广东省深圳市明德实验学校教育集团2023-2024学年九年级(上)开学物理试卷
一、单选题(本大题共12小题,共24.0分)
1.(2023八上·徐汇期末)下列关于力的说法中正确的是( )
A.力作用在坚硬物体的表面,不会产生作用效果
B.鸡蛋碰石头,只有鸡蛋碎了,说明相互作用的力大小可以不相等
C.不接触的物体之间,不会产生力的作用
D.力是一个物体对另一个物体的作用
【答案】D
【知识点】力的概念及单位;力的作用效果
【解析】【解答】A.对坚硬的物体,如果施加的力太小,其形变量较小,仍然有形变,但不易观察到,A不符合题意;
B.物体间力的作用是相互的,以卵击石时,鸡蛋对石头的力和石头对鸡蛋的力是一对相互作用力,相互作用力大小相等,B不符合题意;
C.两个不相互接触的物体间,也会有力的作用。如磁铁吸引铁钉,C不符合题意;
D.力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】力是一个物体对另一个物体的作用,力可以改变物体的运动状态,可以改变物体的形状。
2.(2023八下·深圳期中)2022年12月世界举重锦标赛在哥伦比亚波哥大进行,中国选手蒋惠花包揽了女子49公斤级的3枚金牌,为中国举重队在巴黎奥运会周期的首个世界大赛中取得开门红。如图所示是蒋慧花举重的场景,下列说法中正确的是( )
A.杠铃受到的重力和人对杠铃的支持力是一对平衡力
B.人受到的重力和地面对人的支持力是一对平衡力
C.人受到的重力和人对杠铃的支持力是一对相互作用力
D.杠铃对人的压力和人对杠铃的支持力是一对平衡力
【答案】A
【知识点】力作用的相互性;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.杠铃受到的重力和人对杠铃的支持力,这两个力作用在同一个物体上,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,因此是一对平衡力,A符合题意;
B.人受到的重力和地面对人的支持力,这两个力作用在同一个物体上,但大小不相等,不是一对平衡力,B不符合题意;
C.人受到的重力和人对杠铃的支持力,虽然作用在不同物体上,但大小不相等,因此人受到的重力和人对杠铃的支持力不是一对相互作用力。C不符合题意;
D.杠铃对人的压力受力物体是人,人对杠铃的支持力受力物体是杠铃,因此杠铃对人的压力和人对杠铃的支持力不是一对平衡力。D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】二力平衡条件:大小相等、方向相反、同一直线,一个受力物体。相互作用力的条件:大小相等、方向相反、同一直线,两个受力物体。
3.如图所示,甲是放在水平桌面上的重为10N的木块,重为6N钩码乙通过细绳绕过定滑轮带动甲做匀速直线运动,若要用力将甲物块向左水平拉动,拉力大小为( )
A. 4N B. 6N C. 12N D. 16N
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】钩码通过定滑轮拉着木块向右进行匀速直线运动,木块水平方向上受到水平向左6N的拉力和水平向左的滑动摩擦力作用,这两个力是平衡力,大小相等,所以滑动摩擦力是f=6N; 对木块施加一个水平向左的拉力F左,使木块拉动钩码匀速上升,木块向左匀速直线运动,木块水平方向上受到水平向左的拉力F、水平向右的滑动摩擦力、水平向右的拉力F=6N,水平向左的拉力F与水平向右的拉力F、滑动摩擦力是平衡力,所以F左=F+f=6N+6N=12N,所以C选项是正确的。
故答案为:C
【分析】分析滑块受到的力,滑块向左进行匀速直线运动,受到平衡力作用,根据平衡力条件判断摩擦力大小.对滑块施加一个水平向右的力时,滑块向右进行匀速直线运动,受到平衡力作用,根据平衡力条件判断拉力大小.
4.(2023中考·深圳模拟)很多动物为了适应自身生存的环境,进化了符合一定物理规律的身体特征。对此,从物理学角度给出的解释错误的是( )
A.泥鳅身上有粘液,能在遇到抓捕时减小摩擦,便于逃脱
B.骆驼的脚掌很大,可以减小压力,从而使其在沙漠中行走自如
C.深水里的海鱼,捕到岸上会死掉,是因为水面压强比深水处小得多
D.鸟类的翅膀上凸下平,上方空气运动速度大于下方,从而获得升力
【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法;减小压强的方法及其应用;液体压强的特点;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.泥鳅身上有粘液,能在遇到抓捕时减小摩擦,便于逃脱,正确,A不符合题意;
B.骆驼的脚掌很大,可以减小压强,从而使其在沙漠中行走自如,错误,B符合题意;
C.深水里的海鱼,捕到岸上会死掉,是因为水面压强比深水处小得多,正确,C不符合题意;
D.鸟类的翅膀上凸下平,上方空气运动速度大于下方,从而获得升力,正确,D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】压力的垂直作用在物体表面的力,增大受力面积可以减小压强,不能改变压力。
5.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙、丙三个平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
A.容器对桌面的压力:甲乙丙
B.容器对桌面的压强:
C.液体的密度:甲乙丙
D.液体对容器底部的压强:甲乙丙
【答案】A
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;液体压强的特点
【解析】【解答】AB.已知容器质量和液体质量相同,根据G=mg,总重力相等,水平面受到的压力等于重力,由于重力相等,则压力相等,容器的底面积相同,根据,计算压强相等,A符合题意;B不符合题意;
C.由于液体质量相同,甲容器中液体的体积最小,丙液体的体积最大,根据,体积越小,密度越大, 则甲液体密度最大,丙密度最小,C符合题意;
D.由于深度相同,根据p=ρgh,液体密度越大, 对容器底的压强越大,甲容器底的压强最大,D不符合题意。
故答案为:A.
