2022-2023学年江苏省无锡市江阴市城西片区八年级(下)期中物理试卷
一、选择题(每小题2分,共28分。每小题给出的四个选项中只有一个正确答案)
1.(2分)下列估算中,最接近实际值的是( )
A.一名中学生的重力约为50N
B.人体的密度约为5×103kg/m3
C.一个鸡蛋的质量约为50g
D.手托两个鸡蛋的力约10N
2.(2分)下列说法正确的是( )
A.一物体被移到月球上质量将变小
B.1kg铁块的质量比1kg木头质量大
C.将一铁块拉成铁丝,它的质量将不发生变化
D.一块冰熔化成水,其质量减少
3.(2分)小明在学习“从粒子到宇宙”的知识后,有下列认识,其中正确的是( )
A.扫地时灰尘飞舞能说明分子在做无规则运动
B.海绵容易被压缩能说明分子间有空隙
C.在探索比分子更小的微观粒子的历程中,人们首先发现了质子
D.宇宙是一个有层次的天体结构系统,它是有起源的、膨胀的和演化的
4.(2分)如图甲是无风条件下铝箔气球的静止状态,图乙是用带正电的a棒靠近气球时的情景,图丙是用b棒靠近气球时的情景,则( )
A.气球可能不带电 B.气球带负电
C.b棒可能不带电 D.b棒带正电
5.(2分)2022北京冬奥会颁奖礼仪服的内胆添加“神秘材料”——石墨烯,只要衣服某一处加热,石墨烯复合材料就能把热量均匀传递到全身,就能抵御﹣30℃的低温。由此可知,石墨烯具有很好的( )
A.延展性 B.导热性 C.磁性 D.弹性
6.(2分)某班同学收集到一块火山岩标本,他们使用天平、盛水量筒和绳子测火山岩的密度,出现以下不规范操作( )
A.用粗绳扎住这块火山岩,浸没在量筒中测它的体积
B.测量过程中观察量筒读数时,视线均与液面边缘相平
C.测量火山岩体积时,发现火山岩吸水性很强
D.测完火山岩体积,将其取出立即放在天平的盘中称质量
7.(2分)2022年末,唐河下起第一场雪,为了保证安全出行( )
A.骑自行车时在车上安放些重物
B.在结冰的路面上撒沙子
C.在汽车轮胎上装上防滑链
D.行走时穿上底面花纹深的鞋
8.(2分)下列关于力学现象的解释中正确的是( )
A.静止的小车,不去推它,它就不会运动,这表明没有力的作用物体就不能运动
B.风吹树摇,风停树静,这表明力是物体运动的原因
C.汽车刹车后,速度会逐渐减小,后会停下来,是因为汽车具有惯性
D.苹果在空中下落得越来越快,这表明力是改变物体运动状态的原因
9.(2分)如图所示,打弹弓是很多男孩子年幼时的游戏,下列情景中关于力的作用效果的描述( )
A.瞄准时,手的拉力把橡皮筋拉长
B.松手后,橡皮筋的弹力把石块射出
C.飞行中,重力让石块划出一道弧线
D.中靶时,靶把石块弹开
10.(2分)小阳观看中央电视台体育频道的围棋讲座,发现棋子在竖直放置的棋盘上不会掉下来,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.棋子受到的重力与棋盘对棋子的吸引力是一对相互作用力
B.棋子对棋盘的压力与棋盘对棋子的吸引力是一对相互作用力
C.棋子受到的重力与棋盘对棋子的摩擦力是一对平衡力
D.棋子对棋盘的吸引力与棋盘对棋子的吸引力是一对平衡力
11.(2分)如果上课时教室内摩擦力突然消失,在此期间,以下情景不会发生的是( )
A.老师在黑板上无法写出粉笔字
B.同学们无法听到老师的讲课声
C.无法用橡皮擦掉纸上的铅笔字
D.老师不能顺利地从讲台走到教室后
12.(2分)如图,一架国航由成都飞往广州的波音客机的机载雷达罩在数千米高空被小鸟撞出一个大凹洞,机组人员处置得当( )
A.小鸟受到的力大
B.飞机受到的力大
C.主动撞击的一方产生的力大
D.小鸟和飞机受到的力一样大
13.(2分)2022年2月20日,北京冬奥会比赛日收官,中国交出了办赛和防疫双重完美答卷。下列关于冰雪运动的说法中正确的是( )
①甲图中短道速滑运动员武大靖沿弯道匀速滑行时,他的运动状态没有改变
②乙图中谷爱凌腾空转体时,一定受到非平衡力的作用
③丙图中的冰壶做的非常光滑,是为了减小与冰面的摩擦力
④丁图中做有些动作时会弯膝蹲下,是为了降低重心,避免摔倒
A.①②③ B.②③④ C.②③ D.①②③④
14.(2分)如图a所示,一杯中已经装有50cm3的某种液体,打开龙头,向杯中继续注入该种液体总与从龙头中流出的液体体积V关系如图b所示。则下列说法正确的是( )
A.杯子质量为90g
B.杯中液体密度1.25g/cm3
C.此杯子的容积为200mL
D.当V=100cm3时,杯子和液体的总质量为170g
二、填空题(每空1分,共32分)
15.(2分)某医院急诊室的一氧气钢瓶中装有密度为5kg/m3的氧气,给急救病人供氧用去了一半,则瓶内剩余氧气的密度是 kg/m3;病人需要冰块进行物理降温,取450g水凝固成冰后使用,水全部变成冰后的体积为 cm3。(ρ冰=0.9×103kg/m3)
16.(4分)根据分子动理论相关知识,回答下列几个问题:
图甲:将红墨水滴入水中,过一会儿水变红了,说明分子在 ;
图乙:将两个表面光滑的铅块相互紧压后,很难被拉开,说明分子间存在 。铅块很难被压缩,说明分子间存在 。
图丙:向试管中注水50mL,然后再注入酒精50mL至充满,封闭管口,能够证明分子间有空隙的现象是 。
17.(3分)2019年3月10日长征系列运载火箭在西昌卫星发射中心完成了第300次发射,成功利用长征三号乙运载火箭将“中星6C”通信卫星送入太空,进入预定轨道。在如图所示的发射过程中:
(1)火箭受到尾部急速喷出的燃气推力腾空升起,这个推力的施力物体是 ;
(2)火箭所受重力的方向将 ;(选填“改变”或“不变”)
(3)火箭发射完后的部分残骸最终会落向大海是因为受到 力的作用。
18.(2分)实心球是体育中考的测试项目之一。小华用力扔实心球,球飞了出去,如图所示是实心球离手后在空中的运动轨迹(不考虑空气阻力的影响),受到 个力的作用,此时,如果所受的外力全部消失 (选填“静止”、“沿a方向运动”、“沿b方向运动”或“沿c方向运动”)。
19.(6分)知识就是力量!让我们带着发现物理的眼光来观察一些劳动场面。
场景一:甲、乙两人用扳手拧螺母,甲比乙更容易拧动螺母,说明力的作用效果与力的 有关;大部分螺母顺时针用力拧紧,逆时针拧松 有关;
场景二:锤子的锤头变松了,人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上。当锤柄下端受到撞击时,锤柄比锤头先停止运动 (选填“锤柄”或“锤头”)的惯性,并且 (选填“质量”或“速度”)越大,惯性越大;
场景三:墙体的竖直性是房屋质量的重要指标,在建造房屋时,建筑工人常常利用重垂线检测墙体是否竖直 ,图中所示的墙体向 (选填“左”或“右”)倾斜。
20.(2分)如图所示为某班教室中悬挂的电扇。根据力的作用是相互的可知,电扇未开启时,天花板对吊扇的拉力 电扇的重力,电扇开启正常工作时,天花板对吊扇的拉力 电扇的重力(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
21.(4分)用手边的铅笔可以做很多物理小实验。
(1)如图甲所示,手指用力向下压铅笔尖,手指会感到疼 ;此时手指对铅笔向下的压力与桌面对铅笔的支持力选填 (“是”或“不是”)平衡力;
(2)用一根橡皮筋水平匀速拉动放在桌面上的一本书,然后在书下垫几支圆铅笔,再水平匀速拉动,根据 比较两种情况下摩擦力的大小,可以初步得出结论 。
