2020-2021学年江苏省泰州市靖江市八年级(下)期末物理试卷
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一、选择题(每小题2分,共24分.每小题给出的选项中只有一个选项符合题意)
1.(2分)今年“父亲节”恰逢星期天,小莉给爸爸煮了两个鸡蛋。通常两个鸡蛋的总质量约为( )
A.10g B.20g C.100g D.200g
2.(2分)有关分子热运动,下列说法正确的是( )
A.液体很难被压缩,说明分子间有斥力
B.手捏海绵,海绵体积变小,说明分子间有空隙
C.扫地时尘土飞扬,说明分子在做无规则运动
D.扩散现象不能在固体中发生
3.(2分)清华大学的研究人员发明一种新型陶瓷,既可以像海绵一样变形,也能像陶瓷一样隔热、绝缘,同时具有超轻、高韧性等特点这种材料适合用来制造下列哪种物品( )
A.自行车的车架 B.新型消防服
C.输电导线 D.便携式水果刀
4.(2分)如图所示,跳水运动员站在跳板上,下列说法正确的是( )
A.运动员静止时,运动员对跳板的压力和她所受的重力是一对平衡力
B.跳板对运动员的支持力和她对跳板的压力是一对平衡力
C.运动员受到跳板支持力的产生原因是因为跳板发生形变
D.运动员离开跳板后,跳板会振动,说明物体运动状态发生改变不一定要受到力
5.(2分)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物。是造成雾霾天气的主要原因之一。把它和电子、原子核、分子等粒子一起按照空间尺度由大到小排序,以下排列正确的是( )
A.PM2.5 分子 原子核 电子
B.分子 PM2.5 原子核 电子
C.分子 原子核 PM2.5 电子
D.分子 原子核 电子 PM2.5
6.(2分)关于压力和压强,下列说法正确的是( )
A.压强的国际单位是帕斯卡,1Pa=1N•m2
B.压力一定时,压强与受力面积成正比
C.物体的底面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
D.压力的方向总是垂直于接触面,压力的大小可能比重力大
7.(2分)在“研究阻力对物体运动的影响”的实验中,记录数据如表。关于该实验和记录数据,下列说法不正确的是( )
接触面
毛巾
棉布
木板
小车移动的距离s/cm
18.3
26.8
98.2
A.小车在木板表面运动的距离最远,说明小车受到的阻力最小
B.三次实验需让小车从斜面的同一高度由静止滑下
C.阻力越小,物体的速度减小得越慢
D.该实验说明:运动的物体不受外力将做匀速直线运动
8.(2分)一个正方体物块的密度为1.05g/cm3,现将它放在密度为1.05g/cm3的液体中,下列关于物块静止时在液体中位置的判断正确的是( )
A.可能在1处 B.不可能在2处
C.一定在3处 D.可能在4处
9.(2分)如图,在易拉罐中装入少量水,用酒精灯对易拉罐加热,待罐口出现白雾时,用物体将罐口封堵住,撤去酒精灯,让易拉罐冷却,不一会儿,易拉罐就扁了,并发出了清脆的声音。关于这个实验,下列说法错误的是( )
A.冷却后,易拉罐被大气压压扁
B.罐中不加入水也可以观察到相应的实验现象
C.罐口的白雾是水蒸气汽化形成的
D.易拉罐扁了说明力可以使物体发生形变
10.(1分)龙卷风将物体“吸”起卷入空中,其中“吸”字蕴含的物理道理,与下列现象中的“吸”字相同的是
( )
A.地球“吸”地面上物体
B.两光滑铅块压紧后“吸”住
C.两船并行相“吸”碰撞
D.梳头后的梳子会“吸”头发
11.(2分)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同,质量相等的不同液体,下列说法正确的是( )
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体对容器底部的压力:F′甲=F′乙
③容器对桌面的压强:p甲=p乙
④液体对容器底部的压强:p′甲>p′乙
A.只有①和③ B.只有②和④ C.只有②和③ D.只有③和④
12.(2分)在学习了浮力的相关知识后,小明设计了如下实验。实验中他将已调零的甲、乙两个电子秤放在水平桌面上,然后将溢水杯和烧杯分别放到甲、乙电子秤上,按实验操作规范将溢水杯中装满水,甲电子秤的示数为m1,乙电子秤的示数为m2,如图甲所示。用已调零的弹簧测力计拉着重为G的物体,缓慢地放入装满水的溢水杯中,使其浸没在水中,该过程从溢水杯中流出的水全部流入烧杯中,物体静止时甲电子秤的示数为m3,乙电子秤的示数为m4,弹簧测力计的示数为F,如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.m1=m3 B.m1﹣m3=m4﹣m2
C.F=G+( m4﹣m2)g D.F=G﹣(m1﹣m3)g
二、填空题(每空1分,共25分)
13.(3分)中国的一些美食与节日有关。饺子放在水平桌面上,受到的重力为G,桌面对饺子的支持力为F1,饺子对桌面的压力为F2,则F1和 是一对平衡力。粽叶飘香,说明分子在 。真空包装的月饼从南京带到北京,其质量 (变大/变小/不变)。
14.(3分)将两个表面光滑的铅块相互紧压后,发现它们会粘在一起,这说明分子间存在相互作用的 ;用丝绸摩擦过的有机玻璃棒带 (正/负)电,用它靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒,它们会相互吸引,这说明 。
15.(3分)如图所示,人用绳子拉着木块在水平地面上做匀速直线运动。在该过程中,木块受到地面的摩擦力和绳子对木块的拉力 (是/不是)一对平衡力,理由是 ;木块受到的重力和地面对木块的支持力 (是/不是)一对平衡力。
16.(2分)汽车是我们家庭常用的交通工具,给我们的生活提供了便利。在汽车的制造中涉及到许多物理知识:
(1)根据最新的交通法规,汽车上的所有驾乘人员务必在车辆行驶之前系上安全带,这主是要防止车辆发生意外事故时,人由于具有 而给人体带来的意外伤害。
(2)有的汽车尾部设计安装了一种“气流偏导器”,它的上表面平直,底部呈弧形凸起,相当于一个倒置的翅膀,如图所示。当汽车高速行驶时,导流板 (上表面/下表面)压强较大,使汽车能产生较大的抓地力。
17.(2分)如图所示,物体A、B放在物体C上,在3N水平向右的拉力F作用下,使A、B、C一起向右做匀速直线运动,此时物体C受到地面对它的摩擦力为 N,物体B受到物体C对它的摩擦力为 N。
18.(3分)2020年11月10日,我国载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟的海底成功着陆,深度达10909米。在下潜过程中潜水器受到的海水压强 (填“增大”、“不变”或“减小”);“奋斗者”号在海底时受到压强超过1.1×108Pa,此时观察窗上与手掌大小相近的100cm2面积上所受的压力至少为 N,相当于至少压上了 辆质量为10t的卡车。
19.(3分)负压式救护车在2020年抗击新冠疫情的过程中发挥了重要作用,所谓负压,就是利用技术手段,使车内气压低于外界大气压,空气在自由流动时只能由车外流向车内。
(1)人类靠肺呼吸,在 (呼气/吸气)时肺内处于负压状态。
(2)负压式救护车内气流的方向是 。(选序号)
①从车上方进入车内,从车下方被排出
②从车下方进入车内,从车上方被排出
(3)若负压车内的气压相比车外的标准大气压减小了千分之一,车顶的面积约为4m2,车顶受到的内外气体压力差约为 N。(标准大气压为1.0×105Pa)
20.(2分)为了制作一座高度为H的立方体实心塑像基座,先用同样的材料制作一个高度为h,重为G的实心样品。那么这座实心塑像基座的密度为 ,重为 。
21.(4分)如图所示,有一质量为360g,长宽高分别为15cm、8cm、4cm的长方体物块,平放在一底面积为200cm2的柱形容器中央,则物块对容器底的压强为 Pa;若向容器中注水,当物块对容器底部的压力恰好为零时,注入水的质量 g;若继续注入等量的水,则物块底部受到水的压强 (增大/不变/减小),水面将再升高 cm。
三、解答题(共51分,其中23、24题要写出必要的计算过程,g=10N/kg)
22.(2分)玩具“不倒翁”被扳倒后会自动立起来。请在图中画出水平桌面对“不倒翁”支持力的示意图和“不倒翁”所受重力的示意图。(O为不倒翁的重心)
23.(2分)如图所示,在水平力F的作用下木块正向右运动,请画出木块所受弹簧弹力的示意图。
24.(2分)如图所示,一物块静止在斜面上,画出斜面所受的摩擦力f。
