内容正文:
初二第二学期期中试卷
物理
2026.04
考生须知:
要求作图题用铅笔作答,其它题用黑色字迹的签字笔作答。答案一律写在答题纸上的相应位置,不要写在框外。
一、单项选择题(下列各小题均有四个选项,其中只有一个选项是符合题意的。共30分,每小题2分,错选或少选均不得分)
1. 在国际单位制中,压强的单位是
A. 千克(kg) B. 牛顿(N)
C. 帕斯卡(Pa) D. 牛顿/千克(N/kg)
2. 从一摞作业中随机抽出一本时,发现越往下的作业本越难被抽出。对下列实例的物理解释与此相同的是( )
A. 拔河比赛用粗糙绳子 B. 溜冰鞋鞋底安装滚轮
C. 自行车把套上设有花纹 D. 用力捏紧车闸进行刹车
3. 《天工开物》记载了人们劳作时的情景,图中所用工具为了减小压强的是( )
A. 锄头锄田
B. 宽扁担挑粮
C. 夯锤榨油
D. 踏碓舂谷
4. 下列事例中,力的作用效果与其他不同的是( )
A. 拉长皮筋 B. 掰弯直尺
C. 击出台球 D. 手捏彩泥
5. 嫦娥六号探测器主要由上部的上升器和下部的着陆器两部分组成,如图所示。当探测器静止在地球表面时,以下受力情况的分析正确的是( )
A. 着陆器受到的重力与地面对它的支持力是一对平衡力
B. 着陆器受到的重力与地面对它的支持力是一对相互作用力
C. 上升器受到的重力与地面对着陆器的支持力是一对平衡力
D. 上升器对着陆器的压力与着陆器对上升器的支持力是一对相互作用力
6. 如图所示是某杂技演员表演时的场景,演员摆好造型后仅凭手臂支撑保持静止。下列说法正确的是( )
A. 手对杆施加的压力是杆发生形变产生的
B. 若演员姿势改变,其重心位置可能发生变化
C. 若此时演员所受的外力都消失,则演员会从杆上掉下来
D. 演员仅凭手臂支撑保持静止,说明力是维持物体运动状态的原因
7. 关于力和运动的关系,下列说法中正确的是( )
A. 如果不受任何外力,物体一定静止 B. 物体受到力的作用,一定会运动起来
C. 物体运动状态改变时,一定受到力的作用 D. 物体的运动方向一定与它受到的合力方向相同
8. 向前行驶的汽车突然刹车时,乘客会向前倾。下列说法正确的是( )
A. 乘客由于受到惯性的作用而向前倾 B. 质量越大的乘客具有的惯性越大
C. 汽车的速度越大,其惯性越大 D. 系上安全带可以减小乘客惯性
9. 下列选项中,对压力和压强的理解不正确的是( )
A. 物体单位面积所受的压力越大,压强就越大
B. 受力面积一定时,物体所受压力越大,压强就越大
C. 物体所受压力一定时,受力面积越小,压强就越大
D. 自由放置在水平地面上的物体静止时,对地面的压力就是物体的重力
10. “倾斜小屋”在娱乐场所流行,如图甲所示。它的原理如图乙,把小屋倾斜建设,以给屋内视角的人造成“倾斜站立”的错觉。在屋内桌面上放一桶水,静止时,屋内视角如图丙所示。若在屋顶用软绳悬挂一个重锤,则重锤静止时,它的位置应为选项中的( )
A. B.
C. D.
11. 如图所示,是进行托里拆利实验的操作过程。下列相关说法正确的是( )
A. 图中的实验装置测出当地的大气压是
B. 当管内存有少量的空气时,大气压强的测量结果会偏大
C. 若换用更粗的玻璃管做实验,丙图中玻璃管内水银柱长度将变短
D. 稍微将玻璃管向上提升且管口没离开水银面,顶部真空段的长度不变
12. 如图所示,手指对图钉帽的压力是20 N,图钉帽的受力面积是,图钉尖的受力面积是。下列说法不正确的是(g取10 N/kg)( )
A. 图钉尖对墙的压力是20 N
B. 手指对图钉帽的压强是
C. 图钉帽的面积比较大,是为了减小图钉帽对手的压强
D. 图钉尖对墙的压强相当于4000 m深处水所产生的压强
13. 如图所示,甲、乙、丙是三个底面积和质量都相同、形状不同的容器,下列说法正确的是( )
A. 在三种容器中装入水且水面恰好相平,液体对容器底部压强
B. 在三种容器中装入水且水面恰好相平,容器对桌面的压力
C. 在三种容器中分别装入质量相等的水,液体对容器底部压力
D. 在三种容器中分别装入质量相等的水,容器对桌面压力
14. 如图甲所示,完全相同的A、B两物块叠放在水平桌面上(桌面粗糙程度均相同),用的水平力作用在B物块上,A和B一起做匀速直线运动,此时B物块所受A的摩擦力为;若将的水平力按如图乙所示,作用在A物块上,它们仍一起做直线运动,此时A物块所受地面的摩擦力为。以下说法正确的是( )
A. B.
C. D.
15. 已知甲、乙两个薄壁圆柱形容器的底面积为和,且。先将两种不同液体分别倒入甲、乙容器中且使两容器底受到液体的压强相等。再将两容器中的液体全部交换倒入对方容器中,液体没有溢出。设两容器底受到液体压强的变化量分别为和,则以下说法中正确的是( )
A. 甲底受到液体的压强增大,可能小于
B. 乙底受到液体的压强增大,一定小于
C. 甲底受到液体的压强增大,一定大于
D. 乙底受到液体的压强减小,可能大于
二、多项选择题(下列各小题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共10分,每小题2分。每小题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
16. 图中所示的四个实验均与大气压有关,下列关于实验结果的预测,说法正确的是
A. 将自制气压计随电梯从一楼上升至十楼,气压计细玻璃管中的液面会下降
B. 将空的易拉罐放在火上加热,用橡皮泥封住开口处,冷却一会儿,易拉罐会变瘪
C. 将玻璃杯中装满水,用硬纸片盖住,倒置杯子,纸片不掉;杯子倾斜,纸片也不掉
D. 将装满水的试管用薄片盖住管口,倒置在水中,拿掉薄片,管中的水会从管口流出
17. 物理思想和方法是研究物理问题的重要手段。以下说法正确的是( )
A. 在探究影响液体压强的因素实验中,利用了控制变量的方法
B. 在探究影响滑动摩擦力的因素实验中,利用了等效替代的思想
C. 在研究力的合成时,引入合力的概念,利用了等效替代的思想
D. 在探究影响压力作用效果的因素实验中,利用了控制变量的方法
18. 在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,某同学让小车从同一斜面的同一位置由静止开始自由滑下,观察小车从斜面上同一位置滑下后在粗糙程度不同的水平面上运动的距离。最终小车静止时所处的位置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 实验中运动的小车会停下来,说明小车的运动需要力来维持
B. 实验中通过小车在水平面滑行的距离长短反映阻力对物体运动的影响大小
C. 实验中小车所受的阻力越小,在水平面上滑行的距离越远,小车速度变化得越少
D. 小车在水平面上运动时,如果小车所受力全部消失,小车将做匀速直线运动
19. 如图1所示,容器中间用隔板分成体积完全相等的左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。在隔板两侧分别装入两种不同的液体时,橡皮膜的形状如图2所示。则以下判断中正确的是( )
A. 甲图中隔板右侧液体的密度一定比左侧液体的密度大
B. 乙图中隔板左侧液体的密度一定比右侧液体的密度大
C. 丙图中隔板左侧液体的质量一定比右侧液体的质量大
D. 丁图中隔板右侧液体的质量一定比左侧液体的质量大
20. 如图,甲、乙两个实心物体静止在水平面上,甲是底面积为0.25m2、高2.5m的均匀柱状体,乙是边长为1 m的正方体。当沿水平方向截取不同高度的甲物体,并平放在乙物体正上方时,甲、乙对地面的压强随截取的高度h的变化如图所示,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
三、实验解答题(共48分,第21、22题每空1分,第30题3分,其余每空2分)
21.
