天津市第九十中学2022-2023学年八年级下学期期中物理试卷
展开2022-2023学年天津九十中八年级(下)期中物理试卷
1. 关于物体的惯性,以下说法正确的是( )
A. 高速飞行的子弹具有惯性,穿入木头静止后惯性消失
B. 驾驶员系安全带,是为了减小驾驶员的惯性
C. 物体静止时才具有惯性
D. 百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来,是由于运动员具有惯性
2. 超市里,小明用水平方向的力,推着购物车在水平地面上做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A. 购物车对地面的压力与地面对购物车的支持力是一对平衡力
B. 购物车所受的推力与地面对购物车的摩擦力是一对平衡力
C. 购物车所受的重力与购物车对地面的压力是一对相互作用力
D. 购物车对小明的力与地面对小明的摩擦力是一对相互作用力
3. 如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。下列判断正确的是( )
A. t=1s时,物体受平衡力的作用 B. t=6s时,将F撤掉,物体立刻静止
C. 2∼4s内物体所受摩擦力逐渐增大 D. t=3s时,物体所受摩擦力是3N
4. 如图为同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,它们的高度之比为2:1,底面积之比为1:2,则它们的质量mA:mB和对地面的压强pA:pB分别为( )
A. mA:mB=2:1,pA:pB=2:1
B. mA:mB=1:1,pA:pB=2:1
C. mA:mB=1:1,pA:pB=1:1
D. mA:mB=2:1,pA:pB=1:1
5. 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. 高压锅煮饭 B. 拔火罐 C. 吸饮料 D. 吸盘紧贴在墙面
6. 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液体的密度:ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙
④容器对桌面的压强:p甲′=p乙′
A. 只有①和③ B. 只有①和④ C. 只有②和③ D. 只有③和④
7. 为避免乘客候车时发生事故,站台上设置了安全线,如图所示,人必须在安全线外候车当高铁进站时,以下说法正确的是( )
A. 人前方的气流速度小于人后方的
B. 人前方的空气压强大于人后方的
C. 空气对人前方与后方都有压力,这两个力不平衡
D. 若人站在安全线前,气流会把人推向安全线的左侧
8. 小华用如图甲所示进行实验“探究影响浮力大小的因素”,A是实心圆柱体,根据数据作出的弹簧测力计示数F与物体浸入水中的深度h的关系图象如图乙,从图乙可知( )
A. 物体受到的重力为2N
B. 当物体浸没在水中时受到的浮力为2N
C. 该物体的密度为1.0×103kg/m3
D. 浸入液体的物体所受的浮力大小与深度成正比
9. 把一块橡皮泥捏成实心球状,轻轻放到烧杯内的水面上,静止之后,实心球橡皮泥沉到容器底部,再把它捏成碗状,轻轻放到该烧杯内的水面上,橡皮泥漂浮在水面上,如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 水对容器底部的压强p甲>p乙 B. 水对容器底部的压强p甲=p乙
C. 橡皮泥所受的浮力F甲>F乙 D. 橡皮泥所受的浮力F甲
A. 1N B. 10N C. 100N D. 1000N
11. 下列说法正确的有( )
A. 牛顿第一定律可以用实验直接验证
B. 物体运动的方向发生改变,一定受到了力的作用
C. 拔河比赛中,胜利方受到的拉力,与失败方受到的拉力大小相等、方向相反
D. 围绕地球做圆周运动的天和核心舱,速度大小不变,一定受到了平衡力的作用
12. (双选)甲、乙两个完全相同的密闭圆台形容器,一正一反放置在水平桌面上,装有质量和深度都相等的不同液体,如图所示.则下列说法正确的是( )
A. 甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
B. 甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强
C. 甲容器底部受到液体的压力等于乙容器底部受到液体的压力
D. 甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强
13. 水平桌面上放置一底面积为S的薄壁圆筒形容器,内盛某种液体,将质量分别为mA、mB、mc,密度分别为ρA、ρB、ρC的均匀实心小球A、B、C放入液体中,A球漂浮,B球悬浮,C球下沉,如图所示,它们所受的浮力分别为FA、FB、FC。下列选项正确的是( )
A. 若mA=mB=mC,则FA=FB>FC
B. 将C球截去部分后,剩余部分可能上浮
C. 只取出A球,容器中液面的高度升高了mAρBS
D. 三球放入液体前后,液体对容器底部的压强变化了(mA+mB+mcρBρc)gS
14. 如图所示,用力F=30N,按住一重G=10N的木块,当木块沿竖直方向匀速下滑时,木块受到的摩擦力的大小是______,方向是______.
