1.(2分)在國際單位制中,力的單位是( )
A.千克(kg)B.牛頓(N)C.米(m)D.秒(s)
2.(2分)乒乓球是我國的國球,在世界級比賽中,關于乒乓球比賽時的情景,下列說法正確的是( )
A.擊球時,球拍對球的力只改變了球的運動狀態(tài)
B.擊球時,球拍對球的力只改變了球的形狀
C.擊球時,球拍對球的力同時改變了球的形狀和球的運動狀態(tài)
D.擊球時,球拍對球有力的作用,球?qū)η蚺臎]有力的作用
3.(2分)下列主要涉及到流體壓強與流速關系知識的是( )
A.地鐵站臺安全線
B.模擬馬德堡半球?qū)嶒?br>C.攔河大壩上窄下寬
D.醫(yī)生用注射器給病人注射藥液
4.(2分)如圖所示,用手拉住彈簧測力計的掛鉤,此時彈簧測力計的示數(shù)是( )
A.3.1NB.3.2NC.4.9ND.4.8N
5.(2分)下列事例中,屬于增大壓強的是( )
A.菜刀磨得鋒利B.書包帶很寬
C.坦克安裝履帶D.駱駝有寬大的腳掌
6.(2分)如圖廚房用具中,屬于省力杠桿的是( )
A.食品夾B.碗夾
C.筷子D.開瓶器
7.(2分)如圖所示的四幅圖中所描述的力,對物體做了功的是( )
A.叉車托著貨物停在水平地面上,叉車對貨物的力
B.搬石頭但沒有搬動,手對石頭的力
C.使小車向前運動了一段距離的推力
D.提著滑板在水平路面上前行,手提滑板的力
8.(2分)下列各圖中,其中屬于二力平衡的是( )
A.B.
C.D.
9.(2分)下列實驗過程中,用到“控制變量法”的是( )
A.用刻度尺測量課本的長度
B.壓力一定時,探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關系
C.用溫度計測量溫水的溫度
D.用彈簧測力計測量筆袋的重力
10.(2分)在圖中能防范慣性給人們帶來危害的是( )
A.緊固錘頭B.擲鉛球
C.開車系安全帶D.跳遠
11.(2分)如圖所示的四種情景,沒有受到浮力的物體是( )
A.長江大橋的橋墩
B.海上試航中的“山東號”航母
C.下潛中的“奮斗者”號
D.飄在空中的熱氣球
12.(2分)在下列實例中,不能說明大氣壓強存在的是( )
A.如圖甲:杯子中的飲料上升到嘴里
B.如圖乙:塑料吸盤壓在光滑的墻上
C.如圖丙:懸空塑料管里的水不會流出來
D.如圖?。阂后w從容器側(cè)壁的孔中噴出
13.(2分)對下列圖中各現(xiàn)象的描述正確的是( )
A.如圖甲:在托里拆利實驗中,玻璃管由豎直變?yōu)閮A斜放置,水銀槽內(nèi)水銀對容器底壓強變大
B.如圖乙:拉彎的弓具有彈性勢能
C.如圖丙:人造地球衛(wèi)星從近地點向遠地點運動時,重力勢能減小
D.如圖丁:老人和小孩一起爬樓梯,小孩跑得快,說明小孩做功快
(多選)14.(3分)連通器在日常生活和生產(chǎn)中應用廣泛,如圖所示事例中是利用連通器原理工作的是( )
A.活塞式抽水機B.茶壺
C.鍋爐水位計D.三峽船閘
(多選)15.(3分)水平桌面上有兩個完全相同的容器,裝有質(zhì)量相等的鹽水和清水,小明先用鹽水浸泡草莓,然后放入清水中清洗,草莓在鹽水和清水中的浮沉情況如圖所示(草莓由鹽水到清水帶走的鹽水和草莓質(zhì)量、體積的變化均忽略不計),下列判斷正確的是( )
A.草莓c在鹽水和清水中所受浮力相等
B.草莓a(chǎn)的密度小于草莓b的密度
C.兩容器中有草莓時,對水平桌面的壓強相等
D.兩容器中有草莓時,液體對容器底部的壓強相等
(多選)16.(3分)在化學、生物等學科中也有物理知識的廣泛運用,以下說法正確的是( )
A.甲圖中,吸氣時肺部擴張,肺內(nèi)氣壓變大,在大氣壓的作用下使空氣進入肺內(nèi)
B.乙圖中,魚利用尾部和軀干的擺動在水中游,說明了物體間力的作用是相互的
C.丙圖中,化學實驗室在蒸餾水的制備過程中,利用了水的汽化及水蒸氣的液化
D.丁圖中,向上排空氣法收集CO2,這是利用了CO2的密度比空氣密度小的性質(zhì)
二、填空題(本大題共6小題,每空1分,共12分)
17.(2分)如圖,用等大的水平力輕推瓶子底部,瓶子不倒;輕推瓶蓋,瓶子翻倒了。這說明力的作用效果與力的 有關(選填“大小”、“方向”或“作用點”)。賽龍舟是端午節(jié)里的傳統(tǒng)習俗,號令一響,選手們奮力向后劃槳,龍舟就能向前運動。這表明力的作用是 的。
18.(2分)如圖是建筑工人在使用鉛垂線作業(yè),鉛垂線利用了重力的方向總是 的物理知識;建筑工人所受重力的施力物體是 。
19.(2分)一艘輪船從海里駛?cè)牒永?,受到的浮力大? ,船身會 一些。
20.(2分)踢毽子起源于漢代,高承《事物紀原》記:“今時小兒以鉛錫為線,裝以雞羽,呼為毽子,三四成群走踢…”。在如圖所示的游戲中,被踢出后,毽子在上升過程中,其動能 ,重力勢能 (選填“增大”、“不變”或“減少”)。
21.(2分)如圖甲所示,放在水平地面上的物體C受到方向不變的水平拉力F的作用,F(xiàn)﹣t和v﹣t圖象分別如圖乙、丙所示。物體C在第4s時受到的摩擦力大小為 N;0~3s內(nèi)物體靜止是因為受到的拉力 地面對木塊的摩擦力(選填“大于”“小于”或“等于”)。
22.(2分)質(zhì)量分布均勻的實心正方體A、B置于水平桌面上,如圖甲。將B沿水平方向截取高為h的柱體,并將該柱體疊放在A上,A、B剩余部分對桌面的壓強p隨截取高度h的變化關系如圖乙,則B的密度為 kg/m3,A的重力為 N(g取10N/kg)。
三、作圖題(本大題共2小題,共4分)
23.(2分)如圖是籃球投出后在空中飛行時的情景。如不計空氣的阻力,請在圖中畫出籃球所受重力的示意圖(O為重心)。
24.(2分)如圖,一個蘋果漂浮在水面上,請畫出蘋果所受浮力的示意圖(O為重心)。
四、實驗探究題(本大題共4小題,共25分)
25.(5分)物理興趣課堂上老師要求同學們用身邊的物品探究“壓力的作用效果與哪些因素有關”。小明找到的器材有海綿和兩瓶完全相同的礦泉水。
(1)該同學通過觀察海綿的 來反映壓力的作用效果;
(2)如圖甲所示,小明將兩瓶完全相同的礦泉水分別倒立和正立放在海綿上,其目的是控制 大小相同,改變受力面積的大小。從實驗中得出的結(jié)論是:在壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越 ;
(3)小明還想探究“影響液體內(nèi)部壓強的因素”,于是他找來一個如圖乙所示的液體壓強計。把探頭放入水中,通過觀察U形管左右兩側(cè)液面的 來判斷探頭處的壓強大小,探頭放在水中的深度越深,探頭處水的壓強就越 (選填“大”或“小”)。
26.(6分)小明同學在復習力學實驗時,遇到了一些問題,請幫助他解決。
(1)如圖甲所示,在“阻力對物體運動的影響”的實驗中,小明發(fā)現(xiàn)小車在木板表面運動的距離最遠,在毛巾表面運動的距離最近,由實驗現(xiàn)象可以得出,小車受到的阻力越小,速度減小得越 (選填“快”或“慢”)。由此進一步推理可知,運動的物體不受外力作用時,它將一直做 運動。
(2)圖乙是探究“物體的動能與哪些因素有關”的實驗裝置,讓同一鋼球從不同的高度由靜止?jié)L下,碰到同一位置的同一個木塊上,這么做的目的是為了探究鋼球的動能大小與 的關系,若鋼球從斜面上滾下時,推動木塊移動的距離越遠,可以判斷鋼球的動能越 (選填“大”或“小”)。
(3)如圖丙,當小卡片平衡時,小明將小卡片扭轉(zhuǎn)一個角度,松手后小卡片 (選填“能”或“不能”)在此位置平衡,設計此實驗步驟的目的是探究不在 上的兩個力能否平衡。
27.(7分)小明注意到很多公共場所都有類似圖甲所示的提示牌。他想:摩擦力的大小與接觸面的潮濕程度有什么關系呢?
