
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132,福建省厦门市思明区厦门市华侨中学2023-2024学年九年级下学期4月期中物理试题
展开考生须知:
1.全卷六大题,31小题,试卷共8页,另有答题卡。
2.答案一律写在答题卡上,否则以0分计算。
3.作图题可以直接用2B铅笔画。
4.本卷g取10 N/kg。
一、选择题(本大题共14小题。每小题2分,共28分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列哪位学者首先通过实验得出:物体的运动并不需要力来维持,运动的物体会停下来是因为受到了阻力( )
A. 亚里士多德B. 伽利略
C. 阿基米德D. 张桃园
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】经典力学和实验物理学的先驱伽利略通过实验分析得出,物体的运动并不需要力来维持,运动的物体之所以会停下来,是因为受到了阻力,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2. 如图的美景中,由光的镜面反射形成的是( )
A. 返景入深林
B. 倒影澄波底
C 长空彩虹现
D. 云霞幻景生
【答案】B
【解析】该试卷源自 每日更新,享更低价下载。【详解】A.返景入深林,是阳光穿透树叶间的缝隙照射到地面上,是由光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B.倒影澄波底,倒影属于平面镜成像,是由光的镜面反射形成的,故B符合题意;
C.长空彩虹现,这是色散现象,是由于光的折射形成的,故C不符合题意;
D.云霞幻景生,这是光在不均匀的大气中传播时发生折射形成的,故D不符合题意。
故选B。
3. 以下物体惯性最大的是( )
A. 狂奔的猎豹B. 飘动的小气球
C. 飞行的子弹D. 静止的火车
【答案】D
【解析】
【详解】狂奔的猎豹、飘动的小气球、飞行的子弹、静止的火车中,火车的质量最大,质量大的物体惯性就大,惯性大小和物体的运动速度无关,故D符合题意.
点睛:惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性,惯性的大小只与物体的质量有关,质量大的物体惯性就大,质量小的物体惯性就小.
4. 如图所示的实例中,可增大摩擦的是( )
A. 轴承中装有滚珠
B. 给车轴加润滑油
C. 轮胎表面有花纹
D. 磁悬浮列车行驶
【答案】C
【解析】
【详解】A.轴承中装有滚珠是变滑动为滚动来减小摩擦的,故A不符合题意;
B.给车轴加润滑油使接触面更光滑一些,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,故B不符合题意;
C.轮胎表面有花纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,故C符合题意;
D.磁悬浮列车行驶是通过将接触面分离来减小摩擦的,故D不符合题意。
故选C
5. 鲁迅的《社戏》中有这样的描写:“淡黑的起伏的连山,仿佛是踊跃的铁的兽脊似的,都远远地向船尾跑去了……”其中“山……向船尾跑去了”所选的参照物是( )
A. 船B. 山C. 流水D. 河岸
【答案】A
【解析】
【详解】根据运动的知识可知,以船为参照物,山的位置不断变化,是运动的,以水、河岸为参照物,山的位置没有变化,是静止的,选择参照物时,一般不选择自身。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6. 汽车最基本的安全装置是头枕和安全带,如图所示,以下说法正确的是
A. 有了头枕,能减小因突然减速对司机造成的伤害
B. 有了头枕,能减小因撞上前车对司机造成的伤害
C. 系上安全带,能减小因后车撞击对司机造成伤害
D. 系上安全带,能减小因紧急刹车对司机造成的伤害
【答案】D
【解析】
【详解】AB.有了头枕,能减小因汽车突然加速或被后车撞上对司机造成的伤害,故AB错误;
CD.系安全带的目的是为了防止在紧急刹车时由于惯性人会向冲可能对人员造成伤害,故C错误、D正确;
故选D。
7. 动车站台地面上标有安全线。为了避鱼乘突被“吸”向动车的事故发生,要求乘名必须站在安全线之外候车。这是因为列车进站时车体附近( )
A. 空气流速小,压强大B. 空气流速大,压强大
C. 空气流速大,压强小D. 空气流速小,压强小
【答案】C
【解析】
【详解】流体压强与流速的关系,流速大压强小,列车行驶速度快,带动空气流动速度快,压强小,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
