四川省成都市高新区2019-2020学年八年级下学期期末物理试题
展开1776年第一台有实用价值的蒸汽机问世,开辟了人类利用能源的“蒸汽时代”。后人以其研制者詹姆斯⋅瓦特的姓命名了下列哪个物理量的单位( )
A. 功B. 功率C. 能量D. 力
晓理观察到签字笔的手握部分有一个粗糙的橡皮套,如图所示,橡皮套的作用是
( )
A. 增大压强B. 减小压力C. 增大摩擦力D. 装饰笔杆
下列实例中,能用流体压强与流速关系解释的是( )
A. 地铁站台设置安全线和安全门B. 汽车刹车后继续前进一段路程
C. 活塞式抽水机抽水D. 拦河大坝上窄下宽
近年来,车贴已经成为一种时尚。下列车贴中的提示语属于防止因惯性带来危害的是( )
A. B.
C. D.
下列数据最符合实际的是( )
A. 一个鸡蛋的重力约为5NB. 将一个鸡蛋举高2m做功约为1J
C. 一台起重机的机械效率为99%D. 天府新区的大气压强约为1×103Pa
如图所示,下列简单机械属于费力的是( )
A. 夹取物体的镊子B. 剪铁丝的手钳
C. 自行车的刹车D. 搬运油桶的斜面
如图所示,下列与大气压强应用有关的是( )
A. 如图所示,真空压缩袋收纳衣物
B. 如图所示,沿纸条上方吹气,纸条飘起来
C. 如图所示,小桌把海绵压出凹痕
D. 如图所示,深水潜水员穿特制抗压潜水服
如图所示,下列情况属于减小压强的( )
A. 注射器针头B. 蚊子的口器
C. 钢轨铺设枕木D. 啄木鸟的喙
下列表述中符合事实的是( )
A. 著名的牛顿第一定律是可以直接通过实验来验证的
B. 科学家托里拆利最早用实验精确地测出了大气压强值
C. 物理学家马德堡最早用实验证明了大气压强的存在
D. 阿基米德原理只适用于气体
如图所示,不属于连通器的是( )
A. 自动供水装置
B. 下水弯管
C. 茶壶
D. 船闸
一只木桶能盛水的容量,并不取决于最长的那块木板,而是取决于最短的那块木板,这就是著名的“木桶理论”,也称为“短板效应”。如图所示,决定水对木桶底部最大压强的是( )
A. 木桶的粗细B. 木桶的轻重C. 最短的木板D. 最长的木板
如图所示,对小球受力分析正确的是( )
A. B. C. D.
如图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中正确的是( )
A. 从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃不做功
B. 从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃不做功
C. 从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功
D. 举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃不做功
如图所示,跳伞运动员在空中匀速下落的过程中( )
A. 机械能增加
B. 动能增加
C. 重力势能减小
D. 机械能不变
如图,在同一水平面上,用手推动木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示位置;松手后,木块最终静止在图乙所示位置,下列说法正确的是( )
A. 木块受到的重力和木块对水平面的压力是一对平衡力
B. 木块最终静止在图乙所示位置时,受到平衡力作用
C. 手推动木块压缩弹簧过程中,弹簧变短,受到的压力变小
D. 木块离开弹簧后最终会停下,说明物体的运动需要力来维持
如图所示的弹簧测力计的示数为______N,拉力对弹簧的作用效果是使弹簧的______发生改变。
用力将足球踢出,若以足球为研究对象,受力物体是______;足球在离开脚的一瞬间,如果所有外力都消失,则足球将______(选填“保持静止”或“做匀速直线运动”)。
如图所示,把重为1000N的物体匀速向上提起,物体重力方向是______,人对绳子的拉力为______N(忽略绳重、动滑轮重以及绳子与滑轮的摩擦)。
在物理学中,对不同的事物进行比较,需要引入不同的物理量。例如,要比较物体运动的快慢,需要引入速度;要比较压力的作用效果,需要引入______;要比较做功的快慢,需要引入______。
