2025-2026学年江苏省无锡市梁溪区八年级下学期期中物理模拟卷(解析版)
2026-04-29
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内容正文:
2025-2026学年江苏省无锡市梁溪区八年级(下)期中物理模拟拔高卷
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题24分)
一.选择题(共12小题)
1.下列估测的数据与实际相符的是( )
A.无锡夏天傍晚的温度约5℃ B.水的密度约1kg/m3
C.人正常步行的速度约1.1m/s D.一个鸡蛋的质量约为250g
2.三个相同的量筒分别装有密度由大到小的100g的盐水、水、酒精,则杯中液面( )
A.酒精最高 B.水最高 C.盐水最高 D.一样高
3.2025年西安国际科创展上,宽禁带半导体材料备受关注。碳化硅(SiC)作为典型宽禁带半导体,具有耐高温、高绝缘性、高导热性等特点。下列器件中,不适宜用碳化硅制作的是( )
A.新能源汽车逆变器 B.高温环境传感器
C.电路中的绝缘垫片 D.家用导线的铜芯
4.图是2025年11月25日,神舟二十二号飞船携带航天员食品、药品、新鲜果蔬及空间站设备等物资在发射升空中,质量( )
A.变大 B.不变 C.变小 D.无法确定
5.华夏文化博大精深,在描述与力有关的现象中汉语的表达能力非常出色,在下面几句话中划横线部分包含的力的作用效果与其他三项不相同的是( )
A.在捏橡皮泥游戏中,小明和小丽共同把橡皮泥捏变形了
B.工人师傅用钳子把铁丝剪断了
C.篮球比赛时,球员把飞来的篮球接住了
D.小虎不小心把掉在地上的塑料尺踩断了
6.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦忽略不计,物重G=10N,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A.10N,0N B.0,10N
C.10N,20N D.10N,10N
7.如图所示的实例中,目的是为了减小摩擦的是( )
A.行李箱下的轮子 B.轮胎上的花纹 C.起瓶器夹紧瓶盖 D.杯垫表面的凸起
8.有关水上运动方面的说法,下列分析正确的是( )
A.划皮划艇时,划出去的皮划艇受重力、船桨的作用力和水的阻力
B.蹼泳时,脚向后蹬水,水对脚施加的推力方向是向后的
C.赛龙舟时,船桨交替向后划水,使船前进的力的施力物体是水
D.跳水运动中,运动员对跳板施加的力大于跳板对运动员施加的力
9.现在智能手机都有这样一个功能:把一开始竖放的手机转90度横放,手机显示画面就自动转动90度,保持画面正立,如图所示。在把手机从竖放转为横放的过程中,下列分析正确的是( )
A.手机重力的大小发生了变化
B.手机重力的方向发生了变化
C.手机重力的方向没有改变,手机重心高度升高
D.手机重力的方向没有改变,手机重心高度降低
10.“顶缸”是我国的传统杂技项目,如图所示,表演者顶着缸站在水平舞台上保持静止。与缸所受的重力是一对平衡力的是( )
A.缸对人的压力 B.人对缸的支持力
C.舞台对人的支持力 D.舞台受到的压力
11.如图所示,做“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”实验时拉动水平木板向左运动,让物块分别在不同实验条件下相对底板保持静止。下列说法正确的是( )
A.实验前应在水平方向上对弹簧测力计调零
B.甲图实验中若将木板加速拉动,则弹簧测力计的示数不变
C.乙图中木块上方的砝码受到水平向右的摩擦力
D.比较乙、丙两图,可知滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关
12.以下是一则新闻报道:“今天零时,柴油价格每吨提高300元,换算到零售价格柴油每升提高了0.24元。”据此估测柴油的密度约为(不考虑生产运输过程中密度的变化)( )
A.0.80×103kg/m3 B.0.85×103kg/m3
C.0.90×103kg/m3 D.0.95×103kg/m3
第II卷(非选择题76分)
二.填空题(共10小题)
13.某瓶子装满水时的总质量为 400g,装满酒精时总质量为 320g,则瓶子的容积为______cm3;这个瓶子装满密度为 1.2g/cm3的盐水后的总质量为______g(ρ水 = 1.0g/cm3,ρ酒精 = 0.8g/cm3)。
14.钢瓶内装有密度为8kg/m3的氧气,某次气焊中用去了其中质量的,则钢瓶内剩余氧气的密度为______kg/m3;一瓶酒精密度为0.8×103kg/m3,用掉了质量的,剩余酒精的密度为______kg/m3。在寒冷的东北地区,冬天对自来水管的保护尤为重要。如果保护不好,水管内的水结了冰可能会把水管冻裂。一定质量的水结冰后密度会______,体积会______。(均选填“变大”或“变小”)
15.一个装有茶水的茶壶如图所示,壶身和壶嘴构成 ;壶盖给壶身的压力是由于 的形变而产生的。
16.如图甲所示,完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在12N的水平拉力F1的作用下,A、B一起做匀速直线运动,此时木块B所受的摩擦力为 N,若将A、B紧靠着放在水平桌面上,有水平力F2推A使它们一起匀速运动(如图乙所示),则推力F2= N。
17.如图甲所示,质地均匀的泥坯砖的质量为12kg,其长、宽、高分别为30cm、20cm、10cm。(g取10N/kg)
(1)图甲中泥坯砖的密度为 kg/m3;
(2)图甲中泥坯砖对水平地面的压强为 Pa;
(3)如图乙是一边长为20cm的正方形底座,其上表面能承受的最大压强为2500Pa,现将图甲中泥坯砖的某一个面朝下平放在地面上,沿竖直方向切一刀,将切下的部分放在底座上正中央,在不超过上表面承受压强的前提下,切下后放在乙上的甲泥坯砖质量的最大值为 kg。
18.如图所示,用20N的力握着一质量为300g的装水玻璃杯静止悬在空中时,杯子所受摩擦力方向 ,大小为 N(g=10N/kg);如果增大握力,则杯子受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”);当在杯中再加入少量的水,仍使杯子静止悬在空中时,则杯子受到的摩擦力将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
19.如图,甲、乙、丙三个相同的容器中分别盛有密度不同的液体,放在水平桌面上,已知液体内部同一水平面A、B、C三点处压强相等,则 容器中液体密度最大, 容器中液体质量最大(以上两空均选填“甲”、“乙”或“丙”)。
20.小明用玻璃刀划一块玻璃放在调好的托盘天平的左盘,如图甲所示,其质量为 g;小明根据所测数据,在图乙上描出一个对应的点A,接着他又换用另一块不同颜色的玻璃重复了上述实验,将所测数据在图上又描出了另一个对应的点B,若ρA、ρB分别代表两块玻璃的密度,则ρA ρB。(选填“>”、“=”或“<”)
21.2009年3月1日16时13分10秒,嫦娥一号卫星在北京航天飞行控制中心科技人员的精确控制下,准确落于月球东经52.36度、南纬1.50度的预定撞击点,实现了预期目标。卫星撞月过程中,CCD相机实时传回了清晰的图象,为今后的“落月”提供了科学数据。
(1)“嫦娥一号”探月卫星在距月球表面200km高度经过多次“刹车制动”,最终绕月球做匀速圆周运动。卫星“刹车制动”时,沿运动方向喷射高温气体,高温气体对卫星施加制动力,这说明力的作用是 的。
(2)“嫦娥一号”探月卫星在绕月球做匀速圆周运动时,卫星的运动状态 (选填“改变”或“不变”)。
