2021-2022学年山东省济宁市嘉祥县八年级(下)期末物理试卷(含解析)
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2021-2022学年山东省济宁市嘉祥县八年级(下)期末物理试卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题(本大题共10小题,共20.0分)
1. 2022年春天,新一轮的新冠病毒肺炎疫情快速席卷了全国20多个省。我省也有多地出现疫情,并关联到学校,防控形式严峻。3月20日(星期日)济南在全市范围内开展了新冠病毒核酸检测演练,以提高快速应急处置能力。通过查询,晓明了解到“新冠病毒”的直径约1×10-7m,则下列微粒中,按照尺度的数量级由大到小排列的是( )
A. 新冠病毒、原子、质子、夸克 B. 新冠病毒、原子、夸克、质子
C. 原子、新冠病毒、质子、夸克 D. 原子、质子、夸克、新冠病毒
2. 如图所示,关于声音的四幅图片的说明,正确的是( )
A. 图片a中的蝙蝠利用发出的次声波导航
B. 图片b表明月球上的宇航员能直接交谈
C. 图片c所示的隔音墙表明噪声可以在声源处减弱
D. 图片d表示声音是由发声体的振动产生的
3. 春天,菏泽的天香公园百花齐放,与湖水交相辉映,下列说法错误的是( )
A. 花朵呈现红色是因为花朵吸收了红光
B. 雨后,湖面上方架起一道彩虹,这是光的折射现象
C. 周围景物在湖中的倒影,是光的反射形成的等大的虚像
D. 清晨,花瓣上的露珠能清晰地看到花的脉络,因为露珠相当于一个凸透镜
4. 快递自动分拣系统展示了“中国制造”的实力。如图所示是水平分拣线的传动面上分拣快件时的情形,下列说法正确的是( )
A. 当快件随着传送带做匀速直线运动时,快件在传动面上不受摩擦力
B. 当快件由静止变成运动时,其惯性会增大
C. 快件对传动面的压力与传动面对它的支持力是一对平衡力
D. 当快件随着传送带做匀速直线运动时,其机械能会增大
5. 水是人类生存不可缺少的物质,图中能正确描述水的各物理量之间关系的图象是( )
A. 重力与质量的关系
B. 密度与体积的关系
C. 沸点与气压的关系
D. 压强与深度的关系
6. 关于如图所示的四个实验,下列说法中正确的是( )
A. 实验甲:将硬纸片盖在装满水的试管口,倒置后水一定会流出来
B. 实验乙:将自制气压计从六楼拿到一楼,细玻璃管中的液柱会下降
C. 实验丙:将容器左侧倒入盐水,右侧倒入水,当两侧液面相平时,橡皮膜会向左凸
D. 实验丁:从容器侧壁上两孔喷出的水流距离不同,说明液体压强与液体质量有关
7. 如图所示的玩具鸭子,放在甲液体中漂浮时,液面位置在A处;放在乙液体中漂浮时,液面位置在B处.则( )
A. 在甲液体中所受的浮力较大
B. 在乙液体中所受的浮力较大
C. 甲、乙液体的密度一样大
D. 甲液体的密度较大
8. 在习近平总书记“改革强军,科技兴军”伟大思想指引下,如图所示我国军队的武器装备建设取得了巨大进步,下列说法正确的是( )
A. 甲:此国产航母在海里和河里航行时,在海里受的浮力大
B. 乙:国产歼20战机,静止在停机坪时受到的是非平衡力
C. 丙:国产99式坦克安装宽大的履带是为了减小坦克对地面的压强
D. 丁:潜水艇像鱼一样是靠改变自身体积,从而改变所受的浮力,实现上浮下潜
9. 机械的发展使用推动人类文明发展,下列工具在使用中,为了省距离的是( )
A. 开瓶器 B. 托盘天平
C. 扫地的扫帚 D. 核桃钳
10. 如图所示,用甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升相同高度,拉力分别为F甲、F乙,此过程相关数据如图,则下列判断正确的是( )
A. F甲比F乙小 B. 甲滑轮组的机械效率比乙的低
C. 两滑轮组绳子自由端移动距离相等 D. 乙滑轮组的机械效率为25%
第II卷(非选择题)
二、填空题(本大题共6小题,共12.0分)
11. 一阵清风吹过,校园里树叶随风飘舞,这说明力可以改变物体的______;以“飘舞”的落叶为参照物,校园是______(选填“运动”或“静止”);捡起一片树叶测量其长度如图所示,树叶的长度为______
cm。
12. 2022年3月23日,“天宫课堂”在中国空间站再次开讲。航天员们展示了微重力环境下的“太空抛物”“液桥演示”“太空冰雪”等精彩实验。如图①“太空抛物”实验,冰墩墩被王亚平抛出后在太空舱里做______运动。如图②③“液桥演示”实验,王亚平用水搭了一座桥。先让两大滴水靠近,再相互接触,会发现两滴水结合在一起了;然后再拉成了一座水桥。它说明了在失重状态下水分子之间仍有______(选填“引力”
