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【胜券在握系列】第二章 力与空间探索 素养综测
班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________
一、选择题(每空3分,总计45分)
1. 如图为教科书“压强”一节的知识结构图,其中(a)、(b)、(c)、(d)四项有下划线的内容中不正确的一项是( )
A.(a) B.(b) C.(c) D.(d)
2. 2020年6月1日1起,公安部交管局在全国开展“一盔一带”安全守护行动,要求骑电动车等必须戴头盔(外部材料坚硬。内部材料松软),开车必须系安全带。戴头盔、系安全带能保护人的生命安全。下列分析正确的是( )
A 发生碰撞时,头盔可增大头部的受力面积,从而增大压强
B.发生碰撞时,头盔可减小头部的惯性,从而减小撞击力
C.系安全带可减小人体的惯性,避免出现安全事故
D.系安全带可防止汽车紧急刹车时由于惯性导致的伤害
3. 2025年,中国电影迎来里程碑时刻,《哪吒之魔童闹海》成为全球票房第一的动画电影。如果将电影中哪吒做成关节可动的木偶玩具,则下列动作在水平地面无法保持的是( )
4. 如图所示,水平桌面上叠放着A、B两个物体,在水平方向上F1、F2两个拉力作用下,A、B仍处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.若F1=F2,则物体A、B之间无摩擦力
B.若F1>F2,则物体A对物体B的摩擦力方向向左
C.若F1<F2,则物体B对物体A的摩擦力方向向右
D.不论F1、F2谁大,地面对物体B的摩擦力一定大于F1或F2
5.如图所示,将弹簧测力计乙的拉环固定,将乙的挂钩与相同的弹簧测力计甲的挂钩钩在一起,用手向左水平拉弹簧测力计甲的拉环,当两弹簧测力计静止时,观察它们的示数所显示的拉力大小,则下列说法中正确的是( )
A.甲弹簧测力计显示的示数是乙对甲的作用力
B.两弹簧测力计受到的拉力的施力物体都是手
C.两弹簧测力计的示数相等,说明两平衡力的大小相等
D.此实验说明相互作用力必须作用在同一个物体上
6. 鱿鱼是以类似于导弹的推进方式来推动身体运动的。当它紧缩口袋状的身体通过漏斗状喷口将水向前喷出,从而推动身体向后运动。如图,推动鱿鱼向后运动的力来自于( )
A.四周的海水 B.口袋状身体的收缩 C.触足的摆动 D.喷口喷出的海水
7. 2022年2月6日,中国女足在印度举行的女足亚洲杯决赛中3:2力克韩国队夺得亚洲杯冠军。如图是张馨在比赛时的场景。下列关于足球比赛中涉及到的物理知识,分析正确的是( )
A.足球对地面的压力和地面对足球的支持力是一对平衡力
B.足球鞋底凹凸不平,是为了增大鞋与草坪间的摩擦力
C.踢出去的足球能在空中继续向前运动,是因为足球受到惯性作用
D.运动员带球时要持续踢球,说明力是维持物体运动的原因
8. 如图所示的生活和生产实例中,利用连通器原理工作的是( )
A.用吸管吸饮料 B.活塞式抽水机 C.喷水壶喷水 D.排水管的U形“反水弯”
9. 在2024年5月5日结束的尤伯杯决赛中,中国羽毛球队以一场未失的强势第16次夺得尤伯杯冠军!比赛过程中,有关羽毛球运动和力的说法正确的是( )
A.发球时,羽毛球受到球拍的力是因为球发生形变
B.飞行时,羽毛球所受外力如果消失,将做匀速直线运动
C.下落时,羽毛球受到球拍推力、重力和空气阻力
D.静止时,羽毛球受到的支持力与重力是一对相互作用力
10.如图所示,一质量均匀的长方体木板放在水平桌面上静止,①②③各为其中的,此时它对桌面的压强为p。小郭首先只切除①,余下的木板对桌面的压强为p1,然后再切除③,余下的木板对桌面的压强为p2。则( )
A.p1>p>p2 B.p=p1、p1=p2 C.p>p1、p1≠p2 D.p=p1、p1>p2
11.如图所示,是梧田老街的凤凰飞天秀,假设凤凰正沿直线朝斜右下方匀速运动。用G表示凤凰所受的重力,F表示空气对它的作用力,下列四幅图中能表示此过程中“凤凰”受力情况的是( )
12.如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。在隔板两侧分别装入清水和浓盐水,不能判断哪侧是清水,哪侧是浓盐水的是( )
A.B.C.D.
