陕西省汉中市城固县2021_2022学年八年级下学期期末调研检测物理试题(word版含答案)
展开这是一份陕西省汉中市城固县2021_2022学年八年级下学期期末调研检测物理试题(word版含答案),共34页。试卷主要包含了选择题,填空与作图题,实验与探究题,综合题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年陕西省汉中市城固县八年级(下)期末物理试卷
一、选择题(本大题共12小题,每小题3分,计36分.每小题只有一个选项是符合题目要求的)
1.如图所示的工具,属于费力杠杆的是( )
A.开瓶器 B.羊角锤
C.钳子剪导线 D.筷子
2.下列有关重力的说法,正确的是( )
A.一本物理课本的重力约为2N
B.物体的重力与它的质量无关
C.把物体带到月球上,其重力大小不变
D.物体的重心总是在物体上
3.如图所示,关于弹簧测力计,下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计必须竖直或水平放置,不得倾斜
B.使用前不必检查指针是否在“0”刻度线处
C.如图所示弹簧测力计的读数为4.3N
D.测量时,要使弹簧测力计的受力方向沿着弹簧的轴线方向
4.(3分)如图所示,公路两侧的甲、乙两条水渠由路面下的倾斜涵洞相连,两渠水面相平,涵洞中的水流方向,正确的说法是( )
A.水从水渠乙流向水渠甲 B.水从水渠甲流向水渠乙
C.因水面相平,水不流动 D.以上说法都不对
5.(3分)如图所示的望远镜,目镜和物镜都相当于凸透镜,用它来观察很远的物体,看到的是( )
A.正立的虚像 B.正立的实像 C.倒立的虚像 D.倒立的实像
6.(3分)羽毛球因为简单易学、老少皆宜,从而被广大人民群众喜爱.下列有关羽毛球运动的说法中,正确的是( )
A.在发球时,球拍对羽毛球的力大于羽毛球对球拍的力
B.羽毛球在接触球拍后方向改变,说明力可以改变物体的运动状态
C.如果羽毛球在上升过程中受到的力全部消失,羽毛球将下落
D.羽毛球在下落过程中,速度变快,惯性变大
7.(3分)如图所示,小华用凸透镜先后两次观察书本上的字,以下说法中正确的是( )
A.甲图成的是实像
B.乙图成的是虚像
C.甲图中的成像规律可应用于放大镜
D.乙图中的成像规律可应用于照相机
8.(3分)下列生活事例的分析,正确的是( )
A.“拔火罐”时广口瓶会牢牢吸在皮肤上,这是由于大气压的作用
B.气垫船利用压缩空气使船体与水面脱离接触,是为了减小受到水的压强
C.潜水艇是通过改变自身的体积来实现上浮下潜的
D.骆驼宽大的脚掌是为了增大压力
9.(3分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时,在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法中正确的是( )
A.光屏上成倒立、放大的实像
B.随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像将向上移动
C.透镜不动,蜡烛向右移动,光屏向左移动,可再次得到清晰的像
D.实验过程中,如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分,则光屏上的像是不完整的,且变暗
10.(3分)用质量相等的滑轮,组装成如图所示的两个装置,将同一重物提升相同高度。摩擦和绳重不计,下列分析中正确的是( )
A.两种方式所做的额外功相等 B.乙图中绳子自由端作用力较小
C.甲图中绳子自由端移动距离较小 D.增大提升高度,机械效率都会变大
11.(3分)近期,我国长江中下游许多省份因连续大雨发生洪涝灾害。抗洪抢险小分队成员帮老百姓把质量为240kg的重物搬到2m高的车上。为了省力采用5m的长木板搭了一个斜面(如图所示)。用1200N的力0.5min将重物匀速推到车上。下列说法中正确的是(g取10N/kg)( )
A.他对重物做了2400J的功 B.他做功的功率为300W
C.物体受到的摩擦力为240N D.该装置的机械效率为50%
12.(3分)有两根相同的缠有铜丝的木棒,将它们分别放入装有不同液体的两个烧杯中,会竖直立在液体中,静止时液面相平,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.液体的密度大小关系ρ甲>ρ乙
B.木棒排开液体的质量大小关系m甲=m乙
C.容器底部受到液体的压强大小关系p甲=p乙
D.木棒在液体中受到的浮力大小关系F甲<F乙
二、填空与作图题(本大题共10小题,计26分)
13.(2分)如图为我国宋代研制的一种攻击武器——床弩,扣动扳机,箭被发射出去,最远可至三百步,弓被拉弯表明力可以改变物体的 ,箭离开弩弦后能继续运动,可以说明箭具有 .
