内容正文:
初二物理课堂作业(26.5)
一、 选择题(每小题2分,共24分)
1. 某电力工人在维护高压输电线路时,穿戴了用橡胶制成的防护靴子和防护手套,这主要是利用了橡胶良好的( )
A. 绝缘性 B. 导热性 C. 导电性 D. 延展性
【答案】A
【解析】
【详解】电力工人维护高压输电线路时,核心需求是防止触电。不容易导电的性质为绝缘性,橡胶不容易导电,具有良好的绝缘性,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2. 诗句“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”描绘的是儿童放风筝的画面。如图所示,放风筝时,风筝受到的拉力的施力物体是( )
A. 风筝 B. 线绳 C. 空气 D. 地球
【答案】B
【解析】
【详解】放风筝时,风筝与线绳接触,风筝受到拉力的施力物体是线绳,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3. 在我国空间站,机械臂搬运物资时:若推物资的中部位置,物资会平直移动;若推物资的上部,物资则会发生旋转。这说明影响力的作用效果的是( )
A. 力的大小 B. 力的方向
C. 力的作用点 D. 物体的受力面积
【答案】C
【解析】
【详解】推物资中部和上部,改变了力的作用点,但却使物资发生了不同的运动情况,说明力的作用效果与力的作用点有关,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4. 中国传统佳节端午节有吃粽子和赛龙舟的习俗。在龙舟比赛过程中,使龙舟快速前进的力( )
A. 船桨划动的力 B. 船桨推水的力
C. 水对船桨的推力 D. 手对船桨的力
【答案】C
【解析】
【详解】一个物体对另一物体施加力,同时物体也受到另一个物体对该物体力的作用,物体间力的作用是相互的。用桨快速向后划水,桨给水一个向后的力,由于物体间力的作用是相互的,所以水给桨一个向前的推力,推动龙舟快速前进,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5. 如图所示的四个实例中,物体处于平衡状态的是( )
A. 加速升空的火箭 B. 静止在桌面上的苹果
C. 匀速拐弯的汽车 D. 减速进站的列车
【答案】B
【解析】
【详解】ACD.平衡状态是指静止状态或匀速直线运动状态,正在加速上升的火箭、匀速拐弯的汽车、减速进站的列车,它们的速度大小发生改变,不是处于平衡状态,故ACD不合题意;
B.水平桌面上静止的苹果,处于平衡状态,故B符合题意。
故选B。
6. 物体重30牛,用15牛的水平力把物体压在竖直的墙上,则墙受到的压力为( )
A. 20牛 B. 15牛 C. 35牛 D. 5牛
【答案】B
【解析】
【详解】用15N的水平力把重30N的物体紧压在竖直墙壁上,此时,物体在水平方向处于平衡状态,人对物体的压力和墙壁对物体的支持力平衡,都等于15N。又因为物体间力的作用是相互的,墙壁对物体的支持力是15N,可以判断墙壁受到的压力为15N。
故选B。
7. 下列说法正确的是( )
A. 一切物体都有惯性 B. 惯性是一种力
C. 力是维持物体运动的原因 D. 静止的物体没有惯性
【答案】A
【解析】
【详解】AD.惯性是物体本身的固有属性,一切物体在任何情况下都具有惯性,无论静止还是运动都具有惯性,故A正确,D错误;
B.惯性是物体的固有属性,不是力,不能表述为“受到惯性作用”,故B错误;
C.力是改变物体运动状态的原因,物体运动不需要力维持,故C错误。
故选A。
8. 如图所示的四个容器中,不属于连通器的是( )
A. 茶壶 B. 微小压强计
C. 锅炉水位计 D. 洗手池地漏
【答案】B
【解析】
【详解】A.茶壶的壶身与壶嘴都与大气连通,并且壶身和壶嘴底部相连通,是连通器,故A不符合题意;
B.微小压强计一端开口,另外一端封闭,不是连通器,故B符合题意;
C.锅炉水位计,水位计上端和锅炉炉身的上端都是开口的,底部是连通的,是连通器,故C不符合题意;
D.洗手盆下水管的两侧水面与空气相通,中间底部相连通,是连通器,故D不符合题意。
故选B。
9. 飞机能够腾空而起,其升力主要来自机翼。机翼具有的特殊形状,使得其上方气流较快,下方气流较慢。下面几种形状最合理的设计是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】流速越大,流体压强越小;机翼上方气流快、压强小,下方气流慢、压强大,上下压强差产生向上升力。因此机翼需要上表面凸起、下表面平直,上方路程更长,空气流速更快,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
10. 水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,水会停止沸腾,迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置,向瓶底浇冷水。关于浇冷水的目的,下列分析正确的是 ( )
