黑龙江省大庆六十九中2019-2020学年八年级下学期期末物理试题
展开2019-2020学年黑龙江省大庆六十九中八年级(下)期末物理试卷
一、选择题(每题2分,共30分)
1.(2分)下列说法正确的是( )
①小金跳绳测试1min跳了200次,这一过程中他克服重力所做的功约为3000J
②九年级的小黄同学一口气从一楼跑到四楼教室,所用时间为30s。他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近150W
③一个普通的中学生,双脚站在地面上时,他对地面的压强大约是1.5×104Pa
④做功越快的机械,其机械效率一定越高
⑤下列微粒按空间尺度从大到小的顺序排列的是原子、原子核、夸克、质子
⑥做托里拆利实验时用粗一些的玻璃管可以使管内外水银面高度差变大
A.①②③ B.①②④ C.②③⑤ D.①③⑥
2.(2分)下列说法中错误的是( )
A.汤姆生发现了电子,从而揭示了原子是可以再分的
B.马德堡半球实验有力地证明了大气压强的存在
C.托里拆利实验测定了大气压强的数值
D.卢瑟福建立了原子结构的西瓜模型
3.(2分)下列事例中,能说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.通过飞沫传播新型冠状病毒
B.扫地时,看到空气中尘埃到处飞扬
C.像雪花一样的杨絮从空中飘落
D.香水瓶打开后,过一会儿屋内能闻到香味
4.(2分)如图所示的厨房器具中,在使用时属于省力杠杆的是( )
A.去核器 B.瓶盖起子
C.面包夹 D.筷子
5.(2分)下列四幅图中,动能和势能之间没有发生转化的是( )
A.匀速行驶的压路机 B. 上升的滚摆
C.将弓箭射出去 D.过山车向下俯冲
6.(2分)如图,一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动,在木杆的右端施加一个始终垂直于杆的作用力F,使杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中,力F的大小将( )
A.一直变大 B.保持不变
C.先变大,后变小 D.先变小,后变大
7.(2分)水平桌面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液体,A、B、C三个长方体的质量和体积都相同,将它们分别放入三个容器的液体中,静止时,三个容器内的液面相平,如图所示,则下列判断( )
①物体受到的浮力F浮A>F浮B>F浮C
②液体对容器底的压强p甲<p乙<p丙
③物体下表面受到液体的压力F′A=F′B=F′C
④容器对桌面的压力F甲<F乙<F丙
A.只有①②正确 B.只有②④正确 C.只有③④正确 D.只有①③正确
8.(2分)分别用如图所示的(甲)、(乙)两个滑轮组,在100s内将重为400N的物体G匀速提升10m,每个滑轮的重均为20N,不计绳重及摩擦,此过程中( )
A.F甲做的功大于F乙做的功
B.F甲做的有用功小于F乙做的有用功
C.F甲做功的功率小于F乙做功的功率
D.甲滑轮的机械效率等于乙滑轮的机械效率
9.(2分)如图所示的装置中,甲物重5N,乙物重3N.甲、乙均保持静止状态,不计弹簧测力计自重。则甲受到的合力和弹簧测力计的示数分别是( )
A.0 N,3 N B.0 N,5 N C.2 N,5 N D.2 N,3 N
10.(2分)如图,物体在相同力F的作用下,分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s,力F做的功分别为W1、W2、W3,则下列说法中正确的是( )
A.W2>W1 B.W2>W3 C.W1=W2 D.W1>W3
11.(2分)如图所示,利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体,拉力F的大小为30N.若物体和地面之间的摩擦力大小为45N,则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为( )
A.45 N,50% B.45 N,75% C.60 N,50% D.60 N,75%
12.(2分)如图所示,把篮球以一定的初速度抛向空中,忽略空气阻力,下列图中哪一个图象能正确反映篮球离手后至落回地面前机械能(E)与篮球离地面的高度(h)的关系( )