25.(7分)往一合金(ρ合金=4×103kg/m3)球空心部分注入液体,测得注入液体的体积V和液体与合金球的总质量m的关系如图所示,当液体和合金球的总质量为80g时,液体恰好将合金球的空心部分注满。求:
(1)当液体和合金球的总质量为60g时,注入液体的质量;
(2)该液体的密度;
(3)该合金球空心部分的体积。
26.(6分)在“想想做做”教学活动中,老师组织学生开展了用橡皮泥进行“造船”比赛活动。要求每个学生用一块质量为60g、密度为1.5×103kg/m3的橡皮泥造一艘小船,然后把图钉或者螺母、沙粒等当做“货物”装进去,看谁的小船装载的“货物”最多,最后是小华同学造的小船以装载了100g的“货物”获胜,如图所示。求:(g取10N/kg)
(1)这块橡皮泥直接放入水中所受到的浮力。
(2)小华“造”的小船装载100g货物时受到的浮力。
(3)根据上面的计算,说一说用钢铁造的船能浮在水面上的道理。
27.(8分)小红利用托盘天平(最大测量值200g。分度值0.2g),量筒,水、食盐,烧杯、白纸、滴管、勺子等器材配置盐水,步骤如下:
(1)调节天平时,将天平放在水平台面上,将游码移至标尺左端的“0”刻度线处,若此时指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,应将平衡螺母向 调节,使指针对准分度盘中央的刻度线。
(2)为称量出2g盐,小红先将一张白纸放在天平左盘上,仅移动游码,天平再次平衡时,游码示数如图甲所示,则白纸的质量为 g;接下来,应该先将游码移至 g处,再用勺子向左盘的白纸上逐渐加盐,直至天平再次平衡。
(3)用量筒量取50mL的水,并全部倒入烧杯中,再将2g盐全部倒入烧杯中(假设加盐后烧杯中水的体积不变),则小红所配置的盐水密度为 g/cm3。
(4)小红发现可以用实验中的天平和烧杯制作“密度计”。她测出空烧杯的质量为50g。然后在烧杯中加水,使烧杯和水的总质量为100g,并在水面位置处做好标记,如图乙所示。测量液体密度时,将待测液体加至“标记”处,用天平称量出烧杯和液体的总质量m。为方便使用该“密度计“,小红做了如下的使用说明:
①图丙中横坐标表示m,纵坐标表示待测液体密度ρ。请在图丙的坐标系中画出ρ﹣m图像,并在坐标轴上标出ρ的最大值。
②理论上,该“密度计”可以鉴别密度差异不小于 g/cm3的液体。
28.(5分)小明在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中,设计了如下表格,并记录了部分实验数据。
序号
支持面
木块对支持面的压力/N
滑动摩擦力/N
①
棉布
2
②
木板
4
③
玻璃板
6
④
(a)
(b)
(1)为完成实验探究,表格中至少还需要补充的一组内容是:
(a) ;(b) 。
(2)如图甲所示,为了测量木块所受滑动摩擦力的大小,正确的操作是 。
(3)若在两个水平长木板a、b上改变木块对支持面的压力,作出摩擦力f随压力FN变化的图像(图乙),长木板 (a/b)的接触面更粗糙。
(4)交流时小华提出:实验过程中,弹簧测力计示数不容易稳定。可能的原因是 。
A.木板的粗糙程度不均匀
B.木板的长度太长
C.弹簧测力计的分度值太大
D.拉动木块时较难控制它做匀速直线运动
29.(7分)小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压的值。
(1)实验中,分析研究的对象是大气对 (选填“针筒”或“活塞”)的压力。
(2)当活塞相对于针筒开始滑动时,可以近似看成研究对象在水平方向所受拉力F与所受的大气压力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”),记下此时弹簧测力计的示数为8.2N。
(3)如图,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为 cm,计算得到大气压强的数值为 Pa。
(4)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大,有的偏大,有的偏小。请分析,该实验过程中导致误差的因素有(请写出一条) 。
(5)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用 (选填“甲”或“乙”)注射器,理由是 。
30.(7分)如图所示是小明设计的研究匀速直线运动物体受力情况的实验装置,在小车上固定一水平长木板,木板两端各固定一立柱,将两根相同的弹簧一端固定在立柱上,弹簧另一端固定在底部带有轮子的锥体上,两弹簧均处于适当伸长状态,且两弹簧需 。当装置静止时,在锥体轮子所处位置做好标记。用细绳将小车与数字电机相连,能使小车以不同的速度向右运动。
(1)为便于分析力与运动的关系,利用该装置应以 (小车/锥体/长木板)为研究对象。
(2)装置静止时,左侧弹簧对锥体的拉力 (大于/等于/小于)右侧弹簧对锥体的拉力。理由是: 。
(3)当锥体随着小车一起以2m/s速度运动时,发现锥体底部的轮子处于标记线处,说明处于匀速直线运动状态的物体,所受的两个力大小 。
(4)当锥体底部的轮子处于标记线左侧时(两侧弹簧仍处于伸长状态),左侧弹簧对锥体的拉力 (大于/等于/小于)右侧弹簧对锥体的拉力,此时锥体处于 (加速/匀速/减速)运动状态。
31.(6分)如图所示,是小明设计的验证“阿基米德原理”的实验,研究对象是一个密度大于水的合金块,实验步骤顺序如图甲所示,弹簧测力计在四个步骤中的示数分别表示为G物、F1、F2、G空桶。
(1)验证“阿基米德原理”就是要验证物体受到的浮力与 的关系。
(2)按图甲中的顺序测出排出水的重力将 (偏大/偏小/正常),原因是 。
(3)合理调整甲中实验顺序后,当实验中的测量结果满足关系式: 时(用图中测力计示数表示),则该实验结果说明阿基米德原理成立。
(4)如果该实验中小明用了图乙所示的测力计,实验前有 A、B两合金块(A:体积16cm3、密度10g/cm3B:体积为50cm3、密度3g/cm3)可供选择,要能较为科学的完成本实验,他应选 (A/B)合金块来做实验,理由是 。
2020-2021学年江苏省泰州市靖江市八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题2分,共24分.每小题给出的选项中只有一个选项符合题意)
1.(2分)今年“父亲节”恰逢星期天,小莉给爸爸煮了两个鸡蛋。通常两个鸡蛋的总质量约为( )
A.10g B.20g C.100g D.200g
【分析】首先要对题目中涉及的物体质量有个初步的了解,然后从所学的质量单位中选出符合实际情况的即可。
【解答】解:
10个鸡蛋的质量大约1斤,而1斤=500g,所以两个鸡蛋的质量在100g左右。
故选:C。
【点评】对日常生活中的速度、质量、长度、温度等进行准确的估测,是要求初中学生掌握的一种基本能力,平时注意观察,结合所学知识多加思考,逐渐培养这方面的能力。
2.(2分)有关分子热运动,下列说法正确的是( )
A.液体很难被压缩,说明分子间有斥力
B.手捏海绵,海绵体积变小,说明分子间有空隙
C.扫地时尘土飞扬,说明分子在做无规则运动
D.扩散现象不能在固体中发生
【分析】(1)分子间同时存在相互作用的引力和斥力;
(2)力可以改变物体的形状;
(3)要区分开分子的运动和固体小颗粒的运动(机械运动);
(4)扩散现象在固体、液体、气体中均能发生。
【解答】解:A、液体很难被压缩,说明分子间有斥力,故A正确;
B、用手捏海绵,海绵的体积缩小了,说明力可以改变物体的形状,不能说明分子间有空隙,故B错误;
C、尘土飞扬是固体小颗粒的运动,属于机械运动,不是分子的运动,故C错误;
D、扩散现象能在固体中发生,比如长时间紧挨在一起的金板和铅板,金中有铅,铅中有金,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查分子的运动、分子间作用力、力的作用效果,考查的知识点比较多,主要考查学生对所学物理知识的综合应用能力。
3.(2分)清华大学的研究人员发明一种新型陶瓷,既可以像海绵一样变形,也能像陶瓷一样隔热、绝缘,同时具有超轻、高韧性等特点这种材料适合用来制造下列哪种物品( )
A.自行车的车架 B.新型消防服
C.输电导线 D.便携式水果刀
【分析】根据陶瓷的特点分析其用途。
【解答】解:新型陶瓷,既可以像海绵一样变形,也能像陶瓷一样隔热、绝缘,同时具有超轻、高韧性等特点;
A、自行车的车架必须用坚硬的材料来制作,故A错误;
B、新型消防服的特点与该陶瓷的特点相同,故B正确;
