2022-2023学年人教版八年级下学期物理期末综合素质测试
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这是一份2022-2023学年人教版八年级下学期物理期末综合素质测试,共15页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年人教版八年级下学期物理期末综合素质测试
一、单选题
1.世界杯足球赛牵动着无数球迷的心.下列有关足球运动的说法错误的是( )
A.守门员踢出的足球,由于惯性能够在空中继续飞行
B.如果所有的外力突然全部消失,在空中飞行的足球将静止
C.用力踢足球时脚会有疼的感觉,是因为力的作用是相互的
D.草地上滚动的足球慢慢停下来,是阻力改变了足球的运动状态
2.一个普通中学生双脚站在地面上,他对水平地面的压力和压强最接近的是( )
A.50N 103Pa B.50N 104Pa C.500N 103Pa D.500N 104Pa
3.物理课本静止放在水平桌面上,下列各对力中属于平衡力的是( )
A.物理课本受到的重力和桌面对物理课本的支持力
B.桌子受到的重力和桌面对物理课本的支持力
C.物理课本受到的重力和物理课本对桌面的压力
D.桌子受到的重力和物理课本对桌面的压力
4.下列几组生活现象与其所蕴含的物理知识,对应完全正确的是( )
A.
现象
知识
拍打窗帘能清除表面浮灰
利用惯性
助跑能使运动员跳的更远
B.
现象
知识
橡皮筋受拉力发生了形变
力的作用是相互的
人穿旱冰鞋推墙时会后退
C.
现象
知识
利用铅垂线判断墙壁是否竖直
重力方向竖直向下
关闭发动机的汽车慢慢停下来
D.
现象
知识
用力捏车闸可使自行车停下
减小摩擦
鞋底上刻有凹凸不平的花纹
5.自行车是人们常用的交通工具,它应用了许多物理知识,下面说法中正确的是( )
A.刹车传动系统应用了费力杠杆 B.车把应用了杠杆
C.链条和前后轮盘组成滑轮组 D.轮胎制有花纹是为了减小摩擦
6.如图所示,一个密封的圆台状容器,内装一定质量的水,放在水平桌面上,现把它倒置过来,则( )
A.水对容器底的压强减小 B.容器对桌面的压力减小
C.水对容器底的压力减小 D.容器对桌面的压强减小
7.下列说法正确的是( )
A.金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相同
B.小明同学在校运动会上跳远时要助跑,助跑是为了增大自己的惯性
C.有人不小心让西瓜滑落掉到地面上摔碎了,地面没有受损,是因为碰撞时地面没有受到弹力的作用
D.运动员跑步时穿上有鞋钉的鞋是为了增加鞋底与地面的摩擦力
8.如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上的拉力的作用下,从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动,上升到离水面一定的高度处。如图乙所示的是绳子的拉力F随时间t变化的图像,结合图像中的信息,下列判断中不正确的是( )
A.该金属块的重力为54N
B.浸没在水中时,金属块受到的浮力的大小是20N
C.金属块的密度为2.7×103kg/m3
D.若在第5s末剪断细绳,则金属块会上浮到水面上
9.在装有不同液体的甲、乙两烧杯中,同时放入两个完全相同的物体,如图所示,当物体静止后两烧杯内液面恰好相平.若液体对甲、乙两烧杯底部压强分别是p甲、p乙,液体对两物体的浮力分别是F甲、F乙,则下列判断正确的是( )
A.p甲<p乙,F甲=F乙 B.p甲>p乙,F甲>F乙
C.p甲=p乙,F甲<F乙 D.p甲>p乙,F甲=F乙
10.下列关于能量的说法正确的是( )
A.汽车发动机的做功冲程将机械能转化为内能
B.水力发电是将化学能转化为电能
C.人造地球卫星从远地点向近地点运动的过程中,动能减小,势能增大
D.人造卫星展开太阳电池板,把太阳能转化为电能提供给卫星上的用电器
11.下列的工具中,在使用时可以省距离的是( )
A. 食品夹 B. 栽纸刀
C. 钢丝钳 D. 核桃夹
12.妈妈过生日时,小宁为妈妈做了一盘西红柿炒鸡蛋,其中涉及很多物理知识,下列说法正确的是( )
A.切西红柿的刀刃较薄是为了减小压强
B.加盐后菜会变咸是因为分子不停地做无规则运动
C.油烟机抽走油烟的过程是利用了流体中流速大的位置压强大
D.鸡蛋在碗沿上一磕就碎是因为碗对鸡蛋的力大于鸡蛋对碗的力
二、填空题
13.小强同学在踢足球时,用力踢向足球,足球受力后腾空而起,球离开脚后能在空中继续飞行,是由于足球具有 ,同时他也感到脚疼,说明物体间力的作用是 的.
