2017-2018学年浙江省宁波市江北区八年级(上)期末物理试卷
一、选择题(本题共8小题,每小题2分,共40分.请选出每小题中一个符合题意的选项,不选、错选均不给分)
1.下列选项中,符合“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显”这一原理的是( )
A.滑雪运动员的雪橇 B.啄木鸟尖尖的喙
C.坦克的履带 D.骆驼宽厚的脚掌
2.如图所示,把一张小纸片放在水平的硬币的上表面,松手后纸片不是单独飘落而是和硬币贴在一起下落,使纸片跟硬币贴在一起的力最有可能是( )
A.分子间引力 B.摩擦力 C.重力 D.大气压
3.下列四幅图中,其运动过程主要利用浮力来实现的是( )
A.降落伞下降 B.飞机起飞
C.热气球升空 D.火箭发射
4.如图所示,金属小球放在a处,然后沿粗糙导轨由静止开始自由滑下,依次经过b处、c处,到达d处时恰好停下(不计空气对其作用力),下列说法正确的是( )
A.小球在b点时受三个力的作用
B.小球到达c点的瞬间,速度为零
C.若小球到达d点的瞬间所有外力消失,则球会做匀速直线运动
D.若换用质量稍大的同种球来做实验,球到达b点的速度会变大
5.下列有关说法符合科学事实的是( )
A.甲图:马德堡半球实验第一次测出了标准大气压的大小
B.乙图:牛顿受小球从斜面滚下的实验直接得出了惯性定律
C.丙图:阿基米德原理揭示了浮力大小随体积的增大而增大
D.丁图:卢瑟福根据a粒子散射实验提出原子中存在原子核
6.小科利用冰的密度,使用如下方法来估测积雪的密度:利用平整地面上的积雪,脚向下用力踩在雪上,形成一个下凹的脚印,脚印下的雪可近似看成冰层(如图所示),然后只需测量下列选项的( )就可以估测出积雪的密度。
A.脚印的深度和脚印的面积
B.冰层的厚度和脚印的面积
C.积雪的厚度和脚印的深度
D.积雪的厚度和脚印的面积
7.一个立方体木块,细线的一端跟木块底部相连,另一端固定在容器底,如图甲所示(容器高比细线与木块边长之和大得多),现向容器中慢慢加水直到加满,如图乙所示。用F表示绳子受到的拉力,用h表示容器中水的深度,则下列图象正确的是( )
A. B.
C. D.
8.如图所示,用两支完全相同的密度计a、b分别测甲、乙两相同容器中的液体密度,两支密度计上端恰好相平,则下列说法不正确的是( )
A.甲液体的密度较大
B.b密度计所排开的液体重力较大
C.a密度计下端受到的液体压强较大
D.乙烧杯底部所受液体压强较大
二、简答题(本题共小题,每空1分,共25分)
9.如图所示,快递公司尝试用无人机运送包裹,在带着包裹匀速飞行过程中,无人机受到的升力的施力物体是 ,以无人机为参照物,包裹是 (填“运动”或“静止”)的。
10.(1分)元旦刚过,江苏、安徽等地迎来了2018年的第一场雪,小科和小伙伴一起玩雪,松散的雪花被捏成雪球,体积变小了, (填“能”或“否”)说明分子间存在空隙。
11.(3分)科学家计划利用空间站的激光为太空垃圾减速,使之坠入大气层烧毁。如图,地球轨道上有一废弃卫星,正在绕地球作匀速圆周运动,该卫星 (填“是”或“否”)受平衡力作用。用大功率激光短暂照射该卫星的 (填“A”或“B”)面,其表面金属直接升华成气体向外喷射而出,因为 的原理导致卫星减速。
12.如图甲所示为消防队员小科进行爬杆训练的示意图,在某次爬杆训练中,小科沿杆竖直向上运动的v(速度)﹣t(时间)图象如图乙所示,在0s﹣6s时间内,小科受到的摩擦力方向为 ,小科第4s受到的摩擦力 (填“大于”、“小于”或“等于”)第16s时受到的摩擦力。
13.(3分)如图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体逐渐浸入水中。整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示,则圆柱体受到的重力是 N,圆柱体受到的最大浮力是 N,圆柱体的密度是 g/cm3。
三、实验探究题(本题共2小题,每空2分,共20分)
14.(8分)小科同学利用如图所示的器材探究液体内部压强的特点:
(1)他向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧液面的高度 ,这里利用了 的原理。
