第十一章 多彩的物质世界 第一节 宇宙和微观世界
1.列举自然界和日常生活中的各种不同状态的物质,从多方面说明固体、液体、气体的不同特征。 答:此题让学生列举自然界和日常生活中的各种不同状态的物质,引导学生从形状、体积、流动性等方面归纳总结固体、液体、气体的不同特征。 2.银河系有多大?用什么长度单位表示最方便。
答:银河系巨大,其尺度在1021m左右。长度单位用光年,1光年=9.46×1015m。一束光穿越银河系要十万年。
3.组成物质的分子有大多?用什么长度单位最方便? 答:一般分子的大小只有百忆分之几米,长度单位用nm,一般分子直径大约为0.3至0.4nm。 4.固体、液体、气体都由分子组成,为什么它们的物理性质不同。
答:从微观模型考虑。固体、液体、气体的分子结构可采用如下列表比较的方法。 状态 固体 液体 气体 分子间距离 很小 比固体稍大 很大 分子间作用力 很大 比固体小 很小 分子运动情况 在平衡位置附近做无规则振动 振动和移动 除碰撞外做匀速直线运动 特征 有一定体积 有一定形状 有一定体积 无一定形状 无一定体积 无一定形状 5.古人认为,原子是不可再分的。关于这个猜想,你认为应做哪些修正。
答:原子由原子核和核外电子组成,原子核是由更小的粒子——质子和中子组成的,而质子和中子也还有更精细的结构——夸克。
第二节 质量
1.在宇宙飞船中,物体处于失重状态。如果把物体从地面带到月球上、带到宇宙飞船中,这个物体的质量改变吗?答:不变。
2.如何称出一个大头针的质量?说出你的测量方法,并实际测一测。
答:取10个大头针,用天平测出它们的总质量m总,则每一个大头针的质量m=m总/10。 3.一块质量为100g的冰熔化成水后,它的质量 答:A A.仍是100g; B.大于100g; C.小于100g
4.某同学用天平、测一块金属的质量时,使用了4个砝码,其中有1个100g,1个50g,2个10g,游码在标尺上的位置如图11.2-4所示。这块金属的质量是多少?答:170.32 g
5.有些商店使用一种台秤(图11.2-5),它的工作原理与天平相同,不过两臂长度不等。这种台秤的哪两部分相当于天平的两个盘?什么相当于天平的砝码、游码?怎样判定它的横梁是否水平?它的平衡螺母在什么位置?怎样调整才能使横梁平衡?
答:秤盘、砝码盘;槽码和游码;秤杆水平;左边;秤杆左偏向右调整调零螺丝,秤杆右偏向左调整调零螺丝。
第三节 密度
1.一个澡盆大致是长方体,长、宽、高分别约为1.2m、0.5m、0.3m,最多能装多少千克的水?答:180kg。
2.现在通用的1角硬币,看上去好像是铝制的。请你想办法测量一下它的密度。它真是铝制的吗?写出你选用的实验器材、实验方法,你所采用的实验步骤。1角、5角和1元硬币所用的金属一样吗?通过实验验证你的判断。
答:用刻度尺、三角板(2只)测出1角、5角和1元硬币直径,算出各硬币的面积S,用刻度尺测出硬币的厚度d,算出各硬币的体积V,用天平分别测出各硬币的质量,再利用密度公式,便可算出各硬币的密度,便可判断。
3.一个容积为2.5L的塑料瓶,用它装水,最多能装多少千克?用它装汽油呢? 答:2.5 kg。1.775 kg。
4.猜一猜你们教室里空气的质量有多少?几克?几千克?还是几千克、几十千克?测出你们教室的长、宽、高,算一算里面空气的质量。你猜的对吗?
答:估算教师体积100 m2,通过查表得到空气密度,计算空气质量为129 kg。
5.人体的密度跟水的密度差不多,根据你的质量估一下自己身体的体积。答:5×10-2m3。 6.一块长方形的均匀铝箔,用天平和尺能不能求出它的厚度?如果能,说出你的办法。 答:利用“积累法”,用天平称出n张铝箔的质量m,查密度表知道铝的密度为ρ铝 ,根据V=m/ρ铝算出n张铝箔的体积V,用刻度尺铝箔的长a和宽b,总厚度D=V/ab,每一张铝箔厚d=m/abρ铝n。
第四节 测量物质的密度 1.下表列出了几种金属的密度、熔点、导热性能及导电性能等物理特征。研究表中的数据,你有什么新发现?