8. 如图是科技兴趣小组用手机、透镜和纸箱自制的简易投影仪,它能将手机上的画面放大投影到白墙上。下列说法正确的是( )
A. 制作简易投影仪的透镜是凹透镜
B. 手机到透镜的距离应大于透镜的二倍焦距
C. 墙上呈现的是手机画面正立、放大的虚像
D. 要使像变大,应减小手机与透镜间的距离
【答案】D
【解析】
【详解】A.投影仪对物体成像是倒立放大的实像,所用的透镜是凸透镜,故A错误
BC.物体通过投影仪成倒立放大实像,物距大于一倍焦距而小于二倍焦距,所以手机到透镜的距离大于一倍焦距而小于二倍焦距,故BC错误;
D.要使像变大,则像距变远,物距变近,应减小手机与透镜间的距离,故D正确。
故选D。
9. 每年6月6日的全国“爱眼日”,倡导我们要科学用眼,珍爱光明。图甲为眼睛视物示意图,其视力问题及矫正方法是( )
A. 远视眼,配戴乙透镜矫正
B. 远视眼,配戴丙透镜矫正
C. 近视眼,配戴乙透镜矫正
D. 近视眼,配戴丙透镜矫正
【答案】D
【解析】
【详解】图甲中,远处来的光线经晶状体后,在视网膜前会聚,这是晶状体太厚,折光能力太强或眼球前后方距离太远所致,是近视眼,应佩戴对光线有发散作用的凹透镜进行矫正,所以佩戴图丙透镜进行矫正,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
10. 如图所示是探究“动能的大小与什么因素有关”实验的示意图.小球从a处由静止滚下,在c处与小木块碰撞,并与小木块共同运动到d处停下.下面的一些判断不正确的是( )
A. 从a到b小球的势能减小,动能增大
B. 到达c处,小球的势能最小,动能最大
C. 从c到d处,小球的机械能增大
D. 到达d处,小球的动能为零,小木块的动能为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.从a到b,小球的质量不变,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,故A正确,不符合题意.
B.到达c处,小球到达平面,小球的势能最小,小球的质量不变,速度最大,动能最大.故B正确,不符合题意.
C.从c到d处,小球高度不变,重力势能不变,速度逐渐减小,动能减小,所以机械能减小,故C错误;符合题意.
D.到达d处,小球质量不变,小球撞击木块后,速度不断减小,动能不断减小,到d点停止,速度为零,动能为零,木块到达d处速度为零,动能也为零,故D正确,不符合题意.
11. 用细线将两个半径相同的实心小球A和B连接在一起,放入水中,静止后的状态如图所示,线已绷紧。下列判断正确的是( )
A. F浮A=GAB. F浮A=F浮B
C. GA>GBD. ρA>ρ水
【答案】B
【解析】
【详解】A.小球A受到重力、浮力和绳的拉力,A处于静止状态,受到的力是平衡力,所以
F浮A=GA+FA
故A错误;
BC.两个小球的体积相同,都浸没水中,排开水的体积相同,由F浮=ρgV排可知AB小球受到的浮力相等,即
F浮A=F浮B
小球B受到重力、浮力和绳的拉力,B处于静止状态,受到的力是平衡力,所以
GB=F浮B+FB
由A可知A的重力
GA=F浮A-FA
B对A的拉力和A对B的拉力是相互作用力,大小相等,即
FA=FB
所以
GA
D.由A可知A的重力
GA=F浮A-FA
所以A的重力小于浮力,即
GA
ρA<ρ水
故D错误。
故选B。
12. 如图所示,将一圆柱体从水中匀速提起直至下表面刚好离开水面,此过程容器底受到水的压强p随时间t变化的图像大致如下列图中的( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】①将一圆柱体从水中匀速提起至其上表面刚好露出水面之前,水的密度一定,容器内水的深度不变,根据p=ρgh可知,容器底受到水的压强不变;
②从圆柱体上表面刚露出水面到圆柱体直至下表面刚好离开水面的过程中,圆柱体排开水的体积减小,容器内水的深度逐渐减小;由于圆柱体被匀速提起,容器的形状上粗下细,根据 可知,水的深度减小的越来越快,根据p=ρgh可知,容器底受到水的压强逐渐变小,并且也是减小得越来越快,符合这个规律的只有D图像。
故选D。
13. 如图所示,为正在太空中运行的我国首个空间实验室——“天宫一号”。在完全失重的“天宫一号”空间实验室里,无法完成的是( )
A. 用弹簧测力计测拉力B. 让笔记本悬浮在空中
C. 用重锤线校正物体是否竖直放置D. 用握力棒锻炼臂力
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.用弹簧测力计测拉力利用的是弹簧的弹力,太空中弹力是可存在的,故A可以完成,不符合题意;
