四川省自贡市解放路中学2024-2025学年九年级(上)开学物理试卷
一、单选题:本大题共16小题,共48分。
1.(2024九上·自贡开学考)“估测”是物理学中常用的一种方法。下列数据中,比较接近实际的是( )
A.体育课上中学生所用篮球重约
B.中学生正常走路时对地面的压强约为
C.此时平铺在桌面上的答题卡所受的大气压力约为
D.一个苹果漂浮在水面受到的浮力约
【答案】C
【知识点】大气压强的存在
【解析】【解答】 A、一个的篮球重约10N,50N太大,故A错误;
B、中学生的体重大约在G=500N左右,走路时脚与水平地面的接触面积大约在0.025m2左右,走路对水平地面的压强,故B错误;
C、大气压已知,平铺在桌面上的答题卡所受大气压力约为:F=pS=1.0×105Pa×0.2m×0.3m=6000N,故C正确;
D、一个苹果的重力约为1N,漂浮在水面受到的浮力等于重力,约为1N,30N比较大,故D错误。
故选:C。
【分析】 首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
2.(2024九上·自贡开学考)用手施加力把木块压在墙面上使其静止,如图所示,以下说法正确的是( )
A.手对木块的压力和墙对木块的弹力是一对平衡力
B.木块受到的摩擦力和手对木块的压力是一对平衡力
C.手对木块的压力和木块对墙的压力是一对相互作用力
D.木块受到的摩擦力和木块的重力是一对相互作用力
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】 A、手对木块的压力和墙对木块的弹力大小相等、方向相反,在一条直线上,满足二力平衡的条件,是一对平衡力。故A正确;
B、木块受到的摩擦力竖直向上,手对木块的压力水平向右,方向不同,所以不是一对平衡力。故B不正确;
C、手对木块的压力和木块对墙的压力方向相同,不满足相互作用力的条件,所以不是一对相互作用力。故C不正确;
D、木块受到的摩擦力和木块的重力大小相等、方向相反,在一条直线上,是一对平衡力。故D不正确。
故选:A。
【分析】 木块处于静止,在竖直方向上受两个力而平衡,即重力和墙对木块的静摩擦力;
木块在水平方向上受外力F和墙对木块的弹力,两个力是一对平衡力;
平衡力作用在同一物体上,作用力和反作用力作用在不同的物体上。
3.(2024九上·自贡开学考)如图所示,向西匀速运动的列车车超内,在水平桌面上处静止的小球,突然沿虚线运动到处,设过程中列车( )
A.减速行驶,向南转弯 B.减速行驶,向北转弯
C.加速行驶,向南转弯 D.加速行驶,向北转弯
【答案】A
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】小球相对于桌面是静止的,突然小球相对于桌面向西运动,说明列车正在减速(但小球由于惯性继续相对于地面向西运动);小球相对于桌面向北运动,说明列车向左转弯(列车向左转弯,但小球由于惯性继续相对于地面向西运动)。
故选:A。
【分析】物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性,惯性只与物体的质量有关。
4.(2024九上·自贡开学考)下列有关惯性的说法正确的一组是( )
小明没有推动静止的汽车,是由于汽车具有惯性;
火车刹车后不能马上停下来,是由于火车具有惯性;
高速飞行的子弹具有惯性,穿入木头静止后惯性消失;
将锤子的木柄在硬地上撞击几下,锤头便套紧了,利用了物体的惯性。
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】①小明没有推动静止的汽车,汽车处于平衡状态,与惯性无关。故本选项错误;
②火车刹车后不能马上停下来,是由于火车具有惯性。故本选项正确;
③高速飞行的子弹是因为子弹具有惯性,惯性不会消失。故本选项错误;
④将锤子的木柄在硬地上撞击几下,锤头便套紧了,因为锤柄受到地面的阻力静止,而锤头由于惯性,仍要保持原来的运动状态,继续向下运动。故本选项正确。
综合以上分析可得正确选项是②、④。
故选:B。
【分析】要解决此题需要知道惯性的概念,知道一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。要会用惯性的知识来解决有关的问题。
5.(2024九上·自贡开学考)小东将表面粗糙程度均匀的木板放在水平桌面上,木块A放置在水平木板上,细线一端连接在竖直悬挂的弹簧测力计(已调零)上,保持细线竖直,另一端通过定滑轮连接木块A,保持细线水平,如图所示。实验时用水平拉力F向右拉动木板,木块A相对地面静止,测力计的示数为2N。忽略轮与轴之间的摩擦。下列说法正确的是( )
A.木块A受到的摩擦力方向水平向左
B.若水平向右拉动木板,木板的速度越来越大,则弹簧测力计的示数大于2N
C.若水平向右拉动木板,木板的速度越来越小,则弹簧测力计的示数大于2N
D.若水平向右匀速拉动木板,则拉力F大于2N
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的方向;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】A.实验时,向右水平拉动木板,木块A相对地面静止,受到平衡力,木块A受到拉力水平向左,摩擦力水平向右,故A错误;
BC.水平向右拉动木板时,木块A对水平面的压力和接触面粗糙程度不变,摩擦力不变,拉动木板的速度改变,摩擦力不变,A受到平衡力,弹簧测力计的拉力不变,示数仍为2N,故BC错误;
D.根据测力计的拉力,判断A受到的摩擦力2N,当水平向右匀速拉动木板,A对木板的摩擦力为2N,方向水平向左,桌面对木板也有水平向左的摩擦力,拉动木板的力是两个摩擦力之和,故大于2N,故D正确。
故选D。
【分析】静止的物体受到平衡力,根据测力计的拉力,判断物体受到的摩擦力;拉动木块下面的木板时,拉动速度改变,摩擦力不变;根据木板匀速直线运动时受到的摩擦力,判断拉力的大小。
6.(2024九上·自贡开学考)如图所示,小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中,小明的( )
A.重力势能减小,机械能减小 B.动能不变,机械能不变
C.重力势能转化为动能 D.重力势能不变,机械能减小
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化;机械能及其转化
【解析】【解答】 沿滑道从顶端匀速下滑的过程中,与滑梯有摩擦,要克服摩擦力做功,机械能减小,机械能转化为内能,下滑过程中,速度不变,则动能不变,高度减小,则重力势能减小,故A正确,BCD不正确。
故选:A。
【分析】 动能大小的影响因素:质量、速度,质量越大、速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。机械能=动能+势能。
7.(2024九上·自贡开学考)如图所示,固定在竖直墙上的直角三角形支架放置空调室外机,处受到膨胀螺丝水平方向的拉力为支架重力不计。下列说法正确的是( )
A.直角三角形支架的点为支点
B.若室外机向外移动,点受到拉力变小
C.从安全角度分析,处受到的拉力越大越安全
D.其它条件不变,边越长,处受到的拉力越小
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】A、C点为支点,A点不是支点,故A错误;
B、若室外机向外移动,动力臂变大,阻力臂不变,由杠杆平衡条件得,A点受到拉力变大,故B错误;
C、A处受到的拉力越小,支架越不易脱落,越安全,故C错误;
D、其它条件不变,边AC越长,阻力臂越长,当动力与动力臂的乘积不变时,A处受到的拉力越小,故D正确。
故选:D。
【分析】 (1)先确定出支点,A处螺钉的水平拉力为动力、室外机对支架的压力为阻力;支点到动力、阻力的作用线的距离为动力臂、阻力臂,从根据杠杆平衡条件分析解答;
(2)根据杠杆平衡条件可知,在阻力、动力臂一定的情况下,阻力臂越小,动力越小、越省力、越牢固,据此根据图示情景分析答题。
8.(2024九上·自贡开学考)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器开口大小相同、底面积相同,分别装有质量相同的、两种液体,两个容器中的液面深度不同,下列说法正确的是( )
A.两个容器对桌面压力的大小关系是
B.两个容器对桌面压强的大小关系是
C.两种液体对容器底压力的大小关系是
D.两种液体对容器底压强的大小关系是
【答案】D
【知识点】压强大小比较
【解析】【解答】 AB、由于容器、液体的质量都相等,知容器对桌面的压力大小相等,即F甲=F乙,容器的底面积相同,由压强公式知容器对桌面压强的大小相同,即压强相等,p甲=p乙,故AB错误;
C、a中液体对容器底部的压力等于液体的重力,b中液体对容器底部的压力大于液体的重力,所以两种液体对容器底压力的大小关系是F甲<F乙,故C错误;
D、两容器的底面积相同,由知两种液体对容器底压强的大小关系是p甲<p乙,故D正确。
故选:D。
【分析】 (1)用F=G总=m容g+m液g容易比较桌面对两个容器支持力的大小关系,由判断出容器对桌面压强的关系;
(2)水平放置的柱状容器内的液体对容器底部的压力等于液重,上小下大的容器内的液体对容器底部的压力大于液重,在此基础上,用比较两种液体对容器底压强的大小关系。
9.(2024九上·自贡开学考)小玥同学利用托里拆利实验测量大气压强的值,如图所示,以下判断正确的是( )
A.此时大气压强等于770mm高水银柱所产生的压强
B.若将玻璃管稍稍倾斜,则管内外水银面的高度差将增大
C.若把此装置从首层乘电梯带到95楼顶层,则管内外水银面的高度差将增大
D.若换用密度比水银小的液体做实验,则大气压能支持液柱的高度会增大
【答案】D
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】A.在托里拆利实验中测量大气压时,大气压强等于试管内外水银柱高度差,图中,液柱高度差为750mm,表示大气压的大小,故A错误;
B.玻璃管稍倾斜,大气压强不变,根据,管内外水银面的高度差将不变,故B错误;
C.装置高度升高,当海拔升高,气压越低,能支持的水银柱高度变小,故C错误;
D.在大气压不变时,根据,换密度比水银小的液体做实验,h变大,大气压能支撑的液柱高度会增大,故D正确。
故选D。
