第二章 力与空间探索 单元检测卷A(含解析)

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第二章 力与空间探索 单元检测卷A(含解析)

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第二章力与空间探索单元检测卷A
一.选择题(共15小题,每题2分,共30分)
1.日常生活中,根据需要常要考虑受力面上的压强大小。下列事例能增大压强的是(  )
A.坦克履带接触地面 B.压路机前轮较重
C.滑雪板雪地接触面积大 D.背包有宽背带
2.古诗词中蕴含丰富的物理知识。下列关于力的说法错误的是(  )
A.“风吹草低见牛羊”说明草受到力的作用
B.成语“孤掌难鸣”说明一个物体不会产生力
C.“飞流直下三千尺”说明水受到重力的作用
D.“以卵击石,自不量力”说明鸡蛋受到的力小于石头受到的力
3.如图所示,用力把篮球抛出,篮球的运动轨迹如虚线所示,若不计空气阻力,则图中A点处,篮球的受力情况是(  )
A. B. C. D.
4.2023年10月26日,搭载“神舟十七号”载人飞船的“长征二号F”运载火箭在酒泉(如图所示)发射成功。点火后,推动火箭离开发射底座向上运动的力的施力物体是(  )
A.火箭的发动机 B.喷出的燃气 C.火箭下方的空气 D.火箭下方的底座
5.如图所示,当小科跳到最高点时,若一切外力消失,则他将(  )
A.水平向右匀速运动 B.竖直向下匀速运动
C.斜向下匀速运动 D.保持静止
6.如图为一弹簧测力计,在使用过程中,不正确的是(  )
A.使用前,要检查指针是否在零刻度位置
B.所测的力的大小不能超过5N
C.应避免弹簧测力计指针与外壳摩擦
D.弹簧测力计的读数为3.3N
7.下列运动项目中,力的作用效果与其他三项不同的是(  )
A.蹬车使车前进 B.蹬地人往前跑
C.划船使船前进 D.拉弓使弓变弯
8.甲、乙两个物体叠放在一起,此时静止在水平地面上。下列说法正确的是(  )
A.甲物体受到重力和乙对甲的支持力,它们是一对相互作用力
B.甲对乙的压力与乙对甲的支持力是一对平衡力
C.乙对地面的压力与地面对乙的支持力是一对相互作用力
D.地面对乙的支持力与乙受到的重力是一对平衡力
9.如图所示,小物同学从蹦床向上运动过程中,以下说法中正确的是(  )
A.小物同学离开蹦床后仍受向上的作用力
B.小物同学离开蹦床后运动状态一直改变
C.小物同学到达最高点时处于平衡状态
D.小物同学到达最高点时不具有惯性
10.如图,一个质量分布均匀的厚度相同的梯形物块放在水平地面,现沿平行于一边的虚线切去右侧部分,则剩下部分对地面的压强与原物块对地面的压强相比(  )
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断
11.生物的结构与功能相适应,下列生物结构用压强知识所做的解释错误的是(  )
A.狗的犬齿很尖————减小受力面积,增大压强,有利于撕咬食物
B.啄木鸟的喙又尖又长——减小受力面积,增大压强,有利于摄食
C.青蛙脚趾间有发达的蹼膜——增大受力面积,增大压强,有利于水中游行
D.骆驼的趾特别宽大——增大受力面积,减小压强,有利于沙漠上行走
12.如图所示,小舟在做“研究液体内部压强”的实验,实验中液体压强大小通过U形管两侧液面高度差h来反映。下列说法正确的是(  )
A.h越大,说明液体压强越小
B.探头在水中越深,h越小
C.探头在同一深度,无论朝哪个方向,h都不变
D.探头在水中的深度不变,向水中加浓盐水,h不变
13.如图所示,用F=8N水平向右的拉力匀速拉动物块A时,物块B静止不动,此时弹簧测力计的示数为5N,则物块A所受地面摩擦力的大小及方向为(  )
A.8N,水平向右 B.3N,水平向左
C.8N,水平向左 D.5N,水平向右
14.如图所示,是乒乓球运动员在比赛时的场景,下列说法中正确的是(  )
A.乒乓球在空中运动的过程不受力的作用
B.静止的乒乓球没有惯性
C.发球时击打乒乓球,乒乓球飞出,说明力可以改变物体的运动状态
D.球拍击中球时,球拍对球的力大于球对球拍的力
