内容正文:
八年级物理期中学习评估
卷面分值:100分 答卷时间:100分钟
一、选择题(本题共12题,每题2分,共24分。每小题只有一项符合题目要求)
1. 下列对于常见物理量估测合理的是( )
A. 一个苹果的质量约为0.2kg
B. 一辆小轿车的质量约为15t
C. 用手托住一个鸡蛋的力大约为2N
D. 一本物理课本重约0.2N
2. 下列实例中,属于减小压强的是( )
A. 磨得锋利的刀刃 B. 前端尖锐的逃生锤
C. 滑雪时脚蹬的滑雪板 D. 啄木鸟细而长的尖喙
3. 如图所示的四个力中,不属于弹力的是( )
A. 绳子对物体的拉力 B. 弦对箭的推力
C. 熊猫对竹子的拉力 D. 磁体之间的排斥力
4. 2024年巴黎奥运会期间,我国运动健儿用汗水和努力,让五星红旗一次次升起,这也是他们祝福祖国最好的礼物。运动会中蕴含着丰富的物理知识,如图所示下列说法错误的是( )
A. 图甲中苏炳添冲过终点不能立刻停止,是受到惯性的作用
B. 图乙中戴倩倩将标枪掷出后,标枪到达最高点时受到非平衡力的作用
C. 图丙中马龙用球拍将乒乓球弹回,说明力能改变物体的运动状态
D. 图丁中李发彬举着杠铃静止时,他受到的重力与地面对他的支持力不是一对平衡力
5. 如图所示,手握装水的玻璃杯保持静止,下列方法中能增大手与玻璃杯之间摩擦的是( )
A. 喝掉杯中一部分水 B. 向杯中加一些水
C. 给手戴上粗糙的手套 D. 增大握水杯的力度
6. 许多比赛项目都与“力的作用是相互的”这一知识有关,假如力的作用不是相互的,在①游泳、②跳水、③跳远、④划艇这些项目中,将无法进行的是( )
A. 只有②③ B. 只有①②④ C. 只有③④ D. ①②③④
7. 小明同学在“探究重力与质量的关系”的实验中,根据测量不同质量钩码所受重力的数据画出了如图所示的G-m图像。下列说法正确的是( )
A. 利用原有器材,在月球表面也可以完成此实验
B. 多次实验的目的是减小误差
C. 实验得出的结论是:物体的质量与其所受重力成正比
D. 分析图像可得重力和质量的比值为9.8 N/kg,表示1kg=9.8 N
8. 如图所示,小明用力拉住拴狗的绳子,正僵持不动.若不计绳子重力,以下属于一对平衡力的是( )
A. 狗受到的重力和地面对狗的支持力
B. 绳子对狗的拉力和地面对狗的摩擦力
C. 人对绳子的拉力和狗对绳子的拉力
D. 狗对地面的压力和地面对狗的支持力
9. 如图所示,在一根结实的细绳的一端拴一个小球,绳子的另一端固定在悬挂点O处,做成一个单摆,拉动小球到B处,放手后使它摆动起来,不计空气阻力,则在小球的摆动过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球运动到最低点A处时,一切外力消失,小球将保持静止状态
B. 小球回到最高点B处时,小球受到的合力为零
C. 在摆动过程中的任意位置,小球受力都不平衡
D. 小球运动到最高点C处时,一切外力消失,小球将保持匀速直线运动状态
10. 如图是吸盘挂钩紧贴在竖直墙面上的情景。将轻重不同的书包挂在挂钩上,吸盘都保持静止,则下列分析正确的是( )
A. 书包质量越小,吸盘受到的摩擦力不变 B. 大气压力使吸盘紧紧地吸在墙面上
C. 吸盘所受的大气压力与摩擦力是一对平衡力 D. 墙壁越粗糙吸盘所受的摩擦力越大
11. 两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同一水平桌面上,容器内装有深度相同的同种液体。如图所示,若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿水平桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2。下列正确的是( )
A. p1=p2 F1<F2 B. p1>p2 F1=F2
C. p1>p2 F1<F2 D. p1=p2 F1=F2
12. 立定跳远可分解为下蹲、蹬伸和腾空三个过程。图为某运动员下蹲后在蹬伸过程中所受地面支持力随时间变化的关系。据图可知,下列说法正确的是( )
A. 运动员受到的重力为
B. 运动员在时刻获得向上的最大速度
C. 内,运动员向下加速运动
D. 时刻,运动员受到的重力和地面对他的支持力是一对平衡力
二、填空题(本题共8小题,每空1分,共25分)
13. 请你补全关于“力与运动”的知识结构图。
(1)________;
(2)________;
(3)________;
14. 重为100N的物体静止放在水平桌面上,若用80N竖直向上的力拉这个物体,该物体受到的合力大小为___________N;若用120N竖直向上的力拉起这个物体,该物体受到的合力大小___________为N。
15. 使用弹簧测力计之前,要先观察弹簧测力计的量程和分度值,观察指针是否指在______。如图所示,弹簧测力计的分度值是____N,示数是____N。弹簧测力计显示的示数是______(选填“手的重力”或“手对秤钩的拉力”)。
16. 如图甲所示是小明在探究物体重力的大小与质量关系的实验情境。
(1)实验弹簧测力在使用前要在___________(A.水平 B.竖直)方向上进行校“0”,校好后,某次弹簧测力的示数如图甲所示,示数为___________N。
(2)若他到太空中的空间站实验室去做该实验,你认为他用同样的器材___________(A.能 B.不能)完成该探究。
(3)如图乙所示是同学们在老师指导下探究重力方向的实验装置。将该装置放在水平桌面上后,逐渐改变木板M与桌面的夹角a,会观察到悬线OA的方向___________(A.变化 B.不变);建筑工人经常使用的___________就是该原理的应用。
(4)小明对太空中的星球比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上物体的重力(G)与其质量(m)的关系如图丙所示,从图中信息可知,相同质量的物体在甲星球表面上的重力___________(A.大于 B.等于 C.小于)其在乙星球表面上的重力。
17. 我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,如图是三峡船闸中轮船通过船闸的示意图,三峡船闸利用了 _____ 原理,图中闸室所有闸门和阀门都关闭,若闸室中的轮船要开往上游,则应先打开 _____ 。
18. 如图是课本上涉及的一个将烧瓶内的水加热至沸腾后移去火焰,水停止沸腾,迅速塞上瓶塞,如图丙和丁所示,在图示位置浇冷水或喷冷水,则____(选填“丙”或“丁”)图烧瓶里的水会再次沸腾。
19. 如图,向两个乒乓球中间打气,会看到两个乒乓球______ (填“分开”或“靠近”);用注射器吸入无水酒精,是利用了______ ,再将活塞推至针筒的底端,然后用橡皮帽封住小孔,小孔内还留有少量酒精,沿针筒轴线方向向外拉动活塞一段距离,保持静止,此时,液态酒精消失是______现象,不计活塞与针筒的摩擦以及活塞自重,大气对活塞的压力______拉力(填“大于”“小于”或“等于”)。
20. 离海平面越高的地方,大气越稀薄,大气压越________(选填“大”或“小”).如图是飞机舷窗安装时的侧视图,该舷窗玻璃与舱内空气接触面积为700cm2,与舱外大气接触面积为650cm2,舱内气压维持在80kPa.该舷窗玻璃受到舱内空气对它的压力为________N:当飞机在12km的高空飞行时,外界大气压为20kPa,此时舷窗玻璃受到内外气体的压力差为________N.
