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第第页广西壮族自治区贵港市港北区2024-2025学年八年级下学期期末物理试题一、单项选择题(本大题共10题,每小题3分,共30分。在给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。)1.交通规则中要求司机开车时系安全带是为了()A.减小汽车的惯性B.增大汽车的惯性C.减小车内人员的惯性D.减小因汽车突然减速造成的人员伤害【答案】D【解析】【解答】ABC.惯性是物体本身的性质,仅与物体质量有关,ABC不符合题意;D.司机开车时系安全带是为了减小因汽车突然减速造成的人员伤害,D符合题意。故答案为:D。
【分析】物体总有一种保持原来运动状态的趋势,这就是物体的惯性,惯性的大小只与物体的质量有关,与运动的速度没有关系。2.下列工具或装置中,利用连通器原理工作的是()A.注射器 B.茶壶 C.液压机 D.抽水机【答案】B【解析】【解答】A、依靠活塞推动改变内部压强,实现液体的吸入与排出,和连通器原理无关,不符合要求。
B、茶壶的壶嘴和壶身底部相连通,上端都开口,符合连通器“上端开口、底部互相连通”的结构特点;当液体静止时,壶嘴和壶身的液面保持相平,是典型的连通器应用,符合题意。
C、利用帕斯卡原理(密闭液体上的压强能够大小不变地向各个方向传递)实现力的放大,和连通器原理无关,不符合要求。
D、通过改变气压或机械做功抽水,核心利用了大气压强,和连通器原理无关,不符合要求。
故答案为:B。
【分析】1、连通器原理:
定义:上端开口、底部互相连通的容器叫做连通器。
特点:当连通器内的同一种液体静止时,各容器中的液面总保持相平。
常见应用:茶壶、锅炉水位计、船闸、过路涵洞、洗手池的回水管等。
2、帕斯卡原理:密闭液体中的压强,能够大小不变地向液体的各个方向传递。液压机、液压千斤顶就是利用这个原理工作的,和连通器原理本质不同。
3、大气压强的应用:抽水机(活塞式、离心式)、注射器吸药液、钢笔吸墨水等,都是利用大气压强工作的,和连通器原理无关。3.在地铁站候车时,离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线,人必须站在安全线以外的区域候车,以免产生危险,这主要是因为列车高速经过时,列车与人之间的()A.空气流速增大,压强减小 B.空气流速减小,压强减小C.空气流速增大,压强增大 D.空气流速减小,压强增大【答案】A【解析】【解答】当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢,根据流体压强与流速的关系可知:人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险.故答案为:A.【分析】当火车驶过站台时会带动周围空气流动速度加快,从而造成人周围空气流速不同,结合流体压强与流速的关系即可解决此题.4.下列装置在正常使用过程中,利用大气压强工作的是()A.吸盘挂钩 B.简易喷雾器 C.孔明灯 D.拦河坝【答案】A【解析】【解答】A、使用时将吸盘内的空气排出,吸盘内部气压远小于外界大气压,外界大气压就会把吸盘紧紧压在墙面上,从而实现悬挂物品,是典型的利用大气压强工作的装置,符合题意。
B、通过活塞压缩气体产生高速气流,根据流体压强与流速的关系(流速越大的位置,压强越小),容器内液体在大气压作用下被压出并雾化,其核心工作原理不是大气压强,不符合题意。
C、加热内部空气使空气受热膨胀、密度减小,孔明灯整体受到的空气浮力大于自身重力从而升空,利用的是空气浮力原理,与大气压强无关,不符合题意。
D、拦河坝设计成上窄下宽的形状,是为了承受水的液体压强(液体压强随深度增加而增大),利用的是液体压强原理,与大气压强无关,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】1、大气压强的应用
定义:大气对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强,简称大气压。
常见利用大气压的实例:吸盘挂钩、活塞式抽水机、离心式水泵、用吸管喝饮料、钢笔吸墨水、注射器吸药液等。
核心原理:通过排出内部空气,使内部气压小于外界大气压,利用大气压的压力差实现工作。
2、流体压强与流速的关系
内容:在流体(气体和液体)中,流速越大的位置,压强越小;流速越小的位置,压强越大。
常见应用:简易喷雾器、飞机机翼、火车站台安全线、汽车尾翼等。
3、浮力原理
浸在液体或气体中的物体,受到向上的浮力,当浮力大于重力时,物体上浮。孔明灯、热气球都是利用热空气密度减小、浮力大于重力升空的。
4、液体压强原理:液体内部的压强随深度的增加而增大,公式为p=ρgh。拦河坝、潜水服抗压设计都是利用这一原理。5.下列事例中,为了增大压强的是()A.铁轨铺在枕木上 B.注射器的针头做得很尖C.书包的肩带做得较宽 D.推土机宽大的履带【答案】B【解析】【解答】A、铁轨铺在枕木上,在压力(火车重力)不变时,通过枕木增大了受力面积,根据公式,受力面积越大,压强越小,目的是减小压强,防止铁轨下陷,不符合题意。