15.如图所示,一个装满水的矿泉水瓶,正放在水平桌面上如图甲,瓶子对桌面的压强为pA,水对瓶底的压强为pB;倒放在水平桌面上如图乙,瓶子对桌面的压强为pC,水对瓶盖的压强为pD。则下列判断正确的是(  )
A.pA=pC pB=pD
B.pA<pC pB>pD
C.pA<pC pB=pD
D.pA=pC pB<pD
二.填空题(共7小题,每空2分,共38分)
16.嫦娥六号探测器是中国嫦娥探月计划第六个探测器,采集了约2kg月壤返回地球,实现了人类历史上首次月球背面采样返回任务。请回答下列问题:
(1)嫦娥六号探测器环月飞行时,________ (填“处于”或“不处于”)平衡状态。
(2)2kg月壤在地球表面受到的重力大小为_________ N。
17.用船桨向后划水,船会前进,让船前进的力的施力物体是_____ ;如图所示,是一种常见的订书机,钉槽内的订书钉之所以不会松脱,是因为固定在槽内后部的弹簧给钉子一个向_____ (选填“左”或“右”)的弹力。在使用过程中随着钉子数目的减少,弹簧给钉子的弹力将_______ (选填“增大”“不变”或“减小”)。
18.乙车司机在倒车时不小心撞到了甲车,如图所示,这可能导致甲车司机 _______ (填“背部”或“胸部”)遭受撞击受伤,也可能导致乙车司机 _______ (填“背部”或“胸部”)遭受撞击受伤,这是由于司机具有 _______ 。
19.建筑工人常用铅垂线来检查墙壁是否竖直,这是利用了重力方向总是_________ ,如图甲所示为水平仪放置于某桌面上时的情形,则该桌面左面_____ (选填“高”或“低”)。如图乙所示在砌房子时,水平仪R来检查所砌的墙面是否水平,当液体中的空气泡居中表示墙面水平,若空气泡在B端,则表示A端的墙面_____ (选填“高”或“低”)。
20.某工厂采用AI机器人分拣精密零件,机器人通过视觉传感器识别零件,由机械臂抓取并放置至指定位置。
(1)当机器臂托着2千克的零件保持静止时,零件受到的支持力为_______ N。
(2)机械臂的夹爪表面有花纹,同时可自动压紧包裹,这样的设计的目的均是为了__________ ,防止包裹滑落。
(3)测试发现抓取力过大,精密零件表面易产生压痕。在抓取力不变的情况下,可通过___________ 方法来减少压强。
21.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙、丙所示。由图象可知当t=1s时,物体处于_______ 状态。t=3s时,物体受到的摩擦力为_____ N。
22.小妍将一根两端开口的玻璃管下端蒙上橡皮膜,如图甲。
(1)将此玻璃管放入盛有水的烧杯中,如图乙,发现橡皮膜向上凸,此现象说明______________ ;
(2)继续向下压玻璃管,则橡皮膜向上凸的程度会_______ (选填“变大”“变小”或“不变”)。将玻璃管置于深度为h处,如图丙,向管内注入液体至图丁所示位置,此时橡皮膜的形状正好是平面。由此推测管内注入的液体可能是_____ (填字母)。
A.浓盐水
B.酒精
C.蒸馏水
三.实验探究题(共3小题,每空2分,共26分)
23.某兴趣小组为探究滑动摩擦力大小与压力的关系进行了如下实验。
(1)为直接读出滑动摩擦力大小,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块如图1,此时滑动摩擦力大小为________ N;若加速拉动木块,则弹簧测力计示数_______ (填“大于”“等于”或“小于”)滑动摩擦力的大小。
在木块上放砝码,沿水平方向匀速拉动木块,测出此时木块受到的滑动摩擦力如图2。
(2)在实际操作中出现一系列问题,改用拉动硬纸板测量滑动摩擦力如图3,相比图1实验的优点有(写出一点即可):____________________ 。
【实验分析】
有同学认为加了砝码增大压力的同时也增大了木块和砝码的总重力,影响滑动摩擦力大小的因素究竟是重力还是压力呢?为解决该问题,小组进一步进行探究。
(3)拉动硬纸板,记录压力传感器和弹簧测力计的示数如图3。通过充气改变氢气球的体积,拉动硬纸板,记录三次弹簧测力计稳定后的示数F1、F2、F3。在接触面粗糙程度相同时,当F1、F2、F3大小________ (填“相等”或“不相等”)说明滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
