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七下第三章C
［分值：100分 时间：100分钟］
一、选择题(共15小题，1～10题每题1分,11～15题每题2分,共20分)
1、如图所示,弹性小球撞击地面前的速度方向与水平地面的夹角为a,撞击后离开地面时的速度方向与水平地面的夹角为β,则下列说法中正确的是(▲)
A、无论地面光滑与否,总有β=a B、无论地面光滑与否,总有β＜a
C、地面的粗糙程度越大,β越小 D、地面的粗糙程度越大,β越大
2、在广场上游玩时,小明将一充有氢气的气球系于一辆玩具小汽车上,并将玩具小汽车放置在光滑的水平地面上,无风时细绳处于竖直方向,如图所示。当一阵风沿水平方向吹向气球时,以下说法正确的是(▲)
A、小汽车可能被拉离地面 B、氢气球仍处于静止状态
C、小汽车一定沿地面滑动 D、小汽车仍处于静止状态
3、如图所示,教室里的天花板下面装有多挡位吊扇,当吊扇正常工作时,对于吊扇对天花板的拉力大小与其重力大小的判断,下列说法中正确的是(▲)
A、吊扇在高挡位工作时,拉力等于重力
B、吊扇在低挡位工作时,拉力大于重力
C、电扇在任意挡位工作时,拉力等于重力
D、电扇在任意挡位工作时,拉力小于重力
4、氢气球下挂一小重物G在空中恰能沿直线MN方向做匀速直线运动,若不计空气阻力和风力的影响,图中气球和重物G在运动中所处的相对位置正确的是(▲)
A B C D
5、如图所示,质量为M的圆环用轻绳吊在天花板上,环上有两个质量均为m的小环自大环顶部开始分别向两边滑下,当两个小环下落至与大环圆心等高时,小环所受摩擦力为f,则此时绳对大环的拉力为(▲)
A、(M+m)g B、(M+2m)g C、Mg+f D、Mg+2f
6、地球距离月球约3×108米,人类发射的月球探测器能够在自动导航系统的控制下在月球上行走,且每隔5秒向地球发射一次信号,某时刻,地面控制中心数据显示探测器前方相距32米处存在障碍物,经过5秒,控制中心数据显示探测器距离障碍物22米;再经过5秒,控制中心得到探测器上刹车装置出现故障的信息。为避免探测器撞击障碍物,科学家决定对探测器进行人工刹车遥控操作,科学家输入命令需要3秒,已知电磁波传播速度为3×108米／秒,则探测器收到地面刹车指令时,探测器(▲)
A、已经撞到障碍物 B、距离障碍物2米
C、距离障碍物4米 D、距离障碍物6米
7、一只蜜蜂和一辆汽车在平直公路上以同样大小速度并列运动,如果这只蜜蜂眼睛盯着汽车车轮边缘上某一点,那么它看到的这一点的运动轨迹是(▲)
8、物块从光滑曲面上P点自由滑下,通过粗糙的静止水平传送带后落到地面上的Q点,若传送带的皮带轮沿逆时针方向匀速转动,使传送带随之运动,如图所示,物块仍从P点自由滑下,则(▲)
A、物块有可能落不到地面上 B、物块将仍落在Q点
C、物块将会落在Q点的左边 D、物块将会落在Q点的右边
9、假设雨点下落过程中受到空气的阻力与雨点(可看成球形)的横截面积S成正比,与下落速度υ的平方成正比,即f阻=ksυ2,其中k为比例常数,已知球的体积公式：V=πr3(r为半径),每个雨点的密度相同,且最终都做匀速运动,如果两个雨滴的半径之比为1:2则这两个雨点的落地速度之比为(▲)
A、1:2 B、1: C.1:4 D、1:8
10、设球形物体在空气中下落时受空气的阻力f=6πηRυ(式中R为球的半径,η为空气的粘滞系数,υ为球的速度),当质量分布均匀的球从高空由静止开始下落时速度会越来越大,最终达到一个最大值,则(▲)
A、大、小木球的最大速度一样大
B、大木球的最大速度比小木球最大速度大
C、大木球的最大速度比小木球最大速度小
D、半径相同的球的最大速度都一样大
11、海洋钻井平台水面下的支撑立柱经常受到洋流的冲击,为增强平台的稳定性,我国“南海石油981”钻井平台采用了世界先进的动力定位系统：在立柱上安装可以按需要改变朝向的螺旋桨,螺旋桨高速排水可以保持立柱的平衡,螺旋桨排水的方向应该是(▲)
A、逆着洋流方向 B、顺着洋流方向 C、与洋流方向垂直 D、竖直向下
12、两个完全相同的细颈瓶(ab以上粗细均匀,截面和底面相同),如图所示放置于水平桌面上,甲瓶装水,乙瓶装等质量的盐水,液面全部超过ab而且都未溢出,则两瓶底受到液体的压强之间的关系是(▲)
A、p甲＞p乙 B、p甲＜p乙 C、p甲=p乙 D、不能确定
13、如图所示,在水平桌面上竖直放置一盛有水的容器,在靠近其底部的侧壁上有若干个小孔,水可缓慢地从小孔中渗出,经测试发现：无论容器内水面多高,每隔2分钟水对容器底面的压强总是减小到原来的,设容器内水面高度为h时,水对容器底面的压强为p,为使过2分钟水对容器底面的压强仍为p,应在水面高度为h时往容器内加入高为h1的水,则h1的值应等于(▲)
A、 h B、h C、h D、h
14、如图所示,锥形瓶内装有水,置于水平桌面上,此时水对瓶底的压力为F1,，锥形瓶对桌面的压力为F2,若向瓶内放入一个重为0.3牛的小木球,木球浮在水面上,放入球后,上述所说的压力F1、F2将有怎样的变化？(▲)
A、F1、F2增加的值都是0.3牛
B、F1、F2增加的值大于0.3牛
C、F1增加的值小于0.3牛,F2增加的值等于0.3牛
D、F1增加的值大于0.3牛,F 2增加的值等于0.3牛
15、如图所示,物块A的重力GA=20牛,物块B的重力GB=10牛,水平推力F作用在A上,A与竖直墙面接触,A和B均静止,则墙面受到的摩擦力(▲)
A、大小为20牛,方向向上 B、大小为20牛,方向向下
C、大小为30牛,方向向上 D、大小为30牛,方向向下
二、填空题（共9小题,每空2分,共34分）
16、心电图仪通过一系列的传感手段,可将与人心跳对应的生物电流情况记录在匀速运动的坐标纸上,医生通过心电图,可以了解到被检者心跳的情况,例如,测量相邻两波峰的时间间隔,便可计算出1分钟内心脏跳动的次数(即心率)。同一台心电图仪正常工作时测得待检者甲、乙的心电图分别如图甲、乙所示,若医生测量时记下被检者甲的心率为60次／分钟,则甲的心脏跳动一次所需的时间为 ▲ 秒,而乙的心率为 ▲ 次／分钟。
17、商场中有一自动扶梯其上行下行速度相同,某顾客沿上行的自动扶梯走上楼时,走了16级,当他用同样的速度相对扶梯沿向下行的自动扶梯走上楼时,走了48级,则静止时自动扶梯露出的级数为 ▲ 。
18、如图所示,甲乙两个均匀圆柱体分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等,已知r甲=2r乙,h甲=2r甲,h乙=r乙,则甲乙对地面压力之比F甲:F乙= ▲ ,甲乙的密度之比ρ甲:ρ乙= ▲ 。、
19、车间停电后,各种转轮过了一段时间才能陆续停止转动,可见转动物体有转动惯性,转动惯性的大小在物理学中用转动惯量I来表示。
物体可看作由n个微小部分组成,它们的质量分别为m1、m2、...mn,到某转动轴的距离分别为r1、r2、...rn,则该物体对该转动轴的转动惯量为I=m1r+m2r+...+mnr。
(1)图A是一个质量为m的小球,用长为l的轻质硬杆(不计质量、不形变)连接到转轴OO 上,则它对这个轮的转动惯量是 ▲ 。
(2)图B是用铁丝制成的质量为M、半径为R的细圆环,我们将该圆环均匀分割为100等分,每一等分可以看作是一个小球(图中a),则该圆环绕着中心转轴OO 转动时的转动惯量为 ▲ 。将它用轻质硬杆与转轴相固定,就制成一个玩具陀螺甲,若用同样型号的铁丝制成半径为2R的陀螺乙,则要使甲乙转动起来,更容易些的是 ▲ 。
(3)图C中的薄圆筒半径为0.1米、质量为0.2千克,则薄圆筒对中心转轴OO 的转动惯量是 ▲ 千克·米2。
