连通,上端是否开口;
(2)用吸管吸饮料时,先把吸管中的空气吸走,吸管内气体压强减小,大气压把饮料压入吸管,进入口腔,由此判断;
(3)液体沸点与气压的关系,气压越高,沸点越高,气压越低,沸点越低;
(4)注射器抽取药液是利用大气压来完成的,用注射器往人体内注射药液时利用了人的推力。
【解答】解:A、托里拆利实验,玻璃管上方是真空的,是密闭的,玻璃管内和管外水银上方并不相通,所以不是连通器,故A错误;
B、用吸管吸饮料时,先把吸管中的空气吸走,吸管内气体压强减小,大气压把饮料压入吸管,进入口腔,故B正确;
C、高压锅是利用了水的沸点随气压的增大而升高的原理工作的,故C错误;
D、注射器把药液注射入病人身体的过程中,是由于活塞受到推力的作用,不是利用大气压,故D错误。
故选:B。
【点评】此题综合考查了大气压的应用、沸点与气压的关系、连通器原理的应用等,涉及到的知识点较多,但都是必须掌握的基础知识,难度不大。
10.(2分)在学校举办的科技运动会上,水平抛出一个飞盘,快速前进的飞盘越升越高。从侧面看,飞盘的形状应为图中的( )
A. B.
C. D.
【分析】流体的流速越大,流体压强越小,物体产生向上的升力作用,物体受到向上的压强大于向下的压强。
【解答】解:A、上面凸起,飞盘运动时,空气流过飞盘上方的速度大于下方的速度,流体的流速越大,流体压强越小,飞盘上方的压强小于下方的压强,产生向上的升力作用,越飞越高,故A正确。
B、下面凸起,空气流过飞盘下方的速度大于上方的速度,流体的流速越大,流体压强越小,飞盘下方的压强小于上方的压强,产生向下的压力作用,越飞越低,故B错误。
CD、上下相同,空气流过飞盘上方和下方的速度相同,压强相同,飞盘水平移动,由于重力作用,飞盘还会向下运动,故CD 错误。
故选:A。
【点评】物体受到向上的升力作用,分析物体上下两侧空气流速,分析上下的压强即可。
11.(2分)自制的简易密度计如图所示,它是在木棒的一端缠绕铜丝做成的,将其放入不同的液体中,会呈竖直漂浮状态。下列说法错误的是( )
A.密度计漂浮在水面上静止时,水对密度计的浮力等于它的重力
B.密度计漂浮在水面上静止时,把露出的部分剪去,剩余的部分在水面下静止不动
C.密度计浸入液体的体积越大,说明该液体的密度越小
D.木棒越粗,测量误差越大
【分析】(1)漂浮时浮力等于重力;
(2)由物体处于漂浮状态,我们可以得出,物体密度小于液体密度,当截去露出水面的部分时,物体最后仍处于漂浮状态,所以余下部分将上浮;
(3)根据F浮=ρ液gV排判断出液体的密度关系;
(4)根据阿基米德原理判定误差较小时的木棒的粗细。
【解答】解:A、同一支自制密度计的重力不变,漂浮在水面上时,密度计的重力等于水对其浮力,故A正确;
B、密度计漂浮在水面,则密度计密度小于液体密度,当截去密度计露出水面的部分时,密度计会上浮,最终处于漂浮状态,故B错误;
C、根据F浮=ρ液gV排知,在浮力不变时,木棒浸入液体的体积越大,液体密度越小,故C正确;
D、根据F浮=ρ液gV排=ρ液gSh知,在浮力、液体密度不变时,排开液体的体积不变,若木棒越粗,刻度值越大,测量误差越大,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查了阿基米德原理和物体漂浮条件的应用,利用好物体漂浮条件F浮=G是解此类题目的关键。
12.(2分)小玲在做家务时,用平行于水平地面的力推沙发,但没有推动。下列说法正确的是( )
A.小玲对沙发的推力小于地面对沙发的摩擦力
B.小玲对沙发的推力与沙发对小玲的作用力是一对平衡力
C.沙发受到的重力与地面对沙发的支持力是一对平衡力
D.沙发对地面的压力与地面对小玲的支持力是一对相互作用力
【分析】(1)物体处于平衡状态时,受到平衡力的作用,根据二力平衡条件判定推力和摩擦力的大小关系;
(2)二力平衡的条件:大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在一个物体上;
(3)相互作用力的条件:大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在不同的物体上。
【解答】解:A、用平行于水平地面的力推沙发,但沙发没有被推动,沙发处于静止状态,受到的推力和静摩擦力是一对平衡力,故A错误;
B、人对沙发的推力和沙发对人的作用力,是两个物体之间的相互作用力,不是平衡力,故B错误;
C、沙发受到的重力与地面对沙发的支持力,大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在一个物体上,是一对平衡力,故C正确;