13.如图所示,轻质弹簧一端固定在墙壁上,另一端与传送带上的物体相连,物体与传送带接触面粗糙,传送带顺时针转动。当传送带速度逐渐增大时,下列判断正确的是( )
A.物体将向右移动一段距离,且摩擦力变大 B.物体保持稳定状态,且摩擦力不变
C.弹簧向右伸长量变大 D.物体相对于传送带向左运动,且摩擦力变小
14.如图所示,水平桌面上放着底面积相等、质量相同的甲、乙两容器,分别装有体积不同的同种液体且深度相同,两容器底部对桌面的压力分别是F甲、F乙、两容器底部所受液体压强分别用p甲、p乙表示,则( )
A.F甲=F乙,p甲=p乙 B.F甲=F乙,p甲<p乙 C.F甲>F乙,p甲=p乙 D.F甲=F乙,p甲>p乙
15.如图所示,一只弹簧测力计放在光滑的水平面上,弹簧测力计外壳质量不能忽略,弹簧及挂钩质量不计,现对弹簧测力计施加水平方向的力F1为5N,F2为3N,则弹簧测力计示数为( )
A.5N B.3N C.2N D.8N
二、填空题(每空2分,总计40分)
16.(6分)“旅航者X2”是一款双人智能电动飞行汽车,探索出了未来交通的一种可能。如图所示,旋翼转动,对下方空气施力的同时获得升力,说明了力的作用是 的;当旋翼转速加快时,飞行汽车会加速上升,说明力可以改变物体的 ;当飞行汽车悬停在空中时,其旋翼产生的升力 (选填“大于”“小于”或“等于”)汽车和乘员的总重力。
17.(6分)小金对太空中的星球比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上物体的重力G与其质量m的关系如图所示。从图中信息可知,相同质量的物体在甲星球表面上的重力 (>、<、=)其在乙星球表面上的重力;据图可得甲星球对表面上物体的重力G与其质量m的关系式是 。如果小金在地球上能举起45kg的杠铃,那么他到了甲星球上能举起的质量为 。
18.(6分)图甲所示,两个重10N的相同物体A、B叠放在一起,受到5N的水平推力F1的作用,在水平地面上一起做匀速直线运动,此时物体B受到的摩擦力是 N,若将A、B并列如图乙,让它们一起在同一水平地面上匀速直线运动,那么水平推力F2 (选填“=”、“>”或“<”)F1,B受到的摩擦力F3 (选填“=”、“>”或“<”)F1。
19.(6分)图1是某滑冰场地示意图,图2是运动员起跑时的场景。
(1)起跑时,运动员向后蹬地人就快速向前运动,这说明__________________________________ 。
(2)图1中,两名运动员分别在1、2道次,沿箭头方向从b线同时出发,并同时滑过a线。若1、2道次运动员的速度分别为v1和v2请比较v1和v2的大小关系:___________________。
(3)滑过终点后,运动员由于具有______________ ,还会向前滑行一段距离。
20.(4分)如图,小球由A点静止释放,不计空气阻力,小球可在A、B二点间来回摆动,A和B是最高点,F是最低点。小球在F点的时候,受力 ___________(填“平衡”或“不平衡”)。若摆动到B点的时候细绳恰好断裂,接下去小球将沿_________(填“BC”、“BD”或“BE”)继续运动。
21.(6分)如图甲所示,在粗糙水平地面上向右运动的物体,受到方向不变的水平拉力F作用,F大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示。由图象可知:当t=1s时,物体受到的摩擦力为 N;当t=6s时,物体处于 (选填“匀速”、“变速”或“静止”)状态,此时物体受到的摩擦力 N。
22.(6分)根据对液体压强公式的理解,物理小组的同学们用一个柱状容器制成了简易的液体密度计,如图甲所示。
(1)先单独向隔板左侧注水,可发现隔板中间的橡皮膜向 侧凸出;
(2)将待测液体缓慢注入右侧,当隔板上橡皮膜变平时,测量出水面及待测液体液面到橡皮膜的距离为h1和h2,已知ρ水,可知ρ液=___________;
(3)如在安装隔板时,柱状容器左右分割不等,如乙图所示,则 (选填“会”或“不会”)影响测出正确结果。
三、探究题(每空2分,总计40分)
23.(8分)在探究“压强与哪些因素有关”的实验中,小明利用如图所提供的器材(小桌、海绵、砝码、木板)设计了图(a)、(b)两个实验。
(1)通过比较小桌在海绵表面的 反映小桌对海绵压强的大小;
(2)从(a)、(b)两个实验可以得出结论:____________________________________________________
(3)此后小明把小桌放到一块木板上,发现小桌对木板压痕的深浅比图(a)中对海绵的压痕深浅小,如图(c)所示。比较图(a)、(c),能否得出“压力一定时,受力面积越小,压强越小”的结论? ,为什么? 。
24.(10分)小刚和小明两位同学利用图甲所示装置探究二力平衡条件(10个相同砝码,每个砝码质量均为100g)。
(1)实验中通过 来改变拉力F1、F2的大小;
(2)把木块放在水平桌面上,向两端的小盘里加砝码,发现当两盘砝码质量相等时,木块静止。当左侧放400g砝码,右侧放500g砝码时,小木块也保持静止状态,经过分析是木块水平方向除受F1、F2作用还受到 力的作用,则该力的大小为 N。(g=10N/kg);
(3)为避免上述现象发生小刚用图乙中所示的小车替换木块进行实验,小明用图丙中所示的轻质硬纸板替换木块进行实验,你认为 方案好,原因是: ;
25.(8分)甲、乙两位同学做“探究物体所受重力的大小与质量的关系”实验。
(1)如图甲所示,甲同学用弹簧测力计测量钩码所受重力大小,读数时他让钩码保持静止状态,此时钩码所受的重力大小和它受到的拉力大小相等。他分别测出几个钩码的重力大小后,根据实验数据得出结论:物体所受重力的大小与它的质量成正比;
序号 m/kg G/N
1 0.1. 1
2 0.2 2
3 0.3 3
4 0.4 4
(2)乙同学取了质量不同的苹果、小木块、小铁球各一个,并分别测出它们的质量和重力,来探究物体所受重力大小与质量的关系,你认为乙同学的做法 。
A.不合理,因为他没有用同种物质的物体做实验
B.不合理,因为他没有使物体的质量成整数倍变化
C.合理,因为他同样可以得到的物体所受重力大小与质量的关系
D.合理,因为他的操作比甲同学更简便
(3)根据表中数据,该小组作出的重力与质量的关系图象如图乙中图线 (①、②、③、④、⑤)如图所示;另一小组在测量前忘记调零,指针指在0.2N刻度处,则该小组描绘的图线应该是图乙中的图线 。
(4)在月球上用同样的器材 (选填“能”或“不能”)完成该探究。
26.(8分)在游泳时,小金发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。
步骤一:将金属盒放入水中深度5厘米处,观察现象;
步骤二:将金属盒放入水中深度15厘米处时,发现金属盒的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小;
