73,浙江省宁波市海曙区部分校2023-2024学年八年级上学期期中联考科学试题
展开一、选择题(本大题共25小题,每小题2分,共50分。请选出每小题中一个符合题意的选项,不选、多选、错选均不给分)
1.如图所示是小浙在十一期间时去迪士尼玩过山车的情景。下列关于此过程中小浙自身重力情况的叙述正确的是( )
A.大小变化,方向不变B.大小和方向都不变
C.大小和方向都变化D.方向变化,大小不变
2.我国高铁技术世界一流。如图所示几枚硬币立于正在高速行驶的列车窗台上,请判断以下描述正确的是( )
A.以车窗为参照物,硬币是运动的
B.以铁轨为参照物,硬币是静止的
C.以列车上的座椅为参照物,硬币是静止的
D.以在列车上行走的乘务员为参照物,硬币是静止的
3.下列事例不是利用大气压的是( )
A.吸盘式挂衣钩紧贴到墙上后可挂衣服
B.用胶头滴管吸取药液
C.茶壶的盖上留一小孔,水才容易倒出
D.用力压打气筒的活塞,把气充进轮胎中
4.如图所示为一种常用核桃夹,用大小相同的力垂直作用在B点比A点更易夹碎核桃,这说明力的作用效果与( )
A.力的大小有关B.受力面积有关
C.力的方向有关D.力的作用点有关
5.下列估算最接近实际的是( )该试卷源自 每日更新,享更低价下载。A.一个初中生受到的重力约为100N
B.初中生身体的平均密度约为3000kg/m3
C.初中生正常步行速度约为1.2m/s
D.初中生双脚站立时对地面压强约为1200Pa
6.热气球以10mLs的速度匀速竖直上升到某一高度时,从热气球里掉出一个物体,这个物体离开热气球后将( )
A.继续上升一段时间,然后下落B.立即下落
C.以原来速度永远上升D.以上说法都不对
7.一个运动物体在前2s内的平均速度是3m/s,后3s内的平均速度是5m/s,则它在5s内的平均速度是( )
A.等于4m/sB.小于5m/s而大于3m/s
C.等于5m/sD.大于5m/s
8.用皮带带动的机器,工人师傅在机器的转轴处加些润滑油,而在皮带上打一些皮带蜡,关于这两种做法,下列说法正确的是( )
A.前者是为了增大摩擦,后者是为了减小摩擦
B.前者是为了减小摩擦,后者是为了增大摩擦
C.两者都是为了增大摩擦
D.两者都是为了减小摩擦
9.大气压是由于空气受到重力而产生的。如果地球的表面约为5×1014m2,那么,在一个标准大气压下,地球周围的空气质量约为(标准大气压取1.0×105Pa)( )
A.5x1012kgB.5×1018kgC.1×1018kgaD.1×1012kg
10.如图所示,电梯匀速向上运动,站在电梯上相对电梯静止的人受到的作用力有( )
A.重力和支持力
B.重力、支持力和水平向右的摩擦力
C.重力、支持力和水平向左的摩擦力
D.重力、支持力和斜向上的摩擦力
11.小浙用高压锅煮粥,关火后静置至可以拿去限压阀,打开锅盖,惊奇地发现锅内的粥仍在沸腾,对于这一现象,下列相关说法正确的是( )
A.高压锅是利用气压越高液体沸点越低的原理工作的
B.打开锅盖后锅内气压降低,锅内温度高于100℃的粥重新沸腾
C.若把这只高压锅带到低气压的山上去煮粥,锅内能达到的最高温度比山脚高
D.保证安全情况下,适当减少限压阀的质量可提高锅内蒸煮时的温度
12.如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是( )
A.p甲>p乙B.p甲<p乙
C.p甲=p乙D.条件不足,无法判断
13.下列现象中,不能用惯性知识解释的是( )
A.汽车突然启动时,乘客向后仰
B.踢出去的足球在地上继续滚动
C.人从行驶的车上跳下来向前摔倒
D.跳高起跳前用力向下蹬一下地面
14.如图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象.若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A、B对水平地面的压强之比为( )
A.8∶1B.4∶3C.1∶2D.4∶1
15.在学习牛顿第一定律的时候,我们做了如下实验,下列叙述中不正确的是( )
A.每次实验,小车需要从斜面同一高度自由滑下
B.实验表明,小车所受阻力越小,运动距离越远
C.小车最终停止运动,说明力是改变物体运动状态的原因
D.根据实验甲、乙、丙就可以直接得出牛顿第一定律
16.如图所示,桌面上是两个完全相同的圆柱形平底杯子,里面分别盛有质量相等的水和酒精,A、B两点到杯子底部的距离相等。已知水的密度为1000kg/m3,酒精的密度为800kg/m3,则A、B两点的压强pA、PB的大小关系是:( )
A.PA>PBB.PA<PBC.PA=PBD.无法确定
17.如图所示,密度相同的A、B、C三个实心规则柱体,它们对水平桌面产生的压强分别为pA、pB、pC,则( )
A.pA最大B.pB最大C.pC最大D.三者一样大
18.下列四种动物的运动方式能用压强与流速关系来解释的是( )
A.乌贼向后喷水而前行
B.流线型的鲫鱼在水中快速前进
C.展开双翅的鸟在空中滑翔
D.壁虎靠脚上的“吸盘”在墙上爬行
19.如图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76厘米汞柱高
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面液面高度差减小
20.两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同一水平桌面上,容器内装有质量和深度均相同的液体,如图所示。若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2。下列关系正确的是( )
A.p1=p2,F1=F2B.p1>p2,F1<F2
C.p1>p2,F1=F2D.p1<p2,F1>F2
21.如图所示,用F=6N的水平向右的拉力匀速拉物块A时,物块B静止,此时弹簧测力计示数为4N,则物块A受到地面摩擦力的大小及方向为( )
A.6N,水平向右B.6N,水平向左
C.2N,水平向左D.2N,水平向右
22.著名篮球运动员易建联于2023年9月15日宣布退役,结束了长达21年的职业生涯。如图是易建联投篮时的情景,下列说法不正确的是( )
A.篮球在空中飞行过程中,运动状态不断地发生改变
B.篮球离开手后能继续前进,是由于受到惯性的作用
C.如果不考虑空气阻力,篮球在空中飞行过程中只受重力作用
D.空中飞行的篮球,若它所受的力全部消失,它将做匀速直线运动
23.如图所示,有一重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是( )
A.容器受到的摩擦力不变B.容器受到的摩擦力逐渐增大
C.水平力F一定不变D.水平力F必须逐渐增大
24.一个空瓶质量为m0,装满水后的总质量为m1.若先在瓶内装一些金属颗粒后总质量为m2,再往瓶中装水至满瓶后的总质量为m3.则瓶内金属颗粒的密度为( )
A.m2-m0m3-m1-m0ρ水B.m2-m0m3-m2-m0ρ水
C.m2-m0m1+m3-m2-m0ρ水D.m2-m0m1+m2-m3-m0ρ水
25.某跳伞运动员从飞机上跳下,沿竖直方向降落,一段时间后打开降落伞(如图乙),最后安全着地。已知跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示,跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图如图乙所示,下列说法不合理的是( )
A.0~20s阶段,运动员受到的空气阻力逐渐增大
B.运动员在第20s时刻打开降落伞
C.图乙中,与图甲中CD阶段对应的是③
D.BC阶段,运动员受到的空气阻力大于自身(含所有装备)重力
二、填空题(本大题共10小题,每空1分,共25分)