D、沙发对地面的压力与地面对小玲的支持力,有三个物体,不是作用在相互作用的两个物体上,不是一对相互作用力,故D错误。
故选:C。
【点评】知道二力平衡的条件和相互作用力的条件,并且会区分平衡力和相互作用力。
(多选)13.(2分)将两个完全相同的木块分别放入盛有甲、乙两种液体的相同容器中,木块静止时,两容器中液面相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A.木块在甲、乙两种液体中所受浮力相等
B.木块在乙液体中排开液体的质量较大
C.两容器中木块下表面受到的液体压强相等
D.两容器底部受到的液体压强相等
【分析】(1)由于是同一块木块,根据物体的浮沉条件判断浮力与重力的关系,然后即可判断浮力大小;
(2)根据阿基米德原理判定木块排开的液体的重力和质量的大小;
(3)根据浮力产生的原因分析下表面受到的压力,根据p=分析压强的大小;
(4)根据物体的浮沉情况和阿基米德原理判断出两液体密度的关系,然后根据p=ρ液gh得出容器底受到压强的关系。
【解答】解:
A、两个木块均漂浮,所以浮力等于重力,且木块完全相同,重力相同,故浮力相同,故A正确;
B、木块受到的浮力相同,根据阿基米德原理,所以排开液体重力相等,根据m=可知,木块排开液体质量也相等,故B错误;
C、两木块上表面均未浸没,故下表面压力等于浮力,且下表面底面积相等,根据p=可知,下表面液体压强相等,故C正确;
D、两木块浮力相等,但甲液体中木块浸体积小于乙液体,根据F浮=ρgV排可知,甲液体密度大于乙液体,当液面高度相同时,根据p=ρgh可知,甲容器底部受到的液体压强大,故D错误。
故选:AC。
【点评】本题主要考查了物体浮沉条件及液体压强公式的应用,关键能够根据浮沉情况判断出液体的密度、所受浮力的关系。
(多选)14.(2分)如图所示,水平木板上有甲、乙两个木块,甲的质量大于乙的质量。两木块
下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在水平拉力F1和F2的作用下,以相同速度匀速直线运动了相同时间,下列说法中正确的是( )
A.F1大于F2 B.F1比F2做功多
C.F2比F1的功率大 D.甲的重力做功较多
【分析】处于水平面上的物体对水平面的压力等于重力;滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关;物体匀速运动时所受的拉力与摩擦力是一对平衡力;根据P=Fv判定功率的大小。
【解答】解:由题意可知,甲的质量大于乙的质量,根据G=mg可知,G1>G2,则两木块对地面的压力F1>F2;
两个木块的表面粗糙程度相同,放在相同地面上,所以,两铁块受到的摩擦力f1>f2;
两木块匀速前进,所受摩擦力和拉力是平衡力,所以,两铁块受到的拉力F1′>F2′;
在相同时间匀速前进了相同的距离,表明两木块运动的速度相同;
根据W=Fs可知,距离相同,拉力越大,做功越多,故W1′>W2′;
根据P=Fv可知,P1′>P2′;
两木块都没有在重力的方向上通过距离,故做功都为0;故AB正确。
故选:AB。
【点评】此题考查功率的大小比较,涉及到重力公式的应用、压力和重力的关系、二力平衡的应用、功率的计算公式的应用,是一道综合性很强的题目,但难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
三.作图题(共2小题,每题2分,共4分)
15.(2分)如图所示,鸡蛋在水中加速下沉。忽略鸡蛋受到的阻力,请在图中O点画出鸡蛋受力的示意图。
【分析】鸡蛋受到重力和浮力作用,重力方向竖直向下,浮力方向竖直向上,作用点均在重心上;各用一条带箭头的线段把重力和浮力的三要素表示出来,并注意它们的大小关系。
【解答】解:鸡蛋受到重力和浮力作用,作用点都在物体重心,重力从重心竖直向下画,标出符号G,浮力从重心竖直向上画,标出符号F,注意鸡蛋下沉,重力大于浮力,重力线段的长度大,如图所示:
【点评】画力的示意图时,首先根据物体的运动状态,判断出物体受力的大小关系。
16.(2分)将一个正在发声的音叉移近悬挂的泡沫塑料小球,当两者接触时,可观察到小球被弹开的现象,如图所示。请画出此时小球的受力示意图。
【分析】小球被弹开后受到两个力的作用,一个是自身的重力、一个是细线对它的拉力,过重心沿力的方向画有向线段分别表示即可。
【解答】解:小球被弹开后,不再受到音叉的弹力作用,受到重力和拉力的作用,所受的重力竖直向下,拉力的方向沿绳向上。如图所示:
