山东省青岛市第二十六中学2022-2023八年级下学期期中物理试题

山东省青岛市第二十六中学2022-2023学年八年级下学期期中物理试题
一、单项选择题(满分20分,共10题,每题2分。每题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1.感受身边的物理,下列物品重力最接近2N的可能是(  )
A.一个苹果 B.一辆自行车
C.一枚硬币 D.一桶5L的崂矿水
2.下列事例中利用大气压强的是(  )
A.用注射器将药液推到病人肌肉里
B.用吸管喝饮料
C.飞机获得升力
D.地漏存水杯防异味
3.下列事例中,关于力的作用效果与其它三个不同的是(  )
A.两块磁体在排斥力的作用下相互远离
B.网球在网球拍的击打下形状发生改变
C.静止的汽车在牵引力作用下行驶起来
D.水在重力的作用下由高处向低处流
4.下列各图中可以增大摩擦的是(  )
A.轴承中装滚珠
B.雪天轮胎绕链条
C.自行车加润滑油
D.磁浮列车车身悬浮
5.生活中的很多小设计可以改变压强,从而达到给人们生活带来便利的目的,以下事例中,可以增大压强的是(  )
A.书包带很宽
B.挖土机装有履带
C.破窗锤很尖
D.铁轨铺在枕木上
6.连通器在日常生活和生产中有着广泛的应用,如图所示事例中不是连通器的是(  )
A.三峡船闸
B.锅炉水位计
C.洗手盆反水弯
D.活塞式抽水机
7.如图所示花瓶静止在水平桌面上,下列哪对力属于平衡力(  )
A.花瓶受到的重力与花瓶对桌面的压力
B.桌子的重力与桌面对花瓶的支持力
C.花瓶对桌面的压力与桌面对花瓶的支持力
D.花瓶受到的重力与桌面对花瓶的支持力
8.(2018八下·长春期中)利用铅垂线和三角尺判断桌面是否水平,如图所示的做法中正确的是(  )
A. B.
C. D.
9.(2022·连云港)关于力和运动,下列说法正确的是(  )
A.物体受到力的作用时运动状态一定改变
B.在平衡力作用下物体一定处于静止状态
C.手拉长橡皮筋,说明力可以使物体发生形变
D.绕操场匀速转动的玩具电动车处于平衡状态
10.大国重器“奋斗者”号,凝聚中国智慧。2020年11月10日,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,下潜深度达到10909米,刷新我国载人深潜新纪录(忽略阻力)。下列说法正确的是(  )
A.“奋斗者”号上的小窗在下潜过程中所受海水压力增大
B.“奋斗者”号匀速下潜过程中受到的重力大于浮力
C.“奋斗者”号在海下下潜过程中浮力随深度增加而增大
D.“奋斗者”号随着下潜深度的增加,所受到的压强先变大后变小
二、多项选择题(满分15分,共5题。每题给出的四个选项中,均有2~3个选项符合题目要求,全选对得3分,漏选得2分,错选或不选得0分)
11.物理图象可以用来直观且定量地描述物理概念和物理规律,如图所示的图象,可以表示两个物理量之间关系的有(  )
A.物体的重力与质量的关系
B.在弹性限度内,弹簧受到的拉力与弹簧长度之间的关系
C.某种液体压强与液体深度的关系
D.在受力面积一定时,物体受到压强与压力的关系
12.滑雪运动包含了很多科学知识,如图是小明正在滑雪的场景,下列说法正确的是(  )
A.滑雪板的表面非常光滑,压力一定时可以减小与雪地间的摩擦力
B.滑雪板宽而长,增大了雪地的受力面积,可以减小对雪地的压力
C.小明用滑雪杆撑地加速滑行,说明力是改变物体运动状态的原因
D.小明从坡顶向下滑行过程中,速度越来越快,惯性越来越大
13.如图所示,小车处在水平桌面上,用轻绳跨过定滑轮与钩码相连,在水平向左的拉力F作用下,沿桌面做匀速直线运动。若突然剪断轻绳,则下列说法正确的是(  )
A.小车受力不再平衡 B.小车将向左加速运动
C.钩码将立即加速下落 D.钩码将先向上,后向下运动
14.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,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.液体的密度:ρ甲>ρ乙
B.容器对桌面的压力:F甲=F乙
C.容器对桌面的压强:p甲′<p乙
D.液体对容器底部的压强:p甲=p乙
15.如图所示,一个鱼缸质量是1.3kg,底面积是2×10﹣2m2,放在水平桌面中央,内盛有质量是2.5kg,深0.1m的水。现将一物体挂在弹簧测力计上,测力计示数为5N。将物体浸入水中某一位置保持静止,水未溢出,测力计示数变为3N。下列说法正确的是(  )(忽略液面变化)
A.物体所受浮力3N
B.水对鱼缸底部的压强1.25×103Pa
C.鱼缸的水对鱼缸底部的压力20N
D.鱼缸对桌面的压强2×103Pa
三、解析与作图题(满分12分,共4题)
16. 2022女足亚洲杯赛,中国姑娘各种超燃进球绝杀对手,最终赢得亚洲杯冠军。球场上,队员踢出漂亮的“香蕉球”是利用了    原理,用头将侧面飞来的传中球顶进球门,同时头感觉微疼,说明物体间力的作用是    。如图,请画出在空中飞行的足球所受重力的示意图   。
17.如图甲所示为小明用玻璃瓶和玻璃管自制的气压计,将此气压计从教学楼顶层移到地面,玻璃管中水柱的高度将    (选填“下降”或“上升”);乙图装置水银柱高度为750mm,则实验地气压可能比标准大气压    (选填“高”或“低”);若将管子倾斜如图丙所示,管内水银柱高度将    (选填“升高”、“降低”或“不变”)。
18.如图,一个用细线拴住的乒乓球在水中保持静止,通过细线状态可知浮力方向    ,画出乒乓球受力的示意图。
19.物体A处于静止状态,如图,请在图中画出A的受力示意图。
四、实验探究题(本题满分32分,共6题)
20.探究影响压力作用效果的因素。
(1)如图甲、乙、丙,小明同学通过观察    来比较压力的作用效果。
(2)分析比较甲、乙两图中的实验现象,可以得到的结论:   。
(3)小明采用如图丁方法挤压在两手指间的铅笔来进行实验,能验证压力作用效果是否与    有关。
(4)图丙中,砝码和小桌的质量分别为200g和100g,砝码的底面积和小桌桌面的面积分别为4cm2和30cm2,则砝码对小桌的压强与小桌对海绵的压强之比为    。
21.探究影响滑动摩擦力大小的因素。
如图1中甲、乙、丙图所示,将木块平放在长木板上,乙图长木板上铺毛巾,丙图木块上加砝码,缓缓地匀速拉动木块,保持弹簧测力计示数稳定,并记录其示数。
(1)由图1中    两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)通过甲、乙两图实验得到的结论是    。这个结论可以用在生活中,如:   (列举一例);
(3)若小明利用图乙装置,用不同的力拉动木块时,拉力随时间变化的图象和木块的速度随时间变化的图象如图2所示,则木块在0~2s时的摩擦力为    N,4~8s时的摩擦力为    N,木块在2~4s、4~8s和8~10s这三个时间段内所受摩擦力大小    (选填“相同”或“不同”)。
(4)请在丙图中画出,弹簧测力计匀速拉动木块前进时,砝码的受力示意图。
22.如图所示,在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,将棉布铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车滑行的距离;去掉木板上的棉布,再次让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车滑行的距离。
⑴实验中两次均让小车从斜面顶端由静止滑下,目的是使小车两次在水平面上开始滑行时速度相等。
⑵由实验可以看出,去掉木板上的棉布,运动的小车所受的阻力    ,向前滑行的距离变    。
⑶伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果物体在运动时不受阻力,它将做    。
⑷牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出了著名的牛顿第一定律。它告诉我们:一切物体都有保持原来运动状态    的性质,即物体的运动    (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
23.探究二力平衡的条件
(1)用图甲所示方案实验时,发现木块也能静止,说明二力平衡时两个力大小不需要相等,这个结论是    (选填“正确”或错误)的,原因是方案受    (选填“重力”或“摩擦力”)的影响较大。
(2)经过探究,小明又提出了如图乙的方案,小丽实际操作后,发现这个方案中由于木块    (选填“重力”或“摩擦力”)的原因,也没能顺利完成实验。
(3)小组合作之后,他们制定出了如图丙所示的实验方案,将木块换成了轻质硬纸片,使用该装置可以轻松解决图乙方案中的问题。若用剪刀将平衡状态下的纸片剪开,发现纸片两侧的钩码都各自掉落下去,这说明二力平衡还需要满足“   ”这一条件。
(4)在实验后小组同学对图丙方案进行了进一步的分析和讨论,对实验探究不会造成影响的是 ____
A.两侧所挂通规格的钩码质量不完全相等
B.滑轮和轴的摩擦太大
C.两侧滑轮的高度不一致(不计摩擦)
