2021-2022学年福建省福州十九中八年级(下)期末物理试卷(含答案解析)
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1. 瓦特(Watt)设计冷凝器,解决效率低下问题,制造出第一台有实用价值的蒸汽机,使人类进入“蒸气时代”。单位为瓦特的物理量是( )
A. 功 B. 功率 C. 压强 D. 效率
2. 小华在训练投掷实心球,以下情景中,他对球做功的是( )
A. 将球从地上拿起 B. 手托球保持静止
C. 手托球水平匀速运动 D. 球离手后继续运动
3. 关于如图所示的情景,下列说法中正确的是( )
A. 甲图:注射器中的液体很难被压缩,说明液体分子之间没有间隙
B. 乙图:用手捏海绵,海绵的体积变小了,说明分子间存在空隙
C. 丙图:雪花飞扬,说明分子处在永不停息的无规则运动中
D. 丁图:做“墨水滴入水中”的扩散实验时,水的温度越高墨水扩散越快
4. 小明在沙滩上散步时,发现自己的脚印和旁边小朋友的脚印一样深,如图所示,下列判断正确的是( )
A. 他们对沙地的压力相等 B. 小明对沙地的压强更大
C. 他们对沙地的压强相等 D. 无法比较谁对沙地的压强大
5. 如图,小徐同学用吸管吸饮料时出现了一个怪现象,她用力吸也不能将饮料吸上来。造成此现象的原因可能是( )
A. 所用吸管太细
B. 液面上方的吸管壁有破损
C. 当时大气压偏小
D. 液面下方的吸管壁有破损
6. 2022年6月5日,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。火箭助推器的燃料燃烧完后会自动脱离火箭,如图所示,当助推器脱离火箭后,助推器( )
A. 静止 B. 立即下落
C. 匀速直线运动 D. 先上升一段距离后下落
7. 水平放置的水桶重300N,一人用100N的力竖直向上提水桶,则水桶受到的合力大小为( )
A. 100N B. 200N C. 400N D. 0N
8. 如图所示,北京冬奥会吉祥物冰墩墩放在水平桌面上,桌子立于水平地面上。请从下列选项中挑选出一对平衡力( )
A. 冰墩墩对桌子的压力与桌子对冰墩墩的支持力
B. 桌子对地面的压力与地面对桌子的支持力
C. 冰墩墩受到的重力与桌子对冰墩墩的支持力
D. 桌子受到的重力与地面对桌子的支持力
9. 小华背着5kg的书包从1楼走到5楼的家里,他对书包做的功接近于( )
A. 200J B. 600J C. 20J D. 60J
10. 如图所示,用同样滑轮安装成甲、乙两种装置,不计绳重和摩擦,将同一桶沙匀速提升相同高度,则( )
A. 乙的机械效率一定更高
B. 乙的功率一定更大
C. 乙一定更省力
D. 乙不一定更省力
11. 如图所示是“天和”核心舱机械臂,其功能类似于人的手臂。下列用具使用时与机械臂属于同一类杠杆的是( )
A. 筷子 B. 羊角锤
C. 核桃夹 D. 托盘天平
12. 中国运动员谷爱凌在冬奥会自由式滑雪大跳台项目中夺冠,如图是该项目示意图,实线代表雪道,虚线是运动员运动的轨迹。运动员从A点起滑,最后停在D点,则运动员( )
A. 在B点时重力势能最大 B. 从A滑到B点过程,惯性逐渐变大
C. 从B滑到C点过程重力势能转化为动能 D. 在D点时机械能最小
13. 如图所示,未装满橙汁的密闭杯子,分别倒立和正立在桌面上,杯对桌面的压强分别为pA、pB,橙汁对杯底的压力分别为FA、FB,则( )
A. pA>pB B. pA=pB C. FA>FB D. FA=FB
14. 如图,气球下面用细线悬挂一小石块,它们恰好能悬浮在水中。现缓慢沿容器注水,则小石块( )
A. 将上浮 B. 将下沉 C. 所受浮力变大 D. 所受浮力变小
15. 如图,长为L的轻质木板(不计质量),左端可绕O点转动,右端放一重为G的小物块,用竖直向上的力F拉着木板的右端,使木板始终在水平位置保持静止。小物块向左匀速滑行过程中,下图能正确表示拉力F与小物块运动时间t关系的是( )