(3)卫星撞月过程中,CCD相机实时传回了清晰的图象,如果以嫦娥一号卫星为参照物,在卫星撞月过程中,CCD相机是 (填“静止”或“运动”)。
22.一只弹簧测力计和一根细绳,要求测量小石块的密度,小强将小石块挂在弹簧测力计下端,示数如图甲示数,再将小石块浸没在水中,示数如图乙示数,则小石块浸没在水中时受到的浮力为 N,小石块的密度为 g/cm3(已知水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
三.作图题(共3小题)
23.作出小球摆动到如图所示位置时受到的重力和拉力的示意图。
24.小明利用椅子做俯卧撑,如图所示。请画出小明受到的重力G和脚蹬水平地面时鞋底受到的摩擦力f的示意图。
25.图中重为10N的木块A与平板小车一起在水平桌面上向右匀速运动,画出木块受力示意图。
四.实验探究题(共6小题)
26.学习摩擦力时,老师做了如图所示的实验:
(1)将牙刷放在木板上,向左拉动牙刷,观察到刷毛向右弯曲;保持牙刷不动,向右拉动木板,观察到刷毛向 (选填“左”或“右”)弯曲。
(2)我们可以把刷毛弯曲的方向视作刷毛所受滑动摩擦力的方向,那么由该实验可得滑动摩擦力的方向与物体的 相反。
27.小明练习使用弹簧测力计测量物体的重力,有如下操作:
①把待测物体加在挂钩上;
②观察弹簧测力计的量程,弄清刻度上每一小格表示多少牛顿;
③在竖直方向上调整弹簧测力计指针的位置(对准零刻度线);
④待指针稳定后读数。
(1)你认为合理的顺序是( )
A.①②③④ B.②③①④ C.②①③④ D.①④②③
(2)待指针稳定后示数如图甲所示,测得该物体重力为 N;
(3)小明接着测量金属块A在水平方向受到的拉力大小,他把金属块A放在水平桌面上,如图乙所示,直接用刚做完上述实验的弹簧测力计拉着金属块A沿着水平方向做匀速直线运动;请你评判上述操作是否规范,并说明理由: 。
28.在地球表面附近的物体都受到重力,磊磊同学认为物体的重力大小与物体的质量有关,他和同学们用天平、钩码、弹簧测力计进行了探究。
(1)如图1甲所示是他第二次测量中弹簧测力计的读数 ,该测力计的分度值是 N。
次数
1
2
3
4
质量m/kg
0.1
0.2
0.3
0.4
重力G/N
1
3
4
(2)请你根据表格中的实验数据,在图1乙中作出重力随质量变化的图象。
(3)由图象可知:物体的重力跟物体的质量成 。
(4)若磊磊在我国建成的太空站探究,你认为他用同样的器材 (能、不能)完成该探究。
(5)课后同组阳阳同学想利用弹簧测力计制作一个测量液体密度的仪器——密度秤,于是他们找来了:弹簧测力计、圆柱形的薄壁塑料桶(重力为1N、底面积为10cm2、高度为12.5cm)、刻度尺、滴管。设计了如下二套方案
方案一:①将弹簧测力计在竖直方向调零,把塑料桶挂在弹簧测力计上(如图2甲);
②在塑料桶侧壁做一标记,将水倒入桶内至标记处,此时弹簧测力计的示数为2N;
③将某种液体倒入桶内至标记处,此时弹簧测力计的示数为3N。则:
(Ⅰ)标记的高度h= cm,某种液体的密度为 g/cm3;
(Ⅱ)该“密度秤”的分度值是 g/cm3,若标记下移一些,“密度秤”的量程会 (选填“增大”“减小”或“不变”);
方案二:①把塑料桶挂在弹簧测力计上,向桶中缓慢注水,当弹簧测力示数为F(定位点)时停止注水,测出此时水面到桶底距离h0=5cm(如图2乙);
②将桶中水全部倒出,向桶中缓慢注入待测液体,直至弹簧测力计示数仍为F,测出此时液面到桶底距离h;
③重复上述步骤,又用此密度秤对多种待测液体进行测量,得到多组ρ、h的数据。
(Ⅲ)由步骤②可得定位点F= N,该“密度秤”能够测量的最小液体密度为 g/cm3;
(Ⅳ)小明对塑料桶进行了改造,在桶壁上对应位置标上密度值。上述图象中ρ2﹣ρ1=ρ3﹣ρ2,在塑料桶壁上刻度线ρ1在ρ2 (选填“上方”或“下方”),刻度线ρ1和ρ2间距 刻度线ρ2和ρ3间距(选填“>”、“<”或“=”)。
29.课后服务活动中,物理兴趣小组的同学们进行了“二力平衡条件”的探究。
(1)如图甲实验时,向左盘和右盘同时放入一个不等重的砝码,这时木块仍然保持静止状态,产生这一现象的原因是 。
(2)如图乙小王把小车转过一个角度,然后松手,观察小车能否恢复到原来的位置,他的这一操作是为了验证“两个力必须 才能平衡”这一条件。
(3)该实验是通过观察物体是否处于 状态来判断物体平衡的。
(4)由实验甲改进到实验乙、丙是为了减小 对实验的影响,由实验丙改进到实验丁是为了减小 对实验的影响。
30.相对于其它消毒液,次氯酸的消杀新冠病毒效果较好,也较为安全。小明利用天平、量筒等实验器材测量某品牌次氯酸的密度。
(1)将天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,此时指针位置如图甲所示,应向 调节平衡螺母直至天平平衡;
(2)测量步骤如下:
①在烧杯中倒入适量消毒液,用天平测出烧杯和次氯酸的总质量为78g;
②将烧杯中部分次氯酸倒入量筒,液面位置如图乙所示,量筒内次氯酸的体积为 cm3;
③用天平测出烧杯和剩余次氯酸的质量如图丙所示;
④次氯酸的密度为 g/cm3;
(3)小明测量一个木块(ρ木<ρ水)的密度,由于木块体积较大无法放入量筒,于是利用电子秤、一根细钢针、烧杯和水设计如下实验,测出了木块的密度;
①如图丁所示向烧杯中倒入适量水,电子秤的示数为m1;
②如图戊所示将木块放在水中,静止时电子秤的示数为m2;
③ ,电子秤的示数为m3;
④木块密度ρ木 (用m1、m2、m3和ρ水表示)。
(4)测完密度后,小明发现由于电子秤没调零,每次测量结果都偏大3g,则测得的木块密度 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
31.为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明设计了如图所示的实验。
(1)在①②③④四次实验中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做 运动,此时,滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)比较①、②实验,可以得出结论 ,滑动摩擦力越大。
(3)比较①、④实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小明得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
(4)小明要对实验装置进行改动,如图⑤所示,重复实验,发现效果更好,实验中,小明 (选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板。
五.计算题(共1小题)
32.小超学习了质量与密度的相关知识后,做了如下研究:准备一只足够高、质量为200g的薄壁圆柱形玻璃杯,小超先向玻璃杯中倒入部分水,如图甲所示,测得水和玻璃杯的总质量为700g,水的深度h1为5cm。再向玻璃杯中倒入更多的水,使水的深度为h2,如图乙所示,然后将玻璃杯放入冰箱冷冻室,待水完全变成冰后,发现冰面高度比h2升高了1.5cm。小超等冰块全部熔化成水后,找来一块会吸水的底面积为60cm2的圆柱形石块,将其竖直放入水中,无水溢出,测出此时玻璃杯的总质量为5150g,待石块吸足了水后,发现石块刚好浸没在水中,如图丙所示。已知这种石块12cm3能吸1cm3的水,忽略石块吸水前后体积的变化。求:(ρ冰=0.9×103kg/m3)
(1)玻璃杯的底面积;
(2)第二次加水后,水的深度h2;
(3)石块吸水前的密度为多少g/cm3?
