2021-2022学年山东省滨州市阳信实验中学八年级(下)期末物理模拟练习试卷(含解析)
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这是一份2021-2022学年山东省滨州市阳信实验中学八年级(下)期末物理模拟练习试卷(含解析),共22页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,实验探究题,作图题,计算题等内容,欢迎下载使用。
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2021-2022学年山东省滨州市阳信实验中学八年级(下)期末物理模拟练习试卷
一、单选题(本题共9小题,共27分)
1. 日常生活中,为了让同学们养成关注生活和社会的良好习惯,物理老师倡导同学们对身边一些常见物理量进行估测的实践活动,以下是他们交流时的一些估测数据,你认为数据最符合实际的是( )
A. 一节物理课的时间约为40s
B. 一名普通中学生所受的重力大约为50N
C. 一只鸡蛋的质量约为50g
D. 我们现在所用的物理课本长度约为12cm
2. 如图所示,两匹马沿水平方向分别用500N的力同时拉弹簧测力计的挂钩和拉环,使弹簧测力计保持静止状态,不计弹簧测力计的自重。则弹簧测力计的示数为( )
A. 0N B. 250N C. 500N D. 1000N
3. 如图所示,猴子能够轻松地倒挂在树枝上,当其倒挂在树枝上静止时,下列说法正确的是( )
A. 树枝拉猴子的力和猴子所受的重力是平衡力
B. 猴子拉树枝的力和猴子所受的重力是平衡力
C. 猴子轻,其重力不需平衡就能静止在空中
D. 猴子拉树枝的力和树枝拉猴子的力是平衡力
4. 期末阶段,年级组为了缓解同学们的学习压力,于12月20日启动了班级气排球和篮球比赛,同学们都积极参与,在运动场上腾挪飞跃,运动后能更高效的投入到学习中。对于比赛过程中的一些现象,下列说法正确的是( )
A. 被击打出去的气排球可以继续向前飞行,是因为受到惯性力的作用
B. 竖直向上抛出的篮球达到最高点时,受到平衡力的作用
C. 扣球时,手对排球施加了力的作用,排球对手没有施加力的作用
D. 出界的篮球滚动一段距离后停下来,说明力可以改变物体的运动状态
5. 如图所示的四个实例中,目的是为了减小压强的是( )
A. 饮料管的一端剪成斜口
B. 图钉帽的面积做得较大
C. 切蛋器装有很细的钢丝
D. 注射器针头做得很尖
6. 如图是送餐机器人工作时的情景,下列说法正确的是( )
A. 机器人送饮料时,突然停下,饮料会向前洒出,此时惯性做功
B. 机器人端着餐盘水平匀速行走过程中,需要克服餐盘的重力做功
C. 机器人端着餐盘水平匀速行走过程中,没有力对餐盘做功
D. 机器人端着餐盘水平启动时,将重力势能转化为动能
7. 体重较小的小明与体重较大的爸爸同时从一楼步行上楼回四楼的家,小明先到四楼。关于他们上楼的过程,下列说法中正确的是( )
A. 小明的功率一定比爸爸的功率大 B. 小明的功率一定比爸爸的功率小
C. 小明的功率可能等于爸爸的的功率 D. 小明做的功可能比爸爸做的功多
8. 如图所示,盛有水的容器静止在水平桌面上,容器重1N,容器中的水重7N,顶部和底部的面积均为100cm2,顶部到底部的高度h2=6cm,侧壁上有一开口弯管,弯管内的水面高度h1=8cm;水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列选项中正确的是( )
A. 水对容器顶部的压强为200Pa
B. 水对容器底部的压力为7N
C. 容器对桌面的压力为9N
D. 水对容器底部的压强为600Pa
9. 2021年12月9日“天宫课堂”开讲,王亚平老师在中国空间站开展了神奇的“浮力消失实验”。对杯中乒乓球的描述,不正确的是( )
A. 不能漂浮在水面上
B. 受到的重力接近于零
C. 可以在水中任意位置悬浮
D. 上下表面几乎没有受到压力
二、多选题(本题共3小题,共12分)
10. 用细线把一个小球悬挂起来,将小球从位置B拉到位置A,松开手释放小球,小球在A、C之间摆动起来,下列说法正确的是( )
A. 从B到C的过程,重力势能增大,动能减小
B. 从B到C的过程,机械能保持不变
C. 从A到C的过程,B点的动能最大
D. 到达C点时,小球的速度为零,此时小球受力平衡
11. 如图所示,质量和底面积相同且厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量和深度均相等的甲、乙、丙三种不同液体,放在水平桌面上。下列说法正确的是( )
A. 甲容器对桌面的压力最大
B. 三容器对桌面的压强大小相等
C. 三容器底部所受液体的压力 F丙=F乙=F甲
D. 三容器底部受到液体的压强 p丙>p乙>p甲
