15,北京市清华大学附属中学上地学校2023-2024学年九年级下学期三月月考物理试卷
展开
这是一份15,北京市清华大学附属中学上地学校2023-2024学年九年级下学期三月月考物理试卷,共21页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,实验解答题,科普阅读题,计算题等内容,欢迎下载使用。
一、单项选择题(下列每题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意。共24分,每题2分)
1. 如图所示的四种餐具中,通常情况下属于导体的是( )
A. 玻璃酒杯
B 陶瓷饭碗
C. 钢制饭勺
D. 木制筷子
【答案】C
【解析】
【详解】常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体包括:塑料、陶瓷、橡胶、空气、玻璃、干木柴等。所以,玻璃酒杯、陶瓷饭碗、木制筷子是常见的绝缘体。钢制饭勺是金属制品,是导体,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2. 下列事例中,通过做功的方式改变内能的是( )该试卷源自 每日更新,享更低价下载。A. 燃气烧水
B. 暖手袋暖手
C. 钻木取火
D. 哈气取暖
【答案】C
【解析】
【详解】ABD.燃气烧水、暖手袋暖手和哈气取暖都是通过热传递方式来改变物体内能,故ABD不符合题意;
C.钻木取火是通过做功的方式来改变物体内能,故C符合题意。
故选C。
3. 如图所示的光现象中,由于光的反射形成的是( )
A. 故宫角楼在水中成像
B. 花朵透过水滴成像
C. 民间的皮影戏表演
D. 白光透过棱镜形成彩色光
【答案】A
【解析】
【详解】A.故宫角楼在水中成像,属于平面镜成像,原理是光的反射,故A符合题意;
B.花朵透过水滴成像属于凸透镜成像,是光的折射,故B不符合题意;
C.民间的皮影戏表演是影子的形成,利用的是光沿直线传播,故C不符合题意;
D.白光透过棱镜形成彩色是光的色散,原理是光的折射,故D不符合题意。
故选A。
4. 吉他是很多青少年喜欢的乐器。下列关于吉他的说法中正确的是( )
A. 弹奏吉他时,琴弦的振动产生声音
B. 吉他优美的旋律一定不会成为噪声
C. 吉他发出的声音可以在真空中传播
D. 琴弦振动的频率决定发出声音的响度
【答案】A
【解析】
【详解】A.声音由物体振动产生,弹奏吉他时,琴弦的振动产生声音,故A正确;
B.吉他优美的旋律若妨碍人们的生活、学习、工作,就是噪声,故B错误;
C.声音不能在真空中传播,吉他发出的声音不可以在真空中传播,故C错误;
D.琴弦振动的频率决定发出声音的音调,频率越快,音调越高,频率越慢,音调越低,故D错误。
故选A。
5. 在物理课上小滨运用物理和生物知识向同学们分析了手臂提重物的过程。结合图分析合理的是( )
A. 前臂是一根省力杠杆
B. 前臂杠杆的支点O在肘关节处
C. 增加重物给前臂的力的大小,则减小
D. 肱二头肌给桡骨的力是阻力
【答案】B
【解析】
【详解】A.用手向上举物体时,动力臂小于阻力臂,因此前臂是一根费力杠杆,故A错误;
BD.用手提起物体时,人的前臂相当于一个杠杆,肱二头肌给桡骨的力F1是动力,重物给前臂的力F2是阻力,杠杆围绕肘关节转动,因此支点O在肘关节处,故B正确,D错误;
C.由杠杆的平衡条件F1l1 = F2l2可知,动力臂、阻力臂不变时,重物给前臂的力F2变大时,F1变大,
故C错误。
故选B。
6. 如图所示,小李在把篮球竖直向上抛出,篮球从抛出到落回地面的过程中,始终受到与运动方向相反的空气阻力。则下列说法中正确的是( )
A. 篮球从最高点下降是因为惯性消失
B. 篮球上升过程中,动能转化为重力势能,机械能守恒
C. 篮球在最高点速度为零,合力为零,篮球处于平衡状态
D. 篮球先减速上升后会加速下降
【答案】D
【解析】
【详解】A.一切物体都有惯性,篮球从最高点下降是因为受重力作用,故A错误;
B.篮球上升过程中,速度变小,动能变小,高度变大,动能变大,但受空气阻力作用,部分机械能转化为内能,故机械能不守恒,故B错误;
C.篮球在最高点速度为零,只受重力作用,处于非平衡状态,合力不为零,故C错误;
D.篮球上升过程受到竖直向下的重力和空气阻力作用,减速上升,达到最高点,小球下降时,由于空气向上的阻力小于小球的重力,小球受到重力作用会加速下降,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,糖画是我国传统民间艺术,它的制作过程如下:先将糖加热成糖浆,然后用糖浆在平板上“画成”各种图案,糖浆慢慢变硬后就制作成了栩栩如生的糖画。下列说法正确的是( )
