2024-2025学年北京市汇文中学教育集团八年级(下)期中物理试卷
一、单项选择题(下列各小题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意。共24分,每小题2分)
1.(2分)下列单位,不属于压强单位的是( )
A.牛顿 B.帕斯卡
C.毫米汞柱 D.标准大气压
2.(2分)图象中,在地球表面同一位置,能正确反映“物体所受的重力跟它的质量的关系”的是( )
A. B.
C. D.
3.(2分)如图所示的运动项目中,力的作用效果主要是使物体运动状态发生改变的是( )
A.拉满弓箭 B.顶飞足球
C.压弯跳板 D.压弯撑杆
4.(2分)在如图所示的事例中,目的是增大压强的是( )
A.铁轨下铺枕木 B.载重车装有履带
C.吸管的一端剪成斜口 D.书包带设计得较宽
5.(2分)如图图示的四个实例中,主要利用连通器原理工作的( )
A.微小压强计 B.水翼船
C.船闸 D.水泵
6.(2分)下列关于运动会上的项目情景的描述,正确的是( )
A.跳远运动员助跑后再起跳,是为了增大运动员可以利用的惯性
B.铅球离开运动员的手以后,由于惯性最终会落回地面
C.运动员冲过百米终点后,由于受到阻力作用最终停了下来
D.标枪飞行到最高点时若所有外力消失,标枪将处于静止状态
7.(2分)办公室有一个简单的抽水机,当用手连续按压上部塑料筒时,水就会流出来,会听到“哧”的一声,筒内的水立刻退回到水桶内。如果塑料筒穿孔或者连接部分密封不好,下列说法中正确的是( )
A.向下按压塑料筒时,塑料筒内气体压强会变小
B.水由于塑料筒的吸引力而升上来
C.按下黄色按钮,水桶内的气压会变大
D.该设备能抽水是因为按压增大了桶内气压,利用内外压强差将水压出桶外
8.(2分)如图所示,是2025年北京汇文中学科技节中展示的机器狗,当其静止站立在操场上,下列说法正确的是( )
A.机器狗对地面的压力大于机器狗受到的重力
B.地面对机器狗的支持力与机器狗对地面的压力是一对平衡力
C.地面对机器狗的支持力与机器狗受到的重力是一对平衡力
D.机器狗受到的重力与地面对机器狗的支持力是一对相互作用力
9.(2分)如图所示,篮球运动员站在水平地面上,把一个重为5N的篮球竖直向上抛出,篮球刚被抛出时空气阻力为0.5N,则关于篮球从抛出到落地前过程中( )
A.篮球在最高点处于静止状态.
B.篮球所受合力最小值为4.5N
C.篮球刚被抛出时所受的合力最大,为5.5N
D.篮球从竖直上升到竖直下落过程中合力先减小后增大
10.(2分)如图所示,将完全相同的A、B两物体放在M、N两水平桌面上,分别在F1=3N、F2=5N的水平拉力作用下做匀速直线运动,已知vA=0.1m/s,vB=0.2m/s,下列判断正确的是( )
A.物体A对桌面的压力小于物体B
B.物体A受到的摩擦力等于物体B受到的摩擦力
C.桌面N比桌面M更粗糙
D.物体B受到的拉力大于摩擦力
11.(2分)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量和底面积都相等的容器。向容器中注入深度相等的水,水对容器底部的压强为p甲和p乙,水对容器底部的压力为F甲和F乙;装水后的容器对桌面的压强为R'甲和p'乙,容器对桌面的压力为F'甲和F'乙,下列判断正确的是( )
A.p甲=p乙F甲<F乙
B.p'甲<p'乙 F'甲<F'乙
C.p甲<p乙F甲<F乙
D.p'甲=p'乙 F'甲<F'乙
12.(2分)如图甲所示,质量为2.7kg的正方体铝块放在粗糙程度完全相同,面积为0.1m2的水平桌面上,铝块受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系、铝块运动速度v与时间t的关系如图乙所示,ρ铝=2.7g/cm3,下列说法正确的是( )
