内容正文:
2025-2026学年度第二学期八年级期末质量监测试卷(物理)
(全卷取)
一、单选题(本大题共7小题,每小题3分,共21分。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. 关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A. 物体的速度越大,惯性越大
B. 物体的运动需要力来维持,汽车关闭发动机后逐渐停下来是因为不受力的作用
C. 物体受到力的作用时,运动状态一定改变
D. 物体的运动状态改变,一定受到力的作用
2. 下列实例中,属于减小压强的是( )
A. 酸奶吸管的一端做成尖形 B. 书包带做得较宽
C. 盲道表面设置有凸起条纹 D. 用力将图钉按入墙中
3. 大名弘敬阁是大名县石刻博物馆的核心主体建筑,弘敬阁修建工地上,工人们都佩戴安全帽,是为了万一发生意外时,通过减小( )来尽量保证安全。
A. 摩擦 B. 压强 C. 压力 D. 重力
4. 下列四个实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A. 磁悬浮列车悬浮行驶 B. 溜旱冰时穿轮滑鞋
C. 自行车转轴加润滑油 D. 打羽毛球时用力握球拍
5. 俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉。下列有关说法正确的是( )
A. 西瓜的密度比李子的密度大
B. 西瓜的密度等于水的密度
C. 李子下沉过程中所受水的压强不变
D. 李子浸没后,下沉过程中所受浮力大小不变
6. 图是第十五届中国国际航空航天博览会中,海军歼-15系列舰载机在进行飞行展示时的情景。以飞机为参照物,静止的是( )
A. 平静的海面 B. 远处的山
C. 飞机中的座椅 D. 空中的云
7. 第十五届全运会跳水男子3米跳板决赛在广州奥体中心落幕,湖北名将以六跳总分549.85分强势夺冠。如图所示,当运动员站在3米跳板上时产生的现象中,下列说法正确的是( )
A. 运动员在起跳前所受的弹力方向向下
B. 跳板被跳水运动员压弯,发生了弹性形变
C. 运动员在起跳腾空后仍然受到跳板的弹力
D. 跳水运动员对跳板的弹力是由于跳板发生了弹性形变
二、填空题(共7小题,每空1分,满分21分)
8. 如图所示,当我们按压充满气的气球时,气球会变瘪,这说明力可以使物体发生_________;当松开气球的“气门嘴”时,气球向后喷气的同时,会“嗖”的一下向前飞出去,这说明力可以改变物体的_________,推气球的力的施力物体是_________。
9. 如图所示,弹簧测力计的分度值是______N,读数是______N,它是利用在一定范围内,所受外力越大,形变程度就越______的原理制成的。
10. 著名的_____证明了大气压强存在且很大,意大利科学家_____首次用_____毫米汞柱测得了大气压强的准确值。
11. 如图所示是用螺丝刀拧螺丝的情景。手柄_________(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力;螺丝钉的螺纹相当于_________(选填“斜面”或“轮轴”);螺丝钉上螺纹密一些,拧起来更_________(选填“省功”或“省力”)。
12. 如图所示,物体A的重力为20N,物体B的重力为10N,用细绳将两物体连接,松手后,A恰能向右做匀速直线运动,则A受到的摩擦力大小为___________N,方向为___________。若对A施加一个水平向左的拉力使A向左做匀速直线运动,则拉力的大小为___________N。
13. 升国旗时,旗手向下拉绳子,国旗会徐徐上升。这是由于旗杆顶部有一个________滑轮,使用它________(选填“可以”或“不可以”)省力,其实质是________杠杆。
14. 对某汽车做测试,只调整轮胎气压,测得单个轮胎数据如下表,(每次单个轮胎对地压力不变)。根据公式________,单个轮胎对地压力为________N。查表可知,要减小空车停在水平路面时的对地压强,可行方法是__________。
次数
1
2
3
轮胎气压/×105Pa
4.6
8.1
10.5
地面的受力面积/×10-2m2
3.6
3.0
2.4
对地压强/×105Pa
5.0
6.0
7.5
三、作图题(本题共2+2+3=7分)
15.