B.太空中是失重状态,笔记本悬浮在空中,故B可以完成,不符合题意;
C.用重锤线校正物体是否竖直放置利用了重力,但太空中物体重力为0,故C不能完成,符合题意;
D.用握力棒锻炼臂力利用了弹力,太空中弹力是可存在的,故D可以完成,不符合题意。
故选C。
14. 如图所示,电视节目中“闯关游戏”的笔直通道上每隔8 m设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭时间分别为5 s和2 s,当小强正通过关卡1左侧9 m远的A处时,关卡刚好放行,若他全程以2 m/s的速度做匀速直线运动,则最先挡住他前进的关卡是( )
A. 关卡4B. 关卡3C. 关卡2D. 关卡1
【答案】B
【解析】
【详解】由题知,关卡放行和关闭时间分别为5s和2s,小强正通过A处时,关卡刚好放行,由可得,小强到达关卡1时所用的时间:
,
所以关卡1不会挡住他;每两个关卡间距离8m,所以小强通过相邻两关卡所用的时间
小强到达关卡2的时间:
t2=t1+t=4.5s+4s=8.5s
5s+2s<t2<5s+2s+5s
所以关卡2不会挡住他;小强到达关卡3的时间:
t3=t2+t=8.5s+4s=12.5s
5s+2s+5s<t3<5s+2s+5s+2s
所以关卡3会最先挡住他;选项B符合题意.
二、填空题(本大题共6小题。每空1分,共12分)
15. 刚装修完的房子,打开房门就会闻到刺鼻的气味,这是__________现象,为了减少新房子有害气体对人体造成的危害,根据温度越高,_______________越快,可以采取在高温季节来临前装修完并搁置一段时间、加强通风等措施。
【答案】 ①. 扩散 ②. 分子热运动
【解析】
【详解】[1]刚装修完的房子,装修材料中有气味的分子做无规则运动,跑到了空气中,属于扩散现象。
[2]分子无则运动与温度有关,温度越高分子热运动越剧烈,分子扩散越快。
16. 电子讲解器已经越来越多地被应用在旅游景点。小明参观博物馆时,将电子讲解器贴近耳朵,增大了声音的_____________。讲解器中传出了优美的乐声,小明一听就知道是青铜编钟的演奏,这是因为青铜编钟有着特有的_____________。(均选填“音调”、“响度”或“音色”)
【答案】 ①. 响度 ②. 音色
【解析】
【分析】
【详解】[1]响度与声音的振动的幅度有关,还与距离发声体的距离有关,距离发声体越近,响度就越大。将电子讲解器贴近耳朵,增大了声音的程度。
[2]不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色也就不同。讲解器中传出了优美的乐声,小明一听就知道是青铜编钟的演奏,这是因为青铜编钟有着特有的音色。
17. 大光踢足球时,看到球朝本队球门飞来,他迎上去一脚踢回,瞬间感觉脚趾很痛。这说明物体间力的作用是_____________的;但球被他挡了回去,说明力能改变物体的_____________。
【答案】 ①. 相互 ②. 运动状态
【解析】
【分析】
【详解】[1]球朝本队球门飞来,他迎上去一脚踢回,他给球一个作用力,同时,球也给他的脚一个反作用力,瞬间感觉脚趾很痛,这说明物体间力的作用是相互的。
[2]物体速度大小发生变化或运动方向改变都叫运动状态的改变,球被他挡了回去,球运动的方向改变了,说明力能改变物体的运动状态。
18. 将两个完全相同的小球放入甲、乙两种液体中,静止后如图所示,则这两个小球在液体中受到的浮力大小关系为F浮甲_____F浮乙;甲、乙两种液体的密度大小关系为ρ甲_____ρ乙。
【答案】 ①. 等于 ②. 小于
【解析】
【详解】[1]两个完全相同的小球放入甲、乙两种液体中都处于漂浮状态,则有
小球在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于小球受到的重力。
[2]由图可知,小球排开液体的体积,根据阿基米德原理可知,浮力相同,则。
19. 如图,在建筑工地上,工人借助相同的滑轮和绳用甲、乙两种方式分别将相同物料提起来(忽略摩擦力的影响),其中可以省力的是_________,机械效率较高的是_________。
【答案】 ①. 乙 ②. 甲
【解析】
【详解】[1]由图可知,甲是定滑轮,乙是动滑轮,定滑轮的实质是等臂杠杆,使用时不省力但能改变力的方向;动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,使用动滑轮能省力不能改变力的方向,因此可以省力的是图乙的动滑轮。
[2]用甲、乙两种方式分别将相同物料提升相同的高度,做的有用功相同,由于图乙要克服动滑轮的重力多做额外功,由
可知,使用动滑轮的机械效率低于使用定滑轮的机械效率,故甲的机械效率较高。
