第2章 力与空间探索(高效培优·试卷)科学新教材浙教版八年级上册
2026-10-08
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内容正文:
第2章 《力与空间探索》检测卷
考生须知:
试卷满分共160 分,考试时间 120 分钟
一.选择题(共15小题)
1.下图所示的实例,目的是减小摩擦力的是( )
A.轮滑鞋装有滚轮
B.球拍上贴有胶皮
C.脚蹬做得凹凸不平
D.防滑手套
2.关于如图所示的弹簧测力计,以下说法正确的是( )
A.该弹簧测力计所测力的大小为2.2N
B.该弹簧测力计可以测量大小为6N的力
C.使用弹簧测力计不能测量水平方向上的拉力
D.弹簧测力计受到的拉力越大,弹簧伸长的长度也越长
3.目前,我国许多船只都安装了北斗卫星导航系统,船员可利用北斗卫星导航系统进行导航,但用指南针和观星的方法导航仍然是船员必须掌握的基本技能。这说明( )
A.技术的发展是必然的,与人们的需求无关
B.技术的发展对提升船只航行安全作用不大
C.利用北斗卫星导航系统进行导航的技术还不够先进
D.现代导航技术的发展不能完全取代原有技术
4.我国许多地区流行春分节气“竖蛋”的游戏,当鸡蛋竖立在水平桌面上时(如图),下列说法正确的是( )
A.鸡蛋对水平桌面的压力就是鸡蛋的重力
B.鸡蛋所受的重力和桌面对鸡蛋的支持力大小不同
C.鸡蛋所受的重力和桌面对鸡蛋的支持力方向相反
D.鸡蛋对水平桌面的压力和桌面对鸡蛋支持力作用点相同
5.研究影响液体内部压强大小的因素时,某同学认为图甲方案没有控制水在水平方向上的运动时间相等。提出如图乙的实验改进方案。下列说法中正确的是( )
A.图甲中d是从a孔喷出水的落点
B.图乙中a、b孔喷出水的落点与孔的水平距离相等
C.该实验初步说明水内部压强的大小与液体的深度有关
D.该实验初步说明水内部压强的大小与液体的密度有关
6.如图所示,取一个不易形变的饮料瓶,用橡皮膜扎紧瓶口,在其侧面开一小孔,用插有玻璃管的橡皮塞塞紧,玻璃管中有一段红色液柱,将瓶内气体密封,橡皮膜受到的压力发生变化,红色液柱会移动,从而制成一个简易压强计。下列分析不正确的是( )
A.橡皮膜受到的压力相同时,玻璃管内径越粗,液柱上升越明显
B.将饮料瓶放入水中,液柱上升,表明液体内部有压强
C.饮料瓶在水中的位置越深,液柱上升越高,表明同种液体的压强随深度的增加而增大
D.将饮料瓶放入不同液体相同深度处,液柱上升高度不同,表明液体的压强与液体密度有关
7.下列描述中错误的是( )
A.图甲,铁轨下铺设枕木是为了减小压强
B.图乙,高铁车厢内的破窗锤的锤头做成锥形,便于增大压强
C.图丙,列车车头采用流线型设计,可以减小空气阻力
D.图丁,高铁车厢座椅用软质材料包裹,是为了增大压强
8.如图所示,共享单车已在无锡普通使用。大大方便了市民的出行。下列关于共享单车的说法中正确的是( )
A.当单车匀速转弯时,其运动状态没有发生改变
B.不蹬车,单车继续滑行是因为受到惯性
C.单车在速度逐渐减小的过程中受到非平衡力
D.如果在骑行过程中,单车所受的外力全部消失,那么单车会慢慢停下来
9.平直公路上一辆公交车向东行驶,图甲是车内拉环的正面示意图。图乙、丙和丁是该车内观察到的同一拉环在不同时刻侧面的情景,不计空气阻力,下列有关说法正确的是( )
A.乙图时刻,拉环没有惯性,丙、丁时刻,拉环有惯性
B.乙图时刻,车辆一定处于静止状态
C.丙图时刻,拉环所受重力与吊绳对它的拉力是一对平衡力
D.丁图时刻,为车辆刹车的瞬间,若以横杆为参照物,拉环处于运动状态
10.在科学学习中,当我们需要研究看不见的现象或不易测量的科学量时,就必须设法寻找由该对象产生的各种可见的效应,由此来判定对该对象的存在、大小等情况,这种研究方法称为转换法。下列研究方法不属于转换法的是( )
A.通过小树弯曲认识力的存在
B.通过海绵的凹陷程度来反映压力作用效果
C.通过两支完全相同的蜡烛来研究平面镜成像规律
D.通过液体压强计的U形玻璃管两侧液面高度差来比较液体压强的大小
11.汽车快速通过起伏路段时,存在较大的安全隐患。小明进行如图模拟实验,研究汽车以不同速度通过凸起路面时,汽车与路面间的相互作用力,测得数据如表所示。下列关于该实验的分析、推理与应用中不合理的是( )
速度v(米/秒)
0.29
0.43
0.53
0.83
0.90
压力传感器示数F(牛)
1.56
1.38
1.17
0.35
0.11
A.速度越大,汽车对路面的压力越小
B.速度越大,路面对车的支持力越大
C.速度越大,路面对车的摩擦力越小
D.速度过大,无法紧急刹车进行避让
12.小科将一根筷子插入土豆中,再用铁锤快速向下敲打筷子,如图所示,看到土豆“向上爬了”,以下分析不正确的是( )
A.敲打前,土豆受到的摩擦力方向向下
B.敲打时,土豆由于惯性保持原来的状态
C.敲打时,筷子受到力的作用改变运动状态
D.土豆“向上爬”,是以筷子为参照物
13.小车在水平方向受到两个拉力F1和F2的作用,拉力F1和F2的大小随时间变化的图象如图乙和丙,小车的运动状态随时间变化的图象如图丁,根据图象,下列分析正确的是( )
A.t=1s时,小车受到的摩擦力大小是3N,摩擦力的方向水平向右
B.t=3s时,小车受到的摩擦力大小是2.5N,摩擦力方向水平向左
C.t=7s时,小车受到的合力大小是4.5N,合力方向水平向右
D.在4到6s这个时间段,若桌面变得绝对光滑,小车将匀速直线运动
14.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器底面积大小相同分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面高度相同。下列说法正确的是( )
A.桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲>F乙
B.两种液体对容器底部的压强pa=pb
C.两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙
D.两种液体对容器底压力的大小关系是Fa>Fb
15.如图所示,在粗糙程度不变的水平面上,用5N的拉力拉着重为10N的物块由A点到B点做匀速直线运动,在B点将拉力增大为10N,在C点撤去外力。则下列说法正确的是( )
A.物块在AB段受到的摩擦力大小等于10N
B.在C点撤去外力后,物块将保持静止
C.物块在AC段所受到的摩擦力大小始终保持不变
D.物块在BC段受到的摩擦力大于5N
二.填空题(共6小题)
16.如图是火箭发射升空时的情景。火箭升空时喷气发动机喷出气体,根据力的作用是________的原理,使火箭获得上升的推力,该力的施力物体是________(选填“空气”或“喷出的气体”)。假如在喷气升空过程中,作用在火箭上的外力全部消失,火箭将________(选填“加速下落”或“匀速上升”“加速上升”或“立即静止”)。
17.如图所示是小华同学利用海绵和木块探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验:
(1)分析比较甲、乙两图所示现象,实验探究影响压力作用效果的因素________。
(2)下列实例没有应用题(1)的结论的是( )(填字母)。
A.菜刀要经常磨一磨
B.书包要用宽的背带
C.汽车限重
D.啄木鸟有个坚硬的尖喙
(3)在水平书架上竖直并排放着10本书,若取走4本,则剩下的书对书架的压力________(填“变小”,“变大”或“不变”)。
18.如图所示,物体A在水平推力F的作用下,从甲图位置运动到乙图位置。在此过程中,A对桌面的压力将______,A对桌面的压强将______,A受到的滑动摩擦力大小将______ (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
19.如图甲是测量液体压强的压强计,据图回答下列问题。
(1)在制作压强计时,有三块相同形状的橡皮膜,将同一小球放在三块橡皮膜上(如图乙所示),为提高压强计的灵敏度,应选择橡皮膜_________(填字母);
(2)为保证压强计正常测量,小虞绘制了如图丙所示的检查流程,上面流程图中①中的内容为_________(填“左高右低”、“左低右高”或“左右相平”);
(3)在图丙所示检查流程中,③处应该进行的操作是 。
A.向U形管内加适量水(或倒出适量水) B.拆除软管重新安装
20.如图甲所示,粗糙水平传送带转动速度为2m/s,将一木块放上传送带后,0~3s内物体运动速度v与时间t的关系如图所示。在t=3s时,物体受到水平向右拉力F的作用,F大小与时间t的关系如图所示,不计空气阻力,由图像可知:
(1)在2~3s时间段,木块移动的距离为________m,木块所受摩擦力大小为________N。
(2)在3~5s时间段,物体处于________(选填“匀速”、“变速”或“静止”)状态,此时物体受到的摩擦力________N。
21.计时工具随着时代发展在不断迭代,图甲是不同年代部分计时工具的演变历程。
(1)我们能从各个角度看清图甲中的日晷中的数字,其中运用的光的______。(选“镜面反射”或“漫反射”)
(2)图乙是漏刻模型图,漏刻中的漏水壶底部的出水口向受水壶中滴水,受水壶壶口处箭刻上刻度指示的便是当时的时刻,为保证计时准确,古人采用多级漏水壶逐级滴水的方式,以保持②漏水壶中的______恒定,使水流流速恒定均匀。
(3)图甲中的摆钟是利用单摆往返运动的等时性进行计时。如图丙,小科认为C点是最高点,速度为零,请分析球在C点时是否二力平衡。__________________。
(4)图丙中,若在B点的时候所有外力突然消失,小球将______。(选填“静止”或“匀速直线运动”)。
三.实验探究题(共5小题)
22.跌倒严重威胁老年人健康,是65岁以上老人因伤致死的首位原因,小科想给爷爷奶奶买一双合适的防滑鞋。网购了几双鞋底材质相同的防滑鞋,找来长木板、弹簧测力计,并设计如图所示的实验装置进行测试,探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。
实验序号
鞋子类型
鞋子产生的压力(N)
弹簧测力计示数(N)
1
防滑鞋A
2.5
0.75
2
防滑鞋B
2.5
1.0
3
防滑鞋C
2.5
1.25
4
防滑鞋C(加厚)
3.5
1.75
5
防滑鞋C(超级加厚)
4.5
2.25
(1)高龄老人难以维持身体平衡,主要是因为脑中______区域功能衰退;
(2)为了测量鞋子与地板砖间的滑动摩擦力,小科有甲乙两种测量方法,甲:长木板不动,拉动鞋子测量;乙:鞋子不动,拉动长木板测量。讨论发现其中乙方法更好,______(选填“需要”或“不需要”)匀速拉动,也可测量出摩擦力大小,请说明理由:___________________________________________________
__________________________________________________________________________________________;
(3)实验数据记录在上表,根据1、2、3三组数据发现,防滑鞋C的防滑性能最好;根据3、4、5三组数据可得结论:在接触面粗糙程度相同时,___________________________________________________。
23.在“探究重力的大小与质量的关系”活动中,得到下表所示的数据:
质量m/kg
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
重力G/N
0.98
1.96
2.94
3.92
4.90
5.88
(1)本实验中用到的主要测量工具有天平和__________。
(2)分析表中数据可知:物体的质量为0.7kg时,它受到的重力是_______N。
(3)根据表中数据可以作出物体重力G与质量m的关系图像,图中能表示这种关系的是_______。
(4)同一物体在月球上的重力大约是地球上的。若在月球上做此实验,则所测的物理量会发生变化的是_______(选填“质量”“重力”或“质量和重力”)。
24.航模小组同学用橡皮筋制作的弹射器进行弹射模型飞机比赛,发现弹出的飞机水平飞行的距离不同。关于弹射飞机水平飞行的距离与哪些因素有关,他们提出以下猜想:猜想1:与橡皮筋的伸长量有关;猜想2:与橡皮筋的粗细有关;猜想3:与橡皮筋的长度有关。
(1)为了验证猜想,小组成员依次将橡皮筋固定在弹射器上,在弹性限度内,橡皮筋的伸长量相同,将同一模型飞机从同一位置沿水平方向弹射出去,测得弹射的水平距离如表:
序号
橡皮筋的直径/cm
橡皮筋的长度/cm
弹射的水平距离/m
1
0.20
20.00
10.20
2
0.20
30.00
8.40
3
0.40
20.00
14.00
本实验用到的科学方法是___________,比较序号1、3两组数据,可得出的结论是_____________________
_____________________________________________。
(2)在橡皮筋的伸长量相同时,为了使飞机水平飞行的距离更远,宜选择______(填“长而粗”、“短而粗”、“长而细”或“短而细”)的橡皮筋来制作弹射器。
(3)有同学发现橡皮筋有的弹性大,有的弹性小,查阅资料得知,有的是用天然橡胶制成,有的是用合成橡胶制成,对此,请你提出一个可探究的物理问题:_________________________________________。
25.小宁在“探究影响滑动摩擦力大小与哪些因素有关”实验中,他利用水杯、水、木板、毛巾、棉布、弹簧测力计等器材进行实验。
(1)如图甲,在长木板上沿水平方向匀速拉动水杯,此时滑动摩擦力为______;
(2)他____________(填具体实验操作),重复以上实验,发现弹簧测力计示数变大,说明其他条件一定时,滑动摩擦力的大小与压力有关;
(3)实验中发现弹簧测力计示数不稳定,读数不方便,于是他对实验装置进行了改进:如图乙,固定弹簧测力计,拉动长木板进行实验。实验过程不需要匀速拉动长木板,因为水杯相对于弹簧秤是______的,受力平衡。此时水杯受到的滑动摩擦力方向水平向______。
26.小义利用压强计研究“液体压强与哪些因素有关”的实验,请回答:
(1)连接好橡皮管和金属盒后,为方便操作小义应该先____________(填“安装橡皮管”或“装有色液体”)。
(2)要验证同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强是否相同,实验过程中,他应调节图中的字母_______处所指的旋钮。
(3)下表为某次实验中测得的数据。
橡皮膜所处水中深度/厘米
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
U形管两侧水柱高度差/厘米
3.62
5.46
7.10
8.64
10.42
12.16
①本次实验的目的是研究液体压强与_______的关系。
②形变的橡皮膜会产生弹力,导致始终大于。且随着金属盒深度的增加,和之间的差也越大,其原因是_____________________________________________________________________________。
四.综合题(共4小题)
27.阅读以下材料,回答问题。
“天梦一号”巡梦之旅
火星是太阳系中与地球最相似的行星,有大气,温差很大。自转周期和地球相近,物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的0.4倍,人类对火星的探测具有重大的科学意义。2020年7月23日,长征五号运载火箭载着我国自主研发的首座火星探测器“天问一号”成功发射,于2021年2月10日被火星捕获,进入环绕火星轨道。
2021年5月15日,经历了十个月的太空飞行,“天问一号”成功着陆于火星乌托邦平原南部预选者陆区。5月22日,“祝融号”(如图2)火星车安全驶离“天问一号”,到达火星表面,开始巡视探测。地球上g取10N/kg,物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的0.4倍。
(1)天问一号探测器从地球运动到火星的过程中,其惯性_________(选填“增大”、“不变”或“减小”);
(2)“天问一号”火星探测器于2020年7月23日发射,探测器在降落火星实施制动减速时,使探测器减速的施力物体是________;
A.喷管喷出的燃气 B.喷管 C.喷管周围的空气
(3)如图1火星探测器进入环火轨道,在火星引力作用下做环绕火星的运动,不受空气阻力,在环绕的过程中,火星探测器受__________(选填“平衡力”、“非平衡力”);
(4)同一物体分别在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行,在火星上滑行的距离会比地球上________(填“长”或“短”);
(5)在火星上的物体受到火星的重力方向为_______;
(6)若在不远的将来,我国实现了载人登陆火星任务,当未来的你作为宇航员踏上火星表面,若原本在地球上你最多能举起50kg物体,在火星表面你最多能举起质量为______kg的岩石标本?
