广东省广州市铁一中学2024-2025学年九年级上学期开学测试物理试题
1.(2024九上·广州开学考)下列对一些物理量的估测中比较贴近事实的是( )
A.一个漂浮在盐水中的鸡蛋受到的浮力约为0.5N
B.考场内的气压约5000Pa
C.物理课本的质量约为2kg
D.一名中学生站立时对地面的压强约为1000Pa
2.(2024九上·广州开学考)2024年7月30日,中国乒乓球运动员王楚钦和孙颖莎在巴黎奥运会乒乓球混双决赛中获得混双冠军。如图所示,是某次击球中乒乓球的运动轨迹。下列说法正确的是( )
A.从B点运动到C点的过程中,乒乓球的重力势能转化为动能
B.在空中,乒乓球处于平衡状态
C.乒乓球能继续向前运动是受到惯性的作用
D.乒乓球速度越大,惯性越大
3.(2024九上·广州开学考)沙滩上留有大人和小孩深浅相同大小不同的两对脚印,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.小孩对沙滩的压力比大人对沙滩的压力小,压强也更小
B.小孩和大人对沙滩的受力面积和压力都不等,无法比较谁对沙滩的压强大
C.两个人对沙滩的压强相同
D.大人对沙滩的压力和大人的重力是一对相互作用力
4.(2024九上·广州开学考)如图所示是甲和乙两种液体的质量与体积的关系图象,分析图象可知( )
A.液体甲的密度小于液体乙的密度
B.液体甲和液体乙的密度之比为4∶1
C.若一个水瓶恰好能装5kg的液体甲,则该水瓶中也能装5kg的液体乙
D.若把一个物体放置于甲液体中会处于沉底状态,则该物体放入乙液体中也一定沉底
5.(2024九上·广州开学考)如图是一个小朋友玩滑板车的情景,以下分析合理的是( )
A.玩滑板车时,脚要蹬地,是利用脚对地面的力改变了车和人的运动状态
B.玩滑板车时要佩戴好安全头盔,可以减小滑行时的惯性
C.滑板车“把手”处有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
D.人静止站立在滑板车上时,人对车的压力和地面对车的支持力是一对平衡力
6.(2024九上·广州开学考)如图所示,在粗糙的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一滑块,O点是弹簧保持原长时滑块的位置,AO的距离与OB距离相等。开始时用力推滑块压缩弹簧至A位置后放手释放滑块,滑块向右运动。已知滑块经过C点时,滑块所受地面的摩擦力与弹簧的弹力大小相等。下列说法正确的是( )
A.向右运动过程,滑块受摩擦力f方向一定向左
B.第一次向右运动过程中,经过O点时速度v最大
C.滑块最终可能停在B点
D.若第一次向右运动经过C点时,所有力都突然消失,滑块将保持静止
7.(2024九上·广州开学考)关于下面四幅图的说法正确的是( )
A.如甲图,吹气时A管中水面上升,是因为流体中流速越小的位置压强越小
B.如乙图,若将竖直玻璃管倾斜,水银柱的长度不变
C.如丙图,把水气压计从山下移到山顶,细管内的水柱上升
D.如丁图,将玻璃管竖直下压,下端管口橡皮膜受到的压强变小
8.(2024九上·广州开学考)现有A、B两个物体,A的重力为10N,B的重力为20N。如图甲所示,A、B两物体粗糙程度一样,在的推力作用下,以相同的速度v一起向右做匀速直线运动;然后将A、B平放,如图乙,在相同水平面上用推着AB以v做匀速直线运动。下列说法中正确的是( )
A.图甲中,物体A受摩擦力,方向水平向右
B.图甲中,B对地面的压力为20N
C.采用图乙方式推AB时,A、B总摩擦力为30N
D.图乙中,若增大,A、B所受总摩擦力不变
9.(2024九上·广州开学考)如图所示为自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的。将其放入盛有不同液体的甲、乙两个相同的烧杯中,它会竖直立在液体中,此时甲、乙烧杯中液面相平。下列说法正确的是( )
A.密度计静止时受到的浮力大于它的重力
B.密度计静止时两次排开液体的质量不同
C.甲烧杯中液体的密度比乙烧杯中液体的密度小
D.甲烧杯中液体对容器底部的压强比乙烧杯中的大
10.(2024九上·广州开学考)小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体。如图甲,当该液体温度为19℃时,质量为的小球b悬浮,b标记“19℃”;另外两个小球分别标记“15℃”“23℃”,当小球悬浮时,它标记的温度与液体温度相等。图甲中小球a漂浮、小球b悬浮、小球c沉底,忽略小球体积变化,g取。图乙中小球a、b、c均沉底,则下列说法正确的是( )
A.图乙中b所受浮力大于图甲中b所受浮力
B.图乙中液体温度大于19℃
C.小球c对应标记“23℃”
D.小球a对应标记“15℃”
11.(2024九上·广州开学考)如图所示,用飞机向目标空投救灾物品。若飞机向前水平匀速飞行,要把物资空投到目标处,应该在 (选填“A”“B”或“C”)点进行空投。飞机在空投物品后与飞机空投物品前对比,飞机的机械能总量 (填“增大”“减小”或“不变”)。我国完全自主知识产权的民航商用飞机C919的最大起飞质量为75t,在飞行时,机翼上方的空气流速要 (填“大于”“等于”或“小于”)机翼下方的空气流速,才能产生向上的升力。
12.(2024九上·广州开学考)如图甲所示,水平桌面上放有:一个底面积为,高为10cm前平底圆柱形容器(容器厚度不计);容器内盛某种液体时容器和液体的总质量与液体的体积关系如图乙所示。
(1)某次测量中,天平平衡时右盘中的砝码质量及游码在标尺上的位置如图丙所示,测得的质量为 。液体的密度是 ;
(2)先将容器内盛满这种液体,再将一个体积为的铝质空心小球缓慢放入容器中,发现一些液体溢出,小球沉入容器底,稳定后擦干容器外壁,测得容器、容器内液体和小球的质量为716g。则小球的密度为 ,空心部分的体积为 。
13.(2024九上·广州开学考)如图所示,细绳上端连着小球A,下端固定在装有水的容器底,容器放置于一个斜面上,始终保持静止,已知水的密度,小球A的体积为,质量为500g。(g取)
(1)小球A受到的浮力是 N;
(2)以圆点代表小球A,请在方框中画出木块A的受力示意图;
(3)若将细绳剪断,小球A将 (选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。剪断短绳子小球A静止后,与未剪断前对比,水对容器底部的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”),容器对斜面的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
14.(2024九上·广州开学考)如图所示,把甲、乙两个质量不同的小球分别从M点竖直向下以相同速度拋出,忽略空气阻力。甲球从P点运动到Q点过程,球的 能转化为 能。(以上两空均选填“重力势”或“动”)。在落地前的一瞬间,甲球的动能 乙球的动能(选填“﹥”、“﹤”“=”)。甲球经地面反弹后到达的最高点为N,N点 比M点高(选填“可能”或“不可能”)。
15.(2024九上·广州开学考)小明用方向不变的力F在粗糙程度不变的水平地面上向右拉动长木板,木块与木板始终保持相对静止。拉力F的大小随时间的变化关系如图乙所示,长木板的运动速度随时间的变化关系如图丙所示。
(1)在的,木块 受到长木板给的摩擦力(选填“有”或“没有”),长木板受到地面的摩擦力为 N;在时,长木板的运动状态是 (选填“静止”“变速运动”或“匀速运动”),长木板受到地面的摩擦力为 N;
(2)假如在第10s时,撤去拉力F,长木板受到地面的摩擦力将 (选填“变大”“变小”或“不变”),原因是 。
16.(2024九上·广州开学考)如图所示,两个底面积相同且质量相等的密闭容器甲和乙放置在水平桌面上,向容器中分别注入两种不同的液体。(取)
(1)已知距容器底部等高的A、B两点所受液体的压强相等,则 。若乙容器内液体的质量大于甲容器内液体的质量,则桌面受到甲、乙容器的压力 ;(以上两空均选填“大于”“等于”或“小于”)
(2)若乙容器装的液体密度为,液体质量为0.15kg,容器质量为2kg,容器底部面积为,请写出计算过程,求:B点所受的液体压强大小和液体对乙容器底的压力大小;
(3)如图丙所示,如果把乙装置倒置,那么整个装置对水平桌面的压强将 ,液体对容器底的压力将 。(后两空均选填:“变大”、“变小”或“不变”)
17.(2024九上·广州开学考)某港口有一体积为质量为500kg的密封货箱不慎落入江中,打捞到货箱后,吊机用绳子将货箱从江底A处匀速向上提升到高为40m的B处,然后水平移动10m到C处,最后竖直下放到到达指定位置D,CD段路程随时间变化图像如丙图所示,在此过程中,求:(g取,)。
(1)货箱未露出水面时,受到水的浮力是多大?此时绳子的拉力是多大?
