4月阶段性练习物理
一、单选题(下列各小题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意。共30分,每小题2分)
1. 如图所示的光现象中,由于光的折射形成的是( )
A. 桥在水中形成倒影 B. 皮影在幕布上形成影子
C. 铅笔在水面处折断 D. 日晷上呈现针的影子
【答案】C
【解析】
【详解】A.桥在水中形成倒影,水面相当于平面镜,是由于光的反射形成的,故A不符合题意;
B.皮影在幕布上形成影子,是利用了光的直线传播,故B不符合题意;
C.铅笔在水面处折断,是光从水中射入空气中时,在水面处发生了折射形成的,故C符合题意;
D.日晷上呈现针的影子,是利用了光的直线传播,故D不符合题意。
故选C。
2. “二十四节气”是中华民族智慧的结晶,下列有关节气的谚语的分析正确的是( )
A. “夏至翻白云,平地见鱼鳞”,云的形成是升华现象
B. “处暑雷唱歌,阴雨天气多”,雨的形成是凝固现象
C. “霜降有霜,米谷满仓”,霜的形成是凝华现象
D. “小寒冻土,大寒冻河”,河水结冰是熔化现象
【答案】C
【解析】
【详解】A.云是空气中的水蒸气变成的小水珠,由气态变为液态,属于液化现象,故A错误;
B.雨是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,属于液化现象,故B错误;
C.霜是空气中的水蒸气遇冷变成的固态小冰晶,是凝华现象,故C正确;
D.河水结冰是由液态变为固态,是凝固现象,故D错误。
故选C。
3. 吉他是很多青少年喜欢的乐器。下列关于吉他的说法中正确的是( )
A. 弹奏吉他时,琴弦的振动产生声音
B. 吉他优美的旋律一定不会成为噪声
C. 吉他发出的声音可以在真空中传播
D. 琴弦振动的频率决定发出声音的响度
【答案】A
【解析】
【详解】A.声音由物体振动产生,弹奏吉他时,琴弦的振动产生声音,故A正确;
B.吉他优美的旋律若妨碍人们的生活、学习、工作,就是噪声,故B错误;
C.声音不能在真空中传播,吉他发出的声音不可以在真空中传播,故C错误;
D.琴弦振动的频率决定发出声音的音调,频率越快,音调越高,频率越慢,音调越低,故D错误。
故选A。
4. 在图所示的各种生产和生活工具中,目的是为了增大压强的是( )
A. 耕作农机上的履带 B. 攀冰鞋底安装尖的铁刺
C. 宽大舒适的自行车座 D. 载重车有很多车轮
【答案】B
【解析】
【详解】A.耕作农机上的履带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A不符合题意;
B.攀冰鞋底安装尖的铁刺,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B符合题意;
C.宽大舒适的自行车座,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.载重车有很多车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故D不符合题意。
故选B。
5. 如图所示的四种工具,使用时属于费力杠杆的是( )
A. 羊角锤
B. 核桃夹
C. 裁纸刀
D 食品夹
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.羊角锤在使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.核桃夹在使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C.裁纸刀在使用时动力臂大于阻力臂,省力杠杆,故C不符合题意;
D.食品夹在使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D符合题意。
故选D。
6. 下列实例中,属于做功改变物体内能的是( )
A. 将热牛奶倒入玻璃杯中,玻璃杯温度升高 B. 经阳光暴晒后的柏油路面,其温度升高
C. 反复弯折铁丝,弯折处温度升高 D. 用热水袋暖手,手的温度升高
【答案】C
【解析】
【详解】A.将热牛奶倒入玻璃杯中,玻璃杯吸收牛奶热量,温度升高,属于热传递改变物体内能,故A不符合题意;
B.经阳光暴晒后的柏油路面,其温度升高,属于热传递改变物体内能,故B不符合题意;
C.反复弯折铁丝,铁丝克服摩擦做功,机械能转化为内能,弯折处温度升高,故C符合题意;
D.用热水袋暖手,受吸热温度升高,属于热传递改变物体内能,故D不符合题意。
故选C。
7. 足球比赛是中学生喜爱的体育活动之一,下列说法正确的是( )
A. 静止放在罚点球位置上的足球,只受到重力的作用
B. 当足球被踢出后还能在空中飞行,是因为足球受到了惯性
C. 头球时,足球能被头顶飞,是因为头对足球的力大于足球对头的力
D. 守门员飞身扑住了飞向球门的足球,说明力可以改变足球的运动状态
【答案】D
【解析】
【详解】A.静止放在罚点球位置上的足球,受到重力和地面的支持力,故A错误;
B.惯性不是力,当足球被踢出后还能在空中飞行,是因为足球具有惯性,故B错误;
C.头球时,足球能被头顶飞,头对足球的力与足球对头的力是一对相互作用力,作用力和反作用力大小相等,故C错误;
D.守门员飞身扑住了飞向球门的足球,足球由运动变为静止,说明力可以改变足球的运动状态,故D正确。
8. 关于生活中的四个热现象,下列说法正确的是( )
A. 水烧开时,壶嘴的周围冒“白气”,这属于汽化现象
B. 用高压锅煮食物熟得快,是因为高压锅内气压高沸点低
C. 冷链运输时使用干冰保鲜,这是因为干冰容易升华吸热
D. 把蔬菜装入保鲜袋并放入冰箱,是为了加快水分的蒸发
【答案】C
【解析】
【详解】A.水烧开时,壶嘴的周围冒“白气”是热的水蒸气遇到壶嘴外冷的空气液化成的小水滴,故A错误;
B.液体沸点随气压的增大而升高,高压锅内气压比较大,水的沸点高,因此煮食物快,故B错误;
C.干冰在常温时很容易从固态升华为气态,升华过程吸热,从而降低温度达到保鲜作用,故C正确;
D.把蔬菜装入保鲜袋,控制了液体表面积和空气流动的影响,可以减慢蒸发,故D错误。
故选C。
9. 现代生活,智能手机给人们带来了便利,但长时间看手机屏幕,容易导致视力下降。人眼的晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜,图中关于近视眼与远视眼的成因及矫正的说法正确的是( )
A. 甲为近视眼,可佩戴凹透镜矫正 B. 甲为远视眼,可佩戴凸透镜矫正
C. 乙为近视眼,可佩戴凸透镜矫正 D. 乙为远视眼,可佩戴凹透镜矫正
【答案】B
【解析】
【详解】AB.如图甲,由于晶状体过薄,折光能力变弱,近处物体在视网膜后成像,是远视眼,可以佩戴凸透镜增强对光线的会聚,从而实现矫正,故A错误;B正确;
CD.如图乙,由于是因为晶状体过厚,折光能力变强,远处物体在视网膜前成像,是近视眼,可以佩戴对光具有发散作用的凹透镜进行矫正,故CD错误。
故选B。
10. 下列有关力做功的说法中正确的是( )
A. 跳伞员在空中下落过程中,跳伞员受到的重力做了功
B. 足球被脚踢出后,在地面上滚动的过程中,脚对足球的踢力做了功
C. 汽车沿水平公路行驶过程中,汽车受到的重力做了功
D. 运动员举着杠铃在空中停留三秒的过程中,运动员对杠铃的支持力做了功
【答案】A
【解析】
【详解】A.跳伞员在空中下落过程中,受到重力的作用,并且在重力方向上通过了距离,因此重力对跳伞员做了功,故A正确;
B.足球离开脚后由于惯性继续在地面上滚动的过程中,足球不再受运动员的踢力,只有距离,所以运动员对足球没有做功,故B错误;
C.汽车沿水平公路行驶过程中,受到重力方向竖直向下,汽车没有在重力的方向上通过距离,汽车的重力没有做功,故C错误;
D.运动员举着杠铃不动,运动员给杠铃一个向上的支持力,但杠铃向上没有移动距离,人对杠铃的支持力没有做功,故D错误。
故选A。
11. 下列关于冬奥会发生的现象中,能用惯性知识解释的是( )