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2026/4/29 8:14:27;用户:柳红飞;邮箱:15162836008;学号:41117953
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2025-2026学年江苏省无锡市梁溪区八年级(下)期中物理模拟拔高卷
参考答案与试题解析
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
C
A
D
B
C
D
A
C
D
B
B
A
一.选择题(共12小题)
1.下列估测的数据与实际相符的是( )
A.无锡夏天傍晚的温度约5℃
B.水的密度约1kg/m3
C.人正常步行的速度约1.1m/s
D.一个鸡蛋的质量约为250g
【答案】C
【分析】首先要对相关物理量有个初步的认识,不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要经过简单的计算,有的要进行单位换算,最后判断符合要求的是哪一个。
【解答】解:A、无锡夏季傍晚气温通常在20℃以上,5℃过低,故A不符合实际;
B、水的密度为1000kg/m3=1g/cm3,故B不符合实际;
C、正常人步行速度约为1.1∼1.2m/s,故C符合实际;
D、一个鸡蛋的实际质量约为50∼60g,故D不符合实际。
故选:C。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中常见物理量的数值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
2.三个相同的量筒分别装有密度由大到小的100g的盐水、水、酒精,则杯中液面( )
A.酒精最高 B.水最高 C.盐水最高 D.一样高
【答案】A
【分析】已知三种液体的密度和质量,利用V即可比较三者在相同的量筒中液面最高的液体。
【解答】解:已知m盐水=m水=m酒精,ρ盐水>ρ水>ρ酒精,
由V可知,酒精的体积最大,
又因三个量筒相同,
所以量筒中液面酒精最高。
故选:A。
【点评】本题考查了密度公式变形的灵活运用,要学会利用题目所给数据准确分析问题,属于基础题目。
3.2025年西安国际科创展上,宽禁带半导体材料备受关注。碳化硅(SiC)作为典型宽禁带半导体,具有耐高温、高绝缘性、高导热性等特点。下列器件中,不适宜用碳化硅制作的是( )
A.新能源汽车逆变器 B.高温环境传感器
C.电路中的绝缘垫片 D.家用导线的铜芯
【答案】D
【分析】根据我们对该物体作用的了解和对材料的物理特征来解答。
【解答】解:A.新能源汽车逆变器需要在高温的环境下工作,碳化硅具有耐高温的特点,可以满足要求,故A正确;
B.碳化硅具有耐高温的特点,可以制作高温环境传感器,故B正确;
C.碳化硅具有高绝缘性的特点,可以用来制作电路中的绝缘垫片,故C正确;
D.家用导线的铜芯需要电阻小,导电性好,而碳化硅具有高绝缘性的特点,不能用来制作家用导线的铜芯,故D不正确。
故选:D。
【点评】本题考查了物质的物理特征,物理特征的不同决定了它们各有各的用途,体现了物理和生活、生产的紧密联系性,这就要求我们学习物理要联系生活。
4.图是2025年11月25日,神舟二十二号飞船携带航天员食品、药品、新鲜果蔬及空间站设备等物资在发射升空中,质量( )
A.变大 B.不变 C.变小 D.无法确定
【答案】B
【分析】物体所含物质的多少叫质量。质量是物体本身的一种属性,与物体的形状、状态、位置和温度无关。
【解答】解:质量是物体所含物质的多少,它不随物体的形状、状态、位置和温度的改变而改变,因此神舟二十二号飞船携带的物资在发射升空的过程中质量不变,故B符合题意。
故选:B。
【点评】理解质量的概念,掌握质量是物质的一种属性,它不随物体的形状、位置、状态、温度的改变而改变是解答此题的关键。
5.华夏文化博大精深,在描述与力有关的现象中汉语的表达能力非常出色,在下面几句话中划横线部分包含的力的作用效果与其他三项不相同的是( )
A.在捏橡皮泥游戏中,小明和小丽共同把橡皮泥捏变形了
B.工人师傅用钳子把铁丝剪断了
C.篮球比赛时,球员把飞来的篮球接住了
D.小虎不小心把掉在地上的塑料尺踩断了
【答案】C
【分析】本题考查力的作用效果。力的作用效果有两个,一是使物体发生形变,二是改变物体的运动状态。解题的切入点是判断每个选项中力使物体发生的是形变还是运动状态改变。
【解答】A选项,把橡皮泥捏变形,是力使物体发生了形变。B选项,把铁丝剪断,是力使物体发生了形变。C选项,把飞来的篮球接住,改变了篮球的运动状态。D选项,把塑料尺踩断,是力使物体发生了形变。所以C选项力的作用效果与其他三项不同,答案是C。
【点评】本题考查力的作用效果这一基础知识点,关键是准确区分物体发生的是形变还是运动状态改变。
6.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦忽略不计,物重G=10N,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A.10N,0N B.0,10N C.10N,20N D.10N,10N
【答案】D
【分析】当弹簧测力计受到平衡力时静止,在挂钩和拉环上施加大小相等、方向相反的力时,测力计示数显示其中一个力的大小;定滑轮的工作特点是只改变力的方向,不改变力的大小。
【解答】解:甲图中,通过定滑轮改变了拉力的方向,弹簧测力计挂钩受到的拉力FA=G=10N,弹簧测力计A的读数为10N;
乙图中,通过定滑轮改变了拉力的方向,弹簧测力计挂钩受到的拉力FB=G=10N,弹簧测力计B的读数为10N。
故选:D。
【点评】当弹簧测力计受到平衡力时静止,在挂钩和拉环上施加大小相等、方向相反的力时,测力计示数显示其中一个力的大小;定滑轮的工作特点是只改变力的方向,不改变力的大小。
7.如图所示的实例中,目的是为了减小摩擦的是( )
A.行李箱下的轮子 B.轮胎上的花纹
C.起瓶器夹紧瓶盖 D.杯垫表面的凸起
【答案】A
【分析】减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动。
增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;用滑动代替滚动。
【解答】解:A、行李箱下的轮子,是用滚动代替滑动来减小摩擦,故A符合题意;
B、轮胎上的花纹,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,来增大摩擦,故B不合题意;
C、起瓶器夹紧瓶盖,是在接触面粗糙程度一定时,增大压力,来增大摩擦,故C不合题意;
D、杯垫表面的凸起,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,来增大摩擦,故D不合题意。
故选:A。
【点评】本题主要考查了生活中增大和减小摩擦的方法,能将具体方法与应用实例相结合,是解答的关键。
8.有关水上运动方面的说法,下列分析正确的是( )
A.划皮划艇时,划出去的皮划艇受重力、船桨的作用力和水的阻力
B.蹼泳时,脚向后蹬水,水对脚施加的推力方向是向后的
C.赛龙舟时,船桨交替向后划水,使船前进的力的施力物体是水
D.跳水运动中,运动员对跳板施加的力大于跳板对运动员施加的力
【答案】C
【分析】本题考查力的相互性。力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的。解题的切入点是分析每个选项中力的相互关系。
【解答】A选项,划出去的皮划艇不再受船桨的作用力,A错误。B选项,蹼泳时脚向后蹬水,水对脚施加的推力方向是向前的,B错误。C选项,赛龙舟时船桨向后划水,水给船向前的力,使船前进的力的施力物体是水,C正确。D选项,跳板对运动员施加的力与运动员对跳板施加的力是相互作用力,大小相等,D错误。所以答案是C。
【点评】本题考查力的相互性这一知识点,关键是理解相互作用力的特点,注意选项中对力的关系的干扰。
9.现在智能手机都有这样一个功能:把一开始竖放的手机转90度横放,手机显示画面就自动转动90度,保持画面正立,如图所示。在把手机从竖放转为横放的过程中,下列分析正确的是( )
A.手机重力的大小发生了变化
