一、单选题(本大题共12小题,共36.0分)
3333
1. 甲、乙两物体质量相等,其密度分别为𝜌甲=2×10𝑘𝑔/𝑚,𝜌乙=4×10𝑘𝑔/𝑚,分别用弹
簧测力计吊着浸没在水中。则甲、乙两弹簧测力计示数之比( )
A. 1:1 B. 1:2 C. 2:3 D. 3:4
2. 观看体育频道的围棋或象棋讲座上,你会发现:棋子在竖直放置的棋盘上移动而不会掉下来,
原来,棋盘和棋子都是由磁性材料(类似你平时玩过的磁铁)制成的,从受力情况看,棋子不会掉落的原因是( )
A. 棋子质量小,重力可以忽略不计 C. 棋子受到棋盘对它向上的摩擦力
B. 棋子质量小,不受重力 D. 棋盘对它有很大的吸引力
3. 如图所示,押加是我国少数民族体育项目之一,比赛中,当两人僵持
时,下列说法错误的是( )
A. 两人对布带的拉力是相互作用力 B. 布带发生了弹性形变 C. 两人所受地面摩擦力大小相等 D. 每个人都受到平衡力的作用
4. 某运动员做蹦极运动,如图甲所示,从高处O点开始下落,A点是弹性绳的自由长度,在B点
运动员所受弹力恰好等于重力,C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示(蹦极过程视为在竖直方向的运动)。下列判断错误的是( )
A. 运动员在B点的动能大于在C点动能 B. 从B点到C点绳的弹性势能增大
C. 运动员重力大小大于𝐹0 D. 𝑡0时刻运动员动能为0
5. 如图所示,在光滑水平桌面上叠放着甲、乙两个物体,甲物体用细线拴在左
边竖直墙上,现用力把乙物体从右端匀速拉出来,所用水平力𝐹=10𝑁,则甲、乙两物体受到的摩擦力是( )
A. 𝑓甲=0,𝑓乙=10𝑁,方向向左 B. 𝑓甲=𝑓乙=10𝑁,方向向左 C. 𝑓甲=𝑓乙=10𝑁,方向向右 D. 𝑓甲=𝑓乙=10𝑁,𝑓甲向右,𝑓乙向左
6. 运动状态发生改变的是( )
A. 静止在草坪上的足球 C. 水平路面上匀速行驶的汽车
B. 匀速上坡的汽车 D. 扔出去的手榴弹
7. 在一次课外活动中,小李和小芳在操场上沿直跑道进行跑步训练,他们通
过的路程和时间变化图象如图所示。则下列判断正确的是( )
A. 前4s内,小李跑得快 B. 他们都在做匀速直线运动 C. 他们都在做变速直线运动
D. 小李全程的平均速度大于小芳的平均速度
8. 课外活动时,同学们所做的下列活动,与惯性无关的是( )
A. 抛掷出的实心球继续向前飞行
B. 50m赛跑的运动员到达终点不能马上停下 C. 举重运动员把杠铃举在空中不动 D. 跳远运动员助跑一段距离才起跳
9. 低碳生活,从我做起.自行车骑行已成为我市一项时髦的运动.以下关于自行车的说法正确的
是( )
A. 较宽的坐垫可以增大压强
B. 自行车架用钛合金制成是因为它的密度小且硬度大
C. 刹车后不能立即停下来是因为受到惯性作用 D. 车胎上刻有花纹是为了减小摩擦
10. 如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上。沿水平方向切去部分后,甲、乙剩余部分的高
度相等,此时甲、乙剩余部分对地面的压强相等。关于甲、乙的密度𝜌甲、𝜌乙和所切去部分的质量𝑚甲、𝑚乙的判断,正确的是( )
A. 𝜌甲<𝜌乙,𝑚甲>𝑚乙 C. 𝜌甲=𝜌乙,𝑚甲>𝑚乙
B. 𝜌甲<𝜌乙,𝑚甲<𝑚乙 D. 𝜌甲=𝜌乙,𝑚甲<𝑚乙
11. 如图甲所示,静止时U形管两侧液面相平、若要出现图乙的情景,下列方法可行的是( )
A. 向右管打气
C. 沿左管口水平方向吹气
B. 向左管抽气
D. 沿右管口水平方向吹气
12. 2017年5月5日下午,我国具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919已完成预定
试飞科目,安全返航着陆,顺利完成了首飞。如图所示,就是我国自主研发的C919商用大飞机,C919客机中的部分钛合金零件采用了激光3D打印技术。关于客机的相关科学知识,下列说法不正确的是( )
A. 客机采用密度小的材料,可以减轻它的重力
B. 客机所在高空的大气压强,比海平面附近的大气压强更大
C. 客机升空利用了“空气流速大的地方压强小”的原理 D. 客机在空中沿直线匀速飞行,是受平衡力作用
二、填空题(本大题共7小题,共19.0分)
13. 如图,贴在竖直墙面上的塑料吸盘挂钩(塑料吸盘挂钩重力不计),当挂上适当
的重物后,也不会脱落。此时,塑料吸盘挂钩所受的摩擦力等于______(选填“所挂重物的重力”或“大气压力”)。若此时挂钩受到的力全部消失,它将处于______状态(选填“匀速直线运动”或“静止”)。
14. 一木块在0.5𝑁的水平拉力作用下,在水平桌面上沿拉力方向做匀速直线运动,则它受到的摩擦
力为______𝑁.若把拉力增大到0.8𝑁,仍使木块在该平面上运动,这时木块受到的摩擦力为______N。
15. 如图所示,用𝐹1=10𝑁的水平推力将重为5N的物体压在竖直墙壁上静止
