2021-2022学年河南省鹤壁市淇滨区八年级(下)期中物理试卷(含解析)
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2021-2022学年河南省鹤壁市淇滨区八年级(下)期中物理试卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题(本大题共6小题,共12.0分)
1. 下列关于力与运动的关系说法正确的是( )
A. 自行车从斜坡冲下来时不容易停下来,说明速度越大惯性越大
B. 物体不受力的情况下也能运动
C. 做曲线运动的物体,受到的力也可能是平衡力
D. 只受一对平衡力匀速运动的物体,若去掉其中一个力,则物体的运动速度一定增大
2. 下列生活中的现象均与气压有关,其中一个利用的原理与另外三个不同的是( )
A. 吸饮料
B. 拔火罐
C. 高压锅煮饭
D. 吸盘紧贴在墙面
3. 如图所示,一圆形水管左粗右细,a、b为粗管和细管中同一水平面上的点,水管中有一气泡,随水向右快速运动,气泡经过a、b两点时体积大小的比较,以下分析正确的是( )
A. a点时大 B. b点时大 C. 一样大 D. 均有可能
4. 如图所示,盛水的烧杯静置于水平桌面上。下列分析正确的是( )
A. 烧杯的重力与桌面对烧杯的支持力是一对平衡力
B. 烧杯和水的重力与杯子对桌面的压力是一对平衡力
C. 烧杯对桌面的压力与桌面对烧杯的支持力是一对相互作用力
D. 烧杯对桌面的压力与桌面对烧杯的支持力是一对平衡力
5. 将一枚重为0.5N的鸡蛋放入清水中,鸡蛋沉底,往清水中缓慢加盐(盐水未饱和),鸡蛋最终有一部分露出水面,整个过程中鸡蛋所受浮力F随时间的变化图像为( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示,将一个边长为5cm、重为1N的正方体物块(图中未画出),轻轻放入足够深盛满水的溢水杯中,关于该物块静止时受到的浮力大小和放入物块后溢水杯对水平桌面的压力变化情况说法正确的是( )
A. 1N 不变 B. 1N 变大 C. 1.25N 变大 D. 1.25N 不变
二、多选题(本大题共2小题,共4.0分)
7. 如图所示,用力F把木块压在竖直墙面上,木块静止。以下说法正确的是( )
A. 木块只受重力、压力和摩擦力
B. 木块受到的摩擦力随F增大而增大
C. 木块对墙面的压强随F增大而增大
D. 木块受到的重力和摩擦力是一对平衡力
8. 海权握,国则兴,建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障,潜水艇是海军的战略重器,如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮的训练过程,下列对此潜艇分析不正确的是( )
A. 上浮过程中所受浮力不变 B. 悬浮和漂浮时所受的浮力相等
C. 漂浮时排开的海水所受的重力最小 D. 潜水艇能上浮下潜采用了空心的原理
第II卷(非选择题)
三、填空题(本大题共7小题,共16.0分)
9. 一切物体在没有受到外力的作用时,总保持______或______状态,这是由物理学家______概括出来的。
10. 如图。老师在做托里拆利实验时(当地气压为标准大气压),试管的顶端混入了部分空气,实验时测得管内水银柱的高度______(选填“大于”“等于”“小于”)760mm;如果将试管顶端开一个孔,管内水银柱最终会______。
11. 如图为刘星同学参加百米赛跑的情形,分析脚蹬地的情景可知,地面受到鞋子摩擦力的方向为______(填“水平向左”或“水平向右”),跑到终点无法马上停下来,是因为______。
12. 质量为100g底面积为20cm2的薄壁容器中盛有500g水,将容器放置在水平地面上,如图所示,容器内水深h为20cm,则水对容器底部的压强为______Pa,容器底部对地面的压强为______Pa(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
13. 人们在端午节会吃粽子,康康把粽子放入盛有适量水的锅中,发现粽子完全浸没水中且沉在锅底,这说明粽子的密度______水的密度,此时粽子对锅底的压力______粽子受到的重力(以上均选填“大于”、“等于”或“小于”),若粽子的体积为150cm3,则它受到的浮力为______N.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
14. 如图所示,在某综艺节目中有一个游戏环节,要求嘉宾们向装有鸡蛋形状小球的杯子内吹气,使小球上下翻转。你认为应向______ (选填“玻璃杯内壁”或“玻璃杯中央”)的位置吹气更容易做到。这里涉及两物理知识是______ 。
15. 请在图中画出小球所受力的示意图。
四、作图题(本大题共1小题,共2.0分)
