广东省佛山市顺德重点学校2023-2024学年九年级上学期开学物理试卷
一、单选题(本大题共7小题,共21.0分)
1. 下列物体运动过程中,运动状态不发生改变的是( )
A.篮球从篮筐中落下 B.火车在平直铁轨上匀速行驶
C.卫星绕地球匀速转动 D.火箭发射升空
2. 如图,是某同学玩滑板车时的情景,以下分析正确的是( )
A.用力向后蹬地,人和滑板车一起向前运动,说明力的作用是相互的
B.如果不再蹬地,滑板车最终会停下来,说明运动要靠力来维持
C.人和车滑行的速度越快,他们的惯性越大,滑行的距离越远
D.人站在滑板车上时,滑板车受到的重力和地面对滑板车的支持力是一对平衡力
3.两位同学使用弹簧拉力器比较臂力的大小,他们拉同一拉力器的三根弹簧,结果都将手臂撑直了,则 ( )
A.手臂粗的同学用的臂力大 B.手臂长的同学用的臂力大
C.两同学用的臂力一样大 D.无法比较用的臂力大小
4. 如图所示,关于物体受到的浮力及其应用,下列说法正确的是( )
A.图甲所示,当孔明灯内部空气密度比外部空气的密度小到一定程度,孔明灯才上升
B.图乙所示,轮船从长江驶入海洋的过程中,浮力变大
C.图丙所示,良种所受浮力小于重力,次种所受浮力大于重力
D.图丁所示,潜水艇下沉过程中,重力不变,浮力变小
5.(2023·科尔沁模拟)如图所示,北京冬奥会比赛项目中相关物理知识描述正确的是( )
A.如图甲所示,武大靖蹬地匀速通过弯道,他的运动状态没有改变
B.如图乙所示,苏翊鸣完成单板转体,他上升时速度减小,惯性减小
C.如图丙所示,谷爱凌夺冠决赛中从高空加速下降时重力势能转化为动能,机械能保持不变
D.如图丁所示,自由滑雪空中技巧运动员从空中向下落的过程中,重力做功越来越快
6. 下列说法中正确的是( )
A.机械效率越高,机械做功一定越快
B.做功越多的机械,机械效率一定越高
C.做功相同,做功时间短的做功快
D.功率越大的机械做功一定越多
7.(2023八下·安乡县期末) 如图所示,用同一个滑轮匀速提起同一重物M,不计滑轮重力和摩擦,其中用力最小的是( )
A.F1 B.F2
C.F3 D.F4
二、填空题(本大题共7小题,共21.0分)
8. 汽车轮胎上的花纹是为了 填“增大”或“减小”摩擦,汽车轮胎下表面做的又宽又大为了 填“增大”或“减小”压强。遇紧急情况时用力刹车,车停住,说明力可以改变物体的 。
9.(2019八下·江门月考)如图甲所示,将一块质地均匀的长木板平放在水平桌面上,用水平力F向右缓慢推动木板,使其右端渐渐露出桌面,如图乙所示.在推动木板,使其右端渐渐离开桌面边缘至木板中心到达桌面边缘的过程,长木板对桌面的压力 ,压强 ,木板受到的摩擦力将会 (选填“变大”“变小”或“不变”)
10. 在玻璃瓶里装一些红色的水,取一根两端开口的细玻璃管,让玻璃管穿过橡皮塞插入水中,并从管子上端吹入少量气体,这样小明就制成了一个简易的多功能物理实验演示器。当把此装置从山脚带到山顶时,发现玻璃管内液面 填“升高”、“降低”、“不变”,原因是山顶比山脚的大气压 填“高”、“低”;取一吸管,靠近玻璃管口,通过吸管向右吹气,如图所示,发现玻璃管内液面上升,原因是 。
11. 水平地面上一静止木箱重,某人用的水平推力在内推动木箱前进,撤去推力后木箱又继续前进了,全程用时,整个过程中水平推力做功 ,重力做功 ,内推力的功率为 。
12. 功率相等的两辆汽车,在相同的时间内匀速通过的距离之比为:,则两辆汽车的牵引力做功之比为 ,牵引力之比为 ,汽车上坡时减速是为了 .
13.(2021八下·蚌埠月考)如图所示,用手握住重5N的瓶子,手与瓶子间的摩擦是静摩擦,此时瓶子受到的静摩擦力大小为 N,方向为 (选填“竖直向下”或“竖直向上”)。增大手对瓶子的握力,瓶子受到的静摩擦力将 选填“增大”、“减小”或“不变”)。
14. 如图是体能测试中投铅球时从出手到将要落地的过程。若不计空气阻力,铅球由到的过程中 能转化为 能;铅球在点的机械能 选填“大于”、“等于”或“小于”在点的机械能。
三、作图题(本大题共3小题,共8.0分)
15. 如图物块沿固定粗糙斜面下滑,请画出物块受到的力和它对斜面的压力的示意图。
16. 如图所示,轻质杠杆在力、的作用下未画出处于平衡状态。为支点,力的力臂,请在图中画出的力臂和力的示意图。
17.(2021八下·八步期末)如图所示的滑轮组,要达到最省力的效果,请画出绕绳方法。
四、实验探究题(本大题共3小题,共19.0分)
18. 为了探究“阻力对物体运动的影响”,我们做了如图所示的实验。
(1)实验中通过 反映阻力对物体运动的影响情况,这是 法填实验方法。
(2)实验表明:水平表面越光滑,小车运动的距离越 选填“远”或“近”,这说明小车受到的阻力越 选填“大”或“小”,速度减小得越 选填“快”或“慢”。如果水平面没有阻力小车将 。
(3)实验结果直接能证明____ 填序号。
A.物体的运动需要力
B.力可以改变物体的运动状态
C.牛顿第一定律
19. 如图所示是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 选填“是”或“不是”平衡状态,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 “左”或“右”调节;
(2)使杠杆在水平位置平衡是为了便于 ;
(3)如图乙所示,点挂有个质量均为的钩码,为了让杠杆在水平位置平衡,应在点挂 个质量均为的钩码;
(4)改用弹簧测力计拉杠杆,当弹簧测力计由竖直方向改为丙所示的方向时,弹簧测力计的示数将 “变大”或“变小”、“不变”。
20. 在“探究影响浮力大小的因素”实验中,小明根据生活经验,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
A.与物体浸入液体中的深度有关;
B.与物体排开液体的体积有关;
C.与液体的密度有关。
(1)分析 三次实验,可知浮力大小与物体排开液体的体积有关;分析、、三次实验。可知在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力 选填“越大”或“越小”。
(2)进行探究时,实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。其中序号中物体所受浮力大小为 ,物体的密度为 水的密度为,
(3)小明接着又探究了“浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系”,过程如图所示,其中弹簧测力计的示数依次是、、、。
探究操作的最合理顺序是 只填字母,若图中、、、四个力之间的关系式 成立,就可得出结论。
图中会影响该探究结论能否正确得出的是 只填字母。
A.中水面未到达溢水杯的溢水口
B.中物体没有全部浸入在水中
五、计算题(本大题共2小题,共14.0分)
21. 鲲龙是我国自主研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机,于年在广东珠海首飞成功。飞机汲满水的总质量为,最小平飞速度。取,,求:
(1)飞机以最小平飞速度飞行所经过的路程;
(2)飞机汲满水停泊在水面时所受到的浮力及排开水的体积;
(3)舱底距水面处所受到的水的压强。
22. 如图所示,利用滑轮组将重为的物体在内匀速提升,已知拉力为,若不计绳重和摩擦,求:
(1)滑轮组的机械效率;
(2)拉力做功的功率;
(3)动滑轮重力。
六、综合题(本大题共3小题,共17.0分)
23. 阅读短文,回答问题。
避险车道是与公路主干道相连的一段距离很短的分岔专用车道,供失控车辆安全减速。一般设置在长陡坡的拐弯处,保证驾驶员能看到如图一。这种车道很特别,一般长度在米,有一定的坡度,路面上铺着疏松的石子。沙土层,两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来如图二、三。避险车道很大程度上解决了汽车刹车失灵时的安全隐患,请你联系所学物理知识,解答下列问题,
(1)失控车辆驶入避险车道时,动能 ,重力势能 填写“增大”、“减少”或“不变”。
(2)紧急刹车时,人由于 会向前倾,因此,为了安全起见,不能 行驶。
(3)废旧轮胎和防撞桶起到缓冲的作用,车的动能转化为 能,使车减速。
24. 阅读短文,回答问题。
日常生活中存在这样的现象:飞机、轮船、汽车等交通工具运行时,受到空气阻力;人在水中游泳、船在水中行驶时,受到水的阻力;百米赛跑时,奔跑得越快,我们感到风的阻力越大。这是什么原因呢?
