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1、阅读《简易密度计》,回答题。
简易密度计
“密度”一词经常出现在我们生活中,例如:人口密度、建筑密度,表示单位面积人口和建筑的数量;物理学中的密度,是指单位体积物体质量的大小。密度反映了物质固有的一种性质。
农业生产中的盐水选种技术是把种子放在一定浓度的盐水里,利用浮力把好种子和坏种子分开。这种方法选种,就要掌握好盐水的密度,我们可以用如图所示的密度计来测量。它一般由玻璃制成,上方是标有刻度的规则圆柱形,下方是不规则圆柱形,最下端装有铅颗粒。测量时,将密度计置于待测液体中,待其稳定竖直漂浮时,液面位置所对应的刻度值就是该液体的密度。
观察密度计的刻度,我们会发现上面的刻度值小,所测得的液体密度小,而下面的刻度值大,所测得的液体密度大,简称“上小下大”;而且刻度分布也是不均匀的,上面的刻度分布较稀疏,下面的刻度分布较密集,简称“上疏下密”。“上疏下密”的刻度分布与我们常见测量工具的刻度分布不一样。这是为什么呢?我们可以在一根粗细均匀的木棒下端缠绕一些细铜丝模拟密度计来探寻其中原因,如图甲所示。将甲依次放入一系列密度已知的液体中,每次当其在液体中处于竖直漂浮状态时,在木棒上标出与液面位置相平的刻度线及相应密度值 , 并测量木棒浸入液体的深度h,再利用收集的数据画出图像,如图乙所示。很显然,如果密度均匀增加 , h的变化是不一样的。在密度越小的地方(对应密度计的上方),h变化越大;而在密度越大的地方(对应密度计的下方),h变化越小。
根据上述材料和你所学过的物理知识,回答下列问题:
(1)、使用文中密度计不能测量____的密度。A、酒精 B、矿石 C、牛奶(2)、简易密度计在不同液体中漂浮时受到的浮力。(选填“相同”或“不同”)(3)、请利用所学知识解释为什么简易密度计上面的刻度小,下面的刻度大。 -
2、阅读短文,回答问题。
跨学科实践——自制杆秤
⑴实践背景:如图是《墨经》记载的杆秤,文中将待称量的物体称为“重”、将秤砣称为“权”。称量时,先将“重”挂在挂钩上,然后将“权”拨到合适位置,直至秤杆水平平衡,此时根据“权”绳所对应的刻度就可以知道待称量物体的质量。其中“标”、“本”表示杠杆五要素中的 , 当“重”更重时,要使秤杆再次水平平衡应将“权”向移动(选填“左”或“右”)。为此,跨学科实践小组准备结合《墨经》的记载和已学知识,自制一把杆秤;
⑵器材准备:轻质木条(总长22cm)、轻质纸盘、细绳、钩码(50g、100g、200g各一个),如图乙所示,BC=4cm;
⑶制作要求:①测量范围为0~400g。②分度值为20g。③在木条上做刻度,相邻两刻度之间的距离相等且适当大一些;
⑷作品分析:如图乙所示,若轻质木条和轻质纸盘的质量都不计,则该杆秤的零刻度线在提纽(选填“B点处”“B点左”或“B点右”),为了达到上述制作要求,你应选g的钩码作为秤砣更合适,理由;
⑸作品调试:在实际制作过程中,小明发现“轻质木条”质量并不小,不能忽略不计,为此,他用一合适的烧杯替代轻质纸盘,使杆秤的零刻度始终满足上述要求和分析。在测量过程中,要提高测量的量程,下列方法肯定可行的是。
A.减小秤砣的质量 B.增加烧杯质量并缩小BC长度
C.将B向C点移 D.减少烧杯质量并增大AB长度
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3、被誉为“沙漠之舟”的骆驼站在水平沙面上,它的质量为400kg,每只脚掌的面积为20cm2。(g=10N/kg)求:(1)、骆驼的重力;(2)、骆驼对沙面的压力;(3)、骆驼对沙面的压强。
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4、小强所在的实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中,准备的器材有:质量分别为m、2m的两个钢球、木块B和斜面等,实验过程如图所示:(1)、实验时钢球从斜面上某一高处由静止释放,通过比较来反映钢球的动能大小;(2)、比较甲、乙两图,可初步得出结论:动能的大小与物体的有关;(3)、根据两图所得结论可以解释汽车超载带来的危害;(4)、如图丁在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中,三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击,陷入沙坑中的情况如图所示。若A、B两铁块质量相同,则两铁块下落高度关系hAhB;若B、C两铁块下落的高度相同,则两铁块质量的关系mBmC(以上两空均选填“大于”“等于”或“小于”)。
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5、如图所示是“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验情景。(1)、将木块平放在水平木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做匀速直线运动,这是利用的原理使滑动摩擦力大小等于拉力的大小;(2)、由图甲、乙可得出结论: ;(3)、由图乙、丙可得出结论: 。
