江西省赣州市会昌县2021-2022学年八年级下学期期末物理试卷(word版含答案)
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这是一份江西省赣州市会昌县2021-2022学年八年级下学期期末物理试卷(word版含答案),共28页。试卷主要包含了填空题,选择题,计算题,实验与探究题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年江西省赣州市会昌县八年级(下)期末物理试卷
一、填空题。(共16分,每空1分)
1.(2分)如图所示,一只震旦鸦雀压弯了芦苇,说明力可以改变物体的 ;它飞走后,芦苇能恢复原状,说明芦苇具有 (选填“弹性”或“塑性”)。
2.(2分)吐鲁番的春天是一个多风的季节,刮风的时候窗帘被“吹”出窗外的原因是屋子外面的空气流速比较 ,导致了屋外的压强 (选填“大于”或“小于”)屋内的压强,窗帘受到一个向外的压力差,被大气压“压”出了窗外。
3.(2分)如图是中国女子冰壶队参加比赛的精彩瞬间。冰壶离开手之后仍然会向前运动是因为冰壶具有 。比赛时两位队员在冰壶前方“刷冰”,使冰面形成水膜,其目的是为了 (选填“增大”或“减小”)冰壶与冰面间的摩擦力。
4.(2分)物体受到同一直线上两个力的作用,它们的合力方向向东,大小为40N;已知其中一个力的大小为60N,方向向西,则另一个力的大小是 N,方向是 。
5.(2分)压强知识在生活中有广泛的应用:船闸是利用 的原理来工作的;墨水被吸进钢笔是由于
的作用。
6.(2分)漂浮在水面上的物体受到的浮力的大小 被物体排开的水的重力, 物体受到的重力。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
7.(2分)如图所示,小明用撬棍向上撬石头,由于动力臂 阻力臂,所以撬棍是一个 (选填“省力”或“费力”)杠杆。
8.(2分)我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时,不考虑空气阻力,只有动能和势能的相互转化,由近火点向远火点运动时,探测器的动能 ,机械能 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
二、选择题。(共14分,把你认为正确选项的代号填涂在答题卡的相应位置上。第9~12小题,每小题只有一个正确选项,每小题2分;第13、14小题为不定项选择,每小题有一个或几个正确选项,每小题2分。全部选择正确得3分,不定项选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分)
9.(2分)下列关于重力的说法中,正确的是( )
①空中飞行的飞机不受重力;
②汽车上坡时,所受重力的方向是垂直于斜坡的;
③地球吸引物体使物体受到重力,同时地球也受到物体的吸引力;
④将质地均匀的木球的中心挖去后,木球的重心就消失了;
⑤因为g=10N/kg,所以1kg=10N;
⑥物体所受的重力跟它的质量成正比。
A.①② B.③④ C.③⑥ D.②⑤
10.(2分)跳远运动的几个阶段如图所示,不考虑空气阻力,则下面说法中正确的是( )
A.运动员在空中运动时,受到了非平衡力的作用
B.在最高点时若运动员受到的一切外力都消失,则运动员会静止在最高点
C.助跑过程可以增大运动员的惯性,从而增大跳远的距离
D.运动员落地静止后,运动员对地的压力和地对运动员的支持力是一对平衡力
11.(2分)很多动物为了适应自身生存的环境,进化出了符合一定物理规律的身体部位,对此,从物理学的角度给出的解释中不正确的是( )
A.骆驼的脚很大,可以减小对沙地的压强,使其在沙漠中能自如行走
B.啄木鸟的嘴很尖细,可以增大压力,从而凿开树干捉到深处的虫子
C.深海鱼捕到岸上时会死掉,这是因为水面上的压强比深水处小得多
D.鱼靠鱼鳔改变浮力和重力的大小关系,从而实现在水中的自由浮沉
12.(2分)杆秤是我国古代杠杆应用的杰作,如图所示是我国传统的杆秤,常用来测量物体的质量。它由带有刻度的秤杆、秤盘、秤砣、提纽等组成。关于杆秤下列说法不正确的是( )
A.杆秤利用杠杆平衡来称量物体质量
B.只有所测物体的质量与秤砣的质量相等时秤杆才能水平静止
C.秤杆上50g的刻度比100g的刻度离提纽更近
D.用杆秤称量物体质量时,B点是杆秤的支点
(多选)13.(3分)如图所示,重为G、边长为a的正方体木块漂浮在液面上静止时,有一半的体积浸在液面以下,已知液体密度为ρ液,则下列说法中正确的是( )
A.木块受到平衡力的作用
B.木块的密度为
C.木块下表面受到的压强p=
D.木块下表面受到的压力F等于G
(多选)14.(3分)如图所示是同学们所画几种情况下的示意图,其中正确的是( )
A.空中飞行的铅球受力的示意图(不考虑空气阻力)
B.杯子对斜面压力的示意图
C.浸在水中的潜水艇所受浮力的示意图
D.作用在杠杆上的动力F 的力臂l 的示意图
三、计算题。(共22分,第15、16小题各7分,第17小题8分)
15.(7分)如图为南通“濠河国际龙舟邀请赛”的比赛场景,500m直线赛项目的冠军队所使用龙舟的质量为300kg,运动员总质量为1500kg,比赛用时2min30s。假设比赛中龙舟做匀速直线运动,且龙舟受到的阻力是龙舟和运动员总重力的0.1倍,g取10N/kg。求:
(1)龙舟的重力;
(2)运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积;
(3)比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率。
16.(7分)胡明参加社区志愿服务,利用斜面将箱子匀速推到车上,如图甲所示。已知斜面高1.2m,长3m,箱子的重力为300N,胡明施加的沿斜面向上的推力是200N,箱子沿斜面向上运动的s﹣t图象如图乙所示。求:
(1)胡明推动箱子的速度;
(2)推力所做的功;
(3)斜面对箱子摩擦力的大小;
(4)斜面的机械效率。
17.(8分)如图所示,滑轮组悬挂在水平支架上,物体A重360N,动滑轮重40N,绳重和摩擦不计,某同学用力F竖直向下拉动绳子,使物体A在5s内匀速上升了1m,此过程中。求:
(1)拉力F的大小;
(2)拉力F做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率。
四、实验与探究题。(共28分,每小题7分)
18.(7分)亲爱的同学,请你运用所学物理知识解答下面的问题。
(1)如图甲所示的弹簧测力计,使用前,要先 ,若直接使用它测量力的大小,则测出的结果比实际值偏 (选填“大”或“小”)。
(2)如图乙所示的弹簧测力计的量程是 N,测得物体的重力是 N。
(3)如图丙(1)所示,圆筒测力计下挂有一重物,其重G为2N,则此测力计的分度值为 N。如果用力F竖直向下拉动挂钩,如图丙(2)所示,则拉力F为 N。
(4)如图丁所示,两同学各用3N的拉力在水平方向上同时向相反的方向拉弹簧测力计,则弹簧测力计的示数为 N。
19.(7分)如图所示,创新实验小组的小丽用压强计进行“研究液体内部的压强”实验。
(1)图甲中的压强计 (选填“是”或“不是”)连通器。实验前检查装置气密性时,小丽发现U形管两侧液面已有高度差,接下来的操作是 。
(2)通过比较乙、丙两次实验可以得出的结论是: 。
(3)小丽比较乙、丁两次实验得出液体压强和液体密度有关的结论,同组的小明认为这样比较得出的结论是不正确的,他的理由是: 。
(4)实验中小丽发现在同种液体中,探头所处深度相同时,只改变探头的方向,U形管两侧液面的高度差不变,表明在同种液体的同一深度处, 。
(5)实验结束后,善于动手的小丽同学改装了液体压强计,将U形管的两端都分别连接了软管和探头,当两探头置于空气中时,U形管内液面相平。接下来,小丽将两个探头分别置于装有密度的ρ甲、ρ乙的液体的A、B容器中。当探头所处深度相同时,U形管的液面位置如图戊所示,则ρ甲 (选填“>”“<“或“=”)ρ乙。调节探头位置,当U形管内两侧液面高度再次相平时,分别测出此时两个探头在A、B两容器中所处深度h甲和h乙,则ρ甲= 。(用ρ乙、h甲和h乙表示)
20.(7分)如图是小聪利用刻度均匀的均质杠杆进行探究“杠杆平衡条件”的实验。
(1)实验前为方便测量力臂,应将杠杆调节到 位置平衡,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,这时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节。
(2)调节平衡后,在杠杆B点处挂6个钩码,如图甲所示,则在A点处应挂 个同样的钩码,杠杆仍然在水平位置平衡。
(3)某小组同学在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码,同时调节平衡螺母使杠杆平衡,你认为他们的做法是 。
(4)图乙是小聪利用弹簧测力计做某次实验的情景,已知杠杆每格长5cm,钩码每个重0.5N,请将弹簧测力计的示数填入表。
实验序号
动力F/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
0.15
3.0
0.10
上述实验数据不符合杠杆平衡条件,出现问题的原因是 。
(5)如图丙所示,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡,测力计示数将 。
21.(7分)为了验证阿基米德原理,胡斐进行了如图所示的实验。
(1)图甲中你认为最合理的实验顺序是 ;
(2)在测量排开液体重力时,若先测桶和液体的总重力,把液体倒掉之后测空桶重力,这样测得的排开液体的重力会 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(3)甲图中小石块浸没在水中受到的浮力为 N,排开水的重力为 N;
(4)乙图中弹簧测力计的示数 (选填“大于”、“小于”或“等于”)3N,说明当物体排开液体的体积相等时, 越大,物体所受到的浮力越大;
(5)小石块的体积为 (g=10N/kg)。
2021-2022学年江西省赣州市会昌县八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题。(共16分,每空1分)
1.(2分)如图所示,一只震旦鸦雀压弯了芦苇,说明力可以改变物体的 形状 ;它飞走后,芦苇能恢复原状,说明芦苇具有 弹性 (选填“弹性”或“塑性”)。
【分析】( 1 )力的作用效果是:力可以改变物体的运动状态;力可以改变物体的形状;
