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2025-2026学年上学期北京初中物理九年级开学模拟卷1
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这是一份2025-2026学年上学期北京初中物理九年级开学模拟卷1,共70页。
A.只有小东的观点正确B.只有小成的观点正确
C.两人的观点都正确D.两人的观点都不正确
2.(2025•西城区一模)如图所示,“八音盒”是一种机械音乐盒,在圆筒上按一定规律分布着一些凸点。上紧发条后圆筒转动,这些凸点就会拨动长度不同的簧片奏出乐曲。簧片的长度主要会影响发出声音的( )
A.音调B.音色C.响度D.速度
3.(2023•北京一模)如图所示的现象中,由于光的反射形成的是( )
A.屏幕上呈现手影
B.用放大镜观看图案
C.笔杆好像在水面处折断
D.景物在水中形成倒影
4.(2023秋•北京期中)如图是来自近处某点的光经晶状体到达视网膜的示意图。下列说法中正确的是( )
A.图中为近视眼的成因,应配戴凸透镜纠正
B.图中为近视眼的成因,应配戴凹透镜纠正
C.图中为远视眼的成因,应配戴凸透镜纠正
D.图中为远视眼的成因,应配戴凹透镜纠正
5.(2025春•海淀区校级月考)下列关于密度的说法,正确的是( )
A.密度是物质的属性,不会随着物体形状和温度的改变而改变
B.由公式ρ=mV可知,质量越大的物体密度越大
C.一块橡皮切成两块,体积小的那部分与体积大的那部分密度相同
D.物态变化过程中物质的密度一定不变
6.(2025春•朝阳区期末)下列实例中,目的是为了减小摩擦的是( )
A.用力擦黑板B.轮胎表面刻有花纹
C.行李箱下安装轮子D.瓶盖上刻有纹线
7.(2025春•朝阳区期末)如图所示,运动员跳伞时,运动员和伞在某一阶段沿竖直方向匀速下落。运动员的受力情况是:所受重力为G1,所受降落伞的拉力为F1,所受的空气阻力忽略不计;降落伞的受力情况是:所受重力为G2,所受运动员的拉力为F2,所受的空气阻力为f。下列说法正确的是( )
A.G2与f是一对平衡力
B.F1与F2是一对平衡力
C.G1与G2大小之和与f大小相等
D.G2和F2的合力大小与G1大小相等
8.(2025春•朝阳区期末)如图所示的事例中,目的是为了增大压强的是( )
A.书包背带做得较宽
B.火车轨道下面铺有枕木
C.推土铲刃做得较锋利
D.货车装有许多车轮
9.(2025春•海淀区期中)如图所示,“天宫课堂”上航天员先将两块透明板上的水球接触并粘在一起,然后慢慢拉开两块透明板,发现水形成了一个长长的“液桥”,可以说明( )
A.水分子之间存在斥力
B.水分子之间存在引力
C.水分子之间存在空隙
D.水分子在进行无规则运动
10.(2025春•顺义区期末)如图所示,工人用撬棍撬石头。O是支点,工人对撬棍的动力F1作用在A点,石头对撬棍的阻力F2作用在B点。撬石头时,工人尽量将A点远离O点,这样做是为了( )
A.减小动力臂,方便使用
B.减小阻力臂,能够省力
C.增大动力臂,能够省力
D.增大阻力臂,方便使用
11.(2025春•朝阳区期末)如图所示的情景中,力(加点的字所对应的作用)对物体做功的是( )
A.人搬石头时,没有搬动
B.人推车水平前行
C.叉车举高货物停在空中
D.吊车竖直向上拉着建筑材料在水平方向运动
12.(2025春•朝阳区期末)下列有关浮力的现象与应用,叙述正确的是( )
A.沉入鱼缸水底的鹅卵石不受浮力的作用
B.人游泳时,潜入水中越深受到的浮力越大
C.轮船在水中漂浮,是因为轮船的密度等于水的密度
D.悬浮的潜水艇将水舱中的水排出一部分后,将会上浮
二.填空题(共6小题)
13.(2025春•西城区校级期中)游泳是一项能让人放松的运动,人在池水中受到浮力的方向是 。
14.(2022秋•西城区校级期中)如图所示,为古籍《淮南万毕术》中记载的现象:“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻…”。这是利用 原理来观察周围景物。
15.(2025•东城区二模)在水平桌面上做直线运动的金属球,先后经过A、B、C三个位置时,对应的刻度尺示数及电子表表盘显示的示数(图中数字分别代表时、分、秒)如图所示。金属球在AB段运动的路程为 cm,通过AB段的平均速度 (选填“大于”“等于”或“小于”)通过BC段的平均速度。
16.(2025•丰台区二模)小华测量物体A密度时,先将物体放在调节好的天平上测量其质量。天平平衡后,右盘内所加的砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示,则物体A的质量为 g。然后将物体A用细线拴住放入装有60mL水的量筒中,量筒中水面位置如图乙所示,则物体A的体积为 cm3,物体A的密度为 g/cm3。
17.(2025春•西城区校级期中)雨滴在竖直下落的过程中,由于受到重力和阻力的作用,一般要经历加速和匀速两个阶段,最终落到地面。如果一滴雨滴所受的重力为G,在加速下落阶段某时刻的速度是1m/s,所受的阻力为1×10﹣4N;在匀速下落阶段的速度是3m/s。已知雨滴受到空气阻力f和速度v的关系式是f=kv2(k为定值)。则雨滴受到的重力G为 N,以1m/s的速度下落时受到的合力为 N。
18.(2025•石景山区二模)小石探究杠杆平衡条件时,使用的钩码质量均相等,杠杆上相邻刻度线间的距离相等,如图甲所示。要使杠杆在水平位置平衡,需将杠杆左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。杠杆平衡后,在杠杆左侧A点挂2个钩码,如图乙所示,为使杠杆在水平位置重新平衡,可以在B点挂 个钩码,也可以使用弹簧测力计在 (选填“B”或“C”)点向上拉杠杆。
三.实验探究题(共3小题)
19.(2025•北京模拟)小东用蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏、光具座等器材,在水平桌面上做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图所示,凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,将点燃的蜡烛放到光具座上35cm刻度线处,移动光屏,可以在光屏上呈现倒立的实像,利用这一成像规律可以制成 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。
(2)小东想让光屏上呈现的烛焰的像再变大一些,他让凸透镜的位置保持不动,将点燃的蜡烛移至42cm刻线处。请你利用所学知识判断小东的操作是否可行,并说明理由 。
20.(2025春•大兴区期末)小明在探究阻力对物体运动的影响时,先将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面上高为h处由静止滑下,测量并记录小车在毛巾上滑行的距离s1;然后把毛巾替换成棉布铺在木板上,仍让小车从斜面上高为h处由静止滑下,测量并记录小车在棉布上滑行的距离s2;再去掉木板上的棉布,仍让小车从斜面上高为h处由静止滑下,测量并记录小车在木板上滑行的距离s3,如图所示。
(1)实验中每次都让小车从斜面上高为h处由静止滑下,目的是 。
(2)小明发现实验中测得的数据s1<s2<s3,他又分别测量了小车在毛巾表面、棉布表面和木板表面运动时受到的阻力f1、f2和f3,发现f1>f2>f3,则根据小明的实验过程和测得的实验数据,可以得到的结论是 。
(3)根据小明观察到的实验现象可知,若小车在水平面上运动时阻力突然消失,则小车将 。
21.(2025春•海淀区校级月考)小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图1所示的实验。请你根据小明的实验探究回答下列问题。
(1)根据图A、C、B可知,浮力大小与 有关;根据A与E两图所标的实验数据可求物体浸没在盐水中所受的浮力为 。
(2)小明对A、B、C、D四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小与浸没深度 (选填“有关”或“无关’),而与 有关。描述铁块所受浮力随浸入液体深度变化而变化的图像应是图2中的 (填“a”或“b”)。
(3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为 kg/m3。
(4)小明还想探究“浮力大小是否与物体质量有关”,在上述器材的基础上,又找来了如图3所示的物体,其中,甲、乙是密度相同但体积不同的不锈钢块;丙是与甲、乙密度不同的铝块;乙、丙体积相同。请你帮助小明选取合适的物体完成探究,请简述实验方法,并设计实验表格。
四.计算题(共2小题)
22.(2025•昌平区二模)如图所示为一龙舟参加比赛时的情境。该龙舟参加500m直线赛项目,所使用龙舟的质量为300kg,运动员总质量为720kg,比赛用时2min30s。假设比赛中,龙舟做匀速直线运动,且龙舟受到的阻力是龙舟和运动员总重力的0.1倍,g取10N/kg。
求:
(1)龙舟所受的重力;
(2)运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积;
(3)比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率。
23.(2025•朝阳区二模)楼房的楼顶上通常有一个水箱以满足高层住户用水的需求。为了防止雨后积水腐蚀水箱,需要在水箱与楼板之间铺设水泥墩,如图所示。根据住户的数量,计划在楼顶装一个最多能容纳16t水的水箱,水箱的质量为2t,楼板的抗压强度为4×104Pa,已知每个水泥墩的质量为0.2t,与地面的接触面积为0.5m2。为了确保楼板的安全,在水箱下至少需要铺设几个这样的水泥墩?(g取10N/kg)
2025-2026学年上学期北京初中物理九年级开学模拟卷1
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
一.选择题(共12小题)
1.(2025•北京模拟)如图所示,小东和小成坐在火车车厢内,通过观察窗外的景物判断火车是否运动的情景。小东认为:以窗外的站台为参照物,火车的位置没有发生变化,因此火车是静止的;小成认为:以窗外驶过的动车为参照物,火车的位置发生了变化,因此火车是运动的。下列说法正确的是( )
A.只有小东的观点正确B.只有小成的观点正确
C.两人的观点都正确D.两人的观点都不正确
【考点】参照物的选择.
【专题】运动和力;分析、综合能力.
【答案】C
【分析】被研究的物体和参照物之间如果发生位置的改变,被研究的物体是运动的,如果没有发生位置的改变,被研究的物体是静止的。
【解答】解:(1)被研究的物体是火车,小东以窗外的站台为参照物,火车和站台之间没有发生位置的变化,故以站台为参照物,火车是静止的;
(2)被研究的物体是火车,小成以窗外驶过的动车为参照物,火车和动车之间发生了位置的变化,故以驶过的动车为参照物,火车是运动的。
故两人的观点都正确,故ABD错误,C正确。
故选:C。
【点评】此题主要考查学生对参照物的选择、运动和静止的相对性的理解和掌握,研究同一物体的运动状态,如果选择不同的参照物,得出的结论可以不同,但都是正确的结论。
2.(2025•西城区一模)如图所示,“八音盒”是一种机械音乐盒,在圆筒上按一定规律分布着一些凸点。上紧发条后圆筒转动,这些凸点就会拨动长度不同的簧片奏出乐曲。簧片的长度主要会影响发出声音的( )
A.音调B.音色C.响度D.速度
【考点】音调与频率的关系.
【专题】应用题;声现象;应用能力.
【答案】A
【分析】音调的高低与发声物体的振动频率有关,频率越大,音调就越高。
【解答】解:由题意可知,这些凸点就会拨动长度不同的簧片奏出乐曲,长的弹簧片振动频率慢,发出音调低;短的弹簧片振动频率快,发出音调高,即簧片的长度主要会影响发出声音的音调,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查的是音调与频率的关系,属于基础题。
3.(2023•北京一模)如图所示的现象中,由于光的反射形成的是( )
A.屏幕上呈现手影
B.用放大镜观看图案
C.笔杆好像在水面处折断
D.景物在水中形成倒影
【考点】光的反射现象.
【专题】应用题;光的传播和反射、平面镜成像;光的折射、光的色散;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等;
(2)光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;
(3)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的。
【解答】解:
A、“手影”中影子的形成说明光是沿直线传播的,故A错误;
B、用放大镜看图案时,字变大了,属于凸透镜成像,是由于光的折射形成的,故B错误;
C、斜插水中的笔看起来弯折了是由于光从水中通过空气进入人的眼睛时,光线的传播方向发生改变而形成的虚像,故属于光的折射现象,故C错误;
D、景物在水中形成“倒影”属于平面镜成像,平面镜成像是由于光的反射形成的,故D正确。
故选:D。
【点评】此题通过几个日常生活中的现象考查了对光的折射、光的直线传播、光的反射的理解,在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象。
4.(2023秋•北京期中)如图是来自近处某点的光经晶状体到达视网膜的示意图。下列说法中正确的是( )
A.图中为近视眼的成因,应配戴凸透镜纠正
B.图中为近视眼的成因,应配戴凹透镜纠正
C.图中为远视眼的成因,应配戴凸透镜纠正
D.图中为远视眼的成因,应配戴凹透镜纠正
【考点】远视眼的形成原因.
【专题】应用题;透镜及其应用;应用能力.
【答案】C
【分析】解决此题要知道远视眼的晶状体将光线会聚在视网膜之后,应该配戴凸透镜进行矫正。
【解答】解:由图可知,眼球晶状体的曲度过小,近处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的后方,形成远视眼;
远视眼需要配戴凸透镜将光线会聚一些,这样像可以成在视网膜上。
故选:C。
【点评】图示来源于课本,分别表示了远视眼成因的光路图,基础题目。
5.(2025春•海淀区校级月考)下列关于密度的说法,正确的是( )
A.密度是物质的属性,不会随着物体形状和温度的改变而改变
B.由公式ρ=mV可知,质量越大的物体密度越大
C.一块橡皮切成两块,体积小的那部分与体积大的那部分密度相同
D.物态变化过程中物质的密度一定不变
【考点】密度的概念、物理意义及单位;密度是物质的特性.