(1)请画出所示为抛出的球斜向上运动的情景,画出其所受重力G的示意图;
(2)如图所示的弹簧测力计的示数是______N。
22. 如图所示,当运动员用头顶球时,运动员给球施加了力,但是头也会感到痛,说明物体间力的作用是_________的.
23. 在探究影响压力作用效果的因素时,小丽同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行了如图所示的实验。
(1)比较甲、乙两图,探究问题的自变量是________;下列实例中,可以直接应用该结论解释的是________(填序号)
①交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10 t
②小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破
③书包要用宽的背带
(2)为了探究压力作用的效果跟受力面积大小的关系,应该通过图中的________两次实验进行比较得出结论。
24. 完成下列实验题
(1)如图所示,在“探究同一直线上的二力合成”实验时,使弹簧右端点都从位置A拉伸到B位置。对比甲、乙两组实验数据可知:同一直线上方向相同的两个力的合力F的大小与这两个分力、的大小满足关系式:F=________。
(2)丙组同学实验过程如图丙,他们发现,要使弹簧从位置A拉伸到位置B,合力与分力的大小关系是。造成这一错误判断的可能原因是:________________________。
25. 兴趣小组的同学一起探究“二力平衡的条件”,每个钩码的质量均为50g。
(1)如图甲所示,小明同学在左边挂一个钩码,右边挂两个钩码时,木块仍然保持静止状态。经过讨论,同学们发现这一现象的原因是木块还受到了________的作用,此时木块在水平方向上受到的力________(选填“平衡”或“不平衡”)。
(2)现将木块换成小车,如图乙所示。保持两边所挂钩码个数相同,然后扭转一个角度,松手后观察小车的运动情况。设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定要________。
26. 在探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关时,有的同学认为物体所受滑动摩擦力的大小跟接触面积的大小有关。水平桌面上有符合实验要求的带滑轮的木板,长方体木块A(各表面粗糙程度相同;长、宽、高均不相同),已调零的弹簧测力计和细线。小京利用上述器材设计实验对该观点是否正确进行了探究。请你补充以下实验内容。
(1)如图所示,将木块A平放在带滑轮的木板上,细线的一端系在木块A的挂钩上,另一端绕过滑轮系在弹簧测力计的挂钩上,竖直向上匀速拉动测力计,使木块A在水平力作用下沿水平木板做匀速直线运动,读出测力计的示数F并记录;________,仿照上步骤的操作,将细线的一端系在木块A的挂钩上,另一端绕过滑轮系在弹簧测力计的挂钩上,竖直向上匀速拉动测力计,使木块A在水平力作用下沿水平木板做匀速直线运动,读出测力计的示数F并记录。
(2)根据________可知,。比较滑动摩擦力的大小发现物体所受滑动摩擦力的大小跟接触面积的大小________(选填“有关”或“无关”)。
27. 为了研究液体内部压强跟哪些因素有关,某同学将一根两端开口的直玻璃管一端扎上橡皮薄膜,浸入大烧杯内的水中的不同位置,如图所示。
(1)该同学通过观察________来反映液体压强大小。
(2)分析上图中实验现象,可以得到的结论是________________。
(3)小明匀速地向某容器内注满水,容器底所受水的压强与注水时间的关系如下图所示,这个容器可能是________(填字母)。
A. 锥形瓶 B. 烧杯 C. 量杯 D. 量筒
28. 水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺、胶头滴管、水和装有15cm深水的A、B两个相同的烧杯。小京学习了液体内部压强跟哪些因素有关的知识后,又提出了新的问题:水中任意一点的压强跟该点到容器底的距离L是否有关。为此他利用提供的实验器材进行了如下实验探究。
①将微小压强计的探头放入A烧杯的水中,探头到烧杯底的距离L为6cm,如图甲所示,记录微小压强计U形管两侧的液面高度差;
②将微小压强计的探头放入B烧杯的水中,探头到烧杯底的距离L为12cm,如图乙所示,记录微小压强计U形管两侧的液面高度差。
小京得出结论“水中任意一点的压强跟该点到容器底的距离L有关”。
(1)小京实验过程中存在的问题:________;
(2)请你针对小京实验过程中存在的问题,写出得出正确结论的操作方法:________;
(3)小京改正操作问题后,顺利完成了探究实验。请为小京的实验设计数据记录表格。
29. 小华同学在探究“弹簧的伸长量与拉力的关系”时,找来一根弹簧以及几个相同质量的钩码,她先用弹簧来做实验,并记录了相应的数据,如下表:
钩码重力/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
拉力/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
指针位置/cm
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
5.8
5.8
弹簧的伸长量/cm
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3
3.3
3.3
(1)分析数据,小华可以得出的结论是:在弹簧的弹性范围内,________________。
(2)弹簧测力计加一些小配件,你是否可以设计制造出一个能测出液体密度的“密度秤”呢?小亮看到这个课题后,经过论证和试验,在秤钩下挂一个容积为100mL、重为0.6N的容器,只要在容器中加满待测液体,就可以直接“称”出该液体的密度,然后在测力计的某些刻度上标上密度值,就制成了一杆简单而实用的液体密度秤(如下图所示)。在下图测力计上,密度为“0”的刻度应标在原刻度________N处。此“密度秤”上可标记的最大密度为________(g取10N/kg)。以下操作中能增大该“密度秤”量程的是________(选填字母“A”或“B”)。
A.换用容积为100 mL、重为0.4 N的容器
B.换用容积为200 mL、重为0.6 N的容器
30. 如图所示,把一支重力为G的铅笔放在手指之间使其保持静止,上、下方手指对铅笔施加的压力分别是和,上、下方手指受到的压强分别是和,请比较和的大小关系并写出推理过程。
四、科普阅读题(共4分)
31. 请根据上述材料,回答下列问题:
翱翔天际的智慧——无人机飞行原理浅析
晴朗的天空中,一架四旋翼无人机轻盈盘旋、进退自如,这背后是空气动力学与智能控制技术的精妙结合。多旋翼无人机主要依靠高速旋转的螺旋桨持续“拍打”空气,借助反作用力实现升空与机动。
