上海市世界外国语中学2022-2023学年下学期八年级期末物理试卷
展开A.压强B.质量C.比热容D.体积
2.(2分)教室里空气的质量最接近(空气密度约为1.29千克/米3)( )
A.1千克B.10 千克C.100 千克D.1000 千克
3.(2分)分子在不停地做无规则运动,能体现此规律的现象是( )
A.茶香四溢B.柳絮飞舞C.晨雾轻扬D.雪花飘落
4.(2分)图中各式各样的剪刀都是一对杠杆。要剪开较硬的铁皮,使用哪种剪刀最合适( )
A.B.
C.D.
5.(2分)如图,下列实例中,属于增大压强的是( )
A.图钉尖很尖B.书包带较宽
C.铁轨铺枕木D.滑雪板滑雪
6.(2分)下列说法中,能够反映物体吸收热量与物质种类有关的是( )
A.相同质量的同种物质,升高相同温度时,吸收的热量相同。
B.不同质量的不同物质,升高相同温度时,吸收的热量不同。
C.相同质量的不同物质,升高相同温度时,吸收的热量不同。
D.不同质量的不同物质,升高不同温度时,吸收的热量相同。
7.(2分)如图所示,用大小相等的水平拉力F分别向右拉动质量不同的物体A、B(mA<mB),第一次使物体A在水平面上慢速运动,第二次使装有轮子的物体B在水平面上快速运动。若两物体移动了相同距离,关于拉力F做功有三种说法。
甲:物体B运动得快,因此拉力F对物体B做功多。
乙:质量大的物体,所受重力大,因此拉力F对B物体做功多。
丙:物体A受到的是滑动摩擦,物体B受到的是滚动摩擦,因此物体A受到的摩擦力大于物体B受到的摩擦力,所以拉力F对物体A做功多。
三种说法是否正确( )
A.甲正确B.乙正确
C.丙正确D.三种说法都不正确
8.(2分)一个小朋友从滑梯上匀速下滑的过程中,下列说法正确的是( )
A.动能减小,重力势能减小,机械能减小
B.动能减小,重力势能增大,机械能减小
C.动能不变,重力势能减小,机械能减小
D.动能不变,重力势能减小,机械能不变
9.(2分)甲、乙两种物质,质量之比为3:1,放出热量之比是2:1,则它们的比热容之比和降低温度之比分别是下列四种情况,可能满足题设条件的是( )
①1:1、3:4
②2:1、1:3
③1:2、4:3
④1:3、9:4
A.①②B.①③④C.②③D.②④
10.(2分)如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上。沿水平方向切去部分后,甲、乙剩余部分的高度相等,此时甲、乙剩余部分的质量相等。关于甲、乙的密度ρ甲、ρ乙和切去前甲、乙对地面压强的判断正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙,p甲>p乙B.ρ甲<ρ乙,p甲<p乙
C.ρ甲>ρ乙,p甲<p乙D.ρ甲>ρ乙,p甲>p乙
二.填空题(共34分)
11.(3分)在摄氏温标中,规定 的温度为0℃, 的温度为100℃。甲、乙两个物体,甲的质量大于乙的质量,若它们的冷热程度相同,则甲的温度 乙的温度(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
12.(3分)分子间存在相互作用力,如图所示,图(a)说明分子间存在 ,图(b)说明分子间存在 (以上两空均选填“引力”或“斥力”)。将3cm3水和3cm3酒精注入一个量杯,摇晃后发现,水和酒精的总体积小于6cm3,说明分子间有 。
13.(4分)压强是表示 的物理量。重力为600牛的某同学躺在床上时,他对床的压力为 牛;若此时他对床面的压强为3000帕,其物理意义表示床面每平方米面积上 ,这时他与床面的接触面积为 米2。
14.(4分)一杯水的比热容是4.2×103焦/(千克•℃),单位读作 。若将此杯水倒掉一半,剩下半杯水的比热容 ,若水凝固成冰,则比热容 (以上两空均选填“改变”或“不变”)。我们的生活离不开水,这与水的比热容较大有关,因为它可以使地球昼夜及四季的温度变化 (选填“大”或“小”),从而有效的调节了气温。
15.(3分)神舟十四号载人飞船的返回舱进入大气层过程中,速度极快,其前方的空气无法及时散开,空气会被返回舱猛烈压缩,使其温度升高,内能 (选填“增大”或“减小”),该过程中改变空气内能的方式是 ;内燃机的 冲程(选填“压缩”或“做功”),也是通过这种方式改变汽缸内气体内能的。