20、普氏野马属于国家重点保护动物,我国动物保护组织成员曾发现普氏野马饮水时在沙地上留下的一些足迹,深度达1.2厘米,通过实验测得要使该沙地达到相同的深度(四蹄着地，压强为9×104帕,并由此估算出,一匹成年普氏野马的质量约为360千克。
(1)在沙地上实验时达到相同深度的目的是 ▲ 。
(2)成年普氏野马对水平地面的压力约为 ▲ 牛,它的一个蹄印的面积大约为 ▲ 厘米2(克取10牛／千克)。
21、血管变细是“高血压”病的诱因之一,为研究这一问题,我们可做一些简化和假设：设血液通过一定长度血管时受到的阻力f与血液流速υ成正比,即f=kυ(其中k与血管粗细无关),为维持血液匀速流动,在这血管两端需要有一定的压强差,设血管内径为d1时所需的压强差为Δp,若血管内径减为d2时,为了维持在相同时间内流过同样多的血液,此时血液的流速是原来的 ▲ 倍;血管两端的压强差必须变为原来的 ▲ 倍。
22、如图所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为200厘米2和100厘米2,容器甲中盛有0.2m高的水,容器乙中盛有0.3米高的酒精，若从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后,剩余水对容器甲底部的压强为p水,剩余酒精对容器乙底部的压强为p酒精。当质量为m的范围为 ▲ 时,才能满足p水>p酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
23、长颈鹿是世界上个子最高的动物,个子高了,血压也要高,所以长颈鹿又是世界上血压最高的动物。雌长颈鹿平均高约4.3米,血液密度约1.05×103千克／米3,当长颈鹿的心脏收缩把血液压到比心脏高3.4米的脑子里去时,压强至少是 ▲ 。
24、某玻璃厂用圆形低压吸盘搬运玻璃,如图,E为圆形吸盘,其直径为0.2米,ABCD为一正方形平板玻璃,边长为1米,重125.6牛,若吸盘能将该平板玻璃水平吸住并提升2米,在此过程中,则吸盘内外大气压强的差＝ ▲ 帕。
三、实验探究题（共3小题,每空2分,共20分）
25、当用手按图钉帽时,图钉能大小不变地将压力传递至图钉尖,使图钉进入墙壁中,那么当液体受压时,也会有上述现象吗？小明对此作了如下猜想：液体受压时也能大小不变地传递压力。他设计了如图所示的装置来验证猜想,容器中利用两个活塞(自重、摩擦不计)封装着若干液体,S1、S2两边加砝码M,使两边平衡,改变砝码质量,将数据记录在表1中。
表1 (S1=10厘米2, S2=40厘米2)
次数 M1(千克) F1(牛) M2(千克) F2 (牛)
1 0.1 0.98 0.4 3.92
2 0.2 1.96 0.8 7.84
3 0.3 2.94 1.2 11.76
(1)从表1中的数据可知,小明的猜想是 ▲ 的。
(2)联系表1中的F和S,可知密闭液体大小不变传递的是 ▲ 。
(3)根据上述结论,填写表2的空格。
表2 (S1=10厘米2, S2=600厘米2)
次数 F1(牛) F2(牛)
1 20 ▲
26、增大摩擦力的方法通常有两种,即增大压力和使接触面粗糙,那么,还有没有别的办法呢？小明同学对自已提出了这样的问题,对此,他进行了如下的研究：找一段棉线,在棉线的一端栓上一个沉重东西(例如一把大锁),然后把它搭在一个平放的圆棍上(如铁床的横梁、自行车的大梁等),如图甲那样,通过弹簧测力计来拉棉线的另一端,这时,要使重物不下落,用的力虽然比竖直向上的力要少,但省的力却不算多。
再如图乙那样,将棉线在圆棍上绕一圈,发现弹簧测力计的示数变小了。
再如图丙那样,将棉线在圆棍上绕两圈,发现弹簧测力计的示数更小了。
再如图丁那样,将棉线在圆棍上绕四圈,发现弹簧测力计的示数几乎等于零。
对上述现象,小明进行了归纳分析,得出了结论,根据你的阅读,请回答下列问题：
(1)小明同学可以得出一个什么结论？ ▲ ,摩擦力就越大。
(2)这一结论在日常生活、生产中有何应用？请列举一例。
27、在“探究液体内部的压强与哪些因素有关”的实验中,甲、乙、丙三组同学分别以槽中液体为研究对象进行实验,他们在两端开口、粗细均匀的玻璃管的下端贴一个比管口稍大的塑料薄片,并将玻璃管竖直插入液体槽中,然后顺着管壁从上端开口处向管内缓缓注水,如图所示,直至观察到薄片脱离管口下落。记录玻璃管的管口面积S、槽中液体密度ρ和玻璃管插入液体的深度h,测出注入管中水的质量m,运用公式,计算出p=,计算出管内水产生的压强p。改变深度h,重复实验,甲组同学还选用了粗细不同的玻璃管进行实验,所有数据均记录在下表。(薄片的重力、玻璃管的厚度忽略不计)
小组 槽中液体密度 ρ(×103千克／米3) 实 验序 号 深 度 h (米) 管口面积S×(10-4米2) 质量m(×10-3千克) 管内水产生的压强p(帕)
甲 0.8 1 0.05 5 20 400
2 0.1 5 40 800
3 0.2 5 80 1600
4 0.2 10 160 1600
乙 1.0 5 0.05 5 25 500
6 0.1 5 50 1000
7 0.2 5 100 2000
丙 1.2 8 0.05 5 30 600
9 0.1 5 60 1200
10 0.2 5 120 2400
(1)在此实验中,经分析得出,当薄片恰好脱离管口时,薄片处管外液体的压强 ▲ 管内水产生的压强(选填“等于”或“小于”)。
(2)各组同学分析了本组的实验数据和相关条件,其中乙组同学由实验序号 ▲ 初步得出：同种液体内部的压强与深度成正比,甲组同学由实验序号3、4初步判断：玻璃管的粗细与本实验研究结论的获得 ▲ (选填“有关”或“无关”)。
(3)三组同学互动交流,分析实验序号1、5、8的数据,发现液体内部的压强(p1、p5、p8)与密度(ρ甲、ρ乙、ρ丙)满足关系 ▲ ,可以归纳得出的初步结论：相同深度,液体内部的压强与液体密度成正比。
(4)进一步综合分析表中数据,经运算归纳得出：液体内部的压强与 ▲ 的比值是一个定值。
四、分析计算题(共3小题,28小题10分,29小题12分,30小题4分,共26分)
28、黄蜻蜓翅长而窄,飞行能力很强,既可突然回转,又可直入云霄。
(1)重0.1牛的黄蜻蜓悬停在空中时,空气对它的作用力大小为 ▲ 牛,方向 ▲ 。
(2)雌蜻蜓在水面上飞行时,分多次将卵“点”在水中,这就是我们常说的“蜻蜓点水”。蜻蜓点水时,引起水面 ▲ ,就会形成以点水处为中心的圆形波纹(水波),并沿水面向四周匀速传播,蜻蜓飞行时,翅膀扇动的频率范围是30Hz～40Hz,我们 ▲ (选填“能”或“不能”)听到它发出的声音。
(3)某同学观察蜻蜓在静的水面直线飞行时,获得了一张蜻蜓点水的俯视图片如图所示,图片反映了蜻蜓连续三次点水后某瞬间水面波纹的分布情况(每次点水只形成一个波纹),三个波纹刚好在O点内切,蜻蜓每次点水所用的时间忽略不计,请据图片解答下列问题：
①从图片上看,蜻蜓的运动方向是沿x轴 ▲ (选填“向右”或“向左”);
②蜻蜒飞行的速度 ▲ 水波的传播速度(选填“大于”、“等于”或“小于”);
③若该同学观测到蜻蜓从第一次点水到第三次点水历时2s,求蜻蜓的飞行速度。
29、从高空下落的物体,速度越来越大,所受空气阻力也会随速度的增大而增大,因此物体下落一段距离后将以某一速度作匀速直线运动,通常把这个速度称为收尾速度。求：
(1)一质量m=0.3千克的小球在加速下落20米高度的过程中重力所做的功(克取10牛／千克)。(提示：W=Gh,W代表功,功的单位J)