(2)如图乙所示,他将橡皮管的一端紧密地套在U形管左侧的端口后,多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差,这是为了探究 。
(3)小敏同学用隔板将玻璃容器均分为两部分,隔板中有一小孔用薄橡皮膜封闭如图丙。下列四个问题中①液体压强是否与液体的深度有关②液体压强是否与液体的密度有关③液体是否对容器的底部产生压强④液体是否对容器的侧壁产生压强,无法用该装置探究的有 。
15.(6分)一场关于“水能增大摩擦还是减小摩擦”的辩论正在课堂上上演。
小科说:水能增大摩擦,因为农民在使用铁锹时,每当感到有点滑,总往手上吐一口吐沫,这样更容易抓紧铁锹了。
小敏说:水能减小摩擦,因为地面有水时,人更容易滑倒。
在老师指导下,同学们选用油漆过的木板和未油漆过的木板、木块、弹簧测力计进行实验。用弹簧测力计水平拉着木块在木板上做运动,在无水和有水的表面各做一次,记录如下表:
实验情况 无水时弹簧测力计示数 有水时弹簧测力计示数
在油漆过的木板上运动 1.0 0.8N
在未油漆过的木板上运动 1.3N 1.7N
(1)填上题目中的用弹簧测力计水平拉着木块在木板上做 运动,木块在油漆过的木板上运动,属于 。(填“滑动摩擦”或“滚动摩擦”)
(2)上述实验数据表明,水能增大摩擦还是减小摩擦与 有关。
四、分析计算题(本题共2小题,34小题6分,35小题5分、36小题4分,共15分)
16.(5分)如图1是一艘完全依靠太阳能驱动的船,该船长30米,宽15米,排水量60吨,船的表面安装有太阳能电池板,若接收的太阳能只用来驱动船前进。在一次航行中,从某一时刻开始,太阳能船收到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图2甲所示,船的运动速度v随时间t的变化关系如图2乙所示。求:
(1)第50s到第100s内太阳能船受到水的阻力为 N,船前进的距离为多少?
(2)满载时太阳能船受到的浮力为多少?
17.(4分)如图所示,薄壁圆柱形容器甲和圆柱体乙置于水平地面上。容器甲足够高、底面积为5×10﹣2m2,盛有质量为5千克的水。圆柱体乙的重力为160牛。底面积为8×10﹣2m2。
(1)求圆柱体乙对水平地面的压强P乙;
(2)若将一物块A分别浸没在容器甲的水中、放在圆柱体乙上表面的中央时,水对容器甲底部压强的变化量与圆柱体乙对水平地面压强的变化量相等。求物块A的密度ρA。
2017-2018学年浙江省宁波市江北区八年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共8小题,每小题2分,共40分.请选出每小题中一个符合题意的选项,不选、错选均不给分)
1.下列选项中,符合“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显”这一原理的是( )
A.滑雪运动员的雪橇 B.啄木鸟尖尖的喙
C.坦克的履带 D.骆驼宽厚的脚掌
【分析】压强大小跟压力大小和受力面积大小有关。
增大压强的方法:是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强。
减小压强的方法:是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强。
【解答】解:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显,说明压强越大。
A、滑雪运动员的雪橇,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故A不合题意;
B、啄木鸟尖尖的喙,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故B符合题意;
C、坦克的履带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故C不合题意;
D、骆驼宽厚的脚掌,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故D不合题意。
故选:B。
【点评】掌握压强大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强的问题。