24.实验小组同学在探究影响液体内部压强大小因素时,利用如下实验装置进行研究。
(1)实验前先如图甲所示,轻轻按压橡皮膜,若____________________ ,则说明装置气密性良好;
(2)根据________ 两图,可推知液体内部压强和密度的关系;
(3)若U形管内墨水密度大于水的密度,则丙图中H_____ (填“>”“<”或“=”)h2。
25.科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。
【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小。
【项目准备】提供材料如图甲,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙。
【评分量规】在老师的指导下小组同学制定了评价量规,表中为部分评价指标。
评价指标 评价等级
优秀 良好 待改进
调零方式 多种方式调零 只能移动指针调零 不能调零
精确度 达到0.1牛 达到0.2牛 大于0.2牛
【项目制作】
(1)选择材料时,你认为_______ (选填“弹簧”或“橡皮筋”)更合适,理由是_____________ 。
(2)选用图乙中b弹簧制作测力计,确定“0”和“2牛”刻度后,两者之间分为10等份,则该测力计的最小刻度为________ 牛,小组同学用制好的弹簧测力计称量身边小物件的重力。
【项目评价】
(3)为了提高自制测力计的“精确度”,可选取图乙中的弹簧_____ (填“a”或“c”)取代弹簧b制作测力计。
四.解答题(共4小题,第26题6分,第27题、28题、29题各8分,共30分)
26.(1)在建造房屋时,建筑工人常常利用如图甲所示的重垂线检测墙体是否竖直,这是利用了______________ 的特征。
(2)如图乙所示,A、B两物体位于地球表面,在答题卡相应位置分别画出A、B两物体所受重力的示意图(图中O为地心)。
(3)将一根筷子插入土豆中,再用快锤快速向下敲打筷子,看到土豆不往下掉,反而会往上“爬”,这体现了土豆具有_______ 这一性质。
27.在水平路面上有一辆小车,质量为500kg,运动时受到的阻力是车重的0.05倍。
(1)当用200N的水平力拉小车时,小车静止不动,此时小车受到的阻力是多大?
(2)当小车做匀速直线运动时,水平拉力多大?
(3)当用350N水平向左的力拉静止的小车时,小车将如何运动?
28.在首届世界人形机器人运动会的100米短跑项目中,“天工Ultra”机器人以21.50秒的成绩夺得短跑冠军,其身高约1.8米、体重为55kg,穿着的运动鞋单只底面积为250cm2。跑步时受到的摩擦力为其重力的0.2倍,g取10N/kg。求:
(1)拟人形态:机器人跑步时也需要穿上鞋子,鞋底防滑纹路可以通过______________ 来增大摩擦力。
(2)机器人跑步时受到的摩擦力大小。
(3)跑步时,机器人对地面的压强大小。
29.浩瀚宇宙需要人类去不断探索,以下是我国近年来空间探索大事记。
(1)2021年10月16日,我国“神舟十三号”成功发射,如图是乘组三位航天员在空间站的情景,若航天员在“失重”状态的空间站进行下列活动,可实行的是_______ 。
A.用弹簧拉力器练臂力健身
B.凸透镜成像实验
C.用天平测物体质量
D.向茶杯倒水
(2)2023年7月23日是我国成功发射首个火星探测器“天问一号”三周年的日子。中国成为第3个触摸这颗红色星球的国家!
星球 月球 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
g值大小 1.62 3.60 8.50 9.80 3.76 22.9 9.05 8.30 11.00
科学家还发现,跟地球上一样,在其他星球上,物体也会由于星球对它的吸引而受到力的作用。下表为不同星球上g的大小。如果将1千克的物体带到火星上,则它在火星上受到的重力为多少牛?
(3)“嫦娥六号”于2024年5月3日发射,6月2日早上8点左右在月球背面着陆,实现世界首次月球背面采样返回。已知某大型台秤在地球表面能承受的最大载重为3969N,根据上述表格相关数据,求该台秤在月球表面能称取的最大质量是多少千克?