A.t=1s时,铝块对桌面的压强是270Pa
B.t=1s时,铝块向右匀速运动
C.t=3s时,铝块所受滑动摩擦力为2N
D.t=6s时,将F改为水平向左、大小为3N的力,铝块将立刻向左做加速运动
二、多项选择题(下列各小题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共6分,每小题2分。每小题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
(多选)13.(2分)下列说法正确的是( )
A.在平直滑道上匀速滑行时,运动状态不变
B.在弯道上滑行时,一定受到非平衡力的作用
C.乘电梯匀速上升时,乘客受到的重力和电梯对乘客的支持力二力平衡
D.地面上的木箱必须持续用力推才能向前运动,说明力是维持物体运动的原因
(多选)14.(2分)如图所示的四个情景,下列说法正确的是( )
A.图甲:一瓶橙汁先后放在相同的海绵上,海绵凹陷程度不同,说明压力大小不同
B.图乙:将容器左侧倒入盐水,右侧倒入水,当两侧液面相平时,橡皮膜会向左凸
C.图丙:放在电梯中的自制气压计,从20层下降到1层,细玻璃管中的液柱会下降
D.图丁:向玻璃管中吹风,细管内气体流速较大,压强较小,因此B管液面会上升
(多选)15.(2分)如图所示的甲图中,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力F随时间t变化的图象。若不计水的阻力( )
A.石料所受的重力为1400N
B.石料所受的浮力为900N
C.石料的体积为2.3×10﹣3m3
D.石料的密度为2.8×103kg/m3
三、实验探究题(共28分,16、20、22题4分,18、19、21题各5分、17题1分)
16.(4分)生活中利用身边的物品可以完成一些物理小实验。
(1)如图甲所示,用水平向右的力推动矿泉水瓶底部,瓶子沿桌面平稳地移动,瓶子翻倒,这说明力的作用效果与力的 有关(选填“大小”、“方向”或“作用点”);
(2)如图乙所示,将纸杯装满水后,用薄塑料片盖严杯口并倒置,水不流出,发生这种现象的原因是有 存在;
(3)如图丙所示,手握两张大小相同、彼此正对且自然下垂的纸张,在两张纸的中间向下吹气 。这是由于流速越大的位置,压强 (选填“越大”或“越小”)。
17.(1分)如图所示是小吴同学在“探究同一直线上同方向两个力的合力”的实验中出现的情景两次实验中通过把橡皮筋 使F的作用效果与F1、F2共同作用的效果相同。
18.(5分)如图是物理课本上的一幅图片。受到这幅图的启发,小雨同学想设计实验探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。在水平台面上有一个装有沙子的容器,如图甲所示,如图乙所示;然后她将铁块A放在桌面上;最后小雨将沙子恢复如图甲所示情况后,她又将桌面朝下
(1)体重相同的滑雪者和步行者在雪地上行走的情景,如图所示,穿着滑雪板的小张能在雪地上自由行走 ;
(2)实验的过程中,小雨为了比较压力的作用效果,可以观察沙子的 ;(选填“A.凹陷程度”或“B.受力面积”)
(3)由乙、丙两图所示的实验,可知压力的作用效果与 有关;
(4)利用丙、丁两图所示的实验探究压力的作用效果与受力面积大小是否有关时,铁块A和B的质量应 (选填“相等”或“不相等”)。
19.(5分)小秋为探究“运动与力的关系”,设计了如图所示的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)为了使小车滑到水平面时的初速度相同,实验时应让小车从同一斜面的 由静止滑下;
(2)比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越 (选填“远”或“近”),说明小车运动的速度改变得越 (选填“快”或“慢);
