内容正文:
初2027届秋季开学物理复习作业
(时间:60分钟 总分:80分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号码填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后将答题卡交回。
4.全卷取,水的密度。
一、选择题(本题共8个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题3分,共24分)
1. 下列估测数据最符合生活实际的是( )
A. 初中物理课本质量约20g
B. 托起两个鸡蛋的力约为10N
C. 正常成年人的步行速度约为
D. 人的正常体温约为37℃
2. 下列关于物态变化的说法,正确的是( )
A. “十月打了霜,来年粮满仓”,霜的形成是凝华现象,需要放热
B. 用干冰人工降雨,干冰熔化吸热,使周围水蒸气液化成小水滴
C. 给高烧病人擦拭酒精降温,是因为酒精升华吸热
D. 冬天口中呼出“白气”,属于汽化现象,需要放热
3. 小军通过实验和平时观察发现如下现象,其中表述错误的是( )
A. 如图甲,“覆杯实验”证明了大气压的存在
B. 如图乙,牲畜饮水器利用了连通器原理
C. 如图丙,拦河大坝“上窄下宽”,是因为液体压强的大小与深度有关
D. 如图丁,飞机获得升力是因为其上表面空气流速小于下表面空气的流速
4. 我国古典名著《三国演义》中有如下桥段,刘备被追兵追杀,在万分危急之下,战马带着他一跃跳过了檀溪,其从静止开始助跑、起跳、上升到空中最高点和下落过程的简化示意图如图所示,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 助跑时,刘备与战马的速度越大,惯性越大
B. 若刘备与马到达最高点时,所有外力都消失,刘备与马将静止不动
C. 从最高点到落地过程,刘备与马的重力做功越来越快
D. 刘备与马落地静止后,马的重力与地面对马的支持力是平衡力
5. 立夏之日的“称人”习俗主要流行于江南地区,如图所示,小孩和篮子的总质量为25kg,调整秤砣的位置,使秤杆处于水平平衡状态(忽略绳重和杆重),此时OA=3cm,OB=15cm。下列说法正确的是( )
A. 该秤砣的质量为4kg
B. 篮子里换一个更重的孩子,为了秤杆水平平衡,应将秤砣向左移动
C. 若换更轻的秤砣,可以增大该杆秤的测量范围
D. 要使该杆秤的测量范围变大,可以将秤的悬挂点左移
6. a、b两个小球分别由、的甲、乙两种材料制成,两小球质量之比为6∶5,体积之比为3∶4。则下列说法正确的是( )
A. 若只有一个球是空心,则球是空心的
B. 若只有一个球是空心,则空心球的空心部分与实心部分体积之比为1∶2
C. 若两球均是空心的,a球的空心部分体积可以比b球的空心部分体积大
D. 若只有一个球是空心,将空心球的空心部分装满水后,两球总质量相等
7. 如图所示,小车在水平方向上受到拉力和的作用如图甲所示,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
B. 时,小车受到的摩擦力大小为
C. 4~6s内,若桌面变得绝对光滑,小车将做匀速直线运动
D. 时,小车受到的合力大小是,方向水平向右
8. 如图所示,杠杆OAB始终在水平位置保持平衡,为杠杆的支点,如图甲所示,,竖直细杆的上端通过力传感器连接在天花板上,下端连接杠杆的点,竖直细杆b的两端分别与杠杆的点和物体固定,水箱的质量为0.8kg,底面积为,不计杠杆、细杆及连接处的重力,力传感器可以显示出细杆的上端受到作用力的大小,图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像,下列分析正确的是( )
A. 物体的密度为
B. 当传感器示数为0N时,加水质量为
C. 当加水质量为1.8kg时,容器对桌面的压强为
D. 加水质量为时,水对水箱底部的压力为
二、填空题(本题共6个小题,每小题2分,共12分)
9. 炒菜时我们闻到菜香扑鼻,这是______现象,而菜冷掉时香味明显减少,这表明分子运动的剧烈程度和______有关。
10. 2025年底,我国最大的高空风力发电捕风伞成功开伞。在捕风伞从低处向高处加速上升过程中,它的重力势能_________,机械能__________。(选填“增大”“减小”或“不变”)
11. 一个学生用80N的力沿竖直方向向上提一袋重为100N的物体,物体所受重力方向为________,物体受到的合力大小为___________N。
12. 把两个完全相同的小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中,静止时的状态如图所示.甲杯中溢出的液体质量是40g,乙杯中溢出的液体质量是50g,则小球的质量是________g,若甲杯中的液体是水(ρ水=1.0×103kg/m3),则小球的密度为________kg/m3 .
