广东省佛山市南海区大沥镇2025-2026学年下学期八年级期中物理试卷
2026-05-28
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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) | 广东省 |
| 地区(市) | 佛山市 |
| 地区(区县) | 南海区 |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 2.39 MB |
| 发布时间 | 2026-05-28 |
| 更新时间 | 2026-05-28 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58100826.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以巴黎奥运会皮划艇、中国空间站浮力实验等真实情境为载体,覆盖力学核心知识,通过实验探究与跨学科实践题,培养学生物理观念与科学思维。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|7/21|力的估测、作用效果、压强计算|结合奥运赛事(第3题)、太空实验(第6题)考查应用能力|
|填空题|7/21|力的相互性、摩擦力、液体压强|联系火箭发射(第8题)、书法文化(第9题)体现生活联系|
|实验探究题|3/19|阻力对运动影响、浮力因素|设计对比实验(第19题),培养科学探究与推理能力|
|综合能力题|3/19|水火箭原理、高压锅压强、山东舰知识|跨学科整合(第25题山东舰),渗透科学态度与社会责任|
内容正文:
广东省佛山市南海区大沥镇2025-2026学年下学期八年级期中物理试卷
一.选择题(共7小题,每小题3分,共21分)
1.(3分)生活处处有物理,留心观察皆学问。下列对物理量的估测中,最接近实际的是( )
A.拿起物理课本所需的力约为2N
B.教室内的大气压强约为5×105Pa
C.两个普通鸡蛋重约为10N
D.一个标准大气压托起水柱的最大高度约为76cm
2.(3分)下列事例中,力的作用效果与其他三项不同的是( )
A.拉长皮筋 B.投出篮球
C.揉捏面团 D.压缩弹簧
3.(3分)2024年8月8日,在巴黎奥运会皮划艇静水男子500米双人划艇决赛中,中国组合刘浩、季博文夺得金牌。如图为运动员刘浩、季博文参加皮划艇比赛时的情景,下列说法正确的是( )
A.运动员不断划桨使船前行,说明运动需要力来维持
B.运动员用力握紧船桨是为了增大摩擦力
C.运动员静止坐在皮艇上时,受自身重力和水的浮力
D.到达终点后,皮划艇继续向前是受到惯性的作用
4.(3分)运动员尝试做出以下四个动作,你认为哪个动作是无法保持平衡的( )
A. B.
C. D.
5.(3分)如图所示,质地均匀的长方体放在水平桌面上,对桌面的压强为p1;竖直切除①部分,剩余部分对桌面的压强为p2;如果再竖直切除②部分,剩余部分对桌面的压强为p3,三次压强的大小关系是( )
A.p1=p2=p3 B.p1>p2=p3 C.p1>p2>p3 D.p1=p2>p3
6.(3分)2021年12月9日下午,“太空教师”在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课,如图是王亚平演示浮力消失的实验,将乒乓球没入水中一定深度后释放,乒乓球并没有上浮而是悬停在水中,对于这个现象下列说法中最准确的是( )
A.太空中失重状态下,乒乓球的质量为零,重力为零
B.太空中失重状态下,水的密度为零,浮力消失
C.太空中失重状态下,水对乒乓球上下表面的压力差为零
D.若此时将乒乓球放到盐水中,则乒乓球会下沉
7.(3分)一个静止在水平地面上的物体,从t=0开始受到一个水平向右拉力F的作用,如图甲所示。将物体的s﹣t图像记录在图乙中,则下列有关说法正确的是( )
A.t=1s时,物体受到的摩擦力f=0N
B.在4~6s的过程中,拉力F逐渐增大
C.物体0~6s内,物体一直处于非平衡状态
D.物体在6s﹣7s内拉力F与摩擦力f相等
二.填空题(共7小题,每空1分,共21分)
8.(3分)如图是火箭发射升空时的情景。火箭升空时喷气发动机喷出气体,根据物体间力的作用是 的;假如在喷气升空过程中,作用在火箭上的重力消失,火箭将 (填“加速下落”或“匀速上升”、“加速上升”、“立即静止”)。升入太空后卫星围绕地球同步匀速运动过程中,卫星的运动状态 (填“不变”或“改变”)。
9.(3分)书法是中华民族文化的魂宝。如图所示,手执毛笔竖直悬空静止,此时毛笔受到的摩擦力的方向是 ,若手握笔杆的力增大,笔受到的摩擦力将 (选填“增大”、“减小”或“不变”);在纸上写字,笔运行中笔毫向左弯曲,此时笔毫所受摩擦力的方向 (选填“向左”或“向右”)。
10.(3分)如图所示是排球比赛中扣球的场景,若排球自重为3N,运动员用200N的力竖直向下扣球,则排球受到的合力是 N,合力的方向为 。而当排球竖直上升到最高点时,排球受到的合力为 N。(忽略空气阻力)
11.(3分)雪地摩托车是2022年北京冬奥会上使用的交通工具,如图所示,雪地摩托车质量为90kg,静止在水平雪面时与雪面的总接触面积为0.5m2。雪地摩托车的雪橇和履带做得宽大是通过 的方法来减小对雪地的压强,履带上有凸起的纹路是为了 。雪地摩托车静止在水平雪面时对雪面的压强是 Pa。
12.(3分)如图甲,向B管吹气时,A管中的水位会 (选填“升高”、“不变”或“降低”);如下图乙所示,将一端带橡皮膜的玻璃管插入水中,可探究液体压强的大小与 的关系;小宇用一条两端开口的玻璃管自制成如图丙所示的气压计,从一楼拿到十六楼,观察到玻璃管内的水柱会逐渐 (选填“升高”或“降低”)。
13.(3分)小莱想复现帕斯卡裂桶实验,用了一个如图所示的装置,容器内盛有密度为0.8×103kg/m3的酒精。其中A点的压强 B点的压强(选填“大于”、“等于”或“小于”),C点的压强pC= Pa。若容器底部所能承受的最大压强为3.92×104Pa,小莱至少需要增加酒精直至液面高度达到 m才能让容器底部破裂。
14.(3分)如图所示,水平桌面上放着底面积相等、质量相同的甲、乙两容器,分别装有同种液体且深度相同。比较:两容器底部受到液体的压强p甲 p乙,两容器底部受到液体的压力F甲 F乙,容器甲、乙对桌面的压强p甲' p乙'(均填“>”、“<”或“=”)。
三.作图题(共3小题,第(1)问2分,第(2)问2分,第(3)问3分,共7分)
15.(2分)小明用100N的推力将重为6N的篮球投掷出去,篮球在空中的运动轨迹如图所示,不考虑空气阻力,请画出篮球在A处的受力示意图。
16.(2分)如图,放在斜面上的水杯中漂浮着一个小球,请在图中画出小球受到的浮力F1和杯子对斜面的压力F2.