14.(3分)春天校园里鲜花盛开,小明用照相机将美丽的鲜花拍摄了下来。照相机的镜头对光线有 (选填“会聚”或“发散”)作用。若想使鲜花的像更大一些,应使镜头 (选填“靠近”或“远离”)鲜花。若小明想在物距不变的情况下,增大取景范围可以将焦距调 (选填“大”或“小”)一些。
15.(3分)如图所示,在一个标准大气压下,利用1m长的玻璃管做托里拆利实验,若将玻璃管倾斜放置,管中水银柱的高度将 (选填“增大”“减小”或“不变”);若用水来代替水银做实验,水 (选填“会”或“不会”)充满玻璃管;若将该装置从山底移到山顶,测量的大气压将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
16.(3分)现代生活,智能手机给人们带来了许多便利,但是长时间使用手机容易使眼睛的晶状体变厚,折光能力变 (选填“强”或“弱”),成像落在视网膜 (填“前方”或“后方”)从而形成近视眼,为矫正近视眼应佩戴由 透镜片做的眼镜。
17.(3分)如图所示,用手握住重10N的瓶子保持静止,手的握力为15N,此时瓶子受到的静摩擦力大小为 N,方向 ,当手对瓶子的压力增大,瓶子受到的摩擦力 (选填“增大”“不变”或“减少”)。
18.(3分)放学了,小聪背着书包回家,先水平走一段距离进入楼梯,然后爬楼梯上到2楼。水平行走时小聪对书包 (选填“做了”或“没有做”)功。若小聪质量为60kg,体能测试中他在1min内跳了180次绳,每次跳的平均高度为5cm,他每次跳起时克服重力做功 J,他跳绳时的功率是 W。(g=10N/kg)
19.(3分)一种新的防溺水游泳衣,当泳衣在距水面下50cm以上,且时间超过20s时,泳衣上的充气开关被触发给泳衣充气,将人体浮出水面挽救人的生命.在水下50cm处,泳衣受到水的压强为 Pa;该泳衣充气后的体积为1.7×10﹣2m3,当它完全浸没在水中时受到的浮力为 N;将人体浮出水面的过程,人体受到的重力 (选填“大于”“小于”或“等于”)人体与泳衣受到的总浮力(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。
20.(2分)请在图中画出平行主光轴和通过光心的光线经过凸透镜之后的光线。
21.(2分)如图,一个苹果漂浮在水面上,请画出它所受重力和浮力的示意图。
22.(2分)如图是用于消毒的手压喷壶,O点为支点,请在A点画出所用最小动力F的示意图及其力臂l。
三、实验与探究题(本大题共4小题,计22分)
23.(5分)按要求填空:
(1)如图甲所示,将凸透镜正对太阳光,在平行于凸透镜的另一侧放置一张白纸,移动凸透镜在白纸上得到一个最小、最亮的光斑,测出白纸到凸透镜中心的距离为10.0cm,则该凸透镜的焦距为 cm。
(2)如图乙所示,是探究阻力对物体运动的影响的实验装置。水平木板表面越光滑,小车在水平木板上滑行的距离 (选填“越大”或“越小”),这个实验 (选填“能”或“不能”)直接得出牛顿第一定律。
(3)如图丙所示,向两张平行下垂的纸片间吹气,这时会发现两张纸片 (选填“靠近”或“分离”),原因是两张纸片中间空气流动速度大,压强 ,纸片被大气压力压向中间。
24.(5分)小聪在探究“浮力大小与哪些因素有关”,其实验过程如图所示.
(1)分析图①、②、③可知,浮力大小跟 有关.
(2)分析图①、③、④可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度 (选填“有关”或“无关”).
(3)分析图 可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体的密度有关.
(4)小聪想探究浮力的大小与物体重力是否有关,他选取了一个和物体A体积 (选填“相同”或“不同”)的物体B,测得物体B的重力为3N,完全浸没在盐水中时弹簧测力计的示数为1.8N,与上述实验比较可得出物体所受浮力大小与物体重力 (选填“有关”或“无关”).
25.(6分)如图所示是小强探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验。
(1)小强用测力计 拉一木块进行了三次正确的实验操作。
(2)实验情景如图甲、乙、丙所示,在乙图中,木块受到的滑动摩擦力大小等于 N。
(3)比较 两图的实验可知:当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(4)比较甲、丙两图可得结论:当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力 。
(5)小明还发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示。此过程中,木块处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的滑动摩擦力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
26.(6分)学习了杠杆知识后,小明利用身边的物品来“探究杠杆平衡条件”.如图所示,他选择的器材有:铅笔、橡皮擦若干(每块橡皮擦的重力为0.1N)、细线、刻度尺等.
实验
左侧橡皮擦个数n1/个
左侧橡皮擦悬挂点距支点距离s1/cm
右侧橡皮擦个数n2/个
右侧橡皮擦悬挂点距支点距离s2/cm
1
3
3.0
1
9.0
2
3
5.0
2
7.5
3
4
3.5
7.0
(1)小明将细线系在铅笔的中部位置,铅笔静止后如图甲所示,此时铅笔处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;
(2)他想调节铅笔水平平衡,应将细线向 (选填“左”或“右”)适当移动,让铅笔在水平位置平衡,这样做除了可以消除铅笔的重力对实验的影响外,还便于 。
(3)接下来小明把数量不等的橡皮擦分别挂在铅笔两侧,然后用刻度尺测出橡皮擦悬挂点距支点的距离,实验数据如表格所示.在第三次实验中n2= 时铅笔才能在水平位置平衡.
(4)如图乙所示,铅笔水平平衡后,小明不小心将前端细长的铅笔芯弄断了(如图丙),他立刻将铅笔芯放到左端细线下方固定(如图丁),则松手后铅笔 (选填字母序号)。
A.左端下沉
B.右端下沉
C.仍然水平平衡
(5)为了得到更多组数据,小明准备改变支点两侧橡皮擦的数量继续进行实验,断掉的铅笔芯怎么处理呢?为了方便,小明保持悬挂铅笔的细线位置不动,将铅笔芯放到悬挂铅笔细线的正下方固定好.你觉得这样做合理吗? (选填“合理”或“不合理”).
四、综合题(本大题共2小题,计16分)
27.(8分)如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰).其满载时的排水量为7×103t.(海水密度近似取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)驱逐舰满载时从海水密度较大的海域驶入密度较小的海域,排开海水的体积 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)在水面下3m深处舰体上面积为0.2m2的小窗户受到水的压力;
(3)驱逐舰满载时,受到的浮力;
(4)驱逐舰满载时排开水的体积.