28.如图所示为我国自主研制的“鲲龙”AG600水陆两栖飞机,它兼具陆地起降和水上滑行能力。其空载质量为42吨,最大蓄水量为12吨,轮胎与地面的总接触面积为米,水面滑行时浸入水中的最大体积为米。在某次测试中,AG600执行以下任务:
陆地静止阶段:飞机空载静止在水平跑道上,检查设备状态;
水面滑行阶段:飞机蓄水10吨后,以20米/秒的速度在水面匀速滑行,此时阻力为总重力的0.3倍;
空中飞行阶段:飞机满载(空载质量加最大蓄水量)漂浮在水面后起飞,以最大速度540千米/小时水平飞行1350千米。
(1)两栖飞机从海面起飞时,以远处的桥为参照物,它是_____(填“运动”或“静止”)的。
(2)求飞机在陆地检查设备状态时对水平地面的压强大小。
(3)在水面滑行阶段发动机的牵引力为多少?
(4)空中飞行阶段,耗时多少?
29.阅读短文,回答问题。
失重现象
在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物处于静止和匀速下降,再让其加速下降。同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同,就等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了。
老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象,如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面压力就小于人受到的重力。”小明在老师指导下到电梯内做失重实验,如图甲,他将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上秤台,如图乙所示,在电梯向下运动的过程中,他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图像,如图丙所示,已知小明的实际质量为60kg。
课后小明和同学们查资料还了解到:当电梯更快向下加速时,体重秤的示数为零,我们称这种现象为完全失重。
请回答以下问题:
(1)由图丙可知,小明在______时间段内处于失重状态。(填“”、“”或“”)
(2)物体处于完全失重状态,是指物体( )。
A.质量为零 B.重力为零 C.受到的支持力或拉力为零
(3)航天飞机在太空中飞行,宇航员处于失重状态,他们要锻炼身体,可行的是( )。
A.举哑铃 B.做俯卧撑 C.用弹簧拉力器健身 D.用单杠做引体向上
(4)丙图中的质量为74kg时,可能是小明在电梯中处于下列哪种情形( )
A.加速上升或加速下降
B.减速上升或减速下降
C.减速上升或加速下降
D.加速上升或减速下降
30.2025年11月25日,神舟二十二号飞船成功发射并对接空间站。这是中国载人航天工程首次应急发射任务,旨在运送物资和设备,确保航天员安全返回。下表是长征二号F遥二十二运载火箭搭载神舟二十二号飞船成功发射时相关数据,请回答下列问题。
名称
长征二号F遥二十二运载火箭
神舟二十二号飞船
高度
58.34米
约8米(三舱)
质量
约497吨
约8吨
最大直径
3.35米(芯级)
2.8米(锥段)
(1)飞船在进入预定轨道后,关闭发动机飞行时惯性______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)当飞船进入预定轨道与空间站对接时,运载火箭会向前喷气,使飞船速度减小,请利用所学知识对速度减小的原因作出解释;__________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________。
(3)起飞前,火箭搭载神舟二十二号飞船安静地矗立在发射塔内,假设火箭底部与发射塔的总接触面积为0.5米,则火箭对发射塔的压强约为多大?____________。
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第2章 《力与空间探索》检测卷
考生须知:
试卷满分共160 分,考试时间 120 分钟
一.选择题(共15小题)
1.下图所示的实例,目的是减小摩擦力的是( )
A.轮滑鞋装有滚轮
B.球拍上贴有胶皮
C.脚蹬做得凹凸不平
D.防滑手套
【答案】A
【详解】A.轮滑鞋装有滚轮,用滚动代替滑动,减小了摩擦,故A符合题意;
B.球拍上贴有胶皮,在压力一定时,增加了接触面的粗糙程度,可以增大摩擦,故B不符合题意;
C.脚蹬做得凹凸不平,在压力一定时,增大了接触面的粗糙程度,可以增大摩擦,故C不符合题意;
D.防滑手套,在压力一定时,增大了接触面的粗糙程度,可以增大摩擦,故D不符合题意。
故选A。
2.关于如图所示的弹簧测力计,以下说法正确的是( )
A.该弹簧测力计所测力的大小为2.2N
B.该弹簧测力计可以测量大小为6N的力
C.使用弹簧测力计不能测量水平方向上的拉力
D.弹簧测力计受到的拉力越大,弹簧伸长的长度也越长
【答案】D
【详解】AB.由图可知,弹簧测力计的量程为0~5N,分度值为0.2N,所以无法测量大小为6N的力,故AB错误;
C.使用弹簧测力计既能测出重力又能测出水平方向上的拉力,只要拉力沿弹簧的轴线方向即可,故C错误;
D.弹簧测力计的原理是:在弹性限度内,弹簧的伸长和所受拉力成正比。所以弹簧测力计受到的拉力越大,弹簧伸长的长度也越长,故D正确。
故选D。
3.目前,我国许多船只都安装了北斗卫星导航系统,船员可利用北斗卫星导航系统进行导航,但用指南针和观星的方法导航仍然是船员必须掌握的基本技能。这说明( )
A.技术的发展是必然的,与人们的需求无关
B.技术的发展对提升船只航行安全作用不大
C.利用北斗卫星导航系统进行导航的技术还不够先进
D.现代导航技术的发展不能完全取代原有技术
【答案】D
【详解】A.技术的发展是由人类的需求推动的,和人们的需求密切相关,故A不符合题意;
B.北斗导航这类现代导航技术,精度和便捷度远高于传统导航,大幅提升了船只航行安全性,作用非常大,故B不符合题意;
C.北斗导航技术已经大量投入使用,而且导航的准确度很好,技术很先进,故C不符合题意;
D.现代北斗导航普及后,仍然要求船员掌握传统指南针、观星导航技能,说明现代导航技术的发展不能完全取代原有技术,故D符合题意。
故选D。
4.我国许多地区流行春分节气“竖蛋”的游戏,当鸡蛋竖立在水平桌面上时(如图),下列说法正确的是( )
A.鸡蛋对水平桌面的压力就是鸡蛋的重力
B.鸡蛋所受的重力和桌面对鸡蛋的支持力大小不同
C.鸡蛋所受的重力和桌面对鸡蛋的支持力方向相反
D.鸡蛋对水平桌面的压力和桌面对鸡蛋支持力作用点相同
【答案】C
【详解】A.鸡蛋对水平桌面的压力和鸡蛋的重力是两个不同的力,不能等同,故A错误;
BC.当鸡蛋竖立在水平桌面上时,鸡蛋静止,处于平衡状态,鸡蛋所受的重力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力,大小相等,方向相反,故B错误,C正确;
D.鸡蛋对水平桌面的压力的作用点在桌面上,桌面对鸡蛋支持力的作用点在鸡蛋上,两个力的作用点不同,故D错误。
故选C。
5.研究影响液体内部压强大小的因素时,某同学认为图甲方案没有控制水在水平方向上的运动时间相等。提出如图乙的实验改进方案。下列说法中正确的是( )
A.图甲中d是从a孔喷出水的落点
B.图乙中a、b孔喷出水的落点与孔的水平距离相等
C.该实验初步说明水内部压强的大小与液体的深度有关
D.该实验初步说明水内部压强的大小与液体的密度有关
【答案】C
【详解】A.由图甲可知,a处液体的深度比b处液体的深度小,由液体压强的特点可知,a处液体的压强小于b处液体的压强,因此a孔喷出水的距离小于b孔喷出水的距离,即d是从b孔喷出水的落点,c是从a孔喷出水的落点,故A错误;