三、作图题(本题共3小题,每题2分,共6分)
21.
(1)如图足球从斜面上加速滚下,请在该图中画出此过程中足球所受重力的示意图。
(2)在自动化生产线上,常用传送带传送工件,一个工件与传送带一起水平向左匀速运动,不计空气阻力,请在图中画出工件受力的示意图。
(3)将一个重力为G的小球从空中某点静止释放,落在竖直放置的轻弹簧上,压缩到最低点后再被弹起。画出小球在最低点时所受重力G和弹力F的示意图。
四、解答题(本题共7小题,共45分)
22. 如图,是某同学家中最近购买的一辆小轿车,在某次匀速行驶时的有关数据如下表:
小轿车总质量
1600kg
静止时每只轮胎与地面的接触面积
400cm2
轮胎能承受的最大气压
2.5×105Pa
匀速行驶过程中的总阻力
总重的0.05倍
求:
(1)小轿车静止于水平路面时,小轿车对地面的压强p;
(2)小轿车在匀速行驶过程中,所受到向前的牵引力F;
(3)该轿车能承载物体的最大重力是多少?(g取10N/kg)
23. 如图所示,在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有木板的三种情况下,让小车分别从斜面顶端由静止下滑,观察小车在水平面上的滑行距离。
(1)每次都要让小车从斜面顶端由静止开始滑下,这样做的目的是使小车刚运动到水平面具有相同的 ______。
(2)通过实验可以说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 _____(选填“快”或“慢”)。
(3)推理:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做 _____;在实际实验中,常常发现小车会滑出木板,无法记录其滑动的距离,在不添加实验器材的基础上,通过实验操作,使其不再滑出木板的做法是 ______。
(4)在本实验中,“小车在水平面上运动的距离”反映的是 。
A. 小车在水平面上所受阻力大小
B. 阻力对小车运动的影响情况
C. A和B选项均正确
(5)牛顿第一定律又叫惯性定律,一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。一辆运输液体货物的车,液体里有气泡,当汽车向右突然开动时,气泡将向 _____运动(选填“左”或“右”)。
24. 海丝文化遗产、世界黑瓷—福清东张宋窑黑釉盏,以其独特的黑色釉面和优雅的造型而闻名。小明用若干黑釉盏废瓷片进行了如下操作:
(1)天平放在水平桌面上,将游码移至称量标尺左端的零刻度线上,调节平衡螺母,使指针静止时对准分度标尺的零刻度线;
(2)小明测一块小瓷片质量时,操作如图甲所示,其中错误的是___________。正确操作后,天平平衡时右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图乙所示,则小瓷片质量为___________g;
(3)将图甲中的小瓷片放入装有20mL水的最筒中,液面上升至如图丙所示的位置,则小瓷片的体积为___________cm3,据此计算出小瓷片的密度是___________kg/m3;
(4)小明想用同样方法测出一块大瓷片的密度,但发现大瓷片无法直接放入量筒,他经过思考后,用如图丁所示的方法进行测量,实验步骤如下:
①用电子秤测出大瓷片的质量m1;
②将大瓷片放入烧杯中,加入适量的水直至瓷片完全浸没,标记水面位置,此时电子秤示数为m2;
③将大瓷片从水中取出,向烧杯中加水到标记处,此时电子秤示数示数为m3;
已知水的密度为ρ水,大瓷片密度的表达式:ρ瓷=___________(用所测得的物理量及已知物理量的符号表示);步骤③中取出大瓷片时会带走一些水,___________(选填“影响”或“不影响”)实验测量结果的准确性。
25. 某小组用如图所示装置探究“二力平衡的条件”,每个钩码质量均为50g。
(1)小丽同学设计了如图甲所示实验装置,实验中应选择轻质小卡片,卡片的 _______可忽略不计。将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整钩码的个数来改变拉力的大小,设计此步骤的目的是为了探究二力平衡时,两个力大小是否 _______。
(2)用如图乙装置研究二力平衡时,在轻质小卡片两端的细绳上挂等重的钩码,手放开小卡片后,可观察到小卡片将 。
A. 向左下运动 B. 向右上运动 C. 仍静止不动 D. 转过一定角度
(3)在探究同一问题时,同组小明将物块M放在水平桌面上,设计了图丙所示的实验,左右两端用细线通过滑轮连接着两个相同的轻质吊盘,两盘内放有一定量的砝码。当在左盘中放250g的砝码,物块M可以向左做匀速直线运动;当把左盘中的砝码减少100g后,物块M可以向右做匀速直线运动(滑轮的摩擦不计),这时木块在水平方向受到的力 ______(选填“平衡”或“不平衡”)。小明认为之所以会出现这样的情况,是因为物块M受到了摩擦力,请你帮小明算一下物块M受到的摩擦力大小是 ______N。
26. 小明利用压强计研究液体内部压强规律:
(1)实验前用手指按压压强计的橡皮膜,是为了检查实验装置的 _______;
(2)实验中,液体内部压强的大小可以用压强计U形管两侧液面的 _______来表示;
(3)比较图(a)和(b),可以初步得出的结论是 _________;
(4)小明在得到了液体内部压强与深度、密度的关系后,他把金属盒放入某液体中,结果如图(d)所示,分析可知该液体的密度 ______(选填“>”“<”或“=”)水的密度,那么他是选择了(d)图和 ______图进行对比得出的。
A.只能是(a) B.只能是(b) C.只能是(b)、(c) D.(a)、(b)、(c)都可以
27. 小明利用轻质注射器等器材测量大气压。
(1)实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是 _______。
(2)为得到活塞横截面积,需要量取的长度为______cm。当注射器中活塞_______时弹簧测力计的示数如图所示。
(3)考虑到摩擦因素,小明取下橡皮帽,再次拉动注射器筒,记下弹簧测力计稳定时的示数为0.7N。此过程中活塞受到的摩擦力方向 ______。
(4)利用以上数据可估算大气压强是 ______Pa。已知实验时外界大气压为1.0×105Pa,则造成该偏差的最有可能原因是:_________。
28. 阅读短文,回答问题:
“祝融号”火星车成功着陆
