南宁市第二中学2023-2024学年九年级上学期物理学科开学质量调研试题(解析版)
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这是一份南宁市第二中学2023-2024学年九年级上学期物理学科开学质量调研试题(解析版),共21页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题,实验探究题,综合应用题等内容,欢迎下载使用。
注意:本试卷分为试题卷和答题卡两部分,答案一律写在答题卡上,在本试题卷上作答无效;考试结束后,将本试题卷和答题卡一并交回;本试卷g取10N/kg。
第Ⅰ卷(选择题 共35分)
一、选择题(共16题,共35分。在给出的四个选项中,第1~13题只有一个选项符合题目要求,选对得2分,选错得0分。第14~16题有多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全得2分,有选错得0分。请考生用2B铅笔在答题卡上将选定的答案标号涂黑。)
1. 下列各力中,属于弹力的是( )
A. 地面对桌子的支持力B. 地球对月球的吸引力
C. 磁铁对大头针的吸引力D. 汽车刹车时,使车减速的力
【答案】A
【解析】
【详解】A.发生弹性形变的物体,会对跟它接触且阻碍它恢复原来形状的物体产生力的作用,这种力叫做弹力,拉力、压力、支持力都属于弹力,故地面对桌子的支持力属于弹力,故A符合题意;
B.地球对月球的吸引力属于万有引力,故B不符合题意;
C.磁铁对大头针的吸引力属于引力,故C不符合题意;
D.汽车刹车时,使车减速的力是摩擦力,故D不符合题意。
故选A。
2. 如图为一种常用核桃夹的示意图,若用大小和方向都相同的力分别作用在A、B两点,发现B点比A点更易夹碎核桃,在这个过程中影响力的作用效果的因素是( )
A. 力大小B. 力的作用点C. 力的方向D. 受力面积
【答案】B
【解析】
【详解】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ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3. 动滑轮的作用是( )
A. 既省力,又能改变施力方向B. 虽省力,但不能改变力方向
C. 虽不省力,但能改变施力方向D. 既不省力,也不能改变施力方向
【答案】B
【解析】
【详解】动滑轮的本质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,所以可以省力,但不能改变力的方向。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4. 下列实例中属于减少压强的是( )
A. 载重汽车的载货较多B. 铁路的钢轨铺在枕木上
C. 注射器的针头又细又尖D. 刀斧、剪的刃都磨得很薄
【答案】B
【解析】
【详解】A.载重汽车的载货较多,是通过增大压力增大压强,故A不符合题意;
B.铁路的钢轨铺在枕木上,通过增大受力面积减少了压强,故B符合题意;
C.注射器的针头又细又尖,是通过减小受力面积增大压强,故C不符合题意;
D.刀斧、剪的刃都磨得很薄,是通过减小受力面积增大压强,故D不符合题意。
故选B。
5. 以下情景中没有受到浮力的物体是( )
A. 邀游的“天宫一号”B. 航行的“辽宁号”
C. 天空中的飞机D. 上升的热气球
【答案】A
【解析】
【详解】A.太空中没有空气,故遨游的“天宫一号”不受到浮力;故A符合题意;
B.浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托起的力,航行的“辽宁号”受到水的向上托起的力,即受到浮力;故B不符合题意;
C.下潜的“蛟龙”号在水中,但仍然受到水对它向上的浮力,故C不符合题意;
D.空中上升的热气球受到空气的浮力,故D不符合题意。
故选A。
6. 下列物体既有动能又有重力势能的是( )
A. 在空中飞行的飞机B. 停止在站台上的火车
C. 悬挂在天花板上的吊灯D. 拉长了的橡皮筋
【答案】A
【解析】
【详解】A.在空中飞行的飞机处于运动状态,具有动能;同时飞机相对于地面有一定的高度,具有重力势能。所以飞机既具有动能,也具有重力势能,故A符合题意;
