湖南省株洲市第二中学初中部2024-2025学年九年级上学期开学考试物理试题
1.(2024九上·株洲开学考)当地时间7月22日,黄雨婷,盛李豪获得巴黎奥运会首金。如图所示,据悉这枚奥运会金牌的质量大约为529g,则下列物体所受的重力与这枚金牌最接近的是( )
A.一支铅笔 B.一个鸡蛋
C.一本新华字典 D.一张课桌
【答案】C
【知识点】质量及其特性
【解析】【解答】A. 一支普通铅笔的质量约10g,故A不符合题意;
B.一个鸡蛋的质量约50g,故B不符合题意;
C.一本新华字典的质量接近一瓶矿泉水,约500g,故C符合题意;
D.中学生课桌的质量约10kg,故D不符合题意。
故选C。
【分析】根据常见物体的质量,结合数据解答。
2.(2024九上·株洲开学考)关于力的概念,下列说法中不正确的是( )
A.力是物体对物体的作用,离开物体就没有力
B.一个受力物体同时也一定是施力物体
C.从空中降落的雨滴不受力的作用
D.马向前拉车,同时车用同样大小的力向后拉马
【答案】C
【知识点】力作用的相互性
【解析】【解答】A. 力是物体对物体的作用,离开物体就没有力。A不符合题意。
B. 一个受力物体同时也一定是施力物体,因为物体间力的作用是相互的。B不符合题意。
C. 从空中降落的雨滴,是由于受到地球的吸引力即重力。C符合题意。
D. 马向前拉车,同时车用同样大小的力向后拉马,因为物体间力的作用是相互的。D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】什么是力:力是物体对物体的作用.
物体间力的作用是相互的. (一个物体对别的物体施力时,也同时受到后者对它的力).
3.(2024九上·株洲开学考)如图所示,跳水运动员在起跳前压弯跳板,因跳板形变后要恢复原状所产生的力是
A.脚对跳板的压力 B.跳板对脚的支持力
C.跳板受到的重力 D.运动员受到的重力
【答案】B
【知识点】弹力
【解析】【解答】运动员向下压跳板,跳板发生弹性形变,在恢复原状时,对运动员产生向上的力,是跳板对脚的支持力,B符合题意。
故选B.
【分析】发生弹性形变的物体,在恢复原状时,产生弹力。
4.(2024九上·株洲开学考)当地时间8月5日,邹敬园获得巴黎奥运会男子双杠冠军。关于比赛,下列说法正确的是( )
A.邹敬园在双杠上反复翻转说明力可以改变形状
B.邹敬园在做双杠项目前,手要擦上滑石粉,是为了增大摩擦力
C.邹敬园在空中翻转时,不受重力
D.邹敬园倒立在双杠上静止不动时,受力不平衡
【答案】B
【知识点】力的作用效果;重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.运动员在双杠上反复翻转,运动方向发生改变,是力改变运动状态,故A错误;
B.手上擦滑石粉,最大接触面的粗糙程度,在压力一定时,可以增大摩擦力,故B正确;
C.地球附近的物体受到重力的作用,故C错误;
D.邹敬园倒立在双杠上静止不动时,处于平衡状态,受力平衡,故D错误。
故选B。
【分析】增大接触面的粗糙程度,可以增大摩擦力;地球附近的物体都受重力;力可以改变物体的运动状态;静止的物体受到平衡力。
5.(2024九上·株洲开学考)细心的小明发现放在车中并已拧紧瓶盖的矿泉水瓶遇冷会变瘪,对此说法正确的是( )
A.瓶中水的质量变小了
B.瓶中密封空气的质量变小了
C.瓶中密封空气的密度变小了
D.瓶中密封空气的质量与体积之比变大了
【答案】D
【知识点】质量及其特性;密度公式及其应用
【解析】【解答】AB.瓶盖已拧紧,所以瓶中水的质量、密封空气不变,故AB错误;
CD.矿泉水瓶变瘪,瓶中密封空气遇冷后体积变小,据据,质量不变,体积变小,密度变大,即密封空气的质量与体积之比变大,故C错误;故D正确。
故选D。
【分析】质量是物体含有物质的多少,体积改变,质量不变;根据空气的热胀冷缩,遇冷体积变小,密度变大。
6.(2024九上·株洲开学考)下列关于惯性、运动和力的说法正确的是( )
A.物体不受力时,一定保持静止状态
B.牛顿第一定律是通过实验直接得出的
C.跳远时助跑可以增大运动员的惯性,从而提高成绩
D.质量越大的物体惯性越大
【答案】D
【知识点】牛顿第一定律;物体运动状态的变化;惯性及其现象
【解析】【解答】A.物体不受力时,保持静止状态或匀速直线运动状态,故A错误;
B.牛顿第一定律的前提是物体不受外力,实验环境不存在,结论是在实验的基础上进行科学推理得出的,故B错误;
CD.惯性大小只和物体的质量有关,和速度无关,助跑不能增大运动员的惯性,故C错误;故D正确。
故选D。
【分析】牛顿第一定律是通过实验和推理得出的,物体不受力,将保持静止或匀速直线运动;惯性是物体的属性,只和质量有关。
7.(2024九上·株洲开学考)如图是中国小将全红婵在东京奥运会女子10米跳台决赛中夺冠。当她站在领奖台上领奖时,下列说法正确的是( )
A.她所受的重力和她对领奖台的压力是一对平衡力
B.她所受的重力和领奖台对她的支持力是一对平衡力
C.她对领奖台的压力和领奖台对她的支持力是一对相互作用力
D.她对领奖台的压力和领奖台受到的重力是一对相互作用力
【答案】B,C
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】A.人站在领奖台上,重力和对领奖台的压力方向相同,不是一对平衡力,故A错误;
B.人站立时,受到的重力和支持力大小相等、方向相反、在同一直线、同一物体上,是一对平衡力,故B正确;
C.站在领奖台上,人对领奖台的压力和领奖台对人的支持力是力和反作用力,是相互作用力,故C正确;
D.站在领奖台上时,人对领奖台的压力和领奖台受到的重力方向都竖直向下,不是相互作用力,故D错误。
故选BC。
【分析】二力平衡时,力的大小相等、方向相反、在同一直线、同一物体上;相互作用力是物体间的力和反作用力。
8.(2024九上·株洲开学考)当地时间8月8日,在巴黎奥运会皮划艇静水男子500米双人决赛中,中国组合刘浩、季博文夺得金牌。以下说法正确的是( )
A.当运动员用船桨划水时,水对桨的力向后
B.运动员手中使用的船桨属于省力杠杆
C.运动员手中使用的船桨属于等臂杠杆
D.运动员使用该船桨的好处是省距离
【答案】D
【知识点】力作用的相互性;杠杆的分类
【解析】【解答】A.船桨划水时,船桨给水一向后的作用力,根据相互作用,水给船桨一向前的力,使船前进,故A错误;
BCD.使用船桨时,动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,是费力杠杆,费力省距离,故D正确,BC错误。
故选D。
【分析】物体间力的作用是相互的,相互作用力方向相反;当动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