A. 降低烧瓶内的气压 B. 升高烧瓶内的气压
C. 提高水的沸点 D. 提高大气压
【答案】A
【解析】
【详解】当向瓶底浇冷水时,瓶内气体温度突然降低,水蒸气液化形成小水滴,使瓶内液面上方气压减小;根据气压减小时液体沸点降低可知,烧瓶内水的沸点降低,所以水重新沸腾起来的。故选A。
11. 一个未装满饮料的密闭瓶子,正立放在桌面上如图甲所示,饮料对瓶底的压力为F甲,瓶子对桌面的压强为p甲;倒立放在桌面上如图乙所示,饮料对瓶盖的压力为F乙,瓶子对桌面的压强为p乙。则下列判断正确的是( )
A. p甲>p乙 B. p甲=p乙 C. F甲=F乙 D. F甲>F乙
【答案】D
【解析】
【详解】AB.瓶子总重力不变,所以桌面受到压力不变,倒立以后,受力面积减小,由,,故AB错误;
CD.甲正立放置,液体对瓶底压力,侧壁不会分担液体重力,乙倒立放置(下细上粗),液体一部分重力压在瓶身侧壁,瓶盖受到压力,所以,故C错误,D正确。
故选D。
12. 物理社的同学在同一桌面上研究物体的运动与力的关系。首先小君用水平向右的力F1拉物块A运动,小洋则发现能用F2的力拉着物块B以4m/s的速度做匀速直线运动,小佳用F的力推着AB整体一起向左做匀速直线运动,如图甲所示。小君记录拉力F1与时间t的关系如图乙所示,速度v与时间t的关系如图丙所示。下列说法正确的是( )
A. 0~2s内,物块A受到的摩擦力为2N
B. F2一定小于F1
C. 若F=12N,则甲图中A对B的作用力为2N
D. 若F2=2N,则甲图中F=5N
【答案】C
【解析】
【详解】由乙、丙图可知,A单独运动时,6~8s A做匀速直线运动,拉力为2N,根据二力平衡得:A受到桌面的滑动摩擦力为2N;0~2sA静止,拉力为1N,静摩擦力与拉力平衡。
A.0~2s内A静止,静摩擦力等于拉力,大小为,不是,故A错误;
B.由题意可知,在的作用下,物块B做匀速直线运动,此时B在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,拉力的大小与B受到的摩擦力大小相等,即,A、B分别对水平桌面的压力大小不确定,A、B的底面粗糙程度不确定,则A、B受到桌面的滑动摩擦力大小不一定相等,不一定大于,故B错误;
C.由题意可知,图甲中,在12N的水平推力F作用下,A、B一起向左做匀速直线运动,把AB看成一个整体,AB在水平方向上受到的推力和滑动摩擦力为一对平衡力,因此摩擦力大小等于推力大小等于12N,即
而A受到的滑动摩擦力是,则B受到的滑动摩擦力是
则物块B受到水平方向的A对B向右的推力、10N向右的滑动摩擦力和向左的推力F的作用,三个力平衡,即A对B向右的推力为,故C正确;
D.若,图甲中物块B做匀速直线运动,此时B受到的摩擦力与拉力相等,即B受到的滑动摩擦力为,图甲中AB整体一起向左做匀速直线运动,A受到的滑动摩擦力是2N,推力F的大小等于A、B受到的滑动摩擦力之和,即,故D错误。
故选C。
二、填空题(每空1分,其中第14、16题作图2分,共23分)
13. 小明在山上捡到一块不规则小石块,他利用天平和量筒测量其密度。在调节天平平衡时,指针如甲图所示,则需要向________调节平衡螺母。根据图乙可知,小石块的质量为_____g,结合图丙,计算出小石块的密度为______g/cm3。
【答案】 ①. 左 ②. 62 ③. 3.1
【解析】
【详解】指针偏右,天平右端下沉、左端高,平衡螺母向左调;
砝码为60g,游码标尺分度值0.2g,游码示数2g,所以小石块质量为
石块的体积为
石块的密度为
14. 如图所示,在竖直墙壁和水平地面的交角处有边长为10cm、重20N的正方体,对正方体施加大小均为10N的水平向右的力F1和竖直向下的力F2,在图中画出正方体对水平地面的压力示意图______,正方体对竖直墙壁的压强为________Pa
【答案】 ①. ②. 1000
【解析】
【详解】正方体对水平地面的压力,大小等于正方体重力与竖直向下的外力之和,即
压力方向竖直向下,作用点在接触面,如下图:
水平方向正方体对墙壁的压力等于水平外力,即
正方体边长
接触面积
得
15. 如图所示,在探究阻力对物体运动的影响时,某同学每次都让小车从斜面上固定位置由静止开始下滑,是为了使小车到达水平面的________相同;实验通过观察________来反映阻力对物体运动的影响。若小车在水平面上运动时不受阻力,小车将做________。
【答案】 ①. 初速度 ②. 小车在水平面上运动的距离 ③. 匀速直线运动
【解析】
【详解】小车从斜面同一高度由静止下滑,到达水平面时初速度大小相等;阻力无法直接观测,阻力越小,小车滑行距离越远,因此通过小车滑行的距离长短反映阻力对运动的影响;水平面阻力越小,小车滑行越远,由此推理,小车不受任何阻力时,速度保持不变,做匀速直线运动。
16. 建筑工人常用铅垂线来检测墙体是否竖直,这是利用重力的方向总是________的,将水平仪放在桌面上,如图乙所示,则桌面的________侧偏高。在丙图中画出尺子的重力示意图_______。
【答案】 ①. 竖直向下 ②. 左 ③.