第二章力与空间探索单元检测卷A
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
1.【分析】增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解答】解:A、坦克通过履带与地面接触,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A错误;
B、压路机前轮较重,是在受力面积一定时,通过增大压力增大压强,故B正确;
C、滑雪板与雪地接触面积较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C错误;
D、背包用较宽的背带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D错误。
故选:B。
2.【分析】(1)力是物体对物体的作用,发生力的作用时,至少要有两个物体,其中受到力的作用的物体叫受力物体,对别的物体施加了力的物体叫施力物体。
(2)物体间力的作用是相互的,力可以改变物体的运动状态也可以改变物体的形状。
【解答】解:A、力可以改变物体的形状,草受到力的作用,形状发生改变,从而出现“风吹草低见牛羊”的情景,故A正确;
B、力是物体对物体的作用,产生力的作用至少得有两个物体,一个物体不会产生力,因此“孤掌难鸣”,故B正确;
C、重力的方向竖直向下,水在重力作用下“飞流直下三千尺”,故C正确;
D、力的作用是相互的,“以卵击石,自不量力”,鸡蛋和石头都受到力的作用,且相互作用力大小相等,故D错误。
故选:D。
3.【分析】空中运动的物体如果不计空气阻力,其只受重力的作用,据此判断。
【解答】解:用力把篮球抛出,篮球到达A点后,若不计空气阻力,篮球只受到竖直向下的重力,故A正确,BCD错误。
故选:A。
4.【分析】力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的。
【解答】解:火箭喷出燃气时,给燃气一个向下的力,因为力的作用是相互的,所以燃气给火箭一个向上的力,故B正确,ACD错误。
故选:B。
5.【分析】根据牛顿第一定律,当物体不受任何外力时,将保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:当小科跳到最高点时,他在水平方向上仍有一定速度,所以根据牛顿第一定律可知,若一切外力消失,则他将水平向右匀速运动。
故选:A。
6.【分析】(1)弹簧测力计在测量前要把指针调到零刻度线;
(2)观察弹簧测力计上的最大刻度,即弹簧测力计的测量范围;
(3)测量时,要使测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的一致,避免弹簧测力计指针、挂钩与外壳摩擦;
(4)认清弹簧测力计上最小刻度值,即分度值,然后正确读出测量值。
【解答】解:A.使用弹簧测力计前,应检查指针是否指在零刻度处,故A正确,不符合题意;
B.该弹簧测力计的测量范围是0~5N,所测的力不能超过其最大测量值5N,故B正确,不符合题意;
C.使用过程中应避免弹簧测力计指针与外壳摩擦,以避免因摩擦而产生的误差,故C正确,不符合题意;
D.弹簧测力计的分度值是0.2N,指针指在3N后面第3小格处,则读数为3N+3×0.2N=3.6N,故D错误,符合题意。
故选:D。
7.【分析】力可以改变物体的运动状态,也可以使物体发生形变。
【解答】解:ABC、蹬车使车前进、蹬地人往前跑和划船使船前进都属于力改变了物体的运动状态,这三个力的作用效果相同,故ABC不符合题意;
D、拉弓使弓变弯说明力改变了物体的形状,这个力的作用效果与其他三个不同,故D符合题意。
故选:D。
8.【分析】平衡力的判断,两个力必须同时满足四个条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。缺一不可。
一对相互作用力必须满足:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同物体上。
【解答】解:
A、甲物体受到重力和乙对甲的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,它们是一对平衡力,故A错误;
B、甲对乙的压力与乙对甲的支持力,作用在不同物体上,是一对相互作用力,故B错误;
C、乙对地面的压力与地面对乙的支持力,作用在不同物体上,是一对相互作用力,故C正确;
D、地面对乙的支持力等于甲、乙两物体的总重力,则地面对乙的支持力与乙受到的重力大小并不相等,不是一对平衡力,故D错误。
故选:C。
9.【分析】小物同学离开蹦床后,不再与蹦床接触,蹦床的弹力消失,在不计空气阻力的情况下,此时她只受到竖直向下的重力作用,没有向上的作用力。
小物同学离开蹦床后,无论是向上运动还是从最高点下落,都受到重力作用,这个力会改变她的运动状态。在上升过程中,速度不断减小;在下降过程中,速度不断增大。因此,她的运动状态一直在改变。