(2)BC段吊机对货箱的拉力做的功;
(3)CD段货箱所受重力做功的功率。
18.(2024九上·广州开学考)小明是一个滑雪爱好者,在某次跳台滑雪过程中,小明在平台上以一定的初速度向平台边缘滑去并飞出,着陆于平面上。为了研究这一过程,小明准备了一个简单的轨道模型、刻度尺和几个相同材质但不同质量的小球。如图所示,小球从A点下滑后到达B点,经过水平面BC后飞出并着落于DE水平面上的F点。
(1)以圆点代表小球,请在方框中画出小球在BC段的受力示意图。
(2)为了探究小球落地DF段的距离与小球质量的关系,小明分别用不同质量的小球从A点由静止下滑,并且用刻度尺测量DF段的距离。让小球从同一点静止滑下的目的是: 。
(3)小明完成实验后,提出新的猜想,小球从C点飞出到落地F点的时间可能与小球在C点的初速度有关。请你补充合适的器材,设计一个实验方案,帮助小明探究此猜想是否正确。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】质量及其特性;压强的大小及其计算;大气压强的存在;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.一个鸡蛋的质量在50g左右,在盐水中漂浮时受到的浮力等于重力,约为
F浮=G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N,故A符合题意;
B.考场内的气压约为1标准大气压强,而1标准大气压强约为1×105Pa,故B不符合题意;
C.八年级物理课本的质量大约为200g,即0.2kg,故C不符合题意;
D.中学生的质量约为50kg,由G=mg可得中学生的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N左右,双脚站立时对水平面的压力大小为F=G=500N,与水平地面的接触面积在0.05m2左右,双脚对水平地面的压强约为,故D不符合题意。
故选A。
【分析】首先对题目中涉及的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】机械能及其转化;惯性及其现象;平衡状态的判断
【解析】【解答】A.乒乓球从B点到C点,质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,重力势能转化为动能,故A正确;
B.在空中,乒乓球运动状态发生改变,受到重力和空气阻力作用,这两个力大小不相等,不是平衡力,乒乓球处于非平衡状态,故B错误;
C.乒乓球具有惯性,可以保持原来的运动状态继续向前运动,故C错误;
D.惯性大小只与质量有关,与速度无关,故D错误。
故选A。
【分析】A. 从B点(最高点)到C点(下落过程),乒乓球高度降低,重力势能减小,同时速度增大,动能增加,因此重力势能转化为动能。
B.乒乓球在空中运动时受重力和空气阻力作用,这两个力大小不相等,因此不处于平衡状态(平衡状态如静止或匀速直线运动)。
C.惯性是物体保持运动状态的性质,不是一种“力”,因此不能说“受到惯性的作用”。正确说法是“乒乓球由于惯性继续向前运动”。
D.惯性只与物体质量有关,与速度无关。乒乓球质量不变,惯性不变,速度变化不影响惯性。
3.【答案】C
【知识点】力作用的相互性;压强大小比较
【解析】【解答】ABC.大人和小孩的脚印深浅相同,则大人和小孩对沙滩的压强相同,小孩的脚印小,即沙滩受力面积小,则小孩对沙滩的压力比大人对沙滩的压力小,故AB错误,C正确;
D.大人对沙滩的压力和大人的重力方向相同,不是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
【分析】 压强是单位面积上的压力,效果(脚印深浅)直接反映压强大小。 压强相同说明形变程度相同(深浅相同)。压强与压力大小和受力面积有关。相互作用力必须作用在不同物体上(压力与支持力),压力与重力不是相互作用力。
4.【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.图像的倾斜程度表示物体的密度,甲的倾斜程度更大,液体甲的密度大于液体乙的密度,故A不符合题意;
B.液体甲的密度为
液体乙的密度为
液体甲和液体乙的密度之比为
故B不符合题意;
C.一个水瓶容积一定,由可知,液体甲的密度大于液体乙的密度,体积相等时,甲的质量大于乙的质量,恰能装5kg液体甲的水瓶所装液体乙质量一定小于5kg,故C不符合题意;
D.若把一个物体放置于甲液体中会处于沉底状态,说明该物体的密度大于液体甲的密度,甲的密度大于液体乙的密度,则该物体的密度也大于液体乙的密度,放入乙液体中也一定沉底,故D符合题意。
故选D。
【分析】密度图像:倾斜程度越大,密度越大。密度计算,比值可通过相同体积下的质量比直接得到。沉浮条件:物体密度大于液体密度,沉底;物体密度小于或等于液体密度,悬浮或漂浮。
5.【答案】C
【知识点】力的作用效果;惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.脚蹬地时,地对脚的力改变了车和人的运动状态,而非脚对地的力(作用力与反作用力),故A错误;
B.惯性是物体固有属性,只与质量有关。头盔无法减少惯性,但能通过缓冲作用减少碰撞伤害。戴头盔增大了人和车的总质量,反而会增大滑行时的惯性,故B错误;
C.凹凸花纹通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,防止手打滑,故C正确;
D.平衡力需作用在同一物体上且大小相等、方向相反。人静止站立在滑板车上时,地面对车的支持力大小等于人和车的总重,人对车的压力和地面对车的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
【分析】脚蹬地的力与地推脚的力是一对相互作用力。惯性只与质量有关。增大摩擦的方法:增加粗糙程度或压力。平衡力必须作用在同一物体上。
6.【答案】A
【知识点】物体运动状态的变化;二力平衡的条件及其应用;摩擦力的方向
【解析】【解答】A.无论滑块向左或向右运动,摩擦力方向始终与相对运动方向相反。向右运动时,摩擦力向左,故A正确;
B.从A到O,弹簧处于压缩状态而对滑块有水平向右的弹力;A点时,弹力大于摩擦力,滑块做加速运动;C点时,弹力等于摩擦力,滑块的速度最大;从C继续运动到O的过程中,弹力小于摩擦力,滑块做减速运动;从O到B,因弹簧处于伸长状态而对滑块有水平向左的弹力,则滑块的速度不断减小,所以速度最大的位置在C点,故B错误;
C.滑块从A点向右运动,经过C点时,滑块所受地面的摩擦力与弹簧的弹力大小相等,说明在A点时的弹力大于摩擦力。滑块运动到B点,由于OA等于OB,弹簧形变量相同,滑动摩擦力大小不变,故在B点受力不平衡,不能停在B点,故C错误;
D.若第一次向右运动经过C点时,滑块具有最大的速度,根据牛顿第一定律,所有力都突然消失,滑块将做匀速直线运动,故D错误。
故选A。
【分析】摩擦力始终阻碍相对运动(向右运动时向左),所以摩擦力方向与物体相对运动方向相反。在合力为零时速度最大(弹力=摩擦力,即C点)。弹力与摩擦力平衡处(C点)即为最终停止位置。力消失后物体保持瞬时速度运动(牛顿第一定律)。
7.【答案】C
【知识点】液体压强的特点;大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.流体中流速越大压强越小,吹气时,A管上方空气流速大压强小,杯中的水在大气压作用下进入A管,故A错误;
B.在托里拆利实验中,水银柱的高度是指管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度,这一高度的大小是由外界大气压决定的,因此在大气压不变的情况下,玻璃管倾斜,水银柱高度不变,但水银柱长度会变长,故B错误;
C.把水气压计从山下带到山上,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,瓶内的水在水面上方气压作用下进入细管,细管内的水柱上升,故C正确;
D.液体压强随深度的增加而增大,将玻璃管竖直下压,下端管口橡皮膜在液体中所处的深度变大,受到的压强变大,故D错误。
故选C。
【分析】(1)流体的压强跟流体的流速有关,流速越大的地方,压强越小;
(2)托里拆利管内是真空,在托里拆利实验中,外界大气压不变,则管内水银柱的高度不变,当管倾斜时,水银柱的长度变长;
(3)大气压强随着高度的增加而减小,当内外压强差增大时,管内水柱的高度大;
(4)液体压强随深度的增加而增大。
