精品解析:北京市北京实验学校(海淀)2025-2026学年八年级下学期期中考试物理试题(C卷)
2026-05-15
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.55 MB |
| 发布时间 | 2026-05-15 |
| 更新时间 | 2026-05-15 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57852953.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
北京实验学校(海淀)2025-2026学年度八年级下学期期中考试
理科综合C卷
考试时间:90分钟 满分:100分
注意事项:
1.本试卷共4页,共14道大题。
2.试题答案一律填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。
1. 探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。用铁架台、弹簧和多个质量已知且相等的钩码来进行实验。
(1)为完成实验,还需要的实验器材有:______;
(2)关于操作步骤先后顺序,下列说法正确的是___________;
A. 先测量原长,后竖直悬挂
B. 先竖直悬挂,后测量原长
C. 先后顺序对实验结果无影响
(3)实验时,该同学认为可以用钩码的重力来代替弹簧弹力大小,这样做的依据是___________;
A. 钩码静止时受到的弹力和重力是一对作用力与反作用力
B. 钩码静止时受到的弹力和重力是一对平衡力
C. 钩码静止时受到的弹力和重力本来就是同一个力
(4)在用图1所示实验装置探究弹簧伸长量与所受拉力关系的实验中,记录的原始数据如下表所示。请你作出弹簧弹力与弹簧长度的关系图(图2);
弹簧伸长量与所受拉力关系
序号
1
2
3
4
5
6
弹簧长度l/cm
5.1
6.2
7.3
8.4
9.5
10.6
所受拉力F/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
(5)图像与x轴交点横坐标的物理意义是______;
(6)弹簧弹力与伸长量的比值定义为劲度系数。由图2可知,劲度系数______(选填“会”或“不会”)随着拉力的变化而变化。这个弹簧的劲度系数为______N/m;(结果保留到整数)
(7)某同学进行了充分的实验数据收集,发现当l超出一定长度后,F-l图像(图3)变成了曲线,图像弯曲的原因是:______。
2. 探究合力与分力的关系。
(1)请将下面实验的主要步骤补充完整。
①将橡皮筋的一端固定在木板上的A点,另一端拴上两根绳套,每根绳套分别连着一个弹簧测力计;
②沿着两个方向拉弹簧测力计,将橡皮筋的活动端拉到某一位置,将此位置标记为O点,并记录两个拉力F1、F2的大小及方向;
③再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,记录___________。
(2)用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,这样做的目的是为了保证两次施加力的___________相同。
A. 大小 B. 方向 C. 作用效果
(3)图2是在白纸上根据实验结果作出的力的图示,其中___________表示力F1和F2合力的实际测量值。(选填“F”或“”)
(4)下列对减小实验误差的分析不合理的有___________。(多选)
A. 两根细绳必须等长
B. 实验前先把所用的两个弹簧测力计的钩子互相钩住,反向拉动,确保读数相同
C. 在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
D. 标记同一细绳方向的两点要近一些
3. 探究二力平衡的条件:
(1)如图甲所示,左边用细线挂一个钩码,右边用细线挂两个钩码时,木块仍然保持静止,这时木块在水平方向受到的力___________(选填“平衡”或“不平衡”);
(2)重新设计如图乙所示的改进装置,目的是减小___________对小车平衡的影响;
(3)实验时,将小车扭转一个角度,松手瞬间小车___________(选填“平衡”或“不平衡”),说明相互平衡的两个力必须作用在___________。
4.生活中的摩擦力
4. 如图所示,手握一杯热腾腾的奶茶使其保持静止,手对杯子的摩擦力方向为___________。当我们增大对杯子的握力,摩擦力的大小___________(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
5. 人在地面正常走路时(下图),后脚向后蹬地,受到摩擦力方向___________(填“向前”或者“向后”),该力属于___________(选填“静摩擦力”或“滑动摩擦力”)。
6. 在科学课上,我们用二轴力平台测量了自行车通过时的摩擦力(平行力)。下图是蹬车经过平台时二轴力平台的示数。
(1)自行车两次经过平台时摩擦力都出现两个峰,它们分别代表___________。
(2)图中出现的两个峰值一正一负,这说明人蹬车时,前后轮摩擦力方向___________。 (选填“相同”或“相反”)
7. 探究影响滑动摩擦力大小的因素:
(1)该同学用弹簧测力计水平拉动木块(上图)。实验中应使木块沿水平桌面做___________直线运动,请你通过受力分析解释其原因:___________。
(2)甲、乙所示的两次实验探究的问题是:滑动摩擦力大小与___________是否有关。
8. 测量动摩擦因数
某同学在做测定木板的动摩擦因数的实验时,设计了两种实验方案:方案A:木板水平固定,通过弹簧测力计水平拉动木块,如图甲所示;方案B:木块固定,通过细线水平拉动木板,如图乙所示。
(1)画出乙中木块的受力示意图。
(2)上述两种方案中,你认为哪一个方案更合理__________?为什么___________?