平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动的状态,此时物体所受的合力为零。小物同学到达最高点时,瞬时速度为零,但仍然受到重力作用,所受合力不为零,因此不是处于平衡状态。
惯性是物体本身的一种属性,其大小只与物体的质量有关。任何有质量的物体在任何情况下都具有惯性。小物同学到达最高点时,虽然速度为零,但她的质量没有改变,所以仍然具有惯性。
【解答】解:A.弹力是一种接触力,小物同学离开蹦床后,不再与蹦床接触,蹦床的弹力消失,在不计空气阻力的情况下,此时她只受到竖直向下的重力,没有向上的作用力,故A错误;
B.小物同学离开蹦床后,无论是向上运动还是从最高点下落,都受到重力作用,在上升过程中,速度不断减小;在下降过程中,速度不断增大。因此,她的运动状态一直在改变,故B正确;
C.平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动的状态,此时物体所受的合力为零。小物同学到达最高点时,瞬时速度为零,但仍然只受到重力作用,所受合力不为零,因此不是处于平衡状态,故C错误;
D.惯性是物体本身的一种属性,其大小只与物体的质量有关,与运动状态、受力情况无关。任何有质量的物体在任何情况下都具有惯性。小物同学到达最高点时,虽然速度为零,但她的质量没有改变,所以仍然具有惯性,故D错误。
故选:B。
10.【分析】假设在底面积二分之一处沿平行于一边的虚线切去右侧部分,根据切去的部分可知受力面积与原来受力面积的关系,剩余部分的压力与总压力的关系,最后结合压强公式p可知压强的变化。
【解答】解:由于质量分布均匀,厚度相同且均匀梯形物体放在水平地面上,若在其二分之一的底面积处,沿平行于一边的虚线切去右侧部分;如下图所示:
根据图示可知,切去后,受力面积变为原来的一半,而减小的压力小于总压力的一半,即剩余部分的压力大于总压力的一半,由p可知,剩下部分对地面的压强大于原物块对地面的压强。
故选:A。
11.【分析】压强与压力的大小和受力面积的大小有关。
在压力一定时,受力面积越小,压强就越大;在受力面积一定时,压力越大,其压强就越大。
在压力一定时,受力面积越大,其压强越小;在受力面积一定时,压力越小,其压强越小。
【解答】解:A.狗的犬齿很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,有利于撕咬食物,故A正确;
B.啄木鸟的喙又尖又长,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,有利于摄食,故B正确;
C.青蛙脚趾间有发达的蹼膜,是在压力一定时,通过增大受力面积,减小压强,有利于水中游泳,故C错误;
D.骆驼的趾特别宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,有利于沙漠行走,故D正确。
故选:C。
12.【分析】液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;结合p=ρgh分析。
【解答】解:A.h越大,即U形管两边液面的高度差越大,说明液体压强越大,故A错误;
B.深度是液体内部一点到液体自由面的距离,探头在水中越深,产生压强越大,由转换法,h越大,故B错误;
C.探头在同一深度,向各个方向的压强都相等,由转换法,无论朝哪个方向,h都不变,故C正确;
D.探头在水中的深度不变,向水中加浓盐水,液体的深度和密度都变大,根据p=ρgh可知液体产生的压强变大,由转换法产生可知h变大,故D错误。
故选:C。
13.【分析】根据物体B的运动状态判定其受力情况,根据二力平衡求出摩擦力的大小;滑动摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与速度无关。分析AB整体的受力情况,求出摩擦力。
【解答】解:以B为研究对象,B在水平方向受弹簧测力计的拉力和物体A对其摩擦力的作用,因为B静止,所以这两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反,所以物块B所受摩擦力的大小为5N,方向水平向右;用F=8N水平向右的拉力匀速拉动物块A时,以AB为整体,在水平方向上受到向左的弹簧测力计5N的拉力、水平向右8N的拉力F的作用,由于做匀速直线运动,所以AB整体受力平衡,所以会受到地面对A的摩擦力的作用,摩擦力的大小为8N﹣5N=3N,方向水平向左。
故选:B。
14.【分析】(1)地面附近物体始终受到重力作用;
(2)一切物体在任何情况下都具有惯性;
(3)力的作用效果:改变物体的形状、改变物体的运动状态;
(4)物体间力的作用是相互的,相互作用力大小相等。
【解答】解:
A、乒乓球在空中运动过程中,受到重力和空气阻力的作用,并非不受力,故A错误。
B、一切物体任何时候都具有惯性,静止的乒乓球同样具有惯性,故B错误。
C、发球击打乒乓球,乒乓球由静止变为运动,说明力可以改变物体的运动状态,故C正确。
