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长江中学2025年5月物理错题再练
满分:90分 考试时间:90分钟
一、单选题:本大题共10小题,共20分。
1. 1897年,英国科学家汤姆生发现了原子内有带负电的电子,而原子是电中性的,由此推测,原子内还有带正电的物质,在此基础上,经过卢瑟福、玻尔等科学家的不断完善和修正,建立了现代原子结构模型,如图是小柯整理的物质微观构成网络图,则汤姆生当年推测的“带正电的物质”相当于图中的( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
【答案】B
【解析】
【详解】原子是由带正电的原子核和核外带负电的电子组成的,故乙为带正电的原子核。
故选B。
2. 踮脚是一项很好的有氧运动(如图),它简单易学,不受场地的限制,深受广大群众的喜爱,踮脚运动的基本模型是杠杆,下列分析正确的是( )
A. 脚后跟是支点,是省力杠杆
B. 脚后跟是支点,是费力杠杆
C. 脚掌与地面接触的地方是支点,是省力杠杆
D. 脚掌与地面接触的地方是支点,是费力杠杆
【答案】C
【解析】
【详解】如下图所示,踮脚时,脚掌与地面接触的地方是支点,小腿肌肉对脚的拉力向上,从图中可知动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故应选C。
3. 甲、乙两个球体,质量之比是,将甲放入水中,有一半体积露出水面,将乙放入酒精中,乙在酒精中处于悬浮状态,则甲、乙的体积之比为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】甲球的重力
因将甲放入水中,有一半体积露出水面,即甲在水中漂浮,则
又因为
则甲物体的密度
因乙在酒精中处于悬浮状态,所以,乙物体的密度
则甲、乙两球的体积之比为
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4. 质量是200g的物体轻放在盛满水的杯子中静止后,溢出160g的水,则此物体在杯中的状态是
A. 沉入水底 B. 漂浮在水面上 C. 悬浮在水中 D. 无法判断其浮沉情况
【答案】A
【解析】
【分析】物体在水中的浮沉取决于物体重力和浮力的大小关系.物体的重力为G=mg,而浮力大小根据阿基米德原理原理求得F浮=G排=m排g.比较两个力的大小即可作出判断.
【详解】物体的重力G物=m物g=200×10-3kg×9.8N/kg=1.96N.
物体在盛满水的杯子中静止后,,溢出160g的水,根据阿基米德原理可知物体受到的浮力F浮=G排=m排g=160×10-3kg×9.8N/kg=1.568N,所以G物>F浮,
物体将下沉,最后沉入水底.
故答案为A.
5. 下图是生活中几种常见的杠杆,其中属于省力杠杆的是( )
A. 钓鱼竿 B. 道钉撬
C. 筷子 D. 理发剪刀
【答案】B
【解析】
【详解】A.钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A不符合题意;
B.道钉撬在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B符合题意;
C.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C不符合题意;
D.理发剪刀在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
6. 如图所示是甲、乙两种物质的m﹣V图象,用这两种物质按一定比例混合制成实心小球,并将其放入水中。下列分析正确的是( )
A. 若甲、乙物质质量相等,则实心小球将沉入水底
B. 若甲、乙物质体积相等,则实心小球静止时漂浮于水面
C. 若实心小球悬浮在水中,则甲、乙物质体积比为5∶3
D. 若实心小球悬浮在水中,则甲、乙物质质量比为3∶2
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图象可知,当m甲=300g,V甲=200cm3,当m乙=200g时,V乙=300cm3,
则甲、乙两种物质的密度分别为
ρ甲===1.5g/cm3
同理
ρ乙=g/cm3
若甲、乙物质质量相等(为m),甲的体积为
V1=
乙的体积为
V2=
混合制成实心小球的平均密度
ρ==== =≈0.92g/cm3
因为
0.92g/cm3<1.0g/cm3
由物体的浮沉条件,若甲、乙物质质量相等,则实心小球将上浮,最后漂浮在水面上,故A错误;
B.若甲、乙物质体积相等(为V),甲的质量
m1=ρ甲V
乙的质量
m2=ρ乙V
实心的平均密度
ρ′===≈1.08g/cm3>1.0g/cm3
由物体的浮沉条件,若甲、乙物质体积相等,则实心小球将下沉,最后沉在水底,故B错误;
C.设甲的体积与总体积之比为x、乙物质与总体积之比为1﹣x,
小球的平均密度
ρ0===ρ甲x+ρ乙(1﹣x)
实心小球悬浮在水中,根据浮沉条件小球的平均密度等于水的密度,即
ρ甲x+ρ乙(1﹣x)=1.5g/cm3×x+g/cm3×(1﹣x)=1.0g/cm3
解得
x=40%
即甲的体积与总体积之比为40%,乙物质与总体积之比为
1﹣40%=60%
若实心小球悬浮在水中,则甲、乙物质体积比为
40%∶60%=2∶3
故C错误;
D.设甲物质质量占总质量的比为n,则乙占总质量之比(1﹣n),根据密度公式,小球的平均密度
ρ″===
根据悬浮的条件
=1.0g/cm3
将ρ甲=1.5g/cm3和ρ乙=g/cm3代入上式得
甲物质质量占总质量的比
n=60%
乙物质质量占总质量的比
1﹣n=1﹣60%=40%
则甲、乙物质质量比为
60%∶40%=3∶2
故D正确。
故选D。
7. 一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料,分别放在装有甲、乙两种液体的容器中,静止后饮料瓶的状态如图所示饮料瓶受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙。甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙。则( )