13. 将密度为0.9g/cm3、边长为10cm的立方体冰块,放入盛有水的柱状容器中,静止时冰块有2cm露出水面,如图所示。对容器缓慢加热,直至冰块完全熔化。在冰熔化过程中,水面高度________(选填“上升”、“下降”或“不变”),冰块熔化后,水对容器底部的压力增大了________N。
14. 如图所示,两个实心正方体物体A、B的边长分别为和,放置在水平地面上。物体A、B的密度,。物体A对水平地面的压强为__________Pa。为使物体A、B对水平地面的压强相等,可以将物体A沿竖直方向切下质量叠放到物体B上,也可以将物体A沿水平方向切下质量叠放到物体B上,则与之比为__________。(取)
三、实验探究题(本题共3个小题,15小题6分,16小题8分,17小题8分,共22分)
15. 探究“液体压强与哪些因素有关”的实验中,进行了如下操作:
(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,说明压强计的气密性___________(选填“好”或“差”);
(2)调整好器材后,液体压强的大小变化可以通过比较U形管两侧液面高度差来判断,这种研究问题的方法是___________;
(3)比较___________、___________两图可知,液体压强与液体深度有关;
(4)比较甲、丙两图可知,液体压强与液体___________有关;
(5)根据实验结论对压强计进行改装,改装后可用于比较不同液体的密度大小。现将压强计两个探头分别浸入酒精和水中并处于同一深度,如图丁所示可判断出A杯中盛有___________(选填“酒精”或“水”)。将A杯中的探头向___________移(选填“上”或“下”),U形管两侧液面会再次相平。
16. 如图所示,在探究杠杆平衡条件的实验中,每个钩码重1 N。
(1)实验前杠杆在如图甲所示位置静止,此时杠杆处于________(选填“不平衡”或“平衡”)状态;
(2)需向________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使杠杆处于水平位置平衡,目的是________;
(3)杠杆平衡后如图乙所示,在杠杆B点挂3个相同的钩码,则在杠杆的D点挂________个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡;
(4)保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂和动力数据,绘制了的关系图像,如图丙所示。由图像推算,当为0.6 m时,为________;
(5)进行多次实验,通过数据分析,归纳得出杠杆的平衡条件。多次实验的目的是__________________;
(6)如图丁所示,用竖直向上的力匀速拉动质量分布均匀的另一杠杆,杠杆转动过程中,拉力的大小将________(选填“增大”“减小”或“不变”);
(7)在图丁中画出拉力的力臂。
17. 某小组测量河南特色农产品小磨香油的密度。
(1)如图甲,某同学将天平放在水平桌面上,发现天平右端下沉,紧接着就调节平衡螺母,该同学的操作存在的问题是___________;
(2)正确调节天平平衡后进行测量,将盛有香油的烧杯放到左盘,天平再次平衡时,右盘内所放砝码及游码在标尺上的位置如图乙所示,烧杯和香油的总质量为___________;然后将烧杯中适量香油倒入量筒中,液面位置如图丙所示,量筒中香油的体积为___________;再用天平测出烧杯和剩余香油的总质量为;求出香油的密度为___________;
(3)某同学发现,向量筒中倒入香油后,烧杯内壁沾有一些香油,这对所测的香油密度___________(填“有”或“无”)影响,理由是___________;
(4)某同学利用密度计的相关知识,设计如下方案测量香油的密度。将两个完全相同的正方体塑料块分别放在水中和香油中,塑料块静止时,测得其下表面到液面的距离分别为和,如下图所示。已知水的密度为,塑料块的边长为。塑料块在水中静止时排开水的质量为___________,香油的密度为___________(两空均用测得量和已知量表示)。
四、综合应用题(本题共3个小题,18小题6分,19小题8分,20小题8分,共22分。计算和说理类解答要写出必要的文字说明及公式等)
18. 如图所示,学校食堂工作人员用手推车将午餐箱沿水平路面送达各班级,已知推车和餐箱总重240N,车轮与地面的总接触面积为。求:
(1)手推车静止时,车轮对地面的压强。
(2)工作人员用20N的水平推力,使车子在30s内沿推力方向移动30m,该过程中推力的功率。