【分析】水平面受到的压力等于水平面上的总重力;根据,计算压强;根据,计算密度的大小;利用p=ρgh,判断液体压强的大小。
6. 如图所示,将重为的小球挂在弹簧测力计下,当小球的一半体积浸在水中时,测力计示数为。下列说法正确的是( )
A.小球的体积为
B.小球的密度为
C.缓缓向下移动弹簧测力计,小球对测力计的拉力最小可达到
D.剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为
【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.根据测力计示数差,计算浮力F浮=G-F拉=10N-4N=6N;排开的体积为,小球的总体积为V球=2×6×10-4m3=1.2×10-3m3,A不符合题意;
B.小球的质量为:;密度为:,B不符合题意;
CD.由于小球的密度小于水的密度,当放入水中时,处于漂浮状态,测力计拉力为0,C不符合题意;漂浮的小球受到的浮力等于小球的重力,F浮=G=10N,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】根据F浮=G-F拉,计算浮力大小,结合液体密度,利用计算体积;根据物体的重力,计算质量,利用,计算密度;物体密度小于液体密度时漂浮,浮力等于物体的重力。
7.对以下各图解释错误的是( )
A.水瓶正立放置后,再倒立放置在水平桌面上,桌面受到的压力不变,压强变小
B.牙膏皮揉成团会沉到水底,撑开却可浮在水面上,撑开的牙膏皮受到的浮力变大
C.测大气压值时,玻璃管倾斜了,管内外水银面的高度差不会变,大气压值不变
D.“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”是由于屋外空气流速较大、压强较小造成的
【答案】A
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;流体压强与流速的关系;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.水瓶正立放置后,再倒立放置在水平桌面上,桌面受到的压力始终等于瓶子和水的总重力,即对桌面的压力不变。但是瓶盖与桌面的接触面积减小,根据可知,桌面受到的压强变大,故A错误符合题意;
B.牙膏皮揉成团会沉到水底,此时浮力小于重力;撑开却可浮在水面上,此时浮力等于重力,则撑开的牙膏皮受到的浮力变大,故B正确不合题意;
C.根据液体压强公式p=ρ液gh可知,测大气压值时,玻璃管倾斜了,管内外水银面的高度差不会变,大气压值不变 ,故C正确不合题意;
D.“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”是由于屋外空气流速较大、压强较小造成的,故D正确不合题意。
故选A。
【分析】A.根据F=G分析桌面受到压力的变化,根据比较桌面受到压强的变化;
B.根据浮沉条件分析牙膏皮受到浮力的变化;
C.根据液体压强公式p=ρ液gh分析判断;
D.根据流体压强和流速的关系判断。
8. 如图所示,月日时许,全球首架国产飞机飞抵西安咸阳国际机场,下列说法中错误的是( )
A.飞机着陆后由于受到惯性的作用,会继续向前滑行一段距离
B.在飞机减速降落的过程中,飞机机械能减小
C.飞机在跑道上减速前进时,机翼上方气压小于机翼下方气压
D.机身采用了大量的复合材料,有效实现“减重”,这表明该材料的密度相对较小
【答案】A
【知识点】密度及其特性;惯性及其现象;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.飞机着陆后,由于具有惯性,保持原来的运动状态,会继续向前运动,惯性是物体的属性,不说受到惯性,A符合题意;
B.在飞机减速降落的过程中,速度减小,动能减小,高度减小,重力势能减小,飞机机械能减小,B不符合题意;
C.飞机在跑道上减速前进时,机翼上方凸起,空气流速大,压强小,小于机翼下方气压,C不符合题意;
D.机身的复合材料密度小,在体积相同时,质量小,实现“减重”,D不符合题意。
故答案为:A.
【分析】惯性是物体的属性,不是力,不说受到惯性;质量一定时,速度变小,动能减小,高度减小,重力势能减小;流体在流水的地方压强小;体积一定时,密度越小,质量越小。
9.如图所示甲、乙两套装置所用的滑轮规格相同,用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度若,所用竖直向上的拉力分别为和,拉力做功的功率分别为和,两装置的机械效率分别为和忽略绳重和摩擦,则下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】功率大小的比较;机械效率的大小比较;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】物体重力和动滑轮重力相等,结合绳子股数,计算拉力,,则F1>F2;计算机械效率为,由于物体重力和动滑轮重力相等,则η1=η2;由于W总=W有+W额=Gh+G动h,物体重力和动滑轮重力相等,上升高度相同,所以做功相同,根据,功率相同,A符合题意。
故答案为:A.
【分析】根据绳子股数,结合物重和动滑轮重力,计算拉力;根据,计算滑轮组的机械效率;利用W=Fs,计算做功多少,利用,分析功率的大小。
10. 如图所示,工人利用滑轮组提升一个重为的货物,动滑轮的重力,货物以的速度匀速上升忽略绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.拉力为 B.货物上升,绳子自由端移动
C.拉力做功的功率 D.该滑轮组的机械效率为
【答案】D
【知识点】功率的计算;机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.根据图像,滑轮组绳股数n=2,不计绳重和摩擦时,拉力为,A不符合题意;
B.因为绳股数n=2,物体上升1m,绳子拉长2m,B不符合题意;
C.货物的速度为0.3m/s,绳子速度为v绳=2×0.3m/s=0.6m/s,拉力的功率为P=Fv绳=250N×0.6m/s=150W,C不符合题意;
D.滑轮组的机械效率为,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】根据,计算滑轮组绳子的拉力;根据P=Fv,计算功率,利用,计算机械效率。
11. 关于分子,下列说法正确的是( )
A.水结成冰后分子会保持静止不动
B.破镜难圆,说明分子间有斥力
C.腊梅飘香,说明分子在不停地运动
D.密度很大的固体物质的分子间是没有间隙的
【答案】C
【知识点】分子热运动;分子间相互作用力
【解析】【解答】A.分子在不停息的无规则运动,水结成冰后分子仍然运动,A不符合题意;
