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2025-2026学年江西上饶九年级上学期开学摸底考试物理练习卷【含解析】
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这是一份2025-2026学年江西上饶九年级上学期开学摸底考试物理练习卷【含解析】,共29页。试卷主要包含了填空题,计算题,实验与探究题等内容,欢迎下载使用。
1.小雅将两个完全相同的橡胶吸盘对接后用力挤压,排出里边的空气,用力很难将它们拉开,说明吸盘外部大气压强 (选填“大于”或“小于”)吸盘内部气压,小雅想要将两吸盘分开,请你为小雅提供一条可行的建议: 。
2.如图所示,在匀速向左运动的小车上通过细线固定一个氢气球,当小车突然向左加速时,相对于小车而言,氢气球将会 (选填“向左运动”“向右运动”或者“静止不动”),你的理由是: 。
3.三峡水电站混凝土拦河大坝建成上窄下宽的好处是 。轮船需经过五级船闸才能完成“跳大坝”通过三峡大坝的壮举,船闸利用了 原理。
4.如图甲所示,取一个瓶口内径略小于乒乓球(G=0.027N)直径的矿泉水瓶,去掉其底部,拧下瓶盖,把一乒乓球由底部放入瓶内,然后由瓶底向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,但乒乓球不会上浮,此时乒乓球受到的合力为 N。如图乙所示,若用手指堵住瓶口,观察到乒乓球会上浮,此时乒乓球上下表面的受到液体压力的合力方向是 的。
5.如图甲,用托里拆利实验测量大气压强,此时大气压强的值等于 mm高水银柱产生的压强。若大气压不变,在玻璃管内只装入730mm的水银,并在下端垫一张纸片,如图乙,此时悬空玻璃管里的水银会不会从纸片处流出? (“会”或“不会”)。
6.将一未装满水的密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,则倒立时水对瓶盖的压强是 Pa;正立时矿泉水瓶对桌面的压力为F1,倒立时矿泉水瓶对桌面的压力为F2,则F1 F2(选填“>”、“=”或“<”)(g=10N/kg)。
7.如图所示,某电动叉车将1500kg的石材匀速竖直抬升了3m,所用时间为30s,叉车对石材竖直向上的力为 N,对石材做功为 。(g取10N/kg)
8.如图所示,一轻质杠杆水平支在支架上,OA:OC=2:1,G1是边长为5cm的正方体,G2重20N,则绳子对G1的拉力为 N,此时G1对地面的压强为1×104Pa,若改变G2的质量后G1对地面的压力为0,则G2质量应为 kg.
二、选择题(本大题共6小题,共14分)第9~12小题,每小题只有一个选项是最符合题目要求的,每小题2分;第13、14小题为多项选择,每小题至少有两个选项是符合题目要求的,每小题2分,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分。请将选项代码填涂在答题卡相应位置。
9.下列四个实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A.滚珠轴承B.鞋底刻有花纹
C.行驶的磁悬浮列车D.自行车链条上润滑油
10.立定跳远是某地初中毕业体育考试项目之一,小明在立定跳远考试中蓄力、起跳、落地的几个阶段如图所示(不考虑空气阻力)。下列说法正确的是( )
A.蹬地起跳时小强对地面没有摩擦力
B.小强在最高点受力平衡
C.小强能在空中继续运动是受到惯性的作用
D.小强从最高点到落地的过程中,重力势能转化为动能
11.如图所示,在某方舱医院的建设中,工人站在水平地面上,向下拉动绳子自由端,将重900N的物体在10s内匀速提升2m。已知工人重600N,不计绳重和摩擦,绳子足够结实,该过程滑轮组的机械效率为90%。关于工人利用该滑轮组提升重物,下列说法正确的是( )
A.动滑轮受到的重力为50N
B.绳子自由端的拉力为450N
C.自由端拉力的功率为100W
D.重物的重力不能超过1100N
12.为拔除外来入侵物种“一枝黄花”,小明自制轻质拔草器,如图甲所示。用该装置拔除同一植株,若l1>l2>l3=l4,下列操作中最省力的是( )
A.B.
C.D.