2.如图所示,把一张小纸片放在水平的硬币的上表面,松手后纸片不是单独飘落而是和硬币贴在一起下落,使纸片跟硬币贴在一起的力最有可能是( )
A.分子间引力 B.摩擦力 C.重力 D.大气压
【分析】从图中纸片的静止状态入手分析,利用力和运动的关系,确定其受力情况。
【解答】解:纸片相对硬币处于静止状态,自身的重力又很小,肯定还受到一个向下的力。
在纸片的周围只有空气,所以是大气压力的作用跟硬币贴在一起。
故选:D。
【点评】这是一个可以证明大气压存在的实验,能够证明大气压存在的实验有很多如:针筒吸药液、瓶吞鸡蛋、马德堡半球实验等。
3.下列四幅图中,其运动过程主要利用浮力来实现的是( )
A.降落伞下降 B.飞机起飞
C.热气球升空 D.火箭发射
【分析】解决本题的关键是要明确哪里的空气流速大、压强小,由此产生的压力差方向向哪儿。
【解答】解:A、降落伞下降是因为重力的作用,故A不符合题意;
B、飞机机翼上方空气流速快,压强小,下方空气流速慢,压强大,于是产生向上的升力而起飞,故B不符合题意;
C、热气球升空是利用浮力工作的,故C符合题意;
D、火箭发射是利用物体间力的作用是相互的原理来升空的,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题是一道有关浮力、升力和相互作用力的综合性选择题,在解题时要认真分析每一个选项,找出其对应的知识点。
4.如图所示,金属小球放在a处,然后沿粗糙导轨由静止开始自由滑下,依次经过b处、c处,到达d处时恰好停下(不计空气对其作用力),下列说法正确的是( )
A.小球在b点时受三个力的作用
B.小球到达c点的瞬间,速度为零
C.若小球到达d点的瞬间所有外力消失,则球会做匀速直线运动
D.若换用质量稍大的同种球来做实验,球到达b点的速度会变大
【分析】①对小球进行受力分析明确受几个力;
②物体速度为0时,将处于静止状态;
③静止的物体不受力的作用时将始终保持静止状态;
④在接触面粗糙程度一定时,压力越大摩擦力越大。
【解答】解:
A、小球到达b点时受到重力、支持力的作用,因为小球继续向右运动,所以还受到向左的摩擦力,即此时小球受到三个力的作用。故A正确;
B、小球到达c点后将继续向左运动,所以其速度不为0.故B错误;
C、由题知小球到达d点的瞬间速度为0,如果此时所有外力消失,由牛顿第一定律知,小球将保持静止状态。故C错误;
D、小球从a点下滑过程中受到摩擦力的作用,下滑过程中部分重力势能转化为动能;当增大小球的质量时,下滑过程中小球对轨道的压力增大,摩擦力也增大,所以到达b点的速度不能确定。故D错误。
故选:A。
【点评】此题考查了能量的转化及力和运动关系的应用。正确理解力和运动的关系是解答的基础。
5.下列有关说法符合科学事实的是( )
A.甲图:马德堡半球实验第一次测出了标准大气压的大小
B.乙图:牛顿受小球从斜面滚下的实验直接得出了惯性定律
C.丙图:阿基米德原理揭示了浮力大小随体积的增大而增大
D.丁图:卢瑟福根据a粒子散射实验提出原子中存在原子核
【分析】(1)马德堡半球实验证明了大气压的存在,而托里拆利实验测出了大气压的数值;
(2)牛顿在伽利略等人研究成果的基础上总结出惯性定律;
(3)根据物体所受浮力大小的公式F浮=ρ液gV排可知影响浮力大小的因素;
(4)产生光的色散现象的原因是白光中包含的不同颜色的光通过三棱镜发生折射时的偏折程度不同。
【解答】解:
A、马德堡半球实验证明了大气压的存在,而托里拆利实验第一次测出了大气压的数值,故A错误;
B、伽利略通过理想斜面实验研究首先得出“物体的运动并不需要力来维持”的结论,然后牛顿总结前人的研究,提出牛顿第一定律,又称为惯性定律,故B错误;
C、阿基米德原理说明物体受到液体浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,与物体浸没在液体中的深度无关,故C错误;
D、卢瑟福通过а粒子散射实验,证实了原子是由原子核和核外电子组成的,故D正确。
故选:D。
【点评】本题涉及到的知识点较多,属于基础知识的考查,对物理学的重大发现、著名实验和理论要加强记忆,这也是常考内容之一。
6.小科利用冰的密度,使用如下方法来估测积雪的密度:利用平整地面上的积雪,脚向下用力踩在雪上,形成一个下凹的脚印,脚印下的雪可近似看成冰层(如图所示),然后只需测量下列选项的( )就可以估测出积雪的密度。
