【精品解析】广西壮族自治区崇左市宁明县2024-2025学年八年级下学期期末物理试题

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广西壮族自治区崇左市宁明县2024-2025学年八年级下学期期末物理试题
1.两个表面光滑的铅块相互挤压后会“粘”在一起,这说明(  )
A.分子在做无规则运动 B.分子间有空隙
C.分子间有吸引力 D.分子间有排斥力
【答案】C
【知识点】分子间相互作用力
【解析】【解答】A、分子在做无规则运动的典型现象是扩散现象(如闻到花香、墨水扩散),而铅块 “粘” 在一起是分子间作用力的体现,与分子无规则运动无关,故A错误。
B、分子间有空隙的典型实验是酒精和水混合后总体积变小,铅块挤压粘合无法说明分子间有空隙,故B错误。
C、两个表面光滑的铅块相互挤压后,分子间距离减小,达到分子间引力的作用范围,分子间的吸引力将两个铅块 “粘” 在一起,直接说明了分子间有吸引力,故C正确。
D、分子间排斥力会使物体相互推开,与铅块粘合的现象矛盾,故D错误。
故选:C。
【分析】(1)该现象与分子无规则运动的规律不相符。
(2)该现象无法体现分子间存在空隙的特点。
(3)铅块挤压后 “粘” 在一起,是分子间吸引力作用的结果。
(4)该现象与分子间排斥力的作用效果相反。
2.下列生活实例,为了增大摩擦的是(  )
A.磁悬浮列车悬浮行驶 B.给机械表的齿轮上润滑油
C.自行车车轮轴承中装有滚珠 D.运动鞋鞋底有凸凹不平的花纹
【答案】D
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解析】A选项分析:磁悬浮列车利用磁场力使列车悬浮在轨道上方,避免了车轮与轨道的直接接触,从而通过减少接触面的方式降低摩擦阻力,因此A选项描述的是减小摩擦的方法,与题目要求的"增大摩擦"不符。
B选项分析:给机械表齿轮添加润滑油会在齿轮表面形成润滑膜,通过降低接触面的粗糙程度来减小摩擦,这同样属于减小摩擦的措施,不符合题意。
C选项分析:轴承中安装滚珠是将滑动摩擦转化为滚动摩擦,由于滚动摩擦系数通常小于滑动摩擦系数,这种设计实际上减小了摩擦力,故不符合题目要求。
D选项分析:运动鞋底设计凹凸花纹是通过增加接触面的粗糙程度来增大静摩擦力和滑动摩擦力,这种设计能有效防止打滑,是典型的增大摩擦应用,完全符合题意。
综上所述,正确答案为D。
【分析】减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动。
增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;用滑动代替滚动。
3.2025年4月24日17时17分,长征二号F遥二十运载火箭搭载着神舟二十号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火升空,如图所示。下列说法正确的是(  )
A.以火箭为参照物,地面是静止的
B.以火箭为参照物,神舟二十号飞船是运动的
C.以地面为参照物,神舟二十号飞船是静止的
D.以发射塔为参照物,神舟二十号飞船是运动的
【答案】D
【知识点】参照物及其选择
【解析】【解答】A.火箭升空时,以火箭为参照物,地面有位置变化,是运动的,故A错误;
B.火箭升空,以火箭为参照物,神舟二十号飞船位置不变,飞船是静止的,故B错误;
C.以地面为参照物,神舟二十号飞船有位置变化,飞船是运动的,故C错误;
D.火箭升空,以发射塔为参照物,神舟二十号飞船有位置变化,飞船是运动的,故D正确。
故选D。
【分析】相对于参照物,有位置变化,是运动的,没有位置变化,是静止的。
4.下列现象中,可以说明分子在永不停息地做无规则运动的是(  )
A.水从高处流向低处 B.风吹树叶动
C.尘土飞扬 D.公园里花香四溢
【答案】D
【知识点】分子热运动
【解析】【解答】A、水从高处流向低处,是水在重力作用下的宏观机械运动,肉眼可见,不是分子的无规则运动,故A错误。
B、风吹树叶动,是树叶在风力作用下的宏观机械运动,肉眼可见,与分子运动无关,故B错误。
C、尘土飞扬,是尘土颗粒(宏观物体)在空气流动作用下的机械运动,肉眼可见,不是分子的运动,故C错误。
D、公园里花香四溢,是花的香气分子在空气中不停地做无规则运动,发生了扩散现象,分子的运动肉眼不可见,直接说明了分子在永不停息地做无规则运动,故D正确。
故选:D。
【分析】(1)水的流动是宏观物体的机械运动,与分子无规则运动无关。
(2)树叶晃动是宏观物体在风力作用下的机械运动,不属于分子运动。
(3)尘土飞扬是固体小颗粒的宏观机械运动,不是分子的运动。
(4)花香四溢是花香分子的扩散现象,是分子无规则运动的体现。
5.关于惯性,下列说法中正确的是(  )
A.安全带可以减小汽车被追尾时给司机带来的危害
B.通过拍打除去衣服上的尘土,是利用了衣服的惯性
C.离开枪膛的子弹继续飞行,是由于子弹受到惯性的作用
D.汽车减速过程中,惯性大小保持不变
【答案】D
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】 A、系好安全带,能减小因汽车突然减速或与前车相撞时对司机造成的伤害,故A错误;
B、通过拍打衣服清除上面的浮灰,衣服运动时,灰尘由于惯性将保持静止状态,则灰尘会脱离衣服,是利用灰尘的惯性,故B错误;
C、惯性是物体的一种性质,不能说受到惯性的作用,故C错误;
D、汽车减速过程中,质量不变,惯性大小保持不变,故D正确。
故选:D。
【分析】惯性是物体的固有属性,它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质,惯性大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。
6.如图,下列利用大气压的是(  )
A.用吸管吸饮料
B.船闸
C.安全锤
D.下水道的弯管
【答案】A
【知识点】增大压强的方法及其应用;连通器原理及其应用;大气压的综合应用
【解析】【解答】A.用吸管吸饮料时,管内空气被吸走,气压减小。在大气压的作用下,饮料被压入吸管进入口中,故A符合题意;
BD.船闸、下水道的弯管,利用连通器的原理工作的,与大气压无关,故BD不合题意;
C.安全锤的锤头很尖,减小受力面积,增大压强,与大气压无关。故C不合题意;
故选A。
【分析】吸管喝饮料,利用了大气压;连通器的上方开口,地部连通;压力一定时,减少受力面积,压强增大。
7.三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示。以下判断正确的是(  )
A.液体的密度关系是ρ甲>ρ丙>ρ乙
B.液体对容器底部的压强关系是p乙>p甲>p丙
C.容器对桌面的压强关系是
D.小球受到的浮力大小关系是
【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.三个小球完全相同,球在甲中下沉,故;在乙中漂浮,故;在丙中悬浮,故;则液体的密度关系为;故A错误;
B.图中,三个容器的液面相平,乙液体的密度最大,根据,乙容器底的液体压强最大,甲容器的液体压强最小,即,故B错误;
C.甲、丙中液体体积相同,根据,则,重力。乙液体密度最大,液体体积最大,乙质量最大、重力最大,则,则。受力面积相同,根据,容器对桌面的压强关系是:。故C正确;
D.甲球沉底,浮力小于重力,乙球漂浮,丙球悬浮,浮力等于重力,则浮力大小关系,故D错误。
故选C。
【分析】根据物体在液体中的状态,判断物体密度和液体密度关系,利用,判断液体压强的大小;漂浮和悬浮的物体,受到的浮力等于物体的重力;沉底的物体,受到的浮力小于物体的重力;根据,判断水平面受到的压强的大小。
8.在探究“二力平衡的条件”时,同学们设计了如图所示的甲、乙、丙三种实验方案。下列说法正确的是(  )
A.同学们分析论证后认为甲方案更为合理
B.乙方案中,两托盘里所加砝码质量相同时,小车将保持平衡状态
C.乙方案中,要验证不在同一直线的力是否平衡,应直接推动小车,观察小车的情况
D.丙方案中,用剪刀将小卡片剪成两半,是为了验证二力平衡时两个力必须作用在同一直线上
【答案】B
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】A.比较可知,丙方案中卡片悬空,它的重力可忽略不计,且不受摩擦力,对实验的影响最小,相比之下丙方案更合理,故A错误;
B.根据图片可知,乙方案中,两托盘里所加砝码质量相同时,小车受到的两个拉力大小相等,满足二力平衡条件,小车将保持平衡状态,故B正确;
C.乙方案中,应扭转小车,使两个力不在同一直线上,观察小车的情况,可以验证不在同一直线的力是否平衡,故C错误;
D.丙方案中,用剪刀将小卡片剪成两半,是为了验证二力平衡时两个力必须作用在同一物体上,而不是同一直线上,故D错误。
故选B。
【分析】二力平衡的条件为:大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上,根据实验过程对各个选项分析判断即可。
9.某科技小组学习了流体压强与流速的关系后,为了解决“H”形地下过街通道的通风问题,设计了图中所示的四种方案,图中黑色部分为墙面凸出部分,其中有效的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】ACD.根据图片可知,过道左右两端的通风道形状相同,所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度相同,气压相同,不能达到预定效果,故ACD不符合题意;
B.根据图片可知,过道右端的通风道有凸起,所以风速较快,所以过道右端的气压小于左端的气压,所以空气会从过道的左端流向右端,过道中有风通过,故B符合题意。
故选B。
【分析】流体流速越大的位置压强越小,根据流体压强和流速的关系分析判断。
10.用试管、铁丝、透明胶带、细管、胶管、容器和注射器等,制作如图所示的潜水艇模型(不计胶管的体积),然后将模型放入水中,使其上浮或下沉,下列说法正确的是(  )
A.当模型漂浮于水面时,它受到的浮力小于模型的重力
B.让浅处悬浮的模型下潜至深处悬浮,应使试管内的水先增加后减少
C.向内推注射器活塞,试管内气压会变大,模型将下沉
D.向外拉注射器活塞,水会被吸入试管,可实现模型上浮
【答案】B
【知识点】浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用;探究潜艇的浮沉原理
【解析】【解答】 A、当模型漂浮于水面时,处于平衡状态,根据物体的浮沉条件,它受到的浮力等于模型的重力,故A错误。
B、让浅处悬浮的模型下潜至深处悬浮:
第一步:先增加试管内的水,使模型总重力大于浮力,实现下潜;
第二步:到达深处后,减少试管内的水,使模型总重力再次等于浮力,实现深处悬浮。故B正确。
C、向内推注射器活塞,试管内气压变大,会将试管内的水排出,模型总重力减小,而浮力(浮液排)不变,此时浮力大于重力,模型将上浮,故C错误。
D、向外拉注射器活塞,试管内气压减小,水会被吸入试管,模型总重力增大,浮力不变,此时重力大于浮力,模型将下沉,故D错误。
故选:B。
【分析】 (1)模型漂浮时,浮力与重力满足二力平衡条件,大小相等。
(2)浅处悬浮下潜至深处悬浮,需先增加重力实现下潜,再调整重力与浮力平衡。
(3)向内推活塞,试管内气压增大,排水后重力减小,模型将上浮。
