【精品解析】湖南省长沙市浏阳市2024-2025学年八年级下学期期中质量监测物理试题

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湖南省长沙市浏阳市2024-2025学年八年级下学期期中质量监测物理试题
1.在如图中,力的作用效果与其他三项不同的是(  )
A.按橡皮泥
B.磁体改变小球运动轨迹
C.跳板被压弯
D.用力拉弹簧
2.2024年巴黎奥运会皮划艇静水项目男子双人划艇500米决赛,云南玉溪名将刘浩和搭档季博文以1分39秒48的成绩获得冠军。如图是他们比赛的场景,关于在比赛进行中涉及到的物理知识,下列分析错误的是(  )
A.以看台的观众为参照物,刘浩是运动的
B.冲线后停止划水,皮划艇依然会向前运动一段距离,是因为皮划艇具有惯性
C.向后划水,皮划艇向前运动,说明物体间力的作用是相互的
D.皮划艇只受到重力
3.如图所示是电动“中国红”双层公交车,体现了“绿色环保低碳出行”的科学发展理念。关于匀速行驶的双层公交车,下列说法正确的是(  )
A.双层公交车匀速转弯时,其运动状态没有发生改变
B.双层公交车和人的总重力与地面对双层公交车的支持力是一对平衡力
C.双层公交车所受的牵引力与地面对双层公交车的阻力是一对相互作用力
D.公交车里的乘客对车厢的压力与车厢对乘客的支持力是一对平衡力
4.下列生产生活实例中能减小摩擦的是(  )
A.刹车时用力捏车闸
B.涂防滑粉的手
C.冰壶运动中刷冰
D.冰壶运动中运动员穿的橡胶蹬冰鞋
5.生活中蕴含着许多物理知识,下列事例分析正确的是( )
A.打乒乓球时球拍对球有力的作用,球对球拍没有力的作用
B.跳远运动员助跑后起跳是为了增大惯性
C.踢出去的足球继续运动,是由于受到惯性的作用
D.小明没有推动静止的汽车是由于推力等于摩擦力
6.如图所示的四个实例中,属于减小压强的是(  )
A.火车轨道
B.篆刻刀
C.破窗锤
D.推土机的推土铲刃
7.如图所示,把气球放在手指和手掌之间保持静止,手指和手掌对气球的压力分别是F1和F2,手指和手掌对气球的压强分别是p1和p2,则(  )
A.F1>F2 B.F1p2 D.p18.如图所示的四个装置中没有利用连通器原理的是(  )
A.液体压强计
B.茶壶
C.船闸
D.存水弯
9.下列现象或事例中,没有利用“流体压强与流速的关系”的是(  )
A.纸向中间靠拢
B.活塞式抽水机
C.A管中水柱升高
D.飞机升起
10.小杰同学在游玩海底世界时,观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示,对气泡上升时受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是(  )
A.浮力不变,压强不变 B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变大 D.浮力变大,压强变小
11.如图所示为一些物理实验情景,其中对应分析正确的是(  )
A.用大小相同的力竖直向上拉钢尺不同位置,钢尺弯曲程度不同;说明力的作用点会影响力的作用效果
B.用力蹬地,滑板车会运动;停止蹬地,滑板车会停下来;说明力是维持物体运动的原因。
C.两次海绵凹陷程度不同,说明压力的作用效果与受力面积大小有关
D.用两个弹簧测力计沿相反的方向水平拉橡皮筋,使橡皮筋伸长至O'点;再用一个弹簧测力计水平拉橡皮筋,同样使橡皮筋伸长至O'点;这是探究二力平衡条件的实验过程
12.小明沿水平方向推箱子前行,推力为F,如图甲所示。推箱子的过程中,其F—t和v—t图像分别如图乙、丙所示,则下列判断正确的是(  )
A.0~3s内,箱子受到的摩擦力大小为3N
B.t=5s时,箱子受到的摩擦力大小为9N
C.3~9s内,箱子受到的摩擦力大小变小
D.9~12s内,箱子受到的合力为0
13.放在水平桌面上的杯子对桌面的压力是   发生了微小形变而产生的弹力;如下图中弹簧测力计的示数为   N。
14.如下图是浏阳市体育中考女子800米长跑场景,使人前进的力是地面对人的   ,该力的方向是   。(选填“水平向前”或“水平向后”)
15.在x坐标轴上有三个力,其中F1和F2沿着x轴正方向,大小分别为3N和4N,F3沿着x轴负方向,大小为9N。则这三个力的合力大小为   N,方向   。
16.如图,甲、乙是平底水瓶分别正立、倒立放在水平桌面上的情景。而对水平桌面的压强分别是和,水对瓶底和瓶盖的压力分别是和,则   ,   (均选填“>”“<”或“=”)。
17.如下图是水平桌面上的一个平底水壶,壶身尺寸如图所示,厚度不计,重6N,最大装水量为3L,底面积为400cm2。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg),则装满水时,水壶对水平桌面的压强为   Pa,水对壶底的压力为   N。
18.请在图中画出滑雪运动员沿坡道加速下滑时所受的重力示意图。(图中黑点O为重心)
19.某物理兴趣小组在“探究影响物体重力大小的因素”的实验中,进行了如下实验探究,实验记录如下表所示。
实测物体 物体质量m/kg 重力G/N G与m的比值/()
物体1 0.1 0.98 9.8
物体2 0.2 1.96 9.8
物体3 0.3 2.94 9.8
(1)在探究过程中,测量工具除了天平(带砝码),还需要   ;
(2)根据表中实验数据分析,能正确描述物体所受的重力G与质量m关系的图像是   ;
(3)该组同学又利用身边的器材,选取了质量不同的课本、文具盒、计算器、电话手表等,并分别测出它们的质量和重力,从而探究物体所受重力大小与质量的关系。对此,你的评价是______。
A.不合理,因为他们没有用同种物质构成的物体做实验
B.不合理,因为他们没有使物体的质量成倍变化
C.合理,因为他们同样可以得到物体所受重力大小与质量的关系
D.合理,因为他们的操作比上一个实验更简便
20.为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明设计了如图甲、乙、丙、丁所示的实验。
(1)实验过程中,弹簧测力计应沿水平方向拉着物块A做   运动,此时,滑动摩擦力的大小   弹簧测力计的示数;
(2)比较乙、丙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与   有关;
(3)比较甲、丁实验,发现甲实验中弹簧测力计示数大于丁实验弹簧测力计示数,小明得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是(  )的。
21.在做“研究液体内部的压强”实验时,同学们设计了如图所示探究方案,图甲、乙、丁中探头在液体中的深度相同,实验测得几种情况下压强计的U形管两侧液面的高度差的大小关系是h4>h1=h2>h3。
(1)分析图甲和图乙两次实验数据是为了探究同一深度处,液体向   的压强大小关系。
(2)分析图甲和图   两次实验数据可以得出:液体内部的压强随深度的增加而增大。
(3)小明通过分析图丙和图丁两次实验数据,认为液体内部的压强与液体的密度有关,他的结论是不可靠的,因为   。
(4)【拓展实验】如图,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部用薄橡皮膜封闭一个圆孔,橡皮膜两侧压强不同时橡皮膜的形状发生改变。它可以用来做“探究液体压强是否与深度、液体密度有关”的实验。若装入如图所示深度的两种液体时,橡皮膜正好未发生形变,则隔板左、右两侧液体密度大小关系是ρ左   ρ右。(选填“>”“<”或“=”)
22.兴趣小组探究影响浮力大小的因素。
①提出如下猜想:
猜想1:与物体浸在液体中的深度有关;猜想2:与物体浸在液体中的体积有关;
猜想3:与液体的密度有关;
②实验验证:
小组为验证上述猜想,用弹簧测力计、4个相同的小长方体磁力块组合成的1个大长方体物块(如图A中所示)、2个分别盛有水和盐水的烧杯等,按图中A、B、C、D、E步骤进行了实验:
③实验分析与讨论:
(1)分析图中A、B、D三组实验数据,可知猜想1是(  )的。(选填“正确”或“错误”)
(2)分析图中   四组实验数据,可知猜想2和3是正确的。
(3)兴趣小组又把4个磁力块组合成图F进行实验,他们想探究浮力大小是否与   有关。
23.随着科技的发展,京东快递开始使用无人配送车。如图所示,该车空载时质量为;满载时所装货物的质量为,在某水平直线路段匀速行驶,受到的阻力是其总重力的0.05倍。求:
(1)满载时京东无人配送车所受的总重力
(2)满载配送车在水平直线路段匀速行驶时的牵引力
24.某同学用阿基米德原理测量一种金属零件的密度。他把金属零件用细绳悬挂在弹簧测力计的挂钩上,金属零件在空气中时弹簧测力计的示数是7.9N,把金属零件浸没在装有密度为0.8×103kg/m3油的薄壁容器中(油未溢出)时,弹簧测力计的示数是7.1N。容器底面积为100cm2,g取10N/kg。求:
(1)金属零件浸没在油中时所受的浮力;
(2)金属零件的密度;
(3)金属零件放入油中前后,容器对水平桌面压强的增加量Δp。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】力的作用效果
【解析】【解答】A选项:按压橡皮泥导致形状改变,体现力改变物体形状;B选项:磁力使小球运动方向变化,体现力改变物体运动状态;
C选项:跳板受压弯曲,体现力改变物体形状;
D选项:拉伸弹簧使其伸长,体现力改变物体形状。
综上,B选项的作用效果(改变运动状态)与其余三项(改变形状)不同,因此正确答案为B。
【分析】力的作用效果:力会使物体的运动状态和物体形状发生改变。
2.【答案】D
【知识点】力作用的相互性;惯性及其现象;浮力及其产生原因;参照物及其选择
【解析】【解答】A选项分析:若以看台观众为参照系,刘浩的位置发生变化,说明他处于运动状态,因此A选项描述正确(不符合题意要求)。
B选项分析:当皮划艇冲线后停止划水时,由于惯性作用,艇体仍会保持原有运动状态继续前进一段距离,故B选项正确(不符合题意)。
