【胜券在握】第二章 力与空间探索综合练--浙教版科学八年级上册(含答案)

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【胜券在握】第二章 力与空间探索综合练--浙教版科学八年级上册(含答案)

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【胜券在握】第二章 力与空间探索综合练
班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________
一、选择题
1. 如图,师生间开展掰手腕活动。假设学生对老师的力为F1,老师对学生的力为F2,若老师获胜,则关于两力的大小关系正确的是( )
A.F1=F2 B.F1>F2 C.F1<F2 D.无法判断
2. (2025 龙湾区校级三模)“神舟19”于2025年4月30日,搭载航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽正式踏上归途,标志着中国空间站常态化运营进入新阶段。观察图中返回舱返回的过程,其重力的方向( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
3. 如图甲所示,当用水平推力轻推玩具小牛的底部时,玩具小牛沿桌面平稳地移动;如图乙所示,用同样大小的水平推力轻推玩具小牛的耳朵时,玩具小牛“翻了”,这说明力的作用效果与( )
A.力的大小有关 B.力的方向有关 C.力的作用点有关 D.与以上三者都有关
4. 如图是小坷同学练习艺术体操课时做的几个动作,若她的重力全部由地面承受,其中对地面压强最大的是( )
5. “嫦娥五号”探测器经过一周左右的地月转移、近月制动环月飞行之旅,于2020年12月1日晚稳稳降落在月球表面,开始“取土”等一系列科考工作。下列说法正确的是( )
A.着陆器登月后,它将失去惯性
B.着陆器静止在月球表面,它相对于地球是运动的
C.着陆器匀速运动时,受到的摩擦力和支持力是一对平衡力
D.着陆器的表面积较大,目的是为了减小运动时受到的摩擦力
6. 如图所示的各种现象中,物体运动状态没有改变的是( )
A.运动员把飞来的足球踢出去 B.小孩匀速从滑梯滑下
C.核外电子绕原子核匀速运转 D.刚刚起飞的火箭
7. 学校趣味运动会上,体重为600N的张老师沿竖直木杆匀速向上攀爬,此过程中,他受到摩擦力的大小和方向是( )
A.等于600N,竖直向上 B.等于600N,竖直向下
C.大于600N,竖直向下 D.大于600N,竖直向上
8. 如图是一种嵌于厨房或卫生间地面的地漏及其结构示意图。下列有关说法中不正确的是( )
A.存水杯装满水时,地漏是连通器
B.为了防止“异味”进入室内,水面必须达到的最低高度是位置2
C.隔离板的作用是隔离垃圾进入下水管和防止下水道“异味”进入室内
D.存水杯存满水时,若是取走隔离板,地漏就不再是连通器
9. 如图所示,水平向左的风吹得衣架在水平晾衣杆上滑动起来,若衣架和衣服做匀速运动,此时衣架对晾衣杆的压力(   )
A.比没有风时大 B.比没有风时小 C.和没有风时一样大 D.以上都有可能
10.《流浪地球》是语馨喜爱的一部科幻电影。影片中介绍了地球流浪的四个阶段:停止地球自转、加速逃离太阳系、在宇宙中匀速流浪、减速停靠目标星系。以下对于地球流浪的科学幻想不符合物理规律的是( )
A.如图甲当地球突然停止自转时,山顶A点的石头将向左运动
B.如图乙当静止的地球突然向右加速时,大西洋的海水将向左运动
C.如图丙当地球做匀速直线运动时,地面上的人将不再受到重力的作用
D.如图丁当向右匀速前进的地球突然减速时,地面上B处的人将向右倾倒
11.两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反(正反光滑程度相同)放置在同一水平桌面上,容器内装有深度相同的同种液体,如图所示,若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2,下列关系正确的是( )
A.p1=p2,F1=F2 B.p1>p2,F1<F2 C.p1>p2,F1=F2 D.p1=p2,F1<F2
12.如图所示,被细绳拴着的小球在水平桌面绕O点做匀速圆周运动,在Q点时细绳断开,小球的运动轨迹变为QP;若不计桌面摩擦和空气阻力,则( )
A.小球做匀速圆周运动时运动状态不变 B.小球做匀速圆周运动时不受力的作用
C.小球在Q点的速度与P点的速度相同 D.小球沿QP运动是因为受到惯性的作用
13.质量为m的物体受到拉力F的作用,在光滑的水平地面上向右做匀速直线运动,如图所示为其受到拉力F的示意图,其中可能的是( )
A.只有甲 B.只有丙 C.只有乙、丙 D.只有甲、丙
14.如图所示,正方体B放在水平地面上,在B上方中央再放置一边长较大的正方体A。若将B沿竖直方向切去部分后(图中虚线),仍使正方体A放在B上方中央,正方体A对B压强的变化量为Δp1,地面所受压强的变化量为Δp2,则关于Δp1和Δp2的大小关系,下列判断中正确的是( )
A.Δp1一定等于Δp2 B.Δp1一定大于Δp2 C.Δp1可能大于Δp2 D.Δp1一定小于Δp2
15.如图所示,甲、乙、丙三个薄壁柱形容器,它们底面积的关系是S乙=。将质量相等的液体A和B倒入甲、乙两容器中,液体A和B对甲、乙容器底部的压强分别为600Pa和p乙。若将甲、乙中的液体全部倒入丙容器中(液体无溢出),混合液体对丙容器底部的压强为800Pa,则p乙的大小为( )
A.350Pa B.400Pa C.480Pa D.700Pa