C、该陶瓷不具有电阻小的特点,故不能用来制作输电导线,故C错误;
D、水果刀需要一定的硬度,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了材料的特点及其应用,属于基础知识。
4.(2分)如图所示,跳水运动员站在跳板上,下列说法正确的是( )
A.运动员静止时,运动员对跳板的压力和她所受的重力是一对平衡力
B.跳板对运动员的支持力和她对跳板的压力是一对平衡力
C.运动员受到跳板支持力的产生原因是因为跳板发生形变
D.运动员离开跳板后,跳板会振动,说明物体运动状态发生改变不一定要受到力
【分析】(1)二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上。
(2)一对相互作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在两个物体上。
(3)外力停止作用后,能够恢复原状的形变叫做弹性形变。发生弹性形变的物体,会对跟它接触且阻碍它恢复原来形状的物体产生力的作用,这种力叫弹力。
(4)力的作用效果是:力可以改变物体的运动状态、力可以改变物体的形状。
【解答】解:A、运动员对跳板的压力和运动员所受的重力方向相同,且作用在两个物体上,不是一对平衡力,故A错误;
B、跳板对运动员的支持力和运动员对跳板的压力是一对相互作用力,不是一对平衡力,故B错误;
C、弹力是由施力物体形变引起并指向受力物体的,故运动员受到的支持力,是跳板发生形变而产生的,故C正确;
D、运动员离开跳板后,跳板因为发生弹性形变恢复原状而振动,不能说明物体运动状态发生改变不一定要受到力,故D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查学生对于力的作用效果和二力平衡条件的理解和掌握,要注意明确相互作用力与平衡力区别。
5.(2分)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物。是造成雾霾天气的主要原因之一。把它和电子、原子核、分子等粒子一起按照空间尺度由大到小排序,以下排列正确的是( )
A.PM2.5 分子 原子核 电子
B.分子 PM2.5 原子核 电子
C.分子 原子核 PM2.5 电子
D.分子 原子核 电子 PM2.5
【分析】物质由分子构成,分子由原子构成,原子由原子核和电子构成,原子核由质子和中子构成,质子和中子又由夸克构成。
【解答】解:PM2.5指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,属于物体,因此它的尺度最大,物质由分子构成,分子由原子构成,原子由原子核和和核外电子构成,原子核由质子和中子构成。原子核在中间像太阳一样,电子则在原子核周围,围着他运动,就像太阳周围的行星一样,原子核大于电子。所以正确的排列是:PM2.5、分子、原子核、电子。
故选:A。
【点评】本题考查宏观和微观物质的尺度大小,是一道基础题,比较简单。
6.(2分)关于压力和压强,下列说法正确的是( )
A.压强的国际单位是帕斯卡,1Pa=1N•m2
B.压力一定时,压强与受力面积成正比
C.物体的底面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
D.压力的方向总是垂直于接触面,压力的大小可能比重力大
【分析】A、压强的单位是帕斯卡,1Pa=1N/m2;
B、物体单位面积上受到的压力叫压强,计算公式是p=;
C、当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
D、压力是垂直作用在物体表面上的力,所以它的方向总是垂直于物体的表面,重力是由于地球的吸引而使物体受到的力;
【解答】解:A、压强的单位是帕斯卡,符号:Pa,1Pa=1N/m2,故A不符合题意;
B、压强是表示压力作用效果的物理的量,其大小与压力大小及受力面的大小两个因素有关,根据p= 可知,当压力一定时,受力面积越小,产生的压强越大,压强与受力面积成反比,故B不符合题意;
C、当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显,受力面积与接触面积以及底面积等不是一回事,故C不符合题意;
D、压力是垂直作用在物体表面上的力,所以它的方向总是垂直于物体的表面、物体的受力面、接触面;自由放置在水平面上的物体,压力大小等于重力大小,当再给物体施加一个向下的力时,物体对水平面的压力大于物体的重力;故D符合题意。
故选:D。
【点评】此题考查了压强和压力的概念、单位以及压力与重力的关系;压力属于弹力的一种,不同于重力。
7.(2分)在“研究阻力对物体运动的影响”的实验中,记录数据如表。关于该实验和记录数据,下列说法不正确的是( )
接触面
毛巾
棉布
木板
小车移动的距离s/cm
18.3
26.8
98.2
A.小车在木板表面运动的距离最远,说明小车受到的阻力最小
B.三次实验需让小车从斜面的同一高度由静止滑下
C.阻力越小,物体的速度减小得越慢
D.该实验说明:运动的物体不受外力将做匀速直线运动
【分析】实验中要求从同一点自由滑下,是为了保证小车到达水平面时有相同的速度,从而看出在不同材料上的滑行的距离。而这三种材料我们非常熟悉,从而比较出受阻力的不同,然后我们可以猜想如果没有任何阻力的话,物体的速度将不会改变。
【解答】解:A、接触面越光滑,摩擦力越小,小车的速度减小得越慢,小车在木板表面运动的距离最远,说明小车受到的阻力最小,故A正确;
B、实验中,我们让小车从同一光滑斜面的同一高度自由下滑,目地是为了让小车每次到达水平面时的速度都相同,故B正确;
C、实验表明:小车在木板表面运动的距离最远,说明小车受到阻力越小,物体的速度减小得越慢,运动的距离越远,故C正确;
D、接触面越光滑,摩擦力越小,小车的速度减小得越慢。由此推理得出:假如小车受到的阻力为零,小车将做匀速直线运动,牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来的,运用了科学推理法,不是实验直接得出的,故D错误。
故选:D。
【点评】本题是探究阻力对物体运动的影响实验,要掌握实验的现象及结论,在此基础上经过推理可得牛顿第一定律的内容,解此类问题一定要注意思考实验的意义。
8.(2分)一个正方体物块的密度为1.05g/cm3,现将它放在密度为1.05g/cm3的液体中,下列关于物块静止时在液体中位置的判断正确的是( )
A.可能在1处 B.不可能在2处
C.一定在3处 D.可能在4处
【分析】根据物体的浮沉条件分析:当物体的密度小于液体密度时,物体漂浮;当物体的密度等于液体密度时,物体悬浮;当物体密度大于液体密度是,物体下沉。
【解答】解:根据题意可知,物体的密度与液体的密度相同,则物体在液体中处于悬浮状态,故物体可能在2处,也可能在3处,也可能在4处(此时容器底面对物体的支持力为0),故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了物体浮沉条件的应用,属于基础题。
9.(2分)如图,在易拉罐中装入少量水,用酒精灯对易拉罐加热,待罐口出现白雾时,用物体将罐口封堵住,撤去酒精灯,让易拉罐冷却,不一会儿,易拉罐就扁了,并发出了清脆的声音。关于这个实验,下列说法错误的是( )
A.冷却后,易拉罐被大气压压扁
B.罐中不加入水也可以观察到相应的实验现象
C.罐口的白雾是水蒸气汽化形成的
D.易拉罐扁了说明力可以使物体发生形变
【分析】(1)实验现象产生的原因是:水吸热汽化变成水蒸气,水蒸气上升到罐口遇冷液化成小水珠,即肉眼看见的白雾;
(2)封住罐口,停止加热,罐内气温逐渐降低,气压减小,在外界大气压的作用下,易拉罐被压扁了;
【解答】解:
A、冷却后,罐内温度降低,罐内气压小于外界大气压,所以易拉罐被大气压压扁,故A正确;
B、罐中不加水时,罐内仍然存在看不见的水蒸气,仍然能看见白雾和易拉罐被压扁的现象,故B正确;
C、罐口的白雾是温度较高的水蒸气到达罐口时遇见温度较低的空气遇液化化形成的,故C错误;
D、大气压作用在易拉罐上形成了压力,从而使易拉罐发生了形变,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查了物态变化和力的相关基础知识,学生必须准确无误的掌握相关知识点。
10.(1分)龙卷风将物体“吸”起卷入空中,其中“吸”字蕴含的物理道理,与下列现象中的“吸”字相同的是
( )
A.地球“吸”地面上物体
B.两光滑铅块压紧后“吸”住
