内容正文:
期末冲刺卷(综合题30道)
1.(1)如图甲所示,小明将两个吸盘紧压在一起,排尽内部空气后,即使用很大的力也很难把吸盘拉开,这是______作用的结果;
(2)小明联想到另外一个实验:“证明分子间存在相互作用的吸引力”。如图乙所示,将两个表面光滑的铅柱AB紧压在一起,两个铅柱没有被拉开。已知两个铅柱接触面的面积为3cm2,此时大气压为Pa,计算可知铅柱B受到竖直方向的大气压力为______N;
(3)乙图中,已知铅柱A、B所受的重力均为20N,则该实验______(选填“能”或“不能”)有效证明分子间存在相互作用的吸引力,并通过计算说明你的理由。______
2.冰壶又称掷冰壶,冰上溜石,是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目。玩冰壶,首先要有“三大件”:冰壶、冰壶鞋和冰壶刷。
(1)一个冰壶受到重力大约为180牛,冰壶在冰面上水平向右滑行,受到20牛的摩擦力,请在图中画出冰壶对冰面压力的示意图;
(2)冰壶运动员的两只鞋底不同,右脚穿的“蹬冰鞋”摩擦力大,左脚穿的“滑行鞋”摩擦力小,则鞋底有更深的花纹的是________脚(选填“左”或“右”)。如图所示,在AB过程中,投手用水平方向的力推冰壶,使冰壶在粗糙程度相同的水平冰面上做匀速直线运动,人对冰壶的推力________冰面对冰壶的摩擦力;撤去推力,冰壶在BC过程中所受摩擦力________(选填“变大”、“变小”或“不变”);在CD过程中,队友刷冰使之熔化形成水膜,从而________摩擦。
3.(1)物体甲对水平地面的压力为F1,受力面积为S1,压强为p1;物体乙对水平地面的压力为F2,受力面积为S2,压强为p2;若F1>F2、S1>S2,以下说法正确的有( )(选填以下对应的字母);
A.p1一定大于p2 B.p1一定等于p2
C. p1可能大于p2 D.p1可能小于p2
(2)在同一个物理实验室里,小敏和小慧同时做“托里拆利实验”,小敏用细玻璃管做实验,如图甲所示,小慧用了更粗的玻璃管来做实验,并竖直放置玻璃管,如图乙所示;请你根据图甲,得出图乙中水银柱的高度h______ (选填以下对应的字母)
A.等于751mm B.因玻璃管粗细不同,无法判断大小
C.等于769mm D.因玻璃管放置方式不同,无法判断大小
4.如图,重为的物体静止在水平地面上,用一细线竖直向上拉物体,若拉力
(1)请画出物体受力示意图;
(2)求出物体对地面的压力F压。
5.一个力F1的大小为10N,另一个力F2的大小为6N,它们都沿东西方向,向东还是向西并不确定。
(1)它们的合力F的大小和方向有哪几种可能?请列举各种可能情况,并说出每种情况下合力的大小和方向。
(2)如图所示,放在水平桌面上的木块受到F1=10N、F2=6N的两水平推力作用下向右做匀速直线运动,求此时物体受到的摩擦力大小?若撤去F1 (物体没有停止前),求此时物体在水平方向上受到的合力大小。
6.在水平桌面上放着一个盛水容器,水面距杯底10cm,水的重力是1.3N,容器重0.5N,容器的底面积是15cm2,容器的厚度忽略不计(g取10N/kg)求:
(1)水对杯底的压力___________。
(2)这个容器可能是___________。
7.某小组同学在学习完“大气压强”之后,通过上网查阅资料得到了两张表格如下:
表一大气压与海拔高度的对照表
海拔高度(千米)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
大气压(千帕)
101
90
80
70
62
54
47
41
36
31
26
23
19
表二水的沸点与大气压的对照表
大气压值(帕)
1000
2000
3000
5000
10000
20000
30000
50000
70000
10100
沸点(℃)
4
16
23
32
46
60
69
81
90
100
根据对资料中信息的分析,回答以下问题:
(1)海拔高度越高,大气压越______(选填“大”或“小”),且随着海拔高度的增大,大气压值的变化越来越______(选填“快”或“慢”);
(2)水的沸点与大气压之间的关系是______。
8.图甲中跳水运动员站在跳板上,跳板被压弯。使跳板发生形变的力是______(选填“运动员对跳板的力”或“跳板对运动员的力”);用细线系一块橡皮,使橡皮在竖直平面内做匀速圆周运动,如图乙、请在图乙中画出橡皮在最低点A所受拉力的示意图______,此时橡皮受到______(选填“平衡”或“非平衡”)力。
9.2020年十一期间,小明爸带着全家去旅游。汽车(包括车上的人和物品)质量为1.6×103kg,轮胎与地面的总接触面积为0.1m2,汽车以一定的速度在平直公路上匀速行驶时,所受的平均阻力是汽车总重的0.05倍。
(1)汽车轮胎上刻有花纹,是为______;
(2)汽车在平直公路上匀速行驶时,汽车发动机的牵引力是多少?(g取10N/kg)( )
(3)汽车在行驶过程中对路面的压强是多少? ( )(不考虑行驶过程中空气流速对汽车的影响)
10.为营造高雅的诗意校园,我县某学校在校园内一水平地面上修建了孔子雕像,如图,它是由孔子雕像和水平基座两部分组成。已知雕像质量为2200kg,水平基座的质量为800kg,水平基座与地面接触的面积为,(g取)求:
(1)整座雕像对水平地面的压力。
(2)整座雕像对水平地面的压强。
(3)请利用学过的知识解释水平基座做的比较大的好处。
11.大约两千四百年前,我国的学者墨翟和他的学生做了世界上第一个小孔成像的实验,小川同学也进行了该实验,如图甲所示。
(1)小孔成像的原理可以用光的___________来解释;
(2)若将小孔由圆形改为三角形,则所成的像的形状___________(选填“改变”或“不变”)。若只将光屏远离小孔,则所成的像将___________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)人类在探索宇宙或天文测量中,常用的“光年”是___________(填物理量名称)单位;