二、填空题
16.为方便关门,小柯同学设计了如图甲所示的自动关门装置。把绳子的”端系在门窗上B点(如图乙),另一端系上重物。当人进来后,利用重物将门关上。使用后发现门关上的速度过快,导致门锁很容易损坏,于是提出了两条改进建议。
建议一:改变重物悬挂的点,选择    点。
建议二:改变重物的质量,选用质量    的物体。
17.如图所示,在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加4N拉力并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为    ,弹簧测力计受到的合力为    。
18.如图所示的一架遥控直升飞机模型,当它匀速上升和匀速降落时(不计空气阻力),旋翼提供的升力是    (选填“相等”或“不等”)的。在某次竖直爬升过程中,旋翼意外停转,则飞机模型将立即    (选填“加速下落”或“减速上升”),假设在月球表面上,该直升飞机模型    (选填“能”或“不能”)悬停在空中。
19.如图所示,完全相同的圆柱形容器中,装有不同的两种液体甲、乙,在两容器中,距离同一高度分别有A、B两点,若两种液体的质量相等,两种液体对容器底的压强关系是p甲   p乙,则A、B两点的压强关系是pA   pB(两空选填“>”、“=”或“<”)。
20.如图所示,重为30N的物体A放在粗糙的水平桌面上,质量为10kg的物体B利用细线绕过定滑轮(滑轮光滑)与物体A相连。当用竖直向下的力F作用在物体A上时。物体A、B组成的系统处于静止状态,此时水平桌面对物体A的摩擦力为    N。若撤去竖直向下的力F后,物体A水平向右运动,且速度逐渐增大,物体A速度逐渐增大时受到的滑动摩擦力    (选填“变大”“不变”或“变小”),此时细线对物体A的拉力   (选填“大于”“等于”或“小于”)物体A对细线的拉力。(g=10N/kg)
21.如图所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,物体的速度v与时间t的关系如图乙所示。
(1)0~2秒,物体没有被推动,此时物体受到的阻力    推力(填“>”、“=”或“<”);
(2)2~4秒物体受到的摩擦力是    N。
三、探究题
22.
为了探究运动和力的关系,小宁进行了如下实验:在水平放置的木板上铺上粗糙程度不同的毛巾棉布,让同一辆小东由同一斜面上,分别从A、B、C处静止开始滑下,观察小车在不同水平面上运动的距离,记录在表中,实验重复三次。
(1)实验中,要求小车从斜面的同高度处自由滑下,目的是    。
(2)比较实验数据发现,小车运动状态改变最慢的是在    表面上。
(3)实验结果能证明    (选填序号)。
A.物体运动需要力 B.力可以改变物体的运动状态 C.牛顿第一定律
23.在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,小英做了如图甲所示的三次实验,用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。实验中第1次和第2次用相同的长木板,第3次用表面更加粗糙的长木板。
(1)实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在水平桌面上做   ,根据二力平衡知识,可知滑动摩擦力的大小   (选填“大于”、“等于”或“小于”)拉力的大小。
(2)比较1、2两次实验,得出结论:   。
(3)比较   两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系。
(4)刚开始小英做第1次实验时控制不好力度,拉力随时间变化的图象如图乙所示,木块的速度随时间变化的图象如图丙所示,则木块在第7s时的摩擦力为   N。
(5)小芳同学将实验方法进行了改进,实验装置如图丁所示:将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向右运动,此时木块受到的摩擦力方向   ,大小为____________N.这样改进的好处是   。
(6)小芳在作图丁实验时,拉动木板没有及时停下来,当木块有七分之一滑出木板表面的时候,摩擦力大小为   N。
24.小华同学利用U形管压强计探究液体内部压强的特点,具体操作如图所示:
(1)安装后,小华发现U形管内液面左低右高如图甲所示,接下来应通过  (选填正确答案前字母)的方法使U形管左右两侧液面    ,之后才能进行实验探究;
A.摇晃U形管 B.拆除软管重新安装 C.往左侧管中加入适量红墨水
(2)实验前,要检查装置气密性,方法是用手指轻轻按压探头上的橡皮膜,如果U形管中液面升降灵活,则说明该装置    (选填“漏气”或“不漏气”);
(3)小华将探头放入水中,并逐渐增大探头在水中的深度,发现U形管两侧液面高度差逐渐变大,这说明同种液体的压强    ;
(4)小华按图乙和丁所示进行液体压强与液体密度关系的实验探究,得出“液体内部压强与液体密度有关”的结论,你认为小华的操作是    (选填“正确”或“错误”)的,理由是    ;
(5)小华将压强计进行改装,在U形管另一端也连接上探头,实验现象如图戊所示,不同液体内部在同一深度处,   (选填“左”或“右”)侧液体产生的压强大。
25.汽车在通过起伏路段的凸起路面时,经验丰富的司机往往慢速平稳适过。若快速通过会让乘客有“腾飞”的感觉,且安全隐患很大,这一现象是因为凸起路面与车之间竖直方向的相互作用力在变大吗?小明猜想:汽车通过凸起路面时的速度越大,可能路面与车之间的相互作用力越大。为了探究这一问题他选用小球(模拟小车)、轨道、弧面支架(模拟凸起路面)、电子秤等器材进行了如图所示的实验。