B.停止在站台上的火车,不运动,所以不具有动能,故B不符合题意;
C.悬挂在天花板上的吊灯相对于地面有一定的高度,所以具有重力势能,没有动能,故C不符合题意;
D.拉长了的橡皮筋发生弹性形变,所以具有弹性势能,但橡皮筋没有运动,不具有动能,故D不符合题意。
故选A。
7. 小华想利用空易拉罐来验证大气压强的存在,下列操作可行的是( )
A. 用手捏易拉罐,易拉罐变瘪
B. 用注射器抽取密封易拉罐中的空气,易拉罐变瘪
C. 让易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪
D. 将密封易拉罐置于深水中,易拉罐变瘪
【答案】B
【解析】
【详解】A.用手捏易拉罐,手对易拉罐施力,使易拉罐变形、变瘪,与大气压无关,故A不符合题意;
B.用注射器抽取密封易拉罐中的空气,使里面的气压变小,在外界大气压的作用下变形,故B符合题意;
C.易拉罐从高处下落撞击地面,地面给易拉罐一个很大的力,使易拉罐变形,与大气压无关,故C不符合题意;
D.液体内部的压强随深度的增加而增大,将密封易拉罐置于深水中,受到水的压强很大,而使易拉罐变形,与大气压无关,故D不符合题意。
故选B。
8. 如图所示,一茶杯静止放在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A. 茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力是一对相互作用力
B. 茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力是一对平衡力
C. 茶杯受到的重力和桌面对茶杯的支持力是一对平衡力
D. 茶杯受到的重力和桌面对茶杯的支持力是一对相互作用力
【答案】C
【解析】
【详解】AB.茶杯受到的重力和茶杯对桌面的压力是作用在不同物体上的两个力,但不是发生在相互作用的两个物体之间,且方向相同,所以不是一对相互作用力,也不是一对平衡力,故AB错误;
CD.茶杯受到的重力和桌面对茶杯的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,不是一对相互作用力,故C正确,D错误。
故选C。
9. 关于惯性,下列说法中正确的是( )
A. 赛车能很快停下来,因为它没有惯性
B. 运动的物体才有惯性,所以速度越快,惯性才越大
C. 奥运会上,跳远运动员总要助跑一下才起跳,是为了获得惯性
D. 奥运会上的百米赛跑运动员跑完100米后不能立即停下来,因为运动员具有惯性
【答案】D
【解析】
【详解】A.惯性是物质本身的一种属性,任何物体都具有惯性,故A错误;
B.一切物体都具有惯性,惯性只与物体的质量有关,与物体速度无关,故B错误;
C.惯性是物质本身的一种属性,奥运会上,跳远运动员总要助跑一下才起跳,是为了利用惯性跳的更远,故C错误;
D.奥运会上的百米赛跑运动员跑完100米后不能立即停下来,是因为运动员具有惯性,运动员仍会保持原来的运动状态继续运动一段距离,故D正确。
故选D。
10. 郭老师平时很喜欢在田径场玩飞盘游戏,某次游戏过程中老师水平抛出飞盘,飞盘出手后短时间内能够上升一段高度,从而飞得更远,从侧面看,飞行过程中飞盘形状应为图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】只有飞盘的上表面凸起,下面平直,飞盘升空时,流过飞盘上方的空气流速大、压强小,流过飞盘下方的空气流速小、压强大,在这个压强差造成的压力差的作用下,快速前进的飞盘才会越升越高,根据飞盘的图形特点,飞盘的形状应为A,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11. 一个密封的圆台状容器内装一定质量的水,放在水平桌面上,如图所示。现把它倒置过来,则( )
A. 容器对桌面的压强不变B. 容器对桌面的压力增大
C. 水对容器底的压力不变D. 水对容器底的压强增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.若如图放置时的底面积为,倒置后的底面积为,倒置前后容器对桌面的压力等于总重力,重力不变,因此容器对桌面的压力不变,而倒置后容器与桌面的接触面积减小,故由可知,容器对桌面的压强变大,故AB不符合题意;