A. 当糖完全加热成糖浆时,糖分子间不存在引力
B. 糖画制作过程中,糖先熔化后凝固
C. 糖画制作过程中,糖一直吸热
D. 糖画制成后,糖分子被固定,不再做无规则运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子之间存在相互作用的引力和斥力,当糖完全加热成糖浆时,糖分子间也存在引力,故A错误;
BC.糖先在高温下熔化成液态,后冷却凝固成固态,糖的物态变化是先熔化后凝固,熔化吸热,凝固放热,故B正确,C错误;
D.分子之间在永不停息地做无规则运动,糖画制成后,分子之间也做无规则运动,故D错误。
故选B。
8. 如图所示的实例中,目的是为了减小摩擦的是
A. 鞋底上有凹凸的花纹
B. 汽车轮上加装防滑链
C. 轴承中装有滚珠
D. 防滑地砖做得凹凸不平
【答案】C
【解析】
【详解】A.鞋底刻有凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A不合题意;
B.给汽车轮胎装防滑链,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B不合意题;
C.轴承中装有滚珠用滚动摩擦代替滑动摩擦来减小摩擦力,故C符合题意;
D.防滑地砖做得凹凸不平,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故D不合题意.
9. 如图所示电路,电源电压恒为3V。闭合开关S后,小灯泡、均发光;一段时间后,两灯突然同时熄灭,此时电压表示数显示约为3V。若故障只发生在两只灯泡上,那么下列说法中正确的是( )
A. 的灯丝断了
B. 的灯丝断了
C. 发生短路故障
D. 此时如果把开关S断开,电压表示数将为零
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.由图得,两灯泡串联,电压表测量灯泡L2电压,一段时间后,两灯突然同时熄灭,此时电压表示数显示约为3V,故障只发生在两只灯泡上,说明故障为与电压表并联的灯泡L2断路,故AC错误,B正确;
D.如果把开关S断开,电压表仍然接在电源两端,示数接近3V,故D错误。
故选B。
10. 如图所示,水平台面的粗糙程度均匀,在它上面放着质量为m1的木块,将木块用轻绳跨过定滑轮与质量为m2的钩码相连。木块在平行于台面的轻绳的拉力作用下做匀速直线运动,运动一段时间,钩码触地后立即静止,木块继续滑动一段距离后停在台面上。轮与轴的摩擦忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 木块匀速运动时,木块和钩码所受的重力都不做功
B. 木块匀速运动时,木块受到的拉力大于其受到的摩擦力
C. 钩码触地后木块继续滑动的过程中,木块所受摩擦力大小为
D. 钩码触地后,木块受到的合力为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.木块匀速运动时,木块和钩码所受的重力方向竖直向下,木块运动的方向为水平方向,根据做功的定义,木块重力不做功,钩码运动的方向竖直向下,钩码重力做了功,故A错误;
BC.木块匀速直线运动时,木块受平衡力作用,处于二力平衡状态,受到的拉力等于其受到的摩擦力,木块所受摩擦力大小为,触地后木块继续滑动的过程中,由于接触面粗糙程度不变,压力不变,滑动摩擦力不变,故木块所受摩擦力大小为,故B错误,C正确;
D.钩码触地后,木块由于惯性继续在水平面运动,在水平方向仅受到摩擦力作用,做减速运动,处于非平衡状态,受到的合力不为零,故D错误。
故选C。
11. 如图所示的电路,电源电压恒定为6V,R0为10Ω的定值电阻,R为0~20Ω的滑动变阻器闭合开关,将滑动变阻器的滑片P从左端移动到右端,则下列说法中正确的是( )
A. 电压表可以选择0~3V的量程B. 电流表示数会变小
C. 电压表与电流表示数之比保持不变D. 电路的最小功率为1.2W
【答案】D
【解析】
【详解】由题图可知,R0和R串联在电路中,电压表测的是R的两端电压,电流表测电路电流。
A.滑动变阻器的滑片P在最左端时,变阻器连入电路的电阻最大为20Ω,此时电路的总电阻为30Ω,根据欧姆定律可得,此时电路电流为
变阻器的两端电压为
因此电压表不可以选择0~3V的量程,故A错误;
B.滑动变阻器的滑片P从左端移动到右端的过程中,变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路的电流变大,因此电流表示数变大,故B错误;