17.(3分)如图所示,小车从斜面滑到粗糙水平面上,画出小车在水平面滑行中受力的示意图。
四.实验探究题(共3小题,第16题6分,第17题7分,第18题6分,共19分)
18.(6分)(1)弹簧测力计的原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,其 就越大。小星将装鸡蛋的塑料袋挂在弹簧测力计上时,有如图1甲、乙两种操作方式,其中正确的操作是 (填“甲”或“乙”),此袋鸡蛋的重力为 N。
(2)小轩同学使用压强计探究液体压强与哪些因素有关,实验情景如图2所示。调试好压强计后,实验的情形如图b、c、d、e所示,图中烧杯内的液面相平。通过比较b、c、d三图,可得出结论:在液体内部的 ,向各个方向的压强都相等;通过比较c、e两图,可探究液体压强与 的关系。
(3)小轩完成上述实验后与同学经过交流又设计了一个实验装置,如图3所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时,其形状会发生改变。若往隔板两侧分别加入两种不同的液体,其中不能比较两种液体密度大小关系的是 。
19.(7分)小贺在探究“阻力对物体运动的影响”时,进行了如图1操作:
(1)让小车从斜面同一位置由静止滑下,目的是保证小车刚到达平面时的 相同,实验中通过观察 来比较阻力对物体运动的影响;
(2)根据上述实验现象,可初步得出结论:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”);进一步得到推论:如果水平面绝对光滑,小车将做 运动;
(3)上述实验完成后他又将小车系上细线,分别倒放、立放在铺有不同材料的水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动小车,探究影响滑动摩擦力大小的因素,如图2所示:
①实验中,沿水平方向匀速直线拉动测力计,根据 原理可得出滑动摩擦力的大小;
②比较第 两次实验可知,滑动摩擦力大小与接触面积无关;
③比较第4、5两次实验可得结论: ,滑动摩擦力越大。
20.(6分)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,小明先用弹簧测力计测出圆柱体铜块的重力,然后将铜块缓慢浸入液体中不同深度(液体均未溢),并记录弹簧测力计的示数。
(1)铜块浸没在水中时受到的浮力大小是 N;
(2)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟物体 有关;步骤D、E表明浮力大小跟 无关;
(3)分析数据可知,F中液体密度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度;
(4)步骤B中铜块下表面受到水的压力是 N;
(5)如图H所示,用弹簧测力计拉着一个圆锥体,使其缓慢下降进入水中,直到快接触到杯底,下列能大致反映圆锥体所受浮力F浮与其底部进入水中的深度h液关系的图象的是 (选填字母)。
五.计算题(共2小题,第19题6分,第20题7分,共13分)
21.(6分)电动滑板车因具有轻便灵活、节能高效,绿色出行等优点,越来越受到人们的欢迎。如图所示是某品牌的电动滑板车,查阅滑板车的参数可知滑板车的重力为120N,小廖骑行时,电动滑板车以18km/h的速度匀速直线行驶了5min后遇到障碍物紧急刹车。已知小廖的质量为48kg,骑行时的阻力为车总重的0.06倍(g=10N/kg)。求:
(1)小廖匀速骑行时,滑板车通过的路程是多少?
(2)小廖受到的重力是多大?
(3)小廖匀速骑行时,电动滑板车的牵引力是多大?
22.(7分)质量为1kg的平底水桶,底面积为700cm2,水桶内装有质量为27kg、深度为30cm的水,放在水平地面上,如图甲所示,则(g取10N/kg)
(1)水对桶底的压强为多大?
(2)水桶对地面的压强为多大?
(3)当小明用竖直向上的力F提水桶,但没有提起来时,如图乙所示,水桶对地面的压强为1800Pa,求F的大小。
六.综合能力题(共3小题,第21题6分,第22题6分,第23题7分,共19分)
23.(6分)学校科技节中,跨学科实践小组制作了水火箭,如图甲所示,图乙为其结构示意图。将制作好的水火箭竖直立于地面,用打气筒向瓶内打气,当瓶内压强足够大时,瓶内的水向下喷出,水火箭竖直向上起飞。
(1)水火箭的头部通常做成流线型,这是为了 ;
(2)水火箭向下喷水的过程中,水火箭对水向下的作用力 (选填“大于”“小于”或“等于”)水对它向上的作用力;
(3)实验中无法直接测量水火箭竖直上升的最大高度,可以转换为测量水火箭从发射到落地的 来间接反映这个高度。你认为有哪些因素可能会影响水火箭飞行的最大高度: (写出一点即可);
(4)图丙是水火箭发射后的速度随时间变化的图像,由图像可知, 时刻水火箭升到最高点(选填“t1”、“t2”或“t3”),火箭上升到最高点时,其受力 (选填“平衡”或“不平衡”)。
24.(6分)如图所示是高压锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴着一个“帽子”为限压阀,当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内气体就会冲开限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体减小。现有一个直径为24cm,空心柱小孔的横截面积为10mm2限压阀的质量为80g的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105Pa。下表为不同气压下水的沸点:
p/105Pa
0.98
1.01
1.13
1.29
1.48
1.69
1.80
2.00
t/℃
99
100
103
107
111
115
117
120
(1)高压锅是一种实用的厨具,登山队很喜欢使用它,因为在高原上,气压 (填“高于”或“低于”)一个标准大气压,水在未达到100℃时开始沸腾。
(2)烹调较嫩或易熟的菜时,宜采用 的方式;烹调肉类食品,宜采用 的方式(两空均选填“低压烹饪”或“高压烹饪”)。
(3)此高压锅内气体达到的最大压强为 Pa,锅内最高温度能达到 ℃。
(4)如果想降低锅内液体的沸点,使高压锅能更安全使用,可以再配一个质量比原来的限压阀 (选填“大”或“小”)的新限压阀。
25.(7分)阅读短文,回答问题。
第一艘国产航母——山东舰
2019年12月17日,中国首艘国产航母“山东舰”正式列装服役,标志着我国海军正式迈入了双航母时代。“山东舰”一直被称为首艘国产航母,不仅因为它是我国独立自主建造的第一艘航母,更因为山东舰的设计理念、重要系统、建造材料,如电磁兼容系统、动力系统、阻拦系统、航母特种钢等,都是我国独立自主研发的,完全没有依赖进口,并且拥有完全自主产权,百分百实现了中国航母中国造,航母上配备了大量先进装备,其中舰载机是航母战斗力的核心,舰载机可以在航母上起飞、着落,执行各种军事任务。歼15(J15)是我国第一代多用途舰载喷气式战斗机,下表是歼15战斗机的部分技术参数,推重比是指飞机飞行时发动机的总推力与飞机总重的比值。所谓翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值。(g=10N/kg)
空机质量
最大起飞质量
推重比
发动机最大巡航推力
17.5t
31.5t
0.4~0.9
2.5×105N