(1)先测小球静止时对电子秤的___________(选填“压力”或“摩擦力”)来反映小球与弧面顶部相互作用力F的大小。他将小球置于水平放置的电子秤上时,示数为0.17kg,则力F约为1.7N。
(2)在秤上安放弧面支架并调零,将小球从轨道的A点由静止释放,沿轨道经弧面运动到右侧轨道,记录小球通过弧面顶部O点时小球与弧面的作用力F,再依次将小球从高于A点的B、C、D点由静止释放,各次实验F的大小记录如表,分析数据可知小明的猜想_____________(选填“成立”或“不成立”)。
释放位置 A B C D
F/N 1.56 1.51 1.47 1.38
(3)根据上述实验现象推理:若小球速度足够大,通过弧面顶部时,电子秤的示数将显示 ______ kg。进一步推理:当汽车通过凸起路面顶部的速度足够大,若路面前方突发状况,结合本实验判断是否可以紧急刹车避让并说明理由:_____________________________________________________________。
26.小科发现汽车启动时,车内挂件总是向后摆动,而汽车刹车时,挂件又总是向前摆动。这是为什么呢?于是他用乒乓球、实心铁球(体积与乒乓球相同)、带轮子的透明有盖容器、细线、水等在水平地面上进行研究。
(1)如图甲,将一个乒乓球用细线悬挂在容器的盖上,推动容器向右运动的瞬间,可观察到乒乓球向    摆动。这是因为向右推动容器时,细线上端和容器一起向右运动,由于乒乓球具有惯性,仍保持原有的静止状态,于是观察到乒乓球摆动。
老师给出另一种解释:乒乓球与等体积的空气相比,乒乓球的质量大,惯性也大,所以乒乓球比空气更容易保持原有的运动状态。在容器被推动的瞬间,空气随容器一起运动,而乒乓球仍在原来位置,于是观察到乒乓球摆动。
(2)小科将实心铁球也用等长的细线悬挂在容器的盖上,继续实验。向左推动容器的瞬间,观察到两球摆动方向相同(如图乙),但细线偏离竖直方向的最大角度不同,且最大角度α    β(选填“大于”或“小于”)。
(3)如图丙,将细线一端系住乒乓球,另一端固定在容器底部,铁球用另一等长细线悬挂在盖上,往容器中注满水,并盖上盖子。请你在答题纸相应位置上画出向左推动容器的瞬间,两球在容器中的大致位置,两球这样的摆动,则可说明质量大的物体惯性大。
四、综合题
27.2021年2月10日,质量为5.2t的“天问一号”火星探测器实施近火制动后,被火星顺利捕获,正式踏入如图的环火星的轨道。地球上g取10N/kg,物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的0.4倍。请你综合应用所学知识解答下列问题:
(1)“天问一号”由长征五号遥四运载火箭发射升空,利用了力的作用是__________________ 。火星探测器顺利实施近火制动,完成火星捕获,说明力可以改变物体的_____________________。
(2)在火星上的物体受到火星的重力方向为_____________。
(3)若在不远的将来,我国实现了载人登陆火星任务,当未来的你作为宇航员踏上火星表面,若原本在地球上你最多能举起50kg物体,在火星表面你最多能举起质量为____________的岩石标本?
28.电动微单车可有效地减轻交通压力。如图为某一电动微单车,其部分参数如下表所示。
名称:电动微单车包装尺寸:1m×0.8m×0.23m纯电续航距离:30km最高时速:25km/h
(1)微单车轮胎上的复杂纹路可以    与地面的摩擦力(填“增大”或“减小”)。
(2)电动微单车充满电后,能以最高时速匀速行驶0.8小时,共行驶了多少千米?
(3)装有电动微单车的包装箱总质量为20千克,平放在水平地面上时对地面的最小压强是多少?
29.如图所示,质量相同的甲、乙两个均匀实心正方体放在水平地面上。请回答
(1)若分别沿水平方向截去厚度相等的部分后,则剩余部分对水平地面的压强p甲和p乙的关系为______(选填字母代号,下同)
A.p甲<p乙 B.p甲=p乙 C.p甲>p乙 D.以上都有可能
(2)若分别沿竖直方向截去厚度相等的部分后,则剩余部分对水平地面的压强p甲和p乙的关系为________。
A.p甲<p乙 B.p甲=p乙 C.p甲>p乙 D.以上都有可能
30.汽车行驶时车身先将悬架(如图甲所示)中的螺旋弹簧压缩一段距离,之后将螺旋弹簧和减震器一起压缩,从而减缓行驶时车身的震动。用两根不同的轻质弹簧模拟悬架(如图乙所示),在一根大且长的弹簧内套有一根小且短的弹簧,它们的下端都固定在水平面上,压缩该弹簧组合,测得压力F与压缩量Δl之间的关系如图丙所示。已知弹簧的弹力与被压缩量成正比,则当两根弹簧均处于自由状态时,它们的上端点之间的距离x为  _____________ 米。当小且短的弹簧的压缩量Δl'为0.1米时,该弹簧的弹力F为________________牛。
31.5月5日c919在浦东机场成功起飞,这是我国最新自主研发的中型民航客机,打破了欧美国家民航技术的长期垄断,成为我国“大国制造”的标志之一。该机在某次试飞时飞机以300km/ h的速度水平匀速飞行了2h;估计该机质量为40t,着陆后静止在水平地面时轮子与地面的总接触面积为4m2.
求:( 1)飞机在这2h内水平飞行的路程;
( 2 )飞机水平匀速飞行时受到的升力;
( 3 )飞机静止在水平地面时对地面的压强。
【胜券在握】第二章 力与空间探索综合练(参考答案)
一、选择题
1. 【答案】A
【解析】【考点】力作用的相互性.