【解析】
【详解】建筑工人常用铅垂线检查墙壁是否竖直,这是利用了重力的方向始终是竖直向下的。水平仪放在桌面上,竖立的部分与铅垂线不平行,铅垂线向右偏,说明桌面左侧较高。
手指与尺子接触的点,即为重心,在重心竖直向下画一条带箭头的线段,末端上标重力的符号,据此作图。
17. 如图所示是“研究同一直线上相同方向两个力的合力”的实验中的情境,两次实验中分别使同一根橡皮筋都拉伸到同一点O,是为了使两次实验力的作用效果相同,这种方法叫做________。图中弹簧测力计的示数F=________N,该弹簧测力计静止时,橡皮筋和手对弹簧测力计的拉力是一对________。
【答案】 ①. 等效替代法 ②. 5 ③. 平衡力
【解析】
【详解】探究同一直线上同方向两个力的合力时,需要使橡皮筋都从同一点拉伸到同一点O,这是等效替代法的应用。
图中橡皮筋被拉伸到同一点,说明力F的作用效果与力、共同作用的效果相同,即力F是、的合力,故可以得出:弹簧测力计的示数
弹簧测力计静止时,橡皮筋和手对弹簧测力计的拉力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对平衡力。
18. 小明设计了用吸盘测量大气压值的实验,请帮助他做好以下工作。
(1)请补充完整该实验的相关步骤,需要测量的物理量用字母表示:
①如图所示,将蘸水的塑料吸盘压在光滑的玻璃板上,并挤出里面的空气;
②用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓慢添加______(钩码/细沙),直到吸盘恰好脱离玻璃板;
③用弹簧测力计测出小桶和桶内重物的总重为G;
④用刻度尺测量______;
⑤大气压强的表达式为:p0=______(用测量的物理量进行表示)。
(2)小明对实验进行评估,发现本次测量结果低于当地当时的大气压,则可能原因是______。
【答案】(1) ①. 细沙 ②. 吸盘的直径 ③.
(2)吸盘内空气未排尽
【解析】
【小问1详解】
细沙可以缓慢增减,能精确控制拉力,钩码质量偏大,不易控制让吸盘刚好脱落时的拉力;测量吸盘的直径可以用来计算吸盘的受力面积为,恰好脱离玻璃板时,,所以有
【小问2详解】
吸盘内部残留空气会产生向外的气压,抵消一部分大气压,使拉开吸盘需要的拉力偏小,算出的大气压偏小。
19. 如图为自制发球机示意图,当吹风机向水平管吹风时,乒乓球上方的气体压强变________。已知球的质量为3.5g,竖直方向受大气压作用的等效面积为14cm2,若不计管壁摩擦,当球下方和上方气压差为________Pa时,球恰能上升;若考虑管壁摩擦,则需要________乒乓球上方的风速(g取10N/kg)。
【答案】 ①. 小 ②. 25 ③. 增大
【解析】
【详解】对于流动的液体和气体,在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。吹风机向水平管吹风时,乒乓球上方空气流速变大,因此气体压强变小。
当乒乓球恰能上升时,气压差产生的向上压力等于乒乓球的重力。
乒乓球的重力
乒乓球受到的空气的压力差应当与重力平衡,故气压差
若考虑管壁摩擦,乒乓球上升需要同时克服重力和摩擦力,因此需要更大的上下气压差。增大乒乓球上方的风速可以进一步减小上方压强,增大气压差,因此需要增大风速。
三、解答题(每空1分,共53分)
20. 在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,小强利用了多个完全相同的木块、海绵、小桌、砝码和木板进行了如图所示的实验。
(1)实验中是通过观察海绵的______来比较压力作用效果的。
(2))对比甲、乙两图可以得出:当_____一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(3)对比甲、丁两图,小强认为压力作用效果与压力大小无关,你认为他的观点是否合理,并说明你的理由:______。
(4)实验时,将物体放在海绵上,海绵凹陷,说明了力可以改变物体的________。
(5)小桌和砝码分别放在海绵和木板上,如图戊、己所示,则图戊中海绵受到的压强p甲和图己中木板受到的压强p乙的大小关系为p甲________p乙。
【答案】(1)形变程度
(2)压力 (3)不合理;没有控制受力面积相同
(4)形状 (5)=
【解析】
【小问1详解】
实验用转换法,通过海绵凹陷深浅反映压力作用效果。
【小问2详解】
甲、乙压力相同,受力面积不同,甲图中受力面积较小,压力作用效果较明显,可以得到当压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
【小问3详解】
他的观点不合理;甲、丁没有控制受力面积相同,变量不唯一,无法探究压力大小的影响。
【小问4详解】
将物体放在海绵上,海绵凹陷,形状发生改变,说明力能改变物体形状。
【小问5详解】
戊、己压力F、受力面积S都相等,由可知压强相等,即。
21. 在“探究液体压强与哪些因素有关”时,同学们根据生活经验,提出如下猜想:
①可能与深度有关:②可能与方向有关:③可能与液体密度有关。
(1)组装好器材后,用手指无论是轻压还是重压探头的橡皮膜,U形管两侧液面几乎没有变化,说明该压强计气密性________。
(2)当我们去潜水时,越往深处耳朵感觉受到的压力越大,能支持猜想________:为了验证猜想,他们利用如图所示的装置进行实验。实验前,应观察U形管两侧液面是否________。