(4)圭表通过直立于地面的杆,记录正午时影子长短变化来确定季节的变化,在图乙中画出表在圭上形成影子的光路(黑点代表太阳)。
12.小米su7ultra汽车在2025年2月27日上市,车身大量运用碳纤维材料,质量仅为1.9t,若该汽车在水平面匀速行驶过程中受到的阻力是车重的0.05倍。求(g取10N/kg)
(1)该汽车所受阻力f的大小;
(2)该汽车发动机的牵引力F的大小。
(3)已知碳纤维具有:密度小、强度大、耐磨损、耐高温耐腐蚀等特性,请你根据车身材料写出小米su7ultra汽车的一个优点___________,猜想设计者的目的是:___________。
13.为了测定某种小球的密度,先在一只空瓶中装满水,测得总质量是500g,然后将质量是117g的小球装入瓶内,溢出一部分水后,再测其总质量是602g,则:
(1)溢出的水的质量是______g;
(2)计算这种小球的密度( )
14.如图甲所示弹簧测力计的分度值为_______N,所测物体的重力为_______N,该物体质量为_______kg。将该物体放在斜面上,在图乙中画出斜面上的物体所受重力和物体对斜面压力的示意图_______。()
15.花样滑冰是冬奥会比赛项目。已知一位运动员和滑冰鞋的总质量为50kg,滑行过程中冰面的受力面积为2.5cm2,若这位滑冰运动员以固定姿势在水平冰面上匀速直线滑行40m用时10s,g=10N/kg。试问:
(1)以滑冰鞋为参照物,运动员是 ___________的;以冰为参照物,运动员是 ___________的;(均选填“运动”或“静止”)
(2)运动员的滑行速度;( )
(3)冰面受到的压力和压强。( )
16.创建文明城市,确保城市卫生清洁!我市环卫工人每天清晨都驾驶洒水车对市区道路进行洒水(如图甲所示);
(1)洒水后路上行人感觉清凉,是因为水______;炎热的夏天,用雾炮车(如图乙所示)向空中喷水降温效果更好,原因是喷出的极细水珠增加了______,从而加快了水的蒸发;
(2)当环卫工人驾驶着洒水车以8km/h的速度,匀速行驶在全长为2km的公路上洒水时,洒水车驶过这段公路需要多少分钟?______;
(3)现已知洒水车水箱最多能装水12吨,洒水车水箱容积为多少升?(水的密度为1.0×103kg/m3)______。
17.三峡船闸是世界上最大的船闸。如图甲所示,船在船闸中要经过五个闸室,实现船体的逐次降低或升高。实践小组制作的船闸模型如图乙所示,用两个隔板把大鱼缸分成三个长方体容器,每个容器内的底面积均为,隔板上均安装了闸门和阀门(体积均忽略不计),用重为6N、底面积为的不吸水的长方体木块代替船。“工作过程”如下:将船闸模型放在水平桌面上,关闭所有阀门、闸门后,向一级闸室内倒入适量的水,木块放入水中静止后,漂浮在水面上。打开阀门,当一、二级闸室水面相平后,打开闸门,将木块缓慢推入二级闸室。关闭和,打开阀门,当二、三级闸室水面相平后,打开闸门,将木块缓慢推入三级闸室。
(1)船闸利用了___________原理。当闸室内水位下降时,水对闸室底部的压强将___________。
(2)按照以上“工作过程”,木块进入三级闸室后,为避免其触底,要求木块底部到三级闸室底的距离至少为2cm。请通过计算求出需向一级闸室内倒入水的最小质量(,取,写出必要的文字说明及推导过程)。
18.在跨学科实践“防溺水安全系列教育”活动中,如图所示。
(1)主持人小腾用光路图来解释“水池变浅”的道理,池底A点射出的光线经过水面折射进入B点的人眼,C点是人眼看到池底A点像的位置,请在图甲中画出人眼B看到池底的光路图;
(2)邀请的专家还示范指导同学们:若是不小心落水,务必保持冷静,不要挣扎将手臂高举,而应该将手臂浸在水中,头后仰,如图乙所示,这样口鼻就可以露出水面进行呼吸,等待救援。善于思考的小飞认为这是因为浮力大小与物体排开液体的体积有关,他将自己的想法说与同学听,大家都很感兴趣,并提出以下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关;
猜想2:浮力的大小可能与物体的形状有关;
猜想3:……
于是他们找来烧杯、弹簧测力计、装有沙子的小盒子、铁钉等实验器材进行探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验。
①根据图丙所示,实验步骤B中的物体排开液体所受的重力为______N;
②为了探究猜想1,小明将装有沙子的小盒子从图B下降至图C的过程中,发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时,还观察到烧杯中的液面______,由此可得结论是______;
③为了探究猜想2,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行图丙的实验,由此小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关。在交流反思的过程中,小明突然发现,自己的实验存在问题导致实验结论并不合理,请指出小明的发现是______。
19.在物理实践活动中,小聪调研了某雕刻工厂。工厂中有一块质地均匀的碑石的体积为30m³,小聪想知道其质量,从工人雕刻过程中取了一小块碑石,回到物理实验室进行测量,其测量结果如表所示。(g取10N/kg)
小块碑石的质量m小/g
量筒中水的体积V2/mL
小块碑石浸没在量筒内的水中时小块碑石和水的总体积V2/mL
150
140
80
(1)碑石在雕刻过程中,其质量______,密度______(均选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)碑石的密度是多少______?