(1)请你在图中作出排球被运动员击出后所受力的示意图。(不计空气阻力)
(2)如图所示,请画出杠杆所受的阻力及拉力对应的力臂。
(3)在自动化生产线上,常用传送带运送物体,如图所示,一个方形物块与传送带一起水平向右加速运动时,作出物块的受力示意图。
四、实验题:本大题共3小题,每空1分,共21分。
16. 在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让铁球从斜面上静止释放,撞击木块,能将木块撞出一段距离如图甲所示。请回答下列问题:
(1)研究铁球的动能大小与质量的关系,应让质量______的两个小球分别从同一斜面的_______高度由静止释放,使小球到达水平面时的速度______。(均选填“相同”或“不同”)
(2)该实验通过观察_______的大小,来比较铁球动能的大小,用到了_______法。
(3)有同学将实验装置改进成图乙所示,利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击同一木块,将木块撞出一段距离进行比较。可以研究铁球的动能大小与_______(选填“质量”或“速度”)的关系。
(4)实验结束后,某同学拿走木块,先后将同一小车从同一斜面的不同高度处静止释放,记录小车在相同水平面上从开始滑行直到静止时的距离,根据此现象,该同学得出了动能与速度有关的结论,你认为该同学的实验方案是否可行? _______(选填“可行”或“不可行”)。
17. 如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。铜块和木块的大小和形状完全相同,在实验前小明提出了以下几种猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与压力的大小有关
猜想二:滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度有关
猜想三:滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积大小有关
(1)实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做_____运动,此时弹簧测力计的示数即为物体所受滑动摩擦力的大小,这样做的依据是:_____;
(2)比较甲、乙两图,可得到的结论是_____;
(3)图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使_____相同,比较乙、丙两图可得出滑动摩擦力的大小与_____有关;
(4)要“探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关”,小明将木块和铜块做为一个整体竖着放置在长木板上,如丁图,测出滑动摩擦力的大小并与乙比较。你认为他的探究方案中存在的主要缺陷是:_____。
18. 小明用如图甲、乙、丙、丁所示的装置来完成探究“二力平衡的条件”的实验(每个钩码都相同)。
(1)甲乙两个实验装置中,装置_________更科学。
(2)本实验小明是通过比较_________________来比较水平方向所受拉力大小的;
(3)在探究“二力是否在同一直线上”对“二力平衡的条件”的影响时,小明将乙图中的小车_________后松手,小车不再平衡,从而得出:只有作用在_________上的两个力,才能够平衡;
(4)小明将丙图中的卡片剪成两半,此时卡片_________(选填“能”或“不能”)平衡,这说明相互平衡的两个力必须要作用在_________。
(5)如图丙所示,改变右侧滑轮的高度,使其高于左侧滑轮,其它条件不变,则轻质卡片_________(选填“能”或“不能”)继续处于静止状态。
(6)同学们认为丙的实验装置优于甲、乙的实验装置,其主要的原因是_________(填序号)
A. 小纸片容易扭转
B. 小纸片是比较容易获取的资料
C. 容易让小纸片在水平方向上保持平衡
D. 减少了摩擦力对实验结果的影响
五、计算题:本大题共2小题,共6+7=13分。
19. 随着科技的发展,机器人已被广泛使用。如图所示一款国产迎宾机器人,质量为30kg,底部有3个轮子,每个轮子与地面的接触面积为()。求:
(1)机器人的重力G;
(2)机器人对水平地面的压强p。
20. 跳伞是一项极具挑战的运动,越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中,一重力为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其速度与时间的关系如图所示,经测量在前15s内他下降了210m,从离开直升机到落至地面全程用时30s。
求在这个过程中:
(1)运动员在后15s内下落的高度?
(2)从离开飞机到下落至地面,运动员的重力做了多少功?
(3)从离开飞机到下落至地面,运动员的重力做功的功率是多大?
六、综合题:本大题共3小题,每空1分,共17分。
21. 2021年10月16日,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号运载火箭发射成功,顺利将航天员翟志刚、王亚平、叶光富送入太空。三名航天员在空间站进行了长达6个月的工作,已完成任务,于4月16日安全回家。请回答下列问题。