以最常见的四旋翼为例,其四个电机带动旋翼高速旋转,根据牛顿第三定律,旋翼向下推动空气,空气便对旋翼产生一个向上的反作用力,即升力。当四个旋翼产生的总升力等于无人机自身重力时,无人机便能悬停。这是无人机实现稳定飞行的基础。
如何实现前进、后退或转向呢?奥秘在于精确控制四个旋翼的转速。四旋翼通常采用对角线两两同向的旋转设计,相邻旋翼旋转方向相反,以此抵消反扭力矩,保持机身稳定。当需要向前飞行时,后方一对旋翼加速,前方一对旋翼减速,使得机身向前倾斜,部分升力转化为向前的水平动力,无人机便向前运动;后退则相反。侧向飞行时,如向左飞,左侧旋翼减速、右侧旋翼加速,机身向左倾斜,部分升力转化为向左的动力;向右飞的操作与之相反。
此外,无人机内置的传感器(如陀螺仪、加速度计)实时感知飞行姿态,飞控系统快速计算并调整各旋翼转速,以抵抗风扰、保持稳定。这就像有一个无形的飞行员在不断地进行微操,使无人机能完成复杂的空中芭蕾。
(1)依据短文内容,下列对四旋翼无人机飞行控制的分析,正确的一项是________。
A. 无人机向前飞行时,是依靠所有旋翼同时加速,直接产生向前的推力
B. 无人机的飞控系统主要通过调节机翼角度来控制方向
C. 相邻旋翼反向设计的主要目的是抵消反扭力矩,保持机身稳定
(2)四旋翼无人机要实现向前飞行,需要使________(选填“前方”或“后方”)的一对旋翼加速,使机身向前倾斜,从而将部分升力转化为向前的动力;当需要让无人机向右飞时,应使________(选填“左”或“右”)侧的旋翼适当加速,对侧旋翼适当减速。
(3)无人机的转力效率=(升力÷每秒钟通过旋翼的空气重力)×100%。某无人机在竖直向上飞行时,转力效率为60%,其4个旋翼转动每秒扫过的总面积为2 m2,空气通过旋翼的速度为10 m/s,则此时四个旋翼产生的总升力为________N。(g取10 N/kg,空气的密度为1.3 kg/m3)
五、计算题(共8分,每题4分)
32. 按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对水平地面的压强应控制在以内。交警在某路段对一辆石料车进行稽查时发现该货车总质量达50t,车辆轮胎与地面接触的总面积约为0.8m2(g取10N/kg)。求:
(1)交警稽查时,该石料车对水平地面的压力是多少?
(2)请通过计算判断,该辆车对水平地面的压强是否符合我国汽车工业的行业标准。
33. “木桶理论”告诉我们:一只木桶能装多少水,并不取决于桶壁上最长的那块木板,而恰恰取决于桶壁上最短的那块。已知某圆柱形木桶桶壁最长的木板长为0.5 m,最短的木板长为0.2 m,空桶的质量为2 kg,木桶底面积为。(忽略圆桶壁的厚度,g取10 N/kg,水的密度为)求:
(1)空桶对水平地面的压强为多少Pa?
(2)木桶装满水时,桶底受到水的压强为多少Pa?
(3)木桶装满水时,木桶对地面的压力为多少N?
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初二第二学期期中试卷
物理
2026.04
考生须知:
要求作图题用铅笔作答,其它题用黑色字迹的签字笔作答。答案一律写在答题纸上的相应位置,不要写在框外。
一、单项选择题(下列各小题均有四个选项,其中只有一个选项是符合题意的。共30分,每小题2分,错选或少选均不得分)
1. 在国际单位制中,压强的单位是
A. 千克(kg) B. 牛顿(N)
C. 帕斯卡(Pa) D. 牛顿/千克(N/kg)
【答案】C
【解析】
【详解】A.千克(kg)是质量的基本单位,故A错误;
B.牛顿(N)是力的基本单位,故B错误;
C.帕斯卡(Pa)是压强的基本单位,故C正确;
D.牛顿/千克(N/kg)是g的单位,故D错误.
2. 从一摞作业中随机抽出一本时,发现越往下的作业本越难被抽出。对下列实例的物理解释与此相同的是( )
A. 拔河比赛用粗糙绳子 B. 溜冰鞋鞋底安装滚轮
C. 自行车把套上设有花纹 D. 用力捏紧车闸进行刹车
【答案】D
【解析】
【详解】题干中 “越往下的作业本越难被抽出”,是因为下方作业本受到的压力更大,在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大,因此更难被抽出。这一现象的物理原理是通过增大压力来增大摩擦力。
A.拔河比赛用粗糙绳子,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,与题干原理不同,故A错误。
B.溜冰鞋鞋底安装滚轮,是通过变滑动为滚动来减小摩擦力,与题干原理相反,故B错误。
C.自行车把套上设有花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,与题干原理不同,故C错误。
D.用力捏紧车闸刹车,是通过增大压力来增大刹车片与车轮间的摩擦力,与题干原理一致,故D正确。
故选 D。
3. 《天工开物》记载了人们劳作时的情景,图中所用工具为了减小压强的是( )
A. 锄头锄田
B. 宽扁担挑粮
C. 夯锤榨油
D. 踏碓舂谷
【答案】B
【解析】
【详解】A.锄头的刃很薄,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,便于切入泥土,故A不符合题意;
B.宽扁担增大了与肩膀的接触面积,在压力(粮食 + 扁担的重力)一定时,通过增大受力面积减小了对肩膀的压强,挑担时更舒适,故B符合题意;
C.夯锤质量大,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,便于压榨油料,故C不符合题意;
D.碓头的接触面积小,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,便于捣碎谷物,故D不符合题意。
故选B。
4. 下列事例中,力的作用效果与其他不同的是( )
A. 拉长皮筋 B. 掰弯直尺
C. 击出台球 D. 手捏彩泥
【答案】C
【解析】
【详解】拉长皮筋、掰弯直尺、手捏彩泥,物体形状均发生变化,体现力改变物体形状;击出台球,台球由静止变为运动,运动状态发生变化,体现力改变物体运动状态。因此C的力的作用效果和其他三个不同。故选C。
5. 嫦娥六号探测器主要由上部的上升器和下部的着陆器两部分组成,如图所示。当探测器静止在地球表面时,以下受力情况的分析正确的是( )
A. 着陆器受到的重力与地面对它的支持力是一对平衡力
B. 着陆器受到的重力与地面对它的支持力是一对相互作用力
C. 上升器受到的重力与地面对着陆器的支持力是一对平衡力
D. 上升器对着陆器的压力与着陆器对上升器的支持力是一对相互作用力
【答案】D
【解析】
【详解】A.地面对着陆器的支持力大小等于着陆器和上升器的总重力,大于着陆器自身的重力,两个力大小不相等,不是平衡力,故A错误;
B.着陆器的重力和地面对它的支持力既不满足相互作用力“两个力互为施力和受力物体”的特点,大小也不相等,不是相互作用力,故B错误;
C.上升器的重力作用在上升器上,地面对着陆器的支持力作用在着陆器上,两个力作用在不同物体上,且大小也不相等,不是平衡力,故C错误;
