【精品解析】广东省深圳市西乡中学2025-2026学年第二学期期中素养调研八年级物理试卷

资源下载
  1. 二一教育资源

【精品解析】广东省深圳市西乡中学2025-2026学年第二学期期中素养调研八年级物理试卷

资源简介

广东省深圳市西乡中学2025-2026学年第二学期期中素养调研八年级物理试卷
1.下列对生活中物理量的估测正确的是(  )
A.一本初中物理课本平放到水平桌面上,对桌面的压强大约50 Pa
B.一名中学生在莲花山顶所受重力约为50N
C.中国空间站内的气压约为
D.托起1个鸡蛋所需要的力约为1N
【答案】A
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算
【解析】【解答】A.初中物理课本的质量大约为,对应重力约为
课本平放时与桌面的接触面积大约为,因此课本对桌面的压强约为,故A正确;
B.普通中学生的质量大约为,对应的重力约为,远大于50N,故B错误;
C.空间站中需要保障航天员正常生存,内部气压需要接近标准大气压,大小约为,故C错误;
D.一个普通鸡蛋的质量约为50g,对应的重力约为,故D错误。
故选A。
【分析】1、估测类题目,需要记住常见物体质量、重力、压强的大致数值,再结合公式G=mg、计算判断。
2、常见参考量:一个鸡蛋约 50g,重力约 0.5N;中学生质量约 50kg,重力约 500N;物理课本质量约 250g。
3、标准大气压数值;空间站内部气压等于标准大气压,维持人体正常呼吸。
4、水平放置物体,物体对水平面压力大小等于自身重力,F=G。
2.小明和小刚相约打台球,小明用球杆将白球击出,白球撞击红球将红球击进球洞,如图所示。下列说法正确的是(  )
A.红球被击进球洞,说明力能改变物体的形状
B.白球撞击红球的力大于红球撞击白球的力
C.小明使白球撞击红球侧边,因为力的作用效果与力的大小有关
D.白球撞击红球后白球的运动方向改变,说明力的作用是相互的
【答案】D
【知识点】力的作用效果;力的三要素及力的示意图;力作用的相互性
【解析】【解答】A.红球被击进球洞时,红球由静止状态变为运动状态,说明力能改变物体的运动状态,故A错误;
BD.白球撞击红球后白球的运动方向改变,说明力的作用是相互的,即白球撞击红球时,白球撞击红球的力和红球撞击白球的力是一对相互作用力 ,大小相等,所以白球撞击红球的力等于红球撞击白球的力,故B错误,D正确;
C.小明使白球撞击红球侧边,因为力的作用效果与力的作用点有关,故C错误。
故选D。
【分析】 1.力的作用效果是改变物体的形状和改变物体的运动状态;
2.物体间力的作用是相互的,相互作用的力大小相等、方向相反;
3.力的大小、方向和作用点叫力的三要素,力的三要素都会影响力的作用效果。
3.如图所示的生产生活实例与相关物理知识的说法中,下列说法中正确的是(  )
A.甲图:抽油烟机能够抽油烟,利用了流体流速越快,压强越小的原理
B.乙图:行驶的无人快递车在关闭电源后会很快停下,说明物体的运动需要力来维持
C.丙图:花样滑冰运动员在冰面上沿圆周匀速滑行时处于平衡状态
D.丁图:跳远运动员助跑起跳后在空中继续向前运动是因为受到惯性的作用
【答案】A
【知识点】力的作用效果;惯性及其现象;平衡状态的判断;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.抽油烟机工作时,抽油烟机内空气流速更大,压强更小,在外界大气压的作用下,油烟会被压入抽油烟机,这利用了流体流速越大,压强越小的规律,因此A正确;
B.切断电源后,快递车因为受到摩擦力的作用很快停止运动,这一现象说明力能够改变物体的运动状态,物体的运动本身不需要力来维持,因此B错误;
C.花样滑冰运动员做匀速圆周滑行时,运动方向一直在发生变化,说明运动员的运动状态也在不断改变,因此运动员并不处于平衡状态,因此C错误;
D.惯性是物体本身就具有的固有属性,不能表述为物体“受到惯性作用”,跳远运动员助跑后起跳,能在空中继续向前运动,是因为运动员本身具有惯性,因此D错误。
故选A。
【分析】 1、流体压强与流速:流体流速越大的位置,压强越小;抽油烟机、飞机升力都应用该原理。
2、力与运动的关系:力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因;物体停止运动,是受到阻力改变了运动状态。3、平衡状态判断:平衡状态指静止或者匀速直线运动;匀速圆周运动速度方向时刻改变,运动状态改变,不属于平衡状态。
4、惯性概念:惯性是物体的固有属性,只能说 “具有惯性”,不能说 “受到惯性”“惯性力”。
4.自行车是我们日常生活中常见的交通工具。观察下列四幅自行车的细节图片(如图),关于它们的设计目的,其中说法正确的是(  )
A.图甲:轮胎表面的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大压强
B.图乙:捏紧刹车是通过增大压力来增大摩擦力
C.图丙:车轴是通过变滑动为滚动来增大摩擦力
D.图丁:宽大的座垫是通过增大受力面积来增大压强
【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】A、轮胎表面的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,而非增大压强,故 A 错误;
B、捏紧刹车时,刹车片与车轮之间的压力增大,通过增大压力来增大摩擦力,故 B 正确;
C、车轴通过安装滚珠轴承,将滑动摩擦变为滚动摩擦,从而减小摩擦力,而非增大摩擦力,故 C 错误;
D、宽大的座垫通过增大受力面积来减小压强,而非增大压强,故 D 错误;
故答案为:B。
【分析】A、考查摩擦力与压强的区分,花纹增大的是接触面粗糙程度,影响摩擦力,与压强无关;
B、考查增大摩擦力的方法,增大压力是增大摩擦力的有效途径之一;
C、考查减小摩擦力的方法,变滑动为滚动可以减小摩擦力;
D、考查减小压强的方法,增大受力面积可以减小压强。
5.如图所示,李老师用抽气机做了很多演示实验,下列说法正确的是(  )
A.甲:放入自制气压计,抽气后观察到细玻璃管中液柱下降
B.乙:放入温水,抽气后水沸腾,说明气压降低,沸点升高
C.丙:放入气球,抽气后气球膨胀,气球内部气体密度变大
D.丁:放入模拟托里拆利实验的装置,抽气后试管内液柱下降
【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;大气压强的测量方法;沸点及沸点与气压的关系;气压计和抽水机
【解析】【解答】A:甲装置中的自制气压计被放入玻璃罩后,抽气会让玻璃罩内的气压减小,瓶内的气压大于外界气压,会进一步将液体压入细玻璃管,最终观察到细玻璃管的液柱上升,因此A错误;
B:乙装置中,温水放入玻璃罩,抽气后玻璃罩内气压降低,此时水重新沸腾,说明气压越低,液体的沸点越低,因此B错误;
C:丙装置中,气球放入玻璃罩后抽气,玻璃罩气压减小,气球内部气压大于外界气压,因此气球体积膨胀;气球内气体质量不变,体积增大,根据可得,气球内气体的密度减小,因此C错误;
D:丁装置是模拟托里拆利实验的装置,大气压等于试管内水银柱产生的压强,当玻璃罩抽气后,内部气压减小,能够支撑的水银柱高度降低,因此试管内的液柱会下降,因此D正确。
故选D。
【分析】1、自制气压计:瓶内封闭一定气体,外界气压减小,内外压强差变大,细管内液面上升;外界气压变大,细管内液面下降。
2、沸点与气压关系:液体沸点随气压减小而降低,气压越低,沸点越低;气压增大,沸点升高。
3、气体密度计算:气体质量不变,体积膨胀,由,体积V变大,则密度变小。
4、托里拆利实验:水银柱高度由外界大气压决定,外界气压减小,所能支撑的水银柱高度降低,液柱下降。
6.小明用平板小车运送纸箱,使纸箱与平板小车一起沿水平路面向右做匀速直线运动,如图所示。下列关于纸箱与小车受力分析正确的是(  )
A.纸箱受到向左的摩擦力
B.小车受到的支持力与其重力是一对平衡力
C.小车对纸箱的支持力与纸箱对小车的压力是一对相互作用力
D.小车被推得越快,小车的惯性越大
【答案】C
【知识点】力作用的相互性;惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;摩擦力产生的条件
【解析】【解答】A.纸箱和平板小车一起沿水平面向右做匀速直线运动时,纸箱和小车之间既没有发生相对滑动,也不存在相对运动的趋势,因此纸箱不受摩擦力作用,所以A错误;
B.小车受到的支持力大小等于小车和纸箱的总重力,和小车自身的重力大小不相等,因此二者不是一对平衡力,所以B错误;
C.小车对纸箱的支持力和纸箱对小车的压力,分别作用在纸箱和小车两个相互作用的不同物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,符合相互作用力的条件,是一对相互作用力,所以C正确;
D.惯性的大小只和物体的质量有关,小车被推得越快,它的质量不变,因此惯性大小也不变,所以D错误。
故选C。
【分析】 1、摩擦力产生条件:接触面粗糙、相互挤压、发生相对运动或者具有相对运动趋势;一起匀速直线运动,无相对运动及趋势,物体不受摩擦力。
2、平衡力条件:作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;小车受到的支持力等于总重力,和小车重力大小不等,不满足平衡力条件。
3、相互作用力条件:作用在两个不同物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;支持力与压力属于典型的相互作用力。
4、惯性:惯性只由质量决定,质量越大惯性越大,与运动速度大小无关。
7.如图所示,在台秤的托盘上放一个装有水的平底烧杯,一个不吸水的木块用细线系在烧杯底浸没在水中,剪掉细线以后,木块上浮至静止,下列说法正确的是(  )
A.剪断细线前,木块所受的浮力等于木块的重力
B.剪断细线后,托盘受到的压力等于烧杯与水的重力之和
C.整个过程,水对杯底的压力不变
D.整个过程,台秤的示数始终不变
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压力及重力与压力的区别;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.在剪断细线之前,木块被细线固定在烧杯底部并完全浸没在水中。此时木块受到三个力的作用:重力、浮力 和细线的拉力。由于木块处于静止状态,根据力的平衡条件可得,所以木块所受浮力并不等于其重力,故A错误。
B.剪断细线后,木块会上浮并最终静止在水面上,此时木块处于漂浮状态,浮力等于重力,对于烧杯、水和木块组成的整体,托盘受到的压力等于三者重力之和,故B错误。
C.木块浮出水面后,水面高度会下降。根据p=ρgh计算可知水对杯底的压强减小。由于烧杯底面积不变,根据压力公式:水对杯底的压力也会减小,因此选项C错误。
D.将烧杯、水和木块视为一个整体,整个过程中系统的总重力保持不变。因此,台秤的示数始终等于系统的总重力,不会发生变化,选项D正确。
综上所述,正确答案是D。
【分析】1、受力分析:剪断细线之前,木块受到重力、拉力以及浮力,据此分析力的大小关系;整体法分析不用考虑内部的受力情况,本题中烧杯、水和木块视为一个整体,整个过程中系统的总重力保持不变。
2、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;
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,压力的计算:公式为F=pS。
8.如图甲所示,小球漂浮在水面上静止,请画出它所受力的示意图。
【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;浮力及其产生原因
【解析】【解答】漂浮在水面上的小球,一共受到两个力的作用:竖直向下的重力和竖直向上的浮力,由于小球处于静止的平衡状态,因此这两个力是一对平衡力,按照力的作图要求画出两个力即可,作图结果如下图所示:
【分析】小球漂浮,静止,处于平衡状态,受到重力与浮力一对平衡力。重力方向始终竖直向下,浮力方向始终竖直向上,不受斜面倾斜影响;二力大小相等,因此示意图中两条线段长度要保持一致;力的作用点统一画在物体重心。
9.如图甲为运动员沿斜面下滑场景,请在如图乙所示的示意图中画出运动员受到的摩擦力和雪坡受到的压力的示意图。
【答案】
【知识点】摩擦力的示意图;压力及重力与压力的区别
【解析】【解答】运动员沿斜面下滑过程中,受到的摩擦力方向沿斜面向上。我们先确定摩擦力的作用点在运动员的重心,从重心出发,沿斜面向上画一条带箭头的线段,就可以表示出运动员受到的摩擦力;
雪坡受到的压力,方向垂直雪坡坡面指向坡面,作用点在雪坡上,位于滑板和雪坡的接触面处。从作用点出发,垂直坡面向下画一条带箭头的线段,就可以表示出雪坡受到的压力,最终作图结果如图所示:
【分析】 1、摩擦力方向:摩擦力阻碍物体相对运动,运动员沿斜面向下滑动,相对斜面向下运动,所以滑动摩擦力方向沿斜面向上;受力物体是运动员,作用点画在重心。
2、压力特点:压力是接触面受到的力,作用点必须画在被压物体(雪坡)接触面上,方向垂直于接触面,指向被压物体内部。
3、受力物体区分:摩擦力是运动员受到的力,作用点在运动员重心;压力是雪坡受到的力,作用点在雪坡接触面,二者受力物体不同,作用点不能混淆。
10.