【分析】托里拆利实验中,根据试管内外液柱高度差,表达大气压的大小;海拔越高,大气压降低,支持的水银柱高度变小;大气压一定时,液体密度越小,支持的液柱高度越大。
10.(2024九上·自贡开学考)如图所示的“吸”现象,不能用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.图甲中向两张纸之间吹气,纸会“吸”在一起
B.图乙中当大风吹来时,伞被向上“吸”起
C.图丙中等候的乘客应站在安全线以外,否则可能会被“吸”向列车
D.图丁中将吸盘挂钩压在瓷砖表面,吸盘挂钩会被“吸”在瓷砖上
【答案】D
【知识点】大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.图甲,向两张纸之间吹气,中间空气流速变大,压强变小,两侧的气压将两张纸压向中间,是流体和流速关系,故A不符合题意;
B.雨天打伞时,伞上方空气流速大,压强小;下方空气流速慢,压强大,产生向上的压力差,伞向上升,故B不符合题意;
C.列车驶过时,列车周围的空气流速大,压强小,乘客靠近时,可能会被外侧的空气推向列车,故C不符合题意;
D.图丁中,吸盘挂钩压在瓷砖上,在大气压的作用下吸盘挂钩会被“吸”在瓷砖上,故D符合题意。
故选D。
【分析】流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大;吸盘挂钩利用了大气压的作用。
11.(2024九上·自贡开学考)下列对四幅图片及情景解释正确的是( )
A.甲图中,用力才能把饮料吸入口中,说明吸力改变了大气压强
B.乙图中,飞镖箭头做得很尖,是为了减小压强
C.丙图中,拿自制气压计下楼,细管内水柱下降
D.丁图中,若向管中吹气,管中液面会下降
【答案】C
【知识点】减小压强的方法及其应用;大气压强与高度的关系
【解析】【解答】 A、用力一吸,把吸管内的空气吸走,空气减小,使管内气压减小,这样在外界大气压的作用下,饮料就被压进吸管里,用力才能把饮料吸入口中,改变的是管内的压强,改变不了外界压强,故A错误;
B、飞镖箭头做得很尖,是通过减小受力面积来增大压强,故B错误;
C、拿自制气压计下楼,细管内水柱会下降,因为楼下的气压高,导致水柱降低,故C正确;
D、往B管中吹气,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,A管中液体受到外界大气压向上的压强大于向下的压强,液面上升,故D错误。
故选:C。
【分析】(1)由于大气有压强,我们才能利用细管将饮料吸到嘴里;
(2)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
(3)大气压与海拔高度有关,海拔越高气压越低。
(4)流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。
12.(2024九上·自贡开学考)如图,水平桌面上放置着一个装有水足够深的圆柱形容器和质量相等的A、B两个实心小球。将A球放入容器内的水中,A球漂浮。取出A球后(带出的水忽略不计)再将B球放入容器内的水中,B球沉入容器底部。下列说法正确的是( )
A.A球的密度大于B球的密度
B.A球受到的浮力小于B球受到的浮力
C.放入A球后水对容器底的压强大于放入B球后水对容器底的压强
D.放入A球后容器对桌面的压强大于放入B球后容器对桌面的压强
【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.容器中装水,A在水中漂浮,A球的密度小于水的密度,B在水中沉底,B球的密度大于水的密度,则A的密度小于B的密度,故A错误;
B.两小球的质量相同,重力相同,A球漂浮,浮力等于重力,即,B球沉底,浮力小于重力
,A受到的浮力大于B受到的浮力,故B错误;
C.由于A受到的浮力大于B受到的浮力,根据,A排开液体的体积大于B排开液体的体积,放入A时,液面升高的多,根据,放入A后,水对容器底的压强大,故C正确;
D.已知AB的质量相等,重力相等,容器中放入A后与放入B后,对桌面的压力相等,根据,放入A后与放入B后,对桌面的压强相等,故D错误。
故选C。
【分析】漂浮物体的密度小于液体密度,受到的浮力等于物体的重力;沉底物体的密度大于液体密度,受到的浮力小于物体的重力;物体受到的浮力越大, 排开相同液体的体积越大;根据p=ρgh,判断液体越强的大小;根据,根据压力和受力面积相等,判断容器对桌面压强的大小。
13.(2024九上·自贡开学考)如图所示,电子秤上放置一个装有适量水的圆柱形容器容器足够高,厚度与质量均忽略不计,已知水的质量为,容器的底面积为。将一个质量为、体积为的实心圆柱体用细线系着,将其一半浸入水中. 不考虑物体吸水列说法错误的是( )
A.所受的浮力为
B.容器对电子秤的压力为
C.若剪断细线,物体下表面受到的压强先变大后不变
D.若剪断细线,待液面静止后,未触底,则水对容器底的压强为
【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、根据阿基米德原理可知,A所受的浮力为:,故A正确;
B、有重力公式可知,水的重力:G水=m水g=800×10-3kg×10N/kg=8N,图中绳子对物体的拉力为:F=GA-F浮,
容器对电子秤的压力为:F压=G水+GA-F=G水+F浮=8N+5N=13N,故B错误;
C、物体A的重力:GA=mAg=600×10-3kg×10N/kg=6N>F浮,
且实心长方体A的密度:,
则剪断细线后,实心长方体A静止时处于漂浮状态(此时F浮'=GA=6N),
所以剪断细线后,长方体排开水的体积变大,受到的浮力变大,当浮力和重力相等时,A最终处于漂浮状态;所以,A物体下表面所处的深度先增大,最终静止不变,由p=ρgh可知,A物体下表面受到的压强先变大,最终不变,故C正确;
D、因烧杯为柱形容器,所以若剪断细线,待液面静止后(物体漂浮),水对容器底的压力等于水和A物体的重力之和,即水对容器底的压力F=G水+GA=8N+6N=14N,
则水对容器底的压强为:故D正确。
故选:B。
【分析】 (1)根据题意求出A排开水的体积,根据阿基米德原理求出A所受的浮力;
(2)根据G=mg求出水的重力,容器对电子秤的压力等于水的重力与A的重力之和减去绳子对A的拉力;
(3)根据密度公式求出A的密度,根据A的密度与水的密度公式可知剪断细线后A的状态,根据判断A物体下表面的深度变化,根据p=ρgh可知A物体下表面受到的压强变化情况;
(4)若剪断细线,待液面静止后,水对容器底的压力等于水和A物体的重力之和,根据求出水对容器底的压强。
14.(2024九上·自贡开学考)如图甲,小林用水平推力推动水平地面上的木箱。此过程中,推力随时间的变化情况如图乙,木箱前进的速度的大小随时间的变化情况如图丙,则( )
A.,推力做的功为
B.,推力克服摩擦做功
C.,推力做功的功率为
D.,木箱受到的摩擦力等于木箱受到的摩擦力
【答案】D
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力产生的条件
【解析】【解答】 A、由图乙知,从0~1s内,推力大小为100N,由图丙可知,在0~1s内木箱处于静止状态,在力的方向上,没有移动距离,不满足做功条件,由W=Fs知在0~1s内推力对木箱所做的功为0J,故A错误;
BC、由丙图知,木箱在3s~5s内一条平行的直线,是做匀速直线运动,速度大小为v=1m/s,
木箱通过的距离:s=vt=1m/s×2s=2m。由乙图知,在3s~5s内木箱受到的推力F=200N,
则推力做功:W=Fs=200N×2m=400J,推力做功的功率:,故BC错误;
D、由图丙知,3s~5s内,是一条平行时间轴的直线,表示木箱做匀速直线运动,结合图乙和二力平衡条件可知,此时物体受到的摩擦力f=F=200N;木箱对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,由图丙可知,1s~3s内,木箱做加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,5s-6s木箱做减速运动,受到的摩擦力也为滑动摩擦力,所以木箱受到的摩擦力不变,始终为200N,故D正确。
故选:D。
【分析】(1)由图乙知,从0到1s内的推力大小,由图丙知,物体的运动状态,由此可知推力做的功;
(2)根据丙图算出3~5s通过的距离,根据乙图找出此时的推力,根据W=Fs计算出推力做的功,根据计算功率;
(3)根据木箱做匀速直线运动情况时的推力得出摩擦力的大小,摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关。
15.(2024九上·自贡开学考)使用下列机械,将重为的物体匀速提升如图,不考虑机械自重、绳重和摩擦,提升过程中最省力的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】 A、定滑轮,不省力,但能改变力的方向;
B、使用动滑轮,拉力作用在轮轴上,拉力为重物的2倍;
C、使用斜面,不计摩擦时Fs=Gh则;
D、使用杠杆,由杠杆平衡条件得F×4l=Gl则故提升过程中最省力的是D图。
故选:D。
【分析】 不考虑机械自重、绳重和摩擦:
(1)使用定滑轮,不省力,F=G;
(2)拉力在动滑轮上,F=2G;
(3)使用斜面时,拉力;
(4)先判断动力臂和阻力臂的大小,再根据杠杆平衡条件F1L1=GL2得出动力F和重力G的大小关系。
16.(2024九上·自贡开学考)某工人站在水平地面上,用竖直向下的力拉动绳子自由端,使物体匀速上升,如图甲所示。已知物体重900N,工人重600N,竖直向下的拉力F=500N,物体上升的高度随时间变化的规律如图乙所示,不计绳重和轮轴间的摩擦。在物体上升的过程中,下列说法中正确的是( )
A.物体上升的速度大小为5m/s B.工人对地面的压力大小为1100N
C.拉力F的功率为100W D.滑轮组的机械效率为90%
【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用;二力平衡的条件及其应用;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.图乙中,根据物体上升的路程和时间,计算速度为:,故A错误;