A. B.
C. D.
16. 如图所示,拉力F为20N,物体A以0.1m/s的速度在表面足够长的物体B表面做匀速直线运动;物体B静止在地面上,受到地面水平向右8N的摩擦力,弹簧测力计示数为22N,下列说法正确的是( )
A. 物体A受到的摩擦力为20N
B. 拉力F的功率为1.0W
C. 滑轮组的机械效率为75%
D. 拉力F增大至40N时,弹簧测力计示数为44N
17. 战机在空中水平匀速飞行加油时,动能______;战斗前扔掉副油箱的目的是减小______,增加战机的灵活性。
18. 如图所示是我国选手陈梦在乒乓球比赛中高抛发球时的情景。不计空气阻力,乒乓球竖直向上运动到最高点时,速度为______,受______的作用。
19. 塑料吸盘是家庭常用的小工具,它是利用______吸在墙壁上的。如图甲乙所示,两吸盘都保持静止,所挂钩码已是吸盘所能提起的最大物重,利用图______可以粗略测量大气压强的值。
20. 如图甲所示用一滑轮组提升重200N的物体,已知拉力F为80N,不计绳重和摩擦,物体、绳子自由端的运动情况如图乙所示,动沿轮重为______ N,2s内拉力做的功为______ J。
21. 如图所示,A、B两个正方体,放在水平地面上,对地面压强分别为p1、p2。现将B放在水平地面上,再将A叠放在B的正上方,此时B对桌面的压强p3,已知p1:p2:p3=4:4:5,则A、B的边长比是______,密度比是______。
22. 如图所示,圆柱形水槽的底面积为100cm2,圆柱形物体A的横截面积为20cm2,将圆柱形物体A放入水中,水面在物体ab处时物体恰好漂浮。此时它浸在水中的深度为10cm,则圆柱形物体A的重力是______ N;若将物体竖直向上提升4cm。则水对水槽底部的压强变化了______ Pa。
23. 如图“蛟龙号”潜水艇执行完某次任务时,工作人员欲对它进行保养,请画出潜水艇静止在海面时的受力示意图。
24. 如图甲所示是一种新式的下开式窗户,乙图为该窗户的示意图,O为转动轴,画出将窗扇向外推开的推力F的力臂L。
25. 在北京冬奥会上,跳台滑雪极具观赏性。如图所示,滑雪过程中,运动员通过一个凹形轨道助滑后,在起跳的瞬间用力一蹬伸展身体,调整好姿势在空中飞行,运动员弯曲的身体和滑雪板构成的形状跟飞机的机翼相似,使他在空中获得升力,可滑行更远的距离。着陆时运动员踩着宽大的滑雪板继续滑行一段距离。请用物理知识解释:
(1)运动员穿着又长又宽的滑雪板在雪地上滑行的好处。
(2)运动员在空中获得升力的原因。
26. 小福在探究“二力平衡”条件的实验中,设计了如图甲乙所示的两种实验方案。
(1)在实验时发现,当左边托盘中比右边多一个钩码时,木块仍保持静止。经过分析,猜想产生这一现象的原因可能是桌面对木块有______力;
(2)乙同学的实验装置中采用轻小卡片的目的是减少卡片的______对实验的影响;
(3)在装置乙中,将卡片旋转一定角度(如图丙所示),松手后,发现卡片旋转后又恢复原状,这说明两个力必须______,物体才能平衡;为了验证上述结论,小州提出可采用“将卡片往下拉过一定距离(如图丁)”的操作方式,你觉得是否可行?______。
27. 某实验小组在做“探究杠杆的平衡条件”的实验。
(1)如图甲所示,实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆倾斜静止时,发现杠杆右端下沉。此时,应把杠杆两端的平衡螺母向______调节,使杠杆在水平位置静止;
(2)杠杆挂上钩码后选择在水平位置平衡,这样做的好处是______;
(3)杠杆在水平位置平衡后,若用一个定滑轮推动右侧钩码的悬线(如图乙所示),杠杆将______;
A.仍然静止于水平位置
B.右端翘起
C.右端下沉
(4)在实验探究过程中,需要进行多次实验的目的是______。
(5)另一组同学用图丙所示装置探究杠杆平衡条件,在杠杆右端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符,他们忽略了______对实验的影响。
28. 在“探究阻力对物体运动的影响”实验中:
(1)小江调试实验装置时,将小车从斜面上A处滑下,如图甲所示,小车滑出水平木板右端而掉落下去。在不更换器材的前提下,为让小车不滑出木板,可以______斜面的倾角。
(2)调试成功后,小江每次均将小车从斜面上同一高度滑下,使小车进入水平面的速度______。
(3)让小车分别在毛巾、棉布和木板表面运动,最终小车静止时的位置如图乙丙丁所示。由此可得:小车受到的阻力越小,运动的距离越______。进一步推理可知:若小车运动时所受阻力为零,小车将______。
(4)虽然缺少被推动的物体,但小江提出利用该实验装置仍然能够探究动能与速度的关系,通过比较小车在同一水平面上运动的______也可以反映小车动能的大小。
29. 小华同学利用如图所示器材探究“液体内部压强特点”。
(1)按压U形管压强计探头,两管液面几乎没有高度差,说明U形管压强计的气密性______,排除以上故障重新组装好的U形管压强计______。
A.属于连通器
B.不属于连通器
(2)由图甲乙可知:______。
(3)小华利用如图丙所示装置也可以探究影响液体的压强的因素。左侧容器里盛有水,右侧容器盛有待测液体。先用抽气机抽出U形管内部分空气,再关闭阀门K,液柱上升是因为玻璃管内外气压关系为p内______p外,从实验现象可以判断出待测液体的密度比水的密度______。
30. 小冬按照如图甲中所示顺序进行阿基米德原理的实验探究:
(1)由图甲乙可知,铁球浸在水中所测得的浮力等于______(用图中所给符号表示);
(2)小冬预期要获得的结论是:浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开的液体受到的______;