【分析】物体间力的作用是相互的;当一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,这两个力大小相等,方向相反,作用在两个物体上。
【解答】解:学生对老师的力和老师对学生的力是相互作用力,两个力的大小相等,即F1=F2。
故选:A。
2. 【答案】C
【解析】【考点】重力及其方向.
【分析】重力的方向总是竖直向下的。
【解答】解:重力作为初中物理中重要的一种力,它的方向总是竖直向下的,即垂直水平面向下,而与物体所处的位置,运动情况等无关。重力的方向是竖直向下的,因此,返回舱返回的过程,其重力的方向如图F3,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选:C。
3. 【答案】C
【解析】【考点】力的三要素.
【分析】力的作用效果由力的大小、方向、作用点决定,分析图示情景,然后根据图示情景分析答题。
【解答】解:当用水平推力轻推玩具小牛的底部时,玩具小牛沿桌面平稳地移动;用同样大小的水平推力轻推玩具小牛的耳朵时,玩具小牛“翻了”。两种情况下,推力的作用点不同,力的作用效果不同,这表明力的作用效果与力的作用点有关。
故选:C。
4. 【答案】C
【解析】【考点】压强大小的比较.
【分析】根据压强的计算公式p可知,在压力一定时,受力面积越大,压强越大;在受力面积一定时,压力越大,压强越大。
【解答】解:图中的4种情况,小坷对地面的压力相等,都等于小坷本身的重力,C图脚尖着地时受力面积最小,根据p可知C图对水平地面的压强最大,故C正确。
故选:C。
5. 【答案】C
【解析】答案 C
解:A、着陆器登月后,它的质量不变,惯性不变,故A错误。
B、月球绕着地球转,着陆器静止在月球表面,着陆器随月球一起绕着地球转,所以以地球为参照物,着陆器是运动的,故B正确。
C、着陆器匀速运动时,受到的摩擦力和支持力不在同一直线上,两个力不是平衡力,故C错误。
D、着陆器的表面积较大,目的是为了增大受力面积来减小着陆器对月球的压强,故D错误。故选:B。
6. 【答案】B
【解析】【解答】解:A、运动员把飞来的足球踢出去以后,足球在空中由于受到重力的作用,它的运动方向不停的在改变,做的是抛物线运动,所以足球的运动状态在改变。
B、小孩匀速从滑梯滑下,速度一定而且沿直线运动,所以小孩的运动状态不改变。
C、核外电子绕核匀速运转,虽然速度一定,但电子做的是圆周运动,它的运动方向不停的在改变。
D、刚刚起飞的火箭,受到推力的作用,做加速运动,所以它的运动状态在改变。
故选:B。
7. 【答案】A
【解析】【解答】解:由题意知:张老师沿竖直的木杆匀速上攀,那么他在竖直方向上受到一对平衡力的作用:重力和摩擦力;由二力平衡的条件知:他所受的重力和摩擦力,大小相等,方向相反,且在同一条直线上;因此,他受到的摩擦力f=G=600N,方向竖直向上。故选:A。
8. 【答案】D
【解析】【考点】连通器原理.
【分析】连通器的特点:上端开口下端连通的容器。连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面总是相平的。
【解答】解:A、根据地漏的结构图可知,存水杯上端开口,底部连通,属于连通器,故A正确;
B、根据地漏的结构图可知,左右两个容器连通,上端开口,当水不再流动时,水面保持相平,所以了防止“异味”进入室内,水面能到达的最高高度是位置2的高度,故B正确;
C、由连通器原理可知,隔离板的作用是:当存水杯装满水时,地面上的水可以流进下水管,隔离垃圾进入下水管和下水道“异味”进入室内;故C正确;
D、存水杯存满水时,若是取走隔离板,地漏仍然是连通器,故D错误。
故选:D。
9. 【答案】C
【解析】【解答】衣架对晾衣杆的压力是因为它的重力产生的,向左的风吹得衣架在水平晾衣杆上滑动起来,使得衣架及衣服整体水平向左匀速直线运动,不影响重力的大小,也没有增加对晾衣杆的压力,故C正确,ABD错误。故选:C。
10.【答案】C
【解析】A、原来地球是自西向东转动的,当地球突然停止自转时,山顶A点的石头由于惯性,仍然保持原来的运动状态,所以将向左运动,故A符合物理规律;
B、当静止的地球突然向右加速时,大西洋的海水由于惯性,要保持原来的静止状态,将向左运动,故B符合物理规律;
C、地球上的物体都要受到重力作用,当地球做匀速直线运动时,地面上的人仍然受到重力的作用,故C不符合物理规律;
D、当向右匀速前进的地球突然减速时,地面上B处的人由于惯性要保持原来的运动状态,将向右倾倒,故D符合物理规律。故选:C。
11.【答案】D
【解析】【解答】解:(1)因为容器内装有深度相同的同种液体,从图中可知,右图中液体体积较大,所以根据m=ρV可知,右图中液体的质量较大,又因为容器质量相同,所以右图容器和液体的总质量较大,根据G=mg可知右图容器和液体的总重力较大;
由于水平桌面受到的压力等于容器和液体的总重力,因此右图容器对水平桌面受到的压力较大,故在接触面粗糙程度相同时,右图容器所受摩擦力较大;
由于两容器均做匀速直线运动,拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,故F1<F2;
(2)已知容器内装有深度相同的同种液体,由p=ρgh可得,p1=p2。
故选:D。
12.【答案】C
【解析】【考点】牛顿第一定律.