时,物体受到的墙壁的摩擦力大小是______N,方向______;保持水平推力𝐹1大小不变,当再施加𝐹2=12𝑁的竖直向上的拉力作用在该物体上时,物体恰好沿墙壁匀速向上运动;如果将向上拉力𝐹2增大为20N,此时物体受到墙壁的摩擦力为______N。
16. 如图所示,是砌茶用的茶壶,其壶嘴和壶身相通就构成了______ ;倒茶时,
若用手堵住壶盖上的小孔.茶水就难以倒出,这是因为壶内空气的压强______ 外界大气压的缘故.(最后一空选填“大于”或“等于”或“小于”)
17. 生活处处有物理,留心观察皆学问,厨房中也包含着很多物理知识。
(1)厨房地面一般铺上防滑砖,是为了______(选填“增大”或“减小”)摩擦。
(2)母亲节那天洋洋放学后,想为妈妈庆祝节日,她决定亲自给妈妈包饺子。如图甲是洋洋剁馅用的菜刀,刀刃磨得很锋利,是通过______的方法来增大压强,饺子刚下锅时因为所受浮力______(选填“大于”、“小于”或“等于”)重力面沉入水底。
(3)饭后,洋洋在水盆中洗碗,发现一个大碗正漂浮在水中,如图乙所示,往下按大碗越来越费
劲,说明大碗受的浮力______(选填“变大”、“变小”或“不变”),这时大碗所受浮力和它的重力______(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
18. 如图所示,A、B是由同种材料制成的大小规格相同的实心长方体,长方体的密度为𝜌,长度为
l、高度与宽度均为h,现将两长方体按图甲、乙所示的方式放置,则甲图中A对地面的压力𝐹甲与乙图中B对地面的压力𝐹乙的关系𝐹甲______𝐹乙(选填“大于”、“等于”或“小于”);若甲图中A对地面的压强为p甲,乙图中B对地面的压强为p乙,则𝑝甲和𝑝乙的比值可表示为______.
19. 如图所示,是用压强计探究水内部压强的情景
(1)把探头放入水中,通过观察U型管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小,高度差越大,水的压强______(选填“越大”或“越小”);
(2)比较甲图、乙图和丙图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强______; (3)在乙图中把探头慢慢下移,可以观察U型管两边液面的高度差增大,从而得到:在同一种液体里,液体的压强随______的增加而增大;
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水(𝜌水<𝜌盐水),其他条件不变,则可以观察到U型管两边液面的______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。 三、作图题(本大题共3小题,共5.0分) 20. 完成下列作图:
(1)请在图1中画出入射光A通过凸透镜后的折射光线. (2)请在图2中画出静止在斜面上物体A所受重力的示意图.
21. 按照要求作图.
(1)根据图甲中的入射光线画出相应的折射光线.
(2)木块静止在斜面上,画出木块所受重力G和斜面所受压力F的示意图. (3)如图丙所示,请标出小磁针静止时的N极与S极.
22. 在向右行驶汽车中悬线上挂一个小球,小球突然向左偏转,如图所示,若在汽车底板上还有一
个跟其相对静止的物体M,画出此时M的受力状况。
四、实验探究题(本大题共3小题,共9.0分) 23. 探究牛顿第一定律:
1.让小车从斜面顶端由静止滑下,使小车到达三种不同水平面过程 时的初速度______ ,发现小车在现象 ______ 表面上运动状态改变得最慢。 2.若______ 的物体不受力的作用,它将保持匀速直线运动状态。在实验的基础上,通过理结论 方法 想化推理得出结论,运用的科学方法是______ 法。 3.利用上述器材,再增加一个小木块和一把刻度尺,让小车分别从斜面不同高度处由静止问题 讨论 滑下,比较木块被推动的距离,由此得出物体的动能与______ 的关系。 24. 小军要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关?”,他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能
有:①接触面所受的压力大小;②接触面的粗糙程度;③接触面积的大小。 接下来小军通过如图所示实验探究过程验证他的猜想:
(1)在实验中,小军应该沿水平方向用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数等于物体所受滑动摩擦力的大小,判断依据是:______。 (2)对比图中______两个探究过程,可以验证猜想②。
(3)小军探究猜想③时,他将木块切去一半,重复甲的操作过程,如图丁所示。他比较甲和丁的实验结果,得出滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关的结论。同组小科认为此实验设计不合理,理由是______。