A.脚印的深度和脚印的面积
B.冰层的厚度和脚印的面积
C.积雪的厚度和脚印的深度
D.积雪的厚度和脚印的面积
【分析】“脚印下的雪由于受外力挤压可近似看成冰层”,注意脚下的积雪被挤压变成冰层质量相等,根据密度的变形公式m=ρV=ρSh列出关系式求解出积雪的密度,据此进行解答。
【解答】解:
设脚印的面积为S,积雪的厚度为h,脚印的深度为h1,冰的密度为ρ冰,
则由ρ=可得,原来积雪的质量:
m雪=ρ雪V雪=ρ雪Sh,
被挤压变为冰后的质量:
m冰=ρ冰V冰=ρ冰S(h﹣h1),
雪压成冰质量不变,
即:m雪=m冰,
所以ρ雪Sh=ρ冰S(h﹣h1),
ρ雪=ρ冰,
可见,需要测量的物理量有:积雪的厚度h、脚印的深度h1。
故选:C。
【点评】本题考查了密度公式的应用,中容易测量的物理量是积雪的深度和脚印的深度,利用好脚印下积雪的质量等于冰层的质量是关键。
7.一个立方体木块,细线的一端跟木块底部相连,另一端固定在容器底,如图甲所示(容器高比细线与木块边长之和大得多),现向容器中慢慢加水直到加满,如图乙所示。用F表示绳子受到的拉力,用h表示容器中水的深度,则下列图象正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】向容器中慢慢加水,物体浸入水中,排开水的体积越来越大,当物体受到的浮力小于物体重时,此时拉力为0;继续加水,当物体受到的浮力大于物体重时,物体开始上升,当细线被拉直,细绳的拉力增大,当物体全浸入水中,排开水的体积不变、浮力不变,细线的拉力不变,据此分析判断。
【解答】解:向容器中慢慢加水,物体浸入水中,一开始因为排开水的体积小,物体受到的浮力小于重力,细线没有被拉直,拉力为0;
随着水的增多,排开水的体积越来越大,当物体受到的浮力大于物体重时,物体开始上升,当细线被拉直,细绳的拉力增大;
当物体全浸入水中,排开水的体积不变、浮力不变,细线的拉力不变;
由此可见细线的拉力是先为0,不断增大,最后不变。
故选:B。
【点评】本题考查了物体受到的浮力与排开水的体积的关系,能分析图象得出每一个图象说明的F与h关系是本题的关键。
8.如图所示,用两支完全相同的密度计a、b分别测甲、乙两相同容器中的液体密度,两支密度计上端恰好相平,则下列说法不正确的是( )
A.甲液体的密度较大
B.b密度计所排开的液体重力较大
C.a密度计下端受到的液体压强较大
D.乙烧杯底部所受液体压强较大
【分析】(1)掌握物体的浮沉条件,知道物体漂浮时浮力与重力相等;根据F浮=ρ液gV排知,在浮力相同时,液体的密度和排开液体的体积成反比分析判断;
(2)根据阿基米德原理,物体在液体中受到的浮力等于排开液体的重力,根据浮力的大小关系可以判断排开液体重力的大小关系;
(3)根据p=判断密度计下端受到的液体压强;
(4)根据p=ρ液gh判断液体对容器底的压强。
【解答】解:密度计在甲和乙液体中都是漂浮,浮力都等于重力,所以浮力相等;
A、根据F浮=ρ液gV排知,在浮力相同时,液体的密度和排开液体的体积成反比,因为V甲排>V乙排,所以ρ甲<ρ乙,故A错误;
B、甲乙浮力相等,根据阿基米德原理知密度计所排开的液体重力相等,故B错误;
C、甲乙浮力相等,根据浮力产生的原因知液体对密度计下端的压力相等,根据p=知,在压力、横截面积都相同时,密度计下端受到的液体压强相等,故C错误;
D、由A知ρ甲<ρ乙,由图知h甲>h乙,根据p=ρ液gh不能判断液体对容器底的压强,故D错误。
故选:ABCD。
【点评】此题考查了压强的比较、浮沉条件的应用及阿基米德原理的掌握,这些都是力学中的难点内容,在进行分析时,要利用公式,根据公式进行分析,正确率较高
二、简答题(本题共小题,每空1分,共25分)
9.如图所示,快递公司尝试用无人机运送包裹,在带着包裹匀速飞行过程中,无人机受到的升力的施力物体是 空气 ,以无人机为参照物,包裹是 静止 (填“运动”或“静止”)的。
【分析】(1)物体间力的作用是相互的,螺旋桨在对空气施力的同时,也受到空气对它施加的反作用力。
(2)解答此题的关键是看被研究的物体与所选的标准,即参照物之间的相对位置是否发生了改变,如果发生改变,则物体是运动的;如果未发生变化,则物体是静止的。
