湖南省长沙市岳麓区西雅中学2024-2025学年九年级上学期开学考试物理试卷
一、选择题(共12小题。每小题3分,共36分,其中11、12小题为双选题)
1.(2024九上·岳麓开学考)中国奥运健儿在 33 届巴黎奥林匹克运动会中斩获佳绩。下列训练项目,力的作用效果与其他几项不同的是( )
A.撑杆跳高运动员用力压弯撑杆 B.百米赛跑运动员用力蹬地起跑
C.棒球被击打后改变了运动方向 D.跳板将跳水运动员弹向了空中
【答案】A
【知识点】力的作用效果
【解析】【解答】 A.撑杆跳高运动员用力压弯撑杆,说明力改变了物体的形状,
B.百米赛跑运动员用力蹬地起跑,说明力改变了物体的运动状态;
C.棒球被击打后改变了运动方向,说明力改变了物体的运动状态;
D.跳板将跳水运动员弹向了空中,说明力改变了物体的运动状态;
则与其它三个力的作用效果不同的是A;
故选A。
【分析】 力可以使物体发生形变,也可以使物体改变运动状态。
2.(2024九上·岳麓开学考)物理的学习让大家学会正确的归因,养成使用证据表达自己的观点的习惯,下列现象能够为运动不需要力来维持这个观点提供证据的是( )
A.物体静止时不受力的作用
B.水自发往低处流,不受力的作用
C.滑板车不用力蹬地时也能向前滑行
D.滑板车不蹬地时,就慢慢停下来了
【答案】C
【知识点】力与运动的关系
【解析】【解答】 A.物体静止时可能不受力的作用,也可能受平衡力的作用,故A不合题意;
B.水自发往低处流,是因为受到重力的作用,而并非不受力的作用,故B不合题意;
C.滑板车不用力蹬地时也能向前滑行,这是因为滑板车具有惯性,可以为运动不需要力来维持这个观点提供证据,故C符合题意;
D.滑板车不蹬地时,就慢慢停下来了,是因为受到的摩擦阻力的作用,故D不合题意。
故选C。
【分析】 力是改变物体运动状态的原因,维持物体的运动不需要力。
3.(2024九上·岳麓开学考)惯性导航是一种自主式导航技术,应用于航天航空、自动驾驶等领域。惯性是所有物体的基本属性,下列有关惯性的说法正确的是( )
A.小明没有推动静止的汽车,是由于汽车没有惯性
B.足球离开运动员后还能在空中飞行,表明足球受到了惯性的作用
C.驾驶员系安全带,是为了减小驾驶员的惯性
D.拍打衣服灰尘脱落是由于灰尘具有惯性
【答案】D
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】 A.一切物体在任何情况下都具有惯性,小明没有推动静止的汽车,是因为推力等于摩擦力,汽车由于惯性仍然保持原来的静止状态,故A错误;
B.惯性指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质,惯性不是力,不能说受到了惯性力的作用,故B错误;
C.驾驶员系安全带,主要是防止快速行驶的汽车发生碰撞时,人由于惯性向前运动而带来的危害,惯性大小不变,故C错误;
D.拍打衣服时,衣服运动,灰尘由于惯性还保持原来的静止状态,因此会从衣服上脱落,故D正确。
故选D。
【分析】 惯性指物体保持原来运动状态不变的性质,惯性是物体本身固有的属性,任何物体任何状态下都有惯性;质量是物体惯性大小的唯一的量度。
4.(2024九上·岳麓开学考)如图将装有肉块的密封袋缓慢的浸入水中,在液面接近袋口时将袋口密封,这样从水中拿出来后,肉块也能被密封袋牢牢包裹,提升保鲜能力,关于此应用说法正确的是( )
A.此现象利用了水的浮力 B.此方法在中国空间站也能应用
C.浸入水中越浅效果越好 D.此现象利用了大气压强
【答案】D
【知识点】大气压强的存在
【解析】【解答】 将装有肉块的密封袋缓慢的浸入水中,袋内的空气被挤压出来,在液面接近袋口时将袋口密封,这样从水中拿出来后,袋内的气压低于袋外的大气压,肉块被密封袋牢牢包裹,起到保鲜作用。故D符合题意,A、B、C不符合题意。
故选D。
【分析】大气压的应用大多是利用内外的气压差,所以要判断是否是大气压的应用,要注意有没有形成这个“气压差”。
5.(2024九上·岳麓开学考)如图所示的四种工具中,正常使用时属于费力杠杆的是
A.园艺剪 B. 核桃夹子
C. 瓶盖起子 D.食品夹
【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】 A.园艺剪在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A不符合题意;
B.核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B不符合题意;
C.瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C不符合题意;
D.食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D符合题意。
故选D。
【分析】判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
6.(2024九上·岳麓开学考)如图所示,《天工开物》向我们展现了古代劳动人民的智慧。人们在劳作时,主要为了减小压强的劳动工具是( )
A.压碎谷物的碾子
B.挑粮食的宽扁担
C.锄田地的锄头
D.加工石料的凿子
【答案】B
【知识点】增大压强的方法及其应用;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】根据压强的计算公式P,减小压强可以通过增加受力面积,或者减小压强,压缩碾子、凿子增加物体的重力增大压强,锄头减小受力面积来增加压强,所以ACD错误,宽扁担是通过增加受力面积来减小压强,B正确。
综上选B。
【分析】压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积。
7.(2024九上·岳麓开学考)如图甲所示是被誉为“中国天眼(FAST)”的球面射电望远镜。由于 FAST 反射面板承受能力有限,在维修时科学家用 4.6m 直径的气球(气球内充入某种气体)系在作业人员身上,设计了如图乙所示的“微重力蜘蛛人”方案来减小对面板的压力。下列说法正确的是
A.作业人员受到的重力很微小
B.气球内应充入密度小于空气的气体
C.气球受到的浮力等于绳对气球的拉力
D.面板对人的支持力与人对面板的压力是一对平衡力
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别;阿基米德原理
【解析】【解答】 A.由G=mg可知,人所受的重力与人的质量有关,作业人员受到的重力没有变化,故A错误;
B.气球里面充的气体的密度小于空气的密度,此时气球所受浮力大于自身重力,才能减小人对面板的压力,故B正确;
C.气球受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和竖直向下的拉力的作用,浮力等于重力和绳对气球的拉力之和,故C错误;