(3)整块碑石雕刻前受到的重力是多少______?
20.一名跳伞运动员背着降落伞从静止的热气球跳下,一段时间过后打开了降落伞。运动员和伞总质量为70kg。(g 取10 N/kg)
(1)求:运动员和伞受到的重力共多少N;
(2)刚打开降落伞,运动员受到竖直向上的空气阻力的大小为2000N, 此时运动员受到的合力为多大;方向如何;
(3)一段时间后运动员做匀速直线运动,请分析并说明他受到的阻力为多大;
(4)请画出运动员和伞从“离开热气球”到“接触地面之前”的速度时间的大致图像。
21.阅读短文,回答问题.
胡克定律
弹力的大小和形变的大小有关系,形变越大,弹力也越大,形变消失,弹力就随着消失。对于拉伸(或压缩)形变来说,伸长(或缩短)的长度越大,产生的弹力就越大。物体发生弯曲时产生的形变叫做弯曲形变。对于弯曲形变来说,弯曲得越厉害,产生的弹力就越大。例如,把弓拉得越满,箭就射得越远;把物体放在支持物上,物体越重,支持物弯曲得越厉害,支持力就越大。
在金属丝的下面挂一个横杆,用力扭这个横杆,金属丝就发生形变,这种形变叫扭转形变.放开手,发生扭转形变的金属丝产生的弹力会把横杆扭回来.金属丝扭转角度越大,弹力就越大。
定量的研究各种形变中弹力和形变的关系比较复杂,我们经常遇到的是弹簧的拉伸(或压缩)形变.实验表明:弹簧弹力的大小F和弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.写成公式就是,其中k是比例常数,叫做弹簧的劲度系数,在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力.劲度系数跟弹簧的长度、材料、粗细等都有关系。弹簧丝粗的硬弹簧比弹簧丝细的软弹簧劲度系数大.对于直杆和线的拉伸(或压缩)形变,也有上述比例关系。这个规律是英国科学家胡克发现的,叫做胡克定律。
胡克定律有它的适用范围.物体形变过大,超出一定的限度,上述比例关系不再适用,这时即使撤去外力,物体也不能完全恢复原状。这个限度叫做弹性限度。胡克定律在弹性限度内适用。弹性限度内的形变叫做弹性形变。
(1)常用的弹簧测力计测物体重力时,弹簧的形变主要是______形变;
(2)弹簧的______在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力,它与受力大小______(选填“有关”或“无关”),它的单位是______(选填“”、“”或“N·m”);
(3)某同学在探究弹簧的特点时,得出了弹簧受到的拉力与弹簧的长度的关系如图,则这根弹簧的原长是______cm;弹簧在受到6N的拉力时,弹簧比原来伸长了______cm;用此弹簧制作的弹簧测力计的测量范围是______N。
22.宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧。如图为打捞过程示意图,先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起,如图甲所示;再把船上的泥沙铲走,铁牛就被拉起,如图乙所示;然后把船划到岸边,解开绳索卸下铁牛,就可将铁牛拖上岸,如图丙所示。已知铁牛的质量为7.9吨,图甲中沙子的质量为10吨。
(1)图甲中,陷在淤泥中的铁牛没有受到水对它的浮力,因为____________________。
(2)铁牛从解开绳索到被拖上岸的过程中,受到水的压强______,牛头离开水面前所受浮力__________(均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)求铁牛的体积以及图乙中铁牛受到的浮力大小(已知铁的密度为7.9×103千克/米3,河水的密度1000千克/米3)。
(4)若图甲中绳子拉力为0,将沙子全部铲走后,求船从图甲位置到图丙位置,浸在水中的体积变化量。
(5)捞起的铁牛被放在水平沙面上,为防止铁牛又陷入沙子中,可采取的措施有____________________(提出一条合理建议)。
