河南省漯河市郾城中学2021-2022学年八年级(下)质检
物理试卷
一、填空题(每空1分,共14分)
1.(2分)物理学中为了对自然现象和事物进行概括和解释,经常引入相应的物理量。如为了描述压力的作用效果,引入 ,为了表示力做功的快慢,引入 。
2.(2分)压强知识在生活中有广泛的应用:船闸是利用 的原理来工作的;墨水被吸进钢笔是由于
的作用。
3.(3分)工程师把三峡水电站水库大坝设计成 的形状,是因为水的深度越深,压强越 (选填“大”或“小”)。当水库水深为100m时,坝底受到的水的压强是 Pa(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。
4.(3分)一艘游轮在长江里航行时,排开水的质量为5600t,则它受到的浮力为 N,在它由长江驶入大海的过程中,它所受到的浮力将 (填“增大”、“不变”或“减小”),排开水的体积将 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
5.(2分)劳动教育是素质教育的重要组成部分。在中学生劳动实践基地,同学们见到了收割麦子的镰刀、挑水的扁担等农具。镰刀刀刃被磨得非常锋利,是通过 来增大压强的;扁担中段制作得稍宽,是通过 来减小压强的。
6.(2分)我们经常看到这样的现象:在无风的天气,汽车在马路上快速驶过以后,马路两边的树叶会随风飘动,如图所示,汽车向左行驶,马路两边的树叶会沿着A、B、C哪一个方向飘动 ,理由是: 。
二、选择题(每题2分,共16分,13、14题双选)
7.下面四幅图中所描述的力,对物体做了功的是( )
A.使小车向前运动了一段距离的推力
B.搬石头但没有搬动,手对石头的力
C.托着货物停在水平地面上,叉车对货物的力
D.提着滑板在水平路面上前行,手提滑板的力
8.下列生活中的现象均与气压有关,其中一个利用的原理与另外三个不同的是( )
A.吸饮料 B.拔火罐
C.高压锅煮饭 D.吸盘紧贴在墙面
9.缙云烧饼名扬海外,如图是烧饼制作从揉团到压扁过程,则面团变成面饼后对桌面的( )
A.压力变小 B.压力变大 C.压强变小 D.压强变大
10.如图所示,将一个空心铁球浸没入水中,放手后铁球恰好悬浮,若沿虚线方向将铁球切成大小不等的两块,则( )
A.大块的将下沉,小块的将上浮
B.大块的将上浮,小块的将下沉
C.两块都将上浮
D.两块都将下沉
11.如图所示,两容器中分别装有相同高度的水和盐水(ρ水<ρ盐水),A、B、C三点液体的压强分别为pA、pB、pC,它们的大小关系是( )
A.pA<pB<pC B.pA>pB>pC C.pA<pB=pC D.pA=pB=pC
12.等高线存在于生活中,比如美丽的梯田,比如弯曲的盘山公路。车子在盘山公路上爬坡时,司机会换低挡。这样做是为了使车辆向上行驶时可以( )
A.获得更大的功率来爬坡 B.提高机械效率
C.减小所做的功 D.获得更大的牵引力
(多选)13. 2020年7月23日,“天问一号”探测器成功发射,迈出了我国自主开展行星探测的第一步,对探测器在离地加速上升的过程中能量的变化,说法正确的是( )
A.动能减小 B.重力势能增大
C.重力势能转化为动能 D.机械能增加
(多选)14.如图所示,一小球用细线系于杯底,且全部浸入水中,若细线突然断开,上升至水面后静止,则细线断开后与断开前相比,以下说法正确的是( )
A.小球所受的浮力始终不变
B.烧杯对桌面的压强不变
C.水对杯底的压强变小
D.烧杯中的液面升高
三、作图题(每题2分,共4分)
15.如图中的小球静止,请在图中画出小球受到的重力和墙壁的支持力的示意图。
16.如图,请画出鸡蛋在水中下沉时的受力示意图。
四、实验探究题(每空1分,共18分)
17.(4分)如图所示是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)实验前,某同学检查实验装置,发现:按与不按探头的橡皮膜,U形管两边液面均处在同一水平线上,则
这套实验装置可能出现的问题是: 。
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 ,使U
形管左右两侧的水面相平。
(3)比较图中的乙和丙图,可以得到:液体的压强与 有关。
(4)比较图中 两图,可以得液体的压强与液体密度有关。
18.(8分)在“探究影响动能大小的因素”实验中,如图甲、乙、丙所示,让质量为m、2m的两个钢球分别从斜面上由静止滚下,钢球撞击放在水平木板上的木块,使木块滑动,虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。