28.(8分)在小型建筑工地,常用简易的起重设备竖直吊起建筑材料,其工作原理相当于如图所示的滑轮组。某次将总重力G=4000N的砖块匀速吊起到高为5m的楼上,用时20s,拉力F为2500N。不计绳重及摩擦,求在此过程中:
(1)拉力F的功率;
(2)额外功和动滑轮的重力G动;
(3)若提升物体的重力增加1000N,求滑轮组的机械效率。
2021-2022学年陕西省汉中市城固县八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共12小题,每小题3分,计36分.每小题只有一个选项是符合题目要求的)
1.(3分)如图所示的工具,属于费力杠杆的是( )
A.开瓶器 B.羊角锤
C.钳子剪导线 D.筷子
【分析】结合图片和生活经验,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。
【解答】解:A、开瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C、钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查的是杠杆的分类,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。
2.(3分)下列有关重力的说法,正确的是( )
A.一本物理课本的重力约为2N
B.物体的重力与它的质量无关
C.把物体带到月球上,其重力大小不变
D.物体的重心总是在物体上
【分析】(1)首先估计物理课本的质量,然后利用G=mg得到重力;
(2)重力的作用点是重心,重心可以在物体上,也可以在物体外;
(3)物体的重力与质量成正比;
(4)物体在月球上受到的重力是地球上重力的六分之一。
【解答】解:A、一本物理课本的重力约200g=0.2kg,受到的重力为G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,故A正确;
B、由G=mg可知,物体的重力与质量成正比,故B错误;
C、如果将月饼带到月球上,其重力是地球上重力的六分之一,即它的重力将变小,故C错误;
D、物体的重心不一定都在物体上,例如圆环,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了重力相关知识,是一道基础题。
3.(3分)如图所示,关于弹簧测力计,下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计必须竖直或水平放置,不得倾斜
B.使用前不必检查指针是否在“0”刻度线处
C.如图所示弹簧测力计的读数为4.3N
D.测量时,要使弹簧测力计的受力方向沿着弹簧的轴线方向
【分析】根据弹簧测力计的使用注意事项:
(1)观察测力计的量程及分度值,加在测力计上的力不能超过其量程;
(2)使用前将测力计的指针调到零;
(3)使用时力的方向应与弹簧的轴线方向一致,保证各部分之间无摩擦。
【解答】解:A、弹簧测力计测量力的大小时,只要使用时力的方向应与弹簧的轴线方向一致即可,不一定竖直或水平放置,故A错误;
B、每次使用弹簧测力计是都要观察指针是否指在零刻度线,不在零刻度线的就要校零,故B错误;
C、在弹簧测力计上,1N之间有5个小格,一个小格代表0.2N,即弹簧测力计的分度值为0.2N,指针在“4”后3个小格处,所以弹簧测力计的示数为4.6N,故C错误;
D、弹簧测力计测量力时,要使弹簧测力计的受力方向沿着弹簧的轴线方向,避免弹簧与外壳产生摩擦,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查的是弹簧测力计的使用方法和使用时的注意事项,弹簧测力计是我们研究力学时都要用到的,需要掌握。
4.(3分)如图所示,公路两侧的甲、乙两条水渠由路面下的倾斜涵洞相连,两渠水面相平,涵洞中的水流方向,正确的说法是( )
A.水从水渠乙流向水渠甲 B.水从水渠甲流向水渠乙
C.因水面相平,水不流动 D.以上说法都不对
【分析】涵洞是一种连通器,连通器的特点是:窗口中装有同种液体并且不流动时,各容器内的液面保持相平。
【解答】解:根据连通器的特点,现在甲、乙两容器的液面已经相平了,故涵洞内的水不会流动。涵洞的倾斜放置,只是本题的干扰因素。
故选:C。
【点评】记住连通器的特点。生活中的锅炉水位计、自动喂水器、洗手盆的回水弯、过桥涵洞、船闸等等都是连通器。
5.(3分)如图所示的望远镜,目镜和物镜都相当于凸透镜,用它来观察很远的物体,看到的是( )
A.正立的虚像 B.正立的实像 C.倒立的虚像 D.倒立的实像
【分析】望远镜的原理:望远镜包括物镜和目镜,物镜相当于照相机,成倒立缩小的实像,目镜相当于放大镜,成正立放大的虚像。
【解答】解:
望远镜由两组凸透镜组成,物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成倒立,缩小的实像,相当于照相机,这个倒立缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置,目镜的作用相当于一个放大镜,这个实像经过目镜成一个正立、放大的虚像,综上可知,望远镜观察很远的物体,看到的是倒立虚像,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对望远镜成像原理的掌握,难度不大,属于光学知识的考查。
6.(3分)羽毛球因为简单易学、老少皆宜,从而被广大人民群众喜爱.下列有关羽毛球运动的说法中,正确的是( )
A.在发球时,球拍对羽毛球的力大于羽毛球对球拍的力
B.羽毛球在接触球拍后方向改变,说明力可以改变物体的运动状态
C.如果羽毛球在上升过程中受到的力全部消失,羽毛球将下落
D.羽毛球在下落过程中,速度变快,惯性变大
【分析】(1)物体间力的作用是相互的,物体受到力的同时,也对另一个物体施加了力,一对相互作用力的大小相等。
(2)力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状即使物体发生形变;②力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。
(3)物体没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(4)惯性大小与质量有关,与速度无关。
【解答】解:A、物体间力的作用是相互的,一对相互作用力的大小相等,在发球时,球拍对羽毛球的力等于羽毛球对球拍的力,故A错误;
B、羽毛球在接触球拍后方向改变,说明力可以改变物体的运动状态,故B正确;
C、如果羽毛球在上升过程中受到的力全部消失,羽毛球将向上做匀速直线运动,故C错误;
D、羽毛球在下落过程中,速度变快,由于质量不变,所以惯性不变,故D错误。
故选:B。
【点评】理解力的作用相互性、力的作用效果、牛顿第一定律、影响惯性的因素,可解答此题。
7.(3分)如图所示,小华用凸透镜先后两次观察书本上的字,以下说法中正确的是( )
A.甲图成的是实像
B.乙图成的是虚像
C.甲图中的成像规律可应用于放大镜
D.乙图中的成像规律可应用于照相机
【分析】凸透镜成像规律:
①物距小于焦距成正立放大虚像,物像同侧。应用是放大镜。
②物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像,像距大于二倍焦距。应用是幻灯机、投影仪。
③物距等于二倍焦距成倒立等大实像,像距等于二倍焦距。
④物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距。应用是照相机。
⑤凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小。
【解答】解:
AB、实像都是倒立的,虚像都是正立的,则甲图中成的是虚像,乙图中成的是实像,故A错误;
CD、甲图成正立、放大的虚像,物距小于焦距,应用与放大镜;乙图成倒立、放大的实像,成像规律可应用于投影仪,而照相机成的是倒立、缩小的实像,故C正确,D错误。
