福建省福州市仓山区2022-2023学年八年级下学期4月期中物理试题(含答案)
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一、选择题:本大题有14小题,每小题2分,共28分。每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。
1.(2分)奥托•冯•格里克市长用马德堡半球实验向人们演示了( )
A.重力方向 B.空气的浮力
C.大气压的存在 D.测量大气压的值
2.(2分)课本放置在教室桌面上,课本受到支持力的施力物体是( )
A.桌面 B.课本 C.地球 D.地面
3.(2分)如图所示事例中属于增大摩擦的是( )
A.自行车轴加润滑油
B.打球时用力握紧球拍
C.滚珠轴承
D.气垫船和水面间形成空气垫
4.(2分)如图所示的四种情况中,其中属于一对平衡力的是( )
A.
B.
C.
D.
5.(2分)骑行电动自行车必须要戴头盔并扣好系带,如图所示,头盔系带设计得比较宽是为了( )
A.减小惯性 B.增大压力 C.增大摩擦 D.减小压强
6.(2分)下列情境中的物体对水平地面压强最大的是( )
A.跳舞的芭蕾舞演员
B.向地面钉钉子
C.一麻袋大米
D.教室里的课桌
7.(2分)踢毽子是深受大家喜爱的传统运动,关于踢毽子的过程,以下说法正确的是( )
A.毽子在最高点不受力的作用
B.毽子下落过程中运动状态不变
C.脚对毽子的力与毽子对脚的力大小相等
D.毽子上升过程中仍受到脚对毽子的踢力
8.(2分)如图是人们采用撞击锤柄下端的方法使松动的锤头紧紧套在锤柄上的情景,这主要是利用了下列哪一个物体有惯性( )
A.凳子 B.手 C.锤柄 D.锤头
9.(2分)如图所示,将一根玻璃管制成粗细不同的两段,管的下方与一个装有部分水的连通器相通。当从管的一端吹气时,连通器两端A、B液面高度变化情况正确的是( )
A.A液面上升 B.A液面下降
C.B液面下降 D.A、B液面高度均不变
10.(2分)如图甲所示,将一个装有奶茶(未装满)的圆台状封闭杯子放在水平桌面上。如果将其改为倒立放置,如图乙所示。则( )
A.奶茶对杯底的压强增大,杯子对桌面的压强增大
B.奶茶对杯底的压力不变,杯子对桌面的压力不变
C.奶茶对杯底的压强减小,杯子对桌面的压强减小
D.奶茶对杯底的压力减小,杯子对桌面的压力增大
11.(2分)牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过推理而抽象概括出来的。下列应用了这种研究方法的是( )
A.研究力时,用力的示意图表示力的三要素
B.探究压力的作用效果时,用海绵的凹陷程度显示压力的作用效果
C.探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力的影响时,保持压力等因素不变
D.探究声音能否在真空中传播时,逐渐抽出玻璃罩中的空气
12.(2分)如图所示的是测量大气压强的装置,玻璃管长约1m,槽内装有水银。下列说法正确的是( )
A.此装置是一个连通器
B.第一次利用此装置测出大气压强的科学家是帕斯卡
C.玻璃管竖直放置时测出的大气压强一定为76cm汞柱高
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银液面高度差减小
13.(2分)小明用水平向右的力推静止在水平地面上的桌子,桌子的运动速度v随时间t的变化情况如图所示,在第6s后所用推力大小刚好为30N,下列说法正确的是( )
A.在5﹣6s内,推力小于摩擦力
B.在第7s时,桌子处于平衡状态
C.在第3s时,桌子受到的摩擦力一定 为0N
D.在5﹣6s时,桌子受到的摩擦力一定大于30N
14.(2分)如图所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙,pA<pB B.ρ甲<ρ乙,pA>pB
C.ρ甲>ρ乙,pA=pB D.ρ甲<ρ乙,pA<pB
二、填空题:本大题有7小题,每空1分,共14分。
15.(2分)如图茶壶盖上有一个小孔,小孔的作用是使壶内液面上方的压强 大气压强(选填“大于”、“小于”或“等于”),壶内A、B两处液面 。
16.(2分)体育课上,小强和同学进行足球比赛,一记头球攻门十分精彩,在此过程中小强用头将飞来的球顶入球门,表明了力可以改变物体的 ,同时他觉得头疼,说明力的作用是 的。
17.(2分)汽车刹车时,乘客会向前倾倒。这是因为刹车前,乘客随车一块向前运动;刹车时,人的脚受到 力作用,脚随车停止运动,而人的上身由于 仍然向前运动,所以会倾倒。
18.(2分)如图是小明用抹布做清洁时的情景。当小明向左擦拭桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向是向 的。为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了用力,这是为了 。
19.(2分)“天宫课堂”上,航天员与地面共同做了一个有关浮力的实验。如图甲,同学们在地面观察到乒乓球在水中上浮,乒乓球受到的浮力方向是竖直 。如图乙,在太空环境下,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,浮力消失的原因是水对乒乓球各个方向的压力合力为 。(由于液体存在表面张力,水对乒乓球有压强)
20.(2分)“摘星星”的妈妈王亚平从空间站回到地球,把来自太空的纸星星送给女儿。纸星星从太空返回地面后,质量 ,重力 。(填入物理量变化情况)
21.(2分)如图所示,水平地面上放置A、B两个质地均匀的长方体物块,高度之比hA:hB=2:1,底面积之比SA:SB=1:3,它们对地面的压强之比pA:pB=2:1,则它们的密度之比ρA:ρB= 。若从A的上部沿水平方向截取高为h的部分,并将截取部分叠放在B的正中央,A剩余部分对地面的压强与叠放后B对地面的压强相等,则截取部分与A物块原有高度之比h:hA= 。
三、作图题:本大题有2小题,共4分。
22.(2分)请在图中画出漂浮在水面上的木块所受重力G的示意图。
23.(2分)如图1是一名攀岩运动员拉着绳子停在峭壁上的情景,图2是这一时刻的简化图。请在图2中画出运动员所受的重力和运动员下侧脚对峭壁压力的示意图。
四、简答题:本大题有1小题,共4分。
24.(4分)生活中一些看似平常的工具却蕴含着丰富的物理知识,如图所示的夹钳就是其中一例,图中①齿状钳口;②加粗的手柄。请分析两处所应用的物理知识。
五、实验探究题:本大题5小题,共30分。
25.(7分)如图是“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验。小明用到了一个弹簧测力计、一块木块、一个砝码、一块长木板和一条毛巾。
(1)实验中需要弹簧测力计拉着木块在水平木板上做 运动,弹簧测力计的示数如图甲所示,则木块受到的滑动摩擦力大小为 N。
