内容正文:
兴宁市宋声学校八年级中段考物理试卷
一、选择题:本大题共7小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示的情景中,为了减小压强的是( )
A. 北极熊趴在冰面上爬过薄冰
B. 切蛋器上的不锈钢丝做得很细
C. 篆刻刀的刀口做得很锋利
D. 压路机的碾盘做得很重
2. 下列有关惯性的说法正确的是( )
A. 拍打刚晒过的被子,灰尘脱落,利用了被子的惯性
B. 足球向前滚动时越滚越慢,是因为足球受到的阻力大于足球的惯性
C. 百米运动员冲到终点时不能立刻停下来,是由于运动员具有惯性
D. 高速飞行的子弹穿入木头后静止,子弹的惯性就消失了
3. 2025年8月23日,我国运动员在2025年世界乒乓球职业大联盟(WTT)欧洲大满贯赛瑞典站女子双打决赛中夺得冠军。下列说法正确的是( )
A. 球拍击打乒乓球的力是由乒乓球发生弹性形变产生的
B. 球拍击球时,乒乓球对球拍的力和球拍对乒乓球的力是一对平衡力
C. 击打乒乓球的不同部位,球的旋转方向不同,说明力的作用效果与力的大小有关
D. 球被水平击出后,若球所受的外力全部消失,球将沿水平方向做匀速直线运动
4. 下列实例不能说明流体压强与流速的关系的是( )
A. 大型运输机运-20升空
B. 向两张纸中间吹气,纸张靠拢
C. 用吸管吸饮料
D. 向B管吹气,可将杯中的水“吸”上来并喷出
5. 如图所示,这是托里拆利实验的示意图,下列说法错误的是( )
A. 托里拆利实验最早测定了大气压强的值
B. 若在玻璃管顶部戳一小孔,管内水银将从顶部喷出
C. 若用水来做托里拆利实验,则管内外水面高度差会大于760mm
D. 若将玻璃管由竖直变为倾斜,则管内外水银面的高度差不变
6. 如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
A. 容器对桌面的压力:F甲>F乙
B. 液体的密度:ρ甲<ρ乙
C. 液体对容器底部的压强:p甲>p乙
D. 容器对桌面的压强:p甲′=p乙′
7. 如图甲所示,小车在水平方向上受到拉力和的作用,拉力和的大小随时间变化的图像如图乙、丙所示,小车的速度随时间变化的图像如图丁所示。下列分析正确的是( )
A. 0~2s内,小车受到的合力大小为1N
B. t=3s时,小车受到的摩擦力大小为1.5N
C. 4~6s内,若桌面变得绝对光滑,小车将做匀速直线运动
D. t=7s时,小车受到的合力大小是4N,合力方向水平向右
二、填空题:本大题共7小题。
8. 2025 年世界羽毛球锦标赛于8月31日在巴黎落幕。中国羽毛球队实现五个单项全部进入决赛,拿下男单和女双冠军。比赛中,运动员用球拍击打羽毛球后,羽毛球高速飞出,说明力可以改变物体的___________;击出的羽毛球能在空中继续飞行,是由于羽毛球具有___________;羽毛球最终会落到地面上,是由于受到___________的作用。
9. 如图所示,甲、乙两幅图出自中国古代科技著作《天工开物》。图甲“赶稻及菽”中,牛拉石碾匀速转动时,此过程中石碾受到___________(选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。图乙“泥造砖坯”中,砖坯静止在水平地面上时,砖坯对地面的压力的受力物体是___________,砖坯所受的重力与___________是一对平衡力。
10. 一名质量为60kg的跳伞运动员从飞机上跳下,运动员所受的重力为___________N;打开降落伞之前,运动员竖直下降,所受的空气阻力为200 N,则运动员所受的合力为___________N,方向为___________。(g取10N/ kg)
11. 我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程。如图甲所示,三峡大坝做成上窄下宽的形状是因为______________________。轮船从上游驶往下游要通过船闸,如图乙所示,船闸利用了___________原理,请再列举一个生活中应用该原理的实例:___________。
12. 物块甲的质量为2kg,物块乙的质量为1kg,现将乙放在甲上,若甲的底面积为200cm2,乙的底面积为100cm2,则乙对甲的压强为_______Pa,甲对水平地面的压力为_______N,甲对水平地面的压强为________Pa。(g取10N/kg)
13. 如图甲所示,在高为0.1m的容器内装满水并密封,水对容器底部的压强为_______Pa;若将该容器倒置,如图乙所示,此时容器底部受到的压强与甲图相比将___________,容器底部受到的压力与甲图相比将_______(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10N/kg,)
14. 如图所示,取一根横截面积为1cm2的直筒塑料管,在其底部扎上轻质橡皮膜后向管内倒入18g的水,使它竖直静止于某液体中,观察到橡皮膜恰好变平时管外液面比管内液面低8cm。管外液体的密度_________(选填“大于”或“小于”)水的密度,水对直筒塑料管底部橡皮膜的压力为_______N,管外液体对橡皮膜产生的压强大小为_______Pa。
三、作图题
15.