25. 在如图所示的各种实验装置中,请按照要求回答:图(𝑎)是测量______的仪器。图(𝑏)为______
实验的装置。图(𝑐)实验装置的名称为______,可以用来比较______的大小。
五、计算题(本大题共1小题,共3.0分)
26. 新冠病毒使2020年春的中国成为了一个没有硝烟的战场,负压救护车(如图
所示)则是众多“逆行者”中的一员。所谓负压就是利用技术手段,使车内气压低于外界大气压,车的医疗舱每小时可换气20次,能过滤分离病毒率达99.97%,既对车内人员起到防护的作用,也避免了感染车外更多的人。
(1)若车内气压为外界标准大气压的90%,车顶的面积大约为4𝑚2,车顶受到的内外压力差为多少?(标准大气为1.01×105𝑃𝑎)。
(2)若汽车的效率为25%,则平均输出功率50kW下,速度90𝑘𝑚/ℎ,该车百公里(100𝑘𝑚)消耗多少汽油?(结果保留一位小数,汽油的密度为0.70×103𝑘𝑔/𝑚3,热值4.6×107𝐽/𝑘𝑔)。
【答案与解析】
1.答案:C
解析:解:因为𝜌=𝑉,且甲、乙两物体质量相等, 所以,甲、乙两物体的体积之比:
𝑉甲𝑉乙
𝑚
=
𝑚𝜌甲𝑚𝜌乙
=𝜌=2×103𝑘𝑔/𝑚3=1,
甲
𝜌乙
4×103𝑘𝑔/𝑚3
2
因甲、乙两物体全部浸入水中时排开水的体积和自身的体积相等,即𝑉排=𝑉, 由称重法测浮力可得:𝐹浮=𝐺−𝐹′, 所以,弹簧测力计的示数:
𝐹′=𝐺−𝐹浮=𝑚𝑔−𝐹浮=𝜌𝑉𝑔−𝜌水𝑔𝑉=(𝜌−𝜌水)𝑔𝑉, 则甲、乙两弹簧测力计示数之比:
𝐹′
甲𝐹′乙
=(𝜌
(𝜌甲−𝜌水)𝑔𝑉甲
乙
−𝜌水)𝑔𝑉乙
=𝜌
𝜌甲−𝜌水
乙
−𝜌水
×𝑉=4×103𝑘𝑔/𝑚3−1×103𝑘𝑔/𝑚3×1=3,故C正确,ABD错误。
乙
𝑉甲
2×103𝑘𝑔/𝑚3−1×103𝑘𝑔/𝑚3
22
故选:C。
知道两物体的密度以及质量相等,根据密度公式求出两者的体积之比,两物体全部浸入水中时排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出两物体受到的浮力,根据称重法和密度公式、重力公式表示出它们弹簧测力计的示数,进一步求出测力计示数之比。
本题考查了密度公式、阿基米德原理、称重法测浮力的综合应用,计算过程要注意各量之间的关系不要颠倒。
2.答案:C
解析:解:
棋盘和棋子都是由磁性材料制成的,且棋子在竖直放置的棋盘上处于静止状态;
在水平方向上,棋子受到的吸引力与支持力是一对平衡力;在竖直方向上,棋子受向下的重力和向上的摩擦力,二力也是一对平衡力;因此棋子不会掉落的原因是棋子受到棋盘对它向上的摩擦力,摩擦力与重力平衡。故ABD错误,C正确。 故选:C。
首先对棋子进行受力分析,然后根据棋子的状态,结合二力平衡的条件可知棋子不会掉下来的原因。
会对物体进行正确的受力分析,同时掌握平衡力的条件;即作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一条直线的力为平衡力,物体在平衡力的作用下处于静止或匀速直线运动状态。
3.答案:A
解析:解:
A、两人对布带的拉力都作用在布带上(即作用在同一物体上),所以不是相互作用力,故A错误; B、布带受两人的拉力发生形变,不受力时可以恢复原状,所以此时布带发生了弹性形变,故B正确; C、布带处于静止状态,说明两人对布带的拉力相等,由相互作用力的知识可知,布带对两人的拉力相等;由于两人都处于静止状态,受到的拉力和地面对人的摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以可知两人受到的摩擦力大小相等,故C正确;
D、当两人僵持时,两人都处于静止状态,所以都受到平衡力的作用,故D正确。 故选:A。
(1)相互作用力需作用在两个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上; (2)弹性形变是指能够恢复原状的形变; (3)根据平衡力和相互作用力的知识分析;
(4)当物体处于静止或匀速直线运动状态时,受到平衡力的作用。
此题通过少数民族体育项目押加,考查了平衡力与相互作用力的区别、弹性形变以及物体的平衡状态,认真分析即可。
4.答案:C
解析:
(1)当弹性势能与重力势能相等时,此时加速过程恰好完成,速度最快,动能最大; (2)弹性势能的大小与弹性形变程度有关;
(3)运动员最后静止的位置,重力与弹力相等的位置; (4)动能和物体的运动速度、质量有关。
此题是有关能量的转化及运动和力的关系,能够分析出运动员在运动过程中速度的变化及受力变化是关键。
由题知,在B点运动员所受弹力恰好等于重力,C点是第一次下落到达的最低点;
A.运动员从B点到C点过程中,由于弹力大于重力,所以人的运动速度减小,动能减小,因此运动员在B点的动能大于在C点动能,故A正确;
B.从B点到C点过程中,绳子的长度越来越长,形变程度越来越大,则绳的弹性势能越来越大,故B正确;