14.用手将一重5N,体积为0.8dm3的物体全部压入水中,此时物体受到的浮力为 N.放手后物体将 (选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”),静止时物体所受的浮力为 N。(g取10N/kg)
15.耕地的拖拉机在1min40s匀速前进了300m的路程,已知它的功率是24kW,则拖拉机受到的平均阻力是 N.
16.如图所示,应用连通器原理的是图 ;应用阿基米德原理的是图 应用大气压强的是图 .(均选填“A”、“B”、“C”或“D”)
17.如图所示,为了把小车运送到平台上,小明将绳子一端固定在A处、另一端绕过小车前端把手B,在绳子末端用150N的拉力将小车沿斜面匀速拉动5m,在此过程中小车被提升的高度为2m。已知小车重700N,两股绳子均与斜面平行(不计绳重、绳与把手的摩擦)。整个过程中,小明施加的拉力做的功为 J,小车受到的阻力为 N。
18.如图所示,把重为600N的物体匀速沿斜面向上推动,在3s的时间内物体沿斜面移动的距离为3m,上升的高度为0.9m,沿斜面向上的推力F为300N。则该过程中,克服物体所受的重力做的功为 J,推力F做功的功率为 W,此斜面的机械效率是 。
19.居家学习,全民战“疫”。学以致用,实践创新。小明利用废矿泉水瓶设计了几个小实验。
(1)如图甲所示,在空矿泉水瓶中装入少量热水,迅速倒出,马上盖上瓶盖,过一会儿,会看到空矿泉水瓶变瘪了,说明 的存在;
(2)如图乙所示,将两个完全一样的矿泉水瓶都装满水,分别正放、倒放在海绵面上,可以看到海绵表面的凹陷程度 ,说明压力的作用效果与 有关;
(3)若在其中一个装满水的矿泉水瓶的侧壁不同高度处扎三个小孔,会发生的现象是 ,这是因为 。
三、作图题
20.请在图中作出重5N的小球浮于水面上时,小球所受力的示意图。
21.如图甲是同学们常用的燕尾夹,当用力压住C点时可以打开夹子。打开夹子时,ABC可看作一个杠杆,请在图乙中找出支点的位置,标出字母“O”,并画出最小的动力F1。
四、实验题
22.在“探究阻力对物体运动的影响”时,使用的器材有斜面、木板、毛巾、棉布和小车。
(1)实验时要固定斜面,并让小车从斜面上 (选填“同一”或“不同”)位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度大小 (选填“相同”或“不相同”)。
(2)根据实验现象,可以得出结论,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,在水平面上运动的距离越 。
(3)根据实验现象,进行合理推理:若水平面阻力为0,小车将 。
23.如图所示是小明“探究杠杆的平衡条件”的装置,每只钩码重为0.5N(钩码个数若干),弹簧测力计量程为0~5N。
(1)图甲中,杠杆静止时处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态。为使杠杆在水平位置平衡,小明应将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移。
(2)图乙中,小明实验时始终使杠杆在水平位置平衡。当弹簧测力计竖直向下拉时其示数是 N,此时将弹簧测力计斜向下拉则其示数将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。若钩码和测力计的位置保持不变,则在A点最多可挂 只钩码。
(3)图丙中,小明用弹簧测力计竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数为F1,杠杆受到绳的拉力为F2,小明发现F1×OD≠F2×OC,其原因是 。
(4)探究杠杆平衡的条件需要测量多组数据。下列三个实验中与其目的相同的是 (选填序号)。
①探究光的反射规律 ②用刻度尺测物体长度 ③测量定值电阻的阻值
24.小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素。
(1)小明列举了三个常识,分别做出了三个猜想,其中符合常识1的是 (填序号)。
常识
猜想
常识1:木头漂在水面,铁钉沉在水底
常识2:轮船从长江驶入大海,船身会上浮一些
常识3:人从泳池浅水区走向深水区,感觉身体变轻
猜想1:与浸入液体的深度有关
猜想2:与液体的密度有关
猜想3:与物体的密度有关
(2)为了验证上述猜想是否正确,小明依次做了如下实验:
①根据A、B、C的结果,可得猜想1是 (正确/错误)的;根据A、C、D的结果,可得猜想1是 (正确/错误)的。深入分析上述现象,可得:浮力大小与 有关,与浸入液体的深度 ;
②接下来根据A、D和E (能/不能)对猜想2进行验证;
③为验证猜想3,小明在老师的指导下,将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度。接着他仿照步骤D进行实验,发现此时测力计示数小于 1.8N ,便认为该猜想是正确的。小明在该实验环节中存在的问题是 。
五、计算题
25.如图是工人将重160N的物体匀速放下的过程,已知物体下降的距离为3m,用时3s,工人的拉力为50N,工人质量为50kg。(物体未浸入水中,且不计绳重及摩擦)
(1)求工人放绳的速度。
(2)求滑轮组的效率 η1。
