物理01卷(苏科版):2022-2023学年八年级下学期期末考前必刷卷
展开2022-2023学年八年级下学期期末考前必刷卷01
物理·全解全析
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。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.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上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。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:苏科版八年级上册第6~10章。
5.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
6.g=10N/kg。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.下列关于质量的说法正确的是( )
A.从地球带到太空中的铅笔能“悬浮”于舱内,是由于质量变小了
B.铁块熔化成铁水质量不变
C.1千克铁比1千克的花质量大
D.用粉笔在黑板上写字,手中粉笔体积变小了,但质量不变
【答案】B
【分析】质量是物体本身的一种属性,只有在所含物质的多少发生变化时才会改变,如果只是改变了形状、状态、位置则不会发生改变。
【解答】解:A、从地球带到太空中的铅笔能“悬浮”于舱内,是由于铅笔处于失重,但铅笔的质量不变,故A错误;B、铁块熔化成铁水,物质的状态发生了变化,所含物质的多少没有变化,因此质量不变,故B正确;C、1千克铁与1千克的花质量相同,故C错误;D、用粉笔在黑板上写字,手中粉笔体积变小了,所含物质的多少变小,因此质量变小,故D错误。故选:B。
2.卢瑟福的a粒子轰击金箔实验推翻了汤姆生在1903年提出的原子结构模型,为建立现代原子理论打下了基础。如图线条中,可能是a粒子在该实验中的运动轨迹,其中最能说明原子核带正电且质量较大的是( )
A.a B.b C.c D.d
【答案】D
【分析】(1)绝多数 α 粒子穿过金属箔后仍保持原来的运动方向,原子内部大部分都是空的,原子核的体积小;
(2)少数 α 粒子发生了较大角度的偏转,原子核带正电;
(3)极少数α粒子被弹回来,说明原子核质量很大;
【解答】解:A、α粒子带正电,原子核带正电,应相互排斥,a的运动轨迹错误的,故A不符合题意;
B、b运动轨迹是直线,说明原子内部大部分是空心的,故B不符合题意;
C、c的运动轨迹发生偏转,说明原子核带正电,不能说明原子核的质量大,故C不符合题意;
D、d的运动轨迹发生了最大角度的偏转,说明d撞击的原子核被弹回,同时同种电荷相互排斥,故D符合题意;
故选:D。
3.如图所示的是游客划船游玩时的场景,能使船前进的力的施力物体是( )
A.游客 B.船 C.桨 D.水
【答案】D
【分析】物体间力的作用是相互的。
【解答】解:划船时,桨对水有一个向后的作用力,由于力的作用是相互的,水也会对桨施加一个向前的力,这个力就是使船前进的动力。
故选:D。
4.关于粒子和宇宙,下列说法中正确的是( )
A.宇宙是有层次的天体结构系统,是有起源、膨胀和演化的
B.在质子、电子和原子中,尺度最小的是质子
C.原子是由是质子和中子组成的
D.炭笔画出的线放大后不连续,说明分子间有空隙
【答案】A
【分析】(1)宇宙是有层次的天体结构系统,是有起源的、膨胀的和演化的;
(2)分子由原子构成,原子由原子核和核外电子组成,原子核包括质子和中子两部分,原子核集中了原子的主要质量;
(3)原子是由原子核和核外电子组成的,原子核又是由带正电的质子和不带电的中子组成的;
(4)炭笔画出的连续的线肉眼能够看到,而单个分子非常小,人的肉眼根本看不到,因此即使不连续也不能说明分子之间有空隙。
【解答】解:A、宇宙是有层次的天体结构系统,是有起源、膨胀和演化的,故A正确。
B、原子由原子核和核外电子组成,原子核由质子和中子组成,且电子的尺度很小,则可知原子尺度最大,质子次之,电子最小,故B错误。
C、原子是由原子核和核外电子组成,原子核是由质子和中子组成的,故C错误。
D、炭黑画出的线我们可以看到,它肯定是由无数个分子构成的,而单个分子非常小,人的肉眼不能直接看到,因此即使不连续也不能说明分子之间有空隙,故D错误。
故选:A。
5.小华利用支撑法找直尺的重心,当尺静止在手指上时,如图所示,下列说法正确的是( )
A.直尺受到的重力和手指对直尺的支持力是一对相互作用力
B.直尺对手指的压力和手指对直尺的支持力是一对平衡力
C.直尺受到的重力和直尺对手指的压力是一对相互作用力
D.直尺受到的重力和手指对直尺的支持力是一对平衡力
【答案】D
【分析】二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;
一对相互作用力的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上。
【解答】解:A、直尺受到的重力和手指对直尺的支持力作用在同一物体上,不是一对相互作用力,故A错误;
B、直尺对手指的压力和手指对直尺的支持力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C、直尺受到的重力和直尺对手指的压力方向相同,不是一对相互作用力,故C错误;