A. B.
C. D.
13.(2分)如图所示,在相同时间内,用大小相同的拉力F把等质量的甲、乙两物体沿斜面AB、AC从低端拉到斜面顶端。F做功的功率分别为P甲、P乙,机械效率分别为η甲、η乙.下列分析正确的是( )
A.P甲>P乙,η甲<η乙 B.P甲<P乙,η甲<η乙
C.P甲<P乙,η甲>η乙 D.P甲>P乙,η甲>η乙
14.(2分)如图所示,斜面与水平面在M点通过小圆弧相连,弹簧左端固定在竖直墙壁上,原长时右端在N点,小物块从斜面上P点由静止滑下,与弹簧碰撞后又返回到P点,则( )
A.小物块从P向M运动过程中,重力势能减少
B.小物块从P向M运动过程中,机械能减少
C.小物块从N向M运动过程中,动能增加
D.弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能最小
15.(2分)有一正方体放在水平地面上,对地面的压强为P,若沿图所示的虚线方向切成a、b两部分,将它们仍放在水平地面上,不发生倾倒,对地面的压强分别为Pa、Pb,则( )
A.Pa=P Pb=P B.Pa<P Pb>P
C.Pa<P Pb<P D.Pa>P Pb<P
二、填空题
16.(2分)如图所示,斜面长5m,高3m,用大小为90N沿斜面向上的拉力F,将重120N的铁块从底端匀速拉到顶端,斜面的机械效率为 ,物体受到的摩擦力为 N。
17.(3分)现有15包大米,总质量为75千克。小雨想尽快将它们搬上10米高处的三楼。如图所示为小雨可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象。由图可知他可以提供的最大功率为 瓦;为了尽可能快地将大米搬上三楼,他每次应搬 包。若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间是 秒。
18.(2分)一辆小轿车以15m/s的速度在水平公路匀速行驶,受到的阻力是1200N,小轿车沿水平路面匀速行驶300m后驶上一个斜坡。设行驶过程中小轿车的功率始终保持不变,行驶过程中小轿车的功率是 kW,要使小轿车上坡时的牵引力增大为水平路面时的1.5倍,其行驶速度应为 m/s。
19.(2分)如图所示的水压机,它是根据 原理工作的。若活塞B的面积是A的面积的104倍,现作用在活塞A上向下的压力FA=50N,则活塞B上能举起重物重力最大为 N。
20.(2分)小艾同学一家在假期自驾去游玩,当汽车在高速公路上行驶时,小艾突然打开了车窗,他看到身边的一块纸巾被“吸”出了窗外。这是因为汽车高速行驶时,车外的空气流速 ,气体压强 ,使纸巾受到了向外的压力。(均选填“大”、“小”或“不变”)。
21.(1分)如图所示,是兴趣小组的同学们制作的水气压计。将水气压计从六楼移到一楼过程中,发现玻璃管内水柱 。(选填“下降”、“上升”或“不变”)
22.(3分)小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验前调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,目的之一是方便测量 ;
(2)如图甲所示。在杠杆左边A处挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,在杠杆B处挂 个钩码(实验中所用的钩码均相同);
(3)小明又用弹簧测力计在C处竖直向上拉,如图乙所示,当弹簧测力计逐渐向右倾时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
23.(2分)如图所示,桌子上有一个底面积为2×10﹣2m2、内盛有某液体的圆柱形容器,密度为0.5×103kg/m3、体积为4×10﹣4m3的物块A(不吸液体)漂浮在液面上。现用力F压A,使其缓慢向下,直到恰好浸没在液体中(液体未溢出),此时液体对容器底部压强增大了80Pa,则所施加的力F为 N;该液体的密度为 kg/m3。
三、作图题
24.(3分)如图,工人用撬棍撬起石块,画出作用在A点的最小动力F。
25.(3分)图是一铁球从A点下沉至C点的过程,作出铁球在B点时受到的浮力和重力的示意图。
四、实验题
26.(9分)小薇同学制作了如图1所示的探头进行了液体压强和浮力的综合探究。