22.(2分)细心的同学会发现商场里安装供顾客上楼的电梯(自动扶梯)主要有如图所示两种,当顾客站在类似台阶的甲电梯上匀速上升时 (选填“受”或“不受”)摩擦力。当随扶梯快运动到楼面时若不小心,人会向 (选填“前”或“后”)方摔倒。
23.(2分)教室的门关不紧,常被风吹开,小明在门与门框之间塞入硬纸片后,门没被吹开时,风吹门的力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)门受到的摩擦力,塞入硬纸片主要是通过 的方法来增大摩擦的。
24.(2分)重10N的物体放在水平面上,用手拉弹簧测力计使物体沿水平方向做匀速直线运动,如图所示 N,当弹簧测力计的示数增大为5N时,物体受到的摩擦力 。(选填“变大”“变小”或“不变”)。
25.(3分)小明让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示,整个下落过程中,橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示,经测量小球从P点下落到A、B、C三点的距离分别为:ha=0.4m,hb=0.6m,hc=0.9m。当橡皮筋的伸长量最大时,小球的速度为 (选填“va”、“vb”或“0”),此时,小球处于 状态(选填“平衡”或“非平衡”);实验中所用小球的重力为 N。(不计空气阻力)
三、解答题(共40分)
26.(1分)在图中,弹簧在水平拉力作用下静止,请画出手受到弹簧的拉力的示意图。
27.(2分)一物体静止在斜面上,请用力的示意图表示出物体所受支持力以及摩擦力的示意图。
28.(2分)如图(a)所示,空缆车随缆绳做匀速直线运动(b)中画出缆车的轿厢(以方框表示)受力示意图(不计空气阻力)。
29.(6分)小明用天平、量筒和烧杯,测量烧杯中某种液体的密度。实验步骤如图:
(1)把天平放在水平桌面上,游码归零后,发现指针位置如图甲所示 (选填“左”或“右”)调节,直到横梁水平平衡;
(2)天平调节好后,如图乙,在烧杯中倒入适量液体1= g;
(3)如图丙,把烧杯中的液体全部倒入量筒,测出量筒中液体的体积为V= cm3;
(4)最后测出倒出液体后烧杯的质量m2=40.2g。按此次实验数据,小明所测的液体密度为 g/cm3;
(5)把液体倒入量筒后有少量液体留在烧杯中,会造成测得的液体密度 (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”);若小明在调节天平平衡时未将游码归零,如图丁 (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
30.(9分)如图1所示,是“探究滑动摩擦力与什么因素有关”的实验,在甲、乙、丙所示图中1=0.5N,F2=1N,F3=1.2N的拉力,拉着物块A沿水平方向匀速前进。
(1)实验过程中,必须用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动,这样做的目的是利用 原理测量出滑动摩擦力的大小;
(2)分析甲、丙两图可得:在压力一定时, 越大,滑动摩擦力越大。在乙图中物块B随A一起匀速运动时,物块B受到的摩擦力为 N;
(3)分析 两图可得:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大,滑动摩擦力大小与压力大小成正比。其表达式为f=μN(f为滑动摩擦力,μ为滑动摩擦力系数,N为压力),若A的重力为2N ;
(4)小明认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,于是小明把木块沿竖直方向截掉一部分后,他在上述甲实验的基础上,由此验证了自己的猜想:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小,这种做法是 (选填“正确”或“错误”),你认为他探究过程中存在的问题是 ;
(5)小明在实验中发现,拉着木块运动时很难控制“匀速”,于是他设计了如图2所示的装置,改为拉动平板小车,当他水平向左拉动平板小车时,木块所受到的摩擦力方向为 ,这样改进后的装置的优点是 。(写出一点即可)
31.(9分)在研究“阻力对物体运动的影响”的实验中。
(1)为了使小车到达水平面的初速度相同,将小车从同一斜面 由静止释放;
(2)实验中根据小车 可以反映“阻力对物体运动的影响”;
(3)实验中,为了让小车在水平面上受到不同的阻力,采用的做法是改变 ;
(4)小明小组在实验时发现小车会滑出毛巾表面,最合理的操作方法是 ;小华小组实验时,小车在棉布表面运动,刚好滑到了木板最右端,最合理的操作方法是 ;(均填字母)
A.减轻小车的质量
B.降低小车释放的高度
C.增加木板的长度
D.增加木板的宽度
(5)请帮助小明把本实验结论填写完全:水平面越光滑,小车运动的距离越 ,说明小车受到的阻力越 ,小车速度减小得越 ;
(6)小车在棉布上行驶的距离为50cm。若在小车上放入砝码,重复上面实验,有同学认为小车的惯性增大了,你认为该同学的判断是 (选填“正确”或“错误”)的。
次数 木块大小 接触面积S/cm2 摩擦力f/N
1 整块 150 1.5
2 三分之二块 100 1.0
3 三分之一块 50 0.6
32.(11分)阅读短文,回答问题。
2019年12月17日,中国首艘国产航母山东舰正式列装服役,标志着我国海军正式迈入了双航母时代。山东舰一直被称为首艘国产航母,其中舰载机是航母战斗力的核心,舰载机可以在航母上起飞、着落
(1)舰载机在航母上降落时必须适时放下舰钩,钩住甲板上的拦阻索,达到强行减速的目的,舰载机上飞行员的惯性 (选填“发生”或“不发生”)变化;舰载机机身表面采用的复合材料受力不易形变,说明该材料的 较大;
(2)某次训练中,从水平匀速飞行的飞机上间隔相等的时间自由释放三个物体,不考虑空气阻力 (选填“竖直”或“倾斜”)的,相邻两个物体间距离 (选填“相等”或“不相等”);
(3)如果航母在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比,当航母以最高航速15m/s匀速航行时受到的阻力是9×103N,则当航母以10m/s的速度匀速航行时受到的阻力为 N;
(4)某舰载机的最大起飞质量是20t,它受到的重力为多少?(g取10N/kg)
(5)该飞机大量使用了新材料,在机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”,该材料能很好地保温与吸收噪音3。一位飞机设计师将其中一个玻璃零件中的玻璃用“超细航空级玻璃棉”替换(替换后零件体积不变),质量减小了,制造该零件所用玻璃质量是10kg3kg/m3)
(6)为庆祝“山东舰”列装服役,各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火,其特点是不会爆炸,产生大小为自重6倍的恒定的推力,因其速度快产生啸叫声,这种焰火在运动时,受到的阻力与速度的关系如图所示 N,焰火能够达到的最大速度为 m/s。(火药的质量不计,g取10N/kg)
2022-2023学年江苏省无锡市江阴市城西片区八年级(下)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题2分,共28分。每小题给出的四个选项中只有一个正确答案)
