江苏省泰州市靖江市滨江学校2021-2022学年八年级下学期期中物理试卷(解析版)
一、选择题(每小题2分,共24分、每小题给出的四个选项中只有一个选项正确)
1.在探索微小粒子的历程中,人们首先发现了电子,进而开始研究原子的内部结构,卢瑟福建立的原子结构模型与图中最相似的是( )
A.西红柿 B.西瓜
C.面包 D.太阳系
2.以下估测中最接近实际的是( )
A.中学生的体积约为0.5m3
B.人体的密度约为1g/cm3
C.中学生的体重约60kg
D.中学生站在水平地面上,对地面的压强约103Pa
3.下列现象能说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.走进花园闻到花香
B.建筑工地上尘土飞扬
C.空气中PM2.5超标形成雾霾
D.两个干净的铅块粘在一起
4.A、B是两个轻质泡沫小球,C是用毛皮摩擦过的橡胶棒,A、B、C三者之间相互作用时的场景分别如图甲、乙、丙所示,由此判断( )
A.小球A可能不带电 B.小球B可能不带电
C.小球A一定带正电 D.小球B一定带正电
5.下列过程中,有一个力的作用效果与另外三个力的作用效果不相同,它是( )
A.拉力把弹簧拉长
B.推力把铅球推出
C.重力使苹果从树上掉下
D.阻力使滚动的足球慢慢停下来
6.用电线挂在天花板上的电灯,静止时受到的力是一对平衡力的是( )
A.天花板对电线的拉力和电线对天花板的拉力
B.电灯对电线的拉力和电线对电灯的拉力
C.电灯对电线的拉力和电灯受到的重力
D.电线对电灯的拉力和电灯受到的重力
7.如图所示的各种做法中,属于增大摩擦的是( )
A.自行车上的滚动轴承
B.体操运动员手上涂有防滑粉
C.冰壶运动员用刷子刷冰面
D.给门轴上的合页加润滑油
8.如图所示,质量分布均匀的长为L的木板A,放在水平桌面上,木板右端与桌边缘相齐,在水平向右推力作用下匀速地向右运动,在木板离开桌面前的过程中下列分析正确的是( )
A.木板对桌面的压强不断变小
B.桌面对木板的摩擦力变小
C.木板对桌面的压力不变
D.木板对桌面的压力与桌面对木板的支持力是一对平衡力
9.如图所示。在甲、乙两个试管中分别装有相同高度的水和酒精(ρ水>ρ酒精),试管底部受到的液体的压强p甲和p乙的关系是( )
A.p甲>p乙 B.p甲=p乙 C.p甲<p乙 D.无法确定
10.在下列现象中,应用了大气压作用的是( )
A.火箭喷射高温燃气而升空
B.用针筒将药液注入病人体内
C.拦河坝的截面上窄下宽呈梯形
D.为了吸出螺蛳内的肉,必须先将螺蛳壳的尾部剪掉
11.某同学用力F按住一质量为m的木块,使其始终静止在竖直墙面上。如图所示,下列说法正确的是( )
A.压力F越大,木块受到的摩擦力越大,物体越容易处于静止
B.木块始终处于静止,是因为压力F与重力是一对平衡力
C.墙面越粗糙,木块所受的摩擦力越大
D.木块的质量越大,其受到的摩擦力越大
12.A、B两个实心正方体对水平地面的压强相同,它们的密度大小关系为ρA>ρB,若这两个正方体对水平面的压力分别为FA和FB,则FA、FB的大小关系是( )
A.FA<FB B.FA=FB C.FA>FB D.无法确定
二、填空题(每空1分,共25分)
13.甲、乙两实心金属块,它们的体积之比为2:1,将它们分别放在调好的天平的左右盘中,天平恰好平衡。甲和乙的质量之比为 ;若将甲切去,乙切去,那么甲和乙剩余部分的密度之比是 。
14.(4分)高档红木家具周围浮动着淡淡的檀香,这是 现象,是红木分泌出的芳香分子在不停地做 运动的结果; 越高,这种运动越剧烈。铁棍很难被拉伸,说明分子间存在 (选填“引力”或“斥力”)。
15.电扇使用一段时间后,扇叶很容易粘上灰尘,这是因为扇叶转动过程中带上了 ,具有 的性质,所以灰尘被吸在扇叶上。
16.科学家们研制出了一种超轻材料“碳海绵”﹣﹣世界上最轻的一类物质,把一块“碳海绵”放在狗尾巴草上,狗尾巴草的茸毛几乎没变形。“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多。说明“碳海绵”这种材料的 较小,将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,这说明“碳海绵”的 好(选填“弹性”或“塑性”)。
17.(3分)探究“压力的作用效果与受力面积的关系”时,分别采用如图甲乙所示的两种方法,用两只手的食指分别压在铅笔的两端。
(1) (选填“甲”或“乙”)的方法是不合理的,该方法未控制 相等。
(2)图甲中,铅笔笔尖的面积是0.5mm2,两手指均用5N的力对压铅笔两端,则笔尖对手指的压强为 Pa。
18.如图所示是足球运动中“头球攻门”的情景,当运动员用头顶球时球的运动方向改变了,说明力能改变物体的 (选填“形状”或“运动状态”),顶球时运动员给球施加了力,但是头也会感到痛,说明物体间力的作用是 的。
19.(4分)如图甲所示,放在桌面上的饮料瓶子,内部剩有饮料。瓶盖旋紧后倒过来时,液体对瓶盖的压强比正放时液体对瓶底的压强 (选填“大”或“小”),瓶子对桌面的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。如图乙所示,在饮料杯内装满米,将竹筷竖直插入米中,然后用竹筷将饮料杯沿竖直方向慢慢提起,使饮料杯在空中处于静止状态,则筷子受到米的摩擦力方向 。如图丙,用水平力轻轻推动矿泉水瓶底部时,瓶子沿桌面平稳地移动;用等大的力轻推瓶盖处,瓶子翻了。这说明力的作用效果与力的 有关。
20.一只空瓶子装满水时总质量为550g,空瓶子的质量为100g,瓶子的容积是 mL,若用该空瓶子装满酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3),则总质量为 g。
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拉力F的作用,其F﹣t和v﹣t图像分别如乙、丙所示,由图像可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力是 N,当t=3s时,物体受到的摩擦力是 N。
22.如图所示,重10N的木块沿斜面匀速下滑时,只受到地球和斜面对它的作用力。则木块受到斜面对它的作用力的大小是 N,方向是 。
三、解答题(共51分)
23.如图所示,足球在水平草地上向右减速滚动,请画出足球在水平方向上的受力示意图。(力的作用点画在足球的重心)
24.工人用沿斜面向上的100N的推力推木箱,画出木箱受到推力的示意图及木箱对斜面的压力示意图。
25.画出压缩的弹簧对拇指弹力F1和对墙壁的弹力F2的示意图。
26.(6分)冬天,河面结了一层较厚的冰,测得它能承受的最大压强为3×104Pa。小江的质量为50kg,每只脚的着地面积相同,均为250cm2,g=10N/kg,求:
(1)小江的重量多大?