(4)向外拉活塞,试管内气压减小,进水后重力增大,模型将下沉。
11.如图所示,在一水平地面上,木箱重400N,受到的摩擦力为200N,用力F拉动木箱使它在2s内匀速直线运动了3m,不计滑轮重量及绳与滑轮间的摩擦。下列说法不正确的是(  )
A.拉力F的大小为400N B.拉力 F 的移动速度为1.5m/s
C.A是动滑轮,B是定滑轮 D.绳子自由端移动了6m
【答案】A,B
【知识点】动滑轮及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】 A、由图可知,滑轮组中承担拉力的绳子段数n=2。木箱匀速直线运动,拉力与摩擦力平衡,动滑轮对木箱的拉力 F拉箱=f=200N。不计滑轮重及摩擦,自由端拉力,不是400N,故A符合题意。
B、物体移动速度。拉力移动速度,不是 1.5m/s,故B符合题意。
C、滑轮A随木箱一起运动,是动滑轮;滑轮B固定在墙面,不随物体运动,是定滑轮,故C不符合题意。
D、绳子自由端移动距离s=ns物=2×3m=6m,该描述正确,故D不符合题意。
故选:AB。
【分析】 (1)滑轮组绕线决定省力情况,拉力计算需结合绳子段数。
(2)拉力移动速度与物体移动速度满足滑轮组绳速关系。
(3)根据滑轮是否随物体运动,可判断动滑轮与定滑轮。
(4)绳子自由端移动距离与物体移动距离满足滑轮组距离关系。
12.两个底面积相同、形状不同的容器、,它们的重力大小相同,分别盛有不同的液体,放置在水平桌面上,现将甲、乙两个完全相同的物块分别放入两容器中,当两物块静止时,两容器中的液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示,下列说法正确的是(  )
A.物块甲受到的浮力大于物块乙受到的浮力
B.物块甲排开的液体质量等于物块乙排开的液体质量
C.容器底部受到的液体压强大于容器底部受到的液体压强
D.容器对桌面的压强小于容器对桌面的压强
【答案】B,D
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】 A、甲悬浮,F浮甲=G甲;乙漂浮,则F浮乙=G乙,因为甲、乙相同,即重力相等,可知F浮甲=F浮乙,故A错误;
B、甲悬浮,F浮甲=G甲;乙漂浮,则F浮乙=G乙,因为甲、乙相同,即重力相等,由阿基米德原理可知物体受到的浮力排开液体的重力,F浮甲=F浮乙=G物=G排,故B正确;
C、物体甲在A中悬浮,则ρA=ρ物,在B中漂浮,则ρB>ρ物,可知ρA<ρB,已知深度相同,由p=ρ液gh可知,B液体对容器底的压强大,故C错误;
D、因为甲排开液体的体积大于乙排开液体的体积,而且甲是下宽上窄,故A中液体的体积小于B中液体的体积,根据m=ρV可知A中液体的质量小于B中液体的质量,根据G=mg可知A中液体的重力小于B中液体的重力,容器的重力GA=GB,且两物体相同,根据F压=G容+G液+G物可知B容器对水平桌面的压力较大,容器的底面积相同,根据压强公式可知B容器对桌面的压强较大,故D正确。
故选:BD。
【分析】(1)根据物体的浮沉条件判断浮力与重力的关系,由此比较浮力大小;
(2)根据阿基米德原理分析;
(3)根据两物体在两种液体中的状态比较两种液体密度的大小,再根据p=ρ液gh比较容器底受到的液体的压强;
(4)因为甲排开液体的体积大于乙排开液体的体积,而且甲是下宽上窄,故A中液体的体积小于B中液体的体积,根据m=ρV可知A中液体的质量小于B中液体的质量,根据G=mg可知A中液体的重力小于B中液体的重力,容器的重力GA=GB,且两物体相同,根据F压=G容+G液+G物可知两容器对水平桌面的压力的大小关系,容器的底面积相同,根据可知两容器对桌面的压强的大小关系。
13.好雨知时节,当春乃发生。有一竖直下落的雨滴重力为,它在某时刻受到阻力为,此时雨滴所受合力的大小是   ,合力的方向是   。
【答案】;竖直向下
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】解:当物体竖直下落时,重力的方向竖直向下,阻力的方向竖直向上,重力和阻力的方向相反,则合力,合力的方向与重力的方向相同即竖直向下。
故答案为:;竖直向下。
【分析】 求合力时,先对物体进行受力分析,根据同一直线上二力的关系可求合力的大小,即同方向时合力等于二力之和且方向与这两个力的方向相同,反方向时合力等于二力之差且方向与较大的力的方向相同。
14.装有适量水的烧杯置于水平桌面上,将一个木块浸没在水中一定深度后撤去外力,木块开始上浮,如图所示,最后木块漂浮。在木块露出水面之前,木块所受浮力   ,木块逐渐露出水面的过程中,木块所受浮力   。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】不变;变小
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排:木块露出水面之前,始终完全浸没在水中,排开水的体积 V排等于木块自身体积,保持不变;水的密度ρ水和g也不变,因此木块所受浮力不变。
木块逐渐露出水面的过程中,排开水的体积V排逐渐减小,水的密度ρ水和g不变,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排,木块所受浮力变小。
故答案为:不变;变小。
【分析】 木块露出水面之前,排开水的体积和液体密度均不变,浮力不变。
木块逐渐露出水面的过程中,排开水的体积减小,浮力变小。
15.甲、乙、丙三辆小车同时、同地向同一方向运动,它们运动的图像如图所示,由图像可知:甲车的速度是   m/s,乙车运动4s通过的路程是   m。
【答案】4;4
【知识点】时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】甲车做匀速直线运动,由图像信息和可得,甲车的速度为。
乙车做匀速直线运动,乙车运动4s通过的路程是4m。
故答案为:4;4。
【分析】甲车做匀速直线运动,从s-t图像取对应数据计算速度。
先计算乙车的速度,再根据速度公式求4s内通过的路程。
16.如图所示,小华制作了一个简易的密度计:她选择一根粗细均匀的饮料吸管,将一些铜丝从下端塞入并用石蜡封口,使吸管在液体中漂浮时能保持在竖直方向静止。密度计在液体中漂浮时,受到的浮力   重力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。把密度计分别放入水、煤油中,则密度计在   (选填“水”或“煤油”)中时露出的体积更大(ρ水>ρ煤油)。
【答案】等于;水
【知识点】阿基米德原理;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用;制作微型密度计
【解析】【解答】密度计在液体中漂浮,受到的浮力等于自身重力。在水中和煤油中,密度计受到的浮力相等;水的密度更大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,排开水的体积小,露出的体积更大。
【分析】根据物体的浮沉条件,漂浮的物体,受到的浮力等于物体的重力;浮力一定时,液体密度越大,排开液体的体积越小。
17.救援人员趴在充气垫上营救冰面被困人员,在救援人员重力恒定的情况下,救援人员趴在充气垫上增大了   ,减小了   ,从而防止冰面破裂,使救援能更安全地进行。
【答案】受力面积;压强
【知识点】减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】根据,压强和压力、受力面积有关,救援人员趴在充气垫上,增大接触面积,压强减小,可以防止冰面破裂,保障救援安全进行。
【分析】压力一定时,增大了受力面积,可以减小压强。
18.在溢水杯中装水至溢水口,并在溢水口下放一个小烧杯,如图所示。将一个体积为的金属块慢慢浸没在水中,等停止溢水后,金属块受到的浮力为    N,放入金属块前后,容器底部受到的液体压强   (选填:变大、变小、不变)。
【答案】;不变
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】 金属块的体积等于排开液体的体积:V排=V=50cm3=5×10-5m3;
根据阿基米的原理可知金属块受到的浮力为:F浮=G排=m排g=ρ水V排g=1×103kg/m3×5×10-5m3×10N/kg=0.5N。
杯内水的深度不变,溢水杯底部受到的液体压强,由p=ρgh可知,溢水杯底部受到的液体压强不变。
故答案为:0.5;不变。
【分析】 (1)金属块完全浸没,排开液体的体积等于金属块的体积;
根据阿基米德原理:F浮=G排=m排g求出浮力;
(2)由液体压强p=ρgh分析解答。
19.(1)如图所示,重为5N的木块静止在水面上,请画出木块受到浮力的示意图(其中O为重心);
(2)如图,建筑工地上工人师傅正在用撬棒撬石头,其中右图是简化图。请你利用学过的杠杆知识,在右图中,以O为支点,画出阻力F2的力臂l2,并在图中A点画出撬起石头的最小力F1;
(3)用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升,请画出连接滑轮组最省力的绕法。
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】浮力及其产生原因;浮力的示意图;力臂的画法;滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】(1)木块漂浮在水面上时,木块受竖直向下的重力G,竖直向上的浮力F浮,两个力是一对平衡力,大小相等,F浮=G=5N,浮力的示意图如图所示:
(2) 反向延长画出力F2的作用线,从支点O向F2的作用线作垂线,垂线段的长度即为阻力的力臂l2;当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力,最长的力臂即支点与作用点的连线,根据力臂的画法,做出垂直于OA的作用力即为在A点最小动力F1,方向垂直杠杆向下,如图所示:
(3) 用滑轮组提升物体时,动滑轮上绳子股数越多,越省力,图中人的拉力向上,绳子承重股数为3股时最省力,从动滑轮的下挂钩开始绕起,依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮,最后连接到手上,如图所示:
【分析】(1)木块漂浮在水面上,先确定木块受浮力的大小、方向、作用点,再根据力的示意图的画法作图;
(2)反向延长画出力F2的作用线,从支点O向F2的作用线作垂线,可得阻力的力臂;
当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力,据此确定最长的力臂OA,根据力臂的画法,做出垂直于OA的作用力即为在A点最小动力F1,方向垂直杠杆向下;
(3)用滑轮组提升物体时,动滑轮上绳子股数越多,越省力,从动滑轮的下挂钩开始绕起,由内向外依次绕成。
(1)如图木块漂浮在水面上时,木块受竖直向下的重力G,竖直向上的浮力F浮,在这两个力的作用下,木块处于平衡状态,这两个力是一对平衡力,由平衡条件可知,木块所受的浮力大小等于所受的重力大小,即F浮=G=5N
则浮力的示意图如图所示:
(2)反向延长力F2所在的直线,过支点O向这条线作垂线,该垂线段的长度即为阻力的力臂l2;当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力,最长的力臂即支点与作用点的连线,根据力臂的画法,做出垂直于OA的作用力即为在A点最小动力F1,方向垂直杠杆向下,如图所示:
(3)用滑轮组提升物体时,动滑轮上绳子股数越多,越省力,图中人的拉力向上,绳子承重股数为3股时最省力,则连接滑轮组最省力的绕法,如下图所示:
20.下雨会给路面行驶的汽车带来潜在的危险,因为路面湿滑,汽车的制动距离不易控制,容易发生交通事故。汽车的制动距离与地面的粗糙程度有什么关系呢 创新小组设计了如图所示的实验,利用表面粗糙程度不同的毛巾、棉布、木板等器材对该问题进行探究。
(1)实验中,小组同学通过   来改变阻力的大小;每次实验时,让同一小车从斜面的同一高度由静止滑下,目的是使小车到达水平面的   相同;
(2)由图可知,小车在   表面受到的阻力最小。进一步推理可得出结论:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为0,它将做   ,说明物体的运动   (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
【答案】(1)改变水平面的粗糙程度;速度
(2)木板;匀速直线运动;不需要
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】 (1) 实验中,通过改变水平面的粗糙程度来改变阻力的大小,毛巾最粗糙,阻力最大;木板最光滑,阻力最小。
每次让同一小车从斜面的同一高度由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的初速度相同,这是控制变量法的应用,确保只有阻力这一个变量影响小车的滑行距离。
(2) 由图可知,小车在木板表面滑行的距离最远,说明小车在木板表面受到的阻力最小。
进一步推理:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为 0,它的速度将不会减小,将做匀速直线运动。
该实验说明:物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因。
故答案为:(1)改变水平面的粗糙程度;速度;(2)木板;匀速直线运动;不需要。
【分析】 (1)实验中,通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力大小;让同一小车从斜面的同一高度由静止滑下目的是使小车到达水平面的速度相同;
(2)由图得出结论,进一步推理得出如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为0,它的速度将不会减小,将做匀速直线运动;说明力是改变物体运动的原因。
(1)[1]实验中,不同的接触面(毛巾、棉布、木板)粗糙程度不同,通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力大小。
[2]每次实验时,为了使小车到达水平面的速度相同,应让同一小车从斜面的同一高度由静止滑下。
(2)[1]由图可知,小车在木板表面滑行的距离最远,说明小车在木板表面受到的阻力最小。
[2]进一步推理可得出结论:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为0,它的速度将不会减小,将做匀速直线运动。
[3]运动的物体不受力作用时,将保持匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持。
21.某物理兴趣小组在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)实验前杠杆平衡时的位置如图甲所示,为了方便测量力臂,要使杠杆在   位置平衡,应将杠杆左端的螺母向   (选填“左”或“右”)边旋一些。
(2)调好杠杆后,按照图乙进行实验,若每个钩码所受重力相同,均为0.5N,弹簧测力计沿竖直方向向下拉杠杆,则弹簧测力计的示数为   N;若弹簧测力计沿虚线方向向下拉杠杆,仍使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数   (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)如图丙是一个加宽的杠杆装置,此时杠杆处于平衡状态。若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点(每个钩码所受重力相同),力臂是线段   (选填“OA”“OB”或“AB”),此时杠杆   (选填“仍能”或“不能”)保持平衡。
【答案】(1)水平;右
(2)1.2;变大
(3)OA;仍能
【知识点】杠杆的平衡条件;探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】 (1)为了方便测量力臂要使杠杆在水平位置平衡,因为杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂,现在需要使杠杆重心右移,应将平衡螺母向右调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就减小了杠杆的自重对实验的影响;
(2)由图知,若竖直向下施力,动力臂L1=5L,阻力臂L2=4L,阻力F2=0.5N×3=1.5N,
因为杠杆在水平位置平衡,
根据F1L1=F2L2可得,
动力:;
保持弹簧测力计悬挂点不变,使其拉力方向斜向右下方,动力臂变短,阻力阻力臂不变,根据F1L1=F2L2,弹簧测力计的示数变大。
(3)力臂是支点到力的作用线的距离,将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点,力臂是线段OA与原来相比较力和力臂都没有改变,所以杠杆仍能保持平衡。
故答案为:(1)水平;右;(2)1.2;变大;(3)OA;仍能。
【分析】(1)杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂;杠杆左端低右端高,说明杠杆的重心在支点左侧,调节平衡螺母应使杠杆重心右移,这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响;
(2)知道阻力、阻力臂和动力臂,利用杠杆的平衡条件求动力;
当把支点到作用点的连线作为动力臂(施力方向与连线垂直)时,动力臂最长、最省力(弹簧测力计示数最小)。
(3)力臂是指支点到力的作用线的距离。
(1)[1]钩码重力的方向竖直向下,杠杆在水平位置平衡时,杠杆刚好与竖直方向垂直,即杠杆刚好与钩码重力的作用线垂直,所以杠杆支点到挂钩码的位置的长度等于钩码重力对应的力臂,方便直接读出。
[2]让杠杆在水平位置平衡的调节方法是“左高左调,右高右调”,甲图中杠杆右边较高,则平衡螺母需向右边调节。
(2)[1]假设每格的长度为l,根据平衡条件可知,,解得。
[2]弹簧测力计由竖直位置到虚线位置时,其对应的力臂变小,如图所示:
根据平衡条件可知,其它条件不变时,力臂变小,对应的力就会变大,即F弹簧变大。
(3)[1][2] 只将左侧的钩码挂到A点和B点时,力臂分别如图所示:
由图可知力臂的大小没有发生改变,都是OA,根据平衡条件可知,在所有条件不变时,仍能满足杠杆平衡。
22.小明利用微小压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点,他进行的实验操作如图所示。
(1)实验前,用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置   (选填“漏气”或“不漏气”)。小明没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差(如图①所示),接下来的操作是   (选填字母),使U形管左右两侧的水面相平;
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
(2)正确操作后,将压强计的金属盒放入水中,通过观察U形管两侧液面的   来判断金属盒处水的压强,这种方法叫做   (选填“控制变量”或“转换”)法;
(3)分析图②、图③的实验现象,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而   ;
(4)分析图③、图④的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的   越大,压强越大;
(5)小明用图⑤所示的装置在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入另一种液体,直到橡皮膜刚好变平,两种液体液面如图所示,则右侧液体密度   水的密度(填“大于”、“小于”“等于”)。
【答案】(1)不漏气;B
(2)高度差;转换
(3)增大
(4)密度
(5)大于
【知识点】液体压强的特点;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)实验时,用手按压橡皮膜,U形管中的液体灵活升降,则装置不漏气;
图①中,U形管内水面已有高度差,需将软管取下,重新安装,使U形管液面上气体压强相等,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)实验时,压强计的金属盒放入水中,通过U形管两侧液面的高度差,判断水的压强,用到转换法。
(3)根据图②、③,液体的密度相同,③中探头深度更深,U形管液面差更大,可以得到:液体的压强与液体的深度有关。
(4)根据图③、④,液体深度相同,液体的密度不同,密度越大,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(5)图⑤装置中,左侧加入水,右侧倒入另一种液体,直到橡皮膜刚好变平,则左侧和右侧的压强相等,水的深度较大,根据,液体的密度大于水的密度。
【分析】(1)使用压强计前,挤压橡皮膜,U形管液面有高度差,装置不漏气;实验前,U形管中的液面是相平的;
(2)通过U形管两侧液面的高度差,判断压强大小;
(3)液体的密度相同,液体的压强与液体的深度有关。
(4)液体的深度相同,液体的密度越大,压强越大;
(5)液体压强相同时,根据 ,深度越大, 液体密度越小。
(1)[1]用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气;假如装置漏气,挤压橡皮膜,U形管两边也不会出现高度差。
[2]使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)[1][2]将压强计的金属盒放入水中,通过观察U形管两侧液面的高度差来判断金属盒处水的压强,用到转换法。
(3)分析图②、图③的实验现象,液体的密度相同,探头所在的液体深度不同,可以得到:液体的压强与液体的深度有关。
(4)分析图③、图④的实验知液体的深度相同,液体的密度不同,且密度越大,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(5)用图⑤所示的装置在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入另一种液体,直到橡皮膜刚好变平,所以橡皮膜左侧和右侧的压强相等,水的深度较大,液体的深度较小,由可知,液体的密度大于水的密度。