26.如图所示,三峡大坝的正常蓄水位为175m,则深度为20m的某处受到水的压强为 Pa。轮船在通过三峡大坝时,需经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举,船闸利用了 原理。
27.用手里的铅笔可以做很多科学小实验。
(1)如图甲所示,手指压铅笔尖,手指会凹陷是因为 ;
(2)用一根橡皮筋水平匀速拉动放在桌面上的一本书,然后在书下垫几支圆铅笔,再匀速拉动,如图乙所示。根据 比较两种情况下摩擦力的大小。
(3)如图丙所示,用两手指水平压住铅笔的两端。铅笔静止时,两手指对铅笔的压力 相互作用力(选填“是”或“不是”)。
28.如图所示,用20牛的水平压力把一重为10牛的物体压在竖直墙壁上,若物体与墙壁AB的接触面积是50厘米2,则此时物体受到的摩擦力大小为 N,墙面AB受到的压强为 Pa。
29.铜的密度为8.9×103kg/m3,它的物理意义是: 。两质量相同的实心铜块和实心铁块(ρ铜>ρ铁),它们的体积V铜 V铁;若将它们分别制成实心正方体放置在水平地面上,两金属块对地面的压强p铜 p铁;若将铜块放置在铁块上方中央,此时铁块对地面的压强p p铜+p铁(后三空均选填“>”、“=”或“<”)。
30.如图所示是轿车车顶的外掀式天窗。在轿车行驶时,将天窗的前面关闭,后面微微向上打开,车顶形成一个凸面,这样可以 (填“增大”或“减小”)天窗口空气的流速,使天窗开口处的气压 (填“大于”“小于”或“等于”)车内的气压,这有利于保持车内空气清新。
31.甲、乙、丙三辆小车同时、同地向同一方向运动,它们运动的图像如图所示。由图像可知:运动速度相同的小车是 ;经过5秒,跑在最前面的小车是 。
32.高压起重气垫是一种适合于地震救灾的起重工具,它由如图甲所示的高压气瓶、气管、阀门与气垫连接而成。起重时,气垫放入重物与地面的间隙之间,由高压气瓶向气垫内充气,气垫在短时间内可把重物举起一定高度,如图乙所示,质地均匀的长方体石板长2m,宽1m,高50cm。当气垫内部压力达到一定值就可以将石板顶起。
(1)高压气瓶向气垫内充气时,气瓶内的气体的密度 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)小浙想知道石板的质量,从石板上取下一小块测量其密度。该同学先用天平测石块的质量,所加砝码和游码在标尺上的位置如图丙所示:接着用量筒和水测石块的体积,其过程如图丁。
求:①该小石块的密度 g/cm3;②长方体石板的质量 kg。
33.连接在水平桌面上的物体M两端的轻质细绳分别绕过定滑轮与A、B相连,细绳恰好水平,如图所示。当A重5N,B重8N时,M恰好做水平匀速直线运动,若滑轮摩擦不计,此时M受到的摩擦力大小为 N,方向是 。当B刚触地时,若A、M都不会与滑轮相碰,M受到的摩擦力方向是 。
34.如图所示,A、B两个实心正方体的密度之比ρA:ρB=9:4,质量之比mA:mB=2:3,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上,则地面受到的压力之比 ;压强之比 。
35.边长12cm的均匀正方体,重为72N,放在面积为1m2的水平桌面中央,则正方体对桌面的压强为 Pa;如图所示,若沿水平方向裁下一部分a竖放在水平桌面上,且使a对桌面压强为剩余部分b对桌面压强的1.5倍,则剩余部分b的高度为 cm。
三、探究题(本大题共3小题,每空2分,共20分)
36.为了探究二力平衡的条件,小浙利用定滑轮、钩码、细线、正方形轻质薄板、铁架台做了如图实验,图A为正方形轻质薄板在两个水平方向的拉力作用下向左加速运动;在图B和C中,正方形轻质薄板静止;用手将正方形轻质薄板放置在图D中所示位置,松手后,正方形轻质薄板顺时针旋转。
(1)在图B或图C中正方形轻质薄板处于静止状态,是因为它受力 (“平衡”或“不平衡”)。
(2)由图中A与B(或A与C)所示情况可知:一个物体受到两个同一直线上力的作用,要保持静止状态,这两个力必须 ;
(3)由图中C与D所示情况可知:一个物体受到两个力的作用,要保持静止状态,这两个力必须 。
37.某科学兴趣小组利用最大刻度值标有2.5mL的一次性注射器等器材,对大气压的值进行测量。其实验步骤如下:
a.先让注射器吸入少量水,然后将活塞推至注射器底端,当注射器的小孔充满水后,再用橡皮帽封住注射器的小孔。
b.用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,如图所示。当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为7.5N。
c.测出注射器全部刻度的长度为4cm。
d.根据测量数据,算出大气压的值。
(1)根据上述实验数据,可以计算出大气压强为 Pa。
(2)小浙发现,同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大,对此小浙与同学们总结了下列几种可能引起误差的原因:
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体
②活塞与注射器筒壁间有摩擦
③弹簧测力计的示数没有读准
④活塞与注射器筒壁不完全密封
上述原因一定会使测量值小于真实值的是____
A.①②B.①④C.②③D.②④
(3)小浙对所做实验进行改进,在完成a、b步骤,活塞推到注射器底端后,添加了“取下封住注射器小孔的橡皮帽,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的示数为1.2N”这一实验步骤,这是为什么?
38.两个烧杯中分别装有清水和盐水,小浙想利用压强计进行区分,其操作如下:
(1)当压强计的金属盒在空气中时,小浙观察到U形管两边的液面如图a所示,为了使U形管两边的液面相平,小浙接下来的操作是____;
A.用手按压几下橡皮膜
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内加适量水
(2)小浙做图b所示的检查,当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现形管两边液柱的高度几乎不变化,出现这种情况的原因是 ;
(3)压强计调节正常后,小浙将金属盒先后浸入到两杯液体中,如图c和d,他发现图d中U形管两边的液柱高度差较大,于是认为图d杯子中盛的是盐水。你认为,小浙的结论是 (填“可靠的”或“不可靠的”);理由 。
四、分析计算题(本大题共4小题,5分+6分+7分+7分,共25分)
39.一个质量为158g的铁球,体积是25cm3,已知铁的密度是7.9×103kg/m3,则:
(1)问该球是实心的还是空心的?
(2)求出空心部分的体积?
40.双轮电动平衡车(如图甲)因其体积小,操控方便,受到不少年轻人的喜爱,表乙是该双轮电动平衡车的部分技术参数。回答下列问题:
(1)小浙用该双轮电动平衡车以最高速度行驶3min,则小浙行驶的距离为多少?
(2)体重为600N的小浙站在该双轮平衡车上时,每个轮胎与地面的接触面积为20cm2,求地面受到的压力和压强。
41.如图所示,铁桶重为20N,桶的底面积为100cm2,往桶里倒入3kg的水,水的深度为15cm,平放在面积为1m2的水平台面上。求:
(1)水对桶底的压强;
(2)桶底受到水的压力;
(3)台面受到桶的压强。
42.如图所示是一个深度很浅的皮碗,现将皮碗压向水平的天花板,挤出皮碗下的全部空气,在大气压的作用下,皮碗象吸盘一样“平贴”在天花板上,皮碗的吸附面积为100cm2,皮碗中心引出的细线可以悬挂一个物体在空中。(不计细线和皮碗的重量,大气压取1.0x105Pa)
(1)要想吸盘不脱落,所挂物体的质量不得超过多少?
(2)设想细线下挂一边长为10cm,质量为500g的正方体物块时吸盘没有脱落(物块底面保持水平),剪断细线物块落在水平地面上无反弹和翻滚,从触地时开始计时,物块对地面的压强px随时间变化的关系如图所示(受力面积始终是正方形的底面积),压强减至Pr时便保持不变。求t=0时物块对地面的压力和t=0.1s时Pr为多少?
