一、选择题(本大题包含15小题,每小题3分,共 45分)
1.下列简单机械能够省力的是(A)
A.门把手 B.定滑轮
C.筷子 D.钓鱼竿
2.下列小明关于杠杆的理解错误的是(C)
A.杠杆可以是直的也可以是弯的
B.杠杆的支点一定在杠杆上
C.动力臂是支点与动力作用点的距离
D.阻力臂是支点与阻力作用线的距离
3.如图所示,物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉力F1、F2、F3、F4的大小关系是(B)
A.F2
C.F4=F24.如图所示,杠杆处于水平平衡状态,若在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码,则杠杆(C)
A.仍然平衡 B.右端下降
C.左端下降 D.匀速转动
5.如图所示,一轻质杠杆OB可绕O点自由转动,在B端悬挂一重物G,在杠杆OB中点A作用一个与杠杆垂直的力F,使杠杆由竖直位置匀速转至水平位置,在这个过程中,若力F始终都与杠杆OB垂直,则此杠杆(C)
A.一直是省力杠杆
B.一直是费力杠杆
C.先是省力杠杆后是费力杠杆
D.先是费力杠杆后是省力杠杆
6.如图所示,不计绳及滑轮重力,不计滑轮与绳、滑轮与转轴间的摩擦,用三个相同的滑轮分别拉同一物体,使物体沿同一水平面做匀速直线运动,速度分别为v1、v2、v3(v1甲 乙 丙
A.F1C.F17.某场馆建设时,采用如图所示的装置提升重物,工人师傅站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,使物体A在5 s内匀速上升了2 m。已知物体A重400 N,每个滑轮重20 N,不计绳重与摩擦,下列说法不正确的是(B)
A.人对绳子的拉力为210 N
B.绳子自由端移动的距离为6 m
C.绳子自由端移动的速度为0.8 m/s
D.使用此滑轮组能改变力的方向
8.小原用如图所示的红酒开瓶器开一瓶红酒,他先旋转上端的转柄,使金属杆下端钻头插入红酒木塞,再向下按动压柄,红酒木塞就被拔出,关于红酒开瓶器,下列说法正确的是(D)
A.压柄是费力杠杆
B.钻头制成螺旋状应用了斜面,可以省距离
C.钻头做得比较细是为了减小压强
D.转柄和金属杆组成轮轴
9.如图所示,利用相同材质的斜面将质量相同的货物通过甲、乙、丙、丁四种方式匀速推上车厢。已知乙、丁的货箱底部装有轻质小轮(质量不计),斜面倾角α<β。对比四次搬运货物的过程,最费力的方式是(C)
甲 乙 丙 丁
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
10.机械以各种不同的形式展现在生活中,成为生活中不可或缺的部分,如图所示是自行车结构图,关于其机械的应用,下列说法正确的是(A)
A.螺丝和螺帽:斜面类螺旋简单机械,费距离
B.脚踏板:属于等臂杠杆
C.刹车控制器:属于杠杆,能省距离
D.车龙头:属于轮轴,控制自行车的方向并省距离
11.如图所示,弹簧测力计下挂有一定滑轮,定滑轮重为1 N,A、B均处于静止状态,GB=100 N,GA=10 N,则弹簧测力计的示数为(C)
A.100 N B.111 N
C.21 N D.20 N
12.下列关于滑轮和滑轮组的说法完全正确的一组是(C)
①使用定滑轮一定既不省力也不费力
②使用动滑轮有时可能不省力
③使用滑轮组一定比使用动滑轮省力
④使用滑轮组有时既能省力,又能改变力的方向
⑤使用滑轮组总是既省力又改变力的方向
⑥组成滑轮组时,动滑轮和定滑轮的数目一定要相等
A.①④ B.②⑤⑥
C.②④ D.②④⑥
13.如图所示,OAB是杠杆,OA与BA垂直,在OA的中点挂一个10 N的重物,加在B点的动力使OA在水平位置保持静止(杠杆重力及摩擦均不计),则(D)
A.该杠杆一定是省力杠杆
B.水平方向的动力无法使杠杆平衡
C.作用点在B点的最小动力等于5 N
D.作用点在B点的最小动力小于5 N
14.如图所示,甲、乙两个物体处于静止状态。甲、乙两个物体的密度之比为ρ甲∶ρ乙=2∶1,质量之比为m甲∶m乙=4∶5。(不计绳重、滑轮重和摩擦)则下列说法错误的是(B)
A.滑轮组静止时,甲、乙两个物体受到的合力为零
B.甲、乙两物体的体积比为8∶5
C.乙对水平地面的压力和乙的重力之比为 3∶5
D.乙对水平地面的压力和绳子的拉力之比为 3∶2
15.重为100 N的甲物体静止在水平地面上时,对地面的压强为6×
105 Pa。现将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,杠杆的B端悬挂乙物体,乙物体的质量为3 kg,杠杆在水平位置平衡时,如图所示。OA∶AB=2∶7,g取10 N/kg。要使甲物体恰好被细绳拉离地面,则(C)
A.甲物体对地面的压力只需减小20 N
B.甲物体的底面积应小于6×10-5 m2
C.杠杆B端所挂物体的质量至少增加至4 kg
D.可以移动支点O的位置,使AO∶AB=1∶4
二、填空题(本大题包含4小题,每空1分,共12分)
16.如图所示,小轿车的方向盘相当于一个轮轴,若F1=20 N,盘的半径为20 cm,轴的直径为4 cm,不计摩擦阻力,则F2= 200 N。门锁的把手相当于一个 省力 (选填“省力”或“费力”)轮轴。
17.晚饭后,妈妈带着小涛和他两岁的妹妹到文化活动中心玩跷跷板,如图所示,图中的转轴相当于杠杆的 支点 ,妈妈和妹妹的总重力比小涛的重力大,跷跷板水平平衡时,小涛比妈妈离转轴 远 (选填“远”或“近”);若妈妈放下怀抱中的妹妹(妈妈的位置不变),为了保持跷跷板水平平衡,小涛应适当 靠近 (选填“远离”或“靠近”)转轴。
18.如图所示的动滑轮:
(1)不计摩擦和绳重,G为120 N的重物在70 N拉力F作用下匀速上升,则动滑轮受到的重力为 20 N。
(2)若动滑轮自重10 N,不计摩擦和绳重,重物G在55 N拉力F作用下匀速上升,则重物G= 100 N;重物上升0.5 m时,绳子自由端移动距离为 1 m;绳子自由端上升速度为0.4 m/s,则重物上升速度为 0.2 m/s。
19.杆秤是人类发明的各种衡器中历史最悠久的一种,映射出中国古代劳动人民的聪明才智。如图所示是杆秤的示意图,秤钩上不挂物体,提起秤纽,当秤砣移动到C点时,杆秤刚好水平平衡,则杆秤上的刻度是 均匀 (选填“均匀”或“不均匀”)的。某标准杆秤的秤砣质量为1 kg,秤和秤钩的总质量为0.5 kg,O点为提纽悬点,OC=4 cm,OD=
10 cm,要称量真实质量为2.0 kg的物体,则秤砣离O点 24 cm。因长期使用,秤砣磨损,质量变为0.8 kg,再测真实质量2.0 kg的物体时,称出来的质量为 2.6 kg。
三、作图题(本大题包含1小题,共4分)
20.如图甲所示是《水浒传》中风雪山神庙的情节,林冲用长枪挑着酒葫芦在雪中行走,其简化图如图乙所示。O为肩膀处的支点,A为左手握枪处,请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及酒葫芦受到的
重力。
甲 乙
答案:如图所示
四、实验探究题(本大题包含3小题,21题5分,22题8分,23题 8分,共21分)
21.现有一根质量分布不均匀的硬棒,已知A点为硬棒的重心。
(1)如图甲所示,此时硬棒静止时的重力为 2.8 N。
(2)如图乙所示,O为支点,当硬棒水平静止时,所需要的拉力F1为 4.2 N。
(3)如图丙所示,能否在硬棒上施加一个方向向下的力使硬棒处于水平平衡: 不能 (选填“能”“不能”或“无法确定”)。你判断的依据是 当动力作用在O点右侧时,动力与阻力的作用效果均是使杠杆向下倾斜,故杠杆无法在水平位置平衡;当动力作用在O点时,动力的作用线通过O点,动力的力臂为0,则动力×动力臂<阻力×阻力臂,所以杠杆将在阻力的作用下向下倾斜,故杠杆无法在水平位置平衡 。
22.如图所示为小明在探究“杠杆平衡条件”的过程,图中杠杆质地均匀,支点恰好在杠杆的中心。
(1)实验时,施加的动力和阻力都在竖直方向,这样做的好处是 便于测量力臂 。
(2)如图甲所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,为使杠杆仍然在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)如图甲所示的杠杆已达到平衡。当杠杆由图甲的位置变成图乙的位置时,弹簧测力计的示数将 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”),当杠杆在图乙位置保持静止时,杠杆 处于 (选填“处于”或“不处于”)平衡状态。
23.在“探究定滑轮和动滑轮工作时的特点”实验中:
甲 乙 丙
(1)在探究定滑轮工作的特点时,如图乙所示,使用弹簧测力计的操作方法是 ③ (填序号)。
①随意拉动钩码 ②拉着钩码保持静止 ③匀速向下拉动
(2)在探究动滑轮工作的特点时,先测出 钩码 的总重力,然后按照图丙组装动滑轮,实验时 竖直向上 拉弹簧测力计,使钩码 匀速 上升,读出弹簧测力计的示数。请根据实验步骤将记录表格的第一行栏目补充完整(不要求填入实验记录数据)。该实验至少要测量三组数据的目的是 得到普遍的规律 。此次实验 不能 直接得出“使用动滑轮能省一半力”的结论。
实验次序 钩码的重力G/N 绳子的拉力F/N
1
2
3
五、计算题(本大题包含2小题,每小题9分,共18分)
24.如图甲所示是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂,“横木穿插碓头,碓嘴为铁,足踏其末而舂之”。若碓头质量为20 kg,不计横木的重力和转动摩擦。(g取10 N/kg)
甲 乙
(1)求碓头受到的重力。
(2)质量为72 kg的捣谷人,双脚站立时与地面的接触面积约为0.04 m2,求双脚站立时对地面的压强。
(3)当他左脚站立,右脚在B点用最小力踩横木使其刚好转动时,示意图如图乙,已知OA∶AB=3∶5,求此时的F1。
解析:(1)碓头受到的重力为G=mg=20 kg×10 N/kg=200 N。
(2)捣谷人受到的重力为G人=m人g=72 kg×10 N/kg=720 N,
双脚站立时与地面的压强为p====1.8×104 Pa。
(3)根据杠杆的平衡条件可得F1×OB=G×OA,由OA∶AB=3∶5可得,OA∶OB=3∶2,
则F1===300 N。
答案:(1)200 N (2)1.8×104 Pa (3)300 N
25.轮轴的实质是可以连续旋转的杠杆,如图甲所示,当轮轴绕O点匀速转动时(处于平衡状态),有FR=Gr,如图乙所示,一自行车上连接脚踏板的连杆长R1,由踏脚板带动半径为r1的大齿盘,通过链条与半径为r2的后轮齿盘连接,再带动半径为R2的后轮转动。
甲 乙
(1)设自行车在水平路面上匀速行进时,人蹬踏脚板的平均作用力为F,链条受到的拉力为T,地面对后轮的摩擦力为f,分别写出T与F,T与f之间的关系式。
(2)设R1=20 cm,R2=33 cm,踏脚大齿盘与后轮齿盘的齿数分别为48和24,则人蹬踏脚板的平均作用力F与后轮的摩擦力f之比为多少
解析:(1)自行车传动系统中有2个转动轴,
由踏脚齿盘中心的转动轴可得FR1=T1r1,所以T1=;
由后轮的转动轴可得T2r2=fR2,所以T2=。
(2)由FR1=T1r1,T2r2=fR2可得,==2,
故=2=2×=3.3=33∶10。
答案:(1)T1= T2= (2)33∶10一、选择题(本大题包含15小题,每小题3分,共 45分)
1.下列关于一名初中生物理量的估测最符合实际的是(C)
A.受到的重力约为50 N
B.单手握力约为50 000 N
C.站立时对水平地面的压力约为500 N
D.用手托起两个鸡蛋的力约为10 N
2.关于重力、弹力和摩擦力,下列说法正确的是(B)
A.因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
B.物体受到的重力的方向总是竖直向下,有时还垂直于接触面
C.物体间如果有相互作用的弹力,就一定存在摩擦力
D.摩擦力的方向一定与物体运动的方向相反
3.公安交通管理部门要求行车时司机和乘客系安全带,系安全带的目的是(D)
A.增大惯性 B.减小惯性
C.利用惯性 D.减小惯性带来的危害
4.2024年6月,中国龙舟公开赛在德阳市旌湖举行。下列关于龙舟比赛的说法正确的是(C)
A.运动员用船桨向后划水,龙舟向前运动,说明力是维持物体运动的原因
B.运动员用船桨向后划水,龙舟向前运动,说明使龙舟前进的力的施力物体是船桨
C.运动员用船桨向后划水,船桨对水的力与水对船桨的力是一对相互作用力
D.运动员用船桨向后划水,龙舟加速向前运动,此时龙舟处于平衡
状态
5.下列关于力和运动关系的说法正确的是(D)
A.小明没有推动静止的汽车,是由于推力小于摩擦力
B.竖直向上抛出的篮球到达最高点时,受到平衡力的作用
C.行驶中的客车突然刹车时,乘客由于受到惯性的作用会向前倾倒
D.粉笔盒放在水平桌面上,桌面对粉笔盒的支持力是由桌面发生弹性形变产生的
6.三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后状态如图所示,下列关于三个容器中小球受到的浮力大小判断正确的是(B)
A.F甲>F乙>F丙 B.F甲C.F甲=F乙=F丙 D.F甲7.有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯盛满酒精,乙溢水杯盛满某种液体,将一个不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中,小球浸没在酒精中,溢出酒精的质量是 80 g;将小球从甲溢水杯中取出擦干,轻轻放入乙溢水杯中,溢出液体的质量是80 g,小球露出液面体积与浸入液体中体积之比为 1∶4。已知ρ酒精=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg,下列说法中,正确的是(C)
A.小球一定静止于甲溢水杯的底部
B.小球的体积是80 cm3
C.液体的密度是1.0×103 kg/m3
D.小球的密度是0.9×103 kg/m3
8.如图所示,物体放在水平面上,当受到水平力F1=9 N和F2=5 N作用时,物体向右做匀速直线运动。将F1撒去时,物体所受合力为(A)
A.9 N B.5 N C.4 N D.1 N
9.下列关于日常生活相关的物理现象的解释正确的是(A)
A.洗手池下方的回水弯是一个连通器
B.塑料吸盘能吸在瓷砖墙面上,是因为吸盘对墙面有吸引力
C.灰尘被吸入吸尘器,是因为流速大的地方压强大
D.潜水员需要穿抗压潜水服,是因为液体压强随深度增加而减小
10.周末小华去海洋馆观看海狮表演,看到海狮将球顶在头上静止不动,下列说法正确的是(C)
A.球受到的重力和球对海狮的压力是一对平衡力
B.海狮受到的重力和海狮对地面的压力是一对相互作用力
C.球受到的重力和海狮对球的支持力是一对平衡力
D.地面对海狮的支持力和海狮受到的重力是一对平衡力
11.下列事例涉及的物理知识的分析错误的是(A)
A.海军南昌舰能漂浮在水面上是由于它所受的浮力大于重力
B.轮船通过船闸从下游驶到上游,船闸是利用连通器原理工作的
C.飞机机翼设计成流线型,利用流体压强与流速的关系获得升力来
升空
D.“祝融号”火星车设计有宽大的轮子可以减小压强
12.如图所示,放在水平桌面上的两个容器,质量和底面积相同,分别装有密度不同的甲、乙两种液体。将两个体积相同的小球a、b分别放入两液体中静止,此时两个容器底部受到的液体压强相等,下列说法错误的是(B)
A.放入小球后,液体对容器底部的压力 F甲=F乙
B.两种液体的密度ρ甲>ρ乙
C.a、b两个小球的质量maD.若将a球放入乙液体中,b球放入甲液体中,静止时,a球漂浮,b球沉底
13.小明用平行斜面向上的拉力F将物块沿粗糙斜面匀速拉到顶端,如图所示。下列说法正确的是(D)
A.物块受到的重力与斜面对物块的支持力是一对平衡力
B.拉力F与斜面对物块的摩擦力是一对平衡力
C.斜面对物块的摩擦力大于物块对斜面的摩擦力
D.如果仅增大拉力F,斜面对物块的摩擦力不变
14.如图所示是“探究影响压力作用效果因素”的实验,下列说法正确的是(B)
A.通过观察海绵被压下的深浅来显示压力作用效果,这种实验方法叫控制变量法
B.利用甲、乙的实验结论,可以解释书包装书越多背起来越不舒服的原因
C.利用乙、丙的实验结论,可以解释不易切断的甘蔗使劲才能切断的原因
D.探究压力作用效果与压力大小的关系时,应控制受力面积不变,这是运用了转换法
15.如图所示,弹簧测力计下悬挂着不吸水的圆柱体,圆柱体质量为 180 g。不计厚度的平底容器置于水平桌面上,质量为100 g,底面积为50 cm2,高为8 cm,容器内盛有质量为350 g的水。当圆柱体浸入水中静止时,圆柱体未接触容器,弹簧测力计示数为1.4 N,此时容器对水平桌面的压强是(g取10 N/kg)(C)
A.7.8×102 Pa B.8.0×102 Pa
C.9.8×102 Pa D.1.18×103 Pa
二、填空题(本大题包含5小题,每空1分,共15分)
16.如图所示,小向用脚向后蹬地,滑板车会沿地面向前运动,这说明力的作用是 相互 的;如果不再蹬地,滑板车的速度会越来越慢,最后停下来,这表明力可以改变物体的 运动状态 ;滑板车在水平地面上运动,且人的两脚站立在滑板车上时,滑板车对人的支持力 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)滑板车对地面的压力。
17.如图所示,甲、乙两个咖啡壶的壶嘴高度相同,壶底厚度也相同。它们都装满水后放在水平台上,水对壶底压强p甲 = (选填“>”“<”或“=”)p乙;用手堵住通气孔,壶中的水在 大气压 的作用下不易持续倒出。
18.将两个质量相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时如图所示,橡皮泥的密度 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度,甲杯中橡皮泥所受的浮力 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙杯中橡皮泥所受的浮力, 乙 杯中水面升高得多。
19.我国自行研制的首艘航空母舰出坞下水,标志着我国自主设计建造航母取得重大阶段性成果。假设某艘国产航母标准排水量是
55 000 t,满载排水量是67 000 t,则该航母满载时受到的浮力为 6.7×108 N。某艘航母的一架舰载机正飞离航母,则它起飞离开甲板后,航母受到的浮力减小量 等于 (选填“大于”“等于”或“小于”)该舰载机的重力;舰载机能够升空是因为它在甲板上运动时,机翼下表面比上表面的空气流速 小 ,压强 大 ,从而产生向上的升力。(g取 10 N/kg)
20.一个物体所受的重力为10 N,将其浸没在水中时,排开的水受到的重力为20 N,此时它所受浮力大小为 20 N,放手后物体将 上浮 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),记下物体最终排开水的体积为V1,将物体放入酒精中静止后排开酒精的体积为V2,则V2与V1的差值为 2.5×10-4 m3。(水的密度为1.0×103 kg/m3,酒精密度为0.8×
103 kg/m3)
三、作图题(本大题包含1小题,共3分)
21.如图所示,一质地均匀的小球由a点沿轨道滚下,请画出小球在点c时所受重力和支持力的示意图。
答案:如图所示
四、实验探究题(本大题包含2小题,22题8分,23题14分,共22分)
22.在探究“二力平衡的条件”实验中,小聪同学采用的实验装置如图甲所示,小明同学采用的实验装置如图乙所示。
(1)老师指出图乙的装置更科学,原因是选用小车,可以减小 摩擦力 对实验结果的影响。
(2)实验中判断小车是否受平衡力作用的依据是小车是否保持 静止 (选填“静止”或“匀速直线运动”)状态。
(3)左右两盘放质量相等的砝码,小车保持静止。在左盘中再添加一个砝码,小车将运动,说明彼此平衡的两个力大小 相等 。
(4)小车处于静止后,保持F1与F2的大小不变,把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,小车将转动,说明彼此平衡的两个力必须 在同一条直线上 。
23.小李同学想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
图1 图2
(1)实验步骤如图1所示,甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,物体受到的浮力F浮= F1-F3 。
(2)小李利用三个不同物体a、b、c进行实验探究,实验数据如表所示。
物 体 物重 G/N 物体浸没 在水中弹 簧测力计 的示数F/N 浮力 F浮/N 空桶重 G0/N 桶与排 开水的 总重 G1/N 排开 水重 G排/N
a 1.2 0.7 0.5 0.6 1.1 0.5
b 2 1.4 0.6 0.6 1.2 0.6
c 2.4 1.7 0.7 0.6 1.2 0.6
分析表中物体a、b的实验数据,小李得出的结论是 物体浸在液体中所受浮力大小等于它排开液体所受的重力 。
(3)小李在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力,请分析实验操作中造成这种结果的原因: 将物体c浸入水中之前,溢水杯中没有加满水(或排开的水没有全部流入小桶) 。
(4)小张利用身边的器材对小李的实验进行改进:两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料杯(质量忽略不计)等器材,装置如图2所示。实验时小张逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到弹簧测力计A的示数逐渐 变小 ,弹簧测力计B的示数逐渐 变大 ,若弹簧测力计A的示数变化量为ΔFA,弹簧测力计B的示数变化量为ΔFB,则它们的大小关系是ΔFA = (选填“>”“=”或“<”)ΔFB。
(5)针对两种实验方案,小张实验装置的优点是 B (填字母)。
A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化
五、计算题(本大题包含2小题,24题6分,25题9分,共15分)
24.如图所示,置于水平桌面上的一个上宽下窄、底面积为0.02 m2的薄壁容器内装有质量为 4 kg 的液体,将一个质量为0.6 kg、体积为8×10-4 m3的物体放入容器内,物体漂浮在液面上时有一半的体积浸在液体中,此时容器内液体的深度为 0.1 m。(g取10 N/kg)求:
(1)物体受到的重力。
(2)容器内液体的密度。
(3)容器内液体对容器底部的压强。
解析:(1)物体受到的重力
G物=m物g=0.6 kg×10 N/kg=6 N。
(2)因为物体漂浮在液面上,所以物体受到的浮力F浮=G物=6 N,物体排开液体的体积
V排=V物=×8×10-4 m3=4×10-4 m3,由阿基米德原理F浮=ρ液V排g可得液体的密度ρ液===1.5×103 kg/m3。
(3)容器内液体对容器底部的压强
p=ρ液gh=1.5×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1 500 Pa。
答案:(1)6 N (2)1.5×103 kg/m3
(3)1 500 Pa
25.如图所示,一足够高的装有水的轻质薄壁容器静止在水平面上,容器底部有一阀门K,此时容器内水深为20 cm,已知容器下部分横截面积S1=400 cm2,上部分横截面积S2=200 cm2,下部分容器高度为10 cm,研究点A距离容器底部5 cm,(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)水对研究点A产生的压强。
(2)此时水对容器底部产生的压力。