B.工人向下拉绳子,受到绳子竖直向上的拉力,根据人向下的重力,计算地面对工人的支持力为
,则工人对地面的压力为,故B错误;
C.图甲中,滑轮组绳子股数为n=2,绳子自由端移动的速度为:
计算拉力F的功率为:,故C错误;
D.根据物体重力和拉力,计算滑轮组的机械效率为
,故D正确。
故选D。
【分析】根据,计算速度;利用物体受到平衡力,计算支持力大小;根据F=Fv,计算功率大小,利用,计算机械效率。
二、填空题:本大题共6小题,共12分。
17.(2024九上·自贡开学考) 2023年5月30日9时31分,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。如图是神舟十六号载人飞船,其助推器向地面喷气会使飞船加速升空,这说明力的作用是 的,飞船的速度变快,这说明力能改变物体的 。
【答案】相互;运动状态
【知识点】力的作用效果;力作用的相互性
【解析】【解答】助推器向地面喷气时对喷出的气体施加向下的作用力,同时,喷出的气体对助推器施加向上的作用力,使飞船加速升空,说明力的作用是相互的。
飞船受到推力的作用,速度变快,即运动状态发生了变化,说明力能改变物体的运动状态。
【分析】根据力的作用的相互性解答,力的相互性:力的作用是相互的,力总是成对出现,相互作用的两个力等大、反向、共线,但它们分别作用在两个物体上,其效果不能抵消。力的作用效果:①改变物体的形状;②改变物体的运动状态。
18.(2024九上·自贡开学考)如图所示,重为的物体置于粗糙水平面上,物体、重力分别为和。将、平放在物体上,在水平向右的拉力作用下,使、、一起向右做匀速直线运动,此时对的摩擦力为 ,地面对的摩擦力为 。
【答案】0;5
【知识点】摩擦力的大小
【解析】【解答】(1)整体做匀速直线运动,B与C之间没有发生相对运动也没有相对运动的趋势,不满足摩擦力的条件,所以物体B受到物体C对它的摩擦力为0N。
(2)以A、B、C整体为研究对象,在拉力F的作用下向右匀速运动,整体处于平衡状态,所受合外力为0,则地面对C有向左的摩擦力,摩擦力等于拉力,拉力为5N,摩擦力为5N;
故选:0;5。
【分析】根据摩擦力产生的条件分析;
对整体受力分析,根据二力平衡条件确定地面与C之间的摩擦力。
19.(2024九上·自贡开学考)如图所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重,高,底面积;杯内水重,水深,水的密度为,取。则水对杯底的压力为 ,水对杯底的压强 。
【答案】1.8;600
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】 (1)根据压强公式可知,水杯对杯底的压力:F=pS=600Pa×30×10-4m2=1.8N;
(2)杯子内水的深度:h=6cm=0.06m,
由液体压强公式可知,水对杯底的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa。
答:(1)水杯对杯底的压力为1.8N。
(2)水对杯底的压强为600Pa。
【分析】 (1)根据求出水杯对杯底的压力。
(2)知道杯子内水的深度,根据p=ρgh求出水对杯底的压强。
20.(2024九上·自贡开学考)如图所示,一轻质杠杆AB悬于O点,其左端挂一重物,右端施加一个与水平方向成的力F,此时杠杆水平平衡。若重物质量,,,g取10N/kg。则力F的大小为 N,F对应的力臂是 cm。
【答案】20;3
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】画出拉力F的力臂L如图:
,
力F的力臂L为
,物体的重力为
根据杠杆平衡条件,代入数值得,解得
【分析】根据拉力和杠杠的夹角,判断拉力的力臂大小;根据G=mg计算重力,利用F1L1=F2L2,计算拉力大小。
21.(2024九上·自贡开学考)如图所示,斜面长,高,用大小为沿斜面向上的拉力,将重的铁块从底端匀速拉到顶端,斜面的机械效率为 ,物体受到的摩擦力为 。
【答案】;
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】 (1)物体重力做的功为有用功,拉力做的功为总功,斜面的机械效率:;
(2)将铁块从底端匀速拉到顶端,总功减去有用功为所做的额外功:
W额=W总-W有用=Fs-Gh=90N×10m-120N×6m=900J-720J=180J,
由W额=fs可得,物体受到的摩擦力:。
故答案为:80%;18。
【分析】 (1)根据求出斜面的机械效率;
(2)已知有用功和总功,可以得到额外功;已知额外功和斜面长度,利用公式得到摩擦力。
22.(2024九上·自贡开学考)跳绳是一种健身运动,小科同学对此作了专门研究:跳绳者的质量,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据所给条件算出此跳绳者每跳一次克服重力所做的功是 ,在内克服重力做功的平均功率为 。
【答案】;
【知识点】功率计算公式的应用;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)由图像纵坐标可知,h=0.09m;由功的公式可以求出跳绳者每跳一次克服重力所做的功:W=Gh=mgh=40kg×10N/kg×0.09m=36J;
(2)由图像中看出每跳一次用时,故1min内可跳绳180次;
故在1min内克服重力做功的平均功率为:。
故答案为:36J;108W。
【分析】克服重力所做的功可利用公式W=Gh计算;
观察图像,得到每跳一次所需的时间,然后就能计算1min内跳绳的次数,结合第一问中每跳一次克服重力所做的功算出1min内跳绳做的总功,最后利用公式计算平均功率。
三、作图题:本大题共1小题,共3分。
23.(2024九上·自贡开学考)如图所示,利用杠杆 撬动重物M,O为杠杆支点, 为杠杆的动力臂,现杠杆处于水平位置平衡。
⑴作出杠杆动力 的示意图;
⑵作出重物M对杠杆压力 的示意图。
【答案】解:如图所示:
【知识点】力的三要素及力的示意图;力臂的画法
【解析】【解答】由图可知,杠杆 的O为杠杆支点,已知杠杆的动力臂L1,要让杠杆在水平位置平衡,则F1的方向应向下,且动力臂和动力要垂直且作用在杠杆上,故可以作出动力F1;重物M对杠杆压力作用在杠杆上且垂直于杠杆向下,如图所示:
【分析】(1)已知动力臂,可以运用先判断动力F1的大致方向,然后运用动力臂和力的方向垂直做出动力F1的作用线,即为 杠杆动力 的示意图 ;
(2)关键找到压力的受力物体及压力的方向:总是垂直并指向被压物体,然后运用力的示意图做法做出。
四、实验探究题:本大题共3小题,共19分。
24.(2024九上·自贡开学考) 如图所示,是某物理实验小组探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验。
(1)在甲、乙、丙实验中,用弹簧测力计水平匀速直线拉动物体,依据 原理可知,滑动摩擦力的大小 弹簧测力计示数;
(2)通过甲、乙两图中的实验数据,可以得出结论:接触面粗糙程度一定时,压力越 ,滑动摩擦力越大;
(3)通过 两图的实验数据可得出,滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
(4)甲实验中,若把水平拉力增加到3N,则物体A受到的滑动摩擦力是 N;
(5)该实验中,我们用到了控制变量法。下列哪个实验还用到了此实验方法____;
A.测量物质的密度
B.测量平均速度
C.探究固体熔化时温度的变化规律
D.探究影响蒸发快慢的因素
(6)丁实验中是将木块切掉一半后并叠放,通过与甲实验的对比说明滑动摩擦力大小与受力面积大小 (选填“有关”或“无关”)。
【答案】(1)二力平衡;等于
(2)大
(3)甲、丙
(4)1.6
(5)D
(6)无关
【知识点】二力平衡的条件及其应用;探究影响摩擦力大小因素的实验;控制变量法与探究性实验方案
【解析】【解答】(1)用弹簧测力计水平拉动物体,使其做匀速直线运动,此时木块在水平方向上受到拉力和滑动摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计示数(即拉力大小) 。(2) 甲、 乙两图接触面的粗糙程度相同,但是压力大小不同,滑动摩擦力的大小不同,可以得出结论:当接触面粗糙程度一定时, 压力越大,滑动摩擦力越大。(3) 要得出滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关,应该控制压力大小相同,改变接触面的粗糙程度,因此符合条件的是甲、丙两图。(4) 甲实验中物体做匀速直线运动时,摩擦力f=F= 1.6N 。若把水平拉力增加到3N,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,则物体所受摩擦力不变,仍为1.6N。(5) A. 测量物质的密度是利用的是多次测量求平均值,没有采用控制变量法,故A不符合题意;
B.测量物体沿斜面下滑的平均速度,只需测量路程和时间,根据v =河求出平均速度,不需要控制变量法,故B不符合题意;
C.探究固体熔化时温度的变化规律,加热一定质量的固体,记录时间和温度寻找规律即可,没有采用控制变量法,故C不符合题意;
D.探究影响液体蒸发快慢的因素,只改变其中一个因素,需控制其它因素不变,实验探究时应采用控制变量法,故D不符合题意。
故选D。
(6) 丁实验中是将木块切掉一半后并叠放, 然后匀速拉动时,弹簧测力计示数为1.6N,甲与丁对比,压力大小接触面的粗糙程度均相同,受力面积不同,拉力相同,滑动摩擦力相同,可得结论:滑动摩擦力大小与受力面积无关。
故答案为: (1)二力平衡;等于; (2) 大 ; (3) 甲、丙 ;(4) 1.6 ;(5) D ;(6) 无关 。
【分析】本题考查了利用控制变量法和转换法探究摩擦力大小与什么因素有关的实验,这个实验是力学中比较重要的一个实验,需要好好掌握。在本实验中,物体做匀速直线运动时,物体受平衡力作用,由平衡条件可以知道拉力与滑动摩擦力相等;滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,运用控制变量法可对实验现象进行分析,并得出结论。
25.(2024九上·自贡开学考)小楷同学在探究“影响浮力大小的因素”时,做了如图所示的实验,、、、图中液体均为水。请你根据小楷的实验探究回答下列问题:
(1)图中金属块完全浸没在水中时所受浮力 ;
(2)分析实验步骤、、、,可以说明浮力大小跟排开液体的 有关;
(3)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选 用字母表示三个步骤进行分析;
(4)图是金属块放到另外某种液体中的情形,分析实验步骤、、,可以说明浮力大小跟液体的 有关,小楷据此又算出了该液体的密度是 。
【答案】(1)0.5
(2)体积
(3)ADE
(4)密度;
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】 (1)由称重法可知金属块所受浮力F浮=G-F示=2.7N-2.2N=0.5N;
(2)由B、C、D可知,液体密度相同,物体排开液体体积不同,测力计示数不同,则浮力大小不同,说明浮力大小跟排开液体的体积有关;
(3)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,应控制液体密度和排开液体体积相同,改变浸没深度,故选A、D、E三步分析;
(4)分析E、F步骤,物体排开液体体积相同,液体密度不同,测力计示数不同,则浮力不同,说明浮力大小跟液体的密度有关;
(5)金属块的体积;由图A和F可知,金属块浸没在液体中所受浮力F浮'=G-F示F=2.7N-2.1N=0.6N;
则液体密度为。
故答案为:(1)0.5N;(2)体积;(3)A、D、E;(4)密度;1.2×103。
【分析】 (1)根据称重法可得物体浸没在水中受到的浮力;
(2)(3)浮力大小与液体密度和物体排开液体体积有关,故应用控制变量法;
(4)由浸没在水中所受浮力可求物体体积,由称重法测出浸没液体中的浮力,再由阿基米德原理即可求液体密度。
26.(2024九上·自贡开学考)小敏和同学们用如图甲所示的实验装置测量滑轮组的机械效率,相关数据记录在表中:
实验序号 物重 物体上升的高度 绳端拉力 绳端移动的距离 机械效率
(1)小敏在实验中,发现竖直向上 拉动弹簧测力计时读数很不方便,她便在测力计静止时读数,同组的小明同学指出她这样测出的数据是错误的,原因是 。
(2)第三次实验中,绳端移动的距离为 ,滑轮组的机械效率是 。
(3)由、两次实验数据可得出结论: 。
(4)同组的小华增加了一个质量相同的滑轮,组成了图乙所示滑轮组来提升相同的重物,发现更省力,那么与小敏相比,小华的方法测出的机械效率将 选填“变大”“变小”或“不变”。
(5)在图乙实验操作的基础上,如图丙所示改变绳端拉力方向,测得的测力计示数将 选填“变大”“变小”或“不变”。
【答案】(1)匀速;没有考虑机械之间的摩擦,测出的拉力偏小
(2);
(3)同一滑轮组,提升的物体越重,机械效率越大
(4)变小
(5)变大
【知识点】滑轮(组)机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)在实验过程中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,根据二力平衡知识可知,测力计示数等于拉力大小,若在测力计静止时读数,这时测出的数据是错误的,原因是:没有考虑机械之间的摩擦,测出的拉力偏小;
(2)由图知,滑轮组由三段绳子承担物重,绳子移动的距离等于物体移动的距离的3倍,所以s3=3h3=3×0.15m=0.45m;;
(3)通过比较1、2两次实验数据知,滑轮组和提升物体的高度相同,钩码的重力越大,机械效率越高,故得出结论:同一滑轮组,提升的物体越重,机械效率越大;
(4)实验中动滑轮的个数多,做的额外功更多,在有用功相同时,机械效率会变小;
(5)在图乙实验操作的基础上,如图丙所示改变绳端拉力方向,拉力F向右倾斜,则拉力的力臂变小,拉力变大,测得的测力计示数将变大。
故答案为:(1)匀速;没有考虑机械之间的摩擦,测出的拉力偏小;(2)0.45;80%;(3)同一滑轮组,提升的物体越重,机械效率越大;(4)变小;(5)变大。
【分析】 (1)实验时要求测力计匀速运动时进行读数,不允许静止时读数,否则机械之间的摩擦将被忽略导致拉力偏小;
(2)根据s=nh来计算出绳端移动的距离,由计算出滑轮组的机械效率;
(3)通过比较1、2两次实验数据,找出相同量和不同量,分析得出滑轮组的机械效率与变化量的关系;
(4)提升相同的物重,则做的有用功不变,影响机械效率的大小的因素一个关键是额外功,根据额外功产生的原因进行解答;
(5)分析拉力F向右倾斜时大小的变化,得出机械效率的变化。
五、简答题:本大题共1小题,共3分。
27.(2024九上·自贡开学考)我国第四个南极科学考察站取名“泰山站”,寓意坚实、稳固、庄严、国泰民安。“泰山站”采用轻质材料装配而成,为了避免被强横风吹动移位,你认为支架上悬空部分应选择如图所示哪种结构特点进行安装?请用所学的物理知识解释其原因。
【答案】答:应为了避免被强横风吹动移位,则悬空部分应该受到向下的压强大;根据流体流速越大的位置压强越小可知,上方的空气的流速要小,下方空气的流速要大,所以应选择上平下凸的甲图。
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】为了避免被强横风吹动移位,则悬空部分应该受到向下的压强大;根据流体流速越大的位置压强越小可知,上方的空气的流速要小,下方空气的流速要大,所以应选择上平下凸的甲图。
【分析】 流体的压强跟流速有关,流速越大的位置压强越小。
六、计算题:本大题共2小题,共15分。
28.(2024九上·自贡开学考)密度为,质量为的正方体木块漂浮在水面上如图甲所示,已知,取。
(1)求木块漂浮时,浸在水中的体积;
(2)求木块漂浮时,底部受到水的压强;
(3)把边长为的正方体金属块轻轻放在正方体木块的上表面中央,静止后金属块上表面恰好与水面相平如图乙所示,求此时金属块对木块的压强。
【答案】(1)解:在图甲中,因为木块漂浮,根据浮沉条件可知,木块受到的浮力等于自身的重力:,
由可得浸在水中的体积:
答:木块漂浮时,浸在水中的体积为;
(2)解: 由可得正方体木块的体积:,
木块的边长,
木块的底面积,
因为木块受到的浮力,
所以木块底部受到水的压力:,
木块底部受到水的压强:
答:木块漂浮时,底部受到水的压强为;
(3)解: 金属块的体积:,
底面积,
在图乙中,金属块上表面恰好与水面相平,
金属块受到的浮力:,
木块受到的浮力:,
此时,金属块和木块受到总浮力等于其总重力,
即:,
,
金属块的重力:,
金属块对木块的压力:,
金属块对木块的压强:。
答:金属块对木块的压强为
【知识点】液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 (1)在图甲中,由于木块漂浮,木块受到水的浮力等于木块重力,利用F浮=ρ水V排g求排开水的体积,即浸在水中的体积;
(2)知道木块的密度、质量,利用求正方体木块的体积,进而得出木块的边长、底面积;此时木块受到的浮力F浮=F下-F上,可求木块底部受到水的压力,再利用求木块底部受到水的压强;
(3)知道正方体金属块边长,可求其体积、底面积;在图乙中,金属块上表面恰好与水面相平,利用阿基米德原理F浮=ρ水V排g求金属块、木块受到的浮力;此时,金属块和木块受到总浮力等于其总重力,据此可求金属块的重力,金属块对木块的压力等于金属块重力减去金属块受到的水的浮力,再利用求金属块对木块的压强。
29.(2024九上·自贡开学考)如图所示,某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动到加工点。拉动过程中,工人对绳的拉力始终沿竖直方向,工人双脚始终与水平地面接触且接触面积为。工人对地面的压强为;此工人的质量为70kg,两个动滑轮的质量共为10kg,绳重、绳与滑轮之间的摩擦均忽略不计,g取10N/kg。求:
(1)工人的手对绳的拉力大小;
(2)工件移动过程中,地面对工件摩擦力的大小;
(3)滑轮组在此次工作中的机械效率。
【答案】(1)解:工人的重力
由得,工人对地面的压力
由力的作用是相互的可知,工人受到的支持力
由力的平衡条件可知,工人的手对绳的拉力
答:工人的手对绳的拉力大小为100N;
(2)解:两个动滑轮的重力
由图可知n=4,因为不计绳重和摩擦时
所以地面对工件摩擦力
答:工件移动过程中,地面对工件摩擦力为300N;
(3)解:滑轮组的机械效率
答:滑轮组在此次工作中的机械效率为75%。
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;机械效率的计算;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)首先根据G=mg计算工人的重力,再根据F压=pS计算工人对地面的压力,接下来根据相互作用力的原理计算工人受到的支持力,最后根据二力平衡的知识F=G-F支计算手对绳子的拉力。
(2)首先根据G动=m动g计算两个动滑轮的重力,再根据图片确定承担拉力的绳子段数n,最后根据 计算地面对工件的摩擦力。
(3)滑轮组克服工件的地面阻力做有用功,自由端的拉力做总功,根据 计算滑轮组的机械效率。
1 / 1四川省自贡市解放路中学2024-2025学年九年级(上)开学物理试卷
一、单选题:本大题共16小题,共48分。
1.(2024九上·自贡开学考)“估测”是物理学中常用的一种方法。下列数据中,比较接近实际的是( )
A.体育课上中学生所用篮球重约
B.中学生正常走路时对地面的压强约为
C.此时平铺在桌面上的答题卡所受的大气压力约为
D.一个苹果漂浮在水面受到的浮力约
2.(2024九上·自贡开学考)用手施加力把木块压在墙面上使其静止,如图所示,以下说法正确的是( )
A.手对木块的压力和墙对木块的弹力是一对平衡力
B.木块受到的摩擦力和手对木块的压力是一对平衡力
C.手对木块的压力和木块对墙的压力是一对相互作用力
D.木块受到的摩擦力和木块的重力是一对相互作用力
3.(2024九上·自贡开学考)如图所示,向西匀速运动的列车车超内,在水平桌面上处静止的小球,突然沿虚线运动到处,设过程中列车( )
A.减速行驶,向南转弯 B.减速行驶,向北转弯
C.加速行驶,向南转弯 D.加速行驶,向北转弯
4.(2024九上·自贡开学考)下列有关惯性的说法正确的一组是( )
小明没有推动静止的汽车,是由于汽车具有惯性;
火车刹车后不能马上停下来,是由于火车具有惯性;
高速飞行的子弹具有惯性,穿入木头静止后惯性消失;