B.破镜难圆,是因为分子间距太大了,几乎没有作用力,B不符合题意;
C.腊梅飘香,闻到气味是分子在不停地运动形成的,C符合题意;
D.分子间都具有间隙,密度很大的固体,分子间隙小,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】分子在不停的无规则运动;分子间有间隙。
12.(2023·江城模拟)关于温度、内能、热量和做功,下列说法正确的是( )
A.物体的内能与温度有关
B.物体吸收热量,温度一定升高
C.物体的内能增加了,一定是从外界吸收了热量
D.物体的内能越多,说明物体具有的热量也越多
【答案】A
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【解答】A.物体的内能与温度有关,温度越高,则内能越大,故A正确;
B.物体吸收热量,温度不一定升高,例如水沸腾时吸热,但温度不变,故B错误;
C.物体的内能增加了,可能从外界吸收了热量,也可能是外界对物体做功,故C错误;
D.热量是过程量,不是状态量,故D错误。
故选A。
【分析】根据对温度、内能和热量的关系判断即可。
二、填空题(本大题共1小题,共7.0分)
13. 看图,回答下列问题:
(1)船闸的工作原理是 ,图乙中船相对于大坝是 填运动或静止。
(2)图丙中定滑轮的作用是 。
(3)琴琴同学在大坝上看到水面上波光粼粼,是因为水面部分区域发生了 反射,一艘重吨的轮船驶入河中,受到的浮力为 。
(4)图丙的电梯:船上升速度为,则重物下降速度为 ,若船与江水总重为万吨,则电梯功率为 。
【答案】(1)连通器原理;运动
(2)改变力的方向
(3)镜面;2×107N
(4)0.3;4.5×107W
【知识点】镜面反射与漫反射;功率计算公式的应用;速度公式及其应用;力的作用效果;连通器原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)船闸的工作原理是连通器原理,图乙中船在运动,相对于大坝有位置变化,是运动的;
(2)图丙中,上方滑轮固定不动,是定滑轮,其作用是改变力的方向;
(3)看到水面上波光粼粼,是光线在水面发生了镜面反射,反射光线进入人眼造成的;轮船在水面漂浮,根据二力平衡,受到的浮力等于重力,则浮力为F浮=G=mg=2000×103kg×10N/kg=2×107N;
(4)根据图丙中船上升速度,绕过定滑轮后,速度相同,则重物下降速度为18m/min=0.3m/s,船与江水总重为1.5万吨,克服电梯重力做功的功率为P=Fv=1.5×104×103kg×10N/kg×0.3m/s=4.5×107W 。
【分析】(1)船闸的工作原理是连通器;相对于参照物,有位置变化是运动的;
(2)定滑轮可以改变力的方向;
(3)平静的水面发生镜面反射;物体漂浮时,受到的浮力等于物体的重力;根据F浮=G=mg,计算浮力;
(4)根据P=Fv,计算对物体做功的功率。
三、作图题(本大题共2小题,共4.0分)
14.(2021·德州)如图所示,带支架的平板小车沿水平地面向右做直线运动,小球A用细线悬挂于支架右端,放在小车左端的物块B相对于小车始终静止。某时刻观察到细线偏离竖直方向 角,请画出此时物块B受到的重力G和摩擦力F的示意图(力的作用点图中已标出)。
【答案】解:如图所示:
【知识点】重力示意图;二力平衡的条件及其应用;摩擦力的示意图
【解析】【解答】由图可知,小车沿水平地面向右运动过程中,某时刻细线偏离竖直方向 角,说明此时小车此时在向右做加速运动,而物块B要始终保持静止状态,为了避免掉下去,物块B会受到小车A给的水平向右的静摩擦力F作用。过物块B的重心分别沿水平向右和竖直向下画一条有向线段表示静摩擦力F和重力G。如图所示
【分析】从物体重心做竖直向下的力即为物块B受到的重力示意图;根据图示现象,利用惯性知识分析小车的运动状态变化,然后对B受到的摩擦力方向做出判断,再按照力的示意图的画法画出摩擦力示意图。
15. 工人用滑轮组把重物提升,请在如图所示的滑轮组上画出最省力的绕线方法并标上。
【答案】
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】使用滑轮组时,动滑轮上绳子股数越多,所用的拉力越小,越省力,根据图像,绳子固定在动滑轮上,绕过定滑轮和动滑轮,如图。
【分析】滑轮组上绳子股数越多越省力。
四、实验探究题(本大题共3小题,共19.0分)
16. 小玉观看年冬奥会,发现冰壶运动员在冰面上来去自如,是因为两只鞋底不同,如图甲所示。她猜想滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关,为了模拟运动员的鞋底,她选用了上下表面粗糙程度不同的木块,做了如下实验。
(1)将乙图中的木块 ,重复上述操作,弹簧测力计的示数为;经分析可得出:当 一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越 。
(2)同组的小明想进一步验证小玉的结论是否正确,于是取来了、砝码各一个,进行了丙、丁实验,当进行丁实验时,弹簧测力计示数达到最大值时仍无法拉动木块。为了使用现有器材就能完成此实验,可采用的操作方法是 。
(3)如图乙所示,小玉用弹簧测力计,在水平桌面上 拉动木块,此时弹簧测力计的示数为 N。
(4) [拓展]实验完成后,同学们找来了一块长木板对实验进行了改进,如图戊所示,水平拉动木板向左运动,A弹簧测力计的示数为6N,B弹簧测力计的示数为4.5N,则木块受到的摩擦力方向为水平向 (选填“左”或“右”),木板与木块之间的摩擦力大小为 N。
【答案】(1)上下颠倒;压力;大
(2)将砝码取下换成砝码,重新实验
(3)匀速;2.4
(4)左;4.5
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关,
(1)探究摩擦力的影响因素时,弹簧测力计水平匀速拉动木块,根据木块受到的平衡力,摩擦力等于拉力;根据图乙,弹簧测力计的分度值为0.2N,结合指针位置,示数为2.4N;
(2)乙图中的木块上下颠倒,粗糙程度改变,弹簧测力计的示数为4.0N,摩擦力为4.0N;可得:当压力 一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力大;
(3)探究摩擦力和粗糙程度的关系时,在丙、丁实验,进行丁实验时,弹簧测力计示数达到最大值时仍无法拉动木块,是摩擦力太大了,可以减小压力,来减小摩擦力;50g砝码取下换成10g砝码,重新实验;
(4)根据图戊,水平拉动木板向左运动,木块处于静止状态,受到平衡力,B弹簧测力计的拉力等于摩擦力,示数为4.5N,木板与木块之间的摩擦力大小为4.5N,木板向左时,木块受到的摩擦力方向为水平向左。
【分析】(1)测量摩擦力时,拉动物体匀速直线运动;根据测力计指针位置,测量摩擦力的大小;
