广东省佛山市禅城区2022-2023学年下学期4月份月考八年级物理试卷
一、单选题(共21分)
1.(2023八下·潜江月考)如图所示,能使物体处于平衡状态的是( )
A. B.
C. D.
2.(2021·常州)2021年3月23日,巴拿马籍大型货轮“长赐号”在苏伊士运河搁浅,如图甲所示。28~29日,海水涨潮、运河水位持续上升,28日“长赐号”仍处于搁浅状态,29日“长赐号“脱离运河河底,随着水位上升船身逐渐升高,最终如图乙所示。28~29日。海水涨潮、运河水位持续上升过程中,“长赐号“受到的浮力( )
A.一直变大 B.先变大后不变
C.一直不变 D.先不变后变大
3.(2020八下·哈尔滨期中)下列物理知识的认识错误的是( )
A.液体向各个方向都有压强,是因为液体受到重力作用,且具有流动性
B.玩具不倒翁之所以不倒,是因为物体重心越低,就越稳定
C.跳远时助跑能跳的更远是因为速度越大,惯性越大
D.浮力产生的原因是液体对浸入液体中的物体向上的压力大于向下的压力
4.(2023八下·禅城月考)如图所示,水平桌面上有一长为L ,质量分布均匀的木板M ,右端与桌边相齐,在水平力F 的作用下,沿直线向右匀速离开桌边,在此过程中,说法正确的是( )
A.M对桌面的压强变小,压力不变
B.M对桌面的压强不变,压力不变
C.M对桌面的压强变大,摩擦力不变
D.M对桌面的压强变大,摩擦力变小
5.(2021八下·公安期末)如图所示,潜水艇悬浮在水中时,下列说法正确的是( )
A.要使潜水艇上浮,应向水舱充水
B.要使潜水艇下沉,应将水舱里的水排出一部分
C.当潜水艇悬浮在水中时,潜水艇重等于同体积的水重
D.潜水艇是靠改变自身重力和受到的浮力来实现浮沉的
6.(2021八下·宝安期中)如图所示,木块竖立在小车上,与小车一起静止于水平桌面,下列分析正确的是( )
A.木块受到的重力和小车对它的支持力是一对平衡力
B.木块受到的重力和小车对它的支持力是一对相互作用力
C.木块能够静止,是因为小车对它的支持力大于木块受到的重力
D.小车受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力
7.(2019·聊城)A,B两个实心正方体的质量相等,密度之比ρA:ρB=8:1,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图所示),则地面受到的压力之比和压强之比分别是( )
A. : , :
B. : , :
C. : , :
D. : , :
二、填空题(共21分)
8.(2023八下·禅城月考)踢出去的足球不会立即停下来,是因为足球具有 ;空中飞行的足球最终落向地面,是由于受到 的作用,建筑工人利用悬挂重物的细线来确定墙壁是否竖直,这是利用了重力的方向总是 的特点。
9.(2022八下·阳东期中)坐沙发比坐板凳舒服,主要是因为沙发较易发生变形,增大了人与沙发间的 ,对同一个人,他的 不变,他受到的压强 (选择“增大”“不变”或“减小”),从而感觉舒服。
10.(2023八下·禅城月考)如图所示,A、B是两个上端开口的容器,它们构成的是一个 ;当容器内的同种液体不流动时,两液面保持 ;当用一个管子沿B容器口吹气时,A容器中的液面会 。(填“上升”“下降”或“不变”)
11.(2017八下·民勤期中)用钢丝绳系上一个重为500N的物体,当钢丝绳拉着物体静止时,绳对物体的拉力是 N,当钢丝绳拉着它以2m/s速度匀速上升时,绳对物体的拉力 (填“变大”“变小”或“不变”),当钢丝绳拉着物体以3m/s的速度匀速下降时,绳对物体的拉力 (填“变大”“变小”或“不变”).
12.(2023八下·禅城月考)一块冰重49N,它的质量为 kg,若把它带到月球上,它的质量将 ,重力将 (选填“不变”、“变大”或“变小”)。
13.(2023八下·禅城月考)同种液体内部的压强随 的增加而增大。如图所示,容器中盛有水,则A处的深度是 cm,B处水产生的压强是 Pa(g取10N/kg)。
13题图 14题图
14.(2023八下·禅城月考)如图,底面积和重量相同的甲、乙两个容器,水平放置在地面上,容器内装有质量相同深度相同的不同液体。则两个容器对地面的压力F甲 F乙,两个容器对地面的压强p甲 p乙;液体对两个容器底的压强p甲液 p乙液(均选填“大于”、“等于”、“小于”)。
三、作图题(共7分)
15.(2022·贵港模拟)如图所示,这是用绳子悬挂在窗檐的2022年北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”挂件,请在图中画出此时“冰墩墩”所受力的示意图。(O为挂件重心)
16.(2020八上·社旗期末)一木块静止在斜面上,请画出它受到的力的示意图;
17.(2023·锡山模拟)如图,货物随传送带一起水平向右做匀速直线运动,画出该货物的受力示意图
四、实验题(共19分)
18.(2023八下·禅城月考)小华在探究“二力平衡”条件的实验中,设计了如图甲、乙所示的两种实验方案。
(1)通过实验比较,小华发现采用方案乙实验效果更好,原因是甲方案受 的影响;
(2)实验装置乙中采用轻小卡片的目的是减少 对实验的影响;
(3)小林同学也对该实验进行了探究,但他在左右支架上装配两个滑轮时没有安装在相同高度,你认为能否用小林的装置进行实验? (填“能”或“不能”);
(4)在装置乙中,将卡片旋转一定角度(如图丙所示),松手后,发现卡片旋转后又恢复原状,这说明两个力必须 ,物体才能平衡;为了探究只有作用在同一个物体上的两个力能平衡,在图乙所示情况下,小华下一步的操作方式: 。
19.(2023八下·禅城月考)为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明设计了如图所示的实验.
(1)实验过程中,弹簧测力计必须水平方向拉着物块做 运动,此时,滑动摩擦力的大小 (选填“大于”、“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数.
(2)在四次实验中,滑动摩擦力最小的是 (选填“甲”、“乙” 、“丙”或“丁”).
(3)比较甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与 有关;比较乙、丙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与 有关.(以上两空选填“压力”或“接触面粗糙程度”)
(4)比较甲、丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小明得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关.你认为他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的.
(5)小明对实验装置进行改动,如图所示,重复实验,发现效果更好.实验中,小明 (选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板.
20.(2023八下·禅城月考)在探究浮力的实验中,测量浸在水中的物体所受浮力大小过程,如图所示。
(1)由甲图可知,物体的重力为 N;
(2)由图可知,物体完全浸没在水中时,所受的浮力为 N;
(3)根据图中弹簧测力计示数的变化可知,物体排开水的体积越大,所受的浮力越 ;
(4)在上述实验的基础上,小颖若想探究浮力大小与液体密度的关系,则应该换用一杯 (选填“质量”或“密度”)不同的液体,将金属圆柱体浸没在液体中,观察弹簧测力计的示数,与 图比较得出结论(选填“乙”、“丙”或“丁”);若此时弹簧测力计的示数为,则该液体的密度是 。
(5)图戊所示,图线 (选填a或b)用来表示物体所受浮力大小随浸入液体深度的变化。
五、计算题(共13分)
21.(2022八下·龙华期中)人工智能逐渐融入我们的生活。如图所示,某餐厅的送餐机器人的质量为40kg,其与地面的接触面积为0.01m2,g取10N/kg。求:
(1)送餐机器人的重力;
(2)若送餐机器人托着3kg的物体,求此时机器人对水平地面的压强;
(3)若送餐机器人匀速前进时受到的阻力是其总重的0.45倍,求机器人匀速前进送餐时受到的摩擦力?