15. 桥头立着图所示的限重标志牌,为防止桥面损坏,行驶在桥上的载重汽车对桥面的压力不应超过______ N;重型载重汽车装有多个车轮,是为了______ (选填“增大”或“减小”)对路面的压强.(g=10N/kg)
16. 如图所示的平底容器质量为0.3kg,底面积为3×l0−3m2,内装0.6kg的水后,测得容器中水深15cm,若将该容器放在面积为1m2的水平桌面中央,则容器对桌面的压强为______Pa,容器中的水对容器底的压力大小为______N.(忽略容器厚度,取g=10N/kg)
17. 如图,同学们自制了甲、乙两个实验装置,其中能用来观察大气压随高度变化的是图______ (选填“甲”或“乙”)装置;将该装置从一楼拿到十楼,玻璃管中的水柱将会______ (选填“升高”或“降低”)一些。
18. 如图中是同学们做过的两个物理实验.甲现象:在两张纸片中间向下吹气,可观察到两纸片靠拢,其原因是______.乙现象:铁桶内放些水,烧开后把开口堵住,再浇上冷水,可看到铁桶压扁,其原因是______.
19. 小明有一个不吸水的工艺品,底座为质地均匀的柱形木块A,木块上粘有合金块B.他将工艺品竖直放置在水中(如图甲),静止时木块浸入水中的深度为h1;按图乙竖直放置,静止时木块浸入水中的深度为h2,工艺品所受浮力与甲图相比______(选填“变大”“变小”或“不变”)。因粘合处松开导致合金块沉底,若不计粘合材料的影响,合金的密度为水的n倍,当木块在水中竖直静止时浸入的深度h3=______(用h1、h2、n表示)。
20. 一个重2N的木块静止在斜面上,请作出木块对斜面的压力及木块所受静摩擦力的示意图。
21. 请在图中画出小球所受力的示意图。
22. 一长方体实心木块,随着传送带一起以相同的速度向左做匀速直线运动,忽略空气阻力,请画出木块的受力示意图。
23. 在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢没入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.2
2.0
1.7
1.7
1.9
(1)分析比较实验步骤A和______ ,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析比较A、B、C、D可以得到结论:______ 。
(2)分析实验数据可知,F中液体密度______ (选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度。
(3)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是______ N,金属块密度为______ kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(4)本实验运用______ 的物理方法。
24. 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)求木块体积有多大?
(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。
25. 在做“探究影响液体压强大小因素”的实验时,同学们设计了如图所示的实验探究方案,图(a)、(b)、(d)中金属盒在液体中的深度相同.实验测得几种情况下压强计的U形管两侧液面高度差的大小关系是h4>h1=h2>h3.
(1)实验中液体压强的大小变化是通过比较______ 来判断的,这种方法通常称为______ .
(2)使用压强计前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置______ (选填“漏气”或“不漏气”).若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差,应通过方法______ 进行调节.
①从U形管内倒出适量的水;②拆除软管重新安装;③向U形管内加适量的水.
(3)由图(a)和图______ 两次实验数据比较可以得出:液体的压强随深度的增加而增大.
(4)比较图(a)和图(b)两次实验数据比较可以得出:______ .
(5)小明通过图(c)和图(d)两次的实验认为图(d)烧杯中盛的是浓盐水,他的结论是不可靠的,因为______ .
26. 物理兴趣活动课中,老师让小强测量某蜡块的密度。除了蜡块,老师还提供了以下器材:一个天平、一个量筒、一个铁块、细绳、水、一根细针。已知蜡块的密度小于水的密度,会浮在水面,无法浸没,且蜡块、铁块均可放入量筒。请你利用上述器材,设计一个实验方案,帮助小强测量蜡块的密度(可画图或文字表述)。
27. 如图,薄壁容器的底面积为S,水的密度为ρ水,物体A的体积为V,底面积为S1,轻质弹簧(不计质量和体积)的一端固定在容器底部,另一端与A连接。当容器中的水深为h时,弹簧的长度恰好等于原长,物体A有一半的体积浸在水中。(小资料:科学家胡克经过大量的实验研究发现,在弹性限度内,弹簧的弹力和其形变量Δl成正比,即F=k⋅Δl,k是劲度系数,由弹簧的结构和材料决定。)
(1)求物体A的密度为?
(2)若将A和轻质弹簧取走,容器中的水面下降的高度是?
(3)若在A上加放重为GB的物体B,A恰好浸没,则弹簧的劲度系数k=?