(3)某同学记录下多组正压力FN和滑动摩擦力f,并作出了FN-f图,如图丙所示。对于实验结果的分析合理的有( )(多选)
A. 数据点没有完全落在直线上,所以实验失败了
B. 可得木板与木块间动摩擦因数μ约为0.3
C. 随着拉力增加,动摩擦因数μ越来越大
D. 趋势线不过原点可能是因为测力计没有正确调零
9. 运动和力的关系:
十七世纪,伽利略通过理想斜面实验,正确地揭示了“运动和力的关系”。如图所示,伽利略的斜面实验有如下步骤:
①减小右侧斜面的倾角,小球将通过较长的路程,仍能到达原来的高度。
②由静止释放小球,小球沿左侧斜面滚下,滚上右侧斜面,高度几乎与原来高度相同。
③如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度。
④继续减小右侧斜面的倾角,最终使它水平,小球将沿水平面以恒定速度一直运动下去。
(1)请按合理顺序排列实验步骤:___________(填序号)。以上步骤中,属于可靠事实的是___________(填序号)。伽利略的理想实验把可靠的事实和逻辑推理结合起来,揭示了力是___________(选填“改变”或“维持”)物体运动状态的原因。
(2)汽车启动时,车辆在发动机带动下向前加速,而乘客的身体由于___________仍保持原来的运动状态,因此人相对于车会向___________(填方向)倾斜。
10. 超重与失重
(1)某小组利用人站在二轴力平台上,记录电梯从静止开始运动时支持力(法向力)示数变化如图1所示。从图中可知,人处于失重状态的是___________(填图中字母代号);电梯在A、B、C、D四个阶段的运动状态分别是___________(按顺序选填下列字母代号)
a.加速上升 b.加速下降 c.减速下降 d.减速上升
(2)小组同学接下来分别从合力的角度和运动的角度对超失重现象进行了 更为深入的分析;
①画出人站在二轴力平台时(图2),人体所受力的示意图___________。
②二轴力平台测量的是人对平台的压力,这个力与平台对人的支持力是___________;(选填“相互作用力”或“平衡力”)
③该小组制作了表格,逐项分析超失重和不同物理量之间的联系。所有方向均为竖直方向。
编号
过程
状态
受力大小
合力方向
v方向
速度改变方向
电梯上升
1
加速
超重
FN>G
向上
向上
向上
2
匀速
正常
FN=G
无
向上
无
3
减速
失重
FN<G
向下
向上
电梯下降
4
加速
失重
FN<G
向下
向下
向下
5
匀速
正常
FN=G
无
向下
无
6
减速
超重
FN>G
向上
向下
向上
上述表格中,速度改变方向有一项未填写,该空白处应该填写的是___________;根据表格发现总结规律可知,无论物体处于超重或者失重,其所受合力方向与运动都满足特定关系,即合力方向与___________;
(3)图3是某同学站在二轴力学平台上,做下蹲-起立动作时记录的支持力(法向力)随时间变化的图线,则该同学的质量约为___________kg,___________时间段内(填字母代号)该同学正在起立。(g=10N/ kg)
11. 探究液体内部静压强的特点
(1)实验(图1)中液体内部的压强是通过微小压强计的___________反映;
(2)通过图乙、图丙所示的两次实验得出:同种液体,同一深度,液体内部向各个方向的压强___________;通过图甲、图乙所示的两次实验得出:在同种液体中,液体压强随着深度的增加而___________;
(3)小组同学想要探究液体密度对液体内部压强的影响,继续进行了图丁所示实验。对比图丁和图___________(选填“甲”、“乙”或“丙”)的实验结果,可以得到结论:在同一深度,液体密度越大,压强越大;
(4)通过实验,我们知道液体内部的压强与液体的深度有关。已知液体的密度为ρ,重力加速度为g。请你在图2选择合适的研究对象,推导液面下深h处的液体压强表达式___________。
10.液体压强的应用
12. 如图所示,工人师傅为了保证能够将插座安装在墙面的同一高度,将一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同位置并用笔标记出水面位置。这是利用___________原理,即当管中的液体静止时,各个部分中的液面总是相平的。
13. 请你以粗细相同的U形玻璃管为模型,在图中选取合适的研究对象,分析两侧玻璃管中液面为什么相平___________。
14. 桌面上有一个上端大下端小的容器(如图),里面灌满水,水到底面的高度为h,底面积为S,容器内水的质量为m,容器质量可忽略不计。水的密度为ρ,重力加速度为g。
(1)水的重力G水=______,水对容器底的压力F1=______, G水______F1(填 “>”“<”或“=”),容器底对桌面的压力F2=______;(以上均用用题目所给符号表示)
(2)(附加)请选择合适的研究对象,从受力分析角度解释G水与F1大小关系______。
15. 小明利用实验探究浮力大小和哪些因素有关系。他把金属块挂在弹簧测力计上,将它分别浸入水和酒精中的不同位置,如图所示。
(1)做丙、丁两次实验,是为了探究浮力大小与______有关;
(2)做______两次实验,是为了探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度无关。
16. 选择水下的一个底面积为S、高度为h的水柱作为研究对象,如图所示。设液体密度为ρ,重力加速度为g。请分析此时水柱所受周围水对它的压力的合力F。
(1)柱体侧面同一高度的对称的两个位置受到的液体压强大小______(选填“相等”或“不相等”),所以水平方向物体所受周围液体对它的压力的合力为______;
(2)设上表面距离水面的深度为h1,此处水的压强为p1=______,所以上表面受到的水的压力大小F1=______,方向______,下表面受到的压力大小F2=______;
(3)浮力的本质是液体对浸入其中物体的压力的合力。柱体所有面受到水的压力的合力大小F=______=pgV排,方向为______;
