摘要:
**基本信息**
以航天壁画保护机器人、新能源公交车等真实情境为载体,融合力学(杠杆、压强、浮力)与电学(电荷)核心知识,通过实验探究(如斜拉桥模型)和科普阅读(风洞实验),考查物理观念与科学探究能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|12/24|杠杆分类、分子引力、二力平衡|结合《天工开物》碓具考杠杆应用|
|实验探究|5/24|滑动摩擦力、液体压强|用“斜拉桥模型”跨学科实践考机械原理|
|计算题|2/16|重力、压强、浮力|以094型核潜艇考浮沉条件应用|
|科普阅读|1/10|流体压强|风洞实验题考查科学推理与数据处理|
内容正文:
2025-2026学年江苏省南通市崇川区八年级(下)期末物理练习卷
考试时间:100分钟;总分:100分
学校:
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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(选择题共24分)
一、单选题:本大题共12小题,共24分。
1.壁画所处的环境相对封闭、幽暗、潮湿,易滋生微生物,导致壁画受损。为此,中国航天科技集团研
制出机器人,机器人高速喷射带负电的粒子杀灭微生物,从而保护壁画。该粒子可能是()
A.电子
B.原子核
C.质子
D.中子
2.如图是《天工开物》中用于捣谷的碓,下列工具正常使用时与其属于同类型杠杆的是(
A.托盘天平
B.钢丝钳
C.面包夹
D.开瓶扳手
3.下列现象中能够直接说明分子间有引力的是()
A.铁丝很难被拉伸
B.吸盘能牢牢吸在玻璃上
C.液体很难被压缩
D.墨水在热水中扩散较快
4.公交车上安装有拉环,避免乘客由于车突然启动或刹车摔倒。如图是水平向右匀速运动的公交车内一
名乘客没有抓住拉环的示意图。如果在车突然加速时,该乘客摔倒方向和拉环摆动方向的示意图应是图
中的(
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5.如图所示的四个实例中,与大气压作用无关的是()
塑料管
纸片
水位计
甲
丙
丁
A.图甲:悬空塑料管里的水不会流出来
B.图乙:塑料吸盘被紧压在平滑的墙上
C.图丙:钢笔吸墨水
D.图丁:在锅炉外面安装水位计
6.下列关于物质结构及相关原理的说法,正确的是()
A.摩擦起电的过程中电荷发生了转移
B.“破镜难圆”是因为分子间存在斥力
C.验电器的工作原理是异种电荷相互吸引
D.原子核由带正电的质子和带负电的电子组成
7.如图所示,在“探究二力平衡的条件”时,选小卡片作为研究对象,
滑轮
在线的两端分别挂上钩码,对卡片施加两个拉力。为探究这两个力满足
卡片
什么条件才能平衡,则下列说法不正确的是()
重物
A.选择小卡片进行实验,目的是可忽略卡片的重力
B.实验过程中,应该使卡片处于静止状态
C.卡片两侧的滑轮的高度必须相同
D.为了研究一对平衡力是否必须作用在同一物体上,可以将卡片从中间剪成左右两半
8.在探究液体压强的特点时,甲、乙两烧杯内装有不同的液体,实验时将液体压强计的探头分别放入两
种液体中,如图所示,发现两次实验中U形管液面高度差相等。下列说法正确的是()
A.甲烧杯中探头所处位置的液体压强比乙的大
B.甲、乙两烧杯中探头所处位置的液体压强相等
C.液体内部的压强与液体深度无关
D.甲烧杯中液体的密度大于乙烧杯中液体的密度
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9.两个相同容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个不同材料制成的实心小球分
别轻轻放入甲、乙两种液体中,两球静止时的情况如图所示,此时两容器中液面相平。下列说法正确的
是()
A.小球A的质量大于小球B的质量
A
B.甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强
B
甲
乙
C.小球A在乙液体中受到的浮力比在甲液体中受到的浮力大
D.甲液体中容器底对小球B的支持力大于乙液体中容器底对小球B的支持力
10.如图所示,在一粗糙水平台面上,一轻质弹簧左端固定,右端连接一金属小球,0点是弹簧恢复原长
时小球的位置。开始时通过小球把弹簧压缩到A位置,释放小球后,小球最远能运动到B位置。下列
说法正确的是()
000000
A.小球运动到B点时,惯性消失
6stistthotttiiiitisostisiossosist
O B
B.小球在运动过程中所受弹力一直变小
C.小球从O点运动到B点的过程中所受弹力方向向右、速度不断减小
D.小球从A点运动到B点的过程中,速度最大的位置在O点左侧
11.两辆吊车吊着两个完全相同的重物在竖直方向上做匀速直线运动,其中一重物以1s的速度上升,
吊绳的拉力为F1,另一重物以2m/s的速度上升,吊绳的拉力为F2,则F1与F3的关系是()
A.F=2
B.F1=F2
C.F1=2F3
D.F1-F2
12.两个相同的容器,甲中盛有水,乙中盛有另一种液体,将同一支自制的圆柱形简易
密度计分别放入甲、乙中,静止时如图所示,则乙中液体的密度约为(
)
A.1.2g/cm3
B.1.0g/cm3
C.0.8g/cm3
D.0.6g/cm3
第IⅡ卷(非选择题共76分)
二、填空题:本大题共5小题,每空1分共20分。
13.在综合实践活动中,小明用水平向左6N的力推着装沙的小车匀速直线行进,如图所示,此时小车受
的摩擦力是
一N。突然,发现前面有一小孩,他马上用1N的水平力向后拉小车,使小车减速,
在减速运动的过程中,小车在水平方向上所受的合力为
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14.小明在学习《力与运动》一章节之后绘制了如图所示的思维导图,请你帮他补充完整:
(1)
大小:
(2)
三要素
(2)
(1)大小
重力
滑动
不变
匀速直线运动
摩擦
摩擦力
分类
力
运动状态
影响
速度大小改变
因素
弹力
接触面粗糙程度
改变
使物体形变
速度方向改变
作用效果
改变物体运动状态
15.图甲是我国古代劳动人民在建造宫殿时移动巨木的情景,该机械结构示意图如图乙所示,人们通过横
杆、支架等,将巨木的一端抬起,垫上圆木。以便将其移动。
支架
横杆
5m
2m
横杆支
石块
石块
1.7m
甲
(1)图甲中在巨木下垫上圆木是为了
摩擦力。以便将其移动,支架下方垫有面积较大的石
块,是为了
压强(两空均选填“增大”或“减小”),防止支架陷入地面;
(2)为更易撬动巨木。架在支架上的横杆属于
(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆,
人们对杠杆施加动力时应
(选填“靠近”或“远离”)杠杆支点;
(3)在图乙中人们在A点拉动横杆时沿
(选填“F1”、“F3”或“F3”)方向最省力。若巨
木重17000N,缓慢抬起其右端,绳子至少需要提供
N的拉力。(横杆和绳子的自身重力
忽略不计)
16.如图所示,某同学利用海绵、砖块探究“影响压力作用效果的因素”。
海绵
海绵
海绵
A
B
D
(1)将砖块放在海绵上,通过观察海绵的
来比较压力的作用效果。
(2)比较A、C两次实验,在
相同时,
越大,压力的作用效果越明显。
(3)将两个相同的砖块用图D所示的方式紧靠在一起放在海绵上,与图A相比,此时砖块对海绵的压
力作用效果
(选填“更明显”“更不明显”或“相同”)。
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(4)此实验
(选填“能”或“不能”)用硬木板代替海绵。
17.小明利用实验箱(内箱A与外箱B,内箱A固定在外箱B的内侧,图
AB
LA」B
水
甲A侧面开有圆形孔a、b,图乙A底部开有圆孔c,并各蒙有一层橡
空箱
知液体
橡皮膜
皮膜,膜的自身重力不计。)探究影响液体压强的因素。
甲
(1)圆孔上蒙上橡皮膜,是因为橡皮膜具有
,更容易发生
形变。图甲中a、b所示现象说明,同种液体内部深度越深,压强
(2)图乙中c处的橡皮膜受水和未知液体的压强分别是卫水和p演,则卫水
卫液,据此也可以说
明液体压强与液体密度有关,理由是
。结合已学知识可以判断液体密度大小
关系是P水
三.作图题(共3小题,每图2分,共6分)
18.如图,观光缆车沿轨道斜向上做匀速直线运动,画出车中重物A所受力的示意图。
19.如图,人在楼上用滑轮组提升重物,画出滑轮组的绕绳方式。
20.如图所示是街道边安装的路灯的杠杆模型,O为杠杆的支点,请在图中画出动力F1的动力臂L1及阻
力F2。
B
A
四.计算题(共2小题共16分)
21.(7分)近期“小江豚”号好通约巴(如图)在我市火热运行,新能源公交车采取“动态公交”模式,
为乘客提供“手机下单、门对门直达”的个性化出行服务,已知好通约巴的质量为5t。(g取10Nkg)
(1)空载时,求好通约巴受到的重力;
(2)游客乘坐好通约巴在水平路面观光时,车轮与地面的总接触面积为0.08,司机和乘客的总重为
8×10N,求车对路面的压强。
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22.(9分)我国094型战略导弹核潜艇是“国之利器”,对我国的国防安全有着重要的意义。094型核潜
艇的自身重是8×10N,潜艇的总体积为9×103m3,海水密度取1×10kgm3,g取10Nkg。求:
(1)潜艇漂浮在海面上时受到海水的浮力:
(2)潜艇此时露出海面的体积:
(3)核潜艇要想潜入水下航行时,应至少要向水舱加多少海水?