如图所示,穿上旱冰鞋的人向右用力推墙,墙也推人,人就会向左滑行,滑行一段距离后最终会停下来,这是因为人受到______,人对墙的推力与墙对人的推力是一对______(选填“平衡力”或“相互作用力”)。
升旗仪式上,旗手缓缓向下拉动绳子,旗子就会徐徐上升,这是由于旗杆顶部有一个______滑轮,使用它的优点是可以______。
如图所示,质量为45kg的小景坐在椅子不动,她受到的合力为______N,当她想站起来的时候,必须要靠脊椎弯腰将身体前倾使重心落在双脚的上方才能顺利地站起来。现在其他人只要用一根手指作用在她的身上,将阻止她的前倾动作,她就很难站起来了。那么,作用效果最好的是手指水平向右压在她的______上(选填“额头”、“腹部”或“脚”)。
晓理自制了一个简易实用的“救生圈”,用一个三通塑料管将3个大号空“雪碧”瓶固定,如图所示。已知每个空塑料瓶的体积是2L,重力为0.2N,则此“救生圈”全部浸没在水中时所受浮力为______N(忽略三通管和绳子的体积);将该“救生圈”完全浸没在水中后再放手,它将______(选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)。
晓理同学要测量滑动摩擦力的大小,如图所示,用弹簧测力计水平匀速拉动木块A,请你画出木块A在水平方向的受力示意图。
如图所示,一个结构坚固的水塔因地基松软南倾斜,为阻止水塔续倾斜,救援队想借助山石从C点用钢缆拉住水塔,水塔上有A、B两处可以便捷固定钢缆,水塔底端O始终没有移动,请你帮忙设计钢缆对水塔拉力最小的方案,画出最小作用力F的示意图并标出力臂L。
扫地机器人是智能家用电器的一种,正逐渐进入我们的生活。如图所示,是一款扫地机器人,它的工作原理是通过电动机转动使内部气体压强减小,从而使杂物进入吸尘器。若该扫地机器人工作时所受阻力恒为60N,它在5s内沿直线匀速清扫地面的距离为2m(忽略灰尘质量和气流的影响),求:
(1)此过程中,该扫地机器人动力所做的功。
(2)此过程中,该扫地机器人动力的功率。
电动平衡车越来越受到人们的喜爱,如图所示,质量为42kg的晓理驾驶两轮平衡车在平直的水平路面上行驶。已知平衡车的质量为8kg,轮胎与地面的总接触面积为100cm2,求:
(1)平衡车的重力。
(2)晓强驾驶平衡车时,车对地面的压强。
在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,晓理用如图所示的滑轮组分别做了三次实验:第一次使用塑料滑轮,第二次使用铝制滑轮,第三次使用铁制滑轮,三种滑轮的体积相同且都是均匀实心的,实验数据记录如表。
(1)这个实验使用的测量工具是______和弹簧测力计。
(2)第3次实验的机械效率为______%。
(3)从实验数据分析可知:提升同一物体,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越______。
为了探究二力平衡的条件,某实验小组进行了以下操作。
(1)晓理同学利用图甲所示装置来验证二力平衡时两个力的大小相等。实验时,当他在左盘和右盘同时各放入一个质量相等的砝码时,木块A处于静止状态;若将一个质量较小的砝码轻轻放在右盘后,观察到木块A仍然处于静止状态,则此时木块受力______(选填“平衡”或“不平衡”)。晓理同学十分不解,为了避免这种现象发生,同一小组的小景同学用图乙中所示的小车B替换木块A进行实验:小红同学用图丙中所示的硬纸板C替换木块A进行实验。那么,小景、小红同学分别用小车B和硬纸板C替换木块A进行实验的目的是______。
(2)小景同学在图乙所示的两个盘中分别放上两个相同的砝码后,小车静止在桌面上再将小车扭转一个角度,松手后,观察小车的情况,她的操作是为了验证二力平衡时,两个力必须作用在______。
(3)小红同学在图丙所示实验中,使用轻质硬纸板来验证二力平衡时两个力必须同时作用在一个物体上。她先在两个盘中分别放上两个相同的砝码后,硬纸板静止;则她接下来需要进行的操作是______(填选项)。
A.改变两盘中砝码的质量
B.用剪刀将硬纸板剪开
C.将硬纸板扭转一定角度后释放
