
1. 下列四幅圖是小明在探究“影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”時(shí)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案。以下說法正確的是( )
A. 通過甲、乙對(duì)比,可探究壓力大小對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響
B. 通過甲、丁對(duì)比,可探究接觸面積的大小對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響
C. 通過乙、丙對(duì)比,可探究壓力大小對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響
D. 通過乙、丁對(duì)比,可探究接觸面的粗糙程度對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響
【答案】A
【解析】探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)采用控制變量法。
A.甲、乙兩圖中,接觸面的粗糙程度相同,壓力大小不同,變量唯一,所以可以探究壓力大小對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響,故A正確;
B. 甲、丁兩圖中,壓力大小相同,接觸面的粗糙程度不同,接觸面積大小不同,存在兩個(gè)變量,所以無法探究接觸面積的大小對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響,故B錯(cuò)誤;
C. 乙、丙兩圖中,壓力大小不同,接觸面的粗糙程度不同,存在兩個(gè)變量,所以不能探究壓力大小對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響,故C錯(cuò)誤;
D. 乙、丁兩圖中,壓力大小不同,接觸面的粗糙程度不同,接觸面積大小不同,存在三個(gè)變量,所以不能可探究接觸面的粗糙程度對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響,故D錯(cuò)誤。
2. 在物理實(shí)驗(yàn)操作考試中,小馬同學(xué)用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛一個(gè)圓柱體物塊,使物塊下表面與水面剛好接觸,如圖甲所示;然后勻速放下物塊,此過程中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F與物塊下表面浸入水中的深度h的關(guān)系如圖乙所示,彈簧測(cè)力計(jì)始終在水面上方,水未溢出,g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3.下列說法中正確的是( )
A. 物塊受到的重力是10NB. 物塊完全浸沒在水中受到的浮力是0.64N
C. 物塊的密度為6g/cm3
D. 物塊剛好浸沒時(shí),物塊下表面受到水的壓強(qiáng)是1.25×103Pa
【答案】C
【解析】A.由圖可知當(dāng)物體沒有浸入液體中,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為12N,說明物體重力為12N,故A錯(cuò)誤;
B.物體完全浸沒在水中后,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為10N,則物體受到浮力
故B錯(cuò)誤;
C.由B知物體在水中受到浮力為2N,可得物體的體積
物體的密度
故C正確;
D.由乙圖可知,物體剛好完全浸沒時(shí)h=4cm,則物體下表面受到壓強(qiáng)
故D錯(cuò)誤。故選C。
3. 如圖所示,放在水平桌面上的溢水杯盛滿水,彈簧測(cè)力計(jì)掛一個(gè)實(shí)心鐵塊其示數(shù)為。將鐵塊緩慢浸沒入水中(未接觸溢水杯),若溢出的水全部流入小燒杯,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為,下列判斷正確的是( )
A. 鐵塊受到的浮力B. 小燒杯中的水重
C. 兩次實(shí)驗(yàn)中,水對(duì)溢水杯底的壓強(qiáng)D. 兩次實(shí)驗(yàn)中,溢水杯對(duì)桌面的壓力【答案】B
【解析】A.F1為鐵塊浸沒水中前的拉力(等于鐵塊的重力),F(xiàn)2為鐵塊浸沒水中后的拉力,由稱重法測(cè)浮力知道,鐵塊受到的浮力
F浮=F1-F2
故A錯(cuò)誤;
B.由阿基米德原理知道,鐵塊所受浮力等于排開水的重力,所以小燒杯中水的重力(排開水的重力)
G=F浮=F1-F2
故B正確;
C.甲乙液面相平,且液體均為水,由p=ρgh知道,水對(duì)溢水杯底部的壓強(qiáng)相等,故C錯(cuò)誤;
D.鐵塊浸沒在水中后,水面高度不變,水對(duì)杯底的壓強(qiáng)不變,由F=pS知道,水對(duì)杯底的壓力不變,溢水杯的重力不變;因溢水杯對(duì)桌面的壓力等于水對(duì)溢水杯底的壓力與溢水杯的重力之和,所以溢水杯對(duì)桌面的壓力不變,即F甲=F乙