【解答】解:(1)无人机的螺旋桨对空气施加了一个竖直向下的力,由于物体间力的作用是相互的,所以空气对直升机施加了一个竖直向上的反作用力,这个力就是无人机向上的升力;
(2)以无人机为参照物,包裹与无人机之间的位置没有变化,所以,包裹是静止的。
故答案为:空气;静止。
【点评】此题主要考查学生对参照物的选择、运动和静止的相对性,研究同一物体的运动状态,如果选择不同的参照物,得出的结论可以不同,但都是正确的结论。
10.(1分)元旦刚过,江苏、安徽等地迎来了2018年的第一场雪,小科和小伙伴一起玩雪,松散的雪花被捏成雪球,体积变小了, 否 (填“能”或“否”)说明分子间存在空隙。
【分析】分子动理论的内容:分子在不停地做无规则运动、分子间有间隙、分子间有引力和斥力。
【解答】解:
松散的雪花被捏成雪球,体积变小了,不能说明分子间有间隙,而是因为雪花其本身内部就有空隙。
故答案为:否。
【点评】本题考查了分子的热运动,记住分子动理论的三条基本内容,此类题目难度不大。
11.(3分)科学家计划利用空间站的激光为太空垃圾减速,使之坠入大气层烧毁。如图,地球轨道上有一废弃卫星,正在绕地球作匀速圆周运动,该卫星 否 (填“是”或“否”)受平衡力作用。用大功率激光短暂照射该卫星的 B (填“A”或“B”)面,其表面金属直接升华成气体向外喷射而出,因为 力的作用是相互的且力能改变物体的运动状态 的原理导致卫星减速。
【分析】(1)物体在受平衡力时,其处于静止状态或匀速直线运动状态,判断出卫星所处的运动状态,可得出其受力情况。;
(2)物体间力的作用是相互的,力可以改变物体的运动状态。
【解答】解:
(1)围绕地球作匀速圆周运动的卫星其速度大小不变,但其方向不是直线,而是时刻在改变,故所受的力一定不是平衡力,而是非平衡力;
(2)当用大功率激光短暂照射该卫星的B面,其表面金属直接由固态升华成气体向外喷射而出,因为产生一个向前的力,因为物体间力的作用是相互的,大气对卫星一个向后的力改变了卫星的运动状态,使卫星减速。
故答案为:否; B;力的作用是相互的且力能改变物体的运动状态。
【点评】本题考查了平衡力的判断以及物体间力的作用是相互的、力的作用效果等知识在解决太空垃圾上的应用,体现了学生用理论知识解决实际问题的能力。
12.如图甲所示为消防队员小科进行爬杆训练的示意图,在某次爬杆训练中,小科沿杆竖直向上运动的v(速度)﹣t(时间)图象如图乙所示,在0s﹣6s时间内,小科受到的摩擦力方向为 竖直向上 ,小科第4s受到的摩擦力 大于 (填“大于”、“小于”或“等于”)第16s时受到的摩擦力。
【分析】由v﹣t图象判断各段的运动状态;根据速度关系判断重力与摩擦力的关系。
【解答】解:由图象知0﹣6s时间内,小王沿杆加速向上运动,受竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,摩擦力大于重力,即小科第4s受到的摩擦力大于重力;
15s至18s时间内,小科做减速运动,受到的摩擦力小于重力,小科第4s受到的摩擦力大于第16s时受到的摩擦力。
故答案为:竖直向上;大于。
【点评】本题考查学生读图分析能力,是一道中等题,难度不是很大。
13.(3分)如图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体逐渐浸入水中。整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示,则圆柱体受到的重力是 12 N,圆柱体受到的最大浮力是 8 N,圆柱体的密度是 1.5 g/cm3。
【分析】为了便于分析,给线段标上A、B、C、D四个点,如下图,根据图象分析如下:
(1)由图可知AB段圆柱体未浸入液体,测力计的示数即为圆柱体的重力,所以从图中可读出圆柱体的重力大小。
(2)由图象CD段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,为最大值。
(3)由题意可知图中CD段是圆柱体完全浸入水后的情况,由图可知圆柱体完全浸入水后测力计对圆柱体的拉力为4N,再利用力的平衡条件求出圆柱体受到的浮力,利用阿基米德原理求得圆柱体的体积,利用密度公式求得圆柱体的密度。
【解答】解:
(1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=12N;