12. 如图甲是小磊测动滑轮机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子自由端,将质量为200g的钩码从A位置匀速提升到B位置,同时弹簧测力计从图中的A'位置匀速竖直上升到B'位置,在此过程中,弹簧测力计对绳的拉力为F,弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据小磊所做实验判断,下列说法中正确的是(g取10N/kg)( )
A. 弹簧测力计示数为1.2N
B. 拉力F所做的功为24J
C. 此实验中动滑轮的机械效率约为83.3%
D. 若在动滑轮下加挂钩码可提高机械效率
三、填空题(本题共4小题,共16分)
13. 如图,同一小车从同一斜面的同一高度由静止释放,分别滑至粗糙程度不同的三个水平面上时速度为v0。(a)、(b)图中小车最终停在图示位置,分析可知:在水平面上小车所受阻力即为小车所受合力,因为力可以改变物体运动状态,所以小车在(a)图比在(b)图受到的阻力______(选填“大”或“小”),速度减小的更______(选填“快”或“慢”);若(c)图水平面光滑,则小车在该水平面上将做______运动。
14. 如图所示的小汽车在高速行驶时,车窗紧闭,当打开天窗时,天窗外空气流速大于车内空气的流速,天窗外空气的压强______车内空气的压强,所以车内空气被“抽”到车外;与此同时小汽车对地面的压力______它的重力(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
15. 某大桥在施工时,要向江中沉放大量的施工构件。如图甲所示,假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1和钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示,其中浮力F1随h变化的图像是图乙中的______(选填图乙中序号);当构件的下表面距江面4m深时,构件上表面受到江水的压强为______Pa;根据图乙可知该构件的密度为______kg/m3。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
16. 在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,如图甲所示。此过程中,推力F随时间t的变化情况如图乙所示,木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示。
(1)0-1秒内,推力F对木箱是否做功。答:______(选填“是”或“否”)。
(2)3-6秒,推力F对木箱做功______焦。
四、实验探究题(本题共4小题,共24分)
17. 小明在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”中,选用了两块相同的物块A、B进行了如图所示的各步操作:
(1)如图甲,将物块A放在水平放置的长木板上,用弹簧测力计沿______方向拉动物块A做______运动时,物块A所受滑动摩擦力f的大小等于弹簧测力计的示数F1。弹簧测力计的示数F1=______N;
(2)以更快的速度拉动物块A,重复(1)中的操作,发现弹簧测力计的示数仍为F1。进行(1)、(2)两次实验是为了探究滑动摩擦力大小与______的关系;
(3)比较图甲和图乙的两次实验,发现弹簧测力计的示数F2>F1,可以初步得出:在接触面粗糙程度相同时,______越大,滑动摩擦力越______;
(4)如图丙所示,将两物块连在一起后,拉动物块,重复(1)中的操作,比较图乙和图丙的两次实验,发现弹簧测力计的示数F3=F2,可以初步得出:滑动摩擦力的大小与接触面积大小______(选填“有关”或“无关”)。
18. 物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压,测量方案如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔。这样做的目的是______。
(2)如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右缓慢拉动针筒,当针筒中的活塞______时,记下弹簧测力计的示数为F;
(3)读出注射器针筒的容积V;
(4)用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L;
(5)用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p=______(填写表达式);
根据他们设计的方案回答以下问题:
①测量中,分析研究的是大气对______(针筒/活塞)的压力。
②测量前,有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是活塞的密封性好;二是可以______。实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,可以减小______对实验的影响,从而提高实验的精确程度。