(1)小明利用椅子做俯卧撑,如图所示。请画出小明脚蹬水平地面时鞋底受到的摩擦力f 的示意图。
(2)如图所示,重为2N的茶杯静止在斜面上,茶杯对斜面的压力大小为1N,请画出茶杯对斜面的压力示意图。
(3)如图甲所示,可爱的海豚顶着篮球,篮球处于静止状态。若用图乙中的黑点表示篮球,请在图乙中画出篮球的受力示意图。
四、实验题:本大题共3小题。
16. 亲爱的同学,请你运用所学的物理知识解答下列问题。
(1)如图1所示,弹簧测力计的示数为________N。如图2所示,气压计的示数为________Pa。
(2)用力捏如图3甲所示的玻璃瓶,观察到细管中的液面上升,说明________;拿着如图3乙所示的瓶子从一楼坐电梯到二十楼,细管中的液面会________,说明大气压强随海拔的升高而________。
(3)如图4所示,比较甲、乙两图可得出结论:________,压力的作用效果越明显。请列举一个生产生活中应用该结论的实例:________。
17. 同学们在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”时,猜想滑动摩擦力大小可能与接触面所受的压力和接触面的粗糙程度有关,实验器材有表面粗糙程度不同的长木板三块、长方体木块和弹簧测力计各一个、质量相同的钩码若干。
(1)在水平木板上拉动木块做匀速直线运动,图甲中弹簧测力计的示数为___________N。
(2)在探究“滑动摩擦力大小与接触面所受压力是否有关”时,可以通过改变___________来改变接触面所受压力的大小。
(3)如图甲、乙、丙所示,在粗糙程度不同的木板上做实验,观察到弹簧测力计的示数,可以得出的结论是:___________。
(4)有同学还猜想滑动摩擦力大小与接触面的材料有关,同学们经过讨论认为利用本实验的方法很难验证这个猜想,原因是当改变接触面的材料时,难以控制___________相同。
(5)完成实验后,同学们对实验进行了改进,如图丁所示。水平拉动木板向左运动,木块保持静止时,弹簧测力计的示数为3N。若水平向左拉动木板的力F=5N,则木块受到的摩擦力方向为水平向___________(选填“左”或“右”),木板与木块之间的摩擦力大小为___________N。
18. 如图1所示,小明用压强计探究“影响液体内部压强大小的因素”。
(1)压强计中的U形管___________(选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)本实验中,通过观察U形管两侧液面的高度差来比较液体压强的大小,这种方法称为___________法。
(3)如果所用的压强计U形管中可选择装入染色的酒精、水以及水银中的一种液体,已知,为了使实验现象更明显,小明应该选择_______装入U形管。实验前发现U形管中两边液面不相平,下一步操作是_______(选填字母)。
A.将多的那边液体倒出 B.拔掉软管重新安装
(4)比较图1中的乙、丙两图,得到的结论是___________。
(5)比较图1中的___________两图,发现液体内部的压强与液体密度有关。
【拓展】
(6)小明用如图2所示的装置测量未知液体的密度,在容器左侧加入适量水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平。他测量了以下物理量:
a.右侧待测液体液面到容器底的深度;
b.左侧水面到容器底的深度;
c.容器底到橡皮膜中心的深度。
请你推导出待测液体密度的表达式为____________(用测量的物理量和表示)
五、计算题:本大题共2小题。
19. 如图所示,牦牛被誉为“高原之舟”,其在草原、山地等环境中的活动蕴含诸多物理知识。已知某头牦牛的质量为500kg,每只脚掌与水平地面的接触面积为0.02m²,g取10N/kg。(可认为牦牛的四只脚掌大小相同)
(1)求该牦牛受到的重力。
(2)求该牦牛四脚站立时对水平地面的压强。
20. 如图所示,底面积为的薄壁L形容器(A端开口、B端封闭)内盛有体积为的水,已知B端顶面受到水的压强为1000Pa,A端内液面距容器底25cm。(,g取10N/kg)求:
(1)容器内水的质量。
(2)B端到容器底的高度。
(3)容器底受到水的压力。
六、综合能力题:本大题共3小题。
21. 小红陪奶奶就医时,看见如图甲所示的竖直放置的静脉输液装置,观察到输液管口的液体一滴一滴地往下滴,于是她提出:输液管口处液体流出的速度与哪些因素有关?
【猜想】猜想1:与输液瓶内液面高低有关。
猜想2:与输液管的内径有关。
【证据】为验证上述猜想,她准备了如下器材进行探究:铁架台、锥形瓶、量杯、双孔软木塞、橡胶软管、弹簧夹、秒表以及4根粗细均匀的玻璃管(a管长20cm、横截面积为,b管长20cm、横截面积为,c管长25cm、横截面积为,d管长5cm)。探究过程如下:
(1)如图乙所示,锥形瓶中装有红色的水,a、d管通过双孔软木塞插入瓶中,两管上方管口接近瓶口并齐平,a管下端放入量杯中,d管下端套有橡胶软管,并用弹簧夹夹住,装置竖直放置。
松开弹簧夹,水从a管口流出,用秒表测出量杯中的水分别达到20mL、40mL、60mL、80mL、100mL水位时的时间t,数据记录在表1中。
表1
量杯中水的体积V/mL
0
20
40
60
80
100
时间t/s
0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
①依据所测数据,在图丙中画出量杯中水的体积V与时间t的关系图像________;
②每秒从a管口流出的水量是________mL,a管口处水流出的速度为________m/s。(温馨提示:水流速度公式,Q表示水的流量,S表示水管的横截面积)
【解释】
(2)将a管换成b管,重复步骤(1)的操作,将所测数据记录在表2中。
表2
量杯中水的体积V/mL
0
20
40
60
80
100
时间t/s
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