(3)在读数正确的情况下,小冬由实验数据发现:铁球浸在水中时浮力大于(F2−F1),而且超出了误差允许的范围,得出此实验结果的原因可能是______;另一位同学在探究该实验的过程中忘记将弹簧测力计校零,测力计的指针每次测量前都指在同一位置,对探究的结果______影响;
(4)小冬想进一步探究漂浮的物体是否符合阿基米德原理,图中实验步骤______不需使用弹簧测力计;
(5)他又进行了如下探究:将溢水杯注满水放在电子秤上。如图甲所示,其示数为m1,将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没,待杯中水停止外溢时,如图乙所示,其示数为m2,则:m1______m2,再次验证了阿基米德原理。
31. 小明在户外捡到一颗漂亮的小石块,他想估测出小石块的密度ρ石,回家后他利用一把刻度尺、一条细线一个厚底薄壁圆柱形杯子(杯子厚度不计)和一桶水来测这颗小石块的密度。下面是小明测出ρ石的部分实验步骤,请你按照小明的实验思路,将实验步骤补充完整。
(1)将装有适量水的长杯子放入桶内的水中,使杯子______在水面上,如图甲所示,用刻度尺测出杯底到桶中水面的高度记为h1。
(2)用刻度尺测得杯底到杯内水面高度记为h2。
(3)把小石块投入杯内水中,如图乙所示______。
(4)______。
(5)接着他将杯子取出,测得杯子的底面积为S。
(6)利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算ρ石的表达式为______。
32. 如图所示,塔式起重机上的滑轮组匀速吊起重物时,重1.2×104N的重物被提升2m,此过程中滑轮组的机械效率为80%,求:
(1)该滑轮组做的有用功;
(2)拉力F做的总功。
33. 如图所示,一辆运送防疫物资的货车,货车空车质量时为5t,满载时,防疫物资的质量为15t。车轮与水平地面接触总面积为1m2,货车以20m/s的速度在平直
的公路上匀速行驶2km,发动机的输出功率为100kW。求:
(1)满载时,车对地面的压强;
(2)货车受到的阻力;
(3)发动机对货车所做的功。
34. 如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为8N、边长为10cm的正方体物块M,M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示,求:
(1)M的密度:
(2)当t=140s时,物体所受的浮力;
(3)40∼140s时段,浮力对物体做的功;
(4)当t=140s时,水对容器底部的压力大小。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:在国际单位制中,功率的单位是瓦特,符号W,故B正确,ACD错误。
故选:B。
功率是用来描述力对物体做功快慢的物理量,其单位是瓦特,符号W;
本题考查功率的单位,了解各物理量的单位是解答本题的关键。
2.【答案】A
【解析】解:
A、小华将球从地上拿起,有力作用在球上,球在力的方向上通过了一定的距离,他对球做功,故A正确;
B、手托球保持静止,有力作用在球上,但球没有在力的方向上移动距离,他对球不做功,故B错误;
C、手托球水平匀速运动,有力作用在球上,但球没有在力的方向上移动距离,他对球不做功,故C错误;
D、球离手后继续运动,靠的是惯性,有距离,但没有对球施加力,他对球不做功,故D错误。
故选:A。
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,二者缺一不可。
有力有距离,力对物体不一定做功,物体必须在力的方向上通过了距离,即力的方向和物体前进的距离的方向一致,力对物体才做功。
3.【答案】D
【解析】解:A、注射器中的液体很难被压缩,说明液体分子之间存在斥力,故A错误;
B、用手捏海绵,海绵的体积变小了,说明力改变物体的形状,故B错误;
C、雪花飞扬,是物体的机械运动,不能说明分子处在永不停息的无规则运动,故C错误;
D、做“墨水滴入水中”的扩散实验时,水的温度越高墨水扩散越快,故D正确。
故选:D。
(1)分子间存在相互作用的引力和斥力;分子间存在间隙。
(2)分子的无规则运动快慢与温度有关,温度越高,分子的热运动越剧烈。
深入理解分子动理论的内容,可解答此题。
4.【答案】C
【解析】解:A、小明的脚印的深度比小朋友的脚印的深度一样,说明小明和小朋友对沙地的压强相等,小明的脚印面积比小朋友的脚印面积大,根据F=pS可知,小明对沙地的压力比小朋友对沙地的压力大,故A错误;
BCD、压强也就是单位面积所受的压力,可以通过脚印的深浅来反映,脚印一样深,说明压力的作用效果相同,即压强相等,故BD错误,C正确。
故选:C。
对水平地面压力大小在数值上就等于物体的重力;压力的作用效果可通过脚印的深浅来显示。
本题考查水平地面上压力和重力的大小关系,以及对压强大小的比较,难度适中。
5.【答案】B
【解析】解:正常情况下,用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压入吸管。此时饮料吸不上来,说明吸管内外气压相等,应该是吸管与大气接触的部分有破洞,即使吸气,管内外气体相通,气压相等,饮料不会被压上来。故ACD错误、B正确。
故选:B。
用吸管吸饮料时,吸管内气压减小小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压入吸管。
解决本题要明白用吸管能吸饮料的原因,并根据其道理来分析饮料吸不上来也就是饮料不会被压上来的原因。
6.【答案】D
【解析】解:火箭在升空的过程中在推力作用下做加速运动,当火箭助推器燃料燃烧完后脱离火箭,助推器由于惯性继续上升,在重力作用下,最后下落,故ABC错误,D正确。
故选:D。
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,惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系。