C.由图乙可知,最后绳的弹力几乎不变,说明此时运动员已经静止下来,此时弹力与重力平衡,由图象可知,运动员的重力小于𝐹0,故C错误;
D.由图乙可知,𝑡0时刻弹力最大,则绳子的弹性形变是最大的,所以运动员应达到了最低点,此时速度为零,动能最小为零,故D正确。 故选C。
5.答案:D
解析:解:(1)木块乙向右端匀速运动可以得知,木块乙处于平衡状态,故受平衡力的作用,其中在𝑓乙=𝐹=10𝑁,水平方向受拉力F和甲对其向左的摩擦力𝑓乙作用,根据二力平衡的条件可以判断,方向水平向左;
(2)木块甲处于静止状态,所以甲也受平衡力的作用,在水平方向受细绳对其向左的拉力与乙对其向右的摩擦力𝑓甲作用,𝑓甲和𝑓乙是一对相互作用力,大小相等,方向相反,所以𝑓甲=𝑓乙=10𝑁,方向水平向右。 故选:D。
(1)对乙进行受力分析:向右匀速直线运动,水平方向受到向右拉力和向左摩擦力,拉力和摩擦力的一对平衡力,竖直方向上受到重力和支持力,重力和支持力也是一对平衡力。
(2)平衡力的特点:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上。 (3)物体间力的作用是相互的,甲对乙的摩擦和乙对甲的摩擦是相互作用力,大小相等。
本题主要考查了二力平衡条件及摩擦力方向的判断,解决此题的关键是分别以甲或乙为研究对象进行分析,找出相互平衡的力。
6.答案:D
解析:解:A、静止在草坪上的足球,速度的大小和方向都不变,因此足球运动状态不变,不符合题意;
B、匀速上坡的汽车,速度的大小和方向都不变,因此汽车的运动状态不变;不符合题意; C、水平路面上匀速行驶的汽车,速度的大小和方向都不变,因此汽车的运动状态不变;不符合题意; D、扔出去的手榴弹,由于阻力和重力作用,手榴弹速度大小和方向时刻在发生改变,故其运动状
态改变,符合题意; 故选D
运动状态的改变,指的是物体的速度或方向的改变;物体运动状态保持不变的有两种情况:静止状态或匀速直线运动状态.
本题考查了物体运动状态变化,明确力是改变物体运动状态的原因,要清楚物体的两种平衡状态:静止状态或匀速直线运动状态.
7.答案:A
解析:解:A、由图象可知,在前4s内,小李运动的距离比小芳长,所以小李跑得较快,故A正确; BC、由图象可知,小李的路程和时间关系图象是一条直线,表明路程和时间成正比,所以小李做的是匀速直线运动;而小芳的路程和时间关系图象是一条曲线,表明路程和时间不成正比,所以小芳做的不是匀速直线运动,故BC错误;
D、由图象可知,两人的全程是相等的,所用的时间都是8s,两人的平均速度相同,故D错误。 故选:A。
(1)做匀速直线运动时,路程与时间是成正比的,在图象上表现为一条直线;
(2)判断前4s内谁跑得快,我们可采取相同时间比较路程,谁在相同时间内运动的路程长,谁就跑得快;
(3)全程的平均速度等于全部路程处于所有的总时间。
解答本题时,可采用控制变量的思想和比较的思想去进行分析,比较时要在相同条件下去进行比较。
8.答案:C
解析:
知道任何物体在任何情况下都有惯性,一切物体都具有惯性,有时我们要利用物体的惯性,有时我们要防止惯性带来的危害,会用惯性知识解释相关现象。
A、抛掷出的实心球由于惯性,仍要保持原来的运动状态,所以继续向前飞行。故本选项是利用惯性的;
B、短跑过程中,运动员具有较大的速度,当到达终点时,由于惯性,运动员还要保持原来的运动状态,所以不能马上停下来,所以B选项是由于惯性导致的;
C、举重运动员把杠铃举在空中不动,是因为杠铃受到平衡力的作用,与惯性无关;
D、跳远运动员助跑是为了使自己处于运动状态,当起跳时,由于惯性,运动员会跳的更远,故本
选项是利用惯性的。 故选:C。
9.答案:B
解析:解:A、较宽的坐垫,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故A错误; B、自行车器材的体积一定,由𝜌=𝑉,可得𝑚=𝜌𝑉,可知材料的密度越小,自行车器材的质量越小,因此自行车器材常采用密度小且硬度大的钛合金制成,能够减轻自行车的质量.故B正确; C、刹车后不能立即停下来是因为运动员由于惯性要保持原来的运动状态,惯性不是力,不能说“受到惯性的作用”,故C错误;
D、车胎上刻有花纹,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.故D错误. 故选B.
(1)减小压强的方法:在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强.
(2)根据𝜌=𝑉,利用控制变量法分析自行车需要的材料.
(3)物体具有保持原来运动状态不变的性质,称为惯性,任何物体都具有惯性.
(4)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.
本题考查杠杆进行分类、增大摩擦的方法、减小压强的方法和惯性,是一道综合性很强的实际应用题.自行车上应用了很多的物理知识,可以从力、热、光、电、磁、声等方面进行考虑.体现了物理在生活中的重要应用.