步骤三:调整好器材后,重新实验。在深度5厘米处观察到现象如图(甲)A所示,在深度15厘米处观察到现象如图(甲)B所示。
得出结论:同种液体内部压强随着深度的增加而增大。
请完成下列问题:
(1)该实验过程用到的科学方法有 (填字母);
A.转换法 B.控制变量法 C.类比法
(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是 ;
(3)小金反思:只进行两次实验就得出结论,结论是不可靠的。还需改变深度更换液体进行多次实验,其目的是 ;
(4)对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式p=,推导出a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是pa= 。
27.(6分)为了测定木块所受到的滑动摩擦力,两个实验小组分别设计了甲、乙两种方案。
(1)甲方案:在水平实验桌面上将木板用线拉住,通过弹簧测力计沿木板方向水平拉木块,使木块在木板上面匀速滑动。利用弹簧测力计测摩擦力的实验原理是: ;
(2)在探究滑动摩擦力的大小是否与物体间的接触面积有关时,小明先后用大、小木块按照图甲所示的方法进行对比实验。小明做法的错误之处是: ;
(3)乙方案:将长木板放在水平实验桌面上,用线通过弹簧测力计水平拉住木块,水平拉长木板,使长木板在木块下面滑动。乙方案中是否要求长木板一定做匀速直线运动?答: 。(填“一定”或“不一定”)
四、综合题(总计35分)
28.(6分)2024年5月3日,搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭,在文昌航天发射场点火发射。甲图是火箭发射时的情景,火箭向下喷出气体。图乙是嫦娥六号绕月飞行的照片。6月2日,嫦娥六号成功实现月背软着陆。
(1)使火箭上升的施力物体是___________________ 。(选填“火箭”“空气”或“喷出的气体”)
(2)5月3日到6月2日之间,杭州的昼夜长短及其变化是 _________________________________ 。
(3)嫦娥六号探测器着陆方式采用火箭反推式,而不采用降落伞式的原因是 ________________________________________________________________ 。
29.(4分)学校开展了制作台秤的项目化学习活动,某兴趣小组利用弹簧,托盘(20g)、大头针纸板等材料,按图甲设计并制作了一台秤(固定装置未画出),弹簧的压缩长度Δx与受到压力F的关系如图乙所示。
(1)【标识刻度】
将台秤放在水平桌面上,托盘上不放物体时,大头针指在硬纸板的A处,在A处标上“0”刻度,向托盘上放入重为1N的物体时,大头针指在硬纸板的B处,在B处标上__________ 克刻度(如图丙所示)。
(2)【项目评价】
请根据如下的评价量表判断该台秤“量程”这一指标是否达到优秀并说明理由 ________________________________________________________________。
指标 优秀 合格 不合格
量程/克 大于等于600 300~600 0~300
精度/克 精确到10 精确到20 精确到40
30.(10分)如图所示,是一辆城市洒水车,在平直的公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是车重的0.05倍,其部分参数如表所示。
自身质量m/t 4 储水罐容积V/L 8×103
每个车轮与地面的接触面积S/cm2 1×103 车轮个数 6
(1)洒水车的轮胎上“凹凸不平”的花纹,目的是 ;在洒水作业过程中,洒水车对水平地面的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)该洒水车储水罐装满水时的总重力为多少?
(3)该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强为多少?
(4)该洒水车装满水在水平路面匀速直线行驶时的牵引力为多少?
31.(10分)小明利用生活器材自制了薄壁实验箱来探究“液体压强大小与什么因素有关”。实验操作如下:
①如图甲所示,实验箱分为内箱A与外箱B,内箱A固定在外箱B的内侧,内箱A下部有一圆形孔C,并在圆孔C上蒙上了一层橡皮膜,此时橡皮膜是平的。
②先在A箱中不断加水,实验现象如图乙、丙所示。
③然后在B箱中加入一定量盐水,盐水和水的液面相平,实验现象如图丁所示。
(1)由图乙、丙现象可知,同种液体深度越深,液体压强越 。因此水电站拦河大坝应设计成_________(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(2)由图丁现象可知,在液体深度相同时,液体 越大,液体压强越大。若此时想要橡皮膜恢复原状,则可以采取的办法是 。
(3)小明还利用薄壁实验箱测量出某未知液体的密度,如图戊所示,在A箱中加入水,在B箱中加入某未知液体,使橡皮膜变平,用刻度尺测得此时h1=17cm,h2=8cm,h3=7cm。则未知液体的密度为 kg/m3。
32.(5分)汽车行驶时车身先将悬架(如图甲所示)中的螺旋弹簧压缩一段距离,之后将螺旋弹簧和减震器一起压缩,从而减缓行驶时车身的震动。用两根不同的轻质弹簧模拟悬架(如图乙所示),在一根大且长的弹簧内套有一根小且短的弹簧,它们的下端都固定在水平面上,压缩该弹簧组合,测得压力F与压缩量Δl之间的关系如图丙所示。已知弹簧的弹力与被压缩量成正比,则当两根弹簧均处于自由状态时,它们的上端点之间的距离x为 _____________ 米。当小且短的弹簧的压缩量Δl'为0.1米时,该弹簧的弹力F为________________牛。
【胜券在握】第二章 力与空间探索 素养综测(参考答案)
一、选择题
1. 【答案】A
【解析】【分析】根据压强的定义、计算公式和单位解答。
【解答】解:A、压强的定义是:压强是物体单位面积上受到的压力,故A错误;
B、压强的计算公式是p=,故B正确;
CD、压强的单位是牛/米2,为了纪念物理学家帕斯卡,用他的名字命名,简称帕,故CD正确。
故选:A。
【点评】此题考查压强有关的基础知识,属于识记内容,比较简单。
2. 【答案】D
【解析】难度 简单 考点 改变压强的方法 惯性
答案 D
A、头盔的作用是在人的头部受到撞击时,通过增大受力面积减小对头部的压强,对驾驶员起一个保护作用,故A错误;
BC、惯性大小只与质量有关,质量不变,惯性不变,所以头盔和安全带只能减少人受到的伤害,不能减小惯性,故BC错误;
D、汽车在紧急刹车时,人由于惯性会继续保持原来的运动状态向前运动,容易撞上挡风玻璃而飞出车外,系安全带可以避免人由于惯性飞出车外,故D正确。
故选:D。
3. 【答案】C
【解析】【考点】重力及其方向.
