湖北省黄石市下陆区2019-2020学年八年级下学期期末物理试题
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这是一份湖北省黄石市下陆区2019-2020学年八年级下学期期末物理试题,共17页。试卷主要包含了2米,求水对容器底的压强是多少,【答案】D,【答案】A,【答案】C,【答案】B等内容,欢迎下载使用。
在下列的物理学家中,我们用他的名字命名了力的单位的是谁( )
A. 伽利略B. 阿基米德C. 帕斯卡D. 牛顿
头球(运动员用头碰撞飞行中的足球)是足球比赛中常用的技术,下列说法正确的是( )
A. 头球过程中,头对足球的力改变了足球的运动状态
B. 足球被顶飞,是因为头对足球的力大于足球对头的力
C. 头对足球的作用力消失时,足球的惯性也消失
D. 足球在空中飞行时,以运动员为参照物,足球是静止的
为了防止惯性带来的危害,要求人们( )
A. 乘车时系好安全带B. 候车时站在安全线外
C. 市区行车禁鸣喇叭D. 夜间行车车内不开灯
玉免二号月球车的车轮做的比较宽大而且表面凹凸不平,是为了( )
A. 增大压强,减小摩擦B. 增大压强,增大摩擦
C. 减小压强,减小摩擦D. 减小压强,增大摩擦
2018年10月月20日,我国自主研制的大型水陆两栖飞机AG600水上首飞成功。AG600在空中水平飞行时( )
A. 机翼下方空气流速大,压强小B. 机翼下方空气流速大,压强大
C. 机翼上方空气流速大,压强小D. 机翼上方空气流速大,压强大
关于简单机械的使用,说法不正确的是( )
A. 使用撬棒可以省力
B. 使用定滑轮不能省距离
C. 利用斜面可以省功
D. 使用滑轮组可以改变动力方向
下列有关机械能及其转化的说法正确的是( )
A. 弯弓射箭,箭的动能转化为弓的弹性势能
B. 拦河大坝使上游的水位升高,提高了水的重力势能
C. 蹦床运动员从高处落下,其动能转化为重力势能
D. 人造地球卫星从近地点飞向远地点的过程中,势能减小,动能增大
如图所示,在溢水杯中装满水,将挂在弹簧测力计下的铁块缓慢放入水中,从铁块下表面刚刚接触水面直至测力计示数为零的过程中( )
A. 铁块受到的浮力一直变大B. 溢水杯底部受到水的压力一直变大
C. 弹簧测力计对手的拉力先变小后变大D. 桌面受到溢水杯的压强先不变后变大
工人用如图所示的装置运送砂石,下列说法正确的是( )
A. 滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小
B. 图中动滑轮相当于一个省力杠杆
C. 绳子自由端下拉1m,桶上升2m
D. 质量为65kg的工人利用该滑轮组能提起150kg的砂石
下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是( )
A. 做功多的机器机械效率一定高B. 功率小的机器做功慢
C. 机械效率高的机器功率一定大D. 功率大的机器做功时间一定短
如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两容器,分别装有同种液体且深度相同,两容器底部所受液体的压力、压强分别用F甲、F乙、p甲、p乙表示,则( )
A. F甲=F乙,p甲=p乙B. F甲=F乙,p甲>p乙
C. F甲>F乙,p甲=p乙D. F甲>F乙,p甲>p乙
用弹簧测力计竖直挂一物体,当物体浸入水中13体积时,弹簧测力计示数为4N;当物体浸入水中12体积时,弹簧测力计示数为1N.取下该物体放入水中,物体静止时受到的浮力是( )
A. 18NB. 14NC. 10ND. 8N
如图所示,将一个小球放在竖直放置的弹簧上,用手向下压小球,松手后,小球在弹簧弹力作用下向上加速运动,不考虑空气阻力,请画出此时小球的受力示意图。
如图所示,轻质杠杆可绕O转动,杠杆上吊一重物G,在力的作用下杠杆静止在水平位置,L为F的力臂,请在图中作出动力的示意图。
“清风不识字,何故乱翻书”所述清风能翻书,是风使书本上表面空气流动速度变大,导致书本上表面压强______(选填“增大”或“减小”);用吸管“吸”饮料时,饮料是在______作用下被“吸”入口中的。