C.正放时,水对容器底部的压力为
即水对容器底的压力是以S大为底面积,h为高的这部分液柱所产生的压力,因这部分液柱比水多,所以水对容器底的压力大于水的重力。倒置后水对容器底的压力
即水对容器底的压力是以S小为底面积,为高的这部分液柱所产生的压力,这部分液柱比水少,所以水对容器底的压力小于水的重力。对比前后两次情况,水对容器底部的压力将会变小,故C不符合题意;
D.因为水的体积一定,倒置后水的高度增大了,则根据液体压强公式可知,倒置后水对容器底的压强变大,故D符合题意。
故选D。
12. 如图所示,四个体积相同但材料不同的实心球A、B、C、D,分别静止在不同深度的水里。以下说法正确的是( )
A. D球所受浮力最小B. A球所受浮力最大
C. C与D球受到的浮力相等D. D球所受浮力大小等于其所受重力大小
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.由题意可知四个小球的体积相同,排开水的体积关系为
由可知,它们受到的浮力关系为
因此,A球受到的浮力最小,CD两球受到的浮力相等且最大。故AB错误,C正确;
D.因D球沉底,根据物体浮沉条件可知,其受到的浮力小于其重力,故D错误。
故选C。
13. 将三块质量相同的橡皮泥,分别捏成碗状和两个球状(其中一个球为空心),然后放入装有等量水的相同烧杯中,静止时它们的状态如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 三个物体受到的浮力为F甲>F丙>F乙
B. 橡皮泥排开水的体积为V甲>V丙>V乙
C. 液体对容器底部的压强为p甲=p丙>p乙
D. 容器对桌面的压力为F甲'>F乙'>F丙'
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,甲漂浮,则橡皮泥的浮力等于重力;乙下沉,则橡皮泥的浮力小于重力;丙悬浮,则橡皮泥的浮力等于重力,因为橡皮泥的质量相等,重力相等,故浮力的大小关系
F甲=F丙>F乙
故A错误;
B.浮力的大小关系
F甲=F丙>F乙
液体的密度相同,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,橡皮泥排开水的体积关系
V甲=V丙>V乙
故B错误;
C.三个相同的烧杯中装入等量的水,水的深度相同;橡皮泥排开水的体积
V甲=V丙>V乙
容器的底面积相同,则水面上升的高度关系
Δh甲=Δh丙>Δh乙
故甲、丙中的水面高度相同,都大于乙中的水面高度,根据p=ρgh可知,液体对容器底部的压强关系
p甲=p丙>p乙
故C正确;
D.容器对水平桌面的压力
F=G容+G水+G泥
它们的重力之和大小相等,所以容器对桌面的压力相同,即
F甲'=F乙'=F丙'
故D错误。
故选C。
14. 关于力的概念,下列说法正确的是( )
A. 力是维持物体运动的原因
B. 有受力物体时,一定有施力物体
C. 物体不接触也能产生力的作用
D. 相互接触的物体一定有力的作用
【答案】BC
【解析】
【详解】A.力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。根据牛顿第一定律可知,不受力的物体也可以运动,故A错误;
B.一个力对应两个物体,一个是施力物体,一个是受力物体,故B正确;
C.物体不接触也能产生力的作用,例如磁铁之间的吸力和斥力,故C正确;
D.两个物体相互接触不一定就有力的作用,例如弹力必须在相互接触时有相互挤压发生弹性形变才会产生。故D错误。
故选BC。
15. 小明和爸爸周六去游玩,汽车行至一个山坡时,车轮打滑,不能前行。爸爸让小明邀请路边的游人上车,车果然不再打滑,开上山坡。下列做法与此原理相同的是( )
A. 自行车车把上有花纹B. 给自行车链条上加润滑剂
C. 拧瓶盖时,用力捏瓶盖 D. 自行车刹车时,用力捏车闸
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.小明爸爸的做法是通过增大压力来增大摩擦,而自行车车把上有花纹是通过增大接触面粗糙程度增大摩擦,自行车链条上加润滑剂是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦,故AB不符合题意;
CD.拧瓶盖时用力捏瓶盖和刹车时用力捏车闸和小明爸爸一样,都是通过增大压力来增大摩擦,故CD符合题意。