A. 速滑运动员在交接时,后面运动员用力推前面准备交接的运动员使他增速
B. 运动员将冰壶推出后,冰壶能在水平冰面上继续滑行一段距离
C. 越野滑雪运动员从斜坡上下滑时,即使不用力滑,速度也会越来越大
D. 跳台滑雪运动员腾空后最终落回到地面
【答案】B
【解析】
【详解】A.速滑运动员在交接时,后面运动员用力推前面准备交接的运动员使他增速,是力改变物体的运动状态,不是惯性,故A不符合题意;
B.运动员将冰壶推出后,冰壶由于具有惯性,能在水平冰面上继续滑行一段距离,故B符合题意;
C.越野滑雪运动员从斜坡上下滑时,运动员的重力势能转化为动能,速度会越来越大,故C不符合题意;
D.跳台滑雪运动员腾空后,由于受到重力,最终落回到地面,故D不符合题意。
故选B。
12. 如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面,一小球由A点以速度ν沿轨道滚下,经另一侧等高点B后到达最高点C.下列关于小球滚动过程的分析正确的是( )
A. 整个过程只有重力在对小球做功
B. 小球在A、B两点具有的动能相同
C. 小球在A、B、C三点的速度大小关系是νA>νB>νC
D. 小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
【答案】C
【解析】
【分析】若不考虑摩擦力,机械能处处相等,若考虑摩擦力,因为运动过程要克服摩擦力做功,所以机械能会逐渐减小。
【详解】A、小球受到竖直向下的重力的作用,下落中,移动了距离,小球的重力是做功的,因为是粗糙的弧形轨道,所以受摩擦力,还要克服摩擦力做功,故A错误;
B、在粗糙的弧形轨道上受摩擦力,要克服摩擦力做功,所以小球下落过程中,机械能减小,在A、B两点高度相同,重力势能相同,故在A、B两点具有的动能不同,故B错误;
C、小球运动过程中,要克服摩擦力做功,机械能会减小,而小球质量不变,故小球在A、B两个相同高度时,B点动能小,C点高度更大,动能更小,所以三点的速度大小关系是,故C正确;
D、要克服摩擦力做功,机械能减小,故在A点具有的机械能大于它在C点具有的重力势能,故D错误.
故选C.
【点睛】
13. 下列说法正确的是( )
A. 水的内能一定比水的内能多
B. 水和酒精吸收相同的热量,酒精升高的温度一定多
C. 神舟返回舱穿越大气层时,要克服阻力做功,返回舱的内能增加
D. 汽油机的做功冲程中,燃气对外做功,将内能转化为机械能
【答案】CD
【解析】
【详解】A.物体的内能大小与物体的温度、状态、质量有关,由于不确定10°C水和0°C水质量的大小,所以10°C水的内能不一定比0°C水的内能多,故A错误;
B.由得,水和酒精吸收相同热量,水的比热容比酒精大,但质量不确定,所以酒精升高的温度不一定多,故B错误;
C.神舟返回舱穿越大气层时,要克服阻力做功,机械能转化成内能,所以返回舱的内能增加,故C正确;
D.汽油机的做功冲程中,燃料燃烧,燃气对外做功,将内能转化为机械能,获得动力,故D正确。
故选CD。
14. 下列说法中正确的是( )
A. 光是电磁波,在真空中的传播速度为
B. 反射光线在入射光线和法线所决定的平面内
C. 一束太阳光可以通过三棱镜分解为不同的色光
D. 人离平面镜越远,人在平面镜中所成的像就越小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.光是电磁波,在真空中的传播速度为3×108m/s,是宇宙中最快的速度,故A错误;
B.根据光的反射定律可知,反射光线在入射光线和法线所决定的平面内,故B正确;
C.一束太阳光可以通过三棱镜分解为不同的色光,这种现象叫做光的色散,故C正确;
D.平面镜所成的像和物体大小相等,人离平面镜越远,人在平面镜中所成的像大小不变,故D错误。
故选BC。
15. 2022年2月6日,中国女足姑娘们在亚洲杯决赛中顽强拼搏,最终夺得亚洲杯冠军。如图所示,中国女足队员正在传球,踢出去的足球在空中飞行的过程中,会受到空气阻力的作用。则下列分析中正确的是( )
A. 踢出去的足球在空中上升过程中,受到的合力向下
B. 踢出去的足球在空中下降过程中,它的机械能逐渐增大
C. 足球在空中上升到最高点时,处于平衡状态
D. 空中运动的足球,若所受力都消失,它将做匀速直线运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.踢出去的足球在空中上升过程中,会受到空气阻力和竖直向下的重力,两者方向成一定夹角,不在同一直线上,则受到的合力不向下,故A错误;
B.踢出去的足球在空中上升过程或者下降的过程中,由于受到空气阻力,足球克服空气阻力做功,它的机械能逐渐减小,故B错误;
C.足球在空中上升到最高点时,处于非平衡状态,受到重力和阻力作用,其合力不为零,不平衡状态,故C错误;
D.根据牛顿第一定律可知,一切物体在没有受到外力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。空中运动的足球具有一定的速度,若所受力都消失,足球将按照原来的运动方向和速度大小做匀速直线运动,故D正确。
故选D。
16. 一个重700N的工人站在地面上,利用如图甲所示的滑轮组提升一批不同重力的货物。此时,工人正用竖直向下的拉力F使重为500N的货物A以0.2m/s的速度匀速上升,工人双脚与地面的接触面积为500cm2,拉力F所做的功W与时间t的关系如图乙所示。已知缠绕滑轮组的绳子最多只能承受550N的拉力,在不计绳重和摩擦的情况下,下列说法中正确的有( )
A. 拉力F的功率为
B. 拉力F为
C. 此人用拉力F提升重物A时,双脚对地面的压强为8000Pa
D. 此人使用该滑轮组匀速提升货物时,最大的机械效率约为
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.由图甲可知,滑轮组绳子承重股数为n=2,绳子自由端移动的速度为
由图乙可知,1s内拉力所做的功为120J,绳子自由端移动的距离为
根据W=Fs可得,拉力F为
拉力F的功率为
故A正确,B错误;
C.根据物体间力的作用是相互的可知,绳子对人的拉力为
对人受力分析可知,此时人受到竖直向下的重力、地面对其竖直向上的支持力以及向上的绳子对其的拉力作用,则有
所以地面对人的支持力为
根据物体间力的作用是相互的可知,人对地面的压力为
根据可得,双脚对地面的压强为
故C正确;
D.不计绳重和摩擦的情况,动滑轮的重力为
人通过滑轮组向下拉绳子时的最大拉力为
由于绳子所能承受的最大拉力为550N,即绳子所能承受的最大拉力小于人的最大拉力,因此此人使用该滑轮组提升货物时绳子自由端的最大拉力
货物的最大重力为
不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为
所以滑轮组的最大机械效率为
故D正确。
故选ACD。
三、实验探究题(共48分,21-27,29题每空2分,28题5分,30题3分)
17. (1)如图所示,温度计的示数为________。
(2)图中物体A的长度是________cm。
【答案】 ①. 39 ②. 2.70
【解析】
【详解】[1]温度计分度值为1℃,越往上数值越大,说明是零上,则温度计示数为39℃。
[2]刻度尺的分度值为1mm,估读到分度值下一位,则物体长度为2.70cm。
18. 为了鉴别甲物质是否为晶体,小琴根据实验目的.进行了认真规范的实验,获得的实验数据如下表所示。加热时间为1min时,甲物质为固态,加热时间为10min时,甲物质为液态,根据实验数据分析可知:甲物质__________(选填“是”或“不是”)晶体,做出此判断的理由是__________。
加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
甲物质的温度/℃ 40 42 44 46 48 48 48 48 48 48 50 53
【答案】 ①. 是
②. 见解析
【解析】
【详解】[1][2]晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,由表格中数据知,该物质在熔化过程中保持48℃不变,所以该物质为晶体,熔点是48℃。