24.探究液体内部压强的特点。
(1)如图甲,使用压强计前应检查其气密性,如果按压压强计探头的橡皮膜,U形管两侧液面出现高度差,松手后仍有高度差,则压强计是    (选填“漏气”或“不漏气”)的;
(2)比较图中    两图可以得到实验结论:同种液体内部,深度越深,压强越大;
(3)丁图是另一种液体,比较图中    两图,可以得液体的压强与液体密度有关。丁图中液体密度ρ1   ρ水(选填“>”“<”或“=”);
(4)若发现,当探头在不同液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,下面改进不能使两侧液面高度差对比更加明显的是 ____。
A.将U形管换成更细的
B.U形管中换用密度更小的液体
C.烧杯中换密度差更大的液体
D.使探头在不同液体中均向下移动相同的距离
25.探究影响浮力大小的因素。
(1)物体全部浸没在酒精中时,受到的浮力是    N;
(2)由    两图可得出结论:物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(3)由C、D两图可得出结论:物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度    ;
(4)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的    有关;
五、计算题(满分16分,共2题)
26.如图是中国新一代主战坦克ZTZ﹣99,除改良装甲提升车体防护性能外,动力采用了国产WR703/150HB系列柴油机,最大输出功率1200马力,坦克战斗全重51t,两条履带与地面的接触面积共4m2,该坦克正常工况行驶过程中受到阻力为车重的0.1倍。求:
(1)坦克正常工况匀速行驶过程中发动机的牵引力大小;
(2)该坦克在水平路面行驶时,对地面的压强。
27.高压锅是生活中一种密闭的加热容器,锅盖中央有一出气孔,孔上盖有限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被顶起放出部分气体,实现了对锅内气压的控制。图示为某品牌高压锅的实物和结构示意图。求:
(1)某次煮饭时,锅内加水深12cm,求水对锅底的压强;
(2)已知高压锅的限压出气孔的横截面积为18mm2,设计锅内最大气压为1.5×105Pa,试估算限压阀的质量应为多大?(1标准大气压P0=1.0×105Pa)
六、阅读题(满分5分,共1题)
28.阅读下面材料,回答问题。
登陆火星
2021年5月15日,我国发射的“祝融号”火星车登陆火星表面。登陆一颗陌生的星球,大体分为“绕”、“着”、“巡”三步。“绕”:探测器经过漫长的旅程,实现对登陆星球的环绕飞行。“着”:探测器着陆星球表面的过程。“巡”:探测器到达星球表面后,放出巡视车,完成对星球表面的拍摄及土壤分析等工作。其中最困难的一步就是“着”。这个过程中要使探测器的速度在短短的几分钟内降至零,通常要先后经历“气动减速”、“降落伞减速”、“动力减速”三个阶段。火星是太阳系中与地球最相似的行星,表面有大气层,温度适宜,火星表面引力为地球表面引力的38%。
(1)探测器环绕火星运动的轨道是一个椭圆,如图所示,此时探测器处于    状态(选填“平衡”或“不平衡”)。
(2)若着陆过程中只利用火星大气的阻力对探测器进行气动减速,探测器受到的大气阻力大小随探测器速度的增大而增大,探测器沿直线下落,且它距离火星表面足够高,可以推断:火星探测器着陆火星前的运动状态一定是 ____。
A.加速运动 B.减速运动
C.先加速运动,后减速运动 D.先加速运动,后匀速运动
(3)利用降落伞减速时,若开伞的瞬间,探测器受到的向上的力大于它的重力,可以推断:开伞的瞬间探测器会    (选填“向上”或“向下”)运动。
(4)“祝融号”火星车的太阳能电池板表面有一层钛、硅材料微结构膜,这层膜表面的微观结构与莲叶表面的结构类似,能够令火星的沙尘与太阳能电池板表面之间存在一层空气,可以极大减小火星尘埃与太阳能电池板表面的摩擦力,从而大大减少火星沙尘附着的可能性。请列举一个与上述减小摩擦力方法相同的实例:   。
(5)小明在地球上最多可以举起质量为38kg的杠铃,可以推断:若在火星表面,他最多可以举起    kg的杠铃。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】质量及其特性;重力及其大小的计算
【解析】【解答】A、一个苹果质量大约200g,根据重力公式G=mg,可知其重力大约2N,故A正确;
B、一辆自行车大约20kg,根据重力公式G=mg,可知其重力大约200N,故B错误;
C、一枚硬币大约6g,根据重力公式G=mg,可知其重力大约0.06N,故C错误;
D、 一桶5L的崂矿水,根据密度的变形公式m=ρV,可知质量约为5kg;根据重力公式G=mg,可知其重力大约50N,故D错误;
故答案为:A。
【分析】先估算物体的质量,再根据重力公式转化为物体的重力,以此判断是否符合题意。
2.【答案】B
【知识点】增大压强的方法及其应用;连通器原理;大气压强的存在;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A、用注射器将药液推到病人肌肉里,是通过人的推力,故A不符合题意;
B、用吸管吸饮料是利用的大气压强大于吸管内空气的气压,饮料从而被大气压强压入管中,故B符合题意;
C、飞机获得升力是利用的流体速度越快,压强越小,故C不符合题意;
D、地漏存水杯防异味利用了连通器原理,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】吸管吸饮料是利用大气压强的典型应用。
3.【答案】B
【知识点】力的作用效果
【解析】【解答】A、两块磁体在排斥力的作用下相互远离,说明力可以改变物体的运动状态;
B、网球在网球拍的击打下形状发生改变,说明力可以改变物体的形状,使物体发生形变;
C、静止的汽车在牵引力作用下行驶起来,说明力可以改变物体的运动状态;
D、水在重力的作用下由高处向低处流,说明力可以改变物体的运动状态;
综上,ACD中力的作用效果是改变物体的运动状态,B中力的作用效果是改变物体的形状。
故答案为B。
【分析】依次判断各场景中力是改变了物体的形状,还是改变了物体的运动状态。
4.【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、 轴承中装滚珠,是通过变滑动为滚动,从而减小摩擦,故A错误;
B、雪天轮胎绕链条,是通过增加接触面的粗糙程度,从而增大摩擦,故B正确;
C、自行车加润滑油,是通过减小接触面的粗糙程度,从而减小摩擦,故C错误;
D、磁浮列车车身悬浮,是通过将车身与轨道不再接触,从而减小摩擦,故D错误;
故答案为:B。
【分析】增大摩擦力的方法:只增大压力;只减小接触面的粗糙程度;增大压力的同时,减小接触面的粗糙程度。减小摩擦力的方法:只减小压力;只增大接触面的粗糙程度;减小压力的同时,增大接触面的粗糙程度;变滑动为滚动。
5.【答案】C
【知识点】增大压强的方法及其应用;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】A、书包带很宽,是通过增大受力面积,来减小压强,故A错误;
B、挖土机装有履带,是通过增大受力面积,来减小压强,故B错误;
C、破窗锤很尖,是通过减小受力面积,来增大压强,故C正确;
D、铁轨铺在枕木上,是通过增大受力面积,来减小压强,故D错误;
故答案为:C。
【分析】增大压强的方法:只增大压力;只减小受力面积;增大压力的同时,减小受力面积。
6.【答案】D
【知识点】连通器原理;气压计和抽水机
【解析】【解答】 三峡船闸、锅炉水位计 、洗手盆反水弯都是上端开口,下端连通,利用了连通器原理;活塞式抽水机是利用了大气压;故ABC不符合题意,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】上端开口、下端连通的容器是连通器;三峡船闸、锅炉水位计 、洗手盆反水弯是连通器原理的典型应用。
7.【答案】D
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】A、花瓶对桌面的压力是由于花瓶受到的重力导致的,二力的受力物体分别是桌面、花瓶,二力作用在不同物体上,不是平衡力,故A错误;
B、桌子的重力与桌面对花瓶的支持力,受力物体分别是桌面、花瓶,二力作用在不同物体上,不是平衡力,故B错误;
C、花瓶对桌面的压力与桌面对花瓶的支持力是一对相互作用力,不是平衡力,故C错误;
D、花瓶受到的重力与桌面对花瓶的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故D正确;
故答案为:D。
【分析】是否是平衡力,需满足四个条件:“等大、反向、共线、同物”。
8.【答案】C
【知识点】重力的方向
【解析】【解答】三角尺有两个直角边,把三角尺竖直放置,一个直角边放在桌面上,另一个直角边放上重锤线,因为重力的方向是竖直向下的,如果重锤线与直角边是平行的,则表明桌面是水平的,C符合题意;而ABD都无法判定桌面是否水平。
故答案为:C。
【分析】重力的方向是竖直向下的.