如图所示,在探究“浮力大小的因素”的实验中,晓理先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入水和某液体中,记录弹簧测力计示数在表中。
(1)分析比较实验步骤A和______,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;金属块浸没在水中时受到的浮力大小是______N。
(2)计算比较图C、F两步骤中金属块所受浮力的大小相同,晓理得出浮力的大小与液体密度无关的结论,你认为这个结论是______的(选填“正确”或“错误”),理由是______。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:在物理学中,
A、C、焦耳是功和各种能量的基本单位。帕斯卡是压强的基本单位。故A、C不符合题意;
B、瓦特是功率的基本单位。故B符合题意;
D、牛顿是力的基本单位。故D不符合题意。
故选:B。
根据对常见物理量及其单位的掌握作答。
此题考查的是我们对常见物理量及其单位的掌握情况,属于识记性知识的考查,比较简单,容易解答。
2.【答案】C
【解析】解:使用笔时,手握的位置有橡胶套,是在压力一定时,增大受力面积来减小笔对手的压强,手感到舒服一些;橡胶套表面粗糙,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C正确,ABD错误。
故选:C。
摩擦力大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,增大摩擦力的方法:在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;在接触面粗糙程度一定时,增大压力来增大摩擦力。
掌握压强和摩擦力大小的影响因素,压强和摩擦力大小的影响因素容易混淆,注意区分,我们要从使用的工具上,发现物理知识,使物理和生活密切结合起来。
3.【答案】A
【解析】解:
A、人离列车太近时,高速列车行驶过程中,使人和列车之间的空气流动速度很大,压强很小,人外侧的压强不变,人在内外压强差的作用下,被压向列车出现事故,因此地铁站台设置安全线和安全门,能用流体压强与流速关系解释。故A符合题意;
B、火车进站时刹车后还要继续前进一段路程,是因为火车具有惯性,仍要保持原来的运动状态,不能用流体压强与流速关系解释。故B不符合题意;
C、抽水机抽水,通过活塞上移使活塞下方的桶内气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来,利用了大气压,不能用流体压强与流速关系解释。故C不符合题意;
D、拦河大坝上窄下宽是由于液体压强随深度的增加而增大,不能用流体压强与流速关系解释。故D不符合题意。
故选:A。
流体的压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小、在流速小的地方压强大,据此分析四种情形。
此题是一道综合题,涉及了流体压强与流速的关系、大气压的综合应用、惯性和液体压强特点等知识点,要求灵活运用所学力学知识加以分析。
4.【答案】D
【解析】解:
A、“堵车不堵心,拒绝路怒”劝告驾乘人员保持一种平和心态,与惯性无关,故A不符合题意;
B、“别嘟嘟,越催越慢”属于不文明驾驶行为,与惯性无关,故B不符合题意;
C、“夜间会车,拒绝远光灯”可以避免过强的光照影响驾驶员视线,减少交通事故的发生,与惯性无关,故C不符合题意;
D、“新手上路,保持车距”是新司机在汽车行驶过程中可能会随时紧急刹车或行驶速度较慢,后面汽车在刹车时由于惯性会有一段刹车距离,所以要保持一定车距,防止惯性带来危害,故D符合题意;
故选:D。
惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,即运动的要保持原来的运动状态,静止的要保持静止状态。逐个分析车贴中提到的物理情景结合惯性的知识加以分析。
惯性与人类生活息息相关。在对惯性的考查时,经常将其与交通方面联系起来进行考查如:车辆的限速、限载、保持车距都是这方面的内容。
5.【答案】B