或“斥力”)。
13. 在测量小金属块的密度的实验中,小明先用天平测其质量,所用砝码及游码位置如图甲所示,小金属块质量是______g.再用量筒测体积(如图乙),则小金属块的密度ρ1=______kg/m3.小华在测体积时,先读取金属块投入量筒时液面示数,再读出拎出金属块后液面示数,测得同一金属块密度为ρ2,则ρ2______ρ1(>/=/<).
14. 如图一木桶壁上有一缺口,桶壁上最长的木板长为0.5m,缺口的木板长0.2m,桶底内部面积为4×10-2m2.当桶装足够多的水时,桶底受到的压强约为______Pa,桶底受到水的压力约为______N.(g取10N/kg)
15. 如图1所示,水平地面上有一长方体木箱,小林用水平推力F把木箱向前推动,此过程中,推力F和木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图2甲、乙所示。在第2s时刻,木箱受到的摩擦力f=______N,在0~1s内,推力对木箱所做的功______J。
16. 如图所示物体重100N,用滑轮组使物体沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动10s,所用水平拉力F为20N,若物体水平运动时受到的摩擦力为45N,在运动过程中拉力F所做的功为______J,拉力F的功率为______W,该滑轮组的机械效率为______。
三、作图题(本大题共2小题,共4.0分)
17. 如图甲所示是科技馆的“磁悬浮地球仪”,图乙是其简化图。请你在图乙中画出地球仪的受力情况。
18. 请在图中画出动力F1的力臂和阻力F2。
四、实验探究题(本大题共3小题,共14.0分)
19. 某物理社团在探究“影响浮力大小的因素”时,做了如图甲所示的实验,比较图中有关数据可知:
(1)当物体浸没在水中并增大所处深度时,浮力将______(选填“变小”、“不变”或“变大”);
(2)图甲②中物体受到的浮力为______N;
(3)比较图甲中①④⑤三图可知,物体所受浮力大小与______有关;
(4)比较图甲中①②③三图,可得出结论:______;
(5)如图乙所示,是王亚平在中国空间站为广大青少年演示“浮力消失”实验,实验过程中,浸没水中的乒乓球并没有像在地面一样浮出水面,由此说明浮力的产生与重力______(选填“有关”或“无关”)。
20. 物理兴趣小组的同学们利用如图1所示装置来探究杠杆平衡条件和机械效率,其探究过程如下:
(1)当杠杆静止在如图1甲所示的位置时,杠杆处于______(选填“平衡”或“不平衡”)状态。同学们用如图1乙所示的方法使杠杆处于水平平衡状态,测出此时的拉力大小为F1,发现F1l1≠F2l2,其原因是______。
(2)如图1丙所示的杠杆类型,从是否省力的角度分析(测力计拉力视为动力),与图2中的______(选填“A”或“B”)类型相同。
(3)在图1丙中,每个钩码的质量为m,O为支点(支点处摩擦忽略不计)。同学们将2个钩码悬挂在B点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,拉力为F,测得A、B两点上升的高度分别为s、h,则此次杠杆的机械效率为η=______(用已知量和测量量表示)。
21. 在我们初中物理教材中,多次出现利用斜面做物理实验,如图所示。
(1)图甲利用斜面和小车测量平均速度,实验时应保持斜面的倾斜角______(选填“较大”或“较小”),这是为了减小测量______(选填“路程”或“时间”)时造成的误差;
(2)乙、丙实验都有让物体(小车或小球)从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤,这样操作的目的是:物体滑到斜面底端时,保持______相同;
(3)由图乙可推理,当小车在水平面上所受阻力为零时,小车将做______运动;
(4)图丙中木块B受到水平面的阻力不能为零,原因是便于比较小球______能的大小。
五、计算题(本大题共2小题,共10.0分)
22. “鲲龙-600”是中国自行设计世界最大的水上救援水陆两栖飞机。在某次试飞中,鲲龙的起飞质量为50t,求:(海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)如图所示,飞机平稳降落漂浮在海上时,飞机所受浮力多大?