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6、(1)、如图所示,用线将吊灯挂在天花板上,点O是吊灯的重心,请画出静止的吊灯受力示意图。(2)、如图所示为某同学拉着一种拉杆式旅行箱受到的两个力,支点为轮轴的中心,请分别画出这两个力的力臂。(3)、如图所示,工人站在高处利用滑轮组提升物体,请画出最省力的滑轮组的绕线方式。
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7、一艘排水量为5000t的轮船在河水中航行,满载时船及所装人和货物的总重为(g=10N/kg),船从河里驶入海里,船身浸没水中的体积将 , 船受到水的浮力将(后两空选填“增大”“不变”或“减小”)。
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8、如图所示,玻璃瓶中装入适量带颜色的水,从玻璃管吹入少量空气,使管中水面高于瓶口,将此装置由一楼拿到十楼,发现玻璃管中的液柱 (选填“升高”或“降低”),说明大气压随高度的增加而(选填“增大”或“减小”)。1个标准大气压可以支撑水柱的高度约为m。(1个标准大气压约为 , , g取)
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9、甲、乙两人推一张桌子,甲用40N的力向右推,乙用70N的力向左推,两个力沿同一直线。此时,桌子受到两个力的合力为N,合力方向向(选填“左”或“右”)。若甲、乙推力方向相同,则合力的大小为N。
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10、如图所示,我们站在地面上,但地球是球形的,在我们脚下的某南美洲人A,其质量为50kg,看起来好像是“脚朝上”。则南美洲人A所受重力的大小等于N(g取10N/kg),重力的方向为沿(填“OA”或“AO”)方向,重力的作用点为人体的。
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11、2024年巴黎奥运会历经15个比赛日的争夺,中国跳水队包揽全部8项的金牌,共斩获8金2银1铜的佳绩,如图所示,跳水运动员站在A点时,会把跳板压弯,说明力可以改变物体的;当运动员走到跳板B点时,跳板弯曲得更大,说明力的作用效果与力的有关;运动员用力压跳板,同时跳板也给运动员一个向上的弹力,说明力的作用是。
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12、如图所示,小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中,小明的( )A、重力势能减小,机械能不变 B、重力势能减小,机械能增大 C、动能不变,机械能不变 D、动能不变,机械能减小
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13、如图所示的四种工具中,正常使用时属于省力杠杆的是( )A、园艺剪
B、食品夹
C、天平
D、筷子
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14、F1和F2是物体所受的方向相反的两个力,以下情况这两个力平衡的是( )A、
B、
C、
D、
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15、 在“自制密度计”的跨学科实践活动中,同学们分成A、B两组,分别完成“简易密度计”与“微型密度计”的制作。
【A组活动方案】
选择一根圆柱状饮料吸管,下端用石蜡把管口密封,并缠上若干圈铜丝充当配重,测得其总质量为 10g。将该自制密度计分别放入水和密度分别为1.1g/cm3、1.2g/cm3的盐水中,待其稳定后用记号笔分别在吸管与液面齐平处进行标记,如图甲。
(1)、当密度计竖直漂浮时,所受浮力为N。(g取 10N/kg)(2)、甲图中 c 处应表示的密度值为 g/cm3。(3)、小组成员将密度计分别放入水和酒精中,液面到其封口端的距离如图乙、图丙所示。请完成表格中相关数据的填写:液体密度ρ液/(g.cm-3)
0.8
1.0
漫入液体的深度h/cm
H=(用h表示)
h
(4)、【B 组活动方案】选用一根直径约为4mm,横截面积约为0.12cm2的标度杆,在杆上固定一个浮子,封口下端缠绕铜丝作配重,测得其总质量为1.5g。
如图丁,假设水中的浮子及浮子以下标度杆及配重的体积V总占V排的 90%,请结合相关数据计算出图中h'=cm。〈ρ水=1g/cm3〉
(5)、【活动交流】两组成员发现两组密度计在水和酒精中的两刻度间的间距均比较小,下列方法中能增大间距是:(选填“A” 或“B”),增大间距的目的是。
A.滅少配重
B.选择直径更小吸管或标度杆
(6)、对比自制密度计,实验室的密度计(图戊》中间有一个玻璃泡,玻璃泡越(选填“大”或“小”),更适合测量密度较小的液体的密度。(7)、A组实验时发现该密度计放入水中会倾斜。通过查找资料,发现此时重心高于浮心(浮力的作用点,即密度计浸在液体中液面以下部分的几何中心)。此时应通过 (选填“增加”或“减少”)配重,使重心低于浮心。 -
16、汽车落水后该如何逃生?同学们聚焦真实问题,开展跨学科实践活动。
(一)汽车落水后为何会下沉?