答案解析部分
浙江省宁波市海曙区部分校2023-2024学年八年级上学期科学期中联考试题
一、选择题(本大题共25小题,每小题2分,共50分。请选出每小题中一个符合题意的选项,不选、多选、错选均不给分)
1.如图所示是小浙在十一期间时去迪士尼玩过山车的情景。下列关于此过程中小浙自身重力情况的叙述正确的是( )
A.大小变化,方向不变B.大小和方向都不变
C.大小和方向都变化D.方向变化,大小不变
【答案】B
【知识点】重力及其方向
【解析】【分析】根据重力的方向和重力的计算公式分析解答即可。
【解答】因为重力的方向始终是竖直向下的,故运动过程中,小浙自身重力方向是不变的;由于小浙的质量不变,故其重力不变,故B正确,ACD错误。
故答案为:B。
2.我国高铁技术世界一流。如图所示几枚硬币立于正在高速行驶的列车窗台上,请判断以下描述正确的是( )
A.以车窗为参照物,硬币是运动的
B.以铁轨为参照物,硬币是静止的
C.以列车上的座椅为参照物,硬币是静止的
D.以在列车上行走的乘务员为参照物,硬币是静止的
【答案】C
【知识点】参照物及其选择
【解析】【分析】在研究物体运动时,要选择参照的标准,即参照物,物体的位置相对于参照物发生变化,则运动,不发生变化,则静止。
【解答】如图所示,几枚硬币立于正在高速行驶的列车窗台上。
A、以车窗为参照物,硬币与车窗之间没有位置变化,则硬币是静止的,故A错误。
B、以铁轨为参照物,硬币与铁轨之间发生了位置变化,则硬币是运动的。故B错误。
C、以列车上的座椅为参照物,硬币与座椅之间没有位置变化,则硬币是静止的。故C正确。
D、以在列车上行走的乘务员为参照物,硬币与乘务员之间发生了位置变化,则硬币是运动的。故D错误。
故答案为:C。
3.下列事例不是利用大气压的是( )
A.吸盘式挂衣钩紧贴到墙上后可挂衣服
B.用胶头滴管吸取药液
C.茶壶的盖上留一小孔,水才容易倒出
D.用力压打气筒的活塞,把气充进轮胎中
【答案】D
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】大气压的利用一般都是在某处使气压降低,然后在外界大气压的作用下,产生了某种效果。
【解答】A、吸盘要固定在墙壁上,需要先用力挤压塑料吸盘,把盘内的空气挤出,然后吸盘就被外界的大气压紧压在了墙壁上。故本项不符合题意。
B、用滴管移取溶液,要先把滴管橡胶内的空气挤出,在外界大气压的作用下,药液就被压进滴管里。故本项不符合题意。
C、若茶壶的盖上没有小孔,当壶内的水流出部分后,壶内气压减小,小于外界大气压,大气压压着里面的水不易流出来。茶壶的盖上留一小孔,使内外气压相等,水才容易倒出来。故本项不符合题意。
D、用力压打气筒的活塞,是人的推力把气充进轮胎中,与大气压无关。故本项符合题意。
故答案为:D。
4.如图所示为一种常用核桃夹,用大小相同的力垂直作用在B点比A点更易夹碎核桃,这说明力的作用效果与( )
A.力的大小有关B.受力面积有关
C.力的方向有关D.力的作用点有关
【答案】D
【知识点】力的三要素及力的示意图
【解析】【分析】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。
【解答】由图可看出,力的大小和方向相同,作用点A、B不同,在B点比A点更易夹碎核桃,说明力的作用效果与作用点有关,故D正确,ABC错误。
故答案为:D。
5.下列估算最接近实际的是( )
A.一个初中生受到的重力约为100N
B.初中生身体的平均密度约为3000kg/m3
C.初中生正常步行速度约为1.2m/s
D.初中生双脚站立时对地面压强约为1200Pa
【答案】C
【知识点】速度与物体运动
【解析】【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
【解答】A、一个中学生质量约50kg,受到的重力在G=mg=50kg×10N/kg=500N左右,故A错误。
B、初中生身体的密度略大于水的密度,平时计算时取水的密度1000kg/m3,故B错误。
C、初中生正常步行速度约为1.2m/s=4.32km/h,故C正确。
D、初中生双脚站立时对地面等于自身的重力F=G=500N,双脚与地面的总接触面积约为400cm2=0.02m2,对地面的压强约为p=FS=500N0.04m2=1.25×104Pa故D错误。
故答案为:C。
6.热气球以10mLs的速度匀速竖直上升到某一高度时,从热气球里掉出一个物体,这个物体离开热气球后将( )
A.继续上升一段时间,然后下落B.立即下落
C.以原来速度永远上升D.以上说法都不对
【答案】A
【知识点】速度与物体运动
【解析】【分析】先分析物体脱落前气球和物体的运动状态,然后根据任何物体都有保持原来运动状态的性质(惯性)来分析脱落后物体的运动状态。
【解答】因为在物体脱离前,物体和气球一起向上运动,当物体脱落后,物体由于惯性还要保持原来的速度向上运动,又由于受到重力的作用,物体上升一段距离后又将下落。
故答案为:A。
7.一个运动物体在前2s内的平均速度是3m/s,后3s内的平均速度是5m/s,则它在5s内的平均速度是( )
A.等于4m/sB.小于5m/s而大于3m/s
C.等于5m/sD.大于5m/s
【答案】B
【知识点】平均速度的计算及测量
【解析】【分析】由速度公式的变形公式求出物体的路程,然后由速度公式求出物体的平均速度,然后做出选择。
【解答】由v=st可得,物体通过的路程:
s1=v1t1=3m/s×2s=6m,
s2=v2t2=5m/s×3s=15m,
s=s1+s2=6m+15m=21m,
物体的平均速度:
v=st=21m5s=4.2m/s。
故答案为:B。
8.用皮带带动的机器,工人师傅在机器的转轴处加些润滑油,而在皮带上打一些皮带蜡,关于这两种做法,下列说法正确的是( )
A.前者是为了增大摩擦,后者是为了减小摩擦
B.前者是为了减小摩擦,后者是为了增大摩擦
C.两者都是为了增大摩擦
D.两者都是为了减小摩擦
【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【分析】(1)减小摩擦的方法:减小压力、减小接触面的粗糙程度、使滚动代替滑动、使接触面脱离。
(2)增大摩擦的办法有:增大压力、增大接触面的粗糙程度、变滚动为滑动。
【解答】用皮带转动的机器,工人师傅在机器的转轴处加润滑油,这样可使接触面变光滑,达到减小摩擦的目的。
在皮带上打一些皮带蜡,这样可使接触面变粗糙,达到增大摩擦力,防止打滑的目的。
故答案为:B。
9.大气压是由于空气受到重力而产生的。如果地球的表面约为5×1014m2,那么,在一个标准大气压下,地球周围的空气质量约为(标准大气压取1.0×105Pa)( )
A.5x1012kgB.5×1018kgC.1×1018kgaD.1×1012kg
【答案】B
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【分析】已知地球的表面积,根据压强的定义式变形后F=pS,得出压力;根据气压产生的原因--空气有重力,会求出重力(F=G),再根据质量与重力的关系,最终求出质量,还要注意细心运算,定会求出答案。
【解答】球体的表面积是:S=5×1014m2;
1标准大气压的值为1.0×105Pa;
由p=FS可得,大气压力为F=pS=1.0×105Pa×5×1014m2=5×1019N;
空气的重力G=F=5×1019N;
空气质量m=Gg=5×1019N10N/kg=5×1018kg。
故答案为:B。
10.如图所示,电梯匀速向上运动,站在电梯上相对电梯静止的人受到的作用力有( )
A.重力和支持力
B.重力、支持力和水平向右的摩擦力
C.重力、支持力和水平向左的摩擦力
D.重力、支持力和斜向上的摩擦力
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,受到的一定是平衡力的作用,然后根据二力平衡的条件对受力物体进行分析即可得出答案。
【解答】商场的电梯匀速向上运动,人和电梯相对静止,无相对运动,所以没有受到电梯的摩擦力。相对电梯静止的人处于平衡状态,受到的作用力有重力和支持力,这两个力作用在同一个物体上,大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上,是一对平衡力。
故答案为:A。