(1)舰载机在航母上降落时必须适时放下舰钩,钩住甲板上的拦阻索,达到强行减速的目的,这个过程中说明力可以改变物体的 。
(2)下列说法正确的是 。
A.舰载机在航母上着落时,舰载机不受重力作用
B.航母航行时,使航母前进的力的施力物体是水
C.舰载机在航母上着落时,随着速度的减小,舰载机的惯性逐渐减小
D.航母甲板用的航母特种钢,舰载机着落在航母甲板上,航母甲板不发生形变
(3)山东舰向水面下方放出一水下探测器,若不考虑海水的密度和探测器体积的变化,探测器在海水深处下沉的过程中,探测器受到的浮力 ,受到的海水压强 。(均填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)若歼15飞机的翼载是500kg/m2,则机翼面积为 m2。强度比是材料所能承受的最大撞击力与最大拉力的比值。在航母上的飞机拦阻索建造时,已知该材料的强度比是0.8,要让拦阻索材料能够承受的飞机着舰时最大撞击压强为4.8×108Pa,那么使用的材料1cm2面积能承受的最大拉力为 N。
(5)为庆祝“山东舰”列装服役,各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火,其特点是不会爆炸,能够持续向下喷射火焰,产生大小为自重6倍的恒定的推力,因其速度快产生啸叫声,所以称为“高声”。经实验测量,这种焰火在运动时,受到的阻力与速度的关系如图所示,则焰火能够达到的最大速度为 m/s。(火药的质量不计)
广东省佛山市南海区大沥镇2025-2026学年下学期八年级期中物理试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共7小题,每小题3分,共21分)
1.(3分)生活处处有物理,留心观察皆学问。下列对物理量的估测中,最接近实际的是( )
A.拿起物理课本所需的力约为2N
B.教室内的大气压强约为5×105Pa
C.两个普通鸡蛋重约为10N
D.一个标准大气压托起水柱的最大高度约为76cm
【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、一本物理课本的质量大约在200g左右,根据公式G=mg(g取10N/kg),计算可得G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,所以拿起物理课本所需的力约为2N,故A符合实际;
B、标准大气压约为1×105Pa,教室内的大气压和标准大气压接近,故B不符合实际;
C、两个鸡蛋的质量约为100g=0.1kg,其重力G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,远小于10N,故C不符合实际;
D、一个标准大气压能托起水银柱的最大高度约为76cm,而不是水柱。标准大气压能托起水柱的高度约为10m,故D不符合实际。
故选:A。
【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.(3分)下列事例中,力的作用效果与其他三项不同的是( )
A.拉长皮筋 B.投出篮球
C.揉捏面团 D.压缩弹簧
【分析】力可以改变物体的运动状态,可以使物体发生形变。
【解答】解:拉长皮筋,力改变了皮筋的形状;
投出篮球,力改变了篮球的运动状态;
揉捏面团,力改变了物体的形状;
压缩弹簧,力改变了弹簧的形状;
故力的作用效果与其他三个不同的是B。
故选:B。
【点评】此题考查了力的作用效果。
3.(3分)2024年8月8日,在巴黎奥运会皮划艇静水男子500米双人划艇决赛中,中国组合刘浩、季博文夺得金牌。如图为运动员刘浩、季博文参加皮划艇比赛时的情景,下列说法正确的是( )
A.运动员不断划桨使船前行,说明运动需要力来维持
B.运动员用力握紧船桨是为了增大摩擦力
C.运动员静止坐在皮艇上时,受自身重力和水的浮力
D.到达终点后,皮划艇继续向前是受到惯性的作用
【分析】(1)力可以改变物体的运动状态;
(2)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;
(3)对运动员进行受力分析,可做出判断;
(4)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性。
【解答】解:A、运动员不断划桨使船前行,说明力可以改变物体的运动状态,故A错误;
B、运动员用力握紧船桨,通过增大压力来增大摩擦力,故B正确;
C、运动员静止坐在皮艇上时,受自身重力和皮艇对人的支持力,故C错误;
D、到达终点后,皮划艇继续向前,是因为皮划艇具有惯性,故D错误。
故选:B。
【点评】本题通过运动场景,考查了受力分析、增大摩擦力的方法和惯性等,有一定综合性。
4.(3分)运动员尝试做出以下四个动作,你认为哪个动作是无法保持平衡的( )
A. B.
C. D.
【分析】在没有其他辅助的情况下,运动员要在水平地面上保持某种姿势,则运动员必须受到平衡力的作用,由于运动员在水平地面上静止时受到重力和支持力的作用,故这两个力必须在同一条直线上。
【解答】解:由图可知,四种情况下,人受重力和支持力的作用,当二力共线时即可平衡。
ACD图中支持力和重力可能作用在同一直线上,所以运动员在这两个力的作用下可能平衡;
B图中运动员受到的重力和地面对脚的支持力不可能在同一直线上,所以运动员不可能平衡。
故选:B。
【点评】本题考查二力平衡的条件及其应用,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,且作用在同一物体上的两个力是平衡力。
5.(3分)如图所示,质地均匀的长方体放在水平桌面上,对桌面的压强为p1;竖直切除①部分,剩余部分对桌面的压强为p2;如果再竖直切除②部分,剩余部分对桌面的压强为p3,三次压强的大小关系是( )
A.p1=p2=p3 B.p1>p2=p3 C.p1>p2>p3 D.p1=p2>p3
【分析】(1)先竖直切除该物体右边的阴影部分①,压力变小了,而受力面积不变,根据p=分析对桌面压强的变化;
(2)柱体对支持面(柱体全部放在支持面上)的压强为:p=====ρgh,即柱体对水平面的压强大小只与柱体的密度和高度有关,据此分析。
【解答】解:质地均匀的长方体放在水平桌面上,竖直切除①部分,压力变小,受力面积不变,根据p=可知,长方体对桌面的压强变小,即p1>p2;
再竖直切除②部分(仍然是长方体),压力大小和受力面积同时改变,但长方体的密度不变,高度也不变,根据p=====ρgh可知,再竖直切除②部分时,剩余部分对桌面的压强不变,即p2=p3;
综上所述,p1>p2=p3。
故选:B。
【点评】本题考查了压强公式的运用以及对压强大小变化的分析,根据p=====ρgh可知,柱体对水平面的压强大小只与柱体的密度和高度有关,但要注意柱体必须全部放在支持面上。
6.(3分)2021年12月9日下午,“太空教师”在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课,如图是王亚平演示浮力消失的实验,将乒乓球没入水中一定深度后释放,乒乓球并没有上浮而是悬停在水中,对于这个现象下列说法中最准确的是( )
A.太空中失重状态下,乒乓球的质量为零,重力为零
B.太空中失重状态下,水的密度为零,浮力消失
C.太空中失重状态下,水对乒乓球上下表面的压力差为零
D.若此时将乒乓球放到盐水中,则乒乓球会下沉
【分析】质量是物体的一种属性,不随物体的形状、状态、位置、温度的变化而变化;浮力产生的原因:物体受到的浮力等于液体对其上下表面压力差。
