【精品解析】江苏省扬州市梅岭中学教育集团2024-2025学年八年级下学期期末物理试题

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江苏省扬州市梅岭中学教育集团2024-2025学年八年级下学期期末物理试题
一、选择题(每题2分,共24分)
1.下列物体的质量最接近1.5N的为(  )
A.一枚新鲜鸡蛋
B.一支晨光中性笔
C.一桶白象方便面
D.一枚2025乙巳蛇邮票
2.以下四个实例中,是为了减小压强的是(  )
A.书包带做得较宽 B.刀刃磨得很薄
C.压路机碾轮的质量很大 D.注射器的针头很尖
3.如图所示的实例中,不属于利用连通器原理工作的是(  )
A.茶壶
B.用吸管喝饮料
C.船闸
D.水池下的回水弯管
4.某同学用塑料吸管进行科学探究,下列分析正确的是(  )
A.甲图:吸管的一端做得很尖是为了增大对饮料杯塑膜封口的压强
B.乙图:将吸管制成的气压计从山下移到山顶时吸管内的水柱下降
C.丙图:用吸管对着两个乒乓球的中间用力吹气时乒乓球会向两边远离
D.丁图:毛皮摩擦过的橡胶棒与餐巾纸摩擦过的吸管排斥说明吸管带正电
5.下面的四个图中能正确示意氢原子核式结构的是(  )
A. B.
C. D.
6.小明采用“向漏斗口吹气,观察乒乓球状态”的方法来探究流速对流体压强的影响。以下方案不合理的是  
A.竖直向上吹气
B.水平向右吹气
C.竖直向下吹气
D.斜向下吹气
7.图示为小张测量体重时的情景,静止时体重计对他的支持力为F1,他对体重计的压力为F2,他受到的重力为G,则(  )
A.F2与G是一对平衡力 B.F1与F2是一对平衡力
C.F1与F2是一对相互作用力 D.F1与G是一对相互作用力
8.“倾斜小屋”在娱乐场所流行。如图甲,人在“倾斜小屋”内要“倾斜”才能站稳,它的原理如图乙,把小屋倾斜建设,以给屋内视角的人造成“倾斜站立”的错觉。在屋内桌面放一桶水,静止时,屋内视角如图丙所示。若在屋顶用软绳悬挂一个重锤,则重锤静止时,它的位置应为选项中的 ( )
A. B.
C. D.
9.将一个生鸡蛋放进盛有清水的杯中,如图所示,鸡蛋沉入水底,鸡蛋重为G,然后逐渐向水中加入食盐并使其溶解,在鸡蛋渐渐浮起到静止的过程中,鸡蛋所受的浮力随时间变化图像正确的是(  )
A. B.
C. D.
10.如图,物体甲在压力F1的作用下静止在竖直墙面上;物体乙在拉力F2的作用下在水平面上做匀速直线运动。若力F1和F2同时增大,则两物体受到的摩擦力大小会(  )
A.甲不变,乙不变 B.甲不变,乙增大
C.甲增大,乙不变 D.甲增大,乙增大
11.小明在打印资料时发现一包完好的专用A4复印纸包装上标有如图所示的数据,向老师获知数据含义后(70g/m2表示1m2的这种纸的质量为70g,210mm×297mm表示一张这种纸的面积,500张/包表示这包A4纸有500张),他很快估算出了这包A4纸平放在水平桌面上对桌面产生的压强大约为(  )
A.35Pa B.350Pa C.3500Pa D.35000Pa
12.“彩球温度计”是一种现代居家饰品,它可以粗略地测量环境温度。玻璃管中装有某种特定液体,液体中装有4个体积相同但质量不同的彩球,每个彩球都标有特定的温度值,当外界温度变化时(玻璃管中液体的密度会随温度升高而减小),有的彩球会随之上浮或下沉直至静止,此时上浮彩球中最下方一个彩球标注的温度表示所测的环境温度。如图所示是某一温度下彩球的位置,以下说法正确的是(  )
A.A球质量小于C球质量
B.环境温度越高时,上浮的小球数量越多
C.若C球的质量为4g,则C球的浮力为40N
D.同一时刻,B球受到的浮力大于D球受到的浮力
二、填空题(每空1分,共30分)
13.暑期小明和爸爸乘车去西藏旅游,在扬州时,密封的面包包装袋扁扁的如图甲,到西藏后打开行李箱发现包装袋胀鼓鼓的如图乙。则从扬州到西藏,包装袋中的空气的质量   ,体积   ,密度   (均选填:变大/变小/不变),由此可知西藏的大气压比扬州的大气压   (高/低)。
14.小明练习书法时,如图甲,将具有一定重量的镇纸放在书写纸张上,可使纸张不易滑动,这是通过增大   的方式增大摩擦;手执毛笔竖直悬空静止,若手握笔杆的力增大,手对笔杆的摩擦力将   (填“变大”“变小”或“不变”);写“一”字时发现笔毫向左弯曲,笔对纸张的摩擦力方向向   (选填“左”或“右”).
15.以下是书本上的几个小实验,请根据要求完成填空:
(1)如图1所示,小宇先后将50mL水和50mL的酒精倒入玻璃管中,翻转几次后发现水和酒精的总体积小于100mL,这说明分子间有   ;
(2)如图2所示,当带电的塑料棒靠近轻质不带电的铝箔条的一端时,铝箔条会偏转,这是因为带电体具有   的性质;
(3)如图3所示,用摩擦过的塑料棒接触金属小球,验电器下面的两片金属箔片会张开,这是因为箔片带   (同种/异种)电荷,相互   (吸引/排斥),金属箔片带电的实质是   (正电荷/负电荷)在物体间的转移。
16.小明上完体育课后,从书包里拿出了一瓶纯净水。
(1)纯净水瓶标签上有“净含量600mL”字样,则该瓶纯净水的重力为   N;静止在桌面上时与桌面的接触面积是30cm2,则它对桌面的压强是   Pa(不计瓶身自重);
(2)如图甲所示,向空矿泉水瓶内倒入热水后迅速倒出并盖紧瓶盖,瓶子变瘪了证明了   的存在;
(3)如图乙所示,用一根细绳拉着空矿泉水瓶在光滑的桌面上做匀速圆周运动,空矿泉水瓶的运动状态   (发生/没有)变化;
(4)若小明用手握住竖直的纯净水瓶不动(如图丙),然后逐渐向瓶内加水(水未溢出),则该瓶子受到的摩擦力大小将   (变大/变小/不变);
(5)如图丁所示,用此矿泉水瓶和一小玻璃瓶可以制作成“浮沉子”,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝   (上/下),使其漂浮在大塑料瓶的水面上,为了观察其浮沉,大瓶的瓶盖应该   (旋紧/拧开),当用力挤压大瓶时,“浮沉子”会   (上浮/下沉),“浮沉子”主要是靠改变自身受到的   (浮力/重力)来实现浮沉的。
17.如图甲所示是汽车内的安全带和座椅上的头枕,软软的头枕既可以起到装饰作用,又能对人起到保护作用,如图乙所示,跑车在车的尾部设计安装了一种“气流偏导器”,它的作用是让汽车在高速行驶时,对地面的压力更大,提高车轮的抓地性能。
(1)软软的头枕靠上去很舒服,这是为了   (增大/减小)压强;
(2)系安全带   (能/不能)减小人的惯性,它的作用主要是减小以下哪种情况对人体造成的伤害   (填字母);
A.与前方碰撞 B.被后方追尾 C.左右转弯
(3)汽车拉力赛时,高速行驶的汽车途经如图丙所示的弯道时,现场的观众们为了保证安全,应站在图中的   (A/B)处;
(4)车尾气流偏导器的设计要实现其上方空气的流速   (大于/等于/小于)下方空气的流速,则下图中气流偏导器横截面形状符合要求的是   。
18.如图,取一个瓶子,装入适量带色的水,再取一段两端开口的细玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体,水沿玻璃管上升到瓶口以上,这就制成了可以粗略判断气压变化的气压计。玻璃瓶与玻璃管构成的装置   (填“是”或“不是”)连通器:拿着气压计从甲处到乙处,若观察到玻璃管中的水柱   ,可以判断甲处的气压小于乙处的气压。用另一根吸管对准玻璃管管口上方吹气,玻璃管内水柱的高度h将   。(以上两空均选填“升高”“降低”或“不变”)
三、解答题
19.作图题:
(1)图中物体A 静止在斜面上,请画出A受到的支持力F和静摩擦力f的示意图;
(2)如图所示,一个鸡蛋悬浮在水中,请作出鸡蛋所受浮力和重力的示意图;
(3)在小车中的悬线上挂一个小球,当小车运动时,悬线将与竖直方向成某一固定角度θ,如图所示。若在小车底板上还有一个与其相对静止的物体M,请画出此时小球m受到的绳子拉力的示意图和物件M受到的摩擦力的示意图。
20.如图所示,用粗细均匀和重力可以忽略不计的细绳系住一个体积为0.002m3的石块,从水面上方竖直向下保持匀速且缓慢地全部浸入水中,此过程中细绳的拉力随时间变化的关系如图乙所示。(g取10N/kg)求:
(1)石块浸没在水中时所受浮力的大小是多少?
(2)石块浸没在水中细绳的拉力是多大?
(3)石块的密度有多大?
21.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中:
(1)测量滑动摩擦力的大小,应在水平桌面上用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,这是利用了   原理;
(2)若比较甲和丙实验,可得滑动摩擦力大小与   有关;
(3)弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示,此时木块处于   (平衡/非平衡)状态,木块受到的摩擦力与弹簧测力计对木块的拉力是一对   (平衡/非平衡)力;
(4)小明测量木块在水平桌面上受到的滑动摩擦力大小,他在实验中发现要保持木块匀速直线运动很困难,于是改用如图戊所示的装置,他将长木板向左拉出的过程中,弹簧测力计   (A/B)的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小;
(5)小明查阅资料得知:在物理学中,两个物体间的滑动摩擦力f大小与压力F大小的关系为f=μF,μ称为这两个接触面间的动摩擦因数,反映了接触面的粗糙程度。当物体放在水平桌面上时对水平桌面的压力大小等于物体的重力,若在图戊所示实验中,木块重为5N,长木板重为10N,木块与长木板间的动摩擦因数大小为0.2,长木板与地面之间的动摩擦因数大小为0.4,若将长木板匀速抽出,则测力计A示数为   N,弹簧测力计B的示数为   N。
22.小勇同学利用橡皮筋、定滑轮、钩码、小绳子和同学们一起探究同一直线上二力的合成,实验装置如图所示,橡皮筋原长AE,在力F1、F2的共同作用下均伸长到AE'。
(1)通过比较   两图情况,可知同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之   ,方向跟这两个力的方向相同;
(2)通过比较图乙、丙两种情况,可知同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之   ,方向跟   (较大/较小)的那个力的方向相同。
23.小丽借助注射器(容积为5mL)、铁架台、托盘天平、刻度尺、小筒、细绳等器材估测大气压的值,其实验步骤如下:(g取10N/kg)
①将部分器材按图示装配好,首先将注射器活塞推至顶端,上端未封口,接着往小筒内缓慢加水,直至活塞恰好开始下滑时,取下小筒,并用天平测得其总质量为71.2g;
②重新将注射器活塞推至顶端,并用橡皮帽封住注射口,将步骤①中的装水小筒(水未倒出)重新接在注射器下端,缓慢向小筒内加水,直至活塞又恰好开始下滑,取下小筒,并用天平测得其总质量为646.2g;
③取下注射器,并用刻度尺测得其壁上全部刻度部分的长度为8cm;
请回答以下问题:
(1)本次测量大气压值的实验原理是   ,实验中主要应以   (针筒/活塞/小筒)为研究对象来分析其所受大气压力的;
(2)步骤②中,将活塞重新推至顶端,其目的是   ,但实际上并未能达到此目的,此因素将导致所测大气压的值会偏   (大/小);
(3)该注射器活塞的横截面积为   cm2;
(4)上述实验中,在不考虑活塞的重力情况下,可得出活塞受到的摩擦力为   N,并由此计算出大气压强的值约为   Pa,   (高于/低于)标准大气压。
24.在“探究影响液体内部压强的因素”的活动中,兴趣小组准备了压强计、水和盐水等实验器材。
(1)液体压强计是通过U形管中两侧液面的   来反映橡皮膜所受压强大小的,这种方法叫   (控制变量法/等效替代法/转换法);
(2)压强计的金属盒上所蒙着的橡皮膜最好选用较   (厚/薄)的橡皮膜;
(3)对于图甲所示压强计出现的问题,应将压强计金属盒拿出液体,然后 ;
A.将U形管中液体倒出一部分
B.更换U形管中液体
C.检查压强计的气密性
(4)正确处理存在问题之后,将压强计的金属盒放入液体中,如图乙、丙、丁所示;为了探究液体内部压强与液体深度的关系,应该比较图中   两图所示的实验;为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该比较图中   两图所示的实验;
(5)小明利用矿泉水瓶装满水,继续探究,如图①所示,将瓶盖拧紧,他只将N孔堵住,水从M孔不能流出,因为水受到了   的作用;当他拧开瓶盖,放开两小孔,在瓶底部水平放置接水盘,发现水的落点为图②所示的B、C,于是他将接水盘向下平移至D处,使MA=   (AD/ND),水的落点为E、F,为了比较两小孔处液体压强大小,应比较AC与   (DE/DF)距离。
25.阅读短文,回答问题。
青少年是国家的未来,国家非常关心青少年的健康成长,对于青少年日常使用物品的安全性制定了相关标准。
例如:中学生常用的中性笔笔帽上的小孔是出于保护青少年的安全,确保如果有人误吞笔帽时仍有空间进行呼吸,因此也被称为“救命孔”(如图甲、图乙)。
国家因此制定了相关标准,《中华人民共和国国家标准——学生用品的安全通用要求(GB21027﹣2007)》中的规定,书写笔、记号笔、修正笔和水彩笔的笔帽应符合下列3条规定中的至少一条:1.笔帽尺寸足够大;2.笔帽上需要有一个横截面积至少为××平方毫米的通气小孔;3.笔帽上的小孔最小通气量为1.36×10-4m3/s。
(1)中性笔握手的位置上有一层橡胶是为了   笔与手之间的摩擦(增大/减小),笔尖滚珠与纸面之间的摩擦是   (滑动/滚动/静)摩擦;
(2)医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是:急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压,从而排出异物被称为“生命的拥抱”。此法的科学原理是:一定温度下,一定质量的气体体积   时(变大/变小),压强增大;这一情况与   (吸气/呼气)时人体肺部压强的变化一样;
(3)中性笔笔帽上的小孔会使笔帽内外的气压   (相等/不等),摘笔帽时更容易;若不小心吸入笔帽,人体在用力吸气时通过该笔帽通气孔的气体平均流速可达20m/s,为确保生命安全,人体与外界通气量要达到国标要求的最小通气量,则通气孔的面积至少为   mm2。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】重力及其大小的计算