19. 小华使用的实验装置如图所示,一个三端开口的T形玻璃管,将其下端插入适量的水中。小华用电吹风机从左端向玻璃管横管中吹风,风速为v1时,T形管下端管内水面高度如图甲所示;改变风速为v2后,T形管下端管内水面高度如图乙所示。上述现象探究的科学问题是________。
【答案】见解析
【解析】
【详解】向玻璃管中吹气,吹气速度不同,T形管中空气流速不同,其下端管内水面上升高度也不同,这是因为T形管中空气流速大压强小,管外空气流速不变,压强大于管中空气流速,于是将水向上压。则上述现象可以探究液体压强与流速的关系。
20. 测量某种液体密度的主要实验步骤如下 :
(1)用调节好的天平测量烧杯和液体的总质量,当天平再次平衡时,如图甲所示,烧杯和液体的总质量为______g;
( 2)将烧杯中的部分液体倒入量筒中,如图乙所示,量筒中液体的体积为_______cm3;
( 3 )用天平测出烧杯和杯内剩余液体的总质量为 68g;
( 4) 计算出液体的密度为______g/cm3。
【答案】 ①. 122 ②. 60 ③. 0.9
【解析】
【详解】(1)[1]由图甲知道,标尺的分度值为0.2g,烧杯和液体的总质量
m1=100g+20g+2g=122g
(2)[2]量筒的分度值为2mL,量筒内液体的体积为
V=60mL=60cm3
(3)[3]量筒内液体的质量
m=122g-68g=54g
液体的密度为
21. 小静和小刚用两个不同焦距的凸透镜A和B,做探究凸透镜成像规律的实验。
(1)他们选取焦距为的凸透镜A,先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度;将蜡烛放在如图甲所示的位置,左右调节光屏直至在光屏上得到一个倒立清晰的像,生活中_________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用此成像原理工作的;
(2)在图甲实验的基础上,小静将凸透镜A更换为焦距为的凸透镜B,为了在光屏上得到清晰的像,她应将光屏向_________(选填“左”或“右”)侧移动:小刚认为不用移动光屏在光屏上也能呈现清晰的像,他将一个眼镜放到凸透镜B前,如图乙所示,适当调节眼镜片的位置,果然在光屏上呈现出清晰的像,请你分析该眼镜的镜片对光有_________(选填“会聚”或“发散”)作用。
【答案】 ①. 投影仪 ②. 右 ③. 会聚
【解析】
【详解】(1)[1]凸透镜的焦距为f1=10cm,由图可知,此时的物距
u=50.0cm-35.0cm=15.0cm
物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,其应用是投影仪。
(2)[2]在图甲实验的基础上,更换焦距为f2=12cm的凸透镜,焦距变大了,折射能力变弱了,像成在光屏的后方,为了在光屏上得到清晰的像,光屏应向右侧移动。
[3]不移动光屏,在光屏后面成像,将一个眼镜放到凸透镜B前,适当调节眼镜片的位置,果然在光屏上呈现出清晰的像,让像向前移动,刚好成在光屏上,说明该透镜对光有会聚作用,该透镜是凸透镜。
22. 小丰利用如图甲所示的微小压强计探究液体内部压强规律时,他用手轻轻按压了探头的橡皮膜,若右侧U形管中液面高度变化________(选填“明显”或“不明显”),说明装置的气密性良好。通过比较图________和图丁可知液体内部压强大小与液体密度有关。
【答案】 ①. 明显 ②. 丙
【解析】
【详解】[1]压强计是通过观察U型管两端液面高度差来判断液体内部压强的,如果装置漏气,液面相平;用手轻轻按压探头的橡皮膜,若右侧U形管中液面高度变化明显,说明装置的气密性良好。
[2]通过比较图丙和图丁可知,液体的深度相同,液体的密度不同,U型管两端液面高度差不同,由此得出液体内部压强大小与液体密度有关。
23. 为了比较水和煤油比热容的大小,小明用完全相同的两个烧杯分别装上初温、质量相同的水和煤油,用两个相同的酒精灯给两个烧杯加热相同的时间,实验装置如图1所示。实验过程中,水和煤油的温度随时间变化的图像如图2所示。请回答如下问题:
(1)煤油和水吸收热量的多少是通过________来反映的;
(2)由图像得出:加热相同的时间,温度升高较多的是:________;(选填“煤油”或“水”)
(3)若从煤油和水中选择一种液体做为汽车发动机的冷却循环系统的工作物质,则应选________(选填“煤油”或“水”)比较合适。
【答案】 ①. 加热时间的长短 ②. 煤油 ③. 水
【解析】
【详解】(1)[1]根据转换法,相同的加热器,加热相同的时间,煤油和水吸收的热量相同,所以煤油和水吸收热量的多少通过观察加热时间的长短来比较。
(2)[2]根据图像可知,质量相同的水和煤油,吸收相同的热量后,煤油升高的温度较多,水的温度较少。
(3)[3][3]相同质量的水和煤油,吸收相同的热量后,水升高的温度小于煤油升高的温度,根据Q=cm t可知,煤油的比热容小于水的比热容,水的温度变化比煤油慢,故选择水做为汽车发动机的冷却循环系统的工作物质。
24. 在研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系的实验中,某同学设计的实验装置如图所示。在实验中将长木板B放置在水平桌面上,用手拉动长木板B使其水平向左运动,拉动物块A的细线保持水平:
木板B 1号 2号 3号
F/N 0.4 0.8 1.4
f /N 0.4 0.8 1.4
(1)在实验中,当木块A相对于地面静止时,弹簧测力计的示数F能表示木块A所受滑动摩擦力f的大小。请你画出图中木块A水平方向的受力示意图;
( )
并分析说明f=F的依据_______;
(2)选定实验方案后,通过更换表面粗糙程度不同的长木板B(木板B的号码越大代表其表面越粗糙),测得一组摩擦力f的数据,并记录在表格中。可以得到的实验结论是:____________。
【答案】 ①. ②. 因为木块A相对于地面静止,所以在水平方向上滑动摩擦力f与拉力F拉二力平衡,即f=F拉 ③. 压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
【解析】
【详解】(1)[1]当木块A相对于地面静止时,木块A受力平衡,水平方向上受到向左的摩擦力和向右的拉力,二者大小相等,如图所示:
。
[2]因为木块A相对于地面静止,所以在水平方向上滑动摩擦力f与拉力F拉二力平衡,即f=F拉。
(2)[3]根据实验过程可知,实验中物体A对木板B的压力是一定的,只是改变B表面的粗糙程度,从表格中的数据可以得出结论:当压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
25. 在实验桌上提供了以下实验器材:如图所示的两个密度、底面积已知且体积相同的实心圆柱体A和B,圆柱体上每格长度均为2cm,已调零的弹簧测力计1个,装有适量水的烧杯1个,装有适量酒精的烧杯1个,细线若干。已知圆柱体A、B、水和酒精的密度分别为、、和,且。小明选用其中部分实验器材,设计实验验证“物体所受浮力的大小与物体的密度无关”。
(1)以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整:
①将圆柱体A、B的密度记录在表格中;
②用弹簧测力计分别测量圆柱体A、B受到的重力G,并将G的数据记录在表格中;
③将挂在弹簧测力计下的圆柱体A浸没在烧杯内的水中,且不接触烧杯,静止时,读出弹簧测力计的示数F,并将F的数据记录在表格中;
④_______静止时,读出弹簧测力计的示数F,并将F的数据记录在表格中;
⑤利用公式_______,分别计算出圆柱体A、B受到的浮力,并将的数据记录在表格中;
(2)请画出实验数据记录表格_______;
(3)利用实验桌上提供的器材,还可以进行的实验有_______。(写出一个即可)
【答案】 ①. 将挂在弹簧测力计下的圆柱体B浸没在烧杯内的水中,且不接触烧杯 ②. G-F ③.