8.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力产生的条件;探究影响摩擦力大小因素的实验;压力及重力与压力的区别
【解析】【解答】A.图甲中,A相对于B处于静止状态,与B之间没有发生相对滑动的趋势也没有相对滑动,不受摩擦力,故A错误;B.图甲中,B对地面的压力等于AB的总重力,大小为30N,故B错误;
C.A和B叠放在水平桌面上和A、B紧靠着放在同一水平桌面上,两种情况下A和B对水平桌面的压力大小都等于A和B的重力大小,重力不变,压力不变。两种情况下木块和水平桌面粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,滑动摩擦力大小与推力是一对平衡力,所以AB的总摩擦力为10N,故C错误;
D.图乙中,若增大F2,AB对水平面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以受到的滑动摩擦力大小不变,故D正确。
故选D。
【分析】产生摩擦力的条件:两个相互接触的物体之间存在压力,接触面粗糙,且发生了相对滑动或具有相对滑动的趋势;水平面上的物体的压力等于总重力;物体处于静止或做匀速直线运动时;滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关。
9.【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.密度计在甲、乙液体中都处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件,密度计静止时受到的浮力等于它的重力,故A错误;
B.由于密度计静止时受到的浮力等于它的重力,所以两次受到的浮力相等(都等于自身重力),根据阿基米德原理,两次排开液体的重力相等,因此两次排开液体的质量相同,故B错误;
C.由图可知,密度计在液体中排开的体积V甲排>V乙排,而密度计在两液体中受到的浮力相等,由可知,甲烧杯中液体的密度比乙烧杯中液体的密度小,故C正确;
D.甲、乙烧杯中液面相平,V甲液+V甲排=V乙液+V乙排,即液体深度相同,又,根据液体压强公式p=ρgh可知,可以得出甲烧杯中液体对容器底部的压强比乙烧杯中的小,故D错误。
故选C。
【分析】根据浮力原理和阿基米德原理,分析密度计在不同液体中的浮力、排开液体的质量以及液体密度的关系,同时利用液体压强公式分析液体对容器底部的压强。
10.【答案】B
【知识点】密度与温度的关系;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.图甲中b悬浮,受到的浮力等于其自身的重力,图乙中b下沉,受到的浮力小于其自身的重力,b的重力不变,所以图乙中b所受浮力小于图甲中b所受浮力,故A错误;
B.由图乙知,三个小球都下沉,小球的密度都大于液体的密度,由“环境温度越高时,液体的密度变小,浮力越小,悬浮的小球会下沉”可知液体的温度比23°℃还高,故B正确;
CD.图甲中小球a漂浮,c沉底,由浮沉条件可知:,,则当a球悬浮时对应的液体密度= c球的密度<图甲中液体的密度,因液体的密度随温度降低而变大,所以小球a对应的温度更高,应标记为23℃,当c球悬浮时对应的液体密度=c球的密度>图甲中液体的密度,因液体的密度随温度降低而变大,所以小球c对应的温度更低,应标记为15°℃,故CD错误。
故选B。
【分析】(1)图甲中b悬浮,图乙中b下沉,根据物体的浮沉条件即可比较b受到的浮力的关系;
(2)当外界气温降低时,液体的密度变大,由可知,小球所受浮力会变大,悬浮小球会上浮,最终会漂浮在水面上,据此判断出此时液体温度;
(3)环境温度越高时,液体的密度变小,浮力越小,悬浮的小球会下沉,据此判断出小球a和c对应的的温度。
11.【答案】A;减小;大于
【知识点】机械能及其转化;惯性及其现象;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】(1)物品随飞机一起运动,被投出后由于惯性还要保持原来的速度继续向前运动,所以,若空投时,飞机刚好在目标的正上方,则物品不能落到目标处,会落到目标的前方,因此只有适当提前投放才能命中目标,即飞机应在A点处进行空投。
(2)飞机在空投物品后,质量减小,速度和高度不变,飞机的动能和重力势能都与质量有关,则飞机的动能和重力势能都减小,飞机的机械能总量减小。
(3)空气流速大的地方气压小,在飞行时,机翼上方的空气流速大,气压小,机翼下方的空气流速小,气压大,产生向上的压力差,才能产生向上的升力。
【分析】1.利用惯性解释飞机空投物资时的投放位置,即物资被空投后会保持原来的速度继续向前运动。
2.飞机空物品前后机械能的变化情况,涉及到动能和重力势能与质量、速度、高度的关系。
3.飞机机翼产生升力的原理,即流速越大的位置压强越小,从而形成压强差产生升力。
12.【答案】(1)39.6g;1
(2);20
【知识点】质量的测量与天平的使用;密度公式及其应用
【解析】【解答】(1)如图丙所示,天平的分度值为0.2g,,则测得的质量为
由图乙可知,容器质量为100g。当液体体积为时,容器和液体的总质量为300g,由得液体的密度为
(2)容器内盛满这种液体时,液体的体积为
V'液=V容器=Sh=50cm2×10cm=500cm3
由得液体的质量为
m'液=ρ液V'液=1g/cm3×500cm3=500g
容器内盛满这种液体后,再将小球轻轻地放入容器中,小球沉入容器底,则小球排开液体的体积和小球本身的体积相等为
V溢=V球=100cm3
由得溢出液体的质量为
m溢=ρ液V溢=1g/cm3×100cm3=100g
待液体溢尽,擦干容器壁,测得容器、水和小球的总质量为716g,则小球的质量为
m球=m'总-m容-m'液+m溢=716g-100g-500g+100g=216g
由得小球的密度为
小球中实心部分体积为
因为V铝【分析】根据天平测量的质量和图乙提供的液体体积与总质量的关系,计算液体的密度;再根据容器的体积和液体密度计算液体的质量,结合小球放入后总质量的变化,计算小球的密度和空心部分体积。
(1)[1]如图丙所示,横梁标尺的分度值为0.2g,则测得的质量为
[2]由图乙可知,当体积为0时,容器和液体的总质量为100g,即容器质量为100g。当液体体积为时,容器和液体的总质量为300g,则液体的密度为
(2)[1]容器内盛满这种液体时,液体的体积为
V'液=V=Sh=50cm2×10cm=500cm3
则液体的质量为
m'液=ρ液V'液=1g/cm3×500cm3=500g
容器内盛满这种液体后,再将小球轻轻地放入容器中,小球沉入容器底,则小球排开液体的体积为
V溢=V球=100cm3
溢出液体的质量为
m溢=ρ液V溢=1g/cm3×100cm3=100g
待液体溢尽,擦干容器壁,测得容器、水和小球的总质量为716g,则小球的质量为
m球=m'总-m容-m'液+m溢=716g-100g-500g+100g=216g
则小球的密度为
[2]小球中实心部分体积为
则空心部分的体积为
13.【答案】(1)8
(2)
(3)上浮;变小;不变
【知识点】液体压强计算公式的应用;浮力及其产生原因;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)根据阿基米德原理可知,小球A受到的浮力为
(2)小球A静止时,受力平衡,受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和竖直向下的拉力,作用点都画在重心上,作图如下:
(3)由得小球A的重力为
若将细绳剪断,小球A将上浮,最终处于漂浮状态,此时V排变小,水位降低,根据可知,水对容器底部的压强变小;总重力不变,容器对斜面的压力不变,受力面积不变,则容器对斜面的压强不变。
【分析】(1)根据阿基米德原理计算浮力;
(2)根据二力平衡画图,拉力、浮力与重力作用点都画在重心上;
(3)根据G=mg计算重力,比较浮力与重力关系确定浮沉,得出液面变化,根据压强公式分析液体压强,根据总重力是否改变分析压力和压强变化。
(1)小球A浸没,受到的浮力为
(2)小球A静止,受力平衡,受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和竖直向下的拉力,作图如下:
(3)[1][2][3]小球A的重力为
所以若将细绳剪断,小球A将上浮。剪断短绳子小球A静止后,处于漂浮状态,排开水的体积变小,则水位降低,根据可知,与未剪断前对比,水对容器底部的压强变小;容器对斜面的压力不变,受力面积不变,则容器对斜面的压强不变。