故选CD。
16. 如图所示滑轮组,摩擦和绳重不计。用此滑轮组,沿竖直方向,在4s内,把一个重为48N的物体匀速提升了2m。所用拉力F为40N。下列说法中正确的是( )
A. 动滑轮重12NB. 4s内拉力F做功40J
C. 4s内拉力F的功率为60WD. 滑轮组的机械效率为80%
【答案】C
【解析】
【详解】A.有效承担物重的绳子段数n=3,根据受力分析由,所以动滑轮重力为
故A错误;
B.绳子自由端移动距离
s=3h=3×2m=6m
所以拉力做的功为
故B错误;
C.拉力的功率为
故C正确;
D.有用功为
所以机械效率为
故D错误。
故选C。
第Ⅱ卷(非选择题 共65分)
二、填空题(每空1分,共12分。请把答案直接填写在答题卡相应的位置上,不要求写出演算过程。)
17. 功的两个必要的因素:一是作用在物体上的______,二是物体在______通过的距离。
【答案】 ①. 力 ②. 力的方向上
【解析】
【分析】
【详解】[1][2]力对物体做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可。
18. 如图所示,把一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到自己的鼻子附近,稳定后松手,铁锁向前摆去,铁锁摆回时__________(选填“会”或“不会”)打到自己的鼻子。铁锁在摆动过程中,机械能是_________(选填“守恒”或“不守恒”)的。
【答案】 ①. 不会 ②. 不守恒
【解析】
【分析】铁锁在摆动过程中,克服摩擦做功,有一部分机械能转化为内能。
【详解】[1][2]铁锁在摆动过程中,克服摩擦做功,有一部分机械能转化为内能,机械能总量减少,即机械能不守恒,其上升的高度会逐渐减小,故不会打到鼻子。
19. 潜水艇在海面下执行任务时,下潜过程中,潜水艇受到的压强______,潜水艇受到的浮力______(均选填“增大”,“不变”或“减小”)。
【答案】 ①. 增大
②. 不变
【解析】
【详解】[1]由液体压强公式,下潜过程中,海水密度不变,但潜水艇的深度增加,所以压强变大。
[2]由阿基米德原理,在海面下下潜过程中,潜水艇排开水的体积不变,海水密度不变,所以浮力不变。
20. 竖直向上抛出的小球上升到最高点时,此时它受______(选填“平衡力”或“非平衡力”)作用,若此时受到的力全部消失,小球将处于______(选填“静止”或“匀速直线运动”)状态。
【答案】 ①. 非平衡力 ②. 静止
【解析】
【详解】[1][2] 竖直向上抛出的小球上升到最高点时速度为0,不受空气阻力,只受重力,受非平衡力;根据牛顿第一定律,若此时受到的力全部消失,小球将处于静止状态。
21. 如图所示,重为30N的物体放在粗糙程度不变的水平地面上,用大小为2N的水平推力推物体,没有推动,此时物体受到的摩擦力为______N;在大小为6N水平推力作用下,物体向右做匀速直线运动,若水平推力增大到8N,则物体受到的摩擦力为______N。(忽略空气阻力)
【答案】 ①. 2 ②. 6
【解析】
【详解】[1]当用2N的力推物体时,物体静止不动,处于平衡状态,此时在水平方向上受到的力为平衡力,即推力与摩擦力平衡,二者大小相等。推力为2N,摩擦力为2N。
[2]当用6N的力推物体时,物体做匀速直线运动,处于平衡状态,在水平方向上受到的力为平衡力,即推力与摩擦力平衡,二者大小相等,推力为6N,摩擦力为6N,即物体与水平地面间的滑动摩擦力为6N。因为物体对水平面的压力不变,二者接触面的粗糙程度不变,故二者间的滑动摩擦力是不变的。故当用8N的力推物体时,物体还是运动的,所以水平面对它的测力摩擦力也是6N。
22. 如图所示,A、B两个质量均匀的正方体放在水平地面上,B的边长是A的2倍,将A沿竖直方向切去宽为L的部分,把切去部分叠放在B上,记录B对地面的压强与L的变化关系如图乙所示(其中L的最大值为10cm)。B重力为______N。切割后,A剩余部分对地的压强为,当L=5cm时,______。
【答案】 ①. 200 ②. 8∶11
【解析】
【详解】[1]分析题目可得,A正方体的棱长为10cm,则B的棱长为20cm,所以B的底面积为
所以B的重力等于对地面的压力,为
[2]当L=5cm,由乙图可分析得A的重力为