查阅相关资料得知:物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫作流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖这种形状通常叫作流线型的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,当阻力大到与重力相等时,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。
某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验,测量数据见表。取
小球编号
小球质量
小球半径
小球的收尾速度
(1)1号小球受到空气阻力最大时的速度为 ,此时空气阻力为 ,依据是 原理
(2)对于号小球,当速度为时,空气阻力 大于等于小于重力。
(3)轿车的外形常做成流线型,目的是 ;在座位的靠背上安装“头枕”,可防止轿车被 前面后面的车撞击时对乘客的伤害。
25. 我国自主研制的载人深潜器下潜深度已突破,在载人深潜领域达到世界领先水平。取,,
(1)潜水艇活动的海水深度一般为至。它可以通过水舱排水或充水来改变 ,从而实现浮沉。
(2)深潜器可进入更深的水域,在的深处,海水产生的压强为 。由于深海海水压强太大,深潜器实现浮沉的方法与潜水艇有所不同。
(3)小明阅读资料后,利用如图的装置模拟深潜器在水中的运动过程。物体甲、乙由一条细线连接且在水中处于静止状态,已知乙的质量为,体积为,则乙所受浮力的大小为 ,乙受到细线的拉力为 ,若剪断细线,甲将 选填“上浮”“悬浮”或“下沉”,此时甲所受浮力 填字母。
A.增大,且大于重力
B.不变,且等于重力
C.不变,且大于重力
D.减小,且小于重力
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】物体运动状态的变化
【解析】【解答】A. 篮球从篮筐中落下 ,速度变大,运动状态改变,故A错误
B.火车在平直的铁轨上匀速行驶,方向和速度都没有改变,故B正确
C. 卫星绕地球匀速转动 ,方向在改变,故C错误
D. 火箭发射升空 ,方向和速度都在改变,故D错误
故选择B
【分析】 运动状态发生改变是指物体运动的方向和速度的改变,只要方向和速度有改变就可以判断物体的运动状态发生改变
2.【答案】A
【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;平衡力的辨别;力与运动的关系
【解析】【解答】A.人用力向后蹬地,地给人向前的推力,使滑板车向前运动,说明力的作用是相互的,故A正确
B.滑板车最终会停下来,因为阻力改变了滑板车的运动状态,故B错误
C.惯性和速度无关,故C错误
D.滑板车受到的重力小于地面对滑板车的支持力 ,不是一对平衡力,故D错误
故选择A
【分析】A.力的作用是相互的,相互作用力大小相等,方向相反,在同一直线上的,分别作用两个物体
B.力是改变物体运动状态的原因,不是维持
C.惯性和速度无关,只和物体的质量有关,滑行的距离远近和动能有关
D.通过受力分析,滑板车受到的重力小于地面对滑板车的支持力
3.【答案】B
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【分析】拉力的大小不仅取决于弹簧的根数,同时与弹簧的伸长有着直接的关系.因为弹簧所受拉力越大,伸长会越长.
【解答】因为弹簧所受拉力越大,伸长越长,所以在同样拉开三根弹簧的情况下,我们还要比较两位同学谁把弹簧拉得更长.它们都将手臂撑直了,那么手臂长的同学当然就用了更大的力.
故选B.