D.面板对人的支持力与人对面板的压力大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于两个不同的物体上,是相互作用力,故D错误。
故选B。
【分析】A.物体所受的重力G=mg,则重力的大小与质量有关,据此分析;
B.气球是依靠空气的浮力升空的,从密度与浮力的角度进行分析即可;
C.根据气球的运动状态分析其受力情况;
D.二力平衡的条件:大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于同一物体上,缺一不可;
相互作用力的条件:大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于两个不同的物体上。
8.(2024九上·岳麓开学考)夏季到来,交警部门加大了对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度,如图所示,遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在较大的安全隐患,当电动车快速行驶时有“向上飘”的感觉。下列关于这一现象的解释正确的是( )
A.伞上方的空气流速大于下方,压强大于下方
B.伞上方的空气流速大于下方,压强小于下方
C.伞上方的空气流速小于下方,压强大于下方
D.伞上方的空气流速小于下方,压强小于下方
【答案】B
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】伞面“上凸下平”,上面的空气流速快,所以压强小,伞下表面空气流速小,压强大,上表面和下表面形成了压强差,所以电动车快速行驶时有“向上飘”的感觉,故ACD错误,B正确。
故选B。
【分析】压强和流速的关系:压强越大,流速越小,应用为飞机机翼上凸,空气流速快,导致压强较小,形成向上的升力。
9.(2024九上·岳麓开学考)长沙某建筑工地为了在更短的时间完成地面基础建设,数台挖掘机同时工作,其目的是增大所有挖掘机的( )
A.机械效率 B.功率 C.功 D.有用功
【答案】B
【知识点】功率的概念
【解析】【解答】 数台挖掘机同时工作 ,可以缩短做功的时间,根据根据可知,时间缩短,增大所有挖掘机总的功率。ACD错误,B正确。
故选B。
【分析】功率的计算:公式为W=Pt,所以在功相同的情况下,功率和时间为反比。
10.(2024九上·岳麓开学考)工人师傅用如图所示的滑轮组,将重为 800N 的重物缓慢匀速竖直提升到 3m,人对绳的拉力 F 为 500N,不计绳重和摩擦,则( )
A.绳子自由端移动的距离为 9m
B.动滑轮的重力为 100N
C.人通过滑轮组做的有用功为 1500J
D.滑轮组的机械效率为 80%
【答案】D
【知识点】机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】 A.由图知,承担重物绳子的段数n=2,绳端移动的距离:s=nh=2×3m=6m,故A错误;
B.不计绳重和摩擦,由可得动滑轮的重力:G动=nF-G=2×500N-800N=200N,故B错误;
C.人通过滑轮组做的有用功:W有=Gh=800N×3m=2400J,故C错误;
D.滑轮组的机械效率:,故D正确。
故选D。
【分析】 A.由图知,承担重物绳子的段数n=2,由s=nh可求绳端移动的距离;
B.不计绳重和摩擦,根据计算动滑轮的重力;
C.根据W有=Gh计算有用功;
D.根据计算滑轮组的机械效率。
11.(2024九上·岳麓开学考)我国完成了北斗全球卫星导航系统全部卫星的发射,全面建成了北斗系统。关于如图所示的情景,下列说法正确的是( )
A.火箭加速上升的过程中火箭的动力大于重力
B.如果北斗卫星所受的力全部消失,将会一直绕地球做匀速圆周运动
C.北斗卫星绕地球运行时受到非平衡力的作用
D.北斗卫星从近地点向远地点运行时,动能增大,势能减小.
【答案】A,C
【知识点】动能和势能的大小变化;牛顿第一定律;平衡状态的判断;力与运动的关系
【解析】【解答】 A.根据力与运动的关系可知,火箭加速上升时,合力向上,即受到的动力大于重力,故A正确;
B.北斗卫星处于运动状态,根据牛顿第一定律可知,如果北斗卫星所受的力全部消失,卫星将做匀速直线运动,故B错误;
C.北斗卫星绕轨道运行时,运动的方向和速度都发生了变化,受到非平衡力的作用,故C正确;
D.北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运行时,机械能守恒,质量不变,速度变小,动能变小,质量不变,高度变大,重力势能变大,故D错误。
故选AC。
【分析】 A.根据力与运动的关系判断;
B.物体不受力时,会保持静止状态或匀速直线运动状态;
C.物体受平衡力的作用处于平衡状态;
D.物体由于运动而具有的能叫动能,质量越大,速度越大,动能就越大;物体由于被举高而具有的能叫重力势能,质量越大,高度越高,重力势能就越大。
12.(2024九上·岳麓开学考)疫情居家学习期间,小楚同学进行实验探究,将水平桌面上的甲、乙两只相同的塑料杯中分别装满水,把两个质量相同的实心小球分别放入两杯中,两小球静止时如图所示,则( )
A.甲球密度小 B.甲球的浮力大
C.杯底受到水的压强一样大 D.甲杯中溢出的水重力小
【答案】A,C
【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】 A.由图知甲杯子中小球处于漂浮状态,则小球的密度小于水的密度;乙杯中的小球处于悬浮状态,小球的密度等于水的密度。又因为水的密度相同,所以甲杯中小球密度小于乙杯中小球密度,故A正确;
BD.两个小球的质量相同,根据G=mg可知,小球的重力相同;甲小球在甲杯中漂浮,受到的浮力等于自身的重力;乙小球在乙中悬浮,受到的浮力等于自身的重力,所以甲、乙小球受到的浮力相同,根据阿基米德原理F浮=G排可知,两个小球排开的水的重力是相同的,烧杯原来都装满水,则溢出水的重力相同,故B、D错误;
C.两杯中液面深度相同,水的密度不变,根据p=ρ液gh可知,两杯底部受到的水的压强是相同的,故C正确。
故选AC。
【分析】A.根据浮沉条件判断出两个小球密度的关系;
BD.根据两个小球的状态,利用物体的浮沉条件得出浮力的大小关系,根据阿基米德原理判断出两杯溢出水重力的关系;
C.根据p=ρ液gh分析杯子底部受到的压强的大小关系。
二、填空题(共5小题,每空2分,共24分)
13.(2024九上·岳麓开学考)如图甲所示,开门时用手推在A处比推在B处更容易打开,这表明力的作用效果跟力的 有关;如图乙所示是同一个弹簧两次受力的情况,此现象说明力的作用效果与力的 有关。
【答案】作用点;方向
【知识点】力的三要素及力的示意图
【解析】【解答】A、B两处位置不同,即作用点不同,而开门时用手推在A处比推在B处更容易打开,说明力的作用效果跟作用点有关。