(1)紧密蒙在探头下端的橡皮膜,形变程度越大,说明它所受的液体压强越 ;
(2)实验时的情形如图2所示,比较甲图和 图,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大;
(3)比较图甲图和丙图,可以初步得出结论:液体内部压强与液体 有关;
(4)小薇同学用弹簧测力计挂着此探头继续探究:
①向溢水杯中注水,直到溢水口水流出时停止加水,最后溢水杯中的水面恰好与溢水口 ;
②用细线悬挂在弹簧测力计下的探头刚好浸没,如图丁所示,此时弹簧测力计的示数为 N,溢出的水全部流入小量筒中,排开水的体积为 mL,此时探头所受的浮力为 N;
③探头从丁图位置不断缓慢往下放(细线足够长,实验过程中橡皮膜没有破裂),排开水的质量 (选填“变大”“变小”或“不变”),弹簧测力计的示数会 (选填字母)。
A.一直变大 B.先不变后变小 C.先变大后变小 D.先变小后变大
27.(8分)小强在“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M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)静止开始滚下撞击木块B,实验过程如图所示。
(1)小强通过观察 来判断小球动能的大小;
(2)甲、乙实验中分别让小球从斜面的不同高度由静止开始滚下,目的是使小球 ;由甲、乙两图实验现象可得结论
(3)分析 和 两图实验现象可得结论:物体的动能与质量有关;
(4)实验中若使用的木块质量较大,为确保实验仍有较明显的现象,有很多种方法,请你写出一种 。
(5)若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的,理由是小球和木块将 。
28.(16分)(1)用如图所示的实验装置测杠杆的机械效率。实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
①实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数F为 N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为 %。请写出使用该杠杆做额外功的一个原因: 。
②钩码从A点改挂在B点后,拉力作用点及拉力方向都不变,此时把相同的钩码匀速提升相同的高度,则所测机械效率将 (填变大/变小//不变)。
(2)某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如题图。①从表中数据可分析出实验2是用 (甲/乙)图做的实验,机械效率为 。
②通过实验1和实验2的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率 。
③比较实验1和实验3可得结论:同一个滑轮组,提升的物体越重,机械效率 。
实验次数
l
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
1.4
2.4
绳端移动距离s/m
0.3
0.5
0.3
机械效率η/%
74.1
83.3
五、计算题
29.(7分)如图所示,重力不计的木棒AOB可绕支点O无摩擦转动,木棒AB长为1.5m,密度为7.9×103kg/m3正方体甲的边长为0.1m,物体乙所受重力为56N,当把甲、乙两物体用细绳分别挂在木棒的两个端点A、B上时,木棒在水平位置平衡,支点O距A点0.8m。求:
(1)物体甲的重力;
(2)A端受到绳子的拉力;
(3)物体甲对地面的压强。
30.(7分)用如图甲所示的滑轮组提升物体,所挂物体的重力从400N开始逐渐等量增加,在此过程中物体始终以1m/s匀速被提升相同的高度,直到绳子被拉断;图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物重的增加而变化的图象。请完成下列有关分析和计算(每个滑轮等重,不计绳重和摩擦)。
(1)每个滑轮的重为多少?
(2)当滑轮组的机械效率为80%时,物体重多少?此时拉力的功率是多大?
(3)绳子能承受最大拉力最大时,滑轮组的机械效率是多少?