(2)小江站在冰面上对冰面的压强为多大?
(3)为了能安全在冰面上行走,小江最多能背多少千克的物体?
27.(6分)一个容积为500cm3、重5N的圆柱形容器,装满水后放入一金属球,金属球全部没入水中,溢出一些水,这时总重为11.5N,取出金属球后,容器和水的总重为9.5N,
求:(1)容器装满水后的总重。
(2)金属球的体积。
(3)金属球的密度。
28.(5分)小华妈妈从市场买了一桶色拉油,担心是地沟油,小华为解除妈妈顾虑,在网络上查得优质色拉油密度在0.91g/cm3~0.93g/cm3之间,地沟油密度在0.94g/cm3~0.95g/cm3之间,她决定用测密度的方法鉴别油的品质。
(1)实验步骤如下:
①将托盘天平放在水平台面上,移动游码至标尺左端零刻度线处,调节平衡螺母,使横梁水平平衡。
②用天平称出空烧杯的质量为10g。
③往烧杯中倒入适量的色拉油,将装色拉油的烧杯放在左盘,在右盘加减砝码使天平平衡。天平平衡时所用砝码和游码的位置如图甲,则烧杯和色拉油总质量为 g。
④将烧杯中的色拉油全部倒入量筒中,如图乙所示。
(2)色拉油密度为 g/cm3,由此,小华判断色拉油品质 (合格/不合格)的。
(3)小华不小心打碎了量筒,她思考后认为只用天平也能测量出色拉油的密度。在添加两个完全相同的烧杯和适量的水的情况下,小华设计了如下实验步骤,请你补充完整。
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为m0。
②将一个烧杯 ,用天平测出烧杯和水的总质量为m1。
③用另一个烧杯装满色拉油,用天平测出烧杯和色拉油的总质量为m2。
④则色拉油的密度表达式:ρ油= (用测量的物理量和水的密度表示,已知水的密度为ρ水)
29.(5分)如图是“探究滑动摩擦力大小的因素”实验装置图;
(1)小华同学提出“滑动摩擦力的大小可能与接触面所受的压力有关”的猜想。如图是他进行探究实验的实验装置图,测得的实验数据如下:
序号 接触面 压力/N 弹簧测力计示数/N
1 木板与木板 4.0 0.8
2 木板与木板 5.0 1.0
3 木板与毛巾 4.0 1.2
为了完成探究应该按 两个图所示的方案。
(2)交流评估时,小华提出:实验过程中,弹簧测力计示数不容易稳定。可能的原因是 。
A.木板的粗糙程度不均匀
B.木板的长度太长
C.弹簧测力计的分度值太大
D.木块与木板的接触面积太大
(3)小芳发现实验室里有如图所示的木块和铝块,她想比较一下木块和铝块表面的粗糙程度,于是她进行了如下实验:
①先将木块叠放在铝块上,用弹簧测力计水平匀速拉动,弹簧测力计的示数如图所示,测得的摩擦力是 N。
②然后,将 ,重复上述过程,这次测得的摩擦力是3.0N。
③比较两次弹簧测力计的示数可知, 表面的粗糙程度大一些。
30.(5分)在探究“二力平衡条件”的实验中:
(1)甲组同学实验时,向左盘和右盘同时放入一个不等重的砝码,这时木块仍然保持静止状态如图甲,能否得出平衡力大小可以不等的结论? (填“能”或“不能”),产生这一现象的原因是 。
(2)乙组同学针对甲组的问题做了改进,将木块抬离桌面完成实验,当木块静止时,发现拉线不在同一直线上(如图乙所示),于是他们得出:二力平衡时,两个力可以不在同一直线上,你认为造成这种情况的原因是 。
(3)丙组同学针对乙组的问题做了改进,将木块换成了小卡片如图丙,为了探究平衡的两个力是否必须在同一直线上,可用手旋转平衡的小卡片,此时,拉着卡片的两根细线 (填“平行”或“不平行”),观察卡片 (填“刚释放时”或“最终”)是否保持平衡。
31.(5分)小明同学用如图1所示的装置探究“力与运动的关系”。让小车从斜面同一高度处由静止滑下,分别标记出小车在水平面的毛巾、棉布、木板表面的停止位置。
(1)小车在相同斜面同一高度由静止滑下,是为了使小车 相同。
(2)标记a是小车在 (选填“毛巾”“棉布”或“木板”)表面停下来的位置,分析可知,水平表面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得 (选填“快”或“慢”)。
(3)在此实验基础上通过推理可知观点 (选填“A”或“B”或“AB都”)是正确的。
A.物体的运动不需要力来维持
B.力是维持物体运动的原因
(4)通过上面的探究后,小明再思考如下的问题,如图2所示,摆球从A点由静止释放摆到最低点B时,如果摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将 。(选填“往回摆”“静止”或“做匀速直线运动”)
32.(9分)小明利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压强的值。实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,这样做的目的是 ;
(2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右 (选“慢慢”或“快速”)拉动 (选填“活塞”或“注射器筒”),当注射器中的活塞刚开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F为8.2N,根据所学知识知道,大气对活塞的压力近似等于F。
(3)用刻度尺测出注射器 的长度L,可计算出活塞的横截面积。
(4)由公式 可计算出大气压强的值约为 Pa。
(5)实验时,可先在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是减小 ;二是 。
(6)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大,有的偏大,有的偏小。请分析,该实验过程中导致测量结果偏小的原因有(请写出1条即可) 。
33.(4分)在“探究影响液体内部压强的因素”实验中。
(1)压强计是通过U形管的 来显示橡皮膜所受压强大小。
(2)小华实验时的情形如图,四幅图中烧杯内的液面相平。(不考虑实验结论的偶然性)
①比较图甲和图 ,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大。
②保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,根据实验现象可以初步得出结论: 。
③比较图甲和图丁, (能/不能)比较液体压强的大小。
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题2分,共24分、每小题给出的四个选项中只有一个选项正确)
1.在探索微小粒子的历程中,人们首先发现了电子,进而开始研究原子的内部结构,卢瑟福建立的原子结构模型与图中最相似的是( )
A.西红柿 B.西瓜
C.面包 D.太阳系
【分析】核式原子结构是1911年由卢瑟福提出的一种原子结构模型。核式原子结构认为:原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域,叫原子核,电子在原子核外绕核作轨道运动。
【解答】解:原子核处于原子的核心区域,就像太阳系中的太阳;而绕核做轨道运动的电子就像太阳系当中绕太阳运动的行星。
故选:D。
【点评】原子的核式结构结合本题的太阳系图形来记忆比较形象。
