第2章 力与空间探索 专题训练(含答案)

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第2章 力与空间探索 专题训练(含答案)

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基础力学综合
知识点一:二力平衡与摩擦力
1.如图所示,重为500N的小科沿着竖直的直杆匀速上爬,此阶段他受到的摩擦力为 f1;小科停在A处稍作休息,此阶段他受到的摩擦力为f2;之后沿杆匀速下滑,此阶段他受到的摩擦力为f3。下列说法中,正确的是( )
A.f1>500N,方向竖直向下 B.f2=500N,方向竖直向下
C.f3<500N,方向竖直向上 D.f1=f2=f3,方向都竖直向上
2.如图所示,棋子P、Q叠放在一起,静止在水平桌面上,用尺将Q快速水平击打出去。下列说法中,正确的是( )
A.击打前,Q在两个力的作用下处于平衡状态 B.Q在P的下方滑动时,P受到摩擦力的作用
C.离开P后滑动的过程中,Q受到的摩擦力逐渐咸小
D.离开P后滑动的过程中,Q的运动状态保持不变
3.某兴趣小组通过自主探究得知“接触面的粗糙程度一定时,滑动摩擦力的大小与压力大小成正比”,他们运用该规律及相关知识分析了如图所示的过程。已知物体A重10N,B、C均重4N,不计绳重及其与滑轮的摩擦。当在绳端挂上物体B时(见图甲),物体 A沿水平面向右做匀速运动,物体A所受摩擦力为f1;接着把物体C放在物体A上,三者停止运动时(见图乙),物体A所受摩擦力为f2;再用力F竖直向下拉物体B,使物体A、C一起向右做匀速运动(水平面的粗糙程度不变)。下列各组计算结果中,正确的是( )
A.f1=4 N、f2=0 N、F=1.6 N B.f1=2 N、f2=0 N、F=5.6 N
C.f1=4 N、f2=4 N、F=5.6 N D.f1=4 N、f2=4 N、F=1.6N
4.如图所示,水平桌面上有甲、乙、丙三个物块叠放在一起,现用5N的力F沿水平方向拉物块乙,甲、乙、丙都保持静止。下列说法中,错误的是( )
A.乙对丙的摩擦力为5N B.甲对乙的摩擦力为5N
C.桌面对甲的摩擦力为5N D.桌面受到的摩擦力为5N
5.如图所示,叠放在水平桌面上的A、B两物体受到两个水平拉力而保持静止,已知F1=5N,F2=3N,那么物体B受到的物体A和水平桌面的摩擦力大小分别为( )
A.5N、3N B.3N、2N C.2N、3N D.3N、5N
知识点二:力与运动的多过程问题
6.如图甲所示,重为6N的铁块吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,在竖直向上的拉力F的作用下,铁块竖直向上运动。铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图像如图乙所示。若铁块受到的滑动摩擦力为2N,则下列说法中,正确的是( )
A.磁性平板对铁块的吸引力为6N B.在0~2s内,拉力F等于8N
C.在0~6s内,拉力F等于6N D.在2~6s内,拉力F等于8N
7.如图甲所示,用弹簧测力计两次水平拉同一木块,使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的图像,下列说法中,正确的是( )
A.图甲中木块受到的拉力为3.2N B.木块第一次和第二次的速度之比为1:2
C.木块两次受到的拉力之比为1:1 D.木块两次受到的滑动摩擦力之比为2:1
8.如图甲所示,重10N的物体M,其上表面通过测力计与电梯顶部相连,电梯由静止开始竖直向上运动,测力计在不同时间段的示数如图乙所示,则电梯在此过程中的速度随时间变化的图像应为( )
9.如图所示,两根相同的弹簧分别固定在左、右两面墙壁上,墙壁间的距离大于两根弹簧的原长之和,水平面光滑,现用一个铁球把左边的弹簧压缩一定长度后自由释放,不计空气阻力,此后( )
A.铁球的速度一直增大
B.铁球与两根弹簧都不接触时,处于平衡状态
C.铁球将右侧弹簧压缩到最短时,受平衡力的作用
D.铁球接触右侧弹簧后能立即保持静止