9.【答案】C
【知识点】力的作用效果;物体运动状态的变化;惯性及其现象;平衡状态的判断
【解析】【解答】A.当物体受到非平衡力时,运动状态一定改变;当物体受到平衡力时,物体处于平衡状态,运动状态不变,A不符合题意;
B.当物体受到平衡力时,物体处于平衡状态,物体将处于静止或者保持匀速直线运动状态,B不符合题意;
C.手拉长橡皮筋,橡皮筋长度被拉长,说明力可以使物体发生形变,C符合题意;
D.绕操场匀速转动的玩具电动车,虽然速度大小不变,但运动方向发生了改变,物体的运动状态发生了改变,故电动车不处于平衡状态,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】力可以改变物体的运动状态,可以改变物体的形状;静止状态和匀速直线运动状态是平衡状态。
10.【答案】A
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的特点;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】AD、根据液体压强公式p=ρgh可知,“奋斗者”号在下潜过程中,深度越深,海水压强越大;根据压强公式可知,海水压强越大,小窗所受海水的压力越大,故A正确、D错误;
B、“奋斗者”号匀速下潜,所以受力平衡;并且“奋斗者”只受到重力和浮力,所以二力是一对平衡力,大小相等,故B错误;
C、根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,“奋斗者”号在下潜过程中,排开液体的体积不变,所受浮力不变,故C错误;
故答案为:A。
【分析】同种液体中,深度越深,液体压强越大;根据物体浮沉条件,根据物体在液体中的状态,可判断物体重力与浮力的大小关系;同种液体中,排开液体的体积越大,浮力越大,浮力与深度无关。
11.【答案】A,C,D
【知识点】弹簧测力计及其使用;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A、图像所表示的两个物理量之间是正比关系;物体的重力与质量成正比,故A正确;
B、在弹性限度内,弹簧受到的拉力与弹簧的形变量成正比,而非弹簧长度,故B错误;
C、某种液体压强与液体深度是正比关系,与图像符合,故C正确;
D、在受力面积一定时,物体受到的压强与压力是正比关系,与图像符合,故D正确;
故答案为:ACD。
【分析】图像表示两个物理量之间是正比关系,判断各选项中两物理量是否是正比关系,据此选择。
12.【答案】A,C
【知识点】力的作用效果;惯性及其现象;增大或减小摩擦的方法;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】A、滑雪板表面非常光滑,说明接触面粗糙程度很小,所以压力一定时,减小了滑雪板与雪地间的滑动摩擦力,故A正确;
B、 滑雪板宽而长,增大了雪地的受力面积,可以减小对雪地的压强,而非压力,故B错误;
C、小明用滑雪杆撑地加速滑行,力可以改变物体的运动状态,故C正确;
D、惯性只与质量有关,所以小明从坡顶向下滑行过程中,虽然速度越来越快,但质量没有发生变化,惯性就不会变,故D错误;
故答案为:AC。
【分析】压力一定时,接触面粗糙程度越小,滑动摩擦力越小;只增大受力面积,可以减小压强;力可以改变物体的运动状态;惯性只与质量有关。
13.【答案】A,B,D
【知识点】惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断;力与运动的关系
【解析】【解答】A、剪断轻绳前,小车在水平向左的拉力F作用下,沿桌面做匀速直线运动,所以水平方向上受三力平衡,即有F=f+F绳;突然剪断轻绳,F绳=0N,所以F>f,小车受力不平衡,故A正确;
B、突然剪断轻绳,F>f,小车将向左加速运动,故B正确;
CD、突然剪断轻绳的瞬间,由于惯性,钩码速度竖直向上,此时钩码只受自身重力作用,所以将先向上运动,再向下运动,故C错误、D正确;
故答案为:ABD。
【分析】对小车、钩码做受力分析,据此判断运动情况。
14.【答案】A,B
【知识点】密度公式及其应用;压力及重力与压力的区别;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A、甲、乙容器中的液体深度相同、质量相等,由图可知液体体积V甲<V乙,根据密度公式,可得ρ甲>ρ乙,故A正确;
B、甲、乙容器质量相等,容器中液体质量相等,根据G=mg,可知G甲总=G乙总,所以容器对桌面的压力相等,即F甲=F乙,故B正确;
C、由于F甲=F乙,甲、乙容器底面积相等,所以根据压强的定义式可知,容器对桌面的压强相等,即p甲=p乙,故C错误;
D、由于ρ甲>ρ乙,根据液体压强公式p=ρgh,求得p甲>p乙,故D错误;
故答案为:AB。
【分析】已知两种液体质量关系、体积的关系,根据密度公式,可判断密度的大小关系;桌面之所以受到压力,就是由于容器和溶液受重力导致,物重大小即为对桌面的压力大小;已知两物体对桌面的压力大小关系、桌面的受力面积关系,根据压强的定义式,可判断容器对桌面的压强的大小关系;已知两种液体密度关系,根据液体压强公式,可判断液体对容器底部压强的大小关系。
15.【答案】C,D
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】A、物体挂在弹簧测力计上,测力计示数为5N,所以为体重力G=5N;将物体浸入水中某一位置保持静止,测力计示数变为3N,此时物体受力平衡,有F浮=G-F示=5N-3N=2N,故A错误;
B、水中放入物体前,水深0.1m,根据液体压强公式,可求水对鱼缸底部的压强p=ρgh=103kg/m3×10N/kg×0.1m=103Pa,忽略页面变化,所以放入物体后,水对鱼缸底部的压强仍为p=103Pa,故B错误;
C、鱼缸底面积是2×10﹣2m2,水对鱼缸底部的压强p=103Pa,根据压强公式,可求水对鱼缸底部的压力F=pS=103Pa×2×10﹣2m2=20N,故C正确;
D、鱼缸和水的总重力G总=(m+m水)g=(1.3kg+2.5kg)×10N/kg=38N;物体所受浮力为F浮=2N,根据力的作用是相互的,可知鱼缸和水的整体受到物体的压力F压=F浮=2N;鱼缸对桌面的压力为F'=G总+F压=38N+2N=40N;则根据压强公式,可求鱼缸对桌面的压强,故D正确;
故答案为:CD。
【分析】称重法可测浮力大小;已知水深,根据液体压强公式,可求水对鱼缸底部的压强;已知水对鱼缸底部的压强和鱼缸底部的面积,根据压强公式,可求水对鱼缸底部的压力;根据鱼缸对桌面的压力的形成过程,可求压力大小,再根据压强公式,可求鱼缸对桌面的压强。
16.【答案】流体压强与流速的关系;相互的;
【知识点】力作用的相互性;重力示意图;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】足球在旋转过程中,一侧的空气流速比另一侧快,则该侧的大气压强小于另一侧的大气压强,所以队员踢出漂亮的“香蕉球”是利用了流体压强与流速的关系;用头将球顶进球门,同时头感觉微疼,说明物体间力的作用是相互的;足球所受重力的方向竖直向下,作用点在球的重心,如图所示。
【分析】流体速度越大,流体压强越小;力的作用是相互的;所有物体的重力方向都竖直向下,作用点都在物体的重心。
17.【答案】下降;低;不变
【知识点】大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系
【解析】【解答】甲图中的气压计从教学楼顶层移到地面,海拔降低,大气压强增大,大于瓶内气体的气压,所以玻璃管中水柱的高度将下降;标准大气压下,水银柱的高度为720mm,若水银柱高度为750mm,说明实验地气压可能比标准大气压低;水银柱高度只取决于大气压的大小,所以将管子倾斜,管内水银柱高度不变。
【分析】海拔越高,大气压强越小;标准大气压下的水银柱高度为720mm;水银柱高度只取决于大气压的大小,与是否倾斜管子、管子的粗细、是否上提或下压管子,都没有关系。
18.【答案】
【知识点】重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】图中细线绷直,说明细线对乒乓球有竖直向下的拉力,乒乓球在水中静止,处于平衡状态,受平衡力的作用,则F浮=F+G,所以浮力方向竖直向上;乒乓球受到绳子竖直向下的拉力F、竖直向下的重力G、竖直向上的浮力F浮,作用点都画在重心,所以乒乓球受力如图所示。
【分析】细线绷直,说明细线对乒乓球有竖直向下的拉力;乒乓球在水中静止,处于平衡状态,受平衡力的作用,则F浮=F+G;作图时注意F、G的合力要与F浮等长。
19.【答案】
【知识点】弹力;重力示意图;摩擦力的示意图
【解析】【解答】物体A在斜面上处于静止状态,所以受力平衡,除了受自身竖直向下的重力、斜面对它的垂直于斜面向上的支持力,还有会收到斜面对它沿斜面向上的静摩擦力,A的受力如图所示。
【分析】根据物体运动状态,可判断物体是否受摩擦力。
20.【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显
(3)受力面积
(4)5:1
【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)“探究影响压力作用效果的因素”实验中压力的作用效果是通过海绵的凹陷程度体现出来的,这是转换法的典型应用;
(2)乙图相较于甲图,受力面积相同,压力更大,海绵的凹陷程度更大,所以可得结论:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)挤压两手指间的铅笔,两手指受到的压力相同,受力面积不同,所以可以验证压力作用效果是否与受力面积有关;
(4)砝码质量为200g,砝码的底面积为4cm2,根据压强的定义式,可知砝码对小桌的压强;小桌质量为100g,小桌的桌面面积为30cm2,根据压强的定义式,可知小桌对海绵的压强;所以砝码对小桌的压强与小桌对海绵的压强之比为p1:p2=5×103Pa :103Pa=5:1。
【分析】“探究影响压力作用效果的因素”实验中压力的作用效果是通过海绵的凹陷程度体现出来的,这是转换法的典型应用;压力作用效果受多个因素影响,只改变其中一个因素,可判断该因素对压力作用效果的影响;小桌对海绵的压力是小桌和砝码所受重力导致的。