(多选)13.如图所示是小学生在踢足球时的情景,下列说法不正确的是( )
A.球被脚踢出去时,只有球受到力的作用
B.踢出去的足球能继续滚动,是因为足球具有惯性
C.滚动的足球最终会停下来,说明运动需要力来维持
D.足球在空中时所受重力和空气阻力是一对平衡力
(多选)14.如图所示,甲、乙两容器的质量、底面积均相等,内装两种不同液体,两容器底部受到的液体压强相等,液体质量分别为m甲和m乙,且m甲>m乙,下列说法不正确的是( )
A.两容器底部受到的液体压力关系为F甲=F乙
B.甲、乙液体的密度关系为ρ甲>ρ乙
C.两容器对水平桌面的压强关系为p甲>p乙
D.两容器对水平桌面的压力关系为F′甲=F′乙
三、计算题(本大题共3小题,第15、16小题各7分,第17小题8分,共22分)
15.(7分)“共建卫生城市,构建美好家园”,如图所示是“雾炮车”喷洒水雾以减少扬尘的情景。该车总质量为6t,车轮与地面的总接触面积为0.6m2,在4×103N的牵引力作用下,匀速通过200m的平直道路用时20s。求:
(1)此过程中该车对地面的压强。
(2)此过程中该车牵引力的功率。
16.(7分)如图所示,在斜面上将一个重4.5N的物体从底部匀速拉到顶部,沿斜面向上的力为1.8N,斜面长1.5m,高0.3m。求:
(1)拉力做的有用功;
(2)斜面的机械效率;
(3)物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小。
17.(8分)如图是小明在实验室模拟研究浮箱种植的情境。他将重力为10N、底面积为200cm2的薄壁柱形容器置于水平桌面上,A是边长为10cm密度均匀的正方体浮箱模型,通过一根长为5cm的细线连接着底面积为25cm2的柱形物体B,先将A、B两物体叠放在容器中央,物体B未与容器底紧密接触,然后缓慢向容器中注水,注水过程中正方体A一直保持竖直状态。当水的深度为12cm时,绳子处于自由状态,如图甲所示,此时物体B对容器底的压力为1.7N;继续向容器中注水,整个注水过程中正方体A所受浮力F与水的深度h的关系图像如图乙所示,水未溢出。(细线不可伸长,且质量、体积不计)求:
(1)图甲所示水对容器底的压强;
(2)物体B的密度;
(3)当注水深度为16cm时,容器对水平桌面的压强。
四、实验与探究题(本大题共4小题,每小题7分,共28分)
18.(7分)为了探究滑动摩擦力大小与什么因素有关,小夏设计了如图1所示实验(实验所用棉布比木板表面粗糙)。
(1)实验过程中,弹簧测力计应沿水平方向拉着物块做 运动,此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)在这四次实验中,滑动摩擦力最小的是 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
(3)比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 是否有关;比较乙、丙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 是否有关。
(4)比较甲、丁两次实验,发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数,小夏由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
(5)小夏对实验装置进行改进后,如图2所示,当他再进行实验时,发现效果更好。请你写出改进后的优点: (写出一条即可)。
19.(7分)如图所示,在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,实验小组将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验,h1=h3>h2,mA=mB<mC。
(1)小钢球在滚下斜面的过程中, 能转化为动能。小钢球的动能大小是通过 (选填“高度h”或“距离s”)的大小来反映的,这种方法在物理学中叫做 法。本实验用到另一种物理探究方法是 法。
(2)在同样的水平面上,木块被撞得越远,小钢球对木块做的功就越 ,小钢球的动能就越 。
(3)分析比较甲、乙两图可得结论:物体质量相同时,速度越大,动能越 。
(4)比较 两图,可探究动能与质量的关系,此探究过程中两球刚到达水平面时的速度 (选填“相等”或“不相等”),结论是 。
(5)若水平面绝对光滑,木块受到小钢球撞击后将 , (选填“能”或“不能”)达到实验探究的目的。
(6)小丽根据乙、丙两图也得出了“物体的动能大小与质量有关”的结论,她的结论是否可靠? (选填“是”或“否”),理由是 。
(7)小欣联想到“探究阻力对物体运动的影响”时,也用到了斜面,让小车从斜面顶端同一高度由静止滑下,比较小车在不同表面滑行的距离,则小车在三个表面克服摩擦力做功 (选填“相等”或“不相等”)。
(8)实验过程中,小明发现木块移动的距离较短,不易进行观察和比较,对此请你写出一条改进措施: 。小华发现钢球从斜面滚下时,运动的方向难控制,有时撞不到木块,有时撞歪了,请你为小华提供一种改进方案: 。
(9)①请你根据得出的实验结论解释为什么相同路段不同车型的限速不同(如图丁所示): 。
②请你从物理学的角度谈谈安全行车需要注意的问题: 。
(10)为方便实验,另一组的同学用如图戊所示装置探究物体的动能与速度的关系。将同一小球从不同高度释放,发现小球释放点越高木块滑得更远,则可以得到的结论是 。
20.(7分)用细线拴住一端粗、一端细的实心胡萝卜并悬挂起来,胡萝卜在水平位置平衡。如图1所示;小芳在拴线处沿竖直方向将胡萝卜切成A、B两段后发现A更重,为什么左右两端胡萝卜重力不同但还能平衡?小芳同学选用杠杆、支架、细线、质量相同的钩码若干进行实验探究:
(1)实验前,小芳将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时杠杆左端下沉,这时应将平衡螺母向 端调节,直到杠杆在 位置平衡。
(2)再将不同个数的钩码分别挂在杠杆两侧,杠杆在水平位置平衡的三次实验情景如图甲、乙、丙所示。根据图甲、乙、丙的实验情景,小芳得出结论:只要满足“阻力×阻力臂=动力×动力臂”,杠杆就能平衡。另一同学指出,要探究得出杠杆平衡时普遍适用的规律,应该用图丁所示装置进行以下操作: 。
(3)经过以上探究,小芳终于发现了影响杠杆平衡的原因除了力,还有 。因此,左右两端胡萝卜重力不同但仍能平衡。
21.(7分)漂亮的苗族银饰把姑娘们打扮得美丽动人,小丽和小红很想知道银饰物是空心还是实心的,于是取下银饰物中的一片银叶,准备测量它的密度(银的密度为10.5g/cm3)。