10.如图甲所示,小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的弹簧上。在刚接触弹簧的瞬间(如图乙所示),小球的速度为5.0m/s,之后小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短(如图丙所示),此过程中小球的速度v和弹簧缩短的长度△x之间的关系如图丁所示,其中A为曲线的最高点。已知该弹簧每受到1N的压力就缩短5cm,且弹簧在整个过程中都在弹性限度内,忽略弹簧受到的重力和空气阻力。下列说法中,正确的是(g取10 N/kg) ( )
A.从图乙到图丙的过程中,小球一直减速
B.当弹簧被压缩到最短时,小球处于平衡状态
C.通过图丁可计算出小球的质量为4g
D.整个过程中,弹簧弹力的最大值为12N
11.如图甲所示,一条管道(内壁的粗糙程度相同)竖直固定在水平地面上,利用拉力F将一物块从管道的左端竖直拉进,从右端竖直拉出,已知管道中的竖直管口对物块的挤压作用一样,并测得拉动的整个过程中拉力和物块移动速度随时间变化的图像分别如图乙、丙所示。下列说法中.错误的是( )
A.物块受到的重力为2N B.在2~4s内,物块受非平衡力的作用
C.在0~2s内,物块做匀速直线运动 D.在4~6s内,物块所受摩擦力为10 N
与压强有关的实验探究
知识点一:探究影响压力作用效果的因素
1.如图甲所示为体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走的情景,为了探究他们对雪地的压力的作用效果,现利用海绵、小桌、砝码进行模拟研究,应选择图乙中的( )
A.①与② B.②与③ C.①与③ D.以上都不对
2.小华利用带钉的木块、沙土、砝码来探究“压力的作用效果跟什么因素有关”,据图分析,下列说法中,错误的是( )
A.该实验通过比较钉子陷入沙土中的深度来比较压力的作用效果
B.由图可知压力的作用效果与受力面积的大小有关
C.本实验用到了控制变量法
D.由图可知压力的作用效果与压力的大小有关
3.为了研究对支持面能产生相同形变效果的圆柱的特点,小明先分别将不同的铅制实心圆柱竖直置于水平放置的相同海绵上,并使海绵的凹陷程度相同,如图甲、图乙、图丙所示,然后又依次选用铜制、铁制的实心圆柱(ρ铅>ρ铜>ρ铁)重复实验,研究过程如图丁、图戊所示。请仔细观察实验现象并根据相关条件,归纳得出初步结论。
(1)分析、比较图甲、图乙、图丙可知:___________________________________
______________________________________
(2)分析、比较图甲、图丁、图戊可知:___________________________________
______________________________________________________________________________
4.细心的小明发现家用铝制水壶底部都做成凹凸不平的同心圆形状。这样做的目的是什么呢 小明做了如下实验:先将一张纸条放在两木块中间(如图甲所示),结果纸条弯曲后滑到下面;再将这张纸条折成截面如图乙所示的褶皱状,放在两木块中间,发现此时纸条上面还能放一个茶杯(如图丙所示)。
(1)根据小明的实验,你认为铝壶底部做成凹凸不平的同心圆形状的目的是_____________
(2)爱思考的小明进一步猜想:纸条能承受的最大压力与褶皱的数目有关。请自选器材,设计实验,帮小明验证这一猜想。
(3)你认为纸条能承受时最大压力可能还与________________________(写一个即可)有关。
5.在很冷的冬天,某兴趣小组的同学发现,把一根两端拴有重物的细金属丝,挂在一粗大的冰块上,一段时间后,出现了如下有趣的现象:细金属丝割穿了冰块,而
冰块保持完整。他们对此现象进行了讨论,认为这是由冰的熔化和凝固引起的。关于冰熔化的原因,他们提出了以下三种猜想:
猜想1:冰块的厚度小。 猜想2:金属丝的温度低。
猜想3:金属丝对冰块的压强大。
(1)根据所学知识,他们经过讨论,断定猜想2是错误的。
你认为他们判断的依据是__________________________________
(2)为了验证猜想1是否正确,只改变冰块的厚度进行实验,金属丝都能割穿冰块。这说明猜想1是__________的。
(3)请设计一个简单实验,验证猜想3是否正确,简述你的实验方法。