21.【答案】(1)甲、丙
(2)在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;鞋底表面有凹凸不平的花纹
(3)2;4;相同
(4)
【知识点】重力示意图;二力平衡的条件及其应用;摩擦力的大小;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)丙相较于甲,木块上多加了一个钩码,说明丙中的压力更大;平面同是木板,说明接触面粗糙程度一样;所以由甲、丙两图可知,当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)甲、乙图中木块对平面的压力相同;甲平面为木板,乙平面为毛巾,说明乙的接触面粗糙更加粗糙;所以通过甲、乙两图实验得到的结论是在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。鞋底表面有凹凸不平的花纹就是通过增加接触面的粗糙程度来增大滑动摩擦力。
(3)由v-t图知,木块在0~2s速度为零,所以静止不动,处于平衡状态;由F-t图知,拉力大小为2N,所以根据二力平衡,求得摩擦力f静=F1=2N;由v-t图知,木块在4~8s的速度为8m/s,所以做匀速直线运动,处于平衡状态;由F-t图知,拉力大小为4N,所以根据二力平衡,求得摩擦力f动=F2=4N;由v-t图知,木块在2~4s、4~8s和8~10s这三个时间段内速度都不为零,说明平面对其有滑动摩擦力,滑动摩擦力与接触面粗糙程度和压力有关,与速度无关,所以三个时间段内所受摩擦力大小相同,都是4N。
(4)木块被弹簧测力计匀速拉动,所以砝码也匀速运动,受力平衡;竖直方向上受到木块对它竖直向上的支持力、自身的竖直向下的重力,二力平衡,如图所示;水平方向上只可能受到木块对它的摩擦力,如有,则砝码不会受力平横,所以摩擦力不存在。
【分析】 滑动摩擦力有多个影响因素,在探究其受某个因素影响时,要控制其它因素不变,只改变该因素,这是控制变量法的具体应用;摩擦力只能用受力平衡计算,其中滑动摩擦力可在物体匀速时求得;受力分析的顺序:重力→弹力→摩擦力;摩擦力的分析可以根据物体运动状态进行判断。
22.【答案】变小;大;匀速直线运动;不变;不需要
【知识点】牛顿第一定律;阻力对物体运动影响的探究实验;力与运动的关系
【解析】【解答】(2)去掉木板上的棉布,水平面的更加光滑,运动的小车所受的阻力将变小,小车向前滑行的距离变大;
(3)由实验可知,正是由于阻力,小车才在水平面运动一段距离后在某一位置停下,所以可进一步推测:如果物体在运动时不受阻力,它将做匀速直线运动;
(4)牛顿第一定律:一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,即物体的运动不需要力来维持。
【分析】探究“阻力对物体运动的影响”实验思路:多次改变水平面的粗糙程度,即改变阻力大小,观察相应的车滑行的距离,总结出阻力对物体运动的影响,进一步合理推测出牛顿第一定律。
23.【答案】(1)错误;摩擦力
(2)重力
(3)同一物体
(4)C
【知识点】探究二力平衡的条件;摩擦力产生的条件
【解析】【解答】(1) 图甲中, 木块静止,受左边绳子的拉力等于一个钩码重力的大小,受右边绳子的拉力等于两个钩码重力的大小,此时会受到桌面对它的水平向左的静摩擦力,所以“二力平衡时两个力大小不需要相等”的结论是错误的;
(2)图乙中方案木块受重力作用,会影响实验的顺利进行;
(3)图丙中用剪刀将平衡状态下的纸片剪开,此时左右两边的绳子不在作用在同一纸片上,所以纸片两侧的钩码都各自掉落下去,能够说明二力平衡还需要满足“同一物体”;
(4)A、两侧所挂规格的钩码质量不完全相等,会使纸片左右两边所受拉力大小不相等,影响实验的探究,所以A不符合题意;
B、滑轮和轴的摩擦太大,会使纸片左右两边所受拉力不相等的情况下,依然静止不动,影响实验的探究,所以B不符合题意;
C、两侧滑轮的高度不一致,不会影响纸片左右两边所受拉力拉力的大小及方向,所以不会影响实验的探究,所以C符合题意;
综上所述,答案为C。
【分析】探究二力平衡的条件时,要排除桌面对物体的摩擦力的影响、物体重力的影响,来进行优化实验;剪开纸片后,拉力不作用在同一物体上,观察物体是否平衡;二力平衡的条件:“等大、反向、共线、同物”,进行实验时,要会将实验目的或结论与具体操作相匹配。
24.【答案】(1)不漏气
(2)乙、丙
(3)丙、丁;>
(4)A
【知识点】探究液体压强的特点实验;大气压强的存在
【解析】【解答】(1)按压压强计探头的橡皮膜,U形管两侧液面出现高度差,松手后仍有高度差,说明压强计气密性良好,不漏气;
(2)丙图中探头在水中比乙图中探头在水中更深,压强计U形管两侧液面高度差更大,能说明同种液体内部,深度越深,压强越大;
(3)丙图中探头在水中,丁图中探头在另一种液体中,深度一样,两者的压强计U形管两侧液面高度差不同,能说明液体的压强与液体密度有关;由于丁图中压强计U形管两侧液面高度差更大,即液体压强更大,所以该种液体的密度ρ1>ρ水;
(4)A、当探头在不同液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,可能是由于U形管过粗,可以将U形管适当换成更细的,故A正确;
B、U形管中换用密度更小的液体,不会影响U形管左右两侧液面的高度差,故B错误;
C、烧杯中换密度差更大的液体,会使U形管左右两侧液面的高度差变大,但仍不会解决“在不同液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显”的问题,故C错误;
D、使探头在不同液体中均向下移动相同的距离,会使U形管左右两侧液面的高度差变大,但不会改变“在不同液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比”,故D错误。
【分析】U形管两侧液面出现高度差,松手后仍有高度差,说明压强计气密性良好;液体内部的压强与液体密度和深度都有关系,进行实验时,要会将实验目的或结论与具体操作相匹配;U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,说的是“在不同液体中”,而不是“在一种液体中”,注意区分。
25.【答案】(1)0.8
(2)B、C
(3)有关
(4)密度
【知识点】浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)图A弹簧测力计示数为4N,所以物体重力为4N;图E中,物体完全浸没在酒精中,弹簧测力计示数为3.2N,所以物体所受浮力F浮=G-F酒=4N-3.2=0.8N;
(2)图B和图C比较,同一物体浸在水中的体积不同,说明排开水的体积不同;弹簧测力计示数不同,说明浮力不同;所以由B、C图,可得结论:物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(3)图C和图D比较,同一物体完全浸没在水中,深度不同;弹簧测力计示数相同,说明浮力相同;所以由C、D图,可得结论: 物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(4)图D和图E比较,同一物体分别浸没在水中、酒精中,说明液体密度不同;弹簧测力计示数不同,说明浮力不同;所以由D、E图,可得结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
【分析】称量法可测物体在液体中所受浮力大小;浮力大小受多个因素的影响,只改变其中一个因素,可探究该因素对浮力大小的影响。
26.【答案】(1)解:坦克的重力G=mg=51×1000kg×10N/kg=5.1×105N;
坦克正常工况匀速行驶过程中,处于平衡状态,发动机的牵引力大小F=f=0.1G=0.1×5.1×105N=5.1×104N;
答:坦克正常工况匀速行驶过程中发动机的牵引力大小为5.1×104N
(2)解:该坦克在水平路面行驶时,对地面的压力F压=G=5.1×105N;
对地面的压强。
答:该坦克在水平路面行驶时,对地面的压强为1.275×105Pa。
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)已知坦克战斗全重,根据重力公式G=mg,可求坦克的重力;根据坦克正常工况行驶过程中受到阻力与车重的关系,可求阻力大小;根据二力平衡,可得坦克正常工况匀速行驶过程中发动机的牵引力大小;
(2)已知坦克战斗全重,根据压力的形成过程,可知坦克对地面的压力大小;已知压力和受力面积,根据压强的定义式,可求坦克对地面的压强。
27.【答案】(1)解:水对锅底的压强:p1=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×12×10﹣2m=1200Pa;
答:水对锅底的压强为1200Pa
(2)解:由可知,锅内气体对高压锅的限压出气孔的压力:F=pS=1.5×105Pa×18×10﹣6m2=2.7N,
外界大气压对出气孔的压力:F0=p0S=1.0×105Pa×18×10﹣6m2=1.8N,
限压阀受到锅内气体对它向上的压力、外界大气压对它向下的压力和自身的重力作用,根据力的平衡条件可知,限压阀的重力:G=p﹣p0=2.7N﹣1.8N=0.9N,
根据G=mg可知,限压阀的质量:。
答:限压阀的质量应为0.09kg。
【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;液体压强的计算
【解析】【分析】(1)已知锅内水深,根据液体压强公式p=ρgh,可求水对锅底的压强;
(2)已知高压锅的限压出气孔的横截面积、锅内最大气压,根据压强的变形公式F=pS,可求锅内气体对高压锅的限压出气孔的压力;已知高压锅的限压出气孔的横截面积、外界大气压强,根据压强的变形公式F=pS,可求外界大气压对出气孔的压力;根据受力平衡,可求,限压阀的重力;最后根据重力公式,可求限压阀的质量。
28.【答案】(1)不平衡
(2)D
(3)向下
(4)气垫船
(5)100
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】(1)探测器环绕火星运动的轨道是一个椭圆,说明探测器的运动方向在变化,所以探测器处于不平衡状态;