(4)下图中的___________不适合作为研究对象使用上述方法推导浮力公式。(多选)。
A. B. C.
17. 验证阿基米德原理
(1)小军用石块按照如图所示的实验步骤依次进行实验:由图可知,石块浸没在水中时,受到的浮力F浮=___________N,排开水的重力G排=___________N,发现F浮≠G排,造成这种结果的原因可能是___________;
A.整个实验过程中,弹簧测力计一直都没有校零
B.最初溢水杯中的水未装至溢水口
C.步骤c中,石块没有完全浸没
(2)已知水的密度为ρ水,重力加速度为g。有同学指出,根据以上测量数据,可以估算石块的密度ρ石。你___________赞同(选填“是”或“否”),如果赞同,则ρ=__________(用直接测得的物理量的字母表示);如果不赞同,请你提出还需要测量___________(填物理量)。
18. 利用浮力原理制作测量液体密度的密度计:
小组同学选取了一根粗细均匀,底面积为S的圆柱形直管,在里面装有适量铁钉并用防水胶带封口。密度计的重力为G。使用时,将密度计放在待测液体中,密度计竖直漂浮在液体中,如图所示。待其稳定后,液面处对应的刻度值即为液体密度。重力加速度为g。
(1)画出密度计的受力示意图。
(2)将密度计放在密度为ρ1的液体中,密度计稳定漂浮后,则密度计所受浮力F1___________G(选填“>”、“<”或“=”),密度值为ρ1的刻度线与密度计底部的距离h1=___________。(用字母符号表示)。
(3)密度计上密度值为ρ1和ρ2()的两条刻度线之间的距离为Δh=___________(用字母符号表示)。因此,为了增大Δh,从而提高密度计的精密度,可采用的方法有___________。
14.大气压强
19. 以下实验中,不能说明大气压存在的一项是( )
A. 马德堡半球实验 B. 伽利略斜面实验
C. 覆杯实验 D. 托里拆利实验
20. 测量大气压强的大小。小明同学在实验室内用小吸盘、弹簧测力计、直尺等材料测量大气压强。他的实验步骤为:
①用直尺测量小吸盘未变形前的直径d,计算得到圆形小吸盘的面积S;
②用电子天平测量小吸盘的质量m;
③将小吸盘紧紧按在桌面上,用弹簧测力计竖直向上缓慢拉小吸盘,记录吸盘刚刚脱离桌面时弹簧测力计的示数F;
使用公式计算大气压强的数值。
如图所示,小吸盘紧紧按在桌面上时,可以认为吸盘与桌面之间的空气被全部挤出。
(1)首先以小吸盘作为研究对象进行受力分析:小吸盘受到桌面的作用力,从性质上看,该力是___________(选填“重力”、“弹力”、“摩擦力”或“吸力”),方向为___________。除此之外还受到多个力的作用。画出小吸盘吸在桌面时的受力示意图___________。
(2)在缓慢向上拉小吸盘的过程中,小吸盘处于平衡态。因此有受力平衡方程:___________
(3)当吸盘即将脱离桌面的瞬间,桌面对小吸盘的支持力为0。可以计算得到大气压强p0=___________(用题目中所给字母表示)
(4)查阅资料,得到标准大气压强的大小为1×105Pa,如果可见测量值明显偏小。可能的原因为___________(多选)
A. 吸盘与桌面之间还有残留的空气
B. 小吸盘脱离桌面时相比之前明显向内收缩
C. 用直尺测量小吸盘直径时直尺没有经过圆心
D. 当天的实际大气压显著低于标准大气压
21. 下列生活现象,解释不合理的一项是( )
A. 医生把注射器的针头插入药液,提起活塞把药液吸入针管,利用了大气压的作用
B. 飞机产生升力的原因是飞机机翼上表面压强小于下表面压强
C. 用吸管喝饮料利用了大气压的作用
D. 活塞式抽水机是利用连通器原理工作的
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北京实验学校(海淀)2025-2026学年度八年级下学期期中考试
理科综合C卷
考试时间:90分钟 满分:100分
注意事项:
1.本试卷共4页,共14道大题。
2.试题答案一律填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。
1. 探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。用铁架台、弹簧和多个质量已知且相等的钩码来进行实验。
(1)为完成实验,还需要的实验器材有:______;
(2)关于操作步骤先后顺序,下列说法正确的是___________;
A. 先测量原长,后竖直悬挂
B. 先竖直悬挂,后测量原长
C. 先后顺序对实验结果无影响
(3)实验时,该同学认为可以用钩码的重力来代替弹簧弹力大小,这样做的依据是___________;
A. 钩码静止时受到的弹力和重力是一对作用力与反作用力
B. 钩码静止时受到的弹力和重力是一对平衡力
C. 钩码静止时受到的弹力和重力本来就是同一个力
(4)在用图1所示实验装置探究弹簧伸长量与所受拉力关系的实验中,记录的原始数据如下表所示。请你作出弹簧弹力与弹簧长度的关系图(图2);
弹簧伸长量与所受拉力关系
序号
1
2
3
4
5
6
弹簧长度l/cm
5.1
6.2
7.3
8.4
9.5
10.6
所受拉力F/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
(5)图像与x轴交点横坐标的物理意义是______;
(6)弹簧弹力与伸长量的比值定义为劲度系数。由图2可知,劲度系数______(选填“会”或“不会”)随着拉力的变化而变化。这个弹簧的劲度系数为______N/m;(结果保留到整数)
(7)某同学进行了充分的实验数据收集,发现当l超出一定长度后,F-l图像(图3)变成了曲线,图像弯曲的原因是:______。
【答案】(1)刻度尺 (2)B (3)B
(4) (5)弹簧的原长
(6) ①. 不会 ②. 55
(7)超出了弹簧的弹性限度
【解析】
【小问1详解】
实验中需要测量弹簧的伸长量,所以为完成实验,还需要的实验器材是刻度尺。
【小问2详解】
弹簧竖直悬挂时,在自身重力作用下弹簧会被拉长一点,所以为减小误差,应先竖直悬挂,后测量原长,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
【小问3详解】
弹簧竖直悬挂且钩码静止时,钩码处于平衡状态,钩码受到的弹力和重力是一对平衡力,大小相等,所以可以用钩码的重力来代替弹簧弹力大小,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
【小问4详解】
根据表格数据在图2中描点连线作出弹簧弹力和弹簧长度的关系图。
【小问5详解】
图像与x轴交点的纵坐标为零,即弹簧弹力为零,所以此时的横坐标表示弹簧的原长。
【小问6详解】
图2中弹簧弹力和弹簧长度的关系图像是一次函数图像,弹簧弹力与伸长量的比值为定值,所以劲度系数不会随着拉力的变化而变化。这个弹簧的劲度系数为
【小问7详解】
略
2. 探究合力与分力的关系。
(1)请将下面实验的主要步骤补充完整。
①将橡皮筋的一端固定在木板上的A点,另一端拴上两根绳套,每根绳套分别连着一个弹簧测力计;