A. F浮甲>F浮乙,ρ甲>ρ乙 B. F浮甲<F浮乙,ρ甲<ρ乙
C. F浮甲=F浮乙,ρ甲>ρ乙 D. F浮甲=F浮乙,ρ甲<ρ乙
【答案】C
【解析】
【分析】同一饮料瓶在两种液体中都漂浮,所以受到的浮力都等于饮料瓶受到的重力;由图可以饮料瓶得出排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度。
【详解】由于饮料瓶漂浮,则F浮=G,所以,饮料瓶在两种液体中受到的浮力相等,都等于饮料瓶受到的重力G,即
F浮甲=F浮乙=G
由图可知,饮料瓶排开液体的体积:V甲排<V乙排,根据F浮=ρ液gV排可知,液体的密度:ρ甲>ρ乙。
故选C。
【点睛】本题考查了阿基米德原理、物体的漂浮条件,利用好漂浮(F浮=G)条件是解此类题目的关键。
8. 如图所示,在均匀杠杆的A处挂3个钩码,B处挂2个钩码,杠杆恰好在水平位置平衡,已知每个钩码的质量均为50g,若在A,B两处各加1个钩码,那么杠杆( )
A. 右边向下倾斜 B. 左边向下倾斜
C. 仍保持水平位置平衡 D. 无法确定杠杆是否平衡
【答案】A
【解析】
【详解】假设杠杆上每小格的长度为L,每个钩码的质量为50g,每个钩码的重力为
G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
在A、B两处再各加挂一个50g的钩码后,则A、B两处拉力分别为
FA′=0.5N×4=2N
FB′=0.5N×3=1.5N
杠杆左端力和力臂的乘积为
FA′×LA=2N×2L
杠杆右端力和力臂的乘积为
FB′×LB=1.5N×3L
因为
FA′×LA<FB′×LB
所以杠杆右边下沉。
故选A。
9. 将两物体分别挂在弹簧测力计下,让它们同时浸没在水中时,两弹簧测力计示数的减小值相同,则这两物体必定有相同的( )
A. 密度 B. 体积 C. 质量 D. 重量
【答案】B
【解析】
【详解】根据称重法可知:两弹簧测力计减小的数值相同,说明所受浮力相同,根据公式,说明排开液体体积相同,因为它们是浸没在水中,则排开液体的体积与物体体积相同,所以这两个物体体积相同。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
10. 关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A. 松软的馒头用手一捏体积会大大缩小,这说明分子间存在间隙
B. 卢瑟福发现了原子是可分的,提出了原子核式结构模型
C. 炒菜时油烟上升能说明分子在做无规则运动
D. 宇宙是一个有层次的天体结构系统
【答案】D
【解析】
【详解】A.松软的馒头用手一捏体积会大大缩小,这是物体结构松散,不能说明分子间存在间隙,故A错误;
B.汤姆孙发现了电子,从而证明原子是可分的,故B错误;
C.炒菜时油烟上升是物体的机械运动,不是分子在运动,分子运动是肉眼看不见的,故C错误;
D.宇宙是由物质组成的,宇宙中有很多的星系,星系中又有很多星体,宇宙是一个有层次的天体结构系统,并且处于不断的膨胀和演化过程中,故D正确。
故选D。
二、填空题:本大题共7小题,共23分。
11. 在课外小组活动中,小刚将挂在弹簧测力计下的形状不规则的石块分别浸没在水和盐水中,弹簧测力计的示数如图所示,石块在水中所受的浮力为__________N,在盐水中受到的浮力为__________N,该石块浸没在水中和浸没在盐水中的体积__________(选填“相等”或“不相等”).石块体积为__________,石块密度为__________,盐水密度为__________.(g取)
【答案】 ①. 1 ②. 1.1 ③. 相等 ④. 100 ⑤. 4 ⑥. 1.1
【解析】
【详解】[1]由图可知,石块的重力为,石块在水中所受的浮力为。
[2]石块在盐水中受到的浮力为。
[3]该石块在水中和在盐水中都完全浸没,浸没的体积都等于石块的体积,所以体积相等。
[4]根据可得,石块的体积为。
[5]根据可得,石块的质量为,由可得,石块的密度为。
[6]根据可得,盐水的密度为。
12. 将两个充满气的气球与头发摩擦后,用细线悬挂起来,出现了如图所示的现象,这是因为两个气球带上了__________(选填“同种”或“异种”)电荷,相互排斥;将气球靠近碎纸屑,碎纸屑被吸到气球上,说明带电体具有__________的性质。
【答案】 ①. 同种 ②. 吸引轻小物体
【解析】
【详解】[1]两个充满气的气球与头发摩擦后带有电荷,两气球彼此排斥分开,同种电荷互相排斥,说明两只气球带上了同种电荷。
[2]将气球靠近碎纸屑,碎纸屑被吸到气球上,说明带电体可以吸引轻小物体。
13. 如图所示是列车上常用的手推车,车内货物均匀摆放。车前行时,需经过障碍物。当车的前轮遇到障碍物A时,售货员向下按扶把,这时手推车可以视为杠杆,若手推车和货物总重200N,动力臂和阻力臂之比为2︰3,则服务员作用在扶把上的动力为 ______ N。当后轮遇到障碍物A时,售货员竖直向上提扶把,这时支点是 ______ (只填字母)点,这种情况下,手推车可以视为 ______ 杠杆(选填“省力”或“费力”)。
【答案】 ①. 300 ②. B ③. 省力
【解析】
【详解】[1]当车的前轮遇到障碍物A时,售货员向下按扶把,将手推车视为杠杆,支点为C点,若手推车和货物总重200N,动力臂和阻力臂之比为2︰3,根据杠杆平衡条件可得
F×2=200N×3
解得F=300N。即服务员作用在扶把上的动力为300N。
[2]当后轮遇到障碍物A时,售货员竖直向上提扶把,此时手推车绕B点转动,故B点为支点。
[3]此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆。