【点评】都将三根弹簧拉开,这只是“现象”,谁将弹簧拉得更长,这才是“本质”,所以我们要学会透过现象看本质。
4.【答案】A
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】A.孔明灯上升是浮力大于自身重力的原因,故A正确
B. 轮船从长江驶入海洋的过程中 ,都是处于漂浮状态,浮力等于重力,不变,故B错误
C. 良种沉底,所受浮力小于重力,次种漂浮所受浮力等于重力,故C错误
D. 潜水艇下沉过程中,重力增大,浮力不变,故D错误
故选择A
【分析】A.孔明灯上升浮力大于自身重力,孔明灯内的气体的体积一定,只有密度减小时重力才减小,孔明灯受的浮力固定,只能减小自身的重力
B.轮船从长江驶入海洋的过程中 ,都是处于漂浮状态,浮力等于重力,不变
C.根据受力分析结合二力平衡判断,良种沉底,所受浮力小于重力,次种漂浮所受浮力等于重力
D. 潜水艇下沉,是增加自重,使重力大于浮力实现下沉
5.【答案】D
【知识点】功率大小的比较;机械能及其转化;物体运动状态的变化;惯性及其现象
【解析】【解答】A.武大靖蹬地匀速通过弯道,运动方向在改变,他的运动状态在改变,A不符合题意;
B.苏翊鸣完成单板转体,他上升时速度减小,但惯性只和质量有关,惯性保持不变,B不符合题意;
C.谷爱凌加速下降时高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,重力势能转化为动能,由于克服空气阻力,机械能总量在减小,C不符合题意;
D.运动员从空中向下落的过程中,速度变大,根据P=Fv分析,重力做功越来越快,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】物体运动方向改变时,运动状态在改变;物体的速度减小,惯性不变;运动的物体克服空气阻力,机械能在减小;物体受力一定时,速度越大, 做功越快。
6.【答案】C
【知识点】功率大小的比较;机械效率的大小比较
【解析】【解答】A.机械效率高低,和做功快慢无关,故A错误
B.机械效率高低,和做功多少无关,故B错误
C.单位时间做功的多少叫功率,故C正确
D.功率反映的是做功快慢,和做功多少无关,故D错误
故选择C
【分析】机械效率可以理解为功的利用率与做功的快慢和多少都无关;做功的快慢是功率,也就是单位时间内做功的多少。
7.【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A、定滑轮不省力即F1=GM,故A不符合题意。
B、动滑轮省一半的力,故B符合题意。
C、定滑轮可以改变力的方向,但不能省力,F3=GM,故C不符合题意。
D、动滑轮轴上的力等于边缘力的2倍,F4最大,故D不符合题意。
答案为:B
【分析】(1)定滑轮可以改变力的方向,但不能省力。
(2)动滑轮可以省一半的力,但不能改变力的方向。
8.【答案】增大;减小;运动状态
【知识点】物体运动状态的变化;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】(1) 汽车轮胎上的花纹是增加接触面的粗糙程度,为了 增大摩擦力
(2) 汽车轮胎下表面做的又宽又大是增加了和地面的接触面积,为了 减小压强
(3) 用力刹车,是通过增加压力增大摩擦力,车停住,说明力可以改变物体的 运动状态
【分析】(1)利用影响摩擦力大小的因素分析判断
(2)利用影响压强大小的因素分析判断
(3)利用力和运动的关系分析判断
9.【答案】不变;变大;不变
【知识点】摩擦力的大小;压强大小比较
【解析】【解答】压力的物体垂直作用在物体表面的力,和受力面积无关,所以当木板一部分离开桌面时,压力不变,由于受力面积减小力,压强变大,由于压力不变,接触面的粗糙程度不变,摩擦力大小不变。
故答案为:不变;变大;不变。
【分析】受力面积改变时,压强会变化,压力和摩擦力和受力面积无关。
10.【答案】升高;低;流速大的地方压强小
【知识点】大气压强与高度的关系;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】(1)(2) 山脚的大气压强高于山顶的大气压强,液面升高
(3)流体速度越大压强越小,玻璃管内液面上升
【分析】(1)(2)大气压强随着高度的升高而减小,山脚的大气压强高于山顶的大气压强,液面升高
(3)利用流体的压强和流速的关系分析判断
11.【答案】600;0;100
【知识点】功率的计算;是否做功的判断;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)整个过程中水平推力做功W=Fs=60N×10m=600J
(2)在重力的方向上移动的距离0,重力没有做功
(3)推力的功率P===100w
【分析】(1)根据功的计算公式计算
(2)利用做功的的两个条件判断在计算
(3)利用功率的计算公式计算
12.【答案】1:1;4:5;增大牵引力
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【解答】(1)两车功率相等,做功时间相同,W=pt,所以做功相等,所以是1:1
(2)在相同的时间内匀速通过的距离之比为 5:4,可知两车的速度之比为5:4,两车功率相等,因为P=FV,所以牵引力之比4:5
(3) 汽车功率一定,汽车上坡时费力,减速是为了增大牵引力
【分析】(1)两车功率相等,做功时间相同,利用W=pt计算比较
(2)利用P=FV,得出F=,功率相等,速度之比5:4,分析计算
13.【答案】5;竖直向上;不变
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】解:瓶子处于静止状态,属于平衡状态,所以受到的是平衡力。摩擦力与重力是一对平衡力,瓶子的重力的大小为5N,所以摩擦力也是5N,方向与重力方向相反,竖直向上;
当压力增大时,瓶子受到手竖直向上的摩擦力始终等于瓶子的重力不会随握力的增大而增大。
故答案为:5;竖直向上;不变。
【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,即物体处于平衡状态,此时物体受到的力为平衡力,结合物体受到的外力求解大小即可。
14.【答案】动;重力势;等于
【知识点】机械能及其转化;机械能守恒条件
【解析】【解答】(1)(2)铅球由a到b的过程中 是动能转化为重力势能的过程
(3)铅球在a点的机械能 等于在c点的机械能
【分析】(1)(2)铅球由a到b的过程中动能减小,势能增加,是动能转化为重力势能的过程
(3)根据能量守恒,不计空气阻力,铅球的机械能总量保持不变
15.【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;压力及重力与压力的区别
【解析】【解答】物块受重力、斜面给的支持力、接触面上的摩擦力,重力的方向竖直向下,压力的方向垂直接触面向上,摩擦力的方向和物块下滑方向相反,物块对斜面的压力是垂直斜面向下,除了对斜面的压力的作用点在斜面上外,其余的三个力的作用点取物块的重心
【分析】对物块进行受力分析,确定力的三要素,再沿力的方向画一条带箭头的线段,按照压力的三要素在画一条压力的作用线
16.【答案】
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】先确定支点O,在确定作用力,作用力可以正反向延长,根据力臂是支点到力的作用线的距离,从O点话F1和F2垂线即可
【分析】根据力臂是支点到力的作用线的距离,找支点和力的作用线,然后过O点做垂线即可
17.【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】图中滑轮组由2个定滑轮和2个动滑轮组成,要最省力,则承担物重的绳子段数最多为5段,从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,最后有五段绳子承担物重,这就是最省力的绕法,如图所示
