山东省烟台市蓬莱区(五四制)2023-2024学年八年级下学期物理期中考试试题
一、单项选择题:(1-10题,每小题只有一个选项符合题意,将正确选项用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑)
1.(2024八下·蓬莱期中)如图所示,一长方体木块放在水平桌面上,若将它沿竖直方向截去一半,则留在水平桌面上的木块对桌面的( )
A.压力不变,压强减半 B.压力减半,压强不变
C.压力减半,压强减半 D.压力不变,压强不变
【答案】B
【知识点】压强;压强大小比较
【解析】【解答】因为在水平桌面上,F=G=mg,竖直切去一半后G变小减半,所以压力减半,受力面积减半,由可知压强不变,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【分析】物体在水平桌面上,对桌面的压力F=G=mg,若将它沿竖直方向截去一半,G和S成倍的减小,即重力减去一半,受力面积减去一半,由压强公式即可知木块对桌面的压强变化。
2.(2024八下·蓬莱期中)以下实例中,为了减小摩擦的是( )
A.汽车轮胎上刻有花纹 B.锁打不开了,加点炭粉
C.自行车刹车时用力握车闸 D.路面结冰时车辆装有防滑链
【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、汽车轮胎上刻有花纹,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A错误。
B、锁打不开了,加点炭粉,是在压力一定时,减小接触面粗糙程度来减小摩擦力,故B正确。
C、自行车刹车时用力握车闸是通过增大压力来增大摩擦力,故C错误。
D、路面结冰时车辆装有防滑链,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故D错误。
故答案为:B。
【分析】 摩擦力大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关。
(1)增大摩擦力的方法:在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。在接触面粗糙程度一定时,增大压力来增大摩擦力。
(2)减小摩擦力的方法:减小压力,减小接触面的粗糙程度,使接触面脱离,用滚动代替滑动。
3.(2024八下·蓬莱期中)2023年3月12日,在首尔进行的短道速滑世锦赛男子5000米接力决赛中,中国队勇夺冠军。如图是比赛时的场景,下列说法正确的是( )
A.以看台为参照物,比赛中的运动员是静止的
B.加速运动时,运动员的惯性逐渐变大
C.在弯道上滑行时,运动员的运动状态发生改变
D.运动员用力向后蹬地前行说明运动需要力来维持
【答案】C
【知识点】物体运动状态的变化
【解析】【解答】A、比赛中以看台为参照物,运动员相对于看台的位置不断发生变化,因此以看台为参照物运动员是运动的,故A错误。
B、惯性是物体的一种物理属性,只跟质量有关,运动员的质量不变,所以惯性不变,故B错误。
C、过弯道过程中,运动员的运动方向、速度大小都在改变,所以运动状态是变化的,故C正确。
D、速度滑冰运动员在水平冰道上向后蹬地,人对冰道有一个向后的力,地面对人有一个向前的力,使人前进,说明力可以改变物体的运动状态,故D错误。
故答案为:C。
【分析】(1)判断一个物体是运动的还是静止的,要看这个物体与所选参照物之间是否有位置变化,若位置有变化,则物体相对于参照物是运动的;若位置没有变化,则物体相对于参照物是静止的。
(2)一切物体都有惯性,惯性与物体质量有关,与其他因素无关。
(3)运动状态的改变包括运动速度大小和方向的改变。
(4)力是改变物体运动状态的原因,力不是维持物体运动的原因。
4.(2024八下·蓬莱期中)如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.受水的压力,不受水的浮力
B.不受水的压力,也不受水的浮力
C.不受水的压力,受水的浮力
D.受到水的压力,受水的浮力
【答案】A
【知识点】浮力的利用
【解析】【解答】洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,受到水向下的压力,但水堵头的下表面没有水,没有受到水向上的压力,所以水堵头不受浮力,故A正确,BCD错误。
故答案为:A。
【分析】浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力(适用于气体和液体),浮力的方向总是竖直向上的。
5.(2024八下·蓬莱期中)如图所示是探究影响压力作用效果因素的实验,下列说法正确的是( )
A.通过观察海绵被压下的深浅来显示压力作用效果,这种实验方法叫控制变量法
B.可以选取实验甲、丙来探究压力的作用效果与压力大小的关系
C.利用乙、丙的实验结论,可以解释用力切甘蔗才能切断的原因
D.利用甲、乙的实验结论,可以解释书包装书越多背起来越不舒服的原因
【答案】D
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】A、通过观察海绵被压下的深浅来显示压力的作用效果,这种实验方法叫转换法,故A错误。
B、甲和丙的压力不同,受力面积也不同,不能探究压力的作用效果与压力大小的关系 ,故B错误。
C、比较乙、丙的实验知,压力相同时,乙中受力面积越小,压力的作用效果较明显;切断的甘蔗使劲才能切断,是增大压力,不可以解释不易切断的甘蔗使劲才能切断的原因,故C错误。
D、比较甲、乙的实验知,受力面积相同时,甲中压力较小,压力的作用效果不明显;书包装书越多背起来越不舒服,是通过增大压力来增大压强,故可以解释书包装书越多背起来越不舒服的原因,故D正确。
故答案为:D。
【分析】(1)本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法。
(2)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法。
(3)分别比较甲、乙的实验和比较乙、丙的实验得出相应的结论。
6.(2024八下·蓬莱期中)如图所示装置,一端开口的玻璃管长约1m,灌满水银,倒插在水银槽中,下列说法正确的是( )
A.此装置是一个连通器
B.第一次利用此装置测出大气压强大小的科学家是托里拆利
C.用此装置无论在哪里测出大气压强值一定为760mm水银柱高
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银液面高度差变大
【答案】B
【知识点】大气压强的存在;大气压强的测量方法
【解析】【解答】A、因玻璃管的上端是封闭的,所以此装置不是连通器,故A错误。
B、第一次利用此装置测出大气压强大小的科学家是托里拆利,故B正确。
C、因大气压是变化的,所以利用此装置测出大气压强值不一定为760mm汞柱高,故C错误。
D、位置较高处的大气压较低,玻璃管中水银柱的高度就会下降,将此装置从山脚移到山顶,管内外汞液面高度差减小,故D错误。
故答案为:B。
【分析】了解连通器的定义,根据托里拆利实验的设计原理和大气压的变化特点分析,便可得出答案。
7.(2024八下·蓬莱期中)2023年3月11日下午,“探索一号”科考船搭载着“奋斗者”号载人潜水器,圆满完成了首次环大洋洲载人深潜科考任务,“奋斗者”多次完成深度超过万米的下潜。不计海水密度变化与潜水器体积的变化,潜水器在海面下潜的过程中( )
A.浮力不变,压强变大 B.浮力变大,压强变大
C.浮力变大,压强不变 D.浮力不变,压强不变
【答案】A
【知识点】压强;压强大小比较;浮力及其产生原因;浮力的利用
【解析】【解答】潜水器在水面下下潜过程中,排开水的体积保持不变,所处的深度变大,
由F浮=ρgV排可知,潜水器所受的浮力保持不变。
由p=ρgh可知,潜水器所受水的压强变大。
故答案为:A。
【分析】潜水器在水面下下潜过程中,排开水的体积保持不变,所处的深度变大,利用F浮=ρgV排可知浮力的变化,利用p=ρgh可知所受压强的变化。
8.(2024八下·崇义期中) 如图所示,汽车上配有安全带和头枕,司机和乘客都必须系好安全带。当向前行驶的汽车分别出现突然加速、紧急刹车两种状况时,对乘车人员起主要保护作用的分别是( )
A.头枕、头枕 B.安全带、安全带
C.安全带、头枕 D.头枕、安全带
【答案】D
【知识点】力的作用效果;力作用的相互性
【解析】【解答】ABD:当向前行驶的汽车出现突然加速,汽车速度变大,而人由于惯性要保持原来的较慢速度的运动状态,人的头部会向后仰,“头枕”对人有保护作用,紧急刹车时,由于摩擦力使得车速变小,人由于惯性要保持原来较快速度的运动状态,人的上身会向前倾,容易撞到前面的物体,因而安全带拉着人不向前撞击物体,故ABD错误。
故答案为:C。
【分析】分析汽车加速和刹车过程惯性的影响判断出头枕和安全带的作用。
9.(2024八下·蓬莱期中)如图所示,磁性黑板擦吸在竖直的黑板上,黑板由铁质材料制成。则下列说法正确的是( )
A.黑板擦受到的重力与黑板对黑板擦的吸引力是一对平衡力
B.用垂直于黑板的力压黑板擦时,黑板擦受到的摩擦力增大
C.黑板擦受到的重力与黑板擦受到的摩擦力大小相等
D.在黑板擦上粘上一块橡皮泥黑板擦依然保持静止,黑板擦受到的摩擦力将不变
【答案】C
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力的方向
【解析】【解答】 A、黑板擦受到的重力方向竖直向下,黑板对黑板擦的吸引力在水平方向上,不符合二力平衡条件,不是一对平衡力,故A错误。