19. 小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,选用质量不同两个钢球m和2m,分别不从同的高度h和2h由静止开始放下,观察木块被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。
(1)小明通过观察______来判断小球动能的大小,他利用的研究方法是______(选填“控制变量法”或“转换法”);若水平面绝对光滑,本实验将______(选填“能”或“不能”)达到探究目的;
(2)实验中若使用的木块质量较大,为保证较好的实验效果,请你说出采取的一种方法:______;
(3)由甲、乙两图可得实验结论:物体的动能大小与______有关;
(4)小明由乙、丙两图得出实验结论:物体的动能大小与质量有关,她的看法是否正确?______(选填“正确”或“错误”),理由是:______。
20. 在学习浮力的知识后,小华尝试将装有金属颗粒的试管作为实验仪器来比较液体密度的大小。现将该仪器分别置于甲、乙两种液体中,仪器均处于静止状态,此时用笔标记所记液面位置分别为A、B,如图(a)、(b)所示。
①以图(a)为例,尝试写出并分析该仪器静止时所受力的情况。
②根据图(a)、(b)所示现象,结合相关知识判断甲、乙液体密度大小的关系。(需写出判断的过程)
五、作图题(本题共1小题,共2分)
21. 如图甲所示,是现在比较流行的一种学生用的拉杆书包。拉杆书包可看成杠杆,如图乙所示,请画出拉杆书包如图静止时,拉杆书包对地面的压力以及施加在A点的最小动力的示意图。
六、计算题(本题共2小题,共19分)
22. 如图甲所示,底面积为S1足够高的圆柱形薄壁容器,装有h1深的水放在水平面上。现将一质量为m,高为h2,底面积为S2的均匀圆柱体物块竖直放入容器中,物体沉底(S1>S2,物体质量均匀且在水中始终沉底),如图乙所示。已如水的密度为ρ水。
求:
(1)圆柱体物块的密度是多少?
(2)图乙中物体静止时,物体排开的水的质量是多少?
(3)h1与h2满足什么关系时,物体放入容器中后,上表面刚好与水面相平?
23. 体重为500N的工人师傅用如图所示滑轮组提升建筑材料,在400N的拉作用下,使重为700N建筑材料匀速直上升了2m。不计绳重和摩擦,绳子承受拉足够。求:
(1)该过程中拉力做的功W拉。
(2)此过程滑轮组的机械效率η。
(3)该工人利用此滑轮组能提起物体的最大重力G物最大。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:
A、一节物理课的时间约为40min或45min,故A错误;
B、一名普通中学生所受的重力大约为500N,故B错误;
C、一只鸡蛋的质量约为50g,符合实际,故C正确;
D、我们现在所用的物理课本长度约为26cm,故D错误。
故选:C。
不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
本题考查学生对生活中常见物体的数据的了解情况,本题告诉我们一定要对实际生活中常见的物体做到熟知,以免闹了笑话自己还不知道。
2.【答案】C
【解析】解:两匹马在水平方向上分别用500N的力拉弹簧测力计的挂钩和拉环,两个拉力在同一条直线上、大小相等且方向相反,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(500N)为准,所以,测力计的示数是500N。
故选:C。
弹簧测力计处于静止状态,那么弹簧测力计所受到的一定是一对平衡力;根据力的作用是相互的得出弹簧测力计示数的大小。
此题主要考查对弹簧测力计读数的理解和掌握。要注意分析物体所处的状态,区分弹簧测力计的示数和弹簧所受到的合力的不同。
3.【答案】A
【解析】解:A、树枝对猴子的拉力和猴子所受的重力符合二力平衡的条件,所以是一对平衡力,故A正确;
B、猴子对树枝的作用力和猴子所受的重力作用在两个物体上、方向相同,所以不是一对平衡力,故B错误;
C、有质量就有重力,所以静止时需要重力的平衡力作用,故C错误;
D、猴子拉树枝的力和树枝拉猴子的力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选:A。
根据二力平衡的条件进行分析,即大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在一个物体上。
本题考查了学生对二力平衡条件的理解掌握,是一道基础题。
4.【答案】D
【解析】解:A、被击打出去的气排球可以继续向前飞行,是由于排球具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性力,故A错误;
B、竖直向上抛出的篮球达到最高点时,受到竖直向下的重力,受非平衡力作用,故B错误;
C、因物体间力的作用是相互的,扣球时,手对排球施加了力的作用,同时排球对手施加力的作用,故C错误;
D、出界的篮球滚动一段距离后停下来,是因为受到阻力作用,说明力可以改变物体的运动状态,故D正确。
故选:D。