如图所示,小华同学用60N的力拉动绳子自由端,使重为90N的货物匀速上升,不计绳重和一切摩擦,滑轮组的机械效率为______%.若使用该滑轮组匀速提升更重的物体,其机械效率将______(填“变大”“变小”或“不变”)。
如图所示是滑冰运动员在训练中通过弯道时的情景,这一过程中她们的运动状态______(选填“改变”或“不变”);运动员穿的速滑冰鞋的冰刀表面要光滑、平整是为了______。
小红同学用50N的力拉着一个重为80N的物体,在水平地面上做匀速直线运动,1分钟内使物体移动60m的距离,物体的运动速度是______m/s,此过程中小红拉力的功率是______W。
如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。
(1)该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体______的关系(物体A、B质量不变);
(2)该实验中所探究物体的动能是指物体______(选填“A”或“B”)的动能;
(3)该实验物体动能的大小是通过______来反映的;
(4)该实验物体的速度是指物体A从斜面上由静止滚下与物体B即将碰撞时的速度,它是通过______(选填“高度”或“质量”)来改变的;
(5)实验表明,同一物体A从斜面高处滚下,高度越大,物体B被撞得越远,可得结论______。
某班物理实验小组的同学,在实验中验证阿基米德原理。
(1)方案一:小军用石块按照如图甲所示的实验步骤依次进行实验。
①由图甲可知,石块浸没在水中时,受到的浮力F浮=______N,排开水的重力G排=______N,发现F浮≠G排,造成这种结果的原因不可能是______(填序号)。
A.最初溢水杯中的水未装至溢水口
B.整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
C.步骤C中,石块浸没后,碰触到溢水杯的底部
②小军改正错误后,得到石块浸没在水中的浮力为1N,则石块密度为______kg/m3;
若将图甲C中的小石块取出,将装有溢出水的小桶放入溢水杯漂浮,忽略水的损失,则此次从溢水杯中溢出的水为______g。
(2)方案二:如图乙所示,小川同学将装满水的溢水杯放在升降台C上,用升降台来调节水杯的高度。当小川逐渐调高升降台时,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A的示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”),且弹簧测力计A示数的变化量______B示数的变化量(选填“大于”、“小于”或“等于”),从而证明了F浮=G排.在这个过程中溢水杯对升降台C的压力______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)甜甜同学认为:用天平、烧杯、水、细线也能测量出小石块的密度,主要实验步骤如下:
①如图丙所示,将烧杯中装入适量的水,置于天平上,天平平衡时的读数为m1;
②如图丁所示,接着用细线将石块拴住,使之完全浸没在上述烧杯的水中,天平平衡时的读数为m2(此时手向上拉住细线另一端,石块不接触杯壁和杯底,水不溢出);
石块的密度表达式为ρ石=______;(用上述实验步骤中出现的物理量的字母和ρ水来表示)
如图所示,已知重为10N的长方体木块静止在水面上,处于漂浮状态,水的密度是1×103kg/m3。
(1)求木块所受到的浮力大小。
(2)物体排开液体的体积是多少。
(3)如果水的深度是0.2米,求水对容器底的压强是多少。
航拍时人们用的无人机,起飞前,放在地面上要确保四脚着地,启动后,利用遥控器可以控制它运动和工作,已知无人机的重量是24N,四脚着地的总面积为103mm2,竖直匀速上升时的速度为1m/s,求
(1)无人机四脚着地放在地面时对地面的压强为多少。
(2)无人机竖直匀速上升20米所用时间是多少。
