【精品解析】湖南省长沙市宁乡市宁乡市西部乡镇2025-2026学年八年级下学期5月期中物理试题

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湖南省长沙市宁乡市宁乡市西部乡镇2025-2026学年八年级下学期5月期中物理试题
1.立德学校开展飞机模型制作大赛,要让飞机获得升力,如图所示,机翼横截面的形状应设计成(  )
A. B.
C. D.
2.下列物体中没有受到浮力的是(  )
A. 正在上升的热气球
B. 浮在死海上面的人
C. 在太空中遨游的空间站
D. 在海面上行驶的舰艇
3.下列关于弹簧测力计的使用方法,正确的是(  )
A.使用前不需要调零,直接测量即可
B.测量时,拉力方向必须与弹簧轴线方向一致
C.可以测量超过量程的力
D.读数时,视线可以不与指针相平
4.以下是小明对一些物理量的估测,其中最符合实际的是(  )
A.一枚鸡蛋的质量约为50g B.一个中学生的体重约为50N
C.教室内的大气压约为1500Pa D.人正常步行的速度约为5m/s
5.龙舟在平静的水面上匀速直线行驶,下列说法正确的是(  )
A.龙舟受到的合力不为0N B.龙舟受到的合力为0N
C.龙舟只受到浮力的作用 D.龙舟只受到重力的作用
6.如图所示,质量与底面积相同且厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量和深度均相等的甲、乙、丙三种不同液体,放在水平桌面上,下列说法正确的是(  )
A.甲液体密度最大
B.甲液体所在容器对桌面压强最大
C.三容器底部所受液体的压强大小相等
D.甲液体对容器底部的压力最小
7.如图所示,放在同一水平桌面上的两个容器分别装有相同高度的纯水和盐水(),下面关于液体中a、b、c三点(其中b、c两点在同一水平面上)压强大小关系说法正确的是(  )
A. B. C. D.
8.小明生日时朋友送了他一个精美的金属球,小明想知道这个金属球是什么物质制作的,他利用电子秤进行了如图所示的测量。下列相关说法不正确的是(  )
A.金属球的体积为
B.金属球的密度为
C.在乙图中金属球受到的浮力是
D.测量过程中由于金属球沾水导致所测密度不准确
9.如图所示,把四个质量分布均匀的圆柱体用几种不同的方法切去圆柱体体积的一半,剩余的一半留在水平桌面上。切割后,对桌面的压强不变的是(  )
A. B. C. D.
10.对于下列四个实验情景中的描述,说法正确的是(  )
A.图甲:在测量小车平均速度的实验中,斜面坡度越大越有利于完成实验
B.图乙:逐渐抽取玻璃罩内的空气,罩内的铃声逐渐减小,说明声音能在真空中传播
C.图丙:通过压强计U形管两侧的液面高度差的大小可以反映橡皮膜所受压强的大小
D.图丁:将小车扭转一个角度,松手后小车转动,探究二力平衡是否作用在同一直线上
11.在两个相同溢水杯中装满不同的液体A、B,将质量相等的甲、乙两球轻轻放入两种液体中,静止时如图所示。已知甲、乙两球排开液体的重力相等,下列判断正确的是(  )
A.乙球所受浮力大于甲球所受浮力
B.A液体的密度大于B液体的密度
C.A液体对杯底的压强小于B液体对杯底的压强
D.甲球对杯底的压力等于乙球对杯底的压力
12.中国制造的“和平方舟”号大型医院船,被誉为守卫和平的友谊使者。“和平方舟”号满载时的排水量约为吨,满载时所受浮力为   N。某次执行任务过程中,“和平方舟”号由大西洋驶入海水密度更小的印度洋,受到的浮力   ,其吃水深度   (以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
13.抛出去的铅球虽不再受到手的推力,但还能在空中飞行,是因为铅球具有   ,它沿曲线落向地面,是因为受到   作用。
14.如图所示,木块在水平向右的力和水平向左的力的作用下向右做匀速直线运动,其中,若同时撤去、,则木块由于   会继续向右运动,此时木块在水平方向上受到的合力的大小为   。
15.   实验证明了大气压存在且很大;船闸是   知识应用的实例。
16.图中木块静止在光滑斜面上,请画出木块所受力示意图。
17.如图所示为传送带将快递箱A运送的示意图,请在图中画出快递箱A静止时受到的重力和摩擦力的示意图。
18.利用如图所示装置“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)弹簧测力计是利用   原理测量摩擦力大小的。用弹簧测力计拉着木块做   运动,测出拉力大小等于滑动摩擦力大小。
(2)根据甲、乙两图实验现象可得到结论:滑动摩擦力的大小与   有关。
(3)建议跑步时要穿鞋底花纹较深的运动鞋,   两图的实验说明了原因。
(4)小组同学对实验装置进行了改动,如图丁所示,请你简要说明装置改进后的优点   (写出一条即可)。
19.小明同学用如图所示的微小压强计来探究影响液体内部压强大小的因素:
(1)小明发现U形管两侧液面不相平,于是取下软管,待液面相平后,再将软管装回,他发现(  )
A.与软管连接侧液面高 B.U形管两液面相平
C.与软管连接侧液面低 D.无法判断
(2)实验前,用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面不发生变化,这说明该装置   (选填“漏气”或“不漏气”);
(3)此实验通过   来反映液体内部压强的大小;
(4)实验时,小明将探头放入水下,U形管两侧水面高度差为20cm,此时U形管内外的气压差为   Pa;(g取,)
(5)正确操作后,分析   三图的实验现象,可以得出结论:同种液体的同一深度处,液体向各个方向的压强相同;比较C、D两图,可以得出结论   ;
(6)在探究液体内部压强与液体密度的关系时,发现使用水和盐水进行实验时,U形管两侧液面高度差变化不明显,此时可采取的改进措施是   。(答出一种即可)
20.智能技术给人们生活带来便利。某扫地机器人重力为20N,静止时它与水平地面的接触面积为。()求:
(1)机器人的质量;
(2)此时它对水平地面的压强。
21.甲、乙为两个相同轻质薄壁柱形容器,容器高度为0.8m,甲中有2kg的水,乙中A液体的质量为m,底面积为S0。
(1)求甲中水的体积V甲;
(2)乙对地面的压强p乙。
(3)若甲中水的深度为0.6m,乙中再加入A液体,使甲乙液体对容器底部的压强相等,求乙液体的密度范围。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】飞机升力来源于流体压强与流速的关系:流体流速越大的位置,压强越小,机翼上下的压强差就能产生向上的升力。
AB.图中物体上下表面形状对称,空气流过上下表面时流速相等,不会产生压强差,因此无法获得升力,故AB不符合题意;
C.该形状为上凸下平的结构,空气流过时,上方空气流速更大、压强更小,下方空气流速更小、压强更大,由此形成向上的压强差,最终产生向上的升力,故C符合题意;
D.该形状为下凸上平,空气流过下表面时流速更大、压强更小,上表面流速更小、压强更大,会形成向下的压强差,产生向下的压力,无法产生向上的升力,故D不符合题意。