(3)如果物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为 η2,已知 η1: η2=4:3(物体在水中仍匀速下降,动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦)。求当物体完全浸没水中后,工人对地面的压力。
26.如图所示,薄壁柱型容器,底面积为200cm2,高40cm,质量为2kg,放置在水平桌面上,里面装有25cm深的水。木块A的重力为24N,底面积为100cm2,高40cm,一轻质细杆与木块A中央固定在一起,将木块A从底面刚好与水面接触开始向下移动,直至木块A浸入水中深度为自身高度的 34 。求:
(1)木块A从底面刚好与水面接触时,容器底受到的液体压强;
(2)木块A浸入水中深度为自身高度 34 的时,细杆对木块的作用力大小;
(3)将物体A沿竖直方向继续向下移5cm,求此时容器对水平地面的压强为多少。
27.如图所示,一辆质量为0.3kg的玩具电动小车放置在粗糙水平桌面上,一根不可伸长的细绳一端固定在小车尾部,另一端依次跨过定滑轮、动滑轮后固定在O点,两滑轮质量都为0.05kg。当小车向右运动,其与桌面间的滑动摩擦力为2N,借助细绳、滑轮带动质量为0.2kg的物体以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升,不计细绳与两滑轮之间的摩擦,不考虑空气阻力,取g=10N/kg。求:
(1)细绳的拉力F;
(2)滑轮组的机械效率η;
(3)玩具电动小车牵引力的功率P。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】力的作用效果;力作用的相互性;惯性及其现象;力与运动的关系
【解析】【解答】解:A、踢出的足球,由于惯性要保持原来的运动状态,所以能继续向前飞行,故A正确;
B、一切物体在没有受到外力作用的时候不,总保持静止状态或匀速直线运动状态.因此如果所有的外力突然全部消失,在空中飞行的足球将故保持匀速直线运动状态,故B错误;
C、物体间力的作用是相互的.所以用力踢足球时脚会有疼的感觉,故C正确;
D、足球滚动过程中由于受到阻力作用,运动状态发生变化,慢慢停下来,故D正确.
故选:B.
【分析】A、物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性;
B、一切物体在没有受到外力作用的时候不,总保持静止状态或匀速直线运动状态.
C、物体间力的作用是相互的.
D、力是改变物体运动状态的原因.
2.【答案】D
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算
【解析】【解答】一个普通中学生的质量约为50kg,重力为 G=mg=50kg×10N/kg=500N
一个普通中学生两只脚掌的总面积约为500cm2,他双脚站在地面上对地面的压强为 p=FS=GS=500N500cm2=500N500×10−4m2=104Pa
故答案为:D。
【分析】根据人的质量计算重力,利用压力和受力面积的比值计算压强。
3.【答案】A
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【解答】解:
A、物理课本受到的重力和桌面对物理课本的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故A正确;
B、桌子受到的重力和桌面对物理课本的支持力,作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C、物理课本受到的重力和物理课本对桌面的压力,作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故C错误;
D、桌子受到的重力和物理课本对桌面的压力大小不相同,方向却相同,不是一对平衡力,故D错误.
故选A.
【分析】一对平衡力等大、反向、作用在同一直线上、作用在同一物体上,对物体进行受力分析,然后做出判断.
4.【答案】A
【知识点】力的作用效果;力作用的相互性;重力的方向;惯性及其现象;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.拍打窗帘能清除上面的灰尘;助跑能使运动员跳的更远。都是利用了物体的惯性,A符合题意;
B.橡皮筋在拉力的作用下形状发生改变,说明力可以改变物体的形状,不能说明力的作用是相互的,B不符合题意;
C.关闭发动机的汽车慢慢停下来,是因为受到地面的摩擦力,C不符合题意;
D.用力捏闸自行车能尽快停下,是利用增大压力的方法增大摩擦,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】惯性:物体保持运动状态不变的性质叫惯性。任何物体都有惯性。
物体间力的作用是相互的,力可以改变物体的形状。
重力的方向是竖直向下的。
减小有害摩擦的方法:(1)使接触面光滑和减小压 力;(2)用滚动代替滑动;(3)加润滑油;(4)利用气垫。(5)让物体之间脱离接触(如磁悬浮列车)。
增大压强方法 :(1)S不变,F↑;(2)F不变,S↓ (3) 同时把F↑,S↓。而减小压强方法则相反。
5.【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法;杠杆及其五要素;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】解:A、刹车时,人施加一个很小的力,就可以对车轮产生一个很大的摩擦力,应用了省力杠杆.错误.