分析表1中的数据可知:相同时间内管口处流出的水量________,即管口处水流出的速度与输液瓶内液面高低________(选填“有关”或“无关”)。
(3)分析表1和表2的数据,可以得到的结论:管口处水流出的速度与管子内径________(选填“有关”或“无关”)。
【交流】
(4)小明提出,可以记录每秒流出水的体积,从而计算流速大小,这样更方便,你觉得________(选填“小红”或“小明”)的方案更合理。
22. 中学生常用的中性笔笔帽上的小孔,是守护青少年安全的关键设计,核心作用是防止误吞笔帽时发生窒息危险,因此被形象地称为“救命孔”(如图甲、乙所示)。青少年处于活泼好动的成长阶段,书写时可能因好奇或疏忽将笔帽含在口中,一旦不慎吞咽,笔帽易堵塞呼吸道。而这个小孔能在危急时刻保留通气通道,为救援争取宝贵时间,无数案例已证实其在紧急情况下的作用和价值。
为强化防护效果,国家专门制定强制性标准,明确书写笔、记号笔、修正笔和水彩笔的笔帽要满足以下三项规定:1。笔帽整体尺寸足够大,从根源上避免被轻易吞咽;2。笔帽上需要有一个横截面积
至少为××平方毫米的通气小孔;3。笔帽小孔的最小通气量不低于确保通气效率。该标准覆盖常用笔类,从设计源头筑牢安全防线,彰显了对青少年健康的细致呵护与制度保障。
(1)中性笔上手握的位置有一层橡胶是为了___________笔与手之间的摩擦,中性笔的笔尖装有滚珠是为了___________摩擦;(均选填“增大”或“减小”)
(2)医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是:急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压,从而排出异物,这种方法被称为“生命的拥抱”。此方法的科学原理是:一定温度下,一定质量的气体体积变小时,压强________(选填“增大”或“减小”),这一情况与________(选填“吸气”或“呼气”)时人体肺部压强的变化情况一样;
(3)中性笔笔帽上的小孔会使笔帽内外的气压___________(选填“相同”或“不同”),摘笔帽时更容易;
(4)若不小心吞入笔帽,人体在用力吸气时通过该笔帽通气孔的气体平均流速可达20m/s。为确保生命安全,人体与外界通气量要达到国标要求的最小通气量,则通气孔的横截面积至少为_________mm2。
23. 在生产生活中,人们常用抽水机将水从低处抽到高处。其中有一种活塞式抽水机,利用人力反复提压手柄就可以抽水。物理学习兴趣小组某次活动的主题是了解并制作简易活塞式抽水机。
【任务一】了解活塞式抽水机的工作原理
如图1所示,这是活塞式抽水机的工作原理示意图。其中,活塞跟筒壁紧密接触,但是可以上下滑动,A、B是只能向上开启的阀门。若提起活塞,阀门A受到大气压的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,气压小于外界的大气压,于是低处的水因受到大气压的作用而推开阀门B进入圆筒(如图1甲所示);当压下活塞时,阀门B因被水压下而关闭,水受阻不能向下流动,于是冲开阀门A进入圆筒的上部(如图1乙所示);再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从出水管流出。与此同时,低处的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒(如图1丙所示)。这样,活塞不停地上下移动,水就从出水口连续不断地流出。
(1)下列器具在使用中运用的原理与活塞式抽水机的工作原理不同的是___________。
A. 离心式水泵 B. 吸盘挂钩 C. 拔火罐 D. 注射器注射药液
【任务二】制作简易活塞式抽水机
学习小组利用空洗涤剂瓶子、筷子、塑料片、玻璃球、塑料管、胶水、开孔器等材料自己动手做一个简易活塞式抽水机,如图2所示。
(2)根据所学知识分析:把这个活塞式抽水机放在山顶抽水,和在山脚下抽水相比,在山顶抽水可将水提升的最大高度将___________(选填“变小”“变大”或“不变”)。
【任务三】拓展分析
(3)学习小组想用该抽水机、弹簧测力计和刻度尺测量当地的大气压强,如图3所示。他们先用刻度尺测出洗涤剂瓶子瓶身的直径为d,再用橡皮膜堵住下端进水口,在活塞下面注满水,并将抽水机在水平方向固定好。当弹簧测力计拉着活塞刚刚移动时,记下其示数为F。
①当地的大气压强p=___________(用所测的物理量表示)。
②该结果与真实值相比将___________(选填“偏大”或“偏小”),原因是___________。
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兴宁市宋声学校八年级中段考物理试卷
一、选择题:本大题共7小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示的情景中,为了减小压强的是( )
A. 北极熊趴在冰面上爬过薄冰
B. 切蛋器上的不锈钢丝做得很细
C. 篆刻刀的刀口做得很锋利
D. 压路机的碾盘做得很重
【答案】A
【解析】
【详解】A.北极熊趴在冰面上,自身重力(压力)不变,通过增大与冰面的接触面积减小压强,避免冰面破裂,故A符合题意;
B.切蛋器不锈钢丝做得很细,是压力一定时减小受力面积,增大压强,故B不符合题意;
C.篆刻刀刀口做得锋利,是压力一定时减小受力面积,增大压强,故C不符合题意;
D. 压路机碾盘做得很重,是受力面积一定时增大压力,增大压强,故D不符合题意。
故选A。
2. 下列有关惯性的说法正确的是( )
A. 拍打刚晒过的被子,灰尘脱落,利用了被子的惯性
B. 足球向前滚动时越滚越慢,是因为足球受到的阻力大于足球的惯性
C. 百米运动员冲到终点时不能立刻停下来,是由于运动员具有惯性
D. 高速飞行的子弹穿入木头后静止,子弹的惯性就消失了
【答案】C
【解析】
【详解】A.拍打刚晒过的被子,被子运动,被子上的灰尘由于惯性要保持原来的静止状态,在重力的作用下掉在地上,利用了灰尘的惯性,故A错误;
B.足球越滚越慢是因为阻力改变了足球的运动状态,惯性是物体的一种属性,阻力是力,两者是不同的概念,无法进行比较,故B错误;