(3)无人机竖直上升20米时克服重力做了多少功。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:力的国际单位是牛顿,简称牛,符号是N。
故ABC错误,D正确。
故选:D。
力的国际单位是牛顿,简称牛,符号是N。
物理学中各个物理量都有自己的符号和国际单位,不要将各符号和各单位相互混淆。
2.【答案】A
【解析】A、“头球”改变足球运动方向,说明力可以改变运动状态。故A正确;
B、头对球的作用力与球对头的作用力是相互作用力,它们大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。故B错误;
C、惯性是物体本身的性质,足球受到头的作用力消失,惯性不会消失。故C错误;
D、足球在空中飞行时,以运动员为参照物,足球的位置不断变化,所以是运动的,故D错误。
(1)力的作用效果是改变物体的形状或改变物体的运动状态;
(2)作用力与反作用力,大小相等,方向相反,作用在两个物体上,一对平衡力大小相等,方向相反,作用在同一个物体上,作用效果可以抵消;
(3)惯性是物体保持原有状态不变的性质,但与运动状态无关;
(4)一个物体相对于参照物,位置发生变化,这个物体是运动的;位置没有变化,这个物体是静止的。
此题考查的知识点比较多,有力的作用效果、力作用的相互性,惯性知识和运动和静止相对性等问题,属于中考常见题型,需要同学们认真把握。
3.【答案】A
【解析】解:A、系安全带是防止急刹车时,人由于惯性向前撞击车体而发生事故,属于防止惯性带来的危害,故A符合题意。
B、列车从人的面前经过时,由于列车的快速行驶,造成人和列车之间空气流动速度增大,空气压强减小,人外侧空气流动速度几乎不变,压强几乎不变,人外侧压强大于人和列车之间的压强,容易把人压向列车的方向,容易发生事故,所以在火车站站台上候车的乘客应站在安全线外。与惯性无关。故B不合题意。
C、市区内“禁鸣喇叭”,是在噪声的声源处减弱噪声,与惯性无关。故C不合题意。
D、夜间驾驶室外的光线是比较暗的,若打开驾驶室内的灯,室内物体的光线是比较强的,就可以通过前挡风玻璃在车前形成一个虚像(平面镜成像),干扰司机的视线;与惯性无关。故D不合题意。
故选:A。
惯性是任何物体都有保持原来运动状态的性质,有时对我们有用、有时有害。本题要防止惯性带来危害,据此对各选项逐一进行分析。
4.【答案】D
【解析】解:玉免二号月球车的车轮表面凹凸不平,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
车轮做的比较宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
故ABC错误,D正确。
故选:D。
(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(2)减小压强的方法:是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强。
本题考查压强和摩擦力大小的影响因素,此类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。
5.【答案】C
【解析】解:由于两栖飞机机翼的形状是“上凸下平”,同一股气流在相同时间内通过机翼的上方和下方,上方气流通过时的路程大,速度大,压强小;下方气流通过时的路程小,速度小,压强大,故机翼下方压强大于上方压强,机翼的上下表面产生了向上的压力差,从而产生向上的升力。
故选:C。
液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大。
此题主要考查流体压强和流速的关系,平时学习物理知识时要多联系生活实际、多举例、多解释,提高利用所学物理知识分析实际问题的能力。
6.【答案】C
【解析】解:
A、撬棒在使用时,动力臂大于阻力臂,可以省力,故A正确,不符合题意;
B、定滑轮实质是等臂杠杆,不能省力,也不省距离,故B正确,不符合题意;