【分析】运动状态包括速度的大小和运动的方向;
物体受到非平衡的作用,运动状态发生改变;
惯性是物体保持运动状态不变的性质,任何物体都有惯性,不能说“受惯性”只能说:“具有”;不计阻力,小球在水平方向上不受力的作用,但因为惯性,仍要保持原来的运动状态,据此分析作答即可。
【解答】解:A、小球做匀速圆周运动时,运动方向发生改变,运动状态改变,故A错误;
B、小球做匀速圆周运动时,运动状态改变,受到非平衡力的作用,故B错误;
C、被细绳拴着的小球在水平面绕O点做圆周运动,由于不计阻力,某时刻细绳断时,球在水平方向上不受力的作用,竖直方向上受重力和支持力,但小球由于具有惯性,将按照原来的速度在水平方向做匀速直线运动,故小球在Q点的速度与P点的速度相同,故C正确;
D、惯性是物体保持运动状态不变的性质,不能说“受惯性”只能说“具有”,故D错误。
故选:C。
13.【答案】B
【解析】【解答】解:甲图拉力向左,如果此时物体向右做匀速直线运动,在光滑的水平地面上则物体不受到的摩擦力作用,因此甲图的物体向右做减速直线运动。
乙图拉力向右,如果物体向右做匀速直线运动,在光滑的水平地面上则物体不受到的摩擦力作用,因此甲图的物体向右做加速直线运动。
丙图拉力向上,当拉力F和支持力、物重三个力平衡时,物体在竖直方向上受力平衡,若水平方向受平衡力的作用,则物体可能在水平地面上向右做匀速直线运动。
故选:B。
14.【答案】A
【解析】【分析】由图可知:正方体B的高,设为h,正方体A的重力GA不变,根据p=分别求出△p1和△p1,然后比较大小。
【解答】解:假设正方体A的重力GA,由图可知:当B中间的长方体没有沿竖直方向切去时,
正方体A对B压强:pA=
地面所受压强:pB=
当正方体B也只能竖直方向切去部分后,AB之间的接触面积减小,变为SB′,B的重力也减小为GB′,则:
正方体A对B压强pA′=
地面所受压强pB′=
则:△p1=pA′﹣pA=
△p2=pB′﹣pB=( )﹣( )=( )+( )
由于拼成正方体B的长方体三块材质相同、高相等,设为h,则正方体B对地面产生的压强p=ρgh不变,所以 ;
所以,△p1=△p2。
故选:A。
【点评】本题考查了压强公式的灵活应用,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等以及B中间的长方体抽掉后压力、受力面积的变化。
15.【答案】C
【解析】【考点】液体压强的计算及公式的应用.
【分析】液体对薄壁柱形容器底部的压力和液体本身的重力相等,根据p=,表示出液体A和B分别对甲、乙容器底的压强的关系式p甲、p乙;
将甲、乙中的液体全部倒入丙容器中后,容器底部的压力等于两液体的重力之和,根据p=表示出混合液体对容器底部的压强;
由p甲、p丙的压强大小,可以得出甲和丙的底面积关系;
根据S乙=得出甲和乙的底面积关系;
然后根据p甲、p乙的关系,结合甲乙的底面积关系就可以计算出p乙的大小。
【解答】解:液体对薄壁柱形容器底部的压力和液体本身的重力相等,根据液体A和B的质量相等结合G=mg则:G=GA=GB,FA=FB;
将质量相等的液体A和B倒入甲、乙两容器中,液体A和B对甲、乙容器底部的压强分别为600Pa和p乙。则:p甲====600Pa①;
甲、乙中的液体全部倒入丙容器中,则:p丙===800Pa②;
由①②联立可得:S丙=S甲;
根据S乙=可知,S乙=S甲;
液体B对容器底的压强:p乙===×=p甲=×600Pa=480Pa。
故选:C。
二、填空题
16.【答案】A;小
【解析】【考点】力的三要素.
【分析】力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关,图中关门太快,说明力的作用效果太明显,因而考虑从力的三要素改变。
【解答】解:关门太快,说明力的作用效果太明显,建议一:改变重物悬挂的点,选择靠近转轴的A点,使得力臂减小,减小转动的效果。
建议二:改变重物的质量,选用质量小的物体,改变力的大小,改变转动的效果。
故答案为:A;小。
17.【答案】4N;0N
【解析】【解答】解:因为弹簧是在4N的拉力下被拉长的,处于平衡状态,故示数为4N;
弹簧测力计处于平衡状态,受到的合力为0N。
故答案为:4N;0N。
18.【答案】相等;减速上升;不能
【解析】【考点】二力平衡条件的应用.