(1)实验通过观察 来比较动能的大小,这种物理方法叫做 。
(2)比较甲、丙两图进行的实验,探究的是动能与 的关系,得出的结论是 ,由此联想到高速公路限速牌上标明“120”和“100”的字样, (选填“大客车”或“小轿车”)的限速应该是“100km/h”。
(3)如果斜面和水平面绝对光滑, (选填“能”或“不能”)达到实验探究的目的。
(4)小磊在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丁所示,利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放,撞击同一木块。该实验方案是否可行?答: 。理由是: 。
19.(6分)小明同学按如图所示的操作探究影响浮力大小的因素。
(1)物体所受的重力是 N;
(2)物块完全浸没在水中时的浮力是 N;
(3)分析ABC三图的实验数据可知:物体所受的浮力大小与 有关;
(4)分析ADE三图的实验数据可知:物体所受的浮力大小与 有关;
(5)分析 三图的实验数据可知:物体所受的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(6)通过本次实验,可以算出酒精的密度是 kg/m3。
五、综合应用题(每题9分,共18分)
20.如图所示,一杯茶放置在水平桌面上,空杯的质量为0.04kg,其底面积为10cm2,茶水的质量为0.16kg,茶水的深度为10cm(茶水密度约为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,杯壁厚度不计)。求:
(1)茶水对杯底的压力?
(2)茶杯对水平桌面的压强?
21.某型号汽车发动机的额定功率为6×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N.在额定功率下,当汽车匀速行驶时,求:
(1)发动机所提供的牵引力大小;
(2)行驶速度的大小;
(3)行驶5min牵引力所做的功。
河南省漯河市郾城中学2021-2022学年八年级(下)质检
物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题(每空1分,共14分)
1.(2分)物理学中为了对自然现象和事物进行概括和解释,经常引入相应的物理量。如为了描述压力的作用效果,引入 压强 ,为了表示力做功的快慢,引入 功率 。
【分析】(1)影响压力的作用效果有压力的大小和受力面积;为了描述压力的作用效果引入了压强这一物理量,其定义为物体单位面积上受到的压力;
(2)影响做功快慢的因素有做功多少和做功时间;为了描述做功的快慢引入了功率这一物理量,其定义为单位时间内所做的功。
【解答】解:压力的作用效果与压力大小和受力面积有关,为了描述压力的作用效果,物理学中引入压强,即单位面积上所受到的压力大小;
力做功的快慢与做功多少和做功时间有关,为了表示力做功的快慢,物理学中引入功率,即单位时间内所做的功。
故答案为:压强;功率。
【点评】本题考查了学生对压强、功率概念的了解与掌握,属于基础题目。
2.(2分)压强知识在生活中有广泛的应用:船闸是利用 连通器 的原理来工作的;墨水被吸进钢笔是由于 大气压
的作用。
【分析】(1)连通器的结构特征是上端开口、底部连通,判断是不是连通器要根据这两个特征;
(2)大气压的应用主要是利用气压差产生的压力差,常见的有吸管吸饮料、吸盘吸玻璃、注射器吸药液、钢笔吸墨水、活塞式抽水机抽水等。
【解答】解:(1)船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,因此船闸是利用连通器原理工作的;
(2)墨水会被吸进钢笔囊中,是因为笔囊中的空气被排出,内部压强减小,在大气压的作用下,墨水就会被压入笔囊。
故答案为:连通器;大气压。
【点评】此题考查连通器原理以及大气压的综合应用,总体难度不大。
3.(3分)工程师把三峡水电站水库大坝设计成 上窄下宽 的形状,是因为水的深度越深,压强越 大 (选填“大”或“小”)。当水库水深为100m时,坝底受到的水的压强是 106 Pa(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。
【分析】水库大坝设计成上窄下宽的形状;液体内部压强随深度的增加而增大;
已知水库水深为100m,根据p=ρ液gh计算坝底受到的水的压强。
【解答】解:水库大坝设计成上窄下宽的形状,是因为水的深度越深,压强越大;