22.(2023八下·禅城月考) 如图所示为我国自主建造的第一首国产航母山东舰。它是我国目前最先进的航空母舰,其部分技术参数如下表
舰名 山东舰
型号 船长315m×宽75m
满载排水量 50000t
搭载舰载机数量 36架
舰载机质量 25t/架
(计算时取g=10N/kg,海水密度ρ海水=1.0×103kg/m3)。
求:
(1)在某海域巡航时,航母船底在海水中的深度达到5m,求舰底受到的海水压强是多少?
(2)山东舰满载时受到的浮力是多大?
(3)航母在某海域训练,当36架舰载机全部飞离航母后,航母排开海水的体积减少了多少立方米?
六、综合题(共19分)
23.(2023八下·禅城月考)如图所示,用一只矿泉水瓶和一块海绵等器材探究“影响压力作用效果的因素”。
(1)实验时,通过观察 来比较矿泉水瓶对海绵的压力作用效果;
(2)在图A、B、C的操作中,观察图A和图 可知:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;观察图B和C可知:受力面积一定时, 越大,压力的作用效果越明显;
(3)若将矿泉水瓶放在石块上,如图D所示。图D与图A比较,矿泉水瓶对石块和海绵的压力作用效果 (填“相同”或“不相同”),理由是 ;
(4)如图甲所示,一质地均匀的长方体砖块放在水平地面上。现将砖块切去一部分,剩余部分如图乙所示,此时砖块对地面的压强为2000Pa;将图乙中的砖块倒置后如图丙所示,此时砖块对地面的压强为3000Pa。则图甲中砖块对水平地面的压强为 Pa。
24.(2023八下·禅城月考)在学习液体的压强知识时,老师使用了如图所示的实验装置:容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一用薄橡皮膜封闭的圆孔。实验时在左右两侧倒入同种或不同种液体。
(1)若要检验“在同种液体中液体压强跟深度有关”这一结论,小明他们在容器左右部分装入 (选填“相同”或“不同”)深度的水,观察到橡皮膜凹向深度 (选填“大”或“小”)的一侧。得出结论:同种液体,深度越大,压强越 ;
(2)探究“液体压强与液体密度的关系”这一结论,小明他们将水和酒精分别装入容器的左右两部分保持 相同,观察橡皮膜的凹凸方向,得出: ;
(3)小明一直认为液体压强还与液体质量有关。理由是水越多,重力越大,压强就越大。为此,他找来两只粗细不同、瓶嘴大小相同的塑料瓶去底。在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,向瓶中装入等质量的水,橡皮膜向外凸出情况如图。结果表明,液体压强大小与液体 无关,而与液体 有关。
25.(2023八下·禅城月考)阅读文章,回答问题。
月球背面与地球间的通讯是一个难题,为解决该问题,我国在2018年5月成功发射了人类史上首个月球信号中继卫星“鹊桥”(如图甲所示)。2018年12月8日,我国又将嫦娥四号探测器送入太空。
嫦娥四号由着陆器与巡视器(即月球车,又称“玉兔二号”)组成。2019年1月3日,巡视与着陆器成功分离,“玉兔二号”利用其底部6个带齿纹的轮子有效增大了与月面间摩擦,顺利在月背表面行驶。“玉兔二号”配有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达等科学探测仪器,总质量仅135kg,是世界上质量最小的月球车。
(1)“鹊桥”中继星在轨道上运行时,受到的力 (选填“是”或“不是”)平衡力;
(2)嫦娥四号探测器“腿”上的圆形“大脚掌”可 (选填“减小”或“增大”)对月面的压强。为保证顺利行驶,“玉兔二号”通过 来增大摩擦;
(3)若“玉兔二号”每个轮子触月面积为100cm2,则“玉兔二号”在月球上的质量为 kg,对月面的压强为 Pa。回到地球后,玉兔二号的质量 (选填“变大”“变小”或“不变”)(月球对物体的引力约为地球的)。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】平衡状态的判断
【解析】【解答】AB.两个力大小不相等,不是一对平衡力,所以物体不能处于平衡状态,AB不符合题意;
C.两个大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上,是一对平衡力,能使物体处于平衡状态,C符合题意;
D.两个大小相等,但不是作用在同一条直线上,不是一对平衡力,不能使物体处于平衡状态,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体受到的两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上,是平衡力,处于平衡状态。
2.【答案】B
【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】搁浅状态是沉底,浮力始终小于重力,海水涨潮、运河水位持续上升,排开液体体积变大,根据F浮=ρgV排,浮力变大,直到漂浮,浮力等于重力,之后浮力不变,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】液体密度相同时,排开液体的体积越大,受到的浮力越大,漂浮物体受到的浮力等于物体的重力。
3.【答案】C
【知识点】重心;惯性及其现象;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.由于液体受重力作用,且具有流动性,液体向各个方向都有压强,A正确,不符合题意;
B.大量的事实证明,物体重心越低,就越稳定,玩具不倒翁之所以不倒,是因为不倒翁重心低,B正确,不符合题意;
C.物体的惯性只与质量有关,跳远时人的质量没有改变,所以惯性不变,C错误,符合题意;
D.浮力产生的原因是液体对浸入液体中的物体向上与向下的压力差,当物体受到向上的压力大于向下的压力时才受到浮力,D正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】由于液体受重力作用,且具有流动性,液体向各个方向都有压强;物体重心越低,就越稳定;物体的惯性只与质量有关;浮力是液体中的物体向上与向下的压力差。
4.【答案】C
【知识点】压强大小比较;压强的大小及其计算
【解析】【解答】M逐渐往右拉时,受力面积变小,所以M对桌面的压强变大,压力不变,且由于没有改变压力与接触面的粗糙程度,所以摩擦力不变,故ABD错误,C正确;
故选C。
【分析】物体的压强与物体对受力面的压力和受力面积有关,根据公式所以受力面积变小,压强变大。
5.【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.潜水艇悬浮在水中,浮力与重力相等,要使潜水艇上浮,则重力应小于浮力,由于潜水艇浮力不变,则应把水舱中的水排出一部分,来减小重力,A不符合题意;
B.原来潜水艇悬浮,浮力等于重力,要使潜水艇下沉,则重力应大于浮力,由于潜水艇浮力不变,则应向水舱充水,来增大重力,B不符合题意;
C.当潜水艇悬浮在水中时,排开水的体积与潜水艇的体积相等,由于悬浮,浮力与重力相等,根据阿基米德原理可知潜水艇重等于同体积的水重,C符合题意;
D.在未露出水面之前,由于排开水的体积不变,故潜水艇所受到的浮力不变,潜水艇靠改变自身重力实现上浮或下潜,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】当物体受到的浮力大于重力时,物体上浮直至漂浮;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉直至沉底。
6.【答案】A
【知识点】力作用的相互性;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A.木块竖立在小车上,与小车一起静止于水平桌面,可知木块处于平衡状态,则木块受到的重力和小车对它的支持力是一对平衡力,A符合题意;
B.木块受到的重力和小车对它的支持力是作用在同一物体上的两个力,所以不是一对相互作用力,B不符合题意;
C.木块能够静止,是因为小车对它的支持力等于木块受到的重力,C不符合题意;
D.桌面对小车的支持力等于小车与木块重力之和,与小车的重力不相等,所以不是一对平衡力,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】处于平衡状态的物体受到的力是平衡力;平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
7.【答案】B
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算
【解析】【解答】解:(1)若按(甲)的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力F甲=GA+GB,
若按(乙)的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力F乙=GA+GB,故 = =1:1;
⑵由ρ= ,ρA:ρB=8:1,mA:mB=1:1,可得, = ,
则边长之比为 ,则面积之比为 ,
因为 =1:1,
所以按(甲)、(乙)两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上,则地面受到的压强之比是p甲:p乙=1:4。
故答案为:B
【分析】由正方体边长比可得其体积比,结合密度比及ρ= 可得质量比,根据静止在水平面上的物体对地面的压力等于其重力,可知压力之比,根据甲、乙两个实心正方体的密度之比和质量之比可求得体积之比,然后可知其边长之比,从而求得面积之比,再根据叠加情景和压强公式p=可以求解压强之比.
