2024-2025学年江苏省徐州市丰县八年级(下)期中物理试卷
一、选择题(每小题2分,共20分,每小题只有一个选项符合题意,请将正确答案的序号填涂在答题纸相应位置.)
1.(2分)如图是为了纪念老红军谢宝金而立的铜像。在长征途中他背着一台68kg的发电机走完全程,创造了长征路上的奇迹。以下与这台发电机质量最接近的是( )
A.一支铅笔 B.一本物理教科书
C.一个篮球 D.一名中学生
2.(2分)“锲而不舍,金石可镂”告诫同学们学习贵在坚持,如果坚持不懈,即使是金属和玉石也可以雕饰出美丽的花饰。如图所示,雕刻之后的印章( )
A.体积减少,密度减小
B.质量减少,密度减小
C.质量减少,密度不变
D.体积、质量和密度都减小
3.(2分)用天平和量筒测量固体密度的实验中,下列说法正确的是( )
A.测量时先测物体的体积,再测物体的质量
B.用调好的天平称量物体质量时,物体应放在天平的左盘中
C.称量物体质量过程中,若横梁不平衡,可调节平衡螺母
D.使用量筒测量体积时,可以俯视读数
4.(2分)生活中常采用铁锅来炒菜,是因为铁具有良好的( )
A.导电性 B.导热性 C.硬度大 D.延展性
5.(2分)下列情景中,力使物体发生形变的是( )
A.足球运动员射门时球被门柱弹回
B.射箭运动员用力将弓拉弯
C.公交车靠站停车
D.足球运动员用力将球踢出
6.(2分)如图,课桌上有一个静止的课本,下列分析正确的是( )
A.课本受到的重力和它对桌面的压力是一对平衡力
B.课本受到的重力和桌面对课本的支持力是一对相互作用力
C.课本受到的重力和地面对课桌的支持力是一对平衡力
D.课本对桌面的压力和桌面对课本的支持力是一对相互作用力
7.(2分)小明同学在“探究重力与质量的关系”的实验中,根据测量不同质量钩码所受重力的数据画出了如图所示的G﹣m图象。下列说法正确的是( )
A.利用原有器材,在月球表面也可以完成此实验
B.多次实验的目的是减小误差
C.实验得出的结论是:物体的质量与其所受重力成正比
D.分析图象可得重力和质量的比值为9.8N/kg,表示1kg=9.8N
8.(2分)如图所示,水平桌面上的甲、乙两个物体分别在水平拉力的作用下做匀速直线运动,已知G甲>G乙。下列说法正确的是( )
A.甲物体的表面更粗糙
B.乙物体的表面更光滑
C.甲物体受到的摩擦力小于乙物体受到的摩擦力
D.甲物体的运动速度一定小于乙物体的运动速度
9.(2分)如图所示,一辆公交车正在水平路面匀速向右行驶,遇到突发情况紧急刹车时,下列能正确表示车内吊环情形的是( )
A. B.
C. D.
10.(2分)测量不吸水橡皮擦的密度,先用天平测出橡皮的质量为m1,然后将溢水杯装满水,测得杯子和水的总质量为m2,再将橡皮擦缓慢浸没在水里,从杯中溢出水的质量为m3。已知水的密度为ρ水,则橡皮擦的密度可以表示为( )
A.
B.
C.
D.
二.填空题(17题2分,其余每空1分,共20分)
11.(3分)(1)一只鸡蛋的质量约为50g= kg;
(2)一只大公鸡的质量约为2.5 ;
(3)一瓶酒精消毒液的体积为200mL= m3。
12.(3分)按图示A、B、C三种方法关门, 方法最省力; 方法不能将门关上;说明力的作用效果与力的 和方向有关。
13.(3分)实验室用弹簧测力计测铁块重力的实验中,测力计应在 (选填“水平”或“竖直”)方向进行调零,如图所示,测力计的分度值为 N,所测铁块的重力为 N。
14.(3分)在砌房子时用如图甲所示的水平仪R来检查所砌的墙面是否水平,当液体中空气泡居中表示墙面水平,若空气泡靠近A端,则表示A端的墙面 (“高”或”低”)。图乙中所示的墙体向 (选填“左”或“右”)倾斜。月球对物体的吸引力约为地球的六分之一。某人在地球上最多能举起200kg的物体,那么到月球上他能举起物体的最大质量为 。
15.(3分)飞机在飞行中空投救灾物资,若空投时,飞机刚好处在目标的正上方,则物品会落到 (选填“目标处”、“目标前”或“目标后”),这主要是因为物品离开飞机后由于 会继续往 飞行。
16.(3分)如图,用6N的力握住总重为1.5N的水杯静止不动,则水杯处于 状态,手与水杯之间摩擦力大小为 N。若手的握力增大到8N,手与水杯之间摩擦力的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
17.(2分)图示是小明游泳时的情景。请说明他的身体能够向前运动的原因。
三、作图题(本大题共2小题,共4分)
18.(2分)如图所示,踢出的足球在水平草地上继续滚动一段距离才停止下来,请作出足球向右滚动过程中所受重力的示意图。
19.(2分)如图是冰壶比赛中正在水平向右运动的冰壶,请画出冰壶所受摩擦力f的示意图。设O点是摩擦力f的作用点。
四.计算题(本大题共2小题,共12分)
20.(6分)已知铝的密度为2.7×103kg/m3,小华的父亲买了一个用铝材料制成的空心球形艺术品,用天平测得此球形艺术品的质量为540g,体积为300cm3。
(1)空心部分的体积为多少?