C选项分析:桨向后划水时,水对桨产生反作用力推动艇体前进,这印证了力的相互作用原理,所以C选项正确(不符合题意)。
D选项分析:皮划艇实际受到重力(G)、浮力(F浮)、运动员施加的压力(F压)以及水阻力(F阻)等多个力的共同作用,题干中"只受重力作用"的表述存在错误,因此D选项符合题意要求。
正确答案选择D。
【分析】物体相对运动:物体与参照物运动状态不一致,所以物体相对参照物运动,物体与参照物运动状态不一致,所以物体相对参照物静止。
3.【答案】B
【知识点】物体运动状态的变化;平衡力的辨别;平衡状态的判断
【解析】【解答】A.双层公交车匀速转弯时,公交车的运动方向不断发生改变,其运动状态发生变化,故A错误;
B.双层公交车和人的总重力和地面对双层公交车的支持力,两个力的大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,是一对平衡力,故B正确;
C.双层公交车所受的牵引力与地面对双层公交车的阻力,两个力作用在同一物体上,不是一对相互作用力,故C错误;
D.公交车里的乘客对车厢的压力,受力物体是车厢,车厢对乘客的支持力,受力物体是乘客,两个力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选B。
【分析】1.力可以改变物体的运动状态,运动状态的改变包括运动方向和速度的改变;
2.二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;
3.相互作用力关系:作用在不同物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
4.【答案】C
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A选项:刹车时用力捏车闸,通过增大压力来增加摩擦力(接触面粗糙程度不变),不符合题目要求的减小摩擦情况。B选项:手上涂抹防滑粉,通过增大接触面粗糙程度来增加摩擦力(压力不变),不符合题意。
C选项:冰壶运动中刷冰,通过减小冰面粗糙程度来减小摩擦力(压力不变),符合题目要求。
D选项:橡胶蹬冰鞋通过增大鞋底粗糙程度来增加摩擦力(压力不变),不符合题意。
正确答案:C。
【分析】滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
5.【答案】D
【知识点】力作用的相互性;惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A.根据牛顿第三定律,力的作用是相互的。打乒乓球时,球拍对球施加力的同时,球也对球拍施加反作用力,因此选项A的说法是错误的。
B.跳远运动员助跑后起跳是利用惯性,但惯性大小仅由质量决定。助跑过程不会改变运动员的质量,因此不会增大惯性,故选项B是错误的。
C.踢出去的足球继续运动是由于惯性,但惯性是物体保持运动状态的性质,不是一种力,因此不能说"受到惯性的作用",选项C的说法是错误的。
D.当小明没有推动静止的汽车时,汽车处于平衡状态。根据牛顿第一定律,此时汽车受到的推力与静摩擦力大小相等、方向相反,达到平衡状态,故选项D是正确的。
正确答案是D。
【分析】相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上
惯性是物体的基本属性,只有物体重力有关,当物体速度发生变化时,由于惯性物体保持原来运动状态的属性,利用惯性的实例:运动员助跑起跳,乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害,惯性不是力,不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述
平衡力的特点为:大小相同,方向相反,作用在同一个物体上。
6.【答案】A
【知识点】增大压强的方法及其应用;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】A.火车轨道下的路枕,在压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小对路基的压强,符合减小压强的原理。
B.篆刻刀的刀刃设计得很锋利,在压力不变时,通过减小受力面积来增大压强,属于增大压强的应用。
C.破窗锤的锤头呈尖锐形状,在压力恒定时,通过减小受力面积来增大压强,属于增大压强的应用。
D.推土机的推土铲刃非常薄,在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,属于增大压强的应用。
因此正确答案是A。
【分析】压强计算公式:。增大压强的方法包括:增加压力或减小受力面积;减小压强的方法包括:减小压力或增大受力面积。
7.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强大小比较
【解析】【解答】根据图示分析,气球处于静止状态,说明在水平方向上受力平衡。因此,手指对气球的压力(F1)与手掌对气球的压力(F2)大小相等,即。由于手指与气球的接触面积(S1)小于手掌与气球的接触面积(S2),根据压强公式可知,手指对气球的压强(p1)大于手掌对气球的压强(p2),即。综上所述,选项C正确。
故选C。
【分析】平衡力的特点为:大小相同,方向相反,作用在同一个物体上;
压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积。
8.【答案】A
【知识点】连通器原理及其应用
【解析】【解答】连通器是指上端开口、下端连通的装置。
A选项中的液体压强计虽然下端连通,但上端没有开口,因此不符合连通器的定义,故A是正确答案;
BCD选项中:茶壶的壶身和壶嘴构成上端开口、下部连通的容器; 船闸工作时,闸室可以与上游或下游分别形成连通器; "存水弯"具有上端开口、下部相通的结构;这些装置都利用了连通器原理工作,因此BCD不符合题意。
综上所述,正确答案是A。
【分析】连通器:上端开口相通,或底部相通的容器叫连通器,在连通器的液体保持同一水平,压强相等,应用:茶壶;回水弯管;船闸。
9.【答案】B
【知识点】大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.两张纸中间空气流速大,压强小,而外侧空气流速小,压强大,形成向内的压强差,使纸张向中间靠拢。此现象利用了流体压强与流速的关系,因此A选项不符合题意。
B.活塞式抽水机的工作原理是依靠大气压力将水压入抽水机中,并未涉及流体压强与流速的关系,因此B选项符合题意。
C.当向A管吹气时,管口上方空气流速增大,压强减小,外界大气压将水从A管中压出。此现象利用了流体压强与流速的关系,因此C选项不符合题意。
D.飞机机翼设计为上凸下平的形状,使得上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,从而产生向上的升力。此现象利用了流体压强与流速的关系,因此D选项不符合题意。
综上所述,正确答案为B。
【分析】1、压强和流速的关系:压强越大,流速越小,应用为飞机机翼上凸,空气流速快,导致压强较小,形成向上的升力;
2、大气压的应用; 吸盘是将吸盘内部的气压减小,导致外界大气压大于内部气压,将吸盘压在墙面,和吸管吸取饮料的原理相同。
10.【答案】D
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】气泡上升时,排开水的体积变大,根据F=ρ液gv排气泡受到的浮力变大;气泡上升时,深度变小,受到水的压强变小,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【分析】1、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同;
2、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排。
11.【答案】A,C
【知识点】力的三要素及力的示意图;阻力对物体运动影响的探究实验;力的合成与应用;探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】A.用相同大小的力竖直向上作用于钢尺不同位置(作用点不同),观察到钢尺弯曲程度不同,说明力的作用点会影响力的作用效果,结论正确。
B.滑板车在蹬地力作用下运动,停止施力后减速停止,仅能证明力改变运动状态,不能说明运动需要力维持,结论错误。
C.通过对比实验(压力相同、受力面积不同)显示海绵凹陷程度差异,证明压力作用效果与受力面积有关,结论正确。
D.采用等效替代法:两个反向弹簧测力计与单个测力计均使橡皮筋伸长至O'点,说明两力合力与单力等效,此为同直线二力合成实验,非验证作用力反作用力关系,结论错误。
正确答案:AC。
【分析】1、力的三要素包括:作用点、方向、大小,均会对物体的运动产生影响。
2、牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持 匀速直线运动。
3、转换法:在物理实验中,某些物理量(动能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如本题中 压力作用效果 难以直接测量,所以需要通过海绵的凹陷程度进行测量;
4、力的合成与应用:两个力在同一直线上,方向相反,合力为两个力的代数差,方向相同,合力为两个力的代数和。
12.【答案】A,D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】A.根据丙图显示,前3秒箱子速度保持为零,说明箱子处于静止状态,此时合力为零。在水平方向上,箱子受到的静摩擦力与推力相互平衡。结合乙图可知推力大小为3N,因此静摩擦力大小也为3N。选项A正确。
BD.分析丙图9~12秒区间,箱子以1m/s的速度做匀速直线运动,此时推力与滑动摩擦力平衡。根据乙图,此时推力为6N,故滑动摩擦力也为6N。当t=5秒时,由于压力与接触面粗糙程度未改变,摩擦力保持6N不变。因此选项B错误,D正确。