故选C。
【分析】压强和流速的关系:压强越大,流速越小,应用为飞机机翼上凸,空气流速快,导致压强较小,形成向上的升力。
2.【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】浮力产生的原因是浸在液体或气体中的物体,受到向上和向下的压力差。
A、正在上升的热气球浸在空气中,受到空气的浮力,故A错误;
B、浮在死海上面的人浸在海水中,受到海水的浮力,故B错误;
C、太空中属于真空环境,没有液体和气体,不存在压力差,空间站不受浮力,故C正确;
D、海面上行驶的舰艇浸在海水中,受到海水的浮力,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、热气球依靠空气浮力升空,浸在气体中会受到浮力;
B、漂浮在液面的物体一定受到液体的浮力;
C、浮力的产生需要液体或气体,真空环境下没有浮力;
D、舰艇漂浮在海面,受到海水向上的浮力。
3.【答案】B
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】A.弹簧测力计在使用前,需要先将指针调整到零刻度线的位置,如果使用前指针没有对准零刻度,最终得到的测量结果是不准确的,因此A错误;
B.测量时,让拉力的方向和弹簧的轴线方向保持一致,能够避免弹簧和测力计外壳之间产生不必要的摩擦,从而减小测量误差,因此B正确;
C.如果用弹簧测力计测量超出它量程的力,会造成弹簧测力计损坏,因此C错误;
D.读数时,视线需要和弹簧测力计指针所在位置相平,如果俯视或者仰视读数,会让测量结果偏大或者偏小,因此D错误。
故选B。
【分析】弹簧测力计:使用前弹簧测力计竖直调零,分度值为0.2N,重力方向竖直向下,据图读数,且在使用过程中拉力的方向和弹簧的轴线方向保持一致。
4.【答案】A
【知识点】质量及其特性;速度与物体运动;重力及其大小的计算;大气压强的存在
【解析】【解答】A. 通常10枚普通鸡蛋的总质量大约是500g,因此单枚鸡蛋的质量约为50g,故A正确;
B.一名普通中学生的质量约为50kg,体重计算可得,远大于50N,故B错误;
C.标准大气压的数值约为,教室内的气压接近标准大气压,数值远大于1500Pa,故C错误;
D.人正常步行的速度大约在区间内,远大于正常步行的速度范围,故D错误。
故选A。
【分析】1、熟悉生活中常见的物体质量,如一枚鸡蛋为50g,中学生质量为50kg,
2、标准大气压的数值约为,
3、识记生活中常见的速度、心跳一分钟70次,走路的速度1.2m/s。
5.【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算;平衡状态的判断;浮力及其产生原因
【解析】【解答】AB.龙舟做匀速直线运动,属于平衡状态,处于平衡状态的物体所受合力为0,因此A错误,B正确;
CD.龙舟在竖直方向上受到重力与浮力,在水平方向上受到牵引力和摩擦力,一共四个力,这四个力互相平衡,因此CD错误。
故选B。
【分析】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,合力为0.
6.【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;压强大小比较;压强的大小及其计算
【解析】【解答】A、三种液体质量相等,甲液体体积最大,根据密度公式, 可知三种液体密度关系,故A错误;
B、容器质量和液体质量均相等,总重力相等,容器底面积相同,根据,三个容器对桌面的压强相等,故B错误;
C、三种液体深度相同,但密度不同,根据液体压强公式,容器底部受到的液体压强不相等,故C错误;
D、甲液体密度最小,深度与其他液体相同,根据,甲液体对容器底部的压强最小;又因为容器底面积相同,根据,甲液体对容器底部的压力最小,故D正确;
故答案为:D。
【分析】A:考查密度的计算,质量相同时,体积越大,密度越小;
B:考查固体压强的计算,容器对桌面的压力等于总重力,总重力相等、底面积相等时,压强相等;
C:考查液体压强的计算,液体压强与液体密度和深度有关,深度相同时,密度不同则压强不同;
D:考查液体压力的计算,先根据液体密度和深度判断压强大小,再结合底面积判断压力大小。
7.【答案】D
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】根据液体压强公式 分析:
对于a、b两点:在同一液体(纯水)中,密度相同,a点的深度小于b点的深度(),因此 ;
对于b、c两点:深度相同(同一水平面),但盐水的密度大于纯水的密度(),因此 ;
综上,三点压强关系为 ,故D正确,ABC错误。
故答案为:D。
【分析】利用液体压强公式,分两步对比:先在同种液体中比较不同深度的压强,再在相同深度下比较不同液体密度的压强,从而确定三点压强的大小关系。
8.【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理
【解析】【解答】A.首先计算排开水的质量:
金属球的体积等于排开水的体积,因此:,故A正确,不符合题意;
B.计算金属球的密度可得:,故B正确,不符合题意;
C.根据阿基米德原理,金属球受到的浮力等于排开水的重力,因此:,故C正确,不符合题意;
D.若金属球取出时带走了一部分水,被带走的这部分水原本就属于对应金属球体积的排开水量,在我们的计算中,天平示数减少的部分已经被计入排开水的总质量中,因此最终测得的密度结果依然准确,不会偏小,故D错误,符合题意。
故选D。
【分析】密度的计算:公式为;
阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
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。
9.【答案】B
【知识点】压强大小比较;压强的大小及其计算
【解析】【解答】均匀圆柱体竖直切割时,压力与受力面积同比例减半,根据公式,压强保持不变;选项B为竖直切割,压强不变,故B正确;A、C、D为斜切或非竖直切割,压力与受力面积的变化比例不同,压强会发生改变,故A、C、D错误。
故答案为:B。
【分析】根据压强公式,分析切割方式对压力和受力面积的影响;竖直切割时,压力和受力面积同比例减小,压强不变;斜切或非竖直切割时,压力和受力面积的变化比例不同,压强改变,据此判断各选项的正误。
10.【答案】C,D
【知识点】测量物体运动的平均速度;探究二力平衡的条件;探究液体压强的特点实验;声音的传播条件
【解析】【解答】A.在测量小车平均速度的实验中,若斜面的坡度越大,小车下滑的速度会越快,下滑运动的时间也就越短,很难对时间进行准确测量,会带来更大的实验误差,因此选择较小的坡度更方便完成实验测量,故A错误;
B.实验中逐渐抽出玻璃罩内的空气后,罩内传出的铃声响度会逐渐减小,我们结合这一现象通过科学推理可以得到结论:声音的传播需要介质,真空无法传声,故B错误;