BC、黑板擦受到的重力与黑板贴受到的摩擦力是一对平衡力,大小相等,当用垂直于黑板的力压黑板擦时,由于重力不变,所以黑板擦受到的摩擦力大小不变,故B错误,C正确。
D、在黑板擦上粘上一块橡皮泥后,摩擦力会变大,故D错误。
故答案为:C。
【分析】 二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上。
10.(2024八下·蓬莱期中)如图所示,一个边长为10cm重力为8N的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力为7N,g取10N/kg,下列说法不正确的是( )
A.正方体的密度为
B.下表面受到液体的压力为15N
C.将液体换成水,正方体最后漂浮于水面
D.正方体上下表面受到液体的压强差为
【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】A、正方体的质量为,正方体的体积为V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3,故正方体的密度为,故A正确。
B、物体悬浮时浮力等于重力,则F浮=G=8N,上下表面压力差等于浮力,故下表面的大小为F下=F浮+F上=8N+7N=15N,故B正确。
C、物体密度小于水的密度,将液体换成水后,物体将漂浮在水面上,故C正确。
D、物体上表面下表面的压力差等于浮力,即压强差,故D错误。
故答案为:D。
【分析】(1)先求出物体的质量和体积,再根据公式求出密度大小。
(2)上下表面压力差等于浮力大小。
(3)物体密度小于液体密度,物体会漂浮在液面上。
二、多项选择题(11-14题,每小题给出的四个选项中,均有多个选项符合题意,全部选对的得3分,选对但不全的得2分,不选或选错的得0分,共12分)
11.(2024八下·蓬莱期中)下列四幅图中,能利用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.热气球腾空而起
B.硬币跳高实验
C.用吸管吸饮料
D.往b管吹气a管水面上
【答案】B,D
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A、热气球升空,是因为热空气的密度比空气的密度小,热气球受到的浮力大于重力,利用的是空气的浮力,不能利用流体压强与流速的关系解释,故A不符合题意。
B、硬币调高是因为,上方的空气流速度大,压强小,下方流速小,压强大,故B符合题意。
C、用吸管吸饮料的原理是:先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,利用了大气压强,不能利用流体压强与流速的关系解释,故C不符合题意。
D、a管中水面上升,是因为向b管中吹气时,a管上方的空气流速增大、压强减小,能利用流体压强与流速的关系解释,故D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】 (1)热气球是利用浮力升空的。
(2)(4)流体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。
(3) 大气压的应用大多是利用内外的气压差,所以要判断是否是大气压的应用,要注意有没有形成这个“气压差” 。
12.(2024八下·蓬莱期中)某同学在粗细均匀的木棒一端缠绕细铜丝制成简易密度计,先后将该密度计放入甲、乙两种液体中时均竖直漂浮,露出液面的长度为和(如图所示),在两种液体中受到的浮力分别为和,两种液体的密度分别为和,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B,C
【知识点】浮力大小的计算;浮力的利用
【解析】【解答】由图可知,简易密度计在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态,此时F浮=G,因同一支密度计的重力不变,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等,即F1=F2。
由图知,密度计排开甲液体的体积大于排开乙液体的体积,根据F浮=ρgV排可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,即ρ1<ρ2,故BC正确,AD错误。
故答案为:BC。
【分析】同一支密度计的重力不变,分别放入甲、乙两种液体中都处于漂浮状态,根据漂浮的条件可知在两种液体中所受浮力的大小关系;由图可知,密度计排开液体之间的关系,根据阿基米德原理判断液体的密度关系。
13.(2024八下·蓬莱期中)甲乙两容器完全相同装有等体积的两种液体,置于水平桌面上。将同种材料制成的实心物体A;B分别放入两容器中,静止时两液面等高,如图所示,则( )
A.A受的重力大于B受的重力
B.A受的浮力等于B受的浮力
C.甲容器底部所受液体压强大
D.甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力
【答案】A,C
【知识点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】A、甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,
将实心物体A、B分别放入两容器中,静止时液面等高,
则甲液体与A排开液体的体积之和等于乙液体与B排开液体的体积之和,
由图可知,A漂浮,排开液体的体积小于物体的体积,B悬浮,排开液体的体积等于物体的体积,
所以A的体积大于B的体积,
实心物体A、B由同种材料制作,则密度相等,
根据可知,A的质量大于B的质量,
根据G=mg可知,A的重力大于B的重力。故A正确。
B、由图可知,A漂浮,受到的浮力等于其重力,B悬浮,受到的浮力等于其重力,
因为A的重力大于B的重力,所以A受的浮力大于B受到的浮力,故B错误。
CD、由图可知,A漂浮,A的密度小于甲液体的密度,B悬浮,B的密度等于乙液体的密度,
实心物体A、B由同种材料制作,则密度相等,
所以,甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度;
甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,
静止时液面等高,
根据p=ρ液gh可知,甲容器底部所受液体压强大于乙容器底部所受液体压强。故C正确。
根据m=ρV可知,甲液体的质量大于乙液体的质量,
根据G=mg可知,甲液体的重力大于乙液体的重力,
因容器对桌面的压力等于容器、液体和物体的重力之和,
所以,甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力,故D错误。
故答案为:AC。
【分析】(1)首先根据题目中给出的条件判断,判断实心物体A、B的体积关系,又知实心物体A、B由同种材料制作,利用密度公式判断其质量关系,再利用重力公式判断其重力关系。
(2)根据物体浮沉条件,结合图示判断两种液体的密度关系。
(3)已知两种液体的密度关系,又知高度关系,根据p=ρ液gh判断两容器底部所受液体压强关系。根据m=ρV可知两液体的质量的大小关系,根据G=mg可知两液体的重力的大小关系,因容器对桌面的压力等于容器、液体和物体的重力之和,据此得出两杯对桌面的压力大的大小关系。
14.(2024八下·蓬莱期中)将重力为18N的木块A放在盛有水的容器中,图示,木块A有3/5的体积浸在水中。在木块A上表面放一体积为的物块B,木块A恰好浸没在水中,物块B在水面之上,(g取10N/kg),下列说法正确的是( )
A.木块A的密度为 B.木块A的体积为
C.物块B的重力是12N D.物块B的密度为
【答案】A,B,C
【知识点】浮力大小的计算;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】AB、木块漂浮,所以浮力等于木块的重力,F浮=G木=m木g=1.2kg×10N/kg=12N;
根据阿基米德原理可知:ρ水gV排=ρgV,所以木块的密度为:;故A正确。
BC、根据可知,木块的体积为:。
木块全部浸没在水中受到水的浮力:F浮'=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N。
以AB为一个整体,处于漂浮,F浮'=GA+GB,则B的重力为:GB=F浮'-GA=30N-18N=12N,故BC正确。
D、B的质量为:。
B的密度:,故D错误。
故选:ABC。
【分析】 (1)(2)木块漂浮,所以浮力等于木块的重力;根据阿基米德原理和物体的浮沉条件求出木块的密度。
(3)根据密度公式求出木块的体积;根据F浮=ρgV排即可求出木块全部浸没在水中受到的浮力,则物块B的重力等于F浮-GA;
(4)然后根据G=mg求出质量,然后根据B的质量和体积求出B的密度。
三、填空题(每题3分共15分)
15.(2024八下·蓬莱期中)坚持健康第一的教育理念,推动青少年文化学习和体育锻炼协调发展。如图所示是小明在早操跑步时的情境,脚用力蹬地,人就会向前运动,说明力可以改变物体的 ,小明的右脚受到地面的摩擦力的方向向 (选填“前”或“后”),此时摩擦力是小明前进的 (选填“动力”或“阻力”)。
【答案】运动状态;前;动力
【知识点】力的作用效果;物体运动状态的变化
【解析】【解答】脚用力蹬地,人就会向前运动,说明力可以改变物体的运动状态。