②沿着两个方向拉弹簧测力计,将橡皮筋的活动端拉到某一位置,将此位置标记为O点,并记录两个拉力F1、F2的大小及方向;
③再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,记录___________。
(2)用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,这样做的目的是为了保证两次施加力的___________相同。
A. 大小 B. 方向 C. 作用效果
(3)图2是在白纸上根据实验结果作出的力的图示,其中___________表示力F1和F2合力的实际测量值。(选填“F”或“”)
(4)下列对减小实验误差的分析不合理的有___________。(多选)
A. 两根细绳必须等长
B. 实验前先把所用的两个弹簧测力计的钩子互相钩住,反向拉动,确保读数相同
C. 在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
D. 标记同一细绳方向的两点要近一些
【答案】(1)拉力F的大小和方向 (2)C
(3)F (4)AD
【解析】
【分析】
【小问1详解】
探究合力和分力的关系,除了要记录两个分力的大小和方向外,还需要用一个弹簧测力计将拉橡皮筋的活动端仍拉至O点,记录该拉力的大小和方向,并与之前两个分力的大小和方向作比较,分析得出分力与合力的关系。
【小问2详解】
用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,是为了让这个力的作用效果和两个分力、共同作用的力的效果相同。故选C。
【小问3详解】
由图2可知,是根据两个分力的大小和方向通过作图得到的合力理论值,F才是用一个弹簧测力计直接拉橡皮筋到同一点O实际测量出来的,是真实的测量结果。
【小问4详解】
A.两根细绳不需要等长,只要能准确记录力的方向即可,故A符合题意;
B.实验前将两个弹簧测力计挂钩互相钩住反向拉动,确保读数相同,是为了校准弹簧测力计,能减小误差,故B不符合题意;
C.弹簧测力计与木板平面平行,能保证力在同一平面内,减小实验误差,故C不符合题意;
D.标记同一细绳方向的两点应远一些,这样确定的方向更准确,若两点太近会增大误差,故D符合题意。
故选AD。
3. 探究二力平衡的条件:
(1)如图甲所示,左边用细线挂一个钩码,右边用细线挂两个钩码时,木块仍然保持静止,这时木块在水平方向受到的力___________(选填“平衡”或“不平衡”);
(2)重新设计如图乙所示的改进装置,目的是减小___________对小车平衡的影响;
(3)实验时,将小车扭转一个角度,松手瞬间小车___________(选填“平衡”或“不平衡”),说明相互平衡的两个力必须作用在___________。
【答案】(1)平衡 (2)摩擦力
(3) ①. 不平衡 ②. 同一直线上
【解析】
【小问1详解】
木块保持静止,静止属于平衡状态,因此水平方向受到的力平衡。
【小问2详解】
乙图中用带轮子的小车代替甲图中的木块,目的是用滚动代替滑动,减小摩擦力对实验的干扰。
【小问3详解】
将小车扭转一个角度,两个拉力不再作用在同一直线上,松手瞬间小车会转动,说明此时受力不平衡,这是为了验证相互平衡的两个力必须作用在同一直线上。
4.生活中的摩擦力
4. 如图所示,手握一杯热腾腾的奶茶使其保持静止,手对杯子的摩擦力方向为___________。当我们增大对杯子的握力,摩擦力的大小___________(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
【答案】 ①. 竖直向上 ②. 不变
【解析】
【详解】杯子静止,竖直方向受竖直向下的重力和手对杯子的静摩擦力,二力平衡,所以摩擦力方向竖直向上;增大对杯子的握力,杯子仍静止,静摩擦力大小始终等于杯子总重力,重力不变,故摩擦力大小不变。
5. 人在地面正常走路时(下图),后脚向后蹬地,受到摩擦力方向___________(填“向前”或者“向后”),该力属于___________(选填“静摩擦力”或“滑动摩擦力”)。
【答案】 ①. 向前 ②. 静摩擦力
【解析】
【详解】后脚向后蹬地,脚相对地面有向后滑动的趋势,地面给脚的摩擦力向前;走路时脚与地面没有发生相对滑动,只是有相对运动趋势,属于静摩擦力。
6. 在科学课上,我们用二轴力平台测量了自行车通过时的摩擦力(平行力)。下图是蹬车经过平台时二轴力平台的示数。
(1)自行车两次经过平台时摩擦力都出现两个峰,它们分别代表___________。
(2)图中出现的两个峰值一正一负,这说明人蹬车时,前后轮摩擦力方向___________。 (选填“相同”或“相反”)
【答案】(1)前轮和后轮经过平台时受到的摩擦力
(2)相反
【解析】
【小问1详解】
自行车在前进时,前后轮受到的摩擦力性质不同:后轮是驱动轮,蹬车时主动向后推地面,地面给后轮的摩擦力向前使自行车获得前进的动力;前轮是从动轮,被推着向前运动,地面给前轮的摩擦力向后,阻碍自行车向前运动。当自行车通过测力平台时,前轮和后轮先后压过平台,因此摩擦力曲线会出现两个峰,分别对应前轮和后轮经过平台时受到的摩擦力。
【小问2详解】
图中两个峰值一正一负,代表力的方向相反,这说明前后轮受到的摩擦力方向相反。
7. 探究影响滑动摩擦力大小的因素:
(1)该同学用弹簧测力计水平拉动木块(上图)。实验中应使木块沿水平桌面做___________直线运动,请你通过受力分析解释其原因:___________。
(2)甲、乙所示的两次实验探究的问题是:滑动摩擦力大小与___________是否有关。
【答案】(1) ①. 匀速 ②. 木块做匀速直线运动时,水平方向上拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等 (2)压力大小
【解析】
【小问1详解】
当木块做匀速直线运动时,木块在水平方向上受到的弹簧测力计的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力。根据二力平衡条件,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,因此弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小,这样就能通过测力计直接读出摩擦力的大小。所以实验中应使木块沿水平桌面做匀速直线运动。
【小问2详解】
甲、乙两次实验中,接触面的粗糙程度相同,而乙图中木块上增加了铁块,接触面受到的压力不同,因此探究的问题是:滑动摩擦力大小与压力大小是否有关。
8. 测量动摩擦因数
某同学在做测定木板的动摩擦因数的实验时,设计了两种实验方案:方案A:木板水平固定,通过弹簧测力计水平拉动木块,如图甲所示;方案B:木块固定,通过细线水平拉动木板,如图乙所示。
(1)画出乙中木块的受力示意图。
(2)上述两种方案中,你认为哪一个方案更合理__________?为什么___________?