B.由A分析可知图乙中a、b孔喷出水的水平速度不同,落点与孔的水平距离不同,故B错误;
CD.由图可知,小孔位置越低,水的深度越深,水喷出得越远,表示水的压强越大,说明液体内部压强的大小跟液体的深度有关,故C正确,D错误。
故选C。
6.如图所示,取一个不易形变的饮料瓶,用橡皮膜扎紧瓶口,在其侧面开一小孔,用插有玻璃管的橡皮塞塞紧,玻璃管中有一段红色液柱,将瓶内气体密封,橡皮膜受到的压力发生变化,红色液柱会移动,从而制成一个简易压强计。下列分析不正确的是( )
A.橡皮膜受到的压力相同时,玻璃管内径越粗,液柱上升越明显
B.将饮料瓶放入水中,液柱上升,表明液体内部有压强
C.饮料瓶在水中的位置越深,液柱上升越高,表明同种液体的压强随深度的增加而增大
D.将饮料瓶放入不同液体相同深度处,液柱上升高度不同,表明液体的压强与液体密度有关
【答案】A
【详解】A.根据p=ρgh,当橡皮膜受到的压力相同时,即受到的压强相同。此时,液柱的高度h只与玻璃管的横截面积有关。但实际上,由于液体是不可压缩的,且在同一水平面上,液体压强是相等的,因此液柱的高度并不会因为玻璃管内径的变化而改变,故A错误;
B.将饮料瓶放入水中,橡皮膜受到了压强,液柱上升,表明液体内部有压强,故B正确;
C.根据液体内部压强的特点,同种液体在同一深度处向各个方向的压强都相等,且深度越深,压强越大。因此,当饮料瓶在水中的位置越深时,橡皮膜受到的水的压强就越大,这个增大的压强会进一步推动玻璃管中的红色液柱上升,故C正确;
D.将饮料瓶放入不同液体相同深度处,液柱上升高度不同,说明橡皮膜所受的压强不同,而深度是相同的,故可以表明液体的压强与液体密度有关,故D正确。
故选A。
7.下列描述中错误的是( )
A.图甲,铁轨下铺设枕木是为了减小压强
B.图乙,高铁车厢内的破窗锤的锤头做成锥形,便于增大压强
C.图丙,列车车头采用流线型设计,可以减小空气阻力
D.图丁,高铁车厢座椅用软质材料包裹,是为了增大压强
【答案】D
【详解】A.图甲,铁轨下铺设枕木是为了压力不变时,增大受力面积达到减小压强的效果,故A正确,不符合题意;
B.图乙,高铁车厢内的破窗锤的锤头做成锥形,是为了减小受力面积达到增大压强的效果,故B正确,不符合题意;
C.图丙,列车车头采用流线型设计,是因为流线型的形状能减小空气阻力,提高车速,故C正确,不符合题意;
D.图丁,高铁车厢座椅用软质材料包裹,是为了增大受力面积达到减小压强的效果,故D错误,符合题意。
故选D。
8.如图所示,共享单车已在无锡普通使用。大大方便了市民的出行。下列关于共享单车的说法中正确的是( )
A.当单车匀速转弯时,其运动状态没有发生改变
B.不蹬车,单车继续滑行是因为受到惯性
C.单车在速度逐渐减小的过程中受到非平衡力
D.如果在骑行过程中,单车所受的外力全部消失,那么单车会慢慢停下来
【答案】C
【详解】A.当单车匀速转弯时,其运动方向不断变化,所以其运动状态不断变化,故A错误;
B.惯性不是力,不能说受到惯性,故B错误;
C.单车的速度逐渐减小,运动状态发生了变化,处于非平衡状态,受到了非平衡力,故C正确;
D.由牛顿第一定律可知,当外力全部消失时,单车将保持原来的方向和速度不变,做匀速直线运动,故D错误。
故选C。
9.平直公路上一辆公交车向东行驶,图甲是车内拉环的正面示意图。图乙、丙和丁是该车内观察到的同一拉环在不同时刻侧面的情景,不计空气阻力,下列有关说法正确的是( )
A.乙图时刻,拉环没有惯性,丙、丁时刻,拉环有惯性
B.乙图时刻,车辆一定处于静止状态
C.丙图时刻,拉环所受重力与吊绳对它的拉力是一对平衡力
D.丁图时刻,为车辆刹车的瞬间,若以横杆为参照物,拉环处于运动状态
【答案】D
【详解】A.惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都有惯性,所以乙、丙、丁时刻拉环都有惯性,故A错误;
B.乙图中拉环竖直向下,说明车辆处于平衡状态,可能是静止状态,也可能是匀速直线运动状态,故B错误;
C.丙图中拉环向左摆动,说明车辆的运动状态发生了改变,拉环不是处于平衡状态,所受重力与吊绳对它的拉力方向不是相反的,不是一对平衡力,故C错误;
D.丁图时刻拉环向右摆动,是车辆刹车的瞬间,车辆速度减小,拉环由于惯性保持原来的运动状态,若以横杆为参照物,拉环的位置发生了变化,处于运动状态,故D正确。
故选D。
10.在科学学习中,当我们需要研究看不见的现象或不易测量的科学量时,就必须设法寻找由该对象产生的各种可见的效应,由此来判定对该对象的存在、大小等情况,这种研究方法称为转换法。下列研究方法不属于转换法的是( )
A.通过小树弯曲认识力的存在
B.通过海绵的凹陷程度来反映压力作用效果
C.通过两支完全相同的蜡烛来研究平面镜成像规律
D.通过液体压强计的U形玻璃管两侧液面高度差来比较液体压强的大小
【答案】C
【详解】转换法是指在科学研究中,对于一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识,或用易测量的物理量间接测量的方法。
A.力是看不见摸不着的,通过小树弯曲这一可见的现象来认识力的存在,属于转换法。故A不符合题意;
B.压力的作用效果不易直接观察,通过海绵的凹陷程度这种可见的现象来反映,属于转换法。故B不符合题意;
C.通过两支完全相同的蜡烛来研究平面镜成像规律,采用的是等效替代法,用一支蜡烛来替代另一支蜡烛在镜中的像,从而确定像的位置和大小,不属于转换法。故C符合题意;
D.液体压强的大小不易直接测量,通过液体压强计的U形玻璃管两侧液面高度差这一易测量的现象来比较,属于转换法。故D不符合题意。
故选C。
11.汽车快速通过起伏路段时,存在较大的安全隐患。小明进行如图模拟实验,研究汽车以不同速度通过凸起路面时,汽车与路面间的相互作用力,测得数据如表所示。下列关于该实验的分析、推理与应用中不合理的是( )
速度v(米/秒)
0.29
0.43
0.53
0.83
0.90
压力传感器示数F(牛)
1.56
1.38
1.17
0.35
0.11
A.速度越大,汽车对路面的压力越小
B.速度越大,路面对车的支持力越大
C.速度越大,路面对车的摩擦力越小
D.速度过大,无法紧急刹车进行避让
【答案】B
【详解】AB.根据表中数据可以看出:速度越大,压力传感器的示数越小。压力传感器示数反映了汽车对路面的压力,汽车对路面的压力与路面对车的支持力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,作用在不同物体上。由此可以得出,速度越大,汽车对路面的压力越小,路面对车的支持力也越小。故A不符合题意,B符合题意;
C.速度越大,汽车对路面的压力越小,摩擦力也越小,故C不符合题意;
D.速度过大,摩擦力过小,刹车效果越差,无法紧急刹车进行避让,存在安全隐患,故C不符合题意。
故选B。
12.小科将一根筷子插入土豆中,再用铁锤快速向下敲打筷子,如图所示,看到土豆“向上爬了”,以下分析不正确的是( )
A.敲打前,土豆受到的摩擦力方向向下
B.敲打时,土豆由于惯性保持原来的状态
C.敲打时,筷子受到力的作用改变运动状态
D.土豆“向上爬”,是以筷子为参照物
【答案】A
【详解】A.敲打前,筷子静止在土豆中,土豆有相对于筷子向下运动的趋势,所以土豆受到的摩擦力方向向上,故A不正确,符合题意;
B.敲打时,筷子受到向下的力快速向下运动,土豆由于惯性要保持原来的静止状态,所以看起来土豆“向上爬”,故B正确,不符合题意;
C.敲打时,筷子受到铁锤的作用力,运动状态由静止变为向下运动,说明力可以改变物体的运动状态,故C正确,不符合题意;