(2)当压力一定时,接触面的粗糙程度越大,摩擦力越大;
(3)探究摩擦力和接触面的粗糙程度的关系时,若压力过大,摩擦力越大,可以减小压力;
(4)拉动木块下的接触面时,木块匀速直线运动,根据测力计的拉力,测量摩擦力。
17. 图甲是小洛探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置,实验中让质量不同的钢球从斜面上同一高度由静止释放,撞击水平面上的同一木块。图乙是小阳探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置,实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止释放,在粗糙程度不同的平面上运动。
(1)这两个实验中都让物体从同一斜面的同一高度由静止释放,其目的是 。
(2)设计甲实验的目的是研究钢球动能的大小与 的关系,实验中通过观察 ,从而间接判断钢球的动能大小,这种研究方法是 选填“控制变量法”或“转换法”。
(3)乙实验中通过观察小车在粗糙程度不同的平面上运动距离的远近,可知:水平面越光滑,小车运动的距离越 ,在此基础上进行推理得出,在理想情况下,运动的物体如果 ,将会一直运动下去。
(4)小阳同学通过上面的探究学习,思考了一个问题:当自己荡秋千荡到右侧最高点时,如果自己受到的力全部消失,自己将会处于怎样的运动状态呢?他做出了以下猜想,你认为其中正确的是 。图中的“”表示小阳同学
【答案】(1)控制物体到达水平面时的速度相同
(2)质量;木块移动的距离;转换法
(3)远;不受力
(4)A
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验,
(1)物体从同一斜面的同一高度由静止释放,下滑时加速运动,到达水平面时的速度相同;
(2)根据图甲,实验中选择质量不同的钢球,目的是研究钢球动能的大小与质量的关系,钢球的动能不同,推动木块移动的距离不同,通过观察木块移动的距离,间接判断钢球的动能大小,利用的是转换法;
(3)乙实验中,运动的小车在粗糙程度不同的水平面上运动时,受到的阻力不同,运行距离不同,通过观察小车在粗糙程度不同的平面上运动距离的远近,可以比较阻力对物体运动的影响,可知:水平面越光滑,小车运动的距离越远 ;在理想情况下,运动的物体如果不受力 ,将会一直运动下去;
(4)当荡秋千荡到右侧最高点时,如果受到的力全部消失,且力消失时,物体没有速度,没有改变运动状态,将处于静止状态,A符合题意。
【分析】(1)物体下落的高度相同,到达水平面的速度相同;
(2)利用质量不同的物体,可以探究动能和物体质量的关系;通过钢球推动木块移动的距离,反映动能的大小,是控制变量法;
(3)探究阻力对物体运动的影响时,运动的物体受到的阻力越小,运行越远;若不受阻力,将匀速直线运动;
(4)没有速度时,且受力,物体将处于静止状态。
18. 同学们利用轻质杠杆探究杠杆的平衡条件。
(1)杠杆静止时如图甲所示,此时杠杆处于 选填“平衡”“非平衡”状态;可将平衡螺母向左调节使其水平,这样做可以消除杠杆的 对实验的影响;
(2)用弹簧测力计代替钩码,如图乙所示,不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小,使杠杆总在水平位置平衡,弹簧测力计的拉力与其力臂的图像如图丙所示,图像中每个点与两坐标轴围成的矩形面积 选填“相等”或“不等”
(3)如图丁,用支点使一根胡萝卜水平平衡后,沿支点处将胡萝卜切分为、两部分,其重力分别为、,由杠杆原理可知 选填“大于”“小于”或“等于”。
【答案】(1)平衡;自重
(2)相等
(3)大于
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】探究杠杆的平衡条件。
(1)根据图甲,杠杆静止时,处于平衡状态;调节杠杆水平平衡,杠杆的重心在支点位置,可以消除杠杆的自重对实验的影响;
(2)根据图乙,由于左侧的力和力臂不变,右侧的拉力和力臂成反比,如图丙,纵坐标是拉力,横坐标是力臂,即拉力和力臂的乘积不变,图像中每个点与两坐标轴围成的矩形面积相等;
(3)如图丁,用支点使一根胡萝卜水平平衡后,沿支点处将胡萝卜切分为A、B两部分,根据图像,A侧的力臂比B的力臂短,由杠杆原理可知GA大于GB。
【分析】(1)静止的杠杆是平衡的;水平平衡的杠杆可以克服杠杆自身重力对实验的影响;
(2)杠杆平衡时,阻力和阻力臂一定时,动力和动力臂成反比,乘积一定;
(3)杠杆平衡时,力臂越大,力越小。
五、计算题(本大题共2小题,共16.0分)
19.(2022·梧州)如图甲所示,一弹簧下端固定在容器的底部,上端与一个重为20N的正方体相连,此时水的深度为0.2m,弹簧的伸长量为4cm。在弹性限度内,弹簧产生的弹力F与其伸长量x之间的关系如图乙所示。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)正方体的质量;
(2)水对容器底部的压强;
(3)正方体浸在水中的体积。
【答案】(1)解:正方体的质量
答:正方体的质量为2kg;
(2)解:水对容器底部的压强
答:水对容器底部的压强为;
(3)解:由图乙,当弹簧的伸长量为4cm时,弹簧产生的弹力F为8N,则正方体所受的浮力
正方体浸在水中的体积
答:正方体浸在水中的体积为。
【知识点】重力及其大小的计算;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的重力计算质量;
(2)根据液体密度和深度,可以计算液体压强大小;
(3)利用物体的重力和向下的拉力,计算向上的浮力,结合液体密度可以计算排开液体的体积。
20.(2023八下·宝安期末)截至2023年6月,深圳市体育中心改造提升工程项目又有新进展了!在施工过程中,工人师傅用如图甲所示的滑轮组,将重为500N的物体匀速提升到6m高的楼上,图乙为物体提升过程中的图象。已知动滑轮重为100N,不计绳重及摩擦。求:
(1)拉力F的大小。
(2)拉力F的功率。
(3)滑轮组的机械效率(计算结果保留一位小数)。
【答案】(1)解:由于
(2)解:由图乙得:当时,,
则
(3)解:
【知识点】功率的计算;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)由图甲找出绳子的承重段数n,根据滑轮组特点计算拉力大小为;
(2)题中已经告诉了提升的高度h,由算出物体运动速度,根据计算绳子自由端移动的速度,由公式p=Fv即可计算出拉力的功率;
(3)有用功为,总功为,机械效率计算公式为,其中s=nh。
广东省深圳市明德实验学校教育集团2023-2024学年九年级(上)开学物理试卷
一、单选题(本大题共12小题,共24.0分)