23.高压锅是一种密闭的加热容器。锅盖中央有一个出气孔,孔上盖有限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被锅内气体顶起放出部分气体,实现了对锅内气体压强的控制。如图所示,图为水的沸点与气压的关系图像。已知高压锅盖出气孔的横截面积为,限压阀的质量为84g。(大气压值取)
(1)液体沸点与液面上方气压的关系是___________;
(2)请你计算并对照图来判断:用该高压锅烧水,水温最高可以达到多少℃?___________
(3)为保证使用安全,切忌随意增加限压阀的质量,否则高压锅也可能变成“炸弹”。已知该锅体内部能承受的最大压强为5倍大气压,如果限压阀的质量增加到原来的6倍,请通过计算判断使用时有无爆炸危险___________。
24.2024年9月10日13时,国航CA1523航班从北京首都国际机场飞抵上海虹桥机场,标志着国航首架国产大飞机C919首航成功,当天恰逢教师节,国航通过机上广播向老师们致以节日的问候,并鼓励孩子们乘着中国力量的强劲翅膀,勇敢追逐自己的梦想。在大飞机研制的过程中,新材料等技术是研究的重要环节。
(1)在机体主结构上,设计人员使用了第三代铝锂合金材料,由于铝锂合金材料的______较小,所以相比于同体积的普通铝合金质量小;
(2)为了制作某飞机器件,设计师先按1∶2的比例尺制作了一个实心小模型,测得模型所用材料的密度为 ,其质量为300kg,则模型的体积是多少?
(3)为了减轻飞机的重量,将铝合金零件等体积改为铝锂合金零件,使其质量减少了10kg,则需要的铝锂合金材料所受的重力为多少N?(已知铝合金的密度是 ,铝锂合金的密度是 ,)
25.小明同学为了判断一个铝球是否空心,用天平、量筒和水测得如下数据。求:(已知铝的密度为,水的密度为)
铝球的质量m/g
量筒内水的体积
铝球浸没时量筒内水和铝球的总体积
81
60
100
(1)通过计算判断铝球是空心还是实心的。
(2)若铝球是空心的,则空心的体积是多大?
(3)若铝球的空心部分注满水,则整个铝球的质量是多少?
26.泡沫钢是含有丰富气孔的新型钢材料。现有一块质量为2.37kg,体积为 1200cm3的泡沫钢。已知 ρ泡沫钢=7.9×103 kg/m3,请你解答:
(1)这块泡沫钢中气孔的总体积;( )
(2)对于体积一定的泡沫钢,气孔的体积越大,泡沫钢的平均密度越_________。
27.如图所示,甲弹簧测力计右端固定,左端与A相连;木块A平放在木块B上,弹簧测力计乙保持水平。现拉动弹簧测力计乙使物块B在光滑的地面上水平向左做匀速直线运动,当两弹簧测力计示数稳定时,甲弹簧测力计示数为F1,乙弹簧测力计示数为F2。
(1)画出A所受的摩擦力的示意图;
(2)请结合平衡力和相互作用力特点证明F1=F2。
28.压强与我们的生活息息相关。
(1)如图所示的实例中,属于增大压强的是( )
A.图钉尖很尖 B.书包带很宽
C.铁轨铺枕木 D.滑雪板滑雪
(2)如图所示,甲、乙、丙三个实心正方体放在水平地面上,它们对地面的压强相等。则对地面压力最大的是______,密度最大的是______。如果在三个正方体上分别放一个质量相等的铜块,则三个正方体对水平地面的压强最大的是______。(均选填“甲”“乙”或“丙”)
(3)某小组同学研究大气压强与海拔高度的关系,他们操控带有压强传感器的无人机,使其从地面(A点)沿竖直方向飞到最大高度(D点约为60m),再原路返回。传感器记录的大气压强随时间的变化图线如图所示。无人机飞行到B点时,大气压强为______Pa;分析图中的曲线及相关条件,可知,每升高10m,大气压强约降低______Pa。
29.向一底面积为20cm2、质量为20g的圆柱形容器内倒入体积为200cm3的水。现将一个含有空心铜球的冰块放入容器中,空心铜球的体积为15cm3,冰块沉入水底,如图甲所示,此时容器和所有容器内部物质的总质量为354g。当冰块全部熔化成水后,水的深度为13cm,如图乙所示。则:(已知ρ水=1×103kg/m3,ρ铜=8.9×103kg/m3,ρ冰=0.9×103kg/m3)
(1)包在空心铜球外的冰熔化时_____(选填“吸热”或“放热”),熔化后的体积_____(选填“减小”、“增大”或“不变”);
(2)在未放冰块前,容器内水的质量为多少_____?
(3)包在铜球外的冰的质量为多少______?
(4)空心铜球的质量为多少_______?
