内容正文:
2025-2026学年度第二学期期末试卷
八年级物理
一、选择题(每题2分,共24分。将唯一正确答案填在答题卡相应的位置上)
1. 我国计量文化博大精深、历史悠久。古代人们采用“掬手成升”的原始计量方法,使生活中的商品交易变得有据可依,掬即为双手捧,如图所示,人双手捧起的米质量约为( )
A. 3g B. 3kg C. 30kg D. 300g
2. 《哪吒2》中结界兽的造型元素主要来源于三星堆的金面罩人头铜像和青铜纵目面具。用黄金可做成面罩,主要是利用了黄金的( )
A. 导电性好 B. 硬度大 C. 延展性好 D. 密度大
3. 关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A. 摩擦起电是由于摩擦产生了电荷
B. 宇宙是一个有层次的天体结构系统,恒星是绝对不动的
C. 天文学中常用光年度量时间
D. 地球、分子、质子、电子是按照尺度由大到小的顺序排列的
4. 如图所示,在完全失重的空间实验室里,无法完成的是( )
A. 用弹簧测力计测拉力 B. 让冰墩墩悬浮在空中
C. 用握力棒锻炼臂力 D. 用重锤线标识竖直方向
5. 物理兴趣小组的同学对如图所示的现象进行了讨论,其中正确的是( )
A. 图甲表示用压强计可以准确测量液体内部各处压强的大小
B. 图乙杯口的纸片和杯中水不掉下来,是因为纸片受到的吸力非常大
C. 图丙向两张纸的中间吹气纸片靠拢,说明流体中流速越大的地方压强越大
D. 图丁轮船从上游到下游经过的船闸利用了连通器原理
6. 小明用手指按如图所示两种方式按压铅笔的两端,甲图铅笔在水平方向保持静止,乙图铅笔在竖直方向保持静止。下列判断正确的是( )
A. 手指2比手指1感觉更疼些,说明压力作用效果与压力的大小有关
B. 手指2比手指1感觉更疼些,说明压力作用效果与受力面积有关
C. 手指4比手指3感觉更疼些,说明压力作用效果与压力的大小有关
D. 手指4比手指3感觉更疼些,说明压力作用效果与受力面积有关
7. 如图所示是托里拆利实验装置,下列相关说法正确的是( )
A. 将玻璃管倾斜或下压,管内外水银面的高度差会变小
B. 大气压支持管内这段水银柱不会下落
C. 当管内存有少量的空气时,测量结果会偏大
D. 玻璃管越细,管内外水银面的高度差越大
8. 如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,然后,让小球以初速度从A点开始运动,不计摩擦和空气阻力,当小球刚摆到与A点等高的B点时,细线恰好断开,那么,小球将( )
A. 沿轨迹BC自由下落
B. 沿轨迹BD继续运动
C. 沿轨迹BE做匀速直线运动
D. 沿轨迹BF继续上摆
9. 如图为中国天问一号任务火星车“祝融号”。“祝融号”已在火星北部低地的乌托邦平原区域行驶近1年,累计行驶近2千米,获得大量宝贵的科学探测数据。下列说法正确的是( )
A. “祝融号”在水平地面上静止时,地面对它的支持力和它对地面的压力是一对平衡力
B. “祝融号”在水平方向上匀速直线行驶时,它所受的牵引力和阻力是一对平衡力
C. “祝融号”在前进过程中紧急制动时,会因其受到惯性而向前倾
D. “祝融号”启动后,速度增大时,惯性也增大
10. 随着2025年江苏城市足球联赛火热进行,吸引大批球迷到场观赛。在赛场上,下面哪一个说法是正确的( )
A. 守门员戴上手套是为了减小摩擦
B. 球的运动方向改变因为受到力的作用
C. 足球在空中弧线运动受平衡力
D. 足球一离开地面就不受到重力作用
11. 如图所示,弹簧测力计及细绳重力不计,设轮、绳之间无摩擦,砝码重G=2.5N,静止时弹簧测力计的示数及其所受的合力分别为( )
A. 1.25N,0N B. 2.5N,2.5N
C. 2.5N,0N D. 5N,0N
12. 如图甲所示,边长为10cm的均匀实心正方体用轻质细杆固定在容器底部,容器内底面积为。现向容器中缓慢加水至正方体刚好浸没为止,杆的弹力大小F随水的深度h变化的关系图像如图乙所示。g取,以下说法错误的是( )
A. 杆的长度为3cm
B. 正方体密度为
C. 向容器中缓慢加水过程中,杆的弹力最大为4N
D. 正方体浸没后,若撤去杆,正方体重新静止时容器底部所受水的压强为1200Pa
二、填空题(每空1分,共30分)
13. 如图所示是共享小黄车,方便了市民的出行。小黄车的坐垫宽而大,目的是__________。捏紧车闸刹车时,是通过增大__________来增大摩擦力。为了更为轻便,小黄车车身使用了密度较小的材料制造,这样骑行者更加省力。
14. 如图,使火箭升空推力的施力物体是________________,其工作原理是________________,当火箭加速升空时,火箭推力__________(选填“大于”、“小于”或“等于”)其重力。
15. 甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘细绳悬挂在天花板上,它们之间相互作用的场景如图所示,已知甲球与用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷相同。则乙球________(填写“带正电/带负电/不带电”中的一种或多种),丙球________(填写“带正电/带负电/不带电”中的一种或多种)。
16. 小明从江苏到青藏高原旅游,发现携带的原本扁平的袋装食品会膨胀,如图所示从江苏到青藏高原,这包食品的质量________,外界大气压________,若用普通水壶烧水,从江苏到青藏高原,水的沸点________。
17. 如图是小明同学用“思维导图”总结“力与运动”部分知识要点,请把图中①、②、③依次补充完整___________、___________、___________。
18. 小明用三角板、细线、钩码、水、塑料透明软管制作装置,并检查桌面是否水平。如图甲所示,其利用了重力的方向是___________的原理,桌面AB的___________(选填“A”或“B”)端较高;如图乙所示,其利用了连通器内注入同种液体,当液体静止时,各部分的液面总是___________的原理,桌面CD的___________(选填“C”或“D”)端较高。
19. 学习完八年级下册的物理知识后,小明通过观察桌上的矿泉水瓶子和动手实验,联系到了以下知识点。
(1)纯净水瓶标签上有“净含量550mL”字样,则该瓶中水的重力为________N;(g取10N/kg)
(2)喝去部分矿泉水后,剩余矿泉水的重心________,密度________;