2021年5月,中国研制的“祝融号”火星车成功降落在火星上,如图甲。降落前,装载火星车的着陆器系统环绕火星沿椭圆轨道运动,如图乙。
着陆器降落时,为应对恶劣环境影响,会选择尽可能大的下落高度经减速着陆,它首先进入火星大气层做减速运动,必要时会伸出“小翅膀”利用翅膀受到的阻力调整姿态;接着降落伞打开,着陆器减速到一定程度,抛弃隔热大底和背罩、降落伞,如图丙;随后,着陆器打开发动机,向下喷射燃气实现进一步减速,在距离火星地面100m高度处悬停,寻找平坦着陆点,着陆后火星车驶离着陆器。
已知火星车总质量为240kg,火星车车轮与火星水平地面总接触面积为,火星车太阳能电池板表面有微结构膜,可极大减小沙尘与电池板之间的摩擦力。
火星车行驶过程中受到的阻力与压力F、接触面粗糙程度均成正比。发动机的推力与火星车总重的比值叫推重比,同一物体在火星表面所受重力是在地球表面所受重力的0.4倍,地球上g取10N/kg。
(1)打开发动机减速时,着陆器受到向上推力的施力物体是________;打开降落伞至降落伞被抛弃过程中,着陆器受到的阻力__________(选填“>”“<”或“=”)重力。
(2)下列说法中错误的是 。
A. 火星车从地球登上火星,火星车惯性不变
B. 着陆器应尽量选择在地势较低的地方着陆
C. 火星车车轮的花纹可以减小车轮与火星表面的摩擦力
D. 火星车在火星上沿坡面减速上行时,重力的方向始终不变
(3)图乙中着陆器受到的是 ______(选填“平衡力”或“非平衡力”),你判断的依据是_____
(4)火星车在火星水平地面静止时,对表面的压强约为 ______Pa(保留小数点后一位);火星车在火星水平地面匀速行驶与在地球上的水平场地匀速行驶相比,若接触面粗糙程度相同,推重比_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)已知降落伞下降过程所受大气阻力与速度成正比,比例系数在火星和地球表面分别为k1和k2,若同一降落伞在火星表面和地球表面下降能达到的稳定速度分别为v1和v2,则k1:k2=______(用v1、v2表示)。
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八年级物理期中学习评估
卷面分值:100分 答卷时间:100分钟
一、选择题(本题共12题,每题2分,共24分。每小题只有一项符合题目要求)
1. 下列对于常见物理量估测合理的是( )
A. 一个苹果的质量约为0.2kg
B. 一辆小轿车的质量约为15t
C. 用手托住一个鸡蛋的力大约为2N
D. 一本物理课本重约0.2N
【答案】A
【解析】
【详解】A.一斤苹果可买2-3个,一斤等于500g,故一个苹果的质量约为200g=0.2kg
故A符合题意;
B.一辆小轿车的质量约为1300kg=1.3t
故B不符合题意;
C.一斤鸡蛋大约为10个,一斤等于500g,那么一个鸡蛋的质量约为50g,其重力为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
那么托住一个鸡蛋的力约为F=G=0.5N
故C不符合题意;
D.一本物理书的质量大约为200g,受到的重力约为G=mg=200×10-3kg×10N/kg=2N
故D不符合题意。
故选A。
2. 下列实例中,属于减小压强的是( )
A. 磨得锋利的刀刃 B. 前端尖锐的逃生锤
C. 滑雪时脚蹬的滑雪板 D. 啄木鸟细而长的尖喙
【答案】C
【解析】
【详解】ABD.磨得锋利的刀刃、前端尖锐的逃生锤、啄木鸟细而长的尖喙都是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故ABD不符合题意;
C.滑雪时脚蹬的滑雪板,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C符合题意。
故选C。
3. 如图所示的四个力中,不属于弹力的是( )
A. 绳子对物体的拉力 B. 弦对箭的推力
C. 熊猫对竹子的拉力 D. 磁体之间的排斥力
【答案】D
【解析】
【详解】A.绳子对物体的拉力,是因为绳子在拉伸过程中发生了弹性形变后要恢复原状从而对物体产生拉力,所以绳子对物体的拉力属于弹力。故A不符合题意;
B.弦对箭的推力,是弦在被拉开发生弹性形变后要恢复原状而对箭产生的力,因此弦对箭的推力属于弹力。故B不符合题意;
C.熊猫对竹子的拉力,是熊猫拉竹子时熊猫的手掌发生弹性形变后要恢复原状而对竹子产生的力,所以熊猫对竹子的拉力属于弹力。故C不符合题意;
D.磁体之间的排斥力,是由于磁体的磁性产生的,并不是因为物体发生弹性形变产生的,所以磁体之间的排斥力不属于弹力。故D符合题意。
故选D。
4. 2024年巴黎奥运会期间,我国运动健儿用汗水和努力,让五星红旗一次次升起,这也是他们祝福祖国最好的礼物。运动会中蕴含着丰富的物理知识,如图所示下列说法错误的是( )
A. 图甲中苏炳添冲过终点不能立刻停止,是受到惯性的作用
B. 图乙中戴倩倩将标枪掷出后,标枪到达最高点时受到非平衡力的作用
C. 图丙中马龙用球拍将乒乓球弹回,说明力能改变物体的运动状态
D. 图丁中李发彬举着杠铃静止时,他受到的重力与地面对他的支持力不是一对平衡力
【答案】A
【解析】
【详解】A.图甲中苏炳添冲过终点不能立刻停止,是因为苏炳添具有惯性,还要继续保持原来的运动状态,惯性不是力,不能说受到惯性作用,故A错误,符合题意;
B.图乙中戴倩倩将标枪掷出后,标枪到达最高点时只受重力作用,故受到非平衡力的作用,故B正确,不符合题意;
C.图丙中马龙用球拍将乒乓球弹回,方向改变,说明力能改变物体的运动状态,故C正确,不符合题意;
D.图丁中李发彬举着杠铃静止时,他受到的重力与地面对他的支持力大小不相等,所以不是一对平衡力,故D正确,不符合题意。
故选A。
5. 如图所示,手握装水的玻璃杯保持静止,下列方法中能增大手与玻璃杯之间摩擦的是( )
A. 喝掉杯中一部分水 B. 向杯中加一些水
C. 给手戴上粗糙的手套 D. 增大握水杯的力度
【答案】B
【解析】
【详解】用手握着装水的玻璃杯,装水的玻璃杯始终保持静止,处于平衡状态,装水的玻璃杯在竖直方向上受到的总重力和摩擦力始终是一对平衡力,二者大小相等。
A.喝掉杯中一部分水,装水的玻璃杯的总重力变小,由二力平衡的条件可知,摩擦力变小,故A不符合题意;
B.向杯中加一些水,装水的玻璃杯的总重力变大,由二力平衡的条件可知,摩擦力变大,故B符合题意;