B、注射器的针头做得很尖,在压力(手推的力)不变时,通过减小针头的受力面积,根据公式,受力面积越小,压强越大,目的是增大压强,方便刺入皮肤,符合题意。
C、书包的肩带做得较宽,在压力(书包重力)不变时,通过加宽肩带增大受力面积,从而减小压强,避免肩膀被勒伤,不符合题意。
D,推土机宽大的履带,在压力(推土机重力)不变时,通过宽大的履带增大受力面积,从而减小压强,防止推土机陷入松软地面,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】1、压强公式:P=FS,其中:p表示压强,单位是帕斯卡(Pa);F表示压力,单位是牛顿(N);S表示受力面积,单位是平方米(m2)。
2、增大/减小压强的方法
增大压强:在压力F不变时,减小受力面积S;或在受力面积S不变时,增大压力F。
常见实例:针头、刀刃、斧头、图钉尖等。
减小压强:在压力F不变时,增大受力面积S;或在受力面积S不变时,减小压力F。6.下图列举的物体中,没有利用浮力知识的是()A.海上的轮船B.在死海上看书的人C.升空的飞机D.上升的热气球【答案】C【解析】【解答】A、轮船漂浮在水面上,水对轮船产生向上的浮力,浮力与轮船重力平衡,利用了浮力知识。
B、人能漂浮在死海海面,是因为死海海水密度大,海水对人产生的浮力大于(或等于)人的重力,利用了浮力知识。
C、飞机升空核心是流体压强与流速的关系:机翼上方空气流速快、压强小,下方空气流速慢、压强大,产生向上的升力,并非利用浮力(浮力是气体/液体对物体竖直向上的压力差,飞机升力是流体压强差产生的向上的力,原理不同),未利用浮力知识。
D、热气球内部空气受热膨胀、密度变小,整体密度小于外界空气密度,空气对热气球产生的浮力大于热气球重力,利用了浮力知识。
故答案为:C。
【分析】1、浮力的定义与原理
定义:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)竖直向上的力,叫浮力。
本质:物体上下表面受到的液体/气体压力差,公式可推导为F浮=F向上-F向下。
浮沉条件:F浮>G物时物体上浮;F浮=G物时漂浮/悬浮;F浮<G物时下沉。
常见应用:轮船(漂浮)、潜水艇(改变自重)、气球/热气球(利用空气浮力)、死海漂浮(密度大导致浮力大)。
2、飞机升空的原理
核心:流体压强与流速的关系(流速越大,压强越小)。
机翼设计:机翼上表面弯曲、下表面平直,飞机飞行时,上方空气流速快、压强小,下方空气流速慢、压强大,形成向上的压强差,产生升力,使飞机升空,与浮力原理完全不同。
3、浮力与流体升力的区别
浮力:源于流体对物体上下表面的压力差,方向竖直向上,基于物体密度与流体密度的关系。
流体升力:源于流体流速差导致的压强差,方向可向上(如飞机),基于流体流速与压强的关系。7.如图所示的情景中,关于力对物体做功的说法,正确的是()A.图甲:举重运动员举着杠铃不动,运动员对杠铃做了功B.图乙:铅球推出后在空中运动过程中,人对铅球做了功C.图丙:无人机水平匀速飞行时,重力对货物做了功D.图丁:小明推着小车前进,小明对小车做了功【答案】D【解析】【解答】做功的两个必要因素:作用在物体上的力、物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可。
A、运动员对杠铃施加了向上的力,但杠铃静止不动,没有在力的方向上移动距离,因此运动员对杠铃没有做功。
B、铅球推出后,人不再对铅球施加力的作用,铅球是靠惯性继续运动,人没有力作用在铅球上,因此人对铅球没有做功。
C、无人机水平匀速飞行时,重力方向竖直向下,而货物移动方向水平,力的方向与移动方向垂直,重力没有做功。
D、小明对小车施加了向前的推力,小车在推力方向上移动了距离,满足做功的两个必要因素,因此小明对小车做了功。
故答案为:D。
【分析】1、做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离。
2、三种不做功的情况
有力无距离:如推桌子没推动、举着杠铃静止(劳而无功)。
有距离无力:如物体由于惯性运动(不劳无功)。
力与距离垂直:如水平移动的物体,重力不做功(垂直无功)。8.同学们利用如图所示的装置探究“二力平衡的条件”。下列说法正确的是()A.在左侧增加一个钩码,卡片仍保持静止B.实验中,顺时针扭转卡片后放手,卡片仍保持静止C.两侧所挂钩码质量相同时,卡片静止,说明二力平衡时力的大小相等D.将卡片剪成两半,是为了验证二力平衡时二力是否作用在同一直线上【答案】C【解析】【解答】二力平衡的条件:作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上,四个条件缺一不可。
A、在左侧增加一个钩码,左侧拉力大于右侧拉力,不满足“力的大小相等”,卡片会向左运动,无法保持静止,A错误。
B、顺时针扭转卡片后,两个拉力不在同一直线上,不满足“二力作用在同一直线上”,卡片会转动,无法保持静止,B错误。
C、两侧钩码质量相同时,对卡片的拉力大小相等,卡片保持静止,说明二力平衡需要力的大小相等,C正确。
D、将卡片剪成两半,两个力分别作用在两个物体上,是为了验证二力平衡需要“作用在同一物体上”,而非“同一直线”,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、二力平衡的四个条件