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A、物体在任何情况下都有惯性,高速飞行的子弹具有惯性,穿入木头静止后惯性也不会消失。故A错误;
B、汽车驾驶员和前排乘客系安全带,是为了减小惯性带来的伤害,不是减小惯性。故B错误;
C、物体在任何情况下都具有惯性。故C错误;
D、百米赛跑运动员到达终点后,由于运动员具有惯性,还要保持原来较快的速度,所以不能马上停下来。故D正确。
故选:D。
物体保持运动状态不变的性质叫做惯性,惯性是物体的固有属性,物体在任何情况下都有惯性,质量决定了惯性的大小,质量越大,惯性越大。
正确理解惯性的概念是解答此题的关键,惯性作为物体本身固有的一种属性,在我们生活中随处可见,与我们的生活息息相关,我们要注意联系实际,用所学惯性知识解决身边的物理问题,但一定要注意惯性不是力,说消失、产生、惯性力是错误的。
2.【答案】B
【解析】解:A、购物车对地面的压力与地面对购物车的支持力,这两个力不是同一个受力物体,不是平衡力。说法错误。
B、购物车所受的推力与地面对购物车的摩擦力,这两个力受力物体都是购物车,两个力的方向相反,作用在同一直线上,大小相等,是平衡力。说法正确。
C、购物车所受的重力与购物车对地面的压力,这两个力方向都竖直向下,既不是平衡力,也不是相互作用力。说法错误。
D、购物车对小明的力作用在小明的胳膊上,地面对小明的摩擦力作用在脚上,两个力不在同一直线上,不是平衡力,也不是相互作用力。说法错误。
故选:B。
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: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。
判断是平衡力还是相互作用力,抓住平衡力和相互作用力的条件,有一个条件不符,也不是平衡力或相互作用力。
3.【答案】A
【解析】
【分析】
先由速度-时间图象判断物体的运动情况,然后根据物体的运动状态判断物体是否受平衡力作用;根据F−t图象求出物体受到的推力,然后由二力平衡的条件求出摩擦力的大小。
本题考查学生对图象的认识,并能将v−t图象和F−t图象相结合,判断出物体的运动状态,根据平衡状态由物体的平衡条件求出力的大小是本题的关键。
【解答】
A、由速度-时间图象可知,t=1s时,物体处于静止状态,受平衡力作用,故A正确;
B、t=6s时,将F撤掉,物体由于惯性,仍然会向前运动,故B错误;
CD、由速度-时间图象可知,在4∼6s内,物体做匀速直线运动,推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,即推力等于摩擦力,推力为2N,摩擦力为2N;在2∼4s内,物体做匀加速运动,滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关,压力不变,接触面的粗糙程度不变,在2∼4s内受到的摩擦力不变,所以t=3s时物体受到的摩擦力为2N,故C、D错误。
故选:A。
4.【答案】B
【解析】解:
(1)两物体的体积关系:
VA:VB=SAhASBhB=1×22×1=1:1,
由ρ=mV得:
m=ρV,
因为A、B是由同种材料制成的实心圆柱体,密度相同,
所以mA:mB=ρVA:ρVB=VA:VB=1:1;
(2)因为A和B放在水平地面上,
所以对地面的压力F=G=mg=ρVg=ρShg,
对地面的压强:
p=FS=ρShgS=ρhg,
对地面的压强之比:
pA:pB=ρhAg:ρhBg=hA:hB=2:1。
故选:B。
(1)知道圆柱体的高、底面积的关系,利用V=Sh求体积关系;而A、B是由同种材料制成的实心圆柱体,密度相同,利用m=ρV求质量关系;
(2)A和B对水平地面的压力F=G=mg=ρVg=ρShg,对地面的压强p=ρhg,据此求A和B对地面的压强关系。
本题考查了密度公式、压强公式的应用,利用好固体对水平地面的压强推导公式p=ρhg是关键。
5.【答案】A
【解析】解:
A、高压锅是根据气压越高沸点越高来工作的,故A符合题意;
BCD、拔火罐、吸饮料、吸盘紧贴在墙面这三项都是利用了大气压来完成的,故BCD不合题意。
故选:A。
(1)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。
(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)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。
(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。
6.【答案】D
【解析】解:(1)水平桌面上,甲、乙两个容器中两种液体质量相等,容器的质量相等,根据G=mg可知二者的总重力相等,因为容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力,故容器对桌面的压力F甲=F乙,故①错误;
受力面积相同,根据p=FS可知,两容器对桌面的压强相等,即p甲′=p乙′,故④正确;