16.(1分)有一重为2牛的小球沿水平桌面滚动0.2米,离开桌面后落在水平地面上。桌面高1米,小球落地处到桌边缘的水平距离为2米,如图所示。小球在下落至地面的过程中,重力做功为 焦。
17.(6分)小李同学记录了水的体积随温度变化的规律,如图所示。当水温高于 ℃时,温度升高,体积膨胀;而在 ~ ℃时则出现反常膨胀现象,所以罐装饮料通常标注贮存条件:“禁止加热或 0℃以下冷冻。”若某罐装饮料可看作一定质量的水,在4℃时,它的密度 ,体积 (以上两空均选填“最大”或“最小”);在此温度下存放罐装饮料最 (选填“安全”或“不安全”)。
18.(8分)如图所示的滑轮装置中,物体的重力均为40牛,沿水平方向匀速直线运动均为2米,受到的水平面的摩擦力大小均为10牛,则F1= 牛,F2= 牛,F3= 牛,力F1做功 焦,力F2做功 焦,(a)图中滑轮移动的距离为 米,(b)图中重力做功 焦,物体A的重力势能 (选填“改变”或“不变”)。
19.(2分)如图,我国北方居民冬季通常在户外的自来水管外面包裹一层厚厚的保暖材料。否则,若管内的水结成冰,不仅影响正常供水,有时还会把水管“冻裂”,造成供水设备损坏。比较水和冰的密度大小,说明水管会被“冻裂”的原因。
三、作图题(共8分)
20.(2分)图中,轻质杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态,L2为力F2的力臂。在图中画出力F1的力臂L1、力F2的示意图。
21.(3分)如图所示的三个相同容器甲、乙、丙分别装有质量相等的水、酒精、盐水,已知乙容器中酒精的液面,请在甲、丙容器中画出液面的大致位置。(ρ盐水>ρ水>ρ酒精)
22.(3分)在图中,重为10牛的物体放在水平地面上保持静止,请用力的图示法画出该物体对地面的压力。
四、综合题(共38分)
23.(3分)将质量为2千克、温度为10℃的水加热至100℃,求水在这个过程中吸收的热量Q吸。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
24.(6分)质量为2.7千克的冰块,体积为3×10﹣3米3。
①求冰块的密度ρ冰;
②若冰块吸热后,全部熔化成水,求水的体积V水。
25.(5分)某同学自制了一个可以测人体重心位置的装置,如图所示,取一块与自己等长的木板,一端固定,另一端用轻质细绳通过一个滑轮悬挂起来(摩擦不计),在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡。如果该同学身高160cm、质量40kg,平躺到木板上后在托盘中再加上重为137.2N的物体,木板再次水平平衡。
(1)该装置中滑轮的作用是 。
(2)在测人体重心之前,先“在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡”,这样做的目的是 。
(3)请通过计算说明该同学的重心位置(g取9.8N/kg)。
26.(6分)如图,实心均匀正方体甲、乙放置在水平地面上,它们的重力G均为90牛,甲的边长a为0.3米,乙的边长b为0.2米。求:
①正方体甲对地面的压强p甲;
②若沿水平方向将甲、乙截去相同的厚度Δh后,它们剩余部分对地面的压强p甲′和p乙′相等,请计算截去的厚度Δh。
27.(9分)在研究杠杆平衡条件的实验中,所用的器材有 、 、钩码、线(或弹簧夹)和 等。
(1)首先应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态。这时杠杆重力的力臂为 。
(2)调节时出现图甲所示情况,将杠杆左端的螺母向 调(填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡。
(3)实验过程中出现图乙所示情况,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应将右边的钩码向 (填“左”或“右”)移动 格。
(4)图乙中杠杆水平位置平衡后,在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码,这时杠杆将 。(填“保持水平平衡”、“顺时针转动”或“逆时针转动”)