(1)如图甲所示,在《天工开物》中记载,用重物测量弓弦张力的“试弓定力”。在弓把的中点通过一个光滑的小环悬挂重物M。待弓静止时,弓把一共受到   个力作用,弓把对弓弦的弹力是因为   (填“弓把”或“弓弦”)发生了形变。
(2)如图乙所示,汽车被追尾时人会   倾倒(选填“向前”或“向后”);   (选填“头枕”或“安全带”)可以减小刹车时给人带来的伤害。
【答案】(1)4;弓把
(2)向后;安全带
【知识点】弹力;惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】(1)我们对处于静止状态的弓把进行受力分析:弓把一共受到四个力的作用,分别是自身的重力、两端弓弦分别对它的两个拉力,以及悬挂重物的绳子对它向下的拉力;根据弹力的产生原理,弹力是施力物体发生弹性形变后对受力物体产生的力,弓把对弓弦的弹力,施力物体是弓把,因此这个弹力是弓把发生形变产生的。
(2)当汽车发生被追尾的情况时,汽车会突然向前加速,此时人的下半身会跟随汽车一同加速,而人的上半身由于惯性,会保持原来速度较小的运动状态,因此人会向后倾倒;如果汽车急刹车,汽车会突然减速,人由于惯性会向前倾倒,安全带可以拉住人体,限制人体前倾,从而减小刹车带来的伤害。
【分析】 1、弹力产生条件:弹力由施力物体发生弹性形变产生,谁发生形变,谁就施加弹力;弓把对弓弦施加弹力,施力物体是弓把,所以是弓把形变产生弹力。
2、受力分析:静止的弓把受重力、两段弓弦拉力、重物绳子的拉力,一共四个力,处于平衡状态。
3、惯性现象分析步骤:先说明物体运动状态变化,再区分不同部分运动情况,具有惯性的部分保持原有运动状态,进而判断倾倒方向。
(1)对静止的弓把受力分析:弓把受到自身重力、两端弓弦的两个拉力、悬挂重物的绳子向下的拉力,一共4个力;弹力是施力物体发生弹性形变产生的,弓把对弓弦的弹力,施力物体是弓把,因此该弹力是弓把发生形变产生的。
(2)汽车被追尾时,汽车突然向前加速,人的下半身随汽车加速,上半身由于惯性保持原来较慢的运动状态,因此人会向后倾倒;刹车时汽车突然减速,人由于惯性会向前倾,安全带可以拉住人体限制前倾,减小刹车带来的伤害。
11.
(1)如图甲为乳牛自动喂水器的部分示意图,其采用多槽位设计,利用   原理,确保每头乳牛都能获得充足的水源。
(2)如图乙所示是一款擦窗机器人,它可借助真空泵抽出机身吸盘与玻璃之间的空气,利用   “吸”在玻璃上;当机器人静止在竖直的玻璃上时,真空泵继续向外抽气,机器人所受摩擦力   (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】(1)连通器
(2)大气压;不变
【知识点】连通器原理及其应用;大气压的综合应用;竖直方向的摩擦力的基础分析
【解析】【解答】(1)我们可以看到,乳牛自动喂水器的多个水槽符合“上端开口、底部互相连通”的特点,属于连通器。根据连通器的工作原理,当连通器内装有同种液体且液体静止时,各部分液面始终保持相平,因此这个装置正是利用连通器原理,实现了喂水槽水位稳定。
(2)将吸盘和玻璃之间的空气抽出后,吸盘内部的气压远小于外界大气压,清洁机器人就在大气压的作用下被紧紧压在竖直玻璃上;
当机器人静止在竖直玻璃上时,在竖直方向上,机器人受到的摩擦力和自身重力是一对平衡力,二者大小始终相等。因为机器人的重力不会发生改变,所以即使真空泵持续抽气,机器人受到的摩擦力大小也保持不变。
【分析】 1、连通器定义:上端开口,底部互相连通的容器;同种液体静止,各容器液面相平,生活实例有茶壶、水位计、喂水器。2、吸盘原理:排出内部空气,内部气压小于外界大气压,大气压将吸盘压紧在物体表面。
3、竖直方向静摩擦力分析:物体静止,处于平衡状态,竖直方向二力平衡,静摩擦力大小等于重力,和压力大小无关。
(1)乳牛自动喂水器的多个水槽满足上端开口、底部连通的特点,符合连通器的定义,连通器内同种液体静止时液面相平,因此利用连通器原理可以保持喂水槽水位稳定。
(2)抽出吸盘与玻璃间的空气后,吸盘内部气压远小于外界大气压,机器人在大气压的作用下被压在玻璃上;
机器人静止在竖直玻璃上时,竖直方向摩擦力与自身重力是一对平衡力,大小始终相等。机器人重力不变,因此即使真空泵继续抽气,摩擦力大小也不变。
12.如图所示,A、B两个物体形状和大小完全相同,则A、B两物体受到水的向上和向下的压力差大小关系是   (选填“A 比B 小”、“一样大”或“A 比B 大”)
【答案】一样大
【知识点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】我们可以根据浮力的产生原理来分析这道题:浮力的本质就是物体受到的向上与向下的压力差。题目中说明A、B两个物块形状、体积都完全相同,因此二者浸没在水中时,排开水的体积大小相等,根据阿基米德原理,可以得出两个物块受到的浮力大小相等。结合浮力的产生原因可知,两个物块受到水的向上和向下的压力差大小是相等的。
【分析】1、浮力产生原因:浸没在液体中的物体,上下表面存在液体压力差,压力差的大小就等于浮力大小。2、阿基米德原理公式:,浮力只与液体密度、排开液体体积有关;本题液体都是水,密度相同,物块浸没体积等于物块体积,体积相等则浮力相等。
3、逻辑推导:浮力大小等于上下表面压力差,浮力相等,则上下表面压力差一定相等。
13.如图甲所示,小明用水平向右的推力F推置于水平地面上的木箱,在此过程中,推力F-t变化的情况如图乙所示,木箱运动速度v-t的变化情况如图丙所示,综合分析可知:在0~1s内木箱的运动状态是   ;在t=2s时木箱所受摩擦力为   N;在t=4s时木箱受到的合力大小是   N。
【答案】静止;200;0
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断;力与图象的结合
【解析】【解答】 观察图丙可知,0~1s内木箱的速度始终为0,说明此时木箱保持静止状态。
从图丙可以看出,当t=4s时,木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,因此木箱受到的合力为0N。此时对应推力大小为200N,根据二力平衡的条件可知,滑动摩擦力与推力大小相等,即滑动摩擦力为200N;当t=2s时,木箱做加速运动,由于木箱对水平地面的压力大小不变,接触面的粗糙程度也没有改变,因此滑动摩擦力的大小保持不变,此时木箱受到的摩擦力仍然是200N。
【分析】 1、v t 图像判断运动状态:速度为 0,物体静止;速度不变,物体匀速直线运动;速度增大,物体做加速运动。
2、平衡状态:静止或者匀速直线运动,物体合力等于 0,满足二力平衡条件,大小相等、方向相反。
3、滑动摩擦力影响因素:只与压力大小、接触面粗糙程度有关;和运动速度、推力大小无关。压力、粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变。
14.图中,将放在水平桌面上装有水的水瓶由正立改为倒立,前后两次水瓶对桌面压力的大小关系是   ;前后两次水对瓶底压强的大小关系是   。(以上两空均选填“”、“”或“”)
【答案】=;<
【知识点】压强大小比较
【解析】【解答】 放在水平桌面上的物体,对支撑面的压力大小等于物体自身的总重力。本题中矿泉水瓶无论是正放还是倒放,瓶和水的总重力没有发生变化,因此矿泉水瓶对桌面的压力大小相等,即。
我们可以利用液体压强公式比较水对瓶底的压强大小:水的密度是定值,当矿泉水瓶倒立放置后,瓶内水的深度会变大,因此水对瓶底的压强也会变大,也就是。
【分析】1、水平面上固体压力规律:水平放置时,物体对水平面压力等于总重力;瓶子正倒放置,总重力不变,所以瓶子对桌面压力不变。
2、液体压强公式:p=ρgh,液体压强由液体密度、液体深度决定;同一瓶水,ρ不变,倒置后瓶口窄,水的深度h增大,液体压强增大。
3、区分两个压强:瓶子对桌面是固体压强,研究对象是瓶子;水对瓶底是液体压强,研究对象是瓶内的水,二者不要混淆。
15.如图所示是小深“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验过程。
(1)在图B中物体P所受水的浮力为   N。
(2)小深通过比较   三次实验数据得出结论:物体所受浮力的大小与物体浸入液体的体积有关。小深通过比较A、C、D三次实验数据可得:物体所受浮力的大小与物体浸入液体的深度   (选填“有关”或“无关”);
(3)小深通过比较A、B、E三次实验数据得出结论:物体所受浮力的大小与物体浸入液体的密度有关,小深的结论正确吗?请说明理由:   。
(4)小深对比D、E两次实验数据后发现:液体的密度改变时物体受到液体的浮力变化不太明显,请你写出一种改进的措施:   。
【答案】(1)0.3
(2)A、B、C;无关
(3)不正确,因为没有控制物体浸入液体的体积相同
(4)增大盐水的密度
【知识点】探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】(1)根据称重法测量浮力的原理,可以计算出图B中物体P受到水的浮力为:
(2)若要探究得出“物体所受浮力大小和物体浸入液体的体积有关”的结论,根据控制变量法的要求,需要控制液体密度不变,使用同一个物体、同一个弹簧测力计,只改变物体浸入液体的体积,符合要求的是A、B、C三次实验。
在C和D两次实验中,物体P都完全浸没在水中,浸入液体的体积相同,只有物体在水中的深度不同,且两次实验弹簧测力计的示数相等,浮力大小相等,因此分析A、C、D三次的实验数据可以得出结论:物体受到的浮力大小和物体浸入液体的深度无关。
(3)根据控制变量法的要求,探究浮力大小和液体密度的关系时,必须控制物体浸入液体的体积相同。在A、B、E三次实验中,B里物体是部分浸入液体,E里物体是全部浸入液体,二者浸入液体的体积不相等,因此小深得出的结论不正确,原因是实验过程中没有控制物体浸入液体的体积相同。
(4)探究液体密度对浮力大小的影响时,需要保证其他条件不变,只改变液体的密度;如果对比实验后发现浮力变化不明显,说明两次实验液体的密度差太小,因此可以换用密度差更大的两种液体,比如增大盐水的浓度,增大盐水和水的密度差,使浮力变化更明显。
【分析】1、称重法求浮力公式:,G为物体重力,F示为物体浸在液体中弹簧测力计的示数,适用于本类浮力实验计算。
2、控制变量法应用:探究浮力与排开液体体积关系,控制液体密度不变,改变排开体积;完全浸没后,深度改变,排开体积不变,浮力不变,说明浮力与浸没深度无关。
3、探究浮力与液体密度关系,必须控制排开液体体积相同;若一组部分浸入、一组完全浸没,排开体积不同,变量不唯一,实验结论无效。
4、实验改进思路:F浮=ρ液gV排,液体密度差值越大,浮力差值越大,实验现象越明显;密度差过小,测力计示数变化小,不易观察。
(1)根据称重法测浮力,在图B中物体P所受水的浮力