2.综合考虑下表中各方面的因素,通过小组讨论,回答以下问题。不仅要阐明你的观点,还要说清楚理由。
●哪两种金属的导电性能好?在你认为导电性能好的金属中,哪种更适宜做导线?答:银、铜。 铜。
●哪一种金属的导热性能好?生活中常用的各种锅是用什么金属做的?为什么人们炒菜时宁愿用铁锅而不用铝锅?答:银;铁;铝的熔点低。
●哪一种金属的密度最小?生活中什么地方使用这种金属?综合评价为什么使用它。 答:铝; 铝盆,很多机械零件……便宜,同体积情况下质量小。
第五节 密度与社会生活
1.1cm3的冰熔化成水后,质量是多少?体积是多少?答:0.9g。0.9 cm3。
2.一个瓶子能盛1 kg水,用这个瓶子能盛多少质量的使用植物油?答:0.9kg。 3.建筑工地需用沙石400 cm3,可用载重4t的卡车运送,需运多少车?(ρ沙=1.0×103 kg /m3)
答:100车。
4.建成后的长江三峡水库的容量约为3.93×1011m3,这个水库的蓄水量是多少吨? 答:3.93×1011t。
5.根据气体密度随温度变化而变化的现象,试分析房间里的暖气一般都要安装在窗户下面的道理。
答:暖气周围的空气受热体积膨胀,密度变小而上升。冷空气密度大,下沉到暖气周围,又受热上升。利用这种冷空气的对流,可以使整个屋子暖和起来。
第十二章 运动和力 第一节 运动的描述
1.以火车头、车厢的座椅、乘客、路边的树木、房屋为参照物填空:在平稳行驶的列车中,放在行李架上的物品相对于___________是静止的,相对于___________是运动的。 答:火车;树木、房屋等。
2.坐在逆水行驶的船中的乘客,我们说他静止是以下列哪个物体为参照物的?B A.河岸上的树 B.船舱 C.迎面驶来的船 D.河水
3.看电视转播的百米赛跑时,我们常常感觉运动员跑的很快,但实际上他们始终处于屏幕上。这是为什么?答:运动员和屏幕之间相对静止,而跑道在不断运动。 4.我国自1984年4月8日第一颗地球同步通信卫星以来,已经陆续发射了多颗这类通信卫星。同步卫星虽然绕地心转动,但是地球上的人却觉得它在空中静止不动,为什么?它绕地心转动一周大约需要多长时间?
答:地球同步通信卫星和地球自转速度相同,它们相对静止;一天(24H)
第二节 运动的快慢
1、上海磁悬浮列车的速度可达423km/h,大约是普通列车的多少倍?
答:普通列车的速度建议用本节第二题的结果8.8m/s比较,磁悬浮列车的速度大约是普通列车的速度的1.3倍。
2、根据图12.2-5的列车时刻表,计算列车从襄樊到丹江运行的平均速度,以及从朱坡到老河口运行的平均速度?
答:要做对这道题,学生首先要能看懂列车时刻表,会计算列车在两个车站之间运行的距离和所用的时间,然后再利用公式。这道题的目的是联系实际、贴近生活,在情感、态度和价值观方面向学生渗透:科学就在身边。 襄樊到丹江的距离103公里,S1=103000 m ; 运行3小时15分,t1=3×3600+15×60=11700 s V1=8.8m/s
同样,朱坡到老河口的距离37公里,S1=37000 m 运行时间1小时零7分,t1=1×3600+7×60=4020 s V1=9.2m/s
3、在公路旁每隔1km就立着一个里程碑。利用里程碑如何估测自行车的速度? 答:用手表测出通过1km所用的时间,再用速度公式求出速度。
4、地面上里一个杆子,在阳光下测量杆顶的影移动的速度。在这项活动中,除了速度的测量方法外,你还学到了哪些新的知识?发现了几个新的问题? 提示:影的移动不是匀速的
5、一艘潜艇静止在水面下。当潜艇发现正前方5km处有一艘航空母舰正以30km/h的速度向潜艇驶来,马上向航母发射了一枚速度为110km/h的鱼雷,多长时间后鱼雷可能命中航母?
答:如果以航空母舰为参照物,鱼雷相对于航母的速度为140km/h。由公式 变形,得 ,则鱼雷击中航母所需时间为
第三节 长度时间及测量
1、许多石英电子手表具有听表的功能,通过反复尝试学会使用这个功能。 2、在一条长绳的一端系一个小铁块就做成了一个来回摆。测出它摆动一个来回所用的时间。怎样能测得更准确?你能做一个周期为1s的摆吗?
答:测出小铁块摆动若干次所用的时间,然后除以摆动次数,这样测量的结果更准确。对于后一个问题,可让学生通过不断尝试,认识到小铁块的摆动周期只与绳的长度有关。 3、各组同学之间比一比,怎样才能更精确地测量硬币的直径、硬币的周长、一页纸的厚度、铜丝直径?你能想出多少种测量硬币周长的方法?答:略
4、用宽约2cm的牛皮纸条,自制量程为2m、分度值为1cm的卷尺。用这个卷尺测量家里某个人的身高。起床后和临睡前各测一次,你会发现什么?