(2)该飞机静止在水面时,底部距离水面2m处受到海水的压强是多少?
(3)当鲲龙在水中以72km/h的速度匀速直线航行,所受阻力为其总重的0.2倍,飞机发动机驱动“鲲龙”的功率是多少?
23. 如图工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m。不计绳重和摩擦。求;
(1)工人对物体做的有用功;
(2)拉力F做功的功率;
(3)若将重为900N的物体提升相同高度,此滑轮组的机械效率。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:由题意知:“新冠病毒”的直径约1×10-7m,原子直径约为10-10m,微粒直径原子大于质子,质子的直径约为10-15m,夸克的直径约为10-18m,故A正确,BCD错误。
故选:A。
物质是由分子或原子组成的,分子的尺度非常小,分子又是由原子组成的,原子又是由原子核和核外电子组成的,原子核是由质子和中子组成的,质子和中子也是有更小的微粒夸克组成的。
此题重点考查我们对于微观世界的了解,解答此题的关键是我们要知道物质的内部结构及尺度大小,属于记忆性的题目。
2.【答案】D
【解析】解:A、蝙蝠利用发出的超声波导航,故A错误。
B、月球上的宇航员能不能直接交谈,因为月球表面是真空,真空不能传声,故B错误。
C、隔音墙表明噪声可以在传播过程中减弱,故C错误。
D、发声的音叉能把乒乓球弹起,说明声音是由发声体的振动产生的,故D正确。
故选:D。
(1)蝙蝠是利用超声波导航的。
(2)真空不能传声。
(3)减弱噪声的三种途径:①声源处减弱;②传播过程中减弱;③人耳处减弱。
(4)声音是由物体振动产生的。
本题综合考查超声的利用、声音的产生和传播、噪声的防治等,属于声现象综合,难度适中。
3.【答案】A
【解析】解:A.花朵呈现红色是因为花朵反射了红光,故A错误;
B.彩虹的形成是光的色散现象,使白光分解成为各种色光,是由于光的折射形成的,故B正确;
C.景物在湖中的倒影属于平面镜成像,是光的反射形成的,根据平面镜成像特点,成等大正立的虚像,故C正确;
D.清晨,花瓣上的露珠能清晰地看到花的脉络,这是因为露珠相当于一个凸透镜,起到放大镜的作用,故D正确。
故选:A。
(1)不透明物体的颜色是由反射的色光决定的,只反射与它颜色相同的光,其它的色光都吸收;
(2)光的折射是指光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向发生改变的现象;
(3)平面镜成像是由于光的反射形成的,平面镜成正立等大的虚像;
(4)当物距小于焦距时,凸透镜成放大、正立的虚像。
本题考查了物体的颜色、平面镜成像的原理和特点、光的折射现象、凸透镜成像,属于光学综合题,但难度不大。
4.【答案】A
【解析】解:A.匀速直线运动时,快件与传动面相对静止,没有相对运动的趋势也没有相对运动,所以快件没有受到摩擦力的作用,故A正确;
B.惯性的大小只与质量有关,当快件由静止变成运动时,质量不变,所以惯性大小不变,惯性的大小与速度无关,故B错误;
C.快件对传动面的压力作用在传动面上,传动面对它的支持力作用在快件上,二力不是作用在同一个物体上,所以不是一对平衡力,故C错误;
D.匀速直线运动时,快件质量和速度没有变化,所以动能不变;快件的质量和高度没有变化,所以势能没有变化。动能和势能统称为机械能,动能和势能都没有变化,所以机械能大小不变,故D错误。