C.百米运动员到达终点时不能立刻停下来,是因为运动员具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故C正确;
D.任何物体都具有惯性,高速飞行的子弹穿入木头后静止,子弹仍具有惯性,故D错误。
故选C。
3. 2025年8月23日,我国运动员在2025年世界乒乓球职业大联盟(WTT)欧洲大满贯赛瑞典站女子双打决赛中夺得冠军。下列说法正确的是( )
A. 球拍击打乒乓球的力是由乒乓球发生弹性形变产生的
B. 球拍击球时,乒乓球对球拍的力和球拍对乒乓球的力是一对平衡力
C. 击打乒乓球的不同部位,球的旋转方向不同,说明力的作用效果与力的大小有关
D. 球被水平击出后,若球所受的外力全部消失,球将沿水平方向做匀速直线运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.球拍击打乒乓球的力是由球拍发生弹性形变产生的,故A错误;
B.物体间力的作用是相互的,球拍击球时,球拍对球的力与球对球拍的力是一对相互作用力,故B错误;
C.击打球的不同部位,球的旋转方向不同,说明力的作用效果与力的作用点有关,故C错误;
D.球被水平击出后,在水平方向上有速度,若球所受的外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,球将沿水平方向做匀速直线运动,故D正确。
故选D。
4. 下列实例不能说明流体压强与流速的关系的是( )
A. 大型运输机运-20升空
B. 向两张纸中间吹气,纸张靠拢
C. 用吸管吸饮料
D. 向B管吹气,可将杯中的水“吸”上来并喷出
【答案】C
【解析】
【详解】A.运输机机翼上凸下平,飞行时机翼上方空气流速大、压强小,下方流速小、压强大,产生向上的升力,能用流体压强与流速的关系解释,故A不符合题意;
B.向两张纸中间吹气,纸中间空气流速变大、压强变小,小于纸外侧的大气压,将纸张压向中间,能用流体压强与流速的关系解释,故B不符合题意;
C.用吸管吸饮料是利用了大气压,吸走吸管内空气后,管内气压减小,外界大气压将饮料压入吸管进入口中,不能说明流体压强与流速的关系,故C符合题意;
D.向B管吹气,A管上端空气流速变大、压强减小,小于烧杯水面的大气压,水在大气压作用下沿A管上升被喷出,能用流体压强与流速的关系解释,故D不符合题意。
故选C。
5. 如图所示,这是托里拆利实验的示意图,下列说法错误的是( )
A. 托里拆利实验最早测定了大气压强的值
B. 若在玻璃管顶部戳一小孔,管内水银将从顶部喷出
C. 若用水来做托里拆利实验,则管内外水面高度差会大于760mm
D. 若将玻璃管由竖直变为倾斜,则管内外水银面的高度差不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.托里拆利实验是物理学史上第一个精确测量大气压强值的实验。他证明了大气压强的大小约等于760mm高的水银柱所产生的压强,故A正确;
B.在托里拆利实验中,玻璃管顶部是真空,管内的水银柱是由外界大气压强从水银槽液面向上支撑的。如果在管顶戳一个小孔,空气就会进入管内,使得管内水银柱上方的压强变为大气压强。此时,管内外水银面都受到大气压强的作用,在重力的作用下,管内的水银会下降,直到管内外的水银面相平为止,故B错误;
C.根据液体压强公式,大气压强可以支撑一定高度的液柱,即
因此,水柱的高度 ,由于水银的密度远大于水的密度,大约是水的13.6倍,所以支撑的水柱高度也大约是水银柱高度的13.6倍,即
这个高度远大于760mm,故C正确;
D.液体压强的大小取决于液体的密度和竖直深度(高度),与容器的形状或倾斜角度无关。大气压强支撑的是水银柱的竖直高度。当玻璃管倾斜时,虽然管内水银柱的长度会增加,但其竖直高度(即管内外水银面的垂直距离)保持不变,故D正确。
本题选择描述错误的,故选B。
6. 如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
A. 容器对桌面的压力:F甲>F乙
B. 液体的密度:ρ甲<ρ乙
C. 液体对容器底部的压强:p甲>p乙
D. 容器对桌面的压强:p甲′=p乙′
【答案】CD
【解析】
【详解】AD.水平桌面上,甲乙两个容器中两种液体质量相等,则重力相等,容器底面积和质量相同,故甲乙两个容器对桌面的压力相等,即F甲=F乙,则容器对桌面的压强,故A错误,D正确;
B.因为甲乙两个容器底面积相同,液体的深度相同,乙容器中液体的体积大于甲容器中液体的体积,因为质量相同,根据得,ρ甲>ρ乙,故B错误;
C.两容器中液体的深度相同,ρ甲>ρ乙,根据p=ρgh知,液体对杯底的压强,故C正确。
故选CD。
7. 如图甲所示,小车在水平方向上受到拉力和的作用,拉力和的大小随时间变化的图像如图乙、丙所示,小车的速度随时间变化的图像如图丁所示。下列分析正确的是( )
A. 0~2s内,小车受到的合力大小为1N
B. t=3s时,小车受到的摩擦力大小为1.5N
C. 4~6s内,若桌面变得绝对光滑,小车将做匀速直线运动
D. t=7s时,小车受到的合力大小是4N,合力方向水平向右
【答案】B
【解析】
【分析】本题是运动和力的关系的综合分析应用。分析时先根据运动图像确定运动状态,结合力的变化图像以及力的方向判断物体运动方向和受力情况,从而分析得出结论,另外要注意滑动摩擦力的影响因素。
【详解】A.根据图丁,内,小车速度为0,处于静止状态。根据牛顿第一定律,物体静止时所受合力为零,故A错误;
B.由图丁可知,在内,小车做匀速直线运动,处于平衡状态,合力为零。由图乙和丙可知,此时小车受到向左的拉力 ,向右的拉力,所以滑动摩擦力方向向右,根据平衡条件,可得
由图丁可知,2~4s内物体做变速运动,根据乙和丙知,向左的拉力 ,向右的拉力,所以物体向左做加速直线运动,此时物体对桌面的压力和粗糙程度不变,因此滑动摩擦力大小不变,即仍为1.5N,故B正确;
C.在内,若桌面绝对光滑,则摩擦力 ,小车受到的合力为
方向水平向左。因为合力不为零,小车将做变速直线运动,故C错误;