(2)着陆过程,探测器只利用火星大气的阻力进行气动减速,初始阶段,重力大于阻力,所以探测器加速运动;由于探测器受到的大气阻力大小随探测器速度的增大而增大,所以阻力越来越大,当等于重力时,探测器受力平衡,将匀速运动,故ABC错误,D正确;
(3)若开伞的瞬间,探测器正在向下运动,由于惯性,即使探测器受到的向上的力大于它的重力,此时探测器仍会继续向下运动;
(4)太阳能电池板表面的钛、硅材料微结构膜,是通过减小接触面的粗糙程度的方式,来减小滑动摩擦力,气垫船就是用的这种方式;
(5)火星表面引力为地球表面引力的38%,所以若小明在地球上最多可以举起质量为的杠铃,在火星表面,他最多可以举起的杠铃质量为。
【分析】物体运动方向发生变化,就不处于平衡态;速度增加,则阻力增加,增加到等于重力时,探测器受力平衡;物体有保持原有运动状态不变的性质;压力一定时,可以通过减小接触面的粗糙程度的方式,来减小滑动摩擦力; 小明举杠铃克服的是杠铃的重力,根据火星表面引力与地球表面引力关系,可以判断小明举杠铃的质量关系。
山东省青岛市第二十六中学2022-2023学年八年级下学期期中物理试题
一、单项选择题(满分20分,共10题,每题2分。每题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1.感受身边的物理,下列物品重力最接近2N的可能是(  )
A.一个苹果 B.一辆自行车
C.一枚硬币 D.一桶5L的崂矿水
【答案】A
【知识点】质量及其特性;重力及其大小的计算
【解析】【解答】A、一个苹果质量大约200g,根据重力公式G=mg,可知其重力大约2N,故A正确;
B、一辆自行车大约20kg,根据重力公式G=mg,可知其重力大约200N,故B错误;
C、一枚硬币大约6g,根据重力公式G=mg,可知其重力大约0.06N,故C错误;
D、 一桶5L的崂矿水,根据密度的变形公式m=ρV,可知质量约为5kg;根据重力公式G=mg,可知其重力大约50N,故D错误;
故答案为:A。
【分析】先估算物体的质量,再根据重力公式转化为物体的重力,以此判断是否符合题意。
2.下列事例中利用大气压强的是(  )
A.用注射器将药液推到病人肌肉里
B.用吸管喝饮料
C.飞机获得升力
D.地漏存水杯防异味
【答案】B
【知识点】增大压强的方法及其应用;连通器原理;大气压强的存在;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A、用注射器将药液推到病人肌肉里,是通过人的推力,故A不符合题意;
B、用吸管吸饮料是利用的大气压强大于吸管内空气的气压,饮料从而被大气压强压入管中,故B符合题意;
C、飞机获得升力是利用的流体速度越快,压强越小,故C不符合题意;
D、地漏存水杯防异味利用了连通器原理,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】吸管吸饮料是利用大气压强的典型应用。
3.下列事例中,关于力的作用效果与其它三个不同的是(  )
A.两块磁体在排斥力的作用下相互远离
B.网球在网球拍的击打下形状发生改变
C.静止的汽车在牵引力作用下行驶起来
D.水在重力的作用下由高处向低处流
【答案】B
【知识点】力的作用效果
【解析】【解答】A、两块磁体在排斥力的作用下相互远离,说明力可以改变物体的运动状态;
B、网球在网球拍的击打下形状发生改变,说明力可以改变物体的形状,使物体发生形变;
C、静止的汽车在牵引力作用下行驶起来,说明力可以改变物体的运动状态;
D、水在重力的作用下由高处向低处流,说明力可以改变物体的运动状态;
综上,ACD中力的作用效果是改变物体的运动状态,B中力的作用效果是改变物体的形状。
故答案为B。
【分析】依次判断各场景中力是改变了物体的形状,还是改变了物体的运动状态。
4.下列各图中可以增大摩擦的是(  )
A.轴承中装滚珠
B.雪天轮胎绕链条
C.自行车加润滑油
D.磁浮列车车身悬浮
【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、 轴承中装滚珠,是通过变滑动为滚动,从而减小摩擦,故A错误;
B、雪天轮胎绕链条,是通过增加接触面的粗糙程度,从而增大摩擦,故B正确;
C、自行车加润滑油,是通过减小接触面的粗糙程度,从而减小摩擦,故C错误;
D、磁浮列车车身悬浮,是通过将车身与轨道不再接触,从而减小摩擦,故D错误;
故答案为:B。
【分析】增大摩擦力的方法:只增大压力;只减小接触面的粗糙程度;增大压力的同时,减小接触面的粗糙程度。减小摩擦力的方法:只减小压力;只增大接触面的粗糙程度;减小压力的同时,增大接触面的粗糙程度;变滑动为滚动。
5.生活中的很多小设计可以改变压强,从而达到给人们生活带来便利的目的,以下事例中,可以增大压强的是(  )
A.书包带很宽
B.挖土机装有履带
C.破窗锤很尖
D.铁轨铺在枕木上
【答案】C
【知识点】增大压强的方法及其应用;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】A、书包带很宽,是通过增大受力面积,来减小压强,故A错误;
B、挖土机装有履带,是通过增大受力面积,来减小压强,故B错误;
C、破窗锤很尖,是通过减小受力面积,来增大压强,故C正确;
D、铁轨铺在枕木上,是通过增大受力面积,来减小压强,故D错误;
故答案为:C。
【分析】增大压强的方法:只增大压力;只减小受力面积;增大压力的同时,减小受力面积。
6.连通器在日常生活和生产中有着广泛的应用,如图所示事例中不是连通器的是(  )
A.三峡船闸
B.锅炉水位计
C.洗手盆反水弯
D.活塞式抽水机
【答案】D
【知识点】连通器原理;气压计和抽水机
【解析】【解答】 三峡船闸、锅炉水位计 、洗手盆反水弯都是上端开口,下端连通,利用了连通器原理;活塞式抽水机是利用了大气压;故ABC不符合题意,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】上端开口、下端连通的容器是连通器;三峡船闸、锅炉水位计 、洗手盆反水弯是连通器原理的典型应用。
7.如图所示花瓶静止在水平桌面上,下列哪对力属于平衡力(  )
A.花瓶受到的重力与花瓶对桌面的压力
B.桌子的重力与桌面对花瓶的支持力
C.花瓶对桌面的压力与桌面对花瓶的支持力
D.花瓶受到的重力与桌面对花瓶的支持力
【答案】D
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】A、花瓶对桌面的压力是由于花瓶受到的重力导致的,二力的受力物体分别是桌面、花瓶,二力作用在不同物体上,不是平衡力,故A错误;
B、桌子的重力与桌面对花瓶的支持力,受力物体分别是桌面、花瓶,二力作用在不同物体上,不是平衡力,故B错误;
C、花瓶对桌面的压力与桌面对花瓶的支持力是一对相互作用力,不是平衡力,故C错误;
D、花瓶受到的重力与桌面对花瓶的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故D正确;
故答案为:D。
【分析】是否是平衡力,需满足四个条件:“等大、反向、共线、同物”。
8.(2018八下·长春期中)利用铅垂线和三角尺判断桌面是否水平,如图所示的做法中正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】重力的方向
【解析】【解答】三角尺有两个直角边,把三角尺竖直放置,一个直角边放在桌面上,另一个直角边放上重锤线,因为重力的方向是竖直向下的,如果重锤线与直角边是平行的,则表明桌面是水平的,C符合题意;而ABD都无法判定桌面是否水平。
故答案为:C。
【分析】重力的方向是竖直向下的.
9.(2022·连云港)关于力和运动,下列说法正确的是(  )
A.物体受到力的作用时运动状态一定改变
B.在平衡力作用下物体一定处于静止状态
C.手拉长橡皮筋,说明力可以使物体发生形变
D.绕操场匀速转动的玩具电动车处于平衡状态
【答案】C
【知识点】力的作用效果;物体运动状态的变化;惯性及其现象;平衡状态的判断
【解析】【解答】A.当物体受到非平衡力时,运动状态一定改变;当物体受到平衡力时,物体处于平衡状态,运动状态不变,A不符合题意;
B.当物体受到平衡力时,物体处于平衡状态,物体将处于静止或者保持匀速直线运动状态,B不符合题意;
C.手拉长橡皮筋,橡皮筋长度被拉长,说明力可以使物体发生形变,C符合题意;
D.绕操场匀速转动的玩具电动车,虽然速度大小不变,但运动方向发生了改变,物体的运动状态发生了改变,故电动车不处于平衡状态,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】力可以改变物体的运动状态,可以改变物体的形状;静止状态和匀速直线运动状态是平衡状态。
10.大国重器“奋斗者”号,凝聚中国智慧。2020年11月10日,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,下潜深度达到10909米,刷新我国载人深潜新纪录(忽略阻力)。下列说法正确的是(  )
A.“奋斗者”号上的小窗在下潜过程中所受海水压力增大
B.“奋斗者”号匀速下潜过程中受到的重力大于浮力
C.“奋斗者”号在海下下潜过程中浮力随深度增加而增大
D.“奋斗者”号随着下潜深度的增加,所受到的压强先变大后变小
【答案】A
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的特点;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】AD、根据液体压强公式p=ρgh可知,“奋斗者”号在下潜过程中,深度越深,海水压强越大;根据压强公式可知,海水压强越大,小窗所受海水的压力越大,故A正确、D错误;
B、“奋斗者”号匀速下潜,所以受力平衡;并且“奋斗者”只受到重力和浮力,所以二力是一对平衡力,大小相等,故B错误;
C、根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,“奋斗者”号在下潜过程中,排开液体的体积不变,所受浮力不变,故C错误;
故答案为:A。