故选:A。
(1)处于静止或匀速直线运动的物体受到平衡力的作用。当物体没有发生相对运动或没有运动趋势时,不受摩擦力作用。
(2)惯性大小与质量有关。
(3)平衡力满足的条件是:“同一物体”、“大小相等”、“方向相反”、“在同一直线上”。
(4)机械能包括动能和势能;物体由于运动而具有的能量叫动能;物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫重力势能;物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。动能的大小与质量和速度有关,重力势能大小与质量和高度有关,弹性势能与弹性形变的程度有关。
理解产生摩擦力的条件、惯性概念、二力平衡条件,知道影响机械能的因素,可解答此题。
5.【答案】D
【解析】解:A、根据重力与质量成正比的关系,即G=mg,因此水的重力与质量的关系图象应是一条过原点的倾斜直线,故A错误;
B、水的密度是物质的一种特性,水的密度与质量和体积无关,而题干中的图象却反应出水的密度与体积成正比关系,故B选项错误;
C、液体的沸点跟气压有关,气压增大,沸点升高,而题干中的图象却反应的是水的沸点不变,故C错误;
D、由p=ρ液gh知,水产生的压强随深度的增加而增大,且成正比,故D选项正确。
故选:D。
(1)物体所受的重力跟它的质量成正比即G=mg,用g表示G、m的比值,g值不变,图象应是过原点的倾斜直线;
(2)密度是物质的一种特性,不同物质的密度一般不同,同种物质的密度还与温度、状态等有关,但与质量和体积无关;
(3)液体的沸点跟气压有关,气压增大,沸点升高;
(4)液体压强与液体的密度和深度有关,随深度的增加而增大。
本题利用图象分析物理学中一些与水有关的物理量之间的关系,涉及的知识点多,考查的细,需要学生把这些物理量的概念理解透彻,能用不同的表达方法来描述它们的关系。
6.【答案】B
【解析】解:A、将硬纸片盖在装满水的玻璃杯口,倒置后水不会流出,由于杯内没有空气只有水,而杯内水柱产生压强远小于外界的大气压,故纸片就被大气压给“顶”住了,水不会流出,故A错误;
B、将制作好的气压计从六楼拿到一楼,由于高度降低,外界大气压增大,玻璃管内水柱的高度会降低,故B正确;
C、在液体的深度相同时,液体密度越大,液体的压强越大,当容器左右两侧分别装入深度相同的盐水和水,水密度小,这一侧压强小,所以橡皮膜会向右侧凸出,故C错误;
D、从容器侧壁上两孔喷出的水流距离不同,说明液体压强与深度有关,故D错误。
故选:B。
(1)根据纸片没有掉下来就是因为受到外界大气压对纸片向上压力的作用进行判断;
(2)大气压和高度有关,大气压随高度的增加而减小;
(3)(4)液体的压强与液体的密度和深度有关,据此分析。
本题考查了大气压的应用、大气压的变化、液体内部压强的特点,属于基础题。
7.【答案】D
【解析】解:同一个玩具鸭子的重力G不变,鸭子在甲液体中漂浮,则F甲=G;
鸭子在乙液体中也漂浮,则F乙=G;
所以F甲=F乙;
根据题意可知,鸭子在乙液体中排开的液体的体积较大,即V甲
故选D.
同一个玩具,因此重力不变,当物体漂浮时,浮力等于重力,并结合阿基米德原理的推导公式进行分析解答.
本题考查了物体漂浮时浮力等于重力的简单应用,关键是根据同一只物体的重力不变,淹没的深度不同,排开液体的体积不同建立两者的关系.