B.手机重力的方向发生了变化
C.手机重力的方向没有改变,手机重心高度升高
D.手机重力的方向没有改变,手机重心高度降低
【答案】D
【分析】A.根据物体的重力G=mg判断;
B.重力的方向总是竖直向下;
CD.具有规则外形,且质量分布一定的物体的重心具有确定的位置,因为平放和竖放使其重心的相对高度发生变化,据此解答。
【解答】解:A.重力是物体由于地球的吸引而受到的力,物体的重力和质量的关系为G=mg,在地球上的同一地点,物体的质量不变,则重力不变,故A错误;
B.重力的方向总是竖直向下,横屏和竖屏时重力的方向不变,故B错误;
CD.在物体的形状、质量分布不变的情况下,物体的重心在物体上具有确定的位置,把手机从竖放转为横放的过程中,手机的重心相对于同一参考位置的高度降低了,故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查重力的知识,理解其三要素是解答本题的关键。
10.“顶缸”是我国的传统杂技项目,如图所示,表演者顶着缸站在水平舞台上保持静止。与缸所受的重力是一对平衡力的是( )
A.缸对人的压力 B.人对缸的支持力
C.舞台对人的支持力 D.舞台受到的压力
【答案】B
【分析】二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】解:A、缸对人的压力与缸所受的重力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故A错误;
B、表演者顶着缸站在水平舞台上保持静止,处于平衡状态,人对缸的支持力与缸所受的重力符合二力平衡条件,所以是一对平衡力,故B正确;
C、舞台对人的支持力与缸所受的重力大小不等,所以不是一对平衡力,故C错误;
D、舞台受到的压力与缸所受的重力大小不等,所以不是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查平衡力的辨别,难度不大,掌握二力平衡的条件是关键。
11.如图所示,做“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”实验时拉动水平木板向左运动,让物块分别在不同实验条件下相对底板保持静止。下列说法正确的是( )
A.实验前应在水平方向上对弹簧测力计调零
B.甲图实验中若将木板加速拉动,则弹簧测力计的示数不变
C.乙图中木块上方的砝码受到水向向右的摩擦力
D.比较乙、丙两图,可知滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关
【答案】B
【分析】(1)弹簧测力计在力的方向上调零;
(2)在图中,无论长木板是否做匀速直线运动,物块始终处于静止状态,摩擦力始终等于拉力;
(3)如果物体相对于接触面没有发生相对运动,也没有相对运动的趋势时,则物体不受摩擦力,据此分析;
(4)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。
【解答】解:A、实验中弹簧测力计要沿着竖直方向拉动,所以实验前应在竖直方向上对弹簧测力计调零,故A错误;
B、在图中,无论木板是否做匀速直线运动,物块始终处于静止状态,摩擦力始终等于拉力,由于物块对木板的压力和接触面的粗糙程度不变,所以物体与木板之间的滑动摩擦力不变,故弹簧测力计的示数保持不变,故B正确;
C、乙图中砝码和木块一起做匀速直线运动,砝码相对于木块没有发生相对运动,也没有相对运动的趋势,所以,此时砝码受到的摩擦力为0N,故C错误;
D、要探究滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关,必须控制接触面所受的压力相同。比较乙、丙两图,接触面的粗糙程度不同,接触面所受的压力不同,不能探究滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关,故D错误;
故选:B。
【点评】掌握滑动摩擦力大小的影响因素,利用控制变量法探究滑动摩擦力大小的影响因素。
12.以下是一则新闻报道:“今天零时,柴油价格每吨提高300元,换算到零售价格柴油每升提高了0.24元。”据此估测柴油的密度约为(不考虑生产运输过程中密度的变化)( )
A.0.80×103kg/m3 B.0.85×103kg/m3
C.0.90×103kg/m3 D.0.95×103kg/m3
【答案】A
【分析】本题考查密度公式的变形运用计算质量和体积。根据每吨价格提升和每升价格提升,结合密度公式变形来求解密度。解题的切入点是找出质量、体积与价格提升量之间的联系。
【解答】设1吨柴油的体积为V,由每吨提高300元,每升提高0.24元,1吨 = 1000kg。1升 = 1dm3= 0.001m3。因为价格提升与质量和体积有关,可得:,解得V = 0.8×103m3,则柴油密度(此处计算有误,正确计算:设1吨柴油体积为V,,解得V = 0.8m3,所以,应该是,解得V = 0.8m3,,发现错误,重新分析:设柴油密度为ρ,1吨 = 1000kg,1升 = 0.001m3,由,解得ρ=0.8×103kg/m3)。所以答案是A。
【点评】本题综合考查密度公式的变形应用,关键是理清价格提升与质量、体积、密度之间的关系,计算时要细心。
二.填空题(共10小题)
13.某瓶子装满水时的总质量为 400g,装满酒精时总质量为 320g,则瓶子的容积为______cm3;这个瓶子装满密度为 1.2g/cm3的盐水后的总质量为______g(ρ水 = 1.0g/cm3,ρ酒精 = 0.8g/cm3)。
【答案】见试题解答内容
【分析】本题考查密度公式的变形运用计算质量和体积。设瓶子质量为 m 瓶,容积为 V,根据装满水和酒精时质量列出方程,求出瓶子质量和容积,再计算装满盐水后的总质量。用到的核心公式是 ρ = m/V 及其变形 m = ρV。
【解答】设瓶子质量为 m 瓶,容积为 V。装满水时:m 瓶+ρ水 V = 400g,即 m 瓶+1.0g/cm3×V = 400g ①;装满酒精时:m 瓶+ρ酒精 V = 320g,即 m 瓶+0.8g/cm3×V = 320g ②;①﹣②得:(1.0﹣0.8)g/cm3×V = 400g﹣320g,0.2g/cm3×V = 80g,解得 V = 400cm3。将 V = 400cm3代入①得:m+1.0g/cm3×400cm3= 400g,m 瓶 = 0g。装满盐水时,盐水质量 m 盐水 = ρ盐水 V = 1.2g/cm3×400cm3= 480g,总质量为 480g。
14.钢瓶内装有密度为8kg/m3的氧气,某次气焊中用去了其中质量的,则钢瓶内剩余氧气的密度为______kg/m3;一瓶酒精密度为0.8×103kg/m3,用掉了质量的,剩余酒精的密度为______kg/m3。在寒冷的东北地区,冬天对自来水管的保护尤为重要。如果保护不好,水管内的水结了冰可能会把水管冻裂。一定质量的水结冰后密度会______,体积会______。(均选填“变大”或“变小”)
【答案】见试题解答内容
【分析】本题考查气体密度的计算以及密度与状态的关系。对于气体,质量变化时体积不变,根据密度公式计算剩余气体密度;对于液体,密度是物质的特性,质量改变密度不变;水结冰后密度变小,体积变大。解题的切入点是明确气体、液体密度的特点以及水结冰的特性。
【解答】钢瓶内氧气用去,质量变为原来的,体积不变,设原来质量为m,体积为V,则原来,剩余质量,剩余密度。酒精密度是物质特性,用掉一半,剩余酒精密度仍为0.8×103kg/m3。水结冰后密度变小,质量不变,根据,体积会变大。故答案依次为:;0.8×103;变小;变大。
【点评】本题考查气体密度计算和密度与状态的关系等基础知识点,关键是理解气体、液体密度特点以及水结冰的变化,计算时要准确。
15.一个装有茶水的茶壶如图所示,壶身和壶嘴构成 连通器 ;壶盖给壶身的压力是由于 壶盖 的形变而产生的。
【答案】连通器;壶盖。
【分析】(1)连通器是上端开口,下部连通的仪器;
(2)壶盖由于形变会产生向下的压力。
【解答】解:茶壶满足上端开口,底部连通的特点,壶身和壶嘴构成连通器,壶盖给壶身的压力是由于壶盖的形变产生的。
故答案为:连通器;壶盖。
【点评】本题考查了连通器和弹力,属于基础题。