14. 建设中的常泰大桥为斜拉索公路、铁路两用大桥,如图为小华制作的斜拉索大桥模型,她用长30cm,重5N的质地均匀分布的木条OA做桥面,立柱GH做桥塔,OA可绕O点转动,A端用细线与GH上的B点相连,桥面OA实质是一种______(填简单机械名称),保持桥面水平,细线对OA的拉力F=______N;将细线一端的固定点由B点改至C点,拉力F的大小变化情况是______,由此小华初步了解到大桥建造很高桥塔的好处。
【答案】 ①. 杠杆 ②. 5N ③. 变小
【解析】
【详解】[1]在力的作用下如果能绕着一固定点转动的硬棒就叫杠杆。OA可绕O点转动,所以桥面OA实质是杠杆。
[2] OA保持与桥面水平时,此时拉力F为杠杆OA的动力,由于拉力方向与OA成30度角,所以动力臂为OA长的二分之一,阻力为杠杆OA的重力,阻力臂为OA长的二分之一,为等臂杠杆,根据杠杆平衡原理可知,细线对OA的拉力F为5N。
[3] 将细线一端的固定点由B点改至C点,动力臂将变大,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,拉力F的大小将变小。
15. 如图甲,放在水平桌面上的容器中装有适量的水,一空心合金块沉在水中。现用细线将合金块从水底缓慢提出水面,全过程中细线中的拉力F及合金块所受到的浮力F浮随上升距离h变化的关系图像如图乙。(水=1.0103kg/m3,水银=13.6103kg/m3, 取10N/kg)
(1)图乙中反映合金块的浮力F浮随h变化的图线是______(选填“①”或“②”);
(2)合金块沉在水中时排开水的体积为______m3,合金块的质量为______kg;
(3)若将合金块放在足够多的水银中,静止时受到的浮力为______N;
(4)若合金块空心部分的体积为410-4m3,该金属的密度为______kg/m3。
【答案】 ①. ② ②. ③. 1.6 ④. 16 ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]合金块从水底缓慢提出水面过程中,排开液体体积先不变后变小,则浮力先不变后变小,则浮力F浮随h变化的图线是②。
(2)[2]根据阿基米德原理可知
解得排液体的体积为
[3]根据图乙可知在水中细线对合金块的拉力为8N,对合金块受力分析可知,其重力大小为
则合金块的质量为
(3)[4]若将合金块浸没在足够多的水银中,受到的浮力为
远大于合金块的重力,则合金块在足够多的水银中应该处于漂浮状态,则静止时受到的浮力为16N。
(4)[5]由上可知,合金块金属部分的体积为
该金属的密度为
16. 如图所示,用方向始终垂直于杠杆的动力F将重物从A位置缓慢提升到B位置,在提升重物的过程中,动力F的大小变化情况是_____;该杠杆属于_____(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆.
【答案】 ①. 先变大后变小 ②. 省力
【解析】
【分析】从支点向力的作用线作垂线,垂线段的长度即力臂.
力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直,即动力臂不变;由位置A提升位置B,阻力不变,阻力力臂先变大,水平位置最大,后变小,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析动力变化情况.
【详解】将重物从A位置缓慢提升到B位置,如图所示,
动力F方向始终垂直于杠杆,所以动力臂长度为杠杆的长且大小不变;当杠杆在水平位置时,阻力的力臂最大、且阻力大小不变(等于物重),根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,此时动力最大,所以杠杆转动的过程中动力先变大、后变小.由图知,杠杆的动力臂始终大于阻力臂,所以该杠杆属于省力杠杆.
【点睛】本题考查学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用,确定杠杆由位置A拉到位置B阻力臂的变化情况是本题的关键.
17. 如图所示,把一个小球分别放入盛满不同液体的两个溢水杯中,图(a)的溢水杯中溢出的液体质量是,图(b)的溢水杯中溢出的液体质量是,则小球质量是__________g,若小球在两种液体中受到的浮力分别是和,则__________(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】 ①. 50 ②. <
【解析】
【详解】[1][2]由阿基米德原理可知,图(a)中小球受到的浮力为
图(b)中小球受到的浮力为
因为图(b)中小球漂浮,由物体浮沉条件可知G球=Fb
故小球的质量m球=m排b=50g
由上分析知Fa<Fb
三、作图题:本大题共3小题,共6分。
18.
(1)如图,杠杆在力、的作用下处于静止,是力的力臂。画出力的力臂和力。
(2)画出使杠杆在如图示位置静止时所用最小力
(3)如图所示,铁球正在盛水的杯中下沉,在图中画出铁球所受的力的示意图。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
作力的延长线,过支点O做力作用线的垂线段,则线段为力的力臂;过力臂的右端,作垂直于的直线,与杠杆OA的交点为力的作用点,方向斜向右上方,依此作图。
【小问2详解】
在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下,最省力,即动力臂最长,由图知OB比OA长,所以OB作动力臂最长,过B点与OB垂直向上作垂线就得到动力F的方向,依此作图。
【小问3详解】
铁球正在盛水的杯中下沉,受到重力和浮力作用,浮力的方向是沿竖直向上的,重力的方向竖直向下,作用点都可以画在重心,因为下沉,所以重力大于浮力,依此作图。
四、计算题:本大题共2小题,共11分。
19. 如图甲所示,将一正方形木块放入盛水容器中时,待其静止漂浮在水面后,木块体积的浸入水中,此时木块排开水重为6N。问:
(1)木块所受浮力F浮多大?
(2)木块密度ρ多大?
(3)如图乙所示,为使木块刚好全部浸入水中,需在木块上竖直向下施加多大的压力F?
