江苏省泰州市泰兴市2023-2024学年九年级上学期9月专项检测试物理试卷(解析版)
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这是一份江苏省泰州市泰兴市2023-2024学年九年级上学期9月专项检测试物理试卷(解析版),共24页。试卷主要包含了作图必须用2B铅笔,并加黑加粗等内容,欢迎下载使用。
(考试时间:90分钟:满分:100分)
请注意:1.本试卷分选择题和非选择题两个部分。
2.所有试题的答案均填写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.作图必须用2B铅笔,并加黑加粗。
第一部分:选择题(共24分)
一、选择题(每题只有1个选项符合题意,每题2分,共24分)
1. 将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称作杠杆,这种研究物理问题的方法是( )
A. 控制变量B. 直接比较C. 建立模型D. 实验探究
【答案】C
【解析】将抽象的物理现象用简单易懂的具体模型表示,这种研究方法叫模型法;故将一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称作杠杆,这种研究物理问题的方法就是模型法.故ABD不符合题意,C符合题意.
2. 下图是探究声现象的四种实验情景,下列说法正确的是( )
A. 甲实验说明声音的传播需要介质
B. 乙实验说明钢尺振动的频率越高,响度越大
C. 丙实验说明音叉的振幅越大,音调越高
D. 丁实验说明声波不能传递能量
【答案】A
【解析】A.甲实验说明真空不能传声,声音的传播需要介质,故A正确;
B.钢尺振动越快听到声音越高,说明音调和振动的快慢即频率有关,故B错误;
C.敲击音叉的力越大听到声音越大,说明响度和振幅有关,故C错误;
D.喇叭振动发声的声波传递给蜡烛的火焰,使火焰摇动,说明声可以传递能量,故D错误。
故选A。
3. 如图所示,关于冰的熔化实验,下列说法正确的是( )
A. 该实验装置应按自上而下的顺序组装
B. 冰熔化时吸收热量但温度保持不变
C. 冰的熔化过程持续了15min
D. 持续加热,当烧杯里的水沸腾时,试管里的水也能沸腾
【答案】B
【解析】A.实验时,应该使用酒精灯的外焰进行加热,所以在组装实验装置时,应该按照自下而上的顺序进行组装,故A错误;
B.根据图乙知,冰属于晶体,其在熔化过程中,要持续吸收热量,且温度保持不变,故B正确;
C.图乙中,冰熔化的时间段为:5min~15min,则冰熔化持续的时间为
15min﹣5min=10min
故C错误;
D.当烧杯中的水沸腾后,其温度将保持不变,由于试管中的水达到沸点后,与烧杯中的水的温度一样,导致试管中的水无法从烧杯中的水里继续吸热,所以试管里的水不能沸腾,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,让一束太阳光照射三棱镜,射出的光射到白色光屏上.以下说法正确的是
A. A处应是紫光,B处应是红光
B. 不可见光是人们假想的光,并不是真实存在的
C. 此色散现象最早是由英国的物理学家赫歇尔通过实验研究得出
D. 如果在白屏与棱镜之间放一块红色玻璃,则白屏上其他颜色的光消失,只留下红色
【答案】D
【解析】太阳光经过三棱镜折射后可以分散成七种颜色的光,分别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,这就是光的色散现象.红光的折射程度要小一些,紫光的折射程度要大一些,所以,白屏上A处是红光,B处是紫光,故A错误;人类看不到不可见光,但不可见光是真实存在的,故B错误;此色散现象最早是由英国的物理学家牛顿通过实验研究得出,故C错误;如果在白屏与棱镜之间竖直放一块红色玻璃,则由于红色玻璃只能透过红光,所以白屏上其他颜色的光消失,只留下红色,故D正确,故选D.