(2)研究发现,相同环境条件下,空气对不同材质的球形物体的阻力大小与球的半径和速度都有关系。下表为某次研究的实验数据,根据表格中的数据,求出编号为2、3的小球在达到收尾速度时所受的空气阻力之比。
小球编号 1 2 3 4
小球质量(×10-2千克) 2 5 45 40
小球半径(×10-3米) 0.5 0.5 1.5 2
小球的收尾速度米／秒 16 40 40 20
根据表格中的数据,小刚研究出了球形物体所受的空气阻力f与球的收尾速度υ的关系。
他的分析如下：由编号1、2两个小球的数据分析,在半径r相同的情况下,
收尾速度之比： 空气阻力之比
得出结论：空气阻力f与收尾速度υ成正比。
请你参照小刚的分析思路,求出球形物体所受的空气阻力f与球的半径r的关系。
30、如图所示,有一根弹簧测力计,由于某种原因,它表面的刻度值没有了,但弹簧测力计的其他部件都完好。为了利用这把弹簧测力计,现把一小段长度均匀分割的刻度线粘贴到弹簧测力计上,当用1牛的拉力拉弹簧测力计的挂钩时,弹簧秤的指针刚好指在刻度线5下面的第二条黑线位置;当用2牛的拉力拉弹簧测力计的挂钩时,弹簧测力计的指针刚好指在刻度线7的位置。由此可知,利用图中的刻度线.此弹簧测力计能够测量的范围是 ▲ ,如果将刻度线的粘贴位置向挂钩方向移动一小段,则此时弹簧测力计能够测得的最大值与最小值之差将 ▲ (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
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七下第三章C
［分值：100分 时间：100分钟］
一、选择题(共15小题，1～10题每题1分,11～15题每题2分,共20分)
1、如图所示,弹性小球撞击地面前的速度方向与水平地面的夹角为a,撞击后离开地面时的速度方向与水平地面的夹角为β,则下列说法中正确的是(▲)
A、无论地面光滑与否,总有β=a B、无论地面光滑与否,总有β＜a
C、地面的粗糙程度越大,β越小 D、地面的粗糙程度越大,β越大
【答案】D
【解析】(1)如果是光滑地面,此情景就相当于光的反射,根据光的反射定律可求两角的关系;(2)如果地面不光滑,小球与地面碰撞后竖直速度不变,水平速度与粗糙程度有关。粗糙程度越大,水平速度越小,二者合成后的速度与水平面的夹角就越大。
【分析】(1)从“弹性小球、光滑地面”来看,此情景就相当于光的反射,但也很明显,当地面粗糙时,就不符合“光的反射定律”了。(2)当地面粗糙时,小球在水平方向上受到了地面对它的摩擦力,也就是力会改变了小球的运动状态,使β角变大。
【详解】A、如果地面光滑,此情景就相当于光的反射,根据光的反射定律可知,反射角等于入射角,又因为α与入射角互余,β与反射角互余,所以α=β,所以只有地面光滑的时候,才有β=α,故A错误;B、地面光滑的时候,β=α,地面粗糙的时候,β≠α,B错误;C、D、撞击后离开地面时的速度方向与水平地面的夹角与地面的粗糙程度有关,当地面粗糙时,小球在水平方向上受到了地面对它的摩擦力,也就是力会改变了小球的运动状态,使β角变大,粗糙程度越大,β越大,故C错误,D正确。故选D。
2、在广场上游玩时,小明将一充有氢气的气球系于一辆玩具小汽车上,并将玩具小汽车放置在光滑的水平地面上,无风时细绳处于竖直方向,如图所示。当一阵风沿水平方向吹向气球时,以下说法正确的是(▲)
A、小汽车可能被拉离地面 B、氢气球仍处于静止状态
C、小汽车一定沿地面滑动 D、小汽车仍处于静止状态
【答案】C
【解析】(1)光滑的地面是没有摩擦的,光滑的地面是一种理想模型。(2)平衡力不能改变物体的运动状态。物体的运动状态改变一定受到非平衡力的作用。
【分析】(1)掌握光滑的平面是一种理想模型。(2)掌握物体静止或匀速直线运动时一定受到平衡力的作用。物体运动状态改变时一定受到非平衡力的作用。
【详解】(1)无风时细绳处于竖直方向,保持静止状态,氢气球和小车都受到平衡力的作用。(2)当一阵风沿水平方向吹向气球时,气球受到水平方向上的风力作用和竖直向上浮力的作用,水平风力改变了运动方向,但竖直向上气球的浮力不变,所以小汽车不会离开地面,一定沿地面滑动。故选：C。
3、如图所示,教室里的天花板下面装有多挡位吊扇,当吊扇正常工作时,对于吊扇对天花板的拉力大小与其重力大小的判断,下列说法中正确的是(▲)
A、吊扇在高挡位工作时,拉力等于重力
B、吊扇在低挡位工作时,拉力大于重力
C、电扇在任意挡位工作时,拉力等于重力
D、电扇在任意挡位工作时,拉力小于重力
【答案】D
【解析】风扇静止,静止就是一种平衡状态,平衡状态时受到的就是一对平衡力,从而判断出重力G和拉力T的关系;电风扇转动时,风扇叶片就会对空气施加一个向下的力,由于物体间力的作用是相互的,所以风扇叶受到了一个空气施加的反作用力,此时风扇叶片虽然转动,但位置没有变化,此时风扇叶片依然受到的是平衡力,根据平衡力的知识分析。
【分析】此题考查的是平衡力和相互作用力。解答此题的关键是我们要知道：电扇虽然转动,但由于它没有运动或者说位置没有发生变化,所以此时它依然是平衡状态,受到的是平衡力。
【详解】电风扇静止时受到的重力和固定杆对它的拉力是一对平衡力,即拉力T1=重力G;电风扇转动时,风扇叶对空气施加了一个向下的力,由于物体间力的作用是相互的,空气对风扇叶施加了一个向上的反作用力;此时风扇叶受到了三个力的作用,重力G、固定杆对扇叶的拉力T2、空气对扇叶施加的力T',风扇在这三个力的作用下在竖直方向上静止,所以G=T2+T',所以T24、氢气球下挂一小重物G在空中恰能沿直线MN方向做匀速直线运动,若不计空气阻力和风力的影响,图中气球和重物G在运动中所处的相对位置正确的是(▲)
A B C D
【答案】D
【解析】(1)若匀速直线运动或静止状态的物体受力,则受到的力一定是平衡力;(2)二力平衡的条件是：大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用在同一条直线上;(3)地面附近的物体受到重力的作用,重力的方向始终是竖直向下的,与物体的运动情况无关。
【分析】本题考查了平衡力的辨别和重力和重力的方向的理解和掌握,重力是一种最常见的力,重力的方向始终是竖直向下的。
【详解】重物在空中沿MN斜向上做匀速直线运动时,如果不计空气阻力和风力影响,氢气球也要随着该重物做匀速直线运动,而在运动中它们都受到重力的作用,重力的方向总是竖直向下的,所以氢气球和重物应该在同一条竖直线上。从题中给出的四个图示中,只有D图符合这一情况。所以D正确,A、B、C不正确。故选D。
如图所示,质量为M的圆环用轻绳吊在天花板上,环上有两个质量均为m的小环自大环顶部开始分别向两边滑下,当两个小环下落至与大环圆心等高时,小环所受摩擦力为f,则此时绳对大环的拉力为(▲)
A、(M+m)g B、(M+2m)g C、Mg+f D、Mg+2f
【答案】D
【解析】结合物体状态和受力之间的关系,根据大环的状态－－静止,可分析得出大环受平衡力作用;即绳子对大环向上的拉力等于大环的重力加上小环对大环的摩擦力。
【分析】根据物体的运动状态,分析物体的受力情况是解决此题的关键,另外在分析受力时要考虑周全,不要漏力或添力。
【详解】小环受到大环的摩擦力大小为f,方向向上,根据力的作用是相互的,大环受到两个小环的摩擦力大小各为f,方向向下;以大环为研究对象,处于静止状态,受力满足平衡关系,向上的力是绳子对它的拉力F,向下的力有：大环的重力G、两个小环的摩擦力2f;根据平衡力的大小相等的特点,得到F=G+2f=Mg+2f;故选D。