D、直尺受到的重力和手指对直尺的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故D正确。
故选:D。
6.小明沿水平方向推箱子前行,推力为F,如图甲所示。推箱子过程中,其F﹣t和v﹣t的图像分别如图乙、丙所示。则下列判断正确的是( )
A.0~3s,箱子受到摩擦力大小为6N
B.t=5s时,箱子受到摩擦力大小为9N
C.3~9s时,箱子受到的摩擦力先变大后变小
D.9~12s,箱子受到摩擦力大小为6N
【答案】D
【分析】(1)当物体静止时,静摩擦力与推力二力平衡,大小相等;
(2)分析各段的运动情况和受力情况,得出结论;
当物体运动时,滑动摩擦力是不受推力大小影响的,只有匀速直线运动时,摩擦力与推力二力平衡,大小相等,当物体受到的推力变大或变小时,摩擦力都不变。
【解答】解:A、由丙图可知,前3s物体速度为零,仍处于静止状态,合力为零,则水平方向受到的摩擦力和推力是一对平衡力;由乙图可知,物体所受推力为3N,则可知摩擦力也为3N,故A错误;
BC、由图丙知9s~12s内,物体做匀速直线运动,速度为1m/s,所受推力和摩擦力一对平衡力,大小相等,由图乙知此时的推力F为6N,摩擦力也为6N,由图乙知3s~6s内,物体做加速运动,但由于压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为6N,故t=5s时,箱子受到地面的滑动摩擦力为6N,故B错误;
滑动摩擦力的大小与速度无关,所以3﹣9s,箱子受到摩擦力大小不变,故C错误;
D、由图丙知9s~12s内,物体做匀速直线运动,速度为1m/s,由图乙知此时的推力F为6N,故D正确。
故选:D。
7.下列实例中,减小了压强的是( )
A.水果刀刃磨很薄 B.铁轨铺在枕木上
C.压路机的碾子很重 D.啄木鸟的尖喙
【答案】B
【分析】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。
【解答】解:A.水果刀刃磨很薄,是为了减小受力面积来增大压强,故A不正确;
B.铁轨铺在枕木上,是为了增大受力面积来减小压强,故B正确;
C.压路机的碾子很重,是为了增大压力来增大压强,故C不正确;
D.啄木鸟的尖喙,是为了减小受力面积来增大压强,啄木鸟可以更容易的啄开树木,故D不正确。
故选:B。
8.火锅,古称“古董羹”,因食物投入沸水时发出的“咕咚”声而得名,是中国独创的美食之一,倍受大家的喜爱。在吃鸳鸯火锅时,一般会发现油腻的红锅比清淡的白锅先开;冬天吃火锅时,火锅上方“白雾缭绕”;关于吃火锅涉及的物理现象,下列说法中错误的是( )
A.加热后,一股“火锅味道”迎面扑来说明温度越高,分子运动越剧烈
B.火锅沸腾后,继续加热,温度不变
C.红锅先开说明油的沸点比水低
D.白锅因液面缺少油膜阻碍,汤液蒸发较快
【答案】C
【分析】(1)分子动理论的基本内容:物质是由分子组成的,分子永不停息地做无规则运动;温度越高,分子运动越剧烈;分子间有间隙,分子之间存在相互作用的引力和斥力;
(2)液体沸腾时要不断吸收热量,但温度保持在沸点不变;
(3)食用油的沸点高于水的沸点;
(4)影响蒸发快慢的因素有:液体温度的高低、液体表面积的大小、液体上方空气流动的速度。
【解答】解:A、根据分子动理论可知分子热运动与温度有关,加热后,“火锅味道”迎面扑来说明温度越高,分子运动越剧烈,故A正确;
B、火锅沸腾后要不断吸收热量,但温度保持在沸点不变,故B正确;
C、食用油的沸点高于水的沸点,红锅先沸腾是因为食用油覆盖在水的上面,减小了液体表面积,从而减少热量散失,所以红锅先沸腾;而相对于白锅,因液面缺少油膜阻碍,液体表面积的更大,汤液蒸发较快,故C错误,D正确。
故选:C。
9.下列情形中运动状态没有发生改变的是( )
A.汽车匀速向右转弯
B.一列正在减速进站的火车
C.正在加速升空的长征二号运载火箭
D.在空中匀速直线下落的降落伞
【答案】D
【分析】物体速度大小的改变和运动方向的改变统称为运动状态的改变;物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,其运动状态不变。
【解答】解:A、汽车匀速向右转弯,汽车运动方向发生改变,其运动状态发生改变,故A不符合题意;
B、一列正在减速进站的火车,运动速度发生改变,其运动状态发生改变,故B不符合题意;
C、正在加速升空的长征二号运载火箭,运动速度发生改变,其运动状态发生改变,故C不符合题意;
D、在空中匀速直线下落的降落伞,运动方向和速度大小都不变,即运动状态不变,故D符合题意。
故选:D。
10.有一种橡胶材料可用作在高压环境下工作的机械表面的覆盖层,该橡胶材料在常压下密度为0.8×103kg/m3。在某高压环境下,体积收缩至原体积的50%,此时其密度为( )
A.0.4×103kg/m3 B.0.8×103kg/m3
C.1.6×103kg/m3 D.3.2×103kg/m3
【答案】C
【分析】设出常温下该陶瓷材料的体积,根据ρ=表示出材料的质量,在某高压环境下,其质量不变,体积收缩至原体积的50%,利用ρ=求出此时材料的密度。
【解答】解:设常温下该陶瓷材料的体积为V,由ρ=可得该材料的质量m=ρV,
在某高压环境下,其质量不变,而体积变为V×50%,
则此时其密度为:ρ′===×0.8×103kg/m3=1.6×103kg/m3。
故选:C。