(1)运载火箭发射时,会向下喷出高温高压燃气(如图甲所示),这样火箭才能升空,说明物体间力的作用是________。
(2)空间站绕地球飞行时,运动状态________(“改变”或“不改变”);
(3)航天员将陀螺从地球带入太空后,其质量将________(选填“变大”“变小”或“不变”):
(4)航天员在太空舱的失重环境下,进行下列哪项活动可以达到几乎和地面上一样的锻炼效果( )
A. 举杠铃 B. 做引体向上 C. 拉弹簧拉力器 D. 跳绳运动
(5)航天员王亚平、叶光富在“天宫课堂”中展示了太空抛物实验(如图丙所示),被王亚平水平抛出的冰墩墩将在空中飞行做________运动,这个小实验说明物体的运动________(填“需要”或“不需要”)力来维持。
22. 五一假期小明到广济桥旅游,发现景区对浮桥游客数量进行限流管理,他想到景区也可以通过浮桥排水量实时监控浮桥上的游客数量,于是决定动手制作“浮力秤”进行项目式学习。(,
【工作原理】
(1)浮力秤在水中静止时处于_____状态(填浮沉状态名称)。
【项目取材】主要由圆柱体小筒、秤盘两部分组成(如图)
【项目制作】
(2)小明发现将组装好的小筒和秤盘放入水中时很难在竖直方向上静止,他的改进方案是:_____;
(3)经测量发现该浮力秤的总质量为100g,当秤盘上不放物体时,浮力秤受到的浮力是_____N,已知小筒底面积为20cm2,应在距小筒底部_____cm位置处标记浮力秤的“零刻度线”;
(4)经测量知小筒高度为30cm,将标准质量为_____g的物体放入秤盘后发现,小筒恰好完全浸没,此时可在小筒上标记浮力秤的“最大测量值”;
【项目迭代】
(5)制作完成后,小明发现该浮力秤的精确度不高,请你结合该浮力秤提出改进方案:_____。
23. 如图甲是卫生间一种智能抽水的马桶水箱示意图。其工作原理如图乙所示,当出水管阀门打开,水从出水管流出,水箱中的水减少,空心铜球就在重力作用下,随着水位下降而向下运动,通过金属杆AB绕O点转动,向上拉动进水管阀门,使水能通过进水管进入水箱;当出水管阀门关闭,随着不断进水,水箱中的水位不断上升,空心铜球随着向上运动,当金属杆处于水平位置时,把进水管阀门堵严,不再进水。如表为这种马桶的相关参数:
项目
内容
适用水压
0.2~0.7MPa
水箱容积
1.8L
冲洗方式
喷射虹吸式
(1)图甲中的存水弯管实际是一个___________,其作用是:___________;
(2)某高楼内的住户家的马桶比地面的配水房高20m,若要该户居民家里的马桶能正常工作,则配水房提供的水压应不低于___________Pa;
(3)如果进水管的阀门的受力面积是24mm2,设计能承担的压强是5×105Pa(超过该压强,阀门就可以关严,不再进水。)金属杆AB能绕O点转动,其质量及形变忽略不计,且不考虑出水管阀门对杠杆的影响。AB长216mm,AO长24mm,空心铜球的质量为70g,重力和浮力可以认为作用在其几何中心,则:铜球浸没后产生浮力为___________N ; 空心铜球的体积是___________m3。
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2025-2026学年度第二学期八年级期末质量监测试卷(物理)
(全卷取)
一、单选题(本大题共7小题,每小题3分,共21分。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. 关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A. 物体的速度越大,惯性越大
B. 物体的运动需要力来维持,汽车关闭发动机后逐渐停下来是因为不受力的作用
C. 物体受到力的作用时,运动状态一定改变
D. 物体的运动状态改变,一定受到力的作用
【答案】D
【解析】
【详解】A.影响物体惯性大小的是物体的质量,与其速度无关,所以物体的速度大小对惯性无影响,故A错误;
B.物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动的原因,汽车关闭发动机后逐渐停下是由于受到阻力的作用,故B错误;
C.物体受到力的作用时,运动状态不一定改变,譬如物体受到平衡力的作用时,其合力为0,物体将处于静止或匀速直线运动,处于平衡状态,故C错误;
D.力的物体运动状态改变的原因,所以物体的运动状态改变,一定是受到力的作用,故D正确。
故选D。
2. 下列实例中,属于减小压强的是( )
A. 酸奶吸管的一端做成尖形 B. 书包带做得较宽
C. 盲道表面设置有凸起条纹 D. 用力将图钉按入墙中
【答案】B
【解析】
【详解】A.酸奶吸管的一端做成尖形,通过减小受力面积增大压强,方便扎破包装,故A不符合题意。
B.书包带做得较宽,通过增大受力面积减小压强,背起来更舒适,故B符合题意。
C.盲道表面设置有凸起条纹,通过减小受力面积增大压强,使盲人更容易感觉到盲道;凸起条纹的次要作用是增大摩擦防止盲人滑倒,故C不符合题意。
D.用力将图钉按入墙中,通过增大压力和减小受力面积增大压强,故D不符合题意。
故选B。
3. 大名弘敬阁是大名县石刻博物馆的核心主体建筑,弘敬阁修建工地上,工人们都佩戴安全帽,是为了万一发生意外时,通过减小( )来尽量保证安全。