D.上升器对着陆器的压力,受力物体是着陆器;着陆器对上升器的支持力,受力物体是上升器,两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线,是两个物体间的相互作用,是一对相互作用力,故D正确。
故选D。
6. 如图所示是某杂技演员表演时的场景,演员摆好造型后仅凭手臂支撑保持静止。下列说法正确的是( )
A. 手对杆施加的压力是杆发生形变产生的
B. 若演员姿势改变,其重心位置可能发生变化
C. 若此时演员所受的外力都消失,则演员会从杆上掉下来
D. 演员仅凭手臂支撑保持静止,说明力是维持物体运动状态的原因
【答案】B
【解析】
【详解】A.弹力是施力物体发生弹性形变产生的,手对杆的压力的施力物体是手,因此这个压力是手发生形变产生的,故A错误;
B.物体的重心位置和形状、质量分布有关,演员姿势改变时,身体的形状发生变化,重心位置有可能随之改变,故B正确;
C.根据牛顿第一定律,演员原本处于静止状态,若所有外力全部消失,演员会保持当前的静止状态,不会从杆上掉落,故C错误;
D.演员保持静止是受力平衡的结果,力不是维持物体运动状态的原因,恰恰是改变物体运动状态的原因,故D错误。
故选B。
7. 关于力和运动的关系,下列说法中正确的是( )
A. 如果不受任何外力,物体一定静止 B. 物体受到力的作用,一定会运动起来
C. 物体运动状态改变时,一定受到力的作用 D. 物体的运动方向一定与它受到的合力方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体不受外力时,原来静止的物体会保持静止,原来运动的物体会保持匀速直线运动,并非一定静止,故A错误;
B.如果物体受到的是平衡力,物体可以保持静止状态,故B错误;
C.力是改变物体运动状态的原因,当物体运动状态发生改变时,一定是受到了力的作用,故C正确;
D.物体的运动方向不一定和合力方向相同,比如减速向前运动的汽车,合力方向与它前进的运动方向相反,故D错误。
故选C。
8. 向前行驶的汽车突然刹车时,乘客会向前倾。下列说法正确的是( )
A. 乘客由于受到惯性的作用而向前倾 B. 质量越大的乘客具有的惯性越大
C. 汽车的速度越大,其惯性越大 D. 系上安全带可以减小乘客惯性
【答案】B
【解析】
【详解】A.惯性是物体的固有属性,不是一种“作用力”,不能表述为“受到惯性的作用”,故A错误;
B.惯性的大小只由物体的质量决定,质量越大,惯性越大,故B正确;
C.惯性大小与物体的速度无关,汽车的惯性仅由其自身质量决定,故C错误;
D.系安全带只能防止惯性带来的伤害,乘客的质量不变,惯性不会减小,故D错误。
故选B 。
9. 下列选项中,对压力和压强的理解不正确的是( )
A. 物体单位面积所受的压力越大,压强就越大
B. 受力面积一定时,物体所受压力越大,压强就越大
C. 物体所受压力一定时,受力面积越小,压强就越大
D. 自由放置在水平地面上的物体静止时,对地面的压力就是物体的重力
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据压强的定义,压强是物体单位面积所受的压力,所以物体单位面积所受的压力越大,压强就越大,故A正确;
B.由压强公式可知,当受力面积一定时,物体所受压力越大,压强就越大,故B正确;
C.依据压强公式,当物体所受压力一定时,受力面积越小,压强就越大,故C正确;
D.自由放置在水平地面上的物体静止时,对地面的压力大小等于物体的重力,但压力是由于物体发生形变而产生的,重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,二者的性质不同,不能说压力就是重力,故D错误。
本题选择不正确的,故选 D。
10. “倾斜小屋”在娱乐场所流行,如图甲所示。它的原理如图乙,把小屋倾斜建设,以给屋内视角的人造成“倾斜站立”的错觉。在屋内桌面上放一桶水,静止时,屋内视角如图丙所示。若在屋顶用软绳悬挂一个重锤,则重锤静止时,它的位置应为选项中的( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】重力的方向是竖直向下的,故悬挂重锤的软绳处于竖直状态。而桶中水面是水平的,故软绳与水面处于垂直状态。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
11. 如图所示,是进行托里拆利实验的操作过程。下列相关说法正确的是( )
A. 图中的实验装置测出当地的大气压是
B. 当管内存有少量的空气时,大气压强的测量结果会偏大
C. 若换用更粗的玻璃管做实验,丙图中玻璃管内水银柱长度将变短
D. 稍微将玻璃管向上提升且管口没离开水银面,顶部真空段的长度不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.在托里拆利实验中,水银柱的高度是指管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度,大气压等于管内水银柱产生的压强,即,故A正确;
B.管内留有少量空气时,,水银柱高度变小,测量值偏小,故B错误;
C.水银柱高度由大气压决定,与玻璃管粗细无关。换粗管,高度差不变,长度不变,故C错误;
D.管口不离开水银面,向上提玻璃管,大气压不变,管内外水银面高度差不变。玻璃管上提,管顶端往上移动,真空段长度会变长,故D错误。
故选A。
12. 如图所示,手指对图钉帽的压力是20 N,图钉帽的受力面积是,图钉尖的受力面积是。下列说法不正确的是(g取10 N/kg)( )
A. 图钉尖对墙的压力是20 N
B. 手指对图钉帽的压强是
C. 图钉帽的面积比较大,是为了减小图钉帽对手的压强
D. 图钉尖对墙的压强相当于4000 m深处水所产生的压强
【答案】D
【解析】
【详解】A.固体可以大小不变地传递压力,手指对图钉帽施加20N的压力,图钉尖对墙的压力也等于20N,故A正确;
B.手指对图钉帽的压强是,故B正确;
C.压力一定时,图钉帽的面积比较大,由可知,图钉帽对手的压强比较小,故C正确;
D.图钉尖对墙的压强
对应水的深度为,故D错误。
本题选不正确的选项,故选D。
13. 如图所示,甲、乙、丙是三个底面积和质量都相同、形状不同的容器,下列说法正确的是( )
A. 在三种容器中装入水且水面恰好相平,液体对容器底部压强
B. 在三种容器中装入水且水面恰好相平,容器对桌面的压力
C. 在三种容器中分别装入质量相等的水,液体对容器底部压力
D. 在三种容器中分别装入质量相等的水,容器对桌面压力
【答案】B
【解析】
【详解】A.在三种容器中装入水且水面恰好相平,根据公式可知,液体对容器底部压强,故A错误;
B.在三种容器中装入水且水面恰好相平,由于容器底面积相同,根据三个容器的形状可知,甲中的水质量最小,乙次之,丙中的水质量最大,由于容器质量也相等,根据可知,,则容器对桌面的压力,故B正确;