23.李佳和同学们利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材,做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验,进行了如图所示的操作。
(1)由   两图得出物块所受浮力,再由另外两图得出物块排开液体所受重力,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;
(2)小组同学经过交流、评估和反思后,得出实验步骤的最佳顺序是   ;(填入“甲、乙、丙、丁”的合理顺序)
(3)实验时,若空桶内装有少量水,则会导致测出的   (选填“偏大”、“偏小”或“不影响”);
(4)为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的是___________(选填字母);
A.用原来的方案和器材多次测量求平均值
B.将物块换成小石块,用原来的方案再次进行实验
(5)根据实验数据,还可以计算出物块的密度   ;
(6)实验后,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤上,按实验操作规范准备好溢水杯,再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,铝块始终不与溢水杯接触,如图所示。当铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,观察到电子秤的示数变化情况是   ,(选填“变大”、“变小”或“不变”),该实验装置   (选填“能”或“不能”)用来验证阿基米德原理。
【答案】(1)甲乙
(2)丁甲乙丙
(3)不影响
(4)B
(5)
(6)不变;能
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;示差法测浮力
【解析】【解答】(1)甲乙图,计算浮力为;
(2)实验中,先测出空桶的重力;再测出物体的重力;把物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出测力计的示数,用小桶收集物体排开的水;最后测出小桶和排开的水的总重力,合理顺序为丁、甲、乙、丙。
(3)实验时,若空桶内装有少量水,丙丁测力计示数会偏大,根据,不影响测出的;
(4)实验时,将物块换成小石块,再次进行实验,可探究更普遍的结论,故选B。
(5)根据浮力,计算物块的体积为:;
计算物块的密度;
(6)溢水杯的重力为,杯中水的重力为,铝块未浸入水中时,溢水杯对电子秤压力为,铝块浸没在水中时,溢水杯对电子秤压力为:,电子秤的示数不变,即,则,可得,可验证阿基米德原理。
【分析】(1)根据物体的重力和测力计对物体的拉力差,计算浮力;
(2)探究阿基米德原理时,先测量空桶和物体的重力,再测量物体浸没后的拉力,最后测量桶和溢出水的总重力;
(3)根据测力计的示数差,计算排开水的重力,与桶内是否有水无关;
(4)探究物体受到的浮力和排开液体的重力,多次实验,可以探究规律的普遍性;
(5)根据,计算物体的体积,根据,计算物体的密度;
(6)根据物体的总重力,计算水平面受到的压力;结合压力的不变,判断浮力和排开液体的重力。
(1)由甲乙两图,根据称重法可得浮力为
(2)实验中,应先测出空的小桶所受的重力;再用测力计测出物体所受的重力;然后把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出此时测力计的示数,同时,用小桶收集物体排开的水;最后测出小桶和物体排开的水所受的总重力,这样过程更流畅且误差更小,所以合理顺序为丁、甲、乙、丙。
(3)实验时,,若空桶内装有少量水,丙丁中测力计示数都会偏大相同的值,所以测出的不影响。
(4)本实验是探究类实验,为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的是将物块换成小石块,用原来的方案再次进行实验,故选B。
(5)由图甲可知,物块重力为
物块的体积为
则物块的密度
(6)[1][2]设溢水杯的重力为,杯中水的重力为,铝块未浸入水中时溢水杯对电子秤压力为
铝块浸没在水中静止时,溢水杯对电子秤压力为
观察到电子秤的示数不变,即,则,可得,即验证了阿基米德原理。
24.如图是我国自主研发的长航程极地漫游机器人。机器人的质量约为500kg,装有四条履带,每条履带与地面的接触面积约为,某次在南极内陆冰盖完成了30km匀速自主行走。
(1)求机器人受到的重力
(2)该机器人静止在水平冰面上时,求机器人对冰面的压强
(3)若该机器人在水平冰面上匀速行走时,阻力为重力的0.1倍,求机器人在水平冰面上的牵引力。
【答案】(1)机器人的重力G=mg=500kg×10N/kg=5000N。
答:机器人重为5000N。
(2)该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压力等于自身重力大小,为F=G=5000N,
与冰面的接触面积S=4×1000cm2=4000cm2=0.4m2,
对冰面的压强:。
答:该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压强为1.25×104Pa。
(3)行走时阻力约为重力的十分之一,则阻力为,因为是匀速自主行走,所以该机器人处于平衡状态,牵引力等于阻力为500N。
答:阻力为重力的十分之一,牵引力是500N。
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算
【解析】【分析】 (1)知道机器人的质量,利用重力公式G=mg求机器人的重力;
(2)机器人与冰面接触的总面积是4条履带与地面的接触面积,该机器人对冰面的压力等于自身重力大小,根据计算该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压强;
(3)行走时阻力约为重力的十分之一,据此得出阻力,因为是匀速自主行走,所以该机器人处于平衡状态,牵引力等于阻力,据此得出牵引力。
(1)机器人的质量约为500kg,机器人的重力。
(2)该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压力等于自身重力大小,为
与冰面的接触面积
对冰面的压强。
(3)行走时阻力约为重力的0.1倍,则阻力为
因为是匀速自主行走,所以该机器人处于平衡状态,牵引力等于阻力为。
25.如图所示,水平地面上有一个底面积为 200cm2的圆柱形容器,容器中水深40cm,一个边长为10cm的正方体物块通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为5N。 (ρ水=1.0×103 kg/m3,g取 10N/kg)
(1)计算此时容器底受到水的压力;
(2)细线剪断后,计算物块静止时受到的浮力。
【答案】(1)容器底受到水的压强为:;
根据可得此时容器底受到水的压力为:
F=pS=4×103Pa×200×10-4m2=80N。
答:此时容器底受到水的压力为80N。
(2)物块浸没在水中时受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=ρ水ga3=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N,
因物块浸没在水中,此时受到竖直向下的重力、细线对其竖直向下的拉力和竖直向上的浮力的作用,处于静止状态,根据力的平衡关系可知,物块的重力为:
G=F浮-F拉=10N-5N=5N;
细线剪断后,由于物块受到的浮力大于自身的重力,所以物块上浮,最终处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,物块静止时受到的浮力为F浮'=G=5N。
答:细线剪断后,物块静止时受到的浮力为5N。
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 (1)根据p=ρgh求出水对容器底的压强,利用F=pS求出容器底受到水的压力;
(2)根据阿基米德原理求出物块浸没时受到的浮力,利用力的平衡关系求出物块的重力;细线剪断后,物块最终处于漂浮状态,根据浮沉条件求出物块静止时受到的浮力。
(1)根据p=ρgh可得,此时容器底受到水的压强为
根据可得,此时容器底受到水的压力为
(2)根据阿基米德原理可得,物块浸没在水中时受到的浮力为
因物块浸没在水中,此时受到竖直向下的重力、细线对其竖直向下的拉力和竖直向上的浮力的作用,处于静止状态,根据力的平衡关系可知,物块的重力为
细线剪断后,由于物块受到的浮力大于自身的重力,所以物块上浮,最终处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,物块静止时受到的浮力为
1 / 1广西壮族自治区崇左市宁明县2024-2025学年八年级下学期期末物理试题
1.两个表面光滑的铅块相互挤压后会“粘”在一起,这说明(  )
A.分子在做无规则运动 B.分子间有空隙
C.分子间有吸引力 D.分子间有排斥力
2.下列生活实例,为了增大摩擦的是(  )
A.磁悬浮列车悬浮行驶 B.给机械表的齿轮上润滑油
C.自行车车轮轴承中装有滚珠 D.运动鞋鞋底有凸凹不平的花纹
3.2025年4月24日17时17分,长征二号F遥二十运载火箭搭载着神舟二十号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火升空,如图所示。下列说法正确的是(  )
A.以火箭为参照物,地面是静止的
B.以火箭为参照物,神舟二十号飞船是运动的
C.以地面为参照物,神舟二十号飞船是静止的
D.以发射塔为参照物,神舟二十号飞船是运动的
4.下列现象中,可以说明分子在永不停息地做无规则运动的是(  )
A.水从高处流向低处 B.风吹树叶动
C.尘土飞扬 D.公园里花香四溢
5.关于惯性,下列说法中正确的是(  )
A.安全带可以减小汽车被追尾时给司机带来的危害
B.通过拍打除去衣服上的尘土,是利用了衣服的惯性
C.离开枪膛的子弹继续飞行,是由于子弹受到惯性的作用
D.汽车减速过程中,惯性大小保持不变
6.如图,下列利用大气压的是(  )
A.用吸管吸饮料
B.船闸
C.安全锤
D.下水道的弯管
7.三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示。以下判断正确的是(  )
A.液体的密度关系是ρ甲>ρ丙>ρ乙
B.液体对容器底部的压强关系是p乙>p甲>p丙
C.容器对桌面的压强关系是
D.小球受到的浮力大小关系是
8.在探究“二力平衡的条件”时,同学们设计了如图所示的甲、乙、丙三种实验方案。下列说法正确的是(  )
A.同学们分析论证后认为甲方案更为合理
B.乙方案中,两托盘里所加砝码质量相同时,小车将保持平衡状态
C.乙方案中,要验证不在同一直线的力是否平衡,应直接推动小车,观察小车的情况
D.丙方案中,用剪刀将小卡片剪成两半,是为了验证二力平衡时两个力必须作用在同一直线上
9.某科技小组学习了流体压强与流速的关系后,为了解决“H”形地下过街通道的通风问题,设计了图中所示的四种方案,图中黑色部分为墙面凸出部分,其中有效的是(  )