(3)某同学记录下多组正压力FN和滑动摩擦力f,并作出了FN-f图,如图丙所示。对于实验结果的分析合理的有( )(多选)
A. 数据点没有完全落在直线上,所以实验失败了
B. 可得木板与木块间动摩擦因数μ约为0.3
C. 随着拉力增加,动摩擦因数μ越来越大
D. 趋势线不过原点可能是因为测力计没有正确调零
【答案】(1) ①. 方案B ②. 不受木板如何运动的限制(或摩擦力的测量更方便、准确) (2)BD
【解析】
【小问1详解】
木块保持静止,受4个力;竖直向下的重力;竖直向上的支持力(与重力大小相等);水平向左的弹簧测力计的拉力;水平向右的木板对木块的滑动摩擦力(与拉力大小相等) ;如图所示。
【小问2详解】
方案A需要拉动木块做匀速直线运动,实际操作中很难控制木块一直匀速,弹簧测力计示数不稳定,读数困难;方案B中木块始终静止,无论木板是否匀速运动,木块受力平衡,滑动摩擦力始终等于弹簧测力计的拉力,不需要控制木板匀速运动,操作方便,且弹簧测力计示数稳定,便于读数,故方案B更合理。
【小问3详解】
A.实验存在误差是正常现象,数据点不完全落在直线上不代表实验失败,故A错误;
B.滑动摩擦力满足,图像的斜率就是动摩擦因数,计算得 ,故B正确;
C.动摩擦因数只和接触面的材料、粗糙程度有关,和拉力、正压力无关,故C错误;
D.若弹簧测力计没有正确调零,测量的摩擦力会存在固定偏差,导致图线不过原点,分析合理,故D正确。
故选BD。
9. 运动和力的关系:
十七世纪,伽利略通过理想斜面实验,正确地揭示了“运动和力的关系”。如图所示,伽利略的斜面实验有如下步骤:
①减小右侧斜面的倾角,小球将通过较长的路程,仍能到达原来的高度。
②由静止释放小球,小球沿左侧斜面滚下,滚上右侧斜面,高度几乎与原来高度相同。
③如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度。
④继续减小右侧斜面的倾角,最终使它水平,小球将沿水平面以恒定速度一直运动下去。
(1)请按合理顺序排列实验步骤:___________(填序号)。以上步骤中,属于可靠事实的是___________(填序号)。伽利略的理想实验把可靠的事实和逻辑推理结合起来,揭示了力是___________(选填“改变”或“维持”)物体运动状态的原因。
(2)汽车启动时,车辆在发动机带动下向前加速,而乘客的身体由于___________仍保持原来的运动状态,因此人相对于车会向___________(填方向)倾斜。
【答案】(1) ①. ②③①④ ②. ② ③. 改变
(2) ①. 惯性 ②. 后
【解析】
【小问1详解】
伽利略的实验逻辑是先观察事实,再进行推理,逐步得出结论。②是实际观察到的现象;③是基于②的推理;①是减小倾角后的推理;④是最终水平状态的推理。合理顺序为②③①④;属于可靠事实的是实际实验中能直接观察到的现象,故选②。①③④都是基于事实的逻辑推理;伽利略的理想实验揭示了力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因。
【小问2详解】
汽车启动时,车辆向前加速,而乘客的身体由于惯性,仍保持原来的静止状态,因此人相对于车会向后倾斜。
10. 超重与失重
(1)某小组利用人站在二轴力平台上,记录电梯从静止开始运动时支持力(法向力)示数变化如图1所示。从图中可知,人处于失重状态的是___________(填图中字母代号);电梯在A、B、C、D四个阶段的运动状态分别是___________(按顺序选填下列字母代号)
a.加速上升 b.加速下降 c.减速下降 d.减速上升
(2)小组同学接下来分别从合力的角度和运动的角度对超失重现象进行了 更为深入的分析;
①画出人站在二轴力平台时(图2),人体所受力的示意图___________。
②二轴力平台测量的是人对平台的压力,这个力与平台对人的支持力是___________;(选填“相互作用力”或“平衡力”)
③该小组制作了表格,逐项分析超失重和不同物理量之间的联系。所有方向均为竖直方向。
编号
过程
状态
受力大小
合力方向
v方向
速度改变方向
电梯上升
1
加速
超重
FN>G
向上
向上
向上
2
匀速
正常
FN=G
无
向上
无
3
减速
失重
FN<G
向下
向上
电梯下降
4
加速
失重
FN<G
向下
向下
向下
5
匀速
正常
FN=G
无
向下
无
6
减速
超重
FN>G
向上
向下
向上
上述表格中,速度改变方向有一项未填写,该空白处应该填写的是___________;根据表格发现总结规律可知,无论物体处于超重或者失重,其所受合力方向与运动都满足特定关系,即合力方向与___________;
(3)图3是某同学站在二轴力学平台上,做下蹲-起立动作时记录的支持力(法向力)随时间变化的图线,则该同学的质量约为___________kg,___________时间段内(填字母代号)该同学正在起立。(g=10N/ kg)