(1)如图2甲所示小丽把天平放在水平桌面上,调节平衡螺母,使天平平衡。小红认为此操作有误,原因是 。她们用重新调节好的天平测银叶的质量,天平平衡时所用砝码和游码的位置如图2乙所示,则银叶的质量是 g;
(2)测量银叶的体积时,她们发现银叶太大,无法放进量筒,于是借来一大一小的烧杯,准备测量银叶的体积,为使测量结果更准确,下列实验步骤的合理顺序是 (填序号);
①把木块和大烧杯按如图2丙所示组装,向大烧杯中注水直至有水溢出为止,待水不再流出,将小烧杯放在大烧杯的出水口下方;
②用细线系住银叶轻轻放入水中,如图2丁所示,待水不流动时移开小烧杯;
③用天平称出小烧杯和水的总质量为59g;
④测出空的小烧杯的质量为50g;
⑤根据测量数据,求出银叶的体积为 cm3。
(3)根据(1)和(2)的测量数据,求出银叶的密度为 g/cm3。由此判断该银叶是 (选填“空心”或“实心”),一银饰帽由100片银叶组成,则需要体积为 cm3的银制成;
(4)小红认为,用弹簧测力计同样可以测得金属块的密度,她的实验设计步骤如图3ABC所示:该金属块的密度表达式为 (选用F1、F2、F3、ρ水进行表达)。
江西上饶2025-2026学年九年级上开学摸底考试物理考试练习卷
一、填空题(本大题共8小题,每空1分,共16分)
1.小雅将两个完全相同的橡胶吸盘对接后用力挤压,排出里边的空气,用力很难将它们拉开,说明吸盘外部大气压强 大于 (选填“大于”或“小于”)吸盘内部气压,小雅想要将两吸盘分开,请你为小雅提供一条可行的建议: 在吸盘上戳一个小孔(答案合理即可) 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:将两个完全相同的橡胶吸盘对接后用力挤压,排出里边的空气,用力很难将它们拉开,说明吸盘内部气体压强小于外部大气压强,在内外压力差的作用下,很难拉开。
要想将两吸盘分开,可以通过增大吸盘内部气压,比如在吸盘上戳一个小孔,这样外部空气进入到内部,内部气压变大,内外压强差变小,进而能在一定外加拉力的作用下将两吸盘分开。
故答案为:大于;在吸盘上戳一个小孔(答案合理即可)。
2.如图所示,在匀速向左运动的小车上通过细线固定一个氢气球,当小车突然向左加速时,相对于小车而言,氢气球将会 向右运动 (选填“向左运动”“向右运动”或者“静止不动”),你的理由是: 氢气球具有惯性,会保持原来的运动状态 。
【答案】向右运动;氢气球具有惯性,会保持原来的运动状态。
【解答】解:由图可知,当小车突然向左加速时,由于氢气球具有惯性,会保持原来的运动状态,所以相对于小车而言,氢气球将会向右运动。
故答案为:向右运动;氢气球具有惯性,会保持原来的运动状态。
3.三峡水电站混凝土拦河大坝建成上窄下宽的好处是 可以承受更大的液体压强 。轮船需经过五级船闸才能完成“跳大坝”通过三峡大坝的壮举,船闸利用了 连通器 原理。
【答案】可以承受更大的液体压强;连通器。
【解答】解:(1)由于在液体密度一定时,液体压强与深度成正比,所以,大坝通常做成“上窄下宽”的形状,可以承受更大的液体压强;
(2)船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,所以船闸是利用连通器原理工作的。
故答案为:可以承受更大的液体压强;连通器。
4.如图甲所示,取一个瓶口内径略小于乒乓球(G=0.027N)直径的矿泉水瓶,去掉其底部,拧下瓶盖,把一乒乓球由底部放入瓶内,然后由瓶底向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,但乒乓球不会上浮,此时乒乓球受到的合力为 0 N。如图乙所示,若用手指堵住瓶口,观察到乒乓球会上浮,此时乒乓球上下表面的受到液体压力的合力方向是 竖直向上 的。
【答案】0;竖直向上。
【解答】解:由瓶底向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,但乒乓球不会上浮,此时乒乓球静止,受力平衡,受到的合力为0N。如图乙所示,若用手指堵住瓶口,观察到乒乓球会上浮,此时乒乓球上下表面的受到液体压力的合力就是浮力,根据浮力的方向是竖直向上的。
故答案为:0;竖直向上。
5.如图甲,用托里拆利实验测量大气压强,此时大气压强的值等于 750 mm高水银柱产生的压强。若大气压不变,在玻璃管内只装入730mm的水银,并在下端垫一张纸片,如图乙,此时悬空玻璃管里的水银会不会从纸片处流出? 不会 (“会”或“不会”)。
【答案】750;不会。
【解答】解:(1)读图可知,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的竖直高度为750mm,因此,当时的大气压强等于750mm高水银柱产生的压强;
(2)不会,根据(1)的实验结果,大气能托起750mm水银柱,现在才730mm,管内水银柱产生的压强小于外界大气压,所以没有水银流出。
故答案为:750;不会。
6.将一未装满水的密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,则倒立时水对瓶盖的压强是 1.2×103 Pa;正立时矿泉水瓶对桌面的压力为F1,倒立时矿泉水瓶对桌面的压力为F2,则F1 = F2(选填“>”、“=”或“<”)(g=10N/kg)。
【答案】1.2×103;=
【解答】解:由图可知,倒立时水的深度为12cm,则倒立时水对瓶盖的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×12×10﹣2m=1.2×103Pa;
瓶子对水平桌面的压力大小等于瓶子和水的总重力,由于整个过程中瓶子和水的总重力不变,因此两次桌面受到的压力也不变,即F1=F2。
故答案为:1.2×103;=。
7.如图所示,某电动叉车将1500kg的石材匀速竖直抬升了3m,所用时间为30s,叉车对石材竖直向上的力为 1.5×104 N,对石材做功为 4.5×104J 。(g取10N/kg)
【答案】1.5×104;4.5×104J。
【解答】解:因石材匀速竖直提升时处于平衡状态,受到的竖直向上的力和重力是一对平衡力,
所以,叉车对石材竖直向上的力:
F=G=mg=1500kg×10N/kg=1.5×104N,
叉车对石材做的功:
W=Fh=1.5×104N×3m=4.5×104J。
故答案为:1.5×104;4.5×104J。
8.如图所示,一轻质杠杆水平支在支架上,OA:OC=2:1,G1是边长为5cm的正方体,G2重20N,则绳子对G1的拉力为 10 N,此时G1对地面的压强为1×104Pa,若改变G2的质量后G1对地面的压力为0,则G2质量应为 7 kg.