(2)从图中可知乙中液体的体积大于甲中液体的体积,因为液体质量相同,根据ρ=mV可知ρ甲>ρ乙,因两容器中液体的深度相同,根据p=ρ液gh知,液体对杯底的压强p甲>p乙,故②错误,③正确;
故选:D。
(1)容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和;根据p=FS分析两容器对桌面的压强的关系;
(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大小关系,根据p=ρgh判断液体对杯底压强的关系。
此题题主要考查了固体压强、液体压强、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。
7.【答案】C
【解析】解:人离安全线比较近时,高速列车的速度很大,人和高铁的之间的空气流动速度很大,压强小,压力小;
人后方的压强不变,人受到后面压强大于人前面受到的压强,空气对人前方与后方都有压力,后方压力大于前方压力,人在较大的压力差作用下很容易被压向高铁,发生交通事故,故C正确,ABD错误。
故选:C。
流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小。比较人和列车之间的压强以及人后面的压强的大小。
掌握流体压强跟流速的关系,能用流体压强知识解释有关的问题。
8.【答案】B
【解析】解:A、由图示图象可知,物体没有浸入液体时测力计示数为4N,则物体重力:G=4N,故A错误;
B、由图示图象可知,物体完全浸没在水中时受到的浮力:F浮=G−F=4N−2N=2N,故B正确;
C、由浮力公式:F浮=ρgV排可知,物体的体积:V=V排=F浮ρ水g=2N1×103kg/m3×10N/kg=2×10−4m3,
由G=mg可知,物体的质量:m=Gg=4N10N/kg=0.4kg,物体的密度:ρ物体=mV=0.42×10−4m3=2×103kg/m3,故C错误;
D、由图示图象可知,物体没有完全浸没在液体中前受到的浮力与物体浸入液体的深度成正比,物体完全进入液体后受到的浮力不变,故D错误;
故选:B。
分析图示图象答题:物体没有浸入液体时测力计的示数为物体的重力;
物体的重力与测力计示数之差是物体受到的浮力;
根据物体受到的浮力,应用浮力公式可以求出物体的密度。
本题考查了求重力、浮力、物体密度等问题,分析清楚图示图象,应用浮力公式、密度公式即可正确解题。
9.【答案】D
【解析】解:实心球橡皮泥沉到容器底部时,受到受到的浮力小于重力,即F甲
因实心橡皮泥和碗状橡皮泥的质量不变,重力不变,
所以,F甲
由p=ρgh可知,橡皮泥漂浮时,水对容器底部的压强较大,即p甲 故选D.
橡皮泥捏成实心球状和橡皮泥捏成碗状时质量不变、重力不变,根据物体沉底时受到的浮力小于重力、物体漂浮时受到的浮力等于重力判断两者受到的浮力关系;
根据阿基米德原理可知两者排开水的体积关系,然后判断两种情况下液面的深度关系,利用p=ρgh判断水对容器底部的压强关系.
本题考查了学生对物体浮沉条件和阿基米德原理、液体压强公式的掌握和运用,利用好橡皮泥捏成实心球状和橡皮泥捏成碗状时质量不变、重力不变是关键.
10.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查压强的计算。
解题关键是公式及其变形的灵活运用,难点是对大拇指指甲表面积的估测,根据公式F=PS可求压力的大小。
【解答】
一只大拇指指甲表面的约为10−4m2,一只大拇指指甲表面的压力大约是F=PS=105Pa×10−4m2=10N,故ACD不正确,B正确。
故选B。
11.【答案】BC
【解析】解:A、牛顿第一定律是在实验的基础上推理概括得出的结论,不可以用实验直接验证,故A错误;
B、物体运动方向改变,运动状态改变,它一定受到了力的作用,且是受到非平衡力作用,故B正确;
C、拔河比赛中,胜利方对失败方的拉力与失败方对胜利方的拉力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,故C正确;
D、围绕地球做圆周运动的天和核心舱,速度大小不变,方向改变,受非平衡力作用,故D错误。
故选:BC。
(1)牛顿第一定律是在实验的基础上推理概括得出的规律;即物体在不受力的作用时,总保持静止状态或物体做匀速直线运动状态。
(2)力是改变物体运动状态的原因;物体受到非平衡力作用,其运动状态一定改变,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。
(3)作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在两个物体上。
(4)物体受平衡力作用时,保持静止或匀速直线运动状态。
本题考查了对牛顿第一定律、力与运动的关系、相互作用力、平衡状态的判断等知识的理解,综合题,难度不大。
12.【答案】BD
【解析】解:A、容器在水平桌面上,桌面所受杯子的压力等于杯和液体的总重力,由于液体的质量相同,杯子的质量相同,所以总质量相同,故总重力相同,所以两杯对桌面的压力相同,即F甲=F乙;故A错误;
B、根据图示可知:S甲
C、正放时,由于容器形状是上粗下细,一部分液体压在了容器侧壁上,所以容器底受到的压力小于液体的重力;即F1
