粤沪版物理中考试卷与参考答案
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粤沪版物理中考自测试卷(答案在后面)
一、单项选择题(本大题有10小题,每小题3分,共30分)
1、下列关于力的说法正确的是:
A、力是物体运动状态改变的原因
B、力是物体速度大小改变的原因
C、力是物体形状改变的原因
D、力是物体质量改变的原因
2、一个物体从静止开始沿直线运动,如果受到的合力恒定,则下列说法正确的是:
A、物体的速度随时间线性增加
B、物体的加速度随时间线性减小
C、物体的位移随时间平方增加
D、物体的加速度随时间线性增加
3、在下列现象中,哪个是由于光的折射造成的?
A. 水中的倒影
B. 雨后的彩虹
C. 小孔成像
D. 平面镜成像
4、一个物体从静止开始做匀加速直线运动,在第3秒末的速度是6m/s,则该物体的加速度是多少?
A. 1m/s²
C. 3m/s²
D. 4m/s²
5、题干:在下列关于光的传播特性的描述中,正确的是:
A、光在同种均匀介质中沿直线传播
B、光在任何介质中都可以沿直线传播
C、光在空气中的传播速度比在水中的传播速度慢
D、光在真空中传播速度最慢
6、题干:一个物体从静止开始沿水平面加速运动,下列说法正确的是:
A、物体的动能随时间的增加而减小
B、物体的速度随时间的增加而减小
C、物体的加速度保持不变
D、物体的合外力保持不变
7、一个物体从静止开始做匀加速直线运动,在第1秒末的速度达到4米/秒,那么该物体在前2秒内的位移是多少?
A. 4米
B. 6米
C. 8米
D. 10米
8、当一个物体挂在弹簧秤下,处于静止状态时,弹簧秤的读数显示为5牛顿。
如果将整个系统(包括物体和弹簧秤)放入一个正在向上加速的电梯中,弹簧秤的读数会如何变化?
B. 减小
C. 不变
D. 无法确定
9、以下关于光的折射现象描述正确的是:
A. 光从空气进入水中,速度变快,折射角小于入射角
B. 光从水中进入空气,速度变快,折射角大于入射角
C. 光从空气进入水中,速度变慢,折射角大于入射角
D. 光从水中进入空气,速度变慢,折射角小于入射角 10、一个物体在水平面上做匀速直线运动,下列哪个因素不会影响其运动状态?
A. 水平面的摩擦力
B. 物体的质量
C. 物体的速度
D. 物体受到的推力
二、多项选择题(本大题有2小题,每小题3分,共6分)
1、在下列情况中,哪些物体可以被视为质点?
A. 研究地球绕太阳公转轨迹时的地球。
B. 研究地球自转运动时的地球。
C. 研究乒乓球旋转对击球效果的影响时的乒乓球。
D. 研究汽车通过某一路口所需时间时的汽车。
2、当一个物体在水平面上做匀速直线运动时,下列说法正确的是:
A. 物体所受合力为零。
B. 物体的速度保持不变。
C. 牛顿第一定律在此情况下不适用。
D. 如果撤去外力,则物体将停止运动。
三、填空题(本大题有5小题,每小题4分,共20分)
1、在物理学中,一个物体从静止开始沿水平面加速运动,如果加速度为2m/s²,运动5秒后的速度是多少?_________ m/s
2、一个质量为0.5kg的物体受到一个方向与水平面成30°角的斜向上的力F,该力使物体沿水平面移动。
若物体受到的摩擦力为0.8N,重力加速度为9.8m/s²,求该力F的大小。
_________ N
3、一个物体在水平面上受到5N的拉力作用,沿水平方向移动了10m的距离,则该拉力对物体做的功为 ______J。
4、一束光线从空气射入水中,如果光在空气中的速度约为(3×108m/s),而光在水中的速度约为(2.25×108m/s),则光线进入水中的折射率为 ______ 。