2.以下估测中最接近实际的是( )
A.中学生的体积约为0.5m3
B.人体的密度约为1g/cm3
C.中学生的体重约60kg
D.中学生站在水平地面上,对地面的压强约103Pa
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
【解答】解:
AB、水的密度约为1.0×103kg/m3,人体的密度与水的密度差不多,在1.0×103kg/m3=1g/cm3左右,
中学生的质量在50kg~60kg左右,体积约为V===0.05m3,故B符合实际,A不符合实际;
CD、中学生的体重(重力)约为G=mg=60kg×10N/kg=600N;
中学生每只鞋的底面积约为200cm2=0.02m2,则双脚与地面的总接触面积S=0.04m2,
中学生站在水平地面上时,对地面的压强p====1.25×104Pa,故CD不符合实际。
故选:B。
【点评】此题考查了对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
3.下列现象能说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.走进花园闻到花香
B.建筑工地上尘土飞扬
C.空气中PM2.5超标形成雾霾
D.两个干净的铅块粘在一起
【分析】物质是由分子组成的,组成物质的分子很小,直接用肉眼看不到;组成物质的分子不停地做无规则的运动,扩散现象证明了分子的无规则运动。
【解答】解:A、走进花园闻到花香是花的香气分子不停地做无规则运动的结果,故A正确;
B、尘土飞扬,不是分子的无规则运动,尘土不是分子,属于宏观物体的运动,是机械运动,故B错误;
C、空气中PM2.5超标形成雾霾是固体颗粒,属于宏观物体的运动,是机械运动,故C错误;
D、两个干净的铅块粘在一起,说明分子间有引力,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对宏观物体的运动和分子运动的区别、理解和掌握,是一道基础题。
4.A、B是两个轻质泡沫小球,C是用毛皮摩擦过的橡胶棒,A、B、C三者之间相互作用时的场景分别如图甲、乙、丙所示,由此判断( )
A.小球A可能不带电 B.小球B可能不带电
C.小球A一定带正电 D.小球B一定带正电
【分析】带电体具有吸引轻小物体的性质;
电荷间相互作用的规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:
C是用毛皮摩擦过的橡胶棒,故C带负电;
由图可知,C靠近A小球时,相互排斥,则说明A一定带负电;
C靠近B小球时,发现相互吸引,则说明B可能带正电,也可能不带电;
由此可知,A一定带负电,B可能带正电,也可能不带电,所以,将A、B靠近时,AB相互吸引,符合题意,故选B。
故选:B。
【点评】本题考查电荷间的相互作用规律和带电体能吸引轻小物体的性质的应用,属于基础题目。
5.下列过程中,有一个力的作用效果与另外三个力的作用效果不相同,它是( )
A.拉力把弹簧拉长
B.推力把铅球推出
C.重力使苹果从树上掉下
D.阻力使滚动的足球慢慢停下来
【分析】力的作用效果:力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态。物体运动状态的改变包括:速度大小的改变和运动方向的改变。
【解答】解:A、拉力把弹簧拉长,是力改变了弹簧的形状;
B、推力把铅球推出,是力改变了球的运动状态;
C、重力使苹果从树上掉下,是力改变了球的运动状态;
D、阻力使滚动的足球慢慢停下来,是力改变了球的运动状态。
故选:A。
【点评】本题考查了力的作用效果,力的这两个作用效果有明显的不同,比较容易辨别。
6.用电线挂在天花板上的电灯,静止时受到的力是一对平衡力的是( )
A.天花板对电线的拉力和电线对天花板的拉力
B.电灯对电线的拉力和电线对电灯的拉力
C.电灯对电线的拉力和电灯受到的重力
D.电线对电灯的拉力和电灯受到的重力
【分析】物体只受两个力的作用下,使物体处于静止或匀速直线运动状态,则这两个力一定是一对平衡力;
二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、且作用在同一条直线上。
【解答】解:A、天花板对电线的拉力和电线对天花板的拉力,作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故A错误;
B、电灯对电线的拉力和电线对电灯的拉力,作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C、电灯对电线的拉力和电灯受到的重力,作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故C错误;
D、电线对电灯的拉力和电灯受到的重力,大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、且作用在同一条直线上,是一对平衡力,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查二力平衡的辨别,尤其要注意两个力是否作用在同一物体上。
7.如图所示的各种做法中,属于增大摩擦的是( )
A.自行车上的滚动轴承
B.体操运动员手上涂有防滑粉
C.冰壶运动员用刷子刷冰面
D.给门轴上的合页加润滑油
【分析】(1)增大摩擦力的方法:增大压力,增大接触面的粗糙程度。
(2)减小摩擦力的方法:减小压力,减小接触面的粗糙程度,使接触面脱离,用滚动代替滑动。
【解答】解:
A、自行车上的滚动轴承,是用滚动代替滑动来减小摩擦力。故A不符合题意;
B、体操运动员手上涂有防滑粉,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。故B符合题意;
C、冰壶运动员用刷子刷冰面,是在压力一定的情况下,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦的,故C不符合题意;
D、给门轴上的合页加润滑油,是使接触面脱离来减小摩擦力。故D不符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查摩擦力大小的影响因素,以及增大和减小摩擦的方法,摩擦力问题在生活中应用非常广泛,解答此题类问题时要利用控制变量法研究。
8.如图所示,质量分布均匀的长为L的木板A,放在水平桌面上,木板右端与桌边缘相齐,在水平向右推力作用下匀速地向右运动,在木板离开桌面前的过程中下列分析正确的是( )
A.木板对桌面的压强不断变小
B.桌面对木板的摩擦力变小
C.木板对桌面的压力不变
D.木板对桌面的压力与桌面对木板的支持力是一对平衡力
【分析】(1)水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据向右缓慢地推木板时受力面积的变化判断对桌面压强的变化;
(2)根据影响滑动摩擦力大小的因素是接触面的粗糙程度和压力大小进行判断;
(3)根据平衡力和相互作用力的特点判断。