16.如图甲所示,完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在12N的水平拉力F1的作用下,A、B一起做匀速直线运动,此时木块B所受的摩擦力为 0 N,若将A、B紧靠着放在水平桌面上,有水平力F2推A使它们一起匀速运动(如图乙所示),则推力F2= 12 N。
【答案】0;12。
【分析】此题应利用二力平衡的知识,求出摩擦力,并知道,摩擦力的大小与压力以及接触面的粗糙程度有关,而与接触面积无关。
【解答】解:图甲中,A、B一起做匀速直线运动,B与A之间无相对运动且B也无相对运动的趋势,所以B受到的摩擦力为0N;因整体做匀速直线运动,由二力平衡条件可知,整体受到的滑动摩擦力f=F1=12N;
若将A、B紧靠着放在水平桌面上,因压力大小和接触面的粗糙程度都不变,所以整体受到的滑动摩擦力大小仍然为12N;由二力平衡条件可知,此时的推力F2=f=12N。
故答案为:0;12。
【点评】摩擦力不能直接测量,都是根据平衡力的知识间接得出。
17.如图甲所示,质地均匀的泥坯砖的质量为12kg,其长、宽、高分别为30cm、20cm、10cm。(g取10N/kg)
(1)图甲中泥坯砖的密度为 2×103 kg/m3;
(2)图甲中泥坯砖对水平地面的压强为 2×103 Pa;
(3)如图乙是一边长为20cm的正方形底座,其上表面能承受的最大压强为2500Pa,现将图甲中泥坯砖的某一个面朝下平放在地面上,沿竖直方向切一刀,将切下的部分放在底座上正中央,在不超过上表面承受压强的前提下,切下后放在乙上的甲泥坯砖质量的最大值为 10 kg。
【答案】(1)2×103;
(2)2×103;
(3)10。
【分析】(1)根据体积公式求出泥坯砖的体积,再根据密度公式求出其密度;
(2)水平面上的物体对水平面的压力大小等于其重力大小,根据pρgh求出泥坯砖对水平地面的压强;
(3)根据p求出底座上表面能承受的最大压力,据此求出切下甲泥坯砖重力的最大值,再根据G=mg求出切下最大质量。
【解答】解:(1)甲泥坯砖长、宽、高分别为30cm、20cm、10cm,所以泥坯砖的体积为:V=abh=30×20×10cm3=6000cm3=6×10﹣3m3,
因此其密度为:;
(2)泥坯砖对水平地面的压力等于其重力,所以泥坯砖对水平地面的压强为:;
(3)乙是一边长为20cm的正方形底座,其上表面能承受的最大压强为2500Pa,所以其上表面能承受的最大压力为:,
则切下甲泥坯砖重力的最大值为:Gmax=Fmax,
则切下最大质量为:。
故答案为:(1)2×103;
(2)2×103;
(3)10。
【点评】本题主要考查压强公式、密度公式的应用,综合性较强。
18.如图所示,用20N的力握着一质量为300g的装水玻璃杯静止悬在空中时,杯子所受摩擦力方向 竖直向上 ,大小为 3 N(g=10N/kg);如果增大握力,则杯子受到的摩擦力 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”);当在杯中再加入少量的水,仍使杯子静止悬在空中时,则杯子受到的摩擦力将 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】竖直向上;3;不变;变大。
【分析】根据G=mg计算出玻璃板与水的重力;
静止的物体受到平衡力的作用,根据平衡力的条件判断摩擦力的大小和方向。
【解答】解:装水玻璃杯的质量为300g,重力为G=mg=300g×10N/kg=0.3kg×10N/kg=3N;
杯子被握在手中,处于静止状态,杯子在竖直方向上,受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力作用,这两个力是平衡力,大小相等,杯子和水重是3N,摩擦力大小也是3N;增大握力,重力不变,所以杯子受到的摩擦力不变;当在杯中再加入少量的水,仍使杯子静止悬在空中时,杯子和水受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力作用,杯子和水的重力增加,摩擦力增大。
故答案为:竖直向上;3;不变;变大。
【点评】通过分析杯子前后两次所处的状态,确定其受力情况,从而可以求出其所受摩擦力的大小。
19.如图,甲、乙、丙三个相同的容器中分别盛有密度不同的液体,放在水平桌面上,已知液体内部同一水平面A、B、C三点处压强相等,则 甲 容器中液体密度最大, 甲 容器中液体质量最大(以上两空均选填“甲”、“乙”或“丙”)。
【答案】甲;甲。
【分析】根据A、B、C三点处液体的压强相等,但三点到液面的高度不同,即h不同,由液体压强公式p=ρgh可得三者的密度关系;由图可知A、B、C三点到杯底的深度相同,由p=ρgh可求得A、B、C三点处液体对容器底部压强的大小关系,然后可求得容器中液体对容器底部的压强关系,然后可知柱形容器中液体对容器底的压力关系,柱形容器中液体对容器底的压力等于液体总重力,由此可知甲、乙质量关系。
【解答】解:已知液体内部同一水平面A、B、C三点处压强相等,由图可知,三点深度关系hA<hB<hC,根据p=ρgh可知,压强p相等时,深度h越小,液体密度ρ越大,因此ρ甲>ρ乙>ρ丙,甲容器中液体密度最大。
设三点到容器底的高度为Δh,因为三点在同一水平面,故三个容器的Δh相等,容器底受到的液体压强 p底=p点+ρgΔh,
已知三点压强p点相等,且ρ甲>ρ乙>ρ丙,因此整个液体对容器底部压强的大小排列顺序为 p底甲>p底乙>p底丙,已知三个容器是相同的柱形容器,底面积S相等,柱形容器中液体对容器底的压力F等于液体总重力G,即G=F=p底S,因此G甲>G乙>G丙,由G=mg得,甲容器中液体质量最大。
故答案为:甲;甲。
【点评】本题考查了学生对液体压强公式的了解与掌握,液体压强大小取决于液柱的高度及液体的密度,此题将A、B、C三点作为界限,先分析出A、B、C三点以下液体对容器底部压强关系,再根据p=ρgh分析出三种液体的密度关系是关键。
20.小明用玻璃刀划一块玻璃放在调好的托盘天平的左盘,如图甲所示,其质量为 27.4 g;小明根据所测数据,在图乙上描出一个对应的点A,接着他又换用另一块不同颜色的玻璃重复了上述实验,将所测数据在图上又描出了另一个对应的点B,若ρA、ρB分别代表两块玻璃的密度,则ρA < ρB。(选填“>”、“=”或“<”)
【答案】27.4;<。
【分析】(1)在读数时,天平上所有砝码的质量加上游码所对的数值即玻璃的质量;
(2)根据两个点,分别过原点做出图象,根据图象分析密度的大小。
【解答】解:(1)如图乙所示,标尺的分度值是0.2g,
玻璃的质量:m=20g+5g+2.4g=27.4g;
(2)同种物质的质量与体积成正比,即质量与体积的图象为一条过原点的直线,根据A、B两个点分别做出图象,如图所示:
由图可知,当体积相同时,B的质量大于A的质量,由ρ可得,ρA<ρB。
故答案为:27.4;<。
【点评】测固体的密度是初中物理比较基本的实验,本题考查用天平的读数,考查了学生的实验能力。
21.2009年3月1日16时13分10秒,嫦娥一号卫星在北京航天飞行控制中心科技人员的精确控制下,准确落于月球东经52.36度、南纬1.50度的预定撞击点,实现了预期目标。卫星撞月过程中,CCD相机实时传回了清晰的图象,为今后的“落月”提供了科学数据。
(1)“嫦娥一号”探月卫星在距月球表面200km高度经过多次“刹车制动”,最终绕月球做匀速圆周运动。卫星“刹车制动”时,沿运动方向喷射高温气体,高温气体对卫星施加制动力,这说明力的作用是 相互 的。
(2)“嫦娥一号”探月卫星在绕月球做匀速圆周运动时,卫星的运动状态 改变 (选填“改变”或“不变”)。
(3)卫星撞月过程中,CCD相机实时传回了清晰的图象,如果以嫦娥一号卫星为参照物,在卫星撞月过程中,CCD相机是 静止 (填“静止”或“运动”)。
【答案】相互;改变;静止
【分析】(1)物体间力的作用是相互的,物体受到力的同时,也对另一个物体施加了力。
(2)力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状即使物体发生形变。②力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。
(3)物体的运动和静止是相对的,若物体相对于参照物的位置没有变化,则物体是静止的。
【解答】解:(1)卫星“刹车制动”时,沿运动方向喷射高温气体,高温气体对卫星施加制动力,这说明力的作用是相互的。