(2)要得到“物体所受浮力的大小与物体浸入液体的体积有关”这个结论,根据控制变量法,须保持液体密度不变,所用弹簧测力计以及物体相同,只改变物体浸入液体中的体积,满足条件的有A、B、C。
C和D中物体P都是完全浸没,浸入水中的体积相同,物体所处深度不同,但弹簧测力计示数相同,所以通过比较A、C、D三次实验数据可得:物体所受浮力的大小与物体浸入液体的深度无关。
(3)根据控制变量法,探究浮力与液体密度的关系时,必须控制物体浸入液体的体积相同。A、B、E中,B中物体部分浸入液体,E中物体全部浸入液体,浸入体积不同,因此小深的结论不正确,理由是没有控制物体浸入液体的体积相同。
(4)探究液体密度改变对物体受到液体浮力的影响,需保证其它条件不变,只改变液体的密度,对比实验中发现浮力变化不明显,可以改进的措施为增大盐水的密度,或是换用比盐水密度更大的液体。
16.小明用如图所示的装置研究“液体内部压强”。(水的密度为)
(1)实验中用到气密性良好的压强计中的U形管   (选填“是”或“不是”)连通器。通过U形管内两侧液面的高度差反映液体内部压强的大小,这种研究问题的方法是   ;
(2)由图1中的乙、丙两组实验,可得出结论:   。
(3)若将液体压强计的探头放入图丁的液体a中,发现丙、丁两次实验中U形管两侧液面高度差相等,则液体a的密度为   。
(4)相同情况下,若U形管中液体的密度越   (选填“小”或“大”),可观察到U形管两侧液面的高度差变化越明显。
(5)同组的小亮用图2所示的容器也来探究液体内部的压强。容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。用此容器进行的两次实验,由此可推断:、、三种液体密度、、的大小关系为   。
【答案】(1)不是;转换法
(2)同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大
(3)
(4)小
(5)
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)连通器要求容器上端开口、底部互相连通;本实验 U 形管压强计一端封闭,不满足上端开口条件,所以压强计 U 形管不属于连通器。液体内部压强无法直接观察,实验借助 U 形管两侧液面高度差间接反映压强大小,该实验方法为转换法。
(2)对比图乙、图丙,液体种类相同(均为水),探头深度丙大于乙,U 形管液面高度差丙更大,探头受到液体压强更大。可得到实验结论:同种液体,液体内部压强随深度增大而增大。
(3) 图丙中,探头在水中深度
图丁中,探头在液体 a 中深度
丙、丁两次 U 形管液面高度差相等,探头处液体压强相等, 即
则液体的密度为
(4)根据液体压强公式知,当压强变化量相同时,U形管两侧液面的高度差,由此可得:在相同的压强变化量下,U形管中液体的密度越小,就越大,即两侧液面的高度差变化越明显。
(5)由 橡皮膜没有形变,说明橡皮膜左右两侧压强大小相等。左图中橡皮膜处在 a 液体中的深度大于 b 液体中深度 ,说明此处的压强相同,根据可知,液体密度要小于液体密度,即;同理可得:液体密度要小于液体密度,即。故三种液体密度大小关系为。
【分析】1、连通器判定条件:上端开口,底部相连;压强计 U 形管一端封闭,因此不是连通器;转换法:将不易直接测量的物理量转换为容易观察的物理量,本实验把液体压强转换为 U 形管液面高度差。
2、控制变量法:乙、丙两组,液体密度相同,改变探头深度,探究压强与深度的关系;结论:同种液体,深度越深,液体压强越大。
3、液体压强公式p=ρgh,两次压强相等,利用该等量关系求解未知液体密度;计算前深度单位统一换算成米。
4、U 形管内液体密度越小,高度差越明显,实验现象更容易观察。
5、橡皮膜不变形,代表膜两侧压强相等;压强相同时,深度h越大,液体密度越小,以此比较不同液体密度大小。
(1)连通器是上端开口、底部互相连通的容器,实验中U形管一侧为密闭空气,不满足“上端开口”这一条件,因此不是连通器。
本题中液体内部压强大小不易直接观测,通过U形管内两侧液面的高度差来反映,用到了转换法。
(2)比较图乙和图丙,液体都是水,图丙中探头深度比图乙深,U形管两侧液面高度差更大,说明丙图中探头受到水的压强更大,由此可得出结论:同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大。
(3)图丙中是水,探头深度
图丁中是液体,探头深度
丙、丁两次实验中U形管两侧液面高度差相等,说明探头所受的液体压强相等,即
则液体的密度为
(4)根据液体压强公式知,当压强变化量相同时,U形管两侧液面的高度差,由此可得:在相同的压强变化量下,U形管中液体的密度越小,就越大,即两侧液面的高度差变化越明显。
(5)由图2左图可知,橡皮膜所在位置在液体的深度要大于液体的深度,橡皮膜没有发生形变,说明此处的压强相同,根据可知,液体密度要小于液体密度,即;同理可得:液体密度要小于液体密度,即。故三种液体密度大小关系为。
17.课外学习小组开展了“制作简易活塞式抽水机”的实践活动,下面是小组同学们交流的实践过程,请帮助完成下列内容:
【项目实施】要制作简易活塞式抽水机,需要完成以下任务。
(1)首先需要了解活塞式抽水机的结构及工作原理:
取一个注射器,把针头插到装有水的盆中,向上拉动活塞,就能看到水从低处升到高处。结合托里拆利实验,同学们想到尝试设计一款活塞式抽水机。理论上抽水机提升水最大高度是________m。(已知标准大气压,时,g取10N/kg;水的密度)
(2)初步了解了活塞式抽水机的工作原理,小深设计了一个如图甲所示的抽水机,当活塞在圆筒内上升到出水管S后继续上升,会发生的现象是 ___________ ;
A. 水从出水管S流出
B. 圆筒内水随活塞继续上升
C. 圆筒内水面开始下降
D. 水保持在出水管S管口下方附近不动,既不上升也不下降
【项目改进】
(3)小深参照如图乙的活塞式抽水机的结构,对自制抽水机进行了如下改进,如图丙所示:
①如图丙(a)所示,用洗衣液瓶盖制作活塞,并在中间放一枚钢珠做成如图乙所示的单向阀门A;
②如图丙(b)所示,用矿泉水瓶盖和一块胶皮来制作另一个阀门B;
③如图丙(c)所示,活塞向上提起时,阀门A关闭,此时阀门B下方的压强 ________ (选填“大于”或“小于”)阀门B上方的压强,阀门B下方的水推开阀门B进入圆管中。
④再向下压活塞,阀门B关闭,阀门A打开,水进入活塞上方圆筒中,活塞反复上下运动,最终成功的将水抽到高处。
【展示交流】
(4)若小深发现自制抽水机的抽水效果不佳,请写出一条可能的原因:________。
【答案】(1) 10.13
(2) C
(3) 大于
(4) 装置漏气
【知识点】大气压强的存在;大气压的综合应用;制作简易活塞式抽水机
【解析】【解答】(1)标准大气压所能支撑水柱的高度可由公式推导计算,离心式抽水机提升水能达到的最大高度为:
(2)当活塞上升经过出水管后继续向上运动时,出水管会和外界大气连通,外界空气进入抽水机的圆筒内部,此时圆筒内的气压和外界大气压大小相等,和抽水机容器液面的气压相互平衡,因此圆筒内的水会在自身重力的作用下回落,因此正确选项为C。
(3)当活塞向上提起时,阀门A处于关闭状态,阀门B上方的空间体积增大,内部压强降低;此时阀门B下方的压强就会大于上方的压强,水在压强差的作用下推开阀门B,进入到圆筒当中。
(4)抽水机抽水效果不好,一般是装置气密性不足,导致装置内外无法形成足够的气压差而造成的,常见的原因有装置漏气、阀门密封效果差、活塞和筒壁之间缝隙过大漏气等等。
【分析】1、抽水机工作原理:利用大气压将水压入筒内,由液体压强公式p=ρ gh计算,标准大气压最多支持约 10m 水柱,所以抽水机吸水高度不能超过该数值。
2、气压平衡分析:一旦筒内与外界大气相通,筒内外气压相等,大气压不再托住水柱,水受重力回落。
3、活塞上提过程:密闭空间体积变大,气体压强减小,内外形成气压差,在压强差作用下打开进水阀门,水进入圆筒;下压活塞时进水阀门关闭,出水阀门打开。
4、故障原因:抽水机依靠内外气压差工作,如果装置漏气,筒内气压降不下来,气压差不足,就无法把水抽上来。
18.无人快递车智能配送驶入“快车道”,如图甲所示为无人快递车沿水平直线路径前往派送点的情景。已知快递车空车质量为0.1 t,货物总质量为300 kg。该车在行驶过程中受到的摩擦力为总重的0.02倍。该车从出发点到达派送点,其行驶路程s与所用时间t的关系如图乙所示,g取10N/kg。求:
(1)快递车0-10min内的平均速度;
(2)快递车受到地面的支持力;
(3)快递车行驶过程中在0-5min时间段内受到的牵引力。
【答案】(1)解:根据平均速度公式,快递车0-10min内的平均速度
(2)解:快递车总重力
水平路面上,竖直方向支持力与总重力是一对平衡力,大小相等,因此快递车受到地面的支持力
(3)解:由题意得,行驶时摩擦力
由图乙可知,0~5min内为倾斜直线,说明快递车做匀速直线运动,水平方向牵引力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此快递车受到的牵引力
【知识点】速度公式及其应用;重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【分析】(1)根据平均速度公式计算快递车0-10min内的平均速度;
(2)快递车总重力,水平路面上,竖直方向支持力与总重力是一对平衡力;
(3)由题意得,行驶时摩擦力,0~5min快递车做匀速直线运动,水平方向牵引力与摩擦力是一对平衡力。
(1)根据平均速度公式,快递车0-10min内的平均速度
(2)快递车总重力
水平路面上,竖直方向支持力与总重力是一对平衡力,大小相等,因此快递车受到地面的支持力
(3)由题意得,行驶时摩擦力
由图乙可知,0~5min内为倾斜直线,说明快递车做匀速直线运动,水平方向牵引力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此快递车受到的牵引力
19.著名的“木桶理论”又被称为“短板效应”。该理论告诉我们:一只木桶能装多少水,不是取决于桶壁上最长的那块木板,而是取决于桶壁上最短的那块木板。如图所示,现有一个放在水平地面上的木桶,其质量为3kg,底面积为500 cm2,其中最长木板高为0.4m,最短木板高为0.1m,该木桶最多能装10L的水。(忽略圆桶外壁和底部的厚度)求:(g取10N/kg)
(1)该木桶中的水量达到最大值时,其底部受到水的压强;
(2)该木桶中的水量达到最大值时,其底部受到水的压力;
(3)该木桶中的水量达到最大值时,木桶对地面的压力和压强。
【答案】(1)解:该木桶中的水量达到最大值时,其底部受到水的压强
(2)解:该木桶中的水量达到最大值时,其底部受到水的压力
(3)解:木桶能装的水的最大体积为
木桶能装的水的最大质量为