【点评】力的示意图是用作图的方法表示力的三要素的,但在作图前应根据题目需要对物体所受的各个力进行受力分析,这是我们应该掌握的基本技能之一。
四、实验探究题(17题4分,18题6分,19题8分,共18分)
17.(4分)茫茫白雪中,体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地上行走,陷入雪中的情景不同,如图所示。高远同学想:压力的作用效果与哪些因素有关呢?他做出如下猜想:
猜想一:压力的作用效果与压力的大小有关;
猜想二:压力的作用效果与受力面积的大小有关。
为了验证猜想,他选用一个小桌、三个相同的砝码及海绵进行探究,实验过程如图所示。请你完成下列内容:
(1)实验中,他是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的,这种物理学的研究方法也运用于 C 实验中。(选填字母)
A.探究二力的合成时,用合力来代替两个力的作用效果
B.探究力与运动的关系时,推理出小车在不受力时的运动情况
C.探究液体内部压强时,用U形管两侧液面的高度差来体现液体压强的大小
(2)根据图1、图2,可初步得出结论:当受力面积一定, 压力 越大,压力的作用效果越明显。
(3)用图2、图3探究的是猜想 二 。
(4)图3中桌面对海绵的压强为p1,小航将图3中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图4所示,桌面对沙子的压强为p2,则p1 = p2(选填“<”、“=”或“>”)。
【分析】(1)根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,海绵的凹陷程度越大,说明压力的作用效果越明显,用到的科学实验方法是转换法;
(2)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,研究与其中一个因素的关系时,应采用控制变量法;压强的大小等于压力与受力面积之比。
【解答】解:(1)实验中,是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的,用到了转换法,探究液体内部压强时,用U形管两侧液面的高度差来体现液体压强的大小也运用了此方法;
(2)比较1、2两图可知看出,受力面积相同,而压力不同,故可初步得到:受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;
(3)比较2、3两图可知看出,压力相同,而受力面积不同,探究的是猜想二;(4)图3中桌面对海绵的压强为p1,小航将图3中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图4所示,桌面对沙子的压强为p2,则小桌对沙子和海绵的压力相同、受力面积也相同,则压强相等。
故答案为:(1)C;(2)压力;(3)二;(4)=。
【点评】本题考查了探究“影响压力作用效果的因素”的实验,包括转换法和控制变量法的运用,实验现象的分析和实验结论的运用等,体现了过程与方法的考查。
18.(6分)小康对冬奥会冰壶运动员擦冰的情景(如图甲)留下了深刻的印象。于是想探究冰壶所受滑动摩擦力的大小与什么因素有关。他找来两个冰壶、一块玻璃板(模拟冰面)和足量的碎冰粉末做了如下实验(如图乙)。
(1)小康把冰壶放在水平玻璃板上,用弹簧测力计沿水平方向 匀速直线 拉动冰壶,根据 二力平衡 原理,此时弹簧测力计示数等于冰壶所受滑动摩擦力的大小。
(2)通过比较图乙A、C两次实验,可初步得到结论:当 接触面粗糙程度 (填“接触面粗糙程度”或“接触面面积”)相同时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)通过比较图乙A、B两次实验,小康认为擦冰后,冰迅速熔化成水,在冰壶与冰之间有一薄层水, 减小 (填“增大”或“减小”)了冰壶与冰之间的摩擦力,使冰壶沿着一定的轨迹运动得更远。
(4)实验中,小康发现弹簧测力计示数很难稳定,便设计图丙方案进行实验(忽略定滑轮摩擦),此时冰壶所受摩擦力的方向为水平向 左 (填“左”或“右”)。当传送带运动逐渐变快时,弹簧测力计的示数 不变 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)(3)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,据此分析回答;
(4)图丙中,冰壶相对地面处于静止状态,根据二力平衡知识分析。