(2)探月卫星在绕月球做匀速圆周运动时,运动方向在不断发生变化;故其运动状态发生改变。
(3)以嫦娥一号卫星为参照物,在卫星撞月过程中,CCD相机相对于卫星位置没有变化;即相机是静止的。
故答案为:(1)相互;(2)改变;(3)静止。
【点评】深入理解力的概念,运用力的作用特点(相互性)、力的作用效果、熟练运用参照物判断物体的运动状态;解答此题的关键。
22.一只弹簧测力计和一根细绳,要求测量小石块的密度,小强将小石块挂在弹簧测力计下端,示数如图甲示数,再将小石块浸没在水中,示数如图乙示数,则小石块浸没在水中时受到的浮力为 2 N,小石块的密度为 2.4 g/cm3(已知水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
【答案】2;2.4
【分析】(1)物体所受浮力等于石块的重力减去石块在液体中测力计的示数;
(2)已知石块全部浸没时受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式即可求出排开水的体积(石块的体积);
(3)已知石块的重力,利用重力公式求石块的质量;再用密度公式求石块的密度。
【解答】解:
(1)由图甲可知,石块的重力:G=4.8N,
石块浸没在水中时弹簧测力计示数:F=2.8N,
则石块浸没在水中受到的浮力:F浮=G﹣F=4.8N﹣2.8N=2N;
(2)由F浮=ρgV排可得,石块的体积:
V=V排2×10﹣4m3。
(3)由G=mg可得,石块的质量:
m0.48kg,
石块的密度:
ρ石块2.4×103kg/m3=2.4g/cm3。
故答案为:2;2.4。
【点评】本题考查知识点比较多,密度的计算、重力的计算、浮力的计算,涉及到利用称重法测量物体受到的浮力,属于中档题。
三.作图题(共3小题)
23.作出小球摆动到如图所示位置时受到的重力和拉力的示意图。
【答案】见试题解答内容
【分析】重力是物体由于受到地球的吸引而产生的力,方向竖直向下,作用在物体的重心上;
绳子的拉力作用在小球上,方向沿绳子向上。
【解答】解:重力和拉力都在小球的球心上,过球心作竖直向下的重力G和沿绳子斜向上的拉力F.如图所示:
【点评】画力的示意图的一般步骤为:一画简图二定点,三画线,四画尖,五把力的符号标尖边。按照这个作图步骤,很容易能够画出指定力的示意图。
24.小明利用椅子做俯卧撑,如图所示。请画出小明受到的重力G和脚蹬水平地面时鞋底受到的摩擦力f的示意图。
【答案】
【分析】重力的方向总是竖直向下的,摩擦力的方向与物体运动方向或运动趋势的方向相反,再用示意图表示出重力的方向和摩擦力的方向,据此分析作答。
【解答】解:重力的方向总是竖直向下的,摩擦力的方向与物体运动方向或运动趋势的方向相反,人受到的重力的方向是竖直向下,从重心作竖直向下的力为重力;脚向右蹬地,受到的摩擦力方向向左,如图所示:
故答案为:见解答图。
【点评】本题考查了力的示意图的画法,难度不大。
25.图中重为10N的木块A与平板小车一起在水平桌面上向右匀速运动,画出木块受力示意图。
【答案】
【分析】物体向右匀速运动,所以物体受到重力G和小车对它的支持力F,这两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,作用点在物体的重心。
【解答】解:由于物体和小车一起匀速运动,相对静止,所以不受摩擦力的作用,只受重力和支持力的作用,并且这两个力是一对平衡力,过重心沿竖直向下的方向和竖直向上的方向表示出重力和支持力,注意两条线段长度要相等。如图所示:
【点评】画力的示意图的一般步骤为:一画简图二定点,三画线,四画尖,五把力的符号标尖边。按照这个作图步骤,很容易能够画出指定力的示意图。
四.实验探究题(共6小题)
26.学习摩擦力时,老师做了如图所示的实验:
(1)将牙刷放在木板上,向左拉动牙刷,观察到刷毛向右弯曲;保持牙刷不动,向右拉动木板,观察到刷毛向 右 (选填“左”或“右”)弯曲。
(2)我们可以把刷毛弯曲的方向视作刷毛所受滑动摩擦力的方向,那么由该实验可得滑动摩擦力的方向与物体的 相对运动方向 相反。
【答案】(1)右;(2)相对运动方向。
【分析】摩擦力的性质是阻碍相互接触的两个物体间的相对运动或相对运动趋势,摩擦力的方向总是与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。
【解答】解:(1)无论是向左拉牙刷还是向右拉木板,有一个阻碍牙刷运动的力,这个力是摩擦力,刷毛均会向右弯曲,表明刷毛受到的摩擦力方向都是向右的;
(2)当向右拉木板时,若以木板为参照物,也可把牙刷看成向左运动,而滑动摩擦力的方向是向右的,所以滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
故答案为:(1)右;(2)相对运动方向。
【点评】摩擦力的方向和物体相对运动方向相反,不是和物体运动方向相反,主要区分。
27.小明练习使用弹簧测力计测量物体的重力,有如下操作:
①把待测物体加在挂钩上;
②观察弹簧测力计的量程,弄清刻度上每一小格表示多少牛顿;
③在竖直方向上调整弹簧测力计指针的位置(对准零刻度线);
④待指针稳定后读数。
(1)你认为合理的顺序是( B )
A.①②③④
B.②③①④
C.②①③④
D.①④②③
(2)待指针稳定后示数如图甲所示,测得该物体重力为 4.6 N;
(3)小明接着测量金属块A在水平方向受到的拉力大小,他把金属块A放在水平桌面上,如图乙所示,直接用刚做完上述实验的弹簧测力计拉着金属块A沿着水平方向做匀速直线运动;请你评判上述操作是否规范,并说明理由: 不规范,每次改变测量方向(如从竖直测量转为水平测量)前,需将弹簧测力计在测力方向上调零 。
【答案】B;4.6;不规范,每次改变测量方向(如从竖直测量转为水平测量)前,需将弹簧测力计在测力方向上调零。
【分析】(1)弹簧测力计作为测量工具,使用时应遵循先估测,再观察,再检查,再调整,再测量,再读数的基本步骤,顺序不能颠倒;
(2)明确弹簧测力计的量程与分度值,可根据指针位置读出示数;
(3)测力计使用前应在测力的方向上调零。
【解答】解:(1)在使用弹簧测力计时,应先观察它的量程与分度值,这样便于读数;再调整弹簧测力计的指针,这样能保证示数的正确性;再把待测力加在挂钩上,开始测量,等指针稳定后再读数;所以顺序为②③①④,故ACD不符合题意,B符合题意。
(2)弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为4.6N。
(3)不规范,每次改变测量方向(如从竖直测量转为水平测量)前,需将弹簧测力计在测力方向上调零。
故答案为:B;4.6;不规范,每次改变测量方向(如从竖直测量转为水平测量)前,需将弹簧测力计在测力方向上调零。
【点评】本题考查了弹簧测力计的使用和读数,属于基本内容。
28.在地球表面附近的物体都受到重力,磊磊同学认为物体的重力大小与物体的质量有关,他和同学们用天平、钩码、弹簧测力计进行了探究。
(1)如图1甲所示是他第二次测量中弹簧测力计的读数 2.0 ,该测力计的分度值是 0.2 N。
次数
1
2
3
4
质量m/kg
0.1
0.2
0.3
0.4
重力G/N
1
3
4
(2)请你根据表格中的实验数据,在图1乙中作出重力随质量变化的图象。
(3)由图象可知:物体的重力跟物体的质量成 正比 。
(4)若磊磊在我国建成的太空站探究,你认为他用同样的器材 不能 (能、不能)完成该探究。
(5)课后同组阳阳同学想利用弹簧测力计制作一个测量液体密度的仪器——密度秤,于是他们找来了:弹簧测力计、圆柱形的薄壁塑料桶(重力为1N、底面积为10cm2、高度为12.5cm)、刻度尺、滴管。设计了如下二套方案
方案一:①将弹簧测力计在竖直方向调零,把塑料桶挂在弹簧测力计上(如图2甲);
②在塑料桶侧壁做一标记,将水倒入桶内至标记处,此时弹簧测力计的示数为2N;
③将某种液体倒入桶内至标记处,此时弹簧测力计的示数为3N。
则:
(Ⅰ)标记的高度h= 10 cm,某种液体的密度为 2.0 g/cm3;
(Ⅱ)该“密度秤”的分度值是 0.2 g/cm3,若标记下移一些,“密度秤”的量程会 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”);