8.【答案】C
【解析】解:A、航母在海里和河里都处于漂浮状态,浮力等于重力,重力不变,浮力不变,故A错误;
B、国产歼20战机,静止在停机坪受到的力是平衡力,故B错误;
C、坦克安装宽大的履带是为了增大受力面积,减小坦克对地面的压强,故C正确;
D、潜水艇是靠改变自身重力实现上浮下潜的,而鱼是靠改变自身体积,从而改变所受的浮力,实现上浮下潜的,故D错误。
故选:C。
(1)漂浮在液面的物体所受的浮力等于自身的重力;
(2)静止的物体受到的力是平衡力;
(3)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;
(4)潜水艇是靠改变自身重力来实现上浮和下潜的。
本题考查浮沉条件、平衡力、减小压强的方法,综合性较强,难度适中。
9.【答案】C
【解析】解:AD.开瓶器、核桃钳使用时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,但要多移动距离,故AD不符合题意;
B.托盘天平为等臂杠杆,不省力也不费力,不省距离也不费距离,故B不符合题意;
C.扫地的扫帚使用时,阻力臂大于动力臂,为费力杠杆,可少移动距离,故C符合题意。
故选:C。
结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆,从而判断出省距离的情况。
杠杆的分类主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
10.【答案】B
【解析】解:AC.由图可知滑轮组绳子的有效股数分别为n甲=3,n乙=2,
由题意可知,物体上升的高度相同,设物体上升的高度为h,甲、乙滑轮组绳端移动的距离分别为:s甲=3h,s乙=2h,s甲>s乙,故C错误;
两滑轮组绳子自由端移动距离不相等;由图可知,甲、乙滑轮组中总功分别为:W甲总=1200J,W乙总=800J,
甲乙拉力之比F甲F乙=W甲总s甲W乙总s乙=W甲总W乙总×s乙s甲=1200J800J×2h3h=11,即F甲=F乙,故A错误;
BD.由图可知,可知甲滑轮组的总功W总甲=1200J,额外功W额甲=600J,则有用功为:W有甲=W总甲-W额甲=1200J-600J=600J,
甲滑轮组的机械效率η甲=W有甲W总甲=600J1200J=50%,
乙滑轮组的总功W总乙=800J,额外功W额乙=200J,则有用功为:W有乙=W总乙-W额乙=800J-200J=600J,
乙滑轮组的机械效率η乙=W有乙W总乙=600J800J=75%,
即甲滑轮组的机械效率比乙的低,故B正确,D错误;
故选:B。
(1)根据总功W总=Fs,变形可得出拉力F的大小关系。
(2)运用机械效率的公式η=W有W总得出两个装置的机械效率大小关系。
(3)根据连接动滑轮的绳子段数,可判断绳子移动距离的大小关系。
(4)运用机械效率的公式η=W有W总得出乙滑轮组的机械效率。
知道连接动滑轮的绳子段数,熟练运用功、机械效率的公式,是解答此题的关键。
11.【答案】运动状态 运动 3.83
【解析】解:院子里树叶随风飘舞,说明力可以改变物体的运动状态;
以“飘舞”的落叶为参照物,校园的位置发生变化,是运动的;
由图知,刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm;树叶左侧与0刻度线对齐,右侧约为3.83cm,则树叶的长度为L=3.83cm。
故答案为:运动状态;运动;3.83。
(1)力可以改变物体的运动状态,也可以改变物体的形状;
(2)在研究机械运动时要先选择参照物,如果物体相对于参照物位置不变,则物体静止;如果物体相对于参照物位置发生变化,则物体是运动的;
(3)明确其分度值,起始端从0开始,读出末端刻度值,就是物体的长度;起始端没有从0刻度线开始的,要以某一刻度线为起点,读出末端刻度值,减去起始端所对刻度即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位。
在物理实验和日常生活中经常使用刻度尺,我们要熟练掌握其使用和读数方法。
12.【答案】匀速直线 引力
【解析】解:根据牛顿第一定律可知,由于在太空中处于失重状态,因此抛出去到“冰墩墩”几乎做匀速直线运动;
组成物质的分子之间存在引力的作用,所以在空间站中的两大滴水靠近,会发现两滴水结合在一起了,然后再拉成了一座水桥。