C.在探究液体内部压强规律的实验中,用到了转换法:我们无法直接观察橡皮膜受到的压强大小,所以通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强的大小,液面高度差越大,就说明橡皮膜受到的压强越大,故C正确;
D.探究二力平衡条件的实验中,我们将小车扭转一个角度后,小车受到的两个拉力仍然大小相等、方向相反,但两个拉力不再作用在同一直线上,松手后小车会发生转动,无法保持平衡状态,这个操作的目的就是探究二力平衡时,两个力是否需要作用在同一直线上,故D正确。
因此选CD。
【分析】1、小车平均速度的实验原理是v=s/t计算求解,所用的工具为刻度尺和停表,为了使测量的数据更加准确,应该测量小车运动时间,所以选择较缓的斜坡;
2、声音产生是由物体振动产生,通过介质(固体、液体、气体)中传播,不能在真空中传播;
3、转换法:在物理实验中,某些物理量(动能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如用通过观察U型管两边液面的高度差来表示探头处液体压强的大小,高度差越大,压强越大;
4、在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个力方向 相反,调整砝码数量改变拉力大小, 为了探究平衡力是否在同一直线上,进行如下操作:当小卡片平衡后,小华将卡片 旋转 为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡 ,将卡片 一剪为二
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。
11.【答案】B,D
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;压力差法测浮力
【解析】【解答】A.根据阿基米德原理,题目已知甲、乙排开液体的重力相等,因此甲、乙两球受到的浮力大小相等,故A错误;
B.由图可以得到,甲球排开A液体的体积小于乙球排开B液体的体积,已经得出甲、乙两球所受浮力相等,结合浮力公式变可得,浮力相同,排开液体体积越小,液体密度越大,因此A液体的密度大于B液体的密度,故B正确;
C.已知两个烧杯中A、B液体的高度相同,A液体的密度大于B液体的密度,根据液体压强公式可知,密度越大,液体对杯底的压强越大,因此A液体对杯底的压强大于B液体对杯底的压强,故C错误;
D.甲、乙两球质量相等,因此两球的重力$G=mg$相等,同时两球所受浮力也相等,球对容器底的压力等于自身重力减去受到的浮力,即,因此甲球对杯底的压力等于乙球对杯底的压力,故D正确。
故选BD。
【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、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;
3、称重法测量物体浮力:先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力,
4、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。
12.【答案】;不变; 变大
【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,处于漂浮状态的轮船满载时,受到的浮力大小等于排开水的重力。排水量指的就是排开水的质量,即
由此可以计算出浮力大小:
因为轮船始终处于漂浮状态,浮力始终等于自身的总重力,当轮船从大西洋驶入印度洋后,轮船自身的总重力没有发生改变,所以轮船受到的浮力大小不变;根据阿基米德原理公式,浮力保持不变,而印度洋海水的密度比大西洋更小,因此轮船排开海水的体积会增大,对应的轮船吃水深度也就变大了。
【分析】1、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;
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
3、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。
13.【答案】惯性;重力
【知识点】重力及其大小的计算;惯性及其现象
【解析】【解答】 在被抛出出手前,铅球已经获得了一定的运动速度,离开人手后,铅球因为惯性,会保持原有的运动状态继续运动,因此可以在空中继续向前飞行。
在地球附近的一切物体,都始终会受到竖直向下的重力作用。当铅球在空中飞行时,重力会不断改变铅球的运动状态,因此铅球最终会沿曲线落到地面上。
【分析】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;
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。
14.【答案】惯性;
【知识点】惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】 木块在水平向右的力F1和水平向左的力F2的作用下向右做匀速直线运动,则木块开始在水平方向受三个力而平衡,已知F2<F1,因为匀速直线运动时合力为0,所以除了F1和F2以外,水平方向还受到向左的摩擦力f,根据受力平衡;F1=F2+f,
因此滑动摩擦力的大小f=F1-F2;
若同时撤去F1、F2,则木块由于惯性要保持原来的运动状态会继续向右运动;
因此木块在水平方向只受到摩擦力f的作用,木块在水平方向受到的合力:
F合=f=F1-F2。
故答案为:惯性;F1-F2。
【分析】 (1)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;
(2)对物体进行受力分析,由力的合成可得出摩擦力的大小;撤去一个拉力后,根据另一拉力与摩擦力的关系判断物体是否处于平衡状态,则可求出木块受到的合力。
15.【答案】马德堡半球;连通器
【知识点】连通器原理及其应用;大气压强的存在
【解析】【解答】马德堡半球实验是经典的验证实验,它直观证明了大气压确实存在,并且大气压的数值很大:实验中将两个半球内部的空气抽出后,需要用非常大的力才能将两个半球分开,清晰体现出大气压的存在与大小。
船闸在工作过程中,通过控制闸室分别和上游、下游水道连通,让闸室水位和上下游水位逐步保持相平,以此保障船只顺利通行,是连通器原理应用的典型代表。
【分析】连通器:上端开口相通,或底部相通的容器叫连通器,在连通器的液体保持同一水平,压强相等,应用:茶壶;回水弯管;船闸;
马德堡半球实验验证了大气压的存在。
16.【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;弹力;重力示意图
【解析】【解答】木块A静止在光滑斜面上,不受摩擦力。此时木块受到竖直向下的重力G、垂直于斜面向上斜面的支持力、沿斜面向上弹簧的弹力,作用点都画在物体的重心,受力示意图如图所示:
【分析】对木块受力分析,受重力G方向竖直向下;斜面的支持力F支方向垂直于斜面向上;弹簧的弹力F弹方向沿斜面向上。据此作图。
17.【答案】
【知识点】重力示意图;摩擦力的方向
【解析】【解答】首先从快递箱A的重心位置出发,画一条竖直向下、带箭头的线段,用来表示快递箱A所受的重力;由于快递箱A相对于传送带有向下滑动的趋势,因此快递箱A受到的摩擦力方向沿传送带向上,我们将摩擦力的作用点也取在快递箱A的重心处,再过重心作一条沿传送带向上、带箭头的线段,用来表示快递箱A受到的摩擦力,最终作图结果如下图所示:
【分析】重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心,公式为G=mg。
摩擦力的方向和物体运动方向相反,作用于物体重心。
18.【答案】(1)二力平衡;匀速直线
(2)压力大小
(3)甲丙
(4)不需要控制长木板做匀速直线运动,便于操作
【知识点】增大或减小摩擦的方法;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)实验中需拉动木块做匀速直线运动,此时木块在水平方向上受力平衡,弹簧测力计的拉力与木块受到的滑动摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,因此本实验利用二力平衡原理,通过弹簧测力计示数间接测出滑动摩擦力的大小。
(2)甲、乙两次实验中,接触面的粗糙程度完全相同,仅改变了木块对接触面的压力大小,测得的滑动摩擦力大小不同。由此可得实验结论:当接触面粗糙程度一定时,滑动摩擦力的大小与压力大小有关,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)鞋底加深花纹,是在压力不变的情况下,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力。探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,需控制压力相同、改变接触面粗糙程度,甲、丙两组实验满足该控制变量要求,可用于解释这一生活现象。
(4)丁图的实验装置进行了优化,实验过程中无需拉动长木板做匀速直线运动,只需拉动木板即可,木块始终保持静止状态,受力始终平衡,弹簧测力计示数稳定。该装置的突出优点是:操作简便,无需控制木板匀速运动,且测力计静止便于精准读数。
故答案为:(1)二力平衡;匀速直线;(2)压力大小;(3)甲丙;(4)不需要控制长木板做匀速直线运动,便于操作。
【分析】(1)物体做匀速直线运动时处于平衡状态,水平方向拉力和滑动摩擦力相互平衡、大小相等,这是本实验测量滑动摩擦力的核心原理,无需直接测量摩擦力,可通过拉力示数等效替代。
(2)本实验采用控制变量法,甲、乙实验控制接触面粗糙程度不变,改变压力大小,通过实验数据对比,可验证滑动摩擦力与压力大小的对应关系。
(3)增大接触面粗糙程度可以增大滑动摩擦力,探究该规律时必须保证压力不变,甲、丙实验变量唯一、变量对应,能够准确验证摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
(4)传统实验需匀速拉动木块,操作难度大、示数易波动;改进装置中木块始终静止,不受木板运动状态影响,实验操作更简单,读数更准确、稳定。
(1)[1][2]当木块做匀速直线运动时,木块受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此本实验利用二力平衡原理,通过拉力大小得到滑动摩擦力大小。
(2)甲、乙两图接触面粗糙程度相同,木块对接触面的压力不同,滑动摩擦力不同,因此可得出结论:接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(3)鞋底花纹较深是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,需要控制压力相同、改变接触面粗糙程度,甲、丙两图符合这个条件,能解释该现象。
(4)丁图中木块固定、拉动长木板,木块始终静止,滑动摩擦力始终等于弹簧测力计示数,因此改进后优势:不需要控制长木板做匀速直线运动,操作更简单;或弹簧测力计静止,示数稳定,便于读数。
19.【答案】(1)B
(2)漏气
(3)U形管液面高度差
(4)2000
(5)D、E、F;同种液体,深度越深,液体压强越大
(6)换用密度更小的U形管液体(如酒精或煤油)
【知识点】液体压强计算公式的应用;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)小明观察到U形管两侧液面一开始不相平,将软管取下,待U形管两侧液面相平后再重新安装软管,此时U形管左右两侧液面上方的气压大小相等,因此U形管两侧液面相平。
故选B。
(2)实验开始前需要检查装置的气密性,用手指按压橡皮膜时,如果U形管无法形成液面高度差(即液面不发生变化),说明该装置存在漏气的情况。
(3)本实验运用了转换法,通过U形管两侧液面的高度差来反映液体内部压强的大小,液面高度差越大,代表对应位置的液体压强越大。
(4)根据压强公式,U形管内外的气压差为:
(5)分析D、E、F三幅图,三组实验只有压强探头的朝向不同,最终U形管液面高度差相同,因此可以得到结论:同种液体的同一深度处,液体向各个方向的压强大小相等。
对比C、D两图,两组实验只有压强探头所处的深度不同,C图中探头的深度更大,对应U形管液面高度差也更大,因此可以得到结论:同种液体,深度越深,液体产生的压强越大。
(6)若要让实验现象更明显,可换用密度更小的液体作为U形管内的液体(例如酒精或煤油),在压强差相同的情况下,根据p=ρgh,液体密度越小,得到的液面高度差越大,实验现象更清晰。
【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。
(1)小明发现U形管两侧液面不相平,于是取下软管,待液面相平后,再将软管装回,此时U形管左右液面上方气压相等,故U形管两液面相平。
故选B。
(2)实验前要检查装置的气密性,用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面不发生变化,这说明该装置漏气。
(3)根据转换法,此实验通过U形管液面高度差来反映液体内部压强的大小,高度差越大,说明液体压强越大。
(4)根据,U形管内外的气压差为
(5)[1]分析D、E、F三图,只有探头的朝向不同,U形管液面高度差相同,可得出结论:同种液体的同一深度处,液体向各个方向的压强相同。
[2]比较C、D两图,只有探头所处的深度不同,C图中探头所处的深度较大,U形管液面高度差较大,可得出结论:同种液体,深度越深,液体压强越大。
(6)换用密度更小的U形管液体(如酒精或煤油),使同样的压强差产生更大的高度差;
20.【答案】(1)解:根据重力的变形式可知,机器人的质量。