11.如图所示,底面积、质量均相同的甲、乙、丙三个容器置于水平桌面上,容器内的液面相平,容器对桌面的压强相等。现将三个相同小球(球的密度与乙中液体密度相同)分别放入甲、乙、丙容器中,小球不吸液体,液体不溢出。下列判断正确的是( )
A.放入小球前,容器内的液体质量关系:m甲>m乙>m丙
B.放入小球前,液体对容器底部的压力关系:F甲=F乙=F丙
C.放入小球后,容器对桌面的压力关系:F压甲<F压乙<F压丙
D.放入小球后,液体对容器底部的压强关系:p甲<p乙<p丙
【答案】D
【分析】(1)根据F=pS分析容器对水平桌面的压力的大小关系,根据水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力得出容器和液体总重力的大小关系,根据G=mg得出液体质量的大小关系;
(2)根据容器的形状分析压力大小与液体重力的大小关系,从而得出三个容器底部受到的压力的大小关系;
(3)根据p=分析容器底部受到的压强的大小关系;
(4)根据液体的质量和体积判定液体密度的大小关系;根据液体密度和小球密度的大小关系分析浮沉状态,根据物体浮沉条件分析浮力的大小关系。
【解答】解:A、甲、乙、丙三个容器的底面积、质量均相同,容器对桌面的压强相等,根据F=pS知容器对桌面的压力相同,又因为在水平面上容器对水平面的压力等于容器的总重力,根据G=mg可知,三个容器的总质量是相同的,由于容器的质量相同,所以液体的质量相同,即m甲=m乙=m丙,故A错误;
B、甲容器上宽下窄、乙容器上下粗细相同、丙容器上窄下宽,所以甲容器底部受到的压力小于液体的重力,乙容器底部受到的压力等于液体的重力,丙容器底部受到的压力大于液体的重力,液体的重力相同,所以F甲<F乙<F丙,故B错误;
C、由图可知,甲液体的体积最大,丙液体的体积最小,液体的质量相同,根据ρ=可知,ρ甲<ρ乙<ρ丙;球的密度与乙中液体密度相同,所以小球在甲中下沉,浮力小于小球的重力;小球在乙中悬浮,浮力等于自身的重力;小球在丙中漂浮,浮力等于自身的重力,所以小球所受浮力关系:F浮甲<F浮乙=F浮丙,故C错误;
D、放入小球后,液面都会升高,根据容器的形状可知,容器底部受到的液体压力的大小关系为:F甲<F乙<F丙,根据p=可知,液体对容器底部的压强关系:p甲<p乙<p丙,故D正确。
故选:D。
12.建设桥梁的过程中,要向水中沉放大量的施工构件。如图甲所示,假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示(ρ水=1×103kg/m3)。下列判断正确的是( )
A.构件的边长为 4m
B.构件的密度为 3×103kg/m3
C.构件所受的最大浮力为 1.6×105N
D.构件所受的重力为 2×105N
【答案】B
【分析】(1)由乙图可知当构件完全浸没时,下表面到水面的距离为2m,所以构件的边长为2m;
(2)由乙图可知构件浸入水中的过程中排开水的体积逐渐变大,根据阿基米德原理可知构件所受浮力F1变大,钢绳拉力F2变小,构件完全浸没时,所受浮力达到最大,钢绳拉力最小,由图可知拉力F2的最小值,根据体积公式计算构件的体积,根据阿基米德原理计算构件完全浸没时受到的浮力,构件的重力等于构件受到分浮力与拉力之和,根据m=计算构件的质量,根据密度公式计算构件的密度。
【解答】解:A、由乙图可知当构件完全浸没时,下表面到水面的距离为2m,所以构件的边长为2m,故A错误;
BCD、由乙图可知构件浸入水中的过程中排开水的体积逐渐变大,根据阿基米德原理可知构件所受浮力F1变大,钢绳拉力F2变小,构件完全浸没时,所受浮力达到最大,钢绳拉力最小,由图可知拉力F2的最小值为1.6×105N,
构件的体积:V=2m×2m×2m=8m3,
构件完全浸没时受到的浮力:F1=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N,故C错误;
则构件的重力:G=F1+F2=8×104N+1.6×105N=2.4×105N,故D错误;
构件的质量:m===2.4×104kg,
构件的密度:ρ===3×103kg/m3,故B正确。
故选:B。
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共28分)
13.如图所示,订书机钉槽内的订书钉之所以不会松脱,是因为固定在槽内后部的处于压缩状态的弹簧给订书钉一个向 左 (填“左”或“右”)的弹力,这个力的施力物体是 弹簧 (选填“弹簧”或“订书针”),在使用过程中随着书钉的逐渐减少,这个力将 减小 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】左;弹簧;减小。
【分析】物体发生弹性形变时会产生弹力,形变的程度越大,弹力会越大。
【解答】解:(1)读图可知,订书机钉槽内的订书钉之所以不会松脱,是因为固定在槽内后部的弹簧发生了形变,会给钉子一个向左的弹力;
(2)在使用过程中,随着钉子的减少,弹簧形变程度变小,给钉子的这个力将减小。
故答案为:左;弹簧;减小。
14.我国神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火发射,成功将3名航天员送入天和核心舱,在发射时火箭周围产生大量“白气”,这是 液化 现象(填一种物态变化名称)。航天员在舱内用餐时,闻到了一股饭菜香,这是 扩散 现象;用注射器取水后封住前端,用力推活塞,水很难被压缩,说明分子间存在 斥力 。
【答案】液化;扩散;斥力。