19. 如图所示,薄壁柱形容器A和均匀实心正方体B放在水平桌面上。已知容器A的底面积为,容器里装有深度为的水,B边长为,重力为(不计细线质量和体积,忽略附在正方体B表面上水的影响)。求:
(1)正方体B的密度;
(2)用细线将B缓慢放入A中,松开手后B静止,此时B对A底部压强;
(3)用细线将B从A底部缓慢竖直向上提升0.8cm,求B所受水的浮力变化量。
20. 小明在实验室模拟浮箱种植情境,他将底面积为、足够高的柱形容器置于水平桌面上,A是棱长为的正方体浮箱模型,通过长为4cm的细线连接着底面积为的柱形物体B(B与容器底部未紧密黏合)。先将A、B两物体叠放在容器中央,然后缓慢向容器中注水,注水过程中A、B一直保持竖直状态。当水的深度为12cm时,细线处于自由状态,如图甲所示,此时物体B对容器底的压力为1.7N;继续向容器中注水,细线断裂前正方体A所受浮力F与水的深度h的关系如图乙所示,当水的深度为时,细线刚好达到最大拉力1.5N。细线不可伸长,且质量、体积不计。,g取。求:
(1)图甲中水对容器底的压强;
(2)物体B的重力大小;
(3)当向容器中加入6L水时,此时水的深度。
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初2027届秋季开学物理复习作业
(时间:60分钟 总分:80分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号码填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后将答题卡交回。
4.全卷取,水的密度。
一、选择题(本题共8个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题3分,共24分)
1. 下列估测数据最符合生活实际的是( )
A. 初中物理课本质量约20g
B. 托起两个鸡蛋的力约为10N
C. 正常成年人的步行速度约为
D. 人的正常体温约为37℃
【答案】D
【解析】
【详解】A.初中物理课本质量约200g,远大于20g,故A不符合题意;
B.托起两个鸡蛋的力约1N,远小于10N,故B不符合题意;
C.正常成年人步行速度约,远小于,故C不符合题意;
D.人的正常体温约为,符合实际,故D符合题意。
故选D。
2. 下列关于物态变化的说法,正确的是( )
A. “十月打了霜,来年粮满仓”,霜的形成是凝华现象,需要放热
B. 用干冰人工降雨,干冰熔化吸热,使周围水蒸气液化成小水滴
C. 给高烧病人擦拭酒精降温,是因为酒精升华吸热
D. 冬天口中呼出“白气”,属于汽化现象,需要放热
【答案】A
【解析】
【详解】A.霜是空气中的水蒸气遇冷直接凝华为固态冰晶,凝华过程放热,故A正确;
B.干冰人工降雨时干冰发生升华吸热,使周围空气温度降低,水蒸气液化成小水滴,故B错误;
C.给高烧病人擦拭酒精降温,是因为酒精汽化吸热,故C错误;
D.冬天口中呼出的“白气”是呼出的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,液化放热,故D错误。
故选A。
3. 小军通过实验和平时观察发现如下现象,其中表述错误的是( )
A. 如图甲,“覆杯实验”证明了大气压的存在
B. 如图乙,牲畜饮水器利用了连通器原理
C. 如图丙,拦河大坝“上窄下宽”,是因为液体压强的大小与深度有关
D. 如图丁,飞机获得升力是因为其上表面空气流速小于下表面空气的流速
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲图中,杯口朝下时,纸片在外界大气压的作用下托住了杯中的水,这有力地证明了大气压强的存在,故A正确;
B.乙图中,牲畜饮水器的左右两个容器上端开口、底部相连通,符合连通器的结构特点,是利用连通器原理工作的,故B正确;
C.丙图中,根据液体压强公式可知,液体的压强随深度的增加而增大,大坝底部受到的水压强较大,所以拦河大坝设计成“上窄下宽”的形状,故C正确;
D.丁图中,在相同时间内,空气通过机翼上表面的路程长、流速大,通过下表面的路程短、流速小,根据流体压强与流速的关系可知,上表面空气压强小于下表面空气压强,从而产生向上的升力,即飞机获得升力是因为其上表面空气流速大于下表面空气的流速,故D错误。
本题选择错误的,故选D。
4. 我国古典名著《三国演义》中有如下桥段,刘备被追兵追杀,在万分危急之下,战马带着他一跃跳过了檀溪,其从静止开始助跑、起跳、上升到空中最高点和下落过程的简化示意图如图所示,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 助跑时,刘备与战马的速度越大,惯性越大
B. 若刘备与马到达最高点时,所有外力都消失,刘备与马将静止不动