C、利用斜面可以省力,但费距离,但不能省功,故C错,符合题意;
D、使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向,故D正确,不符合题意。
故选:C。
(1)动力臂大于阻力臂的杠杆,可以省力、但费距离;
(2)定滑轮实质是等臂杠杆,不能省力,也不省距离;
(3)利用机械可以省力,但费距离,但不能省功;
(4)使用定滑轮可以改变力的方向,但不能省力;用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向;使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向。
本题考查了杠杆、定滑轮、斜面、滑轮组的特点,要知道:使用机械时,可以省力、可以省距离,但不能省功。
7.【答案】B
【解析】解:A、弯弓射箭,弓的弹性势能转化为箭的动能,故A错误;
B、拦河大坝使上游的水位升高,水量增大,提高了水的重力势能,故B正确;
C、蹦床运动员从高处落下,其重力势能转化为动能,故C错误;
D、人造卫星从近地点飞向远地点时,速度减小,相对高度增加,则动能减小,势能增大,故D错误。
故选:B。
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。弹性势能的影响因素是物体弹性形变的程度。
本题主要考查了重力势能、弹性势能与动能之间的转化,了解各自的影响因素是判断的关键。
8.【答案】D
【解析】解:
A、从铁块下表面刚刚接触水面到铁块浸没在水中的过程,铁块排开水的体积不断变大,根据F浮=ρgV排知,浮力逐渐变大;铁块浸没后继续下沉的过程中,铁块排开水的体积不再变化,根据F浮=ρgV排知,浮力不再变化,故A错误;
B、从铁块下表面刚刚接触水面直至测力计示数为零的过程中,水的深度不变,根据p=ρgh知,溢水杯底部受到水的压强不变,杯底的面积不变,根据F=pS可知,杯底受到水的压力不变,故B错误;
C、在铁块向下运动并与底部接触之前,弹簧测力计对手的拉力等于铁块与测力计的总重力减去铁块受到的浮力(即F拉=G总−F浮);由于浮力先变大后不变,所以测力计对手的拉力先变小后不变;
铁块接触溢水杯底部直至测力计示数为零的过程中,由于铁块受到溢水杯底部的支持力作用,所以弹簧测力计对手的拉力F拉′=G总−F浮−F支,则拉力再减小;
由此可知,整个过程中弹簧测力计对手的拉力先变小,后不变,再变小,故C错误;
D、从铁块下表面刚刚接触水面到铁块下表面刚刚接触溢水杯底部,且对底部没有压力的过程中,铁块受到的浮力先变大后不变,但始终等于其排开水的重力,此时溢水杯对桌面的压力:F压=G杯和水+F浮−G排水(其中G杯和水为溢水杯和剩余水的总重力,G排水为溢出水的重力),可知溢水杯对桌面的压力始终不变,根据p=FS知,溢水杯对桌面的压强不变;
当铁块接触溢水杯底部,且对底部产生压力的过程中,由于不再有水溢出,且铁块对溢水杯底部有压力,所以溢水杯对桌面的压力变大,根据p=FS知,溢水杯对桌面的压力压强变大;
由此可知,整个过程中桌面受到溢水杯的压强先不变,后变大,故D正确。
故选:D。
(1)根据阿基米德原理分析浮力变化;
(2)根据p=ρgh分析压强,然后利用p=FS分析压力;
(3)弹簧测力计对手的拉力等于铁块对弹簧测力计的拉力,而铁块对弹簧测力计的拉力等于铁块的重力减去铁块受到的浮力;
(4)分析从铁块下表面刚刚接触水面到铁块下落到溢水杯底部,且对底部产生压力的过程中,溢水杯对桌面的压力变化,然后根据压强公式分析压强变化。
此题考查液体压强公式、阿基米德原理以及力的合成与应用,是一道综合性较强的题目,有一定难度,关键是根据生活经验及所学物理知识对铁块下落的整个过程中的受力情况进行正确的受力分析。
9.【答案】B
【解析】解:
A、定滑轮能改变力的方向,但不能改变力的大小,故A错误;
B、动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆,属于省力杠杆,故B正确;
C、由图知,n=2,拉力端移动距离s=2h,若绳子自由端下拉1m,则桶上升0.5m,故C错误;