【解析】【解答】1.5N的物体质量为:。
A.根据生活经验可知,一枚新鲜鸡蛋的重力大约为50g,故A不符合题意;
B.根据生活经验可知,一支晨光中性笔的质量大约为10g,故B不符合题意;
C.根据生活经验可知,一桶白象方便面的质量大约为100g,故C符合题意;
D.根据生活经验可知,一枚邮票的质量大约为0.05g,故D不符合题意。
故选C。
【分析】首先根据计算1.5N物体的质量,然后与各个选项中物体的质量对照即可。
2.【答案】A
【知识点】减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】A、书包带做的更宽,原理是压力不变时,增大受力面积可以减小压强,能够减轻肩部受到的压力,故A项符合题意;
BD、刀刃磨得锋利、注射器针头做得尖锐,都是在压力大小不变的情况下,通过减小受力面积来增大压强,故D都不符合题意;
C、压路机的碾轮质量很大,对地面的压力也更大,是在受力面积固定时,通过增大压力来增大压强,提升压实效果,故C不符合题意。
故选A。
【分析】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。
3.【答案】B
【知识点】连通器原理及其应用;大气压的综合应用
【解析】【解答】连通器的底部连通,上部开口,
A.茶壶的壶身和壶嘴,底部联通,上部开口,构成连通器,故A不符合题意;
B.吸管喝饮料时,将吸管内空气吸走,利用大气压,饮料进入嘴里,故B符合题意;
C.船闸底部阀门打开时,构成连通器,故C不符合题意;
D.水池下的回水弯管底部连通,上端开口,构成连通器,故D不符合题意。
故选 B。
【分析】根据连通器的特点,判断选项中物体是否利用连通器。
4.【答案】A
【知识点】增大压强的方法及其应用;大气压强与高度的关系;流体压强与流速的关系;电荷间的相互作用规律
【解析】【解答】A.甲图中,把吸管的一端做得很尖,能够减小受力面积,目的是增大对饮料杯塑膜封口的压强,故A正确;
B.乙图中,把用吸管制作的气压计从山下移到山顶后,因为海拔越高,大气压越低,瓶内气压保持不变,外界大气压减小,因此吸管内的水柱会上升,故B错误;
C.丙图中,对着两个乒乓球的中间用力吹气时,两个乒乓球中间气体流速变大,压强变小,乒乓球外侧气体流速小,压强大,外侧压强大于中间的压强,因此两个乒乓球会向中间靠拢,故C错误;
D.丁图中,毛皮摩擦过的橡胶棒得到电子带负电,它和餐巾纸摩擦过的吸管相互排斥,根据同种电荷相互排斥,能够说明吸管也带负电,故D错误。
故选A。
【分析】1、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;
2、压强和海拔的关系为:随着海拔的增加,压强减小,海拔的减小,压强增加。
3、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;
4、电荷作用规律:异性电荷相互吸引,同种电荷相互排斥; 毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带负电,丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电。
5.【答案】C
【知识点】原子结构
【解析】【解答】氢原子的原子序数为1,则它的原子核只有一个质子,外面只有一个电子。原子核的质量很大但是体积很小,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【分析】原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成,据此分析判断。
6.【答案】A
【知识点】流体压强与流速关系的探究实验
【解析】【解答】A、不吹气时,乒乓球静止,竖直方向上重力和支持力相互平衡。竖直向上吹气时,乒乓球底部空气流速大、压强小,顶部空气流速小、压强大,会产生向下的气压压力;此时乒乓球受重力、向下的气压差压力、桌面向上的支持力,三力平衡,乒乓球仍然保持静止。吹气前后乒乓球运动状态未发生改变,无法探究流体流速与压强的关系,故A符合题意。
B、不吹气时,乒乓球在重力作用下滚落。水平向右吹气时,乒乓球左侧空气流速快、压强小,右侧空气流速慢、压强大,形成向左的气压差压力,托住乒乓球使其保持静止。吹气前后乒乓球运动状态改变,能够探究流体流速对压强的影响,故B不符合题意。
C、不吹气时,乒乓球会因重力下落。竖直向下吹气时,乒乓球上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,产生向上的气压差压力,抵消重力使乒乓球静止。吹气改变了乒乓球原有运动状态,可完成实验探究,故C不符合题意。
D、不吹气时,乒乓球受重力滚落。斜向下吹气时,乒乓球右上方空气流速大、压强小,左下方空气流速小、压强大,产生斜向上的压力差,支撑乒乓球保持静止。吹气改变了乒乓球的运动状态,能够探究流体压强与流速的规律,故D不符合题意。
故选:A。
【分析】(1)竖直向上吹气时,乒乓球始终处于静止平衡状态,运动状态无变化,无法通过对比现象得出流体流速与压强的关系,实验设计无效。
(2)利用水平吹气制造乒乓球左右两侧空气流速差,产生压强差,改变乒乓球原本滚落的运动状态,通过现象可直观验证“流速越大,压强越小”的规律。
(3)竖直向下吹气形成上下空气流速与压强差,抵消乒乓球重力使其静止,通过吹气前后的状态对比,能有效探究流体压强与流速的关系。
(4)斜向吹气使乒乓球两侧形成气压差,平衡重力让小球静止,实验现象对比明显,可顺利完成流体压强与流速的探究实验。
7.【答案】C
【知识点】平衡力的辨别;平衡状态的判断
【解析】【解答】A.他对体重计的压力为F2,他受到的重力为G,方向都是向下的,则二者方向爱你沟通,故并不是平衡力,故A错误;
BC.静止时体重计对他的支持力为F1,他对体重计的压力为F2,是两个物体间的作用力,互为施力物体,互为受力物体,两个力的大小相等,方向相反,故是一对相互作用力,故B错误,C正确;
D.静止时体重计对他的支持力为F1,他受到的重力为G,是同一个物体受到的两个力,两个力的大小相等,方向相反,故是一对平衡力,故D错误。
故选C。
【分析】平衡力的条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线和同一物体上。
8.【答案】C
【知识点】重力的方向
【解析】【解答】A、B、D:重锤静止时,重力方向始终竖直向下(与水平面垂直)。这三个选项中重锤线方向均未体现“竖直向下”的特性,与重力方向的物理规律不符,故A、B、D错误;C:重锤线方向竖直向下,与水平面垂直,符合重力方向的本质规律,故C正确;
故选C。
【分析】 本题考查重力的方向(竖直向下)这一核心知识点: 重力的方向始终是竖直向下的,即与水平面垂直。分析时需明确,无论物体所处环境如何(如倾斜小屋),重锤静止时的方向必然竖直向下,且与水平面(如桶内水面)垂直。选项A、B、D均因重锤线方向未体现“竖直向下”的特性而错误,只有选项C符合重力方向的物理规律。
9.【答案】A
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】 最初鸡蛋沉入水底,受到的浮力小于重力(即F浮<G),而BD两图中t=0时F浮>G,故BD错误;
逐渐向水中加入食盐时,盐水的密度变大,由F浮=ρgV排可知,鸡蛋所受浮力逐渐增大,当浮力大于重力时鸡蛋上浮;
上浮的最终结果是漂浮,此时鸡蛋的浮力和重力相等,以后无论怎样增加食盐,由浮沉条件可知,鸡蛋所受浮力都不会变化,故A正确、C错误。
故选:A。
【分析】根据物体的浮沉条件:浮力小于重力时下沉、浮力大于重力时上浮、浮力等于重力时漂浮以及阿基米德原理判断鸡蛋所受浮力的变化。
10.【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的大小;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】甲图里的物体静止在竖直墙面上,受到竖直向上的静摩擦力,此时静摩擦力和物体的重力是一对平衡力,二者大小相等,摩擦力大小始终等于物体重力,因此当增大压力F1时,静摩擦力的大小不会发生变化;乙图中的物体在水平面上做匀速直线运动,受到水平面给它的滑动摩擦力,当增大压力F2时,物体乙对水平面的压力大小没有改变,接触面的粗糙程度也没有改变,所以水平面对乙的滑动摩擦力大小也不变。综上,A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】1、平衡力的特点为:大小相同,方向相反,作用在同一个物体上;
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。
11.【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【解答】 一张A4复印纸的面积约为S=210mm×297mm=62370mm2,
1m2这种纸的质量为70g,则一张A4复印纸的质量为:
m1=70g/m2×62370×10-6m2=4.3659g,
这包A4复印纸平放在水平桌面上对桌面压力:
F=G=500m1g=500×4.3659×10-3kg×10N/kg=21.8295N,
这包A4复印纸对桌面产生的压强:,故B正确。
故选:B。
【分析】 首先求出一张A4复印纸的面积,根据70g/m2求出一张A4复印纸的质量,A4复印纸对水平面的压力和自身的重力相等,根据重力公式求出其大小,利用压强公式计算一张A4复印纸对桌面产生的压强。
12.【答案】A
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A. 根据物体浮沉条件,当物体漂浮或悬浮时,物体受到的浮力都等于自身重力。由题图可知,A球在液体中漂浮,C球在液体中悬浮,因此A球排开液体的体积小于C球排开液体的体积;结合阿基米德原理可得,A球受到的浮力小于C球受到的浮力。再结合漂浮、悬浮时浮力等于重力可知,A球的重力小于C球的重力,由G=mg可得A球的质量小于C球的质量,故A正确;
B. 对于已经完全浸没在液体中的小球,排开液体的体积等于自身体积,因此排开液体体积保持不变。题目中说明液体密度随温度升高而减小,因此当环境温度升高时,液体密度降低,根据阿基米德原理 ,小球受到的浮力会减小,因此环境温度越高,能够上浮的小球数量越少;同理环境温度越低,上浮的小球数量越多,故B错误;
C.C球悬浮,根据悬浮条件可知,C球受到的浮力等于自身重力,因此:
,故C错误;
D.由题图可知,B球和D球都完全浸没在同种液体中,因此二者排开液体的体积相等、液体密度相等,根据阿基米德原理 两球受到的浮力大小相等,故D错误。
故选A。
【分析】1、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度;
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
3、密度和温度的关系:温度越高,水体积变大,密度减小;
4、重力的计算:公式为G=mg。
13.【答案】不变;变大;变小;低
【知识点】质量及其特性;密度公式及其应用;大气压的综合应用
【解析】【解答】 质量是物体本身固有的属性,不会随位置的改变发生变化,因此面包从扬州运输到西藏后,包装袋内空气的质量保持不变。
在扬州时密封面包包装袋是扁状的,到达西藏后包装袋膨胀鼓起,说明袋内气体的体积变大。根据,袋内气体质量不变、体积增大,因此气体的密度会减小。
袋内封闭气体的气压几乎没有变化,包装袋到达西藏后膨胀鼓起,本质原因是外界大气压减小,袋内外的压强差增大,使包装袋向外鼓起,因此可知西藏的大气压比扬州的大气压更低。
【分析】1、质量是物体基本属性,和位置无关;
2、密度的计算:,气体体积增加,质量不变,密度减小;
3、封闭容器内部,气体体积增加,说明容器内部压强相对外部增加,即外界气压减小。
14.【答案】压力;不变;右
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力的方向;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】镇纸具有一定重量,放在书写纸张上,增大压力,从而增大摩擦力,使纸张不滑动。
手执毛笔竖直悬空静止,毛笔受到的摩擦力等于自身重力,若手握笔杆的力增大,笔仍然处于静止状态,受到的摩擦力与重力是一对平衡力,毛笔的重力不变,摩擦力不变。
在纸上写字,笔向右运动,笔毫向左弯曲,故笔毫所受摩擦力的方向向左。笔对纸张的摩擦力与纸张对笔的摩擦力是一对相互作用力,方向相反,故笔对纸张的摩擦力方向向右。故第1空填:压力;第2空填:不变;第3空填:右。
【分析】接触面的粗糙程度一定时,增大压力,摩擦力变大;静摩擦力和压力大小无关;摩擦力方向和相对运动方向相反。
15.【答案】(1)间隙
(2)吸引轻小物体
(3)同种;排斥;负电荷
【知识点】两种电荷;电荷间的相互作用规律;物体带电情况的判断;分子间相互作用力
【解析】【解答】(1)当把50mL水与50mL酒精注入玻璃管中,经过多次翻转混合后,可观察到水和酒精的总体积小于100mL。这一现象能够说明分子间存在间隙,混合过程中,酒精分子和水分子会相互进入对方分子的空隙当中,因此混合后的总体积小于二者原来的体积和。
(2)当带电的塑料棒靠近不带电的轻质铝箔条的一端时,铝箔条会向塑料棒方向偏转。这是因为带电的塑料棒带有电荷,而带电体本身具有吸引轻小物体的性质,因此铝箔条会在吸引力的作用下发生偏转。
(3)经过摩擦的塑料棒带上了电荷,当它接触验电器的金属小球后,会让验电器的两个金属箔片带上同种电荷,由于同种电荷相互排斥,因此两个金属箔片会因为排斥作用而张开。
金属导体中能够自由移动的是自由电子,当塑料棒接触验电器的金属小球时,会发生电子的转移,而电子带负电,因此金属箔片带电的本质是负电荷在不同物体之间发生了转移。
【分析】1、微观粒子的构成特点:分子之间存在间隙,分子间的相互作用力包括引力和斥力,
2、电荷间的作用规律为:同性电荷相互排斥、异性电荷相互吸引,吸引细小物质;
3、电流的方向和电荷移动方向相反。
(1)将50mL水和50mL的酒精倒入玻璃管中,翻转几次后发现水和酒精的总体积小于100mL,说明分子之间有间隙,酒精分子和水分子互相进入对方的间隙,所以混合后的总体积小于两者体积之和。
(2)带电的塑料棒靠近不带电的轻质铝箔条的一端时,铝箔条会偏转,靠近塑料棒,因为此时塑料棒带电,带电体具有吸引轻小物体的性质,所以铝箔条会因为被吸引而偏转。