8.【答案】惯性;重力;竖直向下
【知识点】重心;重力的方向;惯性及其现象
【解析】【解答】踢出去的足球不会立即停下来,是因为足球具有惯性;
空中飞行的足球最终落向地面,是由于受到重力的作用,
建筑工人利用悬挂重物的细线来确定墙壁是否竖直,这是利用了重力的方向总是竖直向下的特点。
【分析】物体存在质量即有惯性,物体的惯性与质量有关,地球上所有的物体都受重力作用,重力方向竖直向下。
9.【答案】受力面积;压力;减小
【知识点】减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】坐沙发比坐板凳舒服,主要是因为沙发较易发生变形,增大了人与沙发间的受力面积,对同一个人,压力不变,由压强定义式
可知,他受到的压强减小。
【分析】压力不变,增大受力面积可以减小压强。
10.【答案】连通器;相平;下降
【知识点】连通器原理;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】如图所示,构成的是一个连通器;当容器内的同种液体不流动时,两液面保持相平;当用一个管子沿B容器口吹气时,A容器中的液面会下降。
【分析】连通器原理属于上端开口,下端连通的容器,当连通器中装入同种液体时,两液面保持相平,当用管子在B端吹气时,由于流体流速快,压强小,所以A端液面下降。
11.【答案】500;不变;不变
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】解:用钢丝绳系上一个重为500N的物体,
当钢丝绳拉着物体静止时,绳对物体的拉力和物体受到的重力是一对平衡力,大小相等,所以绳子对物体的拉力是500N.
当钢丝绳拉着它2m/s的速度匀速上升时,绳对物体的拉力和物体受到的重力是一对平衡力,大小相等,所以绳子对物体的拉力是500N.
当钢丝绳拉着物体以3m/s的速度匀速下降时,绳对物体的拉力和物体受到的重力是一对平衡力,大小相等,所以绳子对物体的拉力是500N.
故答案为:500;不变;不变.
【分析】静止的物体和匀速直线运动的物体都受到平衡力的作用,静止的物体和匀速直线运动的物体都受到重力和拉力的作用,这两个力是一对平衡力,平衡力的大小相等.
12.【答案】5;不变;变小
【知识点】重力及其大小的计算
【解析】【解答】质量为5kg;带到月球上,质量不变,重力将变小。
【分析】根据,质量不会随空间位置的改变而改变,但在月球上重力会变小。
13.【答案】深度;0;2500
【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】【解答】同种液体内部的压强随深度的增加而增大。如图所示,容器中盛有水,则A处的深度是0cm,B处水产生的压强是2500Pa.
【分析】同种液体内部的压强随深度的增加而增大,所以A点的深度为0cm,B点到自由液面的深度为25cm,所以B点的水的压强为P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500Pa。
14.【答案】等于;等于;小于
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】两个装置底面积与质量相等,且装有质量相同的不同液体,所以两个容器对地面的压力F甲等于F乙,两个容器对地面的压强p甲等于p乙;由于甲乙装有质量相同的不同液体,且由图可知V甲液大于V乙液,所以ρ甲液小于ρ乙液,由于两个容器中,液体深度相等,所以根据液体压强p=ρ液gh可知,p甲液小于p乙液。
【分析】注意题干中计算的是两个容器对地面的压力,容器中装有液体,由于液体与容器的质量均相等,故两个容器对地面的压力相等,且对地面的压强也相等;由与V甲液大于V乙液,所以ρ甲液小于ρ乙液,由于两个容器中,液体深度相等,所以p甲液小于p乙液。
15.【答案】解:如图所示:
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图
【解析】【解答】此时冰墩墩受重力和绳子的拉力作用,重力的方向是竖直向下的,从冰墩墩的重心O画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,从冰墩墩的重心O画一条带箭头的竖直向上的有向线段,用F表示,如图所示:
【分析】物体受到的重力竖直向下;二力平衡时,物体受到的拉力和重力方向相反,在同一直线上。
16.【答案】解:如图所示:
【知识点】重力示意图;平衡状态的判断;摩擦力的示意图
【解析】【解答】木块静止在斜面上,受到重力、支持力和静摩擦力作用,过重心作竖直向下的重力G,过重心作沿斜面向上的摩擦力f,过支点作垂直于斜面向上的支持力F,如下图所示
【分析】结合物体的运动状态进行受力分析,再结合力的示意图的画法画出即可。
17.【答案】解:如图所示:
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】物体做匀速直线运动说明它受到了平衡力的作用,水平方向上没有牵引力,也就没有摩擦力,所以水平方向上是不受力的;竖直方向上有重力和支持力,物体A竖直方向上是静止的,重力和支持力就是一对平衡力,大小相等、方向相反;作用点画在物体的中心就行,画出表示重力和支持力的射线标出箭头、字母,具体作图如下:
【分析】重力方向竖直向下;支持力方向竖直向下;运动状态不改变,物体受力平衡,两个力大小相等。
18.【答案】(1)木块与桌面间的摩擦力
(2)小卡片自身重力
(3)能
(4)在同一直线上;用剪刀把纸片剪两半
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】(1)甲方案受木块与桌面间的摩擦力的影响;
(2)目的是减少小卡片自身重力对实验的影响;
(3)小林能完成实验;
(4)、在装置乙中,将卡片旋转一定角度(如图丙所示),松手后,发现卡片旋转后又恢复原状,这说明两个力必须在同一直线上,物体才能平衡;为了探究只有作用在同一个物体上的两个力能平衡,在图乙所示情况下,小华下一步的操作方式:用剪刀把纸片剪两半。
【分析】二力平衡的条件:共物(同一个物体),反向(方向相反),等大(大小相等),共线(在同一条直线上)。在探究二力平衡条件时,需要利用小卡片进行实验,这样可以消除摩擦对实验的影响。
19.【答案】(1)必须;等于
(2)丁
(3)压力;接触面的粗糙程度
(4)错误
(5)不一定
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)、拉着物块做匀速直线运动,物体处于平衡状态,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数.
(2)、在四次实验中,丁压力最小,接触面光滑,所以滑动摩擦力最小的是丁.
(3)、比较甲、乙实验,接触面粗糙程度一致,压力不同,所以是为了研究滑动摩擦力大小与压力有关;比较乙、丙实验,压力一致,粗糙程度不同,所以是为了研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关.