1.(2分)下列估算中,最接近实际值的是( )
A.一名中学生的重力约为50N
B.人体的密度约为5×103kg/m3
C.一个鸡蛋的质量约为50g
D.手托两个鸡蛋的力约10N
【答案】C
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
【解答】解:A.中学生的质量在50kg左右,故A不符合实际;
B.水的密度是1.0×102kg/m3,人体密度与水的密度差不多,也是1.4×103kg/m3,故B不符合实际;
C.10个鸡蛋的质量大约3斤,所以一个鸡蛋的质量在50g左右;
D.手托两个鸡蛋的力约1N。
故选:C。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
2.(2分)下列说法正确的是( )
A.一物体被移到月球上质量将变小
B.1kg铁块的质量比1kg木头质量大
C.将一铁块拉成铁丝,它的质量将不发生变化
D.一块冰熔化成水,其质量减少
【答案】C
【分析】抓住质量是物质的属性这一点,与物体的位置、形状、状态无关;就可找到答案。
【解答】解:质量是物质的属性,只与物体所含物质的多少有关、形状;
A中,物体移到月球是位置变化;故A错误;
B中,铁块和木头的质量都是1kg;故B错误;
C中,铁块拉成铁丝,质量不变;
D中,冰熔化成水,质量不变;
故选:C。
【点评】此题考查了质量这个物理量的理解,深入理解质量概念就可正确解题。
3.(2分)小明在学习“从粒子到宇宙”的知识后,有下列认识,其中正确的是( )
A.扫地时灰尘飞舞能说明分子在做无规则运动
B.海绵容易被压缩能说明分子间有空隙
C.在探索比分子更小的微观粒子的历程中,人们首先发现了质子
D.宇宙是一个有层次的天体结构系统,它是有起源的、膨胀的和演化的
【答案】D
【分析】解答本题应掌握:
(1)扩散现象是分子运动的结果;
(2)海绵是多孔结构的物质。
(3)汤姆生发现电子后,人们认识到原子是由位于原子中央的原子核和核外电子组成,原子核是由带正电的质子与不带电的中子组成。
(4)宇宙是有层次的天体系统,它的层次结构:行星﹣﹣太阳系﹣﹣银河系﹣﹣星系团﹣﹣超星系团﹣﹣总星系。
【解答】解:A、灰尘在空中飞扬,不是分子在运动。故A错误;
B、海绵能够被压缩。故B错误;
C、在探索微小粒子的历程中人们首先发现了电子;
D、宇宙是由物质组成的,星系中又有很多星体,并且处于不断的演化过程中。
故选:D。
【点评】本题考查了分子动理论、扩散现象、原子结构、宇宙结构等,所考查内容均为物理中的常见知识点,要求学生熟练掌握。
4.(2分)如图甲是无风条件下铝箔气球的静止状态,图乙是用带正电的a棒靠近气球时的情景,图丙是用b棒靠近气球时的情景,则( )
A.气球可能不带电 B.气球带负电
C.b棒可能不带电 D.b棒带正电
【答案】C
【分析】据电荷间的相互作用规律(同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引)和带电体的性质(能吸引轻小物体)分析。
【解答】解:乙图中,a与气球是相互排斥的,则气球带正电,会吸引,也可能不带电。
故选:C。
【点评】根据电荷间的作用规律、带电体的性质,结合自然界中只有两种电荷,利用题目中告诉的信息分析即可。
5.(2分)2022北京冬奥会颁奖礼仪服的内胆添加“神秘材料”——石墨烯,只要衣服某一处加热,石墨烯复合材料就能把热量均匀传递到全身,就能抵御﹣30℃的低温。由此可知,石墨烯具有很好的( )
A.延展性 B.导热性 C.磁性 D.弹性
【答案】B
【分析】石墨烯是一种新发现的材料,它的物理性质是延展性好、导电性和导热性好、硬度大、熔点高等,根据它的这些特性我们就能知道它的用途。
【解答】解:由“只要衣服某一处加热,石墨烯复合材料就能把热量均匀传递到全身”知。
故选:B。
【点评】本题考查了物质的性质,读懂题中的信息是解题的关键。
6.(2分)某班同学收集到一块火山岩标本,他们使用天平、盛水量筒和绳子测火山岩的密度,出现以下不规范操作( )
A.用粗绳扎住这块火山岩,浸没在量筒中测它的体积
B.测量过程中观察量筒读数时,视线均与液面边缘相平
C.测量火山岩体积时,发现火山岩吸水性很强
D.测完火山岩体积,将其取出立即放在天平的盘中称质量
【答案】A
【分析】测密度的原理ρ=,逐一分析各选择项中操作对m、V的影响,判断出对ρ的影响,找到答案。
【解答】解:A、用粗绳扎住这块火山岩,使测得的体积偏大,符合题意。
B、测量过程中观察量筒读数时,读数虽偏大,两次体积之差仍为火山岩体积。
C、测量火山岩体积时,使测得的体积偏小。
D、测完火山岩体积,使测得的质量偏大。
故选:A。
【点评】物理实验误差是难免的,在学习中要培养分析误差的能力,即分析出对原理中各物理量的影响,从而判断出对所测得的量的大小影响。
7.(2分)2022年末,唐河下起第一场雪,为了保证安全出行( )
A.骑自行车时在车上安放些重物
B.在结冰的路面上撒沙子
C.在汽车轮胎上装上防滑链
D.行走时穿上底面花纹深的鞋
【答案】A
【分析】增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
【解答】解:A、骑自行车时在车上安放些重物,通过增大压力来增大摩擦力;
BCD、在结冰的路面上铺上稻草、行走时穿上底面花纹深的鞋,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
故选:A。
【点评】掌握摩擦力大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小摩擦力的问题。
8.(2分)下列关于力学现象的解释中正确的是( )
A.静止的小车,不去推它,它就不会运动,这表明没有力的作用物体就不能运动
B.风吹树摇,风停树静,这表明力是物体运动的原因
C.汽车刹车后,速度会逐渐减小,后会停下来,是因为汽车具有惯性
D.苹果在空中下落得越来越快,这表明力是改变物体运动状态的原因
【答案】D
【分析】(1)当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,受平衡力作用;
(2)力是改变物体运动状态的原因,物体的运动状态改变是因为受到了力的作用;
(3)滑行的物体最终停下来是由于受到阻力的作用;
(4)力的作用效果是:可以改变物体的形状,可以改变物体的运动状态。
【解答】解:A、物体不受力时,故A错误;
B、力是改变物体运动状态的原因,故B错误;
C、汽车刹车时,在该力的作用下,速度会越来越小,并不是由于具有惯性;
D、苹果在空中下落时,其运动状态不断改变,故D正确。
故选:D。
【点评】该题通过实例考查了力的作用效果和二力平衡的知识,在应用力的作用效果时时要注意辨别物体发生变化的是形状还是运动状态,在判断两个力是否为平衡力时要注意这两个力需要同时满足四个条件,即:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,并且在同一直线上。
9.(2分)如图所示,打弹弓是很多男孩子年幼时的游戏,下列情景中关于力的作用效果的描述( )
A.瞄准时,手的拉力把橡皮筋拉长
B.松手后,橡皮筋的弹力把石块射出
C.飞行中,重力让石块划出一道弧线
D.中靶时,靶把石块弹开
【答案】A