作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上(简称:同物、等大、反向、共线),四个条件必须同时满足,物体才能保持静止或匀速直线运动状态。
2、本实验的设计思路
用小卡片代替小车:减小摩擦力对实验的影响,让卡片只受两个拉力。
增减钩码:验证“力的大小相等”的条件。
扭转卡片:验证“力作用在同一直线上”的条件。
剪开卡片:验证“力作用在同一物体上”的条件。
3、二力平衡与相互作用力的区别
二力平衡:两个力作用在同一物体上。
相互作用力:两个力作用在两个不同物体上(如人推墙,人对墙的力和墙对人的力)。9.如图所示,在2025年世界泳联跳水世界杯总决赛女子十米台决赛中,中国队组合全红婵、陈芋汐发挥完美夺得冠军。下列有关比赛过程说法正确的是()A.下落过程处于平衡状态B.腾空到达最高点时,合力为零C.蹬台后腾空跃起,说明物体间力的作用是相互的D.全红婵站在跳台上时,她对跳台的压力和跳台对她的支持力是一对平衡力【答案】C【解析】【解答】A、下落过程中,运动员受重力作用,速度不断增大,运动状态持续改变,不满足平衡状态(静止/匀速直线运动)的条件,因此不是平衡状态,A错误。
B、腾空到最高点时,运动员速度为0,但仍受竖直向下的重力和空气阻力,两个力大小不相等、方向不相反,合力不为零,B错误。
C、蹬台时,运动员对跳台施加向下的力,同时跳台对运动员施加向上的反作用力,使运动员腾空跃起,体现了物体间力的作用是相互的,C正确。
D、全红婵对跳台的压力,受力物体是跳台;跳台对她的支持力,受力物体是全红婵,两个力作用在两个不同物体上,是一对相互作用力,不是平衡力(平衡力需作用在同一物体上),D错误。
故答案为:C。
【分析】1、平衡状态与平衡力
平衡状态指物体保持静止或匀速直线运动的状态,此时物体受平衡力,合力为0;如果物体运动状态(速度大小或方向)发生改变,就处于非平衡状态,受非平衡力,合力不为0。二力平衡需要满足四个条件:作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
2、力的作用是相互的
一个物体对另一个物体施加力的同时,一定会受到另一个物体的反作用力,施力物体同时也是受力物体,这两个力大小相等、方向相反,分别作用在两个不同的物体上。
3、相互作用力与平衡力的核心区别
平衡力作用在同一个物体上,而相互作用力作用在两个不同的物体上,这是区分二者最关键的判断依据。
4、最高点的受力分析
物体竖直上抛到最高点时,瞬时速度为0,但仍然受到重力(和空气阻力)的作用,合力不为零,会立即下落,因此不是平衡状态。10.如图所示,甲、乙(m甲<m乙)两位同学一起上楼,同时到达三楼。甲、乙上楼所做的功和功率分别为W甲、W乙和P甲、P乙,则()A.W甲=W乙,P甲>P乙 B.W甲<W乙,P甲=P乙C.W甲>W乙,P甲<P乙 D.W甲<W乙,P甲<P乙【答案】D【解析】【解答】根据功和功率的计算公式,逐一分析:
功的计算:W=Gh=mgh。甲、乙上升高度h相同,m甲<m乙,因此W甲=m甲gh<W乙=m乙gh。
功率的计算:P=Wt。甲、乙上楼时间相同,且W甲<W乙二、多项选择题(本大题共2题,每小题4分,共8分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分。)11.2025年贵港市中考体育测试在4月举行,下列关于测试过程的说法正确的是()A.50 mB.1min跳绳:跳绳时,人在下降的过程中,重力势能变小C.掷实心球:实心球掷出后上升过程中,球的重力势能转化为动能D.立定跳远:同学下落过程中,不计空气阻力,机械能变大【答案】A,B【解析】【解答】A、动能的大小由质量和速度决定。同学的质量不变,加速冲刺时速度变大,因此动能变大,A正确。
B、重力势能的大小由质量和高度决定。人在下降时质量不变,高度变小,因此重力势能变小,B正确。
C、实心球上升时,质量不变,速度减小(动能减小),高度增大(重力势能增大),是动能转化为重力势能,而非重力势能转化为动能,C错误。
D、不计空气阻力时,只有重力做功,机械能(动能+重力势能)守恒,即机械能大小不变,不会变大,D错误。
故答案为:AB。
【分析】1、动能影响因素:质量和速度。质量越大、速度越大,动能越大。
2、重力势能影响因素:质量和高度。质量越大、高度越高,重力势能越大。
3、机械能及其转化
机械能=动能+势能(重力势能+弹性势能)。
机械能守恒条件:只有重力或弹力做功,不计空气阻力、摩擦等额外阻力时,机械能总量保持不变。
常见能量转化:上升过程:动能转化为重力势能;下落过程:重力势能转化为动能;匀速运动:动能不变(速度、质量不变)。
4、判断能量变化的核心方法
先明确物体的质量、速度、高度三个量的变化,再对应判断动能、重力势能的变化,最后分析机械能的总量变化。12.如图所示,西瓜在水中漂浮,李子在水中沉底。下列说法正确的是()A.李子的密度比西瓜大B.西瓜所受浮力比李子小C.西瓜所受的浮力大于其排开水的重力D.放入西瓜、李子后容器底受到水的压强增大【答案】A,D【解析】【解答】A、李子沉底,说明李子密度ρ李子>ρ水;西瓜漂浮,说明西瓜密度ρ西瓜<ρ水,因此ρ李子>ρ西瓜,A正确。