D.土豆“向上爬”是相对于筷子的位置发生了变化,所以是以筷子为参照物,故D正确,不符合题意。
故选A。
13.小车在水平方向受到两个拉力F1和F2的作用,拉力F1和F2的大小随时间变化的图象如图乙和丙,小车的运动状态随时间变化的图象如图丁,根据图象,下列分析正确的是( )
A.t=1s时,小车受到的摩擦力大小是3N,摩擦力的方向水平向右
B.t=3s时,小车受到的摩擦力大小是2.5N,摩擦力方向水平向左
C.t=7s时,小车受到的合力大小是4.5N,合力方向水平向右
D.在4到6s这个时间段,若桌面变得绝对光滑,小车将匀速直线运动
【答案】C
【详解】A.由图丁可知,时小车的速度为0,处于静止状态,受到的合力为0,水平方向上受到向左的拉力和向右的拉力、静摩擦力的共同作用,这三个力的合力为0;由图可知,此时的,,则静摩擦力
方向与的方向相同,水平向右,故A错误;
B.由图像可知,小车做匀速直线运动,水平方向上受到的合力为0;由图可知,此时的,,则摩擦力
方向与的方向相同,水平向右;时,大于,小车向左运动,小车对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则受到的摩擦力不变,为,摩擦力方向水平向右,故B错误;
C.时,,,小车向左运动,小车对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则受到的摩擦力不变,为,此时的合力
合力的方向水平向右,故C正确;
D.在4s到6s这个时间段,若桌面变得绝对光滑,则小车不会受到摩擦力的作用,由于此时的两个拉力不同,则小车做变速运动,故D错误。
故选C。
14.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器底面积大小相同分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面高度相同。下列说法正确的是( )
A.桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲>F乙
B.两种液体对容器底部的压强pa=pb
C.两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙
D.两种液体对容器底压力的大小关系是Fa>Fb
【答案】C
【详解】A.容器静止在水平桌面上,受到的竖直向下的重力和竖直向上的支持力是一对平衡力,桌面对容器支持力F=G总=m容g+m液g,由于容器、液体的质量都相等,所以桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲=F乙,故A错误;
B.由图可知,a、b两种液体的体积Va>Vb,而a、b两种液体的质量是相等的,根据可知
ρa<ρb,根据p=ρgh可知,容器中液体深度相同,两种液体对容器底部的压强pa<pb,所以故B错误;
C.容器的总重力相同,对水平桌面的压力相等,受力面积相同,根据可知,两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙,故C正确;
D.由于两种液体对容器底部的压强pa<pb,两容器的底面积相同,根据可知Fa<Fb,故D错误。
故选C。
15.如图所示,在粗糙程度不变的水平面上,用5N的拉力拉着重为10N的物块由A点到B点做匀速直线运动,在B点将拉力增大为10N,在C点撤去外力。则下列说法正确的是( )
A.物块在AB段受到的摩擦力大小等于10N
B.在C点撤去外力后,物块将保持静止
C.物块在AC段所受到的摩擦力大小始终保持不变
D.物块在BC段受到的摩擦力大于5N
【答案】C
【详解】A.用5N的拉力拉着重为10N的物块由A点到B点做匀速直线运动,则拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,滑动摩擦力为5N,故A错误。
B.在C点撤去外力后,物块由于具有惯性仍然会向右运动,故B错误。
CD.滑动摩擦力只与压力、接触面粗糙程度有关,物块在AC段对水平面的压力和接触面的粗糙程度均不变,所受到的摩擦力大小始终保持5N不变,故C正确,D错误。
故选C。
二.填空题(共6小题)
16.如图是火箭发射升空时的情景。火箭升空时喷气发动机喷出气体,根据力的作用是________的原理,使火箭获得上升的推力,该力的施力物体是________(选填“空气”或“喷出的气体”)。假如在喷气升空过程中,作用在火箭上的外力全部消失,火箭将________(选填“加速下落”或“匀速上升”“加速上升”或“立即静止”)。
【答案】 相互 喷出的气体 匀速上升
【详解】[1]火箭升空时喷气发动机喷出气体,火箭对喷出的气体有向下的力,同时喷出的气体对火箭产生向上的推力,这是利用了力的作用是相互的原理。
[2]因为是喷出的气体对火箭施加了向上的推力,所以该力的施力物体是喷出的气体。
[3]根据牛顿第一定律,一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。在喷气升空过程中,火箭是运动的,当作用在火箭上的外力全部消失时,火箭将保持原来的运动状态,即匀速上升。
17.如图所示是小华同学利用海绵和木块探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验:
(1)分析比较甲、乙两图所示现象,实验探究影响压力作用效果的因素________。
(2)下列实例没有应用题(1)的结论的是( )(填字母)。
A.菜刀要经常磨一磨
B.书包要用宽的背带
C.汽车限重
D.啄木鸟有个坚硬的尖喙
(3)在水平书架上竖直并排放着10本书,若取走4本,则剩下的书对书架的压力________(填“变小”,“变大”或“不变”)。
【答案】(1)受力面积
(2)C
(3)变小
【详解】(1)分析比较甲、乙两图知,压力相同,受力面积不同,故实验探究影响压力作用效果的因素是受力面积。
(2)由甲、乙两图知,乙中受力面积小(甲中受力面积大),压力作用效果明显(压力作用效果不明显),故得出的结论是:压力相同时,受力面积越小(大),压力的作用效果越明显(不明显)。
A.菜刀要经常磨一磨,通过减小受力面积增大压力的作用效果,故A符合题意;
B.书包要用宽的背带,通过增大受力面积减小压力的作用效果,故B符合题意;
C.汽车限重,通过减小压力大小减小压力的作用效果,故C不符合题意;
D.啄木鸟有个坚硬的喙,通过减小受力面积增大压力的作用效果,故D符合题意。
故选C。
(3)水平面上物体的压力和自身的重力相等,取走4本书后,书的总重力减小,所以剩下的书对书架的压力减小。
18.如图所示,物体A在水平推力F的作用下,从甲图位置运动到乙图位置。在此过程中,A对桌面的压力将______,A对桌面的压强将______,A受到的滑动摩擦力大小将______ (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
【答案】 不变 减小 不变
【详解】[1]由图可知,在从图甲向图乙的运动过程中,物体A对桌面的压力大小等于其重力,物体A的重力不变,因此,对桌面的压力始终不变。
[2]在此过程中,物体A对桌面的压力始终不变,受力面积变大,根据可知,A对桌面的压强减小。
[3]在此过程中,接触面的粗糙程度、压力大小均不变,所以A受到的滑动摩擦力的大小也不变。
19.如图甲是测量液体压强的压强计,据图回答下列问题。
(1)在制作压强计时,有三块相同形状的橡皮膜,将同一小球放在三块橡皮膜上(如图乙所示),为提高压强计的灵敏度,应选择橡皮膜_________(填字母);