(3)比较图中________两次实验可得出液体压强与深度的关系;比较乙、丙两次实验可得出:同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强________。
(4)为探究液体压强与液体密度的关系,他们将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及________与图乙相同,观察比较U形管两侧液面高度差。
(5)为使U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中的液体换成密度更________的液体。
【答案】(1)差 (2) ①. ① ②. 相平
(3) ①. 甲、乙 ②. 相等 (4)深度
(5)小
【解析】
【小问1详解】
用手指按压探头橡皮膜时,U形管两侧液面几乎无变化,说明压强计内部与外界大气相通,气密性差(漏气)。
【小问2详解】
潜水时越往深处耳朵受到的压力越大,说明液体压强随深度增加而增大,支持猜想①;实验前需检查U形管两侧液面是否相平,若初始液面不平,会导致实验测量的压强差出现误差,需调整至液面相平后再进行实验。
【小问3详解】
探究液体压强与深度的关系时,需采用控制变量法,保持液体的密度和探头在液体中的朝向相同,仅改变探头在液体中的深度,而图中甲、乙两次实验,液体均为水,探头在水中的朝向相同,仅探头在水中的深度不同,符合要求。
比较乙、丙两次实验,液体均为水,探头在水中的深度相同,仅探头在水中的朝向不同,且U形管两侧液面高度差相同,据此可得出结论:同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强相等。
【小问4详解】
探究液体压强与液体密度的关系时,需控制探头在液体中的深度和朝向相同,只改变液体的密度,所以应使探头在盐水中的朝向及深度与图乙相同,通过比较U形管液面高度差判断压强与密度的关系。
【小问5详解】
根据液体压强公式,当探头处受到的液体压强一定时,U形管内液体的密度越小,对应的液面高度差越大,实验现象越明显,则可将U形管中的液体换成密度更小的液体。
22. 细心的小聪发现在篮球馆打球时,鞋底有时会打滑,沾一点儿水后就不容易打滑了;而球馆保洁员刚擦完的地面却很滑。小聪猜想滑动摩擦力的大小可能还与接触面的潮湿程度有关。为了弄清这个问题,进行了如下探究:
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
喷壶喷水雾次数
0
1
2
3
4
5
6
弹簧测力计示数F/N
4.3
5
4
3.2
3.2
3.2
(1)如图甲所示,将运动鞋平放在水平地面上,用弹簧测力计水平拉动运动鞋匀速直线滑动时,弹簧测力计的示数反映了运动鞋所受________的大小。
(2)实验中,发现弹簧测力计的示数不稳定,小聪将实验装置进行了改进,如图乙,能达到改进目的的是______,实验中长木板________做匀速直线运动,改进后发现弹簧测力计的指针稳定在如图丙位置,此时滑动摩擦力的大小为______N。
(3)利用改进后的装置进行实验,保持运动鞋对木板的______不变,用喷壶分次向同一接触面均匀喷水雾,并测出对应的滑动摩擦力大小,收集的证 据如表所示。通过表中数据分析可知,随着接触面潮湿程度的增大,滑动摩擦力的大小先_____后______再不变。
【答案】(1)滑动摩擦力
(2) ①. 便于读数 ②. 不需要 ③. 3.8
(3) ①. 压力 ②. 增大 ③. 减小
【解析】
【小问1详解】
用弹簧测力计水平拉动运动鞋做匀速直线运动时,运动鞋处于平衡状态,水平方向受到的拉力和滑动摩擦力大小相等,因此弹簧测力计的示数反映运动鞋所受滑动摩擦力的大小。
【小问2详解】
改进后,弹簧测力计相对静止,示数更稳定,便于读数;
实验中运动鞋相对地面保持静止,运动鞋受到的拉力和滑动摩擦力大小仍相等,因此长木板不需要做匀速直线运动。
由图丙可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.8N,故滑动摩擦力的大小为3.8N。
【小问3详解】
探究接触面的潮湿程度对滑动摩擦力大小的影响时,应控制运动鞋对木板的压力不变。
由表中数据可知,随着喷水雾次数增加,滑动摩擦力的大小先增大,后减小,再保持不变。
23. 小红在厨房帮忙时发现,当食用油从壶中倒出时,总是有少量的油粘在杯壁上要过好久才能流下来;而调味酒粘在杯壁上时间较少。小红联想到生活中的一个现象:让一摞整齐的纸从斜面滑下,如图甲,纸张变得不齐了,这是由于纸张之间有摩擦造成的。
小红查阅了相关资料得知,液体在容器中流动时,液体也可以看作是由许多片液层组成的,如图乙,各片层之间也存在着摩擦,产生液体内部的阻力,这就是液体的粘滞性。
(1)液体的粘滞性与哪些因素有关?她提出了以下的猜想:
猜想1:与液体的种类有关;猜想2:与细管的直径有关;猜想3:与细管两端的压强差有关。
她选取了长度相同的细管来研究液体的粘滞性,做了如下实验。在温度相同的情况下得1s内通过细管的液体体积如下:
实验次数
液体种类
细管半径/mm
细管两端压强差
通过细管的液体体积/mm3
1
水
1
P
100
2
油
1
P
2
3
水
2
P
1600
4
油
2
P
32
5
水
3
P
8100
6
水
1
2P
200
a.根据数据表格可知,在相同条件下,通过细管的水的体积大于通过细管的油的体积,这说明不同液体的粘滞性不同,我们用液体的粘滞系数η表示,则η水_____η油。
b.分析表中______两组数据可以得到结论,液体的粘滞性与液体的种类有关。