C.根据欧姆定律可知,电压表与电流表示数之比为变阻器连入电路的电阻,由于滑片P从左端移动到右端的过程中,变阻器连入电路的电阻变小,因此电压表与电流表示数之比变小,故C错误;
D.根据P=UI可知,当电路中电流最小时,电路消耗的电功率最小,由A分析可知,电路的最小电流为0.2A,则电路的最小功率为
故D正确。
故选D
12. 如图所示,将重150N的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,杠杆的B端悬挂乙物体,杠杆在水平位置平衡,已知:乙物体所受重力为30N,,甲物体的底面积为0.2m2,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A. 甲物体对杠杆的拉力为10NB. 杠杆对甲物体竖直向上的拉力为60N
C. 甲物体对水平地面的压强为750PaD. 水平地面对甲物体的支持力为60N
【答案】D
【解析】
【详解】对物体甲受力分析,甲受到重力、地面给甲的支持力、杠杆施加的拉力的作用,其中杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力,地面给甲的支持力和甲给地面的压力为一对相互作用力。
AB.根据杠杆平衡条件可知杠杆A端受到物体的拉力与OA的乘积等于乙给B端的拉力与OB的乘积相等,则有
即甲对杠杆的拉力为90N,杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力,故AB项错误;
CD.甲给地面的压力等于地面给甲的支持力为
则甲物体对水平地面的压强
故C项错误,D项正确。
故选D。
二、多项选择题(下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共6分,每题2分。每题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
13. 吃粽子是端午节的习俗,关于煮粽子、吃粽子的过程中所涉及的物理知识,下列说法中正确的是( )
A. 用高压锅煮粽子熟得快,利用了液体的沸点随气压增大而升高的原理
B. 煮粽子时,粽子的内能增大,是通过热传递方式实现的
C. 粽子的香味飘满整个房间,表明分子在不停地做无规则运动
D. 刚出锅的粽子很烫手,是由于粽子含有的热量多
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.用高压锅煮粽子熟得快,是因为液体的沸点随气压增大而升高,从而使食物熟的更快,故A正确;
B.煮粽子时,粽子在水中吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式增加内能,故B正确;
C.粽子的香味飘满整个房间,因为一切物质的分子都在不停地做无规则运动,所以飘满整个房间,故C正确;
D.刚出锅的粽子很烫手,是因为粽子的温度高,故D错误。
故选ABC。
14. 为实现2030年碳达峰目标,我国工信部等六部门联合发布《工业能效提升行动计划》,要求重点工业行业进行节能改造,2025年前全面提高能效。某工厂将所有100W的白炽灯全部更换为亮度相当的12W的LED灯,仅此一项一天节约电能1000kW·h。下列说法正确的是( )
A. 工厂节约的电能相当于10000只100W的白炽灯正常工作消耗的电能
B. LED灯与白炽灯正常工作时的亮度相当,但此时它们的电功率不相等
C. 100W的白炽灯正常工作一定比12W的LED灯正常工作时消耗的电能快
D. 100W的白炽灯正常工作一定比12W的LED灯正常工作时消耗的电能多
【答案】BC
【解析】
【详解】A.消耗电能的多少与功率与时间有关,工厂节约的电能相当于10000只100W的白炽灯正常工作1小时消耗的电能,故A错误;
B.LED灯为12W,白炽灯为100W,正常工作时的亮度相当,但此时它们的电功率不相等,故B正确;
C.功率是反映做功快慢的物理量,100W的白炽灯正常工作比12W的LED灯正常工作时的电功率大,消耗的电能快。故C正确;
D.消耗电能的多少与功率与时间有关,故D错误。
故选BC。
15. 如图甲所示,有一体积、质量均忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为10cm,容器的底面积为,弹簧没有发生形变时的长度为10cm。弹簧的伸长量与它所受拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水,直到物体的上表面与液面相平,此时水深24cm,水对容器底部的压力为,物体受到的浮力为。打开出水口缓慢放水,当弹簧没有形变时关闭出水口,此时水对容器底部的压力为,,。下列说法正确的是( )