14.【答案】重力势;动;>;可能
【知识点】动能和势能的大小变化;机械能及其转化
【解析】【解答】(1)(2)忽略空气阻力,甲球从P点运动到Q点过程中,只受到重力作用,受力不平衡,做加速直线运动,速度增大,动能变大,高度降低,重力势能减小,所以是重力势能转化为动能。
(3)把两球从同一高度释放,初速度相同,质量大的物体机械能较大,又m甲>m乙,则甲的机械能较大。下落过程中,高度减小,速度增大,重力势能转化为动能。在落地前的一瞬间,甲乙的重力势能均为零,重力势能全部转化为动能,则甲的动能大于乙的动能。
(4)忽略空气阻力,小球运动过程中机械能守恒,动能和重力势能相互转化。甲球经地面反弹后到达的最高点N时,速度为零,则动能为零。而小球在M点释放时具有速度,动能不为零,所以甲球经地面反弹后到达的最高点N时的重力势能大于M点,则N点可能比M点高。
【分析】根据机械能守恒定律,分析物体在不同位置时的动能和重力势能的转化,以及在忽略空气阻力的情况下,不同质量的物体在相同高度和速度下落地时动能的比较。
15.【答案】(1)没有;3;变速运动;6
(2)不变;接触面的压力大小和粗糙程度不变
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)由图丙可知,在t= 2s时,速度为0,木板和木块均处于静止状态,所以木块没有受到摩擦力;长木板处于静止状态,受力平衡,且受到的是静摩擦,拉力和静摩擦力大小相等,此时拉力为3N,长木板受到地面的摩擦力为3N;
由图丙可知,t=5s时,长木板处于加速运动状态;在6~9s内,长木板做匀速直线运动,收到的是滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与速度无关,由于压力大小不变、接触面的粗糙程度不变,所以在t= 5s时受到的滑动摩擦力为6N;
(2)假如在第10s时,撤去拉力F,由于压力大小不变、接触面的粗糙程度不变,长木板受到地面的摩擦力将不变。
【分析】影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据图中现象得出结论。根据图中的F-t图象和v-t图象分析。
(1)[1][2]由v-t图像可知,在0~3s内,物体的速度为零,则当t=2s时,木板和木块均处于静止状态,则木块没有受到长木板给的摩擦力;此时拉力为3N,根据二力平衡,长木板受到地面的摩擦力为3N。
[3][4]在6~9s内,长木板做匀速直线运动,拉力为6N,根据二力平衡,滑动摩擦力为6N;在3~6s内,长木板做加速直线运动,即变速运动,因为滑动摩擦力与速度无关,所以长木板受到地面的摩擦力仍为6N。
(2)[1][2]假如在第10s时,撤去拉力F,长木板将做减速运动,因为滑动摩擦力与速度无关,压力和接触面粗糙程度不变,则长木板受到地面的摩擦力将不变。
16.【答案】(1)小于;小于
(2)由可得B点所受的液体压强大小为
液体对乙容器底的压强为
由可得则液体对乙容器底的压力大小为
(3)变大;变小
【知识点】压强大小比较;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】(1)当 A、B两点p相等,B点深度较小,根据可知小于;甲乙容器质量相等,若乙容器内液体的质量大于甲容器内液体的质量,由G=mg可知,容器的总重力相同,所以桌面受到甲、乙容器的压力小于。
(3)由可知倒放后,总质量不变,总重力不变,则整个装置对水平桌面的压力不变,受力面积变小,根据可知整个装置对水平桌面的压强将变大;
乙为“上小下大”的台形容器,容器侧壁对液体也有压力,且液体能传递压力,则液体对容器底的压力大于该液体的重力,即F乙>G乙液,将其倒置后,为“上大下小”的台形容器,液体对容器侧壁也有压力,则液体对容器底的压力小于该液体的重力,即F'乙>G乙液,所以液体对容器底的压力将变小。
【分析】根据液体压强公式和压力公式F = pS,结合容器形状和液体密度的变化,分析容器底部受到的压强和压力的变化。
(1)[1][2]距容器底部等高的A、B两点所受液体的压强相等,B点深度较小,根据可知小于;若乙容器内液体的质量大于甲容器内液体的质量,甲乙容器质量相等,则乙容器的总质量(含内部液体)大于甲容器的总质量(含内部液体),所以桌面受到甲、乙容器的压力小于。
(2)B点所受的液体压强大小为
液体对乙容器底的压强为
则液体对乙容器底的压力大小为
(3)[1]如图丙所示,如果把乙装置倒置,总质量不变,则整个装置对水平桌面的压力不变,受力面积变小,根据可知整个装置对水平桌面的压强将变大。
[2]如图丙所示,正放时,液体对容器底的压力小于液体的重力,倒置时,液体对容器底的压力大于液体的重力,所以液体对容器底的压力变大。
17.【答案】(1)货箱未露出水面时,排开水的体积等于货物的体积,则受到水的浮力为
货箱重力为
匀速向上运动时受力平衡,则此时绳子的拉力为
(2)BC段货箱水平移动,吊机对货箱的拉力竖直向上,箱子没有在拉力的方向上移动距离,此过程中拉力不做功,所以BC段吊机对货箱的拉力做的功为。
(3)由图丙可知,CD段货箱匀速竖直下降,移动速度为
由可得CD段货箱所受重力做功的功率为
【知识点】功率计算公式的应用;阿基米德原理;是否做功的判断
【解析】【分析】(1)货箱未露出水面时,排开水的体积等于货箱的体积,根据求它受到水的浮力;根据G=mg求货箱的重力,此时绳子的拉力等于重力与浮力之差;
(2)BC段货箱水平移动,拉力的方向竖直向上,此过程中拉力不做功;
(3)由图丙知,在CD段,货箱匀速竖直下降,根据求货箱的速度,根据求
CD段货箱所受重力做功的功率。
(1)货箱未露出水面时,受到水的浮力为
货箱重力为
则此时绳子的拉力为
(2)BC段吊机对货箱的拉力竖直向上,箱子没有在拉力的方向上移动距离,所以BC段吊机对货箱的拉力做的功为。
(3)根据图丙,CD段货箱移动速度为
则CD段货箱所受重力做功的功率为
18.【答案】(1)
(2)保证小球从C点飞出时的速度相同
(3)使用同一个小球在斜坡上的不同高度处释放,当小球离开C点时用秒表开始计时,当小球落地时停止计时,测量不同高度释放时小球从C点到落地所用的时间并进行比较。
【知识点】探究影响物体动能大小的因素;力的三要素及力的示意图;物理学方法
【解析】【解答】(1)小球主要受到重力和支持力两个力的作用,重力方向竖直向下,作用点在小球的重心上;支持力方向竖直向上,与重力方向相反,也作用在小球的重心上,如下图所示:
(2)根据控制变量法,为了探究小球落地DF段的距离与小球质量的关系,需要控制其他因素保持不变,只改变质量。让小球从同一点静止滑下,保证从C点离开时的速度相同。因此,让小球从同一点静止滑下的目的是为了控制小球在C点的初速度相同。
(3)探究小球从C点飞出到落地F点的时间是否与小球在C点的初速度有关,要改变小球在C点的初速度,并观察时间的变化。使用同一小球,改变小球在A点的初始位置滑下,确保小球在C点具有不同的初速度。每次实验时,用秒表准确测量小球从C点飞出到落地F点的时间。重复多次实验,记录并比较不同初速度下小球飞行的时间。分析实验数据,判断小球从C点飞出到落地F点的时间是否与小球在C点的初速度有关。
【分析】画力的示意图的步骤如下:确定受力物体。在受力物体上画出力的作用点。确定力的方向后沿力的方向画一条线段。在线段的末端标上箭头,并在箭头旁标出所画力的符号。在同一个图上画几个力的示意图时,力越大线段应越长,大小相同的力线段长度应相等如果物体同时受到几个力,可以将各力的作用点画在物体的重心上。
物理学中对于多因素或多变量的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
(1)对小球进行受力分析可知,小球在平面BC上运动时,受到重力、平面对小球的支持力与平面对小球的摩擦力的作用,如下图所示:
(2)根据控制变量法的原则可知,想探究小球落地DF段的距离与小球质量的关系,需保证从C点离开时的速度相同,只改变小球的质量,而使不同质量的小球从斜面上的同一点由静止释放可以使小球C点离开时的速度相同。
(3)探究小球从C点飞出到落地F点的时间与小球在C点的初速度的关系时,要保证小球的质量不变,改变到达C点时的速度,所以进行实验时应当用同一个小球从斜面的不同高度处释放,用秒表测量小球从C点飞出到落地的时间,比较不同高度时对应的时间,如果时间相同,说明小球从C点飞出到落地F点的时间与小球在C点的初速度无关,如果时间不同,说明小球从C点飞出到落地F点的时间与小球在C点的初速度有关。
1 / 1广东省广州市铁一中学2024-2025学年九年级上学期开学测试物理试题