【分析】滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数,也就是看有几段绳子连着动滑轮,段数越多越省力。
18.【答案】(1)小车在水平面上通过的距离;转换
(2)远;小;慢;做匀速直线运动
(3)B
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)①阻力对物体运动的影响是通过小车在水平面上通过的距离的多少反映阻力对物体运动的影响情况
② 阻力对物体运动的影响,通过小车在水平面上通过的距离来反映,这样的方法属于转换法
(2)① 从图中可以看到,水平表面越光滑,小车运动的距离越远
②小车受到的阻力越小
③小车受到的阻力越小,速度减小的越慢
④如果小车水平面没有阻力,通过分析推理将永不停歇的做匀速直线运动,
(3)实验结果直接能证明 力可以改变物体的运动状态
【分析】(1)阻力对物体运动的影响是通过小车在水平面上通过的距离的多少反映阻力对物体运动的影响情况 ,不易直接测量的物理量,用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫
(2)根据实验现象加上科学的推理分析判断
(3)实验结果是力是改变物体运动状态的原因
19.【答案】(1)是;左
(2)测量力臂
(3)3
(4)变大
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)①杠杆横梁在水平位置没有平衡
②杠杆右端比左端低,应该向高(左端)调节平衡螺母
(2) 使杠杆在水平位置平衡是为了便于 直接测量力臂
(3)根据杠杆的平衡条件动力x动力臂=阻力x阻力臂计算,100x3=150x2,150克是3个砝码的质量
(4) 当弹簧测力计由竖直方向改为丙所示的方向时 力臂减小,根据杠杆平衡条件,力要变大
【分析】(1)杠杆在水平位置处于倾斜状态,重心偏向低端,应该向高端调节平衡螺母
(2) 使杠杆在水平位置平衡是为了直接读出力臂
(3)根据杠杆的平衡条件,动力x动力臂=阻力x阻力臂计算
20.【答案】(1)a、b、c;越大
(2)2;2.4×103
(3)bacd;;A
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)① 从图中可知,浮力大小与物体排开液体的体积有关 实验是“a、b、c”,
②“a、d、e”中是研究的浮力和液体的密度的关系实验,物体浸没在水里的浮力为2牛,浸没在盐水中的浮力为2.4牛,所以液体密度越大,物体受到的浮力越大
(2)①实验中“ac”对比物体P的浮力是4.8牛-2.8牛=2牛
②根据物体的浮力得出排开水的体积是2x10-3m3,V物=V排,物体的质量是,根据密度公式ρ== 2.4×103kg/m3
(3)① 探究浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系时,依次测量小桶的重力2,物体的重力F1,浸没在水中的重力F3,小桶和排开水的总重力F4
②四个力的关系式 成立,
③影响实验结论的是c中水面未到达溢水杯的溢水口
【分析】(1)利用控制变量法和浮力F=G空-G液分析计算
(2)利用浮力F=G空-G液分析计算,在根据V物=V排,根据密度公式ρ=计算
(3)① 探究浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系时,依次测量小桶的重力F2,物体的重力F1,浸没在水中的重力F3,小桶和排开水的总重力F4
②四个力的关系式 成立,
③影响实验结论的是c中水面未到达溢水杯的溢水口 ,实验要求为放入物体前溢水杯的液面和溢水口向平
21.【答案】(1)解:根据速度公式得,飞机以最小平飞速度飞行所经过的路程是:;
答:飞机以最小平飞速度飞行所经过的路程为;
(2)解:飞机汲满水停泊在水面时处于漂浮状态,所受水的浮力:;
根据阿基米德原理可知航母满载时排开水的体积为:;
答:飞机汲满水停泊在水面时所受到的浮力为;排开水的体积为;
(3)解:舱底距水面处所受到水的压强:。
答:舱底距水面处所受到的水的压强为。
【知识点】速度公式及其应用;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)利用速度公式的变形公式S=Vt直接计算
(2)分析飞机汲满水停泊在水面静止属于漂浮状态,根据二力平衡F浮=G,再根据阿基米德原理计算排开水的体积
(3)直接利用液体压强公式P=ρ液gh计算
22.【答案】(1)解:由图可知,绳子自由端移动的距离:,
拉力做的有用功:,
拉力做的总功:,
滑轮组的机械效率:;
答:滑轮组的机械效率为;
(2)解:拉力做功的功率:;
答:拉力做功的功率为;
(3)解:因为不计绳重和摩擦时,所以动滑轮的重力:。
答:动滑轮重力为。
【知识点】机械效率的计算;滑轮与功的综合题
【解析】【分析】(1)滑轮组的机械效率是有用功和总功的比,根据W有=Gh,直接计算,根据滑轮组绕线判断是3股,根据绳子自由端移动的距离和物体上升的距离关系得出绳子自由端移动的距离,再根据W总=Fs计算总功,最后求出机械效率
(2)拉力做的功是总功,在上一步已经计算,根据P=直接计算功率
(3)因为不计绳重和摩擦时 ,根据F=直接计算
23.【答案】(1)减少;增大
(2)惯性;高速
(3)弹性势
【知识点】动能和势能的大小变化;动能的影响因素;势能的影响因素;惯性及其现象
【解析】【解答】(1)因为避险车道有一定坡度,失控车驶入相当于上坡,动能减小,重力势能增大
(2)物体在任何状态下都有惯性,高速开车不易控制车辆
(3)失控车辆遇到 废旧轮胎和防撞桶时车的动能转化为弹性势能
【分析】(1)因为避险车道有一定坡度,失控车驶入相当于上坡,动能减小,重力势能增大
(2)物体在任何状态下都有惯性,惯性是保持原来物体运动状态不变的性质,高速开车不易控制车辆
(3)失控车辆遇到 废旧轮胎和防撞桶时车的动能转化为弹性势能
24.【答案】(1)16;0.02;二力平衡
(2)小于
(3)减小空气阻力;后面
【知识点】惯性及其现象;阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】(1)物体下落时,当阻力大到与重力相等时称为收尾速度,可知一号小球的最大速度是 ,此时的阻力等于重力,小球的G=0.02牛
(2)对于3号小球,下落速度为20m/s时,属于加速下落,重力大于空气阻力
(3)①运动物体受到的空气阻力跟物体的形状有关,头圆尾尖这种形状通常叫作流线型的物体受到的阻力较小
②“头枕”是防止后面车撞击时对乘客的伤害,后面撞击以后车速加大,人具有惯性,头部会向后运动,有头枕起到了缓冲保护的作用
【分析】(1)物体从高空由静止时,只受重力的作用,在重力的作用下开始自由下落,因为重力大于阻力,物体的下落速度越来越大,同时物体受到的阻力也越来越大,当阻力大到与重力相等时,物体将以某一速度做匀速直线运动,这个速度称为收尾速度,根据这个标准,从表格中找出小球的收尾速度,在计算出小球的重力,最后根据阻力和重力相同,计算空气阻力
(2)对于3号小球的分析,下落速度为20m/s时,小于小球的收尾速度40m/s,此时物体重力大于空气阻力
(3)① 研究发现,物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫作流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大; 运动物体受到的空气阻力跟物体的形状有关,头圆尾尖这种形状通常叫作流线型的物体受到的阻力较小,轿车的外形做成流线型,是因为能够在行驶中受到较小的阻力,我们看动车的车头、飞机的头部等等都是做成流线型的
