重庆市长寿区2021-2022学年八年级下学期期末学业质量监测物理试卷(word版含答案)
展开这是一份重庆市长寿区2021-2022学年八年级下学期期末学业质量监测物理试卷(word版含答案),共30页。试卷主要包含了选择题,填空作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年重庆市长寿区八年级(下)期末物理试卷
一、选择题(本题共12个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题3分,共36分。)
1.(3分)对生活中物理量的认识,最接近实际的是( )
A.中学生正常步行的速度约为1.2 m/s
B.家用小汽车的功率约为2kW
C.一名普通中学生的体重约为50N
D.教室里此时的大气压强约为1×1010Pa
2.(3分)下列过程中,力的作用效果与其他三个不同的是( )
A.篮球受重力从篮筐内竖直下落
B.用力把橡皮泥捏成不同造型
C.小明同学用力将实心球掷出
D.乒乓球从地面弹起一定高度
3.(3分)下列生活事例采取的做法中,为了增大压强的是( )
A.铁道钢轨下垫上枕木 B.大货车有很多车轮
C.切菜的刀刃磨得锋利 D.雪橇板做得比较宽大
4.(3分)如图,工人师傅正在使用一根硬棒撬动石头,使用此硬棒( )
A.省力且省距离 B.省力但费距离
C.费力且费距离 D.费力但省距离
5.(3分)小明用脚将足球踢出,足球在草地上滚动,下列分析正确的是( )
A.滚动的足球不受重力作用
B.以滚动的足球为参照物,球门是静止的
C.踢球后脚感觉到痛说明力的作用是相互的
D.足球鞋底凹凸不平主要是为了减小对地面的压强
6.(3分)质量相等的A、B两实心物块,密度之比ρA:ρB=3:2,分别放入足够多的水中,两物块静止时均漂浮且所受浮力分别为FA和FB,则浮力FA与FB之比是( )
A.1:1 B.2:3 C.3:2 D.无法确定
7.(3分)如图所示的情境中,利用了“流体压强与流速的关系”原理的是( )
A.图甲所示用吸管喝饮料
B.图乙所示水库堤坝设计成“上窄下宽”
C.图丙所示飞机机翼形状,可以产生升力
D.图丁所示地漏存水杯可以隔离下水道异味
8.(3分)如图所示为拉弓射箭的情景。下列说法正确的是( )
A.用力拉弯的弓具有动能
B.射箭时动能转化为弹性势能
C.射出的箭在空中运动时不受任何力的作用
D.射箭时弓的弹性形变越大,具有的弹性势能越大
9.(3分)如图所示,是2022年北京冬奥会滑雪比赛的场景,下列说法正确的是( )
A.运动员滑雪过程中弯腰曲膝是为了增大阻力
B.运动员受到的重力与滑雪板对地面的压力大小相等
C.运动员对滑雪板的压力与运动员的重力是一对平衡力
D.运动员在滑到终点时不能立即停下来是因为她具有惯性
10.(3分)如图所示,潜水员正潜没在海水中,他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气,以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是( )
A.向海底下潜过程中,受到海水的压强变大
B.海水中水平游动时,受到海水的压强变小
C.对背心进行放气后,受到海水的浮力变大
D.对背心进行充气后,受到海水的浮力变小
11.(3分)如图所示,底面积为100cm2的圆柱形容器置于水平桌面上,柱形物体被细线拉住静止在水中,该物体下表面受到的压力为22N,上表面受到的压力为10N;剪断细线物体静止后,液体对容器底部的压强比剪断细线前减少了300Pa。g取10N/kg,下列判断正确的是( )
A.剪断细线后,容器对水平桌面的压强变小
B.该物体的密度为0.75×103kg/m3
C.剪断细线后,物体静止时所受浮力大小为3N
D.物体的质量为1kg
12.(3分)如图所示,将质量相等的水,分别倒入放在水平桌面上的两个形状不同、底面积相等的容器中(不溢出),则水对容器底部产生的压强和压力正确的是( )
A.p甲>p乙,F甲>F乙 B.p甲<p乙,F甲<F乙
C.p甲>p乙,F甲=F乙 D.p甲=p乙,F甲=F乙
二、填空作图题(本题共9个小题,填空题每空1分,作图题每图2分,共20分。)
13.(2分)游泳时小涛向后划水以获得向前的力,这说明力的作用是 的;到达终点时,因受到池壁作用力而停止运动,这说明力可以改变他的 。
14.(2分)如图所示,是中国女子冰壶队积极训练的情景。掷球员将冰壶沿水平冰面推出后,冰壶由于 继续向前运动;如果冰壶与冰之间的摩擦力为零,运动的冰壶将做 运动。
15.(2分)中学生要养成文明的行为习惯,严禁高空抛物。如果一个重物从高处自由下落,不计空气阻力,下落过程中重物的重力势能转化为 能,重物机械能的总和 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
16.(2分)压强知识在生活中有大量的应用:三峡大坝的船闸是利用 原理来工作的;塑料吸盘能固定在竖直的玻璃上是由于 的作用。
17.(2分)小明用20N的水平推力,用时8s将重为150N的购物车沿水平地面向前匀速推动了10m,在此过程中,推力对购物车做功 J,推力的功率是 W。
18.(2分)“奋斗号”是我国自行研制的世界领先深海潜水器,若在某次工作过程中该潜水器下潜深度为10000m,此时潜水器受到的海水压强为 Pa;若“奋斗号”舱门面积约为0.6m2,则舱门所受液体压力为 N(海水的密度取ρ海水=1×103kg/m3)。
19.(2分)杠杆是我们生活中一种常见的简单机械,如图所示,轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,A点悬挂一个重为20N的物体,B点施加一个竖直向上的拉力F,使杠杆在水平位置平衡,且OB:AB=2:1,则F= N,此杠杆是 杠杆。
20.(2分)如图所示,质量为200g、底面积为20cm2的薄壁容器中盛有800g水,将容器放置在水平地面上,容器内水深h为30cm,则水对容器底部的压力为 N,容器对地面的压强为 Pa。
21.(2分)画出图中静止在斜面上的物体所受重力的示意图。