B、人对车把两端施力,就可以实现对其的控制,而且很省力.正确.
C、链条和前后轮盘的组成轮轴.错误.
D、轮胎上有花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦.错误.
故选B.
【分析】需要从自行车的基本构造与杠杆之间的联系入手,判断物理知识.
6.【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【解答】A.水的体积一定,所以倒置过来后水的高度增大了,则根据液体压强公式 p=ρgℎ 可知,倒置过来后水对容器底的压强变大了,A不符合题意;
B.倒置前后容器对桌面的压力等于总重力,重力不变,故压力不变,B不符合题意;
C.正放时水对容器底的压力 F=pS=ρgℎS大
即水对容器底的压力是以 S大 为底面积,h为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱对容器底的压力大于水的重力,如图
倒放时水对容器底的压力 F=pS=ρgℎS小
即水对容器底的压力是以 S小 为底面积,h为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱对容器底的压力小于水的重力,如图
对比前后两次情况,水对容器底部的压力将会变小,C符合题意。
D.设如图放置时的底面积为 S大 ,倒置过来后的底面积为 S小 ,因为对桌面的压力一定,根据 p=FS 、确定倒置过来后容器对桌面的压强大,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度。
7.【答案】D
【知识点】惯性及其现象;增大或减小摩擦的方法;电流的方向
【解析】【解答】A.把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,金属导体中的自由电子定向移动方向与金属导体中的电流方向相反,A不符合题意;
B.惯性只与物体的质量有关,运动会上参加跳远比赛的选手助跑并不能增大惯性,是为了利用惯性使自己能够跳得更远,B不符合题意;
C.西瓜滑落掉到地面上摔碎了,地面给西瓜一个力,因为力的作用是相互的,同时西瓜对地面也有力的作用,C不符合题意;
D.运动员跑步时穿带有钉子的钉鞋是为增大与接触面的粗糙程度,从而增大摩擦,D符合题意。
故答案为:D
【分析】正电荷定向移动的方向规定为电流的方向;惯性是物体保持原有状态的性质,惯性只与物体的质量有关;增大与接触面的粗糙程度,可以增大摩擦。
8.【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A.当金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,由图可知,该金属块重力为G=F=54N
A正确,不符合题意;
B.当金属块未露出水面时,即为图中的AB段,从图可知,此时绳子的拉力为34N,则金属块受到的浮力大小为F浮=G﹣F拉=54N﹣34N=20N
B正确,不符合题意;
C.由F浮=ρ水gV排可得,金属块排开水的体积(金属块的体积)V金=V排=F浮ρ水g=20N1.0×103kg/m3×10N/kg=0.002m3
因为G=mg,所以金属块的质量为m=Gg=54N10N/kg=5.4kg
金属块的密度为ρ金=mV=5.4kg0.002m3=2.7×103kg/m3
C正确,不符合题意;
D.在第5s末金属块全部在水里面,若此时剪断细绳,则F浮<G
则金属块会沉入水底,不会上浮到水面上,D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】分析绳子拉力随时间t变化的图象,当金属块从水中一直竖直向上做匀速直线运动,但未露出液面,此时金属块排开水的体积不变,由阿基米德原理可知,此时的浮力不变,绳子的拉力也不变,即为图中的AB段,当金属块完全露出水面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,据此求出金属块重。
当金属块未露出液面时,拉力等于重力减去浮力,据此求金属块受到的浮力,再根据阿基米德原理求金属块排开水的体积(金属块的体积),知道金属块的重,利用重力公式求金属块的质量,最后利用密度公式求金属块的密度;在第5s末金属块全部在水里,若此时剪断细绳,根据浮力和重力的关系判断金属块是否会上浮到水面上。
9.【答案】D
【知识点】压强大小比较;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】两木块完全相同,它们在液体内都是静止的,故受力平衡,即浮力都等于物体的重力;
∴F甲=F乙,
由于物体在甲中浸入液面的体积比乙中的小,故由F浮=ρ液gV排得:ρ甲>ρ乙,
∵p=ρ液gh得,由于液面高度相同,
∴p甲>p乙.
故选D.
【分析】放入液体的物体完全相同,由浮沉条件可知两物体所受浮力相等,由浮力公式F浮=ρ液gV排,可知两液体的密度,由压强公式p=ρ液gh可知对底部的压强.