16. 如图所示,甲、乙两个容器水面相平,A、B是深度和面积均相同的两处,请画出A、B两点所受水的压力的示意图。
五、实验探究题(本大题共3小题,共19.0分)
17. 在探究“二力平衡条件”的实验中,实验装置如图所示。
(1)实验时,向左盘和右盘同时放入等重的砝码,这时木块保持静止,说明一对平衡力的______ ;但小明在实验时发现,若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码时木块仍然保持静止状态,则产生这一现象的原因是______ ;
(2)现保持F1与F2相等,将木块换成小车,然后扭转一个角度,松手后,小车将______ ,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______ ;
(3)如果将木块换成弹簧测力计,左右两盘各放入重5N的砝码,则弹簧测力计的示数为______ 。
18. 小明同学利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验,如图所示。
(1)实验中小明是通过观察______来比较压力作用效果的。
(2)甲、乙两图探究的是压力作用效果与______的关系,分析现象能够得到的结论是______。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较______两图所示实验。
(4)小明同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是______。若要对小明的实验进行改正,只需添加的一个步骤是______。
19. 小明利用弹簧测力计、烧杯、小桶、石块、细线等器材探究浮力大小与排开液体的重力的关系。
实验步骤
A
B
C
D
弹簧测力计示数/N
1.6
1.8
0.5
0.3
(1)部分实验操作步骤如图甲所示,遗漏的主要步骤是______,若将遗漏的步骤标注为D,最合理的实验步骤顺序是______(用实验步骤对应的字母表示)。
(2)小明进行实验并把数据记录在表中,从表中数据可知石块受到的浮力是______N,排开液体的重力是______N,小明根据它们的大小关系归纳出了实验结论并准备结束实验,同组的小丽认为实验还没有结束,理由是______,接下来的实验操作应该是______。
(3)实验结束后,小明还想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关,可取______相同的铁块和铝块,使其浸没在同种液体中,比较浮力的大小。
(4)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图乙所示。向下移动横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数和B的示数都在变化,且A、B示数的变化量______(选填“相等”或“不相等”)。
(5)比较两种实验方案,改进后的优点是______(多选)。
A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,弹簧测力计读数时示数更稳定
C.能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化
六、计算题(本大题共2小题,共17.0分)
20. 鹤壁市今年新增加了一批共享电单车,一个月的时间有50多万人次骑行,既健身又环保还缓解了交通拥堵。一辆车的质量为20kg,每只轮胎着地面积约25cm2。小羽质量为60kg,骑着一辆单车沿着最美樱花大道匀速行驶了6km到达高铁站,用时20min,假设在此过程中所受的的阻力为总重的0.15倍,求:
(1)小羽骑车到车站的平均速度?
(2)小羽骑车时的牵引力为多大?
(3)小羽骑行时单车对地面的压强多大?
21. 如图所示,已知重为10N的长方体木块静止在水面上,浸入在水中的体积占木块总体积的45(g取10N/kg)。
(1)求木块所受到的浮力大小;
(2)若木块下表面所处的深度为0.2米,求木块下表面受到水的压强;
(3)若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大的压力。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A、惯性大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,与其他因素无关,故A错误;
B、牛顿第一定律告诉我们,当物体不受任何外力的情况下,总保持静止状态或匀速直线运动状态,故B正确;
C、既然是曲线运动,它的速度的方向必定是改变的,所以曲线运动一定是变速运动,不可能是受到平衡力的作用,故C错误;