22.(2分)如图所示,用羊角锤撬钉子,在锤柄上画出所施加力F的力臂l。
三、实验探究题(本题共3个小题,第22题6分,第23题8分,第24题8分,共22分。)
23.(6分)如图所示,是某实验小组用弹簧测力计、木块、钩码、长木板和毛巾探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
(1)实验过程中,将长木板放在水平桌面上,用弹簧测力计水平拉着木块在长木板上做 运动,测力计的示数如图甲所示,根据 可知,木块受到的滑动摩擦力大小为 N。
(2)对比甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与 的关系。在图甲中,若拉着木块以比原来更大的速度运动,木块所受滑动摩擦力的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)实验小组想进一步探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,进行了如图丙所示的实验,当弹簧测力计示数达到最大值时仍没拉动木块,为了使用现有实验器材进行探究,可尝试采取的办法是: 。
24.(8分)如图所示,小明为探究“影响液体内部压强的因素”,进行了如下实验:
(1)如图甲,实验前用手指轻按空金属盒上的橡皮膜检查 性,从压强计的结构来看,它是通过观察U形管中液面高度差的大小来反映橡皮膜所受 的大小,因此金属盒上的橡皮膜应该选用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好。
(2)仪器调试好后,小明将压强计金属盒的橡皮膜朝上逐渐浸入水中某一深度处,如图乙,则压强计显示的是橡皮膜 (选填“各个方向”“上方”或“下方”)的水对它的压强;然后保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,会观察到U形管中液面高度差的大小 (选填“改变”或“不变”),说明在液体内部的同一深度,向各个方向的压强 。
(3)由图乙、丙可知:深度相同时,液体的密度越大,液体内部压强越 ;在图丙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将变 。
25.(8分)小明利用图1所示的实验来验证“阿基米德原理”:
(1)使用弹簧测力计前首先要看清它的 和分度值,然后检查它的指针是否指在 线上。
(2)如图1所示顺序进行实验操作,测力计的示数分别为F1、F2、F3和F4。由图1甲、乙可测出铁球浸没在水中所受到的浮力为F浮= ;由图 可测得铁球排开水所受的重力G排。
(3)小明预期要获得的结论是: (可以用此题中所给字母表示);如果要验证结论的正确性,需要更换 不同的铁球重做实验,看看是否都存在这种关系。
(4)小明进一步思考并提出问题:如果实验中物体没有完全浸没在水中,能否验证“阿基米德原理”?正确的观点是 (选填“能”或“不能”)验证。
(5)小明回家用如图2甲、乙所示的装置继续进行探究:将溢水杯中注满水放在电子秤上示数为m1,将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没(铁球未触底),待杯中水停止外溢时电子秤示数为m2,如果前面预期的实验结论正确,则请你判断电子秤示数的大小关系是m1 m2。
四、计算题(本题共3个小题,第25题6分,第26题8分,第27题8分,共22分。解答应写出必要的文字说明和公式,只写答案的不给分。)
26.(6分)如图所示,为中国新一代通用型导弹驱逐舰。其满载时排水量为7×103t,当驱逐舰以72km/h的速度匀速直线航行时,受到的阻力是自身总重力的0.01倍。求:
(1)驱逐舰满载时,受到的浮力是多少;
(2)驱逐舰满载时并以72km/h的速度匀速直线航行,受到的牵引力是多少。
27.(8分)如图所示,是北京冬奥会某场馆建设中采用的起吊装置,滑轮组悬挂在水平支架上,工人站在水平地面上竖直向下拉动绳子自由端,使物体A在5s内匀速上升了1m。若物体A重400N,工人重500N,他对绳子的拉力F为250N,两个滑轮质量相同,不计滑轮组的绳重和摩擦。求:
(1)拉力做功是多少;
(2)滑轮组的机械效率是多少;
(3)支架受到滑轮组的拉力是多少。
28.(8分)如图甲所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为10cm。弹簧没有发生形变时的长度为10cm,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度△L与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水,直到物体上表面与液面相平,此时水深24cm。求:
(1)物体受到的水的浮力。
(2)物体的密度。
(3)打开出水孔,缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的自然状态时,关闭出水孔。求放水前后水对容器底部压强的变化量。
2021-2022学年重庆市长寿区八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共12个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题3分,共36分。)
1.(3分)对生活中物理量的认识,最接近实际的是( )
A.中学生正常步行的速度约为1.2 m/s
B.家用小汽车的功率约为2kW
C.一名普通中学生的体重约为50N
D.教室里此时的大气压强约为1×1010Pa
【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A、中学生正常步行的速度约为1.2m/s,故A正确;
B、家用小汽车的功率约为100kW,故B错误;
C、一名普通中学生的体重约为500N,故C错误;
D、教室里此时的大气压强约为1×105Pa,故D错误。
故选A。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中的常见量的值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
