内容正文:
中考复习
Ⓐ
2026
物理
教师用书
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第一部分 考点复习〇〇・Z「ホそ!の
目录
第1讲声现象
…………………………………………………………………………
1
第2讲物态变化
…………………………………………………………………………
6
第3讲内能及其利用
…………………………………………………………………
11
微专题1热学实验
………………………………………………………………………
19
微专题2经典图片问题解析(一)
…………………………………………………
22
第4讲光现象
…………………………………………………………………………
24
第5讲透镜及其应用
…………………………………………………………………
31
微专题3光的反射平面镜成像实验
…………………………………………………
39
微专题4凸透镜成像实验
……………………………………………………………
41
微专题5变焦和再次成像问题
…………………………………………………………
43
微专题6经典图片问题解析(二)
…………………………………………………
46
第6讲质量与密度
………………………………………………………………………
48
第7讲机械运动
…………………………………………………………………………
54
第8讲力、运动和力
…………………………………………………………………
59
微专题7质量与密度、平均速度实验
…………………………………………………
67
微专题8力和运动实验
…………………………………………………………………
69
微专题9经典图片问题解析(三)
…………………………………………………
71
第9讲压强
…………………………………………………………………………
73
第10讲浮力
…………………………………………………………………………
79
微专题10压强实验
…………………………………………………………………
86
微专题11浮力实验
…………………………………………………………………
88
微专题12比较压强、浮力大小和液面变化问题
………………………………………
90
微专题13压强和浮力综合问题
………………………………………………………
93
微专题14经典图片问题解析(四)
…………………………………………………
97
第11讲功和机械能
…………………………………………………………………
99
第12讲简单机械
…………………………………………………………………
106
微专题15动能、势能实验
……………………………………………………………
112
微专题16杠杆平衡条件、机械效率实验
…………………………………………
114
微专题17功、功率、简单机械的计算
………………………………………………
116
微专题18经典图片问题解析(五)
…………………………………………………
119
第13讲电路、电流、电压、电阻
…………………………………………………
121
10
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第14讲欧姆定律
…………………………………………………………
130
第15讲电功率
……………………………………………………………
139
微专题19电路设计
………………………………………………………
148
微专题20探究电流与电压、电阻的关系
………………………………
149
微专题21测电阻
…………………………………………………………
150
探究电热与哪些因素有关
………………………………………………
151
微专题23故障电路的判断与分析
………………………………………
152
微专题24动态电路分析与计算
…………………………………………
154
微专题25经典图片问题解析(六)
………………………………………
156
第16讲生活用电
…………………………………………………………
158
第17讲电与磁
……………………………………………………………
164
微专题26家庭电路故障及电磁现象实验
………………………………
172
微专题27经典图片问题解析(七)
………………………………………
174
第18讲电磁波及其应用能源与可持续发展
………………………………
176
第二部分 专题训练
专题训练一选择、填空基础训练
…………………………………………
180
训练1声和热
……………………………………………………………
180
训练2光学
……………………………………………………………
182
训练3力和运动、质量与密度
…………………………………………
184
训练4压强、浮力、功和机械
…………………………………………
187
训练5电路、电流、电压、电阻、电磁
………………………………
189
训练6电功、电功率
………………………………………………………
191
专题训练二作图规范训练
………………………………………………
193
训练1光学作图
…………………………………………………………
193
训练2力学作图
…………………………………………………………
195
训练3电学作图
…………………………………………………………
197
专题训练三实验提升训练
………………………………………………
199
训练1力学综合实验
………………………………………………………
199
训练2电学综合实验
………………………………………………………
204
训练3光、热、磁综合实验
………………………………………………
208
专题训练四计算综合训练
………………………………………………
211
2 °
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第三部分 提升卷目
录
螺旋提升卷1声现象
……………………………………………………………
1
螺旋提升卷2物态变化
……………………………………………………………
3
螺旋提升卷3内能及其利用
………………………………………………………
5
阶段性检测(一)声现象、热现象、内能及其利用
………………………………
7
螺旋提升卷4光现象
……………………………………………………………
11
螺旋提升卷5透镜及其应用
………………………………………………………
13
阶段性检测(二)光现象、透镜及其应用
………………………………………
15
螺旋提升卷6质量与密度机械运动
………………………………………………
19
螺旋提升卷7力、力和运动
………………………………………………………
21
阶段性检测(三)质量与密度、机械运动、力、力和运动
……………………
23
螺旋提升卷8压强
……………………………………………………………
27
螺旋提升卷9浮力
……………………………………………………………
29
阶段性检测(四)压强、浮力
…………………………………………………
31
螺旋提升卷10功和机械能
………………………………………………………
35
螺旋提升卷11简单机械
…………………………………………………………
37
阶段性检测(五)功和机械能、简单机械
………………………………………
39
螺旋提升卷12电路、电流、电压、电阻
…………………………………………
43
螺旋提升卷13欧姆定律
…………………………………………………………
45
螺旋提升卷14电功率
……………………………………………………………
47
(六)电路与电流、电压与电阻、欧姆定律、电功率
…………………………
49
螺旋提升卷15生活用电
…………………………………………………………
53
螺旋提升卷16电与磁
……………………………………………………………
55
螺旋提升卷17电滋波及其应用能源与可持续发展
………………………………
57
阶段性检测(七)生活用电、电与磁、电滋波及其应用、能源与可持续发展
……………………………………………………………
59
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第一部分考点复习
第 1 讲 声现象
知识梳理
知识点一 声音的产生与传播
产生
声音是由物体的 振动 产生的,振动停止, 发声 停止
传播
1.声音的传播需要 介质 ,真空 不能 传声。
2.声音以 声波 的形式传播。
3.声速的大小跟介质的 种类 和 温度 有关。
4.声音在传播过程中,遇到障碍物会被反射,从而形成 回声 。当回声比原声晚 0.1 s以上时,人耳才能区分回声与原声
知识点二 声音的特性
声音的特性
音调
响度
音色
影响因素
振动 频率
振幅
发声体的材料、结构等
描述
尖细或低沉,如“尖锐刺耳”
响亮或微弱,如“震耳欲聋”
与发声体对应的特色,如“听声辨人”
波形区分
知识点三 声的利用 噪声的危害和控制
1.声的利用
类型
超声波
次声波
定义
频率高于 20000 Hz的声
频率低于 20 Hz的声
利用
传递信息
B超、声呐、倒车雷达等
监测地震、台风、海啸、火山爆发等
传递能量
超声碎石、超声波清洗机等
次声波武器等
2.噪声
噪声定义
物理学角度
发声体做 无规则 振动时发出的声音
环保角度
妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音
控制噪声的措施
(1)防止噪声 产生 ;(2)阻断噪声 传播 ;(3)防止噪声进入 耳朵
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考点突破
考点一 声音的产生与传播
【例1】 (2024 武汉中考)如图,下列关于声现象的说法正确的是( A )
【例2】 (2025 凉山中考)月琴是凉山具有代表性的乐器之一(如图)。演奏时,左手按弦,右手弹奏,琴声清脆悦耳。下列有关说法不正确的是( C )
A.月琴演奏时发出的声音是由琴弦振动产生的
B.现场听众听到的声音是通过空气传入人耳的
C.演奏时右手拨弦的力越大,琴声传播得越快
D.演奏时改变左手按弦的位置,是为了改变声音的音调
【例3】 (1)如图甲,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到乒乓球被弹起,此实验中乒乓球的作用是 放大音叉的振动 ,便于观察。这种研究方法叫 转换法 。
(2)如图乙,两个完全相同的音叉放在水平桌面上,用小槌敲响右边的音叉,左边的音叉也会发声,此实验说明 空气 (选填“桌面”“小槌”或“空气”)可以传声。
(3)若把这两个实验移到月球上去做,不能看到乒乓球被弹起的是图 乙 ,原因是 真空不能传声 。
考点二 声音的特性
【例4】 中华优秀传统文化源远流长。如图所示是我国古老的传统弹拨乐器古筝,用古筝演奏乐曲时,下列说法正确的是( A )
A.古筝通过弦的振动发出悠扬悦耳的声音
B.快速拨动弦时,发出的声音在温度不变的空气中传播速度变大
C.用大小不同的力拨动同一根弦可以改变发出声音的音调
D.古筝与长笛在演奏同一乐曲时发出声音的音色是相同的
【例5】 观察音叉、钢琴与长笛发出的C调1(do)的波形图,发现这三种乐器发出的C调1(do)的( A )
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A.音调相同,音色不同 B.音调不同,音色相同
C.音调、音色都相同 D.音调、音色都不相同
【例6】 下列声现象中,能改变声音响度的举措是( A )
A.甲图,改变用力大小敲击鼓面
B.乙图,用相同大小的力敲击装有不同水量的瓶子
C.丙图,改变管中水量后以相同方式再次对着管口吹气
D.丁图,改变钢尺伸出桌面的长度后以相同大小的力再次拨动它
考点三 声的利用 噪声的危害和控制
【例7】 根据下列四幅图完成以下填空。
(1)发出超声波的是 BCD ,发出次声波的是 A 。A.小动物预感火山喷发
(2)利用声传递信息的是 ABD ,利用声传递能量的是 C 。
【例8】 沈阳市民期待已久的南北快速干道北段高架快速路已通车。今后从小北关街路口开车走高架桥到北三环朱尔屯立交仅需15 分钟,如图所示,该路段建有沈阳首个全包隔音屏,能降噪20分贝左右,下列说法中正确的是( B )
A.采用全封闭隔音屏是在声源处减弱噪声
B.分贝是用来表示声音强弱等级的单位
C.隔音屏能降低噪声的音调
D.隔音屏是通过防止噪声进入人耳来减弱噪声的
考点四 跨学科实践:制作隔音房间模型
【例9】 小明在跨学科实践活动中,制作了一个带盖的塑料盒,将正在响铃的小闹钟放进盒内,然后将小闹钟分别用纸板、木片、EVA等材料包裹,放进盒内,听铃声 响度 (选填“音调”“响度”或“音色”),在 相同 (选填“相同”或“不同”)的位置打开手机中的虚拟声音示波器测量铃声的分贝值。分析不同材料的隔声能力,便制作成一个隔音房间模型(如图)。
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考点精练
基础巩固
1.(2025 武汉四调)下列关于声现象的说法正确的是( A )
A.图甲发声的音叉将乒乓球弹开,说明发声的物体在振动
B.图乙演奏古筝时,听众依据声音的音调分辨出古筝的声音
C.图丙用超声波给金属工件探伤,是利用声可以传递能量
D.图丁工厂用的防噪声耳罩,能有效地防止噪声产生
2.关于声现象,下列说法正确的是( B )
A.只要物体振动,我们就能听到声音
B.摩托车加消声器属于在声源处减弱噪声
C.可以用超声波测量地球和火星之间的距离
D.同种介质中,超声波比次声波传播速度快
3.下列关于声现象的描述,错误的是( B )
A.图甲,逐渐抽出玻璃罩内的空气,闹钟的声音越来越小
B.图乙,不改变橡皮筋的松紧程度,用不同大小的力拨动橡皮筋可以改变音调
C.图丙,烛焰随着扬声器播放的音乐摇摆,说明声波可以传递能量
D.图丁,观察泡沫塑料块刮玻璃时产生的声波的波形,说明发声体做无规则振动时会发出噪声
4.图中甲、乙、丙分别为音叉、钢琴与长笛发出的C调1(do)的波形图。关于波形图的理解正确的是( D )
A.通过比较波形图的高低可比较声音的音调
B.通过比较波形图的疏密程度可比较声音的音色
C.通过比较波形图的形状可比较声音的响度
D.比较甲、乙、丙可知三种乐器发出的声音音调和响度相同
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5.(2024新洲区期中)我国有些地方修筑了“音乐公路”。当汽车以一定速度匀速行驶时,就会奏出一段悦耳的乐曲。音乐公路的路面上分布着许多横向凹槽,如图所示。汽车每经过一个凹槽,就会上下振动一次。路面上凹槽的分布比较密,汽车行进时振动很快,于是就发出了声音。假设某音乐公路规定的行驶速度是54km/h,设定乐曲为时长20s的《歌唱祖国》,第一个音符“sol”的频率为 392 Hz,下列选项中不正确的是( D )
A.该音乐公路的总长约为300m
B.路面上凹槽的疏密可以根据乐曲的音调高低来设计
C.汽车发出“sol”这个音时,所对应的相邻凹槽之间的距离约为3.8cm
D.驾驶员可以通过听第一个音符的音调判断是否超速,表明声波能传递能量
6.一个声源5m in内振动了1 800次,它的频率为 6 Hz,人耳 不能 (选填“能”或“不能”)听到该声音;医护人员在救治伤员时,使用的“B超”是利用 超声波 (选填“超声波”或“次声波”);以上两种声 不能 (选填“能”或“不能”)在真空中传播,这两种声波在地下岩石中的传播速度 大于 (选填“大于”或“小于”)在空气中的传播速度。
能力提升
7.监测器测得某次鸟鸣和猫叫的声音信息如下表,则( C )
声音
鸟鸣
猫叫
声音的频率/Hz
5000
800
声音强弱的等级/dB
30
60
A.鸟鸣的响度大 B.猫叫是超声波 C.鸟鸣的频率高 D.猫叫的音调高
8.蝙蝠可以发出和接收超声波并由此确定猎物的位置,科学家根据这个原理发明了声呐。某国核潜艇声呐不仅可以探测海洋的深度,还可以探测冰山或暗礁的存在(假设超声波在海水中传播的速度为1500 m/s)。请回答以下问题:
(1)声呐能够探测是利用了声能传递 信息 ,声呐发出的超声波的频率高于 20000 Hz。
(2)静止的核潜艇探测某处海洋的深度时,声呐发出超声波后6s接收到返回的信号,求该处海洋的深度。
(3)若核潜艇以10m/s的速度匀速前进,声呐向前发出超声波信号,2s后接收到遇到暗礁返回的波。在接收到信号后,核潜艇立即发射出一枚鱼雷将暗礁炸毁。已知鱼雷在水中的平均速度为20m/s,求鱼雷在发射后经过多长时间后能命中暗礁。
解:(2)利用回声定位可以测得该处海洋深度,故该处海洋深度
(3)2s后核潜艇运动距离
超声波在海水中传播的速度为1500m/s,2s后超声波运动距离 此时核潜艇到暗礁距离 鱼雷发射后击中暗礁时间
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第2讲 物态变化
知识梳理
知识点一 温度、温度计
温度
定义
表示物体 冷热程度 的物理量
单位
摄氏度,符号 ℃
规定
把标准大气压下冰水混合物的温度定为 0 ℃,沸水的温度定为 100 ℃
温许
原理
常用的温度计是根据 液体热胀冷缩 的规律制成的
使用方法
①估:估计被测液体的温度;
②选:根据估测温度选择合适的温度计;
③看:看清温度计的 测量范围 和 分度值 ;
④放:玻璃泡 浸没 在被测液体中,不要接触 容器底 或 容器壁 ;
⑤读:待示数 稳定 后再读数,读数时玻璃泡 不能 离开被测液体,视线要与温度计的凹液面 相平
知识点二 六种物态变化
知识点三 固体熔化时温度的变化规律
装置设计
①测量工具: 温度计 、 秒表 ;
②采用“水浴法”加热的目的:使被加热的物质受热均匀 ,慢慢熔化,便于观察温度变化规律
实验结论
海波在熔化过程中, 吸收 热量,温度 不变 ;石蜡在熔化过程中, 吸收 热量,温度 升高
评估交流
晶体熔化的条件:达到 熔点 ,持续 吸 热
特点
晶体:有固定的熔点,熔点与凝固点相同;
非晶体:没有固定的熔点
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知识点四 探究水的沸腾实验
装置设计
①测量工具: 温度计 、秒表;
②烧杯加盖,是为了防止热量散失,但水将要沸腾时,要把盖子拿下,否则会使烧杯内水面上方的气压值偏大,导致水的沸点偏 高
实验现象
水沸腾前,气泡在上升过程中由 大 变 小 ,最后消失,水吸收热量,温度 升高 ;
水沸腾时,气泡在上升过程中由 小 变 大 ,最后在液面处破裂,里面的水蒸气散发到空气中,水吸收热量,温度 不变
实验结论
水的沸腾是一种剧烈的汽化现象.水在沸腾过程中持续吸热,但温度 保持不变
评估交流
①水沸腾的条件:达到 沸点 ,持续 吸 热;
②沸点与气压的关系:气压高沸点 高 ,气压低沸点 低
考点突破
考点一 温度、温度计
【例1】 使用温度计时,首先要观察它的 测量范围 和认清它的分度值。小明用温度计测量烧杯中液体的温度,分别进行了三次操作,如图甲所示,其中正确的操作是 C 。图乙所示的是用温度计分别测得的冰和水的温度,那么冰的温度是 —2 ℃,水的温度是 88 ℃。
【例2】两支内径粗细不同、下端玻璃泡水银量相等的合格温度计,同时插入同一杯热水中,水银柱上升的高度和温度示数的情况是( C )
A.上升高度一样,示数相同 B.内径细的升得高,示数也大
C.内径粗的升得低,但两支温度计的示数相同 D.内径粗的升得高,示数也大
考点二 六种物态变化
【例3】 (2025东西湖区五调)某同学在探索厨房中的物态变化问题时,记录了他观察到的几种现象,并运用所学知识对这些现象进行了解释。下列说法正确的是( A )
A.给鱼保鲜的冰块从鱼身上脱落并化成水,属于熔化现象,需要吸热
B.从冰箱中取出的冻肉表面出现一层白霜,属于凝固现象,需要放热
C.锅中的水煮开后,一打开锅盖冒“白气”,属于汽化现象,需要放热
D.用蒸锅蒸馒头时,锅盖上会出现小水珠,属于液化现象,需要吸热
【例4】 (2025 武汉中考)生活中处处蕴藏着物理奥秘。下列有关热现象说法正确的是( D )
A.制作冰凉的饮料时,直接加冷水比加冰块的效果更好
B.烧开水时,壶嘴周围的“白气”是空气液化形成的
C.用干冰保鲜食物,是利用干冰熔化吸热
D.腌制鸭蛋是通过扩散使食盐进入蛋中
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【例5】 (1)夏天,剥开包装纸的冰棍会冒“白气”,这种物态变化是 液化;如果你细心观察,就会发现这“白气”是向 下 (选填“上”或“下”)飘的。
(2)3D打印过程一般是将固态材料在高温下变成液态材料,喷头按照3D图纸轨迹运动将液态材料挤出,材料冷却后形成立体实物的过程。在打印过程中发生 熔化 和 凝固 两种物态变化。
(3)寒冷的冬天,高速公路交警采取撒盐除冰的方式,其原理是为了 降低 冰的熔点;戴眼镜的人从 室外 走到 室内 (后两空均选填“室内”或“室外”),眼镜上会起“雾”。
考点三 固体熔化时温度的变化规律
【例6】 (2025眉山中考)某实验小组利用图甲所示实验装置探究冰熔化时温度的变化规律。
(1)实验中按图甲的方式对碎冰加热,目的是使碎冰 受热均匀 。
(2)如图乙所示温度计的示数是 3 ℃。
(3)根据实验数据画出冰熔化过程的“温度—时间”图像,如图丙所示。分析图像可知:冰熔化过程中要 吸收 (选填“吸收”或“放出”)热量,但温度保持不变,属于 晶体 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(4)进一步分析图像发现,0~t₁ 时段内的温度变化比t₂时刻后的温度变化快,其主要原因是冰和水的 比热容 不同。
(5)若对烧杯持续加热,烧杯中的水沸腾后试管中的水 不会 (选填“会”或“不会”)沸腾。
考点四 探究水的沸腾实验
【例7】 在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中:
(1)除了图甲中提供的实验器材之外,还需要的测量工具是 秒表 。
(2)某时刻温度计的示数如图甲所示,为 94 ℃。
(3)计时4m in后,水开始沸腾,根据实验数据可知,当地大气压 低于 (选填“低于”或“高于”)标准大气压。描绘出水的温度随时间变化的图像如图乙所示,分析图像可知,水在沸腾过程中温度 保持不变 。停止加热,水不能继续沸腾,说明水沸腾过程中需要 吸热 。
(4)在第3m in时,水中的气泡由下到上逐渐变 小 (选填“大”或“小”)。
考点五 跨学科实践:探索厨房中的物态变化问题
【例8】 生活中处处有物理,留心观察皆学问,图中列举了厨房中的一些物态变化,对此解释正确的是( A )
A.图甲:冻豆腐里面的小孔是由于豆腐里的水先凝固后熔化形成的
B.图乙:把鱼埋在冰粒中利用了冰升华放热来保鲜鱼
C.图丙:自制简易冰箱利用了水蒸发放热来保存食物
D.图丁:水烧开时冒出的“白气”是壶里的水汽化形成的水蒸气
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考点精练
基础巩固
1.关于热现象,下列说法正确的是( C )
A.夏天,在食品运输车里放些干冰降温是利用干冰熔化吸热
B.夏天从冰箱里拿出来的冰棒冒“白气”,是汽化现象
C.有积雪时在上面撒盐是为了降低积雪的熔点
D.北方的冬天,为了保存蔬菜,在菜窖里放几桶水,利用水凝华放热
2.“双减”之后,荆州市各义务教育阶段的学校积极开展丰富多彩的课后服务活动。某学校开办了厨艺兴趣班,学生煮菜后提起锅盖,发现水从锅盖上流下,锅盖上的水经历的物态变化是( D )
A.先升华后凝华 B.先凝固后汽化 C.先熔化后液化 D.先汽化后液化
3.水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,水会停止沸腾,迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,如图所示。结果发现烧瓶内的水中出现了大量的 气泡 ,且迅速上升、变大,由此可知水重新沸腾起来。这是烧瓶内水面上方的气压 减小 (选填“增大”或“减小”)的缘故。
4.放在衣柜中的樟脑丸变小了,这是樟脑丸 升华 (填物态变化名称)的缘故,这个过程会 吸收 (选填“吸收”或“放出”)热量。
5.(2025武汉四调)为了探究水在沸腾前后温度变化的特点,某小组同学用如图甲所示的装置分别进行了两次实验,并绘制出如图乙所示的图像。
(1)实验中若观察到水中形成大量气泡不断上升、变 大 ,说明此时水处于沸腾状态,水的沸点是 99 ℃。
(2)由图像可知,第一次和第二次实验中所用水的质量之比是 13:9 。
(3)取一张光滑的厚纸,做成一个如图丙所示的纸锅,纸的着火点约 183℃。纸锅里装适量水,放到火上加热,水 会 (选填“会”或“不会”)沸腾。(注意不要让火苗烧到水面以上的纸)
6.图甲是探究海波熔化时温度变化规律的实验装置,图乙是根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像。
(1)海波的熔点是 48 ℃。
(2)从图像中发现海波熔化时间过短,下列措施中一定不能延长海波熔化时间的是 ③ (填序号)。
①增加试管中海波的质量 ②增加烧杯中水的质量
③降低烧杯中水的初温 ④撤掉酒精灯或用小火加热
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(3)夏天,我们要喝冰凉的饮料,往往会在饮料中加入适量冰块,而不是直接加入与冰块质量相等的冷水。一方面是因为冰块的 温度 更低,另一方面是因为冰块熔化成水的过程中 吸收 热量,使饮料的温度下降得更多。
能力提升
7.(2024江岸区期中) 厨房不仅是加工食材的场所,也是日常生活中充满物态变化的“实验室”。观察厨房中的物态变化,下列说法正确的是( D )
A.从冰箱冷藏室取出一瓶水,瓶壁变湿,这是周围空气中的水蒸气熔化形成的
B.从冰箱冷冻室取出冻肉,发现与湿手粘在一起,这是周围空气中的水蒸气凝固形成的
C.烧水、做饭时,水蒸气引起的烫伤往往比开水烫伤更严重,这是因为水蒸气液化吸热
D.人们常在海鲜食品周围放置一些干冰给海鲜食品保鲜,这是因为干冰升华吸热
8.如图甲是探究“冰熔化时温度变化规律”的实验装置。
(1)图甲器材合理的安装顺序是 自下而上 (选填“自下而上”或“自上而下”)。
(2)图乙是根据实验过程中记录的数据绘制的图像,可知冰是 晶体 (选填“晶体”或“非晶体”);该物质第4分钟时的内能 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)第8分钟时的内能。
(3)持续加热,烧杯内的水沸腾后试管里的水 不会 (选填“会”或“不会”)沸腾,理由是 烧杯中的水沸腾后,温度不再升高,试管中的水温能达到沸点,但不能继续吸热,所以不会沸腾 。
9.观察水的沸腾实验。
(1)按图甲组装器材,使用大试管可以适当缩短实验时间,也可以更好地观察水沸腾前后 气泡 的变化。用酒精灯加热,水温达到88℃时开始读数,每隔1m in记录一次,第3m in时温度计示数如图乙所示,读数为 94 ℃。
(2)根据表中数据在图丙上作出水温随时间变化的图像。
时间/ min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
水温/℃
88
90
92
96
98
98
98
98
(3)由表中数据可知,水的沸点为 98 ℃。
(4)为研究沸点与气压的关系,用抽气打气两用气筒、橡皮塞等组装成如图丁所示装置。用气筒 抽气 (选填“抽气”或“打气”),观察到水再次沸腾,记录此时的 沸点温度 ,多次实验可得出的结论是 沸点随气压减小而降低 。
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第3讲 内能及其利用
知识梳理
知识点一 分子动理论、内能
分子动理论
物质构成
常见的物质是由大量的 分子 、 原子 构成的
分子热运动
一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,这种无规则运动叫作 分子的热运动 。温度越高,分子热运动越 剧烈
分子间作用力
分子之间存在 引 力和 斥 力
扩散现象
举例
“槐花飘香”“墙角放煤,日久变黑”“酒香不怕巷子深”
说明
①一切物质的分子都在不停地做 无规则的运动 ;
②分子间有 间隙
影响因素
扩散的快慢与 温度 有关,温度越高,扩散得越 快
知识点二 内能的改变
1.内能及其改变
定义
构成物体的所有分子,其热运动的 动能 与分子 势能 的总和,叫作物体的内能。物体的内能不可能为零
改变方式
热传递
做功
补充说明
①热传递发生的条件:物体间存在 温度差 ;
②热传递方向:能量从高温物体传递到低温物体,直到两物体温度 相同 为止
①向瓶内打气使瓶塞飞出, 气体 对 瓶塞 做功,气体的内能 减少 ,温度 降低 ;
②压缩空气点燃脱脂棉, 活塞 对 气体 做功,气体的内能 增大 ,温度 升高
2.物体加热过程中的温度、内能、热量的变化
温度
物体的温度 升高 ,说明分子热运动更剧烈
内能
由于分子运动更剧烈,则分子的 动能 变大,所以物体的内能变大
热量(符号为 Q )
物体的内能变化是由于能量发生了 转移 ;我们把热传递过程中,变化的这一部分能量叫作 热量 ,因此其单位也是 焦耳 ,符号是 J
晶体熔化的特殊情况
晶体在加热熔化过程中,吸收热量,内能变大,温度 不变
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知识点三 探究:比较不同物质的吸热能力
过程
用 相同规格 的电加热器加热 质量相同 的水和食用油,使它们升高 相同 的温度,比较它们吸收热量的多少
控制变量法
控制水和食用油的质量 相同 ,升高的温度 相同
转换法
用 加热时间的长短 反映吸收热量的多少
结论
不同物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量 不同
知识点四 比热容和热值
物理量
比热容:反映物质吸热或放热本领的大小
热值:反映燃料完全燃烧放热本领的大小
定义
一定质量的某种物质,在温度升高时 吸收的热量 与它的 质量 和 升高的温度 乘积之比,叫作这种物质的比热容
某种燃料 完全 燃烧 放出的热量 与其 质量 之比,叫作这种燃料的热值
公式及单位
单位:焦每千克摄氏度,符号 J/(kg·℃)
单位:焦每千克,符号 J/ kg ;或 单位:焦每立方米,符号J/m³
热量的计算
热传递时物体吸收或放出的热量:Q=cm△t
燃料燃烧释放的热量:Q=qm 或Q=qV
知识点五 汽油机与柴油机
热机
把 内 能转化为 机械 能的机器。常见的热机有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等,内燃机分为 汽油机 和 柴油机 两大类
汽油机
工作过程
压缩冲程: 机械 能转化为 内 能;做功冲程: 内 能转化为 机械 能
冲程
每1个工作循环分为4个冲程,曲轴和飞轮转动 2 周,对外做功 1 次
做功 冲程是唯一对外做功的冲程;其他三个冲程是依靠飞轮的 惯性 来完成的
汽油机与柴油机区别
汽油机顶部有火花塞,而柴油机顶部有喷油嘴;汽油机吸入的是汽油和空气的混合物,柴油机吸入的是 空气 ;柴油机对空气的压缩程度更高,输出功率更大
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知识点六 热机效率
定义
热机用来做 有用功 的这部分能量,与燃料 完全燃烧 放出的热量之比
公式
提高热机效率的途径
①让燃料尽可能 充分燃烧 ,如将煤粒磨成煤粉、加大送风量等;
②尽量减少各种 热量损失 ;
③机件间保持良好的 润滑 ,减小摩擦
知识点七 能量的转化与守恒
能量守恒定律
能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式 转化 为其他形式,或者从一个物体 转移 到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变
说明
①能量的转化和转移都是有方向性的;
②能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一
考点突破
考点一 分子动理论
【例1】 王亚平老师在空中课堂做实验时,将蓝色颜料注入水球后,水球变成色泽均匀的蓝色水球,神似我们的地球家园。如图所示的现象中不能用该实验原理解释的是( A )
【例2】 腌制咸鸭蛋时,鸭蛋会“吸”入盐分,这是因为分子永不停息地 做无规则的运动 ;荷叶上两滴小水珠会逐渐靠近汇成一大滴,这是因为分子间存在 引力 ;在试管中注入一半体积的水,然后再注入酒精直至注满,最后堵住管口上下颠倒几次,发现试管中的液面下降,从而得到结论 分子间存在间隙 。
考点二 内能 热量
【例3】 在家煮饺子时,有关煮饺子过程中的物理知识,下列说法正确的是( C )
A.刚从冰箱冷冻室取出的速冻饺子没有内能
B.饺子在温度升高的过程中含有的热量越来越多
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C.饺子在煮的过程中,吸收热量,内能增加
D.刚出锅的饺子烫嘴是因为其内能较大
【例4】 关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( C )
A.发生热传递时,温度总是从高温物体传递给低温物体
B.内燃机的压缩冲程,主要通过热传递增加了气缸内物质的内能
C.相同体积的0℃的冰和0℃的水比较,0℃的冰的内能一定较小
D.夏天在室内洒水降温,利用了水的比热容较大的性质
【例5】 关于内能,下列说法正确的是( B )
A.内能是物体内部分子热运动的动能总和
B.做功和热传递都可以改变物体的内能
C.高温物体的内能一定比低温物体的内能大
D.热机是将机械能转化为内能的机械
考点三 探究:比较不同物质的吸热能力
【例6】 在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,如图1所示,两个相同的容器分别装有a、b两种液体。用功率相同的电加热器加热,液体的温度与加热时间的关系如图2所示,下列说法正确的是( C )
A.实验中必须保证两种液体的体积相同
B.加热相同时间,b液体吸收的热量大于a 液体吸收的热量
C. a液体的吸热能力比b 液体的吸热能力强
D. a液体的密度小于b 液体的密度
【例7】 在“比较不同物质吸热情况”的实验中,实验装置如图所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(1)实验中应量取质量 相等 的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用相同的电加热器加热。当它们吸收相同热量时,通过比较 升高的温度 来判断吸热能力的强弱。
(2)记录实验数据如表格所示。从开始加热到加热至42℃的过程中,甲、乙两种液体吸收热量的关系为 Q甲 <(选填“<”“=”或“>”)Qz。
(3)分析实验数据可知 甲 液体的吸热能力强。若甲的比热容为 则乙的比热容为 (不计热损失)
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考点四 比热容
【例8】 (2024 武汉中考)下列事例中,与“水的比热容较大”这个特性无关的是( B )
A.汽车发动机用水作冷却剂
B.人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷
C.海边昼夜温度变化比沙漠中小,适于居住
D.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
【例9】 一保温杯中装有质量为200g、温度为25℃的水。将一个质量为100g、温度为100℃的金属块放入杯中,一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30℃,假设金属块放出的热量全部被水吸收,已知水的比热容为 则该金属块的比热容为
考点五 热机、内燃机
【例10】 如图是四冲程汽油机的工作示意图,下列说法正确的是( A )
A.靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁 B.甲冲程中内能转化为机械能
C.丁冲程中内能转化为化学能 D.这四个冲程的正确顺序是乙→甲→丙→丁
【例11】 (2025 黄陂区期末)如图所示是单缸四冲程汽油机的剖面图,此时汽油机正处于 压缩 冲程,该冲程 是 (选填“是”或“不是”)靠飞轮的惯性来完成。若飞轮转速为1 800 r/min,则该汽油机1s内对外做功 15 次。
考点六 热值 热机效率
【例12】 关于热值和热机效率,下列说法正确的是( D )
A.燃料燃烧得越充分,它的热值就越大 B.燃料的热值大小与它质量的大小有关
C.热机做的有用功多,热机的效率就高 D.蒸汽机的效率通常比内燃机的效率低
【例13】 汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( A )
A.图甲是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由图乙可知该汽油机的效率是30%
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C.汽车尾气中的“汽油味”越浓表明燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值考点七 能量的转化和守恒
【例14】 下列说法不正确的是( D )
A.能量的转化与转移有方向性和不可逆性 B.温度高的物体,它的内能不一定大
C.做功可以使物体的温度降低 D.永动机在理论上是存在的
考点八 跨学科实践:制作简易热机模型
【例15】 物理小组收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。实验时向易拉罐内部注入大约半罐水,将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内,用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上,笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯,当有蒸汽喷出时,扇叶就转动起来。
(1)汽轮机模型工作过程的能量转化情况为:化学能→ 内能 → 机械能 。
(2)某团队的同学们在测试过程中,发现扇叶不转动,出现这种现象的原因可能是 笔管与易拉罐接口处漏气(合理即可)。 (写出一条即可)
考点精练
基础巩固
1.(2025 青山区期末)2024年12月23 日早上,武汉迎来了一场雪,如图所示。下列说法正确的是( A )
A.-1℃的雪比-4℃的雪,分子运动更剧烈
B.用手抓一把雪,雪的体积缩小了,说明分子间有间隙
C.空气比雪更易被压缩,是因为气体分子间没有排斥力
D.雪花一片片飘落,说明分子在不停地做无规则的运动
2.小明根据下表所提供的数据得出了四个结论,其中正确的是( D )
几种物质的比热容
水
酒精
煤油
冰
水银
沙子
铝
铜
4.2×10³
2.4×10³
2.1×10³
0.14×10³
约0.92×10³
A.液体的比热容一定比固体的比热容大
B.同种物质发生物态变化后,比热容不变
C.由于水的比热容大,白天海水温度比沙滩高
D.2kg的水温度升高50℃,吸收的热量是4.
3.如图是小明用塑料瓶制作的水火箭:先在瓶里装适量水,然后将带有阀门的金属管插入瓶塞,旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气,打开阀门后,水从尾部的金属管向下喷出,水火箭向上飞向空中,水火箭加速上升时,( D )
A.瓶内气体温度升高
B.能量的总量变大
C.与内燃机的压缩冲程工作原理相似
D.其机械能由高压气体内能转化而来
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4.如图为某汽油机工作时的能量流向图,汽油的热值q取4.5×10⁷ J/kg。以下说法正确的是( D )
A.汽油未完全燃烧时的热值比完全燃烧时的小
B.在做功冲程,该汽油机汽缸中的气体内能增大
C.该汽油机工作效率可达65%
D.完全燃烧10 kg汽油可放出4.5×10⁸ J 的热量
5.不同形式的能量可以在一定条件下相互转化,如图中给出了两个实例下列。对此图的补充错误的是( C )
A.圆圈A内,能量的形式是内能 B.圆圈B内,能量的形式是电能
C.序号⑤的实例有燃料燃烧 D.能量在转化和转移的过程中,总量保持不变
6.图1为“比较不同物质吸热情况”的实验装置,使用相同规格的电加热器分别对水和食用油加热,得到温度随时间变化的图像如图2所示。下列说法错误的是( B )
A.图2中甲对应食用油,乙对应水
B.加热2m in,甲物质比乙物质吸收的热量多
C.应在两个相同的烧杯中加入质量相同的水和食用油
D.由图2可知食用油的比热容为c=2.
7.如图所示,图A、B、C、D是四冲程汽油机工作的示意图,图E、F是演示实验的示意图,C图是 做功 冲程,与它原理相同的是 F (选填“E”或“F”)图所示的演示实验。某单缸四冲程内燃机飞轮的转速为1200 r/min,该内燃机每秒钟对外做功的次数为 10 次。一个工作循环消耗20g汽油(热值为4.6×10⁷ J/kg),这些汽油完全燃烧产生的热量是 J,若这台汽油机的效率为30%,则一个工作循环中输出的有用机械能为
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能力提升
8.关于温度、内能、热量,下列说法正确的是( C )
A.温度高的物体含有的热量多
B.物体吸收热量,温度一定升高
C.气体膨胀对外做功,自身内能会减少
D.热传递过程中,温度从高温物体传递给低温物体
9.用两个相同的电加热器给质量同为2kg的物质甲和水加热,它们的温度随时间变化的关系如图所示,据此判断甲物质10 min吸收的热量为( C )