30.相同的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上。甲中盛有水,乙中盛有另一种体积相同的液体,水的质量为5kg。
① 求容器中水的体积V水______;
② 分别从甲、乙两容器中抽出相同体积的液体,下表为抽出液体前后两容器底部受到液体的压强。
容器底部受到液体的压强
抽出液体前
抽出液体后
p甲水(Pa)
1960
980
p乙液(Pa)
2940
______
(a)抽出液体后乙容器底部受到液体的压强为_____Pa;(此空不需写过程)
(b)问抽出液体前乙容器中液体的质量m液为______,并说明理由_____。
试卷第1页,共3页
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参考答案
1. 大气压 30 不能 见解析
【详解】(1)[1]因为挤出吸盘内部的空气时,大气压大于吸盘内的气压,因此大气压将吸盘紧紧地压在一起,故说明了大气压的存在。
(2)[2]铅柱B受到竖直向上的大气压力为
F气=p气S=1×105Pa×3×10-4m2=30N
(3)[3][4]因为
F气>GB
仅靠大气压也能使铅块无法被拉开,所以实验无法证明分子间存在引力。
2.(1)
(2) 右 等于 不变 减小
【详解】(1)冰壶对冰面压力垂直于冰面向下,大小等于冰壶的重力,作用点在接触面的中心,据此作图。
(2)因为“蹬冰鞋”摩擦力大,“滑行鞋”摩擦力小,而花纹越深,接触面越粗糙,摩擦力越大,所以鞋底有更深花纹的是右脚。
冰壶在粗糙程度相同的水平冰面上做匀速直线运动,处于平衡状态,水平方向上受到人对冰壶的推力和冰面对冰壶的摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相等,所以人对冰壶的推力等于冰面对冰壶的摩擦力。
撤去推力,冰壶在BC过程中,压力大小和接触面的粗糙程度都不变,根据影响滑动摩擦力大小的因素可知,所受摩擦力不变。在CD过程中,队友刷冰使之熔化形成水膜,使接触面分离,从而减小摩擦。
3. CD A
【详解】[1]甲乙分别对地面的压强为
当F1>F2、S1>S2时,压力与受力面积的比值大小关系无法确定,p1可能大于p2,也可能小于p2。
故选CD。
[2]如图,在“托里拆利实验”测量大气压值的实验中,大气压强的大小等于玻璃管中水银柱产生的压强,其中水银柱的高度为玻璃管中液面到水银槽中液面的竖直高度,即图乙中水银柱的高度与图甲中水银柱的高度相等为751mm。
4.(1)
(2)
【详解】(1)物体保持静止,处于平衡状态,对物体做受力分析:竖直方向共受三个力,分别是竖直向下的重力、竖直向上的拉力、地面对物体竖直向上的支持力,且三个力满足,根据平衡力可得
三个力的作用点都画在物体重心,按方向画出线段和箭头并标注对应力的符号即可。
(2)根据力的作用是相互的,物体对地面的压力大小等于地面对物体的支持力,即
5.(1)四种,见解析
(2)4N,10N
【详解】(1)物体在水平方向上受到,的两个力,如果两个力方向都向东,则合力方向向东,合力大小为
如果两个力方向都向西,则合力方向向西,合力大小为
如果F1的方向向东,F2的方向向西,则合力方向向东,大小为
如果F1的方向向西,F2的方向向东,则合力方向向西,大小为
(2)放在水平桌面上的木块受到、的两水平推力作用下向右做匀速直线运动,两个力方向相反,合力大小为
合力方向与力的方向相同,水平向右,由于木块向右做匀速直线运动,受力平衡,滑动摩擦力与合力大小相等,方向相反,即滑动摩擦力方向水平向左,大小为
若撤去物体没有停止前,滑动摩擦力与压力大小、接触面粗糙程度有关,二者不变,滑动摩擦力大小不变,因为物体向右运动,所以滑动摩擦力方向仍然水平向左,此时物体在水平方向上还受到水平向左的力F2,所以此时物体在水平方向上受到的合力的方向水平向左,大小为
6. 1.5N A
【详解】(1)[1]水对杯底的压强
水对杯底的压力
(2)[2]因为1.5N>1.3N,所以容器应该为上细下粗,故为A。
7. 小 慢 见解析
【详解】(1)[1][2]由表格中信息可得,随着海拔高度的增大,大气压在减小,且海拔高度每增大1千米,大气压值减小的越来越小,即随着海拔高度的增大,大气压值的变化越来越慢。
(2)[3]由表格二可知:大气压强越大,水的沸点越高。
8. 运动员对跳板的力 非平衡
【解析】【小题1】[1]力可以使物体发生形变,运动员站在跳板上,对跳板施加了力,从而使跳板发生形变,所以使跳板发生形变的力是运动员对跳板的力。
[2]橡皮在最低点A时,受到细线的拉力,方向沿细线指向圆心,如图所示:
[3]橡皮在竖直平面内做匀速圆周运动,其运动方向不断发生变化,即运动状态不断改变。根据力与运动的关系,物体运动状态改变时受到非平衡力的作用,所以此时橡皮受到非平衡力。
9. 增大摩擦 800N 1.6×105Pa
【详解】解:(1)汽车轮胎上有凹凸不平的花纹,是通过增大接触面粗糙程度方法来增大轮胎与地面之间的摩擦。