答: 机器人的质量为2kg。
(2)解:机器人对地面的压力大小等于重力大小,根据压强公式可知,机器人对水平地面的压强。
答: 此时它对水平地面的压强为2000Pa。
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)根据重力公式得出机器人的质量;(2)扫地机器人对水平地面的压力大小等于扫地机器人的重力,根据压强公式求出扫地机器人对水平地面的压强。
(1)机器人的质量
(2)机器人对水平地面的压强
21.【答案】(1)解:甲中水的体积
(2)解:轻质薄壁柱形容器的重力是忽略不计的,乙对地面的压力
乙对地面的压强
(3)解:当甲乙对地面的压强相等时,甲乙对地面的压力相等,甲、乙为两个相同的薄壁柱形容器,所以甲乙两容器内液体的重力相等,即
可得,乙液体的深度越小,密度越大,当乙容器中液体深度为容器高度0.8m时,乙液体的密度最小,故乙液体的最小密度为
由图可知,此时乙液体的深度比水略大,还需再加入A液体才能使甲乙对地面的压强相等,故乙液体的最大
密度应小于水的密度,所以乙液体的密度范围为
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;利用平衡法求液体密度
【解析】【分析】(1) 依托密度定义式,直接代入水的质量、密度求体积。
(2) 固体压强,轻质容器压力等于液体自重,由此推导对地压强表达式。
(3) 柱形容器液体压强等效,压强相等则液体重力相等,结合容器最大高度锁定最小密度,结合原图液面高度关系锁定上限密度。
(1)甲中水的体积
(2)轻质薄壁柱形容器的重力是忽略不计的,乙对地面的压力
乙对地面的压强
(3)当甲乙对地面的压强相等时,甲乙对地面的压力相等,甲、乙为两个相同的薄壁柱形容器,所以甲乙两容器内液体的重力相等,即
可得,乙液体的深度越小,密度越大,当乙容器中液体深度为容器高度0.8m时,乙液体的密度最小,故乙液体的最小密度为
由图可知,此时乙液体的深度比水略大,还需再加入A液体才能使甲乙对地面的压强相等,故乙液体的最大
密度应小于水的密度,所以乙液体的密度范围为
1 / 1湖南省长沙市宁乡市宁乡市西部乡镇2025-2026学年八年级下学期5月期中物理试题
1.立德学校开展飞机模型制作大赛,要让飞机获得升力,如图所示,机翼横截面的形状应设计成(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】飞机升力来源于流体压强与流速的关系:流体流速越大的位置,压强越小,机翼上下的压强差就能产生向上的升力。
AB.图中物体上下表面形状对称,空气流过上下表面时流速相等,不会产生压强差,因此无法获得升力,故AB不符合题意;
C.该形状为上凸下平的结构,空气流过时,上方空气流速更大、压强更小,下方空气流速更小、压强更大,由此形成向上的压强差,最终产生向上的升力,故C符合题意;
D.该形状为下凸上平,空气流过下表面时流速更大、压强更小,上表面流速更小、压强更大,会形成向下的压强差,产生向下的压力,无法产生向上的升力,故D不符合题意。
故选C。
【分析】压强和流速的关系:压强越大,流速越小,应用为飞机机翼上凸,空气流速快,导致压强较小,形成向上的升力。
2.下列物体中没有受到浮力的是(  )
A. 正在上升的热气球
B. 浮在死海上面的人
C. 在太空中遨游的空间站
D. 在海面上行驶的舰艇
【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】浮力产生的原因是浸在液体或气体中的物体,受到向上和向下的压力差。
A、正在上升的热气球浸在空气中,受到空气的浮力,故A错误;
B、浮在死海上面的人浸在海水中,受到海水的浮力,故B错误;
C、太空中属于真空环境,没有液体和气体,不存在压力差,空间站不受浮力,故C正确;
D、海面上行驶的舰艇浸在海水中,受到海水的浮力,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、热气球依靠空气浮力升空,浸在气体中会受到浮力;
B、漂浮在液面的物体一定受到液体的浮力;
C、浮力的产生需要液体或气体,真空环境下没有浮力;
D、舰艇漂浮在海面,受到海水向上的浮力。
3.下列关于弹簧测力计的使用方法,正确的是(  )
A.使用前不需要调零,直接测量即可
B.测量时,拉力方向必须与弹簧轴线方向一致
C.可以测量超过量程的力
D.读数时,视线可以不与指针相平
【答案】B
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】A.弹簧测力计在使用前,需要先将指针调整到零刻度线的位置,如果使用前指针没有对准零刻度,最终得到的测量结果是不准确的,因此A错误;
B.测量时,让拉力的方向和弹簧的轴线方向保持一致,能够避免弹簧和测力计外壳之间产生不必要的摩擦,从而减小测量误差,因此B正确;
C.如果用弹簧测力计测量超出它量程的力,会造成弹簧测力计损坏,因此C错误;
D.读数时,视线需要和弹簧测力计指针所在位置相平,如果俯视或者仰视读数,会让测量结果偏大或者偏小,因此D错误。
故选B。
【分析】弹簧测力计:使用前弹簧测力计竖直调零,分度值为0.2N,重力方向竖直向下,据图读数,且在使用过程中拉力的方向和弹簧的轴线方向保持一致。
4.以下是小明对一些物理量的估测,其中最符合实际的是(  )
A.一枚鸡蛋的质量约为50g B.一个中学生的体重约为50N
C.教室内的大气压约为1500Pa D.人正常步行的速度约为5m/s
【答案】A
【知识点】质量及其特性;速度与物体运动;重力及其大小的计算;大气压强的存在
【解析】【解答】A. 通常10枚普通鸡蛋的总质量大约是500g,因此单枚鸡蛋的质量约为50g,故A正确;
B.一名普通中学生的质量约为50kg,体重计算可得,远大于50N,故B错误;
C.标准大气压的数值约为,教室内的气压接近标准大气压,数值远大于1500Pa,故C错误;
D.人正常步行的速度大约在区间内,远大于正常步行的速度范围,故D错误。
故选A。
【分析】1、熟悉生活中常见的物体质量,如一枚鸡蛋为50g,中学生质量为50kg,
2、标准大气压的数值约为,
3、识记生活中常见的速度、心跳一分钟70次,走路的速度1.2m/s。
5.龙舟在平静的水面上匀速直线行驶,下列说法正确的是(  )
A.龙舟受到的合力不为0N B.龙舟受到的合力为0N
C.龙舟只受到浮力的作用 D.龙舟只受到重力的作用
【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算;平衡状态的判断;浮力及其产生原因
【解析】【解答】AB.龙舟做匀速直线运动,属于平衡状态,处于平衡状态的物体所受合力为0,因此A错误,B正确;
CD.龙舟在竖直方向上受到重力与浮力,在水平方向上受到牵引力和摩擦力,一共四个力,这四个力互相平衡,因此CD错误。
故选B。
【分析】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,合力为0.