2.(3分)下列过程中,力的作用效果与其他三个不同的是( )
A.篮球受重力从篮筐内竖直下落
B.用力把橡皮泥捏成不同造型
C.小明同学用力将实心球掷出
D.乒乓球从地面弹起一定高度
【分析】解决本题的关键是掌握力的作用效果:力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态。
物体运动状态的改变包括:速度大小的改变和运动方向的改变。
【解答】解:A、篮球受重力从篮筐内竖直下落,速度越来越快,属于力改变物体的运动状态;
B、用力把橡皮泥捏成不同造型,橡皮泥的形状发生变化,属于力改变物体的形状;
C、小明同学用力将实心球掷出,铅球在力作用下,运动速度和运动方向都在发生改变,属于力改变物体的运动状态;
D、乒乓球从地面弹起一定高度,乒乓球的速度发生了改变,属于力改变物体的运动状态;
根据分析可知,选项ACD都是物体运动状态的改变,C是物体形状的改变.故ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了力的作用效果,力的这两个作用效果有明显的不同,比较容易辨别。
3.(3分)下列生活事例采取的做法中,为了增大压强的是( )
A.铁道钢轨下垫上枕木 B.大货车有很多车轮
C.切菜的刀刃磨得锋利 D.雪橇板做得比较宽大
【分析】增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解答】解:A、火车钢轨下垫上枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A错误;
B、大货车有很多车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B错误;
C、切菜的刀刃磨得锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C正确;
D、雪橇板做得比较宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D错误。
故选:C。
【点评】本题重点是掌握压强大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强的问题。
4.(3分)如图,工人师傅正在使用一根硬棒撬动石头,使用此硬棒( )
A.省力且省距离 B.省力但费距离
C.费力且费距离 D.费力但省距离
【分析】分析动力臂与阻力臂的长度关系,从而判断它属于哪种类型杠杆,进而判断其是否省力和是否省距离。
【解答】解:由图可知,使用一根硬棒撬动石头时,动力臂大于阻力臂,由杠杆的平衡条件知道,此时动力小于阻力,即使用的是省力杠杆,由功的原理知道,使用任何机械都不省功,省力杠杆一定费距离,故B正确。
故选:B。
【点评】该题考查杠杆的分类和特点,根据具体情况来判断,解决此类题的关键是判断动力臂与阻力臂的大小。
5.(3分)小明用脚将足球踢出,足球在草地上滚动,下列分析正确的是( )
A.滚动的足球不受重力作用
B.以滚动的足球为参照物,球门是静止的
C.踢球后脚感觉到痛说明力的作用是相互的
D.足球鞋底凹凸不平主要是为了减小对地面的压强
【分析】(1)地球附近的物体都受重力作用;
(2)如果物体相对于参照物的位置保持不变,则物体是静止的;如果物体相对于参照物的位置不断变化,则物体是运动的;
(3)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;
(4)增大摩擦力的方法:在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。在接触面粗糙程度一定时,增大压力来增大摩擦力。
【解答】解:A、地球附近的物体都受重力作用,滚动的足球仍受重力作用,故A错误;
B、以滚动的足球为参照物,球门的位置发生了改变,所以是运动的,故B错误;
C、脚踢球时,脚对球施加力的作用,脚会感觉到痛,说明物体间力的作用是相互的,故C正确;
D、足球鞋底凹凸不平,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,来增大鞋底与地面之间的摩擦力,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了运动与静止的相对性、力与运动的关系、减小摩擦力的方法等,属力学综合题,难度不大。
6.(3分)质量相等的A、B两实心物块,密度之比ρA:ρB=3:2,分别放入足够多的水中,两物块静止时均漂浮且所受浮力分别为FA和FB,则浮力FA与FB之比是( )
A.1:1 B.2:3 C.3:2 D.无法确定
【分析】物体漂浮时,受到的浮力等于物体自身的重力,据此分析。
【解答】解:质量相等的A、B两实心物块,分别放入足够多的水中,两物块静止时均漂浮,根据物体的浮沉条件可知,两物块受到的浮力均等于自身的重力,根据G=mg可知,物块A、B 的重力相同,则浮力相同,即FA:FB=1:1,故BCD错误、A正确。
故选:A。
【点评】本题考查物体浮沉条件的应用,是一道基础题。
7.(3分)如图所示的情境中,利用了“流体压强与流速的关系”原理的是( )
A.图甲所示用吸管喝饮料
B.图乙所示水库堤坝设计成“上窄下宽”
C.图丙所示飞机机翼形状,可以产生升力
D.图丁所示地漏存水杯可以隔离下水道异味
【分析】(1)用吸管喝饮料是大气压作用的结果;
(2)液体压强随深度的增加而增大;
(3)流体压强与流速的关系:流体流速越大的地方,压强越小;
(4)连通器的原理:连通器中装同种液体,液体静止时,液面相平。
【解答】解:A、用吸管喝饮料,吸气时吸管内的气压减小,饮料在大气压作用下进入嘴里,这是利用大气压的结果,故A错误;
B、水库堤坝制成上窄下宽的形状,为了防止液体压强随深度的增加而增大给堤坝造成危害,故B错误;
C、相等时间内,空气经过飞机机翼上方时,路程长,空气流速大,空气压强小,空气经过飞机机翼下方时,路程短,空气流速小,空气压强大,故飞机受到向上的压强差,受到向上的升力作用,这是利用流体压强跟流速的关系,故C正确;