(3)如图所示,将剩余矿泉水喝光后向空矿泉水瓶内倒入少量热水并迅速倒出并盖紧瓶盖,瓶子变瘪了证实了________的存在。
20. 如图是我国“远望7号”航天远洋测量船,其满载排水量为,在水中满载航行时测量船受到的浮力是__________,排开水的体积是__________(水的密度为,取)。当该船从长江驶入东海时,所受的浮力__________(填“变大”、“变小”或“不变”),轮船__________(填“上浮一些”、“下沉一些”或“浸入水中的深度不变”)。
21. 秋秋用水平压力F将一重5N的长方体木块压在竖直木板上,如图甲所示,压力F和木块速度随时间变化的图像分别为图乙和丙。则第8s时,木块受到的摩擦力为__________N,木板受到的压力为__________N;若将这个木块压在竖直黑板上,秋秋需要用6N的力才能让木块刚好匀速下滑,则表面更光滑的是__________(选填“木板”“黑板”或“无法判断”)。
22. 周末,妈妈正在厨房烘焙糕点,小明发现妈妈烘焙用的电子秤上有个“去皮清零”的按钮,立马来了兴致,迫不及待地向妈妈展示如何用电子秤测量“饼干模具”和“苏打水”的密度,他先用电子秤测出模具的质量,图甲所示;再把盛有水的杯子放在电子秤上,按下“去皮清零”按钮,用细线拴住模具浸没在水中,如图乙所示;擦干模具,再用同样的方法放入盛有苏打水的杯中,如图丙所示。仅用三个数据就计算出制作模具的材料密度为___________,苏打水的密度为___________。
三、解答题(本题共8小题,第24题要求写出必要的过程,共计46分)
23. 按要求完成下列作图:
(1)如图,运动员站立在平衡木上,画出运动员对平衡木压力的示意图;
(2)如图,一个木块静止在斜面上,请画出木块受到的摩擦力以及斜面对木块支持力的示意图。
(3)如图,是一个在水中上浮的乒乓球,请画出球所受的浮力和重力的示意图。
24. 如图是某款扫地机器人,它可以沿自动规划路线进行清扫。机器人质量4kg,与地面接触面积为5×10-4m²。某次清扫,机器人一直做匀速直线运动,机器人受到的阻力为自身重力的0.3倍。g取10N/kg,求:
(1)清扫前,机器人对水平地面的压强;
(2)清扫开始时,机器人受到的牵引力;
(3)清扫完成后,机器人对水平地面的压强为9×104Pa,此次清扫的垃圾质量。
25. 学习密度知识后的小红打算测量妈妈从市场买回的一桶色拉油的密度。
(1)测量步骤如下:
A.将托盘天平放于水平桌面上,移动游码至标尺零刻度线处,发现指针静止时如图甲所示,则应该将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使横梁水平平衡;
B.用天平称出空烧杯的质量为10g;
C.往烧杯中倒入适量的色拉油,将装色拉油的烧杯放在左盘,在右盘加减砝码使天平平衡,天平平衡时所用砝码和游码的位置如图乙所示,则烧杯和色拉油的总质量为______g;
D.将烧杯中的色拉油全部倒入量筒中,如图丙所示,量筒内色拉油的体积是______cm3;
(2)该色拉油的密度为______g/cm3;
(3)分析小红同学的实验过程,你认为测量结果______(选填“偏大”或“偏小”),小红通过反思后想到:只要将上面的实验步骤稍加调整就会大大减少上述实验的误差,她调整后的实验步骤是______(只填写实验步骤前的代号即可)。
26. 如图所示,是探究同一直线上二力合成的实验。
(1)该实验每次都需将橡皮筋EE'拉长至相同长度,是为了使力的作用效果相同,应用了力能使物体 ________的作用效果。
(2)比较甲、乙两图可知:同一直线上,方向相同的两个力F1、F2的合力大小F合=_____(用F1、F2表示),方向和这两个力的方向相同。
(3)比较________两图可知:同一直线上,方向相反的两个力F1、F2的合力大小等于这两个力之差,方向跟较大的那个力的方向相同。
27. 物理课上,同学们利用压强计“研究液体内部压强”,进行了如下的操作。
(1)实验前,小明没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差(如图1所示),接下来的操作是__________(选填字母)。
A. 从U形管内向外倒出适量水 B. 拆除软管重新安装 C. 向U形管内添加适量水
(2)正确操作后,分析图2、图3的实验现象,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而__________;
(3)分析图3、图4的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的__________越大,压强越大;
(4)探头在水中深度不变时,______________(选填“U形管更细”或“U形管里面的水换成酒精”)可使U形管两端液面高度差更大。
(5)实验时,小明将探头放入水下,测得U形管两端水面高度差为,此时U形管左侧软管内的气压__________(选填“>”、“=”或“<”)外界大气压。
28. 在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,同学们设计了如图所示的实验:
(1)小莉同学如图甲操作,使木块在水平木板上做匀速直线运动,问:木块_____(选填“是”或“不是”)处于平衡状态;弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力______(选填“是”或“不是”)一对平衡力;
(2)在图乙实验中,小方首先拉动木块以2cm/s的速度做匀速直线运动,测力计示数如图中所示,则木块受到的摩擦力为_____N,接着,小方拉动木块以4cm/s的速度做匀速直线运动,测力计示数将_____(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)相比乙实验,丙实验中木块上增加砝码是为了增大_____的压力(选填序号“A:砝码对木块”“B:木块对木板”或“C:木板对桌面”),对比乙、丙两次实验可知:在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越_____;
(4)小方发现,原来实验在操作中较困难,经老师引导后,将实验装置改成如图丁所示,实验中用力F向右拉着木板运动,当F变大时,弹簧测力计的示数将_____(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)在物理学中,两个物体间的滑动摩擦力f与压力F的关系为f=μF,μ称为这两个接触面间的动摩擦因数,当物体放在水平桌面上时对水平桌面的压力大小等于物体的重力。在图丁所示实验中,木块重为5N,木板重为10N,木块与木板间的动摩擦因数大小为0.2,木板与地面之间的动摩擦因数大小为0.3,若用拉力F将木板匀速抽出,则拉力F=_____N。