(1)、物体的浮沉取决于所受浮力和重力的大小关系。若一辆家用轿车的质量是 2t,外观体积是 10m3 , 底盘面积取8m2。将车体下半部分看作长方体,不考虑汽车渗水。如图甲所示,当汽车漂浮于水面时,该轿车浸在水中的深度h约为。(ρ水=1.0X103kg/m3 , g取 10N/kg)(2)、由于汽车并不是密封的,所以落水后快速进水,使汽车所受 力明显增大,导致汽车在水中迅速下沉。该轿车刚好浸没时,进入车中水的质量至少是t。(3)、(二)落水后推门逃生可行吗?汽车落水后,大多数人的本能反应是尝试推门自救。同学们搜集数据如下表,则最有可能打开车门的方式是(填字母)
A.单手推门
单手最大推力/N
200~600
B.双手推门
双手最大推力/N
400~1000
C.用脚踹门
全力脚踹的力/N
1500~3000
(4)、当水达到车窗下沿时,若车门在水下部分的面积约为1m2 , 车门受到水的平均压强约为5×103Pa,此时无法打开车门,理由是。《理由需有数据支撑)(5)、有人说当车内灌满水时,推开车门更容易。这种说法的依据是:灌满水时,车内外的水压(选填“相等”或“不相等”)。专业测试发现,车内灌满水时,确实可以打开车门,但所用时间较长,并不切合实际。
(6)、(三)水下破窗逃生可行吗?图乙为某破窗器的简易结构示意图,高强弹簧以压缩状态被固定,使用时只需按压按钮,弹簧就会把撞针迅速击出,打碎玻璃。该过程主要是利用弹簧的。(选填“动能”“重力势能”或“弹性势能”)
(7)、请你为汽车设计师提出一条可行的建议,有效延长汽车落水后下沉的时间:。 -
17、小明同学周末参观深圳市科学技术馆,在装配式建筑区域发现有一座塔吊模型(图1〉。通过查找资料,他发现塔吊的内部结构简化图如图2 所示。小明通过图3的滑轮组模拟塔吊将重 480N 的物体在 10s内提升2m,该过程中绳子末端施加的拉力大小为 200N。(不计绳重及摩擦)(1)、动滑轮的重力;(2)、滑轮组的机械效率;(3)、拉力的功率。
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18、 如图,老红军谢宝金负责的 68kg 手摇发电机是长征期间的通信“生命线”,过草地时需借助竹排拖行前进。若拖行的竹排质量约为 32kg。底面积约为1m2。求:(1)、该发电机的重力;(g取 10N/kg)(2)、当放有发电机的竹排静止在水平草地上时,求此时竹排对草地的压强。
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19、在实验“探究杠杆平衡条件”中,实验器材有不同形状的轻质杠杆、刻度尺、若干钩码(每个重0.5N)等。(1)、图甲中杠杆静止,此时杠杆(选填“是”或“不是”)处于平衡状态。(2)、调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持水平并静止。如图乙所示,固定支点左侧钩码的个数和悬挂点,不断改变支点右侧钩码的个数和悬挂点,使杠杆始终保持水平平衡,记录支点右侧的力F右和力臂l右 , F右-l右图像如图丙所示。由图可得;在支点左侧的力和力臂不变时,F右ⅹl右的数值为。(3)、图丁是曲臂杠杆,杠杆静止,且杠杆左侧保持水平。如图戊,在支点左侧3格处悬挂2个钩码,右侧2格处悬挂3个相同的钩码,则杠杆(选填“能”或“不能”)保持静止。(4)、多次改变两侧钩码个数和悬挂点,记录杠杆左侧保持水平时的数据如表。
实验次数
动力F1/N
支点到动力作用点的距离S1/cm
动力臂l1/cm
阻力F2/N
支点到阻力作用点的距离S2/cm
阻力臂l2/cm
1
2.0
9
1.5
13.5
12
2
3.0
10
10
2.5
13.8
12
3
2.5
8
8
2.0
11.5
10
分析表格数据,杠杆平衡的普遍规律是:。
(5)、如图所示,质地均匀的圆盘可以绕着圆心O转动(转轴阻力忽略不计),圆半径的关系为:OC=3OA,OB=2OA。在C 点悬挂4个钩码,要使圆盘静止,可在 E 点挂 6个相同的钩码。将挂在 E 点的 6个钩码改挂在点(填图中的字母,需答全),圆盘仍保持静止。 -
20、某实验课中,同学们采取如下装置进行“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”实验,数据如下表。(手拉动的长木板A面为光滑面,B面为粗糙面)
序号
m物/g
接触面
F1/N
序号
m物/g
接触面
F2/N
1
160.5g
长木板的A面
0.1
4
160.5g
长木板的B面
2
260.5g
长木板的A面
0.18
5
260.5g
长木板的B面
0.4
3
360.5g
长木板的A面
0.3
6
360.5g
长木板的B面
0.5
(1)、如图 1,定滑轮的优点是:.(2)、如图1,长木板上的木块受到的摩擦力方向为水平向.(3)、序号4中,弹簧测力计示数如图2所示,其读数为N.(4)、实验中,采用同一长木板的不同面进行实验,便于控制相同。(5)、对比序号1、2、3可得:滑动摩擦力的大小与有关。(6)、某小组采用完全相同的器材进行实验时,发现测得拉力F均大于表格中的数据,该小组的实验装置如图3,请分析其原因:。