【分析】(1)二力平衡条件:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上;物体处于静止或匀速直线运动状态,受平衡力的作用,根据二力平衡条件进行解答;
(2)四个旋翼的旋转,使吹向下方的风量增加,无人机就会上升,四个旋翼同时意外停转,飞行器不再受向上的升力,由于惯性飞行器还会上升,此时飞行器仍然受重力作用,据此分析其运动状态;
(3)直升机是利用力作用的相互性获得升力的,据此进行分析。
【解答】解:
(1)当直升飞机模型匀速上升和匀速降落时,它都处于平衡状态,受到平衡力作用,旋翼提供升力的大小等于飞机模型的重力,则两种情况下旋翼提供的升力相等;
(2)直升飞机模型竖直爬升过程中,若四个旋翼同时意外停转,飞机模型不再受向上的升力,该飞机模型由于惯性还会上升,在重力的作用下它将立即减速上升;
(3)直升机的机翼在转动时对空气有一个向下的力,由于力的作用是相互的,空气对机翼产生一个向上的力,使其上升;而月球表面没有空气,所以在月球上不能产生升力,直升飞机模型不能悬停在空中。
故答案为:相等;减速上升;不能。
【点评】此题考查了二力平衡条件、惯性等知识的应用,掌握二力平衡条件正确对物体进行受力分析,即能确定平衡力的大小和方向,这是解题的关键。
19.【答案】=;<
【解析】【解答】解:(1)因为两种液体的质量相等,液体对容器底的压强p===,
所以液体对容器底的压强:p甲=p乙,
(2)由图知V甲<V乙,若两种液体的质量相等,由ρ=可知液体密度ρ甲>ρ乙,
A、B下方对容器底的压强:pA下>pB下,因为液体对容器底的压强p甲=pA+pA下,p乙=pB+pB下,
所以A、B两点的压强关系:pA<pB。
故答案为:=;<。
20.【答案】100;不变;等于
【解析】【考点】摩擦力的大小.
【分析】(1)根据二力平衡分析解答;
(2)物体做匀速直线运动时,在水平方向上处于平衡状态,物体受到的拉力大于滑动摩擦力,物体加速运动据此分析。
【解答】解:重为30N的物体A放在粗糙的水平桌面上,质量为10kg的物体B利用细线绕过定滑轮(滑轮光滑)与物体A相连。当用竖直向下的力F作用在物体A上时。物体A、B组成的系统处于静止状态,拉力与物体A受到的静摩擦力二力平衡,此时水平桌面对物体A的摩擦力为:f=F=GB=mBg=10kg×10N/kg=100N;
当物体A在水平方向做加速直线运动时,物体A对桌面的压力和物体A与桌面的粗糙程度不变,在物体A速度逐渐增大时受到的滑动摩擦力不变;
细线对物体A的拉力和物体A对细线的拉力是一对相互作用力,大小相等。
故答案为:100;不变;等于。
【点评】本题主要考查了摩擦力、二力平衡的知识,常见题目。
21.【答案】(1)=;(2)2。
【解析】【解答】解:(1)由图乙的v﹣t图象可知,在0 2s内,物体速度为零,物体处于静止状态,则物体受到的阻力和推力是一对平衡力,即阻力等于推力。
(2)由F﹣t图象可知,4s~6s内的推力F′=2N,由v﹣t图象可知,物体以v=4m/s的速度做匀速直线运动,处于平衡状态,则此时物体受到的摩擦力f=F′=2N;
由v﹣t图象可知,2s~4s内物体做变速直线运动,因为滑动摩擦力只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与运动的速度无关,所以,物体受到的滑动摩擦力不变,则第2s~4s时受到的摩擦力仍然为2N。
故答案为:(1)=;(2)2。
三、探究题
22.【答案】(1)使小车到达斜面底端时的速度相同;(2)木板;(3)B
【解析】【解答】解:(1)用同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下是为了使小车到达斜面底端时的速度相同,采用的方法是控制变量法;
(2)接触面越光滑,摩擦力越小,因此小车在木板表面上受到摩擦力最小,小车速度减小的最慢;
(3)由记录的数据可见,受到的摩擦力越大,小车的速度减小的越快,因此证明了物体运动不需要力,
力可以改变物体的运动状态。牛顿第一定律是无法直接用实验证明的,它是在大量实验的基础上通过推理得出的,因此这个实验不能证明牛顿第一定律。
故答案为:(1)使小车到达斜面底端时的速度相同;(2)木板;(3)B。
23.【答案】故答案为:(1)匀速直线运动;等于;(2)在接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大;
(3)2、3;(4)3;(5)水平向右;2.8;不需要木板做匀速直线运动,便于实验操作;(6)2.8。
【解析】【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)(3)影响摩擦力的因素由压力和接触面的粗糙程度,要探究滑动摩擦力的大小跟压力大小的关系时采用的是控制变量法,据此分析,得出结论;
要探究滑动摩擦力的大小跟接触面粗糙程度的关系时采用的是控制变量法,据此分析;
根据影响滑动摩擦力大小的因素分析;
(4)根据图丙分析各段的运动情况,根据图乙分析出拉力的大小,根据影响摩擦力的因素分析出摩擦力的大小;
(5)对物体受力分析得出摩擦力的方向;
水平匀速拉动木块时,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,看清分度值读出示数;
木块与弹簧测力计静止不动,不需要控制木板做匀速直线运动,便于实验操作,便于弹簧测力计读数;
(6)影响摩擦力的因素由压力和接触面的粗糙程度,与受力面积无关。
【解答】解:(1)只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,拉力大小才等于摩擦力的大小,实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,根据二力平衡知识,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力;