(2)图甲、乙两次实验是为了得出滑动摩擦力大小与 有关。
(3)小明想进一步探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,进行了图丙的实验,当测力计示数达到最大值时仍没拉动木块。为了使用现有实验器材顺利完成此实验探究,你建议小明可采取的办法: ,测出滑动摩擦力的大小,再和实验 (选填“甲”或“乙”)进行比较。
(4)实验记录表格中,a处应填: ,b处应填: 。
实验步骤
实验条件
弹簧测力计的示数F/N
a
b
1
一个木块
光滑木板
2
3
4
26.(7分)如图所示,是“探究阻力对物体运动的影响”时设计的实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)让小车从斜面上的 由静止滑下,目的是使小车到达水平时的 相同,这种研究问题的方法是 (填“转换法”或“控制变量”)法;
(2)比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越 (填“远”或“近”),说明小车运动的速度改变得越 (填“快”或“慢”);
(3)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,则小车将在水平面上做 运动。说明力不是使物体运动的原因,而是改变物体 的原因。
27.(6分)如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小华将系于纸质小卡片(重力可忽略不计)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,并通过调整 来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片快速恢复初始位置。设计此实验步骤的目的是为了探究 ;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是 ;
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是 ;
A.减少摩擦力对实验结果的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
(5)你对小明的实验装置提出的改进建议是 。(写出一条即可,需与小华实验设计明显不同)
28.(5分)小强利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强特点。
(1)实验前,小强发现压强计U形管两边红墨水的高度不相等,如图甲所示,接下来的操作应该是 。
A.再多加一些红墨水
B.倒出一些红墨水
C.取下软管重新安装
D.按压探头的橡皮膜
(2)排除故障后,他重新将探头浸没于水中,发现随着探头没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差逐渐变大,如图乙所示,由此可得出结论: 。
(3)小强保持乙图中探头的位置不变,将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀,实验情形如图丙所示。比较乙、丙两次实验,小强得出:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大的结论。他的结论不正确的原因是 。
(4)小强换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,下面操作能使两侧液面高度差对比更加明显的是 。(选择其中两个选项,多选不得分)
①烧杯中换密度更大的液体
②U形管中换用密度更小的酒精
③将U形管换成更细的
④将U形管上端开口封闭
29.(5分)某实验小组的同学利用如图所示的装置验证阿基米德原理。
(1)方案一:小军用石块按照图甲所示的实验步骤依次进行实验,为减小测量误差并使操作最简单,最合理的操作步骤应该是 。
A.①③④②
B.①②③④
C.②①③④
D.③①④②
(2)图甲实验中,若关系式 (用弹簧测力计示数对应的字母表示)成立,则阿基米德原理成立。
(3)在采用图甲所示方式进行实验时,若小空桶的桶壁上粘有水,则小明 得出F浮=G排。(选填“能”或“不能”)
(4)方案二:如图乙所示,小明将装满水的溢水杯放在升降台C上,当小明缓慢调高升降台,且容器不与重物接触时,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A的示数逐渐 ,弹簧测力计B的示数逐渐增大,若观察到 ,则可以证明F浮=G排。
六、计算题:本大题有3小题,30题7分,31题6分,32题7分,共20分;要求在计算过程中要写清公式及必要的文字说明,运算过程和结果都要写明数值和单位。
30.(7分)神舟十三号返回舱顺利返回,实现返回舱直立着陆(如图)。已知返回舱的总质量约为3×103kg,返回舱着陆后与水平地面的接触面积约为2m2。求:(g取10N/kg)
(1)返回舱在地面受到的重力;
(2)返回舱对水平地面的压强。
31.(6分)如图是战士们进行索降救援训练的场景,战士的体重为600N,下滑时绳索竖直下垂。求:
(1)若下滑时战士与绳索间摩擦力为500N,他受到的合力及方向;
(2)当战士沿绳索匀速下滑,他受到的摩擦力。
32.(7分)如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,逐渐浸入平静的水池中,弹簧测力计示数F与金属块下表面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时液面高度的变化,求:(g取10N/kg)
(1)金属块所受重力;
(2)h为50cm时水对金属块下表面压强;
(3)金属块的密度。(保留两位有效数字)
2022-2023学年福建省福州市仓山区八年级(下)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题有14小题,每小题2分,共28分。每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。
1.(2分)奥托•冯•格里克市长用马德堡半球实验向人们演示了( )
A.重力方向 B.空气的浮力
C.大气压的存在 D.测量大气压的值
【分析】马德堡半球实验证明了大气压强的存在。
【解答】解:马德堡半球实验证明了大气压强的存在。
故选:C。
【点评】本题考查了大气压强的存在,是一道基础题。
2.(2分)课本放置在教室桌面上,课本受到支持力的施力物体是( )
A.桌面 B.课本 C.地球 D.地面
【分析】物体由于发生弹性形变所产生的力叫弹力。压力、支持力、拉力等本质上属于弹力。