② 汽车头枕的作用是在车辆被后方来车追尾时,人体由于惯性会向后倒,人体后背有座椅靠背支撑,在人体脆弱的颈部和头部处于悬空状态,如果头部装有头枕,而头枕则对此起缓冲作用,保护人体头部。
25.【答案】(1)自身重力
(2)1.03×108
(3)0.25;1.75;上浮;C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)潜水艇通过水舱排水或充水来改变的是自身的重力,潜水艇在水下的浮力不变
(2)液体压强的公式P=ρ液gh= 1.03×103kg/m3x10N/kgx10000m= 1.03×108 pa
(3)①利用阿基米德原理计算乙物体的浮力=ρ液gV排=1.0×103kg/m3x10N/kgx25x10-6m3= 0.25 牛
②乙的重力是G=mg=2牛,物体乙受浮力和重力的作用,还有细线竖直向上的拉力,F拉=G-F浮=1.75牛
③ 若剪断细线,甲将 在浮力的作用下上浮
④根据阿基米德原理,V排没有变化,此时甲的浮力不变,且大于重力
【分析】(1)潜水艇通过水舱排水或充水来改变的是自身的重力,潜水艇在水下的浮力不变
(2)液体压强的公式P=ρ液gh计算
(3)①利用阿基米德原理计算乙物体的浮力F=ρ液gV排
②现计算乙的重力是G=2牛,分析物体乙受浮力和重力的作用,还有细线竖直向上的拉力,根据合力的关系F拉=G-F浮计算
③ 若剪断细线,甲的浮力不变,失去了细线对它向下的拉力,浮力大于重力的作用上浮
④根据阿基米德原理,V排没有变化,此时甲的浮力不变,且大于重力
1 / 1广东省佛山市顺德重点学校2023-2024学年九年级上学期开学物理试卷
一、单选题(本大题共7小题,共21.0分)
1. 下列物体运动过程中,运动状态不发生改变的是( )
A.篮球从篮筐中落下 B.火车在平直铁轨上匀速行驶
C.卫星绕地球匀速转动 D.火箭发射升空
【答案】B
【知识点】物体运动状态的变化
【解析】【解答】A. 篮球从篮筐中落下 ,速度变大,运动状态改变,故A错误
B.火车在平直的铁轨上匀速行驶,方向和速度都没有改变,故B正确
C. 卫星绕地球匀速转动 ,方向在改变,故C错误
D. 火箭发射升空 ,方向和速度都在改变,故D错误
故选择B
【分析】 运动状态发生改变是指物体运动的方向和速度的改变,只要方向和速度有改变就可以判断物体的运动状态发生改变
2. 如图,是某同学玩滑板车时的情景,以下分析正确的是( )
A.用力向后蹬地,人和滑板车一起向前运动,说明力的作用是相互的
B.如果不再蹬地,滑板车最终会停下来,说明运动要靠力来维持
C.人和车滑行的速度越快,他们的惯性越大,滑行的距离越远
D.人站在滑板车上时,滑板车受到的重力和地面对滑板车的支持力是一对平衡力
【答案】A
【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;平衡力的辨别;力与运动的关系
【解析】【解答】A.人用力向后蹬地,地给人向前的推力,使滑板车向前运动,说明力的作用是相互的,故A正确
B.滑板车最终会停下来,因为阻力改变了滑板车的运动状态,故B错误
C.惯性和速度无关,故C错误
D.滑板车受到的重力小于地面对滑板车的支持力 ,不是一对平衡力,故D错误
故选择A
【分析】A.力的作用是相互的,相互作用力大小相等,方向相反,在同一直线上的,分别作用两个物体
B.力是改变物体运动状态的原因,不是维持
C.惯性和速度无关,只和物体的质量有关,滑行的距离远近和动能有关
D.通过受力分析,滑板车受到的重力小于地面对滑板车的支持力
3.两位同学使用弹簧拉力器比较臂力的大小,他们拉同一拉力器的三根弹簧,结果都将手臂撑直了,则 ( )
A.手臂粗的同学用的臂力大 B.手臂长的同学用的臂力大
C.两同学用的臂力一样大 D.无法比较用的臂力大小
【答案】B
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【分析】拉力的大小不仅取决于弹簧的根数,同时与弹簧的伸长有着直接的关系.因为弹簧所受拉力越大,伸长会越长.
【解答】因为弹簧所受拉力越大,伸长越长,所以在同样拉开三根弹簧的情况下,我们还要比较两位同学谁把弹簧拉得更长.它们都将手臂撑直了,那么手臂长的同学当然就用了更大的力.
故选B.
【点评】都将三根弹簧拉开,这只是“现象”,谁将弹簧拉得更长,这才是“本质”,所以我们要学会透过现象看本质。
4. 如图所示,关于物体受到的浮力及其应用,下列说法正确的是( )
A.图甲所示,当孔明灯内部空气密度比外部空气的密度小到一定程度,孔明灯才上升
B.图乙所示,轮船从长江驶入海洋的过程中,浮力变大
C.图丙所示,良种所受浮力小于重力,次种所受浮力大于重力
D.图丁所示,潜水艇下沉过程中,重力不变,浮力变小
【答案】A
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】A.孔明灯上升是浮力大于自身重力的原因,故A正确
B. 轮船从长江驶入海洋的过程中 ,都是处于漂浮状态,浮力等于重力,不变,故B错误
C. 良种沉底,所受浮力小于重力,次种漂浮所受浮力等于重力,故C错误
D. 潜水艇下沉过程中,重力增大,浮力不变,故D错误
故选择A
【分析】A.孔明灯上升浮力大于自身重力,孔明灯内的气体的体积一定,只有密度减小时重力才减小,孔明灯受的浮力固定,只能减小自身的重力
B.轮船从长江驶入海洋的过程中 ,都是处于漂浮状态,浮力等于重力,不变
C.根据受力分析结合二力平衡判断,良种沉底,所受浮力小于重力,次种漂浮所受浮力等于重力
D. 潜水艇下沉,是增加自重,使重力大于浮力实现下沉
5.(2023·科尔沁模拟)如图所示,北京冬奥会比赛项目中相关物理知识描述正确的是( )
A.如图甲所示,武大靖蹬地匀速通过弯道,他的运动状态没有改变
B.如图乙所示,苏翊鸣完成单板转体,他上升时速度减小,惯性减小
C.如图丙所示,谷爱凌夺冠决赛中从高空加速下降时重力势能转化为动能,机械能保持不变
D.如图丁所示,自由滑雪空中技巧运动员从空中向下落的过程中,重力做功越来越快
【答案】D
【知识点】功率大小的比较;机械能及其转化;物体运动状态的变化;惯性及其现象
【解析】【解答】A.武大靖蹬地匀速通过弯道,运动方向在改变,他的运动状态在改变,A不符合题意;
B.苏翊鸣完成单板转体,他上升时速度减小,但惯性只和质量有关,惯性保持不变,B不符合题意;
C.谷爱凌加速下降时高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,重力势能转化为动能,由于克服空气阻力,机械能总量在减小,C不符合题意;
D.运动员从空中向下落的过程中,速度变大,根据P=Fv分析,重力做功越来越快,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】物体运动方向改变时,运动状态在改变;物体的速度减小,惯性不变;运动的物体克服空气阻力,机械能在减小;物体受力一定时,速度越大, 做功越快。
6. 下列说法中正确的是( )
A.机械效率越高,机械做功一定越快
B.做功越多的机械,机械效率一定越高
C.做功相同,做功时间短的做功快
D.功率越大的机械做功一定越多
【答案】C
【知识点】功率大小的比较;机械效率的大小比较
【解析】【解答】A.机械效率高低,和做功快慢无关,故A错误
B.机械效率高低,和做功多少无关,故B错误
C.单位时间做功的多少叫功率,故C正确
D.功率反映的是做功快慢,和做功多少无关,故D错误
故选择C
【分析】机械效率可以理解为功的利用率与做功的快慢和多少都无关;做功的快慢是功率,也就是单位时间内做功的多少。