故选:C。
【点评】本题要求学生熟练掌握凸透镜成像的规律及应用,难度不大。
8.(3分)下列生活事例的分析,正确的是( )
A.“拔火罐”时广口瓶会牢牢吸在皮肤上,这是由于大气压的作用
B.气垫船利用压缩空气使船体与水面脱离接触,是为了减小受到水的压强
C.潜水艇是通过改变自身的体积来实现上浮下潜的
D.骆驼宽大的脚掌是为了增大压力
【分析】(1)拔火罐是利用大气压来工作的;
(2)减小摩擦的方法:减小压力;减小接触面粗糙程度;滚动代替滑动;使接触面脱离;
(3)潜水艇是靠改变自重来实现上浮和下潜的;
(4)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强。
【解答】解:A、“拔火罐”时,先将酒精棉球在瓶内燃烧一下,瓶内空气由于受热被排出去,此时迅速把瓶口扣在皮肤上,使瓶内气体温度升高,等到罐内的空气冷却后,内面空气压强降低,小于外面的大气压,外面的大气压就将广口瓶紧紧地压在皮肤上了,故A正确;
B、气垫船在海上航行时利用压缩空气使船体与水面脱离接触,是为了减小气垫船和海水的摩擦力,故B错误;
C、潜水艇的体积不变,浸没在水中受到的浮力大小不变,它的上浮和下潜是靠改变自身重力来实现的,故C错误;
D、骆驼具有宽大的脚掌,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:A。
【点评】本题考查了减小摩擦的方法、潜水艇的原理、大气压的应用、减小压强的方法等知识,属于基础题目。
9.(3分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时,在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法中正确的是( )
A.光屏上成倒立、放大的实像
B.随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像将向上移动
C.透镜不动,蜡烛向右移动,光屏向左移动,可再次得到清晰的像
D.实验过程中,如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分,则光屏上的像是不完整的,且变暗
【分析】A、u>v,成倒立、缩小的实像;
B、根据穿过光心的光线方向不变分析;
C、凸透镜成实像时,物近像远像变大;
D、实验过程中,如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分,仍有光线穿过凸透镜,仍能成完整的像。
【解答】解:A、从图中可知,u>v,光屏上成倒立、缩小的实像,故A错误;
B、随着蜡烛燃烧变短,根据穿过光心的光线方向不变可知,光屏上的像将向上移动,故B正确;
C、凸透镜成实像时,物近像远像变大,蜡烛向右移动,光屏向右移动,可再次得到清晰的像,故C错误;
D、实验过程中,如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分,仍有光线穿过凸透镜,光屏上的像是完整的,且变暗,故D错误。
故选B。
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用,有一定难度。
10.(3分)用质量相等的滑轮,组装成如图所示的两个装置,将同一重物提升相同高度。摩擦和绳重不计,下列分析中正确的是( )
A.两种方式所做的额外功相等
B.乙图中绳子自由端作用力较小
C.甲图中绳子自由端移动距离较小
D.增大提升高度,机械效率都会变大
【分析】(1)不计绳重及摩擦,根据W额=G动h判断额外功大小关系;
(2)不计绳重及摩擦,根据F=(G+G动)比较绳子拉力的关系;
(3)由图可知连接动滑轮绳子的股数,根据s=nh判断绳子自由端移动的距离;
(4)根据η=可知滑轮组机械效率的变化。
【解答】解:
A、不计绳重及摩擦,滑轮重相同,提升物体的高度相同,所做有用功相等,由W额=G动h可知两种方式所做额外功相等,故A正确;
B、由题可知,n甲=2,n乙=2,滑轮的重力相同,提升物体的重力也相同,不计绳重及摩擦,图甲中绳子受的拉力:F甲=(G+G动),图乙中绳子的拉力F2=(G+G动),所以,F甲=F乙,故B错误;
C、由图可知,提升物体的高度h相同,由s=nh可知,绳自由端移动距离s甲=s乙,故C错误;
D、根据η===可知,滑轮组的机械效率与提升的高度无关,当增大提升高度,滑轮组的效率不变,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了使用滑轮组时n的确定方法,有用功、额外功、总功的计算方法,不计摩擦和绳重时拉力的求法,解答本题的关键在于确定额外功相等。
11.(3分)近期,我国长江中下游许多省份因连续大雨发生洪涝灾害。抗洪抢险小分队成员帮老百姓把质量为240kg的重物搬到2m高的车上。为了省力采用5m的长木板搭了一个斜面(如图所示)。用1200N的力0.5min将重物匀速推到车上。下列说法中正确的是(g取10N/kg)( )
A.他对重物做了2400J的功
B.他做功的功率为300W
C.物体受到的摩擦力为240N
D.该装置的机械效率为50%
【分析】(1)根据G=mg求重物的重力,根据W=Gh求出克服重力做的有用功;
(2)已知拉力F与斜面长,利用W=Fs计算总功,利用P=可求功率;
(3)总功减去有用功可得额外功,再利用W额=fs可求物体受到的摩擦力;
(4)知道有用功和总功,根据机械效率公式求出机械效率。
【解答】解:
A、重物的重力:G=mg=240kg×10N/kg=2400N,对重物做的有用功:W有用=Gh=2400N×2m=4800J,故A错误;
B、他做的总功:W总=Fs=1200N×5m=6000J;做功的功率为:P===200W,故B错误;
C、额外功:W额=W总﹣W有=6000J﹣4800J=1200J,
根据W额=fs可得,物体受到的摩擦力:f===240N,故C正确;
D、斜面装置的机械效率:η=×100%=×100%=80%,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、机械效率、摩擦力的计算方法,常见题目。
12.(3分)有两根相同的缠有铜丝的木棒,将它们分别放入装有不同液体的两个烧杯中,会竖直立在液体中,静止时液面相平,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.液体的密度大小关系ρ甲>ρ乙
B.木棒排开液体的质量大小关系m甲=m乙
C.容器底部受到液体的压强大小关系p甲=p乙
D.木棒在液体中受到的浮力大小关系F甲<F乙
【分析】(1)根据物体漂浮,浮力等于重力,比较浮力大小,根据阿基米德原理判断出木棒排开液体质量的大小;
由图可知,木棒排开液体体积的关系,根据阿基米德原理判断液体的密度关系;
(2)根据液体压强公式判断两个容器底部所受液体的压强关系。
【解答】解:ABD、由图可知,木棒在两液体中均处于漂浮状态,根据物体浮沉条件可知,F浮=G棒,两个木棒完全相同,则重力相同,所以木棒在两种液体中所受的浮力相等;即F甲=F乙,根据阿基米德原理F浮=G排知,排开液体的重力相等,根据G=mg知排开液体的质量也相等,故B正确,D错误;
由图知,甲中木棒排开液体的体积大于乙中排开液体的体积,根据F浮=ρgV排可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,即ρ甲<ρ乙,故A错误;
C、因ρ甲<ρ乙,液面高度相同,根据p=ρgh可知,两个容器底部所受液体的压强p甲<p乙,故C错误。
故选:B。
【点评】本题考查了阿基米德原理、物体漂浮条件和液体压强公式的应用,利用好物体漂浮条件F浮=G是解此类题目的关键。
二、填空与作图题(本大题共10小题,计26分)
13.(2分)如图为我国宋代研制的一种攻击武器——床弩,扣动扳机,箭被发射出去,最远可至三百步,弓被拉弯表明力可以改变物体的 形状 ,箭离开弩弦后能继续运动,可以说明箭具有 惯性 .