【解答】解:课本放置在教室桌面上,课本受到的支持力和重力是一对平衡力,重力的施力物体是地球,支持力的施力物体是桌面,桌面发生弹性形变,对课本产生一个竖直向上的弹力;故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
【点评】知道力是物体对物体的作用。本题属于基础性题目。
3.(2分)如图所示事例中属于增大摩擦的是( )
A.自行车轴加润滑油
B.打球时用力握紧球拍
C.滚珠轴承
D.气垫船和水面间形成空气垫
【分析】减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动。
增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;用滑动代替滚动。
【解答】解:A、自行车轴加润滑油,可在接触面形成一层油膜,使接触面脱离,目的是为了减小摩擦,故A不合题意;
B、打球时用力握紧球拍是在接触面的粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦的,故B符合题意;
C、滚珠轴承是变滑动摩擦为滚动摩擦,可减小摩擦,故C不合题意;
D、气垫船和水面间形成空气垫,使接触面脱离,目的是为了减小摩擦,故D不合题意。
故选:B。
【点评】本题考查了对增大和减小摩擦的方法在生活中的应用,能将知识与实际应用相结合,是解答的关键。
4.(2分)如图所示的四种情况中,其中属于一对平衡力的是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】判断两个力是否是一对平衡力,要看它们是否同时满足四个条件,即:作用在同一物体上,在同一直线上,大小相等,方向相反。
【解答】解:A、图中两个力分别作用在两个物体上,不是一对平衡力,故A不符合题意;
B、图中两个力作用在同一物体上,在同一直线上,大小不相等,不是一对平衡力,故B不符合题意;
C、图中两个力作用在同一物体上,在同一直线上,大小相等,方向相反,是一对平衡力,故C符合题意;
D、图中两个力的不在同一直线上,不是一对平衡力,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】判断两个力是否是平衡力,两个力一定同时满足平衡力的四个条件,缺一不可。
5.(2分)骑行电动自行车必须要戴头盔并扣好系带,如图所示,头盔系带设计得比较宽是为了( )
A.减小惯性 B.增大压力 C.增大摩擦 D.减小压强
【分析】减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解答】解:安全头盔的系带设计的比较宽是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
故选:D。
【点评】本题考查减小压强的方法,难度不大。
6.(2分)下列情境中的物体对水平地面压强最大的是( )
A.跳舞的芭蕾舞演员
B.向地面钉钉子
C.一麻袋大米
D.教室里的课桌
【分析】压强是表示压力作用效果的物理量,压力的作用效果可以通过受压面的形变程度来显示。
【解答】解:图中跳舞的芭蕾舞演员、一麻袋大米、教室里的课桌放在地面上时,都没有破坏地面,也就是发生的形变都很小,而向地面钉钉子时击穿地面,说明产生的压强超过了地面能够承受的最大压强,因而压强最大是向地面钉钉子,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题考查了固体压强的大小比较、对压强概念的理解,关键是通过地面的形变程度判断受到压强的大小。
7.(2分)踢毽子是深受大家喜爱的传统运动,关于踢毽子的过程,以下说法正确的是( )
A.毽子在最高点不受力的作用
B.毽子下落过程中运动状态不变
C.脚对毽子的力与毽子对脚的力大小相等
D.毽子上升过程中仍受到脚对毽子的踢力
【分析】(1)根据毽子的运动状态分析其受力情况;
(2)运动状态的改变包括运动方向的改变和运动速度的改变;
(3)脚对毽子的力和毽子对脚的力是作用力和反作用力;
(4)力是物体对物体的作用。
【解答】解:A.毽子到达最高点的瞬间受到重力的作用,故A错误;
B.毽子在下落过程中运动速度发生改变,所以其运动状态发生改变,故B错误;
C.脚对毽子的力与毽子对脚的力是一对相互作用的力,大小相等,故C正确;
D.力是物体对物体的作用,毽子上升过程中已经离开了脚,不再受脚对毽子的踢力,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了与物体运动和力相关的多个知识点,要求我们对物体的运动和受力情况有一定明确的了解,难度不大。
8.(2分)如图是人们采用撞击锤柄下端的方法使松动的锤头紧紧套在锤柄上的情景,这主要是利用了下列哪一个物体有惯性( )
A.凳子 B.手 C.锤柄 D.锤头
【分析】一切物体都有保持运动状态不变的性质,叫惯性。
【解答】解:锤头与锤柄原来都向下运动,锤柄撞在硬物上受到阻力作用,改变了它的运动状态,就停止了运动,锤头由于惯性仍保持原来的运动状态,继续向下运动,这样锤头就紧套在锤柄上了,故D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查学生用惯性知识解释生活中一些现象的能力,体现了从物理走向生活的理念,是一道基础题。
9.(2分)如图所示,将一根玻璃管制成粗细不同的两段,管的下方与一个装有部分水的连通器相通。当从管的一端吹气时,连通器两端A、B液面高度变化情况正确的是( )
A.A液面上升 B.A液面下降
C.B液面下降 D.A、B液面高度均不变
【分析】首先比较粗细两管的空气流速,根据流速大的地方压强小再判断液面高度。
【解答】解:气体在流速小的地方压强大,在流速大的地方压强小,
从管的一端吹气时,粗细两管中的空气流量是相同的,粗管中的空气流速小、压强大,细管中的空气流速大、压强小,则A液面上方的气体压强大,B液面上方的气体压强小,所以会造成A液面下降,B液面上升。
故选:B。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系,关键是要知道:粗管中的空气流速小,细管中的空气流速大。
10.(2分)如图甲所示,将一个装有奶茶(未装满)的圆台状封闭杯子放在水平桌面上。如果将其改为倒立放置,如图乙所示。则( )
A.奶茶对杯底的压强增大,杯子对桌面的压强增大
B.奶茶对杯底的压力不变,杯子对桌面的压力不变
C.奶茶对杯底的压强减小,杯子对桌面的压强减小
D.奶茶对杯底的压力减小,杯子对桌面的压力增大
【分析】对于这种上下口不一样大的容器,可以通过比较对容器底的压力与液体重的大小关系,得出倒置前后对容器底的产生的压力大小关系;根据p=ρgh分析杯底受到的压强的大小变化。
杯子和奶茶的重力不变,倒置后,对桌面的压力不变,但底面积变大,根据公式p=可得杯子对桌面的压强变化。