坝底受到的水的压强为:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×100m=106Pa。
故答案为:上窄下宽;大;106。
【点评】本题考查液体内部压强特点的应用和液体压强的计算,难度不大。
4.(3分)一艘游轮在长江里航行时,排开水的质量为5600t,则它受到的浮力为 5.6×107 N,在它由长江驶入大海的过程中,它所受到的浮力将 不变 (填“增大”、“不变”或“减小”),排开水的体积将 减小 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
【分析】①已知排开水的质量可求排开水的重力,根据阿基米德原理可知,排开水的重力等于船受到的浮力;
②漂浮的物体只要自身重力不变,其所受浮力不会改变,在浮力不变的情况下,根据公式F浮=ρ液gV排,可分析当液体密度变化时,排开水体积的变化情况。
【解答】解:
由阿基米德原理可得,游轮受到的浮力:
F浮=G排=m排g=5600×103kg×10N/kg=5.6×107N;
游轮从长江驶入大海的过程中,因为游轮始终漂浮且重力不变,所以浮力不变;因海水的密度大于江水的密度、浮力大小不变,根据公式F浮=ρ液gV排可知,排开水的体积将减小。
故答案为:5.6×107;不变;减小。
【点评】解答此类问题的关键是要明确:当物体处于漂浮状态时,其浮力始终是等于自身重力的,再根据质量可求重力,同时,当水域发生变化时,还可根据浮力不变,通过分析水的密度的变化,判断吃水深度或排水体积的变化。
5.(2分)劳动教育是素质教育的重要组成部分。在中学生劳动实践基地,同学们见到了收割麦子的镰刀、挑水的扁担等农具。镰刀刀刃被磨得非常锋利,是通过 减小受力面积 来增大压强的;扁担中段制作得稍宽,是通过 增大受力面积 来减小压强的。
【分析】增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解答】解:镰刀刀刃被磨得非常锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的;
扁担中段制作得稍宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的。
故答案为:减小受力面积;增大受力面积。
【点评】掌握压强大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强的问题。
6.(2分)我们经常看到这样的现象:在无风的天气,汽车在马路上快速驶过以后,马路两边的树叶会随风飘动,如图所示,汽车向左行驶,马路两边的树叶会沿着A、B、C哪一个方向飘动 A ,理由是: 流速快的地方压强小 。
【分析】因为汽车快速行驶时,马路中间的空气流速大,空气压强小;马路两边的空气流速小,压强大。所以两边的气压就把树叶压向中间。利用流体压强与流速的关系来分析。
【解答】解:因为汽车快速行驶时,马路中间的空气流速大,空气压强小;马路两边的空气流速小,压强大。所以两边的气压大于马路中央的气压,树叶在马路两边气压的作用向马路中央运动。
故答案为:A,流速快的地方压强小。
【点评】知道汽车经过时,汽车带动空气的流动使马路中央空气流动的速度加快是提出猜想的关键。
二、选择题(每题2分,共16分,13、14题双选)
7.下面四幅图中所描述的力,对物体做了功的是( )
A.使小车向前运动了一段距离的推力
B.搬石头但没有搬动,手对石头的力
C.托着货物停在水平地面上,叉车对货物的力
D.提着滑板在水平路面上前行,手提滑板的力
【分析】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。
【解答】解:
A、小车在推力的作用下向前运动了一段距离,有力作用在小车上,小车在力的方向上通过了距离,所以做了功,故A符合题意;
B、用力搬石头,但未搬动,有力作用在物体上,但没有移动距离,所以不做功,故B不符合题意;
C、托着货物停在水平地面上,叉车对货物有力的作用,但没有在力的方向上通过距离,所以不做功,故C不符合题意;
D、提着滑板在水平路上前行,人给滑板一个向上的力,滑板向上没有移动距离,人对滑板没有做功,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】掌握做功的两个必要因素,有力有距离不一定做功,力对物体做功,一定是在该力的方向上移动了距离。
8.下列生活中的现象均与气压有关,其中一个利用的原理与另外三个不同的是( )
A.吸饮料 B.拔火罐
C.高压锅煮饭 D.吸盘紧贴在墙面
【分析】(1)用吸管吸饮料时,嘴内的气压小于外界大气压,在大气压力的作用下被压入嘴中。