【分析】在没有其他辅助的情况下,要在水平地面上保持某种姿势,则人必须受到平衡力的作用,由于人在水平地面上静止时受到重力和支持力的作用,故这两个力必须在同一条直线上。据此分析。
【解答】解:ABD、哪吒受到的重力和地面对脚的支持力作用,当二者在一条直线上时即可平衡,故ABD不符合题意;
C、由图可知支持力和重力的作用线不可能在同一直线上,所以哪吒在这两个力的作用下不可能平衡,故C符合题意。
故选:C。
4. 【答案】D
【解析】【解答】ABC、当F1=F2、F1>F2或F1<F2时,A始终处于静止状态,A在水平方向上受力平衡,受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力的作用,根据物体间力的作用是相互的,所以物体A对物体B的摩擦力方向水平向右,故ABC错误;
D、A、B整体处于静止状态,水平方向上受力平衡,受到水平向右的拉力F1、F2和水平向左的摩擦力的作用,由于推力的方向相同,所以摩擦力等于两个推力的和,则地面对物体B的摩擦力一定大于F1或F2,故D正确。
故选:D。
5. 【答案】A
【解析】【解答】解:A、甲弹簧测力计显示的示数是乙弹簧测力计对甲的拉力,乙弹簧测力计显示的是甲弹簧测力计对乙的拉力,故A正确。
B、甲弹簧测力计受到的拉力施力物体是乙弹簧测力计,乙弹簧测力计受到拉力的施力物体是甲弹簧测力计,故B错误。
C、甲乙之间是相互作用力,反映相互作用力大小相等,故C错误。
D、甲弹簧测力计对乙的拉力作用在乙弹簧测力计上,乙弹簧测力计对甲的拉力作用在甲弹簧测力计上,此实验说明相互作用力作用在不同的物体上,故D错误。
故选:A。
6. 【答案】D
【解析】【考点】力作用的相互性.
【分析】物体间力的作用是相互的。
【解答】解:当鱿鱼紧缩口袋状的身体通过喷口将水向前喷出,喷出的海水会给鱿鱼一个反作用力,从而推动身体向后运动,因此推动鱿鱼向后运动的力来自于喷口喷出的海水。
故选:D。
7. 【答案】B
【解析】【考点】平衡力的辨别;力与运动的关系;增大或减小摩擦的方法;惯性.
【分析】(1)二力平衡条件:大小相等、方向相反、同一直线,一个受力物体;
(2)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;
(3)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫做惯性;
(4)力的作用是改变物体的运动状态,物体运动不需要力维持。
【解答】解:A、足球对地面的压力和地面对足球的支持力,二力作用在不同物体上,因此二力不是平衡力,故A错误;
B、足球鞋底凹凸不平,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,故B正确;
C、足球离开脚以后,不再受到脚的踢力,还能继续在空中运动,是由于踢出去的足球具有惯性,要保持原来的运动状态,惯性是物体本身的一种性质,惯性不是力,不能说“受到惯性”,故C错误;
D、脚踢球,使球飞出去,说明力可以改变物体的运动状态,不是维持物体运动状态的原因,故D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查了二力平衡的条件、惯性、增大或减小摩擦的方法以及力与运动的关系等多个知识点,深入理解基本规律,是正确解答的关键。
8. 【答案】D
【解析】【解答】解:A、吸管吸饮料时,先吸走了管中的空气,使管内气压减小,饮料是在大气压的作用下进入吸管的,所以是利用了大气压,故A不符合题意;
B、活塞式抽水机是利用大气压强工作的,和连通器无关,故B不符合题意;
C、喷水壶是利用流体压强与流速关系工作的,不是利用连通器原理工作的,故C不符合题意;
D、排水管的U形“反水弯”是利用连通器原理工作的,故D符合题意;
故选:D。
9. 【答案】B
【解析】【考点】牛顿第一定律;弹力;平衡力的判别.