(5)某小组同学用弹簧测力计和钩码继续做“探究杠杆平衡条件”实验,当他们按照实验要求使杠杆平衡时,在杠杆上某处挂了一个重1牛的钩码,弹簧测力计的指针位置如图丙所示,则弹簧测力计的示数为 牛,钩码挂在 处(选填“A”、“B”、“C”或“D”)。
28.(6分)某小组同学利用家中现有实验器材测定大米的密度。实验器材有电子天平、米、水、食用油和已知瓶内体积为V0的空饮料瓶。小李和小王同学分别设计了实验方案,实验步骤如下所示。
①在“测定物质的密度”实验中:实验原理是 ,测质量的实验工具是 。
②小李测出大米的密度ρ1为915千克/米3,小于水的密度,与实际生活中米总是沉于水底不相符,测量结果偏小的原因是 。
③小王同学实验方案中,米的体积V= (用字母表示,已知水的密度为ρ水)。
④小吴发现小王实验中的米粒颜色变白,用手一捏就碎了,她认为米粒吸水后膨胀,所以小王的测量结果也不准确。她用食用油替代水,按照小王的方案重新测定大米的密度,发现米粒颜色未变白,但需要知道食用油的密度。请帮助小吴同学运用现有器材,简要说明测定食用油密度的主要实验步骤和计算方法。
参考答案
一.选择题(共20分)
1.(2分)有些物理量可以反映物质特性,下列物理量中能反映物质特性的是( )
A.压强B.质量C.比热容D.体积
【解答】解:A、物体单位面积上受到的压力叫压强,反映压力的作用效果,不是物质特性,故A不符合题意;
B、质量是物质所含物质的多少,是一个物体的一个基本属性,不是物质特性,故B不符合题意;
C、一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容,反映物质的特性,故C符合题意;
D、体积是指物质或物体所占空间的大小,不是物质特性,故D不符合题意。
故选:C。
2.(2分)教室里空气的质量最接近(空气密度约为1.29千克/米3)( )
A.1千克B.10 千克C.100 千克D.1000 千克
【解答】解:已知空气的密度在1.29kg/m3左右,
教室的长、宽、高分别在8m、7m、3.5m左右,教室中空气的质量:
m=ρV=1.29kg/m3×8m×7m×3.5m=252.84kg,故最接近100kg。
故选:C。
3.(2分)分子在不停地做无规则运动,能体现此规律的现象是( )
A.茶香四溢B.柳絮飞舞C.晨雾轻扬D.雪花飘落
【解答】解:柳絮飘舞、晨雾轻扬、雪花飞扬都不是扩散现象,是宏观物体的运动,不能说明分子在不停地做无规则运动,茶香四溢能体现分子在不停地做无规则运动。
故选:A。
4.(2分)图中各式各样的剪刀都是一对杠杆。要剪开较硬的铁皮,使用哪种剪刀最合适( )
A.B.
C.D.
【解答】解:ACD.由图可知选项A、C、D中的剪刀都是动力臂小于阻力臂的费力杠杆,不能省力,不适合用来剪开较硬的铁皮,故ACD不符合题意;
B.由图可知,图中的剪刀是动力臂大于阻力臂的省力杠杆,能省力便于剪开较硬的铁皮,故B符合题意。
故选:B。
5.(2分)如图,下列实例中,属于增大压强的是( )
A.图钉尖很尖B.书包带较宽
C.铁轨铺枕木D.滑雪板滑雪
【解答】解:A、图钉尖做得尖锐,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A符合题意。
BCD、书包带做得较宽、铁轨下面铺枕木、滑雪板做得较大都是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故BCD不合题意。
故选:A。
6.(2分)下列说法中,能够反映物体吸收热量与物质种类有关的是( )
A.相同质量的同种物质,升高相同温度时,吸收的热量相同。
B.不同质量的不同物质,升高相同温度时,吸收的热量不同。
C.相同质量的不同物质,升高相同温度时,吸收的热量不同。
D.不同质量的不同物质,升高不同温度时,吸收的热量相同。
【解答】解:A、相同质量的同种物质,升高不同的温度时,吸收的热量不同,探究的是物体吸收热量的多少跟升高温度的关系,故A错误;
B、不同质量的不同物质,有质量和物质种类两个因素不同,不符合控制变量法的要求,故B错误;
C、相同质量的不同物质,升高相同的温度时,吸收的热量不同,探究的是物体吸收热量的多少与物质种类的关系,故C正确;
D、不同质量的不同物质,升高不同温度,有质量、物质种类和温度三个因素不同,不符合控制变量法的要求,故D错误。