(2)拔火罐时,罐内的气压小于罐外的大气压,大气压就将罐紧紧地压在皮肤上。
(3)高压锅密封好,锅内气压高于外面大气压,而液体的沸点与气压有关,气压越高沸点越高,所以高压锅内水的沸点高于100℃,高压锅与大气压无关。
(4)先赶出吸盘内的空气,使吸盘内的气压小于吸盘外的大气压,外界大气压将吸盘紧紧压在墙壁上。
【解答】解:
ABD选项中、吸饮料、拔火罐、吸盘吸在墙上这三项都是利用了大气压来完成的;而C选项中高压锅是根据气压越高沸点越高来工作的。
故选:C。
【点评】本题考查了大气压强在生活中的应用和液体的沸点与气压的关系问题,本题难度不大,属于常考题。
9.缙云烧饼名扬海外,如图是烧饼制作从揉团到压扁过程,则面团变成面饼后对桌面的( )
A.压力变小 B.压力变大 C.压强变小 D.压强变大
【分析】比较烧饼制作从揉团到压扁过程中烧饼对桌面的压力和受力面积的变化,根据p=分析解答。
【解答】解:从揉团到压扁过程中,烧饼的质量不变,重力不变,则对桌面的压力不变,但受力面积变大,根据p=可知,对桌面的压强变小。
故ABD错误,C正确。
故选:C。
【点评】此题考查压力及重力与压力的区别、压强的大小比较,关键是知道质量是物质的一种属性,不随物体形状的变化而变化,同时要知道烧饼对桌面的压力等于其重力。
10.如图所示,将一个空心铁球浸没入水中,放手后铁球恰好悬浮,若沿虚线方向将铁球切成大小不等的两块,则( )
A.大块的将下沉,小块的将上浮
B.大块的将上浮,小块的将下沉
C.两块都将上浮
D.两块都将下沉
【分析】当物体密度等于液体密度时,物体悬浮;当物体密度小于液体密度时,物体漂浮;当物体密度大于液体密度时,物体下沉。
【解答】解:空心铁球悬浮在水中,说明物体的密度与水的密度相同,将它沿图示虚线切为大小不等的两块后,小块为实心,故小块密度大于水的密度,大块仍为空心,密度小于水的密度,所以大块将上浮,小块将下沉。
故选:B。
【点评】本题考查物体的沉浮条件的应用,关键知道密度是物体的一种属性,它不随物体体积和质量的变化而变化,还要知道物体悬浮时,物体的密度等于液体的密度。
11.如图所示,两容器中分别装有相同高度的水和盐水(ρ水<ρ盐水),A、B、C三点液体的压强分别为pA、pB、pC,它们的大小关系是( )
A.pA<pB<pC B.pA>pB>pC C.pA<pB=pC D.pA=pB=pC
【分析】由液体压强公式p=ρgh可知,液体压强的大小与液体的密度和深度有关。且密度越大,深度越深,液体压强越大。因此要比较ABC三点的液体压强大小就要从液体的密度和所处的深度两方面考虑。
【解答】解:AB两点,液体的密度相同,但深度不同,由于A所处的深度小于B所处的深度,根据p=ρgh可知:pA<pB;
BC两点所处的深度相同,甲中的液体为水,乙中的液体为盐水,由于盐水的密度大于水的密度,
根据p=ρgh可知:C点的压强大于B点的压强,即pB<pC。
所以三点的压强关系为:pA<pB<pC。
故选:A。
【点评】液体压强的大小的比较一般运用以下思路:在深度相同时,比较两者密度的大小关系;在同种液体即密度相同的情况下,比较两者深度的大小关系。
12.等高线存在于生活中,比如美丽的梯田,比如弯曲的盘山公路。车子在盘山公路上爬坡时,司机会换低挡。这样做是为了使车辆向上行驶时可以( )
A.获得更大的功率来爬坡 B.提高机械效率
C.减小所做的功 D.获得更大的牵引力
【分析】(1)利用功率的计算公式进行分析和判断。
(2)利用机械效率的计算公式进行分析和判断。
(3)盘山公路、用木板搭斜坡,都是要使物体向高处运动,所以我们可以从斜面模型上分析。使用斜面可以省力,斜面越平缓,越省力,但同时越费距离。
(4)从P=Fv进行分析和判断。
【解答】解:
A、从功率的计算公式P=可知,要想判断功率的大小,应该同时考虑做功的多少和做功的时间,故A错误。
B、从机械效率的公式η=可知,要想判断机械效率的大小,应该同时考虑有用功和总功,故B错误。
C、从功的原理可知,使用任何机械都不省功,故C错误;
D、车子在盘山公路上爬坡时,司机会换低挡,根据P=Fv知,在汽车功率一定时,速度减小,增加上坡的牵引力,故D正确。
故选:D。
【点评】生活中应用了很多斜面模型,可以省力,减轻我们将物体提升时所需要的力,但不能省距离。
(多选)13. 2020年7月23日,“天问一号”探测器成功发射,迈出了我国自主开展行星探测的第一步,对探测器在离地加速上升的过程中能量的变化,说法正确的是( )
A.动能减小 B.重力势能增大
C.重力势能转化为动能 D.机械能增加