当L=5cm时,A的重力为20N,受力面积为
所以此时A对地面压强为
此时B对地面压强为
所以压强之比为
三、作图题(共4分。请把答案直接填写在答题卡相应的位置上。)
23. 请画出“冰墩墩”受到的重力示意图(O为重心)。
【答案】
【解析】
【详解】重力方向竖直向下,从重心沿竖直向下的方向画一带箭头的线段,箭头附近标出G。如图所示
24. 请在图中画出F1的力臂ll。
【答案】
【解析】
【详解】延长力F1的作用线,从支点O做出F1作用线的垂线,得到的线段即为l1的力臂,如图所示:
四、实验探究题(共25分。请把答案直接填写在答题卡相应的位置上。)
25. 研究“压力作用效果与哪些因素有关”时,小星同学利用木条、橡皮泥、包装带和钩码进行探究活动:
(1)如图甲所示,将橡皮泥做成长方体平放于木条上方,把包装带撕成相同宽度的两段,并将两段包装带绕过橡皮泥,且在包装带下方挂上数量不同的钩码,目的是研究压力的作用效果与______的关系;
(2)实验过程中,小明同学是通过观察______来比较压力作用效果;
(3)小明同学想继续探究压力的作用效果与受力面积的关系,应进行的操作是:将橡皮泥恢复原状,把包装带撕成______宽度的两段,两包装带下方挂______数量的钩码(均选填“相同”或“不同”);
(4)小明与小红进行实验交流时,小明说还可以用铅笔探究压力的作用效果与受力面积的关系,小明分别采用如图乙、丙所示的两种方法,用两只手的食指分别压在铅笔两端给小红演示。小红指出图丙的方法不合理,原因是______。
【答案】 ①. 压力大小 ②. 橡皮泥的凹陷程度 ③. 不同 ④. 相同 ⑤. 受铅笔自重影响,两个食指受到的压力不同。
【解析】
【详解】(1)[1] 包装带撕成相同宽度, 挂上数量不同的钩码,这使得橡皮泥的受力面积相同,但是压力不同,所以目的是研究压力的作用效果与压力大小的关系。
(2)[2] 实验过程中,小明同学是通过观察橡皮泥的凹陷程度来比较压力的作用效果的,这叫做转换法。
(3)[3][4] 要继续探究压力的作用效果与受力面积的关系,就要控制压力相同,受力面积不同,所以要包装带要撕成不同宽度的两段,两包装带下方挂相同数量的钩码。
(4)[5] 丙图中,铅笔竖直放置,受铅笔自重影响,上方手指受到的压力要小一些,没有控制压力相同,所以不合理。
26. 在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中:
(1)如图甲,为了使小车在水平面刚开始运动时具有相同的速度,每次需要将小车放在斜面同一高度由静止开始下滑;而让小车在不同的物体表面运动,目的是使小车运动过程中受到的阻力______(选填“相同”或“不同”);
(2)实验中小红记录了三次实验小车运动的时间,发现实验①中小车运动时间最短,实验③中小车运动时间最长,可以得到小车受到的阻力越小,速度减小得越______(选填“慢”或“快”),由此实验可得出:物体的运动______力来维持(选填“需要”或“不需要”);
(3)完成上面的实验后,小红想探究动能的大小与速度的关系,实验过程如图乙(⑥的小车上放置了砝码,木块被撞击后移动的位置如虚线所示):通过④、⑤两次实验可以得出:当质量一定时,运动物体的速度越大,动能就越大。如果在实验④的水平面上铺上毛巾、实验⑤的水平面上铺上棉布,那么通过该实验______(选填“仍能”或“不能”)得到正确结论;
(4)如图丙是交通管理部门对不同车型设定的最高速度,用④和⑥两图的实验现象所得到的结论可以解释汽车行驶时______危险性大的原因(选填“超速”或“超载”)。
【答案】 ①. 不同 ②. 慢 ③. 不需要 ④. 不能 ⑤. 超载
【解析】
【详解】(1)[1] 甲图中,不同的物体表面粗糙程度不同,则小车受到的摩擦力不同,即受到的阻力不同。
(2)[2][3] 三次实验小车运动的时间里实验①中小车运动时间最短,实验③中小车运动时间最长,可以得到小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,运动的距离就越远。由此我们可以推论出,如果不受阻力,小车将会做匀速直线运动。所以物体的运动不需要力来维持。
(3)[4] 想探究动能的大小与速度的关系,如果在实验④的水平面上铺上毛巾、实验⑤的水平面上铺上棉布,木块受到的阻力不同,没有控制变量,所以不能得出正确结论。