29. 兴趣小组利用吸管、细沙、刻度尺、水、玻璃杯等身边物品,制作一支测量液体密度的简易密度计。
液体密度
0.8
0.9
1.0
1.1
B
浸入深度
A
6.67
6.00
5.45
5.00
(1)将吸管一端用蜡密封,向其中倒入适量细沙并放入水中,使其竖直__________在水面上,在吸管上标记水面的位置,并测出该位置到吸管下端的距离为,如图所示。
(2)若将吸管放在其它液体中,静止时吸管浸入液体中的深度为,由__________(用、符号表示)的关系式,可计算得出表格中的数据。其中A和B处数据分别为__________、__________。
(3)根据表中数据在吸管上标出相应刻度,即可制成一支简易密度计。小红发现所标刻度间隔__________(用“均匀”或“不均匀”)。
(4)为提高测量的精度,使自制密度计上刻度线之间的间隔大一些,可采取的一种办法是__________。
30. 阅读短文,回答下列问题:
汽车中的弹簧汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置(图甲),安全带结构一般由软带、卷带装置等部分组成,软带做得很宽,汽车正常行驶时,卷带装置中的卷收器借助弹簧(如图乙)使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时,安全带能在人尚未移动时拉紧软带,将乘员紧紧地绑在座椅上,起缓冲保护作用。待冲击力峰值过去时,适当放松安全带,避免因拉力过大造成二次伤害,同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴,使软带固定在某一个位置上,有效保护乘员的安全。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)当汽车突然______(选填“制动”或“加速”)时,安全带将起到缓冲保护作用;
(2)下列说法正确的是______;
A. 汽车突然拐弯时,安全带不能自由伸缩
B. 用手快速拉安全带,安全带能被拉动
C. 为了安全,安全带要尽可能系得松一些
D. 汽车突然启动,安全带能对人起保护作用
(3)拉伸安全带,卷收器弹簧的弹力将______(选填“变大”、“变小”、“不变”);
(4)发生碰撞时,人受到安全带的拉力随时间变化的图是______;
A. B. C. D.
(5)用两根轻弹簧可以模拟汽车悬架。如图丙所示,在一根大弹簧内套有一根小弹簧,它们的下端都固定在水平面上。压缩该弹簧组合,测得压力F与压缩距离ΔL之间的关系图线如图丁所示。已知弹簧中的弹力与被压缩的距离成正比,则当两根弹簧均处于自由状态时,它们上端点间的距离x=______ m,小弹簧中的弹力F2与被压缩量ΔL2之间的定量关系式可表示为F2=______。
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2025-2026学年度第二学期期末试卷
八年级物理
一、选择题(每题2分,共24分。将唯一正确答案填在答题卡相应的位置上)
1. 我国计量文化博大精深、历史悠久。古代人们采用“掬手成升”的原始计量方法,使生活中的商品交易变得有据可依,掬即为双手捧,如图所示,人双手捧起的米质量约为( )
A. 3g B. 3kg C. 30kg D. 300g
【答案】D
【解析】
【详解】一个苹果的质量约250g左右,一个普通人双手掬起的大米质量约等于一个苹果的质量,双手掬起的大米质量约为300g,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2. 《哪吒2》中结界兽的造型元素主要来源于三星堆的金面罩人头铜像和青铜纵目面具。用黄金可做成面罩,主要是利用了黄金的( )
A. 导电性好 B. 硬度大 C. 延展性好 D. 密度大
【答案】C
【解析】
【详解】黄金可以被做成面罩,是因为黄金具有良好的延展性,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3. 关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A. 摩擦起电是由于摩擦产生了电荷
B. 宇宙是一个有层次的天体结构系统,恒星是绝对不动的
C. 天文学中常用光年度量时间
D. 地球、分子、质子、电子是按照尺度由大到小的顺序排列的
【答案】D
【解析】
【详解】A.摩擦起电的实质是电子的转移,是电子从一个物体转移到另一个物体上,并没有产生电荷,故A错误;
B.宇宙是一个有层次的天体结构系统,恒星也是运动的,故B错误;
C.光年表示以光速运动一年的距离,是个长度单位,故C错误;
D.质子和中子构成原子核,电子和原子核构成原子,原子构成分子,分子构成物质,所以按照尺度由大到小排列的顺序为:地球、分子、质子、电子,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,在完全失重的空间实验室里,无法完成的是( )
A. 用弹簧测力计测拉力 B. 让冰墩墩悬浮在空中
C. 用握力棒锻炼臂力 D. 用重锤线标识竖直方向
【答案】D
【解析】
【详解】A.弹簧测力计的工作原理是弹簧的伸长量与拉力成正比,与重力无关,因此,在失重环境下,只要施加拉力,弹簧测力计仍然可以正常测量,故A不符合题意;
B.在完全失重环境下,物体不受重力影响,轻轻一推即可让冰墩墩悬浮在空中,故B不符合题意;
C.握力棒的原理是通过挤压弹簧或弹性装置产生阻力,与重力无关,在失重环境下,握力棒仍能正常使用,故C不符合题意;
D.重锤线是利用重力使悬线下垂来标识竖直方向的工具。在完全失重环境下,重锤线无法下垂,因此无法标识竖直方向,故D符合题意。
故选D。
5. 物理兴趣小组的同学对如图所示的现象进行了讨论,其中正确的是( )
A. 图甲表示用压强计可以准确测量液体内部各处压强的大小
B. 图乙杯口的纸片和杯中水不掉下来,是因为纸片受到的吸力非常大
C. 图丙向两张纸的中间吹气纸片靠拢,说明流体中流速越大的地方压强越大
D. 图丁轮船从上游到下游经过的船闸利用了连通器原理
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲表示用压强计可以准确测量液体内部各处压强的大小,不正确。用压强计只能判断出橡皮膜是否受到压强,并能粗略的比较液体压强的大小,并不能准确测量液体内部压强的大小,故A错误;