(3)[1][2]摩擦过的塑料棒带电,接触验电器的金属小球后,会使验电器的金属箔片带同种电荷,因为同种电荷相互排斥,所以金属箔片会因为相互排斥而张开。
[3]金属中的自由电荷是自由电子,塑料棒接触验电器的金属小球后会发生电子的转移,电子是负电荷,故金属箔片带电的实质是负电荷在物体间的转移。
16.【答案】(1)6;2000
(2)大气压
(3)发生
(4)变大
(5)下;旋紧;下沉;重力
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断;压强的大小及其计算;大气压强的存在;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)根据题意,瓶内水的体积为600cm3,计算瓶内水的质量m水=ρV=1.0×103kg/m3×600×10-6m3=0.6kg,瓶内水的重力为:
G=mg=0.6kg×10N/kg=6N
空矿泉水瓶质量可忽略,矿泉水瓶静止在水平桌面时,对桌面的压力等于瓶和水的总重力,即F压=G=6N因此矿泉水瓶对桌面的压强为:

(2)向空矿泉水瓶内倒入热水后,瓶内部分气体会受热从瓶内排出;倒出热水并迅速盖紧瓶盖后,瓶内温度降低,瓶内残留的部分水蒸气遇冷液化,瓶内气体体积减小,瓶内压强减小至小于外界大气压强,最终矿泉水瓶在外界大气压的作用下被压扁,这个现象证明了大气压强是存在的。
(3)用细绳拉着空矿泉水瓶在光滑桌面做匀速圆周运动时,虽然矿泉水瓶的速度大小没有变化,但它的运动方向一直在不断改变,而运动状态包含速度大小和运动方向两个方面,因此矿泉水瓶的运动状态发生了改变。
(4)手握矿泉水瓶静止在空中时,瓶子处于平衡状态,竖直方向上瓶子受到的向下的总重力和向上的静摩擦力是一对平衡力,二者大小相等。逐渐向瓶内加水且水未溢出时,瓶子的总重力逐渐增大,因此瓶子受到的摩擦力大小也会随之变大。
(5)在探究“浮沉子”浮沉的实验中,需要将装有适量水的小瓶瓶口向下放置,既可以保证挤压大瓶时大瓶中的水能够进入小瓶,也能让小瓶稳定漂浮在旋紧瓶盖的大塑料瓶内的水面上,保证大瓶内气体质量固定。
当用力挤压大塑料瓶时,大瓶内的空气被压缩,瓶内压强增大,压强会传递给水,水被压入小瓶中,小瓶内的水增加,小瓶总重力随之增大;当小瓶总重力大于它受到的浮力时,浮沉子就会下沉。由此可知,“浮沉子”主要是通过改变自身受到的重力来实现浮沉的。
【分析】1、质量的计算:公式为m水=ρV,重力的计算:公式为G=mg;
2、物体静止在水平面上,对地面的压力等于重力,结合压强公式计算可知矿泉水瓶对桌面的压强;
3、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;
4、运动状态包含速度大小和运动方向两个方面,二者其一改变一个,运动状态发生改变;
5、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、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)[1]由题意可知,瓶内水的体积有600mL,即600cm3,则瓶内水的质量m水=ρV=1.0×103kg/m3×600×10-6m3=0.6kg
瓶内水的重力G=mg=0.6kg×10N/kg=6N
[2]它静止在桌面上时,对桌面的压力F压=G=6N
它对桌面的压强
(2)因为倒入热水后,瓶内部分气体被排出,倒出热水并盖紧瓶盖后,瓶内气体体积变小且瓶内部分水蒸气遇冷液化,导致矿泉水瓶内压强小于外界大气压强,在大气压强的作用下,矿泉水瓶被压扁了,因此该现象证明了大气压强的存在。
(3)用一根细绳拉着空矿泉水瓶在光滑的桌面上做匀速圆周运动,矿泉水瓶的速度大小不变,但是运动方向始终在改变,因此矿泉水瓶的运动状态发生变化。
(4)手握瓶子静止在空中,瓶子受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力是一对平衡力,逐渐向瓶内加水(水未溢出),因为瓶子的总重力变大,所以该瓶子受到的摩擦力的大小将变大。
(5)[1][2]为了探究“浮沉子”的浮沉,将装有适量水的小瓶瓶口向下,保证大瓶中的水可以进入小瓶,且使其漂浮在瓶盖旋紧的大塑料瓶内的水面上,这样可使大瓶内气体质量一定。
[3][4]当用力挤压大瓶时,大瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,瓶内水的质量增加,重力增大,根据浮与沉的条件可知,当重力大于浮力时,浮沉子下沉,所以“浮沉子”主要是靠改变自身受到的重力来实现浮沉的。
17.【答案】(1)减小
(2)不能;A
(3)B
(4)小于;B
【知识点】惯性及其现象;减小压强的方法及其应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】(1)柔软的汽车头枕能让头部和头枕更充分贴合,增大了头部的受力面积。在头部对頭枕压力一定的情况下,通过增大受力面积,就可以减小压强,提升乘坐舒适度。
(2)惯性是物体本身的固有属性,其大小仅由物体质量决定,质量越大惯性越大。系安全带无法改变人的质量,因此不能减小惯性,只能够减小汽车运动状态改变时,惯性带来的碰撞危害。
A. 当汽车和前方物体碰撞时,汽车会迅速减速,而人由于惯性会继续保持向前运动的状态向前冲,安全带可以拉住人体,避免人向前撞击车体,因此安全带在此情景起作用,故A符合题意;
B. 当汽车被后方追尾时,汽车会突然加速,人由于惯性保持原来较低的速度,会相对于车向后倒向头枕方向,此时安全带无法起到防护作用,故B不符合题意;
C. 当汽车左右转弯时,汽车运动方向改变,人由于惯性会保持原来的运动方向,向弯道外侧倾斜,此时安全带不会起到约束防护的作用,故C不符合题意。
故选A。
(3)汽车高速过弯道时,如果出现意外失控,汽车由于惯性会保持原来向前的运动状态,向图中的A方向运动,因此观众为了安全,应该站在B区域。
(4)气流偏导器的作用是让汽车高速行驶时,获得向下的压力,提升车轮抓地力。要获得向下的压力,需要偏导器上方压强大于下方压强。根据流体压强与流速的关系:流速越慢压强越大,因此要求偏导器上方空气流速小于下方空气流速,对应横截面形状为上平下凸,故B正确,ACD错误。
故选B。
【分析】1、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;
2、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;
3、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。
(1)软软的头枕靠上去头部与头枕贴合度较高,头枕的受力面积较大,这是通过在压力一定时,增大受力面积的方式减小压强。
(2)[1]惯性只和质量有关,质量越大,惯性越大,系安全带不能减小人的惯性,但是可以减小惯性带来的危害。
[2]A.与前方碰撞,汽车速度突然减小,人体仍然保持向前的运动状态向前冲,系安全带可以拉住人体,防止人体与前方发生碰撞,故A符合题意;
B.被后方追尾,汽车速度突然增大,人体仍然保持原来的运动状态向座椅倒去,此时安全带不起作用,故B不符合题意;
C.左右转弯,车的运动方向发生变化,而人体仍然保持原来的运动状态,会向左右较慢的倒去,此时安全带不起作用,故C不符合题意。
故选A。
(3)汽车拉力赛时,高速行驶的汽车途经如图丙所示的弯道时,若汽车发生意外,则汽车会保持原来的运动状态,继续向前运动,即往A方向运动,故现场的观众们为了保证安全,应站在图中的B处。
(4)[1][2]车尾气流偏导器的作用是汽车在高速行驶时,对地面的压力更大,即气流偏导器上方的压力更大,下方的压力更小,根据流体中流速与压强的知识可知,上方空气流速慢,压强大,下方空气流速快,压强小,上方空气的流速小于下方空气的流速,因此气流偏导器横截面形状应为上平下凸,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
18.【答案】不是;降低;升高
【知识点】连通器原理及其应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】连通器需要满足上端开口、底部相互连通的条件,本题中的玻璃瓶处于密封状态,因此玻璃瓶和玻璃管组成的装置不属于连通器。
当外界气压发生变化时,瓶内气压保持不变:外界大气压减小,瓶内气压会将瓶中的水压进玻璃管,管内水柱高度上升;外界大气压增大,玻璃管内的水会被压回瓶中,水柱高度随之下降。若玻璃管内水柱高度降低,说明此处外界气压偏大,即甲处气压小于乙处气压。
向玻璃管管口上方吹气时,管口上方空气流速加快,气体压强减小,瓶内气压会将液体向上压,玻璃管内水柱高度h将会升高。
故答案为:不是;降低;升高。
【分析】(1)依据连通器的定义判断装置类型,只有上端开口、底部相连通的容器才属于连通器;
(2)自制气压计依靠瓶内外气压差支撑水柱,外界大气压越大,玻璃管内水柱高度越低,反之水柱越高;
(3)流体压强遵循流速越大、压强越小的规律,管口上方吹气使气压减小,内外气压差变大,水柱上升。
19.【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】力的三要素及力的示意图;弹力;重力示意图;摩擦力的示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】(1)物体A静止于斜面上,存在沿斜面向下的运动趋势,因此会受到斜面施加的、沿斜面向上的静摩擦力f,同时还受到斜面对它垂直斜面向上的支持力F,两个力的作用点都画在物体A的重心,作图结果如下:
(2)鸡蛋悬浮在水中,处于平衡状态,此时鸡蛋受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,二力大小相等,两个力的作用点都在鸡蛋的重心,作图结果如下:
(3)小球受到的绳子拉力沿绳子方向向上,作用点画在小球的重心。将小车作为研究对象分析运动状态:小球向左偏,说明小球相对于小车有向左的运动趋势,对应两种运动可能:小车向右做加速运动,或者小车向左做减速运动。
再分析木块M的受力:无论小车是上述哪种运动情况,M都相对于小车有向左的运动趋势,因此M会受到小车给它向右的静摩擦力,作图结果如下:
【分析】1、支持力的画法:物体受到的支持力,方向垂直斜面,且指向施加压力的物体。
2、摩擦力和运动方向相反,作用于物体重心;
3、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。
4、浮力:作用于物体重心,方向竖直向上;
5、拉力:拉力沿着绳子的方向。
(1)物体A 静止在斜面上,物体A有沿斜面向下运动的趋势,因此物体A受到沿斜面向上的摩擦力f,还受到斜面对其垂直斜面向上的支持力F,作用点都在物体A的重心,如图所示:
>
(2)一个鸡蛋悬浮在水中,处于平衡状态,受到的竖直向下的重力等于其竖直向上的浮力,作用点都在鸡蛋的重心,如图所示:
(3)小球受到绳子的拉力沿绳子方向向上,作用点在小球的重心;以小球为研究对象,小球向左运动,所以有两种可能,汽车可能向右做加速运动,也可能向左做减速运动;汽车运动的两种可能性,物件M都有一个向左的运动趋势,所以此时物件M会受到一个向右的摩擦力,如图所示:
20.【答案】解:(1)石块浸没在水中时排开水的体积等于石块的体积:V排=V=0.002m3,
根阿基米德原理可知,据石块浸没在水中时所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m3=20N;
(2)由图乙可知,当t≤5s时,细绳的拉力为40N不变,此时石块位于空中,由二力平衡条件可知,石块的重力G=40N,
由F浮=G-F'可得,石块浸没在水中细绳的拉力:F'=G-F浮=40N-20N=20N;
(3)石块的质量:,
由密度公式可知,石块的密度:。
答:(1)石块浸没在水中时所受浮力的大小是20N;
(2)石块浸没在水中细绳的拉力是20N;
(3)石块的密度为2×103kg/m3。
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】 (1)石块浸没在水中时排开水的体积和自身的体积相等,根据F浮=ρ液gV排求出石块浸没在水中时所受的浮力;
(2)根据图乙可知,当t≤5s时细绳的拉力不变,此时石块位于空中,根据二力平衡条件得出石块的重力,利用称重法F浮=G-F'求出石块完全浸没时细绳的拉力;
(3)利用G=mg求出石块的质量,利用求出石块的密度。
21.【答案】(1)二力平衡
(2)接触面粗糙程度
(3)平衡;非平衡
(4)B
(5)7;1
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)当弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动时,木块处于平衡状态,依据二力平衡条件可知,此时弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的摩擦力是一对平衡力,二者大小相等。
(2)对比甲、丙两图可以发现,两次实验中木块对接触面的压力大小相同,只有接触面的粗糙程度不同,对应弹簧测力计的示数不同,说明木块受到的摩擦力大小不同,由此可得到结论:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
(3)平衡状态包含静止状态和匀速直线运动状态。观察图丁可知,即使弹簧测力计不沿水平方向拉动,木块依然可以在木板上沿水平方向做匀速直线运动,因此木块仍然处于平衡状态。
此时木块一共受到四个力的作用:竖直向下的重力、竖直向上的支持力、弹簧测力计的拉力以及滑动摩擦力,四个力相互平衡。由于木块受到的摩擦力和弹簧测力计对木块的拉力作用不在同一条直线上,因此二者不是一对平衡力。
(4)在图戊的实验中,木块相对于地面始终保持静止,因此木块受力平衡。向左拉出长木板的过程中,木块相对于长木板向右运动,木块受到向左的滑动摩擦力,同时受到弹簧测力计B向右的拉力,二力是一对平衡力,因此弹簧测力计B的示数反映了木块和木板之间滑动摩擦力的大小。
(5)物理学中,滑动摩擦力f和压力F的关系为,图戊实验中,木块重力为5N,木块和长木板间的动摩擦因数为0.2,可计算出木块受到的滑动摩擦力为,方向水平向左;根据力的作用是相互的,木板受到木块施加的滑动摩擦力方向水平向右,大小也为1N。
木板对地面的总压力为
已知长木板和地面间的动摩擦因数为0.4,因此木板与地面间的摩擦力为,方向水平向右;若用拉力F匀速抽出长木板,根据受力平衡,拉力大小为
因此匀速抽出长木板时,弹簧测力计A的示数为7N,弹簧测力计B的示数为1N。