惯性是物体能够保持原来的运动状态不变的性质,不能和生活中的习惯等混在一起。解答此题要注意:一切物体任何情况下都具有惯性。
7.【答案】D
【解析】解:因为水桶受到竖直向上的力小于水桶的重力,所以水桶处于静止状态,故水桶受平衡力作用,即合力为0N。
故选:D。
处于静止状态或匀速直线运动状态的物体受平衡力作用,受平衡力的物体所受到的合力为零。
本题考查平衡状态的判断,关键是知道物体受平衡力作用时合力为零。
8.【答案】C
【解析】解:
A、冰墩墩对桌子的压力与桌子对冰墩墩的支持力,两个力没有作用在同一物体上,不是一对平衡力,故A错误;
B、桌子对地面的压力与地面对桌子的支持力,两个力没有作用在同一物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C、冰墩墩受到的重力和底座对冰墩墩的支持力,作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,故C正确;
D、地面对桌子的支持力等于桌子与冰墩墩的重力的和,大于桌子受到的重力,所以桌子受到的重力和地面对桌子的支持力不是一对平衡力,故D错误。
故选:C。
平衡力应作用在同一物体上、大小相等、方向相反、在同一直线上。
本题考查了平衡力的辨别,难度不大。
9.【答案】B
【解析】解:
每层楼高约3米,小华上楼过程中要对书包做的功:
W=G书包h=m书包gh=5kg×10N/kg×(5−1)×3m=600J,故B正确。
故选:B。
根据W=Gh=mgh求出小强上楼过程中要对书包做的功。
本题考查了功的估算,难度中等。
10.【答案】D
【解析】解:
AB、不计绳重与摩擦,用甲、乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度h时,
甲图是定滑轮,拉力做的功为克服物体重力做的功W甲=Gh,
乙图是动滑轮,拉力做的功为克服物体重力和动滑轮重力做的功,W乙=(G+G动)h,
因为甲、乙两装置所做的有用功相等,
所以,由η=W有W总可知,乙做的总功多,机械效率小,即η甲>η乙,故A错误;
由P=Wt,且乙做的总功多,但不知道做功时间,所以无法比较二者的功率大小关系,故B错误;
CD、不计绳重和摩擦,F甲=G,F乙=12(G+G动),因不知道物体和动滑轮的重力大小关系,故无法确定甲、乙的省力情况,故C错误、D正确。
故选D。
(1)不计绳重与摩擦,用甲、乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度h时,根据W有=Gh可知两者所做有用功相同,根据η=W有W总分析总功之间的关系即可判断机械效率之间的关系;
根据P=Wt分析两者拉力功率之间的关系;
(3)不计绳重和摩擦,根据F甲=G,F乙=12(G+G动)分析甲、乙的省力情况。
本题考查了拉力、功率和机械效率的大小关系,分析拉力做的功和有用功是关键。
11.【答案】A
【解析】解:机械臂在使用过程中,类似于人的手臂,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
A、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A正确;
BC、羊角锤、核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,都是省力杠杆,故BC错误;
D、托盘天平属于等臂杠杆,故D错误。
故选:A。
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。
本题考查杠杆的分类及其应用,判断杠杆使用过程中动力臂和阻力臂的大小关系是解答本题的关键。
12.【答案】D
【解析】解:
A、在B点时的高度不是最高的,所以重力势能不是最大,故A错误;
B、从A滑到B点过程,运动员的质量不变,惯性不变,故B错误;
C、从B滑到C点过程中,质量不变,高度变大,重力势能变大,速度变小,动能变小,是动能转化为重力势能,故C错误;
D、整个运动过程中,运动员克服摩擦做功,机械能转化为内能,机械能会变小,所以在D点时机械能最小,故D正确。
故选:D。
动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;机械能为动能和势能的和;
惯性的大小只与质量有关,与速度无关。
本题考查了惯性、动能和重力势能的转化、机械能的转化,属于基础题。
13.【答案】C
【解析】解:AB、装有一定量橙汁杯子正立和倒立时,对桌面的压力都等于重力,所以倒立和正立对桌面的压力相等,A倒立,受力面积大,压强小,B正立,受力面积小,压强大,所以pA
当容器形状是上粗下细(如图B)时,橙汁对容器底的压力小于橙汁的重力,即FB
故选:C。
(1)装有一定量橙汁杯子正立和倒立时,对桌面的压力都等于重力,受力面积不同,根据压强公式比较杯对桌面压强的大小;
(2)对于液体产生的压力与液体的重力有一定的大小关系,当装液体的容器是上下一样粗细的直壁容器(如水平面上的圆柱体、长方体、正方体容器)时,对容器底的压力等于液体重力即F=G;当容器形状是上粗下细时,对容器底的压力小于液体重力,即F
本题难点在对容器底压力大小变化的判断,结合题目中容器的形状,可判断出液体压力的大小关系。
14.【答案】B
【解析】解:
由题意可知,当缓慢沿容器注水时,水的深度增加,由p=ρ液gh可知,气球和小石块所处的位置的液体压强增大,根据F=pS可知,气球和小石块受到水的压力增大,所以气球的体积会减小,由F浮=ρ液gV排可知,由于气球悬浮在水中,排开体积等于物体体积,因此,气球体积减小,所受浮力减小,气球和小石块的总重不变,根据物体浮沉条件可知,当F浮
由题意可知,当缓慢沿容器注水时,水的深度增加,由p=ρ液gh可知,气球和小石块所处的位置的液体压强的变化情况,根据F=pS可知,气球和小石块受到水的压力的变化情况,进而得出气球的体积的变化情况;由于气球悬浮在水中,排开体积等于物体体积,由F浮=ρ液gV排可知所受浮力的变化情况,气球和小石块的总重不变,根据物体浮沉条件可判断物体的浮沉情况。