(2)若在空心部分注满水后,球形艺术品的总质量为多少克(ρ水=103kg/m3)?
21.(6分)电动汽车是正在大力推广的新型交通工具,它具有节能、环保的特点。若一辆电动汽车的总质量为1.6t,在
水平公路上匀速行驶时受到的阻力是总重力的0.2倍,求:
(1)电动汽车的总重力;
(2)汽车匀速行驶时,发动机对汽车的牵引力。
五、实验探究题(本大题共2小题,共16分)
22.(8分)小画在测量盐水密度时,天平调平后,进行了如下操作:
(1)实验时将天平放在 桌面上,调节天平平衡;
(2)用天平测量烧杯和盐水的总质量,盘中砝码及游码的位置如图甲所示,则烧杯和盐水的总质量为 g;
(3)将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分,液面位置如图乙,盐水体积 mL;
(4)用天平测量烧杯和剩余盐水的总质量为76g,则盐水密度为 kg/m3。
23.(8分)如图所示是“研究影响滑动摩擦力大小因素”的实验装置。
(1)如图甲、乙、丙所示三种情况下,木板和毛巾保持不动,物块在弹簧测力计拉力作用下均做匀速直线运动。则物块所受滑动摩擦力的大小 (选填“大于”“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数;
(2)比较甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与 的关系;
(3)小萌同学对实验装置进行改进,如图丁所示,用力拉动长木板向左运动,物块保持静止时弹簧测力计的示数 (选填“大于”“等于”或“小于”)物块所受滑动摩擦力的大小。改进后的实验中小萌同学 (选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板。
六、综合题(共8分)
24.(8分)阅读短文,回答问题:
背包式飞行器
深圳光启公司生产的一款单人背包式飞行器,是全球首款商业化、实用化的个人立体飞行器,它的外形像一把有扶手和踏板的座椅,由汽油发动机提供动力,带动两个螺旋桨转动,飞行员通过操纵改变螺旋桨的方向、转速,实现进退、上下、左右及俯仰飞行,甲、乙两图分别是它的侧视图和俯视图。下表一为它的部分技术参数。
表一:
飞行器类型 一级超轻型
成员数量 单人飞行
满油时飞行器质量 200kg
最大起飞质量 320kg
最大承载质量 120kg
表二:
伞面面积S/m2 0.2 0.2 0.4 0.6
伞和物总重G/N 1.6 3.6 12.8 4.8
收尾速度v/m s 2 3 4 2
收尾速度的平方v2/(m s﹣1)2 4 9 16 4
该飞行器还采用了无人飞行控制系统、零空速悬停技术,即在空中双手松开操纵杆之后,飞行器就会在空中悬停,等待你的下一步操作;还使用与赛车相同类型的驾驶舱,可以在撞击时保护飞行员的安全,还配备了弹射降落伞系统,如果遇到特殊情况,飞行器无法正常降落时,可以关闭动力源,同时打开降落伞,利用空气阻力减小下降速度,从而可以避免驾驶者快速落地而造成伤害。该飞行器因此跻身当今世界上最安全的超轻型飞行器之列。
为了给飞行器设计面积合适的降落伞,研究人员对降落伞所受阻力与降落伞的伞面面积、下落速度之间的关系进行了探究,他们分别将伞面面积和总重不同的圆形降落伞,从高处下落,测出最终匀速下落时的速度即收尾速度,实验结果如下表二所示。
(1)用碳纤维作为飞行器的主要材料,是因为它具有 小的物理属性;
(2)该飞行器是利用力的作用是 的原理工作的;
(3)如果不计空气对飞行器的阻力,飞行器匀速上升时的升力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)匀速下降时的升力;
(4)降落伞所受阻力与伞面面积下落速度的平方之间的关系式为f=2Sv2,在使用降落伞时,要使飞行器的收尾速度不超过4m/s,则降落伞的面积至少为 m2。
2024-2025学年江苏省徐州市丰县八年级(下)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C B B B D A C A A
一、选择题(每小题2分,共20分,每小题只有一个选项符合题意,请将正确答案的序号填涂在答题纸相应位置.)