10.【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化;内燃机的四个冲程;太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】解:A、汽车发动机的做功冲程将燃料燃烧释放的内能转化为机械能,故A错误;
B、水力发电是将水中蕴含的机械能转化为电能,故B错误;
C、人造地球卫星从远地点向近地点运动的过程中,高度降低,速度增大,所以动能增大,势能减小,故C错误;
D、人造卫星展开太阳电池板,把太阳能转化为电能提供给卫星上的用电器,故D正确.
故选D.
【分析】(1)在做功冲程中,将内能转化为机械能;(2)水力发是将水的机械能转化为电能;(3)根据动能和势能的影响因素可做出判断;(4)太阳能电池板可以将太阳能转化为电能.
11.【答案】A
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.食品夹在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,但省距离,符合题意;
B.栽纸刀在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,但费距离,不符合题意;
C.钢丝钳在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,但费距离,不符合题意;
D.核桃夹在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,但费距离,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】使用杠杆时,动力臂小于阻力臂,费力省距离。
12.【答案】B
【知识点】力作用的相互性;增大压强的方法及其应用;流体压强与流速的关系;分子热运动
【解析】【解答】A.切西红柿的刀刃较薄是通过减小受力面积,增大压强,A不符合题意;
B.加盐后菜会变咸是因为分子不停地做无规则运动,盐分子进入菜中,B符合题意;
C.油烟机抽走油烟的过程是利用了流体中流速大的位置压强小,C不符合题意;
D.鸡蛋在碗沿上一磕就碎,由于力的作用是相互的,碗对鸡蛋的力等于于鸡蛋对碗的力,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】减小受力面积,可以增大压强;分子不停地做无规则运动,属于扩散现象;流体中流速大的位置压强小;力的作用是相互的。
13.【答案】惯性;相互
【知识点】力作用的相互性;惯性及其现象
【解析】【解答】足球离开脚后能在空中继续飞行,是因为足球由于惯性仍保持原来的运动状态向前运动,脚对足球施加力,足球对脚也施加一个力,说明了力的作用是相互的.
故答案为:惯性;相互.
【分析】物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的一种性质叫做惯性;当一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,即力的作用是相互的.
14.【答案】8;上浮;5
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】根据水的密度和排开水的体积计算受到的浮力为F浮=ρ液gV排=1.0×03kg/m3×10N/kg×0.8×10−3m3=8N,由于浮力大于重力,物体受力不平衡,物体上浮,直到漂浮,此时浮力等于重力,为5N。
故答案为:8;上浮;5。
【分析】根据液体密度和排开的体积计算浮力的大小,通过浮力和重力的关系判断状态,当物体漂浮时,浮力等于重力。
15.【答案】8000
【知识点】功率计算公式的应用;功的计算及应用
【解析】【解答】解:P=24kW=2.4×104 W,t=1min40s=100s
拖拉机做的功:W=Pt=2.4×104 W×100s=2.4×106 J,
拖拉机的牵引力:F={#mathmL#}Ws=2.4×106J300m{#/mathmL#}=8×103N,
由于拖拉机做的是匀速运动,所以拖拉机受到的阻力与牵引力是一对平衡力,则拖拉机受到的阻力f=F=8×103N。
故答案为:8000.
【分析】先根据P={#mathmL#}Wt{#/mathmL#}求出W,再根据W=Fs求出F。
16.【答案】A;D;C
【知识点】连通器原理;大气压的综合应用;阿基米德原理
【解析】【解答】解:(1)船闸是由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成.若船要从上游驶向下游,先打开上游阀门,使闸室和上游构成连通器,水相平后,打开上游闸门,船驶入闸室;然后打开下游阀门,使下游和闸室构成连通器,闸室和下游水位相平时,打开下游闸门,船驶入下游.(2)拖拉机的履带与地面的接触面积大,可使地面的受力面积大,在压力一定时,可减小对地面的压强,防止拖拉机下陷.(3)吸尘器能除尘,主要在于它的“头部”装有一个电动抽风机.抽风机的转轴上有风叶轮,通电后,抽风机会以高速转动,使空气高速排出,内外产生压强差,在大气压的作用下吸入含灰尘的空气.(4)浸在液体或气体中的物体都受到液体或气体对它施加的竖直向上的浮力.根据阿基米德原理F浮=ρgV排,物体受到的浮力只与液体(或气体)的密度和排开液体(或气体)的体积有关.
综上所述:应用连通器原理的是图A中的船闸;应用阿基米德原理的是图D中的飞艇;应用大气压强的是图C吸尘器.
故答案为:A;D;C.