【解答】解:A、质量是物体的固有属性,它不会随物体所在的位置的改变而发生改变,所以太空中的乒乓球的质量不变;故A错误;
BCD、太空中失重状态下,乒乓球的重力为零;密度不为0,水也处于失重状态,所以水对放入其中的乒乓球不会产生压力的作用,所以乒乓球不会受到浮力的作用,压力差为0;
若此时将乒乓球放到盐水中,盐水对乒乓球也不会产生浮力,乒乓球会悬浮;综上所述,C正确,BD错误。
故选:C。
【点评】本题考查质量、浮力产生的原因以及重力的分析,属于中档题。
7.(3分)一个静止在水平地面上的物体,从t=0开始受到一个水平向右拉力F的作用,如图甲所示。将物体的s﹣t图像记录在图乙中,则下列有关说法正确的是( )
A.t=1s时,物体受到的摩擦力f=0N
B.在4~6s的过程中,拉力F逐渐增大
C.物体0~6s内,物体一直处于非平衡状态
D.物体在6s﹣7s内拉力F与摩擦力f相等
【分析】(1)物体处于静止或匀速直线运动状态时受平衡力,根据拉力判断出t=1s时的摩擦力;
(2)根据物体的运动状态判定F的大小变化情况;滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力的大小有关;
(3)根据图像分析速度的变化,然后判定物体的运动状态;
(4)根据运动状态分析物体的受力情况。
【解答】解:A、由s﹣t图象可知,0~2s内物体运动的速度为0,处于静止状态,受到的拉力与静摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以t=1s时,物体受到的摩擦力不为零,故A错误;
B、由图知物体在0~2s内静止,拉力逐渐增大,4s以后物体做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,由于压力和接触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,所以拉力F不变,故B错误;
C、0~2s内物体运动的速度为0,处于平衡状态;2s~4s内,物体的速度发生了变化,处于非平衡状态,4s~6s内,物体的速度不变,处于平衡状态,故C错误;
D、由图知物体在6~7s,做匀速直线运动,此时拉力等于滑动摩擦力,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查学生对图象的认识,要求能熟练读图,并能结合运动分析物体的受力情况。
二.填空题(共7小题,每空1分,共21分)
8.(3分)如图是火箭发射升空时的情景。火箭升空时喷气发动机喷出气体,根据物体间力的作用是 相互 的;假如在喷气升空过程中,作用在火箭上的重力消失,火箭将 加速上升 (填“加速下落”或“匀速上升”、“加速上升”、“立即静止”)。升入太空后卫星围绕地球同步匀速运动过程中,卫星的运动状态 改变 (填“不变”或“改变”)。
【分析】(1)当一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,即力的作用是相互的;
(2)物体运动状态保持不变的有两种:静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:火箭发射时,高温高压的燃气从尾部喷出,火箭对气体产生一个向下的力,气体对火箭产生一个向上的力,火箭获得上升的推力,这是利用了力的作用是相互的;
火箭升空本身就是一个加速运动,重力消失的话,推力会使火箭更快地加速运动;
地球同步卫星绕地球转动时,方向不断变化,卫星的运动状态改变。
故答案为:相互;加速上升;改变。
【点评】本题考查了学生对火箭发射过程的掌握和了解,考查了力的作用是相互的、平衡状态的判断,属基础题,难度不大。
9.(3分)书法是中华民族文化的魂宝。如图所示,手执毛笔竖直悬空静止,此时毛笔受到的摩擦力的方向是 竖直向上 ,若手握笔杆的力增大,笔受到的摩擦力将 不变 (选填“增大”、“减小”或“不变”);在纸上写字,笔运行中笔毫向左弯曲,此时笔毫所受摩擦力的方向 向左 (选填“向左”或“向右”)。
【分析】毛笔保持竖直静止在手中受到手竖直向上的摩擦力与重力,处于平衡状态,符合二力平衡条件,毛笔受到手竖直向上的摩擦力等于毛笔的重力;摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
【解答】解:手执毛笔竖直悬空静止,若手握笔杆的力增大,笔仍然处于静止状态,受到的摩擦力与重力是一对平衡力,即笔受到手竖直向上的摩擦力始终等于毛笔的重力,所以受到的摩擦力不变;在纸上写字,笔运行中笔毫向左弯曲,说明笔毫是向右运动的,此时笔毫所受摩擦力会阻碍笔毫向右运动,故摩擦力的方向向左。
故答案为:竖直向上;不变;向左。
【点评】本题考查了分子动理论、摩擦力的方向、二力平衡条件的应用,难度不大。
10.(3分)如图所示是排球比赛中扣球的场景,若排球自重为3N,运动员用200N的力竖直向下扣球,则排球受到的合力是 203 N,合力的方向为 竖直向下 。而当排球竖直上升到最高点时,排球受到的合力为 3 N。(忽略空气阻力)
【分析】先对物体进行受力分析,然后根据同一直线上二力的合成方法求出合力。
同一直线上的两个力,如果力的方向相同,则合力的大小等于两个分力大小之和,方向与分力方向相同;
如果两个分力方向相反,则合力的大小等于两个分力大小之差,合力方向与较大分力的方向相同。
【解答】解:运动员竖直向下扣球时,排球受到两个力的作用:重力和运动员扣球的力。重力竖直向下,大小为3N;运动员扣球的力也是竖直向下的,大小为200N。由于这两个力的方向相同,所以它们作用在排球上的合力是这两个力的大小之和,即F合=G+F=3N+200N=203N,合力的方向也与这两个力的方向相同,即竖直向下。
忽略空气阻力,排球竖直上升到最高点时,只受重力作用,所以排球受到的合力F合′=G=3N。
故答案为:203;竖直向下;3。
【点评】此题考查力的合成与应用,对排球进行正确的受力分析,掌握同一直线上二力的合成方法是关键。
11.(3分)雪地摩托车是2022年北京冬奥会上使用的交通工具,如图所示,雪地摩托车质量为90kg,静止在水平雪面时与雪面的总接触面积为0.5m2。雪地摩托车的雪橇和履带做得宽大是通过 增大受力面积 的方法来减小对雪地的压强,履带上有凸起的纹路是为了 增大摩擦 。雪地摩托车静止在水平雪面时对雪面的压强是 1.8×103 Pa。
【分析】(1)在压力相同时,增大受力面积,可减小压强。压力一定时,增大接触面的粗糙程度可以增大摩擦;
(2)根据G=mg求出雪地摩托车空车所受的重力;根据F=G得出雪地摩托车空车静止在水平雪面时对雪面的压力,根据p=计算雪地摩托车空车静止在水平雪面时对雪面的压强。
【解答】解:雪地摩托车的雪橇和履带做得宽大是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。履带上有凸起的纹路是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的;
雪地摩托车空车所受的重力:G=mg=90kg×10N/kg=900N,
雪地摩托车空车静止在水平雪面时对雪面的压力:F压=G=900N,
雪地摩托车空车静止在水平雪面时对雪面的压强:p===1.8×103Pa。
故答案为:增大受力面积;增大摩擦;1.8×103。
【点评】本题考查压强、重力、压力、摩擦力的有关分析,综合性强,难度适中。