由于两种液体质量相同,则重力相等,比较可知,容器底部受到液体的压力为F甲′
故选:BD。
(1)静止在水平面上的物体对桌面的压力大小等于自身的重力;
(2)根据图示可知甲乙与桌面受力面积的大小关系,根据p=FS可比较出桌面受到压强的大小关系;
(3)根据容器的形状判断容器底部受到液体的压力大小;
(4)根据液体的质量相等,而后结合容器内的体积关系,可判断出容器内部液体的密度关系,而后据液体内部压强的计算公式计算即可。
此题考查了密度公式、液体内部压强公式的应用和分析,是一道综合题。
13.【答案】ACD
【解析】解:由图可知,小球A漂浮,小球B悬浮,小球C沉底。
(1)若mA=mB=mc,则GA=GB=Gc=G,
因物体悬浮或漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,物体下沉时受到的浮力小于自身的重力,
所以,小球A和B受到的浮力等于自身的重力,小球C受到的浮力小于自身的重力,
则FA=FB=G,FC
(2)因物体的密度大于液体的密度时,物体沉底,
所以,将C球截去部分后,剩余部分的密度不变,剩余部分一定仍沉底,故B错误;
(3)由物体的密度和液体的密度相等时悬浮可知,液体的密度为ρB,
小球A漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,即F浮A=GA=mAg,
由F浮=ρgV排可得,小球A排开液体的体积:
V排A=F浮Aρ液g=mAgρBg=mAρB,
只取出A球,容器中液面的高度降低的高度:
Δh=V排AS=mAρBS=mAρBS,故C正确;
(4)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由ρ=mV可得,B球和C球排开液体的体积分别为:
V排B=VB=mBρB,V排C=VC=mCρC,
三球放入液体后,排开液体的总体积:
V排=V排A+V排B+V排C=mAρB+mBρB+mCρC,
容器内液体上升的高度:
△h′=V排S=(mAρB+mBρB+mCρC)1S,
三球放入液体前后,液体对容器底部的压强的变化量:
△p=ρ液g△h′=ρBg=(mAρB+mBρB+mCρC)1S=(mA+mB+mcρBρC)gS,故D正确。
故选:ACD。
由图可知,小球A漂浮,小球B悬浮,小球C沉底。
(1)当mA=mB=mc时三小球的重力相等,物体悬浮或漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,物体下沉时受到的浮力小于自身的重力,据此判断三小球受到的浮力关系;
(2)物体的密度大于液体的密度时,物体沉底,将C球截去部分后,剩余部分的密度不变,据此判断剩余部分在液体中的状态;
(3)由物体的密度和液体的密度相等时悬浮可知液体的密度,小球A漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据阿基米德原理求出小球A排开液体的体积,根据V=Sh求出只取出A球时容器中液面的高度降低的高度;
(4)物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,根据ρ=mV求出B球和C球排开液体的体积,进一步求出三球放入液体后排开液体的总体积,利用V=Sh求出容器内液体上升的高度,利用p=ρgh求出三球放入液体前后液体对容器底部的压强的变化量。
本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理、密度公式、液体压强公式的应用,熟练的应用物体浮沉条件是关键,要注意物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等。
14.【答案】10N;竖直向上
【解析】
【分析】
当物体处于静止状态或匀速直线运动时,物体受到的力是平衡力,根据二力平衡的条件:等大、反向、共线、共物,知道其中的一个力可以确定另一个力。
静止的物体或匀速直线运动的物体受平衡力的作用.二力平衡的条件包括四方面:同物、同线、等值、反向,根据其中的一个力可以确定另一个力。
【解答】
木块下滑,相对于墙壁向下运动,墙壁会给它一个向上的摩擦力.由于木块是在竖直方向上匀速下滑,其处于平衡状态,所以其在竖直方向上受到的重力和摩擦力是一对平衡力;
木块受到的重力是10N,由于摩擦力与重力是一对平衡力,根据二力平衡的条件可知摩擦力大小也等于10N,方向竖直向上。
故答案为:10N;竖直向上。
15.【答案】3×105;减小
【解析】解:由图示可知该桥限载标准为30t=3×104kg,
车从桥上通过时允许对桥的最大压力:
F=G=mg=3×104kg×10N/kg=3×105N;
由p=FS,压力不变,重型载重汽车装有多个车轮,增大了受力面积,减小了压强.
故答案为:3×105;减小.
根据图示可知该桥限载标准为30t,即3×104kg,然后根据G=mg计算出该桥限载的总重力,车从桥上通过时允许对桥的最大压力即为该桥限载的总重力;
根据压强的知识,在压力不变的情况下,增大受力面积可以减小压强.
解答此题的关键是理解标志牌上数字的意思,还要知道不能超载,以免损坏桥面.