(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性,惯性是物体本身的一种属性,惯性不是力,既不能说受到惯性,也不能说成惯性力;
(2)平衡力大小相等,方向相反,在同一直线上,在同一物体上;
(3)物体间力的作用是相互的;
(4)力的作用效果有两个:改变物体的形状和改变物体的运动状态。
本题考查了惯性、平衡力和相互作用力的区别以及力的作用效果,属于综合性题目。
5.【答案】B
【解析】解:
A、饮料管的一端剪成斜口,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B、图钉帽的面积做得较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B符合题意;
C、切蛋器装有很细的钢丝,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C不符合题意;
D、注射器的针头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D不符合题意。
故选:B。
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。
本题考查增大和减小压强的方法,压强问题在生活中应用非常广泛,解答此题类问题时要利用控制变量法研究。
6.【答案】C
【解析】解:A、机器人送饮料时,遇到障碍物突然停下,手里的饮料由于惯性仍保持原来的速度向前运动而洒出,惯性不是力,不做功,故A错误;
B、机器人在水平地面匀速前行过程中,餐盘的重力方向向下,但餐盘在重力方向上没有移动距离,所以餐盘的重力不做功,故B错误;
C、机器人在水平地面匀速前行过程中,机器人对餐盘的作用力方向向上,但餐盘在受力方向上没有移动距离,所以机器人对餐盘不做功,故C正确;
D、机器人端着餐盘水平启动时,高度不变,重力势能不变,因此不是重力势能转化为动能,故D错误。
故选:C。
(1)知道一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性。
(2)做功的两个必要因素:作用在物体上的力,物体在力的方向上移动的距离。
(3)动能的影响因素是质量和速度,重力势能的影响因素是质量和高度,据此判断。
本题考查了力是否做功的判断,是一道常见题。
7.【答案】C
【解析】解:
小明的体重小于爸爸的体重,都是从一楼步行上四楼,则h相等,根据W=Gh可知,爸爸做的功大于小明做的功;
小明和爸爸同时从一楼步行上四楼,小明先到四楼,则小明所用时间少,根据P=Wt可知,小明的功率可能等于爸爸的的功率,可能小于爸爸的功率,也可能大于爸爸的功率。
故选:C。
爬楼时,克服重力做功,根据W=Gh比较做功的多少;根据P=Wt比较功率的大小。
此题考查功和功率大小的比较,难度不大,关键是功和功率公式的熟练运用,属于基础题。
8.【答案】A
【解析】解:A.水面到容器顶部的距离h=h1-h2=8cm-6cm=2cm=0.02m,水对容器顶部的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa,故A正确;
B.水对容器底的压强p=p底=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa,由p=FS可得,水对容器底部的压力F=pS=800Pa×100×10-4m2=8N,故B错误;
C.因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以容器对桌面的压力为:F'=G容+G水=1N+7N=8N,故C错误;
D.水对容器底部的压强p=ρgh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa,故D错误。
故选:A。
(1)容器顶部到水面的距离等于弯管内的水面高度减去顶部到底部的高度,根据p=ρgh求出水对容器顶部的压强;
(2)根据公式p=ρ液gh求得水对容器底部的压强,已知容器的底面积,根据F=pS求出水对容器底部的压力;
(3)容器对桌面的压力等于水和容器的总重力。
本题考查了液体压强公式p=ρgh和压强定义式p=FS的应用,难点是计算容器顶部到液面的距离,这也是最容易出错的地方。
9.【答案】A
【解析】解:太空中是接近于完全失重状态,乒乓球受到的重力接近于零;
浮力随着重力产生的,是物体的上下表面所受压力差,乒乓球上下表面几乎没有受到压力,也没有压力差,所以乒乓球在水中几乎不受浮力,当把乒乓球放置在水中任意位置,乒乓球就会静止在该处,同样,把乒乓球放置在水面,则乒乓球能静止漂浮在水面。综上分析可知,选项A错误、BCD正确。
故选:A。
太空中是接近于完全失重状态,乒乓球受到的重力接近于零,而浮力随着重力产生的,是物体的上下表面所受压力差,据此据此逐一分析解答。
此题以社会热点问题—“天宫课堂”为载体,考查浮力产生的原因,属于中考热点题型,有一定难度,关键是知道太空中是接近于完全失重状态,乒乓球受到的重力接近于零,而浮力随着重力产生的。
10.【答案】ABC