2019-2020学年黑龙江省大庆六十九中八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每题2分,共30分)
1.【解答】解:①中学生体重约500N,一次跳起的高度约3cm,这一过程中克服重力所做的功:W=200Gh=200×500N×0.03m=3000J,故①正确;
②中学生体重约500N,从一楼到四楼的上升的高度约9m,克服重力所做的功:W1=Gh1=500N×9m=4500J,做功的功率:P===150W,故②正确;
③正常人站立时对地面的压强约为1.5×104Pa,故③正确;
④做功的快慢用功率表示,机械效率是有用功与总功的比值,两者没有必然的联系,故④错误;
⑤空间尺度从大到小的顺序排列的是原子、原子核、质子、夸克,故⑤错误;
⑥做托里拆利实验时,管子的粗细、形状等对实验结果没有影响,故⑥错误。
综合以上分析可知,①②③正确。
故选:A。
2.【解答】解:A、汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子,从而揭示了原子是具有复杂结构的,可以再分的,故A正确;
B、马德堡是一个地名,著名的马德堡半球实验用两个中间抽成真空而压合在一起的铜半球有力地证明了大气压的存在,故B正确;
C、意大利科学家托里拆利,利用一根玻璃管测出了大气压所能支持的水银柱的高度,即76cm,这也就是后来规定的1个标准大气压的大小,其具体数值是p0=1.013×105Pa,故C正确;
D、卢瑟福通过α粒子轰击氮核实验的研究,实现了原子核的人工转变,发现了质子,建立了原子结构的行星模型,故D错误。
故选:D。
3.【解答】解:
A、飞沫是宏观物体的运动,和分子运动无关,故A不符合题意;
B、扫地时,看到空气中尘埃到处飞扬,尘埃飞扬是宏观物体的运动,和分子运动无关,故B不符合题意;
C、雪花飘落是宏观物体的机械运动,不是分子运动,故C不符合题意;
D、香水瓶打开后,过一会儿屋内能闻到香味,这是香水分子运动的结果,说明分子在不停地做无规则运动,故D符合题意。
故选:D。
4.【解答】解:A、去核器在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,不合题意;
B、瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,符合题意;
C、面包夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,不合题意;
D、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,不合题意。
故选:B。
5.【解答】解:A、压路机的速度不变,质量不变,动能不变,没有发生动能和势能的转化。符合题意;
B、上升的滚摆,高度增加,重力势能增大;速度减小,动能减小,所以是将动能转化为重力势能的过程,不符合题意;
C、用弓将箭射出去,弓弹性势能减小,箭的动能增大,弹性势能转化为动能。不合题意;
D、过山车向下俯冲,高度减小,势能减小,速度变大,动能变大,势能转化为动能。不合题意。
故选:A。
6.【解答】解:根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析,将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时,动力臂不变,阻力不变,阻力力臂变大,所以动力变大。
当杠杆从水平位置拉到最终位置时,动力臂不变,阻力不变,阻力臂变小,所以动力变小。
故F先变大后变小。
故选:C。
7.【解答】解:
①根据图示可知,A悬浮,B、C漂浮,所以物体所受的浮力与自身的重力相等,因三个长方体的质量相同、重力相同,所以F浮A=F浮B=F浮C,故①错误;
②由①知,F浮A=F浮B=F浮C,由图知V排甲>V排乙>V排丙,
根据F浮=ρ液V排g可知,ρ甲<ρ乙<ρ丙,
三容器的液面等高,根据p=ρ液gh可知,液体对容器底的压强p甲<p乙<p丙,故②正确;
③因为物体上、下表面受到液体的压力差等于物体受到的浮力,所以甲下表面受到的压力大于浮力;
乙、丙上表面受到的压力为零,所以乙、丙下表面受到液体的压力等于浮力,且相等;
由此可知物体下表面受到液体的压力 F′A>F′B=F′C;故③错误。
④甲、乙、丙三个容器完全相同,三个长方体的质量相同,则重力相同,
三容器液面相平,ρ甲<ρ乙<ρ丙,由图知液体的体积V甲<V乙<V丙,
所以由m=ρV可知,三容器内液体的质量m甲<m乙<m丙,液体的重力G甲液<G乙液<G丙液,
则容器及容器内液体和物体的总重力G甲<G乙<G丙,
所以F甲<F乙<F丙,故④正确;
综上所述,只有②④正确。