1.(2024九上·广州开学考)下列对一些物理量的估测中比较贴近事实的是( )
A.一个漂浮在盐水中的鸡蛋受到的浮力约为0.5N
B.考场内的气压约5000Pa
C.物理课本的质量约为2kg
D.一名中学生站立时对地面的压强约为1000Pa
【答案】A
【知识点】质量及其特性;压强的大小及其计算;大气压强的存在;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.一个鸡蛋的质量在50g左右,在盐水中漂浮时受到的浮力等于重力,约为
F浮=G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N,故A符合题意;
B.考场内的气压约为1标准大气压强,而1标准大气压强约为1×105Pa,故B不符合题意;
C.八年级物理课本的质量大约为200g,即0.2kg,故C不符合题意;
D.中学生的质量约为50kg,由G=mg可得中学生的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N左右,双脚站立时对水平面的压力大小为F=G=500N,与水平地面的接触面积在0.05m2左右,双脚对水平地面的压强约为,故D不符合题意。
故选A。
【分析】首先对题目中涉及的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·广州开学考)2024年7月30日,中国乒乓球运动员王楚钦和孙颖莎在巴黎奥运会乒乓球混双决赛中获得混双冠军。如图所示,是某次击球中乒乓球的运动轨迹。下列说法正确的是( )
A.从B点运动到C点的过程中,乒乓球的重力势能转化为动能
B.在空中,乒乓球处于平衡状态
C.乒乓球能继续向前运动是受到惯性的作用
D.乒乓球速度越大,惯性越大
【答案】A
【知识点】机械能及其转化;惯性及其现象;平衡状态的判断
【解析】【解答】A.乒乓球从B点到C点,质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,重力势能转化为动能,故A正确;
B.在空中,乒乓球运动状态发生改变,受到重力和空气阻力作用,这两个力大小不相等,不是平衡力,乒乓球处于非平衡状态,故B错误;
C.乒乓球具有惯性,可以保持原来的运动状态继续向前运动,故C错误;
D.惯性大小只与质量有关,与速度无关,故D错误。
故选A。
【分析】A. 从B点(最高点)到C点(下落过程),乒乓球高度降低,重力势能减小,同时速度增大,动能增加,因此重力势能转化为动能。
B.乒乓球在空中运动时受重力和空气阻力作用,这两个力大小不相等,因此不处于平衡状态(平衡状态如静止或匀速直线运动)。
C.惯性是物体保持运动状态的性质,不是一种“力”,因此不能说“受到惯性的作用”。正确说法是“乒乓球由于惯性继续向前运动”。
D.惯性只与物体质量有关,与速度无关。乒乓球质量不变,惯性不变,速度变化不影响惯性。
3.(2024九上·广州开学考)沙滩上留有大人和小孩深浅相同大小不同的两对脚印,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.小孩对沙滩的压力比大人对沙滩的压力小,压强也更小
B.小孩和大人对沙滩的受力面积和压力都不等,无法比较谁对沙滩的压强大
C.两个人对沙滩的压强相同
D.大人对沙滩的压力和大人的重力是一对相互作用力
【答案】C
【知识点】力作用的相互性;压强大小比较
【解析】【解答】ABC.大人和小孩的脚印深浅相同,则大人和小孩对沙滩的压强相同,小孩的脚印小,即沙滩受力面积小,则小孩对沙滩的压力比大人对沙滩的压力小,故AB错误,C正确;
D.大人对沙滩的压力和大人的重力方向相同,不是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
【分析】 压强是单位面积上的压力,效果(脚印深浅)直接反映压强大小。 压强相同说明形变程度相同(深浅相同)。压强与压力大小和受力面积有关。相互作用力必须作用在不同物体上(压力与支持力),压力与重力不是相互作用力。
4.(2024九上·广州开学考)如图所示是甲和乙两种液体的质量与体积的关系图象,分析图象可知( )
A.液体甲的密度小于液体乙的密度
B.液体甲和液体乙的密度之比为4∶1
C.若一个水瓶恰好能装5kg的液体甲,则该水瓶中也能装5kg的液体乙
D.若把一个物体放置于甲液体中会处于沉底状态,则该物体放入乙液体中也一定沉底
【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.图像的倾斜程度表示物体的密度,甲的倾斜程度更大,液体甲的密度大于液体乙的密度,故A不符合题意;
B.液体甲的密度为
液体乙的密度为
液体甲和液体乙的密度之比为
故B不符合题意;
C.一个水瓶容积一定,由可知,液体甲的密度大于液体乙的密度,体积相等时,甲的质量大于乙的质量,恰能装5kg液体甲的水瓶所装液体乙质量一定小于5kg,故C不符合题意;
D.若把一个物体放置于甲液体中会处于沉底状态,说明该物体的密度大于液体甲的密度,甲的密度大于液体乙的密度,则该物体的密度也大于液体乙的密度,放入乙液体中也一定沉底,故D符合题意。
故选D。
【分析】密度图像:倾斜程度越大,密度越大。密度计算,比值可通过相同体积下的质量比直接得到。沉浮条件:物体密度大于液体密度,沉底;物体密度小于或等于液体密度,悬浮或漂浮。
5.(2024九上·广州开学考)如图是一个小朋友玩滑板车的情景,以下分析合理的是( )
A.玩滑板车时,脚要蹬地,是利用脚对地面的力改变了车和人的运动状态
B.玩滑板车时要佩戴好安全头盔,可以减小滑行时的惯性
C.滑板车“把手”处有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
D.人静止站立在滑板车上时,人对车的压力和地面对车的支持力是一对平衡力
【答案】C
【知识点】力的作用效果;惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.脚蹬地时,地对脚的力改变了车和人的运动状态,而非脚对地的力(作用力与反作用力),故A错误;
B.惯性是物体固有属性,只与质量有关。头盔无法减少惯性,但能通过缓冲作用减少碰撞伤害。戴头盔增大了人和车的总质量,反而会增大滑行时的惯性,故B错误;
C.凹凸花纹通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,防止手打滑,故C正确;
D.平衡力需作用在同一物体上且大小相等、方向相反。人静止站立在滑板车上时,地面对车的支持力大小等于人和车的总重,人对车的压力和地面对车的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
【分析】脚蹬地的力与地推脚的力是一对相互作用力。惯性只与质量有关。增大摩擦的方法:增加粗糙程度或压力。平衡力必须作用在同一物体上。
6.(2024九上·广州开学考)如图所示,在粗糙的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一滑块,O点是弹簧保持原长时滑块的位置,AO的距离与OB距离相等。开始时用力推滑块压缩弹簧至A位置后放手释放滑块,滑块向右运动。已知滑块经过C点时,滑块所受地面的摩擦力与弹簧的弹力大小相等。下列说法正确的是( )
A.向右运动过程,滑块受摩擦力f方向一定向左
B.第一次向右运动过程中,经过O点时速度v最大
C.滑块最终可能停在B点
D.若第一次向右运动经过C点时,所有力都突然消失,滑块将保持静止
【答案】A
【知识点】物体运动状态的变化;二力平衡的条件及其应用;摩擦力的方向
【解析】【解答】A.无论滑块向左或向右运动,摩擦力方向始终与相对运动方向相反。向右运动时,摩擦力向左,故A正确;
B.从A到O,弹簧处于压缩状态而对滑块有水平向右的弹力;A点时,弹力大于摩擦力,滑块做加速运动;C点时,弹力等于摩擦力,滑块的速度最大;从C继续运动到O的过程中,弹力小于摩擦力,滑块做减速运动;从O到B,因弹簧处于伸长状态而对滑块有水平向左的弹力,则滑块的速度不断减小,所以速度最大的位置在C点,故B错误;
C.滑块从A点向右运动,经过C点时,滑块所受地面的摩擦力与弹簧的弹力大小相等,说明在A点时的弹力大于摩擦力。滑块运动到B点,由于OA等于OB,弹簧形变量相同,滑动摩擦力大小不变,故在B点受力不平衡,不能停在B点,故C错误;
D.若第一次向右运动经过C点时,滑块具有最大的速度,根据牛顿第一定律,所有力都突然消失,滑块将做匀速直线运动,故D错误。
故选A。