本题考查浮沉条件的应用,属于基础题,难度不大。
15.【答案】A
【解析】解:如图所示:
动力臂为OA=L,杠杆受到物体的压力(阻力)F压=G,阻力臂为OB,物块向左做匀速滑动,则阻力臂为:OB=OA−vt=L−vt;
根据杠杆的平衡条件可知:F×OA=F压×OB=G×(OA−vt),则:F×L=G×(L−vt),解得:F=G−vGLt;
因G、v、L为常数,所以拉力F与运动时间t是一次函数关系,当t增大时,F减小,F与t的变化关系是一段线段,故A正确。
故选:A。
由图可知:在物体运动时间t后,木板始终在水平位置保持静止,则杠杆受到物体的压力(阻力)等于物体重力,再确定动力臂和阻力臂,根据杠杆平衡得出F与t的关系式,结合图象进行判断。
本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用,根据题意得出拉力F与时间t的关系式是本题的关键。
16.【答案】C
【解析】解:
A、物体B静止在地面上,处于平衡状态,则水平方向上物体B受到向右的弹簧测力计的拉力与受到地面水平向右8N的摩擦力之和等于物体A对它向左的摩擦力,即fAB=22N+8N=30N,由于力的作用是相互的,物体A受到的摩擦力为f=fAB=30N;
故A错误;
B、由图知,水平使用滑轮组,n=2,拉力端移动速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s,
则拉力做功的功率:
P=Wt=Fst=Fv=20N×0.2m/s=4W;
故B错误;
C、由图知,水平使用滑轮组,拉力做的有用功即克服摩擦力做的功:
W有用=fs物,
拉力端移动距离:s=2s物,
拉力做的总功:
W总=Fs=F×2s物=2Fs物,
滑轮组的机械效率:
η=W有用W总=fs物F×2s物=f2F=30N2×20N×100%=75%,故C正确;
D、若拉力F增大到40N时,A将做加速运动,A在运动过程中,A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变,即影响滑动摩擦力大小的两个因素不变,则A和B之间的摩擦力不变,所以物体B的运动状态不会改变,故物体B仍然静止,不会向左运动,故弹簧测力计示数不变,故D错误。
故选:C。
A、物体B静止在地面上,处于平衡状态;水平方向上物体B受到向右的弹簧拉力等于地面对它向左的摩擦力与物体A对它向左的摩擦力之和,据此求物体A对它向左的摩擦力,由于力的作用是相互的,可求物体A受到的摩擦力;
B、由图知,水平使用滑轮组,n=2,拉力端移动速度等于物体移动速度的2倍,利用P=Fv求拉力做功的功率;
C、由图知,水平使用滑轮组,拉力做的有用功W有用=fs物,拉力端移动距离s=2s物,拉力做的总功W总=Fs,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比;
D、影响滑动摩擦力大小的两个因素是压力大小和接触面的粗糙程度,结合题意,据此分析。
本题考查了水平使用滑轮组时机械效率的计算、功率的计算、滑动摩擦力的影响因素、力的平衡及力的相互性。解决此题的关键是对每个物体进行正确的受力分析,搞清楚各个力之间的关系。
17.【答案】增大 惯性
【解析】解:战机在空中水平匀速飞行加油时,质量变大,速度不变,其动能变大;战机在战斗前扔掉副油箱,其目的是减小质量,进而减小惯性,增加战机的灵活性。
故答案为:增大;惯性。
动能和物体的质量和速度有关,判断时要考虑到两个因素;惯性的大小只与质量有关。
本题主要考查对动能大小的因素、惯性的理解和掌握,难度不大。
18.【答案】0 重力
【解析】解:不计空气阻力,乒乓球运动到最高点时,速度为0,只受到重力的作用。
故答案为:0;重力。
地球附近的物体由于地球的吸引都受到重力作用。
本题考查对物体的受力分析,是对基础知识的考查。
19.【答案】大气压 乙
【解析】解家庭常用的小工具塑料吸盘,是利用大气压,吸在墙壁上的。
甲图中吸盘在竖直方向受竖直向下的拉力和竖直向上的摩擦力,并且二力是一对平衡力;在水平方向受大气对吸盘的压力和墙壁的支持力,二力也是一对平衡力,此大气对吸盘的压力与钩码的重力没有任何关系,它们的大小不相等,甲图不能测出大气对吸盘的压力,故不可以粗测大气压的值;
乙图中能求出大气对吸盘的压力,知道受力面积,根据p=FS进可以粗测大气压的值。
故答案为:大气压;乙。
(1)吸盘是利用大气压工作的;
(2)根据p=FS进行分析判断,要想测出大气压,则需要知道压力和接触面积的大小。
本题考查了大气压的应用、大气压的测量和二力平衡条件的应用,难度不大。
20.【答案】40 240
【解析】解:
(1)由图甲可知,n=3,则拉力端移动距离s=3h,不计绳重和摩擦,拉力F=13(G+G动),则动滑轮重力:
G动=3F−G=3×80N−200N=40N;
(3)由图乙可知,t=2s时,物体运动的高度h=1m,
2s内拉力做的功:W=Fs=Fnh=80N×3×1m=240J。
故答案为:40;240。
(1)不计绳重和摩擦,拉力F=1n(G+G动),据此求动滑轮重力;
(2)由图乙可知,t=2s时,物体运动的高度h=1m,s=3h,利用W=Fs求2s内拉力做的功。
本题考查了使用滑轮组时动滑轮重力、有用功的计算,要利用好关系式:不计绳重和摩擦,拉力F=1n(G+G动)。
21.【答案】2:1 1:2
【解析】解:(1)柱形物体对水平地面的压力:F=G=mg=ρVg=ρShg,
则柱形物体对水平地面的压强p=FS=ρShgS=ρgh,
则正方体A、B对水平地面的压强之比:p1p2=ρAhAgρBhBg=ρAhAρBhB=44,
整理可得:ρAhA=ρBhB……①
(2)正方体物体的重力:G=mg=ρVg=ρh3g,