故选:B。
8.【解答】解:由图甲可知:n=2,
因为不计绳重及摩擦,所以F甲=(G物+G轮)=(400N+20N)=210N,
F甲做的功:W甲=F甲s甲=F甲×2h甲=210N×2×10m=4200J;
由图乙可知:n=3,
因为不计绳重及摩擦,所以F乙=(G物+G轮)=(400N+20N)=140N,
F乙做的功:W乙=F乙s乙=F乙×3h乙=140N×3×10m=4200J;
综上分析可得:W甲=W乙,即总功相同,故A错误;
物体重力相同,提升高度相同,根据W有=Gh可知,甲乙的有用功相同,故B错误;
因为W甲=W乙,时间相同(都是100s),根据P=可知,F甲做功的功率等于F乙做功的功率,故C错误;
两滑轮组的有用功相同、总功也相同,由η=可知η甲=η乙.故D正确;
故选:D。
9.【解答】解:由于甲物体处于静止状态,而静止状态是一种平衡状态,处于平衡状态的物体受到的合力为零;弹簧秤受到乙对它一个向右的拉力,这个拉力就等于乙的重力,弹簧秤的示数就等于这个拉力,即等于乙的重力3N。
故选:A。
10.【解答】解:由题知,拉力相同,物体沿拉力的方向移动的距离相同,根据W=Fs可知,力F做的功W1=W2=W3。
故选:C。
11.【解答】解:
(1)物体在水平地面上做匀速运动,则此时A处绳子的拉力与物体与地面之间的摩擦力是一对平衡力,
所以物体和地面之间摩擦力为f=45N,
A处的拉力大小为FA=f=45N。
(2)从图可知,由2段绳子与动滑轮相连,则s=2s物,
而F=30N,f=45N,
滑轮组的机械效率为:
η=====×100%=75%。
故选:B。
12.【解答】解:把篮球抛向空中,忽略空气阻力,只有动能和势能的相互转化,机械能守恒,机械能不变;所以只有A是正确的。
故选:A。
13.【解答】解:(1)已知AB>AC,拉力相同,由W=Fs可知,W1>W2;
根据P=,W1>W2,时间相同,所以P甲>P乙;
(2)已知物体的重力不变,斜面的高度不变,故由W=Gh可知,将等质量的甲、乙两物体分别沿斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点所做的有用功相同,W1有=W2有;
因为W1>W2,
由η=可得,η甲<η乙。
故选:A。
14.【解答】解:A、小物块从P向M运动过程中,质量不变,高度变小,重力势能减小,故A正确;
B、物块从P到N碰撞后还能返回到P说明没能量损失,机械能守恒;小物块从P向M运动过程中,重力势能转化为动能,机械能不变,故B错误;
C、由于不存在摩擦,小物块离开弹簧后从N向M运动过程中,机械能是守恒的,物块的高度不变,质量不变,重力势能不变,机械能为动能和势能的和,所以物体的动能不变,故C错误;
D、弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性形变达到最大限度,弹性势能最大,故D错误。
故选:A。
15.【解答】解:原来的正方体放在水平地面上,对地面的压强p====ρgh,
若沿如图所示的虚线方向切成a、b两部分,
则:①pa===;
由下图知Va>Sah,
所以pa===>=ρgh=p,
即pa>p;
②pb===,
由下图知Vb<Sbh,
所以pb===<=ρgh=p,
即:pb<p。
。
故选:D。
二、填空题
16.【解答】解:
(1)拉力做的总功:
W总=Fs=90N×5m=450J,
拉力做的有用功:
W有用=Gh=120N×3m=360J,
斜面的机械效率:
η=×100%=×100%=80%。
(2)因为W总=W有用+W额,
所以额外功:W额=W总﹣W有用=450J﹣360J=90J,
由W额=fs得,物体受到的摩擦力:
f===18N。
故答案为:80%;18。
17.【解答】解:
(1)由坐标图可知:当搬动质量为15kg物体时,人用于搬动物体的功率(输出)最大,其值为50W;
(2)15包大米,总质量为75kg,每包大米的质量是5kg,由于搬动大米所需要做的总功是一定的,要尽快完成搬运工作,要求人始终在最大功率(输出)状态下工作,每次应搬动质量15kg的物体,即3包大米;
(3)每次搬运的大米的重力G=mg=15kg×10N/kg=150N;
克服重力做的功W=Gh=150N×10m=1500J;
由P=得,则每次上楼所用的时间t===30s,
则每次下楼所用的时间是15s,则一个来回需要的时间是30s+15s=45s,
所以他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间t总=45s×=225s;
故答案为:50;3;225。
18.【解答】解:(1)轿车沿水平方向做匀速直线运动,则F=F阻=1200N,
小轿车牵引力所做的功:
W=Fs=1200N×300m=3.6×105J,
根据v=可得,小轿车在水平路面匀速行驶的时间:
t===20s,
小轿车的功率:
P===1.8×104W=18kW;
(2)因为P===Fv,P1=P2,
所以有:F1v1=F2v2,
则v2====10m/s。
故答案为:18;10。
19.【解答】解:液压机是根据小活塞加在密闭液体上的压强,能够大小不变地由液体传递到大活塞上而工作的;即根据帕斯卡定律工作的。
由于p=,pA=pB,
所以=,
所以在大活塞上能产生的力:
FB===5×105N。
故答案为:帕斯卡;5×105。
20.【解答】解:汽车高速行驶时,车外的空气相对于汽车流速大,气体压强小,车内的气压大于车外的气压,使纸巾受到了向外的压力,所以纸巾被“吸”出了车外。
故答案为:大;小。
21.【解答】解:将水气压计从六楼移到一楼过程中,高度减小,大气压增大,大气压随高度的减小而增加,管内水柱高度会降低。
22.【解答】解:(1)实验前调节平衡蜾母使杠杆在水平位置平衡,当杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态时,从支点到挂钩码处杠杆的长度即为力臂长度,目的之一是方便测量力臂;
(2)设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,
图中,杠杆的左端:4G×3L=12GL,
B处的力臂为4L,杠杆的右端:F2×4L=12GL,解得F2=3G,即在B处挂3个同样的钩码;
(3)弹簧测力计竖直向上拉杠杆时,拉力力臂为OC,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,拉力的力臂小于OC,拉力力臂变小,拉力变大,弹簧测力计示数变大。
故答案为:(1)力臂;(2)3;(3)变大。
23.【解答】解:物体的重力:G=mg=ρVg=0.5×103kg/m3×4×10﹣4m3×10N/kg=2N,
由题可知:80Pa=p1﹣p2=ρg(h1﹣h2)=ρg△h,
即液面的高度差:△h=﹣﹣﹣﹣﹣①
由题可知,物体漂浮在液面上时:F浮1=G,
恰好浸没在液体中时,V排2=V,
物体两次排开液体体积之差:
△V=V排2﹣V排1=﹣===,
液面的高度差:△h==﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得,液体的密度:ρ=0.9×103kg/m3,
施加的力F:F=F浮﹣G=0.9×103kg/m3×4×10﹣4m3×10N/kg﹣2N=1.6N。
故答案为:1.6;0.9×103。
三、作图题
24.【解答】解:
由图可知,当以撬棍与地面的接触点为支点时,A点离支点最远,若动力垂直于杠杆,则作用在A点动力的力臂最大,所以此时动力最小;连接支点与A的连线即为动力臂L,过A点作垂直于动力臂向上的力,即为最小动力F的示意图。如图所示:
25.【解答】解:铁球在下沉的过程中,重力大于所受浮力,重力的线段要大于浮力的线段的长度,两个力都作用在重心,方向相反,如图所示:
。
四、实验题
26.【解答】解:
(1)把液体内部压强的大小转换成橡皮膜形变程度的大小来判断,形变程度越大,表示液体内部的压强越大。
(2)要探究液体压强大小与深度的关系,应控制液体的密度相同、探头的方向相同,而深度不同,故选甲、乙两图即可;
(3)比较甲图和丙图可知,探头所处的深度相同,液体的种类不同,橡皮膜的形变程度不同,说明液体产生的压强不同,可初步得出液体内部压强与液体密度有关。
(4)①向溢水杯中注水,直到溢水口水流出时停止加水,最后溢水杯中的水面恰好与溢水口相平;
②由图知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数F′=0.4N;
溢出的水全部流入小量筒中,排开水的体积为20mL=20cm3,
此时探头所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣6m3=0.2N。
③由甲、乙两图可知,探头浸入水中的深度增加时,其体积会减小,排开水的体积减小,根据F浮=ρ水gV排知,其所受浮力变小;根据F浮=G排=m排g知,排开水的质量变小;
探头在刚与溢水杯底部接触但对溢水杯底部没有压力之前,探头的重力不变,所受浮力变小,根据F浮=G﹣F示知,弹簧测力计示数会变大;
当探头在与溢水杯底部接触且对溢水杯底部有压力之后,探头还受到杯底向上的支持力,根据力的合成可知,弹簧测力计示数会变小;
所以,整个过程中弹簧测力计的示数会先变大后变小,故选C。
故答案为:(1)大;(2)乙;(3)密度;(4)①相平;②0.4;20;0.2;③变小;C。
27.【解答】解:
(1)实验中通过观察木块B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;
(2)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,由此可得到的结论是:在质量一定时,物体的速度越大,动能越大;
(3)要探究小球动能与质量的关系,需要控制小球到达水平面时的速度相同,即不同质量的小球从同一高度由静止滑下,乙、丙两图符合要求;
(4)验中若使用的木块质量较大,小车撞击木块时,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,可以通过增大小车在斜面上的高度来增大小车的速度,从而增大小车的动能,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;
(5)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。
故答案为:(1)木块B移动的距离长短;(2)到达斜面底部时的速度不同;在质量一定时,物体的速度越大,动能越大;(3)乙;丙;(4)增大小球下滑的高度;(5)不能;做匀速直线运动。
28.【解答】解:(1)①由图可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,所以它的示数是0.5N。
在实验过程中,有用功是:W有=Gh=1N×0.1m=0.1J,
总功是:W总=Fs=0.5N×0.3m=0.15J,
所以杠杆的机械效率是:
η==×100%=66.7%;
额外功产生的原因:克服杠杆的自重做额外功(或克服摩擦做额外功);
②钩码的悬挂点在A点时,由杠杆的平衡条件得G•OA=F•OC;悬挂点移至B点时,由杠杆的平衡条件得G•OB=F•OC,经对比发现,由OA到OB力臂变大,所以拉力F也变大,杠杆提升的高度减小,额外功减小,因此杠杆的机械效率变大;
(2)①由表中实验数据可知,实验2中绳子自由端移动的距离是钩码上升高度的5倍,承重绳的股数为5,由图示可知,实验用的是乙图所示滑轮组;
滑轮组效率:
η2===×100%≈57.1%;
②由表中实验1与实验2的实验数据可知,两次实验时,滑轮组提升的重物相同而滑轮组动滑轮的个数不同,动滑轮的个数越多,滑轮组的效率越低,由此可得:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的效率越低。
③由表中实验1和实验3的实验数据可知,使用同一滑轮组,增加吊起物体的重力,可以提高滑轮组的机械效率。
故答案为:(1)①0.5;66.7;杠杆的重力;②变大;(2)①乙;57.1%;②越低;③越高。
五、计算题
29.【解答】解:(1)甲的体积为:V甲=(0.1m)3=0.001m3;
根据ρ=可知,甲的质量为:m甲=ρV甲=7.9×103kg/m3×0.001m3=7.9kg;
则甲的重力为:G=mg=7.9kg×10N/kg=79N;
(2)由题知,木棒在水平位置平衡,OA=0.8m,OB=AB﹣OA=1.5m﹣0.8m=0.7m,
由杠杆平衡条件可得:FA×OA=F乙×OB,
A端受到绳子的拉力:FA===49N,
(3)甲与地面的受力面积为:S=(0.1m)2=0.01m2;
甲受到的支持力即甲对地面的压力为:F=G﹣FA=79N﹣49N=30N;
物体甲对地面的压强为:p===3000Pa。
答:(1)物体甲的重力为79N;
(2)A端受到绳子的拉力为49N;
(3)物体甲对地面的压强为3000Pa。
30.【解答】解:(1)由图可知:当物体重400N时,机械效率为40%,
不计绳重和摩擦时,滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=×100%=×100%,
则G动=﹣G=﹣400N=600N,
由图可知动滑轮为两个,且每个滑轮等重,所以每个滑轮重300N;
(2)把η=80%、G动=600N代入公式η=×100%得:
80%=×100%=×100%,
解得:G′=2400N,
因拉力做的功等于克服动滑轮重力和物体重力做的功,
所以,拉力的功率:
P===(G′+G动)h=(2400N+600N)×1m/s=3000W;
(3)由图可知,绳子能承受最大拉力最大时,物体的重力G″=3200N,
则滑轮组的机械效率:
η2=×100%=×100%≈84.2%。
答:(1)每个滑轮的重为300N;
(2)当滑轮组的机械效率为80%时,物体重为2400N,此时拉力的功率是3000W;
(3)绳子能承受最大拉力最大时,滑轮组的机械效率是84.2%。
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