5. 在平面镜成像特点教学中,老师做了“浇不灭的蜡烛”实验,为了使实验呈现良好的效果,老师采取的措施正确的是( )
A. 该实验应选用反射效果较好的平面镜
B. 点燃的蜡烛和盛水的玻璃杯应放在“镜子”的同侧
C. 该实验应在明亮的环境中进行
D. 点燃的蜡烛靠近“镜子”,盛水的玻璃杯也应靠近“镜子”
【答案】D
【解析】A.用反射效果一般的透明玻璃板代替平面镜,在蜡烛A一侧能看到蜡烛A的像,同时还能看到蜡烛B,便于确定像的位置,故A错误;
B.点燃的蜡烛在平面镜前,盛水的玻璃杯应放在“镜子”的另一侧,故B错误;
C.由于玻璃是透明的,为了使像更清晰,应该在光线较暗的环境下,便于观察,故C错误;
D.平面镜成像时,像与物体到镜面距离相等,所以将蜡烛靠近“镜子”,盛水的玻璃杯也应靠近“镜子”,故D正确。
故选D。
6. 劳动教育越来越重要,许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻(一头重一头轻),在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你据劳动体验结合杠杆平衡知识,判断下列说法中正确的是( )
A. 肩膀应该靠近“轻的一头”
B. 肩膀应该靠近“重的一头”
C. 肩膀应该居于扁担正中间
D. 挑着担子走路,扁担一般会上下“闪动”,“闪动”时一定是一个框子向上运动同时另一个框子向下运动
【答案】B
【解析】ABC.根据杠杆平衡的条件F1l1= F2l2可知,力变大,力臂减小,为了使扁担处于水平平衡状态,肩膀应该靠近“重的一头”,故AC错误,B正确;
D.挑着担子走路,扁担一般会上下“闪动”, “闪动”时一个框子向上运动同时另一个框子向下运动,会使扁担前后一端翘起,一端下沉,不便于人向前运动,故“闪动”时两个框会同时向下或向上运动,故D错误。
故选B。
7. 苏科物理课本“学生活动”中,经常需要用到“斜面”,下列课本活动一定不需要使用斜面的是( )
A. 测量提升物体所做的功
B. 探究滑动摩擦力的影响因素
C. 探究影响动能大小的因素
D. 探究牛顿第一定律
【答案】B
【解析】根据实验的器材可知,测量提升物体所做的功,探究影响动能大小的因素,探究牛顿第一定律,都需要用到“斜面”,而探究滑动摩擦力的影响因素,主要器材是弹簧测力计、钩码、小木块等,不需要用到“斜面”,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8. 图甲所示的案秤是生活中测量质量的常用工具,与各1个标有“0.5kg”“1kg”“5kg”和2个标有“2kg”的增砣配套使用。如果把图乙所示的标有“2kg”的增砣放在秤盘中称量它的质量,测量结果应该( )
A. 大于2kgB. 等于2kg
C. 小于2kgD. 无法判断
【答案】C
【解析】标有“2kg”的增砣实际质量不是2kg,是指当被测物体的质量为2kg时,放在该增砣,案秤恰好在水平方向平衡,该增砣的质量为m,根据杠杆平衡条件得,ml砣=2kg×l物,因为l砣>l物,所以l砣ρ 空气),再将玻璃板拿走后,观察两个瓶中的颜色变成均匀的浅棕色,小宇______(选填“能”或“不能”)从这个实验中得出相同的结论。
(2)如图丙所示,小宇先后将 50 mL 水和 50 mL 酒精倒入量筒中,反复翻转几次后,发现水和酒精的总体积______(选填“大于”小于或“等于”)100 mL,这说明:分子间______。
(3)如图丁所示,小宇用细线拴住玻璃板的四个角,用弹簧测力计勾住细线,将玻璃板平放在水面上与水面刚好接触,向上拉弹簧测力计时发现弹簧测力计的示数变大了。这 说明:分子间______,这个原理可以用来解释固体很难被______(选填“拉伸”或“压缩”)。
【答案】 (1)在做永不停息的无规则运动 不能 (2)小于 有空隙 (3)有引力 拉伸
【解析】(1)水分子和硫酸铜分子在不停地做无规则运动,所以上面的水分子要向下运动,进入到硫酸铜溶液中,同理硫酸铜分子向上运动,进入到上面的水中;为了排除气体的密度的影响,密度大的二氧化氮瓶子应在下面,而小宇将装密度大的二氧化氮气体的瓶子放在了上面,由于二氧化氮的密度大,抽掉玻璃板后,二氧化氮的分子会向下运动,故不能说明分子的无规则运动。