小明的右脚相对于地面有向后滑动的趋势,故受到地面的摩擦力的方向向前。
此时摩擦力是小明前进的动力。
故答案为:运动状态;前;动力。
【分析】力的作用效果包括两方面:改变物体的运动状态、改变物体的形状。
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。
摩擦力既可以为阻力也可以为动力。
16.(2024八下·蓬莱期中)擦窗机器人的发明帮人们解决了擦窗难的问题。机器人的腹部有吸盘,真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,主机内部的气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)大气压而产生吸力,便能牢牢地吸在竖直玻璃上。吸盘与玻璃的接触面积为,若吸盘在此面积上对玻璃的压强为,则吸盘对玻璃的压力是 N;当擦窗机器人在竖直玻璃上静止时,若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力将 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】小于;75;不变
【知识点】大气压强的存在;大气压的综合应用
【解析】【解答】(1)机器人在竖直吸在玻璃上进行擦窗工作时,其主机内部的气压小于大气压而产生“吸力”。
(2)吸盘对玻璃的压力F=pS=7.5×104Pa×1×10 3m2=75N。
(3)擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,处于平衡状态,受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,当真空泵继续向外抽气时,机器人的重力不变,则擦窗机器人受到的摩擦力不变。
故答案为:小于;75;不变。
【分析】(1)擦窗机器人内部的气压小于外面的大气压。
(2)知道吸盘与玻璃的接触面积即受力面积和吸盘在此面积上对玻璃的压强,根据F=pS求出吸盘对玻璃的压力。
(3)物体静止时处于平衡状态,受到的力为平衡力,对其进行受力分析可判断摩擦力的大小;
17.(2024八下·蓬莱期中)在探究阻力对物体运动的影响时,每次让小车从斜面的 (选填“相同”或“不同”)高度处由静止释放,目的是:小车到达水平面时 ,通过比较小车在水平面上运动的距离来探究阻力对物体运动的影响,由实验现象可以推断:如果表面绝对光滑,水平面上运动的物体在水平方向上不受力,它将做 。
【答案】相同;速度相同;匀速直线运动
【知识点】物体运动状态的变化;阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】(1)(2)在本实验中,探究阻力对物体运动的影响时,应控制小车到达水平面的初速度相同,使小车从同一斜面同一位置静止释放,目的就是使小车到达不同水平面的速度相同。
(3)从实验现象可知,同一小车在越光滑上的水平面上受到的阻力越小,小车运动的距离越远,若水平面绝对光滑,在水平面上受到的阻力为零时,则运动的小车将在水平面上做匀速直线运动。
故答案为:相同;速度相同;匀速直线运动。
【分析】 (1)(2)在本实验中,探究阻力对物体运动的影响时,应控制小车到达水平面的初速度相同。
(3)从实验现象可知,小车在越光滑上的水平面上运动的距离越远,若水平面绝对光滑,则运动的小车将在水平面上做匀速直线运动。
18.(2024八下·蓬莱期中)“三峡天下壮,请君乘船游”。乘游轮游三峡,观赏奇峰险峻的三峡之美,如图为某游轮过三峡船闸的情景,该游轮满载时排水量2600t,吃水深度3m。三峡船闸利用了 原理,该游轮满载时受到水的浮力为 N,该游轮满载时底部受到水的压强为 Pa(,g取10N/kg)。
【答案】连通器;;
【知识点】液体压强的特点;液体压强的计算;连通器原理
【解析】【解答】(1)船闸是由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成;若船要从上游驶向下游,先打开上游阀门,使闸室和上游构成连通器,水相平后,打开上游闸门,船驶入闸室;然后打开下游阀门,使下游和闸室构成连通器,闸室和下游水位相平时,打开下游闸门,船驶入下游,分析可知,船闸是利用连通器原理工作的。
(2)根据阿基米德原理,游船受到的浮力:
F浮=G排=m排g=2600×103kg×10N/kg=2.6×107N。
(4)满载时游轮下底面受到的压强为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa。
故答案为:(1)连通器;(2)2.6×107;(3)3×104。
【分析】(1)上端开口、底部连通的容器是连通器,连通器中装有同种液体静止时,液面是相平的。
(2)知道满载时的排水量,根据G=mg求出排开水的重力,根据阿基米德原理可知受到的浮力。
(3)已知水的密度和船底所在的深度,先利用p=ρgh计算船底受到的压强。
19.(2024八下·蓬莱期中)五一黄金周,小明乘游船游览烟台山海域,领略烟台山水画卷之美。游玩结束后,游船关闭发动机仍能向前运动一段距离,这是因为游船具有 ;20名游客全部离船上岸后(每名游客质量按60kg计算),游船会 (选填“上浮一些”或“下沉一些”);游船排开水的体积变化 (,g取10N/kg)。
【答案】惯性;上浮一些;1.2
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】关闭了发动机的观光艇依然能向前运动一段距离,这是因为游船具有惯性,保持原来向前运动的状态。
游客逐渐离船上岸的过程中,游船上的总质量减小,所以排开的水的质量就减小,游船会上浮一些。
游船减小的浮力等于游客的重力即F=G=mg=20×60kg×10N/kg=1.2×104N,故排开水体积变化为。
故答案为:惯性;上浮一些;1.2。
【分析】 物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。
漂浮的物体浮力等于重力,根据重力改变结合阿基米德原理分析排开液体的质量变化。
游客的重力等于浮力,根据浮力公式求出减小的体积。
四、作图简答题(20题3分,第21题6分,共9分)
20.(2021八下·毕节月考)如图所示,物体随水平传送带向右移动,当传送带减速时,作出物体所受力的示意图(不计空气阻力)。
【答案】解:如图所示:
【知识点】重力的方向;重力示意图;摩擦力的示意图
【解析】【解答】物体随水平传送带向右移动,当传送带减速时,竖直方向上有重力和支持力,重力和支持力是一对平衡力,大小相等、方向相反;受到水平向左的摩擦力,作用点都在物体的重心,标出箭头、字母,如图所示:
【分析】(1)在做力的示意图时,一定要从水平方向和竖直方向对物体进行受力分析,确定物体所受力的作用点、方向;(2)物体做减速运动,所受摩擦力的方向与运动方向相反。(3)以作用点为起点,沿着力的方向画线段,末端标箭头,写字母和数值大小。
21.(2024八下·蓬莱期中)阅读短文回答问题
流体阻力
日常生活中存在这样的现象:飞机、轮船、汽车等交通工具运行时,受到空气阻力;人在水中游泳、船在水中行驶时,受到水的阻力;百米赛跑时,奔跑得越快,我们感到风的阻力越大。这是什么原因呢?
查阅资料得知:物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫作流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫作流线型)的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验,测量数据见下表。(g取10N/kg)
小球编号 1 2 3
小球质量/g 2 3 45
小球半径/mm 5 5 15
小球的收尾速度m/s 16 40 40
(1)雨滴在高空形成后从静止开始下落,刚下落时重力 阻力,速度越来越大,雨滴下落过程中随着雨滴速度的增大,受到的阻力 (选填“增大”“减小”或“不变”),当雨滴受到的阻力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力时,雨滴开始匀速直线下落。
(2)1号小球受空气阻力最大时速度为 m/s,此时空气阻力为 N。
(3)轿车的外形常做成流线型,目的是 。
【答案】(1)大于;增大;等于
(2)16;0.02
(3)减少运动时受的流体阻力
【知识点】物体运动状态的变化;力与运动的关系;摩擦力的大小
【解析】【解答】(1)雨滴在刚开始下落时,速度在增大,重力大于阻力。
由“流体阻力大小与物体运动速度大小有关,速度越大,阻力越大”知,雨滴下落过程中受到的阻力随速度的增加而增大。
当雨滴受到的阻力等于重力时,雨滴的速度不再改变,开始做匀速直线运动。
(2)流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大,1号小球的收尾速度为16m/s,可知此时便是其阻力最大时的速度。
此时小球做匀速直线运动,所以f=G=mg=2×10-3kg×10N/kg=0.02N。
(3)轿车的外形常做成流线型,目的是为了减少运动时受的流体阻力 。
故答案为:(1)大于;增大;等于;(2)16;0.02;(3)减少运动时受的流体阻力。
【分析】(1)物体受到的重力与其质量成正比,物体下落过程中阻力随速度的增加而增大;物体做匀速直线运动时,受平衡力的作用。
(2)阻力最大时的速度,即小球的收尾速度;根据二力平衡分析阻力的大小。
(3) 根据流体压强与流速的关系进行分析.