D、只受一对平衡力匀速运动的物体,若去掉其中一个力,如果撤去的这个力是物体运动的动力,则物体将会做减速运动,故D错误。
故选:B。
本题考查了惯性、力与运动的关系、平衡力的相关知识,是一道基础题。
2.【答案】C
【解析】解:
ABD选项中、吸饮料、拔火罐、吸盘吸在墙上这三项都是利用了大气压来完成的;而C选项中高压锅是根据气压越高沸点越高来工作的。
故选:C。
(1)用吸管吸饮料时,嘴内的气压小于外界大气压,在大气压力的作用下被压入嘴中。
(2)拔火罐时,罐内的气压小于罐外的大气压,大气压就将罐紧紧地压在皮肤上。
(3)高压锅密封好,锅内气压高于外面大气压,而液体的沸点与气压有关,气压越高沸点越高,所以高压锅内水的沸点高于100℃,高压锅与大气压无关。
(4)先赶出吸盘内的空气,使吸盘内的气压小于吸盘外的大气压,外界大气压将吸盘紧紧压在墙壁上。
本题考查了大气压强在生活中的应用和液体的沸点与气压的关系问题,本题难度不大,属于常考题。
3.【答案】B
【解析】解:由于圆形水管左粗右细,当水经过a、b两点时,b点的流速大,压强小,所以气泡经过b两点时的体积大于a点时体积,故B正确、ACD错误。
故选:B。
流体在流速大的地方、压强小,在流速小的地方、压强大。
本题考查流体压强与流速的关系,属于基础题目。
4.【答案】C
【解析】解:A、盛水的烧杯静置于水平桌面上,桌面对烧杯的支持力等于烧杯和水的重力之和,则烧杯的重力与桌面对烧杯的支持力大小不相等,所以不是平衡力。故A错误。
B、盛水的烧杯静置于水平桌面上,烧杯和水的重力与杯子对桌面的压力方向相同,且作用在不同物体上,所以不是一对平衡力,故B错误。
C、盛水的烧杯静置于水平桌面上,烧杯对桌面的压力与桌面对烧杯的支持力大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上,是一对相互作用力。故C正确。
D、盛水的烧杯静置于水平桌面上,烧杯对桌面的压力与桌面对烧杯的支持力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力。故D错误。
故选:C。
(1)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。
(2)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。
平衡力和相互作用力容易混淆,注意区分:相同点:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点:平衡力是一个受力物体,发生在两个物体之间;相互作用力是两个受力物体,发生在两个物体之间。
5.【答案】D
【解析】解:鸡蛋放入清水中,鸡蛋沉底,鸡蛋受到的浮力小于自身重力;
往清水加盐的过程中,水的密度增大,鸡蛋排开水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知鸡蛋所受浮力增大;
当鸡蛋受到的浮力大于鸡蛋自身重力时,鸡蛋上浮,浮出水面前鸡蛋排开水的体积不变,水的密度最大,浮力增大;
浮出水面后鸡蛋漂浮时,继续加盐,盐水的密度增大,同时鸡蛋露出的体积变大,排开液体的体积减小,浮力逐渐减小,直到所受浮力等于鸡蛋的重力,浮力不再变化;
因此,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像应该是开始浮力变大,然后减小,最后不变,而最后鸡蛋的浮力等于鸡蛋的重力;
由此分析可知:选项D正确,ABC错误。
故选:D。
鸡蛋放入清水中,鸡蛋沉底,鸡蛋受到的浮力小于自身重力;
往清水加盐的过程中,水的密度增大,根据F浮=ρ液gV排可知鸡蛋所受浮力的变化情况;
当鸡蛋受到的浮力大于鸡蛋自身重力时,鸡蛋上浮,浮出水面前鸡蛋排开水的体积不变,根据浮力公式可知鸡蛋所受浮力变化情况;
浮出水面后鸡蛋漂浮时,继续加盐,盐水的密度增大,同时鸡蛋露出的体积变大,排开液体的体积减小,浮力逐渐减小,直到所受浮力等于鸡蛋的重力,浮力不再变化。
本题考查浮力公式的应用和物体的沉浮条件,关键知道物体密度大于液体密度时物体会下沉,物体漂浮或悬浮时浮力等于物体的重力,影响浮力的因素有液体密度和物体排开液体的体积,本题考查的是液体密度对物体所受浮力的影响。
6.【答案】A
【解析】解:①正方体物块的体积:V=L3=(5cm)3=125cm3=125×10-6m3,
物块的质量:m=Gg=1N10N/kg=0.1kg,
则物块的密度:ρ=mV=0.1kg1.25×10-6m3=0.8×103kg/m3,
因为ρ<ρ水,
所以,该物块静止时漂浮在水面上,
根据物体漂浮条件可得,物块受到的浮力:F浮=G=1N。
②把溢水杯、物块,以及杯内的水作为一个整体,则放物块前后溢水杯对水平桌面的压力等于溢水杯、物块,以及杯内水的重力之和,
由①知,F浮=G,
根据阿基米德原理可知,F浮=G排,
所以G=G排,