C.观察3~6秒和6~9秒两个阶段,箱子分别做加速和减速运动,但滑动摩擦力仅取决于压力大小和接触面粗糙程度,与速度无关。由于这两个因素在3~9秒内保持不变,摩擦力大小始终为6N。选项C错误。
综上所述,正确答案为AD。
【分析】1、力和运动:物体静止或者做匀速直线运动,物体受到平衡力的作用,所以推力等于摩擦力,所以前三秒时,物体的推力等于摩擦力;图9~12秒区间,箱子以1m/s的速度做匀速直线运动,此时推力与滑动摩擦力平衡
2、滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
13.【答案】杯子;3.6
【知识点】弹力;弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】杯子放在水平桌面上时,对桌面施加压力的施力物体是杯子本身,而受力物体是桌面。这个压力实际上是杯子发生微小形变后产生的弹力作用。
根据图示的弹簧测力计显示:该测力计的分度值为0.2N,指针位置位于3N刻度线下方3个小格处(每个小格代表0.2N),因此当前测量值为3N + 3×0.2N = 3.6N。
【分析】弹簧测力计:使用前弹簧测力计竖直调零,分度值为0.2N,重力方向竖直向下,据图读数,对钩码的拉力与弹簧测力计的弹簧轴线一致;
压力:物体由于(通常为接触),产生的形变,回复原来物理状态的力为弹力,即为支持力,支持力作用于物体接触面之间,垂直接触面向下。
14.【答案】摩擦力;水平向前
【知识点】力作用的相互性;摩擦力的方向
【解析】【解答】在800米长跑过程中,运动员的脚与地面接触时,脚与地面之间存在摩擦力相互作用。当运动员向后蹬地时,脚对地面施加了一个向后的作用力,根据牛顿第三定律,地面对脚会产生一个大小相等、方向相反的向前摩擦力。这个摩擦力是推动运动员向前运动的直接原因。因此,使运动员前进的力是地面对人的摩擦力,其方向为水平向前。
【分析】1、摩擦力和物体运动方向相反;
2、相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上。
15.【答案】2;沿x轴负方向
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】力F1和F2都沿着x轴正方向作用,由于方向相同,它们的合力F也沿x轴正方向。合力大小计算如下:F=F1+F2=3N+4N=7N
力F3沿x轴负方向作用,与合力F方向相反。由于F3的大小大于F(),因此三个力的最终合力方向沿x轴负方向,大小为:F合=F3-F=9N-7N=2N。
【分析】力的合成与应用:两个力在同一直线上,方向相反,合力为两个力的代数差。
16.【答案】<;>
【知识点】压力及重力与压力的区别;压强大小比较;压强的大小及其计算
【解析】【解答】瓶底水瓶正立、倒立时对桌面的压力大小相等,等于瓶子和水的重力,即,水瓶正立和倒立时对桌面的压力的受力面积为,,根据压强定义公式可得,水瓶正立和倒立时时对桌面的压强为,,,所以,水瓶正立与倒立时对水平桌面的压强关系为。
瓶正立时,瓶子底部受到的压力大小等于瓶中水的重力,由图乙可知,水瓶倒立时,底部的瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力,即,因瓶中水的重力是不变的,所以正立与倒立时水对瓶底和瓶盖的压力关系为。
【分析】1、圆柱形容器,则容器底部受到压力等于液体的重力,上宽下窄,则容器底部受到压力小于液体的重力,上窄下宽,则容器底部受到压力大于于液体的重力;
2、压强的计算:公式为。
17.【答案】900;32
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【解答】水壶装满水时,水的体积V水=3L=3×10-3m3,结合重力公式计算可知水的重力为G水=m水g=ρ水V水g=1.0×103kg/m3×3×10-3m3×10N/kg=30N;装满水时,水壶对水平桌面的压力为水的重力和水壶的重力相等,即F=G=G水+G壶=30N+6N=36N,结合压强公式计算可知水壶对水平桌面的压强为;水壶装满水时,深度为h水=h1-h2=12cm-4cm=8cm=0.08m,结合压强公式可知水对壶底的压强为p'=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa;结合F=pS水对壶底的压力为F'=p'S=800Pa×400×10-4m2=32N;
【分析】1、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同;
2、压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积。
18.【答案】
【知识点】重力示意图
【解析】【解答】重力的方向竖直向下,作用点为物体的重心O。因此,需要从重心O点出发,沿着竖直向下的方向绘制一条带箭头的线段,并用字母G标注表示重力,示意图如下:
【分析】重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心,公式为G=mg。
19.【答案】(1)弹簧测力计
(2)B
(3)C
【知识点】探究影响重力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)在探究影响物体重力大小的因素实验中,需要测量物体的质量及重力,因此除了使用天平测量质量外,还需要使用弹簧测力计来测量重力。
(2)根据表格数据可知,每个物体对应的重力与质量的比值是一个定值,这表明重力与质量成正比关系。因此,-关系的图像应为一条通过原点的倾斜直线,故选项B正确,而选项A、C、D不符合题意。
故选B。
(3)实验结果表明,重力与质量的比值是一个定值,且该比值与物质的种类无关。使用质量不同的课本、文具盒、计算器、电话手表等物体进行实验,不仅不会影响实验结果,反而能使结论更具普遍性。因此,该组同学的做法是合理的。
故选C。
【分析】1、探究重力和质量的关系:需要弹簧测力计和天平;
2、重力的计算:公式为G=mg,所以重力和质量为正比;
3、试验的正确操作步骤:提出问题、作出假设、设计实验,进行试验、得出结论,为了得出准确结论,要进行多次实验确保实验结论的正确性和普遍性。
(1)在探究影响物体重力大小的因素实验中,需要测量物体的质量及重力,所以需要的测量工具除了天平,还需要弹簧测力计。
(2)由表格数据知,每个物体对应的重力与质量的比值是一个定值,所以G与质量m关系的图像是过原点的倾斜直线,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(3)重力与质量的比值是一个定值,该值的大小与物质的种类无关,用质量不同的课本、文具盒、计算器、电话手表各一次做实验,不影响探究结果,更使结论更具有普遍性,所以该组同学的做法合理。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
20.【答案】(1)匀速直线;等于
(2)接触面的粗糙程度
(3)错误
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)在探究滑动摩擦力大小与影响因素关系的实验中,测量原理基于二力平衡条件。实验操作时,需用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动物块A,此时物块处于平衡状态,弹簧测力计的拉力与接触面滑动摩擦力构成平衡力(大小相等、方向相反),因此滑动摩擦力数值可直接通过弹簧测力计示数读取。
(2)分析乙、丙两组实验数据可知,当压力及其他条件相同时,接触面粗糙程度差异导致弹簧测力计示数不同(即滑动摩擦力变化)。根据控制变量法原理,此对比说明滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度存在关联。
(3)研究滑动摩擦力与接触面积关系时,需严格保证压力及粗糙程度不变,仅改变接触面积。甲、丁实验中,图丁将物块A竖直切半的操作虽改变了接触面积,但未保持压力相同(压力减半),因此得出“摩擦力与接触面积有关”的结论是错误的——该错误源于未遵循控制变量原则。
【分析】1、控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如影响摩擦力的因素有压力和接触面粗糙程度,在研究单一变量对试验结果的影响时,要保持非研究因素的相同;
2、力和运动:物体静止或者做匀速直线运动,物体受到平衡力的作用,所以拉力等于摩擦力;
3、滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
4、从实验操作方面考虑,丁图中用力水平拉动木块下面的长木板 不需要做匀速直线运动,原因为 滑动摩擦力大小与运动快慢 无关,且可以稳定读数。
(1)[1][2]已知在探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”实验中,滑动摩擦力大小的测量原理是二力平衡,实验过程中,弹簧测力计应沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动,此时,物块A处于受力平衡状态,所受弹簧测力计的拉力与接触面的滑动摩擦力二力平衡,大小相等,方向相反,所以,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)由图可知,在乙、丙两实验中,接触面上的压力大小及其它因素都相同,接触面的粗糙程度不同,弹簧测力计的示数不同,表示滑动摩擦力的大小不同,根据控制变量法可得,比较乙、丙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。
(3)根据控制变量法,探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系时,应控制压力大小、接触面的粗糙程度等其它因素相同,只改变接触面积的大小,对比滑动摩擦力的大小变化情况;比较甲、丁实验,可发现,图丁中物体A被竖直切去一半,小明在改变接触面积的同时没有控制接触面上的压力大小相同,所以可判断,小明由甲、丁两实验得出的结论“滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关”是错误的。