五、实验探究题(22题6分,23题8分,24题8分,共22分)
22.(2024八下·蓬莱期中)某兴趣小组在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关时,用同一木块分别做了如图所示实验。
(1)为了测出滑动摩擦力的大小,实验时应沿水平方向拉物块做 运动。这样测量的依据是 。
(2)通过对比甲、乙两次实验可得出结论: ;单杠运动员上杠前手上要涂防滑粉,是用到 两次实验得出的结论。
(3)小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动,于是小明设计了如图丁所示的实验装置拉动木板B,弹簧测力计的示数 (选填“能”或“不能”)反映木块受的滑动摩擦力大小,实验中 (选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板。
【答案】(1)匀速直线;二力平衡
(2)当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;甲丙
(3)能;不需要
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力产生的条件;摩擦力的方向;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)实验时,为了测出滑动摩擦力大小,应使弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,此时摩擦力和拉力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知,此时滑动摩擦力与拉力大小相等。
(2)当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
他在做回环动作时手不能握杠太紧,是通过接触面的粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力,所以用到了甲、丙两次实验得出的结论。
(3)根据丁图的实验方案,利用的是木块处于静止状态下的滑动摩擦力,其大小与弹簧拉力的大小相等,与长木板的运动无关,故不需要控制长木板做匀速直线运动,故选填“不需要”。
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡;(2) 当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 ;甲、丙;(3)能;不需要。
【分析】 (1)木块沿水平方向匀速直线运动时,木块受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,相互平衡的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在同一物体上。
(2)运动员在手上涂防滑粉可以增大接触面的粗糙程度,据此分析。
(3)理解摩擦力的影响因素,结合题意完成分析。
23.(2024八下·蓬莱期中)探究液体压强与哪些因素有关的实验。
(1)液体内部压强的大小是通过压强计U形管左右两侧液面产生的 反映的。若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过方法 (填序号)可以进行调节。①从U形管内向外倒出适量水②拆除软管重新安装
(2)比较A、B、C实验,得出结论: ;
(3)比较图 实验可得出结论:同一深度,液体密度越大,液体压强越大;比较图C、D可知,同种液体, 越大,液体的压强越大;根据液体压强的这一特点,拦河大坝做得 (填“上窄下宽”或“上宽下窄”)好一些;
(4)小华用矿泉水瓶做了简易实验,在靠近塑料瓶底部的侧壁上开一个小圆孔,用胶带封住小孔,接着拧开瓶盖,往瓶中加入水,然后撕去胶带,水便从小孔射出,如图F所示,接着盖上瓶盖并拧紧,不久水就停止从小孔中射出,此时瓶内水面上方气压 外界大气压,这个实验表明气体的压强随体积的增大而 。
【答案】(1)高度差;②
(2)同种液体,在同一深度处,向各个方向的压强相等
(3)DE;深度;上窄下宽
(4)小于;减小
【知识点】液体压强的特点;液体压强的计算;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】 (1)液体内部压强大小通过U形管中液面高度差的大小来反映,这是转换法,进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故选②。
(2)在图A、B、C中,固定金属盒的橡皮膜在水中的深度不变,使橡皮膜处于向上、向下、向左、向右等方位时,液体内部的压强不变,U形管中液面高度差不变,说明同种液体,在同一深度处,向各个方向的压强相等。
(3)比较DE两次实验,图D和图E探头所处深度相同,故探究的是不同液体中,液体压强与液体密度的关系。
比较CD两次实验,因为同种液体内部,液体越深,产生的压强越大,为增加抵抗河水较大的压强,拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(4)盖上瓶盖并拧紧,不久水便停止从小孔中射出,因为在流出一部分水后,瓶内上方空气的体积变大,气压就变小,小于外界大气压,水就停止从小孔中射出。
故答案为:(1)高度差;②;(2)同种液体,在同一深度处,向各个方向的压强相等 ;(3)DE;深度;上窄下宽;(4)小于;减小。
【分析】(1)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, U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的。
(2)同种液体,在同一深度处,向各个方向的压强相等。液体压强与深度和液体的密度有关,研究液体压强与其中一个因素的关系,要控制另外一个因素不变;分析实验中相同量和不同量,根据转换法得出结论。
(3)液体压强与深度和液体的密度有关,研究液体压强与其中一个因素的关系,要控制另外一个因素不变;分析实验中相同量和不同量,根据转换法得出结论;由实验结论分析回答。
(4)气体的压强跟自身的体积成反比,气体的体积增大,其压强就减小;反之,气体的体积减小,其压强就增大。
24.(2024八下·蓬莱期中)某实验小组利用弹簧测力计、金属块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,深究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)为了方便操作和减小测量误差,最合理的实验步骤顺序是 ,从步骤A到步骤B水对溢水杯底部的压强 (选填“变小”“变大”“不变”);
(2)按照合理的顺序进行实验,收集测量数据来验证阿基米德原理,设A、B、C、D实验中弹簧测力计的读数分别是、、、,如果关系式 (用题中所给字母表示)成立,即可验证阿基米德原理;
(3)小红所在小组进行实验后,发现浮力大小与物体排开液体重力不相等,在排除误差因素的情况下,出现这个结果的原因可能是什么 ?
(4)小刚所在小组利用两个相同的弹簧则力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计),升降平台·(可使溢水杯缓慢上升、下降)对实验进行了改进,装置如图E所示。比较两种实验方案,改进后的优点是 (只写一点即可)。
【答案】(1)DABC;不变
(2)
(3)溢水杯的水没有装满
(4)两个弹簧测力计固定示数更稳定;便于比较浮力与排开液体重力的大小关系;通过弹簧测力计B可以直接测量出排开水的重力
【知识点】阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】 (1)先在溢水杯中装入水,直到水面与溢水口相平,为了减小误差,在小桶接水前,应先测出空桶的重力,同时为了减少弹簧测力计悬挂物体的次数,故应先测空桶重,继而测出物体重,物体浸没在水中的重力,最后测出小桶和排开水的总重,所以合理的实验顺序为DABC,从步骤A到步骤B水位没有变化,根据公式P=ρgh可知压强保持不变。
(2)由称重法知石块浸没水中受到的浮力为:F浮=F1-F2,
石块排开水的重力为:G排=F3-F4,
若F1-F2=F3-F4说明F浮=G排,即可验证阿基米德原理。
(3)浮力大小与物体排开液体重力不相等,可能是排开液体的重力与溢出水的重力不同,因此可能是烧杯中的水没有装满,还有可能是物体碰到烧杯壁,导致物体浸在液体中时弹簧测力计的示数变小。
(4) 两个弹簧测力计固定示数更稳定;便于比较浮力与排开液体重力的大小关系;通过弹簧测力计B可以直接测量出排开水的重力 。
故答案为:(1)DABC;不变;(2)F1-F2=F3-F4; (3)溢水杯的水没有装满; (4)两个弹簧测力计固定示数更稳定;便于比较浮力与排开液体重力的大小关系;通过弹簧测力计B可以直接测量出排开水的重力 。
【分析】(1)通过C的弹簧测力计可读出物体的重力,通过A与C弹簧测力计的示数差可求出物体所受浮力的大小;图C中弹簧测力计的示数等于小桶的重加排开水的重力;用小桶接水前,应先测出其重力。
(2)根据称重法,F浮=G-F示可表示出物块浸没在水中时受到的浮力;物块排开水所受的重力G排等于桶和排开水的总重减去空桶的重,比较F浮和G排即可验证阿基米德原理。
(3)浮力大小与物体排开液体重力不相等,可能是排开液体的重力与溢出水的重力不同,或者由于物体碰到烧杯壁导致用称重法测浮力计算出的浮力不等于物体受到的浮力,据此分析。
(4)改进后的优点从增加实验器材的目的来分析。
六、应用创新题(25题8分,26题6分,27题8分,共22分)
25.(2024八下·蓬莱期中)帕斯卡在1648年表演了一个著名的实验(如图):他用一个密闭的装满水的桶,在桶盖上插入一根细长的管子,从楼房的阳台上向细管子里灌水,结果只用了几杯水,就把桶压裂了,桶里的水就从裂缝中流了出来,这就是历史上有名的帕斯卡裂梯实验。小明建立了物理模型对此现象进行了理论探究。他将帕斯卡桶抽象为如图所示的一个薄壁容器,容器下部的横截面积是,上部的横截面积是,水深h是3m,A点到容器底的高度是是20cm,(,g取10N/kg)求:
(1)水对A点的压强;
(2)水对容器底部的压强和压力;
(3)若容器和水的总质量为11.2kg,容器对地面的压强和压力。
【答案】(1)解: 水对点的压强:
(2)解: 水对底部的压强:
水对底部的压力:
(3)解: 容器对地面的压力:
容器对地面的压强:
【知识点】液体压强的特点;液体压强的计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据公式可以求出A点的压强。
(2)根据压强公式和压力公式F=PS,求出压强和压力大小。
(3)先求出对地面的压力,根据压强公式求出压强和压力大小。