【解答】解:(1)把冰壶放在水平玻璃板上,用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动冰壶,冰壶在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,此时弹簧测力计示数等于冰壶所受滑动摩擦力的大小。
(2)通过比较A、C两次实验接触面粗糙程度相同,可初步得到结论:当接触面粗糙程度相同时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)小康认为擦冰后,冰迅速熔化成水,在冰壶与冰之间有一薄层水,见笑了冰与壶接触面的粗糙程度,故减小了冰壶与冰之间的摩擦力,使冰壶沿着一定的轨迹运动得更远。
(4)图丙方案,冰壶相对地面处于静止状态,受到测力计的拉力与受到长木板施加的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,因细线对冰壶的拉力方向为水平向右,故冰壶所受的摩擦力方向为水平向左;当传送带运动逐渐变快时,因压力大小和接触面的粗糙程度不变,冰壶受到有滑动摩擦力不变,故弹簧测力计的示数不变。
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡;(2)接触面粗糙程度;(3)减小;(4)左;不变。
【点评】本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查实验原理及控制变量法的运用和对实验方案的改进,体现了对过程和方法的考查。
19.(8分)小艾同学按如图所示步骤,进行“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)物体的重力为 4 N,B步骤中物体受到的浮力为 0.4 N;
(2)比较步骤A、B、C、D,可以得出:同种液体中,物体受到的浮力与 排开液体的体积 有关;
(3)仔细分析实验数据,可知物体的体积为 100 cm3;图E中弹簧测力计示数 > (选填“>”、“=”或“<”)3N;(ρ酒精=0.8g/cm3)
(4)若完成实验后,小艾发现整个实验中弹簧测力计都忘记了校零,测得物体浸没在水中受到的浮力与真实值相比 不变 ;(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)
(5)如图所示,小艾又做了如下实验测量合金块的密度。
①如图甲所示,用电子秤测出合金块的质量为60.0g;
②如图乙所示,测出圆柱形容器和适量水的总质量为400.0g;
③如图丙所示,将合金块和气球用绳子系在一起后,使金属块浸没在水中,待示数稳定后,电子秤示数为420.0g;
④如图丁所示,合金块和气球都浸没后,待示数稳定后,电子秤示数为428.0g;
⑤如图戊所示,继续使合金块下降(不触底),待示数稳定后,电子秤示数为427.0g。
请帮助小艾完成测量和分析:
A.合金块密度是 3.0 g/cm3;
B.图丁到图戊,电子秤示数减小了1.0g,原因可能是: 深度越大时,液体的压强越大,气球的体积越小,浮力越小,对物体的拉力越大,对电子秤的压力减小 。(实验过程中所有操作均正确规范)
【分析】(1)认清弹簧测力计的分度值,根据指针对应的刻度读数;根据称重法计算出B步骤物体所受浮力;
(2)根据控制变量法,找出不变的量和变化的量,确定浮力大小与变化量之间的关系;
(3)根据弹簧测力计的分度值读出物体的重力,由称重法算出物体完全浸没时的浮力,由阿基米德原理算出物体的体积;
根据阿基米德原理求出物体浸没在酒精中的浮力,根据称重法求出弹簧测力计的示数;
(4)若弹簧测力计都没有校零,那么两次测量结果都应加上或减去测量前弹簧测力计示数;
(5)根据图甲得出合金块的质量,根据示意图乙、丙求出合金块排开水的质量,根据ρ=求出合金块排开液体的体积即为合金块的体积和合金块的密度;
分析示意图丁和戊中深度关系以及气球的体积(即液体的压强)关系,然后得出结论。
【解答】解:(1)弹簧测力计的分度值为0.4N,则其示数为4N;
B步骤中弹簧测力计的示数为3.6N,根据称重法可得,物体受到的浮力为F浮B=G﹣FB=4N﹣3.6N=0.4N
(2)分析实验步骤A、B、C、D随着物体排开液体的体积增大,所受浮力也增大,可以得出结论:液体密度一定,物体排开液体的体积越大,浮力越大;
(3)根据称量法知,物体浸没在水中时受到的浮力:
F浮=G﹣FD=4N﹣3N=1N;
由阿基米德原理F浮=ρ液gV排知物体的体积为:
V=V排===1×10﹣4m3=100cm3;