D、球拍击球时,球拍对球的力与球对球拍的力是一对相互作用力,二者大小相等,故D错误。
故选:C。
15.【分析】(1)根据p=ρgh分析液体产生的压强的大小关系;
(2)甲、乙两次放置时,水、瓶的总重力不变,根据物体对水平面的压力和自身的重力相等比较两种情况下对桌面的压力关系;瓶底的面积大于瓶盖的面积,即甲放置时受力面积较大,根据p比较两种放置对桌面的压强关系。
【解答】解:因为瓶子装满水,正放和倒放时水的深度相同,水的密度不变,根据p=ρgh知水对瓶底的压强pB和水对瓶盖的压强pD相等,即pB=pD;
瓶子对桌面的压力等于瓶子和水的总重力,正放和倒放时总重力不变,所以对桌面的压力FA=FC;由图可知,正放时受力面积SA大于倒放时受力面积SC,根据知在压力相等的情况下,受力面积越小,压强越大,所以pA<pC,故C正确,ABD错误。
故选:C。
二.填空题(共7小题)
16.【分析】(1)根据平衡状态(指的是匀速直线运动或静止)的含义,判断探测器的状态;
(2)根据重力计算公式G=mg,计算重力。
【解答】解:(1)探测器环月飞行时运动方向不断改变,运动状态改变,因此不处于平衡状态;
(2)地球表面附近g取9.8N/kg,月壤受到的重力为:G=mg=2kg×9.8N/kg=19.6N。
故答案为:(1)不处于;(2)19.6。
17.【分析】(1)用船桨向后划水时,桨对水施加向后的力,根据力的作用是相互的,水对桨施加向前的反作用力使船前进,据此判断施力物体;
(2)订书机钉槽内弹簧位于后部,弹簧被压缩后对钉子施加弹力,根据弹簧位置判断弹力方向;
(3)弹簧的弹力大小与弹性形变程度有关,随着钉子数目减少,钉子总厚度减小,弹簧压缩量发生变化,据此判断弹力变化。
【解答】解:
(1)用船桨向后划水,桨对水施加向后的力,由于物体间力的作用是相互的,水同时对桨施加一个向前的反作用力,使船前进,因此让船前进的力的施力物体是水。
(2)订书机钉槽内,弹簧固定在槽内后部(右侧),弹簧被压缩后对前方的订书钉施加一个向左的弹力,使钉子压紧在钉槽前部不会松脱。
(3)在使用过程中,随着钉子数目的减少,钉子的总厚度减小,弹簧的压缩量减小,弹性形变程度减小,因此弹簧给钉子的弹力将减小。
故答案为:水;左;减小。
18.【分析】惯性是保持原来运动状态不变的性质,
根据运动的方向,结合惯性的特点,依次分析甲与乙的情况即可。
【解答】解:乙车向后倒车撞到了甲车上,乙车的速度会突然减小,而乙车司机的上半身由于惯性会继续向后运动,则乙车司机的身体会向后仰,所以可能导致乙车司机的背部遭受撞击受伤;
原来甲车静止,由图知,乙车向后倒车会撞到甲车的车尾,甲车由于受到撞击会突然向右运动(即向甲司机的前方运动),而甲车司机的上半身由于惯性会继续保持原来的静止状态,则甲车司机的身体也会向后仰,所以可能导致甲车司机的背部遭受撞击受伤。
故答案为:背部;背部;惯性。
19.【分析】水平仪是用来检查所砌的墙面是否水平的仪器,重垂线是利用重力的方向始终竖直向下而制成的,据此解答。
【解答】解:利用重垂线检查墙壁是否竖直,这是根据重力的方向是竖直向下的,若重垂线偏向右侧,说明桌面左面高,铅垂线会向右侧偏移。
图乙是利用“液体受重力流动”的水平仪:液体因重力会向低处流动,推动空气泡向高处移动。若空气泡在B端,说明B端是高处,A端的墙面低。
故答案为:竖直向下;高;低。
20.【分析】(1)物体处于静止或匀速直线运动状态时,受到的力是平衡力,一对平衡力大小相等;
(2)增大摩擦力的方法:在压力一定时,增大接触面粗糙程度增大摩擦力;在接触面粗糙程度一定时,增大压力增大摩擦力;
(3)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解答】解;(1)零件受到的重力为:G=mg=2kg×10N/kg=20N,
机器臂托着2千克的零件保持静止时,零件处于平衡状态,受到的支持力和重力是一对平衡力,二力的大小相等,所以零件受到的支持力为F支=G=20N;
(2)机械臂的夹爪表面有花纹,是在压力一定的情况下,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,防止包裹滑落。
(3)在抓取力不变的情况下,可通过增大受力面积方法来减少压强。
故答案为:(1)20;(2)增大摩擦力;(3)增大受力面积。
21.【分析】(1)从速度图象中分析0﹣2s时物体的速度大小即可得出当t=1s时物体所处的状态;
(2)首先从速度图象中4﹣6s得出物体匀速直线运动。然后对应的从F﹣t图象中得出物体所受的摩擦力;最后根据摩擦力的影响因素判断出t=3s时物体受到的摩擦力大小。
【解答】解:(1)由丙图知:0﹣2s时物体的速度大小为零;则当t=1s时物体处于静止状态。
(2)由丙图知:4~6s时,物体匀速运动,处于平衡状态。受到的推力和摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,
由乙图知:4~6s时,F=2N,所以摩擦力与推力F相等,大小为2N。