(2)由1、2两次接触面粗糙程度相同,压力不同,是探究滑动摩擦力的大小跟压力大小的关系,故可以得出:在接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大;
(3)要探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,需要控制压力相同,改变接触面的粗糙程度,图2、3两次符合要求。
(4)有图丙知:2~6s物体做匀速运动,此时物体处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图乙知此过程的拉力为3N,所以滑动摩擦力为3N;
6~8s物体做减速运动,但由于压力的接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为3N,故第7s时,摩擦力为3N;
(5)木块处于静止状态,受到平衡力的作用,拉力和摩擦力大小相等,方向相反,
因测力计对木块的拉力方向水平向左,故木块受到的摩擦力方向为水平向右;
弹簧测力计分度值为0.1N,此时示数为2.8N,即拉力为2.8N,故滑动摩擦力为2.8N;
改进后,木块与弹簧测力计固定不动,拉动木板运动,该实验设计的优点是:一方面,不需要木板做匀速直线运动,便于实验操作,另一方面,由于测力计静止便于读数;
(6)小芳在作图丁实验时,拉动木板没有及时停下来,当木块有七分之一滑出木板表面的时候,由于压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为摩擦力大小为2.8N。
故答案为:(1)匀速直线运动;等于;(2)在接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大;
(3)2、3;(4)3;(5)水平向右;2.8;不需要木板做匀速直线运动,便于实验操作;(6)2.8。
【点评】本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查实验原理及控制变量法的运用和影响滑动摩擦力大小的两个因素,体现了对过程和方法的考查。
24.【答案】(1)B;相平;(2)不漏气;(3)随液体深度增加而增大;(4)错误;没有控制液体的深度相等;(5)左。
【解析】【解答】解:(1)安装后,小华发现U形管内液面左低右高如图甲所示,说明软管内气体压强和外界气压不相等,需要重新安装软管,使U形管左右两侧液面相平。摇晃U 形管,不能改变软管内气体压强,不能改变高度差;往左侧管中加入适量红墨水,不能操作,不能消除U形管的高度差,故A和C错误,B正确。
(2)使用前应检查装置是否漏气,用手指轻按金属盒上的橡皮膜,如果U形管中液面升降灵活,说明装置不漏气。
(3)小华将探头放入水中,并逐渐增大探头在水中的深度,发现U形管两侧液面高度差逐渐变大,说明液体产生的压强变大,实验得到同种液体的压强随液体深度增加而增大。
(4)液体的深度是指橡皮膜到液面的距离,图乙和丁很明显看出橡皮膜所在的深度不相等,无法探究液体内部压强跟液体密度的关系,故操作错误,是因为没有控制液体的深度相等。
(5)如图戊所示,U形管两侧液体产生的压强和软管内气体压强之和相等,由于U形管左侧液面低,U形管左侧液体压强小,左侧软管气体压强大,所以左侧容器液体产生的压强大。
故答案为:(1)B;相平;(2)不漏气;(3)随液体深度增加而增大;(4)错误;没有控制液体的深度相等;(5)左。
25.【答案】(1)压力;(2)不成立;(3)0;不可以,理由:压力减小为0,摩擦力减小为0,不能改变汽车的运动状态。
【解析】【考点】力作用的相互性.
【分析】(1)路面与车之间的相互作用力可以通过对电子秤的压力显示;
(2)根据表格中的数据分析得出结论;
(3)根据表格数据进行科学推理,当速度足够大,压力可以减小到0,因而没有摩擦力,据此分析可能出现的现象。
【解答】解:(1)电子秤显示了上方压力的大小引起的示数变化,先测出小球静止时对电子秤的压力来反映小球与弧面顶部相互作用力F的大小。
(2)在秤上安放弧面支架并调零,将小球从轨道的A点由静止释放,沿轨道经弧面运动到右侧轨道,记录小球通过弧面顶部O点时小球与弧面的作用力F,再依次将小球从高于A点的B、C、D点由静止释放,由于小球释放位置升高,具有的重力势能增大,下滑后获得动能增大,速度逐渐变大,而对应的示数逐步减小,说明压力逐渐减小,因而小明的猜想不成立。
(3)根据上述实验知,速度越大,路面与车之间的相互作用力越小,当速度足够大时,相互作用力减小为0,则压力为0,显示的示数为0,因而汽车与地面的摩擦力减小为0,不可以紧急刹车避让,容易出现危险。
故答案为:(1)压力;(2)不成立;(3)0;不可以,理由:压力减小为0,摩擦力减小为0,不能改变汽车的运动状态。
26.【答案】故答案为:(1)左;(2)小于;(3)
【解析】【分析】一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,惯性的大小只与物体的质量有关,据此分析。
【解答】解:(1)图甲中,推动容器向右运动的瞬间,细线上端和容器一起向右运动,由于乒乓球具有惯性,仍保持原有的静止状态,于是乒乓球向左摆动;
(2)由于惯性大小与物体的质量有关,质量越大,物体的惯性越大,运动状态越不容易改变,因此,当容器运动时,细线偏离竖直方向的最大角度不同,实心铁球摆动的角度更大,即α小于β;
(3)由于惯性大小与物体的质量有关,质量越大,物体的惯性越大;当容器向左运动时,容器内的水由于惯性保持原来的运动状态,会向右运动,由于同体积的水比乒乓球的质量大、惯性大,所以在水的挤压下,乒乓球向左摆动;而同体积的水比实心铁球的质量小、惯性小,所以铁球由于惯性仍保持原来的运动状态,形成向后摆的效果,故两球的摆动情况如图所示:
故答案为:(1)左;(2)小于;(3)见上图。
四、综合题
27.【答案】(1)相互的;运动状态;(2)竖直向下;(3)125kg。
【解析】【考点】重力及其方向;重力的大小;力的作用效果;力作用的相互性.