方案二:①把塑料桶挂在弹簧测力计上,向桶中缓慢注水,当弹簧测力示数为F(定位点)时停止注水,测出此时水面到桶底距离h0=5cm(如图2乙);
②将桶中水全部倒出,向桶中缓慢注入待测液体,直至弹簧测力计示数仍为F,测出此时液面到桶底距离h;
③重复上述步骤,又用此密度秤对多种待测液体进行测量,得到多组ρ、h的数据。
(Ⅲ)由步骤②可得定位点F= 1.5 N,该“密度秤”能够测量的最小液体密度为 0.4 g/cm3;
(Ⅳ)小明对塑料桶进行了改造,在桶壁上对应位置标上密度值。上述图象中ρ2﹣ρ1=ρ3﹣ρ2,在塑料桶壁上刻度线ρ1在ρ2 上方 (选填“上方”或“下方”),刻度线ρ1和ρ2间距 > 刻度线ρ2和ρ3间距(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)2;0.2;(2)见解答;(3)正比;(4)不能;(5)(Ⅰ)10;2.0;(Ⅱ)0.2;增大;(Ⅲ)1.5;0.4;(Ⅳ)上方;>。
【分析】(1)明确弹簧测力的使用,正确读数;
(2)应用描点、连线法作图。
(3)分析图象,得出图中物体所受的重力跟质量的关系。
(4)在太空站中,物体处于失重状态,根据重力对实验的影响分析答题;
(5)(Ⅰ)知道空塑料桶的重力以及塑料桶和水的总重力,求出塑料桶内水的重力,根据G=mg求出水的质量,利用ρ求出水的体积,然后求出标记的高度;
知道空塑料桶的重力以及塑料桶和某种液体的总重力,求出塑料桶内某种液体的重力,根据G=mg求出某种液体的质量,由于体积不变,利用ρ求出某种液体的密度;
(Ⅱ)根据弹簧测力计最大量程由G=mg和ρ求出液体最大密度,然后求出该“密度秤”的分度值;若标记下移一些,即塑料桶内所装液体的体积减小,根据液体最大密度表达式分析回答;
(Ⅲ)已知水的深度和薄壁塑料桶底面积,求出水的体积,根据ρ求出水的质量,利用G=mg求出水的重力,然后可得定位点F的大小;由于弹簧测力计示数不变,即所测液体的质量一定,当液体体积最大时,即圆柱形的薄壁塑料桶装满时,所测液体密度最小,根据ρ求出测量的最小液体密度;
(Ⅳ)根据液体密度和高度成反比,然后确定塑料桶壁上刻度线ρ1与ρ2位置;根据图丙①分析回答。
【解答】解:(1)观察图象发现,弹簧测力计的量程是0﹣5N,弹簧测力计的分度值是0.2N;读图可知,此时弹簧测力计的示数为2N;
(2)将第二次实验中测力计的示数补充到数据表格中,在图中描点,连线,当质量为0时,物体受到的重力为0,故图像连线应通过坐标原点,如图所示:
(3)根据重力与质量关系图像,发现物体受到的重力与质量成正比;
(4)在太空中物体不受重力,不能用测力计测出物体所受的重力,不能进行该实验探究;
(5)(Ⅰ)桶的底面积为
,
由前面探究的质量与重力关系可知
,
已知桶重1N,装水到标记处时,测力计示数为2N,即水和桶总重为2N,标记的高度为h0.1m,
装某种液体到标记处时,测力计示数为3N,即液体和桶总重为3N。由于所装液体的体积与水的体积相等,则有
;
(Ⅱ)由前面分析可知,此测力计测量值与液体密度的关系为
F﹣1N=ρ液gS桶h
测力计的分度值为0.2N,则F﹣1N的最小值为0.2N,代入上式得改装后的密度秤的分度值为
由
S桶一定,当F最大为5N时,密度秤的测量值达到最大,若将标记下移一些,由上式可知密度秤的量程会增大。
(Ⅲ)由题意可知定位点F的示数为
当测量其他液体时,F一定,液体密度越小,h0越大,h0最大为12.5cm时,液体密度最小,能测量的液体最小密度为
(Ⅳ)由图像得到ρ1<ρ2,再结合
液体密度越小,桶中液体的深度h越大,故塑料桶壁上刻度线ρ1在ρ2的上方,若
ρ2﹣ρ1=ρ3﹣ρ2
则有
由于h1>h2>h3,所以h1h2>h2h3,则有h1﹣h2>h2﹣h3,即刻度线ρ1和ρ2间距大于刻度线ρ2在ρ3间距。
故答案为:(1)2;0.2;(2)见解答;(3)正比;(4)不能;(5)(Ⅰ)10;2.0;(Ⅱ)0.2;增大;(Ⅲ)1.5;0.4;(Ⅳ)上方;>。
【点评】此题是一个密度计的制作题,考查学生的重力和质量关系,密度计算,质量相同的不同液体,密度跟深度成反比,最后一问难度较大。
29.课后服务活动中,物理兴趣小组的同学们进行了“二力平衡条件”的探究。
(1)如图甲实验时,向左盘和右盘同时放入一个不等重的砝码,这时木块仍然保持静止状态,产生这一现象的原因是 木块与桌面间存在摩擦力的影响 。
(2)如图乙小王把小车转过一个角度,然后松手,观察小车能否恢复到原来的位置,他的这一操作是为了验证“两个力必须 作用在同一条直线上 才能平衡”这一条件。
(3)该实验是通过观察物体是否处于 静止 状态来判断物体平衡的。
(4)由实验甲改进到实验乙、丙是为了减小 摩擦力 对实验的影响,由实验丙改进到实验丁是为了减小 重力 对实验的影响。
【答案】(1)木块与桌面间存在摩擦力的影响;(2)作用在同一条直线上;(3)静止;(4)摩擦力;重力。
【分析】(1)物体间相互挤压且具有相对运动趋势,便会产生摩擦力;物体处于静止状态,则受平衡力;
(2)根据二力平衡的条件,将小车扭转一个角度,两个力不在同一直线上,所以不能平衡,通过现象可以得出探究的因素;
(3)平衡状态包含匀速直线运动和静止,但后者人为更容易判断;
(4)从减小摩擦力和重力对实验的影响来分析解答。
【解答】解:(1)若两边拉力不相等,则木块相对于桌面具有相对运动趋势,此时桌面对木块产生摩擦力的作用,木块在两个拉力及摩擦力的作用下保持静止;木块处于静止状态,所以受的力是平衡力;
(2)把小车转过一个角度,两个力的大小不变,方向仍相反,但两个力不在同一直线上。根据控制变量法,松手后观察小车能否恢复到原来的位置,是为了验证两个力必须在同一直线上才能平衡;
(3)物体处于静止和匀速直线运动时为平衡状态,由于实验中让物体做匀速直线运动不易操作,实验是通过观察物体是否处于静止状态来判断物体是否平衡的;
(4)乙中使用小车而不用木块,丙中物体与桌面不接触,由实验甲改进到实验乙、丙是为了减小摩擦力对实验的影响。
卡片的重力小,将丙装置中的物体换成小卡片,减小了物体重力对实验的影响;
故答案为:(1)木块与桌面间存在摩擦力的影响;(2)作用在同一条直线上;(3)静止;(4)摩擦力;重力。
【点评】本题是探究二力平衡条件的实验,要熟练掌握二力平衡条件及平衡状态的含义,掌握探究每个条件的操作方法及其现象和对应的结论。
30.相对于其它消毒液,次氯酸的消杀新冠病毒效果较好,也较为安全。小明利用天平、量筒等实验器材测量某品牌次氯酸的密度。
(1)将天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,此时指针位置如图甲所示,应向 左 调节平衡螺母直至天平平衡;
(2)测量步骤如下:
①在烧杯中倒入适量消毒液,用天平测出烧杯和次氯酸的总质量为78g;
②将烧杯中部分次氯酸倒入量筒,液面位置如图乙所示,量筒内次氯酸的体积为 40 cm3;
③用天平测出烧杯和剩余次氯酸的质量如图丙所示;
④次氯酸的密度为 0.85 g/cm3;
(3)小明测量一个木块(ρ木<ρ水)的密度,由于木块体积较大无法放入量筒,于是利用电子秤、一根细钢针、烧杯和水设计如下实验,测出了木块的密度;
①如图丁所示向烧杯中倒入适量水,电子秤的示数为m1;
②如图戊所示将木块放在水中,静止时电子秤的示数为m2;
③ 用细钢针把木块压入水中,使木块浸没在水中 ,电子秤的示数为m3;
④木块密度ρ木 ρ水 (用m1、m2、m3和ρ水表示)。
(4)测完密度后,小明发现由于电子秤没调零,每次测量结果都偏大3g,则测得的木块密度 不变 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)左;(2)②40;④0.85;(3)③用细钢针把木块压入水中,使木块浸没在水中;④ρ水;(4)不变。
【分析】(1)天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻度线处,平衡螺母向上翘的一端调节。
(2)②量筒中液体的体积等于液面对应的刻度值。
③物体的质量等于砝码质量和游码对应刻度值的和。量筒中消毒液的质量等于前后两次质量测量的差值。
④知道消毒液的质量和体积,根据密度公式求出消毒液的密度。