𝑚
𝑚
10.答案:D
解析:解:
(1)沿水平方向切去部分后,甲、乙剩余部分的高度相等,即ℎ甲剩=ℎ乙剩, 此时甲、乙剩余部分对地面的压强相等,即𝑝甲=𝑝乙; 柱状物体对地面的压强𝑝=
𝐹𝑆
=
𝐺𝑆
=
𝑚𝑔𝑆
=
𝜌𝑉𝑔𝑆
=
𝜌𝑆ℎ𝑔𝑆
=𝜌𝑔ℎ,
所以可得:𝜌甲𝑔ℎ甲剩=𝜌乙𝑔ℎ乙剩,
故𝜌甲=𝜌乙;
(2)由图知,甲切去的体积较小,且𝜌甲=𝜌乙,
𝑚
由𝜌=𝑉可得𝑚=𝜌𝑉,可知切去部分的质量𝑚甲<𝑚乙。
故选:D。
正方体放置地面时,对地面的压力等于物体重力,沿水平方向切去部分后,甲、乙剩余部分的高度相等,此时甲、乙剩余部分对地面的压强相等。由𝑝=密度关系,
根据图知,甲切去的体积更小,根据𝑚=𝜌𝑉判断切去部分质量关系。
本题主要考查了有关压强和压力的大小比较,关键是知道规则柱状体产生的压强𝑝=𝜌𝑔ℎ,然后能推导出两物体𝜌的大小关系。
𝐹𝑆
=
𝐺𝑆
=
𝑚𝑔𝑆
=
𝜌𝑉𝑔𝑆
=
𝜌𝑆ℎ𝑔𝑆
=𝜌𝑔ℎ可知甲、乙的
11.答案:D
解析:解:在图甲所示,静止时U形管两侧液面相平;
A、向右管打气,右边上方压强小,而左边压强不变,所以在左右两边压强差的作用下,左边液面升高,故A错误;
B、向左管抽气,左边上方压强小,而右边压强不变,所以在左右两边压强差的作用下,左边液面升高,故B错误;
C、若沿左管口水平方向吹气,可减小左管上方的空气压强,可以使气流从U形管左边上方吹过,此时左边上方空气流速大、压强小,而右边压强不变,所以在左右两边压强差的作用下,左边液面升高,故C错误;
D、要使得右管内液面上升,可减小右管上方的空气压强,可以使气流从U形管右边上方吹过,此时右边上方空气流速大、压强小,而左边压强不变,所以在左右两边压强差的作用下,右边液面升高,故D正确。 故选:D。
(1)向左管抽气,向右管打气,存在压强差,据此分析AB选项。 (2)流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小,据此分析CD选项;
此题考查流体压强和流速的关系、大气压的综合应用,解答此题的关键是比较U形管两边压强的大小变化。
12.答案:B
解析:解:A、由公式𝜌=𝑉和𝐺=𝑚𝑔知,在体积一定的情况下,要减轻重力,只能选择密度较小的材料,故A正确;
B、客机所在高空的大气压强,比海平面附近的大气压强小,故B错误。 C、客机升空利用了“空气流速大的地方压强小”的原理,故C正确;
D、在空中匀速直线飞行的飞机处于平衡状态,故受到的力是平衡力,故D正确。 故选:B。
(1)制造客机时,要尽可能地减轻其质量、重力,可以利用公式𝑚=𝜌𝑉和𝐺=𝑚𝑔分析; (2)大气压随着高度的增加而减小; (3)流体流速越大的位置,压强越小;
(4)静止或匀速直线运动状态称为平衡状态,物体保持平衡状态时,一定受到平衡力的作用。 本题考查密度的应用、力的平衡、流体流速与压强的关系、气压与高度的关系等知识,是一道综合题目,相对比较复杂,有一定难度。
𝑚
13.答案:所挂重物的重力 静止
解析:解:
吸盘挂钩的工作过程:通过排出吸盘与墙壁之间的空气,松手后,因内部气压小于外界大气压,所以外界大气压将其压在墙壁上,吸盘处于静止状态;吸盘受到竖直向上的摩擦力和竖直向下的重力,它们是一对平衡力,大小相等,则此时塑料吸盘挂钩所受的摩擦力等于所挂重物的重力; 所受外力全部消失,它将保持原来的静止状态不变。 故答案为:所挂重物的重力;静止。
塑料吸盘是大气压在生活中应用的实例。当重物拉挂钩时,拉力方向向下,阻碍其向下的力应该是向上的,而不是大气的压力,是吸盘与墙面的摩擦力使其能承受一定的拉力;物体保持原来状态不变的性质是惯性,惯性只与物体的质量有关,与其它因素无关。
大气压将吸盘压在墙面上,但大气压方向朝向墙面,物体对挂钩的拉力朝下,因此,是摩擦力与拉力相互平衡。
14.答案:0.5;0.5
解析:
(1)当物体做匀速直线运动时,处于平衡状态,受力平衡; (2)摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。
该题考查了二力平衡条件的应用和摩擦力大小的影响因素,有两点须注意:一是先判断物体的运动状态;二是判断摩擦力大小的影响因素是否发生变化。