【答案】10;7。
【解答】解:(1)由图知,O为支点,G2在C点,设绳子对A端的拉力为FA,已知OA:OC=2:1,则OA=2OC,
由杠杆平衡条件得:FA×OA=G2×OC,
即:FA×2OC=20N×OC,
解得:FA=10N;
(2)物体与地面的接触面积:
S=5cm×5cm=25cm2=0.0025m2;
由p=FS得,物体G1对地面的压力:
F=pS=1×104Pa×0.0025m2=25N,
地面对物体的支持力:
F′=F=25N;
G1受竖直向下的重力G1、地面向上的支持力F′、绳子向上的拉力FA,
物体G1静止,处于平衡状态,由力的平衡条件得:G1=FA+F′=10N+25N=35N;
若改变G2的质量后G1对地面的压力为0,则地面对G1的支持力为0,
则35N×2OC=G2′×OC,解得G2′=70N。
则G2质量应为m2′=G2′g=70N10N/ kg=7kg。
故答案为:10;7。
二、选择题(本大题共6小题,共14分)第9~12小题,每小题只有一个选项是最符合题目要求的,每小题2分;第13、14小题为多项选择,每小题至少有两个选项是符合题目要求的,每小题2分,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分。请将选项代码填涂在答题卡相应位置。
9.下列四个实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A.滚珠轴承B.鞋底刻有花纹
C.行驶的磁悬浮列车D.自行车链条上润滑油
【答案】B
【解答】解:A、滚珠轴承,是用滚动代替滑动,可减小摩擦,故A不合题意;
B、鞋底上凹凸不平的花纹,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,可增大摩擦,故B符合题意;
C、行驶的磁悬浮列车不接触导轨,是通过使接触面脱离来减小摩擦,故C不合题意;
D、给自行车的链条上润滑油,可在接触面形成一层油膜,使接触面分离,可减小摩擦,故D不合题意。
故选:B。
10.立定跳远是某地初中毕业体育考试项目之一,小明在立定跳远考试中蓄力、起跳、落地的几个阶段如图所示(不考虑空气阻力)。下列说法正确的是( )
A.蹬地起跳时小强对地面没有摩擦力
B.小强在最高点受力平衡
C.小强能在空中继续运动是受到惯性的作用
D.小强从最高点到落地的过程中,重力势能转化为动能
【答案】D
【解答】解:A.蹬地起跳时,小强具有向后的运动趋势会受到向前的摩擦力,由于力的作用是相互的,因此地面会受到小强施加的摩擦力,故A错误;
B.不考虑空气阻力,小强在最高点只受重力的作用,因此不是平衡力,故B错误;
C.惯性是物体的属性,不是力,不能说“受到惯性的作用”,故C错误;
D.小强从最高点到落地的过程中,质量不变,高度降低,重力势能减小,速度增加,动能增加,由重力势能转化为动能,故D正确。
故选:D。
11.如图所示,在某方舱医院的建设中,工人站在水平地面上,向下拉动绳子自由端,将重900N的物体在10s内匀速提升2m。已知工人重600N,不计绳重和摩擦,绳子足够结实,该过程滑轮组的机械效率为90%。关于工人利用该滑轮组提升重物,下列说法正确的是( )
A.动滑轮受到的重力为50N
B.绳子自由端的拉力为450N
C.自由端拉力的功率为100W
D.重物的重力不能超过1100N
【答案】D
【解答】解:B、所做的有用功:W有=Gh=900N×2m=1800J,
由η=W有W总×100%可知,拉力做的总功:W总=W有η=1800J90%=2000J,
由图可知n=2,则绳子自由端移动的距离:s=nh=2×2m=4m,
由W总=Fs可知,绳子自由端的拉力:F=W总s=2000J4m=500N,故B错误;
A、不计绳重和摩擦时,绳端的拉力F=1n(G+G动),
则动滑轮的重力:G动=nF﹣G=2×500N﹣900N=100N,故A错误;
C、拉力做功的功率:P=W总t=2000J10s=200W,故C错误;
D、工人通过滑轮组向下拉绳子时的最大拉力:F最大=G人=600N,
根据F=1n(G+G动)可知,能提升重物的最大重力:G最大=nF最大﹣G动=2×600N﹣100N=1100N,故D正确。
故选:D。
12.为拔除外来入侵物种“一枝黄花”,小明自制轻质拔草器,如图甲所示。用该装置拔除同一植株,若l1>l2>l3=l4,下列操作中最省力的是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【解答】解:用该装置拔除同一植株,则阻力为F阻相同,根据杠杆的平衡条件分别得出A、B、C中动力的大小为:
F阻l1=FAL,F阻l2=FBL,F阻l3=FCL,
因l1>l2>l3,则FA>FB>FC,
D选项中因动力的方向是竖直,则力臂小于L,即:L′<L,
则根据杠杆的平衡条件可得:F阻l3=FDL′,
因l3=l4,则:FD>FC,
所以,操作中最省力的是C。
故选:C。
(多选)13.如图所示是小学生在踢足球时的情景,下列说法不正确的是( )
A.球被脚踢出去时,只有球受到力的作用
B.踢出去的足球能继续滚动,是因为足球具有惯性
C.滚动的足球最终会停下来,说明运动需要力来维持
D.足球在空中时所受重力和空气阻力是一对平衡力
【答案】ACD
【解答】解:A、由于力的作用是相互的,球被脚踢出去的同时,脚受到球的反作用力,故A错误;
B、足球被踢出后仍能继续运动,是因为足球具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故B正确;
C、地上滚动的足球停下来是因为受到了摩擦力的缘故,说明力改变了物体的运动状态,故C错误;