(4)、竖着切木块,接触面积减少一半的同时, 压力也减小了一半,没有控制变量,所以结论错误。
(5)、小明对实验装置进行改动,此时研究对象为A,所以实验中,小明不一定要匀速拉动长木板,无需考虑长木板的运动情况。
【分析】滑动摩擦力的大小与物体对接触面的压力和接触面的粗糙程度有关,当接触面粗糙程度一定时,物体对接触面的压力越大,滑动摩擦力越大,当物体对接触面的压力一定时,接触面的粗糙程度越大,摩擦力越大,所以实验应用控制变量法。(5)只要物体A处于静止状态,拉力就等于摩擦力,所以无需考虑一定要匀速拉动长木块。
20.【答案】(1)4
(2)2
(3)大
(4)密度;丁;0.8×103
(5)b
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;浮力的利用;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由甲图可知,物体的重力为4N;
(2)由图可知,物体完全浸没在水中时,所受的浮力为2N;
(3)根据图中弹簧测力计示数的变化可知,物体排开水的体积越大,所受的浮力越大;
(4)在上述实验的基础上,小颖若想探究浮力大小与液体密度的关系,则应该换用一杯密度不同的液体,将金属圆柱体浸没在液体中,观察弹簧测力计的示数,与丁图比较得出结论;若此时弹簧测力计的示数为,则该液体的密度是0.8×103。
(5)图戊所示,图线b用来表示物体所受浮力大小随浸入液体深度的变化。
【分析】(1)直接读数;(2)由甲丁图可知;(3)由乙丙丁图可知物体排开水的体积越大,所受的浮力越大;注意浮力由实验称重法得出F浮=G-F拉;(4)若想探究浮力大小与液体密度的关系,则应该换用一杯密度不同的液体,将金属圆柱体浸没在液体中,观察弹簧测力计的示数,与丁图比较得出结论;物体的体积,改换其他液体后,浮力为1.6N,所以液体的密度。(5)由(1)(2)(3)(4)可知,物体逐渐浸没,浮力逐渐变大,当完全浸没时,浮力不变,故b图正确。
21.【答案】(1)解:送餐机器人的质量为40kg,则送餐机器人的重力
答:送餐机器人的重力为400N;
(2)解:送餐机器人托着3kg的物体,总质量
总重力
此时机器人对水平地面的压力
此时机器人对水平地面的压强
答:机器人对水平地面的压强为4.3×104Pa;
(3)解:送餐机器人匀速前进时受到的阻力是其总重的0.45倍,则匀速前进时受到的阻力
机器人匀速前进时,受力平衡,所以机器人受到的摩擦力等于阻力,即摩擦力为193.5N。
答:匀速前进时受到的摩擦力为193.5N。
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)根据物体的质量计算重力;
(2)利用质量计算重力,结合压力和受力面积的比值, 计算压强;
(3)根据摩擦力和重力关系,计算摩擦力,结合二力平衡,计算拉力。
22.【答案】(1)解:舰底受到的海水压强p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa
答:舰底受到海水的压强是5×104Pa;
(2)解:根据阿基米德原理,山东舰满载时受到的浮力F浮=G排=m排g=50000×103kg×10N/kg=5×108N
答:山东舰满载时受到的浮力是5×108N
(3)解:36架舰载机的重力G=mg=36×25×103kg×10N/kg=9×106N
36架舰载机全部飞离航母后,航母所受浮力的变化量等于36架舰载机的重力,即ΔF浮=G=9×106N
航母排开海水的体积的变化量
答:山东舰排开海水的体积减少900m3。
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)已知航母船底在海水中的深度,所以舰底受到的海水压强根据P=ρ海水gh可得;
(2)满载时山东舰漂浮在水面上,所以浮力等于排开液体的重力F浮=G排=m排g;
(3)36架舰载机的重力G=mg可得,36架舰载机全部飞离航母后,航母所受浮力的变化量等于36架舰载机的重力,即ΔF浮=G,
所以航母排开海水的体积的变化量可得。
23.【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)B;压力
(3)相同;压力和受力面积相同
(4)2400
【知识点】压强的大小及其计算;探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)实验时,通过观察海绵的凹陷程度来比较矿泉水瓶对海绵的压力作用效果;
(2)在图A、B、C的操作中,观察图A和图B可知:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;观察图B和C可知:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)若将矿泉水瓶放在石块上,如图D所示。图D与图A比较,矿泉水瓶对石块和海绵的压力作用效果相同,理由是压力和受力面积相同;
(4)图甲中砖块对水平地面的压强为2400Pa。
【分析】本试验应用控制变量法和转换法来求证,影响压力的作用效果的因素有:①物体对受力面的压力②受力面积。转换法的思想体现在无法直接看压力的作用效果,通过海绵的凹陷程度来表现压力的作用效果。
(4)设图乙中砖块重力为G1,底面积为S1,图丙中砖块底面积为S2,则图乙中砖块对地面压力F1=P1S1=2000PaS1,图丙中砖块对地面压力F2=P2S2=3000PaxS2,又因为图乙、图丙中为同一砖块且均水平自然放置,有F1=F2=G1,则2000Pa×S1=3000Pa×
S2,解得2S1=3S2。
将乙、丙两图中砖块组装为一组合长方体,则F总=2G1,S总=S1+S2=S1,组合长方体对水平地面压强。
柱形均匀固体对水平地面的压强p=pgh,由于图甲和组合长方体的密度、高度均相同,所以图甲中砖块对地面的压强为2400Pa。
24.【答案】(1)不同;小;大
(2)深度;深度相同,液体密度越大,压强越大
(3)质量;深度
【知识点】液体压强的特点
【解析】【解答】(1)、若要检验“在同种液体中液体压强跟深度有关”这一结论,小明他们在容器左右部分装入不同深度的水,观察到橡皮膜凹向深度小的一侧。得出结论:同种液体,深度越大,压强越大;
(2)、探究“液体压强与液体密度的关系”这一结论,小明他们将水和酒精分别装入容器的左右两部分保持深度相同,观察橡皮膜的凹凸方向,得出:深度相同,液体密度越大,压强越大;
(3)、小明一直认为液体压强还与液体质量有关。理由是水越多,重力越大,压强就越大。为此,他找来两只粗细不同、瓶嘴大小相同的塑料瓶去底。在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,向瓶中装入等质量的水,橡皮膜向外凸出情况如图。结果表明,液体压强大小与液体质量无关,而与液体深度有关。
【分析】液体的压强与深度和密度有关,深度越大,液体的压强越大,密度越大,液体的深度越大,左右两面凹凸的程度不同,即决定了左右两边压强相等。
25.【答案】(1)不是
(2)减小;增大接触面的粗糙程度子
(3)135;3750;不变
【知识点】平衡状态的判断;压强的大小及其计算
【解析】【解答】(1)“鹊桥”中继星在轨道上运行时,受到的力不是平衡力;
(2)嫦娥四号探测器“腿”上的圆形“大脚掌”可减小对月面的压强。为保证顺利行驶,“玉兔二号”通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦;
(3)“玉兔二号”在月球上的质量为135kg,对月球面的压强为3750Pa。回到地球后,玉兔二号的质量不变。
【分析】(1)由于“鹊桥”中继星在轨道上运行属于圆周运动,即运动方向时刻改变,所以不属于平衡力。
(2)大脚掌属于增大受力面积,减小压强;玉兔二号”通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。
(3)质量不会随空间位置的改变而改变,所以“玉兔二号”在月球上的质量为135kg,根据G=mg=135kg×10N/kg=1350N,所以“玉兔二号”在月球上的重力为,所以 “玉兔二号”对月面的压强。
广东省佛山市禅城区2022-2023学年下学期4月份月考八年级物理试卷