ρ/(kg m-3)
G/N
F/N
F浮/N
④. 物体所受浮力的大小与液体密度是否有关?【解析】
【详解】(1)[1]根据步骤②③能求出圆柱体A浸入水中的浮力,接下来应求出圆柱体B浸入水中相同的体积时的浮力,所以步骤④应该模仿步骤③去写,将挂在弹簧测力计下的圆柱体B浸没在烧杯内的水中,且不接触烧杯,静止时,读出弹簧测力计的示数F,并将F的数据记录在表格中。
[2]根据称重法可知,浮力的大小为F浮=G-F。
(2)[3]实验要探究浮力与物体密度的关系,根据(1)中的5个步骤可得,要在表格中记录圆柱体的密度ρ,并标注其单位kg/m3,以及圆柱体A、B的重力G、浸入水中的拉力F和所受的浮力F浮,并标出它们的单位N,如下表所示:
ρ/(kg m-3)
G/N
F/N
F浮/N
(3)[4]由题意可知,实验器材中还有不同密度的液体,水和酒精,所以我们还可以进行的实验有探究物体所受浮力的大小与液体密度是否有关。
26. 两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底,如图甲;放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示。请比较在甲液体中,小球A对容器底的压力与小球B对容器底的压力的大小,并简述分析过程。
【答案】见解析
【解析】
【详解】如图乙所示,A球漂浮,B球沉底,故
又因为A、B两个实心小球体积相同,根据可知
根据可知
如甲图所示,体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中都沉底,所以两个小球排开液体体积相等。根据可知两个小球受到的浮力相等;由可知,A小球对甲容器底的压力小于B小球对甲容器底的压力,由力的作用的相互性可知,甲容器底对A小球的支持力小于甲容器底对B小球的支持力。
四、科普阅读题(共4分)
27. 阅读《“奋斗者”号》并回答题。
“奋斗者”号
深遂的海底世界充满了神秘与未知,驱动着人类孜孜不倦地探索。2012年6月24日,“蛟龙”号载人深潜器下潜7020米新纪录诞生。在此后的八年时间中,我国科研团队攻坚克难,不断探索,终于在2020年11月10日,“奋斗者”号载人深潜器(如图所示)成功下潜10909m,刷新了我国载人深潜的新纪录。
“奋斗者”号的载人舱设计为球形,如图所示。球形结构可以将深海的压力向四周分散开来,从而可以承受更大的压力。“奋斗者”号最引人注目的是中国科学院金属研究所钛合金团队采用自主发明的Ti62A钛合金新材料,为“奋斗者”号建造了世界最大、搭载人数最多的潜水器载人舱球壳,它比“蛟龙”号更抗压,实现了下潜更大的深度。载人舱的研制极大推动了我国材料力学和结构力学的发展。“奋斗者”号还采用了新型固体浮力材料保障潜水器安全返回水面。浮力材料要求密度小,还要抗很大的水压。“奋斗者”号使用的固体浮力材料的关键部分是成千上万个纳米级大小的玻璃微珠,这个玻璃微珠中间是空心的,密度只有水的30%。固体浮力材料的研制突破了我国浮力材料研究的关键技术。
某次执行任务时,在“奋斗者”号的外部挂好2t的压载铁,注水下潜,当下潜至预定深度时,“奋斗者”号通过适时抛掉0.8t的压载铁实现悬停。当完成工作后,潜航员再抛掉剩余的压载铁,实现上浮。可见,无论是下潜、悬停、还是上浮,压载铁的作用都是巨大的。
目前,中国成为世界上万米下潜次数和人数最多的国家。“奋斗者”号为我国探索海洋科学奥秘,保护和合理利用海洋资源提供了强大支撑。让我们保持奋斗的状态,继续向深海进发!
(已知铁的密度,海水的密度,。)
请根据上述材料回答下列问题:
(1)“奋斗者”号的载人舱设计为球形结构,其目的是___________;
(2)“奋斗者”号采用密度较小的钛合金新材料和新型固体浮力材料,其目的是___________;
A.增大浮力 B.减小重力 C.更加抗压
(3)请你利用公式分析说明“奋斗者”号在执行该次任务时,实现上浮的原因_______。
【答案】 ①. 分散压力
②. B ③. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]奋斗者号的载人舱设计为球形结构,球形结构可以将深海的压力向四周分散开来,从而可以承受更大的压力。故其目的是分散深海的压力。
(2)[2]由材料知,固体浮力材料的关键部分是成千上万个纳米级大小的玻璃微珠,这个玻璃微珠中间是空心的,密度只有水的30%,奋斗者号的体积是一定的,使用较小密度的材料,可以减小重力。而奋斗者号最引人注目的是中国科学院金属研究所钛合金团队采用自主发明的Ti62A钛合金新材料,为奋斗者号建造了世界最大、搭载人数最多的潜水器载人舱球壳,它比蛟龙号更抗压,实现了下潜更大的深度。所以钛合金新材料是为了更抗压。奋斗者号采用密度较小的钛合金新材料和新型固体浮力材料,其目的是减小重力。故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)[3]实现上浮的原因,执行任务时,在奋斗者号的外部挂好2t的压载铁,注水下潜,当下潜至预定深度时,奋斗者号通过适时抛掉0.8t的压载铁实现悬停,此时F浮=G。当完成工作后,潜航员再抛掉剩余的压载铁,抛掉剩余铁块时,自重减小,此时F浮>G,物体上浮。
五、计算题(共8分,32题4分、33题4分)
28. 正方体物块A的边长为10cm,正方体物块B的边长为20cm,现将物块A放在水平地面上,物块B叠放在物块A的正上方,如图26所示。已知物块A的密度为2×103kg/m3,物块B的重力是80N,g取10N/kg。求:
(1)物块A的重力GA;
(2)物块A对地面的压强pA。
【答案】(1)20N;(2) 104Pa
【解析】
【详解】(1)物块A的质量为
mA=ρAVA=ρAa3= 2×103kg/m3(0.1m)3=2kg
物块A的重力为
GA=mAg=2kg 10N/kg=20N
物块A的重力20N。
(2)两物块叠放后,物块A对地面的压力为
FA=GA+GB=20N +80N=100N
物块A对地面的压强为
pA===104Pa
物块A对地面的压强为104Pa。
答:(1)物块A的重力为20N;
(2)物块A对地面的压强为104Pa。
29. 一个圆柱形容器,底面积是200cm2,装有12cm深的水,若将一个正方体M体积为1000cm3,重20N,用细绳悬挂后放入水中,有的体积露出水面,如图所示,(g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3)。试求:
(1)正方体M受到的浮力;
(2)细绳的拉力;
(3)水对容器底部的压强;
(4)若剪断细绳后,正方体M沉入容器底部,此时M对容器底的压力。
【答案】(1)8N;(2)12N;(3)1600Pa;(4)10N
【解析】
【详解】解:(1)正方体M用细线悬挂,放入水中排开水的体积
V排=
M所受浮力
(2)此时M受到竖直向下重力和竖直向上的浮力及拉力的作用静止,这三个力是平衡力,拉力
F拉=G-F浮=20N-8N=12N
(3)M放入水中后,水增加的高度
此时水深
h1=h+h增=0.12m+0.04m=0.16m