( 2 )物体的形变有两种:一种是弹性形变,物体在力的作用下发生形变,力消失后能自动恢复原状的形变;另一种是塑性形变,物体在力的作用下发生形变,力消失后不能自动恢复原状的形变。
【解答】解:鸦雀压弯了芦苇,说明力可以改变物体的形状;
芦苇能恢复原状,是因为芦苇具有弹性。
故答案为:形状;弹性。
【点评】本题考查了力的作用效果、弹性的种类,都属于基础知识,比较简单。
2.(2分)吐鲁番的春天是一个多风的季节,刮风的时候窗帘被“吹”出窗外的原因是屋子外面的空气流速比较 大 ,导致了屋外的压强 小 (选填“大于”或“小于”)屋内的压强,窗帘受到一个向外的压力差,被大气压“压”出了窗外。
【分析】流体的压强跟流速有关,流速越大的地方,压强越小。
【解答】解:刮风的时候,窗外空气流速大、压强小,窗内空气流速小,压强大,故形成向外的压强差,因此窗帘被“吹”出窗外。
故答案为:大;小。
【点评】对于流体压强跟流速的关系,要分析一个物体两侧的流速变化,压强变化,判断物体受力情况,判断物体的运动情况。
3.(2分)如图是中国女子冰壶队参加比赛的精彩瞬间。冰壶离开手之后仍然会向前运动是因为冰壶具有 惯性 。比赛时两位队员在冰壶前方“刷冰”,使冰面形成水膜,其目的是为了 减小 (选填“增大”或“减小”)冰壶与冰面间的摩擦力。
【分析】(1)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;
(2)减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动。
【解答】解:冰壶离开手之后仍然会向前运动是因为冰壶具有惯性,仍要保持原来的运动状态;
比赛时两位队员在冰壶前方“刷冰”,使冰面形成水膜,其目的是通过使接触面脱离的方法来减小冰壶与冰面间的摩擦力。
故答案为:惯性;减小。
【点评】本题结合体育运动情景考查了惯性和影响摩擦力大小的因素,要会结合相关知识进行分析解答,属于基础知识考查,难度不大。
4.(2分)物体受到同一直线上两个力的作用,它们的合力方向向东,大小为40N;已知其中一个力的大小为60N,方向向西,则另一个力的大小是 100 N,方向是 向东 。
【分析】同一直线上二力的合成,当其方向相同时,其合力的大小等于两个力的大小之和;当其方向相反时,其合力的大小等于两个力的大小之差,且合力的方向总是跟较大的那个力的方向相同。
【解答】解:合力F=40N,方向向东,其中一个力F1=60N,方向向西,则另一个力的方向跟合力方向相同,F2=F1+F=60N+40N=100N。
故答案为:100;向东。
【点评】能否根据正确确定另一个力的方向是本题的解题关键。
5.(2分)压强知识在生活中有广泛的应用:船闸是利用 连通器 的原理来工作的;墨水被吸进钢笔是由于 大气压
的作用。
【分析】(1)连通器的结构特征是上端开口、底部连通,判断是不是连通器要根据这两个特征;
(2)大气压的应用主要是利用气压差产生的压力差,常见的有吸管吸饮料、吸盘吸玻璃、注射器吸药液、钢笔吸墨水、活塞式抽水机抽水等。
【解答】解:(1)船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,因此船闸是利用连通器原理工作的;
(2)墨水会被吸进钢笔囊中,是因为笔囊中的空气被排出,内部压强减小,在大气压的作用下,墨水就会被压入笔囊。
故答案为:连通器;大气压。
【点评】此题考查连通器原理以及大气压的综合应用,总体难度不大。
6.(2分)漂浮在水面上的物体受到的浮力的大小 等于 被物体排开的水的重力, 等于 物体受到的重力。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
【分析】根据阿基米德原理和漂浮的条件分析解答。
【解答】解:由阿基米德原理知漂浮在水面上的物体受到的浮力的大小等于被物体排开的水的重力;
由漂浮的条件知:漂浮在水面上的物体受到的浮力等于物体受到的重力。
故答案为:等于;等于。
【点评】本题考查了阿基米德原理和漂浮条件的应用,是一道基础题。
7.(2分)如图所示,小明用撬棍向上撬石头,由于动力臂 大于 阻力臂,所以撬棍是一个 省力 (选填“省力”或“费力”)杠杆。
【分析】杠杆可分为:省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆,当动力臂大于阻力臂时,是省力杠杆;当动力臂等于阻力臂时,是等臂杠杆;当动力臂小于阻力臂时,是费力杠杆。
【解答】解:小明用撬棍向上撬石头,根据图可知,动力臂大于阻力臂,所以动力小于阻力,是一个省力杠杆。
故答案为:大于;省力。
【点评】本题考查了杠杆的分类,属于基本内容,比较简单。
8.(2分)我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时,不考虑空气阻力,只有动能和势能的相互转化,由近火点向远火点运动时,探测器的动能 变小 ,机械能 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】(1)影响物体动能的因素:质量、速度。
(2)影响物体重力势能大小的因素:质量、高度。
(3)物体的机械能=物体的动能+物体的势能。
(4)在不需要对外做功的情况下,物体的机械能守恒。