(3)打开阀门K,放出容器内4 kg的水后,水对容器底部压力的变化量。
解析:(1)水对研究点A产生的压强pA=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×
10 N/kg×(20×10-2 m-5×10-2 m)=1 500 Pa。
(2)水对容器底部产生的压强p=ρ水gh′=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×
20×10-2 m=2 000 Pa,
水对容器底部产生的压力F=pS1=2 000 Pa×400×10-4 m2=80 N。
(3)4 kg的水的体积V===4 000 cm3,容器上部分水的体积
V上=S2h上=200 cm2×(20 cm-10 cm)=2 000 cm3,放出容器内4 kg的
水后,
容器内水的高度h″=h下-=10 cm-=5 cm,
水对容器底部产生的压强p″=ρ水gh″=1.0×103 kg/m3×10 N/kg
×5×10-2 m=500 Pa,水对容器底部产生的压力F′=p″S1=500 Pa×
400×10-4 m2=20 N,
水对容器底部压力的变化量ΔF=F-F′=80 N-20 N=60 N。
答案:(1)1 500 Pa (2)80 N (3)60 N期末综合评价卷一
一、选择题(本大题包含15小题,每小题3分,共 45分)
1.下列估测中,最接近实际的是( )
A.一支新圆珠笔的重力约为10 N
B.一名中学生游泳时所受的浮力约为500 N
C.成年人对地面的压强约为1.5×106 Pa
D.一名中学生沿着楼梯从一楼爬到三楼做的功最接近于300 J
2.如图所示,穿着旱冰鞋的小玲用手推墙后,她由静止开始向后退。下列说法正确的是( )
A.小玲后退的过程中,她的惯性逐渐变小
B.小玲后退的过程中,一直做匀速直线运动
C.小玲推墙时,墙对小玲的作用力等于小玲对墙的作用力
D.小玲推墙时,墙对小玲的作用力和小玲对墙的作用力是一对平衡力
3.下列关于力的说法正确的是( )
A.两个物体不接触就一定不产生力
B.摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
C.浸没在水中向上运动的物体浮力可能小于重力
D.随着生产力的提高人类将会制造出既省力又省距离的机械
4.“蛟龙号”载人潜水器是一艘由中国自行设计研制的载人潜水器,多次完成了下潜任务。如图所示,“蛟龙号”载人潜水器正在水面下匀速下潜,下列有关它的说法正确的是( )
A.受到的浮力不断增加
B.受到的浮力小于重力
C.受到的海水的压强不断增加
D.受到的海水的压强保持不变
5.下列涉及压强知识的说法中,不正确的是( )
A.海绵块的形变显示了压力的作用效果
B.用微小压强计可以探究液体压强
C.托里拆利实验可以测出大气压值
D.船闸不是连通器
6.如图所示,一个长方体木块,置于同一粗糙水平面上,图甲木块竖放,图乙木块平放,图丙木块平放并在其上加一重物。在甲、乙、丙三种情况下,匀速拉动长方体所需的水平力分别为F甲、F乙、F丙,则下列关系正确的是( )
A.F甲>F乙=F丙 B.F甲=F乙>F丙
C.F甲7.如图所示,用水平拉力F拉上表面粗糙程度相同的物体A,使其在粗糙水平地面上向右运动,当物体B静止不动时,与水平绳相连的弹簧测力计的示数不变。(不计绳和弹簧测力计的重力)下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数一定等于水平拉力F的大小
B.物体A在水平地面上必须匀速直线运动,弹簧测力计才能测量出A对B的摩擦力大小
C.B对A的摩擦力的方向水平向右
D.物体A受到B和地面对它的摩擦力方向相同
8.如图所示为跳水运动员踏板起跳时的情景。下列说法正确的是( )
A.运动员对跳板的压力与跳板对运动员的支持力是相互作用力
B.运动员被跳板弹起的过程中动能转化为弹性势能
C.运动员离开跳板上升的过程中,其动能增加
D.运动员在空中下落过程中没有力对其做功
9.如图所示,容器中间用隔板分成左右相等的两部分,隔板中下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不相同时其形状会发生改变。将适量的甲、乙两种液体注入两个容器中,分别将A、B两个体积相等的实心小球放入液体中,待液面静止时,橡皮膜向右凸起。下列说法错误的是( )
A.甲、乙两种液体密度关系是ρ甲>ρ乙
B.A、B两个小球的密度关系是ρA>ρB
C.甲、乙两种液体对容器底部的压强关系是 p甲>p乙
D.A、B两个小球静止时所受到的浮力关系是 FA=FB
10.如图所示,一个小球从弧形槽的A点由静止滚至另一端,所能到达的最高位置是C点,在此过程中不考虑空气阻力。下列说法错误的是( )
A.小球在重力的作用下由A点滚至B点,速度会越来越大
B.若弧形槽的内表面光滑,则小球在B点受到的重力和支持力是一对平衡力
C.小球可以由B点滚动到C点是因为小球具有惯性
D.若弧形槽内壁绝对光滑,则C点将与A点等高
11.甲、乙两种不同的液体盛放在同样的容器中,将完全相同的密度计分别浸入甲、乙液体中,静止后如图所示。现将密度计从液体中取出,若甲、乙两种液体的密度为ρ甲、ρ乙,液体对容器底部的压强变化量为Δp甲、Δp乙,则( )
A.ρ甲>ρ乙,Δp甲>Δp乙
B.ρ甲>ρ乙,Δp甲=Δp乙
C.ρ甲<ρ乙,Δp甲>Δp乙
D.ρ甲<ρ乙,Δp甲=Δp乙
12.如图甲所示,盛有液体的柱形容器置于水平桌面上,容器对桌面的压强为1 000 Pa;如图乙所示,用细线拴一铝块,将铝块的一半浸在液体中,容器对桌面的压强改变了 80 Pa;如图丙所示,将细线剪断,铝块沉到容器底部,容器对桌面的压强又改变了460 Pa。容器的底面积为100 cm2,ρ铝=2.7 g/cm3,g取 10 N/kg。下列判断正确的是( )
A.铝块浸没在液体中时所受浮力是0.8 N
B.铝块的体积是100 cm3
C.铝块沉底时对容器底部的压力是4.6 N
D.液体的密度是0.8 g/cm3
13.在2022年北京冬奥会期间,运动员积极训练。关于如图所示的项目,下列说法正确的是( )
A.图甲跳台滑雪运动员在下落过程中,重力对运动员做功
B.图乙短道速滑运动员在转弯滑行过程中,运动状态不变
C.图丙花样滑冰运动员向前滑行,是由于受到惯性的作用
D.图丁掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力
14.如图所示是小明同学探究杠杆平衡条件的实验过程,关于此实验,下列说法正确的是( )
A.若实验前杠杆如图甲所示,则需要将杠杆的平衡螺母向左调节
B.小明的其中一步实验如图乙所示,则在D点挂3个相同的钩码,就可以让杠杆恢复平衡
C.若在A点用弹簧测力计拉杠杆使杠杆平衡,则此时杠杆可能是费力杠杆
D.为了保持杠杆在水平位置平衡,在D点施加力的方向由①位置转到②位置的过程中,所需施加的拉力大小不变
15.如图所示,A、B两物体叠放在水平桌面上,GA=80 N,GB=20 N,A、B均为正方体,棱长分别为20 cm、10 cm。在拉力F=30 N的作用下,5 s内,物体A、B一起向右匀速直线移动了3 m,物体A受到水平向左48 N的摩擦力。若不计滑轮和绳自重及绳与滑轮间的摩擦,下列说法错误的是( )
A.A与B之间的摩擦力为0 N
B.A对地面的压强为2 500 Pa
C.滑轮组的机械效率为80%
D.拉力F做功的功率为30 W
二、填空题(本大题包含5小题,每空1分,共12分)
16.如图所示的情景,受到敲击的2号棋子飞了出去,表明力可以改变物体的 ,上面的棋子由于具有 不会随着飞出,在重力的作用下,最终竖直下落,它们的重力势能 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
17.如图所示为中国古代科技著作《天工开物》中描述南北方耕种时的不同之处的场景图。图甲“北盖种”描述北方播种后,用驴拉石陀压土埋麦。驴拉石陀的力与石陀拉驴的力是一对 (选填“平衡”或“相互作用”)力;图乙“南种牟麦”描述南方播种后用脚压土,土地上留下脚印,说明力可以改变物体的 。
甲 乙
18.如图所示,我国自行研制的“远望6号”可在南北纬60度以内的任何海域航行,完成对各类航天飞行器的海上跟踪和测控任务。该船的排水量为25 000 t,其满载时受到的浮力为 N。满载时该船在密度不同的海域漂浮,受到的浮力 (选填“相同”或“不同”)。该船静止在某测控点,水下 3 m 处船体受到海水的压强为 Pa。(g取 10 N/kg,ρ海水=1.0×103 kg/m3)
19.如图所示的容器是 器。塞子拔出后各液面高低不同,以下现象中与其原理相同的是 (选填序号:①热气球在空中漂浮、②C919大客机在空中飞行、③中国空间站绕地球飞行)。
20.密度不同但体积相同的木块A、B、C,放在同种液体中,静止后如图所示,则木块 所受浮力最大,木块 的密度最小。
三、作图与简答题(本大题包含2小题,21题 4分,22题6分,共
10分)
21.如图所示为匀速打开垃圾桶盖时的简化图。若动力作用在A点上,O点为支点,B点为桶盖重心位置。请画出:桶盖受到的重力G的示意图;作用在A点的最小动力F的示意图。
22.图甲是没有脚蹬子的“奇怪”自行车——儿童平衡车,在骑行时,靠双脚蹬地或从斜坡上向下滑行;图乙是彬彬从斜坡上加速向下滑行时(脚离地)的情景。
(1)彬彬的动能和重力势能之间是如何转化的
(2)车座表面做得宽大的目的是什么
(3)请用流体压强与流速的关系,解释彬彬戴的安全帽的上表面压强特点。
四、实验探究题(本大题包含2小题,23题5分,24题 7分,共12分)
23.在“探究二力平衡的条件”实验中:
甲
乙
丙
(1)如图甲所示弹簧测力计示数是 N。
(2)小华和小明两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案,如图乙所示,请从不断减小摩擦力的角度判断出他们改进的先后顺序 (用字母表示)。
(3)如图丙所示是最终确认的实验方案,卡片相对于小车,卡片的 忽略不计。
(4)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是探究 。
A.相互平衡的两个力是否大小相等
B.相互平衡的两个力是否在同一直线
C.相互平衡的两个力是否方向相反
D.相互平衡的两个力是否作用于同一物体
24.小薇同学制作了如图1所示的探头进行了液体压强和浮力的综合探究。
(1)紧密蒙在探头下端的橡皮膜,形变程度越大,说明它所受的液体压强越 。
(2)实验时的情形如图2所示,比较图甲和图 ,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大。
(3)比较图甲和图丙,可以初步得出结论:液体内部压强与液体 有关。
(4)小薇同学用弹簧测力计挂着此探头继续探究:
①她先向溢水杯中注水,直到水从溢水杯口流出时停止加水,最后溢水杯中的水面恰好与溢水口 。
②用细线悬挂在弹簧测力计下的探头刚好浸没,如图丁所示,此时弹簧测力计的示数为 N,溢出的水全部流入小量筒中,排开水的体积为 mL,此时探头所受的浮力为 N。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
五、计算题(本大题包含2小题,25题12分,26题9分,共21分)
25.我国的智能船舶“明远”号矿砂船最大载货量为40万吨,这么大的货船通过国际港口时,工作人员通常是通过读取货船没入海水中的深度来测量载货量。物理小组根据这个原理,利用圆柱形玻璃杯制作出可测量物体质量的“浮力秤”。如图甲所示,玻璃杯底面积为80 cm2,质量为200 g,将未知质量的铁块放入玻璃杯中,静止时玻璃杯浸入水中的深度为5.5 cm。ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
甲 乙
(1)玻璃杯底面所受水的压强和压力。
(2)铁块的质量。
(3)此装置还可以作为密度计来测量未知液体的密度。如图乙所示,将空玻璃杯放入待测液体中,静止时浸入液体中的深度为2 cm,求待测液体的密度。
26.如图所示,某工人重600 N,站在水平面上,用 100 N 的拉力向下匀速拉动绳子,提起一浸没在水中体积为1.2×10-2 m3,重360 N的物体。(物体始终浸没在水中,且忽略水对物体的阻力,ρ水=1.0×
103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)已知工人双脚与地面的总接触面积是3×10-2 m2,工人没有拉绳子时对地面的压强。
(2)物体浸没在水中时受到的浮力。
(3)提起物体时滑轮组的机械效率。期中综合评价卷
一、选择题(本大题包含15小题,每小题3分,共 45分)
1.下列关于一名初中生物理量的估测最符合实际的是( )
A.受到的重力约为50 N
B.单手握力约为50 000 N
C.站立时对水平地面的压力约为500 N
D.用手托起两个鸡蛋的力约为10 N
2.关于重力、弹力和摩擦力,下列说法正确的是( )
A.因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
B.物体受到的重力的方向总是竖直向下,有时还垂直于接触面
C.物体间如果有相互作用的弹力,就一定存在摩擦力
D.摩擦力的方向一定与物体运动的方向相反
3.公安交通管理部门要求行车时司机和乘客系安全带,系安全带的目的是( )
A.增大惯性 B.减小惯性
C.利用惯性 D.减小惯性带来的危害
4.2024年6月,中国龙舟公开赛在德阳市旌湖举行。下列关于龙舟比赛的说法正确的是( )
A.运动员用船桨向后划水,龙舟向前运动,说明力是维持物体运动的原因
B.运动员用船桨向后划水,龙舟向前运动,说明使龙舟前进的力的施力物体是船桨
C.运动员用船桨向后划水,船桨对水的力与水对船桨的力是一对相互作用力
D.运动员用船桨向后划水,龙舟加速向前运动,此时龙舟处于平衡
状态
5.下列关于力和运动关系的说法正确的是( )
A.小明没有推动静止的汽车,是由于推力小于摩擦力
B.竖直向上抛出的篮球到达最高点时,受到平衡力的作用
C.行驶中的客车突然刹车时,乘客由于受到惯性的作用会向前倾倒
D.粉笔盒放在水平桌面上,桌面对粉笔盒的支持力是由桌面发生弹性形变产生的
6.三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后状态如图所示,下列关于三个容器中小球受到的浮力大小判断正确的是( )
A.F甲>F乙>F丙 B.F甲C.F甲=F乙=F丙 D.F甲7.有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯盛满酒精,乙溢水杯盛满某种液体,将一个不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中,小球浸没在酒精中,溢出酒精的质量是 80 g;将小球从甲溢水杯中取出擦干,轻轻放入乙溢水杯中,溢出液体的质量是80 g,小球露出液面体积与浸入液体中体积之比为 1∶4。已知ρ酒精=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg,下列说法中,正确的是( )
A.小球一定静止于甲溢水杯的底部
B.小球的体积是80 cm3
C.液体的密度是1.0×103 kg/m3
D.小球的密度是0.9×103 kg/m3
8.如图所示,物体放在水平面上,当受到水平力F1=9 N和F2=5 N作用时,物体向右做匀速直线运动。将F1撒去时,物体所受合力为( )
A.9 N B.5 N C.4 N D.1 N
9.下列关于日常生活相关的物理现象的解释正确的是( )
A.洗手池下方的回水弯是一个连通器
B.塑料吸盘能吸在瓷砖墙面上,是因为吸盘对墙面有吸引力
C.灰尘被吸入吸尘器,是因为流速大的地方压强大
D.潜水员需要穿抗压潜水服,是因为液体压强随深度增加而减小
10.周末小华去海洋馆观看海狮表演,看到海狮将球顶在头上静止不动,下列说法正确的是( )
A.球受到的重力和球对海狮的压力是一对平衡力
B.海狮受到的重力和海狮对地面的压力是一对相互作用力
C.球受到的重力和海狮对球的支持力是一对平衡力
D.地面对海狮的支持力和海狮受到的重力是一对平衡力
11.下列事例涉及的物理知识的分析错误的是( )
A.海军南昌舰能漂浮在水面上是由于它所受的浮力大于重力
B.轮船通过船闸从下游驶到上游,船闸是利用连通器原理工作的
C.飞机机翼设计成流线型,利用流体压强与流速的关系获得升力来
升空
D.“祝融号”火星车设计有宽大的轮子可以减小压强
12.如图所示,放在水平桌面上的两个容器,质量和底面积相同,分别装有密度不同的甲、乙两种液体。将两个体积相同的小球a、b分别放入两液体中静止,此时两个容器底部受到的液体压强相等,下列说法错误的是( )
A.放入小球后,液体对容器底部的压力 F甲=F乙
B.两种液体的密度ρ甲>ρ乙
C.a、b两个小球的质量maD.若将a球放入乙液体中,b球放入甲液体中,静止时,a球漂浮,b球沉底
13.小明用平行斜面向上的拉力F将物块沿粗糙斜面匀速拉到顶端,如图所示。下列说法正确的是( )
A.物块受到的重力与斜面对物块的支持力是一对平衡力
B.拉力F与斜面对物块的摩擦力是一对平衡力
C.斜面对物块的摩擦力大于物块对斜面的摩擦力
D.如果仅增大拉力F,斜面对物块的摩擦力不变
14.如图所示是“探究影响压力作用效果因素”的实验,下列说法正确的是( )
A.通过观察海绵被压下的深浅来显示压力作用效果,这种实验方法叫控制变量法
B.利用甲、乙的实验结论,可以解释书包装书越多背起来越不舒服的原因
C.利用乙、丙的实验结论,可以解释不易切断的甘蔗使劲才能切断的原因
D.探究压力作用效果与压力大小的关系时,应控制受力面积不变,这是运用了转换法
15.如图所示,弹簧测力计下悬挂着不吸水的圆柱体,圆柱体质量为 180 g。不计厚度的平底容器置于水平桌面上,质量为100 g,底面积为50 cm2,高为8 cm,容器内盛有质量为350 g的水。当圆柱体浸入水中静止时,圆柱体未接触容器,弹簧测力计示数为1.4 N,此时容器对水平桌面的压强是(g取10 N/kg)( )
A.7.8×102 Pa B.8.0×102 Pa
C.9.8×102 Pa D.1.18×103 Pa
二、填空题(本大题包含5小题,每空1分,共15分)
16.如图所示,小向用脚向后蹬地,滑板车会沿地面向前运动,这说明力的作用是 的;如果不再蹬地,滑板车的速度会越来越慢,最后停下来,这表明力可以改变物体的 ;滑板车在水平地面上运动,且人的两脚站立在滑板车上时,滑板车对人的支持力 (选填“大于”“小于”或“等于”)滑板车对地面的压力。
17.如图所示,甲、乙两个咖啡壶的壶嘴高度相同,壶底厚度也相同。它们都装满水后放在水平台上,水对壶底压强p甲 (选填“>”“<”或“=”)p乙;用手堵住通气孔,壶中的水在 的作用下不易持续倒出。
18.将两个质量相同的橡皮泥做成实心球形和碗形,分别放入相同的甲、乙两杯水中,静止时如图所示,橡皮泥的密度 (选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度,甲杯中橡皮泥所受的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙杯中橡皮泥所受的浮力, 杯中水面升高得多。
19.我国自行研制的首艘航空母舰出坞下水,标志着我国自主设计建造航母取得重大阶段性成果。假设某艘国产航母标准排水量是
55 000 t,满载排水量是67 000 t,则该航母满载时受到的浮力为 N。某艘航母的一架舰载机正飞离航母,则它起飞离开甲板后,航母受到的浮力减小量 (选填“大于”“等于”或“小于”)该舰载机的重力;舰载机能够升空是因为它在甲板上运动时,机翼下表面比上表面的空气流速 ,压强 ,从而产生向上的升力。(g取 10 N/kg)
一个物体所受的重力为10 N,将其浸没在水中时,排开的水受到的重力为20 N,此时它所受浮力大小为 N,放手后物体将 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),记下物体最终排开水的体积为V1,将物体放入酒精中静止后排开酒精的体积为V2,则V2与V1的差值为
m3。(水的密度为1.0×103 kg/m3,酒精密度为0.8×
103 kg/m3)
三、作图题(本大题包含1小题,共3分)
21.如图所示,一质地均匀的小球由a点沿轨道滚下,请画出小球在点c时所受重力和支持力的示意图。
四、实验探究题(本大题包含2小题,22题8分,23题14分,共22分)
22.在探究“二力平衡的条件”实验中,小聪同学采用的实验装置如图甲所示,小明同学采用的实验装置如图乙所示。
(1)老师指出图乙的装置更科学,原因是选用小车,可以减小 对实验结果的影响。
(2)实验中判断小车是否受平衡力作用的依据是小车是否保持 (选填“静止”或“匀速直线运动”)状态。
(3)左右两盘放质量相等的砝码,小车保持静止。在左盘中再添加一个砝码,小车将运动,说明彼此平衡的两个力大小 。
(4)小车处于静止后,保持F1与F2的大小不变,把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,小车将转动,说明彼此平衡的两个力必须 。
23.小李同学想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
图1 图2
(1)实验步骤如图1所示,甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,物体受到的浮力F浮= 。
(2)小李利用三个不同物体a、b、c进行实验探究,实验数据如表所示。
物 体 物重 G/N 物体浸没 在水中弹 簧测力计 的示数F/N 浮力 F浮/N 空桶重 G0/N 桶与排 开水的 总重 G1/N 排开 水重 G排/N
a 1.2 0.7 0.5 0.6 1.1 0.5
b 2 1.4 0.6 0.6 1.2 0.6
c 2.4 1.7 0.7 0.6 1.2 0.6
分析表中物体a、b的实验数据,小李得出的结论是
。
小李在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力,请分析实验操作中造成这种结果的原因:
。
(4)小张利用身边的器材对小李的实验进行改进:两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料杯(质量忽略不计)等器材,装置如图2所示。实验时小张逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到弹簧测力计A的示数逐渐 ,弹簧测力计B的示数逐渐 ,若弹簧测力计A的示数变化量为ΔFA,弹簧测力计B的示数变化量为ΔFB,则它们的大小关系是ΔFA (选填“>”“=”或“<”)ΔFB。
(5)针对两种实验方案,小张实验装置的优点是 (填字母)。
A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化
五、计算题(本大题包含2小题,24题6分,25题9分,共15分)
24.如图所示,置于水平桌面上的一个上宽下窄、底面积为0.02 m2的薄壁容器内装有质量为 4 kg 的液体,将一个质量为0.6 kg、体积为8×10-4 m3的物体放入容器内,物体漂浮在液面上时有一半的体积浸在液体中,此时容器内液体的深度为 0.1 m。(g取10 N/kg)求:
(1)物体受到的重力。
(2)容器内液体的密度。
(3)容器内液体对容器底部的压强。
25.如图所示,一足够高的装有水的轻质薄壁容器静止在水平面上,容器底部有一阀门K,此时容器内水深为20 cm,已知容器下部分横截面积S1=400 cm2,上部分横截面积S2=200 cm2,下部分容器高度为10 cm,研究点A距离容器底部5 cm,(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)水对研究点A产生的压强。