6、地球距离月球约3×108米,人类发射的月球探测器能够在自动导航系统的控制下在月球上行走,且每隔5秒向地球发射一次信号,某时刻,地面控制中心数据显示探测器前方相距32米处存在障碍物,经过5秒,控制中心数据显示探测器距离障碍物22米;再经过5秒,控制中心得到探测器上刹车装置出现故障的信息。为避免探测器撞击障碍物,科学家决定对探测器进行人工刹车遥控操作,科学家输入命令需要3秒,已知电磁波传播速度为3×108米／秒,则探测器收到地面刹车指令时,探测器(▲)
A、已经撞到障碍物 B、距离障碍物2米
C、距离障碍物4米 D、距离障碍物6米
【答案】B
【解析】(1)已知地球到月球的距离和电磁波传播速度,根据公式t=可求电磁波从月球传到地球所需的时间;(2)已知月球探测器前后两次距离障碍物的距离和经过的时间,根据公式V=可求出月球探测器行进的速度;(3)求出从探测器发现故障到探测器接收到命令所需时间;然后由公式s=υt求出在此时间内探测器前进的距离;最后根据公式求出探测器距离障碍物的距离。
【分析】本题考查了时间、速度、路程等的计算,关键是速度公式计算变形的灵活运用,难点是求探测器收到地面刹车指令时所需要的时间。
【详解】(1)电磁波从月球传到地球或从地球传到月球所需时间Δt==1s;(2)从探测器发现障碍物到发现刹车出现故障的时间t1=5s,探测器前进的路程S1=32m-22m=10m;月球探测器行进的速度为V探测器==2m/s;(3)某时刻,地面控制中心数据显示探测器前方相距32m处存在障碍物“,该时刻是“显示“为32m,在此信息传回地球的1秒内，探测器又前进了1s,所以,显示为32m的时刻实际距离是30m;以此类推，5s后,显示为22m,但实际距离是20m;再经过5s,发现故障,此时显示为12m,但实际距离为10m。此后输入指令3s,指令传给探测器1s,共4s,在这4s内,探测器走8m,故答案是10m-8m=2m。故选：B。
7、一只蜜蜂和一辆汽车在平直公路上以同样大小速度并列运动,如果这只蜜蜂眼睛盯着汽车车轮边缘上某一点,那么它看到的这一点的运动轨迹是(▲)
【答案】A
【解析】分析题意,回忆一下运动和静止的相对性;同一物体是运动还是静止取决于所选的参照物,与人的主观感觉无关,选择的参照物不同,描述运动的结果可能不同;由于蜜蜂与汽车速度大小相等且它们并列运动,则以汽车为参照物,车与蜜蜂处于静止状态,而车轮边缘的点相对于车做圆周运动,据此分析解答。
【分析】【详解】A、因为蜜蜂与汽车速度大小相等且它们并列运动,以汽车为参照物,蜜蜂相对于汽车位置不变,它们在水平方向上相对静止,车轮边缘的点相对于车做圆周运动,运动轨迹是圆,因蜜蜂相对于车静止,所以蜜蜂看到的车轮边缘上的点的运动轨迹是圆,故A正确,BCD错误。故选A。
8、物块从光滑曲面上P点自由滑下,通过粗糙的静止水平传送带后落到地面上的Q点,若传送带的皮带轮沿逆时针方向匀速转动,使传送带随之运动,如图所示,物块仍从P点自由滑下,则(▲)
A、物块有可能落不到地面上 B、物块将仍落在Q点
C、物块将会落在Q点的左边 D、物块将会落在Q点的右边
【答案】B
【解析】(1)物体具有保持原来运动状态不变的性质,称为惯性;(2)原来运动的物体,由于惯性,仍然运动;原来静止的物体,由于惯性,仍然静止。
【分析】若此题中传送带顺时针转动,物块相对传送带的运动情况就应讨论了：(1)当物块滑到底的速度等于传送带速度,没有摩擦力作用,物块做匀速运动,离开传送带做平抛的初速度比传送带不动时的大,水平位移也大,所以落在Q点的右边;(2)当物块滑到底速度小于传送带的速度,有两种情况,一是物块始终做匀加速运动,二是物块先做加速运动,当物块速度等于传送带的速度时,物体做匀速运动。这两种情况落点都在Q点右边。(3)当物块滑上传送带的速度大于传送带的速度,有两种情况,一是物块一直减速,二是先减速后匀速。第一种落在Q点,第二种落在Q点的右边。
【详解】物块从斜面滑下来,当传送带静止时,在水平方向受到与运动方向相反的摩擦力,物块将做匀减速运动,离开传送带时做平抛运动;当传送带逆时针转动时物体相对传送带都是向前运动,受到滑动摩擦力方向与运动方向相反,物体做匀减速运动,离开传送带时,也做平抛运动,且与传送带不动时的抛出速度相同,故落在Q点。故选：B。
假设雨点下落过程中受到空气的阻力与雨点(可看成球形)的横截面积S成正比,与下落速度υ的平方成正比,即f阻=ksυ2,其中k为比例常数,已知球的体积公式：V=πr3(r为半径),每个雨点的密度相同,且最终都做匀速运动,如果两个雨滴的半径之比为1:2则这两个雨点的落地速度之比为(▲)
A、1:2 B、1: C.1:4 D、1:8
【答案】B
【解析】已知雨点做匀速运动,阻力等于重力,还知道f阻＝ksυ2,以及球的体积公式,已知两个雨滴的半径之比,根据等式f阻=G可求这两个雨点的落地速度之比,G为雨点的重力。
【分析】本题考查速度与物体的运动,关键是知道雨点做匀速运动,得出阻力等于重力,这是本题的转折点,也是本题的重点。
【详解】因为f阻＝G=mg=ρVg=ksυ2,还知道V=πr3,s=πr2,整理可得ρgπr3=kπr2υ2,所以υ2=,则这两个雨点的落地速度平方之比为,所以。故选B。
10、设球形物体在空气中下落时受空气的阻力f=6πηRυ(式中R为球的半径,η为空气的粘滞系数,υ为球的速度),当质量分布均匀的球从高空由静止开始下落时速度会越来越大,最终达到一个最大值,则(▲)
A、大、小木球的最大速度一样大
B、大木球的最大速度比小木球最大速度大
C、大木球的最大速度比小木球最大速度小
D、半径相同的球的最大速度都一样大
【答案】B
【解析】由于物体在空气中下落时受空气的阻力f=6πηRυ,故物体下落速度到一定值后,物体所受的阻力与重力相等,即受力平衡,不再有加速度,运动处于匀速直线运动状态,即此时的速度最大。所以该题只需联系空气阻力的公式,推导出物体到达最大速度时的速度值与其半径的关系即可。
【分析】知道的球的体积的计算方法,并能准确的找到最大速度时的空气阻力与重力的关系是解决该题的关键。
【详解】由于物体下落速度到一定值后,球的重力和阻力会相等,即其会受力平衡,不再有加速度,处于匀速直线运动的平衡状态。假如球的速度达到V时最大,即此时G=f,即mg=6лRηυ;对于大小不同的两个球来说,其材料相同,即密度相同,由于球的体积是V=,故其质量是m=ρ,所以mg=6лRηυ即为ρg=6лRηυ,即该式可以化简为V=g,所以大球的R大,则其速度的极限值大。故选B。
11、海洋钻井平台水面下的支撑立柱经常受到洋流的冲击,为增强平台的稳定性,我国“南海石油981”钻井平台采用了世界先进的动力定位系统：在立柱上安装可以按需要改变朝向的螺旋桨,螺旋桨高速排水可以保持立柱的平衡,螺旋桨排水的方向应该是(▲)
A、逆着洋流方向 B、顺着洋流方向 C、与洋流方向垂直 D、竖直向下
【答案】B
【解析】根据二力平衡的知识,一对平衡力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
【分析】此题考查了二力平衡条件的应用,同时涉及到了相互作用力的知识,具有现实性意义。
【详解】水流冲击立柱,给立柱一个力的作用,要使立柱受力平衡,应给立柱一个相反的力,若螺旋桨顺着洋流方向高速排水,则螺旋桨给水一个力,水会给螺旋桨一个相反的力,即与水流方向相反的力,这样可以保持立柱的平衡。故选B。
12、两个完全相同的细颈瓶(ab以上粗细均匀,截面和底面相同),如图所示放置于水平桌面上,甲瓶装水,乙瓶装等质量的盐水,液面全部超过ab而且都未溢出,则两瓶底受到液体的压强之间的关系是(▲)
A、p甲＞p乙 B、p甲＜p乙 C、p甲=p乙 D、不能确定