【解答】解:“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时,因不考虑空气阻力,只有动能和势能的相互转化,所以我们可以认为其机械能是守恒的,即大小不变。
当“天问一号”从近火点向远火点运动时,高度逐渐增大,即其重力势能逐渐增大。由“物体的机械能=物体的动能+物体的势能”可知,其动能会减小。即在“天问一号”从近火点向远火点运动的过程中,“天问一号”的动能转化为重力势能。
故答案为:变小;不变。
【点评】我们在解答这类试题时,要注意题中给出的条件,如本题中的“不考虑空气阻力,只有动能和势能的相互转化”,若题中没有给出这类条件,我们就需要考虑物体是否会因克服摩擦等而对外做功,导致其机械能减小。
二、选择题。(共14分,把你认为正确选项的代号填涂在答题卡的相应位置上。第9~12小题,每小题只有一个正确选项,每小题2分;第13、14小题为不定项选择,每小题有一个或几个正确选项,每小题2分。全部选择正确得3分,不定项选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分)
9.(2分)下列关于重力的说法中,正确的是( )
①空中飞行的飞机不受重力;
②汽车上坡时,所受重力的方向是垂直于斜坡的;
③地球吸引物体使物体受到重力,同时地球也受到物体的吸引力;
④将质地均匀的木球的中心挖去后,木球的重心就消失了;
⑤因为g=10N/kg,所以1kg=10N;
⑥物体所受的重力跟它的质量成正比。
A.①② B.③④ C.③⑥ D.②⑤
【分析】在地球表面及附近,由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力,重力的方向是竖直向下;地球附近的一切物体都受到重力的作用;根据公式G=mg可计算重力的大小;
重力的作用点叫重心,质地均匀的规则物体的重心在物体的几何中心。
【解答】解:①地球附近的一切物体都受到重力的作用,则空中飞行的飞机也受重力,故①错误;
②汽车上坡时,所受重力的方向是竖直向下的,故②错误;
③因物体间力的作用是相互的,所以地球吸引物体使物体受到重力,同时地球也受到物体的吸引力,故③正确;
④质地均匀的木球的重心在其几何中心,若将质地均匀木球的中心挖去后,木球的重心并不会消失,仍然在其几何中心,故④错误;
⑤⑥重力的大小与物体的质量成正比,其比值约为g=10N/kg。但质量与重力是两个不同的物理量,二者之间不能划等号,故⑤错误,⑥正确。
所以,说法正确的是③⑥。
故选:C。
【点评】本题考查重力的概念、重心、方向、大小等,是一道基础题。
10.(2分)跳远运动的几个阶段如图所示,不考虑空气阻力,则下面说法中正确的是( )
A.运动员在空中运动时,受到了非平衡力的作用
B.在最高点时若运动员受到的一切外力都消失,则运动员会静止在最高点
C.助跑过程可以增大运动员的惯性,从而增大跳远的距离
D.运动员落地静止后,运动员对地的压力和地对运动员的支持力是一对平衡力
【分析】(1)物体处于静止或匀速直线运动状态时受到平衡力的作用;
(2)由牛顿第一定律可知,物体不受力时,会保持静止状态或匀速直线运动状态;
(3)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,惯性的大小只与物体的质量有关;
(4)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】解:A、运动员在空中运动时,运动状态发生了变化,受到了非平衡力的作用,故A正确;
B、在最高点时有水平方向的速度,若运动员受的一切力都消失,则运动员做匀速直线运动,故B错误;
C、跳远时助跑是利用运动员的惯性,从而提高成绩,但不能增大惯性,故C错误;
D、运动员在落地时,运动员对地面的压力和地面对运动员的支持力是一对相互作用力,不是平衡力,故D错误。
故选:A。
【点评】此题主要考查学生对惯性现象的理解、平衡力的判定、相互作用力的特点,学习中要注意联系实际,用所学知识解决生活中的实际问题。
11.(2分)很多动物为了适应自身生存的环境,进化出了符合一定物理规律的身体部位,对此,从物理学的角度给出的解释中不正确的是( )
A.骆驼的脚很大,可以减小对沙地的压强,使其在沙漠中能自如行走
B.啄木鸟的嘴很尖细,可以增大压力,从而凿开树干捉到深处的虫子
C.深海鱼捕到岸上时会死掉,这是因为水面上的压强比深水处小得多
D.鱼靠鱼鳔改变浮力和重力的大小关系,从而实现在水中的自由浮沉
【分析】(1)根据p=可知,固体压强与压力的大小和受力面积的大小有关;在压力一定时,受力面积越大,压强越小;受力面积越小,压强越大;
(2)液体压强随着深度的增加而增大;
(3)由鱼鳔的结构及物体浮沉的条件进行分析。
【解答】解:A、骆驼能在沙漠自如行走,是因为它的脚掌面积很大,根据p=可知,这样能减小骆驼对地面的压强,从而不会陷入沙漠中,故A正确;
B、啄木鸟能凿开树干,是因为它的嘴很尖,可以减小受力面积,根据p=可知,能增大压强,从而凿开树杆,捉到躲在深处的虫子,故B错误;
C、根据p=ρ液gh可知,深海处的海水压强很大,深海鱼长期生活在深海处已经适应了这个压强,故把它打捞到岸上时,由于体外压强远小于深海处的压强,所以会死掉,故C正确;