【分析】摩擦力始终阻碍相对运动(向右运动时向左),所以摩擦力方向与物体相对运动方向相反。在合力为零时速度最大(弹力=摩擦力,即C点)。弹力与摩擦力平衡处(C点)即为最终停止位置。力消失后物体保持瞬时速度运动(牛顿第一定律)。
7.(2024九上·广州开学考)关于下面四幅图的说法正确的是( )
A.如甲图,吹气时A管中水面上升,是因为流体中流速越小的位置压强越小
B.如乙图,若将竖直玻璃管倾斜,水银柱的长度不变
C.如丙图,把水气压计从山下移到山顶,细管内的水柱上升
D.如丁图,将玻璃管竖直下压,下端管口橡皮膜受到的压强变小
【答案】C
【知识点】液体压强的特点;大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.流体中流速越大压强越小,吹气时,A管上方空气流速大压强小,杯中的水在大气压作用下进入A管,故A错误;
B.在托里拆利实验中,水银柱的高度是指管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度,这一高度的大小是由外界大气压决定的,因此在大气压不变的情况下,玻璃管倾斜,水银柱高度不变,但水银柱长度会变长,故B错误;
C.把水气压计从山下带到山上,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,瓶内的水在水面上方气压作用下进入细管,细管内的水柱上升,故C正确;
D.液体压强随深度的增加而增大,将玻璃管竖直下压,下端管口橡皮膜在液体中所处的深度变大,受到的压强变大,故D错误。
故选C。
【分析】(1)流体的压强跟流体的流速有关,流速越大的地方,压强越小;
(2)托里拆利管内是真空,在托里拆利实验中,外界大气压不变,则管内水银柱的高度不变,当管倾斜时,水银柱的长度变长;
(3)大气压强随着高度的增加而减小,当内外压强差增大时,管内水柱的高度大;
(4)液体压强随深度的增加而增大。
8.(2024九上·广州开学考)现有A、B两个物体,A的重力为10N,B的重力为20N。如图甲所示,A、B两物体粗糙程度一样,在的推力作用下,以相同的速度v一起向右做匀速直线运动;然后将A、B平放,如图乙,在相同水平面上用推着AB以v做匀速直线运动。下列说法中正确的是( )
A.图甲中,物体A受摩擦力,方向水平向右
B.图甲中,B对地面的压力为20N
C.采用图乙方式推AB时,A、B总摩擦力为30N
D.图乙中,若增大,A、B所受总摩擦力不变
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力产生的条件;探究影响摩擦力大小因素的实验;压力及重力与压力的区别
【解析】【解答】A.图甲中,A相对于B处于静止状态,与B之间没有发生相对滑动的趋势也没有相对滑动,不受摩擦力,故A错误;B.图甲中,B对地面的压力等于AB的总重力,大小为30N,故B错误;
C.A和B叠放在水平桌面上和A、B紧靠着放在同一水平桌面上,两种情况下A和B对水平桌面的压力大小都等于A和B的重力大小,重力不变,压力不变。两种情况下木块和水平桌面粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,滑动摩擦力大小与推力是一对平衡力,所以AB的总摩擦力为10N,故C错误;
D.图乙中,若增大F2,AB对水平面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以受到的滑动摩擦力大小不变,故D正确。
故选D。
【分析】产生摩擦力的条件:两个相互接触的物体之间存在压力,接触面粗糙,且发生了相对滑动或具有相对滑动的趋势;水平面上的物体的压力等于总重力;物体处于静止或做匀速直线运动时;滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关。
9.(2024九上·广州开学考)如图所示为自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的。将其放入盛有不同液体的甲、乙两个相同的烧杯中,它会竖直立在液体中,此时甲、乙烧杯中液面相平。下列说法正确的是( )
A.密度计静止时受到的浮力大于它的重力
B.密度计静止时两次排开液体的质量不同
C.甲烧杯中液体的密度比乙烧杯中液体的密度小
D.甲烧杯中液体对容器底部的压强比乙烧杯中的大
【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.密度计在甲、乙液体中都处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件,密度计静止时受到的浮力等于它的重力,故A错误;
B.由于密度计静止时受到的浮力等于它的重力,所以两次受到的浮力相等(都等于自身重力),根据阿基米德原理,两次排开液体的重力相等,因此两次排开液体的质量相同,故B错误;
C.由图可知,密度计在液体中排开的体积V甲排>V乙排,而密度计在两液体中受到的浮力相等,由可知,甲烧杯中液体的密度比乙烧杯中液体的密度小,故C正确;
D.甲、乙烧杯中液面相平,V甲液+V甲排=V乙液+V乙排,即液体深度相同,又,根据液体压强公式p=ρgh可知,可以得出甲烧杯中液体对容器底部的压强比乙烧杯中的小,故D错误。
故选C。
【分析】根据浮力原理和阿基米德原理,分析密度计在不同液体中的浮力、排开液体的质量以及液体密度的关系,同时利用液体压强公式分析液体对容器底部的压强。
10.(2024九上·广州开学考)小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体。如图甲,当该液体温度为19℃时,质量为的小球b悬浮,b标记“19℃”;另外两个小球分别标记“15℃”“23℃”,当小球悬浮时,它标记的温度与液体温度相等。图甲中小球a漂浮、小球b悬浮、小球c沉底,忽略小球体积变化,g取。图乙中小球a、b、c均沉底,则下列说法正确的是( )
A.图乙中b所受浮力大于图甲中b所受浮力
B.图乙中液体温度大于19℃
C.小球c对应标记“23℃”
D.小球a对应标记“15℃”
【答案】B
【知识点】密度与温度的关系;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.图甲中b悬浮,受到的浮力等于其自身的重力,图乙中b下沉,受到的浮力小于其自身的重力,b的重力不变,所以图乙中b所受浮力小于图甲中b所受浮力,故A错误;
B.由图乙知,三个小球都下沉,小球的密度都大于液体的密度,由“环境温度越高时,液体的密度变小,浮力越小,悬浮的小球会下沉”可知液体的温度比23°℃还高,故B正确;
CD.图甲中小球a漂浮,c沉底,由浮沉条件可知:,,则当a球悬浮时对应的液体密度= c球的密度<图甲中液体的密度,因液体的密度随温度降低而变大,所以小球a对应的温度更高,应标记为23℃,当c球悬浮时对应的液体密度=c球的密度>图甲中液体的密度,因液体的密度随温度降低而变大,所以小球c对应的温度更低,应标记为15°℃,故CD错误。
故选B。
【分析】(1)图甲中b悬浮,图乙中b下沉,根据物体的浮沉条件即可比较b受到的浮力的关系;
(2)当外界气温降低时,液体的密度变大,由可知,小球所受浮力会变大,悬浮小球会上浮,最终会漂浮在水面上,据此判断出此时液体温度;
(3)环境温度越高时,液体的密度变小,浮力越小,悬浮的小球会下沉,据此判断出小球a和c对应的的温度。
11.(2024九上·广州开学考)如图所示,用飞机向目标空投救灾物品。若飞机向前水平匀速飞行,要把物资空投到目标处,应该在 (选填“A”“B”或“C”)点进行空投。飞机在空投物品后与飞机空投物品前对比,飞机的机械能总量 (填“增大”“减小”或“不变”)。我国完全自主知识产权的民航商用飞机C919的最大起飞质量为75t,在飞行时,机翼上方的空气流速要 (填“大于”“等于”或“小于”)机翼下方的空气流速,才能产生向上的升力。
【答案】A;减小;大于
【知识点】机械能及其转化;惯性及其现象;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】(1)物品随飞机一起运动,被投出后由于惯性还要保持原来的速度继续向前运动,所以,若空投时,飞机刚好在目标的正上方,则物品不能落到目标处,会落到目标的前方,因此只有适当提前投放才能命中目标,即飞机应在A点处进行空投。
(2)飞机在空投物品后,质量减小,速度和高度不变,飞机的动能和重力势能都与质量有关,则飞机的动能和重力势能都减小,飞机的机械能总量减小。