【分析】(1)力的作用效果有二:改变物体的运动状态,改变物体的形状;
(2)根据牛顿第一定律,当物体不受任何外力时,将保持静止状态或匀速直线运动状态;
(3)下落时,羽毛球受到重力和空气阻力;
(4)二力平衡的条件是作用在一个物体上的两个力,大小相等,方向相反,在一条直线上;
相互作用力是指两个力大小相等,方向相反,但施力物和受力物正好相反。
【解答】解:A、发球时,球拍的网面由于受到羽毛球力的作用,会发生形变,故A错误;
B、根据牛顿第一定律可知,飞行时,羽毛球所受外力如果消失,将做匀速直线运动,故B正确;
C、下落时,羽毛球受到重力和空气阻力,不再受到球拍的推力,故C错误;
D、静止时,羽毛球受到的支持力与重力是作用在同一物体上的两个力,不是一对相互作用力,故D错误。
故选:B。
10.【答案】A
【解析】【分析】设长方体木板的重力为G,底面积为S,根据静止在水平桌面上的物体,桌面受到的压力等于重力可知压力的大小,再根据p=分别表示出p、p1、p2,然后比较大小。
【解答】解:设长方体木板的重力为G,底面积为S,
由于静止在水平桌面上的物体,桌面受到的压力等于重力,则没有切除时桌面受到的压力F=G,受力面积为S,则p==,
由于①②③各为木板的,则只切除①,佘下的木板对桌面的压强:p1==
再切除③,余下的木板对桌面的压强:p2==,
显然p1>p>p2。
故选:A。
【点评】本题考查压强公式的应用,关键会明确静止在水平面上的物体,物体对水平面的压力等于物体的重力。
11.【答案】B
【解析】【考点】力的示意图与图示.
【分析】凤凰正沿直线朝斜右下方匀速运动,处于平衡状态,据此根据平衡条件进行受力分析,从而明确重力和空气作用力的方向。
【解答】解:凤凰做匀速直线运动,处于平衡状态,合力为零,故空气对它的作用力竖直向上,和重力大小相等,方向相反,故B正确,ACD错误。
故选:B。
12.【答案】D
【解析】【解答】A、由图可知,橡皮膜向左边凸起,说明右边液体压强大,而左边的液面高度等于右边液面的高度,所以根据p=ρgh可知,左侧液体的密度小于右侧液体密度,即左侧是清水,右侧是浓盐水,故A不符合题意;
B、由图可知,橡皮膜平着,没有凸起,说明左、右两边边液体压强相等,而左边的液面高度低于右边液面的高度,根据p=ρgh可知,左侧液体的密度一定比右侧液体的密度大,即右侧是清水,左侧是浓盐水,故B不符合题意;
C、由图可知,橡皮膜向左边凸起,说明左边液体压强小,而左边的液面高度大于右边液面的高度,所以根据p=ρgh可知,左侧液体的密度小于右侧液体密度,即左侧是清水,右侧是浓盐水,故C不符合题意;
D、由图可知,橡皮膜向左边凸起,说明左边液体压强小,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以无法根据p=ρgh判断左右两侧液体的密度大小关系,故D不符合题意。
故选:D。
13.【答案】B
【解析】【考点】摩擦力的概念.
【分析】物体滑动时,受到滑动摩擦力作用,滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与运动的速度等无关。
【解答】解:AB、由题意可知,当物体放到传送带上时,由于传送带与物体之间发生相对运动,会产生向右的滑动摩擦力,则弹簧会伸长一段长度,当拉力与摩擦力大小相同时,物体将保持稳定状态;当传送带的速度逐渐增大时,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力的大小不再改变,故A错误,B正确;
C、物体受到的摩擦力与弹簧的拉力是一对平衡力,当传送带速度逐渐增大时,摩擦力不变,弹簧的拉力不变,所以弹簧向右伸长量不变,故C错误;
D、传送带顺时针转动过程中,物体相对于传送带向左运动,但摩擦力大小不变,故D错误。
故选:B。
14.【答案】C
【解析】【考点】液体的压强的特点.
【分析】容器对桌面的压力大小等于容器的重力与液体的重力之和;由图可知液体的体积关系,根据密度公式可知液体的质量关系,根据G=mg可知容器的总重力关系,从而可知容器对水平桌面的压力关系;
根据p=ρgh判断液体对容器底部压强的关系。
【解答】解:两容器的质量相等,由图知,液体的体积关系为V甲>V乙,根据m=ρV可知,液体的质量关系为m甲>m乙,由G=mg可得,两容器的总重力关系为G甲>G乙,容器对水平桌面上压力等于容器的总重力,所以F甲>F乙;
甲、乙两容器,分别装有同种液体,且液体深度相同,根据p=ρgh可知,两容器底部受到液体的压强相同,即p甲=p乙,故C正确。
故选:C。
15.【答案】B
【解析】【解答】解:弹簧测力计在水平方向受到力Fl、F2,因为F2是作用在弹簧测力计挂钩上的力,弹簧测力计的示数始终显示挂钩上的拉力大小,故其读数为F2=3N。
故选:B。
二、填空题
16.【答案】相互;运动状态;等于
【解析】【解答】解:旋翼转动,对下方空气施力的同时获得升力,利用了力的作用是相互的;
当旋翼转速加快时,飞行汽车会加速上升,说明力可以改变物体的运动状态;
当飞行汽车悬停在空中时,处于平衡状态,其旋翼产生的升力等于汽车和乘员的总重力。
故答案为:相互;运动状态;等于。
17.【答案】大于;G=m×15N/kg;30kg
【解析】【解答】解:由图可知,当质量都为8kg时,甲的重力为120N,乙的重力为40N,则在甲星球表面上的重力大于其在乙星球表面上的重力;
甲星球表面上物体的重力120N时,与其质量m=8kg的比值为:=15N/kg,则重力G与其质量m的关系式为:G=m×15N/kg。
如果小金在地球上能举起45kg的杠铃,那么他在地球举起物体的重力G地=m地g地=45kg×10N/kg=450N,
人的举力不变,所以在甲星球表面上举起的物体重力G′=G地=450N,
在甲星球能举起物体的质量是=30kg。
故答案为:大于;G=m×15N/kg;30kg。
18.【答案】5;=;<
【解析】【考点】摩擦力的大小.