D.由图丁可知,6~8s内物体做减速运动,物体对桌面的压力和粗糙程度不变,因此滑动摩擦力大小不变,即仍为1.5N,方向向右,由图乙和丙知,此时拉力 ,向右的拉力,所以合力大小
方向水平向右,故D错误。
故选B。
二、填空题:本大题共7小题。
8. 2025 年世界羽毛球锦标赛于8月31日在巴黎落幕。中国羽毛球队实现五个单项全部进入决赛,拿下男单和女双冠军。比赛中,运动员用球拍击打羽毛球后,羽毛球高速飞出,说明力可以改变物体的___________;击出的羽毛球能在空中继续飞行,是由于羽毛球具有___________;羽毛球最终会落到地面上,是由于受到___________的作用。
【答案】 ①. 运动状态 ②. 惯性 ③. 重力
【解析】
【详解】羽毛球经球拍击打后,由静止变为高速运动,运动状态发生改变,说明力可以改变物体的运动状态;击出的羽毛球能在空中继续飞行,是因为它具有惯性,可以维持原本向前的运动状态;地面附近的所有物体都会受到竖直向下的重力作用,羽毛球在重力的作用下,最终会落到地面。
9. 如图所示,甲、乙两幅图出自中国古代科技著作《天工开物》。图甲“赶稻及菽”中,牛拉石碾匀速转动时,此过程中石碾受到___________(选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。图乙“泥造砖坯”中,砖坯静止在水平地面上时,砖坯对地面的压力的受力物体是___________,砖坯所受的重力与___________是一对平衡力。
【答案】 ①. 非平衡力 ②. 地面 ③. 地面对砖坯的支持力
【解析】
【9题详解】
牛拉石碾做“匀速转动”。虽然速度的大小不变,但石碾的运动方向在时刻改变,即运动状态一直发生变化,如果物体受到的是平衡力,它将保持静止或匀速直线运动状态。因此,石碾受到的是非平衡力的作用。
力是物体对物体的作用。“砖坯对地面的压力”,施力物体是“砖坯”,而承受这个力的物体是“地面”。
图乙中,砖坯静止在水平地面上,处于平衡状态。此时,砖坯在竖直方向上受到两个力的作用:一个是地球施加的竖直向下的重力,另一个是地面施加的竖直向上的支持力。这两个力作用在同一个物体(砖坯)上,大小相等,方向相反,并且在同一直线上,符合二力平衡的条件。
10. 一名质量为60kg的跳伞运动员从飞机上跳下,运动员所受的重力为___________N;打开降落伞之前,运动员竖直下降,所受的空气阻力为200 N,则运动员所受的合力为___________N,方向为___________。(g取10N/ kg)
【答案】 ①. 600 ②. 400 ③. 竖直向下
【解析】
【详解】运动员所受的重力为
打开降落伞之前,运动员受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力,二力方向相反,合力大小为
由于重力大小大于空气阻力大小,合力方向与较大的重力方向一致,即竖直向下。
11. 我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程。如图甲所示,三峡大坝做成上窄下宽的形状是因为______________________。轮船从上游驶往下游要通过船闸,如图乙所示,船闸利用了___________原理,请再列举一个生活中应用该原理的实例:___________。
【答案】 ①. 液体压强随深度增加而增大 ②. 连通器 ③. 茶壶
【解析】
【11题详解】
三峡大坝拦截了长江水,大坝的不同深度处受到的水的压强是不同的。大坝底部的水深最大,因此承受的水的压强也最大。为了保证大坝结构的安全和稳定,能够承受住底部巨大的水压,大坝需要修建得下宽上窄。
连通器是指上端开口、下部相连通的容器。船闸的闸室与上游或下游的水道通过阀门控制,可以构成一个连通器。通过打开或关闭阀门,调节闸室内的水位,使其与上游或下游水位齐平,从而让船只顺利通过。
生活中应用连通器原理的例子很多。如茶壶(壶身和壶嘴构成连通器)、锅炉水位计、下水道的U形存水弯等。
12. 物块甲的质量为2kg,物块乙的质量为1kg,现将乙放在甲上,若甲的底面积为200cm2,乙的底面积为100cm2,则乙对甲的压强为_______Pa,甲对水平地面的压力为_______N,甲对水平地面的压强为________Pa。(g取10N/kg)
【答案】 ①. 1000 ②. 30 ③. 1500
【解析】
【详解】乙对甲的压力等于乙的重力
则乙对甲的压强
甲对地面的压力等于甲、乙的总重力
则甲对水平地面的压强
13. 如图甲所示,在高为0.1m的容器内装满水并密封,水对容器底部的压强为_______Pa;若将该容器倒置,如图乙所示,此时容器底部受到的压强与甲图相比将___________,容器底部受到的压力与甲图相比将_______(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10N/kg,)
【答案】 ①. ②. 不变 ③. 变小
【解析】
【详解】根据液体压强公式,水对容器底部的压强为
容器倒置以后,液体密度和深度不变,故容器底部受到的压强不变;根据,压强p相同,受力面积S越小,压力F越小,故乙图容器底部受到的压力与甲图相比将变小。
14. 如图所示,取一根横截面积为1cm2的直筒塑料管,在其底部扎上轻质橡皮膜后向管内倒入18g的水,使它竖直静止于某液体中,观察到橡皮膜恰好变平时管外液面比管内液面低8cm。管外液体的密度_________(选填“大于”或“小于”)水的密度,水对直筒塑料管底部橡皮膜的压力为_______N,管外液体对橡皮膜产生的压强大小为_______Pa。
【答案】 ①. 大于 ②. 0.18 ③. 1800
【解析】
【详解】橡皮膜变平时,管内外压强相等,即 ,由可知,题目中管外液面比管内液面低,要使压强相等,必须满足 因此,管外液体的密度大于水的密度。
水的质量,所以水对橡皮膜的压力等于水的重力
橡皮膜变平时,管内外压强相等,因此液体对橡皮膜的压强等于水对橡皮膜的压强。水的体积
管内水深
水的压强
三、作图题
15.