2﹣4s之间,物体加速运动,受力不平衡,推力大于摩擦力;
但由于物体和地面没有改变,所以摩擦力大小不变;即仍为2N。
故答案为:静止;2。
22.【分析】(1)将玻璃管放入水中,橡皮膜向上凸,说明水对橡皮膜有向上的压强。
(2)根据液体压强公式p=ρgh,在液体密度ρ不变时,深度h越大,压强p越大。
图丁中橡皮膜是平面,说明管内液体向下的压强=管外水向上的压强,即p液=p水,由p=ρgh得:ρ液gh液=ρ水gh水,ρ液h液=ρ水h水,从图中可比较液体密度与水密度大小关系。
【解答】解:(1)将玻璃管放入水中,橡皮膜向上凸,说明水对橡皮膜有向上的压强,即液体内部向上有压强。
(2)继续向下压玻璃管,玻璃管在水中的深度增加。根据液体压强公式p=ρgh,在液体密度ρ不变时,深度h越大,压强p越大。所以水对橡皮膜向上的压强变大,橡皮膜向上凸的程度会变大。
图丁中橡皮膜是平面,说明管内液体向下的压强=管外水向上的压强,即p液=p水,由p=ρgh得:ρ液gh液=ρ水gh水,ρ液h液=ρ水h水,从图中可看出:管内液体深度h液>管外水的深度h水,ρ液<ρ水,三种液体里,密度比水小的只有酒精。故选:B。
故答案为:(1)液体内部向上有压强;(2)变大;B。
三.实验探究题(共3小题)
23.【分析】(1)根据二力平衡条件,当木块在水平方向上做匀速直线运动时,它受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等。因此,可以通过读取弹簧测力计的示数来得到滑动摩擦力的大小。当加速拉动木块时,木块在水平方向上受到的合力不为零,拉力大于滑动摩擦力。
(2)对比图1和图3的实验装置,图3中木块相对地面静止,无论下方的硬纸板如何运动,木块都处于平衡状态,弹簧测力计的示数稳定,便于读数。
(3)该实验通过改变氢气球的体积来改变木块对接触面的压力,而保持总重力不变,旨在探究滑动摩擦力与压力的关系。如果滑动摩擦力与压力有关,那么在压力改变时,摩擦力的大小也应该随之改变。
【解答】解:(1)由图1可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,指针指示的刻度为1.2N。因为木块被匀速拉动,处于平衡状态,所以滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的拉力,即f=F=1.2N。若加速拉动木块,合力方向与运动方向一致,即弹簧测力计的示数大于滑动摩擦力的大小。
(2)图3的实验装置中,木块通过弹簧测力计固定,处于静止状态。无论下方的硬纸板是匀速、加速还是减速运动,木块都保持平衡,弹簧测力计的示数始终等于木块受到的滑动摩擦力,示数稳定,便于准确读数。因此,相比图1的优点是:不需要控制硬纸板做匀速直线运动,操作简便,且弹簧测力计示数稳定,易于读数。
(3)实验中,通过改变氢气球的体积,改变了木块对硬纸板的压力,而木块和砝码的总重力不变。弹簧测力计的示数F1、F2、F3 分别对应不同压力下的滑动摩擦力。如果在接触面粗糙程度相同时,F1、F2、F3的大小不相等,则说明滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
故答案为:(1)1.2;大于;
(2)不需要控制硬纸板做匀速直线运动,弹簧测力计示数稳定,便于读数;
(3)不相等。
24.【分析】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,用手轻轻按压几下橡皮膜,若U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气,即装置气密性良好。
(2)根据控制变量法,探究液体内部压强和密度的关系时,要控制深度相同,改变液体密度,据此分析。
(3)根据液体内部压强公式p=ρgh,在丙图中,ρ水gH=ρ墨水gh2,据此分析。
【解答】解:(1)用手轻轻按压几下橡皮膜,若U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气,即装置气密性良好。
(2)根据控制变量法,探究液体内部压强和密度的关系时,要控制深度相同,改变液体密度。丙、丁两图中,金属盒在液体中的深度相同,液体分别为水和盐水(密度不同),所以根据丙、丁两图,可推知液体内部压强和密度的关系。
(3)根据液体内部压强公式p=ρgh,在丙图中,金属盒受到水的压强等于U形管中墨水产生的压强,即ρ水gH=ρ墨水gh2,因为ρ墨水>ρ水,所以H>h2。
故答案为:(1)若U形管两边液柱高度差变化明显;
(2)丙、丁;
(3)>。
25.【分析】(1)在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比;
(2)根据测力计两端的刻度值,除以份数,可得测力计的最小刻度值;
(3)为了提高测力计的精确程度,应选择受力时伸长更明显的弹簧来制作。