C.给手戴上粗糙的手套,装水的玻璃杯的总重力不变,摩擦力不变,故C不符合题意;
D.增大握水杯的力度,装水的玻璃杯的总重力不变,摩擦力不变,故D不符合题意。
故选B。
6. 许多比赛项目都与“力的作用是相互的”这一知识有关,假如力的作用不是相互的,在①游泳、②跳水、③跳远、④划艇这些项目中,将无法进行的是( )
A. 只有②③ B. 只有①②④ C. 只有③④ D. ①②③④
【答案】D
【解析】
【详解】①在游泳项目中,人对水有一个向后的力作用,同时水对人产生一个向前的反作用力,所以人才能向前游,假如“力的作用不是相互的”,水不会给人一个向前的反作用力,人就无法向前游泳,故①无法进行;
②跳水运动员需要先踩踏跳板,利用跳板对人施加的向上的力而使人跳起来,假如“力的作用不是相互的”,就不会因受到跳板的反作用力跳起来,故②无法进行;
③ 跳远运动员需要向后蹬地时,地面给运动员向前的力而使运动员向前跳,假如“力的作用不是相互的”,就无法因受到地面的反作用力跳起来,故③无法进行;
④划艇需要用桨向后拨水,水给桨一个向前的力而使划艇向前运动,假如“力的作用不是相互的”, 也不会因受到水的反作用力而前进,故④无法进行。
因此①②③④均无法进行,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
7. 小明同学在“探究重力与质量的关系”的实验中,根据测量不同质量钩码所受重力的数据画出了如图所示的G-m图像。下列说法正确的是( )
A. 利用原有器材,在月球表面也可以完成此实验
B. 多次实验的目的是减小误差
C. 实验得出的结论是:物体的质量与其所受重力成正比
D. 分析图像可得重力和质量的比值为9.8 N/kg,表示1kg=9.8 N
【答案】A
【解析】
【详解】A.因为月球对物体也有吸引,故在月球上也有重力,可以在月球做此实验,故A正确;
B.实验中多次改变物体质量进行实验,是为了得出重力与质量关系的普遍结论,故B错误;
C.由于物体质量不随物体位置变化而变化,而同一位置,物体质量变化,物体所受重力也跟着变化,在G—m图像中,是一条倾斜的直线,故可得结论是物体所受重力与其质量成正比,故C错误;
D.由图像可得,重力和质量的比值为9.8 N/kg,9.8N/kg表示1kg的物体所受重力为9.8N,故D错误。
故选A。
8. 如图所示,小明用力拉住拴狗的绳子,正僵持不动.若不计绳子重力,以下属于一对平衡力的是( )
A. 狗受到的重力和地面对狗的支持力
B. 绳子对狗的拉力和地面对狗的摩擦力
C. 人对绳子的拉力和狗对绳子的拉力
D. 狗对地面的压力和地面对狗的支持力
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,狗静止不动时处于平衡状态,竖直方向的合力为零,对狗受力分析可知,受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力、绳子向上的分力作用,则狗受到的重力地面对狗的支持力大小不相等,二力不是一对平衡力,故A不符合题意;
B.绳子对狗的拉力与地面对狗的阻力,二力不是作用在同一条直线上,且二力大小不一定相等,所以不是一对平衡力,故B不符合题意;
C.不计绳子重力,绳子受到人的拉力和狗的拉力,且处于平衡状态静止,故这两个力是一对平衡力,故C符合题意;
D.狗对地面的压力和地面对狗的支持力两力符合相互作用力的条件,是一对相互作用力,故D不符合题意。
故选C。
9. 如图所示,在一根结实的细绳的一端拴一个小球,绳子的另一端固定在悬挂点O处,做成一个单摆,拉动小球到B处,放手后使它摆动起来,不计空气阻力,则在小球的摆动过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球运动到最低点A处时,一切外力消失,小球将保持静止状态
B. 小球回到最高点B处时,小球受到的合力为零
C. 在摆动过程中的任意位置,小球受力都不平衡
D. 小球运动到最高点C处时,一切外力消失,小球将保持匀速直线运动状态
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球运动到最低点A处时,具有一定的速度,根据牛顿第一定律,若一切外力消失,小球将做匀速直线运动,故A错误;
B.小球回到最高点B处时,小球受到竖直向下的重力和沿着绳子向上的拉力,受力不平衡,则小球受到的合力不为零,故B错误;
C.在小球的摆动过程中,小球做曲线运动,运动状态一直在改变,始终受力不平衡,故C正确;
D.小球运动到最高点C处时,速度为零,若一切外力消失,根据牛顿第一定律,小球将保持静止状态,故D错误。
故选C。
10. 如图是吸盘挂钩紧贴在竖直墙面上的情景。将轻重不同的书包挂在挂钩上,吸盘都保持静止,则下列分析正确的是( )
A. 书包质量越小,吸盘受到的摩擦力不变 B. 大气压力使吸盘紧紧地吸在墙面上
C. 吸盘所受的大气压力与摩擦力是一对平衡力 D. 墙壁越粗糙吸盘所受的摩擦力越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.吸盘保持静止,竖直方向摩擦力和总重力平衡,即。书包质量越小,总重力越小,吸盘受到的摩擦力越小,故A错误;
B.使用吸盘时,挤出吸盘内的空气后,内部气压远小于外界大气压,是大气压力将吸盘紧紧压在墙面上,故B正确;
C.大气压力是水平方向,摩擦力是竖直方向,两个力方向不在同一直线上,不是一对平衡力,故C错误;
D.摩擦力大小等于总重力,和墙壁粗糙程度无关,因此墙壁粗糙程度改变,吸盘受到的静摩擦力大小不变,故D错误。
故选B。
11. 两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同一水平桌面上,容器内装有深度相同的同种液体。如图所示,若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿水平桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2。下列正确的是( )
A. p1=p2 F1<F2 B. p1>p2 F1=F2
C. p1>p2 F1<F2 D. p1=p2 F1=F2
【答案】A
【解析】
【详解】根据得, 容器内装同种液体,液体密度相同,且液体深度 相同,因此可得 。
同一水平桌面,容器材料相同,因此接触面粗糙程度相同。两个容器完全相同,左容器为下窄上宽、右容器为下宽上窄,液体深度相同时,左容器内液体体积更小,由可知,液体重力更小,因此总重力更小。