将锤子的木柄在硬地上撞击几下,锤头便套紧了,利用了物体的惯性。
A. B. C. D.
5.(2024九上·自贡开学考)小东将表面粗糙程度均匀的木板放在水平桌面上,木块A放置在水平木板上,细线一端连接在竖直悬挂的弹簧测力计(已调零)上,保持细线竖直,另一端通过定滑轮连接木块A,保持细线水平,如图所示。实验时用水平拉力F向右拉动木板,木块A相对地面静止,测力计的示数为2N。忽略轮与轴之间的摩擦。下列说法正确的是( )
A.木块A受到的摩擦力方向水平向左
B.若水平向右拉动木板,木板的速度越来越大,则弹簧测力计的示数大于2N
C.若水平向右拉动木板,木板的速度越来越小,则弹簧测力计的示数大于2N
D.若水平向右匀速拉动木板,则拉力F大于2N
6.(2024九上·自贡开学考)如图所示,小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中,小明的( )
A.重力势能减小,机械能减小 B.动能不变,机械能不变
C.重力势能转化为动能 D.重力势能不变,机械能减小
7.(2024九上·自贡开学考)如图所示,固定在竖直墙上的直角三角形支架放置空调室外机,处受到膨胀螺丝水平方向的拉力为支架重力不计。下列说法正确的是( )
A.直角三角形支架的点为支点
B.若室外机向外移动,点受到拉力变小
C.从安全角度分析,处受到的拉力越大越安全
D.其它条件不变,边越长,处受到的拉力越小
8.(2024九上·自贡开学考)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器开口大小相同、底面积相同,分别装有质量相同的、两种液体,两个容器中的液面深度不同,下列说法正确的是( )
A.两个容器对桌面压力的大小关系是
B.两个容器对桌面压强的大小关系是
C.两种液体对容器底压力的大小关系是
D.两种液体对容器底压强的大小关系是
9.(2024九上·自贡开学考)小玥同学利用托里拆利实验测量大气压强的值,如图所示,以下判断正确的是( )
A.此时大气压强等于770mm高水银柱所产生的压强
B.若将玻璃管稍稍倾斜,则管内外水银面的高度差将增大
C.若把此装置从首层乘电梯带到95楼顶层,则管内外水银面的高度差将增大
D.若换用密度比水银小的液体做实验,则大气压能支持液柱的高度会增大
10.(2024九上·自贡开学考)如图所示的“吸”现象,不能用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.图甲中向两张纸之间吹气,纸会“吸”在一起
B.图乙中当大风吹来时,伞被向上“吸”起
C.图丙中等候的乘客应站在安全线以外,否则可能会被“吸”向列车
D.图丁中将吸盘挂钩压在瓷砖表面,吸盘挂钩会被“吸”在瓷砖上
11.(2024九上·自贡开学考)下列对四幅图片及情景解释正确的是( )
A.甲图中,用力才能把饮料吸入口中,说明吸力改变了大气压强
B.乙图中,飞镖箭头做得很尖,是为了减小压强
C.丙图中,拿自制气压计下楼,细管内水柱下降
D.丁图中,若向管中吹气,管中液面会下降
12.(2024九上·自贡开学考)如图,水平桌面上放置着一个装有水足够深的圆柱形容器和质量相等的A、B两个实心小球。将A球放入容器内的水中,A球漂浮。取出A球后(带出的水忽略不计)再将B球放入容器内的水中,B球沉入容器底部。下列说法正确的是( )
A.A球的密度大于B球的密度
B.A球受到的浮力小于B球受到的浮力
C.放入A球后水对容器底的压强大于放入B球后水对容器底的压强
D.放入A球后容器对桌面的压强大于放入B球后容器对桌面的压强
13.(2024九上·自贡开学考)如图所示,电子秤上放置一个装有适量水的圆柱形容器容器足够高,厚度与质量均忽略不计,已知水的质量为,容器的底面积为。将一个质量为、体积为的实心圆柱体用细线系着,将其一半浸入水中. 不考虑物体吸水列说法错误的是( )
A.所受的浮力为
B.容器对电子秤的压力为
C.若剪断细线,物体下表面受到的压强先变大后不变
D.若剪断细线,待液面静止后,未触底,则水对容器底的压强为
14.(2024九上·自贡开学考)如图甲,小林用水平推力推动水平地面上的木箱。此过程中,推力随时间的变化情况如图乙,木箱前进的速度的大小随时间的变化情况如图丙,则( )
A.,推力做的功为
B.,推力克服摩擦做功
C.,推力做功的功率为
D.,木箱受到的摩擦力等于木箱受到的摩擦力
15.(2024九上·自贡开学考)使用下列机械,将重为的物体匀速提升如图,不考虑机械自重、绳重和摩擦,提升过程中最省力的是( )
A. B.
C. D.
16.(2024九上·自贡开学考)某工人站在水平地面上,用竖直向下的力拉动绳子自由端,使物体匀速上升,如图甲所示。已知物体重900N,工人重600N,竖直向下的拉力F=500N,物体上升的高度随时间变化的规律如图乙所示,不计绳重和轮轴间的摩擦。在物体上升的过程中,下列说法中正确的是( )
A.物体上升的速度大小为5m/s B.工人对地面的压力大小为1100N
C.拉力F的功率为100W D.滑轮组的机械效率为90%
二、填空题:本大题共6小题,共12分。
17.(2024九上·自贡开学考) 2023年5月30日9时31分,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。如图是神舟十六号载人飞船,其助推器向地面喷气会使飞船加速升空,这说明力的作用是 的,飞船的速度变快,这说明力能改变物体的 。
18.(2024九上·自贡开学考)如图所示,重为的物体置于粗糙水平面上,物体、重力分别为和。将、平放在物体上,在水平向右的拉力作用下,使、、一起向右做匀速直线运动,此时对的摩擦力为 ,地面对的摩擦力为 。
19.(2024九上·自贡开学考)如图所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重,高,底面积;杯内水重,水深,水的密度为,取。则水对杯底的压力为 ,水对杯底的压强 。
20.(2024九上·自贡开学考)如图所示,一轻质杠杆AB悬于O点,其左端挂一重物,右端施加一个与水平方向成的力F,此时杠杆水平平衡。若重物质量,,,g取10N/kg。则力F的大小为 N,F对应的力臂是 cm。
21.(2024九上·自贡开学考)如图所示,斜面长,高,用大小为沿斜面向上的拉力,将重的铁块从底端匀速拉到顶端,斜面的机械效率为 ,物体受到的摩擦力为 。
22.(2024九上·自贡开学考)跳绳是一种健身运动,小科同学对此作了专门研究:跳绳者的质量,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据所给条件算出此跳绳者每跳一次克服重力所做的功是 ,在内克服重力做功的平均功率为 。
三、作图题:本大题共1小题,共3分。
23.(2024九上·自贡开学考)如图所示,利用杠杆 撬动重物M,O为杠杆支点, 为杠杆的动力臂,现杠杆处于水平位置平衡。
⑴作出杠杆动力 的示意图;
⑵作出重物M对杠杆压力 的示意图。
四、实验探究题:本大题共3小题,共19分。
24.(2024九上·自贡开学考) 如图所示,是某物理实验小组探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验。
(1)在甲、乙、丙实验中,用弹簧测力计水平匀速直线拉动物体,依据 原理可知,滑动摩擦力的大小 弹簧测力计示数;
(2)通过甲、乙两图中的实验数据,可以得出结论:接触面粗糙程度一定时,压力越 ,滑动摩擦力越大;
(3)通过 两图的实验数据可得出,滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
(4)甲实验中,若把水平拉力增加到3N,则物体A受到的滑动摩擦力是 N;
(5)该实验中,我们用到了控制变量法。下列哪个实验还用到了此实验方法____;
A.测量物质的密度
B.测量平均速度
C.探究固体熔化时温度的变化规律
D.探究影响蒸发快慢的因素
(6)丁实验中是将木块切掉一半后并叠放,通过与甲实验的对比说明滑动摩擦力大小与受力面积大小 (选填“有关”或“无关”)。
25.(2024九上·自贡开学考)小楷同学在探究“影响浮力大小的因素”时,做了如图所示的实验,、、、图中液体均为水。请你根据小楷的实验探究回答下列问题:
(1)图中金属块完全浸没在水中时所受浮力 ;
(2)分析实验步骤、、、,可以说明浮力大小跟排开液体的 有关;
(3)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选 用字母表示三个步骤进行分析;
(4)图是金属块放到另外某种液体中的情形,分析实验步骤、、,可以说明浮力大小跟液体的 有关,小楷据此又算出了该液体的密度是 。
26.(2024九上·自贡开学考)小敏和同学们用如图甲所示的实验装置测量滑轮组的机械效率,相关数据记录在表中:
实验序号 物重 物体上升的高度 绳端拉力 绳端移动的距离 机械效率
(1)小敏在实验中,发现竖直向上 拉动弹簧测力计时读数很不方便,她便在测力计静止时读数,同组的小明同学指出她这样测出的数据是错误的,原因是 。
(2)第三次实验中,绳端移动的距离为 ,滑轮组的机械效率是 。
(3)由、两次实验数据可得出结论: 。
(4)同组的小华增加了一个质量相同的滑轮,组成了图乙所示滑轮组来提升相同的重物,发现更省力,那么与小敏相比,小华的方法测出的机械效率将 选填“变大”“变小”或“不变”。
(5)在图乙实验操作的基础上,如图丙所示改变绳端拉力方向,测得的测力计示数将 选填“变大”“变小”或“不变”。
五、简答题:本大题共1小题,共3分。
27.(2024九上·自贡开学考)我国第四个南极科学考察站取名“泰山站”,寓意坚实、稳固、庄严、国泰民安。“泰山站”采用轻质材料装配而成,为了避免被强横风吹动移位,你认为支架上悬空部分应选择如图所示哪种结构特点进行安装?请用所学的物理知识解释其原因。