1.(2023八上·徐汇期末)下列关于力的说法中正确的是( )
A.力作用在坚硬物体的表面,不会产生作用效果
B.鸡蛋碰石头,只有鸡蛋碎了,说明相互作用的力大小可以不相等
C.不接触的物体之间,不会产生力的作用
D.力是一个物体对另一个物体的作用
2.(2023八下·深圳期中)2022年12月世界举重锦标赛在哥伦比亚波哥大进行,中国选手蒋惠花包揽了女子49公斤级的3枚金牌,为中国举重队在巴黎奥运会周期的首个世界大赛中取得开门红。如图所示是蒋慧花举重的场景,下列说法中正确的是( )
A.杠铃受到的重力和人对杠铃的支持力是一对平衡力
B.人受到的重力和地面对人的支持力是一对平衡力
C.人受到的重力和人对杠铃的支持力是一对相互作用力
D.杠铃对人的压力和人对杠铃的支持力是一对平衡力
3.如图所示,甲是放在水平桌面上的重为10N的木块,重为6N钩码乙通过细绳绕过定滑轮带动甲做匀速直线运动,若要用力将甲物块向左水平拉动,拉力大小为( )
A. 4N B. 6N C. 12N D. 16N
4.(2023中考·深圳模拟)很多动物为了适应自身生存的环境,进化了符合一定物理规律的身体特征。对此,从物理学角度给出的解释错误的是( )
A.泥鳅身上有粘液,能在遇到抓捕时减小摩擦,便于逃脱
B.骆驼的脚掌很大,可以减小压力,从而使其在沙漠中行走自如
C.深水里的海鱼,捕到岸上会死掉,是因为水面压强比深水处小得多
D.鸟类的翅膀上凸下平,上方空气运动速度大于下方,从而获得升力
5.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙、丙三个平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
A.容器对桌面的压力:甲乙丙
B.容器对桌面的压强:
C.液体的密度:甲乙丙
D.液体对容器底部的压强:甲乙丙
6. 如图所示,将重为的小球挂在弹簧测力计下,当小球的一半体积浸在水中时,测力计示数为。下列说法正确的是( )
A.小球的体积为
B.小球的密度为
C.缓缓向下移动弹簧测力计,小球对测力计的拉力最小可达到
D.剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为
7.对以下各图解释错误的是( )
A.水瓶正立放置后,再倒立放置在水平桌面上,桌面受到的压力不变,压强变小
B.牙膏皮揉成团会沉到水底,撑开却可浮在水面上,撑开的牙膏皮受到的浮力变大
C.测大气压值时,玻璃管倾斜了,管内外水银面的高度差不会变,大气压值不变
D.“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”是由于屋外空气流速较大、压强较小造成的
8. 如图所示,月日时许,全球首架国产飞机飞抵西安咸阳国际机场,下列说法中错误的是( )
A.飞机着陆后由于受到惯性的作用,会继续向前滑行一段距离
B.在飞机减速降落的过程中,飞机机械能减小
C.飞机在跑道上减速前进时,机翼上方气压小于机翼下方气压
D.机身采用了大量的复合材料,有效实现“减重”,这表明该材料的密度相对较小
9.如图所示甲、乙两套装置所用的滑轮规格相同,用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度若,所用竖直向上的拉力分别为和,拉力做功的功率分别为和,两装置的机械效率分别为和忽略绳重和摩擦,则下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示,工人利用滑轮组提升一个重为的货物,动滑轮的重力,货物以的速度匀速上升忽略绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.拉力为 B.货物上升,绳子自由端移动
C.拉力做功的功率 D.该滑轮组的机械效率为
11. 关于分子,下列说法正确的是( )
A.水结成冰后分子会保持静止不动
B.破镜难圆,说明分子间有斥力
C.腊梅飘香,说明分子在不停地运动
D.密度很大的固体物质的分子间是没有间隙的
12.(2023·江城模拟)关于温度、内能、热量和做功,下列说法正确的是( )
A.物体的内能与温度有关
B.物体吸收热量,温度一定升高
C.物体的内能增加了,一定是从外界吸收了热量
D.物体的内能越多,说明物体具有的热量也越多
二、填空题(本大题共1小题,共7.0分)
13. 看图,回答下列问题:
(1)船闸的工作原理是 ,图乙中船相对于大坝是 填运动或静止。
(2)图丙中定滑轮的作用是 。
(3)琴琴同学在大坝上看到水面上波光粼粼,是因为水面部分区域发生了 反射,一艘重吨的轮船驶入河中,受到的浮力为 。
(4)图丙的电梯:船上升速度为,则重物下降速度为 ,若船与江水总重为万吨,则电梯功率为 。
三、作图题(本大题共2小题,共4.0分)
14.(2021·德州)如图所示,带支架的平板小车沿水平地面向右做直线运动,小球A用细线悬挂于支架右端,放在小车左端的物块B相对于小车始终静止。某时刻观察到细线偏离竖直方向 角,请画出此时物块B受到的重力G和摩擦力F的示意图(力的作用点图中已标出)。
15. 工人用滑轮组把重物提升,请在如图所示的滑轮组上画出最省力的绕线方法并标上。
四、实验探究题(本大题共3小题,共19.0分)
16. 小玉观看年冬奥会,发现冰壶运动员在冰面上来去自如,是因为两只鞋底不同,如图甲所示。她猜想滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关,为了模拟运动员的鞋底,她选用了上下表面粗糙程度不同的木块,做了如下实验。
(1)将乙图中的木块 ,重复上述操作,弹簧测力计的示数为;经分析可得出:当 一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越 。
(2)同组的小明想进一步验证小玉的结论是否正确,于是取来了、砝码各一个,进行了丙、丁实验,当进行丁实验时,弹簧测力计示数达到最大值时仍无法拉动木块。为了使用现有器材就能完成此实验,可采用的操作方法是 。
(3)如图乙所示,小玉用弹簧测力计,在水平桌面上 拉动木块,此时弹簧测力计的示数为 N。
(4) [拓展]实验完成后,同学们找来了一块长木板对实验进行了改进,如图戊所示,水平拉动木板向左运动,A弹簧测力计的示数为6N,B弹簧测力计的示数为4.5N,则木块受到的摩擦力方向为水平向 (选填“左”或“右”),木板与木块之间的摩擦力大小为 N。
17. 图甲是小洛探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置,实验中让质量不同的钢球从斜面上同一高度由静止释放,撞击水平面上的同一木块。图乙是小阳探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置,实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止释放,在粗糙程度不同的平面上运动。