(2)为保证压强计正常测量,小虞绘制了如图丙所示的检查流程,上面流程图中①中的内容为_________(填“左高右低”、“左低右高”或“左右相平”);
(3)在图丙所示检查流程中,③处应该进行的操作是 。
A.向U形管内加适量水(或倒出适量水) B.拆除软管重新安装
【答案】(1)A
(2)左右相平
(3)B
【详解】(1)观察图乙,在同一小球压力下,橡皮膜A形变更显著,现象更明显,能提高压强计的灵敏度,所以应选择橡皮膜A。
(2)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,用手按压橡皮膜时,若装置不漏气,U形管两边液面应出现高度差。如果存在漏气,U形管两边液面则无明显变化,所以流程图中①中的内容为左右相平。
(3)若U形管中的液体一开始就不相平,说明软管内封闭的气体压强与外界气压不相等,对实验结果会造成影响,所以应拆除软管重新安装,故选B。
20.如图甲所示,粗糙水平传送带转动速度为2m/s,将一木块放上传送带后,0~3s内物体运动速度v与时间t的关系如图所示。在t=3s时,物体受到水平向右拉力F的作用,F大小与时间t的关系如图所示,不计空气阻力,由图像可知:
(1)在2~3s时间段,木块移动的距离为________m,木块所受摩擦力大小为________N。
(2)在3~5s时间段,物体处于________(选填“匀速”、“变速”或“静止”)状态,此时物体受到的摩擦力________N。
【答案】(1) 2 0
(2) 变速 2
【详解】(1)[1]在2~3s时间段,木块的速度,时间,根据,木块移动的距离
[2]此时间段木块做匀速直线运动,水平方向不受额外拉力,摩擦力大小为0。
(2)[1][2]在3~5s时间段,由速度图像可知物体速度变化,处于变速状态;由于5~7s是匀速直线运动,拉力等于摩擦力为2N,而摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,压力和接触面的粗糙程度不变,故摩擦力不变,在3~5s摩擦力也是2N。
21.计时工具随着时代发展在不断迭代,图甲是不同年代部分计时工具的演变历程。
(1)我们能从各个角度看清图甲中的日晷中的数字,其中运用的光的______。(选“镜面反射”或“漫反射”)
(2)图乙是漏刻模型图,漏刻中的漏水壶底部的出水口向受水壶中滴水,受水壶壶口处箭刻上刻度指示的便是当时的时刻,为保证计时准确,古人采用多级漏水壶逐级滴水的方式,以保持②漏水壶中的______恒定,使水流流速恒定均匀。
(3)图甲中的摆钟是利用单摆往返运动的等时性进行计时。如图丙,小科认为C点是最高点,速度为零,请分析球在C点时是否二力平衡。__________________。
(4)图丙中,若在B点的时候所有外力突然消失,小球将______。(选填“静止”或“匀速直线运动”)。
【答案】(1)漫反射
(2)水面高度
(3)C点时二力不平衡
(4)匀速直线运动
【详解】(1)光线在物体表面发生漫反射时,反射光线射向各个方向;我们能从各个角度看清图甲中的日晷中的数字,其中运用的光的漫反射。
(2)漏水壶中水量的降低,漏水处液体压强变小,漏水速度变慢,计时的准确度取决于水流的均匀程度;读图可知,水壶的刻度变化取决于②号楼漏水壶的液面高度,因此应使②漏水壶中的液面高度恒定。
(3)如图丙,小球在最高点时,小球受到竖直向下的重力和沿绳向上的拉力,两个力不在一条直线上,不是平衡力,因此单摆在C点时二力平衡不平衡。
(4)如图丙,单摆在B点的时,速度最大,瞬时速度的方向沿水平方向,所有外力突然消失,由于惯性小球将沿原来的运动方向做匀速直线运动。
三.实验探究题(共5小题)
22.跌倒严重威胁老年人健康,是65岁以上老人因伤致死的首位原因,小科想给爷爷奶奶买一双合适的防滑鞋。网购了几双鞋底材质相同的防滑鞋,找来长木板、弹簧测力计,并设计如图所示的实验装置进行测试,探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。
实验序号
鞋子类型
鞋子产生的压力(N)
弹簧测力计示数(N)
1
防滑鞋A
2.5
0.75
2
防滑鞋B
2.5
1.0
3
防滑鞋C
2.5
1.25
4
防滑鞋C(加厚)
3.5
1.75
5
防滑鞋C(超级加厚)
4.5
2.25
(1)高龄老人难以维持身体平衡,主要是因为脑中______区域功能衰退;
(2)为了测量鞋子与地板砖间的滑动摩擦力,小科有甲乙两种测量方法,甲:长木板不动,拉动鞋子测量;乙:鞋子不动,拉动长木板测量。讨论发现其中乙方法更好,______(选填“需要”或“不需要”)匀速拉动,也可测量出摩擦力大小,请说明理由:___________________________________________________
__________________________________________________________________________________________;
(3)实验数据记录在上表,根据1、2、3三组数据发现,防滑鞋C的防滑性能最好;根据3、4、5三组数据可得结论:在接触面粗糙程度相同时,___________________________________________________。
【答案】(1)小脑
(2) 不需要 因为乙中鞋子始终处干静止状态,受力平衡,鞋子受到向左的滑动摩擦力大小始终等于向右的拉力大小
(3)接触面之间压力越大,滑动摩擦力越大
【详解】(1)小脑的核心功能是维持身体平衡、协调肌肉运动、控制动作协调性。高龄老人该区域功能衰退,就会出现站立不稳、走路摇晃、难以保持平衡的情况。
(2)因为乙图中鞋子相对地面始终处干静止状态,受力平衡,鞋子受到向左的滑动摩擦力大小始终等于向右的拉力大小,不需要匀速拉动长木板,也可测量出摩擦力大小。
(3)根据3、4、5三组数据可知,接触面的粗糙程度相同,防滑鞋C(超级加厚)产生的压力较大,弹簧测力计示数较大,滑动摩擦力较大,可以得到在接触面粗糙程度相同时,接触面之间压力越大,滑动摩擦力越大。
23.在“探究重力的大小与质量的关系”活动中,得到下表所示的数据:
质量m/kg
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
重力G/N
0.98
1.96
2.94
3.92
4.90
5.88
(1)本实验中用到的主要测量工具有天平和__________。
(2)分析表中数据可知:物体的质量为0.7kg时,它受到的重力是_______N。
(3)根据表中数据可以作出物体重力G与质量m的关系图像,图中能表示这种关系的是_______。
(4)同一物体在月球上的重力大约是地球上的。若在月球上做此实验,则所测的物理量会发生变化的是_______(选填“质量”“重力”或“质量和重力”)。
【答案】(1)弹簧测力计
(2)6.86
(3)A
(4)重力
【详解】(1)在“探究重力的大小与质量的关系”实验中,需要测量物体的质量和重力,因此主要测量工具是天平和弹簧测力计。
(2)分析表中数据可知,重力G与质量m的比值恒为
当物体的质量为0.7kg时,它受到的重力为
(3)重力与质量的比值为定值,可知物体重力的大小与其质量的关系为正比例函数,说明物体所受的重力跟它的质量成正比,图象过坐标原点,故选A图。
(4)质量是物体本身的属性,不随位置变化,即月球上物体的质量不变。同一物体在月球上的重力大约是地球上的,因此同一物体在月球上的重力会变小,则实验中会变化的是重力。
24.航模小组同学用橡皮筋制作的弹射器进行弹射模型飞机比赛,发现弹出的飞机水平飞行的距离不同。关于弹射飞机水平飞行的距离与哪些因素有关,他们提出以下猜想:猜想1:与橡皮筋的伸长量有关;猜想2:与橡皮筋的粗细有关;猜想3:与橡皮筋的长度有关。