五.实验探究题(共5小题共24分)
23.(6分)如图所示是探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验,A、B两个木块完全相同。
wtwww
m
B
A
A
O
木板表面
毛巾表面
木板表面
木板表面
甲
乙
丙
(1)实验前,应该先将弹簧测力计沿
(选填“水平”或“竖直”)方向调零。
(2)实验时,应该沿水平方向
拉动木块做直线运动,此时弹簧测力计的示数与木块所受的
滑动摩擦力的大小相等。
(3)比较甲、乙两次实验可知:在
相同时,
,滑动摩擦力越大。
(4)在进行如图丙的实验过程中,木块B和木块A一起匀速向右做直线运动,弹簧测力计的示数如图
所示,此时木块B所受的摩擦力大小为N,结合图丙判断,图丁中的木块A和木块B一起向
右匀速直线运动时,弹簧测力计的示数应为
N
24.(8分)小丽借助注射器(容积为5mL)、铁架台、托盘天平、刻度尺、小筒、细
绳等器材估测大气压的值,其实验步骤如下:(g取10Nkg)
①将部分器材按图示装配好,首先将注射器活塞推至顶端,上端未封口,接着往小
筒内缓慢加水,直至活塞恰好开始下滑时,取下小筒,并用天平测得其总质量为71.2g
②重新将注射器活塞推至顶端,并用橡皮帽封住注射口,将步骤①中的装水小筒
(水未倒出)重新接在注射器下端,缓慢向小筒内加水,直至活塞又恰好开始下滑,取下小筒,并用天
平测得其总质量为646.2g:
③取下注射器,并用刻度尺测得其壁上全部刻度部分的长度为8cm:
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请回答以下问题:
(1)本次测量大气压值的实验原理是
实验中主要应以
(针筒/
活塞小筒)为研究对象来分析其所受大气压力的:
(2)步骤②中,将活塞重新推至顶端,其目的是
,但实际上并未能达到此目的,
此因素将导致所测大气压的值会偏
(大/小):
(3)该注射器活塞的横截面积为
cm2;
(4)上述实验中,在不考虑活塞的重力情况下,可得出活塞受到的摩擦力为
N,并由此
计算出大气压强的值约为
Pa,
(高于低于)标准大气压。
25.(6分)小明在探究“影响浮力大小的因素”实验中,用同一个弹簧测力计测出物体M在如图甲所示
的5种情况下的拉力,(g取10Nkg)。
●
F/N
4.8N
3.6N
2.8
2.8N
2.4N
水
水
物
h/cm
甲
乙
(1)分析图A、
可得,物体所受浮力大小与物体浸入液体的深度无关,物体浸没在水中时
受到的浮力大小为
Na
(2)分析A、D、E可知物体所受浮力大小与
有关。
(3)物体M的密度是
kgm3,盐水的密度是
kg/m3。
(4)小明又选取另一物体N进行实验,匀速浸入水中时,物体N所受拉力和浮力随其下表面到水面的
距离h的变化关系如图乙所示,则物体N的密度是
kg/m3。
26.(4分)某兴趣小组在“斜拉桥的原理与模型制作”跨学科实践中。
力传感器
桥柱
斜拉索
a(
截面
桥墩
桥面
(a)
(b)
图1
图2
(1)在研究斜拉索对桥面拉力F的大小与斜拉索和桥面夹角α的关系时,该小组同学利用硬卡纸和细
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线制作出如图1(a)所示桥面的模型,桥面与桥柱间的连接点为O,用力传感器测出斜拉索顶端悬点
在不同位置A、B、C时拉力F的大小,整个过程中桥面始终水平,相关数据见表1。
表1:
斜拉索顶端悬点位置
A
B
C
拉力F的大小N
1.55
1.73
2.12
a.分析表1数据,可得拉力F的大小与夹角a的关系是:同一桥面水平静止时,
b.该小组同学分别画出了三个位置时O点到斜拉索的距离1A、B、lc,如图1(b)所示。请根据简单机
械的相关知识,分析并解释拉力F变大的原因
(2)为进一步研究桥面稳固性与桥面截面形状和桥墩间距的关系,该小组同学用相同纸张制作了不同
截面形状的桥面,如图2所示,将桥面放在两桥墩之间,在纸桥中央放上硬币,直到纸桥塌陷,记录下
此时硬币的个数,相关数据见表2。
表2
序号
桥面
截面形状
桥墩间距(cm)
硬币个数(个)
1
0000
15
36
2
b
△△△△
15
16
3
18
19
12
28
根据表2数据,是否能选出稳固性最强的截面形状,请简要说明理由:
六.科普阅读题(共1小题共10分)
27.(10分)阅读短文,回答问题:
风洞实验
风洞是通过人工产生和控制气流进行空气动力学实验的重要设备,在航空航天、汽车制造、建筑工
程、船舶设计以及体育运动等众多领域都发挥着无可替代的重要作用。
如图甲所示,风洞的主体结构是一条修长笔直的管道,管道内安装有高性能的风扇,风扇叶片能够
以不同的转速运转,从而产生稳定且速度可控的气流。
将带有压力传感器的支架固定在风洞底部,飞机模型固定在支架上,打开风扇,并改变气流速度,
获得压力大小F与气流速度V的关系如图乙所示。
第8页(共10页)
风扇
F/N
模型
1支
0
甲
12v/(ms-)
机翼轴线
迎角
10伊/件
气流方向
05101520迎角/
丙
风扇
模型
支架
戊
飞机升力的来源之一是飞机的机翼。机翼上、下表面形状不同,使得气流速度不同,由此产生压强
差4p。压强差的大小可以用公式4印=P(-)计算,其中p为空气密度,1和分别为上、下表面
的流速。一般情况下,气流经过机翼上、下表面时,速度会变为原来的1.1倍和0.9倍。
飞机升力的另一来源是飞机的迎角。迎角是机翼轴线与气流方向的夹角,如图丙所示。保持气流速
度和方向不变,改变迎角,获得升力大小与迎角的关系如图丁所示。
飞机飞行时还会受到较大的空气阻力,阻力f的大小主要与两个因素有关:①飞机正面投影面积S;
②飞机飞行速度V。研究人员在风洞中通过模拟实验得到下表所示数据。
v (m/s)
20
30
40
50
60
f/N
S/m2
0.25
20
45
80
125
180
0.5
40
90
160
250
360
1.0
80
180
320
500
720
1.5
120
270
480
750
1080
2.0
160
360
640
1000
1440
(1)当气流吹过飞机模型时,以
为参照物,飞机模型是运动的:
(2)由图乙可知,模型受到的重力是
N,流速增大时,模型受到的升力变
第9页(共10页)
(3)当流速为3/s时,机翼上下表面的压强差是
Pa;(p取1.2kgm3)
(4)若将图甲中飞机模型取下,替换成如图戊所示翼状模型。此模型重力是10N,上下结构对称。使
迎角为0°,打开风扇并改变气流速度,请在图乙中画出此过程中压力大小F与流速ⅴ的关系图像:
(5)飞机飞行时,迎角越大越好吗?你的判断及理由是
(6)若一架飞机在以5°迎角飞行时,正前方突然吹来强风,要保持飞机所受升力不变,应使仰角一
(选填“增大”“减小”或“不变”):
(7)由表格数据可以推导出f与S及v的关系式:f=
(比例系数用字母k表示),其中
k=
(8)如果你有机会开展风洞实验,请写出一个你想进行的探究
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2025-2026学年江苏省南通市崇川区八年级(下)期末物理练习卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.壁画所处的环境相对封闭、幽暗、潮湿,易滋生微生物,导致壁画受损。为此,中国航天科技集团研制出机器人,机器人高速喷射带负电的粒子杀灭微生物,从而保护壁画。该粒子可能是( )
A.电子 B.原子核 C.质子 D.中子
【分析】原子是由带正电的原子核和带负电的电子构成,原子核又由质子和中子组成。
【解答】解:原子是由位于中心带正电的原子核和绕原子核高速运动的带负电电子构成,原子核又由质子和中子组成。故A正确。
故选:A。
2.如图是《天工开物》中用于捣谷的碓,下列工具正常使用时与其属于同类型杠杆的是( )
A.托盘天平 B.钢丝钳 C.面包夹 D.开瓶扳手
【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解:“碓”在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,但省距离。
A.用托盘天平称量物体时,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆;
B.用钢丝钳剪铁丝时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;C.用面包夹夹取面包时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;
D.用开瓶扳手开酒瓶时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。
由此可知与“碓”在使用过程中属于同类的工具是面包夹。故选:C。
3.下列现象中能够直接说明分子间有引力的是( )
A.铁丝很难被拉伸
B.吸盘能牢牢吸在玻璃上
C.液体很难被压缩
D.墨水在热水中扩散较快
【分析】分子动理论的内容包括三点:物质是由分子构成的,分子在永不停息地做无规则的运动,分子间存在着相互作用的引力和斥力。而扩散现象正是分子运动的宏观表现,分子间存在间隙。
【解答】解:
A.铁丝很难被拉伸,说明当分子间距离增大时,分子间引力起主要作用,需要克服引力才能拉伸,故A正确;
B.吸盘能牢牢吸在玻璃上,说明大气压的存在,不能说明分子间存在引力,故B错误;
C.液体很难被压缩,说明分子之间存在斥力,故C错误;
D.墨水在热水中扩散得较快,说明分子的无规则运动与温度有关(温度越高,分子运动越剧烈),故D错误。
故选:A。
4.公交车上安装有拉环,避免乘客由于车突然启动或刹车摔倒。如图是水平向右匀速运动的公交车内一名乘客没有抓住拉环的示意图。如果在车突然加速时,该乘客摔倒方向和拉环摆动方向的示意图应是图中的( )
A.B.C.D.