26.(2024八下·蓬莱期中)潜水艇为增强国防力量,维护祖国安全发挥了重要作用。艇内两则有水舱,潜水艇截面如图所示。通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重,从而使其下沉或上浮。我国某型号潜水艇的外部总体积为,水舱未充海水时潜水艇总重为,下潜的最大深度可达350m。海水密度取,g取10N/kg。求:
(1)水舱未充海水,潜水艇漂浮在水面上时排开海水的体积;
(2)潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力大小;
(3)为了使潜水艇完全潜入海水中,至少向水舱充入海水的质量。
【答案】(1)解: 水舱未充海水,潜水艇漂浮在水面上时,浮力等于重力,即
排开液体的体积
(2)解:
(3)解: 潜水艇悬浮在海水中时,受力平衡,浮力等于潜水艇重力和充入海水的重力之和,即
水舱至少充水重力为
充水质量为
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)潜水艇漂浮在海面上,所受浮力等于重力,根据阿基米德原理可以求出排水体积。
(2)知道潜水艇的体积、海水的密度,根据阿基米德原理求出完全潜入海水时受到的浮力。
(3)潜水艇完全潜入海水中悬浮时,潜水艇受到的浮力等于总重,知道水舱未充水的质量,根据G=mg得出水舱未充水的重力,进一步求出水舱中充入海水的重力和质量。
27.(2024八下·蓬莱期中)小华发现家中的太阳能热水器可以实现自动开始注水、停止注水,小华查阅相关资料并且制作了一个太阳能热水模拟器(如图所示)圆柱形容器的底面积是,物体A的重力是8N,物体A的底面积是,拉力传感器通过细绳与物体A相连,当物体A浸入水中的深度为2cm时,进水口打开;当拉力传感器受到的拉力为2N时,进水口关闭停止注水,,g.取10N/kg,求:
(1)开始注水时物体A所受的浮力;
(2)开始注水时拉力传感器的示数;
(3)停止注水时物体A下表面受到水的压强。
【答案】(1)解: 开始注水时物体所受的浮力为,
(2)解: 开始注水时拉力传感器的示数,
(3)解: 停止注水时物体受到水的浮力,
由
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;浮力大小的计算;浮力的利用
【解析】【分析】 (1)开始注水时排出水的体积,再根据阿基米德原理求出浮力大小。
(2)拉力传感器的示数等于重力减去浮力大小。
(3)先求出浮力大小,利用阿基米德原理求出体积,进而求出浸入水中的深度,由液体压强公式求出压强大小。
山东省烟台市蓬莱区(五四制)2023-2024学年八年级下学期物理期中考试试题
一、单项选择题:(1-10题,每小题只有一个选项符合题意,将正确选项用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑)
1.(2024八下·蓬莱期中)如图所示,一长方体木块放在水平桌面上,若将它沿竖直方向截去一半,则留在水平桌面上的木块对桌面的( )
A.压力不变,压强减半 B.压力减半,压强不变
C.压力减半,压强减半 D.压力不变,压强不变
2.(2024八下·蓬莱期中)以下实例中,为了减小摩擦的是( )
A.汽车轮胎上刻有花纹 B.锁打不开了,加点炭粉
C.自行车刹车时用力握车闸 D.路面结冰时车辆装有防滑链
3.(2024八下·蓬莱期中)2023年3月12日,在首尔进行的短道速滑世锦赛男子5000米接力决赛中,中国队勇夺冠军。如图是比赛时的场景,下列说法正确的是( )
A.以看台为参照物,比赛中的运动员是静止的
B.加速运动时,运动员的惯性逐渐变大
C.在弯道上滑行时,运动员的运动状态发生改变
D.运动员用力向后蹬地前行说明运动需要力来维持
4.(2024八下·蓬莱期中)如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.受水的压力,不受水的浮力
B.不受水的压力,也不受水的浮力
C.不受水的压力,受水的浮力
D.受到水的压力,受水的浮力
5.(2024八下·蓬莱期中)如图所示是探究影响压力作用效果因素的实验,下列说法正确的是( )
A.通过观察海绵被压下的深浅来显示压力作用效果,这种实验方法叫控制变量法
B.可以选取实验甲、丙来探究压力的作用效果与压力大小的关系
C.利用乙、丙的实验结论,可以解释用力切甘蔗才能切断的原因
D.利用甲、乙的实验结论,可以解释书包装书越多背起来越不舒服的原因
6.(2024八下·蓬莱期中)如图所示装置,一端开口的玻璃管长约1m,灌满水银,倒插在水银槽中,下列说法正确的是( )
A.此装置是一个连通器
B.第一次利用此装置测出大气压强大小的科学家是托里拆利
C.用此装置无论在哪里测出大气压强值一定为760mm水银柱高
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银液面高度差变大
7.(2024八下·蓬莱期中)2023年3月11日下午,“探索一号”科考船搭载着“奋斗者”号载人潜水器,圆满完成了首次环大洋洲载人深潜科考任务,“奋斗者”多次完成深度超过万米的下潜。不计海水密度变化与潜水器体积的变化,潜水器在海面下潜的过程中( )
A.浮力不变,压强变大 B.浮力变大,压强变大
C.浮力变大,压强不变 D.浮力不变,压强不变
8.(2024八下·崇义期中) 如图所示,汽车上配有安全带和头枕,司机和乘客都必须系好安全带。当向前行驶的汽车分别出现突然加速、紧急刹车两种状况时,对乘车人员起主要保护作用的分别是( )
A.头枕、头枕 B.安全带、安全带
C.安全带、头枕 D.头枕、安全带
9.(2024八下·蓬莱期中)如图所示,磁性黑板擦吸在竖直的黑板上,黑板由铁质材料制成。则下列说法正确的是( )
A.黑板擦受到的重力与黑板对黑板擦的吸引力是一对平衡力
B.用垂直于黑板的力压黑板擦时,黑板擦受到的摩擦力增大
C.黑板擦受到的重力与黑板擦受到的摩擦力大小相等
D.在黑板擦上粘上一块橡皮泥黑板擦依然保持静止,黑板擦受到的摩擦力将不变
10.(2024八下·蓬莱期中)如图所示,一个边长为10cm重力为8N的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力为7N,g取10N/kg,下列说法不正确的是( )
A.正方体的密度为
B.下表面受到液体的压力为15N
C.将液体换成水,正方体最后漂浮于水面
D.正方体上下表面受到液体的压强差为
二、多项选择题(11-14题,每小题给出的四个选项中,均有多个选项符合题意,全部选对的得3分,选对但不全的得2分,不选或选错的得0分,共12分)
11.(2024八下·蓬莱期中)下列四幅图中,能利用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.热气球腾空而起
B.硬币跳高实验
C.用吸管吸饮料
D.往b管吹气a管水面上
12.(2024八下·蓬莱期中)某同学在粗细均匀的木棒一端缠绕细铜丝制成简易密度计,先后将该密度计放入甲、乙两种液体中时均竖直漂浮,露出液面的长度为和(如图所示),在两种液体中受到的浮力分别为和,两种液体的密度分别为和,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
13.(2024八下·蓬莱期中)甲乙两容器完全相同装有等体积的两种液体,置于水平桌面上。将同种材料制成的实心物体A;B分别放入两容器中,静止时两液面等高,如图所示,则( )
A.A受的重力大于B受的重力
B.A受的浮力等于B受的浮力
C.甲容器底部所受液体压强大
D.甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力
14.(2024八下·蓬莱期中)将重力为18N的木块A放在盛有水的容器中,图示,木块A有3/5的体积浸在水中。在木块A上表面放一体积为的物块B,木块A恰好浸没在水中,物块B在水面之上,(g取10N/kg),下列说法正确的是( )
A.木块A的密度为 B.木块A的体积为
C.物块B的重力是12N D.物块B的密度为
三、填空题(每题3分共15分)
15.(2024八下·蓬莱期中)坚持健康第一的教育理念,推动青少年文化学习和体育锻炼协调发展。如图所示是小明在早操跑步时的情境,脚用力蹬地,人就会向前运动,说明力可以改变物体的 ,小明的右脚受到地面的摩擦力的方向向 (选填“前”或“后”),此时摩擦力是小明前进的 (选填“动力”或“阻力”)。
16.(2024八下·蓬莱期中)擦窗机器人的发明帮人们解决了擦窗难的问题。机器人的腹部有吸盘,真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,主机内部的气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)大气压而产生吸力,便能牢牢地吸在竖直玻璃上。吸盘与玻璃的接触面积为,若吸盘在此面积上对玻璃的压强为,则吸盘对玻璃的压力是 N;当擦窗机器人在竖直玻璃上静止时,若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力将 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
17.(2024八下·蓬莱期中)在探究阻力对物体运动的影响时,每次让小车从斜面的 (选填“相同”或“不同”)高度处由静止释放,目的是:小车到达水平面时 ,通过比较小车在水平面上运动的距离来探究阻力对物体运动的影响,由实验现象可以推断:如果表面绝对光滑,水平面上运动的物体在水平方向上不受力,它将做 。
18.(2024八下·蓬莱期中)“三峡天下壮,请君乘船游”。乘游轮游三峡,观赏奇峰险峻的三峡之美,如图为某游轮过三峡船闸的情景,该游轮满载时排水量2600t,吃水深度3m。三峡船闸利用了 原理,该游轮满载时受到水的浮力为 N,该游轮满载时底部受到水的压强为 Pa(,g取10N/kg)。
19.(2024八下·蓬莱期中)五一黄金周,小明乘游船游览烟台山海域,领略烟台山水画卷之美。游玩结束后,游船关闭发动机仍能向前运动一段距离,这是因为游船具有 ;20名游客全部离船上岸后(每名游客质量按60kg计算),游船会 (选填“上浮一些”或“下沉一些”);游船排开水的体积变化 (,g取10N/kg)。
四、作图简答题(20题3分,第21题6分,共9分)
20.(2021八下·毕节月考)如图所示,物体随水平传送带向右移动,当传送带减速时,作出物体所受力的示意图(不计空气阻力)。
21.(2024八下·蓬莱期中)阅读短文回答问题
流体阻力
日常生活中存在这样的现象:飞机、轮船、汽车等交通工具运行时,受到空气阻力;人在水中游泳、船在水中行驶时,受到水的阻力;百米赛跑时,奔跑得越快,我们感到风的阻力越大。这是什么原因呢?