C.两船并行相“吸”碰撞
D.梳头后的梳子会“吸”头发
【分析】龙卷风的实质是高速旋转的气流,当刮起龙卷风时,龙卷风内部的空气流动速度增大,压强减小;龙卷风外侧的压强不变,地面上的物体或人畜如果被圈在龙卷风中,受到向内且斜向上的压强大于向外且斜向下的压强,受到向内且斜向上的压力大于向外且斜向下的压力,物体或人畜在压力差的作用下被“吸”起卷入空中,利用的是流体压强和流速的关系,据此对各选项逐一进行分析即可作答。
【解答】解:A、地球“吸”地面上物体,是指地面附近的物体由于受到地球的吸引而产生的力;故A不合题意;
B、两光滑铅块压紧后“吸”住,说明分子之间存在引力。故B不合题意;
C、当船并行时,中间的水流动速度增大,压强减小。船外侧大的压强将船向中间挤压,造成相吸相撞,利用的是流体压强和流速的关系。故C符合题意;
D、用塑料梳子梳头发时,塑料梳子与头发相互摩擦,发生了电荷的转移,从而使梳子和头发分别带上异种电荷而互相吸引;故D不合题意。
故选:C。
【点评】这类题要抓住问题的关键“流体压强和流速的关系”,判断出什么位置流速快,什么位置流速慢然后解题。
11.(2分)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同,质量相等的不同液体,下列说法正确的是( )
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体对容器底部的压力:F′甲=F′乙
③容器对桌面的压强:p甲=p乙
④液体对容器底部的压强:p′甲>p′乙
A.只有①和③ B.只有②和④ C.只有②和③ D.只有③和④
【分析】(1)容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,据此可知容器对桌面压力的关系,根据p=可知容器对桌面压力的大小关系;
(2)液体质量相同,根据图判断出两液体的体积,根据密度公式判断出两液体的密度,根据p=ρgh判断液体对杯底压强的关系,再根据F=pS判断液体对容器底的压力。
【解答】解:
①③容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,而两容器和甲、乙两种液体质量相等,所以两容器的总重力相等,所以容器对桌面的压力相等,即F甲=F乙,故①错误;
因两容器底面积相同,且F甲=F乙,由p=可知,容器对桌面的压强p甲=p乙,故③正确;
②④:根据题图可知,甲、乙液体的质量相等,乙液体的体积大,根据ρ=可知,甲的密度大于乙的密度,即ρ甲>ρ乙,因液体深度相同,且ρ甲>ρ乙,所以由p=ρgh可知,p'甲>p'乙,故④正确;
因两容器底面积相同,且p甲>p乙,所以由p=可知,F'甲>F'乙,故②错误。
故选:D。
【点评】本题主要考查压强、密度公式的应用,知道在水平面上,物体对水平面的压力等于物体自身的重力是解题的关键。
12.(2分)在学习了浮力的相关知识后,小明设计了如下实验。实验中他将已调零的甲、乙两个电子秤放在水平桌面上,然后将溢水杯和烧杯分别放到甲、乙电子秤上,按实验操作规范将溢水杯中装满水,甲电子秤的示数为m1,乙电子秤的示数为m2,如图甲所示。用已调零的弹簧测力计拉着重为G的物体,缓慢地放入装满水的溢水杯中,使其浸没在水中,该过程从溢水杯中流出的水全部流入烧杯中,物体静止时甲电子秤的示数为m3,乙电子秤的示数为m4,弹簧测力计的示数为F,如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.m1=m3 B.m1﹣m3=m4﹣m2
C.F=G+( m4﹣m2)g D.F=G﹣(m1﹣m3)g
【分析】由于电子秤的示数为物体对电子秤产生的压力而引起的,则根据每个状态下物体受力情况分析,找出个力之间的关系;结合阿基米德原理F浮=G排进行逐个比较即可判断。
【解答】解:
图甲中:
由于电子秤的示数为物体对电子秤产生的压力而引起的,已知甲电子秤的示数为m1,把溢水杯、水看做一个整体,则受竖直向下的总重力G总1,
所以,溢水杯对电子秤产生的压力:F1=G总1,即:m1g=G总1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
乙电子秤的示数为m2,则烧杯对电子秤产生的压力:F2=G烧杯;即:m2g=G烧杯﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
图2中:
物体浸没在水中时,受力情况如下图:
根据力的平衡条件可得:F+F浮=G;
根据阿基米德原理可知:F浮=G排,
所以,G=F浮+F=G排+F﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,
把溢水杯、剩余的水和物体看做一个整体,则受竖直向下的总重力:G+(G总1﹣G排),受竖直向上的拉力F作用,
所以此时溢水杯对甲电子秤产生的压力为:
F3=G+(G总1﹣G排)﹣F=m3g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④,
由③④可得:G排+F+(G总1﹣G排)﹣F=m3g,即:G总1=m3g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤
比较①⑤可知:故m1=m3,故A正确;
图2中乙电子秤的示数为m4,即烧杯对电子秤产生的压力:F4=G烧杯+G排=m4g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥
由⑥﹣②得:m4g﹣m2g=G烧杯+G排﹣G烧杯=G排﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑦
所以,m1﹣m3=0,m4﹣m2=G排≠0,故B错误;
由③可得:F=G﹣G排=G﹣(m4g﹣m2g)=G﹣(m4﹣m2)g,故C错误;
由③和m1=m3可知:F≠G﹣(m1﹣m3)g,故D错误。
故选:A。
【点评】此题主要考查物体受力平衡分析和阿基米德原理、动滑轮的应用,关键是明确电子秤的示数为物体对电子秤产生的压力而引起的。
二、填空题(每空1分,共25分)
13.(3分)中国的一些美食与节日有关。饺子放在水平桌面上,受到的重力为G,桌面对饺子的支持力为F1,饺子对桌面的压力为F2,则F1和 G 是一对平衡力。粽叶飘香,说明分子在 不停地做无规则运动 。真空包装的月饼从南京带到北京,其质量 不变 (变大/变小/不变)。
【分析】(1)一对平衡力必须符合四个条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在一条直线上。
(2)扩散现象是不同物质在相互接触时,彼此进入对方的现象,说明构成物体的分子在不停地做无规则运动。
(3)质量是物体的一种属性,大小由物体本身决定,与物体的状态、温度、形状和位置都无关。
【解答】解:(1)饺子受到的重力G与桌面对饺子的支持力F1都作用在饺子上,大小相等、方向相反、作用在一条直线上,是一对平衡力;桌面对饺子的支持力为F1和饺子对桌面的压力为F2,发生在两个物体之间,是一对相互作用力。
(2)煮粽子时,空气中弥漫着粽子的香味,是由于粽子中的芳香分子运动到空气中,人们会闻到香味,属于扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
(3)月饼从南京带到北京,位置发生了改变,但物体内所含的物质多少不会发生变化,质量不变。
故答案为:G;不停地做无规则运动;不变。
【点评】本题综合考查了对平衡力的判断、扩散现象和质量的理解和应用,能灵活应用知识点解释生活中的现象是解题的关键。
14.(3分)将两个表面光滑的铅块相互紧压后,发现它们会粘在一起,这说明分子间存在相互作用的 引力 ;用丝绸摩擦过的有机玻璃棒带 正 (正/负)电,用它靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒,它们会相互吸引,这说明 异种电荷相互吸引 。
【分析】(1)物质由分子构成,当两分子间达到一定距离时,分子之间存在相互作用的引力和斥力;
(2)自然界中存在两种电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:两个光滑的铅块相互紧压后,由于分子间存在引力,故可以将两铅块粘在一起;丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,因异种电荷相互吸引,故两者会相互吸引。