【分析】(1)物质从气态变成液态称为液化;
(2)不同的物质在相互接触时,物质的分子互相进入对方的现象就叫扩散现象;
(3)分子间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解:在发射时火箭周围产生大量“白气”,是水蒸气遇冷液化形成的;
航天员在舱内用餐时,闻到了一股饭菜香,是因为分子在不停地做无规则运动,这属于扩散现象;
用注射器取水后封住前端,用力推活塞,水很难被压缩,说明分子间存在斥力。
故答案为:液化;扩散;斥力。
15.2021年东京奥运会中,铅球运动员巩立姣凭借最后一投,为中国田径队夺得首金。比赛中,运动员奋力一掷,铅球飞向空中,此现象说明力可以改变物体的 运动状态 ;用相同的力投掷时,如果运动员投掷角度太低,铅球就飞不远,这是由于力的 方向 不同,产生的效果也不同;最终铅球要落回地面,这是由于受到 重 力作用。
【答案】运动状态;方向;重。
【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)力的三要素有:力的大小、方向、作用点,它们都影响力的作用效果。
(3)重力的方向竖直向下。
【解答】解:铅球从运动员手中掷出后,由静到动,运动速度大小变化,这表明力可以改变物体的运动状态;
如果运动员投掷角度太低,铅球就飞不远,这是由于力的作用效果与力的方向有关;
最终铅球要落回地面,这是由于受到重力的作用。
故答案为:运动状态;方向;重。
16.如图所示,空中加油机正在给战机加油。以空中加油机为参照物,战机是 静止 (选填“静止”或“运动”)的。加满油后的战机的惯性 大于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)加油前战机的惯性。战机从高空投出炸弹打击地面建筑物,要准确击中目标,飞机应到达目标 前 (选填“前”、“后”或“正上方”)投弹。
【答案】静止;大于;前。
【分析】(1)判断一个物体是运动还是静止,关键是看物体与参照物之间的相对位置是否发生了改变,如果发生改变,则是运动的,如果没发生改变,则是静止的。
(2)物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性,惯性的大小只与物体的质量有关。
【解答】解:空中加油机正在给战机加油时,以加油机为参照物,战机和加油机之间的位置没有发生改变,所以战机是静止的。
由于惯性的大小只与物体的质量有关,加满油后的战机质量增大,所以加满油后的战机的惯性大于加油前战机的惯性。
飞行的战机,投出的弹由于惯性要保持原来向前的运动状态继续向前运动,所以要击中地面上的目标,应在到达目标上方前投弹。
故答案为:静止;大于;前。
17.小华在做测量物体A密度的实验时,先将天平放在水平桌面上,调节天平平衡后,他将物体A放在天平的左盘,在右盘添加砝码并移动游码,当天平再次平衡时,右盘内所加的砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示,则物体A的质量为 72 g。然后小华将物体A用细线拴住放入装有60mL水的量筒中,量筒中水的体积如图乙所示,物体A的体积为 20 cm3,物体A的密度为 3.6 g/cm3。
【答案】72;20;3.6。
【分析】砝码质量与游码示数之和是被测物体的质量;根据图示量筒,读出水与物体A的总体积,求出物体的体积,然后由密度公式求出物体的密度。
【解答】解:由图甲可知,天平横梁标尺的分度值是0.2g,游码示数是2g,物体的质量是50g+20g+2g=72g;
由图乙可知,量筒的分度值是2mL,量筒示数是80mL,物体A的体积是V=80mL﹣60mL=20mL=20cm3;
物体A的密度ρ===3.6g/cm3;
故答案为:72;20;3.6。
18.如图所示,甲、乙薄壁柱形容器装有等质量的水置于水平地面,质地均匀柱体A、B漂浮在水面上。柱体A的体积V=2×10﹣4m3,其一半体积浸入水中,容器底面积S1<S2,水深h1<h2。则A、B受的浮力FA < FB,A、B的密度ρA < ρB(均选填“<”、“=”或“>”),A的重力为 1 N。(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
【答案】<;<;1。
【分析】(1)柱形容器中水的质量相同,且甲容器的底面积小于乙容器的底面积,在没有放入柱体A、B时,甲容器中水面的高度较高,当放入柱体A、B后,水深h1<h2,据此判断出柱体A排开水的体积,再根据阿基米德原理判断出柱体A、B受到浮力的关系;
(2)根据漂浮条件得出柱体A、B的密度和水的密度的关系,即可确定A、B的密度关系;
(3)根据物体沉浮条件和阿基米德原理可求出物体A的重力。
【解答】解:柱形容器中水的质量相同,且甲容器的底面积S1小于乙容器的底面积S2,在没有放入柱体A、B时,甲容器中水面的高度较高,当放入柱体A、B后,水深h1<h2,则柱体B排开水的体积较大,由阿基米德原理可知A、B受到浮力FA<FB;
已知柱体A、B漂浮,根据物体的漂浮条件和阿基米德原理可知,
柱体A所受浮力为:FA=GA,即ρAgVA=ρ水gVA排=ρ水gVA,则ρA=ρ水,
柱体B所受的浮力为:FB=GB,即ρBgVB=ρ水gVB排,由图可知,B排开水的体积大于VB,则ρB>ρ水,所以ρA<ρB;
柱体A所受浮力为:FA=ρ水gVA排=ρ水gVA=1×103kg/m3×10N/kg××2×10﹣4m3=1N,