(2)汽车的总重力
G=mg=1.6×103kg×10 N/kg=1.6×104N
汽车匀速直线行驶时,受力平衡,汽车发动机的牵引力
F牵=F阻=0.05G=0.05×1.6×104N=800N
(3)汽车在行驶过程中对路面的压强
p===1.6×105Pa
答:(1)汽车轮胎上刻有花纹,是为增大摩擦;
(2)汽车发动机的牵引力是800N。
(3)汽车在行驶过程中对路面的压强是1.6Pa。
10.(1)3×104N;(2)2×104Pa;(3)减小对地面的压强
【详解】解:(1)雕像放在水平地面上时,对水平地面的压力大小等于雕像的总重力,整座雕像对水平地面的压力
(2)整座雕像对水平地面的压强
(3)在压力一定时,水平基座做的比较大增大了与地面的接触面积,可以减小整座雕像对水平地面的压强,不至陷入地面。
答:(1)整座雕像对水平地面的压力为3×104N;
(2)整座雕像对水平地面的压强为2×104Pa;
(3)水平基座做的比较大的好处是在压力一定时,增大受力面积,以减小压强。
11.(1)直线传播
(2) 不变 变大
(3)长度
(4)
【详解】(1)小孔成像是由于光沿直线传播,物体上部发出的光通过小孔后射到光屏下部,物体下部发出的光通过小孔后射到光屏上部,从而形成倒立的实像。
[1]小孔成像的像的形状只与物体的形状有关,与小孔形状无关(只要孔足够小)。所以圆形小孔改为三角形小孔,像的形状不变。
[2]光屏远离小孔时,因为光线发散范围更大,像的尺寸随距离增大而增大。故像会变大。
(2)光年是光在真空中一年内走过的距离,是天文学上的长度单位。
(3)太阳光可视为平行光,从太阳位置(黑点)向杆的顶端画一条直线,刚好经过杆顶到地面,如下图所示:
12.(1)950N
(2)950N
(3) 质量小 目的该款汽车提速更快
【详解】(1)该小汽车的重力为G=mg=1.9×103kg×10N/kg=1.9×104N
汽车在水平面匀速行驶过程中受到的阻力是车重的0.05倍,所以小汽车受到的阻力是f=0.05G=0.05×1.9×104N=950N
(2)汽车在水平面匀速行驶过程中,受平衡力的作用,此时牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,方向相反。所以该汽车发动机的牵引力F的大小为950N。
(3)[1][2]碳纤维密度小,在相同体积的条件下,小汽车的质量较小。这样设计使小汽车的惯性较小,运动状态更易改变,使汽车提速更快。
13. 15 7.8g/cm3
【详解】(1)[1]溢出的水的质量
m水=500g –(602g-117g)=15g
(2)[2]这种小球的体积
V球=V水==15cm3
这种小球的密度
ρ球===7.8g/cm3
14. 0.2 3.6 0.36
【详解】由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.6N,所测物体的重力为3.6N。
由可得,该物体的质量
物体所受重力的作用点在物体的重心,方向竖直向下,用箭头标出,标注符号G;物体对斜面的压力作用点在斜面上,物体与斜面的接触面中点,方向垂直于斜面向下,标注垂直符号,标注符号F。
15. 静止 运动 4m/s 500N, 2×106Pa
【详解】(1)[1]在滑行的过程中,以滑冰鞋为参照物,运动员相对于鞋的位置没有发生变化,因此运动员是静止的。
[2]以冰面为参照物,运动员相对于冰面的位置发生了改变,因此运动员是运动的。
(2)[3]运动员的滑行速度
(3)[4]动员和滑冰鞋的总重力
水平冰面受到的压力
冰面受到的压强
16. 蒸发吸热 与空气的接触面积 15min 1.2×104L
【详解】(1)[1]根据物质物态变化特点可知,洒水后路上行人感觉清凉,是因为水蒸发吸热。
[2]炎热的夏天,用雾炮车(如图乙所示)向空中喷水降温效果更好,原因是喷出的极细水珠增加了与空气的接触面积,从而加快了水的蒸发,而水的蒸发需要吸收热量,因此达到降温的效果。
(2)[3]当环卫工人驾驶着洒水车以8km/h的速度,匀速行驶在全长为2km的公路上洒水时,洒水车驶过这段公路需要的时间为
(3)[4]现已知洒水车水箱最多能装水12吨,洒水车水箱容积为
17.(1) 连通器 减小
(2)
【详解】(1)[1]打开底部的阀门时,船闸与上游(或下游)上端开口,且底部连通,是一个连通器,水静止时水面相平,再打开闸门,船顺利通过,船闸是利用连通器原理工作的。
[2]当闸室内水位下降时,水的深度减小,根据可知水对闸室底部的压强减小。
(2)木块底部距离容器底的距离,此时木块漂浮,则
由得木块浸入水中深度
三级闸室的最低水深
由题意,则一级闸室底部受压力
一级闸室的水重
倒入一级闸室水的最小质量
18.(1)
(2) 0.4 升高 液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大 实验中没有控制排开液体体积相同
【详解】(1)光线从水中斜射入空气时发生折射,折射角大于入射角。连接BC与水面交于点O即为折射点,连接AO即为入射光线,OB即为折射光线,作图如下:
(2)[1]由A可知,物体重力为2.8N,根据称重法,实验步骤B中的物体受到的浮力为
根据阿基米德原理,实验步骤B中的物体排开液体所受的重力为
[2][3]为了研究猜想1,小明将装有沙子的小盒子从图B下降至图C的过程中,发现弹簧测力计示数逐渐减小,说明小盒子受到的浮力增大;还观察到烧杯中的液面升高,说明小盒子排开液体体积变大,由此初步分析得出:液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大。
[4]根据控制变量法,为了研究猜想2,即探究浮力的大小与物体的形状的关系,应只改变物体的形状。小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行图丙的实验,由图可知,橡皮泥排开的水的体积不同,没有控制排开液体体积一定,导致实验结论出错,因此得出浮力的大小与物体的形状有关的结论不合理。
19. 变小 不变 2.5g/cm 7.5×105N
【详解】解:(1)[1][2]碑石在雕刻过程中,碑石所含物质的量变少,其质量变小,而组成碑石的物质不变,因此其密度不变。
(2)[3]小块碑石的体积
碑石的密度
(3)[4]由得,整块碑石雕刻前的质量
整块碑石雕刻前受到的重力
20.(1)700N
(2)1300N,方向竖直向上
(3)700N
(4)
【详解】(1)运动员和伞受到的重力为
(2)刚打开降落伞,运动员受到竖直向上的空气阻力的大小为2000N, 此时运动员受到的合力为
(3)一段时间后运动员做匀速直线运动,运动员受到了重力和阻力,重力和阻力是平衡力,重力的大小不变,故阻力的大小等于700N。
(4)运动员和伞从“离开热气球”时,速度为零,刚开始阻力小于重力,合力向下,运动员加速下落,一段时间后,阻力慢慢变大,阻力等于重力时,此时速度最大;随着速度的变大,阻力变大,阻力大于重力时,合力的方向与运动员运动的方向相反,运动员和伞减速,阻力变小,直至阻力等于重力,此时物体匀速运动,直至接触地面,故图像如图所示:
21.(1)弹性
(2) 劲度系数 无关 N/m
(3) 2 6
【详解】(1)簧测力计的原理是在弹性限度内弹簧的伸长与拉力成正比,遵从胡克定律,当用弹簧测力计测物体重力时,物体越重,把弹簧拉得越长,弹簧的拉力也越大,所以弹簧的形变主要拉伸形变,即弹性形变。
(2)[1][2]由题意可知,弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力,劲度系数跟弹簧的长度、材料、粗细等都有关系,与受力大小无关。
[3]根据可得,,因为F的单位是N,x的单位是m,所以k的单位是N/m。
(3)[1][2][3]从图中可以看出,当拉力为0时,弹簧的长度是2cm,所以原长是2cm;当拉力为6N时,弹簧的长度是8cm,所以比原来伸长了6cm;从图中可以看出,弹簧的最大拉力是106N,所以测量范围是0~6 N。
22.(1)铁牛下表面没有与水接触,没有受到水向上的压力
(2) 变小 不变
(3)1m3,1.0×104N
(4)10m3
(5)在铁牛下方垫一块较大的木板
【详解】(1)浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差。陷在淤泥中的铁牛,其下表面没有与水接触,没有受到水向上的压力,所以没有受到水对它的浮力。
(2)[1]铁牛从解开绳索到被拖上岸的过程中,所处的深度逐渐变小,河水密度不变,根据p=ρgh可知,铁牛受到水的压强变小。
[2]牛头离开水面前,河水密度不变,铁牛排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知,铁牛所受浮力不变。
(3)已知铁牛的质量m=7.9t=7.9×103kg
根据可得,铁牛的体积
铁牛浸没在水中,排开水的体积V排=V铁牛=1m3
根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知,图乙中铁牛受到的浮力F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×1m3×10N/kg=1.0×104N
(4)图甲中绳子拉力为0,此时船和泥沙整体漂浮,浮力等于船和泥沙的总重力,即F浮1=G船+G沙
图丙中,把船划到岸边,解开绳索卸下铁牛,此时船处漂浮,浮力等于船的重力,即F浮2=G船
根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g可得,ΔF浮=G沙
沙子的重力为G沙=m沙g=10×103kg×10N/kg=1×105N
则ΔF浮=G沙=1×105N
则
(5)为防止铁牛陷入沙子中,可以在铁牛下方垫一块较大的木板等,增大受力面积,根据可知,在压力一定时,增大受力面积可以减小压强。
23. 气压增大,沸点升高,气压减小,沸点降低 116℃ 有爆炸危险