(2)此时水对容器底部产生的压力。
(3)打开阀门K,放出容器内4 kg的水后,水对容器底部压力的变化量。一、选择题(本大题包含15小题,每小题3分,共45分)
1.下列数据估测中,明显不符合实际的是(D)
A.托起两个鸡蛋所用的力约为1 N
B.一名中学生受到的重力约为500 N
C.一本物理教材所受的重力约为3 N
D.一张物理试卷所受的重力约为1 N
2.关于力和运动,下列说法正确的是(C)
A.物体受到力的作用时运动状态一定改变
B.在平衡力作用下物体一定处于静止状态
C.手将橡皮筋拉长,说明力可以使物体发生形变
D.绕操场匀速转动的玩具电动车处于平衡状态
3.下列现象中,一个力的作用效果与另外几个力同时作用的效果不等效的是(C)
A.一只甲壳虫和一群蚂蚁匀速拖动同一片树叶的力
B.一名同学和两名同学匀速将同一桶水从地面搬到桌子上的力
C.一头牛将一辆轿车和一群人将一辆卡车从泥沼中拉出来的力
D.两个人坐在一艘小船上,只有其中一个人划和两个人划,使船做匀速直线运动的力
4.如图所示,两个弹簧测力计自重均为0.5 N,每个钩码质量均为50 g,则A、B两个弹簧测力计的示数分别为(g取10 N/kg)(D)
A.1 N,0.5 N B.2 N,1 N
C.1.5 N,0.5 N D.1.5 N,1 N
5.下列做法中,为了减小摩擦的是(D)
A.用力捏闸刹车 B.用力握紧球拍柄
C.运动鞋底有花纹 D.门轴合页加润滑油
6.悬挂在弹簧测力计下方的重为G的物块有两种运动情况,其st图像如图所示,对应的弹簧测力计拉力分别为F1、F2,不计空气阻力,下列关于力F1、F2的大小关系的判断正确的是(C)
A.F1一定大于F2 B.F1一定小于F2
C.F1一定等于F2 D.F1可能大于F2
7.如图所示,某景点有一个悬空的“天壶”,只见水哗哗地从壶口流出来,却看不见任何物体支撑“天壶”。下列对“天壶”悬空现象的分析正确的是(D)
A.“天壶”不受力的作用
B.“天壶”所受重力消失
C.流水对“天壶”有支持力
D.流水的中间有根管子对“天壶”起支撑作用
8.如图所示,放在水平桌面上的杯子,处于静止状态,则(B)
A.杯子受到的重力和杯子对桌面的压力是一对平衡力
B.杯子受到的重力和桌面对杯子的支持力是一对平衡力
C.杯子对桌面的压力和杯子受到的支持力是一对平衡力
D.杯子受到的重力和杯子对桌面的压力是一对相互作用力
9.如图所示,在水平木板上拉动木块,使木块水平向右做匀速直线运动,下列说法正确的是(C)
A.木块所受滑动摩擦力方向水平向右
B.木块所受重力和木块对木板压力的三要素相同
C.木块所受支持力的施力物体是木板
D.细线对木块的拉力与木块对细线的拉力是一对平衡力
10.如图所示,虚线是小华抛出的皮球落地后又弹起的运动轨迹,当皮球运动到最高点A时。若它所受外力突然全部消失,则皮球将(B)
A.保持静止
B.沿水平方向做匀速直线运动
C.竖直向上做匀速直线运动
D.竖直向下做匀速直线运动
11.如图所示,长方体木块M放在水平桌面上,木块m放在木块M上面,在水平拉力F的作用下一起向右做匀速直线运动,在突然撤去水平拉力F的情况下,下列判断正确的是(C)
A.木块m将向左倾倒
B.木块m受到方向向右的摩擦力
C.木块m对木块M的摩擦力方向向右
D.木块M受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力
12.如图所示,某同学玩滑板车时,一开始不断用力蹬地,速度越来越大;后来停止蹬地,滑板车继续运动一段距离,最终停下来,下列说法正确的是(A)
A.蹬地的过程利用了力的作用是相互的
B.停止蹬地后滑板车仍然能够运动是由于惯性的作用
C.滑板车最终停了下来是因为停止蹬地后滑板车没有受到力的作用
D.蹬地的过程中该同学一直是运动的,其运动状态没有改变
13.小芳同学用如图所示装置研究滑动摩擦力,在用力F水平向右匀速拉动长木板的过程中,木块保持静止。下列说法正确的是(C)
A.木块所受摩擦力方向水平向左
B.地面对长木板的摩擦力与力F是一对平衡力
C.力F增大时,木块所受滑动摩擦力大小不变
D.若弹簧测力计示数为5 N,则力F大小也为5 N
14.如图所示,铁块A重3 N,静止地吸附在竖直放置的磁性黑板上,将重为1 N的铜块B放在铁块A上面时,A和B恰能沿着黑板缓慢匀速下滑。取走铜块B,用竖直向上的力F拉铁块A,使其匀速向上运动,则F的大小为(D)
A.3 N B.4 N
C.5 N D.7 N
15.下表中的物理知识与事例不相符的是(B)
序号 事例 物理知识
① 砌墙时用铅垂线 重力的方向竖直向下
② 鞋底刻有花纹 减小摩擦
③ 乘车时系安全带 防止惯性的危害
④ 远离门轴推门 力的作用点影响力的作用效果
A.① B.② C.③ D.④
二、填空题(本大题包含4小题,每空1分,共8分)
16.我国大力提倡“低碳环保,绿色出行”,选择自行车出行是大家喜爱的方式之一。自行车启动时,人用脚向后蹬地,自行车向前运动,说明物体间力的作用是 相互 的;骑行时,轮胎被压瘪一些,说明力可以改变物体的 形状 。
17.在弹性限度内,弹簧的伸长量与其所受拉力成 正比 。一根弹簧不受任何力时,长度为6 cm,如果受到12 N的拉力,弹簧的长度为9 cm;如果弹簧所受拉力为16 N,则弹簧的伸长量为 4 cm。
18.如图甲所示,完全相同的A、B两物体叠放在水平桌面上,用F1=20 N的水平拉力作用在B物体上,A、B一起向右做匀速直线运动,此时桌面对A的摩擦力为 20 N;若将A、B按如图乙所示紧靠放于该桌面,用水平力F2推A,也能使A、B一起向右做匀速直线运动,则此时A对B的推力为 10 N。
19.如图所示是返回航着陆前的场景,在减速降落过程中,返回舱所受合力的方向是向 上 的。三位航天员的“天宫课堂”还让我们回味无穷,当航天员将实验物品用手推出后,物品能够继续向前运动,是因为它具有 惯性 。
三、作图与简答题(本大题包含3小题,20题2分,21题2分,22题3分,共7分)
20.如图甲所示,“陶甗(yǎn)”是辽宁省沈阳新乐遗址出土的古代蒸食器,请在图乙简化图中画出其所受重力G的示意图(O为重心)。
甲 乙
答案:如图所示
21.如图所示,请画出斜面上的物体所受重力和物体对斜面压力的示意图。
答案:如图所示
22.请你用所学过的物理知识解释下列现象:
(1)小刚同学放学回家的路上,脚被路边的石块绊了一下,他为什么向前跌倒
(2)小刚在沙滩上游玩时,他看见沙滩车在沙滩上自由飞驰,为什么沙滩车轮胎有许多又深又粗的花纹
答案:(1)小刚同学放学回家的路上,脚被石头绊了一下,下半身由于受到力的作用立即停止运动,上半身由于惯性继续保持向前的运动状态,所以小刚会向前跌倒。
(2)沙滩车轮胎有许多又深又粗的花纹,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。
四、实验探究题(本大题包含3小题,23题8分,24题12分,25题10分,共30分)
23.在“探究力和运动的关系”的实验中,让小车由静止开始沿斜面滑下,小车在三种不同水平面上受到的阻力大小和水平面上运动的距离如表所示。
接触面 毛巾 棉布 木板
阻力的大小 大 较大 较小
小车移动的距离s/cm 18.3 22.6 26.7
(1)实验需要小车从同一斜面的同一高度滑下,其目的是让小车到达水平面时的 速度 相同。
(2)小车进入水平面后,在运动过程中水平方向上受到 非平衡力 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
(3)推理:如果小车在水平面受到的阻力为零,小车将做 匀速直线
运动 。
(4)在此基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出牛顿第一定律,牛顿第一定律 不能 (选填“能”或“不能”)直接由实验
得出。
24.如图甲所示是小东探究二力平衡条件时的实验情景。
甲 乙
(1)如果物体只受两个力作用,且处于静止状态或 匀速直线运动 状态,说明这两个力是相互平衡的;小东在实验中采用轻质小卡片,“轻质”的目的是 减小卡片自重对实验产生的影响 。
(2)小东将系于小卡片两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整钩码个数来改变拉力大小,可得出相互平衡的两个力必须满足 大小相等,方向相反 的条件。
(3)当小卡片平衡时,小东将小卡片扭转过一个角度,松手后小卡片不能平衡,由此实验步骤可知只有作用在 同一条直线上 的两个力才能平衡。
(4)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在如图甲所示情况下,小东下一步操作是 B 。
A.左右各加一个钩码
B.将卡片剪开
C.把卡片扭转一个角度
(5)在探究同一问题时,小华将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小东的实验装置优于小华的,最主要原因是 可以减小摩擦力对实验的影响 。
25.小明用如图所示的装置做“探究影响滑动摩擦力大小因素”的
实验。
(1)为了比较准确地测量木块受到的摩擦力大小,小明需要用弹簧测力计拉木块,使其做 匀速直线 运动。
(2)为了利用甲、乙两次实验“探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系”,图乙中的a应为 木板表面 (选填“木板表面”或“毛巾表面”),下列现象中应用了甲、乙两实验所得结论的是 B (填字母)。
A.足球守门员戴着防滑手套
B.用力压住橡皮,擦去写错的字
C.移动很重的石块时,在地上铺设滚木
D.气垫船喷出强气流,在船底和水之间形成气垫
(3)小丽将图丙中的木块沿竖直方向切去一部分,仍然同样地拉动剩下的木块,发现弹簧测力计的示数会减小,于是得出结论:接触面积越小,滑动摩擦力越小。小丽得出这个错误结论的原因是 没有控制压力大小相同 。
(4)另一小组用弹簧测力计拉着一小木板在桌面上从图丁位置匀速运动至图戊位置,弹簧测力计示数不变,可得到结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小 无关 (选填“有关”或“无关”)。
五、计算题(本大题包含1小题,共10分)
26.质量为8 t的卡车,在水平公路上匀速向东行驶。已知行驶时受到的摩擦力是车重的,(g取10 N/kg)求:
(1)卡车受到的重力大小和方向。
(2)卡车受到的摩擦力大小和方向。
(3)发动机对卡车的牵引力大小。
解析:(1)由G=mg可知,卡车受到的重力为G=mg=8×103 kg×10 N/kg=
8×104 N,重力的方向竖直向下。
(2)因为卡车在水平公路上匀速向东行驶,行驶时受到的摩擦力是车重的,
所以卡车受到的摩擦力大小为f=G=×8×104 N=1.6×103 N,摩擦力方向向西。
(3)由于卡车在水平公路上匀速行驶,卡车受到的牵引力和摩擦力是一对平衡力,
则F牵=f=1.6×103 N。
答案:(1)8×104 N 竖直向下
(2)1.6×103 N 向西 (3)1.6×103 N第九章综合评价卷
一、选择题(本大题包含15小题,每小题3分,共 45分)
1.下列简单机械能够省力的是( )
A.门把手 B.定滑轮
C.筷子 D.钓鱼竿
2.下列小明关于杠杆的理解错误的是( )
A.杠杆可以是直的也可以是弯的
B.杠杆的支点一定在杠杆上
C.动力臂是支点与动力作用点的距离
D.阻力臂是支点与阻力作用线的距离
3.如图所示,物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉力F1、F2、F3、F4的大小关系是( )
A.F2C.F4=F24.如图所示,杠杆处于水平平衡状态,若在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码,则杠杆( )
A.仍然平衡 B.右端下降
C.左端下降 D.匀速转动
5.如图所示,一轻质杠杆OB可绕O点自由转动,在B端悬挂一重物G,在杠杆OB中点A作用一个与杠杆垂直的力F,使杠杆由竖直位置匀速转至水平位置,在这个过程中,若力F始终都与杠杆OB垂直,则此杠杆( )
A.一直是省力杠杆
B.一直是费力杠杆
C.先是省力杠杆后是费力杠杆
D.先是费力杠杆后是省力杠杆
6.如图所示,不计绳及滑轮重力,不计滑轮与绳、滑轮与转轴间的摩擦,用三个相同的滑轮分别拉同一物体,使物体沿同一水平面做匀速直线运动,速度分别为v1、v2、v3(v1甲 乙 丙
A.F1C.F17.某场馆建设时,采用如图所示的装置提升重物,工人师傅站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,使物体A在5 s内匀速上升了2 m。已知物体A重400 N,每个滑轮重20 N,不计绳重与摩擦,下列说法不正确的是( )
A.人对绳子的拉力为210 N
B.绳子自由端移动的距离为6 m
C.绳子自由端移动的速度为0.8 m/s
D.使用此滑轮组能改变力的方向
8.小原用如图所示的红酒开瓶器开一瓶红酒,他先旋转上端的转柄,使金属杆下端钻头插入红酒木塞,再向下按动压柄,红酒木塞就被拔出,关于红酒开瓶器,下列说法正确的是( )
A.压柄是费力杠杆
B.钻头制成螺旋状应用了斜面,可以省距离
C.钻头做得比较细是为了减小压强
D.转柄和金属杆组成轮轴
9.如图所示,利用相同材质的斜面将质量相同的货物通过甲、乙、丙、丁四种方式匀速推上车厢。已知乙、丁的货箱底部装有轻质小轮(质量不计),斜面倾角α<β。对比四次搬运货物的过程,最费力的方式是( )
甲 乙 丙 丁
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
10.机械以各种不同的形式展现在生活中,成为生活中不可或缺的部分,如图所示是自行车结构图,关于其机械的应用,下列说法正确的是( )
A.螺丝和螺帽:斜面类螺旋简单机械,费距离
B.脚踏板:属于等臂杠杆
C.刹车控制器:属于杠杆,能省距离
D.车龙头:属于轮轴,控制自行车的方向并省距离
11.如图所示,弹簧测力计下挂有一定滑轮,定滑轮重为1 N,A、B均处于静止状态,GB=100 N,GA=10 N,则弹簧测力计的示数为( )
A.100 N B.111 N
C.21 N D.20 N
12.下列关于滑轮和滑轮组的说法完全正确的一组是( )
①使用定滑轮一定既不省力也不费力
②使用动滑轮有时可能不省力
③使用滑轮组一定比使用动滑轮省力
④使用滑轮组有时既能省力,又能改变力的方向
⑤使用滑轮组总是既省力又改变力的方向
⑥组成滑轮组时,动滑轮和定滑轮的数目一定要相等
A.①④ B.②⑤⑥
C.②④ D.②④⑥
13.如图所示,OAB是杠杆,OA与BA垂直,在OA的中点挂一个10 N的重物,加在B点的动力使OA在水平位置保持静止(杠杆重力及摩擦均不计),则( )
A.该杠杆一定是省力杠杆
B.水平方向的动力无法使杠杆平衡
C.作用点在B点的最小动力等于5 N
D.作用点在B点的最小动力小于5 N
14.如图所示,甲、乙两个物体处于静止状态。甲、乙两个物体的密度之比为ρ甲∶ρ乙=2∶1,质量之比为m甲∶m乙=4∶5。(不计绳重、滑轮重和摩擦)则下列说法错误的是( )
A.滑轮组静止时,甲、乙两个物体受到的合力为零
B.甲、乙两物体的体积比为8∶5
C.乙对水平地面的压力和乙的重力之比为 3∶5
D.乙对水平地面的压力和绳子的拉力之比为 3∶2
15.重为100 N的甲物体静止在水平地面上时,对地面的压强为6×
105 Pa。现将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,杠杆的B端悬挂乙物体,乙物体的质量为3 kg,杠杆在水平位置平衡时,如图所示。OA∶AB=2∶7,g取10 N/kg。要使甲物体恰好被细绳拉离地面,则( )
A.甲物体对地面的压力只需减小20 N
B.甲物体的底面积应小于6×10-5 m2
C.杠杆B端所挂物体的质量至少增加至4 kg
D.可以移动支点O的位置,使AO∶AB=1∶4
二、填空题(本大题包含4小题,每空1分,共12分)
16.如图所示,小轿车的方向盘相当于一个轮轴,若F1=20 N,盘的半径为20 cm,轴的直径为4 cm,不计摩擦阻力,则F2= N。门锁的把手相当于一个 (选填“省力”或“费力”)轮轴。
17.晚饭后,妈妈带着小涛和他两岁的妹妹到文化活动中心玩跷跷板,如图所示,图中的转轴相当于杠杆的 ,妈妈和妹妹的总重力比小涛的重力大,跷跷板水平平衡时,小涛比妈妈离转轴 (选填“远”或“近”);若妈妈放下怀抱中的妹妹(妈妈的位置不变),为了保持跷跷板水平平衡,小涛应适当 (选填“远离”或“靠近”)转轴。
18.如图所示的动滑轮:
(1)不计摩擦和绳重,G为120 N的重物在70 N拉力F作用下匀速上升,则动滑轮受到的重力为 N。
(2)若动滑轮自重10 N,不计摩擦和绳重,重物G在55 N拉力F作用下匀速上升,则重物G= N;重物上升0.5 m时,绳子自由端移动距离为 m;绳子自由端上升速度为0.4 m/s,则重物上升速度为 m/s。
19.杆秤是人类发明的各种衡器中历史最悠久的一种,映射出中国古代劳动人民的聪明才智。如图所示是杆秤的示意图,秤钩上不挂物体,提起秤纽,当秤砣移动到C点时,杆秤刚好水平平衡,则杆秤上的刻度是 (选填“均匀”或“不均匀”)的。某标准杆秤的秤砣质量为1 kg,秤和秤钩的总质量为0.5 kg,O点为提纽悬点,OC=4 cm,OD=
10 cm,要称量真实质量为2.0 kg的物体,则秤砣离O点 cm。因长期使用,秤砣磨损,质量变为0.8 kg,再测真实质量2.0 kg的物体时,称出来的质量为 kg。
三、作图题(本大题包含1小题,共4分)
20.如图甲所示是《水浒传》中风雪山神庙的情节,林冲用长枪挑着酒葫芦在雪中行走,其简化图如图乙所示。O为肩膀处的支点,A为左手握枪处,请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及酒葫芦受到的
重力。
甲 乙
四、实验探究题(本大题包含3小题,21题5分,22题8分,23题 8分,共21分)
21.现有一根质量分布不均匀的硬棒,已知A点为硬棒的重心。
(1)如图甲所示,此时硬棒静止时的重力为 N。
(2)如图乙所示,O为支点,当硬棒水平静止时,所需要的拉力F1为 N。
(3)如图丙所示,能否在硬棒上施加一个方向向下的力使硬棒处于水平平衡: (选填“能”“不能”或“无法确定”)。你判断的依据是
。
22.如图所示为小明在探究“杠杆平衡条件”的过程,图中杠杆质地均匀,支点恰好在杠杆的中心。
(1)实验时,施加的动力和阻力都在竖直方向,这样做的好处是 。
(2)如图甲所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,为使杠杆仍然在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)如图甲所示的杠杆已达到平衡。当杠杆由图甲的位置变成图乙的位置时,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”),当杠杆在图乙位置保持静止时,杠杆 (选填“处于”或“不处于”)平衡状态。
23.在“探究定滑轮和动滑轮工作时的特点”实验中:
甲 乙 丙
(1)在探究定滑轮工作的特点时,如图乙所示,使用弹簧测力计的操作方法是 (填序号)。
①随意拉动钩码 ②拉着钩码保持静止 ③匀速向下拉动
(2)在探究动滑轮工作的特点时,先测出 的总重力,然后按照图丙组装动滑轮,实验时 拉弹簧测力计,使钩码 上升,读出弹簧测力计的示数。请根据实验步骤将记录表格的第一行栏目补充完整(不要求填入实验记录数据)。该实验至少要测量三组数据的目的是 。此次实验 直接得出“使用动滑轮能省一半力”的结论。
实验次序 钩码的重力G/N 绳子的拉力F/N
1
2
3
五、计算题(本大题包含2小题,每小题9分,共18分)
24.如图甲所示是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂,“横木穿插碓头,碓嘴为铁,足踏其末而舂之”。若碓头质量为20 kg,不计横木的重力和转动摩擦。(g取10 N/kg)
甲 乙
(1)求碓头受到的重力。
(2)质量为72 kg的捣谷人,双脚站立时与地面的接触面积约为0.04 m2,求双脚站立时对地面的压强。
(3)当他左脚站立,右脚在B点用最小力踩横木使其刚好转动时,示意图如图乙,已知OA∶AB=3∶5,求此时的F1。
25.轮轴的实质是可以连续旋转的杠杆,如图甲所示,当轮轴绕O点匀速转动时(处于平衡状态),有FR=Gr,如图乙所示,一自行车上连接脚踏板的连杆长R1,由踏脚板带动半径为r1的大齿盘,通过链条与半径为r2的后轮齿盘连接,再带动半径为R2的后轮转动。
甲 乙
(1)设自行车在水平路面上匀速行进时,人蹬踏脚板的平均作用力为F,链条受到的拉力为T,地面对后轮的摩擦力为f,分别写出T与F,T与f之间的关系式。
(2)设R1=20 cm,R2=33 cm,踏脚大齿盘与后轮齿盘的齿数分别为48和24,则人蹬踏脚板的平均作用力F与后轮的摩擦力f之比为多少 第八章综合评价卷
一、选择题(本大题包含15小题,每小题3分,共 45分)
1.下列设备和器材中,利用浮力工作的是( )
A.抽水机 B.气压计
C.潜水艇 D.铅垂线
2.关于浮力,下列说法正确的是( )
A.浸在气体中的物体不受浮力
B.浸入液体中物体浮力产生的原因为液体对物体上下表面的压力差
C.在不同液体中物体受到的浮力方向不同
D.在液体中上升的物体受浮力,下降的物体不受浮力
3.下列关于浮力利用的说法正确的是( )
A.气球在空中上浮,是因为气球里所充气体的密度小于空气的密度
B.航天员能“行走”太空,是因为航天员受到了浮力的作用
C.一艘轮船从大海驶入长江的过程中,轮船受到的浮力逐渐减小
D.悬浮在水中的潜水艇,若水舱中的水位在上升,则潜水艇一定上浮
4.宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧。如图所示为打捞铁牛过程的示意图,先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起,再把船上的泥沙铲走,铁牛就被拉起,然后把船划到岸边,解开绳索卸下铁牛,就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力为F甲、F乙、F丙,下列判断正确的是( )
A.F甲=F乙=F丙 B.F甲>F乙>F丙
C.F甲=F乙>F丙 D.F甲5.如果将同一个鸡蛋先后放入密度分别为ρ甲、ρ乙的两杯盐水中,当鸡蛋在盐水中静止时两杯中的液面相平(如图所示),鸡蛋所受的浮力分别为F甲、F乙,杯底受到的盐水的压强分别为p甲、p乙,下列判断正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙,F甲=F乙,p甲B.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙,p甲>p乙
C.ρ甲>ρ乙,F甲p乙
D.ρ甲<ρ乙,F甲>F乙,p甲=p乙
6.小沂同学做了如图甲所示的小实验,他在水桶中装半桶水,用手把空的饮料罐逐渐按入水中,在这个过程中他感觉到越来越费劲,同时观察到水面越来越高。由此小沂猜想浮力大小可能与物体排开液体的体积有关,为验证他的猜想,小沂做了如图乙所示的实验,其中能验证猜想的操作是( )
乙
A.①②③ B.②③④
C.③④⑤ D.①②⑤
7.重为5 N的木块A在拉力的作用下处于静止状态,此时绳子的拉力为3 N,此时木块A受到的浮力大小为F1。剪断绳子后木块A的运动情况和F1大小是( )
A.保持静止,F1=8 N
B.向上运动,F1=8 N
C.保持静止,F1=3 N
D.向下运动,F1=3 N