【分析】影响摩擦力大小的因素是:压力的大小和接触面的粗糙程度。AB叠放在一起和AB并列放在一起,AB看做是一个整体,这个整体的摩擦力是不变的。两次都是做匀速直线运动,故两次推力是相等的。接触面粗糙程度不变,压力减小,滑动摩擦力变小。
【解答】解:A和B为一个整体做匀速直线运动,为平衡状态,此时物体B受到的摩擦力大小等于水平推力F1的大小为5N;
不论是叠放还是平放,我们都把它们看做一个整体,叠放和平放时对水平面的压力是相等的,与地面的接触面的粗糙程度也是一定的,所以整体受到的摩擦力相等。而这两次物体都是做匀速直线运动,这说明两种情况下的推力都等于摩擦力,整体受到的摩擦力相等,所以推力也是相等的,水平推力F2=F1,B原来的压力等于A和B的重力,B此时的压力减小,接触面粗糙程度不变,所以滑动摩擦力变小,受到的摩擦力F3<F1。
故答案为:5;=;<。
【点评】本题考查的知识点是比较多的,有:摩擦力的概念、影响摩擦力大小的因素、二力平衡条件。
19.【答案】(1)物体间力的作用是相互的;(2)v1<v2;(3)惯性。
【解析】【考点】惯性;速度公式及其应用;力作用的相互性.
【分析】(1)物体间力的作用是相互的;
(2)在时间相同时,通过的路程越长,则物体的平均速度越大;
(3)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性。
【解答】解:(1)由题意知,起跑时,运动员向后蹬地人就快速向前运动,这是因为人也受到冰面的反作用力,说明物体间力的作用是相互的;
(2)由图可知,两名运动员分别在1、2道次,沿箭头方向从b线同时出发,并同时滑过a线。则他们所用的时间相同,但第2道次的运动员通过的路程长,因此,由公式v可知,v1<v2;
(3)滑过终点后,运动员由于具有惯性,还会保持原来的运动状态,继续向前滑行一段距离。
故答案为:(1)物体间力的作用是相互的;(2)v1<v2;(3)惯性。
20.【答案】不平衡;BE
【解析】【考点】牛顿第一定律;平衡状态的判断.
【分析】二力平衡条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一个物体上,受力平衡的物体做匀速直线运动或保持静止;物体在不受力的作用时,将保持静止或匀速直线运动状态。
【解答】解:不计空气阻力,小球可在A、B二点间来回摆动,A和B是最高点,F是最低点。小球在F点的时候,做曲线运动,因而运动状态改变,说明受力不平衡。若摆动到B点的时候速度为0,细绳恰好断裂,接下去小球将沿在重力作用下,竖直下落,沿BE继续运动。
故答案为:不平衡;BE。
21.【答案】4;静止;3
【解析】【解答】解:由图丙可知,在2~3s内时物体做匀速直线运动,此时水平方向上的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图乙可知,此时的拉力为4N,则滑动摩擦力的大小为4N;当t=1s时,物体受到的摩擦力为4N;
由图丙可知,当t=4s时,物体做减速运动,但物体对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度均不变,则物体受到滑动摩擦力的大小不变,仍然为4N;
当t=6s时,由图丙可知,物体的速度为0,物体处于静止状态,则物体受到的静摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,此时的拉力为3N,所以物体受到的摩擦力3N。
故答案为:4;静止;3。
22.【答案】(1)右;(2) ρ水;(3)不会
【解析】【解答】解:(1)单独向隔板左侧注水,液体对侧壁产生压强,所以隔板中间的橡皮膜向右侧凸出。
(2)将待测液体缓慢注入右侧,当隔板上橡皮膜变平时,两边压强相等,则有ρ水gh1=ρ液gh2,所以ρ液= ρ水。
(3)因为液体压强只与液体密度和深度有关,所以柱状容器左右分割不等不会对结果有影响;
故答案为:(1)右;(2) ρ水;(3)不会。
三、探究题
23.【答案】(1)凹陷程度;(2)压力相同时,受力面积越小,海绵所受的压强越大;
(3)不能;两次实验的受压面材料不同,且木板表面不易发生形变。
【解析】【分析】(1)压强的大小用物体形变大小来反映;
(2)压强跟压力大小和受力面积大小有关。在压力一定时,受力面积越小,压强越大;在受力面积一定时,压力越大,压强越大;
(3)要想用物体形变大小来很好的反映压强大小,对被压物体有个要求:物体容易形变,同一实验采用相同材料。
【解答】解:(1)实验中,通过比较小桌在海绵表面的凹陷程度反映小桌对海绵压强的大小,属转换法;
(2)从(a)、(b)两个实验可以得出结论:压力相同时,受力面积越小,海绵所受的压强越大;
(3)比较图(a)、(c),不能得出“压力一定时,受力面积越小,压强越小”的结论,这是因为两次实验的受压面材料不同,且木板表面不易发生形变。
故答案为:(1)凹陷程度;(2)压力相同时,受力面积越小,海绵所受的压强越大;
(3)不能;两次实验的受压面材料不同,且木板表面不易发生形变。
【点评】掌握压强的影响因素,利用控制变量法和转换法探究压强的影响因素是解答的关键,体现了对过程与方法的考查。
24.【答案】故答案为:(1)改变砝码数量;(2)摩擦;1;(3)小明的;消除了摩擦力对实验的影响;(4)同一直线上;(5)同一物体上。
【解析】【分析】(1)实验中通过改变其两边的砝码数量来改变小车受到的拉力F1、F2的大小;