【分析】(1)动能大小的影响因素:质量、速度;质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举的高度;质量越大,高度越高,重力势能越大。
(3)动能和势能统称为机械能。
【解答】解:探测器在离地加速上升的过程中,质量不变,速度变大,动能变大;质量不变,高度变大,重力势能变大;因机械能等于动能与势能之和,所以机械能变大,不是重力势能和动能之间的相互转化,故BD正确。
故选:BD。
【点评】本题考查了学生对动能、重力势能、机械能的了解与掌握,分析物体的质量、速度和高度的变化是关键。
(多选)14.如图所示,一小球用细线系于杯底,且全部浸入水中,若细线突然断开,上升至水面后静止,则细线断开后与断开前相比,以下说法正确的是( )
A.小球所受的浮力始终不变
B.烧杯对桌面的压强不变
C.水对杯底的压强变小
D.烧杯中的液面升高
【分析】(1)由F浮=ρ液gV排分析小球所受的浮力;
(2)小球的重力、液体的重力、容器的重力不变,对水平面的压力不变、受力面积不变,由p=分析烧杯对桌面的压强是否变化;
(3)小球没有露出水面,水的深度不变,当小球露出水面后,烧杯中的液面降低,由p=ρgh分析水对杯底的压强变化。
【解答】解:A、细线突然断开,小球没有露出水面,V排不变,由F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力不变,露出水面后,V排变小,由F浮=ρgV排可知,受到的浮力变小,故A错误;
B、小球的重力、液体的重力、容器的重力不变,对水平面的压力不变、受力面积不变,由p=可知,烧杯对桌面的压强不变,故B正确;
CD、小球没有露出水面,水的深度不变,容器底部受到的水的压强不变,当小球露出水面后,烧杯中的液面降低,即水的深度变小,由p=ρgh可知,水对杯底的压强变小,故C正确,D错误。
故选:BC。
【点评】本题考查浮力、液体压强、压强以及平衡力的有关知识,是一道综合题。
三、作图题(每题2分,共4分)
15.如图中的小球静止,请在图中画出小球受到的重力和墙壁的支持力的示意图。
【分析】力的示意图是用一条带箭头的线段把力的大小、方向、作用点三个要素表示出来,线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,线段起点或终点表示力的作用点。
【解答】解:过球心作竖直向下的重力,用G表示;过重心作垂直于墙面并指向外的支持力,用F支表示;如图所示:
【点评】画力的示意图的一般步骤为:一画简图二定点,三画线,四画尖,五把力的符号标尖边。按照这个作图步骤,很容易能够画出指定力的示意图。
16.如图,请画出鸡蛋在水中下沉时的受力示意图。
【分析】(1)鸡蛋在水中受重力与浮力的作用,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上;
(2)因为鸡蛋正在下沉,所以重力比浮力大,线段的长度不同。
【解答】解:由题意可知,鸡蛋在水中下沉,说明鸡蛋的重力大于受到的浮力。两个力的作用点画在鸡蛋的重心上,重力竖直向下,浮力竖直向上,表示重力的线段比浮力的稍长,如图所示。
【点评】力的示意图是用一条带箭头的线段把力的大小、方向、作用点三个要素表示出来,线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,线段起点或终点表示力的作用点。
四、实验探究题(每空1分,共18分)
17.(4分)如图所示是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)实验前,某同学检查实验装置,发现:按与不按探头的橡皮膜,U形管两边液面均处在同一水平线上,则
这套实验装置可能出现的问题是: 装置漏气 。
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 取下左侧橡皮管,重新组装 ,使U
形管左右两侧的水面相平。
(3)比较图中的乙和丙图,可以得到:液体的压强与 深度 有关。
(4)比较图中 丙、丁 两图,可以得液体的压强与液体密度有关。
【分析】(1)若按压橡皮膜,U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气,若不能灵活升降,说明装置漏气;
(2)U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;当使用前发现U形管内水面已有高度差,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;