查阅资料得知:物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫作流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫作流线型)的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验,测量数据见下表。(g取10N/kg)
小球编号 1 2 3
小球质量/g 2 3 45
小球半径/mm 5 5 15
小球的收尾速度m/s 16 40 40
(1)雨滴在高空形成后从静止开始下落,刚下落时重力 阻力,速度越来越大,雨滴下落过程中随着雨滴速度的增大,受到的阻力 (选填“增大”“减小”或“不变”),当雨滴受到的阻力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力时,雨滴开始匀速直线下落。
(2)1号小球受空气阻力最大时速度为 m/s,此时空气阻力为 N。
(3)轿车的外形常做成流线型,目的是 。
五、实验探究题(22题6分,23题8分,24题8分,共22分)
22.(2024八下·蓬莱期中)某兴趣小组在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关时,用同一木块分别做了如图所示实验。
(1)为了测出滑动摩擦力的大小,实验时应沿水平方向拉物块做 运动。这样测量的依据是 。
(2)通过对比甲、乙两次实验可得出结论: ;单杠运动员上杠前手上要涂防滑粉,是用到 两次实验得出的结论。
(3)小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动,于是小明设计了如图丁所示的实验装置拉动木板B,弹簧测力计的示数 (选填“能”或“不能”)反映木块受的滑动摩擦力大小,实验中 (选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板。
23.(2024八下·蓬莱期中)探究液体压强与哪些因素有关的实验。
(1)液体内部压强的大小是通过压强计U形管左右两侧液面产生的 反映的。若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过方法 (填序号)可以进行调节。①从U形管内向外倒出适量水②拆除软管重新安装
(2)比较A、B、C实验,得出结论: ;
(3)比较图 实验可得出结论:同一深度,液体密度越大,液体压强越大;比较图C、D可知,同种液体, 越大,液体的压强越大;根据液体压强的这一特点,拦河大坝做得 (填“上窄下宽”或“上宽下窄”)好一些;
(4)小华用矿泉水瓶做了简易实验,在靠近塑料瓶底部的侧壁上开一个小圆孔,用胶带封住小孔,接着拧开瓶盖,往瓶中加入水,然后撕去胶带,水便从小孔射出,如图F所示,接着盖上瓶盖并拧紧,不久水就停止从小孔中射出,此时瓶内水面上方气压 外界大气压,这个实验表明气体的压强随体积的增大而 。
24.(2024八下·蓬莱期中)某实验小组利用弹簧测力计、金属块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,深究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)为了方便操作和减小测量误差,最合理的实验步骤顺序是 ,从步骤A到步骤B水对溢水杯底部的压强 (选填“变小”“变大”“不变”);
(2)按照合理的顺序进行实验,收集测量数据来验证阿基米德原理,设A、B、C、D实验中弹簧测力计的读数分别是、、、,如果关系式 (用题中所给字母表示)成立,即可验证阿基米德原理;
(3)小红所在小组进行实验后,发现浮力大小与物体排开液体重力不相等,在排除误差因素的情况下,出现这个结果的原因可能是什么 ?
(4)小刚所在小组利用两个相同的弹簧则力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计),升降平台·(可使溢水杯缓慢上升、下降)对实验进行了改进,装置如图E所示。比较两种实验方案,改进后的优点是 (只写一点即可)。
六、应用创新题(25题8分,26题6分,27题8分,共22分)
25.(2024八下·蓬莱期中)帕斯卡在1648年表演了一个著名的实验(如图):他用一个密闭的装满水的桶,在桶盖上插入一根细长的管子,从楼房的阳台上向细管子里灌水,结果只用了几杯水,就把桶压裂了,桶里的水就从裂缝中流了出来,这就是历史上有名的帕斯卡裂梯实验。小明建立了物理模型对此现象进行了理论探究。他将帕斯卡桶抽象为如图所示的一个薄壁容器,容器下部的横截面积是,上部的横截面积是,水深h是3m,A点到容器底的高度是是20cm,(,g取10N/kg)求:
(1)水对A点的压强;
(2)水对容器底部的压强和压力;
(3)若容器和水的总质量为11.2kg,容器对地面的压强和压力。
26.(2024八下·蓬莱期中)潜水艇为增强国防力量,维护祖国安全发挥了重要作用。艇内两则有水舱,潜水艇截面如图所示。通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重,从而使其下沉或上浮。我国某型号潜水艇的外部总体积为,水舱未充海水时潜水艇总重为,下潜的最大深度可达350m。海水密度取,g取10N/kg。求:
(1)水舱未充海水,潜水艇漂浮在水面上时排开海水的体积;
(2)潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力大小;
(3)为了使潜水艇完全潜入海水中,至少向水舱充入海水的质量。
27.(2024八下·蓬莱期中)小华发现家中的太阳能热水器可以实现自动开始注水、停止注水,小华查阅相关资料并且制作了一个太阳能热水模拟器(如图所示)圆柱形容器的底面积是,物体A的重力是8N,物体A的底面积是,拉力传感器通过细绳与物体A相连,当物体A浸入水中的深度为2cm时,进水口打开;当拉力传感器受到的拉力为2N时,进水口关闭停止注水,,g.取10N/kg,求:
(1)开始注水时物体A所受的浮力;
(2)开始注水时拉力传感器的示数;
(3)停止注水时物体A下表面受到水的压强。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】压强;压强大小比较
【解析】【解答】因为在水平桌面上,F=G=mg,竖直切去一半后G变小减半,所以压力减半,受力面积减半,由可知压强不变,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【分析】物体在水平桌面上,对桌面的压力F=G=mg,若将它沿竖直方向截去一半,G和S成倍的减小,即重力减去一半,受力面积减去一半,由压强公式即可知木块对桌面的压强变化。
2.【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、汽车轮胎上刻有花纹,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A错误。
B、锁打不开了,加点炭粉,是在压力一定时,减小接触面粗糙程度来减小摩擦力,故B正确。
C、自行车刹车时用力握车闸是通过增大压力来增大摩擦力,故C错误。
D、路面结冰时车辆装有防滑链,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故D错误。
故答案为:B。
【分析】 摩擦力大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关。
(1)增大摩擦力的方法:在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。在接触面粗糙程度一定时,增大压力来增大摩擦力。
(2)减小摩擦力的方法:减小压力,减小接触面的粗糙程度,使接触面脱离,用滚动代替滑动。
3.【答案】C
【知识点】物体运动状态的变化
【解析】【解答】A、比赛中以看台为参照物,运动员相对于看台的位置不断发生变化,因此以看台为参照物运动员是运动的,故A错误。
B、惯性是物体的一种物理属性,只跟质量有关,运动员的质量不变,所以惯性不变,故B错误。
C、过弯道过程中,运动员的运动方向、速度大小都在改变,所以运动状态是变化的,故C正确。
D、速度滑冰运动员在水平冰道上向后蹬地,人对冰道有一个向后的力,地面对人有一个向前的力,使人前进,说明力可以改变物体的运动状态,故D错误。
故答案为:C。
【分析】(1)判断一个物体是运动的还是静止的,要看这个物体与所选参照物之间是否有位置变化,若位置有变化,则物体相对于参照物是运动的;若位置没有变化,则物体相对于参照物是静止的。
(2)一切物体都有惯性,惯性与物体质量有关,与其他因素无关。
(3)运动状态的改变包括运动速度大小和方向的改变。
(4)力是改变物体运动状态的原因,力不是维持物体运动的原因。
4.【答案】A
【知识点】浮力的利用
【解析】【解答】洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,受到水向下的压力,但水堵头的下表面没有水,没有受到水向上的压力,所以水堵头不受浮力,故A正确,BCD错误。
故答案为:A。
【分析】浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力(适用于气体和液体),浮力的方向总是竖直向上的。
5.【答案】D
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】A、通过观察海绵被压下的深浅来显示压力的作用效果,这种实验方法叫转换法,故A错误。
B、甲和丙的压力不同,受力面积也不同,不能探究压力的作用效果与压力大小的关系 ,故B错误。
C、比较乙、丙的实验知,压力相同时,乙中受力面积越小,压力的作用效果较明显;切断的甘蔗使劲才能切断,是增大压力,不可以解释不易切断的甘蔗使劲才能切断的原因,故C错误。
D、比较甲、乙的实验知,受力面积相同时,甲中压力较小,压力的作用效果不明显;书包装书越多背起来越不舒服,是通过增大压力来增大压强,故可以解释书包装书越多背起来越不舒服的原因,故D正确。
故答案为:D。
【分析】(1)本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法。
(2)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法。
(3)分别比较甲、乙的实验和比较乙、丙的实验得出相应的结论。
6.【答案】B
【知识点】大气压强的存在;大气压强的测量方法
【解析】【解答】A、因玻璃管的上端是封闭的,所以此装置不是连通器,故A错误。
B、第一次利用此装置测出大气压强大小的科学家是托里拆利,故B正确。
C、因大气压是变化的,所以利用此装置测出大气压强值不一定为760mm汞柱高,故C错误。
D、位置较高处的大气压较低,玻璃管中水银柱的高度就会下降,将此装置从山脚移到山顶,管内外汞液面高度差减小,故D错误。
故答案为:B。
【分析】了解连通器的定义,根据托里拆利实验的设计原理和大气压的变化特点分析,便可得出答案。
7.【答案】A
【知识点】压强;压强大小比较;浮力及其产生原因;浮力的利用
【解析】【解答】潜水器在水面下下潜过程中,排开水的体积保持不变,所处的深度变大,
由F浮=ρgV排可知,潜水器所受的浮力保持不变。
由p=ρgh可知,潜水器所受水的压强变大。
故答案为:A。
【分析】潜水器在水面下下潜过程中,排开水的体积保持不变,所处的深度变大,利用F浮=ρgV排可知浮力的变化,利用p=ρgh可知所受压强的变化。
8.【答案】D
【知识点】力的作用效果;力作用的相互性
【解析】【解答】ABD:当向前行驶的汽车出现突然加速,汽车速度变大,而人由于惯性要保持原来的较慢速度的运动状态,人的头部会向后仰,“头枕”对人有保护作用,紧急刹车时,由于摩擦力使得车速变小,人由于惯性要保持原来较快速度的运动状态,人的上身会向前倾,容易撞到前面的物体,因而安全带拉着人不向前撞击物体,故ABD错误。
故答案为:C。
【分析】分析汽车加速和刹车过程惯性的影响判断出头枕和安全带的作用。
9.【答案】C
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力的方向
【解析】【解答】 A、黑板擦受到的重力方向竖直向下,黑板对黑板擦的吸引力在水平方向上,不符合二力平衡条件,不是一对平衡力,故A错误。
BC、黑板擦受到的重力与黑板贴受到的摩擦力是一对平衡力,大小相等,当用垂直于黑板的力压黑板擦时,由于重力不变,所以黑板擦受到的摩擦力大小不变,故B错误,C正确。
D、在黑板擦上粘上一块橡皮泥后,摩擦力会变大,故D错误。
故答案为:C。
【分析】 二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上。