C. 从最高点到落地过程,刘备与马的重力做功越来越快
D. 刘备与马落地静止后,马的重力与地面对马的支持力是平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体的惯性大小只与物体的质量有关,与物体的运动速度无关,因此在助跑时,刘备与战马的速度变大,但他们的惯性大小不变,故A错误;
B.刘备与马斜向上跃起,到达最高点时,竖直方向的速度为零,但水平方向仍具有向前的速度,若此时所有外力都突然消失,根据牛顿第一定律,刘备与马将沿着水平方向做匀速直线运动,故B错误;
C.从最高点到落地过程,刘备与马在竖直方向上做加速运动,竖直方向的速度越来越大,根据重力做功的功率公式可知,重力不变,速度变大,重力做功的功率变大,即重力做功越来越快,故C正确;
D.刘备与马落地静止后,马在竖直方向上受到重力、地面对马的支持力和刘备对马的压力,此时地面对马的支持力等于马的重力与刘备对马的压力之和,即,所以支持力大于重力,这两个力大小不相等,不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
5. 立夏之日的“称人”习俗主要流行于江南地区,如图所示,小孩和篮子的总质量为25kg,调整秤砣的位置,使秤杆处于水平平衡状态(忽略绳重和杆重),此时OA=3cm,OB=15cm。下列说法正确的是( )
A. 该秤砣的质量为4kg
B. 篮子里换一个更重的孩子,为了秤杆水平平衡,应将秤砣向左移动
C. 若换更轻的秤砣,可以增大该杆秤的测量范围
D. 要使该杆秤的测量范围变大,可以将秤的悬挂点左移
【答案】D
【解析】
【详解】A.由杠杆平衡条件可知,所以秤砣的质量,故A错误;
B.换更重的孩子,即左侧篮子与人的总质量增大,、不变,而,所以需增大才能使杠杆重新平衡,因此应将秤砣向右移动,故B错误;
C.杆秤最大测量值,换更轻的秤砣即减小,O的位置不变,杆秤长度不变,所以、不变,则会减小,即测量范围变小,故C错误;
D.悬挂点左移,则减小,而动力臂最大值会增大,由可知,也会增大,即测量范围变大,故D正确。
故选D。
6. a、b两个小球分别由、的甲、乙两种材料制成,两小球质量之比为6∶5,体积之比为3∶4。则下列说法正确的是( )
A. 若只有一个球是空心,则球是空心的
B. 若只有一个球是空心,则空心球的空心部分与实心部分体积之比为1∶2
C. 若两球均是空心的,a球的空心部分体积可以比b球的空心部分体积大
D. 若只有一个球是空心,将空心球的空心部分装满水后,两球总质量相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.由得,a、b两球实心体积比
已知实际体积比
说明b球的实际体积远大于它的实心体积,若只有一个空心,空心的一定是b球,故A错误;
B.由上述分析可知b为空心球,由可知,若两球都为实心球时,当a的体积为3V,则b的体积为2V;而由可知,a的体积为3V时,b的体积实际上为4V,由此可知空心球b空心部分体积
所以空心部分体积与实心体积比为,故B错误;
C.若两球均空心,、,实际体积、
则,
若,即,整理可得,体积的数值均为正,所以该情况不可能,故C错误;
D.只有b空心时,b实心部分质量
加水后空心部分质量
所以加水后b的总质量
实心球a的质量
由此可知
即两球总质量相等,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,小车在水平方向上受到拉力和的作用如图甲所示,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
B. 时,小车受到的摩擦力大小为
C. 4~6s内,若桌面变得绝对光滑,小车将做匀速直线运动
D. 时,小车受到的合力大小是,方向水平向右
【答案】D
【解析】
【详解】A.0~2s内,由图丁可知小车速度为0,处于静止状态,受平衡力作用,故小车在该时间段内受到的合力为0N,故A错误;
B.由图丁可知,4~6s内小车做匀速直线运动,处于平衡状态;由图乙、丙可知,此时小车受到向左的、方向向右的,此时小车向左运动,受到的滑动摩擦力方向向右,滑动摩擦力大小
而在时,小车处于加速运动状态,受到的摩擦力为滑动摩擦力,由于压力大小和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,仍为,故B错误;
C.4~6s内,若桌面变得绝对光滑,则其受到的摩擦力,小车在水平方向受到向左的和向右的,合力
合力方向水平向左,此时小车将做加速直线运动,故C错误;