D、地漏反水弯是连通器,连通器中装同种液体,液体静止时,液面相平,故地漏存水杯中水起到水封的作用,能隔绝下水道的异味,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了流体压强跟流速的关系、大气压的作用、连通器的应用、液体压强特点等,难度不大。
8.(3分)如图所示为拉弓射箭的情景。下列说法正确的是( )
A.用力拉弯的弓具有动能
B.射箭时动能转化为弹性势能
C.射出的箭在空中运动时不受任何力的作用
D.射箭时弓的弹性形变越大,具有的弹性势能越大
【分析】(1)弓的弹性势能与弓的形变有关,形变量越大,弹性势能越大,而放在弓上的箭没有弹性势能,箭在离弦时,弓的弹性势能可以转化为箭的动能。
(2)地球附件的物体都会受到重力作用。
【解答】解:A、用力拉弯的弓由于发生弹性形变而具有弹性势能,故A错误;
B、射箭时弓的弹性势能转化为箭的动能,故B错误;
C、射出的箭在空中运动时受到重力和空气阻力的作用,故C错误;
D、射箭时弓的弹性形变越大,具有的弹性势能越大,故D正确。
故选:D。
【点评】弹性势能的大小与形变程度和材料本身有关,形变量越大,弹性势能越大。
9.(3分)如图所示,是2022年北京冬奥会滑雪比赛的场景,下列说法正确的是( )
A.运动员滑雪过程中弯腰曲膝是为了增大阻力
B.运动员受到的重力与滑雪板对地面的压力大小相等
C.运动员对滑雪板的压力与运动员的重力是一对平衡力
D.运动员在滑到终点时不能立即停下来是因为她具有惯性
【分析】(1)降低重心、增大支面,可以提高物体的稳度;
(2)水平地面上,物体对地面的压力大小等于物体的重力;
(3)一对平衡力必须符合四个条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上;
(4)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性。
【解答】解:A、运动员滑雪过程中弯腰曲膝,降低了重心、使身体更平稳,故A错误;
B、滑雪板对地面的压力等于运动员和滑雪板重力之和。所以运动员受到的重力与滑雪板对地面的压力大小不相等,故B错误;
C、运动员对滑雪板的压力与运动员受到的重力方向都向下,不是一对平衡力,故C错误;
D、在滑到终点时,运动员停止用力不能立即停下来,是因为她具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故D正确。
故选:D。
【点评】此题是一道力学综合题,考查了稳度的影响因素、压力和重力的关系、二力平衡条件及惯性等知识点,正确理解概念和规律是解答的关键。
10.(3分)如图所示,潜水员正潜没在海水中,他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气,以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是( )
A.向海底下潜过程中,受到海水的压强变大
B.海水中水平游动时,受到海水的压强变小
C.对背心进行放气后,受到海水的浮力变大
D.对背心进行充气后,受到海水的浮力变小
【分析】(1)根据p=ρgh分析判断压强变化情况;
(2)根据F浮=ρ液v排g分析判断浮力变化情况。
【解答】解:AB.海水的密度ρ海水不变,根据p=ρgh可知,在下潜过程中,深度增加,受到的海水的压强变大,水平游动时,深度不变,受到的海水的压强不变,故A正确、B错误;
CD.海水的密度ρ海水不变,根据F浮=ρ液v排g可知,对背心进行放气后,排开水的体积变小,受到海水的浮力变小,对背心进行充气后,排开水的体积变大,受到海水的浮力变大,故CD错误。
故选:A。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、液体压强公式的掌握和运用,得出排开水体积的变化和深度变化是突破口。
11.(3分)如图所示,底面积为100cm2的圆柱形容器置于水平桌面上,柱形物体被细线拉住静止在水中,该物体下表面受到的压力为22N,上表面受到的压力为10N;剪断细线物体静止后,液体对容器底部的压强比剪断细线前减少了300Pa。g取10N/kg,下列判断正确的是( )
A.剪断细线后,容器对水平桌面的压强变小
B.该物体的密度为0.75×103kg/m3
C.剪断细线后,物体静止时所受浮力大小为3N
D.物体的质量为1kg
【分析】(1)根据公式分析容器对桌面的压强的大小;
(2)当物体浸没时,由公式F浮=F向上﹣F向下及F浮=ρ液gV排求得物体的体积;当物体漂浮时,由压强变化量得到压力的变化量,由△F=△F浮可知漂浮时的浮力即物体重力大小,根据公式G=mg=ρVg计算物体质量、密度。
【解答】解:A、圆柱形容器对水平桌面的压力F=G容+G物+G水,剪断细线前后,G容、G物、G水均不变,根据公式可知,当受力面积S一定时,容器对水平桌面的压强不变,故A错误;
B、细线剪断前,物体浸没在水中,物体受到的浮力为:F浮=F向上﹣F向下=22N﹣10N=12N,由公式F浮=ρ液gV排求可得:
V物=V排=,
细线剪断后,物体静止时漂浮在水面,此时,水对圆柱形容器底的压力减少量等于物体浮力的减少量,即△F=△F浮,由压强公式变形式F=pS可得:
△F浮=△F=△pS=300Pa×100×10﹣4m2=3N,
物体漂浮时的浮力为:F浮′=F浮﹣△F浮=12N﹣3N=9N,
物体的重力为:G=F浮′=9N,
物体的质量为:,
物体的密度为:,故B正确,C、D错误。
故选:B。
【点评】本题综合考查密度、压强、浮力的计算,难度较大。
12.(3分)如图所示,将质量相等的水,分别倒入放在水平桌面上的两个形状不同、底面积相等的容器中(不溢出),则水对容器底部产生的压强和压力正确的是( )
A.p甲>p乙,F甲>F乙 B.p甲<p乙,F甲<F乙
C.p甲>p乙,F甲=F乙 D.p甲=p乙,F甲=F乙
【分析】两个底面积相同的容器,装有质量相等的水,乙容器的液柱高,根据p=ρgh判断出水对容器底的压强;再根据F=pS判断出水对容器底部压力的关系。