【答案】A
【解析】本题用液体压强公式不便于判断(原因是水的密度小,但其深度较大),需根据压强的定义式p=进行判断。
【分析】本题主要考查了压强大小的比较,解决此题的关键能够利用好柱形容器压力与重力的大小相等的关系。
【详解】由题截面和底面相同,容器底部受到的液体压力＝柱形容器中液体的总重力。如图：
根据F压=G液柱=G液-G侧,容器相同,两侧部分体积相等,由m=ρV,两侧盐水质量大于两侧水的质量,由于瓶中装的水和盐水质量相等,所以柱形水的质量大于柱形盐水的质量,则容器底受到液体压力F甲＞F乙,由p=,底面大小相等,所以p甲＞p乙,故选A。
13、如图所示,在水平桌面上竖直放置一盛有水的容器,在靠近其底部的侧壁上有若干个小孔,水可缓慢地从小孔中渗出,经测试发现：无论容器内水面多高,每隔2分钟水对容器底面的压强总是减小到原来的,设容器内水面高度为h时,水对容器底面的压强为p,为使过2分钟水对容器底面的压强仍为p,应在水面高度为h时往容器内加入高为h1的水,则h1的值应等于(▲)
A、 h B、h C、h D、h
【答案】D
【解析】根据题意可知,每隔2分钟水对容器底面的压强变为原来的,根据p=ρgh得出等式即可求出h1与h之间的关系。
【分析】本题考查了液体压强公式的应用,关键是知道要使2分钟后的压强不变,则2min前加入水的深度应和2min后减少水的深度相等。
【详解】容器内水面高度为h时,水对容器底面的压强：p=ρgh,加入高为h1的水后,水对容器底部的压强：p'=ρg (h+h1) , 每隔2分钟水对容器底面的压强总是减小到原来的, ,解得：h1=h。故选D。
14、如图所示,锥形瓶内装有水,置于水平桌面上,此时水对瓶底的压力为F1,锥形瓶对桌面的压力为F2,若向瓶内放入一个重为0.3牛的小木球,木球浮在水面上,放入球后,上述所说的压力F1、F2将有怎样的变化？(▲)
A、F1、F2增加的值都是0.3牛
B、F1、F2增加的值大于0.3牛
C、F1增加的值小于0.3牛,F2增加的值等于0.3牛
D、F1增加的值大于0.3牛,F 2增加的值等于0.3牛
【答案】D
【解析】求出放入木块前、后水对容器底部的压力,得出压力差F-F1=ρgS(h'-h);因为木球漂浮,所以G木=G排=ρgV排;又因为容器为下粗上细的容器,所以S(h'-h)＞V排,从而得出F-F1＞G木;对于F2来说,将瓶子、水、木块看做一个整体,对桌面的压力的增加量等于木块重。
【分析】本题考查了学生对物体的漂浮条件、液体压强公式和压强定义式的掌握和运用,对于压力、压强的分析计算：①固体先求压力后压强,液体先求压强后压力;②上细下粗的容器,液体对容器底的压力F＞G。
【详解】因为p=、p=ρgh,所以,水对容器底部的压力：F1=pS容=ρghS容,放入木球后,水对容器底部的压力：F=p'S容=ρgh'S容;则水对容器底部的压力增加量：ΔF1=F-F1=ρgS容 (h'-h) ①,因为放入木球后,球漂浮,所以,由漂浮条件和阿基米德原理可得：G木=G排=ρgV排,②锥形瓶为下粗上细的容器,所以S容(h'-h)＞V排,③则：ΔF1>G木=0. 3N;放入木球前,锥形瓶对桌面的压力为：F2=G水+G瓶,放入木球后,锥形瓶对桌面的压力为：F=G水+G瓶+G木,所以,ΔF2=F-F2=G木=0. 3N。故选：D。
15、如图所示,物块A的重力GA=20牛,物块B的重力GB=10牛,水平推力F作用在A上,A与竖直墙面接触,A和B均静止,则墙面受到的摩擦力(▲)
A、大小为20牛,方向向上 B、大小为20牛,方向向下
C、大小为30牛,方向向上 D、大小为30牛,方向向下
【答案】D
【解析】先对AB组成的系统进行受力分析,由平衡条件求出A受到的摩擦力,然后根据物体间力的作用是相互的求出墙壁的摩擦力。
【分析】本题考查了：受力分析、平衡条件的应用、物体间力的作用是相互的,正确地选择研究对象是本题解题的关键。
【详解】物体A、B组成的整体,受竖直向下的重力G=GA+GB=20N+10N=30N,竖直向上的摩擦力f,而处于平衡状态,由平衡条件得：f=G=30N,方向竖直向上。物体间力的作用是相互的,A受到的摩擦力f与物体A对墙壁的摩擦力f'是作用力与反作用力,则f'=f=30N,方向与f方向相反：竖直向下。故选：D。
二、填空题（共9小题,每空2分,共34分）
16、心电图仪通过一系列的传感手段,可将与人心跳对应的生物电流情况记录在匀速运动的坐标纸上,医生通过心电图,可以了解到被检者心跳的情况,例如,测量相邻两波峰的时间间隔,便可计算出1分钟内心脏跳动的次数(即心率)。同一台心电图仪正常工作时测得待检者甲、乙的心电图分别如图甲、乙所示,若医生测量时记下被检者甲的心率为60次／分钟,则甲的心脏跳动一次所需的时间为 ▲ 秒,而乙的心率为 ▲ 次／分钟。
【答案】1; 75
【解析】对于同一台心电图仪来说,相邻两波峰的时间是相同的,所以心率与波长的乘积一定。
【分析】解决此题的关键是清楚对同一台心电图仪来说,不同人的心率与心电图的波长乘积一定。
【详解】(1)甲的心率为60次／min,所以甲的心脏跳动一次所需的时间t==1次/秒;(2)设乙的心率为n,根据题意得60次／min×25mm=n×20mm解得n=75次／min。故答案为：1; 75。
17、商场中有一自动扶梯其上行下行速度相同,某顾客沿上行的自动扶梯走上楼时,走了16级,当他用同样的速度相对扶梯沿向下行的自动扶梯走上楼时,走了48级,则静止时自动扶梯露出的级数为 ▲ 。
【答案】24
【解析】(1)设人的速度为υ1,电梯的速度为υ2,电梯总级数为N,上楼时间为t1,沿上行的扶梯上楼时,人的速度乘以上楼时的时间加上电梯的速度乘以上楼时的时间就等于电梯总级数N;(2)设下楼时间为t2,沿下行的扶梯上楼时,则人的速度乘以上楼时的时间减去电梯的速度乘以上楼时的时间就等于电梯总级数N;(3)根据以上分析,列出方程解答。
【分析】解答此题的关键是要明确人的速度要快于电梯的速度,否则他就下不来,此题的难点在于解方程,因此要求学生具备一定的学科综合能力。
【详解】(1)设υ1为人的速度,υ2为电梯的速度电梯总级数为N,沿上行的自动扶梯走上楼时,走了16级,时间为t1,则υ1t1+υ2t1=N,其中υ1t1=16; 16+=N. . . ①(2)当他用同样的速度相对扶梯沿向下行的自动扶梯走上楼时,走了48级,时间为t2,则υ1t2-υ2t2=N,其中υ1t2=48, 48-＝N. . . ② ①②两式联立解得：,将其代入①式或②式得N=24。故答案为：24。
如图所示,甲乙两个均匀圆柱体分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等,已知r甲=2r乙,h甲=2r甲,h乙=r乙,则甲乙对地面压力之比F甲:F乙= ▲ ,甲乙的密度之比ρ甲:ρ乙= ▲ 。、
【答案】4:1; 1:4
【解析】【分析】【详解】由题：r甲=2r乙，则S甲S乙=πr甲2r乙2=41,由于甲、乙两个均匀圆柱体分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等,根据p=FS可得：甲、乙对地面压力之比：F甲:F乙=S甲S乙=4:1;因为p=FS=GS=ρgShS=ρgh,p甲=p乙,所以ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,已知h甲=2r甲,h乙=r乙,所以ρ甲·2r甲=ρ乙·r乙,已知r甲=2r乙,ρ甲:ρ乙=1:4。