六、计算题:本大题共2小题,共15分。
28.(2024九上·自贡开学考)密度为,质量为的正方体木块漂浮在水面上如图甲所示,已知,取。
(1)求木块漂浮时,浸在水中的体积;
(2)求木块漂浮时,底部受到水的压强;
(3)把边长为的正方体金属块轻轻放在正方体木块的上表面中央,静止后金属块上表面恰好与水面相平如图乙所示,求此时金属块对木块的压强。
29.(2024九上·自贡开学考)如图所示,某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动到加工点。拉动过程中,工人对绳的拉力始终沿竖直方向,工人双脚始终与水平地面接触且接触面积为。工人对地面的压强为;此工人的质量为70kg,两个动滑轮的质量共为10kg,绳重、绳与滑轮之间的摩擦均忽略不计,g取10N/kg。求:
(1)工人的手对绳的拉力大小;
(2)工件移动过程中,地面对工件摩擦力的大小;
(3)滑轮组在此次工作中的机械效率。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】大气压强的存在
【解析】【解答】 A、一个的篮球重约10N,50N太大,故A错误;
B、中学生的体重大约在G=500N左右,走路时脚与水平地面的接触面积大约在0.025m2左右,走路对水平地面的压强,故B错误;
C、大气压已知,平铺在桌面上的答题卡所受大气压力约为:F=pS=1.0×105Pa×0.2m×0.3m=6000N,故C正确;
D、一个苹果的重力约为1N,漂浮在水面受到的浮力等于重力,约为1N,30N比较大,故D错误。
故选:C。
【分析】 首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
2.【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】 A、手对木块的压力和墙对木块的弹力大小相等、方向相反,在一条直线上,满足二力平衡的条件,是一对平衡力。故A正确;
B、木块受到的摩擦力竖直向上,手对木块的压力水平向右,方向不同,所以不是一对平衡力。故B不正确;
C、手对木块的压力和木块对墙的压力方向相同,不满足相互作用力的条件,所以不是一对相互作用力。故C不正确;
D、木块受到的摩擦力和木块的重力大小相等、方向相反,在一条直线上,是一对平衡力。故D不正确。
故选:A。
【分析】 木块处于静止,在竖直方向上受两个力而平衡,即重力和墙对木块的静摩擦力;
木块在水平方向上受外力F和墙对木块的弹力,两个力是一对平衡力;
平衡力作用在同一物体上,作用力和反作用力作用在不同的物体上。
3.【答案】A
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】小球相对于桌面是静止的,突然小球相对于桌面向西运动,说明列车正在减速(但小球由于惯性继续相对于地面向西运动);小球相对于桌面向北运动,说明列车向左转弯(列车向左转弯,但小球由于惯性继续相对于地面向西运动)。
故选:A。
【分析】物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性,惯性只与物体的质量有关。
4.【答案】B
【知识点】惯性及其现象
【解析】【解答】①小明没有推动静止的汽车,汽车处于平衡状态,与惯性无关。故本选项错误;
②火车刹车后不能马上停下来,是由于火车具有惯性。故本选项正确;
③高速飞行的子弹是因为子弹具有惯性,惯性不会消失。故本选项错误;
④将锤子的木柄在硬地上撞击几下,锤头便套紧了,因为锤柄受到地面的阻力静止,而锤头由于惯性,仍要保持原来的运动状态,继续向下运动。故本选项正确。
综合以上分析可得正确选项是②、④。
故选:B。
【分析】要解决此题需要知道惯性的概念,知道一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。要会用惯性的知识来解决有关的问题。
5.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的方向;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】A.实验时,向右水平拉动木板,木块A相对地面静止,受到平衡力,木块A受到拉力水平向左,摩擦力水平向右,故A错误;
BC.水平向右拉动木板时,木块A对水平面的压力和接触面粗糙程度不变,摩擦力不变,拉动木板的速度改变,摩擦力不变,A受到平衡力,弹簧测力计的拉力不变,示数仍为2N,故BC错误;
D.根据测力计的拉力,判断A受到的摩擦力2N,当水平向右匀速拉动木板,A对木板的摩擦力为2N,方向水平向左,桌面对木板也有水平向左的摩擦力,拉动木板的力是两个摩擦力之和,故大于2N,故D正确。
故选D。
【分析】静止的物体受到平衡力,根据测力计的拉力,判断物体受到的摩擦力;拉动木块下面的木板时,拉动速度改变,摩擦力不变;根据木板匀速直线运动时受到的摩擦力,判断拉力的大小。
6.【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化;机械能及其转化
【解析】【解答】 沿滑道从顶端匀速下滑的过程中,与滑梯有摩擦,要克服摩擦力做功,机械能减小,机械能转化为内能,下滑过程中,速度不变,则动能不变,高度减小,则重力势能减小,故A正确,BCD不正确。
故选:A。
【分析】 动能大小的影响因素:质量、速度,质量越大、速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。机械能=动能+势能。
7.【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】A、C点为支点,A点不是支点,故A错误;
B、若室外机向外移动,动力臂变大,阻力臂不变,由杠杆平衡条件得,A点受到拉力变大,故B错误;
C、A处受到的拉力越小,支架越不易脱落,越安全,故C错误;
D、其它条件不变,边AC越长,阻力臂越长,当动力与动力臂的乘积不变时,A处受到的拉力越小,故D正确。
故选:D。
【分析】 (1)先确定出支点,A处螺钉的水平拉力为动力、室外机对支架的压力为阻力;支点到动力、阻力的作用线的距离为动力臂、阻力臂,从根据杠杆平衡条件分析解答;
(2)根据杠杆平衡条件可知,在阻力、动力臂一定的情况下,阻力臂越小,动力越小、越省力、越牢固,据此根据图示情景分析答题。
8.【答案】D
【知识点】压强大小比较
【解析】【解答】 AB、由于容器、液体的质量都相等,知容器对桌面的压力大小相等,即F甲=F乙,容器的底面积相同,由压强公式知容器对桌面压强的大小相同,即压强相等,p甲=p乙,故AB错误;
C、a中液体对容器底部的压力等于液体的重力,b中液体对容器底部的压力大于液体的重力,所以两种液体对容器底压力的大小关系是F甲<F乙,故C错误;
D、两容器的底面积相同,由知两种液体对容器底压强的大小关系是p甲<p乙,故D正确。
故选:D。
【分析】 (1)用F=G总=m容g+m液g容易比较桌面对两个容器支持力的大小关系,由判断出容器对桌面压强的关系;
(2)水平放置的柱状容器内的液体对容器底部的压力等于液重,上小下大的容器内的液体对容器底部的压力大于液重,在此基础上,用比较两种液体对容器底压强的大小关系。
9.【答案】D
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】A.在托里拆利实验中测量大气压时,大气压强等于试管内外水银柱高度差,图中,液柱高度差为750mm,表示大气压的大小,故A错误;
B.玻璃管稍倾斜,大气压强不变,根据,管内外水银面的高度差将不变,故B错误;
C.装置高度升高,当海拔升高,气压越低,能支持的水银柱高度变小,故C错误;
D.在大气压不变时,根据,换密度比水银小的液体做实验,h变大,大气压能支撑的液柱高度会增大,故D正确。
故选D。
【分析】托里拆利实验中,根据试管内外液柱高度差,表达大气压的大小;海拔越高,大气压降低,支持的水银柱高度变小;大气压一定时,液体密度越小,支持的液柱高度越大。
10.【答案】D
【知识点】大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.图甲,向两张纸之间吹气,中间空气流速变大,压强变小,两侧的气压将两张纸压向中间,是流体和流速关系,故A不符合题意;
B.雨天打伞时,伞上方空气流速大,压强小;下方空气流速慢,压强大,产生向上的压力差,伞向上升,故B不符合题意;
C.列车驶过时,列车周围的空气流速大,压强小,乘客靠近时,可能会被外侧的空气推向列车,故C不符合题意;
D.图丁中,吸盘挂钩压在瓷砖上,在大气压的作用下吸盘挂钩会被“吸”在瓷砖上,故D符合题意。
故选D。
【分析】流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大;吸盘挂钩利用了大气压的作用。
11.【答案】C
【知识点】减小压强的方法及其应用;大气压强与高度的关系
【解析】【解答】 A、用力一吸,把吸管内的空气吸走,空气减小,使管内气压减小,这样在外界大气压的作用下,饮料就被压进吸管里,用力才能把饮料吸入口中,改变的是管内的压强,改变不了外界压强,故A错误;
B、飞镖箭头做得很尖,是通过减小受力面积来增大压强,故B错误;
C、拿自制气压计下楼,细管内水柱会下降,因为楼下的气压高,导致水柱降低,故C正确;
D、往B管中吹气,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,A管中液体受到外界大气压向上的压强大于向下的压强,液面上升,故D错误。
故选:C。
【分析】(1)由于大气有压强,我们才能利用细管将饮料吸到嘴里;
(2)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