一、单选题(共21分)
1.(2023八下·潜江月考)如图所示,能使物体处于平衡状态的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】平衡状态的判断
【解析】【解答】AB.两个力大小不相等,不是一对平衡力,所以物体不能处于平衡状态,AB不符合题意;
C.两个大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上,是一对平衡力,能使物体处于平衡状态,C符合题意;
D.两个大小相等,但不是作用在同一条直线上,不是一对平衡力,不能使物体处于平衡状态,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体受到的两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上,是平衡力,处于平衡状态。
2.(2021·常州)2021年3月23日,巴拿马籍大型货轮“长赐号”在苏伊士运河搁浅,如图甲所示。28~29日,海水涨潮、运河水位持续上升,28日“长赐号”仍处于搁浅状态,29日“长赐号“脱离运河河底,随着水位上升船身逐渐升高,最终如图乙所示。28~29日。海水涨潮、运河水位持续上升过程中,“长赐号“受到的浮力( )
A.一直变大 B.先变大后不变
C.一直不变 D.先不变后变大
【答案】B
【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】搁浅状态是沉底,浮力始终小于重力,海水涨潮、运河水位持续上升,排开液体体积变大,根据F浮=ρgV排,浮力变大,直到漂浮,浮力等于重力,之后浮力不变,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】液体密度相同时,排开液体的体积越大,受到的浮力越大,漂浮物体受到的浮力等于物体的重力。
3.(2020八下·哈尔滨期中)下列物理知识的认识错误的是( )
A.液体向各个方向都有压强,是因为液体受到重力作用,且具有流动性
B.玩具不倒翁之所以不倒,是因为物体重心越低,就越稳定
C.跳远时助跑能跳的更远是因为速度越大,惯性越大
D.浮力产生的原因是液体对浸入液体中的物体向上的压力大于向下的压力
【答案】C
【知识点】重心;惯性及其现象;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.由于液体受重力作用,且具有流动性,液体向各个方向都有压强,A正确,不符合题意;
B.大量的事实证明,物体重心越低,就越稳定,玩具不倒翁之所以不倒,是因为不倒翁重心低,B正确,不符合题意;
C.物体的惯性只与质量有关,跳远时人的质量没有改变,所以惯性不变,C错误,符合题意;
D.浮力产生的原因是液体对浸入液体中的物体向上与向下的压力差,当物体受到向上的压力大于向下的压力时才受到浮力,D正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】由于液体受重力作用,且具有流动性,液体向各个方向都有压强;物体重心越低,就越稳定;物体的惯性只与质量有关;浮力是液体中的物体向上与向下的压力差。
4.(2023八下·禅城月考)如图所示,水平桌面上有一长为L ,质量分布均匀的木板M ,右端与桌边相齐,在水平力F 的作用下,沿直线向右匀速离开桌边,在此过程中,说法正确的是( )
A.M对桌面的压强变小,压力不变
B.M对桌面的压强不变,压力不变
C.M对桌面的压强变大,摩擦力不变
D.M对桌面的压强变大,摩擦力变小
【答案】C
【知识点】压强大小比较;压强的大小及其计算
【解析】【解答】M逐渐往右拉时,受力面积变小,所以M对桌面的压强变大,压力不变,且由于没有改变压力与接触面的粗糙程度,所以摩擦力不变,故ABD错误,C正确;
故选C。
【分析】物体的压强与物体对受力面的压力和受力面积有关,根据公式所以受力面积变小,压强变大。
5.(2021八下·公安期末)如图所示,潜水艇悬浮在水中时,下列说法正确的是( )
A.要使潜水艇上浮,应向水舱充水
B.要使潜水艇下沉,应将水舱里的水排出一部分
C.当潜水艇悬浮在水中时,潜水艇重等于同体积的水重
D.潜水艇是靠改变自身重力和受到的浮力来实现浮沉的
【答案】C
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.潜水艇悬浮在水中,浮力与重力相等,要使潜水艇上浮,则重力应小于浮力,由于潜水艇浮力不变,则应把水舱中的水排出一部分,来减小重力,A不符合题意;
B.原来潜水艇悬浮,浮力等于重力,要使潜水艇下沉,则重力应大于浮力,由于潜水艇浮力不变,则应向水舱充水,来增大重力,B不符合题意;
C.当潜水艇悬浮在水中时,排开水的体积与潜水艇的体积相等,由于悬浮,浮力与重力相等,根据阿基米德原理可知潜水艇重等于同体积的水重,C符合题意;
D.在未露出水面之前,由于排开水的体积不变,故潜水艇所受到的浮力不变,潜水艇靠改变自身重力实现上浮或下潜,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】当物体受到的浮力大于重力时,物体上浮直至漂浮;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉直至沉底。
6.(2021八下·宝安期中)如图所示,木块竖立在小车上,与小车一起静止于水平桌面,下列分析正确的是( )
A.木块受到的重力和小车对它的支持力是一对平衡力
B.木块受到的重力和小车对它的支持力是一对相互作用力
C.木块能够静止,是因为小车对它的支持力大于木块受到的重力
D.小车受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力
【答案】A
【知识点】力作用的相互性;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A.木块竖立在小车上,与小车一起静止于水平桌面,可知木块处于平衡状态,则木块受到的重力和小车对它的支持力是一对平衡力,A符合题意;
B.木块受到的重力和小车对它的支持力是作用在同一物体上的两个力,所以不是一对相互作用力,B不符合题意;
C.木块能够静止,是因为小车对它的支持力等于木块受到的重力,C不符合题意;
D.桌面对小车的支持力等于小车与木块重力之和,与小车的重力不相等,所以不是一对平衡力,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】处于平衡状态的物体受到的力是平衡力;平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
7.(2019·聊城)A,B两个实心正方体的质量相等,密度之比ρA:ρB=8:1,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图所示),则地面受到的压力之比和压强之比分别是( )
A. : , :
B. : , :
C. : , :
D. : , :
【答案】B
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算
【解析】【解答】解:(1)若按(甲)的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力F甲=GA+GB,
若按(乙)的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力F乙=GA+GB,故 = =1:1;
⑵由ρ= ,ρA:ρB=8:1,mA:mB=1:1,可得, = ,
则边长之比为 ,则面积之比为 ,
因为 =1:1,
所以按(甲)、(乙)两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上,则地面受到的压强之比是p甲:p乙=1:4。
故答案为:B
【分析】由正方体边长比可得其体积比,结合密度比及ρ= 可得质量比,根据静止在水平面上的物体对地面的压力等于其重力,可知压力之比,根据甲、乙两个实心正方体的密度之比和质量之比可求得体积之比,然后可知其边长之比,从而求得面积之比,再根据叠加情景和压强公式p=可以求解压强之比.