故D錯(cuò)誤。故選B。
4. 一個(gè)邊長(zhǎng)為10cm的實(shí)心正方體(不吸水)重15N,將其懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)上并完全浸沒在水中靜止時(shí),燒杯內(nèi)水的深度為25cm,如圖所示。燒杯內(nèi)的水對(duì)杯底的壓強(qiáng)為_____Pa,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為_____N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】 2500 5
【解析】由題意可知,燒杯內(nèi)水的深度h=25cm=0.25m
所以燒杯內(nèi)水對(duì)杯底的壓強(qiáng)為
因?yàn)檎襟w的邊長(zhǎng)為10cm,所以該正方體的體積為
V=(10cm)3=1000cm3=1.0×10-3m3
因?yàn)檎襟w浸沒在水中,所以正方體排開水的體積為
V排=V=1.0×10-3m3
所以正方體浸沒在水中時(shí),受到的浮力為
由稱重法可知,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為
F=G-F浮=15N-10N=5N
5. 在一次實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中,小林用如圖所示滑輪組將重為2.7N的物體勻速提升了20cm用時(shí)2s,繩子自由端彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖所示,則小林做的有用功為_______J,滑輪組的機(jī)械效率為_________%。
【答案】 0.54 75
【解析】由題意可知,物體的重力為G=2.7N,物體上升的高度為
h=20cm=0.2m
故由W=Fs可得,小林做的有用功為
W有=Gh=2.7N×0.2m=0.54J
由圖中可知,繩子自由端的拉力為F=1.2N,動(dòng)滑輪上有三股繩子承重,故可得滑輪組的機(jī)械效率為
6. 如圖甲所示,在試管內(nèi)裝些水,用橡膠塞塞住管口,給水加熱。這是通過______的方式改變水的內(nèi)能。加熱一段時(shí)間后,橡膠塞在水蒸氣壓力的作用下沖出去。其能量轉(zhuǎn)化情況與四沖程熱機(jī)_______沖程相同。如圖乙所示,在測(cè)量滑動(dòng)摩擦力大小的實(shí)驗(yàn)中,用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊水平向右做_______運(yùn)動(dòng),木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小等于拉力大小。這里通過測(cè)量拉力大小來間接測(cè)出摩擦力大小,運(yùn)用了______(選填“轉(zhuǎn)換法”或“放大法”)。
【答案】 熱傳遞 做功 勻速直線 轉(zhuǎn)換法
【解析】改變物體內(nèi)能的方式有熱傳遞和做功,給水加熱,這是通過熱傳遞的方式改變水的內(nèi)能。
高溫的水蒸氣把橡膠塞推了出去,這是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為了機(jī)械能,熱機(jī)的四個(gè)沖程中只有做功沖程實(shí)現(xiàn)了把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體處于平衡狀態(tài),要受到平衡力的作用,此時(shí)水平方向上的拉力等于摩擦力。實(shí)驗(yàn)中不能直接測(cè)出摩擦力的大小,只能通過二力平衡的原理,把摩擦力的大小轉(zhuǎn)換為拉力的大小進(jìn)行測(cè)量。
7.小宇同學(xué)要測(cè)量木塊的密度。實(shí)驗(yàn)器材有:木塊、彈簧測(cè)力計(jì)(0 ~ 5N)、底部固定有滑輪的水槽、細(xì)線及足量的水。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)先用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)木塊的重力,如圖甲,示數(shù)為______N;再用細(xì)線繞過滑輪將木塊與測(cè)力計(jì)連接起來,接著往水槽倒入適量的水,使木塊浸沒在水中,如圖乙,木塊在水中靜止時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)為1.6N,木塊的密度為______kg/m3;
(2)小明分析發(fā)現(xiàn),如果把水換成其他液體,測(cè)力計(jì)的示數(shù)就會(huì)不同,于是他把測(cè)力計(jì)的刻度改成相應(yīng)的密度值,將該裝置改裝為測(cè)量液體密度的“密度計(jì)”。原測(cè)力計(jì)的1.0N刻度處應(yīng)標(biāo)注為______kg/m3.