故选:C。
7.(2分)如图所示,用大小相等的水平拉力F分别向右拉动质量不同的物体A、B(mA<mB),第一次使物体A在水平面上慢速运动,第二次使装有轮子的物体B在水平面上快速运动。若两物体移动了相同距离,关于拉力F做功有三种说法。
甲:物体B运动得快,因此拉力F对物体B做功多。
乙:质量大的物体,所受重力大,因此拉力F对B物体做功多。
丙:物体A受到的是滑动摩擦,物体B受到的是滚动摩擦,因此物体A受到的摩擦力大于物体B受到的摩擦力,所以拉力F对物体A做功多。
三种说法是否正确( )
A.甲正确B.乙正确
C.丙正确D.三种说法都不正确
【解答】解:①甲说法不正确;根据公式W=Fs可知,功等于力与距离的乘积,与运动的速度无关,拉力F相同,沿力方向通过的距离s也相同,所以做功相同。
②乙说法不正确;根据公式W=Fs可知,功等于力与距离的乘积,与物体的质量或重力无关,拉力F相同,沿力方向通过的距离s也相同,所以做功相同。
③丙说法不正确;根据公式W=Fs可知,功等于力与距离的乘积,与摩擦力的大小无关,拉力F相同,沿力方向通过的距离s也相同,所以做功相同。
故选:D。
8.(2分)一个小朋友从滑梯上匀速下滑的过程中,下列说法正确的是( )
A.动能减小,重力势能减小,机械能减小
B.动能减小,重力势能增大,机械能减小
C.动能不变,重力势能减小,机械能减小
D.动能不变,重力势能减小,机械能不变
【解答】解:小朋友在匀速滑下的过程中,质量不变,速度不变。动能的决定因素是质量和速度。这两个物理量都不变,所以动能不变;滑下说明高度下降,重力势能减小。机械能等于动能加势能,动能不变,重力势能减小,所以机械能减小。所以小朋友的能量变化是:动能不变,重力势能减小,机械能减小。
A、动能减小,重力势能减小,机械能减小。故A错误:错在了动能减小,而应是动能不变。
B、动能减小,重力势能增大,机械能不变。应该是动能不变,重力势能减小,机械能减小。故B错误。
C、动能不变,重力势能减小,机械能减小。故C正确。
D、动能不变,重力势能减小,机械能不变。故D错误:错在了机械能不变,而应是机械能减小。
故选:C。
9.(2分)甲、乙两种物质,质量之比为3:1,放出热量之比是2:1,则它们的比热容之比和降低温度之比分别是下列四种情况,可能满足题设条件的是( )
①1:1、3:4
②2:1、1:3
③1:2、4:3
④1:3、9:4
A.①②B.①③④C.②③D.②④
【解答】解:由题知,m甲:m乙=3:1,甲、乙两物体放出的热量:Q甲:Q乙=2:1,
由Q放=cmΔt可得:
==,
①甲、乙物质比热容之比和降低温度之比1:1、3:4,则 ==,故①错误;
②甲、乙物质比热容之比和降低温度之比2:1、1:3,则 ==,故②正确;
③甲、乙物质比热容之比和降低温度之比1:2、4:3,则 ==,故③正确;
④甲、乙物质比热容之比和降低温度之比1:3、9:4,则 ==,故④错误。
故选:C。
10.(3分)如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上。沿水平方向切去部分后,甲、乙剩余部分的高度相等,此时甲、乙剩余部分的质量相等。关于甲、乙的密度ρ甲、ρ乙和切去前甲、乙对地面压强的判断正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙,p甲>p乙B.ρ甲<ρ乙,p甲<p乙
C.ρ甲>ρ乙,p甲<p乙D.ρ甲>ρ乙,p甲>p乙
【解答】解:
(1)由图可知,沿水平方向切去部分后,剩余部分体积V甲<V乙;
又已知剩余部分质量m甲=m乙;
根据密度公式ρ=知,ρ甲>ρ乙;
(2)设正方体甲、乙边长分别为L甲,L乙;
剩余部分均为长方体,且剩余部分的质量m甲=m乙;
根据m=ρV和长方体体积公式可得:m甲=ρ甲L甲2h剩=m乙=ρ乙L乙2h剩;
则可得ρ甲gL甲2=ρ乙gL乙2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
正方体放在水平地面上对地面的压力等于物体重力,对地面的压强p======ρgh,
所以,切去前甲、乙对地面压强分别为:p甲=ρ甲gL甲,p乙=ρ乙gL乙;
由图知L乙>L甲,即>1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①可得=>1,