(2)将50mL的水和50mL的酒精充分混合,混合后水与酒精的总体积将小于100mL,正是由于酒精分子和水分子之间有空隙,才会导致混合总体积变小。
(3)当玻璃接触水面时,由于水分子和玻璃分子距离较近,故两种分子之间会产生相互作用引力,用弹簧测力计将玻璃拉起需提供比玻璃重力大的力,说明玻璃和水的接触面之间存在相互作用的分子引力;由于分子间引力的存在,固体很难被拉伸。
16. 重力的方向可利用如图所示的装置来研究:随着角的改变,角将_____(“改变”、“保持不变”),悬线与水平面的夹角将_____(“改变”、“保持不变”),若要进一步验证重力方向向下的结论,还应进行的操作是:_______。
【答案】 改变 保持不变 剪断细线,观察小球下落的方向
【解析】根据题意可知,改变β的角度,装置OBC会变化,由于重力的方向始终向下,OA的方向始终竖直向下,所以,角的角度改变,但是悬线OA与水平面的夹角将保持不变。
为了进一步验证重力方向向下,需要进行的操作是剪断细线,观察小球下落的方向,如果剪断细线小球会沿OA方向下落,说明重力方向总是竖直向下的。
17. 如图甲所示是小明做的自动回转“魔罐”,橡皮筋两头分别固定在罐的顶部和底部,中间系一个钩码,当他将“魔罐”在粗糙的水平地面上滚出后,它还能自动滚回来,在“魔罐”滚回来时是_________能转化为_________能。如图乙、丙所示,是小华制作的“会跳的卡片”,用手把它平压在桌面上,使橡皮筋伸长,迅速松手后,卡片就会弹跳起来,图中A为外表面、B为内表面,实验时应把_________(选填“A”或“B”)表面紧贴在桌面上;小华再用相同的橡皮筋做了图丁所示的小卡片,实验时图_________(选填“丙”或“丁”)的卡片可以弹跳得更高一些。
【答案】 弹性势 动 B 丙
【解析】魔罐在开始滚动的时候,具有动能,滚动的过程中,罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能,当动能为0时,弹性势能最大,魔罐开始向回滚动,在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小,罐子动能增大,弹性势能转化为动能。
由图可知,要利用橡皮筋的弹性势能,只有把橡皮筋拉开才会有弹性势能,所以要把卡片B面按平后放在水平面上然后松开,松开后,橡皮筋的弹性势能转化为卡片的动能,所以卡片能跳起来。
弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关,丙图中的像皮筋的弹性形变程度更大一些,所以它能够转化的动能更多,跳得更高。
18. 小明用纸做了几个物理实验。
(1)图甲中将纸剪成小卡片探究二力平衡条件,实验中在装置两端挂不同数量的钩码,小卡片___________(选填“能”或“不能”)平衡;
(2)在“比较纸锥下落快慢”的实验中,用纸做成两个锥角不等的纸锥,并将其从同一高度同时释放时,释放时应该选择___________(选填“乙”或“丙”)图中的位置;在“测量纸锥下落的速度”活动中,为了便于测量,应选择图乙中的___________(选填“A”或“B”)纸锥;
(3)图丁中将纸条的一端按在嘴唇的下方,向前吹气时,会看到纸条___________(选填“向上”、“向下”或“不”)飘动。
【答案】 (1)不能 (2)乙 A (3)向上
【解析】(1)图甲中将纸剪成小卡片探究二力平衡条件,实验中在装置两端挂不同数量的钩码,小卡片受到的拉力不相同,放手后小卡片运动,不能平衡。
(2)为了比较纸锥下落的快慢,应把两个纸锥拿到同一高度同时释放;图乙中两纸锥的下端高度相同,图丙中两纸锥的上端高度相同,故应选图乙的位置释放。
纸锥下落快,时间较难测量,必须增加纸锥下落的高度和锥角,以增大下落时间,便于时间的测量,应该在图乙中选择纸锥A较好。
(3)将一纸条放在嘴边,用力从纸条上方吹气,因为纸条上方的空气流速大、压强小,纸条下方的空气流速小、压强大,所以纸条受到一个向上的压力差,纸条就会向上飘起来。
三、解答题(本题有10小题,共51分.)