(保留两位小数)
5、在匀速圆周运动中,一个物体以一定的速度沿着半径为R的圆周做匀速运动,物体运动一周的时间为T。
若将圆周半径增加到2R,保持速度不变,则物体运动一周的时间变为 ______T。
四、计算题(本大题有2小题,每小题7分,共14分)
第一题
一个物体从静止开始沿着光滑的斜面下滑,斜面倾角为30°,物体与斜面之间的动摩擦因数为0.2。
已知物体质量为2kg,求物体下滑过程中:
(1)物体受到的合外力;
(2)物体下滑1秒后的速度。
第二题
一物体从静止开始沿水平面加速运动,其加速度a随时间t的变化关系如下:
a = 3t^2 + 2t (单位:m/s^2)
(1)求物体在t=5秒时的速度v;
(2)如果物体在开始运动后10秒内通过的距离为S,求S的值。
五、综合题(本大题有3小题,每小题10分,共30分)
第一题
(一)下列关于光学现象的说法中,正确的是:
A. 凸透镜对光线有发散作用
B. 凹面镜对光线有会聚作用
C. 平面镜成像是利用光的反射原理
D. 漫反射的光线在反射时遵循光的直线传播规律
(二)某学生在做“探究平面镜成像特点”实验时,按照以下步骤进行:
1.将蜡烛点燃,将蜡烛、平面镜和光屏依次放置在水平桌面上,调整蜡烛和平面镜
的距离。
2.观察蜡烛在平面镜中的成像情况,并测量蜡烛像与蜡烛的距离。
3.改变蜡烛和平面镜的距离,重复步骤2。
请回答以下问题:
1.在实验步骤1中,为什么要调整蜡烛和平面镜的距离?
2.在实验步骤2中,如何判断蜡烛在平面镜中的成像是否正确?
3.在实验步骤3中,为什么要重复步骤2?
第二题
题目:
某校物理兴趣小组进行了一个关于浮力与物体排开水体积关系的实验。
他们使用了一个弹簧测力计和一个装满水的容器。
实验步骤如下:
1.将物体A悬挂在弹簧测力计下,测得物体的重力为G_A。
2.将物体A完全浸没在水中,弹簧测力计的示数变为F_A。
3.记录物体A在水中时弹簧测力计的示数。
4.改用物体B代替物体A,重复上述实验步骤,得到物体B的重力为G_B,弹簧测力计的示数变为F_B。
已知物体A和物体B的密度分别为ρ_A和ρ_B,求:
(1)物体A在水中受到的浮力;
(2)物体B在水中受到的浮力;
(3)比较物体A和B在水中受到的浮力,得出结论。
第三题
题目:
一物体在水平面上做匀速直线运动,某时刻开始受到一个与运动方向成30°角的恒力作用。
已知物体质量为2kg,摩擦系数为0.2,重力加速度为10m/s²。
(1)求物体在受到恒力作用后,运动方向与原运动方向所成的角度;
(2)求物体在恒力作用下的加速度;
(3)若物体在恒力作用后2秒内运动了5m,求此时物体的速度大小。
粤沪版物理中考自测试卷与参考答案
一、单项选择题(本大题有10小题,每小题3分,共30分)
1、下列关于力的说法正确的是:
A、力是物体运动状态改变的原因
B、力是物体速度大小改变的原因
C、力是物体形状改变的原因
D、力是物体质量改变的原因
答案:A
解析:根据牛顿第一定律,力是改变物体运动状态(包括速度大小和方向)的原因,而不是维持物体运动的原因。
因此,选项A正确。
2、一个物体从静止开始沿直线运动,如果受到的合力恒定,则下列说法正确的是:
A、物体的速度随时间线性增加
B、物体的加速度随时间线性减小
C、物体的位移随时间平方增加
D、物体的加速度随时间线性增加
答案:A
解析:根据牛顿第二定律,物体所受的合力与其加速度成正比,即F=ma。
由于合力恒定,加速度也恒定。
因此,物体的速度随时间线性增加。
选项A正确。
选项B、C、D都与物理学的基本定律不符。
3、在下列现象中,哪个是由于光的折射造成的?