【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,所以拉力等于摩擦力;
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,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;
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,戊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。
5、摩擦力的计算:,结合压力以及摩擦系数可计算摩擦力。
(1)当弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动木块,木块处于平衡状态,根据二力平衡条件可知,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力是一对平衡力,大小相等。
(2)由甲、丙两图可知,木块对接触面压力相同,接触面粗糙程度不相同,弹簧测力计示数不同,即木块受到的摩擦力不同,因此可知:滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。
(3)[1]平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态。如图丁可知,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,所以木块处于平衡状态。
[2]此时木块受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、弹簧测力计的拉力以及摩擦力,木块受四个力平衡。由于木块受到的摩擦力与弹簧测力计对木块的拉力不在同一直线上,所以不是一对平衡力。
(4)在图戊所示实验中,木块相对于地面始终处于静止状态,因此受力平衡,将长木板向左拉出的过程中,木块相对于长木板向右运动,因此木块受到向左的摩擦力和弹簧测力计B向右的拉力是一对平衡力,所以弹簧测力计B的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小。
(5)[1][2]已知在物理学中,两个物体间的滑动摩擦力f大小与压力F大小的关系为f=μF,在图戊所示实验中,木块重为5N,木块与长木板间的动摩擦因数大小为0.2,木块受到的滑动摩擦力为f=5N×0.2=1N
方向水平向左,根据力的相互性,木板受到木块施加的滑动摩擦力方向水平向右,大小为1N。木板对地面的压力为F压=10N+5N=15N
长木板与地面之间的动摩擦因数大小为0.4,木板与地面之间的摩擦力为f'=15N×0.4=6N
方向水平向右;若用拉力F将木板匀速抽出,根据力的平衡,拉力为F=6N+1N=7N
因此将长木板匀速抽出,则测力计A示数为7N,弹簧测力计B的示数为1N。
22.【答案】(1)甲丙;和
(2)差;较大
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】(1)对比甲图和丙图的实验:甲图中两个向右的拉力共同作用,和丙图中一个拉力拉弹簧的作用效果完全相同;由此可得出结论:作用在同一直线上、方向相同的两个力,合力的大小等于这两个力的大小之和,合力的方向和这两个力的方向相同。
(2)对比乙图和丙图的实验:乙图中两个方向相反的拉力共同作用,和丙图中一个拉力拉弹簧的作用效果完全相同;由此可得出结论:作用在同一直线上、方向相反的两个力,合力的大小等于这两个力的大小之差,合力的方向和两个力中较大那个力的方向相同。
【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,方向相同,合力为两个力的代数和。
探究同一直线上二力的合成:实验中,需要使得合力的作用效果和分力的作用效果相同。
(1)[1][2]由甲、丙两图所示实验中,甲图中拉力的方向均向右,与丙图中拉力的效果相同,故可得同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于两力之和,方向与这两个力方向相同。
(2)[1][2]由乙、丙两图所示实验,在乙图中拉力方向相反,拉力效果与丙图中相同,故可得同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于两力大小之差,方向与较大力方向相同。
23.【答案】(1);活塞
(2)排尽注射器中的空气;小
(3)0.625
(4)0.712;;低于
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)本实验测量大气压强时,需要分别测出大气对活塞的压力和活塞的横截面积,再根据计算出大气压的数值;本实验是以注射器的活塞作为研究对象,分析大气对活塞产生的压力。
(2)实验中将活塞推到注射器筒的顶端,目的是排出注射器内残留的空气,减小筒内空气对实验的影响;如果注射器内的空气没有排尽,筒内剩余的空气会对活塞产生向外的压力,抵消一部分大气向内的压力,会使得弹簧测力计测得的拉力偏小,最终计算得到的大气压测量值也会偏小。
(3)本题中注射器活塞的横截面积可以通过容积公式推导计算:;
(4)不考虑活塞的重力,根据二力平衡条件,活塞受到的摩擦力等于第一次小桶和水的总重力,即活塞受到的摩擦力为f=F1=G1=m1g=0.0712kg×10N/kg=0.712N
活塞受到的大气压力为
则大气压强的值约为
标准大气压约为,所以测得的大气压低于标准大气压。
【分析】1、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;测量大气压时,测出大气对活塞的压力和活塞的横截面积,进而结合公式计算大气压;
2、为了减小筒内空气对实验的影响,需要将活塞推到注射器筒的顶端,排出注射器内残留的空气,如果没有排尽空气,会使得弹簧测力计测得的拉力偏小;
3、二力平衡的条件为:大小相等、方向相反、作用在通过一个物体上、作用在同一条直线上,物体处于匀速直线运动或者静止状态时,受力平衡。
(1)[1][2]本实验中测量大气压需要测量压力和受力面积,由得到大气压值;该实验中以活塞为研究对象,分析研究的是大气对活塞的压力。
(2)[1][2]实验时,把活塞推至注射器筒顶端是为了排尽注射器中的空气,比较筒内气压的干扰;当筒内空气没有排尽时,筒内空气会对活塞产生一个压力,抵消一部分大气压,因此测得的大气压值将偏小。
(3)该注射器活塞的横截面积为
(4)[1]不考虑活塞的重力,根据二力平衡条件,活塞受到的摩擦力等于第一次小桶和水的总重力,即活塞受到的摩擦力为f=F1=G1=m1g=0.0712kg×10N/kg=0.712N
[2][3]活塞受到的大气压力为
则大气压强的值约为
标准大气压约为,所以测得的大气压低于标准大气压。
24.【答案】(1)高度差;转换法
(2)薄
(3)C
(4)乙、丙;丙、丁
(5)大气压;ND;DF
【知识点】探究液体压强的特点实验;大气压的综合应用
【解析】【解答】(1)液体压强计的工作原理是通过U形管两侧的液面高度差,来反映橡皮膜受到的液体压强大小,这种研究方法是转换法,将不易直接观察的液体内部压强,转换为了可以直接测量的U形管液面高度差,U形管两侧液面高度差越大,说明橡皮膜受到的液体压强越大。
(2)本实验中,压强计金属盒上的橡皮膜选择薄一点更好,因为橡皮膜越薄,越容易发生形变,压强计对液体压强的感知会更灵敏,实验现象更明显。
(3)观察图甲可知,探头已经放入水中,但U形管两侧并没有出现液面高度差,这种情况是因为压强计装置漏气,需要重新检查装置的气密性,因此选项C正确,AB不符合要求。
故选C。
(4)根据控制变量法的要求,若要探究液体内部压强和液体深度的关系,需要控制液体密度相同,只改变探头在液体中的深度,因此需要对比乙、丙两图的实验现象。
若要探究液体内部压强和液体密度的关系,需要控制探头在液体中的深度相同,只改变液体的密度,因此需要对比丙、丁两图的实验现象。
(5)堵住装置的N孔后,在外界大气压的作用下,M孔左侧受到的大气压大于M孔右侧水产生的压强,因此水无法从M孔流出。
要比较两个小孔位置的液体压强大小,需要控制水流出后下落的高度相同,通过比较水流出后落地点到小孔的水平距离来判断压强大小:M孔到接水盘原位置的竖直高度为MA,N孔到平移后接水盘的竖直高度为ND,因此需要满足MA=ND,下落高度相同后,通过比较AC和DF的长度,就可以比较两个小孔位置的液体压强大小。
【分析】1、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压强的大小;
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、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;
4、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,探究液体内部压强和液体深度的关系,需要控制液体密度相同。
(1)[1][2]液体压强计是通过U形管两侧液面高度差来反映橡皮膜所受压强大小的,应用了转换法,将液体内部压强转换为了U形管液面高度差,U形管液面高度差越大,压强越大。
(2)在实验中,压强计金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的为好,因为橡皮膜越薄,橡皮膜越容易发生形变,这样在测量时会较灵敏,实验效果明显。
(3)由图甲知道,探头在水中时,U形管没有出现高度差,是因为装置漏气,应该检查装置的气密性,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(4)[1]根据控制变量法,为了探究液体内部压强与液体深度的关系,应控制液体的密度相同,探头在液体中所处的深度不同,因此应比较图中乙、丙两图所示的实验。
[2]为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该控制深度相同,改变液体的密度,因此应该比较丙、丁两图所示的实验。
(5)[1]堵住N孔,由于外界大气压的作用,M孔左侧受到的大气压强大于右侧受到的水产生的压强,所以水从M孔不能流出。
[2][3]为了比较两小孔处液体压强大小,需比较水下落高度相同的情况下的落地点距离小孔的水平距离。M孔距离接水盘原位置的高度为MA,N孔距离接水盘向下平移后的位置的高度为ND,所以需MA=ND,为了比较两小孔处液体压强大小,应比较AC与DF的距离。
25.【答案】(1)增大;滚动
(2)变小;呼气
(3)相等;6.8
【知识点】增大或减小摩擦的方法;大气压的综合应用
【解析】【解答】(1)中性笔握柄处的橡胶设计,通过增加接触面的粗糙程度(在压力不变的情况下),增强了笔与手之间的摩擦力。
笔尖滚珠在纸面滚动时,产生的摩擦属于滚动摩擦。
(2)医学上用于抢救气管异物堵塞的“生命的拥抱”急救法,其原理是:急救者从背后环抱患者,对上腹部施加压力以排出异物。这一方法的科学依据是:在恒定温度和质量下,气体体积减小会导致密度增加,压强增大; 人体吸气时,肺部扩张使内部体积增大,压强减小,外部空气在大气压作用下进入肺部; 呼气时,肺部收缩使体积减小,压强增大,将气体排出。
因此,急救时的气压变化与呼气过程类似。
(3)中性笔笔帽上的小孔确保了笔帽内外气压平衡。根据国标要求的最小通气量,通气孔的最小面积计算为:

【分析】1、电荷作用规律:异性电荷相互吸引,同种电荷相互排斥; 毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带负电,丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电;
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。
(1)[1]中性笔握手的位置上有一层橡胶是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度,增大笔与手之间的摩擦。
[2]笔尖滚珠在纸面上滚动,与纸面之间的摩擦是滚动摩擦。
(2)[1][2]医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是:急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压,从而排出异物被称为“生命的拥抱”。此法的科学原理是:一定温度下,一定质量的气体体积变小时,气体密度变大,压强增大;人体肺部在吸气时,肺内部体积变大,压强变小,新鲜空气在大气压的作用下被压进肺部,人体肺部在呼气时,肺内部体积变小,压强变大,与血液交换后空气被排出肺部,所以上述情况与呼气时人体肺部压强的变化一样。
(3)[1]由题意知,中性笔笔帽上的小孔会使笔帽内外大气相同,所以气压相等。
[2]为确保生命安全,人体与外界通气量要达到国标要求的最小通气量,则通气孔的面积至少为
1 / 1江苏省扬州市梅岭中学教育集团2024-2025学年八年级下学期期末物理试题
一、选择题(每题2分,共24分)
1.下列物体的质量最接近1.5N的为(  )
A.一枚新鲜鸡蛋
B.一支晨光中性笔
C.一桶白象方便面
D.一枚2025乙巳蛇邮票
【答案】C
【知识点】重力及其大小的计算
【解析】【解答】1.5N的物体质量为:。
A.根据生活经验可知,一枚新鲜鸡蛋的重力大约为50g,故A不符合题意;
B.根据生活经验可知,一支晨光中性笔的质量大约为10g,故B不符合题意;
C.根据生活经验可知,一桶白象方便面的质量大约为100g,故C符合题意;
D.根据生活经验可知,一枚邮票的质量大约为0.05g,故D不符合题意。
故选C。
【分析】首先根据计算1.5N物体的质量,然后与各个选项中物体的质量对照即可。
2.以下四个实例中,是为了减小压强的是(  )
A.书包带做得较宽 B.刀刃磨得很薄
C.压路机碾轮的质量很大 D.注射器的针头很尖
【答案】A
【知识点】减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】A、书包带做的更宽,原理是压力不变时,增大受力面积可以减小压强,能够减轻肩部受到的压力,故A项符合题意;
BD、刀刃磨得锋利、注射器针头做得尖锐,都是在压力大小不变的情况下,通过减小受力面积来增大压强,故D都不符合题意;
C、压路机的碾轮质量很大,对地面的压力也更大,是在受力面积固定时,通过增大压力来增大压强,提升压实效果,故C不符合题意。