20. 如图所示,A、B两物块叠放在一起,沿水平方向向右做匀速直线运动,物块A重15N,物块B重30N。物块B所受的拉力F=25N,则物块A受到物块B的摩擦力为______________N,物块B受到地面的摩擦力为_____________N。
【答案】 ①. 0 ②. 25
【解析】
【分析】
【详解】[1]A受重力和支持力而做匀速直线运动,由于水平方向不受外力,故A受到B的摩擦力一定为零。
[2]对整体进行受力分析,整体向右做匀速直线运动,处于平衡状态,在水平方向上整体受到向右的拉力和地面对B向左的摩擦力,拉力和摩擦力是平衡力,物块B受到地面的摩擦力
f=F=25N
三、作图题(本大题共2小题。每小题2分,共4分)
21. 手机自拍杆已成为一种时尚,如图甲所示,是使用自拍杆辅助手机进行自拍时的示意图,将自拍杆看作是一个杠杆,请在图乙杠杆筒化图中画出阻力臂。
【答案】
【解析】
【详解】把F2的作用线向下延长,图中的O点是支点,从支点O做阻力作用线的垂线段即为阻力臂L2,如图
22. 根据平面镜成像的特点,在图中画出物体AB在平面镜中所成的像A′B′。
【答案】
【解析】
【详解】平面镜成像中,像与物关于平面镜对称,用虚线分别过A、B点做平面镜的垂线,再用刻度尺量取AB两点分别到平面镜的距离,根据像距等于物距,取得A的像点A′、B的像点B′,用虚像连接A′B′,在A端打上箭头,即得像A′B′,如图所示:
四、简答题(本大题1小题,共4分)
23. “低头族”长时间低头看手机,会引起颈部肌肉损伤。人头部A、颈椎和颈部肌肉B,可当成一个杠杆(支点在颈椎O处),颈部肌肉活动较少距离,头部就能运动较长距离。当头颅为竖直状态时,颈部肌肉的B处提供的拉力为零(如图甲),当头颅低下时,颈部肌肉会主动提供一定的拉力F1,使头颈部保持平衡,F1方向如图乙所示。
(1)请判断颈部杠杆的类型_________________________;
(2)请解释为什么低头角度越大,颈部肌肉的拉力会越大________________________;
(3)请你就预防和延缓颈肌损伤提出一个合理化的建议________________________________。
【答案】 ①. 费力杠杆 ②. 见解析 ③. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]O点为支点,过支点分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段,即动力臂和阻力臂,可以发现动力臂小于阻力臂,因此颈部杠杆为费力杠杆。
(2)[2]根据杠杆的平衡条件可知,在阻力和动力臂一定时,低头角度越大,阻力臂越大,动力会越大,即颈部肌肉的拉力会越大。
(3)[3]要预防和延缓颈椎损伤,可尽量减小低头的角度,不要长时间低头做事;低头时间久了要抬头休息等。
五、实验与探究题(本大题共5小题,共30分)
24. 小郝利用如图所示的装置探究“平面镜成像特点”。
(1)用玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板透明的特点,便于___________;
(2)如图甲,在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛A,再拿一支没有点燃的相同的蜡烛B,在玻璃板后面移动,直到蜡烛B跟蜡烛A的像___________,说明像与物的大小相等;若用光屏代替蜡烛B,不透过玻璃板直接观察光屏,将___________(选填“能”或“不能”)观察到蜡烛A的像,说明所成的是虚像;
(3)如图乙,若将玻璃板和蜡烛下面的白纸换成方格纸进行实验,这种做法的优点是___________;将蜡烛放在A处,小郝从B处观察,可以看到蜡烛的像在___________;
A.a处 B.b处 C.c处 D.d处
(4)为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像,小郝只将玻璃板向右平移,则蜡烛像的位置___________(选填“向右移动”、“向左运动”或“不变”)。
【答案】 ①. 便于确定像的位置和大小 ②. 完全重合 ③. 不能 ④. 便于探究像和物与平面镜的位置关系 ⑤. B ⑥. 不变
【解析】
【详解】(1)[1]因为玻璃板是透明的,能在观察到A蜡烛像的同时还可以透过玻璃清楚的看到放在后面的B蜡烛,便于确定像的位置和大小。
(2)[2]在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛A,再拿一支没有点燃的相同的蜡烛B,在玻璃板后面移动,直到蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合,这个实验现象说明像与物的大小相等。