c.分析上表1、3两组数据可以得到结论:同种液体,当______一定时,细管半径越大通过细管液体的体积越大。在小红用油做的实验中,若细管半径是3mm,1s内通过细管的油的体积是40.5 mm3,则细管两端的压强差是_______。
(2)蓖麻油的粘滞系数和温度的关系如下表所示。
温度t/(℃)
10
15
20
25
30
35
40
粘滞系数η/(Pa・s)
2.42
1.51
0.95
0.62
0.45
0.31
0.23
分析表格中数据可以看出流体的温度越高,粘滞系数______。
(3)由于流体的粘滞性,使得在流体中运动的物体要受到流体阻力,在一般情况下,半径为R的小球以速度v运动时,所受的流体阻力可用公式f=6 π ηRv表示。因此,小球在流体中运动时,速度越大,受到的阻力______。现将一个一定质量的玻璃球从油面处由静止释放后(油的深度足够深),玻璃小球在油中向下沿直线运动,其速度变化情况是_______。
【答案】(1) ①. 小于 ②. 1和2##3和4 ③. 细管两端压强差 ④. 0.25P
(2)越小 (3) ①. 越大 ②. 先加速后匀速
【解析】
【小问1详解】
由表中1、2两组或3、4两组数据可知,细管的半径和细管两端的压强差都相同时,通过细管的水的体积比油的体积大,说明水的粘滞性更小,即水的粘滞系数小,所以η水小于η油;
要探究液体的粘滞性与液体种类有关,需要控制细管半径、细管两端压强差相同,只改变液体的种类,故可选1和2或3和4两组实验;
设细管两端压强差为A,细管半径为Bmm,液体体积为,由 1、3两实验知,液体为水时、压强差不变,半径r变为2倍,体积V变为16倍,可得出关系式
由2、4两实验知,液体为油时、压强差不变,半径r变为2倍,体积V变为16倍,可得出关系式
当半径为3mm时,1s内通过细管的油的体积为,代入关系式可得
【小问2详解】
由表格数据可知,温度升高,粘滞系数数值不断减小。
【小问3详解】
由公式可知,v越大阻力越大,初始下落时,向下加速,直到,受力平衡后,匀速下落。
24. 一只空瓶质量是50g,装满水后总质量是550g,装满某种液体后总质量是600g,()求:
(1)瓶子的容积;
(2)这种液体的密度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
水的质量
由得,瓶子的容积
【小问2详解】
液体的质量
液体体积
液体的密度
25. 电动汽车是绿色环保型交通工具,它的优点是效率高、噪声小、无废气排放、无油污。如图是我市某景区的电动观光车,若该车满载时的质量为1500kg,行驶时汽车受到路面的阻力大小为车重的0.1倍,每个轮胎与水平地面的接触面积是250 cm2。(g取10N/kg)求:
(1)电动观光车满载时的重力;
(2)电动观光车正常行驶时牵引力;
(3)电动观光车满载静止时对水平地面的压强。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
电动观光车满载时的重力为
【小问2详解】
电动观光车受到的阻力为
因汽车匀速行驶,牵引力与阻力平衡,故牵引力为
【小问3详解】
电动观光车对水平地面的压力为
总接触面积
对地面的压强为
26. 阅读短文,回答问题。
悬索桥的力学奥秘
悬索桥的核心秘密在于将垂直于桥面的压力转化为水平拉力。当车辆驶过桥面时,车辆对于桥梁的压力通过吊索传递至“主缆”一这条“空中绳索”,能将桥面荷载均匀分散(如图所示)。桥塔将主缆高高托起,使其自然下垂成“悬链线”曲线,是为了保证吊索受力均匀,避免局部过载(若主缆被拉成直线,中部会因集中受力而断裂)。桥塔不仅是支撑结构,更是力的“转换器”。主缆的拉力在此的作用效果在竖直方向上体现为桥塔对地基的压力,水平方向上的力则与锚碗和地面之间的摩擦力平衡。主缆两端固定在“锚碗(巨型混凝土块)”上,形成闭合的传力回路。缆索作为悬索桥的主要承重构件,其内部拉应力σ(单位面积S上作用在材料上的外力F)越大,断裂风险越高。因此,选择合适的钢索材料和设计合理的钢索横截面积至关重要。
悬索桥并非与自然力量硬碰硬。当台风来袭时,其柔性设计允许桥体适度摆动,通过变形消耗风能,避免因刚性抵抗导致结构损坏。这种原理类似随风摇曳的竹子。此外,在桥面护栏的选择上,应尽量将气流打散,考虑减少风振影响。工程师甚至通过风洞实验优化桥体外形,确保其在极端天气下的稳定性。
(1)由文中可知:悬索桥的主缆设计成“悬链线”形状是为了保证吊索受力________;
(2)若某悬索桥一段主缆承受的拉力为,钢索受到的拉应力σ为,应选择横截面积为________的钢索;
(3)请通过以下简化模型计算出锚碗工参数:若某悬索桥(结构如文中所示)锚碗受到水平方向的拉力为,锚碗与地面间最大静摩擦力(其中,F为地面受到的压力),且最大静摩擦力达水平拉力的2倍及以上,才能保证桥梁安全,则锚碗对地面的压力至少应为________N。
【答案】(1)均匀 (2)0.5
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据文中原文说明,主缆设计成悬链线形状的作用是保证吊索受力均匀,避免局部过载。
【小问2详解】
根据文中定义,拉应力,变形得横截面积公式
【小问3详解】
根据安全要求,最大静摩擦力至少需要达到水平拉力的2倍,因此最小最大静摩擦力为
已知最大静摩擦力公式,变形得锚碗对地面的压力
27. 周末,小明和家人去当地一个著名的山地景区游玩。
(1)他们沿着登山步道向上攀登。步道很陡,小明发现,每向上迈一步,都要用力向后下方蹬踩台阶,从而获得向前上方的动力,顺利向上攀登.结合我们学过的知识,解释为什么登山者向后下方蹬步道台阶,就能获得向前上方的动力而顺利登山?