【专题】密度及其应用;理解能力.
【答案】C
【分析】(1)密度是物质的一种特性,与物质的种类和状态有关,还受温度的影响;
(2)密度在数值上等于物体质量与其体积之比,与质量无关;
(3)同一种物质分成两部分后,密度保持不变;
(4)水在物态变化时,密度有变化,比如冰变成水后密度变大。
【解答】解:A、密度是物质的一种特性,与物体的形状无关,但与物体的状态、温度有关,故A错误;
B、根据密度公式可知,当体积相同时,质量越大的物体,密度越大,没有体积相同的前提,质量越大的物体,密度越大,是错误的,故B错误;
C、密度是物质本身的一种特性,把一块橡皮切成两块,橡皮的密度不变,故C正确;
D、冰变成水时,发生物态变化,密度也发生变化,故D错误。
故选:C。
【点评】此题考查密度及其特性,应该清楚:密度是物质本身的特性,同种物质密度一定,与质量、体积大小无关。
6.(2025春•朝阳区期末)下列实例中,目的是为了减小摩擦的是( )
A.用力擦黑板B.轮胎表面刻有花纹
C.行李箱下安装轮子D.瓶盖上刻有纹线
【考点】减小有害摩擦的方法.
【专题】重力、弹力、摩擦力;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度;
(2)增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;
(3)减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动。
【解答】解:A、用力擦黑板,是在接触面粗糙程度一定的情况下,通过增大压力来增大摩擦力,故A不符合题意;
B、轮胎表面刻有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B不符合题意;
C、行李箱下安装轮子,是用滚动代替滑动来减小摩擦,故C符合题意;
D、瓶盖上刻有纹线,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不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查摩擦力大小的影响因素,以及增大和减小摩擦的方法,摩擦力问题在生活中应用非常广泛,解答此题类问题时要利用控制变量法研究。
7.(2025春•朝阳区期末)如图所示,运动员跳伞时,运动员和伞在某一阶段沿竖直方向匀速下落。运动员的受力情况是:所受重力为G1,所受降落伞的拉力为F1,所受的空气阻力忽略不计;降落伞的受力情况是:所受重力为G2,所受运动员的拉力为F2,所受的空气阻力为f。下列说法正确的是( )
A.G2与f是一对平衡力
B.F1与F2是一对平衡力
C.G1与G2大小之和与f大小相等
D.G2和F2的合力大小与G1大小相等
【考点】平衡力的判断;力的合成与应用.
【专题】运动和力;应用能力.
【答案】C
【分析】二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;
物体处于平衡状态时,所受的力为平衡力,所受的合力为零。
【解答】解:AC、运动员和伞在某一阶段沿竖直方向匀速下落,处于平衡状态,降落伞所受的空气阻力f的大小等于运动员所受重力G1与降落伞所受重力G2的大小之和,降落伞所受重力G2与所受的空气阻力f大小不相等,不是一对平衡力,故A错误、C正确;
B、运动员所受降落伞的拉力F1与降落伞所受运动员的拉力F2,受力物体不同,F1与F2不是一对平衡力,故B错误;
D、运动员对降落伞的拉力F2的大小等于运动员所受重力G1的大小,所以G2和F2的合力大小与G1大小不相等,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了平衡力的判断、物体的受力分析,需仔细辨别各力的关系。
8.(2025春•朝阳区期末)如图所示的事例中,目的是为了增大压强的是( )
A.书包背带做得较宽
B.火车轨道下面铺有枕木
C.推土铲刃做得较锋利
D.货车装有许多车轮
【考点】增大压强.
【专题】压强、液体的压强;理解能力.
【答案】C
【分析】压强大小跟压力大小和受力面积大小有关。
增大压强的方法:是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强。
减小压强的方法:是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强。
【解答】解:A、书包背带做得较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A不符合题意;
B、火车轨道下面铺有枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C、推土铲刃做得较锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C符合题意;
D、货车装有许多车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】知道压强大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强的问题。
9.(2025春•海淀区期中)如图所示,“天宫课堂”上航天员先将两块透明板上的水球接触并粘在一起,然后慢慢拉开两块透明板,发现水形成了一个长长的“液桥”,可以说明( )
A.水分子之间存在斥力
B.水分子之间存在引力
C.水分子之间存在空隙
D.水分子在进行无规则运动
【考点】分子间作用力的现象.
【专题】分子热运动、内能;应用能力.
【答案】B
【分析】分子间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解:如图所示,“天宫课堂”上航天员先将两块透明板上的水球接触并粘在一起,然后慢慢拉开两块透明板,发现水形成了一个长长的“液桥”,可以说明水分子之间存在引力,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查分子间的作用力现象,属于基础题。
10.(2025春•顺义区期末)如图所示,工人用撬棍撬石头。O是支点,工人对撬棍的动力F1作用在A点,石头对撬棍的阻力F2作用在B点。撬石头时,工人尽量将A点远离O点,这样做是为了( )
A.减小动力臂,方便使用
B.减小阻力臂,能够省力
C.增大动力臂,能够省力
D.增大阻力臂,方便使用
【考点】杠杆的平衡条件的应用.
【专题】简单机械;分析、综合能力.
【答案】C
【分析】根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越大,动力越小,结合图中分析动力臂的变化。
【解答】解:根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越大,动力越小,而当将A点远离O点时,动力竖直向下,动力臂在水平方向,故动力臂变大,可以减小动力,能够更省力。
故选:C。
【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用,属于基础题。
11.(2025春•朝阳区期末)如图所示的情景中,力(加点的字所对应的作用)对物体做功的是( )
A.人搬石头时,没有搬动
B.人推车水平前行
C.叉车举高货物停在空中
D.吊车竖直向上拉着建筑材料在水平方向运动
【考点】力是否做功的判断.
【专题】功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】B
【分析】做功必须具备两个必要因素:①作用在物体上的力,②物体在力的方向上通过距离。判定有没有做功,就从是否具备这两个必要因素入手。
【解答】解:A、人用力搬石头但没有搬动,有力作用在石头上,但石头没有通过距离,所以搬力对物体不做功,故A不符合题意;
B、用力推小车在水平地面上匀速前进,有力作用在小车上,小车沿力的方向通过距离,所以推力对物体做功,故B符合题意;
C、叉车举着货物在水平路面上前行,叉车给货物一个向上的举力,货物没有在举力的方向上通过距离,所以举力对物体不做功,故C不符合题意;
D、吊车竖直向上拉着建筑材料在水平方向运动,拉力作用在货物上,货物没有沿拉力的方向移动距离,拉力没有对货物做功,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】该题考查了做功的必要条件,注意三种不做功的情况:一是有力没距离;二是有距离没力;三是有力有距离,但力的方向与通过距离相互垂直。
12.(2025春•朝阳区期末)下列有关浮力的现象与应用,叙述正确的是( )
A.沉入鱼缸水底的鹅卵石不受浮力的作用
B.人游泳时,潜入水中越深受到的浮力越大
C.轮船在水中漂浮,是因为轮船的密度等于水的密度
D.悬浮的潜水艇将水舱中的水排出一部分后,将会上浮
【考点】潜水艇原理;浮力产生的原因;阿基米德原理的定性分析;物体浮沉条件.
【专题】浮力;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)浸在液体中的物体都受到浮力的作用。
(2)根据F浮=ρ液gV排知人游泳时,潜入水中的深度增加,通常排开水的体积不变,水的密度不变,受到的浮力不变。
(3)轮船是利用空心的方法增大排开水的体积,从而增大浮力,实现密度大于水的物体漂浮。
(4)潜水艇靠改变自身重力实现浮沉的。
【解答】解:
A、浸在液体中的物体都受到浮力的作用,沉入鱼缸水底的鹅卵石也浸在水中,水对它有向上和向下的压力差,所以受到浮力作用,故A错误。
B、根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,人游泳时,潜入水中的深度增加,但通常排开水的体积不变,水的密度不变,所以受到的浮力不变,故B错误。
C、轮船在水中漂浮,根据漂浮条件,浮力等于重力,即F浮=G,轮船是利用空心的方法增大排开水的体积,从而增大浮力,实现密度大于水的物体漂浮,故C错误。
D、悬浮的潜水艇将水舱中的水排出一部分后,自身重力减小,而排开水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排,浮力不变,此时浮力大于重力,潜水艇将会上浮,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了浮力的产生原因、潜水艇的浮沉原理、轮船实现漂浮的原因和阿基米德原理的应用,难度不大。
二.填空题(共6小题)
13.(2025春•西城区校级期中)游泳是一项能让人放松的运动,人在池水中受到浮力的方向是 竖直向上 。
【考点】浮力的方向.
【专题】浮力;应用能力.
【答案】竖直向上。
【分析】浮力是由于液体对物体上下表面的压力差产生的,液体对物体下表面的压力大于上表面的压力,合力方向竖直向上。
【解答】解:浮力是由于液体对物体上下表面的压力差产生的,液体对物体下表面的压力大于上表面的压力,合力方向竖直向上,所以浮力的方向总是竖直向上。
故答案为:竖直向上。
【点评】本题考浮力的方向,比较简单。
14.(2022秋•西城区校级期中)如图所示,为古籍《淮南万毕术》中记载的现象:“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻…”。这是利用 光的反射 原理来观察周围景物。
【考点】光的反射现象.
【专题】光的传播和反射、平面镜成像.
【答案】见试题解答内容
【分析】首先明白“取大镜高悬,置水盆与其下,则见四邻”的意思,然后利用平面镜成像原理即可解答此题。
【解答】解:这是利用平面镜成像特点,来观察周围事物的情况,且其装置类似与现代的潜望镜装置。平面镜成像属于光的反射原理。
故答案为:光的反射。
【点评】此题主要考查光的反射知识,结合古籍《淮南万毕术》这段文字,体现了学科之间的紧密联系,同时也有利于提高学生的综合能力。
15.(2025•东城区二模)在水平桌面上做直线运动的金属球,先后经过A、B、C三个位置时,对应的刻度尺示数及电子表表盘显示的示数(图中数字分别代表时、分、秒)如图所示。金属球在AB段运动的路程为 30.00 cm,通过AB段的平均速度 大于 (选填“大于”“等于”或“小于”)通过BC段的平均速度。
【考点】平均速度.
【专题】实验题;长度、时间、速度;实验基本能力.
【答案】30.00;大于。
【分析】①由刻度尺的分度值为0.1cm,用初、末位置对应的读数之差可得两点间距离;
②由v=st,路程相同时,时间越短,速度越大,可得小球通过AB段和BC段平均速度的大小关系。
【解答】解:①由图可知,刻度尺的分度值为0.1cm,A、B两点间距离为s1=36.50cm﹣6.50cm=30.00cm;
②B、C两点间距离s2=66.50 cm﹣36.50 cm=30.00cm,通过AB段所用时间t1=10s,通过BC段用时t2=15s,
由v=st可知,路程相同时,时间越短,速度越大,所以小球通过AB段的平均速度大于通过BC段的平均速度。
故答案为:30.00;大于。
【点评】本题考查测平均速度实验的数据处理能力,属于基础题目。
16.(2025•丰台区二模)小华测量物体A密度时,先将物体放在调节好的天平上测量其质量。天平平衡后,右盘内所加的砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示,则物体A的质量为 72 g。然后将物体A用细线拴住放入装有60mL水的量筒中,量筒中水面位置如图乙所示,则物体A的体积为 20 cm3,物体A的密度为 3.6 g/cm3。
【考点】测量固体的密度.
【专题】测量型实验综合题;分析、综合能力.
【答案】72;20;3.6。
【分析】根据天平的读数方法,物体的质量等于右盘砝码的质量加上游码所对的刻度值。
根据量筒测量不规则物体体积的方法,利用排水法。
则物体A的密度为:ρ=mV。
【解答】解:根据天平的读数方法,物体的质量等于右盘砝码的质量加上游码所对的刻度值。天平标尺的分度值为 0.2g,图甲中物体的质量为m=50g+20g+2g=72g。
根据量筒测量不规则物体体积的方法,利用排水法,则物体A的体积为V=V2﹣V1=80mL﹣60mL=20mL=20cm3。
则物体A的密度为:ρ=mV=72g20cm3=3.6g/cm3。
故答案为:72;20;3.6。
【点评】本题考查了固体密度的测量、天平的使用与读数、量筒的读数,难度不大。
17.(2025春•西城区校级期中)雨滴在竖直下落的过程中,由于受到重力和阻力的作用,一般要经历加速和匀速两个阶段,最终落到地面。如果一滴雨滴所受的重力为G,在加速下落阶段某时刻的速度是1m/s,所受的阻力为1×10﹣4N;在匀速下落阶段的速度是3m/s。已知雨滴受到空气阻力f和速度v的关系式是f=kv2(k为定值)。则雨滴受到的重力G为 9×10﹣4 N,以1m/s的速度下落时受到的合力为 8×10﹣4 N。
【考点】力的合成与应用.