(1)这两个实验中都让物体从同一斜面的同一高度由静止释放,其目的是 。
(2)设计甲实验的目的是研究钢球动能的大小与 的关系,实验中通过观察 ,从而间接判断钢球的动能大小,这种研究方法是 选填“控制变量法”或“转换法”。
(3)乙实验中通过观察小车在粗糙程度不同的平面上运动距离的远近,可知:水平面越光滑,小车运动的距离越 ,在此基础上进行推理得出,在理想情况下,运动的物体如果 ,将会一直运动下去。
(4)小阳同学通过上面的探究学习,思考了一个问题:当自己荡秋千荡到右侧最高点时,如果自己受到的力全部消失,自己将会处于怎样的运动状态呢?他做出了以下猜想,你认为其中正确的是 。图中的“”表示小阳同学
18. 同学们利用轻质杠杆探究杠杆的平衡条件。
(1)杠杆静止时如图甲所示,此时杠杆处于 选填“平衡”“非平衡”状态;可将平衡螺母向左调节使其水平,这样做可以消除杠杆的 对实验的影响;
(2)用弹簧测力计代替钩码,如图乙所示,不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小,使杠杆总在水平位置平衡,弹簧测力计的拉力与其力臂的图像如图丙所示,图像中每个点与两坐标轴围成的矩形面积 选填“相等”或“不等”
(3)如图丁,用支点使一根胡萝卜水平平衡后,沿支点处将胡萝卜切分为、两部分,其重力分别为、,由杠杆原理可知 选填“大于”“小于”或“等于”。
五、计算题(本大题共2小题,共16.0分)
19.(2022·梧州)如图甲所示,一弹簧下端固定在容器的底部,上端与一个重为20N的正方体相连,此时水的深度为0.2m,弹簧的伸长量为4cm。在弹性限度内,弹簧产生的弹力F与其伸长量x之间的关系如图乙所示。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)正方体的质量;
(2)水对容器底部的压强;
(3)正方体浸在水中的体积。
20.(2023八下·宝安期末)截至2023年6月,深圳市体育中心改造提升工程项目又有新进展了!在施工过程中,工人师傅用如图甲所示的滑轮组,将重为500N的物体匀速提升到6m高的楼上,图乙为物体提升过程中的图象。已知动滑轮重为100N,不计绳重及摩擦。求:
(1)拉力F的大小。
(2)拉力F的功率。
(3)滑轮组的机械效率(计算结果保留一位小数)。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】力的概念及单位;力的作用效果
【解析】【解答】A.对坚硬的物体,如果施加的力太小,其形变量较小,仍然有形变,但不易观察到,A不符合题意;
B.物体间力的作用是相互的,以卵击石时,鸡蛋对石头的力和石头对鸡蛋的力是一对相互作用力,相互作用力大小相等,B不符合题意;
C.两个不相互接触的物体间,也会有力的作用。如磁铁吸引铁钉,C不符合题意;
D.力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】力是一个物体对另一个物体的作用,力可以改变物体的运动状态,可以改变物体的形状。
2.【答案】A
【知识点】力作用的相互性;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.杠铃受到的重力和人对杠铃的支持力,这两个力作用在同一个物体上,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,因此是一对平衡力,A符合题意;
B.人受到的重力和地面对人的支持力,这两个力作用在同一个物体上,但大小不相等,不是一对平衡力,B不符合题意;
C.人受到的重力和人对杠铃的支持力,虽然作用在不同物体上,但大小不相等,因此人受到的重力和人对杠铃的支持力不是一对相互作用力。C不符合题意;
D.杠铃对人的压力受力物体是人,人对杠铃的支持力受力物体是杠铃,因此杠铃对人的压力和人对杠铃的支持力不是一对平衡力。D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】二力平衡条件:大小相等、方向相反、同一直线,一个受力物体。相互作用力的条件:大小相等、方向相反、同一直线,两个受力物体。
3.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】钩码通过定滑轮拉着木块向右进行匀速直线运动,木块水平方向上受到水平向左6N的拉力和水平向左的滑动摩擦力作用,这两个力是平衡力,大小相等,所以滑动摩擦力是f=6N; 对木块施加一个水平向左的拉力F左,使木块拉动钩码匀速上升,木块向左匀速直线运动,木块水平方向上受到水平向左的拉力F、水平向右的滑动摩擦力、水平向右的拉力F=6N,水平向左的拉力F与水平向右的拉力F、滑动摩擦力是平衡力,所以F左=F+f=6N+6N=12N,所以C选项是正确的。
故答案为:C
【分析】分析滑块受到的力,滑块向左进行匀速直线运动,受到平衡力作用,根据平衡力条件判断摩擦力大小.对滑块施加一个水平向右的力时,滑块向右进行匀速直线运动,受到平衡力作用,根据平衡力条件判断拉力大小.
4.【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法;减小压强的方法及其应用;液体压强的特点;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.泥鳅身上有粘液,能在遇到抓捕时减小摩擦,便于逃脱,正确,A不符合题意;
B.骆驼的脚掌很大,可以减小压强,从而使其在沙漠中行走自如,错误,B符合题意;
C.深水里的海鱼,捕到岸上会死掉,是因为水面压强比深水处小得多,正确,C不符合题意;
D.鸟类的翅膀上凸下平,上方空气运动速度大于下方,从而获得升力,正确,D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】压力的垂直作用在物体表面的力,增大受力面积可以减小压强,不能改变压力。
5.【答案】A
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;液体压强的特点
【解析】【解答】AB.已知容器质量和液体质量相同,根据G=mg,总重力相等,水平面受到的压力等于重力,由于重力相等,则压力相等,容器的底面积相同,根据,计算压强相等,A符合题意;B不符合题意;
C.由于液体质量相同,甲容器中液体的体积最小,丙液体的体积最大,根据,体积越小,密度越大, 则甲液体密度最大,丙密度最小,C符合题意;
D.由于深度相同,根据p=ρgh,液体密度越大, 对容器底的压强越大,甲容器底的压强最大,D不符合题意。
故答案为:A.