9.(2024九上·株洲开学考)李发彬在巴黎奥运会上获得男子举重61kg级冠军,挺举成绩是167kg,他在挺举过程中对杠铃做的功最接近( )
A.600J B.1200J C.3000J D.5400J
【答案】C
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】根据杠铃质量,计算重力为:G=mg=167kg×10N/kg=1670N,
运动员的身高约为1.60m,把杠铃举过头顶,高度约h=2.0m,
挺举时对杠铃做功:W=Gh=1670N×2.0m=3340J,接近3000J。故C符合题意,ACD不符合题意。
故选C。
【分析】根据G=mg计算重力;根据W=Gh计算做功多少。
10.(2024九上·株洲开学考)巴黎奥运会羽毛球比赛中,中国组合郑思维、黄雅琼夺得金牌,关于比赛中涉及的力学知识,分析正确的是( )
A.羽毛球离开球拍上升过程中,弹性势能转化为动能
B.羽毛球上升到最高点时,其重力势能最大
C.羽毛球在空中运动过程中其机械能保持不变
D.击球时,球拍对羽毛球的力是由羽毛球的弹性形变产生的
【答案】B
【知识点】势能的影响因素;机械能及其转化;弹力
【解析】【解答】A.羽毛球上升时,质量不变,高度升高,重力势能增大,速度减小,动能减小,动能转化为重力势能,故A错误;
B.质量一定时,羽毛球上升到最高点时,高度最高,重力势能最大,故B正确;
C.羽毛球在空中运动时,要克服阻力做功,消耗机械能,机械能不断减小,故C错误;
D.球拍对羽毛球的力是球拍发出的,是球拍发生弹性形变,恢复原状时产生的,故D错误。
故选B。
【分析】质量一定时,速度变小,动能减小,高度变大,重力势能变大;运动的物体克服空气阻力,消耗机械能;发生弹性形变的物体,在恢复原状时产生弹力。
11.(2024九上·株洲开学考)如图所示,将同一只密度计先后放入甲、乙两个盛有不同液体的容器中,若两容器内的液体密度分别为ρ甲、ρ乙,密度计受到的浮力分别为F甲、F乙,则下列大小关系正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙,F甲=F乙 B.ρ甲<ρ乙,F甲>F乙
C.ρ甲=ρ乙,F甲>F乙 D.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙
【答案】A
【知识点】浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】因为密度计漂浮,受到的浮力大小都等于密度计受到的重力,即F浮=G
同一支密度计,重力不变,密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,因此密度计在两种液体中受到的浮力相等,即F甲=F乙,由图知道,乙密度计排开液体的体积小,由F浮=ρ液gV排知道,甲乙液体的密ρ甲<ρ乙
故A正确,BCD错误。
故选A。
【分析】根据物体浮沉条件、浮力的计算判识选项
物体漂浮,受到的浮力大小等于物体受到的重力;浮力的计算F浮=ρ液gV排,浮力相等的情况下,液体密度和排开水的体积成反比,本题中物体受到的密度相等,乙物体排水体积小,所以乙液体密度小大
12.(2024九上·株洲开学考)用如图所示甲、乙两种方式分别匀速提升重为200N的物体,已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计,则( )
A.手的拉力:F甲=F乙;机械效率:η甲=η乙
B.手的拉力:F甲<F乙;机械效率:η甲<η乙
C.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲<η乙
D.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲>η乙
【答案】D
【知识点】机械效率的大小比较
【解析】【解答】图中,甲是定滑轮,可以改变力的方向,不省力,拉力等于物体的重力,则
乙是动滑轮,可以省一半的力,拉力等于物体和滑轮总重力的一半,即
,手的拉力:F甲>F乙;
不计绳重和摩擦力时,甲图定滑轮的总功等于有用功,机械效率等于100%,乙图对动滑轮做了额外功,有用功小于总功,机械效率小于100%,即,D符合题意。
故选D。
【分析】定滑轮可以改变力的方向,不省力;动滑轮的拉力是总重力的一半;有用功一定时,额外功越大,机械效率越小。
13.(2024九上·株洲开学考)如图为奥运会升旗示意图,A装置是 滑轮,使用它的目的是 。
【答案】定;改变力的方向
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】旗杆顶端的滑轮不随旗子运动,是定滑轮,使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向。
【分析】定滑轮是固定不动的滑轮,可以改变力的方向。
14.(2024九上·株洲开学考)图甲高铁站台处设置安全线,是因为高速运行的列车使空气流速增大,压强 ;图乙车厢内的破窗锤制成锥形是为了破窗时 压强。(均选填“增大”或“减小”)
【答案】减小;增大
【知识点】增大压强的方法及其应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】高速行驶的列车附近空气流速大,压强小,人靠近列车时,人外侧的流速小,压强不变,人受到外侧的较大压强,容易被压向列车,发生交通事故。
破窗锤的金属端制成锥形,减小了受力面积,在压力一定时,能增大压强,容易破窗。
【分析】流体在流速大的地方压强小;减小受力面积,可以增大压强。
15.(2024九上·株洲开学考)2023年10月7日杭州亚运会上中国花游队双胞胎姐妹花王柳懿和王芊懿在双人自由自选比赛夺得金牌。当这对身高1.7米姐妹花的脚恰接触水面竖直倒立着潜在水中(如上图所示),其头顶处所受到水的压强为 帕;若此时她们保持竖直倒立的样子向下潜,在此过程中她们所受浮力大小 。(选填“不变”、“变大”或“变小”)。
【答案】1.7×104;不变
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】根据深度,计算头顶处的压强为
浸没在水中下潜时,排开水的体积不变,受的浮力不变。
【分析】根据p=ρgh,计算液体压强大小;利用F浮=ρ液gV排,判断浮力的大小。
16.(2024九上·株洲开学考)如图所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内),然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后又下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示,不计空气阻力。