二、填空题(共21分)
8.(2023八下·禅城月考)踢出去的足球不会立即停下来,是因为足球具有 ;空中飞行的足球最终落向地面,是由于受到 的作用,建筑工人利用悬挂重物的细线来确定墙壁是否竖直,这是利用了重力的方向总是 的特点。
【答案】惯性;重力;竖直向下
【知识点】重心;重力的方向;惯性及其现象
【解析】【解答】踢出去的足球不会立即停下来,是因为足球具有惯性;
空中飞行的足球最终落向地面,是由于受到重力的作用,
建筑工人利用悬挂重物的细线来确定墙壁是否竖直,这是利用了重力的方向总是竖直向下的特点。
【分析】物体存在质量即有惯性,物体的惯性与质量有关,地球上所有的物体都受重力作用,重力方向竖直向下。
9.(2022八下·阳东期中)坐沙发比坐板凳舒服,主要是因为沙发较易发生变形,增大了人与沙发间的 ,对同一个人,他的 不变,他受到的压强 (选择“增大”“不变”或“减小”),从而感觉舒服。
【答案】受力面积;压力;减小
【知识点】减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】坐沙发比坐板凳舒服,主要是因为沙发较易发生变形,增大了人与沙发间的受力面积,对同一个人,压力不变,由压强定义式
可知,他受到的压强减小。
【分析】压力不变,增大受力面积可以减小压强。
10.(2023八下·禅城月考)如图所示,A、B是两个上端开口的容器,它们构成的是一个 ;当容器内的同种液体不流动时,两液面保持 ;当用一个管子沿B容器口吹气时,A容器中的液面会 。(填“上升”“下降”或“不变”)
【答案】连通器;相平;下降
【知识点】连通器原理;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】如图所示,构成的是一个连通器;当容器内的同种液体不流动时,两液面保持相平;当用一个管子沿B容器口吹气时,A容器中的液面会下降。
【分析】连通器原理属于上端开口,下端连通的容器,当连通器中装入同种液体时,两液面保持相平,当用管子在B端吹气时,由于流体流速快,压强小,所以A端液面下降。
11.(2017八下·民勤期中)用钢丝绳系上一个重为500N的物体,当钢丝绳拉着物体静止时,绳对物体的拉力是 N,当钢丝绳拉着它以2m/s速度匀速上升时,绳对物体的拉力 (填“变大”“变小”或“不变”),当钢丝绳拉着物体以3m/s的速度匀速下降时,绳对物体的拉力 (填“变大”“变小”或“不变”).
【答案】500;不变;不变
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】解:用钢丝绳系上一个重为500N的物体,
当钢丝绳拉着物体静止时,绳对物体的拉力和物体受到的重力是一对平衡力,大小相等,所以绳子对物体的拉力是500N.
当钢丝绳拉着它2m/s的速度匀速上升时,绳对物体的拉力和物体受到的重力是一对平衡力,大小相等,所以绳子对物体的拉力是500N.
当钢丝绳拉着物体以3m/s的速度匀速下降时,绳对物体的拉力和物体受到的重力是一对平衡力,大小相等,所以绳子对物体的拉力是500N.
故答案为:500;不变;不变.
【分析】静止的物体和匀速直线运动的物体都受到平衡力的作用,静止的物体和匀速直线运动的物体都受到重力和拉力的作用,这两个力是一对平衡力,平衡力的大小相等.
12.(2023八下·禅城月考)一块冰重49N,它的质量为 kg,若把它带到月球上,它的质量将 ,重力将 (选填“不变”、“变大”或“变小”)。
【答案】5;不变;变小
【知识点】重力及其大小的计算
【解析】【解答】质量为5kg;带到月球上,质量不变,重力将变小。
【分析】根据,质量不会随空间位置的改变而改变,但在月球上重力会变小。
13.(2023八下·禅城月考)同种液体内部的压强随 的增加而增大。如图所示,容器中盛有水,则A处的深度是 cm,B处水产生的压强是 Pa(g取10N/kg)。
13题图 14题图
【答案】深度;0;2500
【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】【解答】同种液体内部的压强随深度的增加而增大。如图所示,容器中盛有水,则A处的深度是0cm,B处水产生的压强是2500Pa.
【分析】同种液体内部的压强随深度的增加而增大,所以A点的深度为0cm,B点到自由液面的深度为25cm,所以B点的水的压强为P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500Pa。
14.(2023八下·禅城月考)如图,底面积和重量相同的甲、乙两个容器,水平放置在地面上,容器内装有质量相同深度相同的不同液体。则两个容器对地面的压力F甲 F乙,两个容器对地面的压强p甲 p乙;液体对两个容器底的压强p甲液 p乙液(均选填“大于”、“等于”、“小于”)。
【答案】等于;等于;小于
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】两个装置底面积与质量相等,且装有质量相同的不同液体,所以两个容器对地面的压力F甲等于F乙,两个容器对地面的压强p甲等于p乙;由于甲乙装有质量相同的不同液体,且由图可知V甲液大于V乙液,所以ρ甲液小于ρ乙液,由于两个容器中,液体深度相等,所以根据液体压强p=ρ液gh可知,p甲液小于p乙液。
【分析】注意题干中计算的是两个容器对地面的压力,容器中装有液体,由于液体与容器的质量均相等,故两个容器对地面的压力相等,且对地面的压强也相等;由与V甲液大于V乙液,所以ρ甲液小于ρ乙液,由于两个容器中,液体深度相等,所以p甲液小于p乙液。
三、作图题(共7分)
15.(2022·贵港模拟)如图所示,这是用绳子悬挂在窗檐的2022年北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”挂件,请在图中画出此时“冰墩墩”所受力的示意图。(O为挂件重心)
【答案】解:如图所示:
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图
【解析】【解答】此时冰墩墩受重力和绳子的拉力作用,重力的方向是竖直向下的,从冰墩墩的重心O画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,从冰墩墩的重心O画一条带箭头的竖直向上的有向线段,用F表示,如图所示:
【分析】物体受到的重力竖直向下;二力平衡时,物体受到的拉力和重力方向相反,在同一直线上。
16.(2020八上·社旗期末)一木块静止在斜面上,请画出它受到的力的示意图;
【答案】解:如图所示:
【知识点】重力示意图;平衡状态的判断;摩擦力的示意图
【解析】【解答】木块静止在斜面上,受到重力、支持力和静摩擦力作用,过重心作竖直向下的重力G,过重心作沿斜面向上的摩擦力f,过支点作垂直于斜面向上的支持力F,如下图所示
【分析】结合物体的运动状态进行受力分析,再结合力的示意图的画法画出即可。
17.(2023·锡山模拟)如图,货物随传送带一起水平向右做匀速直线运动,画出该货物的受力示意图
【答案】解:如图所示:
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】物体做匀速直线运动说明它受到了平衡力的作用,水平方向上没有牵引力,也就没有摩擦力,所以水平方向上是不受力的;竖直方向上有重力和支持力,物体A竖直方向上是静止的,重力和支持力就是一对平衡力,大小相等、方向相反;作用点画在物体的中心就行,画出表示重力和支持力的射线标出箭头、字母,具体作图如下:
【分析】重力方向竖直向下;支持力方向竖直向下;运动状态不改变,物体受力平衡,两个力大小相等。
四、实验题(共19分)
18.(2023八下·禅城月考)小华在探究“二力平衡”条件的实验中,设计了如图甲、乙所示的两种实验方案。
(1)通过实验比较,小华发现采用方案乙实验效果更好,原因是甲方案受 的影响;
(2)实验装置乙中采用轻小卡片的目的是减少 对实验的影响;
(3)小林同学也对该实验进行了探究,但他在左右支架上装配两个滑轮时没有安装在相同高度,你认为能否用小林的装置进行实验? (填“能”或“不能”);
(4)在装置乙中,将卡片旋转一定角度(如图丙所示),松手后,发现卡片旋转后又恢复原状,这说明两个力必须 ,物体才能平衡;为了探究只有作用在同一个物体上的两个力能平衡,在图乙所示情况下,小华下一步的操作方式: 。
【答案】(1)木块与桌面间的摩擦力
(2)小卡片自身重力
(3)能
(4)在同一直线上;用剪刀把纸片剪两半
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】(1)甲方案受木块与桌面间的摩擦力的影响;
(2)目的是减少小卡片自身重力对实验的影响;
(3)小林能完成实验;
(4)、在装置乙中,将卡片旋转一定角度(如图丙所示),松手后,发现卡片旋转后又恢复原状,这说明两个力必须在同一直线上,物体才能平衡;为了探究只有作用在同一个物体上的两个力能平衡,在图乙所示情况下,小华下一步的操作方式:用剪刀把纸片剪两半。
【分析】二力平衡的条件:共物(同一个物体),反向(方向相反),等大(大小相等),共线(在同一条直线上)。在探究二力平衡条件时,需要利用小卡片进行实验,这样可以消除摩擦对实验的影响。
19.(2023八下·禅城月考)为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明设计了如图所示的实验.