而杯子的重力一定,
所以,放入物块后,溢水杯对水平桌面的压力不变,故A正确、BCD错误。
故选:A。
(1)利用体积公式求出物块的体积,利用重力公式求出物块的质量,然后利用密度公式求出物块的密度,与水的密度比较,得出物块静止时的状态,利用物体漂浮条件得出受到的浮力;
(2)把溢水杯、物块,以及杯内的水作为一个整体,则放物块前后溢水杯对水平桌面的压力等于溢水杯、物块,以及杯内的水的重力之和,据此根据物体漂浮条件和阿基米德原理分析解答。
此题考查密度和浮力的计算、物体浮沉条件和阿基米德原理的应用,是一道综合性较强的题目,利用整体思想,并结合物体漂浮条件和阿基米德原理进行分析是解答此题关键。
7.【答案】CD
【解析】解:
A.木块被压在竖直墙面上处于静止状态,受两对平衡力的作用,水平方向上受到的压力和支持力是一对平衡力,竖直方向上受到的摩擦力和木块的重力是一对平衡力,总共四个力,故A错误;
BD、木块在竖直方向上受到的摩擦力和木块的重力是一对平衡力,二力大小相等,因为重力不变,所以压力增大时,摩擦力大小不变,故B错误,D正确;
C、木块对墙面的压力F增大,而受力面积不变,由p=FS可知,木块对墙面的压强增大,故C正确。
故选:CD。
(1)分别对物体在水平方向和竖直方向上的受力情况进行分析,然后结合二力平衡条件进行判断;
(2)二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一个物体上;
(3)根据压强公式分析木块对墙面的压强随F的变化情况。
本题考查了平衡力的辨别和对压强大小影响因素的理解,抓住二力平衡的四个条件缺一不可是关键,是综合题。
8.【答案】ABD
【解析】解:A、潜艇上浮过程中,露出水面前,V排不变,根据F浮=ρ液gV排可知,潜艇所受浮力不变;逐渐露出水面时,V排减小,潜艇所受浮力减小,故A错误;
BC、由图可知,悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积,由F浮=ρ液gV排可知,潜艇悬浮时所受浮力大,即F悬浮>F漂浮,故D错误、C正确;
D、潜水艇是通过改变自身重力来实现浮沉,故D错误。
故选:ABD。
(1)物体在液体中所受浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,根据F浮=ρ液gV排分析浮力的大小变化;
(2)根据阿基米德原理可知,浮力等于排开液体的重力;知道了浮力的大小关系也就知道了排开液体所受重力的大小关系;
(3)潜水艇是通过改变自身重力来实现浮沉。
此题考查了物体浮沉条件及阿基米德原理的应用,首先需要分析重力和浮力的大小关系,然后判断浮沉情况,且要掌握潜水艇的工作原理:潜水艇是通过改变自身的重力来实现上浮和下沉的。
9.【答案】静止状态 匀速直线运动 牛顿
【解析】解:牛顿在伽利略、笛卡尔等研究成果的基础上,进一步概括推理,得到牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
故答案为:静止状态;匀速直线运动;牛顿。
牛顿第一定律的内容:一切物体在没有受到力的作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
掌握牛顿第一定律的得出过程和具体内容,是解答的关键。
10.【答案】小于 下降至管内外液面相平
【解析】解:(1)试管的顶端混入了部分空气,这些空气会对管内水银柱有个向下的压强,会导致管内水银柱高度减小;
(2)当管顶开一个小孔时,管内的水银与外界的大气相通,此时外界大气压对管内水银也有个向下的压强,所以管内的水银不仅不会从小孔喷出,反而会立即下降。此时托里拆利管和水银槽实际上是构成了一个连通器,最终管内外液面会相平。
故答案为:小于;下降至管内外液面相平。
(1)试管的顶端混入了部分空气,这些空气会对管内水银柱有个向下的压强,据此判断;
(2)当在管顶开一个小孔,就构成了一个连通器,据此分析判断,
本题考查了多种情况下水银柱高度的变化情况,在解答时,要抓住托里拆利实验的原理--大气压与管内水银柱压强是相等的,故大气压不变的情况下,水银柱产生的压强也是不变的,即水银柱高度不变。
11.【答案】水平向右 人具有惯性
【解析】解:由摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,则刘星同学百米赛跑时后脚蹬地面,所以后脚受到的摩擦力水平向右;
选手原来是运动的,当他到达终点,由于惯性,要保持原来的运动状态,继续向前运动,所以无法马上停下来。
故答案为:水平向右;人具有惯性。
摩擦力是由于物体相互接触,并且发生相对运动或者有相对运动的趋势而产生的,摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反;