B、根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,水的密度ρ水相同,西瓜排开水的体积远大于李子排开水的体积,因此西瓜受到的浮力远大于李子,B错误。
C、根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到的浮力,等于它排开液体的重力,即F浮=G排,西瓜也满足这个规律,C错误。
D、放入西瓜、李子后,容器内水面上升,水的深度h增大。根据液体压强公式p=ρgh,水的密度ρ和g不变,深度h增大,因此容器底受到的水的压强增大,D正确。
故答案为:AD。
【分析】1、物体的浮沉条件(与密度的关系)
漂浮:ρ物<ρ液,此时F浮=G物
悬浮:ρ物=ρ液,此时F浮=G物
沉底:ρ物>ρ液,此时F浮<G物
2、阿基米德原理
浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受的重力,公式为:F浮=G排=ρ液gV排,浮力大小只和液体密度、排开液体的体积有关,和物体的形状、浸没深度无关。
3、液体压强公式
液体内部的压强与液体的密度、深度成正比,公式为:p=ρgh,深度h指从液面到该点的垂直距离,深度越大,压强越大。
4、漂浮物体的核心规律
漂浮的物体,浮力等于自身重力,且物体密度小于液体密度;沉底的物体,浮力小于自身重力,且物体密度大于液体密度。三、填空题(本大题共6小题,每空1分,共12分。)13.国际单位制中力的单位符号是N,这个单位是为了纪念伟大的物理学家而命名的。英国物理学家汤姆孙研究阴极射线时发现了电子,电子带电。【答案】牛顿;负【解析】【解答】国际单位制中,力的单位是牛顿,符号为N,这个单位是为了纪念英国物理学家牛顿而命名的。
英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子,电子是带负电的粒子。
故答案为:牛顿;负。
【分析】1、力的单位
力的国际单位是牛顿,简称牛,符号N,以物理学家艾萨克·牛顿的名字命名,用于纪念他在力学领域的奠基性贡献(如牛顿运动定律)。
2、电子的发现与带电性
1897年,英国物理学家汤姆孙通过阴极射线实验发现了电子,证明了原子是可分的,打破了“原子不可再分”的传统认知。
电子是带负电的基本粒子,电荷量为元电荷e=1.6×10-19C,绕原子核做高速运动。
原子整体呈电中性,原子核带正电,核外电子带的负电总量与原子核的正电总量相等。14.“遥知不是雪,为有暗香来”其中“为有暗香来”描述的是现象;我们发现铁丝很难被拉伸,说明分子间存在力。【答案】扩散;引【解析】【解答】“为有暗香来”是指梅花的香气分子在空气中不停地做无规则运动,扩散到人的鼻腔中被闻到,这种现象叫做扩散现象。
铁丝很难被拉伸,是因为分子间存在相互作用的引力,这个力会阻碍分子相互远离,使铁丝保持一定的形状,难以被拉长。
故答案为:扩散;引。
【分析】1、扩散现象
定义:不同物质在相互接触时,彼此进入对方的现象,本质是一切物质的分子都在不停地做无规则的热运动。
特点:扩散现象可以发生在气体、液体、固体中;温度越高,分子热运动越剧烈,扩散越快。
常见实例:闻到花香、墨水在水中散开、腌菜入味等。
2、分子间的作用力
分子间同时存在引力和斥力:当分子间距离较小时,斥力起主要作用,表现为物体难以被压缩;当分子间距离稍大时,引力起主要作用,表现为物体难以被拉伸(如铁丝、固体的形状保持);当分子间距离过大时,分子间作用力可以忽略(如气体分子间几乎无作用力)。分子间的引力和斥力是同时存在的,不会单独消失。15.一艘轮船从东海驶入长江,所受浮力将(填变大、变小或不变),船身将(上浮或下沉)一些.【答案】不变;下沉【解析】【解答】轮船始终处于漂浮状态,根据漂浮条件,浮力始终等于轮船自身的重力(F浮=G船)。轮船从东海驶入长江,自身重力不变,因此所受浮力不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,浮力F浮不变,长江水的密度ρ河水小于海水的密度ρ海水,因此排开水的体积V排会增大,船身会下沉一些。
故答案为:不变;下沉。
【分析】1、漂浮条件
漂浮的物体,所受浮力等于自身重力,即F浮=G物。只要物体始终漂浮,无论在什么液体中,浮力大小都等于自身重力,保持不变。
2、阿基米德原理
浸在液体中的物体,浮力大小等于排开液体的重力,公式为:F浮=ρ液gV排
当浮力F浮不变时,液体密度ρ液越小,排开液体的体积V排越大;反之,液体密度越大,排开体积越小。
3、轮船浮沉的规律
从海水(密度大)驶入淡水(密度小):浮力不变,排开体积变大,船身下沉。
从淡水驶入海水:浮力不变,排开体积变小,船身上浮。16.《天工开物》里记载的舂米机,如图甲所示,把稻谷放在碗里,用脚踩在A点上施加动力,使石球上下运动,属于杠杆;图乙中赛龙舟划动的船桨与舂米机(选填“是”或“不是”)同一类杠杆。【答案】费力;是【解析】【解答】舂米机的支点在中间,动力作用在A点,阻力是石球的重力。动力臂(支点到A点的距离)小于阻力臂(支点到石球的距离),根据杠杆分类,动力臂小于阻力臂的是费力杠杆。
赛龙舟的船桨,支点在船桨与船的接触点,动力作用在手握的位置,阻力作用在桨的入水端。动力臂小于阻力臂,同样属于费力杠杆,因此和舂米机是同一类杠杆。