為了探究這一問題,他找來長條形地板磚、運動鞋、彈簧測力計和噴霧器,設計了圖乙所示的實驗裝置。
(1)為了測出鞋子與地板磚之間滑動摩擦力的大小,小明把長條形地板磚放在水平桌面上,用彈簧測力計沿 方向拉著鞋子在地板磚上做勻速直線運動。根據(jù) 可知,此時彈簧測力計對鞋子的拉力與鞋子受到的滑動摩擦力大小 ;
(2)小明用噴霧器向地板磚表面均勻噴霧改變地板磚的潮濕程度,通過實驗得到下表中的數(shù)據(jù)。請在坐標紙上描點,并用平滑曲線畫出摩擦力f與噴霧次數(shù)的關系圖像;
(3)小明分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論:摩擦力的大小隨接觸面潮濕程度的增大 (選填“先增大后減小”、“先減小后增大”或“不變”);
(4)小強了解了小明的實驗結(jié)論后說:“我知道超市里的收銀員清點鈔票時為什么手邊總放一塊濕海綿了,這是為了改變接觸面的潮濕程度來 (選填“增大”或“減小”)摩擦力的?!?br>(5)駕車行駛在高速公路上,雨天因為摩擦減小容易造成交通事故。請針對這一現(xiàn)象為公路旁的警示牌設計一條警示語以提醒駕駛員謹慎駕駛: 。
28.(7分)生活處處有物理,留心觀察皆學問。小明想要探究“影響浮力大小的因素”。
在生活中,小明留意過以下兩個現(xiàn)象:
現(xiàn)象1:用手將空罐壓入水中,空罐浸在水中的體積越大,需要用的力越大;
現(xiàn)象2:將雞蛋放入盛有水的燒杯中,雞蛋沉底,將水調(diào)制成一定濃度的鹽水,雞蛋上浮。
根據(jù)現(xiàn)象提出猜想:
猜想1:浮力大小可能與被物體排開液體的體積有關。
猜想2:浮力大小可能與液體密度有關。
(1)【設計并進行試驗】
小明利用金屬塊、彈簧測力計、燒杯、水、鹽水、細線進行了如下實驗來驗證以上猜想:
①對比分析 兩次實驗,可以驗證猜想1是正確的;對比分析 兩次實驗,可以驗證猜想2是正確的;對比分析丙、丁兩次實驗,得出的結(jié)論是:物體所受浮力大小與深度 (選填“有關”或“無關”);
②小明完成本次實驗后,又用獲得的數(shù)據(jù)求出了金屬塊的密度 kg/m3;
(2)【實驗拓展】
大家都知道“曹沖稱象”的方法,如圖所示。小明基于剛才的實驗現(xiàn)象與結(jié)論,根據(jù)前后兩次水面均與記號線相平知前后兩次排開水的體積 ,即象與石頭受到的浮力 (兩空均填“相等”或“不相等”),由此推出“象重等于石頭重”的結(jié)論。故事里面所用到的方法是 (選填“等效替代法”或“推理法”)。
五、綜合應用題(本大題共3小題,共24分。解答時要求在答題卡相應的答題區(qū)域內(nèi)寫出必要的文字說明、計算公式和重要的演算步驟,只寫由最后答案,未寫出主要清算過程的,不得分)
29.(6分)2022年,我國快遞業(yè)務量首破950億件,如圖是一物流機器智能車配送時情景,該車質(zhì)量為450kg,在某平直道路上100s勻速行駛了400m,已知機器所受阻力為120N。求:
(1)該物流機器智能車的重力;
(2)該物流機器勻速行駛時的速度;
(3)勻速行駛的100s內(nèi)牽引力做的功。
30.(8分)用如圖所示的滑輪組將靜止在水平地面上質(zhì)量為40kg的物體勻速豎直提升3m,所用拉力F=250N;求:
(1)拉力F做的功;
(2)滑輪組所作的有用功;
(3)滑輪組的機械效率。
31.(10分)人工涂抹油漆難精準且氣味難聞,于是某團隊設計了“智能浸泡上漆器”,如圖所示,上漆器由柱形硬質(zhì)浮桿、力傳感器、工作臺、擋板等組成。浮桿的質(zhì)量為0.2kg,底面積為2×10﹣3m2;力傳感器固定且與浮桿接觸但無壓力;工作臺固定在上漆器底部,其上表面積為0.5m2,高為0.1m。將待上漆的質(zhì)量分布均勻的柱體A放在工作臺中央,將擋板固定在1m高處,開始注漆;當浮桿對力傳感器的壓力為14N時,停止注漆,完成對柱體A的上漆。已知柱體A的質(zhì)量為500kg,底面積為1m2,高為0.8m,油漆密度為1×103kg/m3。g取10N/kg。求:
(1)當漆面上升至0.1m時,油漆對上漆器底部的壓強;
(2)當漆面上升至0.4m時,柱體A對工作臺的壓強;
(3)停止注漆時,柱體A被上漆的高度。
參考答案與試題解析
一、選擇題(共16題,共35分。在給出的四個選項中,第1-13題只有一個選項符合題目要求,選對得2分,選錯得0分。第14-16題有多個選項符合題目要求,全部選對得3分,選對但不全得2分,有選錯得0分。請考生用2B鉛筆在答題卡上將選定的答案標號涂黑。)
1.(2分)在國際單位制中,力的單位是( )
A.千克(kg)B.牛頓(N)C.米(m)D.秒(s)
【分析】根據(jù)對常見物理量及其單位的掌握作答。
【解答】解:在國際單位制中,
A、千克是質(zhì)量的主單位。不符合題意;
B、牛頓是力的單位。符合題意;
C、米是長度的主單位。不符合題意;
D、秒是時間的主單位。不符合題意。
故選:B。
【點評】此題考查的是我們對常見物理量及其單位的掌握情況,屬于識記性知識的考查,是一道基礎題。
2.(2分)乒乓球是我國的國球,在世界級比賽中,關于乒乓球比賽時的情景,下列說法正確的是( )
A.擊球時,球拍對球的力只改變了球的運動狀態(tài)
B.擊球時,球拍對球的力只改變了球的形狀
C.擊球時,球拍對球的力同時改變了球的形狀和球的運動狀態(tài)