【解答】解:由图可知,将杯子倒置前,奶茶柱上粗下细,若将杯子倒置过来,奶茶柱上细下粗,根据液体对容器底的压力与液体重的大小关系可知,倒置前,奶茶对杯底的压力小于奶茶的重力;倒置后奶茶对杯底的压力大于奶茶的重力,故奶茶对杯底的压力增大;倒置后的奶茶的深度变低,根据p=ρgh可知,奶茶对杯底的压强减小;
倒置后,杯子和奶茶的重力不变,故杯子和奶茶对桌面的压力F=G不变,但底面积S变大,由p=可知:杯子对桌面的压强变小;
综上所述,C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对压强定义式、液体压强公式的掌握和运用,难点是分析奶茶对容器底的压力如何变化。
11.(2分)牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过推理而抽象概括出来的。下列应用了这种研究方法的是( )
A.研究力时,用力的示意图表示力的三要素
B.探究压力的作用效果时,用海绵的凹陷程度显示压力的作用效果
C.探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力的影响时,保持压力等因素不变
D.探究声音能否在真空中传播时,逐渐抽出玻璃罩中的空气
【分析】解决此题要知道常用的物理学研究方法有:等效法、模型法、比较法、分类法、类比法、科学推理法、控制变量法、转换法等。牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过推理而抽象概括出来的,运用的是科学推理法。
【解答】解:A、探究力时,用力的示意图表示力的三要素,运用的是模型法,故A不符合题意;
B、探究压力作用的效果,用海绵的凹陷程度显示压力的作用效果,运用的是转换法,故B不符合题意;
C、在研究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力的影响时,保持压力等因素不变,运用的是控制变量法,故C不符合题意;
D、做探究实验声音能否在真空中传播时,逐渐抽出玻璃罩中的空气,闹钟的响铃声逐渐变小,进而推理说明真空不能传声,采用的是实验推理法,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查了物理中的科学研究方法的种类区分,注意在初中物理中灵活应用这些研究方法。
12.(2分)如图所示的是测量大气压强的装置,玻璃管长约1m,槽内装有水银。下列说法正确的是( )
A.此装置是一个连通器
B.第一次利用此装置测出大气压强的科学家是帕斯卡
C.玻璃管竖直放置时测出的大气压强一定为76cm汞柱高
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银液面高度差减小
【分析】了解连通器的定义,根据托里拆利实验的设计原理和大气压的变化特点分析,便可得出答案。
【解答】解:A、连通器是上端开口、底部连通的容器。因玻璃管的上端是封闭的,所以此装置不是连通器,故A错误。
B、第一次利用此装置测出大气压强的科学家是托里拆利,故B错误。
C、因大气压是变化的,其大小与高度、天气等有关,所以玻璃管竖直放置时测出的大气压强不一定为76 厘米汞柱高,故C错误。
D、因为大气压随高度的升高而降低,故将此装置从山脚移到山顶,管内被托起的水银将下降,即管内外水银液面高度差减小,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查在托里拆利实验的实验依据和实验中注意的事项,以及哪些因素会对测量结果产生影响。
13.(2分)小明用水平向右的力推静止在水平地面上的桌子,桌子的运动速度v随时间t的变化情况如图所示,在第6s后所用推力大小刚好为30N,下列说法正确的是( )
A.在5﹣6s内,推力小于摩擦力
B.在第7s时,桌子处于平衡状态
C.在第3s时,桌子受到的摩擦力一定 为0N
D.在5﹣6s时,桌子受到的摩擦力一定大于30N
【分析】物体处于静止或匀速直线运动状态时,受到平衡力的作用,据此分析摩擦力与推力的大小关系;
根据物体运动的速度的变化分析推力和摩擦力的大小关系;
滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关。
【解答】解:
A、在5﹣6s内,物体的速度变大,做加速运动,推力大于摩擦力,故A错误;
B、在第7s时,桌子做匀速直线运动,处于平衡状态,故B正确;
C、在第3s时,桌子处于静止状态,此时的推力与摩擦力是一对平衡力,所以受到的摩擦力不为0N,故C错误;
D、第6s后桌子做匀速直线运动,此时的推力和滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,所以摩擦力为30N;在5﹣6s时,桌子与地面之间的压力大小、接触面的粗糙程度不变,所以受到的滑动摩擦力大小不变,为30N,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了二力平衡条件的应用等,关键是根据v﹣t图像判断出物体各段运动状态。
14.(2分)如图所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙,pA<pB B.ρ甲<ρ乙,pA>pB
C.ρ甲>ρ乙,pA=pB D.ρ甲<ρ乙,pA<pB
【分析】由题意知两容器底部受到的液体压强相等,由图知甲液体的深度小于乙液体的深度,由p=ρgh判断出甲、乙液体密度的关系;
由题意知液体内A、B两点到容器底部的距离相等,根据p=ρgh判断出A、B以下部分压强的关系,由p=p上+p下且p甲=p乙判断出A、B两点压强的关系。
【解答】解:由题意知两容器底部受到的液体压强相等p甲=p乙,由图知甲液体的深度小于乙液体的深度,由p=ρgh知ρ甲>ρ乙;
由题意知液体内A、B两点到容器底部的距离相等,根据p=ρgh知pA下>pB下,
由于p甲=pA+pA下,p乙=pB+pB下,且p甲=p乙,
所以pA<pB,故A正确。
故选:A。
【点评】本题考查了液体压强公式的应用,判断出A、B点以下部分压强的关系是解题的关键。
二、填空题:本大题有7小题,每空1分,共14分。
15.(2分)如图茶壶盖上有一个小孔,小孔的作用是使壶内液面上方的压强 等于 大气压强(选填“大于”、“小于”或“等于”),壶内A、B两处液面 相平 。
【分析】壶盖开一个小孔,可以使壶内气体和外界大气相通,从而利用大气压将水倒出来;连通器内的同种液体静止不流动时,液面相平。
【解答】解:壶盖上的小孔是为了让壶内气体和外界大气相通,使得水面上方的压强等于大气压强,在大气压的作用下水可以更容易的倒出。
茶壶的壶嘴和壶身构成一个连通器,连通器内的同种液体静止不流动时,液面相平,即壶内A、B两处液面相平。
故答案为:等于;相平。
【点评】本题考查了连通器原理和大气压的应用,是一道较为简单的应用题。