(2)当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体受平衡力作用;
(3)在研究二力平衡的条件时,要尽可能排除其它力(如摩擦力)对实验的干扰;
(4)为了探究两个平衡力是否在同一条直线上,可以通过旋转小车使两个力不在同一条直线上,观察小车的运动情况;
(5)探究二力平衡时,验证两个力需要作用在同一个物体上,可以把小卡片分成两半变成两个物体。
【解答】解:(1)探究二力平衡条件的实验中通过改变其两边的砝码的数量来改变小车受到的拉力F1、F2的大小;
(2)当左侧放400g砝码,右侧放500g砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是木块受到了摩擦力的作用,且此时木块在左右两边拉力以及桌面对木块的摩擦力作用下平衡,所以F左+f=F右,
则f=F右﹣F左=G右﹣G左=(m右﹣m左)g=(0.5kg﹣0.4kg)×10N/kg=1N;
(3)小刚将木块换成小车,将滑动摩擦变为滚动摩擦,减小了摩擦力;小明将木块换成硬纸板,且硬纸板与桌面不接触,消除了摩擦力,所以小明的方案好;
25.【答案】(2)C;(3)①;②;(4)能。
【解析】【考点】探究重力大小的相关因素.
【分析】(2)要探究物体所受重力的大小与质量的关系,根据G=mg知,重力与物质的密度无关;
(3)通过重力与质量的正比关系,可以得出图象;
(4)物体在月球上也受到月球的吸引力,故可以完成该实验。
【解答】解:(2)要探究物体所受重力的大小与质量的关系,必须改变物体的质量,苹果、小木块、小铁球的材料不同,不影响探究结果。所以乙同学的做法合理,故C正确,ABD不正确。
故选C。
(3)根据表中数据可知,该小组作出的重力与质量的关系成正比,图像为一条过原点的倾斜直线,如图乙中图线①。
另一小组在测量前忘记调零,指针指在0.2N刻度处,当质量为0时,G不为零,根据重力与质量的关系成正比,则该小组描绘的图线的倾斜程度与第一个小组的图线的倾斜程度相同,所以该小组描绘的图线应该是图乙中的图线②。
(4)物体在月球上也受到月球的吸引力,故可以完成该实验。
故答案为:(2)C;(3)①;②;(4)能。
26.【答案】(1)A、B;(2)装置漏气;(3)得出普遍性的结论;(4)ρgh。
【解析】【解答】解:
(1)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
液体压强与液体的深度和密度有关,根据控制变量法,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;该实验过程用到的科学方法有转换法和控制变量法,选A、B;
(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是装置漏气;
(3)改变深度更换液体进行多次实验,其目的是得出普遍性的结论;
(4)图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,高为h的液柱的重力G=mg=ρVg=ρShg,因横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力,根据压强公式p=,a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是:pa===ρgh。
故答案为:(1)A、B;(2)装置漏气;(3)得出普遍性的结论;(4)ρgh。
27.【答案】(1)二力平衡;(2)没有控制压力大小一定;(3)不一定
【解析】【解答】解:(1)摩擦力的大小是通过读取弹簧测力计的拉力得出的,这是依据了二力平衡的原理,因此,图甲要保持物体做匀速直线运动才行;
(2)小明先后用大、小木块按照图甲所示的方法,探究滑动摩擦力的大小是否与物体间的接触面积有关,没有控制压力的大小一定,不符合控制变量法的思想;
(3)图乙在拉动木块时,很难让木块保持匀速直线运动状态,会导致弹簧测力计的示数不稳定;图甲与图乙的最大不同就是一个拉弹簧测力计,一个拉木板,同是做相对运动,但可以看出,图乙当拉动长木板运动的过程中,无论长木板是否做匀速直线运动,木块始终处于静止状态,根据二力平衡的条件知弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。
故答案为:(1)二力平衡;(2)没有控制压力大小一定;(3)不一定。
四、综合题
28.【答案】(1)喷出的气体;(2)白昼时间变长,夜晚时间变短;(3)月球上没有空气,不会产生阻力。
【解析】【考点】力作用的相互性;昼夜长短变化和四季形成的基本原理;月球的概况.
【分析】(1)物体间力的作用是相互的。
(2)春分以后,北半球昼长夜短。
(3)月球上没有空气,对降落伞没有阻力。
【解答】解:(1)使火箭上升的施力物体是喷出的气体。
(2)5月3日到6月2日之间,杭州的昼夜长短及其变化是白昼时间变长,夜晚时间变短。
(3)嫦娥六号探测器着陆方式采用火箭反推式,而不采用降落伞式的原因是:月球上没有空气,不会产生阻力。
故答案为:(1)喷出的气体;(2)白昼时间变长,夜晚时间变短;(3)月球上没有空气,不会产生阻力。
29.【答案】(1)100;(2)未达到优秀标准,因为量程在600g以内。
【解析】【考点】弹簧伸长量与拉力的关系.