【分析】力的作用效果有两个:力可以改变物体的形状,也可以改变物体的运动状态(包括速度大小和运动方向的改变)。
【解答】解:
A、瞄准时,说明力可以改变物体的形状;
B、松手后,即弹力使石块由静止变为运动;
C、飞行中,是重力改变了石块的运动方向;
D、中靶时,即靶对石块的力改变了石块的运动方向;
所以力的作用效果与另外三个不同的是A。
故选:A。
【点评】此题考查了力的作用效果的辨析,熟悉基本规律就能正确选择。
10.(2分)小阳观看中央电视台体育频道的围棋讲座,发现棋子在竖直放置的棋盘上不会掉下来,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.棋子受到的重力与棋盘对棋子的吸引力是一对相互作用力
B.棋子对棋盘的压力与棋盘对棋子的吸引力是一对相互作用力
C.棋子受到的重力与棋盘对棋子的摩擦力是一对平衡力
D.棋子对棋盘的吸引力与棋盘对棋子的吸引力是一对平衡力
【答案】C
【分析】(1)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;
(2)相互作用力的条件:大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在不同的物体上。
【解答】解:
A.棋子受到的重力与棋盘对棋子的吸引力是作用在同一物体上的两个力,所以不是一对平相互作用力;
B.棋子对棋盘的压力与棋盘对棋子的吸引力方向相同,故B错误;
C.棋子受到的重力与棋盘对棋子的摩擦力、方向相反、作用在同一条直线上,故C正确;
D.棋子对棋盘的吸引力作用在棋盘上,二力作用在两个物体上,不是一对平衡力。
故选:C。
【点评】二力平衡的条件的是考查的重点,对于其考查一般有两种思路:①利用二力平衡的条件判定两个力是否是平衡力,是否作用在同一个物体上;②两个力是否是一对作用力和反作用力,要看它们是否是互为施力物体和受力物体。
11.(2分)如果上课时教室内摩擦力突然消失,在此期间,以下情景不会发生的是( )
A.老师在黑板上无法写出粉笔字
B.同学们无法听到老师的讲课声
C.无法用橡皮擦掉纸上的铅笔字
D.老师不能顺利地从讲台走到教室后
【答案】B
【分析】判断几个选项的动作是否要靠摩擦力来完成,并根据力和运动的关系进行分析。
【解答】解:A、手拿笔时,一旦摩擦力消失,故A可能发生;
B、没有摩擦力,故B不可能发生;
C、用橡皮擦掉纸上的铅笔字,故C可能发生;
D、人行走时,若没有摩擦力,故D可能发生。
故选:B。
【点评】本题主要考查了对摩擦力有关知识的掌握,要正确解决此题,关键能够分析出摩擦力的作用。
12.(2分)如图,一架国航由成都飞往广州的波音客机的机载雷达罩在数千米高空被小鸟撞出一个大凹洞,机组人员处置得当( )
A.小鸟受到的力大
B.飞机受到的力大
C.主动撞击的一方产生的力大
D.小鸟和飞机受到的力一样大
【答案】D
【分析】物体间力的作用是相互的;物体受到力的同时,也对另一个物体施加了力;一对相互作用力的大小相等。
【解答】解:一架国航由成都飞往广州的波音客机的机载雷达罩在数千米高空被小鸟撞出一个大凹洞,小鸟和飞机相撞时,并且相互作用力的大小是相等的。
故ABC错误,D正确。
故选:D。
【点评】理解力的作用的相互性,可解答此题。
13.(2分)2022年2月20日,北京冬奥会比赛日收官,中国交出了办赛和防疫双重完美答卷。下列关于冰雪运动的说法中正确的是( )
①甲图中短道速滑运动员武大靖沿弯道匀速滑行时,他的运动状态没有改变
②乙图中谷爱凌腾空转体时,一定受到非平衡力的作用
③丙图中的冰壶做的非常光滑,是为了减小与冰面的摩擦力
④丁图中做有些动作时会弯膝蹲下,是为了降低重心,避免摔倒
A.①②③ B.②③④ C.②③ D.①②③④
【答案】B
【分析】(1)运动状态包括运动的方向和速度大小,其中一个改变则运动状态改变;
(2)处于平衡状态的物体受到的力是平衡力;
(3)减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动;
(4)增加稳定性的方法:一是降低重心,二是增大支撑面。
【解答】解:①甲图中短道速滑运动员武大靖沿弯道匀速滑行时,运动方向不断变化,故①错误;
②乙图中谷爱凌腾空转体时,处于非平衡状态,故②正确;
③丙图中的冰壶做的非常光滑,是在压力一定时,故③正确;
④丁图中做有些动作时会弯膝蹲下,是为了降低重心,故④正确。
故选:B。
【点评】本题通以体育运动为背景考查了物体运动状态变化的判断、增加稳定性的方法、减小摩擦的方法、平衡状态的判断等知识,综合题,难度不大。
14.(2分)如图a所示,一杯中已经装有50cm3的某种液体,打开龙头,向杯中继续注入该种液体总与从龙头中流出的液体体积V关系如图b所示。则下列说法正确的是( )
A.杯子质量为90g
B.杯中液体密度1.25g/cm3
C.此杯子的容积为200mL
D.当V=100cm3时,杯子和液体的总质量为170g
【答案】D
【分析】①设液体的密度为ρ液,杯子的质量为m0;由题意和图像可知,原来已装有液体的体积V0=50cm3,液体和杯子的总质量为90g;从龙头中流入杯子的液体体积为200cm3时,液体和杯子的总质量为250g;据此列方程组求解杯子的质量和液体的密度;
②根据杯子已盛50cm3液体与从龙头中流出液体的最大体积可以得到杯子容积;
④当V=100cm3时,杯子和液体的总质量为杯子质量、原有液体质量与流入杯子中液体质量之和。
【解答】解:
AB、设液体的密度为ρ液,杯子的质量为m0,
由题意和图像可知,原来已装有液体的体积V0=50cm4,液体和杯子的总质量为90g,
由ρ=可得ρ液V0+m0=90g,
即:ρ液×50cm7+m0=90g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由图像可知,从龙头中流入杯子的液体体积为200cm3时,液体和杯子的总质量为250g,
同理可得ρ液V6+ρ液V1+m0=250g,
即:ρ液×50cm7+ρ液×200cm3+m0=250g﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
②﹣①得ρ液×200cm3=160g,
解得ρ液=0.8g/cm8,故B错误;
将ρ液=0.8g/cm4代入①,解得杯子质量m0=50g,故A错误;
C、杯中已经装有50cm3的某种液体,打开龙头,从龙头中流入杯子的液体体积最大为200cm6,
所以杯子的容积为:V容=50cm3+200cm3=250cm6=250mL,故C错误;
D、杯子内原有50cm3的某种液体,再流入V′=100cm3液体时,杯内液体总体积为V总液=V6+V′=50cm3+100cm3=150cm3,
由ρ=得此时液体总质量为m总液=ρ液V总液=0.8g/cm6×150cm3=120g,
则此时杯子和液体的总质量为m总=m0+m总液=50g+120g=170g,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了密度公式的应用,根据图像中的信息正确列出方程组是求解液体密度和杯子质量的关键。
二、填空题(每空1分,共32分)
15.(2分)某医院急诊室的一氧气钢瓶中装有密度为5kg/m3的氧气,给急救病人供氧用去了一半,则瓶内剩余氧气的密度是 2.5 kg/m3;病人需要冰块进行物理降温,取450g水凝固成冰后使用,水全部变成冰后的体积为 500 cm3。(ρ冰=0.9×103kg/m3)