(2)由图象CD段可知,物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,则圆柱体受到的最大浮力:F浮=G﹣F=12N﹣4N=8N;
(3)根据F浮=ρ水gV排可得圆柱体的体积:
V=V排===8×10﹣4m3,
由G=mg可得,圆柱体的质量:
m===1.2kg,
则圆柱体密度:
ρ物===1.5×103kg/m3=1.5g/cm3。
故答案为:12;8;1.5。
【点评】本题用到的知识点有重力、质量、密度、二力平衡、受力分析、阿基米德原理的应用,考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力,难度较大。
三、实验探究题(本题共2小题,每空2分,共20分)
14.(8分)小科同学利用如图所示的器材探究液体内部压强的特点:
(1)他向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧液面的高度 相等 ,这里利用了 连通器 的原理。
(2)如图乙所示,他将橡皮管的一端紧密地套在U形管左侧的端口后,多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差,这是为了探究 液体内部压强与深度的关系 。
(3)小敏同学用隔板将玻璃容器均分为两部分,隔板中有一小孔用薄橡皮膜封闭如图丙。下列四个问题中①液体压强是否与液体的深度有关②液体压强是否与液体的密度有关③液体是否对容器的底部产生压强④液体是否对容器的侧壁产生压强,无法用该装置探究的有 ③ 。
【分析】(1)U形管的实质是连通器,当连通器中的同种液体不流动时,两侧的液面保持相平;
(2)液体内部压强大小通过U形管两侧液面高度差的大小来反映,这是转换法;液体压强和液体的密度、深度有关,实验中采用控制变量法来设计实验;
(3)要探究“液体压强跟深度的关系”,则应使液体密度相同,液体深度不同;
液体的压强与液体的密度和深度有关,在容器两边分别装入深度相同,密度不同的甲、乙两种液体,观察橡皮膜的变形情况,判断两种液体密度的大小关系。
【解答】解:(1)图甲中的U形管相当于一连通器,液体不流动时,两侧的液面保持相平;
(2)实验中液体的密度不变,改变探头在水中的深度,研究的是液体内部压强与深度的关系;
(3)①在容器两侧倒入深度不同的同种液体,观察橡皮膜产生的现象;可以探究“液体压强跟深度的关系”;
②在容器两边分别装入深度相同,密度不同的甲、乙两种液体,若橡皮膜凹向左边,则右边液体密度大,若橡皮膜凹向右边,则左边液体密度大,因此本实验装置能大致比较两种液体的密度大小,若要探究“液体压强跟液体密度的关系”,要控制液体深度相同,密度不同,则应在容器两侧倒入深度相同的不同液体,观察橡皮膜产生的现象;液体压强是否与液体的密度有关系;
③此时的橡皮膜没有处于容器的底部,所以该现象不能验证液体对容器底部有压强;
④此装置可以在一侧倒入液体,如果橡皮膜凸出,则表明液体对容器的侧壁有压强,若不凸出,则表明液体对侧壁没有压强;可以探究液体是否对容器的侧壁产生压强,无法用该装置探究的有③。
故答案为:(1)相同;连通器; (2)液体内部压强与深度的关系; (3)③。
【点评】此题是探究液体压强与深度和密度的关系,考查了对控制变量法的应用,在实验中注意怎样控制变量和改变变量。
15.(6分)一场关于“水能增大摩擦还是减小摩擦”的辩论正在课堂上上演。
小科说:水能增大摩擦,因为农民在使用铁锹时,每当感到有点滑,总往手上吐一口吐沫,这样更容易抓紧铁锹了。
小敏说:水能减小摩擦,因为地面有水时,人更容易滑倒。
在老师指导下,同学们选用油漆过的木板和未油漆过的木板、木块、弹簧测力计进行实验。用弹簧测力计水平拉着木块在木板上做运动,在无水和有水的表面各做一次,记录如下表:
实验情况 无水时弹簧测力计示数 有水时弹簧测力计示数
在油漆过的木板上运动 1.0 0.8N
在未油漆过的木板上运动 1.3N 1.7N
(1)填上题目中的用弹簧测力计水平拉着木块在木板上做 匀速直线 运动,木块在油漆过的木板上运动,属于 滑动摩擦 。(填“滑动摩擦”或“滚动摩擦”)
(2)上述实验数据表明,水能增大摩擦还是减小摩擦与 接触面的粗糙程度 有关。
【分析】(1)根据二力平衡条件,在拉动物块时,应做匀速直线运动,此时拉力等于摩擦力的大小,用到了转换法;