A. 摩擦 B. 压强 C. 压力 D. 重力
【答案】B
【解析】
【详解】安全帽的作用是在发生意外时,通过增大受力面积,在压力(物体的重力)不变的情况下,减小压强,从而减轻对头部的伤害。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4. 下列四个实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A. 磁悬浮列车悬浮行驶 B. 溜旱冰时穿轮滑鞋
C. 自行车转轴加润滑油 D. 打羽毛球时用力握球拍
【答案】D
【解析】
【详解】AC.磁悬浮列车悬浮行驶、给车轮的轴加润滑油,都让接触面彼此分离,目的是为了减小摩擦,故AC不符合题意;
B.旱冰鞋安装滚轮,以滚动代替滑动减小了摩擦,故B不符合题意。
D.用力握紧球拍,在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦,故D符合题意。
故选D。
5. 俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉。下列有关说法正确的是( )
A. 西瓜的密度比李子的密度大
B. 西瓜的密度等于水的密度
C. 李子下沉过程中所受水的压强不变
D. 李子浸没后,下沉过程中所受浮力大小不变
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由物体的浮沉条件可知,西瓜投入水中会漂浮,所以;李子投入水中会下沉;所以,故AB错误;
C.由可知,李子下沉过程中不断增大,所以受到水的压强也增大,故C错误;
D.李子浸没后,其在排开水的体积即为其自身的体积,由可知,下沉过程中其体积未发生改变,即不变,所以下沉过程中所受浮力大小不变,故D正确。
故选D。
6. 图是第十五届中国国际航空航天博览会中,海军歼-15系列舰载机在进行飞行展示时的情景。以飞机为参照物,静止的是( )
A. 平静的海面 B. 远处的山
C. 飞机中的座椅 D. 空中的云
【答案】C
【解析】
【详解】A.以飞机为参照物,海面的位置发生了变化,海面是运动,故A不符合题意;
B.以飞机为参照物,远处的山位置发生了变化,飞机是运动,故B不符合题意;
C.以飞机为参照物,飞机中的座椅的位置没有发生变化,飞机中的座椅是静止的,故C符合题意;
D.以飞机为参照物,空中的云位置发生了变化,云是运动的,故D不符合题意。
故选C。
7. 第十五届全运会跳水男子3米跳板决赛在广州奥体中心落幕,湖北名将以六跳总分549.85分强势夺冠。如图所示,当运动员站在3米跳板上时产生的现象中,下列说法正确的是( )
A. 运动员在起跳前所受的弹力方向向下
B. 跳板被跳水运动员压弯,发生了弹性形变
C. 运动员在起跳腾空后仍然受到跳板的弹力
D. 跳水运动员对跳板的弹力是由于跳板发生了弹性形变
【答案】B
【解析】
【详解】A.运动员起跳前所受弹力是跳板对运动员的支持力,方向垂直跳板向上,故A错误;
B.跳板被压弯后,撤去运动员的压力可以恢复原状,属于弹性形变,故B正确;
C.弹力产生的条件是两个物体相互接触且发生弹性形变,运动员起跳腾空后与跳板不接触,不会受到跳板的弹力,故C错误;
D.弹力是施力物体发生弹性形变产生的,跳水运动员对跳板的弹力,施力物体是运动员,因此该弹力是运动员的脚发生弹性形变产生的,故D错误。
故选B。
二、填空题(共7小题,每空1分,满分21分)
8. 如图所示,当我们按压充满气的气球时,气球会变瘪,这说明力可以使物体发生_________;当松开气球的“气门嘴”时,气球向后喷气的同时,会“嗖”的一下向前飞出去,这说明力可以改变物体的_________,推气球的力的施力物体是_________。
【答案】 ①. 形变 ②. 运动状态 ③. 气体
【解析】
【详解】力的作用效果有两个:①改变物体的形状;②改变物体的运动状态。按压充满气的气球,气球变瘪,形状发生改变,说明力可以使物体发生形变。
松开气门嘴后,气球由静止变为运动向前飞出,运动状态发生改变,说明力可以改变物体的运动状态。
根据力的作用是相互的:气球向后喷出气体时,对气体施加向后的力,同时喷出的气体对气球施加向前的反作用力,因此推气球向前的力的施力物体是喷出的气体。
9. 如图所示,弹簧测力计的分度值是______N,读数是______N,它是利用在一定范围内,所受外力越大,形变程度就越______的原理制成的。
【答案】 ①. 0.2 ②. 2.4 ③. 大
【解析】
【详解】[1][2][3]由图可知,弹簧测力计分5小格,则分度值是0.2N,指针在“2”后2个小格处,此时读数为2.4N。常用弹簧测力计是利用在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比原理制成的,在一定范围内,所受外力越大,形变程度就越大。
10. 著名的_____证明了大气压强存在且很大,意大利科学家_____首次用_____毫米汞柱测得了大气压强的准确值。
【答案】 ①. 马德堡半球实验 ②. 托里拆利 ③. 760
【解析】
【详解】[1]著名的马德堡半球实验通过两个紧密合在一起的铜半球,在抽去其中的空气后,由两队马分别向两个方向拉,结果半球未被拉开,从而证明了大气压强存在且很大。这个实验以其直观、震撼的效果,成为了证明大气压强存在的重要实验之一。