(3)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果水平面绝对光滑,小车在运动时不受阻力 运动,说明运动的物体 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
20.(4分)水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺、烧杯和水、小阳计划利用这些器材来研究液体内部压强的特点。为此,他进行了如下探究:
实验一:小阳将同一个微小压强计放入同种液体的同一深度,将压强计的金属盒的橡皮膜朝向不同的方向,如图1所示
(1)这个现象说明:在同种液体内部的同一深度,液体向各个方向的压强大小 (选填“相等”或“不相等”);小阳让金属盒缓慢向下移动至另一深度,U形管两液面的高度差变大 ;
实验二:小阳在实验一的基础上,继续探究“水内部任意一点的压强跟该点到容器底的距离是否有关”。如图2所示,他的主要实验步骤如下:
①将微小压强计的探头放入烧杯的水中,用刻度尺分别测量探头到烧杯底的距离L,探头到水面的距离H1,如图2甲所示,读出压强计U形管两侧的液面高度差h1,将相关数据记录在表中。
②向烧杯中倒入适量的水,调整探头所在位置,使探头到烧杯底的距离仍为L2,如图2乙所示,读出压强计U形管两侧的液面高度差h2,将相关数据记录在表中。
根据以上叙述说明小阳在上述探究过程中存在的两点问题是: 。
21.(5分)实验桌上有弹簧测力计、大烧杯、水、细线(质量和体积不计)、体积相同的铜块A和铁块B、以及与铁块B质量相等的铝块C(ρ铜>ρ铁>ρ铝)。通过学习,小李知道了浮力大小与物体浸在液体里的体积和液体密度有关,他想利用上述实验器材,受到的浮力大小与金属块的密度是否有关”,请完成下列问题。
(1)请将以下的实验步骤补充完整:
①弹簧测力计调零,在大烧杯中装入适量的水,用细线系好金属块;
②测出铜块A的重力G并记录数据;将其浸没在大烧杯的水中,不碰壁不触底,并记录数据;
③ ,用弹簧测力计测出拉力F,并记录数据;
④根据计算式F浮= ;计算两金属块的浮力大小:
(2)若两个金属块受到的浮力大小 (选填“相等”或“不相等”),则可得出结论:金属块浸没在水中时,受到的浮力大小与金属块的密度无关;
(3)画出实验数据记录表。
22.(4分)模型建构是开展物理学研究的重要方式。通过合理地选取研究对象,并构建模型,可以帮助我们处理很多复杂问题。
如图所示是小李自制的气压计,在玻璃瓶内装入适量的有色液体,用穿有透明细塑料管的橡胶塞塞住瓶口。从细塑料管上端向瓶内吹入空气,粗略反映外界气压大小的变化。请选取合适的研究对象,构建恰当的物理模型,分析说明:
(1)为什么吹气后,液柱可以静止在塑料管内(可结合受力示意图进行辅助说明)。
(2)将气压计从一层拿到十层,液柱会升高还是降低,请解释产生这种现象的原因。
四、科普阅读题(共4分)
23.(4分)请阅读《“企鹅一号”返航计划》并回答下题。
“企鹅一号”返航计划
2025年4月24日是第十个“中国航天日”,伴随着中国航天日,北京汇文中学迎来了科技节。4月11日,用自己建模设计的返回舱,模拟它的返航过程。
看似简单的鸡蛋保护装置,凝结着与航天返回舱异曲同工的科技智慧——如何用最精妙的结构抵御极端冲击?怎样通过创新材料守护核心安全?这正是一代代航天人持续攻关的课题。
2024年10月31日,神舟十六号载人飞船返回舱成功着陆。当飞船运行至最后一圈时进入返回任务流程,该流程共有5个阶段
(一)制动减速段:该阶段包含两次姿态调整与一次制动减速过程:
第一次姿态调整,飞船由轨道舱朝前姿态逆时针转动90°,为轨道舱与返回舱的分离创造条件。分离前,避免泄压冲击引发舱体姿态异常。轨道舱与返回舱的分离完成后,轨道舱留在太空继续工作,再逆时针转动90°,将推进舱发动机喷口对准前进方向,推进舱发动机点火产生与飞行方向相反的作用力,就像踩下太空刹车,进入“再入轨道过渡段”。