A. B.
C. 物体受到的重力是14ND. 物体的密度是
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.物块刚好完全浸没在水中,则
物体所受的浮力
故A正确;
BC.当物体上表面与液面齐平时水深,此时弹簧的长度
则弹簧伸长的长度
由图乙可知,此时弹簧对物体的拉力为,因物体受到竖直向上的浮力和竖直向下重力、弹簧的拉力作用而处于平衡状态,所以,由物体受到的合力为零可得
则物体所受的重力
当弹簧没有形变时,,此时物体刚好漂浮,物体的浮力
物体排开水的体积
物体浸入水的深度
此时水的深度
放水前与放水后水面的高度差
水对容器底部的压力差
故B正确,C错误;
D.物体的密度
故D正确。
故选ABD。
三、实验解答题(共29分,17(2),18(2)、(3),19(3),20(3),22每空2分,其他空每空1分,23题3分)
16. 如图所示,木块的长度为______cm。
【答案】3.20
【解析】
【详解】刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm;木块A左侧与2.00cm对齐,右侧与5.20cm对齐,所以木块A的长度为
L=5.20cm-2.00cm=3.20cm
17. 如图所示,通电螺线管的左端为______(选填“N”或“S”)极。
【答案】S
【解析】
【详解】由图可知,电流从螺线管的左端流入,根据安培定则可知,螺线管的右端为N极、左端为S极。
18. 在探究“水在沸腾前后温度变化的特点”实验中,小浩不断给水加热,并记录加热时间和水的温度,所得到的实验数据如下表所示。小浩在第7分钟时观察到:烧杯底部有大量气泡产生,气泡上升过程中体积逐渐变大,涌出水面后破裂。请你回答下列问题:
(1)该实验中水的沸点是______℃;
(2)根据数据,可以得到的实验结论是:__________。
【答案】 ①. 99 ②. 水沸腾时要继续吸热,温度保持不变
【解析】
【详解】(1)[1]由表中数据可得,在第7分钟时,当水达到99℃时,烧杯底部有大量气泡产生,气泡上升过程中体积逐渐变大,涌出水面后破裂。说明此时水已经沸腾,所以实验中水的沸点为99℃。
(2)[2]实验中,小浩不断给水加热,我们发现水沸腾后温度不再上升,因此可以得出结论,水沸腾时要继续吸热,温度保持不变
19. 某实验小组用带有定滑轮的木板(定滑轮高度可调)、质量和粗糙程度都相同但大小不等的实心正方体物块A和B、细绳、弹簧测力计,探究“滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关”。
(1)下面是他们的主要实验过程,请你回答下列问题:
①将木板放到水平桌面上,组装好如图所示的实验装置。准备拉动正方体A时,有组员发现装置安装过程中存在一个错误,这个错误是:__________;
②改正错误后,缓慢匀速的竖直向上提升弹簧测力计,使A物体在水平木板上滑动,并读出此时弹簧测力计的示数F,将接触面积和F记入表格;
③用B替换A,调整好定滑轮支架的倾斜角度,仿照步骤②进行操作,读出测力计示数F,将接触面积和F记入表格;
④根据算出两次滑动摩擦力的值,记入表格。
(2)该实验探究中自变量是:__________;
(3)该探究过程中竖直向上拉动弹簧测力计,使物块匀速直线运动的目的是:__________。
【答案】 ①. 见详解 ②. 接触面积大小 ③. 见详解
【解析】
【详解】(1)①[1]滑动摩擦力不易直接测量,如果水平匀速拉动木块,根据二力平衡条件,摩擦力等于拉力,摩擦力方向为水平方向,故实验中应水平匀速拉动,图中错误是木块受到拉力方向不水平。
(2)[2]该实验探究滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关,根据控制变量法,应保持压力和接触粗糙程度相同,改变接触面积,故实验中自变量是接触面积大小。
(3)[3]滑动摩擦力不易直接测量,如果水平匀速拉动木块,根据二力平衡条件,摩擦力等于拉力,故该探究过程中竖直向上拉动弹簧测力计,使物块匀速直线运动,便于测量摩擦力的大小。