16.【答案】30004.5
【解析】解:(1)桌面受到的压力F=G=(m水+m容器)g=(0.3kg+0.6kg)×10N/kg=9N,
容器对桌面的压强P=FS=9N3×10−3m2=3000Pa;
(2)水对容器底的压强P′=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa;
水对容器底的压力F′=P′S′=1500Pa×3×10−3m2=4.5N。
故答案为:3000;4.5。
(1)已知容器和水的质量可求他们的重力,重力等于对桌面的压力,又知容器的底面积可求容器对桌面的压强;
(2)已知容器中水的深度可求水对容器底部的压强,由知道容器底面积和水对容器底部的压强可求水对容器底部的压力。
解决本题的关键有两点:一是计算固体压强时要先求压力再求压强,计算液体压力时要先计算压强后计算压力;二是计算容器对桌面的压强时的受力面积为容器的底面积,而不是水平桌面的面积,这也是学生容易出错的地方,因此要特别强调受力面积这一点。
17.【答案】乙 升高
【解析】解:甲瓶内充满液体是一个自制“温度计”,根据液体的热胀冷缩来显示温度高低;乙瓶中的水要装入大半瓶是一个自制“气压计”,当瓶子内外气压不同时,带色的水在瓶内外气压的作用下,上升或下降,由此可以反映外界大气压的变化;
大气压随高度增加而减小,将自制“气压计”从一楼拿到十楼,气压计内部气体压强不变,外面气压减小,玻璃管中的水柱会升高一些。
故答案为:乙;升高。
(1)自制气压计和自制温度计都是用一些带色的水装入瓶子中,来测量气压和温度变化;
(2)气压与高度有关,高度越高,气压越小。
此题考查了自制气压计和温度计的不同点,要注意其使用的方法和原理。
18.【答案】中间的空气流动速度增大,压强减小;桶内的压强小于外界大气压,在大气压的作用下,铁桶被压扁了
【解析】解:(1)没有吹气时,纸的中间和外侧的压强相等,纸在重力的作用下自由下垂.当向中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小.纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸在压力差的作用下向中间靠拢.
(2)在薄皮铁桶内放些水,烧开后把开口堵住,再浇上冷水,铁桶内的气压减小,桶内的压强小于外界大气压,在大气压的作用下,铁桶被压扁了;若不把铁桶的口堵住,铁桶内外的大气压相等,铁桶就不会被压扁,此实验证明大气压强确实是存在的.
故答案为:中间的空气流动速度增大,压强减小;桶内的压强小于外界大气压,在大气压的作用下,铁桶被压扁了.
(1)流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小.比较纸的内外受到的压强是解决本题的关键.
(2)大气压强是由于空气具有重力和流动性而产生的,吸盘、吸管吸饮料、覆杯实验等都证明了大气压强的存在,所以据桶内空气的多少导致气压的变化进行分析即可判断.
本题结合生活事例考查了流体压强与流速的关系、大气压强存在的验证,物理来源于生活,要学以致用.
19.【答案】不变;(1−n)h1+nh2
【解析】解:设柱形木块A的底面积为S,
因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,且工艺品的总重力不变,
所以,工艺品在乙图中所受浮力与甲图相比不变。
由F浮=ρgV排可得,两种情况下工艺品及合金块排开水的总体积相等,即Sh1=Sh2+VB,
则合金的体积:VB=S(h1−h2),
合金部分的重力:GB=mBg=ρBVBg=nρ水S(h1−h2)g,
因工艺品受到的浮力等于木块A和合金B的重力之和,
所以,ρ水gV排=GA+GB,
则木块A的重力:GA=ρ水gV排−GB=ρ水gSh1−nρ水S(h1−h2)g=(1−n)ρ水gSh1+nρ水gSh2,
因粘合处松开后合金块沉底,则木块处于漂浮状态,
所以,GA=ρ水gV排A=ρ水gSh3,
则h3=GAρ水gS=(1−n)ρ水gSh1+nρ水gSh2ρ水gS=(1−n)h1+nh2。
故答案为:不变;(1−n)h1+nh2。
本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理、密度公式、重力公式的综合应用,正确得出合金的体积是关键。
20.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了力的示意图的画法,力的示意图要表示出力的作用点和力的方向,摩擦力的方向与运动趋势相反;注意题中摩擦力的受力物体都是物体,压力的受力物体是斜面,因此这两个力的作用点不能都画在物体上。
摩擦力的方向与物体运动方向或运动趋势的方向相反,物体在斜面上有沿斜面下滑的趋势,因此摩擦力的方向沿斜面向上;
物体对斜面的压力,作用在斜面上,作用点就画在斜面上,方向是垂直斜面并且指向斜面内部。
【解答】
木块静止在斜面上时,有向下运动的趋势,故木块受到沿斜面向上的静摩擦力,过物体的重心沿斜面向上画一条有向线段,并标上摩擦力的符号“f”;
木块对斜面的压力的作用点在物体与斜面接触面的中点处,过此点沿垂直于斜面向下方向画一条有向线段,并标上压力的符号“F”;如下图所示:
。
21.【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。
22.【答案】解:木块随着传送带一起以相同的速度向左做匀速直线运动,在水平方向上不受力;物体受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等、方向相反,作用在同一直线上,如下图所示:
【解析】(1)对物体进行受力分析,在竖直方向上,物体受重力作用,方向竖直向下;物体受皮带给它的支持力作用,方向竖直向上。
(2)由于竖直方向上保持静止,故重力G与支持力构成一对平衡力;在水平方向上,物体最多只能受皮带给它的摩擦力,而一个力不可能使物体做匀速直线运动,故水平方向上不受力的作用。