A. B.
C. D.
10.用试管、铁丝、透明胶带、细管、胶管、容器和注射器等,制作如图所示的潜水艇模型(不计胶管的体积),然后将模型放入水中,使其上浮或下沉,下列说法正确的是(  )
A.当模型漂浮于水面时,它受到的浮力小于模型的重力
B.让浅处悬浮的模型下潜至深处悬浮,应使试管内的水先增加后减少
C.向内推注射器活塞,试管内气压会变大,模型将下沉
D.向外拉注射器活塞,水会被吸入试管,可实现模型上浮
11.如图所示,在一水平地面上,木箱重400N,受到的摩擦力为200N,用力F拉动木箱使它在2s内匀速直线运动了3m,不计滑轮重量及绳与滑轮间的摩擦。下列说法不正确的是(  )
A.拉力F的大小为400N B.拉力 F 的移动速度为1.5m/s
C.A是动滑轮,B是定滑轮 D.绳子自由端移动了6m
12.两个底面积相同、形状不同的容器、,它们的重力大小相同,分别盛有不同的液体,放置在水平桌面上,现将甲、乙两个完全相同的物块分别放入两容器中,当两物块静止时,两容器中的液面恰好相平,两物块所处的位置如图所示,下列说法正确的是(  )
A.物块甲受到的浮力大于物块乙受到的浮力
B.物块甲排开的液体质量等于物块乙排开的液体质量
C.容器底部受到的液体压强大于容器底部受到的液体压强
D.容器对桌面的压强小于容器对桌面的压强
13.好雨知时节,当春乃发生。有一竖直下落的雨滴重力为,它在某时刻受到阻力为,此时雨滴所受合力的大小是   ,合力的方向是   。
14.装有适量水的烧杯置于水平桌面上,将一个木块浸没在水中一定深度后撤去外力,木块开始上浮,如图所示,最后木块漂浮。在木块露出水面之前,木块所受浮力   ,木块逐渐露出水面的过程中,木块所受浮力   。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
15.甲、乙、丙三辆小车同时、同地向同一方向运动,它们运动的图像如图所示,由图像可知:甲车的速度是   m/s,乙车运动4s通过的路程是   m。
16.如图所示,小华制作了一个简易的密度计:她选择一根粗细均匀的饮料吸管,将一些铜丝从下端塞入并用石蜡封口,使吸管在液体中漂浮时能保持在竖直方向静止。密度计在液体中漂浮时,受到的浮力   重力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。把密度计分别放入水、煤油中,则密度计在   (选填“水”或“煤油”)中时露出的体积更大(ρ水>ρ煤油)。
17.救援人员趴在充气垫上营救冰面被困人员,在救援人员重力恒定的情况下,救援人员趴在充气垫上增大了   ,减小了   ,从而防止冰面破裂,使救援能更安全地进行。
18.在溢水杯中装水至溢水口,并在溢水口下放一个小烧杯,如图所示。将一个体积为的金属块慢慢浸没在水中,等停止溢水后,金属块受到的浮力为    N,放入金属块前后,容器底部受到的液体压强   (选填:变大、变小、不变)。
19.(1)如图所示,重为5N的木块静止在水面上,请画出木块受到浮力的示意图(其中O为重心);
(2)如图,建筑工地上工人师傅正在用撬棒撬石头,其中右图是简化图。请你利用学过的杠杆知识,在右图中,以O为支点,画出阻力F2的力臂l2,并在图中A点画出撬起石头的最小力F1;
(3)用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升,请画出连接滑轮组最省力的绕法。
20.下雨会给路面行驶的汽车带来潜在的危险,因为路面湿滑,汽车的制动距离不易控制,容易发生交通事故。汽车的制动距离与地面的粗糙程度有什么关系呢 创新小组设计了如图所示的实验,利用表面粗糙程度不同的毛巾、棉布、木板等器材对该问题进行探究。
(1)实验中,小组同学通过   来改变阻力的大小;每次实验时,让同一小车从斜面的同一高度由静止滑下,目的是使小车到达水平面的   相同;
(2)由图可知,小车在   表面受到的阻力最小。进一步推理可得出结论:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为0,它将做   ,说明物体的运动   (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
21.某物理兴趣小组在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)实验前杠杆平衡时的位置如图甲所示,为了方便测量力臂,要使杠杆在   位置平衡,应将杠杆左端的螺母向   (选填“左”或“右”)边旋一些。
(2)调好杠杆后,按照图乙进行实验,若每个钩码所受重力相同,均为0.5N,弹簧测力计沿竖直方向向下拉杠杆,则弹簧测力计的示数为   N;若弹簧测力计沿虚线方向向下拉杠杆,仍使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数   (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)如图丙是一个加宽的杠杆装置,此时杠杆处于平衡状态。若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点(每个钩码所受重力相同),力臂是线段   (选填“OA”“OB”或“AB”),此时杠杆   (选填“仍能”或“不能”)保持平衡。
22.小明利用微小压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点,他进行的实验操作如图所示。
(1)实验前,用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置   (选填“漏气”或“不漏气”)。小明没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差(如图①所示),接下来的操作是   (选填字母),使U形管左右两侧的水面相平;
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
(2)正确操作后,将压强计的金属盒放入水中,通过观察U形管两侧液面的   来判断金属盒处水的压强,这种方法叫做   (选填“控制变量”或“转换”)法;
(3)分析图②、图③的实验现象,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而   ;
(4)分析图③、图④的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的   越大,压强越大;
(5)小明用图⑤所示的装置在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入另一种液体,直到橡皮膜刚好变平,两种液体液面如图所示,则右侧液体密度   水的密度(填“大于”、“小于”“等于”)。
23.李佳和同学们利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材,做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验,进行了如图所示的操作。
(1)由   两图得出物块所受浮力,再由另外两图得出物块排开液体所受重力,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;
(2)小组同学经过交流、评估和反思后,得出实验步骤的最佳顺序是   ;(填入“甲、乙、丙、丁”的合理顺序)
(3)实验时,若空桶内装有少量水,则会导致测出的   (选填“偏大”、“偏小”或“不影响”);
(4)为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的是___________(选填字母);
A.用原来的方案和器材多次测量求平均值
B.将物块换成小石块,用原来的方案再次进行实验
(5)根据实验数据,还可以计算出物块的密度   ;
(6)实验后,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤上,按实验操作规范准备好溢水杯,再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,铝块始终不与溢水杯接触,如图所示。当铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,观察到电子秤的示数变化情况是   ,(选填“变大”、“变小”或“不变”),该实验装置   (选填“能”或“不能”)用来验证阿基米德原理。
24.如图是我国自主研发的长航程极地漫游机器人。机器人的质量约为500kg,装有四条履带,每条履带与地面的接触面积约为,某次在南极内陆冰盖完成了30km匀速自主行走。
(1)求机器人受到的重力
(2)该机器人静止在水平冰面上时,求机器人对冰面的压强
(3)若该机器人在水平冰面上匀速行走时,阻力为重力的0.1倍,求机器人在水平冰面上的牵引力。
25.如图所示,水平地面上有一个底面积为 200cm2的圆柱形容器,容器中水深40cm,一个边长为10cm的正方体物块通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为5N。 (ρ水=1.0×103 kg/m3,g取 10N/kg)
(1)计算此时容器底受到水的压力;
(2)细线剪断后,计算物块静止时受到的浮力。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】分子间相互作用力
【解析】【解答】A、分子在做无规则运动的典型现象是扩散现象(如闻到花香、墨水扩散),而铅块 “粘” 在一起是分子间作用力的体现,与分子无规则运动无关,故A错误。
B、分子间有空隙的典型实验是酒精和水混合后总体积变小,铅块挤压粘合无法说明分子间有空隙,故B错误。
C、两个表面光滑的铅块相互挤压后,分子间距离减小,达到分子间引力的作用范围,分子间的吸引力将两个铅块 “粘” 在一起,直接说明了分子间有吸引力,故C正确。
D、分子间排斥力会使物体相互推开,与铅块粘合的现象矛盾,故D错误。
故选:C。
【分析】(1)该现象与分子无规则运动的规律不相符。