6.如图所示,质量与底面积相同且厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量和深度均相等的甲、乙、丙三种不同液体,放在水平桌面上,下列说法正确的是(  )
A.甲液体密度最大
B.甲液体所在容器对桌面压强最大
C.三容器底部所受液体的压强大小相等
D.甲液体对容器底部的压力最小
【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;压强大小比较;压强的大小及其计算
【解析】【解答】A、三种液体质量相等,甲液体体积最大,根据密度公式, 可知三种液体密度关系,故A错误;
B、容器质量和液体质量均相等,总重力相等,容器底面积相同,根据,三个容器对桌面的压强相等,故B错误;
C、三种液体深度相同,但密度不同,根据液体压强公式,容器底部受到的液体压强不相等,故C错误;
D、甲液体密度最小,深度与其他液体相同,根据,甲液体对容器底部的压强最小;又因为容器底面积相同,根据,甲液体对容器底部的压力最小,故D正确;
故答案为:D。
【分析】A:考查密度的计算,质量相同时,体积越大,密度越小;
B:考查固体压强的计算,容器对桌面的压力等于总重力,总重力相等、底面积相等时,压强相等;
C:考查液体压强的计算,液体压强与液体密度和深度有关,深度相同时,密度不同则压强不同;
D:考查液体压力的计算,先根据液体密度和深度判断压强大小,再结合底面积判断压力大小。
7.如图所示,放在同一水平桌面上的两个容器分别装有相同高度的纯水和盐水(),下面关于液体中a、b、c三点(其中b、c两点在同一水平面上)压强大小关系说法正确的是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】根据液体压强公式 分析:
对于a、b两点:在同一液体(纯水)中,密度相同,a点的深度小于b点的深度(),因此 ;
对于b、c两点:深度相同(同一水平面),但盐水的密度大于纯水的密度(),因此 ;
综上,三点压强关系为 ,故D正确,ABC错误。
故答案为:D。
【分析】利用液体压强公式,分两步对比:先在同种液体中比较不同深度的压强,再在相同深度下比较不同液体密度的压强,从而确定三点压强的大小关系。
8.小明生日时朋友送了他一个精美的金属球,小明想知道这个金属球是什么物质制作的,他利用电子秤进行了如图所示的测量。下列相关说法不正确的是(  )
A.金属球的体积为
B.金属球的密度为
C.在乙图中金属球受到的浮力是
D.测量过程中由于金属球沾水导致所测密度不准确
【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理
【解析】【解答】A.首先计算排开水的质量:
金属球的体积等于排开水的体积,因此:,故A正确,不符合题意;
B.计算金属球的密度可得:,故B正确,不符合题意;
C.根据阿基米德原理,金属球受到的浮力等于排开水的重力,因此:,故C正确,不符合题意;
D.若金属球取出时带走了一部分水,被带走的这部分水原本就属于对应金属球体积的排开水量,在我们的计算中,天平示数减少的部分已经被计入排开水的总质量中,因此最终测得的密度结果依然准确,不会偏小,故D错误,符合题意。
故选D。
【分析】密度的计算:公式为;
阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
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。
9.如图所示,把四个质量分布均匀的圆柱体用几种不同的方法切去圆柱体体积的一半,剩余的一半留在水平桌面上。切割后,对桌面的压强不变的是(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】压强大小比较;压强的大小及其计算
【解析】【解答】均匀圆柱体竖直切割时,压力与受力面积同比例减半,根据公式,压强保持不变;选项B为竖直切割,压强不变,故B正确;A、C、D为斜切或非竖直切割,压力与受力面积的变化比例不同,压强会发生改变,故A、C、D错误。
故答案为:B。
【分析】根据压强公式,分析切割方式对压力和受力面积的影响;竖直切割时,压力和受力面积同比例减小,压强不变;斜切或非竖直切割时,压力和受力面积的变化比例不同,压强改变,据此判断各选项的正误。
10.对于下列四个实验情景中的描述,说法正确的是(  )
A.图甲:在测量小车平均速度的实验中,斜面坡度越大越有利于完成实验
B.图乙:逐渐抽取玻璃罩内的空气,罩内的铃声逐渐减小,说明声音能在真空中传播
C.图丙:通过压强计U形管两侧的液面高度差的大小可以反映橡皮膜所受压强的大小
D.图丁:将小车扭转一个角度,松手后小车转动,探究二力平衡是否作用在同一直线上
【答案】C,D
【知识点】测量物体运动的平均速度;探究二力平衡的条件;探究液体压强的特点实验;声音的传播条件
【解析】【解答】A.在测量小车平均速度的实验中,若斜面的坡度越大,小车下滑的速度会越快,下滑运动的时间也就越短,很难对时间进行准确测量,会带来更大的实验误差,因此选择较小的坡度更方便完成实验测量,故A错误;
B.实验中逐渐抽出玻璃罩内的空气后,罩内传出的铃声响度会逐渐减小,我们结合这一现象通过科学推理可以得到结论:声音的传播需要介质,真空无法传声,故B错误;
C.在探究液体内部压强规律的实验中,用到了转换法:我们无法直接观察橡皮膜受到的压强大小,所以通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强的大小,液面高度差越大,就说明橡皮膜受到的压强越大,故C正确;
D.探究二力平衡条件的实验中,我们将小车扭转一个角度后,小车受到的两个拉力仍然大小相等、方向相反,但两个拉力不再作用在同一直线上,松手后小车会发生转动,无法保持平衡状态,这个操作的目的就是探究二力平衡时,两个力是否需要作用在同一直线上,故D正确。
因此选CD。
【分析】1、小车平均速度的实验原理是v=s/t计算求解,所用的工具为刻度尺和停表,为了使测量的数据更加准确,应该测量小车运动时间,所以选择较缓的斜坡;
2、声音产生是由物体振动产生,通过介质(固体、液体、气体)中传播,不能在真空中传播;
3、转换法:在物理实验中,某些物理量(动能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如用通过观察U型管两边液面的高度差来表示探头处液体压强的大小,高度差越大,压强越大;
4、在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个力方向 相反,调整砝码数量改变拉力大小, 为了探究平衡力是否在同一直线上,进行如下操作:当小卡片平衡后,小华将卡片 旋转 为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡 ,将卡片 一剪为二
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。
11.在两个相同溢水杯中装满不同的液体A、B,将质量相等的甲、乙两球轻轻放入两种液体中,静止时如图所示。已知甲、乙两球排开液体的重力相等,下列判断正确的是(  )
A.乙球所受浮力大于甲球所受浮力
B.A液体的密度大于B液体的密度
C.A液体对杯底的压强小于B液体对杯底的压强
D.甲球对杯底的压力等于乙球对杯底的压力
【答案】B,D
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;压力差法测浮力
【解析】【解答】A.根据阿基米德原理,题目已知甲、乙排开液体的重力相等,因此甲、乙两球受到的浮力大小相等,故A错误;
B.由图可以得到,甲球排开A液体的体积小于乙球排开B液体的体积,已经得出甲、乙两球所受浮力相等,结合浮力公式变可得,浮力相同,排开液体体积越小,液体密度越大,因此A液体的密度大于B液体的密度,故B正确;
C.已知两个烧杯中A、B液体的高度相同,A液体的密度大于B液体的密度,根据液体压强公式可知,密度越大,液体对杯底的压强越大,因此A液体对杯底的压强大于B液体对杯底的压强,故C错误;
D.甲、乙两球质量相等,因此两球的重力$G=mg$相等,同时两球所受浮力也相等,球对容器底的压力等于自身重力减去受到的浮力,即,因此甲球对杯底的压力等于乙球对杯底的压力,故D正确。