水对容器底的压强
p=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa
(4)沉底时M受到的浮力
此时M受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力及容器底对M的支持力的作用,处于静止,而M对容器底的压力与容器底对M的支持力是相互作用力,所以
F压=F支=G-F浮1=20N-10N=10N
答:(1)正方体M受到的浮力为8N;
(2)细绳的拉力为12N;
(3)水对容器底部的压强为1600Pa;
(4)此时M对容器底的压力为10N。
六、附加题(每空2分,选择题只有一个选项是正确的,错选或不选均不得分。共计20分)
30. “大漠孤烟直,长河落日圆”,图是长河落日的美丽景象,关于水中的“落日”,下列说法正确的是( )
A. 水中“落日”的位置在水的表面上
B. 河水中水有多深,水中“落日”离水面就有多深
C. 水中“落日”与天空中的太阳到水面的距离相等
D. 水中“落日”是天空中的太阳在水中所成的实像
【答案】C
【解析】
【详解】ACD.根据题意,水中的落日是太阳在水面平面镜成像的原理所成的虚像,由于反射面为水平,所以像与物到平面镜的距离相等。故AD错误,C正确;
B.根据平面镜成像的特点,像与物到平面镜的距离相同,即落日到的像到平面镜的距离等于太阳到水面的距离,与水的深度无关。故B错误。
故选C。
31. 关于功、功率、机械效率,下列说法中正确的是( )
A. 功率大的机器做功就快
B. 功率大的机器做功一定多
C. 做功快的机器其机械效率一定高
D. 作用在物体上的力越大,力对物体做功越多
【答案】A
【解析】
【详解】A.功率反映了做功的快慢,功率大则做功快,功率小,则做功慢,故A正确;
B.由W=Pt可知,做功多少与功率和做功时间有关,时间不确定无法比较做功多少,故B错误;
C.做功快的机器,其功率大,但机械效率与功率大小没有直接关系,故C错误;
D.若物体运动的方向与受力方向垂直,则力对物体没有做功,故D错误。
故选A。
32. 用图所示的动滑轮匀速提升钩码,测量动滑轮的机械效率,下表中已填入某次实验时测量出的数据。下列说法正确的是( )
钩码重G/N 提升高度h/m 绳自由端拉力F/N 绳自由端移动距离s/m 机械效率
2 0.1 1.2 0.2
A. 实验中应在弹簧测力计保持静止时读数
B. 本次实验中,动滑轮的机械效率为60%
C. 该动滑轮的机械效率不会改变
D. 若只增加钩码受到的重力,该动滑轮的机械效率会变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验时,在弹簧测力计静止时拉力不需要克服绳与轮之间的摩擦,所以测得的拉力偏小,故A错误;
B.本次实验中,动滑轮的机械效率为
故B错误;
CD.若只增加钩码受到的重力,上升的高度相同,额外功不变,有用功增大,由
可知该动滑轮的机械效率会变大,故D正确,C错误。
故选D。
33. 如图所示,用细线将小球悬挂在无人机上,图甲中无人机带着小球竖直向上运动;图乙中无人机带着小球水平向右运动;两图中,小球与无人机均保持相对静止,不计空气阻力。下列说法中正确的是( )
A. 甲图中,小球可能做加速直线运动
B. 甲图中,若悬挂小球的细线突然断了,小球立刻向下运动
C. 乙图中,小球可能做匀速直线运动
D. 乙图中,小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对平衡力
【答案】A
【解析】
【详解】A.若小球的重力小于细绳对小球的拉力,则小球可能在做加速直线运动,故A正确;
B.甲图中,若悬挂小球的细线突然断了,小球由于具有惯性会继续向上运动一段距离,故C错误;
CD.乙图中,细绳对小球的拉力沿绳子的方向,小球的重力方向是竖直向下的,这两个力的方向不在同一条直线上,这两个力不是平衡力,小球不可能在做匀速直线运动,故CD错误。
故选A
34. 一个盛有足够多水的溢水杯放在水平桌面上,先往溢水杯中投入一个质量为m的小球A,从溢水杯中溢出的水的质量为20g,再往溢水杯中投入一个质量为2m的小球B,从溢水杯中再次溢出的水的质量为80 g,此时A、B小球受到的总浮力为F浮,水对溢水杯底部产生的压力比两小球投入溢水杯前增加了,已知小球A、B的密度均小于水的密度,则( )
A. F浮 = 1.2 N,= 0.2 N B. F浮 = 1.2 N,= 1.2 N
C. F浮 = 1.0 N,= 1.0 N D. F浮 = 1.0 N,= 0 N
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】因为小球A、B的密度均小于水的密度,投入水中都漂浮,排出水的质量应当等于自身的质量。因为小球A的质量为m、 B的质量为2m,如果溢水杯已经装满,B球排出水的质量应该是A球的二倍。那么B排出80g水,说明B的质量为80g;A的质量为40g,A应当排出40g水,但A球只排出了20g水。这说明溢水杯没有装满,A球放入时有20g水没有排出溢水杯。故A、B小球受到的总浮力为F浮为
水对溢水杯底部产生的压力比两小球投入溢水杯前增加了
故选A。
35. 延时服务时,理化趣味实验小组在老师的指导下,动手制作量程为10kg的杆秤。如图是小尹制作的杆秤示意图,使用时,将待称物体挂在秤钩上,用手提起B或C(相当于支点)处的秤纽,移动秤砣在秤杆上的位置D,使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量,此秤最大称量是10kg,秤砣最远可移至E点。秤杆和秤钩的质量忽略不计,AB、BC、BE的长度如图所示(g取10N/kg),当小尹提起C处秤纽称一袋质量为2kg的荔枝时D与C之间的距离应为________m。
【答案】0.25
【解析】
【详解】根据杠杆的平衡条件知道,当提着B处秤纽、秤砣在E点时,A点所挂物体重为
当提着C处秤纽、秤砣在E点时,A点所挂物体重为
因为BE>CE、AB<AC,所以GA>GA1,即提B处秤纽时,此秤的称量最大。当提着B处秤纽、秤砣挂在E点、A点秤钩挂着质量为10kg的物体时,秤杆可以在水平位置平衡,则
由G=mg可得
所以秤砣的质量为
当提起C处秤纽称一袋质量为2kg的荔枝时,阻力臂为
AC=AB+BC=0.02m+0.03m=0.05m
根据杠杆的平衡条件和G=mg可得
解得,D与C之间的距离为
36. 一个装有水的圆柱形容器(容器壁厚度忽略不计)放在水平桌面上。往容器中放入一个正方体和一个球体(假设两物体都不沾水),两物体静止后状态如图所示。此时容器对桌面的压强为3000Pa,已知正方体和球体的体积比为2∶1。现将正方体取出,液面下降了4cm。再把球体取出,液面又下降了2.5cm。此时容器底对桌面的压强为2200Pa。则正方体的密度是________kg/m3,球体的密度是________kg/m3。(g取10N/kg)
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]设圆柱形容器的底面积是S,两次液面下降的高度分别是h1和h2,则正方体和球体排开水的体积分别是