【解答】解:AC、因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,在板A移动过程中,A对桌面的压力不变,因在板的右端施一水平力F使板A右端缓慢地离开桌边时,木板与桌面的接触面积变小,受力面积变小,由p=可知,木板对桌面的压强不断变大,故A错误,C正确;
B、在木板匀速地向右运动过程中,压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,故B错误;
D、木板对桌面的压力与桌面对木板的支持力,没有作用在同一物体上,不符合二力平衡条件,不是一对平衡力,木板与桌面之间相互作用,这两个力是一对相互作用力,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了压力和压强大小的比较和平衡力的判断,关键是会分析向右匀速运动过程中变化的量和不变的量。
9.如图所示。在甲、乙两个试管中分别装有相同高度的水和酒精(ρ水>ρ酒精),试管底部受到的液体的压强p甲和p乙的关系是( )
A.p甲>p乙 B.p甲=p乙 C.p甲<p乙 D.无法确定
【分析】知道液体深度相同、液体的密度大小关系,利用液体压强公式比较试管底部受到的液体的压强的大小关系。
【解答】解:由题知,h水=h酒,ρ水>ρ酒精,
∵p=ρgh,
∴试管底部受到的液体的压强:
p甲>p乙。
故选:A。
【点评】正确理解深度h的含义(从液体内某点到水面的垂直距离)是本题的关键。
10.在下列现象中,应用了大气压作用的是( )
A.火箭喷射高温燃气而升空
B.用针筒将药液注入病人体内
C.拦河坝的截面上窄下宽呈梯形
D.为了吸出螺蛳内的肉,必须先将螺蛳壳的尾部剪掉
【分析】逐一分析四个选项中的实例是不是利用了大气压来工作。大气压的利用一般都是在某处使气压降低,然后在外界大气压的作用下,产生了某种效果。
【解答】解:A、火箭点火后从尾部猛烈喷出燃气,对气体施加了一个向后的作用力,从而使火箭受到了气体对它施加了一个向前的反作用力,这是利用了物体间力的作用是相互的,才使火箭得到向前的动力,故A错误;
B、用注射器将药液注入病人体内是利用人的压力将药液注入人体肌肉的,不是利用大气压来工作的,故B错误;
C、拉河坝的截面上窄下宽呈梯形,是因为液体内部压强,深度越深压强越大,这种形状可以承受液体给予的更大的压强,故C错误;
D、剪掉田螺尾部,使田螺尾部与大气相连,受到大气压力作用,更容易吸出螺肉,应用了大气压的知识,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查大气压的有关问题,物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释。
11.某同学用力F按住一质量为m的木块,使其始终静止在竖直墙面上。如图所示,下列说法正确的是( )
A.压力F越大,木块受到的摩擦力越大,物体越容易处于静止
B.木块始终处于静止,是因为压力F与重力是一对平衡力
C.墙面越粗糙,木块所受的摩擦力越大
D.木块的质量越大,其受到的摩擦力越大
【分析】(1)物体处于静止状态或做匀速直线运动时,处于平衡状态,受到的力为平衡力;
(2)二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、且作用在同一条直线上。
【解答】解:(1)木块静止时竖直方向受到的重力和竖直向上的摩擦力是一对平衡力,与力F的大小和墙面的粗糙程度无关,只与木块的重力有关即只与木块的质量有关,故AC不正确、D正确;
(2)木块静止时,受到的压力F与重力方向不同且两个力的大小不一定相等,所以不是一对平衡力,故B不正确;
故选:D。
【点评】本题考查了二力平衡条件的辨别,关键是注意滑动摩擦力与静摩擦力大小的计算方法,滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,而静摩擦力的大小应从平衡力方面考虑。
12.A、B两个实心正方体对水平地面的压强相同,它们的密度大小关系为ρA>ρB,若这两个正方体对水平面的压力分别为FA和FB,则FA、FB的大小关系是( )
A.FA<FB B.FA=FB C.FA>FB D.无法确定
【分析】对于正方体密度均匀物体对水平地面压强,可以利用P=、F=G=mg=ρvg和v=sh,推导出公式p=ρgh进行分析,进而分析出压力的大小关系。
【解答】解:因为两个实心正方体分别放在水平地面上,所以对地面的压强P======ρhg;
已知它们对地面的压强相等;又因为ρA>ρB,所以hB>hA,因为是正方体,所以与地面的接触面积SB>SA;
由F压=PS可知;接触面积越大,对地面的压力越大,所以对地面压力FA和FB的大小关系是FA<FB。
故选:A。
【点评】本题考查压力的大小比较,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是对接触面积大小的比较。
二、填空题(每空1分,共25分)
13.甲、乙两实心金属块,它们的体积之比为2:1,将它们分别放在调好的天平的左右盘中,天平恰好平衡。甲和乙的质量之比为 1:1 ;若将甲切去,乙切去,那么甲和乙剩余部分的密度之比是 1:2 。
【分析】甲乙物体放在调好的天平的左右盘中,天平恰好平衡,说明两物体质量相同,已知体积之比,根据公式ρ=可求密度之比,甲乙各自切去一部分后,各自密度不变,因为密度是物质的一种属性,与质量和体积的大小没有关系。
【解答】解:天平平衡,说明两物体质量相同,所以甲和乙的质量之比为1:1,
密度之比为===,密度与物质的质量与体积的大小无关,所以切去一部分后,密度之比不变仍为1:2。
故答案为 1:1;1:2。
【点评】本题考查天平的使用和密度的性质,关键是密度公式的应用,重点是密度的性质,记住密度是物体本身的一种特有的属性,与质量和体积的大小没有关系。
14.(4分)高档红木家具周围浮动着淡淡的檀香,这是 扩散 现象,是红木分泌出的芳香分子在不停地做 无规则 运动的结果; 温度 越高,这种运动越剧烈。铁棍很难被拉伸,说明分子间存在 引力 (选填“引力”或“斥力”)。
【分析】(1)不同物质互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散,扩散现象说明分子在不停地做无规则运动;
(2)温度越高,分子的无规则热运动越剧烈;
(3)分子间存在着相互作用的引力和斥力。
【解答】解:高档红木家具周围浮动着淡淡的檀香,这是扩散现象,是红木分泌出的芳香分子在不停地做无规则运动的结果;温度越高,分子的无规则热运动越剧烈。
铁棍很难被拉伸,说明分子间存在引力。
故答案为:扩散;无规则;温度;引力。
【点评】此题考查了扩散现象、分子间的作用力,难度不大,属基础题目。
15.电扇使用一段时间后,扇叶很容易粘上灰尘,这是因为扇叶转动过程中带上了 电荷 ,具有 吸引轻小物体 的性质,所以灰尘被吸在扇叶上。
【分析】不同物质组成的物体,相互摩擦带异种的电荷,摩擦带电的物体具有吸引轻小物体的性质。
【解答】解:扇叶和空气摩擦,扇叶和空气带有异种电荷,扇叶带电后吸引轻小的灰尘,所以灰尘被吸在扇叶上。
故答案为:电荷;吸引轻小物体。
【点评】掌握摩擦起电的原因,带电体能够吸引轻小物体。