【解析】解:
A、从B到C的过程,质量不变,高度变大,重力势能增大,速度变小,动能减小,故A正确;
B、由图可知,AB、CB之间的高度都为h,这说明小球在运动的过程中,机械能是守恒的,所以从B到C的过程,机械能保持不变,故B正确;
C、从A到C的过程中的机械能保持不变,B点的高度最低,质量不变,重力势能最小,则动能最大,故C正确;
D、到达C点时,小球的速度为零,此时小球受到拉力、重力的作用,这两个力不在同一条直线上,大小不等,受力不平衡,故D错误。
故选:ABC。
(1)影响动能大小的因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大。
(2)影响重力势能大小的因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。
(3)机械能是动能和重力势能的和,在铁球运动的过程中,空气阻力忽略不计,所以机械能守恒。
掌握影响动能、重力势能大小的因素。会判断动能、重力势能、机械能的大小变化以及能量的相互转化。
11.【答案】BD
【解析】解:AB、由题意知,三个容器质量相等,则重力相等,容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,而甲、乙、丙液体质量相等,重力相等,则三个容器放在水平桌面上时,对桌面的压力相等,三个容器底面积相同,根据p=FS可知,三容器对桌面的压强大小相等。故A错误,B正确;
CD、由图可知,乙容器为直壁容器,液体对容器底的压力等于液体的重力;甲容器上粗下细,液体对容器底的压力小于液体的重力;丙容器上细下粗,液体对容器底的压力大于液体的重力。所以,甲、乙、丙液体对容器底部的压力关系为F甲p甲,故C错误,D正确。
故选:BD。
容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,根据p=FS判断三容器对桌面的压强大小,对AB选项进行判断;
首先根据容器的形状判断容器内液体对容器底的压力,对C选项进行判断,然后根据p=FS判断三容器底部所受液体的压强大小,对D选项进行判断。
本题主要考查形状不规则的容器中,液体对容器底部压力的计算,这是本题的难点,也是重点,还要知道在水平面上,物体对水平面的压力等于物体自身的重力。
12.【答案】ACD
【解析】解:
A、由图知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.2N,故A正确;
B、由图知,刻度尺的分度值为1cm,钩码上升高度h=AB=10.0cm,
拉力端移动距离s=A'B'=45.0cm-25.0cm=20.0cm;
拉力F做的功:W总=Fs=1.2N×20×10-2m=0.24J,故B错;
C、有用功:W有用=Gh=mgh=0.2kg×10N/kg×10×10-2m=0.2J,
动滑轮的机械效率:
η=W有用W总=0.2J0.24J×100%≈83.3%,故C正确;
D、若在动滑轮下加挂钩码,额外功几乎不变,有用功增大,有用功在总功中所占的比例增大,可提高机械效率,故D正确。
故选:ACD。
A、弹簧测力计读数时,先确定弹簧测力计的分度值,再根据指针位置读数;
B、读出钩码上升高度、拉力端移动距离,利用W=Fs求拉力做功;
C、利用W=Gh=mgh求有用功,动滑轮的机械效率等于有用功与总功之比;
D、提高机械效率的方法:一是减小摩擦而减小额外功,二是增大提升物重。
本题是测量滑轮组的机械效率实验,考查了弹簧测力计、刻度尺的读数及功和机械效率的计算,在读数时,注意分度值,计算功时,注意单位换算。
13.【答案】大 快 匀速直线
【解析】解:力是改变物体运动状态的原因,(a)(b)两图相比,(a)图中小车运动的距离短,说明小车在(a)图比在(b)图受到的阻力大,速度减小的更快;
小车原来处于运动状态,若(c)图水平面光滑,则小车在水平方向上不受力的作用,根据牛顿第一定律可知,小车在该水平面上将做匀速直线运动。
故答案为:大;快;匀速直线。
其它条件一定时,接触面越光滑,小车受到的阻力越小,小车速度减小得越慢,运动得越远;根据现象推理,若小车不受阻力,将做匀速直线运动。
此题考查学生对牛顿第一定律的理解和掌握,本实验应用了控制变量法与科学推理法,掌握该方法的应用是正确解题的关键。
14.【答案】小于 小于
【解析】解:(1)小汽车在高速行驶时,打开天窗,天窗外空气流速大于车内空气的流速,天窗外空气的压强小于车内空气的压强,车内空气被“抽”到车外;
(2)因为小汽车顶部气流速度大于底部气流速度,底部的气压大于顶部的气压,产生向上的升力,所以小汽车对地面的压力会小于重力。
故答案为:小于;小于。
液体和气体都具有流动性,统称为流体.流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大;物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力。
掌握流体的流速和压强的关系,并能运用压强和流速的关系解释生活中有关流体压强的问题.