12.(3分)如图甲,向B管吹气时,A管中的水位会 升高 (选填“升高”、“不变”或“降低”);如下图乙所示,将一端带橡皮膜的玻璃管插入水中,可探究液体压强的大小与 液体深度 的关系;小宇用一条两端开口的玻璃管自制成如图丙所示的气压计,从一楼拿到十六楼,观察到玻璃管内的水柱会逐渐 升高 (选填“升高”或“降低”)。
【分析】(1)流体压强与流速有关,流速越大的位置,压强越小;
(2)液体压强随深度的增加而增大;
(3)大气压和高度有关,大气压随高度的增加而减小;根据自制气压计的结构特点可做出判断。
【解答】解:由于流体流速大的位置,压强小,所以向B管吹气时,A管上端的空气流速大,压强小,烧杯中的水在大气压的作用下,被压入A管,所以A管中的水位会升高。
将一端带橡皮膜的玻璃管插入水中,随着橡皮膜所处的深度不同,橡皮膜的凹陷程度也不同,所以可探究液体压强的大小与液体深度的关系。
由于随着高度的升高,大气压减小。所以将气压计从一楼拿到十六楼,瓶外大气压减小,瓶内的水在瓶内气压的作用下进入玻璃管,所以玻璃管内的水柱会逐渐升高。
故答案为:升高;液体深度;升高。
【点评】本题考查了对大气压、液体压强、流体压强与流速的关系等的考查,属压强相关的综合题,难度不大。
13.(3分)小莱想复现帕斯卡裂桶实验,用了一个如图所示的装置,容器内盛有密度为0.8×103kg/m3的酒精。其中A点的压强 大于 B点的压强(选填“大于”、“等于”或“小于”),C点的压强pC= 8000 Pa。若容器底部所能承受的最大压强为3.92×104Pa,小莱至少需要增加酒精直至液面高度达到 4.9 m才能让容器底部破裂。
【分析】(1)由图确定出A、B点的深度,再根据p=ρgh比较出A点、B点压强的大小关系;
(2)由图求出C点的深度,再根据p=p=ρgh求出C点的压强;
(3)p=p=ρgh求出需要增加酒精所能达到的深度。
【解答】解:由图可知,图中A点的深度大于B点的深度,由液体压强公式p=ρgh可知,A点的压强大于B点的压强,
C点的深度为:hC=0.5m+0.3m+0.2m=1m,
所以C点的压强为:pC=ρ酒精gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×1m=8000Pa,
若容器底部所能承受的最大压强为3.92×104Pa,小来至少需要增加酒精直至液面高度为:,
如果让容器底部破裂,至少增加酒精直至液面高度达到4.9m。
故答案为:大于;8000;4.9。
【点评】本题主要考查液体压强公式的应用,难度适中。
14.(3分)如图所示,水平桌面上放着底面积相等、质量相同的甲、乙两容器,分别装有同种液体且深度相同。比较:两容器底部受到液体的压强p甲 = p乙,两容器底部受到液体的压力F甲 = F乙,容器甲、乙对桌面的压强p甲' > p乙'(均填“>”、“<”或“=”)。
【分析】(1)根据p=ρgh判断液体对杯底压强的关系,再根据F=pS判断液体对容器底的压力;
(2)容器对桌面的压力大小等于容器的重力与液体的重力之和,根据公式p=可求容器对桌面的压强。
【解答】解:甲、乙两容器,分别装有同种液体液体深度相同,根据p=ρgh,两容器底部受到液体的压强相同p甲=p乙,因为两容器的底面积相同,由F=pS可知液体对容器底部的压力F甲=F乙;
两容器的质量相等,由图知:V甲>V乙,装有同种液体;所以根据ρ=,m甲>m乙,由G=mg可得,G甲>G乙,水平桌面上重力等于压力,由公式p=知p甲′>p乙′。
故答案为:=;=;>。
【点评】本题考查固体和液体的压力、压强比较分析,属于中档题。
三.作图题(共3小题,第(1)问2分,第(2)问2分,第(3)问3分,共7分)
15.(2分)小明用100N的推力将重为6N的篮球投掷出去,篮球在空中的运动轨迹如图所示,不考虑空气阻力,请画出篮球在A处的受力示意图。
【分析】重力是物体由于地球的吸引而受到的力,其方向永远竖直向下,因此在画排球所受重力时,也一定要把握这一点。
【解答】解:篮球在空中继续向上运动,忽略空气阻力,只受到重力作用,方向竖直向下,作用在排球的重心上。大小为6N,如图所示:
【点评】能对物体进行正确的受力分析,会用力的示意图表示出力的作用点和方向,牢记重力的方向总是竖直向下的。
16.(2分)如图,放在斜面上的水杯中漂浮着一个小球,请在图中画出小球受到的浮力F1和杯子对斜面的压力F2.
【分析】(1)漂浮的物体受到的浮力方向竖直向上,作用点在物体的重心;
(2)压力是接触面受到的力,因此压力的作用点在接触面上,即烧杯与接触面的中点;然后根据压力的方向垂直于受力面,并过压力作用点表示出压力的方向即可。
【解答】解:
(1)小球受到的浮力方向竖直向上,作用点在小球的重心,用F1表示;
(2)在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点,过压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段,符号为F2。
如图所示:
。
故答案为:如图示。
【点评】本题的关键是确定浮力和压力的作用点和方向,并会用力的示意图表示力的三要素。注意浮力的方向始终竖直向上。
17.(3分)如图所示,小车从斜面滑到粗糙水平面上,画出小车在水平面滑行中受力的示意图。
【分析】分析小车所受的力,进而画出受力的示意图。
【解答】解:图中小车由斜面上方静止释放开始沿斜面下滑在粗糙的水平面上继续滑行最后静止;
小车运动到水平面时在竖直方向受到支持力F、重力G及水平向左的摩擦力f的作用,小车所受力的示意如下所示:
。
【点评】本题考查了力的示意图,属于常考题。
四.实验探究题(共3小题,第16题6分,第17题7分,第18题6分,共19分)
18.(6分)(1)弹簧测力计的原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,其 形变程度 就越大。小星将装鸡蛋的塑料袋挂在弹簧测力计上时,有如图1甲、乙两种操作方式,其中正确的操作是 甲 (填“甲”或“乙”),此袋鸡蛋的重力为 6.2 N。
(2)小轩同学使用压强计探究液体压强与哪些因素有关,实验情景如图2所示。调试好压强计后,实验的情形如图b、c、d、e所示,图中烧杯内的液面相平。通过比较b、c、d三图,可得出结论:在液体内部的 同一深度 ,向各个方向的压强都相等;通过比较c、e两图,可探究液体压强与 密度 的关系。
(3)小轩完成上述实验后与同学经过交流又设计了一个实验装置,如图3所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时,其形状会发生改变。若往隔板两侧分别加入两种不同的液体,其中不能比较两种液体密度大小关系的是 C 。
【分析】(1)根据弹簧测力计的原理及使用方法来分析;
(2)利用转换法和控制变量法来探究探究液体压强与哪些因素有关;
(3)根据橡皮膜凸起方向,结合两液体的深度大小,根据p=ρgh进行分析。
【解答】解:(1)弹簧测力计的原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,其形变程度就越大;弹簧测力计使用时,拉力方向应与弹簧轴线方向一致,避免因挂钩与外壳摩擦影响测量结果;甲:拉力方向与弹簧轴线方向一致,操作正确;乙:测力计倾斜,拉力方向与弹簧轴线方向不一致,会因摩擦导致测量结果偏大,操作错误;在测量前,应对弹簧测力计进行调零,如图1所示,弹簧测力计的分度值为0.2N,指针指向6N下方第1个小格,读数为:6N+0.2N = 6.2N;此物体的重力为 6.2N;