(1)小明利用椅子做俯卧撑,如图所示。请画出小明脚蹬水平地面时鞋底受到的摩擦力f 的示意图。
(2)如图所示,重为2N的茶杯静止在斜面上,茶杯对斜面的压力大小为1N,请画出茶杯对斜面的压力示意图。
(3)如图甲所示,可爱的海豚顶着篮球,篮球处于静止状态。若用图乙中的黑点表示篮球,请在图乙中画出篮球的受力示意图。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小明脚蹬水平地面时,鞋底相对于地面有向左运动的趋势,所以鞋底受到地面的摩擦力水平向右。
【小问2详解】
茶杯对斜面的压力的受力物体为斜面,故作用点应画在斜面上,压力的方向垂直于斜面,且大小为1N。
【小问3详解】
篮球处于静止状态,篮球的受力情况为竖直向下的重力与竖直向上的支持力。
四、实验题:本大题共3小题。
16. 亲爱的同学,请你运用所学的物理知识解答下列问题。
(1)如图1所示,弹簧测力计的示数为________N。如图2所示,气压计的示数为________Pa。
(2)用力捏如图3甲所示的玻璃瓶,观察到细管中的液面上升,说明________;拿着如图3乙所示的瓶子从一楼坐电梯到二十楼,细管中的液面会________,说明大气压强随海拔的升高而________。
(3)如图4所示,比较甲、乙两图可得出结论:________,压力的作用效果越明显。请列举一个生产生活中应用该结论的实例:________。
【答案】(1) ①. 3.8 ②.
(2) ①. 力可以改变物体的形状 ②. 上升 ③. 减小
(3) ①. 当压力一定时,物体的受力面积越小 ②. 菜刀的刀刃磨得很薄
【解析】
【小问1详解】
弹簧测力计分度值为0.2N,指针指向3.8N刻度处,因此示数为3.8N;气压计单位为,指针指向0.2,因此示数为
【小问2详解】
用力捏玻璃瓶,玻璃瓶发生形变,容积减小,因此细管中液面上升,说明力可以改变物体的形状;拿着气压瓶从一楼到二十楼,海拔升高,外界大气压减小,瓶内气压不变,会将液体压入细管,因此细管液面上升,说明大气压强随海拔升高而减小。
【小问3详解】
图4甲、乙中,压力大小相同,甲的受力面积更小,海绵的凹陷程度更大,因此得出结论:当压力一定时,物体的受力面积越小,压力的作用效果越明显;生活中利用该结论实例有:菜刀磨锋利、图钉尖做的很细等。
17. 同学们在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”时,猜想滑动摩擦力大小可能与接触面所受的压力和接触面的粗糙程度有关,实验器材有表面粗糙程度不同的长木板三块、长方体木块和弹簧测力计各一个、质量相同的钩码若干。
(1)在水平木板上拉动木块做匀速直线运动,图甲中弹簧测力计的示数为___________N。
(2)在探究“滑动摩擦力大小与接触面所受压力是否有关”时,可以通过改变___________来改变接触面所受压力的大小。
(3)如图甲、乙、丙所示,在粗糙程度不同的木板上做实验,观察到弹簧测力计的示数,可以得出的结论是:___________。
(4)有同学还猜想滑动摩擦力大小与接触面的材料有关,同学们经过讨论认为利用本实验的方法很难验证这个猜想,原因是当改变接触面的材料时,难以控制___________相同。
(5)完成实验后,同学们对实验进行了改进,如图丁所示。水平拉动木板向左运动,木块保持静止时,弹簧测力计的示数为3N。若水平向左拉动木板的力F=5N,则木块受到的摩擦力方向为水平向___________(选填“左”或“右”),木板与木块之间的摩擦力大小为___________N。
【答案】(1)2.6 (2)在木块上加放钩码
(3)压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
(4)接触面粗糙程度 (5) ①. 左 ②. 3
【解析】
【小问1详解】
由图可知弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.6N,木块所受滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力,故此时木块所受的滑动摩擦力等于2.6N。
【小问2详解】
在水平台面上的物体对台面的压力大小等于物体总重力,因此可以通过改变放在木块上的钩码的数量来改变接触面所受压力的大小。
【小问3详解】
甲、乙、丙三种情况下,接触面越来越粗糙,对应弹簧测力计示数越大,即摩擦力越来越大,即接触面所受的压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
【小问4详解】
根据控制变量法的要求,探究与材料的关系时需要保持压力和接触面粗糙程度不变。而接触面的材料不同时,接触面的粗糙程度也会发生改变,因此当改变接触面的材料时,难以控制接触面的粗糙程度相同。
【小问5详解】
拉动木板时,木块在滑动摩擦力和弹簧测力计拉力作用下保持静止状态,弹簧测力计拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反,所以,木块受到的摩擦力方向为水平向左,木板与木块之间的摩擦力大小为3N。
18. 如图1所示,小明用压强计探究“影响液体内部压强大小的因素”。
(1)压强计中的U形管___________(选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)本实验中,通过观察U形管两侧液面的高度差来比较液体压强的大小,这种方法称为___________法。
(3)如果所用的压强计U形管中可选择装入染色的酒精、水以及水银中的一种液体,已知,为了使实验现象更明显,小明应该选择_______装入U形管。实验前发现U形管中两边液面不相平,下一步操作是_______(选填字母)。
A.将多的那边液体倒出 B.拔掉软管重新安装
(4)比较图1中的乙、丙两图,得到的结论是___________。