故答案为:匀速直线;引力。
(1)根据牛顿第一定律进行分析;
(2)物质是由分子或原子组成的,分子之间存在着相互作用的引力和斥力。
本题考查了牛顿第一定律和分子动理论的应用,是一道联系社会热点的应用题。
13.【答案】78.4 7.84×103 <
【解析】解:(1)金属块的质量:m=50g+20g+5g+3.4g=78.4g,
金属块的体积:V=40mL-30mL=10mL=10cm3,
金属块的密度:ρ1=mV=78.4g10cm3=7.84g/cm3=7.84×103kg/m3。
(3)金属块表面带去了一部分水,导致金属块体积测量偏大,金属块的质量不变,所以金属块的密度偏小,即ρ2<ρ1。
故答案为:78.4;7.84×103;<。
(1)金属块的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值,金属块的体积等于水和金属块总体积与水的体积差,知道金属块的质量和体积,根据密度公式求出金属块的密度。
(2)先读取金属块投入量筒时液面示数,再读出拎出金属块后液面示数,这样金属块表面带去了一部分水,导致金属块体积测量偏大,金属块的密度偏小。
在测量物体密度的实验中,常规的测量方法是利用天平测质量、量筒测体积,从而求出密度。还有一些特殊的测量方法,如此题,只给出一个测量质量的工具:天平,而没有测量体积的工具量筒,利用转换的方法求出体积,进而求出密度。还有类似的,只给出量筒,没有天平如何测量橡皮泥的密度等等。
14.【答案】2×103;80
【解析】解:(1)此桶装满水,水深等于短木板的长,h=0.2m,
桶底受到水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa;
(2)由p=FS可得,桶底受到水的压力:
F=pS=2×103Pa×4×10-2m2=80N。
故答案为:2×103;80。
(1)先确定桶内水深(短木板长度),利用液体压强公式p=ρgh求桶底受到水的压强;
(2)又知道桶的底面积,利用压强公式p=FS求桶底受到水的压力。
本题考查了液体压强公式和固体压强公式的应用,关键是根据体积得出装满水时桶中水的深度和短木板的长度相等。
15.【答案】20 0
【解析】解:
(1)由乙图可知,在3~5s内木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,由力的平衡条件可知,木箱受到的滑动摩擦力f=F;由甲图可知,在3~5s内推力F=20N,则木箱受到的滑动摩擦力f=F=20N;
由图乙可知,木箱在1~3s内做加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力与推力大小无关,接触面的粗糙程度、物体间的压力均不变,木箱受到的滑动摩擦力不变,则1~3s内木箱受到的摩擦力大小仍为20N。
(2)木箱在0~1s内没有动,因此,在0~1s内,推力对木箱所做的功为0J;
故答案为:20;0。
(1)物体处于静止或者匀速直线运动状态时,受到的力是平衡力,相互平衡的两个力大小相等;物体做匀速运动时,受到的摩擦力是最大静摩擦力,即使再做加速运动,受到的摩擦力也不变;
(2)根据做功的两个条件:有力作用在物体上且物体在力的方向上通过了距离,判断在0~1s内推力是否做功。
本题考查了学生对力学图象的分析能力,能从图象上得到有用的物理信息是解题的关键,是一道锻炼学生分析思考能力的好题。
16.【答案】120 12 75%
【解析】解:根据v=st可知,物体移动的距离为:s1=vt=0.2m/s×10s=2m;
由图可知,动滑轮上有三股绳,则绳子自由端移动的距离为:s2=3s1=3×2m=6m;
则F所做的功为:W总=Fs2=20N×6m=120J;
拉力的功率为:P=W总t=120J10s=12W;
根据题意可得,有用功为:W有=fs1=45N×2m=90J;
滑轮组机械效率为:η=W有W总=90J120J×100%=75%。
故答案为:120;12;75%。
根据速度公式求出物体移动的距离,根据连接动滑轮绳子的段数求出绳子自由端通过的距离,根据W=Fs求出拉力所做的功;
根据P=Wt求出拉力的功率;
根据W=fs求出有用功,根据机械效率公式求出滑轮组的机械效率。
本题考查了速度公式和做功公式、功率公式和机械效率公式的应用,难度不大。