【分析】同种液体中,深度越深,液体压强越大;根据物体浮沉条件,根据物体在液体中的状态,可判断物体重力与浮力的大小关系;同种液体中,排开液体的体积越大,浮力越大,浮力与深度无关。
二、多项选择题(满分15分,共5题。每题给出的四个选项中,均有2~3个选项符合题目要求,全选对得3分,漏选得2分,错选或不选得0分)
11.物理图象可以用来直观且定量地描述物理概念和物理规律,如图所示的图象,可以表示两个物理量之间关系的有(  )
A.物体的重力与质量的关系
B.在弹性限度内,弹簧受到的拉力与弹簧长度之间的关系
C.某种液体压强与液体深度的关系
D.在受力面积一定时,物体受到压强与压力的关系
【答案】A,C,D
【知识点】弹簧测力计及其使用;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A、图像所表示的两个物理量之间是正比关系;物体的重力与质量成正比,故A正确;
B、在弹性限度内,弹簧受到的拉力与弹簧的形变量成正比,而非弹簧长度,故B错误;
C、某种液体压强与液体深度是正比关系,与图像符合,故C正确;
D、在受力面积一定时,物体受到的压强与压力是正比关系,与图像符合,故D正确;
故答案为:ACD。
【分析】图像表示两个物理量之间是正比关系,判断各选项中两物理量是否是正比关系,据此选择。
12.滑雪运动包含了很多科学知识,如图是小明正在滑雪的场景,下列说法正确的是(  )
A.滑雪板的表面非常光滑,压力一定时可以减小与雪地间的摩擦力
B.滑雪板宽而长,增大了雪地的受力面积,可以减小对雪地的压力
C.小明用滑雪杆撑地加速滑行,说明力是改变物体运动状态的原因
D.小明从坡顶向下滑行过程中,速度越来越快,惯性越来越大
【答案】A,C
【知识点】力的作用效果;惯性及其现象;增大或减小摩擦的方法;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】A、滑雪板表面非常光滑,说明接触面粗糙程度很小,所以压力一定时,减小了滑雪板与雪地间的滑动摩擦力,故A正确;
B、 滑雪板宽而长,增大了雪地的受力面积,可以减小对雪地的压强,而非压力,故B错误;
C、小明用滑雪杆撑地加速滑行,力可以改变物体的运动状态,故C正确;
D、惯性只与质量有关,所以小明从坡顶向下滑行过程中,虽然速度越来越快,但质量没有发生变化,惯性就不会变,故D错误;
故答案为:AC。
【分析】压力一定时,接触面粗糙程度越小,滑动摩擦力越小;只增大受力面积,可以减小压强;力可以改变物体的运动状态;惯性只与质量有关。
13.如图所示,小车处在水平桌面上,用轻绳跨过定滑轮与钩码相连,在水平向左的拉力F作用下,沿桌面做匀速直线运动。若突然剪断轻绳,则下列说法正确的是(  )
A.小车受力不再平衡 B.小车将向左加速运动
C.钩码将立即加速下落 D.钩码将先向上,后向下运动
【答案】A,B,D
【知识点】惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断;力与运动的关系
【解析】【解答】A、剪断轻绳前,小车在水平向左的拉力F作用下,沿桌面做匀速直线运动,所以水平方向上受三力平衡,即有F=f+F绳;突然剪断轻绳,F绳=0N,所以F>f,小车受力不平衡,故A正确;
B、突然剪断轻绳,F>f,小车将向左加速运动,故B正确;
CD、突然剪断轻绳的瞬间,由于惯性,钩码速度竖直向上,此时钩码只受自身重力作用,所以将先向上运动,再向下运动,故C错误、D正确;
故答案为:ABD。
【分析】对小车、钩码做受力分析,据此判断运动情况。
14.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,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.液体的密度:ρ甲>ρ乙
B.容器对桌面的压力:F甲=F乙
C.容器对桌面的压强:p甲′<p乙
D.液体对容器底部的压强:p甲=p乙
【答案】A,B
【知识点】密度公式及其应用;压力及重力与压力的区别;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A、甲、乙容器中的液体深度相同、质量相等,由图可知液体体积V甲<V乙,根据密度公式,可得ρ甲>ρ乙,故A正确;
B、甲、乙容器质量相等,容器中液体质量相等,根据G=mg,可知G甲总=G乙总,所以容器对桌面的压力相等,即F甲=F乙,故B正确;
C、由于F甲=F乙,甲、乙容器底面积相等,所以根据压强的定义式可知,容器对桌面的压强相等,即p甲=p乙,故C错误;
D、由于ρ甲>ρ乙,根据液体压强公式p=ρgh,求得p甲>p乙,故D错误;
故答案为:AB。
【分析】已知两种液体质量关系、体积的关系,根据密度公式,可判断密度的大小关系;桌面之所以受到压力,就是由于容器和溶液受重力导致,物重大小即为对桌面的压力大小;已知两物体对桌面的压力大小关系、桌面的受力面积关系,根据压强的定义式,可判断容器对桌面的压强的大小关系;已知两种液体密度关系,根据液体压强公式,可判断液体对容器底部压强的大小关系。
15.如图所示,一个鱼缸质量是1.3kg,底面积是2×10﹣2m2,放在水平桌面中央,内盛有质量是2.5kg,深0.1m的水。现将一物体挂在弹簧测力计上,测力计示数为5N。将物体浸入水中某一位置保持静止,水未溢出,测力计示数变为3N。下列说法正确的是(  )(忽略液面变化)
A.物体所受浮力3N
B.水对鱼缸底部的压强1.25×103Pa
C.鱼缸的水对鱼缸底部的压力20N
D.鱼缸对桌面的压强2×103Pa
【答案】C,D
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】A、物体挂在弹簧测力计上,测力计示数为5N,所以为体重力G=5N;将物体浸入水中某一位置保持静止,测力计示数变为3N,此时物体受力平衡,有F浮=G-F示=5N-3N=2N,故A错误;
B、水中放入物体前,水深0.1m,根据液体压强公式,可求水对鱼缸底部的压强p=ρgh=103kg/m3×10N/kg×0.1m=103Pa,忽略页面变化,所以放入物体后,水对鱼缸底部的压强仍为p=103Pa,故B错误;
C、鱼缸底面积是2×10﹣2m2,水对鱼缸底部的压强p=103Pa,根据压强公式,可求水对鱼缸底部的压力F=pS=103Pa×2×10﹣2m2=20N,故C正确;
D、鱼缸和水的总重力G总=(m+m水)g=(1.3kg+2.5kg)×10N/kg=38N;物体所受浮力为F浮=2N,根据力的作用是相互的,可知鱼缸和水的整体受到物体的压力F压=F浮=2N;鱼缸对桌面的压力为F'=G总+F压=38N+2N=40N;则根据压强公式,可求鱼缸对桌面的压强,故D正确;
故答案为:CD。
【分析】称重法可测浮力大小;已知水深,根据液体压强公式,可求水对鱼缸底部的压强;已知水对鱼缸底部的压强和鱼缸底部的面积,根据压强公式,可求水对鱼缸底部的压力;根据鱼缸对桌面的压力的形成过程,可求压力大小,再根据压强公式,可求鱼缸对桌面的压强。
三、解析与作图题(满分12分,共4题)
16. 2022女足亚洲杯赛,中国姑娘各种超燃进球绝杀对手,最终赢得亚洲杯冠军。球场上,队员踢出漂亮的“香蕉球”是利用了    原理,用头将侧面飞来的传中球顶进球门,同时头感觉微疼,说明物体间力的作用是    。如图,请画出在空中飞行的足球所受重力的示意图   。
【答案】流体压强与流速的关系;相互的;
【知识点】力作用的相互性;重力示意图;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】足球在旋转过程中,一侧的空气流速比另一侧快,则该侧的大气压强小于另一侧的大气压强,所以队员踢出漂亮的“香蕉球”是利用了流体压强与流速的关系;用头将球顶进球门,同时头感觉微疼,说明物体间力的作用是相互的;足球所受重力的方向竖直向下,作用点在球的重心,如图所示。
【分析】流体速度越大,流体压强越小;力的作用是相互的;所有物体的重力方向都竖直向下,作用点都在物体的重心。
17.如图甲所示为小明用玻璃瓶和玻璃管自制的气压计,将此气压计从教学楼顶层移到地面,玻璃管中水柱的高度将    (选填“下降”或“上升”);乙图装置水银柱高度为750mm,则实验地气压可能比标准大气压    (选填“高”或“低”);若将管子倾斜如图丙所示,管内水银柱高度将    (选填“升高”、“降低”或“不变”)。
【答案】下降;低;不变
【知识点】大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系
【解析】【解答】甲图中的气压计从教学楼顶层移到地面,海拔降低,大气压强增大,大于瓶内气体的气压,所以玻璃管中水柱的高度将下降;标准大气压下,水银柱的高度为720mm,若水银柱高度为750mm,说明实验地气压可能比标准大气压低;水银柱高度只取决于大气压的大小,所以将管子倾斜,管内水银柱高度不变。
【分析】海拔越高,大气压强越小;标准大气压下的水银柱高度为720mm;水银柱高度只取决于大气压的大小,与是否倾斜管子、管子的粗细、是否上提或下压管子,都没有关系。
18.如图,一个用细线拴住的乒乓球在水中保持静止,通过细线状态可知浮力方向    ,画出乒乓球受力的示意图。
【答案】
【知识点】重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】图中细线绷直,说明细线对乒乓球有竖直向下的拉力,乒乓球在水中静止,处于平衡状态,受平衡力的作用,则F浮=F+G,所以浮力方向竖直向上;乒乓球受到绳子竖直向下的拉力F、竖直向下的重力G、竖直向上的浮力F浮,作用点都画在重心,所以乒乓球受力如图所示。
【分析】细线绷直,说明细线对乒乓球有竖直向下的拉力;乒乓球在水中静止,处于平衡状态,受平衡力的作用,则F浮=F+G;作图时注意F、G的合力要与F浮等长。
19.物体A处于静止状态,如图,请在图中画出A的受力示意图。
【答案】
【知识点】弹力;重力示意图;摩擦力的示意图
【解析】【解答】物体A在斜面上处于静止状态,所以受力平衡,除了受自身竖直向下的重力、斜面对它的垂直于斜面向上的支持力,还有会收到斜面对它沿斜面向上的静摩擦力,A的受力如图所示。
【分析】根据物体运动状态,可判断物体是否受摩擦力。
四、实验探究题(本题满分32分,共6题)
20.探究影响压力作用效果的因素。