11.小浙用高压锅煮粥,关火后静置至可以拿去限压阀,打开锅盖,惊奇地发现锅内的粥仍在沸腾,对于这一现象,下列相关说法正确的是( )
A.高压锅是利用气压越高液体沸点越低的原理工作的
B.打开锅盖后锅内气压降低,锅内温度高于100℃的粥重新沸腾
C.若把这只高压锅带到低气压的山上去煮粥,锅内能达到的最高温度比山脚高
D.保证安全情况下,适当减少限压阀的质量可提高锅内蒸煮时的温度
【答案】B
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【分析】(1)沸腾的条件有两个:一是达到沸点,二是继续吸热。
(2)沸点与气压有关,气压越小沸点越低,气压越大沸点越高。
从本题来看,火已经熄灭,意味着粥不能再继续吸热了,应该会停止沸腾,但事实是打开锅盖却发现粥仍在沸腾,则其原因一定是打开限压阀,使锅内气压下降,粥的沸点也下降,所以重新沸腾。
【解答】A、高压锅是利用气压越高液体沸点越高的原理工作的,故A错误。
B、打开锅盖后锅内气压降低,锅内温度高于100℃的粥重新沸腾,故B正确。
C、若把这只高压锅带到低气压的山上去煮粥,锅内能达到的最大压强比山脚低,故最高温度比山脚低,故C错误。
D、保证安全情况下,适当减少限压阀的质量可降低锅内的最大压强,减低蒸煮时的温度,故D错误。
故答案为:B。
12.如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是( )
A.p甲>p乙B.p甲<p乙
C.p甲=p乙D.条件不足,无法判断
【答案】B
【知识点】压强大小比较;影响液体压强大小的因素
【解析】【解答】液体深度h、容器底面积S相同,所以液体体积:V甲>V乙,因为液体质量相等,由m=ρV可知ρ甲<ρ乙;由p=ρgh,h相同,所以容器底部受到的液体压强p甲<p乙.故选B
【分析】根据容器形状判断甲、乙体积大小,根据质量相等判断出ρ甲<ρ乙,用压强公式p=ρgh可判断底部受到的压强大小。本题关键是要判断甲、乙容器中液体的密度大小。
13.下列现象中,不能用惯性知识解释的是( )
A.汽车突然启动时,乘客向后仰
B.踢出去的足球在地上继续滚动
C.人从行驶的车上跳下来向前摔倒
D.跳高起跳前用力向下蹬一下地面
【答案】D
【知识点】惯性
【解析】【分析】惯性指的是物体保持原来运动状态不变的性质。此题关键是分析出研究对象原来所处的运动状态,物体发生的变化。利用惯性进行分析。
【解答】A、汽车突然启动时,乘客由于惯性仍保持运动状态向后仰,故A不符合题意。
B、踢出去的足球在地上不能立刻停止继续滚动,也是由于惯性要保持原来的运动状态,故B不符合题意。
C、人原来随车运动,落地后,脚停止运动,身体由于惯性仍保持运动状态。故容易摔倒。
D、调高起跳前用力向下蹬一下地面,是利用物体间力的作用是相互的,与惯性无关,故D符合题意。
故答案为:D。
14.如图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象.若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A、B对水平地面的压强之比为( )
A.8∶1B.4∶3C.1∶2D.4∶1
【答案】D
【知识点】压强大小比较
【解析】【分析】 先根据图象给出的数据求出甲、乙两物质的密度之比,根据密度公式求出质量相等时两者的体积之比,进一步根据体积公式求出边长之比、底面积之比,根据水平面上物体的压力和自身的重力相等和压强公式求出两物体对水平地面的压强之比。
【解答】由图可知,当m甲=8g时V甲=1cm3,当m乙=4g时V乙=4cm3,
则甲、乙两种物质的密度分别为:ρ甲=m甲V甲=8g1cm3=8g/cm3,ρ乙=m乙V乙=4g4cm3=1g/cm3,
则
ρ甲ρ乙=8g/cm31g/cm3=81,
质量相等的A、B两个实心正方体的体积之比:VAVB=mρ甲mρ乙=ρ乙ρ甲=18,
由V=L3可得,两正方体的棱长之比:LALB=3VA3VB=3VAVB=318=12,
A、B两正方体的底面积之比:SASB=LA2LB2=(LALB)2=(12)2=14,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,两物体对水平地面的压强之比:pApB=FASAFBSB=mgSAmgSB=SBSA=41。
故答案为:D。
15.在学习牛顿第一定律的时候,我们做了如下实验,下列叙述中不正确的是( )
A.每次实验,小车需要从斜面同一高度自由滑下
B.实验表明,小车所受阻力越小,运动距离越远
C.小车最终停止运动,说明力是改变物体运动状态的原因
D.根据实验甲、乙、丙就可以直接得出牛顿第一定律
【答案】D
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【分析】(1)为使小车在水平面的速相等,实验中让同一小车从斜面同一高度由静止滑下。
(2)根据实验现象可做出判断。
(3)力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因。
(4)由此实验经过推理,得出了牛顿第一定律的内容。
【解答】A、实验时应使小车到达水平面时的速度相等,因此每次实验时,应使小车从斜面同一高度自由滑下,故A正确。
B、根据实验现象可知,小车所受阻力越小,运动距离越远,故B正确。
C、小车最终会停下来是受到了摩擦阻力的作用,这说明力是改变物体运动状态的原因,故C正确。
D、根据甲、乙、丙实验可知,接触面的摩擦力越小,小车的速度减小得越慢,运动的越远;由此推理得出牛顿第一定律,而不是通过实验直接得出,故D错误。
故答案为:D。
16.如图所示,桌面上是两个完全相同的圆柱形平底杯子,里面分别盛有质量相等的水和酒精,A、B两点到杯子底部的距离相等。已知水的密度为1000kg/m3,酒精的密度为800kg/m3,则A、B两点的压强pA、PB的大小关系是:( )
A.PA>PBB.PA<PBC.PA=PBD.无法确定
【答案】B
【知识点】液体的压强
【解析】【分析】 由ρ=mV可知,质量一定时,体积和密度成反比,据此判断出水和酒精;然后根据液体内A、B两点到容器底部的距离相等,利用m=ρV、V=Sh可知A、B两点以下液体质量的大小关系;再根据液体的质量相等可知A、B两点上方液体的质量关系,因液体对A、B所在液面的压力和液体自身的重力相等,最后根据压强公式即可得出这两处的液体压强大小关系。
【解答】因为ρ水>ρ酒精,并且圆柱形平底杯子里面分别盛有质量相等的水和酒精。
由ρ=mV知,质量一定时,密度与体积成反比,故A为水,B为酒精。
因为A、B两点到杯子底的距离相等,
所以根据m=ρV=ρSh可知,A、B两点以下m水>m酒精。
又因为完全相同的容器,分别盛有质量相等的水和酒精。
A、B两点上m水<m酒精,即G水<G酒精。
根据p=FS可知,pA<pB。
故答案为:B。
17.如图所示,密度相同的A、B、C三个实心规则柱体,它们对水平桌面产生的压强分别为pA、pB、pC,则( )
A.pA最大B.pB最大C.pC最大D.三者一样大
【答案】A
【知识点】压强大小比较
【解析】【分析】A、B、C三个实心规则柱体,密度相同,由图可知,显然hA>hC>hB,对于规则柱体可根据压强公式p=FS=GS=ρVgS=ρgh比较三者的压强的大小。
【解答】从题意可知,A、B、C三个实心规则柱体、密度均相同,
由图可知,对于规则柱体,hA>hC>hB,
根据p=FS=GS=ρVgS=ρgh可知:pA>pC>pB。
故答案为:A。
18.下列四种动物的运动方式能用压强与流速关系来解释的是( )
A.乌贼向后喷水而前行
B.流线型的鲫鱼在水中快速前进
C.展开双翅的鸟在空中滑翔
D.壁虎靠脚上的“吸盘”在墙上爬行
【答案】C
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】利用下列知识分析判断:
(1)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的。
(2)流线型的物体在运动时,受到的阻力减小。
(3)流体压强和流速的关系是:流体流速大的地方,压强小;流体流速小的地方,压强大。
(4)大气压的利用一般都是在某处使气压降低,然后在外界大气压的作用下,产生了某种效果。
【解答】A、乌贼向后喷水,给水一作用力,而力的作用是相互的,水给乌贼向前的力,使乌贼前行,不能用压强与流速关系来解释,故A错误。