D、鱼靠改变鱼鳔的体积来改变自身的体积,从而改变鱼排开水的体积,由F浮=ρ液gV排可知,鱼靠改变鱼鳔的体积可以改变自身受到的浮力,在重力一定时,通过改变浮力与重力的关系实现在水中的自由沉浮,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查改变压强的方法、液体压强的特点和物体的浮沉条件的应用,从生活实际出发,体现知识的应用。
12.(2分)杆秤是我国古代杠杆应用的杰作,如图所示是我国传统的杆秤,常用来测量物体的质量。它由带有刻度的秤杆、秤盘、秤砣、提纽等组成。关于杆秤下列说法不正确的是( )
A.杆秤利用杠杆平衡来称量物体质量
B.只有所测物体的质量与秤砣的质量相等时秤杆才能水平静止
C.秤杆上50g的刻度比100g的刻度离提纽更近
D.用杆秤称量物体质量时,B点是杆秤的支点
【分析】根据杠杆的平衡条件逐项分析得出答案。
【解答】解:
A、如图所示,杆秤围绕着B点转动,是根据杠杆平衡原理测量物体质量的,故A正确;
B、由杠杆的平衡条件可知,只有所测物体的质量与秤砣的质量满足下列关系时
m物glBC=m秤砣glAB,
经整理可知m物lBC=m秤砣lAB,
杠杆才能在水平位置平衡,故B错误;
C、当物体的质量变大时,m物lBC乘积变大,m秤砣质量不变,故lAB变大,秤杆上50g的刻度比100g的刻度离提钮更近,故C正确;
D、杆秤围绕着B点转动,围绕固定不动的点为支点,故B点是支点,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查杠杆的平衡条件的应用,综合性强,难度较大。
(多选)13.(3分)如图所示,重为G、边长为a的正方体木块漂浮在液面上静止时,有一半的体积浸在液面以下,已知液体密度为ρ液,则下列说法中正确的是( )
A.木块受到平衡力的作用
B.木块的密度为
C.木块下表面受到的压强p=
D.木块下表面受到的压力F等于G
【分析】(1)木块处于静止状态,受到的力是平衡力;
(2)根据密度公式算出木块的密度;
(3)根据p=ρgh表示木块下表面受到的压强;
(4)根据物体的漂浮特点和浮力产生的原因判断出木块下表面受到的压力。
【解答】解:
A、木块漂浮时处于静止状态,受到的力是平衡力,故A 正确;
B、木块的密度为:ρ木===,故B错误;
C、木块下表面受到的压强为:p=ρ液g=,故C正确;
D、因为木块漂浮,所以,G=F浮=F下,所以木块下表面受到的压力F等于G,故D正确。
故选:ACD。
【点评】本题考查物体浮沉条件、阿基米德原理、液体压强公式以及浮力产生的原因等相关知识的应用,是一道综合性较强的题目,有一定难度。
(多选)14.(3分)如图所示是同学们所画几种情况下的示意图,其中正确的是( )
A.空中飞行的铅球受力的示意图(不考虑空气阻力)
B.杯子对斜面压力的示意图
C.浸在水中的潜水艇所受浮力的示意图
D.作用在杠杆上的动力F 的力臂l 的示意图
【分析】(1)不考虑空气阻力,空中飞行的铅球只受重力作用;
(2)压力垂直作用在物体的表面上;
(3)浮力的方向总是竖直向上的;
(4)力臂是指从支点到力的作用线的距离。
【解答】解:A、不考虑空气阻力,空中飞行的铅球只受重力作用,没有推力作用,故A错误;
B、杯子对斜面压力作用点在斜面上,方向垂直斜面向下,故B正确;
C、浸在水中的潜水艇所受浮力的方向是竖直向上的,故C正确;
D、由图可知,O为支点,图中动力F的力臂是指从支点O到力F作用线的距离,故D正确。
故选BCD。
【点评】本题考查了力的示意图、以及杠杆力臂的作图,正确分析物体受到的力是关键。
三、计算题。(共22分,第15、16小题各7分,第17小题8分)
15.(7分)如图为南通“濠河国际龙舟邀请赛”的比赛场景,500m直线赛项目的冠军队所使用龙舟的质量为300kg,运动员总质量为1500kg,比赛用时2min30s。假设比赛中龙舟做匀速直线运动,且龙舟受到的阻力是龙舟和运动员总重力的0.1倍,g取10N/kg。求:
(1)龙舟的重力;
(2)运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积;
(3)比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率。
【分析】(1)根据G舟=m舟g得出龙舟的重力;
(2)根据F浮=G总=m总g得出运动员坐上龙舟后龙舟所受浮力,根据阿基米德原理可知运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积;
(3)比赛过程中龙舟处于平衡状态,根据F=f=0.1G总得出所受动力,根据W=Fs得出动力做的功,根据P=得出动力做功的功率。
【解答】解:(1)龙舟的重力G舟=m舟g=300kg×10N/kg=3000N;
(2)运动员坐上龙舟后龙舟所受浮力F浮=G总=m总g=(300kg+1500kg)×10N/kg=18000N,
根据阿基米德原理可知运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积V排===1.8m3;
(3)比赛过程中龙舟处于平衡状态,所受动力F=f=0.1G总=0.1×18000N=1800N,
动力做的功W=Fs=1800N×500m=9×105J,
所用时间t=2min30s=150s,
动力做功的功率P===6000W。