一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性。
此题考查了摩擦力和惯性的运用,属于基础问题。
12.【答案】2000 3000
【解析】解:(1)水对容器底部的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(2)容器底部对地面的压力:
F=G总=(m水+m容)g=(0.5kg+0.1kg)×10N/kg=6N,
容器底部对地面的压强:
p'=FS=6N20×10-4m2=3000Pa。
故答案为:2000;3000。
(1)知道容器内水的深度,根据p=ρgh求出水对容器底部的压强;
(2)容器对水平桌面的压力等于水和容器的总重力,根据F=G=mg求出其大小,再利用p=FS求出容器底部对地面的压强。
本题考查的是液体压强和固体压强的计算方法,同时出现固、液体压力压强,要注意先后顺序:液体,先计算压强(p=ρgh),后计算压力(F=ps);固体:先计算压力(F=G),后计算压强(p=FS)。
13.【答案】大于 小于 1.5
【解析】解:
(1)物体在水中下沉,说明此时粽子的密度大于水的密度;此时物体所受浮力小于物体的重力,
粽子沉在水底时,受到浮力的作用,所以对底部的压力小于重力;
(2)粽子受到的浮力:
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×150×10-6m3×10N/kg=1.5N。
故答案为:大于;小于;1.5。
(1)物体在液体中的浮沉条件:
①ρ物<ρ液,G
沉底:F浮+N=G;
(2)知道粽子排开水的体积,利用阿基米德原理求粽子受到的浮力。
本题考查了对物体浮沉条件的应用和阿基米德原理公式的应用等知识,需熟练掌握有关基础知识。
14.【答案】玻璃杯中央 流体压强与流速的关系;力可以改变物体的运动状态
【解析】解:如图所示,要想向装有小球的杯子内吹气,使小球上下翻转,可采取向玻璃杯中央吹气的方法来实验,当向杯子中央小球的上方吹气时,小球上方空气流速大、压强小,小球下方空气流速小、压强大,产生向上的压强差,形成向上的压力差,由于力可以改变物体的运动状态,所以小球会向上运动;减缓吹气时,小球在重力的作用下再落下,这样就会实现上下翻转。
故答案为:玻璃杯中央;流体压强与流速的关系;力可以改变物体的运动状态。
流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大;力可以改变物体的运动状态。据此分析。
本题通过一个小实验,考查了对不同物理原理的认识与应用,需要我们将物理知识与生活实际相结合。
15.【答案】解:小球受到三个力的作用:重力、墙对它的支持力、绳子对它的拉力;物体受多个力作用时,作用点放在物体的重心。如图所示:
【解析】(1)力的三要素:大小、方向、作用点;用一条带箭头的线段表示力的三要素的方法叫力的示意图;
(2)画力的示意图分三个步骤:①在受力物体上画出力的作用点;②确定力的方向后沿力的方向画一条线段;③在线段的末端标箭头,在箭头的旁边标出所画力的符号,力有大小的要写上数值与单位;
(3)重力的用点在物体的重心,方向竖直向下;支持力的方向垂直接触面指向被支持的物体;拉力的方向沿绳指向绳收缩的方向。
考查力的三要素,关键是能对物体进行正确的受力分析,受力分析一般按照重力、弹力、摩擦力、其它力的顺序作图。
16.【答案】解:由于液体内部向各个方向都有压强,因此液体向各个方向都有压力,压力垂直作用在容器壁上,
因为A、B深度相同,
所以根据p=ρgh可知,A、B受到的压强相等,
又因为p=FS,A、B面积均相同,
所以,A、B两处所受压力大小相等;如图所示:
【解析】首先根据p=ρgh分析A、B两处受到的压强大小,然后利用p=FS分析A、B两处所受压力大小,再根据力的示意图的画法画出示意图。
此题主要考查的是液体压力的特点,通过液体压力的方向和大小作图。
17.【答案】大小相等 木块与桌面间存在摩擦力 转动回来 在同一直线上 5N
【解析】解:(1)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体受到平衡力的作用,平衡力大小相等;若两边拉力不相等,则木块相对于桌面具有相对运动趋势,此时桌面对木块产生摩擦力的作用,木块在两个拉力及摩擦力的作用下保持静止;
(2)将小车转动一个角度,两个力不在同一直线上,小车将转动回来,说明一对平衡力需在同一直线上,所以实验中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在同一直线上;
(3)弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力,弹簧测力计左右两盘各放入重5N的砝码,即弹簧测力计挂钩上受到了5N的拉力,所以弹簧测力计的示数为5N。
故答案为:(1)大小相等;木块与桌面间存在摩擦力;(2)转动回来;在同一直线上;(3)5N。