1.(2分)如图是为了纪念老红军谢宝金而立的铜像。在长征途中他背着一台68kg的发电机走完全程,创造了长征路上的奇迹。以下与这台发电机质量最接近的是( )
A.一支铅笔 B.一本物理教科书
C.一个篮球 D.一名中学生
【分析】根据生活常识对各选项进行判断。
【解答】解:A、一支铅笔大概10g,故A错误;
B、一本物理教科书大概250g,故B错误;
C、一个篮球大概500g,故C错误;
D、一名中学生大概60kg,故D正确。
故选:D。
【点评】本题是生活常识题,属于基础题。
2.(2分)“锲而不舍,金石可镂”告诫同学们学习贵在坚持,如果坚持不懈,即使是金属和玉石也可以雕饰出美丽的花饰。如图所示,雕刻之后的印章( )
A.体积减少,密度减小
B.质量减少,密度减小
C.质量减少,密度不变
D.体积、质量和密度都减小
【分析】质量是物体本身的性质,与组成物体物质的多少有关;
密度是物质本身的一种性质,其大小与物质的种类、状态、温度等有关。
【解答】解:雕刻之后,印章的质量减小,体积减小,但是密度是物质本身的一种特性,不会改变。
故选:C。
【点评】此题考查了对质量和密度的掌握和理解,质量和物质的多少有关,密度和物质的种类有关。
3.(2分)用天平和量筒测量固体密度的实验中,下列说法正确的是( )
A.测量时先测物体的体积,再测物体的质量
B.用调好的天平称量物体质量时,物体应放在天平的左盘中
C.称量物体质量过程中,若横梁不平衡,可调节平衡螺母
D.使用量筒测量体积时,可以俯视读数
【分析】(1)在把物体从水中取出时,物体上有附着的水,从此角度分析即可判断所测密度值的差异;
(2)天平称量物体质量时,物体放在左盘,砝码放在右盘;
(3)称量物体质量的过程中,若天平横梁不平衡,不能调节平衡螺母;
(4)使用量筒测量体积时,应该平视凹液面最低处或凸液面的最高处。
【解答】解:A、若先测物体的体积,由于将物体从水中拿出后再测质量,上面沾有水,会使所测物体的质量偏大,根据密度公式ρ知,所测密度会偏大,故A错误;
B、天平称量物体质量时,物体放在左盘,砝码放在右盘,故B正确;
C、称量物体质量的过程中,若天平横梁不平衡,不能调节平衡螺母,可加减砝码或移动游码,故C错误;
D、使用量筒测量体积时,应该平视凹液面最低处或凸液面的最高处,故D错误。
故选:B。
【点评】本题是固体密度测量的实验,考查了天平的使用和读数、密度的计算以及测量误差的分析,属于基础知识和基本技能的考查,要掌握好。
4.(2分)生活中常采用铁锅来炒菜,是因为铁具有良好的( )
A.导电性 B.导热性 C.硬度大 D.延展性
【分析】物质的物理属性:物质与物质之间总是有一些区别的,一种物质与其他物质的明显不同之处称为物质的属性.如果这种区别是物理的,我们就称之为物质的物理属性.物质的物理属性包含:密度、比热容、硬度、透明度、导电性、导热性、弹性、磁性等。
【解答】解:物质的属性有多种,一般的金属同时具有导电性和导热性。铜常被用来制造导线,是因为铜是良好的导体,利用了其具有良好的导电性。用铁做成铁锅,利用的是其具有良好的导热性。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查了物质的物理特征,物理特征的不同决定了它们各有各的用途,本题体现了物理和生活、生产的紧密联系性,这就要求我们学习物理要联系生活。
5.(2分)下列情景中,力使物体发生形变的是( )
A.足球运动员射门时球被门柱弹回
B.射箭运动员用力将弓拉弯
C.公交车靠站停车
D.足球运动员用力将球踢出
【分析】分析各图示物理情景,根据力的作用效果解答;力的作用效果:改变物体的运动状态;使物体发生形变。
【解答】解:
射箭运动员用力将弓拉弯属于力改变了物体的形状;而足球运动员射门时球被门柱弹回、公交车靠站停车、足球运动员用力将球踢出,都是力改变物体运动状态。故ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了:力的作用效果;力的作用效果有:使物体发生形变,改变物体的运动状态。
6.(2分)如图,课桌上有一个静止的课本,下列分析正确的是( )
A.课本受到的重力和它对桌面的压力是一对平衡力
B.课本受到的重力和桌面对课本的支持力是一对相互作用力
C.课本受到的重力和地面对课桌的支持力是一对平衡力
D.课本对桌面的压力和桌面对课本的支持力是一对相互作用力
【分析】(1)一对相互作用力的条件是:大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在不同一个物体上;