【解析】解:A、一个鸡蛋的质量在50g=0.05kg左右,受到的重力为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N.故A不符合实际;
B、一个鸡蛋的重力约0.5N,将一个鸡蛋举高2m做功约为W=Gh=0.5N×2m=1J.故B符合实际;
C、起重机的起重装置一般比较笨重,质量很大,举起物体时需要做的额外功很多,所以机械效率一般都较低,更不可能达到99%.故C不符合实际;
D、我们生活的环境气压在1×105Pa左右。故D不符合实际。
故选:B。
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。
物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中的常见量的值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
6.【答案】A
【解析】解:
A、在使用镊子时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;
B、在使用钢丝钳时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;
C、在使用自行车的刹车闸时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;
D、使用斜面可以省力,属于省力机械。
故选:A。
判断杠杆的种类,可根据杠杆的动力臂和阻力臂大小关系;若动力臂等于阻力臂,则是等臂杠杆;若动力臂大于阻力臂,则是省力杠杆;若动力臂小于阻力臂,则是费力杠杆。
解答此类题目可以根据生活经验、动力臂和阻力臂的大小关系进行判断。
7.【答案】A
【解析】解:
A、真空压缩袋压缩,是利用大气压把袋内空气排出,与大气压有关,故A符合题意;
B、吹气时纸条上方空气流速大,压强变小;下方的空气流速不变,压强不变。纸条在压强差的作用下飘起来,与大气压无关,故B不符合题意;
C、小桌把海绵压出凹痕,是由于海绵受到小桌的压力作用,与大气压无关,故C不符合题意;
D、深水潜水员要穿特制的抗压潜水服,是因为液体压强随着深的增加而增大,为了承受更大的水压,与大气压无关,故D不符合题意。
故选:A。
大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象;流体压强和流速的关系是:流速大的地方、压强小;流速小的地方、压强大。
本题考查大气压的有关问题,以及流速与压强的关系,物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释。
8.【答案】C
【解析】解:注射器针头、蚊子的口器、啄木鸟的喙都是利用在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的;钢轨铺设枕木是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的,故C正确。
故选:C。
压强大小的影响因素:压力大小、受力面积。
减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力,减小压强;在压力一定时,增大受力面积,减小压强;
增大压强的方法:在受力面积一定时,增大压力,增大压强;在压力一定时,减小受力面积,增大压强。
增大、减小压强的现象在我们的日常生活中随处可见,学习中要注意理论联系实际,用所学物理知识对生活中的物理现象作出解释,这样才能做到举一反三,活学活用。解答时,要注意使用控制变量法。
9.【答案】B
【解析】解:
A、牛顿第一定律是在大量实验和事实的基础上,通过科学推理得出的,而不是通过实验直接可以验证的。故A错误;
B.托里拆利最早完成了测量大气压值的实验。故B正确;
C.证明了大气压强的存在实验是由德国马德堡市的市长、学者奥托⋅格里克主持完成的。故C错误;
D.阿基米德原理不仅适用于液体也适用于气体。故D错误。
故选:B。
根据对牛顿第一定律、物理学史及阿基米德原理的适用范围的掌握进行解答。
本题考查了学生对物理学史和基本物理规律的掌握和应用,属于基础题。
10.【答案】A
【解析】解:A、自动供水装置的结构不符合上端开口、下端连通的特点,不是连通器,故A符合题意;