(2)调试好压强计后,实验的情形如图b、c、d、e所示,图中烧杯内的液面相平。通过比较c、d两图,深度相同,由转换法,产生的压强相同,可得出结论:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;通过比较c、e两图,液体深度相同,而液体密度不同,可探究液体压强与液体的密度的关系;
(3)A、图中橡皮膜向右凸起,说明左边液体在橡皮膜处产生的压强大于右边液体在橡皮膜处产生的压强,而橡皮膜在两液体中的深度相同,由p=ρgh得,左侧液体密度大;故A不符合题意;
B、图中橡皮膜向右凸起,说明左边液体在橡皮膜处产生的压强大于右边液体在橡皮膜处产生的压强,而橡皮膜在左侧液体中的深度小,由p=ρgh得,左侧液体密度大;故B不符合题意;
C、图中橡皮膜向左凸起,说明右边液体在橡皮膜处产生的压强大于左边液体在橡皮膜处产生的压强,右边液体到橡皮膜处的深度较大,由p=ρgh得,无法判断液体密度大小,故C符合题意;D.图中橡皮膜保持在竖直位置保持平整,说明左右两边液体在橡皮膜处产生的压强相等,而左边液体到橡皮膜处的深度较小,由p=ρgh得,左边液体密度大于右边液体密度,故D不符合题意。
故选:C。
故答案为:
(1)形变程度;甲;6.2;
(2)同一深度;密度;
(3)C。
【点评】本题考查弹簧测力计的原理及使用方法和注意事项,同时探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法及p=ρgh的运用。
19.(7分)小贺在探究“阻力对物体运动的影响”时,进行了如图1操作:
(1)让小车从斜面同一位置由静止滑下,目的是保证小车刚到达平面时的 速度 相同,实验中通过观察 小车在水平面上滑行的距离 来比较阻力对物体运动的影响;
(2)根据上述实验现象,可初步得出结论:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越 慢 (选填“快”或“慢”);进一步得到推论:如果水平面绝对光滑,小车将做 匀速直线 运动;
(3)上述实验完成后他又将小车系上细线,分别倒放、立放在铺有不同材料的水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动小车,探究影响滑动摩擦力大小的因素,如图2所示:
①实验中,沿水平方向匀速直线拉动测力计,根据 二力平衡 原理可得出滑动摩擦力的大小;
②比较第 5、6 两次实验可知,滑动摩擦力大小与接触面积无关;
③比较第4、5两次实验可得结论: 压力大小相等,接触面越粗糙 ,滑动摩擦力越大。
【分析】(1)为了使小车到达水平面时的速度相等,应让小车从相同斜面的同一高度由静止开始下滑;
实验中阻力的大小是通过小车在水平面上移动的距离来反映的;
(2)平面越光滑,小车运动的距离越远,这说明小车受到阻力越小,速度减小得慢;
假如水平表面绝对光滑,将做匀速直线运动;
(3)根据二力平衡条件分析;
滑动摩擦力与接触面的粗糙程度、压力有关,利用控制变量法分析。
【解答】解:(1)让小车从斜面的同一位置静止释放,这一操作的目的是控制小车下滑到水平面的速度相同;
实验中阻力的大小是通过小车在水平面上移动的距离来反映的,小车运动的距离越长,
说明小车受到阻力越小;
(2)实验现象表明:平面越光滑,小车运动的距离越远,这说明小车受到阻力越小,速度减小得慢;
由实验现象可以推理:假如水平表面绝对光滑,该平面上运动的物体在水平方向上不受力,它将做匀速直线运动;
(3)实验中需沿水平方向拉动小车做匀速直线运动,此时小车受力平衡,根据二力平衡条件,测力计的示数等于摩擦力的大小;
由5、6两次实验数据可知,物体间接触面的粗糙程度与物体间的压力相同而接触面的面积不同,物体间的滑动摩擦力相同,由此可知,滑动摩擦力的大小与接触面积无关;
比较第4、5两次实验数据可知,压力大小相等,接触面的粗糙程度越大,弹簧测力计示数越大,所受滑动摩擦力越大,故可得出结论:压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
故答案为:(1)速度;小车在水平面上滑行的距离;
(2)慢;匀速直线;
(3)①二力平衡; ②5、6 ③压力大小相等,接触面越粗糙。
【点评】本题探究阻力对物体运动的影响实验和影响滑动摩擦力大小的因素实验,利用控制变量法分析。
20.(6分)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,小明先用弹簧测力计测出圆柱体铜块的重力,然后将铜块缓慢浸入液体中不同深度(液体均未溢),并记录弹簧测力计的示数。
(1)铜块浸没在水中时受到的浮力大小是 0.9 N;
(2)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟物体 排开液体的体积 有关;步骤D、E表明浮力大小跟 浸没深度 无关;
(3)分析数据可知,F中液体密度 大于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度;
(4)步骤B中铜块下表面受到水的压力是 0.4 N;
(5)如图H所示,用弹簧测力计拉着一个圆锥体,使其缓慢下降进入水中,直到快接触到杯底,下列能大致反映圆锥体所受浮力F浮与其底部进入水中的深度h液关系的图象的是 B (选填字母)。
【分析】(1)根据称重法求出金属块在水中受到的浮力;
(2)分析比较A、B、C、D图,找出相同量和不同量,根据称重法测浮力:F浮=G﹣G′知所受浮力的大小相同,据此分析;
(3)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,受到的浮力越大;
(4)浮力产生的原因是物体上下表面产生压力差;
(5)根据圆锥体的排开液体的体积与深度关系分析解答。
【解答】解:(1)由A图知,铜块的重力为G=2.6N,
铜块浸没在水中时,受到的浮力是:F浮水=G﹣FE=2.6N﹣1.7N=0.9N;
(2)分析比较A、B、C、D可知,液体的密度相同时,物体排开液体的体积不同,浮力不同,所以物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关;
分析比较A、D、E可知:液体的密度和物体排开液体的体积相同时,物体浸没的深度不同,弹簧测力计的示数不变,表明浮力大小跟浸没深度无关;
(3)根据称重法可知,铜块在另一液体中受到的浮力为:F浮液=2.6N﹣1.6N=1N;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,受到的浮力越大,故F中液体密度大于水的密度;
(4)步骤B中铜块没有完全浸没,上表面没有压力,铜块下表面受到水的压力等于物体所受的浮力F浮=G﹣FB=2.6N﹣2.2N=0.4N;
(5)根据图中知,下降深度相同时,圆锥浸没前排开液体的体积越来越大,且增速越来越快,浸没后排开液体体积不变,浮力不变,故选B。
故答案为:(1)0.9;(2)排开液体的体积;浸没深度;(3)大于;(4)0.4;(5)B。
【点评】本题探究影响浮力大小的因素,考查称重法测浮力、控制变量法及数据分析等知识,有一定难度。
五.计算题(共2小题,第19题6分,第20题7分,共13分)
21.(6分)电动滑板车因具有轻便灵活、节能高效,绿色出行等优点,越来越受到人们的欢迎。如图所示是某品牌的电动滑板车,查阅滑板车的参数可知滑板车的重力为120N,小廖骑行时,电动滑板车以18km/h的速度匀速直线行驶了5min后遇到障碍物紧急刹车。已知小廖的质量为48kg,骑行时的阻力为车总重的0.06倍(g=10N/kg)。求:
(1)小廖匀速骑行时,滑板车通过的路程是多少?