故答案为:费力;是。
【分析】1、杠杆的分类
根据动力臂L1和阻力臂L2的大小关系,杠杆分为三类:
省力杠杆:L1>L2,省力但费距离,如撬棍、羊角锤、瓶盖起子。
费力杠杆:L1<L2,费力但省距离,如船桨、镊子、筷子、钓鱼竿、舂米机。
等臂杠杆:L1=L2,不省力也不费力,如天平、定滑轮。
2、费力杠杆的特点
动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,虽然费力,但可以用较小的动力移动距离,换来阻力端较大的移动距离,适合需要省距离的场景。
3、杠杆的判断方法
先确定杠杆的支点,再分别画出动力臂(支点到动力作用线的垂直距离)和阻力臂(支点到阻力作用线的垂直距离),比较两者大小即可判断杠杆类型。17.如图所示,在拉力F=4N的作用下,物体A沿水平地面向左匀速运动了3 m,此过程中拉力做的功为J,若不计绳、动滑轮重及绳与滑轮间的摩擦,则物体与地面间的摩擦力为【答案】24;8【解析】【解答】图中滑轮为动滑轮,动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,物体移动距离s物=3m,则绳子自由端移动的距离s=2×s物=2×3m=6m。根据功的计算公式W=Fs,代入F=4N,s=6m,得拉力做的功W=FS=4N×6m=24J。
物体A匀速运动,处于平衡状态,水平方向上拉力的合力与摩擦力f是一对平衡力。不计绳、动滑轮重及摩擦,动滑轮对物体的拉力F拉=2F=2×4N=8N。根据二力平衡,摩擦力f=F拉=8N。
故答案为:24;8。
【分析】1、动滑轮的特点
实质:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
规律:不计滑轮重及摩擦时,拉力F=12G物(竖直提升);本题水平使用,拉力F=12f(克服摩擦力);绳子自由端移动距离s=2s物,费距离、省力。
2、功的计算公式:W=F,其中W表示功,单位焦耳(J);F表示力,单位牛顿(N);s表示力的方向上移动的距离,单位米(m)。18.如图甲所示,A、B两个实心正方体放在水平地面上,A的底面积为0.25 m2。将B沿水平方向切去厚度为h的部分,并叠放在A的上方。叠放后A对地面的压强、B剩余部分对地面的压强随h变化关系的图象如图乙所示。则A的重力为N。若在B切割前,将重为50 N的物体C分别放置于物体A、【答案】300;32【解析】【解答】当h=0时,B未切割,此时A对地面的压强pA0=1200Pa,A的底面积SA=0.25m2。水平地面上,压力等于重力,根据压强公式P=FS=GS,A的重力GA=pA0SA=1200Pa×0.25m2=300N。
当h=0.3m时,B剩余部分对地面压强为0,说明B的边长LB=0.3m,B的底面积SB=LB2=0.32=0.09m2。
B未切割时,对地面压强pB0=1200Pa,则B的重力GB=pB0SB=1200Pa×0.09m2=108N。
B的密度ρB=GBgVB=108N10N/kg×0.027m3=400kg/m3,单位高度的重力GBLB=108N0.3m=360N/m。设切去B的重力为∆G,则B剩余重力为GB-∆G。
放上GC=50N的物体后:A对地面的压强:PA=GA+GCS四、作图题(本大题共1小题,共6分。)19.按要求作图。(1)图甲是神舟十九号返回舱进入大气层时的情形,请画出返回舱所受重力的示意图。(2)如图乙所示,物体A随传送带一起向右做匀速直线运动,不计空气阻力,请画出此时物体A的受力示意图。(3)如图丙所示,轻质杠杆的A点挂一重物M,O为杠杆的支点,请在B点标出杠杆平衡时施加的最小动力F1及重物M对杠杆拉力的力臂L【答案】(1)(2)(3)【解析】【解答】(1)图甲:返回舱重力示意图
作图依据:重力的方向总是竖直向下,作用点在物体的重心。
作图步骤:从返回舱的重心位置,沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,标注符号G,即为重力的示意图。
(2)图乙:物体A的受力示意图
受力分析:物体A随传送带匀速直线运动,处于平衡状态,水平方向不受力(无相对运动或相对运动趋势,因此不受摩擦力),竖直方向受两个力:重力G:竖直向下,作用点在A的重心;支持力F:竖直向上,作用点在A的重心,大小与G相等,二力平衡。
作图步骤:从A的重心分别画竖直向下的G和竖直向上的F,线段长度相等,标注对应符号。
(3)图丙:杠杆最小力F1及力臂L2
力臂L2的画法:重物M对杠杆的拉力F2方向竖直向下,力臂是支点O到F2作用线的垂直距离。从O向F2的作用线作垂线,垂线段即为L2,标注L2。
最小力F1的画法:
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,在阻力F2和阻力臂L2一定时,动力臂L1越长,动力F1越小。最长动力臂是支点O到作用点B的连线OB,因此力F1的方向垂直于OB,斜向上(使杠杆逆时针转动,平衡重物的顺时针转动),标注F1。
故答案为:(1);(2);(3)。
【分析】1、重力的示意图
三要素:作用点在重心,方向竖直向下,符号G。
核心:重力方向与物体运动状态、放置姿态无关,始终竖直向下。
2、平衡状态的受力分析