B、下水弯管的结构符合上端开口、下端连通的特点,属连通器的应用,故B不合题意;
C、茶壶的壶嘴和壶身上端开口、下端连通,构成了连通器,故C不合题意;
D、船闸的上游与闸室下面通过阀门相通,当下游阀门关闭,上游阀门打开,上游与闸室内的水位逐渐相平,打开上游闸门,船就可以进入闸室;同理,船再进入下游,就通过了船闸。所以船通过船闸使用了两次连通器。故D不合题意。
故选:A。
连通器:上端开口下端连通的容器。连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的。
此题考查的是连通器在生活中的应用。解答本题的关键是学生对常见机械的原理要有一个明确的认识。
11.【答案】C
【解析】解:根据液体压强计算公式p=ρgh可知,液体压强的大小决定于液体的密度和深度,水的密度一定,则木桶里水的深度决定于短木板的长度。故ABD错误,C正确。
故选:C。
液体的压强与液体的密度和深度有关,决定木桶底部受到水的压强的大小的是水的深度,水的深度决定于短木板的长度。
本题关键是知道决定压强大小的是液体的深度和液体的密度,在密度一定时取决于液体的深度,而液体的深度决定于木板的长度,是短木板的长度,而不是长木板的长度。
12.【答案】D
【解析】解:
①小球受到的重力,作用点在重心,方向竖直向下,符号为G;
②绳对小球的拉力作用点在重心,方向沿绳斜向上,符号为F拉;
③墙对小球的支持力,作用点可画在重心,方向垂直墙面向外,符号为F支,如图:
故D正确、ABC错误。
故选:D。
小球共受三个力:绳的拉力、重力、墙的支持力;三个力的作用点集中在球的重心,然后根据各力的方向标出这三个力的示意图。
画力的示意图,要先确定力的三要素,用一条带箭头的线段把三要素表示出来,标上字母符号,有的要标出力的大小。
13.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查做功的两个因素。
做功的两个必要条件:作用在物体上的力;物体在该力的方向上通过了一段距离。二者缺一不可。
【解答】
A.从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了一段距离,所以人对杠铃做了功,故A错误;
B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了一段距离,所以人对杠铃做了功,故B错误;
C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了一段距离,所以人对杠铃做了功,故C错误;
D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,但杠铃没移动距离,所以人对杠铃不做功,故D正确。
14.【答案】C
【解析】解:由于运动员在空中匀速下落,质量和速度都没发生变化,故动能不变;在下落过程中,质量不变、高度降低,所以重力势能减小,机械能等于动能和重力势能之和,所以机械能也是减小;故C正确,ABD错误。
故选:C。
(1)动能的影响因素是物体的质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;
(2)重力势能的影响因素是物体的质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;
(3)动能和势能总称为机械能。
掌握动能和重力势能大小的影响因素,运用控制变量法进行分析是解题的关键。
15.【答案】B
【解析】解:
A、图乙中,木块受到的重力和木块对水平面的压力,二力的方向相同且作用在不同的物体上,所以不是一对平衡力,故A错误;
B、木块最终静止在图乙所示位置时,处于静止状态,受到平衡力作用,故B正确;
C、手推动木块压缩弹簧过程中,弹簧变短,弹簧的形变变大,弹力变大,手受到的压力变大,故C错误;
D、木块最终停下来,是因为摩擦力改变了木块的运动状态,说明力可以改变物体的运动状态,而不是物体的运动需要力来维持,故D错误。
故选:B。
(1)平衡力大小相等、方向相反、在同一直线上、在同一物体上;
(2)物体处于静止或匀速直线运动状态时,处于平衡状态,受力平衡;