对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力,即,所以两容器受到的摩擦力的关系为,容器沿桌面做匀速直线运动,拉力大小等于滑动摩擦力大小,则。
故选A。
12. 立定跳远可分解为下蹲、蹬伸和腾空三个过程。图为某运动员下蹲后在蹬伸过程中所受地面支持力随时间变化的关系。据图可知,下列说法正确的是( )
A. 运动员受到的重力为
B. 运动员在时刻获得向上的最大速度
C. 内,运动员向下加速运动
D. 时刻,运动员受到的重力和地面对他的支持力是一对平衡力
【答案】B
【解析】
【详解】A.运动员在下蹲后蹬伸前处于平衡状态,受到的重力和支持力二力平衡,大小相等,由图像可知,下蹲后蹬伸前运动员受到的支持力为,则重力为,故A错误;
BC.运动员在时间内,支持力大于重力,合力方向向上,加速向上运动,时间内,支持力小于重力,合力方向向下,但仍向上运动,因此减速向上运动,则在时刻获得向上的最大速度,故B正确,C错误;
D.时刻,运动员受到的重力不为零,地面对他的支持力为零,大小不相等,因此不是一对平衡力,故D错误。
故选B。
二、填空题(本题共8小题,每空1分,共25分)
13. 请你补全关于“力与运动”的知识结构图。
(1)________;
(2)________;
(3)________;
【答案】 ①. 不变 ②. 改变 ③. 直线运动
【解析】
【详解】(1)[1]分析结构图可知,力是改变物体运动状态的原因,物体不受力时运动状态不变,受力平衡时,力的作用效果相互平衡,物体处于平衡状态,运动状态也不改变,所以,(1)处填入“不变”。
(2)[2]物体受力不平衡时,处于非平衡状态,它的运动状态会发生改变,或速度大小改变,或运动方向改变,或两者同时改变,所以,(2)处填入“改变”。
(3)[3]匀速直线运动是速度不变的直线运动,变速直线运动是速度变化的直线运动,它们都属于直线运动,所以,(3)处填入“直线运动”。
14. 重为100N的物体静止放在水平桌面上,若用80N竖直向上的力拉这个物体,该物体受到的合力大小为___________N;若用120N竖直向上的力拉起这个物体,该物体受到的合力大小___________为N。
【答案】 ①. 0 ②. 20
【解析】
【详解】[1]如果一个力的作用效果和多个力共同作用的效果相同,那么这个力叫做这几个力的合力,这种方法叫做等效替代法。重为100N的物体静止放在水平桌面上,若用80N竖直向上的力拉这个物体,因为拉力小于重力,物体不能被拉起,仍然处于静止状态,支持力为20N竖直向上,物体处于静止状态,表明物体受到的力是平衡力,合力大小为0N。
[2]若用120N竖直向上的力拉起这个物体,拉力大于重力,物体被拉起,表明物体受到两个力的作用,方向相反,在同一条直线上,该物体受到的合力大小为
F-G=120N-100N=20N
15. 使用弹簧测力计之前,要先观察弹簧测力计的量程和分度值,观察指针是否指在______。如图所示,弹簧测力计的分度值是____N,示数是____N。弹簧测力计显示的示数是______(选填“手的重力”或“手对秤钩的拉力”)。
【答案】 ①. 零刻度线 ②. 0.2 ③. 1.6 ④. 手对秤钩的拉力
【解析】
【详解】[1]使用弹簧测力计之前,应先观察弹簧测力计的指针是否指在零刻度线处,如果不是,则应对弹簧测力计进行调零。
[2][3]由图中可知,1N之间有5个小格,每一小格代表0.2N,即该弹簧测力计的分度值为0.2N,故可知此时弹簧测力计的示数是1.6N。
[4]弹簧测力计显示的是挂钩处所受拉力的大小,故弹簧测力计显示的示数是手对秤钩的水平拉力。
16. 如图甲所示是小明在探究物体重力的大小与质量关系的实验情境。
(1)实验弹簧测力在使用前要在___________(A.水平 B.竖直)方向上进行校“0”,校好后,某次弹簧测力的示数如图甲所示,示数为___________N。
(2)若他到太空中的空间站实验室去做该实验,你认为他用同样的器材___________(A.能 B.不能)完成该探究。
(3)如图乙所示是同学们在老师指导下探究重力方向的实验装置。将该装置放在水平桌面上后,逐渐改变木板M与桌面的夹角a,会观察到悬线OA的方向___________(A.变化 B.不变);建筑工人经常使用的___________就是该原理的应用。
(4)小明对太空中的星球比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上物体的重力(G)与其质量(m)的关系如图丙所示,从图中信息可知,相同质量的物体在甲星球表面上的重力___________(A.大于 B.等于 C.小于)其在乙星球表面上的重力。
【答案】 ①. B ②. 2.4 ③. B ④. B ⑤. 铅垂线 ⑥. A
【解析】
【详解】(1)[1]重力的方向竖直向下,实验弹簧测力计在使用前要在竖直方向上进行校“0”,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
[2]弹簧测力计的分度值为0.2N, 则示数为2.4N。
(2)[3]太空中物体处于失重状态,若他到太空中的空间站实验室去做该实验,不能测量出物体的重力,故他用同样的器材不能完成该探究。故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(3)[4]重力的方向总是竖直向下,如图乙所示是同学们在老师指导下探究重力方向的实验装置。将该装置放在水平桌面上后,逐渐改变木板M与桌面的夹角α,会观察到悬线OA的方向不变;故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
[5]建筑工人经常使用的铅垂线就是利用重力的方向总是竖直向下。
(4)[6]根据甲、乙两个星球表面上物体的重力G与其质量m的关系图象可知,当物体质量相同时,在甲星球表面上的重力大于在乙星球表面上的重力,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
17. 我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,如图是三峡船闸中轮船通过船闸的示意图,三峡船闸利用了 _____ 原理,图中闸室所有闸门和阀门都关闭,若闸室中的轮船要开往上游,则应先打开 _____ 。
【答案】 ①. 连通器 ②. 阀门A