A. B.
C. D.条件不足,不能确定
10.如图所示,在烧瓶内盛少量水,给瓶内打气,当瓶塞跳出时,可以看到瓶内出现了 白雾 ,说明水蒸气 液化 成了可以看到的小水滴。在这个过程中,气体膨胀对外 做功 ,温度 降低 ,内能 减少 。
11.秋冬季节,走在大街小巷,总能被飘满糖炒栗子甜香的味道所吸引。如图所示,在炒板栗时常要在锅中放入一些砂石,因为砂石的比热容 小 、升温快,与板栗充分接触,并通过 热传递 的方式使板栗内能增大,刚出锅时香气四溢,而当其冷却后,就闻不到香味了,这是因为该现象进行的快慢与 温度 有关。
12.小红一家到某基地露营时,用火炉将质量为2kg、初温为20℃的水加热到60℃,燃烧了100g木炭。已知:水的比热容 木炭的热值q=3.36×10⁷J/ kg.求:
(1)水吸收的热量。
(2)该火炉烧水的热效率。
解:(1)水吸收的热量: 10⁵J。
(2)木炭完全燃烧放出的热量: 火炉烧水的热效率:
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微专题1 热学实验
1.在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中,实验装置如图甲所示,将温度计插入试管后,待温度升至50℃左右开始,每隔大约1m in记录一次温度。根据记录的数据,在方格纸上以纵轴表示温度,横轴表示时间,描点连线,得到如图乙所示的该物质熔化时温度随时间变化的图像。
(1)实验中采用水浴法对试管中的物质加热,这种加热方法的好处是使试管中的物质 均匀受热 。
(2)由图乙可知,该物质是 晶体 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(3)图乙中物体在 B 点时的内能 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)在 D 点时的内能。
(4)比较图乙中的AB段与DE 段可知,物质在AB段的比热容 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)在DE段的比热容。
(5)某同学把试管中的物质换成水,发现无论怎么加热,试管中的水都不会沸腾,请设计一种可以使试管中的水沸腾的方案: 用酒精灯直接给试管加热(合理即可) 。(写一种即可)
2.小明同学取a、b两种粉末各50g,利用如图甲所示的实验装置“探究固体熔化时温度的变化规律”。
(1)根据实验数据绘制了如图乙所示的温度一时间图像,由图像可以判断 a 物质是晶体,第6m in时a物质为 固液共存 态,a物质第9 min时的内能 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)第3 min时的内能。
(2)某时刻,温度计的示数如图甲所示,为 35 ℃;若a物质在固态时的比热容为1.0× ,则该物质熔化后,液态时的比热容为
3.某小组在探究“水沸腾前后温度变化的特点”的实验中:
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(1)在组装甲实验装置时发现温度计的玻璃泡触碰到了杯底,应该将图甲装置中的 A 处向上 (选填“A处向上”或“B处向下”)适度调整。
(2)图乙是第4m in时温度计的示数,此时水的温度是 97 ℃。
(3)小红观察到图丙(b)中明显的实验现象时,再继续加热,发现温度计示数 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)小明和小红选用了相同的酒精灯加热,从开始加热到水刚沸腾的时间也相同,他们绘制的水的温度随时间变化的图像如图丁所示,则他们所用水的质量的大小关系为 ma > (选填“>”“<”或“=”) mb。
(5)为了减小热量损失,缩短加热时间,小红给烧杯加上了一个密闭性较好的盖子,她发现沸腾时温度计的示数比其他小组的高,原因是 杯内气压高,水的沸点变高 。
4.在“探究水沸腾前后温度变化的特点”实验中:
(1)如图甲,组装器材时,应根据 温度计玻璃泡 的位置固定铁棒M的位置。
(2)根据实验数据绘制出图丙中水的温度随时间变化的图像,图乙中 ② 对应图丙水2~4m in的状态;根据此温度图像可以判断:实验时的气压 低于 标准大气压。
(3)小园又用盐水实验,得到图丙中盐水沸腾前后温度变化的规律图像,由图丙可判断:其他条件相同时,选用 盐水 (选填“水”或“盐水”)可以更快地将蛋煮熟。
5.科学实验小组的同学在实验室研究热学实验。
(1)A小组的同学想利用图甲所示的装置来探究某物质熔化的特点,他们根据数据绘制了温度随时间变化的图像,如图乙所示,该物质的熔点为 0 ℃,该物质在第30 min时处于 固液共存态 (选填“固态”“液态”或“固液共存态”)。水浴法加热的优点是使物质 受热均匀 。
(2)B小组的同学想利用图丙所示的装置来探究水沸腾的特点,此温度计接触容器底部会造成测出的水温 偏高 (选填“偏高”“偏低”或“不变”);改正错误后,小南和小开选用相同的实验装置分别加热烧杯中的水,但将水加热到沸腾用的时间不同,他们绘制的温度随时间变化的图像如图丁所示。分析图像可知:
①小南和小开得到b、c两种不同图线的原因可能是水的 质量 不同。
②根据沸点可知当地的气压 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)一个标准大气压。
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6.小红在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量都是2kg的水和另一种液体进行了实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示。实验中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等。分析图象可以得出: 甲 物质为水;另一种液体的比热容为 ,这种液体在 15 min 内放出热量为
7.如图,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相等,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同物质吸热升温的特点,应选择 甲、丙 两图进行实验。质量和初始温度均相同的a、b两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示,由图可以看出, b 液体的吸热本领较强。
(2)比较不同燃料的热值,应选择 甲、乙 两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过 温度计示数 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏 小 。
(3)有一种“涡轮增压”(T型)轿车,通过给发动机提供更充足的空气使汽油更充分地燃烧,比普通轿车更节能,排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内与加在普通轿车内相比,其热值 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)该实验用到的研究方法有转换法和 控制变量 法。
8.某同学用如图甲所示的实验装置比较不同物质的比热容。用铁夹将温度传感器及分别盛有质量相等的水和食用油的两个试管固定在铁架台上,温度传感器的探头部分与试管内的水和食用油良好接触,两个温度传感器通过数据采集线与计算机相连接。在计算机上打开与此仪器配套的专用软件,点击“开始记录”,同时打开红外加热器开关,对盛有水和食用油的试管进行加热,在计算机上可以得到相应的实验图线,如图乙所示。下列说法错误的是( A )
A.同时打开红外加热器开关后,水和食用油的内能是通过做功方式增大的
B.在第2m in时,水和食用油吸收的热量相同
C.加热相同的时间,末温低的物质吸热能力强
D.食用油的比热容为
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微专题2 经典图片问题解析(一)
1.(1)如图甲所示,鼓面的振动带动周围的空气振动,形成疏密相间的波动,向远处传播,因此,声音以波的形式传播,我们把它叫作 声波 。
(2)如图乙所示,用一张桌子做实验,一个同学轻敲桌子(使附近的同学不能直接听到敲击声),另一个同学把耳朵贴在桌面上,可以听到敲桌子的声音,说明 固体 能够传声。
2.如图所示,改变钢尺伸出桌面的长度,用同样大小的力拨动钢尺。钢尺伸出桌面的长度越长,振动越 慢 ,发出的音调越 低 。振动的 频率 决定音调的高低。
3.请根据声音的三要素对甲、乙、丙、丁四幅波形图进行分类:音调相同的是 甲、乙、丁 ;音色相同的是 甲、丙、丁 ;响度相同的是 甲、乙、丙 。
4.班级举办了小型音乐会,同学们制作了不同的乐器进行演奏,如图甲,向玻璃瓶中灌入不同高度的水,敲击同一玻璃瓶时力度越大听到的声音 响度 越大。吹图乙的哨子时,向上推活塞,发出声音的音调变 高 。
5.如图所示为正在清洗眼镜的超声波清洗器,它能产生频率高于 20 000 Hz的声波,从而使清洗液产生剧烈振动,这也说明了超声波能传递 能量 ,超声波 不能 (选填“能”或“不能”)被人耳听到。医生利用超声波除去病人体内的结石,说明声波能传递 能量 ;我国传统中医中,医生通过“望、闻、问、切”检查病人,其中“闻”就是听的意思,说明声波能传递 信息 。
6.某物理实践小组的小玲同学计划将自己练琴的房间改造成隔音房间,以免练琴时打扰邻居。方案实施前,她设计实验来测评材料的隔音性能。器材有:一个分贝仪(测量声音强弱的仪器)、毛毡布、泡沫板、闹钟和两个相同的盒子。小玲同学设计的实验步骤如下(如图):
(1)用相同的方式把毛毡布、泡沫板分别布置在两个盒子内。
(2)接下来的操作是控制分贝仪到两个“隔音房间”的 距离 相等,读出分贝仪的示数。
(3)比较两次分贝仪的示数,如果在测试泡沫板的隔音性能时,分贝仪的数值较 小 ,则说明泡沫板的隔音性能好。
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(4)从控制噪声方面来看,“隔音房间模型”是在 传播过程中 控制噪声的。
7.由于疏忽,一病人直接用如图甲的温度计(已被使用过)测量自己的体温,测量后体温计的示数与之前37.8℃相同,则该病人的体温 可能 (选填“一定”“一定不”或“可能”)与体温计示数相等。在综合实践活动中,科技小组自制了一个简易温度计如图乙所示,这个温度计是根据液体 热胀冷缩 的规律制成的,温度变化相同时,细管越细,细管内液柱高度变化越 大 (选填“大”或“小”)。
8.冰箱中制冷剂的特点是沸点 低 ,它在冷冻室内发生 汽化 ,在冷凝器内发生 液化 ,通过 热传递 的方式改变冷冻室的内能。从冰箱内刚取出的食物上结了霜是 凝华 现象。
9.如图所示,酒精燃烧时 化学 能转化为 内 能。火焰的内能通过 热传递 的方式传给水和水蒸气。水蒸气把塞子冲出去,水蒸气的 内 能转化为塞子的 机械 能。
10.汽油机的“吸气”“压缩”“做功”“排气”四个冲程,将内能转化为机械能的是 做功 冲程, 做功 冲程使汽车获得动力;在 排气 冲程排出了尾气。如图所示的是 做功 冲程。在活塞向下运动的过程中,气缸内气体的内能 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”),温度 降低 (选填“升高”“降低”或“不变”),密度 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
11.如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片,分析图片可知小球弹起的高度逐渐减小,同时小球会变热。小球在下落时,它的 重力势 能减小,小球在上升时,它的 动 能减小,根据 能量守恒 定律,小球在弹跳过程中有一部分机械能转化为 内能 。
12.如图甲,在厚玻璃筒甲中放一小团脱脂棉,把活塞迅速压下去,观察到脱脂棉燃烧起来,脱脂棉是通过 热传递 的方式改变内能的。如图乙,在烧瓶内盛少量水,不断给瓶内打气,此时瓶内气体内能 增大 ;当瓶塞跳出时,瓶内出现白雾,在这个过程中,气体膨胀对外界做功,瓶内气体内能的变化量 大于 (选填“大于”“等于“或“小于”)瓶塞机械能的变化量。
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第 4讲 光现象
知识梳理
知识点一 光的直线传播
光源
能够 发光 的物体叫作光源。月亮 不是 (选填“是”或“不是”)光源
光线
用来表示光传播的 径迹 和 方向 的带箭头的直线。它是建立的物理模型,实际上并不存在
规律
光在 同种均匀介质 中沿直线传播
现象应用
影子的形成、日食、月食、激光准直、站队看齐、射击瞄准、树下圆斑。
小孔成像:成倒立的实像,像的形状与小孔的形状 无关
光速
光在真空中的传播速度( 。光在不同介质中的传播速度 不同 。光年是 长度(距离) 单位
知识点二 光的反射和光的折射
类型
光的反射
光的折射
光路图
三线共面
反射光线、入射光线和法线都在 同一平面 内
折射光线、入射光线和法线都在 同一平面 内
两线分居
反射光线、入射光线位于法线 两侧
折射光线、入射光线位于法线 两侧
角度关系
反射角 等于 入射角
折射角和入射角,位于 空气 中的角大
垂直入射
入射光线垂直射向反射面,反射光线沿原路返回,此时入射角为 0°
光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向 不变
光路可逆
在光的反射和折射现象中,光路是 可逆 的
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知识点三 平面镜成像
1.平面镜
装置
①实验中用 薄 (选填“薄”或“厚”)的玻璃板代替平面镜的目的:便于 确定像的位置 。
②准备两支完全相同的蜡烛的目的:便于比较像与物的 大小关系 。
③玻璃板要与水平桌面 垂直
结论
平面镜所成的像是 虚 像,像与物的大小 相等 ,像与物到平面镜的距离 相等 ,像与物的连线与镜面垂直
作图
物与像的关系:A.. 人眼看到像的光路图:
2.球面镜
原理
种类
对光的作用
应用
光的 反射
凸面镜
发散 作用,从而可以 扩大 视野
汽车的后视镜、街头路口的反光镜
凹面镜
会聚 作用
太阳灶、汽车前灯的反光装置
知识点四 光的色散 看不见的光
1.光的色散
光的色散
太阳光(白光)通过棱镜被分解成 各种颜色 的光的现象。不同色光通过棱镜时偏折程度不同, 红光 的偏折程度最小, 紫光 的偏折程度最大
色光的三原色
红 、 绿 、 蓝
2.看不见的光
类型
红外线
紫外线
特性
热 效应、穿透云雾能力强等
荧光 效应、消毒杀菌、促进发育等
应用
①用红外胶片拍摄的“热谱图”诊断疾病;
②红外线夜视仪;
③遥控器
①适当的紫外线照射促进骨骼的生长;
②手术室、病房用紫外线灯灭菌;
③紫外线能使荧光物质发光(验钞机)
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考点突破
考点一 光的直线传播
【例1】 细心观察的小明发现身边处处有物理。下列他观察到的现象或事例可以用“光的直线传播”解释的是( B )
A.课堂上老师用投影仪将同学们的优秀作品展示投影
B.太阳高照时校园长廊下斑驳的树影
C.午后阳光通过课桌上透明水杯形成的彩色光带
D.晚自习时教室窗户玻璃里出现的另一个“自己”
考点二 光的反射光的反射实验
【例2】 (2024湖北中考)下列现象中能用光的反射解释的是( B )
【例3】 如图甲所示,在探究光的反射规律实验中,平面镜水平放置,白色纸板竖直地立在平面镜上。将激光笔发出的一束激光紧贴纸板射向镜面上的O点。
(1)在纸板上能看到激光路径,是因为激光在纸板表面发生 漫 反射。
(2)图甲中,激光与平面镜成40°角入射,则反射角为 50° 。
(3)纸板上可以同时看到入射光线和反射光线,说明它们和法线在 同一平面 内。
(4)如图乙所示,纸板绕CD轴向后转动一定角度,再将激光紧贴纸板射向镜面上的O点,此时纸板上看不到反射光线,保持平面镜和入射光线位置不变,要在纸板上同时显示入射光线和反射光线,应怎样调整纸板? 调整纸板与入射光线在同一平面且垂直于平面镜 。
考点三 平面镜成像
【例4】 如图甲所示,学校走廊的AB处有一块如图乙所示的仪容镜靠墙而立,镜面与墙壁平行,小明同学沿着平行于墙壁的方向由①到③直线走动。下列说法正确的是( B )
A.小明在镜中的像先变大后变小
B.小明在位置①可以在镜中看到位置③另一个同学的像
C.在仪容镜后放一不透明木板,小明在位置②看不到自己的像
D.小明在位置①②③都可以在镜中看到自己的像
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【例5】 宠物狗狗正前方竖立着一面镜子,它正在欣赏镜中的自己(如图所示),假设狗狗不动,把平面镜沿MN 截成两半,并分别向两侧平移一段距离(两块镜面仍然在原镜面平面内),则狗狗的头部通过左、右两面镜子( D )
A.都不能成像
B.各成半个像,合起来成一个完整的像
C.都成完整的像,且两个像在不同位置
D.都成完整的像,且两个像在同一位置
【例6】 在“探究平面镜成像特点”的实验中,实验装置如图甲所示。
(1)为了研究像和物的位置关系,还需要的实验器材是 刻度尺 。
(2)实验时将点燃的蜡烛靠近玻璃板移动,观察到像 靠近 (选填“靠近”或“远离”)玻璃板移动,像的大小 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)检查视力的时候,视力表放在被测者的后上方,被测者识别对面墙上镜子里视力表的像。如图乙所示,视力表与平面镜间的水平距离为2.8m,要求视力表在镜中的像与被测者相距5m,则人应坐在离平面镜 2.2 m的位置检查。
考点四 光的折射
【例7】 标有甲、乙两点的筷子放在空碗中,如图1所示,向碗中加水至虚线处,观察到如图2所示的情景,则看到甲或乙的光的传播路径正确的是( D )
【例8】 (2025新洲区期中)在一个空碗中放一枚硬币,当慢慢蹲下,视线低于某一个观察位置时,就无法看到硬币了;此时慢慢往碗里倒水,会发现在同一个观察位置又能看见碗中的硬币(如图所示)。下列现象(或应用)中,与加水后看到硬币的原理相同的是( C )
考点五 光的色散 看不见的光
【例9】 如图所示,一束太阳光透过三棱镜,会分解成红、橙、黄、绿、蓝、 靛、紫等七种色光,这个现象叫作光的 色散 。在可见光的外侧,还有不可见光红外线和紫外线,红外线
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具有 热 效应,紫外线能使 荧光物质 发光。
【例10】 如图甲所示,A、B之间是太阳光经三棱镜色散后在屏上得到的彩色光带。将电子温度传感器分别放在A、B两点外侧,测得温度T随时间t变化的图像如图乙所示。则曲线①对应光线的应用有: 使荧光物质发光、消毒杀菌 ,曲线②对应的是 红外 线。
【例11】 在人员密集的医院、车站、机场等地方都安装有“门式人体测温仪”,如图所示,人通过门时就可检测出人的体温状况,这是利用 红外线 来工作的,它属于一种 不可见光 (选填“可见光”或“不可见光”)。
考点精练
基础巩固
1.很多诗句蕴含着丰富的物理知识,下列诗句所描述的现象与其成因对应正确的是( D )
A.“池水映明月,潭清疑水浅”,句中“水浅”是由光的反射造成的
B.“已是悬崖百丈冰,犹有花枝俏”,句中“冰”的形成是熔化现象
C.“绿树阴浓夏日长,楼台倒影入池塘”,句中“阴浓”是光的折射形成的
D.“寒夜客来茶当酒,竹炉汤沸火初红”,句中“汤沸”是指水加热后发生汽化现象
2.(2024汉阳区期中)如图甲为我国建造的亚洲第一座全天持续发电的熔盐塔式光热发电站。这座发电站利用高科技手段,让定日镜追逐太阳,将能量会聚到高塔,从而实现发电。其原理如图乙所示。下列光现象中与定日镜工作原理不相同的是( D )
A.刚下过雨的夜晚,人们在坑洼的路面迎着月亮行走,看到发亮的地方是水面
B.自行车尾灯原理
C.凸面镜可以扩大视野
D.青蛙“坐井观天,所见甚小”
3.光从玻璃斜射到空气中,在玻璃与空气的交界面上发生反射和折射,以下符合实际情况的是( B )
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4.周六,小龙同学又开始了他的家庭实验:如图甲,他在桌面上放一个空碗,碗内底部放一枚硬币,让弟弟看过去,没有看见硬币;弟弟保持不动,小龙慢慢往碗中倒水,弟弟突然看见碗中出现了一枚“硬币”,如图乙。对此现象下列分析正确的是( B )
A.看见硬币,说明硬币是光源
B.没有看见硬币,是因为光的直线传播
C.看见的“硬币”,是光的反射形成的虚像
D.看见硬币,表明光在水中的传播速度比空气中快
5.小明利用如图装置探究光反射时的规律。
(1)如图所示,实验时,把一个平面镜放在水平桌面上,再把白色纸板ENF(右侧可绕ON 翻折)竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON应 垂直 于镜面。使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,光在纸板上发生 漫 (选填“镜面”或“漫”)反射,呈现径迹。光经平面镜反射,沿另一个方向射出。
(2)改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板,用量角器测量ON两侧的∠i和∠r,是为了 寻找反射角与入射角大小关系的普遍规律 ;根据实验结论可知,当入射光EO与平面镜夹角为50°时,反射角为 40° 。
(3)让光沿图中FO方向照射到镜面,它会沿着OE方向射出。这表明:在光的反射现象中,光路是 可逆 的。
6.小文利用如图所示的实验装置探究平面镜成像的特点。
(1)为了保证实验效果,实验最好在 较暗 (选填“较明亮”或“较暗”)的环境中进行,最好选择 较薄 (选填“较厚”或“较薄”)的玻璃板做实验。
(2)在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖立一块透明玻璃板。把蜡烛A 点燃放在玻璃板的前面,小文应在玻璃板 前面 (选填“前面”或“后面”)观察蜡烛A经玻璃板 反射 所成的像。
(3)再拿一支外形相同但 不点燃 的蜡烛B放在玻璃板后面,使其移动,直到看上去跟蜡烛A的像 完全重合 。
(4)小文用玻璃板替代平面镜,成像虽没有平面镜清晰,但能观察到蜡烛 B (选填“A”或“B”),便于确定像的位置。
(5)另一小组的小丽同学将蜡烛A逐渐向玻璃板移近时,蜡烛A的像将逐渐向 靠近 (选填“靠近”或“远离”)玻璃板的方向移动,像的大小将 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(6)在学习了平面镜成像的有关知识后,四位同学画出的小丑玩偶在平面镜中成的像如下图所示,四幅图中的物、像关系符合平面镜成像特点的是 C 。
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能力提升
7.(2024武汉中考)如图所示,为了探究光反射时的规律,把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板 ENF竖直地立在平面镜上,纸板ENF是用两块纸板连接起来的,纸板 NOF可以向前或向后折。下列说法正确的是( A )
A.纸板 NOF 向前或向后折,是为了探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
B.入射光线靠近ON时,反射光线远离ON
C.使一束光贴着纸板沿 NO方向射到O点,这时没有反射光射出
D.使用此实验装置不能探究光在反射时光路是否可逆
8.如图所示是武汉市某学校走廊里放置的一块仪容镜(平面镜),它提醒我们“正衣冠、端品行、树形象”。下列四个实验能揭示仪容镜成像原理的是( B )
9.如图所示,一只水鸟站在水中觅食,图中的黑影是由于光的 直线传播 形成的,倒影是因光的反射形成的 虚 像,且倒影看起来要“暗”一些,是因为有一部分光在水面处发生了 折射 而进入水中,人能从不同角度看见水鸟是由于光照射在鸟身上发生了 漫反射 。
10.如图所示,水池边有一路灯S,路灯上方有一平面镜MN,S发出的光能经MN 反射后射入水中。请画出:
(1)S在平面镜中所成的像S'。
(2)经MN反射后过A 点的反射光线OA。
(3)OA 照射到水池中的大致光路图。
11.2024年4月 26 日,神舟十八号载人飞船成功对接中国空间站,装有4条斑马鱼的特制透明容器顺利转移到问天实验舱,如图甲所示。请你在图乙中画出航天员看到斑马鱼的光路图(S表示斑马鱼的实际位置,S'表示航天员看到的斑马鱼像的位置,不考虑容器壁对光线的影响)。
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第 5讲 透镜及其应用
知识梳理
知识点一 凸透镜和凹透镜
类型
凸透镜
凹透镜
外形特征
中间 厚 、边缘 薄
中间 薄 、边缘 厚
对光线的作用
会聚 作用
发散 作用
焦点、焦距
三条特殊光线
知识点二 生活中的透镜
类型
照相机
投影仪
放大镜
物距
u>2f
f<u<2f
u<f
成像
倒立、缩小、实像
倒立、放大、实像
正立、放大、虚像
调节方法
物近像远像变大
物远像远像变大
前伸镜头,靠近景物,成像变大
下调镜头,远离屏幕,成像变大
远离物体,成像变大
知识点三 实像与虚像的对比
类型
实像
虚像
成因
由实际光线会聚而成
由实际光线(反射光线或折射光线)的反向延长线相交而成
效果
光屏能呈现,底片可感光,人眼能看到
光屏不能呈现,人眼能看到
正倒
倒立
正立
位置
折射成像时,物、像处于透镜异侧
反射成像时,物、像处于镜面异侧;折射成像时,物、像处于透镜同侧
举例
小孔成像,照相机、幻灯机成像
平面镜、放大镜成像
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知识点四 探究凸透镜成像规律的实验
实验装置
安装细节
如图所示,凸透镜居中,蜡烛和光屏在凸透镜两侧;点燃蜡烛,调节烛焰、凸透镜和光屏,使三者中心大致在 同一高度 ,从而使像成在光屏中央
实验过程
①保持凸透镜位置不动,改变蜡烛到凸透镜的距离,调节光屏的位置,使烛焰在光屏上成清晰的像,分别记下不同情况下的物距、像距和成像情况;
②无论如何移动光屏,光屏上均得不到像的原因:一是凸透镜、光屏、烛焰三者的中心 不在同一高度 ;二是物体在 一倍焦距 内或物体在 焦点 上
深入探究
①用挡板遮住凸透镜的一部分,光屏上 能 (选填“能”或“不能”)呈现烛焰完整的像,但像变 暗 ;
②将蜡烛由二倍焦距外逐渐靠近凸透镜,移动光屏,观察像和像距的变化可知,成实像时,物距越小,像距越大,像越大;
③随着实验的进行,蜡烛由于燃烧逐渐变短,烛焰的像会成在光屏中心的 上方 ,为了使像移回到光屏的中心,可以适当只将凸透镜向 下 移动
知识点五 凸透镜成像规律
物体到凸透镜的距离u
像的特点
像到凸透镜的距离v
应用
u>2f
倒立、缩小的实像
f<v<2f
照相机
u=2f
倒立、等大的实像
v=2f
间接测焦距
2f>u>f
倒立、放大的实像
v>2f
投影仪、幻灯机
u=f
不成像
获得平行光
u<f
正立、放大的虚像
v>u
放大镜
巧记规律
一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;物近像远像变大,物远像近像变小(适用于成实像)
知识点六 眼睛和眼镜
类型
正常眼
近视眼
远视眼
外形
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续表
类型
正常眼
近视眼
远视眼
焦距
通过调节晶状体厚薄来调节焦距
比正常眼的焦距 短
(选填“长”或“短”)
比正常眼的焦距 长
(选填“长”或“短”)
对光线作用
近处、远处物体的像成在视网膜上
对光线折射能力强,远处物体的像成在视网膜前
对光线折射能力弱,近处物体的像成在视 网膜后
矫正方法
—
戴 凹 透镜
戴 凸 透镜
知识点七 跨学科实践:制作望远镜
组成
透镜选择
成像特征
看最远处
看近处
物镜
焦距较 长 ,直径较 大
成 倒立 、 缩小 的实像,其作用相当于 照相机
物镜与目镜的距离约等于两块凸 透镜的焦距之和
物镜与目镜的距离要稍 大 一些
目镜
焦距较 短 ,直径较 小
成 正立 、 放大 的 虚像,其作用相当于 放大镜
视角:(1)定义:由物体两端射出的两条光线在眼球内交叉而成的角叫视角。
(2)影响因素:视角与物体本身的 大小 及物体和人眼之间的 距离 有关。
考点突破
考点一 凸透镜和凹透镜
【例1】 香水的主要成分是易燃的酒精。如图所示为四瓶香水,透明玻璃瓶盖形状各异,最容易在阳光下引发火灾的是( B )
【例2】 (2025 湖北中考)2025年1月20日,在第九届亚冬会火种采集仪式上,现场用图甲中的冰透镜成功点燃了火炬。小红为了研究此现象,让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射在墙上,如图乙, 下 (选填“上”或“下”)方眼镜的透镜类型与冰透镜相同,为 凸 透镜。
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考点二 生活中的透镜
【例3】 为确保师生安全,部分学校大门口安装了自动闸机,师生可以通过“刷脸机”鉴别身份,打开闸机进入校园,如图所示。下列判断正确的是( B )
A.摄像头是凸透镜,可矫正近视眼
B.“刷脸”时,人脸成的是缩小的实像
C.要使成像变大,人应该远离刷脸机
D.屏幕上所成的像与平面镜成像相同
【例4】 如图甲所示是公共场所的宣传投影灯,装在高处的投影灯照在地面上出现图案,其内部结构如图乙所示。下列说法正确的是( A )
A.不同方向都能看到图案是光在地面发生了漫反射
B.该投影灯的成像原理与照相机相同
C.调小镜头与图片的距离图案变小
D.地面上看到的是放大的虚像
考点三 探究凸透镜成像规律的实验
【例5】 (2024武汉中考)实验小组在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)图甲中,点燃蜡烛后,光屏上恰能成清晰的像, 照相机 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据该成像特点制成的。将蜡烛向左移动一段距离,光屏上的像变模糊了,为了使光屏上再次成清晰的像,同学们提出了两种不同的解决方案。
方案一:仅将光屏向 左 移动一段距离。
方案二:仅换用焦距较 大 的凸透镜。
(2)某同学利用焦距为20cm的凸透镜观察指纹,保持指纹到眼睛的距离为40 cm不变,将凸透镜调整到如图乙所示的位置,看到了指纹正立、放大的像,此时该同学的眼睛通过凸透镜在另一侧能成 倒立、放大 (选填“倒立、缩小”“倒立、放大”或“正立、放大”)的像。
【例6】(2025 东湖高新区五调)小明利用如图甲所示的装置“探究凸透镜成像的规律”。
(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上,点燃蜡烛后发现烛焰的像成在光屏下方。此时应向 下 (选填“上”或“下”)调节蜡烛,使烛焰的像成在光屏中央。
(2)蜡烛、凸透镜、光屏位于图甲所示位置时,光屏上恰好成最清晰的像,小明把蜡烛向右移动到 35 cm刻度线处,发现光屏上烛焰的像变模糊了。他可以将光屏移动至 80 cm刻度
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线处,或者不移动光屏,将一个度数合适的 远视 (选填“近视”或“远视”)眼镜的镜片放在凸透镜和烛焰之间,都能让光屏上的像重新变清晰。
(3)如图乙所示,C是光点A(A点未画出)经过凸透镜所成的像,BC是其中一条光线的折射光线,请通过作图找到A点的位置并画出BC 的入射光线。
【例7】 小华在探究凸透镜成像规律时,将平行光正对凸透镜照射,另一侧的光屏移动到距凸透镜10cm处时,得到一个最小、最亮的光斑。接着把光源换成蜡烛,调整好相关器材的高度,将凸透镜固定在光具座中央50cm刻度线处,移动蜡烛到光具座的左端并点燃,再移动光屏至如图所示位置时,在光屏中央得到一个清晰的像。保持凸透镜位置不变,通过移动蜡烛及光屏的位置,下列成像情况符合实际的是( C )
A.若蜡烛放置在 10 cm刻度线处,移动光屏,在光屏上不能呈现清晰的像
B.若蜡烛放置在30cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现清晰、缩小的像
C.若蜡烛放置在35 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现清晰、放大的像
D.若蜡烛放置在45 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现清晰、放大的像
考点四 凸透镜成像规律
【例8】 (2025 苏州中考)探究凸透镜成像的规律时,把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上,先固定好点燃的蜡烛和光屏,再移动凸透镜,当凸透镜距离蜡烛为16 cm和24 cm时,光屏上先后两次都呈现烛焰清晰的像,下列说法正确的是( C )
A.第一次的像是缩小的 B.第二次的像比第一次大
C.蜡烛和光屏间的距离是 40 cm D.凸透镜的焦距是 20cm
【例9】 (2023武汉中考)用F为焦点,焦距为 f的凸透镜探究成像规律,在实验中:
(1)发光物体和凸透镜的位置如图所示,图中光屏未画出,光屏上所成清晰的像在图中 ③ (填数字序号)区域,像的箭头方向是竖直向 下 的,像的大小比发光物体要 小 。
(2)将光屏放在凸透镜右侧,发光物体放在A 处,发现无论怎样调整光屏的位置,在光屏上都无法得到发光物体的像。撤去光屏,从凸透镜右侧向凸透镜看去,观察到发光物体的像,此像到凸透镜的距离 大于 (选填“大于”“等于”或“小于”)发光物体到凸透镜的距离。
考点五 眼睛和眼镜
【例10】 眼睛是心灵的窗户,关于眼睛及其视力矫正,下列说法中错误的是( C )
A.人眼睛的晶状体相当于凸透镜 B.物体通过晶状体所成的像是倒立的实像
C.远视眼看近处景物,成像落在视网膜前方 D.矫正近视眼所戴的眼镜镜片是凹透镜
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考点六 跨学科实践:制作望远镜
【例11】 跨学科实践课上同学们准备自制天文望远镜(如图甲),实验室有四种规格的凸透镜如下表。
序号
A
B
C
D
直径/ cm
4
5
8
5
焦距/ cm
10
10
30
20
查阅资料:望远镜的放大倍率取2至3倍为宜,放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。选物镜与目镜直径大的,可适当增大观察范围,并使成像更亮更清晰。
(1)为获得较大放大倍率,小组应选用 C 透镜做物镜、 B 透镜做目镜最适宜。
(2)图乙为望远镜成像原理图,物镜相当于 照相机 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”,下同),目镜相当于 放大镜 。
(3)制作完成后,他们用望远镜观察远处树木,肉眼直接观察树木如图丙所示,则在原地用自制望远镜看到的像是 B (填字母);与原树木相比,通过望远镜所成的是树木 缩小 (选填“放大”或“缩小”)的虚像。
考点精练
基础巩固
1.如图所示,对光有发散作用的透镜是( B )
2.以下光通过透镜的光路图中,正确的是( A )
3.如图所示,早期照相馆里摄影师取景时看到的像是倒立的。有几位同学对此现象展开了讨论,下列讨论正确的是( D )
A.将照相机靠近两位照相的人,可以看到两位照相人的全身像
B.调整相机和两位照相人之间的距离,人像变大时,应减小相机镜头和胶片之间的距离
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C.要使人像更亮,必须在两位照相人的身后进行“补光”
D.现在的相机利用光学或电子技术,把倒立的像转变成正立的,便于观察
4.如图为“探究凸透镜成像规律”的实验中观察到的一种成像情景,下列器械的工作原理与该成像方式相同的是( A )
A.照相机 B.投影仪 C.潜望镜 D.放大镜
5.如图是近视眼及其矫正的光路图,下列说法不正确的是( A )
A.近视眼的成像原理和小孔成像的原理相同
B.近视眼看远处的物体,像成于视网膜前
C.近视眼用凹透镜矫正
D.为预防近视,读写时眼睛与书本的距离应保持在25 cm左右
6.如图,在自制照相机模型时:
(1)在取材时,胶片使用的材料是 半透明 (选填“透明”“半透明”或“不透明”)膜。
(2)观察时,小明应选择 亮 (选填“亮”或“暗”)的物体做观察对象。
(3)小明用自制的照相机先拍摄远处的物体,再拍摄近处物体时,应将两筒间的距离变 大 ;此时薄膜上的像变 大 。
7.工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个凸透镜,便于观察仪表的细微之处,如图所示。
(1)凸透镜起到 放大 的作用。
(2)凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的 一倍 焦距范围之内。
(3)通过凸透镜看到的是仪表 正立 (选填“正立”或“倒立”)的像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的 同 侧。
8.(2025武汉中考)某小组利用焦距不同的凸透镜,模拟正常眼睛通过调节晶状体的形状看清远处和近处的物体。
(1)如图所示是同学们先用焦距为15 cm的凸透镜模拟看清远处物体的情景。点燃蜡烛后,光屏上恰能成清晰的像,这个像是 缩小 、倒立的实像。
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(2)为了接着模拟正常眼睛通过调节晶状体的形状看清近处的物体,同学们保持凸透镜和光屏的位置不变,选用焦距为 12 (选填“10”“12”“16”或“20”) cm的凸透镜替换图中的凸透镜,移动蜡烛,直到光屏上再次成清晰的像。
(3)同学们由此联想到:通过远眺可以让睫状体放松,晶状体厚度 变薄 (选填“变薄”“不变”或“变厚”),对光的偏折能力 减弱 ,有助于缓解长时间用眼导致的疲劳和预防近视。
能力提升
9.如图是超市安装的一种刷脸自助储物柜。某顾客站在屏幕前50cm处,按下“存”按钮,屏幕上方的摄像头启动,出现人脸缩小的像,柜门打开。下列说法正确的是( C )
A.该摄像头相当于一个凹透镜 B.该摄像头对光线具有发散作用
C.该摄像头的焦距可能是0.20m D.该摄像头成像原理是光的反射
10.某同学利用如图所示的装置探究凸透镜成像规律。
(1)图中光屏上恰好得到烛焰清晰的像,则凸透镜甲的焦距为 10.0 cm。
(2)保持凸透镜甲位置不变,将点燃的蜡烛放在光具座上 25 cm刻度线处,向 右 (选填“左”或“右”)移动光屏,可在光屏上得到烛焰清晰的像,这是 投影仪 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的原理,接着仅用凸透镜乙替换凸透镜甲,只向左移动光屏,可在光屏上得到烛焰清晰的像,这说明凸透镜乙的焦距 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)凸透镜甲的焦距。
11.某同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材探究凸透镜成像的规律。
(1)用焦距为10 cm的凸透镜进行实验,蜡烛和凸透镜放置在如图甲所示的位置,将光屏移动到图示位置时,光屏上得到烛焰清晰的、 缩小 的、 倒 立的实像。
(2)保持凸透镜和光屏的位置不变,换用焦距为20cm的凸透镜继续实验,下列说法正确的是 ④ (填序号)。
①向左移动蜡烛,可以在光屏上得到烛焰缩小的清晰的实像
②向左移动蜡烛,可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像
③向右移动蜡烛,可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像
④无论怎样移动蜡烛,在光屏上都得不到烛焰的清晰的像
(3)如图乙所示,F表示凸透镜的焦点,S表示烛焰,S'表示S经凸透镜所成的像,请在图乙中画出入射光线 SA 经过凸透镜之后的光线。
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微专题3 光的反射 平面镜成像实验
1.为了探究平面镜成像特点,小明在水平桌面上铺一张白纸,在白纸上竖立一块玻璃板,把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛 B 放在玻璃板后面,如图所示。
(1)实验中使用玻璃板代替平面镜的好处是 便于确定像的位置 。
(2)小明应该尽量选用 薄 (选填“厚”或“薄”)玻璃板。
(3)实验中使用了两支外形相同的蜡烛A与B,主要目的是 便于比较像与物的大小 。
(4)当蜡烛A 向玻璃板靠近时,蜡烛A的像的大小 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)改变蜡烛A 的位置进行多次实验,目的是 得到普遍性的规律 。
2.如图甲所示,M是水平放置的小镜子,上面竖直放置一块长方形硬纸板(用来显示光的传播路径),纸板是由两个大小相同的小纸板E、F连接而成的。E、F可绕接缝ON 转动,ON 是镜面的法线,AO表示入射光线,OB 表示反射光线。利用上述器材和量角器、激光笔等探究光的反射规律。
(1)实验小组的每一位同学从不同方向都能看到入射光AO在纸板E 上的径迹,这是因为光在纸板上发生了 漫 (选填“镜面”或“漫”)反射。
(2)根据测量可以得出:∠BON 等于 (选填“等于”或“不等于”)∠AON。
(3)在其他条件不变的情况下,将纸板 F 绕ON 向后折,此时在纸板 F 上看不到反射光,如图乙所示。再多次改变入射光AO与ON 的夹角,在纸板 F上均看不到反射光。根据此实验现象初步得出结论: 光在发生反射时,反射光线、法线、入射光线在同一平面内 。
(4)利用这些实验器材还可以进行的实验探究有: 光反射时,光路是可逆的 。
3.在“探究光的反射定律”实验中,器材有:激光笔、可折转光屏、平面镜和喷雾器。
(1)将平面镜置于水平桌面,如图甲所示。激光笔的光束射向平面镜上O点,在平面镜上方喷水雾,从前向后观察,可在镜面上方看到 2 条光束。
(2)将折转光屏垂直于平面镜放置,让入射光沿左半屏射到O点,如图乙所示。要呈现反射光,需将右半屏向 前 (选填“前”或“后”)折转。
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(3)保持入射点不变,多次改变入射方向,在光屏上记录每次实验的光路 aa'、bb'和(cc',如图丙所示。为了研究反射光线和入射光线的位置关系,发现左、右半屏相对应的光线关于转轴对称,可将此对称轴视为 法线 。同时根据光屏上的信息可得结论:反射角与入射角的大小 相等 。
4.如图甲是小明探究“平面镜成像的特点”的实验装置,图中A、B是两支完全相同的蜡烛。
(1)选用茶色玻璃板代替平面镜,目的是 便于确定像的位置 ,玻璃板应选择 薄的 (选填“厚的”或“薄的”)。
(2)实验中应选择与蜡烛A外形相同且 未点燃 (选填“已点燃”或“未点燃”)的蜡烛 B;移动蜡烛B发现其恰好能与 蜡烛A的像 完全重合,说明像与物大小相等;这种研究方法叫作 等效替代法 。
(3)移去蜡烛B,并在其所在位置放一光屏,用眼睛 直接 (选填“直接”或“透过玻璃板”)观察光屏,光屏上 不能 (选填“能”或“不能”)承接到蜡烛A的像,这说明平面镜所成的像是 虚 (选填“实”或“虚”)像。
(4)实验结束后,小明想,若把玻璃板沿MN截成两部分(如图乙所示),并分别向两侧平移一小段距离,则蜡烛A通过左右两部分玻璃板成像的情况是 A (选填“A”或“B”)。
A.都成完整的像,且两个像在同一位置 B.各成半个像,合起来成一个完整的像
(5)若放置玻璃板时,不小心上端向左倾斜如图丙所示,蜡烛A在玻璃板中成像的位置会偏高。蜡烛A的像将 仍然 (选填“仍然”或“不再”)与蜡烛A关于镜面对称。
5.用如图所示装置“探究平面镜成像的特点”。
(1)请将下列实验步骤合理排序,合理的实验步骤顺序为 A DCEB F(填序号)。
A.在桌面上铺一张大纸,纸上竖立一块玻璃板作为平面镜,沿着玻璃板在纸上画一条直线,代表平面镜的位置。
B.用直线把蜡烛和它的像在纸上的位置连起来,并用刻度尺分别测量它们到玻璃板的距离。
C.拿一支外形相同但不点燃的蜡烛,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合。
D.把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,可以看到它在玻璃板后面的像。
E.在纸上记下蜡烛和它的像的位置。
F.根据上述实验分析得出平面镜成像的规律:平面镜所成的像与物体关于平面镜对称。
(2)为了使实验结论更具科学性,应补充的实验步骤是 移动点燃的那支蜡烛的位置,重复步骤 DCEB多次实验 。
(3)在上述实验中,如果在玻璃板背面粘贴一张不透光的白纸,将玻璃板背面完全遮挡住,还能看到蜡烛在玻璃板后面的像吗?答: 能 (选填“能”或“不能”)看到。
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微专题 4 凸透镜成像实验
1.小龙在“探究凸透镜成像的规律”实验中,进行了如下探究:
(1)如图甲所示,平行光正对着凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距是 10.0 cm。
(2)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,点燃蜡烛,发现烛焰在光屏上所成的像如图乙所示,产生这一现象的原因是烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心 不在 (选填“在”或“不在”)同一高度。
(3)如图丙所示,光屏上呈现清晰的像,此时成像情况与生活中 照相机 (选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”)原理相同。凸透镜位置不动,将蜡烛向凸透镜方向移动10 cm,为了在光屏上呈现清晰的像,应将光屏向 右 (选填“左”或“右”)移动,像将变 大 。
(4)手机的摄像头相当于凸透镜,在日常生活中该类透镜可以用来矫正 远视眼 (选填“近视眼”或“远视眼”)。
2.某学习小组探究凸透镜成像的规律实验:
(1)安装并调节烛焰、凸透镜和光屏的位置,使它们三者中心大致在 同一高度 ,目的是 使像成在光屏中央 。
(2)通过探究,记录并绘制了像距v与物距u之间的关系图像,如图甲所示,则该凸透镜的焦距是 10 cm。
(3)当蜡烛在如图乙所示位置时,调节光屏的位置可在光屏上得到一个倒立、放大的实像,生活中的 投影仪 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用该成像原理工作的。
(4)小新借来物理老师的眼镜,将其放在图乙中的蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原本清晰的像变模糊了,向右移动光屏,光屏上的像又变清晰了,说明该物理老师的眼镜是 近视 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
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3.如图甲所示,一束平行光经过一凸透镜,调节光屏的位置,直到光屏上得到一个最小、最亮的光斑。小明用此凸透镜进行“探究凸透镜成像规律”的实验,实验装置如图乙所示。
(1)该凸透镜的焦距为 10.0 cm。
(2)当蜡烛、凸透镜位于图乙所示位置时,光屏上得到一个清晰的像,该像的规律可运用于望远镜的 物镜 (选填“物镜”或“目镜”)中。
(3)若保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移至 34.0 cm刻度线处,可以在光屏上得到一个倒立、放大的清晰的像。
(4)若保持凸透镜的位置不变,将蜡烛移至44 cm刻度线处,接下来的操作应该是 ③ (选填“①”“②”或“③”),此时的像应是如图丙所示的 D (选填“A”“B”“C”或“D”)。
①适当移动光屏,直到在光屏上找到清晰的像
②取下光屏,眼睛从透镜左侧直接透过透镜观察成像情况
③取下光屏,眼睛从透镜右侧直接透过透镜观察成像情况
(5)如图丁所示,将凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作眼睛的视网膜,烛焰看作眼睛观察的物体。拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上,光屏上出现烛焰清晰的像;拿走近视眼镜,烛焰的像变得模糊。在拿走近视眼镜后,下列操作能使光屏上重新得到清晰的像的是 A 。
A.将光屏或蜡烛适当靠近凸透镜 B.同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜
C.将光屏适当远离凸透镜 D.将蜡烛适当远离凸透镜
4.如图所示,将焦距为10 cm的凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,此时在光屏中心已成烛焰清晰的像。
(1)若遮住凸透镜的下半部分,则烛焰在光屏上的成像情况是 完整的像 (选填“完整的像”“一半的像”或“无法成像”)。
(2)若把凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作视网膜,当“眼睛”戴上近视眼镜时,烛焰刚好在“视网膜”上成一清晰的像;若取下近视眼镜,则清晰的像会成在“视网膜”的 前面 (选填“前面”或“后面”)。
(3)若蜡烛移至33cm刻度线处,要使烛焰在光屏上再次成清晰的像,不移动凸透镜,光屏应移至 75 cm刻度线处,该像是 放大 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的像。
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微专题 5 变焦和再次成像问题
1.小华用弹性膜充水制作了一个水凸透镜,通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度,如图是他用其模拟眼睛看物体的实验装置。模拟正常眼睛时,固定透镜,将一个“F”形光源放在合适的位置后,调节光屏得到清晰的像,下列说法正确的是( C )
A.此时光源放在透镜2倍焦距以内
B.此时光屏上成倒立、放大的实像
C.光源远离透镜时,要将光屏靠近透镜才能再次得到清晰的像
D.模拟近视眼的成因时需要从透镜向外抽水
2.在探究“凸透镜成像的规律”的实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像,则下列说法正确的是( D )
A.若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变大
B.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在刻度线45 cm处,适当移动光屏,也能在光屏上得到一个清晰的像
C.若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜,则光屏应靠近凸透镜才能得到清晰的像
D.图中此时成像原理与投影仪的成像原理相同
3.(2025石家庄模拟)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,当“F”光源、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到清晰的像。保持凸透镜的位置不变,则( B )
A.光屏上承接到的像与投影仪成的像性质相同
B.将光源和光屏的位置互换,光屏上仍能承接到像
C.将光源移至45 cm刻度线上,调节光屏仍能在光屏上承接到像
D.在透镜左侧附近放一眼镜片,向左移动光源才能在光屏上成清晰的像,则眼镜片对光起到会聚作用
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4.(2025 成都中考)在探究凸透镜成像规律的实验中,小聪选用了焦距为 10 cm的凸透镜。他将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上35 cm刻度线处,当光屏移动到如图所示刻度线处时,在光屏上恰好呈现出烛焰清晰的像。如果将蜡烛从图中位置移动,关于该实验下列说法正确的是( B )
A.蜡烛向左移动15 cm,要使光屏上再次呈现烛焰清晰的像,光屏需向左移动大于15 cm
B.蜡烛与光屏之间的距离满足大于40 cm时,只移动透镜则光屏上只能成两次清晰的像
C.此时光屏上成的是倒立缩小的实像
D.蜡烛向右移动8cm,光屏向右移动到适当位置能呈现烛焰清晰的像
5.如图所示为小东、小明和同学们探究“凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)实验时同学们将烛焰、凸透镜和光屏的中心大致调节到 同一高度 ,目的是使像成在 光屏中央 。
(2)小东将烛焰、凸透镜和光屏位置调节到如图所示位置,光屏上呈现一个清晰的倒立、 缩小 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像,利用这个成像特点制成了 照相机 (选填“照相机”“放大镜”或“幻灯机”)。
(3)在图中,当透镜位置不变,蜡烛向左移动一段距离后,若想再次在光屏上得到清晰的像,则 D 。
A.应将光屏向右移动,像是放大的虚像 B.应将光屏向左移动,像是放大的实像
C.应将光屏向右移动,像将变小 D.应将光屏向左移动,像将变小
(4)在图中,若蜡烛和光屏位置保持不动,将凸透镜向靠近蜡烛的方向移动,在光屏上还能成 1 次清晰的像。
6.在探究凸透镜成像规律的实验中:
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(1)将蜡烛和焦距为10 cm的凸透镜甲固定在如图所示的位置,点燃蜡烛后,位于90 cm刻度线处的光屏上得到烛焰清晰放大的实像。 投影仪 就是根据该原理工作的。
(2)保持上述实验中凸透镜位置不变,将蜡烛移动到15 cm刻度线处,应该向 左 移动光屏,才能再次得到烛焰清晰的像。
(3)改用焦距为20cm的凸透镜乙继续进行实验。将凸透镜乙和光屏分别固定在70cm和85 cm刻度线处,再将点燃的蜡烛从 15 cm刻度线处缓慢地向右移动到 50cm刻度线处,在光屏上得到 0 次烛焰清晰的像。
7.小明探究凸透镜的成像原理,与老师一起研制了如图所示的实验装置,用水透镜模拟眼睛,光屏模拟视网膜,通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄,蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图甲所示。
(1)三者摆放位置如图甲所示,在光屏上成了一个清晰的像(像未画出),该像为倒立、 缩小 的实像,此时水透镜的焦距 f 的范围为 10.0cm<f<20.0cm ,水透镜焦距不变,蜡烛向左移动5cm,则光屏应该向 左 移动,才能得到清晰的像。
(2)用水透镜模拟正常眼睛,将图甲中的蜡烛移动到光具座上40cm刻度线处,光屏不动,此时应对水透镜 注水 (选填“注水”或“抽水”),使其焦距变 短 (选填“长”或“短”),才能在光屏上重新得到一个清晰的像。
(3)用水透镜模拟爷爷的老花眼,如图乙所示,若爷爷不戴老花镜时,像恰好能够呈现在光屏上,在图中的虚线框内安装上适当度数的老花镜的镜片,则爷爷将能看清蜡烛位置 右侧 (选填“左侧”或“右侧”)的物体。
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微专题6 经典图片问题解析(二)
1.(2024江岸区期中)如图所示,某同学想要利用一块平面镜使此时射向井口的太阳光竖直射入井中,下列说法正确的是( C )
A.入射角是30° B.反射角是45°
C.平面镜与水平面的夹角为60° D.入射光线与反射光线的夹角为75°
2.如图所示,将凸透镜看作是眼睛的晶状体,光屏看作是眼睛的视网膜,烛焰看作是被眼睛观察的物体。拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上,光屏上出现烛焰清晰的像。当拿走近视眼镜后,光屏上的烛焰变得模糊。在拿走近视眼镜后,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是( B )
A.将蜡烛远离凸透镜 B.将蜡烛靠近凸透镜
C.将光屏远离凸透镜 D.将光屏和蜡烛同时远离凸透镜
3.如图所示,下列关于光现象的描述正确的是( C )
A.图甲:是表示矫正近视眼的光路示意图
B.图乙:凸透镜只对平行于主光轴的光有会聚作用
C.图丙:用放大镜看街道对面的建筑物时,像是缩小、倒立的
D.图丁:望远镜的目镜的作用相当于放大镜,物镜的作用相当于投影仪
4.如图,圆柱形的玻璃瓶,里面装水,把一支笔水平放在玻璃瓶的一侧,透过玻璃瓶可以看到这支笔,将笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动,下列哪个不是观察到的像( D )
5.制作简易针孔照相机:用钉子在空易拉罐底部中央戳一个小孔,将易拉罐的顶部剪去后,蒙上一层半透明塑料薄膜(如图甲)。
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(1)将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置,如图乙,观察到蜡烛在塑料薄膜上成像,这种现象叫 小孔成像 。产生此现象的原因是 光的直线传播 。
(2)如果易拉罐底部的小孔形状是三角形,则他在塑料薄膜上看到的像是 D 。
A.三角形光斑 B.圆形光斑 C.烛焰的正立像 D.烛焰的倒立像
(3)若将蜡烛逐渐远离小孔,塑料薄膜上的像将 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
6.在探究平面镜成像特点的实验中:
(1)如图甲所示,在水平桌面上铺一张大纸,将玻璃板竖立在纸上,沿着玻璃板在纸上画一条直线,这条直线代表 平面镜 的位置。
(2)把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,可以看到它在玻璃板后面的像,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去蜡烛B跟蜡烛A 的像完全重合。若在蜡烛B和玻璃板之间竖直放置一张不透明的白纸,则从C 处一定能看到的是 蜡烛A的像 (选填“蜡烛B”“蜡烛A的像”“蜡烛B的像”或“蜡烛A的像和蜡烛B”).
(3)一束光从空气斜射向这块玻璃板,并穿过玻璃板进入空气中。请在图乙中画出这束光进入玻璃板和离开玻璃板后的光线。(要求标出法线)
C
7.鱼儿在清澈的河水里游动,有经验的渔民看到鱼后,可以用鱼叉叉到鱼。
(1)如图甲,有经验的渔民应该用鱼叉瞄准鱼 下方 (选填“上方”或“下方”)的位置,才能将鱼叉到。
(2)在图乙中,利用光路图说明理由(水中的鱼在图示位置)。
8.(1)如图为海市蜃楼的成因图,它是空气 不均匀 ,导致光传播发生 折射 所致。
(2)小明同学站在平静的湖边看到湖中“云在水中飘,鱼在云上游”的奇景,其中鱼是光的 折射 所成的虚像,云是光的 反射 所成的虚像。
9.(1)小明是近视眼,他看远处物体时,眼球成像情况如 甲 图所示,矫正方法如 丁 图所示。
(2)来自物体的光经过晶状体等会聚在视网膜上,形成物体的像。下列说法正确的是 A 。
A.视网膜相当于光屏 B.晶状体相当于凹透镜
C.所成的像是虚像 D.所成的像相对物体是正立的
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第6讲 质量与密度
知识梳理
知识点一 质量
定义
物体所含 物质的多少 叫质量,用字母 m 表示
属性
质量是物体本身的一种属性,不随物体 形状 、 物态 、 位置 、 温度 的改变而改变
单位
基本单位为 千克 (符号为 kg );常用单位为吨(t)、克(g)、毫克(mg);换算关系:1
几种常见的质量值
①成年人的质量约是60 kg ;②一枚一元硬币的质量约是(6×10-3 kg ;③一个苹果的质量约是150 g ;④一个鸡蛋的质量约是50 g
测量工具
生活中常用案秤、台秤、杆秤等;实验室常用 天平
知识点二 天平的使用
天平的使用
①看,观察天平的 称量 和 分度值 ;②放,把天平放在 水平 台面上,将游码拨到标尺左端的 零刻度线 处;③调,调节横梁两端的 平衡螺母 ,使指针指在分度盘中央;④测,把 物体 放在左盘, 砝码 放在右盘,用 镊子 向右盘加减砝码,最后调节 游码 使横梁重新平衡;⑤读,右盘中砝码的质量加上 游码所对应的刻度值 ,就是被测物体的质量
使用注意事项
①用天平测量物体的质量时不能超出天平的 称量 ,也不能小于天平的分度值;
②向盘中加减砝码和拨动游码时要用 镊子 ,不能用手接触砝码,不能把砝码弄脏、弄湿,加减砝码时要轻拿轻放;③潮湿物品和化学药品 不能 直接放到天平的盘中
知识点三 密度
定义
某种物质组成的物体的 质量 与它的 体积 之比叫作这种物质的密度,用符号 ρ 表示
公式
o表示密度,m表示质量,V表示体积
单位
国际单位为 千克每立方米 ,符号是 kg/m³ ,常用单位还有 g/cm³ ;换算关系为
基本性质
①密度是物质的一种 特性 ,其大小与质量和体积无关;不同物质的密度 一般不同 ;
②可变性:同一种物质的密度会随物体的 温度 、 状态 的改变而改变
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知识点四 密度与社会生活
密度与温度
温度能够改变物质的密度(体积),常见物质受温度影响的规律是 热胀冷缩 ,一般气体受温度影响最大,而固体和液体受温度影响较小
水的
反常膨胀
事实表明,4℃时水的密度 最大 。温度高于4℃时,随着温度的升高,水的密度越来越小;温度低于4℃时,随着温度的降低,水的密度也越来越小。水凝固成冰时体积 变大 ,密度 变小 。水的这个特性叫作水的反常膨胀
密度的应用
①鉴别物质;②求质量;③求体积
知识点五 测量物体的体积和密度
质量测量工具
天平
体积测量工具
规则固体
不规则的固体或液体
刻度尺
量筒或量杯
测量物体的密度
测量原理
测固体密度
测液体密度
器材
天平、量筒、水、细针(适用于密度小于水的固体)、待测固体
天平、烧杯、量筒、待测液体
方法
①用天平测得固体质量m;
②把适量水倒入量筒,记下水的体积V₁;
③放入固体(不吸水),使固体浸没在水中(对密度小于水的固体,用细针将其压入水中),记下水和固体的总体积V₂,得固体体积
④固体密度
①用天平测液体和烧杯的总质量m₁;
②把烧杯中的一部分液体倒入量筒中,读出量筒内液体的体积V;
③称出剩余液体和烧杯的总质量m₂;
④液体密度
实验步骤与误差分析
如果按照②③①的顺序测量固体的密度,会导致固体质量测量值偏 大 ,密度测量值偏 大
如果先测出空烧杯的质量m₀,再测烧杯和液体总质量m₁,最后将所有液体倒入量筒测体积,会导致液体体积测量值偏 小 ,液体密度测量值偏 大
考点突破
考点一 质量
【例1】 我国嫦娥五号月球探测器探月成功并携带1731g月壤样品返回地球。这些月
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壤样品的质量在月球和地球上 没有 (选填“有”或“没有”)变化,合 1.731 kg。
考点二 天平的使用
【例2】 根据托盘天平使用方法,回答下列问题。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,并将游码归零后,若指针偏向分度盘中央刻度线的右侧,则应将平衡螺母向 左 调。
(2)某同学想用托盘天平测量烧杯中水的质量。他先测量出烧杯的质量,当天平平衡时,他一共使用了3个砝码,其中1个50g、1个20g和1个5g。另外,游码在标尺上的位置如图所示,烧杯的质量是 79 g。后来,他又把水倒入烧杯,测量出烧杯和水的总质量是179.2g。烧杯中水的质量是 100.2 g。
考点三 密度
【例3】 密度与社会生活联系紧密,下列关于密度知识的说法正确的是( A )
A.氢气球升空后,随着海拔升高,球内的氢气密度将会变小
B.氧气瓶中的氧气被用去一半,质量变小,密度不变
C.能装下1 kg水的瓶子一定也能装得下1 kg的煤油(已知煤油的密度比水小)
D.由于铁的密度大于水,因此铁制的物体在水中一定会下沉
【例4】 有两瓶净含量为100mL的便携式酒精消毒液,某同学测得还没有使用的消毒液的总质量为105.1g。他把使用过的空瓶装上同体积的水后,测得的总质量为119.6g。这种消毒液的密度是
考点四 密度与社会生活
【例5】 下列说法错误的是( C )
A.气体受热膨胀,密度变小,发生火灾时为了避免吸入燃烧后产生的有毒气体,人应贴近地面爬行
B.农民常用一定密度的盐水进行选种
C.飞船尽可能采用强度高、密度大、性能优良的新材料制造
D.拍摄房屋倒塌伤人的特技镜头时,房屋构件的道具一般用泡沫塑料制作,这样做的主要原因是泡沫塑料的密度较小
【例6】 图甲为水的密度在0~10℃内随温度变化的图像,图乙为北方冬天湖水温度分布示意图,根据图像及水的其他性质,下列分析判断错误的是( C )
A.温度等于4 ℃时,水的密度最大
B.在0~4℃内,水具有热缩冷胀的性质
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C.示意图中从上至下A、B、C、D、E处的温度分别为4℃、3℃、2℃、1℃、0℃
D.如果没有水的反常膨胀,湖底和表面的水可能同时结冰,水中生物很难越冬
考点五 测量物体的体积和密度
【例7】 在测量液体密度的实验中,小明利用天平和量杯测量出液体和量杯的总质量m及液体的体积V,得到几组数据并绘出如图所示的m-V图像,下列说法正确的是( B )
A.量杯质量为40g B.40 cm³的该液体质量为40g
C.该液体密度为1. D.该液体密度为
【例8】 小明利用托盘天平、量筒、足量的水和细线测量某金属块的密度,当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示,将水倒入量筒,水面如图乙,再把金属块完全浸没在量筒内的水中,水面如图丙。下列说法正确的是(已知
A.金属块的质量为35g B.金属块的体积为
C.金属块的密度为7. D.此金属块放入水银中会下沉
【例9】 如图是小赵测量自制果汁密度的实验。
(1)他用已调好的天平测量空烧杯质量时,添加最小砝码后,天平的指针仍略左偏,于是他进行了如图甲的操作,他的错误是 在测量过程中调节平衡螺母 。
(2)纠正错误后,完成了下列实验步骤:
①测得空烧杯的质量是49.4g;
②取适量的果汁倒入烧杯中,用天平测果汁和烧杯的总质量,天平平衡时,右盘中砝码及游码的位置如图乙所示;
③将烧杯中的果汁全部倒入量筒中,如图丙所示;
④计算果汁的密度为 1.2 g/cm³。
(3)小组内交流发现:将上述实验步骤①②③④顺序调整为 ②③①④ ,可以减小误差。
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考点精练
基础巩固
1.密度公式 因能被写成如图所示的样式而被称为“物理最美公式”。关于该公式的说法正确的是( A )
A.由不同种物质组成的均匀物体,体积相同时,质量大的物体密度大
B.由不同种类的物质组成的物体的质量和体积的比值一定不同
C.密度是物质的特性之一,只要物质种类不变,任何条件下它的密度都不改变
D.根据公式 可知,物质密度跟物体的质量成正比,跟它的体积成反比
2.有些商店还在使用一种案秤,如图所示,它的工作原理与天平相同,不过它的两臂长度不等。下列有关案秤的说法,错误的是( C )
A.使用前,将案秤放在水平面上,游码置于零刻度线处
B.调节调零螺丝使秤杆水平平衡,哪端上翘就向哪端移动调零螺丝
C.砝码盘上有一个砝码标有 2k g,表明这个砝码的质量是2kg
D.某次称量情况如图所示,则被称货物的质量是2.2kg
3.随着工业技术的发展,我国攻克技术壁垒,造出世界级“手撕钢”。目前,我国自主研发的“手撕钢”比纸还要薄(如图)。“手撕钢”的密度为7.9 g/cm³,但厚度只有0.015 mm,被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”,可广泛用于国防科技、医疗器械、精密仪器等各个领域。下列说法中正确的是( A )
A.用“手撕钢”做的手术刀轻薄灵活,“轻”是指质量小
B.将“手撕钢”带到太空,质量会变小
C.2m²“手撕钢”的质量只有23.7g
D.“手撕钢”的温度升高时质量不变,密度变大
4.某医院急诊室的一氧气钢瓶中装有密度为5kg /m³的氧气,给急救病人供氧用去了一半,则瓶内剩余氧气的密度是 2.5 kg/m³;病人需要冰块进行物理降温,取450g水凝固成冰后使用,水全部变成冰后的体积为 500 cm³。
5.某分子材料科研小组宣布,已研发出硬度相当于钢铁2~5倍的聚丙烯塑料。某汽车使用的是质量高达237 kg的钢质外壳,体积为 0.03 m³。若将其替换成等体积的聚丙烯塑料材质,除增强车壳强度之外,还可将车的质量减轻 204 kg。(钢的密度 m³,聚丙烯塑料的密度
能力提升
6.为确定某种金属块的密度,首先用天平测量金属块的质量。当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示。然后,用量筒测量金属块的体积。将水倒入量筒,液面达到的
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位置如图乙所示,再把金属块完全浸没在量筒的水中,水面升高,如图丙所示。下列有关说法正确的是( B )
①金属块的质量为 39.4g;②金属块的密度为 7.8g/cm³;③按照乙、丙、甲的顺序实验,会使密度的测量值偏大;④用天平测量金属块质量时,通过调节平衡螺母使天平水平平衡。
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
7.某同学在测量液体密度的过程中,将烧杯中部分液体倒入量筒并测出倒出液体的体积V,用天平称量烧杯和剩余液体的质量m,多次重复上述操作,根据实验数据绘制得到的m-V图像如图所示,下列说法错误的是( D )
A.该液体的密度为1.