【分析】(1)力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状即使物体发生形变。②力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。
(2)任何物体都具有惯性,即保持原运动状态不变的性质。
【解答】解:弓被拉弯说明力可以改变物体的形状。箭离开弩弦后能继续前进,说明箭具有惯性。
故答案为:形状;惯性。
【点评】理解力的两个作用效果、理解惯性概念,可解答此题。
14.(3分)春天校园里鲜花盛开,小明用照相机将美丽的鲜花拍摄了下来。照相机的镜头对光线有 会聚 (选填“会聚”或“发散”)作用。若想使鲜花的像更大一些,应使镜头 靠近 (选填“靠近”或“远离”)鲜花。若小明想在物距不变的情况下,增大取景范围可以将焦距调 小 (选填“大”或“小”)一些。
【分析】凸透镜对光线有会聚作用;
凸透镜成倒立、缩小的实像,u>2f,应用于照相机和摄像机上。
凸透镜成实像规律,物近像远像变大;物距不变时,凸透镜的焦距越小,则像距越小,所成实像越小。
【解答】解:照相机的镜头相当于凸透镜,因此照相机的镜头对光线有会聚作用;
用照相机拍照时,景物在镜头的二倍焦距以外,在底片上成倒立、缩小的实像;由凸透镜成实像的规律“物近像远像变大”可知,若要把鲜花的像拍得更大一些,则应使照相机镜头靠近鲜花;
若小明想在物距不变的情况下,要想增大取景范围,即像变小,需要减小焦距(相当于增大了物距)。
故答案为:会聚;靠近;小。
【点评】本题考查了凸透镜对光线的作用、凸透镜的成像规律和应用,难点在第3空。
15.(3分)如图所示,在一个标准大气压下,利用1m长的玻璃管做托里拆利实验,若将玻璃管倾斜放置,管中水银柱的高度将 不变 (选填“增大”“减小”或“不变”);若用水来代替水银做实验,水 会 (选填“会”或“不会”)充满玻璃管;若将该装置从山底移到山顶,测量的大气压将 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【分析】(1)在托里拆利实验中,水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的,在玻璃管顶端真空的情况下,管内外水银柱的高度差一般不会改变,与玻璃管的粗细、倾斜程度、管的上下运动、水银槽中水银的多少无关;
(2)根据p=ρ水银gh水银=ρ水gh水求出一标准大气压支撑水柱的高度,然后与玻璃管的长度相比较判断水是否充满玻璃管;
(3)大气压与海拔高度有关,海拔越高,大气压越小。
【解答】解:(1)将玻璃管倾斜一些,大气压不变,水银柱高度也不变,但长度会变大一些;
(2)由p=ρ水银gh水银=ρ水gh水可得,一标准大气压支撑水柱的高度h水=h水银=×0.76m=10.336m,
因玻璃管的长度1m远小于10.336m,所以如果用水来代替水银做实验,水会充满玻璃管,测不出大气压的值;
(3)海拔越高,压强越小,若将该装置从山底移到山顶,测量的大气压将变小。
故答案为:不变;会;变小。
【点评】本题考查了多种情况下水银柱高度的变化情况,在解答时,要抓住托里拆利实验的原理﹣﹣大气压与管内水银柱压强是相等的,故大气压不变的情况下,水银柱产生的压强也是不变的,即水银柱高度不变。
16.(3分)现代生活,智能手机给人们带来了许多便利,但是长时间使用手机容易使眼睛的晶状体变厚,折光能力变 强 (选填“强”或“弱”),成像落在视网膜 前方 (填“前方”或“后方”)从而形成近视眼,为矫正近视眼应佩戴由 凹 透镜片做的眼镜。
【分析】近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,像成视网膜前方,应佩戴发散透镜使光线推迟会聚。
【解答】解:过度用手机玩游戏容易使眼睛的晶状体变厚,折光能力增强,来自远处某点的光会聚在视网膜前方,形成近视眼;应佩戴发散透镜使光线推迟会聚,因凹透镜对光线有发散作用,所以近视眼应该配戴凹透镜才能看清远处的物体。
故答案为:强;前方;凹。
【点评】解决此类问题要结合近视眼的成因和纠正方法进行分析,同时提醒现在的中学生要注意用眼卫生。
17.(3分)如图所示,用手握住重10N的瓶子保持静止,手的握力为15N,此时瓶子受到的静摩擦力大小为 10 N,方向 竖直向上 ,当手对瓶子的压力增大,瓶子受到的摩擦力 不变 (选填“增大”“不变”或“减少”)。
【分析】瓶子静止悬在空中处于平衡状态,符合二力平衡条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线上。所以,瓶子受到手竖直向上的摩擦力始终等于瓶子的重力。
【解答】解:(1)手与瓶子间的摩擦力是静摩擦力,此时瓶子静止,在竖直方向上受到的静摩擦力与重力相等,方向相反,其大小为10N,方向为竖直向上;
(2)增大手对瓶子的握力,瓶子处于静止状态,受到的重力和摩擦力是平衡力,由于瓶子的重力未发生变化,故瓶子受到的静摩擦力将不变.