【解析】
【详解】船闸的闸室与上下游水道,上端开口、底部相连通,符合连通器的结构特点,利用连通器液面静止时相平的原理通航。
轮船从闸室驶往上游:第一步打开阀门A,上游河水流入闸室,使闸室水位与上游水位相平;水位齐平后再打开上游闸门,轮船即可驶入上游。
18. 如图是课本上涉及的一个将烧瓶内的水加热至沸腾后移去火焰,水停止沸腾,迅速塞上瓶塞,如图丙和丁所示,在图示位置浇冷水或喷冷水,则____(选填“丙”或“丁”)图烧瓶里的水会再次沸腾。
【答案】丙
【解析】
【详解】水的沸点随气压减小而降低。该实验中,水停止沸腾后,丙图的冷水浇在烧瓶内水蒸气聚集的瓶体外,瓶内水蒸气遇冷液化,使瓶内气压明显降低,水的沸点随之降低,此时水的温度高于降低后的沸点,因此水会再次沸腾;丁图中冷水喷在盛水的瓶体外侧,仅会降低水的温度,瓶内气压没有明显降低,水不会重新沸腾。
19. 如图,向两个乒乓球中间打气,会看到两个乒乓球______ (填“分开”或“靠近”);用注射器吸入无水酒精,是利用了______ ,再将活塞推至针筒的底端,然后用橡皮帽封住小孔,小孔内还留有少量酒精,沿针筒轴线方向向外拉动活塞一段距离,保持静止,此时,液态酒精消失是______现象,不计活塞与针筒的摩擦以及活塞自重,大气对活塞的压力______拉力(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 ①. 靠近 ②. 大气压 ③. 汽化 ④. 大于
【解析】
【详解】[1]向两个乒乓球中间打气,两个乒乓球中间气流速度变大,由于流体流速越大的位置压强越小,两个乒乓球会受到向内的压强差作用,所以会看到两个乒乓球靠近。
[2]用注射器吸入无水酒精,注射器内的气压小于外界大气压,在大气压作用下,无水酒精被压入注射器内。
[3]再将活塞推至针筒的底端,用橡皮帽封住小孔,此时注射内是密封的,沿针筒轴线方向向外拉动活塞丙保持静止,注射器内气压减小,酒精由液态变为气态,这是酒精汽化的过程。
[4]此时注射器内有酒精蒸气,有一定的气压,不计活塞与针筒的摩擦以及活塞自重,拉力大小等于外界大气对活塞的压力与内部酒精蒸气气压对活塞的压力之差,故大气对活塞的压力大于拉力。
20. 离海平面越高的地方,大气越稀薄,大气压越________(选填“大”或“小”).如图是飞机舷窗安装时的侧视图,该舷窗玻璃与舱内空气接触面积为700cm2,与舱外大气接触面积为650cm2,舱内气压维持在80kPa.该舷窗玻璃受到舱内空气对它的压力为________N:当飞机在12km的高空飞行时,外界大气压为20kPa,此时舷窗玻璃受到内外气体的压力差为________N.
【答案】 ①. 小 ②. 5600 ③. 4300
【解析】
【详解】第一空.大气压强随高度增加而减小,所以离海平面越高的地方,大气压越小;
第二空.舷窗玻璃受到舱内空气对它的压力为:
F内=p内S内=8×104Pa×700×10-4m2=5600N;
第三空.当飞机在12km的高空飞行时,舷窗玻璃受到舱外空气对它的压力:
F外=p外S外=2×104Pa×650×10-4m2=1300N,
则此时舷窗玻璃受到内外气体的压力差为:
ΔF=F内-F外=5600N-1300N=4300N.
三、作图题(本题共3小题,每题2分,共6分)
21.
(1)如图足球从斜面上加速滚下,请在该图中画出此过程中足球所受重力的示意图。
(2)在自动化生产线上,常用传送带传送工件,一个工件与传送带一起水平向左匀速运动,不计空气阻力,请在图中画出工件受力的示意图。
(3)将一个重力为G的小球从空中某点静止释放,落在竖直放置的轻弹簧上,压缩到最低点后再被弹起。画出小球在最低点时所受重力G和弹力F的示意图。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
足球受到的重力方向竖直向下,作用在足球的重心上。如图所示:
【小问2详解】
工件在水平方向匀速直线运动,无相对滑动,不受摩擦力,只受两个力: 竖直向下的重力G 和竖直向上的支持力,它们大小相等。如图所示:
【小问3详解】
最低点小球瞬时速度为0,弹簧弹力大于重力,重力G竖直向下,弹力F竖直向上,如图所示:
四、解答题(本题共7小题,共45分)
22. 如图,是某同学家中最近购买的一辆小轿车,在某次匀速行驶时的有关数据如下表:
小轿车总质量
1600kg
静止时每只轮胎与地面的接触面积
400cm2
轮胎能承受的最大气压
2.5×105Pa
匀速行驶过程中的总阻力
总重的0.05倍
求:
(1)小轿车静止于水平路面时,小轿车对地面的压强p;
(2)小轿车在匀速行驶过程中,所受到向前的牵引力F;
(3)该轿车能承载物体的最大重力是多少?(g取10N/kg)
【答案】(1)
(2)800N (3)
【解析】
【小问1详解】
小轿车重力
小轿车静止于水平路面,对地面的压力等于自身重力,即
小轿车共4个轮胎,总接触面积
小轿车对地面的压强
【小问2详解】
小轿车匀速行驶时,牵引力与总阻力是一对平衡力,大小相等,即。
已知总阻力为总重的0.05倍,因此
可得牵引力
【小问3详解】
轮胎能承受的最大压强,根据压强变形公式,则
水平路面上,最大压力等于轿车与承载物体的总重力,即
因此承载物体的最大重力为
23. 如图所示,在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有木板的三种情况下,让小车分别从斜面顶端由静止下滑,观察小车在水平面上的滑行距离。
(1)每次都要让小车从斜面顶端由静止开始滑下,这样做的目的是使小车刚运动到水平面具有相同的 ______。
(2)通过实验可以说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 _____(选填“快”或“慢”)。
(3)推理:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做 _____;在实际实验中,常常发现小车会滑出木板,无法记录其滑动的距离,在不添加实验器材的基础上,通过实验操作,使其不再滑出木板的做法是 ______。
(4)在本实验中,“小车在水平面上运动的距离”反映的是 。
A. 小车在水平面上所受阻力大小
B. 阻力对小车运动的影响情况
C. A和B选项均正确
(5)牛顿第一定律又叫惯性定律,一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。一辆运输液体货物的车,液体里有气泡,当汽车向右突然开动时,气泡将向 _____运动(选填“左”或“右”)。