(2)该现象无法体现分子间存在空隙的特点。
(3)铅块挤压后 “粘” 在一起,是分子间吸引力作用的结果。
(4)该现象与分子间排斥力的作用效果相反。
2.【答案】D
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解析】A选项分析:磁悬浮列车利用磁场力使列车悬浮在轨道上方,避免了车轮与轨道的直接接触,从而通过减少接触面的方式降低摩擦阻力,因此A选项描述的是减小摩擦的方法,与题目要求的"增大摩擦"不符。
B选项分析:给机械表齿轮添加润滑油会在齿轮表面形成润滑膜,通过降低接触面的粗糙程度来减小摩擦,这同样属于减小摩擦的措施,不符合题意。
C选项分析:轴承中安装滚珠是将滑动摩擦转化为滚动摩擦,由于滚动摩擦系数通常小于滑动摩擦系数,这种设计实际上减小了摩擦力,故不符合题目要求。
D选项分析:运动鞋底设计凹凸花纹是通过增加接触面的粗糙程度来增大静摩擦力和滑动摩擦力,这种设计能有效防止打滑,是典型的增大摩擦应用,完全符合题意。
综上所述,正确答案为D。
【分析】减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动。
增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;用滑动代替滚动。
3.【答案】D
【知识点】参照物及其选择
【解析】【解答】A.火箭升空时,以火箭为参照物,地面有位置变化,是运动的,故A错误;
B.火箭升空,以火箭为参照物,神舟二十号飞船位置不变,飞船是静止的,故B错误;
C.以地面为参照物,神舟二十号飞船有位置变化,飞船是运动的,故C错误;
D.火箭升空,以发射塔为参照物,神舟二十号飞船有位置变化,飞船是运动的,故D正确。
故选D。
【分析】相对于参照物,有位置变化,是运动的,没有位置变化,是静止的。
4.【答案】D
【知识点】分子热运动
【解析】【解答】A、水从高处流向低处,是水在重力作用下的宏观机械运动,肉眼可见,不是分子的无规则运动,故A错误。
B、风吹树叶动,是树叶在风力作用下的宏观机械运动,肉眼可见,与分子运动无关,故B错误。
C、尘土飞扬,是尘土颗粒(宏观物体)在空气流动作用下的机械运动,肉眼可见,不是分子的运动,故C错误。
D、公园里花香四溢,是花的香气分子在空气中不停地做无规则运动,发生了扩散现象,分子的运动肉眼不可见,直接说明了分子在永不停息地做无规则运动,故D正确。
故选:D。
【分析】(1)水的流动是宏观物体的机械运动,与分子无规则运动无关。
(2)树叶晃动是宏观物体在风力作用下的机械运动,不属于分子运动。
(3)尘土飞扬是固体小颗粒的宏观机械运动,不是分子的运动。
(4)花香四溢是花香分子的扩散现象,是分子无规则运动的体现。
5.【答案】D
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】 A、系好安全带,能减小因汽车突然减速或与前车相撞时对司机造成的伤害,故A错误;
B、通过拍打衣服清除上面的浮灰,衣服运动时,灰尘由于惯性将保持静止状态,则灰尘会脱离衣服,是利用灰尘的惯性,故B错误;
C、惯性是物体的一种性质,不能说受到惯性的作用,故C错误;
D、汽车减速过程中,质量不变,惯性大小保持不变,故D正确。
故选:D。
【分析】惯性是物体的固有属性,它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质,惯性大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。
6.【答案】A
【知识点】增大压强的方法及其应用;连通器原理及其应用;大气压的综合应用
【解析】【解答】A.用吸管吸饮料时,管内空气被吸走,气压减小。在大气压的作用下,饮料被压入吸管进入口中,故A符合题意;
BD.船闸、下水道的弯管,利用连通器的原理工作的,与大气压无关,故BD不合题意;
C.安全锤的锤头很尖,减小受力面积,增大压强,与大气压无关。故C不合题意;
故选A。
【分析】吸管喝饮料,利用了大气压;连通器的上方开口,地部连通;压力一定时,减少受力面积,压强增大。
7.【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.三个小球完全相同,球在甲中下沉,故;在乙中漂浮,故;在丙中悬浮,故;则液体的密度关系为;故A错误;
B.图中,三个容器的液面相平,乙液体的密度最大,根据,乙容器底的液体压强最大,甲容器的液体压强最小,即,故B错误;
C.甲、丙中液体体积相同,根据,则,重力。乙液体密度最大,液体体积最大,乙质量最大、重力最大,则,则。受力面积相同,根据,容器对桌面的压强关系是:。故C正确;
D.甲球沉底,浮力小于重力,乙球漂浮,丙球悬浮,浮力等于重力,则浮力大小关系,故D错误。
故选C。
【分析】根据物体在液体中的状态,判断物体密度和液体密度关系,利用,判断液体压强的大小;漂浮和悬浮的物体,受到的浮力等于物体的重力;沉底的物体,受到的浮力小于物体的重力;根据,判断水平面受到的压强的大小。
8.【答案】B
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】A.比较可知,丙方案中卡片悬空,它的重力可忽略不计,且不受摩擦力,对实验的影响最小,相比之下丙方案更合理,故A错误;
B.根据图片可知,乙方案中,两托盘里所加砝码质量相同时,小车受到的两个拉力大小相等,满足二力平衡条件,小车将保持平衡状态,故B正确;
C.乙方案中,应扭转小车,使两个力不在同一直线上,观察小车的情况,可以验证不在同一直线的力是否平衡,故C错误;
D.丙方案中,用剪刀将小卡片剪成两半,是为了验证二力平衡时两个力必须作用在同一物体上,而不是同一直线上,故D错误。
故选B。
【分析】二力平衡的条件为:大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上,根据实验过程对各个选项分析判断即可。
9.【答案】B
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】ACD.根据图片可知,过道左右两端的通风道形状相同,所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度相同,气压相同,不能达到预定效果,故ACD不符合题意;
B.根据图片可知,过道右端的通风道有凸起,所以风速较快,所以过道右端的气压小于左端的气压,所以空气会从过道的左端流向右端,过道中有风通过,故B符合题意。
故选B。
【分析】流体流速越大的位置压强越小,根据流体压强和流速的关系分析判断。
10.【答案】B
【知识点】浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用;探究潜艇的浮沉原理
【解析】【解答】 A、当模型漂浮于水面时,处于平衡状态,根据物体的浮沉条件,它受到的浮力等于模型的重力,故A错误。
B、让浅处悬浮的模型下潜至深处悬浮:
第一步:先增加试管内的水,使模型总重力大于浮力,实现下潜;
第二步:到达深处后,减少试管内的水,使模型总重力再次等于浮力,实现深处悬浮。故B正确。
C、向内推注射器活塞,试管内气压变大,会将试管内的水排出,模型总重力减小,而浮力(浮液排)不变,此时浮力大于重力,模型将上浮,故C错误。
D、向外拉注射器活塞,试管内气压减小,水会被吸入试管,模型总重力增大,浮力不变,此时重力大于浮力,模型将下沉,故D错误。
故选:B。
【分析】 (1)模型漂浮时,浮力与重力满足二力平衡条件,大小相等。
(2)浅处悬浮下潜至深处悬浮,需先增加重力实现下潜,再调整重力与浮力平衡。
(3)向内推活塞,试管内气压增大,排水后重力减小,模型将上浮。
(4)向外拉活塞,试管内气压减小,进水后重力增大,模型将下沉。
11.【答案】A,B
【知识点】动滑轮及其工作特点;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】 A、由图可知,滑轮组中承担拉力的绳子段数n=2。木箱匀速直线运动,拉力与摩擦力平衡,动滑轮对木箱的拉力 F拉箱=f=200N。不计滑轮重及摩擦,自由端拉力,不是400N,故A符合题意。
B、物体移动速度。拉力移动速度,不是 1.5m/s,故B符合题意。
C、滑轮A随木箱一起运动,是动滑轮;滑轮B固定在墙面,不随物体运动,是定滑轮,故C不符合题意。
D、绳子自由端移动距离s=ns物=2×3m=6m,该描述正确,故D不符合题意。
故选:AB。
【分析】 (1)滑轮组绕线决定省力情况,拉力计算需结合绳子段数。
(2)拉力移动速度与物体移动速度满足滑轮组绳速关系。
(3)根据滑轮是否随物体运动,可判断动滑轮与定滑轮。
(4)绳子自由端移动距离与物体移动距离满足滑轮组距离关系。
12.【答案】B,D
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】 A、甲悬浮,F浮甲=G甲;乙漂浮,则F浮乙=G乙,因为甲、乙相同,即重力相等,可知F浮甲=F浮乙,故A错误;
B、甲悬浮,F浮甲=G甲;乙漂浮,则F浮乙=G乙,因为甲、乙相同,即重力相等,由阿基米德原理可知物体受到的浮力排开液体的重力,F浮甲=F浮乙=G物=G排,故B正确;
C、物体甲在A中悬浮,则ρA=ρ物,在B中漂浮,则ρB>ρ物,可知ρA<ρB,已知深度相同,由p=ρ液gh可知,B液体对容器底的压强大,故C错误;
D、因为甲排开液体的体积大于乙排开液体的体积,而且甲是下宽上窄,故A中液体的体积小于B中液体的体积,根据m=ρV可知A中液体的质量小于B中液体的质量,根据G=mg可知A中液体的重力小于B中液体的重力,容器的重力GA=GB,且两物体相同,根据F压=G容+G液+G物可知B容器对水平桌面的压力较大,容器的底面积相同,根据压强公式可知B容器对桌面的压强较大,故D正确。
故选:BD。
【分析】(1)根据物体的浮沉条件判断浮力与重力的关系,由此比较浮力大小;
(2)根据阿基米德原理分析;
(3)根据两物体在两种液体中的状态比较两种液体密度的大小,再根据p=ρ液gh比较容器底受到的液体的压强;