【答案】(1)6N;(2)0.75×103kg/m3;(3) 2N
【解析】
【详解】(1)已知木块处于漂浮状态,受到的浮力等于木块排开水的重力,则木块所受浮力
(2) 木块处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,即
则有
解得
(3) 由可得,木块排开水的体积
则木块的体积
木块全部浸没水中时,受到的浮力
需要对木块施加的压力
答:(1)木块所受浮力为6N;
(2)木块密度为0.75×103kg/m3;
(3)需在木块上竖直向下施加2N的压力。
20. 如图所示,一足够长的刚性轻板(不易弯曲,且不计本身重量),A端用绳系住,并将绳的另一端固定在地面上,绳能承受的最大拉力为F绳=1500牛,用一支架将轻板支撑在O处,板刚好水平,设OA=0.5米,有一个重为250N的小孩,从O点开始出发,以v=0.5米/秒的速度向另一端缓慢行走,求:
(1)行走2秒后绳的拉力.
(2)行走多长时间,刚好绳被拉断.
【答案】(1)500N(2)行走6秒,刚好绳被拉断
【解析】
【详解】(1)行走2s 后,人行走的距离为:
l1=s=vt=0.5m/s×2s=1m,
因为F1l1=F2l2,所以,
250N×1m=F2×0.5m,
F2=500N;
(2)绳刚好被拉断时,绳子A端的拉力为 F绳=1500N,
因为F1l'1=F绳l2,所以,
250N×l'1=1500N×0.5m,
l'1=3m,
所以人行走的时间为:
所以行走6s,刚好绳被拉断.
答:(1) 行走2秒后绳的拉力是500N;
(2)行走6s时间,刚好绳被拉断.
五、实验探究题:本大题共3小题,共20分。
21. 小明在探究杠杆平衡条件的实验中,所用杠杆质量分布均匀,每个钩码质量均为50g.
(1)实验前没有挂钩码时,发现杠杆右端高,要使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的螺母向_____调节.调节平衡后,如图甲所示,在杠杆的左边A处挂四个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右端B处挂同样的钩码_____个.若将A、B两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1格,那么杠杆_____(选填“左”或“右”)端将会下沉.
(2)实验中小明发现用图乙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置平衡,但老师建议不宜采用这种方式,其主要原因为_____.
A.一个人无法独立操作 B.不方便测量力臂
C.力和力臂数目过多,不易得出结论 D.杠杆受力不平衡
(3)完成实验后小明突发奇想,想利用该杠杆(重心始终位于O点)制作一个可以直接测量质量的“杆秤”.
①如图丙所示,以杠杆上的A点为支点,当在C位置挂3个钩码,杠杆在水平位置刚好平衡,则该杠杆的质量_____g.然后小明将C位置的3个钩码取下,挂到右侧作为“秤砣”.
②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处,小明应在图丙C位置处装配一质量为_____g的吊盘.
③接着小明在图丁的D位置标记上该“杆秤”能测的最大质量_____g,并将其它质量数均匀标记在AD之间的刻度线上,完成“杆秤”的制作.
④小红用小明制作好的“杆秤”测一物体的质量,不留意只将两个钩码作为“秤砣”来使用,则小红的测量结果会_____(选填“偏小”、“依然准确”或“偏大”).
【答案】 ①. 右 ②. 3 ③. 右 ④. C ⑤. 100 ⑥. 150 ⑦. 600 ⑧. 偏大
【解析】
【详解】(1)[1]杠杆右高,应将杠杆向右端调节,使杠杆在水平位置平衡;
[2]设杠杆的分度值为L,一个钩码的重为G,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,nG×2L=2G×3L,所以n=3(个);
[3]将A. B两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1个格,则杠杆左端:F1L1=4G×2L=8GL,杠杆右端:F2L2=3G×3L=9GL,故右端下沉;
(2)[4]实验中小明的实验方式要考虑杠杆的重力对实验的影响,增大了实验的难度,力和力臂数目过多,不易得出结论,故C正确,ABD错误.
(3)①[5]以杠杆上的A点为支点,当在C位置挂3个钩码,杠杆在水平位置刚好平衡,设杠杆的质量为m,则:3m钩码g2L+mgL=mg4L;解得:m=2m钩码=2×50g=100g;
②[6]为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处,由①可知,小明应在图丙C位置处装配的吊盘的质量应等于三个钩码的质量,即150g;
③[7]小明在图丁的D位置挂上3个钩码后,设物体的最大质量为m′,由杠杆的平衡条件可知:m′g2L=3m钩码g8L,解得:m′=12m钩码=12×50g=600g;
④[8]小红用小明制作好的“杆秤”测一物体的质量,不留意只将两个钩码作为“秤砣”来使用,则秤砣的质量减小,阻力减小,由杠杆的平衡条件可知阻力臂变大,读数变大.
22. 为探究物体在水中受到的浮力大小与浸入水中的体积和深度的关系,小明和小华把装满水的溢水杯放到台秤上,溢水杯口下方放置一空量筒.用细线系住金属块并挂在弹簧测力计上,测力计示数为G.然后将金属块缓慢浸入水中,且始终不与杯接触,如图.
(1)金属块浸没前的过程中,测力计示数逐渐变小,说明浮力大小逐渐_____.据此,小明认为金属块受到的浮力随浸入水中的深度增大而增大;而小华则认为浮力随浸入水中的体积增大而增大,根据以上实验你认为下列说法正确的是_____.
A.只有小明的观点合理 B.只有小华的观点合理
C.两人的观点都不合理 D.两人的观点都合理
(2)接下来他们继续实验,增大金属块浸没在水中的深度,发现测力计的示数始终不变且为F,据此可得出_____的观点不具有普遍性.这个过程中金属块受到的浮力F浮=_____.
(3)为了深入研究,他们测出量筒中水的体积V排,水的密度用ρ水表示,其重力G排=_____,通过比较数据发现F浮=G排,换用不同的物体和液体重复上述实验,都能得出F浮=G排,说明决定浮力大小的根本因素是G排.