D.时,由图乙、丙可知,,方向水平向右,由图丁可知小车速度减小,但仍向左运动;由于压力大小和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,故摩擦力,方向向右,所以小车受到的合力
合力方向水平向右,故D正确。
故选D。
8. 如图所示,杠杆OAB始终在水平位置保持平衡,为杠杆的支点,如图甲所示,,竖直细杆的上端通过力传感器连接在天花板上,下端连接杠杆的点,竖直细杆b的两端分别与杠杆的点和物体固定,水箱的质量为0.8kg,底面积为,不计杠杆、细杆及连接处的重力,力传感器可以显示出细杆的上端受到作用力的大小,图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像,下列分析正确的是( )
A. 物体的密度为
B. 当传感器示数为0N时,加水质量为
C. 当加水质量为1.8kg时,容器对桌面的压强为
D. 加水质量为时,水对水箱底部的压力为
【答案】C
【解析】
【详解】由图乙可知,加水时传感器示数不变,说明物体未浸入水中,根据杠杆平衡条件可得,即
由此解得
加水时,力传感器示数达到最大并保持不变,说明此时完全浸没,此时浮力大于重力,杆对B端有向上的推力,杆a对端有向下的压力,根据杠杆平衡条件可得
即
由此解得
A.所以的体积
则的质量
的密度,故A错误;
B.当水的质量时,水的体积
水深
此时水面刚好和M接触,即底部离箱底;
当水的质量为时,M刚好完全被浸没,水和物块M的总体积
此时水深
所以的高度
因此的底面积
当传感器示数为0时,即物块受到的浮力,此时B点受力平衡,杠杆OAB对细杆a没有力的作用,此时物块M排开水的体积
浸入深度
此时水深
水的体积
水的质量,故B错误;
C.加水时,水的体积
设浸入深度为,则
即
由此解得
此时物块排开水的体积
所以物块此时受到的浮力
因此容器对桌面压力
所以对桌面的压强,故C正确;
D.加水时,水深
水对底部压强
水对水箱底部压力,故D错误。
故选C。
二、填空题(本题共6个小题,每小题2分,共12分)
9. 炒菜时我们闻到菜香扑鼻,这是______现象,而菜冷掉时香味明显减少,这表明分子运动的剧烈程度和______有关。
【答案】 ①. 扩散 ②. 温度
【解析】
【分析】
【详解】[1]闻到菜的香味,这是扩散现象,表明分子在做无规则运动。
[2]菜冷掉时香味明显减少,这是因为炒菜时菜的温度比较高,分子无规则运动加快了,而菜冷掉的时候,菜的温度较低,分子无规则运动减慢了;说明分子运动的剧烈程度和温度有关。
10. 2025年底,我国最大的高空风力发电捕风伞成功开伞。在捕风伞从低处向高处加速上升过程中,它的重力势能_________,机械能__________。(选填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】 ①. 增大 ②. 增大
【解析】
【详解】重力势能的大小由物体的质量和高度决定,捕风伞从低处向高处上升时,质量不变,高度升高,因此重力势能增大。机械能是动能与势能的总和。动能的大小由物体的质量和速度决定,捕风伞加速上升时,速度增大,动能增大;同时重力势能也增大,所以机械能增大。
11. 一个学生用80N的力沿竖直方向向上提一袋重为100N的物体,物体所受重力方向为________,物体受到的合力大小为___________N。
【答案】 ①. 竖直向下 ②. 0
【解析】
【详解】重力的方向总是竖直向下的。
物体重力,向上拉力,拉力小于重力,物体会在地面上保持静止,地面会给物体向上的支持力;物体静止即处于平衡状态,物体受到的重力、拉力支持力会相互抵消,所以其受到的合力为0N。
12. 把两个完全相同的小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中,静止时的状态如图所示.甲杯中溢出的液体质量是40g,乙杯中溢出的液体质量是50g,则小球的质量是________g,若甲杯中的液体是水(ρ水=1.0×103kg/m3),则小球的密度为________kg/m3 .
【答案】 ①. 50 ②. 1250
【解析】
【分析】(1)图乙中小球漂浮,根据物体漂浮条件可知受到的浮力,根据阿基米德原理可知受到浮力等于排开液体的重力,据此求出小球的质量;
(2)图甲中小球沉入容器底部,根据密度公式求出溢出水的体积即为小球的体积,根据ρ=求出小球的密度.
【详解】(1)因小球在乙液体中漂浮,
所以,乙中小球受到的浮力F浮乙=G球=m球g,
由阿基米德原理可知,F浮乙=G溢乙=m溢乙g,
则m球g=m溢乙g,即m球=m溢乙=50g;
(2)图甲中小球沉入容器底部,
由ρ=可得,小球的体积:
V球=V溢甲== =40cm3,
小球的密度:
ρ球===1.25g/cm3=1250kg/m3.
故答案为50;1250.