B.图乙杯口的纸片和杯中水不掉下来,是由于大气压的作用,是大气压托住纸片和杯中的水,不是因为纸片受到的吸力非常大,故B错误;
C.图丙向两张纸的中间吹气纸片靠拢,是因为中间部分空气流速快,压强小,说明流体中流速越大的地方压强越小,故C错误;
D.图丁轮船从上游到下游经过的船闸利用了连通器原理,正确。这个过程中应用了两次连通器原理,第一次:上游与闸室构成连通器;第二次下游与闸室构成连通器,故D正确。
故选D。
6. 小明用手指按如图所示两种方式按压铅笔的两端,甲图铅笔在水平方向保持静止,乙图铅笔在竖直方向保持静止。下列判断正确的是( )
A. 手指2比手指1感觉更疼些,说明压力作用效果与压力的大小有关
B. 手指2比手指1感觉更疼些,说明压力作用效果与受力面积有关
C. 手指4比手指3感觉更疼些,说明压力作用效果与压力的大小有关
D. 手指4比手指3感觉更疼些,说明压力作用效果与受力面积有关
【答案】B
【解析】
【详解】AB.笔对手指2和手指1的压力相等,受力面积不同,手指2比手指1感觉更疼些,则手指2比手指1受到压力作用效果明显,由控制变量法可知,不能说明压力作用效果与压力的大小有关,能说明压力作用效果与受力面积的大小有关,故A错误,B正确;
CD.笔对手指4和手指3的压力不相等,受力面积不同,由控制变量法可知,不能说明压力作用效果与压力的大小有关,也不能说明压力作用效果与受力面积有关,故CD错误。
故选B。
7. 如图所示是托里拆利实验装置,下列相关说法正确的是( )
A. 将玻璃管倾斜或下压,管内外水银面的高度差会变小
B. 大气压支持管内这段水银柱不会下落
C. 当管内存有少量的空气时,测量结果会偏大
D. 玻璃管越细,管内外水银面的高度差越大
【答案】B
【解析】
【详解】AD.管内水银柱的高度只与当时的大气压有关,与玻璃管的粗细,倾斜、玻璃管上提无关,故AD错误;
B.玻璃管内水银柱不会落下是靠大气压支持,大气压的数值等于这段水银柱产生的压强,故B正确;
C.玻璃管顶部空白处应该为真空,当管内存有少量空气时,测量结果会偏小,故C错误。
故选B。
8. 如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,然后,让小球以初速度从A点开始运动,不计摩擦和空气阻力,当小球刚摆到与A点等高的B点时,细线恰好断开,那么,小球将( )
A. 沿轨迹BC自由下落
B. 沿轨迹BD继续运动
C. 沿轨迹BE做匀速直线运动
D. 沿轨迹BF继续上摆
【答案】B
【解析】
【详解】让小球以初速度释放,不计摩擦和空气阻力,当小球刚摆到与A点等高的B点时,小球速度恰好为,此时若细线恰好断开,小球由于惯性会继续向斜上方运动,而由于受重力作用运动状态会发生改变,所以,将沿BD方向运动,故B正确。
故选B。
9. 如图为中国天问一号任务火星车“祝融号”。“祝融号”已在火星北部低地的乌托邦平原区域行驶近1年,累计行驶近2千米,获得大量宝贵的科学探测数据。下列说法正确的是( )
A. “祝融号”在水平地面上静止时,地面对它的支持力和它对地面的压力是一对平衡力
B. “祝融号”在水平方向上匀速直线行驶时,它所受的牵引力和阻力是一对平衡力
C. “祝融号”在前进过程中紧急制动时,会因其受到惯性而向前倾
D. “祝融号”启动后,速度增大时,惯性也增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.平衡力要求作用在同一物体上,地面对它的支持力和它对地面的压力不是同一个受力物体,所以二者不是一对平衡力,故A错误;
B.匀速直线行驶说明受到平衡力的作用,在水平方向上它所受的牵引力和阻力,同一个受力物体,两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上,所以二者是一对平衡力,故B正确;
C.前进过程中紧急制动时,会因其具有惯性而向前倾,惯性不是力,不能说受到惯性作用,故C错误;
D.惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系,故D错误。
故选B。
10. 随着2025年江苏城市足球联赛火热进行,吸引大批球迷到场观赛。在赛场上,下面哪一个说法是正确的( )
A. 守门员戴上手套是为了减小摩擦
B. 球的运动方向改变因为受到力的作用
C. 足球在空中弧线运动受平衡力
D. 足球一离开地面就不受到重力作用
【答案】B
【解析】
【详解】A.守门员戴上手套,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,从而更好地抓住球,不是减小摩擦,故A错误;
B.力可以改变物体的运动状态,球的运动方向改变,是因为受到力的作用,故B正确;
C.足球在空中做弧线运动,运动状态不断改变,所以受到的不是平衡力,故C错误;
D.地球附近的物体都受到重力作用,足球离开地面后仍然受到重力作用,故D错误。
故选B。
11. 如图所示,弹簧测力计及细绳重力不计,设轮、绳之间无摩擦,砝码重G=2.5N,静止时弹簧测力计的示数及其所受的合力分别为( )
A. 1.25N,0N B. 2.5N,2.5N
C. 2.5N,0N D. 5N,0N
【答案】C
【解析】
【详解】钩码在重力与测力计挂钩的拉力的作用下处于平衡状态,则测力计挂钩对砝码的拉力为
弹簧测力计的挂钩受到拉力
弹簧测力计的示数等于其挂钩受到的拉力的大小,则测力计的示数为2.5N;测力计处于静止状态,则其受力平衡,受到的合力为0N,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
12. 如图甲所示,边长为10cm的均匀实心正方体用轻质细杆固定在容器底部,容器内底面积为。现向容器中缓慢加水至正方体刚好浸没为止,杆的弹力大小F随水的深度h变化的关系图像如图乙所示。g取,以下说法错误的是( )
A. 杆的长度为3cm
B. 正方体密度为
C. 向容器中缓慢加水过程中,杆的弹力最大为4N
D. 正方体浸没后,若撤去杆,正方体重新静止时容器底部所受水的压强为1200Pa
【答案】C
【解析】
【详解】A.已知正方体的边长为
由图乙可知,正方体刚好浸没时水的深度为
所以杆的长度为
故A正确,不符合题意;
B.加水前,正方体受到重力和杆对它的支持力作用,处于静止状态,由图乙可知,当加水到水的深度为3cm时,杆的支持力不变,此时杆的支持力最大等于正方体的重力,即