(4)[5]根据④和⑥两图的实验现象可得:速度相同时,质量越大,物体的动能越大。可以解释汽车行驶时超载危害大的原因。
27. 在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)如图甲所示,实验前,杠杆左端下沉,则应将左端平衡螺母向______调节(选填“左”或“右”),直到杠杆在水平位置平衡,这样操作的目的是为了______;
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂______个相同的钩码;
(3)如图内所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置,当测力计从a位置转到b位置时,其示数大小将______(选填“不变”、“变大”或“变小”);
(4)保持A点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂和动力的数据,绘制了的关系图像,如图丁所示,请根据图像推算,当为0.6m时,为______N;
(5)生活中杠杆有许多方面的应用,小红观察到家中的筷子就属于______杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”);
(6)图戊所示,在“测量滑轮组的机械效率”实验中,用同一滑轮组提升不同重的物体到同一高度,所提升的物体越______(选填“重”或“轻”),滑轮组的机械效率越高。
【答案】 ①. 右 ②. 便于测量力臂 ③. 6 ④. 变大 ⑤. 0.5 ⑥. 费力 ⑦. 重
【解析】
【详解】(1)[1][2] 杠杆左端下沉,说明左边重,需要将左端的平衡螺母向右调节,给右边增重,直到杠杆在水平位置平衡,这样操作的目的是为了让力臂和杠杆重合,便于测量力臂。
(2)[3]忽略单位,由图设左边力臂为3,拉力为4,右边力臂为2,右边拉力为n,根据杠杆平衡条件则有3×4=2×n,解得n=6,即右边B点应挂6个钩码。
(3)[4] 杠杆仍在水平位置,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知当测力计从a位置转到b位置时,动力臂减小,所以拉力要变大,即弹簧测力计示数变大。
(4)[5]保持A点钩码数量和力臂不变,由杠杆平衡条件可知,F1和成反比例函数关系,由图丁可知=0.3。所以当=0.6m时,=0.5N。
(5)[6]筷子的动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,具有费力但是省距离的特点。
(6)[7]其它条件不变时,使用滑轮组每次提升的物体越重,有用功占总功的比重就越大,滑轮组的机械效率就越高。
28. 某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照如下图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为______N;
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为______N,石块排开的水所受的重力可由______(填字母代号)两个步骤测出,由以上步骤可初步得出结论:浸没在液体中的物体所受浮力的大小______排开液体所受重力;
(3)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理的是______;
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
(4)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则______(选填“能”或“不能”)得到与(2)相同的结论;
(5)小明利用电子秤、石块(密度为ρ)和烧杯测量牛奶密度,他进行了以下操作:
①将石块放在电子秤上,如图E所示,记下示数;
②将适量的牛奶倒入烧杯,放在电子秤上,如图F所示,记下示数;
③用细绳拴住石块并浸没在牛奶中,如图G所示,记下示数;
④牛奶的密度表达式______(用已知物理量、、、表示)。
【答案】 ①. 3.8 ②. 1.4 ③. AD ④. 等于 ⑤. A ⑥. 能 ⑦.