【分析】弹簧的压缩长度△x与受到压力F的关系如图乙所示,在0到15cm之间是正比例关系,超出15cm后,压缩长度△x受到的压力不再是正比函数关系。
【解答】解:(1)托盘上放入重为1N的物体时,物体的质量m0.1kg=100g;
由于托盘上不放物体时,大头针指在硬纸板的A处,在A处标上“0”刻度,即有“去皮”的功能,所以,向托盘上放入重为1N的物体时,在B处应标上100g刻度,即显示被测物体的质量为100g;
(2)弹簧的压缩长度△x在0到15cm之间时,最大值为6N,物质质量最大mmax0.6kg=600g;
设F=kΔx,将图乙中坐标(10cm,4N)代入:4N=10cm×k;解得:k=0.4;
则F与△x为:F=0.4Δx,当Δx=0.1cm时,F=0.04N,物体质量m’0.004kg=4g;
所以该台秤量程在600g以内,精度为4g,未达到优秀标准。
故答案为:(1)100;(2)未达到优秀标准,因为量程在600g以内。
30.【答案】(1)增大摩擦;变小;
(2)该洒水车储水罐装满水时的总重力为1.2×105N;
(3)该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强为2×105Pa;
(4)该洒水车装满水在水平路面匀速直线行驶时的牵引力为6×103N。
【解析】【考点】压强的计算;二力平衡条件的应用;重力的大小.
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
根据压力的变化分析洒水车对水平地面的压强的变化。
(2)由ρ=的变形公式m=ρV和重力计算公式G=mg计算出水和车的质量和重力,再计算出洒水车装满水时的总重力。
(3)洒水车对水平地面的压力等于其总重力,利用p=求车对水平地面的压强。
(4)利用表中提供的阻力与总重的关系求出阻力,根据二力平衡条件求出牵引力。
【解答】解:(1)洒水车的轮胎上“凹凸不平”的花纹,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦;
洒水车匀速直线洒水作业过程中,水罐中水的质量变小,车的总质量变小;车对水平地面的压力等于车的总重力,根据F=G=mg可知,水平地面受到的压力变小,受力面积不变,根据p=可知,洒水车对水平地面的压强变小;
(2)储水罐容积V=8×103L=8m3;
由ρ=得,
水的质量:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×8m3=8×103kg;
水的重力:G水=m水g=8×103kg×10N/kg=8×104N;
车的质量:m车=4t=4×103kg;
车的重力:G车=m车g=4×103kg×10N/kg=4×104N;
车和水的总重:G总=G车+G水=4×104N+8×104N=1.2×105N;
(3)洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压力:F=G总=1.2×105N;
与地面的接触面积:S=6×1×103cm2=0.6m2;
对地面的压强:p===2×105Pa;
(4)洒水车受到的阻力:f阻=0.05G总=0.05×1.2×105N=6×103N;
洒水车匀速行驶,水平方向受到的牵引力和阻力是一对平衡力,牵引力:F牵引=f阻=6×103N;
故答案为:(1)增大摩擦;变小;
(2)该洒水车储水罐装满水时的总重力为1.2×105N;
(3)该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强为2×105Pa;
(4)该洒水车装满水在水平路面匀速直线行驶时的牵引力为6×103N。
31.【答案】(1)大;上窄下宽;(2)密度;向A中加水;(3)0.8×103。
【解析】【考点】探究液体压强的特点.
【分析】(1)根据图中现象分析液体压强与深度的关系;结合液体压强特点分析拦河坝的形状;
(2)液体内部压强与液体的密度有关,还与深度有关,深度越大、压强越大;
(3)根据液体压强公式p=ρgh计算即可。
【解答】解:(1)由图乙、丙现象可知,液体密度相同,深度不同,同种液体深度越深,橡皮膜形变越大,液体的压强越大;拦河坝下部所处的深度较大,液体压强大,故修的上窄下宽才能抵挡较大的压强;
(2)由图丁现象可知,内箱A中的水与外箱B中的盐水到橡皮膜的深度相同,但是橡皮膜向上形变,看得出盐水的压强更大。而盐水的密度大于水的密度,说明在液体深度相同时,液体的密度越大,产生的压强越大;要橡皮膜恢复原状,即两侧的压强相等,可以采取的办法是增加水的深度,向A中加水;
(3)A容器中水对橡皮膜的压强为:
pA=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa,
由橡皮膜相平可知,橡皮膜两边压强相等,故B容器中液体对橡皮膜的压强为pB=pA=800Pa
则未知液体的密度为:
ρ液===0.8×103kg/m3。
故答案为:(1)大;上窄下宽;(2)密度;向A中加水;(3)0.8×103。
32.【答案】0.2 2
【解析】【考点】弹簧伸长量与拉力的关系.
【分析】分析图像弹力的变化可知两弹簧上端点的距离,根据胡克定律分析弹力大小。
【解答】解:从图乙和图丙可知,在0~0.2米范围内只有大弹簧产生弹力,在0.2~0.3米范围内,弹力是这两根弹簧产生的,则当两根弹簧均处于自由状态时,它们的上端点之间的距离x=0.2米。已知弹簧的弹力与压缩量成正比,由图丙可知,大弹簧每被压缩0.1米,产生弹力1牛,则当Δl=0.3米时,大弹簧产生3牛的弹力,此时小弹簧的压缩量Δl'=0.1米,产生的弹力为F=5N﹣3N=2N。
【答案】0.2 2
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