【分析】水平面受到的压力等于水平面上的总重力;根据,计算压强;根据,计算密度的大小;利用p=ρgh,判断液体压强的大小。
6.【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.根据测力计示数差,计算浮力F浮=G-F拉=10N-4N=6N;排开的体积为,小球的总体积为V球=2×6×10-4m3=1.2×10-3m3,A不符合题意;
B.小球的质量为:;密度为:,B不符合题意;
CD.由于小球的密度小于水的密度,当放入水中时,处于漂浮状态,测力计拉力为0,C不符合题意;漂浮的小球受到的浮力等于小球的重力,F浮=G=10N,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】根据F浮=G-F拉,计算浮力大小,结合液体密度,利用计算体积;根据物体的重力,计算质量,利用,计算密度;物体密度小于液体密度时漂浮,浮力等于物体的重力。
7.【答案】A
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;流体压强与流速的关系;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.水瓶正立放置后,再倒立放置在水平桌面上,桌面受到的压力始终等于瓶子和水的总重力,即对桌面的压力不变。但是瓶盖与桌面的接触面积减小,根据可知,桌面受到的压强变大,故A错误符合题意;
B.牙膏皮揉成团会沉到水底,此时浮力小于重力;撑开却可浮在水面上,此时浮力等于重力,则撑开的牙膏皮受到的浮力变大,故B正确不合题意;
C.根据液体压强公式p=ρ液gh可知,测大气压值时,玻璃管倾斜了,管内外水银面的高度差不会变,大气压值不变 ,故C正确不合题意;
D.“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”是由于屋外空气流速较大、压强较小造成的,故D正确不合题意。
故选A。
【分析】A.根据F=G分析桌面受到压力的变化,根据比较桌面受到压强的变化;
B.根据浮沉条件分析牙膏皮受到浮力的变化;
C.根据液体压强公式p=ρ液gh分析判断;
D.根据流体压强和流速的关系判断。
8.【答案】A
【知识点】密度及其特性;惯性及其现象;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.飞机着陆后,由于具有惯性,保持原来的运动状态,会继续向前运动,惯性是物体的属性,不说受到惯性,A符合题意;
B.在飞机减速降落的过程中,速度减小,动能减小,高度减小,重力势能减小,飞机机械能减小,B不符合题意;
C.飞机在跑道上减速前进时,机翼上方凸起,空气流速大,压强小,小于机翼下方气压,C不符合题意;
D.机身的复合材料密度小,在体积相同时,质量小,实现“减重”,D不符合题意。
故答案为:A.
【分析】惯性是物体的属性,不是力,不说受到惯性;质量一定时,速度变小,动能减小,高度减小,重力势能减小;流体在流水的地方压强小;体积一定时,密度越小,质量越小。
9.【答案】A
【知识点】功率大小的比较;机械效率的大小比较;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】物体重力和动滑轮重力相等,结合绳子股数,计算拉力,,则F1>F2;计算机械效率为,由于物体重力和动滑轮重力相等,则η1=η2;由于W总=W有+W额=Gh+G动h,物体重力和动滑轮重力相等,上升高度相同,所以做功相同,根据,功率相同,A符合题意。
故答案为:A.
【分析】根据绳子股数,结合物重和动滑轮重力,计算拉力;根据,计算滑轮组的机械效率;利用W=Fs,计算做功多少,利用,分析功率的大小。
10.【答案】D
【知识点】功率的计算;机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.根据图像,滑轮组绳股数n=2,不计绳重和摩擦时,拉力为,A不符合题意;
B.因为绳股数n=2,物体上升1m,绳子拉长2m,B不符合题意;
C.货物的速度为0.3m/s,绳子速度为v绳=2×0.3m/s=0.6m/s,拉力的功率为P=Fv绳=250N×0.6m/s=150W,C不符合题意;
D.滑轮组的机械效率为,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】根据,计算滑轮组绳子的拉力;根据P=Fv,计算功率,利用,计算机械效率。
11.【答案】C
【知识点】分子热运动;分子间相互作用力
【解析】【解答】A.分子在不停息的无规则运动,水结成冰后分子仍然运动,A不符合题意;
B.破镜难圆,是因为分子间距太大了,几乎没有作用力,B不符合题意;
C.腊梅飘香,闻到气味是分子在不停地运动形成的,C符合题意;
D.分子间都具有间隙,密度很大的固体,分子间隙小,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】分子在不停的无规则运动;分子间有间隙。
12.【答案】A
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【解答】A.物体的内能与温度有关,温度越高,则内能越大,故A正确;
B.物体吸收热量,温度不一定升高,例如水沸腾时吸热,但温度不变,故B错误;
C.物体的内能增加了,可能从外界吸收了热量,也可能是外界对物体做功,故C错误;
D.热量是过程量,不是状态量,故D错误。
故选A。
【分析】根据对温度、内能和热量的关系判断即可。
13.【答案】(1)连通器原理;运动
(2)改变力的方向
(3)镜面;2×107N
(4)0.3;4.5×107W
【知识点】镜面反射与漫反射;功率计算公式的应用;速度公式及其应用;力的作用效果;连通器原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)船闸的工作原理是连通器原理,图乙中船在运动,相对于大坝有位置变化,是运动的;
(2)图丙中,上方滑轮固定不动,是定滑轮,其作用是改变力的方向;
(3)看到水面上波光粼粼,是光线在水面发生了镜面反射,反射光线进入人眼造成的;轮船在水面漂浮,根据二力平衡,受到的浮力等于重力,则浮力为F浮=G=mg=2000×103kg×10N/kg=2×107N;
(4)根据图丙中船上升速度,绕过定滑轮后,速度相同,则重物下降速度为18m/min=0.3m/s,船与江水总重为1.5万吨,克服电梯重力做功的功率为P=Fv=1.5×104×103kg×10N/kg×0.3m/s=4.5×107W 。