【专题】运动和力;应用能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)雨滴匀速运动时重力等于空气阻力;
(2)利用空气阻力f和速度v的关系式是f=kv2求出1m/s的速度下落时受到的合力。
【解答】解:加速下落阶段某时刻的速度是1m/s,所受的阻力为1×10﹣4N,代入空气阻力f和速度v的关系式,即1×10﹣4N=k(1m/s)2,解得k=1×10﹣4Ns2m2;
雨滴匀速运动时重力等于空气阻力,匀速下落阶段的速度是3m/s,代入空气阻力f和速度v的关系式,即G=f=1×10﹣4Ns2m2×(3m/s)2=9×10﹣4N;
1m/s的速度下落时受到竖直向上的空气阻力和竖直向下的重力,合力等于重力减阻力,故合力为8×10﹣4N。
故答案为:9×10﹣4;8×10﹣4。
【点评】本题考查同一直线上的二力合成的运用,并要掌握最大力和最小合力的计算方法。
18.(2025•石景山区二模)小石探究杠杆平衡条件时,使用的钩码质量均相等,杠杆上相邻刻度线间的距离相等,如图甲所示。要使杠杆在水平位置平衡,需将杠杆左端的平衡螺母向 左 (选填“左”或“右”)调节。杠杆平衡后,在杠杆左侧A点挂2个钩码,如图乙所示,为使杠杆在水平位置重新平衡,可以在B点挂 3 个钩码,也可以使用弹簧测力计在 C (选填“B”或“C”)点向上拉杠杆。
【考点】杠杆的平衡条件的应用.
【专题】简单机械;分析、综合能力.
【答案】左;3;C。
【分析】(1)探究杠杆平衡条件的实验中需要杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量力臂大小,调节平衡时,螺母应向上翘的一端移动;
(2)根据杠杆的平衡条件分析解答。
【解答】解:如图甲所示,左端偏高,要使杠杆在水平位置平衡,需将杠杆左端的平衡螺母向左调节;
若每一个钩码重G,每一个小格长L,根据杠杆的平衡条件,在A点悬挂3个钩码,要使杠杆在水平位置再次平衡应满足:2G×3L=F×2L,得F=3G,即需在B点悬挂2个钩码;也可以在C点向上拉杠杆,使得杠杆平衡,而B点向上拉,则左右的力使得杠杆转动方向相同,不能平衡。
故答案为:左;3;C。
【点评】本题考查探究杠杆平衡条件的实验,关键是将实验操作步骤及实验结论记忆清楚,仔细分析解答。
三.实验探究题(共3小题)
19.(2025•北京模拟)小东用蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏、光具座等器材,在水平桌面上做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图所示,凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,将点燃的蜡烛放到光具座上35cm刻度线处,移动光屏,可以在光屏上呈现倒立的实像,利用这一成像规律可以制成 投影仪 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。
(2)小东想让光屏上呈现的烛焰的像再变大一些,他让凸透镜的位置保持不动,将点燃的蜡烛移至42cm刻线处。请你利用所学知识判断小东的操作是否可行,并说明理由 不可行;物距为50.0cm−42.0cm=8.0cm,u<f,成正立放大的虚像;应使物距在一倍焦距之外,增大像距 。
【考点】探究凸透镜成像的规律.
【专题】实验题;透镜及其应用;实验基本能力.
【答案】(1)投影仪;(2)不可行;物距为50.0cm−42.0cm=8.0cm,u<f,成正立放大的虚像;应使物距在一倍焦距之外,增大像距。
【分析】(1)根据2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于投影仪;
(2)u<f,成正立放大的虚像,应用是放大镜;凸透镜成像的动态变化规律:成实像时,物近像远像变大;成虚像时,物近像近像变小。
【解答】解:(1)由图可知,此时物距2f>u=50cm﹣35cm=15cm>f,成倒立、放大的实像,应用于投影仪;
(2)将点燃的蜡烛移至42cm刻线处,物距为50.0cm−42.0cm=8.0cm,u<f,成正立放大的虚像,故方法不可行,应根据成实像时,物近像远像变大,使物距在一倍焦距之外,增大像距。
故答案为:(1)投影仪;(2)不可行;物距为50.0cm−42.0cm=8.0cm,u<f,成正立放大的虚像;应使物距在一倍焦距之外,增大像距。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用,关键是熟记成像规律的内容,并做到灵活运用。
20.(2025春•大兴区期末)小明在探究阻力对物体运动的影响时,先将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面上高为h处由静止滑下,测量并记录小车在毛巾上滑行的距离s1;然后把毛巾替换成棉布铺在木板上,仍让小车从斜面上高为h处由静止滑下,测量并记录小车在棉布上滑行的距离s2;再去掉木板上的棉布,仍让小车从斜面上高为h处由静止滑下,测量并记录小车在木板上滑行的距离s3,如图所示。
(1)实验中每次都让小车从斜面上高为h处由静止滑下,目的是 控制小车下滑到水平面的速度相同 。
(2)小明发现实验中测得的数据s1<s2<s3,他又分别测量了小车在毛巾表面、棉布表面和木板表面运动时受到的阻力f1、f2和f3,发现f1>f2>f3,则根据小明的实验过程和测得的实验数据,可以得到的结论是 小车受到的阻力越小,通过的距离越长,速度减小越慢 。
(3)根据小明观察到的实验现象可知,若小车在水平面上运动时阻力突然消失,则小车将 做匀速直线运动 。
【考点】探究阻力对物体运动的影响;小车从同一高度滑下的原因;改变阻力大小的方法.
【专题】实验题;运动和力;实验基本能力.
【答案】(1)控制小车下滑到水平面的速度相同;(2)小车受到的阻力越小,通过的距离越长,速度减小越慢;(3)做匀速直线运动。
【分析】(1)根据控制变量法,在实验过程中,该同学让小车从斜面的同一位置静止释放,这一操作的目的是控制小车下滑到水平面的速度相同。
(2)根据实验现象回答;
(3)根据(2)推理回答。
【解答】解:(1)由控制变量法,实验中每次都让小车从斜面上高为h处由静止滑下,目的是控制小车下滑到水平面的速度相同。
(2)小明发现实验中测得的数据s1<s2<s3,他又分别测量了小车在毛巾表面、棉布表面和木板表面运动时受到的阻力f1、f2和f3,发现f1>f2>f3,木板表面最光滑,小车运动时受到的阻力最小,小车在木板表面上通过的距离最长,速度减小得最慢,则根据小明的实验过程和测得的实验数据,可以得到的结论是小车受到的阻力越小,通过的距离越长,速度减小越慢。
(3)根据小明观察到的实验现象可知,若小车在水平面上运动时阻力突然消失,小车的速度不会变小,则小车将做匀速直线运动。
故答案为:(1)控制小车下滑到水平面的速度相同;(2)小车受到的阻力越小,通过的距离越长,速度减小越慢;(3)做匀速直线运动。
【点评】本题探究阻力对物体运动的影响,考查控制变量法和推理法的运用。
21.(2025春•海淀区校级月考)小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图1所示的实验。请你根据小明的实验探究回答下列问题。
(1)根据图A、C、B可知,浮力大小与 排开液体的体积 有关;根据A与E两图所标的实验数据可求物体浸没在盐水中所受的浮力为 2.4N 。
(2)小明对A、B、C、D四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小与浸没深度 无关 (选填“有关”或“无关’),而与 排开液体的体积 有关。描述铁块所受浮力随浸入液体深度变化而变化的图像应是图2中的 a (填“a”或“b”)。
(3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为 1.2×103 kg/m3。
(4)小明还想探究“浮力大小是否与物体质量有关”,在上述器材的基础上,又找来了如图3所示的物体,其中,甲、乙是密度相同但体积不同的不锈钢块;丙是与甲、乙密度不同的铝块;乙、丙体积相同。请你帮助小明选取合适的物体完成探究,请简述实验方法,并设计实验表格。
【考点】探究浮力大小的影响因素;探究浮力大小与液体密度的关系;探究浮力大小与排开液体体积的关系;探究浮力大小与浸没深度的关系.
【专题】实验题;浮力;应用能力.
【答案】(1)排开液体的体积;2.4N;(2)无关;排开液体的体积;a;(3)1.2×103;(4)见解答。
【分析】(1)分析图示实验,根据实验控制的变量与实验现象得出结论;由“称重法”可以测出物体在盐水中受浮力的大小;
(2)根据阿基原理F浮=ρ液gV排可知,在排开液体的密度相同时,浮力大小只与物体排开液体的体积有关,与深度有关;
读懂图像中物体受到的拉力(浮力)与所在水的深度的关系,就能做出正确的选择;
(3)当物体浸没在液体中时,由阿基米德原理,F浮=ρ水gV排=ρ水gV得出物体的体积表达式,根据物体的体积不变列方程求出盐水的密度;
(4)若要探究浮力与质量的关系,则应选用控制变量法,控制其它量不变,只改变物体的质量进行实验,比较实验的结果是否受重力的影响。
【解答】解:(1)由图示ABC三次实验可知,液体的密度不变而物体排开液体的体积不同,物体受到的浮力不同,排开液体体积越大,物体受到的浮力越大,由此可知:浮力的大小与排开液体的体积有关;
由图A、E知:G=8N,F=5.6N,物体浸没在盐水中时受到的浮力:F浮盐水=G﹣F=8N﹣5.6N=2.4N;
(2)根据阿基原理F浮=ρgV排可知,在排开液体的密度相同时,浮力大小只与物体排开液体的体积有关,与深度有关;当物体浸没在水中后排开水的体积不变,所以物体所受浮力不变;
图像a表示的是随物体浸入液体深度的增大,物体受到的浮力开始越来越大,最后保持不变;图像b表示的是随物体浸入液体深度的增大,物体受到的拉力开始越来越小,最后保持不变。所以描述浮力与深度关系的是a;
(3)由图A、D知:G=8N,F=6N,物体浸没在水中时受到的浮力:F浮水=G﹣F=8N﹣6N=2N;
当物体浸没在液体中时,由阿基米德原理,F浮=ρ水gV排=ρ水gV,
故物体的体积:V=F浮ρ水g,
根据物体的体积不变有:F浮水ρ水g=F浮盐水ρ盐水g,
盐水的密度为:
ρ盐水=F浮盐水F浮水×ρ水=2.4N2N×1.0×103kg/m3=1.2×103kg/m3;
(4)若想探究浮力大小与物体质量是否有关,应保持液体密度和物体排开液体的体积相同,并且物体的重力不同,所以可以取两块体积相同的不锈钢块和铝块,测出它们各自的重力,然后可知其质量,分别用测力计吊着浸没到水中,读出测力计的示数,根据测力计的示数算出浮力,通过比较得出结论。
故答案为:(1)排开液体的体积;2.4N;(2)无关;排开液体的体积;a;(3)1.2×103;(4)见解答。
【点评】本题考查了探究影响浮力大小的因素,应用控制变量法是正确解题的关键,根据控制变量法分析图示实验情景即可正确解题。
四.计算题(共2小题)
22.(2025•昌平区二模)如图所示为一龙舟参加比赛时的情境。该龙舟参加500m直线赛项目,所使用龙舟的质量为300kg,运动员总质量为720kg,比赛用时2min30s。假设比赛中,龙舟做匀速直线运动,且龙舟受到的阻力是龙舟和运动员总重力的0.1倍,g取10N/kg。
求:
(1)龙舟所受的重力;
(2)运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积;
(3)比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率。
【考点】功率的计算;重力的计算;阿基米德原理的理解.
【专题】浮力;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】(1)龙舟所受的重力是3000N;
(2)运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积是1.02m3;
(3)比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率是3400W。
【分析】(1)根据G=mg得到龙舟的重力;
(2)根据F浮=G总=m总g得出运动员坐上龙舟后龙舟所受浮力,根据阿基米德原理可知运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积;
(3)比赛过程中龙舟处于平衡状态,根据F=f=0.1G总得出所受动力,根据W=Fs得出动力做的功,根据P=Wt得到动力做功的功率。
【解答】解:(1)龙舟的重力G舟=m舟g=300kg×10N/kg=3000N;
(2)运动员坐上龙舟后龙舟所受浮力F浮=G总=m总g=(300kg+720kg)×10N/kg=10200N,
根据阿基米德原理可知运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积V排=F浮ρ水g=10200N1×103kg/m3×10N/kg=1.02m3;
(3)比赛过程中龙舟处于平衡状态,所受动力F=f=0.1G总=0.1×10200N=1020N,
动力做的功W=Fs=1020N×500m=5.1×105J,
所用时间t=2min30s=150s,
动力做功的功率P=Wt=5.1×105J150s=3400W。
答:(1)龙舟所受的重力是3000N;
(2)运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积是1.02m3;
(3)比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率是3400W。
【点评】本题考查重力、浮力、功、功率的有关计算问题,综合性强,有一定难度。
23.(2025•朝阳区二模)楼房的楼顶上通常有一个水箱以满足高层住户用水的需求。为了防止雨后积水腐蚀水箱,需要在水箱与楼板之间铺设水泥墩,如图所示。根据住户的数量,计划在楼顶装一个最多能容纳16t水的水箱,水箱的质量为2t,楼板的抗压强度为4×104Pa,已知每个水泥墩的质量为0.2t,与地面的接触面积为0.5m2。为了确保楼板的安全,在水箱下至少需要铺设几个这样的水泥墩?(g取10N/kg)
【考点】压强的公式的应用.