(1)在整个运动过程中,小球的机械能 填“守恒”或“不守恒”);
(2)小球动能最小的时刻是 状态(填“平衡”或“非平衡”);
(3)在t1~t2这段时间内,小球的动能变化情况是 。
【答案】(1)不守恒
(2)非平衡
(3)先增大后减小
【知识点】动能的影响因素;机械能守恒条件;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】(1)小球下落时压缩弹簧,小球的重力势能转化为弹簧的弹性势能,小球和弹簧总机械能守恒,小球的机械能不守恒。
(2)根据图像,t2时刻,弹力F最大,弹簧的压缩量最大,小球将到最低点且速度最小,动能最小,弹力大于重力,小球不能静止,受到非平衡力;
(3)在t1时小球接触弹簧后,弹力小于重力,小球加速运动,动能变大,弹簧被压缩,当弹力大于重力,小球做减速运动,动能减小,则动能先增大后减小。
【分析】(1)小球压缩弹簧,弹簧的弹性势能在变化,小球的机械能不守恒;
(2)小球将弹簧压缩到最低时,弹力大于小球的重力,受到非平衡力;
(3)质量一定时,速度变大,动能变大,速度减小,动能减小。
(1)由图看出,弹簧的弹力在变化,说明运动过程中弹簧的弹性势能在变化,而小球和弹簧组成的系统机械能守恒,则小球的机械能不守恒。
(2)由图看出,t2时刻,弹力F最大,故弹簧的压缩量最大,小球运动到最低点,动能最小,弹力大于重力,受到非平衡力。
(3)在t1~t2这段时间内,小球接触弹簧后,弹力小于重力,小球向下加速运动,当弹力等于重力时,速度最大,动能最大;继续运动时,弹力大于重力,小球做减速运动,所以动能先增大后减小。
17.(2024九上·株洲开学考)如图甲所示,茶壶静止在水平桌面上,请画出它所受力的示意图(将力的作用点画在茶壶的重心O点上)。如图乙所示为我市“文明办”在公共场所投入的一批轮式垃圾桶,请在图丙中作出力F对应的力臂l。
【答案】
【知识点】重力示意图;二力平衡的条件及其应用;力臂的画法
【解析】【解答】甲图中,茶壶静止,受到的重力G竖直向下,支持力F竖直向上,大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,作用点在物体的重心;如乙图,从支点O点作力的作用线F的垂线,为杠杆的力臂,如图所示:
【分析】静止的物体受到平衡力;重力竖直向下;支持力竖直向上;支点到力的作用线的垂直是杠杆的力臂。
18.(2024九上·株洲开学考)如图所示,小明用弹簧测力计、木块、砝码、长木板和毛巾探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验。
(1)实验过程中,应拉着木块在木板上做 运动,弹簧测力计的示数如图甲所示,则木块受到的滑动摩擦力大小为 N;
(2)对比甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与 的关系;
(3)小明想进一步探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,进行了图丙的实验,当测力计示数达到最大值时仍没拉动木块,为了使用现有实验器材顺利完成此实验探究,小明可采取的办法: 。
【答案】(1)匀速直线;4.2
(2)压力大小
(3)根据图丙,探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,保持压力相同,接触面的粗糙程度不同,当测力示数达到最大值时仍没拉动木块,摩擦力过大,可以实验中木块上的砝码取下,测出滑动摩擦力,再和甲实验进行比较。
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】探究滑动摩擦力的影响因素时,
(1)实验时,测力计拉着木块做匀速直线运动,木块受到平衡力,根据二力平衡,弹簧测力计的拉力等于摩擦力,根据图甲,测力计分度值为0.2N,示数是4.2N,则木块受到的滑动摩擦力为4.2N。
(2)根据甲、乙实验,接触面粗糙程度相同,压力不同,探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系。
【分析】(1)探究摩擦力的影响因素时,拉动物体匀速直线运动,根据测力计指针位置,测量摩擦力;
(2)当接触面的粗糙程度相同时,可以探究摩擦力和压力的关系;
(3)探究摩擦力和粗糙程度的关系时,若摩擦力过大,可以减小压力。
(1)[1][2]实验过程中,应拉着木块在木板上做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。弹簧测力计的示数如图甲所示,测力计分度值为0.2N,弹簧测力计的示数是4.2N,则木块受到的滑动摩擦力大小为4.2N。
(2)对比甲、乙两次实验可知,接触面粗糙程度相同,乙中压力大,故是为了探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系。
(3)为了探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,需使压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,当测力示数达到最大值时仍没拉动木块,由于摩擦力较大,测力计量程不够,所以可以将丙实验中木块上的砝码取下,测出滑动摩擦力,再和甲实验进行比较。
19.(2024九上·株洲开学考)如图所示是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”,除②图杯中装的是浓盐水外,其余杯里装的都是水。
(1)压强计是通过U形管中液面的 来反映被测液体压强大小的;
(2)使用前应检查装置是否漏气,方法是用手指轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(3)做②③两次实验,是为了探究液体内部压强大小跟液体的 是否有关;
(4)比较①③④三幅图,你还可以得出的结论是:在同种液体的同一深度, 。
【答案】高度差;不漏气;密度;液体朝各个方向的压强相等
【知识点】探究液体压强的特点实验;物理学方法
【解析】【解答】探究液体内部压强大小的影响因素时,(1)实验时,压强不同,U形管中液面的高度差不同,通过U形管液面高度差来反映被测压强大小的,高度差越大,液体压强越大。
(2)实验前,用手按压橡皮膜,橡皮膜受到的压强变化,管内气压挤压液面,若U形管中的液体能灵活升降,则装置不漏气;
(3)根据图②③实验,橡皮膜深度相同,液体密度不同,探究液体内部压强大小跟液体的密度是否有关;
(4)根据①③④三幅图,液体密度和深度相同,探头方向不同,可得:在同种液体的同一深度,液体朝各个方向的压强都相等。