A. 水中的倒影
B. 雨后的彩虹
C. 小孔成像
D. 平面镜成像
答案:B
解析:水中的倒影和平面镜成像是由光的反射造成的;小孔成像是由于光沿直线传播形成的;而雨后的彩虹则是阳光经过雨滴时发生折射、反射及再次折射后形成的自然现象,因此正确答案是B。
4、一个物体从静止开始做匀加速直线运动,在第3秒末的速度是6m/s,则该物体的加速度是多少?
A. 1m/s²
B. 2m/s²
C. 3m/s²
D. 4m/s²
答案:B
解析:根据匀加速直线运动的公式v = u + at,其中v是末速度,u是初速度(此题中u=0),a是加速度,t是时间。
将已知条件代入得6m/s = 0 + a * 3s,解方程得
到a = 2m/s²。
因此正确答案是B。
5、题干:在下列关于光的传播特性的描述中,正确的是:
A、光在同种均匀介质中沿直线传播
B、光在任何介质中都可以沿直线传播
C、光在空气中的传播速度比在水中的传播速度慢
D、光在真空中传播速度最慢
答案:A
解析:光在同种均匀介质中确实是沿直线传播的。
选项B错误,因为光在不同介质中传播时会发生折射或反射,不总是沿直线传播。
选项C错误,光在空气中的传播速度实际上比在水中的传播速度快。
选项D错误,光在真空中的传播速度是最快的,大约是3×10^8米/秒。
6、题干:一个物体从静止开始沿水平面加速运动,下列说法正确的是:
A、物体的动能随时间的增加而减小
B、物体的速度随时间的增加而减小
C、物体的加速度保持不变
D、物体的合外力保持不变
答案:C
解析:选项A错误,因为物体从静止开始加速运动,其动能会随时间的增加而增加。
选项B错误,因为加速运动意味着速度会随时间增加。
选项C正确,如果物体沿水平面加速运动,且不受阻力或其他外力影响,其加速度将保持不变。
选项D错误,因为合外力是否保持不变取决于外力是否恒定,题目中没有提供足够信息来确定合外力是否恒定。
7、一个物体从静止开始做匀加速直线运动,在第1秒末的速度达到4米/秒,那么
该物体在前2秒内的位移是多少?
A. 4米
B. 6米
C. 8米
D. 10米
答案: B. 6米
at2),其中(v0=0)(因为物体从解析:根据匀加速直线运动的公式(s=v0t+1
2
静止开始),(a)是加速度,(t)是时间。
已知第1秒末的速度(v=at=4)米/秒,所以
×4×22=8)米。
但加速度(a=4)米/秒²。
代入(t=2)秒计算前2秒内的位移(s=1
2
是,这里需要注意的是,题目要求的是前2秒内的总位移,即从0到2秒这段时间内物
×4×22=8)米的一半加上第一秒的位移,体移动的距离,因此正确答案应该是(s=1
2
at2)公式计算),而第即(4+2=6)米。
这是因为第一秒内的位移为2米(根据(s=1
2
二秒内的位移为4米,两者相加得6米。
8、当一个物体挂在弹簧秤下,处于静止状态时,弹簧秤的读数显示为5牛顿。
如果将整个系统(包括物体和弹簧秤)放入一个正在向上加速的电梯中,弹簧秤的读数会如何变化?
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 无法确定
答案: A. 增大
解析:在电梯静止或匀速上升的情况下,弹簧秤的读数反映了物体受到的重力大
小,即5牛顿。
然而,当电梯向上加速时,物体除了受到地球向下的重力外,还会受到电梯地板向上的支持力,这个支持力大于地球对物体的引力,使得物体对弹簧秤的压力增大,因此弹簧秤的读数会比静止时大。
这是由于非惯性参考系中的惯性力作用所致。
9、以下关于光的折射现象描述正确的是:
A. 光从空气进入水中,速度变快,折射角小于入射角
B. 光从水中进入空气,速度变快,折射角大于入射角
C. 光从空气进入水中,速度变慢,折射角大于入射角
D. 光从水中进入空气,速度变慢,折射角小于入射角
答案:B
解析:根据斯涅尔定律(折射定律),当光从光速较快的介质(如空气)进入光速较慢的介质(如水)时,光会向法线方向折射,即折射角小于入射角。
反之,当光从光速较慢的介质进入光速较快的介质时,光会远离法线方向折射,即折射角大于入射角。
因此,选项B正确。
10、一个物体在水平面上做匀速直线运动,下列哪个因素不会影响其运动状态?