【解答】解:两容器中分别装有质量相等的水,根据V=知水的体积相同,由于两容器底面积相同,乙容器往上越来越小,所以乙中的液柱高,即h甲<h乙,根据公式p=ρgh可知,两容器底部所受水压强的关系为p甲<p乙;
液体对容器底部产生的压力根据F=ps计算,所以两容器底面积相同则F甲<F乙;故B正确。
故选:B。
【点评】本题是一道综合性较强的题目,有液体压强、压力的比较,难度较大,关键是对公式的理解和掌握。
二、填空作图题(本题共9个小题,填空题每空1分,作图题每图2分,共20分。)
13.(2分)游泳时小涛向后划水以获得向前的力,这说明力的作用是 相互 的;到达终点时,因受到池壁作用力而停止运动,这说明力可以改变他的 运动状态 。
【分析】(1)当一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,即力的作用是相互的;
(2)力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态.物体运动状态的改变包括:速度大小的改变和运动方向的改变。
【解答】解:游泳时小涛向后划水时,水给了他向前的力,说明力的作用是相互的;到达终点时,因受到池壁的力的作用而停止运动,说明力改变了他的运动状态。
故答案为:相互;运动状态。
【点评】本题考查了力作用的相互性和力的作用效果,比较容易辨别。
14.(2分)如图所示,是中国女子冰壶队积极训练的情景。掷球员将冰壶沿水平冰面推出后,冰壶由于 惯性 继续向前运动;如果冰壶与冰之间的摩擦力为零,运动的冰壶将做 匀速直线 运动。
【分析】(1)物体由于惯性要保持原来的运动状态;
(2)牛顿第一定律:一切物体在不受力的作用时,总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态。
【解答】解:(1)运动员将冰壶推出后,冰壶由于惯性保持原来的运动状态,继续向前运动;
(2)如果冰壶与冰之间的摩擦力为零,运动的冰壶在水平方向上不受力,保持匀速直线运动。
故答案为:惯性;匀速直线。
【点评】通过冰壶运动考查了惯性的利用、牛顿第一定律的应用,体现了物理在体育运动中的广泛应用。
15.(2分)中学生要养成文明的行为习惯,严禁高空抛物。如果一个重物从高处自由下落,不计空气阻力,下落过程中重物的重力势能转化为 动 能,重物机械能的总和 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【分析】(1)分析下落过程重力势能的转化,需要用到能量转化的相关知识,思考哪个量减小了,哪个量增大了,得出能量是如何转化的。
(2)下降过程中,如果不计空气阻力,机械能将保持不变。
【解答】解:一个重物从高处自由下落的过程中,质量不变,高度减小,因此重力势能减小,同时速度增大,因此动能增加,增加的动能是由重力势能转化来的,即重力势能转化为动能。
下降过程中,如果不计空气阻力,只存在动能和重力势能间的转化,机械能将保持不变。
故答案为:动;不变。
【点评】本题涉及重力势能与动能之间的相互转化,解题是要熟记这些知识点,从题干中获取有用的信息,结合相关知识解决问题。
16.(2分)压强知识在生活中有大量的应用:三峡大坝的船闸是利用 连通器 原理来工作的;塑料吸盘能固定在竖直的玻璃上是由于 大气压 的作用。
【分析】(1)船闸是利用连通器的原理进行通行的;
(2)塑料吸盘靠大气压工作。
【解答】解:为使船只在上下游之间顺利往返航行,人们修建了船闸,三峡大坝的船闸上端开口,底部可以与上游或下游连通,是根据连通器原理工作的;塑料吸盘能牢牢吸在玻璃上,是利用大气压的作用。
故答案为:连通器;大气压。
【点评】本题的解题关键是了解船闸的通行原理和大气压的应用。
17.(2分)小明用20N的水平推力,用时8s将重为150N的购物车沿水平地面向前匀速推动了10m,在此过程中,推力对购物车做功 200 J,推力的功率是 25 W。
【分析】根据W=Fs得出在此过程中,推力对购物车做功,根据P=得出推力的功率。
【解答】解:在此过程中,推力对购物车做功W=Fs=20N×10m=200J,
推力的功率P===25W。
故答案为:200;25。
【点评】本题考查功和功率的计算,综合性强,难度适中。
18.(2分)“奋斗号”是我国自行研制的世界领先深海潜水器,若在某次工作过程中该潜水器下潜深度为10000m,此时潜水器受到的海水压强为 1×108 Pa;若“奋斗号”舱门面积约为0.6m2,则舱门所受液体压力为 6×107 N(海水的密度取ρ海水=1×103kg/m3)。
【分析】根据p=ρgh求出在深10000m处所受海水的压强;再根据p=求出压力。
【解答】解:该潜水器下潜深度为10000m处所受海水的压强为:p=ρ海水gh=1×103kg/m3×10N/kg×10000m=1×108Pa;
由p=可知,舱门所受液体压力:F=pS=1×108Pa×0.6m2=6×107N。
故答案为:1×108;6×107。
【点评】本题考查了液体压强公式和压强定义式的应用和计算,关键是公式的灵活运用。
19.(2分)杠杆是我们生活中一种常见的简单机械,如图所示,轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,A点悬挂一个重为20N的物体,B点施加一个竖直向上的拉力F,使杠杆在水平位置平衡,且OB:AB=2:1,则F= 30 N,此杠杆是 费力 杠杆。
【分析】杠杆水平平衡时,A端受到的阻力大小FA=G物,动力F的力臂为OB,阻力FA的力臂为OA,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得:F×OB=FA×OA,由图可知OB<OA,则F>FA,即可判断杠杆的类型;因为OB=2AB,所以OA=OB+AB=3AB,即OB:OA=2:3,由F×OB=FA×OA可求得F的大小。
【解答】解:杠杆水平平衡时,A端受到的阻力大小FA=G物=20N,动力F的力臂为OB,阻力FA的力臂为OA,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得:F×OB=FA×OA,因为OB<OA,所以F>FA,即杠杆为费力杠杆;