所以A的重力GA=FA=1N。
故答案为:<;<;1。
19.一个铁铸件,不小心碰掉了一块,再用铜补起来测得其质量增加了100g,则碰掉的一小块铸铁的质量为 790 g,所补铜块体积为 1×10﹣4 m3。(铁的密度为7.9g/cm3,铜的密度为8.9g/cm3)
【答案】790;1×10﹣4。
【分析】设碰掉的体积为V,用铜补起来测得其质量增加了100g,结合密度计算公式求得所补铜块体积,进一步利用密度计算公式求得铸铁的质量。
【解答】解:设碰掉的体积为V,用铜补起来测得其质量增加了100g,所以ρ铜V﹣ρ铁V=100g,
解得V=100cm3=1×10﹣4m3,
碰掉一小块铁铸件的质量m铁=ρ铁V=7.9×103kg/m3×1×10﹣4m3=0.79kg=790g。
故答案为:790;1×10﹣4。
20.用钢丝绳吊起一个重力为1500牛的物体,当该物体在空中静止时,绳对物体的拉力大小为 1500 牛;当绳拉着物体匀速上升时,绳对物体的拉力 等于 1500牛(填“大于”、“等于”或“小于”);当绳拉着物体匀速下降时,绳对物体的拉力方向为 竖直向上 。
【答案】1500;等于;竖直向上。
【分析】静止的物体和匀速直线运动的物体都受到平衡力的作用。
吊在空中静止的物体和匀速直线运动的物体都受到重力和拉力的作用,这两个力是一对平衡力,平衡力的大小相等,方向相反。
【解答】解:物体受到竖直向下的重力以及竖直向上的拉力,当物体在空中静止时,处于平衡状态,所以拉力与重力大小相等,为1500N。
当绳拉着物体匀速上升时,物体处于仍处于平衡状态,此时拉力与重力大小相等,等于1500N。
当绳拉着物体匀速下降时,绳对物体的拉力和物体受到的重力是一对平衡力,大小相等,方向相反。则绳对物体的拉力方向竖直向上。
故答案为:1500;等于;竖直向上。
21.如图,潜水员从装备船进入海水往下深潜,对于潜水员来说,装备船是 运动 (选填“静止”或“运动”)的,当潜到海下20m深度时,潜水员受到海水的压强为 2.06×105 Pa,在海下能看到阳光,是因为阳光进入海水时发生了 折 射。(g取10N/kg,ρ海水=1.03×103kg/m3)
【答案】运动;2.06×105;折。
【分析】(1)研究物体的运动情况时,首先要选取一个物体作为标准,这个被选作标准的物体叫做参照物。如果物体相对于参照物位置变了,则物体是运动的,相对于参照物位置不变,则物体是静止的;
(2)根据p=ρgh算出潜水员受到海水的压强;
(3)光线从一种介质传向另一种介质时,传播方向发声改变,这就是光的折射现象。
【解答】解:潜水员从装备船进入海水往下深潜,对于潜水员来说,装备船与潜水员之间有位置的变化,所以对于潜水员来说,装备船是运动的;
当潜到海下20m深度时,潜水员受到海水的压强为:
p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×20m=2.06×105Pa;
在海下能看到阳光,是因为阳光从空气中进入海水时发生了折射。
故答案为:运动;2.06×105;折。
22.如图甲所示,圆柱形容器置于水平桌面上,在容器内放入一个底面积为20cm2、高为20cm的圆柱形物块,物块底部的中心通过一段细线与容器底部相连。向容器内缓慢注入水直至将其注满,如图乙所示。已知在注入水的过程中细线对物块的拉力F随水深度的变化关系图象如图丙所示,则物块的密度为 0.75×103 kg/m3,绳子最大拉力为 1 N。(ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】0.75×103;1。
【分析】(1)由图丙可知,当水深为30cm以后,绳子的拉力不再发生变化,则h=30cm时圆柱体恰好完全浸没,减去圆柱体的长度即为绳子的长度;由图丙可知,当h′=25cm时,圆柱体处于临界状态,受到的浮力和自身的重力相等,减去圆柱体的长度即为此时圆柱体下表面所处的深度,根据体积求出圆柱体排开水的体积,根据阿基米德原理求出圆柱体受到的浮力即为圆柱体的重力,根据G=mg求出圆柱体的质量,根据V=Sh求出圆柱体的体积,利用密度公式求出圆柱体的密度;
(2)当物体浸没时绳子的拉力最大,根据阿基米德原理求出圆柱体受到的浮力,圆柱体受到的浮力减去重力即为绳子的最大拉力。
【解答】解:(1)由图丙可知,当水深为30cm以后,绳子的拉力不再发生变化,则h=30cm时,圆柱体恰好完全浸没,
所以,绳子的长度:L=h﹣h圆柱体=30cm﹣20cm=10cm,
由图丙可知,当h′=25cm时,圆柱体处于临界状态,受到的浮力和自身的重力相等,此时圆柱体下表面所处的深度:h1=h′﹣L=25cm﹣10cm=15cm,
圆柱体排开水的体积:V排=S圆柱体h1=20cm2×15cm=200cm3=3×10﹣4m3,
则圆柱体的重力:G圆柱体=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣4m3=3N,
由G=mg可得,圆柱体的质量:m圆柱体==0.3kg,
圆柱体的体积:V圆柱体=S圆柱体h圆柱体=20cm2×20cm=400cm3=4×10﹣4m3,
圆柱体的密度:ρ圆柱体===0.75×103kg/m3;
(2)当物体浸没时绳子的拉力最大,此时圆柱体受到的浮力:
F浮′=ρ水gV圆柱体=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣4m3=3N,
绳子的最大拉力:
F拉力=F浮′﹣G=3N﹣2N=1N。