A. 水平面的摩擦力
B. 物体的质量
C. 物体的速度
D. 物体受到的推力
答案:C
解析:根据牛顿第一定律(惯性定律),一个物体如果不受外力作用,或者所受外力的合力为零,它将保持静止状态或匀速直线运动状态。
在这个题目中,物体已经在做匀速直线运动,因此物体的速度是其运动状态的一部分,不会影响其运动状态。
摩擦力
和推力是外力,会改变物体的运动状态。
物体的质量影响其加速度,但不会直接影响其匀速直线运动状态。
因此,选项C不会影响物体的运动状态。
二、多项选择题(本大题有2小题,每小题3分,共6分)
1、在下列情况中,哪些物体可以被视为质点?
A. 研究地球绕太阳公转轨迹时的地球。
B. 研究地球自转运动时的地球。
C. 研究乒乓球旋转对击球效果的影响时的乒乓球。
D. 研究汽车通过某一路口所需时间时的汽车。
【答案】 A、D
【解析】在研究较大尺度的问题如地球绕太阳公转时,地球大小与轨道相比可以忽略,因此可视为质点;而在研究地球自转或乒乓球旋转时,物体自身的尺寸和形状对于研究问题至关重要,不能视为质点;同样地,在研究汽车通过路口的时间时,汽车的大小相对于路口的距离来说是可以忽略的,此时也可以将其视为质点。
2、当一个物体在水平面上做匀速直线运动时,下列说法正确的是:
A. 物体所受合力为零。
B. 物体的速度保持不变。
C. 牛顿第一定律在此情况下不适用。
D. 如果撤去外力,则物体将停止运动。
【答案】 A、B
【解析】根据牛顿第一定律,如果物体不受外力作用或者所受合外力为零,则物体将保持静止状态或匀速直线运动状态。
因此,在物体做匀速直线运动的情况下,物体
的速度不变(选项B正确),并且由于没有加速度,所以所受合力必为零(选项A正确)。
牛顿第一定律在这种情况下完全适用(选项C错误),而如果没有外力作用,物体将继续做匀速直线运动而不是停止(选项D错误)。
三、填空题(本大题有5小题,每小题4分,共20分)
1、在物理学中,一个物体从静止开始沿水平面加速运动,如果加速度为2m/s²,运动5秒后的速度是多少?_________ m/s
答案:10 m/s
解析:根据匀加速直线运动的公式 v = u + at,其中 v 是末速度,u 是初速度(此处为0,因为物体从静止开始),a 是加速度,t 是时间。
代入已知数值得到v = 0 + 2m/s² × 5s = 10 m/s。
2、一个质量为0.5kg的物体受到一个方向与水平面成30°角的斜向上的力F,该力使物体沿水平面移动。
若物体受到的摩擦力为0.8N,重力加速度为9.8m/s²,求该力F的大小。
_________ N
答案:4.9 N
解析:首先,物体受到的重力为G = m × g = 0.5kg × 9.8m/s² = 4.9N。
由于重力方向向下,而力的方向与水平面成30°角,所以重力在水平方向上的分力为 G_x = G × cos(30°) = 4.9N × √3/2 ≈ 4.3N。
由于物体沿水平面移动且摩擦力为0.8N,而摩擦力的方向与物体运动方向相反,因此力的水平分量需要克服摩擦力。
所以,力F在水平方向上的分量F_x = F ×
cos(30°)。
由于物体没有在垂直方向上加速,垂直方向的力必须平衡。
因此,力F的垂直分量
必须等于重力分量,即 F_y = G = 4.9N。
所以,F_x = F × cos(30°) 必须等于摩擦力加上垂直分量在水平方向上的分量,即 F × cos(30°) = 0.8N + 4.9N × sin(30°)。
代入数值解得F × (√3/2) = 0.8N + 4.9N × (1/2),简化得到 F × (√3/2) = 0.8N + 2.45N,进一步得到 F × (√3/2) = 3.25N。
最后,解得F = 3.25N × 2/(√3) ≈ 4.9N。