15.【答案】② 2×104 3×103
【解析】解:(1)由图可知,构件在浸入水的过程中排开水的体积逐渐变大,所以浮力也逐渐变大,则钢丝绳的拉力F2逐渐减小;当构件浸没后排开水的体积不变,所以浮力不变,钢丝绳的拉力F2也不变,因此反映钢丝绳拉力F2随h变化的图线是①,构件所受浮力F1随h变化的图线是②;
(2)从乙图中可以看出,当构件完全淹没时的高度为2m,则构件边长为2m;
当构件的下表面距江面4m深时,构件上表面受到江水的压强为:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×(4m-2m)=2×104Pa;
(3)由图乙可知,构件完全淹没时,拉力F2=1.6×105N,
构件体积:V=L3=(2m)3=8m3,
构件完全淹没时,V排=V=8m3,
由公式F浮=G-F拉、F浮=ρ液gV排可得:F浮=G-F2,即:ρ水gV排=ρgV-F2,
代入数值可得:1×103kg/m3×10N/kg×8m3=ρ×10N/kg×8m3-1.6×105N,
解得,构件的密度为:ρ=3×103kg/m3。
故答案为:②;2×104;3×103。
(1)由图可知,构件在浸入水的过程中排开水的体积逐渐变大,所以浮力也逐渐变大,则钢丝绳的拉力F2逐渐减小;当构件浸没后排开水的体积不变,所以浮力不变,钢丝绳的拉力F2也不变;
(2)当构件完全淹没时的高度则为构件的边长,再利用p=ρ水gh即可求出构件上表面受到江水的压强;
(3)利用体积公式求出其体积,根据图中可知构件完全浸没时的拉力,此时构件受到的浮力、重力以及拉力的关系为F浮=G-F2,然后将密度和体积代入可得ρ水gV排=ρgV-F2,将已知数据代入即可求出构件的密度。
本题考查压强、浮力、密度、重力的有关计算,重点是能从图中得出相关信息,难点是利用浮力、拉力以及构件重力的关系求构件的密度。
16.【答案】否 400
【解析】解:(1)从图丙可以看出,从0s至1s内,木箱没有移动距离,因此推力没有对木箱做功;
(2)由图象可知在3~5s内的运动速度v=1.0m/s,推力F=200N,
由v=st可得,在3-5s内移动的距离为:s=vt=1.0m/s×2s=2m,
推力做功:W=Fs=200N×2m=400J,
由图可知,5~6s没有外力作用在木箱上,不做功,3-6秒,推力F对木箱做功400J。
故答案为:(1)否;(2)400。
(1)做功的两个必要因素,一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离;
(2)根据丙图可知,3~5s物体在推力作用下做匀速直线运动,在5~6s内推力没有作用在物体上;推力在3~5s内对物体做了功,5~6s内推力没有做功,根据速度公式求出3~5s内物体在推力作用下移动的距离,根据W=Fs计算出推力做的功。
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。
17.【答案】水平 匀速直线 1.6 速度 压力 大 无关
【解析】解:(1)弹簧测力计显示拉力大小,弹簧测力计水平拉动A进行匀速直线运动时,水平方向上A受到拉力和滑动摩擦力作用,这两个力是平衡力,根据二力平衡条件,滑动摩擦力大小等于拉力大小;由图甲可知,弹簧测力计分度值为0.1A,示数为1.6N;
(2)以更快的速度拉动物块A,速度发生了变化,重复(1)中的操作,发现弹簧测力计的示数仍为F1,这说明两次实验中的滑动摩擦力大小相同,所以进行(1)、(3)比较图甲和图乙的两次实验可知,接触面的粗糙程度相同,压力不同,弹簧测力计的示数F2>F1,这说明压力越大,滑动摩擦力越大,故可以初步得出:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(4)如图丙所示,将两物块连在一起后,拉动物块,此时的压力不变,接触面的粗糙程度不变,接触面积发生了变化,重复(1)中的操作,比较图乙和图丙的两次实验,发现弹簧测力计的示数F3=F2,这说明滑动摩擦力大小不变,可以初步得出:滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。
故答案为:(1)水平;匀速直线;1.6;(2)速度;(3)压力;大;(4)无关。
(1)弹簧测力计显示拉力大小,弹簧测力计水平拉动木块进行匀速直线运动时,木块受到平衡力作用,滑动摩擦力等于拉力大小;首先确定弹簧测力计的分度值,然后读出弹簧测力计的示数;