【专题】压强、液体的压强;分析、综合能力.
【答案】在水箱下至少需要铺设10个这样的水泥墩。
【分析】根据水平面的压力等于重力,结合压强公式F=pS列出方程计算个数。
【解答】解:假设在水箱下至少需要铺设n个这样的水泥墩,
根据压强公式p=FS知,压力F=pS,而水平面的压力等于重力,
代入数据有:4×104Pa×n×0.5m2=(16+2+0.2n)×103kg×10N/kg;
解得n=10。
答:在水箱下至少需要铺设10个这样的水泥墩。
【点评】本题考查压强公式的应用,属于中档题。
考点卡片
1.参照物的选择
【知识点认识】
1.参照物的选择:参照物的选择是任意的,既可以选相对地面静止的物体,也可以选运动的物体作为参照物.可本着便于研究的原则,选取合适的参照物,如研究地面上物体的运动,通常选取地面或相对于地面静止的物体作为参照物.被研究的物体本身不能选作参照物,因为以此研究对象为参照物,研究对象永远都是静止的.
2.参照物的判断方法:方法指南:①要明确研究对象;②明确物体的运动情况;③如果研究对象是运动的,哪个物体相对于它的位置发生了改变,哪个物体就是参照物;如果研究对象是静止的,哪个物体相对它的位置没有改变,哪个物体就是参照物.
【命题方向】
参照物的选择是中考的热点.
例:古诗有云:“人从桥上过,桥流水不流。”其中“桥流水不流”这一句中,诗人选择的参照物是( )
A.桥
B.河岸
C.水
D.岸上的树
分析:运动和静止是相对的,判断物体的运动和静止,首先确定一个参照物,如果被研究的物体和参照物之间没有发生位置的改变,被研究的物体是静止的,否则是运动的。
解析:解:“桥流”说明桥处于相对运动状态,那么所选参照物与桥之间的位置应该发生了变化;
诗人在桥上走,以流动的水为参照物,水是相对静止的,桥就是运动的,所以会感觉“桥流水不流”,故C正确,ABD错误。
故选:C。
点评:判断一个物体的运动和静止,首先确定一个参照物,再判断被研究的物体和参照物之间的位置是否变化。
【解题方法点拨】
参照物的选取是任意的,视研究问题的方便而定.例如:在研究地面上的物体的运动状态时,通常选地面或固定在地面上的物体为参照物;在研究行驶的车辆上的物体的运动时,可以选车厢为参照物.选择的参照物不能是被研究物体本身,否则,研究对象永远是静止的,是没有意义的.。
2.平均速度
【知识点认识】
(1)平均速度是描述物体运动平均快慢程度的物理量;平均速度等于运动物体在一段时间内运动的路程与通过这段路程所用时间的比值;
(2)平均速度:公式v=st(v指平均速度,s是路程,t是时间)。
【命题方向】
平均速度的求法,平均速度不是速度的平均的区别题目是中考的命题方向.
例:小明在跑百米时前50m用时7.5s,后50m用时7s,求:
(1)小明前50m的平均速度。
(2)小明后50m的平均速度。
(3)小明全程的平均速度。
分析:(1)用v1=s1t1计算前50m的平均速度。
(2)用v2=s2t2计算后50m的平均速度。
(3)用v总=s总t总计算全程平均速度。
解析:解:(1)前50m的平均速度是:v1=s1t1=50m7.5s≈6.67m/s;
(2)后50m的平均速度是:v2=s2t2=50m7s≈7.14m/s;
(3)全程时间为:t总=7.5s+7s=14.5s,
全程平均速度为:v总=s总t总=100m14.5s≈6.90m/s。
答:(1)前50m的平均速度是6.67m/s。
(2)后50m的平均速度是7.14m/s。
(3)百米全程的平均速度是6.90m/s。
点评:本题考查平均速度的计算问题,难度不大。
【解题方法点拨】
(1)平均速度只能用来粗略地描述做变速直线运动的物体的平均快慢程度,它不能精确描述物体在某一时刻或某一位置的运动快慢.
(2)平均速度是指某段路程或某段时间内物体运动的平均快慢,所以求平均速度时一定要指明是哪一段路程或哪一段时间内的平均速度,路程和时间要一一对应.即平均速度等于这段路程与通过这段路程所用的总时间的比值.
(3)平均速度不是速度的算术平均值,全程的平均速度也不是各段平均速度的算术平均值.这一点在计算时千万要注意.
3.密度的概念、物理意义及单位
【知识点的认识】
(1)概念:某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫作这种物质的密度。密度在数值上等于物体单位体积的质量。
(2)物理意义:密度是物质的一种特性,它表示“同种物质的质量和体积的比值是一定的”这一特征。例如:水的密度是1.0×103kg/m3,根据密度的定义可知,其物理意义是:1m3的水的质量是1.0×103kg
(3)单位:千克每立方米(kg/m3),克每立方厘米(g/cm3)
【命题方向】
考查密度的概念、物理意义及单位,题目比较简单。
例:铁的密度是7.9×103kg/m3,物理意义是 每立方米的铁质量为7.9×103kg ,现有一铁块,如果它熔化后变成了液态,其质量 不变 。
分析:(1)密度表示单位体积某种物质的质量;
(2)质量是物体的一种属性,它不随物体的形状、位置、温度和状态的改变而改变。
解析:解:(1)铁的密度是7.9×103kg/m3,表示每立方米的铁质量是7.9×103kg;
(2)质量是物体的一种属性,铁块熔化后变成了液态,状态变化了,但其质量不变。
故答案为:每立方米的铁质量为7.9×103kg;不变。
点评:本题主要考查学生对密度物理意义和质量特点的了解与应用,属基础性问题,难度不大。
【解题方法点拨】
概念性知识,牢记即可。
4.密度是物质的特性
【知识点的认识】
密度是物质单位体积的质量,是一种物质的特性,只与物质种类有关状态有关,与物质的质量与体积无关。不管多大或者多重的东西,只要是这种物质构成的,那么它的密度就等于这种物质的密度,不管是无限大的物质还是无限小的这种物质,密度都是不变的。
【命题方向】
考查测量平均速度的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:一支粉笔使用一段时间后,它的质量会 变小 (选填“变大”,“变小”或“不变”)。在使用过程中粉笔的密度 不变 (选填“变大”,“变小”或“不变”)。
分析:质量是物体本身的一种属性,只有在所含物质的多少发生变化时才会改变,如果只是改变了形状、状态、温度、位置则不会发生改变;密度是物质的一种特性,每种物质都有自己的密度,不同物质的密度一般不同,质量、体积的变化一般不会引起密度的变化,只有气体在膨胀和被压缩时,密度会发生明显的变化。
解析:解:(1)一支粉笔使用一段时间后,所含物质变少,质量变小;
(2)同种物质在同种状态下,密度不变,故一支粉笔使用一段时间后密度不变。
故答案为:变小;不变。
点评:熟知质量、密度的概念及其特性是解此类题的基础。
【解题方法点拨】
概念性知识,牢记即可。
5.测量固体的密度
【知识点的认识】
固体密度的测量关键是测出物体的质量和体积,金属块的质量可用天平直接测得,也可以用弹簧测力计测出重力来计算质量;若物体的形状规则,可用刻度尺测出相关量后根据公式算出体积,若形状不规则利用量筒或量杯“排水法”来测得,若物体不能沉入水中的,可用“压入法”或“重锤法”来测物体的体积.
【命题方向】
考查测量液体的密度的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:小柯用托盘天平和量筒测量小石块的密度,如图甲是测量小石块体积的情形,图乙是测量小石块质量时的情形。(绳体积忽略不计)
(1)称量前,天平指针如图乙所示,应将平衡螺母向 右 调,使横梁平衡。
(2)乙图中测石块质量时,天平的读数是 71.4 g。
(3)按甲、乙顺序测得石块的密度是 3.57 g/cm3,与真实值相比 偏大 (填“偏大”或“偏小”)。
分析:(1)天平使用之前要进行调节,平衡螺母的移动规律是“左偏右调,右偏左调”;
(2)在读数时,天平上所有砝码的质量加上游码所对的数值即待测物体的质量;
(3)根据量筒的分度值读数;并求出石块的体积;根据液体的质量和体积求出其密度;
先测石块的体积时石块沾水,测得质量变大,体积一定,根据密度公式知测得的密度是偏大还是偏小。
解析:解:(1)测量前,应将天平放在水平台面上,把游码移至标尺左端的零刻度线处;由图知,指针偏向分度盘的左侧,所以应将天平右端的平衡螺母向右调节,使横梁水平平衡;
(2)如图所示,游码标尺的分度值是0.2g,烧杯和液体的总质量为:m=50g+20g+1.4g=71.4g;
(3)由图甲可知,量筒的分度值为2mL,石块的体积等于其排开水的体积:V=80mL﹣60mL=20mL=20cm3;
液体的密度为:
ρ=mV=71.4g20cm3=3.75g/cm3;
先测石块的体积时石块沾水,测得质量变大,体积一定,根据密度公式知测得的密度偏大。
故答案为:(1)右;(2)71.4;(3)3.57;偏大。
点评:本题考查了固体密度的测量、天平的使用与读数、量筒的读数、误差分析,是一道综合题,难度不大。
【解题方法点拨】
先用天平测出该物质的质量,再用量筒(量杯)测出该物质的体积,然后根据密度公式求出它的密度.在实验中应注意:
(1)关于量筒(量杯)的使用
①弄清所用的量筒(量杯)的量程和最小刻度值.以选择适合实验所用的量筒(量杯).
②测量时将量筒(量杯)放在水平台面上,然后将液体倒入量筒(量杯)中.
③观察量筒(量杯)里液面到达的刻度时,视线要跟液面相平.若液面是凹形的(例如水),观察时要以凹形的底部为准.若液面是凸形的(例如水银),观察时要以凸形的上部为准(可记为凸顶凹底).
(2)测固体体积的方法
①对形状规则的固体,可用刻度尺测出有关数据,然后根据公式算出体积.
②对形状不规则的固体,可采用“排水法”来测它的体积.
6.重力的计算
【知识点的认识】
公式G=mg,其中G表示重力,单位是N;m表示质量,单位是kg;g取9.8N/kg,粗略计算时,可取g=10N/kg.
【命题方向】
(1)公式的表述:重力大小跟物体的质量成正比,不能反过来表述:物体的质量跟重力大小成正比.(2)直接利用公式进行重力、质量的计算.(3)由质量计算出重力或直接计算重力做功或克服重力做功.(4)与力的合成或平衡力结合出题.
例:在某运河桥桥头立有这样的一块牌子,如图所示。现有一自重6×104N的大卡车,装了4m3的石子,石子的密度为2.5×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)车自身的质量;
(2)车中石子的质量;
(3)这辆卡车能否从该桥上通过。
分析:(1)知道大卡车的重,根据G=mg求出车自身的质量;
(2)知道石子的体积和密度,根据m=ρV求出其质量;
(3)比较大卡车的总质量和桥允许通过车的最大质量相比较,然后得出答案。解析:解:(1)由G=mg可得,车自身的质量:
m车=G车g=6×104N10N/kg=6×103kg=6t;
(2)由ρ=mV可得,车中石子的质量:
m石=ρ石V石=2.5×103kg/m3×4m3=1×104kg=10t;
(3)大卡车的总质量:
m总=m车+m石=6t+10t=16t<20t,
所以,这辆卡车能从该桥上通过。
答:(1)车自身的质量是6t;
(2)车中石子的质量是10t;
(3)这辆卡车能从该桥上通过。点评:本题考查了重力公式和密度公式的应用以及车是否安全通过大桥的判断,是一道较为简单的应用题。
【解题方法点拨】
理解公式的含义,注意知识点之间的联系.
7.探究阻力对物体运动的影响
【知识点的认识】
实验目的:探究阻力对物体运动的影响
实验原理:力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因
实验器材:斜面、小车、木板、毛巾、棉布、玻璃板、米尺
注意事项:
小车每次都必须从同一高度由静止释放
实验步骤:
1.在水平桌面上固定斜面,使斜面在实验中的倾角固定,在斜面上找好释放小车的起点,并做出明显的标记
2.把毛巾铺在水平木板上,将小车从斜面的释放标记处由静止释放,记下小车最终在毛巾上停下来的位置,用米尺测量从斜面底部到小车停下来的位置之间的距离,记录到表格中
3.将毛巾换成棉布,重复步骤 2.
4.将棉布取下,使小车在木板上运动,重复步骤 2.
5.将玻璃板放在木板上,重复步骤 2.