(2)爬完山后,大家有些累;便乘坐景区的电动观光车继续游览。景区内电动观光车沿平直道路向前行驶,小明注意到行驶中的车顶滴落小水珠。当观光车减速慢行时,水珠脱离车体下落,请判断水珠会落在滴落点的前方还是后方,并利用惯性知识解释原因。
(3)傍晚回到酒店休息,小明打开窗户透气。窗外有风吹过,原本垂在窗边的窗帘,会主动向窗外飘动,甚至被“吸”出窗外,请解释这一现象的原因。
【答案】(1)物体间力的作用是相互的。登山者向后下方蹬台阶时,脚对台阶施加向后下方的作用力,根据力的相互性,台阶同时对脚施加向前上方的反作用力,这个力使人获得向前上方的动力,顺利向上攀登。
(2)落在滴落点前方。小水珠在车顶时,随观光车一起向前运动水珠脱离车体后,由于惯性,水珠在水平方向保持原来向前的运动速度继续向前运动。观光车此时减速慢行,车速变小,水珠向前的速度大于车子前进速度,因此水珠落在滴落点的前方。
(3)流体压强与流速关系:窗外空气流速大、压强小。窗内空气流速小、压强大。窗帘在窗内外空气压强差的作用下,被从压强大的室内压向压强小的窗外,所以窗帘向窗外飘动、被“吸”出去。
【解析】
【小问1详解】
略
【小问2详解】
略
【小问3详解】
略
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初二物理课堂作业(26.5)
一、 选择题(每小题2分,共24分)
1. 某电力工人在维护高压输电线路时,穿戴了用橡胶制成的防护靴子和防护手套,这主要是利用了橡胶良好的( )
A. 绝缘性 B. 导热性 C. 导电性 D. 延展性
2. 诗句“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”描绘的是儿童放风筝的画面。如图所示,放风筝时,风筝受到的拉力的施力物体是( )
A. 风筝 B. 线绳 C. 空气 D. 地球
3. 在我国空间站,机械臂搬运物资时:若推物资的中部位置,物资会平直移动;若推物资的上部,物资则会发生旋转。这说明影响力的作用效果的是( )
A. 力的大小 B. 力的方向
C. 力的作用点 D. 物体的受力面积
4. 中国传统佳节端午节有吃粽子和赛龙舟的习俗。在龙舟比赛过程中,使龙舟快速前进的力( )
A. 船桨划动的力 B. 船桨推水的力
C. 水对船桨的推力 D. 手对船桨的力
5. 如图所示的四个实例中,物体处于平衡状态的是( )
A. 加速升空的火箭 B. 静止在桌面上的苹果
C. 匀速拐弯的汽车 D. 减速进站的列车
6. 物体重30牛,用15牛的水平力把物体压在竖直的墙上,则墙受到的压力为( )
A. 20牛 B. 15牛 C. 35牛 D. 5牛
7. 下列说法正确的是( )
A. 一切物体都有惯性 B. 惯性是一种力
C. 力是维持物体运动的原因 D. 静止的物体没有惯性
8. 如图所示的四个容器中,不属于连通器的是( )
A. 茶壶 B. 微小压强计
C. 锅炉水位计 D. 洗手池地漏
9. 飞机能够腾空而起,其升力主要来自机翼。机翼具有的特殊形状,使得其上方气流较快,下方气流较慢。下面几种形状最合理的设计是( )
A. B.
C. D.
10. 水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,水会停止沸腾,迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置,向瓶底浇冷水。关于浇冷水的目的,下列分析正确的是 ( )
A. 降低烧瓶内的气压 B. 升高烧瓶内的气压
C. 提高水的沸点 D. 提高大气压
11. 一个未装满饮料的密闭瓶子,正立放在桌面上如图甲所示,饮料对瓶底的压力为F甲,瓶子对桌面的压强为p甲;倒立放在桌面上如图乙所示,饮料对瓶盖的压力为F乙,瓶子对桌面的压强为p乙。则下列判断正确的是( )
A. p甲>p乙 B. p甲=p乙 C. F甲=F乙 D. F甲>F乙
12. 物理社的同学在同一桌面上研究物体的运动与力的关系。首先小君用水平向右的力F1拉物块A运动,小洋则发现能用F2的力拉着物块B以4m/s的速度做匀速直线运动,小佳用F的力推着AB整体一起向左做匀速直线运动,如图甲所示。小君记录拉力F1与时间t的关系如图乙所示,速度v与时间t的关系如图丙所示。下列说法正确的是( )
A. 0~2s内,物块A受到的摩擦力为2N
B. F2一定小于F1
C. 若F=12N,则甲图中A对B的作用力为2N
D. 若F2=2N,则甲图中F=5N
二、填空题(每空1分,其中第14、16题作图2分,共23分)
13. 小明在山上捡到一块不规则小石块,他利用天平和量筒测量其密度。在调节天平平衡时,指针如甲图所示,则需要向________调节平衡螺母。根据图乙可知,小石块的质量为_____g,结合图丙,计算出小石块的密度为______g/cm3。
14. 如图所示,在竖直墙壁和水平地面的交角处有边长为10cm、重20N的正方体,对正方体施加大小均为10N的水平向右的力F1和竖直向下的力F2,在图中画出正方体对水平地面的压力示意图______,正方体对竖直墙壁的压强为________Pa
15. 如图所示,在探究阻力对物体运动的影响时,某同学每次都让小车从斜面上固定位置由静止开始下滑,是为了使小车到达水平面的________相同;实验通过观察________来反映阻力对物体运动的影响。若小车在水平面上运动时不受阻力,小车将做________。