因为OB=2AB,所以OA=OB+AB=3AB,即OB:OA=2:3,由F×OB=FA×OA可得F的大小为:
F===30N。
故答案为:30;费力。
【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用,难度不大。
20.(2分)如图所示,质量为200g、底面积为20cm2的薄壁容器中盛有800g水,将容器放置在水平地面上,容器内水深h为30cm,则水对容器底部的压力为 6 N,容器对地面的压强为 5000 Pa。
【分析】(1)知道容器内水的深度,根据p=ρ液gh可求水对容器底部的压强,利用F=pS求出水对容器底部的压力;
(2)容器底部对地面的压力等于水和容器的重力之和,根据F=G=mg求出其大小,根据p=出容器底部对地面的压强。
【解答】解:(1)容器内水深h为30cm,水对容器底部的压强:
p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa,
由p=可得,水对容器底部的压力:
F=pS=3000Pa×20×10﹣4m2=6N;
(2)容器底部对地面的压力:
F′=G总=(m水+m容)g=(0.8kg+0.2kg)×10N/kg=10N,
容器底部对地面的压强:
p′===5000Pa。
故答案为:6;5000。
【点评】本题考查了液体和固体压力、压强的计算,同时出现固体和液体压力、压强的计算时,要注意先后顺序:液体,先计算压强(p=ρ液gh),后计算压力(F=pS);固体:先计算压力(F=G),后计算压强(p=)。
21.(2分)画出图中静止在斜面上的物体所受重力的示意图。
【分析】画重力的示意图首先确定重心,然后沿重力方向(竖直向下)画一条带箭头的线段表示这个力。
【解答】解:
先画出物体的重心,然后从重心开始竖直向下作出重力G的示意图,如图所示:
【点评】本题考查了重力的示意图和画法。要注意重力的方向总是竖直向下的。
22.(2分)如图所示,用羊角锤撬钉子,在锤柄上画出所施加力F的力臂l。
【分析】要解决此题,需要掌握力臂的概念,知道力臂是指从支点到力的作用线的距离。
【解答】解:反向延长F的作用线,从支点O向力F的作用线作垂线段,垂线段的长度即为动力臂l,如图所示:
【点评】此题主要考查了有关力臂的画法,首先要掌握力臂的画法,确定支点,从支点向力的作用线引垂线。垂线段的长度即为力臂。
三、实验探究题(本题共3个小题,第22题6分,第23题8分,第24题8分,共22分。)
23.(6分)如图所示,是某实验小组用弹簧测力计、木块、钩码、长木板和毛巾探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
(1)实验过程中,将长木板放在水平桌面上,用弹簧测力计水平拉着木块在长木板上做 匀速直线 运动,测力计的示数如图甲所示,根据 二力平衡条件 可知,木块受到的滑动摩擦力大小为 4.2 N。
(2)对比甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与 压力大小 的关系。在图甲中,若拉着木块以比原来更大的速度运动,木块所受滑动摩擦力的大小将 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)实验小组想进一步探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,进行了如图丙所示的实验,当弹簧测力计示数达到最大值时仍没拉动木块,为了使用现有实验器材进行探究,可尝试采取的办法是: 先将木块上的砝码取下,测出滑动摩擦力的大小,再与甲图实验的数据进行比较 。
【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;由测力计分度值读数。
(2)分析比较甲、乙两次实验,找到相同的量和不同的量,分析得出滑动摩擦力与变化量的关系;影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度。
(3)滑动摩擦力受压力和接触面的粗糙程度的影响,运用控制变量法进行分析。
【解答】解:(1)沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件可知,拉力大小等于摩擦力的大小,弹簧测力计的示数如图甲所示,图中测力计分度值为0.2N,示数为4.2N,即木块受到的滑动摩擦力大小为4.2N。
(2)分析比较甲、乙两次实验可知,接触面粗糙程度相同,乙中压力大,测力计示数大,滑动摩擦力大,故可以得出滑动摩擦力大小与压力大小有关;
图甲中,若拉木块加速运动,由于影响滑动摩擦力大小因素有两个,压力大小和接触面的粗糙程度,二者都不变,所以木块所受摩擦力的大小不变。
(3)丙是为了探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,需使压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,由于摩擦力较大,测力计量程不够,可使丙的压力与甲相同进行探究,所以可以将丙实验中木块上的砝码取下,测出滑动摩擦力,再和甲实验进行比较。
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡条件;4.2;(2)压力大小;不变;(3)先将木块上的砝码取下,测出滑动摩擦力的大小,再与甲图实验的数据进行比较。
【点评】本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查实验原理及控制变量法的运用和实验方案的设计,体现了对过程和方法的考查。
24.(8分)如图所示,小明为探究“影响液体内部压强的因素”,进行了如下实验:
(1)如图甲,实验前用手指轻按空金属盒上的橡皮膜检查 气密 性,从压强计的结构来看,它是通过观察U形管中液面高度差的大小来反映橡皮膜所受 液体压强 的大小,因此金属盒上的橡皮膜应该选用 薄 (选填“薄”或“厚”)一些的较好。