16.科学家们研制出了一种超轻材料“碳海绵”﹣﹣世界上最轻的一类物质,把一块“碳海绵”放在狗尾巴草上,狗尾巴草的茸毛几乎没变形。“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多。说明“碳海绵”这种材料的 密度 较小,将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,这说明“碳海绵”的 弹性 好(选填“弹性”或“塑性”)。
【分析】(1)单位体积的某种物质的质量叫这种物质的密度,“碳海绵”是世界上最轻的固体,即相同体积的“碳海绵”和其它物质相比,质量最小,据此分析;
(2)物体受力发生形变,当外力撤去时可以恢复原状的性质,称为弹性。
【解答】解:
(1)“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多,由ρ=可知,说明“碳海绵”这种材料的密度较小。
(2)将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,这说明“碳海绵”的弹性好。
故答案为:密度;弹性。
【点评】本题以“碳海绵”为内容,考查了密度的特性及应用,以及对弹性概念的理解,难度不大。
17.(3分)探究“压力的作用效果与受力面积的关系”时,分别采用如图甲乙所示的两种方法,用两只手的食指分别压在铅笔的两端。
(1) 乙 (选填“甲”或“乙”)的方法是不合理的,该方法未控制 压力大小 相等。
(2)图甲中,铅笔笔尖的面积是0.5mm2,两手指均用5N的力对压铅笔两端,则笔尖对手指的压强为 107 Pa。
【分析】(1)探究压力作用效果与受力面积的关系,应控制压力不变,据此分析答题;
(2)已知压力和受力面积,根据压强公式求解。
【解答】解:
(1)为研究压力的作用效果与受力面积的关系,应当控制压力大小不变,而乙图中铅笔竖直放置时,由于铅笔的重力会导致下面手指受的压力增大,即没有控制压力相等,所以乙的方法不合理。
(2)笔尖对手指的压强为:
p===107Pa。
故答案为:(1)乙;压力大小; (2)107。
【点评】本题探究压力的作用效果与受力面积的关系,考查控制变量法的运用及压强的计算。
18.如图所示是足球运动中“头球攻门”的情景,当运动员用头顶球时球的运动方向改变了,说明力能改变物体的 运动状态 (选填“形状”或“运动状态”),顶球时运动员给球施加了力,但是头也会感到痛,说明物体间力的作用是 相互 的。
【分析】(1)力的作用效果是改变物体的形状或改变物体的运动状态。物体的形状改变的越大,力的作用效果越明显。物体运动快慢或运动方向的改变都表明物体的运动状态改变。
(2)一个物体对另一个物体施加作用的时候,同时这个物体也受到另一个物体对它施加的力的作用,这就是力作用的相互性。
【解答】解:
(1)比赛中,运动员用头将迎面飞来的足球顶回,足球的运动方向改变,是力作用的结果,说明力可以改变物体的运动状态;
(2)运动员的头部会有疼痛感,表明运动员的头部对球施加力作用时候,运动员的头部同时受到球对头部施加的力的作用,说明物体间力的作用是相互的;
故答案为:运动状态;相互。
【点评】本题不但要求掌握力的作用效果、力作用的相互性,还要会进一步分析、理解和应用。
19.(4分)如图甲所示,放在桌面上的饮料瓶子,内部剩有饮料。瓶盖旋紧后倒过来时,液体对瓶盖的压强比正放时液体对瓶底的压强 大 (选填“大”或“小”),瓶子对桌面的压强 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。如图乙所示,在饮料杯内装满米,将竹筷竖直插入米中,然后用竹筷将饮料杯沿竖直方向慢慢提起,使饮料杯在空中处于静止状态,则筷子受到米的摩擦力方向 竖直向下 。如图丙,用水平力轻轻推动矿泉水瓶底部时,瓶子沿桌面平稳地移动;用等大的力轻推瓶盖处,瓶子翻了。这说明力的作用效果与力的 作用点 有关。
【分析】①比较液体压强的大小,可根据公式p=ρgh判断出液体深度的变化来说明压强的变化;瓶子对桌面的压力等于它所受到的重力,瓶子倒置后重力不变,据此分析瓶子对桌面的压力如何变化;根据压强公式,通过分析压力和受力面积的变化分析压强的变化;
②根据二力平衡条件和力的相互性得出摩擦力的方向;
③力的三要素:力的大小、方向和作用点。
【解答】解:
①饮料不满,瓶盖旋紧后紧倒过来时,由于瓶口横截面积小,液体的深度会变大,根据公式p=ρgh,可知液体对瓶盖的压强大于正放时液体对瓶底的压强;
瓶子对桌面的压力等于它所受到的重力,瓶子倒置后重力不变,对桌面的压力FN不变;由图可知,瓶子与桌面的接触面积S减小,由p=可知,压力不变,受力面积减小,瓶子对桌面的压强增大;
②杯子和米静止时,受到竖直向下的重力和筷子对米竖直向上的摩擦力作用,处于平衡状态,由于物体间力的作用是相互的,所以筷子受到米的摩擦力方向是竖直向下的;
③用水平力轻轻推动矿泉水瓶底部时,和用等大的力轻推瓶盖处,两次力作用在了矿泉水瓶的不同位置,力的作用效果不同,这说明力的作用效果与力的作用点有关。
故答案为:大;变大;竖直向下;作用点。
【点评】本题考查了力的三要素、压力和压强的大小变化、摩擦力的方向,属于基础题。
20.一只空瓶子装满水时总质量为550g,空瓶子的质量为100g,瓶子的容积是 450 mL,若用该空瓶子装满酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3),则总质量为 460 g。
【分析】(1)根据瓶子装满水后水和瓶子的总质量以及空瓶的质量可知水的质量;瓶子的容积等于装满水时水的容积,根据密度的变形公式即可求出瓶子的容积;
(2)已知瓶子的容积不变,根据密度的变形公式m=ρV即可求出酒精的质量,进一步求得总质量。
【解答】解:(1)空瓶子装满水时,瓶子中水的质量:
m水=550g﹣100g=450g;
由ρ=可得瓶子的容积:
V瓶子=V水===450cm3=450mL;
(2)若用该空瓶子装满酒精,则酒精的质量:
m酒精=ρ酒精V瓶子=0.8g/cm3×450cm3=360g,
则总质量为:m=m酒精+m瓶子=360g+100g=460g。
故答案为:450;460。
【点评】本题考查了学生对密度公式的掌握和运用,知道并利用好空瓶的容积不变这个隐含条件是本题的关键。
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拉力F的作用,其F﹣t和v﹣t图像分别如乙、丙所示,由图像可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力是 3 N,当t=3s时,物体受到的摩擦力是 5 N。
【分析】对物体进行受力分析;由乙图像求出各时刻物体所受到的拉力F;
由丙图像判断物体的运动状态,根据物体的运动状态,由平衡条件求出物体所受的摩擦力。
【解答】解:物体在水平方向受水平的拉力F与摩擦力f作用;由图像丙知物体在0﹣2s内静止,处于平衡状态,在4s﹣6s内物体做匀速直线运动,处于平衡状态;
由图像乙知:在t=1s时物体受的拉力F=3N,由平衡条件得:摩擦力f=F=3N;
由丙图知在4s﹣6s内,物体做匀速直线运动,处于平衡状态,由乙图知此时拉力F′=5N,
由平衡条件得摩擦力f′=F′=5N,在t=3s时物体做加速运动,物体受到滑动摩擦力作用,
在加速度的情况下,由于滑动摩擦力与拉力大小无关,因此在t=3s时,物体受到的摩擦力为5N。
故答案为:3;5。