【答案】(1)初速度 (2)慢
(3) ①. 匀速直线运动 ②. 降低小车下滑的高度 (4)B
(5)右
【解析】
【小问1详解】
本实验用控制变量法,让小车从同一斜面顶端静止下滑,目的是使小车到达水平面时,具有相同的初速度。
【小问2详解】
实验现象显示:阻力越小,小车滑行距离越远,说明小车速度减小得越慢。
【小问3详解】
推理可得:如果阻力为零,小车速度不会减小,将一直做匀速直线运动;
小车滑出木板是因为到达水平面的初速度过大,不添加器材时,降低小车下滑高度,可以减小初速度,缩短滑行距离,避免滑出木板。
【小问4详解】
本实验中,阻力大小是我们通过改变接触面主动控制的变量,用转换法,通过小车运动的距离反映阻力对小车运动的影响情况,故选B。
【小问5详解】
惯性大小和质量有关,液体质量远大于气泡,惯性更大。汽车向右突然开动时,液体由于惯性保持原来的静止状态向左挤压,将气泡挤向右侧,因此气泡向右运动。
24. 海丝文化遗产、世界黑瓷—福清东张宋窑黑釉盏,以其独特的黑色釉面和优雅的造型而闻名。小明用若干黑釉盏废瓷片进行了如下操作:
(1)天平放在水平桌面上,将游码移至称量标尺左端的零刻度线上,调节平衡螺母,使指针静止时对准分度标尺的零刻度线;
(2)小明测一块小瓷片质量时,操作如图甲所示,其中错误的是___________。正确操作后,天平平衡时右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图乙所示,则小瓷片质量为___________g;
(3)将图甲中的小瓷片放入装有20mL水的最筒中,液面上升至如图丙所示的位置,则小瓷片的体积为___________cm3,据此计算出小瓷片的密度是___________kg/m3;
(4)小明想用同样方法测出一块大瓷片的密度,但发现大瓷片无法直接放入量筒,他经过思考后,用如图丁所示的方法进行测量,实验步骤如下:
①用电子秤测出大瓷片的质量m1;
②将大瓷片放入烧杯中,加入适量的水直至瓷片完全浸没,标记水面位置,此时电子秤示数为m2;
③将大瓷片从水中取出,向烧杯中加水到标记处,此时电子秤示数示数为m3;
已知水的密度为ρ水,大瓷片密度的表达式:ρ瓷=___________(用所测得的物理量及已知物理量的符号表示);步骤③中取出大瓷片时会带走一些水,___________(选填“影响”或“不影响”)实验测量结果的准确性。
【答案】 ①. 用手拿取了砝码 ②. 25.4 ③. 10 ④. 2.54×103 ⑤. ⑥. 不影响
【解析】
【详解】(2)[1]添加砝码时用镊子夹取砝码,由图甲可知,错误的是用手拿取了砝码。
[2]由图乙可知,有20g、5g的砝码各一个,天平标尺的分度值是0.2g,游码的读数为0.4g,故小瓷片的质量为
(3)[3]如图丙所示,量筒的分度值为2mL,则读数为30mL,则小瓷片的体积为
[4]根据公式可知,小瓷片的密度为
(4)[5]由步骤②可知,初始水的质量为
步骤③中,向烧杯中加水到标记处,则取出大瓷片后补充的水的质量为
因为第一次是大瓷片浸没使水面到标记处,第二次是加水到标记处,所以补水的体积等于大瓷片的体积,则大瓷片的体积为
根据公式可知,大瓷片的密度为
[6]取出瓷片时带走的水,会使步骤③中需要补充的水量增加,但补充的总水量依然等于瓷片的体积,即带走的水加上原本下降的水,最终通过补水恢复到标记处,总补水体积仍与瓷片体积相等,推导过程中,m3已包含补充带走的水加上下降部分的水的总质量,因此带走水的影响被自动抵消,不影响最终密度计算结果。
25. 某小组用如图所示装置探究“二力平衡的条件”,每个钩码质量均为50g。
(1)小丽同学设计了如图甲所示实验装置,实验中应选择轻质小卡片,卡片的 _______可忽略不计。将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整钩码的个数来改变拉力的大小,设计此步骤的目的是为了探究二力平衡时,两个力大小是否 _______。
(2)用如图乙装置研究二力平衡时,在轻质小卡片两端的细绳上挂等重的钩码,手放开小卡片后,可观察到小卡片将 。
A. 向左下运动 B. 向右上运动 C. 仍静止不动 D. 转过一定角度
(3)在探究同一问题时,同组小明将物块M放在水平桌面上,设计了图丙所示的实验,左右两端用细线通过滑轮连接着两个相同的轻质吊盘,两盘内放有一定量的砝码。当在左盘中放250g的砝码,物块M可以向左做匀速直线运动;当把左盘中的砝码减少100g后,物块M可以向右做匀速直线运动(滑轮的摩擦不计),这时木块在水平方向受到的力 ______(选填“平衡”或“不平衡”)。小明认为之所以会出现这样的情况,是因为物块M受到了摩擦力,请你帮小明算一下物块M受到的摩擦力大小是 ______N。
【答案】(1) ①. 重力 ②. 相等 (2)C
(3) ①. 平衡 ②. 0.5
【解析】
【小问1详解】
如图甲所示实验装置,实验中应选择轻质小卡片,卡片相对于小车,质量非常小,卡片的重力忽略不计。
增减钩码个数改变拉力大小,目的探究二力平衡时两个力大小是否相等。
【小问2详解】
如图乙装置研究二力平衡时,在轻质小卡片两端的细绳上挂等重的钩码,手放开小卡片后,因二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上且在同一物体上,则可观察到小卡片将静止不动,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【小问3详解】
物块M在水平方向做匀速直线运动,处于平衡状态,此时受力平衡。
物块M向左做匀速直线运动时
即
当把左盘中的砝码减少100g后,物块M向右做匀速直线运动时
即
联立①②式解得
26. 小明利用压强计研究液体内部压强规律:
(1)实验前用手指按压压强计的橡皮膜,是为了检查实验装置的 _______;
(2)实验中,液体内部压强的大小可以用压强计U形管两侧液面的 _______来表示;
(3)比较图(a)和(b),可以初步得出的结论是 _________;
(4)小明在得到了液体内部压强与深度、密度的关系后,他把金属盒放入某液体中,结果如图(d)所示,分析可知该液体的密度 ______(选填“>”“<”或“=”)水的密度,那么他是选择了(d)图和 ______图进行对比得出的。
A.只能是(a) B.只能是(b) C.只能是(b)、(c) D.(a)、(b)、(c)都可以