(1)静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用;物体间相互挤压且发生相对运动或者具有相对运动趋势,便会产生摩擦力;
(2)根据二力平衡的条件,将小车扭转一个角度,两个力不在同一直线上,所以不能平衡,通过现象可以得出探究的因素;
(3)在平衡力的作用下,弹簧测力计中的弹簧肯定会发生形变,所以弹簧测力计一定有示数;我们通常所说的弹簧测力计的示数是由作用在挂钩上的拉力大小决定的。
本题是探究二力平衡条件的实验,要熟练掌握二力平衡条件及平衡状态的含义,掌握探究每个条件的操作方法及其现象和对应的结论。
18.【答案】泡沫的凹陷程度 压力大小 在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显 甲、丙 没有控制压力大小相同 把竖直方向切成的小块,放在大块上再放到泡沫上观察泡沫的凹陷程度
【解析】解:(1)实验中小明是通过观察泡沫的凹陷程度来比较压力作用效果的,这种科学探究方法是转换法;
(2)甲、乙两图中,受力面积相同,乙图中压力更大,探究的是压力作用效果与压力大小的关系,故得出的结论是:在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应控制压力大小相同,只改变受力面积大小,故应比较图甲、丙两实验;
(4)研究压力作用效果与受力面积的关系,应控制压力大小相同,将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块时,受力面积不同的同时,压力大小也改变了,即没有控制压力大小相同,得出结论是错误的。要对小明的实验进行改正,只需添加的一个步骤是把竖直方向切成的小块,放在大块上再放到泡沫上观察泡沫的凹陷程度。
故答案为:(1)泡沫的凹陷程度;(2)压力大小;在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;(3)甲、丙;(4)没有控制压力大小相同;把竖直方向切成的小块,放在大块上再放到泡沫上观察泡沫的凹陷程度。
(1)通过泡沫的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
(2)(3)(4)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积不变,探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变。
本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验,主要考查控制变量法及转换法的应用,体现了对过程和方法的考查。
19.【答案】测量空桶的重力 DBAC 0.2 0.2 只通过一组实验数据得出的结论会具有偶然性 换用不同的液体重新实验 体积 相等 BC
【解析】解:(1)探究浮力大小与排开液体的重力的关系,先根据称重法F浮=G-F示求出物体受到的浮力大小,再称出物体排开的水和小桶的总重力,但题目是要探究浮力大小与排开液体的重力的关系,所以需要减掉小桶的重力,因此遗漏的步骤是测量空桶的重力;实验时先测出空桶的重力,然后测出物体的重力,再将物体浸在溢水杯中,读出弹簧测力计的示数,根据F浮=G-F示求出受到的浮力,最后测出小桶和水的总重力,从而测出物体排开水的重力,因此合理的顺序为:DABC;
(2)由实验步骤A、B可知,物体浸在液体中时受到的浮力为:
F浮=G-F示=FB-FA=1.8N-1.6N=0.2N,
由实验步骤C、D可知,物体排开液体的重力为:
G排=FC-FD=0.5N-0.3N=0.2N;
由于只测了一组实验数据,这样得出的结论会有偶然性,所以为了寻找普遍规律,做完一次试验后,需要换用不同液体重新实验;
(3)想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关,根据控制变量法需要选用体积相同,密度不同的物体,使其浸没在同种液体中(保证了液体密度相同、排开液体的体积相同),比较浮力大小;
(4)如图2所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,由称重法F浮=G-F'可知弹簧测力计A的示数变小,
重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,由阿基米德原理可知,弹簧测力计A、B示数的变化量相等;
(5)比较两种实验方案可知,改进后:
A.由称重法F浮=G-F'可知,弹簧测力计A的示数等于物体的重力减去受到的浮力,故A错误;
B.由图乙的实验装置和器材(两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋)可知,实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定,故B正确;