故选BD。
【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、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;
3、称重法测量物体浮力:先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力,
4、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。
12.中国制造的“和平方舟”号大型医院船,被誉为守卫和平的友谊使者。“和平方舟”号满载时的排水量约为吨,满载时所受浮力为   N。某次执行任务过程中,“和平方舟”号由大西洋驶入海水密度更小的印度洋,受到的浮力   ,其吃水深度   (以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】;不变; 变大
【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,处于漂浮状态的轮船满载时,受到的浮力大小等于排开水的重力。排水量指的就是排开水的质量,即
由此可以计算出浮力大小:
因为轮船始终处于漂浮状态,浮力始终等于自身的总重力,当轮船从大西洋驶入印度洋后,轮船自身的总重力没有发生改变,所以轮船受到的浮力大小不变;根据阿基米德原理公式,浮力保持不变,而印度洋海水的密度比大西洋更小,因此轮船排开海水的体积会增大,对应的轮船吃水深度也就变大了。
【分析】1、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;
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
3、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。
13.抛出去的铅球虽不再受到手的推力,但还能在空中飞行,是因为铅球具有   ,它沿曲线落向地面,是因为受到   作用。
【答案】惯性;重力
【知识点】重力及其大小的计算;惯性及其现象
【解析】【解答】 在被抛出出手前,铅球已经获得了一定的运动速度,离开人手后,铅球因为惯性,会保持原有的运动状态继续运动,因此可以在空中继续向前飞行。
在地球附近的一切物体,都始终会受到竖直向下的重力作用。当铅球在空中飞行时,重力会不断改变铅球的运动状态,因此铅球最终会沿曲线落到地面上。
【分析】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;
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。
14.如图所示,木块在水平向右的力和水平向左的力的作用下向右做匀速直线运动,其中,若同时撤去、,则木块由于   会继续向右运动,此时木块在水平方向上受到的合力的大小为   。
【答案】惯性;
【知识点】惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】 木块在水平向右的力F1和水平向左的力F2的作用下向右做匀速直线运动,则木块开始在水平方向受三个力而平衡,已知F2<F1,因为匀速直线运动时合力为0,所以除了F1和F2以外,水平方向还受到向左的摩擦力f,根据受力平衡;F1=F2+f,
因此滑动摩擦力的大小f=F1-F2;
若同时撤去F1、F2,则木块由于惯性要保持原来的运动状态会继续向右运动;
因此木块在水平方向只受到摩擦力f的作用,木块在水平方向受到的合力:
F合=f=F1-F2。
故答案为:惯性;F1-F2。
【分析】 (1)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;
(2)对物体进行受力分析,由力的合成可得出摩擦力的大小;撤去一个拉力后,根据另一拉力与摩擦力的关系判断物体是否处于平衡状态,则可求出木块受到的合力。
15.   实验证明了大气压存在且很大;船闸是   知识应用的实例。
【答案】马德堡半球;连通器
【知识点】连通器原理及其应用;大气压强的存在
【解析】【解答】马德堡半球实验是经典的验证实验,它直观证明了大气压确实存在,并且大气压的数值很大:实验中将两个半球内部的空气抽出后,需要用非常大的力才能将两个半球分开,清晰体现出大气压的存在与大小。
船闸在工作过程中,通过控制闸室分别和上游、下游水道连通,让闸室水位和上下游水位逐步保持相平,以此保障船只顺利通行,是连通器原理应用的典型代表。
【分析】连通器:上端开口相通,或底部相通的容器叫连通器,在连通器的液体保持同一水平,压强相等,应用:茶壶;回水弯管;船闸;
马德堡半球实验验证了大气压的存在。
16.图中木块静止在光滑斜面上,请画出木块所受力示意图。
【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;弹力;重力示意图
【解析】【解答】木块A静止在光滑斜面上,不受摩擦力。此时木块受到竖直向下的重力G、垂直于斜面向上斜面的支持力、沿斜面向上弹簧的弹力,作用点都画在物体的重心,受力示意图如图所示:
【分析】对木块受力分析,受重力G方向竖直向下;斜面的支持力F支方向垂直于斜面向上;弹簧的弹力F弹方向沿斜面向上。据此作图。
17.如图所示为传送带将快递箱A运送的示意图,请在图中画出快递箱A静止时受到的重力和摩擦力的示意图。
【答案】
【知识点】重力示意图;摩擦力的方向
【解析】【解答】首先从快递箱A的重心位置出发,画一条竖直向下、带箭头的线段,用来表示快递箱A所受的重力;由于快递箱A相对于传送带有向下滑动的趋势,因此快递箱A受到的摩擦力方向沿传送带向上,我们将摩擦力的作用点也取在快递箱A的重心处,再过重心作一条沿传送带向上、带箭头的线段,用来表示快递箱A受到的摩擦力,最终作图结果如下图所示:
【分析】重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心,公式为G=mg。
摩擦力的方向和物体运动方向相反,作用于物体重心。
18.利用如图所示装置“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)弹簧测力计是利用   原理测量摩擦力大小的。用弹簧测力计拉着木块做   运动,测出拉力大小等于滑动摩擦力大小。
(2)根据甲、乙两图实验现象可得到结论:滑动摩擦力的大小与   有关。
(3)建议跑步时要穿鞋底花纹较深的运动鞋,   两图的实验说明了原因。
(4)小组同学对实验装置进行了改动,如图丁所示,请你简要说明装置改进后的优点   (写出一条即可)。
【答案】(1)二力平衡;匀速直线
(2)压力大小
(3)甲丙
(4)不需要控制长木板做匀速直线运动,便于操作
【知识点】增大或减小摩擦的方法;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)实验中需拉动木块做匀速直线运动,此时木块在水平方向上受力平衡,弹簧测力计的拉力与木块受到的滑动摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,因此本实验利用二力平衡原理,通过弹簧测力计示数间接测出滑动摩擦力的大小。
(2)甲、乙两次实验中,接触面的粗糙程度完全相同,仅改变了木块对接触面的压力大小,测得的滑动摩擦力大小不同。由此可得实验结论:当接触面粗糙程度一定时,滑动摩擦力的大小与压力大小有关,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)鞋底加深花纹,是在压力不变的情况下,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力。探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,需控制压力相同、改变接触面粗糙程度,甲、丙两组实验满足该控制变量要求,可用于解释这一生活现象。
(4)丁图的实验装置进行了优化,实验过程中无需拉动长木板做匀速直线运动,只需拉动木板即可,木块始终保持静止状态,受力始终平衡,弹簧测力计示数稳定。该装置的突出优点是:操作简便,无需控制木板匀速运动,且测力计静止便于精准读数。