(2)仪器调试好后,小明将压强计金属盒的橡皮膜朝上逐渐浸入水中某一深度处,如图乙,则压强计显示的是橡皮膜 上方 (选填“各个方向”“上方”或“下方”)的水对它的压强;然后保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,会观察到U形管中液面高度差的大小 不变 (选填“改变”或“不变”),说明在液体内部的同一深度,向各个方向的压强 相等 。
(3)由图乙、丙可知:深度相同时,液体的密度越大,液体内部压强越 大 ;在图丙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将变 大 。
【分析】(1)压强计测量液体压强时是通过橡皮膜来感知压强的,通过橡胶管中气体压强的变化来改变U形管中液面高度差的,若液体压强计气密性差,U形管两边液柱的高度差变化都很小;压强计测量液体的压强时,就是靠U形管的液面高度差来体现压强大小的;橡皮膜越薄,橡皮膜越容易发生形变;
(2)将压强计金属盒的橡皮膜朝上逐渐浸入水中某一深度处,如图乙,水在橡皮膜的上方,对橡皮膜有向下的压强,据此分析;
在液体内部的同一深度,向各个方向的压强相等;
(3)液体内部的压强与液体的深度和密度都有关系,在实验中,应控制其中的一个量保持不变,才能观察压强与另一个量的关系,从控制变量法的角度可判断此题的实验过程;
容器中加入适量清水与其均匀混合后,水不溢出,容器底压强变大,容器底压强等于金属盒以上和以下液体压强的和,而加清水后液体密度减小,由此分析判断橡皮膜受到的液体压强的变化。
【解答】解:(1)如图甲,小明用手指轻按金属盒上的橡皮膜,如果发现U形管两侧液面发生灵活变化,说明该压强计不漏气,这是检查压强计的气密性;
压强计是通过U形管中液面的高度差来反映液体压强的大小;橡皮膜越薄,橡皮膜越容易发生形变,所以金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的较好;
(2)将压强计金属盒的橡皮膜朝上逐渐浸入水中某一深度处,如图乙,水在橡皮膜的上方,对橡皮膜有向下的压强,则压强计显示的是橡皮膜上方的水对它的压强;
由于在液体内部的同一深度,向各个方向的压强相等,所以将探头放入水中,保持探头在水中的某一深度不变,改变探头的方向,U形管两侧液面高度差不变,这表明在液体内部的同一深度,向各个方向的压强相等;
(3)由图乙、丙可知,液体的深度相同,液体的密度不相同,且液体的密度越大,U形管的高度差越大,液体内部压强越大;
在图丙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),容器底部受到液体压力增大,压强增大;
容器底压强可以分成金属盒以上和金属盒以下两部分,金属盒以下部分深度不变,加清水后液体密度变小,由p=ρgh知,金属盒以下部分液体压强变小,而容器底压强变大,所以金属盒(橡皮膜)以上的压强变大,即橡皮膜受到的液体压强将变大。
故答案为:(1)气密;液体压强;薄;(2)上方;不变;相等;(3)大;大。
【点评】本题考查液体压强公式的应用,关键知道影响液体压强的因素有液体密度和液体深度,要研究液体压强与其中一个量的关系,先保证另一个量不变,做实验前一定要检查装置的气密性,还要学会应用控制变量法解决问题。
25.(8分)小明利用图1所示的实验来验证“阿基米德原理”:
(1)使用弹簧测力计前首先要看清它的 量程 和分度值,然后检查它的指针是否指在 零刻度 线上。
(2)如图1所示顺序进行实验操作,测力计的示数分别为F1、F2、F3和F4。由图1甲、乙可测出铁球浸没在水中所受到的浮力为F浮= F1﹣F2 ;由图 丙、丁 可测得铁球排开水所受的重力G排。
(3)小明预期要获得的结论是: F1﹣F2=F3﹣F4 (可以用此题中所给字母表示);如果要验证结论的正确性,需要更换 大小 不同的铁球重做实验,看看是否都存在这种关系。
(4)小明进一步思考并提出问题:如果实验中物体没有完全浸没在水中,能否验证“阿基米德原理”?正确的观点是 能 (选填“能”或“不能”)验证。
(5)小明回家用如图2甲、乙所示的装置继续进行探究:将溢水杯中注满水放在电子秤上示数为m1,将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没(铁球未触底),待杯中水停止外溢时电子秤示数为m2,如果前面预期的实验结论正确,则请你判断电子秤示数的大小关系是m1 = m2。
【分析】(1)根据弹簧测力计的使用方法进行分析解答;
(2)利用称重法求出物体受到的浮力;物体排开水的重力等于小桶和桶中水的总重力减去空桶的重力;
(3)根据阿基米德原理进行分析;为了使实验结论具有普遍性,应该换用大小不同的铁球进行多次实验;
(4)阿基米德原理适合物体部分浸没和全部浸没的液体中;
(5)物体浸没在液体中受到液体对物体的浮力,根据物体间力的作用是相互的,物体对液体的压力等于物体受到的浮力,物体受到的浮力又等于物体排开液体的重力,据此分析。
【解答】解:(1)使用弹簧测力计前首先要看清它的量程和分度值,然后检查它的指针是否指在零刻度线上;
(2))物体的重力是F1,物体浸没在水中弹簧测力计对物体的拉力是F2,物体浸没在水中受到的浮力F浮=F1﹣F2,
空桶的重力为F4,桶和桶中水的总重力为F3,物体排开水的重力G排=F3﹣F4;
(3)由阿基米德原理知,浸在液体中的物体受到浮力大小等于物体排开液体受到的重力,故F浮=G排,所以F1﹣F2=F3﹣F4;
为了使实验结论具有普遍性,应该换用大小不同的铁球进行多次实验;
(4)如果实验中物体没有完全浸没水中,物体受到的浮力减小,物体排开水的重力也减小,物体浸在水中的体积大小不影响阿基米德原理的验证,即能验证阿基米德原理;
(5)铁球浸没在水中,铁球受到的浮力F浮=G排,物体间力的作用是相互的,则铁球给水的压力F=F浮,当铁球浸没在盛满水的溢水杯中,排出水的重力为G排,故电子秤的压力增加了F浮,又减少了G排,因为F浮=G排,故电子秤受到的压力不变,故电子秤示数不变,即m1=m2。
故答案为:(1)量程;零刻度;(2)F1﹣F2;丙、丁;(3)F1﹣F2=F3﹣F4;大小;(4)能;(5)=。