8.为验证阿基米德原理,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤上,按实验操作规范将溢水杯中装满水,再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示,铝块始终不与溢水杯接触,则下列判断正确的是( )
A.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压力变小
B.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压强变大
C.铝块浸没在水中静止时,细线对铝块的拉力等于铝块排开水的重力
D.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,若电子秤示数不变,则验证了阿基米德原理
9.一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有160 g煤油溢出;将其轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有180 g水溢出;已知煤油的密度为0.8×103 kg/m3, 水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,则物块在水中静止时的状态及物块的密度分别是( )
A.下沉,1.1×103 kg/m3
B.漂浮,0.85×103 kg/m3
C.悬浮,1.0×103 kg/m3
D.漂浮,0.9×103 kg/m3
10.如图所示,两个完全相同的小球,分别漂浮在装有一定酒精和水的容器中(ρ水>ρ酒),小球的质量为6 g,体积为10 cm3,下列描述正确的是( )
甲 乙
A.小球的密度为6×103 kg/m3
B.小球排开水的质量等于排开酒精的质量
C.用力将图乙的小球向下压的过程中,小球受到的浮力不变
D.将酒精注入乙容器中(不溢出液体),小球浸入液体的体积不变
11.如图所示,将棱长为10 cm的正方体木块放入装满水的烧杯中,木块静止时,上表面距离水面4 cm,g取10 N/kg,则( )
A.木块受到的浮力是60 N
B.使木块浸没需要40 N的向下的压力
C.木块底部受到水向上的压强为103 Pa
D.当向下施加压力使木块刚好浸没在水中后,杯底对桌面的压强不变
12.用细绳连在一起的气球和铁块,恰能悬浮在盛水的圆柱形容器内的某一位置(如图中实线所示),若用一细铁丝(铁丝体积不计)将铁块轻轻向下压较长一段距离后(如图中虚线所示),气球受到的浮力、气球和铁块在水中的浮沉情况及水对容器底部的压强将( )
A.变小、下沉、变小 B.变小、下沉、不变
C.不变、悬浮、变小 D.不变、悬浮、不变
13.某同学用铅笔、细铁丝制作了一支简易密度计,他将密度计先后插入盛有不同液体的甲、乙两个相同容器中。当密度计静止时,两容器中液面恰好相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A.乙容器中液体密度大
B.乙容器底部受到的液体压强较小
C.乙容器中密度计受到的浮力较小
D.乙容器对水平桌面的压强较大
14.一木块浮在水面上,露出总体积的,当用刀将露出水面的部分切去时,剩余部分将( )
A.上浮
B.下沉
C.悬浮
D.上端恰好与水面相平
15.两个体积相同的实心正方体A和B,静止在水槽内如图所示位置。正方体A有的体积浸入水中,正方体A的下表面和正方体B的上表面所处的深度相同。设两正方体密度分别为ρA和ρB,所受浮力分别为FA和FB,所受重力分别为GA和GB,下表面所受水的压强分别为pA和pB,下列说法中( )
①ρA∶ρB=4∶5 ②pA∶pB=4∶9 ③FA∶FB=1∶1 ④GA∶GB=5∶4
A.只有①②正确
B.只有③④正确
C.只有②④正确
D.只有①②③正确
二、填空题(本大题包含4小题,每空1分,共10分)
16.如图所示重20 N的物体用细线浸没在水中,上表面受到水向下的压力为15 N,下表面受到水向上的压力为24 N,则物体受到的浮力大小为 N,此时细线对物体的拉力为 N。
17.一艘轮船自重为3.0×107 N,该轮船满载时的排水量为5 000 t,则该轮船至多可以装载 kg的货物,轮船从长江驶入东海后轮船所受浮力将 ,轮船排开液体的体积将 (后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)
18.一物体的质量为90 g,体积为100 cm3,现将它浸没在水中,物体所受的浮力为 N,松手后,物体将会 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),最终静止时物体排开水的质量为 g。(g取 10 N/kg,ρ水=1.0 g/cm3)
19.取一支空牙膏袋,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,如图所示。不计操作中水量的减少,两次牙膏袋的质量一样,则两次所受的浮力F甲、F乙的大小关系是F甲 F乙;两次杯底受到的水的压强p甲和p乙的大小关系是p甲 p乙。(均选填“>”“=”或“<”)
三、作图与简答题(本大题包含3小题,每题 3分,共9分)
20.如图所示,小球重5 N,漂浮在水面上,请用力的示意图表示出小球所受的重力和浮力(设两个力的作用点都在球心)。
21.请在图中画出沉入水底的小球受到的重力和浮力的示意图。
22.西瓜浸没于水中,松手后,西瓜会上浮,用手捞出西瓜的过程中,人感觉越来越费力。解释该现象。
四、实验探究题(本大题包含2小题,23题8分,24题 12分,共20分)
23.某物理兴趣小组在“探究浮力的大小与哪些因素有关”时,做了如图甲所示实验,图中底面积为50 cm2的圆柱形容器放在水平桌面上,容器内盛有适量的水,底面积为25 cm2的实心圆柱形物体A用轻质细线悬挂在弹簧测力计下端。在物体A缓慢下移过程中,弹簧测力计示数F与物体A下表面浸入水的深度h的关系图像如图乙所示。(实验过程中容器内水足够深且不会溢出,物体A不会接触到容器底部,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)图甲中弹簧测力计示数F为 N。
(2)物体A位于h=10 cm时,向水里加入适量的食盐并搅拌,稳定后发现弹簧测力计的示数F变小,说明浮力的大小与液体的密度 (选填“有关”或“无关”)。
(3)利用图乙数据,可求出物体A的密度为 kg/m3。
(4)h从0增到10 cm时,水对容器底部的压强增大了 Pa。
24.某小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验。
甲 乙 丙 丁 戊 己
(1)弹簧测力计使用前要先在竖直方向进行调零。
(2)实验步骤如图所示,甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,由图甲和丁可知物体受到的浮力F浮= 。
(3)下列可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系的是 。
A.F1-F2=F3-F4
B.F1-F3=F4-F2
C.F3-F2=F1-F4
(4)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图己所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐变小,B的示数逐渐变大,且A、B示数的变化量 (选填“相等”或“不相等”)。
(5)在图丁中,金属块从刚接触水面到刚好浸没的过程中,水对溢水杯底的压强将 ;金属块浸没水中后,在水面下匀速下沉但未触底的过程中,弹簧测力计的示数将 。(均选填“变大”“变小”或“保持不变”)
(6)若按照甲、丙、丁、戊、乙顺序进行实验,预估最终的实验结果是物体所受浮力的大小 (选填“等于”“大于”或“小于”)它排开的液体所受的重力。
五、计算题(本大题包含2小题,每小题8分,共16分)
25.为实施油田二次开发,中国工程师需要将导管架从陆地工厂运至海洋指定位置。
①工程师将导管架装载在驳船上,静止时驳船排开海水的体积为8×104 m3,如图甲所示;
②驳船将导管架运至海洋指定位置后,导管架被推入海中,如图乙
所示;
③驳船和导管架完全分离后,静止时空驳船排开海水的体积为5×
104 m3,如图丙所示。已知导管架的体积为3.3×104 m3,ρ海水=1.1×
103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)导管架受到重力大小。
(2)导管架和驳船完全分离后,导管架最终静止时受到浮力大小。
26.如图甲所示,弹簧测力计一端固定,另一端竖直悬挂一底面积为
30 cm2的长方体合金块(不吸水),浸没在装有水的容器中,容器底部有一个由阀门控制的出水口,打开阀门,使水缓慢流出,放水过程中合金块始终不与容器底部接触,弹簧测力计示数随放水时间变化的规律如图乙所示。(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,水的流速对压强的影响忽略不计)求:
(1)合金块浸没在水中所受浮力的大小。
(2)合金块的密度。一、选择题(本大题包含15小题,每小题3分,共45分)
1.关于压力和压强,下列说法正确的是(D)
A.物体的重力越大对接触面的压力就一定越大
B.压力的方向总是竖直向下的
C.大气压强随着海拔高度的增加而增大
D.水坝建成上窄下宽的形状,是由于水对坝体的压强随深度的增加而增大
2.很多动物为了适应自身生存的环境,进化出了符合一定物理规律的身体部位,下列从物理学的角度给出的解释正确的是(A)
A.啄木鸟的嘴很尖细,可以增大压强,从而凿开树干,捉到躲藏在深处的虫子
B.骆驼的脚很大,可以减小压力,从而使其在沙漠中行走自如
C.老鹰的爪很尖锐,捕获猎物时是为了减小压强
D.深海鱼捕到岸上时会死掉,主要原因是水面上的压强比深水处大
得多
3.如图所示是修筑公路的压路机,下列措施为了增大压强的是(A)
A.碾子质量很大 B.轮胎很宽
C.用橡胶制作轮胎 D.向转轴加润滑油
4.如图所示是测量大气压强的实验装置,玻璃管长约1 m,槽内装有水银。下列说法正确的是(A)
A.将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜,玻璃管内外水银面的高度差仍为760 mm
B.若将玻璃管向上提2 cm,但玻璃管口仍在槽内水银面以下,则玻璃管内外水银面高度差变为780 mm
C.在实验中,若玻璃管内混入少量空气,所测的大气压值偏大
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面高度差变大
5.物理与日常生活、工程实践密切相关,下列分析正确的是(D)
A.用久的菜刀需要磨一磨,是为了减小压强
B.人行盲道有凸起,是通过增大受力面积来减小压强的
C.有风吹过,窗帘飘向窗外,是因为窗外大气压变大
D.飞机受到升力,是因为机翼上下表面空气的流速不同
6.下列利用所给器材,不能完成的实验是(B)
7.如图所示,一个正方体木块置于水平桌面上,若将它沿竖直方向切去一半,则剩下部分对桌面的压力、压强与原来相比,是(C)
A.压力减半,压强减半
B.压力不变,压强减半
C.压力减半,压强不变
D.压力不变,压强不变
8.两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,其中分别装有质量相等的两种不同液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙,液面高度如图所示。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为pA、pB。下列判断正确的是(B)
A.ρ甲>ρ乙,pA=pB B.ρ甲>ρ乙,pAC.ρ甲<ρ乙,pApB
9.两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同一水平桌面上,容器内装有质量和深度均相同的液体,如图所示,若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2,下列关系正确的是(D)
A.p1=p2,F1=F2 B.p1>p2,F1C.p1F2 D.p1>p2,F1=F2
10.下列说法正确的是(C)
11.如图所示,A、B两容器中装有同一液体,且液面高度相同,a点的压强小于b点的压强,当A、B间的阀门打开时,下列说法中,正确的是(D)
A.液体由A流向B
B.液体由B流向A
C.液体在A、B间来回流动
D.液体静止不动
12.如图所示,有三个实心圆柱体甲、乙、丙,放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是(A)
A.ρ甲=ρ乙>ρ丙 B.ρ甲=ρ乙=ρ丙
C.m甲=m乙=m丙 D.m甲>m乙=m丙
13.如图所示,三个质量相同、底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强(B)
A.一样大 B.甲最小
C.乙最小 D.丙最小
14.如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆隔板孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。下列选项中,在隔板两侧分别装入两种不同的液体,不能比较出左右两侧液体密度大小关系的是(B)
A B C D
15.一块均匀的长方体合金块,重1.2 N,侧放于面积为1 m2的水平桌面上,它与桌面的接触面积是1×10-3 m2,下列说法正确的是(B)
①合金块对桌面的压强是1.2 Pa
②合金块对桌面的压强是1 200 Pa
③若沿竖直方向切去一半,则剩余部分对桌面的压强不变
④若沿水平方向切去一半,则剩余部分对桌面的压强不变
A.①③ B.②③
C.①④ D.②④
二、填空题(本大题包含4小题,每空2分,共12分)
16.书法是中华民族优秀文化的瑰宝,书写时将纸平铺于水平桌面上,纸上放置一块“镇纸”(一般为长方体石条)。该“镇纸”质量为
300 g,与纸面接触面积为30 cm2,则“镇纸”对纸的压强为
1 000 Pa。(g取10 N/kg)
17.济南的泉水来源于南部山区,如图甲所示,降水渗入地下后,顺石灰岩渗漏带向北流,至城区遇到岩体阻挡,喷涌而出。由此可知,眼眼清泉的成因可以用 连通器 原理解释。老济南人曾用活塞式抽水机抽取地下水,如图乙所示,活塞式抽水机工作时,是利用 大气压 把水“抽”上来的。
18.如图所示,容器中装有一定量的水,容器底面积为200 cm2,则A点所受的水的压强为 3×103 Pa,水对容器底的压力为 60 N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
19.现有两个正方体容器,棱长之比为2∶3,在两个容器内装入密度之比为3∶2的液体后(恰好都装满),则两个容器底所受的液体压强比值为 1∶1 。
三、作图题(本大题包含2小题,每小题2分,共4分)
20.如图所示,画出物体A对地面的压力。
答案:如图所示
21.在图中画出图钉对竖直墙壁压力F的示意图。
答案:如图所示
四、实验探究题(本大题包含2小题,每小题12分,共24分)
22.小明同学利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验,如图所示。
甲 乙 丙 丁 戊 己
(1)实验中小明是通过观察 泡沫的凹陷程度 来比较压力作用效果的,这种科学探究方法是 转换法 。
(2)比较甲、乙两图实验,能够得到的结论是 在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显 。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较 甲、丙 两图实验。
(4)小明同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出的结论是压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 没有控制压力大小相同 。
(5)比较图戊中海绵受到的压强p戊和图己中木板受到的压强p己,其大小关系为p戊 = (选填“>”“<”或“=”)p己。
23.如图所示,小融同学利用液体压强计等装置探究液体内部的压强规律。
甲 乙 丙 丁
(1)如图甲所示,小融在检查压强计的气密性时,用不同的力按压探头的橡皮膜,发现U形管两侧液面高度差变化始终较 小 (选填“大”或“小”),说明压强计的气密性较差。
(2)小融调节好压强计后,将探头放入水中,保持探头深度不变,向不同方向旋转探头。发现U形管两侧液面高度差不变,说明同种液体同一深度,向各个方向的压强 相同 。
(3)分析图乙、丙的实验现象,初步得到的结论是同种液体中,液体压强随深度增加而 增大 。若橡皮膜的表面积S0=12 cm2,图丙中h0=
10 cm,则此时橡皮膜受到水的压强为 1 000 Pa,受到水的压力为 1.2 N。(g取10 N/kg,压强计内液体密度ρ=1.0×103 kg/m3)
(4)为了研究液体压强与液体密度的关系,小融将液体压强计做了如图丁所示的改进,两探头置于空气中时,U形管两侧液面相平。现将两探头分别放入A、B两种液体中,当两探头所处深度分别为hA、hB时,U形管两侧液面重新相平。已知A液体的密度为ρA,则B液体密度的表达式为ρB= (用已知字母表示)。
五、计算题(本大题包含2小题,24题6分,25题9分,共15分)
24.如图所示,置于水平桌面上的容器,底面积为200 cm2,未装水时容器的重力为2 N。容器盛水后水面的高度为15 cm,容器对桌面的压强为1.1×103 Pa。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,忽略容器壁的厚度。求:
(1)水对容器底的压强p水。
(2)水对容器底的压力F水。
(3)水受到的重力G水。
解析:(1)水对容器底的压强p水=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×
15×10-2 m=1.5×103 Pa。
(2)由p=可得,水对容器底的压力F=p水S=1.5×103 Pa×200×
10-4 m2=30 N。
(3)由p=可知,容器对桌面的压力F压=pS=1.1×103 Pa×200×
10-4 m2=22 N,
则水受到的重力G水=F压-G容=22 N-2 N=20 N。
答案:(1)1.5×103 Pa (2)30 N (3)20 N
25.如图1所示,将盛有液体的甲、乙两容器竖直放在水平面上。甲中液体未知,乙中液体为水,容器的质量和厚度都忽略不计。(ρ水=1.0×
103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)若甲容器中液体质量为1.2 kg,地面的受力面积为1.2×10-3 m2,求甲容器对地面的压强p甲。
(2)若乙容器中水的质量为1.5 kg,求乙中水的体积V水。
(3)如图2所示,若在乙容器中再加入一定水,则此时水的深度为0.2 m,将容器乙放进容器甲中,容器甲的液面比容器乙的水面高0.05 m。求此时甲容器中液体的密度。
甲 乙
图1
图2
解析:(1)甲容器对地面的压力为
F甲=G甲=m甲g=1.2 kg×10 N/kg=12 N,
甲容器对地面的压强为
p甲===104 Pa。
(2)若乙容器中水的质量为1.5 kg,则乙中水的体积为
V水===1.5×10-3 m3。
(3)容器乙在甲容器中浸入的深度为h液=h水+Δh=0.2 m+0.05 m=
0.25 m,
容器的质量(重力)不计,此时容器乙在液体中处于漂浮状态,则由漂浮条件可得F浮液=G水,
由浮力产生的原因可知,容器乙受到的浮力等于液体对容器乙底部的压力,即F液压=F浮液,
又因为容器乙为柱形容器,则水对容器乙底部的压力等于水的重力,即F水压=G水,
由此可知F水压=F液压,容器厚度不计,乙容器内外的底面积相等,根据压强定义式可知,
p水=p液,
由液体压强公式可得ρ水gh水=ρ液gh液,
所以甲容器中液体的密度为
ρ液===0.8×103 kg/m3。
答案:(1)1×104 Pa (2)1.5×10-3 m3
(3)0.8×103 kg/m3一、选择题(本大题包含15小题,每小题3分,共 45分)
1.下列关于功和功率的说法正确的是(D)
A.踢出去的足球在草地上滚动的过程中,脚对足球做了功
B.作用在物体上的力越大,力做的功就越多
C.功率越大的机械,做功就越多
D.功率越大的机械,做功就越快
2.现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s,如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,下列判断正确的是(C)
A.W甲>W乙>W丙
B.W甲C.W甲=W乙=W丙
D.W甲=W乙3.如图所示,物理项目学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重飞行能力。测试时将重20 N的物体A固定在无人机上,并控制无人机完成以3 m/s的速度匀速上升、在空中悬停、以2 m/s的速度匀速下降三个阶段的测试项目,同时利用系统软件记录多次测量的相关信息,并做出测评报告。下列说法中(C)
①匀速上升阶段,物体A相对于地面是运动的
②匀速上升阶段,物体A的机械能不变
③匀速下降阶段,物体A的重力势能转化为动能
④物体A匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能
A.只有①③正确 B.只有②④正确
C.只有①④正确 D.只有①②③正确
4.如图所示的实例中,物体的机械能增大的是(A)
A.随直升机匀速上升的救灾物资
B.落地又弹起的皮球
C.缓缓降落的“神舟”飞船返回舱
D.上升的滚摆
5.在一次沿竖直杆滑降训练中,消防员从5 m高处滑到离地面20 cm处悬停,先后经历了a、b、c、d四个阶段(每个阶段经历的时间相同)。整个训练过程,速度随时间变化的规律如图所示,下列说法正确的是(D)
A.a阶段,重力做功的功率最大
B.只有b阶段,消防员处于平衡状态
C.消防员四个阶段都在克服摩擦力做功
D.消防员的重力在b阶段做功最多
6.关于机械能之间的相互转化,下列说法正确的是(D)
A.拉弓射箭时,动能转化成弹性势能
B.蹦床运动员,空中下落过程中弹性势能转化成动能
C.滚摆下降时,越滚越快,动能转化成重力势能
D.向上抛出的石块,空中上升过程中动能转化成重力势能
7.2024年5月9日9时43分,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将智慧天网一号01星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。下列对长征三号乙运载火箭加速升空过程的说法正确的是(D)
A.动能转化为重力势能
B.重力势能转化为动能
C.动能不变,重力势能增加
D.机械能总量增加
8.关于功和能,下列描述正确的是(A)
A.机械表上紧发条是增加了发条的弹性势能
B.荡秋千时,秋千上升过程中机械能增大
C.“礼让行人”,机动车经过斑马线前减速时其动能增大
D.“飞流直下三千尺”中水的动能转化为重力势能
9.如图所示,忽略空气阻力,甲、乙两小球从相同高度同时静止释放,同时到达B、D点;甲先后经过A、B两点且OA=AB;乙先后经过C、D两点且所用时间tPC=tCD,则下列说法正确的是(D)
A.小球甲通过OA段重力做功比AB段重力做功多
B.小球甲通过OA段重力做功比AB段重力做功快
C.小球乙通过PC段重力做功比CD段重力做功快