D、工人向下拉绳子时,绳子会对人施加向上的拉力,为避免人被绳子拉上去,所以人提供的最大拉力F最大=G人=m人g=65kg×10N/kg=650N;不计绳重、动滑轮重和摩擦时,利用该滑轮组能提起的最大物重G最大=2F最大=2×650N=1300N,则提升物体的最大质量:m最大=G最大g=1300N10N/kg=130kg,故D错误。
故选:B。
(1)定滑轮实质是等臂杠杆,能改变力的方向,但不能改变力的大小;
(2)动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆,属于省力杠杆;
(3)由图知,n=2,拉力端移动距离s=2h;
(4)工人提供的最大拉力等于自身重力;利用该滑轮组能提起的最大物重G最大=2F最大,利用G=mg求提升最大质量。
本题考查了动滑轮、定滑轮、滑轮组的特点,本题关键是知道:工人提供的最大拉力等于自身重力。
10.【答案】B
【解析】解:A、有用功与总功的比值叫机械效率,故机械效率与做功的多少无关。此选项错误;
B、功率反映做功的快慢,功率大则做功快,功率小,则做功慢。此选项正确;
C、机械效率与机械功率大小没有直接关系。此选项错误;
D、功率等于功和做功时间的比值,时间短,功多少不确定,功率大小不确定。此选项错误。
故选:B。
①功率是描述物体做功快慢的物理量,它等于单位时间内所做的功,功率大则做功快;功率与效率大小没有关系;
②机械效率反映了机械的性能优劣,是有用功与总功的比值;机械效率与做功多少没有直接关系。
深刻理解功率和机械效率的概念是解决此题的关键;还要充分考虑选项中的条件,适当运用公式等方法。
11.【答案】A
【解析】解:由题意知,两容器中装有同种液体且液面向平,则液体的密度相同,深度也相同,根据p=ρgh可知,两容器底部受到液体的压强相等,即p甲=p乙;
又因为容器底面积相等,根据F=pS可知,两容器底部受到液体的压力相等,即F甲=F乙;故A正确,BCD错误。
故选:A。
本题考查压强和液体压强的判断,对液体来说,先根据p=ρgh判断压强,再利用F=pS判断压力,切记压力不一定等于液体的重力,易错点。
12.【答案】C
【解析】解:(1)由“当吊在弹簧测力计下的物体浸在水中的体积为物体体积的13时,弹簧测力计的示数为4N;”可得:
F浮1=G−F拉1,
即ρ水g13V=G−4N…①;
由“当吊在弹簧测力计下的物体浸在水中的体积为物体体积的12时,弹簧测力计的示数为1N;”可得:
ρ水g12V=G−1N…②
由①-②,解得V=18ρ水g。
(2)当从弹簧测力计上取下物体将其缓慢的放入水中,假设其全部浸没,那么它受到的浮力:
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×g×V=1.0×103kg/m3×g×18ρ水g=18N,
将V=18ρ水g代入ρ水g13V=G−4N…①;
解得G=10N,
由于F浮>G,
则取下物体将其缓慢的放入水中,物体漂浮,
物体静止时受到的浮力等于其重力,为10N。
故选:C。
(1)先利用称重法求浸在水中的体积为物体体积的13时和物体浸入一半时受到的浮力,从而得出物体的体积和重力;
(2)利用F浮=ρgV排求出此时物体受到的浮力,和重力比较,确定物体存在的状态,利用物体的浮沉条件求此时物体受到的浮力。
本题考查了密度的计算、重力的计算、浮力的计算(漂浮条件、阿基米德原理),涉及到用称重法测量物体受到的浮力,知识点多,属于难题。
13.【答案】解:(1)小球向上加速运动时,受竖直向下的重力G与竖直向上的弹簧的弹力F作用;
由于小球向上做加速运动,小球受力不平衡,小球所受的弹力F大于重力G;
(2)从小球的重心沿重力与弹力的方向作出重力与弹力的示意图,小球受力示意图如图所示;
【解析】对小球受力分析,然后从力的作用点,沿力的方向作有向线段,即可作出小球的受力示意图。
(1)本题考查了作力的示意图,是一道基础题,对物体正确受力分析是正确解题的前提与关键,要掌握作力的示意图方法;