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)氧气用掉一半,质量减半,氧气还充满整个氧气瓶,体积保持不变,根据密度公式求得剩余氧气的密度。
(2)水结冰后,质量不变,根据公式V=可求冰的体积。
【解答】解:
(1)一瓶氧气的密度为5kg/m3,给人供氧用去了一半,质量减半,根据ρ=,密度为:ρ′=4.5kg/m3;
(2)水结冰后质量不变,m冰=m水=450g,
由ρ=得冰的体积:
V冰===500cm2。
故答案为:2.5;500。
【点评】本题考查密度公式的应用,本题关键,一是气体没有固定的体积和状态,装入瓶子后,质量变化,体积保持不变;二是水结冰,状态变化、质量不变。
16.(4分)根据分子动理论相关知识,回答下列几个问题:
图甲:将红墨水滴入水中,过一会儿水变红了,说明分子在 不停地做无规则运动 ;
图乙:将两个表面光滑的铅块相互紧压后,很难被拉开,说明分子间存在 引力 。铅块很难被压缩,说明分子间存在 斥力 。
图丙:向试管中注水50mL,然后再注入酒精50mL至充满,封闭管口,能够证明分子间有空隙的现象是 水和酒精混合后的总体积变小 。
【答案】见试题解答内容
【分析】一切物质都是由分子组成的或由原子组成的,分子是在永不停息地做无规则运动;分子之间存在间隙;分子间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解:图甲:将红墨水滴入水中,由于分子都在不停地做无规则运动;
图乙:将两个表面光滑的铅块相互紧压后,很难被拉开;铅块很难被压缩;
图丙:因为分子间存在着空隙,水和酒精充分混合后,使得水和酒精混合后的总体积变小了。
故答案为:不停地做无规则运动;引力;水和酒精混合后的总体积变小。
【点评】本题考查物理规律在生产生活中的应用,要求学生能准确的用所学理论解释相关现象。
17.(3分)2019年3月10日长征系列运载火箭在西昌卫星发射中心完成了第300次发射,成功利用长征三号乙运载火箭将“中星6C”通信卫星送入太空,进入预定轨道。在如图所示的发射过程中:
(1)火箭受到尾部急速喷出的燃气推力腾空升起,这个推力的施力物体是 燃气 ;
(2)火箭所受重力的方向将 不变 ;(选填“改变”或“不变”)
(3)火箭发射完后的部分残骸最终会落向大海是因为受到 重 力的作用。
【答案】燃气;不变;重。
【分析】(1)力的作用是相互的,一个物体对另一个物体施加力的作用的同时,受到另一个物体的反作用力;
(2)质量是物体的一种基本属性,与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关;
(3)重力的方向总是竖直向下的,重力的方向不受其他作用力的影响,与物体的运动状态无关。
【解答】解:(1)火箭对喷出的气体有向下的力,同时气体对火箭产生了向上巨大的推力,受力物体是火箭;
(2)重力的方向总是竖直向下的,与物体的运动状态无关;
(3)箭发射完后的部分残骸最终会落向大海是因为受到重力作用。
故答案为:燃气;不变;重。
【点评】此题是一道综合题,考查了力的作用相互性、重力的方向及质量的概念,属于基本概念和规律的考查。
18.(2分)实心球是体育中考的测试项目之一。小华用力扔实心球,球飞了出去,如图所示是实心球离手后在空中的运动轨迹(不考虑空气阻力的影响),受到 1 个力的作用,此时,如果所受的外力全部消失 沿a方向运动 (选填“静止”、“沿a方向运动”、“沿b方向运动”或“沿c方向运动”)。
【答案】1;沿a方向运动
【分析】实心球运动到最高点Q时,只受到重力作用;据牛顿第一运动定律知,一切物体在没有受到任何外力时,其总是保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:不计空气阻力,实心球运动到最高点Q时;若此时所受的外力全部消失,小球将沿水平方向做匀速直线运动。
故答案为:1;沿a方向运动。
【点评】此题考查了力与运动的关系,总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
19.(6分)知识就是力量!让我们带着发现物理的眼光来观察一些劳动场面。
场景一:甲、乙两人用扳手拧螺母,甲比乙更容易拧动螺母,说明力的作用效果与力的 作用点 有关;大部分螺母顺时针用力拧紧,逆时针拧松 方向 有关;
场景二:锤子的锤头变松了,人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上。当锤柄下端受到撞击时,锤柄比锤头先停止运动 锤头 (选填“锤柄”或“锤头”)的惯性,并且 质量 (选填“质量”或“速度”)越大,惯性越大;
场景三:墙体的竖直性是房屋质量的重要指标,在建造房屋时,建筑工人常常利用重垂线检测墙体是否竖直 竖直向下的 ,图中所示的墙体向 左 (选填“左”或“右”)倾斜。
【答案】作用点;方向;锤头;质量;竖直向下;左
【分析】场景一:力的三要素有:力的大小、方向、作用点,它们都影响力的作用效果;
场景二:一切物体都有保持运动状态不变的性质,叫惯性;惯性与物体的质量有关,质量越大,惯性越大;
场景三:重力的方向是竖直向下的,重垂线是利用重物静止时线总是竖直下垂的原理制造的仪器。
【解答】解:场景一:用同样的力拧螺母,则图甲所示的位置(远离螺母)更容易将螺母拧紧拧松,顺时针与逆时针拧扳手,说明力的作用效果与力的方向有关;
场景二:锤头与锤柄原来都向下运动,锤柄撞在硬物上受到阻力作用,就停止了运动,继续向下运动;并且锤头质量越大,越容易套紧。
场景三:建筑工人常用重垂线检查墙壁是否竖直,这是利用了重力的方向是竖直向下的;
由图可知重垂线上端与墙紧靠,下端垂线的位置在墙的左侧。
故答案为:作用点;方向;质量;左。
【点评】本题考查了学生对力的三要素的了解和掌握,重力的方向及应用,还考查学生用惯性知识解释生活中一些现象的能力,体现了从物理走向生活的理念,是一道基础题。
20.(2分)如图所示为某班教室中悬挂的电扇。根据力的作用是相互的可知,电扇未开启时,天花板对吊扇的拉力 等于 电扇的重力,电扇开启正常工作时,天花板对吊扇的拉力 小于 电扇的重力(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】等于;小于。
【分析】风扇静止,静止就是一种平衡状态,平衡状态时受到的就是一对平衡力,从而判断出重力G和拉力的关系;
电风扇转动时,风扇叶片就会对空气施加一个向下的力,由于物体间力的作用是相互的,所以风扇叶受到了一个空气施加的反作用力,此时风扇叶片虽然转动,但位置没有变化,此时风扇叶片依然受到的是平衡力,根据平衡力的知识分析。
【解答】解:电风扇静止时受到的重力和固定杆对它的拉力是一对平衡力,即拉力F甲=G;
电风扇转动时,风扇叶对空气施加了一个向下的力,空气对风扇叶施加了一个向上的反作用力,重力G乙、空气对扇叶施加的力F′,风扇在这三个力的作用下在竖直方向上静止乙+F′,所以F乙<G。
故答案为:等于;小于。
【点评】此题考查的是平衡力和相互作用力。解答此题的关键是我们要知道:电扇虽然转动,但由于它没有运动或者说位置没有发生变化,所以此时它依然是平衡状态,受到的是平衡力。
21.(4分)用手边的铅笔可以做很多物理小实验。