17.【答案】解:地球仪悬浮,它受重力和磁力,并且这两个力大小相等、方向相反是一对平衡力,从地球仪的重心,分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,注意两条线段长度要相等,如图所示:
【解析】先根据物体的状态对物体进行受力分析,地球仪悬浮,它受重力和磁力,并且这两个力大小相等、方向相反是一对平衡力。
画力的示意图的一般步骤为:一画简图二定点,三画线,四画尖,五把力的符号标尖边。按照这个作图步骤,很容易能够画出指定力的示意图。
18.【答案】解:
由图知,O为支点,由O点作F1作用线的垂线,垂线段为其力臂L1;
物体对杠杆的拉力为阻力,方向竖直向下,作用点在杠杆上,由此作出阻力F2。
如图所示:
【解析】力臂是支点到力的作用的距离,由此作出动力F1的力臂;阻力是物体对杠杆的拉力,由此作出阻力F2。
此类题的关键是掌握杠杆五要素,然后根据杠杆的五要素作出相应的作用力或力臂。
19.【答案】不变 0.4 液体的密度 物体受到的浮力与排开液体的体积有关 有关
【解析】解:(1)当物体浸没在水中并增大所处深度时,浮力将不变。
(2)图甲②中物体受到的浮力为:F浮=G-F拉=4N-3.6N=0.4N。
(3)比较图甲中①④⑤三图可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,浮力不同;所以物体所受浮力大小与液体的密度有关。
(4)比较图甲中①②③三图,液体的密度相同,物体排开的液体体积不同,浮力不同;可得出结论:物体受到的浮力与排开液体的体积有关。
(5)如图乙所示,是王亚平在中国空间站为广大青少年演示“浮力消失”实验,实验过程中,浸没水中的乒乓球并没有像在地面一样浮出水面,由此说明浮力的产生与重力有关。因为浮力产生的原因是物体上下表面受到液体的压力不同,压力差即浮力,液体的压力与液体的重力有关。
故答案为:(1)不变;(2)0.4;(3)液体的密度;(4)物体受到的浮力与排开液体的体积有关;(5)有关。
(1)影响浮力大小的因素是液态的密度和物体排开液体的体积。物体浸没的深度不影响浮力大小。
(2)采用称重法可以测量物体的浮力,浮力等于物体的重力减去物体受到的拉力。
(3)浮力产生的原因是物体上下表面受到液体的压力不同,压力差即浮力,液体的压力与液体的重力有关。
理解控制变量法在此实验中的应用,理解浮力产生的原因,正确分析实验现象得出实验结论。是解答此题的关键。
20.【答案】平衡 把L1当成了F1的力臂 B 2mghFs×100%
【解析】解:(1)当杠杆静止在如图甲所示的位置时,根据杠杆平衡的定义,杠杆处于平衡状态;
用如图乙所示的方法使杠杆处于水平平衡状态,测出此时的拉力大小为F1,发现F1l1≠F2l2,其原因是:把L1当成了F1的力臂;
(2)由图1丙可知,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;图2A是筷子,是费力杠杆,动力臂小于阻力臂,B是羊角锤,是省力杠杆,动力臂大于阻力臂,与图1丙类型相同;
(3)将2个钩码悬挂在B点,在A点竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计,拉力为F,测得A、B两点上升的高度分别为s、h,对钩码做的功为有用功:W有用=2mgh,做的总功:
W总=Fs,则此次杠杆的机械效率:
η=W有用W总×100%=2mghFs×100%。
故答案为:(1)平衡;把L1当成了F1的力臂;(2)B;(3)匀速;2mghFs×100%。
(1)杠杆静止不动或匀速转动叫杠杆的平衡;根据力臂的定义分析;
(2)杠杆按动力臂和阻力臂大小的关系分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆;
(3)只有竖直向上匀速拉动弹簧测力计,系统处于平衡状态,测力计示数才等于拉力;对钩码做的功为有用功,根据W=Gh得出有用功;拉力做的功为总功,据W=Fs得出总功,根据η=W有用W总×100%得出此次杠杆的机械效率。
本题“探究杠杆的平衡条件”,考查杠杆平衡的定义及对力臂的理解,同时探究杠杆的机械效率,考查注意事项及机械效率的公式的运用。
21.【答案】较小 时间 速度 匀速直线 动