【分析】(1)力的作用是相互的,力可以改变物体的运动状态;
(2)重力的方向总是竖直向下的;
(3)根据题意,利用重力公式计算即可。
【解答】解:(1)火箭发射升空是利用了力的作用是相互的原理;探测器成功完成火星捕获时,其运动方向发生改变,此时它是非平衡状态,这说明了力可以改变物体的运动状态。
(2)物体放在火星上由于受到火星的吸引而产生重力,所以火星上的物体受到的重力也是竖直向下。
(3)物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的0.4倍,在地球上50kg物体的重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N,在地球表面最多能举起50kg物体的人,在火星表面最多能举起物体的质量为m'125kg。
故答案为:(1)相互的;运动状态;(2)竖直向下;(3)125kg。
28.【答案】(1)增大;
(2)电动微单车充满电后,能以最高时速匀速行驶0.8小时,共行驶了20km;
(3)装有电动微单车的包装箱总质量为20千克,平放在水平地面上时对地面的最小压强是250Pa。
【解析】【考点】压强的计算;速度公式及其应用;增大或减小摩擦力的方法.
【分析】(1)增大摩擦的方法:在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;在接触面粗糙程度一定时,增大压力;
(2)根据s=vt计算行驶的路程;
(3)该包装箱长和宽的乘积为最大面积,根据G=mg计算包装箱的总重力,包装箱对地面的压力等于总重力,根据p=计算压强。
【解答】解:(1)微单车轮胎上的复杂纹路,是在压力一定的情况下,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的;
(2)该微单车以最高时速匀速行驶0.8h行驶的路程为:
s=vt=25km/h×0.8h=20km;
(3)由压强公式p=知,压力一定时,接触面积越大,对地面的压强越大,则包装箱与地面的最大接触面积为S=1m×0.8m=0.8m2,
包装箱对地面的压力F=G=mg=20kg×10N/kg=200N,
对地面的最小压强为:
p===250Pa。
答:(1)增大;
(2)电动微单车充满电后,能以最高时速匀速行驶0.8小时,共行驶了20km;
(3)装有电动微单车的包装箱总质量为20千克,平放在水平地面上时对地面的最小压强是250Pa。
29.【答案】D;C
【解析】【考点】压强大小的比较.
【分析】(1)由题意可知两正方体的质量关系,根据图象可知两正方体的体积和底面积关系,根据ρ比较密度关系,根据p比较原来两者对水平地面的压强关系;若在两个正方体的上面,沿水平方向分别截去高度相同的一部分,根据均匀实心正方体对水平地面的压强pρhg分析减小的压强关系,然后得出剩余部分对水平地面的压强关系;
(2)知道原来两正方体对水平地面的压强关系,沿竖直方向截去厚度相等的部分后,则剩余部分的密度和高度不变,根据p=ρhg分析剩余部分的压强关系。
【解答】解:
(1)由题意可知,甲、乙两个均匀实心正方体的质量相等,即m甲=m乙,由图可知,V甲<V乙,S甲<S乙,
由ρ可知,两者的密度关系为ρ甲>ρ乙,因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,由p可知,原来对水平地面的压强关系p甲>p乙,
若在两个正方体的上面,沿水平方向分别截去高度相同的一部分,
因均匀实心正方体对水平地面的压强pρhg,所以,
减小的压强关系为Δp甲>Δp乙,则剩余部分对水平地面的压强分别为:p甲′=p甲﹣Δp甲,p乙′=p乙﹣Δp乙,又因p甲>p乙,Δp甲>Δp乙,
所以“小减小、大减大”其结果无法判断,即无法判断剩余部分对水平地面的压强p甲′和p乙′的大小关系,可能p甲<p乙、也可能p甲=p乙、也可能p甲>p乙,故D正确;
(2)原来对水平地面的压强关系p甲>p乙,沿竖直方向截去厚度相等的部分后,则剩余部分的密度和高度不变,由p=ρhg可知,剩余部分对水平地面的压强不变,则p甲>p乙,故C正确。
故选:D;C。
30.【答案】0.2 2
【解析】【考点】弹簧伸长量与拉力的关系.
【分析】分析图像弹力的变化可知两弹簧上端点的距离,根据胡克定律分析弹力大小。
【解答】解:从图乙和图丙可知,在0~0.2米范围内只有大弹簧产生弹力,在0.2~0.3米范围内,弹力是这两根弹簧产生的,则当两根弹簧均处于自由状态时,它们的上端点之间的距离x=0.2米。已知弹簧的弹力与压缩量成正比,由图丙可知,大弹簧每被压缩0.1米,产生弹力1牛,则当Δl=0.3米时,大弹簧产生3牛的弹力,此时小弹簧的压缩量Δl'=0.1米,产生的弹力为F=5N﹣3N=2N。
【答案】0.2 2
五、计算题
31.【答案】(1)飞机在这2h内水平飞行的路程为600km;
(2)飞机水平匀速飞行时受到的升力为4×105N;
(3)飞机静止在水平地面时对地面的压强为1×105Pa。
【解析】解:(1)由v=S/t可得,飞机在这2h内水平飞行的路程:
s=vt=300km/h×2h=600km;
(2)因飞机水平匀速飞行时处于平衡状态,竖直方向受到的升力和自身的重力是一对平衡力,所以,飞机水平匀速飞行时受到的升力:F=G=mg=40×103kg×10N / kg=4×105N;
(3)飞机静止在水平地面时对地面的压力:F压=G=mg=40×103kg×10N/ kg=4×105N,
对地面的压强: P=F压/s=4×105/4m2=1×105Pa。
答:(1)飞机在这2h内水平飞行的路程为600km;
(2)飞机水平匀速飞行时受到的升力为4×105N;
(3)飞机静止在水平地面时对地面的压强为1×105Pa。
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