16. 建筑工人常用铅垂线来检测墙体是否竖直,这是利用重力的方向总是________的,将水平仪放在桌面上,如图乙所示,则桌面的________侧偏高。在丙图中画出尺子的重力示意图_______。
17. 如图所示是“研究同一直线上相同方向两个力的合力”的实验中的情境,两次实验中分别使同一根橡皮筋都拉伸到同一点O,是为了使两次实验力的作用效果相同,这种方法叫做________。图中弹簧测力计的示数F=________N,该弹簧测力计静止时,橡皮筋和手对弹簧测力计的拉力是一对________。
18. 小明设计了用吸盘测量大气压值的实验,请帮助他做好以下工作。
(1)请补充完整该实验的相关步骤,需要测量的物理量用字母表示:
①如图所示,将蘸水的塑料吸盘压在光滑的玻璃板上,并挤出里面的空气;
②用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓慢添加______(钩码/细沙),直到吸盘恰好脱离玻璃板;
③用弹簧测力计测出小桶和桶内重物的总重为G;
④用刻度尺测量______;
⑤大气压强的表达式为:p0=______(用测量的物理量进行表示)。
(2)小明对实验进行评估,发现本次测量结果低于当地当时的大气压,则可能原因是______。
19. 如图为自制发球机示意图,当吹风机向水平管吹风时,乒乓球上方的气体压强变________。已知球的质量为3.5g,竖直方向受大气压作用的等效面积为14cm2,若不计管壁摩擦,当球下方和上方气压差为________Pa时,球恰能上升;若考虑管壁摩擦,则需要________乒乓球上方的风速(g取10N/kg)。
三、解答题(每空1分,共53分)
20. 在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,小强利用了多个完全相同的木块、海绵、小桌、砝码和木板进行了如图所示的实验。
(1)实验中是通过观察海绵的______来比较压力作用效果的。
(2))对比甲、乙两图可以得出:当_____一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(3)对比甲、丁两图,小强认为压力作用效果与压力大小无关,你认为他的观点是否合理,并说明你的理由:______。
(4)实验时,将物体放在海绵上,海绵凹陷,说明了力可以改变物体的________。
(5)小桌和砝码分别放在海绵和木板上,如图戊、己所示,则图戊中海绵受到的压强p甲和图己中木板受到的压强p乙的大小关系为p甲________p乙。
21. 在“探究液体压强与哪些因素有关”时,同学们根据生活经验,提出如下猜想:
①可能与深度有关:②可能与方向有关:③可能与液体密度有关。
(1)组装好器材后,用手指无论是轻压还是重压探头的橡皮膜,U形管两侧液面几乎没有变化,说明该压强计气密性________。
(2)当我们去潜水时,越往深处耳朵感觉受到的压力越大,能支持猜想________:为了验证猜想,他们利用如图所示的装置进行实验。实验前,应观察U形管两侧液面是否________。
(3)比较图中________两次实验可得出液体压强与深度的关系;比较乙、丙两次实验可得出:同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强________。
(4)为探究液体压强与液体密度的关系,他们将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及________与图乙相同,观察比较U形管两侧液面高度差。
(5)为使U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中的液体换成密度更________的液体。
22. 细心的小聪发现在篮球馆打球时,鞋底有时会打滑,沾一点儿水后就不容易打滑了;而球馆保洁员刚擦完的地面却很滑。小聪猜想滑动摩擦力的大小可能还与接触面的潮湿程度有关。为了弄清这个问题,进行了如下探究:
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
喷壶喷水雾次数
0
1
2
3
4
5
6
弹簧测力计示数F/N
4.3
5
4
3.2
3.2
3.2
(1)如图甲所示,将运动鞋平放在水平地面上,用弹簧测力计水平拉动运动鞋匀速直线滑动时,弹簧测力计的示数反映了运动鞋所受________的大小。
(2)实验中,发现弹簧测力计的示数不稳定,小聪将实验装置进行了改进,如图乙,能达到改进目的的是______,实验中长木板________做匀速直线运动,改进后发现弹簧测力计的指针稳定在如图丙位置,此时滑动摩擦力的大小为______N。
(3)利用改进后的装置进行实验,保持运动鞋对木板的______不变,用喷壶分次向同一接触面均匀喷水雾,并测出对应的滑动摩擦力大小,收集的证 据如表所示。通过表中数据分析可知,随着接触面潮湿程度的增大,滑动摩擦力的大小先_____后______再不变。