D、足球在空中时所受重力和空气阻力,这两个力的方向不在同一直线上,不是一对平衡力,故D错误。
故选:ACD。
(多选)14.如图所示,甲、乙两容器的质量、底面积均相等,内装两种不同液体,两容器底部受到的液体压强相等,液体质量分别为m甲和m乙,且m甲>m乙,下列说法不正确的是( )
A.两容器底部受到的液体压力关系为F甲=F乙
B.甲、乙液体的密度关系为ρ甲>ρ乙
C.两容器对水平桌面的压强关系为p甲>p乙
D.两容器对水平桌面的压力关系为F′甲=F′乙
【答案】BD
【解答】解:AB、两容器的底面积均为S,即相等,根据F=pS可知,两容器底部受到的液体压力关系为F甲=F乙,故A正确;
两容器底部受到的液体压强均为p,即相等,由图可知甲液体的深度大于乙液体的深度,根据p=ρ液gh可知,两液体的密度关系为ρ甲<ρ乙,故B错误;
CD、甲、乙两容器的质量均为m0,液体质量分别为m甲和m乙,且m乙<m甲,由F=G=mg可知,甲容器对水平桌面的压力大于乙容器对水平桌面的压力,两容器的底面积相等,根据p=FS可知,两容器对水平桌面的压强关系为p甲>p乙,故C正确、D错误。
故选:BD。
三、计算题(本大题共3小题,第15、16小题各7分,第17小题8分,共22分)
15.(7分)“共建卫生城市,构建美好家园”,如图所示是“雾炮车”喷洒水雾以减少扬尘的情景。该车总质量为6t,车轮与地面的总接触面积为0.6m2,在4×103N的牵引力作用下,匀速通过200m的平直道路用时20s。求:
(1)此过程中该车对地面的压强。
(2)此过程中该车牵引力的功率。
【答案】(1)此过程中该车对地面的压强为1×105Pa;
(2)此过程中该车牵引力的功率为4×104W。
【解答】解:(1)车的总重力为:
G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N,
此过程中该车对地面的压强为:
p=FS=GS=6×104N0.6m2=1×105Pa;
(2)此过程中该车牵引力所做的功为:
W=F牵s=4×103N×200m=8×105J,
则牵引力的功率为:
P=Wt=8×105J20s=4×104W。
答:(1)此过程中该车对地面的压强为1×105Pa;
(2)此过程中该车牵引力的功率为4×104W。
16.(7分)如图所示,在斜面上将一个重4.5N的物体从底部匀速拉到顶部,沿斜面向上的力为1.8N,斜面长1.5m,高0.3m。求:
(1)拉力做的有用功;
(2)斜面的机械效率;
(3)物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小。
【答案】(1)拉力做的有用功为1.35J;
(2)斜面的机械效率为50%;
(3)物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小为0.9N。
【解答】解:(1)克服物体重力所做的有用功:
W有用=Gh=4.5N×0.3m=1.35J;
(2)拉力所做的总功:
W总=Fs=1.8N×1.5m=2.7J,
斜面的机械效率:
η=W有用W总×100%=×100%=50%;
(3)克服物体受斜面摩擦力做的额外功:
W额=W总﹣W有用=2.7J﹣1.35J=1.35J,
由W额=fs得,物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小:
f=W额s=。
答:(1)拉力做的有用功为1.35J;
(2)斜面的机械效率为50%;
(3)物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小为0.9N。
17.(8分)如图是小明在实验室模拟研究浮箱种植的情境。他将重力为10N、底面积为200cm2的薄壁柱形容器置于水平桌面上,A是边长为10cm密度均匀的正方体浮箱模型,通过一根长为5cm的细线连接着底面积为25cm2的柱形物体B,先将A、B两物体叠放在容器中央,物体B未与容器底紧密接触,然后缓慢向容器中注水,注水过程中正方体A一直保持竖直状态。当水的深度为12cm时,绳子处于自由状态,如图甲所示,此时物体B对容器底的压力为1.7N;继续向容器中注水,整个注水过程中正方体A所受浮力F与水的深度h的关系图像如图乙所示,水未溢出。(细线不可伸长,且质量、体积不计)求:
(1)图甲所示水对容器底的压强;
(2)物体B的密度;
(3)当注水深度为16cm时,容器对水平桌面的压强。
【答案】(1)图甲所示水对容器底的压强为1200Pa;
(2)物体B的密度为2.7×103kg/m3;
(3)当注水深度为16cm时,容器对水平桌面的压强为2135Pa。
【解答】解:(1)图甲所示水对容器底的压强为:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa;
(2)由图乙可知,容器内水深度为4cm时,图象出现拐点,且此时A受到的浮力为0,说明此时水恰好接触A的下表面,即B的高度为:hB=4cm,
所以B的体积为:VB=SBhB=25cm2×4cm=100cm3,
水的深度为12cm时,绳子处于自由状态,此时B受重力、支持力和浮力作用,
此时B受到的浮力为:F浮B=ρ水gV排B=ρ水gVB=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10﹣6m3=1N,
此时容器底对物体B的支持力为:F支B=F压B=1.7N,
所以GB=F浮B+F支B=1N+1.7N=2.7N,
由G=mg=ρVg可得,物体B的密度为:
ρB=GBVBg=2.7N100×10−6m3×10N/kg=2.7×103kg/m3;