[3]平面镜成虚像,而光屏不能承接虚像,所以若用光屏代替蜡烛B,在玻璃板后面观察光屏,将不能观察到蜡烛A的像,说明所成的是虚像。
(3)[4]若将玻璃板和蜡烛下面的白纸换成方格纸进行实验,这种做法的优点是:能更清楚的看出像和物相对于平面镜的位置,便于探究像和物与平面镜的位置关系。
[5]如图所示,将蜡烛放在A处,小郝从B处观察,根据平面镜成像时像和物关于镜面对称,b处与A关于镜面对称,因此可以看到棋子的像在b处,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(4)[6]为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像,小郝只将玻璃板向右平移,平面镜所在的平面位置没变,根据平面镜成像时像和物关于镜面对称,则蜡烛像的位置不变。
25. 如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)图甲所示压强计是通过U形管中水面高度差来反映被测___________大小的;
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过___________(填写选项前字母)方法可以进行调节;
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
(3)比较乙图、丙图和丁图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强___________;
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的高度差将___________;
(5)若在步骤(4)时,图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=5 cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为___________Pa。(ρ盐水=1.2×103 kg/m3)
【答案】 ①. 压强 ②. B ③. 相等 ④. 变大 ⑤. 600
【解析】
【详解】(1)[1]图甲所示压强计是通过U形管中水面高度差来反映被测压强大小的,这是转换法的应用。
(2)[2]调节压强时,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的。
故选B。
(3)[3]比较乙图、丙图和丁图,在相同液体的同一深度处,金属盒的朝向不同,而U形管两侧的液面高度差相等,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等。
(4)[4]在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,控制了深度不变,把水换面盐水,液体密度变大,液体压强变大,则可以观察到U形管两边液面的高度差将变大。
(5)[5]图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=5cm,则像皮管内气体的压强与大气压之差约为
p=ρgh=1.2×103kg/m3×10N/kg×0.05m=600Pa
26. 小明利用如图装置探究光反射时的规律。
(1)如图所示,实验时,把一个平面镜放在水平桌面上,再把白色纸板ENF(右侧可绕ON翻折)竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON应___________于镜面。使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,光在纸板上发生___________反射,呈现径迹。光经平面镜反射,沿另一个方向射出;
(2)改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板,用量角器测量ON两侧的∠i和∠r,是为了___________;根据实验结论可知:当入射光EO与平面镜夹角为50°时,反射角为___________°;
(3)让光沿图中FO方向照射到镜面,它会沿着OE方向射出。这表明:在光的反射现象中,光路是___________的;
(4)为探究反射光、入射光和法线是否在同一平面内,下一步的操作是___________。
【答案】 ①. 垂直 ②. 漫 ③. 探究反射角与入射角的大小关系 ④. 40 ⑤. 可逆 ⑥. 把纸板ENF右侧绕ON向前折或向后折,观察纸板F上有没有反射光线