【解析】
【详解】(1)[1]弹簧测力计分度值为0.2N,由图B得石块重力为3.8N。
(2)[2][3][4]根据四个弹簧测力计的示数,使用称重法得浮力为3.8N-2.4N=1.4N,排开液体的重力为2.6N-1.2N=1.4N。因此浸没在液体中的物体所受浮力的大小等于排开液体所受重力。
(3)[5]本实验探究的是浮力的大小与排开液体所受重力的关系,属于探究类实验,可以更换不同液体或者石块,多次实验使结论更具有普遍性。多次测量求平均值适用的是测量类实验,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(4)[6] 只将石块的一部分浸在水中,浮力仍等于排开液体的重力,仍满足阿基米德定理。
(5)[7]分析实验步骤可知,石块并浸没在牛奶中的浮力为
排开水的体积等于石块的体积,为
所以根据阿基米德原理,牛奶的密度为
五、综合应用题(共24分。解答时要求在答题卡相应的答题区域内写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤。只写出最后答案,未写出主要演算过程的,不得分。答案必须明确写出数值和单位。)
29. 如图所示,质量为4kg的清洁机器人某次工作时,在4s内沿水平地面匀速直线运动了2m,这个过程机器人受到的阻力是总重的0.5倍(g取10N/kg)。求:
(1)机器人的重力;
(2)机器人牵引力做的功;
(3)机器入牵引力做功的功率。
【答案】(1)40N;(2)40J;(3)10W
【解析】
【详解】解:(1)重力为
(2)因为二力平衡,所以牵引力为
牵引力做的功为
(3)功率为
答:(1)机器人重力为40N;
(2)牵引力做的功为40J;
(3)机器入牵引力做功的功率为10W。
30. 如图所示,水平地面上有一底面积为1.5×10-2m2的圆柱形容器,容器中水深40cm,一个边长为10cm的正方体木块通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为4N。求:
(1)此时容器底部受到的水的压力。
(2)木块的质量。
(3)细线剪断后,木块静止时露出水面的体积。
【答案】(1)60N;(2)0.6kg;(3)4×10-4m3
【解析】
【详解】解:(1)水对容器底的压强
容器底部受到的水的压力
(2)正方体木块浸没于水中时排开水的体积
木块受到的浮力
物块受到重力、拉力、浮力的作用而静止,则物块的重力
物块的质量
(3)因为木块浸没在水中时的浮力大于物块的重力,所以剪断细线后,物块会上浮直至漂浮在水面上,由于物块漂浮,物块受到的浮力等于重力,即F´浮=G,木块静止时浸入水中的体积
露出水面的体积
答:(1)此时容器底部受到的水的压力为60N;
(2)木块的质量是0.6kg;
(3)细线剪断后,木块静止时露出水面的体积为4×10-4m3。
31. 如图所示,放在水平地面上甲、乙两薄壁轻质柱形容器,高均为0.4米.甲和乙底面积分别为0.04米2和0.03米2.甲和乙容器内液体深度分别为0.2米和0.3米,甲液体的质量为10千克,乙容器内盛的是水.求:
(1) 甲容器的液体密度;
(2) 水对乙容器底部的压强;
(3)把一个底面积为0.02米2,高0.3米圆柱体丙(已知水>丙)先后放入甲容器的液体中和乙容器的水中,若能使甲对地面压强的增加量与水对乙容器底部的压强增加量相等,则丙物体的质量为多少千克?
【答案】(1)1.25×103千克/米3(2)2940帕(3)4千克
【解析】
【详解】(1)甲液体的体积为:
V甲=S甲h甲=0.04m2×0.2m=0.008m3;
甲的密度为:
ρ甲===1.25×103kg/m3;
(2)水对乙容器底部的压强为:
p=ρ水gh乙=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.3m=2940Pa;
(3)丙的体积为:
V丙=0.02m2×0.3m=0.006m3;
甲容器液面以上的体积为:
V甲上=0.04m2×(0.4m−0.2m)=0.008m3;
乙容器水面以上的体积为:
V乙上=0.03m2×(0.4m−0.3m)=0.003m3;
因为ρ甲>ρ水>ρ丙,丙在水中和甲液体中均是漂浮,V丙V乙上,故只有当乙有水溢出时,即乙容器中的水是满的,才可能有△p甲=△p水
所以:
m丙g/S甲=ρ水g(H−h水)
m丙=ρ水(H−h水)S甲=1×103kg/m3×(0.4m−0.3m)×0.04m2=4kg.
答:(1)甲容器的液体密度为1.25×103kg/m3;
(2)水对乙容器底部的压强为2940Pa;
(3)丙物体的质量为4千克.
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