16.(2分)体育课上,小强和同学进行足球比赛,一记头球攻门十分精彩,在此过程中小强用头将飞来的球顶入球门,表明了力可以改变物体的 运动状态 ,同时他觉得头疼,说明力的作用是 相互 的。
【分析】(1)力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状即使物体发生形变。②力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化;
(2)物体间力的作用是相互的,物体受到力的同时,也对另一个物体施加了力。
【解答】解:(1)小强用头将飞来的球顶入球门,改变了球的运动方向,表明了力可以改变物体的运动状态;
(2)同时他觉得头疼,是因为球也给头一个作用力,说明了力的作用是相互的。
故答案为:运动状态;相互。
【点评】本题考查力的作用效果和力的作用的相互性,是一道基础题。
17.(2分)汽车刹车时,乘客会向前倾倒。这是因为刹车前,乘客随车一块向前运动;刹车时,人的脚受到 摩擦阻 力作用,脚随车停止运动,而人的上身由于 惯性 仍然向前运动,所以会倾倒。
【分析】物体保持原来运动状态不变的性质称为惯性,一切物体都有惯性;在利用惯性解释问题时,应先确定物体原来的运动状态,而后某一部分的运动状态发生改变,而另一部分由于惯性会保持原来的运动状态。
【解答】解:车上的乘客在刹车前和车一起向前运动,突然刹车时,人的脚由于受到摩擦阻力的作用由运动变为静止,而人的上半身由于具有惯性,要继续向前运动,所以人会向前倾倒。
故答案为:摩擦阻;惯性。
【点评】本题考查了学生对惯性现象的理解和掌握。学习中要注意联系实际,用所学惯性知识解释生活中的实际问题。
18.(2分)如图是小明用抹布做清洁时的情景。当小明向左擦拭桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向是向 右 的。为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了用力,这是为了 增大摩擦 。
【分析】物体所受的滑动摩擦力的方向一定与物体相对运动的方向相反;滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关。
【解答】解:当小明向左擦拭桌面时,抹布相对于桌面向左移动,则抹布受到桌面的摩擦力方向是向右的;
为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了用力,这是在接触面的粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦的。
故答案为:右;增大摩擦。
【点评】本题考查了摩擦力的方向、增大摩擦的方法,属于基础题。
19.(2分)“天宫课堂”上,航天员与地面共同做了一个有关浮力的实验。如图甲,同学们在地面观察到乒乓球在水中上浮,乒乓球受到的浮力方向是竖直 向上 。如图乙,在太空环境下,乒乓球并没有像在地面一样浮在水面,而是停留在了水中,浮力消失的原因是水对乒乓球各个方向的压力合力为 零 。(由于液体存在表面张力,水对乒乓球有压强)
【分析】(1)浮力产生的原因:物体受到的浮力等于液体对其上下表面压力差;浮力的方向是竖直向上的;
(2)太空属于微重力环境,乒乓球所受重力几乎为零,由力的平衡条件可知,水对乒乓球的浮力几乎为零。
【解答】解:(1)浮力方向总是竖直向上的;
(2)太空中失重状态下,乒乓球的重力为零,水也处于失重状态,所以水对放入其中的乒乓球不会产生压力的作用,水对乒乓球各个方向的压力合力为零,所以乒乓球不会受到浮力的作用。
故答案为:向上;零。
【点评】近年来,随着我国的宇宙空间站即将建设完成,天宫课堂必然是热门出题点,平时要多关注天宫课堂,让我们很多理论知识从“纸上谈兵”变成“眼见为实”。
20.(2分)“摘星星”的妈妈王亚平从空间站回到地球,把来自太空的纸星星送给女儿。纸星星从太空返回地面后,质量 不变 ,重力 变大 。(填入物理量变化情况)
【分析】物体所含物质的多少叫质量,质量是物体的属性,与位置无关。
物体由于地球的吸引而受到的力叫重力,在太空中物体处于失重状态。
【解答】解:(1)质量是物体的一种基本属性,与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关,因此纸星星从太空返回地面后质量不变;
(2)物体由于地球的吸引而受到的力叫重力,纸星星在太空中处于失重状态,重力为零,因此纸星星从太空返回地面后重力变大。
故答案为:不变;变大。
【点评】理解质量是物体的属性,物体在太空处于失重状态,可解答此题。
21.(2分)如图所示,水平地面上放置A、B两个质地均匀的长方体物块,高度之比hA:hB=2:1,底面积之比SA:SB=1:3,它们对地面的压强之比pA:pB=2:1,则它们的密度之比ρA:ρB= 1:1 。若从A的上部沿水平方向截取高为h的部分,并将截取部分叠放在B的正中央,A剩余部分对地面的压强与叠放后B对地面的压强相等,则截取部分与A物块原有高度之比h:hA= 3:8 。
【分析】(1)由图可知,根据F=pS求出A对地面的压力和B对地面的压力之比,根据水平面上物块的压力和自身的重力相等求出两长方体物块的重力之比,根据G=mg=ρVg=ρShg求出两长方体物块A、B的密度之比;
(2)设截取部分与A物块原有高度之比为k,则h=khA,则A截取部分的体积为khA×SA,质量为khA×SA×ρA,A剩余部分体积为(hA﹣khA)×SA,质量为(hA﹣khA)×SA×ρA;
A剩余部分对地面的压强与叠放后B对地面的压强相等,即,代入题设条件和已知数据,即可得出正确答案。
【解答】解:(1)根据F=pS,A对地面的压力和B对地面的压力之比FA:FB=pASA:pBSB==;
水平面上物块的压力和自身的重力相等,物块重力G=mg=ρVg=ρShg,
两长方体物块的重力之比GA:GB=FA:FB=2:3=ρASAhAg:ρBSBhBg,
所以ρA:ρB=2SBhB:3SAhA===1:1;
(2)设截取部分与A物块原有高度之比为k,则h=khA,则A截取部分的体积为khA×SA,质量为khA×SA×ρA,A剩余部分体积为(hA﹣khA)×SA,质量为(hA﹣khA)×SA×ρA;
A剩余部分对地面的压强与叠放后B对地面的压强相等,即,
则=;
因为hA:hB=2:1,则hB=hA,因为SA:SB=1:3,则SB=3SA,
因为ρA:ρB=1:1,则ρB=ρA,代入等式得k=,即截取部分与A物块原有高度之比h:hA=3:8。
故答案为:1:1;3:8。
【点评】本题考查了压强公式和密度公式的应用,根据题意分别列出A、B对水平地面的压强关系式是解题的关键。
三、作图题:本大题有2小题,共4分。
22.(2分)请在图中画出漂浮在水面上的木块所受重力G的示意图。