(1)实验过程中,弹簧测力计必须水平方向拉着物块做 运动,此时,滑动摩擦力的大小 (选填“大于”、“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数.
(2)在四次实验中,滑动摩擦力最小的是 (选填“甲”、“乙” 、“丙”或“丁”).
(3)比较甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与 有关;比较乙、丙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与 有关.(以上两空选填“压力”或“接触面粗糙程度”)
(4)比较甲、丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小明得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关.你认为他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的.
(5)小明对实验装置进行改动,如图所示,重复实验,发现效果更好.实验中,小明 (选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板.
【答案】(1)必须;等于
(2)丁
(3)压力;接触面的粗糙程度
(4)错误
(5)不一定
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)、拉着物块做匀速直线运动,物体处于平衡状态,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数.
(2)、在四次实验中,丁压力最小,接触面光滑,所以滑动摩擦力最小的是丁.
(3)、比较甲、乙实验,接触面粗糙程度一致,压力不同,所以是为了研究滑动摩擦力大小与压力有关;比较乙、丙实验,压力一致,粗糙程度不同,所以是为了研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关.
(4)、竖着切木块,接触面积减少一半的同时, 压力也减小了一半,没有控制变量,所以结论错误。
(5)、小明对实验装置进行改动,此时研究对象为A,所以实验中,小明不一定要匀速拉动长木板,无需考虑长木板的运动情况。
【分析】滑动摩擦力的大小与物体对接触面的压力和接触面的粗糙程度有关,当接触面粗糙程度一定时,物体对接触面的压力越大,滑动摩擦力越大,当物体对接触面的压力一定时,接触面的粗糙程度越大,摩擦力越大,所以实验应用控制变量法。(5)只要物体A处于静止状态,拉力就等于摩擦力,所以无需考虑一定要匀速拉动长木块。
20.(2023八下·禅城月考)在探究浮力的实验中,测量浸在水中的物体所受浮力大小过程,如图所示。
(1)由甲图可知,物体的重力为 N;
(2)由图可知,物体完全浸没在水中时,所受的浮力为 N;
(3)根据图中弹簧测力计示数的变化可知,物体排开水的体积越大,所受的浮力越 ;
(4)在上述实验的基础上,小颖若想探究浮力大小与液体密度的关系,则应该换用一杯 (选填“质量”或“密度”)不同的液体,将金属圆柱体浸没在液体中,观察弹簧测力计的示数,与 图比较得出结论(选填“乙”、“丙”或“丁”);若此时弹簧测力计的示数为,则该液体的密度是 。
(5)图戊所示,图线 (选填a或b)用来表示物体所受浮力大小随浸入液体深度的变化。
【答案】(1)4
(2)2
(3)大
(4)密度;丁;0.8×103
(5)b
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;浮力的利用;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由甲图可知,物体的重力为4N;
(2)由图可知,物体完全浸没在水中时,所受的浮力为2N;
(3)根据图中弹簧测力计示数的变化可知,物体排开水的体积越大,所受的浮力越大;
(4)在上述实验的基础上,小颖若想探究浮力大小与液体密度的关系,则应该换用一杯密度不同的液体,将金属圆柱体浸没在液体中,观察弹簧测力计的示数,与丁图比较得出结论;若此时弹簧测力计的示数为,则该液体的密度是0.8×103。
(5)图戊所示,图线b用来表示物体所受浮力大小随浸入液体深度的变化。
【分析】(1)直接读数;(2)由甲丁图可知;(3)由乙丙丁图可知物体排开水的体积越大,所受的浮力越大;注意浮力由实验称重法得出F浮=G-F拉;(4)若想探究浮力大小与液体密度的关系,则应该换用一杯密度不同的液体,将金属圆柱体浸没在液体中,观察弹簧测力计的示数,与丁图比较得出结论;物体的体积,改换其他液体后,浮力为1.6N,所以液体的密度。(5)由(1)(2)(3)(4)可知,物体逐渐浸没,浮力逐渐变大,当完全浸没时,浮力不变,故b图正确。
五、计算题(共13分)
21.(2022八下·龙华期中)人工智能逐渐融入我们的生活。如图所示,某餐厅的送餐机器人的质量为40kg,其与地面的接触面积为0.01m2,g取10N/kg。求:
(1)送餐机器人的重力;
(2)若送餐机器人托着3kg的物体,求此时机器人对水平地面的压强;
(3)若送餐机器人匀速前进时受到的阻力是其总重的0.45倍,求机器人匀速前进送餐时受到的摩擦力?
【答案】(1)解:送餐机器人的质量为40kg,则送餐机器人的重力
答:送餐机器人的重力为400N;
(2)解:送餐机器人托着3kg的物体,总质量
总重力
此时机器人对水平地面的压力
此时机器人对水平地面的压强
答:机器人对水平地面的压强为4.3×104Pa;
(3)解:送餐机器人匀速前进时受到的阻力是其总重的0.45倍,则匀速前进时受到的阻力
机器人匀速前进时,受力平衡,所以机器人受到的摩擦力等于阻力,即摩擦力为193.5N。
答:匀速前进时受到的摩擦力为193.5N。
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)根据物体的质量计算重力;
(2)利用质量计算重力,结合压力和受力面积的比值, 计算压强;
(3)根据摩擦力和重力关系,计算摩擦力,结合二力平衡,计算拉力。
22.(2023八下·禅城月考) 如图所示为我国自主建造的第一首国产航母山东舰。它是我国目前最先进的航空母舰,其部分技术参数如下表
舰名 山东舰
型号 船长315m×宽75m
满载排水量 50000t
搭载舰载机数量 36架
舰载机质量 25t/架
(计算时取g=10N/kg,海水密度ρ海水=1.0×103kg/m3)。
求:
(1)在某海域巡航时,航母船底在海水中的深度达到5m,求舰底受到的海水压强是多少?
(2)山东舰满载时受到的浮力是多大?
(3)航母在某海域训练,当36架舰载机全部飞离航母后,航母排开海水的体积减少了多少立方米?