该木桶中的水量达到最大值时,木桶与水的总质量为
该木桶中的水量达到最大值时,木桶对地面的压力为
木桶的底面积为
该木桶中的水量达到最大值时,木桶对地面的压强
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)结合p=ρgh计算木桶中的水量达到最大值时其底部受到水的压强
(2)该木桶中的水量达到最大值时,其底部受到水的压力;
(3)木桶能装的水的最大体积为,木桶能装的水的最大质量为,结合重力公式计算木桶与水的总质量,该木桶中的水量达到最大值时,木桶对地面的压力为,结合压强公式计算木桶对地面的压强。
(1)该木桶中的水量达到最大值时,其底部受到水的压强
(2)该木桶中的水量达到最大值时,其底部受到水的压力
(3)木桶能装的水的最大体积为
木桶能装的水的最大质量为
该木桶中的水量达到最大值时,木桶与水的总质量为
该木桶中的水量达到最大值时,木桶对地面的压力为
木桶的底面积为
该木桶中的水量达到最大值时,木桶对地面的压强
20.阅读短文,回答下列问题
盾构机
随着目前国内轨道交通的快速发展,现在大中型城市的建筑、公用设施和各种交通日益繁杂。市区施工时如果采用明挖隧道,不但成本高,施工工艺复杂,而且影响正常地面交通。
盾构隧道掘进机,简称盾构机,是一种隧道掘进的专用工程机械,其外形是一个大的钢管机,较隧道部分略大,用来抵挡外向水压和地层压力。具有开挖切削土体、输送土渣、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能,可根据不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造。
如图2所示是金义东城市轨道工程中使用的“商城一号”盾构机,它能承受的最大压强为5巴(1巴千帕),表面积为,输送机输送泥土的效率可达。它在地下缓慢前行,驶过的地方留下一条完工的隧道,施工过程中对地面设施没有任何影响。
(1)为便于在硬岩地层进行挖掘,盾构机的刀盘一般采用特殊材料制成,此时主要是利用材料的   (选填“弹性”、“密度”或“硬度”)这一物理性质。
(2)盾构机前部的刀盘上有很多刀片,转动时能轻易切入泥土、岩石。各刀片形状尖利,这是利用   的方法来增大压强。
(3)盾构机前部刀片切削下来的泥土通过输送机直接输送到尾端,再由地下运泥车运送到隧道外,若每辆运泥车最大载重量为,完成一次运送(来回)的平均时间为,则每辆运泥车每小时运送泥土的质量为   ,当输送机满效率工作时,至少需要   辆运泥车配合工作。()
(4)盾构机在地下挖掘时会受到水压和地层压力,已知它能承受的最大压强为5巴(1巴千帕),则表面积为的盾构机能承受的最大总压力为   N。
【答案】(1)硬度
(2)减小受力面积
(3);36
(4)
【知识点】重力及其大小的计算;增大压强的方法及其应用;压强的大小及其计算;新材料的特点及应用
【解析】【解答】(1)盾构机刀盘要在硬岩地层切割挖掘岩石,材料需要不易变形、耐磨损,利用了材料硬度大的物理属性。
(2)由压强公式 可知,压力一定时,减小受力面积能够增大压强。刀片做得尖利,减小刀片与泥土、岩石间的受力面积,以此达到增大压强的效果,所以是通过减小受力面积的方式增大压强。
(3)据题目可知,1小时可运送次
单次最大载重, 单台运泥车每小时运送泥土质量
输送机满效率工作时,每小时输送泥土的总重力为,根据,可得总质量
因此需要运泥车的数量为辆
(4)最大压强
根据压强公式,代入表面积,可得最大总压力。
【分析】1、物质物理属性:硬度大的材料不容易发生形变,适合用来切削、打磨坚硬物体;区分硬度、密度、延展性等不同物理属性。
2、增大压强两种方法:压力不变,减小受力面积;受力面积不变,增大压力;锋利刀刃属于减小受力面积增大压强的典型实例。3、计算题解题思路:先求单车一小时运输量,再求泥土总质量,车辆数量等于总质量除以单车运输质量;计算过程注意单位换算,吨要换算成千克。 相关公式:G=mg。
4、压强计算:公式 ;解题前统一物理量单位。
(1)盾构机刀盘需要在硬岩地层挖掘切割岩石,需要材料不易变形、耐磨损,因此需要利用材料硬度大的特点,所以此处填硬度。
(2)根据压强公式,压力不变时,减小受力面积可以增大压强。刀片形状尖利,减小了与泥土岩石的接触受力面积,从而增大压强,因此是通过减小受力面积的方法增大压强。
(3)1小时为60分钟,运送一次来回需要6分钟,因此1小时可运送次
每次最大载重,因此每辆运泥车每小时运送泥土质量为
输送机满效率工作时,每小时输送泥土的总重力为,根据,可得总质量
因此需要运泥车的数量为辆
(4)最大压强
根据压强公式,代入表面积,可得最大总压力
21.阅读短文,回答问题。
无人机
如图为某品牌“无人机”,其主要用复合材料制成的,质量(含摄像机)为1.5kg,“无人机”采用4个相同的电动机带动4个旋翼转动,对下方空气施力的同时每个旋翼获得相同的升力,“无人机”上升时受到的空气阻力与上升速度的平方成正比,该“无人机”能以最大6m/s的速度上升,此时受到的空气阻力为9N。(g=10N/kg)
(1)无人机旋翼高速旋转获得升力,该升力的施力物体是   。
(2)为使无人机能载更重“货物”,复合材料的密度应该   (选填“较大”或“较小”)。
(3)当“无人机”携带摄像机悬停静止在空中进行地面图像拍摄时,每个旋翼获得的升力大小是   N;在匀速上升过程中,以“无人机”为参照物,摄像机是   (选填“静止”或“运动”);
(4)“无人机”在参与某次火情的勘测时,假设它以4m/s的速度从地面匀速竖直上升至50米高处,然后悬停(整个过程4个电动机同时工作)。“无人机”匀速上升过程中受到的空气阻力为   N。
【答案】(1)空气
(2)较小
(3)3.75;静止
(4)4
【知识点】密度公式及其应用;力作用的相互性;重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】(1)无人机旋翼转动,对下方空气施加向下的作用力,物体间力的作用是相互的,空气对旋翼施加向上的反作用力,该力即为升力,所以升力的施力物体是空气。
(2)无人机总体积不变,由公式 可知,选用密度更小的复合材料,无人机自身质量、自重就会更小,能够承载更重的货物,故复合材料密度应较小。
(3) 无人机悬停,处于平衡状态,竖直方向总升力与总重力大小相等。总重力
四组旋翼升力大小相同,单个旋翼升力
无人机匀速上升,摄像机与无人机之间相对位置不变,以无人机作为参照物,摄像机是静止的。
(4)由题意可知,上升时空气阻力与速度平方成正比,可表示为。将已知条件、代入,得,解得
当速度时,计算得
因此此时受到的空气阻力为。
【分析】1、力的作用是相互的:一个物体对另一个物体施加力,同时会受到对方施加的反作用力;升力是空气给旋翼的力,施力物体为空气,受力物体是旋翼。
2、密度公式 ,体积一定时,材料密度越小,物体质量越小;无人机减重可以提升载货能力,是生活中密度知识的典型应用。
3、二力平衡:物体静止、匀速直线运动属于平衡状态,平衡力大小相等;参照物判断:物体相对参照物位置不变,则物体静止,位置改变则物体运动。相关公式G=mg。
4、比例式计算:阻力与速度平方成正比。 先代入已知条件求出比例系数k,再将新速度代入求阻力;计算注意速度要带平方。
(1)无人机旋翼旋转时对下方空气施加向下的力,根据力的作用是相互的,空气会对旋翼施加向上的反作用力,这个力就是升力,因此升力的施力物体是空气。
(2)无人机总体积固定,根据公式,材料密度越小,无人机自身质量越小、自重越小,因此想要承载更重的货物,复合材料的密度应该较小。
(3)无人机悬停在空中时处于平衡状态,总升力等于总重力。总重力
4个旋翼升力大小相等,因此每个旋翼的升力为
匀速上升过程中,摄像机相对于无人机的位置没有发生改变,因此以无人机为参照物,摄像机是静止的。
(4)由题意可知,上升时空气阻力与速度平方成正比,可表示为。将已知条件、代入,得,解得
当速度时,计算得
因此此时受到的空气阻力为。
1 / 1广东省深圳市西乡中学2025-2026学年第二学期期中素养调研八年级物理试卷
1.下列对生活中物理量的估测正确的是(  )
A.一本初中物理课本平放到水平桌面上,对桌面的压强大约50 Pa
B.一名中学生在莲花山顶所受重力约为50N
C.中国空间站内的气压约为
D.托起1个鸡蛋所需要的力约为1N
2.小明和小刚相约打台球,小明用球杆将白球击出,白球撞击红球将红球击进球洞,如图所示。下列说法正确的是(  )
A.红球被击进球洞,说明力能改变物体的形状
B.白球撞击红球的力大于红球撞击白球的力
C.小明使白球撞击红球侧边,因为力的作用效果与力的大小有关
D.白球撞击红球后白球的运动方向改变,说明力的作用是相互的
3.如图所示的生产生活实例与相关物理知识的说法中,下列说法中正确的是(  )
A.甲图:抽油烟机能够抽油烟,利用了流体流速越快,压强越小的原理
B.乙图:行驶的无人快递车在关闭电源后会很快停下,说明物体的运动需要力来维持
C.丙图:花样滑冰运动员在冰面上沿圆周匀速滑行时处于平衡状态
D.丁图:跳远运动员助跑起跳后在空中继续向前运动是因为受到惯性的作用
4.自行车是我们日常生活中常见的交通工具。观察下列四幅自行车的细节图片(如图),关于它们的设计目的,其中说法正确的是(  )
A.图甲:轮胎表面的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大压强
B.图乙:捏紧刹车是通过增大压力来增大摩擦力
C.图丙:车轴是通过变滑动为滚动来增大摩擦力
D.图丁:宽大的座垫是通过增大受力面积来增大压强
5.如图所示,李老师用抽气机做了很多演示实验,下列说法正确的是(  )
A.甲:放入自制气压计,抽气后观察到细玻璃管中液柱下降
B.乙:放入温水,抽气后水沸腾,说明气压降低,沸点升高
C.丙:放入气球,抽气后气球膨胀,气球内部气体密度变大
D.丁:放入模拟托里拆利实验的装置,抽气后试管内液柱下降
6.小明用平板小车运送纸箱,使纸箱与平板小车一起沿水平路面向右做匀速直线运动,如图所示。下列关于纸箱与小车受力分析正确的是(  )
A.纸箱受到向左的摩擦力
B.小车受到的支持力与其重力是一对平衡力
C.小车对纸箱的支持力与纸箱对小车的压力是一对相互作用力
D.小车被推得越快,小车的惯性越大
7.如图所示,在台秤的托盘上放一个装有水的平底烧杯,一个不吸水的木块用细线系在烧杯底浸没在水中,剪掉细线以后,木块上浮至静止,下列说法正确的是(  )
A.剪断细线前,木块所受的浮力等于木块的重力
B.剪断细线后,托盘受到的压力等于烧杯与水的重力之和
C.整个过程,水对杯底的压力不变
D.整个过程,台秤的示数始终不变
8.如图甲所示,小球漂浮在水面上静止,请画出它所受力的示意图。
9.如图甲为运动员沿斜面下滑场景,请在如图乙所示的示意图中画出运动员受到的摩擦力和雪坡受到的压力的示意图。
10.