【答案】 (1)2.4 0.6×103 (2)0.85×103
【解析】(1)圖甲中彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N,木塊在空氣中的重力即彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.4N。
圖乙所示的木塊浸沒水中時(shí)木塊共受到重力、拉力、浮力三個(gè)力的作用,圖乙中彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F拉=1.6N,木塊受到的浮力
F浮=G+F拉=2.4N+1.6N=4N木塊的體積
V=V排==4×10-4m3
木塊的密度
=0.6×103kg/m3
(2)當(dāng)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1N時(shí),所受浮力
F浮′=G+F′=2.4N+1N=3.4N
由F浮=ρ液gV排可得液體的密度
ρ液==0.85×103kg/m3
8.如圖所示,當(dāng)開關(guān)S閉合后,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大。請(qǐng)標(biāo)出水磁體A的下端和通電螺線管B的上端的極性。
【答案】如圖所示.
【解析】根據(jù)安培定則可知,螺線管B的上端為N極,下端為S極;當(dāng)開關(guān)S閉合后,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大,則A的下端受到了B的上端的吸引力的作用,根據(jù)異名磁極相互吸引可知,A的下端為S極.9. 小明的奶奶過生日時(shí),爸爸給奶奶買了一條金項(xiàng)鏈,小明想測(cè)量這條金項(xiàng)鏈的密度。
(1)小明將天平放在水平工作臺(tái)面上,發(fā)現(xiàn)天平如圖甲所示,小明應(yīng)先___________,然后再調(diào)節(jié)平衡螺母使天平平衡;
(2)測(cè)量過程中,當(dāng)天平右盤內(nèi)所加砝碼和游碼的位置如圖乙所示時(shí),天平恰好平衡,則金項(xiàng)鏈的質(zhì)量是___________;
(3)將金項(xiàng)鏈浸沒在裝有水的量筒中,量筒中水面的位置如圖丙所示,金項(xiàng)鏈的體積是___________。小明計(jì)算出這條金項(xiàng)鏈的密度是___________;
(4)爸爸提出不用量筒,用圖丁的彈簧測(cè)力計(jì)也能測(cè)出這條金項(xiàng)鏈的體積,他設(shè)想將金項(xiàng)鏈掛在彈簧測(cè)力計(jì)下讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),然后將金項(xiàng)鏈浸沒在水中(但不沉底)讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),利用兩次示數(shù)之差可以計(jì)算出金項(xiàng)鏈浸沒在水中時(shí)受到的浮力,然后通過浮力計(jì)算出金項(xiàng)鏈的體積。你認(rèn)為爸爸的測(cè)量方案是否可行___________,理由是___________。
【答案】 (1)將游碼歸零 (2)57.6 (3)3 (4)不可行 見解析
【解析】(1)天平使用前,應(yīng)先將游碼歸零,再調(diào)節(jié)平衡螺母使天平平衡。由圖得,使用前,游碼未歸零,故應(yīng)先將游碼歸零后,再調(diào)節(jié)平衡螺母使天平平衡。
(2)由圖得,標(biāo)尺的分度值為0.2g,示數(shù)為2.6g,金項(xiàng)鏈的質(zhì)量是
由圖丙得,量筒的分度值為1mL,金項(xiàng)鏈放入量筒中的水后,量筒的示數(shù)變?yōu)?3mL,則金項(xiàng)鏈的體積是
這條金項(xiàng)鏈的密度是
(4)由于金項(xiàng)鏈的體積為,浸沒在水中所受的浮力為
即金項(xiàng)鏈浸沒入水中后,彈簧測(cè)力計(jì)得示數(shù)只減小,小于彈簧測(cè)力計(jì)的分度值,彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)不出來,故爸爸的方案不可行。
10.小明利用標(biāo)有2.5mL的一次性注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩、橡皮帽等器材,對(duì)大氣壓的值進(jìn)行測(cè)量。
(1)該實(shí)驗(yàn)還缺一個(gè)實(shí)驗(yàn)器材是______;
(2)實(shí)驗(yàn)前把注射器的活塞推到底端,目的是______,然后用橡皮帽封住小孔;
(3)該實(shí)驗(yàn)必須在水平方向進(jìn)行測(cè)量,而不是豎直方向,這是為了 ______;
(4)下面是記錄實(shí)驗(yàn)情況的表格,請(qǐng)將其中兩項(xiàng)空白處內(nèi)容補(bǔ)充完整。
(5)小明發(fā)現(xiàn),同學(xué)們?cè)谧龃藢?shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得的大氣壓值誤差很大,對(duì)此小明與同學(xué)找出了下列可能的原因: ①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體;②活塞與注射器筒壁間有摩擦;③彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)沒有讀準(zhǔn); ④活塞與注射器筒壁不完全密封。 上述原因可能會(huì)使測(cè)量值大于真實(shí)值的是 ______。