(3)用电子秤测量烧杯和水的质量,把木块放入水中,木块漂浮在水面上,测量烧杯、水和木块的质量,求出木块的质量;用细钢针把木块浸没在水中,测量电子秤增加的测量值,即木块排开水的质量,求出木块浸没在水中排开水的质量,求出木块排开水的体积,即木块的体积;知道木块的质量和体积,根据密度公式,求出木块的密度。
(4)由于电子秤没调零,每次测量结果都偏大2g,质量的差值是不变的,所以密度测量值不变。
【解答】解:(1)天平放在水平台上,发现指针指在分度盘的右侧,说明天平的右端下沉,左端上翘,平衡螺母向上翘的左端调节,使天平平衡。
(2)②将烧杯中部分消毒液倒入量筒,液面对应40mL,所以消毒液的体积为:V=40mL=40cm3。
③烧杯和剩余消毒液的质量:m=20g+20g+4g=44g。
量筒中消毒液的质量:m'=78g﹣44g=34g。
④消毒液的密度:ρ0.85g/cm3。
(3)①如图A所示向烧杯中倒入适量水,电子秤的示数为m1;
②如图B所示将木块放在水中,静止时电子秤的示数为m2;
木块的质量:m木=m2﹣m1。
③用细钢针把木块压入水中,使木块浸没在水中,电子秤的示数为m3;
木块的体积V木=V排。
④木块密度ρ木ρ水。
(4)由于电子秤没调零,每次测量结果都偏大2g,m1、m2、m3都偏大,m2﹣m1的差值不变,m3﹣m1的差值不变,由密度公式ρ木ρ水得,木块的密度不变。
故答案为:(1)左;(2)②40;④0.85;(3)③用细钢针把木块压入水中,使木块浸没在水中;④ρ水;(4)不变。
【点评】本题考查了天平的正确使用、用天平和量筒测量液体的密度、测量比水密度小的木块的密度、实验评估等,是一道综合性很强的实验综合题。
31.为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明设计了如图所示的实验。
(1)在①②③④四次实验中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做 匀速直线 运动,此时,滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)比较①、②实验,可以得出结论 接触面粗糙程度相同时,压力越大 ,滑动摩擦力越大。
(3)比较①、④实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小明得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 没有控制压力大小相同 。
(4)小明要对实验装置进行改动,如图⑤所示,重复实验,发现效果更好,实验中,小明 不一定 (选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板。
【答案】(1)匀速直线;(2)接触面粗糙程度相同时,压力越大;(3)错误;没有控制压力大小相同;(4)不一定。
【分析】(1)用弹簧测力计水平匀速拉动物块,物块做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可知,滑动摩擦力等于测力计的示数;
(2)分析图示实验,根据实验控制的变量与实验现象可以得出实验结论;
(3)根据控制变量法的要求分析答题;
(4)根据图示实验装置分析答题。
【解答】解:
(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时物块处于平衡状态,由平衡条件可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)由图①、②所示实验可知,物体间的接触面的粗糙程度相同,压力越大时,弹簧测力计示数越大,滑动摩擦力就越大,故可得出结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)由图①、④所示实验可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,由于没有控制物体间的压力相同,他的结论是错误的;
(4)由图戊所示实验可知,拉动木板时物块保持不动,物块处于平衡状态,滑动摩擦力等于测力计的拉力,实验时不需要匀速拉动长木板。
故答案为:(1)匀速直线;(2)接触面粗糙程度相同时,压力越大;(3)错误;没有控制压力大小相同;(4)不一定。
【点评】本题考查了实验现象分析,知道实验原理、应用控制变量法分析清楚图示实验情景即可解题,熟练应用控制变量法是正确解题的关键。
五.计算题(共1小题)
32.小超学习了质量与密度的相关知识后,做了如下研究:准备一只足够高、质量为200g的薄壁圆柱形玻璃杯,小超先向玻璃杯中倒入部分水,如图甲所示,测得水和玻璃杯的总质量为700g,水的深度h1为5cm。再向玻璃杯中倒入更多的水,使水的深度为h2,如图乙所示,然后将玻璃杯放入冰箱冷冻室,待水完全变成冰后,发现冰面高度比h2升高了1.5cm。小超等冰块全部熔化成水后,找来一块会吸水的底面积为60cm2的圆柱形石块,将其竖直放入水中,无水溢出,测出此时玻璃杯的总质量为5150g,待石块吸足了水后,发现石块刚好浸没在水中,如图丙所示。已知这种石块12cm3能吸1cm3的水,忽略石块吸水前后体积的变化。求:(ρ冰=0.9×103kg/m3)
(1)玻璃杯的底面积;
(2)第二次加水后,水的深度h2;
(3)石块吸水前的密度为多少g/cm3?
【答案】(1)玻璃杯的底面积100cm2;
(2)第二次加水后,水的深度h2为13.5cm;
(3)石块吸水前的密度为2g/cm3。
【分析】(1)根据玻璃杯和水的总质量及玻璃杯的质量,求出杯中水的质量,在利用,求出水的体积,从而求出玻璃杯的底面积;
(2)根据水结冰后其质量保持不变,由于密度变小,从而体积增大列出方程,求出水的深度;
(3)先求出玻璃杯中水的质量,利用此时玻璃杯子总质量求出石块质量,利用丙图石块吸水体积不变,求出石块体积,从而求出石块密度。
【解答】解:(1)图甲中水的质量m1=700g﹣200g=500g;
此时杯中水的体积V1500cm3;
因此时杯中水深h1=5cm,因薄壁圆柱形玻璃杯,故玻璃杯的底面积即等于此时水的底面积:
S1100cm2;
(2)根据题中要求加水后放入冰箱冷冻,水会结冰,密度变小,体积变大,由于水结冰后质量不变故可以得出以下关系:
结冰前水的质量m2=ρ水S1h2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
结冰后冰的质量m2=ρ冰S1(h2+1.5cm)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②两式可得:
ρ水S1h2=ρ冰S1(h2+1.5cm)
代入数据得:
1g/cm3×100cm2×h2=0.9g/cm3×100cm2×(h2+1.5cm)
解得h2=13.5cm;
(3)将h2=13.5cm代入①式,求得乙图是玻璃杯中水的质量m2=ρ水S1h2=1g/cm3×100cm2×13.5cm=1350g;
根据此时玻璃杯的总质量为5150g,即可求出石块质量m石=5150g﹣200g﹣1350g=3600g;
设图丙中石块高度为h石,此时刚好浸没水中,故此时石块体积:
V石=S石h石﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
因石块12cm3能吸1cm3的水,故石块吸收水的体积:
V吸V石,
剩余水的体积:
V2=S1h2V石﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
从丙图可以看出此时V2+V石=S1h石﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤
将③④两式代入⑤可得:
S1h2S石h石+S石h石=S1h石;
代入数据可得:
100cm2×13.5cm60cm2h石+60cm2h石=100cm2h石;
解得h石=30cm,即可得出V石=S石h石=60cm2×30cm=1800cm3
故石块密度ρ石2g/cm3。
答:(1)玻璃杯的底面积100cm2;
(2)第二次加水后,水的深度h2为13.5cm;
(3)石块吸水前的密度为2g/cm3。
【点评】本题考查密度公式的应用,是一道综合题,难度较大。
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