[2][3]意大利科学家托里拆利首次用实验的方法测出了大气压强的数值。他利用装满水银的细玻璃管,倒置在水银槽中,发现水银柱的高度稳定在一个特定的值,即760毫米汞柱。这个值就是当时大气压强的准确值。
11. 如图所示是用螺丝刀拧螺丝的情景。手柄_________(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力;螺丝钉的螺纹相当于_________(选填“斜面”或“轮轴”);螺丝钉上螺纹密一些,拧起来更_________(选填“省功”或“省力”)。
【答案】 ①. 粗 ②. 斜面 ③. 省力
【解析】
【详解】螺丝刀拧螺丝属于轮轴的应用,手柄是轮,金属杆是轴。阻力和轴半径不变时,轮越大(手柄越粗),动力臂越大,越省力,因此手柄粗一些更省力。
螺丝钉的螺纹展开后是倾斜的斜面,本质相当于简单机械中的斜面。
螺丝钉高度相同时,螺纹越密,相当于斜面的总长度越长,根据斜面的特点,斜面越长越省力;同时根据功的原理,任何机械都不能省功,因此拧起来更省力。
12. 如图所示,物体A的重力为20N,物体B的重力为10N,用细绳将两物体连接,松手后,A恰能向右做匀速直线运动,则A受到的摩擦力大小为___________N,方向为___________。若对A施加一个水平向左的拉力使A向左做匀速直线运动,则拉力的大小为___________N。
【答案】 ①. 10 ②. 左 ③. 20
【解析】
【详解】[1][2]物体A重20N,物体B重为10N时,当物体A向右做匀速直线运动,A水平方向上受到拉力和摩擦力的作用,这两个力是平衡力,大小相等,所以,方向水平向左。
[3]物体A匀速直线向左运动时,水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的摩擦力和水平向右的拉力作用,这三个力平衡。因为物体A对水平桌面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以此时摩擦力仍为10N,所以拉力的大小为
13. 升国旗时,旗手向下拉绳子,国旗会徐徐上升。这是由于旗杆顶部有一个________滑轮,使用它________(选填“可以”或“不可以”)省力,其实质是________杠杆。
【答案】 ①. 定 ②. 不可以 ③. 等臂
【解析】
【详解】[1][2]旗杆顶部的滑轮是定滑轮,定滑轮的特点是轴的位置固定不变。使用定滑轮时,不可以省力,但是可以改变力的方向,这样旗手在下面向下拉绳子,就可以让国旗向上徐徐上升。
[3]从杠杆的角度来看,定滑轮的动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径,所以其实质是等臂杠杆。
14. 对某汽车做测试,只调整轮胎气压,测得单个轮胎数据如下表,(每次单个轮胎对地压力不变)。根据公式________,单个轮胎对地压力为________N。查表可知,要减小空车停在水平路面时的对地压强,可行方法是__________。
次数
1
2
3
轮胎气压/×105Pa
4.6
8.1
10.5
地面的受力面积/×10-2m2
3.6
3.0
2.4
对地压强/×105Pa
5.0
6.0
7.5
【答案】 ①. F=pS ②. 1.8×104 ③. 减小轮胎气压
【解析】
【详解】[1][2]每次单个轮胎对地压力不变,根据F=pS得到单个轮胎对地压力F=p1S1=5.0×105Pa×3.6×10-2m2=1.8×104N
[3]由表格数据可知,轮胎气压越大,地面的受力面积越小,对地压强越大,则小空车停在水平路面时,对地面的压力不变,要减小对地压强,应增大地面的受力面积,减小轮胎气压。
三、作图题(本题共2+2+3=7分)
15.
(1)请你在图中作出排球被运动员击出后所受力的示意图。(不计空气阻力)
(2)如图所示,请画出杠杆所受的阻力及拉力对应的力臂。
(3)在自动化生产线上,常用传送带运送物体,如图所示,一个方形物块与传送带一起水平向右加速运动时,作出物块的受力示意图。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
略
【小问2详解】
本题中阻力是重物对杠杆的拉力,阻碍杠杆转动,方向竖直向下,在杠杆悬挂物体的位置(作用点),沿绳子方向竖直向下画带箭头线段,标注;
延长拉力的作用线,从支点向的作用线作垂线,将支点到垂足的垂线段即为拉力F的力臂,标注为。
【小问3详解】
竖直方向物块受力平衡,重力和支持力大小相等;传送带向右加速时,物块由于惯性相对传送带有向左的运动趋势,因此传送带对物块施加水平向右的静摩擦力,使物块随传送带一起加速。
以物块重心为作用点,共画3个力:竖直向下的重力,标注;竖直向上的支持力,标注,线段长度与相等;水平向右的静摩擦力,标注。
四、实验题:本大题共3小题,每空1分,共21分。
16. 在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让铁球从斜面上静止释放,撞击木块,能将木块撞出一段距离如图甲所示。请回答下列问题:
(1)研究铁球的动能大小与质量的关系,应让质量______的两个小球分别从同一斜面的_______高度由静止释放,使小球到达水平面时的速度______。(均选填“相同”或“不同”)
(2)该实验通过观察_______的大小,来比较铁球动能的大小,用到了_______法。