13. 将密度为0.9g/cm3、边长为10cm的立方体冰块,放入盛有水的柱状容器中,静止时冰块有2cm露出水面,如图所示。对容器缓慢加热,直至冰块完全熔化。在冰熔化过程中,水面高度________(选填“上升”、“下降”或“不变”),冰块熔化后,水对容器底部的压力增大了________N。
【答案】 ①. 上升 ②. 1
【解析】
【详解】[1]由图可知,静止时冰块排开水的体积为
当冰块完全熔化后,熔化为水的质量和冰的质量相同,根据得
则:,即熔化为水的体积大于原来排开水的体积,故冰块熔化时,水面高度上升。
[2]由于容器是柱状容器,熔化前水对容器底部的压力
F1=G水+F浮冰=G水+G排水
熔化后水对容器底的压力
F2=G水+G熔水=G水+G冰
则水对容器底部增大的压力为
14. 如图所示,两个实心正方体物体A、B的边长分别为和,放置在水平地面上。物体A、B的密度,。物体A对水平地面的压强为__________Pa。为使物体A、B对水平地面的压强相等,可以将物体A沿竖直方向切下质量叠放到物体B上,也可以将物体A沿水平方向切下质量叠放到物体B上,则与之比为__________。(取)
【答案】 ①. 3000Pa ②. 5:4
【解析】
【分析】
【详解】由题意可得:正方体物体A对水平地面的压强
物体A的体积
质量
物体B的体积
质量
物体A的底面积
物体B的底面积
若沿竖直方向将物体A切下质量,剩余部分密度、高度不变,对地面的压强不变,即
将切下的质量放到物体B上,此时B对地面的压力F等于总体的重力G总,则B对地面的压强
令,即压强
可得
若沿水平方向将物体A切下质量,此时A对地面的压力
则A对地面的压强
将切下的质量放到物体B上,此时B对地面的压力F0等于总体的重力G总0,B对地面的压强
令,即压强
可得
因此与之比为
三、实验探究题(本题共3个小题,15小题6分,16小题8分,17小题8分,共22分)
15. 探究“液体压强与哪些因素有关”的实验中,进行了如下操作:
(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,说明压强计的气密性___________(选填“好”或“差”);
(2)调整好器材后,液体压强的大小变化可以通过比较U形管两侧液面高度差来判断,这种研究问题的方法是___________;
(3)比较___________、___________两图可知,液体压强与液体深度有关;
(4)比较甲、丙两图可知,液体压强与液体___________有关;
(5)根据实验结论对压强计进行改装,改装后可用于比较不同液体的密度大小。现将压强计两个探头分别浸入酒精和水中并处于同一深度,如图丁所示可判断出A杯中盛有___________(选填“酒精”或“水”)。将A杯中的探头向___________移(选填“上”或“下”),U形管两侧液面会再次相平。
【答案】 ①. 差 ②. 转换法 ③. 甲 ④. 乙 ⑤. 密度 ⑥. 水 ⑦. 上
【解析】
【详解】(1)[1]在组装好器材后,我们需要检查压强计的气密性。这是通过用手指轻压或重压探头的橡皮膜,并观察U形管两侧液面的变化来实现的。如果U形管两侧液面几乎没有变化,说明压强计的气密性差,可能存在漏气的情况,这样的压强计无法准确测量液体压强。
(2)[2]在实验中,我们无法直接看到液体内部压强的大小,但可以通过观察U形管两侧液面的高度差来间接判断。这种通过观察易于测量的物理量来反映不易测量的物理量的方法,我们称之为转换法。
(3)[3][4]观察图甲和图乙,我们可以看到,它们使用的是同一种液体(水),且橡皮膜的方向也相同,但液体的深度不同。通过比较这两图,我们可以发现,液体深度越深,U形管两侧液面的高度差越大,即液体压强越大,所以液体压强与液体深度有关。
(4)[5]比较甲、丙两图,我们可以看到,它们使用的液体深度相同,橡皮膜的方向也相同,但液体种类不同(甲为水,丙为盐水)。通过比较这两图,我们可以发现,盐水的密度大于水,而盐水产生的压强也大于水产生的压强。因此,我们可以得出结论:液体压强与液体密度有关。
(5)[6][7]根据实验结论,我们知道液体的压强与液体的密度和深度都有关。现在,我们将压强计的两个探头分别浸入酒精和水中,并处于同一深度。由于水的密度大于酒精的密度,所以在同一深度下,水产生的压强会大于酒精产生的压强。观察图丁,我们可以看到U形管左侧液面较低,说明A杯中探头受到的压强较大,由可知,液体深度相同相同时,液体密度越大,液体压强越大,即A杯中盛有的是密度较大的液体,即水。当U形管两侧液面再次相平时,两探头处受到的压强相同。由可知,在液体压强相同时,液体密度越大,液体深度越小,所以我们应该将A杯中的探头向上移动,以减小其受到的压强。