匀速直线运动/静止的物体,受平衡力,合力为0。
水平匀速传送带上的物体:水平方向无相对运动趋势,不受摩擦力,仅受竖直方向的重力和支持力。
3、杠杆的力臂与最小力
力臂定义:支点到力的作用线的垂直距离,不是支点到作用点的距离。
最小力原理:杠杆平衡时,动力臂越长,动力越小;最长动力臂为支点到力的作用点的连线,力的方向垂直于该连线。
杠杆平衡条件:F1L1=F2L2。(1)重力的方向竖直向下,作用点在重心,如图所示:(2)物体A随传送带一起向右做匀速直线运动,受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,不受摩擦力,作用点在重心,如图所示:(3)根据杠杆平衡条件,动力臂最大时,动力最小,过B点作OB的垂线,方向斜向右上,画出力F1,此时OB是最大动力臂,F1是最小动力;力臂是支点到力的作用线的距离,过O点作阻力作用线的垂线,即为重物M对杠杆拉力的力臂L2五、实验探究题(本大题共4小题,每空1分,共25分。)20.如图所示,在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,让小车分别从斜面顶端由静止下滑,观察小车在水平面上滑行的距离。(1)每次让小车从斜面同一高度由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度大小(选填“相等”或“不相等”);这种科学探究方法叫法。(2)观察小车在毛巾、棉布、木板表面滑行的距离,发现小车受到的阻力越小,滑行的距离越,进一步推理可知:如果小车在水平面上滑行,受到的阻力越来越小,直到变为零,它将做运动。(3)牛顿第一定律告诉我们物体的运动(选填“需要”或“不需要”)力来维持。【答案】(1)相等;控制变量(2)远;匀速直线(3)不需要【解析】【解答】(1)每次让小车从斜面同一高度由静止滑下,是为了保证小车到达水平面时的初速度相等,这样才能只改变水平面的阻力,研究阻力对运动的影响。
这种控制其他变量不变,只改变一个变量来研究问题的方法,叫做控制变量法。
(2)毛巾、棉布、木板的粗糙程度依次减小,小车受到的阻力依次减小,观察到小车滑行的距离越来越远。
根据实验现象推理:如果小车在水平面上滑行时,受到的阻力变为零,小车的运动状态将不再改变,会做匀速直线运动。
(3)牛顿第一定律表明:物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因。
故答案为:(1)相等;控制变量法;(2)远;匀速直线;(3)不需要。
【分析】1、控制变量法
在探究多个因素对某一物理量的影响时,只改变其中一个因素,控制其他因素不变,从而研究该因素对物理量的影响,是初中物理最核心的实验方法之一。本实验中控制小车到达水平面的初速度相同,只改变水平面的阻力。
2、阻力对物体运动的影响
阻力越小,物体速度减小得越慢,滑行的距离越远。
科学推理:当阻力为零时,物体的速度不会减小,将以恒定不变的速度永远运动下去,即做匀速直线运动。
3、牛顿第一定律(惯性定律)
内容:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
核心结论:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持。
4、实验推理法(理想实验法)
本实验无法直接做到“阻力为零”,是在实验事实的基础上,通过科学推理得出结论,这种方法叫做实验推理法,是牛顿第一定律实验的核心方法。(1)[1][2]实验中采用的是控制变量法,需要控制小车的初速度相同,故每次都从斜面上同一位置释放,使小车运动水平面时的速度相等。(2)[1]由图可知,表面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。[2]小车在水平面上滑行,受到的阻力越来越小,直到变为零,小车的运动状态将不会改变,将做匀速直线运动。(3)牛顿第一定律的内容为:一切物体在不受外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态;这反映了力和运动的关系,表明了物体的运动不需要力来维持,而力是改变物体运动状态的根本原因。21.按要求完成下列各小题。(1)“探究压力的作用效果与哪些因素有关”实验过程如图所示。实验时通过观察来比较压力的作用效果;选用图中两次实验,可探究压力的作用效果与受力面积的关系。(2)“让鸡蛋浮沉”实验如图所示:取一个鸡蛋将它轻轻放入装有水的容器中,发现鸡蛋沉至容器底部,此时鸡蛋所受浮力重力,向容器中逐渐加食盐并不停地搅动,直到鸡蛋恰好悬浮,此时鸡蛋所受浮力(选填“变大”、“变小”或“不变”)。(3)“探究定滑轮的特点”实验如图所示,图甲中测得钩码重为N;在图乙中改变拉力方向多次实验观察弹簧测力计示数,可知使用定滑轮省力(选填“能”或“不能”)。【答案】(1)海绵的凹陷程度;甲、乙(2)小于;变大(3)2;不能【解析】【解答】(1)实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这是转换法的应用,海绵凹陷越深,说明压力作用效果越明显。
探究压力作用效果与受力面积的关系时,需要控制压力大小不变,只改变受力面积,因此选甲、乙两次实验(甲、乙压力相同,受力面积不同)。