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】 (1)刻度尺 (2)排盡筒內(nèi)空氣 (3)防止活塞重力的影響 (4)有刻度部分的長(zhǎng)度/cm 1.2×105 (5)C
【解析】(1)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是,為了測(cè)出活塞的面積,根據(jù)注射器的容積公式V=SL知道,需要測(cè)出刻度部分的長(zhǎng)度,所以,還需要的器材是刻度尺。
(2)實(shí)驗(yàn)中要排出注射器內(nèi)的空氣,這樣在拉動(dòng)活塞時(shí),注射器內(nèi)部會(huì)接近于真空,這樣才能測(cè)出大氣的壓力。所以,把活塞推至注射器筒底端是為了排出注射器中的空氣,使注射器密封。
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),若彈簧測(cè)力計(jì)不在水平方向,由于彈簧測(cè)力計(jì)受重力的作用,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)會(huì)增大,測(cè)量的誤差增大,所以托住彈簧測(cè)力計(jì)保持在水平方向的目的是消除彈簧測(cè)力計(jì)的重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度。(4)①從表中數(shù)據(jù)知道,注射器容積V=2.5mL=2.5cm3,活塞面積S=0.625cm2,根據(jù)注射器的容積公式V=SL知道,刻度部分的長(zhǎng)度
與表中數(shù)據(jù)對(duì)比知道,①處應(yīng)為刻度部分的長(zhǎng)度L/cm。
②已知大氣壓力F=7.5N,活塞面積S=0.625cm2,所測(cè)大氣壓強(qiáng)
故表格②處應(yīng)填1.2×105。
(5)①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體;會(huì)使拉力變小,算出的大氣壓會(huì)偏??;
②活塞與注射器筒壁間有摩擦,會(huì)使力的測(cè)量值偏大,算出的大氣壓會(huì)偏大;
③彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)沒有讀準(zhǔn),會(huì)使力的測(cè)量值偏大或偏小,算出的大氣壓也可能偏大,也可能偏?。?br>④活塞與注射器筒壁不完全密封,會(huì)使拉力變小,算出的大氣壓會(huì)偏小。
綜上所述,可能會(huì)使測(cè)量值大于真實(shí)值的是②③。故選C。
11.利用輕質(zhì)杠桿探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中:
(1)杠桿靜止時(shí)如圖甲所示,要使杠桿在水平位置平衡,則應(yīng)將平衡螺母向______(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);
(2)如圖乙所示,在A點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼,在B點(diǎn)掛______個(gè)鉤碼,仍可使其在水平位置平衡;
(3)用彈簧測(cè)力計(jì)代替鉤碼,如圖丙所示,不斷改變彈簧測(cè)力計(jì)的作用點(diǎn)和力的大小,使杠桿在水平位置平衡,彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F與其力臂l1的圖像如圖丁所示。圖像中每個(gè)點(diǎn)與兩坐標(biāo)軸圍成的方形面積______(選填“相等”或“不等”),其原因是______。
【答案】 (1)左 (2) 6 (3) 相等
【解析】(1)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡時(shí),杠桿左端偏高,說明杠桿右側(cè)偏重,則應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡。
(2)設(shè)杠桿每個(gè)格的長(zhǎng)度為L(zhǎng),每個(gè)鉤碼的重力為G,根據(jù)杠桿的平衡條件 有
解得
在B點(diǎn)掛6個(gè)鉤碼,仍可使其在水平位置平衡。
(3)圖像中每個(gè)點(diǎn)與兩坐標(biāo)軸圍成的方形面積相等,原因是左側(cè)鉤碼對(duì)杠桿的拉力與其力臂的乘積不變,要想使杠桿平衡,右側(cè)的拉力與力臂的乘積需等于左側(cè)拉力與其力臂的乘積;即左側(cè)拉力與其力臂的乘積不變時(shí),右側(cè)拉力與其力臂的乘積成反比,表達(dá)式為
大氣壓力F/N
注射器容積V/ml
______
活塞面積S/cm2
大氣壓強(qiáng)p/Pa
7.5
2.5
4
0.625
______
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