随着正方体逐渐浸入水中,正方体受到水的浮力逐渐变大,由力的平衡条件可得
所以杆的支持力逐渐变小,当加入水的深度为9cm时,支持力为零,说明此时正方体受到的浮力等于重力,即正方体刚好漂浮,此时正方体排开水的体积为
则正方体的重力为
正方体的体积为
根据可得,正方体的密度为
故B正确,不符合题意;
C.继续加水,正方体受到的浮力大于重力,此时杆对正方体产生拉力,当正方体完全浸没时,排开水的体积等于正方体的体积,正方体受到的浮力最大,
此时正方体受到的浮力为
杆对正方体的最大拉力为:
小于杆对正方体的最大支持力,即向容器中缓慢加水过程中,杆的弹力最大为6N,故C错误,符合题意;
D.撤去细杆后,由于正方体的密度小于水的密度,正方体静止时将漂浮在水面上,受到的浮力等于重力,与浸没时相比,正方体排开水的体积减小量为
水面下降高度为
水的最终深度为
容器底部所受水的压强为
故D正确,不符合题意。
故选C。
二、填空题(每空1分,共30分)
13. 如图所示是共享小黄车,方便了市民的出行。小黄车的坐垫宽而大,目的是__________。捏紧车闸刹车时,是通过增大__________来增大摩擦力。为了更为轻便,小黄车车身使用了密度较小的材料制造,这样骑行者更加省力。
【答案】 ①. 减小压强 ②. 压力
【解析】
【详解】在压力一定时,增大受力面积可以减小压强,所以小黄车的坐垫宽而大,是通过增大受力面积来减小压强。
增大摩擦力的方法有:增大压力、增大接触面的粗糙程度。捏紧车闸刹车时,刹车皮对车轮的压力增大,所以是通过增大压力来增大摩擦力。
14. 如图,使火箭升空推力的施力物体是________________,其工作原理是________________,当火箭加速升空时,火箭推力__________(选填“大于”、“小于”或“等于”)其重力。
【答案】 ①. 喷出的燃气 ②. 力的作用是相互的 ③. 大于
【解析】
【详解】火箭通过喷射燃气,火箭对燃气施加一个向下的作用力,由于物体间力的作用是相互的,燃气就会对火箭施加一个向上的反作用力,从而使火箭升空,所以火箭升空的力的施力物体是喷出的燃气。
火箭加速升空,火箭受到的合力的方向是向上的,所以受到的推力大于重力和空气阻力之和,故推力大于重力。
15. 甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘细绳悬挂在天花板上,它们之间相互作用的场景如图所示,已知甲球与用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷相同。则乙球________(填写“带正电/带负电/不带电”中的一种或多种),丙球________(填写“带正电/带负电/不带电”中的一种或多种)。
【答案】 ①. 带正电或不带电 ②. 带负电
【解析】
【详解】[1]用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷为负电荷,则甲球也带负电荷。由图可知甲乙两球相互吸引,根据电荷之间的相互作用,乙球带正电荷;带电体可以吸引轻小物体,乙球也可以不带电荷。故乙球可能不带电,也可能带正电荷。
[2]由图可知甲球与丙球相互排斥,根据电荷之间的相互作用可知,丙球与甲球带同种电荷;甲球带负电荷,则丙球也带负电荷。
16. 小明从江苏到青藏高原旅游,发现携带的原本扁平的袋装食品会膨胀,如图所示从江苏到青藏高原,这包食品的质量________,外界大气压________,若用普通水壶烧水,从江苏到青藏高原,水的沸点________。
【答案】 ①. 不变 ②. 变小 ③. 变低
【解析】
【详解】[1]质量是物体的固有属性,仅与所含物质的多少有关,与位置无关。从江苏到青藏高原,食品所含物质的多少未变,因此质量不变。
[2]大气压随海拔升高而减小,青藏高原海拔高于江苏,因此外界大气压变小。
[3]液体的沸点与气压有关,气压越低,沸点越低。青藏高原气压小于江苏,因此水的沸点变低。
17. 如图是小明同学用“思维导图”总结“力与运动”部分知识要点,请把图中①、②、③依次补充完整___________、___________、___________。
【答案】 ①. 运动状态改变 ②. 运动方向改变 ③. 作用点
【解析】
【详解】[1]力的作用效果有:使物体发生形变或改变物体的运动状态;,故①是改变运动状态
[2]物体的运动状态包括速度大小和运动方向,故②是运动方向改变。
[3]力的三要素:大小、方向、作用点,故③是作用点。
18. 小明用三角板、细线、钩码、水、塑料透明软管制作装置,并检查桌面是否水平。如图甲所示,其利用了重力的方向是___________的原理,桌面AB的___________(选填“A”或“B”)端较高;如图乙所示,其利用了连通器内注入同种液体,当液体静止时,各部分的液面总是___________的原理,桌面CD的___________(选填“C”或“D”)端较高。
【答案】 ①. 竖直向下 ②. B ③. 相平 ④. C
【解析】
【详解】[1][2]如图甲所示,小明用三角板、细线、钩码制作装置,并检查桌面是否水平,该装置利用了重力方向始终竖直向下的原理,通过观察细线与桌面的夹角判断桌面水平。由于细线上端偏向B端,说明B端较高。
[3][4]如图乙所示,上端开口、下端连通的容器是连通器,向连通器内注入同种液体,液体静止时各部分液面相平。由于两端液面不同高,说明桌面CD不水平,C端液面较低,则桌面C端较高。
19. 学习完八年级下册的物理知识后,小明通过观察桌上的矿泉水瓶子和动手实验,联系到了以下知识点。
(1)纯净水瓶标签上有“净含量550mL”字样,则该瓶中水的重力为________N;(g取10N/kg)
(2)喝去部分矿泉水后,剩余矿泉水的重心________,密度________;
(3)如图所示,将剩余矿泉水喝光后向空矿泉水瓶内倒入少量热水并迅速倒出并盖紧瓶盖,瓶子变瘪了证实了________的存在。
【答案】(1)
(2) ①. 降低 ②. 不变
(3)大气压
【解析】
【小问1详解】
该瓶中水的重力为
【小问2详解】
[1][2]喝去部分矿泉水后,剩余矿泉水的体积变小,矿泉水的重心在它的几何中心,所以,剩余矿泉水的重心降低。剩余矿泉水的种类不变,它的密度不变。
【小问3详解】
将剩余矿泉水喝光后向空矿泉水瓶内倒入少量热水并迅速倒出并盖紧瓶盖,瓶子变瘪了,这是因为瓶内气体冷却后温度降低,气压减小,外界大气压将瓶子压瘪,证实了大气压的存在。