(2)要判断是否为平衡力,首先对物体进行受力分析,然后根据二力平衡的条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一个物体上。
【解答】解:A.课本受到的重力和它对桌面的压力方向相同,结合平衡力的条件可知不是一对平衡力,故A错误;
B.课本静止,受到的重力和桌面对课本的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上,是一对平衡力,故B错误;
C、课本受到的重力和地面对课桌的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故C错误;
D.课本对桌面的压力和桌面对课本的支持力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在不同一个物体上,是一对相互作用力,故D正确。
故选:D。
【点评】本题目主要考查了平衡力、相互作用力的判断,看学生能否跟二力平衡的条件来识别平衡力。
7.(2分)小明同学在“探究重力与质量的关系”的实验中,根据测量不同质量钩码所受重力的数据画出了如图所示的G﹣m图象。下列说法正确的是( )
A.利用原有器材,在月球表面也可以完成此实验
B.多次实验的目的是减小误差
C.实验得出的结论是:物体的质量与其所受重力成正比
D.分析图象可得重力和质量的比值为9.8N/kg,表示1kg=9.8N
【分析】A、因为月球对物体也有吸引,据此进行分析;
B、为了得出普遍结论,避免偶然性,实验中多次改变物体质量进行实验;
C、物体所受重力与其质量成正比;
D、9.8N/kg表示1kg的物体所受重力为9.8N。
【解答】解:A、因为月球对物体也有吸引,故在月球上也有重力,可以在月球做此实验,故A正确;
B、实验中多次改变物体质量进行实验,是为了得出重力与质量关系的普遍结论,故B错误;
C、由于物体质量不随物体位置变化而变化,而同一位置,物体质量变物体所受重力变,在G﹣m图像中,是一条倾斜的直线,故可得结论:物体所受重力与其质量成正比,故C错误;
D、9.8N/kg表示1kg的物体所受重力为9.8N,故D错误。
故选:A。
【点评】本题探究重力与质量的关系实验,难度不大。
8.(2分)如图所示,水平桌面上的甲、乙两个物体分别在水平拉力的作用下做匀速直线运动,已知G甲>G乙。下列说法正确的是( )
A.甲物体的表面更粗糙
B.乙物体的表面更光滑
C.甲物体受到的摩擦力小于乙物体受到的摩擦力
D.甲物体的运动速度一定小于乙物体的运动速度
【分析】(1)(2)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关;
(3)根据水平面上的物体对支持面的压力等于物体重力分析;
(4)静止的物体受到平衡力的作用,平衡力大小相等,方向相反、在同一直线上,在同一物体上,据此得出两物体受到的摩擦力大小,然后比较。
【解答】解:ABC.甲、乙两物体都沿水平方向做匀速直线运动,因此所受摩擦力等于各自的拉力,故f甲=5N,f乙=10N,即f甲<f乙,又G甲>G乙,故甲的表面更光滑,乙物体的表面更粗糙,故C正确,AB错误;
D.滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟接触面积大小、拉力大小、运动速度无关,故不能判断甲、乙两物体运动速度的大小,故D错误。
故选:C。
【点评】根据二力平衡条件判断力的大小,掌握处于静止的物体受到平衡力的作用是解答本题的关键。
9.(2分)如图所示,一辆公交车正在水平路面匀速向右行驶,遇到突发情况紧急刹车时,下列能正确表示车内吊环情形的是( )
A. B.
C. D.
【分析】物体保持运动状态不变的性质叫惯性,惯性是物体的一种属性,一切物体都有惯性。
【解答】解:由题意可知,原来车、拉环一起向右做匀速直线运动,当紧急刹车时,公交车的速度减小,拉环的上部随公交车一起速度减小,拉环由于惯性,还要保持原来的运动状态继续前进,所以拉环向右摆动,由图可知,只有A正确。
故选:A。
【点评】此题考查的是惯性概念的理解,我们要能够利用我们所学的物理知识解决生活中的实际问题。
10.(2分)测量不吸水橡皮擦的密度,先用天平测出橡皮的质量为m1,然后将溢水杯装满水,测得杯子和水的总质量为m2,再将橡皮擦缓慢浸没在水里,从杯中溢出水的质量为m3。已知水的密度为ρ水,则橡皮擦的密度可以表示为( )
A.