(3)大气压与海拔高度有关,海拔越高气压越低。
(4)流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。
12.【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.容器中装水,A在水中漂浮,A球的密度小于水的密度,B在水中沉底,B球的密度大于水的密度,则A的密度小于B的密度,故A错误;
B.两小球的质量相同,重力相同,A球漂浮,浮力等于重力,即,B球沉底,浮力小于重力
,A受到的浮力大于B受到的浮力,故B错误;
C.由于A受到的浮力大于B受到的浮力,根据,A排开液体的体积大于B排开液体的体积,放入A时,液面升高的多,根据,放入A后,水对容器底的压强大,故C正确;
D.已知AB的质量相等,重力相等,容器中放入A后与放入B后,对桌面的压力相等,根据,放入A后与放入B后,对桌面的压强相等,故D错误。
故选C。
【分析】漂浮物体的密度小于液体密度,受到的浮力等于物体的重力;沉底物体的密度大于液体密度,受到的浮力小于物体的重力;物体受到的浮力越大, 排开相同液体的体积越大;根据p=ρgh,判断液体越强的大小;根据,根据压力和受力面积相等,判断容器对桌面压强的大小。
13.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、根据阿基米德原理可知,A所受的浮力为:,故A正确;
B、有重力公式可知,水的重力:G水=m水g=800×10-3kg×10N/kg=8N,图中绳子对物体的拉力为:F=GA-F浮,
容器对电子秤的压力为:F压=G水+GA-F=G水+F浮=8N+5N=13N,故B错误;
C、物体A的重力:GA=mAg=600×10-3kg×10N/kg=6N>F浮,
且实心长方体A的密度:,
则剪断细线后,实心长方体A静止时处于漂浮状态(此时F浮'=GA=6N),
所以剪断细线后,长方体排开水的体积变大,受到的浮力变大,当浮力和重力相等时,A最终处于漂浮状态;所以,A物体下表面所处的深度先增大,最终静止不变,由p=ρgh可知,A物体下表面受到的压强先变大,最终不变,故C正确;
D、因烧杯为柱形容器,所以若剪断细线,待液面静止后(物体漂浮),水对容器底的压力等于水和A物体的重力之和,即水对容器底的压力F=G水+GA=8N+6N=14N,
则水对容器底的压强为:故D正确。
故选:B。
【分析】 (1)根据题意求出A排开水的体积,根据阿基米德原理求出A所受的浮力;
(2)根据G=mg求出水的重力,容器对电子秤的压力等于水的重力与A的重力之和减去绳子对A的拉力;
(3)根据密度公式求出A的密度,根据A的密度与水的密度公式可知剪断细线后A的状态,根据判断A物体下表面的深度变化,根据p=ρgh可知A物体下表面受到的压强变化情况;
(4)若剪断细线,待液面静止后,水对容器底的压力等于水和A物体的重力之和,根据求出水对容器底的压强。
14.【答案】D
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力产生的条件
【解析】【解答】 A、由图乙知,从0~1s内,推力大小为100N,由图丙可知,在0~1s内木箱处于静止状态,在力的方向上,没有移动距离,不满足做功条件,由W=Fs知在0~1s内推力对木箱所做的功为0J,故A错误;
BC、由丙图知,木箱在3s~5s内一条平行的直线,是做匀速直线运动,速度大小为v=1m/s,
木箱通过的距离:s=vt=1m/s×2s=2m。由乙图知,在3s~5s内木箱受到的推力F=200N,
则推力做功:W=Fs=200N×2m=400J,推力做功的功率:,故BC错误;
D、由图丙知,3s~5s内,是一条平行时间轴的直线,表示木箱做匀速直线运动,结合图乙和二力平衡条件可知,此时物体受到的摩擦力f=F=200N;木箱对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,由图丙可知,1s~3s内,木箱做加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,5s-6s木箱做减速运动,受到的摩擦力也为滑动摩擦力,所以木箱受到的摩擦力不变,始终为200N,故D正确。
故选:D。
【分析】(1)由图乙知,从0到1s内的推力大小,由图丙知,物体的运动状态,由此可知推力做的功;
(2)根据丙图算出3~5s通过的距离,根据乙图找出此时的推力,根据W=Fs计算出推力做的功,根据计算功率;
(3)根据木箱做匀速直线运动情况时的推力得出摩擦力的大小,摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关。
15.【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】 A、定滑轮,不省力,但能改变力的方向;
B、使用动滑轮,拉力作用在轮轴上,拉力为重物的2倍;
C、使用斜面,不计摩擦时Fs=Gh则;
D、使用杠杆,由杠杆平衡条件得F×4l=Gl则故提升过程中最省力的是D图。
故选:D。
【分析】 不考虑机械自重、绳重和摩擦:
(1)使用定滑轮,不省力,F=G;
(2)拉力在动滑轮上,F=2G;
(3)使用斜面时,拉力;
(4)先判断动力臂和阻力臂的大小,再根据杠杆平衡条件F1L1=GL2得出动力F和重力G的大小关系。
16.【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用;二力平衡的条件及其应用;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.图乙中,根据物体上升的路程和时间,计算速度为:,故A错误;
B.工人向下拉绳子,受到绳子竖直向上的拉力,根据人向下的重力,计算地面对工人的支持力为
,则工人对地面的压力为,故B错误;
C.图甲中,滑轮组绳子股数为n=2,绳子自由端移动的速度为:
计算拉力F的功率为:,故C错误;
D.根据物体重力和拉力,计算滑轮组的机械效率为
,故D正确。
故选D。
【分析】根据,计算速度;利用物体受到平衡力,计算支持力大小;根据F=Fv,计算功率大小,利用,计算机械效率。
17.【答案】相互;运动状态
【知识点】力的作用效果;力作用的相互性
【解析】【解答】助推器向地面喷气时对喷出的气体施加向下的作用力,同时,喷出的气体对助推器施加向上的作用力,使飞船加速升空,说明力的作用是相互的。
飞船受到推力的作用,速度变快,即运动状态发生了变化,说明力能改变物体的运动状态。
【分析】根据力的作用的相互性解答,力的相互性:力的作用是相互的,力总是成对出现,相互作用的两个力等大、反向、共线,但它们分别作用在两个物体上,其效果不能抵消。力的作用效果:①改变物体的形状;②改变物体的运动状态。
18.【答案】0;5
【知识点】摩擦力的大小
【解析】【解答】(1)整体做匀速直线运动,B与C之间没有发生相对运动也没有相对运动的趋势,不满足摩擦力的条件,所以物体B受到物体C对它的摩擦力为0N。
(2)以A、B、C整体为研究对象,在拉力F的作用下向右匀速运动,整体处于平衡状态,所受合外力为0,则地面对C有向左的摩擦力,摩擦力等于拉力,拉力为5N,摩擦力为5N;
故选:0;5。
【分析】根据摩擦力产生的条件分析;
对整体受力分析,根据二力平衡条件确定地面与C之间的摩擦力。
19.【答案】1.8;600
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】 (1)根据压强公式可知,水杯对杯底的压力:F=pS=600Pa×30×10-4m2=1.8N;
(2)杯子内水的深度:h=6cm=0.06m,
由液体压强公式可知,水对杯底的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa。
答:(1)水杯对杯底的压力为1.8N。
(2)水对杯底的压强为600Pa。
【分析】 (1)根据求出水杯对杯底的压力。
(2)知道杯子内水的深度,根据p=ρgh求出水对杯底的压强。
20.【答案】20;3
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】画出拉力F的力臂L如图:
,
力F的力臂L为
,物体的重力为
根据杠杆平衡条件,代入数值得,解得
【分析】根据拉力和杠杠的夹角,判断拉力的力臂大小;根据G=mg计算重力,利用F1L1=F2L2,计算拉力大小。
21.【答案】;
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】 (1)物体重力做的功为有用功,拉力做的功为总功,斜面的机械效率:;
(2)将铁块从底端匀速拉到顶端,总功减去有用功为所做的额外功:
W额=W总-W有用=Fs-Gh=90N×10m-120N×6m=900J-720J=180J,
由W额=fs可得,物体受到的摩擦力:。
故答案为:80%;18。
【分析】 (1)根据求出斜面的机械效率;
(2)已知有用功和总功,可以得到额外功;已知额外功和斜面长度,利用公式得到摩擦力。
22.【答案】;
【知识点】功率计算公式的应用;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)由图像纵坐标可知,h=0.09m;由功的公式可以求出跳绳者每跳一次克服重力所做的功:W=Gh=mgh=40kg×10N/kg×0.09m=36J;
(2)由图像中看出每跳一次用时,故1min内可跳绳180次;
故在1min内克服重力做功的平均功率为:。
故答案为:36J;108W。
【分析】克服重力所做的功可利用公式W=Gh计算;
观察图像,得到每跳一次所需的时间,然后就能计算1min内跳绳的次数,结合第一问中每跳一次克服重力所做的功算出1min内跳绳做的总功,最后利用公式计算平均功率。