由于木块在水平方向上做匀速直线运动,所以拉力与摩擦力是一对平衡力,所以摩擦力𝑓=𝐹=0.5𝑁; 当拉力增大后,因为木块对桌面的压力大小仍等于重力,没有变化;而且接触面的粗糙程度也不变,所以摩擦力大小不变。 故答案是:0.5;0.5。
15.答案:5 竖直向上 7
解析:解:
(1)将物体压在竖直墙壁上静止时,木块在竖直方向上受到重力和摩擦力的作用,且重力与摩擦力平衡,二力的大小相等、方向相反,所以,物体受到摩擦力大小为𝑓=𝐺=5𝑁,方向为竖直向上。 (2)保持水平推力𝐹1大小不变,当再施加𝐹2=12𝑁的竖直向上的拉力作用在该物体上时,物体恰好沿墙壁匀速向上运动,此时𝐹2与物体的重力和滑动摩擦力在竖直方向上保持平衡,即𝐹2=𝐺+𝑓, 所以物体受到的滑动摩擦力:𝑓=𝐹2−𝐺=12𝑁−5𝑁=7𝑁;
如果将向上拉力𝐹2增大为20N,此时压力大小、接触面的粗糙程度都不变,所以物体受到墙壁的滑动摩擦力不变,仍然为7N。 故答案为:5;竖直向上;7。
一个物体在两个力作用下还能保持静止或匀速直线运动状态,这两个力就是平衡力; 二力平衡的条件是:大小相等,方向相反,作用在同一个物体上。 滑动摩擦力与压力大小、接触面粗糙程度有关。
此题考查的知识点有两个:①根据平衡状态判断二力平衡;②掌握影响摩擦力大小的因素。
16.答案:连通器;小于
解析:解:茶壶中的液体不流动时,各开口中的液面总是相平的,因此是利用的连通器原理;壶盖上留有一个小孔,作用是使壶内与壶外的大气相通,在重力的作用下,水才容易倒出,如果堵住小孔,壶内的气压小于外界大气压,水就倒不出来. 故答案为:连通器;小于.
茶壶盖上的小孔能保证与大气相通,形成壶体上端开口,壶嘴、壶体上端开口下端连通,形成连通器.
该题考查了连通器原理在生活中的应用,同时也考查了大气压的综合应用,属于基础题.
17.答案:增大 减小受力面积 小于 变大 不是
解析:解:(1)厨房的地面一般铺上防滑瓷砖是在压力一定时,增大接触面粗糙程度来增大摩擦力,防止滑倒。
(2)菜刀磨得很锋利,是通过减小受力面积的方法增大了压强,容易将菜切断,
饺子刚下锅时,浮力小于重力,所以下沉。煮熟后,重力不变,由于体积膨胀,所以所受浮力变大,浮力大于重力,则饺子会上浮,最后漂在水面上。
(3)越往下按大碗,大碗排开液体的体积增大,由𝐹浮=𝜌液𝑔𝑉排,可知,浮力增大,所以往下按大碗越来越费劲,
此时大碗所受浮力等于它的重力和向下按的力之和,因此这时大碗所受浮力和它的重力不是一对平衡力。
故答案为:(1)增大;(2)减小受力面积;小于;(3)变大;不是。
(1)增大摩擦力方法:在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;在接触面的粗糙程度一定时,增大压力。
(2)影响压强大小的因素是:压力的大小和受力面积,压力一定时,受力面积越小压强越大,受力面积一定,压力越大压强越大。
物体的沉浮与物体的重力大小以及物体所受浮力的大小无关,它是由物体所受重力与浮力的合力决定。
(3)根据𝐹浮=𝜌液𝑔𝑉排,分析大碗受的浮力情况,
二力平衡的条件是作用在同一物体上的两个力,必须大小相等、方向相反,且在一条直线上,这两个力才彼此平衡,这四个条件必须同时具备。
本题考查了增大或减小压强的方法及其应用、平衡力的辨别、物体浮沉条件等,涉及的知识点多,是一道学科综合题,但难度不大,熟练应用基础知识即可正确解题。
18.答案:等于 ℎ
𝑙
解析:解:
已知A、B是由同种材料制成的大小规格相同的实心长方体,所以𝑚𝐴=𝑚𝐵,则𝐺𝐴=𝐺𝐵=𝐺, 甲图把B叠放在A上后,A对地面的压力等于A、B的重力之和,𝐹甲=𝐺𝐴+𝐺𝐵=2𝐺, 乙图把A叠放在B上后,B对地面的压力等于A、B的重力之和,𝐹乙=𝐺𝐴+𝐺𝐵=2𝐺, 则𝐹甲等于𝐹乙;
甲图中A对地面的压强: 𝑝甲=
𝐹甲𝑆𝐴
=
2𝐺ℎ2=
2𝑚𝑔ℎ2=
2𝜌𝑉𝑔ℎ2=
2×𝜌×𝑙×ℎ×ℎ×𝑔
ℎ2=2𝜌𝑔𝑙,
乙图中B对地面的压强: 𝑝乙=
𝑝甲
乙
𝐹乙𝑆𝐵
=
2𝐺ℎ𝑙
=
𝑙
2𝑚𝑔ℎ𝑙
=
2×𝜌×𝑙×ℎ×ℎ×𝑔
ℎ×𝑙
=2𝜌ℎ𝑔,
则𝑝=2𝜌𝑔ℎ=ℎ. 故答案为:等于;ℎ.