【答案】(1)解:舰底受到的海水压强p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa
答:舰底受到海水的压强是5×104Pa;
(2)解:根据阿基米德原理,山东舰满载时受到的浮力F浮=G排=m排g=50000×103kg×10N/kg=5×108N
答:山东舰满载时受到的浮力是5×108N
(3)解:36架舰载机的重力G=mg=36×25×103kg×10N/kg=9×106N
36架舰载机全部飞离航母后,航母所受浮力的变化量等于36架舰载机的重力,即ΔF浮=G=9×106N
航母排开海水的体积的变化量
答:山东舰排开海水的体积减少900m3。
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)已知航母船底在海水中的深度,所以舰底受到的海水压强根据P=ρ海水gh可得;
(2)满载时山东舰漂浮在水面上,所以浮力等于排开液体的重力F浮=G排=m排g;
(3)36架舰载机的重力G=mg可得,36架舰载机全部飞离航母后,航母所受浮力的变化量等于36架舰载机的重力,即ΔF浮=G,
所以航母排开海水的体积的变化量可得。
六、综合题(共19分)
23.(2023八下·禅城月考)如图所示,用一只矿泉水瓶和一块海绵等器材探究“影响压力作用效果的因素”。
(1)实验时,通过观察 来比较矿泉水瓶对海绵的压力作用效果;
(2)在图A、B、C的操作中,观察图A和图 可知:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;观察图B和C可知:受力面积一定时, 越大,压力的作用效果越明显;
(3)若将矿泉水瓶放在石块上,如图D所示。图D与图A比较,矿泉水瓶对石块和海绵的压力作用效果 (填“相同”或“不相同”),理由是 ;
(4)如图甲所示,一质地均匀的长方体砖块放在水平地面上。现将砖块切去一部分,剩余部分如图乙所示,此时砖块对地面的压强为2000Pa;将图乙中的砖块倒置后如图丙所示,此时砖块对地面的压强为3000Pa。则图甲中砖块对水平地面的压强为 Pa。
【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)B;压力
(3)相同;压力和受力面积相同
(4)2400
【知识点】压强的大小及其计算;探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)实验时,通过观察海绵的凹陷程度来比较矿泉水瓶对海绵的压力作用效果;
(2)在图A、B、C的操作中,观察图A和图B可知:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;观察图B和C可知:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)若将矿泉水瓶放在石块上,如图D所示。图D与图A比较,矿泉水瓶对石块和海绵的压力作用效果相同,理由是压力和受力面积相同;
(4)图甲中砖块对水平地面的压强为2400Pa。
【分析】本试验应用控制变量法和转换法来求证,影响压力的作用效果的因素有:①物体对受力面的压力②受力面积。转换法的思想体现在无法直接看压力的作用效果,通过海绵的凹陷程度来表现压力的作用效果。
(4)设图乙中砖块重力为G1,底面积为S1,图丙中砖块底面积为S2,则图乙中砖块对地面压力F1=P1S1=2000PaS1,图丙中砖块对地面压力F2=P2S2=3000PaxS2,又因为图乙、图丙中为同一砖块且均水平自然放置,有F1=F2=G1,则2000Pa×S1=3000Pa×
S2,解得2S1=3S2。
将乙、丙两图中砖块组装为一组合长方体,则F总=2G1,S总=S1+S2=S1,组合长方体对水平地面压强。
柱形均匀固体对水平地面的压强p=pgh,由于图甲和组合长方体的密度、高度均相同,所以图甲中砖块对地面的压强为2400Pa。
24.(2023八下·禅城月考)在学习液体的压强知识时,老师使用了如图所示的实验装置:容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一用薄橡皮膜封闭的圆孔。实验时在左右两侧倒入同种或不同种液体。
(1)若要检验“在同种液体中液体压强跟深度有关”这一结论,小明他们在容器左右部分装入 (选填“相同”或“不同”)深度的水,观察到橡皮膜凹向深度 (选填“大”或“小”)的一侧。得出结论:同种液体,深度越大,压强越 ;
(2)探究“液体压强与液体密度的关系”这一结论,小明他们将水和酒精分别装入容器的左右两部分保持 相同,观察橡皮膜的凹凸方向,得出: ;
(3)小明一直认为液体压强还与液体质量有关。理由是水越多,重力越大,压强就越大。为此,他找来两只粗细不同、瓶嘴大小相同的塑料瓶去底。在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,向瓶中装入等质量的水,橡皮膜向外凸出情况如图。结果表明,液体压强大小与液体 无关,而与液体 有关。
【答案】(1)不同;小;大
(2)深度;深度相同,液体密度越大,压强越大
(3)质量;深度
【知识点】液体压强的特点
【解析】【解答】(1)、若要检验“在同种液体中液体压强跟深度有关”这一结论,小明他们在容器左右部分装入不同深度的水,观察到橡皮膜凹向深度小的一侧。得出结论:同种液体,深度越大,压强越大;
(2)、探究“液体压强与液体密度的关系”这一结论,小明他们将水和酒精分别装入容器的左右两部分保持深度相同,观察橡皮膜的凹凸方向,得出:深度相同,液体密度越大,压强越大;
(3)、小明一直认为液体压强还与液体质量有关。理由是水越多,重力越大,压强就越大。为此,他找来两只粗细不同、瓶嘴大小相同的塑料瓶去底。在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,向瓶中装入等质量的水,橡皮膜向外凸出情况如图。结果表明,液体压强大小与液体质量无关,而与液体深度有关。
【分析】液体的压强与深度和密度有关,深度越大,液体的压强越大,密度越大,液体的深度越大,左右两面凹凸的程度不同,即决定了左右两边压强相等。
25.(2023八下·禅城月考)阅读文章,回答问题。
月球背面与地球间的通讯是一个难题,为解决该问题,我国在2018年5月成功发射了人类史上首个月球信号中继卫星“鹊桥”(如图甲所示)。2018年12月8日,我国又将嫦娥四号探测器送入太空。
嫦娥四号由着陆器与巡视器(即月球车,又称“玉兔二号”)组成。2019年1月3日,巡视与着陆器成功分离,“玉兔二号”利用其底部6个带齿纹的轮子有效增大了与月面间摩擦,顺利在月背表面行驶。“玉兔二号”配有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达等科学探测仪器,总质量仅135kg,是世界上质量最小的月球车。
(1)“鹊桥”中继星在轨道上运行时,受到的力 (选填“是”或“不是”)平衡力;
(2)嫦娥四号探测器“腿”上的圆形“大脚掌”可 (选填“减小”或“增大”)对月面的压强。为保证顺利行驶,“玉兔二号”通过 来增大摩擦;
(3)若“玉兔二号”每个轮子触月面积为100cm2,则“玉兔二号”在月球上的质量为 kg,对月面的压强为 Pa。回到地球后,玉兔二号的质量 (选填“变大”“变小”或“不变”)(月球对物体的引力约为地球的)。
【答案】(1)不是
(2)减小;增大接触面的粗糙程度子
(3)135;3750;不变
【知识点】平衡状态的判断;压强的大小及其计算
【解析】【解答】(1)“鹊桥”中继星在轨道上运行时,受到的力不是平衡力;
(2)嫦娥四号探测器“腿”上的圆形“大脚掌”可减小对月面的压强。为保证顺利行驶,“玉兔二号”通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦;
(3)“玉兔二号”在月球上的质量为135kg,对月球面的压强为3750Pa。回到地球后,玉兔二号的质量不变。
【分析】(1)由于“鹊桥”中继星在轨道上运行属于圆周运动,即运动方向时刻改变,所以不属于平衡力。
(2)大脚掌属于增大受力面积,减小压强;玉兔二号”通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。
(3)质量不会随空间位置的改变而改变,所以“玉兔二号”在月球上的质量为135kg,根据G=mg=135kg×10N/kg=1350N,所以“玉兔二号”在月球上的重力为,所以 “玉兔二号”对月面的压强。