①
②
正方体和球体受到的浮力分别是
③
④
由①③知道
⑤
由②④知道
⑥
又因为正方体和球体的体积比为2:1,所以结合⑤⑥得
解得正方体的密度是
[2]根据题意知道,正方体和球体取出后减小的压强是由于两者的重力产生的,即
故解得球体的密度是
37. 如图甲所示,底面积为的轻质薄壁柱形容器放置在水平桌面上,正方体A、圆柱体B浸没在某种液体中。正方体A的体积为、重力为,通过不可伸长的细线与容器底部相连,B放在A上。打开阀门K放出液体,容器中液体深度h与细线上拉力F关系如图乙所示,则圆柱体B的高度为________cm。当液体深度为时,关闭阀门,剪断细线,将B从A上取下放入液体中。待A、B静止后,液体的深度为________cm。
【答案】 ①. 5 ②. 17.5
【解析】
【详解】[1]由图乙可知,液体深度为25cm时,圆柱体的上表面与液面相平,液体深度为20cm 时,B全部露出水面,正方体的上表面刚好与液面相平,深度小于20cm后,A部分露出水 面,所以圆柱体B的高度
hB=h2-h3=25cm-20cm=5cm
[2]由题意可知,A的体积VA=1000cm3, 那么A的边长
a=√1000cm =10cm=0.1m
则A的底面积
SA=a2=(0.1m)2=0.01m2
当液体的深度为20cm关闭阀门时,B全部露出水面,A的上表面刚好与液面相平,此时A下表面与容器底的距离为
h'= h3-a=20cm-10cm= 10cm =0.1m
容器中液体的体积
V液=S容h3-VA=200cm2×20cm-1000cm3 = 3000cm3= 3×10-3m3
A排开液体的体积
V排2=VA=10-3m3
根据阿基米德原理可知, A受到的浮力
F浮2=ρ液gV排2
此时A、B这个整体受到三个力:竖直向下的总重力、拉力和竖直向上的浮力的作用,处于平衡状态,所以
F浮2=GA+ GB +F2
即
ρ液× 10N/kg × 10-3m3 =6N+GB+8N ①
当液体深度为16cm时,绳子的拉力为0,说明A、B这个整体处于漂浮状态,所受的浮力等于两者的总重力,即
F浮3=GA+GB
此时排开液体的体积
V排3=VA-SAΔh3= 10-3m3-0.01m2× (0.2m-0.16m) =6×10-4m3
根据阿基米德原理:此时A受到的浮力
F浮3=ρ液gV排3
所以
ρ液×10N/kg×6×10-4m3=6N+GB ②
解①②两式得,液体的密度及B的重力分别ρ液=2× 103kg/m3,GB= 6N为;由图乙可知,液体深度大于25cm时, A、B整体浸没在液体中,此时细线的拉力为12N, A、B整体受到三个力:竖直向下的总重力、拉力和竖直向上的浮力的作用,处于平衡状态,所以
F浮1=GA+ GB +F1=6N+6N+12N=24N
根据阿基米德原理可知,此时排开液体的体积
所以
VB=V排-VA=1.2×10-3m3-1.0×10-3m3=2×10-4m3= 200cm3
当液体深度为20cm时关闭阀门,液体体积
V液=S容h3-VA=200cm2×20cm-1000cm3 = 3000cm3
待A静止后处于漂浮状态,则
F浮A=GA=6N
根据F浮= ρ液gV排可知
则待A、B静止后,液体深度4月阶段性练习物理
一、单选题(下列各小题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意。共30分,每小题2分)
1. 如图所示的光现象中,由于光的折射形成的是( )
A. 桥在水中形成倒影 B. 皮影在幕布上形成影子
C. 铅笔在水面处折断 D. 日晷上呈现针的影子
2. “二十四节气”是中华民族智慧的结晶,下列有关节气的谚语的分析正确的是( )
A. “夏至翻白云,平地见鱼鳞”,云的形成是升华现象
B. “处暑雷唱歌,阴雨天气多”,雨的形成是凝固现象
C. “霜降有霜,米谷满仓”,霜形成是凝华现象
D. “小寒冻土,大寒冻河”,河水结冰是熔化现象
3. 吉他是很多青少年喜欢的乐器。下列关于吉他的说法中正确的是( )
A. 弹奏吉他时,琴弦的振动产生声音
B. 吉他优美的旋律一定不会成为噪声
C. 吉他发出的声音可以在真空中传播
D. 琴弦振动的频率决定发出声音的响度
4. 在图所示的各种生产和生活工具中,目的是为了增大压强的是( )
A. 耕作农机上的履带 B. 攀冰鞋底安装尖的铁刺
C. 宽大舒适的自行车座 D. 载重车有很多车轮
5. 如图所示的四种工具,使用时属于费力杠杆的是( )
A. 羊角锤
B 核桃夹
C. 裁纸刀
D. 食品夹
6. 下列实例中,属于做功改变物体内能的是( )
A. 将热牛奶倒入玻璃杯中,玻璃杯温度升高 B. 经阳光暴晒后的柏油路面,其温度升高
C. 反复弯折铁丝,弯折处温度升高 D. 用热水袋暖手,手的温度升高
7. 足球比赛是中学生喜爱的体育活动之一,下列说法正确的是( )
A. 静止放在罚点球位置上的足球,只受到重力的作用
B. 当足球被踢出后还能在空中飞行,是因为足球受到了惯性
C. 头球时,足球能被头顶飞,是因为头对足球的力大于足球对头的力
D. 守门员飞身扑住了飞向球门的足球,说明力可以改变足球的运动状态
8. 关于生活中的四个热现象,下列说法正确的是( )
A. 水烧开时,壶嘴的周围冒“白气”,这属于汽化现象
B. 用高压锅煮食物熟得快,是因为高压锅内气压高沸点低
C. 冷链运输时使用干冰保鲜,这是因为干冰容易升华吸热
D. 把蔬菜装入保鲜袋并放入冰箱,是为了加快水分的蒸发
9. 现代生活,智能手机给人们带来了便利,但长时间看手机屏幕,容易导致视力下降。人眼的晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜,图中关于近视眼与远视眼的成因及矫正的说法正确的是( )
A. 甲为近视眼,可佩戴凹透镜矫正 B. 甲为远视眼,可佩戴凸透镜矫正
C. 乙近视眼,可佩戴凸透镜矫正 D. 乙为远视眼,可佩戴凹透镜矫正
10. 下列有关力做功的说法中正确的是( )
A. 跳伞员在空中下落过程中,跳伞员受到的重力做了功
B. 足球被脚踢出后,在地面上滚动的过程中,脚对足球的踢力做了功
C. 汽车沿水平公路行驶过程中,汽车受到的重力做了功
D. 运动员举着杠铃在空中停留三秒的过程中,运动员对杠铃的支持力做了功
11. 下列关于冬奥会发生的现象中,能用惯性知识解释的是( )
A. 速滑运动员在交接时,后面运动员用力推前面准备交接的运动员使他增速
B. 运动员将冰壶推出后,冰壶能在水平冰面上继续滑行一段距离
C. 越野滑雪运动员从斜坡上下滑时,即使不用力滑,速度也会越来越大
D. 跳台滑雪运动员腾空后最终落回到地面
12. 如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面,一小球由A点以速度ν沿轨道滚下,经另一侧等高点B后到达最高点C.下列关于小球滚动过程的分析正确的是( )
A. 整个过程只有重力在对小球做功
B. 小球在A、B两点具有的动能相同
C. 小球在A、B、C三点的速度大小关系是νA>νB>νC