10.【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】A、正方体的质量为,正方体的体积为V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3,故正方体的密度为,故A正确。
B、物体悬浮时浮力等于重力,则F浮=G=8N,上下表面压力差等于浮力,故下表面的大小为F下=F浮+F上=8N+7N=15N,故B正确。
C、物体密度小于水的密度,将液体换成水后,物体将漂浮在水面上,故C正确。
D、物体上表面下表面的压力差等于浮力,即压强差,故D错误。
故答案为:D。
【分析】(1)先求出物体的质量和体积,再根据公式求出密度大小。
(2)上下表面压力差等于浮力大小。
(3)物体密度小于液体密度,物体会漂浮在液面上。
11.【答案】B,D
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A、热气球升空,是因为热空气的密度比空气的密度小,热气球受到的浮力大于重力,利用的是空气的浮力,不能利用流体压强与流速的关系解释,故A不符合题意。
B、硬币调高是因为,上方的空气流速度大,压强小,下方流速小,压强大,故B符合题意。
C、用吸管吸饮料的原理是:先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,利用了大气压强,不能利用流体压强与流速的关系解释,故C不符合题意。
D、a管中水面上升,是因为向b管中吹气时,a管上方的空气流速增大、压强减小,能利用流体压强与流速的关系解释,故D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】 (1)热气球是利用浮力升空的。
(2)(4)流体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。
(3) 大气压的应用大多是利用内外的气压差,所以要判断是否是大气压的应用,要注意有没有形成这个“气压差” 。
12.【答案】B,C
【知识点】浮力大小的计算;浮力的利用
【解析】【解答】由图可知,简易密度计在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态,此时F浮=G,因同一支密度计的重力不变,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等,即F1=F2。
由图知,密度计排开甲液体的体积大于排开乙液体的体积,根据F浮=ρgV排可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,即ρ1<ρ2,故BC正确,AD错误。
故答案为:BC。
【分析】同一支密度计的重力不变,分别放入甲、乙两种液体中都处于漂浮状态,根据漂浮的条件可知在两种液体中所受浮力的大小关系;由图可知,密度计排开液体之间的关系,根据阿基米德原理判断液体的密度关系。
13.【答案】A,C
【知识点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】A、甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,
将实心物体A、B分别放入两容器中,静止时液面等高,
则甲液体与A排开液体的体积之和等于乙液体与B排开液体的体积之和,
由图可知,A漂浮,排开液体的体积小于物体的体积,B悬浮,排开液体的体积等于物体的体积,
所以A的体积大于B的体积,
实心物体A、B由同种材料制作,则密度相等,
根据可知,A的质量大于B的质量,
根据G=mg可知,A的重力大于B的重力。故A正确。
B、由图可知,A漂浮,受到的浮力等于其重力,B悬浮,受到的浮力等于其重力,
因为A的重力大于B的重力,所以A受的浮力大于B受到的浮力,故B错误。
CD、由图可知,A漂浮,A的密度小于甲液体的密度,B悬浮,B的密度等于乙液体的密度,
实心物体A、B由同种材料制作,则密度相等,
所以,甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度;
甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,
静止时液面等高,
根据p=ρ液gh可知,甲容器底部所受液体压强大于乙容器底部所受液体压强。故C正确。
根据m=ρV可知,甲液体的质量大于乙液体的质量,
根据G=mg可知,甲液体的重力大于乙液体的重力,
因容器对桌面的压力等于容器、液体和物体的重力之和,
所以,甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力,故D错误。
故答案为:AC。
【分析】(1)首先根据题目中给出的条件判断,判断实心物体A、B的体积关系,又知实心物体A、B由同种材料制作,利用密度公式判断其质量关系,再利用重力公式判断其重力关系。
(2)根据物体浮沉条件,结合图示判断两种液体的密度关系。
(3)已知两种液体的密度关系,又知高度关系,根据p=ρ液gh判断两容器底部所受液体压强关系。根据m=ρV可知两液体的质量的大小关系,根据G=mg可知两液体的重力的大小关系,因容器对桌面的压力等于容器、液体和物体的重力之和,据此得出两杯对桌面的压力大的大小关系。
14.【答案】A,B,C
【知识点】浮力大小的计算;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】AB、木块漂浮,所以浮力等于木块的重力,F浮=G木=m木g=1.2kg×10N/kg=12N;
根据阿基米德原理可知:ρ水gV排=ρgV,所以木块的密度为:;故A正确。
BC、根据可知,木块的体积为:。
木块全部浸没在水中受到水的浮力:F浮'=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N。
以AB为一个整体,处于漂浮,F浮'=GA+GB,则B的重力为:GB=F浮'-GA=30N-18N=12N,故BC正确。
D、B的质量为:。
B的密度:,故D错误。
故选:ABC。
【分析】 (1)(2)木块漂浮,所以浮力等于木块的重力;根据阿基米德原理和物体的浮沉条件求出木块的密度。
(3)根据密度公式求出木块的体积;根据F浮=ρgV排即可求出木块全部浸没在水中受到的浮力,则物块B的重力等于F浮-GA;
(4)然后根据G=mg求出质量,然后根据B的质量和体积求出B的密度。
15.【答案】运动状态;前;动力
【知识点】力的作用效果;物体运动状态的变化
【解析】【解答】脚用力蹬地,人就会向前运动,说明力可以改变物体的运动状态。
小明的右脚相对于地面有向后滑动的趋势,故受到地面的摩擦力的方向向前。
此时摩擦力是小明前进的动力。
故答案为:运动状态;前;动力。
【分析】力的作用效果包括两方面:改变物体的运动状态、改变物体的形状。
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。
摩擦力既可以为阻力也可以为动力。
16.【答案】小于;75;不变
【知识点】大气压强的存在;大气压的综合应用
【解析】【解答】(1)机器人在竖直吸在玻璃上进行擦窗工作时,其主机内部的气压小于大气压而产生“吸力”。
(2)吸盘对玻璃的压力F=pS=7.5×104Pa×1×10 3m2=75N。
(3)擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,处于平衡状态,受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,当真空泵继续向外抽气时,机器人的重力不变,则擦窗机器人受到的摩擦力不变。
故答案为:小于;75;不变。
【分析】(1)擦窗机器人内部的气压小于外面的大气压。
(2)知道吸盘与玻璃的接触面积即受力面积和吸盘在此面积上对玻璃的压强,根据F=pS求出吸盘对玻璃的压力。
(3)物体静止时处于平衡状态,受到的力为平衡力,对其进行受力分析可判断摩擦力的大小;
17.【答案】相同;速度相同;匀速直线运动
【知识点】物体运动状态的变化;阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】(1)(2)在本实验中,探究阻力对物体运动的影响时,应控制小车到达水平面的初速度相同,使小车从同一斜面同一位置静止释放,目的就是使小车到达不同水平面的速度相同。
(3)从实验现象可知,同一小车在越光滑上的水平面上受到的阻力越小,小车运动的距离越远,若水平面绝对光滑,在水平面上受到的阻力为零时,则运动的小车将在水平面上做匀速直线运动。
故答案为:相同;速度相同;匀速直线运动。
【分析】 (1)(2)在本实验中,探究阻力对物体运动的影响时,应控制小车到达水平面的初速度相同。
(3)从实验现象可知,小车在越光滑上的水平面上运动的距离越远,若水平面绝对光滑,则运动的小车将在水平面上做匀速直线运动。
18.【答案】连通器;;
【知识点】液体压强的特点;液体压强的计算;连通器原理
【解析】【解答】(1)船闸是由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成;若船要从上游驶向下游,先打开上游阀门,使闸室和上游构成连通器,水相平后,打开上游闸门,船驶入闸室;然后打开下游阀门,使下游和闸室构成连通器,闸室和下游水位相平时,打开下游闸门,船驶入下游,分析可知,船闸是利用连通器原理工作的。
(2)根据阿基米德原理,游船受到的浮力:
F浮=G排=m排g=2600×103kg×10N/kg=2.6×107N。
(4)满载时游轮下底面受到的压强为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa。
故答案为:(1)连通器;(2)2.6×107;(3)3×104。
【分析】(1)上端开口、底部连通的容器是连通器,连通器中装有同种液体静止时,液面是相平的。
(2)知道满载时的排水量,根据G=mg求出排开水的重力,根据阿基米德原理可知受到的浮力。
(3)已知水的密度和船底所在的深度,先利用p=ρgh计算船底受到的压强。
19.【答案】惯性;上浮一些;1.2
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】关闭了发动机的观光艇依然能向前运动一段距离,这是因为游船具有惯性,保持原来向前运动的状态。
游客逐渐离船上岸的过程中,游船上的总质量减小,所以排开的水的质量就减小,游船会上浮一些。
游船减小的浮力等于游客的重力即F=G=mg=20×60kg×10N/kg=1.2×104N,故排开水体积变化为。
故答案为:惯性;上浮一些;1.2。
【分析】 物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。
漂浮的物体浮力等于重力,根据重力改变结合阿基米德原理分析排开液体的质量变化。
游客的重力等于浮力,根据浮力公式求出减小的体积。
20.【答案】解:如图所示:
【知识点】重力的方向;重力示意图;摩擦力的示意图
【解析】【解答】物体随水平传送带向右移动,当传送带减速时,竖直方向上有重力和支持力,重力和支持力是一对平衡力,大小相等、方向相反;受到水平向左的摩擦力,作用点都在物体的重心,标出箭头、字母,如图所示:
【分析】(1)在做力的示意图时,一定要从水平方向和竖直方向对物体进行受力分析,确定物体所受力的作用点、方向;(2)物体做减速运动,所受摩擦力的方向与运动方向相反。(3)以作用点为起点,沿着力的方向画线段,末端标箭头,写字母和数值大小。
21.【答案】(1)大于;增大;等于
(2)16;0.02
(3)减少运动时受的流体阻力
【知识点】物体运动状态的变化;力与运动的关系;摩擦力的大小
【解析】【解答】(1)雨滴在刚开始下落时,速度在增大,重力大于阻力。
由“流体阻力大小与物体运动速度大小有关,速度越大,阻力越大”知,雨滴下落过程中受到的阻力随速度的增加而增大。
当雨滴受到的阻力等于重力时,雨滴的速度不再改变,开始做匀速直线运动。
(2)流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大,1号小球的收尾速度为16m/s,可知此时便是其阻力最大时的速度。
此时小球做匀速直线运动,所以f=G=mg=2×10-3kg×10N/kg=0.02N。
(3)轿车的外形常做成流线型,目的是为了减少运动时受的流体阻力 。
故答案为:(1)大于;增大;等于;(2)16;0.02;(3)减少运动时受的流体阻力。
【分析】(1)物体受到的重力与其质量成正比,物体下落过程中阻力随速度的增加而增大;物体做匀速直线运动时,受平衡力的作用。
(2)阻力最大时的速度,即小球的收尾速度;根据二力平衡分析阻力的大小。
(3) 根据流体压强与流速的关系进行分析.