故答案为:引力;正;异种电荷相互吸引。
【点评】本题考查分子动理论的内容以及电荷的相互作用,均为基础内容,也是考试中的常考内容,要求熟记。
15.(3分)如图所示,人用绳子拉着木块在水平地面上做匀速直线运动。在该过程中,木块受到地面的摩擦力和绳子对木块的拉力 不是 (是/不是)一对平衡力,理由是 两个力不在同一直线 ;木块受到的重力和地面对木块的支持力 不是 (是/不是)一对平衡力。
【分析】平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】解:
木块受到地面的摩擦力沿水平方向,而绳子对木块的拉力斜向上,二力不在同一直线上,不是一对平衡力;
由于绳子对木块有斜向上的拉力,所以木块受到的重力和地面对木块的支持力大小不等,则二力不是一对平衡力。
故答案为:不是;两个力不在同一直线;不是。
【点评】此题考查了对物体的受力分析及平衡力与相互作用力的区别,区别主要在于:平衡力是作用在同一物体上的两个力;相互作用力是作用在两个物体上的力。
16.(2分)汽车是我们家庭常用的交通工具,给我们的生活提供了便利。在汽车的制造中涉及到许多物理知识:
(1)根据最新的交通法规,汽车上的所有驾乘人员务必在车辆行驶之前系上安全带,这主是要防止车辆发生意外事故时,人由于具有 惯性 而给人体带来的意外伤害。
(2)有的汽车尾部设计安装了一种“气流偏导器”,它的上表面平直,底部呈弧形凸起,相当于一个倒置的翅膀,如图所示。当汽车高速行驶时,导流板 上表面 (上表面/下表面)压强较大,使汽车能产生较大的抓地力。
【分析】(1)物体具有的保持运动状态不变的性质,叫惯性,一切物体都具有惯性;
(2)气流偏导器的上方空气流速小;下方空气流速大,根据流体压强与流速的关系可知空气对汽车向下的压强大于向上的压强。由此气体对汽车产生了一个向下的压力,使车更好的“抓”住地面。
【解答】解:(1)当汽车紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时,车由运动突然变成静止,而人由于具有惯性,继续向前运动,容易撞到挡风玻璃发生伤害,系安全带是为了防止惯性带来的危害。
(2)当车高速行驶时,导流板的上表面空气流速小,压强大;下方空气流速大,压强小。空气对汽车向下的压强大于向上的压强,由此气体对汽车产生了一个向下的压力,使车更好的“抓”住地面。
故答案为:(1)惯性;(2)上表面。
【点评】本题以汽车为背景综合考查了惯性、流体压强与流速的关系等知识点的掌握和应用,难度不大,要求学生对所学的知识熟练掌握并能学以致用。
17.(2分)如图所示,物体A、B放在物体C上,在3N水平向右的拉力F作用下,使A、B、C一起向右做匀速直线运动,此时物体C受到地面对它的摩擦力为 3 N,物体B受到物体C对它的摩擦力为 0 N。
【分析】对整体受力分析,根据二力平衡条件确定地面与C之间的摩擦力;对B受力分析,确定BC间摩擦力的情况。
【解答】解:以A、B、C整体为研究对象,在拉力F的作用下向右匀速运动,整体处于平衡状态,所受合外力为0,则地面对C有向左的摩擦力,摩擦力等于拉力,拉力为3N,摩擦力为3N;
B与C之间没有发生相对滑动或没有相对滑动的趋势,所以物体B受到物体C对它的摩擦力为0N。
故答案为:3;0。
【点评】本题关键是要灵活地选择研究对象进行受力分析,利用好二力平衡的条件是解题的关键。
18.(3分)2020年11月10日,我国载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟的海底成功着陆,深度达10909米。在下潜过程中潜水器受到的海水压强 增大 (填“增大”、“不变”或“减小”);“奋斗者”号在海底时受到压强超过1.1×108Pa,此时观察窗上与手掌大小相近的100cm2面积上所受的压力至少为 1.1×106 N,相当于至少压上了 11 辆质量为10t的卡车。
【分析】(1)海水密度不变,由公式p=ρgh可知潜水器在海面下不断下潜时受到海水的压强的变化;
(2)已知最大压强和受力面积,由p=可求得所受的压力,又知道卡车质量,然后可求得其重力,由此可知卡车数量。
【解答】解:潜水器在下潜的过程中,深度增加,由p=ρgh可知,潜艇受到海水的压强变大,
已知最大压强p=1.1×108Pa,受力面积S=100cm2=0.01m2,
由p=可得,所受的压力F=pS=1.1×108Pa×0.01m2=1.1×106N,
已知卡车质量m=10t=104kg,
则卡车重力G=mg=104kg×10N/kg=105N,
卡车数量n===11(辆)
故答案为:增大;1.1×106;11。
【点评】此题主要考查了对液体压强特点、重力的计算、压强计算公式的变形和应用,是一道综合性较强的题目。
19.(3分)负压式救护车在2020年抗击新冠疫情的过程中发挥了重要作用,所谓负压,就是利用技术手段,使车内气压低于外界大气压,空气在自由流动时只能由车外流向车内。
(1)人类靠肺呼吸,在 吸气 (呼气/吸气)时肺内处于负压状态。
(2)负压式救护车内气流的方向是 ① 。(选序号)
①从车上方进入车内,从车下方被排出
②从车下方进入车内,从车上方被排出
(3)若负压车内的气压相比车外的标准大气压减小了千分之一,车顶的面积约为4m2,车顶受到的内外气体压力差约为 400 N。(标准大气压为1.0×105Pa)
【分析】(1)“负压”是指内部的气压低于外部的气压;
(2)负压救护车是指车内的气压低于车外的气压;
(3)已知负压车内的气压相比车外的标准大气压减小了千分之一,车顶的面积约为4m2,由p=可求得车顶受到的内外气体压力差。
【解答】解:(1)人吸气时肺的内部扩张,内部气压变小,气体在外部大气压的作用下被压入肺中;
(2)在车内气流控制上,清洁的空气从上方进入车内,从车下被排出,这就可以尽力保证医护人员头部位置的空气是干净无菌的,而病人躺卧处的空气是被污染的,随着排风和过滤装置被排到车外,排到车外的空气经过过滤,同样是干净无菌的空气;
(3)已知负压车内的气压相比车外的标准大气压减小了千分之一,即△p内=p0=×1.0×105Pa=100Pa,
由p=可得,车顶受到内外气体压力差△F=△p内S=100Pa×4m2=400N。
故答案为:(1)吸气;(2)①;(3)400。
【点评】“负压病房”属于结合生活热点的题目,平时学习中要注意生活热点中出现的物理现象,这种热点现象是中考里比较经常考查的。
20.(2分)为了制作一座高度为H的立方体实心塑像基座,先用同样的材料制作一个高度为h,重为G的实心样品。那么这座实心塑像基座的密度为 ,重为 。
【分析】同种材料密度相同,所以本题实心塑像基座的密度与样品密度相同,已知样品(立方体)的重力与高度(即立方体棱长),求密度,应先使用公式m=求出质量,再根据立方体体积公式求出体积,然后使用密度公式ρ=求解即可。密度求出后,再使用公式m=ρV,G=mg,即可求出实心塑像基座的重力。
【解答】解:样品质量m=,样品体积为V=h3,
实心塑像基座的密度=样品密度===;
实心塑像基座体积为V'=H3,
实心塑像基座质量m'=ρV'=,
实心塑像基座重力G'=m'g=g=。
故该题答案为:,。
【点评】该题考查密度的计算,难点在于题中没有任何数据,所有物理量均用字母表示,考查学生的抽象概括能力。
21.(4分)如图所示,有一质量为360g,长宽高分别为15cm、8cm、4cm的长方体物块,平放在一底面积为200cm2的柱形容器中央,则物块对容器底的压强为 300 Pa;若向容器中注水,当物块对容器底部的压力恰好为零时,注入水的质量 240 g;若继续注入等量的水,则物块底部受到水的压强 不变 (增大/不变/减小),水面将再升高 1.2 cm。
【分析】(1)已知物体质量,物体对地面的压力等于重力,根据压强公式计算。
(2)先算出物块的密度,当物块刚好漂浮时,物块对容器底部的压力恰好为零,物块所受浮力等于物块重力,则此时水高为等于物块浸入水中的高度,,可计算加水质量。
(3再加等量水时,物体依旧是漂浮状态,所以底部受到的压强不变,利用加水体积除容器底面积,就等于水升高的高度。
【解答】解:(1)物块对容器底的压强为:
p===300Pa。
(2)物块的密度为:
==0.75g/cm3,
当物块刚好漂浮时,物块对容器底部的压力恰好为零,物块所受浮力等于物块重力,则此时水高为等于物块浸入水中的高度为:
====0.03m=3cm,
则加水体积为:
V水=(S容﹣S)h=(200cm2﹣120cm2)×3cm=240cm3,
加水质量为:
m水=ρ水V水=1g/cm3×240cm3=240g.