B.将液体第一次倒出前,烧杯和液体总质量为120g
C.根据图像信息不能计算得出空烧杯质量
D.倒出的液体体积为30 cm³时,烧杯中液体质量为75g
8.(2025江汉区期末)建筑工地上的脚手架一般由钢管搭设而成。有一种钢管的外径为D,壁厚为d,长为l,其横截面如图所示。这种钢管的质量是(钢的密度用ρ表示)( D )
A. B. C. D.ρlπd(D-d)
9.(2025硚口区期末)某同学用天平和量筒测量牛奶的密度。
烧杯与牛奶的总质量m₁/g
量筒中牛奶的体积V/cm³
烧杯与剩余牛奶的总质量m₂/g
①
牛奶的密度
(1)将天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻度线,发现指针指示的位置如图甲所示,应将平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节,才能使天平横梁水平平衡。
(2)接下来的操作步骤是:A.将烧杯中部分牛奶倒入量筒,如图乙;B.再测出烧杯和剩余牛奶的质量,如图丙;C.往烧杯中倒入适量牛奶,测得烧杯和牛奶的总质量为106g。其合理的实验步骤是 CAB (填字母)。
(3)该同学设计了实验记录表格,其中①处的内容是 量筒中牛奶的质量m/g 。根据以上数据,可知牛奶的密度
(4)若实验时有少许牛奶附着在量筒内壁上,则测得牛奶的密度 偏大 (选填“偏小”“不变”或“偏大”)。
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第7讲 机械运动
知识梳理
知识点一 长度和时间的测量
1.长度的测量
长度单位
基本单位为米(符号为m)。常用单位及其换算:1km=10³m,1dm=10⁻¹m,1cm=10⁻²m,1mm=10⁻³m,1μm= 10⁻⁶ m,1nm= 10⁻⁹ m
测量工具
常用工具: 刻度尺 ;
精确工具:游标卡尺、螺旋测微器等
测量过程
①看:选择刻度尺要观察它的 零刻度线 、 测量范围 和 分度值 ;
②放:刻度尺要与被测物体 平行 ,若零刻度线已磨损,从其他清晰刻度线量起;
③读:读数时视线要 正对 刻度线,在精确测量时,要估读到 分度值 的下一位;
④记:测量结果要由 数值 和 单位 组成
2.时间的测量
时间单位
基本单位为 秒 (符号为 s );
常用单位及其换算:小时(h)、分(min);1 h= 60 min= 3 600 s
测量工具
古代的日晷、沙漏、滴漏;现代的 秒表或停表 、石英钟、电子表等
3.误差
定义
测量值 与 真实值 之间的差别
减小方法
选用 精密仪器 、改进 测量方法 、多次测量求 平均值
与错误的区别
误差是 不可 避免的;错误是 可以 避免的
知识点二 运动的描述
机械运动
物体 位置随时间 的变化叫作机械运动。机械运动是宇宙中最普遍的现象,一切物体都是 运动 的
参照物
定义
研究物体运动时 被选作标准 的物体
选择要求
①参照物的选择可以是任意的,但不能将 研究对象本身 作为参照物;
②为了研究问题的方便,物理学中一般选择地面或地面上静止不动的物体作为参照物
相对性
同一个物体是运动的还是静止的,取决于所选的 参照物 ,这就是运动和静止的相对性
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知识点三 运动的快慢
比较运动快慢的方法
①相同时间比 通过的路程 ;
②通过相同路程比 所用时间
速度
定义
物理学中,把 路程 与 时间 之比叫作速度,用符号 v 表示
意义
表示物体运动 快慢 的物理量,在数值上等于物体在单位时间内通过的 路程
公式
单位
基本单位为 米每秒 (符号为 m/s );交通运输中常用单位为千米每小时(km/h);1m/s= 3.6 km/h
几种常见的速度值
①人步行的速度:约1.1m/s;
②自行车的速度:约5m/s;
③真空中的光速:约 3×10⁸ m/s
直线运动分类
①匀速直线运动:物体沿着 直线 且速度 不变 的运动;
②变速直线运动:物体沿着直线且速度发生改变的运动
考点突破
考点一 长度和时间的测量
【例1】 一名粗心的同学在测量记录中忘记写单位,他记录的以下数据中,单位是m的是( B )
A.一支新铅笔的长度:1.75 B.一名中学生的身高:1.64
C.一枚一角硬币的厚度:0.24 D.一本外文字典的厚度:1.35
【例2】 (1)如图甲所示的刻度尺的分度值是 1 mm,被测物体长度是 2.40 cm。
站次
站名
到达时间
开车时间
运行时间
1
武汉站
始发站
18:16
0分
2
信阳东站
18:59
19:06
43分
3
驻马店西站
19:31
19:40
1小时15分
4
许昌东站
20:10
20:12
(2)如图乙所示的机械秒表读数为 338.5 s;上表中到达第4站许昌东站时列车运行时间为 1小时54分 。
考点二 运动的描述
【例3】(2024武汉三调)2024年1月 17 日22时27分,天舟七号货运飞船成功发射至预定轨道,首次采用快速交会对接方案,对接于空间站核心舱后向端口,形成如图所示的“三舱
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十载人飞船十货运飞船”的组合体形态。下列说法正确的是( D )
A.“货运飞船”发射至预定轨道的过程中,相对于地球是静止的
B.“货运飞船”发射至预定轨道的过程中,相对于“三舱”是静止的
C.以组合体形态运行时,“货运飞船”相对于“载人飞船”是运动的
D.以组合体形态运行时,“货运飞船”相对于地球是运动的
【例4】 (2024武汉中考)北宋文学家欧阳修在一首词中有这样的描写:“无风水面琉璃滑,不觉船移……”其中“不觉船移”所选的参照物可能是( A )
A.船在水中的倒影 B.船周围的浮萍
C.被船惊飞的鸟 D.船附近岸边的花草
考点三 运动的快慢
【例5】 甲、乙两物体,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,它们的s-t图像如图所示。下列说法正确的是( C )
A.2~4s内乙做匀速直线运动
B.4s 时甲、乙两物体的速度相等
C.0~4s内乙的平均速度为2m/s
D.3s时甲在乙的前方
【例6】 东京奥运会,苏炳添在男子100米半决赛中跑出9.83秒的成绩,打破亚洲纪录。如图为半决赛时冲刺的照片,下列说法正确的是( B )
A.速度较大的物体一定比速度较小的物体通过的路程长
B.裁判比较运动员运动快慢的方法是相同的路程比较所用的时间
C.藏羚羊奔跑速度可达72 km/h,比苏炳添比赛时的速度慢
D.运动员比赛过程中的速度保持不变
考点精练
基础巩固
1.关于某中学生的估测,下列数据合理的是( C )
A.体重约为50g B.脉搏正常跳动120次所用时间约为12s
C.步行速度约为1.0m/s D.300m短跑成绩约为15s
2.如图所示,A为可在斜面上自由移动的小车,B为固定在斜面一端的位置传感器。位置传感器B可以利用超声波测出不同时刻小车A与它的距离,这样计算机就可以算出运动的小车在不同位置时的速度。小车A由静止自由滑下时,速度随时间变化的图像正确的是( A )
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3.姐姐和弟弟在同一所学校上学。某一天吃过早餐后,姐弟俩约定从小区门口出发去学校大门口会合。作出他们的路程与时间的关系图像分别如图中的两条实线所示,弟弟的图线为直线。下列判断正确的是( C )
A.弟弟比姐姐早5m in离开家
B.弟弟和姐姐的平均速度相同
C.弟弟和姐姐行走时的速度相等,均为100m/min
D.姐姐一直做匀速直线运动
4.如图记录了甲、乙两车在平直公路上同时、同向行驶的运动过程。在这段时间内关于甲、乙两车的运动情况,下列说法正确的是( B )
A.前20s内甲车运动的路程小于乙车运动的路程
B.乙车到达400m处所用时间大于甲车到达400m处所用时间
C.在20~30s之间,甲的平均速度大于乙的平均速度
D.在每段相同的时间内,甲车的平均速度都比乙车的大
5.某汽车车速始终为72km/h,汽车由第1根路灯杆行驶到第6根路灯杆的时间为10s,若路灯杆之间是等距的,则相邻两根路灯杆之间的距离是 40 m。
6.如图所示,假设高速列车从德阳到成都做匀速直线运动,静坐在行驶的列车中的小东相对于路边的树木是 运动 (选填“静止”或“运动”)的,若德阳到成都的距离是60km,列车的行驶速度为150 km/h,则小东从德阳到成都所用的时间是 24 min。
7.如图是小球从A点沿直线运动到F 点的频闪照片,频闪照相机每隔0.2s闪拍一次。这把刻度尺的分度值是 1mm ;分析照片可知,小球从B 点到 F 点共运动了 12.00 cm的路程,小球从A 点到E 点的平均速度为 0.1 m/s。
能力提升
8.甲、乙两位同学在同一考点参加800m体考,t=0时同时起跑,t₄时刻同时到达终点,其速度一时间图像如图所示,下列描述正确的是( C )
A.0~t₁时间内甲、乙两同学都在做匀速直线运动
B. t₁~t₂时间内甲、乙两同学保持相对静止
C.0~t₃时间内甲同学的路程小于乙同学的路程
D.刚到达终点时,甲、乙两同学速度相等
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9.淮扬镇高铁过江通道“五峰山长江大桥”建成后,扬州将进一步融入上海一小时经济圈。大桥主跨长为1120m,一列280m长的高铁匀速通过大桥(从车头进入大桥到车尾离开大桥)的时间为 70s,则高铁的速度为 20 m/s,若以高铁为参照物,大桥是 运动 的。
10.小华在“测小车平均速度”的实验中,选用了如图所示的实验装置:带刻度、分度值为1 cm的斜面。请据图回答以下问题:
(1)测平均速度的实验原理是 (用公式表达)。
(2)本实验中还需要用到的测量工具有 秒表 。
(3)实验中小车从斜面顶端滑下,如图所测路程为 0.91 m,测得所用时间为7s,那么小车的平均速度为 0.13 m/s。
(4)实验时,斜面的坡度应 较小 (选填“较小”或“较大”),其目的是 方便测量时间 ;测量过程中, 不能 (选填“能”或“不能”)改变斜面的坡度。
11.(2025江汉区期中)某汽车在行驶过程中,在高速公路A点遇到一辆与之同向行驶的货车,两车相遇后,汽车以90km/h的速度向前行驶 5m in,之后来到高速公路旁的服务区休息了一段时间,又回到高速公路上以120km/h的速度继续向前行驶,一段时间后在高速公路B点追上货车。若汽车从减速离开高速公路到再加速回到高速公路所用时间为10min,货车始终以80km/h的速度沿高速公路向前行驶,求高速公路A、B两点之间的距离是多少?(假设汽车在同一位置上下高速)
解:货车5m in行驶的路程:
5m in内汽车比货车多行驶的路程:
货车10 min行驶的路程:
汽车再次上高速路追上货车所用时间:
货车在被追上的过程中又行驶的路程:
则高速公路A、B两点之间的距离:
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第8讲 力、运动和力
知识梳理
知识点一 力
定义
物体对物体的 作用
单位
力的单位是 牛顿 (符号为 N )
产生条件
①必须有两个或两个以上的物体;
②物体间必须有相互作用(可以不接触)
力的
作用效果
①力可以改变物体的 运动状态 ,使物体的运动速度或运动方向发生改变;②力可以改变物体的 形状
三要素
力的 大小 、 方向 、 作用点
力的
相互性
物体间力的作用是 相互的 ,发生力的作用时,一个物体是 施力 物体的同时又是 受力 物体
知识点二 弹力和弹簧测力计
弹力
定义:发生 形变 的物体,要恢复原状,对与它接触的物体产生的力;
大小:与物体的弹性强弱和形变程度的大小有关
弹簧测
力计原理
在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成 正比
使用方法
在使用前,要使指针对准 零刻度线 ,认清它的 测量范围 和 分度值 ,并轻轻来回拉动挂钩,防止卡壳,所测量的力的大小不能超过弹簧测力计的 测量范围 ;使用时,弹簧的轴线方向跟 所测力的方向 一致,读数时,视线与刻度面板垂直
知识点三 重力
定义
由于 地球的吸引 而使物体受到的力,用符号 G 表示
大小
物体所受的重力与它的质量成 正比
公式
G= mg ;g的大小为 9.8N/ kg ,它的含义:质量为 1kg 的物体受到的重力为 9.8 N。在粗略计算时,g可以取10 N/ kg
方向
竖直向下
作用点
重力在物体上的等效作用点叫作 重心 ;
形状规则、质地均匀的物体的重心在它的 几何中心
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知识点四 牛顿第一定律
内容
一切物体总保持 匀速直线运动 状态或 静止 状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态
理解
1.适用对象:所有物体普遍适用
2.成立条件:没有受到力的作用(实际上不受力的物体是不存在的,可等效为物体所受合力为零)
3.两种状态:静者恒静,动者恒动
4.运动 不需要 力来维持,力是改变物体 运动状态 的原因
5.牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,用推理的方法概括出来的, 不能 用实验直接证明
知识点五 惯性
定义
物体保持 原来匀速直线运动状态或静止状态 的性质
理解
惯性是物体的固有 属性 ,一切物体在任何情况下都有惯性
惯性的大小只与物体的 质量 有关,质量大,物体的惯性就 大 ,运动状态就不容易改变;惯性大小与物体是否受力、是否运动、运动快慢等均无关
知识点六 二力平衡
平衡状态
物体受到几个力的作用时,依然保持 静止 或 匀速直线运动 状态
力的平衡
处于 平衡 状态的物体所受到的力相互平衡
二力平衡的条件
作用在同一物体上的两个力:
1.大小 相等 ,2.方向 相反 ,3.作用在 同一直线上
知识点七 摩擦力
1.摩擦力
滑动摩擦力的定义
两个相互接触的物体,当它们 相对 滑动时,在接触面上产生一种 阻碍 相对运动的力,这种力叫作滑动摩擦力
产生条件
①物体间相互 接触并挤压 ;②接触面 粗糙 ;③物体间有 相对运动 或 相对运动的趋势
方向
以施力物体为参照物,摩擦力的方向与受力物体运动(趋势)的方向相 反
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2.探究:滑动摩擦力的大小与什么因素有关
探究过程
①测量原理: 二力平衡 ;
②测量方法:把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计 水平 拉动木块,使木块做 匀速直线运动 ,读出这时的拉力就 等于 滑动摩擦力的大小
得出结论
滑动摩擦力的大小跟 接触面所受压力 和 接触面的粗糙程度 有关;接触面粗糙程度相同时,压力 越大 ,摩擦力越大;压力一定时,接触面 越粗糙 ,摩擦力越大
说明
滑动摩擦力的大小与接触面积大小、物体运动速度大小等无关
3.增大和减小摩擦的方法
目的
实例
方法
增大摩擦
刹车时,用力捏自行车的车闸
①增大 压力
运动员在手上涂防滑粉
②使接触面变 粗糙
减小摩擦
推动柜子时,先将里面的物品移出来,再来推动
①减小 压力
冰壶运动中,运动员用毛刷擦刷冰面
②使接触面变 光滑
机器转动部分安装的滚动轴承
③变 滑动 为 滚动
门轴的合页上加润滑剂
④使接触面 分离
考点突破
考点一 力
【例1】 如图是运动员跳水的情景,下列关于运动员对跳板的压力的说法正确的是( A )
A.可以使跳板发生形变
B.其施力物体是地球
C.一定等于运动员的重力
D.可以改变运动员的运动状态
考点二 弹力和弹簧测力计
【例2】 同学们自制了一把弹簧测力计,如图所示关于它的使用,以下几种说法正确的是( B )
A.小明:弹簧测力计必须竖直放置,不得倾斜
B.小红:使用中,要避免弹簧、拉杆与外壳摩擦
C.小英:在中国空间站“天宫一号”中无法使用弹簧测力计
D.小奕:在弹性限度内,弹簧的长度与受到的拉力成正比
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考点三 重力
【例3】 (2025 东湖高新区期中)投掷出去的铅球在空中的运动轨迹如图所示。不考虑空气阻力。下列关于重力和重心的说法正确的是( A )
A.铅球重力是由于地球的吸引而受到的力
B.上升的铅球不受到重力的作用
C.所有形状规则的物体的重心都在其几何中心上
D.重力的方向总是垂直向下
考点四 牛顿第一定律
【例4】 在探究阻力对物体运动的影响的实验中,实验装置如图所示。
(1)实验过程中,应将毛巾、棉布铺在 水平木板 (选填“水平木板”“斜面”或“水平木板和斜面”)上。
(2)实验中通过观察 小车在水平木板上滑行的距离 来反映阻力对物体运动的影响。
(3)实验中,让同一小车从同一斜面的 同一高度上 滑下,其目的是使小车到达水平面时的 速度 相同。
(4)让小车分别在毛巾、棉布、木板表面运动,最终小车静止时的位置如图所示,可观察到小车在木板表面滑行的距离最远,由此可得出:小车受到的阻力越 小 ,速度减小得越慢。进一步推理可得:如果小车运动时受到的阻力为零,速度就不会减小,小车将保持 匀速直线运动 状态。
考点五 惯性
【例5】 (2025 江岸区期中)下列关于惯性的说法正确的是( D )
A.图甲,用力击打一摞棋子中间的一个,该棋子飞出,这是因为该棋子没有惯性
B.图乙,通过撞击锤柄下端使锤头紧套在锤柄上,这是因为锤头受到了惯性的作用
C.图丙,标枪运动员为取得好成绩,掷标枪前需要助跑,这是因为速度越大,惯性越大
D.图丁,汽车行驶时驾驶员系上安全带,是为了防止汽车突然刹车时惯性带来的危害
考点六 二力平衡
【例6】 在搬运货物的时候,甲、乙两人同时对车施加沿水平方向的拉力 F₁和推力 F₂,如图所示,此时小车恰好做匀速直线运动。下列说法正确的是( C )
A. F₁和F₂的合力大小为 方向为水平向左
B. F₁和F₂的合力大小为 方向为水平向右
C.地面对小车的摩擦力的大小为 方向为水平向左
D.地面对小车的摩擦力的大小为 方向为水平向右
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【例7】 (2025 东湖高新区期末)利用如图所示的装置探究二力平衡的条件。下列说法错误的是( D )
A.为减小摩擦,应选择尽量光滑的水平桌面
B.定滑轮的作用是改变拉力的方向
C.将小车扭转一定角度,是为了使小车受到的拉力不在同一条直线上
D.在左右托盘中各加入1 N和1.5N的钩码后,小车向右做匀速直线运动,小车水平方向所受合力为0.5N
考点七 摩擦力
【例8】 自行车是我们熟悉的交通工具,从自行车的结构和使用来看,它涉及不少有关摩擦的知识。下列说法正确的是( C )
A.捏住刹车闸时推不动水平地面上的自行车,是因为推力小于摩擦力
B.轮胎上制有花纹,是通过增加接触面粗糙程度来减小摩擦
C.刹车时用力捏刹车闸,是通过增大压力来增大摩擦的
D.在转轴上加润滑油,是通过变滑动为滚动来减小摩擦的
【例9】 如图,同一长方体木块先后以不同的速度 在同一水平面上被匀速直线拉动,甲图中平放,乙图中竖放,丙图中平放且在上面叠放一重物(重物与木块相对静止),木块所受的水平拉力分别为 F甲、Fz和F丙,则( C )
A. B. C. D.
考点精练
基础巩固
1.如图所示,小明坐在小船上,用力推另一只小船。以下说法错误的是( D )
A.小明能够把另一只小船推开,而自己坐的船向相反方向运动,说明力的作用是相互的
B.小明把另一只小船推开时,小明是施力物体,小船是受力物体
C.小明能够把另一只小船推开,说明力可以改变物体的运动状态
D.小明把另一只小船推开后,小船运动越来越慢,说明物体的运动需要力来维持
2.(2025江岸区期中)如图所示的花瓶放在水平桌面上,下列说法正确的是( B )
A.花瓶受到的重力和花瓶对桌面的压力是一对相互作用力
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B.花瓶受到的重力和桌面对花瓶的支持力是一对平衡力
C.桌面对花瓶的支持力和花瓶对桌面的压力是一对平衡力
D.花瓶受到的重力和花瓶对桌面的压力是一对平衡力
3.如图所示,物体只受 F₁和 F₂两个力的作用,可以使物体沿水平方向做匀速直线运动的是( C )
A.甲和丁 B.甲和丙 C.乙和丁 D.只有丁
4.如图是女足比赛时的场景。下列关于足球比赛中涉及的物理知识,分析正确的是( C )
A.脚对球施加的力大小相同,其作用效果一定相同
B.踢出去的足球能在空中继续运动,是因为足球受到惯性作用
C.足球鞋鞋底凹凸不平,是为了增大与地面间的摩擦力
D.运动员用脚踢球,球飞出去,说明力是使物体运动的原因
5.如图所示,玥玥穿着旱冰鞋向右用力推墙,会被墙推向左边。下列说法正确的是( D )
A.使玥玥向左运动的力的施力物体是玥玥自己
B.玥玥先对墙施加推力,然后墙再对玥玥施加推力
C.墙对玥玥的推力大于玥玥对墙的推力
D.玥玥对墙的推力与墙对玥玥的推力是一对相互作用力
6.以下关于摩擦力的理解正确的是( D )
A.重力是产生摩擦力的原因 B.两个相互接触的物体间一定有摩擦力
C.阻碍物体运动的力就是摩擦力 D.摩擦力可以阻碍物体间的相对运动
7.如图所示,A、B两物体叠放在水平桌面上,受到两个水平拉力而保持静止,已知 那么物体B受物体A 和水平桌面的摩擦力大小应分别为( B )
A.5 N、3 N B.5 N、2 N C.2 N、3 N D.3 N、5 N
8.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚,并做各种空中动作的运动项目。如图所示,运动员着网后使其沿竖直方向向上运动的力是 弹 力。运动员蹦到最高点A 后使其向下运动的力是 重 力,运动员到最高点时受 非平衡力 (选填“平衡力”或“非平衡力”)。
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9.如图甲所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示。由图像可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力为 2 N;当t=3s时,物体受到的合力为 2 N;当t=5s时,物体受到的合力为 0 N。
10.(2025 东湖高新区期中)在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中,实验装置如图1所示。
(1)用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板做 匀速直线 运动,此时,弹簧测力计的拉力大小就等于木块受到的滑动摩擦力大小。
(2)比较甲和乙实验,可得出滑动摩擦力的大小与接触面 所受压力大小 有关。
(3)实验时如果增大拉动木块的速度,木块所受的滑动摩擦力将 不变 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)某同学对实验装置进行了改进,如图2所示,他 不需要 (选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板。实验中当F=15 N时,弹簧测力计示数为5 N,长木板刚好向左做匀速直线运动,则此时地面受到长木板的摩擦力大小为 10 N,方向水平向 左 (选填“左”或“右”)。
能力提升
11.(2024武汉中考)2024年4月30日,神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示,返回舱在落地前的某段时间内沿竖直方向匀速下落,若降落伞和返回舱受到的重力分别为G₁和G₂,降落伞对返回舱的拉力为F,空气对返回舱的阻力为 f,则下列关系式正确的是( B )
A. B.
C. D.
12.关于运动和力,下列说法正确的是( C )
A.彼此不接触的物体,不可能发生力的作用
B.用力推车,车未动,是因为推力小于摩擦力
C.物体运动状态改变了,说明一定受到了力的作用
D.运动员百米赛跑后很难停下,是因为受到惯性力
13.如图所示,松开封气球口的夹子,气球向右运动。
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(1)使气球向右运动的力的施力物体是 从气球中喷出的气体 。
(2)以吸管为参照物,铁架台是 运动 (选填“运动”或“静止”)的。
(3)此现象不可以说明 C 。
A.物体间力的作用是相互的 B.力可以改变物体的运动状态 C.气体流速越大,压强越小
14.短道速滑的接力与田径比赛的接力不同,运动员只需要在到达接力地点的时候推送下一个队友出发就是完成了接力。如图所示,决赛中,“接棒”的运动员甲在“交棒”的运动员乙前面滑行,当追上时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前滑行,这说明了 力可以改变物体的运动状态 ;乙由于 惯性 ,不蹬冰也能继续向前滑行;此后乙的速度逐渐减小,是因为受到 阻力 作用。
15.八年级二班的同学正在探究二力平衡的条件。
(1)小南同学按如图甲进行实验,实验时,他发现在左盘和右盘同时加一个质量相等的砝码时,木块A处于静止状态;继续将一个质量较小的砝码轻轻放在右盘后,观察到木块A状态没有改变,则此时木块受力 平衡 (选填“平衡”或“不平衡”)。经同学们提醒,小南改用图乙所示的小车 B替换木块A进行实验。这样操作是使用 变滑动为滚动 的方法来减小 摩擦力 。
(2)另一个同学小晨用图丙中所示的小卡片C替换木块A 进行实验。相比小南,小晨选用的实验装置更利于探究相互平衡的两个力具有 作用在同一物体上 的特点。她在实验中,将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的定滑轮,在吊盘里面放入砝码,为了使小卡片平衡,应该通过调整 砝码的质量 来改变拉力的大小,并使作用在卡片上的两个拉力的大小 相等 。为了探究不在同一直线上的两个力是否能平衡,要进行的操作是 ③ 。(填序号)
①改变两侧砝码的质量
②用剪刀将卡片剪开
③将卡片扭转一定角度后释放
(3)丽丽同学在选择装置时使用了如图丁所示的器材,她没有将左右支架上的滑轮安装在同一高度,你认为她 能 (选填“能”或“不能”)不调节定滑轮的高度直接进行实验。
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微专题7 质量与密度、平均速度实验
1.测量物体平均速度的正确方法是(B)
A.测量全部运动时间和某一段路程 B.测量运动的全部路程和所用的全部时间
C.测出各段路程中的速度再取平均值 D.测出每 1 s内通过的路程
2.(2025东湖高新区期中)在如图甲所示的斜面上测量小车运动的平均速度,选定A、B、C三个位置作为测量点,让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C 点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。
(1)图中AB 的路程SAB= 40.0 cm,如果测得时间 tAB=1.6s ,则AB段的平均速度vAB= 0.25 m/s。
(2)测量小车到达B点的时间,如果小车没到B点就停止计时,这样计算出AB段的平均速度vAB会偏 大 。
(3)为了测量小车运动过程中下半程的平均速度,某同学让小车从B点由静止释放,测出小车到达C点的时间,从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度。小明认为他的做法是错误的。理由是 所测时间不是整个运动过程中下半程的运动时间 。
(4)下列做法中,不能减小时间测量误差的是 C 。
A.熟练使用电子秒表 B.适当减小斜面的倾角
C.适当减小选定位置的间距 D.用更精密的计时设备代替电子秒表
(5)小明同学对实验进行了改进,如图乙用传感器测量物体运动的速度,传感器利用超声波可以测出不同时刻小车的速度,这是利用超声波传递 信息 。屏幕图像如图丙所示,通过图像可以看出小车在斜面上滑下时是 变速 (选填“匀速”或“变速”)运动。
3.频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段,在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间闪光一次,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。图甲是完全相同的A、B两球从空中同一高度先后由静止开始竖直下落的频闪照片示意图,已知频闪仪每隔0.1s闪光一次,照片上1cm代表空中实际距离10 cm。
(1)由图甲可知:先由静止开始下落的是 A (选填“A”或“B”)球。
(2)用刻度尺分别测得照片上A、B两球相邻位置之间的各段距离,A、B两球相对应的S₁、S₂、S₃、s₄的测量结果如表所示。测量照片上 B 球相邻位置之间的距离s₅时,刻度尺的示数如图乙所示,则. 设A球在空中下落时,通过s₂、s₃的过程中的平均速度分别为 v₂、v₃,则
s₄/ mm
A 球(sA)
4.9
14.7
24.5
34.3
B球(sB)
1.2
9.8
19.6
29.4
3.7
4.9
4.9
4.9
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(3)A、B两球均运动的过程中,若以B球为参照物,A球在竖直方向上做 匀速 (选填“加速”“减速”或“匀速”)直线运动。
4.(2025 江汉区期末)实验小组在测量小土豆的密度时,进行了如下实验。
(1)小组同学将天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端的零刻度线处,发现指针位置如图甲所示,应将平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节使天平横梁水平平衡。
(2)用已调好的天平测量小土豆的质量,如图乙所示,小土豆的质量为 32.4 g。
(3)用细线系好小土豆,将小土豆放入盛有50mL 水的量筒中,量筒中的水面升高到如图丙所示的位置,应按图示中 ② (填序号)的情况读取量筒的示数。
(4)小土豆的体积为 27 cm³,密度为
(5)在测量一个质量为154g土豆的密度时,小组同学发现这个土豆无法放入量筒,于是他们将土豆缓缓放入一个盛满水的溢水杯中,直至浸没,如图丁所示,测得溢出水的质量为140g,这个土豆的密度为 1.1×10³ kg/m³。若在测量溢出水的质量时,不小心有水溅出,则测得土豆的密度与真实值相比将 偏大 (选填“偏大”或“偏小”)。
5.某兴趣小组需要密度为1.2g/cm³的盐水,为检验配制的盐水是否合格。
(1)小组成员进行了如下实验操作:
①将天平放在 水平 桌面上,将游码移到左端零刻度线后,指针静止时如图甲所示,接下来他应该将横梁两端的平衡螺母向 左 调;
②如图乙,往烧杯中倒入适量盐水,测出烧杯和盐水的总质量为 82.4 g;
③如图丙,将烧杯中的部分盐水倒入量筒中,读出盐水的体积;
④如图丁,测出烧杯和剩余盐水的质量;
⑤计算出盐水的密度为
(2)小组成员计算出盐水的密度后,整理器材时发现在测量过程中所使用的50g砝码有磨损,则计算出的盐水的密度会 偏大 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)为配制合格的盐水,则需要向盐水中 加盐 (选填“加盐”或“加水”)。
(4)某同学洗绿豆时发现绿豆是沉在水底的。小组成员又想测量绿豆的密度,于是进行了下列实验:①用一个小矿泉水瓶装水,使水面与瓶口平齐,用天平测出瓶和水的总质量为m₁;②把矿泉水瓶中的水倒出一小部分后,再次测出瓶和水的总质量为m₂;③用碗装一些绿豆,测出碗和绿豆的总质量为m₃;④把碗中的绿豆慢慢倒入矿泉水瓶中,直至水面又与瓶口平齐,测出此时碗和绿豆的总质量为m₄。已知水的密度为ρ水,根据以上实验数据,可得绿豆的密度
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微专题8 力和运动实验
1.(2025 东湖高新区期中)在探究二力平衡的条件实验中,把小车放在水平桌面上,向挂在小车两端相同的托盘里加砝码,实验装置如图所示。
(1)为了减小摩擦力对实验的影响,应选择质量较 大 (选填“大”或“小”)的砝码进行实验。
(2)两个托盘里的砝码质量相等,把小车扭转一个角度后释放,观察到小车的运动状态 会 (选填“会”或“不会”)改变,说明相互平衡的两个力作用在 同一直线上 。
(3)当左边和右边托盘里砝码的质量分别为200g和300g,不计摩擦力,此时小车受到的合力为 1 N,合力的方向 水平向右 。(g取10 N/ kg)
2.在研究物体重力跟质量的关系的实验中,某同学用最大刻度值是5 N的弹簧测力计测重力,测得如下数据:
质量m/g
100
200
300
400
500
600
弹簧测力计示数G/N
0.98
1.96
2.94
3.92
4.90
无示数
(1)下列重力G与质量m关系的图像正确的是 B 。
(2)通过实验可得到结论:物体所受重力与质量成正比。
(3)根据表中数据可知,重力和质量的比值是9.8N/kg,这意味着 C 。
A.1 kg刚好是9.8 N
B.重1 N的物体质量为9.8kg
C.质量为1 kg的物体所受重力为9.8 N
(4)能用弹簧测力计测出物体的重力,没有用到下列知识中的 B 。
A.二力平衡的条件
B.物体的重力跟质量的关系
C.弹簧的伸长量跟其所受的拉力的关系
D.物体间力的作用是相互的,并且相互作用力的大小相等
3.(2025武昌区期末)小枫和同学们用如图所示的装置“研究同一直线上方向相同的二力的合成”。
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(1)实验时首先将橡皮筋的B端固定,再用两个测力计沿相同方向拉A端,使A端到达某一点O并记录下该点的位置。只用一个弹簧测力计拉橡皮筋,将A端再次拉到O点,这样做是为了使 F与F₁和F₂ 作用效果 (选填“大小”或“作用效果”)相同。
(2)通过实验可知合力与分力的大小关系是 (用F、F₁、F₂表示)。
(3)完成实验后,同学们交流讨论:排球垫球时,排球离开胳膊后竖直上升,已知排球所受的空气阻力与速度的大小有关,速度越大所受空气阻力越大。排球在竖直上升过程所受合力大小 变小 (选填“变小”“不变”或“变大”)。
4.(2025汉阳区期中)某同学用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。
(1)实验时,先后将不同材料铺在水平木板上,将同一小车从斜面上 同一高度由静止 释放是为了使小车到达斜面底端时的速度相等。
(2)小车沿木板表面滑行的距离较长,是因为阻力较 小 (选填“大”或“小”),速度减小得较 慢 (选填“快”或“慢”)。
(3)多次实验应该按照摩擦力 由大到小 (选填“由大到小”或“由小到大”)的顺序进行。
(4)通过推理可知:运动的物体如果不受力,将会 保持匀速直线运动 (选填“保持静止”“保持匀速直线运动”或“保持静止或匀速直线运动”)。
5.(2025武昌区期末)小枫买了两款质量不同的运动鞋,为了比较两款鞋的防滑性,各取其中一只鞋A和B,在同一水平桌面上进行下列实验。
(1)实验中,弹簧测力计应沿水平方向 匀速直线 拉动运动鞋,则鞋受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数。
(2)有同学用图甲①、②实验比较两款鞋的防滑性,小枫觉得不妥,认为要用图甲③、④实验,理由是为了控制 压力大小 相同。
(3)图甲③实验,弹簧测力计示数为 4.4 N。由实验可知鞋 A (选填“A”或“B”)的防滑性更差。
(4)重复图甲③实验时,小枫沿水平方向拉动鞋A、B,使它们一起加速直线运动,则鞋A受到水平桌面的摩擦力 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)如图乙所示,冰壶运动员穿的鞋一只是橡胶鞋底的蹬冰鞋,一只是塑料鞋底的滑行鞋。需要滑行时,全身由滑行鞋支撑,蹬冰鞋不与冰面接触;运动员需要停下时,用蹬冰鞋接触冰面进行控制。这是通过改变 接触面的粗糙程度 来改变滑动摩擦力的大小。
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微专题9 经典图片问题解析(三)
1.如图所示,以相同速度同方向匀速前进的卡车和联合收割机通过120m的路程需要2min,速度为 3.6 km/h。若以地面为参照物,联合收割机是 运动 的;若以卡车为参照物,联合收割机是 静止 (以上两空选填“运动”或“静止”)的。这说明 物体的运动和静止是相对的 。收割过程中卡车的动能 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
2.如图为运动员百米赛跑的情景,终点裁判员 看白烟 (选填“看白烟”或“听发令声”)开始计时,否则计时会 晚 (选填“早”或“晚”)约 0.29 s。裁判员是以相同 路程 (选填“路程”或“时间”)比较 时间 (选填“路程”或“时间”)的方法比较运动员运动的快慢;观众则是以相同 时间 (选填“路程”或“时间”)比较 路程 (选填“路程”或“时间”)的方法比较运动员运动的快慢。跟踪拍摄运动员的摄像机与运动员是相对 静止 的,运动员到达终点不会立刻停下来是因为运动员 具有惯性 。
3.上课时,老师演示了如图所示的一个小实验,用尺子快速击打一摞棋子中间的一个,该棋子飞出,上面的棋子由于 具有惯性 所以没有飞出,同时在 重力 的作用下落下来。实验中,被打飞的棋子 也 (选填“也”或“不”)具有惯性。
4.小明滑滑板车时,一只脚踏在滑板车上,另一只脚向后蹬地,滑板车就能向前运动,这是因为物体间力的作用是 相互 的;小明站在滑板车上向前滑行时看到路边的树向后退,是以 滑板车 为参照物;如图,正在水平地面上滑滑板车的小明的质量为35kg,他所受到的重力为 350 N,当他的脚离开地面时,他对滑板车的压力为 350 N。(g取10 N/ kg)
5.如图所示,记录的是甲、乙两辆汽车在平直公路上的运动情况,甲、乙两车均在向东运动,在运动600m的过程中, 乙 (选填“甲”或“乙”)车一定做变速直线运动,平均速度是 15 m/s,第30s时,在乙车上的乘客将会看到甲车向 东 (选填“西”或“东”)行驶。
6.(1)如图甲所示,用力拨动弹簧片,把小球与支座之间的金属片弹出时,小球 不会 (选填“会”或“不会”)随金属片飞出,这表明小球具有 惯性 。
(2)如图乙所示,这样紧固锤头是利用了 锤头 (选填“锤柄”或“锤头”)的惯性,锤头的质量越大越 容易 (选填“容易”或“不容易”)套紧;物体的惯性大小与速度 无关 (选填“有关”或“无关”)。
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7.如图所示,两辆同向行驶的汽车发生了“追尾”,虽然B车驾驶员紧急刹车,但仍撞击了A车。碰撞瞬间,B车撞击A 车的力 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)A车撞击B 车的力,A车驾驶员因受到 汽车头枕 (选填“安全气囊”“安全带”或“汽车头枕”)保护未严重受伤。B车对A 车的力是由于 B (选填“A”或“B”)车发生 弹性形变 而产生的。
8.2024年6月 25 日,嫦娥六号实现人类首次月背采样返回的壮举,为中国探月工程立项20周年献上一份大礼。
(1)如图所示,探测器登月前需要减速,向 运动方向 (选填“运动方向”或“运动反方向”)喷射高速气体,以获得制动力。这利用的物理原理是 物体间力的作用是相互的 。
(2)探测器从月球上采回了质量为 1935.3g的月球土壤样品。月球对它表面附近的物体也有引力,这个力大约是地球对地面附近同一物体引力的六分之一,则 1935.3g的月壤在月球上所受到的引力是 3.2255 N。(g地取10 N/ kg)
9.(1)图甲为商店里使用的案秤,其工作原理与天平相同。使用时,先将游码移至左端零刻度线处,由图乙可知,该案秤秤杆的分度值为 20 g。若使用前发现秤杆右端上翘,则应向 右 (选填“左”或“右”)旋动调零螺丝才能使秤杆平衡。
(2)现用该案秤称某物体质量,通过在砝码盘中添加砝码使秤杆平衡,所加的砝码和游码的位置如图乙所示,则该物体的质量为 3.2 kg,标有“2kg”的砝码的质量 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)2kg。
10.京哈高速铁路承载客运任务的是“和谐号”动车组。
(1)如图甲所示,小英上车后,坐在车厢内向外观望,她发现对面并排停着一列列车。忽然她觉得自己乘坐的列车开始缓慢前进了,但列车“驶过”了对面列车的车尾时她才发现,实际上她乘坐的列车还停在站台上,而对面的列车却向反方向开去了。她产生这种错觉的原因是在前后两种情况下所选择的参照物不同。她感觉自己的车前进了,是以 对面列车 为参照物;实际车还停在站台上,是以 站台 为参照物。
(2)如图乙所示,列车车头设计成流线型,目的是 减小空气阻力 。
(3)列车在平直的轨道上匀速行驶的过程中,列车的动力 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)阻力。
(4)如图丙所示的s-t图像反映了某物体在某段平直轨道上的运动情况,由该图像可知它行驶的速度为 240 m/s,它在20s内通过的路程为 4800 m。
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第9讲 压强
知识梳理
知识点一 压力、压强
压力
由于物体间发生挤压而 垂直 作用在接触面上的力,方向指向被压物体
压强
定义
物体所受压力的大小与 受力面积 之比叫作压强,用符号 p 表示
公式
单位:帕斯卡(符号:]: Pa);1 Pa= 1 N/m²
改变
当压力一定时, 增大受力面积 减小压强;
当受力面积一定时, 减小压力 减小压强
知识点二 液体压强
产生原因
液体受重力且具有 流动性
测量仪器
压强计:通过U形管中液面的 高度差 显示薄膜受到的 压强 大小
计算公式
p= ogh
液体内部压强规律
①在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都 相等 ;②液体的压强随深度的增加而 增大 ;③在深度相同时, 液体的密度 越大,压强越大
知识点三 连通器
定义
上端 开口 、下端 连通 的容器叫作连通器
原理
连通器里装同一种液体且液体 不流动 时,各部分的液面保持 相平
应用
茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等
知识点四 大气压强
存在
空气向各个方向都有压强, 马德堡半球 实验证明了大气压强的存在
测量
托里拆利 实验首先测出了大气压的值,1标准大气压= 760 mm水银柱产生的压强= 1.013×10⁵ Pa
变化
大气压随高度的升高而 减小 ,在海拔3000m以内,每升高10m,大气压约减小 100 Pa
知识点五 流体压强与流速的关系
定义
具有流动性的液体和气体统称为流体
升力
机翼上方气流的速度较 大 ,对机翼上表面的压强较 小 ;机翼下方气流的速度较 小 ,对机翼下表面的压强较 大 。这样,机翼上、下表面就存在着压强差,因而有 压力差 ,产生升力
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考点突破
考点一 压力、压强
【例1】 如图所示,两手指用力挤压铅笔的两端使它保持静止。下列说法正确的是( D )
A.两手指对铅笔的压力是相互作用力
B.两手指对铅笔的压力和铅笔的重力大小相等
C.右边手指受到的压力大于左边手指受到的压力
D.左边手指受到的压强小于右边手指受到的压强
【例2】 如图所示,图钉尖的面积是 图钉帽的面积是 ,松木能承受的最大压强是5×10⁶Pa。下列说法正确的是( A )
A.手指至少要用0.5N 的力,图钉尖才能进入松木
B.手指至少要用500 N 的力,图钉尖才能进入松木
C.手指只需用0.5N的力,就可将图钉帽按压至与松木表面紧贴
D.手指只需用500 N的力,就可将图钉帽按压至与松木表面紧贴
考点二 液体压强
【例3】 (2025江岸区期中)如图所示,小明研究液体内部的压强时,将探头放入水中的某一深度处,记下 U 形管中两液面的高度差h(U形管中液体是水)。下列说法正确的是( A )
A.保持探头在水中位置不变,改变探头方向,h不变
B.保持探头在水中位置不变,向烧杯中加入适量的水,h不变
C.保持探头在水中位置不变,把U形管中的水换成密度较大的盐水,h不变
D.把烧杯中的水换成密度较小的酒精,探头深度不变,h增大
【例4】 如图,在水平桌面上,质量相同、底面积相同、形状不同的三个容器甲、乙、丙内分别装有质量相同的水。三个容器中,水对容器底部的压力 F甲、Fz、F丙的大小关系是 F甲> ,三个容器对桌面的压强p甲、p乙、p丙的大小关系是 p甲=pz=pm 。
考点三 连通器
【例5】 下图中,利用连通器原理来实现功能的是( B )
A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.②③④
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考点四 大气压强
【例6】 下列现象不能说明大气压强存在的是( C )
【例7】 如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( A )
A.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会上升
B.乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降
C.把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内外液面高度差一
D.乙装置更能准确地测量出大气压的值
考点五 跨学科实践:制作简易活塞式抽水机
【例8】 (2025 东湖高新区期中)某物理小组在跨学科实践活动中制作的简易活塞式抽水机如图所示,该抽水机底部通过橡皮管浸入水中。下列说法错误的是( C )
A.该抽水机在工作前,向活塞上方倒入一些水,增加装置气密性
B.该抽水机能够将水从低处抽到高处是因为大气压的作用
C.向下压连杆,活塞向下运动时,阀门关闭,玻璃球被推开
D.该抽水机理论上提升水的高度可达10.3m
考点六 流体压强与流速的关系
【例9】 (2025 洪山区期末)如图所示,在高铁站的站台上,画有一条白色安全线。与设置安全线的原理相同的是( B )
考点精练
基础巩固
1.(2025东西湖区期末)如图所示的生产生活实例中,用压强知识解释正确的是( C )
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A.图甲:火车轨道下面铺放枕木是通过增大受力面积的方式来减小压力
B.图乙:用高压锅做饭是利用水的沸点会随着气压的升高而降低
C.图丙:三峡大坝设计成下宽上窄是由于液体的压强随深度的增加而增大
D.图丁:飞机机翼下方气流的速度较大,对机翼下表面的压强较大
2.同学们可能做过这样的实验:在敞口塑料瓶侧壁上钻两个大小相同的小圆孔a、b,注入水,水从两个小圆孔喷出。在某一时刻,从两个小圆孔喷出的水分别落到水平地面上的c、d两处,其中d离塑料瓶远些,如图所示。下列说法正确的是( B )
A.图中d是从a 孔喷出水的落点
B.这次实验初步说明水内部压强的大小与水的深度有关
C.这次实验初步说明液体内部压强的大小与液体的密度有关
D.在相同的时间内a孔喷出水的质量比b孔喷出水的质量多
3.(2025武汉期中)如图甲为纪念老红军谢宝金携带一台68kg的发电机完成长征而立的铜像,在长征途中,他双脚站立时,整个鞋印范围都与地面接触,图乙为鞋底的轮廓,其面积约为200 cm²,谢宝金体重约为62kg,下列说法正确的是( C )
A.绳索对谢宝金双肩的压强大概是你双肩背最重的书包时所受压强的1.36倍
B.背着发电机双脚站立时,谢宝金对地面的压强约为3.
C.谢宝金对地面的压力和地面对谢宝金的支持力是一对相互作用力
D.谢宝金所受的重力与地面对谢宝金的支持力是一对平衡力
4.如图所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρz。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为 pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( D )
A.
B.
C.
D.
5.小明所在小组用完全相同的长方体物块和海绵探究压力的作用效果与哪些因素有关。
(1)首先他们根据生活经验提出了各种猜想。如图1所示,两个人对雪地的压力是差不多的,但一个陷下去了,另一个却没有,由此猜想压力的作用效果可能与 受力面积 有关。
(2)接着他们又设计了如图2所示的实验来继续探究。实验中同学们是通过观察 海绵的
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凹陷程度 来比较压力作用效果的。
(3)①通过比较图2 甲、乙 ,说明压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
②通过比较图2 甲、丙 ,说明受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
③下列实例中运用到①中结论的是 C (填字母)。
A.铁轨铺在枕木上 B.汽车不能超载 C.菜刀钝了要磨一磨
(4)小组中的一位同学在对比图2甲、丁时,得出了压力作用的效果与压力大小无关的结论,请你指出他在分析时的错误: 没有控制受力面积相同 。
6.(2025 东湖高新区期末)在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,实验装置如图1所示。
(1)图1甲压强计是通过观察 U形管中 两侧液面高度差 来显示橡皮膜所受压强的大小。
(2)根据图1 乙、丙 两图所示现象可以知道拦河大坝设计成上窄下宽的原因。
(3)如图1丙、丁所示,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,可知在液体内部同一深度,向各个方向的压强都 相等 。
(4)了解了液体压强特点后,某同学取①②③三根相同的玻璃管,两端开口,底部用相同的橡皮膜封闭,橡皮膜的绷紧程度也相同。在其中倒入三种不同的液体,三根玻璃管底部橡皮膜形变程度如图2所示,其中液体密度最大的是 ③ (填序号)。
(5)某同学用如图3所示的装置测量未知液体的密度。左侧加入适量的水,水的密度为ρ水,右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,她测量了以下物理量:①右侧待测液体到容器底的深度h₁;②左侧水到容器底的深度h₂;③橡皮膜中心到容器底的深度h₃。则待测液体密度 (用字母表示)。
能力提升
7.将一底面积为200 cm²的圆柱形容器放置于水平面上,容器内放一个底面积为50 cm²、高为20cm的圆柱体,如图甲所示,缓慢向容器中注水到一定深度时圆柱体漂浮,继续注水到25 cm时停止,在整个注水过程中,圆柱体始终处于直立状态,其注水质量m与容器中水的深度h 的关系图像如图乙所示( g 取10 N/ kg), 则以下说法正确的是( D )
A.当圆柱体漂浮时,露出水面的高度为9 cm
B.圆柱体的密度为0.
C.注水停止时,水对圆柱体底部的压强为2 500 Pa
D.向容器内注水的总质量是4 200 g
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8.(2025 湖北中考)小凯对图甲中新闻报道画线的内容产生了好奇,通过实验研究液体内部的压强。
受蝙蝠鱼启发,我国科研团队成功实现——
小型机器人漫步万米深海
在地球最深处马里亚纳海沟的万米深渊,压强相当于一个指甲盖上站了一头一吨重的犀生,此前,能达到这里的深海机器人,多为重量达数吨的刚性体大型潜航器。如今,一台身长不到50厘米,体重仅1500克的“小精灵”来到这一曾经的小型机器人“禁区”,为深海探索带来更多可能性。
甲
(1)用液体压强传感器测量盐水内部压强的大小,画出图乙中盐水内部压强随深度变化的图线,盐水内部压强随深度增大而 增大 ;用酒精重复上述实验,画出图乙中酒精内部压强随深度变化的图线。比较两条图线,深度相同时,盐水的压强比酒精 大 ;液体的密度越大,内部压强与深度的比值越 大 。
(2)由盐水的图线可推知一万米深处海水产生的压强约为 ,对大拇指盖的压力约为
9.(2025 东湖高新区期中)2025年3月,雪龙3号破冰船(如图)成功完成北极东北航道的首次航行任务,开辟出从北极直达欧洲的黄金航线。雪龙3号是我国自主专利技术打造的极地科考船,具备多种破冰方式:冲撞破冰,以一定速度撞击冰层,利用船头特殊结构破碎冰面;连续破冰,利用独特的头部造型和强大的推力爬上冰面,凭借自身重量将冰层压碎,在船身自重不足时,可以向船身压水舱注水增加船重。已知雪龙3号空载时自身质量为 g取10 N/ kg)
(1)雪龙3号“首柱削尖”这样的构造是通过 在压力一定时,减小受力面积 的方式增大压强,破冰船靠螺旋桨将水向 后 (选填“前”或“后”)推出,获得向前的动力。
(2)当破冰船在海水中航行时,船底在海水中深度为9 m,船底受到的海水压强是多少?
(3)若2m厚的冰层能够承受的最大压强是 假设某次破除前方冰层时需要整个船都压在2m厚的水平冰面上,爬上冰面破冰时船体与冰面的接触面积约为250m²,则至少还要向压水舱注入多少立方米的海水才能将冰层压碎?
解:(2)船底受到海水的压强:
(3)雪龙3号空载时的重力: 10⁵ N,
冰面能够承受的最大压力: 需要注入海水的重力: 还需注入海水的体积:
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第 10 讲 浮力
知识梳理
知识点一 浮力
定义
浸在液体(气体)中的物体受到 向上 的力,这个力叫作浮力
产生原因
液体(气体)对物体上、下表面的压力不同,并且向上的压力 大于 向下的压力,这就是浮力产生的原因
表达式
方向
竖直向上
测量
用弹簧测力计测出物体的重力G,将物体悬挂在测力计下,浸在液体中,记下测力计的示数 F示,则物体受到的浮力
知识点二 探究浮力的大小跟哪些因素有关
实验结论
物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的 体积 和 液体密度 有关。物体浸在液体中的体积越大、液体密度越大,浮力就越大
结论提升
浮力大小与深度的关系:当物体没有完全浸没时,浮力大小随深度的增加而 增大 ;当物体完全浸没后,浮力大小不变,与物体所处深度无关。浮力大小随深度变化的图像如图所示(柱体)
知识点三 阿基米德原理
测量的量
空小桶重力G₀、物体重力G、物体浸在水中时测力计示数 F、排开的水和小桶的总重力G₁
分析归纳
物体受到的浮力 排开的水的重力 ,对比 二 者大小得出实验结论
注意事项
①溢水杯中要 装满水 ,若水面低于溢水口,则测出的G排 < F洋;
②若最后测量空小桶重力,由于桶中残留部分液体,测出的G排 < F浮
实验结论
浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于它排开的液体所受的重力
表达式
适用范围
适用于物体受到液体或气体的浮力
说明
液体对物体的浮力大小与液体的 密度 、物体 排开液体的体积 有关,而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关
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续表
利用阿基米德原理测密度
测固体密度(物体密度大于液体密度)
测液体密度
①用测力计测出物体的重力G;②读出物体浸没在液体中时测力计示数 F;③若已知液体的密度为ρ液,物体的体积等于排开液体的体积,可以表示为 ④物体的密度可以表示为 液
①用测力计测出物体的重力G;②读出物体浸没在液体中时测力计示数 F;③若已知物体的密度为 ρ物,排开液体的体积等于物体的体积,可以表示为 ④液体的密度可以表示为
物
知识点四 物体的浮沉条件及应用
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
F浮 > G
F浮 G
F浮 = G
F浮 = G
ρ液 ≥ ρ物
ρ液 ≤ ρ物
ρ液 = ρ物
ρ液 > ρ物
ρ液 ρ物
运动状态不断改变,受非平衡力作用
可以停留在液体的任何深度
是“上浮”过程的最终状态
是“下沉”过程的最终状态
运动状态不改变,受平衡力的作用
轮船
物体的密度大于液体的密度时,做成 空心 的可以增大排开液体的体积,因而增大受到的浮力;轮船的大小用排水量表示,排水量是指轮船装满货物时排开水的 质量
潜水艇
通过改变自身 重力 来实现上浮和下沉(浸没时浮力不变)
气球和飞艇
在气球和飞艇里充入密度 小于 空气的气体,使得气球和飞艇能够飘在空中
密度计
根据物体 漂浮 时受力平衡的原理制成。密度计示数刻度分布 不均匀 ,越靠下示数越 大
考点突破
考点一 浮力
【例1】 在物理教学研讨会上,王老师用自制教具演示了如图所示的实验:将一只去盖、
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去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止,用手堵住瓶口,一会儿后乒乓球浮起来了。以下分析正确的是( A )
A.图中乒乓球静止时没有受到浮力作用
B.图中乒乓球静止时受到的支持力与受到的重力平衡
C.乒乓球上浮过程中,受到的浮力等于受到的重力
D.乒乓球上浮过程中,受到的浮力始终不变
考点二 探究浮力的大小跟哪些因素有关
【例2】 (2025 东西湖区期末)如图是某实验小组的同学“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验步骤。
(1)比较图 A、E、F,可以探究浮力的大小是否跟 液体的密度 有关。
(2)比较图A、D、E,可知浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 无关 (选填“有关”或“无关”)。
(3)图B中物体所受的浮力为 0.2 N。
(4)在步骤F的基础上继续探究:把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上,缓慢向烧杯内加水,则弹簧测力计的示数 变小 (选填“不变”“变大”或“变小”)。
考点三 阿基米德原理
【例3】 (2025汉阳区期末)兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
(1)实验中所用物块的重力为 4 N。
(2)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重力 偏小 (选填“偏大”或“偏小”)。
(3)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为 1 N。
(4)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现 说明物块受到的浮力大小与 液体密度 有关,换用酒精再次实验的目的是 寻找普遍规律 (选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
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【例4】 在弹簧测力计下悬挂一个物体A,将其缓缓浸入水中或盐水中,观察到弹簧测力计示数如图所示。已知盐水的密度为1.2g/cm³,下列说法错误的是( C )
A.图乙中的物体A有一半的体积浸在水中
B.图丙中的物体A下表面受到的液体压力为2 N
C.图丁中的物体A 密度为
D.图戊中的物体A 排开盐水的重力为2.4N
考点四 物体的浮沉条件及应用
【例5】 下列关于浮力的叙述中,正确的是( A )
A.歼-16离开航母时,航母将上浮,所受浮力减小,航母底部受到水的压强减小
B.物体浸没在水中的深度越大,受到的浮力也就越大
C.轮船从长江驶入东海,受到的浮力将增大,排开水的体积将不变
D.潜行的潜水艇从长江驶入东海,受到的浮力将不变,排开水的体积将不变
【例6】 用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等,制作如图所示的潜水艇模型(不计进、排气管体积),然后将模型放入水中,使其上浮或下沉。下列说法正确的是( D )
A.当模型漂浮于水面时,它受到的浮力小于重力
B.向瓶中充气时,瓶内气体压强变大,模型将下沉
C.从瓶中抽气时,模型会下沉,它受到的浮力将变小
D.让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,应使瓶内的水先增加后减少
考点五 跨学科实践:制作微型密度计
【例7】 (2025武昌区期末)在“自制微型密度计”的实验中,某学习小组设计方案如图:一根圆柱形细棒作为标度杆,细棒穿过一球形浮体中间,细棒下端缠绕铁丝作为配重。已知密度计质量为1.36g,要求液面位于标度杆的A 位置和B 位置对应的液体密度为0.8g /cm³或0.85 g/cm³,A、B位置距离为10 mm,下列计算或分析正确的是( C )
A.密度计在不同液体中漂浮时,细棒底部受到的压力相等
B.液面位于标度杆的 B 位置时排开液体的体积为1.7 cm³
C.细棒的横截面积为 0.1 cm²
D.将AB之间分成5等份,则每等份代表0.1g/cm³
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考点精练
基础巩固
1.下列说法错误的是( B )
A.悬浮在海水中的潜艇所受的浮力和重力相等
B.在水中上浮的物体受到浮力的作用,下沉的物体不受浮力的作用
C.太空中运行的宇宙飞船不受浮力的作用
D.地面上固定的热气球的体积越大,受到的空气的浮力越大
2.在“天宫课堂”中,航天员王亚平展示了“浮力消失”的实验。在中国空间站微重力环境中,她用吸管把乒乓球轻轻压入水中,取出吸管后,观察到乒乓球静止不动,如图甲所示。在中国科技馆的同学们做了同样的实验,乒乓球却迅速上浮直至漂浮,如图乙所示。下列说法正确的是( B )
A.图甲中,乒乓球的质量为零
B.图甲中,水所受的重力几乎为零,因此“浮力消失”
C.图乙中,乒乓球上浮时所受的浮力小于所受的重力
D.图乙中,乒乓球上浮时水对容器底部的压强变大
3.把一块石头和一个西红柿同时放入水中,它们静止时西红柿漂在水面上,而石头沉入了水底,如图所示。石头和西红柿在水中受到的浮力的大小相比较( A )
A.石头受到的浮力更大些 B.西红柿受到的浮力更大些
C.石头和西红柿受到的浮力一样大 D.无法比较石头和西红柿受到的浮力大小
4.两个完全相同的烧杯中分别盛有不同浓度的盐水,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯中,当鸡蛋静止时,液面相平,甲中鸡蛋沉底,乙中鸡蛋悬浮在盐水中,如图所示,则( D )
A.甲杯盐水密度比乙杯的大 B.甲杯盐水对容器底的压强大
C.甲、乙两杯内鸡蛋受到的浮力相等 D.甲杯盐水和鸡蛋受到的总重力小
5.如图所示,把装满水的烧杯放在托盘秤的盘子里,再把空的饮料罐缓缓按入水中,在这个过程中( A )
A.托盘秤的示数在增大 B.托盘秤的示数保持不变
C.烧杯底部对托盘的压力在减小 D.烧杯内的水对烧杯底部的压力在增大
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6.(2025襄阳期末)如图是思琪同学自制的密度计放在某液体中的情景,下列有关密度计说法不正确的是( B )
A.“配重”的密度一定大于液体的密度
B.“浮子”的作用是为了增加密度计的自重
C.测量液体密度时,密度计受到的浮力等于自重
D.密度计静止在两瓶液体中时,液面在密度计同一标度处,则两瓶液体密度相同
7.(2025汉阳区期末)如图所示,一个棱长为10 cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F₁为4 N,下表面受到液体的压力F₂为12 N。下列说法中正确的是( D )
A.正方体受到的浮力为12 N B.液体对正方体下表面的压强为
C.正方体上表面所处的深度为4 cm D.正方体的密度为0.