C.在三种容器中分别装入质量相等的水,水的体积相等,由于容器底面积相同,根据三个容器的形状可知,甲中的水面最高,乙次之,丙中的水面最低,再由公式可知,液体对容器底部的压强,容器底面积相同,根据公式可知,液体对容器底部压力,故C错误;
D.在三种容器中分别装入质量相等的水,且容器质量相等,所以容器和水的总质量相等,总重力相等。由于容器对桌面的压力等于总重力,所以容器对桌面压力,故D错误。
故选B。
14. 如图甲所示,完全相同的A、B两物块叠放在水平桌面上(桌面粗糙程度均相同),用的水平力作用在B物块上,A和B一起做匀速直线运动,此时B物块所受A的摩擦力为;若将的水平力按如图乙所示,作用在A物块上,它们仍一起做直线运动,此时A物块所受地面的摩擦力为。以下说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图甲可知,对物体B受力分析,物体B受到水平向右的推力和A对B水平向左的摩擦力,物体B做匀速直线运动,处于平衡状态,即;由图乙可知,对物体A和物体B这个整体受力分析,这个整体受到水平向右的推力和地面对这个整体水平向左的摩擦力,整体一起做匀速直线运动,处于平衡状态,即,故B正确,ACD错误。
故选B。
15. 已知甲、乙两个薄壁圆柱形容器的底面积为和,且。先将两种不同液体分别倒入甲、乙容器中且使两容器底受到液体的压强相等。再将两容器中的液体全部交换倒入对方容器中,液体没有溢出。设两容器底受到液体压强的变化量分别为和,则以下说法中正确的是( )
A. 甲底受到液体的压强增大,可能小于
B. 乙底受到液体的压强增大,一定小于
C. 甲底受到液体的压强增大,一定大于
D. 乙底受到液体的压强减小,可能大于
【答案】C
【解析】
【详解】已知两容器底受到液体的压强相等,且,由可得容器底受到液体的压力,由于容器是柱状的,液体的压力与液体的重力相等,则,,所以;将两种液体全部交换倒入对方容器中(液体不溢出)时,甲底受到液体的压力,所以甲底受到液体的压力变大,由可得甲底受到液体的压强变大;乙容器底受到液体的压力,所以乙底受到液体的压力减小,由可得乙底受到液体的压强减小;
甲容器的压力变化
乙容器的压力变化
所以,由可得甲容器底受到液体压强的变化量,乙容器底受到液体压强的变化量,且,所以。故选C。
二、多项选择题(下列各小题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共10分,每小题2分。每小题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
16. 图中所示的四个实验均与大气压有关,下列关于实验结果的预测,说法正确的是
A. 将自制气压计随电梯从一楼上升至十楼,气压计细玻璃管中的液面会下降
B. 将空的易拉罐放在火上加热,用橡皮泥封住开口处,冷却一会儿,易拉罐会变瘪
C. 将玻璃杯中装满水,用硬纸片盖住,倒置杯子,纸片不掉;杯子倾斜,纸片也不掉
D. 将装满水的试管用薄片盖住管口,倒置在水中,拿掉薄片,管中的水会从管口流出
【答案】BC
【解析】
【详解】A、拿着这个气压计从一楼到十楼的过程中,外界气压减小,液柱会在内部气压的作用下升高,故A错误;
B、用酒精灯给易拉罐加热后,再用橡皮泥堵住罐口,让易拉罐自然冷却,罐内气体收缩体积变小,压强小于外界的大气压强,在外界大气压强的作用下,把易拉罐压瘪,故B正确;
C、用硬纸片盖住装满水的玻璃杯,倒置后,在大气压的作用下纸片被压在杯口上,不会掉落,因为大气压向各个方向都有压强,所以稍微倾斜时,也不会落下,故C正确;
D、一标准大气压大约是1.0×105Pa,它相当于10m高的水产生的压强;如图所示,拿掉薄片时,大气压远大于瓶中的水产生的压强,所以水被大气压托着,不会流出,故D错误.
故选BC.
17. 物理思想和方法是研究物理问题的重要手段。以下说法正确的是( )
A. 在探究影响液体压强的因素实验中,利用了控制变量的方法
B. 在探究影响滑动摩擦力的因素实验中,利用了等效替代的思想
C. 在研究力的合成时,引入合力的概念,利用了等效替代的思想
D. 在探究影响压力作用效果的因素实验中,利用了控制变量的方法
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.液体压强受液体密度、深度多个因素影响,探究时每次只控制一个变量改变,使用了控制变量法,故A正确;
B.探究滑动摩擦力的影响因素时,滑动摩擦力和压力大小、接触面粗糙程度两个变量有关,实验全程使用的是控制变量法;实验中通过二力平衡把滑动摩擦力转换为弹簧测力计拉力读数用到的是转换法,没有用到等效替代思想,故B错误;
C.合力的作用效果可以完全替代几个分力共同作用的效果,引入合力概念研究力的合成,是等效替代思想的应用,故C正确;
D.压力作用效果受压力大小、受力面积两个因素影响,探究时每次只控制一个变量改变,使用了控制变量法,故D正确。
故选ACD。
18. 在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,某同学让小车从同一斜面的同一位置由静止开始自由滑下,观察小车从斜面上同一位置滑下后在粗糙程度不同的水平面上运动的距离。最终小车静止时所处的位置如图所示。下列说法正确的是( )
A. 实验中运动的小车会停下来,说明小车的运动需要力来维持
B. 实验中通过小车在水平面滑行的距离长短反映阻力对物体运动的影响大小
C. 实验中小车所受的阻力越小,在水平面上滑行的距离越远,小车速度变化得越少
D. 小车在水平面上运动时,如果小车所受力全部消失,小车将做匀速直线运动
【答案】BD
【解析】
【详解】A.运动的小车最终停下来,是因为受到阻力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因,而非“物体的运动需要力来维持”,故A错误;
B.本实验采用转换法,将不容易直接观测的“阻力对运动的影响大小”,转换为容易测量的“小车在水平面滑行的距离长短”:滑行距离越远,说明阻力对运动的影响越小,故B正确;
C.实验中小车从斜面同一位置滑下,到达水平面的初速度是相同的,最终都静止(末速度为0),因此无论阻力大小,小车的速度最终都是从初速度减小到0,速度变化量是相同的;阻力越小,滑行距离越远,是速度变化得越慢,而非“速度变化得越少”,故C错误;
D.根据实验结论推理:小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,若小车在水平面上所受的力全部消失,小车的运动状态将不再改变,会保持力刚消失瞬间的速度一直做匀速直线运动,故D正确。
故选BD。
19. 如图1所示,容器中间用隔板分成体积完全相等的左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。在隔板两侧分别装入两种不同的液体时,橡皮膜的形状如图2所示。则以下判断中正确的是( )
A. 甲图中隔板右侧液体的密度一定比左侧液体的密度大