(3)若继续注入等量不水,物块处于漂浮状态,浸入水中的深度不变,水面将升高
==1.2cm
故答案为:300;240;不变;1.2。
【点评】本题考查压强的计算,以及浮力公式的变形,难度较大,注意计算时单位的换算。
三、解答题(共51分,其中23、24题要写出必要的计算过程,g=10N/kg)
22.(2分)玩具“不倒翁”被扳倒后会自动立起来。请在图中画出水平桌面对“不倒翁”支持力的示意图和“不倒翁”所受重力的示意图。(O为不倒翁的重心)
【分析】不倒翁受到的支持力作用点在重心上,方向竖直向上;重力的作用点也在重心上,方向竖直向下。
【解答】解:图中不倒翁受到的支持力从O点竖直向上画,标出符号F,不倒翁受到的重力从重心竖直向下画,标出符号为G,如图;
【点评】作力的示意图,首先要确定力的三要素大小、方向、作用点,再用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点。
23.(2分)如图所示,在水平力F的作用下木块正向右运动,请画出木块所受弹簧弹力的示意图。
【分析】首先对物体进行受力分析,然后按照力的示意图的画法画出各个力。
【解答】解:在水平力F的作用下木块正向右运动,木块所受弹簧弹力方向向右,作用点在弹簧与木块的接触点,如图所示:
【点评】作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点。
24.(2分)如图所示,一物块静止在斜面上,画出斜面所受的摩擦力f。
【分析】摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反,首先对物体进行受力分析,然后根据力作用的相互性判定斜面所受摩擦力的方向。
【解答】解:物块静止在斜面上,此时物体受到三个力的作用:竖直向下的重力,垂直于斜面向上的支持力,沿斜面向上的摩擦力的作用;由于物体间力的作用是相互的,所以物体对斜面的摩擦力的方向沿斜面向下,作用点在接触面的中点处,如图所示:
。
【点评】本题主要考查了摩擦力示意图的画法,关键是判断摩擦力的方向。
25.(7分)往一合金(ρ合金=4×103kg/m3)球空心部分注入液体,测得注入液体的体积V和液体与合金球的总质量m的关系如图所示,当液体和合金球的总质量为80g时,液体恰好将合金球的空心部分注满。求:
(1)当液体和合金球的总质量为60g时,注入液体的质量;
(2)该液体的密度;
(3)该合金球空心部分的体积。
【分析】(1)(2)从图象上读出一组总质量和体积,先根据液体与合金球的总质量m求出液体的质量,然后再根据ρ=求出液体的密度,(3)再根据密度公式计算出总质量80g时液体的体积就是该合金球空心部分的体积。
【解答】解:(1)(2)由图象可知,当液体体积为0时,读出合金球的总质量m为40g,所以:m合金球=40g;
由图象知,m=60g时,V液=25cm3,
由于60g是合金球和液体的总质量,所以液体的质量为:
m液=m﹣m合金球=60g﹣40g=20g,
液体的密度为:ρ液===0.8g/cm3;
(3)当液体与合金球的总质量为80g时,液体的质量:
m液′=m′﹣m合金球=80g﹣40g=40g,
由密度公式可得,液体的体积为:
V′===50cm3,
所以空心部分的体积就是此时液体的体积,为50cm3。
答:(1)当液体和合金球的总质量为60g时,注入液体的质量为20g;
(2)该液体的密度为0.8g/cm3;
(3)该合金球空心部分的体积为50cm3。
【点评】本题考查了图象的认识和理解、密度公式的应用以及量筒的使用,要学会从图表中读出有用的信息,分析数据,得出结论。
26.(6分)在“想想做做”教学活动中,老师组织学生开展了用橡皮泥进行“造船”比赛活动。要求每个学生用一块质量为60g、密度为1.5×103kg/m3的橡皮泥造一艘小船,然后把图钉或者螺母、沙粒等当做“货物”装进去,看谁的小船装载的“货物”最多,最后是小华同学造的小船以装载了100g的“货物”获胜,如图所示。求:(g取10N/kg)
(1)这块橡皮泥直接放入水中所受到的浮力。
(2)小华“造”的小船装载100g货物时受到的浮力。
(3)根据上面的计算,说一说用钢铁造的船能浮在水面上的道理。
【分析】(1)知道橡皮泥的质量和橡皮泥的密度,利用密度公式求橡皮泥的体积,橡皮泥直接放入水中会下沉,排开水的体积等于橡皮泥的体积,利用阿基米德原理求橡皮泥受到的浮力;
(2)小船装载100g货物时,船漂浮,根据漂浮条件求船受到的浮力;
(3)浮力的大小和排开液体的体积有关,轮船采用“空心”的方法,是为了增大排开水的体积,从而增大可利用的浮力。
【解答】解:(1)∵ρ=,
∴橡皮泥的体积:
v===4×10﹣5m3,
∵橡皮泥在水中下沉,
∴排开水的体积:v排=v=4×10﹣5m3,
橡皮泥受到的浮力:
F浮=ρgv排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣5m3=0.4N;
(2)G总=G物+G船=m物g+m船g=0.1kg×10N/kg+0.06 kg×10N/kg=1.6N,
∵小船漂浮
∴F浮=G总=1.6N;
(3)用钢铁造的船是空心的,增大了排开水的体积,增大了浮力,使船能浮在水面上。
答:(1)这块橡皮泥直接放入水中所受到的浮力为0.4N;
(2)小华“造”的小船装载100g货物时受到的浮力为1.6N;
(3)用钢铁造的船是空心的,增大了排开水的体积,增大了浮力,使船能浮在水面上。
【点评】本题考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,涉及到利用“空心”的方法增大浮力,利用好“橡皮泥在水中排开水的体积等于橡皮泥的体积”这一隐含条件。
27.(8分)小红利用托盘天平(最大测量值200g。分度值0.2g),量筒,水、食盐,烧杯、白纸、滴管、勺子等器材配置盐水,步骤如下:
(1)调节天平时,将天平放在水平台面上,将游码移至标尺左端的“0”刻度线处,若此时指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,应将平衡螺母向 右 调节,使指针对准分度盘中央的刻度线。
(2)为称量出2g盐,小红先将一张白纸放在天平左盘上,仅移动游码,天平再次平衡时,游码示数如图甲所示,则白纸的质量为 0.4 g;接下来,应该先将游码移至 2.4 g处,再用勺子向左盘的白纸上逐渐加盐,直至天平再次平衡。
(3)用量筒量取50mL的水,并全部倒入烧杯中,再将2g盐全部倒入烧杯中(假设加盐后烧杯中水的体积不变),则小红所配置的盐水密度为 1.04 g/cm3。
(4)小红发现可以用实验中的天平和烧杯制作“密度计”。她测出空烧杯的质量为50g。然后在烧杯中加水,使烧杯和水的总质量为100g,并在水面位置处做好标记,如图乙所示。测量液体密度时,将待测液体加至“标记”处,用天平称量出烧杯和液体的总质量m。为方便使用该“密度计“,小红做了如下的使用说明:
①图丙中横坐标表示m,纵坐标表示待测液体密度ρ。请在图丙的坐标系中画出ρ﹣m图像,并在坐标轴上标出ρ的最大值。
②理论上,该“密度计”可以鉴别密度差异不小于 0.004 g/cm3的液体。
【分析】(1)天平使用前调节平衡时,要调节平衡螺母,规则是“右偏左调,左偏右调”,即指针向右偏就向左调平衡螺母,指针向左偏就向右调平衡螺母,调左侧的还是右侧的平衡螺母都一样;
(2)根据标尺的分度值结合游码的位置读出白纸的质量,然后加上盐的质量即为游码移动到的位置;
(3)知道水的体积和密度,根据ρ=求出水的质量,然后加上盐的质量即为盐水的质量,假设加盐后烧杯中水的体积不变,利用ρ=求出小红所配置的盐水密度;