故选A。
【分析】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。
3.如图所示的实例中,不属于利用连通器原理工作的是(  )
A.茶壶
B.用吸管喝饮料
C.船闸
D.水池下的回水弯管
【答案】B
【知识点】连通器原理及其应用;大气压的综合应用
【解析】【解答】连通器的底部连通,上部开口,
A.茶壶的壶身和壶嘴,底部联通,上部开口,构成连通器,故A不符合题意;
B.吸管喝饮料时,将吸管内空气吸走,利用大气压,饮料进入嘴里,故B符合题意;
C.船闸底部阀门打开时,构成连通器,故C不符合题意;
D.水池下的回水弯管底部连通,上端开口,构成连通器,故D不符合题意。
故选 B。
【分析】根据连通器的特点,判断选项中物体是否利用连通器。
4.某同学用塑料吸管进行科学探究,下列分析正确的是(  )
A.甲图:吸管的一端做得很尖是为了增大对饮料杯塑膜封口的压强
B.乙图:将吸管制成的气压计从山下移到山顶时吸管内的水柱下降
C.丙图:用吸管对着两个乒乓球的中间用力吹气时乒乓球会向两边远离
D.丁图:毛皮摩擦过的橡胶棒与餐巾纸摩擦过的吸管排斥说明吸管带正电
【答案】A
【知识点】增大压强的方法及其应用;大气压强与高度的关系;流体压强与流速的关系;电荷间的相互作用规律
【解析】【解答】A.甲图中,把吸管的一端做得很尖,能够减小受力面积,目的是增大对饮料杯塑膜封口的压强,故A正确;
B.乙图中,把用吸管制作的气压计从山下移到山顶后,因为海拔越高,大气压越低,瓶内气压保持不变,外界大气压减小,因此吸管内的水柱会上升,故B错误;
C.丙图中,对着两个乒乓球的中间用力吹气时,两个乒乓球中间气体流速变大,压强变小,乒乓球外侧气体流速小,压强大,外侧压强大于中间的压强,因此两个乒乓球会向中间靠拢,故C错误;
D.丁图中,毛皮摩擦过的橡胶棒得到电子带负电,它和餐巾纸摩擦过的吸管相互排斥,根据同种电荷相互排斥,能够说明吸管也带负电,故D错误。
故选A。
【分析】1、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;
2、压强和海拔的关系为:随着海拔的增加,压强减小,海拔的减小,压强增加。
3、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;
4、电荷作用规律:异性电荷相互吸引,同种电荷相互排斥; 毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带负电,丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电。
5.下面的四个图中能正确示意氢原子核式结构的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】原子结构
【解析】【解答】氢原子的原子序数为1,则它的原子核只有一个质子,外面只有一个电子。原子核的质量很大但是体积很小,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【分析】原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成,据此分析判断。
6.小明采用“向漏斗口吹气,观察乒乓球状态”的方法来探究流速对流体压强的影响。以下方案不合理的是  
A.竖直向上吹气
B.水平向右吹气
C.竖直向下吹气
D.斜向下吹气
【答案】A
【知识点】流体压强与流速关系的探究实验
【解析】【解答】A、不吹气时,乒乓球静止,竖直方向上重力和支持力相互平衡。竖直向上吹气时,乒乓球底部空气流速大、压强小,顶部空气流速小、压强大,会产生向下的气压压力;此时乒乓球受重力、向下的气压差压力、桌面向上的支持力,三力平衡,乒乓球仍然保持静止。吹气前后乒乓球运动状态未发生改变,无法探究流体流速与压强的关系,故A符合题意。
B、不吹气时,乒乓球在重力作用下滚落。水平向右吹气时,乒乓球左侧空气流速快、压强小,右侧空气流速慢、压强大,形成向左的气压差压力,托住乒乓球使其保持静止。吹气前后乒乓球运动状态改变,能够探究流体流速对压强的影响,故B不符合题意。
C、不吹气时,乒乓球会因重力下落。竖直向下吹气时,乒乓球上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,产生向上的气压差压力,抵消重力使乒乓球静止。吹气改变了乒乓球原有运动状态,可完成实验探究,故C不符合题意。
D、不吹气时,乒乓球受重力滚落。斜向下吹气时,乒乓球右上方空气流速大、压强小,左下方空气流速小、压强大,产生斜向上的压力差,支撑乒乓球保持静止。吹气改变了乒乓球的运动状态,能够探究流体压强与流速的规律,故D不符合题意。
故选:A。
【分析】(1)竖直向上吹气时,乒乓球始终处于静止平衡状态,运动状态无变化,无法通过对比现象得出流体流速与压强的关系,实验设计无效。
(2)利用水平吹气制造乒乓球左右两侧空气流速差,产生压强差,改变乒乓球原本滚落的运动状态,通过现象可直观验证“流速越大,压强越小”的规律。
(3)竖直向下吹气形成上下空气流速与压强差,抵消乒乓球重力使其静止,通过吹气前后的状态对比,能有效探究流体压强与流速的关系。
(4)斜向吹气使乒乓球两侧形成气压差,平衡重力让小球静止,实验现象对比明显,可顺利完成流体压强与流速的探究实验。
7.图示为小张测量体重时的情景,静止时体重计对他的支持力为F1,他对体重计的压力为F2,他受到的重力为G,则(  )
A.F2与G是一对平衡力 B.F1与F2是一对平衡力
C.F1与F2是一对相互作用力 D.F1与G是一对相互作用力
【答案】C
【知识点】平衡力的辨别;平衡状态的判断
【解析】【解答】A.他对体重计的压力为F2,他受到的重力为G,方向都是向下的,则二者方向爱你沟通,故并不是平衡力,故A错误;
BC.静止时体重计对他的支持力为F1,他对体重计的压力为F2,是两个物体间的作用力,互为施力物体,互为受力物体,两个力的大小相等,方向相反,故是一对相互作用力,故B错误,C正确;
D.静止时体重计对他的支持力为F1,他受到的重力为G,是同一个物体受到的两个力,两个力的大小相等,方向相反,故是一对平衡力,故D错误。
故选C。
【分析】平衡力的条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线和同一物体上。
8.“倾斜小屋”在娱乐场所流行。如图甲,人在“倾斜小屋”内要“倾斜”才能站稳,它的原理如图乙,把小屋倾斜建设,以给屋内视角的人造成“倾斜站立”的错觉。在屋内桌面放一桶水,静止时,屋内视角如图丙所示。若在屋顶用软绳悬挂一个重锤,则重锤静止时,它的位置应为选项中的 ( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】重力的方向
【解析】【解答】A、B、D:重锤静止时,重力方向始终竖直向下(与水平面垂直)。这三个选项中重锤线方向均未体现“竖直向下”的特性,与重力方向的物理规律不符,故A、B、D错误;C:重锤线方向竖直向下,与水平面垂直,符合重力方向的本质规律,故C正确;
故选C。
【分析】 本题考查重力的方向(竖直向下)这一核心知识点: 重力的方向始终是竖直向下的,即与水平面垂直。分析时需明确,无论物体所处环境如何(如倾斜小屋),重锤静止时的方向必然竖直向下,且与水平面(如桶内水面)垂直。选项A、B、D均因重锤线方向未体现“竖直向下”的特性而错误,只有选项C符合重力方向的物理规律。
9.将一个生鸡蛋放进盛有清水的杯中,如图所示,鸡蛋沉入水底,鸡蛋重为G,然后逐渐向水中加入食盐并使其溶解,在鸡蛋渐渐浮起到静止的过程中,鸡蛋所受的浮力随时间变化图像正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】 最初鸡蛋沉入水底,受到的浮力小于重力(即F浮<G),而BD两图中t=0时F浮>G,故BD错误;
逐渐向水中加入食盐时,盐水的密度变大,由F浮=ρgV排可知,鸡蛋所受浮力逐渐增大,当浮力大于重力时鸡蛋上浮;
上浮的最终结果是漂浮,此时鸡蛋的浮力和重力相等,以后无论怎样增加食盐,由浮沉条件可知,鸡蛋所受浮力都不会变化,故A正确、C错误。
故选:A。
【分析】根据物体的浮沉条件:浮力小于重力时下沉、浮力大于重力时上浮、浮力等于重力时漂浮以及阿基米德原理判断鸡蛋所受浮力的变化。
10.如图,物体甲在压力F1的作用下静止在竖直墙面上;物体乙在拉力F2的作用下在水平面上做匀速直线运动。若力F1和F2同时增大,则两物体受到的摩擦力大小会(  )
A.甲不变,乙不变 B.甲不变,乙增大
C.甲增大,乙不变 D.甲增大,乙增大
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的大小;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】甲图里的物体静止在竖直墙面上,受到竖直向上的静摩擦力,此时静摩擦力和物体的重力是一对平衡力,二者大小相等,摩擦力大小始终等于物体重力,因此当增大压力F1时,静摩擦力的大小不会发生变化;乙图中的物体在水平面上做匀速直线运动,受到水平面给它的滑动摩擦力,当增大压力F2时,物体乙对水平面的压力大小没有改变,接触面的粗糙程度也没有改变,所以水平面对乙的滑动摩擦力大小也不变。综上,A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】1、平衡力的特点为:大小相同,方向相反,作用在同一个物体上;
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。
11.小明在打印资料时发现一包完好的专用A4复印纸包装上标有如图所示的数据,向老师获知数据含义后(70g/m2表示1m2的这种纸的质量为70g,210mm×297mm表示一张这种纸的面积,500张/包表示这包A4纸有500张),他很快估算出了这包A4纸平放在水平桌面上对桌面产生的压强大约为(  )
A.35Pa B.350Pa C.3500Pa D.35000Pa
【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【解答】 一张A4复印纸的面积约为S=210mm×297mm=62370mm2,
1m2这种纸的质量为70g,则一张A4复印纸的质量为:
m1=70g/m2×62370×10-6m2=4.3659g,
这包A4复印纸平放在水平桌面上对桌面压力:
F=G=500m1g=500×4.3659×10-3kg×10N/kg=21.8295N,
这包A4复印纸对桌面产生的压强:,故B正确。
故选:B。
【分析】 首先求出一张A4复印纸的面积,根据70g/m2求出一张A4复印纸的质量,A4复印纸对水平面的压力和自身的重力相等,根据重力公式求出其大小,利用压强公式计算一张A4复印纸对桌面产生的压强。
12.“彩球温度计”是一种现代居家饰品,它可以粗略地测量环境温度。玻璃管中装有某种特定液体,液体中装有4个体积相同但质量不同的彩球,每个彩球都标有特定的温度值,当外界温度变化时(玻璃管中液体的密度会随温度升高而减小),有的彩球会随之上浮或下沉直至静止,此时上浮彩球中最下方一个彩球标注的温度表示所测的环境温度。如图所示是某一温度下彩球的位置,以下说法正确的是(  )
A.A球质量小于C球质量
B.环境温度越高时,上浮的小球数量越多
C.若C球的质量为4g,则C球的浮力为40N
D.同一时刻,B球受到的浮力大于D球受到的浮力
【答案】A
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A. 根据物体浮沉条件,当物体漂浮或悬浮时,物体受到的浮力都等于自身重力。由题图可知,A球在液体中漂浮,C球在液体中悬浮,因此A球排开液体的体积小于C球排开液体的体积;结合阿基米德原理可得,A球受到的浮力小于C球受到的浮力。再结合漂浮、悬浮时浮力等于重力可知,A球的重力小于C球的重力,由G=mg可得A球的质量小于C球的质量,故A正确;
B. 对于已经完全浸没在液体中的小球,排开液体的体积等于自身体积,因此排开液体体积保持不变。题目中说明液体密度随温度升高而减小,因此当环境温度升高时,液体密度降低,根据阿基米德原理 ,小球受到的浮力会减小,因此环境温度越高,能够上浮的小球数量越少;同理环境温度越低,上浮的小球数量越多,故B错误;
C.C球悬浮,根据悬浮条件可知,C球受到的浮力等于自身重力,因此:
,故C错误;
D.由题图可知,B球和D球都完全浸没在同种液体中,因此二者排开液体的体积相等、液体密度相等,根据阿基米德原理 两球受到的浮力大小相等,故D错误。
故选A。
【分析】1、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度;
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
3、密度和温度的关系:温度越高,水体积变大,密度减小;
4、重力的计算:公式为G=mg。
二、填空题(每空1分,共30分)
13.暑期小明和爸爸乘车去西藏旅游,在扬州时,密封的面包包装袋扁扁的如图甲,到西藏后打开行李箱发现包装袋胀鼓鼓的如图乙。则从扬州到西藏,包装袋中的空气的质量   ,体积   ,密度   (均选填:变大/变小/不变),由此可知西藏的大气压比扬州的大气压   (高/低)。
【答案】不变;变大;变小;低
【知识点】质量及其特性;密度公式及其应用;大气压的综合应用
【解析】【解答】 质量是物体本身固有的属性,不会随位置的改变发生变化,因此面包从扬州运输到西藏后,包装袋内空气的质量保持不变。
在扬州时密封面包包装袋是扁状的,到达西藏后包装袋膨胀鼓起,说明袋内气体的体积变大。根据,袋内气体质量不变、体积增大,因此气体的密度会减小。
袋内封闭气体的气压几乎没有变化,包装袋到达西藏后膨胀鼓起,本质原因是外界大气压减小,袋内外的压强差增大,使包装袋向外鼓起,因此可知西藏的大气压比扬州的大气压更低。
【分析】1、质量是物体基本属性,和位置无关;
2、密度的计算:,气体体积增加,质量不变,密度减小;
3、封闭容器内部,气体体积增加,说明容器内部压强相对外部增加,即外界气压减小。
14.小明练习书法时,如图甲,将具有一定重量的镇纸放在书写纸张上,可使纸张不易滑动,这是通过增大   的方式增大摩擦;手执毛笔竖直悬空静止,若手握笔杆的力增大,手对笔杆的摩擦力将   (填“变大”“变小”或“不变”);写“一”字时发现笔毫向左弯曲,笔对纸张的摩擦力方向向   (选填“左”或“右”).