B、流线型的鲫鱼,在水中受到的阻力较小,可以快速前进,不能用压强与流速关系来解释,故B错误。
C、鸟能在空中滑翔是由于鸟的翅膀是上凸下平,上面和下面的空气流动速度不同,翅膀上面空气流动速度快,受到向下的压强小,翅膀下面空气流动速度慢,受到向上的压强大,这样就存在向上的压强差,形成升力,所以鸟能在空中滑翔,能用压强与流速关系来解释,故C正确。
D、壁虎的脚掌上有许多“吸盘”,排出里面的空气,在大气压的作用下被压在墙上,并能在墙上爬行,不能用压强与流速关系来解释,故D错误。
故答案为:C。
19.如图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76厘米汞柱高
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面液面高度差减小
【答案】D
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【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】A、因玻璃管的上端是封闭的,所以此装置不是连通器,故A叙述错误。
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叙述错误。
C、玻璃管竖直放置时测出的大气压强,因大气压是变化的,测量值不一定为76厘米即760mm汞柱高,故C叙述错误。
D、位置较高处的大气压较低,玻璃管中水银柱的高度就会下降,将此装置从山脚移到山顶,管内外汞液面高度差减小,故D叙述正确。
故答案为:D。
20.两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同一水平桌面上,容器内装有质量和深度均相同的液体,如图所示。若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2。下列关系正确的是( )
A.p1=p2,F1=F2B.p1>p2,F1<F2
C.p1>p2,F1=F2D.p1<p2,F1>F2
【答案】C
【知识点】液体的压强
【解析】【分析】(1)先判断出容器和液体总重力的关系,再根据“水平桌面受到的压力等于总重力”判断压力的关系,然后根据影响滑动摩擦力大小的因素得出摩擦力的关系,最后由二力平衡条件判断拉力的大小。
(2)根据质量和体积的关系,利用密度公式判断两液体的密度关系;再根据p=ρ液gh判断容器底受到液体压强的大小。
【解答】 (1)两个容器完全相同,所装液体的质量也相同,根据G=mg可知两图中容器和液体的总重力也相同,因水平桌面受到的压力等于容器和液体的总重力,所以两容器对桌面的压力大小相等,且接触面的粗糙程度相同,则两容器运动时受到滑动摩擦力的大小相等;因两容器沿水平桌面做匀速直线运动,两容器处于平衡状态,则由二力平衡条件可知水平拉力F1和F2都等于对应的摩擦力,所以F1=F2。
(2)已知两液体的质量相同,由图知两容器中液体的体积关系为V1<V2,根据密度公式可知两液体的密度关系为ρ1>ρ2,且两液体的深度相同,则由p=ρ液gh可知容器底受到液体压强的关系为p1>p2。
故答案为:C。
21.如图所示,用F=6N的水平向右的拉力匀速拉物块A时,物块B静止,此时弹簧测力计示数为4N,则物块A受到地面摩擦力的大小及方向为( )
A.6N,水平向右B.6N,水平向左
C.2N,水平向左D.2N,水平向右
【答案】C
【知识点】影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】要解决此题,需要判断出物体B所受摩擦力方向,并且要知道其在水平方向上受的力:弹簧测立计的拉力和A对其向右的摩擦力。
要掌握二力平衡条件及应用。作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
【解答】匀速向右拉动物块A时,物块B相对于A向左运动,则B所受摩擦力方向向右,大小与弹簧测力计示数相同,fB=4N;
A在水平方向受B对其向左的摩擦力和地面对其向左的摩擦力作用,因为A匀速运动,所以这三个力平衡,则A所受摩擦力f=F-FB=6N-4N=2N,方向向左。
故答案为:C。
22.著名篮球运动员易建联于2023年9月15日宣布退役,结束了长达21年的职业生涯。如图是易建联投篮时的情景,下列说法不正确的是( )
A.篮球在空中飞行过程中,运动状态不断地发生改变
B.篮球离开手后能继续前进,是由于受到惯性的作用
C.如果不考虑空气阻力,篮球在空中飞行过程中只受重力作用
D.空中飞行的篮球,若它所受的力全部消失,它将做匀速直线运动
【答案】B
【知识点】惯性
【解析】【分析】(1)物体运动状态的改变包括速度大小和方向的改变。
(2)物体保持运动状态不变的性质叫做惯性,惯性是物体的性质,不是力。
(3)物体由于地球的吸引而受到的力叫重力,重力的方向总是竖直向下。
(4)根据牛顿第一定律分析。
【解答】A.篮球在空中飞行过程中,做曲线运动,因而运动状态不断地发生改变,故A正确。
B.篮球离开手后能继续前进,是由于具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故B错误。
C.如果不考虑空气阻力,篮球在空中飞行过程中只受重力作用,故C正确。
D.空中飞行的篮球具有一定的速度,若它所受的力全部消失,由于惯性保持原来的速度做匀速直线运动,故D正确。
故答案为:B。
23.如图所示,有一重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是( )
A.容器受到的摩擦力不变B.容器受到的摩擦力逐渐增大
C.水平力F一定不变D.水平力F必须逐渐增大
【答案】B
【知识点】影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】容器始终处于静止状态,受力平衡,合力保持为0;再利用二力平衡的条件再分析其受到的摩擦力和F是否会发生变化。
【解答】AB、由题知容器始终保持静止状态,受力平衡,所受的摩擦力等于容器和水的总重力,所以容器受到的摩擦力逐渐增大,故A错误,B正确。
CD、水平方向上受力平衡,若最大静摩擦力大于重力时,力F可能不变,若最大静摩擦力小于等于重力时F要增大,故CD错误。
故答案为:B。
24.一个空瓶质量为m0,装满水后的总质量为m1.若先在瓶内装一些金属颗粒后总质量为m2,再往瓶中装水至满瓶后的总质量为m3.则瓶内金属颗粒的密度为( )
A.m2-m0m3-m1-m0ρ水B.m2-m0m3-m2-m0ρ水
C.m2-m0m1+m3-m2-m0ρ水D.m2-m0m1+m2-m3-m0ρ水
【答案】D
【知识点】液体密度的测量
【解析】【分析】(1)知道空瓶的质量、瓶和水的总质量,求出装满水后水的质量,根据公式ρ=mV求出水的体积,也就是瓶子的容积。
(2)已知瓶子和金属粒的总质量和空瓶子的质量,可求金属粒的质量。
(3)瓶子装满金属粒后再装满水,求出此时瓶内水的质量、水的体积,金属粒的体积等于瓶子的容积减去此时水的体积;
(4)求出了金属粒的质量和体积,根据公式ρ=mV求金属粒的密度。
【解答】空瓶装满水:m水=m1-m0,
空瓶容积:V=V水=m水ρ水=m1-m0ρ水,
金属粒的质量:m金=m2-m0,
瓶中装了金属粒后再装满水,此时瓶中水的质量m'水=m3-m2,
此时瓶中水的体积:V'水=m'水ρ水=m3-m2ρ水,
金属粒的体积:V金=V-V'水=m1-m0ρ水-m3-m2ρ水=m1-m0-m3+m2ρ水,
金属粒的密度:ρ=m金V金=m2-m0m1-m0-m3+mρ水=m2-m0m1+m2-m3-m0ρ水。
故答案为:D。
25.某跳伞运动员从飞机上跳下,沿竖直方向降落,一段时间后打开降落伞(如图乙),最后安全着地。已知跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示,跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图如图乙所示,下列说法不合理的是( )
A.0~20s阶段,运动员受到的空气阻力逐渐增大
B.运动员在第20s时刻打开降落伞
C.图乙中,与图甲中CD阶段对应的是③
D.BC阶段,运动员受到的空气阻力大于自身(含所有装备)重力