故答案为:0.75×103;1。
三、作图题(本题共2小题,每空2分,共4分)
23.如图中,外力F将木块压在竖直墙壁上,处于静止状态,在图中画出木块在竖直方向受到的力的示意图。
【答案】
【分析】(1)物体在竖直方向受到重力和摩擦力的作用,因为物体处于静止状态,所以重力和摩擦力是一对平衡力;
(2)找到两个力的三要素:作用点均在重心上,重力方向竖直向下,摩擦力方向竖直向上,大小相等,最后会用一条带箭头的线段把两个力的三要素表示出来。
【解答】解:木块在竖直方向受到重力和摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相等、方向相反,作用在同一条直线上;重力从重心竖直向下画,并标出G;摩擦力从重心竖直向上画,并标出f,如下图所示:
24.物体沿斜面匀速下滑,在图中画出物体所受力的示意图。
【答案】
【分析】分析物体沿斜面匀速下滑时受到的力,并确定各力的作用点和方向,然后按照力的示意图的画法作图。
【解答】解:在斜面上匀速下滑的物块受重力G、支持力F和摩擦力f的作用,其中重力的方向竖直向下,支持力垂直于物体的下表面向上,摩擦力的方向沿斜面向上,如图所示:
四、实验题(本题共3小题,每空1分,共17分)
25.小明与同学们做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验时,如右图所示的A、B、C、D四个实验步骤,最科学合理的实验顺序是 CADB 。
【设计与进行实验】小明利用三个不同物体a、b、c进行实验探究,下表是小明实验中的记录表格,请将表格中①处的内容补充完整。
物体
物重/N
物体浸没在水中测力计的示数F/N
①
空桶重G0/N
桶与排开水的总重G1/N
排开水重G排/N
a
1.2
0.7
0.5
0.6
1.1
0.5
b
2
1.4
0.6
0.6
1.2
0.6
c
2.4
1.7
0.7
0.6
1.2
0.6
【分析与论证】
分析表中物体a、b的实验数据,可得出实验结论:浸在液体中的物体所受浮力大小 等于 (选填“等于”或“不等于”)物体排开液体所受的重力。
【交流与评估】
(1)小明在探究物体c所受浮力的大小跟排开液体所受重力关系的实验中,发现数据明显与其他组数据反映的规律不符。为了得出结论,他将c组数据中的桶与排开水的总重G1改为1.3N,排开水重G排改为0.7N,请你评价他的这种做法: 这种做法不正确,没有树立实事求是的科学态度 ;针对此实验数据重新进行分析,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小于它所受的浮力,请分析实验操作中可能造成这种结果的原因: 利用物体c进行实验时,溢水杯没有装满水(或排开的水没有全部流入小桶) 。
(2)实验后小组成员又进行了交流,要验证阿基米德原理,物体 不一定 (选填“一定”或“不一定”)要浸没在水中。
(3)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,则上图中的步骤 D (选填“A”“B”“C”或“D”)可不使用弹簧测力计。
【答案】CADB;【设计与进行实验】①浮力F浮/N;【分析与论证】等于;【交流与评估】(1)这种做法不正确,没有树立实事求是的科学态度;利用物体c进行实验时,溢水杯没有装满水(或排开的水没有全部流入小桶);(2)不一定;(3)D。
【分析】要先测物块的重力和空桶的重力,然后再把物块浸没在水中,读出弹簧测力计的示数,根据称重法求出浮力;最后再测出桶和溢出水的重力得出排开水的重力;
【设计与进行实验】分析表格数据,得出结论;
【分析与论证】浸在液体中的物体所受浮力大小等于物体排开液体所受的重力;
【交流与评估】
(1)在实验过程中,应实事求是,不应该随意改动测量数据;
在实验中,排除测量误差因素的影响,从溢出水的体积小于排开水的体积考虑;
(2)根据实验过程可知要验证阿基米德原理,物体不一定要浸没在水中;
(3)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,此物体会漂浮在液面上,因此可以不用弹簧测力计,利用物体的漂浮条件求浮力。
【解答】解:为便于操作和减小误差,则合理的实验顺序是CADB;
【设计与进行实验】根据表格可知,①应该填写浮力F浮/N;
【分析与论证】分析表中物体a、b的实验数据,可得出实验结论:浸在液体中的物体所受浮力大小等物体排开液体所受的重力;
【交流与评估】
(1)在实验过程中,应实事求是,不应该随意改动测量数据,所以他的做法是错误的,不符合实验要求,物理实验要坚持实事求是的态度;
故下一步的操作应找出原因重做实验,再次得到实验数据;
在实验中,若溢水杯没有装满水,造成溢出水的体积小于排开水的体积,则排开水的重力明显小于所受的浮力(或排开的水没有全部流入小桶);
(2)要验证阿基米德原理,物体不一定要浸没在水中;
(3)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,此物体会漂浮在液面上,物体受到的浮力等于物体的重力,则图D步骤中可不使用弹簧测力计。
故答案为:CADB;【设计与进行实验】①浮力F浮/N;【分析与论证】等于;【交流与评估】(1)这种做法不正确,没有树立实事求是的科学态度;利用物体c进行实验时,溢水杯没有装满水(或排开的水没有全部流入小桶);(2)不一定;(3)D。
26.在做“探究阻力对物体运动的影响”实验中;