8.如图所示,将重为5 N的小球挂在弹簧测力计下,当小球的一半体积浸在水中时,测力计示数为2 N。(g 取10 N/ kg)下列说法正确的是( D )
A.小球的体积为400 cm³
B.小球的密度为1.25 g/cm³
C.缓缓向下移动弹簧测力计,小球对测力计的拉力最小可达到1 N
D.剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为5 N
能力提升
9.如图所示,三个相同的柱形容器中盛有体积相同的水或盐水,将重为3.0N的圆柱体依次放入这三个容器中。下列说法错误的是( B )
A.图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差大于0.7N
B.图丙和图乙中容器底的上表面受到的压力之差等于0.1N
C.图丙中盐水的密度是1.
D.圆柱体的密度是3.
10.(2025江岸区期末)如图甲所示,水平桌面上有一个底面积为 100 cm²的圆柱形薄壁溢水杯,杯中装有1000 cm³的水。将挂在弹簧测力计下端重力为G₁、密度为1.4g /cm³的圆柱体从水面上方逐渐浸入水中,当圆柱体体积的 浸在水中时,圆柱体下表面受到的压力为
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F,弹簧测力计的示数为 F₁;当圆柱体浸没在水中时,如图乙所示,弹簧测力计的示数为F₂,溢出到小桶中的水重力为G₂,水对溢水杯底的压强为1 200 Pa,已知 下列结论正确的是( A )
A.
B.
C.
D. F=4.5 N
11.(2025江汉区校级月考)如图所示,将一个装有水的溢水杯置于台秤上,溢水杯质量为200g,底面积为50 cm²,杯底到溢水杯口的距离为16 cm,此时台秤示数为800g,将一个圆柱体通过细绳挂在弹簧测力计下,缓慢浸入水中,溢出的水流到小烧杯中,烧杯未置于台秤上,此时弹簧测力计示数为3.6N,溢出水的质量为40g,下列说法错误的是( D )
A.该圆柱体浸没在水中时所受浮力为2.4N
B.该圆柱体的密度为2.
C.液体对容器底压力的变化量为2 N
D.绳子剪断前后,溢水杯对台秤压强的变化量为 400 Pa
12.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,实验操作如下,实验过程中弹簧测力计的示数如图所示。(图中所用容器底面积是50 cm²,均为相同的平底薄壁圆柱形容器,物块不吸水和另一液体)
(1)测量前,需沿 竖直 方向将弹簧测力计调零。
(2)实验中,物块浸没在水中受到的浮力是 2.0 N。
(3)如果通过对比B、E两次实验,得出“浮力的大小与液体密度有关”的结论,那么这种做法 不正确 (选填“正确”或“不正确”),理由是 没有控制排开液体的体积不变 。
(4)由 C、D 两次实验可得出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(5)完成E实验操作后,用弹簧测力计将物块向上拉出液面一小部分,弹簧测力计示数变为 2.8N,此操作会使容器中的液面下降 1 cm。
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微专题10 压强实验
1.如图所示的实例中,不能用流体压强与流速的关系解释的是( D )
A.图甲,刮大风时,伞面会被向上“吸”起
B.图乙,向两张纸之间吹气,两张纸会相互“吸”起来
C.图丙,等候列车的乘客应站在安全线以外,否则可能会被“吸”向列车
D.图丁,将吸盘压在光洁的瓷砖表面,吸盘会被“吸”在瓷砖上
2.(2025黄石期中)如图所示是托里拆利实验的规范操作过程,下列说法不正确的是( B )
A.玻璃管稍稍倾斜会使得管内水银柱变长
B.该实验仅证明了大气压的存在
C.玻璃管倾斜到一定角度,管内有可能会充满水银
D.标准大气压可支持760 mm高的水银柱
3.(2025 青山区期末)在玻璃瓶里装一些红色的水,取一根两端开口的细玻璃管,让玻璃管穿过橡皮塞插入水中,并从管子上端吹入少量气体,这样就制成了一个简易的多功能物理实验演示器。
(1)当把如图甲的装置从楼下拿到楼上时,发现玻璃管内液面 升高 。
(2)取一根吸管,靠近玻璃管口,如图乙所示,通过吸管向左吹气,发现玻璃管内液面上升,这说明 流速越大的地方,压强越小 。
(3)将瓶内灌满水,塞紧塞子,如图丙所示,用力挤压瓶子,发现玻璃管内液面上升,这说明 力可以使物体发生形变 。
4.在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,某同学利用了多个完全相同的铁块和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的 凹陷程度 来比较压力作用效果。
(2)由 甲、乙 两图可以探究压力作用效果与压力大小的关系。
(3)对比乙、丙两图可以得出结论:当压力一定时, 受力面积 越小,压力作用效果越明显。
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(4)对比甲、丙两图,该同学认为压力作用效果与压力大小无关,他的观点是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 比较时没有控制受力面积相同 。
5.小亮同学用图甲所示的装置探究液体压强与哪些因素有关,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部用薄橡皮膜封闭一个圆孔,橡皮膜两侧压强不同时橡皮膜的形状发生改变。
(1)将同种液体倒入容器左右两边,右侧液面高于左侧,观察到橡皮膜的形状如图乙所示。将A、B两种不同的液体(ρA<ρB)分别倒入容器左右两边,使左右两侧的液面相平,观察到橡皮膜的形状如图丙所示。
①由图乙可初步得出:同种液体中,深度越大,压强越大;
②由图丙可初步得出:深度相同时,液体的密度越大,压强越 大 。
(2)若将C、D两种不同的液体分别倒入容器左右两边,如图丁所示。若测得D液体中橡皮膜中心的深度为4cm,测得C液体中橡皮膜中心的深度为5cm,发现橡皮膜的形状几乎没有变化。已知D液体为水,则C液体密度
6.某兴趣小组利用如图所示器材,探究“液体压强跟哪些因素有关”。
(1)实验前,利用U形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等组装成压强计,放在空气中静止后,发现 U 形管两边的液面出现如图甲所示的情景,接下来正确的调节方法是 C (填字母)。
A.将U形管右侧高出部分的液体倒出 B.向 U形管中继续盛装液体
C.取下橡皮管,重新进行安装
(2)压强计是通过观察U形管两端液面的 高度差 来显示橡皮膜所受压强大小的仪器。
(3)通过比较图中 乙、丙 两个实验,是为了探究液体的压强与液体深度的关系,这种实验研究方法是 控制变量 法,依据得出的结论,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)某次实验测得压强计中U形管左右两侧液面的高度差为8cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差为 800 Pa。(ρ红墨水=1.0×10³kg/m³,g取10 N/ kg)
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微专题11 浮力实验
1.小虹利用弹簧测力计、实心圆柱体物块、烧杯等器材,探究浮力的大小跟哪些因素有关。小虹提出如下猜想,设计并进行了实验。
猜想a:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关;
猜想b:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想c:浮力大小与液体的密度有关。
(1)小虹确定了测量浮力的方法:先用弹簧测力计测出物块的重力G,接着将物块浸入液体中,待其静止时,读出测力计对物块的拉力 F拉,可计算出物体所受的浮力 F浮。其测量原理是 D 。
A. F浮与 G 是一对平衡力 B. F浮与G是相互作用力
C. F浮 与 F拉 是相互作用力 D. F浮、F拉和G是一组平衡力
(2)小虹的操作步骤及测量数据如图所示。由测量数据可得:B步骤中圆柱体物块受到水的浮力为 0.4 N。
(3)分析图中A步骤与 C、D 步骤的数据,可以验证猜想a是错误的。
(4)进一步学习了阿基米德原理之后,利用如图所示的测量数据,还可以计算出其他一些物理量(水的密度已知)。下列物理量中不能计算出的是 C 。
A.物块的体积 B.物块的密度 C.盐水的体积 D.盐水的密度
2.(2025襄阳期末)学习浮力知识后,小明取来一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,确保制成一个能始终竖直 漂浮 在液体中的简易密度计,用这个简易密度计来测量某液体的密度,如图所示,实验步骤如下:
(1)用刻度尺测出密度计的长度是10 cm。
(2)将密度计放入盛有水的烧杯中,静止后测出密度计露出水面的长度是4 cm,在水面处标记水的密度值。
(3)将密度计取出并擦干,然后放入盛有被测液体的烧杯中,静止时所受的浮力 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)在水中所受的浮力,并测出密度计露出液面的长度是2cm,被测液体的密度是 0.75 g/cm³,在液面处标记对应的密度值。
(4)换用不同的液体重复上述操作后,小明发现密度计的刻度特点是 上小下大 (选填“上小下大”或“上大下小”)。
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3.(2025孝感模拟)小明同学在探究“影响浮力大小的因素”时,依次做了如图甲所示的实验。
(1)由图甲中的 A、B、C 可知,物体受到的浮力大小跟物体浸在水中的体积有关;由图甲中的 A、C、D可知,浸没在水中的物体受到的浮力大小跟物体浸没在水中的深度 无关 (选填“有关”或“无关”),物体浸没在未知液体中时受到的浮力为 0.9 N。
(2)小明受上面实验的启发,用家里的电子秤、玻璃杯、木块、水、牙签,进行了如下操作,实验过程如图乙所示。
①向烧杯内倒入适量水,放在已调零的电子秤上,如图乙 A所示;
②将木块直接放入水中,电子秤示数如图乙 B所示,则木块的质量是 48 g;
③用细针向下压木块,使其刚好浸没在水中,此时电子秤示数如图乙C所示。利用上述实验可得木块的密度为 0.8 g/cm³。
4.(2025 武昌区期末)小枫和小倩在实验室中验证阿基米德原理。
(1)方案一:小枫按如图实验步骤甲、乙、丙、丁依次进行实验。由图可知,石块浸没在水中受到的浮力 溢出水的重力
(2)发现所测的“F浮”不等于所测的“G溢”,造成这种结果的原因可能是 A 。
A.最初烧杯中水的液面未装至烧杯口 B.整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
(3)方案二:如图戊,小倩将装满水的溢水杯放在升降台C上,用升降台来调节溢水杯的高度。当小倩逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,升降台受到的压力 不变 (选填“增大”“减小”或“不变”),且弹簧测力计A 的示数变化量 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)B的示数变化量,从而证明了阿基米德原理。
(4)其他同学对实验提出了进一步改进措施,其中不合理的是 B 。
A.应该换用不同液体进行多次实验,使结论具有普遍性
B.实验中应该让物体完全浸没在液体中,控制排开液体的体积不变
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微专题 12 比较压强、浮力大小和液面变化问题
1.甲、乙两个容器中分别盛有质量相同的水,甲、乙容器的质量相同,静止在水平面上,如图所示。下列说法正确的是( D )
A.甲、乙容器中水对容器底部的压强相等
B.甲、乙容器对水平面的压强相等
C.甲、乙容器中水对容器底部的压强之比比甲、乙容器对水平面的压强之比小
D.甲、乙容器中水对容器底部的压强之比与甲、乙容器对水平面的压强之比相等
2.如图所示,质量、底面积相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,分别装有深度相同的水,下列说法正确的是( B )
A.水对容器底部的压力 B.水对容器底部的压力
C.容器对桌面的压力 D.容器对桌面的压力
3.质量相等的甲、乙、丙三个实心小球,放入水中后,甲球漂浮,乙球悬浮,丙球下沉,位置如图所示,则( C )
A.三个小球所排开水的质量m甲<m乙<m丙
B.三个小球所受的浮力
C.三个小球的体积
D.三个小球的密度相等
4.水平桌面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液体,将三个相同的长方体A、B、C分别放入容器的液体中,静止时三个容器的液面相平,如图所示。则下列判断正确的是( B )
A.长方体受到的浮力
B.容器对桌面的压力
C.放长方体之后,长方体下表面受到的压力
D.放长方体之后,液体对容器底的压力
5.如图所示,一个空塑料瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,使这两次塑料瓶在水里的位置相同,甲、乙两图中烧杯内水面相平。则下列说法正确的是( C )
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A.甲图中瓶口的橡皮膜向内凹,乙图中瓶口的橡皮膜向外凸
B.甲、乙两图中塑料瓶内的气体密度相同
C.甲、乙两图中烧杯底部受到的水的压强相同
D.甲、乙两图中塑料瓶在水中受到的浮力相同
6.将体积相同、材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的同规格烧杯中,甲球沉底、乙球漂浮、丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是( C )
A.三个小球的密度大小关系是
B.三个小球受到的浮力大小关系是
C.三个小球的质量大小关系是
D.三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是 > pz
7.最大容积为400 mL的烧杯静置在水平桌面上,烧杯内有质量为200g的水,现将一个体积为330mL的可乐罐缓慢浸入烧杯中,直到烧杯溢出100g水,如图所示。下列说法正确的是( D )
A.当烧杯溢出水的质量为100g时,可乐罐受到的浮力大小是1 N
B.整个过程中烧杯对桌面的压强一直变大
C.整个过程中烧杯底受到的水的压强一直变大
D.整个过程中可乐罐对手的作用力一直变大
8.如图所示,水平桌面上盛有适量水的烧杯中,漂浮着冰块A,悬浮着物块B,当冰块A完全熔化后,下列分析正确的是( C )
A.烧杯对桌面压强变小
B.杯底受到液体的压强变小
C.烧杯内液面高度不发生变化
D.物块 B受到的浮力变小
9.小明同学看到鸡蛋漂浮在盐水上面,如图所示,于是,他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉,在此过程中,鸡蛋受到的浮力 F随时间t 的变化图像可能是( D )
10.(2025黄石期中)如图甲所示,柱形容器内盛有密度为ρ的液体,木块用轻质细线固定在容器底部且浸没,此时细线对木块的拉力为T。将细线剪断,木块最终漂浮且露出水面的体积为 ,如图乙所示。下列说法正确的是( B )
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A.木块的体积为
B.木块所受的重力为
C.乙图中容器对桌面的压力小于甲图
D.甲、乙两图中,甲中液体对容器底部的压强小于乙中液体对容器底部的压强
11.(2025 宜昌模拟)如图,现有一质地均匀、质量为1.2kg、体积为 的浮标,用细绳固定在池底。随着水池内水位的上升,细绳逐渐被拉直,当水位达到90cm时,浮标恰好完全浸没且细绳未被拉断。下列相关分析中正确的是( D )
A.浮标的密度为1.
B.水对池底的压强为90 000 Pa
C.浮标所受的浮力为12 N
D.细绳对浮标的拉力为68 N
12.(2025江岸区校级月考)小七设计了如图甲所示的力学装置,一根体积不计的竖直轻质硬杆 B下端通过力传感器固定在高 20cm、底面积为 200 cm²、重4 N的柱形容器底部,它的上端与不吸水的实心圆柱体A固定,力传感器可以显示出硬杆B下端受到的作用力大小。现向容器内加水,当水深为15 cm时圆柱体A恰好浸没,力传感器的示数大小F随水深变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( C )
A. A的高为15 cm
B.当容器内水的深度为15 cm时,B对A 向上的支持力为4 N
C.当容器内水深度为6 cm时,力传感器的示数为 F,水对容器底压力为 F₁,继续加水至力传感器的示数大小变为0.2F时,水对容器底压力为F₂,F₁与F₂比值的最小值为1:2
D.当加水体积为3 200 cm³时,桌面受到容器底部的压强为2 100 Pa
13.如图所示,甲、乙是轻质薄壁的容器,底面积相等,分别放入完全相同的两小球后加水至水面相平。若从两容器中将小球分别取出后,水对容器底部的压力变化量分别为 △F甲水、△F乙水,则 △F甲水 < △F乙水(选填“>”“<”或“=”)。
14.如图,圆柱形容器底面积为10 cm²,盛水高度为15 cm,圆柱形物体底面积为4 cm²,高度为10cm,将圆柱形物体浸入容器中,其上表面与液面相平。则圆柱形物体相对容器竖直上升 6 cm时刚好完全离开水面。
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微专题13 压强和浮力综合问题
1.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0 N、2.8 N和2.5 N。若盐水的密度为 则下列结论正确的是( D )
A.物体A的密度为3.
B.实验乙中,物体A受到的拉力为1.0N
C.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
D.实验丁中,容器底部受到的压力大于0.3N
2.如图所示,在溢水杯中装满水,将挂在弹簧测力计下的铁块缓慢放入水中,从铁块下表面刚刚接触水面直至测力计示数为零的过程中( D )
A.铁块受到的浮力一直变大 B.溢水杯底部受到水的压力一直变大
C.弹簧测力计对手的拉力先变小,后变大 D.桌面受到溢水杯的压强先不变,后变大
3.一个质量分布均匀的正方体物块,边长是10 cm,密度是 漂浮在液面上露出液面的体积占物块体积的 。用手缓慢下压物块,如图所示,当物块上表面与液面刚好相平时,下列说法错误的是( B )
A.液体的密度是1. B.手对物块上表面的压力大小是2 N
C.液体对物块下表面的压力大小是12 N D.物块下表面受到液体的压强是1.
4.如图所示,弹簧测力计下悬挂着不吸水的圆柱体,圆柱体质量为180g。不计厚度的平底容器置于水平桌面上,质量为100g,底面积为50cm²,高为8cm,容器内盛有质量为350g的水。当圆柱体浸入水中静止时,圆柱体未接触容器,弹簧测力计示数为 1.4N,此时容器对水平桌面的压强是( C )
A. B. C. D.
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5.(2025武汉期中)某同学用同一个圆柱体探究浮力的大小跟哪些因素有关,弹簧测力计示数如图所示,图甲中的圆柱体有一半体积浸入水中。下列结论错误的是( B )
A.圆柱体的密度为
B.盐水的密度为1.
C.图丙中圆柱体受到的浮力比图甲中的大1.1N
D.若图丙中弹簧测力计示数为2.6N,圆柱体浸入盐水中的体积为总体积的
6.如图所示,一个棱长为10 cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力 F₁为5 N,下表面受到液体的压力 F₂为13 N。下列说法正确的是( B )
A.正方体受到的浮力为13 N B.液体的密度为0.
C.正方体上表面到液面的距离h=5cm D.液体对物体下表面的压强为1.
7.如图甲所示,盛有液体的柱形容器置于水平桌面上,容器对桌面的压强为1000 Pa;如图乙所示,用细线拴一铝块,将铝块的一半浸在液体中,容器对桌面的压强改变了80 Pa;如图丙所示,将细线剪断,铝块沉到容器底部,容器对桌面的压强又改变了460 Pa。容器的底面积为 g.取10 N/ kg。下列判断正确的是( D )
A.铝块浸没时所受浮力是0.8N B.铝块的体积是
C.铝块沉底时对容器底的压力是4.6N D.液体的密度是0.
8.在《浮力》单元复习课上,学生用溢水杯和弹簧测力计测量鸡蛋的密度。如图甲,先把鸡蛋缓慢放入盛满水的溢水杯中,鸡蛋沉底,测得溢出水的重力为G₁;如图乙,再把同一个鸡蛋缓慢放入盛满盐水的溢水杯中,鸡蛋漂浮,测得溢出盐水的重力为G₂。下列说法正确的是( B )
A.鸡蛋在水中和盐水中受到的浮力分别为F₁ 和F₂,它们的关系是
B.鸡蛋的体积为
C.鸡蛋的密度为G₂ρ水
D.鸡蛋的密度为 盐水
9.铁架台的水平底座上有一只溢水杯,贴近溢水杯有一底面积为 的圆柱形小桶(不计侧壁厚度)。弹簧测力计的上端挂在铁架台的支架上,下端悬挂一重力为1.2N、密度为4×
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的金属块。初始时,金属块有 的体积浸在水中,弹簧测力计的示数为 ,杯中水面恰好与溢水口相平,小桶中没有水,如图所示。接着竖直向上提溢水杯,当溢水杯刚好离开水平底座时(底座对溢水杯的支持力刚好为零),提绳竖直向上的拉力为 ;提着溢水杯竖直向上缓慢移动,当金属块刚好浸没在水中时,水对小桶底部的压强为p,弹簧测力计的示数为 F₂,提绳竖直向上的拉力为 T₂。已知小桶能全部接住从溢水杯中溢出的水,则下列说法正确的是( D )
A.金属块体积为 B.
C. p=150 Pa D.
10.(2024武汉中考)如图甲所示,水平桌面上有一个质量为 100g、底面积为 的圆柱形平底薄壁溢水杯,杯底上表面到溢水口的距离为15 cm,杯中装有部分水,此时溢水杯对桌面的压强为 p₀。将挂在弹簧测力计下端密度为ρ的圆柱体从水面上方逐渐浸入水中,当圆柱体一半浸在水中时,圆柱体下表面受到的压力为F₁,水对溢水杯底部的压强为 p₁;当圆柱体浸没在水中时,如图乙所示,弹簧测力计的示数为 2.4N,溢出到小桶中的水重为1 N,圆柱体下表面受到的压力为F₂,溢水杯对桌面的压强为p₂。已知 下列结论正确的是( D )
A. B.
C. D.
11.质量为m₀的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为m₁、m₂、m₃,不计细针体积。下列判断正确的是( C )
A.图甲中,水对杯底的压力为 B.图乙中,草莓的质量为
C.图丙中,草莓排开水的体积为 D.图丙中,细针对草莓的压力为(
12.将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和盐水中(如图所示),金属块静止时弹簧测力计的示数分别为3.0N 和2.8N。盐水的密度为 g取10N/kg,,则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是( D )
A.在水中受到的浮力为3.2 N
B.质量为0.3kg
C.体积为
D.密度为4.
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13.某同学将底面积为 200 cm²、高 30 cm的柱形薄壁水桶放置在水平地面上,水桶中盛有28cm深的水,如图甲所示。他将底面积为80cm²的圆柱体A从离水面一定高度处缓慢浸入水中,直到A刚接触水桶底部为止,然后撤去绳子及弹簧测力计。整个过程中弹簧测力计的示数随时间变化的图像如图乙所示。不计绳重及绳子体积,下列说法正确的是( B )
A.物体A下降的速度为1.5cm /s
B.图乙中t_{1}=5.
C.整个过程中水对水桶底部的压强一直增大
D.与A 浸入前相比,t₂=15 s时,水桶对地面的压强增加了1 400 Pa
14.科技制作活动中,小明将金属夹夹在粗细均匀的吸管一端使其密闭,制成简易密度计,如图所示。为了给密度计标刻度,他将密度计分别放入水和煤油中,密度计均竖直漂浮,吸管露出液面的长度为d。密度计在水中时d为12 cm,浮力大小为F₁;在煤油中时d为10cm,浮力大小为F₂,则F₁ (选填“>”“<”或“=”)F₂。若将密度计放入密度为1.25g/cm³的液体中,则d为 13.6 cm。(ρ水=
15.一根轻质且不可拉伸的细线将一边长为 10 cm的正方体物块拴接在容器底部,如图甲所示,当水深为30cm时,绳子刚好伸直;如图乙所示,当水深为36 cm时,物体上表面恰好与水面相平,已知 则此正方体物块的密度为 0.4×10³ kg/m³,乙图中细线的拉力为 6 N。(g取10 N/ kg)
16.如图所示,有一个内外壁皆为圆柱形的平底容器,内装足够深的水。将一个质地均匀的正方体物体悬挂在竖直放置的弹簧测力计下(图中未画出弹簧测力计)。当物体的 体积浸入水中时,弹簧测力计示数为7 N;当物体的 体积浸入水中时,弹簧测力计示数为4 N。现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时,所受到的浮力是 9 N,该物体的密度为 (g取10 N/ kg)
17.将一底面积为0.01m²的长方体木块用细线拴在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,则木块所受到的最大浮力为 15 N,木块重力为 9 N,细线对木块的最大拉力为 6 N。(g取10 N/ kg)
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微专题 14 经典图片问题解析(四)
1.(2025洪山区期中)下列实例中,属于增大压强的是( D )
A.图甲:北极熊通过增大受力面积爬过薄冰
B.图乙:交管部门限定每个车轴平均承载的质量
C.图丙:推土机装配宽大的履带
D.图丁:篆刻刀的刀口做得很锋利
2.如图所示,甲、乙两个烧杯装有不同的液体,两个同样的平底试管,装有同样多的铁砂,漂浮在液体中保持静止,两烧杯中液面高度相同,下列说法正确的是( C )
A.甲烧杯中试管受到的浮力较大 B.乙烧杯中试管排开的液体质量较小
C.乙烧杯底部受到的液体压强较大 D.甲烧杯中的试管底部受到的液体压强较大
3.(2025东西湖区期末)如图所示,甲、乙两个容器中盛有同种相同质量的液体,容器底受到的压强分别为p甲、pz,容器底受到液体的压力分别为 F甲、Fz,则( C )
A. B.
C. D.
4.如图是一瓶水分别正立、倒立放在水平桌面上的情景。水对底部的压力分别为F甲和Fz,瓶子对桌面的压强分别为p甲和 pz。下列说法正确的是( A )
A. B.
C. D.
5.一个空药瓶,瓶口扎上橡皮膜,分别竖直地浸入甲、乙两杯液体中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,两次药瓶在液体里的位置相同,两杯中液面相平,如图所示。若两次实验中橡皮膜的凹陷程度相同,下列说法正确的是( C )
A.甲杯中橡皮膜受到的压强小 B.甲、乙两杯中液体密度相等
C.药瓶在甲杯中受到的浮力较大 D.乙杯底部受到液体压强较大
6.(2025青山区期末)如图甲所示是一款防溺水救生手环,在紧急情况下,只要启动手环上的开关,手环内的气囊就会立刻充满气体,如图乙所示。手环上的气囊通过增大 排开水的体积,增大浮力,从而承载人体使头部露出水面。某同学的质量为63 kg,密度为1.05×
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10³ kg/m³,该同学的体积为 ,若要使约占人体总体积的 的头部露出水面,充气后气囊的体积至少为 0.009 m³。(忽略手环所受的重力)
7.在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,物体所受的重力为4.8N,当把物体逐渐浸在水中和盐水中时弹簧测力计的示数如图所示。
(1)物体在图甲、乙中所受浮力的大小分别是 0.8 N和 1.4 N。可以初步得出的结论是 液体密度一定时,物体排开液体体积越大,浮力越大 。
(2)对比图乙、丙可以初步得出的结论是 浮力与物体浸没在液体中的深度无关 。对比图丙、丁可以初步得出的结论是 浮力大小与液体的密度有关,物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,浮力越大 。
(3)由图中信息还可以计算出哪些物理量?请分别计算出它们的大小。
物体的密度约是 ,盐水的密度约 物体的体积是
8.在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,小亮同学取四只瓶嘴大小相同的塑料瓶去底(其中B、C、D三瓶粗细相同),在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,如图所示,向A、B、C瓶中装入水,D瓶中装入盐水。
(1)瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度可反映液体压强的大小,此研究方法是 转换法 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(2)根据A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同可知:液体的压强与液体的质量 无关 (选填“有关”或“无关”)。
(3)根据B、C两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同,可知:液体的压强与液体的 深度 有关。
(4)为了探究液体压强与液体密度的关系,需要比较 C、D 两个瓶子橡皮膜鼓起的程度,得出结论:液体压强与液体的密度有关。
(5)实验后,小亮自制如图E装置继续探究,已知隔板在容器的中央,他向隔板左侧倒水,发现橡皮膜向右侧凸起,这说明液体对容器 侧壁 (选填“底部”或“侧壁”)有压强。他再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜恢复原状,如图 F 所示,则此液体密度 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
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第 11 讲 功和机械能
知识梳理
知识点一 功
定义
通常而言,如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功
必要因素
①作用在物体上的 力 ;②物体在 力的方向 上移动的距离
计算公式
W= Fs ,W表示功,F表示力,s表示物体沿力的方向移动的距离
单位
国际单位是 焦耳 ,简称 焦 ,符号是 J ,1J=1N·m
知识点二 功率
定义
功 与 做功所用时间 之比叫作功率
意义
表示物体 做功快慢 的物理量,数值上等于单位时间内所做的功
计算公式
P表示功率,W表示功,t表示做功所用时间
单位
国际单位是 瓦特 ,简称 瓦 ,符号是 W ,1W=1J/s;常用单位kW,1kW= 10³ W
知识点三 动能和势能
能量
定义
物体 能够 对外做功,我们就说这个物体具有能量,简称能
大小
一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越 大
动能
定义
物体由于 运动 而具有的能量,叫作动能,一切运动的物体都具有动能
影响因素
质量相同的物体, 运动的速度 越大,它的动能越大;运动速度相同的物体, 质量 越大,它的动能也越大
势能
重力势能
定义
在地球表面附近,物体由于受到 重力 并处在一定 高度 时所具有的能,叫作重力势能
影响因素
物体的 质量 越大,位置越 高 ,它具有的重力势能就越大
弹性势能
定义
物体由于发生 弹性形变 而具有的能,叫作弹性势能
影响因素
物体的 弹性形变程度 越大,它具有的弹性势能就越大
知识点四 机械能及其转化
定义
动 能、 重力势 能和 弹性势 能统称为机械能
守恒条件
在只有 动能 和 势能 相互转化时,机械能的总和不变,或者说,机械能是守恒的
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考点突破
考点一 功
【例1】 下列选项中描述的力,有对物体做功的是( A )
【例2】 小明同学用40 N的水平推力推着重100 N的书箱在水平地面上前进了2m,松开手后,书箱仍向前滑行了1m,整个过程中小明做功 80 J,书箱的重力做功 0 J。
考点二 功率
【例3】 爷爷和小红两人比赛爬楼梯,已知爷爷与小红体重之比为3:2,爷爷与小红爬完相同高的楼梯所用的时间之比为4:3,则爷爷、小红两人爬楼梯的功率之比为( A )
A.9:8 B.8:9 C.2:1 D.1:2
【例4】 大石头质量为0.6t,起重机的吊钩用15s的时间将大石头沿竖直方向匀速提升1m,g取10 N/ kg,则以下说法正确的是( C )
A.起重机的吊钩将大石头沿竖直方向匀速提升的过程中,石头受到的重力和石头对吊钩的拉力是一对平衡力
B.起重机提升大石头做的功为6×10⁴J
C.起重机提升大石头做功的功率为4×10² W
D.起重机的吊钩将大石头沿竖直方向匀速提升1m后再水平移动2m,起重机做的总功为1.8×10⁴ J
考点三 动能和势能
【例5】 (2025 青山区期末)对下列物体所具有的机械能的判断错误的是( C )
A.在水平公路上行驶的汽车具有动能 B.悬挂在天花板上的吊灯具有重力势能
C.在空中飞行的飞机只有动能 D.被拉开的弹弓具有弹性势能
【例6】 飞机加速升空过程中,若不考虑燃油消耗引起的质量变化,则飞机( D )
A.动能减小,重力势能减小 B.动能减小,重力势能增大
C.动能增大,重力势能减小 D.动能增大,重力势能增大
【例7】 (2025 青山区期末)如图是研究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。
(1)实验中物体的动能是指 小球A (选填“小球A”或“木块B”)的动能,它的动能的大小是通过 s (选填“s”或“h”)的大小来反映的。
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(2)让质量不等的小球A从斜坡上同一高度由静止滑下,撞击水平面上的木块,是为了研究动能大小与 质量 的关系;小球A从斜坡的同一高度释放是为了保证小球A 到达水平面的速度 大小相等。
(3)实验结果表明,速度相同时,质量越 大 的小球将木块撞得越远。所以,小球的速度相同时,质量越大,动能越 大 。
考点四 机械能及其转化
【例8】2023年5月30日,景海鹏、朱杨柱、桂海潮三名航天员乘坐神舟十六号载人飞船,成功进入中国空间站,与神舟十五号航天员乘组会师天宫,如图所示。下列说法正确的是( C )
A.飞船在升空过程中,只存在动能和势能的相互转化
B.漂浮在空间站中的航天员重力势能为零
C.空间站组合体在轨稳定运行过程中机械能守恒
D.空间站组合体在太空中沿椭圆轨道绕地球运行,在近地点时动能最小
【例9】 (2024江岸区五调)将小球从离地某一高度O点处水平抛出,球落地后又弹起,它的部分运动轨迹如图所示,下列说法正确的是( C )
A.小球经过相同高度的A、B两点时动能相等
B.小球第一次反弹后到达最高点 P 点时速度为零
C.小球在 D 点时的机械能小于在C 点时的机械能
D.小球从O点运动到A 点的过程中,减少的重力势能全部转化为动能
【例10】 苏翊鸣在2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台比赛中夺得金牌。如图所示为运动员在空中运动的轨迹,图中a、c两处等高,若不计空气阻力,下列说法正确的是( B )
A.运动员从a处到b处,重力势能转化为动能
B.运动员在a处和c 处的重力势能相等
C.运动员在b处时的机械能最大
D.运动员从b处到d 处速度逐渐减小
考点精练
基础巩固
1.(2025武昌区期末)如图所示是冰壶比赛场地的示意图。运动员从A点推动冰壶前进,到B点时松手,冰壶滑行到C点静止。运动员对冰壶做功的过程是( A )
A. A到B 的全过程 B. B到C 的全过程
C. A到C 的全过程 D.都没有做功
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2.如图所示的情景中,属于动能转化为重力势能的是( D )
3.(2025青山区期末)某同学住在7楼,他在1楼乘电梯回家。电梯运行10s直接到达7楼。假设电梯匀速运行,每层楼高 3m ,该同学重 500 N,则电梯对他做的功及功率分别是( B )
A.9 000 J 1 050 W B.9 000 J 900 W
C.10 500 J 900 W D.10 500 J 1 050 W
4.载人飞船返回舱接近地面时,反推发动机点火,返回舱减速下降,安全降落在着陆预定区域,如图所示。在此过程中,对于返回舱能量变化描述正确的是( D )
A.返回舱动能减小,重力势能减小,机械能不变
B.返回舱动能不变,重力势能减小,机械能减小
C.返回舱动能减小,重力势能增加,机械能不变
D.返回舱动能减小,重力势能减小,机械能减小
5.(2025武汉模拟)如图,人造地球卫星在大气层外沿椭圆轨道环绕地球运行,下列说法正确的是( D )
A.卫星在远地点时速度为零,动能为零
B.卫星从远地点向近地点运动,动能转化为重力势能
C.卫星从近地点向远地点运动,重力势能转化为动能
D.卫星从远地点向近地点运动,再从近地点向远地点运动,动能先增大后减小
6.(2025 北京模拟)如图所示,在跳台滑雪运动的示意图中,虚线表示运动员从助滑开始,直到下落至着陆坡的运动轨迹。在运动过程中,下列说法正确的是( D )
A.以跳台为参照物,运动员是静止的
B.从A 位置到B 位置,运动员的机械能不变
C.在最高点 C位置时,运动员受到的合力为0
D.从C位置到D 位置,运动员的动能增大
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7.如图所示,运动员迎着飞来的足球奔跑,腾空跃起将足球顶出。考虑空气阻力的影响,下列说法正确的是( C )
A.运动员在跑步阶段运动状态不变,在腾空阶段运动状态改变
B.足球与运动员相互作用的过程中,足球的弹性势能逐渐增大
C.足球从被顶出至刚落地的过程中,足球机械能减小,内能增大
D.足球对运动员的作用力与运动员对地面的作用力是一对平衡力
8.某同学组装了如图所示的滚摆,将滚摆从最高处由静止释放,观察到滚摆上下往复运动几次后,最终静止下来。下列说法正确的是( C )
A.滚摆下降时,它的动能先变大后变小
B.滚摆上升时,它的动能越来越大,重力势能越来越小
C.滚摆下降时,它的重力势能转化为动能
D.滚摆上下往复运动的过程中,它的机械能守恒
9.(2024江汉区五调)如图所示,质量为6kg的无人机正沿着设定路线向斜上方匀速飞行,设定路线与水平面的夹角为30°,图中空气对无人机的力表示正确的是 F₂ (选填“F₁”“F₂”“F₃”或“F₄”),无人机的机械能 增加 (选填“增加”“不变”或“减少”),在飞行路程为80m的过程中,无人机克服重力做的功为 2400 J。(g取10 N/ kg)
10.(2025武昌区期末)2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。火箭的燃料经过燃烧室燃烧以后,会产生高温高压的气体喷出,产生巨大的推力,这里利用到了力的作用是 相互的 ;火箭在加速上升的过程中,神舟二十号载人飞船的动能 变大 ,机械能 变大 (后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
能力提升
11.在水平地面上铺一张白纸,将皮球表面涂黑,使其分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑A、B,如图所示。下列说法正确的是( B )
A.皮球下落过程中动能转化为重力势能
B.皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能
C.形成圆斑 B时皮球是从更高处下落的
D.形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小
12.(2025东湖高新区期末)如图所示,蹦床运动员从某位置静止下落,与蹦床接触后,继续向下运动直至最低点。若不考虑空气阻力,关于该过程的分析,下列说法正确的是( C )
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A.接触蹦床前,运动员的重力势能只有一部分转化为动能
B.整个过程中,运动员机械能守恒
C.从刚接触蹦床到运动至最低点的过程中,运动员的动能先增大后减小
D.运动员动能为零时,蹦床弹性势能最小
13.(2025石家庄期末)“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”,如图所示,人将一根有弹性的绳子系在身上,另一端固定在跳台上。人从跳台跳下,落至图中A 点时弹性绳刚好被拉直,下落至图中 B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等,图中C点是人能达到的最低点。不计空气阻力,下列说法正确的是( B )
A.从A点到B 点,绳子弹性势能减小
B.从A 点到C 点,人的动能先增大后减小
C.从B点到C 点,人的重力势能转化为动能
D.从A 点到C 点,人的机械能不变
14.如图所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,做好后小华将它从不太陡的斜面滚到水平面。下列说法正确的是( C )
A.罐子从斜面滚下,重力势能只转化为动能
B.罐子从斜面滚下的过程中,只有动能和势能的相互转化
C.因为能量之间可以相互转化,所以罐子滚下后可能再次往斜面上滚
D.当罐子速度为零时,橡皮筋的弹性势能达到最大
15.图甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置,图乙是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置,关于这两个实验,说法正确的是( D )
A.两个实验都要始终控制物体从同一高度自由下滑,是为了保证物体到达水平面时的初速度相同
B.图乙实验中同一钢球从不同高度由静止释放,可得出物体的速度一定时,质量越大,动能越大
C.图甲实验可以推理出如果一个物体不受力,它将保持静止状态或匀速直线运动状态
D.图乙实验装置还可以用来探究物体的重力势能与高度的关系
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16.(2025东西湖区期末)如图是“研究物体的动能与哪些因素有关”的实验装置图。
(1)实验中通过 比较木块在同一水平面上被撞击的距离 来反映钢球动能的大小。
(2)实验中,研究的动能是指 B (填字母)。
A.钢球在斜面上时的动能 B.钢球撞击木块前的动能
C.钢球撞击木块后的动能 D.木块被钢球撞击后的动能
(3)使同一钢球从斜面上不同高度自由滚下,是为了研究动能大小与 速度 的关系。
(4)比较乙、丙两图,可以得出结论:当速度一定时,钢球的 质量 越大,动能越大,这个结论可用于解释汽车 超载 (选填“超速”或“超载”)带来的危害。
17.(2025洪山区期末)在第20届亚洲马拉松锦标赛中,宇树 B2机器狗担任“急救跑者”,携带质量为10 kg的医疗物资,为选手们保驾护航。B2机器狗是一款四足机器狗,质量为60 kg,四足和地面的总接触面积为50 cm²。如图甲所示,机器狗在奔跑状态下,四腿采用对角线换步法,始终有两足触地。机器狗还在尝试做其他工作,如图乙所示,工作人员正在泰山测试机器狗当“挑山工”,测试结果喜人:它驮着30kg的货物,爬过竖直高度为240m的3000多级台阶,仅用了1小时!请计算:
(1)机器狗担任“急救跑者”,携带医疗物资奔跑时对水平地面的压强。
(2)若机器狗的牵引力恒为100 N,它陪跑10 km健康跑过程中牵引力做的功。
(3)这次当“挑山工”测试中,机器狗对所驮货物做功的功率。
解:(1)机器狗对地面的压力F压=G狗+G物=m狗 g+m物 g=60 kg×10 N/ kg+10 kg×10 N/ kg=700 N,
机器狗奔跑时,地面的受力面积 机器狗奔跑时对地面的压强
(2)机器狗陪跑健康跑中牵引力做功
(3)挑山工测试中,机器狗对货物的力F=G货=m货 g=30kg×10 N/ kg=300 N,机器狗对货物至少所做的功 机器狗对货物至少所做功的功率
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第 12 讲 简单机械
知识梳理
知识点一 杠杆
定义
在 力 的作用下绕着 固定点 转动的硬棒叫杠杆
五素
①支点:杠杆可以绕其 转动 的点,用字母 O 表示。
②动力:使杠杆 转动 的力,用字母 F₁ 表示。
③阻力: 阻碍 杠杆转动的力,用字母 F₂ 表示。
说明:动力、阻力都是杠杆受到的力,所以作用点在 杠杆上 。动力、阻力的方向 不一定 相反,但它们使杠杆转动的方向一定相反。
④动力臂:从支点O到 动力F₁ 作用线的 距离 ,用字母l₁表示。
⑤阻力臂:从支点O到 阻力 F₂ 作用线的 距离 ,用字母l₂表示
分类
省力杠杆
l₁ > l₂
F₁ F₂
省 力、 费 距离
撬棒、铡刀、羊角锤、起子
费力杠杆
l₁ < l₂
F₁ > F₂
费 力、 省 距离
理发剪刀、钓鱼竿、镊子
等臂杠杆
不省 力、 不费 距离
天平、定滑轮
拓展
最大动力臂和最小动力的作法:
(1)寻找最大动力臂的方法:①动力的作用点确定,则支点和动力作用点间的线段长度即为最大动力臂;②动力的作用点没有确定时,则杠杆上离支点最远的点到支点的距离即为最大动力臂。
(2)作最小动力的方法:①找出最大动力臂后,过动力作用点作动力臂的垂线;②根据杠杆平衡的实际情况确定动力的方向,最后在所作垂线上标出箭头和字母F或
动态平衡(如图):
(1)动力保持垂直于杠杆作用:动力臂和阻力不变,阻力臂变化;
(2)动力保持竖直方向作用:动力臂和阻力臂的比例不变,阻力不变
探究杠杆的平衡条件
平衡状态
杠杆平衡是指杠杆 静止 或 匀速转动
调节方法
实验前:调节杠杆两端的 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
实验时:给杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡。这时杠杆两侧受到的作用力是钩码对杠杆的 拉力 ,大小等于各自钩码所受的 重力
结论
杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是 动力×动力臂=阻力×阻力臂 ,写成公式为
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知识点二 滑轮
项目
定滑轮
动滑轮
滑轮组
实质
等臂 杠杆
动力臂是阻力臂 二 倍的杠杆
省力 杠杆
力的关系(F,G)
F=G
距离的关系(s,h)
s=h
s=2h
s= nh
速度的关系
(V物,V绳)
U绳= U物
U绳= 2v物
U绳= nU物
作用
改变
力的方向
省力
既可以 省力 ,也可以改变 力的方向
其他简单机械
斜面:一种可以 省力 的简单机械,但必须多移动 距离
轮轴:由具有共同转动轴的 轮 和 轴 组成,能绕固定轴转动的简单机械
知识点三 机械效率
定义
物理学中,将 有用功 跟 总功 的比值叫作机械效率
公式
几种情况中的机械效率
漫指
(忽略绳重及摩擦对实验的影响)
斜面
考点突破
考点一 杠杆
【例1】 如图所示杠杆中,动力 F 的力臂是( D )
A. OD B. OF C. OA D. OC
【例2】 (2025 泰安模拟)在“探究杠杆平衡的条件”的实验中,下列说法正确的是( D )
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A.杠杆静止时右侧偏低,则需要向右调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡
B.如图甲所示,在杠杆右边 B处挂两个相同的钩码,要使杠杆仍在水平位置平衡,应在杠杆左边 A 处挂四个相同的钩码
C.如图乙所示,若弹簧测力计在C处竖直向上的拉力为动力,则该杠杆为费力杠杆
D.如图乙所示,当弹簧测力计由图示位置逐渐向右倾斜时,要使杠杆仍在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数变大
【例3】 (2024武汉三调)如图所示是我国古代工匠通过杠杆将巨木一端抬起时的情景,图中横杆和支架组成了一个杠杆。关于该杠杆,下列说法正确的是( D )
A.杠杆的动力臂比阻力臂短
B.杠杆动力作用点移动的距离比阻力作用点移动的距离小
C.增大工匠与支架之间的距离,工匠抬起巨木时更费力
D.减小横杆上悬绳与支架之间的距离,工匠抬起巨木时更省力
考点二 跨学科实践:制作简易杆秤
【例4】 (2024江汉区期末)某兴趣小组制作了一个简易杆秤,用一根较长的木制筷子作为秤杆,用细线把小盆系在A处作为秤盘,用细线系一个钩码作为秤砣,在O处系一根细线作为提纽。当秤砣细线移到O处且秤盘中不放物体时,提起提纽,秤杆水平平衡。在秤盘中放100g砝码,手提提纽,调节秤砣使秤杆再次水平平衡,标记此时秤砣细线在秤杆上的位置B并记为100g,如图所示。下列说法正确的是( C )
A.秤砣的质量等于100g
B.若在O到B 之间均匀地画上50条刻度线,则每一格表示2.00g
C.称某物体质量时若右端翘起,应将秤砣适当向右移动使秤杆水平平衡
D.要使杆秤的最大称量质量变大,可将提纽适当向右移动
考点三 滑轮
【例5】 (2025 东湖高新区期末)某场馆建设中,采用如图所示的装置提升重物,重为750 N工人师傅站在水平地面上,双脚与地面的接触面积为 250 cm²,用竖直向下为300 N的拉力拉动绳子自由端,使物体A在5s内匀速上升了2m。已知物体A重550 N,不计绳重与
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摩擦,下列说法错误的是( D )
A.人对地面的压强为1.