(二)再入轨道过渡段:
该阶段飞船仍处于近地轨道真空环境,遵循天体力学规律飞行。当飞船高度降至约145公里时,组合体逆时针转动90°,发动机二次点火,将舱体顺时针回转90°,迎接空气摩擦。
(三)再入段:
返回舱高度下降至100公里左右时进入“再入段”,也称为“气动减速段”,该阶段可将飞船速度由超过22马赫降至200m/s
(四)降落伞减速段:
再入段降至15公里高度时,返回舱基本不再减速,接下来就需要引入降落伞减速手段。当返回舱降至距离地面10公里时着陆回收系统开始工作,其作用是拉出减速伞,将返回舱速度由200m/s降至90m/s
(五)着陆段:
仅凭降落伞减速仍然不够,当返回舱下降至距离地面仅1米高度时,高度计向反推发动机下达点火指令,此时再配合缓冲座椅就能够确保航天员安全着陆。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)从文中知识可知,目前可通过两种可控的方法来给返回舱减速,一种是 ,另一种则是反推装置;
(2)着陆段,当返回舱降落到距离地面一米左右时,反推发动机向下喷出高温高压燃气,从而使速度减小的更快,产生该阻力的施力物体是 ;
(3)在降落伞减速段,当拉出减速伞时,返回舱受力是 (选填“平衡”或者“不平衡”);
(4)马赫数是飞行速度与当时飞行所在地的音速之比值,若在再入段,当时的音速是345m/s km/s。(保留1位小数)
五、计算题(共8分,24、25题各4分)
24.(4分)如图所示,是北京天坛古树中最著名的“九龙柏”,为明初栽种,位于天坛皇穹宇(俗称“回音壁”)西北侧,树干褶皱的纹路犹如一条条龙身,九条突出的纹路从上往下纠缠,故得名“九龙柏”。树的生长离不开水,科研人员发现水分被根系吸收进入木质部的导管和管胞后,1个标准大气压取1×105Pa)
(1)求深度为18米处水的压强p水;
(2)这棵九龙柏所在地(北京天坛)的海拔为43米左右,大气压值约为1个标准大气压
25.(4分)祝融号火星车安全驶离着陆平台到达火星表面,标志着我国探索火星进入了新时代。祝融号火星车的质量为240kg,在火星表面时的重力仅为960N2。
(1)火星车静止在火星水平表面上时,对火星表面的压强是多少?
(2)如果火星车在火星水平表面上行驶时,轮子与火星表面的压强不能超过1.36×104Pa,则火星车最多能搭载实验器材的质量是多少?
(3)假设能在火星表面用水做托里拆利实验,如图所示,实验测得玻璃管内外水柱高度差h=0.15m3kg/m3,求该星球表面的大气压的值。
2024-2025学年北京市汇文中学教育集团八年级(下)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(下列各小题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意。共24分,每小题2分)
1.(2分)下列单位,不属于压强单位的是( )
A.牛顿 B.帕斯卡
C.毫米汞柱 D.标准大气压
【答案】A
2.(2分)图象中,在地球表面同一位置,能正确反映“物体所受的重力跟它的质量的关系”的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
3.(2分)如图所示的运动项目中,力的作用效果主要是使物体运动状态发生改变的是( )
A.拉满弓箭 B.顶飞足球
C.压弯跳板 D.压弯撑杆
【答案】B
4.(2分)在如图所示的事例中,目的是增大压强的是( )
A.铁轨下铺枕木 B.载重车装有履带
C.吸管的一端剪成斜口 D.书包带设计得较宽
【答案】C