D.若甲、乙质量相同,两小球到达B、D点时重力做功相同
10.如图所示,斜面与水平面在M点通过小圆弧平滑相连,弹簧左端固定,原长时右端在N点,小物块从斜面上P点由静止滑下,与弹簧碰撞后又返回到P点,下列说法错误的是(B)
A.小物块从P向M运动过程中,重力势能减少
B.小物块从P向M运动过程中,机械能减少
C.小物块从P向M运动过程中,机械能不变
D.弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能最大
11.中国科技馆中有一件叫作“最速降线”的展品,如图所示是它的示意图。其中有甲、乙两条轨道,甲为直轨,乙为弯轨,两轨道的起点高度相同,终点高度也相同。若将两个相同的小球A和B分别放在甲、乙两轨道的起点,同时释放,发现在乙轨道上的小球B先到达终点。则下列说法正确的是(D)
A.若不计阻力,两小球到达终点时B球的动能比A球的大
B.在起点处小球B的重力势能大于小球A的重力势能
C.全程中重力对小球B做的功大于重力对小球A做的功
D.全程中重力对小球B做功的功率大于重力对小球A做功的功率
12.如图所示,工人用160 N的拉力F将重为300 N的木箱在10 s内匀速拉到长3 m、高1 m的斜面顶端。下列说法正确的是(C)
A.拉力F做功的功率是16 W
B.克服木箱重力做的功是900 J
C.斜面的机械效率是62.5%
D.若只改变斜面的倾斜角度,斜面的机械效率不变
13.在体育课上,小康用胳膊将排球向上垫起后,排球上升过程中运动得越来越慢。下列说法中,正确的是(D)
A.排球在脱离胳膊后能继续上升,是由于排球所受的重力小于排球的惯性
B.排球在脱离胳膊后的上升过程中,受到方向向上的力
C.排球在脱离胳膊后的上升过程中,动能逐渐增大
D.排球在脱离胳膊后的上升过程中,动能转化为重力势能
14.如图所示,用滑轮组提升重900 N的物体,使它在10 s内匀速上升1 m。已知所用的拉力F为400 N。则在提升重物的过程中(不计绳重和摩擦),下列说法正确的是(C)
A.拉力做功的功率为90 W
B.拉力在这10 s内做的功为400 J
C.动滑轮的重力为300 N
D.若用该滑轮组匀速提升更重的物体时,则绳子拉力会变大,但机械效率不变
15.在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中,将小车从光滑斜面上由静止释放,得到了如图所示的三个实验场景,下列分析正确的是(D)
场景① 场景② 场景③
A.实验中研究对象是木块
B.选用场景①和③可探究小车动能与质量关系
C.场景①和②中小车到达水平面的初速度不同
D.三个实验场景也可以探究重力势能与哪些因素有关
二、填空题(本大题包含4小题,每空1分,共9分)
16.如图所示,小华和小红一起坐在秋千凳上荡秋千,她们的重力分别是G1、G2,且G1”“<”或“=”)
17.有一种质量为2 kg的爬杆机器人,仅凭电池提供的能量,就能像人一样沿杆竖直向上匀速爬行,在此过程中,机器人所受摩擦力为
20 N;爬杆机器人竖直向上匀速爬行过程中,动能 不变 ,重力势能 增大 。(g取 10 N/kg)
18.起重机将重6 000 N的建材匀速提升了3 m,电动机做的功是3.6×104 J,则起重机的效率是 50% ;若只增加被提建材的重力,则起重机的效率 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
19.某科技兴趣小组用两个输液用的葡萄糖瓶子,从瓶口以下约6 cm处截断,将截断处用胶水黏合在一起,再从瓶口的橡胶塞中心穿一根长约20 cm的细木棒,用两条悬线拴住木棒的两端,将悬线固定在支架上,就构成了如图所示的滚摆。当滚摆从上到下运动的过程中重力势能主要转化为 动 能;滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明滚摆的机械能 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
三、简答题(本大题包含1小题,共5分)
20.阅读下面的短文:
满载游客的过山车,在机械的带动下向着轨道的最高处攀行……忽然,它像一匹脱缰的野马,从轨道的最高处飞驰而下!它又如一条蛟龙,时而上下翻腾,时而左摇右摆,时而驰上高高耸立着的大回环顶端……
仿照示例,指出短文中包含的任意两种物理过程(示例除外),并说明能的转化情况。
[示例]机械将过山车拉向最高处,对过山车做功使它的重力势能增加。
答案:(1)过山车从轨道的最低处上升到最高处的过程:质量不变,高度增加,重力势能增加;速度减小,动能减小,动能转化为重力势能。
(2)过山车从最高处下降到最低处的过程:质量不变,高度减小,重力势能减小;速度增大,动能增大,重力势能转化为动能。
四、实验探究题(本大题包含2小题,21题10分,22题 14分,共
24分)
21.如图所示是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置,测得的实验数据如表所示。
实验 次数 物重 G/N 物体上升 高度h/m 拉力 F/N 绳端移动 距离s/m 机械 效率η
1 1 0.1 0.6 0.3 55.6%
2 2 0.1 1.0 0.3 66.7%
3 4 0.1 1.8 0.3
(1)实验过程中,应竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计。
(2)第3次实验中滑轮组的机械效率是 74.1% (精确到0.1%)。
(3)分析表中实验数据可知,同一滑轮组,物重 越大 ,滑轮组的机械效率越高。
(4)若在第3次实验中,物体上升的速度为 0.1 m/s,则拉力F的功率为 0.54 W。
(5)创新小组也利用重为1 N、2 N、4 N的物体进行了三次实验,每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值,则创新小组测量值偏大的原因可能是 C (填字母)。
A.测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方
B.弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C.所使用的动滑轮的重力小于智慧小组使用的动滑轮重力
22.在学习了“机械能及其转化”这一节知识后,小明对“拉弯的弓将箭射出去,撞在网球拍上的网球被弹回去,压弯的跳板将跳水运动员弹起”这些事例进行思考和研究,这些事例中共同存在的能量转化过程是 弹性势能转化为动能 。小明想自己设计实验来探究弹性势能可能与哪些因素有关,实验前,他提出了如下猜想。
猜想一:弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。
猜想二:弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
为此,他选用材料不同的两根弹簧A和B(长度和粗细均相同)、小球、木块和长刻度尺各一件,设计了如图甲所示的实验装置进行探究。实验中,木块起始位置相同,最后得到实验记录如表所示。
实验 次数 使用的 弹簧 被压缩后弹簧 的长度/cm 木块移 动的距离
1 弹簧A 4 s1
2 弹簧A 7 s2
3 弹簧B 4 s3
4 弹簧B 7 s4
(1)本实验通过测量木块移动的距离来表示弹性势能的大小,这种探究方法叫 转换法 。下列实验中,也运用到这种研究方法的是 C (填字母)。
A.用两支完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点
B.探究重力与质量的关系
C.用海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果
(2)请将探究猜想一的方案补充完整:
a.如图甲所示将弹簧A、小球、木块安装好;
b.压缩弹簧,使其长度为4 cm,放手后,小球被弹出,推动木块移动了一段距离;
c.压缩弹簧,使其长度为 7 cm,放手后,小球被弹出,推动木块移动了一段距离;
d.比较分析实验数据,得出结论。
(3)为了探究猜想二,可选用实验次数2和 4 的数据进行比较分析,若 s2≠s4 ,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
(4)如图乙所示,为更好地研究能量之间的转化,小明在光滑的水平桌面上,将弹簧的左端固定,右端连接小球。图中a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置,b点是弹簧原长的位置,c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c点的过程中,小球速度最大的位置是 b (选填“a”“b”或“c”)点。
五、计算题(本大题包含2小题,23题8分,24题9分,共17分)
23.“云巴”是低运量轨道交通系统内全新的交通出行工具,某地首条“云巴”落户高新区,正在紧张地施工。该项目不仅可以补齐城市轨道交通与常规公共交通层级间的短板,同时也可以和轨道2号、4号、8号线串联成网,为市民提供更加便捷、舒适、快捷的出行方式,如图所示为建设工地上,工人在15 s内用塔吊将质量为2 500 kg的混凝土预制件匀速提升了6 m,然后用了5 s将其水平移动4 m。g取10 N/kg,则在这个过程中:
(1)塔吊对混凝土预制件做了多少功
(2)塔吊对它做功的功率是多少瓦
解析:(1)混凝土预制件的质量m=2 500 kg,
混凝土预制件的重力G=mg=2 500 kg×10 N/kg=25 000 N,
预制件被匀速提升,所受拉力F=G=25 000 N,
水平移动时,没有在力的方向上通过距离,没有做功,
对混凝土预制件做的功W=Fs=25 000 N×6 m=1.5×105 J。
(2)做功所用时间t=15 s+5 s=20 s,
塔吊对它做功的功率
P===7.5×103 W
答案:(1)1.5×105 Pa (2)7.5×103 W
24.一辆质量是3.5×103 kg的汽车不慎陷入泥泞地面,汽车司机组织人们用如图所示的滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中,水平拉力F为1×103 N,汽车沿水平方向匀速移动了2 m,滑轮组的机械效率为90%。求:
(1)拉力移动的距离。
(2)拉力F的有用功。
(3)汽车受到的阻力大小。
解析:(1)由图可知,与动滑轮相连的绳子段数为n=2,
拉力移动的距离s=ns车=2×2 m=4 m。
(2)拉力做的功W总=Fs=1×103 N×4 m=4×103 J,
由η=得,拉力做的有用功W有用=W总η=4×103 J×90%=3.6×103 J。
(3)滑轮组对汽车的拉力F′===1.8×103 N,
汽车被匀速拉动,所以汽车受的拉力和阻力是一对平衡力,大小相等,
所以汽车受的阻力为f=F′=1.8×103 N。
答案:(1)4 m (2)3.6×103 J (3)1.8×103 N期末综合评价卷二
一、选择题(本大题包含15小题,每小题3分,共 45分)
1.下列有关力的说法正确的是( )
A.在空中飞行的足球受到踢力、重力和阻力的作用
B.人推桌子没推动是因为人对桌子的推力小于地面对桌子的摩擦力
C.静止在水平桌面上的文具盒所受的弹力就是重力
D.骑自行车刹车时用力捏车闸是通过增大压力来增大摩擦的
2.如图所示是环卫工人驾驶洒水车洒水时的情景。下列说法不正确的是( )
A.洒水时,洒水车一直具有惯性
B.洒水时,洒水车对地面的压力一直在变小
C.洒水时,洒水车受到地面的摩擦力始终保持不变
D.洒水车刹车减速,说明力能改变物体的运动状态
3.如图所示为一架直升机,直升机能垂直升空的主要原因是( )
A.地球对直升机的重力
B.空气对直升机向上的作用力
C.空气对直升机的浮力
D.直升机受到向上的压力差
4.下述杠杆中,属于费力杠杆的是( )
A.手推车 B.羊角钉锤
C.瓶盖起子 D.筷子
5.如图所示是某学生投篮时的场景,下列说法正确的是( )
A.该学生站在地面上不动时,他对地面的压力与地面对他的支持力是一对平衡力
B.篮球离开手后,继续运动是因为篮球受到惯性的作用
C.将篮球举过头顶不动时,人对篮球做了功
D.篮球飞向篮板时,篮板相对于篮球是运动的
6.如图所示是蹦极运动的简化示意图。弹性绳一端固定在O点,另一端系住运动员,运动员从O点自由下落,到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点,C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力),下列说法正确的是( )
A.从O点到A点运动员的机械能不变
B.从O点到C点运动员的机械能一直在增大
C.从O点到C点运动员的机械能一直在减小
D.从O点到C点运动员速度一直减小
7.赛龙舟是中华民族端午节一项传统民俗活动,下列关于龙舟比赛过程说法正确的是( )
A.比赛开始前,龙舟静止在水面上,处于平衡状态
B.比赛过程中,使龙舟前进的动力是桨对人的作用力
C.比赛过程中,左右相邻两龙舟之间的水,流速变大压强变大
D.到达终点时,运动员停止划桨,龙舟的运动状态将不再发生改变
8.为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计了如图所示两种方式提升重物,下列关于探究的做法和认识正确的是( )
A.用动滑轮提升重物上升h高度,弹簧测力计也上升h高度
B.若拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少
C.减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率
D.若用定滑轮拉重物,当拉力竖直向下时最省力
9.如图所示为某饲养场牲畜自动饮水器。下列分析错误的是( )
A.储水箱与饮水杯A、B、C组成连通器
B.控制进水的自动装置应用了杠杆平衡条件
C.静止时浮子受到平衡力的作用
D.静止时水对三个饮水杯底部压强的关系是pA10.在某场馆建设中,工人师傅们采用了如图所示的装置提升重物,用1 000 N的拉力F向下拉绳,使重1 600 N的重物匀速上升了 5 m,此过程中克服绳重和摩擦做功 500 J。下列说法正确的是( )
A.拉力F做功为5×103 J
B.滑轮组的机械效率为75%
C.动滑轮重为300 N
D.其他条件不变,仅增大滑轮组中动滑轮的重力,其机械效率变大
11.关于下列物理现象的解释中( )
①纽扣越过“栏杆”是因为空气流速越大压强越大
②铁锁下降时重力势能转化为动能
③箱子没有被推动时所受的摩擦力大于推力
④物体被小球撞击得越远,则原来滚动的小球具有的能量越大
A.只有②③正确 B.只有①②正确
C.只有①③正确 D.只有②④正确
12.甲、乙物体的密度相同,甲的体积是乙的2倍.将它们叠放在水槽里的水中,水面恰好与甲的上表面相平,如图所示。现将乙物体取下,当甲物体静止时,甲物体将( )
A.沉在水槽的底部
B.悬浮在原位置
C.漂浮,水下部分高度与甲的高度之比为1∶2
D.漂浮,露出水面部分的体积与甲的体积之比为1∶3
13.如图所示,质量一定的木块放在粗糙程度不同的水平桌面上,AB=
BC,木块在水平恒力F作用下从静止开始由A运动到C,AB过程中加速运动,BC过程中匀速运动,下列说法正确的是( )
A.木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
B.水平拉力F在AB段做的功大于在BC段做的功
C.木块在AB段与桌面有摩擦,它的机械能逐渐减小
D.水平拉力F在AB段的功率小于在BC段的功率
14.在初中物理的学习中,我们常会用到一些科学研究方法,如在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,我们通过观察压强计U形管左右两侧液面高度差来判断液体内部压强大小的变化。下列研究中所采用方法与此相同的是( )
A.探究杠杆的平衡条件时,改变动力(臂)和阻力(臂),多次测量
B.探究动能大小与哪些因素有关时,通过小车推出木块的远近,判断小车动能大小
C.探究阻力对物体运动的影响时,推理出物体不受阻力时的运动状态
D.探究压力对滑动摩擦力大小的影响时,保持接触面粗糙程度不变,改变压力大小
15.两个相同的容器放在同一水平桌面上,分别装有甲、乙两种密度不同的液体,且ρ甲>ρ乙;两个体积相同的实心小球a和b在甲、乙两种液体中静止时的状态如图所示;两容器内c、d两点到容器底部的距离相等。设小球a和b的密度分别为ρa和ρb,质量分别为ma和mb,受到的浮力分别为Fa和Fb,c、d两处的液体压强分别为pc和pd。下列说法中( )
①ρa>ρb ②maFb ④pc>pd
A.只有①③正确 B.只有②③正确
C.只有①④正确 D.只有①③④正确
二、填空题(本大题包含5小题,每空1分,共12分)
16.牵引车将停放在机库的战斗机拖出的过程中,说明力可以改变物体的 ;战斗机机翼下平上凸,目的是使战斗机飞行时机翼下方空气的流速小于机翼上方空气的流速,从而使机翼下方空气的压强
(选填“大于”“小于”或“等于”)机翼上方空气的压强;战斗机在进入战斗前抛掉副油箱的目的是 (选填“增大”或“减小”)战斗机的惯性,从而增强战斗机机动性。
17.某同学设计了如图所示的装置测量盐水的密度,已知木块的重力为 2.4 N,体积为400 cm3,当木块静止时弹簧测力计的示数为2.0 N,g取 10 N/kg,盐水密度是 kg/m3;若剪断细绳,木块最终静止时所受浮力是 N。(一切摩擦与阻力均忽略不计)
18.如图所示,物体重20 N,它与竖直墙面的接触面积是0.2 dm2,现用30 N的水平力把物体按在墙上,墙面受到的压强是 Pa,物体受到的摩擦力是 N。
如图所示,斜面长s=60 cm,高h=20 cm。用弹簧测力计拉着6 N重的物体沿斜面方向匀速运动,弹簧测力计的示数为2.5 N。对上述数据进行分析可以得出:使用斜面 (选填“能”或“不能”)省功。在此过程中,物体受到的支持力做功为 J,物体受到的摩擦力为 N。
我国自主研制的“奋斗者”号深潜器可以下潜到马里亚纳海沟深处。“奋斗者”号在下潜时,受到海水的压强会随下潜深度增加而
(选填“增大”“减小”或“不变”),当“奋斗者”号下潜到
10 000 m深度时,其6 cm2的表面受到海水的压力约为 N。(ρ海水=1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg)
三、作图题(本大题包含2小题,21题 6分,22题4分,共10分)
21.按要求画出力的示意图:
(1)在图甲中,O为支点,画出使轻质杠杆保持平衡的最小力F(保留作图痕迹)。
(2)在图乙中,画出A物体对水平面的压力F压。
(3)在图丙中,画出静止在斜面上的物体B所受到的摩擦力f。
22.(1)请在图中画出三角架所受压力F的示意图及其力臂l。
(2)A处螺钉所受摩擦力的方向为 。
(3)为了安全,室外机的位置应尽量 。
四、实验探究题(本大题包含2小题,23题5分,24题7分,共12分)
23.物理来源于生活,应用于生活。万万同学利用身边的海绵和两瓶完全相同的矿泉水,来探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验,如图所示。
(1)万万是通过观察 来比较压力的作用效果的,这种实验方法叫作 。
(2)万万将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,如图甲、乙所示,可得到结论:当 一定时, 越小,压力作用效果越明显。
(3)如图甲、丙所示,两瓶完全相同的矿泉水正立放在海绵上和水平桌面上时(受力面积相同),海绵凹陷程度比桌面凹陷程度大,则矿泉水瓶对海绵的压强p1和对水平桌面的压强p2的关系是p1 (选填“<”“=”或“>”)p2。
24.测量如图所示滑轮组的机械效率,部分实验数据如表所示。
实验 次数 钩码重力 G/N 钩码上升高 度h/cm 拉力 F/N 绳端移动距 离s/cm 机械效 率η
1 1.0 20 60 55.6%
2 1.5 20 0.8 60
3 2.0 20 1.0 60 66.7%
(1)由图知弹簧测力计的分度值为 N;第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为 N。
(2)第2次实验时,拉力所做的有用功为 J;滑轮组的机械效率是 %。
(3)分析表中的实验数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,提升的重物越 ,滑轮组的机械效率越高;这是因为,拉力对动滑轮所做的额外功占总功的比值变 了。
(4)结合生活实际,用滑轮组提升重物时,下列可提高机械效率的
是 。
A.增大绳重 B.减小动滑轮重
C.加快物体提升的速度
五、计算题(本大题包含2小题,25题12分,26题9分,共21分)
25.如图所示,一重为200 N底面积为0.4 m2的方形玻璃缸(玻璃缸壁的厚度忽略不计),玻璃缸中装有重1 000 N的水。上方有一轻质杆OA,在绳子AC的拉力作用下可绕竖直墙上O点转动,现在OA的中点B处悬挂一滑轮组。已知每个滑轮重20 N,滑轮组上悬挂着重300 N的物体甲,将浸没的重物甲缓慢拉离水面后,玻璃缸中水位下降了
5 cm,(忽略物体带出的水,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)当重物甲拉离水面后,玻璃缸对地面的压强。
(2)重物甲浸没在水中时所受的浮力。
(3)滑轮组的绳子不会断裂,当∠CAO=30°时,杆OA刚好水平,若绳子AC能承受的最大拉力FA=620 N时,利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率。(不计杆OA和绳子的重力及绳与滑轮间的摩擦)
26.如图所示的是某款儿童电动平衡车,质量为13 kg,车轮与地面的接触面积为30 cm2,一名质量为47 kg的学生骑行该平衡车在平直的公路上以3 m/s的速度匀速行驶,受到的阻力为160 N,g取10 N/kg,求:
(1)儿童骑行平衡车时车对地面的压强。
(2)骑行1 min,牵引力所做的功。
(3)骑行时该平衡车电动机的机械功率。第七章综合评价卷
一、选择题(本大题包含15小题,每小题3分,共45分)
1.关于压力和压强,下列说法正确的是( )
A.物体的重力越大对接触面的压力就一定越大
B.压力的方向总是竖直向下的
C.大气压强随着海拔高度的增加而增大
D.水坝建成上窄下宽的形状,是由于水对坝体的压强随深度的增加而增大
2.很多动物为了适应自身生存的环境,进化出了符合一定物理规律的身体部位,下列从物理学的角度给出的解释正确的是( )
A.啄木鸟的嘴很尖细,可以增大压强,从而凿开树干,捉到躲藏在深处的虫子
B.骆驼的脚很大,可以减小压力,从而使其在沙漠中行走自如
C.老鹰的爪很尖锐,捕获猎物时是为了减小压强
D.深海鱼捕到岸上时会死掉,主要原因是水面上的压强比深水处大
得多
3.如图所示是修筑公路的压路机,下列措施为了增大压强的是( )
A.碾子质量很大 B.轮胎很宽
C.用橡胶制作轮胎 D.向转轴加润滑油
4.如图所示是测量大气压强的实验装置,玻璃管长约1 m,槽内装有水银。下列说法正确的是( )
A.将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜,玻璃管内外水银面的高度差仍为760 mm
B.若将玻璃管向上提2 cm,但玻璃管口仍在槽内水银面以下,则玻璃管内外水银面高度差变为780 mm
C.在实验中,若玻璃管内混入少量空气,所测的大气压值偏大
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面高度差变大
5.物理与日常生活、工程实践密切相关,下列分析正确的是( )