【答案】压力;不变;右
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力的方向;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】镇纸具有一定重量,放在书写纸张上,增大压力,从而增大摩擦力,使纸张不滑动。
手执毛笔竖直悬空静止,毛笔受到的摩擦力等于自身重力,若手握笔杆的力增大,笔仍然处于静止状态,受到的摩擦力与重力是一对平衡力,毛笔的重力不变,摩擦力不变。
在纸上写字,笔向右运动,笔毫向左弯曲,故笔毫所受摩擦力的方向向左。笔对纸张的摩擦力与纸张对笔的摩擦力是一对相互作用力,方向相反,故笔对纸张的摩擦力方向向右。故第1空填:压力;第2空填:不变;第3空填:右。
【分析】接触面的粗糙程度一定时,增大压力,摩擦力变大;静摩擦力和压力大小无关;摩擦力方向和相对运动方向相反。
15.以下是书本上的几个小实验,请根据要求完成填空:
(1)如图1所示,小宇先后将50mL水和50mL的酒精倒入玻璃管中,翻转几次后发现水和酒精的总体积小于100mL,这说明分子间有   ;
(2)如图2所示,当带电的塑料棒靠近轻质不带电的铝箔条的一端时,铝箔条会偏转,这是因为带电体具有   的性质;
(3)如图3所示,用摩擦过的塑料棒接触金属小球,验电器下面的两片金属箔片会张开,这是因为箔片带   (同种/异种)电荷,相互   (吸引/排斥),金属箔片带电的实质是   (正电荷/负电荷)在物体间的转移。
【答案】(1)间隙
(2)吸引轻小物体
(3)同种;排斥;负电荷
【知识点】两种电荷;电荷间的相互作用规律;物体带电情况的判断;分子间相互作用力
【解析】【解答】(1)当把50mL水与50mL酒精注入玻璃管中,经过多次翻转混合后,可观察到水和酒精的总体积小于100mL。这一现象能够说明分子间存在间隙,混合过程中,酒精分子和水分子会相互进入对方分子的空隙当中,因此混合后的总体积小于二者原来的体积和。
(2)当带电的塑料棒靠近不带电的轻质铝箔条的一端时,铝箔条会向塑料棒方向偏转。这是因为带电的塑料棒带有电荷,而带电体本身具有吸引轻小物体的性质,因此铝箔条会在吸引力的作用下发生偏转。
(3)经过摩擦的塑料棒带上了电荷,当它接触验电器的金属小球后,会让验电器的两个金属箔片带上同种电荷,由于同种电荷相互排斥,因此两个金属箔片会因为排斥作用而张开。
金属导体中能够自由移动的是自由电子,当塑料棒接触验电器的金属小球时,会发生电子的转移,而电子带负电,因此金属箔片带电的本质是负电荷在不同物体之间发生了转移。
【分析】1、微观粒子的构成特点:分子之间存在间隙,分子间的相互作用力包括引力和斥力,
2、电荷间的作用规律为:同性电荷相互排斥、异性电荷相互吸引,吸引细小物质;
3、电流的方向和电荷移动方向相反。
(1)将50mL水和50mL的酒精倒入玻璃管中,翻转几次后发现水和酒精的总体积小于100mL,说明分子之间有间隙,酒精分子和水分子互相进入对方的间隙,所以混合后的总体积小于两者体积之和。
(2)带电的塑料棒靠近不带电的轻质铝箔条的一端时,铝箔条会偏转,靠近塑料棒,因为此时塑料棒带电,带电体具有吸引轻小物体的性质,所以铝箔条会因为被吸引而偏转。
(3)[1][2]摩擦过的塑料棒带电,接触验电器的金属小球后,会使验电器的金属箔片带同种电荷,因为同种电荷相互排斥,所以金属箔片会因为相互排斥而张开。
[3]金属中的自由电荷是自由电子,塑料棒接触验电器的金属小球后会发生电子的转移,电子是负电荷,故金属箔片带电的实质是负电荷在物体间的转移。
16.小明上完体育课后,从书包里拿出了一瓶纯净水。
(1)纯净水瓶标签上有“净含量600mL”字样,则该瓶纯净水的重力为   N;静止在桌面上时与桌面的接触面积是30cm2,则它对桌面的压强是   Pa(不计瓶身自重);
(2)如图甲所示,向空矿泉水瓶内倒入热水后迅速倒出并盖紧瓶盖,瓶子变瘪了证明了   的存在;
(3)如图乙所示,用一根细绳拉着空矿泉水瓶在光滑的桌面上做匀速圆周运动,空矿泉水瓶的运动状态   (发生/没有)变化;
(4)若小明用手握住竖直的纯净水瓶不动(如图丙),然后逐渐向瓶内加水(水未溢出),则该瓶子受到的摩擦力大小将   (变大/变小/不变);
(5)如图丁所示,用此矿泉水瓶和一小玻璃瓶可以制作成“浮沉子”,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝   (上/下),使其漂浮在大塑料瓶的水面上,为了观察其浮沉,大瓶的瓶盖应该   (旋紧/拧开),当用力挤压大瓶时,“浮沉子”会   (上浮/下沉),“浮沉子”主要是靠改变自身受到的   (浮力/重力)来实现浮沉的。
【答案】(1)6;2000
(2)大气压
(3)发生
(4)变大
(5)下;旋紧;下沉;重力
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断;压强的大小及其计算;大气压强的存在;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)根据题意,瓶内水的体积为600cm3,计算瓶内水的质量m水=ρV=1.0×103kg/m3×600×10-6m3=0.6kg,瓶内水的重力为:
G=mg=0.6kg×10N/kg=6N
空矿泉水瓶质量可忽略,矿泉水瓶静止在水平桌面时,对桌面的压力等于瓶和水的总重力,即F压=G=6N因此矿泉水瓶对桌面的压强为:

(2)向空矿泉水瓶内倒入热水后,瓶内部分气体会受热从瓶内排出;倒出热水并迅速盖紧瓶盖后,瓶内温度降低,瓶内残留的部分水蒸气遇冷液化,瓶内气体体积减小,瓶内压强减小至小于外界大气压强,最终矿泉水瓶在外界大气压的作用下被压扁,这个现象证明了大气压强是存在的。
(3)用细绳拉着空矿泉水瓶在光滑桌面做匀速圆周运动时,虽然矿泉水瓶的速度大小没有变化,但它的运动方向一直在不断改变,而运动状态包含速度大小和运动方向两个方面,因此矿泉水瓶的运动状态发生了改变。
(4)手握矿泉水瓶静止在空中时,瓶子处于平衡状态,竖直方向上瓶子受到的向下的总重力和向上的静摩擦力是一对平衡力,二者大小相等。逐渐向瓶内加水且水未溢出时,瓶子的总重力逐渐增大,因此瓶子受到的摩擦力大小也会随之变大。
(5)在探究“浮沉子”浮沉的实验中,需要将装有适量水的小瓶瓶口向下放置,既可以保证挤压大瓶时大瓶中的水能够进入小瓶,也能让小瓶稳定漂浮在旋紧瓶盖的大塑料瓶内的水面上,保证大瓶内气体质量固定。
当用力挤压大塑料瓶时,大瓶内的空气被压缩,瓶内压强增大,压强会传递给水,水被压入小瓶中,小瓶内的水增加,小瓶总重力随之增大;当小瓶总重力大于它受到的浮力时,浮沉子就会下沉。由此可知,“浮沉子”主要是通过改变自身受到的重力来实现浮沉的。
【分析】1、质量的计算:公式为m水=ρV,重力的计算:公式为G=mg;
2、物体静止在水平面上,对地面的压力等于重力,结合压强公式计算可知矿泉水瓶对桌面的压强;
3、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;
4、运动状态包含速度大小和运动方向两个方面,二者其一改变一个,运动状态发生改变;
5、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、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)[1]由题意可知,瓶内水的体积有600mL,即600cm3,则瓶内水的质量m水=ρV=1.0×103kg/m3×600×10-6m3=0.6kg
瓶内水的重力G=mg=0.6kg×10N/kg=6N
[2]它静止在桌面上时,对桌面的压力F压=G=6N
它对桌面的压强
(2)因为倒入热水后,瓶内部分气体被排出,倒出热水并盖紧瓶盖后,瓶内气体体积变小且瓶内部分水蒸气遇冷液化,导致矿泉水瓶内压强小于外界大气压强,在大气压强的作用下,矿泉水瓶被压扁了,因此该现象证明了大气压强的存在。
(3)用一根细绳拉着空矿泉水瓶在光滑的桌面上做匀速圆周运动,矿泉水瓶的速度大小不变,但是运动方向始终在改变,因此矿泉水瓶的运动状态发生变化。
(4)手握瓶子静止在空中,瓶子受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力是一对平衡力,逐渐向瓶内加水(水未溢出),因为瓶子的总重力变大,所以该瓶子受到的摩擦力的大小将变大。
(5)[1][2]为了探究“浮沉子”的浮沉,将装有适量水的小瓶瓶口向下,保证大瓶中的水可以进入小瓶,且使其漂浮在瓶盖旋紧的大塑料瓶内的水面上,这样可使大瓶内气体质量一定。
[3][4]当用力挤压大瓶时,大瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,瓶内水的质量增加,重力增大,根据浮与沉的条件可知,当重力大于浮力时,浮沉子下沉,所以“浮沉子”主要是靠改变自身受到的重力来实现浮沉的。
17.如图甲所示是汽车内的安全带和座椅上的头枕,软软的头枕既可以起到装饰作用,又能对人起到保护作用,如图乙所示,跑车在车的尾部设计安装了一种“气流偏导器”,它的作用是让汽车在高速行驶时,对地面的压力更大,提高车轮的抓地性能。
(1)软软的头枕靠上去很舒服,这是为了   (增大/减小)压强;
(2)系安全带   (能/不能)减小人的惯性,它的作用主要是减小以下哪种情况对人体造成的伤害   (填字母);
A.与前方碰撞 B.被后方追尾 C.左右转弯
(3)汽车拉力赛时,高速行驶的汽车途经如图丙所示的弯道时,现场的观众们为了保证安全,应站在图中的   (A/B)处;
(4)车尾气流偏导器的设计要实现其上方空气的流速   (大于/等于/小于)下方空气的流速,则下图中气流偏导器横截面形状符合要求的是   。
【答案】(1)减小
(2)不能;A
(3)B
(4)小于;B
【知识点】惯性及其现象;减小压强的方法及其应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】(1)柔软的汽车头枕能让头部和头枕更充分贴合,增大了头部的受力面积。在头部对頭枕压力一定的情况下,通过增大受力面积,就可以减小压强,提升乘坐舒适度。
(2)惯性是物体本身的固有属性,其大小仅由物体质量决定,质量越大惯性越大。系安全带无法改变人的质量,因此不能减小惯性,只能够减小汽车运动状态改变时,惯性带来的碰撞危害。
A. 当汽车和前方物体碰撞时,汽车会迅速减速,而人由于惯性会继续保持向前运动的状态向前冲,安全带可以拉住人体,避免人向前撞击车体,因此安全带在此情景起作用,故A符合题意;
B. 当汽车被后方追尾时,汽车会突然加速,人由于惯性保持原来较低的速度,会相对于车向后倒向头枕方向,此时安全带无法起到防护作用,故B不符合题意;
C. 当汽车左右转弯时,汽车运动方向改变,人由于惯性会保持原来的运动方向,向弯道外侧倾斜,此时安全带不会起到约束防护的作用,故C不符合题意。
故选A。
(3)汽车高速过弯道时,如果出现意外失控,汽车由于惯性会保持原来向前的运动状态,向图中的A方向运动,因此观众为了安全,应该站在B区域。
(4)气流偏导器的作用是让汽车高速行驶时,获得向下的压力,提升车轮抓地力。要获得向下的压力,需要偏导器上方压强大于下方压强。根据流体压强与流速的关系:流速越慢压强越大,因此要求偏导器上方空气流速小于下方空气流速,对应横截面形状为上平下凸,故B正确,ACD错误。
故选B。
【分析】1、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;
2、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;
3、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。
(1)软软的头枕靠上去头部与头枕贴合度较高,头枕的受力面积较大,这是通过在压力一定时,增大受力面积的方式减小压强。
(2)[1]惯性只和质量有关,质量越大,惯性越大,系安全带不能减小人的惯性,但是可以减小惯性带来的危害。
[2]A.与前方碰撞,汽车速度突然减小,人体仍然保持向前的运动状态向前冲,系安全带可以拉住人体,防止人体与前方发生碰撞,故A符合题意;
B.被后方追尾,汽车速度突然增大,人体仍然保持原来的运动状态向座椅倒去,此时安全带不起作用,故B不符合题意;
C.左右转弯,车的运动方向发生变化,而人体仍然保持原来的运动状态,会向左右较慢的倒去,此时安全带不起作用,故C不符合题意。
故选A。
(3)汽车拉力赛时,高速行驶的汽车途经如图丙所示的弯道时,若汽车发生意外,则汽车会保持原来的运动状态,继续向前运动,即往A方向运动,故现场的观众们为了保证安全,应站在图中的B处。
(4)[1][2]车尾气流偏导器的作用是汽车在高速行驶时,对地面的压力更大,即气流偏导器上方的压力更大,下方的压力更小,根据流体中流速与压强的知识可知,上方空气流速慢,压强大,下方空气流速快,压强小,上方空气的流速小于下方空气的流速,因此气流偏导器横截面形状应为上平下凸,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
18.如图,取一个瓶子,装入适量带色的水,再取一段两端开口的细玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体,水沿玻璃管上升到瓶口以上,这就制成了可以粗略判断气压变化的气压计。玻璃瓶与玻璃管构成的装置   (填“是”或“不是”)连通器:拿着气压计从甲处到乙处,若观察到玻璃管中的水柱   ,可以判断甲处的气压小于乙处的气压。用另一根吸管对准玻璃管管口上方吹气,玻璃管内水柱的高度h将   。(以上两空均选填“升高”“降低”或“不变”)