(1)如图甲所示,手指用力向下压铅笔尖,手指会感到疼 物体间力的作用是相互的 ;此时手指对铅笔向下的压力与桌面对铅笔的支持力选填 不是 (“是”或“不是”)平衡力;
(2)用一根橡皮筋水平匀速拉动放在桌面上的一本书,然后在书下垫几支圆铅笔,再水平匀速拉动,根据 橡皮筋伸长的长度 比较两种情况下摩擦力的大小,可以初步得出结论 在压力相同时,滚动摩擦小于滑动摩擦 。
【答案】(1)物体间力的作用是相互的;不是;(2)橡皮筋伸长的长度;在压力相同时,滚动摩擦小于滑动摩擦。
【分析】(1)力是物体对物体的作用,力的作用是相互的;物体在两个力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,这两个力是一对平衡力;
(2)通过橡皮筋的伸长情况判断摩擦力的大小;书在桌面上滑动时受到的摩擦力是滑动摩擦力,书在铅笔上运动时,受到的摩擦力是滚动摩擦力;分析实验现象可以得出实验结论。
【解答】解:(1)手对铅笔尖施加力的作用的同时,由于力的作用是相互的,所以手指会感到疼;
铅笔受到三个力的作用,手指向下的压力。铅笔在这三个力的作用下保持静止;
(2)根据图书两次运动时橡皮筋伸长的长度变化,比较两种情况下摩擦力的大小;
书在桌面上时,受到的摩擦力是滑动摩擦力,书受到的摩擦力是滚动摩擦力,橡皮筋的长度短,滚动摩擦力小于滑动摩擦力。
故答案为:(1)物体间力的作用是相互的;不是;在压力相同时。
【点评】此题以铅笔为实验材料综合考查了力学的多个知识点,设计的内容较全面,体现物理就在我们身边的理念。
22.(2分)细心的同学会发现商场里安装供顾客上楼的电梯(自动扶梯)主要有如图所示两种,当顾客站在类似台阶的甲电梯上匀速上升时 不受 (选填“受”或“不受”)摩擦力。当随扶梯快运动到楼面时若不小心,人会向 前 (选填“前”或“后”)方摔倒。
【答案】不受;前。
【分析】(1)摩擦力产生的条件是:两个物体相互接触,并且发生了相对运动或者具有相对运动的趋势;
(2)在运动的扶梯上,当运动到楼面时脚被绊住,脚的速度变慢,上身由于惯性,保持原先速度,所以向前倒。
【解答】解:(1)当顾客站在类似台阶的甲电梯上匀速上升时,鞋底和电梯台阶面之间既没有发生相对运动,因此不受摩擦力;
(2)在运动的扶梯上,当运动到楼面时脚被绊住,上身由于惯性,所以向前倒。
故答案为:不受;前。
【点评】本题考查了产生摩擦力的条件和惯性,其中摩擦力产生的条件是学生出错最多的地方,应该引起注意。
23.(2分)教室的门关不紧,常被风吹开,小明在门与门框之间塞入硬纸片后,门没被吹开时,风吹门的力 等于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)门受到的摩擦力,塞入硬纸片主要是通过 增大压力 的方法来增大摩擦的。
【答案】见试题解答内容
【分析】物体处于平衡状态时,其受力平衡;
摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度。在门与门框之间塞入硬纸片后,门不易吹开,根据影响摩擦力大小的因素分析其实质。
【解答】解:
小明在门与门框之间塞入硬纸片后,门没被吹开处于静止状态;
塞入硬纸片后,使门与门框之间的压力增大。
故答案为:等于;增大压力。
【点评】本题考查了学生对滑动摩擦力的理解,掌握增大摩擦力和较小摩擦力的方法,并能应用于实际生活。
24.(2分)重10N的物体放在水平面上,用手拉弹簧测力计使物体沿水平方向做匀速直线运动,如图所示 2.8 N,当弹簧测力计的示数增大为5N时,物体受到的摩擦力 不变 。(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】2.8;不变。
【分析】(1)根据弹簧测力计的分度值可直接读出弹簧秤的示数,物体在水平面上匀速运动时,处于平衡状态,对物体受力分析,由平衡条件,可求出摩擦力的大小;
(2)物体所受的摩擦力是滑动摩擦力,滑动摩擦力与物体间的压力、接触面的粗糙程度有关,与物体受到的拉力无关。
【解答】解:(1)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,物体在水平方向受水平向左的拉力F,匀速运动,这两个力是一对平衡力;
(2)物体所受的摩擦力是滑动摩擦力,滑动摩擦力与物体间的压力,当弹簧测力计的示数增大为4N时、接触面的粗糙程度不变,仍然是2.8N。
故答案为:6.8;不变。
【点评】此题关键是要把握摩擦力决定因素是:压力大小、接触面的粗糙程度,与其它因素无关,是学生比较容易出错的题目。
25.(3分)小明让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示,整个下落过程中,橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示,经测量小球从P点下落到A、B、C三点的距离分别为:ha=0.4m,hb=0.6m,hc=0.9m。当橡皮筋的伸长量最大时,小球的速度为 0 (选填“va”、“vb”或“0”),此时,小球处于 非平衡 状态(选填“平衡”或“非平衡”);实验中所用小球的重力为 2 N。(不计空气阻力)
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)小球下落中橡皮筋拉伸量最大时,小球速度为0,而后在弹力作用下向上运动;
(2)当重力等于弹力时,小球的速度是最大的,根据最大速度时的弹力求解。
【解答】解:(1)小球下落中,当弹力大于重力后减速下落,小球速度减小为0,所以处于非平衡状态,合力向上;
(2)由图可知,在hB处时小球的速度是最大的,重力等于弹力B=0.6m﹣0.4m=3.2m,橡皮筋每受到0.5N的拉力就伸长1cm×0.6N=2N。
故答案为:0;非平衡;6。
【点评】此题是一道信息题,题目中给出一个新的信息,让学生根据自己学过的知识结合信息解决问题。考查了学生接受新知识、运用新知识的能力。
三、解答题(共40分)
26.(1分)在图中,弹簧在水平拉力作用下静止,请画出手受到弹簧的拉力的示意图。
【答案】见试题解答内容
【分析】根据物体间力的作用是相互的,分析出手受到的拉力的方向和作用点,再根据力的示意图的画法画出这个力。
【解答】解:由图知,手对弹簧有水平向右拉力,则弹簧对手有水平向左的拉力。
过手指与弹簧的接触点,水平向左画一条有向线段,如图所示:
【点评】本题考查了力的示意图的画法和力的作用是相互的认识,关键正确分析力的方向。
27.(2分)一物体静止在斜面上,请用力的示意图表示出物体所受支持力以及摩擦力的示意图。
【答案】见解答
【分析】物体受到的支持力垂直于斜面向上;摩擦力平行于斜面向上;作用点都在物体的重心。
【解答】解:过物体重心分别沿垂直于斜面向上的方向和平行于斜面向上的方向画一条带箭头的线段,分别用符号F和f表示
【点评】作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点,是平衡力的长度要相等。
28.(2分)如图(a)所示,空缆车随缆绳做匀速直线运动(b)中画出缆车的轿厢(以方框表示)受力示意图(不计空气阻力)。
【答案】见试题解答内容
【分析】物体处于匀速直线运动时,受力是平衡的,据此分析出轿厢的受力情况,做出力的示意图。
【解答】解:空缆车随缆绳做匀速直线运动,则轿厢也是做匀速直线运动,受到竖直向下的重力G和竖直向上的拉力F的作用,作用点在轿厢的中心