B.所用动滑轮的重力是50 N
C.绳子自由端移动的速度为0.8m/s
D.该工人师傅使用此滑轮组最多能提升150 kg的物体
【例6】 简单机械在生活中有很多实际应用,如:指甲钳、剪刀、钥匙等。将图1所示的钥匙插入锁孔转动开锁时,钥匙就相当于一个 轮轴 ;如图2所示的螺丝钉上有很多螺纹,将螺纹展开就相当于 斜面 。(两空均选填“滑轮”“轮轴”或“斜面”)
考点四 其他简单机械 机械效率
【例7】 如图所示,斜面长10m,高4m。用平行于斜面的大小为50 N的拉力 F将重100 N的物体从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中,下列说法正确的是( D )
A.利用此装置既可以省力,也可以省功 B.物体受到的摩擦力为50 N
C.对物体所做的有用功为500 J D.该斜面的机械效率为80%
【例8】 两个滑轮按如图所示的方式组合,用5 N的拉力 F拉动绳端,使物体在5s内水平向左匀速滑动1m,物体与地面间的摩擦力为9 N。下列选项正确的是( D )
A. A是定滑轮,B是动滑轮 B.拉力 F做的功为5 J
C.拉力 F的功率为1.8 W D.滑轮组的机械效率为90%
考点精练
基础巩固
1.如图所示,工人用独轮车搬运砖头,为了更省力,他不可以采取的措施是( A )
A.双手抬高
B.砖头前移
C.双手后移
D.双手改成垂直把手用力
2.“劳则思,思则善心生”,劳动的过程就是一种学习。某学校劳动教育课堂上,以下图片的劳动场景中,利用了费力杠杆的是( B )
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3.如图为探究杠杆平衡条件的实验装置,杠杆平衡时,钩码对杠杆的阻力 阻力臂 测力计示数 ,则动力臂 l₁ 为( B )
A.15 cm B.8cm C.50cm D.80 cm
4.为撬起大石头,小明以O为支点架好撬棒,如图所示。他在A点用最小的力撬起大石头,请画出这个力的示意图。
5.健腹轮是一种简易的居家健身器械。如图甲所示,健腹轮的两个手柄包有粗糙的加厚海绵,这是为了 增大 (选填“增大”或“减小”)摩擦力。如图乙所示,某人使用健腹轮锻炼时,先使膝盖接触地板,再用两手分别紧握健腹轮的两个手柄,身体尽量向前伸展,此时健腹轮对手的作用力相当于人体杠杆的动力,人体上部受到的重力(作用点在A处)相当于阻力。请在图乙中画出这个人体杠杆的阻力及其力臂的示意图。
能力提升
6.如图所示,在轻质杠杆上吊一重物,在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力 F,使杠杆缓慢地从OA转至OB,则在转动过程中( B )
A. F不变,杠杆是省力杠杆 B. F变大,杠杆是省力杠杆
C. F不变,杠杆是费力杠杆 D. F变大,杠杆是费力杠杆
7.如图所示,工人站在水平台面上用滑轮组提升货物。工人第一次竖直向上用200 N的力拉绳子时,货物未离开水平地面;第二次用300N的力竖直向上拉动绳子,使货物以0.08m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600 N,货物重为810 N,货物与地面的接触面积为
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0.1m²,不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法正确的是( C )
A.第一次拉绳子时,工人对水平台面的压力为400 N
B.第一次拉绳子时,货物对地面的压强为8 100 Pa
C.第二次拉绳子的过程中,该滑轮组的机械效率为90%
D.第二次拉绳子的过程中,工人拉力的功率为24 W
8.(2025武汉模拟)为了增强市民身体素质,武汉很多公园安装了各式各样的健身器材。使用如图所示的器材时,将配重片调节至合适的限位孔,紧握把手向下拉,支架就可以绕着转轴转动,底座上的缓冲垫可以防止支架回落时噪声过大、限位垫可以防止支架转动角度过大。已知配重片的质量为10 kg,相邻限位孔之间距离为15 cm。
(1)请在图中画出某同学在A位置向下拉把手的拉力F 的力臂。
(2)该同学在A位置沿图中力F 所示的方向刚好能用150 N的力拉动把手,拉力的力臂为30cm,接着他将配重片向左移动了一个限位孔,再次在A位置沿图中力F 所示的方向刚好拉动把手需要 200 N的拉力。(不计支架和把手的重力以及支架和转轴间的摩擦力)
(3)该同学紧握把手同一位置沿竖直方向缓慢向下拉的过程中,拉力大小 变小 (选填“变小”“不变”“变大”或“先变小后变大”)。
9.如图所示是小华同学探究滑轮组的机械效率的实验装置,实验数据如下表。
实验次数
钩码
重G/N
钩码上升高度h/ cm
弹簧测力
计示数 F/N
弹簧测力计移动的距离s/cm
机械效率 η/%
1
1
10
0.5
30
66.7
2
2
10
0.75
30
88.9
3
2
20
0.75
(1)实验时,竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计,使钩码缓慢上升。
(2)第3次测量中,弹簧测力计移动的距离为 60 cm,滑轮组机械效率为 88.9% 。
(3)分析实验数据,可得出实验结论:滑轮组的机械效率与 钩码重 有关。
(4)滑轮组的机械效率还可能与 动滑轮重 和 绳重 等有关。
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微专题 15 动能、势能实验
1.如图所示为探究物体的动能跟哪些因素有关的实验装置。下列说法正确的是( B )
A.该实验研究的是木块的动能
B.实验过程中,木块所受的滑动摩擦力始终不变
C.小球在斜面上滚下时,所受的重力和支持力都对小球做了功
D.用不同质量的小球进行实验得到的结论可以解释为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制
2.小明探究重力势能大小与物体质量和高度的关系,实验装置如图甲所示。
(1)将铁球从斜面由静止释放后到压缩弹簧,记录铁球速度减为0时弹簧的长度。整个过程涉及的能量转化情况为 重力势能先转化为动能,动能再转化为弹性势能 。铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映,长度越长,则说明铁球的重力势能越 小 (选填“大”或“小”)。
(2)将同一铁球先后从同一斜面的不同高度 处由静止释放,弹簧被压缩后的长度分别为 ,则你能得出的结论是 质量相同,高度越低,重力势能越小 。
(3)若要探究重力势能大小与物体质量的关系,请简要写出你的设计思路:将质量不同的铁球从同一斜面的同一高度由静止释放,比较弹簧被压缩后的长度 。
(4)结合本实验和所学知识,分析图乙所示的水坝,发电机安装在 D (选填“C”或“D”)位置较为合理,你认为适合建造大型水力发电站的地方应该具备哪些条件: 水资源丰富(或水量大)和地势高度差大(合理即可) 。
3.如图1所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验,小钢球从同一斜面上由静止开始滚下,推动同一木块在水平面向前移动一段距离s后停下。先后完成甲、乙、丙所示的三组实验。
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(1)小钢球在滚下斜面的过程中,其动能大小是通过 距离s (选填“高度h”或“距离s”)大小来反映的。
(2)分析比较甲和乙两组实验可得结论:物体质量相同时,速度越大,动能越 大 。
(3)分析比较 甲、丙 两组实验可得结论:物体速度相同时,质量越大,动能越大。
(4)综合上述信息可知,如图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的不同最高 速度 。
4.(2025恩施期中)在探究“物体的重力势能大小与物体质量和所处高度的关系”实验时,所用器材有:若干个质量不同的重物、装有适量沙子的透明沙箱、小桌,实验装置如图所示。把小桌腿朝下放在透明的沙箱中,让重物从高处落下,撞击小桌,观察桌腿陷入沙子的深度。
(1)实验中探究的是 重物 (选填“重物”“小桌”或“沙子”)的重力势能;桌腿陷入沙子的深度越大,研究对象具有的重力势能越 大 。
(2)将质量相同的重物从不同高度A、B、C三处由静止释放,且 hc,这是要探究物体重力势能大小与物体 所处高度 的关系。实验时,观察到桌腿陷入沙子的深度分别为 且 由此可得出结论: 物体质量一定时,所处高度越大,重力势能越大 。
(3)第(2)步操作结束后,各组同学在交流中发现有的小组观察到的 差别不大,难以得出结论,造成这一现象的原因可能是重物 所处高度相差较小 (不考虑沙子的各种原因)。
(4)同学们在讨论重力势能与生活、生产的联系时,提出下列几种现象或应用,其中与本实验结论有关的是 A 。
A.禁止高空抛物 B.大货车限载限速
C.上车请系好安全带 D.机翼总是上部凸起下部平滑
5.(2025江岸区期末)为探究物体的动能跟哪些因素有关,某小组用质量分别为m和M 的两个钢球(M>m),分别从不同的高度h和H(H>h)由静止开始滚下,撞击水平面上的同一木块,实验过程如图所示。
(1)木块被撞的远近反映了 钢球 (选填“钢球”或“木块”)动能的大小。
(2)利用 甲、乙 两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车超速行驶所带来的危害;利用 乙、丙 两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车超载行驶所带来的危害。
(3)甲、乙两次实验木块移动的过程中,克服摩擦力做的功分别为W甲和Wz,则W甲<(选填“>”“<”或“=”) Wz。
(4)若水平面绝对光滑,本实验将 不能 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
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微专题16 杠杆平衡条件、机械效率实验
1.(2024武汉模拟)在探究“杠杆平衡的条件”实验中,所用的实验器材有:杠杆(每小格均等长)、铁架台、刻度尺、细线和若干个砝码。图甲是杠杆调节前的位置,图乙、丙、丁是杠杆调好后三次的实验情景,则( A )
A.为了便于测量力臂要将如图甲所示杠杆的平衡螺母适当往右调
B.实验中进行多次测量的目的是取平均值减少误差
C.将图丙中两端各加一个钩码,杠杆仍然平衡
D.如图丁所示,将拉力方向从竖直方向改为虚线方向,拉力 F大小将不变
2.小明在利用斜面搬运物体的过程中,提出了一个问题:“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?”针对这个问题,他通过在斜面上拉动物体进行了探究(如图所示),测得的实验数据如表所示。
实验次序
斜面的倾斜程度
物体重G/N
物体上升高度h/m
沿斜面拉力 F/N
物体移动距离s/m
有用功
总功
机械效率η
1
较缓
5.0
0.10
1.6
0.50
0.50
0.80
63%
2
较陡
5.0
0.15
2.2
0.50
0.75
1.10
68%
3
最陡
5.0
0.25
3.1
0.50
1.55
(1)沿斜面拉动物体时,应使其做 匀速直线 运动。
(2)根据表中的数据可求出第3次实验中拉力所做的有用功为 1.25 J,机械效率是 80.6% (精确到0.1%)。
(3)通过对上述实验数据的分析可知,斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系:斜面越缓,越 省力 。
(4)通过对上述实验数据的分析,关于斜面机械效率的问题可获得初步结论:在其他条件不变的情况下, 斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关,倾斜程度越大,机械效率越高 。
(5)若小明还想要探究斜面机械效率与物重的关系,实验时应控制不变的量是 斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度 。
3.(2025江汉区期末)某兴趣小组制作了一个简易杆秤,用一根长度为40cm的木制筷子作为秤杆,用细线把小盆系在A处作为秤盘,用细线系一个20g的钩码作为秤砣,在O处系一根细线作为提纽,实验过程中,在秤盘放100g砝码,并调节秤砣的位置使秤杆水平平衡,标记秤砣细线在秤杆上的位置B为100g,如图所示。
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(1)请在图中画出挂秤砣的细线对秤杆的拉力 F 及其力臂l。
(2)称量某物体质量时,若秤杆右端翘起,应将秤砣适当向 右 (选填“左”或“右”)移动使秤杆水平平衡。
(3)若使用质量更小的钩码作为秤砣,则100g的刻度线会标记在B点的 右 (选填“左”或“右”)侧。
(4)该小组想要利用现有器材,制作一个可以称量更大质量的杆秤,下列做法可行的是 AB (填字母)。
A.将小盆向右移 B.将提纽向左移 C.将小盆和提纽都向右移动相等距离
4.(2024武汉中考)某同学利用若干个质量为50g的钩码和弹簧测力计探究杠杆的平衡条件。
(1)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,如图所示。
(2)在杠杆左侧15 cm刻度线处挂上4个钩码,在杠杆右侧挂上6个钩码,移动右侧钩码到 10 cm刻度线处使杠杆重新在水平位置平衡。这时动力或阻力是 钩码对杠杆的拉力 (选填“钩码受到的重力”“钩码对杠杆的拉力”或“杠杆对钩码的拉力”)。
(3)保持杠杆左侧钩码的数量和位置不变,取下右侧钩码,改用弹簧测力计拉杠杆使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计的示数为3N时,该拉力的作用点可能在杠杆 ①③ (填序号)刻度线处。
①左侧10 cm ②右侧 5cm ③右侧 15 cm
5.(2025 东湖高新区期末)如图所示是“测量滑轮组的机械效率”实验,得到的数据如表所示。次数
次数
钩码重/N
钩码上升的距离/cm
弹簧测力计的示数/N
绳端上升的距离/cm
机械效率
1
2
5
1
15
66.7%
2
3
5
1.4
15
71.4%
3
4
5
15
(1)在实验操作中应该 匀速缓慢 拉动弹簧测力计。
(2)进行第3次测量时,弹簧测力计示数如图丙所示,为 1.8 N,机械效率约为 74.1 %(精确到0.1%),额外功为 0.07 J。
(3)分析数据可得,使用同一滑轮组提升重物时, 物重越重 ,滑轮组的机械效率越高。
(4)若忽略绳重及摩擦,下列方法中,能提高滑轮组机械效率的是 ①② (填序号)。
①增加钩码的重力 ②换质量更小的动滑轮
③增大钩码上升的距离 ④改变绕线方式
·115·
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微专题17 功、功率、简单机械的计算
1.小张用40 N的推力将重力为100 N的物体沿水平方向匀速推动了10m,则小张对物体所做的功是( A )
A.400 J B.600 J C.1 000 J D.1400 J
2.搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢,常使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端,已知斜面长5m,高2m,物体重1000 N,沿斜面向上的推力为500 N,则下列判断不正确的是( A )
A.物体在斜面上运动的过程中受3个力的作用,合力为0
B.推力所做的功是2500 J
C.斜面的机械效率为80%
D.物体受到斜面的摩擦力为 100 N
3.(2025江汉区期末)如图所示,桔槔是古代取水工具,结构为井边架横木,一端绑石块、一端绑竖杆并用绳连水桶。提水时,人先向下拉竖杆放下空桶,拉力为 F下;当桶装满水后,向上拉竖杆将桶提起,拉力为F上。若支点到水桶所受重力作用线的距离是支点到石块所受重力作用线距离的2倍,该装置提水过程中,竖杆及水桶所受的重力为20 N,水桶的容积为6升, 不计横杆重力、绳重和摩擦,下列说法不正确的是( B )
A.向下拉竖杆放下空桶时,桔槔为省力杠杆
B.向下拉竖$
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中考复习
班级
:
姓名
:
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第一部分 考点复习目
录
⑦二
二川二
の
第1讲声现象
…………………………………………………………………………
1
第2讲物态变化
…………………………………………………………………………
6
第3讲内能及其利用
…………………………………………………………………
11
微专题1热学实验
………………………………………………………………………
19
微专题2经典图片问题解析(一)
…………………………………………………
22
第4讲光现象
…………………………………………………………………………
24
第5讲透镜及其应用
…………………………………………………………………
31
微专题3光的反射平面镜成像实验
…………………………………………………
39
微专题4凸透镜成像实验
……………………………………………………………
41
微专题5变焦和再次成像问题
…………………………………………………………
43
微专题6经典图片问题解析(二)
…………………………………………………
46
第6讲质量与密度
…………………………………………………………………
48
第7讲机械运动
………………………………………………………………………
54
第8讲力、运动和力
…………………………………………………………………
59
微专题7质量与密度、平均速度实验
…………………………………………………
67
微专题8力和运动实验
…………………………………………………………………
69
微专题9经典图片问题解析(三)
…………………………………………………
71
第9讲压强
…………………………………………………………………………
73
第10讲浮力
…………………………………………………………………………
79
微专题10压强实验
…………………………………………………………………
86
微专题11浮力实验
…………………………………………………………………
88
微专题12比较压强、浮力大小和液面变化问题
………………………………………
90
微专题13压强和浮力综合问题
………………………………………………………
93
微专题14经典图片问题解析(四)
…………………………………………………
97
第11讲功和机械能
…………………………………………………………………
99
第12讲简单机械
…………………………………………………………………
106
微专题15动能、势能实验
……………………………………………………………
112
微专题16杠杆平衡条件、机械效率实验
…………………………………………
114
微专题17功、功率、简单机械的计算
………………………………………………
116
微专题18经典图片问题解析(五)
…………………………………………………
119
第13讲电路、电流、电压、电阻
…………………………………………………
121
1·
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第14讲欧姆定律
…………………………………………………………
130
第15讲电功率
……………………………………………………………
139
微专题19电路设计
………………………………………………………
148
微专题20探究电流与电压、电阻的关系
………………………………
149
微专题21测电阻
…………………………………………………………
150
探究电热与哪些因素有关
………………………………………………
151
微专题23故障电路的判断与分析
…………………………………………
152
微专题24动态电路分析与计算
…………………………………………
154
微专题25经典图片问题解析(六)
………………………………………
156
第16讲·生活用电
………………………………………………………
158
第17讲电与磁
……………………………………………………………
164
微专题26家庭电路故障及电磁现象实验
………………………………
172
经典图片问题解析(七)
………………………………………………
174
第18讲电磁波及其应用能源与可持续发展
………………………………
176
第二部分 专题训练
专题训练一选择、填空基础训练
…………………………………………
180
训练1声和热
……………………………………………………………
180
训练2光学
……………………………………………………………
182
训练3力和运动、质量与密度
…………………………………………
184
训练4压强、浮力、功和机械
…………………………………………
187
训练5电路、电流、电压、电阻、电磁
………………………………
189
训练6电功、电功率
………………………………………………………
191
专题训练二作图规范训练
…………………………………………………
193
训练1光学作图
……………………………………………………………
193
训练2力学作图
……………………………………………………………
195
训练3电学作图
……………………………………………………………
197
专题训练三实验提升训练
…………………………………………………
199
训练1力学综合实验
………………………………………………………
199
训练2电学综合实验
………………………………………………………
204
训练3光、热、磁综合实验
………………………………………………
208
专题训练四计算综合训练
…………………………………………………
211
2
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第三部分 提升卷目
录
螺旋提升卷1声现象
……………………………………………………………
1
螺旋提升卷2物态变化
……………………………………………………………
3
螺旋提升卷3内能及其利用
………………………………………………………
5
阶段性检测(一)声现象、热现象、内能及其利用
………………………………
7
螺旋提升卷4光现象
……………………………………………………………
11
螺旋提升卷5透镜及其应用
………………………………………………………
13
阶段性检测(二)光现象、透镜及其应用
………………………………………
15
螺旋提升卷6质量与密度机械运动
………………………………………………
19
螺旋提升卷7力、力和运动
………………………………………………………
21
阶段性检测(三)质量与密度、机械运动、力、力和运动
……………………
23
螺旋提升卷8压强
……………………………………………………………
27
螺旋提升卷9浮力
……………………………………………………………
29
阶段性检测(四)压强、浮力
…………………………………………………
31
螺旋提升卷10功和机械能
………………………………………………………
35
螺旋提升卷11简单机械
…………………………………………………………
37
阶段性检测(五)功和机械能、简单机械
………………………………………
39
螺旋提升卷12电路、电流、电压、电阻
………………………………………
43
螺旋提升卷13欧姆定律
…………………………………………………………
45
螺旋提升卷14电功率
……………………………………………………………
47
(六)电路与电流、电压与电阻、欧姆定律、电功率
…………………………
49
螺旋提升卷15生活用电
…………………………………………………………
53
螺旋提升卷16电与磁
……………………………………………………………
55
螺旋提升卷17电滋波及其应用能源与可持续发展
………………………………
57
阶段性检测(七)生活用电、电与磁、电滋波及其应用、能源与可持续发展
……………………………………………………………
59
·3·
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第一部分考点复习
第 1 讲 声现象
知识梳理
知识点一 声音的产生与传播
产生
声音是由物体的 产生的,振动停止, 停止
传播
1.声音的传播需要 ,真空 传声。
2.声音以 的形式传播。
3.声速的大小跟介质的 和 有关。
4.声音在传播过程中,遇到障碍物会被反射,从而形成 。当回声比原声晚 s以上时,人耳才能区分回声与原声
知识点二 声音的特性
声音的特性
音调
响度
音色
影响因素
振动
发声体的材料、结构等
描述
尖细或低沉,如“尖锐刺耳”
响亮或微弱,如“震耳欲聋”
与发声体对应的特色,如“听声辨人”
波形区分
知识点三 声的利用 噪声的危害和控制
1.声的利用
类型
超声波
次声波
定义
频率高于 Hz的声
频率低于 Hz的声
利用
传递信息
B超、声呐、倒车雷达等
监测地震、台风、海啸、火山爆发等
传递能量
超声碎石、超声波清洗机等
次声波武器等
2.噪声
噪声定义
物理学角度
发声体做 振动时发出的声音
环保角度
妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音
控制噪声的措施
(1)防止噪声 ;(2)阻断噪声 ;(3)防止噪声进入
·1·
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考点突破
考点一 声音的产生与传播
【例1】(2024武汉中考)如图,下列关于声现象的说法正确的是( )
【例2】 (2025凉山中考)月琴是凉山具有代表性的乐器之一(如图)。演奏时,左手按弦,右手弹奏,琴声清脆悦耳。下列有关说法不正确的是( )
A.月琴演奏时发出的声音是由琴弦振动产生的
B.现场听众听到的声音是通过空气传入人耳的
C.演奏时右手拨弦的力越大,琴声传播得越快
D.演奏时改变左手按弦的位置,是为了改变声音的音调
【例3】 (1)如图甲,用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉,可观察到乒乓球被弹起,此实验中乒乓球的作用是 ,便于观察。这种研究方法叫 。
(2)如图乙,两个完全相同的音叉放在水平桌面上,用小槌敲响右边的音叉,左边的音叉也会发声,此实验说明 (选填“桌面”“小槌”或“空气”)可以传声。
(3)若把这两个实验移到月球上去做,不能看到乒乓球被弹起的是图 ,原因是 。
考点二 声音的特性
【例4】 中华优秀传统文化源远流长。如图所示是我国古老的传统弹拨乐器古筝,用古筝演奏乐曲时,下列说法正确的是( )
A.古筝通过弦的振动发出悠扬悦耳的声音
B.快速拨动弦时,发出的声音在温度不变的空气中传播速度变大
C.用大小不同的力拨动同一根弦可以改变发出声音的音调
D.古筝与长笛在演奏同一乐曲时发出声音的音色是相同的
【例5】 观察音叉、钢琴与长笛发出的C调1(do)的波形图,发现这三种乐器发出的C调1(do)的( )
· 2 ·
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A.音调相同,音色不同 B.音调不同,音色相同
C.音调、音色都相同 D.音调、音色都不相同
【例6】 下列声现象中,能改变声音响度的举措是( )
A.甲图,改变用力大小敲击鼓面
B.乙图,用相同大小的力敲击装有不同水量的瓶子
C.丙图,改变管中水量后以相同方式再次对着管口吹气
D.丁图,改变钢尺伸出桌面的长度后以相同大小的力再次拨动它
考点三 声的利用 噪声的危害和控制
【例7】 根据下列四幅图完成以下填空。
(1)发出超声波的是 ,发出次声波的是 。A.小动物预感火山喷发
(2)利用声传递信息的是 ,利用声传递能量的是 。
【例8】 沈阳市民期待已久的南北快速干道北段高架快速路已通车。今后从小北关街路口开车走高架桥到北三环朱尔屯立交仅需15分钟,如图所示,该路段建有沈阳首个全包隔音屏,能降噪20分贝左右,下列说法中正确的是( )
A.采用全封闭隔音屏是在声源处减弱噪声
B.分贝是用来表示声音强弱等级的单位
C.隔音屏能降低噪声的音调
D.隔音屏是通过防止噪声进入人耳来减弱噪声的
考点四 跨学科实践:制作隔音房间模型
【例9】 小明在跨学科实践活动中,制作了一个带盖的塑料盒,将正在响铃的小闹钟放进盒内,然后将小闹钟分别用纸板、木片、EVA等材料包裹,放进盒内,听铃声 (选填“音调”“响度”或“音色”),在 (选填“相同”或“不同”)的位置打开手机中的虚拟声音示波器测量铃声的分贝值。分析不同材料的隔声能力,便制作成一个隔音房间模型(如图)。
·3·
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考点精练
基础巩固
1.(2025 武汉四调)下列关于声现象的说法正确的是( )
A.图甲发声的音叉将乒乓球弹开,说明发声的物体在振动
B.图乙演奏古筝时,听众依据声音的音调分辨出古筝的声音
C.图丙用超声波给金属工件探伤,是利用声可以传递能量
D.图丁工厂用的防噪声耳罩,能有效地防止噪声产生
2.关于声现象,下列说法正确的是( )
A.只要物体振动,我们就能听到声音
B.摩托车加消声器属于在声源处减弱噪声
C.可以用超声波测量地球和火星之间的距离
D.同种介质中,超声波比次声波传播速度快
3.下列关于声现象的描述,错误的是( )
A.图甲,逐渐抽出玻璃罩内的空气,闹钟的声音越来越小
B.图乙,不改变橡皮筋的松紧程度,用不同大小的力拨动橡皮筋可以改变音调
C.图丙,烛焰随着扬声器播放的音乐摇摆,说明声波可以传递能量
D.图丁,观察泡沫塑料块刮玻璃时产生的声波的波形,说明发声体做无规则振动时会发出噪声
4.图中甲、乙、丙分别为音叉、钢琴与长笛发出的C调1(do)的波形图。关于波形图的理解正确的是( )
A.通过比较波形图的高低可比较声音的音调
B.通过比较波形图的疏密程度可比较声音的音色
C.通过比较波形图的形状可比较声音的响度
D.比较甲、乙、丙可知三种乐器发出的声音音调和响度相同
4
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5.(2024 新洲区期中)我国有些地方修筑了“音乐公路”。当汽车以一定速度匀速行驶时,就会奏出一段悦耳的乐曲。音乐公路的路面上分布着许多横向凹槽,如图所示。汽车每经过一个凹槽,就会上下振动一次。路面上凹槽的分布比较密,汽车行进时振动很快,于是就发出了声音。假设某音乐公路规定的行驶速度是54km/h,设定乐曲为时长20s的《歌唱祖国》,第一个音符“sol”的频率为392 Hz,下列选项中不正确的是( )
A.该音乐公路的总长约为300m
B.路面上凹槽的疏密可以根据乐曲的音调高低来设计
C.汽车发出“sol”这个音时,所对应的相邻凹槽之间的距离约为3.8cm
D.驾驶员可以通过听第一个音符的音调判断是否超速,表明声波能传递能量
6.一个声源5m in内振动了1 800次,它的频率为 Hz,人耳 (选填“能”或“不能”)听到该声音;医护人员在救治伤员时,使用的“B超”是利用 (选填“超声波”或“次声波”);以上两种声 (选填“能”或“不能”)在真空中传播,这两种声波在地下岩石中的传播速度 (选填“大于”或“小于”)在空气中的传播速度。
能力提升
7.监测器测得某次鸟鸣和猫叫的声音信息如下表,则( )
声音
鸟鸣
猫叫
声音的频率/Hz
5 000
800
声音强弱的等级/dB
30
60
A.鸟鸣的响度大 B.猫叫是超声波 C.鸟鸣的频率高 D.猫叫的音调高
8.蝙蝠可以发出和接收超声波并由此确定猎物的位置,科学家根据这个原理发明了声呐。某国核潜艇声呐不仅可以探测海洋的深度,还可以探测冰山或暗礁的存在(假设超声波在海水中传播的速度为1500 m/s)。请回答以下问题:
(1)声呐能够探测是利用了声能传递 ,声呐发出的超声波的频率高于 Hz。
(2)静止的核潜艇探测某处海洋的深度时,声呐发出超声波后6s接收到返回的信号,求该处海洋的深度。
(3)若核潜艇以10m/s的速度匀速前进,声呐向前发出超声波信号,2s后接收到遇到暗礁返回的波。在接收到信号后,核潜艇立即发射出一枚鱼雷将暗礁炸毁。已知鱼雷在水中的平均速度为20m/s,求鱼雷在发射后经过多长时间后能命中暗礁。
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第2讲 物态变化
知识梳理
知识点一 温度、温度计
温度
定义
表示物体 的物理量
单位
摄氏度,符号
规定
把标准大气压下冰水混合物的温度定为 ℃,沸水的温度定为 ℃
灌許
原理
常用的温度计是根据 的规律制成的
使用方法
①估:估计被测液体的温度;
②选:根据估测温度选择合适的温度计;
③看:看清温度计的 和 ;
④放:玻璃泡 在被测液体中,不要接触 或 ;
⑤读:待示数 后再读数,读数时玻璃泡 离开被测液体,视线要与温度计的凹液面
知识点二 六种物态变化
( 热):干冰变为气体
知识点三 固体熔化时温度的变化规律
装置设计
①测量工具: 、 ;
②采用“水浴法”加热的目的:使被加热的物质受热 ,慢慢熔化,便于观察温度变化规律
实验结论
海波在熔化过程中, 热量,温度 ;石蜡在熔化过程中, 热量,温度
评估交流
晶体熔化的条件:达到 ,持续 热
特点
晶体:有固定的熔点,熔点与凝固点相同;
非晶体:没有固定的熔点
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知识点四 探究水的沸腾实验
装置设计
①测量工具: 、秒表;
②烧杯加盖,是为了防止热量散失,但水将要沸腾时,要把盖子拿下,否则会使烧杯内水面上方的气压值偏大,导致水的沸点偏
实验现象
水沸腾前,气泡在上升过程中由 变 ,最后消失,水吸收热量,温度 ;
水沸腾时,气泡在上升过程中由 变 ,最后在液面处破裂,里面的水蒸气散发到空气中,水吸收热量,温度
实验结论
水的沸腾是一种剧烈的汽化现象.水在沸腾过程中持续吸热,但温度
评估交流
①水沸腾的条件:达到 ,持续 热;
②沸点与气压的关系:气压高沸点 ,气压低沸点
考点突破
考点一 温度、温度计
【例1】 使用温度计时,首先要观察它的 和认清它的分度值。小明用温度计测量烧杯中液体的温度,分别进行了三次操作,如图甲所示,其中正确的操作是 。图乙所示的是用温度计分别测得的冰和水的温度,那么冰的温度是 ℃,水的温度是 ℃。
【例2】 两支内径粗细不同、下端玻璃泡水银量相等的合格温度计,同时插入同一杯热水中,水银柱上升的高度和温度示数的情况是( )
A.上升高度一样,示数相同 B.内径细的升得高,示数也大
C.内径粗的升得低,但两支温度计的示数相同 D.内径粗的升得高,示数也大
考点二 六种物态变化
【例3】 (2025 东西湖区五调)某同学在探索厨房中的物态变化问题时,记录了他观察到的几种现象,并运用所学知识对这些现象进行了解释。下列说法正确的是( )
A.给鱼保鲜的冰块从鱼身上脱落并化成水,属于熔化现象,需要吸热
B.从冰箱中取出的冻肉表面出现一层白霜,属于凝固现象,需要放热
C.锅中的水煮开后,一打开锅盖冒“白气”,属于汽化现象,需要放热
D.用蒸锅蒸馒头时,锅盖上会出现小水珠,属于液化现象,需要吸热
【例4】 (2025 武汉中考)生活中处处蕴藏着物理奥秘。下列有关热现象说法正确的是( )
A.制作冰凉的饮料时,直接加冷水比加冰块的效果更好
B.烧开水时,壶嘴周围的“白气”是空气液化形成的
C.用干冰保鲜食物,是利用干冰熔化吸热
D.腌制鸭蛋是通过扩散使食盐进入蛋中
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【例5】 (1)夏天,剥开包装纸的冰棍会冒“白气”,这种物态变化是 ;如果你细心观察,就会发现这“白气”是向 (选填“上”或“下”)飘的。
(2)3D打印过程一般是将固态材料在高温下变成液态材料,喷头按照3D图纸轨迹运动将液态材料挤出,材料冷却后形成立体实物的过程。在打印过程中发生 和 两种物态变化。
(3)寒冷的冬天,高速公路交警采取撒盐除冰的方式,其原理是为了 冰的熔点;戴眼镜的人从 走到 (后两空均选填“室内”或“室外”),眼镜上会起“雾”。
考点三 固体熔化时温度的变化规律
【例6】 (2025 眉山中考)某实验小组利用图甲所示实验装置探究冰熔化时温度的变化规律。
(1)实验中按图甲的方式对碎冰加热,目的是使碎冰 。
(2)如图乙所示温度计的示数是 ℃。
(3)根据实验数据画出冰熔化过程的“温度一时间”图像,如图丙所示。分析图像可知:冰熔化过程中要 (选填“吸收”或“放出”)热量,但温度保持不变,属于 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(4)进一步分析图像发现,0~t₁ 时段内的温度变化比t₂时刻后的温度变化快,其主要原因是冰和水的 不同。
(5)若对烧杯持续加热,烧杯中的水沸腾后试管中的水 (选填“会”或“不会”)沸腾。
考点四 探究水的沸腾实验
【例7】 在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中:
(1)除了图甲中提供的实验器材之外,还需要的测量工具是 。
(2)某时刻温度计的示数如图甲所示,为 ℃。
(3)计时4m in后,水开始沸腾,根据实验数据可知,当地大气压 (选填“低于”或“高于”)标准大气压。描绘出水的温度随时间变化的图像如图乙所示,分析图像可知,水在沸腾过程中温度 。停止加热,水不能继续沸腾,说明水沸腾过程中需要 。
(4)在第3m in时,水中的气泡由下到上逐渐变 (选填“大”或“小”)。
考点五 跨学科实践:探索厨房中的物态变化问题
【例8】 生活中处处有物理,留心观察皆学问,图中列举了厨房中的一些物态变化,对此解释正确的是( )
A.图甲:冻豆腐里面的小孔是由于豆腐里的水先凝固后熔化形成的
B.图乙:把鱼埋在冰粒中利用了冰升华放热来保鲜鱼
C.图丙:自制简易冰箱利用了水蒸发放热来保存食物
D.图丁:水烧开时冒出的“白气”是壶里的水汽化形成的水蒸气
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考点精练
基础巩固
1.关于热现象,下列说法正确的是( )
A.夏天,在食品运输车里放些干冰降温是利用干冰熔化吸热
B.夏天从冰箱里拿出来的冰棒冒“白气”,是汽化现象
C.有积雪时在上面撒盐是为了降低积雪的熔点
D.北方的冬天,为了保存蔬菜,在菜窖里放几桶水,利用水凝华放热
2.“双减”之后,荆州市各义务教育阶段的学校积极开展丰富多彩的课后服务活动。某学校开办了厨艺兴趣班,学生煮菜后提起锅盖,发现水从锅盖上流下,锅盖上的水经历的物态变化是( )
A.先升华后凝华 B.先凝固后汽化 C.先熔化后液化 D.先汽化后液化
3.水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,水会停止沸腾,迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,如图所示。结果发现烧瓶内的水中出现了大量的 ,且迅速上升、变大,由此可知水重新沸腾起来。这是烧瓶内水面上方的气压 (选填“增大”或“减小”)的缘故。
4.放在衣柜中的樟脑丸变小了,这是樟脑丸 (填物态变化名称)的缘故,这个过程会 (选填“吸收”或“放出”)热量。
5.(2025 武汉四调)为了探究水在沸腾前后温度变化的特点,某小组同学用如图甲所示的装置分别进行了两次实验,并绘制出如图乙所示的图像。
(1)实验中若观察到水中形成大量气泡不断上升、变 ,说明此时水处于沸腾状态,水的沸点是 ℃。
(2)由图像可知,第一次和第二次实验中所用水的质量之比是 。
(3)取一张光滑的厚纸,做成一个如图丙所示的纸锅,纸的着火点约 183 ℃。纸锅里装适量水,放到火上加热,水 (选填“会”或“不会”)沸腾。(注意不要让火苗烧到水面以上的纸)
6.图甲是探究海波熔化时温度变化规律的实验装置,图乙是根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像。
(1)海波的熔点是 ℃。
(2)从图像中发现海波熔化时间过短,下列措施中一定不能延长海波熔化时间的是 (填序号)。
①增加试管中海波的质量 ②增加烧杯中水的质量
③降低烧杯中水的初温 ④撤掉酒精灯或用小火加热
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(3)夏天,我们要喝冰凉的饮料,往往会在饮料中加入适量冰块,而不是直接加入与冰块质量相等的冷水。一方面是因为冰块的 更低,另一方面是因为冰块熔化成水的过程中 热量,使饮料的温度下降得更多。
能力提升
7.(2024江岸区期中)厨房不仅是加工食材的场所,也是日常生活中充满物态变化的“实验室”。观察厨房中的物态变化,下列说法正确的是( )
A.从冰箱冷藏室取出一瓶水,瓶壁变湿,这是周围空气中的水蒸气熔化形成的
B.从冰箱冷冻室取出冻肉,发现与湿手粘在一起,这是周围空气中的水蒸气凝固形成的
C.烧水、做饭时,水蒸气引起的烫伤往往比开水烫伤更严重,这是因为水蒸气液化吸热
D.人们常在海鲜食品周围放置一些干冰给海鲜食品保鲜,这是因为干冰升华吸热
8.如图甲是探究“冰熔化时温度变化规律”的实验装置。
(1)图甲器材合理的安装顺序是 (选填“自下而上”或“自上而下”)。
(2)图乙是根据实验过程中记录的数据绘制的图像,可知冰是 (选填“晶体”或“非晶体”);该物质第4分钟时的内能 (选填“大于”“等于”或“小于”)第8分钟时的内能。
(3)持续加热,烧杯内的水沸腾后试管里的水 (选填“会”或“不会”)沸腾,理由是 。
9.观察水的沸腾实验。
(1)按图甲组装器材,使用大试管可以适当缩短实验时间,也可以更好地观察水沸腾前后 的变化。用酒精灯加热,水温达到88℃时开始读数,每隔1m in记录一次,第3m in时温度计示数如图乙所示,读数为 ℃。
(2)根据表中数据在图丙上作出水温随时间变化的图像。
时间/ min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
水温
88
90
92
96
98
98
98
98
(3)由表中数据可知,水的沸点为 ℃。
(4)为研究沸点与气压的关系,用抽气打气两用气筒、橡皮塞等组装成如图丁所示装置。用气筒 (选填“抽气”或“打气”),观察到水再次沸腾,记录此时的 ,多次实验可得出的结论是 。
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第3讲 内能及其利用
知识梳理
知识点一 分子动理论、内能
分子动理论
物质构成
常见的物质是由大量的 、 构成的
分子热运动
一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,这种无规则运动叫作 。温度越高,分子热运动越
分子间作用力
分子之间存在 力和 力
扩散现象
举例
“槐花飘香”“墙角放煤,日久变黑”“酒香不怕巷子深”
说明
①一切物质的分子都在不停地做 ;
②分子间有
影响因素
扩散的快慢与 有关,温度越高,扩散得越
知识点二 内能的改变
1.内能及其改变
定义
构成物体的所有分子,其热运动的 与分子 的总和,叫作物体的内能。物体的内能不可能为零
改变方式
热传递
做功
补充说明
①热传递发生的条件:物体间存在 ;
②热传递方向:能量从高温物体传递到低温物体,直到两物体温度 为止
①向瓶内打气使瓶塞飞出, 对 做功,气体的内能 ,温度 ;
②压缩空气点燃脱脂棉, 对 做功,气体的内能 ,温度
2.物体加热过程中的温度、内能、热量的变化
温度
物体的温度 ,说明分子热运动更剧烈
内能
由于分子运动更剧烈,则分子的 变大,所以物体的内能
热量(符号为 )
物体的内能变化是由于能量发生了 ;我们把热传递过程中,变化的这一部分能量叫作 ,因此其单位也是 ,符号是
晶体熔化的特殊情况
晶体在加热熔化过程中,吸收热量,内能变大,温度
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知识点三 探究:比较不同物质的吸热能力
过程
用 的电加热器加热 的水和食用油,使它们升高 的温度,比较它们吸收热量的多少
控制变量法
控制水和食用油的质量 ,升高的温度
转换法
用 反映吸收热量的多少
结论
不同物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量
知识点四 比热容和热值
物理量
比热容:反映物质吸热或放热本领的大小
热值:反映燃料完全燃烧放热本领的大小
定义
一定质量的某种物质,在温度升高时 与它的 和 乘积之比,叫作这种物质的比热容
某种燃料 燃烧 与其 之比,叫作这种燃料的热值
公式及单位
单位:焦每千克摄氏度,符号
单位:焦每千克,符号 ;或 单位:焦每立方米,符号 J/m³
热量的计算
热传递时物体吸收或放出的热量:Q=cm△t
燃料燃烧释放的热量:Q=qm 或Q=qV
知识点五 汽油机与柴油机
热机
把 能转化为 能的机器。常见的热机有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等,内燃机分为 和 两大类
汽油机
工作过程
压缩冲程: 能转化为 能;做功冲程: 能转化为 能
冲程
每1个工作循环分为4个冲程,曲轴和飞轮转动 周,对外做功 次
冲程是唯一对外做功的冲程;其他三个冲程是依靠飞轮的 来完成的
汽油机与柴油机区别
汽油机顶部有火花塞,而柴油机顶部有喷油嘴;汽油机吸入的是汽油和空气的混合物,柴油机吸入的是 ;柴油机对空气的压缩程度更高,输出功率更大
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知识点六 热机效率
定义
热机用来做 的这部分能量,与燃料 放出的热量之比
公式
提高热机效率的途径
①让燃料尽可能 ,如将煤粒磨成煤粉、加大送风量等;
②尽量减少各种 ;
③机件间保持良好的 ,减小摩擦
知识点七 能量的转化与守恒
能量守恒定律
能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式 为其他形式,或者从一个物体 到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变
说明
①能量的转化和转移都是有方向性的;
②能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一
考点突破
考点一 分子动理论
【例1】 王亚平老师在空中课堂做实验时,将蓝色颜料注入水球后,水球变成色泽均匀的蓝色水球,神似我们的地球家园。如图所示的现象中不能用该实验原理解释的是( )
【例2】 腌制咸鸭蛋时,鸭蛋会“吸”入盐分,这是因为分子永不停息地 ;荷叶上两滴小水珠会逐渐靠近汇成一大滴,这是因为分子间存在 ;在试管中注入一半体积的水,然后再注入酒精直至注满,最后堵住管口上下颠倒几次,发现试管中的液面下降,从而得到结论 。
考点二 内能 热量
【例3】 在家煮饺子时,有关煮饺子过程中的物理知识,下列说法正确的是( )
A.刚从冰箱冷冻室取出的速冻饺子没有内能
B.饺子在温度升高的过程中含有的热量越来越多
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C.饺子在煮的过程中,吸收热量,内能增加
D.刚出锅的饺子烫嘴是因为其内能较大
【例4】 关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A.发生热传递时,温度总是从高温物体传递给低温物体
B.内燃机的压缩冲程,主要通过热传递增加了气缸内物质的内能
C.相同体积的0℃的冰和0℃的水比较,0℃的冰的内能一定较小
D.夏天在室内洒水降温,利用了水的比热容较大的性质
【例5】 关于内能,下列说法正确的是( )
A.内能是物体内部分子热运动的动能总和
B.做功和热传递都可以改变物体的内能
C.高温物体的内能一定比低温物体的内能大
D.热机是将机械能转化为内能的机械
考点三 探究:比较不同物质的吸热能力
【例6】 在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,如图1所示,两个相同的容器分别装有a、b两种液体。用功率相同的电加热器加热,液体的温度与加热时间的关系如图2所示,下列说法正确的是( )
A.实验中必须保证两种液体的体积相同
B.加热相同时间,b液体吸收的热量大于a 液体吸收的热量
C. a液体的吸热能力比b 液体的吸热能力强
D. a液体的密度小于b 液体的密度
【例7】 在“比较不同物质吸热情况”的实验中,实验装置如图所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(1)实验中应量取质量 的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用相同的电加热器加热。当它们吸收相同热量时,通过比较 来判断吸热能力的强弱。
(2)记录实验数据如表格所示。从开始加热到加热至42℃的过程中,甲、乙两种液体吸收热量的关系为 Q甲 (选填“<”“=”或“>”)Q乙。
(3)分析实验数据可知 液体的吸热能力强。若甲的比热容为 则乙的比热容为 J/(kg·℃)。(不计热损失)
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考点四 比热容
【例8】 (2024武汉中考)下列事例中,与“水的比热容较大”这个特性无关的是( )
A.汽车发动机用水作冷却剂
B.人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷
C.海边昼夜温度变化比沙漠中小,适于居住
D.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
【例9】 一保温杯中装有质量为200g、温度为25℃的水。将一个质量为100g、温度为100℃的金属块放入杯中,一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30℃,假设金属块放出的热量全部被水吸收,已知水的比热容为 则该金属块的比热容为 J/(kg·℃)。
考点五 热机、内燃机
【例10】 如图是四冲程汽油机的工作示意图,下列说法正确的是( )
A.靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁 B.甲冲程中内能转化为机械能
C.丁冲程中内能转化为化学能 D.这四个冲程的正确顺序是乙→甲→丙→丁
【例11】 (2025黄陂区期末)如图所示是单缸四冲程汽油机的剖面图,此时汽油机正处于 冲程,该冲程 (选填“是”或“不是”)靠飞轮的惯性来完成。若飞轮转速为1800 r/min,则该汽油机1s内对外做功 次。
考点六 热值 热机效率
【例12】 关于热值和热机效率,下列说法正确的是( )
A.燃料燃烧得越充分,它的热值就越大 B.燃料的热值大小与它质量的大小有关
C.热机做的有用功多,热机的效率就高 D.蒸汽机的效率通常比内燃机的效率低
【例13】 汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A.图甲是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由图乙可知该汽油机的效率是30%
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C.汽车尾气中的“汽油味”越浓表明燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值考点七 能量的转化和守恒
【例14】 下列说法不正确的是( )
A.能量的转化与转移有方向性和不可逆性 B.温度高的物体,它的内能不一定大
C.做功可以使物体的温度降低 D.永动机在理论上是存在的
考点八 跨学科实践:制作简易热机模型
【例15】 物理小组收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。实验时向易拉罐内部注入大约半罐水,将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内,用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上,笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯,当有蒸汽喷出时,扇叶就转动起来。
(1)汽轮机模型工作过程的能量转化情况为:化学能→ → 。
(2)某团队的同学们在测试过程中,发现扇叶不转动,出现这种现象的原因可能是 。(写出一条即可)
考点精练
基础巩固
1.(2025 青山区期末)2024年12月23日早上,武汉迎来了一场雪,如图所示。下列说法正确的是( )
A.-1℃的雪比-4℃的雪,分子运动更剧烈
B.用手抓一把雪,雪的体积缩小了,说明分子间有间隙
C.空气比雪更易被压缩,是因为气体分子间没有排斥力
D.雪花一片片飘落,说明分子在不停地做无规则的运动
2.小明根据下表所提供的数据得出了四个结论,其中正确的是( )
几种物质的比热容
水
酒精
煤油
冰
水银
沙子
铝
铜
4.2×10³
2.4×10³
2.1×10³
2.1×10³
0.14×10³
约0.92×10³
A.液体的比热容一定比固体的比热容大
B.同种物质发生物态变化后,比热容不变
C.由于水的比热容大,白天海水温度比沙滩高
D.2k g的水温度升高50℃,吸收的热量是4.
3.如图是小明用塑料瓶制作的水火箭:先在瓶里装适量水,然后将带有阀门的金属管插入瓶塞,旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气,打开阀门后,水从尾部的金属管向下喷出,水火箭向上飞向空中,水火箭加速上升时,( )
A.瓶内气体温度升高
B.能量的总量变大
C.与内燃机的压缩冲程工作原理相似
D.其机械能由高压气体内能转化而来
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4.如图为某汽油机工作时的能量流向图,汽油的热值q取4.5×10⁷ J/kg。 以下说法正确的是( )
A.汽油未完全燃烧时的热值比完全燃烧时的小
B.在做功冲程,该汽油机汽缸中的气体内能增大
C.该汽油机工作效率可达65%
D.完全燃烧10 kg汽油可放出4.5×10⁸ J 的热量
5.不同形式的能量可以在一定条件下相互转化,如图中给出了两个实例下列。对此图的补充错误的是( )
A.圆圈A内,能量的形式是内能 B.圆圈B内,能量的形式是电能
C.序号⑤的实例有燃料燃烧 D.能量在转化和转移的过程中,总量保持不变
6.图1为“比较不同物质吸热情况”的实验装置,使用相同规格的电加热器分别对水和食用油加热,得到温度随时间变化的图像如图 2所示。下列说法错误的是( )
A.图2中甲对应食用油,乙对应水
B.加热2m in,甲物质比乙物质吸收的热量多
C.应在两个相同的烧杯中加入质量相同的水和食用油
D.由图2可知食用油的比热容为c=2.
7.如图所示,图A、B、C、D是四冲程汽油机工作的示意图,图E、F是演示实验的示意图,C图是 冲程,与它原理相同的是 (选填“E”或“F”)图所示的演示实验。某单缸四冲程内燃机飞轮的转速为1200 r/min,该内燃机每秒钟对外做功的次数为 次。一个工作循环消耗20g汽油(热值为4.6×10⁷J/kg),这些汽油完全燃烧产生的热量是 J,若这台汽油机的效率为30%,则一个工作循环中输出的有用机械能为 J。
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能力提升
8.关于温度、内能、热量,下列说法正确的是( )
A.温度高的物体含有的热量多
B.物体吸收热量,温度一定升高
C.气体膨胀对外做功,自身内能会减少
D.热传递过程中,温度从高温物体传递给低温物体
9.用两个相同的电加热器给质量同为2k g的物质甲和水加热,它们的温度随时间变化的关系如图所示,据此判断甲物质10 min吸收的热量为( )
A. B.
C. D.条件不足,不能确定
10.如图所示,在烧瓶内盛少量水,给瓶内打气,当瓶塞跳出时,可以看到瓶内出现了 ,说明水蒸气 成了可以看到的小水滴。在这个过程中,气体膨胀对外 ,温度 ,内能 。
11.秋冬季节,走在大街小巷,总能被飘满糖炒栗子甜香的味道所吸引。如图所示,在炒板栗时常要在锅中放入一些砂石,因为砂石的比热容 、升温快,与板栗充分接触,并通过 的方式使板栗内能增大,刚出锅时香气四溢,而当其冷却后,就闻不到香味了,这是因为该现象进行的快慢与 有关。
12.小红一家到某基地露营时,用火炉将质量为2kg、初温为20℃的水加热到60℃,燃烧了100g木炭。已知:水的比热容 木炭的热值 q=3.36×10⁷ J/ kg.求:
(1)水吸收的热量。
(2)该火炉烧水的热效率。
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微专题1 热学实验
1.在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中,实验装置如图甲所示,将温度计插入试管后,待温度升至50℃左右开始,每隔大约1m in记录一次温度。根据记录的数据,在方格纸上以纵轴表示温度,横轴表示时间,描点连线,得到如图乙所示的该物质熔化时温度随时间变化的图像。
(1)实验中采用水浴法对试管中的物质加热,这种加热方法的好处是使试管中的物质 。
(2)由图乙可知,该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(3)图乙中物体在 B点时的内能 (选填“大于”“小于”或“等于”)在 D点时的内能。
(4)比较图乙中的AB段与DE 段可知,物质在AB段的比热容 (选填“大于”“小于”或“等于”)在 DE段的比热容。
(5)某同学把试管中的物质换成水,发现无论怎么加热,试管中的水都不会沸腾,请设计一种可以使试管中的水沸腾的方案: 。(写一种即可)
2.小明同学取a、b两种粉末各50g,利用如图甲所示的实验装置“探究固体熔化时温度的变化规律”。
(1)根据实验数据绘制了如图乙所示的温度一时间图像,由图像可以判断 物质是晶体,第6m in时a物质为 态,a物质第9 min时的内能 (选填“大于”“小于”或“等于”)第 3m in时的内能。
(2)某时刻,温度计的示数如图甲所示,为 ℃;若a物质在固态时的比热容为1.0× ,则该物质熔化后,液态时的比热容为 J/(kg·℃)。
3.某小组在探究“水沸腾前后温度变化的特点”的实验中:
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(1)在组装甲实验装置时发现温度计的玻璃泡触碰到了杯底,应该将图甲装置中的 (选填“A处向上”或“B处向下”)适度调整。
(2)图乙是第4m in时温度计的示数,此时水的温度是 ℃。
(3)小红观察到图丙(b)中明显的实验现象时,再继续加热,发现温度计示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)小明和小红选用了相同的酒精灯加热,从开始加热到水刚沸腾的时间也相同,他们绘制的水的温度随时间变化的图像如图丁所示,则他们所用水的质量的大小关系为 ma (选填“>”“<”或“=”) mb。
(5)为了减小热量损失,缩短加热时间,小红给烧杯加上了一个密闭性较好的盖子,她发现沸腾时温度计的示数比其他小组的高,原因是 。
4.在“探究水沸腾前后温度变化的特点”实验中:
(1)如图甲,组装器材时,应根据 的位置固定铁棒M的位置。
(2)根据实验数据绘制出图丙中水的温度随时间变化的图像,图乙中 对应图丙水2~4m in的状态;根据此温度图像可以判断:实验时的气压 标准大气压。
(3)小园又用盐水实验,得到图丙中盐水沸腾前后温度变化的规律图像,由图丙可判断:其他条件相同时,选用 (选填“水”或“盐水”)可以更快地将蛋煮熟。
5.科学实验小组的同学在实验室研究热学实验。
(1)A小组的同学想利用图甲所示的装置来探究某物质熔化的特点,他们根据数据绘制了温度随时间变化的图像,如图乙所示,该物质的熔点为 ℃,该物质在第30 min时处于 (选填“固态”“液态”或“固液共存态”)。水浴法加热的优点是使物质 。
(2)B小组的同学想利用图丙所示的装置来探究水沸腾的特点,此温度计接触容器底部会造成测出的水温 (选填“偏高”“偏低”或“不变”);改正错误后,小南和小开选用相同的实验装置分别加热烧杯中的水,但将水加热到沸腾用的时间不同,他们绘制的温度随时间变化的图像如图丁所示。分析图像可知:
①小南和小开得到b、c两种不同图线的原因可能是水的 不同。
②根据沸点可知当地的气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)一个标准大气压。
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6.小红在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量都是2kg的水和另一种液体进行了实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示。实验中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等。分析图象可以得出: 物质为水;另一种液体的比热容为 J/(kg·℃),这种液体在 15 min 内放出热量为 J。
7.如图,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相等,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同物质吸热升温的特点,应选择 两图进行实验。质量和初始温度均相同的a、b两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示,由图可以看出, 液体的吸热本领较强。
(2)比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏 。
(3)有一种“涡轮增压”(T型)轿车,通过给发动机提供更充足的空气使汽油更充分地燃烧,比普通轿车更节能,排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内与加在普通轿车内相比,其热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)该实验用到的研究方法有转换法和 法。
8.某同学用如图甲所示的实验装置比较不同物质的比热容。用铁夹将温度传感器及分别盛有质量相等的水和食用油的两个试管固定在铁架台上,温度传感器的探头部分与试管内的水和食用油良好接触,两个温度传感器通过数据采集线与计算机相连接。在计算机上打开与此仪器配套的专用软件,点击“开始记录”,同时打开红外加热器开关,对盛有水和食用油的试管进行加热,在计算机上可以得到相应的实验图线,如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.同时打开红外加热器开关后,水和食用油的内能是通过做功方式增大的
B.在第 2m in时,水和食用油吸收的热量相同
C.加热相同的时间,末温低的物质吸热能力强
D.食用油的比热容为2.