(1)如图甲所示,在《天工开物》中记载,用重物测量弓弦张力的“试弓定力”。在弓把的中点通过一个光滑的小环悬挂重物M。待弓静止时,弓把一共受到   个力作用,弓把对弓弦的弹力是因为   (填“弓把”或“弓弦”)发生了形变。
(2)如图乙所示,汽车被追尾时人会   倾倒(选填“向前”或“向后”);   (选填“头枕”或“安全带”)可以减小刹车时给人带来的伤害。
11.
(1)如图甲为乳牛自动喂水器的部分示意图,其采用多槽位设计,利用   原理,确保每头乳牛都能获得充足的水源。
(2)如图乙所示是一款擦窗机器人,它可借助真空泵抽出机身吸盘与玻璃之间的空气,利用   “吸”在玻璃上;当机器人静止在竖直的玻璃上时,真空泵继续向外抽气,机器人所受摩擦力   (选填“变大”“不变”或“变小”)。
12.如图所示,A、B两个物体形状和大小完全相同,则A、B两物体受到水的向上和向下的压力差大小关系是   (选填“A 比B 小”、“一样大”或“A 比B 大”)
13.如图甲所示,小明用水平向右的推力F推置于水平地面上的木箱,在此过程中,推力F-t变化的情况如图乙所示,木箱运动速度v-t的变化情况如图丙所示,综合分析可知:在0~1s内木箱的运动状态是   ;在t=2s时木箱所受摩擦力为   N;在t=4s时木箱受到的合力大小是   N。
14.图中,将放在水平桌面上装有水的水瓶由正立改为倒立,前后两次水瓶对桌面压力的大小关系是   ;前后两次水对瓶底压强的大小关系是   。(以上两空均选填“”、“”或“”)
15.如图所示是小深“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验过程。
(1)在图B中物体P所受水的浮力为   N。
(2)小深通过比较   三次实验数据得出结论:物体所受浮力的大小与物体浸入液体的体积有关。小深通过比较A、C、D三次实验数据可得:物体所受浮力的大小与物体浸入液体的深度   (选填“有关”或“无关”);
(3)小深通过比较A、B、E三次实验数据得出结论:物体所受浮力的大小与物体浸入液体的密度有关,小深的结论正确吗?请说明理由:   。
(4)小深对比D、E两次实验数据后发现:液体的密度改变时物体受到液体的浮力变化不太明显,请你写出一种改进的措施:   。
16.小明用如图所示的装置研究“液体内部压强”。(水的密度为)
(1)实验中用到气密性良好的压强计中的U形管   (选填“是”或“不是”)连通器。通过U形管内两侧液面的高度差反映液体内部压强的大小,这种研究问题的方法是   ;
(2)由图1中的乙、丙两组实验,可得出结论:   。
(3)若将液体压强计的探头放入图丁的液体a中,发现丙、丁两次实验中U形管两侧液面高度差相等,则液体a的密度为   。
(4)相同情况下,若U形管中液体的密度越   (选填“小”或“大”),可观察到U形管两侧液面的高度差变化越明显。
(5)同组的小亮用图2所示的容器也来探究液体内部的压强。容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。用此容器进行的两次实验,由此可推断:、、三种液体密度、、的大小关系为   。
17.课外学习小组开展了“制作简易活塞式抽水机”的实践活动,下面是小组同学们交流的实践过程,请帮助完成下列内容:
【项目实施】要制作简易活塞式抽水机,需要完成以下任务。
(1)首先需要了解活塞式抽水机的结构及工作原理:
取一个注射器,把针头插到装有水的盆中,向上拉动活塞,就能看到水从低处升到高处。结合托里拆利实验,同学们想到尝试设计一款活塞式抽水机。理论上抽水机提升水最大高度是________m。(已知标准大气压,时,g取10N/kg;水的密度)
(2)初步了解了活塞式抽水机的工作原理,小深设计了一个如图甲所示的抽水机,当活塞在圆筒内上升到出水管S后继续上升,会发生的现象是 ___________ ;
A. 水从出水管S流出
B. 圆筒内水随活塞继续上升
C. 圆筒内水面开始下降
D. 水保持在出水管S管口下方附近不动,既不上升也不下降
【项目改进】
(3)小深参照如图乙的活塞式抽水机的结构,对自制抽水机进行了如下改进,如图丙所示:
①如图丙(a)所示,用洗衣液瓶盖制作活塞,并在中间放一枚钢珠做成如图乙所示的单向阀门A;
②如图丙(b)所示,用矿泉水瓶盖和一块胶皮来制作另一个阀门B;
③如图丙(c)所示,活塞向上提起时,阀门A关闭,此时阀门B下方的压强 ________ (选填“大于”或“小于”)阀门B上方的压强,阀门B下方的水推开阀门B进入圆管中。
④再向下压活塞,阀门B关闭,阀门A打开,水进入活塞上方圆筒中,活塞反复上下运动,最终成功的将水抽到高处。
【展示交流】
(4)若小深发现自制抽水机的抽水效果不佳,请写出一条可能的原因:________。
18.无人快递车智能配送驶入“快车道”,如图甲所示为无人快递车沿水平直线路径前往派送点的情景。已知快递车空车质量为0.1 t,货物总质量为300 kg。该车在行驶过程中受到的摩擦力为总重的0.02倍。该车从出发点到达派送点,其行驶路程s与所用时间t的关系如图乙所示,g取10N/kg。求:
(1)快递车0-10min内的平均速度;
(2)快递车受到地面的支持力;
(3)快递车行驶过程中在0-5min时间段内受到的牵引力。
19.著名的“木桶理论”又被称为“短板效应”。该理论告诉我们:一只木桶能装多少水,不是取决于桶壁上最长的那块木板,而是取决于桶壁上最短的那块木板。如图所示,现有一个放在水平地面上的木桶,其质量为3kg,底面积为500 cm2,其中最长木板高为0.4m,最短木板高为0.1m,该木桶最多能装10L的水。(忽略圆桶外壁和底部的厚度)求:(g取10N/kg)
(1)该木桶中的水量达到最大值时,其底部受到水的压强;
(2)该木桶中的水量达到最大值时,其底部受到水的压力;
(3)该木桶中的水量达到最大值时,木桶对地面的压力和压强。
20.阅读短文,回答下列问题
盾构机
随着目前国内轨道交通的快速发展,现在大中型城市的建筑、公用设施和各种交通日益繁杂。市区施工时如果采用明挖隧道,不但成本高,施工工艺复杂,而且影响正常地面交通。
盾构隧道掘进机,简称盾构机,是一种隧道掘进的专用工程机械,其外形是一个大的钢管机,较隧道部分略大,用来抵挡外向水压和地层压力。具有开挖切削土体、输送土渣、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能,可根据不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造。
如图2所示是金义东城市轨道工程中使用的“商城一号”盾构机,它能承受的最大压强为5巴(1巴千帕),表面积为,输送机输送泥土的效率可达。它在地下缓慢前行,驶过的地方留下一条完工的隧道,施工过程中对地面设施没有任何影响。
(1)为便于在硬岩地层进行挖掘,盾构机的刀盘一般采用特殊材料制成,此时主要是利用材料的   (选填“弹性”、“密度”或“硬度”)这一物理性质。
(2)盾构机前部的刀盘上有很多刀片,转动时能轻易切入泥土、岩石。各刀片形状尖利,这是利用   的方法来增大压强。
(3)盾构机前部刀片切削下来的泥土通过输送机直接输送到尾端,再由地下运泥车运送到隧道外,若每辆运泥车最大载重量为,完成一次运送(来回)的平均时间为,则每辆运泥车每小时运送泥土的质量为   ,当输送机满效率工作时,至少需要   辆运泥车配合工作。()
(4)盾构机在地下挖掘时会受到水压和地层压力,已知它能承受的最大压强为5巴(1巴千帕),则表面积为的盾构机能承受的最大总压力为   N。
21.阅读短文,回答问题。
无人机
如图为某品牌“无人机”,其主要用复合材料制成的,质量(含摄像机)为1.5kg,“无人机”采用4个相同的电动机带动4个旋翼转动,对下方空气施力的同时每个旋翼获得相同的升力,“无人机”上升时受到的空气阻力与上升速度的平方成正比,该“无人机”能以最大6m/s的速度上升,此时受到的空气阻力为9N。(g=10N/kg)
(1)无人机旋翼高速旋转获得升力,该升力的施力物体是   。
(2)为使无人机能载更重“货物”,复合材料的密度应该   (选填“较大”或“较小”)。
(3)当“无人机”携带摄像机悬停静止在空中进行地面图像拍摄时,每个旋翼获得的升力大小是   N;在匀速上升过程中,以“无人机”为参照物,摄像机是   (选填“静止”或“运动”);
(4)“无人机”在参与某次火情的勘测时,假设它以4m/s的速度从地面匀速竖直上升至50米高处,然后悬停(整个过程4个电动机同时工作)。“无人机”匀速上升过程中受到的空气阻力为   N。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算
【解析】【解答】A.初中物理课本的质量大约为,对应重力约为
课本平放时与桌面的接触面积大约为,因此课本对桌面的压强约为,故A正确;
B.普通中学生的质量大约为,对应的重力约为,远大于50N,故B错误;
C.空间站中需要保障航天员正常生存,内部气压需要接近标准大气压,大小约为,故C错误;
D.一个普通鸡蛋的质量约为50g,对应的重力约为,故D错误。
故选A。
【分析】1、估测类题目,需要记住常见物体质量、重力、压强的大致数值,再结合公式G=mg、计算判断。
2、常见参考量:一个鸡蛋约 50g,重力约 0.5N;中学生质量约 50kg,重力约 500N;物理课本质量约 250g。
3、标准大气压数值;空间站内部气压等于标准大气压,维持人体正常呼吸。
4、水平放置物体,物体对水平面压力大小等于自身重力,F=G。
2.【答案】D
【知识点】力的作用效果;力的三要素及力的示意图;力作用的相互性
【解析】【解答】A.红球被击进球洞时,红球由静止状态变为运动状态,说明力能改变物体的运动状态,故A错误;
BD.白球撞击红球后白球的运动方向改变,说明力的作用是相互的,即白球撞击红球时,白球撞击红球的力和红球撞击白球的力是一对相互作用力 ,大小相等,所以白球撞击红球的力等于红球撞击白球的力,故B错误,D正确;