【分析】根据重力的方向总是竖直向下的,重力的作用点是重心。
【解答】解:过重心作竖直向下的重力;如图所示:
【点评】本题考查重力的方向,注意漂浮在水面上的物体其重力方向也是竖直向下的。
23.(2分)如图1是一名攀岩运动员拉着绳子停在峭壁上的情景,图2是这一时刻的简化图。请在图2中画出运动员所受的重力和运动员下侧脚对峭壁压力的示意图。
【分析】(1)压力是垂直压在物体表面的力,方向垂直于被压物体的表面。
(2)重力作用点在重心,方向是竖直向下的。
(3)用一条带箭头的线段表示力,线段的起点或终点表示力的作用点,箭头表示力的方向,线段的长短表示力的大小。
【解答】解:运动员受到竖直向下的重力,压力方向是垂直于被压物体的表面,力的示意图如图:
【点评】正确进行受力分析是本题的关键,画图时力的方向是易错点,值得我们注意。
四、简答题:本大题有1小题,共4分。
24.(4分)生活中一些看似平常的工具却蕴含着丰富的物理知识,如图所示的夹钳就是其中一例,图中①齿状钳口;②加粗的手柄。请分析两处所应用的物理知识。
【分析】(1)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
(2)减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动。
增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;用滑动代替滚动。
【解答】答:(1)齿形钳口:使接触面变粗糙,在压力一定时,增大摩擦;
(2)加粗的手柄,是在压力一定时,增大受力面积,减小压强。
【点评】本题考查了增大摩擦的方法、减小压强的方法等知识的理解和应用,难度不大。
五、实验探究题:本大题5小题,共30分。
25.(7分)如图是“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验。小明用到了一个弹簧测力计、一块木块、一个砝码、一块长木板和一条毛巾。
(1)实验中需要弹簧测力计拉着木块在水平木板上做 匀速直线 运动,弹簧测力计的示数如图甲所示,则木块受到的滑动摩擦力大小为 1.6 N。
(2)图甲、乙两次实验是为了得出滑动摩擦力大小与 压力大小 有关。
(3)小明想进一步探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,进行了图丙的实验,当测力计示数达到最大值时仍没拉动木块。为了使用现有实验器材顺利完成此实验探究,你建议小明可采取的办法: 先将丙实验中木块上的砝码取下 ,测出滑动摩擦力的大小,再和实验 甲 (选填“甲”或“乙”)进行比较。
(4)实验记录表格中,a处应填: 压力 ,b处应填: 接触面 。
实验步骤
实验条件
弹簧测力计的示数F/N
a
b
1
一个木块
光滑木板
2
3
4
【分析】(1)测量摩擦力时,需沿水平方向匀速拉动弹簧测力计,此时拉力与摩擦力平衡,大小相等;在进行测力计的读数时,注意其分度值;
(2)分析甲、乙两图不变的量和改变的量,得出摩擦力与压力的大小关系;
(3)滑动摩擦力受压力和接触面的粗糙程度的影响,运用控制变量法进行分析;
(4)结合滑动摩擦力大小的影响因素完善表格。
【解答】解:(1)在实验中,小明用弹簧测力计在水平方向上匀速直线拉动木块,此时拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等;由图甲知,测力计的分度值为0.2N,所以其示数为1.6N,所以摩擦力为1.6N;
(2)甲、乙接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,测力计的示数不同,可得滑动摩擦力与压力大小有关;
(3)丙是为了探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,需使压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,由于摩擦力较大,测力计量程不够,可使丙的压力与甲相同进行探究,所以可以将丙实验中木块上的砝码取下,测出滑动摩擦力,再和甲实验进行比较;
(4)实验记录表格中,a处应填压力;b处填接触面。
故答案为:(1)匀速直线;1.6;(2)压力大小;(3)先将丙实验中木块上的砝码取下;甲;(4)压力;接触面。
【点评】此题是探究影响摩擦力因素的实验,考查了控制变量法和二力平衡条件的应用,注意实验的改进所具有的优点,并学习改进的方法。
26.(7分)如图所示,是“探究阻力对物体运动的影响”时设计的实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)让小车从斜面上的 同一高度 由静止滑下,目的是使小车到达水平时的 初速度 相同,这种研究问题的方法是 控制变量 (填“转换法”或“控制变量”)法;
(2)比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越 远 (填“远”或“近”),说明小车运动的速度改变得越 慢 (填“快”或“慢”);
(3)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,则小车将在水平面上做 匀速直线 运动。说明力不是使物体运动的原因,而是改变物体 运动状态 的原因。
【分析】(1)在实验中,为使小车到达水平面时具有相同的初速度,应让小车从斜面的同一高度由静止滑下,这用到了控制变量法;
(2)在初速度相等时,小车受到的阻力越小,运动距离越远,速度减小得越慢;
(3)假如表面绝对光滑,则小车不受摩擦阻力作用,小车将以恒定不变的速度永远运动下去,力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动状态的原因。
【解答】解:(1)为了使小车在滑到水平面时的初速度相同,在实验中应让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,这里采取的研究方法是控制变量法;
(2)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,行驶的越远;
(3)进一步推理可知,若水平面绝对光滑,即小车不受摩擦力,则小车将做匀速直线运动,说明运动的物体不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因。
故答案为:(1)同一高度;初速度;控制变量;(2)远;慢;(3)匀速直线;运动状态。
【点评】此题是探究阻力对物体运动的影响实验,考查了控制变量法在实验中的应用及实验结论得出方法,要注意推理法的应用及力与运动的关系。