(2)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,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据图中现象得出结论。
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,体现了对过程和方法的考查。
18.【答案】排尽注射器中的空气,同时防止空气再次进入针筒 刚开始滑动 FLV 活塞 减小摩擦 重力
【解析】解:(1)实验时,把活塞推至注射器筒底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔,目的是为了排尽注射器中的空气,同时防止空气再次进入针筒;
(2)用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
(5)活塞的面积S=VL,将测量结果代入压强公式得:p=FS=FVL=FLV。
①该实验中以活塞为研究对象;分析研究的是大气对活塞的压力;
②涂抹凡士林的好处:一是密封性好,二是减小摩擦;弹簧测力计和注射器保持在水平方向,弹簧测力计的拉力和大气压力才会是一对平衡力,可以减小重力的影响。
故答案为:(1)排尽注射器中的空气,同时防止空气再次进入针筒;(2)刚开始滑动;(5)FLV;①活塞;②减小摩擦;重力。
(1)实验中要排出注射器内的空气,这样在拉动活塞时,注射器内部会接近于真空,这样才能测出大气的压力;
(2)用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
(5)利用压强的公式p=FS可得出表达式;
明确实验的原理,分析出研究对象;
(3)涂抹凡士林的好处:一是减小摩擦,二是密封性好;当弹簧测力计和注射器筒不在水平方向时,活塞的重力会影响测得的拉力,从而影响测得的大气压。
利用注射器测量大气压时,用到的公式是p=FS所以要分别测大气压力F和活塞的横截面积S.利用二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力,利用几何知识可得出活塞的面积S,便可求出大气压的值了。对测量结果的评估则主要看是否对几个测量值造成了影响,造成了怎样的影响,最后确定是偏大或偏小。
19.【答案】木块被推动的距离 转换法 不能 提高铁球的释放高度 速度 错误 没有控制小球的速度相同
【解析】解:
(1)实验中通过观察木块移动的距离长短,来判断小球动能的大小,这里用到的物理学研究问题的方法是转换法;
若水平面绝对光滑,则木块运动时不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动,不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小,所以本实验将不能达到探究目的;
(2)实验中若使用的木块质量较大,铁球撞击木块时,木块移动的距离较小,实验现象不明显,为使实验有较明显的现象,可以通过增大铁球在斜面上的高度来增大铁球的速度,从而增大铁球的动能,增大对木块做功的多少,增大木块在水平面上滑行的距离;也可以通过减小接触面粗糙程度的方法来减小摩擦力,使木块在水平面上滑行距离增大;
(3)由甲、乙图可知,小球的质量相同,小球从同一斜面的不同高度由静止滑下,到达斜面底部时的速度不同,撞击木块后木块移动的距离不同,说明小球的动能不同,所以得出的实验结论为:物体的动能大小与速度有关;
(4)小明的看法是错误的,因为要探究动能与质量的关系,需要保证小球的速度相同,乙、丙两图中小球下落的高度不同,则到达水平面的速度不同,故不能得出动能大小与质量的关系。
故答案为:(1)木块被推动的距离;转换法;不能;(2)提高铁球的释放高度;(3)速度;(4)错误;没有控制小球的速度相同。
(1)实验中通过观察木块被推动的距离来比较物体动能的大小;根据牛顿第一定律,若水平面绝对光滑,则木块不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动,实验将不能达到探究目的;
(2)可以让铁球到达水平面时速度增大,或减小木块在水平面上受到的摩擦力两方面考虑;
(3)(4)影响动能大小的因素有物体的质量与速度,因此在探究和分析结论时,一定要注意控制变量法的运用,并据此得出结论。
掌握动能大小的影响因素,利用控制变量法和转换法,探究动能大小跟各因素之间的关系。
20.【答案】答:①该仪器在液体中时,受到竖直向下的重力和液体对它竖直向上的浮力的作用;仪器漂浮时,处于静止状态,受力平衡,所受浮力大小等于仪器的重力大小;