20. 小新利用如图所示装置探究平面镜成像的特点,她在水平桌面上铺一张白纸,在纸上竖立一块薄玻璃板,将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板前,可以看到它在玻璃板后面的像。
(1)小新拿一支与蜡烛A外形相同但不点燃的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直至玻璃板前多个角度观察它跟________完全重合,这时蜡烛B的位置是蜡烛A的像的位置;
(2)小新移去蜡烛B,在原来B的位置放置一块光屏,则在光屏上__________(选填“能”或“不能”)接收到蜡烛A的像,这个像是__________(选填“实像”或“虚像”);
(3)实验中用到一支与蜡烛A外形相同的蜡烛B的目的__________。
【答案】 ①. 蜡烛A的像 ②. 不能 ③. 虚像 ④. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]小新拿一支与蜡烛A外形相同但不点燃的蜡烛B,竖立着在玻璃板后面移动,直到在玻璃板前多个角度观察它跟蜡烛A的像完全重合,根据等效替代法,这时蜡烛B所在位置就是蜡烛A的像的位置。
(2)[2][3]虚像不能成在光屏上,小新移去蜡烛B,在原来B的位置放置一块光屏,则在光屏上不能接收到蜡烛A的像,这个像是虚像。
(3)[4]将一支点燃的蜡烛A竖直放在玻璃板前,可看到它在玻璃板后面成的像,再取一支与蜡烛A外形相同的未点燃的蜡烛B放在玻璃板后面移动,使之与蜡烛A的像完全重合,确定A的像的位置。
21. 利用如图所示电路测量小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电压U额和定值电阻R0的阻值。请将实验步骤补充完整:
(1)闭合开关S、S2,断开开关S1,______;
(2)______,记录电压表的示数U;
(3)利用表达式P额=______(用已知量和测量量表示),计算出小灯泡的额定功率P额。
【答案】 ①. 移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U额 ②. 保持滑动变阻器的滑片位置不动,闭合开关S、S1,断开开关S2 ③.
【解析】
【详解】(1)灯在额定电压下正常发光,通过开关的转换,先使电压表测灯的电压,通过移动滑片使灯正常发光,保持滑片的位置不变,通过开关的转换,使电压表测灯和定值电阻的电压,根据串联电路的规律及欧姆定律求出灯的额定电流。从而根据功率公式可得出灯的额定功率。
[1]闭合开关S、S2,断开开关S1,此时定值电阻R0和灯泡串联及变阻器串联,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U额,此时灯泡正常发光。
(2)[2]保持滑动变阻器的滑片位置不动,闭合开关S、S1,断开开关S2,电路连接关系不变,电压表测定值电阻R0和灯泡串联的电压,记录电压表的示数U,根据串联电路电压的规律,定值电阻两端电压为U-U额。
(3)[3]电路中的电流为
小灯泡的额定功率为
22. 图是探究“杠杆的平衡条件”的实验装置,杠杆上相邻刻线间的距离相等。
(1)实验前发现杠杆静止时右侧向下倾斜,如图18甲所示,此时应将杠杆右侧的平衡螺母向__________调。(选填“左”或“右”);
(2)调节好杠杆水平平衡后,在杠杆A点挂4个钩码,使用的每个钩码的质量均相等,如图18乙所示,为使杠杆保持水平平衡,应在B点悬挂__________个钩码;
(3)如图18丙所示,用弹簧测力计在杠杆C点竖直向上拉,为使杠杆在水平位置平衡,应在A点悬挂总重力为__________N的钩码。
【答案】 ①. 左 ②. 3 ③. 2
【解析】
【详解】(1)[1]实验前发现杠杆静止时右侧向下倾斜,表明右边要重一些,此时应将杠杆右侧的平衡螺母向左调。
(2)[2]假设每个钩码的重为G0,杠杆每一小格长为l0,根据杠杆平衡条件可得