【分析】物体由于惯性要保持原来的运动状态,分析图示情景,然后答题。
【解答】解:人、车、拉环一起向右做匀速直线运动,车突然加速时,拉环的上部与人的下部随车一起速度增大,拉环上部由于惯性,要保持原来的运动状态继续前进,拉环向后摆动,人由于惯性,身体要向后倾倒,由图示可知,ABC错误、D正确。
故选:D。
5. 如图所示的四个实例中,与大气压作用无关的是( )
A.图甲:悬空塑料管里的水不会流出来
B.图乙:塑料吸盘被紧压在平滑的墙上
C.图丙:钢笔吸墨水
D.图丁:在锅炉外面安装水位计
【分析】大气压的利用一般都是在某处使气压降低,然后在外界大气压的作用下,产生了某种效果。
【解答】解:A、纸外受到向上的大气压的作用,纸内受到管中水产生的压强的作用,大气压远大于管中的水产生的压强,所以水和纸被大气压托着,不会下落,利用了大气压,故A不合题意;
B、用力将吸盘压在光滑墙壁上,排出里面的空气,由于吸盘内的空气减少,内部气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘紧压在墙壁上,利用了大气压,故B不合题意;
C、钢笔吸墨水时,是先把笔囊内的空气排走,在外界大气压的作用下,墨水被压进笔囊内里,利用了大气压。故C不合题意;
D、锅炉水位计和锅炉就构成了一个连通器,水不流动时,液面保持在同一水平面上,我们通过观察水位计中水位的高低就可以知道锅炉中水的多少,以便及时加水,其原理与大气压无关。故D符合题意。
故选:D。
6.下列关于物质结构及相关原理的说法,正确的是( )
A.摩擦起电的过程中电荷发生了转移
B.“破镜难圆”是因为分子间存在斥力
C.验电器的工作原理是异种电荷相互吸引
D.原子核由带正电的质子和带负电的电子组成
【分析】(1)摩擦起电的过程并不是创造了电荷,而是电荷的转移。
(2)原子是由位于中心的原子核和核外电子组成,原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成。
(3)验电器是根据同种电荷相互排斥的原理工作的。
【解答】解:A.摩擦起电的过程并不是创造了电荷,而是电荷的转移,转移的过程中电荷总量保持不变,故A正确;
B.“破镜难圆”是因为镜子破裂后,分子间距离过大,分子间的引力和斥力都几乎为零,无法恢复原状,并非因为分子间存在斥力,故B错误;
C.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,使金属箔片张开,故C错误;
D.原子核由带正电的质子和不带电的中子组成,电子在原子核外,故D错误。
故选:A。
7.如图所示,在“探究二力平衡的条件”时,选小卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上钩码,对卡片施加两个拉力。为探究这两个力满足什么条件才能平衡,则下列说法不正确的是( )
A.选择小卡片进行实验,目的是可忽略卡片的重力
B.实验过程中,应该使卡片处于静止状态
C.卡片两侧的滑轮的高度必须相同
D.为了研究一对平衡力是否必须作用在同一物体上,可以将卡片从中间剪成左右两半
【分析】(1)结合二力平衡的条件可知:若要使卡片受到的两个拉力平衡,就必须忽略重力的影响;
(2)探究两个力大小关系时,通过观察两边所挂的钩码的个数来进行比较;
(3)两个滑轮是否在同一高度,是没有要求的,只要两个力在同一直线上即可;
(4)卡片较软,为了研究一对平衡力是否必须作用在同一物体上,应该将卡片剪断。
【解答】解:A.由题知,将卡片作为研究对象,当卡片受到的拉力远大于卡片的重力时,卡片的重力可以忽略不计,此时卡片可以看作只在两个拉力的作用下平衡,故应选质量大的重物来拉卡片,故A错误;
B.卡片静止时处于平衡状态,受力平衡,便于探究,故B正确;
C.两个滑轮是否在同一高度,是没有要求的,只要两个力在同一直线上即可,故C错误;
D.卡片较软,为了研究一对平衡力是否必须作用在同一物体上,应该将卡片剪断,故D正确。
故选:C。
8.在探究液体压强的特点时,甲、乙两烧杯内装有不同的液体,实验时将液体压强计的探头分别放入两种液体中,如图所示,发现两次实验中U形管液面高度差相等。下列说法正确的是( )
A.甲烧杯中探头所处位置的液体压强比乙的大
B.甲、乙两烧杯中探头所处位置的液体压强相等
C.液体内部的压强与液体深度无关
D.甲烧杯中液体的密度大于乙烧杯中液体的密度
【分析】(1)根据U形管中液面的高度差判断压强大小;
(2)液体内部压强只跟液体的密度和深度有关,根据公式p=ρgh分析。
【解答】解:AB、甲、乙U形管中液面的高度差相同,甲烧杯中探头所处位置的液体压强等于乙烧杯中探头所处位置的液体压强,故A错误、B正确;
C、根据液体压强公式p=ρgh可知,液体内部压强只跟液体的密度和深度有关,故C错误;
D、由图可知,U形管两侧的液面高度差相同,说明压强相同,由公式p=ρgh可知,甲的深度深,因此甲容器中的液体密度小,故D错误。
故选:B。
9.两个相同容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个不同材料制成的实心小球分别轻轻放入甲、乙两种液体中,两球静止时的情况如图所示,此时两容器中液面相平。下列说法正确的是( )
A.小球A的质量大于小球B的质量
B.甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强
C.小球A在乙液体中受到的浮力比在甲液体中受到的浮力大
D.甲液体中容器底对小球B的支持力大于乙液体中容器底对小球B的支持力
【分析】(1)在乙液体中,A漂浮,可得A的密度小于乙液体的密度;B下沉,可得B的密度大于乙液体的密度;据此可知A的密度小于B的密度,而两个小球的体积相同,根据m=ρV可知A、B的质量关系;
(2)根据A球在甲、乙液体中的浮沉判断出甲、乙液体密度的关系,根据液体压强公式p=ρgh分析解答;
(3)根据甲、乙液体的密度和阿基米德原理判断出小球B在甲、乙液体中受到的浮力大小的关系。
(4)根据物体的受力平衡即可判断支持力。
【解答】解:A.在乙液体中,A漂浮,则A的密度小于乙液体的密度;B下沉,B的密度大于乙液体的密度;比较可知,A的密度小于B的密度;两个小球的体积相同,根据m=ρV可知,A的质量小于B的质量,故A错误;
B.球A在甲液体中悬浮,则ρA=ρ甲球A在乙液体中漂浮,则ρA<ρ乙则ρ甲<ρ乙
依题意得,甲、乙液体深度相同,由p=ρgh得,甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强,故B错误;
C.由浮沉条件得,小球A在乙液体中受到的浮力等于在甲液体中受到的浮力,均等于球的重力,故C错误;
D.小球B在甲、乙液体中均沉底,均受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向上的支持力的作用,则支持力等于重力与浮力之差,球B排开两液体的体积相同ρ甲<ρ乙由F浮=ρ液V排g得F浮甲B<F浮乙B则甲液体中容器底对小球B的支持力大于乙液体中容器底对小球B的支持力,故D正确。
故选:D。
10.如图所示,在一粗糙水平台面上,一轻质弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧恢复原长时小球的位置。开始时通过小球把弹簧压缩到A位置,释放小球后,小球最远能运动到B位置。下列说法正确的是( )
A.小球运动到B 点时,惯性消失
B.小球在运动过程中所受弹力一直变小
C.小球从O点运动到B点的过程中所受弹力方向向右、速度不断减小
D.小球从A点运动到B点的过程中,速度最大的位置在O点左侧
【分析】(1)惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都有惯性。
(2)小球从A点到O点,弹簧逐渐恢复原长,弹力逐渐减小;从O点到B点,弹簧被拉伸,弹力逐渐增大。
(3)小球从O点运动到B点的过程中,弹簧被拉伸,弹力方向向左,且与运动方向相反,同时小球还受到向左的摩擦力,所以小球做减速运动,速度不断减小。
(4)小球从A点向O点运动过程中,水平方向受到向右的弹力和向左的摩擦力。开始时,弹力大于摩擦力,合力向右,小球做加速运动;随着弹簧伸长,弹力逐渐减小,当弹力等于摩擦力时,合力为零,速度达到最大,此时小球位置在AO之间,即O点左侧。
【解答】解:A、惯性是物体的一种属性,一切物体在任何情况下都有惯性,与物体的运动状态无关,小球运动到B点时,其瞬时速度为0,所以惯性不会消失,故A不符合题意。
BCD、图示中,弹簧在A点时,压缩量最大,弹簧的弹力最大,小球受到的弹力最大,方向水平向右,由A到O,弹簧逐渐恢复原状,弹力变小,方向一直向右,同时,小球受到摩擦力的作用,方向与小球运动方向相反,接触面的粗糙程度及压力不变,摩擦力的大小不变,水平向左,开始时,小球所受的弹力大于摩擦力,合力方向向右,小球加速运动,当弹力减小到等于摩擦力时,小球所受的合力为0,此时的运动速度最大,弹力进一步减小时,弹力小于摩擦力,小球所受的合力方向水平向左,与小球的运动方向相反,小球开始减速;到O点,弹簧恢复原状,弹力为0,小球只受到向左的摩擦力作用;由O到B,弹簧的伸长量逐渐增大,小球受到的弹力向左,大小逐渐变大,摩擦力向左,合力向左,与运动方向相反,速度继续减小,到B点,速度减小为0。故D符合题意,BC不符合题意;
故选:D。
11.两辆吊车吊着两个完全相同的重物在竖直方向上做匀速直线运动,其中一重物以1m/s的速度上升,吊绳的拉力为F1,另一重物以2m/s的速度上升,吊绳的拉力为F2,则F1与F2的关系是( )
A.F1F2 B.F1=F2 C.F1=2F2 D.F1F2
【分析】平衡状态指的是物体处于静止状态或匀速直线运动状态,处于平衡状态的物体受力平衡。
【解答】解:当物体以1m/s的速度匀速上升时,处于平衡状态,受力平衡,即拉力和重力仍是一对平衡力,所以拉力F1=G;
当物体以2m/s的速度匀速上升时,仍然处于平衡状态,即拉力和重力仍是一对平衡力,所以拉力F2=G。
因为两个物体的重力相等,所以F1=F2。
故选:B。
12.两个相同的容器,甲中盛有水,乙中盛有另一种液体,将同一支自制的圆柱形简易密度计分别放入甲、乙中,静止时如图所示,则乙中液体的密度约为( )
A.1.2g/cm3 B.1.0g/cm3 C.0.8g/cm3 D.0.6g/cm3
【分析】从图可以得出密度计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大小关系,得出结论。
【解答】解:一支自制密度计放在不同液体中都处于漂浮状态,即所受的浮力等于自身重力,由图可知,密度计在甲中浸入的更深,即所排开的液体体积更大,由F浮=ρ液V排g可知,
V排与ρ液成反比,如图,密度计在甲中的水中浸入了2格,若在某液体中浸入3格,则V排液是V排水的,那么该液体密度就是水的密度的,即
而该密度计在乙中的液体中浸入了3格多一些,所以乙中液体密度比0.67g/cm3小,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选:D。
二.填空题(共3小题)