B.
C.
D.
【分析】将溢水杯装满水,将橡皮擦缓慢浸没在水里,从杯中溢出水的质量为m3,溢出水的体积为橡皮擦的体积,再根据求得橡皮擦的密度。
【解答】解:将橡皮擦缓慢浸没在水里,从杯中溢出水的质量为m3,V橡皮擦=V溢水,ρ橡皮擦,故A正确、BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查溢水法测量物体的体积以及密度公式的运用,难度不大。
二.填空题(17题2分,其余每空1分,共20分)
11.(3分)(1)一只鸡蛋的质量约为50g= 0.05 kg;
(2)一只大公鸡的质量约为2.5 kg ;
(3)一瓶酒精消毒液的体积为200mL= 2×10﹣4 m3。
【分析】质量的单位换算关系:1t=103kg=106g=109mg;
1mL=1cm3=1×10﹣6m3。
【解答】解:(1)一只鸡蛋的质量约为50g=50×10﹣3kg=0.05kg;
(2)一只大公鸡的质量约为2.5kg;
(3)一瓶酒精消毒液的体积为200mL=200×10﹣6m3 =2×10﹣4m3
故答案为:0.05;kg;2×10﹣4m3。
【点评】此题考查了质量和体积的单位换算,比较简单,属基础题
12.(3分)按图示A、B、C三种方法关门, B 方法最省力; A 方法不能将门关上;说明力的作用效果与力的 作用点 和方向有关。
【分析】力的三要素为力的大小、方向和作用点。
【解答】解:按图示A、B、C三种方法关门,B方法力臂最长,B方法最省力;A方法不能将门关上,垂直于门边框用力,这样既不能开门也不能关门,说明力的作用效果与力的作用点和方向有关。
故答案为:B;A;作用点。
【点评】本题考查力的三要素,属于基础题。
13.(3分)实验室用弹簧测力计测铁块重力的实验中,测力计应在 竖直 (选填“水平”或“竖直”)方向进行调零,如图所示,测力计的分度值为 0.2 N,所测铁块的重力为 3.2 N。
【分析】使用弹簧测力计前一定要进行零点校正;其次是要观察测力计的量程和分度值,再根据指针所指示的刻度进行读数。
【解答】解:使用弹簧测力计前一定先观察指针位置,有必要时进行零点校正,使指针与零刻度线对齐,校正时要在竖直方向上进行;
如图所示的弹簧测力计的量程是0~5N,一个大格表示的是1N,里面有5个小格,分度值为0.2N.弹簧测力计的示数为3N+0.2N=3.2N.
故答案为:竖直;0.2;3.2。
【点评】本题考查了弹簧测力计的使用,属于基本技能的考查。
14.(3分)在砌房子时用如图甲所示的水平仪R来检查所砌的墙面是否水平,当液体中空气泡居中表示墙面水平,若空气泡靠近A端,则表示A端的墙面 高 (“高”或”低”)。图乙中所示的墙体向 左 (选填“左”或“右”)倾斜。月球对物体的吸引力约为地球的六分之一。某人在地球上最多能举起200kg的物体,那么到月球上他能举起物体的最大质量为 1200kg 。
【分析】(1)用水平仪检查所砌的墙面是否水平时,当A端高时,空气泡向A端运动;当B端高时,空气泡向B端运动;当AB在同一水平面上时,空气泡将在中间,据此显示墙面是否水平;
(2)重垂线是利用重力的方向总是竖直向下的原理制成的;
(3)已知在地球上最多能举起物体的质量,利用公式G=mg可以求出在地球上最多能举起物体的重力;同一个人的最大举力不变,则可知他在月球上最多能举起物体的重力;根据月球对物体的吸引力约为地球的求出月球上的g值,利用公式m求出他在月球上最多能举起物体的质量。
【解答】解:(1)因为水受重力的作用向低处流动,而气泡受到浮力的作用会漂浮在水面上,因此若空气泡靠近A端,则表示A端的墙面高;
(2)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始终是竖直向下的,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,说明墙体向左倾斜;
(3)在地球上最多能举起物体的重力:
G地=m1g=200kg×10N/kg=2000N;
因同一个人的最大举力不变,则他在月球上最多能举起物体的重力:
G月=G地=2000N;