【分析】(1)探究液体压强特点时,通过U形管液面高度差,可以反应液体压强的大小;
(2)按压橡皮膜时,U形管液面明显变化,装置不漏气;
(3)当深度相同,液体密度不同时,可以探究液体压强和液体密度的关系;
(4)当液体密度和深度相同时,各个方向的压强相等。
20.(2024九上·株洲开学考)某实验小组在“研究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验时应先调节杠杆在 位置平衡,若出现如图甲所示情况,应将杠杆的平衡螺母向 调节;
(2)杠杆平衡后,他们在图乙所示的A位置挂上3个钩码,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应在B位置挂上 个相同的钩码;
(3)上表是该小组在实验中记录杠杆平衡的部分数据,空格处所缺的数据: ,☆= ;
次数 F1/N l1/m F2/N l2/m
1 2.0 0.05 0.10
2 3.0 0.10 2.0 0.15
3 2.0 0.30 3.0 ☆
【答案】(1)水平;左
(2)4
(3)1.0;0.20
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】探究杠杆的平衡条件时,
(1)根据图甲,杠杆左端较高,应将平衡螺母向左端调节;杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂;
(2)设杠杆一格为L,一个钩码重G,根据杠杆的平衡条件,则有3G×4L=nG×3L,解得:n=4,在B处挂4个钩码;
(3)根据表中数据,利用杠杆平衡条件得:2.0N×0.05m=F2×0.10m,解得F2=1.0N;
计算力臂:2.0N×0.30m=3.0N×l2,解得l2=0.20m。
【分析】(1)调节杠杆平衡时,平衡螺母向偏高的一侧移动;水平平衡的杠杆便于测量力臂;
(2)根据杠杆上的力和力臂,计算未知的力的大小,判断钩码个数;
(3)根据杠杆的平衡条件,结合已知的力和力臂,计算未知的力和力臂。
(1)[1][2]实验时首先调节杠杆使其在水平位置平衡的好处是便于测量力臂;由图甲知,左端较高,所以应将平衡螺母向左端调节。
(2)设一格为L,一个钩码重G,则有
3G×4L=nG×3L
n=4
故应在B处挂4个钩码。
(3)[1][2]由杠杆平衡条件得到
2.0N×0.05m=F2×0.10m
解得F2=1.0N;
由杠杆平衡条件得到
2.0N×0.30m=3.0N×l2
解得l2=0.20m。
21.(2024九上·株洲开学考)小小不爱学习,小小爸爸“劝学”,暑假带小小去工地体验生活。工地上的每个红砖质量为3kg,水平放置时与底面接触面积为300cm2。小小在爸爸的带领下将5块红砖从一楼搬至10m高的四楼,用时1min。(g取10N/kg)
(1)每个红砖的重力为 N,水平放置时对地面压强为 Pa;
(2)小小搬砖时对红砖做的总功 ;
(3)小小搬砖时对红砖做功的功率 。
【答案】(1)30;1000
(2)1500J
(3)25W
【知识点】功率计算公式的应用;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)根据质量,计算每个红砖的重力:G=mg=3kg×10N/kg=30N;
水平放置时对地面压强为:;
(2)计算搬砖时,对红砖做的总功:W=G总h=5×30N×10m=1500J
(3)计算搬砖时,对红砖做功的功率:。
【分析】(1)根据G=mg,计算物体的重力;根据,计算压强的大小;
(2)根据W=Gh,计算克服重力做功多少;
(3)根据,计算功率的大小。
(1)[1]每个红砖的重力
G=mg=3kg×10N/kg=30N
[2]水平放置时对地面压强为
(2)小小搬砖时对红砖做的总功
W=G总h=5×30N×10m=1500J
(3)小小搬砖时对红砖做功的功率
22.(2024九上·株洲开学考)某兴趣小组要测量一金属块的密度,设计了如下方案:将装有适量细沙的薄壁圆筒,缓慢竖直放入盛有适量水的、水平放置的长方体透明薄壁容器中。待圆筒静止后,在圆筒上对应水面的位置标记一点A,并在长方体容器上标出此时的水位线MN(如图甲所示);然后将待测金属块用细线悬挂在圆筒下方,缓慢竖直放入水中。圆筒静止后(金属块不接触容器底部),在长方体容器上标出此时的水位线PQ(如图乙所示)。测出此时A与MN的距离为,PQ与MN的距离为。若圆筒的底面积为,长方体容器的底面积为,A点到圆筒底部的竖直距离为。(不计细线的质量和体积,已知=1.0103kg/m3。)
(1)图甲中水对容器底部的压强为P1,图乙中水对容器底部的压强为P2,则P2 P1。图甲中圆筒底部受到水的压强为 Pa。
(2)求甲乙两图中容器底部所受水的压力变化量 ;
(3)求金属块的密度 。
【答案】(1)>;1000
(2)1.2N
(3)
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)根据图像,甲中水的深度小于乙中水的深度,根据,图甲中水的压强p1小于图乙中水的压强p2。根据竖直距离为h=0.1m,计算圆筒底部的液体压强
(2)根据甲、乙两图,圆筒静止后,金属块和圆筒漂浮,浮力的增加量等于容器底部所受水的压力变化量;乙图和甲图相比,水面升高的高度为h2=0.03m,排开水的体积增加量
容器底部所受水的压力变化量为整体受到浮力的增加量
;
(3)计算金属块的质量:
设金属块的体积为V,整体排开水的体积增加量
根据体积,则
计算金属块的体积
则金属块的密度
【分析】(1)液体密度一定时,深度越深,液体压强越大;根据p=ρgh,计算压强;
(2)根据体积的变化量,结合ΔF浮=ρ液gΔV排,计算浮力的变化;
(3)根据,计算质量,根据容器内液体体积的变化,计算体积,利用,计算密度。
(1)[1]由图可知图甲中水的深度小于图乙中水的深度,根据液体压强可知,图甲中水对容器底部的压强p1小于图乙中水对容器底部的压强p2。
[2]已知A点到圆筒底部的竖直距离为h=0.1m,则图甲中圆筒底部受到的液体压强
(2)对比甲、乙两图可知,将金属块用细线悬挂在圆筒下方,缓慢竖直放入水中,圆筒静止后,金属块和圆筒构成的整体仍处于漂浮状态,根据受力分析可知,该整体受到浮力的增加量等于甲乙两图中容器底部所受水的压力变化量;由题意和图示可知乙图和甲图相比水面升高的高度为h2=0.03m,则整体排开水的体积增加量
由阿基米德原理可知整体受到浮力的增加量
则甲乙两图中容器底部所受水的压力变化量为1.2N。
(3)由重力公式可得金属块的质量
设金属块的体积为V,整体排开水的体积增加量
且由图可知
则
所以金属块的体积
则金属块的密度
1 / 1湖南省株洲市第二中学初中部2024-2025学年九年级上学期开学考试物理试题