B. 乙图中隔板左侧液体的密度一定比右侧液体的密度大
C. 丙图中隔板左侧液体的质量一定比右侧液体的质量大
D. 丁图中隔板右侧液体的质量一定比左侧液体的质量大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.甲图中橡皮膜向左凸起,说明右侧压强大于左侧,即,但右侧液体的液面高度也比左侧高,即;由可得,压强大不代表密度一定大,无法得出右侧液体密度一定更大的结论,故A错误;
B.乙图中橡皮膜向右凸起,说明左侧压强大于右侧,即,同时左侧液面高度低于右侧,即;由可得,左侧液体的密度一定比右侧液体的密度大,故B正确;
C.丙图中橡皮膜向右凸起,说明左侧压强大于右侧,即;左侧液面与右侧液面相平,即;由可得,左侧液体的密度一定比右侧液体的密度大;左右两侧液体体积相等,由可得,左侧液体的质量一定比右侧液体的质量大,故C正确;
D.丁图中橡皮膜形状平直,说明橡皮膜处左右两侧压强相等,即;但左侧液面高度低于右侧,即;由可得,左侧液体的密度一定比右侧液体的密度大;左右两侧液体体积不同,由可得,无法确定左右两侧液体质量大小关系,故D错误。
故选BC。
20. 如图,甲、乙两个实心物体静止在水平面上,甲是底面积为0.25m2、高2.5m的均匀柱状体,乙是边长为1 m的正方体。当沿水平方向截取不同高度的甲物体,并平放在乙物体正上方时,甲、乙对地面的压强随截取的高度h的变化如图所示,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BCD
【解析】
【详解】当沿水平方向截取不同高度的甲物体,并平放在乙物体上时,甲剩余的质量减小,对地面的压力减小,受力面积不变,根据可知,甲对地面的压强减小,乙对地面的压强增大,由图可知,p 随h的增大而减小的图像为甲的压强随截取的高度h的变化的关系;p随h的增大而增大的图像为乙的压强随截取的高度h的变化的关系。甲乙的底面积之比为
A.根据可知,甲与乙的密度之比为
则甲乙的密度之比,故A错误;
B.由图可知,甲截取高度为h1时,甲剩余部分对地面的压强与叠加后乙对地面的压强相等,则有
代入得
简化后得
解得,故B正确;
C.p1与p0之比为
解得,故C正确;
D.p1与p2之比为
故D正确。
故选BCD。
三、实验解答题(共48分,第21、22题每空1分,第30题3分,其余每空2分)
21.
(1)请画出所示为抛出的球斜向上运动的情景,画出其所受重力G的示意图;
(2)如图所示的弹簧测力计的示数是______N。
【答案】(1) (2)2.2
【解析】
【小问1详解】
重力的作用点在球的重心上,从球的重心竖直向下作有向线段,即可作出球的重力示意图,如图所示:
【小问2详解】
由图可知,弹簧测力计之间分成5个小格,1个小格表示0.2N,即分度值为0.2N,指针在2N下面第1个格处,所以弹簧测力计示数为2.2N。
22. 如图所示,当运动员用头顶球时,运动员给球施加了力,但是头也会感到痛,说明物体间力的作用是_________的.
【答案】相互
【解析】
【详解】由于物体间力的作用是相互的,所以运动员给球施加了力,球也会对头施加力的作用,故头也会感到痛;
此现象说明物体间力的作用是相互的.
23. 在探究影响压力作用效果的因素时,小丽同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行了如图所示的实验。
(1)比较甲、乙两图,探究问题的自变量是________;下列实例中,可以直接应用该结论解释的是________(填序号)
①交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10 t
②小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破
③书包要用宽的背带
(2)为了探究压力作用的效果跟受力面积大小的关系,应该通过图中的________两次实验进行比较得出结论。
【答案】(1) ①. 压力大小 ②. ①
(2)乙和丙
【解析】
【小问1详解】
观察甲、乙两图可以发现,两次实验中海绵的受力面积完全相同,乙图在小桌上额外放置了砝码,对海绵的压力更大,海绵的凹陷程度也更明显。因此该组实验控制受力面积不变,改变压力大小,探究的自变量是压力的大小,对应的实验结论为:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越显著。
①货车限制每车轴的平均承载质量,是在受力面积固定的情况下,通过限制总压力来避免压力作用效果过大损坏路面,完全符合上述结论;
②蚊子口器刺破皮肤,是利用减小受力面积来增大压力作用效果,对应的是压力大小不变时受力面积的影响,不符合该结论;
③书包用宽背带,是通过增大受力面积来减小压力作用效果,同样对应压力大小不变时受力面积的影响,不符合该结论。
因此符合要求的实例是①。
【小问2详解】
根据控制变量法,探究压力作用效果与受力面积大小的关系时,需要保持压力大小完全相同,只改变受力面积。乙、丙两图中,小桌和砝码的总压力完全一致,乙图是桌腿接触海绵、受力面积小,丙图是桌面接触海绵、受力面积大,满足实验的控制变量要求,因此选择乙、丙两次实验进行对比。
24. 完成下列实验题
(1)如图所示,在“探究同一直线上的二力合成”实验时,使弹簧右端点都从位置A拉伸到B位置。对比甲、乙两组实验数据可知:同一直线上方向相同的两个力的合力F的大小与这两个分力、的大小满足关系式:F=________。
(2)丙组同学实验过程如图丙,他们发现,要使弹簧从位置A拉伸到位置B,合力与分力的大小关系是。造成这一错误判断的可能原因是:________________________。
【答案】(1)
(2)作用在弹簧测力计的拉环上,没有和共同作用在弹簧右端点;弹簧的伸长仅由决定,没有作用在弹簧上,不参与对弹簧的拉力合成
【解析】
【小问1详解】
甲图中,两个力、都作用在弹簧右端点上,沿同一直线、方向相同,共同把弹簧从A拉伸到B;乙图中一个力作用在弹簧右端点上,单独作用也能把弹簧从A拉伸到B,说明的作用效果和、共同作用的效果完全相同,是这两个力的合力,可得同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于两个分力大小之和,即。
【小问2详解】
两个分力要共同作用在弹簧右端的同一点,一起拉动弹簧,产生的总效果等效于合力。丙图中,作用在弹簧右端;拉在弹簧测力计的拉环上,没有直接作用在弹簧端点。弹簧的伸长只由决定,只是拉动测力计外壳,没有施加在弹簧上,所以测力计示数和单独拉弹簧的大小相等,的示数也等于这个值,造成实验结论错误。
25. 兴趣小组的同学一起探究“二力平衡的条件”,每个钩码的质量均为50g。
(1)如图甲所示,小明同学在左边挂一个钩码,右边挂两个钩码时,木块仍然保持静止状态。经过讨论,同学们发现这一现象的原因是木块还受到了________的作用,此时木块在水平方向上受到的力________(选填“平衡”或“不平衡”)。