13.在综合实践活动中,小明用水平向左6N的力推着装沙的小车匀速直线行进,如图所示,此时小车受的摩擦力是 6 N。突然,发现前面有一小孩,他马上用10N的水平力向后拉小车,使小车减速,在减速运动的过程中,小车在水平方向上所受的合力为 16 N。
【分析】物体做匀速直线运动时受平衡力的作用,由二力平衡的条件求出小车与地面间的滑动摩擦力;然后根据同一直线上二力的合成求出减速过程中小车受到的合力。
【解答】解:用6N的水平力推着一辆小车在水平地面上做匀速直线运动,小车处于平衡状态,由平衡条件得:f=F1=6N;当她用F2=10N的力向后拉小车时,小车与地面间的接触面粗糙程度不变、小车对地面的压力不变,因此小车受到的摩擦力f=6N不变,则小车受到向后的拉力和摩擦力作用,故小车受到的合力F=F2+f=10N+6N=16N,合力方向水平向后。
故答案为:6;16。
14.小明在学习《力与运动》一章节之后绘制了如图所示的思维导图,请你帮他补充完整:
(1) 压力 大小; (2) 静止 。
【分析】摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关;
静止和匀速直线运动都是运动状态不变。
【解答】解;摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关;题中(1)的压力;
运动状态不变包括静止和匀速直线运动,故(2)的静止。
故答案为:压力;静止。
15.图甲是我国古代劳动人民在建造宫殿时移动巨木的情景,该机械结构示意图如图乙所示,人们通过横杆、支架等,将巨木的一端抬起,垫上圆木。以便将其移动。
(1)图甲中在巨木下垫上圆木是为了 减小 摩擦力。以便将其移动,支架下方垫有面积较大的石块,是为了 减小 压强(两空均选填“增大”或“减小”),防止支架陷入地面;
(2)为更易撬动巨木。架在支架上的横杆属于 省力 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆,人们对杠杆施加动力时应 远离 (选填“靠近”或“远离”)杠杆支点;
(3)在图乙中人们在A点拉动横杆时沿 F2 (选填“F1”、“F2”或“F3”)方向最省力。若巨木重17000N,缓慢抬起其右端,绳子至少需要提供 1×104 N的拉力。(横杆和绳子的自身重力忽略不计)
【分析】(1)其他条件一定时,用滚动代替滑动可以减小摩擦;
压强的大小与压力和受力面积有关,在压力一定时,增大受力面积可以减小压强;
(2)杠杆根据省力情况可以分为三类:省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆,动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆;根据杠杆平衡条件分析;
(3)根据杠杆平衡条件分析。
【解答】解:(1)图甲中在巨木下垫上圆木,变滑动为滚动,是为了减小摩擦力。
支架下方垫有面积较大的石块,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
(2)架在支架上的横杆,在使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
由杠杆平衡条件可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小,所以为了更易翘起木料,人们对杠杆施加动力时应远离杠杆支点,以增大动力臂。
(3)由杠杆平衡条件可知,当阻力×阻力臂不变时,动力×动力臂也不变。如图乙,当动力沿F2方向时,其力臂最长,则力最小,所以沿F2方向更省力。
由杠杆平衡条件可得G×1m=F拉×1.7m,
所以绳子对巨木的拉力为,
故答案为:(1)减小;减小;(2)省力;远离;(3)F2;1×104。
16.如图所示,某同学利用海绵、砖块探究“影响压力作用效果的因素”。
(1)将砖块放在海绵上,通过观察海绵的 凹陷程度 来比较压力的作用效果。
(2)比较A、C两次实验,在 受力面积 相同时, 压力 越大,压力的作用效果越明显。
(3)将两个相同的砖块用图D所示的方式紧靠在一起放在海绵上,与图A相比,此时砖块对海绵的压力作用效果 相同 (选填“更明显”“更不明显”或“相同”)。
(4)此实验 不能 (选填“能”或“不能”)用硬木板代替海绵。
【分析】(1)(2)根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,海绵的凹陷程度越大,说明压力的作用效果越明显,用到的科学实验方法是转换法;压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,研究与其中一个因素的关系时,应采用控制变量法;
(3)根据 p分析; (4)根据被压物质的形变来反映压力的作用效果,受压面的材料相同且形变要明显。
【解答】解:(1)将砖块放在海绵上,由转换法,通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。
(2)比较A、C两次实验,受力面积相同,C中压力大,压力作用效果明显,得出在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)将两个相同的砖块用图D所示的方式紧靠在一起放在海绵上,与图A相比,根据p,因压力和受力面积都是原来的2倍,故压强不同,此时砖块对海绵的压力作用效果相同。
(4)因硬木板受压形变不明显,故此实验不能”用硬木板代替海绵。
故答案为:(1)凹陷程度; (2)受力面积;压力; (3)相同; (4)不能。
17.小明利用实验箱(内箱A与外箱B,内箱A固定在外箱B的内侧,图甲A侧面开有圆形孔a、b,图乙A底部开有圆孔c,并各蒙有一层橡皮膜,膜的自身重力不计。)探究影响液体压强的因素。
(1)圆孔上蒙上橡皮膜,是因为橡皮膜具有 弹性 ,更容易发生形变。图甲中a、b所示现象说明,同种液体内部深度越深,压强 越大 。
(2)图乙中c处的橡皮膜受水和未知液体的压强分别是p水和p液,则p水 = p液,据此也可以说明液体压强与液体密度有关,理由是 根据液体压强公式p=ρgh,在c处的橡皮膜变平,水和未知液体对橡皮膜产生的压强相等,水的深度大于未知液体的深度,所以水的密度ρ水小于未知液体的密度ρ液,所以可以说明液体压强与液体密度有关,且密度越大,在相同深度处产生的压强越大 。结合已学知识可以判断液体密度大小关系是ρ水 < ρ液。
【分析】液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;根据图中现象分析液体压强与深度和液体密度的关系。
【解答】解:(1)圆孔上蒙上橡皮膜,是因为橡皮膜具有较好的弹性,更容易发生形变。图甲中 a、b 所示现象说明,深度越深,橡皮膜形变越明显,同种液体内部深度越深,压强越大。
(2)图乙中 c 处的橡皮膜受水和未知液体的压强分别是p水和p液,则p水=p液,据此也可以说明液体压强与液体密度有关。
理由是:根据液体压强公式p=ρgh,在c处的橡皮膜变平,水和未知液体对橡皮膜产生的压强相等,水的深度大于未知液体的深度,所以水的密度ρ水小于未知液体的密度ρ液,所以可以说明液体压强与液体密度有关,且密度越大,在相同深度处产生的压强越大。
故答案为:(1)弹性;越大;(2)=;根据液体压强公式p=ρgh,在c处的橡皮膜变平,水和未知液体对橡皮膜产生的压强相等,水的深度大于未知液体的深度,所以水的密度ρ水小于未知液体的密度ρ液,所以可以说明液体压强与液体密度有关,且密度越大,在相同深度处产生的压强越大;<。
三.作图题(共3小题)
18.如图,观光缆车沿轨道斜向上做匀速直线运动,画出车中重物A所受力的示意图。
【分析】首先分析物体A受到的作用力,物体A做匀速直线运动说明物体受到了平衡力﹣﹣﹣重力和支持力的作用;然后根据力的示意图的画法来作图。
【解答】解:
物体A随观光缆车沿轨道斜向上做匀速直线运动,水平方向上是不受力的;
竖直方向上受重力和支持力,物体A竖直方向上是静止的,重力和支持力就是一对平衡力,大小相等、方向相反。
过物体重心,分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,并分别用G和F 表示,注意两条线段长度要相等,如图所示:
19.如图,人在楼上用滑轮组提升重物,画出滑轮组的绕绳方式。
【分析】由图知,滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成,其绕法,有两种:
一是绳子先系在定滑轮的下挂钩上,绕过下面的动滑轮,再绕过上面的定滑轮;这种连接方式,承担物重的绳子股数n=2;
二是绳子先系在动滑轮的上挂钩上,绕过定滑轮,然后再绕过动滑轮;这种连接方式,承担物重的绳子股数n=3。
【解答】解:滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成,人在楼上用滑轮组提升重物,从手向下绕起,依次绕过下面的动滑轮、上面的定滑轮,最后固定在动滑轮的上挂钩,如图所示:
20.如图所示是街道边安装的路灯的杠杆模型,O为杠杆的支点,请在图中画出动力F1的动力臂L1及阻力F2。
【分析】(1)阻力是阻碍杠杆转动的力,由杠杆的平衡条件确定阻力方向;
(2)力臂的画法:①首先根据杠杆的示意图,确定杠杆的支点。②确定力的作用点和力的方向,画出力的作用线。③从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂。
【解答】解:从支点O向F1作垂线,垂线段的长度为动力臂L1;阻力是阻碍杠杆转动的力,阻力的作用点在A点,方向竖直向下,用带箭头的线段表示,标注为F2,如图所示:
四.计算题(共2小题)
21.近期“小江豚”号好通约巴(如图)在我市火热运行,新能源公交车采取“动态公交”模式,为乘客提供“手机下单、门对门直达”的个性化出行服务,已知好通约巴的质量为5t。(g取10N/kg)
(1)空载时,求好通约巴受到的重力;
(2)游客乘坐好通约巴在水平路面观光时,车轮与地面的总接触面积为0.08m2,司机和乘客的总重为8×103N,求车对路面的压强。
【分析】(1)根据G=mg求出空载时好通约巴受到的重力;
(2)车对路面的压力等于车、司机和乘客的总重之和,根据p求出车对路面的压强。
【解答】解:(1)空载时好通约巴受到的重力为:
G车=m车g=5×103kg×10N/kg=5×104N;
(2)车对路面的压力等于车、司机和乘客的总重之和,即F=G车+G人=5×104N+8×103N=5.8×104N,则车对路面的压强为:
p7.25×105Pa。
答:(1)空载时,好通约巴受到的重力为5×104N;
(2)车对路面的压强为7.25×105Pa。
22.我国094型战略导弹核潜艇是“国之利器”,对我国的国防安全有着重要的意义。094型核潜艇的自身重是8×107N,潜艇的总体积为9×103m3,海水密度取1×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)潜艇漂浮在海面上时受到海水的浮力;
(2)潜艇此时露出海面的体积;
(3)核潜艇要想潜入水下航行时,应至少要向水舱加多少海水?