(3)有同学将实验装置改进成图乙所示,利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击同一木块,将木块撞出一段距离进行比较。可以研究铁球的动能大小与_______(选填“质量”或“速度”)的关系。
(4)实验结束后,某同学拿走木块,先后将同一小车从同一斜面的不同高度处静止释放,记录小车在相同水平面上从开始滑行直到静止时的距离,根据此现象,该同学得出了动能与速度有关的结论,你认为该同学的实验方案是否可行? _______(选填“可行”或“不可行”)。
【答案】(1) ①. 不同 ②. 同一 ③. 相同
(2) ①. 木块移动的距离 ②. 转化
(3)速度 (4)可行
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]研究铁球的动能大小与质量的关系,实验时应让质量不同的铁球从同一斜面的同一高度由静止释放,使小球到达水平面的速度相同。
【小问2详解】
[1][2]该实验采用转化法思想,通过观察木块移动的距离的大小,来比较铁球动能的大小。
【小问3详解】
如图乙所示,小球的质量相同,弹簧压缩到不同程度,释放时小球的速度不同,弹簧的弹性势能转化为铁球的动能,可以研究铁球的动能大小与速度的关系。
【小问4详解】
拿走木块,先后让同一小车从同一斜面的不同高度处静止释放,使小车运行到水平面上的速度不同,记录小车在相同表面上滑行到静止的距离,木块的滑动摩擦变成小车的滚动摩擦,根据此现象也可以得出动能与速度有关的结论,该同学的实验方案可行。
17. 如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。铜块和木块的大小和形状完全相同,在实验前小明提出了以下几种猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与压力的大小有关
猜想二:滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度有关
猜想三:滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积大小有关
(1)实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做_____运动,此时弹簧测力计的示数即为物体所受滑动摩擦力的大小,这样做的依据是:_____;
(2)比较甲、乙两图,可得到的结论是_____;
(3)图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使_____相同,比较乙、丙两图可得出滑动摩擦力的大小与_____有关;
(4)要“探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关”,小明将木块和铜块做为一个整体竖着放置在长木板上,如丁图,测出滑动摩擦力的大小并与乙比较。你认为他的探究方案中存在的主要缺陷是:_____。
【答案】 ①. 匀速直线 ②. 二力平衡的条件 ③. 在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 ④. 压力 ⑤. 接触面的粗糙程度 ⑥. 没有控制接触面的粗糙程度相同
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1][2]测滑动摩擦力大小时,要用弹簧测力计沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,根据二力平衡的条件,此时弹簧测力计的示数即为物体所受滑动摩擦力的大小。
(2)[3]甲、乙两图接触面粗糙程度相同,压力越大,弹簧测力计示数越大,滑动摩擦力越大。所以,比较甲、乙两图,可得到的结论是:在触面粗糙程度相同的条件下,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[4][5]乙、丙两图,铜块和木块叠在一起的目的是使压力相同,比较乙、丙两图知:在压力相同的条件下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,所以乙丙两图探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系。
(4)[6]当所要研究的物理量与多个因素有关时,采用的探究方法应是控制变量法,要“探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关”,应控制压力大小和接触面的粗糙程度相同,而小明将木块和铜块做为一个整体竖着放置在长木板上,由图可知,只控制了压力大小相同,他的探究方案中存在的主要缺陷是:没有控制接触面粗糙程度相同。
18. 小明用如图甲、乙、丙、丁所示的装置来完成探究“二力平衡的条件”的实验(每个钩码都相同)。
(1)甲乙两个实验装置中,装置_________更科学。
(2)本实验小明是通过比较_________________来比较水平方向所受拉力大小的;
(3)在探究“二力是否在同一直线上”对“二力平衡的条件”的影响时,小明将乙图中的小车_________后松手,小车不再平衡,从而得出:只有作用在_________上的两个力,才能够平衡;