6.完成实验记录中的表格,总结阻力对物体运动的影响
实验结论:通过实验分析可知:小车受到的阻力越大,小车运动的路程越短。
【命题方向】
考查探究阻力对物体运动的影响的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:在探究“推断物体不受力时的运动”的实验中,某小组设计了如图所示的实验。
(1)此实验中应分别让同一小车从同一斜面的 同一 (选填“同一”或“不同”)位置由静止下滑,这样做能够保证小车到达水平面起始端的 速度 相同。
(2)通过比较小车在毛巾、棉布、木板上滑行的距离,可以得出:小车受到的阻力越小。速度减小得越慢。进一步推理可知,如果运动的小车不受力,它将做 匀速直线 运动。
(3)通过本实验推理可知 B (选填“A”或“B”)观点是正确的。
A.力是维持物体运动状态的原因
B.力是改变物体运动状态的原因
分析:(1)小车从同一斜面的相同高度由静止下滑,小车到达水平面时的速度相等;
(2)(3)小车停下来的原因是小车受到了摩擦阻力,实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力的大小,阻力越小小车运动的距离越远;据此推理出阻力为零时的运动情况。
解析:解:(1)为保证小车到达水平面时的速度相等,需让小车从相同斜面的同一高度由静止滑下;
(2)表面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;假如小车受到的阻力为零,即小车不受力,小车的运动状态将不会改变,做匀速直线运动;
(3)通过本实验推理可知力是改变物体运动状态的原因,故选B。
故答案为:(1)同一;速度;(2)匀速直线;(3)B。
点评:本题探究“阻力对物体运动的影响”,考查控制变量法和转换法、推理法的运用,难度不大。
【解题方法点拨】
运动的物体如果不受外力作用,它将永远匀速直线运动下去。牛顿第一定律也称惯性定律就是在此基础上总结出来的。这个定律因为是用科学推理的方法得出,所以不是用实验直接得出的。
8.小车从同一高度滑下的原因
【知识点的认识】
实验目的:探究阻力对物体运动的影响
实验原理:力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因
实验器材:斜面、小车、木板、毛巾、棉布、玻璃板、米尺
注意事项:
小车每次都必须从同一高度由静止释放
实验步骤:
1.在水平桌面上固定斜面,使斜面在实验中的倾角固定,在斜面上找好释放小车的起点,并做出明显的标记
2.把毛巾铺在水平木板上,将小车从斜面的释放标记处由静止释放,记下小车最终在毛巾上停下来的位置,用米尺测量从斜面底部到小车停下来的位置之间的距离,记录到表格中
3.将毛巾换成棉布,重复步骤 2.
4.将棉布取下,使小车在木板上运动,重复步骤 2.
5.将玻璃板放在木板上,重复步骤 2.
6.完成实验记录中的表格,总结阻力对物体运动的影响
实验结论:通过实验分析可知:小车受到的阻力越大,小车运动的路程越短。
【命题方向】
考查探究阻力对物体运动的影响的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:伽利略等科学家曾作如图所示的实验,让小车从斜面的同一高处滑下,观察、比较小车沿不同平面的运动情况。
实验时让小车从斜面的同一高处滑下,目的是使小车到达平面时具有相同的 速度 ;
分析:要解答本题需掌握:研究牛顿第一定律的时候,应使小车从斜面的同一高度滑下的目的;以及控制变量法的应用。
解析:解:要研究牛顿第一定律,必须应用控制变量法,控制小车起始速度相同,所以应使小车从斜面的同一高度滑下。因为从同一高度滑下就具有相同的重力势能,到达底端才有相同的动能,由于质量相等,所以速度相等。
点评:此题主要考查学生对牛顿第一定律实验探究的理解和掌握。在理解这一定律时要抓住“一切”、“没有受到力的作用”、“总”、“或”这些关键词语。
【解题方法点拨】
运动的物体如果不受外力作用,它将永远匀速直线运动下去。牛顿第一定律也称惯性定律就是在此基础上总结出来的。这个定律因为是用科学推理的方法得出,所以不是用实验直接得出的。
9.改变阻力大小的方法
【知识点的认识】
实验目的:探究阻力对物体运动的影响
实验原理:力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因
实验器材:斜面、小车、木板、毛巾、棉布、玻璃板、米尺
注意事项:
小车每次都必须从同一高度由静止释放
实验步骤:
1.在水平桌面上固定斜面,使斜面在实验中的倾角固定,在斜面上找好释放小车的起点,并做出明显的标记
2.把毛巾铺在水平木板上,将小车从斜面的释放标记处由静止释放,记下小车最终在毛巾上停下来的位置,用米尺测量从斜面底部到小车停下来的位置之间的距离,记录到表格中
3.将毛巾换成棉布,重复步骤 2.
4.将棉布取下,使小车在木板上运动,重复步骤 2.
5.将玻璃板放在木板上,重复步骤 2.
6.完成实验记录中的表格,总结阻力对物体运动的影响
实验结论:通过实验分析可知:小车受到的阻力越大,小车运动的路程越短。
【命题方向】
考查探究阻力对物体运动的影响的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:小明在水平路面上骑车时发现,运动中的自行车即使不再踩脚踏板,也能滑行一段距离;但在不同路段上,自行车滑行的距离不同。为探究其中的规律,他设计了如图所示的实验装置:在水平面上搭建一斜面,用从斜面上滑下的木块代替自行车,来做实验。
(1)让木块每次从斜面上 同一 高度由静止滑下,则木块到达水平面上时的初速度相同,这种探究方法叫作 控制变量法 (选填“控制变量法”或“转换法”);
(2)实验中,为了改变木块受到的摩擦阻力,需要改变 BC (选填“AB”“BC”或“ABC”)段表面的粗糙程度;
(3)通过该实验,可以观察到,木块以相同初速度运动时,受到的摩擦阻力越小,木块在水平面上运动的距离就越 远 ;
(4)通过推理可知,运动物体如果不受外力作用,将 做匀速直线运动 (选填“做匀速直线运动”或“立即停止运动”);
(5)还可以利用该实验装置进行探究,并得出结论:同一物体,运动速度越大,物体具有的动能越 大 。
分析:(1)根据控制变量法,要控制小车每次滑到水平面时的速度相同;
(2)在实验中是通过改变接触面的粗糙程度来改变小车所受阻力大小的;
(3)(4)根据实验结论进行分析和推理;
(5)根据动能的影响因素进行分析。
解析:解:(1)根据控制变量法,要控制小车下滑到水平面时的速度相同,故实验时都让小车从斜面上的同一高度由静止滑下;
(2)实验时应通过改变BC段的粗糙程度来达到改变摩擦力大小的目的,而AB段的粗糙程度要相同,否则木块到达水平面时的初速度会不同;
(3)木块以相同初速度运动时,受到的摩擦阻力越小,木块的运动状态改变的越慢,木块在水平面上运动的距离就越远;
(4)通过推理可知,运动物体如果不受外力作用,运动状态将不会发生改变,所以物体将做匀速直线运动;
(5)动能大小与物体的质量和速度有关,当物体质量一定时,运动速度越大,物体具有的动能越大;
故答案为:(1)同一;控制变量法;(2)BC;(3)远;(4)做匀速直线运动;(5)大。
点评:本题探究“阻力对物体运动的影响”实验,考查控制变量法、科学推理法的运用及对实验现象的分析和力与运动关系的认识。
【解题方法点拨】
运动的物体如果不受外力作用,它将永远匀速直线运动下去。牛顿第一定律也称惯性定律就是在此基础上总结出来的。这个定律因为是用科学推理的方法得出,所以不是用实验直接得出的。
10.平衡力的判断
【知识点的认识】
(1)平衡状态:物理学中,物体处于静止或匀速直线运动状态,我们就称物体处于平衡状态
(2)平衡力:如果一个物体在几个力的作用下处于平衡状态,物体受到的力就是平衡力.平衡力包括二力平衡和多力平衡,其中二力平衡是最简单的平衡状态
【命题方向】
考查平衡力与平衡状态的概念,以及平衡力与平衡状态的判断。
例:下列情况中,物体所受到的力为平衡力的是( )
A.在空中摇摆的吊灯
B.绕地球做匀速圆周运动的人造卫星
C.正在制动刹车的汽车
D.平直轨道上匀速行驶的列车
分析:静止或匀速直线运动状态的物体处于平衡状态,受平衡力。
解析:解:A.在空中摇摆的吊灯,运动方向不断变化,处于非平衡状态,不受平衡力作用,故A不正确;
B.绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,运动方向不断变化,处于非平衡状态,不受平衡力作用,故B不正确;
C.正在制动刹车的汽车,速度的大小不断减小,不受平衡力作用,故C不正确;
D.平直轨道上匀速行驶的列车,速度的大小、方向不变,处于平衡状态,受平衡力作用,故D正确。
故选:D。点评:物体受平衡力时处于平衡状态,处于平衡状态时受平衡力作用。
【解题方法点拨】
静止或匀速直线运动状态是平衡状态,平衡状态下受到的是平衡力,平衡力的作用下,物体处于平衡状态。
11.力的合成与应用
【知识点的认识】
(1)如果一个力作用在物体上产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,而那几个力就叫做这个力的分力。求几个力的合力叫做力的合成。
(2)同一直线上二力的合成:同一直线上同方向二力的合力,大小等于二力大小之和,方向与这两个力方向相同,即:F=F1+F2;同一直线上相反的二力的合力,大小等于二力大小之差的绝对值,方向和较大的力的方向相同,即F=|F1﹣F2|。
【命题方向】
合力的方向与谁的方向相同,此处用到的物理学方法﹣﹣﹣等效替代法是命题的关键。
例:如图所示,放在水平桌面上的木块B通过水平细线、伸出桌面的滑轮与物块A相连。GA=10N,GB=20N时,木块B恰好向右匀速直线运动,下列分析正确的是( )
A.图中的滑轮是动滑轮
B.木块B受到的滑动摩擦力大小为10N
C.木块B受到的合力大小为10N
D.物块A受到的合力大小为10N
分析:(1)根据动滑轮的定义分析;
(2)根据二力平衡条件分析解答;
(3)平衡力的合力为0。解析:解:A、图中的滑轮轴固定不动,是定滑轮,故A错误;
B、由于定滑轮不能改变力的大小,故A对B的拉力等于A的重力,为10N,B匀速直线运动,受力平衡,拉力与摩擦力平衡,故摩擦力为10N,故B正确;
CD、AB都是匀速直线运动,受力平衡,平衡力的合力为0,故AB受到的合力都是0,故CD错误。
故选:B。
点评:本题考查滑轮的分类、二力平衡条件的应用与合力的计算,属于中档题。
【解题方法点拨】
利用好两个力的合力的范围是:|F1﹣F2|≤F≤F1+F2解题。
12.减小有害摩擦的方法
【知识点的认识】
减小有害摩擦的方法:
(1)使接触面变光滑;
(2)减小压力;
(3)用滚动代替滑动;
(4)使接触面分离;
(5)变干摩擦为湿摩擦.
【命题方向】
怎样增大摩擦力或减小摩擦力,生活中的现象使用的是增大还是减少摩擦都是命题方向。
例:自行车在构造上和使用中涉及许多摩擦的知识,下列做法属于减小摩擦的是( )
A.给车轴加润滑油
B.用力捏紧车闸
C.车把套用橡胶制作
D.轮胎表面刻有花纹
分析:增大摩擦的方法:在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,在接触面的粗糙程度一定时,增大压力;
减小摩擦的方法:在压力一定时,减小接触面的粗糙程度,在接触面的粗糙程度一定时,减小压力,使接触面分离;变滑动为滚动。
解析:解:A、自行车的车轴处添加润滑油,是在压力一定时,通过使接触面分离来减小摩擦力,故A符合题意;
B、用力握紧刹车闸,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦,故B不符合题意;
C、车把套用橡胶制作,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故C不符合题意;
D、轮胎表面刻有花纹,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故D不符合题意。
故选:A。
点评:此题考查的是摩擦力知识在生活中的应用,物理知识就是要应用于生活的,这也是我们学习物理的目的,是一道好题。
【解题方法点拨】
解答此类题目时,分析操作前后的摩擦力变化即可.例如,锁生锈不好开时,将少量食用油注入锁孔就易开了,起初开锁难说明摩擦力大;操作后,开锁容易说明摩擦力减小.前后对比说明注入食油使摩擦力减小了,或者,直接分析操作符合增大或减小摩擦的哪一项,这需要我们熟练应用增大或减小摩擦的方法与途径.
13.压强的公式的应用
【知识点的认识】
计算公式:P=FS,(适用范围:这是压强的定义式,适用于所有物体间的压强计算,无论气体、固体、液体)
【命题方向】
压强的计算,主要是运用公式及其变形解决有关问题,另外,压强的计算常常与密度公式,重力公式相联系,体现了知识的综合性,所以常成为中考的热点。
例:我国研发的四轮长航程极地漫游机器人,科考队在附近遇控机器人。若机器人质量为500kg,履带与地面的总接触面积为400cm2。求:
(1)机器人对水平冰面的压力;
(2)若南极某处冰面能承受的压强为2×105Pa,该机器人能顺利通过该冰面吗?
分析:(1)已知机器人的质量,利用G=mg求其重力,机器人对冰面的压力等于本身的重力;
(2)知道履带与冰面的接触总面积(受力面积),利用p=FS求机器人对冰面的压强,与冰面能承受的最大压强比较可知能否通过该冰面。
解析:解:(1)机器人的重力为:G=mg=500kg×10N/kg=5000N,
机器人对冰面的压力等于机器人的重力,即F=G=5000N;
(2)机器人对冰面的受压面积S=400cm2=0.04m2,
则机器人对冰面的压强为:p=FS=5000N0.04m2=1.25×105Pa<2×105Pa,机器人可以顺利通过该冰面。
答:(1)机器人对水平冰面的压力是5000N;
(2)该机器人可以顺利通过冰面。
点评:本题考查了重力公式、压强公式的应用,关键是知道物体对冰面的压力等于物体重力。
【解题方法点拨】
压强的计算,需要确定压力、面积.要注意面积的计算与单位,其中压力的确定是难点.正确判断物体间的压力,进行受力分析是关键;物体间接触部分的面积,一般与较小的物体面积相同.