【答案】不是;降低;升高
【知识点】连通器原理及其应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】连通器需要满足上端开口、底部相互连通的条件,本题中的玻璃瓶处于密封状态,因此玻璃瓶和玻璃管组成的装置不属于连通器。
当外界气压发生变化时,瓶内气压保持不变:外界大气压减小,瓶内气压会将瓶中的水压进玻璃管,管内水柱高度上升;外界大气压增大,玻璃管内的水会被压回瓶中,水柱高度随之下降。若玻璃管内水柱高度降低,说明此处外界气压偏大,即甲处气压小于乙处气压。
向玻璃管管口上方吹气时,管口上方空气流速加快,气体压强减小,瓶内气压会将液体向上压,玻璃管内水柱高度h将会升高。
故答案为:不是;降低;升高。
【分析】(1)依据连通器的定义判断装置类型,只有上端开口、底部相连通的容器才属于连通器;
(2)自制气压计依靠瓶内外气压差支撑水柱,外界大气压越大,玻璃管内水柱高度越低,反之水柱越高;
(3)流体压强遵循流速越大、压强越小的规律,管口上方吹气使气压减小,内外气压差变大,水柱上升。
三、解答题
19.作图题:
(1)图中物体A 静止在斜面上,请画出A受到的支持力F和静摩擦力f的示意图;
(2)如图所示,一个鸡蛋悬浮在水中,请作出鸡蛋所受浮力和重力的示意图;
(3)在小车中的悬线上挂一个小球,当小车运动时,悬线将与竖直方向成某一固定角度θ,如图所示。若在小车底板上还有一个与其相对静止的物体M,请画出此时小球m受到的绳子拉力的示意图和物件M受到的摩擦力的示意图。
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】力的三要素及力的示意图;弹力;重力示意图;摩擦力的示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】(1)物体A静止于斜面上,存在沿斜面向下的运动趋势,因此会受到斜面施加的、沿斜面向上的静摩擦力f,同时还受到斜面对它垂直斜面向上的支持力F,两个力的作用点都画在物体A的重心,作图结果如下:
(2)鸡蛋悬浮在水中,处于平衡状态,此时鸡蛋受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,二力大小相等,两个力的作用点都在鸡蛋的重心,作图结果如下:
(3)小球受到的绳子拉力沿绳子方向向上,作用点画在小球的重心。将小车作为研究对象分析运动状态:小球向左偏,说明小球相对于小车有向左的运动趋势,对应两种运动可能:小车向右做加速运动,或者小车向左做减速运动。
再分析木块M的受力:无论小车是上述哪种运动情况,M都相对于小车有向左的运动趋势,因此M会受到小车给它向右的静摩擦力,作图结果如下:
【分析】1、支持力的画法:物体受到的支持力,方向垂直斜面,且指向施加压力的物体。
2、摩擦力和运动方向相反,作用于物体重心;
3、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。
4、浮力:作用于物体重心,方向竖直向上;
5、拉力:拉力沿着绳子的方向。
(1)物体A 静止在斜面上,物体A有沿斜面向下运动的趋势,因此物体A受到沿斜面向上的摩擦力f,还受到斜面对其垂直斜面向上的支持力F,作用点都在物体A的重心,如图所示:
>
(2)一个鸡蛋悬浮在水中,处于平衡状态,受到的竖直向下的重力等于其竖直向上的浮力,作用点都在鸡蛋的重心,如图所示:
(3)小球受到绳子的拉力沿绳子方向向上,作用点在小球的重心;以小球为研究对象,小球向左运动,所以有两种可能,汽车可能向右做加速运动,也可能向左做减速运动;汽车运动的两种可能性,物件M都有一个向左的运动趋势,所以此时物件M会受到一个向右的摩擦力,如图所示:
20.如图所示,用粗细均匀和重力可以忽略不计的细绳系住一个体积为0.002m3的石块,从水面上方竖直向下保持匀速且缓慢地全部浸入水中,此过程中细绳的拉力随时间变化的关系如图乙所示。(g取10N/kg)求:
(1)石块浸没在水中时所受浮力的大小是多少?
(2)石块浸没在水中细绳的拉力是多大?
(3)石块的密度有多大?
【答案】解:(1)石块浸没在水中时排开水的体积等于石块的体积:V排=V=0.002m3,
根阿基米德原理可知,据石块浸没在水中时所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m3=20N;
(2)由图乙可知,当t≤5s时,细绳的拉力为40N不变,此时石块位于空中,由二力平衡条件可知,石块的重力G=40N,
由F浮=G-F'可得,石块浸没在水中细绳的拉力:F'=G-F浮=40N-20N=20N;
(3)石块的质量:,
由密度公式可知,石块的密度:。
答:(1)石块浸没在水中时所受浮力的大小是20N;
(2)石块浸没在水中细绳的拉力是20N;
(3)石块的密度为2×103kg/m3。
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】 (1)石块浸没在水中时排开水的体积和自身的体积相等,根据F浮=ρ液gV排求出石块浸没在水中时所受的浮力;
(2)根据图乙可知,当t≤5s时细绳的拉力不变,此时石块位于空中,根据二力平衡条件得出石块的重力,利用称重法F浮=G-F'求出石块完全浸没时细绳的拉力;
(3)利用G=mg求出石块的质量,利用求出石块的密度。
21.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中:
(1)测量滑动摩擦力的大小,应在水平桌面上用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,这是利用了   原理;
(2)若比较甲和丙实验,可得滑动摩擦力大小与   有关;
(3)弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示,此时木块处于   (平衡/非平衡)状态,木块受到的摩擦力与弹簧测力计对木块的拉力是一对   (平衡/非平衡)力;
(4)小明测量木块在水平桌面上受到的滑动摩擦力大小,他在实验中发现要保持木块匀速直线运动很困难,于是改用如图戊所示的装置,他将长木板向左拉出的过程中,弹簧测力计   (A/B)的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小;
(5)小明查阅资料得知:在物理学中,两个物体间的滑动摩擦力f大小与压力F大小的关系为f=μF,μ称为这两个接触面间的动摩擦因数,反映了接触面的粗糙程度。当物体放在水平桌面上时对水平桌面的压力大小等于物体的重力,若在图戊所示实验中,木块重为5N,长木板重为10N,木块与长木板间的动摩擦因数大小为0.2,长木板与地面之间的动摩擦因数大小为0.4,若将长木板匀速抽出,则测力计A示数为   N,弹簧测力计B的示数为   N。
【答案】(1)二力平衡
(2)接触面粗糙程度
(3)平衡;非平衡
(4)B
(5)7;1
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)当弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动时,木块处于平衡状态,依据二力平衡条件可知,此时弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的摩擦力是一对平衡力,二者大小相等。
(2)对比甲、丙两图可以发现,两次实验中木块对接触面的压力大小相同,只有接触面的粗糙程度不同,对应弹簧测力计的示数不同,说明木块受到的摩擦力大小不同,由此可得到结论:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
(3)平衡状态包含静止状态和匀速直线运动状态。观察图丁可知,即使弹簧测力计不沿水平方向拉动,木块依然可以在木板上沿水平方向做匀速直线运动,因此木块仍然处于平衡状态。
此时木块一共受到四个力的作用:竖直向下的重力、竖直向上的支持力、弹簧测力计的拉力以及滑动摩擦力,四个力相互平衡。由于木块受到的摩擦力和弹簧测力计对木块的拉力作用不在同一条直线上,因此二者不是一对平衡力。
(4)在图戊的实验中,木块相对于地面始终保持静止,因此木块受力平衡。向左拉出长木板的过程中,木块相对于长木板向右运动,木块受到向左的滑动摩擦力,同时受到弹簧测力计B向右的拉力,二力是一对平衡力,因此弹簧测力计B的示数反映了木块和木板之间滑动摩擦力的大小。
(5)物理学中,滑动摩擦力f和压力F的关系为,图戊实验中,木块重力为5N,木块和长木板间的动摩擦因数为0.2,可计算出木块受到的滑动摩擦力为,方向水平向左;根据力的作用是相互的,木板受到木块施加的滑动摩擦力方向水平向右,大小也为1N。
木板对地面的总压力为
已知长木板和地面间的动摩擦因数为0.4,因此木板与地面间的摩擦力为,方向水平向右;若用拉力F匀速抽出长木板,根据受力平衡,拉力大小为
因此匀速抽出长木板时,弹簧测力计A的示数为7N,弹簧测力计B的示数为1N。
【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,所以拉力等于摩擦力;
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,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;
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,戊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。
5、摩擦力的计算:,结合压力以及摩擦系数可计算摩擦力。
(1)当弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动木块,木块处于平衡状态,根据二力平衡条件可知,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力是一对平衡力,大小相等。
(2)由甲、丙两图可知,木块对接触面压力相同,接触面粗糙程度不相同,弹簧测力计示数不同,即木块受到的摩擦力不同,因此可知:滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。
(3)[1]平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态。如图丁可知,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,所以木块处于平衡状态。
[2]此时木块受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、弹簧测力计的拉力以及摩擦力,木块受四个力平衡。由于木块受到的摩擦力与弹簧测力计对木块的拉力不在同一直线上,所以不是一对平衡力。
(4)在图戊所示实验中,木块相对于地面始终处于静止状态,因此受力平衡,将长木板向左拉出的过程中,木块相对于长木板向右运动,因此木块受到向左的摩擦力和弹簧测力计B向右的拉力是一对平衡力,所以弹簧测力计B的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小。
(5)[1][2]已知在物理学中,两个物体间的滑动摩擦力f大小与压力F大小的关系为f=μF,在图戊所示实验中,木块重为5N,木块与长木板间的动摩擦因数大小为0.2,木块受到的滑动摩擦力为f=5N×0.2=1N
方向水平向左,根据力的相互性,木板受到木块施加的滑动摩擦力方向水平向右,大小为1N。木板对地面的压力为F压=10N+5N=15N
长木板与地面之间的动摩擦因数大小为0.4,木板与地面之间的摩擦力为f'=15N×0.4=6N
方向水平向右;若用拉力F将木板匀速抽出,根据力的平衡,拉力为F=6N+1N=7N
因此将长木板匀速抽出,则测力计A示数为7N,弹簧测力计B的示数为1N。
22.小勇同学利用橡皮筋、定滑轮、钩码、小绳子和同学们一起探究同一直线上二力的合成,实验装置如图所示,橡皮筋原长AE,在力F1、F2的共同作用下均伸长到AE'。
(1)通过比较   两图情况,可知同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之   ,方向跟这两个力的方向相同;
(2)通过比较图乙、丙两种情况,可知同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之   ,方向跟   (较大/较小)的那个力的方向相同。
【答案】(1)甲丙;和
(2)差;较大
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】(1)对比甲图和丙图的实验:甲图中两个向右的拉力共同作用,和丙图中一个拉力拉弹簧的作用效果完全相同;由此可得出结论:作用在同一直线上、方向相同的两个力,合力的大小等于这两个力的大小之和,合力的方向和这两个力的方向相同。
(2)对比乙图和丙图的实验:乙图中两个方向相反的拉力共同作用,和丙图中一个拉力拉弹簧的作用效果完全相同;由此可得出结论:作用在同一直线上、方向相反的两个力,合力的大小等于这两个力的大小之差,合力的方向和两个力中较大那个力的方向相同。