21.【答案】(1)各个方向
(2)丙
(3)没有控制探头所处的深度相同
(4)>
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)通过对比图甲和图乙的实验数据,可以观察到探头均浸没于水中且处于相同深度,但橡皮膜的方向不同。这表明实验旨在研究液体在同一深度下各个方向上的压强分布情况。
(2)为探究液体内部压强与深度的关系,需保持液体种类和橡皮膜方向不变,仅改变探头浸入深度。图甲和图丙符合这一条件。由于甲图中探头浸入更深,U形管液面高度差更大(即压强更大),由此得出:液体内部压强随深度增加而增大。
(3)分析图丙和图丁数据发现,液体密度和探头深度两个变量同时改变,无法单独研究压强与液体密度的关系。正确方法应保持深度不变,仅改变液体密度。因此原结论不可靠,原因在于未控制深度变量。
(4)当两侧液体使橡皮膜保持平衡时,存在压强平衡关系。由可得。由于图示中,故。
【分析】1、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同;
2、液体压强影响因素的试验:仪器有压强计、不同密度的液体,U型管;试验步骤:检查装置的气密性,方法为 按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化 明显,则气密性良好;使用控制变量法,探究压强和深度关系时,需要控制液体密度不变;
3、转换法:转换法:在物理实验中,某些物理量(动能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如用通过观察U型管两边液面的高度差来表示探头处液体。
(1)由图甲和图乙可知,探头都浸在水中,且所处的深度相同,而橡皮膜朝向不同,所以分析图甲和图乙两次实验数据是为了探究同一深度处,液体向各个方向的压强大小关系。
(2)要探究液体内部的压强与深度的关系,需要控制探头浸入的液体相同、橡皮膜朝向相同,而改变探头浸入液体的深度,故选图甲和图丙。由于甲图浸入液体的深度更深,U形管液面高度差更大,即压强更大,所以可以得出结论:液体内部的压强随深度的增加而增大。
(3)分析图丙和图丁两次实验数据可知,探头所处的液体不同,密度不同,深度也不相同,存在两个变量,所以无法探究液体内部的压强与液体的密度的关系。要探究液体内部的压强与液体的密度的关系,需控制探头所处的深度相同,而改变液体密度。故他的结论不可靠,因为没有控制探头所处的深度相同。
(4)根据题意可知,若装入如图所示深度的两种液体时,橡皮膜正好未发生形变,说明容器左右侧压强相等的关系,即p左=p右,由于p=ρgh可得,ρ左gh左=ρ右gh右,由图可知,h左ρ右。
22.【答案】(1)错误
(2)A、B、C、E
(3)物体的形状
【知识点】浮力大小的计算;探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】(1)根据弹簧测力计的工作原理,读取图A中的示数,可得出物体所受的重力大小为;观察图B可知,此时物体有一半体积浸入水中,且物体底部所处的深度较大,对应的弹簧测力计示数为。依据称重法测浮力的计算公式(浮力=物体重力-弹簧测力计示数),可计算出此时物体受到的浮力大小为。
再观察图D,该图中物体同样有一半体积浸入水中,但物体底部所处的深度较小,此时弹簧测力计的示数为。按照相同的称重法原理计算,可得此时物体所受的浮力大小为。
结合控制变量法的实验思路,当其他实验条件保持不变,仅改变物体浸在液体中的深度时,两次计算得出的浮力大小始终相等。这一现象表明,物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的深度无关,因此,通过分析图中A、B、D三组实验数据,可判断猜想1是错误的。
(2)由上述实验分析可知,从图A中可读取物体的重力为;在图B中,物体浸在水中的体积为其总体积的一半(即),结合称重法可计算出此时物体所受的浮力大小为;观察图C,此时物体已全部浸入水中,对应的弹簧测力计示数为,根据称重法测浮力的公式,可得出此时物体所受的浮力大小为。
根据控制变量法,当液体密度等其他实验条件不变时,仅改变物体浸在液体中的体积,物体所受的浮力也会随之发生改变。因此,分析图中A、B、C三组实验数据可得出结论:物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关,故猜想2是正确的。
此外,由图A可知物体的重力为;从图C中可计算出物体全部浸入水中时所受的浮力大小为;观察图E,当物体全部浸入盐水中时,弹簧测力计的示数为,依据称重法可计算出此时物体所受的浮力大小为。
按照控制变量法的要求,当物体浸入液体的体积等其他条件不变时,仅改变液体的密度,物体所受的浮力会发生相应变化。因此,分析图中A、C、E三组实验数据可判断:物体所受浮力的大小与液体的密度有关,猜想3是正确的。综上,通过分析图中A、B、C、E四组实验数据,可确定猜想2和猜想3均为正确。
(3)由实验题意可知,图F中物体的形状发生了改变。结合控制变量法的实验思想及浮力相关知识可判断,该兴趣小组此次实验的目的,是探究物体所受浮力的大小是否与物体的形状有关。
【分析】1、称重法测量物体浮力:先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力;
2、控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,在研究单一变量对试验结果的影响时,要保持非研究因素的相同;
3、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大。
(1)根据弹簧测力计的工作原理,由图A可知,物体的重力为;由图B可知,物体有一半的体积浸入水中,物体底部所处深度较大,此时弹簧测力计的示数为,根据称重法测浮力的关系式可得,此时物体所受浮力大小为
由图D可知,物体有一半的体积浸入水中,物体底部所处深度较小,此时弹簧测力计的示数为,根据称重法测浮力的关系式可得,此时物体所受浮力大小为
根据控制变量法,当其它因素都相同时,只改变物体所处深度,物体所受浮力仍相等,可见,物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的深度无关,所以,分析图中A、B、D三组实验数据,可知猜想1是错误的。
(2)由上述分析可知,由图A可知,物体的重力为;在图B中,当物体浸在水中的体积为物体体积的一半时,即时,物体所受浮力的大小为;由图C可知,物体全部浸入水中,,此时弹簧测力计的示数为,则根据称重法测浮力,此时物体所受浮力大小为
根据控制变量法,当液体的密度等其它因素相同时,只改变物体浸在液体中的体积,物体所受浮力也随着发生改变,故分析图中A、B、C三组实验数据可判断,物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关,所以猜想2是正确的。
由上述分析可知,由图A可知,物体的重力为;由图C可知,当物体全部浸入水中时,物体所受浮力大小为;由图E可知,当物体全部浸入盐水中时,弹簧测力计的示数为,根据称重法测浮力,此时物体所受浮力大小为
根据控制变量法,当物体浸入液体中的体积等其它因素相同时,只改变液体的密度,物体所受浮力也发生变化,故分析图中A、C、E三组实验数据可判断,物体所受浮力的大小与液体的密度有关,所以猜想3是正确的。所以,分析图中A、B、C、E四组实验数据,可知猜想2和3是正确的。
(3)由题意可知,在图F中,物体的形状发生了变化,根据控制变量法及浮力有关知识判断,兴趣小组想探究浮力大小是否与物体的形状有关。
23.【答案】(1)解:满载时京东无人配送车所受的总重力。
(2)解:受到的阻力,匀速行驶时牵引力等于阻力,故牵引力。
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】(1)满载时京东无人配送车所受的总重力
(2)受到的阻力,匀速行驶时牵引力等于阻力,故牵引力。
(1)满载时京东无人配送车所受的总重力
(2)受到的阻力
匀速行驶时牵引力等于阻力,故牵引力
24.【答案】(1)解:由题意得,金属零件的重力为,当将金属零件浸没在油中时,弹簧测力计的示数为,根据称重法测浮力可得,金属零件浸没在油中时所受的浮力为。
(2)解:已知油的密度为,因为金属零件浸没在油中,所以,根据阿基米德原理得,金属零件的体积为
由公式
变形得,金属零件的密度为。
(3)解:由题意得,容器对水平桌面的压力变化是因为零件放入油中时受到浮力引起的,已知金属零件浸没在油中时所受的浮力为,所以容器对水平桌面的压力增加量为
已知容器对桌面的受力面积为
所以,金属零件放入油中前后,容器对水平桌面压强的增加量为。
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;阿基米德原理;浮力大小的计算;压力差法测浮力
【解析】【分析】(1)由题意得,金属零件的重力为,当将金属零件浸没在油中时,弹簧测力计的示数为,根据称重法测量浮力;
(2)已知油的密度为,金属零件浸没在油中,所以金属排开液体的体积等于金属本身的体积,根据阿基米德原理计算金属零件的体积;结合密度公式计算可知金属零件的密度;
(3)金属零件浸没在油中时收到,根据相互作用力可知,容器对水平桌面的压力增加量为;容器对桌面的受力面积为,结合压强公式计算可知金属零件放入油中前后,容器对水平桌面压强的增加量。
(1)由题意得,金属零件的重力为,当将金属零件浸没在油中时,弹簧测力计的示数为,根据称重法测浮力可得,金属零件浸没在油中时所受的浮力为
(2)已知油的密度为,因为金属零件浸没在油中,所以,根据阿基米德原理得,金属零件的体积为
由公式
变形得,金属零件的密度为
(3)由题意得,容器对水平桌面的压力变化是因为零件放入油中时受到浮力引起的,已知金属零件浸没在油中时所受的浮力为,所以容器对水平桌面的压力增加量为