23. 小红在厨房帮忙时发现,当食用油从壶中倒出时,总是有少量的油粘在杯壁上要过好久才能流下来;而调味酒粘在杯壁上时间较少。小红联想到生活中的一个现象:让一摞整齐的纸从斜面滑下,如图甲,纸张变得不齐了,这是由于纸张之间有摩擦造成的。
小红查阅了相关资料得知,液体在容器中流动时,液体也可以看作是由许多片液层组成的,如图乙,各片层之间也存在着摩擦,产生液体内部的阻力,这就是液体的粘滞性。
(1)液体的粘滞性与哪些因素有关?她提出了以下的猜想:
猜想1:与液体的种类有关;猜想2:与细管的直径有关;猜想3:与细管两端的压强差有关。
她选取了长度相同的细管来研究液体的粘滞性,做了如下实验。在温度相同的情况下得1s内通过细管的液体体积如下:
实验次数
液体种类
细管半径/mm
细管两端压强差
通过细管的液体体积/mm3
1
水
1
P
100
2
油
1
P
2
3
水
2
P
1600
4
油
2
P
32
5
水
3
P
8100
6
水
1
2P
200
a.根据数据表格可知,在相同条件下,通过细管的水的体积大于通过细管的油的体积,这说明不同液体的粘滞性不同,我们用液体的粘滞系数η表示,则η水_____η油。
b.分析表中______两组数据可以得到结论,液体的粘滞性与液体的种类有关。
c.分析上表1、3两组数据可以得到结论:同种液体,当______一定时,细管半径越大通过细管液体的体积越大。在小红用油做的实验中,若细管半径是3mm,1s内通过细管的油的体积是40.5 mm3,则细管两端的压强差是_______。
(2)蓖麻油的粘滞系数和温度的关系如下表所示。
温度t/(℃)
10
15
20
25
30
35
40
粘滞系数η/(Pa・s)
2.42
1.51
0.95
0.62
0.45
0.31
0.23
分析表格中数据可以看出流体的温度越高,粘滞系数______。
(3)由于流体的粘滞性,使得在流体中运动的物体要受到流体阻力,在一般情况下,半径为R的小球以速度v运动时,所受的流体阻力可用公式f=6 π ηRv表示。因此,小球在流体中运动时,速度越大,受到的阻力______。现将一个一定质量的玻璃球从油面处由静止释放后(油的深度足够深),玻璃小球在油中向下沿直线运动,其速度变化情况是_______。
24. 一只空瓶质量是50g,装满水后总质量是550g,装满某种液体后总质量是600g,()求:
(1)瓶子的容积;
(2)这种液体的密度。
25. 电动汽车是绿色环保型交通工具,它的优点是效率高、噪声小、无废气排放、无油污。如图是我市某景区的电动观光车,若该车满载时的质量为1500kg,行驶时汽车受到路面的阻力大小为车重的0.1倍,每个轮胎与水平地面的接触面积是250 cm2。(g取10N/kg)求:
(1)电动观光车满载时的重力;
(2)电动观光车正常行驶时牵引力;
(3)电动观光车满载静止时对水平地面的压强。
26. 阅读短文,回答问题。
悬索桥的力学奥秘
悬索桥的核心秘密在于将垂直于桥面的压力转化为水平拉力。当车辆驶过桥面时,车辆对于桥梁的压力通过吊索传递至“主缆”一这条“空中绳索”,能将桥面荷载均匀分散(如图所示)。桥塔将主缆高高托起,使其自然下垂成“悬链线”曲线,是为了保证吊索受力均匀,避免局部过载(若主缆被拉成直线,中部会因集中受力而断裂)。桥塔不仅是支撑结构,更是力的“转换器”。主缆的拉力在此的作用效果在竖直方向上体现为桥塔对地基的压力,水平方向上的力则与锚碗和地面之间的摩擦力平衡。主缆两端固定在“锚碗(巨型混凝土块)”上,形成闭合的传力回路。缆索作为悬索桥的主要承重构件,其内部拉应力σ(单位面积S上作用在材料上的外力F)越大,断裂风险越高。因此,选择合适的钢索材料和设计合理的钢索横截面积至关重要。
悬索桥并非与自然力量硬碰硬。当台风来袭时,其柔性设计允许桥体适度摆动,通过变形消耗风能,避免因刚性抵抗导致结构损坏。这种原理类似随风摇曳的竹子。此外,在桥面护栏的选择上,应尽量将气流打散,考虑减少风振影响。工程师甚至通过风洞实验优化桥体外形,确保其在极端天气下的稳定性。
(1)由文中可知:悬索桥的主缆设计成“悬链线”形状是为了保证吊索受力________;
(2)若某悬索桥一段主缆承受的拉力为,钢索受到的拉应力σ为,应选择横截面积为________的钢索;
(3)请通过以下简化模型计算出锚碗工参数:若某悬索桥(结构如文中所示)锚碗受到水平方向的拉力为,锚碗与地面间最大静摩擦力(其中,F为地面受到的压力),且最大静摩擦力达水平拉力的2倍及以上,才能保证桥梁安全,则锚碗对地面的压力至少应为________N。
27. 周末,小明和家人去当地一个著名的山地景区游玩。
(1)他们沿着登山步道向上攀登。步道很陡,小明发现,每向上迈一步,都要用力向后下方蹬踩台阶,从而获得向前上方的动力,顺利向上攀登.结合我们学过的知识,解释为什么登山者向后下方蹬步道台阶,就能获得向前上方的动力而顺利登山?
(2)爬完山后,大家有些累;便乘坐景区的电动观光车继续游览。景区内电动观光车沿平直道路向前行驶,小明注意到行驶中的车顶滴落小水珠。当观光车减速慢行时,水珠脱离车体下落,请判断水珠会落在滴落点的前方还是后方,并利用惯性知识解释原因。
(3)傍晚回到酒店休息,小明打开窗户透气。窗外有风吹过,原本垂在窗边的窗帘,会主动向窗外飘动,甚至被“吸”出窗外,请解释这一现象的原因。
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