【解析】
【详解】(1)[1]法线与镜面垂直,纸板上的直线ON相当于法线,所以ON应垂直于镜面。
[2]我们能在纸板上看到入射光线和发射光线的路径,是由于光线在粗糙的纸板上发生了漫反射。
(2)[3]用量角器测量两侧的∠i和∠r,∠i是入射角,∠r是反射角,可以探究反射角与入射角的大小关系。
[4]入射角为入射光线与法线的夹角,所以当入射光与平面镜夹角为50°时,入射角为40°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,为40°。
(3)[5]若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点,光将沿图中的OE方向射出,即光线沿着原来反射光线的路径入射,反射光线会沿着原来入射光线的路径反射,说明在反射现象中,光路是可逆的。
(4)[6]把纸板ENF右侧绕ON向前折或向后折,纸板E与F不在同一平面内,在纸板F上不能看到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
27. 小明和小华利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。
(1)小明实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于___________(填“平衡”或“不平衡”)状态。实验时使杠杆在___________位置平衡,主要是为了便于测量___________大小,因此他在实验前要把图甲中杠杆两端的平衡螺母向___________调;
(2)杠杆平衡后,如图乙所示,在杠杆B点挂3个相同的钩码,如果在刻度线“A”处用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为F1,将弹簧测力计斜向左拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数为F2,则F2___________F1;
(3)保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂l1和动力F1的数据,绘制了l1-F1的关系图象如图丙。根据图象推算,当l1为0.6 m时,F1为___________N;
(4)小华实验时用图丁装置进行探究,发现总是无法得到课本上所给出的杠杆平衡条件,原因是___________。
【答案】 ①. 平衡 ②. 水平 ③. 力臂 ④. 右 ⑤. >##大于 ⑥. 0.5 ⑦. 杠杆的自重对杠杆平衡有影响
【解析】
【详解】(1)[1]实验前,杠杆静止如图甲所示,此时杠杆处于静止状态,属于平衡状态。
[2][3][4]杠杆不在水平位置,左端向下倾斜,右端上翘,故应向右调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,支点到力的作用点的距离就是力臂,便于测量力臂大小。
(2)[5]将弹簧测力计斜向左拉,此时阻力和阻力臂不变,而拉力的力臂将变短,根据杠杆平衡条件可知,杠杆在水平位时平衡时,拉力变大,所以F2>F1。
(3)[6]设杠杆上的一个刻度为Lcm,重物的重力为G,根据杠杆的平衡条件可得
G×4Lcm=1N×0.3cm
当l1为0.6 m时,由于阻力和阻力臂不变,则
G×4Lcm= F1×0.6cm
解得F1为0.5N。
(4)[7]用如图丁所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自重对杠杆平衡有影响,因此无法得到课本上所给出的杠杆平衡条件。
28. 学习密度知识以后,小墨、小林分别用不同方法测量物体的密度。
(1)小墨同学为了知道石块的密度,他利用电子秤、水杯、记号笔等工具进行了如下测量:
①用电子秤测出装有适量水的杯子总质量m1,示数如图甲所示;
②将石块缓慢浸没在杯中,测得杯、水、石块的总质量m2,示数如图乙所示。石块浸没足够长时间后,在水面到达的位置上做标记,然后取出石块;
③向杯中缓慢加水,让水面上升至标记处,测得杯和水的总质量m3,示数如图丙所示。
根据以上测量,可得石块的体积V石=___________cm3;在测量完成后,小墨发现石块吸水,则以上步骤所测得的石块密度与真实值相比___________(选填“偏大”“偏小”或“相等”);
(2)小林用托盘天平、烧杯和已知密度为ρ金的金属块测出了瓶装饮料的密度ρ。
①将天平放在水平台面上,游码移至标尺左端的“0”刻度线处,调节天平平衡;
②将金属块放在天平的左托盘中,天平平衡时所用砝码和游码位置如图丁所示,金属块的质量m1=___________g;