【详解】(1)[1]根据的沸点与气压的关系图像可知,液体沸点与液面上方气压的关系是:气压增大,沸点升高,气压减小,沸点降低。
(2)[2]锅内气压等于一标准大气压与限压阀对气体压强之和,即
首先求出限压阀对气孔产生的压强。限压阀对出气孔产生的压力
限压阀对出气孔产生的压强
锅内气压
由水的沸点与气压的关系图像可知,此时水的沸点为116℃,则水温最高可以达到116℃。
(3)[3]如果限压阀的质量增加到原来的6倍,为
限压阀对出气孔产生的压力
限压阀对出气孔产生的压强
则锅内气压最大为
大于5倍气压,故有爆炸危险。
24.(1)密度
(2)
(3)1250N
【详解】(1)铝锂合金材料的密度较小,根据,相比于同体积的普通铝合金,铝锂合金材料的质量较小。
(2)模型的体积为
(3)设需要的铝锂合金材料的质量为,则原本铝合金材料的质量为,二者体积相等,根据则有
解得,则需要的铝锂合金材料所受的重力为
25.(1)空心的;(2)10cm3;(3)91g。
【详解】解:(1)小铝球中铝的体积为
铝球浸没时量筒内水和铝球的总体积为100mL,量筒内水的体积为60mL,所以铝球的体积为
因为,所以小铝球是空心的。
(2)小铝球空心部分的体积为
(3)小铝球的空心部分注满水,则注入水的质量为
整个铝球的质量是
答:(1)通过计算判断铝球是空心的;
(2)空心的体积是10cm3;
(3)若铝球的空心部分注满水,则整个铝球的质量是91g。
26. 900cm3 小
【详解】(1)[1]由题知,泡沫钢的质量为
m=2.37kg=2370g钢的密度为
ρ=7.9×103kg/m3=7.9g/cm3
则钢的体积为
已知泡沫钢的总体积为V总=1200cm3,所以这块泡沫钢中气孔的体积为
V气=V总-V钢=1200cm3-300cm3=900cm3(2)[2]泡沫钢是含有丰富气孔的钢材料,那么对于体积一定的泡沫钢,气孔的体积越大,说明钢的体积越小,整个泡沫钢的质量越小,根据可知泡沫钢的平均密度越小。
27.(1) ; (2)见解析
【详解】(1)木块B向左匀速运动,所以A相对于B向右运动,则A受滑动摩擦力的方向水平向左,如图所示:
(2)因为A相对于B做匀速直线运动,所以A受平衡力的作用,即
fB对A=F1
根据物体间力的作用是相互的,则
fA对B=fB对A
方向水平向右,物块B在光滑的地面上水平向左做匀速直线运动,受力平衡,B与地面之间没有摩擦力,分析B的受力情况可知
fA对B=F2
综上可得。
28.(1)A
(2) 甲 丙 丙
(3) 100
【详解】(1)A.图钉尖很尖是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A符合题意;
B.书包带很宽是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.铁轨铺枕木是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.滑雪板滑雪是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选A。
(2)[1]由可知,三个实心正方体的对水平地面压强相等,而,因此,所以甲对地面压力最大。
[2]由可知,而,因此,所以丙的密度最大。
[3]正方体上加了物块之后,压强,所以前后的压强变化,因此,由于原来三个物块压强相同,所以加了铜块后,丙对水平地面的压强最大。
(3)[1]由图可知,无人机飞行到B点时,大气压强为。
[2]地面(A点)的大气压强略低于,最大高度(D点约为60m)的大气压强略低于,所以每升高10m,大气压强约降低
29. 吸热 减小 200g 45g 89g
【详解】(1)[1]固体熔化时需要吸热。
[2]冰熔化成水质量不变,冰的密度小于水的密度,根据知,冰熔化成水,体积减小。
(2)[3]在未放冰块前,由可得,容器内水的质量
m=ρV=1g/cm3×200cm3=200g
(3)[4]当冰块全部熔化成水后,熔化为水的体积
冰熔化成的水的质量
因冰块全部熔化成水后质量不变,则冰块的质量
(4)[5]空心铜球的质量
m球=m总﹣m﹣m容器﹣m冰=354g﹣200g﹣20g﹣45g=89g
30. 0.005m3/5×10-3m3 1.47×103 7.5kg 因为甲、乙容器底面积相同,所以抽出液体前液体压强比等于抽出液体前液体质量比
【详解】① [1]根据密度的计算公式可知,容器中水的体积为
②(a)[2]抽出液体前,圆柱体容器中液体的深度为
液体乙的密度为
抽出液体后剩余液体的高度为
抽出液体后乙容器底部受到液体的压强为
(b)[3][4]因为m水=5kg,因为柱形容器中,F液=G液,根据
因为甲、乙容器底面积相同,所以抽出液体前液体压强比等于抽出液体前液体质量比,已知抽出液体前p液=1.5 p水,所以抽出液体前液体的质量为
m液=1.5m水=1.5×5kg=7.5kg
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