D.擊球時,球拍對球有力的作用,球?qū)η蚺臎]有力的作用
【分析】力的作用效果:力可以改變物體的形狀、力可以改變物體的運動狀態(tài)。
力是物體對物體的作用,物體間力的作用是相互的。
【解答】解:ABC.擊球時,球拍對球的力不僅改變了球的運動狀態(tài),還使球發(fā)生了形變,故AB錯誤,C正確;
D.擊球時,球拍對球有力的作用,物體間力的作用是相互的,球?qū)η蚺囊灿辛Φ淖饔茫蔇錯誤。
故選:C。
【點評】此題考查了力的作用效果及力的作用的相互性,屬于基礎知識。
3.(2分)下列主要涉及到流體壓強與流速關系知識的是( )
A.地鐵站臺安全線
B.模擬馬德堡半球?qū)嶒?br>C.攔河大壩上窄下寬
D.醫(yī)生用注射器給病人注射藥液
【分析】(1)流體的壓強與流速有關,流速越大的地方壓強越??;
(2)馬德堡半球?qū)嶒炞C明了大氣壓的存在;
(3)攔河壩設計成下寬上窄,是為了更好地保護攔河壩,與液體的壓強有關;
(4)注射藥液利用的是人的推力。
【解答】解:A、人離火車太近,火車開動時,使人和火車之間的空氣流動速度快,壓強變小,離站臺遠的地方氣體相對流速較慢,壓強較大,人在內(nèi)外壓強差的作用下,被強大的氣流壓向列車,從而造成危險,故A符合題意;
B、馬德堡半球?qū)嶒炇菤v史上證明大氣壓存在的最著名的實驗,故B不符合題意;
C、因為液體的壓強隨深度的增大而增加,攔河壩設計成下寬上窄,更好地保護攔河壩,故C不符合題意;
D、醫(yī)生用注射器給病人注射藥液利用的是人的推力,故D不符合題意。
故選:A。
【點評】本題四個選項考查了多個方面的知識,此類選擇題是中考題中最常見的,是能較全面的考查基礎知識的綜合題。
4.(2分)如圖所示,用手拉住彈簧測力計的掛鉤,此時彈簧測力計的示數(shù)是( )
A.3.1NB.3.2NC.4.9ND.4.8N
【分析】讀取彈簧秤示數(shù)時,首先要明確彈簧秤的量程和對應的分度值,讀數(shù)時視線與指針所對刻線相垂直。
【解答】解:由圖可知,彈簧測力計的量程是0~5N,分度值為0.2N,此時彈簧測力計的示數(shù)是3.2N。
故選:B。
【點評】本題考查的是彈簧測力計的讀數(shù),屬于基礎題。
5.(2分)下列事例中,屬于增大壓強的是( )
A.菜刀磨得鋒利B.書包帶很寬
C.坦克安裝履帶D.駱駝有寬大的腳掌
【分析】(1)壓強大小的影響因素:壓力大小和受力面積大??;
(2)增大壓強的方法:在受力面積一定時,增大壓力;在壓力一定時,減小受力面積;
(3)減小壓強的方法:在受力面積一定時,減小壓力;在壓力一定時,增大受力面積。
【解答】解:A.菜刀磨得鋒利,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強,故A正確;
BCD.書包帶很寬、坦克安裝履帶、駱駝有寬大的腳掌都是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強,故BCD不正確。
故選:A。
【點評】掌握壓強大小的影響因素,利用控制變量法解釋生活中有關增大和減小壓強的問題。
6.(2分)如圖廚房用具中,屬于省力杠桿的是( )
A.食品夾B.碗夾
C.筷子D.開瓶器
【分析】結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗,先判斷杠桿在使用過程中,動力臂和阻力臂的大小關系,再判斷它是屬于哪種類型的杠桿。
【解答】解:A、食品夾在使用過程中,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿,故A錯誤;
B、碗夾使用過程中,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿,故B錯誤;
C、筷子在使用過程中,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿,故C錯誤;
D、開瓶器在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿,故D正確。
故選:D。
【點評】杠桿的分類主要包括以下幾種:①省力杠桿,動力臂大于阻力臂;②費力杠桿,動力臂小于阻力臂;③等臂杠桿,動力臂等于阻力臂。
7.(2分)如圖所示的四幅圖中所描述的力,對物體做了功的是( )
A.叉車托著貨物停在水平地面上,叉車對貨物的力
B.搬石頭但沒有搬動,手對石頭的力
C.使小車向前運動了一段距離的推力
D.提著滑板在水平路面上前行,手提滑板的力
【分析】力做功的兩個必要因素:作用在物體上的力;物體在力的方向上通過的距離。二者缺一不可。
【解答】解:A.叉車托著貨物停在水平地面上,叉車對貨物的力沒有做功,因為貨物沒有在力的方向移動距離,故A不符合題意;
B.搬石頭但沒有搬動,因為石頭沒有在力的方向移動距離,手對石頭的力沒有做功,故B不符合題意;
C.使小車向前運動了一段距離的推力,小車在推力的方向上移動了距離,故推力對小車做了功,故C符合題意;
D.提著滑板在水平路面上前行,因手提滑板的力方向豎直向上,而滑板(水平通過一段距離)沒有在力的方向上移動距離,故手提滑板的力沒有對滑板做功,故D不符合題意。
故選:C。
【點評】明確三種情況不做功:一是有力無距離(例如:推而未動),二是有距離無力(靠慣性運動),三是力的方向與運動方向垂直。
8.(2分)下列各圖中,其中屬于二力平衡的是( )
A.B.
C.D.