(3)(4)液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。
【解答】解:(1)若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,就会有漏气现象,因此U形管两边液柱变化不明显或不发生变化,是气密性不良;
(2)调节压强计时,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,只需要将软管取下,再重新安装,这样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;
(3)比较乙图、丙图,在相同液体中的不同深度处,U形管两侧的液面高度差不相等,液体的压强不同,可得出液体的压强与液体的深度有关;
(4)研究液体的压强与液体密度的关系,要控制液体的深度相同,故比较图中丙、丁两图,可以得出液体的压强与液体密度有关。
故答案为:(1)装置漏气; (2)取下左侧橡皮管,重新组装; (3)深度;(4)丙、丁。
【点评】本题探究影响液体内部压强大小的因素,考查注意事项、液体压强特点和控制变量法和转换法的运用,是一道综合题。
18.(8分)在“探究影响动能大小的因素”实验中,如图甲、乙、丙所示,让质量为m、2m的两个钢球分别从斜面上由静止滚下,钢球撞击放在水平木板上的木块,使木块滑动,虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。
(1)实验通过观察 木块滑动距离 来比较动能的大小,这种物理方法叫做 转换法 。
(2)比较甲、丙两图进行的实验,探究的是动能与 质量 的关系,得出的结论是 当速度相等时,物体质量越大,动能越大 ,由此联想到高速公路限速牌上标明“120”和“100”的字样, 大客车 (选填“大客车”或“小轿车”)的限速应该是“100km/h”。
(3)如果斜面和水平面绝对光滑, 不能 (选填“能”或“不能”)达到实验探究的目的。
(4)小磊在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丁所示,利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放,撞击同一木块。该实验方案是否可行?答: 不行 。理由是: 没有控制铁球速度相同 。
【分析】(1)根据转换法,实验通过观察木块滑动距离来比较动能的大小;
(2)根据速度相同时,质量越大,动能越大,越不容易刹车分析;
(3)根据牛顿第一定律分析;
(4)结合控制变量法的要求,看是否合理的控制了相关变量,并改变了要研究的变量,这样才能知道是否符合实验要求;
【解答】解:(1)实验通过观察木块滑动距离来比较动能的大小,这种物理方法叫做转换法;
(2)比较甲、丙两图进行的实验知,小球从斜面下滑的高度相同,到达水平面的速度相同,而小球的质量不同,故探究的是动能与质量的关系,丙中小球的质量大,木块滑动距离远,故得出的结论是:当速度相等时,物体质量越大,动能越大;
因速度相同时,质量越大,动能越大,克服摩擦力做功的越多,越不容易刹车,因大客车的质量更大,故限制的速度要越小,大客车的限速应该是100km/h;
(3)如果斜面和水平面绝对光滑,根据牛顿第一定律,小于在水平面上做匀速直线运动,不能达到实验探究的目的;
(4)观察图丁的装置可知,若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧势能相同,转化出的动能相同,因两球质量不同,故撞击木块的速度不同,故不可行,原因是没有控制铁球速度相同。
故答案为:
(1)木块滑动距离;转换法;(2)质量;当速度相等时,物体质量越大,动能越大;大客车;
(3)不能;(4)不行;没有控制铁球速度相同。。
【点评】本题探究探究影响动能大小的因素滑,考查转换法及控制变量法的运用和对实验方案的评估,体现了对过程和方法的考查。
19.(6分)小明同学按如图所示的操作探究影响浮力大小的因素。
(1)物体所受的重力是 4 N;
(2)物块完全浸没在水中时的浮力是 1 N;
(3)分析ABC三图的实验数据可知:物体所受的浮力大小与 排开液体的体积 有关;
(4)分析ADE三图的实验数据可知:物体所受的浮力大小与 液体的密度 有关;
(5)分析 ACD 三图的实验数据可知:物体所受的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(6)通过本次实验,可以算出酒精的密度是 0.8×103 kg/m3。