(3)同一根弹簧,在弹性限度内,弹簧形变越大,产生的弹力越大;
(4)力可以改变物体的运动状态。
此题考查的知识点有:弹力的大小、力与运动的关系、平衡力等,是一道学科综合题,难度不大。
16.【答案】2.8形状
【解析】解:
(1)由图可知,该弹簧测力计的量程为0∼5N,分度值是0.2N,示数是2.8N;
(2)弹簧受到拉力的作用,使弹簧的形状发生了改变。
故答案为:2.8;形状。
(1)先确定弹簧测力计的量程和分度值,再根据指针位置读数;
(2)力的作用效果:一是改变物体的运动状态,二是改变物体的形状。
本题考查了弹簧测力计的读数、力的作用效果,属于基础题目。
17.【答案】足球 做匀速直线运动
【解析】解:
以足球为研究对象,受力物体是足球,施力物体是脚;
根据牛顿第一定律,足球在离开脚的一瞬间若所有外力消失,足球将沿该瞬间的运动方向做匀速直线运动。
故答案为:足球;做匀速直线运动。
(1)力是物体对物体的作用,据此判断受力物体和施力物体。
(2)原来运动的物体,若所有外力消失,物体沿原来的运动方向做匀速直线运动。
本题考查了牛顿第一定律以及力的基本概念的认识,属于力学基础知识的考查,比较简单。
18.【答案】竖直向下 500
【解析】解:物体重力方向是竖直向下的;
图中使用的是一动一定的滑轮组,n=2,
忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,则人对绳子的拉力F=12G=12×1000N=500N。
故答案为:竖直向下;500。
由于地球的吸引使物体受到的力叫做重力,重力方向是竖直向下的;
图中使用的是一动一定的滑轮组,n=2,人对绳子的拉力F=12(G+G动)
本题考查了使用滑轮组时拉力的计算,分析题图,确定滑轮组的特点是关键。
19.【答案】压强 功率
【解析】解:(1)为了表示压力的作用效果,引入了物理量压强;单位面积上受到力的大小叫压强;
(2)单位时间内所做的功叫做功率,我们用功率表示做功的快慢。
故答案为:压强;功率。
压强是用来表示压力作用效果的物理量;功率是用来表示物体做功快慢的物理量。
本题考查了学生对功率、压强两个物理量的物理意义的理解,像类似这种为了对不同事物进行比较而引入新的物理量在物理学中是非常多的。
20.【答案】阻力 相互作用力
【解析】解:
(1)人离开墙后,由于惯性保持原来的运动状态继续向左运动,运动过程中人只受到阻力的作用,受力不平衡,运动状态不断改变,最后停下来;
(2)物体间力的作用是相互的,人推墙时,墙对人也有力的作用,二力发生在两个物体之间,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,是一对相互作用力。
故答案为:阻力;相互作用力。
(1)力是改变物体运动状态的原因;
(2)平衡力、作用力反作用力都是大小相等、方向相反,作用在同一直线上;平衡力作用在同一物体上,作用力与反作用力作用在不同的物体上。
本题考查了物体间力的相互作用、力和运动的关系,正确区分相互作用力和平衡力是解题的关键。
21.【答案】定 改变力的方向
【解析】解:升旗仪式上,旗手缓缓向下拉动绳子,旗子就会徐徐上升;这表明向上拉旗子的拉力方向改变为向下,不需要省力,根据定滑轮的使用特点,可知在旗杆顶部有一个的定滑轮,它的优点是可以改变力的方向。
故答案为:定滑轮;改变力的方向。
要解答本题需掌握:定滑轮实质上是一等臂杠杆,它的特点是:只能改变力的方向,而不省力。
本题主要考查学生对定滑轮工作特点的了解和掌握,是一道基础题。
22.【答案】0 额头
【解析】解:
(1)小景坐在椅子不动,处于静止状态,所以她受到的合力为0N;
(2)只用一根手指作用在她的身上,就可以阻止她的前倾动作,此时人可以看做一根杠杆,以脚为支点,在阻力和阻力臂不变时,要想使力的作用效果最明显(即需要的动力最小),则需要手指施加力的力臂最大,由图可知,应该把手指水平向右压在额头上,此时的动力臂是最大的。
故答案为:0;额头。
(1)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,受到的合力为0;