1.(2024九上·株洲开学考)当地时间7月22日,黄雨婷,盛李豪获得巴黎奥运会首金。如图所示,据悉这枚奥运会金牌的质量大约为529g,则下列物体所受的重力与这枚金牌最接近的是( )
A.一支铅笔 B.一个鸡蛋
C.一本新华字典 D.一张课桌
2.(2024九上·株洲开学考)关于力的概念,下列说法中不正确的是( )
A.力是物体对物体的作用,离开物体就没有力
B.一个受力物体同时也一定是施力物体
C.从空中降落的雨滴不受力的作用
D.马向前拉车,同时车用同样大小的力向后拉马
3.(2024九上·株洲开学考)如图所示,跳水运动员在起跳前压弯跳板,因跳板形变后要恢复原状所产生的力是
A.脚对跳板的压力 B.跳板对脚的支持力
C.跳板受到的重力 D.运动员受到的重力
4.(2024九上·株洲开学考)当地时间8月5日,邹敬园获得巴黎奥运会男子双杠冠军。关于比赛,下列说法正确的是( )
A.邹敬园在双杠上反复翻转说明力可以改变形状
B.邹敬园在做双杠项目前,手要擦上滑石粉,是为了增大摩擦力
C.邹敬园在空中翻转时,不受重力
D.邹敬园倒立在双杠上静止不动时,受力不平衡
5.(2024九上·株洲开学考)细心的小明发现放在车中并已拧紧瓶盖的矿泉水瓶遇冷会变瘪,对此说法正确的是( )
A.瓶中水的质量变小了
B.瓶中密封空气的质量变小了
C.瓶中密封空气的密度变小了
D.瓶中密封空气的质量与体积之比变大了
6.(2024九上·株洲开学考)下列关于惯性、运动和力的说法正确的是( )
A.物体不受力时,一定保持静止状态
B.牛顿第一定律是通过实验直接得出的
C.跳远时助跑可以增大运动员的惯性,从而提高成绩
D.质量越大的物体惯性越大
7.(2024九上·株洲开学考)如图是中国小将全红婵在东京奥运会女子10米跳台决赛中夺冠。当她站在领奖台上领奖时,下列说法正确的是( )
A.她所受的重力和她对领奖台的压力是一对平衡力
B.她所受的重力和领奖台对她的支持力是一对平衡力
C.她对领奖台的压力和领奖台对她的支持力是一对相互作用力
D.她对领奖台的压力和领奖台受到的重力是一对相互作用力
8.(2024九上·株洲开学考)当地时间8月8日,在巴黎奥运会皮划艇静水男子500米双人决赛中,中国组合刘浩、季博文夺得金牌。以下说法正确的是( )
A.当运动员用船桨划水时,水对桨的力向后
B.运动员手中使用的船桨属于省力杠杆
C.运动员手中使用的船桨属于等臂杠杆
D.运动员使用该船桨的好处是省距离
9.(2024九上·株洲开学考)李发彬在巴黎奥运会上获得男子举重61kg级冠军,挺举成绩是167kg,他在挺举过程中对杠铃做的功最接近( )
A.600J B.1200J C.3000J D.5400J
10.(2024九上·株洲开学考)巴黎奥运会羽毛球比赛中,中国组合郑思维、黄雅琼夺得金牌,关于比赛中涉及的力学知识,分析正确的是( )
A.羽毛球离开球拍上升过程中,弹性势能转化为动能
B.羽毛球上升到最高点时,其重力势能最大
C.羽毛球在空中运动过程中其机械能保持不变
D.击球时,球拍对羽毛球的力是由羽毛球的弹性形变产生的
11.(2024九上·株洲开学考)如图所示,将同一只密度计先后放入甲、乙两个盛有不同液体的容器中,若两容器内的液体密度分别为ρ甲、ρ乙,密度计受到的浮力分别为F甲、F乙,则下列大小关系正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙,F甲=F乙 B.ρ甲<ρ乙,F甲>F乙
C.ρ甲=ρ乙,F甲>F乙 D.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙
12.(2024九上·株洲开学考)用如图所示甲、乙两种方式分别匀速提升重为200N的物体,已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计,则( )
A.手的拉力:F甲=F乙;机械效率:η甲=η乙
B.手的拉力:F甲<F乙;机械效率:η甲<η乙
C.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲<η乙
D.手的拉力:F甲>F乙;机械效率:η甲>η乙
13.(2024九上·株洲开学考)如图为奥运会升旗示意图,A装置是 滑轮,使用它的目的是 。
14.(2024九上·株洲开学考)图甲高铁站台处设置安全线,是因为高速运行的列车使空气流速增大,压强 ;图乙车厢内的破窗锤制成锥形是为了破窗时 压强。(均选填“增大”或“减小”)
15.(2024九上·株洲开学考)2023年10月7日杭州亚运会上中国花游队双胞胎姐妹花王柳懿和王芊懿在双人自由自选比赛夺得金牌。当这对身高1.7米姐妹花的脚恰接触水面竖直倒立着潜在水中(如上图所示),其头顶处所受到水的压强为 帕;若此时她们保持竖直倒立的样子向下潜,在此过程中她们所受浮力大小 。(选填“不变”、“变大”或“变小”)。
16.(2024九上·株洲开学考)如图所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内),然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后又下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示,不计空气阻力。
(1)在整个运动过程中,小球的机械能 填“守恒”或“不守恒”);
(2)小球动能最小的时刻是 状态(填“平衡”或“非平衡”);
(3)在t1~t2这段时间内,小球的动能变化情况是 。
17.(2024九上·株洲开学考)如图甲所示,茶壶静止在水平桌面上,请画出它所受力的示意图(将力的作用点画在茶壶的重心O点上)。如图乙所示为我市“文明办”在公共场所投入的一批轮式垃圾桶,请在图丙中作出力F对应的力臂l。
18.(2024九上·株洲开学考)如图所示,小明用弹簧测力计、木块、砝码、长木板和毛巾探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验。
(1)实验过程中,应拉着木块在木板上做 运动,弹簧测力计的示数如图甲所示,则木块受到的滑动摩擦力大小为 N;
(2)对比甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与 的关系;
(3)小明想进一步探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,进行了图丙的实验,当测力计示数达到最大值时仍没拉动木块,为了使用现有实验器材顺利完成此实验探究,小明可采取的办法: 。
19.(2024九上·株洲开学考)如图所示是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”,除②图杯中装的是浓盐水外,其余杯里装的都是水。