答:由于白天人们多处于站立姿势,自身的重使得骨骼间缝隙变小,因此临睡前的身高要低于起床后的身高。
5、联系电流表、温度计等测量工具的用法,总结一下,使用刻度尺时容易出现哪些错误?哪些做法会引起较大的误差? 答:使用刻度尺常出现的错误有:(1)不注意起始刻度;(2)读数时视线与尺面不垂直测量结果不写单位;(3)刻度尺没有与被测物体重合;
第四节 力
1、举出与课本不同的例子,说明力的作用效果与力的大小、方向、作用点都有关系? 答:力的大小和方向影响力的作用效果,这样的例子很多,不再列举。关于“力的作用效果与力作用点有关系”的例子,如:用扳手拧螺丝时,作用点越靠近扳手的末端就越省力等。 2、踢球时,对球施力的物体是_________, 这时___________也受到球的作用力。 答:脚,脚。
3、用手拍桌面,手会感觉到疼,这是因为_________________________________________ 答:手对桌面施力时,也受到桌面对手的作用力
4、磁铁能够吸引铁钉,铁钉也能够吸引磁铁吗?找个磁针和铁钉来试一试,看看你的回答对不对。
答:如果把磁铁放在桌面上,由于摩擦力的原因,很难观察到铁钉吸引磁铁的效果。应尽量减少摩擦力的影响,例如可以将磁铁悬挂起来,然后用铁钉靠近磁铁。 5、用示意图表示被马拉动的车辆(画一个方框来代表)受到的力。 答:车受到拉力、重力、摩擦力;也可以只画拉力。
第六节 二力平衡
1.为什么跳远运动员在起跳前要助跑呢?
答:利用惯性,运动员起跳后还要保持原来的速度继续前进,以增大跳远的距离。 2、生活中还有哪些利用惯性的例子?哪些情况下要注意防止惯性带来的伤害和损失? 答:例如:用力拍打衣服,可以把衣服上的尘土拍掉;停止蹬自行车后,车还能向前运动一段距离;用铁锹往车上装上时,土会沿着铁锹运动的方向抛到车上。
3.在平直公路上匀速行驶的汽车(如图12.6-5)受到几对平衡力的作用?为什么说它们是互相平衡的?在乙图上画出汽车受力的示意图。 图略
答:汽车受到两对平衡力的作用。在竖直方向汽车受到重力和地面的支持力。由于汽车在竖直方向上没有运动,因此这两个力是一对平衡力。在水平方向上受到牵引力和地面的摩擦力。由于汽车在水平方向上做匀速直线运动,因此这两个力也是平衡力。
4、某人沿着水平方向用20N的力推一辆车匀速向西运动,车受到的阻力的大小是_____N,方向向_________。答:20,向东。
5.在图12.6-6中,哪些物体受到的两个力是彼此平衡的?答:乙、丁
第十三章 力和机械
1.用手捏一个厚玻璃瓶会发生弹性形变吗?图13.1-5的实验可以帮助你回答这个问题。 答:图13.1—5 瓶中灌满水,把细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入玻璃瓶中。用手轻捏厚玻璃瓶,观察细管中水面的高度变化,就能知道厚玻璃瓶是否发生了形变。找椭圆或长方形的玻璃瓶进行实验。用手指挤压玻璃瓶的宽面和窄面,玻璃瓶容积变小和变大,管中水柱上升和下降,从而说明玻璃瓶受力形状发生了形变。
轻按桌面能使桌面发生弹性形变吗?自己设计一个实验进行检验。
答:如图,在桌面上分别放两个平面镜(两平面镜间的距离尽可能大一些)激光笔发出的光照到一个平面镜上后反射到另一个平面镜上,最后照到白墙上成一亮点。按压桌面可看见墙上的光斑明显移动,说明桌面发生了形变。
2.用手拉测力计的挂钩,是指针指到1N、5N、10N,感受一下1N、5N、10N的力。
3.从家中带来各种商用弹簧秤,同学之间交流它们的用法。怎样判断谁的弹簧秤更准确。 4.一个弹簧测力计用的时间久了后,常常不能准确地测量力。试分析其中的原因。
答:提示:1、可从零刻线考虑。2、可从弹簧的形变量与原来所对应的力的大小发生了变化方面考虑。(弹簧的劲度系数变化了)3、可从弹性限度考虑。
二
1.一个南瓜的重量是30N,它的质量是多少?