如图乙所示,两次用力的方向不同,而作用效果不同,说明力的作用效果与力的方向有关。
【分析】力的作用效果和力的大小有关,和力的作用点有关,和力的方向有关。
14.(2024九上·岳麓开学考)2024年3月31日,载有单体95吨超限货物的“汉旺69”号货轮驶离小清河航域,向天津港进发,标志着小清河正式通航后的内外贸一体化运输业务正式开启。小清河全线共设置了4座船闸,船闸是利用了 原理,下游船闸打开水由高处流向低处时,水的 能转化为动能。
【答案】连通器;重力势
【知识点】机械能及其转化;连通器原理
【解析】【解答】 船闸是利用了 连通器原理, 下游船闸打开水由高处流向低处时,水的重力势能减小,动能增加,水的重力势能转化为动能。
综上 第1空、连通器; 第2空、重力势。
【分析】1、机械能:机械能为动能和重力势能之和,当质量不变时,动能和速度成正比,速度不变时,动能和质量成正比;当质量不变时,重力势能和高度成正比,高度不变时,重力势能和质量成正比;
2、连通器:上端开口相通,或底部相通的容器叫连通器,在连通器的液体保持同一水平,压强相等,应用:茶壶;回水弯管;船闸。
15.(2024九上·岳麓开学考)如图所示,小红背着书包站在匀速上行的自动扶梯上随着扶梯一起上行,在上行过程中:小红受 个力的作用;小红对书包 (选填“做了功”或“没做功”)。
【答案】2;做了功
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】 (1)小红乘坐自动扶梯匀速上升的过程中,人与扶梯之间没有发生相对运动、也没有相对运动的趋势,所以小红不受摩擦力的作用,小红只受到重力和支持力一对平衡力的作用(2个力),处于平衡状态,运动状态不变;
(2)小红对书包有向上的作用力,书包在力的方向上移动了距离,所以小红对书包做了功。
【分析】 (1)首先确定人所处的运动状态,并对其进行受力分析;
(2)做功的两要素:有力作用在物体上,在力方向上通过了一段距离。
16.(2024九上·岳麓开学考)如图所示,矿泉水瓶上的花纹是通过增大接触面的 的方式来增大摩擦;如果慢慢向矿泉水瓶中加水(未溢出),且始终使矿泉水瓶在竖直方向上保持静止,则矿泉水瓶受到的摩擦力 (选填 “增大”“不变”或“减小”);如果增大握力,则矿泉水瓶受到的摩擦力 (选填“增大”“不变” 或“减小”)。
【答案】粗糙程度;增大;不变
【知识点】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】(1) 矿泉水瓶上制有凹凸不平的花纹,这是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;
(2)若向瓶中加水(未溢出),瓶子仍然静止,重力和摩擦力还是一对平衡力,因瓶子的重力增大,所以瓶子受到的摩擦力将增大。
如果增大握力,但是水瓶受到的摩擦力还是和重力相互平衡,即矿泉水瓶受到的摩擦力不变。
【分析】 (1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;
(2)通过对瓶子所处的状态进行分析,利用二力平衡的条件,可以得到瓶子所受的摩擦力大小变化。
17.(2024九上·岳麓开学考)如图所示,一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上,OA=20cm。甲物体是边长为 5cm 的正方体,用绳连接在 A 点且绳拉直;乙物体重为 20N。当 OB=10cm 时,A 端绳子的拉力为 N,此时甲物体对地面的压强为 2×104Pa。则甲物体的重力为 N,现用一水平拉力使乙物体以 10cm/s 的速度从 B 点向右做匀速直线运动,经过 s,可使甲物体对地面的压力恰好为 0。
【答案】10;60;5
【知识点】速度公式及其应用;二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;杠杆的平衡条件
【解析】【解答】(1) 根据杠杆平衡原理F1l1=F2l2可知:F1×20cm=20N×10cm;
解得:F1=10N,即A端绳子的拉力为10N;
(2)地面的受力面积为S=(5cm)2=25cm2=2.5×10-3m2;
甲对地面的压力为F=pS=2×104Pa×2.5×10-3m2=50N;
则甲的重力为G=F+F1=50N+10N=60N;
(3)甲物体对地面的压力恰好为0,即A端的拉力为甲的重力60N,根据杠杆平衡原理F1l1=F2l2可知60N×20cm=20N×OB'
解得:OB'=60cm,
则乙物体运动的路程为s=OB'-OB=60cm-10cm=50cm;
乙的运动时间为。
【分析】 (1)根据杠杆平衡原理F1l1=F2l2得出;
(2)利用压强公式F=pS计算甲对地面的压力,再根据G=F+F1计算甲的重力;
(3)首先根据杠杆的平衡条件计算出甲对地面的压力为0时乙到支点的距离,再减去原来的距离得到乙移动的距离,最后利用速度公式计算乙移动的时间。
三、作图题(共1小题,2分)
18.(2024九上·岳麓开学考)如图所示是在空气中飞行的足球,质量为 0.4kg,请画出足球所受重力的示意图。(g 取 10N/kg)
【答案】
【知识点】重力示意图
【解析】【解答】 足球的重力G=mg=0.4kg×10N/kg=4N,
重力的方向是竖直向下的,从足球的重心(足球的球心)竖直向下画有向线段表示出其重力示意图如图所示:
【分析】由G=mg计算足球的重力,重力的方向总是竖直向下的,按力的示意图的要求画出足球受到重力的示意图即可。
四、实验探究题(共5小题,每空2分,共24分)
19.(2024九上·岳麓开学考)在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明同学的三次实验情况分别如图甲、乙、丙所示:
(1)该实验的关键是用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做 运动。
(2)若要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,应选 两图进行探究。
【答案】(1)匀速直线
(2)甲、乙
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】 (1)只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡原理,拉力大小才等于摩擦力的大小;
(2)若要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,需控制压力大小相同而接触面的粗糙程度不同,应选甲、乙两图进行探究。
【分析】 (1)根据二力平衡原理分析;
(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据图中现象得出结论。