【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,方向相同,合力为两个力的代数和。
探究同一直线上二力的合成:实验中,需要使得合力的作用效果和分力的作用效果相同。
(1)[1][2]由甲、丙两图所示实验中,甲图中拉力的方向均向右,与丙图中拉力的效果相同,故可得同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于两力之和,方向与这两个力方向相同。
(2)[1][2]由乙、丙两图所示实验,在乙图中拉力方向相反,拉力效果与丙图中相同,故可得同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于两力大小之差,方向与较大力方向相同。
23.小丽借助注射器(容积为5mL)、铁架台、托盘天平、刻度尺、小筒、细绳等器材估测大气压的值,其实验步骤如下:(g取10N/kg)
①将部分器材按图示装配好,首先将注射器活塞推至顶端,上端未封口,接着往小筒内缓慢加水,直至活塞恰好开始下滑时,取下小筒,并用天平测得其总质量为71.2g;
②重新将注射器活塞推至顶端,并用橡皮帽封住注射口,将步骤①中的装水小筒(水未倒出)重新接在注射器下端,缓慢向小筒内加水,直至活塞又恰好开始下滑,取下小筒,并用天平测得其总质量为646.2g;
③取下注射器,并用刻度尺测得其壁上全部刻度部分的长度为8cm;
请回答以下问题:
(1)本次测量大气压值的实验原理是   ,实验中主要应以   (针筒/活塞/小筒)为研究对象来分析其所受大气压力的;
(2)步骤②中,将活塞重新推至顶端,其目的是   ,但实际上并未能达到此目的,此因素将导致所测大气压的值会偏   (大/小);
(3)该注射器活塞的横截面积为   cm2;
(4)上述实验中,在不考虑活塞的重力情况下,可得出活塞受到的摩擦力为   N,并由此计算出大气压强的值约为   Pa,   (高于/低于)标准大气压。
【答案】(1);活塞
(2)排尽注射器中的空气;小
(3)0.625
(4)0.712;;低于
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)本实验测量大气压强时,需要分别测出大气对活塞的压力和活塞的横截面积,再根据计算出大气压的数值;本实验是以注射器的活塞作为研究对象,分析大气对活塞产生的压力。
(2)实验中将活塞推到注射器筒的顶端,目的是排出注射器内残留的空气,减小筒内空气对实验的影响;如果注射器内的空气没有排尽,筒内剩余的空气会对活塞产生向外的压力,抵消一部分大气向内的压力,会使得弹簧测力计测得的拉力偏小,最终计算得到的大气压测量值也会偏小。
(3)本题中注射器活塞的横截面积可以通过容积公式推导计算:;
(4)不考虑活塞的重力,根据二力平衡条件,活塞受到的摩擦力等于第一次小桶和水的总重力,即活塞受到的摩擦力为f=F1=G1=m1g=0.0712kg×10N/kg=0.712N
活塞受到的大气压力为
则大气压强的值约为
标准大气压约为,所以测得的大气压低于标准大气压。
【分析】1、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;测量大气压时,测出大气对活塞的压力和活塞的横截面积,进而结合公式计算大气压;
2、为了减小筒内空气对实验的影响,需要将活塞推到注射器筒的顶端,排出注射器内残留的空气,如果没有排尽空气,会使得弹簧测力计测得的拉力偏小;
3、二力平衡的条件为:大小相等、方向相反、作用在通过一个物体上、作用在同一条直线上,物体处于匀速直线运动或者静止状态时,受力平衡。
(1)[1][2]本实验中测量大气压需要测量压力和受力面积,由得到大气压值;该实验中以活塞为研究对象,分析研究的是大气对活塞的压力。
(2)[1][2]实验时,把活塞推至注射器筒顶端是为了排尽注射器中的空气,比较筒内气压的干扰;当筒内空气没有排尽时,筒内空气会对活塞产生一个压力,抵消一部分大气压,因此测得的大气压值将偏小。
(3)该注射器活塞的横截面积为
(4)[1]不考虑活塞的重力,根据二力平衡条件,活塞受到的摩擦力等于第一次小桶和水的总重力,即活塞受到的摩擦力为f=F1=G1=m1g=0.0712kg×10N/kg=0.712N
[2][3]活塞受到的大气压力为
则大气压强的值约为
标准大气压约为,所以测得的大气压低于标准大气压。
24.在“探究影响液体内部压强的因素”的活动中,兴趣小组准备了压强计、水和盐水等实验器材。
(1)液体压强计是通过U形管中两侧液面的   来反映橡皮膜所受压强大小的,这种方法叫   (控制变量法/等效替代法/转换法);
(2)压强计的金属盒上所蒙着的橡皮膜最好选用较   (厚/薄)的橡皮膜;
(3)对于图甲所示压强计出现的问题,应将压强计金属盒拿出液体,然后 ;
A.将U形管中液体倒出一部分
B.更换U形管中液体
C.检查压强计的气密性
(4)正确处理存在问题之后,将压强计的金属盒放入液体中,如图乙、丙、丁所示;为了探究液体内部压强与液体深度的关系,应该比较图中   两图所示的实验;为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该比较图中   两图所示的实验;
(5)小明利用矿泉水瓶装满水,继续探究,如图①所示,将瓶盖拧紧,他只将N孔堵住,水从M孔不能流出,因为水受到了   的作用;当他拧开瓶盖,放开两小孔,在瓶底部水平放置接水盘,发现水的落点为图②所示的B、C,于是他将接水盘向下平移至D处,使MA=   (AD/ND),水的落点为E、F,为了比较两小孔处液体压强大小,应比较AC与   (DE/DF)距离。
【答案】(1)高度差;转换法
(2)薄
(3)C
(4)乙、丙;丙、丁
(5)大气压;ND;DF
【知识点】探究液体压强的特点实验;大气压的综合应用
【解析】【解答】(1)液体压强计的工作原理是通过U形管两侧的液面高度差,来反映橡皮膜受到的液体压强大小,这种研究方法是转换法,将不易直接观察的液体内部压强,转换为了可以直接测量的U形管液面高度差,U形管两侧液面高度差越大,说明橡皮膜受到的液体压强越大。
(2)本实验中,压强计金属盒上的橡皮膜选择薄一点更好,因为橡皮膜越薄,越容易发生形变,压强计对液体压强的感知会更灵敏,实验现象更明显。
(3)观察图甲可知,探头已经放入水中,但U形管两侧并没有出现液面高度差,这种情况是因为压强计装置漏气,需要重新检查装置的气密性,因此选项C正确,AB不符合要求。
故选C。
(4)根据控制变量法的要求,若要探究液体内部压强和液体深度的关系,需要控制液体密度相同,只改变探头在液体中的深度,因此需要对比乙、丙两图的实验现象。
若要探究液体内部压强和液体密度的关系,需要控制探头在液体中的深度相同,只改变液体的密度,因此需要对比丙、丁两图的实验现象。
(5)堵住装置的N孔后,在外界大气压的作用下,M孔左侧受到的大气压大于M孔右侧水产生的压强,因此水无法从M孔流出。
要比较两个小孔位置的液体压强大小,需要控制水流出后下落的高度相同,通过比较水流出后落地点到小孔的水平距离来判断压强大小:M孔到接水盘原位置的竖直高度为MA,N孔到平移后接水盘的竖直高度为ND,因此需要满足MA=ND,下落高度相同后,通过比较AC和DF的长度,就可以比较两个小孔位置的液体压强大小。
【分析】1、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压强的大小;
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、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;
4、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,探究液体内部压强和液体深度的关系,需要控制液体密度相同。
(1)[1][2]液体压强计是通过U形管两侧液面高度差来反映橡皮膜所受压强大小的,应用了转换法,将液体内部压强转换为了U形管液面高度差,U形管液面高度差越大,压强越大。
(2)在实验中,压强计金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的为好,因为橡皮膜越薄,橡皮膜越容易发生形变,这样在测量时会较灵敏,实验效果明显。
(3)由图甲知道,探头在水中时,U形管没有出现高度差,是因为装置漏气,应该检查装置的气密性,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(4)[1]根据控制变量法,为了探究液体内部压强与液体深度的关系,应控制液体的密度相同,探头在液体中所处的深度不同,因此应比较图中乙、丙两图所示的实验。
[2]为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该控制深度相同,改变液体的密度,因此应该比较丙、丁两图所示的实验。
(5)[1]堵住N孔,由于外界大气压的作用,M孔左侧受到的大气压强大于右侧受到的水产生的压强,所以水从M孔不能流出。
[2][3]为了比较两小孔处液体压强大小,需比较水下落高度相同的情况下的落地点距离小孔的水平距离。M孔距离接水盘原位置的高度为MA,N孔距离接水盘向下平移后的位置的高度为ND,所以需MA=ND,为了比较两小孔处液体压强大小,应比较AC与DF的距离。
25.阅读短文,回答问题。
青少年是国家的未来,国家非常关心青少年的健康成长,对于青少年日常使用物品的安全性制定了相关标准。
例如:中学生常用的中性笔笔帽上的小孔是出于保护青少年的安全,确保如果有人误吞笔帽时仍有空间进行呼吸,因此也被称为“救命孔”(如图甲、图乙)。
国家因此制定了相关标准,《中华人民共和国国家标准——学生用品的安全通用要求(GB21027﹣2007)》中的规定,书写笔、记号笔、修正笔和水彩笔的笔帽应符合下列3条规定中的至少一条:1.笔帽尺寸足够大;2.笔帽上需要有一个横截面积至少为××平方毫米的通气小孔;3.笔帽上的小孔最小通气量为1.36×10-4m3/s。
(1)中性笔握手的位置上有一层橡胶是为了   笔与手之间的摩擦(增大/减小),笔尖滚珠与纸面之间的摩擦是   (滑动/滚动/静)摩擦;
(2)医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是:急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压,从而排出异物被称为“生命的拥抱”。此法的科学原理是:一定温度下,一定质量的气体体积   时(变大/变小),压强增大;这一情况与   (吸气/呼气)时人体肺部压强的变化一样;
(3)中性笔笔帽上的小孔会使笔帽内外的气压   (相等/不等),摘笔帽时更容易;若不小心吸入笔帽,人体在用力吸气时通过该笔帽通气孔的气体平均流速可达20m/s,为确保生命安全,人体与外界通气量要达到国标要求的最小通气量,则通气孔的面积至少为   mm2。
【答案】(1)增大;滚动
(2)变小;呼气
(3)相等;6.8
【知识点】增大或减小摩擦的方法;大气压的综合应用
【解析】【解答】(1)中性笔握柄处的橡胶设计,通过增加接触面的粗糙程度(在压力不变的情况下),增强了笔与手之间的摩擦力。
笔尖滚珠在纸面滚动时,产生的摩擦属于滚动摩擦。
(2)医学上用于抢救气管异物堵塞的“生命的拥抱”急救法,其原理是:急救者从背后环抱患者,对上腹部施加压力以排出异物。这一方法的科学依据是:在恒定温度和质量下,气体体积减小会导致密度增加,压强增大; 人体吸气时,肺部扩张使内部体积增大,压强减小,外部空气在大气压作用下进入肺部; 呼气时,肺部收缩使体积减小,压强增大,将气体排出。
因此,急救时的气压变化与呼气过程类似。
(3)中性笔笔帽上的小孔确保了笔帽内外气压平衡。根据国标要求的最小通气量,通气孔的最小面积计算为:

【分析】1、电荷作用规律:异性电荷相互吸引,同种电荷相互排斥; 毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带负电,丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电;
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。
(1)[1]中性笔握手的位置上有一层橡胶是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度,增大笔与手之间的摩擦。
[2]笔尖滚珠在纸面上滚动,与纸面之间的摩擦是滚动摩擦。
(2)[1][2]医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是:急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压,从而排出异物被称为“生命的拥抱”。此法的科学原理是:一定温度下,一定质量的气体体积变小时,气体密度变大,压强增大;人体肺部在吸气时,肺内部体积变大,压强变小,新鲜空气在大气压的作用下被压进肺部,人体肺部在呼气时,肺内部体积变小,压强变大,与血液交换后空气被排出肺部,所以上述情况与呼气时人体肺部压强的变化一样。
(3)[1]由题意知,中性笔笔帽上的小孔会使笔帽内外大气相同,所以气压相等。
[2]为确保生命安全,人体与外界通气量要达到国标要求的最小通气量,则通气孔的面积至少为
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