7.(2023八下·安乡县期末) 如图所示,用同一个滑轮匀速提起同一重物M,不计滑轮重力和摩擦,其中用力最小的是( )
A.F1 B.F2
C.F3 D.F4
【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A、定滑轮不省力即F1=GM,故A不符合题意。
B、动滑轮省一半的力,故B符合题意。
C、定滑轮可以改变力的方向,但不能省力,F3=GM,故C不符合题意。
D、动滑轮轴上的力等于边缘力的2倍,F4最大,故D不符合题意。
答案为:B
【分析】(1)定滑轮可以改变力的方向,但不能省力。
(2)动滑轮可以省一半的力,但不能改变力的方向。
二、填空题(本大题共7小题,共21.0分)
8. 汽车轮胎上的花纹是为了 填“增大”或“减小”摩擦,汽车轮胎下表面做的又宽又大为了 填“增大”或“减小”压强。遇紧急情况时用力刹车,车停住,说明力可以改变物体的 。
【答案】增大;减小;运动状态
【知识点】物体运动状态的变化;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】(1) 汽车轮胎上的花纹是增加接触面的粗糙程度,为了 增大摩擦力
(2) 汽车轮胎下表面做的又宽又大是增加了和地面的接触面积,为了 减小压强
(3) 用力刹车,是通过增加压力增大摩擦力,车停住,说明力可以改变物体的 运动状态
【分析】(1)利用影响摩擦力大小的因素分析判断
(2)利用影响压强大小的因素分析判断
(3)利用力和运动的关系分析判断
9.(2019八下·江门月考)如图甲所示,将一块质地均匀的长木板平放在水平桌面上,用水平力F向右缓慢推动木板,使其右端渐渐露出桌面,如图乙所示.在推动木板,使其右端渐渐离开桌面边缘至木板中心到达桌面边缘的过程,长木板对桌面的压力 ,压强 ,木板受到的摩擦力将会 (选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】不变;变大;不变
【知识点】摩擦力的大小;压强大小比较
【解析】【解答】压力的物体垂直作用在物体表面的力,和受力面积无关,所以当木板一部分离开桌面时,压力不变,由于受力面积减小力,压强变大,由于压力不变,接触面的粗糙程度不变,摩擦力大小不变。
故答案为:不变;变大;不变。
【分析】受力面积改变时,压强会变化,压力和摩擦力和受力面积无关。
10. 在玻璃瓶里装一些红色的水,取一根两端开口的细玻璃管,让玻璃管穿过橡皮塞插入水中,并从管子上端吹入少量气体,这样小明就制成了一个简易的多功能物理实验演示器。当把此装置从山脚带到山顶时,发现玻璃管内液面 填“升高”、“降低”、“不变”,原因是山顶比山脚的大气压 填“高”、“低”;取一吸管,靠近玻璃管口,通过吸管向右吹气,如图所示,发现玻璃管内液面上升,原因是 。
【答案】升高;低;流速大的地方压强小
【知识点】大气压强与高度的关系;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】(1)(2) 山脚的大气压强高于山顶的大气压强,液面升高
(3)流体速度越大压强越小,玻璃管内液面上升
【分析】(1)(2)大气压强随着高度的升高而减小,山脚的大气压强高于山顶的大气压强,液面升高
(3)利用流体的压强和流速的关系分析判断
11. 水平地面上一静止木箱重,某人用的水平推力在内推动木箱前进,撤去推力后木箱又继续前进了,全程用时,整个过程中水平推力做功 ,重力做功 ,内推力的功率为 。
【答案】600;0;100
【知识点】功率的计算;是否做功的判断;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)整个过程中水平推力做功W=Fs=60N×10m=600J
(2)在重力的方向上移动的距离0,重力没有做功
(3)推力的功率P===100w
【分析】(1)根据功的计算公式计算
(2)利用做功的的两个条件判断在计算
(3)利用功率的计算公式计算
12. 功率相等的两辆汽车,在相同的时间内匀速通过的距离之比为:,则两辆汽车的牵引力做功之比为 ,牵引力之比为 ,汽车上坡时减速是为了 .
【答案】1:1;4:5;增大牵引力
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【解答】(1)两车功率相等,做功时间相同,W=pt,所以做功相等,所以是1:1
(2)在相同的时间内匀速通过的距离之比为 5:4,可知两车的速度之比为5:4,两车功率相等,因为P=FV,所以牵引力之比4:5
(3) 汽车功率一定,汽车上坡时费力,减速是为了增大牵引力
【分析】(1)两车功率相等,做功时间相同,利用W=pt计算比较
(2)利用P=FV,得出F=,功率相等,速度之比5:4,分析计算
13.(2021八下·蚌埠月考)如图所示,用手握住重5N的瓶子,手与瓶子间的摩擦是静摩擦,此时瓶子受到的静摩擦力大小为 N,方向为 (选填“竖直向下”或“竖直向上”)。增大手对瓶子的握力,瓶子受到的静摩擦力将 选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】5;竖直向上;不变
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】解:瓶子处于静止状态,属于平衡状态,所以受到的是平衡力。摩擦力与重力是一对平衡力,瓶子的重力的大小为5N,所以摩擦力也是5N,方向与重力方向相反,竖直向上;
当压力增大时,瓶子受到手竖直向上的摩擦力始终等于瓶子的重力不会随握力的增大而增大。
故答案为:5;竖直向上;不变。
【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,即物体处于平衡状态,此时物体受到的力为平衡力,结合物体受到的外力求解大小即可。
14. 如图是体能测试中投铅球时从出手到将要落地的过程。若不计空气阻力,铅球由到的过程中 能转化为 能;铅球在点的机械能 选填“大于”、“等于”或“小于”在点的机械能。
【答案】动;重力势;等于
【知识点】机械能及其转化;机械能守恒条件
【解析】【解答】(1)(2)铅球由a到b的过程中 是动能转化为重力势能的过程
(3)铅球在a点的机械能 等于在c点的机械能
【分析】(1)(2)铅球由a到b的过程中动能减小,势能增加,是动能转化为重力势能的过程
(3)根据能量守恒,不计空气阻力,铅球的机械能总量保持不变
三、作图题(本大题共3小题,共8.0分)
15. 如图物块沿固定粗糙斜面下滑,请画出物块受到的力和它对斜面的压力的示意图。
【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;压力及重力与压力的区别
【解析】【解答】物块受重力、斜面给的支持力、接触面上的摩擦力,重力的方向竖直向下,压力的方向垂直接触面向上,摩擦力的方向和物块下滑方向相反,物块对斜面的压力是垂直斜面向下,除了对斜面的压力的作用点在斜面上外,其余的三个力的作用点取物块的重心
【分析】对物块进行受力分析,确定力的三要素,再沿力的方向画一条带箭头的线段,按照压力的三要素在画一条压力的作用线
16. 如图所示,轻质杠杆在力、的作用下未画出处于平衡状态。为支点,力的力臂,请在图中画出的力臂和力的示意图。
【答案】
【知识点】力臂的画法
【解析】【解答】先确定支点O,在确定作用力,作用力可以正反向延长,根据力臂是支点到力的作用线的距离,从O点话F1和F2垂线即可
【分析】根据力臂是支点到力的作用线的距离,找支点和力的作用线,然后过O点做垂线即可
17.(2021八下·八步期末)如图所示的滑轮组,要达到最省力的效果,请画出绕绳方法。
【答案】解:如图所示:
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】图中滑轮组由2个定滑轮和2个动滑轮组成,要最省力,则承担物重的绳子段数最多为5段,从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,最后有五段绳子承担物重,这就是最省力的绕法,如图所示
【分析】滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数,也就是看有几段绳子连着动滑轮,段数越多越省力。
四、实验探究题(本大题共3小题,共19.0分)
18. 为了探究“阻力对物体运动的影响”,我们做了如图所示的实验。
(1)实验中通过 反映阻力对物体运动的影响情况,这是 法填实验方法。
(2)实验表明:水平表面越光滑,小车运动的距离越 选填“远”或“近”,这说明小车受到的阻力越 选填“大”或“小”,速度减小得越 选填“快”或“慢”。如果水平面没有阻力小车将 。
(3)实验结果直接能证明____ 填序号。
A.物体的运动需要力
B.力可以改变物体的运动状态
C.牛顿第一定律
【答案】(1)小车在水平面上通过的距离;转换
(2)远;小;慢;做匀速直线运动
(3)B
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)①阻力对物体运动的影响是通过小车在水平面上通过的距离的多少反映阻力对物体运动的影响情况
② 阻力对物体运动的影响,通过小车在水平面上通过的距离来反映,这样的方法属于转换法
(2)① 从图中可以看到,水平表面越光滑,小车运动的距离越远
②小车受到的阻力越小
③小车受到的阻力越小,速度减小的越慢
④如果小车水平面没有阻力,通过分析推理将永不停歇的做匀速直线运动,
(3)实验结果直接能证明 力可以改变物体的运动状态
【分析】(1)阻力对物体运动的影响是通过小车在水平面上通过的距离的多少反映阻力对物体运动的影响情况 ,不易直接测量的物理量,用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫
(2)根据实验现象加上科学的推理分析判断
(3)实验结果是力是改变物体运动状态的原因
19. 如图所示是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 选填“是”或“不是”平衡状态,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 “左”或“右”调节;
(2)使杠杆在水平位置平衡是为了便于 ;
(3)如图乙所示,点挂有个质量均为的钩码,为了让杠杆在水平位置平衡,应在点挂 个质量均为的钩码;
(4)改用弹簧测力计拉杠杆,当弹簧测力计由竖直方向改为丙所示的方向时,弹簧测力计的示数将 “变大”或“变小”、“不变”。
【答案】(1)是;左
(2)测量力臂
(3)3
(4)变大
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)①杠杆横梁在水平位置没有平衡
②杠杆右端比左端低,应该向高(左端)调节平衡螺母
(2) 使杠杆在水平位置平衡是为了便于 直接测量力臂
(3)根据杠杆的平衡条件动力x动力臂=阻力x阻力臂计算,100x3=150x2,150克是3个砝码的质量
(4) 当弹簧测力计由竖直方向改为丙所示的方向时 力臂减小,根据杠杆平衡条件,力要变大
【分析】(1)杠杆在水平位置处于倾斜状态,重心偏向低端,应该向高端调节平衡螺母
(2) 使杠杆在水平位置平衡是为了直接读出力臂
(3)根据杠杆的平衡条件,动力x动力臂=阻力x阻力臂计算
20. 在“探究影响浮力大小的因素”实验中,小明根据生活经验,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
A.与物体浸入液体中的深度有关;
B.与物体排开液体的体积有关;
C.与液体的密度有关。
(1)分析 三次实验,可知浮力大小与物体排开液体的体积有关;分析、、三次实验。可知在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力 选填“越大”或“越小”。
(2)进行探究时,实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。其中序号中物体所受浮力大小为 ,物体的密度为 水的密度为,
(3)小明接着又探究了“浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系”,过程如图所示,其中弹簧测力计的示数依次是、、、。
探究操作的最合理顺序是 只填字母,若图中、、、四个力之间的关系式 成立,就可得出结论。
图中会影响该探究结论能否正确得出的是 只填字母。
A.中水面未到达溢水杯的溢水口
B.中物体没有全部浸入在水中
【答案】(1)a、b、c;越大
(2)2;2.4×103
(3)bacd;;A
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)① 从图中可知,浮力大小与物体排开液体的体积有关 实验是“a、b、c”,
②“a、d、e”中是研究的浮力和液体的密度的关系实验,物体浸没在水里的浮力为2牛,浸没在盐水中的浮力为2.4牛,所以液体密度越大,物体受到的浮力越大
(2)①实验中“ac”对比物体P的浮力是4.8牛-2.8牛=2牛
②根据物体的浮力得出排开水的体积是2x10-3m3,V物=V排,物体的质量是,根据密度公式ρ== 2.4×103kg/m3
(3)① 探究浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系时,依次测量小桶的重力2,物体的重力F1,浸没在水中的重力F3,小桶和排开水的总重力F4
②四个力的关系式 成立,
③影响实验结论的是c中水面未到达溢水杯的溢水口
【分析】(1)利用控制变量法和浮力F=G空-G液分析计算
(2)利用浮力F=G空-G液分析计算,在根据V物=V排,根据密度公式ρ=计算
(3)① 探究浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系时,依次测量小桶的重力F2,物体的重力F1,浸没在水中的重力F3,小桶和排开水的总重力F4
②四个力的关系式 成立,
③影响实验结论的是c中水面未到达溢水杯的溢水口 ,实验要求为放入物体前溢水杯的液面和溢水口向平
五、计算题(本大题共2小题,共14.0分)
21. 鲲龙是我国自主研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机,于年在广东珠海首飞成功。飞机汲满水的总质量为,最小平飞速度。取,,求:
(1)飞机以最小平飞速度飞行所经过的路程;
(2)飞机汲满水停泊在水面时所受到的浮力及排开水的体积;
(3)舱底距水面处所受到的水的压强。
【答案】(1)解:根据速度公式得,飞机以最小平飞速度飞行所经过的路程是:;
答:飞机以最小平飞速度飞行所经过的路程为;
(2)解:飞机汲满水停泊在水面时处于漂浮状态,所受水的浮力:;
根据阿基米德原理可知航母满载时排开水的体积为:;
答:飞机汲满水停泊在水面时所受到的浮力为;排开水的体积为;
(3)解:舱底距水面处所受到水的压强:。
答:舱底距水面处所受到的水的压强为。
【知识点】速度公式及其应用;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)利用速度公式的变形公式S=Vt直接计算
(2)分析飞机汲满水停泊在水面静止属于漂浮状态,根据二力平衡F浮=G,再根据阿基米德原理计算排开水的体积
(3)直接利用液体压强公式P=ρ液gh计算
22. 如图所示,利用滑轮组将重为的物体在内匀速提升,已知拉力为,若不计绳重和摩擦,求:
(1)滑轮组的机械效率;
(2)拉力做功的功率;