C.薄塑料袋不计质量,能同步观察测力计A、B示数的变化,从而得出物体受到浮力的大小与排开液体所受重力的关系,故C正确;
故选:BC。
故答案为:(1)测量空桶的重力;DBAC;(2)0.2;0.2;只通过一组实验数据得出的结论会具有偶然性;换用不同的液体重新实验;(3)体积;(4)相等;(5)BC。
(1)阿基米德原理的内容:浸在液体中的物体受到的浮力,其大小等于物体排开的液体受到的重力;要验证阿基米德原理就要根据F浮=G-F示测出物体的浮力,再测出排开液体的重力,由实验原理可知,要想测出液体的重力,还需要测出空桶的重力,而在实验步骤中需要考虑实验误差的问题,所以需要先测空桶和物体的重力,即可得到完整实验步骤顺序;
(2)根据称重法F浮=G-F示可求出物体受到的浮力,用桶和液体的总重力减去桶的重力可算出物体排开液体的重力;为了寻找普遍规律,需要换用不同液体再次进行实验;
(3)根据控制变量法的要求,要探究浮力大小是否与物体密度有关,要控制液体密度和排开液体的体积相同,所以需要选用体积相同的不同物体使其浸没在同种液体中,比较浮力大小。(4)如图2所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,根据称重法F浮=G-F'可知弹簧测力计A的示数变化;重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,根据阿基米德原理可知弹簧测力计A、B示数的变化量关系;
(5)改进后的优点从增加实验器材的目的来分析;
本题主要考查学生对阿基米德原理实验的掌握程度,重点是要掌握实验中的每个步骤,以及每一步要测量的对象,还要注意如何控制实验测量中的误差。
20.【答案】解:(1)小羽骑车到车站的平均速度为:
v=st=6km2060h=18km/h;
(2)小羽和单车的总重力为:
G=G人+G车=(m人+m车)g=(60kg+20kg)×10N/kg=800N,
在此过程中所受的的阻力为:
f=0.15G=0.15×800N=120N,
由于单车匀速行驶,所以牵引力等于阻力,即F牵=f=120N;
(3)小羽骑行时单车对地面的压力:
F=G=800N,
小羽骑行时单车对地面的压强:
p=FS=800N2×25×10-4m2=1.6×105Pa。
答:(1)小羽骑车到车站的平均速度为18km/h;
(2)小羽骑车时的牵引力为120N;
(3)小羽骑行时单车对地面的压强为1.6×105Pa。
【解析】(1)已知路程和时间,根据速度公式算出小羽骑车到车站的平均速度;
(2)根据G=mg算出小羽和单车的总重力,由所受的的阻力为车重的0.15倍算出阻力,根据二力平衡条件算出小羽骑车时的牵引力;
(3)小羽骑行时单车对地面的压力等于单车和人的重力之和,求出受力面积,利用p=FS计算压强。
此题考查速度公式及其应用、压强的计算以及二力平衡条件的应用,是一道力学综合题,但难度不大,关键是熟练运用各种公式,并知道小羽骑行时单车对地面的压力等于单车和人的重力之和。
21.【答案】解:
(1)因为木块漂浮在水面上,
所以木块受到的浮力:F浮=G木=10N;
(2)木块下表面所处的深度为0.2米,
则木块下表面受到水的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa。
(3)根据F浮=ρ水gV排可得,排开液体的体积:
V排=F浮ρ水g=10N1.0×103kg/m3×10N/kg=1×10-3m3;
因为V排=45V木;所以V木=54V排=54×1×10-3m3=1.25×10-3m3;
木块全部浸没时受到水的浮力:
F'浮=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1.25×10-3m3=12.5N;
木块浸没时,根据力的平衡条件有:F浮'=G木+F,
则压力F=F浮'-G木=12.5N-10N=2.5N。
答:(1)木块所受到的浮力为10N;
(2)木块下表面受到水的压强为2000Pa;
(3)要将木块全部浸没水中,需要施加的压力为2.5N。
【解析】(1)由题意可知,木块漂浮在水面上,根据漂浮的条件求出木块受到水竖直向上的浮力;
(2)已知木块下表面所处的水的深度,根据p=ρgh求出下表面受到水的压强;
(3)根据阿基米德原理求出排开水的体积即为浸入水中的体积,然后求出物体的体积,利用阿基米德原理求物体受到水的浮力;若使物体全部浸入水中而静止,则F浮'=G木+F,即可求压力。
本题考查了学生对物体浮沉条件和阿基米德原理、液体压强公式的理解与掌握,虽知识点多,但都属于基础内容,难度不大。
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