D. 小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
13. 下列说法正确的是( )
A. 水的内能一定比水的内能多
B. 水和酒精吸收相同的热量,酒精升高的温度一定多
C. 神舟返回舱穿越大气层时,要克服阻力做功,返回舱的内能增加
D. 汽油机的做功冲程中,燃气对外做功,将内能转化为机械能
14. 下列说法中正确的是( )
A. 光是电磁波,在真空中的传播速度为
B. 反射光线在入射光线和法线所决定的平面内
C. 一束太阳光可以通过三棱镜分解为不同的色光
D. 人离平面镜越远,人在平面镜中所成的像就越小
15. 2022年2月6日,中国女足姑娘们在亚洲杯决赛中顽强拼搏,最终夺得亚洲杯冠军。如图所示,中国女足队员正在传球,踢出去的足球在空中飞行的过程中,会受到空气阻力的作用。则下列分析中正确的是( )
A. 踢出去的足球在空中上升过程中,受到的合力向下
B. 踢出去的足球在空中下降过程中,它的机械能逐渐增大
C. 足球在空中上升到最高点时,处于平衡状态
D. 空中运动的足球,若所受力都消失,它将做匀速直线运动
16. 一个重700N的工人站在地面上,利用如图甲所示的滑轮组提升一批不同重力的货物。此时,工人正用竖直向下的拉力F使重为500N的货物A以0.2m/s的速度匀速上升,工人双脚与地面的接触面积为500cm2,拉力F所做的功W与时间t的关系如图乙所示。已知缠绕滑轮组的绳子最多只能承受550N的拉力,在不计绳重和摩擦的情况下,下列说法中正确的有( )
A. 拉力F的功率为
B. 拉力F为
C. 此人用拉力F提升重物A时,双脚对地面的压强为8000Pa
D. 此人使用该滑轮组匀速提升货物时,最大的机械效率约为
三、实验探究题(共48分,21-27,29题每空2分,28题5分,30题3分)
17. (1)如图所示,温度计的示数为________。
(2)图中物体A的长度是________cm。
18. 为了鉴别甲物质是否为晶体,小琴根据实验目.进行了认真规范的实验,获得的实验数据如下表所示。加热时间为1min时,甲物质为固态,加热时间为10min时,甲物质为液态,根据实验数据分析可知:甲物质__________(选填“是”或“不是”)晶体,做出此判断的理由是__________。
加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
甲物质的温度/℃ 40 42 44 46 48 48 48 48 48 48 50 53
19. 小华使用的实验装置如图所示,一个三端开口的T形玻璃管,将其下端插入适量的水中。小华用电吹风机从左端向玻璃管横管中吹风,风速为v1时,T形管下端管内水面高度如图甲所示;改变风速为v2后,T形管下端管内水面高度如图乙所示。上述现象探究的科学问题是________。
20. 测量某种液体密度的主要实验步骤如下 :
(1)用调节好的天平测量烧杯和液体的总质量,当天平再次平衡时,如图甲所示,烧杯和液体的总质量为______g;
( 2)将烧杯中的部分液体倒入量筒中,如图乙所示,量筒中液体的体积为_______cm3;
( 3 )用天平测出烧杯和杯内剩余液体的总质量为 68g;
( 4) 计算出液体的密度为______g/cm3。
21. 小静和小刚用两个不同焦距的凸透镜A和B,做探究凸透镜成像规律的实验。
(1)他们选取焦距为的凸透镜A,先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度;将蜡烛放在如图甲所示的位置,左右调节光屏直至在光屏上得到一个倒立清晰的像,生活中_________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用此成像原理工作的;
(2)在图甲实验的基础上,小静将凸透镜A更换为焦距为的凸透镜B,为了在光屏上得到清晰的像,她应将光屏向_________(选填“左”或“右”)侧移动:小刚认为不用移动光屏在光屏上也能呈现清晰的像,他将一个眼镜放到凸透镜B前,如图乙所示,适当调节眼镜片的位置,果然在光屏上呈现出清晰的像,请你分析该眼镜的镜片对光有_________(选填“会聚”或“发散”)作用。
22. 小丰利用如图甲所示的微小压强计探究液体内部压强规律时,他用手轻轻按压了探头的橡皮膜,若右侧U形管中液面高度变化________(选填“明显”或“不明显”),说明装置的气密性良好。通过比较图________和图丁可知液体内部压强大小与液体密度有关。
23. 为了比较水和煤油比热容大小,小明用完全相同的两个烧杯分别装上初温、质量相同的水和煤油,用两个相同的酒精灯给两个烧杯加热相同的时间,实验装置如图1所示。实验过程中,水和煤油的温度随时间变化的图像如图2所示。请回答如下问题:
(1)煤油和水吸收热量的多少是通过________来反映的;
(2)由图像得出:加热相同的时间,温度升高较多的是:________;(选填“煤油”或“水”)
(3)若从煤油和水中选择一种液体做为汽车发动机的冷却循环系统的工作物质,则应选________(选填“煤油”或“水”)比较合适。
24. 在研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系的实验中,某同学设计的实验装置如图所示。在实验中将长木板B放置在水平桌面上,用手拉动长木板B使其水平向左运动,拉动物块A的细线保持水平:
木板B 1号 2号 3号
F/N 0.4 0.8 1.4
f /N 0.4 0.8 1.4
(1)在实验中,当木块A相对于地面静止时,弹簧测力计的示数F能表示木块A所受滑动摩擦力f的大小。请你画出图中木块A水平方向的受力示意图;
( )
并分析说明f=F的依据_______;
(2)选定实验方案后,通过更换表面粗糙程度不同的长木板B(木板B的号码越大代表其表面越粗糙),测得一组摩擦力f的数据,并记录在表格中。可以得到的实验结论是:____________。
25. 在实验桌上提供了以下实验器材:如图所示的两个密度、底面积已知且体积相同的实心圆柱体A和B,圆柱体上每格长度均为2cm,已调零的弹簧测力计1个,装有适量水的烧杯1个,装有适量酒精的烧杯1个,细线若干。已知圆柱体A、B、水和酒精的密度分别为、、和,且。小明选用其中部分实验器材,设计实验验证“物体所受浮力的大小与物体的密度无关”。
(1)以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整:
①将圆柱体A、B的密度记录在表格中;
②用弹簧测力计分别测量圆柱体A、B受到的重力G,并将G的数据记录在表格中;
③将挂在弹簧测力计下的圆柱体A浸没在烧杯内的水中,且不接触烧杯,静止时,读出弹簧测力计的示数F,并将F的数据记录在表格中;
④_______静止时,读出弹簧测力计的示数F,并将F的数据记录在表格中;
⑤利用公式_______,分别计算出圆柱体A、B受到的浮力,并将的数据记录在表格中;
(2)请画出实验数据记录表格_______;
(3)利用实验桌上提供的器材,还可以进行的实验有_______。(写出一个即可)