【答案】B
【知识点】速度与物体运动;二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】跳伞运动员受到的重力大于阻力时,会加速下落;跳伞运动员受到的重力等于阻力时,会匀速下落;跳伞运动员受到的重力小于阻力时,会减速下落,结合v-t图像分析。
【解答】A、0-20s阶段,运动员的速度增加量逐渐减小,说明运动员受到的空气阻力逐渐增大,故A合理。
B、已知正常情况下空气阻力大小随迎风面积和速度的增大而增大,所以运动员打开降落伞之后,会做减速运动,故在20s时,运动员打开降落伞,故B不合理。
C、运动员在AB和CD段都是做匀速运动,但CD阶段是降落伞打开后,速度减小后的匀速直线运动,与图甲中CD阶段对应的是③,故C合理。
D、BC阶段,运动员做减速运动,所以运动员受到的空气阻力大于自身(含所有装备)重力,故D合理。
故答案为:B。
二、填空题(本大题共10小题,每空1分,共25分)
26.如图所示,三峡大坝的正常蓄水位为175m,则深度为20m的某处受到水的压强为 Pa。轮船在通过三峡大坝时,需经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举,船闸利用了 原理。
【答案】2×105;连通器
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)液体压强随深度的增加而增大;已知水的深度和密度,利用公式p=ρgh计算水对坝底的压强。
(2)上端开口、下端相连通的容器叫连通器;船闸是连通器特点的应用。
【解答】水对坝底的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20m=2×105Pa
据船闸的结构特点可知,其在工作时,上端开口,下部连通,即符合连通器的定义,所以船闸是利用连通器的原理工作的。
故答案为:2×105;连通器。
27.用手里的铅笔可以做很多科学小实验。
(1)如图甲所示,手指压铅笔尖,手指会凹陷是因为 ;
(2)用一根橡皮筋水平匀速拉动放在桌面上的一本书,然后在书下垫几支圆铅笔,再匀速拉动,如图乙所示。根据 比较两种情况下摩擦力的大小。
(3)如图丙所示,用两手指水平压住铅笔的两端。铅笔静止时,两手指对铅笔的压力 相互作用力(选填“是”或“不是”)。
【答案】(1)力可以改变物体的形状
(2)橡皮筋的伸长量
(3)不是
【知识点】影响摩擦力大小的因素;压强大小比较
【解析】【分析】(1)力的作用效果有两个:一是力可以改变物体的形状,二是力可以改变物体的运动状态。
(2)匀速直线运动的物体受到平衡力作用;物体发生弹性形变越大,产生的弹力越大。
(3)静止的物体受到平衡力作用。
【解答】(1)图甲中,手指压铅笔尖,手指会凹陷是力可以改变物体的形状。
(2)用一根橡皮筋水平匀速拉动放在桌面上的一本书,书受到平衡力作用,即拉力等于摩擦力;橡皮筋伸长越长,拉力越大,故摩擦力就越大。
(3)铅笔静止时,受到平衡力作用,两手指对铅笔的压力是一对平衡力。
故答案为:(1)力可以改变物体的形状;(2)橡皮筋的伸长量;(3)不是。
28.如图所示,用20牛的水平压力把一重为10牛的物体压在竖直墙壁上,若物体与墙壁AB的接触面积是50厘米2,则此时物体受到的摩擦力大小为 N,墙面AB受到的压强为 Pa。
【答案】10;4000
【知识点】摩擦力的存在;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)由于物体压在竖直墙上,处于平衡状态,物体在竖直方向上受到重力和墙壁对它的摩擦力,这两个力是一对平衡力,二力大小相等。
(2)物体将水平力大小不变的传递到墙上,可求墙壁受到的压力,知道受力面积,利用p=FS求墙壁受到的压强。
【解答】物体在竖直方向上受到重力和墙壁对它的摩擦力,因物体压在竖直墙上处于平衡状态,这两个力是一对平衡力,所以,物体受到摩擦力等于重力,即f=G=10N;
因固体可以大小不变的传递压力,所以,物体对竖直墙壁的压力等于水平力,即F=20N,
物体对墙壁的压强:p=FS=20N50×10-4m2=4000Pa。
故答案为:10;4000。
29.铜的密度为8.9×103kg/m3,它的物理意义是: 。两质量相同的实心铜块和实心铁块(ρ铜>ρ铁),它们的体积V铜 V铁;若将它们分别制成实心正方体放置在水平地面上,两金属块对地面的压强p铜 p铁;若将铜块放置在铁块上方中央,此时铁块对地面的压强p p铜+p铁(后三空均选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】每立方米铜的质量是8.9×103千克;小于;大于;小于
【知识点】密度公式的应用
【解析】【分析】密度是单位体积的某种物质的质量;正确描述物质的密度值的物理意义,关键是对单位的理解要准确无误。
甲、乙两实心正方体对水平地面的压强均为p,根据水平面上物体的压力和自身的重力和p=FS分析两者的重力,然后分析其压强之间的大小关系。
【解答】物理意义的表述,首先是表述单位体积,然后才是质量。铜的密度为8.9×103千克/米3,它的物理意义是体积1立方米铜的质量是8.9×103千克。
两质量相同的实心铜块和实心铁块(ρ铜>ρ铁),根据ρ=mV可得,V=mρ,所以V铜 小于V铁。
因为V铜 小于V铁;所以正方体铜块的底面积S铜小于正方体铁矿的底面积S铁;因为铜块和铁矿的质量相同,所以对地面的压力相同,根据公式p=FS可得,两金属块对地面的压强p铜 大于p铁;若将铜块放置在铁块上方中央,其压力增加1倍,其底面积就是铁矿的底面积,所以此时铁块对地面的压强p小于p铜+p铁。
故答案为:每立方米铜的质量是8.9×103千克;小于;大于;小于。
30.如图所示是轿车车顶的外掀式天窗。在轿车行驶时,将天窗的前面关闭,后面微微向上打开,车顶形成一个凸面,这样可以 (填“增大”或“减小”)天窗口空气的流速,使天窗开口处的气压 (填“大于”“小于”或“等于”)车内的气压,这有利于保持车内空气清新。
【答案】增大;小于
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】根据流体压强和流速的关系分析即可。
【解答】在轿车行驶时,将天窗的前面关闭,后面微微向上打开,车顶形成一个凸面,这样可以增大天窗口空气的流速,使天窗开口处的气压小于车内的气压,这时车内空气向外流动,有利于保持车内空气清新。
31.甲、乙、丙三辆小车同时、同地向同一方向运动,它们运动的图像如图所示。由图像可知:运动速度相同的小车是 ;经过5秒,跑在最前面的小车是 。
【答案】甲、丙;乙
【知识点】速度与物体运动;速度公式及其应用
【解析】【分析】根据第一个图象,分析出甲的运动情况,根据速度的计算公式v=st求出甲的运动速度。
根据第二个图象,分析出乙和丙的运动速度;比较三者的大小关系,得出第一个空。
甲、乙、丙三辆小车同时、同地向同一方向运动,都运动5s,谁的速度大,谁运动的路程就长,谁就在最前面。
【解答】由第一个图象可知,路程和时间的图象是一条过原点的射线,路程和时间成正比,路程和时间的比值---速度是一个定值,当甲运动的路程为20m时,运动的时间是5秒,运动的速度v甲=s甲t甲=20m5s=4m/s。
由第二个图象可知,乙、丙的速度不随时间的变化而变化,是一个定值,乙的速度v乙=6m/s,丙的速度v丙=4m/s。
由分析可知:甲和丙的速度是相等的。
甲、乙、丙三辆小车同时、同地向同一方向运动,因为乙的速度是最大的,经过5s,乙运动的路程就是最长的,所以乙在最前面。
故答案为:甲、丙;乙。
32.高压起重气垫是一种适合于地震救灾的起重工具,它由如图甲所示的高压气瓶、气管、阀门与气垫连接而成。起重时,气垫放入重物与地面的间隙之间,由高压气瓶向气垫内充气,气垫在短时间内可把重物举起一定高度,如图乙所示,质地均匀的长方体石板长2m,宽1m,高50cm。当气垫内部压力达到一定值就可以将石板顶起。
(1)高压气瓶向气垫内充气时,气瓶内的气体的密度 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)小浙想知道石板的质量,从石板上取下一小块测量其密度。该同学先用天平测石块的质量,所加砝码和游码在标尺上的位置如图丙所示:接着用量筒和水测石块的体积,其过程如图丁。
求:①该小石块的密度 g/cm3;②长方体石板的质量 kg。