(1)为了验证猜想,小组成员依次将橡皮筋固定在弹射器上,在弹性限度内,橡皮筋的伸长量相同,将同一模型飞机从同一位置沿水平方向弹射出去,测得弹射的水平距离如表:
序号
橡皮筋的直径/cm
橡皮筋的长度/cm
弹射的水平距离/m
1
0.20
20.00
10.20
2
0.20
30.00
8.40
3
0.40
20.00
14.00
本实验用到的科学方法是___________,比较序号1、3两组数据,可得出的结论是_____________________
_____________________________________________。
(2)在橡皮筋的伸长量相同时,为了使飞机水平飞行的距离更远,宜选择______(填“长而粗”、“短而粗”、“长而细”或“短而细”)的橡皮筋来制作弹射器。
(3)有同学发现橡皮筋有的弹性大,有的弹性小,查阅资料得知,有的是用天然橡胶制成,有的是用合成橡胶制成,对此,请你提出一个可探究的物理问题:_________________________________________。
【答案】(1) 控制变量法 橡皮筋的长度和伸长量一定时,橡皮筋越粗,弹射的水平距离越远
(2)短而粗
(3)橡皮筋弹射的水平距离与橡皮筋的材质是否有关
【详解】(1)[1]物理学中对于多因素或多变量的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
[2]分析1、3两组数据,橡皮筋的长度都是20.00cm,伸长量相同,橡皮筋的直径不同,1中直径为0.20cm,3中直径为0.40cm,且3中弹射的水平距离14.00m大于1中弹射的水平距离10.20m。所以可得出的结论是:在橡皮筋的长度和伸长量相同时,橡皮筋越粗,飞机飞行的距离越远。
(2)由第(2)问的结论可知,在橡皮筋伸长量相同时,越粗飞行距离越远;再结合1、2两组数据,橡皮筋粗细相同,伸长量相同,长度为20.00cm时(1组)飞行距离大于长度为30.00cm时(2组)的飞行距离,即越短飞行距离越远。所以在橡皮筋的伸长量相同时,为了使飞机水平飞行的距离更远,宜选择短而粗的橡皮筋来制作弹射器。
(3)已知橡皮筋有的用天然橡胶制作,有的用合成橡胶制作,且弹性不同。可以提出的可探究的物理问题是:橡皮筋的弹射的水平距离与橡皮筋的材质是否有关?
25.小宁在“探究影响滑动摩擦力大小与哪些因素有关”实验中,他利用水杯、水、木板、毛巾、棉布、弹簧测力计等器材进行实验。
(1)如图甲,在长木板上沿水平方向匀速拉动水杯,此时滑动摩擦力为______;
(2)他____________(填具体实验操作),重复以上实验,发现弹簧测力计示数变大,说明其他条件一定时,滑动摩擦力的大小与压力有关;
(3)实验中发现弹簧测力计示数不稳定,读数不方便,于是他对实验装置进行了改进:如图乙,固定弹簧测力计,拉动长木板进行实验。实验过程不需要匀速拉动长木板,因为水杯相对于弹簧秤是______的,受力平衡。此时水杯受到的滑动摩擦力方向水平向______。
【答案】(1)
(2)向水杯中加水
(3) 静止 左
【详解】(1)沿水平方向匀速拉动水杯时,水杯处于平衡状态,水平方向上受到的滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力,二者大小相等。由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.8N,因此水杯受到的滑动摩擦力为2.8N。
(2)向水杯中加水,水杯对长木板的压力增大,而接触面的粗糙程度不变;弹簧测力计示数变大,说明其他条件一定时,滑动摩擦力的大小与压力有关。
(3)固定弹簧测力计后,水杯相对于弹簧测力计的位置不变,处于静止状态,水平方向受力平衡,所以实验时不需要匀速拉动长木板。图乙中长木板向左运动,水杯相对于长木板向右运动,因此水杯受到长木板施加的滑动摩擦力方向水平向左。
26.小义利用压强计研究“液体压强与哪些因素有关”的实验,请回答:
(1)连接好橡皮管和金属盒后,为方便操作小义应该先____________(填“安装橡皮管”或“装有色液体”)。
(2)要验证同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强是否相同,实验过程中,他应调节图中的字母_______处所指的旋钮。
(3)下表为某次实验中测得的数据。
橡皮膜所处水中深度/厘米
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
U形管两侧水柱高度差/厘米
3.62
5.46
7.10
8.64
10.42
12.16
①本次实验的目的是研究液体压强与_______的关系。
②形变的橡皮膜会产生弹力,导致始终大于。且随着金属盒深度的增加,和之间的差也越大,其原因是_____________________________________________________________________________。
【答案】(1)装有色液体
(2)A
(3) 深度 深度越深,压强越大,橡皮膜形变越大,产生的弹力越大
【详解】(1)连接好橡皮管和金属盒后,应该先装有色液体,再安装橡皮管,使两管液面相平。
(2)要验证同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强是否相同,需要调节A处的旋钮,使橡皮膜向各个方向。
(3)①由表中数据可知,深度不同,U形管两侧水柱高度差不同,液体压强不同,研究液体压强与深度的关系。
②深度越深,压强越大,橡皮膜形变越大,产生的弹力越大,所以随着金属盒深度的增加,和之间的差也越大。
四.综合题(共4小题)
27.阅读以下材料,回答问题。
“天梦一号”巡梦之旅
火星是太阳系中与地球最相似的行星,有大气,温差很大。自转周期和地球相近,物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的0.4倍,人类对火星的探测具有重大的科学意义。2020年7月23日,长征五号运载火箭载着我国自主研发的首座火星探测器“天问一号”成功发射,于2021年2月10日被火星捕获,进入环绕火星轨道。
2021年5月15日,经历了十个月的太空飞行,“天问一号”成功着陆于火星乌托邦平原南部预选者陆区。5月22日,“祝融号”(如图2)火星车安全驶离“天问一号”,到达火星表面,开始巡视探测。地球上g取10N/kg,物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的0.4倍。
(1)天问一号探测器从地球运动到火星的过程中,其惯性_________(选填“增大”、“不变”或“减小”);
(2)“天问一号”火星探测器于2020年7月23日发射,探测器在降落火星实施制动减速时,使探测器减速的施力物体是________;
A.喷管喷出的燃气 B.喷管 C.喷管周围的空气
(3)如图1火星探测器进入环火轨道,在火星引力作用下做环绕火星的运动,不受空气阻力,在环绕的过程中,火星探测器受__________(选填“平衡力”、“非平衡力”);
(4)同一物体分别在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行,在火星上滑行的距离会比地球上________(填“长”或“短”);
(5)在火星上的物体受到火星的重力方向为_______;
(6)若在不远的将来,我国实现了载人登陆火星任务,当未来的你作为宇航员踏上火星表面,若原本在地球上你最多能举起50kg物体,在火星表面你最多能举起质量为______kg的岩石标本?