(3)动滑轮重力。
【答案】(1)解:由图可知,绳子自由端移动的距离:,
拉力做的有用功:,
拉力做的总功:,
滑轮组的机械效率:;
答:滑轮组的机械效率为;
(2)解:拉力做功的功率:;
答:拉力做功的功率为;
(3)解:因为不计绳重和摩擦时,所以动滑轮的重力:。
答:动滑轮重力为。
【知识点】机械效率的计算;滑轮与功的综合题
【解析】【分析】(1)滑轮组的机械效率是有用功和总功的比,根据W有=Gh,直接计算,根据滑轮组绕线判断是3股,根据绳子自由端移动的距离和物体上升的距离关系得出绳子自由端移动的距离,再根据W总=Fs计算总功,最后求出机械效率
(2)拉力做的功是总功,在上一步已经计算,根据P=直接计算功率
(3)因为不计绳重和摩擦时 ,根据F=直接计算
六、综合题(本大题共3小题,共17.0分)
23. 阅读短文,回答问题。
避险车道是与公路主干道相连的一段距离很短的分岔专用车道,供失控车辆安全减速。一般设置在长陡坡的拐弯处,保证驾驶员能看到如图一。这种车道很特别,一般长度在米,有一定的坡度,路面上铺着疏松的石子。沙土层,两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来如图二、三。避险车道很大程度上解决了汽车刹车失灵时的安全隐患,请你联系所学物理知识,解答下列问题,
(1)失控车辆驶入避险车道时,动能 ,重力势能 填写“增大”、“减少”或“不变”。
(2)紧急刹车时,人由于 会向前倾,因此,为了安全起见,不能 行驶。
(3)废旧轮胎和防撞桶起到缓冲的作用,车的动能转化为 能,使车减速。
【答案】(1)减少;增大
(2)惯性;高速
(3)弹性势
【知识点】动能和势能的大小变化;动能的影响因素;势能的影响因素;惯性及其现象
【解析】【解答】(1)因为避险车道有一定坡度,失控车驶入相当于上坡,动能减小,重力势能增大
(2)物体在任何状态下都有惯性,高速开车不易控制车辆
(3)失控车辆遇到 废旧轮胎和防撞桶时车的动能转化为弹性势能
【分析】(1)因为避险车道有一定坡度,失控车驶入相当于上坡,动能减小,重力势能增大
(2)物体在任何状态下都有惯性,惯性是保持原来物体运动状态不变的性质,高速开车不易控制车辆
(3)失控车辆遇到 废旧轮胎和防撞桶时车的动能转化为弹性势能
24. 阅读短文,回答问题。
日常生活中存在这样的现象:飞机、轮船、汽车等交通工具运行时,受到空气阻力;人在水中游泳、船在水中行驶时,受到水的阻力;百米赛跑时,奔跑得越快,我们感到风的阻力越大。这是什么原因呢?
查阅相关资料得知:物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫作流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖这种形状通常叫作流线型的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,当阻力大到与重力相等时,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。
某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验,测量数据见表。取
小球编号
小球质量
小球半径
小球的收尾速度
(1)1号小球受到空气阻力最大时的速度为 ,此时空气阻力为 ,依据是 原理
(2)对于号小球,当速度为时,空气阻力 大于等于小于重力。
(3)轿车的外形常做成流线型,目的是 ;在座位的靠背上安装“头枕”,可防止轿车被 前面后面的车撞击时对乘客的伤害。
【答案】(1)16;0.02;二力平衡
(2)小于
(3)减小空气阻力;后面
【知识点】惯性及其现象;阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】(1)物体下落时,当阻力大到与重力相等时称为收尾速度,可知一号小球的最大速度是 ,此时的阻力等于重力,小球的G=0.02牛
(2)对于3号小球,下落速度为20m/s时,属于加速下落,重力大于空气阻力
(3)①运动物体受到的空气阻力跟物体的形状有关,头圆尾尖这种形状通常叫作流线型的物体受到的阻力较小
②“头枕”是防止后面车撞击时对乘客的伤害,后面撞击以后车速加大,人具有惯性,头部会向后运动,有头枕起到了缓冲保护的作用
【分析】(1)物体从高空由静止时,只受重力的作用,在重力的作用下开始自由下落,因为重力大于阻力,物体的下落速度越来越大,同时物体受到的阻力也越来越大,当阻力大到与重力相等时,物体将以某一速度做匀速直线运动,这个速度称为收尾速度,根据这个标准,从表格中找出小球的收尾速度,在计算出小球的重力,最后根据阻力和重力相同,计算空气阻力
(2)对于3号小球的分析,下落速度为20m/s时,小于小球的收尾速度40m/s,此时物体重力大于空气阻力
(3)① 研究发现,物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫作流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大; 运动物体受到的空气阻力跟物体的形状有关,头圆尾尖这种形状通常叫作流线型的物体受到的阻力较小,轿车的外形做成流线型,是因为能够在行驶中受到较小的阻力,我们看动车的车头、飞机的头部等等都是做成流线型的
② 汽车头枕的作用是在车辆被后方来车追尾时,人体由于惯性会向后倒,人体后背有座椅靠背支撑,在人体脆弱的颈部和头部处于悬空状态,如果头部装有头枕,而头枕则对此起缓冲作用,保护人体头部。
25. 我国自主研制的载人深潜器下潜深度已突破,在载人深潜领域达到世界领先水平。取,,
(1)潜水艇活动的海水深度一般为至。它可以通过水舱排水或充水来改变 ,从而实现浮沉。
(2)深潜器可进入更深的水域,在的深处,海水产生的压强为 。由于深海海水压强太大,深潜器实现浮沉的方法与潜水艇有所不同。
(3)小明阅读资料后,利用如图的装置模拟深潜器在水中的运动过程。物体甲、乙由一条细线连接且在水中处于静止状态,已知乙的质量为,体积为,则乙所受浮力的大小为 ,乙受到细线的拉力为 ,若剪断细线,甲将 选填“上浮”“悬浮”或“下沉”,此时甲所受浮力 填字母。
A.增大,且大于重力
B.不变,且等于重力
C.不变,且大于重力
D.减小,且小于重力
【答案】(1)自身重力
(2)1.03×108
(3)0.25;1.75;上浮;C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)潜水艇通过水舱排水或充水来改变的是自身的重力,潜水艇在水下的浮力不变
(2)液体压强的公式P=ρ液gh= 1.03×103kg/m3x10N/kgx10000m= 1.03×108 pa
(3)①利用阿基米德原理计算乙物体的浮力=ρ液gV排=1.0×103kg/m3x10N/kgx25x10-6m3= 0.25 牛
②乙的重力是G=mg=2牛,物体乙受浮力和重力的作用,还有细线竖直向上的拉力,F拉=G-F浮=1.75牛
③ 若剪断细线,甲将 在浮力的作用下上浮
④根据阿基米德原理,V排没有变化,此时甲的浮力不变,且大于重力
【分析】(1)潜水艇通过水舱排水或充水来改变的是自身的重力,潜水艇在水下的浮力不变
(2)液体压强的公式P=ρ液gh计算
(3)①利用阿基米德原理计算乙物体的浮力F=ρ液gV排
②现计算乙的重力是G=2牛,分析物体乙受浮力和重力的作用,还有细线竖直向上的拉力,根据合力的关系F拉=G-F浮计算
③ 若剪断细线,甲的浮力不变,失去了细线对它向下的拉力,浮力大于重力的作用上浮
④根据阿基米德原理,V排没有变化,此时甲的浮力不变,且大于重力
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