【点评】会对物体进行正确的受力分析,会用力的示意图表示出力的作用点和方向,牢记重力的方向总是竖直向下的。
29.(6分)小明用天平、量筒和烧杯,测量烧杯中某种液体的密度。实验步骤如图:
(1)把天平放在水平桌面上,游码归零后,发现指针位置如图甲所示 右 (选填“左”或“右”)调节,直到横梁水平平衡;
(2)天平调节好后,如图乙,在烧杯中倒入适量液体1= 80.4 g;
(3)如图丙,把烧杯中的液体全部倒入量筒,测出量筒中液体的体积为V= 40 cm3;
(4)最后测出倒出液体后烧杯的质量m2=40.2g。按此次实验数据,小明所测的液体密度为 1.005 g/cm3;
(5)把液体倒入量筒后有少量液体留在烧杯中,会造成测得的液体密度 无影响 (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”);若小明在调节天平平衡时未将游码归零,如图丁 无影响 (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)右;(2)80.4;(3)40;(4)1.005;(5)无影响;无影响。
【分析】(1)根据天平称量前的调节平衡的方法,解答即可;
(2)天平平衡时,烧杯和液体的总质量等于砝码质量与游码对应质量的和;
(3)根据图丙读出液体的体积;
(4)利用倒出前后的总质量之差计算出量筒中液体的质量,应用密度公式计算液体的密度;
(5)根据倒出前后的总质量之差即为量筒中液体的质量,所以有少量液体留在烧杯中,对计算液体质量没有影响,体积测量又是准确的,结合密度公式得出对密度测量值的影响;
若小明在调节天平平衡时未将游码归零,会导致测得m1和m2都偏大且偏大的值都相同,又因为体积测量的是准确的,结合密度公式得出对密度测量值的影响。
【解答】解:
(1)由图甲可知,指针偏左,直到天平横梁水平平衡;
(2)由图乙知,烧杯和液体的总质量为m1=80g+0.7g=80.4g;
(3)由图丙可知,量筒中液体的体积V=40mL=40cm3;
(4)量筒中液体的质量m=80.2g﹣40.2g=40.2g,液体密度ρ==3;
(5)由题意知,量筒中液体的质量等于倒出前后的总质量之差,对计算量筒中液体质量没有影响,由密度公式可知对测得的液体密度无影响;
若小明在调节天平平衡时未将游码归零,会导致测得m3和m2都偏大且偏大的值都相同,又因为体积测量的是准确的,由密度公式得出对测得的液体密度无影响。
故答案为:(1)右;(2)80.4;(4)2.005;无影响。
【点评】本题考查了天平和量筒的使用、密度的计算、密度测量值的偏差分析,属于中等难度。
30.(9分)如图1所示,是“探究滑动摩擦力与什么因素有关”的实验,在甲、乙、丙所示图中1=0.5N,F2=1N,F3=1.2N的拉力,拉着物块A沿水平方向匀速前进。
(1)实验过程中,必须用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动,这样做的目的是利用 二力平衡 原理测量出滑动摩擦力的大小;
(2)分析甲、丙两图可得:在压力一定时, 接触面粗糙程度 越大,滑动摩擦力越大。在乙图中物块B随A一起匀速运动时,物块B受到的摩擦力为 0 N;
(3)分析 甲、乙 两图可得:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大,滑动摩擦力大小与压力大小成正比。其表达式为f=μN(f为滑动摩擦力,μ为滑动摩擦力系数,N为压力),若A的重力为2N 0.6 ;
(4)小明认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,于是小明把木块沿竖直方向截掉一部分后,他在上述甲实验的基础上,由此验证了自己的猜想:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小,这种做法是 错误 (选填“正确”或“错误”),你认为他探究过程中存在的问题是 未保证压力大小不变 ;
(5)小明在实验中发现,拉着木块运动时很难控制“匀速”,于是他设计了如图2所示的装置,改为拉动平板小车,当他水平向左拉动平板小车时,木块所受到的摩擦力方向为 水平向左 ,这样改进后的装置的优点是 不需要木板做匀速直线运动,便于实验操作(或由于测力计静止,便于读数) 。(写出一点即可)
【答案】(1)二力平衡;(2)接触面粗糙程度;0;(3)甲、乙;0.6;(4)错误;未保证压力大小不变;(5)水平向左;不需要木板做匀速直线运动,便于实验操作(或由于测力计静止,便于读数)
【分析】(1)根据二力平衡原理分析;
(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,找出实验中相同量和不同量,分析得出摩擦力与变化量的关系;
只有相互压紧并有相对运动或有相对运动趋势的物体间才有摩擦力的作用;
(3)根据控制变量原则,要探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系,就要控制压力大小相同,据此分析作答;结合f=μN求解;
(4)研究滑动摩擦力的大小跟接触面积大小的关系时,需要保持压力和接触面的粗糙程度相同,据此分析解答;
(5)滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反;在实验中,木块与弹簧测力计静止不动,不需要控制木板做匀速直线运动,便于实验操作,便于弹簧测力计读数。
【解答】解:(1)实验过程中,必须用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动,摩擦力大小等于拉力大小;
(2)分析甲、丙两图可得:压力相同,因F1<F3,即丙中滑动摩擦力也更大,故得出:在压力一定时,滑动摩擦力越大;
在乙图中物块B随A一起匀速运动时,因B相对于A没有相对运动的趋势;
(3)要得出“在接触面粗糙程度相同时,压力越大,就要控制接触面的粗糙程度相同,结合图2可知应分析甲;
若A的重力为2N,可知A对接触面的压力为2N;
(4)在上述甲实验的基础上,把木块沿竖直方向截掉一部分后,相较于甲图的8.5N,由此得出结论:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小,探究过程中存在的问题是未保证压力大小不变;
(5)由题意可知向左拉动平板小车时,木块相对于平板小车向右运动;
由图2所示可知,木块与弹簧测力计固定不动,该实验设计的优点是:一方面,便于实验操作,由于测力计静止便于读数。
故答案为:(1)二力平衡;(2)接触面粗糙程度;2、乙;0.6;未保证压力大小不变;不需要木板做匀速直线运动,便于读数)。
【点评】本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查实验原理及控制变量法的运用及摩擦力产生的条件,题目有一定难度。
31.(9分)在研究“阻力对物体运动的影响”的实验中。
(1)为了使小车到达水平面的初速度相同,将小车从同一斜面 同一高度 由静止释放;
(2)实验中根据小车 在水平面上滑行的距离 可以反映“阻力对物体运动的影响”;
(3)实验中,为了让小车在水平面上受到不同的阻力,采用的做法是改变 接触面的粗糙程度 ;