(1)压强计是通过U形管中液面的 来反映被测液体压强大小的;
(2)使用前应检查装置是否漏气,方法是用手指轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(3)做②③两次实验,是为了探究液体内部压强大小跟液体的 是否有关;
(4)比较①③④三幅图,你还可以得出的结论是:在同种液体的同一深度, 。
20.(2024九上·株洲开学考)某实验小组在“研究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验时应先调节杠杆在 位置平衡,若出现如图甲所示情况,应将杠杆的平衡螺母向 调节;
(2)杠杆平衡后,他们在图乙所示的A位置挂上3个钩码,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应在B位置挂上 个相同的钩码;
(3)上表是该小组在实验中记录杠杆平衡的部分数据,空格处所缺的数据: ,☆= ;
次数 F1/N l1/m F2/N l2/m
1 2.0 0.05 0.10
2 3.0 0.10 2.0 0.15
3 2.0 0.30 3.0 ☆
21.(2024九上·株洲开学考)小小不爱学习,小小爸爸“劝学”,暑假带小小去工地体验生活。工地上的每个红砖质量为3kg,水平放置时与底面接触面积为300cm2。小小在爸爸的带领下将5块红砖从一楼搬至10m高的四楼,用时1min。(g取10N/kg)
(1)每个红砖的重力为 N,水平放置时对地面压强为 Pa;
(2)小小搬砖时对红砖做的总功 ;
(3)小小搬砖时对红砖做功的功率 。
22.(2024九上·株洲开学考)某兴趣小组要测量一金属块的密度,设计了如下方案:将装有适量细沙的薄壁圆筒,缓慢竖直放入盛有适量水的、水平放置的长方体透明薄壁容器中。待圆筒静止后,在圆筒上对应水面的位置标记一点A,并在长方体容器上标出此时的水位线MN(如图甲所示);然后将待测金属块用细线悬挂在圆筒下方,缓慢竖直放入水中。圆筒静止后(金属块不接触容器底部),在长方体容器上标出此时的水位线PQ(如图乙所示)。测出此时A与MN的距离为,PQ与MN的距离为。若圆筒的底面积为,长方体容器的底面积为,A点到圆筒底部的竖直距离为。(不计细线的质量和体积,已知=1.0103kg/m3。)
(1)图甲中水对容器底部的压强为P1,图乙中水对容器底部的压强为P2,则P2 P1。图甲中圆筒底部受到水的压强为 Pa。
(2)求甲乙两图中容器底部所受水的压力变化量 ;
(3)求金属块的密度 。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】质量及其特性
【解析】【解答】A. 一支普通铅笔的质量约10g,故A不符合题意;
B.一个鸡蛋的质量约50g,故B不符合题意;
C.一本新华字典的质量接近一瓶矿泉水,约500g,故C符合题意;
D.中学生课桌的质量约10kg,故D不符合题意。
故选C。
【分析】根据常见物体的质量,结合数据解答。
2.【答案】C
【知识点】力作用的相互性
【解析】【解答】A. 力是物体对物体的作用,离开物体就没有力。A不符合题意。
B. 一个受力物体同时也一定是施力物体,因为物体间力的作用是相互的。B不符合题意。
C. 从空中降落的雨滴,是由于受到地球的吸引力即重力。C符合题意。
D. 马向前拉车,同时车用同样大小的力向后拉马,因为物体间力的作用是相互的。D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】什么是力:力是物体对物体的作用.
物体间力的作用是相互的. (一个物体对别的物体施力时,也同时受到后者对它的力).
3.【答案】B
【知识点】弹力
【解析】【解答】运动员向下压跳板,跳板发生弹性形变,在恢复原状时,对运动员产生向上的力,是跳板对脚的支持力,B符合题意。
故选B.
【分析】发生弹性形变的物体,在恢复原状时,产生弹力。
4.【答案】B
【知识点】力的作用效果;重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.运动员在双杠上反复翻转,运动方向发生改变,是力改变运动状态,故A错误;
B.手上擦滑石粉,最大接触面的粗糙程度,在压力一定时,可以增大摩擦力,故B正确;
C.地球附近的物体受到重力的作用,故C错误;
D.邹敬园倒立在双杠上静止不动时,处于平衡状态,受力平衡,故D错误。
故选B。
【分析】增大接触面的粗糙程度,可以增大摩擦力;地球附近的物体都受重力;力可以改变物体的运动状态;静止的物体受到平衡力。
5.【答案】D
【知识点】质量及其特性;密度公式及其应用
【解析】【解答】AB.瓶盖已拧紧,所以瓶中水的质量、密封空气不变,故AB错误;
CD.矿泉水瓶变瘪,瓶中密封空气遇冷后体积变小,据据,质量不变,体积变小,密度变大,即密封空气的质量与体积之比变大,故C错误;故D正确。
故选D。
【分析】质量是物体含有物质的多少,体积改变,质量不变;根据空气的热胀冷缩,遇冷体积变小,密度变大。
6.【答案】D
【知识点】牛顿第一定律;物体运动状态的变化;惯性及其现象
【解析】【解答】A.物体不受力时,保持静止状态或匀速直线运动状态,故A错误;
B.牛顿第一定律的前提是物体不受外力,实验环境不存在,结论是在实验的基础上进行科学推理得出的,故B错误;
CD.惯性大小只和物体的质量有关,和速度无关,助跑不能增大运动员的惯性,故C错误;故D正确。
故选D。
【分析】牛顿第一定律是通过实验和推理得出的,物体不受力,将保持静止或匀速直线运动;惯性是物体的属性,只和质量有关。
7.【答案】B,C
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】A.人站在领奖台上,重力和对领奖台的压力方向相同,不是一对平衡力,故A错误;
B.人站立时,受到的重力和支持力大小相等、方向相反、在同一直线、同一物体上,是一对平衡力,故B正确;
C.站在领奖台上,人对领奖台的压力和领奖台对人的支持力是力和反作用力,是相互作用力,故C正确;
D.站在领奖台上时,人对领奖台的压力和领奖台受到的重力方向都竖直向下,不是相互作用力,故D错误。
故选BC。
【分析】二力平衡时,力的大小相等、方向相反、在同一直线、同一物体上;相互作用力是物体间的力和反作用力。
8.【答案】D
【知识点】力作用的相互性;杠杆的分类
【解析】【解答】A.船桨划水时,船桨给水一向后的作用力,根据相互作用,水给船桨一向前的力,使船前进,故A错误;
BCD.使用船桨时,动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,是费力杠杆,费力省距离,故D正确,BC错误。
故选D。