5.(2分)如图图示的四个实例中,主要利用连通器原理工作的( )
A.微小压强计 B.水翼船
C.船闸 D.水泵
【答案】C
6.(2分)下列关于运动会上的项目情景的描述,正确的是( )
A.跳远运动员助跑后再起跳,是为了增大运动员可以利用的惯性
B.铅球离开运动员的手以后,由于惯性最终会落回地面
C.运动员冲过百米终点后,由于受到阻力作用最终停了下来
D.标枪飞行到最高点时若所有外力消失,标枪将处于静止状态
【答案】C
7.(2分)办公室有一个简单的抽水机,当用手连续按压上部塑料筒时,水就会流出来,会听到“哧”的一声,筒内的水立刻退回到水桶内。如果塑料筒穿孔或者连接部分密封不好,下列说法中正确的是( )
A.向下按压塑料筒时,塑料筒内气体压强会变小
B.水由于塑料筒的吸引力而升上来
C.按下黄色按钮,水桶内的气压会变大
D.该设备能抽水是因为按压增大了桶内气压,利用内外压强差将水压出桶外
【答案】D
8.(2分)如图所示,是2025年北京汇文中学科技节中展示的机器狗,当其静止站立在操场上,下列说法正确的是( )
A.机器狗对地面的压力大于机器狗受到的重力
B.地面对机器狗的支持力与机器狗对地面的压力是一对平衡力
C.地面对机器狗的支持力与机器狗受到的重力是一对平衡力
D.机器狗受到的重力与地面对机器狗的支持力是一对相互作用力
【答案】C
9.(2分)如图所示,篮球运动员站在水平地面上,把一个重为5N的篮球竖直向上抛出,篮球刚被抛出时空气阻力为0.5N,则关于篮球从抛出到落地前过程中( )
A.篮球在最高点处于静止状态.
B.篮球所受合力最小值为4.5N
C.篮球刚被抛出时所受的合力最大,为5.5N
D.篮球从竖直上升到竖直下落过程中合力先减小后增大
【答案】C
10.(2分)如图所示,将完全相同的A、B两物体放在M、N两水平桌面上,分别在F1=3N、F2=5N的水平拉力作用下做匀速直线运动,已知vA=0.1m/s,vB=0.2m/s,下列判断正确的是( )
A.物体A对桌面的压力小于物体B
B.物体A受到的摩擦力等于物体B受到的摩擦力
C.桌面N比桌面M更粗糙
D.物体B受到的拉力大于摩擦力
【答案】C
11.(2分)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量和底面积都相等的容器。向容器中注入深度相等的水,水对容器底部的压强为p甲和p乙,水对容器底部的压力为F甲和F乙;装水后的容器对桌面的压强为R'甲和p'乙,容器对桌面的压力为F'甲和F'乙,下列判断正确的是( )
A.p甲=p乙F甲<F乙
B.p'甲<p'乙 F'甲<F'乙
C.p甲<p乙F甲<F乙
D.p'甲=p'乙 F'甲<F'乙
【答案】B
12.(2分)如图甲所示,质量为2.7kg的正方体铝块放在粗糙程度完全相同,面积为0.1m2的水平桌面上,铝块受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系、铝块运动速度v与时间t的关系如图乙所示,ρ铝=2.7g/cm3,下列说法正确的是( )
A.t=1s时,铝块对桌面的压强是270Pa
B.t=1s时,铝块向右匀速运动
C.t=3s时,铝块所受滑动摩擦力为2N
D.t=6s时,将F改为水平向左、大小为3N的力,铝块将立刻向左做加速运动
【答案】C
二、多项选择题(下列各小题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共6分,每小题2分。每小题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
(多选)13.(2分)下列说法正确的是( )
A.在平直滑道上匀速滑行时,运动状态不变
B.在弯道上滑行时,一定受到非平衡力的作用
C.乘电梯匀速上升时,乘客受到的重力和电梯对乘客的支持力二力平衡