(2)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;
力的三要素决定了力的作用效果;根据杠杆的平衡条件分析动力的作用点和方向。
本题考查了求平衡状态下的合力和杠杆平衡条件的应用,关键要知道:在阻力和阻力臂不变时,要想动力最小,则动力臂应最大。
23.【答案】60 上浮
【解析】解:3个大号空塑料瓶的体积V=3×2L=6L=6dm3=6×10−3m3;
此“救生圈”全部浸没在水中时所受浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10−3m3=60N;
3个大号空塑料瓶的总重力为:G=0.2N×3=0.6N,
将该“救生圈”完全浸没在水中后再放手,由于浮力大于重力,所以该“救生圈”将上浮。
故答案为:60;上浮。
已知每个空塑料瓶的体积是2L,可求3个大号空塑料瓶的体积,物体浸没在水中时,排开水的体积和本身的体积相等,根据阿基米德原理求出受到的浮力,根据浮力与重力的关系判断出将该“救生圈”完全浸没在水中后再放手的浮沉情况。
本题考查了阿基米德原理的应用,关键是知道物体浸没时排开液体的体积和本身的体积相等。
24.【答案】解:
木块A在水平方向上匀速运动,受到的拉力F、摩擦力f是一对平衡力,大小相等;拉力F的方向水平向右、摩擦力的方向水平向左,二力的作用点可以都画在木块的重心,如图所示:
【解析】先对木块A做受力分析:木块A在水平方向上受到拉力F、摩擦力f的作用,再确定二力的方向、作用点,最后根据力的示意图的画法作图。
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;注意在画平衡力时,线段的长度要相等。
25.【答案】解:
水塔续倾斜,通过从C点用钢缆拉在A或B处来拉住水塔,且水塔底端O始终没有移动,由此我们可以将拉住水塔看作一个杠杆,O为支点,
根据杠杆的平衡条件,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越大,越省力,所以从C点将钢缆分别固定在A和B点相比较,固定在A点时,拉力F的力臂大,力小。
由此作最小力F以及力臂L,如图所示:
【解析】力臂是支点到力的作用线的距离;
将水塔看成一个杠杆,确定支点,为使作用在杠杆上的力最小,应使作用在杠杆上的力臂最大,由此分析解答。
本题考查杠杆的力与力臂的作图,关键知道在阻力和阻力臂一定时,力臂最大时,力最小。
26.【答案】解:(1)扫地机器人匀速直线行驶,受力平衡,工作时所受阻力恒为60N,此时的动力和阻力是一对平衡力,大小相等,所以动力F=f=60N;
动力做的功为:W=Fs=60N×2m=120J;
(2)动力的功率为:P=Wt=120J5s=24W。
答:(1)扫地机器人动力所做的功为120J;(2)扫地机器人动力的功率为24W。
【解析】(1)根据二力平衡求出动力的大小;根据W=Fs求出动力所做的功;
(2)根据P=Wt求出动力的功率。
本题主要考查了二力平衡条件的应用、功和功率的计算,属于基础计算题目,要掌握。
27.【答案】解:(1)平衡车的重力:
G车=m车g=8kg×10N/kg=80N;
(2)晓强的重力:
G人=m人g=42kg×10N/kg=420N,
晓强驾驶平衡车时,车对地面的压力:
F=G车+G人=80N+420N=500N,
车对地面的压强:
p=FS=500N100×10−4m2=5×104Pa。
答:(1)平衡车的重力为80N;
(2)晓强驾驶平衡车时,车对地面的压强为5×104Pa。
【解析】(1)知道平衡车的质量,根据G=mg求出平衡车的重力;
(2)知道晓强的质量,根据G=mg求出其重力,晓强驾驶平衡车时,车对地面的压力等于晓强和平衡车的重力之和,根据p=FS求出车对地面的压强。
本题考查了重力和压强公式的应用,关键是知道物体对水平面的压力和自身的重力相等。
28.【答案】刻度尺 40 低
【解析】解:(1)在此实验中需要测量物体上升的高度和绳端移动的距离,所以还需要用到刻度尺。
(2)第3次实验的机械效率:
η=W有用W总=GhFs=3N××0.3m=40%
(4)提升同一物体,所做有用功相同,动滑轮越重,所做的额外功越多,机械效率越低。
故答案为:(1)刻度尺;(2)40;(3)低。