16. 如图所示,在探究杠杆平衡条件的实验中,每个钩码重1 N。
(1)实验前杠杆在如图甲所示位置静止,此时杠杆处于________(选填“不平衡”或“平衡”)状态;
(2)需向________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使杠杆处于水平位置平衡,目的是________;
(3)杠杆平衡后如图乙所示,在杠杆B点挂3个相同的钩码,则在杠杆的D点挂________个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡;
(4)保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂和动力数据,绘制了的关系图像,如图丙所示。由图像推算,当为0.6 m时,为________;
(5)进行多次实验,通过数据分析,归纳得出杠杆的平衡条件。多次实验的目的是__________________;
(6)如图丁所示,用竖直向上的力匀速拉动质量分布均匀的另一杠杆,杠杆转动过程中,拉力的大小将________(选填“增大”“减小”或“不变”);
(7)在图丁中画出拉力的力臂。
【答案】(1)平衡 (2) ①. 右 ②. 便于测量力臂
(3)4 (4)0.5
(5)寻找普遍规律,避免实验结论的偶然性
(6)不变 (7)
【解析】
【小问1详解】
杠杆的平衡状态指杠杆静止或匀速转动,图甲中杠杆虽然倾斜,但处于静止状态,因此属于平衡状态。
【小问2详解】
图甲中杠杆左端下沉、右端上翘,平衡螺母需向翘起的右侧调节;
杠杆在水平位置平衡时,力的方向竖直向下,力臂会与杠杆重合,便于测量力臂。
【小问3详解】
设每个小格长度为L,根据杠杆平衡条件可得
解得,故在D点挂4个钩码。
【小问4详解】
B点钩码数量和力臂不变,因此阻力与阻力臂的乘积为定值。从丙图取点计算,比如时,可得
由杠杆平衡条件可得
当时,解得
【小问5详解】
本实验是探究规律类实验,仅靠几组数据得出的结论具有偶然性,多次实验才能得到普遍适用的杠杆平衡条件。
【小问6详解】
拉力F始终竖直向上,阻力为物体重力也始终竖直向下,转动过程中动力臂和阻力臂会按相同比例减小,根据相似三角形关系,力臂的比值始终不变,而阻力不变,因此拉力F的大小保持不变。
【小问7详解】
从支点O向拉力F的作用线作垂线段,该垂线段就是拉力F的力臂l,标注出垂直符号和力臂符号l即可。
17. 某小组测量河南特色农产品小磨香油的密度。
(1)如图甲,某同学将天平放在水平桌面上,发现天平右端下沉,紧接着就调节平衡螺母,该同学的操作存在的问题是___________;
(2)正确调节天平平衡后进行测量,将盛有香油的烧杯放到左盘,天平再次平衡时,右盘内所放砝码及游码在标尺上的位置如图乙所示,烧杯和香油的总质量为___________;然后将烧杯中适量香油倒入量筒中,液面位置如图丙所示,量筒中香油的体积为___________;再用天平测出烧杯和剩余香油的总质量为;求出香油的密度为___________;
(3)某同学发现,向量筒中倒入香油后,烧杯内壁沾有一些香油,这对所测的香油密度___________(填“有”或“无”)影响,理由是___________;
(4)某同学利用密度计的相关知识,设计如下方案测量香油的密度。将两个完全相同的正方体塑料块分别放在水中和香油中,塑料块静止时,测得其下表面到液面的距离分别为和,如下图所示。已知水的密度为,塑料块的边长为。塑料块在水中静止时排开水的质量为___________,香油的密度为___________(两空均用测得量和已知量表示)。
【答案】(1)没有将游码归零
(2) ①. 92.4 ②. 40 ③. 0.83
(3) ①. 无 ②. 烧杯壁上的香油不会影响量筒中香油的质量
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
调节天平平衡时,应将天平放在水平桌面上,将游码归零,再调节平衡螺母;如图甲,该同学的操作存在的问题没有将游码归零。
【小问2详解】
如图乙,标尺的分度值为0.2g,读数为2.4g,烧杯和香油的总质量为
如图丙,量筒的分度值为1mL,读数为40mL,量筒中香油的体积为
量筒中香油的质量