在水平面上物体对地面的压力等于物体自身的重力,甲图中A与地面的接触面积为𝑆𝐴=ℎ2,乙图中B与地面的接触面积𝑆𝐴=ℎ𝑙.然后利用压强公式求解𝑝甲和𝑝乙的比值.
本题考查压强的大小之比,关键是压强公式及其变形的灵活运用,要知道在水平面上物体对地面的压力等于物体自身的重力.
𝑙
2𝜌𝑔𝑙
19.答案:越大;相等;深度;高度差变大
(1)把水的内部压强的大小转换成U型管两边液面高度差的大小来判断,解析:解:液面高度差越大,表示水内部的压强越大。
(2)比较甲图、乙图和丙图,控制液体密度和深度不变,改变探头的方向,U形管两侧的液面高度差相等。可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等。
(3)在乙图中把探头慢慢下移,控制液体的密度不变,改变深度,可以观察到U型管两边液体的高度差增大,得到:在同一种液体里,液体的压强随深度的增加而增大;
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,控制深度不变,把水换成盐水,密度变大,则可以观察到U型管两边液体的高度差变大。 故答案为:(1)越大;(2)相等;(3)深度;(4)高度差变大。
(1)本题采用了物理中常见的研究方法--转换法,即把水的内部压强的大小转换成U型管两边液面高
度差的大小来判断,液面高度差越大,表示水内部的压强越大。
(2)此题用到了常用的研究方法--控制变量法。比较图甲、图乙和图丙,是控制液体的密度相同,深度相同,改变压强计金属盒的方向,观察U形管两侧的液面高度差是否相等,得出液体内部压强是否和方向有关。
(3)在乙图中把探头慢慢下移,是控制液体的密度相同,改变液体的深度,观察U形管两侧的液面高度差是否相等,得出液体内部压强是否和液体的深度有关。
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,是控制深度相同,改变液体的密度,观察U形管两侧的液面高度差是否相等,得出液体内部压强是否和液体的密度有关。
此题主要考查的是液体内部压强的规律以及液体内部压强的影响因素,注意转换法、等效替代法和控制变量法在实验中的运用。液体压强是中考必考的一个知识点,需要掌握。
20.答案:解:(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,如图所示:
(2)重力的方向是竖直向下的,过重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,如图所示:
解析:(1)在作凸透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图. (2)根据重力的方向是竖直向下的,过重心做竖直向下的力即可.
(1)凸透镜的三条特殊光线:①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴.②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点.③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变. (2)本题考查了重力的示意图的作法.不管物体怎样运动,重力的方向总是竖直向下的.
21.答案:解:(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点,如下图所示:
(2)物体所受重力的作用点在重心,方向竖直向下;压力的作用点在斜面与物体接触部分,方向垂直于斜面指向被压物体. 故作图如下:
(3)由右手螺旋定则得出通电螺线管的左端为N极,右端为S极,由磁极间的相互作用规律得出小磁针的左端为S极,右端为N极,如下图所示:
解析:(1)凸透镜有三条特殊光线:过光心的光线其传播方向不变;过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点.
(2)重力是作用在木箱上的力,作用点画在木箱的几何中心,方向是竖直向下的;木箱对斜面的压力,作用在斜面上,作用点就画在斜面上,方向是垂直斜面向下的.
(3)通过图示的螺线管的绕向和电源的正负极,利用安培定则可以确定螺线管的N极;再利用磁极间的作用规律,即可确定小磁针的N极和S极.
(1)根据图示的入射光线的特点,抓住其对应的折射光线的特点是解决此题的关键. (2)知道重力的方向是竖直向下的,知道压力与接触面垂直.
(3)安培定则中共涉及三个方向:①电流方向;②线圈绕向;③磁场方向;关于这方面的考查,一般是直接或间接告诉其中的两个,利用安培定则来确定第三个方向.