19、车间停电后,各种转轮过了一段时间才能陆续停止转动,可见转动物体有转动惯性,转动惯性的大小在物理学中用转动惯量I来表示。
物体可看作由n个微小部分组成,它们的质量分别为m1、m2、...mn,到某转动轴的距离分别为r1、r2、...rn,则该物体对该转动轴的转动惯量为I=m1r+m2r+...+mnr。
(1)图A是一个质量为m的小球,用长为l的轻质硬杆(不计质量、不形变)连接到转轴OO 上,则它对这个轮的转动惯量是 ▲ 。
(2)图B是用铁丝制成的质量为M、半径为R的细圆环,我们将该圆环均匀分割为100等分,每一等分可以看作是一个小球(图中a),则该圆环绕着中心转轴OO 转动时的转动惯量为 ▲ 。将它用轻质硬杆与转轴相固定,就制成一个玩具陀螺甲,若用同样型号的铁丝制成半径为2R的陀螺乙,则要使甲乙转动起来,更容易些的是 ▲ 。
(3)图C中的薄圆筒半径为0.1米、质量为0.2千克,则薄圆筒对中心转轴OO 的转动惯量是 ▲ 千克·米2。
【答案】(1)ml2; (2)MR2; 甲; (3)2×10-3
【解析】(1)理解题文中转动惯量的计算公式I=m1r+m2r+...+mnr。(2)根据转动惯量的公式计算出两种圆环绕着中心转轴的转动惯量,然后比较其大小。(3)根据转动惯量的公式计算。
【分析】本题求得是转动惯量,但实际上是要求学生理解题文中的信息,然后即可解答。
【详解】(1)由题意可知小球的质量为m,到转动轴OO'的距离为l,由转动惯量的计算公式可得,小球对这个轮的转动惯量I=ml2,(2)质量为M,该圆环到中心转轴OO'的距离为R,由转动惯量的计算公式可知,转动惯量为MR2;若用同样型号的铁丝制成半径为2R的陀螺乙,则陀螺乙对中心转轴的转动惯量为4MR2,则要使甲乙转动起来,甲更容易些,(3)将数据代入转动惯量的计算公式可得：I=0. 2kg×(0.1m) 2=2×10-3kg·㎡。故答案为：(1)ml2; (2)MR2; 甲; (3)2×10-3。
20、普氏野马属于国家重点保护动物,我国动物保护组织成员曾发现普氏野马饮水时在沙地上留下的一些足迹,深度达1.2厘米,通过实验测得要使该沙地达到相同的深度(四蹄着地,压强为9×104帕,并由此估算出,一匹成年普氏野马的质量约为360千克。
(1)在沙地上实验时达到相同深度的目的是 ▲ 。
(2)成年普氏野马对水平地面的压力约为 ▲ 牛,它的一个蹄印的面积大约为 ▲ 厘米2(克取10牛／千克)。
【答案】(1)测定在沙地达到相同的深度时的压强,从而由p=公式得出压力F; (2)3600; 100
【解析】(1)通过实验测得要使该沙地达到相同的深度,只有深度相同时,才说明压力的作用效果相同,即压强相同,所以这样做的目的是测定在沙地达到相同的深度时的压强,从而由p=公式得出压力F,(2)此时成年普氏野马对水平地面的压力即为其重力,则根据F=G=mg即可求出。然后根据压强公式变形即可求出它的一个蹄印的面积。
【分析】此题主要考查压强的大小及其计算,难度不大,属于基础题。
【详解】(1)通过实验测得要使该沙地达到相同的深度,这样才能保证压强相同,所以在沙地上实验时达到相同深度的目的是,测定在沙地达到相同的深度时的压强,从而由p=公式得出压力F。(2) F=G=mg=360kg×10N/kg=3600N。由p=公式得该地中P=,则s==1×10-2m2=100cm2。故答案为：(1)测定在沙地达到相同的深度时的压强,从而由p=公式得出压力F; (2)3600; 100。
21、血管变细是“高血压”病的诱因之一,为研究这一问题,我们可做一些简化和假设：设血液通过一定长度血管时受到的阻力f与血液流速υ成正比,即f=kυ(其中k与血管粗细无关),为维持血液匀速流动,在这血管两端需要有一定的压强差,设血管内径为d1时所需的压强差为Δp,若血管内径减为d2时,为了维持在相同时间内流过同样多的血液,此时血液的流速是原来的 ▲ 倍;血管两端的压强差必须变为原来的 ▲ 倍。
【答案】;
【解析】根据血液是匀速流动,说明受力平衡,然后根据两种情况下,血管在相同时间内流过的血液量不变,列出等式;最后根据血管横截面积前后变化的定量关系,结合前面列出的等式,联立成方程组,就可求出答案。
【分析】根据血液是匀速流动,说明受力平衡,血管在相同时间内流过的血液量不变,能够列出相应的等式去解决问题。
【详解】根据血液是匀速流动,说明受力平衡,即血压产生的压力等于阻力,则在正常情况下有：ΔpS=F=f=kυ. . . ①血管变细后有：Δp'S'=F' =f'=kυ'. . . ②因为在相同时间内流过的血液量不变,则有：S·υ·t=S'υ't,即S·υ=S'υ 又因为S=π,所以... ③,所以υ'=υ;①②③联立,解得：Δp ==Δp。故答案为：;
22、如图所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为200厘米2和100厘米2,容器甲中盛有0.2m高的水,容器乙中盛有0.3米高的酒精，若从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后,剩余水对容器甲底部的压强为p水,剩余酒精对容器乙底部的压强为p酒精。当质量为m的范围为 ▲ 时,才能满足p水>p酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
【答案】0.8kg＜m＜2.4kg
【解析】①从图可知,甲和乙两容器的形状规则,知道容器的底面积,容器内液体的深度和液体的密度,可利用公式m=ρυ=ρsh计算出水和酒精未抽出之前的质量,再利用公式G=mg计算出其重力。②因为容器形状规则,液体对容器底部的压力等于自身的重力,当p水＞p酒精时,由公式p=列出一个压强的不等式,进一步求出抽出液体的质量范围。
【分析】本题考查了学生对液体压强和密度公式的理解和应用,难点是求压强公式求出抽取液体的质量范围。解决该题的关键是利用公式F=pS判断出液体对容器底部的压力的大小关系。
【详解】① ρ水=1×103kg/m3,S水=200cm2=0. 02m2,h水=0.2m;ρ酒精=0. 8×103kg/m3;S酒精=100cm2=0. 01㎡,h酒精=0. 3m,g=9. 8N/kg, 甲容器内水的质量为：m水=ρ水S水h水=1×103kg/m3×0. 02m2×0. 2m=4kg，乙容器内酒精的质量为：m酒精=ρ酒精S酒精h酒精=0.8×103kg／m3×0. 01m2×0. 3m=2. 4kg,②因为容器形状规则,液体对容器底部的压力等于自身的重力,而p水＞p酒精,由公式p=可得： ＞,代入数据得：＞,整理可得：m＞0. 8kg; 抽出液体的质量范围：0. 8kg＜m＜2. 4kg。故答案为：0. 8kg＜m＜2. 4kg。
23、长颈鹿是世界上个子最高的动物,个子高了,血压也要高,所以长颈鹿又是世界上血压最高的动物。雌长颈鹿平均高约4.3米,血液密度约1.05×103千克／米3,当长颈鹿的心脏收缩把血液压到比心脏高3.4米的脑子里去时,压强至少是 ▲ 。
【答案】34986pa
【解析】【分析】【详解】p=ρgh=1. 05×103kg/m3×9. 8N/kg×3. 4m=34986Pa。
24、某玻璃厂用圆形低压吸盘搬运玻璃,如图,E为圆形吸盘,其直径为0.2米,ABCD为一正方形平板玻璃,边长为1米,重125.6牛,若吸盘能将该平板玻璃水平吸住并提升2米,在此过程中,则吸盘内外大气压强的差＝ ▲ 帕。
【答案】4000
【解析】先根据吸盘的直径计算出吸盘的面积S,再以玻璃板为研究对象,根据受力平衡列出平衡关系式,计算出上下所受的压力差,由p=得出压强差。