【分析】二力平衡條件:作用在同一物體上的兩個力,大小相等、方向相反、作用在同一直線上,根據(jù)圖中情形,判斷是否符合這四個條件即可。
【解答】解:A、兩個力不在同一直線上。所以不是一對平衡力,因此A錯誤。
B、兩個力的大小不相等,所以不是一對平衡力,所以B錯誤。
C、兩個力作用在同一物體上,大小相等、方向相反、作用在同一直線上。所以是一對平衡力,因此C正確。
D、兩個力不在同一物體上,所以不是一對平衡力,所以D錯誤。
故選:C。
【點評】本題考查了二力平衡的條件,要熟記并能做到靈活運用。
9.(2分)下列實驗過程中,用到“控制變量法”的是( )
A.用刻度尺測量課本的長度
B.壓力一定時,探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關系
C.用溫度計測量溫水的溫度
D.用彈簧測力計測量筆袋的重力
【分析】控制變量法是指在物理學中,對于多因素的問題,把多因素的問題變成多個單因素的問題,而只改變其中的某一個因素,從而研究這個因素對事物影響,分別加以研究,并綜合得出結(jié)論的方法。
【解答】解:A、用刻度尺測量課本的長度,是將課本的長度轉(zhuǎn)換為刻度尺上刻度之間的距離,采用的是轉(zhuǎn)換法,故A錯誤;
B、探究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系時,控制了壓力一定,這是采用了控制變量,故B正確;
C、用溫度計測量溫水的溫度,是將溫水的溫度轉(zhuǎn)換為溫度計中液體的體積變化,采用的是轉(zhuǎn)換法,故C錯誤;
D、用彈簧測力計測量筆袋的重力,是將筆袋的重力轉(zhuǎn)換為彈簧的形變程度,采用的是轉(zhuǎn)換法,故D錯誤。
故選:B。
【點評】本題考查我們物理學中常見探究思想的認知水平,難度較低。
10.(2分)在圖中能防范慣性給人們帶來危害的是( )
A.緊固錘頭B.擲鉛球
C.開車系安全帶D.跳遠
【分析】一切物體都有保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì),叫慣性;生活中有時要利用慣性,有時也要防止慣性帶來傷害。
【解答】解:A、錘頭松了,撞擊錘柄使錘頭緊套在錘柄上,是利用了錘頭的慣性,故A錯誤;
B、運動員擲鉛球前需要轉(zhuǎn)身加速,是利用慣性,可提高成績,故B錯誤;
C、司乘人員系上安全帶,是為了防止當緊急剎車時,人由于慣性向前傾而可能造成的傷害,故C正確;
D、跳遠需要助跑,是利用慣性,可提高成績,故D錯誤。
故選:C。
【點評】慣性對我們既有有利的一面,也有不利的一面,要分清生活實例中屬于哪種情況。
11.(2分)如圖所示的四種情景,沒有受到浮力的物體是( )
A.長江大橋的橋墩
B.海上試航中的“山東號”航母
C.下潛中的“奮斗者”號
D.飄在空中的熱氣球
【分析】根據(jù)浮力的定義:浸在液體(或氣體)中的物體受到液體(或氣體)豎直向上托起的力叫浮力,對各個選項逐一分析即可。
【解答】解:A.大橋的橋墩由于底面埋在淤泥下,不能與水接觸,因此橋墩沒有受到水對其向上的壓力,根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知橋墩不受浮力作用,故A符合題意;
BC.海上試航中的“山東號”航母、下潛中的“奮斗者”號都浸在液體中,因為液體對浸沒在其中的物體有向上的作用力和向下的壓力作用,其中向上的壓力大于向下的壓力,這個壓力差即物體受到的浮力,故它們均受到浮力作用,故BC不符合題意;
D.飄在空中的熱氣球浸沒在空氣中,受到空氣的浮力,故D不符合題意。
故選:A。
【點評】此題考查浮力產(chǎn)生的原因,解答此題的關鍵是明確浮力的定義,難度不大,屬于基礎知識。
12.(2分)在下列實例中,不能說明大氣壓強存在的是( )
A.如圖甲:杯子中的飲料上升到嘴里
B.如圖乙:塑料吸盤壓在光滑的墻上
C.如圖丙:懸空塑料管里的水不會流出來
D.如圖丁:液體從容器側(cè)壁的孔中噴出
【分析】(1)空氣內(nèi)部向各個方向都有大氣壓強;
(2)吸盤是內(nèi)部和外部存在大氣壓強差的應用;
(3)液體對容器底部和側(cè)壁有壓強,液體內(nèi)部也有壓強。
【解答】解:A、吸管內(nèi)的空氣由于被吸走,外界大氣壓大于吸管內(nèi)氣壓,使得液體上升,故A不符合題意;
B、吸盤內(nèi)的空氣由于被擠出,使得外界大氣壓大于吸盤內(nèi)氣壓,使得吸盤被壓在光滑墻壁上,故B不符合題意;
C、由于大氣壓的作用,對紙片產(chǎn)生向上的力,托住塑料管中的水,故C不符合題意;
D、圖丁說明液體對容器底部產(chǎn)生壓強,故D符合題意。
故選:D。
【點評】本題考查了大氣壓和液體壓強的特點,屬于基礎知識。
13.(2分)對下列圖中各現(xiàn)象的描述正確的是( )
A.如圖甲:在托里拆利實驗中,玻璃管由豎直變?yōu)閮A斜放置,水銀槽內(nèi)水銀對容器底壓強變大
B.如圖乙:拉彎的弓具有彈性勢能
C.如圖丙:人造地球衛(wèi)星從近地點向遠地點運動時,重力勢能減小
D.如圖?。豪先撕托『⒁黄鹋罉翘?,小孩跑得快,說明小孩做功快
【分析】(1)托里拆利實驗的結(jié)果已經(jīng)證明,在一標準大氣壓下,大氣壓能支持約760mm高的水銀柱,與管的長短(當然不能短于760mm)、粗細、傾斜與否都沒有關系。
(2)拉彎的弓發(fā)生彈性形變,故具有彈性勢能確;
(3)質(zhì)量一定時,高度越大,重力勢能變大;
(4)根據(jù)P==分析。
【解答】解:A、圖甲:在托里拆利實驗中,玻璃管由豎直變?yōu)閮A斜放置,水銀槽內(nèi)水銀會流入試管,槽內(nèi)水銀面下降,對容器底壓強變小,故A錯誤;
B、拉彎的弓發(fā)生彈性形變,故具有彈性勢能,故B正確;
C、人造地球衛(wèi)星從近地點向遠地點運動時,衛(wèi)星與地球的距離變大,重力勢能增大,故C錯誤;
D、根據(jù)P==分析,功率大小與人的體重和時間有關,小孩所用時間短,但老人的體重大,不能確定功率大小,不能確定小孩是否做功快,故D錯誤。
故選:B。
【點評】本題考查托里拆利實驗、彈性勢能、機械能的大小和功率公式的運用,難度不大。
(多選)14.(3分)連通器在日常生活和生產(chǎn)中應用廣泛,如圖所示事例中是利用連通器原理工作的是( )
A.活塞式抽水機B.茶壺
C.鍋爐水位計D.三峽船閘
【分析】上端開口,下部連通的容器叫做連通器,連通器的特點是容器中的水不流動時,各個容器中液面總是相平的。
【解答】解:A、活塞式抽水機,是利用大氣壓的原理工作的,故A不合題意;
B、茶壺的壺嘴和壺身下部是相通的,構(gòu)成了連通器,故B符合題意;
C、鍋爐水位計是利用連通器的原理制成的,故C符合題意;
D、船閘的上游與閘室下面通過閥門相通,當下游閥門關閉,上游閥門打開,上游與閘室內(nèi)的水位逐漸相平,打開上游閘門,船就可以進入閘室;同理,船再進入下游,就通過了船閘。所以,船通過船閘使用了兩次連通器,故D符合題意;
故選:BCD。
【點評】本題考查連通器的原理,關鍵知道連通器是上端開口,底部相連的,液面靜止時保持相平。
(多選)15.(3分)水平桌面上有兩個完全相同的容器,裝有質(zhì)量相等的鹽水和清水,小明先用鹽水浸泡草莓,然后放入清水中清洗,草莓在鹽水和清水中的浮沉情況如圖所示(草莓由鹽水到清水帶走的鹽水和草莓質(zhì)量、體積的變化均忽略不計),下列判斷正確的是( )
A.草莓c在鹽水和清水中所受浮力相等
B.草莓a(chǎn)的密度小于草莓b的密度
C.兩容器中有草莓時,對水平桌面的壓強相等
D.兩容器中有草莓時,液體對容器底部的壓強相等