C.小明使白球撞击红球侧边,因为力的作用效果与力的作用点有关,故C错误。
故选D。
【分析】 1.力的作用效果是改变物体的形状和改变物体的运动状态;
2.物体间力的作用是相互的,相互作用的力大小相等、方向相反;
3.力的大小、方向和作用点叫力的三要素,力的三要素都会影响力的作用效果。
3.【答案】A
【知识点】力的作用效果;惯性及其现象;平衡状态的判断;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.抽油烟机工作时,抽油烟机内空气流速更大,压强更小,在外界大气压的作用下,油烟会被压入抽油烟机,这利用了流体流速越大,压强越小的规律,因此A正确;
B.切断电源后,快递车因为受到摩擦力的作用很快停止运动,这一现象说明力能够改变物体的运动状态,物体的运动本身不需要力来维持,因此B错误;
C.花样滑冰运动员做匀速圆周滑行时,运动方向一直在发生变化,说明运动员的运动状态也在不断改变,因此运动员并不处于平衡状态,因此C错误;
D.惯性是物体本身就具有的固有属性,不能表述为物体“受到惯性作用”,跳远运动员助跑后起跳,能在空中继续向前运动,是因为运动员本身具有惯性,因此D错误。
故选A。
【分析】 1、流体压强与流速:流体流速越大的位置,压强越小;抽油烟机、飞机升力都应用该原理。
2、力与运动的关系:力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因;物体停止运动,是受到阻力改变了运动状态。3、平衡状态判断:平衡状态指静止或者匀速直线运动;匀速圆周运动速度方向时刻改变,运动状态改变,不属于平衡状态。
4、惯性概念:惯性是物体的固有属性,只能说 “具有惯性”,不能说 “受到惯性”“惯性力”。
4.【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】A、轮胎表面的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,而非增大压强,故 A 错误;
B、捏紧刹车时,刹车片与车轮之间的压力增大,通过增大压力来增大摩擦力,故 B 正确;
C、车轴通过安装滚珠轴承,将滑动摩擦变为滚动摩擦,从而减小摩擦力,而非增大摩擦力,故 C 错误;
D、宽大的座垫通过增大受力面积来减小压强,而非增大压强,故 D 错误;
故答案为:B。
【分析】A、考查摩擦力与压强的区分,花纹增大的是接触面粗糙程度,影响摩擦力,与压强无关;
B、考查增大摩擦力的方法,增大压力是增大摩擦力的有效途径之一;
C、考查减小摩擦力的方法,变滑动为滚动可以减小摩擦力;
D、考查减小压强的方法,增大受力面积可以减小压强。
5.【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;大气压强的测量方法;沸点及沸点与气压的关系;气压计和抽水机
【解析】【解答】A:甲装置中的自制气压计被放入玻璃罩后,抽气会让玻璃罩内的气压减小,瓶内的气压大于外界气压,会进一步将液体压入细玻璃管,最终观察到细玻璃管的液柱上升,因此A错误;
B:乙装置中,温水放入玻璃罩,抽气后玻璃罩内气压降低,此时水重新沸腾,说明气压越低,液体的沸点越低,因此B错误;
C:丙装置中,气球放入玻璃罩后抽气,玻璃罩气压减小,气球内部气压大于外界气压,因此气球体积膨胀;气球内气体质量不变,体积增大,根据可得,气球内气体的密度减小,因此C错误;
D:丁装置是模拟托里拆利实验的装置,大气压等于试管内水银柱产生的压强,当玻璃罩抽气后,内部气压减小,能够支撑的水银柱高度降低,因此试管内的液柱会下降,因此D正确。
故选D。
【分析】1、自制气压计:瓶内封闭一定气体,外界气压减小,内外压强差变大,细管内液面上升;外界气压变大,细管内液面下降。
2、沸点与气压关系:液体沸点随气压减小而降低,气压越低,沸点越低;气压增大,沸点升高。
3、气体密度计算:气体质量不变,体积膨胀,由,体积V变大,则密度变小。
4、托里拆利实验:水银柱高度由外界大气压决定,外界气压减小,所能支撑的水银柱高度降低,液柱下降。
6.【答案】C
【知识点】力作用的相互性;惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;摩擦力产生的条件
【解析】【解答】A.纸箱和平板小车一起沿水平面向右做匀速直线运动时,纸箱和小车之间既没有发生相对滑动,也不存在相对运动的趋势,因此纸箱不受摩擦力作用,所以A错误;
B.小车受到的支持力大小等于小车和纸箱的总重力,和小车自身的重力大小不相等,因此二者不是一对平衡力,所以B错误;
C.小车对纸箱的支持力和纸箱对小车的压力,分别作用在纸箱和小车两个相互作用的不同物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,符合相互作用力的条件,是一对相互作用力,所以C正确;
D.惯性的大小只和物体的质量有关,小车被推得越快,它的质量不变,因此惯性大小也不变,所以D错误。
故选C。
【分析】 1、摩擦力产生条件:接触面粗糙、相互挤压、发生相对运动或者具有相对运动趋势;一起匀速直线运动,无相对运动及趋势,物体不受摩擦力。
2、平衡力条件:作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;小车受到的支持力等于总重力,和小车重力大小不等,不满足平衡力条件。
3、相互作用力条件:作用在两个不同物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;支持力与压力属于典型的相互作用力。
4、惯性:惯性只由质量决定,质量越大惯性越大,与运动速度大小无关。
7.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压力及重力与压力的区别;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.在剪断细线之前,木块被细线固定在烧杯底部并完全浸没在水中。此时木块受到三个力的作用:重力、浮力 和细线的拉力。由于木块处于静止状态,根据力的平衡条件可得,所以木块所受浮力并不等于其重力,故A错误。
B.剪断细线后,木块会上浮并最终静止在水面上,此时木块处于漂浮状态,浮力等于重力,对于烧杯、水和木块组成的整体,托盘受到的压力等于三者重力之和,故B错误。
C.木块浮出水面后,水面高度会下降。根据p=ρgh计算可知水对杯底的压强减小。由于烧杯底面积不变,根据压力公式:水对杯底的压力也会减小,因此选项C错误。
D.将烧杯、水和木块视为一个整体,整个过程中系统的总重力保持不变。因此,台秤的示数始终等于系统的总重力,不会发生变化,选项D正确。
综上所述,正确答案是D。
【分析】1、受力分析:剪断细线之前,木块受到重力、拉力以及浮力,据此分析力的大小关系;整体法分析不用考虑内部的受力情况,本题中烧杯、水和木块视为一个整体,整个过程中系统的总重力保持不变。
2、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;
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,压力的计算:公式为F=pS。
8.【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;浮力及其产生原因
【解析】【解答】漂浮在水面上的小球,一共受到两个力的作用:竖直向下的重力和竖直向上的浮力,由于小球处于静止的平衡状态,因此这两个力是一对平衡力,按照力的作图要求画出两个力即可,作图结果如下图所示:
【分析】小球漂浮,静止,处于平衡状态,受到重力与浮力一对平衡力。重力方向始终竖直向下,浮力方向始终竖直向上,不受斜面倾斜影响;二力大小相等,因此示意图中两条线段长度要保持一致;力的作用点统一画在物体重心。
9.【答案】
【知识点】摩擦力的示意图;压力及重力与压力的区别
【解析】【解答】运动员沿斜面下滑过程中,受到的摩擦力方向沿斜面向上。我们先确定摩擦力的作用点在运动员的重心,从重心出发,沿斜面向上画一条带箭头的线段,就可以表示出运动员受到的摩擦力;
雪坡受到的压力,方向垂直雪坡坡面指向坡面,作用点在雪坡上,位于滑板和雪坡的接触面处。从作用点出发,垂直坡面向下画一条带箭头的线段,就可以表示出雪坡受到的压力,最终作图结果如图所示:
【分析】 1、摩擦力方向:摩擦力阻碍物体相对运动,运动员沿斜面向下滑动,相对斜面向下运动,所以滑动摩擦力方向沿斜面向上;受力物体是运动员,作用点画在重心。
2、压力特点:压力是接触面受到的力,作用点必须画在被压物体(雪坡)接触面上,方向垂直于接触面,指向被压物体内部。
3、受力物体区分:摩擦力是运动员受到的力,作用点在运动员重心;压力是雪坡受到的力,作用点在雪坡接触面,二者受力物体不同,作用点不能混淆。
10.【答案】(1)4;弓把
(2)向后;安全带
【知识点】弹力;惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】(1)我们对处于静止状态的弓把进行受力分析:弓把一共受到四个力的作用,分别是自身的重力、两端弓弦分别对它的两个拉力,以及悬挂重物的绳子对它向下的拉力;根据弹力的产生原理,弹力是施力物体发生弹性形变后对受力物体产生的力,弓把对弓弦的弹力,施力物体是弓把,因此这个弹力是弓把发生形变产生的。
(2)当汽车发生被追尾的情况时,汽车会突然向前加速,此时人的下半身会跟随汽车一同加速,而人的上半身由于惯性,会保持原来速度较小的运动状态,因此人会向后倾倒;如果汽车急刹车,汽车会突然减速,人由于惯性会向前倾倒,安全带可以拉住人体,限制人体前倾,从而减小刹车带来的伤害。
【分析】 1、弹力产生条件:弹力由施力物体发生弹性形变产生,谁发生形变,谁就施加弹力;弓把对弓弦施加弹力,施力物体是弓把,所以是弓把形变产生弹力。
2、受力分析:静止的弓把受重力、两段弓弦拉力、重物绳子的拉力,一共四个力,处于平衡状态。