(3)空气流速大的地方气压小,在飞行时,机翼上方的空气流速大,气压小,机翼下方的空气流速小,气压大,产生向上的压力差,才能产生向上的升力。
【分析】1.利用惯性解释飞机空投物资时的投放位置,即物资被空投后会保持原来的速度继续向前运动。
2.飞机空物品前后机械能的变化情况,涉及到动能和重力势能与质量、速度、高度的关系。
3.飞机机翼产生升力的原理,即流速越大的位置压强越小,从而形成压强差产生升力。
12.(2024九上·广州开学考)如图甲所示,水平桌面上放有:一个底面积为,高为10cm前平底圆柱形容器(容器厚度不计);容器内盛某种液体时容器和液体的总质量与液体的体积关系如图乙所示。
(1)某次测量中,天平平衡时右盘中的砝码质量及游码在标尺上的位置如图丙所示,测得的质量为 。液体的密度是 ;
(2)先将容器内盛满这种液体,再将一个体积为的铝质空心小球缓慢放入容器中,发现一些液体溢出,小球沉入容器底,稳定后擦干容器外壁,测得容器、容器内液体和小球的质量为716g。则小球的密度为 ,空心部分的体积为 。
【答案】(1)39.6g;1
(2);20
【知识点】质量的测量与天平的使用;密度公式及其应用
【解析】【解答】(1)如图丙所示,天平的分度值为0.2g,,则测得的质量为
由图乙可知,容器质量为100g。当液体体积为时,容器和液体的总质量为300g,由得液体的密度为
(2)容器内盛满这种液体时,液体的体积为
V'液=V容器=Sh=50cm2×10cm=500cm3
由得液体的质量为
m'液=ρ液V'液=1g/cm3×500cm3=500g
容器内盛满这种液体后,再将小球轻轻地放入容器中,小球沉入容器底,则小球排开液体的体积和小球本身的体积相等为
V溢=V球=100cm3
由得溢出液体的质量为
m溢=ρ液V溢=1g/cm3×100cm3=100g
待液体溢尽,擦干容器壁,测得容器、水和小球的总质量为716g,则小球的质量为
m球=m'总-m容-m'液+m溢=716g-100g-500g+100g=216g
由得小球的密度为
小球中实心部分体积为
因为V铝【分析】根据天平测量的质量和图乙提供的液体体积与总质量的关系,计算液体的密度;再根据容器的体积和液体密度计算液体的质量,结合小球放入后总质量的变化,计算小球的密度和空心部分体积。
(1)[1]如图丙所示,横梁标尺的分度值为0.2g,则测得的质量为
[2]由图乙可知,当体积为0时,容器和液体的总质量为100g,即容器质量为100g。当液体体积为时,容器和液体的总质量为300g,则液体的密度为
(2)[1]容器内盛满这种液体时,液体的体积为
V'液=V=Sh=50cm2×10cm=500cm3
则液体的质量为
m'液=ρ液V'液=1g/cm3×500cm3=500g
容器内盛满这种液体后,再将小球轻轻地放入容器中,小球沉入容器底,则小球排开液体的体积为
V溢=V球=100cm3
溢出液体的质量为
m溢=ρ液V溢=1g/cm3×100cm3=100g
待液体溢尽,擦干容器壁,测得容器、水和小球的总质量为716g,则小球的质量为
m球=m'总-m容-m'液+m溢=716g-100g-500g+100g=216g
则小球的密度为
[2]小球中实心部分体积为
则空心部分的体积为
13.(2024九上·广州开学考)如图所示,细绳上端连着小球A,下端固定在装有水的容器底,容器放置于一个斜面上,始终保持静止,已知水的密度,小球A的体积为,质量为500g。(g取)
(1)小球A受到的浮力是 N;
(2)以圆点代表小球A,请在方框中画出木块A的受力示意图;
(3)若将细绳剪断,小球A将 (选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。剪断短绳子小球A静止后,与未剪断前对比,水对容器底部的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”),容器对斜面的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)8
(2)
(3)上浮;变小;不变
【知识点】液体压强计算公式的应用;浮力及其产生原因;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)根据阿基米德原理可知,小球A受到的浮力为
(2)小球A静止时,受力平衡,受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和竖直向下的拉力,作用点都画在重心上,作图如下:
(3)由得小球A的重力为
若将细绳剪断,小球A将上浮,最终处于漂浮状态,此时V排变小,水位降低,根据可知,水对容器底部的压强变小;总重力不变,容器对斜面的压力不变,受力面积不变,则容器对斜面的压强不变。
【分析】(1)根据阿基米德原理计算浮力;
(2)根据二力平衡画图,拉力、浮力与重力作用点都画在重心上;
(3)根据G=mg计算重力,比较浮力与重力关系确定浮沉,得出液面变化,根据压强公式分析液体压强,根据总重力是否改变分析压力和压强变化。
(1)小球A浸没,受到的浮力为
(2)小球A静止,受力平衡,受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和竖直向下的拉力,作图如下:
(3)[1][2][3]小球A的重力为
所以若将细绳剪断,小球A将上浮。剪断短绳子小球A静止后,处于漂浮状态,排开水的体积变小,则水位降低,根据可知,与未剪断前对比,水对容器底部的压强变小;容器对斜面的压力不变,受力面积不变,则容器对斜面的压强不变。
14.(2024九上·广州开学考)如图所示,把甲、乙两个质量不同的小球分别从M点竖直向下以相同速度拋出,忽略空气阻力。甲球从P点运动到Q点过程,球的 能转化为 能。(以上两空均选填“重力势”或“动”)。在落地前的一瞬间,甲球的动能 乙球的动能(选填“﹥”、“﹤”“=”)。甲球经地面反弹后到达的最高点为N,N点 比M点高(选填“可能”或“不可能”)。
【答案】重力势;动;>;可能
【知识点】动能和势能的大小变化;机械能及其转化
【解析】【解答】(1)(2)忽略空气阻力,甲球从P点运动到Q点过程中,只受到重力作用,受力不平衡,做加速直线运动,速度增大,动能变大,高度降低,重力势能减小,所以是重力势能转化为动能。
(3)把两球从同一高度释放,初速度相同,质量大的物体机械能较大,又m甲>m乙,则甲的机械能较大。下落过程中,高度减小,速度增大,重力势能转化为动能。在落地前的一瞬间,甲乙的重力势能均为零,重力势能全部转化为动能,则甲的动能大于乙的动能。
(4)忽略空气阻力,小球运动过程中机械能守恒,动能和重力势能相互转化。甲球经地面反弹后到达的最高点N时,速度为零,则动能为零。而小球在M点释放时具有速度,动能不为零,所以甲球经地面反弹后到达的最高点N时的重力势能大于M点,则N点可能比M点高。
【分析】根据机械能守恒定律,分析物体在不同位置时的动能和重力势能的转化,以及在忽略空气阻力的情况下,不同质量的物体在相同高度和速度下落地时动能的比较。
15.(2024九上·广州开学考)小明用方向不变的力F在粗糙程度不变的水平地面上向右拉动长木板,木块与木板始终保持相对静止。拉力F的大小随时间的变化关系如图乙所示,长木板的运动速度随时间的变化关系如图丙所示。
(1)在的,木块 受到长木板给的摩擦力(选填“有”或“没有”),长木板受到地面的摩擦力为 N;在时,长木板的运动状态是 (选填“静止”“变速运动”或“匀速运动”),长木板受到地面的摩擦力为 N;
(2)假如在第10s时,撤去拉力F,长木板受到地面的摩擦力将 (选填“变大”“变小”或“不变”),原因是 。
【答案】(1)没有;3;变速运动;6
(2)不变;接触面的压力大小和粗糙程度不变
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)由图丙可知,在t= 2s时,速度为0,木板和木块均处于静止状态,所以木块没有受到摩擦力;长木板处于静止状态,受力平衡,且受到的是静摩擦,拉力和静摩擦力大小相等,此时拉力为3N,长木板受到地面的摩擦力为3N;
由图丙可知,t=5s时,长木板处于加速运动状态;在6~9s内,长木板做匀速直线运动,收到的是滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与速度无关,由于压力大小不变、接触面的粗糙程度不变,所以在t= 5s时受到的滑动摩擦力为6N;
(2)假如在第10s时,撤去拉力F,由于压力大小不变、接触面的粗糙程度不变,长木板受到地面的摩擦力将不变。
【分析】影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据图中现象得出结论。根据图中的F-t图象和v-t图象分析。