(4)从金属块开始浸入直至浸没一定深度的过程中台秤的示数变化情况是_____.
【答案】 ①. (1)变大; ②. D; ③. (2)小明; ④. G﹣F; ⑤. (3)ρ水V排g; ⑥. (4)一直不变
【解析】
【分析】(1)浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力作用,根据F=G-F浮 知道,受到的浮越大,则弹簧测力计的示数越小.
(2)由于增大金属块浸没在水中的深度,而测力计的示数始终不变,据此可知浮力与物体完全浸没在液体中的深度无关;
(3)由重力G=mg=ρV g计算排出水的重力;
(4)根据台秤示数等于台秤对容器的支持力,然后由阿基米德原理可知台秤示数前后示数的变化.
【详解】(1)金属块浸没前的过程中,测力计示数逐渐变小,由F=G-F浮 知道,说明浮力大小逐渐变大;金属块浸没前的过程中,小明认为金属块受到的浮力随浸入水中的深度增大而增大;而小华则认为浮力随浸入水中的体积增大而增大,结合以上实验,说明两人的观点都合理,故选D;
(2)接下来他们继续实验,增大金属块浸没在水中的深度,发现测力计的示数始终不变且为F,则说明出浮力与物体完全浸没在液体中的深度无关,即小明的观点不具有普遍性;由F=G-F浮 知道,这个过程中金属块受到的浮力是:F浮 =G-F;
(3)根据题意知道,测出量筒中水的体积是V排,水的密度用ρ水表示,则其重力G排=m排 g=ρ水V排g.
(4)分析台秤的受力知道,台秤的示数等于溢水杯的重力+水的重力+物体对水向下的压力-溢出的水人重力,且物体对水向下的压力等于浮力,等于溢出的是的重力,所以抵消,故台秤示数不变.
23. 小明和小华利用吸管、金属丝、石蜡等材料自制简易密度计。
(1)小明取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制成简易密度计,使其能竖直______在液体中;
(2)小明用刻度尺测得简易密度计的长度h0为18cm,将密度计放入水中,测得露出水面的高度h1为10.3cm,再将该密度计放入待测液体中,测得露出液体表面的高度h2为11cm,如图甲,密度计在水和待测液体中所受浮力F水______F液(选填“>”、“=”或“<”),写出待测液体密度的表达式:ρ液=______(用上述物理量字母表示,水的密度为ρ水)。并计算出待测液体密度ρ液=______g/cm3;
(3)继续测出其他液体的密度,并在密度计上标出了相应的刻度线,如图乙所示,正确的是______;
(4)小华对实验数据进行了一定的处理,描点作图得到如图丙所示的图像,则图像中横坐标所表示的量是______。
【答案】 ①. 漂浮 ②. = ③. ④. 1.1 ⑤. C ⑥.
【解析】
【详解】(1)[1]密度计是根据物体漂浮时浮力等于重力的性质制成的。所以密度计应能竖直漂浮在液体中。
(2)[2]由图甲可知,密度计在水和待测液体中均是漂浮,由物体的浮沉条件可知,漂浮时,物体所受浮力的大小等于自身重力。所以密度计在水和待测液体中所受浮力F水=F液。
[3][4]由F水=F液和F浮=ρ液V排g可得
ρ水V排水g=ρ液V排液g
由图甲可知,设密度计的底面积为S,则有
ρ水S(h0-h1)g=ρ液S(h0-h2)g
化简得
简易密度计的长度h0为18cm,将密度计放入水中,测得露出水面的高度h1为10.3cm,再将该密度计放入待测液体中,测得露出液体表面的高度h2为11cm,将数据代入上式,可得待测液体密度是
(3)[5]由密度计漂浮,浮力大小等于自身重力,设密度计的底面积为S,浸入水中,即水下部分的长度为h,则有
F浮=ρ液V排g=ρ液Shg=G
解得
由上式可知,h与ρ液成反比,即水下部分越少,液体密度越大,即密度计上端刻度值小,下端刻度值大;根据反比例函数的性质可知,密度计刻度不均匀,随着液体密度的增加,水下部分减小的越来越慢,即密度计下端刻度线密集,上端刻度线稀疏。由此可知,图乙中的C是正确的。
(4)[6]小华对实验数据进行了一定的处理,描点作图得到如图丙所示的图像,由图像可知,这是一条过原点的斜线,是正比例函数,说明横轴、纵轴表示的量成正比。由(3)可知
h与ρ液成反比,则h与成正比。因此则图像中纵坐标表示的量为浸入液体中的深度h,横坐标所表示的量是液体密度的倒数。
六、综合题:本大题共1小题,共10分。
24. 阅读短文,回答问题。
绝境重生的372舰艇
海水跃层也称“跃变层”,它是指海水中某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层,如果海水跃层是上层密度大、下层密度小的状态,形成负密度梯度跃变层,被称为“海中断崖”。潜艇在水下航行中,如突遭海中断崖,急剧掉向海底,称为“掉深”,大多数常规潜艇的有效潜深为300m,潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时,会被巨大的海水压力破坏,造成失事。