【分析】(1)核潜艇漂浮在海面上时所受的浮力等于自身重力;
(2)根据F浮=ρ海水gV排可求得潜艇此时露出海面的体积;
(3)浸没时V排=V,根据F浮=ρ海水gV排可求得核潜艇潜入水下时的浮力,根据F浮=G+G水求得向水舱加水的重力,根据G=mg算出核潜艇潜入水下时加水的质量。
【解答】解:(1)潜艇漂浮在海面上时,根据物体浮沉条件可知,受到海水的浮力等于自身受到的重力,则潜艇漂浮在海面上时受到海水的浮力:
;
(2)根据阿基米德原理可得,潜艇排开海水的体积为:
;
则潜艇此时露出海面的体积为:
;
(3)潜艇浸没在海水中时,此时受到的浮力为:
,
则有F浮′=G+G水,所以,应至少要向水舱加海水的重力为:
;
加海水的质量为:
。
答:(1)潜艇漂浮在海面上时受到海水的浮力为8×107N;
(2)潜艇此时露出海面的体积为1×103m3;
(3)核潜艇要想潜入水下航行时,应至少要向水舱加1×106kg的海水。
五.实验探究题(共5小题)
23.如图所示是探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验,A、B两个木块完全相同。
(1)实验前,应该先将弹簧测力计沿 水平 (选填“水平”或“竖直”)方向调零。
(2)实验时,应该沿水平方向 匀速 拉动木块做直线运动,此时弹簧测力计的示数与木块所受的滑动摩擦力的大小相等。
(3)比较甲、乙两次实验可知:在 压力 相同时, 接触面越粗糙 ,滑动摩擦力越大。
(4)在进行如图丙的实验过程中,木块B和木块A一起匀速向右做直线运动,弹簧测力计的示数如图所示,此时木块B所受的摩擦力大小为 0 N,结合图丙判断,图丁中的木块A和木块B一起向右匀速直线运动时,弹簧测力计的示数应为 4.4 N。
【分析】(1)用弹簧测力计测水平方向的力,故在实验前,应先将弹簧测力计在水平方向调零;
(2)根据二力平衡的条件分析;根据摩擦力产生的条件分析砝码在水平方向上的受力,在竖直方向上因静止受平衡力的作用;
(3)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,确定答案;
(4)木块B和木块A一起匀速向右做直线运动,B相对于A没有运动趋势,此时木块B所受的摩擦力大小为0N;
比较图丙、丁两次实验可知,压力和接触面粗糙程度相同,而接触面积不同,结合二力平衡条件分析;
根据图丙可知,弹簧测力计的示数,可知A受到的滑动摩擦力大小,A和B对支持面的压力相同,丁图中,A、B做匀速直线运动,根据二力平衡条件可知弹簧测力计拉力大小等于A、B受到的滑动摩擦力,据此分析回答。
【解答】解:(1)用弹簧测力计测水平方向的力,故在实验前,应先将弹簧测力计在水平方向调零。
(2)将木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,当木块做匀速直线运动,木块受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,弹簧测力计所示的拉力等于木块受到的滑动摩擦力。
(3)由甲、乙两次实验可以得出结论:当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(4)在进行如图丙的实验过程中,木块B和木块A一起匀速向右做直线运动,弹簧测力计的示数如图所示,B相对于A没有运动趋势,此时木块B所受的摩擦力大小为0N;
比较图丙、丁两次实验可知,压力和接触面粗糙程度相同,而接触面积不同,测力计示数相同,滑动摩擦力相同,图丙中木块A、B一起做匀速直线运动时,弹簧测力计的分度值是0.2N,指针指在4.4N,对A的拉力为4.4N,可知A受到的滑动摩擦力为4.4N,丁图中,A、B做匀速直线运动,A、B两个木块完全相同,接触面粗糙程度相同,压力大小不变,故弹簧测力计对B的拉力大小等于A、B受到的滑动摩擦力,图丁中A、B一起做匀速直线运动时,故弹簧测力计示数应为4.4N。
故答案为:(1)水平;(2)匀速;(3)压力;接触面越粗糙;(4)0;4.4。
24.小丽借助注射器(容积为5mL)、铁架台、托盘天平、刻度尺、小筒、细绳等器材估测大气压的值,其实验步骤如下:(g取10N/kg)
①将部分器材按图示装配好,首先将注射器活塞推至顶端,上端未封口,接着往小筒内缓慢加水,直至活塞恰好开始下滑时,取下小筒,并用天平测得其总质量为71.2g;
②重新将注射器活塞推至顶端,并用橡皮帽封住注射口,将步骤①中的装水小筒(水未倒出)重新接在注射器下端,缓慢向小筒内加水,直至活塞又恰好开始下滑,取下小筒,并用天平测得其总质量为646.2g;
③取下注射器,并用刻度尺测得其壁上全部刻度部分的长度为8cm;
请回答以下问题:
(1)本次测量大气压值的实验原理是 ,实验中主要应以 活塞 (针筒/活塞/小筒)为研究对象来分析其所受大气压力的;
(2)步骤②中,将活塞重新推至顶端,其目的是 排尽注射器中的空气 ,但实际上并未能达到此目的,此因素将导致所测大气压的值会偏 小 (大/小);
(3)该注射器活塞的横截面积为 0.625 cm2;
(4)上述实验中,在不考虑活塞的重力情况下,可得出活塞受到的摩擦力为 0.712 N,并由此计算出大气压强的值约为 9.2×104 Pa, 低于 (高于/低于)标准大气压。
【答案】(1);活塞;
(2)排尽注射器中的空气;小;
(3)0.625;
(4)0.712;9.2×104;低于。
【分析】(1)测量大气压的原理是;该实验中以活塞为研究对象;分析研究的是大气对活塞的压力;
(2)实验中要排出注射器内的空气,这样在拉动活塞时,注射器内部会接近于真空,这样才能测出大气的压力,注射器内的空气没有排尽和拉动活塞时活塞和筒壁间有摩擦都会影响拉力的大小;
(3)注射器是圆柱体,利用公式V=SL的变形,可求其横截面积的大小;
(4)根据二力平衡的条件,当活塞刚刚拉动时,弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力;再根据公式将测得的压力和面积代入公式即可算出压强的大小
【解答】解:(1)本实验中测量大气压需要测量压力和受力面积,由得到大气压值;该实验中以活塞为研究对象,分析研究的是大气对活塞的压力。
(2)实验时,把活塞推至注射器筒顶端是为了排尽注射器中的空气,比较筒内气压的干扰;当筒内空气没有排尽时,筒内空气会对活塞产生一个压力,抵消一部分大气压,因此测得的大气压值将偏小。
(3)该注射器活塞的横截面积为;
(4)不考虑活塞的重力,根据二力平衡条件,活塞受到的摩擦力等于第一次小桶和水的总重力,即活塞受到的摩擦力为f=F1=G1=m1g=0.0712kg×10N/kg=0.712N;
活塞受到的大气压力为F=F2﹣F1=G2﹣G1=m2g﹣m1g=0.6462kg×10N/kg﹣0.0712kg×10N/kg=5.75N;
则大气压强的值约为;标准大气压约为1.013×105Pa,所以测得的大气压低于标准大气压。
故答案为: (1);活塞;
(2)排尽注射器中的空气;小;
(3)0.625;
(4)0.712;9.2×104;低于。
【点评】利用注射器测量大气压时,用到的公式是p所以要分别测大气压力F和活塞的横截面积S.利用二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力,利用几何知识可得出活塞的面积S,便可求出大气压的值了。对测量结果的评估则主要看是否对几个测量值造成了影响,造成了怎样的影响,最后确定是偏大或偏小。
25.小明在探究“影响浮力大小的因素”实验中,用同一个弹簧测力计测出物体M在如图甲所示的5种情况下的拉力,(g取10N/kg)。
(1)分析图A、 C、D 可得,物体所受浮力大小与物体浸入液体的深度无关,物体浸没在水中时受到的浮力大小为 2 N。
(2)分析A、D、E可知物体所受浮力大小与 液体密度 有关。
(3)物体M的密度是 2.4×103 kg/m3,盐水的密度是 1.2×103 kg/m3。
(4)小明又选取另一物体N进行实验,匀速浸入水中时,物体N所受拉力和浮力随其下表面到水面的距离h的变化关系如图乙所示,则物体N的密度是 2×103 kg/m3。
【分析】(1)由控制变量法分析作答;根据称重法计算物体浸没在水中受到的浮力大小;
(2)根据控制变量法可知,研究物体所受浮力的大小与液体的密度有关,要控制排开液体的体积相同;
(3)根据阿基米德原理求出物块A浸没时排开水的体积,即为物块A的体积,根据G=mg和密度公式求出物块A的密度;根据称重法求出物块A浸没在盐水中时受到的浮力,根据阿基米德原理求出盐水的密度;
(4)如图乙可知,物体没入水中后,物体N所受拉力等于所受浮力,根据阿基米德原理和G=mg=ρVg建立方程可求出物体N的密度。
【解答】解:(1)分析图A、C、D可知:物体浸没在相同的水中的不同深度,物体排开水的体积相同,测力计的示数相同,则物体所受到的浮力与物体浸入液体的深度无关;