(1)如图甲、乙、丙,小明同学通过观察    来比较压力的作用效果。
(2)分析比较甲、乙两图中的实验现象,可以得到的结论:   。
(3)小明采用如图丁方法挤压在两手指间的铅笔来进行实验,能验证压力作用效果是否与    有关。
(4)图丙中,砝码和小桌的质量分别为200g和100g,砝码的底面积和小桌桌面的面积分别为4cm2和30cm2,则砝码对小桌的压强与小桌对海绵的压强之比为    。
【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显
(3)受力面积
(4)5:1
【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)“探究影响压力作用效果的因素”实验中压力的作用效果是通过海绵的凹陷程度体现出来的,这是转换法的典型应用;
(2)乙图相较于甲图,受力面积相同,压力更大,海绵的凹陷程度更大,所以可得结论:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)挤压两手指间的铅笔,两手指受到的压力相同,受力面积不同,所以可以验证压力作用效果是否与受力面积有关;
(4)砝码质量为200g,砝码的底面积为4cm2,根据压强的定义式,可知砝码对小桌的压强;小桌质量为100g,小桌的桌面面积为30cm2,根据压强的定义式,可知小桌对海绵的压强;所以砝码对小桌的压强与小桌对海绵的压强之比为p1:p2=5×103Pa :103Pa=5:1。
【分析】“探究影响压力作用效果的因素”实验中压力的作用效果是通过海绵的凹陷程度体现出来的,这是转换法的典型应用;压力作用效果受多个因素影响,只改变其中一个因素,可判断该因素对压力作用效果的影响;小桌对海绵的压力是小桌和砝码所受重力导致的。
21.探究影响滑动摩擦力大小的因素。
如图1中甲、乙、丙图所示,将木块平放在长木板上,乙图长木板上铺毛巾,丙图木块上加砝码,缓缓地匀速拉动木块,保持弹簧测力计示数稳定,并记录其示数。
(1)由图1中    两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)通过甲、乙两图实验得到的结论是    。这个结论可以用在生活中,如:   (列举一例);
(3)若小明利用图乙装置,用不同的力拉动木块时,拉力随时间变化的图象和木块的速度随时间变化的图象如图2所示,则木块在0~2s时的摩擦力为    N,4~8s时的摩擦力为    N,木块在2~4s、4~8s和8~10s这三个时间段内所受摩擦力大小    (选填“相同”或“不同”)。
(4)请在丙图中画出,弹簧测力计匀速拉动木块前进时,砝码的受力示意图。
【答案】(1)甲、丙
(2)在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;鞋底表面有凹凸不平的花纹
(3)2;4;相同
(4)
【知识点】重力示意图;二力平衡的条件及其应用;摩擦力的大小;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)丙相较于甲,木块上多加了一个钩码,说明丙中的压力更大;平面同是木板,说明接触面粗糙程度一样;所以由甲、丙两图可知,当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)甲、乙图中木块对平面的压力相同;甲平面为木板,乙平面为毛巾,说明乙的接触面粗糙更加粗糙;所以通过甲、乙两图实验得到的结论是在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。鞋底表面有凹凸不平的花纹就是通过增加接触面的粗糙程度来增大滑动摩擦力。
(3)由v-t图知,木块在0~2s速度为零,所以静止不动,处于平衡状态;由F-t图知,拉力大小为2N,所以根据二力平衡,求得摩擦力f静=F1=2N;由v-t图知,木块在4~8s的速度为8m/s,所以做匀速直线运动,处于平衡状态;由F-t图知,拉力大小为4N,所以根据二力平衡,求得摩擦力f动=F2=4N;由v-t图知,木块在2~4s、4~8s和8~10s这三个时间段内速度都不为零,说明平面对其有滑动摩擦力,滑动摩擦力与接触面粗糙程度和压力有关,与速度无关,所以三个时间段内所受摩擦力大小相同,都是4N。
(4)木块被弹簧测力计匀速拉动,所以砝码也匀速运动,受力平衡;竖直方向上受到木块对它竖直向上的支持力、自身的竖直向下的重力,二力平衡,如图所示;水平方向上只可能受到木块对它的摩擦力,如有,则砝码不会受力平横,所以摩擦力不存在。
【分析】 滑动摩擦力有多个影响因素,在探究其受某个因素影响时,要控制其它因素不变,只改变该因素,这是控制变量法的具体应用;摩擦力只能用受力平衡计算,其中滑动摩擦力可在物体匀速时求得;受力分析的顺序:重力→弹力→摩擦力;摩擦力的分析可以根据物体运动状态进行判断。
22.如图所示,在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,将棉布铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车滑行的距离;去掉木板上的棉布,再次让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车滑行的距离。
⑴实验中两次均让小车从斜面顶端由静止滑下,目的是使小车两次在水平面上开始滑行时速度相等。
⑵由实验可以看出,去掉木板上的棉布,运动的小车所受的阻力    ,向前滑行的距离变    。
⑶伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果物体在运动时不受阻力,它将做    。
⑷牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出了著名的牛顿第一定律。它告诉我们:一切物体都有保持原来运动状态    的性质,即物体的运动    (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
【答案】变小;大;匀速直线运动;不变;不需要
【知识点】牛顿第一定律;阻力对物体运动影响的探究实验;力与运动的关系
【解析】【解答】(2)去掉木板上的棉布,水平面的更加光滑,运动的小车所受的阻力将变小,小车向前滑行的距离变大;
(3)由实验可知,正是由于阻力,小车才在水平面运动一段距离后在某一位置停下,所以可进一步推测:如果物体在运动时不受阻力,它将做匀速直线运动;
(4)牛顿第一定律:一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,即物体的运动不需要力来维持。
【分析】探究“阻力对物体运动的影响”实验思路:多次改变水平面的粗糙程度,即改变阻力大小,观察相应的车滑行的距离,总结出阻力对物体运动的影响,进一步合理推测出牛顿第一定律。
23.探究二力平衡的条件
(1)用图甲所示方案实验时,发现木块也能静止,说明二力平衡时两个力大小不需要相等,这个结论是    (选填“正确”或错误)的,原因是方案受    (选填“重力”或“摩擦力”)的影响较大。
(2)经过探究,小明又提出了如图乙的方案,小丽实际操作后,发现这个方案中由于木块    (选填“重力”或“摩擦力”)的原因,也没能顺利完成实验。
(3)小组合作之后,他们制定出了如图丙所示的实验方案,将木块换成了轻质硬纸片,使用该装置可以轻松解决图乙方案中的问题。若用剪刀将平衡状态下的纸片剪开,发现纸片两侧的钩码都各自掉落下去,这说明二力平衡还需要满足“   ”这一条件。
(4)在实验后小组同学对图丙方案进行了进一步的分析和讨论,对实验探究不会造成影响的是 ____
A.两侧所挂通规格的钩码质量不完全相等
B.滑轮和轴的摩擦太大
C.两侧滑轮的高度不一致(不计摩擦)
【答案】(1)错误;摩擦力
(2)重力
(3)同一物体
(4)C
【知识点】探究二力平衡的条件;摩擦力产生的条件
【解析】【解答】(1) 图甲中, 木块静止,受左边绳子的拉力等于一个钩码重力的大小,受右边绳子的拉力等于两个钩码重力的大小,此时会受到桌面对它的水平向左的静摩擦力,所以“二力平衡时两个力大小不需要相等”的结论是错误的;
(2)图乙中方案木块受重力作用,会影响实验的顺利进行;
(3)图丙中用剪刀将平衡状态下的纸片剪开,此时左右两边的绳子不在作用在同一纸片上,所以纸片两侧的钩码都各自掉落下去,能够说明二力平衡还需要满足“同一物体”;
(4)A、两侧所挂规格的钩码质量不完全相等,会使纸片左右两边所受拉力大小不相等,影响实验的探究,所以A不符合题意;
B、滑轮和轴的摩擦太大,会使纸片左右两边所受拉力不相等的情况下,依然静止不动,影响实验的探究,所以B不符合题意;
C、两侧滑轮的高度不一致,不会影响纸片左右两边所受拉力拉力的大小及方向,所以不会影响实验的探究,所以C符合题意;
综上所述,答案为C。
【分析】探究二力平衡的条件时,要排除桌面对物体的摩擦力的影响、物体重力的影响,来进行优化实验;剪开纸片后,拉力不作用在同一物体上,观察物体是否平衡;二力平衡的条件:“等大、反向、共线、同物”,进行实验时,要会将实验目的或结论与具体操作相匹配。
24.探究液体内部压强的特点。
(1)如图甲,使用压强计前应检查其气密性,如果按压压强计探头的橡皮膜,U形管两侧液面出现高度差,松手后仍有高度差,则压强计是    (选填“漏气”或“不漏气”)的;
(2)比较图中    两图可以得到实验结论:同种液体内部,深度越深,压强越大;
(3)丁图是另一种液体,比较图中    两图,可以得液体的压强与液体密度有关。丁图中液体密度ρ1   ρ水(选填“>”“<”或“=”);
(4)若发现,当探头在不同液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,下面改进不能使两侧液面高度差对比更加明显的是 ____。
A.将U形管换成更细的
B.U形管中换用密度更小的液体
C.烧杯中换密度差更大的液体
D.使探头在不同液体中均向下移动相同的距离
【答案】(1)不漏气
(2)乙、丙
(3)丙、丁;>
(4)A
【知识点】探究液体压强的特点实验;大气压强的存在
【解析】【解答】(1)按压压强计探头的橡皮膜,U形管两侧液面出现高度差,松手后仍有高度差,说明压强计气密性良好,不漏气;