(2)鸡蛋沉在容器底部时,根据物体浮沉条件,沉底的物体浮力小于自身重力。
向水中加盐,液体密度变大,鸡蛋排开液体的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,液体密度增大,浮力变大,当浮力等于重力时,鸡蛋悬浮。
(3)图甲中弹簧测力计测得钩码重为2N。
图乙中改变拉力方向,弹簧测力计示数始终为2N,等于钩码重力,说明使用定滑轮不能省力,只能改变力的方向。
故答案为:(1)海绵的凹陷程度;甲、乙;(2)小于;变大;(3)2;不能。
【分析】1、压力作用效果实验
转换法:通过海绵的凹陷程度反映压力的作用效果,将不易观察的压力作用效果转换为容易观察的形变。
控制变量法:探究压力作用效果与压力的关系时,控制受力面积不变;探究与受力面积的关系时,控制压力不变。
压力作用效果的影响因素:压力大小、受力面积大小。
2、物体浮沉条件与阿基米德原理
浮沉条件:F浮<G物,物体下沉;F浮=G物,物体悬浮/漂浮;F浮>G物,物体上浮。
阿基米德原理:F浮=ρ液gV排,浮力大小与液体密度、排开液体的体积有关,液体密度越大,浮力越大。
3、定滑轮的特点
定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变力的方向。
实验结论:使用定滑轮时,无论拉力方向如何,拉力大小都等于物体重力,因此不能省力。(1)[1]实验时通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,采用了转换法。[2]选用图中甲、乙两次实验,受力面积不同,压力不同,海绵的凹陷程度不同,可探究压力的作用效果与受力面积的关系。(2)[1]根据物体的浮沉条件可知,鸡蛋沉至容器底部,此时鸡蛋所受浮力小于重力。[2]向容器中逐渐加食盐并不停地搅动,直到鸡蛋恰好悬浮,鸡蛋排开液体的体积不变,液体的密度变大,由F浮(3)[1]由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为2N,则图甲中测得钩码重为2N。[2]在图乙中改变拉力方向多次实验观察弹簧测力计示数,发现弹簧测力计示数都为2N,等于钩码的重力,可知使用定滑轮不能省力。22.“探究杠杆的平衡条件”实验装置如图甲所示:实验次数动力/钩码个数动力臂l阻力/钩码个数阻力臂l1620430241022032303412555(1)在挂上钩码前,应调节平衡螺母使杠杆在位置平衡。(2)实验所用钩码大小相同,重力未知。实验操作规范,记录的数据如上表所示。分析数据得出杠杆的平衡条件为:动力×动力臂=阻力×阻力臂。显然,钩码重力的具体数值对得到杠杆平衡条件(选填“有”或“没有”)影响。根据此结论,可算出表中第3次实验数据的阻力臂l2为(3)本实验多次实验的目的是___________(选填“A”或“B”)。A.寻找普遍规律 B.减小实验误差(4)图甲中,若在左侧钩码下加挂一个钩码,杠杆会(选填“左端下沉”、“右端下沉”或“保持平衡”)。(5)杆秤是根据杠杆的平衡条件工作的。如图乙所示,当秤盘不放物品时,秤砣悬挂在0kg刻度线处杆秤刚好平衡(简称“调零”)。某杆秤的秤盘因不慎磕坏了一个缺口,继续使用该杆秤,测量结果将;若在秤盘底粘一块橡皮泥,使杆秤能调零,那么使用该杆秤,测量结果将【答案】(1)水平(2)没有;20(3)A(4)左端下沉(5)偏小;不受影响【解析】【解答】(1)在挂上钩码前,为了方便测量力臂,需调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
(2)实验中用“钩码个数”代表力的大小,钩码大小相同、重力相等,因此钩码重力的具体数值对得出杠杆平衡条件没有影响。
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,设每个钩码重力为G,代入第3次数据:
2G×30cm=3G×L2,约去G,得L2=20cm。
(3)本实验多次改变力和力臂,是为了寻找普遍规律,避免实验偶然性,因此选A。
(4)每个钩码重力为G,每格长度为L。左侧加挂1个钩码后,左侧力矩(3G×5L=15GL)大于右侧力矩,因此杠杆左端下沉。
(5)秤盘缺了缺口,自身重力减小,调零后测量时,需要更小的秤砣力平衡,因此测量结果偏小。
在秤盘粘橡皮泥后重新调零,橡皮泥的重力已被平衡,因此测量结果不受影响。
故答案为:(1)水平;(2)没有;20;(3)A;(4)左端下沉;(5)偏小;不受影响。
【分析】1、杠杆平衡实验前,需调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量力臂。
2、杠杆平衡条件:F1L1=F2L2,用相同钩码代表力时,力的具体数值不影响平衡条件的推导。
3、探究规律类实验多次实验的目的是寻找普遍规律,避免偶然性;测量类实验多次实验的目的是减小误差。
4、杠杆的转动由力矩(力×力臂)决定,力矩大的一端下沉,力矩相等时杠杆平衡。