(4)小明将丙图中的卡片剪成两半,此时卡片_________(选填“能”或“不能”)平衡,这说明相互平衡的两个力必须要作用在_________。
(5)如图丙所示,改变右侧滑轮的高度,使其高于左侧滑轮,其它条件不变,则轻质卡片_________(选填“能”或“不能”)继续处于静止状态。
(6)同学们认为丙的实验装置优于甲、乙的实验装置,其主要的原因是_________(填序号)
A. 小纸片容易扭转
B. 小纸片是比较容易获取的资料
C. 容易让小纸片在水平方向上保持平衡
D. 减少了摩擦力对实验结果的影响
【答案】(1)乙 (2)钩码的数量
(3) ①. 旋转一定角度 ②. 同一直线
(4) ①. 不能 ②. 同一物体
(5)能 (6)D
【解析】
【小问1详解】
甲装置中木块与桌面为滑动摩擦,摩擦力较大,会干扰实验结果;乙装置中使用带轮子的小车,滚动摩擦远小于滑动摩擦,能有效减小摩擦力对实验的影响,因此装置乙更科学。
【小问2详解】
实验中每个钩码的重力相等,绳子对小车或木块的拉力等于钩码的总重力,因此可以通过比较钩码的数量(或质量、个数)来判断水平方向所受拉力的大小。
【小问3详解】
探究二力是否在同一直线时,需将乙图中的小车旋转(或扭转)一定角度,使两个拉力不在同一直线上,松手后小车会转动、不再平衡。由此可得出结论:只有作用在同一直线(或同一条直线)上的两个力,才可能平衡。
【小问4详解】
将丙图中的卡片剪成两半后,原本作用在同一卡片上的两个力,分别作用在两个不同的卡片上,两个卡片会向两侧运动,无法保持平衡。这说明相互平衡的两个力必须作用在同一物体上。
【小问5详解】
改变右侧滑轮的高度后,只要两侧钩码数量相同,拉力大小仍然相等,两个力仍能作用在同一直线上,且卡片重力可忽略、不受摩擦力影响,因此轻质卡片仍然能保持静止,即能继续处于平衡状态。
【小问6详解】
丙装置使用悬挂的小卡片,重力可忽略,且不与桌面接触,几乎没有摩擦力,相比甲、乙装置能大幅减小摩擦力对实验结果的干扰,是其最主要优势,故选D。
五、计算题:本大题共2小题,共6+7=13分。
19. 随着科技的发展,机器人已被广泛使用。如图所示一款国产迎宾机器人,质量为30kg,底部有3个轮子,每个轮子与地面的接触面积为()。求:
(1)机器人的重力G;
(2)机器人对水平地面的压强p。
【答案】(1)300N
(2)2.5×105Pa
【解析】
【小问1详解】
机器人受到的重力
【小问2详解】
机器人对水平地面的压力
水平地面的受力面积
机器人对水平地面的压强
20. 跳伞是一项极具挑战的运动,越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中,一重力为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其速度与时间的关系如图所示,经测量在前15s内他下降了210m,从离开直升机到落至地面全程用时30s。
求在这个过程中:
(1)运动员在后15s内下落的高度?
(2)从离开飞机到下落至地面,运动员的重力做了多少功?
(3)从离开飞机到下落至地面,运动员的重力做功的功率是多大?
【答案】(1)90m (2)150000J (3)5000W
【解析】
【小问1详解】
据图可知,后15s运动员以6m/s的速度做匀速直线运动,则运动员在后15s内下落的高度为
【小问2详解】
从离开飞机到下落至地面,运动员下落的高度为
重力做的功为
【小问3详解】
从离开飞机到下落至地面,运动员的重力做功的功率是
六、综合题:本大题共3小题,每空1分,共17分。
21. 2021年10月16日,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号运载火箭发射成功,顺利将航天员翟志刚、王亚平、叶光富送入太空。三名航天员在空间站进行了长达6个月的工作,已完成任务,于4月16日安全回家。请回答下列问题。
(1)运载火箭发射时,会向下喷出高温高压燃气(如图甲所示),这样火箭才能升空,说明物体间力的作用是________。
(2)空间站绕地球飞行时,运动状态________(“改变”或“不改变”);
(3)航天员将陀螺从地球带入太空后,其质量将________(选填“变大”“变小”或“不变”):
(4)航天员在太空舱的失重环境下,进行下列哪项活动可以达到几乎和地面上一样的锻炼效果( )
A. 举杠铃 B. 做引体向上 C. 拉弹簧拉力器 D. 跳绳运动
(5)航天员王亚平、叶光富在“天宫课堂”中展示了太空抛物实验(如图丙所示),被王亚平水平抛出的冰墩墩将在空中飞行做________运动,这个小实验说明物体的运动________(填“需要”或“不需要”)力来维持。
【答案】(1)相互的 (2)改变
(3)不变 (4)C
(5) ①. 匀速直线 ②. 不需要
【解析】
【小问1详解】
向下喷出高温高压燃气的同时,喷出的气体对火箭产生向上的推力,使火箭升空,说明物体间力的作用是相互的。
【小问2详解】
空间站绕地球飞行时,其运动方向不断变化,所以其运动状态改变。
【小问3详解】
由于物体的质量不会随位置的改变而改变,所以航天员将陀螺从地球带入太空后,相比起在地球,它的质量不变。
【小问4详解】