根据图A、C或A、D对物体进行受力分析可得物体受到的浮:力F浮=G﹣F拉=4.8N﹣2.8N=2N
(2)分析图A、D、E可知:物体浸没在不同的液体中,V排相同,测力计的示数不同,因此物体所受到的浮力与液体密度有关;
(3)由图A可知物体的质量为:,
物体完全浸没在水中时,物体的体积等于物体排开水的体积,则物体的体积为:,
则物体M的密度为:,
由图A可知物体排开盐水的体积为:V排=V=2×10﹣4m3,
根据阿基米德原理可得盐水的密度:;
(4)由如图乙可知,物体没入水中后,物体N所受拉力等于所受浮力,即F=F浮,则GN=F+F浮=2F浮,
又因为物体没入水中时V排=VN,则ρNgVN=2ρ水gV排,
则物体N的密度为:ρN=2ρ水=2×1×103kg/m3=2×103kg/m3。
故答案为:(1)C、D;2;(2)液体密度;(3)2.4×103;1.2×103;(4)2×103。
26.某兴趣小组在“斜拉桥的原理与模型制作”跨学科实践中。
(1)在研究斜拉索对桥面拉力F的大小与斜拉索和桥面夹角α的关系时,该小组同学利用硬卡纸和细线制作出如图1(a)所示桥面的模型,桥面与桥柱间的连接点为O,用力传感器测出斜拉索顶端悬点在不同位置A、B、C时拉力F的大小,整个过程中桥面始终水平,相关数据见表1。
表1:
斜拉索顶端悬点位置
A
B
C
拉力F的大小/N
1.55
1.73
2.12
a.分析表1数据,可得拉力F的大小与夹角α的关系是:同一桥面水平静止时, 夹角α越小,拉力F越大(或夹角α越大,拉力F越小) 。
b.该小组同学分别画出了三个位置时O点到斜拉索的距离lA、lB、lC,如图1(b)所示。请根据简单机械的相关知识,分析并解释拉力F变大的原因 O点可视为杠杆支点,桥面重力为阻力,斜拉索拉力为动力,O点到斜拉索的距离l是动力臂。同一桥面水平静止时,阻力和阻力臂均不变,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2,当夹角α减小时,动力臂l变小,动力F(拉力)就会变大 。
(2)为进一步研究桥面稳固性与桥面截面形状和桥墩间距的关系,该小组同学用相同纸张制作了不同截面形状的桥面,如图2所示,将桥面放在两桥墩之间,在纸桥中央放上硬币,直到纸桥塌陷,记录下此时硬币的个数,相关数据见表2。
表2
序号
桥面
截面形状
桥墩间距(cm)
硬币个数(个)
1
a
15
36
2
b
15
16
3
c
18
19
4
c
12
28
根据表2数据,是否能选出稳固性最强的截面形状,请简要说明理由: 能;比较序号1、2可得:桥墩间距相同时,截面为圆形的桥面稳固性比截面为三角形的桥面稳固性强;比较序号3、4可得截面形状相同时,桥墩间距越小,桥面稳固性越强;比较序号1、4,桥墩间距序号4的小,桥面稳固性却是序号1的强,说明当桥墩间距相同时,截面为圆形的桥面稳固性比截面为正方形的桥面稳固性强;故能说明从这三种形状中可以选出稳固性最强的截面形状。 。
【分析】物理学中对于多因素或多变量的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
【解答】解:(1)a.由表1数据,悬点从A到C,夹角α逐渐减小,拉力F从1.55N增大到2.12N,可直接得出该结论。从力学角度,拉力F的竖直分力平衡桥面重力G,即Fsinα=G,G不变时,α越小,sinα值越小,F就越大。b.O点可视为杠杆支点,桥面重力为阻力,斜拉索拉力为动力,O点到斜拉索的距离l是动力臂。同一桥面水平静止时,阻力和阻力臂均不变,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2,当夹角α减小时,动力臂l变小,动力F(拉力)就会变大。
(2)能;比较序号1、2可得:桥墩间距相同时,截面为圆形的桥面稳固性比截面为三角形的桥面稳固性强;比较序号3、4可得截面形状相同时,桥墩间距越小,桥面稳固性越强;比较序号1、4,桥墩间距序号4的小,桥面稳固性却是序号1的强,说明当桥墩间距相同时,截面为圆形的桥面稳固性比截面为正方形的桥面稳固性强;故能说明从这三种形状中可以选出稳固性最强的截面形状。
故答案为:(1)a.夹角α越小,拉力F越大(或夹角α越大,拉力F越小);b.O点可视为杠杆支点,桥面重力为阻力,斜拉索拉力为动力,O点到斜拉索的距离l是动力臂。同一桥面水平静止时,阻力和阻力臂均不变,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2,当夹角α减小时,动力臂l变小,动力F(拉力)就会变大。
(2)能;比较序号1、2可得:桥墩间距相同时,截面为圆形的桥面稳固性比截面为三角形的桥面稳固性强;比较序号3、4可得截面形状相同时,桥墩间距越小,桥面稳固性越强;比较序号1、4,桥墩间距序号4的小,桥面稳固性却是序号1的强,说明当桥墩间距相同时,截面为圆形的桥面稳固性比截面为正方形的桥面稳固性强;故能说明从这三种形状中可以选出稳固性最强的截面形状。
六.科普阅读题(共1小题)
27.阅读短文,回答问题:
风洞实验
风洞是通过人工产生和控制气流进行空气动力学实验的重要设备,在航空航天、汽车制造、建筑工程、船舶设计以及体育运动等众多领域都发挥着无可替代的重要作用。
如图甲所示,风洞的主体结构是一条修长笔直的管道,管道内安装有高性能的风扇,风扇叶片能够以不同的转速运转,从而产生稳定且速度可控的气流。
将带有压力传感器的支架固定在风洞底部,飞机模型固定在支架上,打开风扇,并改变气流速度,获得压力大小F与气流速度v的关系如图乙所示。
飞机升力的来源之一是飞机的机翼。机翼上、下表面形状不同,使得气流速度不同,由此产生压强差Δp。压强差的大小可以用公式计算,其中ρ为空气密度,v1和v2分别为上、下表面的流速。一般情况下,气流经过机翼上、下表面时,速度会变为原来的1.1倍和0.9倍。
飞机升力的另一来源是飞机的迎角。迎角是机翼轴线与气流方向的夹角,如图丙所示。保持气流速度和方向不变,改变迎角,获得升力大小与迎角的关系如图丁所示。
飞机飞行时还会受到较大的空气阻力,阻力f的大小主要与两个因素有关:①飞机正面投影面积S;②飞机飞行速度v。研究人员在风洞中通过模拟实验得到下表所示数据。
v(m/s)
f/N
S/m2
20
30
40
50
60
0.25
20
45
80
125
180
0.5
40
90
160
250
360
1.0
80
180
320
500
720
1.5
120
270
480
750
1080
2.0
160
360
640
1000
1440
(1)当气流吹过飞机模型时,以 气流 为参照物,飞机模型是运动的;
(2)由图乙可知,模型受到的重力是 11 N,流速增大时,模型受到的升力变 大 ;
(3)当流速为3m/s时,机翼上下表面的压强差是 2.16 Pa;(ρ取1.2kg/m3)
(4)若将图甲中飞机模型取下,替换成如图戊所示翼状模型。此模型重力是10N,上下结构对称。使迎角为0°,打开风扇并改变气流速度,请在图乙中画出此过程中压力大小F与流速v的关系图像;
(5)飞机飞行时,迎角越大越好吗?你的判断及理由是 不是;随着迎角增大,升力先增大后减小 ;
(6)若一架飞机在以5°迎角飞行时,正前方突然吹来强风,要保持飞机所受升力不变,应使仰角 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(7)由表格数据可以推导出f与S及v的关系式:f= kSv2 (比例系数用字母k表示),其中k= 0.2Ns2/m4 ;
(8)如果你有机会开展风洞实验,请写出一个你想进行的探究 探究飞机模型的形状对空气阻力和升力的影响(答案不唯一) 。
【分析】(1)当气流吹过飞机模型时,以 气流为参照物,飞机模型是运动的;
(2)由图乙可知,模型受到的重力是11N。根据图乙中曲线的趋势,流速增大时,模型受到的升力变大。
(3)根据公式计算压强差;
(4)根据上下对称分析产生的升力大小,然后画图;
(5)根据丁图分析升力与迎角的关系;
(6)根据重力不变,分析升力必须不变,结合速度变大后的升力,分析迎角变化;
(7)根据表格数据结合控制变量法分析规律;
(8)结合实际进行猜想提问。
【解答】解:(1)当气流吹过飞机模型时,以气流为参照物,飞机模型相对于气流的位置发生了变化,所以以气流为参照物,飞机模型是运动的。
(2)由图乙可知,速度为0时,不产生升力,压力等于模型受到的重力,是11N。根据图乙中曲线的趋势,流速增大时,模型受到的升力变大。
(3)根据压强差1.2kg/m3×[(1.1×3m/s)2﹣(0.9×3m/s)2]=2.16Pa;
(4)将图甲中飞机模型取下,替换成如图戊所示翼状模型,模型上下对称,流速相等,故压强相等,因而压力差为0,则压力始终不变,始终为10N,如图所示:
(5)根据丁图知,随着迎角增大,升力先增大后减小,故不是迎角越大越好;
(6)若一架飞机在以5°即角飞行时,正前方突然吹来强风,速度变大,升力增大,要保持飞机所受升力不变,必须减小升力,根据图像知,此时升力随迎角的减小而减小,故需要减小迎角;