解得n=3,故应在B点悬挂3个钩码。
(3)[3]如图18丙所示,弹簧测力计的分度值为0.2N,读数为3N,根据杠杆平衡条件可得
解方程可得,应在A点悬挂总重力为2N的钩码。
23. 为验证阿基米德原理,某同学将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤上,按规范操作将溢水杯中装满水,再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示,铝块始终不与溢水杯接触。根据实验回答问题:
(1)铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压强__________(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)该实验中,将铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相对比,若观察到__________,则可验证阿基米德原理。
【答案】 ①. 不变 ②. 见详解
【解析】
【详解】(1)[1]铝块浸没在水中静止时,铝块排开的水从溢水口溢出,溢水杯中液面不变,根据液体压强公式可知,与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压强不变。
(2)[2]铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,铝块排开了部分水,即有部分水从溢水杯中溢出,同时由于铝块受到浮力导致水对溢水杯底的压力增加,若电子秤示数不变,则说明铝块受到的浮力等于排开的水重,则验证了阿基米德原理。
24. 在两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底如图甲所示;放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示。请比较,在甲液体中,容器底对小球A的支持力与容器底对小球B的支持力的大小,并简述分析过程。
【答案】见解析
【解析】
【详解】如图乙所示,A球漂浮,B球沉底,故;又因为A、B两个实心小球体积相同,根据可知,;根据可知,;如甲图所示,体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中都沉底,所以两个小球排开液体体积相等。根据可知两个小球受到的浮力相等;由可知,A小球对甲容器底的压力小于B小球对甲容器底的压力,由力的作用的相互性可知,甲容器底对A小球的支持力小于甲容器底对B小球的支持力。
四、科普阅读题(共4分)
25. 请阅读《挺进深海》
挺进深海
2020年11月10日,我国全海深载人潜水器“奋斗者”号(如图所示)在马里亚纳海沟深度10909m处成功坐底,刷新中国载人深潜的纪录,并在水下停留6小时,期间进行了一系列的深海探测科考活动,带回了海底岩石、沉积物、深海生物及深海水样等珍贵样本。“奋斗者”号不仅在深度上达到了目前全海深载人潜水器的最高标准,还大幅度提高了部件的国产率。
马里亚纳海沟是世界上最深的海沟,海沟底部有着巨大水压,同时完全黑暗、温度低,可谓是地球上环境最恶劣的区域之一、由于不同海域、不同深度的海水密度不同,“奋斗者”号在海水中受到的浮力是变化的。
“奋斗者”号的外壳坚固,其在下潜过程中体积保持不变,浮力的变化要靠压载铁来平衡。所谓“压载铁”,就是给“奋斗者”号增加总重的铁块。根据在不同海域测得的海水温度、盐度和深度等参数精确地计算下潜时所需要的“压载铁”质量。“奋斗者”号装配所需的压载铁下潜,当下潜至预定深度时,克服自身晃动、海底洋流等内外干扰,通过适时抛掉一定数量的压载铁,并利用相关技术实现悬停。完成潜水工作后,还需要根据实时水文数据抛卸压载铁,以减小“奋斗者”号的总重从而开始上浮。
“奋斗者”号的成功反映了我国当代科技工作者持续奋斗、勇攀高峰的精神风貌,每一位为中国探索星辰大海、保卫国泰民安、创造繁荣富强的工作者,都是这个时代最美的“奋斗者”!