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微专题2 经典图片问题解析(一)
1.(1)如图甲所示,鼓面的振动带动周围的空气振动,形成疏密相间的波动,向远处传播,因此,声音以波的形式传播,我们把它叫作 。
(2)如图乙所示,用一张桌子做实验,一个同学轻敲桌子(使附近的同学不能直接听到敲击声),另一个同学把耳朵贴在桌面上,可以听到敲桌子的声音,说明 能够传声。
2.如图所示,改变钢尺伸出桌面的长度,用同样大小的力拨动钢尺。钢尺伸出桌面的长度越长,振动越 ,发出的音调越 。振动的 决定音调的高低。
3.请根据声音的三要素对甲、乙、丙、丁四幅波形图进行分类:音调相同的是 ;音色相同的是 ;响度相同的是 。
4.班级举办了小型音乐会,同学们制作了不同的乐器进行演奏,如图甲,向玻璃瓶中灌入不同高度的水,敲击同一玻璃瓶时力度越大听到的声音 越大。吹图乙的哨子时,向上推活塞,发出声音的音调变 。
5.如图所示为正在清洗眼镜的超声波清洗器,它能产生频率高于 Hz的声波,从而使清洗液产生剧烈振动,这也说明了超声波能传递 ,超声波 (选填“能”或“不能”)被人耳听到。医生利用超声波除去病人体内的结石,说明声波能传递 ;我国传统中医中,医生通过“望、闻、问、切”检查病人,其中“闻”就是听的意思,说明声波能传递 。
6.某物理实践小组的小玲同学计划将自己练琴的房间改造成隔音房间,以免练琴时打扰邻居。方案实施前,她设计实验来测评材料的隔音性能。器材有:一个分贝仪(测量声音强弱的仪器)、毛毡布、泡沫板、闹钟和两个相同的盒子。小玲同学设计的实验步骤如下(如图):
(1)用相同的方式把毛毡布、泡沫板分别布置在两个盒子内。
(2)接下来的操作是控制分贝仪到两个“隔音房间”的 相等,读出分贝仪的示数。
(3)比较两次分贝仪的示数,如果在测试泡沫板的隔音性能时,分贝仪的数值较 ,则说明泡沫板的隔音性能好。
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(4)从控制噪声方面来看,“隔音房间模型”是在 控制噪声的。
7.由于疏忽,一病人直接用如图甲的温度计(已被使用过)测量自己的体温,测量后体温计的示数与之前37.8℃相同,则该病人的体温 (选填“一定”“一定不”或“可能”)与体温计示数相等。在综合实践活动中,科技小组自制了一个简易温度计如图乙所示,这个温度计是根据液体 的规律制成的,温度变化相同时,细管越细,细管内液柱高度变化越 (选填“大”或“小”)。
8.冰箱中制冷剂的特点是沸点 ,它在冷冻室内发生 ,在冷凝器内发生 ,通过 的方式改变冷冻室的内能。从冰箱内刚取出的食物上结了霜是 现象。
9.如图所示,酒精燃烧时 能转化为 能。火焰的内能通过 的方式传给水和水蒸气。水蒸气把塞子冲出去,水蒸气的 能转化为塞子的 能。
10.汽油机的“吸气”“压缩”“做功”“排气”四个冲程,将内能转化为机械能的是 冲程, 冲程使汽车获得动力;在 冲程排出了尾气。如图所示的是 冲程。在活塞向下运动的过程中,气缸内气体的内能 (选填“变大”“变小”或“不变”),温度 (选填“升高”“降低”或“不变”),密度 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
11.如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片,分析图片可知小球弹起的高度逐渐减小,同时小球会变热。小球在下落时,它的 能减小,小球在上升时,它的 能减小,根据 定律,小球在弹跳过程中有一部分机械能转化为 。
12.如图甲,在厚玻璃筒甲中放一小团脱脂棉,把活塞迅速压下去,观察到脱脂棉燃烧起来,脱脂棉是通过 的方式改变内能的。如图乙,在烧瓶内盛少量水,不断给瓶内打气,此时瓶内气体内能 ;当瓶塞跳出时,瓶内出现白雾,在这个过程中,气体膨胀对外界做功,瓶内气体内能的变化量 (选填“大于”“等于“或“小于”)瓶塞机械能的变化量。
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第 4 讲 光现象
知识梳理
知识点一 光的直线传播
光源
能够 的物体叫作光源。月亮 (选填“是”或“不是”)光源
光线
用来表示光传播的 和 的带箭头的直线。它是建立的物理模型,实际上并不存在
规律
光在 中沿直线传播
现象应用
影子的形成、日食、月食、激光准直、站队看齐、射击瞄准、树下圆斑。
小孔成像:成倒立的实像,像的形状与小孔的形状
光速
光在真空中的传播速度c≈ m/s= km/s。光在不同介质中的传播速度 。光年是 单位
知识点二 光的反射和光的折射
类型
光的反射
光的折射
光路图
三线共面
反射光线、入射光线和法线都在 内
折射光线、入射光线和法线都在 内
两线分居
反射光线、入射光线位于法线
折射光线、入射光线位于法线
角度关系
反射角 入射角
折射角和入射角,位于 中的角大
垂直入射
入射光线垂直射向反射面,反射光线沿原路返回,此时入射角为
光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向
光路可逆
在光的反射和折射现象中,光路是 的
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知识点三 平面镜成像
1.平面镜
装置
①实验中用 (选填“薄”或“厚”)的玻璃板代替平面镜的目的:便于 。
②准备两支完全相同的蜡烛的目的:便于比较像与物的 。
③玻璃板要与水平桌面
结论
平面镜所成的像是 像,像与物的大小 ,像与物到平面镜的距离 ,像与物的连线与镜面
作图
物与像的关系:A 人眼看到像的光路图:
2.球面镜
原理
种类
对光的作用
应用
光的
凸面镜
作用,从而可以 视野
汽车的后视镜、街头路口的反光镜
凹面镜
作用
太阳灶、汽车前灯的反光装置
知识点四 光的色散 看不见的光
1.光的色散
光的色散
太阳光(白光)通过棱镜被分解成 的光的现象。不同色光通过棱镜时偏折程度不同, 的偏折程度最小, 的偏折程度最大
————
色光的三原色
、 、
2.看不见的光
类型
红外线
紫外线
特性
效应、穿透云雾能力强等
效应、消毒杀菌、促进发育等
应用
①用红外胶片拍摄的“热谱图”诊断疾病;
②红外线夜视仪;
③遥控器
①适当的紫外线照射促进骨骼的生长;
②手术室、病房用紫外线灯灭菌;
③紫外线能使荧光物质发光(验钞机)
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考点突破
考点一 光的直线传播
【例1】 细心观察的小明发现身边处处有物理。下列他观察到的现象或事例可以用“光的直线传播”解释的是( )
A.课堂上老师用投影仪将同学们的优秀作品展示投影
B.太阳高照时校园长廊下斑驳的树影
C.午后阳光通过课桌上透明水杯形成的彩色光带
D.晚自习时教室窗户玻璃里出现的另一个“自己”
考点二 光的反射 光的反射实验
【例2】 (2024湖北中考)下列现象中能用光的反射解释的是( )
【例3】 如图甲所示,在探究光的反射规律实验中,平面镜水平放置,白色纸板竖直地立在平面镜上。将激光笔发出的一束激光紧贴纸板射向镜面上的O点。
(1)在纸板上能看到激光路径,是因为激光在纸板表面发生 反射。
(2)图甲中,激光与平面镜成40°角入射,则反射角为 。
(3)纸板上可以同时看到入射光线和反射光线,说明它们和法线在 内。
(4)如图乙所示,纸板绕CD轴向后转动一定角度,再将激光紧贴纸板射向镜面上的O点,此时纸板上看不到反射光线,保持平面镜和入射光线位置不变,要在纸板上同时显示入射光线和反射光线,应怎样调整纸板? 。
考点三 平面镜成像
【例4】 如图甲所示,学校走廊的AB处有一块如图乙所示的仪容镜靠墙而立,镜面与墙壁平行,小明同学沿着平行于墙壁的方向由①到③直线走动。下列说法正确的是( )
A.小明在镜中的像先变大后变小
B.小明在位置①可以在镜中看到位置③另一个同学的像
C.在仪容镜后放一不透明木板,小明在位置②看不到自己的像
D.小明在位置①②③都可以在镜中看到自己的像
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【例5】 宠物狗狗正前方竖立着一面镜子,它正在欣赏镜中的自己(如图所示),假设狗狗不动,把平面镜沿MN 截成两半,并分别向两侧平移一段距离(两块镜面仍然在原镜面平面内),则狗狗的头部通过左、右两面镜子( )
A.都不能成像
B.各成半个像,合起来成一个完整的像
C.都成完整的像,且两个像在不同位置
D.都成完整的像,且两个像在同一位置
【例6】 在“探究平面镜成像特点”的实验中,实验装置如图甲所示。
(1)为了研究像和物的位置关系,还需要的实验器材是 。
(2)实验时将点燃的蜡烛靠近玻璃板移动,观察到像 (选填“靠近”或“远离”)玻璃板移动,像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)检查视力的时候,视力表放在被测者的后上方,被测者识别对面墙上镜子里视力表的像。如图乙所示,视力表与平面镜间的水平距离为2.8m,要求视力表在镜中的像与被测者相距5m,则人应坐在离平面镜 m的位置检查。
考点四 光的折射
【例7】 标有甲、乙两点的筷子放在空碗中,如图1所示,向碗中加水至虚线处,观察到如图2所示的情景,则看到甲或乙的光的传播路径正确的是( )
【例8】 (2025新洲区期中)在一个空碗中放一枚硬币,当慢慢蹲下,视线低于某一个观察位置时,就无法看到硬币了;此时慢慢往碗里倒水,会发现在同一个观察位置又能看见碗中的硬币(如图所示)。下列现象(或应用)中,与加水后看到硬币的原理相同的是( )
考点五 光的色散 看不见的光
【例9】如图所示,一束太阳光透过三棱镜,会分解成红、橙、黄、绿、蓝、 、紫等七种色光,这个现象叫作光的 。在可见光的外侧,还有不可见光红外线和紫外线,红外线
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具有 效应,紫外线能使 发光。
【例10】 如图甲所示,A、B之间是太阳光经三棱镜色散后在屏上得到的彩色光带。将电子温度传感器分别放在A、B两点外侧,测得温度T随时间t变化的图像如图乙所示。则曲线①对应光线的应用有: ,曲线②对应的是 线。
【例11】 在人员密集的医院、车站、机场等地方都安装有“门式人体测温仪”,如图所示,人通过门时就可检测出人的体温状况,这是利用 来工作的,它属于一种 (选填“可见光”或“不可见光”)。
考点精练
基础巩固
1.很多诗句蕴含着丰富的物理知识,下列诗句所描述的现象与其成因对应正确的是( )
A.“池水映明月,潭清疑水浅”,句中“水浅”是由光的反射造成的
B.“已是悬崖百丈冰,犹有花枝俏”,句中“冰”的形成是熔化现象
C.“绿树阴浓夏日长,楼台倒影入池塘”,句中“阴浓”是光的折射形成的
D.“寒夜客来茶当酒,竹炉汤沸火初红”,句中“汤沸”是指水加热后发生汽化现象
2.(2024汉阳区期中)如图甲为我国建造的亚洲第一座全天持续发电的熔盐塔式光热发电站。这座发电站利用高科技手段,让定日镜追逐太阳,将能量会聚到高塔,从而实现发电。其原理如图乙所示。下列光现象中与定日镜工作原理不相同的是( )
A.刚下过雨的夜晚,人们在坑洼的路面迎着月亮行走,看到发亮的地方是水面
B.自行车尾灯原理
C.凸面镜可以扩大视野
D.青蛙“坐井观天,所见甚小”
3.光从玻璃斜射到空气中,在玻璃与空气的交界面上发生反射和折射,以下符合实际情况的是( )
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4.周六,小龙同学又开始了他的家庭实验:如图甲,他在桌面上放一个空碗,碗内底部放一枚硬币,让弟弟看过去,没有看见硬币;弟弟保持不动,小龙慢慢往碗中倒水,弟弟突然看见碗中出现了一枚“硬币”,如图乙。对此现象下列分析正确的是( )
A.看见硬币,说明硬币是光源
B.没有看见硬币,是因为光的直线传播
C.看见的“硬币”,是光的反射形成的虚像
D.看见硬币,表明光在水中的传播速度比空气中快
5.小明利用如图装置探究光反射时的规律。
(1)如图所示,实验时,把一个平面镜放在水平桌面上,再把白色纸板ENF(右侧可绕ON 翻折)竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON应 于镜面。使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,光在纸板上发生 (选填“镜面”或“漫”)反射,呈现径迹。光经平面镜反射,沿另一个方向射出。
(2)改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板,用量角器测量ON 两侧的∠i和∠r,是为了 ;根据实验结论可知,当入射光 EO与平面镜夹角为50°时,反射角为 。
(3)让光沿图中 FO方向照射到镜面,它会沿着OE方向射出。这表明:在光的反射现象中,光路是 的。
6.小文利用如图所示的实验装置探究平面镜成像的特点。
(1)为了保证实验效果,实验最好在 (选填“较明亮”或“较暗”)的环境中进行,最好选择 (选填“较厚”或“较薄”)的玻璃板做实验。
(2)在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖立一块透明玻璃板。把蜡烛A 点燃放在玻璃板的前面,小文应在玻璃板 (选填“前面”或“后面”)观察蜡烛A 经玻璃板 所成的像。
(3)再拿一支外形相同但 的蜡烛B放在玻璃板后面,使其移动,直到看上去跟蜡烛A 的像 。
(4)小文用玻璃板替代平面镜,成像虽没有平面镜清晰,但能观察到蜡烛 (选填“A”或“B”),便于确定像的位置。
(5)另一小组的小丽同学将蜡烛A逐渐向玻璃板移近时,蜡烛A的像将逐渐向 (选填“靠近”或“远离”)玻璃板的方向移动,像的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(6)在学习了平面镜成像的有关知识后,四位同学画出的小丑玩偶在平面镜中成的像如下图所示,四幅图中的物、像关系符合平面镜成像特点的是 。
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能力提升
7.(2024武汉中考)如图所示,为了探究光反射时的规律,把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板 ENF竖直地立在平面镜上,纸板ENF 是用两块纸板连接起来的,纸板 NOF可以向前或向后折。下列说法正确的是( )
A.纸板 NOF 向前或向后折,是为了探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内
B.入射光线靠近ON时,反射光线远离ON
C.使一束光贴着纸板沿 NO方向射到O点,这时没有反射光射出
D.使用此实验装置不能探究光在反射时光路是否可逆
8.如图所示是武汉市某学校走廊里放置的一块仪容镜(平面镜),它提醒我们“正衣冠、端品行、树形象”。下列四个实验能揭示仪容镜成像原理的是( )
9.如图所示,一只水鸟站在水中觅食,图中的黑影是由于光的 形成的,倒影是因光的反射形成的 像,且倒影看起来要“暗”一些,是因为有一部分光在水面处发生了 而进入水中,人能从不同角度看见水鸟是由于光照射在鸟身上发生了 。
10.如图所示,水池边有一路灯S,路灯上方有一平面镜MN,S发出的光能经MN反射后射入水中。请画出:
(1)S在平面镜中所成的像S'。
(2)经MN反射后过A 点的反射光线OA。
(3)OA 照射到水池中的大致光路图。
11.2024年4月 26 日,神舟十八号载人飞船成功对接中国空间站,装有4条斑马鱼的特制透明容器顺利转移到问天实验舱,如图甲所示。请你在图乙中画出航天员看到斑马鱼的光路图(S表示斑马鱼的实际位置,S'表示航天员看到的斑马鱼像的位置,不考虑容器壁对光线的影响)。
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第5 讲 透镜及其应用
知识梳理
知识点一 凸透镜和凹透镜
类型
凸透镜
凹透镜
外形特征
中间 、边缘
中间 、边缘
对光线的作用
作用
作用
焦点、焦距
三条特殊光线
知识点二 生活中的透镜
类型
照相机
投影仪
放大镜
物距
成像
调节方法
物近像远像变大
物远像远像变大
前伸镜头,靠近景物,成像变大
下调镜头,远离屏幕,成像变大
远离物体,成像变大
知识点三 实像与虚像的对比
类型
实像
虚像
成因
由实际光线会聚而成
由实际光线(反射光线或折射光线)的反向延长线相交而成
效果
光屏能呈现,底片可感光,人眼能看到
光屏不能呈现,人眼能看到
正倒
倒立
正立
位置
折射成像时,物、像处于透镜异侧
反射成像时,物、像处于镜面异侧;折射成像时,物、像处于透镜同侧
举例
小孔成像,照相机、幻灯机成像
平面镜、放大镜成像
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知识点四 探究凸透镜成像规律的实验
实验装置
安装细节
如图所示,凸透镜居中,蜡烛和光屏在凸透镜两侧;点燃蜡烛,调节烛焰、凸透镜和光屏,使三者中心大致在 ,从而使像成在光屏中央
实验过程
①保持凸透镜位置不动,改变蜡烛到凸透镜的距离,调节光屏的位置,使烛焰在光屏上成清晰的像,分别记下不同情况下的物距、像距和成像情况;
②无论如何移动光屏,光屏上均得不到像的原因:一是凸透镜、光屏、烛焰三者的中心 ;二是物体在 内或物体在 上
深入探究
①用挡板遮住凸透镜的一部分,光屏上 (选填“能”或“不能”)呈现烛焰完整的像,但像变 ;
②将蜡烛由二倍焦距外逐渐靠近凸透镜,移动光屏,观察像和像距的变化可知,成实像时,物距越小,像距越大,像越大;
③随着实验的进行,蜡烛由于燃烧逐渐变短,烛焰的像会成在光屏中心的 ,为了使像移回到光屏的中心,可以适当只将凸透镜向 移动
知识点五 凸透镜成像规律
物体到凸透镜的距离u
像的特点
像到凸透镜的距离v
应用
u>2f
照相机
u=2f
倒立、等大的实像
v=2f
间接测焦距
2f>u>f
投影仪、幻灯机
u=f
不成像
获得平行光
u<f
v>u
放大镜
巧记规律
一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;物近像远像变大,物远像近像变小(适用于成实像)
知识点六 眼睛和眼镜
类型
正常眼
近视眼
远视眼
外形
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续表
类型
正常眼
近视眼
远视眼
焦距
通过调节晶状体厚薄来调节焦距
比正常眼的焦距
(选填“长”或“短”)
比正常眼的焦距
(选填“长”或“短”)
对光线作用
近处、远处物体的像成在视网膜上
对光线折射能力强,远处物体的像成在视网膜
对光线折射能力弱,近处物体的像成在视网膜
矫正方法
-
戴 透镜
戴 透镜
知识点七 跨学科实践:制作望远镜
组成
透镜选择
成像特征
看最远处
看近处
物镜
焦距较 ,直径较
成 、 的实像,其作用相当于
物镜与目镜的距离约等于两块凸 透镜的焦距之和
物镜与目镜的距离要稍 一些
目镜
焦距较 ,直径较
成 、 的 像,其作用相当于
视角:(1)定义:由物体两端射出的两条光线在眼球内交叉而成的角叫视角。
(2)影响因素:视角与物体本身的 及物体和人眼之间的 有关。
考点突破
考点一 凸透镜和凹透镜
【例1】 香水的主要成分是易燃的酒精。如图所示为四瓶香水,透明玻璃瓶盖形状各异,最容易在阳光下引发火灾的是( )
【例2】 (2025湖北中考)2025年1月20日,在第九届亚冬会火种采集仪式上,现场用图甲中的冰透镜成功点燃了火炬。小红为了研究此现象,让光束透过近视眼镜和老花眼镜投射在墙上,如图乙, (选填“上”或“下”)方眼镜的透镜类型与冰透镜相同,为 透镜。
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考点二 生活中的透镜
【例3】 为确保师生安全,部分学校大门口安装了自动闸机,师生可以通过“刷脸机”鉴别身份,打开闸机进入校园,如图所示。下列判断正确的是( )
A.摄像头是凸透镜,可矫正近视眼
B.“刷脸”时,人脸成的是缩小的实像
C.要使成像变大,人应该远离刷脸机
D.屏幕上所成的像与平面镜成像相同
【例4】 如图甲所示是公共场所的宣传投影灯,装在高处的投影灯照在地面上出现图案,其内部结构如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.不同方向都能看到图案是光在地面发生了漫反射
B.该投影灯的成像原理与照相机相同
C.调小镜头与图片的距离图案变小
D.地面上看到的是放大的虚像
考点三 探究凸透镜成像规律的实验
【例5】 (2024 武汉中考)实验小组在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)图甲中,点燃蜡烛后,光屏上恰能成清晰的像, (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据该成像特点制成的。将蜡烛向左移动一段距离,光屏上的像变模糊了,为了使光屏上再次成清晰的像,同学们提出了两种不同的解决方案。
方案一:仅将光屏向 移动一段距离。
方案二:仅换用焦距较 的凸透镜。
(2)某同学利用焦距为20cm的凸透镜观察指纹,保持指纹到眼睛的距离为40 cm不变,将凸透镜调整到如图乙所示的位置,看到了指纹正立、放大的像,此时该同学的眼睛通过凸透镜在另一侧能成 (选填“倒立、缩小”“倒立、放大”或“正立、放大”)的像。
【例6】 (2025 东湖高新区五调)小明利用如图甲所示的装置“探究凸透镜成像的规律”。
(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上,点燃蜡烛后发现烛焰的像成在光屏下方。此时应向 (选填“上”或“下”)调节蜡烛,使烛焰的像成在光屏中央。
(2)蜡烛、凸透镜、光屏位于图甲所示位置时,光屏上恰好成最清晰的像,小明把蜡烛向右移动到 35 cm刻度线处,发现光屏上烛焰的像变模糊了。他可以将光屏移动至 cm刻度
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线处,或者不移动光屏,将一个度数合适的 (选填“近视”或“远视”)眼镜的镜片放在凸透镜和烛焰之间,都能让光屏上的像重新变清晰。
(3)如图乙所示,C是光点A(A点未画出)经过凸透镜所成的像,BC是其中一条光线的折射光线,请通过作图找到A点的位置并画出BC 的入射光线。
【例7】 小华在探究凸透镜成像规律时,将平行光正对凸透镜照射,另一侧的光屏移动到距凸透镜10 cm处时,得到一个最小、最亮的光斑。接着把光源换成蜡烛,调整好相关器材的高度,将凸透镜固定在光具座中央50cm刻度线处,移动蜡烛到光具座的左端并点燃,再移动光屏至如图所示位置时,在光屏中央得到一个清晰的像。保持凸透镜位置不变,通过移动蜡烛及光屏的位置,下列成像情况符合实际的是( )
A.若蜡烛放置在 10 cm刻度线处,移动光屏,在光屏上不能呈现清晰的像
B.若蜡烛放置在30cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现清晰、缩小的像
C.若蜡烛放置在35 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现清晰、放大的像
D.若蜡烛放置在 45 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现清晰、放大的像
考点四 凸透镜成像规律
【例8】 (2025 苏州中考)探究凸透镜成像的规律时,把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上,先固定好点燃的蜡烛和光屏,再移动凸透镜,当凸透镜距离蜡烛为16 cm和24 cm时,光屏上先后两次都呈现烛焰清晰的像,下列说法正确的是( )
A.第一次的像是缩小的 B.第二次的像比第一次大
C.蜡烛和光屏间的距离是40 cm D.凸透镜的焦距是20cm
【例9】(2023武汉中考)用F为焦点,焦距为 f的凸透镜探究成像规律,在实验中:
(1)发光物体和凸透镜的位置如图所示,图中光屏未画出,光屏上所成清晰的像在图中 (填数字序号)区域,像的箭头方向是竖直向 的,像的大小比发光物体要 。
(2)将光屏放在凸透镜右侧,发光物体放在A处,发现无论怎样调整光屏的位置,在光屏上都无法得到发光物体的像。撤去光屏,从凸透镜右侧向凸透镜看去,观察到发光物体的像,此像到凸透镜的距离 (选填“大于”“等于”或“小于”)发光物体到凸透镜的距离。
考点五 眼睛和眼镜
【例10】 眼睛是心灵的窗户,关于眼睛及其视力矫正,下列说法中错误的是( )
A.人眼睛的晶状体相当于凸透镜 B.物体通过晶状体所成的像是倒立的实像
C.远视眼看近处景物,成像落在视网膜前方 D.矫正近视眼所戴的眼镜镜片是凹透镜
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考点六 跨学科实践:制作望远镜
【例11】 跨学科实践课上同学们准备自制天文望远镜(如图甲),实验室有四种规格的凸透镜如下表。
序号
A
B
C
D
直径/ cm
4
5
8
5
焦距/ cm
10
10
30
20
查阅资料:望远镜的放大倍率取2至3倍为宜,放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。选物镜与目镜直径大的,可适当增大观察范围,并使成像更亮更清晰。
(1)为获得较大放大倍率,小组应选用 透镜做物镜、 透镜做目镜最适宜。
(2)图乙为望远镜成像原理图,物镜相当于 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”,下同),目镜相当于 。
(3)制作完成后,他们用望远镜观察远处树木,肉眼直接观察树木如图丙所示,则在原地用自制望远镜看到的像是 (填字母);与原树木相比,通过望远镜所成的是树木 (选填“放大”或“缩小”)的虚像。
考点精练
基础巩固
1.如图所示,对光有发散作用的透镜是( )
2.以下光通过透镜的光路图中,正确的是( )
3.如图所示,早期照相馆里摄影师取景时看到的像是倒立的。有几位同学对此现象展开了讨论,下列讨论正确的是( )
A.将照相机靠近两位照相的人,可以看到两位照相人的全身像
B.调整相机和两位照相人之间的距离,人像变大时,应减小相机镜头和胶片之间的距离
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C.要使人像更亮,必须在两位照相人的身后进行“补光”
D.现在的相机利用光学或电子技术,把倒立的像转变成正立的,便于观察
4.如图为“探究凸透镜成像规律”的实验中观察到的一种成像情景,下列器械的工作原理与该成像方式相同的是( )
A.照相机 B.投影仪 C.潜望镜 D.放大镜
5.如图是近视眼及其矫正的光路图,下列说法不正确的是( )
A.近视眼的成像原理和小孔成像的原理相同
B.近视眼看远处的物体,像成于视网膜前
C.近视眼用凹透镜矫正
D.为预防近视,读写时眼睛与书本的距离应保持在25 cm左右
6.如图,在自制照相机模型时:
(1)在取材时,胶片使用的材料是 (选填“透明”“半透明”或“不透明”)膜。
(2)观察时,小明应选择 (选填“亮”或“暗”)的物体做观察对象。
(3)小明用自制的照相机先拍摄远处的物体,再拍摄近处物体时,应将两筒间的距离变 ;此时薄膜上的像变 。
7.工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个凸透镜,便于观察仪表的细微之处,如图所示。
(1)凸透镜起到 的作用。
(2)凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的 焦距范围之内。
(3)通过凸透镜看到的是仪表 (选填“正立”或“倒立”)的像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的 侧。
8.(2025武汉中考)某小组利用焦距不同的凸透镜,模拟正常眼睛通过调节晶状体的形状看清远处和近处的物体。
(1)如图所示是同学们先用焦距为15 cm的凸透镜模拟看清远处物体的情景。点燃蜡烛后,光屏上恰能成清晰的像,这个像是 、倒立的实像。
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(2)为了接着模拟正常眼睛通过调节晶状体的形状看清近处的物体,同学们保持凸透镜和光屏的位置不变,选用焦距为 (选填“10”“12”“16”或“20”) cm的凸透镜替换图中的凸透镜,移动蜡烛,直到光屏上再次成清晰的像。
(3)同学们由此联想到:通过远眺可以让睫状体放松,晶状体厚度 (选填“变薄”“不变”或“变厚”),对光的偏折能力 ,有助于缓解长时间用眼导致的疲劳和预防近视。
能力提升
9.如图是超市安装的一种刷脸自助储物柜。某顾客站在屏幕前50cm处,按下“存”按钮,屏幕上方的摄像头启动,出现人脸缩小的像,柜门打开。下列说法正确的是( )
A.该摄像头相当于一个凹透镜 B.该摄像头对光线具有发散作用
C.该摄像头的焦距可能是0.20m D.该摄像头成像原理是光的反射
10.某同学利用如图所示的装置探究凸透镜成像规律。
(1)图中光屏上恰好得到烛焰清晰的像,则凸透镜甲的焦距为 cm。
(2)保持凸透镜甲位置不变,将点燃的蜡烛放在光具座上 25 cm刻度线处,向 (选填“左”或“右”)移动光屏,可在光屏上得到烛焰清晰的像,这是 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的原理,接着仅用凸透镜乙替换凸透镜甲,只向左移动光屏,可在光屏上得到烛焰清晰的像,这说明凸透镜乙的焦距 (选填“大于”“等于”或“小于”)凸透镜甲的焦距。
11.某同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材探究凸透镜成像的规律。
(1)用焦距为10 cm的凸透镜进行实验,蜡烛和凸透镜放置在如图甲所示的位置,将光屏移动到图示位置时,光屏上得到烛焰清晰的、 的、 立的实像。
(2)保持凸透镜和光屏的位置不变,换用焦距为20cm的凸透镜继续实验,下列说法正确的是 (填序号)。
①向左移动蜡烛,可以在光屏上得到烛焰缩小的清晰的实像
②向左移动蜡烛,可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像
③向右移动蜡烛,可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像
④无论怎样移动蜡烛,在光屏上都得不到烛焰的清晰的像
(3)如图乙所示,F表示凸透镜的焦点,S表示烛焰,S'表示S经凸透镜所成的像,请在图乙中画出入射光线SA 经过凸透镜之后的光线。
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微专题3 光的反射 平面镜成像实验
1.为了探究平面镜成像特点,小明在水平桌面上铺一张白纸,在白纸上竖立一块玻璃板,把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B放在玻璃板后面,如图所示。
(1)实验中使用玻璃板代替平面镜的好处是 。
(2)小明应该尽量选用 (选填“厚”或“薄”)玻璃板。
(3)实验中使用了两支外形相同的蜡烛A与B,主要目的是 。
(4)当蜡烛A向玻璃板靠近时,蜡烛A的像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)改变蜡烛A 的位置进行多次实验,目的是 。
2.如图甲所示,M是水平放置的小镜子,上面竖直放置一块长方形硬纸板(用来显示光的传播路径),纸板是由两个大小相同的小纸板 E、F连接而成的。E、F可绕接缝ON 转动,ON是镜面的法线,AO表示入射光线,OB 表示反射光线。利用上述器材和量角器、激光笔等探究光的反射规律。
(1)实验小组的每一位同学从不同方向都能看到入射光AO在纸板E上的径迹,这是因为光在纸板上发生了 (选填“镜面”或“漫”)反射。
(2)根据测量可以得出:∠BON (选填“等于”或“不等于”)∠AON。
(3)在其他条件不变的情况下,将纸板F 绕ON 向后折,此时在纸板 F 上看不到反射光,如图乙所示。再多次改变入射光AO与ON 的夹角,在纸板 F上均看不到反射光。根据此实验现象初步得出结论: 。
(4)利用这些实验器材还可以进行的实验探究有: 。
3.在“探究光的反射定律”实验中,器材有:激光笔、可折转光屏、平面镜和喷雾器。
(1)将平面镜置于水平桌面,如图甲所示。激光笔的光束射向平面镜上O点,在平面镜上方喷水雾,从前向后观察,可在镜面上方看到 条光束。
(2)将折转光屏垂直于平面镜放置,让入射光沿左半屏射到O点,如图乙所示。要呈现反射光,需将右半屏向 (选填“前”或“后”)折转。
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(3)保持入射点不变,多次改变入射方向,在光屏上记录每次实验的光路 aa'、bb'和cc',如图丙所示。为了研究反射光线和入射光线的位置关系,发现左、右半屏相对应的光线关于转轴对称,可将此对称轴视为 。同时根据光屏上的信息可得结论:反射角与入射角的大小 。
4.如图甲是小明探究“平面镜成像的特点”的实验装置,图中A、B是两支完全相同的蜡烛。
(1)选用茶色玻璃板代替平面镜,目的是 ,玻璃板应选择 (选填“厚的”或“薄的”)。
(2)实验中应选择与蜡烛A外形相同且 (选填“已点燃”或“未点燃”)的蜡烛 B;移动蜡烛B发现其恰好能与 完全重合,说明像与物大小相等;这种研究方法叫作 。
(3)移去蜡烛B,并在其所在位置放一光屏,用眼睛 (选填“直接”或“透过玻璃板”)观察光屏,光屏上 (选填“能”或“不能”)承接到蜡烛A的像,这说明平面镜所成的像是 (选填“实”或“虚”)像。
(4)实验结束后,小明想,若把玻璃板沿MN 截成两部分(如图乙所示),并分别向两侧平移一小段距离,则蜡烛A通过左右两部分玻璃板成像的情况是 (选填“A”或“B”)。
A.都成完整的像,且两个像在同一位置 B.各成半个像,合起来成一个完整的像
(5)若放置玻璃板时,不小心上端向左倾斜如图丙所示,蜡烛 A 在玻璃板中成像的位置会偏高。蜡烛A的像将 (选填“仍然”或“不再”)与蜡烛A关于镜面对称。
5.用如图所示装置“探究平面镜成像的特点”。
(1)请将下列实验步骤合理排序,合理的实验步骤顺序为 A F(填序号)。
A.在桌面上铺一张大纸,纸上竖立一块玻璃板作为平面镜,沿着玻璃板在纸上画一条直线,代表平面镜的位置。
B.用直线把蜡烛和它的像在纸上的位置连起来,并用刻度尺分别测量它们到玻璃板的距离。
C.拿一支外形相同但不点燃的蜡烛,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合。
D.把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,可以看到它在玻璃板后面的像。
E.在纸上记下蜡烛和它的像的位置。
F.根据上述实验分析得出平面镜成像的规律:平面镜所成的像与物体关于平面镜对称。
(2)为了使实验结论更具科学性,应补充的实验步骤是 。
(3)在上述实验中,如果在玻璃板背面粘贴一张不透光的白纸,将玻璃板背面完全遮挡住,还能看到蜡烛在玻璃板后面的像吗?答: (选填“能”或“不能”)看到。
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微专题 4 凸透镜成像实验
1.小龙在“探究凸透镜成像的规律”实验中,进行了如下探究:
(1)如图甲所示,平行光正对着凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距是 cm。
(2)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,点燃蜡烛,发现烛焰在光屏上所成的像如图乙所示,产生这一现象的原因是烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心 (选填“在”或“不在”)同一高度。
(3)如图丙所示,光屏上呈现清晰的像,此时成像情况与生活中 (选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”)原理相同。凸透镜位置不动,将蜡烛向凸透镜方向移动10 cm,为了在光屏上呈现清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,像将变 。
(4)手机的摄像头相当于凸透镜,在日常生活中该类透镜可以用来矫正 (选填“近视眼”或“远视眼”)。
2.某学习小组探究凸透镜成像的规律实验:
(1)安装并调节烛焰、凸透镜和光屏的位置,使它们三者中心大致在 ,目的是 。
(2)通过探究,记录并绘制了像距v与物距u之间的关系图像,如图甲所示,则该凸透镜的焦距是 cm。
(3)当蜡烛在如图乙所示位置时,调节光屏的位置可在光屏上得到一个倒立、放大的实像,生活中的 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用该成像原理工作的。
(4)小新借来物理老师的眼镜,将其放在图乙中的蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原本清晰的像变模糊了,向右移动光屏,光屏上的像又变清晰了,说明该物理老师的眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
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3.如图甲所示,一束平行光经过一凸透镜,调节光屏的位置,直到光屏上得到一个最小、最亮的光斑。小明用此凸透镜进行“探究凸透镜成像规律”的实验,实验装置如图乙所示。
(1)该凸透镜的焦距为 cm。
(2)当蜡烛、凸透镜位于图乙所示位置时,光屏上得到一个清晰的像,该像的规律可运用于望远镜的 (选填“物镜”或“目镜”)中。
(3)若保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移至 cm刻度线处,可以在光屏上得到一个倒立、放大的清晰的像。
(4)若保持凸透镜的位置不变,将蜡烛移至44 cm刻度线处,接下来的操作应该是 (选填“①”“②”或“③”),此时的像应是如图丙所示的 (选填“A”“B”“C”或“D”)。
①适当移动光屏,直到在光屏上找到清晰的像
②取下光屏,眼睛从透镜左侧直接透过透镜观察成像情况
③取下光屏,眼睛从透镜右侧直接透过透镜观察成像情况
(5)如图丁所示,将凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作眼睛的视网膜,烛焰看作眼睛观察的物体。拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上,光屏上出现烛焰清晰的像;拿走近视眼镜,烛焰的像变得模糊。在拿走近视眼镜后,下列操作能使光屏上重新得到清晰的像的是 。
A.将光屏或蜡烛适当靠近凸透镜 B.同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜
C.将光屏适当远离凸透镜 D.将蜡烛适当远离凸透镜
4.如图所示,将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,此时在光屏中心已成烛焰清晰的像。
(1)若遮住凸透镜的下半部分,则烛焰在光屏上的成像情况是 (选填“完整的像”“一半的像”或“无法成像”)。
(2)若把凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作视网膜,当“眼睛”戴上近视眼镜时,烛焰刚好在“视网膜”上成一清晰的像;若取下近视眼镜,则清晰的像会成在“视网膜”的 (选填“前面”或“后面”)。
(3)若蜡烛移至33cm刻度线处,要使烛焰在光屏上再次成清晰的像,不移动凸透镜,光屏应移至 cm刻度线处,该像是 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的像。
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微专题5 变焦和再次成像问题
1.小华用弹性膜充水制作了一个水凸透镜,通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度,如图是他用其模拟眼睛看物体的实验装置。模拟正常眼睛时,固定透镜,将一个“F”形光源放在合适的位置后,调节光屏得到清晰的像,下列说法正确的是( )
A.此时光源放在透镜2倍焦距以内
B.此时光屏上成倒立、放大的实像
C.光源远离透镜时,要将光屏靠近透镜才能再次得到清晰的像
D.模拟近视眼的成因时需要从透镜向外抽水
2.在探究“凸透镜成像的规律”的实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像,则下列说法正确的是( )
A.若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变大
B.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在刻度线45 cm处,适当移动光屏,也能在光屏上得到一个清晰的像
C.若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜,则光屏应靠近凸透镜才能得到清晰的像
D.图中此时成像原理与投影仪的成像原理相同
3.(2025 石家庄模拟)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,当“F”光源、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到清晰的像。保持凸透镜的位置不变,则( )
A.光屏上承接到的像与投影仪成的像性质相同
B.将光源和光屏的位置互换,光屏上仍能承接到像
C.将光源移至 45 cm刻度线上,调节光屏仍能在光屏上承接到像
D.在透镜左侧附近放一眼镜片,向左移动光源才能在光屏上成清晰的像,则眼镜片对光起到会聚作用
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4.(2025成都中考)在探究凸透镜成像规律的实验中,小聪选用了焦距为 10 cm的凸透镜。他将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上35 cm刻度线处,当光屏移动到如图所示刻度线处时,在光屏上恰好呈现出烛焰清晰的像。如果将蜡烛从图中位置移动,关于该实验下列说法正确的是( )
A.蜡烛向左移动15 cm,要使光屏上再次呈现烛焰清晰的像,光屏需向左移动大于15 cm
B.蜡烛与光屏之间的距离满足大于40cm时,只移动透镜则光屏上只能成两次清晰的像
C.此时光屏上成的是倒立缩小的实像
D.蜡烛向右移动8cm,光屏向右移动到适当位置能呈现烛焰清晰的像
5.如图所示为小东、小明和同学们探究“凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)实验时同学们将烛焰、凸透镜和光屏的中心大致调节到 ,目的是使像成在 。
(2)小东将烛焰、凸透镜和光屏位置调节到如图所示位置,光屏上呈现一个清晰的倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像,利用这个成像特点制成了 (选填“照相机”“放大镜”或“幻灯机”)。
(3)在图中,当透镜位置不变,蜡烛向左移动一段距离后,若想再次在光屏上得到清晰的像,则 。
A.应将光屏向右移动,像是放大的虚像 B.应将光屏向左移动,像是放大的实像
C.应将光屏向右移动,像将变小 D.应将光屏向左移动,像将变小
(4)在图中,若蜡烛和光屏位置保持不动,将凸透镜向靠近蜡烛的方向移动,在光屏上还能成 次清晰的像。
6.在探究凸透镜成像规律的实验中:
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(1)将蜡烛和焦距为10 cm的凸透镜甲固定在如图所示的位置,点燃蜡烛后,位于90 cm刻度线处的光屏上得到烛焰清晰放大的实像。 就是根据该原理工作的。
(2)保持上述实验中凸透镜位置不变,将蜡烛移动到15 cm刻度线处,应该向 移动光屏,才能再次得到烛焰清晰的像。
(3)改用焦距为20cm的凸透镜乙继续进行实验。将凸透镜乙和光屏分别固定在70cm和85 cm刻度线处,再将点燃的蜡烛从15 cm刻度线处缓慢地向右移动到 50cm 刻度线处,在光屏上得到 次烛焰清晰的像。
7.小明探究凸透镜的成像原理,与老师一起研制了如图所示的实验装置,用水透镜模拟眼睛,光屏模拟视网膜,通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄,蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图甲所示。
(1)三者摆放位置如图甲所示,在光屏上成了一个清晰的像(像未画出),该像为倒立、 的实像,此时水透镜的焦距 f的范围为 ,水透镜焦距不变,蜡烛向左移动5cm,则光屏应该向 移动,才能得到清晰的像。
(2)用水透镜模拟正常眼睛,将图甲中的蜡烛移动到光具座上40cm刻度线处,光屏不动,此时应对水透镜 (选填“注水”或“抽水”),使其焦距变 (选填“长”或“短”),才能在光屏上重新得到一个清晰的像。
(3)用水透镜模拟爷爷的老花眼,如图乙所示,若爷爷不戴老花镜时,像恰好能够呈现在光屏上,在图中的虚线框内安装上适当度数的老花镜的镜片,则爷爷将能看清蜡烛位置 (选填“左侧”或“右侧”)的物体。
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微专题6 经典图片问题解析(二)
1.(2024江岸区期中)如图所示,某同学想要利用一块平面镜使此时射向井口的太阳光竖直射入井中,下列说法正确的是( )
A.入射角是30° B.反射角是45°
C.平面镜与水平面的夹角为60° D.入射光线与反射光线的夹角为75°
2.如图所示,将凸透镜看作是眼睛的晶状体,光屏看作是眼睛的视网膜,烛焰看作是被眼睛观察的物体。拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上,光屏上出现烛焰清晰的像。当拿走近视眼镜后,光屏上的烛焰变得模糊。在拿走近视眼镜后,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是( )
A.将蜡烛远离凸透镜 B.将蜡烛靠近凸透镜
C.将光屏远离凸透镜 D.将光屏和蜡烛同时远离凸透镜
3.如图所示,下列关于光现象的描述正确的是( )
A.图甲:是表示矫正近视眼的光路示意图
B.图乙:凸透镜只对平行于主光轴的光有会聚作用
C.图丙:用放大镜看街道对面的建筑物时,像是缩小、倒立的
D.图丁:望远镜的目镜的作用相当于放大镜,物镜的作用相当于投影仪
4.如图,圆柱形的玻璃瓶,里面装水,把一支笔水平放在玻璃瓶的一侧,透过玻璃瓶可以看到这支笔,将笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动,下列哪个不是观察到的像( )
5.制作简易针孔照相机:用钉子在空易拉罐底部中央戳一个小孔,将易拉罐的顶部剪去后,蒙上一层半透明塑料薄膜(如图甲)。
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(1)将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置,如图乙,观察到蜡烛在塑料薄膜上成像,这种现象叫 。产生此现象的原因是 。
(2)如果易拉罐底部的小孔形状是三角形,则他在塑料薄膜上看到的像是 。
A.三角形光斑 B.圆形光斑 C.烛焰的正立像 D.烛焰的倒立像
(3)若将蜡烛逐渐远离小孔,塑料薄膜上的像将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
6.在探究平面镜成像特点的实验中:
(1)如图甲所示,在水平桌面上铺一张大纸,将玻璃板竖立在纸上,沿着玻璃板在纸上画一条直线,这条直线代表 的位置。
(2)把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,可以看到它在玻璃板后面的像,再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去蜡烛B跟蜡烛A 的像完全重合。若在蜡烛B和玻璃板之间竖直放置一张不透明的白纸,则从C处一定能看到的是 (选填“蜡烛B”“蜡烛A的像”“蜡烛B的像”或“蜡烛A的像和蜡烛B”).
(3)一束光从空气斜射向这块玻璃板,并穿过玻璃板进入空气中。请在图乙中画出这束光进入玻璃板和离开玻璃板后的光线。(要求标出法线)
7.鱼儿在清澈的河水里游动,有经验的渔民看到鱼后,可以用鱼叉叉到鱼。
(1)如图甲,有经验的渔民应该用鱼叉瞄准鱼 (选填“上方”或“下方”)的位置,才能将鱼叉到。
(2)在图乙中,利用光路图说明理由(水中的鱼在图示位置)。
8.(1)如图为海市蜃楼的成因图,它是空气 ,导致光传播发生 所致。
(2)小明同学站在平静的湖边看到湖中“云在水中飘,鱼在云上游”的奇景,其中鱼是光的 所成的虚像,云是光的 所成的虚像。
9.(1)小明是近视眼,他看远处物体时,眼球成像情况如 图所示,矫正方法如 图所示。
(2)来自物体的光经过晶状体等会聚在视网膜上,形成物体的像。下列说法正确的是 。
A.视网膜相当于光屏 B.晶状体相当于凹透镜
C.所成的像是虚像 D.所成的像相对物体是正立的
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第6讲 质量与密度
知识梳理
知识点一 质量
定义
物体所含 叫质量,用字母 表示
属性
质量是物体本身的一种属性,不随物体 、 、 、 的改变而改变
单位
基本单位为 (符号为 );常用单位为吨(t)、克(g)、毫克(mg);换算关系:1mg= kg,1g= kg,1t= kg
几种常见的质量值
①成年人的质量约是60 ;②一枚一元硬币的质量约是 ③一个苹果的质量约是150 ;④一个鸡蛋的质量约是50
测量工具
生活中常用案秤、台秤、杆秤等;实验室常用
知识点二 天平的使用
天平的使用
①看,观察天平的 和 ;②放,把天平放在 台面上,将游码拨到标尺左端的 处;③调,调节横梁两端的 ,使指针指在分度盘中央;④测,把 放在左盘, 放在右盘,用 向右盘加减砝码,最后调节 使横梁重新平衡;⑤读,右盘中砝码的质量加上 ,就是被测物体的质量
使用注意事项
①用天平测量物体的质量时不能超出天平的 ,也不能小于天平的分度值;
②向盘中加减砝码和拨动游码时要用 ,不能用手接触砝码,不能把砝码弄脏、弄湿,加减砝码时要轻拿轻放;③潮湿物品和化学药品 直接放到天平的盘中
知识点三 密度
定义
某种物质组成的物体的 与它的 之比叫作这种物质的密度,用符号 表示
公式
ρ= ,ρ表示密度,m表示质量,V表示体积
单位
国际单位为 ,符号是 ,常用单位还有 ;换算关系为:
基本性质
①密度是物质的一种 ,其大小与质量和体积无关;不同物质的密度 ;
②可变性:同一种物质的密度会随物体的 、 的改变而改变
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知识点四 密度与社会生活
密度与温度
温度能够改变物质的密度(体积),常见物质受温度影响的规律是 ,一般气体受温度影响最大,而固体和液体受温度影响较小
水的
反常膨胀
事实表明,4℃时水的密度 。温度高于4℃时,随着温度的升高,水的密度越来越小;温度低于4℃时,随着温度的降低,水的密度也越来越小。水凝固成冰时体积 ,密度 。水的这个特性叫作水的反常膨胀
密度的应用
①鉴别物质;②求质量;③求体积
知识点五 测量物体的体积和密度
质量测量工具
体积测量工具
规则固体
不规则的固体或液体
测量物体的密度
测量原理
测固体密度
测液体密度
器材
天平、量筒、水、细针(适用于密度小于水的固体)、待测固体
天平、烧杯、量筒、待测液体
方法
①用天平测得固体质量m;
②把适量水倒入量筒,记下水的体积V₁;
③放入固体(不吸水),使固体浸没在水中(对密度小于水的固体,用细针将其压入水中),记下水和固体的总体积V₂,得固体体积V= ;
④固体密度ρ=
①用天平测液体和烧杯的总质量m₁;
②把烧杯中的一部分液体倒入量筒中,读出量筒内液体的体积V;
③称出剩余液体和烧杯的总质量m₂;
④液体密度ρ=
实验步骤与误差分析
如果按照②③①的顺序测量固体的密度,会导致固体质量测量值偏 ,密度测量值偏
如果先测出空烧杯的质量 mo,再测烧杯和液体总质量m₁,最后将所有液体倒入量筒测体积,会导致液体体积测量值偏 ,液体密度测量值偏
考点突破
考点一 质量
【例1】我国嫦娥五号月球探测器探月成功并携带1731g月壤样品返回地球。这些月
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壤样品的质量在月球和地球上 (选填“有”或“没有”)变化,合 kg。
考点二 天平的使用
【例2】 根据托盘天平使用方法,回答下列问题。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,并将游码归零后,若指针偏向分度盘中央刻度线的右侧,则应将平衡螺母向 调。
(2)某同学想用托盘天平测量烧杯中水的质量。他先测量出烧杯的质量,当天平平衡时,他一共使用了3个砝码,其中1个50g、1个20g和1个5g。另外,游码在标尺上的位置如图所示,烧杯的质量是 g。后来,他又把水倒入烧杯,测量出烧杯和水的总质量是 179.2g。烧杯中水的质量是 g。
考点三 密度
【例3】 密度与社会生活联系紧密,下列关于密度知识的说法正确的是( )
A.氢气球升空后,随着海拔升高,球内的氢气密度将会变小
B.氧气瓶中的氧气被用去一半,质量变小,密度不变
C.能装下1 kg水的瓶子一定也能装得下1 kg的煤油(已知煤油的密度比水小)
D.由于铁的密度大于水,因此铁制的物体在水中一定会下沉
【例4】 有两瓶净含量为100mL的便携式酒精消毒液,某同学测得还没有使用的消毒液的总质量为105.1g。他把使用过的空瓶装上同体积的水后,测得的总质量为119.6g。这种消毒液的密度是 kg/m³。
考点四 密度与社会生活
【例5】 下列说法错误的是( )
A.气体受热膨胀,密度变小,发生火灾时为了避免吸入燃烧后产生的有毒气体,人应贴近地面爬行
B.农民常用一定密度的盐水进行选种
C.飞船尽可能采用强度高、密度大、性能优良的新材料制造
D.拍摄房屋倒塌伤人的特技镜头时,房屋构件的道具一般用泡沫塑料制作,这样做的主要原因是泡沫塑料的密度较小
【例6】 图甲为水的密度在0~10℃内随温度变化的图像,图乙为北方冬天湖水温度分布示意图,根据图像及水的其他性质,下列分析判断错误的是( )
A.温度等于 4 ℃时,水的密度最大
B.在0~4℃内,水具有热缩冷胀的性质
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C.示意图中从上至下A、B、C、D、E处的温度分别为4 ℃、3℃、2℃、1℃、0℃
D.如果没有水的反常膨胀,湖底和表面的水可能同时结冰,水中生物很难越冬
考点五 测量物体的体积和密度
【例7】 在测量液体密度的实验中,小明利用天平和量杯测量出液体和量杯的总质量m及液体的体积V,得到几组数据并绘出如图所示的m-V图像,下列说法正确的是( )
A.量杯质量为40g B.40 cm³的该液体质量为40g
C.该液体密度为 1.25 g/cm³ D.该液体密度为2g /cm³
【例8】小明利用托盘天平、量筒、足量的水和细线测量某金属块的密度,当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示,将水倒入量筒,水面如图乙,再把金属块完全浸没在量筒内的水中,水面如图丙。下列说法正确的是(已知
A.金属块的质量为35g B.金属块的体积为30 cm³
C.金属块的密度为7. D.此金属块放入水银中会下沉
【例9】 如图是小赵测量自制果汁密度的实验。
(1)他用已调好的天平测量空烧杯质量时,添加最小砝码后,天平的指针仍略左偏,于是他进行了如图甲的操作,他的错误是 。
(2)纠正错误后,完成了下列实验步骤:
①测得空烧杯的质量是49.4g;
②取适量的果汁倒入烧杯中,用天平测果汁和烧杯的总质量,天平平衡时,右盘中砝码及游码的位置如图乙所示;
③将烧杯中的果汁全部倒入量筒中,如图丙所示;
④计算果汁的密度为 g/cm³。
(3)小组内交流发现:将上述实验步骤①②③④顺序调整为 ,可以减小误差。
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考点精练
基础巩固
1.密度公式 因能被写成如图所示的样式而被称为“物理最美公式”。关于该公式的说法正确的是( )
A.由不同种物质组成的均匀物体,体积相同时,质量大的物体密度大
B.由不同种类的物质组成的物体的质量和体积的比值一定不同
C.密度是物质的特性之一,只要物质种类不变,任何条件下它的密度都不改变
D.根据公式 可知,物质密度跟物体的质量成正比,跟它的体积成反比
2.有些商店还在使用一种案秤,如图所示,它的工作原理与天平相同,不过它的两臂长度不等。下列有关案秤的说法,错误的是( )
A.使用前,将案秤放在水平面上,游码置于零刻度线处
B.调节调零螺丝使秤杆水平平衡,哪端上翘就向哪端移动调零螺丝
C.砝码盘上有一个砝码标有2k g,表明这个砝码的质量是2kg
D.某次称量情况如图所示,则被称货物的质量是2.2kg
3.随着工业技术的发展,我国攻克技术壁垒,造出世界级“手撕钢”。目前,我国自主研发的“手撕钢”比纸还要薄(如图)。“手撕钢”的密度为7.9 g/cm³,但厚度只有0.015 mm,被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”,可广泛用于国防科技、医疗器械、精密仪器等各个领域。下列说法中正确的是( )
A.用“手撕钢”做的手术刀轻薄灵活,“轻”是指质量小
B.将“手撕钢”带到太空,质量会变小
C.2m²“手撕钢”的质量只有23.7 g
D.“手撕钢”的温度升高时质量不变,密度变大
4.某医院急诊室的一氧气钢瓶中装有密度为5kg /m³的氧气,给急救病人供氧用去了一半,则瓶内剩余氧气的密度是 kg/m³;病人需要冰块进行物理降温,取450g水凝固成冰后使用,水全部变成冰后的体积为 (
5.某分子材料科研小组宣布,已研发出硬度相当于钢铁2~5倍的聚丙烯塑料。某汽车使用的是质量高达237 kg的钢质外壳,体积为 m³。若将其替换成等体积的聚丙烯塑料材质,除增强车壳强度之外,还可将车的质量减轻 kg。(钢的密度 m³,聚丙烯塑料的密度
能力提升
6.为确定某种金属块的密度,首先用天平测量金属块的质量。当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示。然后,用量筒测量金属块的体积。将水倒入量筒,液面达到的
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位置如图乙所示,再把金属块完全浸没在量筒的水中,水面升高,如图丙所示。下列有关说法正确的是( )
①金属块的质量为 39.4g;②金属块的密度为 7.8g /cm³;③按照乙、丙、甲的顺序实验,会使密度的测量值偏大;④用天平测量金属块质量时,通过调节平衡螺母使天平水平平衡。
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
7.某同学在测量液体密度的过程中,将烧杯中部分液体倒入量筒并测出倒出液体的体积V,用天平称量烧杯和剩余液体的质量m,多次重复上述操作,根据实验数据绘制得到的m-V图像如图所示,下列说法错误的是( )
A.该液体的密度为1.