我军372潜艇一次远航战备巡逻中,碰见“掉深”的情况,这次潜艇掉的又快又深,潜艇的主机舱管路发生破损,艇长王红理瞬间发出命令:“损管警报!向所有水柜供气!”。不到10秒钟,应急供气阀门打开,所有水柜开始供气;1分钟内,上百个阀门关闭,数十种电气设备关闭;2分钟后,全艇各舱室封舱完毕。但“掉深”依然继续。3分钟后,掉深终于停止,深度计开始缓慢回升。372潜艇闯过鬼门关,化险为夷,创下了同类潜艇深度自拔的新纪录,创造了我军乃至世界潜艇史上的奇迹。
(1)“海中断崖”通常指滑艇遇到海水密度跃层,潜艇所处的海水密度突然变__________(选填“大”或“小”),所受的浮力突然__________(选填“增大”或“减小”),失去平衡急剧下沉的一种现象。
(2)潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时,会被巨大的海水压力破坏,造成失事。这是由于海水的压强随深度的增大而__________。
(3)“向所有的水柜供气”的目的是__________。
(4)实施高压供气、关闭各种阀门后,潜艇掉深有所减缓,但不会立即停止,这是因为__________。
(5)潜水器从刚好浸没开始计时,下潜到返回水面共用时10min,显示器上分别显示全过程深度与时间的图像如图所示,下列分析正确的是__________;
A. 1~3min深潜器受到的浮力小于4~6min
B. 4~6min,可能处于悬停阶段
C. 1~3min,潜水器受力平衡
D. 6~8min,潜水器排开水的体积变小
(6)若某型号潜水器体积约,未增加压载铁时总质量为22吨,下潜最大深度可到达3000m。它靠所带的压载铁实现无动力下潜、悬停和上浮。设海水密度均匀,下潜到3000m深度时,至少应加压载铁__________t();
(7)悬停的潜水器抛掉压载铁,接下来的运动中,潜水器还会受到阻力,且速度越大,阻力也越大,如果深度足够最终潜水器会__________(选填“加速”、“匀速”或“减速”)上浮。
【答案】(1) ①. 小 ②. 减小
(2)增大 (3)排出水柜内的水,减小自身重力,使潜艇快速上浮
(4)惯性 (5)B
(6)29 (7)匀速
【解析】
【小问1详解】
[1]根据“海中断崖”现象可知,海水跃层是上层密度大、下层密度小,滑艇遇到海水密度跃层,潜艇所处的海水密度突然变小。
[2]因此由可知,海中断崖的海水密度减小,会造成潜艇受到的浮力减小。
【小问2详解】
根据可知,潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时,深度增加,压强增大,即海水的压强随深度的增大而增大。
【小问3详解】
潜艇能够在海底自由的上浮和下潜靠的是改变自身重力来实现的;“向所有的水柜供气”的目的是排出水柜内的水,减小自身重力,使潜艇快速上浮。
【小问4详解】
实施高压供气、关闭各种阀门后,潜艇掉深有所减缓,由于潜艇具有惯性,要继续保持原来的运动状态,所以不会立即停止。
【小问5详解】
潜水器从刚好浸没开始计时,1~3min和4~6min潜水器都是完全浸没,排开水的体积都等于潜水器的体积,又因为液体密度不变,根据排知。1~3min深潜器受到的浮力与4~6min时相等,故A错误;由图知4~6min时,深度不变,可能处于悬停阶段,故B正确;由图知1~3min潜水器下潜的深度与时间不成正比,说明潜水器不是匀速下潜,此时潜水器受力不平衡,故C错误;因为潜水器从刚好浸没开始计时,6~8min时潜水器还在液面以下,潜水器排开水的体积不变,故D错误。故选B。
【小问6详解】
潜水器完全浸没时受到的浮力
潜水器的重力为
压载铁的重力
压载铁的质量为
【小问7详解】
悬停的潜水器所受浮力等于重力,抛掉压载铁时重力减小,重力小于浮力,潜水器会加速上浮,由于潜水器还会受到阻力,且速度越大,阻力也越大,当浮力等于阻力与重力之和时,潜水器会匀速上浮。
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长江中学2025年5月物理错题再练
满分:90分 考试时间:90分钟
一、单选题:本大题共10小题,共20分。
1. 1897年,英国科学家汤姆生发现了原子内有带负电的电子,而原子是电中性的,由此推测,原子内还有带正电的物质,在此基础上,经过卢瑟福、玻尔等科学家的不断完善和修正,建立了现代原子结构模型,如图是小柯整理的物质微观构成网络图,则汤姆生当年推测的“带正电的物质”相当于图中的( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
2. 踮脚是一项很好的有氧运动(如图),它简单易学,不受场地的限制,深受广大群众的喜爱,踮脚运动的基本模型是杠杆,下列分析正确的是( )
A. 脚后跟是支点,是省力杠杆
B. 脚后跟是支点,是费力杠杆
C. 脚掌与地面接触的地方是支点,是省力杠杆
D. 脚掌与地面接触的地方是支点,是费力杠杆
3. 甲、乙两个球体,质量之比是,将甲放入水中,有一半体积露出水面,将乙放入酒精中,乙在酒精中处于悬浮状态,则甲、乙的体积之比为( )