(4)因为甲排开液体的体积大于乙排开液体的体积,而且甲是下宽上窄,故A中液体的体积小于B中液体的体积,根据m=ρV可知A中液体的质量小于B中液体的质量,根据G=mg可知A中液体的重力小于B中液体的重力,容器的重力GA=GB,且两物体相同,根据F压=G容+G液+G物可知两容器对水平桌面的压力的大小关系,容器的底面积相同,根据可知两容器对桌面的压强的大小关系。
13.【答案】;竖直向下
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】解:当物体竖直下落时,重力的方向竖直向下,阻力的方向竖直向上,重力和阻力的方向相反,则合力,合力的方向与重力的方向相同即竖直向下。
故答案为:;竖直向下。
【分析】 求合力时,先对物体进行受力分析,根据同一直线上二力的关系可求合力的大小,即同方向时合力等于二力之和且方向与这两个力的方向相同,反方向时合力等于二力之差且方向与较大的力的方向相同。
14.【答案】不变;变小
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排:木块露出水面之前,始终完全浸没在水中,排开水的体积 V排等于木块自身体积,保持不变;水的密度ρ水和g也不变,因此木块所受浮力不变。
木块逐渐露出水面的过程中,排开水的体积V排逐渐减小,水的密度ρ水和g不变,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排,木块所受浮力变小。
故答案为:不变;变小。
【分析】 木块露出水面之前,排开水的体积和液体密度均不变,浮力不变。
木块逐渐露出水面的过程中,排开水的体积减小,浮力变小。
15.【答案】4;4
【知识点】时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】甲车做匀速直线运动,由图像信息和可得,甲车的速度为。
乙车做匀速直线运动,乙车运动4s通过的路程是4m。
故答案为:4;4。
【分析】甲车做匀速直线运动,从s-t图像取对应数据计算速度。
先计算乙车的速度,再根据速度公式求4s内通过的路程。
16.【答案】等于;水
【知识点】阿基米德原理;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用;制作微型密度计
【解析】【解答】密度计在液体中漂浮,受到的浮力等于自身重力。在水中和煤油中,密度计受到的浮力相等;水的密度更大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,排开水的体积小,露出的体积更大。
【分析】根据物体的浮沉条件,漂浮的物体,受到的浮力等于物体的重力;浮力一定时,液体密度越大,排开液体的体积越小。
17.【答案】受力面积;压强
【知识点】减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】根据,压强和压力、受力面积有关,救援人员趴在充气垫上,增大接触面积,压强减小,可以防止冰面破裂,保障救援安全进行。
【分析】压力一定时,增大了受力面积,可以减小压强。
18.【答案】;不变
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】 金属块的体积等于排开液体的体积:V排=V=50cm3=5×10-5m3;
根据阿基米的原理可知金属块受到的浮力为:F浮=G排=m排g=ρ水V排g=1×103kg/m3×5×10-5m3×10N/kg=0.5N。
杯内水的深度不变,溢水杯底部受到的液体压强,由p=ρgh可知,溢水杯底部受到的液体压强不变。
故答案为:0.5;不变。
【分析】 (1)金属块完全浸没,排开液体的体积等于金属块的体积;
根据阿基米德原理:F浮=G排=m排g求出浮力;
(2)由液体压强p=ρgh分析解答。
19.【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】浮力及其产生原因;浮力的示意图;力臂的画法;滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】(1)木块漂浮在水面上时,木块受竖直向下的重力G,竖直向上的浮力F浮,两个力是一对平衡力,大小相等,F浮=G=5N,浮力的示意图如图所示:
(2) 反向延长画出力F2的作用线,从支点O向F2的作用线作垂线,垂线段的长度即为阻力的力臂l2;当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力,最长的力臂即支点与作用点的连线,根据力臂的画法,做出垂直于OA的作用力即为在A点最小动力F1,方向垂直杠杆向下,如图所示:
(3) 用滑轮组提升物体时,动滑轮上绳子股数越多,越省力,图中人的拉力向上,绳子承重股数为3股时最省力,从动滑轮的下挂钩开始绕起,依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮,最后连接到手上,如图所示:
【分析】(1)木块漂浮在水面上,先确定木块受浮力的大小、方向、作用点,再根据力的示意图的画法作图;
(2)反向延长画出力F2的作用线,从支点O向F2的作用线作垂线,可得阻力的力臂;
当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力,据此确定最长的力臂OA,根据力臂的画法,做出垂直于OA的作用力即为在A点最小动力F1,方向垂直杠杆向下;
(3)用滑轮组提升物体时,动滑轮上绳子股数越多,越省力,从动滑轮的下挂钩开始绕起,由内向外依次绕成。
(1)如图木块漂浮在水面上时,木块受竖直向下的重力G,竖直向上的浮力F浮,在这两个力的作用下,木块处于平衡状态,这两个力是一对平衡力,由平衡条件可知,木块所受的浮力大小等于所受的重力大小,即F浮=G=5N
则浮力的示意图如图所示:
(2)反向延长力F2所在的直线,过支点O向这条线作垂线,该垂线段的长度即为阻力的力臂l2;当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力,最长的力臂即支点与作用点的连线,根据力臂的画法,做出垂直于OA的作用力即为在A点最小动力F1,方向垂直杠杆向下,如图所示:
(3)用滑轮组提升物体时,动滑轮上绳子股数越多,越省力,图中人的拉力向上,绳子承重股数为3股时最省力,则连接滑轮组最省力的绕法,如下图所示:
20.【答案】(1)改变水平面的粗糙程度;速度
(2)木板;匀速直线运动;不需要
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】 (1) 实验中,通过改变水平面的粗糙程度来改变阻力的大小,毛巾最粗糙,阻力最大;木板最光滑,阻力最小。
每次让同一小车从斜面的同一高度由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的初速度相同,这是控制变量法的应用,确保只有阻力这一个变量影响小车的滑行距离。
(2) 由图可知,小车在木板表面滑行的距离最远,说明小车在木板表面受到的阻力最小。
进一步推理:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为 0,它的速度将不会减小,将做匀速直线运动。
该实验说明:物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因。
故答案为:(1)改变水平面的粗糙程度;速度;(2)木板;匀速直线运动;不需要。
【分析】 (1)实验中,通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力大小;让同一小车从斜面的同一高度由静止滑下目的是使小车到达水平面的速度相同;
(2)由图得出结论,进一步推理得出如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为0,它的速度将不会减小,将做匀速直线运动;说明力是改变物体运动的原因。
(1)[1]实验中,不同的接触面(毛巾、棉布、木板)粗糙程度不同,通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力大小。
[2]每次实验时,为了使小车到达水平面的速度相同,应让同一小车从斜面的同一高度由静止滑下。
(2)[1]由图可知,小车在木板表面滑行的距离最远,说明小车在木板表面受到的阻力最小。
[2]进一步推理可得出结论:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为0,它的速度将不会减小,将做匀速直线运动。
[3]运动的物体不受力作用时,将保持匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持。
21.【答案】(1)水平;右
(2)1.2;变大
(3)OA;仍能
【知识点】杠杆的平衡条件;探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】 (1)为了方便测量力臂要使杠杆在水平位置平衡,因为杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂,现在需要使杠杆重心右移,应将平衡螺母向右调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就减小了杠杆的自重对实验的影响;
(2)由图知,若竖直向下施力,动力臂L1=5L,阻力臂L2=4L,阻力F2=0.5N×3=1.5N,
因为杠杆在水平位置平衡,
根据F1L1=F2L2可得,
动力:;
保持弹簧测力计悬挂点不变,使其拉力方向斜向右下方,动力臂变短,阻力阻力臂不变,根据F1L1=F2L2,弹簧测力计的示数变大。
(3)力臂是支点到力的作用线的距离,将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点,力臂是线段OA与原来相比较力和力臂都没有改变,所以杠杆仍能保持平衡。
故答案为:(1)水平;右;(2)1.2;变大;(3)OA;仍能。
【分析】(1)杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂;杠杆左端低右端高,说明杠杆的重心在支点左侧,调节平衡螺母应使杠杆重心右移,这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响;