【答案】(1)变小
(2)1.09;1090
【知识点】密度及其特性;液体密度的测量
【解析】【分析】(1)用高压气瓶向气垫内充气时,气瓶内的气体质量减小,体积不变,根据密度公式可知气瓶内的气体密度的变化。
(2)根据物体的质量等于砝码的总质量与游码示数之和可求出小石块的质量,根据小石块的体积等于小石块和水的总体积减去水的体积可求出小石块的体积,根据密度公式可求出小石块的密度。
根据密度是物质的一种性质,其大小与物质种类决定,与质量无关,可求出长方体石板的密度,根据长方体体积公式可求出长方体石板的体积,根据m=ρV可求出长方体石板的质量。
【解答】(1)用高压气瓶向气垫内充气时,气瓶内的气体质量减小,体积不变,根据ρ=mV可知,气瓶内的气体密度将变小。
(2)由图丙可知,砝码的总质量为20g,游码示数为1.8g,小石块的质量m=m砝+m游=20g+1.8g=21.8g,
由图丁可知,小石块和水的总体积V总=40mL,水的体积V水=20mL,小石块的体积V=V总-V水=40mL-20mL=20cm3,
小石块的密度ρ=mV=21.8g20cm3=1.09g/cm3=1.09×103kg/m3。
根据密度是物质的一种性质,其大小与物质种类决定,与质量无关,可知长方体石板的密度ρ1=ρ=1.09g/cm3,
长方体石板的体积V1=2m×1m×50×10-2m=1m3,
长方体石板的质量m1=ρ1V1=1.09×103kg/m3×1m3=1090kg。
故答案为:(1)变小;(2)1.09;1090。
33.连接在水平桌面上的物体M两端的轻质细绳分别绕过定滑轮与A、B相连,细绳恰好水平,如图所示。当A重5N,B重8N时,M恰好做水平匀速直线运动,若滑轮摩擦不计,此时M受到的摩擦力大小为 N,方向是 。当B刚触地时,若A、M都不会与滑轮相碰,M受到的摩擦力方向是 。
【答案】2;水平向左;水平向左
【知识点】平衡状态的判断;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】物体处于静止或匀速直线运动状态时,物体受到平衡力的作用,根据平衡力求出滑动摩擦力的大小;根据M的运动状态判定滑动摩擦力的方向。
【解答】当A重3N,B重5N时,M恰好做水平匀速直线运动,则M在水平方向上受到三个力的作用:A对M5N的拉力、B对M8N的拉力、桌面对M的摩擦力的作用,这三个力平衡,则摩擦力的大小为f=8N-5N=3N,摩擦力的方向是水平向左的;
当B刚触地时,M由于惯性,仍然会向右运动,则M受到的摩擦力方向是水平向左的。
故答案为:3;水平向左;水平向左。
34.如图所示,A、B两个实心正方体的密度之比ρA:ρB=9:4,质量之比mA:mB=2:3,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上,则地面受到的压力之比 ;压强之比 。
【答案】1:1;4:9
【知识点】压强大小比较;压强的大小及其计算
【解析】【分析】根据密度公式求出A、B的体积之比,根据体积公式求出A、B的边长之比,根据面积公式求出A、B的底面积之比;物体对地面的压力等于A、B的总重力,据此可知按甲、乙两种不同方式叠放对地面的压力之比;根据p=FS求出压强之比。
【解答】解:由ρ=mV可知,A、B的体积之比:VAVB=mAρAmBρB=mAρBmBρA=2×43×9=827。
由V=L3可知,A、B的边长之比:LALB=3VA3VB=3VAVB=3827=23,
则A、B的底面积之比:SASB=LA2LB2=2232=49
按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上,物体对地面的压力等于A、B的总重力,由于总重力相等,所以它们对地面的压力相等,即地面受到的压力之比为1:1。
压强之比:p甲p乙=FSBFSA=SASB=49。
故答案为:1:1;4:9。
35.边长12cm的均匀正方体,重为72N,放在面积为1m2的水平桌面中央,则正方体对桌面的压强为 Pa;如图所示,若沿水平方向裁下一部分a竖放在水平桌面上,且使a对桌面压强为剩余部分b对桌面压强的1.5倍,则剩余部分b的高度为 cm。
【答案】5×103;8
【知识点】压强大小比较;压强的大小及其计算
【解析】【分析】 已知正方体的棱长,可求得其面积,正方体放在水平桌面中央,对桌面的压力等于物体本身的重力,根据公式p=FS可求得正方体对桌面的压强;
因为是规则物体,所以根据公式p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρgh结合裁下一部分后a对桌面压强(立放)为剩余部分b对桌面压强的1.5倍,列出关系式可求得剩余部分b的高度。
【解答】(1)已知正方体的棱长L=12cm=0.12m,则其面积S=L2=(0.12m)2=0.0144m2,
正方体对桌面的压力F=G=72N,
正方体对桌面的压强p=FS=72N0.0144m2=5×103Pa,
(2)因为是规则物体,沿水平方向裁下一部分a,立放a对桌面压强pa=FS=GS=mgS=ρVgS=ρgha,
b对桌面压强pb=ρghb,
已知pa=1.5pb,ρgha=1.5ρghb,
正方体的棱长12cm,解得hb=0.08m=8cm,
故答案为:5×103;8。
三、探究题(本大题共3小题,每空2分,共20分)
36.为了探究二力平衡的条件,小浙利用定滑轮、钩码、细线、正方形轻质薄板、铁架台做了如图实验,图A为正方形轻质薄板在两个水平方向的拉力作用下向左加速运动;在图B和C中,正方形轻质薄板静止;用手将正方形轻质薄板放置在图D中所示位置,松手后,正方形轻质薄板顺时针旋转。
(1)在图B或图C中正方形轻质薄板处于静止状态,是因为它受力 (“平衡”或“不平衡”)。
(2)由图中A与B(或A与C)所示情况可知:一个物体受到两个同一直线上力的作用,要保持静止状态,这两个力必须 ;
(3)由图中C与D所示情况可知:一个物体受到两个力的作用,要保持静止状态,这两个力必须 。
【答案】(1)平衡
(2)大小相等、方向相反
(3)大小相等、方向相反、且作用在同一直线
【知识点】二力平衡的条件及其应用;探究二力平衡的条件
【解析】【分析】要解决此题,需要掌握二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
【解答】(1)B、C保持静止,是因为它受力平衡。
(2)A图中,两个力的大小不等,则物体不平衡,B中使两个力的大小相等,则物体平衡,探究了一对平衡力的大小要相等,并且方向要相反。
故答案为:大小相等,方向相反。
(3)C中使两个力作用在同一直线上,而D未在一条直线上,则薄板不平衡,所以探究了一对平衡力,除了大小相等、方向相反外还要作用在同一直线上。
故答案为:(1)平衡;(2)大小相等、方向相反;(3)大小相等、方向相反、且作用在同一直线。
37.某科学兴趣小组利用最大刻度值标有2.5mL的一次性注射器等器材,对大气压的值进行测量。其实验步骤如下:
a.先让注射器吸入少量水,然后将活塞推至注射器底端,当注射器的小孔充满水后,再用橡皮帽封住注射器的小孔。
b.用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,如图所示。当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为7.5N。
c.测出注射器全部刻度的长度为4cm。
d.根据测量数据,算出大气压的值。
(1)根据上述实验数据,可以计算出大气压强为 Pa。
(2)小浙发现,同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大,对此小浙与同学们总结了下列几种可能引起误差的原因:
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体
②活塞与注射器筒壁间有摩擦
③弹簧测力计的示数没有读准
④活塞与注射器筒壁不完全密封
上述原因一定会使测量值小于真实值的是____
A.①②B.①④C.②③D.②④
(3)小浙对所做实验进行改进,在完成a、b步骤,活塞推到注射器底端后,添加了“取下封住注射器小孔的橡皮帽,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的示数为1.2N”这一实验步骤,这是为什么?