答:根据公式G=mg,可得m=G/g=30N/(10N/kg)=3kg。
2.月球对它表面附近的物体也有引力,这个力大约是地球对地面附近物体引力的六分之一,一个连同随身装备共90kg的宇航员,在月球上的重约多少牛顿。
答:宇航员在地球上的重量为G地=mg=90kg×10N/kg=900N,在月球上重为G月=1/6G地=1/6×900N=150N.
3.利用三角尺及其他物品,测量地面或桌面是否水平。
答:先利用细线、小石块做一个重垂线,再利用直角三角尺,看重垂线是否与地面或桌面
垂直,如果垂直则地面或桌面是水平的。
4.一个桥头立着如图13.2-10所示的限重标志牌。这座桥面受到的压力超过多少时,就可能发生意外?
答:根据公式G=mg,G限重=mg=15*103kg*10N/kg=1.5*105N。这座桥面受到的压力超过1.5*105N时,就可能发生危险。 三
1.自行车刹车时,用力越大就停得越快,这是为什么?
答:自行车刹车时,用力越大,刹车皮与车轮间的压力越大,车轮受到的摩擦力也就越大,所以自行车就停得越快。
2.自行车锁由于受到雨淋,不好用了。什么办法可以让锁变得好用?
答:自行车锁受到雨淋后,锁孔可能生锈了,锁内转动部件之间的摩擦力增加,锁就不好用了。往锁孔内加一些润滑油或铅笔芯粉末(石墨粉)使摩擦力减小,锁就会好用了。 3.观察自行车,看看自行车上哪些地方的设计是为了增大摩擦,哪些地方的设计是为了减小摩擦。自行车上有几处用到滚动轴承?
答:自行车的轮胎、刹车皮利用橡胶是为了增大摩擦;轮轴、飞轮、脚踏板以及车把手上都安装了滚动轴承以减小摩擦。 4.科学作文:没有摩擦的世界。 四
1.当自行车两个脚踏板转到什么位置时,用力蹬下的效果最好?为什么?
答:蹬自行车脚踏板时,如果只向下用力,则当脚踏板在水平位置时,动力臂最大,这时用力效果最好。
2.各式各样的剪刀都是一对对的杠杆。在图13.4-9中,哪些是省力杠杆,那些是费力杠杆?要剪开较硬的物体,应该使用哪种剪刀?剪纸或布时,应使用哪种剪刀?为什么? 答:剪较硬的物体阻力较大,要用动力臂比阻力臂长的剪刀,即教材图13.4—9中间的这种。剪纸或布时,阻力不很大,用图13.4—9左边的这两种动力臂较短的剪刀,完成一次剪裁动作,可以剪裁较长的纸或布,加快剪切速度。修剪树枝时,一方面树枝较硬,阻力较大,这就要求动力臂要长,阻力臂要短;另一方面,为了加快修剪速度,剪切整齐,要求剪刀刀口要长,就要用图13.4—9右边的这种动力臂较长、阻力臂较短,同时刀口较长的剪刀。用剪刀剪物体时,被剪物体的具体位置不同,阻力臂的大小也不同,动力的大小也会变化。不能说动力一定大于或一定小于阻力,一般是根据轴到手柄的距离来粗略地判断某种剪刀是不是省力杠杆。手柄长的杠杆能省力,通常用来剪坚硬的物体,手柄短的剪刀费力,通常用来剪轻软物体。
3.标出图13.4-10中各种杠杆工作时的支点、动力和动力臂、阻力和阻力臂。 略
4.指甲剪上有几个杠杆?分别是省力杠杆还是费力杠杆。
答:指甲剪上有三个杠杆。手把部分是一个省力杠杆,刀口部分是两个费力杠杆。 五
1.物体重1000N,如果用一个定滑轮提起它,需要用多大的力?如果用一个动滑轮提起它,又要用多大的力?(不计摩擦及滑轮自重)答:1000N,500N。
2.仔细观察自行车,看看它上面有几种简单机械,并分别说明它们起到了什么作用。 答:自行车的刹车、车把、脚踏板与轮盘、飞轮等都是简单机械。
3.解释图13.5-1的科学漫画。一个人拉起比他体重大的物体,用定滑轮行吗?应该怎么办? 答:不行;可用滑轮组。
4.利用斜面可以省力,请你推测,使用什么样的斜面省力更多些?设计实验检验你的想法是否正确。
答:斜面的坡度越小,省力越多。找一块木板,用书把木板的一端垫高,木板就构成一个斜面。把一个木块放在斜面底端,用测力计沿斜面拉木块,使木块匀速运动,读出这时测力计的拉力。用书把斜面加高,重新测出拉木块所需的拉力,就会发现,斜面越陡所需拉力就越大。
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