A. B. C. D.
4. 质量是200g的物体轻放在盛满水的杯子中静止后,溢出160g的水,则此物体在杯中的状态是
A. 沉入水底 B. 漂浮在水面上 C. 悬浮在水中 D. 无法判断其浮沉情况
5. 下图是生活中几种常见的杠杆,其中属于省力杠杆的是( )
A. 钓鱼竿 B. 道钉撬
C. 筷子 D. 理发剪刀
6. 如图所示是甲、乙两种物质的m﹣V图象,用这两种物质按一定比例混合制成实心小球,并将其放入水中。下列分析正确的是( )
A. 若甲、乙物质质量相等,则实心小球将沉入水底
B. 若甲、乙物质体积相等,则实心小球静止时漂浮于水面
C. 若实心小球悬浮在水中,则甲、乙物质体积比为5∶3
D. 若实心小球悬浮在水中,则甲、乙物质质量比为3∶2
7. 一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料,分别放在装有甲、乙两种液体的容器中,静止后饮料瓶的状态如图所示饮料瓶受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙。甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙。则( )
A. F浮甲>F浮乙,ρ甲>ρ乙 B. F浮甲<F浮乙,ρ甲<ρ乙
C. F浮甲=F浮乙,ρ甲>ρ乙 D. F浮甲=F浮乙,ρ甲<ρ乙
8. 如图所示,在均匀杠杆的A处挂3个钩码,B处挂2个钩码,杠杆恰好在水平位置平衡,已知每个钩码的质量均为50g,若在A,B两处各加1个钩码,那么杠杆( )
A. 右边向下倾斜 B. 左边向下倾斜
C. 仍保持水平位置平衡 D. 无法确定杠杆是否平衡
9. 将两物体分别挂在弹簧测力计下,让它们同时浸没在水中时,两弹簧测力计示数的减小值相同,则这两物体必定有相同的( )
A. 密度 B. 体积 C. 质量 D. 重量
10. 关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A. 松软的馒头用手一捏体积会大大缩小,这说明分子间存在间隙
B. 卢瑟福发现了原子是可分的,提出了原子核式结构模型
C. 炒菜时油烟上升能说明分子在做无规则运动
D. 宇宙是一个有层次的天体结构系统
二、填空题:本大题共7小题,共23分。
11. 在课外小组活动中,小刚将挂在弹簧测力计下的形状不规则的石块分别浸没在水和盐水中,弹簧测力计的示数如图所示,石块在水中所受的浮力为__________N,在盐水中受到的浮力为__________N,该石块浸没在水中和浸没在盐水中的体积__________(选填“相等”或“不相等”).石块体积为__________,石块密度为__________,盐水密度为__________.(g取)
12. 将两个充满气的气球与头发摩擦后,用细线悬挂起来,出现了如图所示的现象,这是因为两个气球带上了__________(选填“同种”或“异种”)电荷,相互排斥;将气球靠近碎纸屑,碎纸屑被吸到气球上,说明带电体具有__________的性质。
13. 如图所示是列车上常用的手推车,车内货物均匀摆放。车前行时,需经过障碍物。当车的前轮遇到障碍物A时,售货员向下按扶把,这时手推车可以视为杠杆,若手推车和货物总重200N,动力臂和阻力臂之比为2︰3,则服务员作用在扶把上的动力为 ______ N。当后轮遇到障碍物A时,售货员竖直向上提扶把,这时支点是 ______ (只填字母)点,这种情况下,手推车可以视为 ______ 杠杆(选填“省力”或“费力”)。
14. 建设中的常泰大桥为斜拉索公路、铁路两用大桥,如图为小华制作的斜拉索大桥模型,她用长30cm,重5N的质地均匀分布的木条OA做桥面,立柱GH做桥塔,OA可绕O点转动,A端用细线与GH上的B点相连,桥面OA实质是一种______(填简单机械名称),保持桥面水平,细线对OA的拉力F=______N;将细线一端的固定点由B点改至C点,拉力F的大小变化情况是______,由此小华初步了解到大桥建造很高桥塔的好处。
15. 如图甲,放在水平桌面上的容器中装有适量的水,一空心合金块沉在水中。现用细线将合金块从水底缓慢提出水面,全过程中细线中的拉力F及合金块所受到的浮力F浮随上升距离h变化的关系图像如图乙。(水=1.0103kg/m3,水银=13.6103kg/m3, 取10N/kg)
(1)图乙中反映合金块的浮力F浮随h变化的图线是______(选填“①”或“②”);
(2)合金块沉在水中时排开水的体积为______m3,合金块的质量为______kg;
(3)若将合金块放在足够多的水银中,静止时受到的浮力为______N;
(4)若合金块空心部分的体积为410-4m3,该金属的密度为______kg/m3。
16. 如图所示,用方向始终垂直于杠杆的动力F将重物从A位置缓慢提升到B位置,在提升重物的过程中,动力F的大小变化情况是_____;该杠杆属于_____(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆.
17. 如图所示,把一个小球分别放入盛满不同液体的两个溢水杯中,图(a)的溢水杯中溢出的液体质量是,图(b)的溢水杯中溢出的液体质量是,则小球质量是__________g,若小球在两种液体中受到的浮力分别是和,则__________(选填“>”“=”或“<”)。
三、作图题:本大题共3小题,共6分。
18.
(1)如图,杠杆在力、的作用下处于静止,是力的力臂。画出力的力臂和力。
(2)画出使杠杆在如图示位置静止时所用最小力
(3)如图所示,铁球正在盛水的杯中下沉,在图中画出铁球所受的力的示意图。
四、计算题:本大题共2小题,共11分。
19. 如图甲所示,将一正方形木块放入盛水容器中时,待其静止漂浮在水面后,木块体积的浸入水中,此时木块排开水重为6N。问:
(1)木块所受浮力F浮多大?
(2)木块密度ρ多大?
(3)如图乙所示,为使木块刚好全部浸入水中,需在木块上竖直向下施加多大的压力F?
20. 如图所示,一足够长的刚性轻板(不易弯曲,且不计本身重量),A端用绳系住,并将绳的另一端固定在地面上,绳能承受的最大拉力为F绳=1500牛,用一支架将轻板支撑在O处,板刚好水平,设OA=0.5米,有一个重为250N的小孩,从O点开始出发,以v=0.5米/秒的速度向另一端缓慢行走,求:
(1)行走2秒后绳的拉力.
(2)行走多长时间,刚好绳被拉断.
五、实验探究题:本大题共3小题,共20分。
21. 小明在探究杠杆平衡条件的实验中,所用杠杆质量分布均匀,每个钩码质量均为50g.
(1)实验前没有挂钩码时,发现杠杆右端高,要使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的螺母向_____调节.调节平衡后,如图甲所示,在杠杆的左边A处挂四个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右端B处挂同样的钩码_____个.若将A、B两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1格,那么杠杆_____(选填“左”或“右”)端将会下沉.
(2)实验中小明发现用图乙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置平衡,但老师建议不宜采用这种方式,其主要原因为_____.