由p=FS可知,正方体B对水平地面与将A叠放在B的正上方时B对水平桌面的压强之比:p2p3=FBSBFABSB=GBGA+GB=ρBhB3gρAhA3g+ρBhB3g=ρBhB3ρAhA3+ρBhB3=45,
整理可得:4ρAhA3=ρBhB3……②
由①②解得:hAhB=12;
由①得:ρAρB=hBhA=21。
故答案为:2:1;1:2。
(1)柱形物体对水平地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh,据此表示出A、B对水平地面的压强之比;
(2)根据G=mg=ρVg=ρh3g表示出正方体的重力,物体对水平地面的压力大小等于物体的重力,根据p=FS表示出B对水平地面与将A叠放在B的正上方时B对水平桌面的压强之比,联立方程求出A、B边长之比,进而求出A、B的密度之比。
本题考查固体压强的计算,利用好柱形物体对水平地面的压强推导式p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh是解题的关键。
22.【答案】2 100
【解析】解:(1)物体漂浮时排开水的体积:V排=SAh=20cm2×10cm=200cm3,
物体A受到的浮力:F浮=ρ液V排g=1×103kg/m3×200×10−6m3×10N/kg=2N;
因为物体A漂浮在水中,所以物体A的重力:GA=F浮=2N。
(2)设提升之前物体A底面到水槽底部的距离为h1,竖直向上提升4cm后,A的底面到水面的距离为h′,
提升之前,水和A排开水的体积为:V1=S(h1+h)=V水+V排,
则水槽内水的体积:V水=S(h1+h)−V排=100cm2×(h1+10cm)−200cm3=800cm3+100cm2×h1……①
竖直向上提升4cm后,水和A排开水的体积为:V2=S(h1+4cm+h′)=V水+V排′=V水+SAh′,
则水槽内水的体积:V水=S(h1+4cm+h′)−SAh′=100cm2×(h1+4cm+h′)−20cm2×h′=400cm3+100cm2×h1+80cm2×h′……①
由①②解得:h′=5cm,
则提升之前水槽内水的深度:h原=h1+h=h1+10cm,
提升4cm之后水槽内水的深度:h后=h1+4cm+h′=h1+4cm+5cm=h1+9cm,
则将物体竖直向上提升4cm时,水面下降的高度:Δh=h原−h后=h1+10cm−(h1+9cm)=1cm=0.01m,
所以水对水槽底部压强的变化量:Δp=ρgΔh=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m=100Pa。
故答案为:2;100。
(1)利用V=Sh计算出物体漂浮时排开水的体积,根据F浮=ρ液V排g求出物体A受到的浮力,再利用浮沉条件求出物体A重力;
(2)利用V=Sh求出将物体竖直向上提升4cm时,液体下降的高度,利用p=ρgh计算出水对水槽底部压强的变化。
本题考查浮力和压强的计算,是一道综合性较强的题目,关键是根据体积关系求出将物体A竖直向上拉动4cm后水面下降的高度。
23.【答案】解:潜水艇在水中漂浮,受到重力和浮力的作用,重力等于浮力;重力和浮力的作用点都在重心上;重力竖直向下,浮力竖直向上;如图所示:
【解析】潜水艇在水中受重力与浮力的作用,物体漂浮时浮力等于重力。
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。
24.【答案】解:从支点向动力作用线作垂线,垂线段的长度即为动力臂,如下图所示:
【解析】力臂的画法:首先根据杠杆的示意图,确定杠杆的支点,确定力的作用点和力的方向,画出力的作用线,从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂。
作力臂时要找好支点与力的作用线,因为力臂是支点到力的作用线的距离。
25.【答案】答:(1)滑雪板做的又长又宽,增大了受力面积,在压力一定时减小了对雪面的压强,避免陷入雪中;
(2)运动员弯曲的身体和滑雪板构成的形状跟飞机的机翼相似,上凸下平,使背上流过的空气流速大于从滑雪板下面流过的空气流速,而气体在流速大的地方压强小、在流速小的地方压强大,从而产生向上的压力差,这就是升力。
【解析】(1)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;
(2)流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。
本题考查了学生对流体压强与流速的关系、减小压强的方法的了解与掌握,利用所学知识分析解释滑雪中遇到的问题,有意义!
26.【答案】摩擦 重力 在同一直线上 不可行,两个力的方向不是相反
【解析】解:(1)若左边挂一个钩码,右边挂两个钩码即木块两端拉力大小不相等时,木块仍然保持静止状态,这是由于木块和桌面之间存在摩擦力对实验产生了影响,三力平衡,木块仍处于平衡状态;
(2)由于小卡片的质量很小,重力远小于卡片受到的拉力,所以选用轻质小卡片目的是忽略卡片重力对实验的影响;
(3)小卡片转过一定角度后,两个力不再作用在同一直线上,松手后,发现卡片旋转后又恢复原状,这是为了探究不在同一直线上的两个力对物体平衡的影响;
这说明两个力必须在同一条直线,将卡片往下拉过一定距离”此时两个力虽然不在同一条直线上,但同时两个力的方向也不是相反的,不符合控制变量法的要求。
故答案为:(1)摩擦;(2)重力;(3)在同一直线上;不可行;两个力的方向不是相反。
(1)若左边挂一个钩码,右边挂两个钩码即木块两端拉力大小不相等时,木块仍然保持静止状态,这是由于木块和桌面之间存在摩擦力,摩擦力对实验产生影响;
(2)实验中,用到了小卡片,是因为小卡片的质量很小,其重力远小于卡片受到的拉力,重力可以忽略;
(3)探究二力平衡的实验时,需要采用控制变量法。
本题探究的是二力平衡的条件,二力平衡是初中物理力学中的难点,也是一个重点需要掌握。
27.【答案】左 便于测量力臂大小 B 避免偶然性,寻找普遍规律 杠杆自身重力