(5)比较图1中的___________两图,发现液体内部的压强与液体密度有关。
【拓展】
(6)小明用如图2所示的装置测量未知液体的密度,在容器左侧加入适量水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平。他测量了以下物理量:
a.右侧待测液体液面到容器底的深度;
b.左侧水面到容器底的深度;
c.容器底到橡皮膜中心的深度。
请你推导出待测液体密度的表达式为____________(用测量的物理量和表示)
【答案】(1)不属于 (2)转换
(3) ①. 酒精 ②. B
(4)同种液体,深度越深,内部压强越大
(5)丙、丁 (6)
【解析】
【小问1详解】
连通器的定义是上端开口、底部互相连通的容器,压强计的U形管一端是密闭的,不符合连通器的定义,因此不属于连通器。
【小问2详解】
将不易直接测量的液体压强,转换为观察U形管液面高度差来比较压强大小,这种方法叫做转换法。
【小问3详解】
根据公式,当橡皮膜受到的压强相同时,U形管内液体密度越小,液面高度差越大,实验现象越明显,因此选择密度最小的酒精;
若U形管初始液面不平,说明管内气压和大气压不相等,需要拔掉软管重新安装,使U形管两端都通大气,让液面相平,因此选B。
【小问4详解】
乙、丙两图控制了液体密度相同,改变了金属盒的深度,深度越大U形管液面高度差越大,因此得到结论:液体密度相同时,液体深度越大,液体内部压强越大。
【小问5详解】
探究液体压强和液体密度的关系,需要控制金属盒深度相同,改变液体密度,因此选择深度相同、密度不同的丙、丁两图。
【小问6详解】
橡皮膜变平时,橡皮膜两侧压强相等。水在橡皮膜处的深度为,待测液体在橡皮膜处的深度为,根据压强相等:
整理得到待测液体密度
五、计算题:本大题共2小题。
19. 如图所示,牦牛被誉为“高原之舟”,其在草原、山地等环境中的活动蕴含诸多物理知识。已知某头牦牛的质量为500kg,每只脚掌与水平地面的接触面积为0.02m²,g取10N/kg。(可认为牦牛的四只脚掌大小相同)
(1)求该牦牛受到的重力。
(2)求该牦牛四脚站立时对水平地面的压强。
【答案】(1)5000N
(2)
【解析】
【小问1详解】
牦牛的重力
【小问2详解】
牦牛水平站立时,对地面的压力等于自身重力,即
每只脚掌接触面积,四只脚总接触面积为
对水平地面的压强
20. 如图所示,底面积为的薄壁L形容器(A端开口、B端封闭)内盛有体积为的水,已知B端顶面受到水的压强为1000Pa,A端内液面距容器底25cm。(,g取10N/kg)求:
(1)容器内水的质量。
(2)B端到容器底的高度。
(3)容器底受到水的压力。
【答案】(1)1kg (2)15cm
(3)25N
【解析】
【小问1详解】
根据得容器内水的质量为
【小问2详解】
根据得B端顶面到A端液面的竖直高度
所以B端到容器底的高度
【小问3详解】
容器底受到水的压强
根据得容器底受到水的压力
六、综合能力题:本大题共3小题。
21. 小红陪奶奶就医时,看见如图甲所示的竖直放置的静脉输液装置,观察到输液管口的液体一滴一滴地往下滴,于是她提出:输液管口处液体流出的速度与哪些因素有关?
【猜想】猜想1:与输液瓶内液面高低有关。
猜想2:与输液管的内径有关。
【证据】为验证上述猜想,她准备了如下器材进行探究:铁架台、锥形瓶、量杯、双孔软木塞、橡胶软管、弹簧夹、秒表以及4根粗细均匀的玻璃管(a管长20cm、横截面积为,b管长20cm、横截面积为,c管长25cm、横截面积为,d管长5cm)。探究过程如下:
(1)如图乙所示,锥形瓶中装有红色的水,a、d管通过双孔软木塞插入瓶中,两管上方管口接近瓶口并齐平,a管下端放入量杯中,d管下端套有橡胶软管,并用弹簧夹夹住,装置竖直放置。
松开弹簧夹,水从a管口流出,用秒表测出量杯中的水分别达到20mL、40mL、60mL、80mL、100mL水位时的时间t,数据记录在表1中。
表1
量杯中水的体积V/mL
0
20
40
60
80
100
时间t/s
0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
①依据所测数据,在图丙中画出量杯中水的体积V与时间t的关系图像________;
②每秒从a管口流出的水量是________mL,a管口处水流出的速度为________m/s。(温馨提示:水流速度公式,Q表示水的流量,S表示水管的横截面积)
【解释】
(2)将a管换成b管,重复步骤(1)的操作,将所测数据记录在表2中。
表2
量杯中水的体积V/mL
0
20
40
60
80
100
时间t/s
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
分析表1中的数据可知:相同时间内管口处流出的水量________,即管口处水流出的速度与输液瓶内液面高低________(选填“有关”或“无关”)。
(3)分析表1和表2的数据,可以得到的结论:管口处水流出的速度与管子内径________(选填“有关”或“无关”)。
【交流】
(4)小明提出,可以记录每秒流出水的体积,从而计算流速大小,这样更方便,你觉得________(选填“小红”或“小明”)的方案更合理。
【答案】(1) ①. ②. 10 ③. 1
(2) ①. 相同 ②. 无关
(3)无关 (4)小明
【解析】
【小问1详解】
根据表中数据,描出对应的时间和水的体积,然后连线,据此作图。
根据表中数据可知,每秒钟从a管口流出的水量为
即每秒钟从a管口流出的水量为10mL;
a管口处水流出的速度
【小问2详解】
分析表中的数据,结合描出的图像可知,每秒钟流出的水量是相同的,即管口处水流出的速度与输液瓶内液面高低无关。
【小问3详解】
每秒钟从b管口流出的水量为
b管口处水流出的速度大小
b管口处水流出的速度大小等于a管口处水流出的速度大小,说明管口处水流出的速度大小与管子内径无关。