20.(2024九上·岳麓开学考)小盛在央视新闻上了解到我国首次在 1500 米深海发现了明代沉船遗址,打捞难度极大,人类徒手最深记录只有 113 米,由此激发了小盛同学对液体内部压强探究的兴趣,进行了如下的实验探究。
(1)在使用压强计前,小盛同学发现 U 形管左右两侧的液面有一定的高度差,如图甲所示,其调节的方法是 ,使 U 形管左右两侧的液面相平;
(2)比较乙、丙两图,可以得到液体内部的压强与液体 有关;
(3)根据实验所得出的结论,判断戊图 a、b、c、d、e 中 点的压强最大。
【答案】(1)取下软管,重新安装
(2)深度
(3)d
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】 (1)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的液面有一定的高度差,说明两管液面压强不相等,需要取下软管,重新安装;
(2)乙、丙两图,同种液体,深度不同,液体压强不同,说明液体的压强与液体深度有关;
(3)液体中压强大小跟深度和液体密度有关,在水中e点最深,压强最大,盐水中的d点和水中的e点深度相同,但盐水密度较大,则d点压强最大。
【分析】 (1) U 形管左右两侧的液面有一定的高度差,说明软管内外气压不一致,此时只要取下软管,重新安装,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;
(2)(3)液体压强与深度和液体密度有关,与方向无关,根据控制变量法和实验现象进行探究。
21.(2024九上·岳麓开学考)如图所示是小武同学在探究浮力时的实验情景:
(1)图乙中物块受到的浮力是 N;
(2)小武接着又设计测量科普吉祥物“小科南”的密度:
①用电子秤测出“小科南”的质量为 26g;
②将“小科南”放入装有水的烧杯后,电子秤的示数为 136g;
③用细针将“小科南”压入水中浸没,不接触容器,电子秤的示数为 158g;
④如图丁所示,根据测量结果可知:“小科南”的密度是 g/cm3。
【答案】(1)1.6
(2)0.65
【知识点】固体密度的测量;浮力大小的计算
【解析】【解答】 (1)由图甲得,物体的重力G=6N,
乙图中弹簧测力计的分度值为0.2N,故读数为4.4N,
则图乙中物块受到的浮力:F浮=G-F示=6N-4.4N=1.6N。
(2)由甲可知小科南的质量m=26g,
由乙、丙可得排开水的质量m排=150g-110g=40g,
小科南浸没在水中,则小科南的体积等于排开水的体积,即
。
所以小科南的密度。
【分析】(1)根据弹簧测力计的示数结合称重法测量浮力计算;
(2)由甲可知小科南的质量,由甲、乙可得烧杯和水的质量,由乙、丙可得排开水的质量,小科南浸没在水中,则小科南的体积等于排开水的体积,根据密度公式计算。
22.(2024九上·岳麓开学考)小雅用如图所示的装置来探究物体动能跟哪些因素有关。
(1)此实验是通过比较 来判断钢球在水平面上撞击木块时动能的大小的,这种研究方法叫 。
(2)将同一小球从不同高度静止释放,是研究动能与 的关系。
【答案】(1)木块被推动距离的大小;转换法
(2)速度
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】 (1)此实验是通过比较木块被推动距离的大小来判断钢球在水平面上撞击木块时动能的大小的,这种研究方法叫转换法;
(2)让同一小球分别从斜面的不同高度由静止滚下,小球质量相同,到达水平面时的速度不同,是为了研究动能与速度的关系;
【分析】 (1)钢球把木块推出的距离越长,说明钢球的动能越大;这是一种转换的方法;
(2)动能的大小与质量、速度有关,根据控制变量法分析。
23.(2024九上·岳麓开学考)小培同学在探究“杠杆平衡的条件”实验中,所用的器材有支架、刻度均匀的杠杆(每小格为 5cm)、细线、重 0.5N 的钩码若干。
(1)杠杆在支架上静止时如图甲所示,应将杠杆的平衡螺母向 调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)如图丙所示,当弹簧测力计在 C 点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中,要使杠杆仍在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将变 。
【答案】(1)右
(2)变大
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】 (1)由图可知,杠杆左端下沉,右端上升,则按照“左高左调,右高右调”的原则,将平衡螺母向右调节。
(2)当弹簧测力计在C点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中,要使杠杆仍在水平位置平衡,此时阻力、阻力臂不变,动力臂变小,弹簧测力计的示数将变大。
【分析】(1)在实验前,要按照“左高左调,右高右调”的原则调节杠杆,使杠杆在水平位置平衡;
(2)当弹簧测力计在C点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中,注意分析动力臂的大小变化,再根据杠杆的平衡条件分析测力计的示数变化。
五、计算题(共2小题,第24题6分,第25题8分。)
24.(2024九上·岳麓开学考)如图所示为我国首辆“玉兔号”月球车。登月前,在地球水平地面上进行了测试,月球车匀速直线行驶 180m 用时 60min。若车的质量为 140kg,受到地面的摩擦阻力为 500N,网状轮子与地面接触的总面积为 0.02m2。(g 取 10N/kg)求:
(1)月球车的重力;
(2)月球车对水平地面的压强;
(3)月球车在测试过程中的功率。
【答案】(1)解:月球车受到的重力G=mg=140kg×10N/kg=1400N;
(2)解:月球车对水平地面的压强;
(3)解:服摩擦力做的功W=fs=500N×180m=9×104J,
月球车在测试过程中的功率。
【知识点】功率的计算;压强的大小及其计算
【解析】【分析】 (1)根据公式G=mg计算重力;
(2)根据压强的计算公式计算;
(3)根据W=fs求出克服摩擦力做的功,根据求出功率。
25.(2024九上·岳麓开学考)一个边长为 10cm 的立方体木块,细线的一端跟木块底部相连,另一端固定在容器底如图甲所示(容器高比细线与木块边长之和大得多),现向容器中慢慢加水,如图乙所示。用 F 浮表示木块受到的浮力,用 h 表示容器中水的深度。则图丙可以正确描述 F 浮随深度 h 变化的关系图象。(g 取 10N/kg)
(1)当 F 浮=4N 时,木块处于 (填“漂浮”、“悬浮”或“下沉”)状态。
(2)木块的密度为多少?
(3)整个加水过程中,木块只受浮力和重力时,容器中水的深度 h 变化范围?