3、一个物体在水平面上受到5N的拉力作用,沿水平方向移动了10m的距离,则该拉力对物体做的功为 ______J。
答案: 50
解析:功的计算公式为(W=F⋅s⋅cosθ),其中(F)是作用力大小,(s)是位移大小,(θ)是力与位移方向之间的夹角。
在这个例子中,因为拉力的方向与物体移动的方向相同,所以(θ=0∘),(cos0∘=1)。
因此,拉力对物体做的功为(W=5N×10m×1=50J)。
4、一束光线从空气射入水中,如果光在空气中的速度约为(3×108m/s),而光在水中的速度约为(2.25×108m/s),则光线进入水中的折射率为 ______ 。
(保留两位小数)
答案: 1.33
解析:折射率(n)定义为光在真空中的速度(c)与光在介质中的速度(v)之比,即
(n=c
v )。
根据题目给定的数据,我们可以计算出水的折射率为(n=3×108m/s
2.25×108m/s
=3
2.25
=
1.33)(保留两位小数)。
5、在匀速圆周运动中,一个物体以一定的速度沿着半径为R的圆周做匀速运动,物体运动一周的时间为T。
若将圆周半径增加到2R,保持速度不变,则物体运动一周的时间变为 ______T。
答案:2
解析:匀速圆周运动中,物体的运动周期T与圆周半径R的关系是T = 2πR/v,其中v是物体运动的速度。
因为题目中提到速度不变,所以我们可以用这个公式来求解。
当圆周半径从R增加到2R时,代入公式得新的周期T’= 2π(2R)/v = 4πR/v。
由于原始周期T = 2πR/v,所以T’ = 2T。
因此,物体运动一周的时间变为原来的2倍,即2T。
四、计算题(本大题有2小题,每小题7分,共14分)
第一题
一个物体从静止开始沿着光滑的斜面下滑,斜面倾角为30°,物体与斜面之间的动摩擦因数为0.2。
已知物体质量为2kg,求物体下滑过程中:
(1)物体受到的合外力;
(2)物体下滑1秒后的速度。
答案:
(1)物体受到的合外力为6.6N;
(2)物体下滑1秒后的速度为6.0m/s。
解析:
(1)首先,对物体进行受力分析。
物体受到三个力的作用:重力G、斜面支持力N 和摩擦力f。
由于物体沿斜面下滑,故重力G分解为两个分力:垂直斜面的分力G1和沿斜面向下的分力G2。
根据三角函数,可得:
G1 = G * cos30° = 2 * 10 * cos30° = 10√3 N G2 = G * sin30° = 2 * 10 * sin30° = 10 N
根据牛顿第二定律,物体受到的合外力F等于物体质量m乘以加速度a:
F = m * a
由于物体沿斜面下滑,故加速度a等于物体沿斜面下滑的加速度a1,即:
a1 = G2 - f / m
其中,摩擦力f等于摩擦因数μ乘以斜面支持力N,即:
f = μ * N
将N用G1表示,可得:
f = μ * G1 = 0.2 * 10√3 N
代入a1的表达式中,可得:
a1 = G2 - f / m = 10 - 0.2 * 10√3 / 2 = 10 - √3 N
因此,物体受到的合外力F为:
F = m * a1 = 2 * (10 - √3) N = 20 - 2√3 N
(2)根据运动学公式,物体下滑1秒后的速度v等于加速度a乘以时间t:v = a * t
将a1代入公式中,可得:
v = (10 - √3) * 1 m/s = 10 - √3 m/s
将√3的近似值3.14代入,可得:
v ≈ 10 - 3.14 m/s ≈ 6.0 m/s
因此,物体下滑1秒后的速度为6.0m/s。
第二题
一物体从静止开始沿水平面加速运动,其加速度a随时间t的变化关系如下:a = 3t^2 + 2t (单位:m/s^2)
(1)求物体在t=5秒时的速度v;