(4)①知道空烧杯的质量、烧杯和水的总质量,两者的差值即为烧杯内水的质量,根据ρ=求出烧杯内水的体积即为待测液体的体积,测出烧杯和液体的总质量可求液体的质量,根据ρ=求出液体的密度,然后得出待测液体的密度ρ液与烧杯和液体的总质量m的关系,根据表达式求出烧杯内没有液体时、烧杯和水的总质量为100g时、托盘天平称量达到最大测量值时,对应液体的密度,然后做出ρ﹣m图像;
②根据托盘天平的分度值得出该“密度计”可以鉴别液体质量的差异,根据ρ=求出该“密度计”可以鉴别液体密度的差异。
【解答】解:(1)由题意可知,天平放在水平台面上且将游码移至标尺左端的“0”刻度线处,此时指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,
由“右偏左调,左偏右调”的规则可知,应将平衡螺母向右调节,使指针对准分度盘中央的刻度线;
(2)由甲可知,标尺的分度值为0.2g,则白纸的质量为0.4g,
要称量出2g盐,可以先将游码移至2.4g处,再用勺子向左盘的白纸上逐渐加盐,直至天平再次平衡;
(3)水的体积V水=50mL=50cm3,由ρ=可得,水的质量m水=ρ水V水=1.0g/cm3×50cm3=50g,
则盐水的质量m盐水=m水+m盐=50g+2g=52g,则小红所配置的盐水密度ρ盐水===1.04g/cm3;
(4)①由题意可知,空烧杯的质量m0=50g,然后在烧杯中加水,使烧杯和水的总质量m1=100g,
则烧杯内水的质量m水=m1﹣m0=100g﹣50g=50g,烧杯内水的体积V水=50cm3,
测量液体密度时,将待测液体加至“标记”处,用天平称量出烧杯和液体的总质量m,则液体的体积V液=V水=50cm3,
则烧杯内液体的质量m液=m﹣m0=m﹣50g,液体的密度ρ液===﹣1.0g/cm3,
所以,待测液体的密度ρ液与烧杯和液体的总质量m的关系为一次函数,
当烧杯内没有液体时,m=50g,液体的密度ρ液=0g/cm3,
当烧杯和水的总质量为100g时,液体的密度ρ液=1.0g/cm3,
当托盘天平称量达到最大测量值200g时,液体的密度最大,即ρ液=3.0g/cm3,
则ρ﹣m图像如下图所示:
;
②由托盘天平的分度值0.2g可知,该“密度计”可以鉴别液体质量的差异为0.2g,
则该“密度计”可以鉴别密度差异△ρ===0.004g/cm3。
故答案为:(1)右;(2)0.4;2.4;(3)1.04;(4)①如上图所示;②0.004。
【点评】本题考查了液体密度的测量实验,涉及到托盘天平的使用和密度公式的灵活应用等,利用好最后一问中待测液体的体积和水的体积相等是关键,有一定的难度。
28.(5分)小明在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中,设计了如下表格,并记录了部分实验数据。
序号
支持面
木块对支持面的压力/N
滑动摩擦力/N
①
棉布
2
②
木板
4
③
玻璃板
6
④
(a)
(b)
(1)为完成实验探究,表格中至少还需要补充的一组内容是:
(a) 木板 ;(b) 6 。
(2)如图甲所示,为了测量木块所受滑动摩擦力的大小,正确的操作是 弹簧测力计水平拉动木块,使其做匀速直线运动 。
(3)若在两个水平长木板a、b上改变木块对支持面的压力,作出摩擦力f随压力FN变化的图像(图乙),长木板 a (a/b)的接触面更粗糙。
(4)交流时小华提出:实验过程中,弹簧测力计示数不容易稳定。可能的原因是 AD 。
A.木板的粗糙程度不均匀
B.木板的长度太长
C.弹簧测力计的分度值太大
D.拉动木块时较难控制它做匀速直线运动
【分析】(1)要探究摩擦力与压力大小的关系,需使压力不同,接触面粗糙程度相同;要探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,需使接触面粗糙程度不同,压力大小相同;
(2)根据二力平衡条件进行分析;
(3)滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关。探究滑动摩擦力跟压力大小关系时,控制接触面粗糙程度不变;探究滑动摩擦力跟接触面粗糙程度关系时,控制压力大小不变,分析图像解答;
(4)滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关,与木板的长度、弹簧测力计的分度值和木块与木板的接触面积大小无关。
【解答】解:(1)因为实验中接触面粗糙程度不同,压力需相同,压力不同,接触面的粗糙程度相同,所以:④填入木板,压力可选择6N;
(2)用弹簧测力计水平拉动木块,使其做匀速直线运动时,则木块水平方向上受到拉力和滑动摩擦力的作用,这两个力平衡力,根据二力平衡条件,滑动摩擦力大小等于拉力大小;
(3)由f﹣FN图像可知,当压力一定时,a接触面上产生的滑动摩擦力大,故a接触面更粗糙程度;
(4)滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关,与木板的长度、弹簧测力计的分度值和木块与木板的接触面积大小无关,故实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,可能的原因是木板表面的粗糙程度不均匀,拉动木块时较难控制它做匀速直线运动,故选AD。
故答案为:(1)(a)木板;(b)6;(2)用弹簧测力计水平拉动木块,使其做匀速直线运动;(3)a;(4)AD。
【点评】掌握滑动摩擦力大小的影响因素,利用控制变量法探究滑动摩擦力大小的影响因素。
29.(7分)小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压的值。
(1)实验中,分析研究的对象是大气对 活塞 (选填“针筒”或“活塞”)的压力。
(2)当活塞相对于针筒开始滑动时,可以近似看成研究对象在水平方向所受拉力F与所受的大气压力是一对 平衡力 (选填“平衡力”或“相互作用力”),记下此时弹簧测力计的示数为8.2N。
(3)如图,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为 6.00 cm,计算得到大气压强的数值为 1.1×105 Pa。
(4)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大,有的偏大,有的偏小。请分析,该实验过程中导致误差的因素有(请写出一条) 当注射器气体无法排尽时,所测量的大气压值会偏小 。
(5)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用 甲 (选填“甲”或“乙”)注射器,理由是 拉动乙注射器所需的力超过弹簧测力计的量程。 。
【分析】(1)该实验中以活塞为研究对象;分析研究的是大气对活塞的压力;
(2)当注射器中的活塞开始滑动时,二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力,此时弹簧测力计的示数与所受的大气压力相等;
(3)读出注射器最右端和最左端对应刻度尺上的示数,相减即为注射器的全部刻度的长度;
已知注射器的全部刻度部分的体积,可得出注射器的横截面积,根据(2)中测力计的示数可知大气压力,根据p=得出大气压强的数值;
(4)当注射器漏气时,会造成拉力F偏小,在面积S不变时,所测量的大气压值会偏小;
(5)根据拉动甲、乙两个注射器的活塞的横截面积,分别计算出标准大气压所需要的拉力即可选择。
【解答】解:(1)该实验中以活塞为研究对象;分析研究的是大气对活塞的压力;