A.用久的菜刀需要磨一磨,是为了减小压强
B.人行盲道有凸起,是通过增大受力面积来减小压强的
C.有风吹过,窗帘飘向窗外,是因为窗外大气压变大
D.飞机受到升力,是因为机翼上下表面空气的流速不同
6.下列利用所给器材,不能完成的实验是(B)
7.如图所示,一个正方体木块置于水平桌面上,若将它沿竖直方向切去一半,则剩下部分对桌面的压力、压强与原来相比,是( )
A.压力减半,压强减半
B.压力不变,压强减半
C.压力减半,压强不变
D.压力不变,压强不变
8.两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,其中分别装有质量相等的两种不同液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙,液面高度如图所示。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为pA、pB。下列判断正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙,pA=pB B.ρ甲>ρ乙,pAC.ρ甲<ρ乙,pApB
9.两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同一水平桌面上,容器内装有质量和深度均相同的液体,如图所示,若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2,下列关系正确的是( )
A.p1=p2,F1=F2 B.p1>p2,F1C.p1F2 D.p1>p2,F1=F2
10.下列说法正确的是(C)
11.如图所示,A、B两容器中装有同一液体,且液面高度相同,a点的压强小于b点的压强,当A、B间的阀门打开时,下列说法中,正确的是( )
A.液体由A流向B
B.液体由B流向A
C.液体在A、B间来回流动
D.液体静止不动
12.如图所示,有三个实心圆柱体甲、乙、丙,放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是( )
A.ρ甲=ρ乙>ρ丙 B.ρ甲=ρ乙=ρ丙
C.m甲=m乙=m丙 D.m甲>m乙=m丙
13.如图所示,三个质量相同、底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强( )
A.一样大 B.甲最小
C.乙最小 D.丙最小
14.如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆隔板孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。下列选项中,在隔板两侧分别装入两种不同的液体,不能比较出左右两侧液体密度大小关系的是( )
A B C D
15.一块均匀的长方体合金块,重1.2 N,侧放于面积为1 m2的水平桌面上,它与桌面的接触面积是1×10-3 m2,下列说法正确的是( )
①合金块对桌面的压强是1.2 Pa
②合金块对桌面的压强是1 200 Pa
③若沿竖直方向切去一半,则剩余部分对桌面的压强不变
④若沿水平方向切去一半,则剩余部分对桌面的压强不变
A.①③ B.②③
C.①④ D.②④
二、填空题(本大题包含4小题,每空2分,共12分)
16.书法是中华民族优秀文化的瑰宝,书写时将纸平铺于水平桌面上,纸上放置一块“镇纸”(一般为长方体石条)。该“镇纸”质量为
300 g,与纸面接触面积为30 cm2,则“镇纸”对纸的压强为
Pa。(g取10 N/kg)
17.济南的泉水来源于南部山区,如图甲所示,降水渗入地下后,顺石灰岩渗漏带向北流,至城区遇到岩体阻挡,喷涌而出。由此可知,眼眼清泉的成因可以用 原理解释。老济南人曾用活塞式抽水机抽取地下水,如图乙所示,活塞式抽水机工作时,是利用 把水“抽”上来的。
18.如图所示,容器中装有一定量的水,容器底面积为200 cm2,则A点所受的水的压强为 Pa,水对容器底的压力为 N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
19.现有两个正方体容器,棱长之比为2∶3,在两个容器内装入密度之比为3∶2的液体后(恰好都装满),则两个容器底所受的液体压强比值为 。
三、作图题(本大题包含2小题,每小题2分,共4分)
20.如图所示,画出物体A对地面的压力。
21.在图中画出图钉对竖直墙壁压力F的示意图。
四、实验探究题(本大题包含2小题,每小题12分,共24分)
22.小明同学利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验,如图所示。
甲 乙 丙 丁 戊 己
(1)实验中小明是通过观察 来比较压力作用效果的,这种科学探究方法是 。
(2)比较甲、乙两图实验,能够得到的结论是 。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较
两图实验。
(4)小明同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出的结论是压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
(5)比较图戊中海绵受到的压强p戊和图己中木板受到的压强p己,其大小关系为p戊 (选填“>”“<”或“=”)p己。
23.如图所示,小融同学利用液体压强计等装置探究液体内部的压强规律。
甲 乙 丙 丁
(1)如图甲所示,小融在检查压强计的气密性时,用不同的力按压探头的橡皮膜,发现U形管两侧液面高度差变化始终较 (选填“大”或“小”),说明压强计的气密性较差。
(2)小融调节好压强计后,将探头放入水中,保持探头深度不变,向不同方向旋转探头。发现U形管两侧液面高度差不变,说明同种液体同一深度,向各个方向的压强 。
(3)分析图乙、丙的实验现象,初步得到的结论是同种液体中,液体压强随深度增加而 。若橡皮膜的表面积S0=12 cm2,图丙中h0=
10 cm,则此时橡皮膜受到水的压强为 Pa,受到水的压力为
N。(g取10 N/kg,压强计内液体密度ρ=1.0×103 kg/m3)
(4)为了研究液体压强与液体密度的关系,小融将液体压强计做了如图丁所示的改进,两探头置于空气中时,U形管两侧液面相平。现将两探头分别放入A、B两种液体中,当两探头所处深度分别为hA、hB时,U形管两侧液面重新相平。已知A液体的密度为ρA,则B液体密度的表达式为ρB= (用已知字母表示)。
五、计算题(本大题包含2小题,24题6分,25题9分,共15分)
24.如图所示,置于水平桌面上的容器,底面积为200 cm2,未装水时容器的重力为2 N。容器盛水后水面的高度为15 cm,容器对桌面的压强为1.1×103 Pa。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,忽略容器壁的厚度。求:
(1)水对容器底的压强p水。
(2)水对容器底的压力F水。
(3)水受到的重力G水。
25.如图1所示,将盛有液体的甲、乙两容器竖直放在水平面上。甲中液体未知,乙中液体为水,容器的质量和厚度都忽略不计。(ρ水=1.0×
103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)若甲容器中液体质量为1.2 kg,地面的受力面积为1.2×10-3 m2,求甲容器对地面的压强p甲。
(2)若乙容器中水的质量为1.5 kg,求乙中水的体积V水。
(3)如图2所示,若在乙容器中再加入一定水,则此时水的深度为0.2 m,将容器乙放进容器甲中,容器甲的液面比容器乙的水面高0.05 m。求此时甲容器中液体的密度。
甲 乙
图1
图2第十章综合评价卷
一、选择题(本大题包含15小题,每小题3分,共 45分)
1.下列关于功和功率的说法正确的是( )
A.踢出去的足球在草地上滚动的过程中,脚对足球做了功
B.作用在物体上的力越大,力做的功就越多
C.功率越大的机械,做功就越多
D.功率越大的机械,做功就越快
2.现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s,如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,下列判断正确的是( )
A.W甲>W乙>W丙
B.W甲C.W甲=W乙=W丙
D.W甲=W乙3.如图所示,物理项目学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重飞行能力。测试时将重20 N的物体A固定在无人机上,并控制无人机完成以3 m/s的速度匀速上升、在空中悬停、以2 m/s的速度匀速下降三个阶段的测试项目,同时利用系统软件记录多次测量的相关信息,并做出测评报告。下列说法中( )
①匀速上升阶段,物体A相对于地面是运动的
②匀速上升阶段,物体A的机械能不变
③匀速下降阶段,物体A的重力势能转化为动能
④物体A匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能
A.只有①③正确 B.只有②④正确
C.只有①④正确 D.只有①②③正确
4.如图所示的实例中,物体的机械能增大的是( )
A.随直升机匀速上升的救灾物资
B.落地又弹起的皮球
C.缓缓降落的“神舟”飞船返回舱
D.上升的滚摆
5.在一次沿竖直杆滑降训练中,消防员从5 m高处滑到离地面20 cm处悬停,先后经历了a、b、c、d四个阶段(每个阶段经历的时间相同)。整个训练过程,速度随时间变化的规律如图所示,下列说法正确的是( )
A.a阶段,重力做功的功率最大
B.只有b阶段,消防员处于平衡状态
C.消防员四个阶段都在克服摩擦力做功
D.消防员的重力在b阶段做功最多
6.关于机械能之间的相互转化,下列说法正确的是(D)
A.拉弓射箭时,动能转化成弹性势能
B.蹦床运动员,空中下落过程中弹性势能转化成动能
C.滚摆下降时,越滚越快,动能转化成重力势能
D.向上抛出的石块,空中上升过程中动能转化成重力势能
7.2024年5月9日9时43分,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将智慧天网一号01星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。下列对长征三号乙运载火箭加速升空过程的说法正确的是( )
A.动能转化为重力势能
B.重力势能转化为动能
C.动能不变,重力势能增加
D.机械能总量增加
8.关于功和能,下列描述正确的是( )
A.机械表上紧发条是增加了发条的弹性势能
B.荡秋千时,秋千上升过程中机械能增大
C.“礼让行人”,机动车经过斑马线前减速时其动能增大
D.“飞流直下三千尺”中水的动能转化为重力势能
9.如图所示,忽略空气阻力,甲、乙两小球从相同高度同时静止释放,同时到达B、D点;甲先后经过A、B两点且OA=AB;乙先后经过C、D两点且所用时间tPC=tCD,则下列说法正确的是( )
A.小球甲通过OA段重力做功比AB段重力做功多
B.小球甲通过OA段重力做功比AB段重力做功快
C.小球乙通过PC段重力做功比CD段重力做功快
D.若甲、乙质量相同,两小球到达B、D点时重力做功相同
10.如图所示,斜面与水平面在M点通过小圆弧平滑相连,弹簧左端固定,原长时右端在N点,小物块从斜面上P点由静止滑下,与弹簧碰撞后又返回到P点,下列说法错误的是( )
A.小物块从P向M运动过程中,重力势能减少
B.小物块从P向M运动过程中,机械能减少
C.小物块从P向M运动过程中,机械能不变
D.弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能最大
11.中国科技馆中有一件叫作“最速降线”的展品,如图所示是它的示意图。其中有甲、乙两条轨道,甲为直轨,乙为弯轨,两轨道的起点高度相同,终点高度也相同。若将两个相同的小球A和B分别放在甲、乙两轨道的起点,同时释放,发现在乙轨道上的小球B先到达终点。则下列说法正确的是( )
A.若不计阻力,两小球到达终点时B球的动能比A球的大
B.在起点处小球B的重力势能大于小球A的重力势能
C.全程中重力对小球B做的功大于重力对小球A做的功
D.全程中重力对小球B做功的功率大于重力对小球A做功的功率
12.如图所示,工人用160 N的拉力F将重为300 N的木箱在10 s内匀速拉到长3 m、高1 m的斜面顶端。下列说法正确的是( )
A.拉力F做功的功率是16 W
B.克服木箱重力做的功是900 J
C.斜面的机械效率是62.5%
D.若只改变斜面的倾斜角度,斜面的机械效率不变
13.在体育课上,小康用胳膊将排球向上垫起后,排球上升过程中运动得越来越慢。下列说法中,正确的是( )
A.排球在脱离胳膊后能继续上升,是由于排球所受的重力小于排球的惯性
B.排球在脱离胳膊后的上升过程中,受到方向向上的力
C.排球在脱离胳膊后的上升过程中,动能逐渐增大
D.排球在脱离胳膊后的上升过程中,动能转化为重力势能
14.如图所示,用滑轮组提升重900 N的物体,使它在10 s内匀速上升1 m。已知所用的拉力F为400 N。则在提升重物的过程中(不计绳重和摩擦),下列说法正确的是( )
A.拉力做功的功率为90 W
B.拉力在这10 s内做的功为400 J
C.动滑轮的重力为300 N
D.若用该滑轮组匀速提升更重的物体时,则绳子拉力会变大,但机械效率不变
15.在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中,将小车从光滑斜面上由静止释放,得到了如图所示的三个实验场景,下列分析正确的是( )
场景① 场景② 场景③
A.实验中研究对象是木块
B.选用场景①和③可探究小车动能与质量关系
C.场景①和②中小车到达水平面的初速度不同
D.三个实验场景也可以探究重力势能与哪些因素有关
二、填空题(本大题包含4小题,每空1分,共9分)
16.如图所示,小华和小红一起坐在秋千凳上荡秋千,她们的重力分别是G1、G2,且G1 P2。(均选填“>”“<”或“=”)
17.有一种质量为2 kg的爬杆机器人,仅凭电池提供的能量,就能像人一样沿杆竖直向上匀速爬行,在此过程中,机器人所受摩擦力为
N;爬杆机器人竖直向上匀速爬行过程中,动能 ,重力势能 。(g取 10 N/kg)
18.起重机将重6 000 N的建材匀速提升了3 m,电动机做的功是3.6×104 J,则起重机的效率是 ;若只增加被提建材的重力,则起重机的效率 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
19.某科技兴趣小组用两个输液用的葡萄糖瓶子,从瓶口以下约6 cm处截断,将截断处用胶水黏合在一起,再从瓶口的橡胶塞中心穿一根长约20 cm的细木棒,用两条悬线拴住木棒的两端,将悬线固定在支架上,就构成了如图所示的滚摆。当滚摆从上到下运动的过程中重力势能主要转化为 能;滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明滚摆的机械能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
三、简答题(本大题包含1小题,共5分)
20.阅读下面的短文:
满载游客的过山车,在机械的带动下向着轨道的最高处攀行……忽然,它像一匹脱缰的野马,从轨道的最高处飞驰而下!它又如一条蛟龙,时而上下翻腾,时而左摇右摆,时而驰上高高耸立着的大回环顶端……
仿照示例,指出短文中包含的任意两种物理过程(示例除外),并说明能的转化情况。
[示例]机械将过山车拉向最高处,对过山车做功使它的重力势能增加。
四、实验探究题(本大题包含2小题,21题10分,22题 14分,共
24分)
21.如图所示是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置,测得的实验数据如表所示。
实验 次数 物重 G/N 物体上升 高度h/m 拉力 F/N 绳端移动 距离s/m 机械 效率η
1 1 0.1 0.6 0.3 55.6%
2 2 0.1 1.0 0.3 66.7%
3 4 0.1 1.8 0.3
(1)实验过程中,应竖直向上 拉动弹簧测力计。
(2)第3次实验中滑轮组的机械效率是 (精确到0.1%)。
(3)分析表中实验数据可知,同一滑轮组,物重 ,滑轮组的机械效率越高。
(4)若在第3次实验中,物体上升的速度为 0.1 m/s,则拉力F的功率为 W。
(5)创新小组也利用重为1 N、2 N、4 N的物体进行了三次实验,每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值,则创新小组测量值偏大的原因可能是 (填字母)。
A.测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方
B.弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C.所使用的动滑轮的重力小于智慧小组使用的动滑轮重力
22.在学习了“机械能及其转化”这一节知识后,小明对“拉弯的弓将箭射出去,撞在网球拍上的网球被弹回去,压弯的跳板将跳水运动员弹起”这些事例进行思考和研究,这些事例中共同存在的能量转化过程是 。小明想自己设计实验来探究弹性势能可能与哪些因素有关,实验前,他提出了如下猜想。
猜想一:弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。
猜想二:弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
为此,他选用材料不同的两根弹簧A和B(长度和粗细均相同)、小球、木块和长刻度尺各一件,设计了如图甲所示的实验装置进行探究。实验中,木块起始位置相同,最后得到实验记录如表所示。
实验 次数 使用的 弹簧 被压缩后弹簧 的长度/cm 木块移 动的距离
1 弹簧A 4 s1
2 弹簧A 7 s2
3 弹簧B 4 s3
4 弹簧B 7 s4
本实验通过测量木块移动的距离来表示弹性势能的大小,这种探究方法叫 。下列实验中,也运用到这种研究方法的是
(填字母)。
A.用两支完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点
B.探究重力与质量的关系
C.用海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果
(2)请将探究猜想一的方案补充完整:
a.如图甲所示将弹簧A、小球、木块安装好;
b.压缩弹簧,使其长度为4 cm,放手后,小球被弹出,推动木块移动了一段距离;
c.压缩弹簧,使其长度为 cm,放手后,小球被弹出,推动木块移动了一段距离;
d.比较分析实验数据,得出结论。
(3)为了探究猜想二,可选用实验次数2和 的数据进行比较分析,若 ,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
(4)如图乙所示,为更好地研究能量之间的转化,小明在光滑的水平桌面上,将弹簧的左端固定,右端连接小球。图中a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置,b点是弹簧原长的位置,c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c点的过程中,小球速度最大的位置是 (选填“a”“b”或“c”)点。
五、计算题(本大题包含2小题,23题8分,24题9分,共17分)
23.“云巴”是低运量轨道交通系统内全新的交通出行工具,某地首条“云巴”落户高新区,正在紧张地施工。该项目不仅可以补齐城市轨道交通与常规公共交通层级间的短板,同时也可以和轨道2号、4号、8号线串联成网,为市民提供更加便捷、舒适、快捷的出行方式,如图所示为建设工地上,工人在15 s内用塔吊将质量为2 500 kg的混凝土预制件匀速提升了6 m,然后用了5 s将其水平移动4 m。g取10 N/kg,则在这个过程中:
(1)塔吊对混凝土预制件做了多少功
(2)塔吊对它做功的功率是多少瓦
24.一辆质量是3.5×103 kg的汽车不慎陷入泥泞地面,汽车司机组织人们用如图所示的滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中,水平拉力F为1×103 N,汽车沿水平方向匀速移动了2 m,滑轮组的机械效率为90%。求:
(1)拉力移动的距离。
(2)拉力F的有用功。
(3)汽车受到的阻力大小。一、选择题(本大题包含15小题,每小题3分,共 45分)
1.下列设备和器材中,利用浮力工作的是(C)
A.抽水机 B.气压计
C.潜水艇 D.铅垂线
2.关于浮力,下列说法正确的是(B)
A.浸在气体中的物体不受浮力
B.浸入液体中物体浮力产生的原因为液体对物体上下表面的压力差
C.在不同液体中物体受到的浮力方向不同
D.在液体中上升的物体受浮力,下降的物体不受浮力
3.下列关于浮力利用的说法正确的是(A)
A.气球在空中上浮,是因为气球里所充气体的密度小于空气的密度
B.航天员能“行走”太空,是因为航天员受到了浮力的作用
C.一艘轮船从大海驶入长江的过程中,轮船受到的浮力逐渐减小
D.悬浮在水中的潜水艇,若水舱中的水位在上升,则潜水艇一定上浮
4.宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧。如图所示为打捞铁牛过程的示意图,先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起,再把船上的泥沙铲走,铁牛就被拉起,然后把船划到岸边,解开绳索卸下铁牛,就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力为F甲、F乙、F丙,下列判断正确的是(B)
A.F甲=F乙=F丙 B.F甲>F乙>F丙
C.F甲=F乙>F丙 D.F甲5.如果将同一个鸡蛋先后放入密度分别为ρ甲、ρ乙的两杯盐水中,当鸡蛋在盐水中静止时两杯中的液面相平(如图所示),鸡蛋所受的浮力分别为F甲、F乙,杯底受到的盐水的压强分别为p甲、p乙,下列判断正确的是(A)
A.ρ甲<ρ乙,F甲=F乙,p甲B.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙,p甲>p乙
C.ρ甲>ρ乙,F甲p乙
D.ρ甲<ρ乙,F甲>F乙,p甲=p乙
6.小沂同学做了如图甲所示的小实验,他在水桶中装半桶水,用手把空的饮料罐逐渐按入水中,在这个过程中他感觉到越来越费劲,同时观察到水面越来越高。由此小沂猜想浮力大小可能与物体排开液体的体积有关,为验证他的猜想,小沂做了如图乙所示的实验,其中能验证猜想的操作是(A)
乙
A.①②③ B.②③④
C.③④⑤ D.①②⑤
7.重为5 N的木块A在拉力的作用下处于静止状态,此时绳子的拉力为3 N,此时木块A受到的浮力大小为F1。剪断绳子后木块A的运动情况和F1大小是(B)
A.保持静止,F1=8 N
B.向上运动,F1=8 N
C.保持静止,F1=3 N
D.向下运动,F1=3 N
8.为验证阿基米德原理,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤上,按实验操作规范将溢水杯中装满水,再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示,铝块始终不与溢水杯接触,则下列判断正确的是(D)
A.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压力变小
B.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压强变大
C.铝块浸没在水中静止时,细线对铝块的拉力等于铝块排开水的重力