(2)对小球受力分析时,应注意,小球加速运动,受力不平衡,小球受的弹力大于小球的重力,作示意图时,应体现出两力的大小关系。
14.【答案】解:
过动力臂L的末端作动力臂的垂线,与杠杆的交点为力F的作用点;由图知,重物对杠杆向下的拉力为阻力,阻力使杠杆沿逆时针方向转动,为使杠杆平衡,则动力F的方向应使杠杆沿顺时针方向转动,故动力F的方向斜向上方。作图如下:
【解析】根据力与力臂的关系(相互垂直)以及动力和阻力使杠杆转动的方向相反确定动力F的方向和作用点,然后作出动力的示意图。
此题考查了力的示意图的画法,关键是知道动力和动力臂的关系以及动力的方向。
15.【答案】减小 大气压
【解析】解:(1)风吹过书页的上表面时,使书表面上空气流动速度增大,而导致书上表面压强减小,而书页下表面的压强不变,在上下压强差的作用下,书页会向上翻,故有“清风不识字、何故乱翻书”之说。
(2)吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,使管内气压减小,这样在外界大气压的作用下,饮料就被压进吸管里。
故答案为:减小;大气压。
(1)流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。
(2)用吸管“吸”饮料利用的是大气压。
此题考查大气压的应用、流体压强和流速的关系,对于流速和流体压强的问题,一定要明确被研究的物体的两个侧面的流体流速,用流速来分析流体压强,用压强来分析压力,通过压力差来分析物体受到的作用。
16.【答案】75 变大
【解析】解:
(1)有用功:W有用=Gh,
由图知,n=2,拉力端移动距离s=2h,
拉力做的总功:W总=Fs=F×2h=2Fh,
滑轮组的机械效率:
η=W有用W总=Gh2Fh=G2F=90N2×60N×100%=75%;
(2)用该滑轮组提升更重的物体,在提升高度相同时,由于物重增大,则有用功增大,而额外功几乎不变,所以有用功在总功中所占的比例变大,机械效率会变大。
故答案为:75;变大。
(1)知道物体重和提升的高度,利用W=Gh求有用功;由图知,n=2,拉力端移动距离s=2h,利用W=Fs求总功,利用效率公式求滑轮组的机械效率;
(2)用同一个滑轮组提升物体时,物重越大,机械效率越高。
本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算,属于基础题目。
17.【答案】改变 减小摩擦
【解析】解:(1)滑冰运动员在训练中通过弯道时,运动的方向时刻改变,则她们的运动状态改变;
(2)运动员穿的速滑冰鞋的冰刀表面要光滑、平整,是为了在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦。
故答案为:改变;减小摩擦。
(1)物体的运动状态的改变包括速度大小和方向的变化,如果速度大小和方向不变,说明运动状态不变;
(2)减小摩擦的方法:从压力大小和接触面的粗糙程度考虑,减小压力,减小接触面的粗糙程度,使接触面脱离,用滚动代替滑动摩擦。
本题考查了物体运动状态的判断和减小摩擦力方法的应用,是一道基础题目。
18.【答案】1;50
【解析】解:物体运动的时间t=1min=60s,
则物体的运动速度:v=st=60m60s=1m/s。
此过程中小红拉力的功率:
P=Wt=Fst=Fv=50N×1m/s=50W。
故答案为:1;50。
(1)知道物体运动的距离和时间,根据v=st求出物体的运动速度;
(2)根据P=Wt=Fst=Fv求出此过程中小红拉力的功率。
本题主要考查速度公式、功率公式的应用,因已知条件已给出,所以难度不大。
19.【答案】速度 A 物体B被撞的距离大小 高度 当物体质量相同时,物体的速度越大,动能越大
【解析】解:(1)动能的大小与物体的质量和速度都有关系,由于这一实验中只有一个物体A从斜面上滑下,质量不能改变,所以本实验要探究的是物体动能的大小与物体速度的关系;
(2)该实验研究的主体是小球A,研究的是小球A动能的大小与速度和质量的关系;
(3)该实验中小球动能的大小是通过物体B移动的距离体现的,B被撞的越远,说明小球的动能越大,被撞的越近,说明小球的动能越小,这里采用了转换法的思想;