【点评】v﹣t图像、F﹣t图像相结合,判断出物体各段运动状态,根据平衡状态中二力平衡找出力的大小是本题的关键所在。
22.如图所示,重10N的木块沿斜面匀速下滑时,只受到地球和斜面对它的作用力。则木块受到斜面对它的作用力的大小是 10 N,方向是 竖直向上 。
【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动时,物体受到的力是平衡力,根据二力平衡的条件:等大、反向、共线、共物,知道其中的一个力可以确定另一个力。
【解答】解:重10N的木块沿斜面匀速下滑时,木块处于平衡状态,此时木块只受到地球和斜面对它的作用力,重力大小为10N,方向竖直向下,所以木块受到斜面对它的作用力的大小是10N,方向是竖直向上。
故答案为:10;竖直向上。
【点评】此题考查了二力平衡的条件的应用,静止的物体或匀速直线运动的物体受平衡力的作用。
三、解答题(共51分)
23.如图所示,足球在水平草地上向右减速滚动,请画出足球在水平方向上的受力示意图。(力的作用点画在足球的重心)
【分析】力的示意图是用一条带箭头的线段把力的大小、方向、作用点三个要素表示出来,线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,线段起点或终点表示力的作用点。
【解答】解:分析可知,足球向右减速滚动,在水平方向上只受到摩擦力的作用,摩擦力的方向与足球运动方向相反,因此摩擦力是水平向左的,如下图所示:
【点评】画力的示意图的一般步骤为:一画简图二定点,三画线,四画尖,五把力的符号标尖边。按照这个作图步骤,很容易能够画出指定力的示意图。
24.工人用沿斜面向上的100N的推力推木箱,画出木箱受到推力的示意图及木箱对斜面的压力示意图。
【分析】(1)推力的作用点在物体的重心,方向是沿斜面向上的。
(2)木箱对斜面的压力,作用在斜面上,作用点就画在斜面上,方向是垂直斜面向下的。
【解答】解:(1)过木箱重心沿斜面向上画一条线段,标出箭头,记为F=100N;
(2)木箱和斜面接触面的中点作为压力F压的作用点,画一垂直斜面向下的线段,标出箭头。
如下图所示:
【点评】此题考查了力的示意图,让我们画出推力和压力的示意图,是一道基础题。注意它们的作用点和方向都是不同的。
25.画出压缩的弹簧对拇指弹力F1和对墙壁的弹力F2的示意图。
【分析】根据力的示意图的定义,将弹簧对拇指弹力、弹簧对墙壁弹力的方向、作用点表示出来即可。
【解答】解:压缩的弹簧对拇指弹力F1作用在拇指上,方向水平向右;弹簧对墙壁弹力F2的作用点在墙壁上,方向水平向左,如图:
【点评】画力的示意图,首先要对物体进行受力分析,看物体受几个力,要先分析力的大小、方向和作用点,再按照画图的要求画出各个力。
26.(6分)冬天,河面结了一层较厚的冰,测得它能承受的最大压强为3×104Pa。小江的质量为50kg,每只脚的着地面积相同,均为250cm2,g=10N/kg,求:
(1)小江的重量多大?
(2)小江站在冰面上对冰面的压强为多大?
(3)为了能安全在冰面上行走,小江最多能背多少千克的物体?
【分析】(1)知道小江的质量,根据G=mg求出小江的重量;
(2)根据F=G可知小江站在冰面上对冰面的压力,小江站在冰面上时受力面积为两只脚的总着地面积,根据p=求出他对冰面的压强;
(3)知道冰面能承受的最大压强,行走时受力面积为一只脚的着地面积,根据G总大=F大=p大S′求出人和物体的最大总重力;由G=mg可得人和物体的最大总质量;根据m物=m总﹣m求出小江最多能背物体的质量。
【解答】解:(1)小江的重量:G=mg=50kg×10N/kg=500N;
(2)小江站在冰面上对冰面的压力:F=G=500N;
对冰面的压强:p===1×104Pa;
(3)冰面能承受的最大压强为3×104Pa,行走时受力面积S′=250cm2,
则人和物体的最大总重力:
G总大=F大=p大S′=3×104Pa×250×10﹣4m2=750N,
由G=mg可得,人和物体的最大总质量:
m总===75kg,
小江最多能背物体的质量:
m物=m总﹣m=75kg﹣50kg=25kg。
答:(1)小江的重量为500N;
(2)小江站在冰面上对冰面的压强为1×104Pa;
(3)为了能安全在冰面上行走,小江最多能背25kg的物体。
【点评】本题考查了重力、压强的有关计算,综合性强,难度适中。
27.(6分)一个容积为500cm3、重5N的圆柱形容器,装满水后放入一金属球,金属球全部没入水中,溢出一些水,这时总重为11.5N,取出金属球后,容器和水的总重为9.5N,
求:(1)容器装满水后的总重。
(2)金属球的体积。
(3)金属球的密度。
【分析】(1)容器装满水后水的体积和容积相等,根据m=ρV求出水的质量,然后加上容器的质量即为容器装满水后的总质量;
(2)取出金属球后容器和水的总质量减去容器的质量即为剩余水的质量,根据V=求出水的体积,进一步求出金属球的体积;
(3)知道圆柱形容器装满水后放入一金属球后的总质量和取出金属球后的总质量,两者的差值即为金属球的质量,利用密度公式可求金属球的密度。
【解答】解:(1)容器可装水的容积V水=500cm3,水的密度ρ水=1g/cm3,则容器装满水时水的质量m水=ρ水V水=1g/cm3×500cm3=500g=0.5kg,G水=m水g=0.5kg×10N/kg=5N;容器装满水后总重G=G水+G容器=5N+5N=10N;
(2)因为取出金属球后,容器和水的总重为G′=9.5N,说明容器中剩余水重G水剩=G′﹣G容器=9.5N﹣5N=4.5N;溢出水的重力G水溢=G水﹣G水剩=5N﹣4.5N=0.5N,即溢出水的质量m溢==0.05kg=50g;溢出水的体积V溢==50cm3;根据排水法测体积可知,金属球的体积V球=V溢=50cm3;
(3)知道圆柱形容器装满水后放入一金属球后的总重力和取出金属球后的总重力,两者的差值即为金属球的重力,即G球=11.5N﹣9.5N=2N,则m球==0.2kg=200g,则金属球的密度ρ==4g/cm3。
答:(1)容器装满水后的总重为10N;
(2)金属球的体积为50cm3;
(3)金属球的密度为4g/cm3。
【点评】本题考查密度公式及其应用,掌握密度公式是解答本题的关键。
28.(5分)小华妈妈从市场买了一桶色拉油,担心是地沟油,小华为解除妈妈顾虑,在网络上查得优质色拉油密度在0.91g/cm3~0.93g/cm3之间,地沟油密度在0.94g/cm3~0.95g/cm3之间,她决定用测密度的方法鉴别油的品质。
(1)实验步骤如下:
①将托盘天平放在水平台面上,移动游码至标尺左端零刻度线处,调节平衡螺母,使横梁水平平衡。
②用天平称出空烧杯的质量为10g。
③往烧杯中倒入适量的色拉油,将装色拉油的烧杯放在左盘,在右盘加减砝码使天平平衡。天平平衡时所用砝码和游码的位置如图甲,则烧杯和色拉油总质量为 56 g。
④将烧杯中的色拉油全部倒入量筒中,如图乙所示。
(2)色拉油密度为 0.92 g/cm3,由此,小华判断色拉油品质 合格 (合格/不合格)的。
(3)小华不小心打碎了量筒,她思考后认为只用天平也能测量出色拉油的密度。在添加两个完全相同的烧杯和适量的水的情况下,小华设计了如下实验步骤,请你补充完整。
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为m0。