(7)根据表格数据,纵向对比,速度不变,面积增大几倍,阻力增大几倍,横向对比,即面积不变,速度变为2倍,阻力变为4倍,速度变为3倍,阻力变为9倍,故阻力与速度的平方成正比,即f=kSv2;以第一组数据为例,S=0.25m2,v=20m/s,f=20N,代入f=kSv2可得20N=k×0.25m2×(20m/s)2,解得k=0.2Ns2/m4。
(8)如果你有机会开展风洞实验,还可以探究飞机模型的形状对空气阻力和升力的影响。(答案不唯一,合理即可,例如探究不同材质的飞机模型在风洞中的性能表现等)
故答案为:(1)气流;
(2)11;大;
(3)2.16;
(4)见解答;
(5)不是;
(6)减小;
(7)f=kSv2;0.2Ns2/m4。;
(8)探究飞机模型的形状对空气阻力和升力的影响。(答案不唯一)
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2025-2026学年江苏省南通市崇川区八年级(下)期末物理练习卷
参考答案
一.选择题(共12小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
选项
A
C
A
D
D
A
C
B
D
D
B
D
二.填空题(共5小题)
13.6 ; 16 ;
14. 压力 ; 静止 ;
15. 减小 ; 减小 ; 省力 ; 远离 ; F2 ; 1×104 ;
16. 凹陷程度 ; 受力面积 ; 压力 ; 相同 ; 不能 ;
17. 弹性 ; 越大 ; = ; 根据液体压强公式p=ρgh,在c处的橡皮膜变平,水和未知液体对橡皮膜产生的压强相等,水的深度大于未知液体的深度,所以水的密度ρ水小于未知液体的密度ρ液,所以可以说明液体压强与液体密度有关,且密度越大,在相同深度处产生的压强越大 ; < ;
三.作图题(共3小题)
18. ; 19.; 20. ;
四.计算题(共2小题)
21.(1)5×104N;(2)7.25×105Pa。
22.(1)8×107N;(2)1×103m3;(3)1×106kg。
五.实验探究题(共5小题)
23.水平 ; 匀速 ; 压力 ; 接触面越粗糙 ; 0 ; 4.4 ;
24.(1);活塞;(2)排尽注射器中的空气;小;(3)0.625;(4)0.712;9.2×104;低于。
25.C、D ; 2 ; 液体密度 ; 2.4×103 ; 1.2×103 ; 2×103 ;
26.夹角α越小,拉力F越大(或夹角α越大,拉力F越小) ; O点可视为杠杆支点,桥面重力为阻力,斜拉索拉力为动力,O点到斜拉索的距离l是动力臂。同一桥面水平静止时,阻力和阻力臂均不变,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2,当夹角α减小时,动力臂l变小,动力F(拉力)就会变大 ; 能;比较序号1、2可得:桥墩间距相同时,截面为圆形的桥面稳固性比截面为三角形的桥面稳固性强;比较序号3、4可得截面形状相同时,桥墩间距越小,桥面稳固性越强;比较序号1、4,桥墩间距序号4的小,桥面稳固性却是序号1的强,说明当桥墩间距相同时,截面为圆形的桥面稳固性比截面为正方形的桥面稳固性强;故能说明从这三种形状中可以选出稳固性最强的截面形状。 ;
六.科普阅读题(共1小题)
27.气流 ; 11 ; 大 ; 2.16 ; 不是;随着迎角增大,升力先增大后减小 ; 减小 ; kSv2 ; 0.2Ns2/m4 ; 探究飞机模型的形状对空气阻力和升力的影响(答案不唯一) ;
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2025-2026学年江苏省南通市崇川区八年级(下)期末物理练习卷
考试时间:100分钟;总分:100分
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 共 24分)
一、单选题:本大题共12小题,共24分。
1.壁画所处的环境相对封闭、幽暗、潮湿,易滋生微生物,导致壁画受损。为此,中国航天科技集团研制出机器人,机器人高速喷射带负电的粒子杀灭微生物,从而保护壁画。该粒子可能是( )
A.电子 B.原子核 C.质子 D.中子
2.如图是《天工开物》中用于捣谷的碓,下列工具正常使用时与其属于同类型杠杆的是( )
A.托盘天平 B.钢丝钳 C.面包夹 D.开瓶扳手
3.下列现象中能够直接说明分子间有引力的是( )
A.铁丝很难被拉伸
B.吸盘能牢牢吸在玻璃上
C.液体很难被压缩
D.墨水在热水中扩散较快
4.公交车上安装有拉环,避免乘客由于车突然启动或刹车摔倒。如图是水平向右匀速运动的公交车内一名乘客没有抓住拉环的示意图。如果在车突然加速时,该乘客摔倒方向和拉环摆动方向的示意图应是图中的( )
A. B. C. D.
5.如图所示的四个实例中,与大气压作用无关的是( )
A.图甲:悬空塑料管里的水不会流出来
B.图乙:塑料吸盘被紧压在平滑的墙上
C.图丙:钢笔吸墨水
D.图丁:在锅炉外面安装水位计
6.下列关于物质结构及相关原理的说法,正确的是( )
A.摩擦起电的过程中电荷发生了转移
B.“破镜难圆”是因为分子间存在斥力
C.验电器的工作原理是异种电荷相互吸引
D.原子核由带正电的质子和带负电的电子组成
7.如图所示,在“探究二力平衡的条件”时,选小卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上钩码,对卡片施加两个拉力。为探究这两个力满足什么条件才能平衡,则下列说法不正确的是( )
A.选择小卡片进行实验,目的是可忽略卡片的重力
B.实验过程中,应该使卡片处于静止状态
C.卡片两侧的滑轮的高度必须相同
D.为了研究一对平衡力是否必须作用在同一物体上,可以将卡片从中间剪成左右两半
8.在探究液体压强的特点时,甲、乙两烧杯内装有不同的液体,实验时将液体压强计的探头分别放入两种液体中,如图所示,发现两次实验中U形管液面高度差相等。下列说法正确的是( )
A.甲烧杯中探头所处位置的液体压强比乙的大
B.甲、乙两烧杯中探头所处位置的液体压强相等
C.液体内部的压强与液体深度无关
D.甲烧杯中液体的密度大于乙烧杯中液体的密度
9.两个相同容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个不同材料制成的实心小球分别轻轻放入甲、乙两种液体中,两球静止时的情况如图所示,此时两容器中液面相平。下列说法正确的是( )
A.小球A的质量大于小球B的质量
B.甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强
C.小球A在乙液体中受到的浮力比在甲液体中受到的浮力大
D.甲液体中容器底对小球B的支持力大于乙液体中容器底对小球B的支持力
10.如图所示,在一粗糙水平台面上,一轻质弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧恢复原长时小球的位置。开始时通过小球把弹簧压缩到A位置,释放小球后,小球最远能运动到B位置。下列说法正确的是( )
A.小球运动到B 点时,惯性消失
B.小球在运动过程中所受弹力一直变小
C.小球从O点运动到B点的过程中所受弹力方向向右、速度不断减小
D.小球从A点运动到B点的过程中,速度最大的位置在O点左侧
11.两辆吊车吊着两个完全相同的重物在竖直方向上做匀速直线运动,其中一重物以1m/s的速度上升,吊绳的拉力为F1,另一重物以2m/s的速度上升,吊绳的拉力为F2,则F1与F2的关系是( )
A.F1F2 B.F1=F2 C.F1=2F2 D.F1F2
12.两个相同的容器,甲中盛有水,乙中盛有另一种液体,将同一支自制的圆柱形简易密度计分别放入甲、乙中,静止时如图所示,则乙中液体的密度约为( )
A.1.2g/cm3 B.1.0g/cm3 C.0.8g/cm3 D.0.6g/cm3
第II卷(非选择题 共 76分)
二、填空题:本大题共5小题,每空1分共20分。
13.在综合实践活动中,小明用水平向左6N的力推着装沙的小车匀速直线行进,如图所示,此时小车受的摩擦力是 N。突然,发现前面有一小孩,他马上用10N的水平力向后拉小车,使小车减速,在减速运动的过程中,小车在水平方向上所受的合力为 N。
14.小明在学习《力与运动》一章节之后绘制了如图所示的思维导图,请你帮他补充完整:
(1) 大小; (2) 。
15.图甲是我国古代劳动人民在建造宫殿时移动巨木的情景,该机械结构示意图如图乙所示,人们通过横杆、支架等,将巨木的一端抬起,垫上圆木。以便将其移动。
(1)图甲中在巨木下垫上圆木是为了 摩擦力。以便将其移动,支架下方垫有面积较大的石块,是为了 压强(两空均选填“增大”或“减小”),防止支架陷入地面;
(2)为更易撬动巨木。架在支架上的横杆属于 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆,人们对杠杆施加动力时应 (选填“靠近”或“远离”)杠杆支点;