27.(6分)如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小华将系于纸质小卡片(重力可忽略不计)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 相反 ,并通过调整 钩码数量 来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片快速恢复初始位置。设计此实验步骤的目的是为了探究 不在同一直线上的两个力是否平衡 ;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是 将卡片从中间剪开 ;
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是 A ;
A.减少摩擦力对实验结果的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
(5)你对小明的实验装置提出的改进建议是 给木块下面装轮子等 。(写出一条即可,需与小华实验设计明显不同)
【分析】根据二力平衡的条件答题:一对平衡力大小相等、方向相反、作用在一条直线上,作用在同一个物体上,在探究时注意控制变量法的应用。探究二力平衡时,验证两个力需要作用在同一个物体上,可以把小卡片分成两半变成两个物体。为了减小实验误差,应减小摩擦力对实验的影响,根据摩擦力对实验的影响分析小明与小华的实验设计的优劣。
【解答】解:(1)在线的两端挂上钩码的作用是使两个拉力的方向相反,可通过调整钩码的数量来改变拉力的大小;
(2)小华将小卡片转过一个角度,两个拉力不在同一直线上,则松手后小卡片不能平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究:不在同一直线上的两个力能否平衡;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片,观察两个更小卡片是否平衡。
(4)小华实验用的小卡片重力小,悬在空中不受摩擦力影响;小明实验用的木块放在水平桌面上,木块和桌面之间存在摩擦力,摩擦力是不能消除的,实验要受到摩擦力影响。所以还是小华的实验方案好,故选A。
(5)为减小摩擦力对实验的误差,可将滑动摩擦改为滚动摩擦,给木块下面加轮子。
故答案为:(1)相反;钩码的数量;(2)不在同一直线上的两个力能否平衡;(3)将卡片从中间剪开;(4)A;(5)给木块下面装轮子等。
【点评】此题探究的是二力平衡的条件,注意从二力平衡的四个条件进行分析;二力平衡是初中物理力学中的难点,也是一个重点需要掌握,还要注意用好控制变量法。
28.(5分)小强利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强特点。
(1)实验前,小强发现压强计U形管两边红墨水的高度不相等,如图甲所示,接下来的操作应该是 C 。
A.再多加一些红墨水
B.倒出一些红墨水
C.取下软管重新安装
D.按压探头的橡皮膜
(2)排除故障后,他重新将探头浸没于水中,发现随着探头没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差逐渐变大,如图乙所示,由此可得出结论: 在液体密度一定时,液体越深,液体压强越大 。
(3)小强保持乙图中探头的位置不变,将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀,实验情形如图丙所示。比较乙、丙两次实验,小强得出:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大的结论。他的结论不正确的原因是 没有控制金属盒浸入液体中的深度不变 。
(4)小强换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,下面操作能使两侧液面高度差对比更加明显的是 ①② 。(选择其中两个选项,多选不得分)
①烧杯中换密度更大的液体
②U形管中换用密度更小的酒精
③将U形管换成更细的
④将U形管上端开口封闭
【分析】(1)使用压强计前发现U形管内水面有高度差,说明软管内封闭的气体不受力时,压强与外界气压不相等,应重新进行安装;
(2)探究液体压强跟深度关系时,控制液体的密度不变,改变液体深度;
(3)探究液体压强跟密度是否有关时,控制深度不变,改变密度的大小;
(4)根据p=ρgh来分析压强和液体密度的关系。
【解答】解:(1)若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差,说明软管内封闭的气体不受力时,压强与外界气压不相等,对实验结果会造成影响,应拆除软管重新安装,故选C;
(2)金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差逐渐变大,所以在液体密度一定时,液体越深,液体压强越大,所以液体压强跟液体深度有关;
(3)小强要探究液体内部压强与液体密度的关系。则应保持深度不变。小强保持C图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,液体的深度增大,密度增大,U形管左右液面差增大,由于没有控制金属盒浸入液体中的深度不变,不能得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论;
(4)根据p=ρgh可知,液体的密度越大,深度越大,压强越大,液体的压强与U形管粗细和长短无关,所以在“烧杯中换密度差更大的液体”和“U形管中换用密度更小的酒精”U形管左右两侧液面的高度差都将变大;“将U形管换成更细的”和“换用稍长的U形管”不能使两侧液面高度差对比更加明显,故选①②。
故答案为:(1)C;(2)在液体密度一定时,液体越深,液体压强越大;(3)没有控制金属盒浸入液体中的深度不变;(4)①②。
【点评】掌握液体压强大小的影响因素,利用控制变量法探究液体压强大小的影响因素。
29.(5分)某实验小组的同学利用如图所示的装置验证阿基米德原理。
(1)方案一:小军用石块按照图甲所示的实验步骤依次进行实验,为减小测量误差并使操作最简单,最合理的操作步骤应该是 C 。
A.①③④②
B.①②③④
C.②①③④
D.③①④②
(2)图甲实验中,若关系式 F1﹣F3=F4﹣F2 (用弹簧测力计示数对应的字母表示)成立,则阿基米德原理成立。
(3)在采用图甲所示方式进行实验时,若小空桶的桶壁上粘有水,则小明 能 得出F浮=G排。(选填“能”或“不能”)
(4)方案二:如图乙所示,小明将装满水的溢水杯放在升降台C上,当小明缓慢调高升降台,且容器不与重物接触时,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A的示数逐渐 减小 ,弹簧测力计B的示数逐渐增大,若观察到 弹簧测力计A示数的变化量和弹簧测力计B的示数变化量相等 ,则可以证明F浮=G排。