【点评】本题考查了如何探究阿基米德原理,并且对实验过程进行分析,阿基米德原理不但适合物体完全浸没在液体中,也适合物体部分浸没在液体中。
四、计算题(本题共3个小题,第25题6分,第26题8分,第27题8分,共22分。解答应写出必要的文字说明和公式,只写答案的不给分。)
26.(6分)如图所示,为中国新一代通用型导弹驱逐舰。其满载时排水量为7×103t,当驱逐舰以72km/h的速度匀速直线航行时,受到的阻力是自身总重力的0.01倍。求:
(1)驱逐舰满载时,受到的浮力是多少;
(2)驱逐舰满载时并以72km/h的速度匀速直线航行,受到的牵引力是多少。
【分析】(1)满载时,驱逐舰受到浮力等于排开海水的重力,利用F浮=G排=m排g求解;
(2)驱逐舰匀速直线航行时,水平方向受到的牵引力、阻力是一对平衡力,大小相等;竖直方向受到的重力、浮力是一对平衡力,大小相等。
则驱逐舰受到的浮力等于自身的重力,牵引力F=f=0.01G。
【解答】解:(1)满载时,驱逐舰受到浮力:
F浮=G排=m排g=7×103×103kg×10N/kg=7×107N;
(2)驱逐舰匀速直线航行时,水平方向受到的牵引力、阻力是一对平衡力,大小相等;竖直方向受到的重力、浮力是一对平衡力,大小相等。
驱逐舰的重力:
G=F浮=7×107N,
牵引力F=f=0.01G=0.01×7×107N=7×105N。
答:(1)驱逐舰满载时,受到的浮力是7×107N;
(2)驱逐舰满载时以72km/h的速度匀速航行,受到的牵引力是7×105N。
【点评】本题考查了阿基米德原理、二力平衡条件的应用,明确排水量的含义(排开水的质量)是本题的关键。
27.(8分)如图所示,是北京冬奥会某场馆建设中采用的起吊装置,滑轮组悬挂在水平支架上,工人站在水平地面上竖直向下拉动绳子自由端,使物体A在5s内匀速上升了1m。若物体A重400N,工人重500N,他对绳子的拉力F为250N,两个滑轮质量相同,不计滑轮组的绳重和摩擦。求:
(1)拉力做功是多少;
(2)滑轮组的机械效率是多少;
(3)支架受到滑轮组的拉力是多少。
【分析】(1)由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=2,根据s=nh得出绳子自由端移动的距离,根据W总=Fs得出拉力做的功;
(2)根据W有用=Gh得出有用功,根据η==得出滑轮组的机械效率;
(3)因为不计绳重和摩擦,根据F=(G+G轮)可知一个滑轮的重力G轮,根据F′=3F+G轮得出支架受到滑轮组的拉力。
【解答】解:(1)由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=2,绳子自由端移动的距离s=nh=2×1m=2m,
拉力做的功W总=Fs=250N×2m=500J;
(2)有用功W有用=Gh=400N×1m=400J,
滑轮组的机械效率η==×100%=80%;
(3)因为不计绳重和摩擦,根据F=(G+G轮)可知一个滑轮的重力G轮=nF﹣G=2×250N﹣400N=100N,
支架受到滑轮组的拉力F′=3F+G轮=3×250N+100N=850N。
答:(1)拉力做功是500J;
(2)滑轮组的机械效率是80%;
(3)支架受到滑轮组的拉力是850N。
【点评】本题考查功、效率和拉力的计算,综合性强,难度适中。
28.(8分)如图甲所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为10cm。弹簧没有发生形变时的长度为10cm,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度△L与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水,直到物体上表面与液面相平,此时水深24cm。求:
(1)物体受到的水的浮力。
(2)物体的密度。
(3)打开出水孔,缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的自然状态时,关闭出水孔。求放水前后水对容器底部压强的变化量。
【分析】(1)物块刚好完全浸没在水中,求出排开水的体积,利用阿基米德原理即可求出浮力;
(2)由图乙分析图甲状态下弹簧对木块的拉力,根据力的平衡知识求木块的重力,由密度公式解题;
(3)物体刚好完全浸没在水中,根据物体受力平衡求出物体漂浮时浸在水中的深度,再根据p=ρgh求出容器底部受到的水的压强差。
【解答】解:(1)物块刚好完全浸没在水中,则V排=V物=(0.1 m)3=1×10﹣3m3,
物体所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;
(2)由图甲可知,当物体上表面上液面齐平时,物体上表面距容器底的距离为h=24cm,弹簧伸长的长度:△L=24cm﹣10cm﹣10cm=4cm
由图乙可知,此时弹簧对物体的拉力为F拉=4N,
木块的重力:G物=F浮﹣F拉=10N﹣4N=6N,
物体的密度:ρ物====0.6×103kg/m3;
(3)当弹簧处于没有发生形变的自然状态时,L弹簧=10cm,
此时物体受的浮力:F浮'=G物=6N,
V排'===6×10﹣4m3,
可得:h浸===0.06m;
此时水的深度:h'=L弹簧+h浸=0.1m+0.06m=0.16m;
放水前后水对容器底部压强的变化量△p=p﹣p'=ρ水g(h﹣h')=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.24m﹣0.16m)=800Pa。
答:(1)物体受到的水的浮力为10N;
(2)物体的密度为0.6×103kg/m3;
(3)打开出水孔,缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的自然状态时,关闭出水孔。求放水前后水对容器底
部压强的变化量为800Pa。
【点评】本题考查了学生对液体压强公式、密度公式、物体浮沉条件的理解与掌握,明确弹簧因受力不同形变不同和物体浸没时弹簧对物体的拉力。
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