【答案】(1) ①. A、D ②. b、c、a、d
(2) ①. ②. 相互作用力 ③. 向下 ④. 速度改变方向相同
(3) ①. 73 ②. cd
【解析】
【小问1详解】
失重的定义是支持力小于重力,此时竖直方向上合力向下,由图1可知,A、D段支持力低于静止时的支持力,因此是失重状态;失重时,合力向下,人向下加速或向上减速,超重时,合力向上,人向下减速或向上加速,电梯从静止开始运动,按顺序分析:A失重,从静止开始运动,加速下降,对应b;B超重,在下降阶段减速,对应c;C超重,开始加速上升,对应a;D失重,为减速上升,对应d。
【小问2详解】
人站在平台上受两个力:竖直向下的重力、平台竖直向上的支持力,作用点在重心;人对平台的压力和平台对人的支持力,大小相等方向相反,作用在两个不同物体上,符合相互作用力的特点,因此是相互作用力;电梯减速上升时,速度方向向上,大小减小,因此速度改变方向向下;根据表格规律可得,合力方向始终和速度改变方向一致。
【小问3详解】
人静止时支持力等于重力,由图3可知,稳定时支持力约为730N,则
起立时,人的重心先加速向上,后减速向上,对应图中先超重后失重的cd段,因此cd段是起立过程。
11. 探究液体内部静压强的特点
(1)实验(图1)中液体内部的压强是通过微小压强计的___________反映;
(2)通过图乙、图丙所示的两次实验得出:同种液体,同一深度,液体内部向各个方向的压强___________;通过图甲、图乙所示的两次实验得出:在同种液体中,液体压强随着深度的增加而___________;
(3)小组同学想要探究液体密度对液体内部压强的影响,继续进行了图丁所示实验。对比图丁和图___________(选填“甲”、“乙”或“丙”)的实验结果,可以得到结论:在同一深度,液体密度越大,压强越大;
(4)通过实验,我们知道液体内部的压强与液体的深度有关。已知液体的密度为ρ,重力加速度为g。请你在图2选择合适的研究对象,推导液面下深h处的液体压强表达式___________。
【答案】(1)U形管两侧液面的高度差
(2) ①. 相等 ②. 增大
(3)甲 (4)
【解析】
【小问1详解】
把微小压强计的探头放在液体中,通过观察U形管两边液面的高度差来表示探头处液体压强的大小,液面的高度差越大表明液体压强越大。
【小问2详解】
通过图乙、图丙所示的两次实验得出:同种液体,同一深度,探头方向不同,U形管两边液面的高度差相等,说明同种液体,同一深度,液体内部向各个方向的压强相等。
甲、乙两图中,液体密度相同,乙中探头所处深度较深,U形管两侧液面高度差较大。故可得出结论:同种液体内部的压强随深度的增加而增大。
【小问3详解】
要得到“同一深度,液体密度越大,压强越大”,需要控制压强计的探头与图丁中探头在同一深度,但所处液体密度不同,图甲满足条件,故选图甲。
【小问4详解】
取液面下深度为处的一个圆柱形液柱作为研究对象,设液柱的底面积为,液柱的体积,液柱的质量
液柱的重力为
液柱对其下方液体的压力等于液柱的重力,即
根据压强的定义式可得
所以,液面下深度为处的液面压强表达式为。
10.液体压强的应用
12. 如图所示,工人师傅为了保证能够将插座安装在墙面的同一高度,将一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同位置并用笔标记出水面位置。这是利用___________原理,即当管中的液体静止时,各个部分中的液面总是相平的。
【答案】连通器
【解析】
【详解】透明塑料软管灌入水后,就构成了一个连通器,当连通器内装有同一种液体且液体静止时,各个部分的液面总是保持相平的,工人师傅利用这个特性来保证插座安装在同一高度。
13. 请你以粗细相同的U形玻璃管为模型,在图中选取合适的研究对象,分析两侧玻璃管中液面为什么相平___________。
【答案】选取U形管底部中间的液片作为研究对象进行受力分析,当U形管中液体静止时,这个液片也处于静止状态,此时小液片受力平衡,它受到的左右两个方向的液体压力是一对平衡力,即,U形管粗细均匀,则有,根据,液片的受力面积S相同,因此左右两侧的压强相等,根据,U形管中是同种液体密度相同,g为定值,所以两侧液体的深度h相等,即,因此两侧液面相平。
【解析】
【详解】见答案
14. 桌面上有一个上端大下端小的容器(如图),里面灌满水,水到底面的高度为h,底面积为S,容器内水的质量为m,容器质量可忽略不计。水的密度为ρ,重力加速度为g。
(1)水的重力G水=______,水对容器底的压力F1=______, G水______F1(填 “>”“<”或“=”),容器底对桌面的压力F2=______;(以上均用用题目所给符号表示)
(2)(附加)请选择合适的研究对象,从受力分析角度解释G水与F1大小关系______。
【答案】(1) ①. ②. ③. > ④.