(4)小明小组在实验时发现小车会滑出毛巾表面,最合理的操作方法是 B ;小华小组实验时,小车在棉布表面运动,刚好滑到了木板最右端,最合理的操作方法是 C ;(均填字母)
A.减轻小车的质量
B.降低小车释放的高度
C.增加木板的长度
D.增加木板的宽度
(5)请帮助小明把本实验结论填写完全:水平面越光滑,小车运动的距离越 远 ,说明小车受到的阻力越 小 ,小车速度减小得越 慢 ;
(6)小车在棉布上行驶的距离为50cm。若在小车上放入砝码,重复上面实验,有同学认为小车的惯性增大了,你认为该同学的判断是 错误 (选填“正确”或“错误”)的。
次数 木块大小 接触面积S/cm2 摩擦力f/N
1 整块 150 1.5
2 三分之二块 100 1.0
3 三分之一块 50 0.6
【答案】(1)同一高度;(2)在水平面上滑行的距离;(3)接触面的粗糙程度;(4)B;C;(5)远;小;慢;(6)错误。
【分析】(1)该实验应使小车运动到斜面底端时的速度相等,比较小车运动的距离才有意义,所以要控制小车每次都从斜面上同一位置释放;
(2)实验中通过小车滑行的距离来反映阻力对运动的影响,距离越长,说明阻力越小,速度减小得越慢;
(3)实验中需要让同一小车从同一斜面的同一高度滑下,改变水平面的粗糙程度,据此解答;
(4)小车滑出毛巾表面,说明其初始速度太快,可降低小车在斜面上的高度来减小其到水平面的速度;
小车在棉布表面运动,刚好滑到了木板最右端,可增加木板的长度及继续实验;
(5)根据实验现象进行分析,小车运动的距离越远,说明小车受到的阻力越小,小车速度减小的越慢;
(6)影响滑动摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度。
【解答】解:(1)每次都从同一斜面上同一高度释放,使小车运动到斜面底端时的速度相等;
(2)在实验中,通过小车在水平面上滑行的距离反映阻力对运动的影响;
(3)实验中,为了让小车受到不同的阻力;
(4)小明小组在实验时发现小车会滑出毛巾表面,由于刚开始实验小车就滑出毛巾表面,可适当降低小车到达水平面时的初速度,故B符合题意;
实验中需要让同一小车从同一斜面的同一高度滑下,改变水平面的粗糙程度,刚好滑到了木板最右端,只能增加木板的长度,而增加木板的宽度不能完成实验;
(5)由现象知,平面越光滑,说明小车受到的摩擦力越小;
(6)若在小车上放入砝码,到达斜面底端的速度不变,压力增大,摩擦力增大,所以为该同学的判断是错误。
故答案为:(1)同一高度;(2)在水平面上滑行的距离;(4)B;C;小;慢;(6)错误。
【点评】本题是探究阻力对物体运动的影响实验,要掌握实验的现象及结论,知道在此基础上经过推理可得牛顿第一定律的内容,解此类问题一定要注意思考实验的意义,并能根据所学的其他物理知识分析解决本实验中相关的实验现象。
32.(11分)阅读短文,回答问题。
2019年12月17日,中国首艘国产航母山东舰正式列装服役,标志着我国海军正式迈入了双航母时代。山东舰一直被称为首艘国产航母,其中舰载机是航母战斗力的核心,舰载机可以在航母上起飞、着落
(1)舰载机在航母上降落时必须适时放下舰钩,钩住甲板上的拦阻索,达到强行减速的目的,舰载机上飞行员的惯性 不发生 (选填“发生”或“不发生”)变化;舰载机机身表面采用的复合材料受力不易形变,说明该材料的 硬度 较大;
(2)某次训练中,从水平匀速飞行的飞机上间隔相等的时间自由释放三个物体,不考虑空气阻力 竖直 (选填“竖直”或“倾斜”)的,相邻两个物体间距离 不相等 (选填“相等”或“不相等”);
(3)如果航母在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比,当航母以最高航速15m/s匀速航行时受到的阻力是9×103N,则当航母以10m/s的速度匀速航行时受到的阻力为 4×103 N;
(4)某舰载机的最大起飞质量是20t,它受到的重力为多少?(g取10N/kg)
(5)该飞机大量使用了新材料,在机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”,该材料能很好地保温与吸收噪音3。一位飞机设计师将其中一个玻璃零件中的玻璃用“超细航空级玻璃棉”替换(替换后零件体积不变),质量减小了,制造该零件所用玻璃质量是10kg3kg/m3)
(6)为庆祝“山东舰”列装服役,各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火,其特点是不会爆炸,产生大小为自重6倍的恒定的推力,因其速度快产生啸叫声,这种焰火在运动时,受到的阻力与速度的关系如图所示 5 N,焰火能够达到的最大速度为 11 m/s。(火药的质量不计,g取10N/kg)
【答案】(1)不发生;硬度;(2)竖直;不相等;(3)4×103;(4)2×105N;(5)0.02kg;(6)5;11
【分析】(1)惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系,质量越大,惯性越大;
根据复合材料的特点分析解答;
(2)物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性,物体做自由落体运动时,速度越来越大;
(3)根据f=kv2求出k的值,然后代入f=kv2求出航母以10m/s的速度匀速航行时受到的阻力;
(4)根据公式G=mg求解;
(5)玻璃零件中的玻璃用“超细航空级玻璃棉”替换后其体积V不变,根据ρ=可求出零件的体积,再根据m=ρV求出制造该零件需要“超细航空级玻璃棉”的质量;
(6)根据题意先求出最大推力,根据力的平衡条件求出焰火受到的最大阻力;根据图象读出此时的速度即为焰火能够达到的最大速度。
【解答】解:
(1)惯性大小只跟物体的质量大小有关,在舰载机强行减速的过程中,惯性大小不变;
机身表面采用的复合材料受力不易形变,说明该材料的硬度较大;
(2)物体落下前和飞机具有相同的速度,落下来时不计空气阻力,相同时间内,所以物体始终在飞机的正下方,所以站在航母上的人看到这些物体在空中的排列队形是竖直的;
因物体下落过程中做加速运动,速度越来越快;
(3)根据题意可得,航母受到的阻力f=kv2,则9×108N=k×(15m/s)2,解得k=40N s2/m3;
所以,当航母以10m/s的速度匀速航行时=40N s7/m2×(10m/s)2=3×103N;
(4)舰载机的最大起飞质量是20t=2×106kg,它受到的重力为:
G=mg=2×104kg×10N/kg=7×105N;
(5)由ρ=可得零件的体积V==﹣3 m4,
因玻璃零件中的玻璃用“超细航空级玻璃棉”替换后其体积V不变,
根据m=ρV求出制造该零件需要“超细航空级玻璃棉”的质量m=ρ玻璃棉V=5kg/m3×7×10﹣3 m3=7.02kg;
(6)焰火的重力:G=mg=100×10﹣3kg×10N/kg=1N,
恒定的推力:F′=8G=6×1N=5N,
当焰火上升时,焰火受到竖直向下的重力和阻力,
所以最大阻力f=F′﹣G=6N﹣1N=8N;
由图可知,当阻力最大为5N时。
故答案为:(1)不发生;硬度;不相等3;(4)2×105N;(5)0.02kg;11。
【点评】本题以航母为题考查了惯性、复合材料的特点、密度公式的应用、二力平衡条件的应用等相关的物理知识,综合性很强,有一定难度。
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