②将一个烧杯 装满水 ,用天平测出烧杯和水的总质量为m1。
③用另一个烧杯装满色拉油,用天平测出烧杯和色拉油的总质量为m2。
④则色拉油的密度表达式:ρ油= ρ水 (用测量的物理量和水的密度表示,已知水的密度为ρ水)
【分析】(1)使用托盘天平测量质量时,物体的质量等于砝码的总质量加上游码所对的刻度,其中,读取游码所对数值时,应以左侧刻度为准。使用量筒测量液体体积时,对液面是凹形的,应以最凹处为准。
(2)利用密度公式计算出色拉油的密度,并判断是否合格;
(3)只有天平,没有量筒,可以利用等体积的水和色拉油,称量水和色拉油的质量,根据体积相等列出等式求出色拉油的密度。
【解答】解:(1)③由图甲可知,烧杯和色拉油的总质量为m总=50g+5g+1g=56g,
(2)由图乙可知,量筒中色拉油的体积为V=50mL=50cm3;
量筒中色拉油的质量为m=m总﹣m杯=56g﹣10g=46g。
该色拉油的密度:ρ===0.92g/cm3;
因为0.92g/cm3在0.91~0.93g/cm3之间,故色拉油的品质是合格的;
(3)小华不小心将量筒打碎了,用天平也能测量出酱油的密度:
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为m0。
②将一个烧杯装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为m1。
则水的质量m水=m1﹣m0,
由ρ==可求得,水的体积V′=,
③用另一个烧杯装满色拉油,用天平测出烧杯和色拉油的总质量为m2。
则水的质量m油=m2﹣m0,
烧杯内水的体积等于色拉油的体积;
④则色拉油的密度表达式ρ油=== ρ水。
故答案为:(1)56;(2)0.92;合格;(3)②装满水;④ ρ水。
【点评】本题是液体密度的测量,考查了天平、量筒的使用及读数,还考查了误差分析,是一道综合题。
测量液体密度时,只有量筒没有天平,可以采用被测液体和水的质量相同进行测量;只有天平没有量筒,可以采用被测液体和水的体积相同进行测量。
29.(5分)如图是“探究滑动摩擦力大小的因素”实验装置图;
(1)小华同学提出“滑动摩擦力的大小可能与接触面所受的压力有关”的猜想。如图是他进行探究实验的实验装置图,测得的实验数据如下:
序号 接触面 压力/N 弹簧测力计示数/N
1 木板与木板 4.0 0.8
2 木板与木板 5.0 1.0
3 木板与毛巾 4.0 1.2
为了完成探究应该按 甲、乙 两个图所示的方案。
(2)交流评估时,小华提出:实验过程中,弹簧测力计示数不容易稳定。可能的原因是 A 。
A.木板的粗糙程度不均匀
B.木板的长度太长
C.弹簧测力计的分度值太大
D.木块与木板的接触面积太大
(3)小芳发现实验室里有如图所示的木块和铝块,她想比较一下木块和铝块表面的粗糙程度,于是她进行了如下实验:
①先将木块叠放在铝块上,用弹簧测力计水平匀速拉动,弹簧测力计的示数如图所示,测得的摩擦力是 3.6 N。
②然后,将 铝块放在木块上面 ,重复上述过程,这次测得的摩擦力是3.0N。
③比较两次弹簧测力计的示数可知, 木块 表面的粗糙程度大一些。
【分析】(1)要探究摩擦力与压力的关系,需使接触面的粗糙程度相同,压力大小不同;要探究摩擦力与接触面的粗糙程度的关系,需使压力大小相同,接触面的粗糙程度不同;
(2)滑动摩擦力受接触面的粗糙程度的影响,据此判断影响弹簧测力计示数不稳定的原因;
(3)根据二力平衡原理求摩擦力大小;压力相同时,接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力越大;
【解答】解:(1)探究“滑动摩擦力的大小可能与接触面所受的压力有关”的实验,需使接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,甲、乙两图符合题意;
(2)A、木板的粗糙程度不均匀,影响摩擦力的大小,会造成弹簧测力计的示数不容易稳定,故A正确;
B、木板的长短不会影响摩擦力的大小,所以不是造成弹簧测力计的示数不容易稳定的原因,故B错误;
C、弹簧测力计的分度值太大,只会使测量的准确度降低,不是造成弹簧测力计的示数不容易稳定的原因,故C错误;
D、木块与木板的接触面积不影响摩擦力的大小,所以不是造成弹簧测力计的示数不容易稳定的原因,故D错误。
故选:A;
(3)①弹簧测力计的分度值是0.2N,测得的摩擦力是3.6N;
②比较一下木块和铝块表面的粗糙程度,所以应再将铝块放在木块上面,保证压力不变,改变接触面粗糙程度,重复操作;
③压力相同时,接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力越大,所以可以知道木块的表面的粗糙程度大一些。
故答案为:(1)甲、乙;(2)A; (3)①3.6;②铝块放在木块上面; ③木块。
【点评】本题考查探究滑动摩擦力大小的影响因素实验,关键是将课本知识内容记忆清楚,仔细分析即可。
30.(5分)在探究“二力平衡条件”的实验中:
(1)甲组同学实验时,向左盘和右盘同时放入一个不等重的砝码,这时木块仍然保持静止状态如图甲,能否得出平衡力大小可以不等的结论? 不能 (填“能”或“不能”),产生这一现象的原因是 木块与桌面间有摩擦力 。
(2)乙组同学针对甲组的问题做了改进,将木块抬离桌面完成实验,当木块静止时,发现拉线不在同一直线上(如图乙所示),于是他们得出:二力平衡时,两个力可以不在同一直线上,你认为造成这种情况的原因是 木块重力的影响 。
(3)丙组同学针对乙组的问题做了改进,将木块换成了小卡片如图丙,为了探究平衡的两个力是否必须在同一直线上,可用手旋转平衡的小卡片,此时,拉着卡片的两根细线 不平行 (填“平行”或“不平行”),观察卡片 刚释放时 (填“刚释放时”或“最终”)是否保持平衡。
【分析】(1)物体间相互挤压且具有相对运动趋势,便会产生摩擦力;物体处于静止状态,则受平衡力;
(2)从重力对实验的影响分析原因,提出改进措施;
(3)根据二力平衡的条件,将卡片扭转一个角度,两个力不在同一直线上,松手后观察小卡片能否继续保持平衡。
【解答】解:(1)实验时,向左盘和右盘同时放入一个不等重的砝码时,两边拉力不相等,则木块相对于桌面具有相对运动趋势,此时桌面对木块产生摩擦力的作用,木块在两个拉力及摩擦力的作用下保持静止,故不能得出平衡力大小可以不相等的结论;
(2)木块受到竖直向下的重力,由于重力的影响,使拉线不在同一直线上时,木块也能静止;
(3)为了探究平衡的两个力是否必须在同一直线上将卡片转动一个角度,两个力不在同一直线上,所以拉着卡片的两根细线不平行,松手后观察小卡片能否继续保持平衡。
故答案为:(1)不能;木块与桌面间有摩擦力;
(2)木块重力的影响;
(3)不平行;刚释放时。
【点评】本题是探究二力平衡条件的实验,要熟练掌握二力平衡条件及平衡状态的含义,掌握探究每个条件的操作方法及其现象和对应的结论。
31.(5分)小明同学用如图1所示的装置探究“力与运动的关系”。让小车从斜面同一高度处由静止滑下,分别标记出小车在水平面的毛巾、棉布、木板表面的停止位置。
(1)小车在相同斜面同一高度由静止滑下,是为了使小车 下滑到水平面时的速度 相同。