【分析】(1)根據(jù)物體的浮沉條件分析a和b密度的大?。?br>(2)根據(jù)阿基米德原理分析草莓c受到的浮力的大小以及草莓b和c在清水中受到的浮力大??;
(3)根據(jù)容器的總重力分析壓力的大小,根據(jù)p=分析水平面受到的壓強的大??;
(4)根據(jù)草莓的浮力、液體的重力分析壓力的大小,根據(jù)p=分析容器底部受到的壓強的大小。
【解答】解:B、由左圖可知,草莓a(chǎn)漂浮,草莓a(chǎn)的密度要小于液體的密度,草莓b懸浮,草莓b的密度要等于液體的密度,因此草莓a(chǎn)的密度小于草莓b的密度,故B正確;
A、草莓c在鹽水和清水中都處于浸沒狀態(tài),排開液體的體積相同,兩種液體的密度不同,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得,草莓c在鹽水和清水中所受浮力不相等,故A錯誤;
C、兩個完全相同的容器,裝有質(zhì)量相等的鹽水和清水,放進去相同的草莓,即草莓重力相同、容器重力相同、液體的重力相同,所以兩個容器對桌面的壓力也相同,容器的底面積相同,由p=可得,兩容器中有草莓時,對水平桌面的壓強相等,故C正確;
D、草莓a(chǎn)漂浮在液體中,受到的浮力等于自身的重力,浮力等于其排開的液體的重力;草莓b和草莓c在液體中浸沒,排開的液體的體積相同,根據(jù)G=mg=ρVg可知,草莓b和草莓c排開的鹽水的重力要大于排開的水的重力,則容器底部受到鹽水的壓力要大于水的壓力,根據(jù)p=可知,鹽水對容器底部的壓強要大一些,故D錯誤。
故選:BC。
【點評】此題考查阿基米德原理、物體浮沉條件及其應用,是一道綜合性很強的題目,對學生要求較高,只有對相關知識點熟練掌握,并能靈活運用,才能正確作答。
(多選)16.(3分)在化學、生物等學科中也有物理知識的廣泛運用,以下說法正確的是( )
A.甲圖中,吸氣時肺部擴張,肺內(nèi)氣壓變大,在大氣壓的作用下使空氣進入肺內(nèi)
B.乙圖中,魚利用尾部和軀干的擺動在水中游,說明了物體間力的作用是相互的
C.丙圖中,化學實驗室在蒸餾水的制備過程中,利用了水的汽化及水蒸氣的液化
D.丁圖中,向上排空氣法收集CO2,這是利用了CO2的密度比空氣密度小的性質(zhì)
【分析】(1)吸氣時胸腔容積擴大肺部擴張,肺內(nèi)氣壓變小,小于外界氣體;
(2)物體間力的作用是相互的;
(3)物質(zhì)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程叫做液化現(xiàn)象;物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程叫做汽化現(xiàn)象;
(4)根據(jù)與空氣的密度大小分析。
【解答】解:
A、吸氣時胸腔容積擴大肺部擴張,肺內(nèi)氣壓變小,在大氣壓的作用下使空氣進入肺內(nèi),故A錯誤;
B、魚主要是利用了尾部和軀干部的擺動與水的相互作用在水中游泳,故B正確;
C、化學實驗室在蒸餾水的制備過程中,水先汽化為水蒸氣,然后水蒸氣液化成水,故C正確;
D、CO2的密度大于空氣的密度,所以可以用向上排空氣法收集CO2,故D錯誤。
故選:BC。
【點評】本題考查了大氣壓的應用、物體間力的作用是相互的、物態(tài)變化等知識,屬于基礎題。
二、填空題(本大題共6小題,每空1分,共12分)
17.(2分)如圖,用等大的水平力輕推瓶子底部,瓶子不倒;輕推瓶蓋,瓶子翻倒了。這說明力的作用效果與力的 作用點 有關(選填“大小”、“方向”或“作用點”)。賽龍舟是端午節(jié)里的傳統(tǒng)習俗,號令一響,選手們奮力向后劃槳,龍舟就能向前運動。這表明力的作用是 相互 的。
【分析】(1)力的三要素有:力的大小、方向、作用點,它們都影響力的作用效果。
(2)力的作用是相互的。
【解答】解:用水平力輕輕推動礦泉水瓶底部時,瓶子沿桌面平穩(wěn)地移動;用等大的水平力輕推瓶蓋,瓶子翻了。這說明力的作用效果與力的作用點有關。選手們奮力向后劃槳,龍舟就能向前運動。這表明力的作用是相互的。
故答案為:作用點;相互。
【點評】本題主要考查了運動和靜止的相對性及力的作用的相互性,均屬基礎性問題。
18.(2分)如圖是建筑工人在使用鉛垂線作業(yè),鉛垂線利用了重力的方向總是 豎直向下 的物理知識;建筑工人所受重力的施力物體是 地球 。
【分析】(1)由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力;重力的施力物體是地球。
(2)重力的方向總是豎直向下的。
【解答】解:建筑工人在使用鉛垂線作業(yè),鉛垂線利用了重力的方向總是豎直向下的物理知識;建筑工人所受重力的施力物體是地球。
故答案為:豎直向下;地球。
【點評】知道重力產(chǎn)生的原因、重力的施力物體和重力的方向;會根據(jù)G=mg進行重力大小的計算。
19.(2分)一艘輪船從海里駛?cè)牒永铮艿降母×Υ笮? 不變 ,船身會 下沉 一些。
【分析】根據(jù)物體的漂浮條件可知輪船從海里駛?cè)牒永锼芨×Υ笮〉淖兓?br>根據(jù)F?。溅岩篻V排和海水密度與河水密度的大小可得出輪船排開液體的體積的變化分析輪船上浮還是下沉。
【解答】解:輪船從海里駛?cè)牒永?,仍然漂浮,它受到的重力仍然等于浮力,浮力大小不變?br>輪船從海里駛?cè)牒永铮芨×Σ蛔?,河水的密度小于海水的密度,根?jù)F?。溅岩篻V排可知,排開河水的體積大于排開海水的體積,所以,輪船將下沉一些。
故答案為:不變;下沉。
【點評】此題考查物體的浮沉條件及其應用,利用好物體漂浮時所受到浮力的大小等于物體的重力大小,以及浮力公式是解答此類題目的關鍵。
20.(2分)踢毽子起源于漢代,高承《事物紀原》記:“今時小兒以鉛錫為線,裝以雞羽,呼為毽子,三四成群走踢…”。在如圖所示的游戲中,被踢出后,毽子在上升過程中,其動能 減小 ,重力勢能 增大 (選填“增大”、“不變”或“減少”)。
【分析】物體的動能與物體質(zhì)量和速度有關,在質(zhì)量一定的情況下,速度越小,物體動能越?。?br>物體重力勢能與物體質(zhì)量與高度有關,在質(zhì)量一定時,物體高度越大,物體重力勢能越大。
【解答】解:在毽子上升過程中,毽子的質(zhì)量不變,速度減小,毽子的動能減少,其高度增加,重力勢能增大;
故答案為:減??;增大。
【點評】(1)掌握動能、重力勢能、彈性勢能的影響因素。
(2)能判斷動能、重力勢能、彈性勢能、機械能的變化。
21.(2分)如圖甲所示,放在水平地面上的物體C受到方向不變的水平拉力F的作用,F(xiàn)﹣t和v﹣t圖象分別如圖乙、丙所示。物體C在第4s時受到的摩擦力大小為 4 N;0~3s內(nèi)物體靜止是因為受到的拉力 等于 地面對木塊的摩擦力(選填“大于”“小于”或“等于”)。
【分析】靜止的物體和勻速直線運動的物體受到平衡力作用,根據(jù)平衡力條件分析解答;
滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關,求出物體勻速直線運動時的滑動摩擦力,即物體加速時的滑動摩擦力。
【解答】解:物體C在0~3s內(nèi)保持靜止狀態(tài),受到的拉力和摩擦力是平衡力,兩力大小相等;
物體C在6~9s內(nèi)做勻速直線運動,受到的拉力和滑動摩擦力是平衡力,拉力是4N,則6~9s內(nèi)滑動摩擦力是4N;
物體C在3~6s內(nèi)加速運動,物體對水平面的壓力不變,接觸面粗糙程度不變,滑動摩擦力不變,所以3~6s內(nèi)滑動摩擦力是4N,則第4秒時受到的摩擦力大小為4N。
故答案為:4;等于。
【點評】本題考查了學生對力學圖象的分析能力,能從圖象上得到有用的物理信息是解題的關鍵,是一道鍛煉學生分析思考能力的好題。