所以ρ甲gL甲>ρ乙gL乙;
即p甲>p乙;
故选:D。
二.填空题(共34分)
11.(3分)在摄氏温标中,规定 冰水混合物 的温度为0℃, 1标准大气压下,水沸腾 的温度为100℃。甲、乙两个物体,甲的质量大于乙的质量,若它们的冷热程度相同,则甲的温度 等于 乙的温度(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【解答】解:在摄氏温标中,规定冰水混合物的温度为0℃,1标准大气压下,水沸腾的温度为100℃;温度表示物体冷热程度的物理量,甲、乙两个物体,甲的质量大于乙的质量,若它们的冷热程度相同,则甲的温度等于乙的温度。
故答案为:冰水混合物;1标准大气压下,水沸腾;等于。
12.(3分)分子间存在相互作用力,如图所示,图(a)说明分子间存在 斥力 ,图(b)说明分子间存在 引力 (以上两空均选填“引力”或“斥力”)。将3cm3水和3cm3酒精注入一个量杯,摇晃后发现,水和酒精的总体积小于6cm3,说明分子间有 间隙 。
【解答】解:
(1)液体不容易压缩,说明分子间存在着斥力;
(2)若把两铅块能吸引在一起并吊起重物,这是由于水分子间存在相互作用的引力;
(3)将3cm3的水和3cm3的酒精注入一个量杯中,摇晃后发现,水和酒精的总体积小于6cm3,即液体的总体积变小,这说明分子间有间隙。
故答案为:斥力;引力;间隙。
13.(4分)压强是表示 压力的作用效果 的物理量。重力为600牛的某同学躺在床上时,他对床的压力为 600 牛;若此时他对床面的压强为3000帕,其物理意义表示床面每平方米面积上 所受压力为3000牛 ,这时他与床面的接触面积为 0.2 米2。
【解答】解:压强是表示压力作用效果的物理量;
重力为600牛的某同学躺在床上时,他对床的压力与自身的重力大小相等,即F=G=600N,
压强为3000Pa,表示的物理意义:床面上每平方米面积上受到的压力为3000N。
由p=可得,这时他与床面的接触面积S===0.2m2。
故答案为:压力的作用效果;600;所受压力为3000牛;0.2。
14.(4分)一杯水的比热容是4.2×103焦/(千克•℃),单位读作 焦耳每千克摄氏度 。若将此杯水倒掉一半,剩下半杯水的比热容 不变 ,若水凝固成冰,则比热容 改变 (以上两空均选填“改变”或“不变”)。我们的生活离不开水,这与水的比热容较大有关,因为它可以使地球昼夜及四季的温度变化 小 (选填“大”或“小”),从而有效的调节了气温。
【解答】解:将此杯水倒掉一半后,剩下半杯水的种类和状态都没有变,所以水的比热容不变。水凝固成冰以后,其状态改变,比热容发生改变。由于水的比热容较大,相同质量的水和其它物质相比,在相同的受冷和受热的情况下,水的温度变化小,所以可有效调节气温。
故答案为:焦耳每千克摄氏度;不变;改变;小。
15.(3分)神舟十四号载人飞船的返回舱进入大气层过程中,速度极快,其前方的空气无法及时散开,空气会被返回舱猛烈压缩,使其温度升高,内能 增大 (选填“增大”或“减小”),该过程中改变空气内能的方式是 做功 ;内燃机的 压缩 冲程(选填“压缩”或“做功”),也是通过这种方式改变汽缸内气体内能的。
【解答】解:返回舱进入大气层过程中,速度极快,其前方的空气无法及时散开,空气会被返回舱猛烈压缩,使其温度升高,内能增大,机械能转化为内能,通过做功的方式改变物体的内能,内燃机的压缩冲程中机械能转化为内能,也是通过做功的方式改变汽缸内气体内能的。
故答案为:增大;做功;压缩。
16.(1分)有一重为2牛的小球沿水平桌面滚动0.2米,离开桌面后落在水平地面上。桌面高1米,小球落地处到桌边缘的水平距离为2米,如图所示。小球在下落至地面的过程中,重力做功为 2 焦。
【解答】解:在水平桌面上滚动时,在重力的方向上没有移动距离,重力做功W1=0;
在滚出桌面下落的过程中,在重力的方向上(竖直向下)移动的距离h=1m,
重力做功:
W2=Gh=2N×1m=2J。
故答案为:2。
17.(6分)小李同学记录了水的体积随温度变化的规律,如图所示。当水温高于 4 ℃时,温度升高,体积膨胀;而在 0 ~ 4 ℃时则出现反常膨胀现象,所以罐装饮料通常标注贮存条件:“禁止加热或 0℃以下冷冻。”若某罐装饮料可看作一定质量的水,在4℃时,它的密度 最大 ,体积 最小 (以上两空均选填“最大”或“最小”);在此温度下存放罐装饮料最 安全 (选填“安全”或“不安全”)。