(2)知道阻力、阻力臂和动力臂,利用杠杆的平衡条件求动力;
当把支点到作用点的连线作为动力臂(施力方向与连线垂直)时,动力臂最长、最省力(弹簧测力计示数最小)。
(3)力臂是指支点到力的作用线的距离。
(1)[1]钩码重力的方向竖直向下,杠杆在水平位置平衡时,杠杆刚好与竖直方向垂直,即杠杆刚好与钩码重力的作用线垂直,所以杠杆支点到挂钩码的位置的长度等于钩码重力对应的力臂,方便直接读出。
[2]让杠杆在水平位置平衡的调节方法是“左高左调,右高右调”,甲图中杠杆右边较高,则平衡螺母需向右边调节。
(2)[1]假设每格的长度为l,根据平衡条件可知,,解得。
[2]弹簧测力计由竖直位置到虚线位置时,其对应的力臂变小,如图所示:
根据平衡条件可知,其它条件不变时,力臂变小,对应的力就会变大,即F弹簧变大。
(3)[1][2] 只将左侧的钩码挂到A点和B点时,力臂分别如图所示:
由图可知力臂的大小没有发生改变,都是OA,根据平衡条件可知,在所有条件不变时,仍能满足杠杆平衡。
22.【答案】(1)不漏气;B
(2)高度差;转换
(3)增大
(4)密度
(5)大于
【知识点】液体压强的特点;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)实验时,用手按压橡皮膜,U形管中的液体灵活升降,则装置不漏气;
图①中,U形管内水面已有高度差,需将软管取下,重新安装,使U形管液面上气体压强相等,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)实验时,压强计的金属盒放入水中,通过U形管两侧液面的高度差,判断水的压强,用到转换法。
(3)根据图②、③,液体的密度相同,③中探头深度更深,U形管液面差更大,可以得到:液体的压强与液体的深度有关。
(4)根据图③、④,液体深度相同,液体的密度不同,密度越大,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(5)图⑤装置中,左侧加入水,右侧倒入另一种液体,直到橡皮膜刚好变平,则左侧和右侧的压强相等,水的深度较大,根据,液体的密度大于水的密度。
【分析】(1)使用压强计前,挤压橡皮膜,U形管液面有高度差,装置不漏气;实验前,U形管中的液面是相平的;
(2)通过U形管两侧液面的高度差,判断压强大小;
(3)液体的密度相同,液体的压强与液体的深度有关。
(4)液体的深度相同,液体的密度越大,压强越大;
(5)液体压强相同时,根据 ,深度越大, 液体密度越小。
(1)[1]用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气;假如装置漏气,挤压橡皮膜,U形管两边也不会出现高度差。
[2]使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)[1][2]将压强计的金属盒放入水中,通过观察U形管两侧液面的高度差来判断金属盒处水的压强,用到转换法。
(3)分析图②、图③的实验现象,液体的密度相同,探头所在的液体深度不同,可以得到:液体的压强与液体的深度有关。
(4)分析图③、图④的实验知液体的深度相同,液体的密度不同,且密度越大,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(5)用图⑤所示的装置在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入另一种液体,直到橡皮膜刚好变平,所以橡皮膜左侧和右侧的压强相等,水的深度较大,液体的深度较小,由可知,液体的密度大于水的密度。
23.【答案】(1)甲乙
(2)丁甲乙丙
(3)不影响
(4)B
(5)
(6)不变;能
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;示差法测浮力
【解析】【解答】(1)甲乙图,计算浮力为;
(2)实验中,先测出空桶的重力;再测出物体的重力;把物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出测力计的示数,用小桶收集物体排开的水;最后测出小桶和排开的水的总重力,合理顺序为丁、甲、乙、丙。
(3)实验时,若空桶内装有少量水,丙丁测力计示数会偏大,根据,不影响测出的;
(4)实验时,将物块换成小石块,再次进行实验,可探究更普遍的结论,故选B。
(5)根据浮力,计算物块的体积为:;
计算物块的密度;
(6)溢水杯的重力为,杯中水的重力为,铝块未浸入水中时,溢水杯对电子秤压力为,铝块浸没在水中时,溢水杯对电子秤压力为:,电子秤的示数不变,即,则,可得,可验证阿基米德原理。
【分析】(1)根据物体的重力和测力计对物体的拉力差,计算浮力;
(2)探究阿基米德原理时,先测量空桶和物体的重力,再测量物体浸没后的拉力,最后测量桶和溢出水的总重力;
(3)根据测力计的示数差,计算排开水的重力,与桶内是否有水无关;
(4)探究物体受到的浮力和排开液体的重力,多次实验,可以探究规律的普遍性;
(5)根据,计算物体的体积,根据,计算物体的密度;
(6)根据物体的总重力,计算水平面受到的压力;结合压力的不变,判断浮力和排开液体的重力。
(1)由甲乙两图,根据称重法可得浮力为
(2)实验中,应先测出空的小桶所受的重力;再用测力计测出物体所受的重力;然后把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出此时测力计的示数,同时,用小桶收集物体排开的水;最后测出小桶和物体排开的水所受的总重力,这样过程更流畅且误差更小,所以合理顺序为丁、甲、乙、丙。
(3)实验时,,若空桶内装有少量水,丙丁中测力计示数都会偏大相同的值,所以测出的不影响。
(4)本实验是探究类实验,为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的是将物块换成小石块,用原来的方案再次进行实验,故选B。
(5)由图甲可知,物块重力为
物块的体积为
则物块的密度
(6)[1][2]设溢水杯的重力为,杯中水的重力为,铝块未浸入水中时溢水杯对电子秤压力为
铝块浸没在水中静止时,溢水杯对电子秤压力为
观察到电子秤的示数不变,即,则,可得,即验证了阿基米德原理。
24.【答案】(1)机器人的重力G=mg=500kg×10N/kg=5000N。
答:机器人重为5000N。
(2)该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压力等于自身重力大小,为F=G=5000N,
与冰面的接触面积S=4×1000cm2=4000cm2=0.4m2,
对冰面的压强:。
答:该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压强为1.25×104Pa。
(3)行走时阻力约为重力的十分之一,则阻力为,因为是匀速自主行走,所以该机器人处于平衡状态,牵引力等于阻力为500N。
答:阻力为重力的十分之一,牵引力是500N。
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算
【解析】【分析】 (1)知道机器人的质量,利用重力公式G=mg求机器人的重力;
(2)机器人与冰面接触的总面积是4条履带与地面的接触面积,该机器人对冰面的压力等于自身重力大小,根据计算该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压强;
(3)行走时阻力约为重力的十分之一,据此得出阻力,因为是匀速自主行走,所以该机器人处于平衡状态,牵引力等于阻力,据此得出牵引力。
(1)机器人的质量约为500kg,机器人的重力。
(2)该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压力等于自身重力大小,为
与冰面的接触面积
对冰面的压强。
(3)行走时阻力约为重力的0.1倍,则阻力为
因为是匀速自主行走,所以该机器人处于平衡状态,牵引力等于阻力为。
25.【答案】(1)容器底受到水的压强为:;
根据可得此时容器底受到水的压力为:
F=pS=4×103Pa×200×10-4m2=80N。
答:此时容器底受到水的压力为80N。
(2)物块浸没在水中时受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=ρ水ga3=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N,
因物块浸没在水中,此时受到竖直向下的重力、细线对其竖直向下的拉力和竖直向上的浮力的作用,处于静止状态,根据力的平衡关系可知,物块的重力为:
G=F浮-F拉=10N-5N=5N;
细线剪断后,由于物块受到的浮力大于自身的重力,所以物块上浮,最终处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,物块静止时受到的浮力为F浮'=G=5N。
答:细线剪断后,物块静止时受到的浮力为5N。
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 (1)根据p=ρgh求出水对容器底的压强,利用F=pS求出容器底受到水的压力;
(2)根据阿基米德原理求出物块浸没时受到的浮力,利用力的平衡关系求出物块的重力;细线剪断后,物块最终处于漂浮状态,根据浮沉条件求出物块静止时受到的浮力。
(1)根据p=ρgh可得,此时容器底受到水的压强为
根据可得,此时容器底受到水的压力为
(2)根据阿基米德原理可得,物块浸没在水中时受到的浮力为
因物块浸没在水中,此时受到竖直向下的重力、细线对其竖直向下的拉力和竖直向上的浮力的作用,处于静止状态,根据力的平衡关系可知,物块的重力为
细线剪断后,由于物块受到的浮力大于自身的重力,所以物块上浮,最终处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,物块静止时受到的浮力为
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