【答案】(1)漂浮
(2)解:由G=mg得,木块的质量:,
木块体积:V=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3,
则木块的密度:。
(3)解:根据(1)可知,当F浮=4N时,木块受重力和浮力的作用,木块漂浮;
由F浮=ρ水gV排=ρ水gSh可知,此时水的深度:
,
此时细线的高度为0cm;
由图丙可知,当h=25cm时木块浸没,则细线的长度为:L=25cm-10cm=15cm,
因此细线刚好伸直时水的深度:h'=15cm+0.04 m=19cm,容器中水的深度h变化范围为4cm~19cm。
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理
【解析】【解答】 (1)我们结合图丙将木块的各个状态分解出来,当F浮=4N时就是水面上升到木块刚好对底部无压力,
而此时线对木块没有拉力,由此可知,此时为漂浮状态(F浮=G)。
【分析】 (1)结合图丙将木块的各个状态分解出来,即可知当F浮=4N时对应木块在水中的位置是处于什么状态;
(2)先根据重力公式和几何公式求出木块质量和体积,利用可求出木块的密度;
(3)先根据(1)可知物体刚好漂浮时浮力的大小,然后根据F浮=ρ水gV排=ρ水gSh即可求出水的深度,再由图丙可知:木块在浮力作用下上升的高度,进一步可得出容器内水的最大高度。
1 / 1湖南省长沙市岳麓区西雅中学2024-2025学年九年级上学期开学考试物理试卷
一、选择题(共12小题。每小题3分,共36分,其中11、12小题为双选题)
1.(2024九上·岳麓开学考)中国奥运健儿在 33 届巴黎奥林匹克运动会中斩获佳绩。下列训练项目,力的作用效果与其他几项不同的是( )
A.撑杆跳高运动员用力压弯撑杆 B.百米赛跑运动员用力蹬地起跑
C.棒球被击打后改变了运动方向 D.跳板将跳水运动员弹向了空中
2.(2024九上·岳麓开学考)物理的学习让大家学会正确的归因,养成使用证据表达自己的观点的习惯,下列现象能够为运动不需要力来维持这个观点提供证据的是( )
A.物体静止时不受力的作用
B.水自发往低处流,不受力的作用
C.滑板车不用力蹬地时也能向前滑行
D.滑板车不蹬地时,就慢慢停下来了
3.(2024九上·岳麓开学考)惯性导航是一种自主式导航技术,应用于航天航空、自动驾驶等领域。惯性是所有物体的基本属性,下列有关惯性的说法正确的是( )
A.小明没有推动静止的汽车,是由于汽车没有惯性
B.足球离开运动员后还能在空中飞行,表明足球受到了惯性的作用
C.驾驶员系安全带,是为了减小驾驶员的惯性
D.拍打衣服灰尘脱落是由于灰尘具有惯性
4.(2024九上·岳麓开学考)如图将装有肉块的密封袋缓慢的浸入水中,在液面接近袋口时将袋口密封,这样从水中拿出来后,肉块也能被密封袋牢牢包裹,提升保鲜能力,关于此应用说法正确的是( )
A.此现象利用了水的浮力 B.此方法在中国空间站也能应用
C.浸入水中越浅效果越好 D.此现象利用了大气压强
5.(2024九上·岳麓开学考)如图所示的四种工具中,正常使用时属于费力杠杆的是
A.园艺剪 B. 核桃夹子
C. 瓶盖起子 D.食品夹
6.(2024九上·岳麓开学考)如图所示,《天工开物》向我们展现了古代劳动人民的智慧。人们在劳作时,主要为了减小压强的劳动工具是( )
A.压碎谷物的碾子
B.挑粮食的宽扁担
C.锄田地的锄头
D.加工石料的凿子
7.(2024九上·岳麓开学考)如图甲所示是被誉为“中国天眼(FAST)”的球面射电望远镜。由于 FAST 反射面板承受能力有限,在维修时科学家用 4.6m 直径的气球(气球内充入某种气体)系在作业人员身上,设计了如图乙所示的“微重力蜘蛛人”方案来减小对面板的压力。下列说法正确的是
A.作业人员受到的重力很微小
B.气球内应充入密度小于空气的气体
C.气球受到的浮力等于绳对气球的拉力
D.面板对人的支持力与人对面板的压力是一对平衡力
8.(2024九上·岳麓开学考)夏季到来,交警部门加大了对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度,如图所示,遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在较大的安全隐患,当电动车快速行驶时有“向上飘”的感觉。下列关于这一现象的解释正确的是( )
A.伞上方的空气流速大于下方,压强大于下方
B.伞上方的空气流速大于下方,压强小于下方
C.伞上方的空气流速小于下方,压强大于下方
D.伞上方的空气流速小于下方,压强小于下方
9.(2024九上·岳麓开学考)长沙某建筑工地为了在更短的时间完成地面基础建设,数台挖掘机同时工作,其目的是增大所有挖掘机的( )
A.机械效率 B.功率 C.功 D.有用功
10.(2024九上·岳麓开学考)工人师傅用如图所示的滑轮组,将重为 800N 的重物缓慢匀速竖直提升到 3m,人对绳的拉力 F 为 500N,不计绳重和摩擦,则( )
A.绳子自由端移动的距离为 9m
B.动滑轮的重力为 100N
C.人通过滑轮组做的有用功为 1500J
D.滑轮组的机械效率为 80%
11.(2024九上·岳麓开学考)我国完成了北斗全球卫星导航系统全部卫星的发射,全面建成了北斗系统。关于如图所示的情景,下列说法正确的是( )
A.火箭加速上升的过程中火箭的动力大于重力
B.如果北斗卫星所受的力全部消失,将会一直绕地球做匀速圆周运动
C.北斗卫星绕地球运行时受到非平衡力的作用
D.北斗卫星从近地点向远地点运行时,动能增大,势能减小.
12.(2024九上·岳麓开学考)疫情居家学习期间,小楚同学进行实验探究,将水平桌面上的甲、乙两只相同的塑料杯中分别装满水,把两个质量相同的实心小球分别放入两杯中,两小球静止时如图所示,则( )
A.甲球密度小 B.甲球的浮力大
C.杯底受到水的压强一样大 D.甲杯中溢出的水重力小
二、填空题(共5小题,每空2分,共24分)
13.(2024九上·岳麓开学考)如图甲所示,开门时用手推在A处比推在B处更容易打开,这表明力的作用效果跟力的 有关;如图乙所示是同一个弹簧两次受力的情况,此现象说明力的作用效果与力的 有关。
14.(2024九上·岳麓开学考)2024年3月31日,载有单体95吨超限货物的“汉旺69”号货轮驶离小清河航域,向天津港进发,标志着小清河正式通航后的内外贸一体化运输业务正式开启。小清河全线共设置了4座船闸,船闸是利用了 原理,下游船闸打开水由高处流向低处时,水的 能转化为动能。
15.(2024九上·岳麓开学考)如图所示,小红背着书包站在匀速上行的自动扶梯上随着扶梯一起上行,在上行过程中:小红受 个力的作用;小红对书包 (选填“做了功”或“没做功”)。
16.(2024九上·岳麓开学考)如图所示,矿泉水瓶上的花纹是通过增大接触面的 的方式来增大摩擦;如果慢慢向矿泉水瓶中加水(未溢出),且始终使矿泉水瓶在竖直方向上保持静止,则矿泉水瓶受到的摩擦力 (选填 “增大”“不变”或“减小”);如果增大握力,则矿泉水瓶受到的摩擦力 (选填“增大”“不变” 或“减小”)。
17.(2024九上·岳麓开学考)如图所示,一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上,OA=20cm。甲物体是边长为 5cm 的正方体,用绳连接在 A 点且绳拉直;乙物体重为 20N。当 OB=10cm 时,A 端绳子的拉力为 N,此时甲物体对地面的压强为 2×104Pa。则甲物体的重力为 N,现用一水平拉力使乙物体以 10cm/s 的速度从 B 点向右做匀速直线运动,经过 s,可使甲物体对地面的压力恰好为 0。
三、作图题(共1小题,2分)