14.增大压强
【知识点的认识】
利用公式:p=FS来分析增大压强方法:
(1)压力一定,减小受力面积;
(2)受力面积一定,增大压力;
(3)同时增大压力,减小受力面积.
应用:①速滑运动员的冰鞋装有冰刀;②投向靶盘的飞镖;③用力刹车.
【命题方向】
生活中那些是增大和减小压强的现象,是命题方向。
例:下列现象中,属于增大压强的是( )
①载重量大的汽车装有许多车轮;②压路机上碾子的质量很大;
③短道速滑运动员的冰鞋上装有冰刀;④房屋建在承受面积更大的地基上。
A.①②
B.②③
C.③④
D.①④
分析:增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积增大压强;在受力面积一定时,增大压力增大压强。
解:①汽车装有许多车轮,是在压力一定时,增大受力面积,减小压强。
②压路机上碾子的质量很大是在受力面积一定时,增大压力,增大压强。
③短道速滑运动员的冰鞋上装有冰刀,是在压力一定时,减小受力面积,增大压强。
④房屋建在承受面积更大的地基上,是在压力一定时,增大受力面积,减小压强。
故选:B。
点评:(1)压强大小的影响因素。(2)增大、减小压强的方法。
【解题方法点拨】
要知道压强大小的影响因素,会解释生活中有关增大和减小压强的现象
15.浮力产生的原因
【知识点的认识】
浮力产生的原因:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体对物体向上的和向下的压力差
物体在液体中,上下两个面因为在液体中的深度不相同,所以受到的压强也不相等,上面的压强小,下面受到的压强大,下面受到向上的压力大于上面受到的向下的压力。液体对物体这个压力差,就是液体对物体的浮力
浮体的顶部界面接触不到液体时,则只有作用在底部界面向上的压力才会产生浮力,因为只要其间有一层很薄的液膜,就能传递压强,底面就有向上的压力,物体上下表面有了压力差,物体就会受到浮力。
【命题方向】
考查对浮力产生的原因,判断是否受到浮力。
例:下列物体没有受到浮力的是( )
A.空中上升的热气球
B.水中下潜的奋斗者号
C.海面航行的辽宁号
D.在月背采样的嫦娥六号
分析:根据浮力的定义:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)竖直向上托起的力叫浮力,对各个选项逐一分析即可。
解析:解:A、上升的热气球,是因为球内空气受热,内部空气的密度减小,在上升时,受到空气的浮力的作用,故A不符合题意;
B、水中下潜的奋斗者号,会受到水竖直向上的浮力,故B不符合题意;
C、海上航行的辽宁号处于漂浮状态,受到水的浮力,故C不符合题意;
D、太空中没有空气,在月背采样的嫦娥六号没有受到浮力,故D符合题意。
故选:D。
点评:本题考查浮力产生的原因,解答此题的关键是明确浮力的定义,难度不大,属于基础知识。
【解题方法点拨】
记忆性知识,牢记即可。
16.浮力的方向
【知识点的认识】
浮力的方向是竖直向上。
【命题方向】
考查浮力的方向。
例:如图,热气球在空中沿虚线方向飞行,它所受浮力的方向是( )
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
分析:根据浮力的方向(竖直向上)分析解答。
解析:解:无论热气球处于什么状态,热气球所受空气浮力的方向总是竖直向上的。
故选:B。
点评:本题考查了浮力的方向,记住浮力的方向竖直向上,与重力的方向相反。
【解题方法点拨】
记忆性知识,牢记即可。
17.探究浮力大小的影响因素
【知识点的认识】
(1)探究浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度的关系
使用弹簧测力计测出铁球的重力和浸没在相同液体中的不同深度时的拉力大小,并记录数据。可以发现,物体的拉力没有变化。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关。
(2)探究浮力的大小跟物体浸在液体中的体积的关系
使用弹簧测力计测出铁球的重力和浸在相同液体中体积不同时的拉力大小,并记录数据。可以发现,物体的拉力随浸没在液体中的体积改变。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关。物体浸在液体中的体积越大,物体所受的浮力就越大。
(3)探究浮力的大小跟液体的密度的关系
使用弹簧测力计测出铁球的重力和浸没在密度不同的液体中时的拉力大小,并记录数据。(注意:实验时要使铁球浸没的深度相同)可以发现,物体在密度不同的液体中拉力改变。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟液体的密度有关。液体的密度越大,物体所受浮力就越大。
(4)探究浮力的大小跟物体的密度的关系
使用弹簧测力计分别测出体积相同的铜球和铁球的重力以及浸没在水中时的拉力大小,并记录数据。(注意:实验时要使铜球和铁球浸没的深度相同)可以发现,铜球和铁球的拉力虽然不同,但F浮=G﹣F拉相同。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟物体的密度无关。
(5)实验结论:
物体在液体中所受的浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越大。
【命题方向】
考查探究浮力大小的影响因素的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:如图是某实验小组的同学用同一物块探究浮力大小与哪些因素有关的实验步骤。
(1)对图B中的物块进行受力分析,力的作用点都画在重心处。
(2)物体完全浸没在水中时所受浮力为 1 N。
(3)比较ADE可以得出:浮力大小与 液体密度 有关。
(4)比较ACD可知,浮力大小与物体浸没的深度 无关 (选填“无关”或“有关”)。比较A BC 可知,浮力大小与物体的体积无关。
(5)图E中酒精的密度为 0.8×103 kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
分析:(1)静止受力平衡,据此画图;
(2)根据称重法计算物体在水中的浮力大小;
(3)(4)分析图中的相同点和不同,根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论,然后分析答题;
(5)根据阿基米德原理列出水中和酒精中浮力表达式计算酒精密度。
解析:解:(1)图B中的物块静止受力平衡,受重力、浮力、拉力作用,都画在重心上,如图所示:
(2)由甲图可知,物体的重力为G=4N,由丙图可知物体浸没在水中弹簧测力计的示数为F=3N,此时物体受到的浮力为F浮=G﹣F=4N﹣3N=1N;
(3)比较ADE可以得出:物体浸没在水和盐水中时,排开液体的体积相同,弹簧测力计的示数不同,说明浮力的大小与液体的密度有关;
(4)比较ACD可知,液体的密度和物体排开液体的体积相同,浸没在液体中的深度不同,而拉力相同,说明浮力不变,故浮力大小与物体浸没的深度无关。
探究浮力大小与物体的体积,必须控制液体密度相同,而排开液体的体积不同,故选:ABC。
(5)水中的浮力为1N,由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得:1N=ρ水gV排;
浸没酒精中的浮力为F'浮=G﹣F'=4N﹣3.2N=0.8N;
由阿基米德原理F'浮=ρ酒精gV排可得:0.8N=ρ酒精gV排;
浸没时V排不变,解得ρ酒精=0.8ρ水=0.8×103kg/m3。
故答案为:(1)见解答;(2)1;(3)液体密度;(4)无关;BC;(5)0.8×103。
点评:本题是探究浸在液体中的物体所受浮力大小规律的实验,分析时,注意控制变量法的应用。
【解题方法点拨】
实验中,用到了“称重法”测浮力:,弹簧测力计的示数越小,说明物体受到的浮力越大。
18.探究浮力大小与液体密度的关系
【知识点的认识】
(1)探究浮力的大小跟液体的密度的关系
使用弹簧测力计测出铁球的重力和浸没在密度不同的液体中时的拉力大小,并记录数据。(注意:实验时要使铁球浸没的深度相同)可以发现,物体在密度不同的液体中拉力改变。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟液体的密度有关。液体的密度越大,物体所受浮力就越大。
(2)探究浮力的大小跟物体的密度的关系
使用弹簧测力计分别测出体积相同的铜球和铁球的重力以及浸没在水中时的拉力大小,并记录数据。(注意:实验时要使铜球和铁球浸没的深度相同)可以发现,铜球和铁球的拉力虽然不同,但F浮=G﹣F拉相同。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟物体的密度无关。
(3)实验结论:
物体在液体中所受的浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越大。
【命题方向】
考查探究浮力大小与液体密度的关系的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:韵菲同学用弹簧测力计探究“浮力大小与哪些因素有关”,实验过程如图所示;
(1)在使用弹簧测力计前,应先明确它的量程、 分度值 和指针是否指着零刻度线;
(2)分析图中实验数据可知,物体浸没在水中时受到的浮力为 1 N;
(3)比较图甲、乙、丙三次的实验数据,可知浮力的大小与液体的 密度 (选填“质量”或“密度”)有关;
(4)韵菲通过数据还计算出图中物体A的密度为 4×103 kg/m3、盐水的密度为 1.2×103 kg/m3。
分析:(1)观察弹簧测力计的量程、分度值,并观察指针是否指在零刻度线;
(2)根据F浮=G﹣F可求物体浸没在水中时受到的浮力;
(3)根据控制变量法分析解答;
(4)根据F浮=ρ液gV排可求物体排开液体的体积即物体的体积,根据重力公式可求质量,再根据密度公式可求物体的密度;根据F浮′=ρ盐水gV排可求盐水的密度。
解析:解:(1)测量物体重力前应先观察弹簧测力计的量程、分度值,并观察指针是否指在零刻度线。
(2)由图甲可知,物体的重力为G=4N,由图甲和乙可知,物体完全浸没在水中受到的浮力为F浮=G﹣F=4N﹣3N=1N,
(3)丙图中弹簧测力计的示数为2.8N,由图甲和丙可知,物体完全浸没在盐水中受到的浮力为F浮2=G﹣F2=4N﹣2.8N=1.2N,
乙和丙排开液体的体积相同,浮力不同,说明浮力与液体的密度有关。
(4)物体浸没在水中,排开水的体积等于物体自身的体积,由F浮=ρ液gV排可知,物体A的体积为
V=V排水=F浮ρ水g=1N1×103kg/m3×10N/kg=10﹣4m3,
由图甲可知,物体的重力为G=4N,根据G=mg可得物体A的质量为
m=Gg=4N10N/kg=0.4kg,
则物体A的密度为
ρ=mV=0.4kg10−4m3=4×103kg/m3,
物体浸没在盐水中,排开水的体积为V=V排水=10﹣4m3,
由F浮=ρ液gV排可知,盐水的密度为
ρ盐水=F浮2gV排2=1.2N10N/kg×10−4m3=1.2×103kg/m3。
故答案为:(1)分度值;(2)1;(3)密度;(4)4×103;1.2×103。
点评:本题主要考查探究浮力大小与哪些因素有关的实验,由称重法具体考查阿基米德原理,是一道实验操作题。
【解题方法点拨】
实验中,用到了“称重法”测浮力:,弹簧测力计的示数越小,说明物体受到的浮力越大。
19.探究浮力大小与排开液体体积的关系
【知识点的认识】
(1)探究浮力的大小跟物体浸在液体中的体积的关系
使用弹簧测力计测出铁球的重力和浸在相同液体中体积不同时的拉力大小,并记录数据。可以发现,物体的拉力随浸没在液体中的体积改变。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关。物体浸在液体中的体积越大,物体所受的浮力就越大。
(2)实验结论:
物体在液体中所受的浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越大。
【命题方向】
考查探究浮力大小与排开液体体积的关系的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:某兴趣小组在探究“液体内部压强”和“浮力大小”的实验时,采用了厚壁铅铬合金制作的小桶,桶口用绷紧的橡皮膜密封后,桶口朝下,水槽中装有适量的水,实验时小桶均没有接触到水槽底部。如图A测得桶和橡皮膜总重为10N,图D、E中测力计示数相等。
(1)实验中,是通过 橡皮膜的形变程度 显示液体内部压强的大小。
(2)某同学比较图B、C和D实验,可以探究液体压强与 深度 的关系,另一同学比较图A、B、C、D、E实验可以探究物体受到的浮力与物体 排开液体的体积 有关。
(3)保持橡皮膜在水中的深度不变,改变它的方向,橡皮膜形状不变,根据此实验现象可以初步得出结论: 同种液体同一深度,液体向各个方向的压强相等 °
分析:(1)根据转换法,通过橡皮膜的形变显示压强大小;
(2)根据控制变量法分析;
(3)液体内部同一深度向各个方向的压强相等。
解析:解:(1)桶口用绷紧的橡皮膜密封后,桶口朝下,橡皮膜受到向上的压强,因而是通过橡皮膜的形变程度显示液体内部压强的大小。
(2)某同学比较图B、C和D实验,同种液体密度不变,而深度改变,因而可以探究液体压强与深度的关系,另一同学比较图A、B、C、D、E实验,液体的密度不变,改变物体排开液体的体积,故可以探究物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关。