22.【答案】(1)匀速直线;二力平衡
(2)当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;甲丙
(3)能;不需要
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力产生的条件;摩擦力的方向;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)实验时,为了测出滑动摩擦力大小,应使弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,此时摩擦力和拉力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知,此时滑动摩擦力与拉力大小相等。
(2)当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
他在做回环动作时手不能握杠太紧,是通过接触面的粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力,所以用到了甲、丙两次实验得出的结论。
(3)根据丁图的实验方案,利用的是木块处于静止状态下的滑动摩擦力,其大小与弹簧拉力的大小相等,与长木板的运动无关,故不需要控制长木板做匀速直线运动,故选填“不需要”。
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡;(2) 当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 ;甲、丙;(3)能;不需要。
【分析】 (1)木块沿水平方向匀速直线运动时,木块受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,相互平衡的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在同一物体上。
(2)运动员在手上涂防滑粉可以增大接触面的粗糙程度,据此分析。
(3)理解摩擦力的影响因素,结合题意完成分析。
23.【答案】(1)高度差;②
(2)同种液体,在同一深度处,向各个方向的压强相等
(3)DE;深度;上窄下宽
(4)小于;减小
【知识点】液体压强的特点;液体压强的计算;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】 (1)液体内部压强大小通过U形管中液面高度差的大小来反映,这是转换法,进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故选②。
(2)在图A、B、C中,固定金属盒的橡皮膜在水中的深度不变,使橡皮膜处于向上、向下、向左、向右等方位时,液体内部的压强不变,U形管中液面高度差不变,说明同种液体,在同一深度处,向各个方向的压强相等。
(3)比较DE两次实验,图D和图E探头所处深度相同,故探究的是不同液体中,液体压强与液体密度的关系。
比较CD两次实验,因为同种液体内部,液体越深,产生的压强越大,为增加抵抗河水较大的压强,拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(4)盖上瓶盖并拧紧,不久水便停止从小孔中射出,因为在流出一部分水后,瓶内上方空气的体积变大,气压就变小,小于外界大气压,水就停止从小孔中射出。
故答案为:(1)高度差;②;(2)同种液体,在同一深度处,向各个方向的压强相等 ;(3)DE;深度;上窄下宽;(4)小于;减小。
【分析】(1)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, U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的。
(2)同种液体,在同一深度处,向各个方向的压强相等。液体压强与深度和液体的密度有关,研究液体压强与其中一个因素的关系,要控制另外一个因素不变;分析实验中相同量和不同量,根据转换法得出结论。
(3)液体压强与深度和液体的密度有关,研究液体压强与其中一个因素的关系,要控制另外一个因素不变;分析实验中相同量和不同量,根据转换法得出结论;由实验结论分析回答。
(4)气体的压强跟自身的体积成反比,气体的体积增大,其压强就减小;反之,气体的体积减小,其压强就增大。
24.【答案】(1)DABC;不变
(2)
(3)溢水杯的水没有装满
(4)两个弹簧测力计固定示数更稳定;便于比较浮力与排开液体重力的大小关系;通过弹簧测力计B可以直接测量出排开水的重力
【知识点】阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】 (1)先在溢水杯中装入水,直到水面与溢水口相平,为了减小误差,在小桶接水前,应先测出空桶的重力,同时为了减少弹簧测力计悬挂物体的次数,故应先测空桶重,继而测出物体重,物体浸没在水中的重力,最后测出小桶和排开水的总重,所以合理的实验顺序为DABC,从步骤A到步骤B水位没有变化,根据公式P=ρgh可知压强保持不变。
(2)由称重法知石块浸没水中受到的浮力为:F浮=F1-F2,
石块排开水的重力为:G排=F3-F4,
若F1-F2=F3-F4说明F浮=G排,即可验证阿基米德原理。
(3)浮力大小与物体排开液体重力不相等,可能是排开液体的重力与溢出水的重力不同,因此可能是烧杯中的水没有装满,还有可能是物体碰到烧杯壁,导致物体浸在液体中时弹簧测力计的示数变小。
(4) 两个弹簧测力计固定示数更稳定;便于比较浮力与排开液体重力的大小关系;通过弹簧测力计B可以直接测量出排开水的重力 。
故答案为:(1)DABC;不变;(2)F1-F2=F3-F4; (3)溢水杯的水没有装满; (4)两个弹簧测力计固定示数更稳定;便于比较浮力与排开液体重力的大小关系;通过弹簧测力计B可以直接测量出排开水的重力 。
【分析】(1)通过C的弹簧测力计可读出物体的重力,通过A与C弹簧测力计的示数差可求出物体所受浮力的大小;图C中弹簧测力计的示数等于小桶的重加排开水的重力;用小桶接水前,应先测出其重力。
(2)根据称重法,F浮=G-F示可表示出物块浸没在水中时受到的浮力;物块排开水所受的重力G排等于桶和排开水的总重减去空桶的重,比较F浮和G排即可验证阿基米德原理。
(3)浮力大小与物体排开液体重力不相等,可能是排开液体的重力与溢出水的重力不同,或者由于物体碰到烧杯壁导致用称重法测浮力计算出的浮力不等于物体受到的浮力,据此分析。
(4)改进后的优点从增加实验器材的目的来分析。
25.【答案】(1)解: 水对点的压强:
(2)解: 水对底部的压强:
水对底部的压力:
(3)解: 容器对地面的压力:
容器对地面的压强:
【知识点】液体压强的特点;液体压强的计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据公式可以求出A点的压强。
(2)根据压强公式和压力公式F=PS,求出压强和压力大小。
(3)先求出对地面的压力,根据压强公式求出压强和压力大小。
26.【答案】(1)解: 水舱未充海水,潜水艇漂浮在水面上时,浮力等于重力,即
排开液体的体积
(2)解:
(3)解: 潜水艇悬浮在海水中时,受力平衡,浮力等于潜水艇重力和充入海水的重力之和,即
水舱至少充水重力为
充水质量为
【知识点】浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)潜水艇漂浮在海面上,所受浮力等于重力,根据阿基米德原理可以求出排水体积。
(2)知道潜水艇的体积、海水的密度,根据阿基米德原理求出完全潜入海水时受到的浮力。
(3)潜水艇完全潜入海水中悬浮时,潜水艇受到的浮力等于总重,知道水舱未充水的质量,根据G=mg得出水舱未充水的重力,进一步求出水舱中充入海水的重力和质量。
27.【答案】(1)解: 开始注水时物体所受的浮力为,
(2)解: 开始注水时拉力传感器的示数,
(3)解: 停止注水时物体受到水的浮力,
由
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;浮力大小的计算;浮力的利用
【解析】【分析】 (1)开始注水时排出水的体积,再根据阿基米德原理求出浮力大小。
(2)拉力传感器的示数等于重力减去浮力大小。
(3)先求出浮力大小,利用阿基米德原理求出体积,进而求出浸入水中的深度,由液体压强公式求出压强大小。