【解析】解:(1)当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉,应将平衡螺母(左端和右端的平衡螺母调节方向一致)向左调节;
(2)杠杆在水平位置平衡,并且力竖直作用在杠杆上,力的力臂在杠杆上,便于测量力臂大小;
(3)图甲中支点在中心时,杠杆平衡,根据杠杆平衡条件知F左L左=F右L右,图乙中改变了右侧拉力的力臂,使右侧拉力的力臂减小,而左侧力和力臂保持不变,所以此时F左L左>F右L右,故左端会下沉,即右端翘起,故选:B;
(4)本实验进行多次实验,是为避免偶然性,得出普遍结论;
(5)图丙中,杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响,导致用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符,其原因是杠杆自身重力对杠杆的平衡有影响。
故答案为:(1)左;(2)便于测量力臂大小;(3)B;(4)避免偶然性,寻找普遍规律;(5)杠杆自身重力。
(1)杠杆右端下沉,说明杠杆的重心在支点右侧,调节平衡螺母应使杠杆重心左移;
(2)杠杆在水平位置平衡,并且力竖直作用在杠杆上,力的力臂在杠杆上,便于测量力臂大小;
(3)推动右侧钩码的悬线,会改变力的方向,从而改变力的力臂,破坏杠杆平衡;
(4)本实验是为了探究杠杆平衡规律,进行多次实验,为避免偶然性,得出普遍结论;
(5)图丙中,支点位于动力和阻力的右侧,弹簧测力计不但提了钩码,而且还提了杠杆,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响。
此题是探究杠杆平衡实验,考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用,在利用平衡条件公式时,要注意分析力和对应的力臂。
28.【答案】减小 相同 远 做匀速直线运动 距离
【解析】解:
(1)将小车从斜面上A处滑下,小车滑出水平木板右端而掉落,说明小车到达水平面的动能较大,速度较大,通过的路程比较大,所以为让小车不滑出木板,可以减小斜面的倾角,从而减小小车在水平面的速度,减小小车通过的路程;
(2)小江每次均将小车从斜面上同一高度滑下,则小车进入水平面的速度是相同的;
(3)由图示可知,小车受到的阻力越小,小车速度减小得越慢,运动的路程越远;进一步推理可知,当阻力为零时(即小车不受摩擦力),则小车会在水平面上做匀速直线运动;
(4)小车在运动的过程中受到的摩擦力不变,根据W=fs可知,小车通过的距离越远,克服摩擦力所做的功越多,小车的动能越大。
故答案为:(1)减小;(2)相同;(3)远;做匀速直线运动;(4)距离。
(1)为让小车不滑出木板,可以增加木板的长度或减小小车的速度,据此分析;
(2)实验中采用的是控制变量法,需要控制小车到达水平面时的初速度相同;
(3)根据实验事实,进行合理的推理,即可得出正确结论;
(4)小车在水平面上运动的过程中,克服摩擦力做功,根据W=fs分析。
本题考查了“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,控制变量法、科学推理法的运用,要掌握这些知识。
29.【答案】差 B 在同种液体中,液体的压强随液体深度的增加而增大 <小
【解析】解:(1)用手轻轻按压U形管压强计探头,如果两管液面几乎没有高度差,说明U形管压强计存在气密性差(或漏气)的问题;
组装好的U形管压强计的一端开口,另一端与探头相连,不符合连通器的概念,所以不属于连通器,故选B;
(2)液体密度相同时,液体压强与深度有关,金属盒探头离液面的距离越深,液体的压强越大,U形管两边液柱的高度差就越大,故由图甲乙可知:在同种液体中,液体的压强随液体深度的增加而增大;
(3)用抽气机抽出U形管内部分空气,使内部气压小于外部气压,在外界大气压作用下液柱上升,即p内 液体静止时,U形玻璃管中气体压强与玻璃管中液柱产生压强之和等于大气压,
即左管中的压强为p0+ρ水gh1=p大气,右管中的压强为p0+ρ液gh2=p大气,
则p0+ρ水gh1=p0+ρ液gh2,所以ρ水gh1=ρ液gh2,
由图丙可知,h1
ρ液,即从实验现象可以判断出待测液体的密度比水的密度小。
故答案为:(1)差;B;(2)在同种液体中,液体的压强随液体深度的增加而增大;(3)<;小。
(1)在使用压强计之前要检查其密闭性,防止漏气;上端开口、底部连通的容器是连通器;
(2)在同种液体中,液体的压强随液体深度的增加而增大;
(3)抽气机抽出U形管内部分空气后,玻璃管中气体压强减小,小于外界大气压;根据压强相等和p=ρgh判断出待测液体的密度与水的密度大小关系。
本题探究“液体内部压强特点”,考查控制变量法和液体压强公式的应用,认真分析图示实验现象即可正确解题。
30.【答案】F浮=F1−F2 重力 溢水杯没有装满水 没有 图甲2=
【解析】解:
(1)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,物体排开水的重力G排=F3−F4;
(2)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;
(3)如果图甲中溢水杯没有装满水,会导致铁球排开水的重力大于测得的排开水的重力(即测得的G排偏小),铁球浸在水中时浮力大于(F2−F1),而且超出了误差允许的范围;一位同学在探究该实验的过程中忘记将弹簧测力计校零,测力计的指针每次测量前都指在同一位置,对探究的结果没有影响;
(4)物体漂浮在液面上,图中称量的示数会变成0,所以图甲2不需要弹簧测力计测量;
(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,故m1=m2。
故答案为:(1)F浮=F1−F2;(2)重力;(3)溢水杯没有装满水;没有;(4)图甲2;(5)=。