在地球上锻炼,举杠铃需要克服杠铃的重力做功;做引体向上和跳绳需要克服自身的重力做功;但在太空舱,由于失重,故无法达到和地面上一样的锻炼效果。拉弹簧拉力器需要克服弹簧的弹力做功,失重条件不影响弹簧弹力,故可以达到锻炼的效果。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【小问5详解】
[1][2]将冰墩墩沿某一方向抛出,冰墩墩由于惯性继续向前运动,被王亚平水平抛出的冰墩墩将沿原有方向匀速前进,因为在失重状态下,物体保持原速度做匀速直线运动,这个小实验说明物体的运动不需要力来维持。
22. 五一假期小明到广济桥旅游,发现景区对浮桥游客数量进行限流管理,他想到景区也可以通过浮桥排水量实时监控浮桥上的游客数量,于是决定动手制作“浮力秤”进行项目式学习。(,
【工作原理】
(1)浮力秤在水中静止时处于_____状态(填浮沉状态名称)。
【项目取材】主要由圆柱体小筒、秤盘两部分组成(如图)
【项目制作】
(2)小明发现将组装好的小筒和秤盘放入水中时很难在竖直方向上静止,他的改进方案是:_____;
(3)经测量发现该浮力秤的总质量为100g,当秤盘上不放物体时,浮力秤受到的浮力是_____N,已知小筒底面积为20cm2,应在距小筒底部_____cm位置处标记浮力秤的“零刻度线”;
(4)经测量知小筒高度为30cm,将标准质量为_____g的物体放入秤盘后发现,小筒恰好完全浸没,此时可在小筒上标记浮力秤的“最大测量值”;
【项目迭代】
(5)制作完成后,小明发现该浮力秤的精确度不高,请你结合该浮力秤提出改进方案:_____。
【答案】(1)漂浮 (2)在小筒底部添加重物,降低重心
(3) ①. 1 ②. 5
(4)500 (5)换用底面积更小的小筒
【解析】
【小问1详解】
为了能够直接读出测量值,浮力秤在水中静止时应处于漂浮状态。
【小问2详解】
小明发现将组装好的小筒和秤盘放入水中时很难在竖直方向上静止,可以在小筒内加一定质量的重物,降低其重心,增强稳定性。
【小问3详解】
[1]根据物体的浮沉条件可知,秤盘上不放物体时,浮力秤受到的浮力等于其重力
[2]根据可知,小筒排开水的体积为
因此小筒浸没的深度为
所以应在距小筒底部5cm位置处标记浮力秤的“零刻度线”。
【小问4详解】
已知小筒高度为30cm,则排开水的最大体积为
则小筒受到的最大浮力为
根据物体的浮沉条件可知,物体与小筒的最大总重力为
则物体与小筒的最大总质量为
放入秤盘的物体的最大质量为
所以,将标准质量为500g的物体放入秤盘后发现,小筒恰好完全浸没,此时可在小筒上标记浮力秤的“最大测量值”。
【小问5详解】
为了提高浮力秤的精确度,应在浮力一定时增大其浸没的深度,根据可知,可以减小小筒的横截面积,即换用底面积更小的小筒。
23. 如图甲是卫生间一种智能抽水的马桶水箱示意图。其工作原理如图乙所示,当出水管阀门打开,水从出水管流出,水箱中的水减少,空心铜球就在重力作用下,随着水位下降而向下运动,通过金属杆AB绕O点转动,向上拉动进水管阀门,使水能通过进水管进入水箱;当出水管阀门关闭,随着不断进水,水箱中的水位不断上升,空心铜球随着向上运动,当金属杆处于水平位置时,把进水管阀门堵严,不再进水。如表为这种马桶的相关参数:
项目
内容
适用水压
0.2~0.7MPa
水箱容积
1.8L
冲洗方式
喷射虹吸式
(1)图甲中的存水弯管实际是一个___________,其作用是:___________;
(2)某高楼内的住户家的马桶比地面的配水房高20m,若要该户居民家里的马桶能正常工作,则配水房提供的水压应不低于___________Pa;
(3)如果进水管的阀门的受力面积是24mm2,设计能承担的压强是5×105Pa(超过该压强,阀门就可以关严,不再进水。)金属杆AB能绕O点转动,其质量及形变忽略不计,且不考虑出水管阀门对杠杆的影响。AB长216mm,AO长24mm,空心铜球的质量为70g,重力和浮力可以认为作用在其几何中心,则:铜球浸没后产生浮力为___________N ; 空心铜球的体积是___________m3。
【答案】 ①. 连通器 ②. 可以防止下水道里的臭味散发出来 ③. 4×105 ④. 2.2N ⑤. 2.2×10﹣4
【解析】
【详解】(1)[1][2]如图所示为坐便器下的存水弯管,水不流动时,U形管两侧的水相平,故存水弯管实际上是一个连通器;存水弯管的作用是可以防止下水道里的臭味散发出来。
(2)[3]20m高水柱产生的压强为
p1=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20m=2×105Pa
该马桶使用的最低水压为
p2=0.2MPa=2×105Pa
则配水房提供的水压应不低于
p=p1+p2=2×105Pa +2×105Pa=4×105Pa
(3)[4][5]进水阀门受到的压力为
F1=pS=5×105Pa×24×10-6m2=12N
空心铜球的质量为70g,铜球的重力为
G=mg=70×10-3kg×10N/kg=0.7N
根据杠杆的平衡条件
F1·OA=F2·OB
得
对浮球进行受力分析可知,浮球受竖直向上的浮力、竖直向下的压力、竖直向下的重力,浮球在这三个力的作用下处于平衡状态,则铜球浸没后产生的浮力为
F浮=F2+G=1.5N+0.7N=2.2N
因铜球完全浸没,所以空心铜球的体积为
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