简要实验方法:_________________________________________________________________
判断方法:_____________________________________________________________________
知识点二:探究液体压强的特点
6.如图所示,小明将压强计的金属盒分别放入甲、乙两种液体中,从图中可以得到的结论是( )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.甲液体的密度等于乙液体的密度
C.甲液体中金属盒处的压强等于乙液体中金属盒处的压强
D.甲液体中金属盒处的压强小于乙液体中金属盒处的压强
7.下表是“研究液体压强”实验中得出的实验数据,其中实验数据肯定有误的是( )
实验次序 深度/cm 橡皮膜所对的方向 压强计
左液面/cm 右液面/cm 液面高度差/cm
1 3 朝上 —1.0 +1.0 2.0
2 3 朝下 —0.5 +0.5 1.0
3 3 朝侧面 —1.0 +1.0 2.0
4 6 朝下 —2.0 +2.0 4.0
5 9 朝下 —3.0 +3.0 6.0
A.第2次 B.第3次 C.第4次 D.第5次
8.如图所示的玻璃管两端开口处蒙的橡皮膜的绷紧程度相同,将此装置置于水中。下列各图中,能反映橡皮膜受到水的压强后的凹凸情况的是( )
9.如图甲所示为“用压强计探究液体内部压强的特点”实验,使用前应检查装置是否漏气,当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现U形管两侧的液面高度几乎不变,则说明装置_________(填“漏气”或“不漏气”)。一次实验前,小强发现压强计的U形管两侧红墨水的高度不相等,如图乙所示,接下来的操作应该是__________________________________。
探究同一液体、同一深度液体内部压强的特点时,改变液体中金属盒橡皮膜朝向的具体操作是___________________________________________________________________________
10.小南利用生活器材自制了薄壁实验箱来探究“液体压强大小与什么因素有关”。实验操作
如下:①如图甲所示,实验箱分为A箱与B箱,A箱固定在B箱的内侧,A箱下部有一圆孔 C,并在圆孔C上蒙了一层橡皮膜,此时橡皮膜是平的;②先在A箱中不断加水,实验现象如图乙、丙所示;③然后向B箱中加入一定量的盐水,盐水和水的液面相平,实验现象如图丁所示。
(ρ盐水>ρ水)
(1)实验中,小南通过观察橡皮膜的形变程度来反映液体压强的大小,由图乙、丙现象可知,
同种液体的深度越深,液体压强越__________,因此水电站的拦河大坝应设计成_______________(填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(2)由图丁现象可知,在液体深度相同时,液体__________越大,液体压强越大。
(3)小南还利用薄壁实验箱测量出某未知液体的密度,如图戊所示,在A箱中加入水,在B箱中加入某未知液体,使橡皮膜变平,用刻度尺测得此时h1=22 cm,h2=9 cm,h3=12cm,则未知液体的密度为_______________kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3)
固体压强与液体压强
知识点一:固体压强
1.一块长为L、质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,木板A的右端与桌边相齐(如图所示)。在木板A的右端施加一水平恒力F使木板A的右端缓慢地离开桌边,在木板A移动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.对桌面的压力不变,压强变小
B.对桌面的压力不变,压强变大
C.对桌面的压力变小,压强变小
D.对桌面的压力变小,压强变大
2.甲、乙两个实心均匀正方体()均放在水平地面上,甲、乙对地面的压力分别为、 ,压强分别为、。若按如图所示的方式将两个正方体沿竖直方向各截去一部分,它们的剩余部分对地面的压强相等,则( )