(2)当注射器中的活塞开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,利用二力平衡原理来测出大气对活塞的压力;
(3)如图,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为:L=8.00cm﹣2.00cm=6.00cm,
注射器的全部刻度部分的体积V=4.5mL=4.5cm3,
注射器的横截面积S===0.75cm2,
根据(2)中测力计的示数可知大气压力为F=8.2N,
大气压强的数值为p===≈1.1×105Pa;
(4)当注射器气体无法排尽时,拉力F的值会减小,在面积S不变时,由p=,可知,所测量的大气压值会偏小;
(5)因甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,
当大气压约为100000Pa,当面积为2cm2,即0.0002m2时,
由p=可得F=pS=100000Pa×0.0002m2=20N,
因为已知弹簧测力计量程为10N,超过了测力计的量程,
所以实验时应选用甲注射器,
理由是拉动乙注射器所需的力超过弹簧测力计的量程。
故答案为:(1)活塞;(2)平衡力;(3)6.00;1.1×105Pa;(4)当注射器气体无法排尽时,所测量的大气压值会偏小;(5)甲;拉动乙注射器所需的力超过弹簧测力计的量程。
【点评】利用注射器测量大气压时,利用几何知识可得出活塞的面积S,便可求出大气压的值了。对测量结果的评估则主要看是否对几个测量值造成了影响,造成了怎样的影响,最后确定是偏大或偏小。
30.(7分)如图所示是小明设计的研究匀速直线运动物体受力情况的实验装置,在小车上固定一水平长木板,木板两端各固定一立柱,将两根相同的弹簧一端固定在立柱上,弹簧另一端固定在底部带有轮子的锥体上,两弹簧均处于适当伸长状态,且两弹簧需 处在同一直线上 。当装置静止时,在锥体轮子所处位置做好标记。用细绳将小车与数字电机相连,能使小车以不同的速度向右运动。
(1)为便于分析力与运动的关系,利用该装置应以 锥体 (小车/锥体/长木板)为研究对象。
(2)装置静止时,左侧弹簧对锥体的拉力 等于 (大于/等于/小于)右侧弹簧对锥体的拉力。理由是: 锥体静止,所受的力为平衡力 。
(3)当锥体随着小车一起以2m/s速度运动时,发现锥体底部的轮子处于标记线处,说明处于匀速直线运动状态的物体,所受的两个力大小 相等 。
(4)当锥体底部的轮子处于标记线左侧时(两侧弹簧仍处于伸长状态),左侧弹簧对锥体的拉力 小于 (大于/等于/小于)右侧弹簧对锥体的拉力,此时锥体处于 加速 (加速/匀速/减速)运动状态。
【分析】实验中需要控制弹簧的拉力在同一直线上;
(1)该装置中的锥体在水平方向受到两根弹簧的拉力,通过弹簧的形变可以较为明显的反映锥体的受力情况;
(2)装置静止时,锥体受力平衡;
(3)锥体随着小车一起以2m/s速度运动时,发现锥体底部的轮子处于标记线处,说明左侧弹簧对锥体的拉力等于右侧弹簧对锥体的拉力;
(4)当锥体底部的轮子处于标记线左侧时,右侧弹簧的伸长量大于左侧弹簧的伸长量,所以左侧弹簧对锥体的拉力小于右侧弹簧对椎体的拉力。锥体由于惯性会保持原来的运动状态,此时锥体相对于小车向左运动,说明小车向右做加速运动。
【解答】解:锥体在水平方向上受到两个力的作用时保持平衡状态,则这两个力会在同一条直线上,所以实验中要控制两弹簧在同一直线上;
(1)该装置中的锥体在水平方向受到两根弹簧的拉力,通过弹簧的形变可以较为明显的反映锥体的受力情况,所以为便于分析力与运动的关系,利用该装置应以锥体为研究对象;
(2)因为装置静止时,锥体受力平衡,所以左侧弹簧对锥体的拉力等于右侧弹簧对椎体的拉力;
(3)锥体随着小车一起以2m/s速度运动时,发现锥体底部的轮子处于标记线处,说明左侧弹簧对锥体的拉力等于右侧弹簧对锥体的拉力,此时锥体随小车一起做匀速直线运动,说明处于匀速直线运动状态的物体,所受的两个力大小相等;
(4)当锥体底部的轮子处于标记线左侧时,右侧弹簧的伸长量大于左侧弹簧的伸长量,所以左侧弹簧对锥体的拉力小于右侧弹簧对椎体的拉力。锥体由于惯性会保持原来的运动状态,此时锥体相对于小车向左运动,说明锥体向右做加速运动。
故答案为:处在同一直线上;(1)锥体;(2)等于;锥体静止,所受的力为平衡力;(3)相等;(4)小于;加速。
【点评】本题主要考查力与运动的关系,明确物体的受力情况,及在不同受力情况下所处的运动状态是解答此题的关键。
31.(6分)如图所示,是小明设计的验证“阿基米德原理”的实验,研究对象是一个密度大于水的合金块,实验步骤顺序如图甲所示,弹簧测力计在四个步骤中的示数分别表示为G物、F1、F2、G空桶。
(1)验证“阿基米德原理”就是要验证物体受到的浮力与 排开液体的重力 的关系。
(2)按图甲中的顺序测出排出水的重力将 偏小 (偏大/偏小/正常),原因是 倒出水后,由于水沾在小桶上,测量空小桶的重力偏大 。
(3)合理调整甲中实验顺序后,当实验中的测量结果满足关系式: G物﹣F1=F2﹣G空桶 时(用图中测力计示数表示),则该实验结果说明阿基米德原理成立。
(4)如果该实验中小明用了图乙所示的测力计,实验前有 A、B两合金块(A:体积16cm3、密度10g/cm3B:体积为50cm3、密度3g/cm3)可供选择,要能较为科学的完成本实验,他应选 (A/B)合金块来做实验,理由是 B的体积更大,测量时测力计的示数变化更明显(A的体积较小,物体浸入水中后测力计示数变化小于测力计的分度值) 。
【分析】(1)要验证阿基米德原理是否成立,应比较排开液体的重力和物体所受浮力的大小;
(2)如果先测量总重,再测量桶重的话,由于桶内壁上会粘有部分水,致使测量结果偏小;
(3)根据G﹣F得出浮力的大小,在小桶里的水的重力即为排开水的重力G排;阿基米德原理是反映物体所受浮力与排开水的重力关系,由此分析即可;
(4)根据弹簧测力计的分度值分析解答。
【解答】解:(1)由阿基米德原理的内容可知,应比较排开液体的重力和物体所受浮力的大小是否相等;
(2)按图甲中的顺序测出排出水的重力将偏小;原因是按照如图所示的实验顺序,先测量总重,再测量桶重的话,由于桶内壁上会粘有部分水,使得桶重会变大,排开水的重力等于总重减去桶重,所以使得排开水的重力偏小;
(3)根据阿基米德原理可知物体所受浮力与排开液体重力的相等,所以G物﹣F1=F2﹣G空桶时,则该实验结果说明阿基米德原理成立。
(4)由阿基米德原理可知,
A浸没时受到的浮力为:F浮A=ρ水gV排A=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.6×10﹣5m3=0.16N;
B浸没时受到的浮力为:F浮B=ρ水gV排B=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣5m3=0.5N;
要能较为科学的完成本实验,他应选B合金块来做实验。理由是因为B的体积更大,测量时测力计的示数变化更明显,而A所受的浮力为0.16N,弹簧测力计的示数的变化小于其分度值(0.2N),不易准确测量。
故答案为:(1)排开液体的重力;(2)偏小;小桶内的水到不干净,测量空小桶的重力偏大,测量的排开水的重力偏小;(3)G物﹣F1=F2﹣G空桶;(4)B;B的体积更大,测量时测力计的示数变化更明显(A的体积较小,物体浸入水中后测力计示数变化小于测力计的分度值)。
【点评】本题考查了影响浮力大小的因素,应用了控制变量法,分析清楚图示情况、注意控制变量法的应用是正确解题的关键。
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