19. 某同学做平面镜成像实验时,由于实验操作不当,在B处人眼看到烛焰的像的情境如图,A是烛焰上的一点,A'是A的像,请画出平面镜的位置及A点发出的一条光线经平面镜反射后进入人眼的光路图。
【答案】
【解析】连接AA′,作出AA′的垂直平分线,即为平面镜的位置,连接A′B交平面镜于点O(即入射点),连接AO,则AO为入射光线,OB为反射光线,如图所示
20. 某采石场用天然石材切割出一批长方形石板。如图所示,用铅垂线吊起一块石板处于静止状态,虚线是前一次同样操作时铅垂线的位置,画出该石板所受的重力。
【答案】
【解析】两次吊起石板,两条铅垂线的交点就是石板的重心,石板所受重力的方向竖直向下,如图所示:
21. 如图所示是物理课堂上老师用加装了杠杆装置的压缩空气引火仪来演示实验,她将一小团硝化棉放入厚玻璃筒内,握住杠杆的一端迅速向下压,棉花被点燃。请画出施加在杠杆上的最小力 F。
【答案】
【解析】根据杠杆的平衡条件,要使动力最小,则动力臂应最长,连接支点与动力作用点即为最长的力臂,力的方向与最长动力臂垂直且向下。如图所示
22. 某人在动物园内,用弹簧测力计称出了一头大象的重量.如图,在称象过程中,他用到吊车、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具,操作步骤如下:
a、如图1,将铁笼系于槽钢上的点,当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至点时,槽钢在水平位置平衡;
b、如图2,将大象引入铁笼,用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端,使之再次在水平位置平衡,测得,,铁笼重,弹簧测力计的示数为。()
(1)步骤a的目的是消除_____对杠杆平衡的影响,便于测量力臂;此时槽钢为_____杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”);
(2)求槽钢的重力是多少_________;
(3)求大象的质量为多少___________;
(4)一位学生看到后,设计了如图3所示的滑轮组来代替测力计,每个滑轮重力为,滑轮组绕绳的一端和槽钢A端相连,且竖直穿过地面上的定滑轮。
①请你帮他完成余下的滑轮组绕线设计___________;
②挂上适当的重物后,槽钢能水平平衡,试计算槽钢水平平衡时,所挂重物的总重力为多少__________?(不计绳重及摩擦)
【答案】 (1)槽钢和铁笼重力对测量的影响 省力 (2)100N (3)2×104N (4) 780N
【解析】(1)当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时,槽钢在水平位置平衡,说明此时槽钢和铁笼的重心过O点,这样可以消除槽钢和铁笼重力对杠杆平衡的影响,便于测量力臂。
根据图可知,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
(2)槽钢的重力力臂是
OM=0.5AB﹣OB=0.5×510cm﹣10cm=245cm
根据杠杆的平衡条件
(3)由杠杆的平衡条件有
F×OA=G象×OB
即
400N×500cm=G象×10cm
所以
G象=2×104N
(4)①根据题意作图如下:
②根据题意可知,所挂重物的总重力为
G'=nF-G动=2×400N-20N=780N
23. 在“探究光反射的规律”时,小李进行了如图甲所示的实验。
(1)他先将平面镜_____平放在水平桌面上,再把白色硬纸板放在平面镜上且与镜面保持白色的硬纸板应选择表面_____(选填“光滑”或“粗糙”)的;
(2)小李让一束光贴着纸板射到平面镜上,在纸板上会看到反射光线,然后将纸板绕向后折,如图乙所示,此时在面上_____(选填“看到”或“看不到”)反射光线,此时,反射光_____(存在/不存在);