(2)如果物体在开始运动后10秒内通过的距离为S,求S的值。
答案:
(1)物体在t=5秒时的速度v为:
v = ∫(3t^2 + 2t) dt = ∫3t^2 dt + ∫2t dt = t^3 + t^2 + C
由于物体从静止开始运动,即t=0时v=0,代入上述公式得C=0。
所以,速度v的表达式为:
v = t^3 + t^2
当t=5秒时,代入公式得:
v = 5^3 + 5^2 = 125 + 25 = 150 m/s
(2)物体在t=10秒内通过的距离S,可以通过对速度v的积分来求解:
S = ∫v dt = ∫(t^3 + t^2) dt = ∫t^3 dt + ∫t^2 dt = 1/4t^4
+ 1/3t^3 + C
同样,由于物体从静止开始运动,即t=0时S=0,代入上述公式得C=0。
所以,距离S的表达式为:
S = 1/4t^4 + 1/3t^3
当t=10秒时,代入公式得:
S = 1/4(10)^4 + 1/3(10)^3 = 1/4(10000) + 1/3(1000) = 2500 + 333.33 = 2833.33 m
解析:
(1)首先,我们需要根据加速度a随时间t的变化关系,通过积分求得速度v随
时间t的变化关系。
由于加速度是速度对时间的导数,所以我们对加速度关于时间t
进行积分,得到速度v的表达式。
然后,代入t=5秒,即可求得物体在5秒时的速度。
(2)接着,我们需要计算物体在10秒内通过的距离S。
由于速度是位移对时间的导数,我们可以对速度v关于时间t进行积分,得到位移s随时间t的变化关系。
然后,代入t=10秒,即可求得物体在10秒内通过的距离。
五、综合题(本大题有3小题,每小题10分,共30分)
第一题
(一)下列关于光学现象的说法中,正确的是:
A. 凸透镜对光线有发散作用
B. 凹面镜对光线有会聚作用
C. 平面镜成像是利用光的反射原理
D. 漫反射的光线在反射时遵循光的直线传播规律
(二)某学生在做“探究平面镜成像特点”实验时,按照以下步骤进行:
1.将蜡烛点燃,将蜡烛、平面镜和光屏依次放置在水平桌面上,调整蜡烛和平面镜的距离。
2.观察蜡烛在平面镜中的成像情况,并测量蜡烛像与蜡烛的距离。
3.改变蜡烛和平面镜的距离,重复步骤2。
请回答以下问题:
1.在实验步骤1中,为什么要调整蜡烛和平面镜的距离?
2.在实验步骤2中,如何判断蜡烛在平面镜中的成像是否正确?
3.在实验步骤3中,为什么要重复步骤2?
答案:
(一)正确答案是C. 平面镜成像是利用光的反射原理。
(二)
1.在实验步骤1中,调整蜡烛和平面镜的距离是为了找到平面镜成像的合适位置,确保蜡烛的像能够在光屏上成像。
2.在实验步骤2中,可以通过以下方法判断蜡烛在平面镜中的成像是否正确:
a.观察蜡烛像是否与蜡烛等大;
b.观察蜡烛像是否与蜡烛关于平面镜对称;
c.测量蜡烛像与蜡烛的距离,如果蜡烛像与蜡烛的距离等于蜡烛与平面镜的距离,
则成像正确。
3.在实验步骤3中,重复步骤2是为了观察不同距离下蜡烛的成像情况,从而验证平面镜成像特点的普遍性。
解析:
(一)选项A错误,凸透镜对光线有会聚作用;选项B错误,凹面镜对光线有发散作用;选项D错误,漫反射的光线在反射时遵循光的反射定律。
(二)
1.调整蜡烛和平面镜的距离是为了找到平面镜成像的合适位置,确保蜡烛的像能够在光屏上成像。
2.通过观察蜡烛像是否等大、对称以及测量蜡烛像与蜡烛的距离来判断蜡烛在平面镜中的成像是否正确。
3.重复步骤2是为了观察不同距离下蜡烛的成像情况,从而验证平面镜成像特点的普遍性。
第二题
题目:
某校物理兴趣小组进行了一个关于浮力与物体排开水体积关系的实验。
他们使用了一个弹簧测力计和一个装满水的容器。
实验步骤如下:
1.将物体A悬挂在弹簧测力计下,测得物体的重力为G_A。