【分析】(1)船闸的工作原理是连通器;相对于参照物,有位置变化是运动的;
(2)定滑轮可以改变力的方向;
(3)平静的水面发生镜面反射;物体漂浮时,受到的浮力等于物体的重力;根据F浮=G=mg,计算浮力;
(4)根据P=Fv,计算对物体做功的功率。
14.【答案】解:如图所示:
【知识点】重力示意图;二力平衡的条件及其应用;摩擦力的示意图
【解析】【解答】由图可知,小车沿水平地面向右运动过程中,某时刻细线偏离竖直方向 角,说明此时小车此时在向右做加速运动,而物块B要始终保持静止状态,为了避免掉下去,物块B会受到小车A给的水平向右的静摩擦力F作用。过物块B的重心分别沿水平向右和竖直向下画一条有向线段表示静摩擦力F和重力G。如图所示
【分析】从物体重心做竖直向下的力即为物块B受到的重力示意图;根据图示现象,利用惯性知识分析小车的运动状态变化,然后对B受到的摩擦力方向做出判断,再按照力的示意图的画法画出摩擦力示意图。
15.【答案】
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】使用滑轮组时,动滑轮上绳子股数越多,所用的拉力越小,越省力,根据图像,绳子固定在动滑轮上,绕过定滑轮和动滑轮,如图。
【分析】滑轮组上绳子股数越多越省力。
16.【答案】(1)上下颠倒;压力;大
(2)将砝码取下换成砝码,重新实验
(3)匀速;2.4
(4)左;4.5
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关,
(1)探究摩擦力的影响因素时,弹簧测力计水平匀速拉动木块,根据木块受到的平衡力,摩擦力等于拉力;根据图乙,弹簧测力计的分度值为0.2N,结合指针位置,示数为2.4N;
(2)乙图中的木块上下颠倒,粗糙程度改变,弹簧测力计的示数为4.0N,摩擦力为4.0N;可得:当压力 一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力大;
(3)探究摩擦力和粗糙程度的关系时,在丙、丁实验,进行丁实验时,弹簧测力计示数达到最大值时仍无法拉动木块,是摩擦力太大了,可以减小压力,来减小摩擦力;50g砝码取下换成10g砝码,重新实验;
(4)根据图戊,水平拉动木板向左运动,木块处于静止状态,受到平衡力,B弹簧测力计的拉力等于摩擦力,示数为4.5N,木板与木块之间的摩擦力大小为4.5N,木板向左时,木块受到的摩擦力方向为水平向左。
【分析】(1)测量摩擦力时,拉动物体匀速直线运动;根据测力计指针位置,测量摩擦力的大小;
(2)当压力一定时,接触面的粗糙程度越大,摩擦力越大;
(3)探究摩擦力和接触面的粗糙程度的关系时,若压力过大,摩擦力越大,可以减小压力;
(4)拉动木块下的接触面时,木块匀速直线运动,根据测力计的拉力,测量摩擦力。
17.【答案】(1)控制物体到达水平面时的速度相同
(2)质量;木块移动的距离;转换法
(3)远;不受力
(4)A
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验,
(1)物体从同一斜面的同一高度由静止释放,下滑时加速运动,到达水平面时的速度相同;
(2)根据图甲,实验中选择质量不同的钢球,目的是研究钢球动能的大小与质量的关系,钢球的动能不同,推动木块移动的距离不同,通过观察木块移动的距离,间接判断钢球的动能大小,利用的是转换法;
(3)乙实验中,运动的小车在粗糙程度不同的水平面上运动时,受到的阻力不同,运行距离不同,通过观察小车在粗糙程度不同的平面上运动距离的远近,可以比较阻力对物体运动的影响,可知:水平面越光滑,小车运动的距离越远 ;在理想情况下,运动的物体如果不受力 ,将会一直运动下去;
(4)当荡秋千荡到右侧最高点时,如果受到的力全部消失,且力消失时,物体没有速度,没有改变运动状态,将处于静止状态,A符合题意。
【分析】(1)物体下落的高度相同,到达水平面的速度相同;
(2)利用质量不同的物体,可以探究动能和物体质量的关系;通过钢球推动木块移动的距离,反映动能的大小,是控制变量法;
(3)探究阻力对物体运动的影响时,运动的物体受到的阻力越小,运行越远;若不受阻力,将匀速直线运动;
(4)没有速度时,且受力,物体将处于静止状态。
18.【答案】(1)平衡;自重
(2)相等
(3)大于
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】探究杠杆的平衡条件。
(1)根据图甲,杠杆静止时,处于平衡状态;调节杠杆水平平衡,杠杆的重心在支点位置,可以消除杠杆的自重对实验的影响;
(2)根据图乙,由于左侧的力和力臂不变,右侧的拉力和力臂成反比,如图丙,纵坐标是拉力,横坐标是力臂,即拉力和力臂的乘积不变,图像中每个点与两坐标轴围成的矩形面积相等;
(3)如图丁,用支点使一根胡萝卜水平平衡后,沿支点处将胡萝卜切分为A、B两部分,根据图像,A侧的力臂比B的力臂短,由杠杆原理可知GA大于GB。
【分析】(1)静止的杠杆是平衡的;水平平衡的杠杆可以克服杠杆自身重力对实验的影响;
(2)杠杆平衡时,阻力和阻力臂一定时,动力和动力臂成反比,乘积一定;
(3)杠杆平衡时,力臂越大,力越小。
19.【答案】(1)解:正方体的质量
答:正方体的质量为2kg;
(2)解:水对容器底部的压强
答:水对容器底部的压强为;
(3)解:由图乙,当弹簧的伸长量为4cm时,弹簧产生的弹力F为8N,则正方体所受的浮力
正方体浸在水中的体积
答:正方体浸在水中的体积为。
【知识点】重力及其大小的计算;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的重力计算质量;
(2)根据液体密度和深度,可以计算液体压强大小;
(3)利用物体的重力和向下的拉力,计算向上的浮力,结合液体密度可以计算排开液体的体积。
20.【答案】(1)解:由于
(2)解:由图乙得:当时,,
则
(3)解:
【知识点】功率的计算;滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)由图甲找出绳子的承重段数n,根据滑轮组特点计算拉力大小为;
(2)题中已经告诉了提升的高度h,由算出物体运动速度,根据计算绳子自由端移动的速度,由公式p=Fv即可计算出拉力的功率;
(3)有用功为,总功为,机械效率计算公式为,其中s=nh。
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