摩擦力可以分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力;
(2)由表格数据得出结论。
【解答】解:(1)为了使弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小,根据二力平衡条件,在拉动物块时,应做匀速直线运动;
木块在油漆过的木板上运动,两接触面一直接触,属于滑动摩擦;
(2)如表格数据知,在油漆过的木板上运动,接触面光滑,有水时弹簧测力计示数小于无水时弹簧测力计示数,即水能减小摩擦力;
在未油漆过的木板上运动,接触面相对粗糙,有水时弹簧测力计示数大于无水时弹簧测力计示数,即水能增大摩擦力,故水能增大摩擦还是减小摩擦与接触面的粗糙程度有关。
故答案为:(1)匀速直线;滑动摩擦;(2)接触面的粗糙程度。
【点评】本题通过生活中的现象提出摩擦力跟接触面有无水是否有关,进行探究,并且根据数据和推理得出摩擦力跟接触面粗糙程度的关系。
四、分析计算题(本题共2小题,34小题6分,35小题5分、36小题4分,共15分)
16.(5分)如图1是一艘完全依靠太阳能驱动的船,该船长30米,宽15米,排水量60吨,船的表面安装有太阳能电池板,若接收的太阳能只用来驱动船前进。在一次航行中,从某一时刻开始,太阳能船收到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图2甲所示,船的运动速度v随时间t的变化关系如图2乙所示。求:
(1)第50s到第100s内太阳能船受到水的阻力为 8×104 N,船前进的距离为多少?
(2)满载时太阳能船受到的浮力为多少?
【分析】(1)由图乙可知,第50s到第100s内,船做匀速直线运动,二力平衡,牵引力等于阻力,求出船在第50s到第100s内受到水的阻力;由图乙求出第50s到第100s内太阳船的速度,根据速度公式可求距离;
(2)知道太阳能船的排水量,根据阿基米德原理F浮=G排=m排g求出满载时受到的浮力;
【解答】解:
(1)第50s到第100s内,由图乙可知,船做匀速直线运动,水平方向上牵引力与阻力平衡,
由图甲可知此时的牵引力F=8×104N,
根据二力平衡条件可得,太阳能船受到水的阻力:f=F=8×104N;
第50s到第100s内,船的速度v=0.5m/s,
由v=可得,船前进的距离为:
s=vt=0.5m/s×50s=25m;
(2)满载时太阳能船受到的浮力:
F浮=G排=m排g=60×103kg×10N/kg=6×105N;
故答案为:(1)8×104;船前进的距离为25m;
(2)满载时受到的浮力是6×105N。
【点评】本题考查了阿基米德原理和速度公式的应用,从图象中读出第50s到第100s内的牵引力和速度是解答本题的关键,
17.(4分)如图所示,薄壁圆柱形容器甲和圆柱体乙置于水平地面上。容器甲足够高、底面积为5×10﹣2m2,盛有质量为5千克的水。圆柱体乙的重力为160牛。底面积为8×10﹣2m2。
(1)求圆柱体乙对水平地面的压强P乙;
(2)若将一物块A分别浸没在容器甲的水中、放在圆柱体乙上表面的中央时,水对容器甲底部压强的变化量与圆柱体乙对水平地面压强的变化量相等。求物块A的密度ρA。
【分析】(1)圆柱体对地面的压力等于圆柱体的重力,知道受力面积,利用压强公式p=求对地面的压强;
(2)设物体A的质量为m,则水对容器甲底部压强增加量△p甲=ρ水△hg=ρ水g,圆柱体乙对地面压强的增加量△p1===,根据△p1=△p2求得物体的密度。
【解答】解:
(1)圆柱体乙置于水平地面上,圆柱体对地面的压力F=G=160N,
圆柱体乙对地面的压强:
p乙===2000Pa;
(2)设物体A的质量为m,
由于物块A浸没在容器甲的水中,
则水对容器甲底部压强增加量△p1=ρ水△hg=ρ水g;
由于物块A放在圆柱体乙上表面的中央,
则圆柱体乙对地面压强的增加量△p2===,
已知△p1=△p2,
则:ρ水g=,
所以物体A的密度:
ρA===1.6×103kg/m3。
答:(1)圆柱体乙对水平地面的压强P乙是2000Pa;
(2)物块A 的密度ρA是1.6×103kg/m3。
【点评】本题考查了学生对液体压强公式、压强定义式的掌握和运用,难点在第二问,求出容器对地面压强的增加量和水对容器底部压强的增加量,利用好等量关系是突破点。