2.将物体A完全浸没在水中,弹簧测力计的示数变为F_A。
3.记录物体A在水中时弹簧测力计的示数。
4.改用物体B代替物体A,重复上述实验步骤,得到物体B的重力为G_B,弹簧测力计的示数变为F_B。
已知物体A和物体B的密度分别为ρ_A和ρ_B,求:
(1)物体A在水中受到的浮力;
(2)物体B在水中受到的浮力;
(3)比较物体A和B在水中受到的浮力,得出结论。
答案:
(1)物体A在水中受到的浮力为F_Au = G_A - F_A;
(2)物体B在水中受到的浮力为F_Bu = G_B - F_B;
(3)根据阿基米德原理,物体在液体中所受的浮力等于物体排开液体的重力。
因此,物体A和B在水中受到的浮力分别为F_Au和F_Bu。
比较F_Au和F_Bu的大小,可以得出以下结论:
•如果F_Au > F_Bu,则ρ_A > ρ_B;
•如果F_Au = F_Bu,则ρ_A = ρ_B;
•如果F_Au < F_Bu,则ρ_A < ρ_B。
解析:
(1)根据浮力的定义,物体在液体中所受的浮力等于物体排开液体的重力。
因此,物体A在水中受到的浮力可以通过物体A的重力G_A减去物体A在水中时弹簧测力计的示数F_A得到。
(2)同理,物体B在水中受到的浮力可以通过物体B的重力G_B减去物体B在水中时弹簧测力计的示数F_B得到。
(3)根据阿基米德原理,浮力与物体排开液体的体积成正比。
因此,通过比较物体A和B在水中受到的浮力,可以推断出它们排开水的体积大小,从而比较它们的密度。
第三题
题目:
一物体在水平面上做匀速直线运动,某时刻开始受到一个与运动方向成30°角的恒力作用。
已知物体质量为2kg,摩擦系数为0.2,重力加速度为10m/s²。
(1)求物体在受到恒力作用后,运动方向与原运动方向所成的角度;
(2)求物体在恒力作用下的加速度;
(3)若物体在恒力作用后2秒内运动了5m,求此时物体的速度大小。
答案:
(1)物体在受到恒力作用后,运动方向与原运动方向所成的角度为60°。
(2)物体在恒力作用下的加速度为5m/s²。
(3)此时物体的速度大小为5m/s。
解析:
(1)首先,我们需要分解恒力F为沿原运动方向和垂直原运动方向的分力。
由于恒力与原运动方向成30°角,我们可以使用三角函数来计算这两个分力。
恒力F的水平分力F_H = F * cos(30°)
恒力F的垂直分力F_V = F * sin(30°)
由于物体原来是匀速直线运动,说明在水平方向上没有加速度,因此摩擦力f等于水平分力F_H。
摩擦力f = μ * m * g
其中μ是摩擦系数,m是物体质量,g是重力加速度。
将已知数值代入:
f = 0.2 * 2k
g * 10m/s² = 4N
因此,水平分力F_H也等于4N。
现在我们可以计算恒力F:
F_H = F * cos(30°) 4N = F * cos(30°) F = 4N / cos(30°) F ≈ 4N / 0.866 F ≈ 4.62N
由于F_V = F * sin(30°),我们可以得出垂直分力F_V:
F_V = 4.62N * sin(30°) F_V ≈ 4.62N * 0.5 F_V ≈ 2.31N
物体在受到恒力作用后,新的运动方向与原运动方向的夹角θ可以通过以下方式计算:
tan(θ) = F_V / F_H tan(θ) = 2.31N / 4N θ ≈ arctan(0.577) θ ≈ 30°
因此,运动方向与原运动方向所成的角度是30°+ 30° = 60°。
(2)物体在恒力作用下的加速度a可以通过以下公式计算:
a = F / m a = 4.62N / 2kg a = 2.31m/s²
(3)物体在恒力作用下的初速度v0可以通过以下公式计算:
v0 = √(2 * a * d)。