D.地面上的木箱必须持续用力推才能向前运动,说明力是维持物体运动的原因
【答案】ABC
(多选)14.(2分)如图所示的四个情景,下列说法正确的是( )
A.图甲:一瓶橙汁先后放在相同的海绵上,海绵凹陷程度不同,说明压力大小不同
B.图乙:将容器左侧倒入盐水,右侧倒入水,当两侧液面相平时,橡皮膜会向左凸
C.图丙:放在电梯中的自制气压计,从20层下降到1层,细玻璃管中的液柱会下降
D.图丁:向玻璃管中吹风,细管内气体流速较大,压强较小,因此B管液面会上升
【答案】CD
(多选)15.(2分)如图所示的甲图中,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力F随时间t变化的图象。若不计水的阻力( )
A.石料所受的重力为1400N
B.石料所受的浮力为900N
C.石料的体积为2.3×10﹣3m3
D.石料的密度为2.8×103kg/m3
【答案】AD
三、实验探究题(共28分,16、20、22题4分,18、19、21题各5分、17题1分)
16.(4分)生活中利用身边的物品可以完成一些物理小实验。
(1)如图甲所示,用水平向右的力推动矿泉水瓶底部,瓶子沿桌面平稳地移动,瓶子翻倒,这说明力的作用效果与力的 作用点 有关(选填“大小”、“方向”或“作用点”);
(2)如图乙所示,将纸杯装满水后,用薄塑料片盖严杯口并倒置,水不流出,发生这种现象的原因是有 大气压强 存在;
(3)如图丙所示,手握两张大小相同、彼此正对且自然下垂的纸张,在两张纸的中间向下吹气 两张纸向中间靠拢 。这是由于流速越大的位置,压强 越小 (选填“越大”或“越小”)。
【答案】(1)作用点;(2)大气压强;(3)两张纸向中间靠拢;越小。
17.(1分)如图所示是小吴同学在“探究同一直线上同方向两个力的合力”的实验中出现的情景两次实验中通过把橡皮筋 拉伸到同一点 使F的作用效果与F1、F2共同作用的效果相同。
【答案】拉伸到同一点。
18.(5分)如图是物理课本上的一幅图片。受到这幅图的启发,小雨同学想设计实验探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。在水平台面上有一个装有沙子的容器,如图甲所示,如图乙所示;然后她将铁块A放在桌面上;最后小雨将沙子恢复如图甲所示情况后,她又将桌面朝下
(1)体重相同的滑雪者和步行者在雪地上行走的情景,如图所示,穿着滑雪板的小张能在雪地上自由行走 压力的作用效果与受力面积是否有关 ;
(2)实验的过程中,小雨为了比较压力的作用效果,可以观察沙子的 A ;(选填“A.凹陷程度”或“B.受力面积”)
(3)由乙、丙两图所示的实验,可知压力的作用效果与 压力大小 有关;
(4)利用丙、丁两图所示的实验探究压力的作用效果与受力面积大小是否有关时,铁块A和B的质量应 相等 (选填“相等”或“不相等”)。
【答案】(1)压力的作用效果与受力面积是否有关;(2)A;(3)压力大小;(4)相等。
19.(5分)小秋为探究“运动与力的关系”,设计了如图所示的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)为了使小车滑到水平面时的初速度相同,实验时应让小车从同一斜面的 同一高度 由静止滑下;
(2)比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越 远 (选填“远”或“近”),说明小车运动的速度改变得越 慢 (选填“快”或“慢);
(3)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果水平面绝对光滑,小车在运动时不受阻力 匀速直线 运动,说明运动的物体 不需要 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