5、杆秤是杠杆的应用,调零的本质是平衡秤盘自身重力,秤盘重力变化会影响测量,重新调零可消除影响。(1)为了便于测量力臂,在杠杆上挂钩码前,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。(2)[1]实验所用钩码重力未知,但钩码大小相同,重力相等,分析数据可以得出杠杆的平衡条件,所以钩码重力的具体数值对得到杠杆平衡条件没有影响。[2]设一个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1l1=F2l2得,第3次实验数据的阻力臂l(3)本实验多次实验的目的是寻找普遍规律,避免偶然性,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。(4)设杠杆上一个格的长度为l0,若在左侧钩码下加挂一个钩码,左侧F1l1=3G×6l0=18Gl0右侧F2l2=3G×4l0=12Gl0则F1l1>F2l2,所以杠杆左端下沉。(5)[1]由于某杆秤的秤盘因不慎磕坏了一个缺口,秤砣挂在零刻度线处,杠杆不平衡。如果继续使用该杆秤测某一物体质量时,左侧的总重力变小,左侧力臂一定,右侧秤砣的重力一定,根据F1l1=F2l2得,右侧力臂变小,所以测量结果偏小。[2]在秤盘底粘一块橡皮泥,则补足了因缺口而减小的秤盘的质量,所以使杆秤能调零,那么使用该杆秤,测量结果将不受影响。23.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们利用一个物体、弹簧测力计、水、盐水和细线,做了如图所示的实验。(1)分析实验A和C,可知物体受到的浮力大小是N。(2)分析实验A、C、D,可得出浮力大小与物体浸没在液体中的深度(选填“有关”或“无关”)。(3)分析比较三次实验可以得出液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,浮力越大的结论。(4)通过实验数据,可算出盐水密度是kgm(5)同学们用图甲探究F浮和G排关系,将装满水的溢水杯放在升降台上,逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越大,弹簧测力计A的示数越小,且弹簧测力计A的示数变化量等于B的示数变化量,则F浮(6)如图乙所示,同学们用精度很高的手提式电子秤,对石块的密度进行了测量,步骤如下:①先将小石块用细线系好,悬挂在电子秤的下端,示数为F1②在小桶里倒入适量的水,悬挂在电子秤的下端,示数为F2③用手将用细线系着的小石块缓慢地在水中,待电子秤示数稳定后为F3;根据所得实验数据,请你写出石块密度的表达式:ρ石=。(用字母F1、F2【答案】(1)2(2)无关(3)A、B、C(4)1.2×(5)=(6)浸没;F【解析】【解答】(1)根据称重法测浮力:F浮=G-F拉。
由图A知物体重力G=8N,图C中拉力F拉=6N,
则F浮=8N-6N=2N。
(2)实验A、C、D中,物体均浸没在水中(液体密度相同),排开液体的体积相同,仅浸没深度不同。C、D中弹簧测力计示数均为6N,说明浮力不变。因此,浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(3)要探究“液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,浮力越大”,需控制液体密度不变,改变排开体积。实验A、B、C中,液体均为水(密度相同),排开体积逐渐增大,浮力逐渐增大。因此,选取A、B、C三次实验。
(4)首先求物体体积:物体浸没在水中时,V物=V排=F浮水ρ水g。
水中浮力F浮水=8N-6N=2N,则V物=2N1×103kg/m3×10N/kg=2×10-4m3。
其次求盐水中浮力:图E中拉力F'=5.6N,盐水中浮力F浮盐水=8N-5.6N=2.4N。
最后计算盐水密度:ρ盐水=F浮盐水gV物=2.4N10N/kg×2×10-4m3=1.2×103kg/m3。
(5)根据阿基米德原理,物体所受浮力等于排开液体的重力,即F浮=G排。弹簧测力计A的示数减小量等于浮力,B的示数增加量等于排开液体的重力,二者相等。故填=。
(6)步骤③中,手将石块缓慢地浸没在水中(若不浸没,电子秤示数变化量不代表石块全部体积对应的浮力)。
石块的重力:G石=F1。石块浸没时,电子秤示数变化量等于受到的浮力:F浮=F3-F2。由F浮=ρ水gV排得V石=V排=F3-F2ρ水g。
石块密度:ρ石(1)分析实验A和C,根据称重法可知,物体浸没在水中时受到的浮力大小F浮=G-FC=8N-6N=2N(2)分析A、C、D三次实验可知,液体的密度和排开液体的体积相同,物体浸没在水中深度增加,弹簧测力计的示数不变,由称重法可知,所受浮力不变,说明浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关。(3)要得到液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,浮力越大的结论,需要保持液体的密度相同,排开液体的体积不同,选择A、B、C三次实验。(4)物体浸没在水中时受到的浮力大小F浮=G-FC=8N-6N=2N物体的体积V=由A、E得到物体在盐水中受到的浮力F浮盐=G-FE=8N-5.6N=2.4N盐水密度ρ
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