(3)为了进一步确定此时反射光线的位置,小李将纸板沿剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的_____(选填“上部”或“下部”)会看到反射光线.此实验现象说明反射光线、入射光线和法线_____(选填“在”或“不在”)同一平面。
【答案】 (1)垂直 粗糙 (2)看不到 存在 (3)下部 在
【解析】(1)如果纸板没有与平面镜垂直放置,由于法线与镜面垂直,且反射光线、入射光线、法线在同一平面内,不能在纸板上看到反射光,所以硬纸板放在平面镜上时,要保持与镜面垂直。
白色硬纸板的表面应尽量粗糙,让光线发生漫反射,从不同的角度都能够观察到光线。
(2)根据题意可知,因为反射光线、入射光线和法线在同一平面,但此时反射光线与右半部分纸板不在同一平面,所以看不到反射光线,但是反射光线存在。
(3)如图丙所示,根据题意可知,将纸板的上半部分向后折,上半部分与反射光线不在同一平面,而下部分与反射光线在同一平面,发现在纸板右侧的下部会看到反射光线,此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面。
24. 小明用焦距为的凸透镜探究“凸透镜成像规律”。
(1)实验前,要调整烛焰、透镜和光屏的高度,使它们的中心在凸透镜的_____上,在调整实验器材高度时,蜡烛_____(需要/不需要)点燃;如果实验中固定好透镜和蜡烛后,发现无论如何移动光屏,光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑,其原因可能是_____;
(2)如图甲所示,移动光屏后得到烛焰清晰、完整的像,该像是倒立、_____(放大/缩小)的实像。接下来保持蜡烛和光屏的位置不动,将凸透镜向蜡烛方向移动,光屏上再次出现了清晰的实像,与第二次成像原理一致的光学仪器是_____(照相机/投影仪/放大镜);
(3)实验过程中,燃烧的蜡烛变短了,可将凸透镜的高度调_____(高/低)些,使像成在光屏中央;
(4)某小组实验时对图甲中的装置进行了改进,将蜡烛换成带有“”形的灯光屏贴上方格纸,如图乙所示,请写出改进后其中一个优点:_____。
【答案】 (1)主光轴 需要 蜡烛放在透镜的一倍焦距处 (2)缩小 投影仪 (3)低 (4)成像稳定或便于比较像与物的大小或环保无污染
【解析】(1)为使像成在光屏的中央,实验前,要调整烛焰、透镜和光屏的高度,使它们的中心在凸透镜的主光轴上,所以在调整实验器材高度时,蜡烛需要点燃。
根据题意可知,光屏只有一个与透镜大小几乎相同的光斑,说明光线平行于主光轴射出,则可能是将蜡烛放在透镜的一倍焦距处。
(2)如图甲所示,易知物距大于像距,移动光屏后得到烛焰清晰、完整的像,该像是倒立、缩小的实像。
保持蜡烛和光屏的位置不动,将凸透镜向蜡烛的方向移动,根据光路是可逆的,当物距小于像距时,成倒立、放大的实像,应用该原理的光学仪器是投影仪。
(3)根据过光心的光线不发生偏折可知,为了使成像再次回到光屏中心,需要将透镜调低。
(4)如图乙所示,将蜡烛换成带有形的LED灯光屏贴上方格纸,改进后的优点是成像稳定或便于比较像与物的大小或环保无污染。
25. 在“测量矿石的密度”实验中:
(1)小华将天平放在水平桌面上并将游码归零后,发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧,则应将平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)端调节。
(2)图甲是正确测量矿石的质量时使用砝码情况和游码的位置,其质量为___________g;图乙是用量筒测量矿石体积时的场景,则它的密度为___________g/cm3
(3)矿石的吸水性将导致密度测量值___________(填“大于”“小于”或“等于”)其真实密度。
(4)小丽发现自己只有天平没有量筒,经过思考她想到了测量矿石体积的办法,她找来一个溢水杯和小烧杯如图丙:
①用天平测出矿石的质量m1;②用天平测出空小烧杯的质量m2;③溢水杯装满水后,将小矿石放入溢水杯中,并用小烧杯承接溢出的水;④用天平测出小烧杯和溢出水的总质量m3.