②由图可知,该仪器在甲、乙中均处于漂浮状态,且该仪器在乙液体中排开液体的体积大于它在甲液体中排开液体的体积,即:V排甲ρ乙。
【解析】①该仪器在液体中时,受到竖直向下的重力和液体对它竖直向上的浮力的作用;仪器漂浮时,处于静止状态,受力平衡,根据二力平衡条件分析二力大小关系;
②由图可知,该仪器在甲、乙中均处于漂浮状态。仪器重力不变,漂浮在两种液体中,仪器所受浮力大小均等于仪器的重力,由此可知该仪器在两种液体中浮力大小关系;由图可知,仪器在乙液体中排开液体的体积大于它在甲液体中排开液体的体积,根据F浮=ρ液gV排可知甲、乙液体密度大小的关系。
本题漂浮条件和阿基米德原理的应用,难度不大。
21.【答案】解:压力的作用点在接触面上,选择书包与地面接触点为作用点,从沿垂直于地面向下的方向画一条带箭头的线段,即为压力示意图;
由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,支点到动力作用点A的距离是最长的动力臂,动力的方向垂直于动力臂向上。如图所示:
【解析】(1)压力是垂直作用在物体表面上的力,由此画出压力示意图;
(2)要想抬起拉杆时的动力最小,就要求动力臂最长,支点到动力作用点的距离作为动力臂最长,根据力与力臂的关系可画出最小作用力F,根据杠杆平衡条件求得F。
本题考查压力的示意图和力臂的画法,求最小的力是常见的题型,关键是要找到离支点最远的点从而做出最长的力臂。
22.【答案】解:
(1)圆柱体的体积:V=S2h2,
圆柱体的密度:ρ=mV=mS2h2;
(2)容器内水的体积:
V水=S1h1,圆柱体物体放入容中,物体沉底,
因容器内水的体积不变,则此时容器内水的深度:h水'=V水S1-S2,
则圆柱体浸入水中的深度:h浸=h水',
故圆柱体排开水的体积:V排=S2h浸,
由ρ=mV可得,圆柱体排开水的质量:m排=ρ水V排=ρ水S2h浸=ρ水S2S1h1S1-S2;
(3)物体乙放入容中,物体沉底,
因容器内水的体积不变,且根据题意可知放入物体后容器内水的深度等于物体的高度h2,
所以有V水+V物=V总,即S1h1+S2h2=S1h2,
解得h2=S1h1S1-S2=S1S1-S2h1,此时乙中物体上表面刚好与水面相平。
答:(1)圆柱体物块的密度是mS2h2;
(2)图乙中物体静止时,物体排开的水的质量是ρ水S2S1h1S1-S2;
(3)h2=S1S1-S2h1时,物体放入容器中后,上表面刚好与水面相平。
【解析】(1)先根据V=Sh求出圆柱体的体积,然后根据密度公式求出圆柱体的密度;
(2)根据V=Sh求出水的体积,圆柱体物体放入容中,物体沉底,根据V=Sh求出此时容器内水的深度和圆柱体排开水的体积,再利用密度公式求出排开水的质量;
(3)物体乙放入容中,物体沉底,根据V=Sh求出此时容器内水的深度(水的深度等于物体乙的高度)。
本题考查了密度公式的综合应用,要注意最后一问中物体在水中始终沉底。
23.【答案】解:(1)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拉=Fs=400N×4m=1600J;
(2)滑轮组的机械效率:
η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF=700N2×400N=87.5%;
(3)因为不计绳重和摩擦时1n(G+G动),所以动滑轮的重力:
G动=nF-G=2×400N-700N=100N,
使用滑轮组时人向下的最大拉力大小等于人自身的重力,即F最大=G人=500N,
因为不计绳重和摩擦时1n(G+G动),所以用此滑轮组能提升的最大物重:
G物最大=nF最大-G动=2×500N-100N=900N。
答:(1)该过程中拉力做的功W拉为1600J;
(2)此过程滑轮组的机械效率η是87.5%;
(3)该工人利用此滑轮组能提起物体的最大重力G物最大为900N。
【解析】(1)由图可知n=2,绳子自由端移动的距离s=nh,利用W拉=Fs求拉力做的总功;
(2)利用η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF求滑轮组的机械效率;
(3)利用不计绳重和摩擦时F=1n(G+G动)求动滑轮的重力,使用滑轮组时人向下的最大拉力大小等于人自身的重力,利用不计绳重和摩擦时F=1n(G+G动)求用此滑轮组能提升的最大物重。
本题考查了使用滑轮组时绳子拉力、功和机械效率的计算,利用不计绳重和摩擦时F=1n(G+G动)是解题的关键。
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