【答案】(1)气密性 (2)高度差
(3)同种液体中,深度增大,液体压强也增大
(4) ①. > ②. C
【解析】
【小问1详解】
按压橡皮膜,若U形管液面灵活变化,说明装置不漏气,该操作目的是检查气密性。
【小问2详解】
液体压强越大,橡皮膜受压形变越大,U形管两侧液面高度差就越大,用液面高度差反映液体压强大小。
【小问3详解】
图(a)和(b)中,液体都是水(同种液体)、金属盒朝向相同、(b)中的探头深度比(a)中的深,U形管液面高度差(b)的比(a)的大,得出结论:同种液体中,深度增大,液体压强也增大。
【小问4详解】
[1][2]AD.图(d)和(a)比较,(a)中U形管两侧液面高度差小,(a)中金属盒深度小,由无法得出液体密度的关系,故AD不符合题意;
BC.图(d)和(b)比较,(d)中U形管两侧液面高度差大,(d)中液体压强大,而(d)中金属盒深度小,由可知,故。图(d)和(c)比较,(d)中U形管两侧液面高度差大,(d)中液体压强大,而(d)中金属盒深度小,而金属盒的朝向与液体压强大小无关,所以当(c)中金属盒朝下时,U形管两侧液面高度差与(c)中高度差相同,所以由可知,故,故C符合题意。
故选C。
27. 小明利用轻质注射器等器材测量大气压。
(1)实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是 _______。
(2)为得到活塞横截面积,需要量取的长度为______cm。当注射器中活塞_______时弹簧测力计的示数如图所示。
(3)考虑到摩擦因素,小明取下橡皮帽,再次拉动注射器筒,记下弹簧测力计稳定时的示数为0.7N。此过程中活塞受到的摩擦力方向 ______。
(4)利用以上数据可估算大气压强是 ______Pa。已知实验时外界大气压为1.0×105Pa,则造成该偏差的最有可能原因是:_________。
【答案】(1)排尽筒内空气,防止漏气
(2) ①. 3.00 ②. 刚开始滑动
(3)水平向右 (4) ①. ②. 筒内空气未排尽
【解析】
【小问1详解】
活塞推到底、封住小孔,排空筒内空气,防止漏气,拉动活塞时拉力只由大气压提供。
【小问2详解】
为了得到活塞面积,需测量出针筒有刻度部分的长度,由图可知,刻度尺的分度值为1mm,针筒有刻度部分的长度
活塞刚拉动时,拉力等于大气压力与摩擦力之和,弹簧测力计分度值0.2N ,示数。
【小问3详解】
水平向右拉注射器筒,活塞相对筒有向左运动趋势,摩擦力阻碍物体相对运动,方向水平向右。
【小问4详解】
注射器针筒的容积为4.5mL,有刻度部分的长度为3cm,所以针筒活塞横截面积
大气对活塞的压力
大气压强
测量值小于标准大气压,原因是筒内空气未排尽,内部气压抵消部分大气压,测得拉力偏小,压强偏小。
28. 阅读短文,回答问题:
“祝融号”火星车成功着陆
2021年5月,中国研制的“祝融号”火星车成功降落在火星上,如图甲。降落前,装载火星车的着陆器系统环绕火星沿椭圆轨道运动,如图乙。
着陆器降落时,为应对恶劣环境影响,会选择尽可能大的下落高度经减速着陆,它首先进入火星大气层做减速运动,必要时会伸出“小翅膀”利用翅膀受到的阻力调整姿态;接着降落伞打开,着陆器减速到一定程度,抛弃隔热大底和背罩、降落伞,如图丙;随后,着陆器打开发动机,向下喷射燃气实现进一步减速,在距离火星地面100m高度处悬停,寻找平坦着陆点,着陆后火星车驶离着陆器。
已知火星车总质量为240kg,火星车车轮与火星水平地面总接触面积为,火星车太阳能电池板表面有微结构膜,可极大减小沙尘与电池板之间的摩擦力。
火星车行驶过程中受到的阻力与压力F、接触面粗糙程度均成正比。发动机的推力与火星车总重的比值叫推重比,同一物体在火星表面所受重力是在地球表面所受重力的0.4倍,地球上g取10N/kg。
(1)打开发动机减速时,着陆器受到向上推力的施力物体是________;打开降落伞至降落伞被抛弃过程中,着陆器受到的阻力__________(选填“>”“<”或“=”)重力。
(2)下列说法中错误的是 。
A. 火星车从地球登上火星,火星车惯性不变
B. 着陆器应尽量选择在地势较低的地方着陆
C. 火星车车轮的花纹可以减小车轮与火星表面的摩擦力
D. 火星车在火星上沿坡面减速上行时,重力的方向始终不变
(3)图乙中着陆器受到的是 ______(选填“平衡力”或“非平衡力”),你判断的依据是_____
(4)火星车在火星水平地面静止时,对表面的压强约为 ______Pa(保留小数点后一位);火星车在火星水平地面匀速行驶与在地球上的水平场地匀速行驶相比,若接触面粗糙程度相同,推重比_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)已知降落伞下降过程所受大气阻力与速度成正比,比例系数在火星和地球表面分别为k1和k2,若同一降落伞在火星表面和地球表面下降能达到的稳定速度分别为v1和v2,则k1:k2=______(用v1、v2表示)。
【答案】(1) ①. 燃气 ②. > (2)C
(3) ①. 非平衡力 ②. 运动状态改变
(4) ①. ②. 不变
(5)
【解析】
【小问1详解】
打开发动机向下喷射燃气,根据物体间力的作用是相互的,燃气对着陆器施加向上的反作用力,因此向上推力的施力物体是燃气;
打开降落伞至降落伞被抛弃过程中,着陆器做减速运动,因此阻力大于重力。
【小问2详解】
A. 惯性大小只与物体质量有关,火星车从地球到火星质量不变,惯性不变,A正确;
B. 题目说明着陆器选择尽可能大的下落高度减速,因此应选择地势较低的地方着陆,B正确;
C. 火星车车轮花纹是通过增大接触面粗糙程度增大摩擦力,不是减小摩擦力,C错误;
D. 重力方向始终竖直向下,和运动状态无关,因此火星车沿坡面减速上行时重力方向不变,D正确。
本题要求选错误的,故选C。
【小问3详解】
图乙中着陆器沿椭圆轨道做曲线运动,运动方向不断改变,运动状态不断变化,不是平衡状态,因此受非平衡力;
判断依据是着陆器的运动状态不断改变。
【小问4详解】
火星车静止在水平地面,压力等于火星重力
由压强公式得
匀速行驶时推力等于阻力,根据题意得,水平地面压力等于总重,因此推重比
仅与接触面粗糙程度有关,因此接触面粗糙程度相同时,推重比不变。
【小问5详解】
降落伞达到稳定速度时,阻力与重力平衡,即,得;
同一物体在火星重力是地球重力的0.4倍,即,因此
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