则矿石的密度ρ石=___________(用所测物理量和ρ水表示)。
【答案】 (1) 左 (2) 25.4 2.54 (3)大于 (4)
【解析】(1)小华将天平放在水平桌面上并将游码归零后,发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧,说明左侧偏高,则应将平衡螺母向左端调节。
(2)图甲是正确测量矿石的质量时使用砝码情况和游码的位置,其质量为
m=20g+5g+0.4g=25.4g
图乙是用量筒测量矿石体积时的场景,矿石体积
V=60mL-50mL=10mL=10cm3
则它的密度为
(3)矿石的吸水性将导致测得的体积偏小,根据可知,密度测量值大于其真实密度。
(4)小丽发现自己只有天平没有量筒,经过思考她想到了测量矿石体积的办法,她找来一个溢水杯和小烧杯如图丙:
①用天平测出矿石的质量m1;②用天平测出空小烧杯的质量m2;③溢水杯装满水后,将小矿石放入溢水杯中,并用小烧杯承接溢出的水;④用天平测出小烧杯和溢出水的总质量m3,则溢出水的体积即矿石的体积
所以矿石的密度
26. 小明用不同的力将手掌压在各种不同物体表面上向前推,发现感受不同,猜想滑动摩擦力的大小可能与下列因素有关:①压力的大小、②接触面的粗糙程度、③接触面的材料种类,为了验证猜想是否正确,他进行了以下探究:
(1)为了测量滑动摩擦力的大小,小明将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其做______,此时滑动摩擦力大小______弹簧测力计的示数;
(2)比较甲、乙两图的实验可知:滑动摩擦力的大小与______有关;
(3)如图甲、丙所示,小明将同一木块分别放在粗糙程度不同的木板一、木板二上测量滑动摩擦力的大小,此过程控制不变的影响因素是:压力的大小和______;
(4)实验中发现弹簧测力计示数不易稳定,改用如图丁所示的装置水平拉动长木板,发现弹簧测力计的示数仍不稳定,可能的原因是:______。
【答案】 (1)匀速直线运动 等于/= (2)压力的大小 (3)接触面的材料种类 (4)长木板表面粗糙程度不同
【解析】(1)滑动摩擦力的大小不能直接测量,为了测量滑动摩擦力的大小,应该使滑动摩擦力与某个能够使用测力计测量大小的力平衡,此时可通过测力计示数知道滑动摩擦力大小。所以小明将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其做匀速直线运动,木块受到测力计的拉力与滑动摩擦力平衡,此时滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)比较甲、乙两图的实验发现,接触面粗糙程度相同,压力大小不同,测力计示数不同,可知:滑动摩擦力的大小与压力的大小有关。
(3)实验在探究过程中,猜想滑动摩擦力的大小可能与下列因素有关:①压力的大小、②接触面的粗糙程度、③接触面的材料种类,故探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时,控制不变的影响因素是:压力的大小和接触面的材料种类。
(4)改用如图丁所示的装置水平拉动长木板,发现弹簧测力计的示数仍不稳定,则滑动摩擦力大小发生了变化,根据滑动摩擦力的两个影响因素可知,在压力不变时,可能原因是长木板表面粗糙程度不同。
27. “探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)实验前,杠杆处于静止状态如图甲所示,此时杠杆_____平衡状态(/不是),为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向_____调;
(2)如图乙所示,在A点挂2个重力均为的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为_____N;
(3)竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度(不考虑杠杆重心位置的变化),如图丙所示,此过程中,弹簧测力计的示数_____(变大/变小/不变);