已知月球对物体的吸引力约为地球的,即g月g;
则他在月球上最多能举起物体的质量:
m21200kg。
故答案为:高;左;1200kg。
【点评】此题考查了重力的计算、重力的方向,应注意:在月球上能举起物体的最大重力等于在地球上能举起物体的最大重力。
15.(3分)飞机在飞行中空投救灾物资,若空投时,飞机刚好处在目标的正上方,则物品会落到 目标后 (选填“目标处”、“目标前”或“目标后”),这主要是因为物品离开飞机后由于 惯性 会继续往 前 飞行。
【分析】把物体保持原来运动状态不变的性质称为惯性,任何物体都有惯性,在解释问题时,应先确定原来的状态,然后某一部分的状态发生改变,而另一部分由于惯性仍保持原来的状态。
【解答】解:物品原来随飞机一起运动,当物品被投出后由于惯性,还要保持原来的速度继续向前运动,所以,若空投时,飞机刚好处在目标的正上方,则物品不能落到目标处,会落到目标后,因此只有适当提前投放才能命中目标。
故答案为:目标后;惯性;前。
【点评】此题考查的是惯性知识的应用,我们要能够利用我们所学的物理知识解决生活中的实际问题。
16.(3分)如图,用6N的力握住总重为1.5N的水杯静止不动,则水杯处于 平衡 状态,手与水杯之间摩擦力大小为 1.5 N。若手的握力增大到8N,手与水杯之间摩擦力的大小将 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】瓶子静止悬在空中,处于平衡状态,瓶子受到竖直方向上的摩擦力和重力是一对平衡力,符合二力平衡条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一物体上。据此求解。
【解答】解:因为瓶子静止,处于平衡状态,
所以瓶子受到的摩擦力等于瓶子的重力,
即使手的握力增大,瓶子重力不变,手与水杯之间摩擦力的大小不变;
握力增大到8N,水杯仍然静止不动,瓶子受到的摩擦力等于瓶子和水的总重,大小为1.5N。
故答案为:平衡;1.5;不变。
【点评】本题考查了二力平衡条件的应用。理清思路:物体处平衡状态(静止状态)→受平衡力(在竖直方向受平衡力)→知道一个力求另一个力。
17.(2分)图示是小明游泳时的情景。请说明他的身体能够向前运动的原因。
【分析】物体间力的作用是相互的。
【解答】解:游泳时,手臂向后划水,给水一个向后的力,由于物体间力的作用是相互的,水会给小明一个向前的力,所以小明向前运动。
答:游泳时,手臂向后划水,给水一个向后的力,由于物体间力的作用是相互的,水会给小明一个向前的力,所以小明向前运动。
【点评】本题涉及的知识点较多,但难度不大,掌握基础知识就能顺利解答。
三、作图题(本大题共2小题,共4分)
18.(2分)如图所示,踢出的足球在水平草地上继续滚动一段距离才停止下来,请作出足球向右滚动过程中所受重力的示意图。
【分析】用一条带箭头的线段表示力的三要素即是力的示意图,重力的方向是竖直向下的,作用点在其重心上,重力的表示符号为G。
【解答】解:足球所受重力的方向竖直向下、作用点在球心,过球心沿竖直向下的方向画一条有向线段,用G表示,如图所示:
【点评】本题考查力的示意图的画法,关键是确定力的大小、方向和作用点,无论物体处于什么状态,牢记物体所受重力的方向都是竖直向下的。
19.(2分)如图是冰壶比赛中正在水平向右运动的冰壶,请画出冰壶所受摩擦力f的示意图。设O点是摩擦力f的作用点。
【分析】滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,据此作图。
【解答】解:冰壶正在水平向右运动,则冰壶受到水平向左的摩擦力;摩擦力f的作用点在O点,从O点沿水平向左的方向画出冰壶所受摩擦力f,如图所示:
【点评】此题考查了力的示意图的画法,要注意先分析出力的方向、作用点等。
四.计算题(本大题共2小题,共12分)
20.(6分)已知铝的密度为2.7×103kg/m3,小华的父亲买了一个用铝材料制成的空心球形艺术品,用天平测得此球形艺术品的质量为540g,体积为300cm3。
(1)空心部分的体积为多少?
(2)若在空心部分注满水后,球形艺术品的总质量为多少克(ρ水=103kg/m3)?