A.一个人无法独立操作 B.不方便测量力臂
C.力和力臂数目过多,不易得出结论 D.杠杆受力不平衡
(3)完成实验后小明突发奇想,想利用该杠杆(重心始终位于O点)制作一个可以直接测量质量的“杆秤”.
①如图丙所示,以杠杆上的A点为支点,当在C位置挂3个钩码,杠杆在水平位置刚好平衡,则该杠杆的质量_____g.然后小明将C位置的3个钩码取下,挂到右侧作为“秤砣”.
②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处,小明应在图丙C位置处装配一质量为_____g的吊盘.
③接着小明在图丁的D位置标记上该“杆秤”能测的最大质量_____g,并将其它质量数均匀标记在AD之间的刻度线上,完成“杆秤”的制作.
④小红用小明制作好的“杆秤”测一物体的质量,不留意只将两个钩码作为“秤砣”来使用,则小红的测量结果会_____(选填“偏小”、“依然准确”或“偏大”).
22. 为探究物体在水中受到的浮力大小与浸入水中的体积和深度的关系,小明和小华把装满水的溢水杯放到台秤上,溢水杯口下方放置一空量筒.用细线系住金属块并挂在弹簧测力计上,测力计示数为G.然后将金属块缓慢浸入水中,且始终不与杯接触,如图.
(1)金属块浸没前的过程中,测力计示数逐渐变小,说明浮力大小逐渐_____.据此,小明认为金属块受到的浮力随浸入水中的深度增大而增大;而小华则认为浮力随浸入水中的体积增大而增大,根据以上实验你认为下列说法正确的是_____.
A.只有小明的观点合理 B.只有小华的观点合理
C.两人的观点都不合理 D.两人的观点都合理
(2)接下来他们继续实验,增大金属块浸没在水中的深度,发现测力计的示数始终不变且为F,据此可得出_____的观点不具有普遍性.这个过程中金属块受到的浮力F浮=_____.
(3)为了深入研究,他们测出量筒中水的体积V排,水的密度用ρ水表示,其重力G排=_____,通过比较数据发现F浮=G排,换用不同的物体和液体重复上述实验,都能得出F浮=G排,说明决定浮力大小的根本因素是G排.
(4)从金属块开始浸入直至浸没一定深度的过程中台秤的示数变化情况是_____.
23. 小明和小华利用吸管、金属丝、石蜡等材料自制简易密度计。
(1)小明取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制成简易密度计,使其能竖直______在液体中;
(2)小明用刻度尺测得简易密度计的长度h0为18cm,将密度计放入水中,测得露出水面的高度h1为10.3cm,再将该密度计放入待测液体中,测得露出液体表面的高度h2为11cm,如图甲,密度计在水和待测液体中所受浮力F水______F液(选填“>”、“=”或“<”),写出待测液体密度的表达式:ρ液=______(用上述物理量字母表示,水的密度为ρ水)。并计算出待测液体密度ρ液=______g/cm3;
(3)继续测出其他液体的密度,并在密度计上标出了相应的刻度线,如图乙所示,正确的是______;
(4)小华对实验数据进行了一定的处理,描点作图得到如图丙所示的图像,则图像中横坐标所表示的量是______。
六、综合题:本大题共1小题,共10分。
24. 阅读短文,回答问题。
绝境重生的372舰艇
海水跃层也称“跃变层”,它是指海水中某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层,如果海水跃层是上层密度大、下层密度小的状态,形成负密度梯度跃变层,被称为“海中断崖”。潜艇在水下航行中,如突遭海中断崖,急剧掉向海底,称为“掉深”,大多数常规潜艇的有效潜深为300m,潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时,会被巨大的海水压力破坏,造成失事。
我军372潜艇一次远航战备巡逻中,碰见“掉深”的情况,这次潜艇掉的又快又深,潜艇的主机舱管路发生破损,艇长王红理瞬间发出命令:“损管警报!向所有水柜供气!”。不到10秒钟,应急供气阀门打开,所有水柜开始供气;1分钟内,上百个阀门关闭,数十种电气设备关闭;2分钟后,全艇各舱室封舱完毕。但“掉深”依然继续。3分钟后,掉深终于停止,深度计开始缓慢回升。372潜艇闯过鬼门关,化险为夷,创下了同类潜艇深度自拔的新纪录,创造了我军乃至世界潜艇史上的奇迹。
(1)“海中断崖”通常指滑艇遇到海水密度跃层,潜艇所处的海水密度突然变__________(选填“大”或“小”),所受的浮力突然__________(选填“增大”或“减小”),失去平衡急剧下沉的一种现象。
(2)潜艇不受控制地掉到安全潜深以下时,会被巨大的海水压力破坏,造成失事。这是由于海水的压强随深度的增大而__________。
(3)“向所有的水柜供气”的目的是__________。
(4)实施高压供气、关闭各种阀门后,潜艇掉深有所减缓,但不会立即停止,这是因为__________。
(5)潜水器从刚好浸没开始计时,下潜到返回水面共用时10min,显示器上分别显示全过程深度与时间的图像如图所示,下列分析正确的是__________;
A. 1~3min深潜器受到的浮力小于4~6min
B. 4~6min,可能处于悬停阶段
C. 1~3min,潜水器受力平衡
D. 6~8min,潜水器排开水的体积变小
(6)若某型号潜水器体积约,未增加压载铁时总质量为22吨,下潜最大深度可到达3000m。它靠所带的压载铁实现无动力下潜、悬停和上浮。设海水密度均匀,下潜到3000m深度时,至少应加压载铁__________t();
(7)悬停的潜水器抛掉压载铁,接下来的运动中,潜水器还会受到阻力,且速度越大,阻力也越大,如果深度足够最终潜水器会__________(选填“加速”、“匀速”或“减速”)上浮。
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