20. 如图是我国“远望7号”航天远洋测量船,其满载排水量为,在水中满载航行时测量船受到的浮力是__________,排开水的体积是__________(水的密度为,取)。当该船从长江驶入东海时,所受的浮力__________(填“变大”、“变小”或“不变”),轮船__________(填“上浮一些”、“下沉一些”或“浸入水中的深度不变”)。
【答案】 ①. ②. ③. 不变 ④. 上浮一些
【解析】
【详解】测量船满载时,受到的浮力
排开水的体积
如果轮船从长江驶入东海,因船在液面上仍然处于漂浮状态,所受浮力与船的重力相等,而船的重力不变,所以浮力不变,由于液体密度变大,根据可知,排开液体的体积变小,即船身会上浮一些。
21. 秋秋用水平压力F将一重5N的长方体木块压在竖直木板上,如图甲所示,压力F和木块速度随时间变化的图像分别为图乙和丙。则第8s时,木块受到的摩擦力为__________N,木板受到的压力为__________N;若将这个木块压在竖直黑板上,秋秋需要用6N的力才能让木块刚好匀速下滑,则表面更光滑的是__________(选填“木板”“黑板”或“无法判断”)。
【答案】 ①. 5 ②. 4 ③. 黑板
【解析】
【详解】[1]由图丙知,第6~9s,木块的速度保持不变,做匀速直线运动,竖直方向上所受的向下的重力和向上的滑动摩擦力是一对平衡力,所以第8s,木块受到的摩擦力f=G=5N。
[2]由图乙知,此时压力的大小为4N。
[3]将这个木块压在竖直的黑板上,需要用6N的压力才能让木块刚好匀速下滑,则此时的滑动摩擦力等于重力,所受滑动摩擦力与压在木板上时相同,但压力更大,说明接触面更光滑,所以表面更光滑的是黑板。
22. 周末,妈妈正在厨房烘焙糕点,小明发现妈妈烘焙用的电子秤上有个“去皮清零”的按钮,立马来了兴致,迫不及待地向妈妈展示如何用电子秤测量“饼干模具”和“苏打水”的密度,他先用电子秤测出模具的质量,图甲所示;再把盛有水的杯子放在电子秤上,按下“去皮清零”按钮,用细线拴住模具浸没在水中,如图乙所示;擦干模具,再用同样的方法放入盛有苏打水的杯中,如图丙所示。仅用三个数据就计算出制作模具的材料密度为___________,苏打水的密度为___________。
【答案】 ①. 3 ②. 1.05
【解析】
【详解】[1][2]用电子秤测出模具的质量,如图甲所示,可知模具的质量为m=60g,再把盛有水的杯子放在电子秤上,按下“去皮清零”按钮,用细线拴住模具浸没在水中,如图乙所示,即模具排开水的质量m1=20g,排开水的体积
即模具的体积为V=V排水=20cm3
制作模具的材料密度为
如图丙,可知模具排开苏打水的质量m2=21g,苏打水的密度为
三、解答题(本题共8小题,第24题要求写出必要的过程,共计46分)
23. 按要求完成下列作图:
(1)如图,运动员站立在平衡木上,画出运动员对平衡木压力的示意图;
(2)如图,一个木块静止在斜面上,请画出木块受到的摩擦力以及斜面对木块支持力的示意图。
(3)如图,是一个在水中上浮的乒乓球,请画出球所受的浮力和重力的示意图。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
运动员对平衡木的压力垂直于平衡木,并指向平衡木。
【小问2详解】
斜面对木块的支持力垂直于斜面,指向木块,摩擦力的方向沿斜面向上。
【小问3详解】
在水中上浮的乒乓球受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力,且浮力大于重力。
24. 如图是某款扫地机器人,它可以沿自动规划路线进行清扫。机器人质量4kg,与地面接触面积为5×10-4m²。某次清扫,机器人一直做匀速直线运动,机器人受到的阻力为自身重力的0.3倍。g取10N/kg,求:
(1)清扫前,机器人对水平地面的压强;
(2)清扫开始时,机器人受到的牵引力;
(3)清扫完成后,机器人对水平地面的压强为9×104Pa,此次清扫的垃圾质量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
清扫前,机器人对水平地面的压强为
【小问2详解】
清扫开始时,机器人做匀速直线运动,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,牵引力大小为
【小问3详解】
清扫完成后,机器人和垃圾的总重力为
清扫完成后,机器人和垃圾的总质量为
此次清扫的垃圾质量为
25. 学习密度知识后的小红打算测量妈妈从市场买回的一桶色拉油的密度。
(1)测量步骤如下:
A.将托盘天平放于水平桌面上,移动游码至标尺零刻度线处,发现指针静止时如图甲所示,则应该将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使横梁水平平衡;
B.用天平称出空烧杯的质量为10g;
C.往烧杯中倒入适量的色拉油,将装色拉油的烧杯放在左盘,在右盘加减砝码使天平平衡,天平平衡时所用砝码和游码的位置如图乙所示,则烧杯和色拉油的总质量为______g;
D.将烧杯中的色拉油全部倒入量筒中,如图丙所示,量筒内色拉油的体积是______cm3;
(2)该色拉油的密度为______g/cm3;
(3)分析小红同学的实验过程,你认为测量结果______(选填“偏大”或“偏小”),小红通过反思后想到:只要将上面的实验步骤稍加调整就会大大减少上述实验的误差,她调整后的实验步骤是______(只填写实验步骤前的代号即可)。
【答案】 ①. 右 ②. 56 ③. 50 ④. 0.92 ⑤. 偏大 ⑥. ACDB
【解析】
【详解】(1)A.[1]先将托盘天平放在水平桌面上,然后移动游码至标尺左端“0”刻度处,由图甲知,指针偏向分度盘左侧,则应将平衡螺母向右调节,直至横梁水平平衡。
C.[2]由图乙知,天平标尺的分度值为0.2g,游码对应的刻度为1g,烧杯和色拉油的总质量为砝码质量与游码对应刻度之和,故总质量
m=50g+5g+1g=56g
D.[3]由图丙知,量筒的分度值为2mL,色拉油的体积为
50mL=50cm3
(2)[4]烧杯中色拉油的质量
m油=m-m杯=56g-10g=46g
该色拉油的密度
(3)[5]将烧杯中的色拉油全部倒入量筒,因烧杯壁上有少量残留的油,导致测得油的体积偏小,根据密度公式可知,测得油的密度偏大。
[6]实验时只要先测量烧杯和色拉油的总质量,再将色拉油全部倒入量筒中,最后测量空烧杯的质量,即可减小测量时的误差,故顺序为ACDB。
26. 如图所示,是探究同一直线上二力合成的实验。
(1)该实验每次都需将橡皮筋EE'拉长至相同长度,是为了使力的作用效果相同,应用了力能使物体 ________的作用效果。