答:(1)龙舟的重力为3000N;
(2)运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积为1.8m3;
(3)比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率为6000W。
【点评】本题考查重力、浮力、功、功率的有关计算问题,综合性强,有一定难度。
16.(7分)胡明参加社区志愿服务,利用斜面将箱子匀速推到车上,如图甲所示。已知斜面高1.2m,长3m,箱子的重力为300N,胡明施加的沿斜面向上的推力是200N,箱子沿斜面向上运动的s﹣t图象如图乙所示。求:
(1)胡明推动箱子的速度;
(2)推力所做的功;
(3)斜面对箱子摩擦力的大小;
(4)斜面的机械效率。
【分析】(1)由图乙可知,胡明推动箱子沿斜面向上匀速运动,可求出胡明推动箱子的速度
(2)胡明对箱子的推力做的功是总功,利用W=Fs可求得推力所做的功;
(3)胡明沿斜面向上推动箱子,克服箱子重力做的功是有用功,克服斜面对箱子的摩擦力做的功是额外功,斜面对箱子的支持力不做功,故可以先利用W总=Fs计算出推力做的总功,利用W有=Gh计算出有用功,利用W总=W有+W额外计算出额外功,再利用W额外=fs计算出斜面对箱子的摩擦力;
(4)由η=×100%可求得斜面的机械效率。
【解答】解:(1)由图乙可知,小明推动箱子沿斜面向上匀速运动,小明推动箱子的速度v===0.3m/s,
(2)小明对箱子的推力做的功是总功,推力所做的功W总=Fs=200N×3m=600J;
(3)小明沿斜面向上推动箱子,克服箱子重力做的功是有用功,克服斜面对箱子的摩擦力做的功是额外功,斜面对箱子的支持力不做功,有用功W有=Gh=300N×1.2m=360J,额外功W额外=W总﹣W有=600J﹣360J=240J,斜面对箱子的摩擦力:
f===80N;
(4)斜面的机械效率:
η=×100%=×100%=60%.
答:(1)胡明推动箱子的速度为0.3m/s;
(2)推力所做的功为600J;
(3)斜面对箱子摩擦力的大小为80N;
(4)斜面的机械效率为60%。
【点评】本题主要考查功的计算,功率的计算,其中计算斜面对箱子的摩擦力时,要通过额外功来计算,特别要注意斜面对箱子的摩擦力与小明对箱子的推力不是一对平衡力。
17.(8分)如图所示,滑轮组悬挂在水平支架上,物体A重360N,动滑轮重40N,绳重和摩擦不计,某同学用力F竖直向下拉动绳子,使物体A在5s内匀速上升了1m,此过程中。求:
(1)拉力F的大小;
(2)拉力F做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率。
【分析】(1)由图知,滑轮组绳子的有效股数n=2,根据F=(G物+G动)求出拉力;
(2)根据s=nh求出绳自由端移动的距离,再由W=Fs求出拉力做的功,最后利用P=求出功率;
(3)根据η====求出机械效率。
【解答】解:(1)由图知,滑轮组绳子的有效股数n=2,则绳自由端的拉力为:
F=(GA+G动)=(360N+40N)=200N;
(2)绳自由端移动的距离s=2h=2×1m=2m,
拉力做的功为:W=Fs=200N×2m=400J,
所以拉力F做功的功率为:P===80W;
(3)滑轮组的机械效率为:η=====×100%=90%。
答:(1)拉力F的大小为200N;
(2)拉力F做功的功率为80W;
(3)滑轮组的机械效率为90%。
【点评】本题考查了滑轮组机械效率和功率公式、滑轮组绳子拉力公式的综合应用等,有一定难度。
四、实验与探究题。(共28分,每小题7分)
18.(7分)亲爱的同学,请你运用所学物理知识解答下面的问题。
(1)如图甲所示的弹簧测力计,使用前,要先 调零 ,若直接使用它测量力的大小,则测出的结果比实际值偏 大 (选填“大”或“小”)。
(2)如图乙所示的弹簧测力计的量程是 0~5 N,测得物体的重力是 2.8 N。
(3)如图丙(1)所示,圆筒测力计下挂有一重物,其重G为2N,则此测力计的分度值为 0.4 N。如果用力F竖直向下拉动挂钩,如图丙(2)所示,则拉力F为 0.8 N。
(4)如图丁所示,两同学各用3N的拉力在水平方向上同时向相反的方向拉弹簧测力计,则弹簧测力计的示数为 3 N。
【分析】弹簧测力计的正确使用方法:
①使用前要先观察弹簧测力计的指针是否指在零刻度线,如果不在则要将指针调到零刻度线;
②使用前,要看清其量程,所要测量的力不能超过它的量程,否则会损坏测力计;测量前要看清楚弹簧测力计的分度值,以便测量时读数;
③用手拉几下看看测力计的外壳与弹簧是否发生摩擦;
④注意测力计拉力的方向要与弹簧的伸长在一条直线上;
⑤读数时,让视线垂直于刻度面板。
【解答】解:(1)图甲中,弹簧测力计不能直接用来测量力的大小,因为指针没有指在零刻度线上,需要调零;若直接测力,所测力的结果比实际值偏大;
(2)图乙中,弹簧测力计的最大刻度值是5N,量程为0~5N;每1N分成5等份,分度值为0.2N,弹簧测力计的示数是2.8N,则物体受到的重力为2.8N;
(3)图丙(1)中,圆筒测力计下挂有一重物,其重G为2N,此时被拉下5个格,此弹簧测力计的分度值为0.4N;
如果用力F竖直向下拉动挂钩,如图丙(2)所示,被拉下2个格,拉力F=2×0.4N=0.8N;