(3)由图乙可知,当容器内水深度为h1时,图象出现拐点,且随后注水一段时间内A受到的浮力保持不变,说明这段时间内A处于漂浮状态,
则GA=F=6N,
当容器内水深度大于h2时,正方体A所受浮力又保持F1不变,有2种可能,一是A、B整体浸没在水中,二是A、B整体处于漂浮,
正方体A的体积VA=(10cm)3=1000cm3,
若整体浸没在水中,则整体受到的总浮力:
F浮总=ρ水gV排总=ρ水g(VA+VB)=1.0×103kg/m3×10N/kg×(1000+100)×10﹣6m3=11N,
而整体受到的总重力G总=GA+GB=6N+2.7N=8.7N,
比较可知F浮总>G总,所以整体不可能浸没在水中,则整体最终会处于漂浮状态,
所以,当容器内水深度等于h2时,整体恰好处于漂浮状态(B即将离开容器底),此时A受重力、拉力和浮力作用,B受重力、拉力和浮力作用,
则绳对B的拉力为:T=GB﹣F浮B=2.7N﹣1N=1.7N,
则绳对A的拉力为:T'=F=1.7N,
所以A受到的浮力为:F浮A=GA+T'=6N+1.7N=7.7N,
由F浮=ρ水gV排可知,A排开水的体积为:
V排A=F浮Aρ水g=7.7N1.0×103kg/m3×10N/kg=7.7×10﹣4m3,
此时A浸入水中的深度为:hA=V排ASA=7.7×10−4m3(0.1m)2=0.077m=7.7cm,
则此时容器内水的深度为:h2=4cm+5cm+7.7cm=16.7cm,
所以当注水深度为16cm时,A、B整体仍处于沉底状态,
此时A浸入水中的深度为hA=16cm﹣4cm﹣5cm=7cm,
则此时容器内水的体积为:V水=S容h水﹣VB﹣VA浸=200cm2×16cm﹣100cm3﹣10cm×10cm×7cm=2400cm3=2.4×10﹣3m3,
则此时容器内水的重力为:G水=m水g=ρ水V水g=1.0×103kg/m3×2.4×10﹣3m3×10N/kg=24N,
所以容器对水平桌面的压力为:F压=GA+GB+G水+G容=6N+2.7N+24N+10N=42.7N,
容器对水平桌面的压强为:p′=F压S=42.7N200×10−4m2=2135Pa。
答:(1)图甲所示水对容器底的压强为1200Pa;
(2)物体B的密度为2.7×103kg/m3;
(3)当注水深度为16cm时,容器对水平桌面的压强为2135Pa。
四、实验与探究题(本大题共4小题,每小题7分,共28分)
18.(7分)为了探究滑动摩擦力大小与什么因素有关,小夏设计了如图1所示实验(实验所用棉布比木板表面粗糙)。
(1)实验过程中,弹簧测力计应沿水平方向拉着物块做 匀速直线 运动,此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)在这四次实验中,滑动摩擦力最小的是 丁 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
(3)比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 压力大小 是否有关;比较乙、丙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 接触面粗糙程度 是否有关。
(4)比较甲、丁两次实验,发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数,小夏由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 没有控制压力大小相等 。
(5)小夏对实验装置进行改进后,如图2所示,当他再进行实验时,发现效果更好。请你写出改进后的优点: 不必控制木板做匀速直线运动,便于操作(或测力计的示数稳定,便于读数) (写出一条即可)。
【答案】(1)匀速直线;(2)丁;(3)压力大小;接触面粗糙程度;(4)错误;没有控制压力大小相等;(5)不必控制木板做匀速直线运动,便于操作(或测力计的示数稳定,便于读数)。
【解答】解:
(1)弹簧测力计显示拉力大小,弹簧测力计水平拉动木块进行匀速直线运动时,水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用,这两个力是平衡力,根据二力平衡条件,滑动摩擦力大小等于拉力大小。
(2)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关。
由题意可知,甲、乙、丁的接触面较光滑,并且丁的压力最小,故丁实验中木块受到的滑动摩擦力最小。
(3)甲、乙两次实验,接触面粗糙程度相同,压力不同,故甲、乙实验是为了探究滑动摩擦力大小与压力大小是否有关;
乙、丙两次实验,压力相同,接触面粗糙程度不同,故乙、丙为了探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度是否有关。
(4)甲、丁两次实验,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,接触面积不同,即没有控制压力大小相等,无法探究滑动摩擦力跟接触面积的关系,故得到的结论是错误的。
(5)实验改进后,物体A相对于地面是静止的,物体A受到测力计的拉力和木板对物体A的滑动摩擦力是一对平衡力,其大小始终相等,与木板运动的速度无关,所以实验时不必控制木板做匀速直线运动,便于操作,且实验时测力计的示数稳定,便于读数。
故答案为:(1)匀速直线;(2)丁;(3)压力大小;接触面粗糙程度;(4)错误;没有控制压力大小相等;(5)不必控制木板做匀速直线运动,便于操作(或测力计的示数稳定,便于读数)。