故答案为:(1)二力平衡;匀速直线;(2)压力大小;(3)甲丙;(4)不需要控制长木板做匀速直线运动,便于操作。
【分析】(1)物体做匀速直线运动时处于平衡状态,水平方向拉力和滑动摩擦力相互平衡、大小相等,这是本实验测量滑动摩擦力的核心原理,无需直接测量摩擦力,可通过拉力示数等效替代。
(2)本实验采用控制变量法,甲、乙实验控制接触面粗糙程度不变,改变压力大小,通过实验数据对比,可验证滑动摩擦力与压力大小的对应关系。
(3)增大接触面粗糙程度可以增大滑动摩擦力,探究该规律时必须保证压力不变,甲、丙实验变量唯一、变量对应,能够准确验证摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
(4)传统实验需匀速拉动木块,操作难度大、示数易波动;改进装置中木块始终静止,不受木板运动状态影响,实验操作更简单,读数更准确、稳定。
(1)[1][2]当木块做匀速直线运动时,木块受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此本实验利用二力平衡原理,通过拉力大小得到滑动摩擦力大小。
(2)甲、乙两图接触面粗糙程度相同,木块对接触面的压力不同,滑动摩擦力不同,因此可得出结论:接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(3)鞋底花纹较深是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,需要控制压力相同、改变接触面粗糙程度,甲、丙两图符合这个条件,能解释该现象。
(4)丁图中木块固定、拉动长木板,木块始终静止,滑动摩擦力始终等于弹簧测力计示数,因此改进后优势:不需要控制长木板做匀速直线运动,操作更简单;或弹簧测力计静止,示数稳定,便于读数。
19.小明同学用如图所示的微小压强计来探究影响液体内部压强大小的因素:
(1)小明发现U形管两侧液面不相平,于是取下软管,待液面相平后,再将软管装回,他发现(  )
A.与软管连接侧液面高 B.U形管两液面相平
C.与软管连接侧液面低 D.无法判断
(2)实验前,用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面不发生变化,这说明该装置   (选填“漏气”或“不漏气”);
(3)此实验通过   来反映液体内部压强的大小;
(4)实验时,小明将探头放入水下,U形管两侧水面高度差为20cm,此时U形管内外的气压差为   Pa;(g取,)
(5)正确操作后,分析   三图的实验现象,可以得出结论:同种液体的同一深度处,液体向各个方向的压强相同;比较C、D两图,可以得出结论   ;
(6)在探究液体内部压强与液体密度的关系时,发现使用水和盐水进行实验时,U形管两侧液面高度差变化不明显,此时可采取的改进措施是   。(答出一种即可)
【答案】(1)B
(2)漏气
(3)U形管液面高度差
(4)2000
(5)D、E、F;同种液体,深度越深,液体压强越大
(6)换用密度更小的U形管液体(如酒精或煤油)
【知识点】液体压强计算公式的应用;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)小明观察到U形管两侧液面一开始不相平,将软管取下,待U形管两侧液面相平后再重新安装软管,此时U形管左右两侧液面上方的气压大小相等,因此U形管两侧液面相平。
故选B。
(2)实验开始前需要检查装置的气密性,用手指按压橡皮膜时,如果U形管无法形成液面高度差(即液面不发生变化),说明该装置存在漏气的情况。
(3)本实验运用了转换法,通过U形管两侧液面的高度差来反映液体内部压强的大小,液面高度差越大,代表对应位置的液体压强越大。
(4)根据压强公式,U形管内外的气压差为:
(5)分析D、E、F三幅图,三组实验只有压强探头的朝向不同,最终U形管液面高度差相同,因此可以得到结论:同种液体的同一深度处,液体向各个方向的压强大小相等。
对比C、D两图,两组实验只有压强探头所处的深度不同,C图中探头的深度更大,对应U形管液面高度差也更大,因此可以得到结论:同种液体,深度越深,液体产生的压强越大。
(6)若要让实验现象更明显,可换用密度更小的液体作为U形管内的液体(例如酒精或煤油),在压强差相同的情况下,根据p=ρgh,液体密度越小,得到的液面高度差越大,实验现象更清晰。
【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。
(1)小明发现U形管两侧液面不相平,于是取下软管,待液面相平后,再将软管装回,此时U形管左右液面上方气压相等,故U形管两液面相平。
故选B。
(2)实验前要检查装置的气密性,用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面不发生变化,这说明该装置漏气。
(3)根据转换法,此实验通过U形管液面高度差来反映液体内部压强的大小,高度差越大,说明液体压强越大。
(4)根据,U形管内外的气压差为
(5)[1]分析D、E、F三图,只有探头的朝向不同,U形管液面高度差相同,可得出结论:同种液体的同一深度处,液体向各个方向的压强相同。
[2]比较C、D两图,只有探头所处的深度不同,C图中探头所处的深度较大,U形管液面高度差较大,可得出结论:同种液体,深度越深,液体压强越大。
(6)换用密度更小的U形管液体(如酒精或煤油),使同样的压强差产生更大的高度差;
20.智能技术给人们生活带来便利。某扫地机器人重力为20N,静止时它与水平地面的接触面积为。()求:
(1)机器人的质量;
(2)此时它对水平地面的压强。
【答案】(1)解:根据重力的变形式可知,机器人的质量。
答: 机器人的质量为2kg。
(2)解:机器人对地面的压力大小等于重力大小,根据压强公式可知,机器人对水平地面的压强。
答: 此时它对水平地面的压强为2000Pa。
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)根据重力公式得出机器人的质量;(2)扫地机器人对水平地面的压力大小等于扫地机器人的重力,根据压强公式求出扫地机器人对水平地面的压强。
(1)机器人的质量
(2)机器人对水平地面的压强
21.甲、乙为两个相同轻质薄壁柱形容器,容器高度为0.8m,甲中有2kg的水,乙中A液体的质量为m,底面积为S0。
(1)求甲中水的体积V甲;
(2)乙对地面的压强p乙。
(3)若甲中水的深度为0.6m,乙中再加入A液体,使甲乙液体对容器底部的压强相等,求乙液体的密度范围。
【答案】(1)解:甲中水的体积
(2)解:轻质薄壁柱形容器的重力是忽略不计的,乙对地面的压力
乙对地面的压强
(3)解:当甲乙对地面的压强相等时,甲乙对地面的压力相等,甲、乙为两个相同的薄壁柱形容器,所以甲乙两容器内液体的重力相等,即
可得,乙液体的深度越小,密度越大,当乙容器中液体深度为容器高度0.8m时,乙液体的密度最小,故乙液体的最小密度为
由图可知,此时乙液体的深度比水略大,还需再加入A液体才能使甲乙对地面的压强相等,故乙液体的最大
密度应小于水的密度,所以乙液体的密度范围为
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;利用平衡法求液体密度
【解析】【分析】(1) 依托密度定义式,直接代入水的质量、密度求体积。
(2) 固体压强,轻质容器压力等于液体自重,由此推导对地压强表达式。
(3) 柱形容器液体压强等效,压强相等则液体重力相等,结合容器最大高度锁定最小密度,结合原图液面高度关系锁定上限密度。
(1)甲中水的体积
(2)轻质薄壁柱形容器的重力是忽略不计的,乙对地面的压力
乙对地面的压强
(3)当甲乙对地面的压强相等时,甲乙对地面的压力相等,甲、乙为两个相同的薄壁柱形容器,所以甲乙两容器内液体的重力相等,即
可得,乙液体的深度越小,密度越大,当乙容器中液体深度为容器高度0.8m时,乙液体的密度最小,故乙液体的最小密度为
由图可知,此时乙液体的深度比水略大,还需再加入A液体才能使甲乙对地面的压强相等,故乙液体的最大
密度应小于水的密度,所以乙液体的密度范围为
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