已知容器对桌面的受力面积为
所以,金属零件放入油中前后,容器对水平桌面压强的增加量为
1 / 1湖南省长沙市浏阳市2024-2025学年八年级下学期期中质量监测物理试题
1.在如图中,力的作用效果与其他三项不同的是(  )
A.按橡皮泥
B.磁体改变小球运动轨迹
C.跳板被压弯
D.用力拉弹簧
【答案】B
【知识点】力的作用效果
【解析】【解答】A选项:按压橡皮泥导致形状改变,体现力改变物体形状;B选项:磁力使小球运动方向变化,体现力改变物体运动状态;
C选项:跳板受压弯曲,体现力改变物体形状;
D选项:拉伸弹簧使其伸长,体现力改变物体形状。
综上,B选项的作用效果(改变运动状态)与其余三项(改变形状)不同,因此正确答案为B。
【分析】力的作用效果:力会使物体的运动状态和物体形状发生改变。
2.2024年巴黎奥运会皮划艇静水项目男子双人划艇500米决赛,云南玉溪名将刘浩和搭档季博文以1分39秒48的成绩获得冠军。如图是他们比赛的场景,关于在比赛进行中涉及到的物理知识,下列分析错误的是(  )
A.以看台的观众为参照物,刘浩是运动的
B.冲线后停止划水,皮划艇依然会向前运动一段距离,是因为皮划艇具有惯性
C.向后划水,皮划艇向前运动,说明物体间力的作用是相互的
D.皮划艇只受到重力
【答案】D
【知识点】力作用的相互性;惯性及其现象;浮力及其产生原因;参照物及其选择
【解析】【解答】A选项分析:若以看台观众为参照系,刘浩的位置发生变化,说明他处于运动状态,因此A选项描述正确(不符合题意要求)。
B选项分析:当皮划艇冲线后停止划水时,由于惯性作用,艇体仍会保持原有运动状态继续前进一段距离,故B选项正确(不符合题意)。
C选项分析:桨向后划水时,水对桨产生反作用力推动艇体前进,这印证了力的相互作用原理,所以C选项正确(不符合题意)。
D选项分析:皮划艇实际受到重力(G)、浮力(F浮)、运动员施加的压力(F压)以及水阻力(F阻)等多个力的共同作用,题干中"只受重力作用"的表述存在错误,因此D选项符合题意要求。
正确答案选择D。
【分析】物体相对运动:物体与参照物运动状态不一致,所以物体相对参照物运动,物体与参照物运动状态不一致,所以物体相对参照物静止。
3.如图所示是电动“中国红”双层公交车,体现了“绿色环保低碳出行”的科学发展理念。关于匀速行驶的双层公交车,下列说法正确的是(  )
A.双层公交车匀速转弯时,其运动状态没有发生改变
B.双层公交车和人的总重力与地面对双层公交车的支持力是一对平衡力
C.双层公交车所受的牵引力与地面对双层公交车的阻力是一对相互作用力
D.公交车里的乘客对车厢的压力与车厢对乘客的支持力是一对平衡力
【答案】B
【知识点】物体运动状态的变化;平衡力的辨别;平衡状态的判断
【解析】【解答】A.双层公交车匀速转弯时,公交车的运动方向不断发生改变,其运动状态发生变化,故A错误;
B.双层公交车和人的总重力和地面对双层公交车的支持力,两个力的大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,是一对平衡力,故B正确;
C.双层公交车所受的牵引力与地面对双层公交车的阻力,两个力作用在同一物体上,不是一对相互作用力,故C错误;
D.公交车里的乘客对车厢的压力,受力物体是车厢,车厢对乘客的支持力,受力物体是乘客,两个力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选B。
【分析】1.力可以改变物体的运动状态,运动状态的改变包括运动方向和速度的改变;
2.二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;
3.相互作用力关系:作用在不同物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
4.下列生产生活实例中能减小摩擦的是(  )
A.刹车时用力捏车闸
B.涂防滑粉的手
C.冰壶运动中刷冰
D.冰壶运动中运动员穿的橡胶蹬冰鞋
【答案】C
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A选项:刹车时用力捏车闸,通过增大压力来增加摩擦力(接触面粗糙程度不变),不符合题目要求的减小摩擦情况。B选项:手上涂抹防滑粉,通过增大接触面粗糙程度来增加摩擦力(压力不变),不符合题意。
C选项:冰壶运动中刷冰,通过减小冰面粗糙程度来减小摩擦力(压力不变),符合题目要求。
D选项:橡胶蹬冰鞋通过增大鞋底粗糙程度来增加摩擦力(压力不变),不符合题意。
正确答案:C。
【分析】滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
5.生活中蕴含着许多物理知识,下列事例分析正确的是( )
A.打乒乓球时球拍对球有力的作用,球对球拍没有力的作用
B.跳远运动员助跑后起跳是为了增大惯性
C.踢出去的足球继续运动,是由于受到惯性的作用
D.小明没有推动静止的汽车是由于推力等于摩擦力
【答案】D
【知识点】力作用的相互性;惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A.根据牛顿第三定律,力的作用是相互的。打乒乓球时,球拍对球施加力的同时,球也对球拍施加反作用力,因此选项A的说法是错误的。
B.跳远运动员助跑后起跳是利用惯性,但惯性大小仅由质量决定。助跑过程不会改变运动员的质量,因此不会增大惯性,故选项B是错误的。
C.踢出去的足球继续运动是由于惯性,但惯性是物体保持运动状态的性质,不是一种力,因此不能说"受到惯性的作用",选项C的说法是错误的。
D.当小明没有推动静止的汽车时,汽车处于平衡状态。根据牛顿第一定律,此时汽车受到的推力与静摩擦力大小相等、方向相反,达到平衡状态,故选项D是正确的。
正确答案是D。
【分析】相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上
惯性是物体的基本属性,只有物体重力有关,当物体速度发生变化时,由于惯性物体保持原来运动状态的属性,利用惯性的实例:运动员助跑起跳,乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害,惯性不是力,不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述
平衡力的特点为:大小相同,方向相反,作用在同一个物体上。
6.如图所示的四个实例中,属于减小压强的是(  )
A.火车轨道
B.篆刻刀
C.破窗锤
D.推土机的推土铲刃
【答案】A
【知识点】增大压强的方法及其应用;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】A.火车轨道下的路枕,在压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小对路基的压强,符合减小压强的原理。
B.篆刻刀的刀刃设计得很锋利,在压力不变时,通过减小受力面积来增大压强,属于增大压强的应用。
C.破窗锤的锤头呈尖锐形状,在压力恒定时,通过减小受力面积来增大压强,属于增大压强的应用。
D.推土机的推土铲刃非常薄,在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,属于增大压强的应用。
因此正确答案是A。
【分析】压强计算公式:。增大压强的方法包括:增加压力或减小受力面积;减小压强的方法包括:减小压力或增大受力面积。
7.如图所示,把气球放在手指和手掌之间保持静止,手指和手掌对气球的压力分别是F1和F2,手指和手掌对气球的压强分别是p1和p2,则(  )
A.F1>F2 B.F1p2 D.p1【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强大小比较
【解析】【解答】根据图示分析,气球处于静止状态,说明在水平方向上受力平衡。因此,手指对气球的压力(F1)与手掌对气球的压力(F2)大小相等,即。由于手指与气球的接触面积(S1)小于手掌与气球的接触面积(S2),根据压强公式可知,手指对气球的压强(p1)大于手掌对气球的压强(p2),即。综上所述,选项C正确。
故选C。
【分析】平衡力的特点为:大小相同,方向相反,作用在同一个物体上;
压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积。
8.如图所示的四个装置中没有利用连通器原理的是(  )
A.液体压强计
B.茶壶
C.船闸
D.存水弯
【答案】A
【知识点】连通器原理及其应用
【解析】【解答】连通器是指上端开口、下端连通的装置。
A选项中的液体压强计虽然下端连通,但上端没有开口,因此不符合连通器的定义,故A是正确答案;
BCD选项中:茶壶的壶身和壶嘴构成上端开口、下部连通的容器; 船闸工作时,闸室可以与上游或下游分别形成连通器; "存水弯"具有上端开口、下部相通的结构;这些装置都利用了连通器原理工作,因此BCD不符合题意。
综上所述,正确答案是A。
【分析】连通器:上端开口相通,或底部相通的容器叫连通器,在连通器的液体保持同一水平,压强相等,应用:茶壶;回水弯管;船闸。
9.下列现象或事例中,没有利用“流体压强与流速的关系”的是(  )
A.纸向中间靠拢
B.活塞式抽水机
C.A管中水柱升高
D.飞机升起
【答案】B
【知识点】大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.两张纸中间空气流速大,压强小,而外侧空气流速小,压强大,形成向内的压强差,使纸张向中间靠拢。此现象利用了流体压强与流速的关系,因此A选项不符合题意。
B.活塞式抽水机的工作原理是依靠大气压力将水压入抽水机中,并未涉及流体压强与流速的关系,因此B选项符合题意。
C.当向A管吹气时,管口上方空气流速增大,压强减小,外界大气压将水从A管中压出。此现象利用了流体压强与流速的关系,因此C选项不符合题意。