【分析】根据图中的结构特点,分析其所应用的原理,逐一做出判断即可
17.【答案】1500;20
【知识点】斜面的机械效率
【解析】【解答】由图可知,车把手相当于动滑轮,绳子自由端移动的距离s=nh=2×5m=10m
小明施加的拉力做的功W总=Fs=150N×10m=1500J
有用功W有=Gh=700N×2m=1400J
不计绳重、绳与把手的摩擦,额外功W额= W总- W有=1500J-1400J
小车受到的阻力为 f=W额s′=100J5m=20N
【分析】利用W总=Fs=Fnh求得小明施加的拉力做的功,再利用W有=Gh求得有用功,进一步利用W额= W总- W有求得额外功,结合W额=fs即可求得小车受到的阻力。
18.【答案】540;300;60%
【知识点】功率的计算;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】克服物体所受的重力做的有用功 W有用=Gℎ=600N×0.9m=540J
推力做的总功 W总=Fs=300N×3m=900J
推力做功的功率 P=W总t=900J3s=300W
斜面的机械效率 η=W有用W总=540J900J=60%
【分析】根据物体的重力和高度计算做功多少;根据拉力和距离的乘积,计算做功多少;功和时间的比值, 计算功率的大小;有用功和总功的比值, 计算机械效率。
19.【答案】(1)大气压强
(2)不同;受力面积
(3)下面的小孔喷出的水最远;液体压强随深度的增加而增大
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验;液体压强的特点
【解析】【解答】(1)矿泉水瓶中热的水蒸气遇冷液化变成小水珠,气体减少,瓶内压强减小,外界大气压大于瓶内气压,因而把空矿泉水瓶压瘪了。
(2)两个完全一样的矿泉水瓶都装满水,重力相等,分别正放、倒放在海绵面上,受力面积不同,海绵表面的凹陷程度不同即压强不同,说明压力作用效果与受力面积有关。
(3)液体压强随深度的增加而增大,最下面的小孔深度最大,所以压强最大,喷得最远。
【分析】(1)瓶子内部气体被抽出,气体对外压强减少,在外界大气压的作用下吸盘被压住;
(2)压强与受力面积和压力大小有关系,压力相同时,受力面积越小,力的作用效果越明显,压强越大。
(3)要探究液体深度对压强的影响,需要控制液体密度相同;当液体密度相同时,深度越深,压强越大。
20.【答案】
【知识点】重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】小球在水面上受到了向下的重力和竖直向上的浮力,故过重心做一条竖直向下的线段,并标上向下箭头和G=5N,即为重力,过重心做一条竖直向上的线段,并标上向上的箭头和F浮=5N,即为浮力,故如下图所示:
。
【分析】作重力的示意图,力的作用点在物体几何中心上,方向竖直向下,重力用字母G表示。
作浮力的示意图,力的作用点在物体几何中心上,方向竖直向上,用字母F浮表示浮力。
21.【答案】解:如图所示:
【知识点】杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】当用力摁住C点打开该夹子时,AC是围绕B点转动的,B为支点;根据杠杆平衡条件F1×L1=F2×L2可知,在阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长;由图知,OC为动力臂时,动力臂最长,动力最小,如图所示:
【分析】根据杠杆平衡的条件,F1×L1=F2×L2,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长.而在通常情况下,连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长.
22.【答案】(1)同一;相同
(2)远
(3)做匀速直线运动
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】解:(1)让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目的是,当小车到达水平面时,使小车的速度相同;(2)毛巾、棉布、木板粗糙程度变小,阻力变小,根据实验现象,可以得出结论,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,在水平面上运动的距离越远;(3)由(2)知,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,在水平面上运动的距离越远;如果水平面绝对光滑,对小车没有阻力,则小车将做匀速直线运动;
故答案为:(1)同一;相同;(2)远;(3)做匀速直线运动。
【分析】(1)小车从相同高度滑下,目的是使小车进入水平面时的速度相同;
(2)小车受到的阻力越小,运动的越远;
(3)小车受到的阻力越小,运动的越远;推理得,小车不受到摩擦力时。会一直运动下去。
23.【答案】(1)平衡;左
(2)2;变大;7
(3)杠杆自身有重力
(4)①
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)图甲中实验前没挂钩码时,杠杆处于静止的平衡状态;发现杠杆左端上翘,调节时重心应向左移动,应将杠杆两端的平衡螺母向左移,使杠杆在水平位置平衡;(2)如图乙所示,在刻度线A处挂两个钩码(每个钩码为0.5N)在刻度线B处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置时,根据杠杆的平衡条件:F1×L1=F2×L2,每个钩码为G=0.5N,每小格为L;则3G×4L=F×3L,3×0.5N×4L=F×3L,F=2N;将弹簧测力计斜向左拉或将弹簧测力计斜向左拉,阻力和阻力臂不变,拉力的力臂变短,根据杠杆平衡条件可知,杠杆在水平位时平衡时,拉力变大;已知弹簧测力计的最大测量值是5N,若钩码和测力计的位置保持不变,则在A点最多可挂,根据杠杆的平衡条件:F1×L1=F2×L2,每个钩码为G=0.5N,每小格为L;nG×4L=F×3L,n×0.5N×4L=5N×3Ln=7.5,故最多可挂7个钩码;(3)用如图丙所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自重对杠杆平衡有影响;(4)①探究光的反射规律,测多组数据的目的是:找出普遍规律;②用刻度尺测物体长度,测多组数据的目的是:多次测量求平均值,减小实验误差;③测量定值电阻的阻值,测多组数据的目的是:多次测量求平均值,减小实验误差;故①。
【分析】探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂,同时杠杆的重心通过支点,消除杠杆自重对杠杆平衡的影响;为得出普遍结论,用弹簧测力计拉杠杆,使力与杠杆不垂直,多做几次实验,得出实验结论.