(2)标记a是小车在 木板 (选填“毛巾”“棉布”或“木板”)表面停下来的位置,分析可知,水平表面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得 慢 (选填“快”或“慢”)。
(3)在此实验基础上通过推理可知观点 A (选填“A”或“B”或“AB都”)是正确的。
A.物体的运动不需要力来维持
B.力是维持物体运动的原因
(4)通过上面的探究后,小明再思考如下的问题,如图2所示,摆球从A点由静止释放摆到最低点B时,如果摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将 做匀速直线运动 。(选填“往回摆”“静止”或“做匀速直线运动”)
【分析】(1)根据控制变量法,控制小车下滑到水平面时的速度相同;
(2)木板表面最光滑,小车运动时受到的阻力最小,通过的距离最长,据此分析;
(3)根据(2)推理回答;
(4)摆球从A点由静止释放摆到最低点B时,B运动方向水平向右,由牛顿第一定律推理回答。
【解答】解:(1)根据控制变量法,小车在相同斜面同一高度由静止滑下,是为了使小车下滑到水平面时的速度相同;
(2)木板表面最光滑,小车运动时受到的阻力最小,标记a是小车在木板表面停下来的位置,分析可知,水平表面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得慢;
(3)在此实验基础上通过推理可知,若小车运动时不受力的作用,小车的速度不会减小,即做匀速直线运动,物体的运动不需要力来维持,故观点A是正确的;
(4)通过上面的探究后,小明再思考如下的问题,如图2所示,摆球从A点由静止释放摆到最低点B时,B运动方向水平向右,如果摆球所受的力忽然全部消失,由牛顿第一定律,则摆球将做匀速直线运动。
故答案:(1)下滑到水平面时的速度;(2)木板;慢;(3)A;(4)做匀速直线运动。
【点评】本题探究“力与运动的关系”,考查控制变量法、推理法和牛顿第一定律的运用。
32.(9分)小明利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压强的值。实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,这样做的目的是 为了排尽注射器内的空气 ;
(2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右 慢慢 (选“慢慢”或“快速”)拉动 注射器筒 (选填“活塞”或“注射器筒”),当注射器中的活塞刚开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F为8.2N,根据所学知识知道,大气对活塞的压力近似等于F。
(3)用刻度尺测出注射器 全部刻度部分 的长度L,可计算出活塞的横截面积。
(4)由公式 p= 可计算出大气压强的值约为 1.09×105 Pa。
(5)实验时,可先在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是减小 摩擦 ;二是 密封性好 。
(6)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大,有的偏大,有的偏小。请分析,该实验过程中导致测量结果偏小的原因有(请写出1条即可) 活塞与注射器筒壁不完全密封 。
【分析】本实验的原理是:先排出注射器内的空气,这样在往外拉活塞时,由于外界大气压的作用,要拉动活塞需要很大的力,这个力的大小为F=P大气S,故测出活塞横截面积S和拉动时的拉力F,就可根据p大气=求出大气压强的值。
【解答】解:(1)将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔,这样做的目的是为了排尽注射器内的空气;
(2)用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,如图所示。当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F;
(3)因活塞为圆柱体,知道注射器的容积,而活塞的横截面积可以通过公式S=来求出,所以需要用刻度尺量出针筒全部刻度部分的长度L;
(4)注射器全部刻度的长度L为6.00cm;
活塞横截面积S即为注射器的横截面积:S===0.75cm2=0.75×10﹣4m2;
p===1.09×105Pa;
(5)涂抹润滑油的好处:一是减小摩擦,二是密封性好;
(6)活塞与注射器筒壁不完全密封,注射器筒内有空气会使拉力变小,算出的大气压会偏小。
故答案为:(1)为了排尽注射器内的空气;(2)慢慢;注射器筒;(3)全部刻度部分的长度;(4)p=;1.09×105Pa;(5)减小摩擦;密封性好;(6)活塞与注射器筒壁不完全密封。
【点评】解答实验题时,关键是在弄清实验的原理,然后才能分析出实验需要测量的是哪些物理量,怎么才能计算出大气压强的值。
33.(4分)在“探究影响液体内部压强的因素”实验中。
(1)压强计是通过U形管的 两侧液面高度差 来显示橡皮膜所受压强大小。
(2)小华实验时的情形如图,四幅图中烧杯内的液面相平。(不考虑实验结论的偶然性)
①比较图甲和图 乙 ,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大。
②保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,根据实验现象可以初步得出结论: 同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强相等 。
③比较图甲和图丁, 能 (能/不能)比较液体压强的大小。
【分析】(1)液体压强计就是利用U形管中液面的高度差来体现压强的,压强越大,U形管液面高度差越大;压强计测量液体压强时,就是通过橡皮膜来感知压强的,通过橡胶管中气体压强的变化来改变U形管中液面高度差的。
(2)液体内部的压强与液体的深度和密度都有关系,在实验中,应控制其中的一个量保持不变,才能观察压强与另一个量的关系,从控制变量法的角度可判断此题的实验过程。
【解答】解:(1)压强计测量液体压强时,就是靠U形管两侧液面高度差来体现压强大小的,液面高度差越大,说明液体压强越大;
(2)①比较图甲和图乙知液体密度相同,深度不同,U形管液面的高度差不同,压强不同,且深度越深,高度差越大,压强越大,故可以得出在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大;
②在乙、丙两次实验中,液体的密度相同,深度相同,但是金属盒的方向不同,根据实验现象可以初步得出结论:同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强相等;
③结合甲、丁两图可知,丁图中金属盒所处液体中较浅,而U形管高度差大,说明该处的压强更大,由此可知丁图中液体的密度更大。
故答案为:(1)两侧液面高度差;(2)①乙;②同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强相等;③能。
【点评】掌握液体压强大小的影响因素,利用控制变量法和转化法探究液体压强大小的影响因素是解题关键。