23.【答案】解:如图所示:
【知识点】力的三要素及力的示意图;力臂的画法
【解析】【解答】由图可知,杠杆 的O为杠杆支点,已知杠杆的动力臂L1,要让杠杆在水平位置平衡,则F1的方向应向下,且动力臂和动力要垂直且作用在杠杆上,故可以作出动力F1;重物M对杠杆压力作用在杠杆上且垂直于杠杆向下,如图所示:
【分析】(1)已知动力臂,可以运用先判断动力F1的大致方向,然后运用动力臂和力的方向垂直做出动力F1的作用线,即为 杠杆动力 的示意图 ;
(2)关键找到压力的受力物体及压力的方向:总是垂直并指向被压物体,然后运用力的示意图做法做出。
24.【答案】(1)二力平衡;等于
(2)大
(3)甲、丙
(4)1.6
(5)D
(6)无关
【知识点】二力平衡的条件及其应用;探究影响摩擦力大小因素的实验;控制变量法与探究性实验方案
【解析】【解答】(1)用弹簧测力计水平拉动物体,使其做匀速直线运动,此时木块在水平方向上受到拉力和滑动摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计示数(即拉力大小) 。(2) 甲、 乙两图接触面的粗糙程度相同,但是压力大小不同,滑动摩擦力的大小不同,可以得出结论:当接触面粗糙程度一定时, 压力越大,滑动摩擦力越大。(3) 要得出滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关,应该控制压力大小相同,改变接触面的粗糙程度,因此符合条件的是甲、丙两图。(4) 甲实验中物体做匀速直线运动时,摩擦力f=F= 1.6N 。若把水平拉力增加到3N,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,则物体所受摩擦力不变,仍为1.6N。(5) A. 测量物质的密度是利用的是多次测量求平均值,没有采用控制变量法,故A不符合题意;
B.测量物体沿斜面下滑的平均速度,只需测量路程和时间,根据v =河求出平均速度,不需要控制变量法,故B不符合题意;
C.探究固体熔化时温度的变化规律,加热一定质量的固体,记录时间和温度寻找规律即可,没有采用控制变量法,故C不符合题意;
D.探究影响液体蒸发快慢的因素,只改变其中一个因素,需控制其它因素不变,实验探究时应采用控制变量法,故D不符合题意。
故选D。
(6) 丁实验中是将木块切掉一半后并叠放, 然后匀速拉动时,弹簧测力计示数为1.6N,甲与丁对比,压力大小接触面的粗糙程度均相同,受力面积不同,拉力相同,滑动摩擦力相同,可得结论:滑动摩擦力大小与受力面积无关。
故答案为: (1)二力平衡;等于; (2) 大 ; (3) 甲、丙 ;(4) 1.6 ;(5) D ;(6) 无关 。
【分析】本题考查了利用控制变量法和转换法探究摩擦力大小与什么因素有关的实验,这个实验是力学中比较重要的一个实验,需要好好掌握。在本实验中,物体做匀速直线运动时,物体受平衡力作用,由平衡条件可以知道拉力与滑动摩擦力相等;滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,运用控制变量法可对实验现象进行分析,并得出结论。
25.【答案】(1)0.5
(2)体积
(3)ADE
(4)密度;
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】 (1)由称重法可知金属块所受浮力F浮=G-F示=2.7N-2.2N=0.5N;
(2)由B、C、D可知,液体密度相同,物体排开液体体积不同,测力计示数不同,则浮力大小不同,说明浮力大小跟排开液体的体积有关;
(3)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,应控制液体密度和排开液体体积相同,改变浸没深度,故选A、D、E三步分析;
(4)分析E、F步骤,物体排开液体体积相同,液体密度不同,测力计示数不同,则浮力不同,说明浮力大小跟液体的密度有关;
(5)金属块的体积;由图A和F可知,金属块浸没在液体中所受浮力F浮'=G-F示F=2.7N-2.1N=0.6N;
则液体密度为。
故答案为:(1)0.5N;(2)体积;(3)A、D、E;(4)密度;1.2×103。
【分析】 (1)根据称重法可得物体浸没在水中受到的浮力;
(2)(3)浮力大小与液体密度和物体排开液体体积有关,故应用控制变量法;
(4)由浸没在水中所受浮力可求物体体积,由称重法测出浸没液体中的浮力,再由阿基米德原理即可求液体密度。
26.【答案】(1)匀速;没有考虑机械之间的摩擦,测出的拉力偏小
(2);
(3)同一滑轮组,提升的物体越重,机械效率越大
(4)变小
(5)变大
【知识点】滑轮(组)机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)在实验过程中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,根据二力平衡知识可知,测力计示数等于拉力大小,若在测力计静止时读数,这时测出的数据是错误的,原因是:没有考虑机械之间的摩擦,测出的拉力偏小;
(2)由图知,滑轮组由三段绳子承担物重,绳子移动的距离等于物体移动的距离的3倍,所以s3=3h3=3×0.15m=0.45m;;
(3)通过比较1、2两次实验数据知,滑轮组和提升物体的高度相同,钩码的重力越大,机械效率越高,故得出结论:同一滑轮组,提升的物体越重,机械效率越大;
(4)实验中动滑轮的个数多,做的额外功更多,在有用功相同时,机械效率会变小;
(5)在图乙实验操作的基础上,如图丙所示改变绳端拉力方向,拉力F向右倾斜,则拉力的力臂变小,拉力变大,测得的测力计示数将变大。
故答案为:(1)匀速;没有考虑机械之间的摩擦,测出的拉力偏小;(2)0.45;80%;(3)同一滑轮组,提升的物体越重,机械效率越大;(4)变小;(5)变大。
【分析】 (1)实验时要求测力计匀速运动时进行读数,不允许静止时读数,否则机械之间的摩擦将被忽略导致拉力偏小;
(2)根据s=nh来计算出绳端移动的距离,由计算出滑轮组的机械效率;
(3)通过比较1、2两次实验数据,找出相同量和不同量,分析得出滑轮组的机械效率与变化量的关系;
(4)提升相同的物重,则做的有用功不变,影响机械效率的大小的因素一个关键是额外功,根据额外功产生的原因进行解答;
(5)分析拉力F向右倾斜时大小的变化,得出机械效率的变化。
27.【答案】答:应为了避免被强横风吹动移位,则悬空部分应该受到向下的压强大;根据流体流速越大的位置压强越小可知,上方的空气的流速要小,下方空气的流速要大,所以应选择上平下凸的甲图。
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】为了避免被强横风吹动移位,则悬空部分应该受到向下的压强大;根据流体流速越大的位置压强越小可知,上方的空气的流速要小,下方空气的流速要大,所以应选择上平下凸的甲图。
【分析】 流体的压强跟流速有关,流速越大的位置压强越小。
28.【答案】(1)解:在图甲中,因为木块漂浮,根据浮沉条件可知,木块受到的浮力等于自身的重力:,
由可得浸在水中的体积:
答:木块漂浮时,浸在水中的体积为;
(2)解: 由可得正方体木块的体积:,
木块的边长,
木块的底面积,
因为木块受到的浮力,
所以木块底部受到水的压力:,
木块底部受到水的压强:
答:木块漂浮时,底部受到水的压强为;
(3)解: 金属块的体积:,
底面积,
在图乙中,金属块上表面恰好与水面相平,
金属块受到的浮力:,
木块受到的浮力:,
此时,金属块和木块受到总浮力等于其总重力,
即:,
,
金属块的重力:,
金属块对木块的压力:,
金属块对木块的压强:。
答:金属块对木块的压强为
【知识点】液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 (1)在图甲中,由于木块漂浮,木块受到水的浮力等于木块重力,利用F浮=ρ水V排g求排开水的体积,即浸在水中的体积;
(2)知道木块的密度、质量,利用求正方体木块的体积,进而得出木块的边长、底面积;此时木块受到的浮力F浮=F下-F上,可求木块底部受到水的压力,再利用求木块底部受到水的压强;
(3)知道正方体金属块边长,可求其体积、底面积;在图乙中,金属块上表面恰好与水面相平,利用阿基米德原理F浮=ρ水V排g求金属块、木块受到的浮力;此时,金属块和木块受到总浮力等于其总重力,据此可求金属块的重力,金属块对木块的压力等于金属块重力减去金属块受到的水的浮力,再利用求金属块对木块的压强。
29.【答案】(1)解:工人的重力
由得,工人对地面的压力
由力的作用是相互的可知,工人受到的支持力
由力的平衡条件可知,工人的手对绳的拉力
答:工人的手对绳的拉力大小为100N;
(2)解:两个动滑轮的重力
由图可知n=4,因为不计绳重和摩擦时
所以地面对工件摩擦力
答:工件移动过程中,地面对工件摩擦力为300N;
(3)解:滑轮组的机械效率
答:滑轮组在此次工作中的机械效率为75%。
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;机械效率的计算;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)首先根据G=mg计算工人的重力,再根据F压=pS计算工人对地面的压力,接下来根据相互作用力的原理计算工人受到的支持力,最后根据二力平衡的知识F=G-F支计算手对绳子的拉力。
(2)首先根据G动=m动g计算两个动滑轮的重力,再根据图片确定承担拉力的绳子段数n,最后根据 计算地面对工件的摩擦力。
(3)滑轮组克服工件的地面阻力做有用功,自由端的拉力做总功,根据 计算滑轮组的机械效率。
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