D.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,若电子秤示数不变,则验证了阿基米德原理
9.一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有160 g煤油溢出;将其轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有180 g水溢出;已知煤油的密度为0.8×103 kg/m3, 水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,则物块在水中静止时的状态及物块的密度分别是(D)
A.下沉,1.1×103 kg/m3
B.漂浮,0.85×103 kg/m3
C.悬浮,1.0×103 kg/m3
D.漂浮,0.9×103 kg/m3
10.如图所示,两个完全相同的小球,分别漂浮在装有一定酒精和水的容器中(ρ水>ρ酒),小球的质量为6 g,体积为10 cm3,下列描述正确的是(B)
甲 乙
A.小球的密度为6×103 kg/m3
B.小球排开水的质量等于排开酒精的质量
C.用力将图乙的小球向下压的过程中,小球受到的浮力不变
D.将酒精注入乙容器中(不溢出液体),小球浸入液体的体积不变
11.如图所示,将棱长为10 cm的正方体木块放入装满水的烧杯中,木块静止时,上表面距离水面4 cm,g取10 N/kg,则(D)
A.木块受到的浮力是60 N
B.使木块浸没需要40 N的向下的压力
C.木块底部受到水向上的压强为103 Pa
D.当向下施加压力使木块刚好浸没在水中后,杯底对桌面的压强不变
12.用细绳连在一起的气球和铁块,恰能悬浮在盛水的圆柱形容器内的某一位置(如图中实线所示),若用一细铁丝(铁丝体积不计)将铁块轻轻向下压较长一段距离后(如图中虚线所示),气球受到的浮力、气球和铁块在水中的浮沉情况及水对容器底部的压强将(A)
A.变小、下沉、变小 B.变小、下沉、不变
C.不变、悬浮、变小 D.不变、悬浮、不变
13.某同学用铅笔、细铁丝制作了一支简易密度计,他将密度计先后插入盛有不同液体的甲、乙两个相同容器中。当密度计静止时,两容器中液面恰好相平,如图所示。下列说法正确的是(B)
A.乙容器中液体密度大
B.乙容器底部受到的液体压强较小
C.乙容器中密度计受到的浮力较小
D.乙容器对水平桌面的压强较大
14.一木块浮在水面上,露出总体积的,当用刀将露出水面的部分切去时,剩余部分将(A)
A.上浮
B.下沉
C.悬浮
D.上端恰好与水面相平
15.两个体积相同的实心正方体A和B,静止在水槽内如图所示位置。正方体A有的体积浸入水中,正方体A的下表面和正方体B的上表面所处的深度相同。设两正方体密度分别为ρA和ρB,所受浮力分别为FA和FB,所受重力分别为GA和GB,下表面所受水的压强分别为pA和pB,下列说法中(A)
①ρA∶ρB=4∶5 ②pA∶pB=4∶9 ③FA∶FB=1∶1 ④GA∶GB=5∶4
A.只有①②正确
B.只有③④正确
C.只有②④正确
D.只有①②③正确
二、填空题(本大题包含4小题,每空1分,共10分)
16.如图所示重20 N的物体用细线浸没在水中,上表面受到水向下的压力为15 N,下表面受到水向上的压力为24 N,则物体受到的浮力大小为 9 N,此时细线对物体的拉力为 11 N。
17.一艘轮船自重为3.0×107 N,该轮船满载时的排水量为5 000 t,则该轮船至多可以装载 2×106 kg的货物,轮船从长江驶入东海后轮船所受浮力将 不变 ,轮船排开液体的体积将 变小 (后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)
18.一物体的质量为90 g,体积为100 cm3,现将它浸没在水中,物体所受的浮力为 1 N,松手后,物体将会 上浮 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),最终静止时物体排开水的质量为 90 g。(g取 10 N/kg,ρ水=1.0 g/cm3)
19.取一支空牙膏袋,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,如图所示。不计操作中水量的减少,两次牙膏袋的质量一样,则两次所受的浮力F甲、F乙的大小关系是F甲 < F乙;两次杯底受到的水的压强p甲和p乙的大小关系是p甲 < p乙。(均选填“>”“=”或“<”)
三、作图与简答题(本大题包含3小题,每题 3分,共9分)
20.如图所示,小球重5 N,漂浮在水面上,请用力的示意图表示出小球所受的重力和浮力(设两个力的作用点都在球心)。
答案:如图所示
21.请在图中画出沉入水底的小球受到的重力和浮力的示意图。
答案:如图所示
22.西瓜浸没于水中,松手后,西瓜会上浮,用手捞出西瓜的过程中,人感觉越来越费力。解释该现象。
答案:浸没时,西瓜受到的浮力大于重力,所以松手后西瓜会上浮;用手捞出西瓜的过程中,它排开水的体积逐渐减小,而水的密度不变,根据F浮=ρ液V排g可知,西瓜所受浮力变小,根据F=G-F浮可知,会感觉越来越费力。
四、实验探究题(本大题包含2小题,23题8分,24题 12分,共20分)
23.某物理兴趣小组在“探究浮力的大小与哪些因素有关”时,做了如图甲所示实验,图中底面积为50 cm2的圆柱形容器放在水平桌面上,容器内盛有适量的水,底面积为25 cm2的实心圆柱形物体A用轻质细线悬挂在弹簧测力计下端。在物体A缓慢下移过程中,弹簧测力计示数F与物体A下表面浸入水的深度h的关系图像如图乙所示。(实验过程中容器内水足够深且不会溢出,物体A不会接触到容器底部,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)图甲中弹簧测力计示数F为 2.4 N。
(2)物体A位于h=10 cm时,向水里加入适量的食盐并搅拌,稳定后发现弹簧测力计的示数F变小,说明浮力的大小与液体的密度 有关 (选填“有关”或“无关”)。
(3)利用图乙数据,可求出物体A的密度为 1.4×103 kg/m3。
(4)h从0增到10 cm时,水对容器底部的压强增大了 500 Pa。
24.某小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验。
甲 乙 丙 丁 戊 己
(1)弹簧测力计使用前要先在竖直方向进行调零。
(2)实验步骤如图所示,甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,由图甲和丁可知物体受到的浮力F浮= F1-F3 。
(3)下列可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系的是 B 。
A.F1-F2=F3-F4
B.F1-F3=F4-F2
C.F3-F2=F1-F4
(4)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图己所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐变小,B的示数逐渐变大,且A、B示数的变化量 相等 (选填“相等”或“不相等”)。
(5)在图丁中,金属块从刚接触水面到刚好浸没的过程中,水对溢水杯底的压强将 保持不变 ;金属块浸没水中后,在水面下匀速下沉但未触底的过程中,弹簧测力计的示数将 保持不变 。(均选填“变大”“变小”或“保持不变”)
(6)若按照甲、丙、丁、戊、乙顺序进行实验,预估最终的实验结果是物体所受浮力的大小 大于 (选填“等于”“大于”或“小于”)它排开的液体所受的重力。
五、计算题(本大题包含2小题,每小题8分,共16分)
25.为实施油田二次开发,中国工程师需要将导管架从陆地工厂运至海洋指定位置。
①工程师将导管架装载在驳船上,静止时驳船排开海水的体积为8×104 m3,如图甲所示;
②驳船将导管架运至海洋指定位置后,导管架被推入海中,如图乙
所示;
③驳船和导管架完全分离后,静止时空驳船排开海水的体积为5×
104 m3,如图丙所示。已知导管架的体积为3.3×104 m3,ρ海水=1.1×
103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)导管架受到重力大小。
(2)导管架和驳船完全分离后,导管架最终静止时受到浮力大小。
解析:(1)当导管架在驳船上时,整体漂浮,所受浮力等于总重力,根据阿基米德原理可得,整体所受浮力大小为=ρ海水g=1.1×
103 kg/m3×10 N/kg×8×104 m3=8.8×108 N;
当导管架与驳船分离后,驳船漂浮,驳船所受浮力等于其重力,根据阿基米德原理可得,驳船所受浮力大小为
=ρ海水g=1.1×103 kg/m3×10 N/kg×5×104 m3=5.5×108 N,
故导管架所受的重力等于两次浮力差,为
G=ΔF浮=F浮1-F浮2=8.8×108 N-5.5×108 N=3.3×108 N。
(2)导管架的质量m===3.3×107 kg,其密度为ρ==
=1×103 kg/m3,小于海水密度1.1×103 kg/m3,故导管架会漂浮,漂浮时,所受浮力等于其重力,故浮力大小为3.3×108 N。
答案:(1)3.3×108 N (2)3.3×108 N
26.如图甲所示,弹簧测力计一端固定,另一端竖直悬挂一底面积为
30 cm2的长方体合金块(不吸水),浸没在装有水的容器中,容器底部有一个由阀门控制的出水口,打开阀门,使水缓慢流出,放水过程中合金块始终不与容器底部接触,弹簧测力计示数随放水时间变化的规律如图乙所示。(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,水的流速对压强的影响忽略不计)求:
(1)合金块浸没在水中所受浮力的大小。
(2)合金块的密度。
解析:(1)由图乙可知,当合金块全部露出水面后,弹簧测力计的示数即合金块的重力G=F=9 N,合金块全部浸入水中时的示数为 F′=6 N,则合金块所受的浮力F浮=G-F′=9 N-6 N=3 N。
(2)合金块全部浸入水中时受到的浮力为3 N,因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,由F浮=ρ液gV排可得,合金块的体积V=V排===3×10-4 m3,
合金块的质量m===0.9 kg,
合金块的密度
ρ===3×103 kg/m3。
答案:(1)3 N (2)3×103 kg/m3一、选择题(本大题包含15小题,每小题3分,共 45分)
1.下列有关力的说法正确的是(D)
A.在空中飞行的足球受到踢力、重力和阻力的作用
B.人推桌子没推动是因为人对桌子的推力小于地面对桌子的摩擦力
C.静止在水平桌面上的文具盒所受的弹力就是重力
D.骑自行车刹车时用力捏车闸是通过增大压力来增大摩擦的
2.如图所示是环卫工人驾驶洒水车洒水时的情景。下列说法不正确的是(C)
A.洒水时,洒水车一直具有惯性
B.洒水时,洒水车对地面的压力一直在变小
C.洒水时,洒水车受到地面的摩擦力始终保持不变
D.洒水车刹车减速,说明力能改变物体的运动状态
3.如图所示为一架直升机,直升机能垂直升空的主要原因是(B)
A.地球对直升机的重力
B.空气对直升机向上的作用力
C.空气对直升机的浮力
D.直升机受到向上的压力差
4.下述杠杆中,属于费力杠杆的是(D)
A.手推车 B.羊角钉锤
C.瓶盖起子 D.筷子
5.如图所示是某学生投篮时的场景,下列说法正确的是(D)
A.该学生站在地面上不动时,他对地面的压力与地面对他的支持力是一对平衡力
B.篮球离开手后,继续运动是因为篮球受到惯性的作用
C.将篮球举过头顶不动时,人对篮球做了功
D.篮球飞向篮板时,篮板相对于篮球是运动的
6.如图所示是蹦极运动的简化示意图。弹性绳一端固定在O点,另一端系住运动员,运动员从O点自由下落,到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点,C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力),下列说法正确的是(A)
A.从O点到A点运动员的机械能不变
B.从O点到C点运动员的机械能一直在增大
C.从O点到C点运动员的机械能一直在减小
D.从O点到C点运动员速度一直减小
7.赛龙舟是中华民族端午节一项传统民俗活动,下列关于龙舟比赛过程说法正确的是(A)
A.比赛开始前,龙舟静止在水面上,处于平衡状态
B.比赛过程中,使龙舟前进的动力是桨对人的作用力
C.比赛过程中,左右相邻两龙舟之间的水,流速变大压强变大
D.到达终点时,运动员停止划桨,龙舟的运动状态将不再发生改变
8.为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计了如图所示两种方式提升重物,下列关于探究的做法和认识正确的是(C)
A.用动滑轮提升重物上升h高度,弹簧测力计也上升h高度
B.若拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少
C.减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率
D.若用定滑轮拉重物,当拉力竖直向下时最省力
9.如图所示为某饲养场牲畜自动饮水器。下列分析错误的是(D)
A.储水箱与饮水杯A、B、C组成连通器
B.控制进水的自动装置应用了杠杆平衡条件
C.静止时浮子受到平衡力的作用
D.静止时水对三个饮水杯底部压强的关系是pA10.在某场馆建设中,工人师傅们采用了如图所示的装置提升重物,用1 000 N的拉力F向下拉绳,使重1 600 N的重物匀速上升了 5 m,此过程中克服绳重和摩擦做功 500 J。下列说法正确的是(C)
A.拉力F做功为5×103 J
B.滑轮组的机械效率为75%
C.动滑轮重为300 N
D.其他条件不变,仅增大滑轮组中动滑轮的重力,其机械效率变大
11.关于下列物理现象的解释中(D)
①纽扣越过“栏杆”是因为空气流速越大压强越大
②铁锁下降时重力势能转化为动能
③箱子没有被推动时所受的摩擦力大于推力
④物体被小球撞击得越远,则原来滚动的小球具有的能量越大
A.只有②③正确 B.只有①②正确
C.只有①③正确 D.只有②④正确
12.甲、乙物体的密度相同,甲的体积是乙的2倍.将它们叠放在水槽里的水中,水面恰好与甲的上表面相平,如图所示。现将乙物体取下,当甲物体静止时,甲物体将(D)
A.沉在水槽的底部
B.悬浮在原位置
C.漂浮,水下部分高度与甲的高度之比为1∶2
D.漂浮,露出水面部分的体积与甲的体积之比为1∶3
13.如图所示,质量一定的木块放在粗糙程度不同的水平桌面上,AB=
BC,木块在水平恒力F作用下从静止开始由A运动到C,AB过程中加速运动,BC过程中匀速运动,下列说法正确的是(D)
A.木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
B.水平拉力F在AB段做的功大于在BC段做的功
C.木块在AB段与桌面有摩擦,它的机械能逐渐减小
D.水平拉力F在AB段的功率小于在BC段的功率
14.在初中物理的学习中,我们常会用到一些科学研究方法,如在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,我们通过观察压强计U形管左右两侧液面高度差来判断液体内部压强大小的变化。下列研究中所采用方法与此相同的是(B)
A.探究杠杆的平衡条件时,改变动力(臂)和阻力(臂),多次测量
B.探究动能大小与哪些因素有关时,通过小车推出木块的远近,判断小车动能大小
C.探究阻力对物体运动的影响时,推理出物体不受阻力时的运动状态
D.探究压力对滑动摩擦力大小的影响时,保持接触面粗糙程度不变,改变压力大小
15.两个相同的容器放在同一水平桌面上,分别装有甲、乙两种密度不同的液体,且ρ甲>ρ乙;两个体积相同的实心小球a和b在甲、乙两种液体中静止时的状态如图所示;两容器内c、d两点到容器底部的距离相等。设小球a和b的密度分别为ρa和ρb,质量分别为ma和mb,受到的浮力分别为Fa和Fb,c、d两处的液体压强分别为pc和pd。下列说法中(D)
①ρa>ρb ②maFb ④pc>pd
A.只有①③正确 B.只有②③正确
C.只有①④正确 D.只有①③④正确
二、填空题(本大题包含5小题,每空1分,共12分)
16.牵引车将停放在机库的战斗机拖出的过程中,说明力可以改变物体的 运动状态 ;战斗机机翼下平上凸,目的是使战斗机飞行时机翼下方空气的流速小于机翼上方空气的流速,从而使机翼下方空气的压强 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)机翼上方空气的压强;战斗机在进入战斗前抛掉副油箱的目的是 减小 (选填“增大”或“减小”)战斗机的惯性,从而增强战斗机机动性。
17.某同学设计了如图所示的装置测量盐水的密度,已知木块的重力为 2.4 N,体积为400 cm3,当木块静止时弹簧测力计的示数为2.0 N,g取 10 N/kg,盐水密度是 1.1×103 kg/m3;若剪断细绳,木块最终静止时所受浮力是 2.4 N。(一切摩擦与阻力均忽略不计)
18.如图所示,物体重20 N,它与竖直墙面的接触面积是0.2 dm2,现用30 N的水平力把物体按在墙上,墙面受到的压强是 1.5×104 Pa,物体受到的摩擦力是 20 N。
19.如图所示,斜面长s=60 cm,高h=20 cm。用弹簧测力计拉着6 N重的物体沿斜面方向匀速运动,弹簧测力计的示数为2.5 N。对上述数据进行分析可以得出:使用斜面 不能 (选填“能”或“不能”)省功。在此过程中,物体受到的支持力做功为 0 J,物体受到的摩擦力为 0.5 N。
20.我国自主研制的“奋斗者”号深潜器可以下潜到马里亚纳海沟深处。“奋斗者”号在下潜时,受到海水的压强会随下潜深度增加而 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”),当“奋斗者”号下潜到
10 000 m深度时,其6 cm2的表面受到海水的压力约为 6.18×104 N。(ρ海水=1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg)
三、作图题(本大题包含2小题,21题 6分,22题4分,共10分)
21.按要求画出力的示意图:
(1)在图甲中,O为支点,画出使轻质杠杆保持平衡的最小力F(保留作图痕迹)。
(2)在图乙中,画出A物体对水平面的压力F压。
(3)在图丙中,画出静止在斜面上的物体B所受到的摩擦力f。
答案:(1)如图所示 (2)如图所示 (3)如图所示
22.(1)请在图中画出三角架所受压力F的示意图及其力臂l。
答案:如图所示
(2)A处螺钉所受摩擦力的方向为 水平向左 。
(3)为了安全,室外机的位置应尽量 靠近墙壁 。
四、实验探究题(本大题包含2小题,23题5分,24题7分,共12分)
23.物理来源于生活,应用于生活。万万同学利用身边的海绵和两瓶完全相同的矿泉水,来探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验,如图所示。
(1)万万是通过观察 海绵的凹陷程度 来比较压力的作用效果的,这种实验方法叫作 转换法 。
(2)万万将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,如图甲、乙所示,可得到结论:当 压力大小 一定时, 受力面积 越小,压力作用效果越明显。
(3)如图甲、丙所示,两瓶完全相同的矿泉水正立放在海绵上和水平桌面上时(受力面积相同),海绵凹陷程度比桌面凹陷程度大,则矿泉水瓶对海绵的压强p1和对水平桌面的压强p2的关系是p1 = (选填“<”“=”或“>”)p2。
24.测量如图所示滑轮组的机械效率,部分实验数据如表所示。
实验 次数 钩码重力 G/N 钩码上升高 度h/cm 拉力 F/N 绳端移动距 离s/cm 机械效 率η
1 1.0 20 60 55.6%
2 1.5 20 0.8 60
3 2.0 20 1.0 60 66.7%
(1)由图知弹簧测力计的分度值为 0.1 N;第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为 0.6 N。
(2)第2次实验时,拉力所做的有用功为 0.3 J;滑轮组的机械效率是 62.5 %。
(3)分析表中的实验数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,提升的重物越 重 ,滑轮组的机械效率越高;这是因为,拉力对动滑轮所做的额外功占总功的比值变 小 了。
(4)结合生活实际,用滑轮组提升重物时,下列可提高机械效率的
是 B 。
A.增大绳重 B.减小动滑轮重
C.加快物体提升的速度
五、计算题(本大题包含2小题,25题12分,26题9分,共21分)
25.如图所示,一重为200 N底面积为0.4 m2的方形玻璃缸(玻璃缸壁的厚度忽略不计),玻璃缸中装有重1 000 N的水。上方有一轻质杆OA,在绳子AC的拉力作用下可绕竖直墙上O点转动,现在OA的中点B处悬挂一滑轮组。已知每个滑轮重20 N,滑轮组上悬挂着重300 N的物体甲,将浸没的重物甲缓慢拉离水面后,玻璃缸中水位下降了
5 cm,(忽略物体带出的水,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)当重物甲拉离水面后,玻璃缸对地面的压强。
(2)重物甲浸没在水中时所受的浮力。
(3)滑轮组的绳子不会断裂,当∠CAO=30°时,杆OA刚好水平,若绳子AC能承受的最大拉力FA=620 N时,利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率。(不计杆OA和绳子的重力及绳与滑轮间的摩擦)
解析:(1)玻璃缸对地面的压力等于玻璃缸的重力加上水的重力,即
F压=G缸+G水=200 N+1 000 N=1 200 N,则当重物甲被拉离水面后,玻璃缸对地面的压强为
p===3 000 Pa。
(2)将浸没的重物甲缓慢拉离水面后,玻璃缸中水位下降了5 cm,则重物甲浸没在水中时,排开水的体积为V排=SΔh=0.4 m2×0.05 m=
0.02 m3,
重物甲浸没在水中时所受的浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.02 m3=200 N。
(3)先作出绳AC拉力的力臂OD,如图所示,在直角三角形ADO中,
∠A=30°,OD=OA,B是OA的中点,OB=OA,则OB=OD,
根据杠杆平衡条件,FA×OD=FB×OB,则FB=FA,绳子AC能承受的最大拉力FA=620 N,B点最大拉力FB=620 N,滑轮组绳子的最大拉力F绳=
(600 N-20 N)=200 N,
F绳=(G物+G动),提升物体最大重力G物=2F绳-G动=2×200 N-20 N=380 N,滑轮组的最大机械效率η===95%。
答案:(1)3 000 Pa (2)200 N (3)95%
26.如图所示的是某款儿童电动平衡车,质量为13 kg,车轮与地面的接触面积为30 cm2,一名质量为47 kg的学生骑行该平衡车在平直的公路上以3 m/s的速度匀速行驶,受到的阻力为160 N,g取10 N/kg,求:
(1)儿童骑行平衡车时车对地面的压强。
(2)骑行1 min,牵引力所做的功。
(3)骑行时该平衡车电动机的机械功率。
解析:(1)人和车的总重力G总=m总g=(13 kg+47 kg)×10 N/kg=600 N,
该学生骑行平衡车时车对水平地面的压力F压=G总=600 N,
该学生骑行平衡车时车对地面的压强p===2×105 Pa。
(2)因为平衡车在平直的公路上匀速行驶,所以,由二力平衡条件可知,平衡车的牵引力F牵=f=160 N,
由v=可知,平衡车1 min通过的路程s=vt=3 m/s×1×60 s=180 m,