【答案】(1)不变
(2)A
(3)非平衡力
(4)长
(5)竖直向下
(6)125
【详解】(1)惯性是物体的固有属性,其大小仅与物体的质量有关,而与物体的速度,位置等无关。天问一号探测器从地球运动到火星的过程中,质量没有发生改变,所以其惯性不变。
(2)探测器在降落火星实施减速时,是通过反推发动机向下方喷出燃气。根据力的作用是相互的原理,喷出的燃气会对探测器产生一个向上的反作用力,从而使探测器减速。所以使探测器减速的施力物体是喷管喷出的燃气。
(3)物体的运动状态包括了物体的运动速度和运动方向。火星探测器在环火轨道上做环绕火星的运动,由于其运动方向不断改变,故运动状态发生变化。而平衡力作用下物体的运动状态不会改变(静止或匀速直线运动),所以探测器受到的是非平衡力。
(4)物体在水平面上滑行时,滑行距离与摩擦力大小有关,而摩擦力大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关。由于同一物体在地球和火星表面,质量相同,火星表面重力约为地球的0.4倍,所以对水平面的压力小于在地球上的压力。又因为在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越大,摩擦力越大,反之摩擦力则越小,所以火星上的摩擦力更小。摩擦力越小,物体减速就更慢,滑行距离也就越长,所以在火星上滑行的距离比地球上长。
(5)重力的方向总是竖直向下的,这里的“向下”是指向星球的球心。所以在火星上的物体受到火星的重力方向为竖直向下。
(6)在地球上最多能举起50kg物体,此时人能施加的最大举力
在火星上人的最大举力不变,所以设火星上可以举起的岩石质量为m火,已知
可得,解得。
28.如图所示为我国自主研制的“鲲龙”AG600水陆两栖飞机,它兼具陆地起降和水上滑行能力。其空载质量为42吨,最大蓄水量为12吨,轮胎与地面的总接触面积为米,水面滑行时浸入水中的最大体积为米。在某次测试中,AG600执行以下任务:
陆地静止阶段:飞机空载静止在水平跑道上,检查设备状态;
水面滑行阶段:飞机蓄水10吨后,以20米/秒的速度在水面匀速滑行,此时阻力为总重力的0.3倍;
空中飞行阶段:飞机满载(空载质量加最大蓄水量)漂浮在水面后起飞,以最大速度540千米/小时水平飞行1350千米。
(1)两栖飞机从海面起飞时,以远处的桥为参照物,它是_____(填“运动”或“静止”)的。
(2)求飞机在陆地检查设备状态时对水平地面的压强大小。
(3)在水面滑行阶段发动机的牵引力为多少?
(4)空中飞行阶段,耗时多少?
【答案】(1)运动
(2)
(3)
(4)2.5h
【详解】(1)两栖飞机从海面起飞时,相对远处的桥位置在不断发生改变。以桥为参照物,飞机是运动的。
(2)飞机对水平地面的压力与自身重力相等,则压力
飞机对水平地面的压强
(3)水面滑行阶段的总重力
水面匀速滑行时处于平衡状态,所受牵引力和阻力是一对平衡力,其大小相等。则牵引力
(4)空中飞行阶段所用时间。
29.阅读短文,回答问题。
失重现象
在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物处于静止和匀速下降,再让其加速下降。同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同,就等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了。
老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象,如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面压力就小于人受到的重力。”小明在老师指导下到电梯内做失重实验,如图甲,他将一个体重秤放在电梯水平地面上,然后站上秤台,如图乙所示,在电梯向下运动的过程中,他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图像,如图丙所示,已知小明的实际质量为60kg。
课后小明和同学们查资料还了解到:当电梯更快向下加速时,体重秤的示数为零,我们称这种现象为完全失重。
请回答以下问题:
(1)由图丙可知,小明在______时间段内处于失重状态。(填“”、“”或“”)
(2)物体处于完全失重状态,是指物体( )。
A.质量为零 B.重力为零 C.受到的支持力或拉力为零
(3)航天飞机在太空中飞行,宇航员处于失重状态,他们要锻炼身体,可行的是( )。
A.举哑铃 B.做俯卧撑 C.用弹簧拉力器健身 D.用单杠做引体向上
(4)丙图中的质量为74kg时,可能是小明在电梯中处于下列哪种情形( )
A.加速上升或加速下降
B.减速上升或减速下降
C.减速上升或加速下降
D.加速上升或减速下降
【答案】(1)
(2)C
(3)C
(4)D
【详解】(1)由丙图可知,时间段内体重秤的示数小于人自身的质量,因此处于失重状态。
(2)根据资料完全失重时,体重秤的示数为零,即人对体重秤的压力为0,人受到的支持力或拉力为零,故选C。
(3)失重状态下,物体自身重力几乎不会对运动产生阻力:举哑铃、做俯卧撑、做引体向上都需要依靠重力提供阻力,失重环境下这些运动不需要施力即可完成,无法起到锻炼作用;弹簧拉力器的阻力来源于弹簧的弹性形变,和重力无关,拉伸时仍需要施加足够的力,可以达到锻炼效果,故选C。
(4)小明实际质量为60kg,体重秤显示74kg,说明小明对体重秤的压力大于自身重力,当人加速上升或减速下降,人受到的支持力大于重力,力的作用是相互的,因此人对体重秤的压力大于自身重力,故选D。
30.2025年11月25日,神舟二十二号飞船成功发射并对接空间站。这是中国载人航天工程首次应急发射任务,旨在运送物资和设备,确保航天员安全返回。下表是长征二号F遥二十二运载火箭搭载神舟二十二号飞船成功发射时相关数据,请回答下列问题。
名称
长征二号F遥二十二运载火箭
神舟二十二号飞船
高度
58.34米
约8米(三舱)
质量
约497吨
约8吨
最大直径
3.35米(芯级)
2.8米(锥段)
(1)飞船在进入预定轨道后,关闭发动机飞行时惯性______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)当飞船进入预定轨道与空间站对接时,运载火箭会向前喷气,使飞船速度减小,请利用所学知识对速度减小的原因作出解释;__________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________。
(3)起飞前,火箭搭载神舟二十二号飞船安静地矗立在发射塔内,假设火箭底部与发射塔的总接触面积为0.5米,则火箭对发射塔的压强约为多大?____________。
【答案】(1)不变
(2)运载火箭向前喷气,根据力的作用是相互的,气体对火箭产生向后的反作用力,且该力的方向与运动方向相反,因此可以使飞船速度减小
(3)
【详解】(1)物体的惯性大小只与质量有关,质量不变惯性不变。飞船在进入预定轨道后,关闭发动机飞行时,飞船质量不变,因此其惯性不变。
(2)运载火箭向前喷气,根据力的作用是相互的,气体对火箭产生向后的反作用力,且该力的方向与运动方向相反,因此可以使飞船速度减小。
(3)火箭对发射塔的压力等于自身的重力,即
则火箭对发射塔的压强为。
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