B.将液体第一次倒出前,烧杯和液体总质量为120g
C.根据图像信息不能计算得出空烧杯质量
D.倒出的液体体积为30 cm³时,烧杯中液体质量为75 g
8.(2025江汉区期末)建筑工地上的脚手架一般由钢管搭设而成。有一种钢管的外径为 D,壁厚为d,长为l,其横截面如图所示。这种钢管的质量是(钢的密度用ρ表示)( )
A. B. C. D.ρlπd(D-d)
9.(2025硚口区期末)某同学用天平和量筒测量牛奶的密度。
烧杯与牛奶的总质量m₁/g
量筒中牛奶的体积V/cm³
烧杯与剩余牛奶的总质量m₂/g
①
牛奶的密度
(1)将天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻度线,发现指针指示的位置如图甲所示,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,才能使天平横梁水平平衡。
(2)接下来的操作步骤是:A.将烧杯中部分牛奶倒入量筒,如图乙;B.再测出烧杯和剩余牛奶的质量,如图丙;C.往烧杯中倒入适量牛奶,测得烧杯和牛奶的总质量为106g。其合理的实验步骤是 (填字母)。
(3)该同学设计了实验记录表格,其中①处的内容是 。根据以上数据,可知牛奶的密度
(4)若实验时有少许牛奶附着在量筒内壁上,则测得牛奶的密度 (选填“偏小”“不变”或“偏大”)。
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第7 讲 机械运动
知识梳理
知识点一 长度和时间的测量
1.长度的测量
长度单位
基本单位为米(符号为m)。常用单位及其换算:11km=10³m,1dm=10⁻¹m,1cm=10⁻²m,1mm=10⁻³m,1μm= m,1nm= m
测量工具
常用工具: ;
精确工具:游标卡尺、螺旋测微器等
测量过程
①看:选择刻度尺要观察它的 、 和 ;
②放:刻度尺要与被测物体 ,若零刻度线已磨损,从其他清晰刻度线量起;
③读:读数时视线要 刻度线,在精确测量时,要估读到 的下一位;
④记:测量结果要由 和 组成
2.时间的测量
时间单位
基本单位为 (符号为 );
常用单位及其换算:小时(h)、分(min);1h= min= s
测量工具
古代的日晷、沙漏、滴漏;现代的 、石英钟、电子表等
3.误差
定义
与 之间的差别
减小方法
选用 、多次测量求 、改进
与错误的区别
误差是 避免的;错误是 避免的
知识点二 运动的描述
机械运动
物体 的变化叫作机械运动。机械运动是宇宙中最普遍的现象,一切物体都是 的
参照物
定义
研究物体运动时 的物体
选择要求
①参照物的选择可以是任意的,但不能将 作为参照物;
②为了研究问题的方便,物理学中一般选择地面或地面上静止不动的物体作为参照物
相对性
同一个物体是运动的还是静止的,取决于所选的 ,这就是运动和静止的相对性
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知识点三 运动的快慢
比较运动快慢的方法
①相同时间比 ;
②通过相同路程比
速度
定义
物理学中,把 与 之比叫作速度,用符号 表示
意义
表示物体运动 的物理量,在数值上等于物体在单位时间内通过的
公式
v=
单位
基本单位为 (符号为 );交通运输中常用单位为千米每小时((km/h);1m /s= km/h
几种常见的速度值
①人步行的速度:约1.1m/s;
②自行车的速度:约5m/s;
③真空中的光速:约 m/s
直线运动分类
①匀速直线运动:物体沿着 且速度 的运动;
②变速直线运动:物体沿着直线且速度发生改变的运动
考点突破
考点一 长度和时间的测量
【例1】 一名粗心的同学在测量记录中忘记写单位,他记录的以下数据中,单位是m的是( )
A.一支新铅笔的长度:1.75 B.一名中学生的身高:1.64
C.一枚一角硬币的厚度:0.24 D.一本外文字典的厚度:1.35
【例2】 (1)如图甲所示的刻度尺的分度值是 mm,被测物体长度是 cm。
站次
站名
到达时间
开车时间
运行时间
1
武汉站
始发站
18:16
0分
2
信阳东站
18:59
19:06
43分
3
驻马店西站
19:31
19:40
1小时15分
4
许昌东站
20:10
20:12
(2)如图乙所示的机械秒表读数为 s;上表中到达第4站许昌东站时列车运行时间为 。
考点二 运动的描述
【例3】 (2024 武汉三调)2024年1月 17 日22时27 分,天舟七号货运飞船成功发射至预定轨道,首次采用快速交会对接方案,对接于空间站核心舱后向端口,形成如图所示的“三舱
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十载人飞船十货运飞船”的组合体形态。下列说法正确的是( )
A.“货运飞船”发射至预定轨道的过程中,相对于地球是静止的
B.“货运飞船”发射至预定轨道的过程中,相对于“三舱”是静止的
C.以组合体形态运行时,“货运飞船”相对于“载人飞船”是运动的
D.以组合体形态运行时,“货运飞船”相对于地球是运动的
【例4】 (2024武汉中考)北宋文学家欧阳修在一首词中有这样的描写:“无风水面琉璃滑,不觉船移……”其中“不觉船移”所选的参照物可能是( )
A.船在水中的倒影 B.船周围的浮萍
C.被船惊飞的鸟 D.船附近岸边的花草
考点三 运动的快慢
【例5】 甲、乙两物体,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,它们的 s-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.2~4s内乙做匀速直线运动
B.4s时甲、乙两物体的速度相等
C.0~4s内乙的平均速度为2m/s
D.3s时甲在乙的前方
【例6】 东京奥运会,苏炳添在男子100米半决赛中跑出9.83秒的成绩,打破亚洲纪录。如图为半决赛时冲刺的照片,下列说法正确的是( )
A.速度较大的物体一定比速度较小的物体通过的路程长
B.裁判比较运动员运动快慢的方法是相同的路程比较所用的时间
C.藏羚羊奔跑速度可达72 km/h,比苏炳添比赛时的速度慢
D.运动员比赛过程中的速度保持不变
考点精练
基础巩固
1.关于某中学生的估测,下列数据合理的是( )
A.体重约为50g B.脉搏正常跳动120次所用时间约为12s
C.步行速度约为1.0m/s D.300m短跑成绩约为15s
2.如图所示,A为可在斜面上自由移动的小车,B为固定在斜面一端的位置传感器。位置传感器B可以利用超声波测出不同时刻小车A与它的距离,这样计算机就可以算出运动的小车在不同位置时的速度。小车 A由静止自由滑下时,速度随时间变化的图像正确的是( )
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3.姐姐和弟弟在同一所学校上学。某一天吃过早餐后,姐弟俩约定从小区门口出发去学校大门口会合。作出他们的路程与时间的关系图像分别如图中的两条实线所示,弟弟的图线为直线。下列判断正确的是( )
A.弟弟比姐姐早5m in离开家
B.弟弟和姐姐的平均速度相同
C.弟弟和姐姐行走时的速度相等,均为100m/min
D.姐姐一直做匀速直线运动
4.如图记录了甲、乙两车在平直公路上同时、同向行驶的运动过程。在这段时间内关于甲、乙两车的运动情况,下列说法正确的是( )
A.前20s内甲车运动的路程小于乙车运动的路程
B.乙车到达400m处所用时间大于甲车到达400m处所用时间
C.在20~30s之间,甲的平均速度大于乙的平均速度
D.在每段相同的时间内,甲车的平均速度都比乙车的大
5.某汽车车速始终为72km/h,汽车由第1根路灯杆行驶到第6根路灯杆的时间为10s,若路灯杆之间是等距的,则相邻两根路灯杆之间的距离是 m。
6.如图所示,假设高速列车从德阳到成都做匀速直线运动,静坐在行驶的列车中的小东相对于路边的树木是 (选填“静止”或“运动”)的,若德阳到成都的距离是60km,列车的行驶速度为150 km/h,则小东从德阳到成都所用的时间是 min。
7.如图是小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,频闪照相机每隔0.2s闪拍一次。这把刻度尺的分度值是 ;分析照片可知,小球从B点到F 点共运动了 cm的路程,小球从A 点到E 点的平均速度为 m/s。
能力提升
8.甲、乙两位同学在同一考点参加800m体考,t=0时同时起跑,t₄时刻同时到达终点,其速度一时间图像如图所示,下列描述正确的是( )
A.0~t₁时间内甲、乙两同学都在做匀速直线运动
B. t₁~t₂时间内甲、乙两同学保持相对静止
C.0~t₃时间内甲同学的路程小于乙同学的路程
D.刚到达终点时,甲、乙两同学速度相等
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9.淮扬镇高铁过江通道“五峰山长江大桥”建成后,扬州将进一步融入上海一小时经济圈。大桥主跨长为1120m,一列280m长的高铁匀速通过大桥(从车头进入大桥到车尾离开大桥)的时间为 70 s,则高铁的速度为 m/s,若以高铁为参照物,大桥是 的。
10.小华在“测小车平均速度”的实验中,选用了如图所示的实验装置:带刻度、分度值为1 cm的斜面。请据图回答以下问题:
(1)测平均速度的实验原理是 (用公式表达)。
(2)本实验中还需要用到的测量工具有 。
(3)实验中小车从斜面顶端滑下,如图所测路程为 m,测得所用时间为7s,那么小车的平均速度为 m/s。
(4)实验时,斜面的坡度应 (选填“较小”或“较大”),其目的是 ;测量过程中, (选填“能”或“不能”)改变斜面的坡度。
11.(2025江汉区期中)某汽车在行驶过程中,在高速公路A点遇到一辆与之同向行驶的货车,两车相遇后,汽车以90km/h的速度向前行驶5m in,之后来到高速公路旁的服务区休息了一段时间,又回到高速公路上以 120km/h的速度继续向前行驶,一段时间后在高速公路B点追上货车。若汽车从减速离开高速公路到再加速回到高速公路所用时间为10min,货车始终以80km/h的速度沿高速公路向前行驶,求高速公路A、B两点之间的距离是多少?(假设汽车在同一位置上下高速)
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第 8讲 力、运动和力
知识梳理
知识点一 力
定义
物体对物体的
单位
力的单位是 (符号为 )
产生条件
①必须有两个或两个以上的物体;
②物体间必须有相互作用(可以不接触)
力的
作用效果
①力可以改变物体的 ,使物体的运动速度或运动方向发生改变;②力可以改变物体的
三要素
力的 、 、
力的
相互性
物体间力的作用是 ,发生力的作用时,一个物体是 物体的同时又是 物体
知识点二 弹力和弹簧测力计
弹力
定义:发生 的物体,要恢复原状,对与它接触的物体产生的力;
大小:与物体的弹性强弱和形变程度的大小有关
弹簧测
力计原理
在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成
使用方法
在使用前,要使指针对准 ,认清它的 和 ,并轻轻来回拉动挂钩,防止卡壳,所测量的力的大小不能超过弹簧测力计的 ;使用时,弹簧的轴线方向跟 一致,读数时,视线与刻度面板垂直
知识点三 重力
定义
由于 而使物体受到的力,用符号 表示
大小
物体所受的重力与它的质量成
公式
G= ;g的大小为 ,它的含义:质量为 的物体受到的重力为 N。在粗略计算时,g可以取10 N/kg
方向
作用点
重力在物体上的等效作用点叫作 ;
形状规则、质地均匀的物体的重心在它的
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知识点四 牛顿第一定律
内容
一切物体总保持 状态或 状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态
理解
1.适用对象:所有物体普遍适用
2.成立条件:没有受到力的作用(实际上不受力的物体是不存在的,可等效为物体所受合力为零)
3.两种状态:静者恒静,动者恒动
4.运动 力来维持,力是改变物体 的原因
5.牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,用推理的方法概括出来的, 用实验直接证明
知识点五 惯性
定义
物体保持 的性质
理解
惯性是物体的固有 ,一切物体在任何情况下都有惯性
惯性的大小只与物体的 有关,质量大,物体的惯性就 ,运动状态就不容易改变;惯性大小与物体是否受力、是否运动、运动快慢等均无关
知识点六 二力平衡
平衡状态
物体受到几个力的作用时,依然保持 或 状态
力的平衡
处于 状态的物体所受到的力相互平衡
二力平衡的条件
作用在同一物体上的两个力:
1.大小 ,2.方向 ,3.作用在
知识点七 摩擦力
1.摩擦力
滑动摩擦力的定义
两个相互接触的物体,当它们 滑动时,在接触面上产生一种 相对运动的力,这种力叫作滑动摩擦力
产生条件
①物体间相互 ;②接触面 ;③物体间有 或
方向
以施力物体为参照物,摩擦力的方向与受力物体运动(趋势)的方向相
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2.探究:滑动摩擦力的大小与什么因素有关
探究过程
①测量原理: ;
②测量方法:把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计 拉动木块,使木块做 ,读出这时的拉力就 滑动摩擦力的大小
得出结论
滑动摩擦力的大小跟 和 有关;接触面粗糙程度相同时,压力 ,摩擦力越大;压力一定时,接触面 ,摩擦力越大
说明
滑动摩擦力的大小与接触面积大小、物体运动速度大小等无关
3.增大和减小摩擦的方法
目的
实例
方法
增大摩擦
刹车时,用力捏自行车的车闸
④使接触面
运动员在手上涂防滑粉
②使接触面变
减小摩擦
推动柜子时,先将里面的物品移出来,再来推动
①减小
冰壶运动中,运动员用毛刷擦刷冰面
②使接触面变
机器转动部分安装的滚动轴承
③变 为
门轴的合页上加润滑剂
①增大
考点突破
考点一 力
【例1】 如图是运动员跳水的情景,下列关于运动员对跳板的压力的说法正确的是( )
A.可以使跳板发生形变
B.其施力物体是地球
C.一定等于运动员的重力
D.可以改变运动员的运动状态
考点二 弹力和弹簧测力计
【例2】 同学们自制了一把弹簧测力计,如图所示关于它的使用,以下几种说法正确的是( )
A.小明:弹簧测力计必须竖直放置,不得倾斜
B.小红:使用中,要避免弹簧、拉杆与外壳摩擦
C.小英:在中国空间站“天宫一号”中无法使用弹簧测力计
D.小奕:在弹性限度内,弹簧的长度与受到的拉力成正比
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考点三 重力
【例3】 (2025 东湖高新区期中)投掷出去的铅球在空中的运动轨迹如图所示。不考虑空气阻力。下列关于重力和重心的说法正确的是( )
A.铅球重力是由于地球的吸引而受到的力
B.上升的铅球不受到重力的作用
C.所有形状规则的物体的重心都在其几何中心上
D.重力的方向总是垂直向下
考点四 牛顿第一定律
【例4】 在探究阻力对物体运动的影响的实验中,实验装置如图所示。
(1)实验过程中,应将毛巾、棉布铺在 (选填“水平木板”“斜面”或“水平木板和斜面”)上。
(2)实验中通过观察 来反映阻力对物体运动的影响。
(3)实验中,让同一小车从同一斜面的 滑下,其目的是使小车到达水平面时的 相同。
(4)让小车分别在毛巾、棉布、木板表面运动,最终小车静止时的位置如图所示,可观察到小车在木板表面滑行的距离最远,由此可得出:小车受到的阻力越 ,速度减小得越慢。进一步推理可得:如果小车运动时受到的阻力为零,速度就不会减小,小车将保持 状态。
考点五 惯性
【例5】 (2025 江岸区期中)下列关于惯性的说法正确的是( )
A.图甲,用力击打一摞棋子中间的一个,该棋子飞出,这是因为该棋子没有惯性
B.图乙,通过撞击锤柄下端使锤头紧套在锤柄上,这是因为锤头受到了惯性的作用
C.图丙,标枪运动员为取得好成绩,掷标枪前需要助跑,这是因为速度越大,惯性越大
D.图丁,汽车行驶时驾驶员系上安全带,是为了防止汽车突然刹车时惯性带来的危害
考点六 二力平衡
【例6】 在搬运货物的时候,甲、乙两人同时对车施加沿水平方向的拉力 F₁和推力 F₂,如图所示,此时小车恰好做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A. F₁和F₂的合力大小为 ,方向为水平向左
B. F₁和F₂的合力大小为 ,方向为水平向右
C.地面对小车的摩擦力的大小为 ,方向为水平向左
D.地面对小车的摩擦力的大小为 ,方向为水平向右
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【例7】 (2025 东湖高新区期末)利用如图所示的装置探究二力平衡的条件。下列说法错误的是( )
A.为减小摩擦,应选择尽量光滑的水平桌面
B.定滑轮的作用是改变拉力的方向
C.将小车扭转一定角度,是为了使小车受到的拉力不在同一条直线上
D.在左右托盘中各加入1 N和1.5N的钩码后,小车向右做匀速直线运动,小车水平方向所受合力为0.5N
考点七 摩擦力
【例8】 自行车是我们熟悉的交通工具,从自行车的结构和使用来看,它涉及不少有关摩擦的知识。下列说法正确的是( )
A.捏住刹车闸时推不动水平地面上的自行车,是因为推力小于摩擦力
B.轮胎上制有花纹,是通过增加接触面粗糙程度来减小摩擦
C.刹车时用力捏刹车闸,是通过增大压力来增大摩擦的
D.在转轴上加润滑油,是通过变滑动为滚动来减小摩擦的
【例9】 如图,同一长方体木块先后以不同的速度 在同一水平面上被匀速直线拉动,甲图中平放,乙图中竖放,丙图中平放且在上面叠放一重物(重物与木块相对静止),木块所受的水平拉力分别为 F甲、Fz和F丙,则( )
A. B. C. D.
考点精练
基础巩固
1.如图所示,小明坐在小船上,用力推另一只小船。以下说法错误的是( )
A.小明能够把另一只小船推开,而自己坐的船向相反方向运动,说明力的作用是相互的
B.小明把另一只小船推开时,小明是施力物体,小船是受力物体
C.小明能够把另一只小船推开,说明力可以改变物体的运动状态
D.小明把另一只小船推开后,小船运动越来越慢,说明物体的运动需要力来维持
2.(2025江岸区期中)如图所示的花瓶放在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.花瓶受到的重力和花瓶对桌面的压力是一对相互作用力
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B.花瓶受到的重力和桌面对花瓶的支持力是一对平衡力
C.桌面对花瓶的支持力和花瓶对桌面的压力是一对平衡力
D.花瓶受到的重力和花瓶对桌面的压力是一对平衡力
3.如图所示,物体只受 F₁和 F₂两个力的作用,可以使物体沿水平方向做匀速直线运动的是( )
A.甲和丁 B.甲和丙 C.乙和丁 D.只有丁
4.如图是女足比赛时的场景。下列关于足球比赛中涉及的物理知识,分析正确的是( )
A.脚对球施加的力大小相同,其作用效果一定相同
B.踢出去的足球能在空中继续运动,是因为足球受到惯性作用
C.足球鞋鞋底凹凸不平,是为了增大与地面间的摩擦力
D.运动员用脚踢球,球飞出去,说明力是使物体运动的原因
5.如图所示,玥玥穿着旱冰鞋向右用力推墙,会被墙推向左边。下列说法正确的是( )
A.使玥玥向左运动的力的施力物体是玥玥自己
B.玥玥先对墙施加推力,然后墙再对玥玥施加推力
C.墙对玥玥的推力大于玥玥对墙的推力
D.玥玥对墙的推力与墙对玥玥的推力是一对相互作用力
6.以下关于摩擦力的理解正确的是( )
A.重力是产生摩擦力的原因 B.两个相互接触的物体间一定有摩擦力
C.阻碍物体运动的力就是摩擦力 D.摩擦力可以阻碍物体间的相对运动
7.如图所示,A、B两物体叠放在水平桌面上,受到两个水平拉力而保持静止,已知 那么物体B受物体A 和水平桌面的摩擦力大小应分别为( )
A.5 N、3 N B.5 N、2 N C.2 N、3 N D.3 N、5 N
8.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚,并做各种空中动作的运动项目。如图所示,运动员着网后使其沿竖直方向向上运动的力是 力。运动员蹦到最高点A后使其向下运动的力是 力,运动员到最高点时受 (选填“平衡力”或“非平衡力”)。
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9.如图甲所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示。由图像可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力为 N;当t=3s时,物体受到的合力为 N;当t=5s时,物体受到的合力为 N。
10.(2025 东湖高新区期中)在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中,实验装置如图1所示。
(1)用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板做 运动,此时,弹簧测力计的拉力大小就等于木块受到的滑动摩擦力大小。
(2)比较甲和乙实验,可得出滑动摩擦力的大小与接触面 有关。
(3)实验时如果增大拉动木块的速度,木块所受的滑动摩擦力将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)某同学对实验装置进行了改进,如图2所示,他 (选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板。实验中当F=15 N时,弹簧测力计示数为5 N,长木板刚好向左做匀速直线运动,则此时地面受到长木板的摩擦力大小为 N,方向水平向 (选填“左”或“右”)。
能力提升
11.(2024武汉中考)2024年4月 30日,神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示,返回舱在落地前的某段时间内沿竖直方向匀速下落,若降落伞和返回舱受到的重力分别为G₁和G₂,降落伞对返回舱的拉力为F,空气对返回舱的阻力为 f,则下列关系式正确的是( )
A. B.
C. D.
12.关于运动和力,下列说法正确的是( )
A.彼此不接触的物体,不可能发生力的作用
B.用力推车,车未动,是因为推力小于摩擦力
C.物体运动状态改变了,说明一定受到了力的作用
D.运动员百米赛跑后很难停下,是因为受到惯性力
13.如图所示,松开封气球口的夹子,气球向右运动。
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(1)使气球向右运动的力的施力物体是 。
(2)以吸管为参照物,铁架台是 (选填“运动”或“静止”)的。
(3)此现象不可以说明 。
A.物体间力的作用是相互的 B.力可以改变物体的运动状态 C.气体流速越大,压强越小
14.短道速滑的接力与田径比赛的接力不同,运动员只需要在到达接力地点的时候推送下一个队友出发就是完成了接力。如图所示,决赛中,“接棒”的运动员甲在“交棒”的运动员乙前面滑行,当追上时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前滑行,这说明了 ;乙由于 ,不蹬冰也能继续向前滑行;此后乙的速度逐渐减小,是因为受到 作用。
15.八年级二班的同学正在探究二力平衡的条件。
(1)小南同学按如图甲进行实验,实验时,他发现在左盘和右盘同时加一个质量相等的砝码时,木块A 处于静止状态;继续将一个质量较小的砝码轻轻放在右盘后,观察到木块A状态没有改变,则此时木块受力 (选填“平衡”或“不平衡”)。经同学们提醒,小南改用图乙所示的小车B替换木块A 进行实验。这样操作是使用 的方法来减小 。
(2)另一个同学小晨用图丙中所示的小卡片C替换木块A 进行实验。相比小南,小晨选用的实验装置更利于探究相互平衡的两个力具有 的特点。她在实验中,将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的定滑轮,在吊盘里面放入砝码,为了使小卡片平衡,应该通过调整 来改变拉力的大小,并使作用在卡片上的两个拉力的大小 。为了探究不在同一直线上的两个力是否能平衡,要进行的操作是 。(填序号)
①改变两侧砝码的质量
②用剪刀将卡片剪开
③将卡片扭转一定角度后释放
(3)丽丽同学在选择装置时使用了如图丁所示的器材,她没有将左右支架上的滑轮安装在同一高度,你认为她 (选填“能”或“不能”)不调节定滑轮的高度直接进行实验。
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微专题7 质量与密度、平均速度实验
1.测量物体平均速度的正确方法是( )
A.测量全部运动时间和某一段路程 B.测量运动的全部路程和所用的全部时间
C.测出各段路程中的速度再取平均值 D.测出每1 s内通过的路程
2.(2025东湖高新区期中)在如图甲所示的斜面上测量小车运动的平均速度,选定A、B、C三个位置作为测量点,让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别测出小车到达 B点和C 点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。
(1)图中AB 的路程SAB= cm,如果测得时间 则AB段的平均速度vAB= m/s。
(2)测量小车到达B点的时间,如果小车没到B点就停止计时,这样计算出AB段的平均速度vAB会偏 。
(3)为了测量小车运动过程中下半程的平均速度,某同学让小车从B点由静止释放,测出小车到达C点的时间,从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度。小明认为他的做法是错误的。理由是 。
(4)下列做法中,不能减小时间测量误差的是 。
A.熟练使用电子秒表 B.适当减小斜面的倾角
C.适当减小选定位置的间距 D.用更精密的计时设备代替电子秒表
(5)小明同学对实验进行了改进,如图乙用传感器测量物体运动的速度,传感器利用超声波可以测出不同时刻小车的速度,这是利用超声波传递 。屏幕图像如图丙所示,通过图像可以看出小车在斜面上滑下时是 (选填“匀速”或“变速”)运动。
3.频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段,在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间闪光一次,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。图甲是完全相同的A、B两球从空中同一高度先后由静止开始竖直下落的频闪照片示意图,已知频闪仪每隔0.1s闪光一次,照片上1cm代表空中实际距离10 cm。
(1)由图甲可知:先由静止开始下落的是 (选填“A”或“B”)球。
(2)用刻度尺分别测得照片上A、B两球相邻位置之间的各段距离,A、B两球相对应的s₁、s₂、s₃、s₄的测量结果如表所示。测量照片上 B 球相邻位置之间的距离s₅时,刻度尺的示数如图乙所示,则. 设A球在空中下落时,通过s₂、s₃的过程中的平均速度分别为 v₂、v₃ 则
A球(sA)
4.9
14.7
24.5
34.3
B 球(sB)
1.2
9.8
19.6
29.4
3.7
4.9
4.9
4.9
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(3)A、B两球均运动的过程中,若以B球为参照物,A球在竖直方向上做 (选填“加速”“减速”或“匀速”)直线运动。
4.(2025 江汉区期末)实验小组在测量小土豆的密度时,进行了如下实验。
(1)小组同学将天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端的零刻度线处,发现指针位置如图甲所示,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节使天平横梁水平平衡。
(2)用已调好的天平测量小土豆的质量,如图乙所示,小土豆的质量为 g。
(3)用细线系好小土豆,将小土豆放入盛有50mL水的量筒中,量筒中的水面升高到如图丙所示的位置,应按图示中 (填序号)的情况读取量筒的示数。
(4)小土豆的体积为 cm³,密度为
(5)在测量一个质量为154g土豆的密度时,小组同学发现这个土豆无法放入量筒,于是他们将土豆缓缓放入一个盛满水的溢水杯中,直至浸没,如图丁所示,测得溢出水的质量为140g,这个土豆的密度为 kg/m³。若在测量溢出水的质量时,不小心有水溅出,则测得土豆的密度与真实值相比将 (选填“偏大”或“偏小”)。
5.某兴趣小组需要密度为1.2g /cm³的盐水,为检验配制的盐水是否合格。
(1)小组成员进行了如下实验操作:
①将天平放在 桌面上,将游码移到左端零刻度线后,指针静止时如图甲所示,接下来他应该将横梁两端的平衡螺母向 调;
②如图乙,往烧杯中倒入适量盐水,测出烧杯和盐水的总质量为 g;
③如图丙,将烧杯中的部分盐水倒入量筒中,读出盐水的体积;
④如图丁,测出烧杯和剩余盐水的质量;
⑤计算出盐水的密度为 kg/m³。
(2)小组成员计算出盐水的密度后,整理器材时发现在测量过程中所使用的50g砝码有磨损,则计算出的盐水的密度会 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)为配制合格的盐水,则需要向盐水中 (选填“加盐”或“加水”)。
(4)某同学洗绿豆时发现绿豆是沉在水底的。小组成员又想测量绿豆的密度,于是进行了下列实验:①用一个小矿泉水瓶装水,使水面与瓶口平齐,用天平测出瓶和水的总质量为m₁;②把矿泉水瓶中的水倒出一小部分后,再次测出瓶和水的总质量为m₂;③用碗装一些绿豆,测出碗和绿豆的总质量为m₃;④把碗中的绿豆慢慢倒入矿泉水瓶中,直至水面又与瓶口平齐,测出此时碗和绿豆的总质量为m₄。已知水的密度为ρ水,根据以上实验数据,可得绿豆的密度
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微专题8 力和运动实验
1.(2025 东湖高新区期中)在探究二力平衡的条件实验中,把小车放在水平桌面上,向挂在小车两端相同的托盘里加砝码,实验装置如图所示。
(1)为了减小摩擦力对实验的影响,应选择质量较 (选填“大”或“小”)的砝码进行实验。
(2)两个托盘里的砝码质量相等,把小车扭转一个角度后释放,观察到小车的运动状态 (选填“会”或“不会”)改变,说明相互平衡的两个力作用在 。
(3)当左边和右边托盘里砝码的质量分别为200g和300g,不计摩擦力,此时小车受到的合力为 N,合力的方向 。(g取10 N/ kg)
2.在研究物体重力跟质量的关系的实验中,某同学用最大刻度值是5 N的弹簧测力计测重力,测得如下数据:
质量m/g
100
200
300
400
500
600
弹簧测力计示数G/N
0.98
1.96
2.94
3.92
4.90
无示数
(1)下列重力G与质量m关系的图像正确的是 。
(2)通过实验可得到结论: 。
(3)根据表中数据可知,重力和质量的比值是9.8N/kg,这意味着 。
A.1 kg刚好是9.8 N
B.重1 N的物体质量为9.8kg
C.质量为1 kg的物体所受重力为9.8 N
(4)能用弹簧测力计测出物体的重力,没有用到下列知识中的 。
A.二力平衡的条件
B.物体的重力跟质量的关系
C.弹簧的伸长量跟其所受的拉力的关系
D.物体间力的作用是相互的,并且相互作用力的大小相等
3.(2025 武昌区期末)小枫和同学们用如图所示的装置“研究同一直线上方向相同的二力的合成”。
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(1)实验时首先将橡皮筋的B端固定,再用两个测力计沿相同方向拉A端,使A端到达某一点O并记录下该点的位置。只用一个弹簧测力计拉橡皮筋,将A端再次拉到O点,这样做是为了使F与F₁和F₂ (选填“大小”或“作用效果”)相同。
(2)通过实验可知合力与分力的大小关系是 (用F、F₁、F表示)。₂
(3)完成实验后,同学们交流讨论:排球垫球时,排球离开胳膊后竖直上升,已知排球所受的空气阻力与速度的大小有关,速度越大所受空气阻力越大。排球在竖直上升过程所受合力大小 (选填“变小”“不变”或“变大”)。
4.(2025汉阳区期中)某同学用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。
(1)实验时,先后将不同材料铺在水平木板上,将同一小车从斜面上 释放是为了使小车到达斜面底端时的速度相等。
(2)小车沿木板表面滑行的距离较长,是因为阻力较 (选填“大”或“小”),速度减小得较 (选填“快”或“慢”)。
(3)多次实验应该按照摩擦力 (选填“由大到小”或“由小到大”)的顺序进行。
(4)通过推理可知:运动的物体如果不受力,将会 (选填“保持静止”“保持匀速直线运动”或“保持静止或匀速直线运动”)。
5.(2025武昌区期末)小枫买了两款质量不同的运动鞋,为了比较两款鞋的防滑性,各取其中一只鞋A和B,在同一水平桌面上进行下列实验。
(1)实验中,弹簧测力计应沿水平方向 拉动运动鞋,则鞋受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数。
(2)有同学用图甲①、②实验比较两款鞋的防滑性,小枫觉得不妥,认为要用图甲③、④实验,理由是为了控制 相同。
(3)图甲③实验,弹簧测力计示数为 N。由实验可知鞋 (选填“A”或“B”)的防滑性更差。
(4)重复图甲③实验时,小枫沿水平方向拉动鞋A、B,使它们一起加速直线运动,则鞋A受到水平桌面的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)如图乙所示,冰壶运动员穿的鞋一只是橡胶鞋底的蹬冰鞋,一只是塑料鞋底的滑行鞋。需要滑行时,全身由滑行鞋支撑,蹬冰鞋不与冰面接触;运动员需要停下时,用蹬冰鞋接触冰面进行控制。这是通过改变 来改变滑动摩擦力的大小。
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微专题9 经典图片问题解析(三)
1.如图所示,以相同速度同方向匀速前进的卡车和联合收割机通过120m的路程需要2m in,速度为 km/h。若以地面为参照物,联合收割机是 的;若以卡车为参照物,联合收割机是 (以上两空选填“运动”或“静止”)的。这说明 。收割过程中卡车的动能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
2.如图为运动员百米赛跑的情景,终点裁判员 (选填“看白烟”或“听发令声”)开始计时,否则计时会 (选填“早”或“晚”)约 s。裁判员是以相同 (选填“路程”或“时间”)比较 (选填“路程”或“时间”)的方法比较运动员运动的快慢;观众则是以相同 (选填“路程”或“时间”)比较 (选填“路程”或“时间”)的方法比较运动员运动的快慢。跟踪拍摄运动员的摄像机与运动员是相对 的,运动员到达终点不会立刻停下来是因为运动员 。
3.上课时,老师演示了如图所示的一个小实验,用尺子快速击打一摞棋子中间的一个,该棋子飞出,上面的棋子由于 所以没有飞出,同时在 的作用下落下来。实验中,被打飞的棋子 (选填“也”或“不”)具有惯性。
4.小明滑滑板车时,一只脚踏在滑板车上,另一只脚向后蹬地,滑板车就能向前运动,这是因为物体间力的作用是 的;小明站在滑板车上向前滑行时看到路边的树向后退,是以 为参照物;如图,正在水平地面上滑滑板车的小明的质量为35kg,他所受到的重力为 N,当他的脚离开地面时,他对滑板车的压力为 N。(g取10 N/kg)
5.如图所示,记录的是甲、乙两辆汽车在平直公路上的运动情况,甲、乙两车均在向东运动,在运动600m的过程中, (选填“甲”或“乙”)车一定做变速直线运动,平均速度是 m/s,第30s时,在乙车上的乘客将会看到甲车向 (选填“西”或“东”)行驶。
6.(1)如图甲所示,用力拨动弹簧片,把小球与支座之间的金属片弹出时,小球 (选填“会”或“不会”)随金属片飞出,这表明小球具有 。
(2)如图乙所示,这样紧固锤头是利用了 (选填“锤柄”或“锤头”)的惯性,锤头的质量越大越 (选填“容易”或“不容易”)套紧;物体的惯性大小与速度 (选填“有关”或“无关”)。
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7.如图所示,两辆同向行驶的汽车发生了“追尾”,虽然 B车驾驶员紧急刹车,但仍撞击了A车。碰撞瞬间,B车撞击A 车的力 (选填“大于”“小于”或“等于”)A车撞击B 车的力,A车驾驶员因受到 (选填“安全气囊”“安全带”或“汽车头枕”)保护未严重受伤。B车对A 车的力是由于 (选填“A”或“B”)车发生 而产生的。
8.2024年6月 25日,嫦娥六号实现人类首次月背采样返回的壮举,为中国探月工程立项20周年献上一份大礼。
(1)如图所示,探测器登月前需要减速,向 (选填“运动方向”或“运动反方向”)喷射高速气体,以获得制动力。这利用的物理原理是 。
(2)探测器从月球上采回了质量为1935.3g的月球土壤样品。月球对它表面附近的物体也有引力,这个力大约是地球对地面附近同一物体引力的六分之一,则1935.3g的月壤在月球上所受到的引力是 N。(g地取10 N/ kg)
9.(1)图甲为商店里使用的案秤,其工作原理与天平相同。使用时,先将游码移至左端零刻度线处,由图乙可知,该案秤秤杆的分度值为 g。若使用前发现秤杆右端上翘,则应向 (选填“左”或“右”)旋动调零螺丝才能使秤杆平衡。
(2)现用该案秤称某物体质量,通过在砝码盘中添加砝码使秤杆平衡,所加的砝码和游码的位置如图乙所示,则该物体的质量为 kg,标有“2kg”的砝码的质量 (选填“大于”“小于”或“等于”)2kg。
10.京哈高速铁路承载客运任务的是“和谐号”动车组。
(1)如图甲所示,小英上车后,坐在车厢内向外观望,她发现对面并排停着一列列车。忽然她觉得自己乘坐的列车开始缓慢前进了,但列车“驶过”了对面列车的车尾时她才发现,实际上她乘坐的列车还停在站台上,而对面的列车却向反方向开去了。她产生这种错觉的原因是在前后两种情况下所选择的参照物不同。她感觉自己的车前进了,是以 为参照物;实际车还停在站台上,是以 为参照物。
(2)如图乙所示,列车车头设计成流线型,目的是 。
(3)列车在平直的轨道上匀速行驶的过程中,列车的动力 (选填“大于”“小于”或“等于”)阻力。
(4)如图丙所示的 s-t图像反映了某物体在某段平直轨道上的运动情况,由该图像可知它行驶的速度为 m/s,它在20s内通过的路程为 m。
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第9讲 压强
知识梳理
知识点一 压力、压强
压力
由于物体间发生挤压而 作用在接触面上的力,方向指向被压物体
压强
定义
物体所受压力的大小与 之比叫作压强,用符号 表示
公式
;单位:帕斯卡(符号: Pa);1 Pa= N/m²
改变
当压力一定时, 减小压强;
当受力面积一定时, 减小压强
知识点二 液体压强
产生原因
液体受重力且具有
测量仪器
压强计:通过U形管中液面的 显示薄膜受到的 大小
计算公式
p=
液体内部压强规律
①在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都 ;②液体的压强随深度的增加而 ;③在深度相同时, 越大,压强越大
知识点三 连通器
定义
上端 、下端 的容器叫作连通器
原理
连通器里装同一种液体且液体 时,各部分的液面保持
应用
茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等
——
知识点四 大气压强
存在
空气向各个方向都有压强, 实验证明了大气压强的存在
测量
实验首先测出了大气压的值,1标准大气压= mm水银柱产生的压强= Pa
变化
大气压随高度的升高而 ,在海拔3000m以内,每升高10m,大气压约减
小 Pa
-
知识点五 流体压强与流速的关系
定义
具有流动性的液体和气体统称为流体
升力
机翼上方气流的速度较 ,对机翼上表面的压强较 ;机翼下方气流的速度较 ,对机翼下表面的压强较 。这样,机翼上、下表面就存在着压强差,因而有 ,产生升力
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考点突破
考点一 压力、压强
【例1】 如图所示,两手指用力挤压铅笔的两端使它保持静止。下列说法正确的是( )
A.两手指对铅笔的压力是相互作用力
B.两手指对铅笔的压力和铅笔的重力大小相等
C.右边手指受到的压力大于左边手指受到的压力
D.左边手指受到的压强小于右边手指受到的压强
【例2】 如图所示,图钉尖的面积是 图钉帽的面积是 松木能承受的最大压强是 5×10⁶ Pa。 下列说法正确的是( )
A.手指至少要用0.5N 的力,图钉尖才能进入松木
B.手指至少要用500 N 的力,图钉尖才能进入松木
C.手指只需用0.5N的力,就可将图钉帽按压至与松木表面紧贴
D.手指只需用500 N 的力,就可将图钉帽按压至与松木表面紧贴
考点二 液体压强
【例3】 (2025江岸区期中)如图所示,小明研究液体内部的压强时,将探头放入水中的某一深度处,记下 U 形管中两液面的高度差h(U形管中液体是水)。下列说法正确的是( )
A.保持探头在水中位置不变,改变探头方向,h不变
B.保持探头在水中位置不变,向烧杯中加入适量的水,h不变
C.保持探头在水中位置不变,把U形管中的水换成密度较大的盐水,h不变
D.把烧杯中的水换成密度较小的酒精,探头深度不变,h增大
【例4】 如图,在水平桌面上,质量相同、底面积相同、形状不同的三个容器甲、乙、丙内分别装有质量相同的水。三个容器中,水对容器底部的压力 F甲、Fz、F丙的大小关系是 ,三个容器对桌面的压强 pp、p乙、p丙的大小关系是 。
考点三 连通器
【例5】 下图中,利用连通器原理来实现功能的是( )
A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.②③④
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考点四 大气压强
【例6】下列现象不能说明大气压强存在的是( )
【例7】如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )
A.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会上升
B.乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降
C.把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内外液面高度差一定变小
D.乙装置更能准确地测量出大气压的值
考点五 跨学科实践:制作简易活塞式抽水机
【例8】 (2025 东湖高新区期中)某物理小组在跨学科实践活动中制作的简易活塞式抽水机如图所示,该抽水机底部通过橡皮管浸入水中。下列说法错误的是( )
A.该抽水机在工作前,向活塞上方倒入一些水,增加装置气密性
B.该抽水机能够将水从低处抽到高处是因为大气压的作用
C.向下压连杆,活塞向下运动时,阀门关闭,玻璃球被推开
D.该抽水机理论上提升水的高度可达10.3m
考点六 流体压强与流速的关系
【例9】 (2025 洪山区期末)如图所示,在高铁站的站台上,画有一条白色安全线。与设置安全线的原理相同的是( )
考点精练
基础巩固
1.(2025东西湖区期末)如图所示的生产生活实例中,用压强知识解释正确的是( )
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A.图甲:火车轨道下面铺放枕木是通过增大受力面积的方式来减小压力
B.图乙:用高压锅做饭是利用水的沸点会随着气压的升高而降低
C.图丙:三峡大坝设计成下宽上窄是由于液体的压强随深度的增加而增大
D.图丁:飞机机翼下方气流的速度较大,对机翼下表面的压强较大
2.同学们可能做过这样的实验:在敞口塑料瓶侧壁上钻两个大小相同的小圆孔a、b,注入水,水从两个小圆孔喷出。在某一时刻,从两个小圆孔喷出的水分别落到水平地面上的c、d两处,其中d离塑料瓶远些,如图所示。下列说法正确的是( )
A.图中d是从a 孔喷出水的落点
B.这次实验初步说明水内部压强的大小与水的深度有关
C.这次实验初步说明液体内部压强的大小与液体的密度有关
D.在相同的时间内a孔喷出水的质量比b孔喷出水的质量多
3.(2025武汉期中)如图甲为纪念老红军谢宝金携带一台68kg的发电机完成长征而立的铜像,在长征途中,他双脚站立时,整个鞋印范围都与地面接触,图乙为鞋底的轮廓,其面积约为200 cm²,谢宝金体重约为62 kg,下列说法正确的是( )
A.绳索对谢宝金双肩的压强大概是你双肩背最重的书包时所受压强的1.36倍
B.背着发电机双脚站立时,谢宝金对地面的压强约为3.
C.谢宝金对地面的压力和地面对谢宝金的支持力是一对相互作用力
D.谢宝金所受的重力与地面对谢宝金的支持力是一对平衡力
4.如图所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρz。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A.
B.
C.
D.
5.小明所在小组用完全相同的长方体物块和海绵探究压力的作用效果与哪些因素有关。
(1)首先他们根据生活经验提出了各种猜想。如图1所示,两个人对雪地的压力是差不多的,但一个陷下去了,另一个却没有,由此猜想压力的作用效果可能与 有关。
(2)接着他们又设计了如图2所示的实验来继续探究。实验中同学们是通过观察
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来比较压力作用效果的。
(3)①通过比较图2 ,说明压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
②通过比较图2 ,说明受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
③下列实例中运用到①中结论的是 (填字母)。
A.铁轨铺在枕木上 B.汽车不能超载 C.菜刀钝了要磨一磨
(4)小组中的一位同学在对比图2甲、丁时,得出了压力作用的效果与压力大小无关的结论,请你指出他在分析时的错误: 。
6.(2025 东湖高新区期末)在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,实验装置如图1所示。
(1)图1甲压强计是通过观察 U形管中 来显示橡皮膜所受压强的大小。
(2)根据图1 两图所示现象可以知道拦河大坝设计成上窄下宽的原因。
(3)如图1丙、丁所示,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,可知在液体内部同一深度,向各个方向的压强都 。
(4)了解了液体压强特点后,某同学取①②③三根相同的玻璃管,两端开口,底部用相同的橡皮膜封闭,橡皮膜的绷紧程度也相同。在其中倒入三种不同的液体,三根玻璃管底部橡皮膜形变程度如图2所示,其中液体密度最大的是 (填序号)。
(5)某同学用如图3所示的装置测量未知液体的密度。左侧加入适量的水,水的密度为ρ水,右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,她测量了以下物理量:①右侧待测液体到容器底的深度h₁;②左侧水到容器底的深度h₂;③橡皮膜中心到容器底的深度h₃。则待测液体密度ρ液= (用字母表示)。
能力提升
7.将一底面积为200 cm²的圆柱形容器放置于水平面上,容器内放一个底面积为50 cm²、高为20cm的圆柱体,如图甲所示,缓慢向容器中注水到一定深度时圆柱体漂浮,继续注水到25 cm时停止,在整个注水过程中,圆柱体始终处于直立状态,其注水质量m与容器中水的深度h 的关系图像如图乙所示 g 取 10 N/ kg), 则以下说法正确的是( )
A.当圆柱体漂浮时,露出水面的高度为9 cm
B.圆柱体的密度为0.
C.注水停止时,水对圆柱体底部的压强为2 500 Pa
D.向容器内注水的总质量是4 200 g
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8.(2025 湖北中考)小凯对图甲中新闻报道画线的内容产生了好奇,通过实验研究液体内部的压强。
受蝙蝠鱼启发,我国科研团队成功实现——
小型机器人漫步万米深海
在地球最深处马里亚纳海沟的万米深渊,压强相当于一个指甲盖上站了一头一吨重的犀牛,此前,能达到这里的深海机器人,多为重量达数吨的刚性体大型潜航器。如今,一台身长不到50厘米,体重仅1500克的“小精灵”来到这一曾经的小型机器人“禁区”,为深海探索带来更多可能性。
甲
(1)用液体压强传感器测量盐水内部压强的大小,画出图乙中盐水内部压强随深度变化的图线,盐水内部压强随深度增大而 ;用酒精重复上述实验,画出图乙中酒精内部压强随深度变化的图线。比较两条图线,深度相同时,盐水的压强比酒精 ;液体的密度越大,内部压强与深度的比值越 。
(2)由盐水的图线可推知一万米深处海水产生的压强约为 Pa,对大拇指盖的压力约为 N。
9.(2025 东湖高新区期中)2025年3月,雪龙3号破冰船(如图)成功完成北极东北航道的首次航行任务,开辟出从北极直达欧洲的黄金航线。雪龙3号是我国自主专利技术打造的极地科考船,具备多种破冰方式:冲撞破冰,以一定速度撞击冰层,利用船头特殊结构破碎冰面;连续破冰,利用独特的头部造型和强大的推力爬上冰面,凭借自身重量将冰层压碎,在船身自重不足时,可以向船身压水舱注水增加船重。已知雪龙3号空载时自身质量为 g取10 N/ kg)
(1)雪龙3号“首柱削尖”这样的构造是通过 的方式增大压强,破冰船靠螺旋桨将水向 (选填“前”或“后”)推出,获得向前的动力。
(2)当破冰船在海水中航行时,船底在海水中深度为9 m,船底受到的海水压强是多少?
(3)若2m厚的冰层能够承受的最大压强是 假设某次破除前方冰层时需要整个船都压在2m厚的水平冰面上,爬上冰面破冰时船体与冰面的接触面积约为 则至少还要向压水舱注入多少立方米的海水才能将冰层压碎?