D.飞机机翼设计为上凸下平的形状,使得上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,从而产生向上的升力。此现象利用了流体压强与流速的关系,因此D选项不符合题意。
综上所述,正确答案为B。
【分析】1、压强和流速的关系:压强越大,流速越小,应用为飞机机翼上凸,空气流速快,导致压强较小,形成向上的升力;
2、大气压的应用; 吸盘是将吸盘内部的气压减小,导致外界大气压大于内部气压,将吸盘压在墙面,和吸管吸取饮料的原理相同。
10.小杰同学在游玩海底世界时,观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示,对气泡上升时受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是(  )
A.浮力不变,压强不变 B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变大 D.浮力变大,压强变小
【答案】D
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】气泡上升时,排开水的体积变大,根据F=ρ液gv排气泡受到的浮力变大;气泡上升时,深度变小,受到水的压强变小,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【分析】1、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同;
2、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排。
11.如图所示为一些物理实验情景,其中对应分析正确的是(  )
A.用大小相同的力竖直向上拉钢尺不同位置,钢尺弯曲程度不同;说明力的作用点会影响力的作用效果
B.用力蹬地,滑板车会运动;停止蹬地,滑板车会停下来;说明力是维持物体运动的原因。
C.两次海绵凹陷程度不同,说明压力的作用效果与受力面积大小有关
D.用两个弹簧测力计沿相反的方向水平拉橡皮筋,使橡皮筋伸长至O'点;再用一个弹簧测力计水平拉橡皮筋,同样使橡皮筋伸长至O'点;这是探究二力平衡条件的实验过程
【答案】A,C
【知识点】力的三要素及力的示意图;阻力对物体运动影响的探究实验;力的合成与应用;探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】A.用相同大小的力竖直向上作用于钢尺不同位置(作用点不同),观察到钢尺弯曲程度不同,说明力的作用点会影响力的作用效果,结论正确。
B.滑板车在蹬地力作用下运动,停止施力后减速停止,仅能证明力改变运动状态,不能说明运动需要力维持,结论错误。
C.通过对比实验(压力相同、受力面积不同)显示海绵凹陷程度差异,证明压力作用效果与受力面积有关,结论正确。
D.采用等效替代法:两个反向弹簧测力计与单个测力计均使橡皮筋伸长至O'点,说明两力合力与单力等效,此为同直线二力合成实验,非验证作用力反作用力关系,结论错误。
正确答案:AC。
【分析】1、力的三要素包括:作用点、方向、大小,均会对物体的运动产生影响。
2、牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持 匀速直线运动。
3、转换法:在物理实验中,某些物理量(动能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如本题中 压力作用效果 难以直接测量,所以需要通过海绵的凹陷程度进行测量;
4、力的合成与应用:两个力在同一直线上,方向相反,合力为两个力的代数差,方向相同,合力为两个力的代数和。
12.小明沿水平方向推箱子前行,推力为F,如图甲所示。推箱子的过程中,其F—t和v—t图像分别如图乙、丙所示,则下列判断正确的是(  )
A.0~3s内,箱子受到的摩擦力大小为3N
B.t=5s时,箱子受到的摩擦力大小为9N
C.3~9s内,箱子受到的摩擦力大小变小
D.9~12s内,箱子受到的合力为0
【答案】A,D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】A.根据丙图显示,前3秒箱子速度保持为零,说明箱子处于静止状态,此时合力为零。在水平方向上,箱子受到的静摩擦力与推力相互平衡。结合乙图可知推力大小为3N,因此静摩擦力大小也为3N。选项A正确。
BD.分析丙图9~12秒区间,箱子以1m/s的速度做匀速直线运动,此时推力与滑动摩擦力平衡。根据乙图,此时推力为6N,故滑动摩擦力也为6N。当t=5秒时,由于压力与接触面粗糙程度未改变,摩擦力保持6N不变。因此选项B错误,D正确。
C.观察3~6秒和6~9秒两个阶段,箱子分别做加速和减速运动,但滑动摩擦力仅取决于压力大小和接触面粗糙程度,与速度无关。由于这两个因素在3~9秒内保持不变,摩擦力大小始终为6N。选项C错误。
综上所述,正确答案为AD。
【分析】1、力和运动:物体静止或者做匀速直线运动,物体受到平衡力的作用,所以推力等于摩擦力,所以前三秒时,物体的推力等于摩擦力;图9~12秒区间,箱子以1m/s的速度做匀速直线运动,此时推力与滑动摩擦力平衡
2、滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
13.放在水平桌面上的杯子对桌面的压力是   发生了微小形变而产生的弹力;如下图中弹簧测力计的示数为   N。
【答案】杯子;3.6
【知识点】弹力;弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】杯子放在水平桌面上时,对桌面施加压力的施力物体是杯子本身,而受力物体是桌面。这个压力实际上是杯子发生微小形变后产生的弹力作用。
根据图示的弹簧测力计显示:该测力计的分度值为0.2N,指针位置位于3N刻度线下方3个小格处(每个小格代表0.2N),因此当前测量值为3N + 3×0.2N = 3.6N。
【分析】弹簧测力计:使用前弹簧测力计竖直调零,分度值为0.2N,重力方向竖直向下,据图读数,对钩码的拉力与弹簧测力计的弹簧轴线一致;
压力:物体由于(通常为接触),产生的形变,回复原来物理状态的力为弹力,即为支持力,支持力作用于物体接触面之间,垂直接触面向下。
14.如下图是浏阳市体育中考女子800米长跑场景,使人前进的力是地面对人的   ,该力的方向是   。(选填“水平向前”或“水平向后”)
【答案】摩擦力;水平向前
【知识点】力作用的相互性;摩擦力的方向
【解析】【解答】在800米长跑过程中,运动员的脚与地面接触时,脚与地面之间存在摩擦力相互作用。当运动员向后蹬地时,脚对地面施加了一个向后的作用力,根据牛顿第三定律,地面对脚会产生一个大小相等、方向相反的向前摩擦力。这个摩擦力是推动运动员向前运动的直接原因。因此,使运动员前进的力是地面对人的摩擦力,其方向为水平向前。
【分析】1、摩擦力和物体运动方向相反;
2、相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上。
15.在x坐标轴上有三个力,其中F1和F2沿着x轴正方向,大小分别为3N和4N,F3沿着x轴负方向,大小为9N。则这三个力的合力大小为   N,方向   。
【答案】2;沿x轴负方向
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】力F1和F2都沿着x轴正方向作用,由于方向相同,它们的合力F也沿x轴正方向。合力大小计算如下:F=F1+F2=3N+4N=7N
力F3沿x轴负方向作用,与合力F方向相反。由于F3的大小大于F(),因此三个力的最终合力方向沿x轴负方向,大小为:F合=F3-F=9N-7N=2N。
【分析】力的合成与应用:两个力在同一直线上,方向相反,合力为两个力的代数差。
16.如图,甲、乙是平底水瓶分别正立、倒立放在水平桌面上的情景。而对水平桌面的压强分别是和,水对瓶底和瓶盖的压力分别是和,则   ,   (均选填“>”“<”或“=”)。
【答案】<;>
【知识点】压力及重力与压力的区别;压强大小比较;压强的大小及其计算
【解析】【解答】瓶底水瓶正立、倒立时对桌面的压力大小相等,等于瓶子和水的重力,即,水瓶正立和倒立时对桌面的压力的受力面积为,,根据压强定义公式可得,水瓶正立和倒立时时对桌面的压强为,,,所以,水瓶正立与倒立时对水平桌面的压强关系为。
瓶正立时,瓶子底部受到的压力大小等于瓶中水的重力,由图乙可知,水瓶倒立时,底部的瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力,即,因瓶中水的重力是不变的,所以正立与倒立时水对瓶底和瓶盖的压力关系为。
【分析】1、圆柱形容器,则容器底部受到压力等于液体的重力,上宽下窄,则容器底部受到压力小于液体的重力,上窄下宽,则容器底部受到压力大于于液体的重力;
2、压强的计算:公式为。
17.如下图是水平桌面上的一个平底水壶,壶身尺寸如图所示,厚度不计,重6N,最大装水量为3L,底面积为400cm2。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg),则装满水时,水壶对水平桌面的压强为   Pa,水对壶底的压力为   N。
【答案】900;32
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【解答】水壶装满水时,水的体积V水=3L=3×10-3m3,结合重力公式计算可知水的重力为G水=m水g=ρ水V水g=1.0×103kg/m3×3×10-3m3×10N/kg=30N;装满水时,水壶对水平桌面的压力为水的重力和水壶的重力相等,即F=G=G水+G壶=30N+6N=36N,结合压强公式计算可知水壶对水平桌面的压强为;水壶装满水时,深度为h水=h1-h2=12cm-4cm=8cm=0.08m,结合压强公式可知水对壶底的压强为p'=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa;结合F=pS水对壶底的压力为F'=p'S=800Pa×400×10-4m2=32N;