22.(2分)質(zhì)量分布均勻的實心正方體A、B置于水平桌面上,如圖甲。將B沿水平方向截取高為h的柱體,并將該柱體疊放在A上,A、B剩余部分對桌面的壓強p隨截取高度h的變化關系如圖乙,則B的密度為 600 kg/m3,A的重力為 6 N(g取10N/kg)。
【分析】(1)由圖乙可知截取高度h為0時,B對水平桌面的壓強,根據(jù)p=ρgh可得B的密度;
(2)由圖乙可知B的高度,根據(jù)p=ρgh可得h=2cm時B剩余部分對桌面的壓強,根據(jù)p==表示出h為2cm和10cm時候A的壓強,然后聯(lián)立方程可得A的重力。
【解答】解:(1)由圖乙知,B的高度為hB=10cm=0.1m,截取高度h為0時,B對水平桌面的壓強為pB=600Pa,
B為質(zhì)量分布均勻的實心正方體,根據(jù)p=ρgh得,ρB==600kg/m3;
(2)截取高度h為2cm時,B剩余部分的高度為hB'=10cm﹣2cm=8cm=0.08m,
B剩余部分對水平桌面的壓強為:pB'=ρBghB'=600kg/m3×10N/kg×0.08m=480Pa,
此時B截去的質(zhì)量m1=ρBV1=600kg/m3×0.1m×0.1m×0.02m=0.12kg;
此時B截去的重力G1=m1g=0.12kg×10N/kg=1.2N;
A對水平桌面的壓強p1=,
即:480Pa=...①
截取高度h為10cm時,B的重力G2=m2g=ρBV2g=600kg/m3×0.1m×0.1m×0.1m×10N/kg=6N;
A對水平桌面的壓強p2=,
即:800Pa=...②
聯(lián)立①②可得GA=6N。
故答案為:600;6。
【點評】本題考查壓強、重力公式和密度公式的運用,關鍵是從圖中獲取有效的信息,有一定難度。
三、作圖題(本大題共2小題,共4分)
23.(2分)如圖是籃球投出后在空中飛行時的情景。如不計空氣的阻力,請在圖中畫出籃球所受重力的示意圖(O為重心)。
【分析】先明確重力的方向、作用點,再根據(jù)力的示意圖的畫法作圖。
【解答】解:籃球受到的重力G的方向是豎直向下的,作用點在球心O,從重心沿豎直向下畫一條帶箭頭的線段,如圖所示:
【點評】本題考查了重力的示意圖的畫法。不管物體怎樣運動,重力的方向總是豎直向下的。
24.(2分)如圖,一個蘋果漂浮在水面上,請畫出蘋果所受浮力的示意圖(O為重心)。
【分析】當蘋果漂浮在水面時,蘋果受到的浮力方向豎直向上,大小等于重力,作用點在蘋果重心O上。
【解答】解:物體所受浮力的方向是豎直向上的,從蘋果重心O開始豎直向上畫一條帶箭頭的線段表示出浮力,并標出F浮,如圖所示:
【點評】力的示意圖是用一條帶箭頭的線段把力的大小、方向、作用點三個要素表示出來,線段的長短表示力的大小,箭頭表示力的方向,線段起點或終點表示力的作用點。
四、實驗探究題(本大題共4小題,共25分)
25.(5分)物理興趣課堂上老師要求同學們用身邊的物品探究“壓力的作用效果與哪些因素有關”。小明找到的器材有海綿和兩瓶完全相同的礦泉水。
(1)該同學通過觀察海綿的 凹陷程度 來反映壓力的作用效果;
(2)如圖甲所示,小明將兩瓶完全相同的礦泉水分別倒立和正立放在海綿上,其目的是控制 壓力 大小相同,改變受力面積的大小。從實驗中得出的結(jié)論是:在壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越 明顯 ;
(3)小明還想探究“影響液體內(nèi)部壓強的因素”,于是他找來一個如圖乙所示的液體壓強計。把探頭放入水中,通過觀察U形管左右兩側(cè)液面的 高度差 來判斷探頭處的壓強大小,探頭放在水中的深度越深,探頭處水的壓強就越 大 (選填“大”或“小”)。
【分析】(1)根據(jù)海綿的凹陷程度來比較壓力的作用效果,海綿的凹陷程度越大,說明壓力的作用效果越明顯,用到的科學實驗方法是轉(zhuǎn)換法;
(2)壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關,研究與其中一個因素的關系時,應采用控制變量法,據(jù)此分析回答;
(3)探究液體內(nèi)部壓強特點的實驗采用了轉(zhuǎn)換法,通過觀察U形管兩邊的液面高度差來反映液體內(nèi)部壓強的大??;
液體內(nèi)部壓強隨著深度的增加而增大。
【解答】解:(1)該同學通過觀海綿的凹陷程度來反映壓力的作用效果,采用了轉(zhuǎn)換法;
(2)如圖所示,小明將兩瓶完全相同的礦泉水分別倒立和正立放在海綿上,其目的是控制壓力大小相同,改變受力面積的大小。結(jié)合轉(zhuǎn)換法,從實驗中得出的結(jié)論是:在壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯;
(3)實驗中通過U形管兩邊液面的高度差來判斷探頭處水的壓強的大小,U形管兩邊液面的高度差越大,水的壓強越大;
探頭放在水中的深度越深,控制液體的密度不變,改變深度,可以觀察到U形管兩邊液體的高度差增大,水的壓強就越大。
故答案為:(1)凹陷程度;(2)壓力;明顯;(3)高度差;大。
【點評】本題探究壓力的作用效果跟什么因素有關和液體壓強的影響因素的實驗,主要考查控制變量法及轉(zhuǎn)換法的應用,體現(xiàn)了對過程和方法的考查。
26.(6分)小明同學在復習力學實驗時,遇到了一些問題,請幫助他解決。
(1)如圖甲所示,在“阻力對物體運動的影響”的實驗中,小明發(fā)現(xiàn)小車在木板表面運動的距離最遠,在毛巾表面運動的距離最近,由實驗現(xiàn)象可以得出,小車受到的阻力越小,速度減小得越 慢 (選填“快”或“慢”)。由此進一步推理可知,運動的物體不受外力作用時,它將一直做 勻速直線 運動。
(2)圖乙是探究“物體的動能與哪些因素有關”的實驗裝置,讓同一鋼球從不同的高度由靜止?jié)L下,碰到同一位置的同一個木塊上,這么做的目的是為了探究鋼球的動能大小與 速度 的關系,若鋼球從斜面上滾下時,推動木塊移動的距離越遠,可以判斷鋼球的動能越 大 (選填“大”或“小”)。
(3)如圖丙,當小卡片平衡時,小明將小卡片扭轉(zhuǎn)一個角度,松手后小卡片 不能 (選填“能”或“不能”)在此位置平衡,設計此實驗步驟的目的是探究不在 同一直線 上的兩個力能否平衡。
【分析】(1)根據(jù)實驗現(xiàn)象分析;據(jù)此推理回答;
(2)物體的動能與哪些因素有關的實驗中,用到了控制變量法;
(3)要驗證不在同一直線上兩個力是否平衡,可以將小卡片轉(zhuǎn)過一個角度,小卡片上受到的兩個拉力就不在一條直線上。
【解答】解:(1)小車在毛巾表面運動得最近,在木板表面運動得最遠,由實驗現(xiàn)象可以得出,小車受到的阻力越小,速度減小得越慢;由此進一步推理可知,小車在光滑的水平面上,小車的速度不會變小,它將做勻速直線運動;
(2)同一鋼球從不同的高度由靜止?jié)L下,質(zhì)量相同,不同高度的小球,運動的速度不同,這么做的目的是為了探究鋼球的動能大小與速度的關系,動能的大小用推動木塊移動的距離來體現(xiàn),推動的距離越遠,鋼球的動能越大;
(3)為觀察不在同一直線上的兩個力是否能平衡,可用手將卡片扭轉(zhuǎn)一定角度,并保持兩個拉力方向相反,松開手后小卡片不能保持平衡,會發(fā)生轉(zhuǎn)動。
故答案為:(1)慢;勻速直線;(2)速度;大;(3)不能;同一直線。
【點評】本題考查探究阻力對物體運動的影響及研究動能大小的因素、探究動能與速度的關系的實驗、探究的是二力平衡的條件,考查了控制變量法和轉(zhuǎn)換法在實驗中的應用。
27.(7分)小明注意到很多公共場所都有類似圖甲所示的提示牌。他想:摩擦力的大小與接觸面的潮濕程度有什么關系呢?