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)“奋斗者”号在马里亚纳海沟下潜时承受的海水对它产生的最大压强约为___________。(海水的密度近似取,取)
(2)“奋斗者”号在深海中通过抛卸压载铁由静止开始上浮时,其所受的浮力___________(选填“大于”或“等于”)它的总重;不考虑由于“奋斗者”号在水中运动所受到的粘滞阻力,它在深海中匀速上浮的过程中,其所受的浮力___________(选填“大于”或“等于”)它的总重。
(3)如果在一次测试中测得的马里亚纳海沟某海域海水密度和深度h的关系如图所示,请分析说明“奋斗者”号这样的深潜器在此海域加速下潜过程中,随着下潜深度的增加,所受的浮力如何变化?答:___________。
【答案】 ①. 1.0909×108Pa ②. 大于 ③. 等于 ④. 逐渐增大
【解析】
【详解】(1)[1]“奋斗者”号在马里亚纳海沟下潜最深h=10909m时,承受的海水对它产生的压强最大,为
(2)[2]根据物体的浮沉条件可知,当“奋斗者”号在深海中通过抛卸压载铁由静止开始上浮时,其所受的浮力大于它的总重。
[3]不考虑由于“奋斗者”号在水中运动所受到的粘滞阻力,当它在深海中匀速上浮的过程中,只受重力和浮力,二力平衡,所以浮力等于它的总重。
(3)[4]由图可知,水的密度随深度的增加而增大。深潜器在此海域加速下潜过程中,排开水的体积不变,水的密度增大,根据F浮=ρ液gV排可知,深潜器受到的浮力逐渐增大。
五、计算题(25题4分,26题3分,共7分)
26. 将一盛有水的薄壁容器放在水平桌面上,容器的底面积S=3×10-3m2,容器的质量忽略不计,容器中水的重力G水=4.2N,水面距容器底的距离h=10cm。现将一金属球用细线吊着浸没在水中,静止时容器中的水未溢出,金属球未碰触容器底和容器壁,如图所示。已知金属球的重力G球=0.7N,体积V=2×10-5m3,g=10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)金属球未浸入时,水对容器底的压强;
(2)金属球未浸入时,容器对桌面的压强;
(3)金属球浸没在水中时,受到的浮力;
(4)金属球浸没在水中静止时,受到细线的拉力。
【答案】(1)1000Pa;(2)1400Pa;(3)0.2N;(4)0.5N
【解析】
【详解】(1)水面距容器底的距离为
金属球未浸入时,水对容器底的压强为
(2)容器的质量忽略不计,容器对桌面的压力为
金属球未浸入时,容器对桌面的压强为
(3)金属球浸没在水中时,受到的浮力为
(4)金属球浸没在水中静止时,受到细线的拉力为
答:(1)金属球未浸入时,水对容器底的压强为1000Pa;
(2)金属球未浸入时,容器对桌面的压强为1400Pa;
(3)金属球浸没在水中时,受到的浮力为0.2N;
(4)金属球浸没在水中静止时,受到细线的拉力为0.5N。
27. 为了将放置在水平地面上重为150N的物体提升到高处,小阳设计了如图甲所示的滑轮组。小阳用竖直向下的拉力F拉绳,拉力F随时间的变化关系图像如图乙所示,物体上升的高度h随时间t变化的关系图像如图丙所示。若物体与地面的接触面积为,不计绳重和摩擦。求:
(1)动滑轮受到的重力;
(2)在0~1s内,物体对地面的压强;
(3)在2~3s内,滑轮组的机械效率。
【答案】(1)10N;(2)800Pa;(3)93.75%
【解析】
【详解】解:(1)由丙图可知,物体在2~3s内做匀速直线运动,由图乙可知,此时的拉力F3=80N,由图甲可知承担物重的绳子股数n=3,不计摩擦和绳重,根据可得,动滑轮的重力
G动=2F3-G物=2×80N-150N=10N
(2)由图丁知,0~1s时物体上升高度为0,即物体静止在地面上,受力平衡,由图乙可知,在0~1s内,拉力F1=60N,将动滑轮和重物看成整体,则这个整体受到向下的总重力、向上的支持力以及两段绳子向上的拉力作用处于静止状态,受力分析可得
F支+2F1=G+G动
则地面对物体的支持力
F支=G+G动-2F1=150+10N-2×60N=40N
根据力的作用是相互的,重物对地面的压力
F压=F支=40N
此时重物对地面的压强
(3)2~3s内,滑轮组的机械效率
答:(1)动滑轮受到的重力是10N;
(2)在0~1s内,物体对地面压强是800Pa;
(3)在2~3s内,滑轮组的机械效率是93.75%。加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
水的温度/℃
92
93
94
95
96
97
98
99
99
99
99
99
99
相关试卷
这是一份北京市清华大学附属中学2023-2024学年下学期八年级物理期中试卷(原卷版+解析版),文件包含北京市清华大学附属中学2023-2024学年下学期八年级物理期中试卷原卷版docx、北京市清华大学附属中学2023-2024学年下学期八年级物理期中试卷解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共49页, 欢迎下载使用。
这是一份北京市清华大学附属中学2023-2024学年下学期八年级物理期中试卷,共8页。
这是一份广东省中山市三鑫学校2023-2024学年九年级下学期三月联考模拟物理试卷,共8页。