故答案为:10;竖直向上;不变。
【点评】本题考查学生对摩擦力和二力平衡条件的理解和运用,理解相关概念和原理是解答的关键。
18.(3分)放学了,小聪背着书包回家,先水平走一段距离进入楼梯,然后爬楼梯上到2楼。水平行走时小聪对书包 没有做 (选填“做了”或“没有做”)功。若小聪质量为60kg,体能测试中他在1min内跳了180次绳,每次跳的平均高度为5cm,他每次跳起时克服重力做功 30 J,他跳绳时的功率是 90 W。(g=10N/kg)
【分析】(1)做功的两个必要因素:作用在物体上的力、物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致),二者缺一不可。
(2)先利用G=mg求出该同学的重力,知道每次跳的高度,利用公式W=Gh计算出他跳一次绳做的功,知道1min内跳绳的次数,进一步求出做的总功,又知道做功时间,最后利用公式P=求出跳绳时的功率。
【解答】解:(1)水平行走时,小聪对书包的力竖直向上,距离的方向水平向前,力与距离的方向垂直,所以小聪对书包没有做功;
(2)该同学受到的重力:G=mg=60kg×10N/kg=600N,
每次跳的高度:h=5cm=0.05m,
他每次跳起时克服重力做功:W=Gh=600N×0.05m=30J;
在1min内跳绳做的总功:W总=W×180=30J×180=5400J,
t=1min=60s,
则跳绳时的功率为:P===90W。
故答案为:没有做;30;90。
【点评】本题考查了力是否做功的判断方法,以及功与功率的计算,属于对基础知识的考查,难度不大。
19.(3分)一种新的防溺水游泳衣,当泳衣在距水面下50cm以上,且时间超过20s时,泳衣上的充气开关被触发给泳衣充气,将人体浮出水面挽救人的生命.在水下50cm处,泳衣受到水的压强为 5×103 Pa;该泳衣充气后的体积为1.7×10﹣2m3,当它完全浸没在水中时受到的浮力为 170 N;将人体浮出水面的过程,人体受到的重力 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)人体与泳衣受到的总浮力(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。
【分析】(1)根据p=ρgh求出泳衣受到水的压强;
(2)根据F浮=ρ液gV排求出泳衣完全浸没在水中时受到的浮力;
(3)物体上浮时,受到重力小于浮力。
【解答】解:(1)在水下50cm处,泳衣受到水的压强为:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa;
(2)当泳衣完全浸没在水中时受到的浮力为:F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1.7×10﹣2m3=170N;
(3)当物体上浮时,受到重力小于浮力,故人体浮出水面的过程,人体受到的重力小于人体与泳衣受到的总浮力。
故答案为:5×103;170;小于。
【点评】本题主要考查了液体压强、浮力及物体沉浮条件的应用,比较基础。
20.(2分)请在图中画出平行主光轴和通过光心的光线经过凸透镜之后的光线。
【分析】在作凸透镜的光路图时,首先要仔细观察入射光线的特点,然后再根据透镜的光学特点来作图。
【解答】解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点;过凸透镜光心的光线传播方向不改变。如图所示:
【点评】凸透镜的三条特殊光线:①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴;②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点;③过凸透镜光心的光线传播方向不改变。
21.(2分)如图,一个苹果漂浮在水面上,请画出它所受重力和浮力的示意图。
【分析】漂浮在水面上的物体,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,并且这两个力是一对平衡力。据此根据力的示意图的画法画出这两个力即可
【解答】解:漂浮在水面上的物体,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,并且这两个力是一对平衡力;
大致找到苹果的重心,然后过重心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条带箭头的线段表示出重力和浮力,二者大小相等,并标出G和F浮,如下图所示:
【点评】作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点;注意浮力和重力的方向是固定的,并且表示平衡力的线段长度要相等。
22.(2分)如图是用于消毒的手压喷壶,O点为支点,请在A点画出所用最小动力F的示意图及其力臂l。
【分析】由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,当动力臂最大时,动力最小,即最省力。连接支点和力的作用点A即是最大动力臂,当作用力与之垂直时,作用力最小。
【解答】解:动力臂越长越省力,最长的动力臂即支点与动力作用点的连线,即线段OA,从A点向右画出垂直于OA的力,如图所示:
【点评】本题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出:在阻力与阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小的结论。
三、实验与探究题(本大题共4小题,计22分)
23.(5分)按要求填空:
(1)如图甲所示,将凸透镜正对太阳光,在平行于凸透镜的另一侧放置一张白纸,移动凸透镜在白纸上得到一个最小、最亮的光斑,测出白纸到凸透镜中心的距离为10.0cm,则该凸透镜的焦距为 10.0 cm。
(2)如图乙所示,是探究阻力对物体运动的影响的实验装置。水平木板表面越光滑,小车在水平木板上滑行的距离 越大 (选填“越大”或“越小”),这个实验 不能 (选填“能”或“不能”)直接得出牛顿第一定律。
(3)如图丙所示,向两张平行下垂的纸片间吹气,这时会发现两张纸片 靠近 (选填“靠近”或“分离”),原因是两张纸片中间空气流动速度大,压强 小 ,纸片被大气压力压向中间。
【分析】(1)凸透镜对光线有会聚作用,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,所以白纸上得到一个最小、最亮的光斑即焦点,焦点到光心的距离即为焦距;
(2)由实验知接触面越光滑,阻力越小,小车滑行的距离越远,速度减小的越慢,如水平表面绝对光滑,该平面上运动的物体在水平方向上不受力,它将做匀速直线运动;
(3)分析纸两侧的空气流动速度,根据流体压强跟流速的关系,判断纸两侧压强大小,分析纸的运动情况。
【解答】解:(1)凸透镜对光线有会聚作用,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,所以白纸上得到一个最小、最亮的光斑即焦点,焦点到光心的距离即为焦距,白纸到凸透镜中心的距离为10.0cm,则该凸透镜的焦距为10.0cm;
(2)由实验现象知,接触面越光滑,摩擦力越小,小车运动的距离越大,速度减小的越慢,由此可以推理:假如水平表面绝对光滑,该平面上运动的物体在水平方向上不受力,它将做匀速直线运动,由此推理得出牛顿第一定律,故牛顿第一定律不能直接得出;
(3)向平行竖放的两张纸中间吹气,两张纸中间空气流速大、压强小,纸外侧压强大,两张纸中间的气压小于外侧的气压,把纸压向中间。
故答案为:(1)10.0;(2)越大;不能;(3)靠近;小。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系、阻力对物体运动的影响实验、测量凸透镜焦距的方法,属于基础题。
24.(5分)小聪在探究“浮力大小与哪些因素有关”,其实验过程如图所示.