【解答】解:(1)由图象可知,高于4℃时,水的体积随温度升高而增大;水在0~4℃之间,随着温度升高体积逐渐变小;
(2)质量是物体的属性,不随温度变化,在4℃时,水的体积最小,由密度公式可知,在质量一定的情况下,体积最小,密度最大;
(3)由图象可知,温度低于4℃时,水的体积随着温度降低而增大;高于4℃时,水的体积随温度升高而增大。故罐装的饮料(可看作为水)在4℃时体积最小,在4℃存放罐装饮料是最安全的。
故答案为:4;0;4;最大;最小;安全。
18.(8分)如图所示的滑轮装置中,物体的重力均为40牛,沿水平方向匀速直线运动均为2米,受到的水平面的摩擦力大小均为10牛,则F1= 5 牛,F2= 10 牛,F3= 20 牛,力F1做功 20 焦,力F2做功 20 焦,(a)图中滑轮移动的距离为 2 米,(b)图中重力做功 0 焦,物体A的重力势能 不变 (选填“改变”或“不变”)。
【解答】解:(1)由图可知,(a)中是动滑轮,F1=f=×10N=5N;(b)中是定滑轮,F2=f=10N;(c)中是动滑轮,F3=2f=2×10N=20N;
(2)由图可知,s1=2s=2×2m=4m,W1=F1s1=5N×4m=20J;s2=s=2m,W2=F2s2=10N×2m=20J;
(3)动滑轮随物体一起运动,动滑轮移动的距离与物体移动的距离相同,所以(a)图中滑轮移动的距离为2m;
(4)重力的方向竖直向下,(b)图中物体在重力方向上没有移动距离,所以重力没有做功,即重力做功0J;
(5)物体A的质量不变,高度不变,重力势能不变。
故答案为:5;10;20;20;20;2;0;不变。
19.(3分)如图,我国北方居民冬季通常在户外的自来水管外面包裹一层厚厚的保暖材料。否则,若管内的水结成冰,不仅影响正常供水,有时还会把水管“冻裂”,造成供水设备损坏。比较水和冰的密度大小,说明水管会被“冻裂”的原因。
【解答】答:冬天气温降低,自来水管受冷收缩,体积减小;当温度低于0℃以下时,水管中的水结冰,水的质量一定,水结冰后密度减小,根据ρ=,体积膨胀,大于自来水管的体积而将水管胀裂。
三、作图题(共8分)
20.(3分)图中,轻质杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态,L2为力F2的力臂。在图中画出力F1的力臂L1、力F2的示意图。
【解答】解:过支点O作F1作用线的垂线段,即为动力臂L1;过力臂L2的下端作垂直于L2的直线,与杠杆的交点C为力F2的作用点,方向斜向左下方,如下所示:
21.(3分)如图所示的三个相同容器甲、乙、丙分别装有质量相等的水、酒精、盐水,已知乙容器中酒精的液面,请在甲、丙容器中画出液面的大致位置。(ρ盐水>ρ水>ρ酒精)
【解答】解:由题意知,水、盐水、酒精的质量相同,
由ρ=得,液体的体积V=,
因为ρ盐水>ρ水>ρ酒精,
所以三种液体的体积V盐水<V水<V酒精,
根据乙容器中酒精的液面,甲容器中水和丙容器中盐水的液面,如图所示:
22.(3分)在图中,重为10牛的物体放在水平地面上保持静止,请用力的图示法画出该物体对地面的压力。
【解答】解:物体放在水平地面上,压力的大小与物体的重力大小相等,F=G=10N,方向垂直于地面向下,作用点在地面,设定标度为5N,压力的图示如图:
四、综合题(共38分)
23.(3分)将质量为2千克、温度为10℃的水加热至100℃,求水在这个过程中吸收的热量Q吸。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【解答】解:水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣10℃)=7.56×105J。
答:水吸收的热量Q吸为7.56×105J。
24.(6分)质量为2.7千克的冰块,体积为3×10﹣3米3。
①求冰块的密度ρ冰;
②若冰块吸热后,全部熔化成水,求水的体积V水。
【解答】解:
①冰块的密度:
ρ冰===0.9×103kg/m3;
②冰完全熔化成水后,状态变化、但质量不变,则水的质量:m水=m冰=2.7kg;
根据ρ=可得水的体积为:
V水===2.7×10﹣3m3。
答:①冰块的密度为0.9×103kg/m3;
②若冰块吸热后,全部熔化成水,水的体积2.7×10﹣3m3。
25.(5分)某同学自制了一个可以测人体重心位置的装置,如图所示,取一块与自己等长的木板,一端固定,另一端用轻质细绳通过一个滑轮悬挂起来(摩擦不计),在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡。如果该同学身高160cm、质量40kg,平躺到木板上后在托盘中再加上重为137.2N的物体,木板再次水平平衡。
(1)该装置中滑轮的作用是 改变力的方向 。
(2)在测人体重心之前,先“在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡”,这样做的目的是 消除木板重力对实验的影响 。
(3)请通过计算说明该同学的重心位置(g取9.8N/kg)。
【解答】解:(1)由图知,木板左边的拉力方向向上,而重物的重力方向竖直向下,所以定滑轮起到了改变力的方向的作用;
故答案为:改变力的方向。
(2)若在测量重心前不将杠杆调整为水平平衡,那么在测量过程中,杠杆的阻力实际是人的重力与杠杆自重的和,这样就会影响到测量结果的准确性;所以测量前,先在托盘上放置少量的重物,来平衡杠杆的自重,排除干扰。
其目的是:消除木板重力对实验的影响。
(3)已知(如图):G物=137.2N,L物=160cm=1.6m,G人=mg=40kg×9.8N/kg=392N;
由杠杆的平衡条件知:G物L物=G人L重,即:
L重===0.56m;
答:该同学的重心距支点(头顶)0.56m。
26.(6分)如图,实心均匀正方体甲、乙放置在水平地面上,它们的重力G均为90牛,甲的边长a为0.3米,乙的边长b为0.2米。求:
①正方体甲对地面的压强p甲;
②若沿水平方向将甲、乙截去相同的厚度Δh后,它们剩余部分对地面的压强p甲′和p乙′相等,请计算截去的厚度Δh。
【解答】解:①F甲=G=90N;S甲=a2=(0.3m)2=0.09m2
p甲===1000Pa;
②因为VA=a3=(0.3m)3=0.027m3;
VB=b3=(0.2m)3=0.008m3;
设切去厚度为Δh时p甲′=p乙′;
即:ρ甲g(0.3m﹣Δh)=ρ乙g(0.2m﹣Δh);
×(0.3m﹣Δh)=×(0.2m﹣Δh)
解得Δh=m≈0.16m。
答:①正方体甲对地面的压强p甲为1000Pa;
②若沿水平方向将甲、乙截去相同的厚度Δh后,它们剩余部分对地面的压强p甲′和p乙′相等,截去的厚度Δh为0.16m。
27.(9分)在研究杠杆平衡条件的实验中,所用的器材有 带有均匀刻度的杠杆 、 铁架台 、钩码、线(或弹簧夹)和 弹簧测力计 等。
(1)首先应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态。这时杠杆重力的力臂为 零 。
(2)调节时出现图甲所示情况,将杠杆左端的螺母向 右 调(填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡。
(3)实验过程中出现图乙所示情况,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应将右边的钩码向 右 (填“左”或“右”)移动 2 格。
(4)图乙中杠杆水平位置平衡后,在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码,这时杠杆将 顺时针转动 。(填“保持水平平衡”、“顺时针转动”或“逆时针转动”)
(5)某小组同学用弹簧测力计和钩码继续做“探究杠杆平衡条件”实验,当他们按照实验要求使杠杆平衡时,在杠杆上某处挂了一个重1牛的钩码,弹簧测力计的指针位置如图丙所示,则弹簧测力计的示数为 3 牛,钩码挂在 A 处(选填“A”、“B”、“C”或“D”)。
【解答】解:在“研究杠杆平衡条件”实验中,所用器材有带有刻度的杠杆、铁架台、弹簧测力计、线(弹簧夹)和钩码等;
(1)调节杠杆两端的螺母,使杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态,这时杠杆的重心在支点上,所以杠杆重力的力臂为零;