(4)图丁中,两同学各用3N的拉力在水平方向上同时向相反的方向拉弹簧测力计,两个拉力在一条直线上且方向相反,所以是一对平衡力,弹簧测力计的示数应以弹簧测力计挂钩一端所受的拉力,所以其示数是3N。
故答案为:(1)调零;大;(2)0~5;2.8;(3)0.4;0.8;(4)3。
【点评】此题主要考查了弹簧测力计的正确使用方法,解决此类问题要结合使用弹簧测力计时的注意事项进行分析。
19.(7分)如图所示,创新实验小组的小丽用压强计进行“研究液体内部的压强”实验。
(1)图甲中的压强计 不是 (选填“是”或“不是”)连通器。实验前检查装置气密性时,小丽发现U形管两侧液面已有高度差,接下来的操作是 将软管取下,再重新安装 。
(2)通过比较乙、丙两次实验可以得出的结论是: 在同种液体内部,液体的压强随深度的增加而增加 。
(3)小丽比较乙、丁两次实验得出液体压强和液体密度有关的结论,同组的小明认为这样比较得出的结论是不正确的,他的理由是: 没有控制液体在同一深度 。
(4)实验中小丽发现在同种液体中,探头所处深度相同时,只改变探头的方向,U形管两侧液面的高度差不变,表明在同种液体的同一深度处, 液体向各个方向的压强相等 。
(5)实验结束后,善于动手的小丽同学改装了液体压强计,将U形管的两端都分别连接了软管和探头,当两探头置于空气中时,U形管内液面相平。接下来,小丽将两个探头分别置于装有密度的ρ甲、ρ乙的液体的A、B容器中。当探头所处深度相同时,U形管的液面位置如图戊所示,则ρ甲 大于 (选填“>”“<“或“=”)ρ乙。调节探头位置,当U形管内两侧液面高度再次相平时,分别测出此时两个探头在A、B两容器中所处深度h甲和h乙,则ρ甲= ×ρ乙 。(用ρ乙、h甲和h乙表示)
【分析】(1)根连通器是指上端开口,底部连通的容器,符合这一特点的容器才能称为连通器;
U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;
(2)分析乙、丙两次实验中相同因素和不同因素,得出压强与变化因素的关系;
(3)(4)液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
(5)根据右管中液面高,则左管中压强大,根据p=ρgh分析;
当U形管再次齐平后,测出了此时两个探头在甲、乙两容器所处的深度h甲和h乙,则两种液体产生的 压强相同,根据p=ρgh分析。
【解答】解:(1)U形管本身是一个连通器,但与压强计的探头连接后,一端被封闭,不符合“上端开口,底部连通”这一特点,因此,不是连通器;
若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的;
(2)通过比较乙、丙两次实验可知液体的密度相同,深度不同,且深度越深,U形管液面的高度差越大,液体内部的压强越大,故可以得出在同种液体内部,液体的压强随深度的增加而增加;
(3)探究液体压强和液体密度的关系时,要保持液体的深度相同,换用不同的液体做实验,乙、丙两图中没有控制液体在同一深度,故不能得出正确的结论;
(4)在同种液体中,探头所处深度相同时,只改变探头的方向,U形管两侧液面的高度差不变,液体内部的压强不变,故可以得出在同种液体的同一深度处,液体向各个方向的压强相等;
(5)当两探头置于空气中时,U形管的液面是齐平的。小丽将两个探头分别置于装有密度为ρ甲、ρ乙的液体的甲、乙容器中,当探头所处深度相同时,U形管的液体位置如图戊所示,即右管中液面高,故甲液体压强大,根据p=ρgh,因深度相同,则ρ甲大于ρ乙;
当U形管再次齐平后,测出了此时两个探头在甲、乙两容器所处的深度h甲和h乙,因ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,则ρ甲=×ρ乙。
故答案为:(1)不是;将软管取下,再重新安装;(2)在同种液体内部,液体的压强随深度的增加而增加;(3)没有控制液体在同一深度;(4)液体向各个方向的压强相等;(5)大于;×ρ乙。
【点评】掌握液体压强大小的影响因素,利用控制变量法探究液体压强大小的影响因素。
20.(7分)如图是小聪利用刻度均匀的均质杠杆进行探究“杠杆平衡条件”的实验。
(1)实验前为方便测量力臂,应将杠杆调节到 水平 位置平衡,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,这时应将平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)端调节。
(2)调节平衡后,在杠杆B点处挂6个钩码,如图甲所示,则在A点处应挂 4 个同样的钩码,杠杆仍然在水平位置平衡。
(3)某小组同学在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码,同时调节平衡螺母使杠杆平衡,你认为他们的做法是 错误 。
(4)图乙是小聪利用弹簧测力计做某次实验的情景,已知杠杆每格长5cm,钩码每个重0.5N,请将弹簧测力计的示数填入表。
实验序号
动力F/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
3.8
0.15
3.0
0.10
上述实验数据不符合杠杆平衡条件,出现问题的原因是 动力臂测量错误 。