(1)测量滑轮组的机械效率是需要测量物体的重力G、物体上升的高度h、绳端拉力F、绳端移动的距离s。所以需要用到弹簧测力计和刻度尺。
(2)要解决此题需要掌握滑轮组的机械效率的概念:有用功与总功之比。计算公式为η=GhFs。
(3)要知道滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关,提升同一物体,所做有用功不变。动滑轮的越重,所做的额外功越多,滑轮组的机械效率越低。
此题是探究滑轮组的机械效率,主要考查了实验中所用的测量器材。同时考查了滑轮组机械效率的计算以及物重和动滑轮重对滑轮组机械效率的影响。
29.【答案】平衡 减小摩擦力对实验的影响 同一条直线上 B
【解析】解:
(1)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体受到平衡力的作用;所以,观察到木块A仍然处于静止状态,则此时木块受力平衡;
将物体A换成小车B后,将滑动摩擦变为滚动摩擦,减小了摩擦力;将物体A换成纸板C,且C与桌面不接触,消除了摩擦力;
所以用小车B和硬纸板C替换木块A,进行实验的目的是减小摩擦力对实验的影响。
(2)将小车扭转一定角度后释放,观察小车不能保持静止,将会扭转回来,此操作是为了验证二力平衡时,两个力必须作用在同一条直线上。
(3)当小卡片静止后,为验证二力平衡时两个力必须同时作用在一个物体上,应用用剪刀把小卡片从中间剪开,发现两侧钩码落下,说明相互平衡的二个力必须作用在同一物体上。
故答案为:(1)平衡;减小摩擦力对实验的影响;(2)同一条直线上;(3)B。
(1)物体保持静止或做匀速直线运动时受力平衡;
两个物体接触时,要发生或已经发生相对运动时,物体之间产生阻碍物体运动的摩擦力;减小摩擦力的方法:减小压力、减小接触面的粗糙程度、用滚动代替滑动、使接触面脱离;
(2)为了探究两个平衡力是否在同一条直线上,可以通过旋转小车使两个力不在同一条直线上,观察小车的运动情况;
(3)为了二力平衡时两个力必须同时作用在一个物体上,可以将轻质硬纸板剪开。
此题主要通过实验来探究二力平衡的条件,首先要搞清二力平衡的条件,明确实验目的,才能够确定好的方案;用空中悬着的小卡片代替放在水平桌面的物体,简化实验,便于操作。
30.【答案】D、E1.0错误 没有控制排开液体的体积相同
【解析】解:
(1)浮力大小与物体排开液体的体积和密度有关,研究浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系,要控制这两个因素不变,故分析比较实验步骤A和D、E;
由称重法测浮力,金属块浸没在水中时受到的浮力大小是:
F浮=G−FD=2.7N−1.7N=1.0N。
(2)研究浮力的大小与液体密度的关系,要控制排开液体的体积相同,图C、F两步骤中金属块排开液体的体积不同,故得出浮力的大小与液体密度无关的结论是错误的,理由是没有控制排开液体的体积相同。
故答案为:
(1)D、E;1.0;(2)错误;没有控制排开液体的体积相同。
(1)根据阿基米德原理,浮力大小与物体排开液体的体积和密度有关,研究浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系,要控制这两个因素不变,只改变物体浸没在液体中的深度,结合称重法测浮力F浮=G−F示分析;
由称重法测浮力得出金属块浸没在水中时受到的浮力大小;
(2)研究浮力的大小与液体密度的关系,要控制排开液体的体积相同,据此分析。
本题探究“浮力大小的因素”的实验,考查称重法测浮力、控制变量法的运用等知识。
实验次数
滑轮材质
钩码重G/N
钩码上升的距离h/cm
弹簧测力计的示数F/N
弹簧测力计上升的距离s/cm
机械效率η
1
塑料
3
10
1.6
30
62.5%
2
铝
3
10
2
30
50%
3
铁
3
10
2.5
30
实验步骤
A
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数F/N
2.7
2.2
1.9
1.7
1.7
1.9
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