(3)保持橡皮膜在水中的深度不变,改变它的方向,深度和密度不变,橡皮膜形状不变,则液体的压强大小不变,根据此实验现象可以初步得出结论:同种液体同一深度,液体向各个方向的压强相等。
故答案为:(1)橡皮膜的形变程度;(2)深度;排开液体的体积;(3)同种液体同一深度,液体向各个方向的压强相等。
点评:本题考查液体压强和浮力有关因素的探究,属于中档题。
【解题方法点拨】
实验中,用到了“称重法”测浮力:,弹簧测力计的示数越小,说明物体受到的浮力越大。
20.探究浮力大小与浸没深度的关系
【知识点的认识】
(1)探究浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度的关系
使用弹簧测力计测出铁球的重力和浸没在相同液体中的不同深度时的拉力大小,并记录数据。可以发现,物体的拉力没有变化。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关。
(2)实验结论:
物体在液体中所受的浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越大。
【命题方向】
考查探究浮力大小与浸没深度的关系的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:小明在“探究浮力的大小与什么因素有关”的实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体,做了如图a、b、c、d、e的实验。(g取10N/kg)
(1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是 0.5 N。
(2)分析 a、c、d 三次实验,可知浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 无关 。
(3)通过a、c、e三次实验,可探究物体所受浮力大小与 液体密度 的关系。
(4)根据记录的实验数据,实验e中液体的密度为 0.8×103 kg/m3。
(5)如果在实验e中不小心使物体接触了容器底且与容器底有力的作用,则所测液体密度将 偏大 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
分析:(1)根据称重法求出物体在水中受到的浮力;
(2)影响浮力的因素有液体密度和排开液体的体积,要探究与深度关系,必须控制液体密度和排开液体的体积不变;
(3)分析a、c、e两图,找出相同量和不同量,根据称重法测浮力:F浮=G﹣F计算所受浮力是否相同,据此分析结论;
(4)求出物体在液体中的浮力的大小,由于物体全部浸没在两种液体中,排开的液体的体积是相同的,根据阿基米德原理列出关系式,求出液体的密度。
(5)如果他在实验中不小心使物体接触了容器底且与容器底有力的作用,容器底的支持力使得弹簧测力计示数变小,根据称重法分析F浮液变化,确定测量的液体密度值的变化。
解析:解:(1)根据称重法测浮力,物体在水中受到的浮力为:
F浮=G﹣FC=2N﹣1.5N=0.5N;
(2)分析a、c、d两图,当物体都块浸没在水中后,液体密度和排开液体的体积不变,物体浸没的深度不同,但测力计示数相同,根据称重法测浮力:F浮=G﹣F知,所受浮力的大小相同,故得出:物体浸没在液体中后,所受浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关;
(3)由图c、e所示实验可知,都是浸没,则物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系;
(4)实验步骤c中,物体受到的浮力为:F浮c=G﹣Fc=2N﹣1.5N=0.5N;
实验步骤e中,物体受到的浮力为:F浮e=G﹣Fe=2N﹣1.6N=0.4N;
因物体均浸没,所以V排水=V排液;
根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g代入数据
0.5N=1.0×103kg/m3×V排水×10N/kg;
0.4N=ρ液×V排液×10N/kg;
两式相比可得ρ液=0.8×103kg/m3。
(5)如果他在实验中不小心使物体接触了容器底且与容器底有力的作用,则测力计示数变小,导致F示液变小,根据称重法,故F浮液变大,根据F浮=ρ液V排g,V排g不变,测量的液体密度值将偏大。
故答案为:(1)0.5;(2)a、c、d;无关;(3)液体密度;(4)0.8×103;(5)偏大。
点评:本题探究浮力的大小与哪些因素有关,考查控制变量法的运用、称重法测浮力、阿基米德原理、密度的计算,有一定的难度。
【解题方法点拨】
实验中,用到了“称重法”测浮力:,弹簧测力计的示数越小,说明物体受到的浮力越大。
21.阿基米德原理的理解
【知识点的认识】
(1)内容:浸在液体里的物体受到液体竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。阿基米德原理又名浮力定律,是指浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力,而与物体浸在液体中的深度、物体的质量、密度及物体的形状无关。
(2)公式:浸在液体里的物体受的浮力,大小等于物体排开的液体的重力。用公式表示为F浮=G排=ρ液gV排
①F浮=G排=ρ液gV排,式中ρ液表示液体的密度,V排是被物体排开的液体的体积,g取9.8N/kg。
②阿基米德原理既适用于液体也适用于气体。
【命题方向】
考查阿基米德原理内容的理解,以及利用阿基米德原理计算浮力的大小。
例:我国首艘10万屯级智慧渔业大型工船“国信1号”。它的排水量为1.3×105t,满载时排开海水的体积为 1.26×105 m3;满载时工船受的浮力为 1.3×109 N;海面下2m深处海水的压强为 2.06×104 Pa。(ρ水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)
分析:(1)根据ρ=mV可求出满载时排开海水的体积;
(2)根据F浮=G排=m排g可求出满载时工船所受的浮力;
(3)根据p=ρgh可求出海面下2m深处海水的压强。
解析:解:(1)根据ρ=mV可得满载时排开海水的体积为:V排=m排ρ海水=1.3×105×103kg1.03×103kg/m3≈1.26×105m3;
(2)满载时工船所受的浮力为:F浮=G排=m排g=1.3×105×103kg×10N/kg=1.3×109N;
(3)海面下2m深处海水的压强为:p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×2m=2.06×104Pa。
故答案为:1.26×105;1.3×109;2.06×104。
点评:本题主要考查密度公式、阿基米德原理以及液体压强公式的应用,灵活运用公式是解题的关键。
【解题方法点拨】
理解阿基米德原理的内容,并会用公式计算浮力的大小。
22.阿基米德原理的定性分析
【知识点的认识】
运用阿基米德原理进行定性分析时,运用控制变量法,先找到相同的量,再利用公式F浮=ρ水gV排进行分析即可。
【命题方向】
考查阿基米德原理的定性分析。
例:将甲、乙、丙三个体积相同的小球放在水中,小球静止时的情况如图所示,则三个小球中所受浮力最小的是( )
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
分析:已知体积的关系,利用阿基米德原理公式可判断出它们所受浮力最小的是哪一个。
解析:解:因为体积相同,丙物下沉,乙物悬浮,甲物体漂浮,丙和乙排开水的体积相同,甲漂浮,甲排开水的体积最小,根据公式F浮=ρ水gV排可知,甲受到的浮力最小。
故选:A。
点评:本题考查浮力公式的应用,关键知道影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积。
【解题方法点拨】
熟练运用阿基米德定理的公式,重点是分析题目中的相同的条件。
23.物体浮沉条件
【知识点的认识】
物体浮沉条件:
(1)当物体的密度小于液体的密度时,物体所受的浮力大于重力,因此物体会上浮。
(2)当物体的密度等于液体的密度时,物体所受的浮力等于重力,物体将保持悬浮状态。
(3)当物体的密度大于液体的密度时,物体所受的浮力小于重力,因此物体将下沉。
【命题方向】
考查物体的浮沉条件。
例:甲、乙两个实心球体放入足够深的某种液体中平衡后,所受的浮力之比为F甲:F乙=3:5,若甲、乙两球的密度之比为ρ甲:ρ乙=2:3,体积之比为V甲:V乙=3:4,则( )
A.甲、乙都沉底
B.甲悬浮,乙沉底
C.甲漂浮,乙沉底
D.甲、乙都漂浮在液面上
分析:知道甲、乙两物体的密度关系和体积关系,可以得出两物体的质量关系、重力关系;知道浸没时受到的浮力关系,据此利用排除法选择正确答案。
解析:解:已知:甲、乙两球的密度之比为ρ甲:ρ乙=2:3,体积之比为V甲:V乙=3:4,
根据ρ=mV可得:m甲:m乙=ρ甲V甲:ρ乙V乙=2×3:3×4=1:2,
若甲、乙都漂浮在液面上,甲、乙受到的浮力:
F甲:F乙=G甲:G乙=m甲:m乙=1:2,不符合题意,故D错误;
若甲、乙都沉在水底或甲悬浮在液体中、乙沉底,甲乙物体排开液体的体积等于本身的体积,
则甲、乙受到的浮力:
F甲:F乙=ρ液V甲g:ρ液V乙g=V甲:V乙=3:4,不符合题意,故A、B错;
已知F甲:F乙=3:5,V甲:V乙=3:4,
根据F浮=ρ液gV排可知,V甲排:V乙排=F甲:F乙=3:5,
则V甲排<V乙排,即甲排开液体的体积少,
所以,甲漂浮,乙沉底,故C正确。
故选:C。
点评:本题考查了学生对阿基米德原理和漂浮条件的掌握和运用,利用好排除法做选择题!
【解题方法点拨】
比较重力与浮力的大小,或者液体密度的大小来判断物体的浮沉。
24.潜水艇原理
【知识点的认识】
潜水艇的工作原理是基于阿基米德定律,即浮性定律。
潜水艇通过改变自身的重力来实现上浮和下沉。
当需要下潜时,向压载水舱中注水,使潜艇的重量大于其排开的水的重量(即浮力),潜艇便开始下潜;
当需要上浮时,则通过高压空气将压载水舱中的水挤出,使潜艇的重量减轻,当潜艇的重量小于其排开的水的重量时,潜艇便开始上浮,直至浮出水面。
【命题方向】
考查潜水艇的工作原理。
例:某同学用试管制作了一个潜艇模型,如图所示。通过移动注射器的活塞对试管进行打气或吸气,便可使其实现上浮或下沉。下列说法正确的是( )
A.向内推注射器的活塞,可使潜艇模型从图中的位置下沉
B.向外拉注射器的活塞,可使潜艇模型从图中的位置下沉
C.该潜艇模型在水中下沉时,受到的浮力大小不变
D.该潜艇模型上浮或下沉时,受到水的压强大小不变
分析:A、潜水艇是通过改变自身的重力来实现下潜、悬浮和上浮的;
B、由图知潜水艇模型处于悬浮状态,向外拉注射器活塞,试管内水增加,重力大于浮力,据此分析;
C、该潜艇模型在水中下沉时,排开水的体积不变,根据F浮=ρ水gV排可知受到的浮力大小变化情况;
D、该潜艇模型上浮或下沉时,所处水的深度变化,根据p=ρ水gh可知受到水的压强的大小变化情况。
解析:解:A.潜水艇模型处于悬浮状态,向内推注射器活塞,试管内的气压增大,水会被压出试管,此时模型的自重减小,重力小于浮力,模型上浮,故A错误;
B.潜水艇模型处于悬浮状态,向外拉注射器活塞抽出空气,试管内的气压减小,水会被压入试管,此时模型的自重变大,重力大于浮力,模型下沉,故B正确;
C.该潜艇模型在水中下沉时,排开的水的体积不变,由F浮=ρgV排可知,它受到的浮力不变,故C正确;
D.该潜艇模型上浮或下沉时,所处水的深度变化,根据p=ρ水gh可知受到水的压强大小变化,故D错误。
故选:BC。
点评:本题考查浮沉条件、阿基米德原理的应用,并考查液体压强的知识,综合性强,难度适中。
【解题方法点拨】
理解潜水艇的工作原理与阿基米德原理。
25.力是否做功的判断
【知识点的认识】
力学里所说的功包括两个必要因素: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.
我们要注意不做功的三种情况:
(1)物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离,此情况叫“劳而无功”.
(2)物体移动了一段距离,但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动),此情况叫“不劳无功”.
(3)物体既受到力,又通过一段距离,但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动),此情况叫“垂直无功”
【命题方向】
从力做功的必要因素,与之相对的不做功的情况是命题的重点,但是从做功的必要因素也可能直接命题。
例:下列有关力做功的说法中正确的是( )
A.篮球由高处下落重力没有做功
B.把水桶从地面上提起来,提水桶的力做了功
C.小车在水平路面前进,重力对小车做了功
D.汽车静止在水平路面上,汽车受到的支持力做了功
分析:做功的两个必要因素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离。
解析:解:A、篮球由高处下落,在重力的方向上通过了距离,重力做了功,故A错误;
B、把水桶从地面上提起来,有力施加在水桶上,水桶在力的方向上通过了距离,所以提水桶的力做了功,故B正确;
C、小车在水平路面前进,重力的方向是竖直向下的,移动的方向是水平的,所以重力没有对小车做功,故C错误;
D、静止在水平桌面上的汽车,没有在支持力的方向上通过距离,所以受到的支持力不做功,故D错误。
故选:B。
点评:掌握力是否做功的判断方法,特别是有力、有距离,力对物体不一定做功,需要深刻理解做功的两个必要因素。
【解题方法点拨】
要理解力做功的必要因素.与之对应的不做功的情况.