物体浸没在酒精中的浮力为:F浮'=ρ酒精gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=0.8N,
根据称量法知,物体浸没在酒精中时弹簧测力计的示数为:FE=G﹣F浮'=4N﹣0.8N=3.2N,弹簧测力计示数大于3N;
(4)若弹簧测力计都没有校零,那么两次测量结果都应加上或减去测量前弹簧测力计示数,那么所得浮力大小应不变;
(5)A、由①可知,合金块的质量m=60g,
由乙、丙可知,合金块排开水的质量m排=420g﹣400g=20g,
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由ρ=可得合金块的体积:
V=V排===20cm3,
则合金块的密度:
ρ===3.0g/cm3;
B、由示意图丁和戊可知,深度越大时,液体的压强越大,气球的体积越小,浮力越小,对物体的拉力越大,对电子秤的压力减小,所以电子秤示数变小了1.0g。
故答案为:(1)4;0.4;(2)排开液体的体积;(3)100;>;(4)不变;(5)3;液体压强增大,气球的体积减小,浮力减小。
【点评】熟练应用控制变量法、分析清楚图示情景是正确解题的关键。
五、综合应用题(20题9分,21题9分,共18分)
20.(9分)如图所示的是我国第三艘航空母舰,其满载时吃水深度(航空母舰的底部至水面的竖直距离)达到13m,排水量约为8万吨。某架舰载机挂弹停在航母上,准备执行任务,它的总质量为30t,轮胎与水平甲板的总接触面积0.5m2。已知海水的平均密度为1.03×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)满载时航空母舰的底部受到海水的压强。
(2)底部外壳平均每100cm2面积上受到海水的压力。
(3)这架舰载机对航母的压强。
【分析】(1)根据p=ρgh求出航母满载时吃水深度;
(2)根据求出底部外壳平均每100cm2面积上受到海水的压力;
(3)根据G=mg求出舰载机的重力,舰载机对航母的压力等于其重力,根据求出这架舰载机对航母的压强。
【解答】解:(1)航母满载时吃水深度h=13m,该深度处海水产生的压强为:p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×13m=1.339×105Pa;
(2)根据可知,底部外壳平均每100cm2面积上受到海水的压力为:F=pS=1.339×105Pa×100×10﹣4m2=1339N;
(3)舰载机的重力为:G=mg=30×103kg×10N/kg=3×105N,
舰载机对航母的压力等于其重力,这架舰载机对航母的压强为:。
答:(1)满载时航空母舰的底部受到海水的压强为1.339×105Pa;(2)底部外壳平均每100cm2面积上受到海水的压力为1339N;
(3)这架舰载机对航母的压强为6×105Pa。
【点评】本题主要考查重力公式压强定义式及液体压强公式的应用,难度适中。
21.(9分)质量为70kg的骑车者,骑着质量为5kg自行车沿着平直的水平路面,以5m/s的速度匀速行驶了5min,骑行过程中受到的阻力为人和车总重力的0.02倍。(g=10N/kg)。求:
(1)匀速行驶时自行车受到的牵引力;
(2)匀速行驶时牵引力所做的功;
(3)牵引力做功的功率。
【分析】(1)根据f=0.02G总=0.02m总g计算人和车受到的阻力;自行车做匀速直线运动,人的动力与车和人受到的阻力平衡,二力大小相等,可得出匀速行驶时自行车受到的牵引力;
(2)根据W=Fs,计算出匀速行驶时牵引力所做的功;
(3)P===Fv计算骑车者做功的功率。
【解答】解:(1)由题意可得,人和车受到的阻力为:f=0.02G总=0.02m总g=0.02×(70kg+5kg)×10N/kg=15N,
自行车做匀速直线运动,人的动力与车和人受到的阻力平衡,二力大小相等,即F=f=15N;
(2)根据可得,自行车行驶的路程为:s=vt=5m/s×5×60s=1500m,
根据W=Fs可得,匀速行驶时牵引力所做的功为:W=Fs=15N×1500m=2.25×104J;
(3)骑车者做功的功率为:P===Fv=15N×5m/s=75W。
答:(1)匀速行驶时自行车受到的牵引力是15N;
(2)匀速行驶时牵引力所做的功为2.25×104J;
(3)牵引力做功的功率为75W。
【点评】本题考查二力平衡条件、重力公式、功率公式的应用,难度不大。
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