為了探究這一問題,他找來長條形地板磚、運動鞋、彈簧測力計和噴霧器,設計了圖乙所示的實驗裝置。
(1)為了測出鞋子與地板磚之間滑動摩擦力的大小,小明把長條形地板磚放在水平桌面上,用彈簧測力計沿 水平 方向拉著鞋子在地板磚上做勻速直線運動。根據(jù) 二力平衡 可知,此時彈簧測力計對鞋子的拉力與鞋子受到的滑動摩擦力大小 相等 ;
(2)小明用噴霧器向地板磚表面均勻噴霧改變地板磚的潮濕程度,通過實驗得到下表中的數(shù)據(jù)。請在坐標紙上描點,并用平滑曲線畫出摩擦力f與噴霧次數(shù)的關系圖像;
(3)小明分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論:摩擦力的大小隨接觸面潮濕程度的增大 先增大后減小 (選填“先增大后減小”、“先減小后增大”或“不變”);
(4)小強了解了小明的實驗結(jié)論后說:“我知道超市里的收銀員清點鈔票時為什么手邊總放一塊濕海綿了,這是為了改變接觸面的潮濕程度來 增大 (選填“增大”或“減小”)摩擦力的?!?br>(5)駕車行駛在高速公路上,雨天因為摩擦減小容易造成交通事故。請針對這一現(xiàn)象為公路旁的警示牌設計一條警示語以提醒駕駛員謹慎駕駛: 雨天路滑,小心慢行 。
【分析】(1)彈簧測力計水平拉動鞋子時,彈簧測力計顯示拉力大小,要使滑動摩擦力等于拉力大小,鞋子保持勻速直線運動,通過二力平衡可得出摩擦力大小;
(2)用描點法畫出摩擦力f與噴霧次數(shù)的關系圖象;
(3)結(jié)合圖象,分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論;
(4)在一定的范圍內(nèi),接觸面潮濕程度大摩擦力大;
(5)駕車行駛在高速公路上,雨天因為摩擦減小,路面光滑,容易造成交通事故,由此來設置路標。
【解答】解:(1)鞋子在水平面上進行勻速直線運動,根據(jù)二力平衡,鞋子在水平方向上受到的拉力和滑動摩擦力是一對平衡力,大小相等;
(2)用描點法畫出摩擦力f與噴霧次數(shù)的關系圖象,如下圖所示:
(3)結(jié)合圖象,分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論:摩擦力的大小隨接觸面潮濕程度的增大先增大后減?。?br>(4)實例中,是通過改變接觸面的粗糙程度來增大摩擦力的;
(5)警示語:雨天路滑,小心慢行。
故答案為:(1)水平;二力平衡;相等;(2)見解答圖;(3)先增大后減??;(4)增大;(5)雨天路滑,小心慢行。
【點評】本題通過實驗探究摩擦力的大小與接觸面的潮濕程度有關,考查實驗原理、畫出圖象、分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論等,關鍵是能從表格中獲取相關有用信息,即,警示語:雨天路滑,小心慢行。
28.(7分)生活處處有物理,留心觀察皆學問。小明想要探究“影響浮力大小的因素”。
在生活中,小明留意過以下兩個現(xiàn)象:
現(xiàn)象1:用手將空罐壓入水中,空罐浸在水中的體積越大,需要用的力越大;
現(xiàn)象2:將雞蛋放入盛有水的燒杯中,雞蛋沉底,將水調(diào)制成一定濃度的鹽水,雞蛋上浮。
根據(jù)現(xiàn)象提出猜想:
猜想1:浮力大小可能與被物體排開液體的體積有關。
猜想2:浮力大小可能與液體密度有關。
(1)【設計并進行試驗】
小明利用金屬塊、彈簧測力計、燒杯、水、鹽水、細線進行了如下實驗來驗證以上猜想:
①對比分析 乙、丙 兩次實驗,可以驗證猜想1是正確的;對比分析 丁、戊 兩次實驗,可以驗證猜想2是正確的;對比分析丙、丁兩次實驗,得出的結(jié)論是:物體所受浮力大小與深度 無關 (選填“有關”或“無關”);
②小明完成本次實驗后,又用獲得的數(shù)據(jù)求出了金屬塊的密度 2.4×103 kg/m3;
(2)【實驗拓展】
大家都知道“曹沖稱象”的方法,如圖所示。小明基于剛才的實驗現(xiàn)象與結(jié)論,根據(jù)前后兩次水面均與記號線相平知前后兩次排開水的體積 相等 ,即象與石頭受到的浮力 相等 (兩空均填“相等”或“不相等”),由此推出“象重等于石頭重”的結(jié)論。故事里面所用到的方法是 等效替代法 (選填“等效替代法”或“推理法”)。
【分析】(1)①應用控制變量法分析圖所示實驗,根據(jù)實驗控制的變量與實驗現(xiàn)象得出實驗結(jié)論,然后分析答題;
②根據(jù)甲圖得到金屬塊的重力G,根據(jù)m=得出金屬塊的質(zhì)量,根據(jù)F浮=G﹣F示,計算所受浮力,根據(jù)F?。溅岩篻V排,計算完全浸沒時的排開液體體積,完全浸沒V排=V物,再根據(jù)ρ=計算金屬塊密度;
(2)船上放大象和放石頭排開水的體積相同,根據(jù)阿基米德原理知道兩種情況受到的浮力相同;
因為兩種情況船均為漂浮,據(jù)此得出大象的重等于石頭的重,從而得出石頭的質(zhì)量等于大象的質(zhì)量。這里所用到的方法是等效替代法。
【解答】解:(1)①乙、丙兩次實驗,液體密度相同,排開液體體積不同,浮力大小不同,說明浮力大小與被物體排開液體的體積有關;丁、戊兩次實驗排開液體體積相同,液體密度不同,浮力大小不同,浮力大小與液體密度有關;丙、丁兩次實驗,液體密度相同,排開液體體積相同,改變深度浮力不變,故物體所受浮力大小與深度無關;
②根據(jù)甲圖得到金屬塊的重力G=4.8N,金屬塊的質(zhì)量m===0.48kg,
完全浸沒在水中所示浮力F浮=G﹣F示=4.8N﹣2.8N=2N,根據(jù)F?。溅岩篻V排,V排===2×10﹣4m3,
完全浸沒V排=V物,金屬塊的密度ρ===2.4×103kg/m3;
(2)由圖知,船上裝大象和裝石頭時水面達到相同的記號,即排開水的體積相等,根據(jù)阿基米德原理可知,兩種情況船受到的浮力相等;
兩種情況船均為漂浮,根據(jù)漂浮條件可知,所受浮力等于自身重力;所以,大象和船的總重等于石頭和船的總重,由此可得:G象=G石頭,
這里所用到的方法是等效替代法。
故答案為:(1)①乙、丙;丁、戊;無關;②2.4×103;(2)相等;相等;等效替代法。
【點評】本題通過探究“浮力大小與哪些因素有關”,主要考查了控制變量法,還考查阿基米德原理和物體的漂浮條件的應用。