(2)丙图中探头在水中比乙图中探头在水中更深,压强计U形管两侧液面高度差更大,能说明同种液体内部,深度越深,压强越大;
(3)丙图中探头在水中,丁图中探头在另一种液体中,深度一样,两者的压强计U形管两侧液面高度差不同,能说明液体的压强与液体密度有关;由于丁图中压强计U形管两侧液面高度差更大,即液体压强更大,所以该种液体的密度ρ1>ρ水;
(4)A、当探头在不同液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,可能是由于U形管过粗,可以将U形管适当换成更细的,故A正确;
B、U形管中换用密度更小的液体,不会影响U形管左右两侧液面的高度差,故B错误;
C、烧杯中换密度差更大的液体,会使U形管左右两侧液面的高度差变大,但仍不会解决“在不同液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显”的问题,故C错误;
D、使探头在不同液体中均向下移动相同的距离,会使U形管左右两侧液面的高度差变大,但不会改变“在不同液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比”,故D错误。
【分析】U形管两侧液面出现高度差,松手后仍有高度差,说明压强计气密性良好;液体内部的压强与液体密度和深度都有关系,进行实验时,要会将实验目的或结论与具体操作相匹配;U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,说的是“在不同液体中”,而不是“在一种液体中”,注意区分。
25.探究影响浮力大小的因素。
(1)物体全部浸没在酒精中时,受到的浮力是    N;
(2)由    两图可得出结论:物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(3)由C、D两图可得出结论:物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度    ;
(4)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的    有关;
【答案】(1)0.8
(2)B、C
(3)有关
(4)密度
【知识点】浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)图A弹簧测力计示数为4N,所以物体重力为4N;图E中,物体完全浸没在酒精中,弹簧测力计示数为3.2N,所以物体所受浮力F浮=G-F酒=4N-3.2=0.8N;
(2)图B和图C比较,同一物体浸在水中的体积不同,说明排开水的体积不同;弹簧测力计示数不同,说明浮力不同;所以由B、C图,可得结论:物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(3)图C和图D比较,同一物体完全浸没在水中,深度不同;弹簧测力计示数相同,说明浮力相同;所以由C、D图,可得结论: 物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(4)图D和图E比较,同一物体分别浸没在水中、酒精中,说明液体密度不同;弹簧测力计示数不同,说明浮力不同;所以由D、E图,可得结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
【分析】称量法可测物体在液体中所受浮力大小;浮力大小受多个因素的影响,只改变其中一个因素,可探究该因素对浮力大小的影响。
五、计算题(满分16分,共2题)
26.如图是中国新一代主战坦克ZTZ﹣99,除改良装甲提升车体防护性能外,动力采用了国产WR703/150HB系列柴油机,最大输出功率1200马力,坦克战斗全重51t,两条履带与地面的接触面积共4m2,该坦克正常工况行驶过程中受到阻力为车重的0.1倍。求:
(1)坦克正常工况匀速行驶过程中发动机的牵引力大小;
(2)该坦克在水平路面行驶时,对地面的压强。
【答案】(1)解:坦克的重力G=mg=51×1000kg×10N/kg=5.1×105N;
坦克正常工况匀速行驶过程中,处于平衡状态,发动机的牵引力大小F=f=0.1G=0.1×5.1×105N=5.1×104N;
答:坦克正常工况匀速行驶过程中发动机的牵引力大小为5.1×104N
(2)解:该坦克在水平路面行驶时,对地面的压力F压=G=5.1×105N;
对地面的压强。
答:该坦克在水平路面行驶时,对地面的压强为1.275×105Pa。
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)已知坦克战斗全重,根据重力公式G=mg,可求坦克的重力;根据坦克正常工况行驶过程中受到阻力与车重的关系,可求阻力大小;根据二力平衡,可得坦克正常工况匀速行驶过程中发动机的牵引力大小;
(2)已知坦克战斗全重,根据压力的形成过程,可知坦克对地面的压力大小;已知压力和受力面积,根据压强的定义式,可求坦克对地面的压强。
27.高压锅是生活中一种密闭的加热容器,锅盖中央有一出气孔,孔上盖有限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被顶起放出部分气体,实现了对锅内气压的控制。图示为某品牌高压锅的实物和结构示意图。求:
(1)某次煮饭时,锅内加水深12cm,求水对锅底的压强;
(2)已知高压锅的限压出气孔的横截面积为18mm2,设计锅内最大气压为1.5×105Pa,试估算限压阀的质量应为多大?(1标准大气压P0=1.0×105Pa)
【答案】(1)解:水对锅底的压强:p1=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×12×10﹣2m=1200Pa;
答:水对锅底的压强为1200Pa
(2)解:由可知,锅内气体对高压锅的限压出气孔的压力:F=pS=1.5×105Pa×18×10﹣6m2=2.7N,
外界大气压对出气孔的压力:F0=p0S=1.0×105Pa×18×10﹣6m2=1.8N,
限压阀受到锅内气体对它向上的压力、外界大气压对它向下的压力和自身的重力作用,根据力的平衡条件可知,限压阀的重力:G=p﹣p0=2.7N﹣1.8N=0.9N,
根据G=mg可知,限压阀的质量:。
答:限压阀的质量应为0.09kg。
【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;液体压强的计算
【解析】【分析】(1)已知锅内水深,根据液体压强公式p=ρgh,可求水对锅底的压强;
(2)已知高压锅的限压出气孔的横截面积、锅内最大气压,根据压强的变形公式F=pS,可求锅内气体对高压锅的限压出气孔的压力;已知高压锅的限压出气孔的横截面积、外界大气压强,根据压强的变形公式F=pS,可求外界大气压对出气孔的压力;根据受力平衡,可求,限压阀的重力;最后根据重力公式,可求限压阀的质量。
六、阅读题(满分5分,共1题)
28.阅读下面材料,回答问题。
登陆火星
2021年5月15日,我国发射的“祝融号”火星车登陆火星表面。登陆一颗陌生的星球,大体分为“绕”、“着”、“巡”三步。“绕”:探测器经过漫长的旅程,实现对登陆星球的环绕飞行。“着”:探测器着陆星球表面的过程。“巡”:探测器到达星球表面后,放出巡视车,完成对星球表面的拍摄及土壤分析等工作。其中最困难的一步就是“着”。这个过程中要使探测器的速度在短短的几分钟内降至零,通常要先后经历“气动减速”、“降落伞减速”、“动力减速”三个阶段。火星是太阳系中与地球最相似的行星,表面有大气层,温度适宜,火星表面引力为地球表面引力的38%。
(1)探测器环绕火星运动的轨道是一个椭圆,如图所示,此时探测器处于    状态(选填“平衡”或“不平衡”)。
(2)若着陆过程中只利用火星大气的阻力对探测器进行气动减速,探测器受到的大气阻力大小随探测器速度的增大而增大,探测器沿直线下落,且它距离火星表面足够高,可以推断:火星探测器着陆火星前的运动状态一定是 ____。
A.加速运动 B.减速运动
C.先加速运动,后减速运动 D.先加速运动,后匀速运动
(3)利用降落伞减速时,若开伞的瞬间,探测器受到的向上的力大于它的重力,可以推断:开伞的瞬间探测器会    (选填“向上”或“向下”)运动。
(4)“祝融号”火星车的太阳能电池板表面有一层钛、硅材料微结构膜,这层膜表面的微观结构与莲叶表面的结构类似,能够令火星的沙尘与太阳能电池板表面之间存在一层空气,可以极大减小火星尘埃与太阳能电池板表面的摩擦力,从而大大减少火星沙尘附着的可能性。请列举一个与上述减小摩擦力方法相同的实例:   。
(5)小明在地球上最多可以举起质量为38kg的杠铃,可以推断:若在火星表面,他最多可以举起    kg的杠铃。
【答案】(1)不平衡
(2)D
(3)向下
(4)气垫船
(5)100
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】(1)探测器环绕火星运动的轨道是一个椭圆,说明探测器的运动方向在变化,所以探测器处于不平衡状态;
(2)着陆过程,探测器只利用火星大气的阻力进行气动减速,初始阶段,重力大于阻力,所以探测器加速运动;由于探测器受到的大气阻力大小随探测器速度的增大而增大,所以阻力越来越大,当等于重力时,探测器受力平衡,将匀速运动,故ABC错误,D正确;
(3)若开伞的瞬间,探测器正在向下运动,由于惯性,即使探测器受到的向上的力大于它的重力,此时探测器仍会继续向下运动;
(4)太阳能电池板表面的钛、硅材料微结构膜,是通过减小接触面的粗糙程度的方式,来减小滑动摩擦力,气垫船就是用的这种方式;
(5)火星表面引力为地球表面引力的38%,所以若小明在地球上最多可以举起质量为的杠铃,在火星表面,他最多可以举起的杠铃质量为。
【分析】物体运动方向发生变化,就不处于平衡态;速度增加,则阻力增加,增加到等于重力时,探测器受力平衡;物体有保持原有运动状态不变的性质;压力一定时,可以通过减小接触面的粗糙程度的方式,来减小滑动摩擦力; 小明举杠铃克服的是杠铃的重力,根据火星表面引力与地球表面引力关系,可以判断小明举杠铃的质量关系。

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