A. B.
C. D.
3.如图所示,A、B两密度均匀的实心正方体放在水平地面上,它们对地面的压强分别为和 ,且,若在两正方体上方沿水平方向切去相同的厚度,剩下部分对水平地面的压强为和,则( )
A. > B. < C. = D.以上都有可能
4.由同种材料做成的三个高度相等但底面积不同的实心圆柱A、B和C,竖直放置在水平桌面上,如图所示,它们对桌面的压强分别为、和,那么( )
A. == B. << C. >> D.条件不足,无法判断
5.如图所示,正方体物块A的质量与正方体物块B的质量之比为3:1,底面积之比为2:1,那么物块A对物块B的压强与物块B对桌面的压强之比:=_______________,物块A对物块B的压力与物块B对桌面的压力之比____________。
知识点二:液体压强
6.关于公式和的运用范围:①只适用于柱形液体的压强求解;
②适用于固体和液体的压强求解, 只适用于液体的压强求解;
③关于液体的压强求解, 与均适用,但由于和容易直接测得,通常运用
来求解。以上三种说法中,正确的是( )
A.①③ B.③ C.①②③ D.②
7.如图所示,两个完全相同的长方体容器甲和乙放置在水平桌面上,已知距容器底部的A、B两点处所受液体的压强和相等,则两容器底部所受液体的压力、和压强、的关系是( )
A. >,> B. <, D. <,=
8.如图所示,完全相同的两个容器中分别装入甲、乙两种不同的液体,下列分析中,正确的是( )
A.若甲、乙的质量相等,则A点的压强等于B点的压强
B.若甲、乙的质量相等,则C点的压强小于D点的压强
C.若甲、乙对容器底部的压强相等,则要使甲对容器底部的压强小于乙对容器底部的压强,
可以在两容器中分别倒入体积相等的液体
D.若甲、乙对容器底部的压强相等,则甲的质量一定大于乙的质量
9.如图所示,A、B为完全相同的两个容器,分别盛有7cm、5cm深的水,A、B之间用细导管连接。若将阀门K打开,液体将_______________(填“向左流动”“向右流动”或“不流动”)。液体静止时,A、B两容器底部受到水的压强之比为___________。
10.如图甲所示,密闭的容器重为20N,底面积为100cm2,其中装有8kg的水.水的深度为15cm,将它平放在面积为1m2的水平台面上。容器底受到水的压力为__________N,水对容器底的压强为___________Pa,水平台面受到容器的压力为__________N,水平台面受到容器的压强为___________Pa。若把该容器倒放在该水平台面上,如图乙所示,则水对容器底的压强将_________(填“变大”“ 变小”或“不变”,下同),压力将___________;容器对水平台面的压强将___________,压力将_________.(=1×103kg/m3,g取10 N/kg)
11.如图所示,将一边长为10cm的正方体木块放入装有某液体的圆柱形容器中。木块静止时露出液面的高度为2cm,液面比放入前升高了1cm,容器底部受到液体的压强变化了80Pa,则木块底部受到液体的压强为____________Pa。
答案:
基础力学综合
1.D 2.B 3.D 4.A 5.B 6.D 7.C 8.D 9.B 10.D 11.B
与压强有关的实验探究
1.B 2.B
3.(1)当同种材料的圆柱对支持面产生相同的形变效果时,无论其底面积大小如何,圆柱的高度一定相同
(2)当不同材料的圆柱对支持面产生的形变效果相同时,圆柱的密度越小,高度越大
4.(1)增大铝壶底部的承压能力 (2) ①器材和装置:三张大小相同的纸,一些砝码(或重物),两个木块。 ②步骤:将三张纸分别折成5、10、15道褶皱,先后放在两木块之间,分别在上面逐渐增加砝码,直到纸不能承受为止,记下最大承重 G1、G2、G3。③设计表格如下:
纸折成的褶皱道数 5 10 15
承重 G
④分析与论证:折15道褶皱的承重最大(或折5道褶皱的承重最大)。 (3)纸条材料(或纸条厚度、纸条大小、木块间距等)
5.(1)若金属丝的温度低,则冰块不会熔化 (2)错误 (3)保持所挂重物不变,用粗细不同的金属丝挂在同一冰块上(或保持金属丝的粗细不变,改变所挂重物的质量) 比较相同时间内金属丝陷入冰块的程度或冰块是否被割穿,据此判断猜想3是否正确
6.A 7.A 8.B 9.漏气 取下橡胶管,重新安装旋转旋钮,改变金属盒的朝向
10.(1)大 上窄下宽 (2)密度 (3)0.9×103
固体压强与液体压强
1.B 2.D 3.D 4.A 5. 3:4 3:4 6.B 7.B
8.C 9.向右流动 5:7 10. 15 1500 100 10000 变小 变大 变小 不变 11.640
2

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