(2)现将木块换成小车,如图乙所示。保持两边所挂钩码个数相同,然后扭转一个角度,松手后观察小车的运动情况。设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定要________。
【答案】(1) ①. 摩擦力 ②. 平衡
(2)作用在同一直线上
【解析】
【小问1详解】
甲图中,左边挂一个钩码、右边挂两个钩码,左右两侧拉力大小不相等,但木块仍然保持静止状态,原因是木块与桌面之间存在摩擦力,摩擦力与左侧的拉力一起平衡了右侧的拉力,此时木块处于静止状态,在水平方向受到的力是平衡力。
【小问2详解】
将小车扭转一个角度后,小车两侧受到的拉力大小相等、方向相反,但不再作用在同一直线上,松手后小车会转动回到两个拉力共线的位置,该步骤的目的是验证二力平衡时,两个力必须作用在同一条直线上。
26. 在探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关时,有的同学认为物体所受滑动摩擦力的大小跟接触面积的大小有关。水平桌面上有符合实验要求的带滑轮的木板,长方体木块A(各表面粗糙程度相同;长、宽、高均不相同),已调零的弹簧测力计和细线。小京利用上述器材设计实验对该观点是否正确进行了探究。请你补充以下实验内容。
(1)如图所示,将木块A平放在带滑轮的木板上,细线的一端系在木块A的挂钩上,另一端绕过滑轮系在弹簧测力计的挂钩上,竖直向上匀速拉动测力计,使木块A在水平力作用下沿水平木板做匀速直线运动,读出测力计的示数F并记录;________,仿照上步骤的操作,将细线的一端系在木块A的挂钩上,另一端绕过滑轮系在弹簧测力计的挂钩上,竖直向上匀速拉动测力计,使木块A在水平力作用下沿水平木板做匀速直线运动,读出测力计的示数F并记录。
(2)根据________可知,。比较滑动摩擦力的大小发现物体所受滑动摩擦力的大小跟接触面积的大小________(选填“有关”或“无关”)。
【答案】(1)将木块侧放在木板上
(2) ①. 二力平衡 ②. 无关
【解析】
【小问1详解】
要探究物体所受滑动摩擦力的大小跟物体接触面积的大小是否有关,由控制变量法可知,要控制压力大小相同,接触面的粗糙程度相同,接触面积不同,故应将木块侧放在木板上,再竖直向上匀速拉动测力计,使木块A在水平力作用下沿水平木板做匀速直线运动,读出测力计的示数;
【小问2详解】
木块A在水平力作用下沿水平木板做匀速直线运动时,处于平衡状态,由二力平衡条件可知,木块A受到的摩擦力等于拉力,即;比较木块A平放和侧放,发现弹簧测力计示数相等,说明两种情况下滑动摩擦力相等,则物体所受滑动摩擦力的大小跟接触面积的大小无关。
27. 为了研究液体内部压强跟哪些因素有关,某同学将一根两端开口的直玻璃管一端扎上橡皮薄膜,浸入大烧杯内的水中的不同位置,如图所示。
(1)该同学通过观察________来反映液体压强大小。
(2)分析上图中实验现象,可以得到的结论是________________。
(3)小明匀速地向某容器内注满水,容器底所受水的压强与注水时间的关系如下图所示,这个容器可能是________(填字母)。
A. 锥形瓶 B. 烧杯 C. 量杯 D. 量筒
【答案】(1)橡皮膜凹陷程度
(2)液体密度一定,液体深度越深,液体压强越大 (3)A
【解析】
【小问1详解】
将一根两端开口的直玻璃管一端扎上橡皮薄膜,浸入大烧杯内的水中的不同位置,由图可知,随着液体深度的变化,橡皮薄膜的凹陷程度发生变化,所以该同学通过观察橡皮膜凹陷程度来反映液体压强大小。
【小问2详解】
由图可知,玻璃管浸入水中的深度越深,橡皮薄膜的凹陷程度越大,所以可以得到的结论是液体密度一定,液体深度越深,液体压强越大。
【小问3详解】
由容器底所受水的压强与注水时间的关系图像可知,容器底所受水的压强变化是越来越快;当匀速地向某容器内注满水时,压强变化越来越快,根据p=ρgh可知,水面升高的高度变化越来越快,容器的形状是上口横截面积小、底横截面积大;
A.锥形瓶的上口横截面积小、底横截面积大,当匀速地向锥形瓶内注满水时,水面升高的高度变化是越来越快,故A符合题意;
BD.烧杯和量筒的上下横截面积相同,当匀速地向烧杯和量筒内注满水时,水面升高的高度变化是均匀的,故BD不符合题意;
C.量杯的上口横截面积大、底横截面积小,当匀速地向量杯内注满水时,水面升高的高度变化是越来越慢,故C不符合题意。
故选A。
28. 水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺、胶头滴管、水和装有15cm深水的A、B两个相同的烧杯。小京学习了液体内部压强跟哪些因素有关的知识后,又提出了新的问题:水中任意一点的压强跟该点到容器底的距离L是否有关。为此他利用提供的实验器材进行了如下实验探究。
①将微小压强计的探头放入A烧杯的水中,探头到烧杯底的距离L为6cm,如图甲所示,记录微小压强计U形管两侧的液面高度差;
②将微小压强计的探头放入B烧杯的水中,探头到烧杯底的距离L为12cm,如图乙所示,记录微小压强计U形管两侧的液面高度差。
小京得出结论“水中任意一点的压强跟该点到容器底的距离L有关”。
(1)小京实验过程中存在的问题:________;
(2)请你针对小京实验过程中存在的问题,写出得出正确结论的操作方法:________;
(3)小京改正操作问题后,顺利完成了探究实验。请为小京的实验设计数据记录表格。
【答案】(1)没有控制探头到水面距离相同
(2)步骤①中用胶头滴管向外吸水,使探头到水面距离为3cm
(3)
实验序号
L/cm
h/cm
1
2
3
【解析】
【小问1详解】
探究水中某点的压强和该点到容器底的距离L的关系时,根据控制变量法,必须保持液体密度、探头到液面的距离完全相同,只改变探头到容器底的距离L。小京的实验里,A烧杯中探头深度为,B烧杯中探头深度为,深度这个影响液体压强的关键变量没有保持一致,因此得出的结论不严谨。
【小问2详解】
根据控制变量法,改变探头到烧杯底的距离L的同时探头所处的深度应保持不变,所以操作方法是:步骤①中用胶头滴管向外吸水,使探头到水面距离为3cm,使探头到液面的距离与步骤②中相同。
【小问3详解】
表格需要记录自变量(到容器底的距离L)、因变量(反映压强大小的U形管液面高度差),设置多组实验的记录行即可。
29. 小华同学在探究“弹簧的伸长量与拉力的关系”时,找来一根弹簧以及几个相同质量的钩码,她先用弹簧来做实验,并记录了相应的数据,如下表:
钩码重力/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
拉力/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
指针位置/cm
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
5.8
5.8
弹簧的伸长量/cm
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3