【分析】本题考查压强的计算和大气压的存在,大气压强产生大气压力,使吸盘吸住玻璃板,当大气压力大于或等于玻璃板重力的时候才能吸住玻璃板并悬空。
【详解】玻璃板处于平衡状态,所以受到的压力差等于其重力,则：ΔF=G=125. 6N;所以压强差为：Δp==4000Pa。故答案为：4000。
三、实验探究题（共3小题,每空2分,共20分）
25、当用手按图钉帽时,图钉能大小不变地将压力传递至图钉尖,使图钉进入墙壁中,那么当液体受压时,也会有上述现象吗？小明对此作了如下猜想：液体受压时也能大小不变地传递压力。他设计了如图所示的装置来验证猜想,容器中利用两个活塞(自重、摩擦不计)封装着若干液体,S1、S2两边加砝码M,使两边平衡,改变砝码质量,将数据记录在表1中。
表1 (S1=10厘米2, S2=40厘米2)
次数 M1(千克) F1(牛) M2(千克) F2 (牛)
1 0.1 0.98 0.4 3.92
2 0.2 1.96 0.8 7.84
3 0.3 2.94 1.2 11.76
(1)从表1中的数据可知,小明的猜想是 ▲ 的。
(2)联系表1中的F和S,可知密闭液体大小不变传递的是 ▲ 。
(3)根据上述结论,填写表2的空格。
表2 (S1=10厘米2, S2=600厘米2)
次数 F1(牛) F2(牛)
1 20 ▲
【答案】(1)错误; (2)压强; (3)1200
【解析】分析F1与S1,F2与S2的数据,找出规律,知道两活塞上方压强相等,验证小明的猜想错误,液体传递的是压强而非压力;根据液体的压强公式求右边活塞受到液体的压力。
【分析】本题考查了学生对帕斯卡原理和压强公式的掌握和运用,理解并会用帕斯卡原理是本题的关键。
【详解】(1)根据表中数据,F2=4F1, S2=4S1;所以有：,即p1=p2,两边活塞压力不相等,所以小明的猜想不正确;(2)由表1中数据可知密闭液体大小不变传递的是压强;(3)由题知,S1=10cm2=1×10-3m2; S1=600cm2=0.6m2,根据上面分析得出的压强相等的关系p1=p2可得：,即：;解得：F2=1200N。故答案为：(1)错误; (2)压强; (3)1200。
26、增大摩擦力的方法通常有两种,即增大压力和使接触面粗糙,那么,还有没有别的办法呢？小明同学对自已提出了这样的问题,对此,他进行了如下的研究：找一段棉线,在棉线的一端栓上一个沉重东西(例如一把大锁),然后把它搭在一个平放的圆棍上(如铁床的横梁、自行车的大梁等),如图甲那样,通过弹簧测力计来拉棉线的另一端,这时,要使重物不下落,用的力虽然比竖直向上的力要少,但省的力却不算多。
再如图乙那样,将棉线在圆棍上绕一圈,发现弹簧测力计的示数变小了。
再如图丙那样,将棉线在圆棍上绕两圈,发现弹簧测力计的示数更小了。
再如图丁那样,将棉线在圆棍上绕四圈,发现弹簧测力计的示数几乎等于零。
对上述现象,小明进行了归纳分析,得出了结论,根据你的阅读,请回答下列问题：
(1)小明同学可以得出一个什么结论？ ▲ ,摩擦力就越大。
(2)这一结论在日常生活、生产中有何应用？请列举一例。
【答案】(1)缠绕圈数较多;(2)应用举例：船靠岸时,将缆绳在缆柱上绕几圈
【解析】(1)如何应用控制变量法分析实验结论：先找相同的条件,在找不同的条件,观察实验结果,说明实验结果与实验条件(不同条件)的关系;(2)了解增大摩擦力在生活中的应用。
【分析】把握住利用控制变量法分析实验结论的基本思路和理解物理知识在生活、生产中的应用是解答此题的关键所在。体现了物理来源于生活,服务于社会的新课程理念。
【详解】(1)对比几次实验可知,其他条件都相同,只是每次缠绕的圈数不同,结果测力计的示数不同,所以可得如下结论：缠绕的圈数越多,摩擦力就越大;(2)这一结论在日常生活、生产中有很多应用,如；①船靠岸时,将缆绳在缆柱上绕几圈;②连接两段导线时,两段电线拧在一起相互缠绕。故答案为：(1)缠绕圈数较多;(2)应用举例：船靠岸时,将缆绳在缆柱上绕几圈;②相连两段导线时,两段电线拧在一起相互缠绕。
27、在“探究液体内部的压强与哪些因素有关”的实验中,甲、乙、丙三组同学分别以槽中液体为研究对象进行实验,他们在两端开口、粗细均匀的玻璃管的下端贴一个比管口稍大的塑料薄片,并将玻璃管竖直插入液体槽中,然后顺着管壁从上端开口处向管内缓缓注水,如图所示,直至观察到薄片脱离管口下落。记录玻璃管的管口面积S、槽中液体密度ρ和玻璃管插入液体的深度h,测出注入管中水的质量m,运用公式,计算出p=,计算出管内水产生的压强p。改变深度h,重复实验,甲组同学还选用了粗细不同的玻璃管进行实验,所有数据均记录在下表。(薄片的重力、玻璃管的厚度忽略不计)
小组 槽中液体密度 ρ(×103千克／米3) 实 验序 号 深 度 h (米) 管口面积S×(10-4米2) 质量m(×10-3千克) 管内水产生的压强p(帕)
甲 0.8 1 0.05 5 20 400
2 0.1 5 40 800
3 0.2 5 80 1600
4 0.2 10 160 1600
乙 1.0 5 0.05 5 25 500
6 0.1 5 50 1000
7 0.2 5 100 2000
丙 1.2 8 0.05 5 30 600
9 0.1 5 60 1200
10 0.2 5 120 2400
(1)在此实验中,经分析得出,当薄片恰好脱离管口时,薄片处管外液体的压强 ▲ 管内水产生的压强(选填“等于”或“小于”)。
(2)各组同学分析了本组的实验数据和相关条件,其中乙组同学由实验序号 ▲ 初步得出：同种液体内部的压强与深度成正比,甲组同学由实验序号3、4初步判断：玻璃管的粗细与本实验研究结论的获得 ▲ (选填“有关”或“无关”)。
(3)三组同学互动交流,分析实验序号1、5、8的数据,发现液体内部的压强(p1、p5、p8)与密度(ρ甲、ρ乙、ρ丙)满足关系 ▲ ,可以归纳得出的初步结论：相同深度,液体内部的压强与液体密度成正比。
(4)进一步综合分析表中数据,经运算归纳得出：液体内部的压强与 ▲ 的比值是一个定值。
【答案】(1)等于;(2)5、6、7;无关; (3)p1:p5:p8=ρ甲:ρ乙:ρ丙; (4)液体密度和深度的乘积
【解析】(1)薄片恰好脱离管口时,受到平衡力的作用,受力面积相同,压强相同。(2)由于薄片恰好脱离管口时,管内压强和管外压强相等,乙组同学根据管外压强和液体深度的比值确定同种液体内部的压强与深度成正比。甲组同学由实验序号3、4的液体一定、深度一定、粗细不同,但是压强相同,得到液体压强跟粗细的关系。(3)要想得到相同深度,液体内部的压强与液体密度成正比,液体内部压强与题意密度的比值为定值。(4)液体内部压强跟液体深度成正比,跟液体的密度成正比,再从液体压强跟液体深度和液体密度的乘积是否为定值去分析。
【分析】本题利用数学方法,当两个量的比值为定值时,这两个量成正比。本题研究了液体压强跟液体深度成正比,跟液体的密度成正比。本题考查了学生对数据处理的能力,比较难,要想做好本题目,需要对液体压强跟液体深度和密度有一个正确的理解。
【详解】(1)当薄片恰好脱离管口时,受到平衡力的作用,薄片上下的受力面积相同,根据p=,薄片处管外液体的压强等于管内水产生的压强。(2)乙组同学实验5、6、7,=9.8,保持不变,所以在液体密度一定时,同种液体内部的压强与深度成正比。甲组同学实验3、4,液体的密度一定、深度一定,管的粗细不同,但是液体的压强相同,所以玻璃管的粗细与本实验研究结论无关。(3)实验1、5、8,液体的深度一定,发现=0. 49,保持不变,相同深度,液体内部的压强与液体密度成正比。液体内部的压强（p1、p5、p8)与密度(ρ甲、ρ乙、ρ丙)满足关系p1:p5:p8=ρ甲:ρ乙:ρ丙。(4)液体密度一定时，保持不变;液体深度一定时,保持不变。经过计算=9. 8,保持不变为定值。故答案为：(1)等于;(2)5、6、7;无关; (3)p1:p5:p8=ρ甲:ρ乙:ρ丙; (4)液体密度和深度的乘积。