(5)如图丙所示,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡,测力计示数将 先变小后变大 。
【分析】(1)在调平杠杆平衡时,杠杆的哪端高,平衡螺母要向哪端移动;
(2)根据杠杆的平衡条件求解;
(3)挂上钩码后,不能再调节平衡螺母使杠杆平衡,原因是杠杆的自重会对杠杆平衡产生影响;
(4)弹簧测力计读数时,先观察量程,然后根据指针所在位置进行读数。当弹簧测力计竖直动力臂等于动力点到支点的距离,当弹簧测力计倾斜拉杠杆时,力臂变小,小于动力点到支点的距离;
(5)阻力和阻力臂的乘积不变,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,动力臂先变大后变小,据此判断。
【解答】解:(1)实验前为方便测量力臂,应将杠杆调节到水平位置平衡,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,右端偏高,这时应将平衡螺母向右端调节。
(2)如图甲所示,在杠杆B点处挂6个钩码,设在则在A点处应挂n个同样的钩码,杠杆仍然在水平位置平衡;
设每个钩码重为G,每个小格为L,根据杠杆的平衡条件F动l动=F阻l阻:
6G×2L=nG×3L,故n=4,
即在A点处应挂4个同样的钩码,杠杆仍然在水平位置平衡。
(3)某小组同学在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码,同时调节平衡螺母使杠杆平衡,他们的做法是错误的,原因是:此时再调节平衡螺母,杠杆的自重会对杠杆平衡产生影响;
(4)弹簧测力计每一个大格代表1N,每一个小格代表0.2N,示数为3.8N。
当弹簧测力计倾斜拉杠杆时,动力臂不在杠杆上,故出现问题的原因动力臂测量错误;
(5)如图,阻力和阻力臂的乘积不变,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,动力臂先变大后变小,要保持杠杆在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件可知,测力计的示数先变小后变大。
故答案为:(1)水平;右;(2)4;(3)错误;(4)3.8;动力臂测量错误;(5)先变小后变大。
【点评】实验室中的杠杆上都标有刻度值,只有杠杆在水平位置平衡时,力臂的长度才可以直接通过读刻度值得出。当力倾斜作用在杠杆上,力臂变小,这是经常考查的内容。
21.(7分)为了验证阿基米德原理,胡斐进行了如图所示的实验。
(1)图甲中你认为最合理的实验顺序是 ④①②③ ;
(2)在测量排开液体重力时,若先测桶和液体的总重力,把液体倒掉之后测空桶重力,这样测得的排开液体的重力会 偏小 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(3)甲图中小石块浸没在水中受到的浮力为 1 N,排开水的重力为 1 N;
(4)乙图中弹簧测力计的示数 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)3N,说明当物体排开液体的体积相等时, 液体密度 越大,物体所受到的浮力越大;
(5)小石块的体积为 1×10﹣4m3 (g=10N/kg)。
【分析】(1)通过图①的弹簧测力计可读出物体的重力;通过①与②弹簧测力计的示数差可求出石块所受浮力的大小;图③中弹簧测力计的示数等于小桶的重加排出的水重;用小桶接水前,应先测出其重力;
(2)由于桶内壁上会粘有少量液体致使测量结果出现偏差;
(3)物体受到的浮力F浮=G﹣F拉;排开液体重力G排=G总﹣G桶;
(4)若将石块浸没在盐水中,因为盐水的密度大于水的密度,石块排开液体的体积相同,已知石块在水中所受的浮力,根据F浮=ρ液gV排可知石块受到的浮力与水中浮力的关系,根据F示数=G﹣F浮可知,弹簧测力计的示数与3N的大小关系。;
(5)小石块浸没在水中,排开水的体积等于小石块的体积,根据阿基米德原理算出小石块的体积。
【解答】解:(1)要先测空桶的重力和小石块的重力,然后再把小石块没入水中,测出小石块受到的浮力,最后再测出桶和溢出水的重力,故正确的操作顺序为④①②③;
(2)若先测桶和液体的总重力,把液体倒掉之后测空桶重力,会使空桶重力变大,这样测得的排开液体的重力会偏小;
(3)该物体受到的浮力F浮=G﹣F拉=F1﹣F2=4N﹣3N=1N;
排开液体重力G排=G总﹣G桶=F3﹣F4=2N﹣1N=1N;
(4)若将小石块浸没在盐水中,因为盐水的密度大于水的密度,小石块排开液体的体积相同,已知物体在水中所受的浮力为1N,根据F浮=ρ液gV排可知小石块受到的浮力大于1N,根据F示数=G﹣F浮可知,弹簧测力计的示数小于3N;
(5)小石块浸没在水中,排开水的体积等于小石块的体积,
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知小石块的体积为:V=V排===1×10﹣4m3。
故答案为:(1)④①②③;(2)偏小;(3)1;1;(4)小于;液体密度;(5)1×10﹣4m3。
【点评】本题考查阿基米德原理的实验和阿基米德原理公式的应用,综合性较强。
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