18.(2024九上·岳麓开学考)如图所示是在空气中飞行的足球,质量为 0.4kg,请画出足球所受重力的示意图。(g 取 10N/kg)
四、实验探究题(共5小题,每空2分,共24分)
19.(2024九上·岳麓开学考)在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明同学的三次实验情况分别如图甲、乙、丙所示:
(1)该实验的关键是用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做 运动。
(2)若要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,应选 两图进行探究。
20.(2024九上·岳麓开学考)小盛在央视新闻上了解到我国首次在 1500 米深海发现了明代沉船遗址,打捞难度极大,人类徒手最深记录只有 113 米,由此激发了小盛同学对液体内部压强探究的兴趣,进行了如下的实验探究。
(1)在使用压强计前,小盛同学发现 U 形管左右两侧的液面有一定的高度差,如图甲所示,其调节的方法是 ,使 U 形管左右两侧的液面相平;
(2)比较乙、丙两图,可以得到液体内部的压强与液体 有关;
(3)根据实验所得出的结论,判断戊图 a、b、c、d、e 中 点的压强最大。
21.(2024九上·岳麓开学考)如图所示是小武同学在探究浮力时的实验情景:
(1)图乙中物块受到的浮力是 N;
(2)小武接着又设计测量科普吉祥物“小科南”的密度:
①用电子秤测出“小科南”的质量为 26g;
②将“小科南”放入装有水的烧杯后,电子秤的示数为 136g;
③用细针将“小科南”压入水中浸没,不接触容器,电子秤的示数为 158g;
④如图丁所示,根据测量结果可知:“小科南”的密度是 g/cm3。
22.(2024九上·岳麓开学考)小雅用如图所示的装置来探究物体动能跟哪些因素有关。
(1)此实验是通过比较 来判断钢球在水平面上撞击木块时动能的大小的,这种研究方法叫 。
(2)将同一小球从不同高度静止释放,是研究动能与 的关系。
23.(2024九上·岳麓开学考)小培同学在探究“杠杆平衡的条件”实验中,所用的器材有支架、刻度均匀的杠杆(每小格为 5cm)、细线、重 0.5N 的钩码若干。
(1)杠杆在支架上静止时如图甲所示,应将杠杆的平衡螺母向 调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)如图丙所示,当弹簧测力计在 C 点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中,要使杠杆仍在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将变 。
五、计算题(共2小题,第24题6分,第25题8分。)
24.(2024九上·岳麓开学考)如图所示为我国首辆“玉兔号”月球车。登月前,在地球水平地面上进行了测试,月球车匀速直线行驶 180m 用时 60min。若车的质量为 140kg,受到地面的摩擦阻力为 500N,网状轮子与地面接触的总面积为 0.02m2。(g 取 10N/kg)求:
(1)月球车的重力;
(2)月球车对水平地面的压强;
(3)月球车在测试过程中的功率。
25.(2024九上·岳麓开学考)一个边长为 10cm 的立方体木块,细线的一端跟木块底部相连,另一端固定在容器底如图甲所示(容器高比细线与木块边长之和大得多),现向容器中慢慢加水,如图乙所示。用 F 浮表示木块受到的浮力,用 h 表示容器中水的深度。则图丙可以正确描述 F 浮随深度 h 变化的关系图象。(g 取 10N/kg)
(1)当 F 浮=4N 时,木块处于 (填“漂浮”、“悬浮”或“下沉”)状态。
(2)木块的密度为多少?
(3)整个加水过程中,木块只受浮力和重力时,容器中水的深度 h 变化范围?
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】力的作用效果
【解析】【解答】 A.撑杆跳高运动员用力压弯撑杆,说明力改变了物体的形状,
B.百米赛跑运动员用力蹬地起跑,说明力改变了物体的运动状态;
C.棒球被击打后改变了运动方向,说明力改变了物体的运动状态;
D.跳板将跳水运动员弹向了空中,说明力改变了物体的运动状态;
则与其它三个力的作用效果不同的是A;
故选A。
【分析】 力可以使物体发生形变,也可以使物体改变运动状态。
2.【答案】C
【知识点】力与运动的关系
【解析】【解答】 A.物体静止时可能不受力的作用,也可能受平衡力的作用,故A不合题意;
B.水自发往低处流,是因为受到重力的作用,而并非不受力的作用,故B不合题意;
C.滑板车不用力蹬地时也能向前滑行,这是因为滑板车具有惯性,可以为运动不需要力来维持这个观点提供证据,故C符合题意;
D.滑板车不蹬地时,就慢慢停下来了,是因为受到的摩擦阻力的作用,故D不合题意。
故选C。
【分析】 力是改变物体运动状态的原因,维持物体的运动不需要力。
3.【答案】D
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】 A.一切物体在任何情况下都具有惯性,小明没有推动静止的汽车,是因为推力等于摩擦力,汽车由于惯性仍然保持原来的静止状态,故A错误;
B.惯性指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质,惯性不是力,不能说受到了惯性力的作用,故B错误;
C.驾驶员系安全带,主要是防止快速行驶的汽车发生碰撞时,人由于惯性向前运动而带来的危害,惯性大小不变,故C错误;
D.拍打衣服时,衣服运动,灰尘由于惯性还保持原来的静止状态,因此会从衣服上脱落,故D正确。
故选D。
【分析】 惯性指物体保持原来运动状态不变的性质,惯性是物体本身固有的属性,任何物体任何状态下都有惯性;质量是物体惯性大小的唯一的量度。
4.【答案】D
【知识点】大气压强的存在
【解析】【解答】 将装有肉块的密封袋缓慢的浸入水中,袋内的空气被挤压出来,在液面接近袋口时将袋口密封,这样从水中拿出来后,袋内的气压低于袋外的大气压,肉块被密封袋牢牢包裹,起到保鲜作用。故D符合题意,A、B、C不符合题意。
故选D。
【分析】大气压的应用大多是利用内外的气压差,所以要判断是否是大气压的应用,要注意有没有形成这个“气压差”。
5.【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】 A.园艺剪在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A不符合题意;
B.核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B不符合题意;
C.瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C不符合题意;
D.食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D符合题意。
故选D。
【分析】判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
6.【答案】B
【知识点】增大压强的方法及其应用;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】根据压强的计算公式P,减小压强可以通过增加受力面积,或者减小压强,压缩碾子、凿子增加物体的重力增大压强,锄头减小受力面积来增加压强,所以ACD错误,宽扁担是通过增加受力面积来减小压强,B正确。
综上选B。