分析计算题(共3小题,28小题10分,29小题12分,30小题4分,共26分)
28、黄蜻蜓翅长而窄,飞行能力很强,既可突然回转,又可直入云霄。
(1)重0.1牛的黄蜻蜓悬停在空中时,空气对它的作用力大小为 ▲ 牛,方向 ▲ 。
(2)雌蜻蜓在水面上飞行时,分多次将卵“点”在水中,这就是我们常说的“蜻蜓点水”。蜻蜓点水时,引起水面 ▲ ,就会形成以点水处为中心的圆形波纹(水波),并沿水面向四周匀速传播,蜻蜓飞行时,翅膀扇动的频率范围是30Hz～40Hz,我们 ▲ (选填“能”或“不能”)听到它发出的声音。
(3)某同学观察蜻蜓在静的水面直线飞行时,获得了一张蜻蜓点水的俯视图片如图所示,图片反映了蜻蜓连续三次点水后某瞬间水面波纹的分布情况(每次点水只形成一个波纹),三个波纹刚好在O点内切,蜻蜓每次点水所用的时间忽略不计,请据图片解答下列问题：
①从图片上看,蜻蜓的运动方向是沿x轴 ▲ (选填“向右”或“向左”);
②蜻蜒飞行的速度 ▲ 水波的传播速度(选填“大于”、“等于”或“小于”);
③若该同学观测到蜻蜓从第一次点水到第三次点水历时2s,求蜻蜓的飞行速度。
【答案】(1)0.1;竖直向上; (2)振动;能; (3)向左;等于;4.5m/s
【解析】(1)二力平衡的条件：大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在一个物体上;根据二力平衡的条件对蜻蜓进行受力分析;(2)根据看到的现象和人听到声音的频率范围进行分析;(3)①根据蜻蜓连续三次点水后某瞬间水面波纹的分布情况以及三个波纹刚好在O点内切得出蜻蜓的运动方向；②根据蜻蜓飞行的路程和水波传播的距离与所用时间的关系进行分析;(3)已知蜻蜓从第一次点水到第三次点水经历的时间,根据圆的直径求出蜻蜓从第一次点水到第三次点水通过的路程,再利用υ=求出蜻蜓的飞行速度。
【分析】本题综合考查二力平衡的条件、速度的计算公式的应用以及人耳感知声音的过程和听到声音的条件;本题的关键是会通过题中信息结合相关知识进行分析。
【详解】(1)因为蜻蜓处于静止状态,所以蜻蜓受到的重力和空气对它的作用力是一对平衡力,故大小为0. 1N,方向竖直向上;(2)蜻蜓点水时,由于水面形成圆形波纹,所以蜻蜓点水时引起了水的振动;由于人的听觉频率范围是20Hz~20000Hz,而蜻蜓飞行时,翅膀扇动的频率范围是30Hz~40Hz,在人的听觉频率范围之内,所以能听到它发出的声音;(3)①因为蜻蜓连续三次点水后,形成三个波纹刚好在O点内切,所以蜻蜓向左飞行;②因为蜻蜓点水后的三个波纹刚好在O点内切,蜻蜓第二次点水的位置刚好是第一次水波运动到的位置,所以水波的速度和蜻蜓飞行的速度相同;③蜻蜓第一次点水的位置x1=10m,第三次点水的位置x3=1m,所以蜻蜓从第一次点水到第三次点水通过的路程为s=x1-x3=9m;因此蜻蜓的飞行速度υ==4. 5m/s。答：蜻蜓飞行的速度为4. 5m/s。故答案为：(1)0.1;竖直向上; (2)振动;能; (3)向左;等于;4.5m/s。
29、从高空下落的物体,速度越来越大,所受空气阻力也会随速度的增大而增大,因此物体下落一段距离后将以某一速度作匀速直线运动,通常把这个速度称为收尾速度。求：
(1)一质量m=0.3千克的小球在加速下落20米高度的过程中重力所做的功(克取10牛／千克)。(提示：W=Gh,W代表功,功的单位J)
(2)研究发现,相同环境条件下,空气对不同材质的球形物体的阻力大小与球的半径和速度都有关系。下表为某次研究的实验数据,根据表格中的数据,求出编号为2、3的小球在达到收尾速度时所受的空气阻力之比。
小球编号 1 2 3 4
小球质量(×10-2千克) 2 5 45 40
小球半径(×10-3米) 0.5 0.5 1.5 2
小球的收尾速度米／秒 16 40 40 20
根据表格中的数据,小刚研究出了球形物体所受的空气阻力f与球的收尾速度υ的关系。
他的分析如下：由编号1、2两个小球的数据分析,在半径r相同的情况下,
收尾速度之比： 空气阻力之比
得出结论：空气阻力f与收尾速度υ成正比。
请你参照小刚的分析思路,求出球形物体所受的空气阻力f与球的半径r的关系。
【答案】(1)重力所做的功为60J;(2)空气阻力之比为1:9;(3)f与r2成正比
【解析】(1)根据公式W=Gh可求出重力所做的功;(2)物体做匀速直线运动时,重力与阻力是一对平衡力,这样根据小球的质量可求出其所受空气阻力之比;(3)要想分析物体所受的空气阻力f与球的半径r的关系,必须选择收尾速度相同时的数据,再参照对空气阻力f与收尾速度υ的分析思路进行分析。
【分析】通过此题考查了对重力做功的计算,利用二力平衡分析空气的阻力,尤其是对球形物体所受空气阻力f与球的半径r的关系的分析是本题的难点,此题也为我们提供了一个很好的参照,值得我们借鉴。
【详解】(1)重力做功：W=Gh=mgh=0. 3kg×10N/kg×20m=60J;(2)小球达到收尾速度时,做匀速直线运动,小球受平衡力f=mg,所以编号2、3小球在达到收尾速度时所受空气阻力之比;(3)由编号2、3两个小球的数据分析,在收尾速度υ相同的情况下,半径之比空气阻力之比,得出结论：f与r2成正比。故答案为：(1)重力所做的功为60J;(2)空气阻力之比为1:9;(3)f与r2成正比。
30、如图所示,有一根弹簧测力计,由于某种原因,它表面的刻度值没有了,但弹簧测力计的其他部件都完好。为了利用这把弹簧测力计,现把一小段长度均匀分割的刻度线粘贴到弹簧测力计上,当用1牛的拉力拉弹簧测力计的挂钩时,弹簧秤的指针刚好指在刻度线5下面的第二条黑线位置;当用2牛的拉力拉弹簧测力计的挂钩时,弹簧测力计的指针刚好指在刻度线7的位置。由此可知,利用图中的刻度线.此弹簧测力计能够测量的范围是 ▲ ,如果将刻度线的粘贴位置向挂钩方向移动一小段,则此时弹簧测力计能够测得的最大值与最小值之差将 ▲ (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】0.75N∽2.625N;不变
【解析】弹簧测力计的量程就是弹簧测力计的最大测量值;弹簧测力计的原理：在弹性限度内,弹簧的伸长和所受拉力成正比。所以弹簧测力计的刻度是均匀的。根据弹簧测力计刻度的均匀性做出解答。
【分析】此题是考查弹簧测力计的原理和量程,需要注意的是弹簧测力计的量程和弹簧测力计旁边所画的刻度线是没有关系的。
【详解】“当用1牛的拉力拉弹簧测力计的挂钩时,弹簧秤的指针刚好指在刻度线5下面的第二条黑线位置;当用2牛的拉力拉弹簧测力计的挂钩时,弹簧测力计的指针刚好指在刻度线7的位置”这说明了弹簧测力计受到1N的拉力时,弹簧的伸长是8个小格,所以每伸长一个小格所用的拉力为：N。当指针指在5cm时,是在1N上方的两格处,其示数为1N－N=0. 75N;当指针指在8cm时,是在2N下方的5格处，其示数为2N+N=2. 625N。故弹簧测力计能够测量的范围是0. 75N∽2. 625N。弹簧测力计能够测得的最大值与最小值之差就是量程,和弹簧测力计旁边的刻线是没有关系的,因此,其最大值和最小值的差值不变。故答案为：0. 75N∽2. 625N; 不变。
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