【解析】解:(1)实验中,应使斜面的坡度较小,为了增长测量时间,方便计时,以减小测量时间的误差;
(2)探究过程中,都让小车或小球从斜面的同一高度自由下滑,这样做的目的是使物体到达斜面底端的速度相同;
(3)乙实验探究阻力对物体运动的影响,小车从斜面上同一高度由静止滑下,接触面的粗糙程度不同,小车在水平面上滑动的距离不同,因此,是通过小车滑动的距离来显示的;由图乙可推理当小车在水平面上所受阻力为零时,小车会做匀速直线运动;
(4)图丙中木块B受到水平面的阻力不能为零,原因是若木块B受到水平面的阻力为零,则木块每次都做匀速直线运动,就无法比较木块运动的距离从而无法比较动能的大小。
故答案为:(1)较小;时间;(2)速度;(3)匀速直线;(4)动。
(1)斜面倾角越小,物体速度变化越慢,物体运动时间长,越便于时间的测量;
(2)从相同高度滚下,到达斜面底端的速度相同;
(3)乙实验探究阻力对物体运动的影响,小车从斜面上同一高度由静止滑下,接触面的粗糙程度不同,小车在水平面上滑动的距离不同,当小车在水平面上所受阻力为零时,小车会做匀速直线运动;
(4)图丙中木块B受到水平面的阻力不能为零,原因是若木块B受到水平面的阻力为零,则木块每次都做匀速直线运动,就无法比较木块运动的距离,从而无法比较动能的大小。
斜面在物理实验中多次使用,学生应具备相应的实验能力。
22.【答案】解:(1)飞机漂浮在海面上时飞机所受浮力等于飞机的重力,飞机的质量为m=50t=5×104kg,
它受到的浮力大小为:
F浮=G=mg=5×104kg×10N/kg=5×105N;
(2)该飞机底部距离水面2m处受到海水的压强为:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa;
(3)鲲龙在水中的速度为v=72km/h=20m/s,
鲲龙匀速直线航行,可知其牵引力大小等于阻力,所受阻力为其总重的0.2倍,可知牵引力大小为:F=f=0.2G=5×105N×0.2=1×105N;
则驱动“鲲龙”的功率大小为:
P=Wt=Fst=Fv=1×105N×20m/s=2×106W。
答:(1)飞机所受浮力为5×105N;
(2)底部距离水面2m处受到海水的压强是2×104Pa;
(3)飞机发动机驱动“鲲龙”的功率是2×106W。
【解析】(1)根据漂浮条件即可求出所受的浮力;
(2)根据p=ρgh算出飞机底部距离水面2m处受到海水的压强;
(3)根据鲲龙匀速直线航行受平衡力求出牵引力的大小,最后根据P=Wt=Fst=Fv求出飞机发动机驱动“鲲龙”的功率。
本题考查物体的漂浮条件、压强、二力平衡的条件以及功率的计算,为力学综合题,要求认真审题,灵活应用相关公式。
23.【答案】解:(1)工人对物体做的有用功:W有=Gh=400N×2m=800J;
(2)由图可知,n=2,绳子自由端移动的距离:s=nh=2×2m=4m,
拉力做的总功:W总=Fs=250N×4m=1000J,
拉力做功的功率:P=W总t=1000J10s=100W;
(3)不计绳重和摩擦,拉力F=1n(G+G动),所以动滑轮的重力:G动=nF-G=2×250N-400N=100N,
因为不计绳重和摩擦时,滑轮组的机械效率η=W有用W总=W有用W有用+W额=GhGh+G动h=GG+G动,
所以,将重为900N的物体提升相同高度,滑轮组的机械效率:
η'=G'G'+G动×100%=900N900N+100N×100%=90%。
答:(1)工人对物体做的有用功为800J;
(2)拉力F做功的功率为100W;
(3)若将重为900N的物体提升相同高度,此滑轮组的机械效率为90%。
【解析】(1)知道物体重力、上升的高度,利用W=Gh求工人对物体做的有用功;
(2)由图可知,n=2,绳子自由端移动的距离s=nh,利用W=Fs求拉力做的总功,再利用P=Wt求拉力做功的功率;
(3)不计绳重和摩擦,拉力F=1n(G+G动),据此求动滑轮的重力;不计绳重和摩擦时,滑轮组的机械效率η=W有用W总=W有用W有用+W额=GhGh+G动h=GG+G动,据此求将重为900N的物体提升相同高度时滑轮组的机械效率。
本题考查了使用滑轮组时绳子的拉力、有用功、总功和机械效率的计算,利用好不计绳重和摩擦时F=1n(G+G动)是关键。
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