【分析】(1)测力计可以直接测出物体的重力;
(2)根据F浮=G﹣F求浮力大小;
(3)(4)影响浮力的因素是液体的密度和排开液体的体积,根据控制变量法分析解答,得出结论;
(5)研究液体中的物体所受浮力的大小与液体的深度的关系时,要控制物体排开液体的体积和密度都相同。
(6)根据物体在水中的浮力,利用公式F浮=ρgV排,可计算物体的体积;再根据在酒精中的浮力,利用公式可计算酒精的密度。
【解答】解:
(1)测力计拉着物体静止在空气中的示数为物体的重力,即G=4N;
(2)由图A、C可知,物体浸没在水中时受到的浮力:F水=G﹣F=4N﹣3N=1N;
(3)分析ABC三图的实验数据可知液体的密度相同,排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,浮力不同,所以可以得出物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(4)分析ADE三图的实验数据可知排开液体的体积相同,液体的密度不相同,弹簧测力计的示数不同,浮力不同,所以可以得出物体所受的浮力大小与液体的密度有关;
(5)探究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系时,应控制深度不同,故选A、C、D图进行比较;
(6)由F浮=ρgV排得,物体排开水的体积:
V排===1×10﹣4m3,
物体浸没在酒精中所受的浮力:F浮′=G﹣F′=4N﹣3.2N=0.8N,
由D、E两图可知,物体排开酒精的体积等于排开水的体积,
由F浮=ρgV排得,酒精的密度:
ρ酒精===0.8×103kg/m3。
故答案为:(1)4;(2)1;(3)排开液体的体积;(4)液体的密度;(5)ACD;(6)0.8×103。
【点评】本题探究影响浮力大小的因素,重点考查了控制变量法在实际的中具体运用,对常见的错误认识做了澄清。难点是酒精密度的计算,用到了浮力的公式及密度的公式。
五、综合应用题(每题9分,共18分)
20.如图所示,一杯茶放置在水平桌面上,空杯的质量为0.04kg,其底面积为10cm2,茶水的质量为0.16kg,茶水的深度为10cm(茶水密度约为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,杯壁厚度不计)。求:
(1)茶水对杯底的压力?
(2)茶杯对水平桌面的压强?
【分析】(1)由图可知杯内茶水的深度,根据p=ρgh求出茶水对杯底的压强;利用F=pS求出茶水对杯底的压力;
(2)茶杯对水平桌面的压力等于杯和茶水的总重力,根据p=求出杯对水平桌面的压强。
【解答】解:(1)茶水的深度h=10cm=0.1m,
茶水对杯底的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
茶杯底面积为S=10cm2=1×10﹣3m2,
茶水对杯底的压力:F=pS=1000Pa×1×10﹣3m2=1N;
(2)茶杯和茶水的总重力:G总=m总g=(0.04kg+0.16kg)×10N/kg=2N,
茶杯对水平桌面的压力:F′=G总=2N,
茶杯对水平桌面的压强:p′===2000Pa。
答:(1)茶水对杯底的压力为1N;
(2)茶杯对水平桌面的压强为2000Pa。
【点评】本题考查了学生对压强定义式和液体压强公式的掌握和运用,综合性强,难度适中。
21.某型号汽车发动机的额定功率为6×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N.在额定功率下,当汽车匀速行驶时,求:
(1)发动机所提供的牵引力大小;
(2)行驶速度的大小;
(3)行驶5min牵引力所做的功。
【分析】(1)物体做匀速直线运动时,处于平衡状态,受到平衡力的作用,根据平衡力的大小相等、方向相反即可得出牵引力的大小;
(2)已知的条件有:牵引力的大小以及发动机的额定功率,求速度可由功率的推导式:P===Fv得出;
(3)已知额定功率以及工作时间5min,直接由W=Pt可求得牵引力所做的功。
【解答】解:(1)因为汽车匀速行驶,受平衡力作用;由二力平衡知识得,F=f=1800N;
(2)由P=Fv得:v==≈33.3m/s;
(3)t=5min=300s,
W=Pt=6×104W×300s=1.8×107J。
答:发动机所提供的牵引力为1800N,行驶速度为33.3m/s,行驶5min牵引力所做的功是1.8×107J。
【点评】(1)注意匀速直线运动的物体或静止的物体受力平衡;
(2)会联想到与速度有关的公式,即:P=FV;
(3)会熟练应用功的计算公式。