19.(7分)如图所示,在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,实验小组将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验,h1=h3>h2,mA=mB<mC。
(1)小钢球在滚下斜面的过程中, 重力势 能转化为动能。小钢球的动能大小是通过 距离s (选填“高度h”或“距离s”)的大小来反映的,这种方法在物理学中叫做 转换 法。本实验用到另一种物理探究方法是 控制变量 法。
(2)在同样的水平面上,木块被撞得越远,小钢球对木块做的功就越 多 ,小钢球的动能就越 大 。
(3)分析比较甲、乙两图可得结论:物体质量相同时,速度越大,动能越 大 。
(4)比较 甲、丙 两图,可探究动能与质量的关系,此探究过程中两球刚到达水平面时的速度 相等 (选填“相等”或“不相等”),结论是 物体速度相同时,质量越大,动能越大 。
(5)若水平面绝对光滑,木块受到小钢球撞击后将 做匀速直线运动 , 不能 (选填“能”或“不能”)达到实验探究的目的。
(6)小丽根据乙、丙两图也得出了“物体的动能大小与质量有关”的结论,她的结论是否可靠? 否 (选填“是”或“否”),理由是 没有控制钢球到达平面时的速度相同 。
(7)小欣联想到“探究阻力对物体运动的影响”时,也用到了斜面,让小车从斜面顶端同一高度由静止滑下,比较小车在不同表面滑行的距离,则小车在三个表面克服摩擦力做功 相等 (选填“相等”或“不相等”)。
(8)实验过程中,小明发现木块移动的距离较短,不易进行观察和比较,对此请你写出一条改进措施: 用更光滑的水平面代替原来的水平面 。小华发现钢球从斜面滚下时,运动的方向难控制,有时撞不到木块,有时撞歪了,请你为小华提供一种改进方案: 将斜面换成斜槽 。
(9)①请你根据得出的实验结论解释为什么相同路段不同车型的限速不同(如图丁所示): 不同的车质量不同,若控制速度相同,质量大的车动能更大,不易刹车,造成的危害更大 。
②请你从物理学的角度谈谈安全行车需要注意的问题: 不超载行驶,不超速行驶 。
(10)为方便实验,另一组的同学用如图戊所示装置探究物体的动能与速度的关系。将同一小球从不同高度释放,发现小球释放点越高木块滑得更远,则可以得到的结论是 质量相同时,物体速度越大,动能越大 。
【答案】(1)重力势;距离s;转换;控制变量;(2)多;大;(3)大;(4)甲、丙;相等;物体速度相同时,质量越大,动能越大;(5)做匀速直线运动;不能;(6)否;没有控制钢球到达平面时的速度相同;(7)相等;(8)用更光滑的水平面代替原来的水平面;将斜面换成斜槽;(9)①不同的车质量不同,若控制速度相同,质量大的车动能更大,不易刹车,造成的危害更大;②不超载行驶,不超速行驶;(10)质量相同时,物体速度越大,动能越大。
【解答】解:(1)小钢球从斜面滚下过程中,质量不变,高度减小,故重力势能减小,同时速度变大,动能增加,所以是将重力势能转化为动能的过程;其动能大小是通过小木块移动的距离s大小来反映的,采用了转换法;影响物体动能大小的因素有质量和速度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,因此实验用到另一种物理探究方法是控制变量法;
(2)在同样的水平面上,木块被撞得越远,说明小钢球对木块做功越多,同时也说明了小钢球的动能越大;
(3)由甲、乙两图可知,小钢球质量相同,下滑的高度不同,到达水平面时的速度不同,高度越高,到达水平面时的速度越大,推动木块移动的距离越远,故可得出结论:物体质量相同时,速度越大,动能越大;
(4)要探究动能与质量的关系,应控制钢球的速度相同,即让钢球从斜面相同高度下滑,质量不同,由图可知,甲、丙两图满足实验要求;由甲、丙两图可知,质量不同的钢球从斜面相同高度滑下,质量越大,推动木块移动的距离越远,故可得出结论:物体速度相同时,质量越大,动能越大;
(5)若水平面绝对光滑,根据牛顿第一定律可知,木块受到小钢球撞击后将做匀速直线运动,因无法比较木块移动的距离,因此不能达到实验探究的目的;
(6)由乙、丙两图可知,钢球的质量不同,下滑的高度不同,到达水平面时的速度不同,推动木块移动的距离不同,根据控制变量法可知,不能得出“物体的动能大小与质量有关”的结论,因为没有控制钢球到达平面时的速度相同;
(7)让小车从斜面顶端由静止滑下,根据重力势能大小影响因素可知,小车的重力势能相同,下滑到水平面时的动能也相同,在不同的材料表面上运动时,最终停下来后,动能全部转为内能,克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能,所以,在三个表面克服摩擦力做功相等;
(8)木块移动的距离较短而不易进行观察和比较,可能是水平面的粗糙程度较大,可以更换粗糙程度较小的水平面进行实验;也可能是木块的重力太大,导致摩擦力过大,可以更换较轻的木块进行实验;
小球撞击木块后,小球偏离了原来的轨道,说明小球在撞击木块时偏离了原来的运动方向,要让小球不偏离原来的轨道,可以让小球在凹形槽中运动;
(9)①在速度相同时,质量越大,动能越大;不同的车质量不同,若控制速度相同,质量大的车动能更大,不易刹车,造成的危害更大;
②在质量一定时,物体的速度越大,动能越大,发生事故时造成的危害性越大;在速度一定时,物体的质量越大,动能越大,发生事故时造成的危害性越大,故作为一名汽车驾驶员,在行车时应尽量避免发生交通事故,减小发生事故时造成的危害,做到遵守交通规则,不超载行驶,不超速行驶;
(10)将同一小球从不同的高度释放,是控制质量相同,高度不同,小球撞击木块时的速度不同,小球高度越高,撞击木块时的速度越大,木块滑出更远,故可以得出结论:质量相同时,物体速度越大,动能越大。