【分析】(1)根据密度公式求出此时铝球的实心体积,用该空心球的体积减去实心部分的体积就是空心部分的体积;
(2)根据求得的空心部分体积即为注满水的体积,利用m=ρV即可求出空心部分水的质量,进而可求注入水后球的总质量。
【解答】解:(1)铝的密度为:ρ铝=2.7×103kg/m3=2.7g/cm3,
该空心球形艺术品实心部分的体积为:
V实200cm3,
空心部分的体积为:
V空=V球﹣V实=300cm3﹣200cm3=100cm3;
(2)在空心部分注满水,水的体积为:
V水=V空=100cm3,
水的密度为:ρ水=103kg/m3=1g/cm3,
则空心部分注满水后水的质量为:
m水=ρ水V水=1g/cm3×100cm3=100g,
空心部分注满水后球形艺术品的总质量为:m总=m水+m=100g+540g=640g。
答:(1)空心部分的体积为100cm3;
(2)若在空心部分注满水后,球形艺术品的总质量为640g。
【点评】本题主要考查密度公式的应用,关键是公式及其变形的灵活运用;题中注意题目隐含的条件:空心部分的体积即为注满水后水的体积,解题过程中还要注意单位的统一。
21.(6分)电动汽车是正在大力推广的新型交通工具,它具有节能、环保的特点。若一辆电动汽车的总质量为1.6t,在
水平公路上匀速行驶时受到的阻力是总重力的0.2倍,求:
(1)电动汽车的总重力;
(2)汽车匀速行驶时,发动机对汽车的牵引力。
【分析】(1)已知汽车的质量,根据G=mg求汽车的重力;
(2)汽车匀速行驶过程中,由二力平衡,发动机的牵引力与阻力大小相等,已知阻力与车重的关系,可以得到牵引力。
【解答】解:(1)汽车所受的重力为:
G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N;
(2)汽车在平直公路上匀速行驶,则受到牵引力与阻力为一对平衡力,已知汽车受到的阻力为车重的0.2倍,故汽车行驶时受到的牵引力为:
F牵=f=0.2G=0.2×1.6×104N=3200N。
答:(1)电动汽车的总重力为1.6×104N;
(2)汽车匀速行驶时,发动机对汽车的牵引力为3200N。
【点评】本题联系生活实际,考查重力的计算及二力平衡的运用,计算时注意单位的换算。
五、实验探究题(本大题共2小题,共16分)
22.(8分)小画在测量盐水密度时,天平调平后,进行了如下操作:
(1)实验时将天平放在 水平 桌面上,调节天平平衡;
(2)用天平测量烧杯和盐水的总质量,盘中砝码及游码的位置如图甲所示,则烧杯和盐水的总质量为 142 g;
(3)将烧杯中的盐水倒入量筒中一部分,液面位置如图乙,盐水体积 60 mL;
(4)用天平测量烧杯和剩余盐水的总质量为76g,则盐水密度为 1.1×103 kg/m3。
【分析】(1)使用天平时,把天平放在水平桌面上,将游码调至标尺左端零刻度线处,调节平衡螺母,使天平平衡
(2)天平平衡时物体的质量等于右盘中砝码的质量与游码在标尺上所对的刻度值;
(3)量筒读数要注意分度值,视线要与凹液面相平;
(3)计算出量筒内液体的质量,根据密度公式计算液体密度。
【解答】解:(1)使用天平时,把天平放在水平桌面上,将游码调至标尺左端零刻度线处,调节平衡螺母,使天平平衡;
(2)烧杯和盐水的总质量=140g+2.0g=142g;
(2)量筒的分度值为2mL,读数为60mL,即V=60mL=60cm3;
(3)倒出的液体质量m=142g﹣76g=66g;
ρ1.1g/cm3=1.1×103kg/m3;
故答案为:(1)水平;(2)142g;(3)60mL;(3)1.1×103。
【点评】本题考查了天平和量筒读数、液体密度的计算、表格设计等,属于基础性题目。
23.(8分)如图所示是“研究影响滑动摩擦力大小因素”的实验装置。
(1)如图甲、乙、丙所示三种情况下,木板和毛巾保持不动,物块在弹簧测力计拉力作用下均做匀速直线运动。则物块所受滑动摩擦力的大小 等于 (选填“大于”“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数;
(2)比较甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与 压力 的关系;