③把金属块放入空烧杯中,往烧杯中倒入适量饮料,使金属块浸没在饮料中,在烧杯液面位置做好标记。测出此时烧杯、金属块和烧杯中饮料的总质量为m2;
④取出金属块,往烧杯中倒饮料,直至液面到达标记处。测出烧杯和饮料的总质量m3;
⑤ρ=___________(用所测物理量的符号表示)。金属块取出时带走部分饮料,测量结果___________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】 ①. 38 ②. 偏大 ③. 82.4 ④. ⑤. 不变
【解析】
【详解】(1)[1]在如图所示的方法中,取出了石块,再将水补充到原来的标记处,这样增加的水的体积就是石块的体积;石块的质量
m石=m2-m1=342.0g-250.0g=92g
增加的水的质量
m水=m3-m1=288.0g-250.0g=38g
石块的体积
[2]石块吸水,使得增加的水的体积偏小,这样测量的石块的体积偏小,计算得到的石块密度偏大。
(2)[3]由图丁可知金属块的质量
m1=50g+20g+10g+2.4g=82.4g
[4]由步骤3、4中可知,加注饮料的质量
m=m1+m2-m3
加注液体的体积等于金属块的体积,即
饮料的密度(可理解为加注饮料的密度)
[5]虽然金属块取出时带走部分饮料,但加注饮料达到标记处时测得烧杯和饮料的总质量不变,由可知,计算出的饮料密度值不变。
六、计算题(本大题共3小题,共22分)
29. 如图所示,面积为1 m2的水平桌面正中央放着一个圆形鱼缸,鱼缸重为10 N,内外底面积均为100 cm2,此时水的深度为20 cm,(忽略鱼缸厚度)求:
(1)水对鱼缸底的压强;
(2)水对鱼缸底产生的压力。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】解:(1)水对鱼缸底的压强为
(2)水对鱼缸底产生的压力为
答:(1)水对鱼缸底的压强为;
(2)水对鱼缸底产生的压力为。
30. 图中某智能机器人的质量为80kg,其轮子与水平地面接触的总面积为5×10-4m2。在水平地面上工作时,该机器人匀速直线移动的速度为1m/s,所受阻力是机器人重力的0.05倍。求:(取g=10N/kg)
(1)机器人对水平地面的压强;
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力;
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动30s,此过程中牵引力做的功。
【答案】(1);(2)40N;(3)1200J
【解析】
【详解】解:(1)机器人的重力
机器人对水平地面的压强
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时,受平衡力,牵引力等于阻力,则牵引力
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动30s移动的距离
此过程中牵引力做的功
答:(1)机器人对水平地面的压强是;
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力是40N;
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动30s,此过程中牵引力做的功是1200J。
31. 某兴趣小组在做浮力相关实验时,将力传感器固定在铁架台上,底面积为的实心均匀圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连,力传感器的示数等于细线拉力的大小。底面积的柱形容器B放在水平升降台上,装有深的水,如图甲所示。从某时刻开始让升降台上升使A逐渐浸入水中,力传感器的示数F与升降台上升高度h的关系如图乙所示。不计细线的伸缩,A始终保持竖直,且不吸水,整个过程无水溢出。请回答下列问题:
(1)求A的质量;
(2)当升降台上升高度为时,A浸入水中深度为,求此时A受到的浮力;
(3)求A的密度。
【答案】(1)1.2kg;(2)2N;(3)1.5×103kg/m3
【解析】
【详解】解:(1)当物体未浸入水中时传感器的示数即为A的重力,所以A的质量为
(2)当时,物体排开液体的体积为
此时A受到的浮力为
(3)当浸没时,排开液体的体积为
液体上升的高度为
物体的高度为
物体的体积为
A的密度为
答:(1)A的质量为1.2kg;
(2)当升降台上升高度为时,A浸入水中深度为,此时A受到的浮力为2N;
(3)A的密度为1.5×103kg/m3。
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