【答案】(1)同一高度;(2)远;慢;(3)匀速直线;不需要。
20.(4分)水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺、烧杯和水、小阳计划利用这些器材来研究液体内部压强的特点。为此,他进行了如下探究:
实验一:小阳将同一个微小压强计放入同种液体的同一深度,将压强计的金属盒的橡皮膜朝向不同的方向,如图1所示
(1)这个现象说明:在同种液体内部的同一深度,液体向各个方向的压强大小 相等 (选填“相等”或“不相等”);小阳让金属盒缓慢向下移动至另一深度,U形管两液面的高度差变大 同种液体深度越深压强越大 ;
实验二:小阳在实验一的基础上,继续探究“水内部任意一点的压强跟该点到容器底的距离是否有关”。如图2所示,他的主要实验步骤如下:
①将微小压强计的探头放入烧杯的水中,用刻度尺分别测量探头到烧杯底的距离L,探头到水面的距离H1,如图2甲所示,读出压强计U形管两侧的液面高度差h1,将相关数据记录在表中。
②向烧杯中倒入适量的水,调整探头所在位置,使探头到烧杯底的距离仍为L2,如图2乙所示,读出压强计U形管两侧的液面高度差h2,将相关数据记录在表中。
根据以上叙述说明小阳在上述探究过程中存在的两点问题是: 没有控制探头到水面的距离不变 。
【答案】实验一:相等;同种液体深度越深压强越大;
实验二:没有控制探头到水面的距离不变。
21.(5分)实验桌上有弹簧测力计、大烧杯、水、细线(质量和体积不计)、体积相同的铜块A和铁块B、以及与铁块B质量相等的铝块C(ρ铜>ρ铁>ρ铝)。通过学习,小李知道了浮力大小与物体浸在液体里的体积和液体密度有关,他想利用上述实验器材,受到的浮力大小与金属块的密度是否有关”,请完成下列问题。
(1)请将以下的实验步骤补充完整:
①弹簧测力计调零,在大烧杯中装入适量的水,用细线系好金属块;
②测出铜块A的重力G并记录数据;将其浸没在大烧杯的水中,不碰壁不触底,并记录数据;
③ 将铁块B换成铜块A,重复②的实验,测出铜块A的重力G',并记录数据 ,用弹簧测力计测出拉力F,并记录数据;
④根据计算式F浮= G﹣F ;计算两金属块的浮力大小:
(2)若两个金属块受到的浮力大小 相等 (选填“相等”或“不相等”),则可得出结论:金属块浸没在水中时,受到的浮力大小与金属块的密度无关;
(3)画出实验数据记录表。
【答案】(1)将铁块B换成铜块A,重复②的实验,测出铜块A的重力G',并记录数据;将A浸没在大烧杯的水中,不碰壁不触底,用弹簧测力计测出拉力F',并记录数据;G﹣F;(2)相等;(3)见解答图。
22.(4分)模型建构是开展物理学研究的重要方式。通过合理地选取研究对象,并构建模型,可以帮助我们处理很多复杂问题。
如图所示是小李自制的气压计,在玻璃瓶内装入适量的有色液体,用穿有透明细塑料管的橡胶塞塞住瓶口。从细塑料管上端向瓶内吹入空气,粗略反映外界气压大小的变化。请选取合适的研究对象,构建恰当的物理模型,分析说明:
(1)为什么吹气后,液柱可以静止在塑料管内(可结合受力示意图进行辅助说明)。
(2)将气压计从一层拿到十层,液柱会升高还是降低,请解释产生这种现象的原因。
【答案】(1)吹气后,瓶内气压大于外界大气压,在瓶内外气压差的作用下,会有一部分水被压入塑料管,瓶内外气压差可支持一定高度的液体,液柱可以静止在塑料管内;
(2)将气压计从一层拿到十层,高度变高,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,因此管内液面升高。
四、科普阅读题(共4分)
23.(4分)请阅读《“企鹅一号”返航计划》并回答下题。
“企鹅一号”返航计划
2025年4月24日是第十个“中国航天日”,伴随着中国航天日,北京汇文中学迎来了科技节。4月11日,用自己建模设计的返回舱,模拟它的返航过程。