(3)小萌同学对实验装置进行改进,如图丁所示,用力拉动长木板向左运动,物块保持静止时弹簧测力计的示数 等于 (选填“大于”“等于”或“小于”)物块所受滑动摩擦力的大小。改进后的实验中小萌同学 不需要 (选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板。
【分析】(1)实验中,必须沿水平方向匀速直线拉动木块,由二力平衡条件可知,木块受到的滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数。
(2)滑动摩擦力的影响因素与压力、接触面的粗糙程度有关,利用控制变量法分析。
(3)通过受力分析得出砝码所受摩擦力大小。
【解答】解:(1)物块做匀速直线运动,故在水平方向上二力平衡,则物块所受滑动摩擦力大小等于弹簧测力计拉力的大小。
(2)甲、乙两图,接触面粗糙程度相同,压力大小不同,故可以研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系。(3)物块相对地面保持静止,受力平衡,故弹簧测力计示数等于摩擦力大小;改进后物块始终保持静止,故不需要匀速拉动长木板。
故答案为:(1)等于;(2)压力;(3)等于;不需要。
【点评】本题研究影响滑动摩擦力大小的因素实验,利用控制变量法和转换法分析。
六、综合题(共8分)
24.(8分)阅读短文,回答问题:
背包式飞行器
深圳光启公司生产的一款单人背包式飞行器,是全球首款商业化、实用化的个人立体飞行器,它的外形像一把有扶手和踏板的座椅,由汽油发动机提供动力,带动两个螺旋桨转动,飞行员通过操纵改变螺旋桨的方向、转速,实现进退、上下、左右及俯仰飞行,甲、乙两图分别是它的侧视图和俯视图。下表一为它的部分技术参数。
表一:
飞行器类型 一级超轻型
成员数量 单人飞行
满油时飞行器质量 200kg
最大起飞质量 320kg
最大承载质量 120kg
表二:
伞面面积S/m2 0.2 0.2 0.4 0.6
伞和物总重G/N 1.6 3.6 12.8 4.8
收尾速度v/m s 2 3 4 2
收尾速度的平方v2/(m s﹣1)2 4 9 16 4
该飞行器还采用了无人飞行控制系统、零空速悬停技术,即在空中双手松开操纵杆之后,飞行器就会在空中悬停,等待你的下一步操作;还使用与赛车相同类型的驾驶舱,可以在撞击时保护飞行员的安全,还配备了弹射降落伞系统,如果遇到特殊情况,飞行器无法正常降落时,可以关闭动力源,同时打开降落伞,利用空气阻力减小下降速度,从而可以避免驾驶者快速落地而造成伤害。该飞行器因此跻身当今世界上最安全的超轻型飞行器之列。
为了给飞行器设计面积合适的降落伞,研究人员对降落伞所受阻力与降落伞的伞面面积、下落速度之间的关系进行了探究,他们分别将伞面面积和总重不同的圆形降落伞,从高处下落,测出最终匀速下落时的速度即收尾速度,实验结果如下表二所示。
(1)用碳纤维作为飞行器的主要材料,是因为它具有 密度 小的物理属性;
(2)该飞行器是利用力的作用是 相互 的原理工作的;
(3)如果不计空气对飞行器的阻力,飞行器匀速上升时的升力 等于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)匀速下降时的升力;
(4)降落伞所受阻力与伞面面积下落速度的平方之间的关系式为f=2Sv2,在使用降落伞时,要使飞行器的收尾速度不超过4m/s,则降落伞的面积至少为 100 m2。
【分析】(1)碳纤维密度小,同体积较轻,所以用碳纤维作为飞行器的主要材料;
(2)力的作用是相互的;
(3)不计空气对飞行器的阻力,匀速时升力始终等于重力,据此分析两力的大小关系;
(4)匀速时阻力等于重力,收尾速度不超过4m/s,按最大起飞质量320kg计算,根据G大=m大g得出最大重力,进而得出阻力,根据表达式得出面积。
【解答】解:(1)碳纤维密度小,同体积较轻,所以用碳纤维作为飞行器的主要材料。
(2)该飞行器利用力的作用是相互的原理。
(3)不计空气对飞行器的阻力,匀速时升力始终等于重力,所以飞行器匀速上升时的升力等于匀速下降时的升力。
(4)匀速时阻力等于重力,所以由表中数据可得,降落伞所受阻力与伞面面积下落速度的平方之间的关系式为f=2Sv2,要使飞行器的收尾速度不超过4m/s,按最大起飞质量320kg计算,最大重力为G大=m大g=320kg×10N/kg=3200N=f,
面积为。
故答案为:(1)密度;(2)相互;(3)等于;(4)100。
【点评】本题考查速度、密度、力的作用效果等知识,综合性强,难度较大。