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第 10 讲 浮力
知识梳理
知识点一 浮力
定义
浸在液体(气体)中的物体受到 的力,这个力叫作浮力
产生原因
液体(气体)对物体上、下表面的压力不同,并且向上的压力 向下的压力,这就是浮力产生的原因
表达式
方向
测量
用弹簧测力计测出物体的重力G,将物体悬挂在测力计下,浸在液体中,记下测力计的示数F示,则物体受到的浮力
知识点二 探究浮力的大小跟哪些因素有关
实验结论
物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的 和 有关。物体浸在液体中的体积越大、液体密度越大,浮力就越大
结论提升
浮力大小与深度的关系:当物体没有完全浸没时,浮力大小随深度的增加而 ;当物体完全浸没后,浮力大小不变,与物体所处深度无关。浮力大小随深度变化的图像如图所示(柱体)
知识点三 阿基米德原理
测量的量
空小桶重力G₀、物体重力G、物体浸在水中时测力计示数F、排开的水和小桶的总重力G₁
分析归纳
物体受到的浮力 ;排开的水的重力( 对比 二 者大小得出实验结论
注意事项
①溢水杯中要 ,若水面低于溢水口,则测出的(G排 F浮;
②若最后测量空小桶重力,由于桶中残留部分液体,测出的G排 F浮
实验结论
浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于它排开的液体所受的重力
表达式
F洋=G排=m排 g=
适用范围
适用于物体受到液体或气体的浮力
说明
液体对物体的浮力大小与液体的 、物体 有关,而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关
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续表
利用阿基米德原理测密度
测固体密度(物体密度大于液体密度)
测液体密度
①用测力计测出物体的重力G;②读出物体浸没在液体中时测力计示数 F;③若已知液体的密度为ρ液,物体的体积等于排开液体的体积,可以表示为 ;④物体的密度可以表示为
①用测力计测出物体的重力G;②读出物体浸没在液体中时测力计示数 F;③若已知物体的密度为ρ物,排开液体的体积等于物体的体积,可以表示为 ;④液体的密度可以表示为
知识点四 物体的浮沉条件及应用
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
F浮 G
F浮 G
F浮 G
F浮 G
ρ液 ρ物
O液 O物
ρ液 ρ物
ρ液 ρ物
ρ液 ρ物
运动状态不断改变,受非平衡力作用
可以停留在液体的任何深度
是“上浮”过程的最终状态
是“下沉”过程的最终状态
运动状态不改变,受平衡力的作用
轮船
物体的密度大于液体的密度时,做成 的可以增大排开液体的体积,因而增大受到的浮力;轮船的大小用排水量表示,排水量是指轮船装满货物时排开水的
潜水艇
通过改变自身 来实现上浮和下沉(浸没时浮力不变)
气球和飞艇
在气球和飞艇里充入密度 空气的气体,使得气球和飞艇能够飘在空中
密度计
根据物体 时受力平衡的原理制成。密度计示数刻度分布 ,越靠下示数越
考点突破
考点一 浮力
【例1】 在物理教学研讨会上,王老师用自制教具演示了如图所示的实验:将一只去盖、
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去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止,用手堵住瓶口,一会儿后乒乓球浮起来了。以下分析正确的是( )
A.图中乒乓球静止时没有受到浮力作用
B.图中乒乓球静止时受到的支持力与受到的重力平衡
C.乒乓球上浮过程中,受到的浮力等于受到的重力
D.乒乓球上浮过程中,受到的浮力始终不变
考点二 探究浮力的大小跟哪些因素有关
【例2】 (2025东西湖区期末)如图是某实验小组的同学“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验步骤。
(1)比较图 A、E、F,可以探究浮力的大小是否跟 有关。
(2)比较图 A、D、E,可知浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”)。
(3)图B中物体所受的浮力为 N。
(4)在步骤 F的基础上继续探究:把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上,缓慢向烧杯内加水,则弹簧测力计的示数 (选填“不变”“变大”或“变小”)。
考点三 阿基米德原理
【例3】 (2025汉阳区期末)兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
(1)实验中所用物块的重力为 N。
(2)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重力 (选填“偏大”或“偏小”)。
(3)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为 N。
(4)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现 说明物块受到的浮力大小与 有关,换用酒精再次实验的目的是 (选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
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【例4】 在弹簧测力计下悬挂一个物体A,将其缓缓浸入水中或盐水中,观察到弹簧测力计示数如图所示。已知盐水的密度为1.2g/cm³,下列说法错误的是( )
A.图乙中的物体A有一半的体积浸在水中
B.图丙中的物体A下表面受到的液体压力为2 N
C.图丁中的物体A 密度为
D.图戊中的物体A 排开盐水的重力为2.4N
考点四 物体的浮沉条件及应用
【例5】 下列关于浮力的叙述中,正确的是( )
A.歼-16离开航母时,航母将上浮,所受浮力减小,航母底部受到水的压强减小
B.物体浸没在水中的深度越大,受到的浮力也就越大
C.轮船从长江驶入东海,受到的浮力将增大,排开水的体积将不变
D.潜行的潜水艇从长江驶入东海,受到的浮力将不变,排开水的体积将不变
【例6】 用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等,制作如图所示的潜水艇模型(不计进、排气管体积),然后将模型放入水中,使其上浮或下沉。下列说法正确的是( )
A.当模型漂浮于水面时,它受到的浮力小于重力
B.向瓶中充气时,瓶内气体压强变大,模型将下沉
C.从瓶中抽气时,模型会下沉,它受到的浮力将变小
D.让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,应使瓶内的水先增加后减少
考点五 跨学科实践:制作微型密度计
【例7】 (2025武昌区期末)在“自制微型密度计”的实验中,某学习小组设计方案如图:一根圆柱形细棒作为标度杆,细棒穿过一球形浮体中间,细棒下端缠绕铁丝作为配重。已知密度计质量为1.36g,要求液面位于标度杆的A位置和B位置对应的液体密度为0.8g /cm³或0.85 g/cm³,A、B位置距离为10 mm,下列计算或分析正确的是( )
A.密度计在不同液体中漂浮时,细棒底部受到的压力相等
B.液面位于标度杆的 B位置时排开液体的体积为1.7 cm³
C.细棒的横截面积为0.1 cm²
D.将AB之间分成5等份,则每等份代表0.1g /cm³
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考点精练
基础巩固
1.下列说法错误的是( )
A.悬浮在海水中的潜艇所受的浮力和重力相等
B.在水中上浮的物体受到浮力的作用,下沉的物体不受浮力的作用
C.太空中运行的宇宙飞船不受浮力的作用
D.地面上固定的热气球的体积越大,受到的空气的浮力越大
2.在“天宫课堂”中,航天员王亚平展示了“浮力消失”的实验。在中国空间站微重力环境中,她用吸管把乒乓球轻轻压入水中,取出吸管后,观察到乒乓球静止不动,如图甲所示。在中国科技馆的同学们做了同样的实验,乒乓球却迅速上浮直至漂浮,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲中,乒乓球的质量为零
B.图甲中,水所受的重力几乎为零,因此“浮力消失”
C.图乙中,乒乓球上浮时所受的浮力小于所受的重力
D.图乙中,乒乓球上浮时水对容器底部的压强变大
3.把一块石头和一个西红柿同时放入水中,它们静止时西红柿漂在水面上,而石头沉入了水底,如图所示。石头和西红柿在水中受到的浮力的大小相比较( )
A.石头受到的浮力更大些 B.西红柿受到的浮力更大些
C.石头和西红柿受到的浮力一样大 D.无法比较石头和西红柿受到的浮力大小
4.两个完全相同的烧杯中分别盛有不同浓度的盐水,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯中,当鸡蛋静止时,液面相平,甲中鸡蛋沉底,乙中鸡蛋悬浮在盐水中,如图所示,则( )
A.甲杯盐水密度比乙杯的大 B.甲杯盐水对容器底的压强大
C.甲、乙两杯内鸡蛋受到的浮力相等 D.甲杯盐水和鸡蛋受到的总重力小
5.如图所示,把装满水的烧杯放在托盘秤的盘子里,再把空的饮料罐缓缓按入水中,在这个过程中( )
A.托盘秤的示数在增大 B.托盘秤的示数保持不变
C.烧杯底部对托盘的压力在减小 D.烧杯内的水对烧杯底部的压力在增大
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6.(2025襄阳期末)如图是思琪同学自制的密度计放在某液体中的情景,下列有关密度计说法不正确的是( )
A.“配重”的密度一定大于液体的密度
B.“浮子”的作用是为了增加密度计的自重
C.测量液体密度时,密度计受到的浮力等于自重
D.密度计静止在两瓶液体中时,液面在密度计同一标度处,则两瓶液体密度相同
7.(2025汉阳区期末)如图所示,一个棱长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力 F₁为4 N,下表面受到液体的压力F₂为12 N。下列说法中正确的是( )
A.正方体受到的浮力为12 N B.液体对正方体下表面的压强为
C.正方体上表面所处的深度为 4 cm D.正方体的密度为0.
8.如图所示,将重为5 N的小球挂在弹簧测力计下,当小球的一半体积浸在水中时,测力计示数为2 N。(g 取 10 N/ kg)下列说法正确的是( )
A.小球的体积为400 cm³
B.小球的密度为1.25 g/cm³
C.缓缓向下移动弹簧测力计,小球对测力计的拉力最小可达到 1 N
D.剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为5 N
能力提升
9.如图所示,三个相同的柱形容器中盛有体积相同的水或盐水,将重为3.0N的圆柱体依次放入这三个容器中。下列说法错误的是( )
A.图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差大于0.7N
B.图丙和图乙中容器底的上表面受到的压力之差等于0.1N
C.图丙中盐水的密度是1.
D.圆柱体的密度是3.
10.(2025江岸区期末)如图甲所示,水平桌面上有一个底面积为 100 cm²的圆柱形薄壁溢水杯,杯中装有1000 cm³的水。将挂在弹簧测力计下端重力为G₁、密度为1.4g/cm³的圆柱体从水面上方逐渐浸入水中,当圆柱体体积的 浸在水中时,圆柱体下表面受到的压力为
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F,弹簧测力计的示数为F₁;当圆柱体浸没在水中时,如图乙所示,弹簧测力计的示数为F₂,溢出到小桶中的水重力为G₂,水对溢水杯底的压强为1 200 Pa,已知 下列结论正确的是( )
A.
B.
C.
D. F=4.5 N
11.(2025江汉区校级月考)如图所示,将一个装有水的溢水杯置于台秤上,溢水杯质量为200g,底面积为50cm²,杯底到溢水杯口的距离为16 cm,此时台秤示数为800g,将一个圆柱体通过细绳挂在弹簧测力计下,缓慢浸入水中,溢出的水流到小烧杯中,烧杯未置于台秤上,此时弹簧测力计示数为3.6N,溢出水的质量为40g,下列说法错误的是( )
A.该圆柱体浸没在水中时所受浮力为2.4N
B.该圆柱体的密度为2.
C.液体对容器底压力的变化量为2 N
D.绳子剪断前后,溢水杯对台秤压强的变化量为400 Pa
12.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,实验操作如下,实验过程中弹簧测力计的示数如图所示。(图中所用容器底面积是50cm²,均为相同的平底薄壁圆柱形容器,物块不吸水和另一液体)
(1)测量前,需沿 方向将弹簧测力计调零。
(2)实验中,物块浸没在水中受到的浮力是 N。
(3)如果通过对比B、E两次实验,得出“浮力的大小与液体密度有关”的结论,那么这种做法 (选填“正确”或“不正确”),理由是 。
(4)由 两次实验可得出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(5)完成E实验操作后,用弹簧测力计将物块向上拉出液面一小部分,弹簧测力计示数变为 2.8N,此操作会使容器中的液面下降 cm。
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微专题10 压强实验
1.如图所示的实例中,不能用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.图甲,刮大风时,伞面会被向上“吸”起
B.图乙,向两张纸之间吹气,两张纸会相互“吸”起来
C.图丙,等候列车的乘客应站在安全线以外,否则可能会被“吸”向列车
D.图丁,将吸盘压在光洁的瓷砖表面,吸盘会被“吸”在瓷砖上
2.(2025黄石期中)如图所示是托里拆利实验的规范操作过程,下列说法不正确的是( )
A.玻璃管稍稍倾斜会使得管内水银柱变长
B.该实验仅证明了大气压的存在
C.玻璃管倾斜到一定角度,管内有可能会充满水银
D.标准大气压可支持760 mm高的水银柱
3.(2025青山区期末)在玻璃瓶里装一些红色的水,取一根两端开口的细玻璃管,让玻璃管穿过橡皮塞插入水中,并从管子上端吹入少量气体,这样就制成了一个简易的多功能物理实验演示器。
(1)当把如图甲的装置从楼下拿到楼上时,发现玻璃管内液面 。
(2)取一根吸管,靠近玻璃管口,如图乙所示,通过吸管向左吹气,发现玻璃管内液面上升,这说明 。
(3)将瓶内灌满水,塞紧塞子,如图丙所示,用力挤压瓶子,发现玻璃管内液面上升,这说明 。
4.在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,某同学利用了多个完全相同的铁块和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的 来比较压力作用效果。
(2)由 两图可以探究压力作用效果与压力大小的关系。
(3)对比乙、丙两图可以得出结论:当压力一定时, 越小,压力作用效果越明显。
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(4)对比甲、丙两图,该同学认为压力作用效果与压力大小无关,他的观点是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
5.小亮同学用图甲所示的装置探究液体压强与哪些因素有关,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部用薄橡皮膜封闭一个圆孔,橡皮膜两侧压强不同时橡皮膜的形状发生改变。
(1)将同种液体倒入容器左右两边,右侧液面高于左侧,观察到橡皮膜的形状如图乙所示。将A、B两种不同的液体( 分别倒入容器左右两边,使左右两侧的液面相平,观察到橡皮膜的形状如图丙所示。
①由图乙可初步得出:同种液体中,深度越大,压强越大;
②由图丙可初步得出:深度相同时,液体的密度越大,压强越 。
(2)若将C、D两种不同的液体分别倒入容器左右两边,如图丁所示。若测得D液体中橡皮膜中心的深度为4cm,测得C液体中橡皮膜中心的深度为5cm,发现橡皮膜的形状几乎没有变化。已知D液体为水,则C液体密度
6.某兴趣小组利用如图所示器材,探究“液体压强跟哪些因素有关”。
(1)实验前,利用U形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等组装成压强计,放在空气中静止后,发现U形管两边的液面出现如图甲所示的情景,接下来正确的调节方法是 (填字母)。
A.将U形管右侧高出部分的液体倒出 B.向 U形管中继续盛装液体
C.取下橡皮管,重新进行安装
(2)压强计是通过观察U形管两端液面的 来显示橡皮膜所受压强大小的仪器。
(3)通过比较图中 两个实验,是为了探究液体的压强与液体深度的关系,这种实验研究方法是 法,依据得出的结论,拦河大坝要做成 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(4)某次实验测得压强计中 U形管左右两侧液面的高度差为8cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差为 Pa。 g取10 N/ kg)
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微专题11 浮力实验
1.小虹利用弹簧测力计、实心圆柱体物块、烧杯等器材,探究浮力的大小跟哪些因素有关。小虹提出如下猜想,设计并进行了实验。
猜想a:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关;
猜想b:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想c:浮力大小与液体的密度有关。
(1)小虹确定了测量浮力的方法:先用弹簧测力计测出物块的重力G,接着将物块浸入液体中,待其静止时,读出测力计对物块的拉力 F拉,可计算出物体所受的浮力F浮。其测量原理是 。
A. F浮 与G 是一对平衡力 B. F浮 与G 是相互作用力
C. F浮 与 F拉 是相互作用力 D. F浮、F拉 和G 是一组平衡力
(2)小虹的操作步骤及测量数据如图所示。由测量数据可得:B步骤中圆柱体物块受到水的浮力为 N。
(3)分析图中A步骤与 步骤的数据,可以验证猜想a是错误的。
(4)进一步学习了阿基米德原理之后,利用如图所示的测量数据,还可以计算出其他一些物理量(水的密度已知)。下列物理量中不能计算出的是 。
A.物块的体积 B.物块的密度 C.盐水的体积 D.盐水的密度
2.(2025襄阳期末)学习浮力知识后,小明取来一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,确保制成一个能始终竖直 在液体中的简易密度计,用这个简易密度计来测量某液体的密度,如图所示,实验步骤如下:
(1)用刻度尺测出密度计的长度是10 cm。
(2)将密度计放入盛有水的烧杯中,静止后测出密度计露出水面的长度是4cm,在水面处标记水的密度值。
(3)将密度计取出并擦干,然后放入盛有被测液体的烧杯中,静止时所受的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)在水中所受的浮力,并测出密度计露出液面的长度是2cm,被测液体的密度是 g/cm³,在液面处标记对应的密度值。
(4)换用不同的液体重复上述操作后,小明发现密度计的刻度特点是 (选填“上小下大”或“上大下小”)。
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3.(2025 孝感模拟)小明同学在探究“影响浮力大小的因素”时,依次做了如图甲所示的实验。
(1)由图甲中的 可知,物体受到的浮力大小跟物体浸在水中的体积有关;由图甲中的 A、C、D可知,浸没在水中的物体受到的浮力大小跟物体浸没在水中的深度 (选填“有关”或“无关”),物体浸没在未知液体中时受到的浮力为 N。
(2)小明受上面实验的启发,用家里的电子秤、玻璃杯、木块、水、牙签,进行了如下操作,实验过程如图乙所示。
①向烧杯内倒入适量水,放在已调零的电子秤上,如图乙 A所示;
②将木块直接放入水中,电子秤示数如图乙 B所示,则木块的质量是 g;
③用细针向下压木块,使其刚好浸没在水中,此时电子秤示数如图乙 C所示。利用上述实验可得木块的密度为 g/cm³。
4.(2025武昌区期末)小枫和小倩在实验室中验证阿基米德原理。
(1)方案一:小枫按如图实验步骤甲、乙、丙、丁依次进行实验。由图可知,石块浸没在水中受到的浮力 溢出水的重力(
(2)发现所测的“F浮”不等于所测的“G溢”,造成这种结果的原因可能是 。
A.最初烧杯中水的液面未装至烧杯口 B.整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
(3)方案二:如图戊,小倩将装满水的溢水杯放在升降台C上,用升降台来调节溢水杯的高度。当小倩逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,升降台受到的压力 (选填“增大”“减小”或“不变”),且弹簧测力计A的示数变化量 (选填“大于”“小于”或“等于”)B的示数变化量,从而证明了阿基米德原理。
(4)其他同学对实验提出了进一步改进措施,其中不合理的是 。
A.应该换用不同液体进行多次实验,使结论具有普遍性
B.实验中应该让物体完全浸没在液体中,控制排开液体的体积不变
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微专题12 比较压强、浮力大小和液面变化问题
1.甲、乙两个容器中分别盛有质量相同的水,甲、乙容器的质量相同,静止在水平面上,如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲、乙容器中水对容器底部的压强相等
B.甲、乙容器对水平面的压强相等
C.甲、乙容器中水对容器底部的压强之比比甲、乙容器对水平面的压强之比小
D.甲、乙容器中水对容器底部的压强之比与甲、乙容器对水平面的压强之比相等
2.如图所示,质量、底面积相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,分别装有深度相同的水,下列说法正确的是( )
A.水对容器底部的压力 B.水对容器底部的压力
C.容器对桌面的压力 D.容器对桌面的压力
3.质量相等的甲、乙、丙三个实心小球,放入水中后,甲球漂浮,乙球悬浮,丙球下沉,位置如图所示,则( )
A.三个小球所排开水的质量m甲<mz<m丙
B.三个小球所受的浮力
C.三个小球的体积
D.三个小球的密度相等
4.水平桌面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液体,将三个相同的长方体A、B、C分别放入容器的液体中,静止时三个容器的液面相平,如图所示。则下列判断正确的是( )
A.长方体受到的浮力
B.容器对桌面的压力
C.放长方体之后,长方体下表面受到的压力
D.放长方体之后,液体对容器底的压力
5.如图所示,一个空塑料瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,使这两次塑料瓶在水里的位置相同,甲、乙两图中烧杯内水面相平。则下列说法正确的是( )
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A.甲图中瓶口的橡皮膜向内凹,乙图中瓶口的橡皮膜向外凸
B.甲、乙两图中塑料瓶内的气体密度相同
C.甲、乙两图中烧杯底部受到的水的压强相同
D.甲、乙两图中塑料瓶在水中受到的浮力相同
6.将体积相同、材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的同规格烧杯中,甲球沉底、乙球漂浮、丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是( )
A.三个小球的密度大小关系是ρ甲>ρ乙>ρ丙
B.三个小球受到的浮力大小关系是
C.三个小球的质量大小关系是
D.三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是p甲>p丙>pz
7.最大容积为400 mL的烧杯静置在水平桌面上,烧杯内有质量为200g的水,现将一个体积为330 mL的可乐罐缓慢浸入烧杯中,直到烧杯溢出100g水,如图所示。下列说法正确的是( )
A.当烧杯溢出水的质量为100g时,可乐罐受到的浮力大小是1 N
B.整个过程中烧杯对桌面的压强一直变大
C.整个过程中烧杯底受到的水的压强一直变大
D.整个过程中可乐罐对手的作用力一直变大
8.如图所示,水平桌面上盛有适量水的烧杯中,漂浮着冰块A,悬浮着物块B,当冰块A完全熔化后,下列分析正确的是( )
A.烧杯对桌面压强变小
B.杯底受到液体的压强变小
C.烧杯内液面高度不发生变化
D.物块 B受到的浮力变小
9.小明同学看到鸡蛋漂浮在盐水上面,如图所示,于是,他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉,在此过程中,鸡蛋受到的浮力 F随时间t的变化图像可能是( )
10.(2025黄石期中)如图甲所示,柱形容器内盛有密度为ρ的液体,木块用轻质细线固定在容器底部且浸没,此时细线对木块的拉力为T。将细线剪断,木块最终漂浮且露出水面的体积为 ,如图乙所示。下列说法正确的是( )
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A.木块的体积为
B.木块所受的重力为
C.乙图中容器对桌面的压力小于甲图
D.甲、乙两图中,甲中液体对容器底部的压强小于乙中液体对容器底部的压强
11.(2025宜昌模拟)如图,现有一质地均匀、质量为1.2k g、体积为 的浮标,用细绳固定在池底。随着水池内水位的上升,细绳逐渐被拉直,当水位达到90cm时,浮标恰好完全浸没且细绳未被拉断。下列相关分析中正确的是( )
A.浮标的密度为1.
B.水对池底的压强为 90 000 Pa
C.浮标所受的浮力为12 N
D.细绳对浮标的拉力为68 N
12.(2025江岸区校级月考)小七设计了如图甲所示的力学装置,一根体积不计的竖直轻质硬杆 B下端通过力传感器固定在高20cm、底面积为200 cm²、重4 N的柱形容器底部,它的上端与不吸水的实心圆柱体A固定,力传感器可以显示出硬杆B下端受到的作用力大小。现向容器内加水,当水深为15 cm时圆柱体A恰好浸没,力传感器的示数大小F随水深变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. A 的高为15 cm
B.当容器内水的深度为15 cm时,B对A 向上的支持力为4 N
C.当容器内水深度为6 cm时,力传感器的示数为 F,水对容器底压力为 F₁,继续加水至力传感器的示数大小变为0.2F时,水对容器底压力为F₂,F₁与F₂比值的最小值为1:2
D.当加水体积为3 200 cm³时,桌面受到容器底部的压强为2 100 Pa
13.如图所示,甲、乙是轻质薄壁的容器,底面积相等,分别放入完全相同的两小球后加水至水面相平。若从两容器中将小球分别取出后,水对容器底部的压力变化量分别为△F甲水、△F乙水,则△F甲水 △F乙水(选填“>”“<”或“=”)。
14.如图,圆柱形容器底面积为10 cm²,盛水高度为15 cm,圆柱形物体底面积为4 cm²,高度为10cm,将圆柱形物体浸入容器中,其上表面与液面相平。则圆柱形物体相对容器竖直上升 cm时刚好完全离开水面。
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微专题13 压强和浮力综合问题
1.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0 N、2.8 N和2.5 N。若盐水的密度为 则下列结论正确的是( )
A.物体A的密度为3.
B.实验乙中,物体A受到的拉力为1.0 N
C.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
D.实验丁中,容器底部受到的压力大于0.3N
2.如图所示,在溢水杯中装满水,将挂在弹簧测力计下的铁块缓慢放入水中,从铁块下表面刚刚接触水面直至测力计示数为零的过程中( )
A.铁块受到的浮力一直变大 B.溢水杯底部受到水的压力一直变大
C.弹簧测力计对手的拉力先变小,后变大 D.桌面受到溢水杯的压强先不变,后变大
3.一个质量分布均匀的正方体物块,边长是10 cm,密度是 漂浮在液面上露出液面的体积占物块体积的 。用手缓慢下压物块,如图所示,当物块上表面与液面刚好相平时,下列说法错误的是( )
A.液体的密度是1. B.手对物块上表面的压力大小是2 N
C.液体对物块下表面的压力大小是 12 N D.物块下表面受到液体的压强是1.
4.如图所示,弹簧测力计下悬挂着不吸水的圆柱体,圆柱体质量为180g。不计厚度的平底容器置于水平桌面上,质量为100g,底面积为50cm²,高为8cm,容器内盛有质量为350g的水。当圆柱体浸入水中静止时,圆柱体未接触容器,弹簧测力计示数为1.4N,此时容器对水平桌面的压强是( )
A. B. C. D.
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5.(2025武汉期中)某同学用同一个圆柱体探究浮力的大小跟哪些因素有关,弹簧测力计示数如图所示,图甲中的圆柱体有一半体积浸入水中。下列结论错误的是( )
A.圆柱体的密度为
B.盐水的密度为1.
C.图丙中圆柱体受到的浮力比图甲中的大1.1N
D.若图丙中弹簧测力计示数为 2.6N,圆柱体浸入盐水中的体积为总体积的
6.如图所示,一个棱长为10 cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力 F₁为5 N,下表面受到液体的压力 F₂为13 N。下列说法正确的是( )
A.正方体受到的浮力为13 N B.液体的密度为0.
C.正方体上表面到液面的距离h=5cm D.液体对物体下表面的压强为1.
7.如图甲所示,盛有液体的柱形容器置于水平桌面上,容器对桌面的压强为1000 Pa;如图乙所示,用细线拴一铝块,将铝块的一半浸在液体中,容器对桌面的压强改变了80 Pa;如图丙所示,将细线剪断,铝块沉到容器底部,容器对桌面的压强又改变了460 Pa。容器的底面积为 g取10 N/ kg。下列判断正确的是( )
A.铝块浸没时所受浮力是0.8N B.铝块的体积是
C.铝块沉底时对容器底的压力是4.6N D.液体的密度是(0.
8.在《浮力》单元复习课上,学生用溢水杯和弹簧测力计测量鸡蛋的密度。如图甲,先把鸡蛋缓慢放入盛满水的溢水杯中,鸡蛋沉底,测得溢出水的重力为G₁;如图乙,再把同一个鸡蛋缓慢放入盛满盐水的溢水杯中,鸡蛋漂浮,测得溢出盐水的重力为G₂。下列说法正确的是( )
A.鸡蛋在水中和盐水中受到的浮力分别为F₁和F₂,它们的关系是
B.鸡蛋的体积为
C.鸡蛋的密度为 水
D.鸡蛋的密度为 盐水
9.铁架台的水平底座上有一只溢水杯,贴近溢水杯有一底面积为 的圆柱形小桶(不计侧壁厚度)。弹簧测力计的上端挂在铁架台的支架上,下端悬挂一重力为1.2N、密度为4×
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的金属块。初始时,金属块有 的体积浸在水中,弹簧测力计的示数为F₁,杯中水面恰好与溢水口相平,小桶中没有水,如图所示。接着竖直向上提溢水杯,当溢水杯刚好离开水平底座时(底座对溢水杯的支持力刚好为零),提绳竖直向上的拉力为 T₁;提着溢水杯竖直向上缓慢移动,当金属块刚好浸没在水中时,水对小桶底部的压强为p,弹簧测力计的示数为F₂,提绳竖直向上的拉力为 T₂。已知小桶能全部接住从溢水杯中溢出的水,则下列说法正确的是( )
A.金属块体积为300 cm³ B.
C. p=150 Pa D.
10.(2024武汉中考)如图甲所示,水平桌面上有一个质量为100g、底面积为100 cm² 的圆柱形平底薄壁溢水杯,杯底上表面到溢水口的距离为15 cm,杯中装有部分水,此时溢水杯对桌面的压强为 p₀。将挂在弹簧测力计下端密度为ρ的圆柱体从水面上方逐渐浸入水中,当圆柱体一半浸在水中时,圆柱体下表面受到的压力为 F₁,水对溢水杯底部的压强为 p₁;当圆柱体浸没在水中时,如图乙所示,弹簧测力计的示数为2.4N,溢出到小桶中的水重为1 N,圆柱体下表面受到的压力为F₂,溢水杯对桌面的压强为p₂。已知 下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
11.质量为m₀的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为m₁、m₂、m₃,不计细针体积。下列判断正确的是( )
A.图甲中,水对杯底的压力为( B.图乙中,草莓的质量为
C.图丙中,草莓排开水的体积为 D.图丙中,细针对草莓的压力为(
12.将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和盐水中(如图所示),金属块静止时弹簧测力计的示数分别为3.0N和2.8N。盐水的密度为 g取10 N/ kg,则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是( )
A.在水中受到的浮力为3.2 N
B.质量为0.3kg
C.体积为
D.密度为4.
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13.某同学将底面积为 200 cm²、高 30 cm的柱形薄壁水桶放置在水平地面上,水桶中盛有28 cm深的水,如图甲所示。他将底面积为80cm²的圆柱体A从离水面一定高度处缓慢浸入水中,直到A刚接触水桶底部为止,然后撤去绳子及弹簧测力计。整个过程中弹簧测力计的示数随时间变化的图像如图乙所示。不计绳重及绳子体积,下列说法正确的是( )
A.物体A下降的速度为1.5cm /s
B.图乙中t_{1}=5.
C.整个过程中水对水桶底部的压强一直增大
D.与A 浸入前相比, 时,水桶对地面的压强增加了1 400 Pa
14.科技制作活动中,小明将金属夹夹在粗细均匀的吸管一端使其密闭,制成简易密度计,如图所示。为了给密度计标刻度,他将密度计分别放入水和煤油中,密度计均竖直漂浮,吸管露出液面的长度为d。密度计在水中时d为12cm,浮力大小为F₁;在煤油中时d为10cm,浮力大小为F₂,则F₁ (选填“>”“<”或“=”)F₂。若将密度计放入密度为1.25g/cm³的液体中,则d为 cm。(ρ水=
15.一根轻质且不可拉伸的细线将一边长为 10 cm的正方体物块拴接在容器底部,如图甲所示,当水深为30cm时,绳子刚好伸直;如图乙所示,当水深为36cm时,物体上表面恰好与水面相平,已知 则此正方体物块的密度为 kg/m³,乙图中细线的拉力为 N。(g取10 N/ kg)
16.如图所示,有一个内外壁皆为圆柱形的平底容器,内装足够深的水。将一个质地均匀的正方体物体悬挂在竖直放置的弹簧测力计下(图中未画出弹簧测力计)。当物体的 体积浸入水中时,弹簧测力计示数为7 N;当物体的 体积浸入水中时,弹簧测力计示数为4 N。现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时,所受到的浮力是 N,该物体的密度为 kg/m³。(g取10 N/ kg)
17.将一底面积为0.01 m²的长方体木块用细线拴在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,则木块所受到的最大浮力为 N,木块重力为 N,细线对木块的最大拉力为 N。(g取10 N/ kg)
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微专题14 经典图片问题解析(四)
1.(2025洪山区期中)下列实例中,属于增大压强的是( )
A.图甲:北极熊通过增大受力面积爬过薄冰
B.图乙:交管部门限定每个车轴平均承载的质量
C.图丙:推土机装配宽大的履带
D.图丁:篆刻刀的刀口做得很锋利
2.如图所示,甲、乙两个烧杯装有不同的液体,两个同样的平底试管,装有同样多的铁砂,漂浮在液体中保持静止,两烧杯中液面高度相同,下列说法正确的是( )
A.甲烧杯中试管受到的浮力较大 B.乙烧杯中试管排开的液体质量较小
C.乙烧杯底部受到的液体压强较大 D.甲烧杯中的试管底部受到的液体压强较大
3.(2025东西湖区期末)如图所示,甲、乙两个容器中盛有同种相同质量的液体,容器底受到的压强分别为 p甲、pz,容器底受到液体的压力分别为 F甲、Fz,则( )
A. B.
C. D.
4.如图是一瓶水分别正立、倒立放在水平桌面上的情景。水对底部的压力分别为 F甲和 Fz,瓶子对桌面的压强分别为 p甲和 pz。下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
5.一个空药瓶,瓶口扎上橡皮膜,分别竖直地浸入甲、乙两杯液体中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,两次药瓶在液体里的位置相同,两杯中液面相平,如图所示。若两次实验中橡皮膜的凹陷程度相同,下列说法正确的是( )
A.甲杯中橡皮膜受到的压强小 B.甲、乙两杯中液体密度相等
C.药瓶在甲杯中受到的浮力较大 D.乙杯底部受到液体压强较大
6.(2025青山区期末)如图甲所示是一款防溺水救生手环,在紧急情况下,只要启动手环上的开关,手环内的气囊就会立刻充满气体,如图乙所示。手环上的气囊通过增大 ,增大浮力,从而承载人体使头部露出水面。某同学的质量为63 kg,密度为1.05×
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,该同学的体积为 m³,若要使约占人体总体积的 的头部露出水面,充气后气囊的体积至少为 m³。(忽略手环所受的重力)
7.在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,物体所受的重力为4.8N,当把物体逐渐浸在水中和盐水中时弹簧测力计的示数如图所示。
(1)物体在图甲、乙中所受浮力的大小分别是 N和 N。可以初步得出的结论是 。
(2)对比图乙、丙可以初步得出的结论是 。对比图丙、丁可以初步得出的结论是 。
(3)由图中信息还可以计算出哪些物理量?请分别计算出它们的大小。
。
8.在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,小亮同学取四只瓶嘴大小相同的塑料瓶去底(其中B、C、D三瓶粗细相同),在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,如图所示,向A、B、C瓶中装入水,D瓶中装入盐水。
(1)瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度可反映液体压强的大小,此研究方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(2)根据A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同可知:液体的压强与液体的质量 (选填“有关”或“无关”)。
(3)根据B、C两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同,可知:液体的压强与液体的 有关。
(4)为了探究液体压强与液体密度的关系,需要比较 两个瓶子橡皮膜鼓起的程度,得出结论:液体压强与液体的密度有关。
(5)实验后,小亮自制如图E装置继续探究,已知隔板在容器的中央,他向隔板左侧倒水,发现橡皮膜向右侧凸起,这说明液体对容器 (选填“底部”或“侧壁”)有压强。他再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜恢复原状,如图F所示,则此液体密度 (选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
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第11 讲 功和机械能
知识梳理
知识点一 功
定义
通常而言,如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功
必要因素
①作用在物体上的 ;②物体在 上移动的距离
计算公式
W= ,W表示功,F表示力,s表示物体沿力的方向移动的距离
单位
国际单位是 ,简称 ,符号是 ,1J=1N·m
知识点二 功率
定义
与 之比叫作功率
意义
表示物体 的物理量,数值上等于单位时间内所做的功
计算公式
P= ,P表示功率,W表示功,t表示做功所用时间
单位
国际单位是 ,简称 ,符号是 ,1W=1J/s;常用单位kW,1kW= W
知识点三 动能和势能
能量
定义
物体 对外做功,我们就说这个物体具有能量,简称能
大小
一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越
动能
定义
物体由于 而具有的能量,叫作动能,一切运动的物体都具有动能
影响因素
质量相同的物体, 越大,它的动能越大;运动速度相同的物体, 越大,它的动能也越大
势能
重力势能
定义
在地球表面附近,物体由于受到 并处在一定 时所具有的能,叫作重力势能
影响因素
物体的 越大,位置越 ,它具有的重力势能就越大
弹性势能
定义
物体由于发生 而具有的能,叫作弹性势能
影响因素
物体的 越大,它具有的弹性势能就越大
知识点四 机械能及其转化
定义
能、 能和 能统称为机械能
守恒条件
在只有 和 相互转化时,机械能的总和不变,或者说,机械能是守恒的
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考点突破
考点一 功
【例1】下列选项中描述的力,有对物体做功的是( )
【例2】小明同学用40 N的水平推力推着重100 N的书箱在水平地面上前进了2m,松开手后,书箱仍向前滑行了1m,整个过程中小明做功 J,书箱的重力做功 J。
考点二 功率
【例3】爷爷和小红两人比赛爬楼梯,已知爷爷与小红体重之比为3:2,爷爷与小红爬完相同高的楼梯所用的时间之比为4:3,则爷爷、小红两人爬楼梯的功率之比为( )
A.9:8 B.8:9 C.2:1 D.1:2
【例4】大石头质量为0.6t,起重机的吊钩用15s的时间将大石头沿竖直方向匀速提升1m,g取10 N/ kg,则以下说法正确的是( )
A.起重机的吊钩将大石头沿竖直方向匀速提升的过程中,石头受到的重力和石头对吊钩的拉力是一对平衡力
B.起重机提升大石头做的功为(
C.起重机提升大石头做功的功率为
D.起重机的吊钩将大石头沿竖直方向匀速提升1m后再水平移动2m,起重机做的总功为1.
考点三 动能和势能
【例5】 (2025青山区期末)对下列物体所具有的机械能的判断错误的是( )
A.在水平公路上行驶的汽车具有动能 B.悬挂在天花板上的吊灯具有重力势能
C.在空中飞行的飞机只有动能 D.被拉开的弹弓具有弹性势能
【例6】飞机加速升空过程中,若不考虑燃油消耗引起的质量变化,则飞机( )
A.动能减小,重力势能减小 B.动能减小,重力势能增大
C.动能增大,重力势能减小 D.动能增大,重力势能增大
【例7】(2025青山区期末)如图是研究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。
(1)实验中物体的动能是指 (选填“小球A”或“木块B”)的动能,它的动能的大小是通过 (选填“s”或“h”)的大小来反映的。
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(2)让质量不等的小球A从斜坡上同一高度由静止滑下,撞击水平面上的木块,是为了研究动能大小与 的关系;小球A从斜坡的同一高度释放是为了保证小球A 大小相等。
(3)实验结果表明,速度相同时,质量越 的小球将木块撞得越远。所以,小球的速度相同时,质量越大,动能越 。
考点四 机械能及其转化
【例8】2023年5月 30 日,景海鹏、朱杨柱、桂海潮三名航天员乘坐神舟十六号载人飞船,成功进入中国空间站,与神舟十五号航天员乘组会师天宫,如图所示。下列说法正确的是( )
A.飞船在升空过程中,只存在动能和势能的相互转化
B.漂浮在空间站中的航天员重力势能为零
C.空间站组合体在轨稳定运行过程中机械能守恒
D.空间站组合体在太空中沿椭圆轨道绕地球运行,在近地点时动能最小
【例9】 (2024江岸区五调)将小球从离地某一高度O点处水平抛出,球落地后又弹起,它的部分运动轨迹如图所示,下列说法正确的是( )
A.小球经过相同高度的 A、B两点时动能相等
B.小球第一次反弹后到达最高点 P 点时速度为零
C.小球在 D 点时的机械能小于在C 点时的机械能
D.小球从O点运动到A 点的过程中,减少的重力势能全部转化为动能
【例10】 苏翊鸣在2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台比赛中夺得金牌。如图所示为运动员在空中运动的轨迹,图中a、c两处等高,若不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.运动员从a处到b处,重力势能转化为动能
B.运动员在a处和c 处的重力势能相等
C.运动员在b处时的机械能最大
D.运动员从b处到d 处速度逐渐减小
考点精练
基础巩固
1.(2025武昌区期末)如图所示是冰壶比赛场地的示意图。运动员从A点推动冰壶前进,到B点时松手,冰壶滑行到C点静止。运动员对冰壶做功的过程是( )
A. A到B 的全过程 B. B到C 的全过程
C. A到C 的全过程 D.都没有做功
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2.如图所示的情景中,属于动能转化为重力势能的是( )
3.(2025 青山区期末)某同学住在7楼,他在1楼乘电梯回家。电梯运行10s直接到达7楼。假设电梯匀速运行,每层楼高 3m ,该同学重 500 N,则电梯对他做的功及功率分别是( )
A.9 000 J 1 050 W B.9 000 J 900 W
C.10 500 J 900 W D.10 500 J 1 050 W
4.载人飞船返回舱接近地面时,反推发动机点火,返回舱减速下降,安全降落在着陆预定区域,如图所示。在此过程中,对于返回舱能量变化描述正确的是( )
A.返回舱动能减小,重力势能减小,机械能不变
B.返回舱动能不变,重力势能减小,机械能减小
C.返回舱动能减小,重力势能增加,机械能不变
D.返回舱动能减小,重力势能减小,机械能减小
5.(2025武汉模拟)如图,人造地球卫星在大气层外沿椭圆轨道环绕地球运行,下列说法正确的是( )
A.卫星在远地点时速度为零,动能为零
B.卫星从远地点向近地点运动,动能转化为重力势能
C.卫星从近地点向远地点运动,重力势能转化为动能
D.卫星从远地点向近地点运动,再从近地点向远地点运动,动能先增大后减小
6.(2025 北京模拟)如图所示,在跳台滑雪运动的示意图中,虚线表示运动员从助滑开始,直到下落至着陆坡的运动轨迹。在运动过程中,下列说法正确的是( )
A.以跳台为参照物,运动员是静止的
B.从A 位置到B 位置,运动员的机械能不变
C.在最高点 C位置时,运动员受到的合力为0
D.从C位置到D 位置,运动员的动能增大
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7.如图所示,运动员迎着飞来的足球奔跑,腾空跃起将足球顶出。考虑空气阻力的影响,下列说法正确的是( )
A.运动员在跑步阶段运动状态不变,在腾空阶段运动状态改变
B.足球与运动员相互作用的过程中,足球的弹性势能逐渐增大
C.足球从被顶出至刚落地的过程中,足球机械能减小,内能增大
D.足球对运动员的作用力与运动员对地面的作用力是一对平衡力
8.某同学组装了如图所示的滚摆,将滚摆从最高处由静止释放,观察到滚摆上下往复运动几次后,最终静止下来。下列说法正确的是( )
A.滚摆下降时,它的动能先变大后变小
B.滚摆上升时,它的动能越来越大,重力势能越来越小
C.滚摆下降时,它的重力势能转化为动能
D.滚摆上下往复运动的过程中,它的机械能守恒
9.(2024江汉区五调)如图所示,质量为6kg的无人机正沿着设定路线向斜上方匀速飞行,设定路线与水平面的夹角为30°,图中空气对无人机的力表示正确的是 (选填“F₁”“F₂”“F₃”或“F₄”),无人机的机械能 (选填“增加”“不变”或“减少”),在飞行路程为80m的过程中,无人机克服重力做的功为 J。(g取10 N/kg)
10.(2025武昌区期末)2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。火箭的燃料经过燃烧室燃烧以后,会产生高温高压的气体喷出,产生巨大的推力,这里利用到了力的作用是 ;火箭在加速上升的过程中,神舟二十号载人飞船的动能 ,机械能 (后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
能力提升
11.在水平地面上铺一张白纸,将皮球表面涂黑,使其分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑A、B,如图所示。下列说法正确的是( )
A.皮球下落过程中动能转化为重力势能
B.皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能
C.形成圆斑B时皮球是从更高处下落的
D.形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小
12.(2025东湖高新区期末)如图所示,蹦床运动员从某位置静止下落,与蹦床接触后,继续向下运动直至最低点。若不考虑空气阻力,关于该过程的分析,下列说法正确的是( )
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A.接触蹦床前,运动员的重力势能只有一部分转化为动能
B.整个过程中,运动员机械能守恒
C.从刚接触蹦床到运动至最低点的过程中,运动员的动能先增大后减小
D.运动员动能为零时,蹦床弹性势能最小
13.(2025石家庄期末)“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”,如图所示,人将一根有弹性的绳子系在身上,另一端固定在跳台上。人从跳台跳下,落至图中A点时弹性绳刚好被拉直,下落至图中B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等,图中C点是人能达到的最低点。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.从A点到B 点,绳子弹性势能减小
B.从A点到C 点,人的动能先增大后减小
C.从B点到C 点,人的重力势能转化为动能
D.从A 点到C 点,人的机械能不变
14.如图所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,做好后小华将它从不太陡的斜面滚到水平面。下列说法正确的是( )
A.罐子从斜面滚下,重力势能只转化为动能
B.罐子从斜面滚下的过程中,只有动能和势能的相互转化
C.因为能量之间可以相互转化,所以罐子滚下后可能再次往斜面上滚
D.当罐子速度为零时,橡皮筋的弹性势能达到最大
15.图甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置,图乙是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置,关于这两个实验,说法正确的是( )
A.两个实验都要始终控制物体从同一高度自由下滑,是为了保证物体到达水平面时的初速度相同
B.图乙实验中同一钢球从不同高度由静止释放,可得出物体的速度一定时,质量越大,动能越大
C.图甲实验可以推理出如果一个物体不受力,它将保持静止状态或匀速直线运动状态
D.图乙实验装置还可以用来探究物体的重力势能与高度的关系
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16.(2025 东西湖区期末)如图是“研究物体的动能与哪些因素有关”的实验装置图。
(1)实验中通过 来反映钢球动能的大小。
(2)实验中,研究的动能是指 (填字母)。
A.钢球在斜面上时的动能 B.钢球撞击木块前的动能
C.钢球撞击木块后的动能 D.木块被钢球撞击后的动能
(3)使同一钢球从斜面上不同高度自由滚下,是为了研究动能大小与 的关系。
(4)比较乙、丙两图,可以得出结论:当速度一定时,钢球的 越大,动能越大,这个结论可用于解释汽车 (选填“超速”或“超载”)带来的危害。
17.(2025洪山区期末)在第20届亚洲马拉松锦标赛中,宇树 B2机器狗担任“急救跑者”,携带质量为10kg的医疗物资,为选手们保驾护航。B2机器狗是一款四足机器狗,质量为60kg,四足和地面的总接触面积为50 cm²。如图甲所示,机器狗在奔跑状态下,四腿采用对角线换步法,始终有两足触地。机器狗还在尝试做其他工作,如图乙所示,工作人员正在泰山测试机器狗当“挑山工”,测试结果喜人:它驮着30kg的货物,爬过竖直高度为240m的3 000多级台阶,仅用了1小时!请计算:
(1)机器狗担任“急救跑者”,携带医疗物资奔跑时对水平地面的压强。
(2)若机器狗的牵引力恒为100 N,它陪跑10 km健康跑过程中牵引力做的功。
(3)这次当“挑山工”测试中,机器狗对所驮货物做功的功率。
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第 12 讲 简单机械
知识梳理
知识点一 杠杆
定义
在 的作用下绕着 转动的硬棒叫杠杆
吾囊
①支点:杠杆可以绕其 的点,用字母 表示。
②动力:使杠杆 的力,用字母 表示。
③阻力: 杠杆转动的力,用字母 表示。
说明:动力、阻力都是杠杆受到的力,所以作用点在 。动力、阻力的方向 相反,但它们使杠杆转动的方向一定相反。
④动力臂:从支点O到 作用线的 ,用字母l₁表示。
⑤阻力臂:从支点O到 作用线的 ,用字母l₂表示
分类
省力杠杆
l₁ l₂
F₁ F₂
力、 距离
撬棒、铡刀、羊角锤、起子
费力杠杆
l₁ l₂
F₁ F₂
力、 距离
理发剪刀、钓鱼竿、镊子
等臂杠杆
l₁ l₂
F₁ F₂
力、 距离
天平、定滑轮
拓展
最大动力臂和最小动力的作法:
(1)寻找最大动力臂的方法:①动力的作用点确定,则支点和动力作用点间的线段长度即为最大动力臂;②动力的作用点没有确定时,则杠杆上离支点最远的点到支点的距离即为最大动力臂。
(2)作最小动力的方法:①找出最大动力臂后,过动力作用点作动力臂的垂线;②根据杠杆平衡的实际情况确定动力的方向,最后在所作垂线上标出箭头和字母 F或
动态平衡(如图):
(1)动力保持垂直于杠杆作用:动力臂和阻力不变,阻力臂变化;
(2)动力保持竖直方向作用:动力臂和阻力臂的比例不变,阻力不变
探究杠杆的平衡条件
平衡状态
杠杆平衡是指杠杆 或
调节方法
实验前:调节杠杆两端的 ,使杠杆在不挂钩码时,保持 ,达到平衡状态
实验时:给杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡。这时杠杆两侧受到的作用力是钩码对杠杆的 ,大小等于各自钩码所受的
结论
杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是 ,写成公式为
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知识点二 滑轮
项目
定滑轮
动滑轮
滑轮组
实质
杠杆
动力臂是阻力臂 倍的杠杆
杠杆
力的关系(F,G)
距离的关系(s,h)
s=h
速度的关系
(U物;V绳)
U绳=
U绳=
V绳==
作用
改变
既可以 ,也可以改变
其他简单机械
斜面:一种可以 的简单机械,但必须多移动
轮轴:由具有共同转动轴的 和 组成,能绕固定轴转动的简单机械
知识点三 机械效率
定义
物理学中,将 跟 的比值叫作机械效率
公式
几种情况中的机械效率
濮怡
(忽略绳重及摩擦对实验的影响)
斜面
考点突破
考点一 杠杆
【例1】 如图所示杠杆中,动力 F的力臂是( )
A. OD B. OF C. OA D. OC
【例2】 (2025 泰安模拟)在“探究杠杆平衡的条件”的实验中,下列说法正确的是( )
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A.杠杆静止时右侧偏低,则需要向右调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡
B.如图甲所示,在杠杆右边 B处挂两个相同的钩码,要使杠杆仍在水平位置平衡,应在杠杆左边A 处挂四个相同的钩码
C.如图乙所示,若弹簧测力计在C处竖直向上的拉力为动力,则该杠杆为费力杠杆
D.如图乙所示,当弹簧测力计由图示位置逐渐向右倾斜时,要使杠杆仍在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数变大
【例3】 (2024武汉三调)如图所示是我国古代工匠通过杠杆将巨木一端抬起时的情景,图中横杆和支架组成了一个杠杆。关于该杠杆,下列说法正确的是( )
A.杠杆的动力臂比阻力臂短
B.杠杆动力作用点移动的距离比阻力作用点移动的距离小
C.增大工匠与支架之间的距离,工匠抬起巨木时更费力
D.减小横杆上悬绳与支架之间的距离,工匠抬起巨木时更省力
考点二 跨学科实践:制作简易杆秤
【例4】 (2024江汉区期末)某兴趣小组制作了一个简易杆秤,用一根较长的木制筷子作为秤杆,用细线把小盆系在A处作为秤盘,用细线系一个钩码作为秤砣,在O处系一根细线作为提纽。当秤砣细线移到O处且秤盘中不放物体时,提起提纽,秤杆水平平衡。在秤盘中放100g砝码,手提提纽,调节秤砣使秤杆再次水平平衡,标记此时秤砣细线在秤杆上的位置B并记为100g,如图所示。下列说法正确的是( )
A.秤砣的质量等于100g
B.若在O到B 之间均匀地画上50条刻度线,则每一格表示2.00g
C.称某物体质量时若右端翘起,应将秤砣适当向右移动使秤杆水平平衡
D.要使杆秤的最大称量质量变大,可将提纽适当向右移动
考点三 滑轮
【例5】 (2025 东湖高新区期末)某场馆建设中,采用如图所示的装置提升重物,重为750 N工人师傅站在水平地面上,双脚与地面的接触面积为 250 cm²,用竖直向下为 300 N的拉力拉动绳子自由端,使物体A在5s内匀速上升了2m。已知物体A重550 N,不计绳重与
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摩擦,下列说法错误的是( )
A.人对地面的压强为1.
B.所用动滑轮的重力是50 N
C.绳子自由端移动的速度为0.8m/s
D.该工人师傅使用此滑轮组最多能提升150 kg的物体
【例6】 简单机械在生活中有很多实际应用,如:指甲钳、剪刀、钥匙等。将图1所示的钥匙插入锁孔转动开锁时,钥匙就相当于一个 ;如图2所示的螺丝钉上有很多螺纹,将螺纹展开就相当于 。(两空均选填“滑轮”“轮轴”或“斜面”)
考点四 其他简单机械 机械效率
【例7】 如图所示,斜面长10 m,高4m 。用平行于斜面的大小为50 N的拉力 F将重100 N的物体从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中,下列说法正确的是( )
A.利用此装置既可以省力,也可以省功 B.物体受到的摩擦力为50 N
C.对物体所做的有用功为500 J D.该斜面的机械效率为80%
【例8】 两个滑轮按如图所示的方式组合,用5 N的拉力 F拉动绳端,使物体在5s 内水平向左匀速滑动1m,物体与地面间的摩擦力为9 N。下列选项正确的是( )
A. A是定滑轮,B是动滑轮 B.拉力 F做的功为5J
C.拉力 F的功率为1.8 W D.滑轮组的机械效率为90%
考点精练
基础巩固
1.如图所示,工人用独轮车搬运砖头,为了更省力,他不可以采取的措施是( )
A.双手抬高
B.砖头前移
C.双手后移
D.双手改成垂直把手用力
2.“劳则思,思则善心生”,劳动的过程就是一种学习。某学校劳动教育课堂上,以下图片的劳动场景中,利用了费力杠杆的是( )
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3.如图为探究杠杆平衡条件的实验装置,杠杆平衡时,钩码对杠杆的阻力 阻力臂 测力计示数 则动力臂l₁为( )
A.15 cm B.8cm C. 50cm D.80 cm
4.为撬起大石头,小明以O为支点架好撬棒,如图所示。他在A点用最小的力撬起大石头,请画出这个力的示意图。
5.健腹轮是一种简易的居家健身器械。如图甲所示,健腹轮的两个手柄包有粗糙的加厚海绵,这是为了 (选填“增大”或“减小”)摩擦力。如图乙所示,某人使用健腹轮锻炼时,先使膝盖接触地板,再用两手分别紧握健腹轮的两个手柄,身体尽量向前伸展,此时健腹轮对手的作用力相当于人体杠杆的动力,人体上部受到的重力(作用点在A 处)相当于阻力。请在图乙中画出这个人体杠杆的阻力及其力臂的示意图。
能力提升
6.如图所示,在轻质杠杆上吊一重物,在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F,使杠杆缓慢地从OA 转至OB,则在转动过程中( )
A. F不变,杠杆是省力杠杆 B. F变大,杠杆是省力杠杆
C. F不变,杠杆是费力杠杆 D. F变大,杠杆是费力杠杆
7.如图所示,工人站在水平台面上用滑轮组提升货物。工人第一次竖直向上用200 N的力拉绳子时,货物未离开水平地面;第二次用300 N的力竖直向上拉动绳子,使货物以0.08 m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600 N,货物重为810 N,货物与地面的接触面积为
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0.1m²,不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.第一次拉绳子时,工人对水平台面的压力为400 N
B.第一次拉绳子时,货物对地面的压强为8 100 Pa
C.第二次拉绳子的过程中,该滑轮组的机械效率为90%
D.第二次拉绳子的过程中,工人拉力的功率为24 W
8.(2025武汉模拟)为了增强市民身体素质,武汉很多公园安装了各式各样的健身器材。使用如图所示的器材时,将配重片调节至合适的限位孔,紧握把手向下拉,支架就可以绕着转轴转动,底座上的缓冲垫可以防止支架回落时噪声过大、限位垫可以防止支架转动角度过大。已知配重片的质量为10 kg,相邻限位孔之间距离为15 cm。
(1)请在图中画出某同学在 A位置向下拉把手的拉力F 的力臂。
(2)该同学在A位置沿图中力F 所示的方向刚好能用150 N的力拉动把手,拉力的力臂为30 cm,接着他将配重片向左移动了一个限位孔,再次在A位置沿图中力F 所示的方向刚好拉动把手需要 N的拉力。(不计支架和把手的重力以及支架和转轴间的摩擦力)
(3)该同学紧握把手同一位置沿竖直方向缓慢向下拉的过程中,拉力大小 (选填“变小”“不变”“变大”或“先变小后变大”)。
9.如图所示是小华同学探究滑轮组的机械效率的实验装置,实验数据如下表。
实验次数
钩码
重G/N
钩码上升高度h/ cm
弹簧测力
计示数 F/N
弹簧测力计移动的距离s/cm
机械效率η/%
1
1
10
0.5
30
66.7
2
2
10
0.75
30
88.9
3
2
20
0.75
(1)实验时,竖直向上 拉动弹簧测力计,使钩码缓慢上升。
(2)第3次测量中,弹簧测力计移动的距离为 cm,滑轮组机械效率为 。
(3)分析实验数据,可得出实验结论:滑轮组的机械效率与 有关。
(4)滑轮组的机械效率还可能与 和 等有关。
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微专题 15 动能、势能实验
1.如图所示为探究物体的动能跟哪些因素有关的实验装置。下列说法正确的是( )
A.该实验研究的是木块的动能
B.实验过程中,木块所受的滑动摩擦力始终不变$