(2)将容器中的水分割为三部分,作图如下:
中间部分水受到的重力和容器底对中间部分水的支持力是一对平衡力,大小相等。水对容器底的压力和容器底对中间部分水的支持力是一对相互作用力,大小相等。所以水对容器底的压力的大小等于中间部分水受到的重力大小。中间部分水受到的重力大小小于容器内所有水的重力,所以水对容器底的压力小于容器内所有水的重力。
【解析】
【小问1详解】
容器内水的质量为m,则水的重力为;水对容器底的压强为,则水对容器底的压力;设水的体积为V,则水的重力为,由图可知,水的体积,所以,则;容器质量可忽略不计,则容器底对桌面的压力
【小问2详解】
略
15. 小明利用实验探究浮力大小和哪些因素有关系。他把金属块挂在弹簧测力计上,将它分别浸入水和酒精中的不同位置,如图所示。
(1)做丙、丁两次实验,是为了探究浮力大小与______有关;
(2)做______两次实验,是为了探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度无关。
【答案】 ①. 液体密度 ②. 乙、丙
【解析】
【详解】(1)[1]根据控制变量法,丙、丁两次实验,金属块排开液体的体积和浸没的深度都相同,只有液体的密度不同,因此是探究浮力与液体密度的关系。
(2)[2]探究浮力与深度的关系时,根据控制变量法的思想,应控制液体种类和排开液体的体积相同,只改变浸没的深度,符合条件的只有乙、丙,数据显示可知浮力与浸没的深度无关。
16. 选择水下的一个底面积为S、高度为h的水柱作为研究对象,如图所示。设液体密度为ρ,重力加速度为g。请分析此时水柱所受周围水对它的压力的合力F。
(1)柱体侧面同一高度的对称的两个位置受到的液体压强大小______(选填“相等”或“不相等”),所以水平方向物体所受周围液体对它的压力的合力为______;
(2)设上表面距离水面的深度为h1,此处水的压强为p1=______,所以上表面受到的水的压力大小F1=______,方向______,下表面受到的压力大小F2=______;
(3)浮力的本质是液体对浸入其中物体的压力的合力。柱体所有面受到水的压力的合力大小F=______=pgV排,方向为______;
(4)下图中的___________不适合作为研究对象使用上述方法推导浮力公式。(多选)。
A. B. C.
【答案】(1) ①. 相等 ②. 零
(2) ①. ②. ③. 竖直向下 ④.
(3) ①. ②. 竖直向上 (4)BC
【解析】
【小问1详解】
柱体侧面同一高度的对称的两个位置深度相同,根据可知,受到的液体压强大小相等,由于方向还相反,所以水平方向物体所受周围液体对它的压力的合力为零。
【小问2详解】
设上表面距离水面的深度为h1,根据,此处水的压强为;水柱底面积为S,则上表面受到的水的压力大小为,方向竖直向下;下表面距离水面的深度为,则下表面受到的水的压力大小为
【小问3详解】
柱体所有面受到水的压力的合力大小
下表面受到的水的压力较大,所以柱体所有面受到水的压力的合力方向为竖直向上。
【小问4详解】
根据可知,使用上述方法推导浮力公式的研究对象应适用体积公式,选项中只有圆柱体适用体积公式,故A不符合题意,BC符合题意。
故选BC。
17. 验证阿基米德原理
(1)小军用石块按照如图所示的实验步骤依次进行实验:由图可知,石块浸没在水中时,受到的浮力F浮=___________N,排开水的重力G排=___________N,发现F浮≠G排,造成这种结果的原因可能是___________;
A.整个实验过程中,弹簧测力计一直都没有校零
B.最初溢水杯中的水未装至溢水口
C.步骤c中,石块没有完全浸没
(2)已知水的密度为ρ水,重力加速度为g。有同学指出,根据以上测量数据,可以估算石块的密度ρ石。你___________赞同(选填“是”或“否”),如果赞同,则ρ=__________(用直接测得的物理量的字母表示);如果不赞同,请你提出还需要测量___________(填物理量)。
【答案】(1) ①. 0.8 ②. 0.7 ③. B
(2) ①. 是 ②. ③. 无
【解析】
【小问1详解】
[1]根据称重法,石块浸没时浮力
[2]排开水的重力等于总重减空桶重
[3]A.弹簧测力计未校零时,所有测量值都会存在相同的零点误差,计算差值(、)时误差会抵消,不会导致,故A不符合题意;
B.若最初溢水杯中水未到溢水口,石块排开的水只有一部分溢出,测得的会小于实际排开重力,因此,故B符合题意;
C.石块即使未完全浸没,浮力仍等于对应排开水的重力,和仍然相等,故C不符合题意。
故选B。
【小问2详解】
石块浸没时,体积等于排开水的体积
石块质量
因此石块密度
因此可以估算,无需额外测量物理量。
18. 利用浮力原理制作测量液体密度的密度计:
小组同学选取了一根粗细均匀,底面积为S的圆柱形直管,在里面装有适量铁钉并用防水胶带封口。密度计的重力为G。使用时,将密度计放在待测液体中,密度计竖直漂浮在液体中,如图所示。待其稳定后,液面处对应的刻度值即为液体密度。重力加速度为g。
(1)画出密度计的受力示意图。
(2)将密度计放在密度为ρ1的液体中,密度计稳定漂浮后,则密度计所受浮力F1___________G(选填“>”、“<”或“=”),密度值为ρ1的刻度线与密度计底部的距离h1=___________。(用字母符号表示)。
(3)密度计上密度值为ρ1和ρ2()的两条刻度线之间的距离为Δh=___________(用字母符号表示)。因此,为了增大Δh,从而提高密度计的精密度,可采用的方法有___________。
【答案】(1) (2) ①. = ②.