【分析】(1)为了减小误差,并使操作最简单,可以先测量小桶的重力,再测量物体的重力,将物体浸没在液体中,记下测力计的示数,最后再测小桶与排出水的总重;
(2)根据阿基米德定律的内容回答;
(3)若小空桶的桶壁上一开始粘有水,求排开水的重力G排不受影响,据此分析;
(4)根据阿基米德原理可知,重物浸入水中的体积越来越大时受到的浮力变大,根据称重法可知弹簧测力计A示数的变化;此时重物排开水的体积变大即溢出水的体积变大,据此可知弹簧测力计B示数的变化;再根据阿基米德原理判断弹簧秤A的示数变化量和弹簧秤B的示数变化量之间的关系。
【解答】解:(1)为了减小误差,并使操作最简单,可以先测量小桶的重力,再测量物体的重力,将物体浸没在液体中,记下测力计的示数,最后再测小桶与排出水的总重,故顺序为②①③④,故选C;
(2)由实验过程可知,物体浸没液体中受到的浮力:F浮=F1﹣F3;
物体排开液体的重力:G排=F4﹣F2;
若等式F1﹣F3=F4﹣F2成立,则阿基米德原理成立;
(3)若小空桶的桶壁上一开始粘有水,求排开水的重力G排=F4﹣F2;则求排开水的重力G排不受影响,因此仍能得出F浮=G排;
(4)方案二中,重物浸入水中的体积越来越大时,排开液体的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力变大,因为F浮=G﹣F示,所以弹簧测力计A的示数F示=G﹣F浮减小;
又因为重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大,溢出水受到的重力变大,所以弹簧测力计B的示数变大;
根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,所以弹簧测力计A示数的变化量和弹簧测力计B的示数变化量相等。
故答案为:(1)C;(2)F1﹣F3=F4﹣F2;(3)能;(4)减小;弹簧测力计A示数的变化量和弹簧测力计B的示数变化量相等。
【点评】本题探究影响浮力大小因素和验证阿基米德原理的实验,涉及称重法测浮力、阿基米德原理的综合应用等知识,综合性较强。
六、计算题:本大题有3小题,30题7分,31题6分,32题7分,共20分;要求在计算过程中要写清公式及必要的文字说明,运算过程和结果都要写明数值和单位。
30.(7分)神舟十三号返回舱顺利返回,实现返回舱直立着陆(如图)。已知返回舱的总质量约为3×103kg,返回舱着陆后与水平地面的接触面积约为2m2。求:(g取10N/kg)
(1)返回舱在地面受到的重力;
(2)返回舱对水平地面的压强。
【分析】(1)根据G=mg计算返回舱在地面受到的重力;
(2)返回舱对水平地面的压力等于自身的重力,根据p=计算返回舱对水平地面的压强。
【解答】解:(1)返回舱在地面受到的重力为:
G=mg=3×103kg×10N/kg=3×104N;
(2)返回舱对水平地面的压力等于自身的重力,即F=G=3×104N;
返回舱对水平地面的压强为:p===1.5×104Pa。
答:(1)返回舱在地面受到的重力为3×104N;
(2)返回舱对水平地面的压强为1.5×104Pa。
【点评】本题考查重力公式、压强公式的灵活运用,知道水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力。
31.(6分)如图是战士们进行索降救援训练的场景,战士的体重为600N,下滑时绳索竖直下垂。求:
(1)若下滑时战士与绳索间摩擦力为500N,他受到的合力及方向;
(2)当战士沿绳索匀速下滑,他受到的摩擦力。
【分析】(1)同一直线上、方向相反的两个力的合力,大小等于这两个力的大小之差,方向跟较大的那个力的方向相同;
(2)物体静止或做匀速直线运动时,受到的力是平衡力,一对平衡力大小相等,方向相反。
【解答】解:(1)下滑时战士与绳索间摩擦力为500N,重力方向竖直向下,滑动摩擦力竖直向上,他受到的合力:F合=G﹣f=600N﹣500N=100N,合力方向竖直向下;
(2)战士沿绳索匀速下滑,战士的重力与他受到的摩擦力二力平衡,大小相等,f′=G=600N。
答:(1)若下滑时战士与绳索间摩擦力为500N,他受到的合力是100N,合力方向竖直向下;
(2)当战士沿绳索匀速下滑,他受到的摩擦力是600N。
【点评】本题考查学生对同一直线上的合力以及应用二力平衡知识解决实际问题的能力,常见题目。
32.(7分)如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,逐渐浸入平静的水池中,弹簧测力计示数F与金属块下表面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时液面高度的变化,求:(g取10N/kg)
(1)金属块所受重力;
(2)h为50cm时水对金属块下表面压强;
(3)金属块的密度。(保留两位有效数字)
【分析】(1)根据图象可知0~10cm内弹簧测力计示数不变,此时金属块处于空气中,根据二力平衡条件得出金属块的重力;
(2)利用p=ρgh计算金属块下表面受到水的压强;
(3)当h在30cm~50cm之间时,弹簧测力计示数也不变,此时金属块浸没水中,根据称重法求出金属块浸没时受到的浮力;物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,根据F浮=ρ液gV排求出金属块的体积,根据G=mg求出金属块的质量,利用ρ=求出金属块的密度。
【解答】解:(1)由图象可知,当h为0~10cm时,弹簧测力计示数为40N,此时金属块处于空气中,
根据二力平衡条件可知,金属块的重力G=F拉1=40N;
(2)由图象可知,金属块刚浸没时底部所处的深度h=50cm﹣10cm=40cm=0.4m,
金属块下底面受到水的压强为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×40×10﹣2m=4000Pa;
(3)由图象可知,当h在30cm~50cm之间时,弹簧测力计示数25N不变,此时金属块浸没水中,
则金属块浸没时受到的浮力为:
F浮=G﹣F拉2=40N﹣25N=15N;
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
由F浮=ρ液gV排可得金属块的体积为:
V=V排===1.5×10﹣3m3,
由G=mg可得金属块的质量为:
m===4kg,
金属块的密度为:
ρ==≈2.67×103kg/m3。
答:(1)金属块所受重力为40N;
(2)下表面所受水的压强为4000Pa;
(3)金属块的密度为2.67×103kg/m3。
【点评】本题考查了重力公式、密度公式、阿基米德原理、液体压强公式以及称重法测浮力的应用,分析图象、得出相关信息是关键。
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