(1)利用称重法求出物体受到的浮力;
(2)根据阿基米德原理进行分析;
(3)如果溢水杯没有装满水或烧杯中的水未倒干净,物体排开水的重力会大于测得的排开水的重力;
(4)物体漂浮在液面上,物体的浮力大小等于物体自身重力大小;
(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。
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。
31.【答案】漂浮 用刻度尺测得杯底到桶中水面的高度h3 用刻度尺测出杯底到杯内水面高度h4 ρ石=h3−h1h4−h2ρ水
【解析】解:将装有适量水的长杯子放入桶内的水中,使杯子漂浮在水面上,如图甲所示,由题意可知,知道杯底到桶中水面的高度记为h1,杯底到杯内水面高度记为h2;
把小石头投入杯内水中,杯子继续竖直漂浮在水面上,如图乙所示,小石头的重力等于杯子浮力的增加量;
由G=ΔF浮=ρ水gΔV排=ρ水gS(h3−h1)可知,需要测出杯底到桶中水面的高度h3,
由V=S(h4−h2)可知,利用排水法测小石头体积时需要测出杯底到杯内水面高度h4,
由G=mg可得,小石头的质量m=ρ水gS(h3−h1),
则小石头的密度:ρ石=mV=ρ水S(h3−h1)S(h4−h2)=h3−h1h4−h2ρ水。
故答案为:(1)漂浮;(3)用刻度尺测得杯底到桶中水面的高度h3;(4)用刻度尺测出杯底到杯内水面高度h4;(5)ρ石=h3−h1h4−h2ρ水。
要想测量小石块的密度,需要测量小石块的质量和体积。在现有器材的条件下,利用排水法,可测出石块的排水体积。根据漂浮的条件,可以间接求出石块的质量,用密度公式可最终求出石块的密度。
对本实验的分析依然要从实验的原理入手,重点把握质量与体积的求出过程,值得我们借鉴。
32.【答案】解:(1)滑轮组做的有用功为:W有=Gh=1.2×104N×2m=2.4×104J;
(2)根据η=W有W总可得,拉力F做的总功为:W总=W有η=2.4×104J80%=3×104J。
答:(1)该滑轮组做的有用功为2.4×104J;
(2)拉力F做的总功为3×104J。
【解析】(1)已知物体的重力大小和上升的高度,根据W有=Gh计算滑轮组做的有用功;
(2)已知滑轮组的机械效率,根据η=W有W总计算拉力F做的总功。
本题考查功和机械效率公式的应用,属于基本公式的考查,难度不大。
33.【答案】解:(1)满载时,货车对地面的压力:
F=G总=m总g=(5+15)×103kg×10N/kg=2×105N,
满载时,货车对地面的压强:p=FS=2×105N1m2=2×105Pa;
(2)货车在平直的公路上匀速行驶,阻力与牵引力是一对平衡力,
f=F=Pv=100×103W20m/s=5×103N;
(3)发动机对货车所做的功:W=Fs=5×103N×2×103m=1×107J。
答:(1)满载时,车对地面的压强2×105Pa;
(2)货车受到的阻力5×103N;
(3)发动机对货车所做的功1×107J。
【解析】(1)货车满载时,压力F=G总=m总g,再由压强公式:p=FS算出满载时车对地面的压强;
(2)货车在平直的公路上匀速行驶,阻力与牵引力是一对平衡力,可利用f=F=Pv算出货车受到的阻力;
(3)用W=Fs即可算出发动机对货车所做的功。
满载时,货车对地面的压力大小等于空车与物资的总重;货车在平直的公路上匀速行驶,阻力与牵引力是一对平衡力,大小相等。
34.【答案】解:(1)物块M的体积V=(0.1m)3=0.001m3;
物块M的质量:m=Gg=8N10N/kg=0.8kg;
物块M的密度ρM=mV=0.8kg0.001m3=0.8×103kg/m3<1.0×103kg/m3;
(2)ρM=0.8×103kg/m3<1.0×103kg/m3;即物块的密度小于水的密度,
由图像可知:当t=140s时,水的深度为h=12cm,大于立方体物块M的边长为10cm;
则根据浮沉条件可知物块在水中将漂浮,物体所受的浮力F浮=G=8N;
(3)当t=40s时,正好是物块M处于刚刚开始漂浮的状态,则F浮=GM=8N,
根据F浮=ρ液gV排可得:V排=F浮ρ水g=8N1.0×103kg/m3×10N/kg=8×10−4m3=800cm3,
所以此时的深度深度a=V排SM=800cm3(10cm)2=8cm;
在40−140s阶段,物块M上升的高度为h′=12cm−8cm=4cm=0.04m,则浮力对物体做功W=F浮h′=8N×0.04m=0.32J;
(3)当t=140s时,注入的水的体积V水=5mL/s×140s=700mL=7×10−4m3,
则G水=ρ水gV水=1.0×103kg/m3×10N/kg×7×10−4m3=7N,
所以液体对底部的压力F=G水+GM=7N+8N=15N。
答:(1)物块M的密度为0.8×103kg/m3;
(2)当t=40s时,物体所受的浮力是8N;
(3)40∼140s时段,浮力对物体做功是0.32J;
(4)当t=140s时,水对容器底部的压力大小是15N。
【解析】(1)已知物块M的边长,可求物块的体积,已知物块的重力可求物块的质量,根据密度公式可求物块的密度
(2)比较物块M与水的密度大小,即可知道物体的在水中的浮沉状态;进而得出物体所受浮力大小;
(3)由乙可知:t=40s时,水的深度变化改变,即此时正好是物块M处于刚刚开始漂浮的状态,所以根据阿基米德原理求出此时物块浸没的深度即为此时水的深度a的值;根据W=Fs可求出浮力对物体做功。
(4)由于方形容器在水平方向上放置,则液体对底部的压力等于容器里液体和漂浮物体的总重力,所以根据流量大小求出当t=140s时注入的水的体积,然后求出水的重力,最后根据F=G水+GM即可求出压力。
此题是一道力学综合题,熟练运用阿基米德原理、液体压强公式、密度公式;准确分析图像中的信息,方可解答此题。
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