看似简单的鸡蛋保护装置,凝结着与航天返回舱异曲同工的科技智慧——如何用最精妙的结构抵御极端冲击?怎样通过创新材料守护核心安全?这正是一代代航天人持续攻关的课题。
2024年10月31日,神舟十六号载人飞船返回舱成功着陆。当飞船运行至最后一圈时进入返回任务流程,该流程共有5个阶段
(一)制动减速段:该阶段包含两次姿态调整与一次制动减速过程:
第一次姿态调整,飞船由轨道舱朝前姿态逆时针转动90°,为轨道舱与返回舱的分离创造条件。分离前,避免泄压冲击引发舱体姿态异常。轨道舱与返回舱的分离完成后,轨道舱留在太空继续工作,再逆时针转动90°,将推进舱发动机喷口对准前进方向,推进舱发动机点火产生与飞行方向相反的作用力,就像踩下太空刹车,进入“再入轨道过渡段”。
(二)再入轨道过渡段:
该阶段飞船仍处于近地轨道真空环境,遵循天体力学规律飞行。当飞船高度降至约145公里时,组合体逆时针转动90°,发动机二次点火,将舱体顺时针回转90°,迎接空气摩擦。
(三)再入段:
返回舱高度下降至100公里左右时进入“再入段”,也称为“气动减速段”,该阶段可将飞船速度由超过22马赫降至200m/s
(四)降落伞减速段:
再入段降至15公里高度时,返回舱基本不再减速,接下来就需要引入降落伞减速手段。当返回舱降至距离地面10公里时着陆回收系统开始工作,其作用是拉出减速伞,将返回舱速度由200m/s降至90m/s
(五)着陆段:
仅凭降落伞减速仍然不够,当返回舱下降至距离地面仅1米高度时,高度计向反推发动机下达点火指令,此时再配合缓冲座椅就能够确保航天员安全着陆。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)从文中知识可知,目前可通过两种可控的方法来给返回舱减速,一种是 气动减速 ,另一种则是反推装置;
(2)着陆段,当返回舱降落到距离地面一米左右时,反推发动机向下喷出高温高压燃气,从而使速度减小的更快,产生该阻力的施力物体是 燃气 ;
(3)在降落伞减速段,当拉出减速伞时,返回舱受力是 不平衡 (选填“平衡”或者“不平衡”);
(4)马赫数是飞行速度与当时飞行所在地的音速之比值,若在再入段,当时的音速是345m/s 7.6 km/s。(保留1位小数)
【答案】(1)气动减速;
(2)燃气;
(3)不平衡;
(4)7.6。
五、计算题(共8分,24、25题各4分)
24.(4分)如图所示,是北京天坛古树中最著名的“九龙柏”,为明初栽种,位于天坛皇穹宇(俗称“回音壁”)西北侧,树干褶皱的纹路犹如一条条龙身,九条突出的纹路从上往下纠缠,故得名“九龙柏”。树的生长离不开水,科研人员发现水分被根系吸收进入木质部的导管和管胞后,1个标准大气压取1×105Pa)
(1)求深度为18米处水的压强p水;
(2)这棵九龙柏所在地(北京天坛)的海拔为43米左右,大气压值约为1个标准大气压
【答案】(1)求深度为18米处水的压强为1.8×105Pa;
(2)1个标准大气压支持的水柱高度为10m,这棵九龙柏的高度为18米,所以这棵九龙柏不是仅利用大气压将水分输送到树顶的。
25.(4分)祝融号火星车安全驶离着陆平台到达火星表面,标志着我国探索火星进入了新时代。祝融号火星车的质量为240kg,在火星表面时的重力仅为960N2。
(1)火星车静止在火星水平表面上时,对火星表面的压强是多少?
(2)如果火星车在火星水平表面上行驶时,轮子与火星表面的压强不能超过1.36×104Pa,则火星车最多能搭载实验器材的质量是多少?
(3)假设能在火星表面用水做托里拆利实验,如图所示,实验测得玻璃管内外水柱高度差h=0.15m3kg/m3,求该星球表面的大气压的值。
【答案】(1)火星车对火星表面的压强为9.6×103Pa;
(2)火星车最多能搭载实验器材的质量为100kg;
(3)火星表面的大气压为600Pa。