【小问4详解】
小明记录每秒流出水的体积,从而计算流速大小,这种方法直接、量化,能更精确地反映流速的大小,也方便对比不同条件下的流速差异。故小明的方案更合理。
22. 中学生常用的中性笔笔帽上的小孔,是守护青少年安全的关键设计,核心作用是防止误吞笔帽时发生窒息危险,因此被形象地称为“救命孔”(如图甲、乙所示)。青少年处于活泼好动的成长阶段,书写时可能因好奇或疏忽将笔帽含在口中,一旦不慎吞咽,笔帽易堵塞呼吸道。而这个小孔能在危急时刻保留通气通道,为救援争取宝贵时间,无数案例已证实其在紧急情况下的作用和价值。
为强化防护效果,国家专门制定强制性标准,明确书写笔、记号笔、修正笔和水彩笔的笔帽要满足以下三项规定:1。笔帽整体尺寸足够大,从根源上避免被轻易吞咽;2。笔帽上需要有一个横截面积
至少为××平方毫米的通气小孔;3。笔帽小孔的最小通气量不低于确保通气效率。该标准覆盖常用笔类,从设计源头筑牢安全防线,彰显了对青少年健康的细致呵护与制度保障。
(1)中性笔上手握的位置有一层橡胶是为了___________笔与手之间的摩擦,中性笔的笔尖装有滚珠是为了___________摩擦;(均选填“增大”或“减小”)
(2)医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是:急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压,从而排出异物,这种方法被称为“生命的拥抱”。此方法的科学原理是:一定温度下,一定质量的气体体积变小时,压强________(选填“增大”或“减小”),这一情况与________(选填“吸气”或“呼气”)时人体肺部压强的变化情况一样;
(3)中性笔笔帽上的小孔会使笔帽内外的气压___________(选填“相同”或“不同”),摘笔帽时更容易;
(4)若不小心吞入笔帽,人体在用力吸气时通过该笔帽通气孔的气体平均流速可达20m/s。为确保生命安全,人体与外界通气量要达到国标要求的最小通气量,则通气孔的横截面积至少为_________mm2。
【答案】(1) ①. 增大 ②. 减小
(2) ①. 增大 ②. 呼气
(3)相同 (4)6.8
【解析】
【小问1详解】
中性笔握笔位置的橡胶,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大笔与手间的摩擦,方便握持;笔尖滚珠将滑动摩擦变为滚动摩擦,在压力一定时,可以减小摩擦。
【小问2详解】
根据气体压强与体积的关系:一定温度、一定质量的气体,体积减小时,压强增大;呼气时人体肺部收缩,肺内气体体积减小,压强增大,排出肺内气体,与题中原理变化一致。
【小问3详解】
笔帽的通气孔连通了笔帽内外空气,因此可以使笔帽内外气压保持相同,不会因气压差吸附在笔杆上,更容易摘下笔帽。
【小问4详解】
通气孔的最小横截面积
23. 在生产生活中,人们常用抽水机将水从低处抽到高处。其中有一种活塞式抽水机,利用人力反复提压手柄就可以抽水。物理学习兴趣小组某次活动的主题是了解并制作简易活塞式抽水机。
【任务一】了解活塞式抽水机的工作原理
如图1所示,这是活塞式抽水机的工作原理示意图。其中,活塞跟筒壁紧密接触,但是可以上下滑动,A、B是只能向上开启的阀门。若提起活塞,阀门A受到大气压的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,气压小于外界的大气压,于是低处的水因受到大气压的作用而推开阀门B进入圆筒(如图1甲所示);当压下活塞时,阀门B因被水压下而关闭,水受阻不能向下流动,于是冲开阀门A进入圆筒的上部(如图1乙所示);再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从出水管流出。与此同时,低处的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒(如图1丙所示)。这样,活塞不停地上下移动,水就从出水口连续不断地流出。
(1)下列器具在使用中运用的原理与活塞式抽水机的工作原理不同的是___________。
A. 离心式水泵 B. 吸盘挂钩 C. 拔火罐 D. 注射器注射药液
【任务二】制作简易活塞式抽水机
学习小组利用空洗涤剂瓶子、筷子、塑料片、玻璃球、塑料管、胶水、开孔器等材料自己动手做一个简易活塞式抽水机,如图2所示。
(2)根据所学知识分析:把这个活塞式抽水机放在山顶抽水,和在山脚下抽水相比,在山顶抽水可将水提升的最大高度将___________(选填“变小”“变大”或“不变”)。
【任务三】拓展分析
(3)学习小组想用该抽水机、弹簧测力计和刻度尺测量当地的大气压强,如图3所示。他们先用刻度尺测出洗涤剂瓶子瓶身的直径为d,再用橡皮膜堵住下端进水口,在活塞下面注满水,并将抽水机在水平方向固定好。当弹簧测力计拉着活塞刚刚移动时,记下其示数为F。
①当地的大气压强p=___________(用所测的物理量表示)。
②该结果与真实值相比将___________(选填“偏大”或“偏小”),原因是___________。
【答案】(1)D (2)变小
(3) ①. ②. 偏大 ③. 活塞与瓶壁之间有摩擦力
【解析】
【小问1详解】
活塞式抽水机的工作原理是利用大气压。离心式水泵、吸盘挂钩、拔火罐都利用了大气压工作;而注射器注射药液是依靠人力的推力,不是利用大气压,故选D。
【小问2详解】
海拔越高,大气压越小。活塞式抽水机依靠大气压提升水,根据,大气压越小,能提升水的最大高度越小,因此山顶可提升水的最大高度变小。
【小问3详解】
活塞的横截面积
当活塞刚刚移动时,拉力F与大气压力平衡,即,所以。
活塞与瓶壁之间存在摩擦力,会导致拉力F的测量值偏大,由可知,会使测得的大气压偏大。
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