(2)杠杆左端下沉,为了使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的螺母向右调;
(3)设一个钩码重为G,杠杆上一小格为L,利用杠杆的平衡条件计算,2G×3L=1G×L1,所以L1=6L,原来右边钩码在4L处,所以应将右边的钩码向右移动2格;
(4)将图乙中的杠杆调节水平平衡后,在杠杆左右两边钩码下同时增加一个相同的钩码,3G×3L<2G×6L,即右边的力和力臂的乘积大于左边的力和力臂的乘积,杠杆沿顺时针方向转动;
(5)弹簧测力计的分度值0.5N,故测力计的示数为3N;
设杠杆的每一小格为L,弹簧测力计的拉力为动力,钩码的重力为阻力,挂在nL处,
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得,
3N×L=1N×nL,
解得n=3,所以钩码挂在A处。
故答案为:带有均匀刻度的杠杆;铁架台;弹簧测力计;(1)零;(2)右;(3)右;2;(4)顺时针转动;(5)3;A。
28.(6分)某小组同学利用家中现有实验器材测定大米的密度。实验器材有电子天平、米、水、食用油和已知瓶内体积为V0的空饮料瓶。小李和小王同学分别设计了实验方案,实验步骤如下所示。
①在“测定物质的密度”实验中:实验原理是 ,测质量的实验工具是 托盘天平 。
②小李测出大米的密度ρ1为915千克/米3,小于水的密度,与实际生活中米总是沉于水底不相符,测量结果偏小的原因是 由于米粒之间有间隙,测量体积大于米的实际体积 。
③小王同学实验方案中,米的体积V= (用字母表示,已知水的密度为ρ水)。
④小吴发现小王实验中的米粒颜色变白,用手一捏就碎了,她认为米粒吸水后膨胀,所以小王的测量结果也不准确。她用食用油替代水,按照小王的方案重新测定大米的密度,发现米粒颜色未变白,但需要知道食用油的密度。请帮助小吴同学运用现有器材,简要说明测定食用油密度的主要实验步骤和计算方法。 实验步骤:a.用电子天平测出空饮料瓶的质量m0′;b.将瓶中装满水测出瓶中装满水后的总质量m1′;
c.将水全部倒出擦干饮料瓶,然后缓慢倒入食用油,并用测出瓶中装满油后总质量m2′;
计算方法:食用油的质量m油=m2′﹣m0′;食用油的体积等于水的体积:V油=V水=;
求出食用油的密度ρ油==。
【解答】解:①测量密度的实验原理为。求出物体的质量和体积,根据密度公式即可求出物体的密度。托盘天平是实验室测量质量的常用工具; ②由题意可知小李同学直接将米在瓶子中装满,但由于米粒之间有间隙,测量体积大于米的实际体积,根据可得,测量米的密度偏小。
③由题意可知溢出水的的质量为m3+m4﹣m5;根据公式V=求出溢出水的体积,米的体积等于溢出水的体积;
④实验步骤:a.用电子天平测出空饮料瓶的质量m0′;
b.将瓶中装满水测出瓶中装满水后的总质量m1′;
c.将水全部倒出擦干饮料瓶,然后缓慢倒入食用油,并用测出瓶中装满油后总质量m2′;
计算方法:食用油的质量m油=m2′﹣m0′;食用油的体积等于水的体积:V油=V水=;
求出食用油的密度ρ油==。
故答案为:①;托盘天平;②由于米粒之间有间隙,测量体积大于米的实际体积;③;
④实验步骤:a.用电子天平测出空饮料瓶的质量m0′;
b.将瓶中装满水测出瓶中装满水后的总质量m1′;
c.将水全部倒出擦干饮料瓶,然后缓慢倒入食用油,并用测出瓶中装满油后总质量m2′;
计算方法:食用油的质量m油=m2′﹣m0′;食用油的体积等于水的体积:V油=V水=;
求出食用油的密度ρ油==。小李同学
①测出空饮料瓶质量m1;
②测出瓶中装满米后的总质量m2;
③根据实验原理求出大米的密度ρ1。
小王同学
①测出瓶中装满水后的总质量m3;
②测出适量米的质量m4;
③将米装入装满水的饮料瓶中,擦干溢出
的水,测出此时的总质量m5;
④根据实验原理求出大米的密度ρ2。
小李同学
①测出空饮料瓶质量m1;
②测出瓶中装满米后的总质量m2;
③根据实验原理求出大米的密度ρ1。
小王同学
①测出瓶中装满水后的总质量m3;
②测出适量米的质量m4;
③将米装入装满水的饮料瓶中,擦干溢出
的水,测出此时的总质量m5;
④根据实验原理求出大米的密度ρ2。
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