【分析】压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积。
7.【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别;阿基米德原理
【解析】【解答】 A.由G=mg可知,人所受的重力与人的质量有关,作业人员受到的重力没有变化,故A错误;
B.气球里面充的气体的密度小于空气的密度,此时气球所受浮力大于自身重力,才能减小人对面板的压力,故B正确;
C.气球受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和竖直向下的拉力的作用,浮力等于重力和绳对气球的拉力之和,故C错误;
D.面板对人的支持力与人对面板的压力大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于两个不同的物体上,是相互作用力,故D错误。
故选B。
【分析】A.物体所受的重力G=mg,则重力的大小与质量有关,据此分析;
B.气球是依靠空气的浮力升空的,从密度与浮力的角度进行分析即可;
C.根据气球的运动状态分析其受力情况;
D.二力平衡的条件:大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于同一物体上,缺一不可;
相互作用力的条件:大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于两个不同的物体上。
8.【答案】B
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】伞面“上凸下平”,上面的空气流速快,所以压强小,伞下表面空气流速小,压强大,上表面和下表面形成了压强差,所以电动车快速行驶时有“向上飘”的感觉,故ACD错误,B正确。
故选B。
【分析】压强和流速的关系:压强越大,流速越小,应用为飞机机翼上凸,空气流速快,导致压强较小,形成向上的升力。
9.【答案】B
【知识点】功率的概念
【解析】【解答】 数台挖掘机同时工作 ,可以缩短做功的时间,根据根据可知,时间缩短,增大所有挖掘机总的功率。ACD错误,B正确。
故选B。
【分析】功率的计算:公式为W=Pt,所以在功相同的情况下,功率和时间为反比。
10.【答案】D
【知识点】机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】 A.由图知,承担重物绳子的段数n=2,绳端移动的距离:s=nh=2×3m=6m,故A错误;
B.不计绳重和摩擦,由可得动滑轮的重力:G动=nF-G=2×500N-800N=200N,故B错误;
C.人通过滑轮组做的有用功:W有=Gh=800N×3m=2400J,故C错误;
D.滑轮组的机械效率:,故D正确。
故选D。
【分析】 A.由图知,承担重物绳子的段数n=2,由s=nh可求绳端移动的距离;
B.不计绳重和摩擦,根据计算动滑轮的重力;
C.根据W有=Gh计算有用功;
D.根据计算滑轮组的机械效率。
11.【答案】A,C
【知识点】动能和势能的大小变化;牛顿第一定律;平衡状态的判断;力与运动的关系
【解析】【解答】 A.根据力与运动的关系可知,火箭加速上升时,合力向上,即受到的动力大于重力,故A正确;
B.北斗卫星处于运动状态,根据牛顿第一定律可知,如果北斗卫星所受的力全部消失,卫星将做匀速直线运动,故B错误;
C.北斗卫星绕轨道运行时,运动的方向和速度都发生了变化,受到非平衡力的作用,故C正确;
D.北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运行时,机械能守恒,质量不变,速度变小,动能变小,质量不变,高度变大,重力势能变大,故D错误。
故选AC。
【分析】 A.根据力与运动的关系判断;
B.物体不受力时,会保持静止状态或匀速直线运动状态;
C.物体受平衡力的作用处于平衡状态;
D.物体由于运动而具有的能叫动能,质量越大,速度越大,动能就越大;物体由于被举高而具有的能叫重力势能,质量越大,高度越高,重力势能就越大。
12.【答案】A,C
【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】 A.由图知甲杯子中小球处于漂浮状态,则小球的密度小于水的密度;乙杯中的小球处于悬浮状态,小球的密度等于水的密度。又因为水的密度相同,所以甲杯中小球密度小于乙杯中小球密度,故A正确;
BD.两个小球的质量相同,根据G=mg可知,小球的重力相同;甲小球在甲杯中漂浮,受到的浮力等于自身的重力;乙小球在乙中悬浮,受到的浮力等于自身的重力,所以甲、乙小球受到的浮力相同,根据阿基米德原理F浮=G排可知,两个小球排开的水的重力是相同的,烧杯原来都装满水,则溢出水的重力相同,故B、D错误;
C.两杯中液面深度相同,水的密度不变,根据p=ρ液gh可知,两杯底部受到的水的压强是相同的,故C正确。
故选AC。
【分析】A.根据浮沉条件判断出两个小球密度的关系;
BD.根据两个小球的状态,利用物体的浮沉条件得出浮力的大小关系,根据阿基米德原理判断出两杯溢出水重力的关系;
C.根据p=ρ液gh分析杯子底部受到的压强的大小关系。
13.【答案】作用点;方向
【知识点】力的三要素及力的示意图
【解析】【解答】A、B两处位置不同,即作用点不同,而开门时用手推在A处比推在B处更容易打开,说明力的作用效果跟作用点有关。
如图乙所示,两次用力的方向不同,而作用效果不同,说明力的作用效果与力的方向有关。
【分析】力的作用效果和力的大小有关,和力的作用点有关,和力的方向有关。
14.【答案】连通器;重力势
【知识点】机械能及其转化;连通器原理
【解析】【解答】 船闸是利用了 连通器原理, 下游船闸打开水由高处流向低处时,水的重力势能减小,动能增加,水的重力势能转化为动能。
综上 第1空、连通器; 第2空、重力势。
【分析】1、机械能:机械能为动能和重力势能之和,当质量不变时,动能和速度成正比,速度不变时,动能和质量成正比;当质量不变时,重力势能和高度成正比,高度不变时,重力势能和质量成正比;
2、连通器:上端开口相通,或底部相通的容器叫连通器,在连通器的液体保持同一水平,压强相等,应用:茶壶;回水弯管;船闸。
15.【答案】2;做了功
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】 (1)小红乘坐自动扶梯匀速上升的过程中,人与扶梯之间没有发生相对运动、也没有相对运动的趋势,所以小红不受摩擦力的作用,小红只受到重力和支持力一对平衡力的作用(2个力),处于平衡状态,运动状态不变;
(2)小红对书包有向上的作用力,书包在力的方向上移动了距离,所以小红对书包做了功。
【分析】 (1)首先确定人所处的运动状态,并对其进行受力分析;
(2)做功的两要素:有力作用在物体上,在力方向上通过了一段距离。
16.【答案】粗糙程度;增大;不变
【知识点】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】(1) 矿泉水瓶上制有凹凸不平的花纹,这是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;
(2)若向瓶中加水(未溢出),瓶子仍然静止,重力和摩擦力还是一对平衡力,因瓶子的重力增大,所以瓶子受到的摩擦力将增大。
如果增大握力,但是水瓶受到的摩擦力还是和重力相互平衡,即矿泉水瓶受到的摩擦力不变。
【分析】 (1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;
(2)通过对瓶子所处的状态进行分析,利用二力平衡的条件,可以得到瓶子所受的摩擦力大小变化。