则骑行1 min,牵引力所做的功W=F牵s=160 N×180 m=2.88×104 J。
(3)骑行时该平衡车电动机的机械功率P===480 W。
答案:(1)2×105 Pa (2)2.88×104 J
(3)480 W一、选择题(本大题包含15小题,每小题3分,共 45分)
1.下列估测中,最接近实际的是(B)
A.一支新圆珠笔的重力约为10 N
B.一名中学生游泳时所受的浮力约为500 N
C.成年人对地面的压强约为1.5×106 Pa
D.一名中学生沿着楼梯从一楼爬到三楼做的功最接近于300 J
2.如图所示,穿着旱冰鞋的小玲用手推墙后,她由静止开始向后退。下列说法正确的是(C)
A.小玲后退的过程中,她的惯性逐渐变小
B.小玲后退的过程中,一直做匀速直线运动
C.小玲推墙时,墙对小玲的作用力等于小玲对墙的作用力
D.小玲推墙时,墙对小玲的作用力和小玲对墙的作用力是一对平衡力
3.下列关于力的说法正确的是(C)
A.两个物体不接触就一定不产生力
B.摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
C.浸没在水中向上运动的物体浮力可能小于重力
D.随着生产力的提高人类将会制造出既省力又省距离的机械
4.“蛟龙号”载人潜水器是一艘由中国自行设计研制的载人潜水器,多次完成了下潜任务。如图所示,“蛟龙号”载人潜水器正在水面下匀速下潜,下列有关它的说法正确的是(C)
A.受到的浮力不断增加
B.受到的浮力小于重力
C.受到的海水的压强不断增加
D.受到的海水的压强保持不变
5.下列涉及压强知识的说法中,不正确的是(D)
A.海绵块的形变显示了压力的作用效果
B.用微小压强计可以探究液体压强
C.托里拆利实验可以测出大气压值
D.船闸不是连通器
6.如图所示,一个长方体木块,置于同一粗糙水平面上,图甲木块竖放,图乙木块平放,图丙木块平放并在其上加一重物。在甲、乙、丙三种情况下,匀速拉动长方体所需的水平力分别为F甲、F乙、F丙,则下列关系正确的是(D)
A.F甲>F乙=F丙 B.F甲=F乙>F丙
C.F甲7.如图所示,用水平拉力F拉上表面粗糙程度相同的物体A,使其在粗糙水平地面上向右运动,当物体B静止不动时,与水平绳相连的弹簧测力计的示数不变。(不计绳和弹簧测力计的重力)下列说法正确的是(D)
A.弹簧测力计的示数一定等于水平拉力F的大小
B.物体A在水平地面上必须匀速直线运动,弹簧测力计才能测量出A对B的摩擦力大小
C.B对A的摩擦力的方向水平向右
D.物体A受到B和地面对它的摩擦力方向相同
8.如图所示为跳水运动员踏板起跳时的情景。下列说法正确的是(A)
A.运动员对跳板的压力与跳板对运动员的支持力是相互作用力
B.运动员被跳板弹起的过程中动能转化为弹性势能
C.运动员离开跳板上升的过程中,其动能增加
D.运动员在空中下落过程中没有力对其做功
9.如图所示,容器中间用隔板分成左右相等的两部分,隔板中下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不相同时其形状会发生改变。将适量的甲、乙两种液体注入两个容器中,分别将A、B两个体积相等的实心小球放入液体中,待液面静止时,橡皮膜向右凸起。下列说法错误的是(D)
A.甲、乙两种液体密度关系是ρ甲>ρ乙
B.A、B两个小球的密度关系是ρA>ρB
C.甲、乙两种液体对容器底部的压强关系是 p甲>p乙
D.A、B两个小球静止时所受到的浮力关系是 FA=FB
10.如图所示,一个小球从弧形槽的A点由静止滚至另一端,所能到达的最高位置是C点,在此过程中不考虑空气阻力。下列说法错误的是(B)
A.小球在重力的作用下由A点滚至B点,速度会越来越大
B.若弧形槽的内表面光滑,则小球在B点受到的重力和支持力是一对平衡力
C.小球可以由B点滚动到C点是因为小球具有惯性
D.若弧形槽内壁绝对光滑,则C点将与A点等高
11.甲、乙两种不同的液体盛放在同样的容器中,将完全相同的密度计分别浸入甲、乙液体中,静止后如图所示。现将密度计从液体中取出,若甲、乙两种液体的密度为ρ甲、ρ乙,液体对容器底部的压强变化量为Δp甲、Δp乙,则(D)
A.ρ甲>ρ乙,Δp甲>Δp乙
B.ρ甲>ρ乙,Δp甲=Δp乙
C.ρ甲<ρ乙,Δp甲>Δp乙
D.ρ甲<ρ乙,Δp甲=Δp乙
12.如图甲所示,盛有液体的柱形容器置于水平桌面上,容器对桌面的压强为1 000 Pa;如图乙所示,用细线拴一铝块,将铝块的一半浸在液体中,容器对桌面的压强改变了 80 Pa;如图丙所示,将细线剪断,铝块沉到容器底部,容器对桌面的压强又改变了460 Pa。容器的底面积为100 cm2,ρ铝=2.7 g/cm3,g取 10 N/kg。下列判断正确的是(D)
A.铝块浸没在液体中时所受浮力是0.8 N
B.铝块的体积是100 cm3
C.铝块沉底时对容器底部的压力是4.6 N
D.液体的密度是0.8 g/cm3
13.在2022年北京冬奥会期间,运动员积极训练。关于如图所示的项目,下列说法正确的是(A)
A.图甲跳台滑雪运动员在下落过程中,重力对运动员做功
B.图乙短道速滑运动员在转弯滑行过程中,运动状态不变
C.图丙花样滑冰运动员向前滑行,是由于受到惯性的作用
D.图丁掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力
14.如图所示是小明同学探究杠杆平衡条件的实验过程,关于此实验,下列说法正确的是(C)
A.若实验前杠杆如图甲所示,则需要将杠杆的平衡螺母向左调节
B.小明的其中一步实验如图乙所示,则在D点挂3个相同的钩码,就可以让杠杆恢复平衡
C.若在A点用弹簧测力计拉杠杆使杠杆平衡,则此时杠杆可能是费力杠杆
D.为了保持杠杆在水平位置平衡,在D点施加力的方向由①位置转到②位置的过程中,所需施加的拉力大小不变
15.如图所示,A、B两物体叠放在水平桌面上,GA=80 N,GB=20 N,A、B均为正方体,棱长分别为20 cm、10 cm。在拉力F=30 N的作用下,5 s内,物体A、B一起向右匀速直线移动了3 m,物体A受到水平向左48 N的摩擦力。若不计滑轮和绳自重及绳与滑轮间的摩擦,下列说法错误的是(D)
A.A与B之间的摩擦力为0 N
B.A对地面的压强为2 500 Pa
C.滑轮组的机械效率为80%
D.拉力F做功的功率为30 W
二、填空题(本大题包含5小题,每空1分,共12分)
16.如图所示的情景,受到敲击的2号棋子飞了出去,表明力可以改变物体的 运动状态 ,上面的棋子由于具有 惯性 不会随着飞出,在重力的作用下,最终竖直下落,它们的重力势能 减小 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
17.如图所示为中国古代科技著作《天工开物》中描述南北方耕种时的不同之处的场景图。图甲“北盖种”描述北方播种后,用驴拉石陀压土埋麦。驴拉石陀的力与石陀拉驴的力是一对 相互作用 (选填“平衡”或“相互作用”)力;图乙“南种牟麦”描述南方播种后用脚压土,土地上留下脚印,说明力可以改变物体的 形状 。
甲 乙
18.如图所示,我国自行研制的“远望6号”可在南北纬60度以内的任何海域航行,完成对各类航天飞行器的海上跟踪和测控任务。该船的排水量为25 000 t,其满载时受到的浮力为 2.5×108 N。满载时该船在密度不同的海域漂浮,受到的浮力 相同 (选填“相同”或“不同”)。该船静止在某测控点,水下 3 m 处船体受到海水的压强为 3×104 Pa。(g取 10 N/kg,ρ海水=1.0×103 kg/m3)
19.如图所示的容器是 连通 器。塞子拔出后各液面高低不同,以下现象中与其原理相同的是 ② (选填序号:①热气球在空中漂浮、②C919大客机在空中飞行、③中国空间站绕地球飞行)。
20.密度不同但体积相同的木块A、B、C,放在同种液体中,静止后如图所示,则木块 C 所受浮力最大,木块 A 的密度最小。
三、作图与简答题(本大题包含2小题,21题 4分,22题6分,共
10分)
21.如图所示为匀速打开垃圾桶盖时的简化图。若动力作用在A点上,O点为支点,B点为桶盖重心位置。请画出:桶盖受到的重力G的示意图;作用在A点的最小动力F的示意图。
答案:如图所示
22.图甲是没有脚蹬子的“奇怪”自行车——儿童平衡车,在骑行时,靠双脚蹬地或从斜坡上向下滑行;图乙是彬彬从斜坡上加速向下滑行时(脚离地)的情景。
(1)彬彬的动能和重力势能之间是如何转化的
(2)车座表面做得宽大的目的是什么
(3)请用流体压强与流速的关系,解释彬彬戴的安全帽的上表面压强特点。
答案:(1)重力势能转化为动能。
(2)在压力一定时,通过增大受力面积来减小对人体的压强。
(3)安全帽上凸下平,滑行时上表面的空气流速大,压强小。
四、实验探究题(本大题包含2小题,23题5分,24题 7分,共12分)
23.在“探究二力平衡的条件”实验中:
甲
乙
丙
(1)如图甲所示弹簧测力计示数是 3.6 N。
(2)小华和小明两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案,如图乙所示,请从不断减小摩擦力的角度判断出他们改进的先后顺序 BAC (用字母表示)。
(3)如图丙所示是最终确认的实验方案,卡片相对于小车,卡片的 重力 忽略不计。
(4)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 不能 (选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是探究 B 。
A.相互平衡的两个力是否大小相等
B.相互平衡的两个力是否在同一直线
C.相互平衡的两个力是否方向相反
D.相互平衡的两个力是否作用于同一物体
24.小薇同学制作了如图1所示的探头进行了液体压强和浮力的综合探究。
(1)紧密蒙在探头下端的橡皮膜,形变程度越大,说明它所受的液体压强越 大 。
(2)实验时的情形如图2所示,比较图甲和图 乙 ,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大。
(3)比较图甲和图丙,可以初步得出结论:液体内部压强与液体 密度 有关。
(4)小薇同学用弹簧测力计挂着此探头继续探究:
①她先向溢水杯中注水,直到水从溢水杯口流出时停止加水,最后溢水杯中的水面恰好与溢水口 相平 。
②用细线悬挂在弹簧测力计下的探头刚好浸没,如图丁所示,此时弹簧测力计的示数为 0.4 N,溢出的水全部流入小量筒中,排开水的体积为 20 mL,此时探头所受的浮力为 0.2 N。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
五、计算题(本大题包含2小题,25题12分,26题9分,共21分)
25.我国的智能船舶“明远”号矿砂船最大载货量为40万吨,这么大的货船通过国际港口时,工作人员通常是通过读取货船没入海水中的深度来测量载货量。物理小组根据这个原理,利用圆柱形玻璃杯制作出可测量物体质量的“浮力秤”。如图甲所示,玻璃杯底面积为80 cm2,质量为200 g,将未知质量的铁块放入玻璃杯中,静止时玻璃杯浸入水中的深度为5.5 cm。ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
甲 乙
(1)玻璃杯底面所受水的压强和压力。
(2)铁块的质量。
(3)此装置还可以作为密度计来测量未知液体的密度。如图乙所示,将空玻璃杯放入待测液体中,静止时浸入液体中的深度为2 cm,求待测液体的密度。
解析:(1)静止时玻璃杯浸入水中的深度为5.5 cm,则玻璃杯底面所受水的压强
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5.5×10-2 m=550 Pa;根据p=可知玻璃杯底面所受水的压力F=pS=550 Pa×80×10-4 m2=4.4 N。
(2)空玻璃杯的重力G杯=m杯g=200×10-3 kg×10 N/kg=2 N;因玻璃杯上表面受到水的压力为零,下表面受到的压力F=4.4 N,则由压力差法F浮=F向上-F向下可知,玻璃杯受到水的浮力F浮=F=4.4 N;由图甲可知,装有铁块的玻璃杯在水中处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,玻璃杯和铁块的总重力G总=F浮=4.4 N,则铁块的重力G铁=G总-G杯=4.4 N-
2 N=2.4 N,由G=mg可得铁块的质量m铁===0.24 kg。
(3)将空玻璃杯放入待测液体中,空玻璃杯处于漂浮状态,由物体的浮沉条件可知,此时玻璃杯受到的浮力F′浮=G杯=2 N;此时玻璃杯排开待测液体的体积V排=Sh′=80×10-4 m2×2×10-2 m=1.6×10-4 m3,由阿基米德原理可知待测液体的密度ρ液===1.25×
103 kg/m3。
答案:(1)550 Pa 4.4 N (2)0.24 kg
(3)1.25×103 kg/m3
26.如图所示,某工人重600 N,站在水平面上,用 100 N 的拉力向下匀速拉动绳子,提起一浸没在水中体积为1.2×10-2 m3,重360 N的物体。(物体始终浸没在水中,且忽略水对物体的阻力,ρ水=1.0×
103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)已知工人双脚与地面的总接触面积是3×10-2 m2,工人没有拉绳子时对地面的压强。
(2)物体浸没在水中时受到的浮力。
(3)提起物体时滑轮组的机械效率。
解析:(1)工人没有拉绳子时对地面的压力F压=G=600 N,
对地面的压强
p===2×104 Pa。
(2)物体浸没在水中排开水的体积
V排=V=1.2×10-2 m3,
物体浸没在水中时受到的浮力
F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×1.2×10-2 m3×10 N/kg=120 N。
(3)由图可知,n=3,
提起物体时,滑轮组受到的拉力
F拉=G物-F浮=360 N-120 N=240 N,
提起物体时滑轮组的机械效率
η======80%。
答案:(1)2×104 Pa (2)120 N (3)80%第六章综合评价卷
一、选择题(本大题包含15小题,每小题3分,共45分)
1.下列数据估测中,明显不符合实际的是( )
A.托起两个鸡蛋所用的力约为1 N
B.一名中学生受到的重力约为500 N
C.一本物理教材所受的重力约为3 N
D.一张物理试卷所受的重力约为1 N
2.关于力和运动,下列说法正确的是( )
A.物体受到力的作用时运动状态一定改变
B.在平衡力作用下物体一定处于静止状态
C.手将橡皮筋拉长,说明力可以使物体发生形变
D.绕操场匀速转动的玩具电动车处于平衡状态
3.下列现象中,一个力的作用效果与另外几个力同时作用的效果不等效的是( )
A.一只甲壳虫和一群蚂蚁匀速拖动同一片树叶的力
B.一名同学和两名同学匀速将同一桶水从地面搬到桌子上的力
C.一头牛将一辆轿车和一群人将一辆卡车从泥沼中拉出来的力
D.两个人坐在一艘小船上,只有其中一个人划和两个人划,使船做匀速直线运动的力
4.如图所示,两个弹簧测力计自重均为0.5 N,每个钩码质量均为50 g,则A、B两个弹簧测力计的示数分别为(g取10 N/kg)( )
A.1 N,0.5 N B.2 N,1 N
C.1.5 N,0.5 N D.1.5 N,1 N
5.下列做法中,为了减小摩擦的是( )
A.用力捏闸刹车 B.用力握紧球拍柄
C.运动鞋底有花纹 D.门轴合页加润滑油
6.悬挂在弹簧测力计下方的重为G的物块有两种运动情况,其st图像如图所示,对应的弹簧测力计拉力分别为F1、F2,不计空气阻力,下列关于力F1、F2的大小关系的判断正确的是( )
A.F1一定大于F2 B.F1一定小于F2
C.F1一定等于F2 D.F1可能大于F2
7.如图所示,某景点有一个悬空的“天壶”,只见水哗哗地从壶口流出来,却看不见任何物体支撑“天壶”。下列对“天壶”悬空现象的分析正确的是( )
A.“天壶”不受力的作用
B.“天壶”所受重力消失
C.流水对“天壶”有支持力
D.流水的中间有根管子对“天壶”起支撑作用
8.如图所示,放在水平桌面上的杯子,处于静止状态,则( )
A.杯子受到的重力和杯子对桌面的压力是一对平衡力
B.杯子受到的重力和桌面对杯子的支持力是一对平衡力
C.杯子对桌面的压力和杯子受到的支持力是一对平衡力
D.杯子受到的重力和杯子对桌面的压力是一对相互作用力
9.如图所示,在水平木板上拉动木块,使木块水平向右做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.木块所受滑动摩擦力方向水平向右
B.木块所受重力和木块对木板压力的三要素相同
C.木块所受支持力的施力物体是木板
D.细线对木块的拉力与木块对细线的拉力是一对平衡力
10.如图所示,虚线是小华抛出的皮球落地后又弹起的运动轨迹,当皮球运动到最高点A时。若它所受外力突然全部消失,则皮球将( )
A.保持静止
B.沿水平方向做匀速直线运动
C.竖直向上做匀速直线运动
D.竖直向下做匀速直线运动
11.如图所示,长方体木块M放在水平桌面上,木块m放在木块M上面,在水平拉力F的作用下一起向右做匀速直线运动,在突然撤去水平拉力F的情况下,下列判断正确的是( )
A.木块m将向左倾倒
B.木块m受到方向向右的摩擦力
C.木块m对木块M的摩擦力方向向右
D.木块M受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力
12.如图所示,某同学玩滑板车时,一开始不断用力蹬地,速度越来越大;后来停止蹬地,滑板车继续运动一段距离,最终停下来,下列说法正确的是( )
A.蹬地的过程利用了力的作用是相互的
B.停止蹬地后滑板车仍然能够运动是由于惯性的作用
C.滑板车最终停了下来是因为停止蹬地后滑板车没有受到力的作用
D.蹬地的过程中该同学一直是运动的,其运动状态没有改变
13.小芳同学用如图所示装置研究滑动摩擦力,在用力F水平向右匀速拉动长木板的过程中,木块保持静止。下列说法正确的是( )
A.木块所受摩擦力方向水平向左
B.地面对长木板的摩擦力与力F是一对平衡力
C.力F增大时,木块所受滑动摩擦力大小不变
D.若弹簧测力计示数为5 N,则力F大小也为5 N
14.如图所示,铁块A重3 N,静止地吸附在竖直放置的磁性黑板上,将重为1 N的铜块B放在铁块A上面时,A和B恰能沿着黑板缓慢匀速下滑。取走铜块B,用竖直向上的力F拉铁块A,使其匀速向上运动,则F的大小为( )
A.3 N B.4 N
C.5 N D.7 N
15.下表中的物理知识与事例不相符的是( )
序号 事例 物理知识
① 砌墙时用铅垂线 重力的方向竖直向下
② 鞋底刻有花纹 减小摩擦
③ 乘车时系安全带 防止惯性的危害
④ 远离门轴推门 力的作用点影响力的作用效果
A.① B.② C.③ D.④
二、填空题(本大题包含4小题,每空1分,共8分)
16.我国大力提倡“低碳环保,绿色出行”,选择自行车出行是大家喜爱的方式之一。自行车启动时,人用脚向后蹬地,自行车向前运动,说明物体间力的作用是 的;骑行时,轮胎被压瘪一些,说明力可以改变物体的 。
17.在弹性限度内,弹簧的伸长量与其所受拉力成 。一根弹簧不受任何力时,长度为6 cm,如果受到12 N的拉力,弹簧的长度为9 cm;如果弹簧所受拉力为16 N,则弹簧的伸长量为 cm。
18.如图甲所示,完全相同的A、B两物体叠放在水平桌面上,用F1=20 N的水平拉力作用在B物体上,A、B一起向右做匀速直线运动,此时桌面对A的摩擦力为 N;若将A、B按如图乙所示紧靠放于该桌面,用水平力F2推A,也能使A、B一起向右做匀速直线运动,则此时A对B的推力为 N。
19.如图所示是返回航着陆前的场景,在减速降落过程中,返回舱所受合力的方向是向 的。三位航天员的“天宫课堂”还让我们回味无穷,当航天员将实验物品用手推出后,物品能够继续向前运动,是因为它具有 。
三、作图与简答题(本大题包含3小题,20题2分,21题2分,22题3分,共7分)
20.如图甲所示,“陶甗(yǎn)”是辽宁省沈阳新乐遗址出土的古代蒸食器,请在图乙简化图中画出其所受重力G的示意图(O为重心)。
甲 乙
21.如图所示,请画出斜面上的物体所受重力和物体对斜面压力的示意图。
22.请你用所学过的物理知识解释下列现象:
(1)小刚同学放学回家的路上,脚被路边的石块绊了一下,他为什么向前跌倒
(2)小刚在沙滩上游玩时,他看见沙滩车在沙滩上自由飞驰,为什么沙滩车轮胎有许多又深又粗的花纹
四、实验探究题(本大题包含3小题,23题8分,24题12分,25题10分,共30分)
23.在“探究力和运动的关系”的实验中,让小车由静止开始沿斜面滑下,小车在三种不同水平面上受到的阻力大小和水平面上运动的距离如表所示。
接触面 毛巾 棉布 木板
阻力的大小 大 较大 较小
小车移动的距离s/cm 18.3 22.6 26.7
(1)实验需要小车从同一斜面的同一高度滑下,其目的是让小车到达水平面时的 相同。
(2)小车进入水平面后,在运动过程中水平方向上受到 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
(3)推理:如果小车在水平面受到的阻力为零,小车将做 。
(4)在此基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出牛顿第一定律,牛顿第一定律 (选填“能”或“不能”)直接由实验
得出。
24.如图甲所示是小东探究二力平衡条件时的实验情景。
甲 乙
(1)如果物体只受两个力作用,且处于静止状态或 状态,说明这两个力是相互平衡的;小东在实验中采用轻质小卡片,“轻质”的目的是 。
(2)小东将系于小卡片两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整钩码个数来改变拉力大小,可得出相互平衡的两个力必须满足 的条件。
(3)当小卡片平衡时,小东将小卡片扭转过一个角度,松手后小卡片不能平衡,由此实验步骤可知只有作用在 的两个力才能平衡。
(4)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在如图甲所示情况下,小东下一步操作是 。
A.左右各加一个钩码
B.将卡片剪开
C.把卡片扭转一个角度
(5)在探究同一问题时,小华将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小东的实验装置优于小华的,最主要原因是 。
25.小明用如图所示的装置做“探究影响滑动摩擦力大小因素”的
实验。
(1)为了比较准确地测量木块受到的摩擦力大小,小明需要用弹簧测力计拉木块,使其做 运动。
(2)为了利用甲、乙两次实验“探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系”,图乙中的a应为 (选填“木板表面”或“毛巾表面”),下列现象中应用了甲、乙两实验所得结论的是 (填字母)。
A.足球守门员戴着防滑手套
B.用力压住橡皮,擦去写错的字
C.移动很重的石块时,在地上铺设滚木
D.气垫船喷出强气流,在船底和水之间形成气垫
(3)小丽将图丙中的木块沿竖直方向切去一部分,仍然同样地拉动剩下的木块,发现弹簧测力计的示数会减小,于是得出结论:接触面积越小,滑动摩擦力越小。小丽得出这个错误结论的原因是 。
(4)另一小组用弹簧测力计拉着一小木板在桌面上从图丁位置匀速运动至图戊位置,弹簧测力计示数不变,可得到结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小 (选填“有关”或“无关”)。
五、计算题(本大题包含1小题,共10分)
26.质量为8 t的卡车,在水平公路上匀速向东行驶。已知行驶时受到的摩擦力是车重的,(g取10 N/kg)求:
(1)卡车受到的重力大小和方向。
(2)卡车受到的摩擦力大小和方向。
(3)发动机对卡车的牵引力大小。