(2)比较甲、乙两图可知:同一直线上,方向相同的两个力F1、F2的合力大小F合=_____(用F1、F2表示),方向和这两个力的方向相同。
(3)比较________两图可知:同一直线上,方向相反的两个力F1、F2的合力大小等于这两个力之差,方向跟较大的那个力的方向相同。
【答案】(1)发生形变
(2)
(3)乙、丙
【解析】
【小问1详解】
力能改变物体形变,作用在橡皮筋上的力,使橡皮筋拉长。
【小问2详解】
设每一个钩码的重力为G,甲中作用在同一直线上的两个力,
它们对橡皮筋的作用效果,和乙图中一个力的作用效果相同,所以
【小问3详解】
图丙中F1是4个钩码, F2相对于橡皮筋向上拉力是1个钩码的重力,和图乙向下拉的3个钩码重力对橡皮筋的作用效果相同,所以F1、F2的合力等图乙中的向下的三个钩码的重力,即F1、F2的合力等于F1-F2,方向跟较大的那个力的作用效果相同。
27. 物理课上,同学们利用压强计“研究液体内部压强”,进行了如下的操作。
(1)实验前,小明没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差(如图1所示),接下来的操作是__________(选填字母)。
A. 从U形管内向外倒出适量水 B. 拆除软管重新安装 C. 向U形管内添加适量水
(2)正确操作后,分析图2、图3的实验现象,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而__________;
(3)分析图3、图4的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的__________越大,压强越大;
(4)探头在水中深度不变时,______________(选填“U形管更细”或“U形管里面的水换成酒精”)可使U形管两端液面高度差更大。
(5)实验时,小明将探头放入水下,测得U形管两端水面高度差为,此时U形管左侧软管内的气压__________(选填“>”、“=”或“<”)外界大气压。
【答案】(1)B (2)增大 (3)密度
(4)U形管里面的水换成酒精
(5)>
【解析】
【小问1详解】
若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),U形管中的液面就是相平的,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
【小问2详解】
分析图2、图3的实验现象,液体密度相同,深度越深,U形管两侧液面高度差越大,故可得结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大。
【小问3详解】
分析图3、图4的实验现象,深度相同,盐水的密度大,U形管两侧液面高度差大,故得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
【小问4详解】
探头在水中深度不变时,液体压强p不变,根据可知,U形管内液体的密度变小,U形管两侧液面高度差越大,故将U形管里面的水换成酒精,可使U形管两端液面高度差更大。
【小问5详解】
U形管两侧水面存在8cm高度差,说明左侧软管内气压等于外界大气压与8cm高水柱产生的压强之和,因此左侧软管内的气压大于外界大气压。
28. 在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,同学们设计了如图所示的实验:
(1)小莉同学如图甲操作,使木块在水平木板上做匀速直线运动,问:木块_____(选填“是”或“不是”)处于平衡状态;弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力______(选填“是”或“不是”)一对平衡力;
(2)在图乙实验中,小方首先拉动木块以2cm/s的速度做匀速直线运动,测力计示数如图中所示,则木块受到的摩擦力为_____N,接着,小方拉动木块以4cm/s的速度做匀速直线运动,测力计示数将_____(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)相比乙实验,丙实验中木块上增加砝码是为了增大_____的压力(选填序号“A:砝码对木块”“B:木块对木板”或“C:木板对桌面”),对比乙、丙两次实验可知:在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越_____;
(4)小方发现,原来实验在操作中较困难,经老师引导后,将实验装置改成如图丁所示,实验中用力F向右拉着木板运动,当F变大时,弹簧测力计的示数将_____(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)在物理学中,两个物体间的滑动摩擦力f与压力F的关系为f=μF,μ称为这两个接触面间的动摩擦因数,当物体放在水平桌面上时对水平桌面的压力大小等于物体的重力。在图丁所示实验中,木块重为5N,木板重为10N,木块与木板间的动摩擦因数大小为0.2,木板与地面之间的动摩擦因数大小为0.3,若用拉力F将木板匀速抽出,则拉力F=_____N。
【答案】 ①. 是 ②. 不是 ③. 1.8 ④. 不变 ⑤. B ⑥. 大 ⑦. 不变 ⑧. 5.5
【解析】
【详解】(1)[1]因木块在水平木板上做匀速直线运动,木块的运动状态不发生改变,即木块处于平衡状态。
[2]由甲图可知,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力不在同一条直线上,故这两个力不是一对平衡力。
(2)[3][4]由木块以2cm/s的速度做匀速直线运动,木块处于平衡状态,受到平衡力的作用,则木块受到的摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.8N,故木块受到的摩擦力为1.8N。当木块以4cm/s的速度做匀速直线运动时,木块处于平衡状态,根据二力平衡可知,木块受到的摩擦力不变,故测力计的示数不变。
(3)[5]乙图实验中,木块对木板的压力等于木块的重力,相比乙实验,丙实验中,在木块上增加砝码,是为了增大木块对木板的压力,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