3.3
3.3
(1)分析数据,小华可以得出的结论是:在弹簧的弹性范围内,________________。
(2)弹簧测力计加一些小配件,你是否可以设计制造出一个能测出液体密度的“密度秤”呢?小亮看到这个课题后,经过论证和试验,在秤钩下挂一个容积为100mL、重为0.6N的容器,只要在容器中加满待测液体,就可以直接“称”出该液体的密度,然后在测力计的某些刻度上标上密度值,就制成了一杆简单而实用的液体密度秤(如下图所示)。在下图测力计上,密度为“0”的刻度应标在原刻度________N处。此“密度秤”上可标记的最大密度为________(g取10N/kg)。以下操作中能增大该“密度秤”量程的是________(选填字母“A”或“B”)。
A.换用容积为100 mL、重为0.4 N的容器
B.换用容积为200 mL、重为0.6 N的容器
【答案】(1)弹簧的伸长量与所受拉力成正比
(2) ①. 0.6 ②. 4.4 ③. A
【解析】
【小问1详解】
观察表格数据:拉力在0~3N范围内,拉力每增大0.5N,弹簧伸长量就增加0.5cm,伸长量和拉力的比值恒定,因此在弹性范围内,弹簧的伸长量与拉力成正比。
【小问2详解】
当容器内液体密度为0时,容器是空的,此时弹簧测力计的拉力等于空容器的重力0.6N,所以密度“0”的刻度应标在原刻度0.6N处。
根据题图,弹簧测力计量程为0~5N,弹簧允许的最大拉力为5N。此时液体的最大重力为
液体质量
容器容积
则最大密度
A.液体最大重力变为,液体最大质量变大,容积不变,可测量的最大密度增大,能增大量程;
B.液体最大重力为4.4N,液体质量不变但体积变大,最大密度反而减小,量程变小。
故选A。
30. 如图所示,把一支重力为G的铅笔放在手指之间使其保持静止,上、下方手指对铅笔施加的压力分别是和,上、下方手指受到的压强分别是和,请比较和的大小关系并写出推理过程。
【答案】
铅笔静止,受力平衡,根据力的作用是相互的,上方手指所受压力,下方手指所受压力,则;为上方手指与铅笔的接触面积,为下方手指与铅笔的接触面积,根据题干图示可知,所以
【解析】
【详解】略
四、科普阅读题(共4分)
31. 请根据上述材料,回答下列问题:
翱翔天际的智慧——无人机飞行原理浅析
晴朗的天空中,一架四旋翼无人机轻盈盘旋、进退自如,这背后是空气动力学与智能控制技术的精妙结合。多旋翼无人机主要依靠高速旋转的螺旋桨持续“拍打”空气,借助反作用力实现升空与机动。
以最常见的四旋翼为例,其四个电机带动旋翼高速旋转,根据牛顿第三定律,旋翼向下推动空气,空气便对旋翼产生一个向上的反作用力,即升力。当四个旋翼产生的总升力等于无人机自身重力时,无人机便能悬停。这是无人机实现稳定飞行的基础。
如何实现前进、后退或转向呢?奥秘在于精确控制四个旋翼的转速。四旋翼通常采用对角线两两同向的旋转设计,相邻旋翼旋转方向相反,以此抵消反扭力矩,保持机身稳定。当需要向前飞行时,后方一对旋翼加速,前方一对旋翼减速,使得机身向前倾斜,部分升力转化为向前的水平动力,无人机便向前运动;后退则相反。侧向飞行时,如向左飞,左侧旋翼减速、右侧旋翼加速,机身向左倾斜,部分升力转化为向左的动力;向右飞的操作与之相反。
此外,无人机内置的传感器(如陀螺仪、加速度计)实时感知飞行姿态,飞控系统快速计算并调整各旋翼转速,以抵抗风扰、保持稳定。这就像有一个无形的飞行员在不断地进行微操,使无人机能完成复杂的空中芭蕾。
(1)依据短文内容,下列对四旋翼无人机飞行控制的分析,正确的一项是________。
A. 无人机向前飞行时,是依靠所有旋翼同时加速,直接产生向前的推力
B. 无人机的飞控系统主要通过调节机翼角度来控制方向
C. 相邻旋翼反向设计的主要目的是抵消反扭力矩,保持机身稳定
(2)四旋翼无人机要实现向前飞行,需要使________(选填“前方”或“后方”)的一对旋翼加速,使机身向前倾斜,从而将部分升力转化为向前的动力;当需要让无人机向右飞时,应使________(选填“左”或“右”)侧的旋翼适当加速,对侧旋翼适当减速。
(3)无人机的转力效率=(升力÷每秒钟通过旋翼的空气重力)×100%。某无人机在竖直向上飞行时,转力效率为60%,其4个旋翼转动每秒扫过的总面积为2 m2,空气通过旋翼的速度为10 m/s,则此时四个旋翼产生的总升力为________N。(g取10 N/kg,空气的密度为1.3 kg/m3)
【答案】(1)C (2) ①. 后方 ②. 左
(3)156
【解析】
【小问1详解】
A.短文明确说明向前飞行时是后方旋翼加速、前方旋翼减速,机身倾斜后部分升力转化为向前动力,并非所有旋翼同时加速直接产生前推力,故A错误;
B.无人机飞控系统是通过调整各旋翼的转速控制方向,并非调节机翼角度,故B错误;
C.文中直接提到相邻旋翼旋转方向相反,目的是抵消反扭力矩,保持机身稳定,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
根据短文内容,向前飞行时后方一对旋翼加速、前方减速,让机身前倾;向右飞行时右侧旋翼减速、左侧加速,机身右倾,部分升力转化为向右的动力。
【小问3详解】
每秒通过旋翼的空气体积
每秒通过的空气质量
每秒通过的空气重力
根据转力效率公式得,升力F=转力效率×每秒钟通过旋翼的空气重力
五、计算题(共8分,每题4分)
32. 按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对水平地面的压强应控制在以内。交警在某路段对一辆石料车进行稽查时发现该货车总质量达50t,车辆轮胎与地面接触的总面积约为0.8m2(g取10N/kg)。求:
(1)交警稽查时,该石料车对水平地面的压力是多少?
(2)请通过计算判断,该辆车对水平地面的压强是否符合我国汽车工业的行业标准。
【答案】(1)
(2)符合行业标准
【解析】
【小问1详解】
该货车总质量
石料车对水平地面的压力等于自身总重力
【小问2详解】
该辆车对水平地面的压强
所以该车对水平地面的压强符合我国汽车工业的行业标准。
33. “木桶理论”告诉我们:一只木桶能装多少水,并不取决于桶壁上最长的那块木板,而恰恰取决于桶壁上最短的那块。已知某圆柱形木桶桶壁最长的木板长为0.5 m,最短的木板长为0.2 m,空桶的质量为2 kg,木桶底面积为。(忽略圆桶壁的厚度,g取10 N/kg,水的密度为)求:
(1)空桶对水平地面的压强为多少Pa?
(2)木桶装满水时,桶底受到水的压强为多少Pa?
(3)木桶装满水时,木桶对地面的压力为多少N?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
空桶受到的重力为
空桶对水平地面的压力为
空桶对水平地面的压强为
【小问2详解】
木桶装满水时,水深为
桶底受到水的压强为
【小问3详解】
木桶装满水时,水的体积
水的质量为
水受到的重力为
木桶对水平地面的压力为
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