(2)小廖受到的重力是多大?
(3)小廖匀速骑行时,电动滑板车的牵引力是多大?
【分析】(1)已知小廖匀速骑行时的速度和骑行时间,根据s=vt计算滑板车通过的路程;
(2)已知小廖的质量,根据G=mg计算小廖受到的重力;
(3)已知小廖骑行时的阻力为车总重的0.06倍,求出小廖和车的总重力,根据f=0.06G总计算出小廖匀速骑行时受到的阻力;电动滑板车匀速行驶,牵引力与受到的阻力是一对平衡力,大小相等,由此可得电动滑板车的牵引力。
【解答】解:(1)小廖匀速骑行时的速度v=18km/h=5m/s,骑行时间t=5min=300s;
则滑板车通过的路程为:s=vt=5m/s×300s=1500m;
(2)小廖受到的重力为:G=mg=48kg×10N/kg=480N;
(3)小廖和车的总重力为:G总=G车+G=120N+480N=600N;小廖匀速骑行时受到的阻力为:f=0.06G总=0.06×600N=36N;
电动滑板车匀速行驶,处于平衡状态,牵引力与受到的阻力是一对平衡力,大小相等,则电动滑板车的牵引力为:F牵=f=36N。
答:(1)小廖匀速骑行时,滑板车通过的路程是1500m;
(2)小廖受到的重力是480N;
(3)小廖匀速骑行时,电动滑板车的牵引力是36N。
【点评】本题考查速度公式的应用、重力的计算、二力平衡条件的应用,难度不大。
22.(7分)质量为1kg的平底水桶,底面积为700cm2,水桶内装有质量为27kg、深度为30cm的水,放在水平地面上,如图甲所示,则(g取10N/kg)
(1)水对桶底的压强为多大?
(2)水桶对地面的压强为多大?
(3)当小明用竖直向上的力F提水桶,但没有提起来时,如图乙所示,水桶对地面的压强为1800Pa,求F的大小。
【分析】(1)根据p=ρ水gh算出水对桶底的压强;
(2)根据G=mg算出水桶对地面的压力,对地面的压力等于水和水桶的总重力,根据p=算出水桶对地面的压强;
(3)根据F=pS算出水桶对地面的压力,向上提的力等于水桶的总重力减去压力。
【解答】解:(1)水对桶底的压强:
p1=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa;
(2)水桶的底面积为S=700cm2=7×10﹣2m2,
水桶对桌面的压力为:
F2=G总=(m水+m桶)g=(27kg+1kg)10N/kg=280N,
水桶对地面的压强:
p2 ===4000Pa;
(3)水桶对地面的压力:F3=p3S=1800Pa×7×10﹣2m2=126N,
水桶受到竖直向上的拉力F、竖直向下的重力、竖直向上的支持力,
因为对面水水桶的支持力和水桶对地面的压力使一对相互作用力,大小相等,即支持力为126N,
拉力F的大小为:F=G总﹣F3=280N﹣126N=154N。
答:(1)水对桶底的压强为3000Pa;
(2)水桶对地面的压强为4000Pa;
(3)F的大小为154N。
【点评】本题是一道关于液体压强、固体压强、质量、重力以及力的合成的综合题,在解题时应认真分析所用到的物理知识。
六.综合能力题(共3小题,第21题6分,第22题6分,第23题7分,共19分)
23.(6分)学校科技节中,跨学科实践小组制作了水火箭,如图甲所示,图乙为其结构示意图。将制作好的水火箭竖直立于地面,用打气筒向瓶内打气,当瓶内压强足够大时,瓶内的水向下喷出,水火箭竖直向上起飞。
(1)水火箭的头部通常做成流线型,这是为了 减小阻力 ;
(2)水火箭向下喷水的过程中,水火箭对水向下的作用力 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)水对它向上的作用力;
(3)实验中无法直接测量水火箭竖直上升的最大高度,可以转换为测量水火箭从发射到落地的 时间 来间接反映这个高度。你认为有哪些因素可能会影响水火箭飞行的最大高度: 水火箭所装水的质量和起飞前瓶内气压 (写出一点即可);
(4)图丙是水火箭发射后的速度随时间变化的图像,由图像可知, t2 时刻水火箭升到最高点(选填“t1”、“t2”或“t3”),火箭上升到最高点时,其受力 不平衡 (选填“平衡”或“不平衡”)。
【分析】(1)火箭的头部通常做成流线型,主要是为了减小阻力;
(2)物体间力的作用是相互的;
(3)测量水火箭从发射到落地的时间来间接反映这个高度;
(4)分析水火箭重力和推力大小关系,结合图像中速度变化判断水火箭受平衡力的时刻。
【解答】解:(1)水火箭的头部通常做成流线型,这是为了减小运动过程中受到的空气阻力。
(2)水火箭对水向下的作用力与水对它向上的作用力是一对相互作用力,大小相等。
(3)水火箭上升的高度越高,从发射到落地的所需的时间越长,所以可以测量水火箭从发射到落地的所需的时间来间接反映水火箭竖直上升的最大高度。
水火箭所装水的质量和起飞前瓶内气压可能会对水火箭飞行的最大高度产生影响。
(4)由图可知,0~t1时间段内,水火箭的速度逐渐增大,说明推力大于重力,t1~t2时间段内,水火箭的速度逐渐减小,说明推力小于重力,所以t1时刻速度最大,此时水火箭受力平衡,推力等于重力。
t2时刻速度为零,t2之后速度方向相反,说明水火箭开始向下运动,所以t2时刻水火箭升到最高点,此时仅受重力,受力不平衡。
故答案为:(1)减小阻力;(2)等于;(3)时间;水火箭所装水的质量和起飞前瓶内气压;(4)t2;不平衡。
【点评】本题考查了物体间力的相互作用,以及平衡力等知识的应用,正确分析速度和时间的图像是解题的关键。
24.(6分)如图所示是高压锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴着一个“帽子”为限压阀,当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内气体就会冲开限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体减小。现有一个直径为24cm,空心柱小孔的横截面积为10mm2限压阀的质量为80g的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105Pa。下表为不同气压下水的沸点:
p/105Pa
0.98
1.01
1.13
1.29
1.48
1.69
1.80
2.00
t/℃
99
100
103
107
111
115
117
120
(1)高压锅是一种实用的厨具,登山队很喜欢使用它,因为在高原上,气压 低于 (填“高于”或“低于”)一个标准大气压,水在未达到100℃时开始沸腾。
(2)烹调较嫩或易熟的菜时,宜采用 低压烹调 的方式;烹调肉类食品,宜采用 高压烹调 的方式(两空均选填“低压烹饪”或“高压烹饪”)。
(3)此高压锅内气体达到的最大压强为 1.8×105 Pa,锅内最高温度能达到 117 ℃。
(4)如果想降低锅内液体的沸点,使高压锅能更安全使用,可以再配一个质量比原来的限压阀 小 (选填“大”或“小”)的新限压阀。
【分析】(1)大气压与海拔高度的关系:海拔越高,气压越低;沸点与气压有关,气压越低,沸点越低。
(2)烹调较嫩或易熟的菜时不需要较高的温度,所以采用低压烹调方式即可;烹调肉类等难熟的食品时,可以提高锅内温度,这样食物会熟的快些,所以要采用高压烹调方式提高水的沸点;