3、惯性现象分析步骤:先说明物体运动状态变化,再区分不同部分运动情况,具有惯性的部分保持原有运动状态,进而判断倾倒方向。
(1)对静止的弓把受力分析:弓把受到自身重力、两端弓弦的两个拉力、悬挂重物的绳子向下的拉力,一共4个力;弹力是施力物体发生弹性形变产生的,弓把对弓弦的弹力,施力物体是弓把,因此该弹力是弓把发生形变产生的。
(2)汽车被追尾时,汽车突然向前加速,人的下半身随汽车加速,上半身由于惯性保持原来较慢的运动状态,因此人会向后倾倒;刹车时汽车突然减速,人由于惯性会向前倾,安全带可以拉住人体限制前倾,减小刹车带来的伤害。
11.【答案】(1)连通器
(2)大气压;不变
【知识点】连通器原理及其应用;大气压的综合应用;竖直方向的摩擦力的基础分析
【解析】【解答】(1)我们可以看到,乳牛自动喂水器的多个水槽符合“上端开口、底部互相连通”的特点,属于连通器。根据连通器的工作原理,当连通器内装有同种液体且液体静止时,各部分液面始终保持相平,因此这个装置正是利用连通器原理,实现了喂水槽水位稳定。
(2)将吸盘和玻璃之间的空气抽出后,吸盘内部的气压远小于外界大气压,清洁机器人就在大气压的作用下被紧紧压在竖直玻璃上;
当机器人静止在竖直玻璃上时,在竖直方向上,机器人受到的摩擦力和自身重力是一对平衡力,二者大小始终相等。因为机器人的重力不会发生改变,所以即使真空泵持续抽气,机器人受到的摩擦力大小也保持不变。
【分析】 1、连通器定义:上端开口,底部互相连通的容器;同种液体静止,各容器液面相平,生活实例有茶壶、水位计、喂水器。2、吸盘原理:排出内部空气,内部气压小于外界大气压,大气压将吸盘压紧在物体表面。
3、竖直方向静摩擦力分析:物体静止,处于平衡状态,竖直方向二力平衡,静摩擦力大小等于重力,和压力大小无关。
(1)乳牛自动喂水器的多个水槽满足上端开口、底部连通的特点,符合连通器的定义,连通器内同种液体静止时液面相平,因此利用连通器原理可以保持喂水槽水位稳定。
(2)抽出吸盘与玻璃间的空气后,吸盘内部气压远小于外界大气压,机器人在大气压的作用下被压在玻璃上;
机器人静止在竖直玻璃上时,竖直方向摩擦力与自身重力是一对平衡力,大小始终相等。机器人重力不变,因此即使真空泵继续抽气,摩擦力大小也不变。
12.【答案】一样大
【知识点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】我们可以根据浮力的产生原理来分析这道题:浮力的本质就是物体受到的向上与向下的压力差。题目中说明A、B两个物块形状、体积都完全相同,因此二者浸没在水中时,排开水的体积大小相等,根据阿基米德原理,可以得出两个物块受到的浮力大小相等。结合浮力的产生原因可知,两个物块受到水的向上和向下的压力差大小是相等的。
【分析】1、浮力产生原因:浸没在液体中的物体,上下表面存在液体压力差,压力差的大小就等于浮力大小。2、阿基米德原理公式:,浮力只与液体密度、排开液体体积有关;本题液体都是水,密度相同,物块浸没体积等于物块体积,体积相等则浮力相等。
3、逻辑推导:浮力大小等于上下表面压力差,浮力相等,则上下表面压力差一定相等。
13.【答案】静止;200;0
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断;力与图象的结合
【解析】【解答】 观察图丙可知,0~1s内木箱的速度始终为0,说明此时木箱保持静止状态。
从图丙可以看出,当t=4s时,木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,因此木箱受到的合力为0N。此时对应推力大小为200N,根据二力平衡的条件可知,滑动摩擦力与推力大小相等,即滑动摩擦力为200N;当t=2s时,木箱做加速运动,由于木箱对水平地面的压力大小不变,接触面的粗糙程度也没有改变,因此滑动摩擦力的大小保持不变,此时木箱受到的摩擦力仍然是200N。
【分析】 1、v t 图像判断运动状态:速度为 0,物体静止;速度不变,物体匀速直线运动;速度增大,物体做加速运动。
2、平衡状态:静止或者匀速直线运动,物体合力等于 0,满足二力平衡条件,大小相等、方向相反。
3、滑动摩擦力影响因素:只与压力大小、接触面粗糙程度有关;和运动速度、推力大小无关。压力、粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变。
14.【答案】=;<
【知识点】压强大小比较
【解析】【解答】 放在水平桌面上的物体,对支撑面的压力大小等于物体自身的总重力。本题中矿泉水瓶无论是正放还是倒放,瓶和水的总重力没有发生变化,因此矿泉水瓶对桌面的压力大小相等,即。
我们可以利用液体压强公式比较水对瓶底的压强大小:水的密度是定值,当矿泉水瓶倒立放置后,瓶内水的深度会变大,因此水对瓶底的压强也会变大,也就是。
【分析】1、水平面上固体压力规律:水平放置时,物体对水平面压力等于总重力;瓶子正倒放置,总重力不变,所以瓶子对桌面压力不变。
2、液体压强公式:p=ρgh,液体压强由液体密度、液体深度决定;同一瓶水,ρ不变,倒置后瓶口窄,水的深度h增大,液体压强增大。
3、区分两个压强:瓶子对桌面是固体压强,研究对象是瓶子;水对瓶底是液体压强,研究对象是瓶内的水,二者不要混淆。
15.【答案】(1)0.3
(2)A、B、C;无关
(3)不正确,因为没有控制物体浸入液体的体积相同
(4)增大盐水的密度
【知识点】探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】(1)根据称重法测量浮力的原理,可以计算出图B中物体P受到水的浮力为:
(2)若要探究得出“物体所受浮力大小和物体浸入液体的体积有关”的结论,根据控制变量法的要求,需要控制液体密度不变,使用同一个物体、同一个弹簧测力计,只改变物体浸入液体的体积,符合要求的是A、B、C三次实验。
在C和D两次实验中,物体P都完全浸没在水中,浸入液体的体积相同,只有物体在水中的深度不同,且两次实验弹簧测力计的示数相等,浮力大小相等,因此分析A、C、D三次的实验数据可以得出结论:物体受到的浮力大小和物体浸入液体的深度无关。
(3)根据控制变量法的要求,探究浮力大小和液体密度的关系时,必须控制物体浸入液体的体积相同。在A、B、E三次实验中,B里物体是部分浸入液体,E里物体是全部浸入液体,二者浸入液体的体积不相等,因此小深得出的结论不正确,原因是实验过程中没有控制物体浸入液体的体积相同。
(4)探究液体密度对浮力大小的影响时,需要保证其他条件不变,只改变液体的密度;如果对比实验后发现浮力变化不明显,说明两次实验液体的密度差太小,因此可以换用密度差更大的两种液体,比如增大盐水的浓度,增大盐水和水的密度差,使浮力变化更明显。
【分析】1、称重法求浮力公式:,G为物体重力,F示为物体浸在液体中弹簧测力计的示数,适用于本类浮力实验计算。
2、控制变量法应用:探究浮力与排开液体体积关系,控制液体密度不变,改变排开体积;完全浸没后,深度改变,排开体积不变,浮力不变,说明浮力与浸没深度无关。
3、探究浮力与液体密度关系,必须控制排开液体体积相同;若一组部分浸入、一组完全浸没,排开体积不同,变量不唯一,实验结论无效。
4、实验改进思路:F浮=ρ液gV排,液体密度差值越大,浮力差值越大,实验现象越明显;密度差过小,测力计示数变化小,不易观察。
(1)根据称重法测浮力,在图B中物体P所受水的浮力
(2)要得到“物体所受浮力的大小与物体浸入液体的体积有关”这个结论,根据控制变量法,须保持液体密度不变,所用弹簧测力计以及物体相同,只改变物体浸入液体中的体积,满足条件的有A、B、C。
C和D中物体P都是完全浸没,浸入水中的体积相同,物体所处深度不同,但弹簧测力计示数相同,所以通过比较A、C、D三次实验数据可得:物体所受浮力的大小与物体浸入液体的深度无关。
(3)根据控制变量法,探究浮力与液体密度的关系时,必须控制物体浸入液体的体积相同。A、B、E中,B中物体部分浸入液体,E中物体全部浸入液体,浸入体积不同,因此小深的结论不正确,理由是没有控制物体浸入液体的体积相同。
(4)探究液体密度改变对物体受到液体浮力的影响,需保证其它条件不变,只改变液体的密度,对比实验中发现浮力变化不明显,可以改进的措施为增大盐水的密度,或是换用比盐水密度更大的液体。
16.【答案】(1)不是;转换法
(2)同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大
(3)
(4)小
(5)
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)连通器要求容器上端开口、底部互相连通;本实验 U 形管压强计一端封闭,不满足上端开口条件,所以压强计 U 形管不属于连通器。液体内部压强无法直接观察,实验借助 U 形管两侧液面高度差间接反映压强大小,该实验方法为转换法。
(2)对比图乙、图丙,液体种类相同(均为水),探头深度丙大于乙,U 形管液面高度差丙更大,探头受到液体压强更大。可得到实验结论:同种液体,液体内部压强随深度增大而增大。
(3) 图丙中,探头在水中深度
图丁中,探头在液体 a 中深度
丙、丁两次 U 形管液面高度差相等,探头处液体压强相等, 即
则液体的密度为
(4)根据液体压强公式知,当压强变化量相同时,U形管两侧液面的高度差,由此可得:在相同的压强变化量下,U形管中液体的密度越小,就越大,即两侧液面的高度差变化越明显。
(5)由 橡皮膜没有形变,说明橡皮膜左右两侧压强大小相等。左图中橡皮膜处在 a 液体中的深度大于 b 液体中深度 ,说明此处的压强相同,根据可知,液体密度要小于液体密度,即;同理可得:液体密度要小于液体密度,即。故三种液体密度大小关系为。
【分析】1、连通器判定条件:上端开口,底部相连;压强计 U 形管一端封闭,因此不是连通器;转换法:将不易直接测量的物理量转换为容易观察的物理量,本实验把液体压强转换为 U 形管液面高度差。
2、控制变量法:乙、丙两组,液体密度相同,改变探头深度,探究压强与深度的关系;结论:同种液体,深度越深,液体压强越大。