26.功率的计算
【知识点的认识】
(1)功率:在物理学中,功与做功所用时间之比叫做功率。功率是表示物体做功快慢的物理量。
(2)功率的公式:P=Wt(其中P表示功率,W表示功,t表示时间)
(3)计算功率的另一个公式:P=Fv,即物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力F所做功的功率可表示为Fv.(其中F表示物体所受的拉力,v表示物体运动的速度)
a.推导:由P=Wt,联立W=Fs,得P=Wt=Fst=Fv。
由该公式可知:在功率P一定时,力F与速度v成反比。
b.应用:当汽车上坡时,司机采取换挡的办法,减小速度,以获得较大的牵引力。
【命题方向】
考查功率的计算题,常结合功、速度、效率等其他知识综合考查学。
例:我国自主研发的5G新能源无人驾驶拖拉机,标志着我国农业自动化迈出了新的一步。在某次耕作时,该拖拉机在平直公路上匀速行驶600m用时60s,匀速行驶过程中受到阻力为600N。求:
(1)拖拉机的速度;
(2)拖拉机牵引力做的功;
(3)拖拉机做功的功率。
分析:(1)根据v=st得到在平直公路上行驶过程中,拖拉机的速度;
(2)该拖拉机在平直公路上匀速行驶,处于平衡状态,牵引力和阻力是平衡力,由二力平衡条件可知牵引力的大小,根据W=Fs得到该拖拉机牵引力做的功;
(3)根据P=Wt得到拖拉机做功的功率。
解析:解:(1)拖拉机的速度为:
v=st=600m60s=10m/s;
(2)该拖拉机在平直公路上匀速行驶,处于平衡状态,牵引力和阻力是平衡力,牵引力的大小:F=f=600N,
发动机的牵引力做功:W=Fs=600N×600m=3.6×105J;
(3)拖拉机做功的功率为:
P=Wt=3.6×105J60s=6×103W。
答:(1)拖拉机的速度为10m/s;
(2)拖拉机牵引力做的功为3.6×105J;
(3)拖拉机做功的功率为6×103W。
点评:本题考查速度、做功、功率等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用。
【解题方法点拨】
(1)功率的定义式是指平均功率,即在t时间内的平均功率,而不是某一时刻的瞬时功率。
(2)功率的定义式P=Wt可以变形为:W=Pt和t=WP,可分别用于求功和时间。当P一定时,W与t成正比,则W1W2=t1t2;当W一定时,P与t成反比,则P1P2=t2t1;当t一定时,W与P成正比,则W1W2=P1P2。
(3)利用公式P=Fv时要注意以下几点:a.拉力F必须是恒力,且物体运动的速度应不变;b.计算时,v的单位必须用m/s,这样算出的功率单位才是w;c.速度v跟拉力F必须对应,即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。在解决一些有关运动物体的功率问题时,应用此公式解题会更简便。
27.杠杆的平衡条件的应用
【知识点的认识】
杠杆的平衡条件的应用:
①以实际应用为背景进行杠杆的平衡计算;
②利用杠杆的平衡条件测物体质量;
③分析杠杆的平衡情况;
④其他以杠杆平衡条件为基础的应用。
【命题方向】
考查杠杆的平衡条件的应用。
例:如图所示,轻质杠杆的两端悬挂着A、B两个体积相同的均匀实心物体,使杠杆处于水平平衡状态,下列做法仍能使杠杆保持水平平衡的是( )
A.将物件A和B分别切去相同质量
B.将物件A和B分别切去相同体积
C.在物体A和B下方分别挂一个等重的物体
D.将物体A和B同时向支点O移动相同的距离
分析:(1)根据杠杆的平衡条件,动力×动力臂=阻力×阻力臂,即G1×L1=G2×L2;
(2)根据对两物体采取的方法,利用F1×L1与F2×L2的大小关系判断杠杆是否平衡。解析:解:根据题意可知,左右两物体的体积相等,左边物体的重力为G1,右边物体的重力为G2,根据杠杆的平衡条件知G1L1=G2L2,由于L1<L2,所以G1>G2,
由G=mg=ρVg知ρ1>ρ2,
A、若将物件A和B分别切去相同质量,由G=mg知切去的重力相同,此时左边力与力臂的乘积为(G1﹣G)L1,右边力与力臂的乘积为(G2﹣G)L2,由于L1≠L2,则(G1﹣G)L1≠(G2﹣G)L2,故A错误;
B、将物件A和B分别切去相同体积,则剩余部分的体积仍相同,即剩余部分的重力比不变,其力臂之比也不变,因此杠杆平衡,故B正确;
C、在物体A和B下方分别挂一个等重的物体,此时左边力与力臂的乘积为(G1+G)L1,右边力与力臂的乘积为(G2+G)L2,由于L1≠L2,则(G1+G)L1≠(G2+G)L2,故C错误;
D、将物体A和B同时向支点O移动相同的距离,左边力与力臂的乘积为G1(L1﹣L),右边力与力臂的乘积为G2(L2﹣L),由于G1>G2,则G1(L1﹣L)≠G2(L2﹣L),因此杠杆不平衡,故D错误。
故选:B。点评:本题虽为选择题,但涉及杠杆的平衡、力臂与力关系的判断,考查了学生综合分析处理物理问题的能力。
【解题方法点拨】
掌握杠杆的平衡条件。
28.音调与频率的关系
【知识点的认识】
音调:声音的高低,由发声体的振动频率决定,物理学中,振动快慢用每秒振动的次数来表示,称为频率。频率越高,音调越高。频率越低,音调越低。
【命题方向】
以实际现象为背景,用声音的高低以及振动的次数来判断音调,常以选择题和填空题出现。
例:货车长时间行驶后,司机有时会用铁棍敲击车轮,凭借声音判断轮胎内的空气是否充足。这主要是因为空气充足时振动频率较大,则声音的( )
A.响度较大
B.音调较高
C.响度较小
D.音调较低
分析:音调的高低与发声物体的振动频率有关,频率越大,音调就越高。
解析:解:当拿根铁棍敲打车轮时,则轮胎振动频率不同,发出声音的音调就会不同,即轮胎内空气越充足,敲击时轮胎振动越快,发出声音的音调越高;
故选:B。
点评:此类问题要结合频率与音调的关系分析解答。
【解题方法点拨】
音调是指声音的高低,由发声体的振动频率决定,频率是指每秒振动的次数;注重结合实际,例如:女高音,男低音,“高”和“低”指的就是音调。向水壶中灌热水音调的变化,随着水的增多,水壶上方的空气柱变小,引起频率的变化,引起音调的变化。
29.光的反射现象
【知识点的认识】
一种光学现象。指光在传播到不同物质时,在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。光遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射。
【命题方向】
给出一些光的现象(光的直线传播、光的反射、光的折射)来判断是否是光的那种现象,属于光的反射,应当属于哪类?镜面反射和漫反射是否遵循反射定律?是命题方向。
例:下列现象中由于光的反射形成的是( )
A.水面倒影
B.树下光斑
C.墙上留影
D.杯中“折”笔
分析:(1)光在同一均匀介质中沿直线传播。光沿直线传播的实例有:小孔成像、激光准直、影子、日食和月食等;
(2)光照在不同介质面上时,会发生反射现象,平面镜成像就是具体应用;
(3)光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向就会发生偏转,即光的折射现象。
解析:解:A、水中倒影,属于平面镜成像现象,是由于光的反射形成的,故A正确;
B、树荫下圆形光斑是由于光沿直线传播形成的,故B错误;
C、手影是由于光沿直线传播形成的,故C错误;
D、铅笔在水面处弯曲,是由于光的折射形成的,故D错误。
故选:A。
点评:此题主要考查了光的反射、光的折射、光的直线传播现象,平时要注意各个现象的形成原因,同时还考查了光的色散,知道色散是由光的折射形成的。
【解题方法点拨】
知道光的反射现象的定义及分类,熟记特点。
30.探究凸透镜成像的规律
【知识点的认识】
设计实验:用如图所示的实验装置,将一支点燃的蜡烛作为物体,让其在光具座上从距凸透镜较远的地方开始向凸透镜移动,在测量出不同情况下物距的基础上,通过观察成像情况、测量出像距的大小来探究成像规律。
进行实验与搜集证据:
(1)让凸透镜对着太阳光聚焦,测出凸透镜的焦距
(2)把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛,使烛焰中心、凸透镜光心、光屏的中心大致在同一高度上
(3)把蜡烛放在较远处(u>2f),调整光屏到凸透镜的距离,直到烛焰能在屏上成清晰的实像,观察实像的大小和正倒,测出物距u 和像距 v。
(4)把蜡烛向凸透镜移近几厘米,让物距等于二倍焦距(u=2f),放好后重复以上操作。
(5)使蜡烛继续向凸透镜移近,让物距在一倍焦距和二倍焦距之
间(f<u<2f),放好后重复以上操作。
(6)使蜡烛继续向凸透镜移近,让物距等于一倍焦距(u=f),即处于焦点上,移动光屏,观察是否能够成像
(7)使蜡烛继续向凸透镜移近,让物距小于一倍焦距(u<f),移动光屏,观察在光屏上是否还能看到像。从光屏这一侧透过凸透镜用眼睛直接观察烛焰,可以看到一个正立、放大的像,在这个位置放上光屏,光屏上没有像出现,说明所成像为虚像。
实验结论:
【命题方向】
考查探究凸透镜成像的规律的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:某实验小组探究凸透镜成像的实验,装置如图:
(1)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时,光屏上出现一个清晰的烛焰的像,这个凸透镜的焦距可能是 B (填选项字母);
A.5cm
B.10cm
C.20cm
D.30cm
(2)小庆同学把蜡烛向右移动一小段距离,发现光屏上烛焰的像变模糊了。要在光屏上得到烛焰清晰的像,他可以将光屏向 右 (填“左”或“右”)移动;
(3)完成上述探究后,小庆同学把凸透镜换成一块薄玻璃板,透过玻璃板能看到烛焰正立、 等大 (填“放大”“缩小”或“等大”)的像,把光屏移到像所在的位置,直接观察光屏,光屏上 没有 (填“有”或“没有”)烛焰的像。
分析:(1)u>v,且成实像,说明u=30cm>2f,2f>v=15cm>f,由此可得焦距的范围;
(2)根据凸透镜成实像时,物近像远像变大分析回答;
(3)平面镜成的像与物体大小相等;虚像不能成在光屏上。
解析:解:(1)由图可知,u>v,且成实像,说明u=30cm>2f,2f>v=15cm>f,即15cm>f>7.5cm,故选:B;
(2)小庆同学把蜡烛向右移动一小段距离,此时物距减小,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大可知,要在光屏上得到烛焰清晰的像,他可以将光屏向右移动;
(3)小庆把凸透镜换成一块薄玻璃板,由平面镜成像特点可知,透过玻璃板能看到烛焰正立、等大的虚像;把光屏移到像所在的位置,直接观察光屏,因虚像不能与在光屏上,故光屏上没有烛焰的像。
故答案为:(1)B;(2)右;(3)等大;没有。
点评:本题“探究凸透镜成像规律”,考查了凸透镜成像规律的运用及像距随物距的变化规律和平面镜成像规律的运用。
【解题方法点拨】
口诀:一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小,实像倒,居异侧,虚像正,居同侧,物近像远像变大,焦点以内反变化
31.远视眼的形成原因
【知识点的认识】
近视眼特点:只能看清远处的物体,看不清近处的物体。
形成原因:晶状体太薄,折光能力太弱,或眼球前后方向上太短,成像在视网膜的后方,如图:
【命题方向】
远视眼的成因与矫正办法是命题的知识点,一般以选择题、实验题的形式出现.
例:由于长时间过度使用手机,新型疾病“手机老花眼”患者剧增,患者主要表现为观察近处物体不清晰,这种疾病的形成原理与下面 甲 (甲/乙)图相符,应戴 凸透镜 (凹/凸)透镜予以矫正。
分析:(1)远视眼成因:眼球晶状体的曲度过小,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的后方造成的.远视矫正方法,需配戴凸透镜;
(2)近视眼的形成原因:晶状体过凸或眼球的前后径过长,使物体的像成在视网膜前。
解析:解:远视眼看近处的物体的像成在视网膜之后,这种疾病的形成原理图甲符合,可以用凸透镜的镜片进行矫正。
故答案为:甲;凸透镜。
点评:本题考查了远视眼、近视眼的形成原因及其矫正方法,凸透镜成像的规律及其应用等相关知识,掌握远视眼、近视眼的形成原因是解答此题的关键。
【解题方法点拨】
抓住关键识记,远视眼:晶状体凸度过小或眼球前后径过短,外界物体的像成在视网膜后方.
32.分子间作用力的现象
【知识点的认识】
(1)铅块粘合现象:当两个大小不同的铅块表面被锉平、刮净后,挤压在一起,即使手离开后,大铅块仍然紧紧粘在小铅块上而不脱落。说明分子间存在引力。
(2)利用针筒抽取半筒水,将针筒内空气挤出,堵住筒嘴,然后用力推活塞。水不容易被压缩,说明分子间存在斥力。
【命题方向】
考查测量平均速度的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:如图所示,将两个表面光滑的铅块互相紧压,它们会粘在一起,很难被拉开,这说明分子之间存在 引力 ,用针筒抽取半筒水,用手指抵住针筒口,然后用力推入活塞,发现水 不容易 (选填“容易”或“不容易”)被压缩,说明分子间存在 斥力 。
分析:分子间存在相互作用的引力和斥力,当分子间的距离大于平衡距离时,表现为引力;分子间的距离小于平衡距离时,表现为斥力。
解析:解:表面干净的铅压紧,两块铅表面分子的距离大于平衡距离,表现为引力;
用针筒抽取半筒水,用手指抵住针筒口,然后用力推入活塞,发现水不容易被压缩,此时,水分子间的距离小于平衡距离,表现为斥力。
故答案为:引力;不容易;斥力。
点评:本题考查了分子间的作用力,属于基础题。
【解题方法点拨】
分子之间作用力,引力斥力分彼此。引力斥力同存在,和谐相处皆欢喜。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
C
A
D
C
C
C
C
C
B
C
B
题号
12
答案
D
物体
物体重力/N
物体质量/kg
物体浸没水中时测力计示数/N
物体所受浮力/N
不锈钢块
铝块
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