【答案】(1)1.2×105
(2)B
(3)减小摩擦力对实验结果的影响
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)注射器的容积单位为mL,注射器是圆柱体,利用公式V=SL的变形,可求其横截面积的大小;根据二力平衡的条件,当活塞刚刚拉动时,弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力;再根据公式p=FS将测得的压力和面积代入公式即可算出压强的大小。
(2)根据题意逐项分析测得的大气压值偏大还是偏小。
(3)如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而影响测量结果。
【解答】(1)注射器容积为2.5mL,即2.5cm3.注射器全部刻度的长度L=4cm,因为注射器为圆柱体,根据其体积公积可得,S=VL=2.5cm34cm=0.625cm2。
弹簧测力计的示数F=7.5N,这就是大气对活塞的压力,将其代入公式得,p=FS=×10-4m2=1.2×105Pa;
(2)根据压强公式p=FS,受力面积一定,
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体,使得拉力F偏小,算出的大气压会偏小。
②活塞与注射器筒壁间有摩擦,会使力的测量值偏大,算出的大气压会偏大。
③弹簧测力计的示数没有读准,拉力可能大可能小,算出的气压可能大也可能小。
④活塞与注射器筒壁不完全密封,注射器筒内有空气会使拉力变小,算出的大气压会偏小。
综合分析①④一定偏小,故选B。
(3)如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而使测量值偏大。所以小红的这一实验步骤,是为了减小摩擦力对实验结果的影响。
故答案为:(1)1.2×105;(2)B;(3)减小摩擦力对实验结果的影响。
38.两个烧杯中分别装有清水和盐水,小浙想利用压强计进行区分,其操作如下:
(1)当压强计的金属盒在空气中时,小浙观察到U形管两边的液面如图a所示,为了使U形管两边的液面相平,小浙接下来的操作是____;
A.用手按压几下橡皮膜
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内加适量水
(2)小浙做图b所示的检查,当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现形管两边液柱的高度几乎不变化,出现这种情况的原因是 ;
(3)压强计调节正常后,小浙将金属盒先后浸入到两杯液体中,如图c和d,他发现图d中U形管两边的液柱高度差较大,于是认为图d杯子中盛的是盐水。你认为,小浙的结论是 (填“可靠的”或“不可靠的”);理由 。
【答案】(1)B
(2)压强计漏气
(3)不可靠的;没有控制液体的深度相同
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【分析】(1)两管中液面高度不同,说明两管液面上方气压不相等,据此分析。
(2)用手指轻轻按压探头的橡皮膜,发现U形管两边的液面高度差变化都很小,这说明该压强计的气密性很差;若液面灵活升降,则装置不漏气,压强计的气密性好。
(3)液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。
【解答】(1)当压强计的金属盒在空气中时,小浙观察到U形管两边的液面如图a所示,说明两管液面上方气压不相等,为了使U形管两边的液面相平,接下来的操作是拆除软管重新安装,则两管液面上方气压都等于大气压,即可达到实验目的,故选:B。
(2)小浙做图b所示的检查,当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化,出现这种情况的原因是压强计漏气。
(3)研究液体压强与密度的关系要控制液体的深度相同,如图c和d,认为图d杯子中盛的是盐水,小浙的结论是不可靠的,因为没有控制液体的深度相同。
故答案为:(1)B;(2)压强计漏气;(3)不可靠的;没有控制液体的深度相同。
四、分析计算题(本大题共4小题,5分+6分+7分+7分,共25分)
39.一个质量为158g的铁球,体积是25cm3,已知铁的密度是7.9×103kg/m3,则:
(1)问该球是实心的还是空心的?
(2)求出空心部分的体积?
【答案】(1)由ρ=mV可得,铁球中铁的体积:V铁=mρ铁=158g7.9g/cm3=20cm3,
因为V铁<V球,
所以此球是空心的。
(2)空心部分的体积:V空=V球-V铁=25cm3-20cm3=5cm3。
【知识点】密度公式的应用
【解析】【分析】(1)根据密度公式变形V=mρ求出此时铁球的实心体积,再与铁球的实际体积相比较,如果相等,则是实心的,如果实心体积小于实际体积,则是空心的。
(2)用铁球的实际体积减去实心部分的体积就是空心部分的体积。
【解答】(1)由ρ=mV可得,铁球中铁的体积:V铁=mρ铁=158g7.9g/cm3=20cm3,
因为V铁<V球,
所以此球是空心的。
(2)空心部分的体积:V空=V球-V铁=25cm3-20cm3=5cm3。
答:(1)该球是空心的。
(2)空心部分的体积为5cm3。
40.双轮电动平衡车(如图甲)因其体积小,操控方便,受到不少年轻人的喜爱,表乙是该双轮电动平衡车的部分技术参数。回答下列问题:
(1)小浙用该双轮电动平衡车以最高速度行驶3min,则小浙行驶的距离为多少?
(2)体重为600N的小浙站在该双轮平衡车上时,每个轮胎与地面的接触面积为20cm2,求地面受到的压力和压强。
【答案】(1)由图乙可知,平衡车的最高行驶速度v=20km/h,
由v=st可知,小浙行驶的距离:s=vt=20km/h×360h=1km。
(2)由图乙可知,平衡车的质量m车=20kg,则平衡车的重力G车=m车g=20kg×10N/kg=200N,
体重为600N的小浙站在该双轮平衡车上时,地面受到的压力:F=G人+G车=600N+200N=800N;
地面受到的压强:p=FS=800N2×20×10-4m2=2×105Pa。
【知识点】速度公式及其应用;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)由图乙可知平衡车的最高行驶速度,知道平衡车的行驶时间,根据速度公式求出小浙行驶的距离。
(2)由图乙可知平衡车的质量,根据G=mg求出平衡车的重力,体重为600N的小浙站在该双轮平衡车上时,地面受到的压力等于平衡车和小浙的重力之和;根据p=FS求出地面受到的压强。
41.如图所示,铁桶重为20N,桶的底面积为100cm2,往桶里倒入3kg的水,水的深度为15cm,平放在面积为1m2的水平台面上。求:
(1)水对桶底的压强;
(2)桶底受到水的压力;
(3)台面受到桶的压强。
【答案】(1)桶内水的深度h=15cm=0.15m,
水对桶底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa。
(2)桶底受到水的压力:F=pS=1500Pa×100×10-4m2=15N。
(3)台面受到的压力:F'=G桶+G水=G桶+m水g=20N+3kg×10N/kg=50N,
台面受到最小的压强:p'=F'S=50N100×10-4m2=5×103Pa。
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)知道桶内水的深度,根据p=ρgh求出水对桶底的压强。
(2)再根据F=pS求出桶底受到水的压力。
(3)台面受到桶的压力等于水和桶的重力之和,受力面积等于桶和台面的接触面积,根据p=FS求出台面受到桶的压强。
42.如图所示是一个深度很浅的皮碗,现将皮碗压向水平的天花板,挤出皮碗下的全部空气,在大气压的作用下,皮碗象吸盘一样“平贴”在天花板上,皮碗的吸附面积为100cm2,皮碗中心引出的细线可以悬挂一个物体在空中。(不计细线和皮碗的重量,大气压取1.0x105Pa)
(1)要想吸盘不脱落,所挂物体的质量不得超过多少?
(2)设想细线下挂一边长为10cm,质量为500g的正方体物块时吸盘没有脱落(物块底面保持水平),剪断细线物块落在水平地面上无反弹和翻滚,从触地时开始计时,物块对地面的压强px随时间变化的关系如图所示(受力面积始终是正方形的底面积),压强减至Pr时便保持不变。求t=0时物块对地面的压力和t=0.1s时Pr为多少?
【答案】(1)由p=FS可知,吸盘所能承受物体的最大重力:G=F=pS=1×105Pa×100×10-4m2=1000N。
(2)从图丙可以看出当t=0时,p0=1.5×103Pa,
则物块对地面的压力:F0=p0S0=1.5×103Pa×10×10×10-4m2=15N。
当t=0.1s时,pr=F1S1=G1S1=500×10-3kg×10N/kg10×10×10-4m2=500Pa。
【知识点】大气压强的存在;大气压的综合应用
【解析】【分析】(1)计算所挂的物体重力,先利用压强公式计算出大气对皮碗产生的压力,然后利用力的平衡知识得出;
(2)从图丙可以看出当t=0时,p=1.5×103pa,利用压强公式计算出压力;
当t=0.1s时,正方体静止,压力大小等于物体重力,利用压强公式计算出压强。
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