(3) ①. ②. 增大密度计的重力和减小直管的横截面积
【解析】
【小问1详解】
密度计竖直漂浮在液体中,受到竖直向下的重力 G和竖直向上的浮力F浮。静止时处于平衡状态,所受二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,属于一对平衡力。
【小问2详解】
密度计稳定漂浮时,受力平衡,浮力等于重力,。由阿基米德原理可得所受浮力
则密度值为ρ1的刻度线与密度计底部的距离
【小问3详解】
同理,密度为ρ2时,液面到密度计底部的距离,因,则,两条刻度线的距离
为增大Δh、提高密度计精密度,由上式可知,可采用增大密度计的重力G和减小直管的横截面积S。
14.大气压强
19. 以下实验中,不能说明大气压存在的一项是( )
A. 马德堡半球实验 B. 伽利略斜面实验
C. 覆杯实验 D. 托里拆利实验
【答案】B
【解析】
【详解】A.马德堡半球实验中,内部空气被抽出后,两个半球很难被拉开,这个实验证明了大气压的存在,故A不符合题意;
B.伽利略斜面实验说明阻力越小,小车运动越远,并且进一步推理得出牛顿第一定律,不能说明大气压的存在,故B符合题意;
C.覆杯实验中,纸片不会掉落,杯中的水也不会流出,是因为大气压托住了纸片,证明了大气压的存在,故C不符合题意;
D.托里拆利实验中水银柱之所以最后稳定存在是因为大气压的支撑,证明了大气压的存在,故D不符合题意。
故选B。
20. 测量大气压强的大小。小明同学在实验室内用小吸盘、弹簧测力计、直尺等材料测量大气压强。他的实验步骤为:
①用直尺测量小吸盘未变形前的直径d,计算得到圆形小吸盘的面积S;
②用电子天平测量小吸盘的质量m;
③将小吸盘紧紧按在桌面上,用弹簧测力计竖直向上缓慢拉小吸盘,记录吸盘刚刚脱离桌面时弹簧测力计的示数F;
使用公式计算大气压强的数值。
如图所示,小吸盘紧紧按在桌面上时,可以认为吸盘与桌面之间的空气被全部挤出。
(1)首先以小吸盘作为研究对象进行受力分析:小吸盘受到桌面的作用力,从性质上看,该力是___________(选填“重力”、“弹力”、“摩擦力”或“吸力”),方向为___________。除此之外还受到多个力的作用。画出小吸盘吸在桌面时的受力示意图___________。
(2)在缓慢向上拉小吸盘的过程中,小吸盘处于平衡态。因此有受力平衡方程:___________
(3)当吸盘即将脱离桌面的瞬间,桌面对小吸盘的支持力为0。可以计算得到大气压强p0=___________(用题目中所给字母表示)
(4)查阅资料,得到标准大气压强的大小为1×105Pa,如果可见测量值明显偏小。可能的原因为___________(多选)
A. 吸盘与桌面之间还有残留的空气
B. 小吸盘脱离桌面时相比之前明显向内收缩
C. 用直尺测量小吸盘直径时直尺没有经过圆心
D. 当天的实际大气压显著低于标准大气压
【答案】(1) ①. 弹力 ②. 竖直向上 ③.
(2)
(3) (4)ABD
【解析】
【小问1详解】
[1]桌面对吸盘的支持力是桌面发生弹性形变产生的,所以性质属于弹力。
[2][3]水平桌面的支持力垂直于桌面向上,即竖直向上。吸盘静止时,向下受自身重力、大气压的压力,向上受桌面的支持力,受力平衡,据此作图。
【小问2详解】
缓慢拉动时吸盘处于平衡状态,向上的力为弹簧测力计拉力F、桌面支持力N,向下的力为大气压力、吸盘重力mg,向上合力等于向下合力,所以得到该平衡方程 。
【小问3详解】
吸盘即将脱离桌面时支持力,代入平衡方程得 ,则
又因为
所以有
【小问4详解】
A.吸盘内残留空气会产生向上的压强,使需要的拉力减小,使计算得到的大气压偏小,故A符合题意;
B.吸盘向内收缩,实际受力面积小于测量得到的,则拉力偏小,计算时用偏大的,最终结果偏小,故B符合题意;
C.测量直径未过圆心,测得直径偏小,计算的面积偏小,代入公式后得到的压强偏大,故C不符合题意;
D.实际气压本就低于标准值,测量值自然偏小,属于客观原因,故D符合题意。
故选ABD。
21. 下列生活现象,解释不合理的一项是( )
A. 医生把注射器的针头插入药液,提起活塞把药液吸入针管,利用了大气压的作用
B. 飞机产生升力的原因是飞机机翼上表面压强小于下表面压强
C. 用吸管喝饮料利用了大气压的作用
D. 活塞式抽水机是利用连通器原理工作的
【答案】D
【解析】
【详解】A.提起注射器活塞时,针管内气体体积变大,气压减小,外界大气压大于针管内气压,将药液压入针管,利用了大气压的作用,故A不符合题意;
B.飞机机翼上表面空气流速大于下表面,根据流体压强与流速的关系(流速越大压强越小),机翼上表面压强小于下表面压强,上下表面的压强差产生升力,故B不符合题意;
C.用吸管喝饮料时,吸气使吸管内气压减小,外界大气压将饮料压入嘴中,利用了大气压的作用,故C不符合题意;
D.活塞式抽水机是利用大气压将水从低处压到高处的,连通器是上端开口、底部相连通的容器,抽水机工作原理与连通器无关,故D符合题意。
故选D。
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