香油的密度
【小问3详解】
烧杯壁上的香油不会影响再次用天平测出烧杯和剩余香油的总质量,不会影响量筒中香油的质量。故不影响香油的密度。
【小问4详解】
塑料块在水中静止时排开水的质量
塑料块在水和香油中都漂浮,浮力等于重力,等于塑料块排开水和香油的重力;塑料块排开水和香油的质量相等,塑料块在香油中静止时排开香油的质量
香油的密度
四、综合应用题(本题共3个小题,18小题6分,19小题8分,20小题8分,共22分。计算和说理类解答要写出必要的文字说明及公式等)
18. 如图所示,学校食堂工作人员用手推车将午餐箱沿水平路面送达各班级,已知推车和餐箱总重240N,车轮与地面的总接触面积为。求:
(1)手推车静止时,车轮对地面的压强。
(2)工作人员用20N的水平推力,使车子在30s内沿推力方向移动30m,该过程中推力的功率。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
手推车静止在水平路面时,对地面的压力等于其总重力;所以手推车静止时,车轮对地面的压强
【小问2详解】
水平推力推动车沿力的方向移动时,推力做的功
所以推力的功率
19. 如图所示,薄壁柱形容器A和均匀实心正方体B放在水平桌面上。已知容器A的底面积为,容器里装有深度为的水,B边长为,重力为(不计细线质量和体积,忽略附在正方体B表面上水的影响)。求:
(1)正方体B的密度;
(2)用细线将B缓慢放入A中,松开手后B静止,此时B对A底部压强;
(3)用细线将B从A底部缓慢竖直向上提升0.8cm,求B所受水的浮力变化量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
B边长为,所以它的体积
其重力为,所以它的质量
所以它的密度
【小问2详解】
由题意可知,原有的水的体积
由于,所以B放入水中后会直接沉底,B的底面积
此时水面的高度会变为
此时B排开水的体积为
所以B受到的浮力
B对容器底部压力为
因此B对A底部压强
【小问3详解】
拉着细线将B竖直向上提升0.8cm,B下方水的体积
则上方部分水的体积
所以B浸在水中的深度
则B排开水的体积
此时B受到的浮力
所以浮力的变化量
20. 小明在实验室模拟浮箱种植情境,他将底面积为、足够高的柱形容器置于水平桌面上,A是棱长为的正方体浮箱模型,通过长为4cm的细线连接着底面积为的柱形物体B(B与容器底部未紧密黏合)。先将A、B两物体叠放在容器中央,然后缓慢向容器中注水,注水过程中A、B一直保持竖直状态。当水的深度为12cm时,细线处于自由状态,如图甲所示,此时物体B对容器底的压力为1.7N;继续向容器中注水,细线断裂前正方体A所受浮力F与水的深度h的关系如图乙所示,当水的深度为时,细线刚好达到最大拉力1.5N。细线不可伸长,且质量、体积不计。,g取。求:
(1)图甲中水对容器底的压强;
(2)物体B的重力大小;
(3)当向容器中加入6L水时,此时水的深度。
【答案】(1)1200Pa
(2)2.7N (3)16.75cm
【解析】
【分析】第一问根据直接计算;第二问根据图像分析B的高度,进而求出B的体积和浮力,根据受力平衡求出重力;第三问分阶段考虑,分析当水的体积为6L时,细线是否断裂,进而求出水的深度。
【小问1详解】
图甲中水的深度
则水对容器底的压强
【小问2详解】
由图乙可知,水深为4cm时A开始受到浮力,说明A下底面初始距离容器底高度为4cm,因此物体B的高度;B完全浸没在水中,B排开水的体积
物体B所受的浮力
对B受力分析,B静止时,重力等于浮力与容器底的支持力之和,支持力等于B对容器底的压力,则物体B的重力
【小问3详解】
第一阶段:当水深为4cm时,水的体积
第二阶段:由题意可知,A的浮力达到6N后保持不变,说明此时A刚开始漂浮,浮力等于A的重力,即
此时A排开水的体积为
A的底面积为
A漂浮时浸入深度
则A刚开始漂浮时,容器内水的体积为
第三阶段:细线拉直时,容器内水的体积为
此时水的深度
第四阶段:细线拉直后继续加水,当细线达到最大拉力时,B受到的重力,受到向上的合力
所以B仍然沉底。
A受到的浮力为
此时A排开水的体积
此时A浸入深度
此时加入水的体积
此时水的体积仍小于6L,继续加水细线断裂,A漂浮在水面,B仍然沉底,因此从细线刚拉直到加入水的总体积的过程中所加水的体积
水上升的高度为
当向容器中加入6L水时,水的深度
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