故答案为:(1)重力势;距离s;转换;控制变量;(2)多;大;(3)大;(4)甲、丙;相等;物体速度相同时,质量越大,动能越大;(5)做匀速直线运动;不能;(6)否;没有控制钢球到达平面时的速度相同;(7)相等;(8)用更光滑的水平面代替原来的水平面;将斜面换成斜槽;(9)①不同的车质量不同,若控制速度相同,质量大的车动能更大,不易刹车,造成的危害更大;②不超载行驶,不超速行驶;(10)质量相同时,物体速度越大,动能越大。
20.(7分)用细线拴住一端粗、一端细的实心胡萝卜并悬挂起来,胡萝卜在水平位置平衡。如图1所示;小芳在拴线处沿竖直方向将胡萝卜切成A、B两段后发现A更重,为什么左右两端胡萝卜重力不同但还能平衡?小芳同学选用杠杆、支架、细线、质量相同的钩码若干进行实验探究:
(1)实验前,小芳将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时杠杆左端下沉,这时应将平衡螺母向 右 端调节,直到杠杆在 水平 位置平衡。
(2)再将不同个数的钩码分别挂在杠杆两侧,杠杆在水平位置平衡的三次实验情景如图甲、乙、丙所示。根据图甲、乙、丙的实验情景,小芳得出结论:只要满足“阻力×阻力臂=动力×动力臂”,杠杆就能平衡。另一同学指出,要探究得出杠杆平衡时普遍适用的规律,应该用图丁所示装置进行以下操作: 将弹簧测力计斜向下拉 。
(3)经过以上探究,小芳终于发现了影响杠杆平衡的原因除了力,还有 力臂 。因此,左右两端胡萝卜重力不同但仍能平衡。
【答案】(1)右;水平;(2)将弹簧测力计斜向下拉;(3)力臂。
【解答】解:(1)杠杆静止时,杠杆左端下沉,说明右端偏高,平衡螺母需向右调节,直到水平平衡;
(2)为得出普遍正确的结论,应改变力的方向使力臂不等于支点到力作用点的距离,多做几次实验,得出实验结论,故正确的实验操作应该是:将弹簧测力计斜向下拉;
(3)由杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂知,影响杠杆平衡的原因除了动力、阻力,还有动力臂和阻力臂。
故答案为:(1)右;水平;(2)将弹簧测力计斜向下拉;(3)力臂。
21.(7分)漂亮的苗族银饰把姑娘们打扮得美丽动人,小丽和小红很想知道银饰物是空心还是实心的,于是取下银饰物中的一片银叶,准备测量它的密度(银的密度为10.5g/cm3)。
(1)如图2甲所示小丽把天平放在水平桌面上,调节平衡螺母,使天平平衡。小红认为此操作有误,原因是 游码未归零便调节平衡螺母 。她们用重新调节好的天平测银叶的质量,天平平衡时所用砝码和游码的位置如图2乙所示,则银叶的质量是 37.8 g;
(2)测量银叶的体积时,她们发现银叶太大,无法放进量筒,于是借来一大一小的烧杯,准备测量银叶的体积,为使测量结果更准确,下列实验步骤的合理顺序是 ④①②③ (填序号);
①把木块和大烧杯按如图2丙所示组装,向大烧杯中注水直至有水溢出为止,待水不再流出,将小烧杯放在大烧杯的出水口下方;
②用细线系住银叶轻轻放入水中,如图2丁所示,待水不流动时移开小烧杯;
③用天平称出小烧杯和水的总质量为59g;
④测出空的小烧杯的质量为50g;
⑤根据测量数据,求出银叶的体积为 9 cm3。
(3)根据(1)和(2)的测量数据,求出银叶的密度为 4.2 g/cm3。由此判断该银叶是 空心 (选填“空心”或“实心”),一银饰帽由100片银叶组成,则需要体积为 360 cm3的银制成;
(4)小红认为,用弹簧测力计同样可以测得金属块的密度,她的实验设计步骤如图3ABC所示:该金属块的密度表达式为 F1F1−F3×ρ水 (选用F1、F2、F3、ρ水进行表达)。
【答案】(1)游码未置于零刻度处;37.8;(2)④①②③;9;(3)4.2;空心;360;(4)F1F1−F3×ρ水。
【解答】解:(1)调节天平平衡时应先将游码置于零刻度位置,再调节平衡螺母,由甲图可知此时天平游码未置于零刻度位置而调节了平衡螺母。
天平测量所物体的质量等于砝码的总质量与游码示数之和,此时游码示数为2.8g,可知银叶的质量为:m叶=20g+10g+5g+2.8g=37.8g;
(2)利用排水法测量物体的体积时,应称量溢出的水的质量,需先测量空的小烧杯的质量,再测量小烧杯和溢出的水的总质量,合理的实验步骤应该是④①②③。
排水法测量物体的体积时溢出的水的体积等于物体的体积,可知溢出的水的质量为:m水=59g﹣50g=9g,
水的密度为ρ水=1g/cm3,由ρ=可知溢出的水的体积即银叶的体积:V叶=V溢=m水ρ水=9g1g/cm3=9cm3。
(3)银叶的密度大小为:ρ叶=m叶V叶=37.8g9cm3=4.2g/cm3,
银的密度为10.5g/cm3,可知银叶的密度小于银的密度,则该银叶是空心的。
一片银叶的质量为37.8g,银饰帽由100片银叶组成,可知银饰帽的总质量为:m=100m叶=37.8g×100=3780g
银的密度为ρ银=10.5g/cm3,可知需要银的体积为:V银=mρ银=3780g10.5g/cm3=360cm3,即所需体积为360cm3的银。
(4)由图示知,金属块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为F3,此时金属块受到的浮力F浮=F1﹣F3,
金属块的体积等于排开水的体积,为:V金属=V排=F浮ρ水g=F1−F3ρ水g,
金属块的质量:m金属=G金属g=F1g,
金属块的密度:ρ金属=m金属V金属=F1gF1−F3ρ水g=F1F1−F3×ρ水。
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