[6]对比乙、丙两次实验可知,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,木块受到的摩擦力大小不同,且压力越大,摩擦力越大,故可得出结论:在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(4)[7]如图丁所示,木块相对地面处于静止状态,受到测力计的拉力与受到长木板施加的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,实验中用力F向右拉着木板运动,当F变大时,弹簧测力计的示数将不变。
(5)[8]在图丁所示实验中,木块重为5N,木块受到的滑动摩擦力为
f =5N×0.2=1N
方向水平向右,根据力的相互性,木板受到木块施加的滑动摩擦力方向水平向左,木板对地面的压力为
10N+5N=15N
木板与地面之间的摩擦力为
f '= 15N× 0.3= 4.5N
方向水平向左,若用拉力F将木板匀速抽出,根据力的平衡,则拉力
F'= 4.5N+1N= 5.5N
29. 兴趣小组利用吸管、细沙、刻度尺、水、玻璃杯等身边物品,制作一支测量液体密度的简易密度计。
液体密度
0.8
0.9
1.0
1.1
B
浸入深度
A
6.67
6.00
5.45
5.00
(1)将吸管一端用蜡密封,向其中倒入适量细沙并放入水中,使其竖直__________在水面上,在吸管上标记水面的位置,并测出该位置到吸管下端的距离为,如图所示。
(2)若将吸管放在其它液体中,静止时吸管浸入液体中的深度为,由__________(用、符号表示)的关系式,可计算得出表格中的数据。其中A和B处数据分别为__________、__________。
(3)根据表中数据在吸管上标出相应刻度,即可制成一支简易密度计。小红发现所标刻度间隔__________(用“均匀”或“不均匀”)。
(4)为提高测量的精度,使自制密度计上刻度线之间的间隔大一些,可采取的一种办法是__________。
【答案】(1)漂浮 (2) ①. ②. 7.50 ③. 1.2
(3)不均匀 (4)用更细的吸管
【解析】
【小问1详解】
密度计是根据漂浮的原理制成的,将吸管一端用蜡密封,向其中倒入适量细沙并放入水中,降低重心,使其竖直漂浮在水中。
【小问2详解】
塑料吸管的截面积为S,当密度计漂浮在水面上时,浮力等于自身重力,即
密度计在不同液体中重力相等,故所受浮力也相等,即,化简得液体的密度。
由表中数据可知,密度计在水中浸入的深度是6.00cm, 表格A处的深度为
B液体中浸入深度是5.00cm,液体的密度
【小问3详解】
由可知:在G、S和g一定时,h与成反比,所以刻度间隔不均匀。
【小问4详解】
密度计漂浮在液体中,浸入液体的深度,故可采用增加密度计配重G或减小吸管横截面积S从而使简易密度计上两条刻度线之间的距离大一些,即可采取的方法是增大密度计的重力、选择更细一些的吸管进行制作。
30. 阅读短文,回答下列问题:
汽车中的弹簧汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置(图甲),安全带结构一般由软带、卷带装置等部分组成,软带做得很宽,汽车正常行驶时,卷带装置中的卷收器借助弹簧(如图乙)使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时,安全带能在人尚未移动时拉紧软带,将乘员紧紧地绑在座椅上,起缓冲保护作用。待冲击力峰值过去时,适当放松安全带,避免因拉力过大造成二次伤害,同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴,使软带固定在某一个位置上,有效保护乘员的安全。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)当汽车突然______(选填“制动”或“加速”)时,安全带将起到缓冲保护作用;
(2)下列说法正确的是______;
A. 汽车突然拐弯时,安全带不能自由伸缩
B. 用手快速拉安全带,安全带能被拉动
C. 为了安全,安全带要尽可能系得松一些
D. 汽车突然启动,安全带能对人起保护作用
(3)拉伸安全带,卷收器弹簧的弹力将______(选填“变大”、“变小”、“不变”);
(4)发生碰撞时,人受到安全带的拉力随时间变化的图是______;
A. B. C. D.
(5)用两根轻弹簧可以模拟汽车悬架。如图丙所示,在一根大弹簧内套有一根小弹簧,它们的下端都固定在水平面上。压缩该弹簧组合,测得压力F与压缩距离ΔL之间的关系图线如图丁所示。已知弹簧中的弹力与被压缩的距离成正比,则当两根弹簧均处于自由状态时,它们上端点间的距离x=______ m,小弹簧中的弹力F2与被压缩量ΔL2之间的定量关系式可表示为F2=______。
【答案】(1)制动 (2)A
(3)变大 (4)B
(5) ①. 0.4 ②. 10N/m×Δl2
【解析】
【小问1详解】
由材料可知,当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时,安全带能在人尚未移动时拉紧软带,将乘员紧紧地绑在座椅上,起缓冲保护作用。
【小问2详解】
A.为了起到安全作用,汽车突然拐弯时,安全带不能自由伸缩,故A正确;
B.用手快速拉安全带,安全带会被锁住不能被拉动,故B错误;
C.为了安全,安全带要尽可能系得紧一些,故C错误;
D.汽车突然启动时,人的下半身随汽车向前快速运动,人的上半身由于惯性保持原来的状态,人会向后仰,安全带不能对人起保护作用。故D错误。
故选A。
【小问3详解】
将安全带拉伸,卷收器弹簧的弹性形变的程度变大,故弹力变大。
【小问4详解】
发生碰撞前安全带对人的拉力较小,但拉力不为零,发生碰撞时,汽车突然停止运动,由于惯性人会向前运动,产生安全带的拉力增大,当汽车停止运动后,安全带对人的拉力又会减小,所以符合要求的图象是B。
【小问5详解】
[1]从图丙和图丁可知,在0~0.4m范围内只有大弹簧产生弹力,在0.4m~0.6m范围内,弹力是这两个弹簧产生弹力的合力,则当两弹簧均处于自由状态时,它们上端点间的距离为x=0.4m。
[2]由图丁可知,F=kΔl可得,当Δl=0.4m时有:2N=k1×0.4m
则大弹簧的系数k1=5N/m;当大弹簧的压缩量Δl1为0.6m时,小弹簧的压缩量Δl2为0.6-0.4m=0.2m
此时总弹力为5N,由图丁图象可知F=kΔl可得5N=k1×0.6m+k2×0.2m=5N/m×0.6m+k2×0.2m
解得小弹簧的系数k2=10N/m,所以小弹簧中的弹力F2与被压缩量Δl2之间的定量关系式可表示为F2=10N/m×Δl2。
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