【分析】物体间力的作用是相互的,相互作用力方向相反;当动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
9.【答案】C
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】根据杠铃质量,计算重力为:G=mg=167kg×10N/kg=1670N,
运动员的身高约为1.60m,把杠铃举过头顶,高度约h=2.0m,
挺举时对杠铃做功:W=Gh=1670N×2.0m=3340J,接近3000J。故C符合题意,ACD不符合题意。
故选C。
【分析】根据G=mg计算重力;根据W=Gh计算做功多少。
10.【答案】B
【知识点】势能的影响因素;机械能及其转化;弹力
【解析】【解答】A.羽毛球上升时,质量不变,高度升高,重力势能增大,速度减小,动能减小,动能转化为重力势能,故A错误;
B.质量一定时,羽毛球上升到最高点时,高度最高,重力势能最大,故B正确;
C.羽毛球在空中运动时,要克服阻力做功,消耗机械能,机械能不断减小,故C错误;
D.球拍对羽毛球的力是球拍发出的,是球拍发生弹性形变,恢复原状时产生的,故D错误。
故选B。
【分析】质量一定时,速度变小,动能减小,高度变大,重力势能变大;运动的物体克服空气阻力,消耗机械能;发生弹性形变的物体,在恢复原状时产生弹力。
11.【答案】A
【知识点】浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】因为密度计漂浮,受到的浮力大小都等于密度计受到的重力,即F浮=G
同一支密度计,重力不变,密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,因此密度计在两种液体中受到的浮力相等,即F甲=F乙,由图知道,乙密度计排开液体的体积小,由F浮=ρ液gV排知道,甲乙液体的密ρ甲<ρ乙
故A正确,BCD错误。
故选A。
【分析】根据物体浮沉条件、浮力的计算判识选项
物体漂浮,受到的浮力大小等于物体受到的重力;浮力的计算F浮=ρ液gV排,浮力相等的情况下,液体密度和排开水的体积成反比,本题中物体受到的密度相等,乙物体排水体积小,所以乙液体密度小大
12.【答案】D
【知识点】机械效率的大小比较
【解析】【解答】图中,甲是定滑轮,可以改变力的方向,不省力,拉力等于物体的重力,则
乙是动滑轮,可以省一半的力,拉力等于物体和滑轮总重力的一半,即
,手的拉力:F甲>F乙;
不计绳重和摩擦力时,甲图定滑轮的总功等于有用功,机械效率等于100%,乙图对动滑轮做了额外功,有用功小于总功,机械效率小于100%,即,D符合题意。
故选D。
【分析】定滑轮可以改变力的方向,不省力;动滑轮的拉力是总重力的一半;有用功一定时,额外功越大,机械效率越小。
13.【答案】定;改变力的方向
【知识点】定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】旗杆顶端的滑轮不随旗子运动,是定滑轮,使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向。
【分析】定滑轮是固定不动的滑轮,可以改变力的方向。
14.【答案】减小;增大
【知识点】增大压强的方法及其应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】高速行驶的列车附近空气流速大,压强小,人靠近列车时,人外侧的流速小,压强不变,人受到外侧的较大压强,容易被压向列车,发生交通事故。
破窗锤的金属端制成锥形,减小了受力面积,在压力一定时,能增大压强,容易破窗。
【分析】流体在流速大的地方压强小;减小受力面积,可以增大压强。
15.【答案】1.7×104;不变
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】根据深度,计算头顶处的压强为
浸没在水中下潜时,排开水的体积不变,受的浮力不变。
【分析】根据p=ρgh,计算液体压强大小;利用F浮=ρ液gV排,判断浮力的大小。
16.【答案】(1)不守恒
(2)非平衡
(3)先增大后减小
【知识点】动能的影响因素;机械能守恒条件;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】(1)小球下落时压缩弹簧,小球的重力势能转化为弹簧的弹性势能,小球和弹簧总机械能守恒,小球的机械能不守恒。
(2)根据图像,t2时刻,弹力F最大,弹簧的压缩量最大,小球将到最低点且速度最小,动能最小,弹力大于重力,小球不能静止,受到非平衡力;
(3)在t1时小球接触弹簧后,弹力小于重力,小球加速运动,动能变大,弹簧被压缩,当弹力大于重力,小球做减速运动,动能减小,则动能先增大后减小。
【分析】(1)小球压缩弹簧,弹簧的弹性势能在变化,小球的机械能不守恒;
(2)小球将弹簧压缩到最低时,弹力大于小球的重力,受到非平衡力;
(3)质量一定时,速度变大,动能变大,速度减小,动能减小。
(1)由图看出,弹簧的弹力在变化,说明运动过程中弹簧的弹性势能在变化,而小球和弹簧组成的系统机械能守恒,则小球的机械能不守恒。
(2)由图看出,t2时刻,弹力F最大,故弹簧的压缩量最大,小球运动到最低点,动能最小,弹力大于重力,受到非平衡力。
(3)在t1~t2这段时间内,小球接触弹簧后,弹力小于重力,小球向下加速运动,当弹力等于重力时,速度最大,动能最大;继续运动时,弹力大于重力,小球做减速运动,所以动能先增大后减小。
17.【答案】
【知识点】重力示意图;二力平衡的条件及其应用;力臂的画法
【解析】【解答】甲图中,茶壶静止,受到的重力G竖直向下,支持力F竖直向上,大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,作用点在物体的重心;如乙图,从支点O点作力的作用线F的垂线,为杠杆的力臂,如图所示:
【分析】静止的物体受到平衡力;重力竖直向下;支持力竖直向上;支点到力的作用线的垂直是杠杆的力臂。
18.【答案】(1)匀速直线;4.2
(2)压力大小
(3)根据图丙,探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,保持压力相同,接触面的粗糙程度不同,当测力示数达到最大值时仍没拉动木块,摩擦力过大,可以实验中木块上的砝码取下,测出滑动摩擦力,再和甲实验进行比较。
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】探究滑动摩擦力的影响因素时,
(1)实验时,测力计拉着木块做匀速直线运动,木块受到平衡力,根据二力平衡,弹簧测力计的拉力等于摩擦力,根据图甲,测力计分度值为0.2N,示数是4.2N,则木块受到的滑动摩擦力为4.2N。