(3)根据限压阀质量求出其重力,对出气孔的压力就等于其重力,利用限压阀出气孔横截面积求出此时压强,再加上大气压的值即为锅内气体能达到的最大压强。
求出锅内气体能达到的最大压强,然后对照表格得出锅内水的最高温度;
(4)根据F=pS分析解答。
【解答】解:(1)大气压与海拔高度有关,海拔越高,气压越低,沸点越低;在高原上,气压低于一个标准大气压,所以,水的沸点低于100℃,水在未达到100℃时开始沸腾。
(2)烹调较嫩或易熟的菜时,需要的温度不是很高,而沸点随气压升高而升高,故宜采用低压烹饪的方式;烹调肉类食品,宜采用高压烹饪的方式。 (3)限压阀对出气孔的压力:
F=G=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N,
空心柱小孔的横截面积S=10mm2=1×10﹣5m2,当时的大气压p0=1×105Pa,
原来的限压阀对出气孔的压强:
p1===8×104Pa;高压锅内气体能达到的最大压强:
p内=p0+p1=1×105Pa+8×104Pa=1.8×105Pa;对照表格数据可知,锅内水的最高温度能达到117℃。
(4)如果想降低锅内液体的沸点,则需要降低锅内气压,根据F=pS知,需要减小压力,而压力等于重力,则减小限压阀的质量。
故答案为:(1)低于;
(2)低压烹调;高压烹调;
(3)1.8×105;117;
(4)小。
【点评】此题涉及到大气压的综合应用,重力的计算,液体沸点与气压的关系、压强大小及其计算的等知识点,综合性强。
25.(7分)阅读短文,回答问题。
第一艘国产航母——山东舰
2019年12月17日,中国首艘国产航母“山东舰”正式列装服役,标志着我国海军正式迈入了双航母时代。“山东舰”一直被称为首艘国产航母,不仅因为它是我国独立自主建造的第一艘航母,更因为山东舰的设计理念、重要系统、建造材料,如电磁兼容系统、动力系统、阻拦系统、航母特种钢等,都是我国独立自主研发的,完全没有依赖进口,并且拥有完全自主产权,百分百实现了中国航母中国造,航母上配备了大量先进装备,其中舰载机是航母战斗力的核心,舰载机可以在航母上起飞、着落,执行各种军事任务。歼15(J15)是我国第一代多用途舰载喷气式战斗机,下表是歼15战斗机的部分技术参数,推重比是指飞机飞行时发动机的总推力与飞机总重的比值。所谓翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值。(g=10N/kg)
空机质量
最大起飞质量
推重比
发动机最大巡航推力
17.5t
31.5t
0.4~0.9
2.5×105N
(1)舰载机在航母上降落时必须适时放下舰钩,钩住甲板上的拦阻索,达到强行减速的目的,这个过程中说明力可以改变物体的 运动状态 。
(2)下列说法正确的是 B 。
A.舰载机在航母上着落时,舰载机不受重力作用
B.航母航行时,使航母前进的力的施力物体是水
C.舰载机在航母上着落时,随着速度的减小,舰载机的惯性逐渐减小
D.航母甲板用的航母特种钢,舰载机着落在航母甲板上,航母甲板不发生形变
(3)山东舰向水面下方放出一水下探测器,若不考虑海水的密度和探测器体积的变化,探测器在海水深处下沉的过程中,探测器受到的浮力 不变 ,受到的海水压强 变大 。(均填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)若歼15飞机的翼载是500kg/m2,则机翼面积为 63 m2。强度比是材料所能承受的最大撞击力与最大拉力的比值。在航母上的飞机拦阻索建造时,已知该材料的强度比是0.8,要让拦阻索材料能够承受的飞机着舰时最大撞击压强为4.8×108Pa,那么使用的材料1cm2面积能承受的最大拉力为 6×104 N。
(5)为庆祝“山东舰”列装服役,各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火,其特点是不会爆炸,能够持续向下喷射火焰,产生大小为自重6倍的恒定的推力,因其速度快产生啸叫声,所以称为“高声”。经实验测量,这种焰火在运动时,受到的阻力与速度的关系如图所示,则焰火能够达到的最大速度为 11 m/s。(火药的质量不计)
【分析】(1)力可以改变物体的运动状态。
(2)A、地面附近的物体都受到重力作用;
B、力的作用是相互的;
C、惯性只与物体的质量有关;
D、力可以使物体发生形变。
(3)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知浮力的变化情况;根据p=ρgh可知,探测器在海水深处下沉,压强变化情况。
(4)飞机最大起飞质量m=31.5t=3.15×104kg,若歼15飞机的翼载是500kg/m2,根据翼载定义可知机翼面积。
已知该材料的强度比是0.8,要让拦阻索材料能够承受的飞机着舰时最大撞击压强为4.8×108Pa,由压强公式得到1cm2面积上的最大撞击力,由强度比可知1cm2面积上能承受的最大拉力。
(5)由G=mg得到焰火的重力,根据对平衡力的分析得到当焰火达到最大速度时的阻力。由图像可知当阻力f=5N时对应的速度。
【解答】解:(1)舰载机放下尾钩钩住拦阻索后,拦阻索提供阻力使之速度迅速减小,这个过程说明力可以改变物体的运动状态。
(2)A、地面附近的物体都受到重力作用,所以舰载机在航母上着落时,舰载机受重力作用,故A错误;
B、航母航行时,螺旋桨对水施加向后的力,根据力的作用是相互的,水对螺旋桨施加向前的力,使航母前进,所以施力物体是水,故B正确;
C、惯性只与物体的质量有关,舰载机速度减小,质量不变,惯性不变,故C错误;
D、航母甲板用的特种钢有弹性,舰载机落在甲板上时,对甲板有压力使甲板会发生微小形变,故D错误。
故选:B。
(3)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,海水密度ρ液和探测器体积V排不变,所以浮力不变。根据p=ρgh可知,探测器在海水深处下沉,海水密度不变,深度h变大,所以压强变大。
(4)飞机最大起飞质量m=31.5t=3.15×104kg,若歼15飞机的翼载是500kg/m2,根据翼载定义可知机翼面积S===63m2。
已知该材料的强度比是0.8,要让拦阻索材料能够承受的飞机着舰时最大撞击压强为4.8×108Pa,那么使用的材料1cm2面积上的最大撞击力F最大撞击力=pS=4.8×108Pa×10﹣4m2=4.8×104N,
1cm2面积上能承受的最大拉力为F最大拉力===6×104N。
(5)焰火的重力G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,推力F=6G=6N。当焰火达到最大速度时,受力平衡,推力等于阻力和重力之和,即f=F﹣G=6N﹣1N=5N。从图像可知,阻力为5N时对应的速度为11m/s。
故答案为:(1)运动状态;(2)B;(3)不变;变大;(4)63;6×104;(5)11。
【点评】本题考查力的作用效果、重力、惯性、力的相互性、阿基米德原理、液体压强公式的应用,考查图像分析能力和根据题中给出的公式进行解答的能力,本题难度较大。
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