五、綜合應用題(本大題共3小題,共24分。解答時要求在答題卡相應的答題區(qū)域內(nèi)寫出必要的文字說明、計算公式和重要的演算步驟,只寫由最后答案,未寫出主要清算過程的,不得分)
29.(6分)2022年,我國快遞業(yè)務量首破950億件,如圖是一物流機器智能車配送時情景,該車質(zhì)量為450kg,在某平直道路上100s勻速行駛了400m,已知機器所受阻力為120N。求:
(1)該物流機器智能車的重力;
(2)該物流機器勻速行駛時的速度;
(3)勻速行駛的100s內(nèi)牽引力做的功。
【分析】(1)根據(jù)G=mg求出重力的大??;
(2)根據(jù)速度公式可得該物流機器勻速行駛時的速度;
(2)已知機器所受阻力為120N,勻速直線行駛,所受牽引力與阻力是一對大小相等的平衡力,利用W=Fs求得勻速行駛的100s內(nèi)牽引力做的功。
【解答】解:(1)該物流機器智能車的重力為:G=mg=450kg×10N/kg=4500N;
(2)該物流機器勻速行駛時的速度為:;
(3)勻速直線行駛,所受牽引力與阻力是一對大小相等的平衡力,牽引力為:F=f=120N;
勻速行駛的100s內(nèi)牽引力做的功為:W=Fs=120N×400m=48000J。
答:(1)該物流機器智能車的重力為4500N;
(2)該物流機器勻速行駛時的速度為4m/s;
(3)勻速行駛的100s內(nèi)牽引力做的功為48000J。
【點評】此題考查了重力的計算、速度計算公式及功的計算,屬于基礎知識。
30.(8分)用如圖所示的滑輪組將靜止在水平地面上質(zhì)量為40kg的物體勻速豎直提升3m,所用拉力F=250N;求:
(1)拉力F做的功;
(2)滑輪組所作的有用功;
(3)滑輪組的機械效率。
【分析】(1)由圖可知n=2,繩子自由端移動的距離s=nh,利用W總=Fs求拉力F做的功;
(2)根據(jù)G=mg求物體的重力,利用W有=Gh求有用功;
(3)利用η=×100%求滑輪組的機械效率。
【解答】解:(1)由圖可知n=2,繩子自由端移動的距離:s=nh=2×3m=6m,
拉力做的總功:W總=Fs=250N×6m=1500J;
(2)物體的重力:G=mg=40kg×10N/kg=400N,
拉力做的有用功:W有=Gh=400N×3m=1200J;
(3)滑輪組的機械效率:η=×100%=×100%=80%。
答:(1)拉力F做的功為1500J;
(2)滑輪組所作的有用功為1200J;
(3)滑輪組的機械效率為80%。
【點評】本題考查了使用滑輪組時有用功、總功和機械效率的計算,關鍵是從圖中得出滑輪組繩子的有效股數(shù)。
31.(10分)人工涂抹油漆難精準且氣味難聞,于是某團隊設計了“智能浸泡上漆器”,如圖所示,上漆器由柱形硬質(zhì)浮桿、力傳感器、工作臺、擋板等組成。浮桿的質(zhì)量為0.2kg,底面積為2×10﹣3m2;力傳感器固定且與浮桿接觸但無壓力;工作臺固定在上漆器底部,其上表面積為0.5m2,高為0.1m。將待上漆的質(zhì)量分布均勻的柱體A放在工作臺中央,將擋板固定在1m高處,開始注漆;當浮桿對力傳感器的壓力為14N時,停止注漆,完成對柱體A的上漆。已知柱體A的質(zhì)量為500kg,底面積為1m2,高為0.8m,油漆密度為1×103kg/m3。g取10N/kg。求:
(1)當漆面上升至0.1m時,油漆對上漆器底部的壓強;
(2)當漆面上升至0.4m時,柱體A對工作臺的壓強;
(3)停止注漆時,柱體A被上漆的高度。
【分析】(1)當油漆上升至0.1m時,根據(jù)p=ρgh求油漆對上漆器底部的壓強;
(2)當油漆上升至0.4m時,由F?。溅裧V排求柱體A受到的浮力,再與重力進行比較,判斷柱體A的沉浮狀態(tài),從而確定柱體A對工作臺的壓力,根據(jù)p=求壓強;
(3)停止注漆時,對浮桿受力分析,計算浮桿受到的浮力,從而確定油漆的高度,再判斷柱體A所受浮力與重力的關系,確定柱體A的沉浮狀態(tài),從而計算柱體A浸入油漆的深度。
【解答】解:(1)當油漆上升至0.1m時,油漆對上漆器底部的壓強p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
(2)當油漆上升至0.4m時,則柱體A受到的浮力F浮=ρgV排=ρgSh=1×103kg/m3×10N/kg×1m2×(0.4m﹣0.1m)=3000N,柱體A的重力G=mg=500kg×10N/kg=5000N,故此時重力大于浮力,故柱體A未上浮,則對工作臺的壓力F=G﹣F?。?000N﹣3000N=2000N;由于柱體A的底面積大于工作臺的上表面積,故受力面積為工作臺的上表面積,則柱體A對工作的臺的壓強:p===4000Pa;
(3)已知浮桿的質(zhì)量為0.2kg,則浮桿的重力G桿=mg=0.2kg×10N/kg=2N,浮桿對力傳感器的壓力為14N,則浮桿受到的浮力F′?。?N+14N=16N,浮桿排開油漆的體積V排===1.6×10﹣3m3;
則油漆的深度h===0.8m;柱體A受到的浮力F浮′′=ρgV排′=1×103kg/m3×10N/kg×1m2×(0.8m﹣0.1m)=7000N,此時F浮′′>GA,則柱體A漂浮,浮力等于重力,故此時的V′′排===0.5m3;浸入油漆的深度h′===0.5m,柱體A露出的高度為0.8m﹣0.5m=0.3m,油漆面到擋板的高度為1m﹣0.8m=0.2m,故柱體A只能露出0.2m的高度,則柱體A實際浸入油漆的高度為0.6m。
答:(1)當漆面上升至0.1m時,油漆對上漆器底部的壓強為1000Pa;
(2)當漆面上升至0.4m時,柱體A對工作臺的壓強為4000Pa;
(3)停止注漆時,柱體A被上漆的高度為0.6m。
【點評】本題考查壓強的計算、沉浮條件的應用、阿基米德原理,屬于一道綜合題,分析比較復雜。
噴霧次數(shù)
0
2
4
6
8
10
12
摩擦力f/N
3.2
3.6
4.0
3.0
2.8
2.6
2.6
噴霧次數(shù)
0
2
4
6
8
10
12
摩擦力f/N
3.2
3.6
4.0
3.0
2.8
2.6
2.6

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