力的示意图:用一个带箭头的线段表示力的三要素,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向。
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,是平衡力的长度要相等。
23.【答案】D、E 液体的密度相同时,物体排开液体的体积不同,浮力不同 小于 12.7×103 控制变量
【解析】解:(1)研究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度关系,要控制排开液体的体积和密度相同,只改变浸没在液体中的深度,故由ADE图可知,物体排开液体的体积相同时,液体的密度相同,浸没的深度不同,浮力相同,所以物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
研究物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积关系,要控制排开液体的密度相同,由分析比较A、B、C、D可知,液体的密度相同时,物体排开液体的体积不同,浮力不同,所以物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
由分析比较A、E、F可知:图知,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,浮力大小不同,故可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(2)根据称重法可知:物块在水中受到的浮力为:F浮=G−F=2.7N−1.7N=1N;物块在另一液体中受到的浮力为:F浮′=2.7N−1.9N=0.8N;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知物体排开液体的体积相同时,密度越大,受到的浮力越大,故F中液体密度小于水的密度。
(3)物块在水中受到的浮力为:F浮=G−F=2.7N−1.7N=1N,
V排=F浮gρ水=1N10N/kg×1.0×103kg/m3=10−4m3,
金属块的体积:V=V排=10−4m3=100cm3,
金属块的密度ρ=mV=GVg=2.7N10−4m3×10N/kg=2.7×103kg/m3。
(4)结合(1)可知运用了控制变量法。
故答案为:(1)D、E;液体的密度相同时,物体排开液体的体积不同,浮力不同;(2)小于;(3)1;2.7×103;(4)控制变量。
(1)研究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度关系,要控制排开液体的体积和密度相同,只改变浸没在液体中的深度;
由AEF图找出相同的量和不同的量,分析得出物体受到的浮力大小与变化量的关系;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知物体排开液体的体积相同时,密度越大,受到的浮力越大;
(3)根据称量法F浮=G−F计算出在盐水中受到的浮力,利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排求物块的体积,利用G=mg、密度计算公式求得金属块密度;
(4)结合(1)可知运用了控制变量法。
本题目就是考查学生对阿基米德实验的掌握程度,看学生能否掌握每个步骤,以及每一步要测量的对象,只要基本知识掌握扎实,题目不难做出。
24.【答案】解:(1)因为木块漂浮在水面上,
所以受到的浮力:F浮=G木=10N;
由F浮=ρ水gV排可得,浸入水中的体积即为排开液体的体积:
V排=F浮ρ水g=10N1.0×103kg/m3×10N/kg=1×10−3m3,
浸入在水中的体积占木块总体积的45,则V木=54V排=54×1×10−3m3=1.25×10−3m3;
(2)所处0.2m水深度木块的下表面受到的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa。
(3)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;
因为F浮′=G木+F,所以压力:F=F浮′−G木=12.5N−10N=2.5N。
答:(1)木块体积为1.25×10−3m3;
(2)木块下表面受到水的压强为2000Pa;
(3)若要将木块全部浸没水中,至少需要施加2.5N的压力。
【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;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,进一步求得木块的体积;
(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)利用阿基米德原理求木块全部浸没水中受到的浮力;若使物体全部浸入水中而静止,则F浮′=G木+F,据此求出压力。
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。
25.【答案】U型管中液面的高度差;转换法;不漏气;②;(c);同种液体的同一深度,向各个方向的压强相等;探头在液体中的深度不同
【解析】解:(1)实验中液体压强的大小变化是通过比较U型管中液面的高度差来判断的,这种方法通常称为转换法;
(2)用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气;
若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差,说明被封闭气体压强太大,对实验结果会造成影响,应拆除软管重新安装;
(3)a、c采用的都是水,液体密度相同,探头在液体中的深度越大,U型管中液面的高度差越大,说明液体的压强随深度的增加而增大;
(4)a、b探头在水中的深度相同,探头的朝向不同,可知同种液体的同一深度,向各个方向的压强相等;
(5)c、d两图,探头在液体中的深度不同,所以无法得出液体密度的大小关系.