【解答】解:(1)在一定范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,更便于标注均匀刻度,所以选择材料时,弹簧比橡皮筋更合适。
(2)由题意知,图乙中b弹簧制作测力计,在“0”和“2牛”之间分为10等份,则该测力计的最小刻度为0.2N;
(3)实测时,挂上0.1牛的铅粒,发现测力计示数几乎没有变化,说明弹簧的精确度不够,为使“精确度”指标表现更优秀,需选受力时伸长更明显的弹簧,由图乙知,同样受力时,a弹簧的伸长量更大,所以应先a弹簧取代b弹簧制作测力计。
故答案为:(1)弹簧;便于标注均匀刻度;(2)0.2;(3)a。
四.解答题(共4小题)
26.【分析】(1)在建造房屋时,建筑工人常常利用如图甲所示的重垂线检测墙体是否竖直,这是利用了重力的方向竖直向下的特征。
(2)根据重力的作用点在重心,重力的方向竖直向下来作图。
(3)用锤快速向下敲筷子,筷子瞬间向下运动。土豆因为惯性,要保持原来的静止状态,不想跟着筷子一起往下走。
【解答】解:(1)在建造房屋时,建筑工人常常利用如图甲所示的重垂线检测墙体是否竖直,这是利用了重力的方向竖直向下的特征。
(2)作用点:画在物体重心(一般在几何中心)。方向:指向地心O。符号:标G。
重力示意图如下:
。
(3)用锤快速向下敲筷子,筷子瞬间向下运动。土豆因为惯性,要保持原来的静止状态,不想跟着筷子一起往下走。结果就是:筷子往下走,土豆相对往上“爬”。
故答案为:(1)重力的方向竖直向下;(2);(3)惯性。
27.【分析】(1)先根据G=mg求出小车的重力,然后根据小车运动时受到的摩擦力,并与200N的水平拉力进行比较,如果摩擦力大于200N,则小车运动,摩擦力为重力的0.05倍;如果摩擦力小于200N,则小车静止,然后根据物体受到静摩擦力,即为200N。
(2)小车做匀速直线运动时,小车受平衡力作用,即小车受到的拉力等于小车运动时的摩擦力。
(3)滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关;当350N大于滑动摩擦力时,小车做加速运动;
【解答】解:(1)滑动摩擦力:f=0.05G=0.05mg=0.05×500kg×10N/kg=250N>200N,因此用200N水平拉力拉静止的小车,小车仍然静止不动,所以处于平衡状态,由二力平衡的条件得,
此时小车受到的阻力f′=F=200N;
(2)因为小车受到的滑动摩擦力为250N,当小车做匀速直线运动时,小车处于平衡状态,则拉力F′=f=250N;
(3)因为小车对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,因此小车与地面间的摩擦力不变,大小仍然为250N;又因为拉力350N大于摩擦力250N,所以小车做加速运动。
答:(1)小车受到的阻力是200N;
(2)水平拉力为250N;
(3)当用350N水平向左的力拉静止的小车时,小车将做加速运动。
28.【分析】(1)根据增大摩擦力的方法进行分析,摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关,鞋底纹路改变了接触面状况;
(2)根据重力公式G=mg 及摩擦力与重力的倍数关系进行分析,先求重力再求摩擦力;
(3)根据压强公式p进行分析,跑步时单脚着地,压力等于重力,受力面积为单只鞋底面积,需注意单位换算。
【解答】解:(1)鞋底防滑纹路,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(2)已知机器人质量m=55kg,g=10N/kg。
机器人的重力:G=mg=55kg×10N/kg=550N。
跑步时受到的摩擦力为其重力的0.2倍,则摩擦力:f=0.2G=0.2×550N=110N。
(3)跑步时,机器人单脚着地,对地面的压力等于其重力,即F=G=550N。
单只鞋底面积S=250cm2=250×10 4m2=0.025m2。
机器人对地面的压强:p2.2×104Pa。
答:(1)增大接触面粗糙程度;
(2)机器人跑步时受到的摩擦力大小为110N;
(3)跑步时,机器人对地面的压强大小为2.2×104Pa。
29.【分析】(1)根据失重时没有重力,结合各项分析;
(2)根据G=mg计算重力;
(3)根据重力结合月球的g计算质量。
【解答】解:(1)失重时没有重力,弹力还存在,故可以.用弹簧拉力器练臂力健身,凸透镜成像实验与重力无关,可以进行,而没有重力时,物体对天平没有压力,始终平衡,故不能测量;没有重力,水不向下流动,故不能向茶杯倒水;故选:AB。
(2)火星上g=3.76N/kg,故重力G=mg=1kg×3.76N/kg=3.76N;
(3)大型台秤在地球表面能承受的最大载重为3969N,月球表面的g'=1.62N/kg;
质量m'2450kg。
答:(1)AB;
(2)它在火星上受到的重力为3.76N;
(3)该台秤在月球表面能称取的最大质量是2450kg
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