(4)若要使图丙状态下的弹簧测力计读数减小,可将弹簧测力计绕B点_____(顺时针/逆时针)方向转动一个小角度。
【答案】 (1)是 左 (2)1.5 (3)不变 (4)顺时针
【解析】(1)杠杆的平衡状态包括静止状态、匀速转动状态,所以图甲中杠杆静止,处于平衡状态。
若要使杠杆在水平位置平衡,根据“左高左调、右高右调”的原则,图中杠杆左边高,应当将平衡螺母向左调节。
(2)作用在A点的力
设杠杆上每一小格长为l,则杠杆在水平位置平衡时,力的力臂为3l,作用在B点的力的力臂为2l;根据杠杆的平衡条件可知
解得
(3)竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度(不考虑杠杆重心位置的变化)的过程中,根据几何知识可知,与之比不变,则与之比不变,因 不变,则不变,即弹簧测力计的示数保持不变。
(4)若要使图丙状态下的弹簧测力计读数减小,根据杠杆的平衡条件可知,在保持不变的情况下,应设法增大,才能达到减小弹簧测力计示数的目的,由图丙可知,顺时针转动弹簧测力计可以增大力臂,逆时针转动弹簧测力计会减小力臂,所以,应顺时针转动弹簧测力计。
28. 如图所示,摆线的长度L相同,小球A、B的质量mA<mB,悬线与竖直方向之间的夹角θ1<θ2。
(1)图甲、乙中,同时由静止释放A、B两球,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置,这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 ______无关;
(2)小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止,本实验中通过比较 ______反映小球撞击木块C前的动能大小,这种研究方法叫 ______(选填“控制变量法”或“转换法”);
(3)根据乙、丙所示的探究过程,他观察到图丙中木块C撞得更远,可得出结论:小球的动能大小与 ______有关(选填“速度”、“高度”或“质量”);
(4)若水平面绝对光滑且足够长,木块C被撞击后,它将做 ______直线运动(选填“减速”、“匀速”或”“加速”);
(5)在探究小球动能与质量的关系时,有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度,分别弹出质量不同的小球去撞击木块,撞击木块时小球的动能 ______(选填“相等”或“不相等”),该方案 ______(选填“正确”或“错误”)。
【答案】 (1)质量 (2)木块移动的距离 转换法 (3)速度 (4)匀速 (5)相同 错误
【解析】(1)图甲、乙中,小球A、B的质量不同,但从相同的高度同时由静止释放,它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置,说明两个小球在任一时刻速度相同,这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的质量无关。
(2)小球与木块碰撞,小球动能越大,对木块做的功越多,木块移动的距离越大,所以通过比较木块移动的距离可以比较小球撞击木块C前的动能大小;通过木块移动的距离比较小球动能的大小,这种研究方法叫转换法。
(3)因为θ1<θ2,所以图丙中小球比图乙中小球释放时的高度更高,小球摆动到竖直位置时的速度更大,把木块撞得更远,说明小球的动能大小与速度有关。
(4)若水平面绝对光滑,木块在水平方向不受外力作用,根据牛顿第一定律可知,木块C被撞击后,它将做匀速直线运动。
(5)将同一根弹簧压缩相同的程度,弹簧具有相同的弹性势能,弹出小球,弹簧的弹性势能转化为小球的动能,那么不同质量的小球获得的动能也相等;因为动能大小与质量和速度有关,不同质量的小球的动能相同,小球的速度也不同,这里有两个变量,所以该方案是错误的。
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