(1)分析图①、②、③可知,浮力大小跟 物体排开液体的体积 有关.
(2)分析图①、③、④可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度 无关 (选填“有关”或“无关”).
(3)分析图 ①、④、⑤ 可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体的密度有关.
(4)小聪想探究浮力的大小与物体重力是否有关,他选取了一个和物体A体积 相同 (选填“相同”或“不同”)的物体B,测得物体B的重力为3N,完全浸没在盐水中时弹簧测力计的示数为1.8N,与上述实验比较可得出物体所受浮力大小与物体重力 无关 (选填“有关”或“无关”).
【分析】(1)分析各步骤之间的相同点和不同点,进一步分析引起浮力变化的因素。
(2)控制变量法是物理探究实验常采用的方法之一,在实验的设计和操作过程中,要运用控制变量法的思路,过程各步骤中的相等量和变化量。
【解答】解:(1)分析图①、②、③可知,液体密度不变,物体排开液体的体积变化,浮力变化,可以得出:浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
(2)分析图①、③、④可知,液体密度不变,物体排开的液体体积不变,深度改变但浮力不变,可见:浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。
(3)分析图①、④、⑤可知,物体排开液体的体积不变,液体的密度变化,浮力变化,可见:浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体的密度有关。
(4)小聪想探究浮力的大小与物体重力是否有关,他选取了一个和物体A体积相同的物体B,测得物体B的重力为3N,完全浸没在盐水中时弹簧测力计的示数为1.8N,与上述实验比较可得出物体所受浮力大小与物体重力无关,因为液体的密度和排开的体积均不变,浮力不变。
故答案为:(1)物体排开液体的体积。
(2)无关。
(3)①、④、⑤。
(4)相同;无关。
【点评】理解阿基米德原理、控制变量法在探究实验中的应用,是解答此题的关键。
25.(6分)如图所示是小强探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验。
(1)小强用测力计 沿水平方向匀速直线 拉一木块进行了三次正确的实验操作。
(2)实验情景如图甲、乙、丙所示,在乙图中,木块受到的滑动摩擦力大小等于 3.4 N。
(3)比较 甲、乙 两图的实验可知:当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(4)比较甲、丙两图可得结论:当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力 越大 。
(5)小明还发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示。此过程中,木块处于 平衡 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的滑动摩擦力 不是 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
【分析】(1)实验时,应使物体做匀速直线运动,根据二力平衡可知摩擦力等于拉力;
(2)先确定弹簧测力计的分度值,然后读出示数大小;弹簧测力计的拉力与摩擦力大小相同;
(3)要探究滑动摩擦力与压力大小的关系,需要控制接触面粗糙程度相同,改变压力的大小,据此判断出实验序号;
(4)根据甲、丙两图的相同量和不同量,根据控制变量法分析解答,得出结论;
(5)二力平衡的条件:同体、反向、等大、共线分析;物体在平衡状态中受平衡力的作用。
【解答】解:(1)实验时,应使物体沿水平方向做匀速直线运动,根据二力平衡可知摩擦力等于拉力,根据弹簧测力计的示数判断出滑动摩擦力的大小;
(2)由图乙可知,弹簧测力计分度值为0.2N,示数为3.4N,则滑动摩擦力为3.4N;
(3)要探究滑动摩擦力与压力大小的关系,需要控制接触面粗糙程度相同,改变压力的大小,图甲、乙符合题意;
(4)比较甲、丙两图可知压力的大小相同,接触面的粗糙程度不同,且接触面越粗糙,弹簧测力计的示数越大,滑动摩擦力越大,故可得结论:当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(5)在操作过程中小明还发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示,此过程中,木块处于平衡状态;
弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的滑动摩擦力不是一对平衡力,理由是:拉力与摩擦力不在同一直线。
故答案为:(1)沿水平方向匀速直线;(2)3.4;(3)甲、乙;(4)越大;(5)平衡;不是。
【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、测力计读数及控制变量法的运用和二力平衡的条件,体现了对过程和方法的考查。
26.(6分)学习了杠杆知识后,小明利用身边的物品来“探究杠杆平衡条件”.如图所示,他选择的器材有:铅笔、橡皮擦若干(每块橡皮擦的重力为0.1N)、细线、刻度尺等.
实验
左侧橡皮擦个数n1/个
左侧橡皮擦悬挂点距支点距离s1/cm
右侧橡皮擦个数n2/个
右侧橡皮擦悬挂点距支点距离s2/cm
1
3
3.0
1
9.0
2
3
5.0
2
7.5
3
4
3.5
7.0
(1)小明将细线系在铅笔的中部位置,铅笔静止后如图甲所示,此时铅笔处于 平衡 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;
(2)他想调节铅笔水平平衡,应将细线向 左 (选填“左”或“右”)适当移动,让铅笔在水平位置平衡,这样做除了可以消除铅笔的重力对实验的影响外,还便于 测量力臂 。
(3)接下来小明把数量不等的橡皮擦分别挂在铅笔两侧,然后用刻度尺测出橡皮擦悬挂点距支点的距离,实验数据如表格所示.在第三次实验中n2= 2 时铅笔才能在水平位置平衡.