24.【答案】(1)3
(2)正确;错误;排开液体的体积;无关;能;没有测量出此时瓶子(含沙子)的重力
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)木头漂在水面,是因为木头的密度小于水的密度;铁钉沉在水底,是因为铁的密度大于水的密度,其中符合常识1的是与物体的密度有关,即符合常识1的是猜想3。
(2)①B、C实验中物体在水中的深度不同,测力计示数不同,由称重法,两实验中受到的浮力不同,故根据A、B、C的结果,可得猜想1是正确的。
而C、D实验中,浸入液体的深度不同,两实验中,测力计示数相同,由称重法,两实验中受到的浮力相同,根据A、C、D的结果,可得猜想1是错误的。
B、C实验中排开液体的体积不同,而C、D实验中排开液体的体积相同,深入分析上述现象,可得:浮力大小与排开液体的体积有关,与浸入液体的深度无关。
研究浮力与液体的密度有关,要控制排开液体的体积相同,只改变排开液体的密度,故接下来根据A、D和E能对猜想2进行验证。
根据称重法测浮力 F浮=G−F
将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度,则此时瓶子(含沙子)的重力小于 1.8N ,为验证猜想3,即浮力与物体的密度有关,应测量出此时瓶子(含沙子)的重力,故小明在该实验环节中存在的问题是没有测量出此时瓶子(含沙子)的重力。
【分析】(1)液体密度相同时,排开液体的体积越大,受到的浮力越大;
(2)液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;物体受到的浮力和液体深度无关;当排开液体的体积相同时,液体密度越大,受到的浮力越大;串联物体受到的浮力时,需要先测量物体重力的大小。
25.【答案】(1)根据题意知道,物体下降速度是:v=h/t=3m/3s=1m/s;
由图知道滑轮组的有效绳子段数是n=4,所以工人放绳的速度是:v绳 =4v物 =4×1m/s=4m/s;
(2)因为n=4,所以绳子运动距离是:s=4h=4×3m=12m;
工人放绳子的有用功是:W有用=Gh=160N×3m=480J;
放绳子的总功是:W总 =Fs=50N×12m=600J;
所以,滑轮组的效率是:η1 =W有用/W总×100%=480J/600J×100%=80%;
(3)物体未浸入水中时,不计绳重及摩擦,动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力,由F=(G动+G)/n知道,动滑轮重力是:G动=4F-G=4×50N-160N=40N;
又因为η1:η2 =4:3,所以物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率是:η2 =3η1/4
=3/4×80%=60%;
物体完全浸没水中后,滑轮组对物体的拉力做的功为有用功,不计绳重及摩擦,克服动滑轮重力做的功为额外功,则此时滑轮组的机械效率是:η2 =W′有用/W′总=F拉物h/F拉物h+G动h=F拉物/F拉物+40N=60%,解得F拉物 =60N;
当完全入水后,动滑轮受到重物向下的拉力、自身向下的重力、4段绳子向上的拉力,由力的平衡条件可知:4F绳=F拉物+G动,故人对绳子的拉力是:F绳=(F拉物 +G动)/4=(60N+40N)/4=25N,
此时人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力,由于物体间力的作用是相互的,所以绳子对人的拉力也为25N;而人的重力是:G人=m人
g=50kg×10N/kg=500N,人受到竖直向上的支持力是:F支 =G人 +F绳=500N+25N=525N,根据物体间力的作用是相互的知道,则人对地面的压力是525N。
【知识点】机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)利用物体移动的路程和时间的比值计算物体移动的速度,结合滑轮组绳子的股数n,绳子移动的速度是物体速度的n倍;
(2)根据物体的重力和上升高度的乘积计算有用功,利用拉力和绳子拉长的长度的乘积计算总功,有用功和总功的比值计算机械效率;
(3)根据滑轮组上拉力和物体重力的大小可以计算动滑轮重力,结合已知的机械效率计算第二次的机械效率,根据机械效率和动滑轮的重力可以计算动滑轮对物体的拉力,结合绳的股数计算人对绳的拉力大小,因为绳对人有向下的拉力,所以人对地面的压力是绳对人向下的拉力和人体重力的和。