(3)在图乙中人们在A点拉动横杆时沿 (选填“F1”、“F2”或“F3”)方向最省力。若巨木重17000N,缓慢抬起其右端,绳子至少需要提供 N的拉力。(横杆和绳子的自身重力忽略不计)
16.如图所示,某同学利用海绵、砖块探究“影响压力作用效果的因素”。
(1)将砖块放在海绵上,通过观察海绵的 来比较压力的作用效果。
(2)比较A、C两次实验,在 相同时, 越大,压力的作用效果越明显。
(3)将两个相同的砖块用图D所示的方式紧靠在一起放在海绵上,与图A相比,此时砖块对海绵的压力作用效果 (选填“更明显”“更不明显”或“相同”)。
(4)此实验 (选填“能”或“不能”)用硬木板代替海绵。
17.小明利用实验箱(内箱A与外箱B,内箱A固定在外箱B的内侧,图甲A侧面开有圆形孔a、b,图乙A底部开有圆孔c,并各蒙有一层橡皮膜,膜的自身重力不计。)探究影响液体压强的因素。
(1)圆孔上蒙上橡皮膜,是因为橡皮膜具有 ,更容易发生形变。图甲中a、b所示现象说明,同种液体内部深度越深,压强 。
(2)图乙中c处的橡皮膜受水和未知液体的压强分别是p水和p液,则p水 p液,据此也可以说明液体压强与液体密度有关,理由是 。结合已学知识可以判断液体密度大小关系是ρ水 ρ液。
三.作图题(共3小题,每图2分,共6分 )
18.如图,观光缆车沿轨道斜向上做匀速直线运动,画出车中重物A所受力的示意图。
19.如图,人在楼上用滑轮组提升重物,画出滑轮组的绕绳方式。
20.如图所示是街道边安装的路灯的杠杆模型,O为杠杆的支点,请在图中画出动力F1的动力臂L1及阻力F2。
四.计算题(共2小题 共16分)
21.(7分)近期“小江豚”号好通约巴(如图)在我市火热运行,新能源公交车采取“动态公交”模式,为乘客提供“手机下单、门对门直达”的个性化出行服务,已知好通约巴的质量为5t。(g取10N/kg)
(1)空载时,求好通约巴受到的重力;
(2)游客乘坐好通约巴在水平路面观光时,车轮与地面的总接触面积为0.08m2,司机和乘客的总重为8×103N,求车对路面的压强。
22.(9分)我国094型战略导弹核潜艇是“国之利器”,对我国的国防安全有着重要的意义。094型核潜艇的自身重是8×107N,潜艇的总体积为9×103m3,海水密度取1×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)潜艇漂浮在海面上时受到海水的浮力;
(2)潜艇此时露出海面的体积;
(3)核潜艇要想潜入水下航行时,应至少要向水舱加多少海水?
五.实验探究题(共5小题 共24分)
23.(6分)如图所示是探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验,A、B两个木块完全相同。
(1)实验前,应该先将弹簧测力计沿 (选填“水平”或“竖直”)方向调零。
(2)实验时,应该沿水平方向 拉动木块做直线运动,此时弹簧测力计的示数与木块所受的滑动摩擦力的大小相等。
(3)比较甲、乙两次实验可知:在 相同时, ,滑动摩擦力越大。
(4)在进行如图丙的实验过程中,木块B和木块A一起匀速向右做直线运动,弹簧测力计的示数如图所示,此时木块B所受的摩擦力大小为 N,结合图丙判断,图丁中的木块A和木块B一起向右匀速直线运动时,弹簧测力计的示数应为 N。
24.(8分)小丽借助注射器(容积为5mL)、铁架台、托盘天平、刻度尺、小筒、细绳等器材估测大气压的值,其实验步骤如下:(g取10N/kg)
①将部分器材按图示装配好,首先将注射器活塞推至顶端,上端未封口,接着往小筒内缓慢加水,直至活塞恰好开始下滑时,取下小筒,并用天平测得其总质量为71.2g;
②重新将注射器活塞推至顶端,并用橡皮帽封住注射口,将步骤①中的装水小筒(水未倒出)重新接在注射器下端,缓慢向小筒内加水,直至活塞又恰好开始下滑,取下小筒,并用天平测得其总质量为646.2g;
③取下注射器,并用刻度尺测得其壁上全部刻度部分的长度为8cm;
请回答以下问题:
(1)本次测量大气压值的实验原理是 ,实验中主要应以 (针筒/活塞/小筒)为研究对象来分析其所受大气压力的;
(2)步骤②中,将活塞重新推至顶端,其目的是 ,但实际上并未能达到此目的,此因素将导致所测大气压的值会偏 (大/小);
(3)该注射器活塞的横截面积为 cm2;
(4)上述实验中,在不考虑活塞的重力情况下,可得出活塞受到的摩擦力为 N,并由此计算出大气压强的值约为 Pa, (高于/低于)标准大气压。
25.(6分)小明在探究“影响浮力大小的因素”实验中,用同一个弹簧测力计测出物体M在如图甲所示的5种情况下的拉力,(g取10N/kg)。
(1)分析图A、 可得,物体所受浮力大小与物体浸入液体的深度无关,物体浸没在水中时受到的浮力大小为 N。
(2)分析A、D、E可知物体所受浮力大小与 有关。
(3)物体M的密度是 kg/m3,盐水的密度是 kg/m3。
(4)小明又选取另一物体N进行实验,匀速浸入水中时,物体N所受拉力和浮力随其下表面到水面的距离h的变化关系如图乙所示,则物体N的密度是 kg/m3。
26.(4分)某兴趣小组在“斜拉桥的原理与模型制作”跨学科实践中。
(1)在研究斜拉索对桥面拉力F的大小与斜拉索和桥面夹角α的关系时,该小组同学利用硬卡纸和细线制作出如图1(a)所示桥面的模型,桥面与桥柱间的连接点为O,用力传感器测出斜拉索顶端悬点在不同位置A、B、C时拉力F的大小,整个过程中桥面始终水平,相关数据见表1。
表1:
斜拉索顶端悬点位置
A
B
C
拉力F的大小/N
1.55
1.73
2.12
a.分析表1数据,可得拉力F的大小与夹角α的关系是:同一桥面水平静止时, 。
b.该小组同学分别画出了三个位置时O点到斜拉索的距离lA、lB、lC,如图1(b)所示。请根据简单机械的相关知识,分析并解释拉力F变大的原因 。
(2)为进一步研究桥面稳固性与桥面截面形状和桥墩间距的关系,该小组同学用相同纸张制作了不同截面形状的桥面,如图2所示,将桥面放在两桥墩之间,在纸桥中央放上硬币,直到纸桥塌陷,记录下此时硬币的个数,相关数据见表2。
表2
序号
桥面
截面形状
桥墩间距(cm)
硬币个数(个)
1
a
15
36
2
b
15
16
3
c
18
19
4
c
12
28
根据表2数据,是否能选出稳固性最强的截面形状,请简要说明理由: 。
六.科普阅读题(共1小题 共10分)
27.(10分)阅读短文,回答问题:
风洞实验
风洞是通过人工产生和控制气流进行空气动力学实验的重要设备,在航空航天、汽车制造、建筑工程、船舶设计以及体育运动等众多领域都发挥着无可替代的重要作用。
如图甲所示,风洞的主体结构是一条修长笔直的管道,管道内安装有高性能的风扇,风扇叶片能够以不同的转速运转,从而产生稳定且速度可控的气流。
将带有压力传感器的支架固定在风洞底部,飞机模型固定在支架上,打开风扇,并改变气流速度,获得压力大小F与气流速度v的关系如图乙所示。
飞机升力的来源之一是飞机的机翼。机翼上、下表面形状不同,使得气流速度不同,由此产生压强差Δp。压强差的大小可以用公式计算,其中ρ为空气密度,v1和v2分别为上、下表面的流速。一般情况下,气流经过机翼上、下表面时,速度会变为原来的1.1倍和0.9倍。
飞机升力的另一来源是飞机的迎角。迎角是机翼轴线与气流方向的夹角,如图丙所示。保持气流速度和方向不变,改变迎角,获得升力大小与迎角的关系如图丁所示。
飞机飞行时还会受到较大的空气阻力,阻力f的大小主要与两个因素有关:①飞机正面投影面积S;②飞机飞行速度v。研究人员在风洞中通过模拟实验得到下表所示数据。
v(m/s)
f/N
S/m2
20
30
40
50
60
0.25
20
45
80
125
180
0.5
40
90
160
250
360
1.0
80
180
320
500
720
1.5
120
270
480
750
1080
2.0
160
360
640
1000
1440
(1)当气流吹过飞机模型时,以 为参照物,飞机模型是运动的;
(2)由图乙可知,模型受到的重力是 N,流速增大时,模型受到的升力变 ;
(3)当流速为3m/s时,机翼上下表面的压强差是 Pa;(ρ取1.2kg/m3)
(4)若将图甲中飞机模型取下,替换成如图戊所示翼状模型。此模型重力是10N,上下结构对称。使迎角为0°,打开风扇并改变气流速度,请在图乙中画出此过程中压力大小F与流速v的关系图像;
(5)飞机飞行时,迎角越大越好吗?你的判断及理由是 ;
(6)若一架飞机在以5°迎角飞行时,正前方突然吹来强风,要保持飞机所受升力不变,应使仰角
(选填“增大”“减小”或“不变”);
(7)由表格数据可以推导出f与S及v的关系式:f= (比例系数用字母k表示),其中k= ;
(8)如果你有机会开展风洞实验,请写出一个你想进行的探究 。
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