26. 两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底,如图甲;放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示。请比较在甲液体中,小球A对容器底的压力与小球B对容器底的压力的大小,并简述分析过程。
四、科普阅读题(共4分)
27. 阅读《“奋斗者”号》并回答题。
“奋斗者”号
深遂的海底世界充满了神秘与未知,驱动着人类孜孜不倦地探索。2012年6月24日,“蛟龙”号载人深潜器下潜7020米新纪录诞生。在此后的八年时间中,我国科研团队攻坚克难,不断探索,终于在2020年11月10日,“奋斗者”号载人深潜器(如图所示)成功下潜10909m,刷新了我国载人深潜的新纪录。
“奋斗者”号的载人舱设计为球形,如图所示。球形结构可以将深海的压力向四周分散开来,从而可以承受更大的压力。“奋斗者”号最引人注目的是中国科学院金属研究所钛合金团队采用自主发明的Ti62A钛合金新材料,为“奋斗者”号建造了世界最大、搭载人数最多的潜水器载人舱球壳,它比“蛟龙”号更抗压,实现了下潜更大的深度。载人舱的研制极大推动了我国材料力学和结构力学的发展。“奋斗者”号还采用了新型固体浮力材料保障潜水器安全返回水面。浮力材料要求密度小,还要抗很大的水压。“奋斗者”号使用的固体浮力材料的关键部分是成千上万个纳米级大小的玻璃微珠,这个玻璃微珠中间是空心的,密度只有水的30%。固体浮力材料的研制突破了我国浮力材料研究的关键技术。
某次执行任务时,在“奋斗者”号的外部挂好2t的压载铁,注水下潜,当下潜至预定深度时,“奋斗者”号通过适时抛掉0.8t的压载铁实现悬停。当完成工作后,潜航员再抛掉剩余的压载铁,实现上浮。可见,无论是下潜、悬停、还是上浮,压载铁的作用都是巨大的。
目前,中国成为世界上万米下潜次数和人数最多的国家。“奋斗者”号为我国探索海洋科学奥秘,保护和合理利用海洋资源提供了强大支撑。让我们保持奋斗的状态,继续向深海进发!
(已知铁的密度,海水的密度,。)
请根据上述材料回答下列问题:
(1)“奋斗者”号的载人舱设计为球形结构,其目的是___________;
(2)“奋斗者”号采用密度较小的钛合金新材料和新型固体浮力材料,其目的是___________;
A.增大浮力 B.减小重力 C.更加抗压
(3)请你利用公式分析说明“奋斗者”号在执行该次任务时,实现上浮的原因_______。
五、计算题(共8分,32题4分、33题4分)
28. 正方体物块A的边长为10cm,正方体物块B的边长为20cm,现将物块A放在水平地面上,物块B叠放在物块A的正上方,如图26所示。已知物块A的密度为2×103kg/m3,物块B的重力是80N,g取10N/kg。求:
(1)物块A的重力GA;
(2)物块A对地面的压强pA。
29. 一个圆柱形容器,底面积是200cm2,装有12cm深的水,若将一个正方体M体积为1000cm3,重20N,用细绳悬挂后放入水中,有的体积露出水面,如图所示,(g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3)。试求:
(1)正方体M受到的浮力;
(2)细绳的拉力;
(3)水对容器底部的压强;
(4)若剪断细绳后,正方体M沉入容器底部,此时M对容器底的压力。
六、附加题(每空2分,选择题只有一个选项是正确的,错选或不选均不得分。共计20分)
30. “大漠孤烟直,长河落日圆”,图是长河落日的美丽景象,关于水中的“落日”,下列说法正确的是( )
A. 水中“落日”的位置在水的表面上
B. 河水中水有多深,水中“落日”离水面就有多深
C. 水中“落日”与天空中的太阳到水面的距离相等
D. 水中“落日”是天空中的太阳在水中所成的实像
31. 关于功、功率、机械效率,下列说法中正确的是( )
A. 功率大的机器做功就快
B. 功率大的机器做功一定多
C. 做功快的机器其机械效率一定高
D. 作用在物体上的力越大,力对物体做功越多
32. 用图所示的动滑轮匀速提升钩码,测量动滑轮的机械效率,下表中已填入某次实验时测量出的数据。下列说法正确的是( )
钩码重G/N 提升高度h/m 绳自由端拉力F/N 绳自由端移动距离s/m 机械效率
2 0.1 1.2 0.2
A. 实验中应在弹簧测力计保持静止时读数
B. 本次实验中,动滑轮的机械效率为60%
C. 该动滑轮的机械效率不会改变
D. 若只增加钩码受到的重力,该动滑轮的机械效率会变大
33. 如图所示,用细线将小球悬挂在无人机上,图甲中无人机带着小球竖直向上运动;图乙中无人机带着小球水平向右运动;两图中,小球与无人机均保持相对静止,不计空气阻力。下列说法中正确的是( )
A. 甲图中,小球可能做加速直线运动
B. 甲图中,若悬挂小球的细线突然断了,小球立刻向下运动
C. 乙图中,小球可能做匀速直线运动
D. 乙图中,小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对平衡力
34. 一个盛有足够多水的溢水杯放在水平桌面上,先往溢水杯中投入一个质量为m的小球A,从溢水杯中溢出的水的质量为20g,再往溢水杯中投入一个质量为2m的小球B,从溢水杯中再次溢出的水的质量为80 g,此时A、B小球受到的总浮力为F浮,水对溢水杯底部产生的压力比两小球投入溢水杯前增加了,已知小球A、B的密度均小于水的密度,则( )
A. F浮 = 1.2 N,= 0.2 N B. F浮 = 1.2 N,= 1.2 N
C. F浮 = 1.0 N,= 1.0 N D. F浮 = 1.0 N,= 0 N
35. 延时服务时,理化趣味实验小组在老师的指导下,动手制作量程为10kg的杆秤。如图是小尹制作的杆秤示意图,使用时,将待称物体挂在秤钩上,用手提起B或C(相当于支点)处的秤纽,移动秤砣在秤杆上的位置D,使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量,此秤最大称量是10kg,秤砣最远可移至E点。秤杆和秤钩的质量忽略不计,AB、BC、BE的长度如图所示(g取10N/kg),当小尹提起C处秤纽称一袋质量为2kg的荔枝时D与C之间的距离应为________m。
36. 一个装有水的圆柱形容器(容器壁厚度忽略不计)放在水平桌面上。往容器中放入一个正方体和一个球体(假设两物体都不沾水),两物体静止后状态如图所示。此时容器对桌面的压强为3000Pa,已知正方体和球体的体积比为2∶1。现将正方体取出,液面下降了4cm。再把球体取出,液面又下降了2.5cm。此时容器底对桌面的压强为2200Pa。则正方体的密度是________kg/m3,球体的密度是________kg/m3。(g取10N/kg)
37. 如图甲所示,底面积为的轻质薄壁柱形容器放置在水平桌面上,正方体A、圆柱体B浸没在某种液体中。正方体A的体积为、重力为,通过不可伸长的细线与容器底部相连,B放在A上。打开阀门K放出液体,容器中液体深度h与细线上拉力F关系如图乙所示,则圆柱体B的高度为________cm。当液体深度为时,关闭阀门,剪断细线,将B从A上取下放入液体中。待A、B静止后,液体的深度为________cm。