22.答案:解:在向右行驶汽车中悬线上挂一个小球,小球突然向左偏转,根据惯性知识或生活经验
可知,此时汽车突然向右做加速运动;
已知物体M跟汽车底板相对静止,而汽车突然向右做加速运动,则物体M相对于汽车有向左的运动趋势,所以此时物体M会受到一个向右的摩擦力(起动力的作用),故物体M除受到重力、底板的支持力作用外,还一定受到向右的摩擦力作用,如图所示;
解析:(1)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,称为惯性; (2)摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。
此题考查了对惯性现象的理解、分析物体的受力情况,难点是判断摩擦力的方向,是一道综合题。
23.答案:相同 木板 运动 科学推理 速度
解析:解:应让同一小车从斜面顶端由静止滑下;①为使小车刚运动到水平面上时的速度大小相同,并通过小车在水平面上运动的距离来反映小车所受阻力对小车运动的影响; 木板的表面最光滑,小车运动时受到的阻力最小,小车的速度改变得最慢;
小车速度减小的越慢;进一步推理:如果运动的物体不受任何力的作用时,②小车受到的阻力越小,
它将做匀速直线运动;本实验用到的研究方法是科学推理法。
③物体的动能与速度和质量有关;利用上述器材,再增加一个小木块和一把刻度尺,让小车分别从斜面不同高度处由静止滑下(小车刚运动到水平面上时的速度大小不同),比较木块被推动的距离,由此得出物体的动能与速度的关系。
故答案为:(1)相同;木板;(2)运动;科学推理;(3)速度。
在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,要使小车以相同的初速度在阻力不同的表面上运动;根据实验可知,表面越粗糙,滑行距离最近;表面越光滑,滑行距离越远,经推理可知:如果表面绝对光滑时,小车将做匀速直线运动;实验改进后,还可以探究物体的动能与速度的关系,通过比较木块被推动的距离来反映小车动能的大小。
考查阻力对物体运动的影响实验,实验采用了控制变量法、和科学推理法,同时体会如何从实验中得出结论,以及合理的外推得出物理规律的思想。
24.答案:二力平衡的条件 甲、丙 没有控制压力大小不变
解析:解:
(1)实验中小伟应该用弹簧测力计水平匀速直线拉动木块在长木板上滑动,这是拉力和摩擦力是一对平衡力,摩擦力等于拉力;
(2)要探究摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系,需使压力大小和接触面积大小相同,改变接触面的粗糙程度,所以应选择甲图和丙图;
(3)要探究摩擦力大小与接触面积的大小的关系,需使压力大小和接触面的粗糙程度相同,改变接触面积的大小,而小张将木块切去一半,则在接触面积变化的同时,压力也发生了变化,所以得出错误结论。
故答案为:(1)二力平衡的条件;(2)甲、丙;(3)没有控制压力大小不变。 (1)掌握二力平衡条件,要正确测出摩擦力的大小,需拉动木块做匀速直线运动;
(2)根据猜想,要探究摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系,需使压力大小和接触面积大小相同,改变接触面的粗糙程度;
(3)要探究摩擦力大小与接触面积的大小的关系,需使压力大小和接触面的粗糙程度相同,改变接触面积的大小。
此题是探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验,考查了学生对控制变量法的理解和应用,题目很典型。
25.答案:液体密度 托里拆利 U形管压强计 液体内部压强
解析:解:
(1)图(𝑎)是密度计,是测量液体密度的仪器;
(2)图(𝑏)是测量大气压的实验装置,即托里拆利实验的装置;
(3)图(𝑐)所示的实验装置为“U形管压强计”,利用它可以证明液体内部存在压强、比较液体内部压强的大小。
故答案为:(1)液体密度;(2)托里拆利;(3)𝑈形管压强计;液体内部压强。 (1)实验室中测量液体密度的仪器是密度计;
(2)托里拆利通过实验的方法首先测量出大气压强的数值;
(3)液体内部压强的存在可以用U形管压强计来证明它的存在,也可以用来比较液体内部压强的大小。 本题考查了密度和大气压强、液体压强的测量工具,要注意初中物理中各测量仪器,密度计测液体密度、天平测量物体质量、刻度尺测量物体长度、弹簧测力计测量力的大小、电能表测量电路消耗电能的多少、电压表测量电压大小、电流表测量电流大小等等。
26.答案:解:(1)车内气压为外界标准大气压的90%,则车内外的压强差为:
△𝑝=𝑝(1−90%)=1.01×105𝑃𝑎×0.1=1.01×104𝑃𝑎; 根据𝑝=𝑆可知,车顶受到的内外压力差为: 𝐹=△𝑝𝑆=1.01×104𝑃𝑎×4𝑚2=4.04×104𝑁;
(2)负压救护车的速度为𝑣=90𝑘𝑚/ℎ=25𝑚/𝑠,负压救护车的功率为𝑃=50𝑘𝑊=50000𝑊; 由功率公式𝑃=
𝑊𝑡
𝐹
=
𝐹𝑠𝑡
=𝐹𝑣变形可得,
负压救护车所受的牵引力:
𝐹=
𝑃𝑣
=
50000𝑊25𝑚/𝑠
=2000𝑁;
负压救护车行驶路程为:𝑠=100𝑘𝑚=1×105𝑚, 负压救护车所做的有用功为:
𝑊=𝐹𝑠=2000𝑁×1×105𝑚=2×108𝐽; 已知发动机的效率是25%, 由𝜂=
𝑊有用𝑄放
得,
汽油燃烧放出的热量: 𝑄放=
𝑊有用𝜂
=
2×108𝐽25%
=8×108𝐽,
由𝑄放=𝑚𝑞可得,耗油的质量为: 𝑚=
𝑄放𝑞
=4.6×107𝐽/𝑘𝑔≈17.4𝑘𝑔。
8×108𝐽
答:(1)若车内气压为外界标准大气压的90%,车顶的面积大约为4𝑚2,车顶受到的内外压力差为4.40×104𝑁。
(2)若汽车的效率为25%,则平均输出功率50kW下,速度90𝑘𝑚/ℎ,该车百公里(100𝑘𝑚)消耗17.4𝑘𝑔的汽油。
解析:(1)根据公式𝐹=𝑝𝑆求出压力差的大小; (2)根据功率公式𝑃=
𝑊
𝑊𝑡
=
𝐹𝑠𝑡
=𝐹𝑣变形后可求牵引力F;由𝑊=𝐹𝑠计算轿车所做的有用功;根据发
动机效率公式𝜂=𝑄先算出汽油燃烧放出的热量,再由𝑄放=𝑚𝑞可得耗油的质量。
此题是一道力学和热学的综合题,熟练运用功、功率、热值、热机效率的公式及变形公式,是解答此题的关键。
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