3、液体压强公式p=ρgh,两次压强相等,利用该等量关系求解未知液体密度;计算前深度单位统一换算成米。
4、U 形管内液体密度越小,高度差越明显,实验现象更容易观察。
5、橡皮膜不变形,代表膜两侧压强相等;压强相同时,深度h越大,液体密度越小,以此比较不同液体密度大小。
(1)连通器是上端开口、底部互相连通的容器,实验中U形管一侧为密闭空气,不满足“上端开口”这一条件,因此不是连通器。
本题中液体内部压强大小不易直接观测,通过U形管内两侧液面的高度差来反映,用到了转换法。
(2)比较图乙和图丙,液体都是水,图丙中探头深度比图乙深,U形管两侧液面高度差更大,说明丙图中探头受到水的压强更大,由此可得出结论:同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大。
(3)图丙中是水,探头深度
图丁中是液体,探头深度
丙、丁两次实验中U形管两侧液面高度差相等,说明探头所受的液体压强相等,即
则液体的密度为
(4)根据液体压强公式知,当压强变化量相同时,U形管两侧液面的高度差,由此可得:在相同的压强变化量下,U形管中液体的密度越小,就越大,即两侧液面的高度差变化越明显。
(5)由图2左图可知,橡皮膜所在位置在液体的深度要大于液体的深度,橡皮膜没有发生形变,说明此处的压强相同,根据可知,液体密度要小于液体密度,即;同理可得:液体密度要小于液体密度,即。故三种液体密度大小关系为。
17.【答案】(1) 10.13
(2) C
(3) 大于
(4) 装置漏气
【知识点】大气压强的存在;大气压的综合应用;制作简易活塞式抽水机
【解析】【解答】(1)标准大气压所能支撑水柱的高度可由公式推导计算,离心式抽水机提升水能达到的最大高度为:
(2)当活塞上升经过出水管后继续向上运动时,出水管会和外界大气连通,外界空气进入抽水机的圆筒内部,此时圆筒内的气压和外界大气压大小相等,和抽水机容器液面的气压相互平衡,因此圆筒内的水会在自身重力的作用下回落,因此正确选项为C。
(3)当活塞向上提起时,阀门A处于关闭状态,阀门B上方的空间体积增大,内部压强降低;此时阀门B下方的压强就会大于上方的压强,水在压强差的作用下推开阀门B,进入到圆筒当中。
(4)抽水机抽水效果不好,一般是装置气密性不足,导致装置内外无法形成足够的气压差而造成的,常见的原因有装置漏气、阀门密封效果差、活塞和筒壁之间缝隙过大漏气等等。
【分析】1、抽水机工作原理:利用大气压将水压入筒内,由液体压强公式p=ρ gh计算,标准大气压最多支持约 10m 水柱,所以抽水机吸水高度不能超过该数值。
2、气压平衡分析:一旦筒内与外界大气相通,筒内外气压相等,大气压不再托住水柱,水受重力回落。
3、活塞上提过程:密闭空间体积变大,气体压强减小,内外形成气压差,在压强差作用下打开进水阀门,水进入圆筒;下压活塞时进水阀门关闭,出水阀门打开。
4、故障原因:抽水机依靠内外气压差工作,如果装置漏气,筒内气压降不下来,气压差不足,就无法把水抽上来。
18.【答案】(1)解:根据平均速度公式,快递车0-10min内的平均速度
(2)解:快递车总重力
水平路面上,竖直方向支持力与总重力是一对平衡力,大小相等,因此快递车受到地面的支持力
(3)解:由题意得,行驶时摩擦力
由图乙可知,0~5min内为倾斜直线,说明快递车做匀速直线运动,水平方向牵引力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此快递车受到的牵引力
【知识点】速度公式及其应用;重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【分析】(1)根据平均速度公式计算快递车0-10min内的平均速度;
(2)快递车总重力,水平路面上,竖直方向支持力与总重力是一对平衡力;
(3)由题意得,行驶时摩擦力,0~5min快递车做匀速直线运动,水平方向牵引力与摩擦力是一对平衡力。
(1)根据平均速度公式,快递车0-10min内的平均速度
(2)快递车总重力
水平路面上,竖直方向支持力与总重力是一对平衡力,大小相等,因此快递车受到地面的支持力
(3)由题意得,行驶时摩擦力
由图乙可知,0~5min内为倾斜直线,说明快递车做匀速直线运动,水平方向牵引力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此快递车受到的牵引力
19.【答案】(1)解:该木桶中的水量达到最大值时,其底部受到水的压强
(2)解:该木桶中的水量达到最大值时,其底部受到水的压力
(3)解:木桶能装的水的最大体积为
木桶能装的水的最大质量为
该木桶中的水量达到最大值时,木桶与水的总质量为
该木桶中的水量达到最大值时,木桶对地面的压力为
木桶的底面积为
该木桶中的水量达到最大值时,木桶对地面的压强
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)结合p=ρgh计算木桶中的水量达到最大值时其底部受到水的压强
(2)该木桶中的水量达到最大值时,其底部受到水的压力;
(3)木桶能装的水的最大体积为,木桶能装的水的最大质量为,结合重力公式计算木桶与水的总质量,该木桶中的水量达到最大值时,木桶对地面的压力为,结合压强公式计算木桶对地面的压强。
(1)该木桶中的水量达到最大值时,其底部受到水的压强
(2)该木桶中的水量达到最大值时,其底部受到水的压力
(3)木桶能装的水的最大体积为
木桶能装的水的最大质量为
该木桶中的水量达到最大值时,木桶与水的总质量为
该木桶中的水量达到最大值时,木桶对地面的压力为
木桶的底面积为
该木桶中的水量达到最大值时,木桶对地面的压强
20.【答案】(1)硬度
(2)减小受力面积
(3);36
(4)
【知识点】重力及其大小的计算;增大压强的方法及其应用;压强的大小及其计算;新材料的特点及应用
【解析】【解答】(1)盾构机刀盘要在硬岩地层切割挖掘岩石,材料需要不易变形、耐磨损,利用了材料硬度大的物理属性。
(2)由压强公式 可知,压力一定时,减小受力面积能够增大压强。刀片做得尖利,减小刀片与泥土、岩石间的受力面积,以此达到增大压强的效果,所以是通过减小受力面积的方式增大压强。
(3)据题目可知,1小时可运送次
单次最大载重, 单台运泥车每小时运送泥土质量
输送机满效率工作时,每小时输送泥土的总重力为,根据,可得总质量
因此需要运泥车的数量为辆
(4)最大压强
根据压强公式,代入表面积,可得最大总压力。
【分析】1、物质物理属性:硬度大的材料不容易发生形变,适合用来切削、打磨坚硬物体;区分硬度、密度、延展性等不同物理属性。
2、增大压强两种方法:压力不变,减小受力面积;受力面积不变,增大压力;锋利刀刃属于减小受力面积增大压强的典型实例。3、计算题解题思路:先求单车一小时运输量,再求泥土总质量,车辆数量等于总质量除以单车运输质量;计算过程注意单位换算,吨要换算成千克。 相关公式:G=mg。
4、压强计算:公式 ;解题前统一物理量单位。
(1)盾构机刀盘需要在硬岩地层挖掘切割岩石,需要材料不易变形、耐磨损,因此需要利用材料硬度大的特点,所以此处填硬度。
(2)根据压强公式,压力不变时,减小受力面积可以增大压强。刀片形状尖利,减小了与泥土岩石的接触受力面积,从而增大压强,因此是通过减小受力面积的方法增大压强。
(3)1小时为60分钟,运送一次来回需要6分钟,因此1小时可运送次
每次最大载重,因此每辆运泥车每小时运送泥土质量为
输送机满效率工作时,每小时输送泥土的总重力为,根据,可得总质量
因此需要运泥车的数量为辆
(4)最大压强
根据压强公式,代入表面积,可得最大总压力
21.【答案】(1)空气
(2)较小
(3)3.75;静止
(4)4
【知识点】密度公式及其应用;力作用的相互性;重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】(1)无人机旋翼转动,对下方空气施加向下的作用力,物体间力的作用是相互的,空气对旋翼施加向上的反作用力,该力即为升力,所以升力的施力物体是空气。
(2)无人机总体积不变,由公式 可知,选用密度更小的复合材料,无人机自身质量、自重就会更小,能够承载更重的货物,故复合材料密度应较小。
(3) 无人机悬停,处于平衡状态,竖直方向总升力与总重力大小相等。总重力
四组旋翼升力大小相同,单个旋翼升力
无人机匀速上升,摄像机与无人机之间相对位置不变,以无人机作为参照物,摄像机是静止的。
(4)由题意可知,上升时空气阻力与速度平方成正比,可表示为。将已知条件、代入,得,解得
当速度时,计算得
因此此时受到的空气阻力为。
【分析】1、力的作用是相互的:一个物体对另一个物体施加力,同时会受到对方施加的反作用力;升力是空气给旋翼的力,施力物体为空气,受力物体是旋翼。
2、密度公式 ,体积一定时,材料密度越小,物体质量越小;无人机减重可以提升载货能力,是生活中密度知识的典型应用。
3、二力平衡:物体静止、匀速直线运动属于平衡状态,平衡力大小相等;参照物判断:物体相对参照物位置不变,则物体静止,位置改变则物体运动。相关公式G=mg。
4、比例式计算:阻力与速度平方成正比。 先代入已知条件求出比例系数k,再将新速度代入求阻力;计算注意速度要带平方。
(1)无人机旋翼旋转时对下方空气施加向下的力,根据力的作用是相互的,空气会对旋翼施加向上的反作用力,这个力就是升力,因此升力的施力物体是空气。
(2)无人机总体积固定,根据公式,材料密度越小,无人机自身质量越小、自重越小,因此想要承载更重的货物,复合材料的密度应该较小。
(3)无人机悬停在空中时处于平衡状态,总升力等于总重力。总重力
4个旋翼升力大小相等,因此每个旋翼的升力为
匀速上升过程中,摄像机相对于无人机的位置没有发生改变,因此以无人机为参照物,摄像机是静止的。
(4)由题意可知,上升时空气阻力与速度平方成正比,可表示为。将已知条件、代入,得,解得
当速度时,计算得
因此此时受到的空气阻力为。
1 / 1

展开更多......

收起↑

资源预览

error当前文档不提供在线查看服务,请下载使用!