(4)该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时碰撞前A的速度,这个速度的大小是通过控制小球A在斜面上的高度改变的;
(5)同一物体A从斜面高处滚下,高度越大,物体B被撞得越远,说明动能越大,可得结论为:当物体质量相同时,物体的速度越大,动能越大。
故答案为:(1)速度;(2)A; (3)物体B被撞的距离大小; (4)高度;(5)当物体质量相同时,物体的速度越大,动能越大。
(1)动能的决定因素有两个:质量和速度,要利用控制变量法去研究。
(2)运动的物体具有动能,小球从高处滑下时具有动能;
(3)根据转换法分析;
(4)高度不同,小球滑到平面时的速度不同;
(5)根据实验现象分析实验结论。
掌握影响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】×103 120 变小 等于 不变 F1ρ水(m2−m1)g
【解析】解:
(1)方案一:
①根据F浮=G−F可知,石块浸没在水中受到的浮力F浮=F1−F3=2.5N−1.4N=1.1N;
排开水的中力G排=F4−F2=2.2N−1.2N=1.0N;
所以,F浮>G排,
A、若最初溢水杯中的水未装至溢水口,则石块排开水的只有一部分溢出到桶中,排开水的重力G排减小,故A有可能;
B、若弹簧测力计都没有校零,那么四次测量结果都应加上测量前弹簧测力计示数,那么所得浮力与排开水的重力大小应不变,故B不可能;
C、步骤C中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部,容器对石块有支持力,测的F3偏小,则利用F浮=F1−F3偏大,故C有可能;
故选:B;
②根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排知,
石块体积为:V石=V排=F浮ρ水g=1N1.0×103kg/m3×10N/kg=1×10−4m3,
石块的密度:ρ=mV=GVg=F1gV=2.5N10N/kg×1×10−4m3=2.5×103kg/m3;
若将图甲C中的小石块取出,将装有溢出水的小桶放入溢水杯漂浮,漂浮时小桶受到的浮力等于溢出水和小桶的总重力,当将石块取出后水面下降,减小的体积等于小桶中水的体积,所以此次从溢水杯中溢出的水的重力为小桶额重力,为1.2N,则溢出水的质量为m=F2g=1.2N10N/kg=0.12kg=120g;
(2)方案二:
重物浸入水中的体积越来越大时,排开液体的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力变大,
因为F浮=G−F示,所以弹簧测力计A的示数F示=G−F浮变小;
又因为重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大,所以弹簧测力计B的示数变大;
根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,所以弹簧测力计A示数的变化量和弹簧测力计B的示数变化量相等;
将烧杯、水和物体看做一个整体,容器对升降台C的压力等于空杯和杯内水的总重与物体的重力之和再减去物体受到的拉力(大小等于测力计的示数),
即:F压=G杯+G杯内水+G物−F示,而G物−F示=F浮,
所以F压=G杯+G杯内水+F浮,根据阿基米德原理,F浮=G排水,
所以F压=G杯+G杯内水+G排水,由于杯内的水和排出的水的总重等于原来杯子里的水,是个定值,所以在这个过程中容器对升降台C的压力不变;
(3)①如图丙所示,将烧杯中装入适量的水,置于天平上,天平平衡时的读数为m1;
②如图丁所示,接着用细线将石块拴住,使之完全浸没在上述烧杯的水中,天平平衡时的读数为m2(此时手向上拉住细线另一端,石块不触杯壁和杯底,水不外溢),排开水的质量为m排=m2−m1;
若水的密度为ρ水,石块的体积:V石=V排=m排ρ水=m2−m1ρ水,