(2)根据甲、乙实验,接触面粗糙程度相同,压力不同,探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系。
【分析】(1)探究摩擦力的影响因素时,拉动物体匀速直线运动,根据测力计指针位置,测量摩擦力;
(2)当接触面的粗糙程度相同时,可以探究摩擦力和压力的关系;
(3)探究摩擦力和粗糙程度的关系时,若摩擦力过大,可以减小压力。
(1)[1][2]实验过程中,应拉着木块在木板上做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。弹簧测力计的示数如图甲所示,测力计分度值为0.2N,弹簧测力计的示数是4.2N,则木块受到的滑动摩擦力大小为4.2N。
(2)对比甲、乙两次实验可知,接触面粗糙程度相同,乙中压力大,故是为了探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系。
(3)为了探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,需使压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,当测力示数达到最大值时仍没拉动木块,由于摩擦力较大,测力计量程不够,所以可以将丙实验中木块上的砝码取下,测出滑动摩擦力,再和甲实验进行比较。
19.【答案】高度差;不漏气;密度;液体朝各个方向的压强相等
【知识点】探究液体压强的特点实验;物理学方法
【解析】【解答】探究液体内部压强大小的影响因素时,(1)实验时,压强不同,U形管中液面的高度差不同,通过U形管液面高度差来反映被测压强大小的,高度差越大,液体压强越大。
(2)实验前,用手按压橡皮膜,橡皮膜受到的压强变化,管内气压挤压液面,若U形管中的液体能灵活升降,则装置不漏气;
(3)根据图②③实验,橡皮膜深度相同,液体密度不同,探究液体内部压强大小跟液体的密度是否有关;
(4)根据①③④三幅图,液体密度和深度相同,探头方向不同,可得:在同种液体的同一深度,液体朝各个方向的压强都相等。
【分析】(1)探究液体压强特点时,通过U形管液面高度差,可以反应液体压强的大小;
(2)按压橡皮膜时,U形管液面明显变化,装置不漏气;
(3)当深度相同,液体密度不同时,可以探究液体压强和液体密度的关系;
(4)当液体密度和深度相同时,各个方向的压强相等。
20.【答案】(1)水平;左
(2)4
(3)1.0;0.20
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】探究杠杆的平衡条件时,
(1)根据图甲,杠杆左端较高,应将平衡螺母向左端调节;杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂;
(2)设杠杆一格为L,一个钩码重G,根据杠杆的平衡条件,则有3G×4L=nG×3L,解得:n=4,在B处挂4个钩码;
(3)根据表中数据,利用杠杆平衡条件得:2.0N×0.05m=F2×0.10m,解得F2=1.0N;
计算力臂:2.0N×0.30m=3.0N×l2,解得l2=0.20m。
【分析】(1)调节杠杆平衡时,平衡螺母向偏高的一侧移动;水平平衡的杠杆便于测量力臂;
(2)根据杠杆上的力和力臂,计算未知的力的大小,判断钩码个数;
(3)根据杠杆的平衡条件,结合已知的力和力臂,计算未知的力和力臂。
(1)[1][2]实验时首先调节杠杆使其在水平位置平衡的好处是便于测量力臂;由图甲知,左端较高,所以应将平衡螺母向左端调节。
(2)设一格为L,一个钩码重G,则有
3G×4L=nG×3L
n=4
故应在B处挂4个钩码。
(3)[1][2]由杠杆平衡条件得到
2.0N×0.05m=F2×0.10m
解得F2=1.0N;
由杠杆平衡条件得到
2.0N×0.30m=3.0N×l2
解得l2=0.20m。
21.【答案】(1)30;1000
(2)1500J
(3)25W
【知识点】功率计算公式的应用;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)根据质量,计算每个红砖的重力:G=mg=3kg×10N/kg=30N;
水平放置时对地面压强为:;
(2)计算搬砖时,对红砖做的总功:W=G总h=5×30N×10m=1500J
(3)计算搬砖时,对红砖做功的功率:。
【分析】(1)根据G=mg,计算物体的重力;根据,计算压强的大小;
(2)根据W=Gh,计算克服重力做功多少;
(3)根据,计算功率的大小。
(1)[1]每个红砖的重力
G=mg=3kg×10N/kg=30N
[2]水平放置时对地面压强为
(2)小小搬砖时对红砖做的总功
W=G总h=5×30N×10m=1500J
(3)小小搬砖时对红砖做功的功率
22.【答案】(1)>;1000
(2)1.2N
(3)
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)根据图像,甲中水的深度小于乙中水的深度,根据,图甲中水的压强p1小于图乙中水的压强p2。根据竖直距离为h=0.1m,计算圆筒底部的液体压强
(2)根据甲、乙两图,圆筒静止后,金属块和圆筒漂浮,浮力的增加量等于容器底部所受水的压力变化量;乙图和甲图相比,水面升高的高度为h2=0.03m,排开水的体积增加量
容器底部所受水的压力变化量为整体受到浮力的增加量
;
(3)计算金属块的质量:
设金属块的体积为V,整体排开水的体积增加量
根据体积,则
计算金属块的体积
则金属块的密度
【分析】(1)液体密度一定时,深度越深,液体压强越大;根据p=ρgh,计算压强;
(2)根据体积的变化量,结合ΔF浮=ρ液gΔV排,计算浮力的变化;
(3)根据,计算质量,根据容器内液体体积的变化,计算体积,利用,计算密度。
(1)[1]由图可知图甲中水的深度小于图乙中水的深度,根据液体压强可知,图甲中水对容器底部的压强p1小于图乙中水对容器底部的压强p2。
[2]已知A点到圆筒底部的竖直距离为h=0.1m,则图甲中圆筒底部受到的液体压强
(2)对比甲、乙两图可知,将金属块用细线悬挂在圆筒下方,缓慢竖直放入水中,圆筒静止后,金属块和圆筒构成的整体仍处于漂浮状态,根据受力分析可知,该整体受到浮力的增加量等于甲乙两图中容器底部所受水的压力变化量;由题意和图示可知乙图和甲图相比水面升高的高度为h2=0.03m,则整体排开水的体积增加量
由阿基米德原理可知整体受到浮力的增加量
则甲乙两图中容器底部所受水的压力变化量为1.2N。
(3)由重力公式可得金属块的质量
设金属块的体积为V,整体排开水的体积增加量
且由图可知
则
所以金属块的体积
则金属块的密度
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