故答案为:(1)U型管中液面的高度差;转换法;(2)不漏气;②;(3)(c);(4)同种液体的同一深度,向各个方向的压强相等;(5)探头在液体中的深度不同.
(1)液体压强的大小是通过比较U型管中液面的高度差来判断的,用到了转换法的思想;
(2)若按压橡皮膜,U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气;
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;
(3)要探究液体压强与深度的关系,应使液体的密度相同,深度不同;
(4)根据a、b两组实验中控制的量和改变的量得出结论;
(5)要探究液体压强与液体密度的关系,应保持探头在液体中的深度相同.
此题是“探究影响液体压强大小因素”的实验,考查了控制变量法和转换法在实验中的应用,要熟练掌握液体内部压强的特点.
26.【答案】解:要测量蜡块的密度,需测出蜡块的质量和体积,可利用漂浮条件间接测出蜡块的质量,利用助沉法测蜡块的体积,所以实验步骤设计如下:
①向量筒中倒入适量的水,记下体积V1;
②把蜡块轻轻地放入水中,使蜡块漂浮在量筒内的水面上,记下水面到达的刻度为V2,
③用细钢针将蜡块下压,使其浸没在水中,记下水面到达的刻度V3。
蜡块密度表达式的推导:
蜡块漂浮在水面上,F浮=G蜡;根据阿基米德原理可得,F浮=G排;
比较可得G蜡=G排,即漂浮的蜡块受到的重力等于它排开液体受到的重力,
所以,m蜡=m排=ρ水V排=ρ水(V2−V1)。
蜡块浸没时,排开水的体积等于蜡块的体积,即V蜡=V排′=V3−V1。
则蜡块密度:ρ蜡=m蜡V蜡=V2−V1V3−V1⋅ρ水。
【解析】要测量蜡块的密度,需测出水的体积、水和蜡块的总体积,根据密度公式求出蜡块的密度。
本题主要考查了密度测量实验的设计,熟练运用其原理,合理设计实验的测量顺序与步骤,并能写出表达式,是正确解答的关键。
27.【答案】解:(1)当容器中的水深为h时,弹簧的长度恰好等于原长,物体A有一半的体积浸在水中,可知A漂浮,则F浮=G,根据阿基米德原理、密度公式、重力公式得,
ρ水gV2=ρAgV,解得,ρA=ρ水2;
(2)由于物有一半的体积浸在水中,若将A和轻质弹簧取走,则水面下降时减小的体积:ΔV=V2,则水面降低的高度:Δh=ΔVS=V2S;
(3)在A上加放重为GB的物体B,A恰好浸没,以A、B的整体为研究对象,对其受力分析,竖直向上的支持力、竖直向上的浮力和总重力平衡,则FN+F浮′=GA+GB,
此时弹簧对A的支持力:FN=GA+GB−F浮′=ρAgV+GB−ρ水gV=12ρ水gV+GB−ρ水gV=GB−12ρ水gV......①
A原来漂浮在水面上,在A上加放重为GB的物体B,A刚好浸没,A向下移动距离x和水面同时上升的高度12VS之和等于A物体的二分之一高度,即:x+12VS=12×VS1,
所以A向下运动的距离即弹簧缩短距离:x=12(VS1−VS)
弹簧受到的拉力和弹簧的形变量成正比:FN=kx=k12(VS1−VS)......②
由①②得,GB−12ρ水gV=k12(VS1−VS),解得,k=(2GB−ρ水gV)S1SV(S−S1)。
答:(1)物体A的密度为=ρ水2;
(2)若将A和轻质弹簧取走,容器中的水面下降的高度是V2S;
(3)若在A上加放重为GB的物体B,A恰好浸没,则弹簧的劲度系数k=(2GB−ρ水gV)S1SV(S−S1)。
【解析】(1)根据弹簧的状态以及A物体的状态可知物体A漂浮,根据漂浮条件列出等式展开求解;
(2)若将A和轻质弹簧取走,由于物体A有一半的体积浸在水中,据此即可求出水面下降后减小的体积;利用V=Sh求出水的深度变化量;
(3)在A上加放重为GB的物体B,A恰好浸没;整体漂浮在水面上,整体受到重力、浮力和弹簧支持力作用,F浮′+FN=GA+GB,再求弹簧伸缩量,根据小资料内容解答即可。
本题是很有难度的,当在物体A上加B时,A刚好浸没,A下降的高度不是A一半的高度,A下降时水面同时上升,A下降个高度和水面上升的高度之和等于A的一倍高度,这是学生最不好理解的。
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