26.【答案】(1)解:木块A从底面刚好与水面接触时,水深没有变化,则容器底受到的液体压强 p=ρgℎ=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2.5×103Pa
答:木块A从底面刚好与水面接触时,容器底受到的液体压强是 2.5×103Pa
(2)解:木块A的体积 VA=100cm2×40cm=4000cm3=0.004m3
木块A 浸入水中深度为自身高度的 34 ,此时受到的浮力为 F浮=ρg34VA=1.0×103kg/m3×10N/kg×34×0.004m3=30N
此时的木块受到三个力的作用:竖直向上的浮力、竖直向下的重力和细杆产生的力,故细杆产生的力为F=F浮−G=30N−24N=6N
答:木块A浸入水中深度为自身高度 34 的时,细杆对木块的作用力大小是6N
(3)将物体A沿竖直方向继续向下移5cm,液面会上升 Δℎ ,物体A在水中排开水的体积增加量 ΔV排=(5cm+Δℎ)SA=ΔℎS容器=(5cm+Δℎ)×100cm2=Δℎ×200cm2
解得: Δℎ=5cm 。则 ΔV排=5cm×200cm2=1000cm3=1×10−3m3
细杆对木块增加的压力等于木块增加的浮力 ΔF浮=F浮=ρgΔV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10−3m3=10N
此时细杆对木块A的总压力 F′=F+ΔF浮=6N+10N=16N
水的体积 V水=200cm2×25cm=5000cm3=5×10−3m3
水的重力 G水=m水g=ρ水V水g=1.0×103kg/m3×5×10−3m3×10N/kg=50N
容器的重力 G容器=m容器g=2kg/m3×10N/kg=20N
则容器对水平地面的总压力 F压=G水+G容器+F′+GA=50N+20N+16N+24N=110N
则此时容器对水平地面的压强 p′=F压S容器=110N200cm2=110N0.02cm2=5500Pa
答:将物体A沿竖直方向继续向下移5cm,求此时容器对水平地面的压强为5500Pa 。
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据深度和液体密度,可以计算液体压强的大小;(2)根据液体密度和排开液体的体积计算浮力的大小,结合物体的重力计算压力大小;(3)物体在进入液体中时,容器中液面上升,所以,物体排开液体的体积是下降的深度和液面上升高度的和与底面积的乘积,根据排开液体的体积和液体密度计算浮力的变化量;利用物体的密度和体积计算质量和重力;根据容器重力、液体重力、物体重力和受到的力计算总压力,根据压力和受力面积的比值计算压强。
27.【答案】(1)解:动滑轮与重物在细绳的拉力作用下做匀速直线运动,将动滑轮和物体看做整体,整体处于平衡状态,受平衡力,根据平衡力条件,可得 2F=G物+G动
则 F=G物+G动2=(m物+m动)g2=(0.2kg+0.05kg)×10N/kg2=1.25N
(2)解:滑轮组的机械效率 η=W有W总=G物ℎFs=G物ℎF⋅2ℎ=G物2F=m物g2F=0.2kg×10N/kg2×1.25N=80%
(3)解:由题意可知,小车做匀速直线运动,则小车的牵引力 F牵=F+f
则牵引力的功率 P=F牵v车=(F+f)×v车=(1.25N+2N)×0.1m/s×2=0.65W
【知识点】功率计算公式的应用;机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】(1)动滑轮相当于省一半力的杠杆,所以在不计细绳与滑轮之间的摩擦时,绳子端的拉力F拉=G物+G动2;
(2)计算滑轮组的机械效率前先要理清楚有用功和总功,有用功是物体的重力做的功,即W有=G物ℎ,总功是绳子端拉力所做的功,即W总=Fs,将两者代入机械效率公式η=W有W总=G物ℎFs=G物ℎF⋅2ℎ=G物2F=m物g2F;
(3)小车在水平桌面匀速运动,对小车进行受力分析可知,小车受到向左的拉力和摩擦力,以及向右的牵引力,即F牵=F+f,再根据功率的变形公式P=FV计算功率,其中注意小车的速度等于滑轮中绳子端的速度,即V绳=2V物。
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