【分析】1、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同;
2、压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积。
18.请在图中画出滑雪运动员沿坡道加速下滑时所受的重力示意图。(图中黑点O为重心)
【答案】
【知识点】重力示意图
【解析】【解答】重力的方向竖直向下,作用点为物体的重心O。因此,需要从重心O点出发,沿着竖直向下的方向绘制一条带箭头的线段,并用字母G标注表示重力,示意图如下:
【分析】重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心,公式为G=mg。
19.某物理兴趣小组在“探究影响物体重力大小的因素”的实验中,进行了如下实验探究,实验记录如下表所示。
实测物体 物体质量m/kg 重力G/N G与m的比值/()
物体1 0.1 0.98 9.8
物体2 0.2 1.96 9.8
物体3 0.3 2.94 9.8
(1)在探究过程中,测量工具除了天平(带砝码),还需要   ;
(2)根据表中实验数据分析,能正确描述物体所受的重力G与质量m关系的图像是   ;
(3)该组同学又利用身边的器材,选取了质量不同的课本、文具盒、计算器、电话手表等,并分别测出它们的质量和重力,从而探究物体所受重力大小与质量的关系。对此,你的评价是______。
A.不合理,因为他们没有用同种物质构成的物体做实验
B.不合理,因为他们没有使物体的质量成倍变化
C.合理,因为他们同样可以得到物体所受重力大小与质量的关系
D.合理,因为他们的操作比上一个实验更简便
【答案】(1)弹簧测力计
(2)B
(3)C
【知识点】探究影响重力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)在探究影响物体重力大小的因素实验中,需要测量物体的质量及重力,因此除了使用天平测量质量外,还需要使用弹簧测力计来测量重力。
(2)根据表格数据可知,每个物体对应的重力与质量的比值是一个定值,这表明重力与质量成正比关系。因此,-关系的图像应为一条通过原点的倾斜直线,故选项B正确,而选项A、C、D不符合题意。
故选B。
(3)实验结果表明,重力与质量的比值是一个定值,且该比值与物质的种类无关。使用质量不同的课本、文具盒、计算器、电话手表等物体进行实验,不仅不会影响实验结果,反而能使结论更具普遍性。因此,该组同学的做法是合理的。
故选C。
【分析】1、探究重力和质量的关系:需要弹簧测力计和天平;
2、重力的计算:公式为G=mg,所以重力和质量为正比;
3、试验的正确操作步骤:提出问题、作出假设、设计实验,进行试验、得出结论,为了得出准确结论,要进行多次实验确保实验结论的正确性和普遍性。
(1)在探究影响物体重力大小的因素实验中,需要测量物体的质量及重力,所以需要的测量工具除了天平,还需要弹簧测力计。
(2)由表格数据知,每个物体对应的重力与质量的比值是一个定值,所以G与质量m关系的图像是过原点的倾斜直线,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(3)重力与质量的比值是一个定值,该值的大小与物质的种类无关,用质量不同的课本、文具盒、计算器、电话手表各一次做实验,不影响探究结果,更使结论更具有普遍性,所以该组同学的做法合理。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
20.为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明设计了如图甲、乙、丙、丁所示的实验。
(1)实验过程中,弹簧测力计应沿水平方向拉着物块A做   运动,此时,滑动摩擦力的大小   弹簧测力计的示数;
(2)比较乙、丙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与   有关;
(3)比较甲、丁实验,发现甲实验中弹簧测力计示数大于丁实验弹簧测力计示数,小明得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是(  )的。
【答案】(1)匀速直线;等于
(2)接触面的粗糙程度
(3)错误
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)在探究滑动摩擦力大小与影响因素关系的实验中,测量原理基于二力平衡条件。实验操作时,需用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动物块A,此时物块处于平衡状态,弹簧测力计的拉力与接触面滑动摩擦力构成平衡力(大小相等、方向相反),因此滑动摩擦力数值可直接通过弹簧测力计示数读取。
(2)分析乙、丙两组实验数据可知,当压力及其他条件相同时,接触面粗糙程度差异导致弹簧测力计示数不同(即滑动摩擦力变化)。根据控制变量法原理,此对比说明滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度存在关联。
(3)研究滑动摩擦力与接触面积关系时,需严格保证压力及粗糙程度不变,仅改变接触面积。甲、丁实验中,图丁将物块A竖直切半的操作虽改变了接触面积,但未保持压力相同(压力减半),因此得出“摩擦力与接触面积有关”的结论是错误的——该错误源于未遵循控制变量原则。
【分析】1、控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如影响摩擦力的因素有压力和接触面粗糙程度,在研究单一变量对试验结果的影响时,要保持非研究因素的相同;
2、力和运动:物体静止或者做匀速直线运动,物体受到平衡力的作用,所以拉力等于摩擦力;
3、滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
4、从实验操作方面考虑,丁图中用力水平拉动木块下面的长木板 不需要做匀速直线运动,原因为 滑动摩擦力大小与运动快慢 无关,且可以稳定读数。
(1)[1][2]已知在探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”实验中,滑动摩擦力大小的测量原理是二力平衡,实验过程中,弹簧测力计应沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动,此时,物块A处于受力平衡状态,所受弹簧测力计的拉力与接触面的滑动摩擦力二力平衡,大小相等,方向相反,所以,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)由图可知,在乙、丙两实验中,接触面上的压力大小及其它因素都相同,接触面的粗糙程度不同,弹簧测力计的示数不同,表示滑动摩擦力的大小不同,根据控制变量法可得,比较乙、丙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。
(3)根据控制变量法,探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系时,应控制压力大小、接触面的粗糙程度等其它因素相同,只改变接触面积的大小,对比滑动摩擦力的大小变化情况;比较甲、丁实验,可发现,图丁中物体A被竖直切去一半,小明在改变接触面积的同时没有控制接触面上的压力大小相同,所以可判断,小明由甲、丁两实验得出的结论“滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关”是错误的。
21.在做“研究液体内部的压强”实验时,同学们设计了如图所示探究方案,图甲、乙、丁中探头在液体中的深度相同,实验测得几种情况下压强计的U形管两侧液面的高度差的大小关系是h4>h1=h2>h3。
(1)分析图甲和图乙两次实验数据是为了探究同一深度处,液体向   的压强大小关系。
(2)分析图甲和图   两次实验数据可以得出:液体内部的压强随深度的增加而增大。
(3)小明通过分析图丙和图丁两次实验数据,认为液体内部的压强与液体的密度有关,他的结论是不可靠的,因为   。
(4)【拓展实验】如图,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部用薄橡皮膜封闭一个圆孔,橡皮膜两侧压强不同时橡皮膜的形状发生改变。它可以用来做“探究液体压强是否与深度、液体密度有关”的实验。若装入如图所示深度的两种液体时,橡皮膜正好未发生形变,则隔板左、右两侧液体密度大小关系是ρ左   ρ右。(选填“>”“<”或“=”)
【答案】(1)各个方向
(2)丙
(3)没有控制探头所处的深度相同
(4)>
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)通过对比图甲和图乙的实验数据,可以观察到探头均浸没于水中且处于相同深度,但橡皮膜的方向不同。这表明实验旨在研究液体在同一深度下各个方向上的压强分布情况。
(2)为探究液体内部压强与深度的关系,需保持液体种类和橡皮膜方向不变,仅改变探头浸入深度。图甲和图丙符合这一条件。由于甲图中探头浸入更深,U形管液面高度差更大(即压强更大),由此得出:液体内部压强随深度增加而增大。
(3)分析图丙和图丁数据发现,液体密度和探头深度两个变量同时改变,无法单独研究压强与液体密度的关系。正确方法应保持深度不变,仅改变液体密度。因此原结论不可靠,原因在于未控制深度变量。
(4)当两侧液体使橡皮膜保持平衡时,存在压强平衡关系。由可得。由于图示中,故。
【分析】1、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同;
2、液体压强影响因素的试验:仪器有压强计、不同密度的液体,U型管;试验步骤:检查装置的气密性,方法为 按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化 明显,则气密性良好;使用控制变量法,探究压强和深度关系时,需要控制液体密度不变;