(4)如图乙所示,铅笔水平平衡后,小明不小心将前端细长的铅笔芯弄断了(如图丙),他立刻将铅笔芯放到左端细线下方固定(如图丁),则松手后铅笔 B (选填字母序号)。
A.左端下沉
B.右端下沉
C.仍然水平平衡
(5)为了得到更多组数据,小明准备改变支点两侧橡皮擦的数量继续进行实验,断掉的铅笔芯怎么处理呢?为了方便,小明保持悬挂铅笔的细线位置不动,将铅笔芯放到悬挂铅笔细线的正下方固定好.你觉得这样做合理吗? 不合理 (选填“合理”或“不合理”).
【分析】(1)杠杆处于静止状态或匀速转动状态时,杠杆处于平衡状态;
(2)铅笔静止后左端下沉,若想调节铅笔水平平衡,应将支点向左移动,即细线向左移动;实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡,这样可以消除铅笔的重力对实验的影响;在实验测量时还有一个优点,方便测量力臂;
(3)设每块橡皮擦重为G,根据杠杆平衡条件进行分析;
(4)铅笔芯折断后,固定在左端细线下,据此分析杠杆力臂的变化,根据杠杆平衡的条件分析解答;
(5)铅笔芯折断后,固定在悬挂铅笔细线的正下方,据此分析杠杆力臂的变化,根据杠杆平衡的条件分析解答。
【解答】解:(1)由图可知,铅笔静止在如图甲所示位置,铅笔处于静止状态,所以此时铅笔处于平衡状态;
(2)铅笔静止后左端下沉,若想调节铅笔水平平衡,应将支点向左移动,即细线向左移动;
调节铅笔水平平衡可以消除铅笔重力对实验的影响,同时可从杠杆上直接读取力臂的大小;
(3)设每块橡皮擦重为G,根据杠杆平衡条件有:4G×s1=n2G×s2,解得:n2===2;
(4)由乙图可知,把折断的铅笔芯放到左端细线下方固定,对于杠杆来说,杠杆两侧的重力不变,但是杠杆左侧的力臂变短,G左L左<G右L右,杠杆不能在水平位置平衡,杠杆右端下沉,故B正确;
(5)为了得到多组数据,小明准备改变支点两侧橡皮的数量继续进行实验,断掉的铅笔芯怎么处理呢?为了方便,小明保持悬挂铅笔的细线位置不动,将铅笔芯放到悬挂铅笔细线的正下方固定好。这样做不合理,左侧铅笔的重力和力臂均变小,铅笔重力与力臂的乘积变小。
故答案为:(1)平衡;(2)左;测量力臂;(3)2;(4)B;(5)不合理。
【点评】此题是探究杠杆平衡条件的实验,考查了杠杆的调平,及实验中应注意的问题,在实验中为得到普遍性的规律,应多测几组数据进行分析。
四、综合题(本大题共2小题,计16分)
27.(8分)如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰).其满载时的排水量为7×103t.(海水密度近似取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)驱逐舰满载时从海水密度较大的海域驶入密度较小的海域,排开海水的体积 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)在水面下3m深处舰体上面积为0.2m2的小窗户受到水的压力;
(3)驱逐舰满载时,受到的浮力;
(4)驱逐舰满载时排开水的体积.
【分析】(1)驱逐舰航行时漂浮,受到的浮力等于重力,从海水密度较大的海域驶入密度较小的海域时,浮力不变,根据F浮=ρ液gV排可知它排开海水的体积的变化情况;
(2)利用p=ρgh求船体受到的海水的压强;根据F=pS求出压力的大小;
(3)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;
(4)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排求出排开的水的体积。
【解答】解:(1)驱逐舰航行时漂浮,受到的浮力等于重力,从海水密度较大的海域驶入密度较小的海域时,浮力不变,根据F浮=ρ液gV排可知,它排开海水的体积变大;
(2)在水面下3m深处舰体受到的海水的压强:p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa;
小窗户受到水的压力为:F=pS=3×104Pa×0.2m2=6×103N;
(3)满载时,驱逐舰受到浮力:F浮=G排=m排g=7×103×103kg×10N/kg=7×107N;
(4)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,排开的水的体积为:V排===7×103m3。
答:(1)变大;
(2)小窗户受到水的压力为6×103N;
(3)驱逐舰满载时,受到的浮力是7×107N;
(4)驱逐舰满载时排开水的体积为7×103m3。
【点评】本题考查了压强公式、阿基米德原理的应用,明确排水量的含义(排开水的质量)是本题的关键。
28.(8分)在小型建筑工地,常用简易的起重设备竖直吊起建筑材料,其工作原理相当于如图所示的滑轮组。某次将总重力G=4000N的砖块匀速吊起到高为5m的楼上,用时20s,拉力F为2500N。不计绳重及摩擦,求在此过程中:
(1)拉力F的功率;
(2)额外功和动滑轮的重力G动;
(3)若提升物体的重力增加1000N,求滑轮组的机械效率。
【分析】由图示可知,使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2;
(1)根据s=nh求出绳子自由端移动的距离,利用W=Fs求所做的总功,根据P=求出拉力F的功率;
(2)根据W有用=Gh求出有用功,根据W总=W额+W有用求出额外功;
不计绳重及摩擦,根据F=(G+G动)求出动滑轮的重力;
(3)根据η===求出滑轮组的机械效率。
【解答】解:由图示可知,使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2;
(1)绳子自由端移动的距离:s=2h=2×5m=10m,
总功:W总=Fs=2500N×10m=2.5×104J,
拉力F的功率:P===1250W;
(2)有用功:W有用=Gh=4000N×5m=2×104J,
由W总=W额+W有用可得,额外功:W额=W总﹣W有用=2.5×104J﹣2×104J=5000J;
不计绳重及摩擦,由F=(G+G动)可得,动滑轮的重力:G动=2F﹣G=2×2500N﹣4000N=1000N;
(3)提升物体的重力增加1000N,G'=4000N+1000N=5000N,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为:
η===×100%=×100%≈83.3%。
答:(1)拉力F的功率为1250W;
(2)额外功为5000J;动滑轮的重力为1000N;
(3)滑轮组的机械效率为83.3%。
【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、额外功、机械效率的计算,注意利用好关系式:不计绳重及摩擦,F=(G+G动)。
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