(1)[1][2]由v-t图像可知,在0~3s内,物体的速度为零,则当t=2s时,木板和木块均处于静止状态,则木块没有受到长木板给的摩擦力;此时拉力为3N,根据二力平衡,长木板受到地面的摩擦力为3N。
[3][4]在6~9s内,长木板做匀速直线运动,拉力为6N,根据二力平衡,滑动摩擦力为6N;在3~6s内,长木板做加速直线运动,即变速运动,因为滑动摩擦力与速度无关,所以长木板受到地面的摩擦力仍为6N。
(2)[1][2]假如在第10s时,撤去拉力F,长木板将做减速运动,因为滑动摩擦力与速度无关,压力和接触面粗糙程度不变,则长木板受到地面的摩擦力将不变。
16.(2024九上·广州开学考)如图所示,两个底面积相同且质量相等的密闭容器甲和乙放置在水平桌面上,向容器中分别注入两种不同的液体。(取)
(1)已知距容器底部等高的A、B两点所受液体的压强相等,则 。若乙容器内液体的质量大于甲容器内液体的质量,则桌面受到甲、乙容器的压力 ;(以上两空均选填“大于”“等于”或“小于”)
(2)若乙容器装的液体密度为,液体质量为0.15kg,容器质量为2kg,容器底部面积为,请写出计算过程,求:B点所受的液体压强大小和液体对乙容器底的压力大小;
(3)如图丙所示,如果把乙装置倒置,那么整个装置对水平桌面的压强将 ,液体对容器底的压力将 。(后两空均选填:“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】(1)小于;小于
(2)由可得B点所受的液体压强大小为
液体对乙容器底的压强为
由可得则液体对乙容器底的压力大小为
(3)变大;变小
【知识点】压强大小比较;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】(1)当 A、B两点p相等,B点深度较小,根据可知小于;甲乙容器质量相等,若乙容器内液体的质量大于甲容器内液体的质量,由G=mg可知,容器的总重力相同,所以桌面受到甲、乙容器的压力小于。
(3)由可知倒放后,总质量不变,总重力不变,则整个装置对水平桌面的压力不变,受力面积变小,根据可知整个装置对水平桌面的压强将变大;
乙为“上小下大”的台形容器,容器侧壁对液体也有压力,且液体能传递压力,则液体对容器底的压力大于该液体的重力,即F乙>G乙液,将其倒置后,为“上大下小”的台形容器,液体对容器侧壁也有压力,则液体对容器底的压力小于该液体的重力,即F'乙>G乙液,所以液体对容器底的压力将变小。
【分析】根据液体压强公式和压力公式F = pS,结合容器形状和液体密度的变化,分析容器底部受到的压强和压力的变化。
(1)[1][2]距容器底部等高的A、B两点所受液体的压强相等,B点深度较小,根据可知小于;若乙容器内液体的质量大于甲容器内液体的质量,甲乙容器质量相等,则乙容器的总质量(含内部液体)大于甲容器的总质量(含内部液体),所以桌面受到甲、乙容器的压力小于。
(2)B点所受的液体压强大小为
液体对乙容器底的压强为
则液体对乙容器底的压力大小为
(3)[1]如图丙所示,如果把乙装置倒置,总质量不变,则整个装置对水平桌面的压力不变,受力面积变小,根据可知整个装置对水平桌面的压强将变大。
[2]如图丙所示,正放时,液体对容器底的压力小于液体的重力,倒置时,液体对容器底的压力大于液体的重力,所以液体对容器底的压力变大。
17.(2024九上·广州开学考)某港口有一体积为质量为500kg的密封货箱不慎落入江中,打捞到货箱后,吊机用绳子将货箱从江底A处匀速向上提升到高为40m的B处,然后水平移动10m到C处,最后竖直下放到到达指定位置D,CD段路程随时间变化图像如丙图所示,在此过程中,求:(g取,)。
(1)货箱未露出水面时,受到水的浮力是多大?此时绳子的拉力是多大?
(2)BC段吊机对货箱的拉力做的功;
(3)CD段货箱所受重力做功的功率。
【答案】(1)货箱未露出水面时,排开水的体积等于货物的体积,则受到水的浮力为
货箱重力为
匀速向上运动时受力平衡,则此时绳子的拉力为
(2)BC段货箱水平移动,吊机对货箱的拉力竖直向上,箱子没有在拉力的方向上移动距离,此过程中拉力不做功,所以BC段吊机对货箱的拉力做的功为。
(3)由图丙可知,CD段货箱匀速竖直下降,移动速度为
由可得CD段货箱所受重力做功的功率为
【知识点】功率计算公式的应用;阿基米德原理;是否做功的判断
【解析】【分析】(1)货箱未露出水面时,排开水的体积等于货箱的体积,根据求它受到水的浮力;根据G=mg求货箱的重力,此时绳子的拉力等于重力与浮力之差;
(2)BC段货箱水平移动,拉力的方向竖直向上,此过程中拉力不做功;
(3)由图丙知,在CD段,货箱匀速竖直下降,根据求货箱的速度,根据求
CD段货箱所受重力做功的功率。
(1)货箱未露出水面时,受到水的浮力为
货箱重力为
则此时绳子的拉力为
(2)BC段吊机对货箱的拉力竖直向上,箱子没有在拉力的方向上移动距离,所以BC段吊机对货箱的拉力做的功为。
(3)根据图丙,CD段货箱移动速度为
则CD段货箱所受重力做功的功率为
18.(2024九上·广州开学考)小明是一个滑雪爱好者,在某次跳台滑雪过程中,小明在平台上以一定的初速度向平台边缘滑去并飞出,着陆于平面上。为了研究这一过程,小明准备了一个简单的轨道模型、刻度尺和几个相同材质但不同质量的小球。如图所示,小球从A点下滑后到达B点,经过水平面BC后飞出并着落于DE水平面上的F点。
(1)以圆点代表小球,请在方框中画出小球在BC段的受力示意图。
(2)为了探究小球落地DF段的距离与小球质量的关系,小明分别用不同质量的小球从A点由静止下滑,并且用刻度尺测量DF段的距离。让小球从同一点静止滑下的目的是: 。
(3)小明完成实验后,提出新的猜想,小球从C点飞出到落地F点的时间可能与小球在C点的初速度有关。请你补充合适的器材,设计一个实验方案,帮助小明探究此猜想是否正确。
【答案】(1)
(2)保证小球从C点飞出时的速度相同
(3)使用同一个小球在斜坡上的不同高度处释放,当小球离开C点时用秒表开始计时,当小球落地时停止计时,测量不同高度释放时小球从C点到落地所用的时间并进行比较。
【知识点】探究影响物体动能大小的因素;力的三要素及力的示意图;物理学方法
【解析】【解答】(1)小球主要受到重力和支持力两个力的作用,重力方向竖直向下,作用点在小球的重心上;支持力方向竖直向上,与重力方向相反,也作用在小球的重心上,如下图所示:
(2)根据控制变量法,为了探究小球落地DF段的距离与小球质量的关系,需要控制其他因素保持不变,只改变质量。让小球从同一点静止滑下,保证从C点离开时的速度相同。因此,让小球从同一点静止滑下的目的是为了控制小球在C点的初速度相同。
(3)探究小球从C点飞出到落地F点的时间是否与小球在C点的初速度有关,要改变小球在C点的初速度,并观察时间的变化。使用同一小球,改变小球在A点的初始位置滑下,确保小球在C点具有不同的初速度。每次实验时,用秒表准确测量小球从C点飞出到落地F点的时间。重复多次实验,记录并比较不同初速度下小球飞行的时间。分析实验数据,判断小球从C点飞出到落地F点的时间是否与小球在C点的初速度有关。
【分析】画力的示意图的步骤如下:确定受力物体。在受力物体上画出力的作用点。确定力的方向后沿力的方向画一条线段。在线段的末端标上箭头,并在箭头旁标出所画力的符号。在同一个图上画几个力的示意图时,力越大线段应越长,大小相同的力线段长度应相等如果物体同时受到几个力,可以将各力的作用点画在物体的重心上。
物理学中对于多因素或多变量的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
(1)对小球进行受力分析可知,小球在平面BC上运动时,受到重力、平面对小球的支持力与平面对小球的摩擦力的作用,如下图所示:
(2)根据控制变量法的原则可知,想探究小球落地DF段的距离与小球质量的关系,需保证从C点离开时的速度相同,只改变小球的质量,而使不同质量的小球从斜面上的同一点由静止释放可以使小球C点离开时的速度相同。
(3)探究小球从C点飞出到落地F点的时间与小球在C点的初速度的关系时,要保证小球的质量不变,改变到达C点时的速度,所以进行实验时应当用同一个小球从斜面的不同高度处释放,用秒表测量小球从C点飞出到落地的时间,比较不同高度时对应的时间,如果时间相同,说明小球从C点飞出到落地F点的时间与小球在C点的初速度无关,如果时间不同,说明小球从C点飞出到落地F点的时间与小球在C点的初速度有关。
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