17.【答案】10;60;5
【知识点】速度公式及其应用;二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;杠杆的平衡条件
【解析】【解答】(1) 根据杠杆平衡原理F1l1=F2l2可知:F1×20cm=20N×10cm;
解得:F1=10N,即A端绳子的拉力为10N;
(2)地面的受力面积为S=(5cm)2=25cm2=2.5×10-3m2;
甲对地面的压力为F=pS=2×104Pa×2.5×10-3m2=50N;
则甲的重力为G=F+F1=50N+10N=60N;
(3)甲物体对地面的压力恰好为0,即A端的拉力为甲的重力60N,根据杠杆平衡原理F1l1=F2l2可知60N×20cm=20N×OB'
解得:OB'=60cm,
则乙物体运动的路程为s=OB'-OB=60cm-10cm=50cm;
乙的运动时间为。
【分析】 (1)根据杠杆平衡原理F1l1=F2l2得出;
(2)利用压强公式F=pS计算甲对地面的压力,再根据G=F+F1计算甲的重力;
(3)首先根据杠杆的平衡条件计算出甲对地面的压力为0时乙到支点的距离,再减去原来的距离得到乙移动的距离,最后利用速度公式计算乙移动的时间。
18.【答案】
【知识点】重力示意图
【解析】【解答】 足球的重力G=mg=0.4kg×10N/kg=4N,
重力的方向是竖直向下的,从足球的重心(足球的球心)竖直向下画有向线段表示出其重力示意图如图所示:
【分析】由G=mg计算足球的重力,重力的方向总是竖直向下的,按力的示意图的要求画出足球受到重力的示意图即可。
19.【答案】(1)匀速直线
(2)甲、乙
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】 (1)只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡原理,拉力大小才等于摩擦力的大小;
(2)若要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,需控制压力大小相同而接触面的粗糙程度不同,应选甲、乙两图进行探究。
【分析】 (1)根据二力平衡原理分析;
(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据图中现象得出结论。
20.【答案】(1)取下软管,重新安装
(2)深度
(3)d
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】 (1)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的液面有一定的高度差,说明两管液面压强不相等,需要取下软管,重新安装;
(2)乙、丙两图,同种液体,深度不同,液体压强不同,说明液体的压强与液体深度有关;
(3)液体中压强大小跟深度和液体密度有关,在水中e点最深,压强最大,盐水中的d点和水中的e点深度相同,但盐水密度较大,则d点压强最大。
【分析】 (1) U 形管左右两侧的液面有一定的高度差,说明软管内外气压不一致,此时只要取下软管,重新安装,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;
(2)(3)液体压强与深度和液体密度有关,与方向无关,根据控制变量法和实验现象进行探究。
21.【答案】(1)1.6
(2)0.65
【知识点】固体密度的测量;浮力大小的计算
【解析】【解答】 (1)由图甲得,物体的重力G=6N,
乙图中弹簧测力计的分度值为0.2N,故读数为4.4N,
则图乙中物块受到的浮力:F浮=G-F示=6N-4.4N=1.6N。
(2)由甲可知小科南的质量m=26g,
由乙、丙可得排开水的质量m排=150g-110g=40g,
小科南浸没在水中,则小科南的体积等于排开水的体积,即
。
所以小科南的密度。
【分析】(1)根据弹簧测力计的示数结合称重法测量浮力计算;
(2)由甲可知小科南的质量,由甲、乙可得烧杯和水的质量,由乙、丙可得排开水的质量,小科南浸没在水中,则小科南的体积等于排开水的体积,根据密度公式计算。
22.【答案】(1)木块被推动距离的大小;转换法
(2)速度
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】 (1)此实验是通过比较木块被推动距离的大小来判断钢球在水平面上撞击木块时动能的大小的,这种研究方法叫转换法;
(2)让同一小球分别从斜面的不同高度由静止滚下,小球质量相同,到达水平面时的速度不同,是为了研究动能与速度的关系;
【分析】 (1)钢球把木块推出的距离越长,说明钢球的动能越大;这是一种转换的方法;
(2)动能的大小与质量、速度有关,根据控制变量法分析。
23.【答案】(1)右
(2)变大
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】 (1)由图可知,杠杆左端下沉,右端上升,则按照“左高左调,右高右调”的原则,将平衡螺母向右调节。
(2)当弹簧测力计在C点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中,要使杠杆仍在水平位置平衡,此时阻力、阻力臂不变,动力臂变小,弹簧测力计的示数将变大。
【分析】(1)在实验前,要按照“左高左调,右高右调”的原则调节杠杆,使杠杆在水平位置平衡;
(2)当弹簧测力计在C点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中,注意分析动力臂的大小变化,再根据杠杆的平衡条件分析测力计的示数变化。
24.【答案】(1)解:月球车受到的重力G=mg=140kg×10N/kg=1400N;
(2)解:月球车对水平地面的压强;
(3)解:服摩擦力做的功W=fs=500N×180m=9×104J,
月球车在测试过程中的功率。
【知识点】功率的计算;压强的大小及其计算
【解析】【分析】 (1)根据公式G=mg计算重力;
(2)根据压强的计算公式计算;
(3)根据W=fs求出克服摩擦力做的功,根据求出功率。
25.【答案】(1)漂浮
(2)解:由G=mg得,木块的质量:,
木块体积:V=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3,
则木块的密度:。
(3)解:根据(1)可知,当F浮=4N时,木块受重力和浮力的作用,木块漂浮;
由F浮=ρ水gV排=ρ水gSh可知,此时水的深度:
,
此时细线的高度为0cm;
由图丙可知,当h=25cm时木块浸没,则细线的长度为:L=25cm-10cm=15cm,
因此细线刚好伸直时水的深度:h'=15cm+0.04 m=19cm,容器中水的深度h变化范围为4cm~19cm。
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理
【解析】【解答】 (1)我们结合图丙将木块的各个状态分解出来,当F浮=4N时就是水面上升到木块刚好对底部无压力,
而此时线对木块没有拉力,由此可知,此时为漂浮状态(F浮=G)。
【分析】 (1)结合图丙将木块的各个状态分解出来,即可知当F浮=4N时对应木块在水中的位置是处于什么状态;
(2)先根据重力公式和几何公式求出木块质量和体积,利用可求出木块的密度;
(3)先根据(1)可知物体刚好漂浮时浮力的大小,然后根据F浮=ρ水gV排=ρ水gSh即可求出水的深度,再由图丙可知:木块在浮力作用下上升的高度,进一步可得出容器内水的最大高度。
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