石块的密度:ρ石=m石V石=F1gm2−m1ρ水=F1ρ水(m2−m1)g。
故答案为:(1)①1.1;1.0;B;②2.5×103;120;(2)变小;等于;不变;(3)F1ρ水(m2−m1)g。
(1)方案一①根据称重法可知小石块受到的浮力;排开水的重力等于排开的水和小桶的重力之和减掉空桶的重力;
A、若最初溢水杯中的水未装至溢水口会使溢出的水偏少;
B、若弹簧测力计都没有校零,四次测量结果都偏大,且都偏大相同的数值,据此判断浮力的变化以及排开水的重力的变化;
C、石块浸没后,碰触到溢水杯底部,容器对石块有支持力,测的F3偏小,根据称量法分析解答即可;
②根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排算出石块体积,再由ρ=mV=GVg计算石块的密度;
根据阿基米德原理和浮沉条件分析解答;逐一分析每个选项,确定不符合条件的选项;
(2)方案二:
根据阿基米德原理可知,重物浸入水中的体积越来越大时受到的浮力变大,根据称重法可知弹簧测力计A示数的变化;
此时重物排开水的体积变大即溢出水的体积变大,据此可知弹簧测力计B示数的变化;再根据阿基米德原理判断弹簧秤A的示数变化量和弹簧秤B的示数变化量之间的关系。
将烧杯、水和物体看做一个整体,容器对升降台C的压力等于空杯和杯内水的总重与物体的重力之和再减去物体受到的拉力,由G物−F示=F浮结合力的作用是相互的和阿基米德原理,分析在这个过程中容器对升降台C的压力的变化;
(3)用细线将石块拴住,使之完全浸没在上述烧杯的水中,天平平衡时的读数为m2(此时手向上拉住细线另一端,石块不触杯壁和杯底,水不外溢),排开水的质量为①②质量之差,利用排开水的体积即为石块的体积,结合密度公式求出体积;利用密度公式表达石块的密度。
本题探究浮力的大小,涉及称重法测浮力、阿基米德原理、密度公式、固体的压力以及特殊方法测量密度等知识,同时考查了实验过程、注意的事项和对实验误差的分析及对实验方案的改进,综合性强,难度大。
21.【答案】解:(1)因为木块漂浮在水面上,
所以受到的浮力:F浮=G木=10N;
(2)由F浮=ρ水gV排可得,物体排开液体的体积:
V排=F浮ρ水g=10N1.0×103kg/m3×10N/kg=1×10−3m3;
(3)水对容器底的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa。
答:(1)木块所受到的浮力的大小为10N;
(2)物体排开液体的体积是1×10−3m3;
(3)水对容器底的压强是2000Pa。
【解析】(1)由题意可知,木块漂浮在水面上,根据漂浮的条件求出木块受到水竖直向上的浮力;
(2)根据阿基米德原理求出排开水的体积;
(3)根据p=ρgh求出水对容器底的压强。
本题考查了学生对物体浮沉条件和阿基米德原理、液体压强公式的理解与掌握,虽知识点多,但都属于基础内容,难度不大。
22.【答案】解:(1)无人机停放在水平地面上时,无人机对地面的压强:
p=FS=GS=24N103×10−6m2=2.4×104Pa;
(2)已知无人机的上升速度为1m/s,
由v=st可得,从地面飞到离地20m高处至少要用的时间:t=sv=20m1m/s=20s;
(3)无人机从20m高处降落到地面,重力做功:W=Gh=24N×20m=480J。
答:(1)无人机四脚着地放在地面时对地面的压强为2.4×104Pa;
(2)无人机竖直匀速上升20米所用时间是20s;
(3)无人机竖直上升20米时克服重力做的功为480J。
【解析】(1)无人机停放在水平地面上时对地面的压力等于其重力,再利用压强公式求得对地面的压强;
(2)已知无人机的最大上升速度,利用速度公式可求至少要多长时间;
(3)已知无人机的质量,利用G=mg可求得其重力,再利用W=Gh可求得重力做功。
本题考查压强和功的大小计算,关键是重力、压强、速度和功的计算公式的应用,并知道无人机停放在水平地面上时对地面的压力等于其重力。
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