3、转换法:转换法:在物理实验中,某些物理量(动能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如用通过观察U型管两边液面的高度差来表示探头处液体。
(1)由图甲和图乙可知,探头都浸在水中,且所处的深度相同,而橡皮膜朝向不同,所以分析图甲和图乙两次实验数据是为了探究同一深度处,液体向各个方向的压强大小关系。
(2)要探究液体内部的压强与深度的关系,需要控制探头浸入的液体相同、橡皮膜朝向相同,而改变探头浸入液体的深度,故选图甲和图丙。由于甲图浸入液体的深度更深,U形管液面高度差更大,即压强更大,所以可以得出结论:液体内部的压强随深度的增加而增大。
(3)分析图丙和图丁两次实验数据可知,探头所处的液体不同,密度不同,深度也不相同,存在两个变量,所以无法探究液体内部的压强与液体的密度的关系。要探究液体内部的压强与液体的密度的关系,需控制探头所处的深度相同,而改变液体密度。故他的结论不可靠,因为没有控制探头所处的深度相同。
(4)根据题意可知,若装入如图所示深度的两种液体时,橡皮膜正好未发生形变,说明容器左右侧压强相等的关系,即p左=p右,由于p=ρgh可得,ρ左gh左=ρ右gh右,由图可知,h左ρ右。
22.兴趣小组探究影响浮力大小的因素。
①提出如下猜想:
猜想1:与物体浸在液体中的深度有关;猜想2:与物体浸在液体中的体积有关;
猜想3:与液体的密度有关;
②实验验证:
小组为验证上述猜想,用弹簧测力计、4个相同的小长方体磁力块组合成的1个大长方体物块(如图A中所示)、2个分别盛有水和盐水的烧杯等,按图中A、B、C、D、E步骤进行了实验:
③实验分析与讨论:
(1)分析图中A、B、D三组实验数据,可知猜想1是(  )的。(选填“正确”或“错误”)
(2)分析图中   四组实验数据,可知猜想2和3是正确的。
(3)兴趣小组又把4个磁力块组合成图F进行实验,他们想探究浮力大小是否与   有关。
【答案】(1)错误
(2)A、B、C、E
(3)物体的形状
【知识点】浮力大小的计算;探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】(1)根据弹簧测力计的工作原理,读取图A中的示数,可得出物体所受的重力大小为;观察图B可知,此时物体有一半体积浸入水中,且物体底部所处的深度较大,对应的弹簧测力计示数为。依据称重法测浮力的计算公式(浮力=物体重力-弹簧测力计示数),可计算出此时物体受到的浮力大小为。
再观察图D,该图中物体同样有一半体积浸入水中,但物体底部所处的深度较小,此时弹簧测力计的示数为。按照相同的称重法原理计算,可得此时物体所受的浮力大小为。
结合控制变量法的实验思路,当其他实验条件保持不变,仅改变物体浸在液体中的深度时,两次计算得出的浮力大小始终相等。这一现象表明,物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的深度无关,因此,通过分析图中A、B、D三组实验数据,可判断猜想1是错误的。
(2)由上述实验分析可知,从图A中可读取物体的重力为;在图B中,物体浸在水中的体积为其总体积的一半(即),结合称重法可计算出此时物体所受的浮力大小为;观察图C,此时物体已全部浸入水中,对应的弹簧测力计示数为,根据称重法测浮力的公式,可得出此时物体所受的浮力大小为。
根据控制变量法,当液体密度等其他实验条件不变时,仅改变物体浸在液体中的体积,物体所受的浮力也会随之发生改变。因此,分析图中A、B、C三组实验数据可得出结论:物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关,故猜想2是正确的。
此外,由图A可知物体的重力为;从图C中可计算出物体全部浸入水中时所受的浮力大小为;观察图E,当物体全部浸入盐水中时,弹簧测力计的示数为,依据称重法可计算出此时物体所受的浮力大小为。
按照控制变量法的要求,当物体浸入液体的体积等其他条件不变时,仅改变液体的密度,物体所受的浮力会发生相应变化。因此,分析图中A、C、E三组实验数据可判断:物体所受浮力的大小与液体的密度有关,猜想3是正确的。综上,通过分析图中A、B、C、E四组实验数据,可确定猜想2和猜想3均为正确。
(3)由实验题意可知,图F中物体的形状发生了改变。结合控制变量法的实验思想及浮力相关知识可判断,该兴趣小组此次实验的目的,是探究物体所受浮力的大小是否与物体的形状有关。
【分析】1、称重法测量物体浮力:先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力;
2、控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,在研究单一变量对试验结果的影响时,要保持非研究因素的相同;
3、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大。
(1)根据弹簧测力计的工作原理,由图A可知,物体的重力为;由图B可知,物体有一半的体积浸入水中,物体底部所处深度较大,此时弹簧测力计的示数为,根据称重法测浮力的关系式可得,此时物体所受浮力大小为
由图D可知,物体有一半的体积浸入水中,物体底部所处深度较小,此时弹簧测力计的示数为,根据称重法测浮力的关系式可得,此时物体所受浮力大小为
根据控制变量法,当其它因素都相同时,只改变物体所处深度,物体所受浮力仍相等,可见,物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的深度无关,所以,分析图中A、B、D三组实验数据,可知猜想1是错误的。
(2)由上述分析可知,由图A可知,物体的重力为;在图B中,当物体浸在水中的体积为物体体积的一半时,即时,物体所受浮力的大小为;由图C可知,物体全部浸入水中,,此时弹簧测力计的示数为,则根据称重法测浮力,此时物体所受浮力大小为
根据控制变量法,当液体的密度等其它因素相同时,只改变物体浸在液体中的体积,物体所受浮力也随着发生改变,故分析图中A、B、C三组实验数据可判断,物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关,所以猜想2是正确的。
由上述分析可知,由图A可知,物体的重力为;由图C可知,当物体全部浸入水中时,物体所受浮力大小为;由图E可知,当物体全部浸入盐水中时,弹簧测力计的示数为,根据称重法测浮力,此时物体所受浮力大小为
根据控制变量法,当物体浸入液体中的体积等其它因素相同时,只改变液体的密度,物体所受浮力也发生变化,故分析图中A、C、E三组实验数据可判断,物体所受浮力的大小与液体的密度有关,所以猜想3是正确的。所以,分析图中A、B、C、E四组实验数据,可知猜想2和3是正确的。
(3)由题意可知,在图F中,物体的形状发生了变化,根据控制变量法及浮力有关知识判断,兴趣小组想探究浮力大小是否与物体的形状有关。
23.随着科技的发展,京东快递开始使用无人配送车。如图所示,该车空载时质量为;满载时所装货物的质量为,在某水平直线路段匀速行驶,受到的阻力是其总重力的0.05倍。求:
(1)满载时京东无人配送车所受的总重力
(2)满载配送车在水平直线路段匀速行驶时的牵引力
【答案】(1)解:满载时京东无人配送车所受的总重力。
(2)解:受到的阻力,匀速行驶时牵引力等于阻力,故牵引力。
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】(1)满载时京东无人配送车所受的总重力
(2)受到的阻力,匀速行驶时牵引力等于阻力,故牵引力。
(1)满载时京东无人配送车所受的总重力
(2)受到的阻力
匀速行驶时牵引力等于阻力,故牵引力
24.某同学用阿基米德原理测量一种金属零件的密度。他把金属零件用细绳悬挂在弹簧测力计的挂钩上,金属零件在空气中时弹簧测力计的示数是7.9N,把金属零件浸没在装有密度为0.8×103kg/m3油的薄壁容器中(油未溢出)时,弹簧测力计的示数是7.1N。容器底面积为100cm2,g取10N/kg。求:
(1)金属零件浸没在油中时所受的浮力;
(2)金属零件的密度;
(3)金属零件放入油中前后,容器对水平桌面压强的增加量Δp。
【答案】(1)解:由题意得,金属零件的重力为,当将金属零件浸没在油中时,弹簧测力计的示数为,根据称重法测浮力可得,金属零件浸没在油中时所受的浮力为。
(2)解:已知油的密度为,因为金属零件浸没在油中,所以,根据阿基米德原理得,金属零件的体积为
由公式
变形得,金属零件的密度为。
(3)解:由题意得,容器对水平桌面的压力变化是因为零件放入油中时受到浮力引起的,已知金属零件浸没在油中时所受的浮力为,所以容器对水平桌面的压力增加量为
已知容器对桌面的受力面积为
所以,金属零件放入油中前后,容器对水平桌面压强的增加量为。
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;阿基米德原理;浮力大小的计算;压力差法测浮力
【解析】【分析】(1)由题意得,金属零件的重力为,当将金属零件浸没在油中时,弹簧测力计的示数为,根据称重法测量浮力;
(2)已知油的密度为,金属零件浸没在油中,所以金属排开液体的体积等于金属本身的体积,根据阿基米德原理计算金属零件的体积;结合密度公式计算可知金属零件的密度;
(3)金属零件浸没在油中时收到,根据相互作用力可知,容器对水平桌面的压力增加量为;容器对桌面的受力面积为,结合压强公式计算可知金属零件放入油中前后,容器对水平桌面压强的增加量。
(1)由题意得,金属零件的重力为,当将金属零件浸没在油中时,弹簧测力计的示数为,根据称重法测浮力可得,金属零件浸没在油中时所受的浮力为
(2)已知油的密度为,因为金属零件浸没在油中,所以,根据阿基米德原理得,金属零件的体积为
由公式
变形得,金属零件的密度为
(3)由题意得,容器对水平桌面的压力变化是因为零件放入油中时受到浮力引起的,已知金属零件浸没在油中时所受的浮力为,所以容器对水平桌面的压力增加量为
已知容器对桌面的受力面积为
所以,金属零件放入油中前后,容器对水平桌面压强的增加量为
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