(1)用小车在水平面上 滑行的距离 ,来反映阻力对小车运动的影响情况。
(2)固定斜面,分别将小车从斜面上 相同 (选填“相同”或“不同”)高度由静止释放,根据图(1)中的实验现象可知:小车受到的阻力越小,滑行的距离 越远 。
(3)十六世纪末,伽利略已通过类似实验和推理得出结论;如果运动的物体没有阻力的影响,它将在水平面上一直运动下去。因此,物体运动 不需要 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。图(2)是伽利略的实验和推理示意图,其中属于推理的是 甲 (选填“甲”或“乙”)。
【答案】(1)滑行的距离;(2)相同;越远;(3)不需要;甲。
【分析】(1)本实验中,通过小车在水平面上运动的距离来反映阻力对小车运动的影响情况;
(2)在本实验中,探究阻力对物体运动的影响时,应控制小车到达水平面的初速度相同;
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)牛顿第一定律的形成过程实质是研究阻力对物体运动的影响,采用了逐渐逼近的方法,即先实验再推理,根据这一特点判断伽利略的实验和推理示意图。
【解答】解:(1)本实验中,在压力不变时,小车在水平表面受到阻力的大小由接触面的粗糙程度决定,通过观察小车在水平面上运动的距离来反映阻力对小车运动的影响情况,采用了转换法;
(2)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;
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)如果运动的物体没有阻力的影响,它将在水平面上一直运动下去。说明物体运动不需要力来维持。图乙是伽利略的实验示意图,图甲是伽利略的推理示意图。
故答案为:(1)滑行的距离;(2)相同;越远;(3)不需要;甲。
27.(1)物理兴趣课堂上老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。国国同学找到的器材有:海绵和两瓶完全相同的矿泉水。
①该同学通过观察 海绵的形变程度 来反映压力的作用效果,这种方法叫做 转换法 ;
②如图甲、乙所示,国国将两瓶完全相同的矿泉水分别倒立和正立放在海绵上,其目的是控制压力大小相同,改变受力面积的大小。从实验现象中得出的结论是:当压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越 明显 (选填“明显”或“不明显”)
(2)国国同学用如图丙所示的装置“探究二力平衡的条件”:
①实验时要把小车放在水平光滑的桌面上,是为了避免 摩擦 力对实验的影响;实验中通过向挂在小车两端的托盘里加减砝码,调节小车在水平方向上所受拉力大影响;
②为了探究不在同一直线上的两个力是否能平衡,国国将小车在水平桌面上 转过 一个角度,松手后小车观察到 不能 (选填“能”或“不能”)平衡。
【答案】(1)海绵的形变程度;转换法;明显;(2)摩擦;转过;不能。
【分析】(1)本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,由控制变量法,研究压力的作用效果与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。
(2)“探究二力平衡条件”这个实验很重要的一点就是尽量减少物体受到的摩擦力对实验的影响;二力平衡的条件之一是作用在同一条直线上。
【解答】解:(1)①该同学通过观察海绵受到压力时,其形变程度来反映压力的作用效果。
压力的作用效果不容易直接观察,通过海绵的形变来反映,这是转换法。
②将两瓶矿泉水正立和倒立时,瓶对海绵的压力相同,但受力面积不同。由图甲、乙知,压力相同时,受力面积越小,海绵的形变程度越明显,说明压力的作用效果越明显。
(2)①小车放在水平光滑的桌面上,可避免阻力对实验的影响,若桌面的阻力较大,会造成小车在水平方向上的两个拉力大小不等,不能达到探究目的。
②要探究不在同一直线上的两个力是否平衡,需要让作用在小车上的两个拉力作用线不同在一直线,所以将小车在水平桌面上转过一定角度,两个拉力的作用线便不在同一直线上了。
转过一定角度的小车,放手后不能平衡,因为水平方向上所受的两个拉力不在同一直线上。
故答案为:(1)海绵的形变程度;转换法;明显;(2)摩擦;转过;不能。
五、计算题(本题共3小题,共27分)
28.(8分)将质量为330g的铝制圆柱体轻轻地放入水槽中,使它静止于水槽底部(圆柱体的底部与水槽的底部不密合),此时槽中水深h=0.05m,如图所示,已知圆柱体底面积为3×10﹣3m2,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,求:
(1)水对圆柱体底部的压强p1;
(2)圆柱体对水槽底部的压强p2。
【答案】(1)水对圆柱体底部的压强为500Pa;
(2)圆柱体对水槽底部的压强为600Pa。
【分析】(1)知道槽中水深,根据p=ρ水gh求出水对圆柱体底部的压强;
(2)知道铝制圆柱体的质量,根据G=mg求出圆柱体的重力,根据V=Sh求出圆柱体排开水中的体积,利用F浮=ρ水gV排求出圆柱体所受的浮力,圆柱体对水槽底部的压力等于自身的重力减去受到的浮力,利用p=求出圆柱体对水槽底部的压强。
【解答】解:(1)水对圆柱体底部的压强:
p1=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa;
(2)圆柱体的重力:
G=mg=330×10﹣3kg×10N/kg=3.3N,
圆柱体排开水中的体积:
V排=Sh=3×10﹣3m2×0.05m=1.5×10﹣4m3,
圆柱体所受的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×10﹣4m3=1.5N,
圆柱体对水槽底部的压力:
F=G﹣F浮=3.3N﹣1.5N=1.8N,
圆柱体对水槽底部的压强:
p2===600Pa。
答:(1)水对圆柱体底部的压强为500Pa;
(2)圆柱体对水槽底部的压强为600Pa。
29.(8分)如图所示,是小红和小明在雪地里的情境,小红的双脚陷入雪中,而小明因为穿着滑雪板仅在雪地上留下浅痕。已知小红(连同装备)的总质量为50kg,她的双脚跟雪地的总接触面积为0.04m2,小明(连同装备)的总质量为69kg,两只滑雪板跟雪地的总接触面积为0.3m2,g取10N/kg。
(1)求小红双脚站立时对雪地的压力大小;
(2)试通过计算,分析说明小红陷入雪地而小明未陷入雪地的原因。
【答案】(1)小红双脚站立时对雪地的压力为500N;
(2)因为p红>p明,所以小红陷入雪地而小明没有陷入雪地。
【分析】(1)根据F=G=mg计算小红双脚站立时对雪地的压力;
(2)根据F=G=mg得出滑雪板对雪地的压力,根据p=得出小红双脚站立时、滑雪板对地面的压强,比较即可。
【解答】解:(1)小红双脚站立时对雪地的压力为F=G=mg=50kg×10N/kg=500N;
(2)小红(连同装备)对雪地的压强p==1.25×104Pa,
小明(连同装备)对雪地的压力F′=G′=m′g=69kg×10N/kg=690N,
小明(连同装备)对雪地的压强p′==2.3×103Pa,
因为p红>p明,所以小红陷入雪地而小明没有陷入雪地。
答:(1)小红双脚站立时对雪地的压力为500N;
(2)因为p红>p明,所以小红陷入雪地而小明没有陷入雪地。
30.(11分)如图甲所示,是小冬老师探究浮力大小与哪些因素有关的装置。升降台上有重为2N、底面积为200cm2的盛水薄壁柱形容器(足够高)、底面积为100cm2的圆柱体A。其上表面中央沿竖直方向固定一根体积不计的细杆,下表面刚好与水面接触。现将升降台以1cm/s的速度匀速竖直向上运动,通过细杆上端压力传感器测得细杆对圆柱体A的作用力F的大小与时间t的关系图象如图乙所示。求:
(1)圆柱体A的质量。
(2)圆柱体A的密度。
(3)第4s末容器对升降台的压强。
【答案】(1)圆柱体A的质量为0.6kg。
(2)圆柱体A的密度为0.6×103kg/m3;
(3)第4s末容器对升降台的压强1200Pa。
【分析】(1)由图可知圆柱体A的重力为6N,根据重力公式计算圆柱体A的质量;
(2)由图乙可知3s时,细杆对A的拉力为0,此时A受到的浮力等于自身重力,
3s后细杆对A有向下的压力,5~7s细杆对A的压力不变为4N,说明此时A浸没,进一步计算A受到的浮力,根据阿基米德原理计算A的体积,根据密度公式计算圆柱体A的密度;
(3)7s后细杆对A的压力变大,说明此时A触底,升降台以1cm/s的速度匀速竖直向上运动,据此计算升降台升高的高度,也就是容器中原有水面的高度,根据重力公式、密度公式计算容器中原有水的重力,
根据速度公式计算第4s末升降台升高的高度,设此时水面升高的高度为Δh,根据体积公式可得S容Δh=SA(h升+Δh),代入数据解方程可得Δh的值,
根据体积公式计算圆柱体A排开水的体积,根据阿基米德原理计算A受到的浮力,
此时容器对升降台的压力等于水的重力、容器的重力、A受到的浮力之和,根据压强公式计算容器对升降台的压强。
【解答】解:(1)由图可知圆柱体A的重力为6N,则圆柱体A的质量:m===0.6kg;
(2)由图乙可知3s时,细杆对A的拉力为0,此时A受到的浮力等于自身重力,
3s后细杆对A有向下的压力,5~7s细杆对A的压力不变为4N,说明此时A浸没,A受到的浮力:F浮=G+F压=6N+4N=10N,
根据阿基米德原理可知A的体积:V=V排===10﹣3m3,
圆柱体A的密度:ρ===0.6×103kg/m3,;
(3)7s后细杆对A的压力变大,说明此时A触底,则升降台升高的高度为1cm/s×7s=7cm,也就是说容器中原有水面的高度为7cm,
容器中原有水的重力:G水=m水g=ρ水S容h水g=1.0×103kg/m3×200×10﹣4m2×7×10﹣2m×10N/kg=14N,
第4s末升降台升高的高度为1cm/s×4s=4cm,
设此时水面升高的高度为Δh,根据体积公式可得S容Δh=SA(h升+Δh),
代入数据可得200cm2×Δh=100cm2×(4cm+Δh),
解方程可得Δh=4cm,
圆柱体A排开水的体积V排′=SA(h升+Δh)=100cm2×(4cm+4cm)=800cm3=8×10﹣4m3,
A受到的浮力:F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3=8N,
此时容器对升降台的压力等于水的重力、容器的重力、A受到的浮力之和,则容器对升降台的压强p====1200Pa。
答:(1)圆柱体A的质量为0.6kg。
(2)圆柱体A的密度为0.6×103kg/m3;
(3)第4s末容器对升降台的压强1200Pa。
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