2023年吉林省松原市前郭县南部学区中考物理一模试卷(含答案)
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一、单项选择题(每题2分,共12分)
1.(2分)许多同学都见证过小鸡的孵化过程,刚孵化的小鸡的重力约为( )
A.0.04N B.0.4N C.4N D.40N
2.(2分)一杯水喝掉一部分后,剩下的水与原来的水相比仍具有相同的( )
A.体积 B.质量 C.重力 D.密度
3.(2分)下列杠杆正常使用时属于费力杠杆的是( )
A.道钉撬 B.筷子
C.瓶起子 D.定滑轮
4.(2分)如图所示,运动员由助滑区高速滑下,通过过渡区后沿起跳台的斜坡起跳,上升到空中做各种动作,最后落地并滑到终点。运动员由起跳台的斜坡起跳上升后( )
A.动能增大,重力势能减小
B.动能增大,重力势能增大
C.动能减小,重力势能增大
D.动能减小,重力势能减小
5.(2分)利用四个相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把质量相等的重物G提升了相同的高度,所用的拉力分别为F甲、F乙,机械效率分别是η甲、η乙(忽略绳重与摩擦),下列关系式正确的是( )
A.F甲>F乙,η甲<η乙 B.F甲=F乙,η甲=η乙
C.F甲<F乙,η甲<η乙 D.F甲<F乙,η甲=η乙
6.(2分)将质量相等的甲、乙两个实心球放入水中,待两球静止时,甲、乙两球所受浮力分别为F甲、F乙。已知:ρ甲>ρ水>ρ乙,则( )
A.F甲=F乙 B.F甲<F乙 C.F甲>F乙 D.无法判断
二、填空题(每空1分,共18分)
7.(2分)跳板能被跳水运动员压弯,说明力可以改变物体的 ;运动员用力向下蹬跳板后,高高跃起,这利用了物体间力的作用是 的。
8.(2分)多功能消毒车在水平路面上匀速行驶消毒作业的过程中,消毒车的机械能 ;消毒车受到地面的摩擦力 。(选填“增大”或“减小”)
9.(2分)如图所示是公交车配备的安全锤。紧急情况下,应使用安全锤的 (填“A”或“B”)端砸向玻璃窗的边角,破窗逃离,这是用 的方法,来增大压强。
10.(2分)地铁作为现代地下交通工具,大大减轻了地面交通压力。地铁进站前,乘客必须站在站台安全线以外。这是因为地铁进站时,车体与人体之间空气流速 ,压强 (选填“增大”或“减小”),容易造成安全隐患。
11.(2分)一潜水艇悬浮在水中,如图所示。当用压缩气体把水舱中的水排出一部分时,潜水艇将 (选填“上浮”或“下沉”)。在未露出水面之前,潜水艇所受的浮力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
12.(2分)现有两球a与b,a由密度为7.5g/cm3的材料1组成,b由密度为2.5g/cm3的材料2组成,两球中只有一个实心,已知ma=3mb,2Va=Vb,则 (选填“a”或“b”)球是空心的,若空心球的体积为100cm3。则空心部分的体积为 cm3。
13.(2分)如图所示,钢珠沿竖直平面上的光滑轨道abcd从a点运动到d点,钢珠在 点动能最大。钢球在a点的机械能 钢球在c点的机械能。(选填“<”“>”或“=”)(不计空气阻力)
14.(2分)如图所示的一轻质硬棒,AB=BC=CD,在A点悬挂重物G,硬棒在F作用下处于水平平衡,则硬棒的支点可能在杠杆上的 (A/B/C/D)点,当G=150N时,F1的大小为 N。
15.(2分)甲、乙两个完全相同的烧杯盛有密度不同的盐水,放在水平桌面上。将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中,当鸡蛋静止时,如图所示,两烧杯中液面恰好相平,则甲、乙两杯盐水对容器底的压强p甲 p乙,鸡蛋排开盐水的质量分别是m甲 m乙。
三、计算题(每题5分,共10分)
16.(5分)排水量为5000t的轮船在长江中航行,轮船满载时,求:(g取10N/kg,江水的密度取1×103kg/m3)
(1)轮船受到的浮力。
(2)轮船排开江水的体积。
17.(5分)用如图所示的装置提升重物,人在6s内用30N的拉力向下拉绳子,将80N的重物匀速拉高40cm,不计绳重和摩擦。
求:(1)对重物做的功;
(2)拉绳子的功率;
(3)装置的机械效率。
四、简答题(每题2分,共6分)
18.(2分)平常我们用吸管吸饮料,为什么饮料会被“吸入”口中呢?
19.(2分)矿泉水瓶盖侧面刻有凹凸不平的竖条纹,联系所学的物理知识说明竖条纹的作用。
20.(2分)小明在乘公共汽车上学的时候,发现公共汽车到要爬坡的时候却减速慢行,请你帮小明解释一下这是为什么?
五、作图、实验与探究题(第21题每小题2分、第22~26题每空1分,共24分)
21.(2分)由于土壤松动,一棵珍稀古树摇摇欲坠。园艺师用绳子将古树系住,通过山体进行固定,对古树展开救助。如图甲所示,把古树视为杠杆,O点为支点。请画出:绳子拉力F的力臂L。
22.(2分)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。
23.(3分)小明利用如图所示的实验装置“测量小车的平均速度”,小车沿斜面从A处由静止开始下滑,在A、B、C三处均有电子表显示时间(数字分别表示“时:分:秒”),即可测出AB段的小车的平均速度。请回答下列问题:
(1)小车在AB段的运动时间t= s。
(2)小车在AB段的平均速度VAB= m/s。
(3)小车在水平面C点与斜面A点所受的重力方向 (选择:“相同”或“不同”)。
24.(3分)小宇在家利用长刻度尺、细线、橡皮筋、螺母(60g)等身边物品制作了一把可测物体质量的“杠杆秤”。操作如下:
(1)在刻度尺两端分别扎上橡皮筋a和b,再把刻度尺用线悬挂起来,若此时刻度尺的左端下沉(如图甲所示),则应调节橡皮筋a向 移动,使刻度尺在水平位置平衡。
(2)如图乙所示,小宇用螺母当“秤砣”,把苹果悬挂在离O点6cm处时,螺母挂在右侧离O点15cm处,刻度尺在水平位置平衡,则苹果的质量是 g,为了使这把“杠杆秤”的测量范围增大,你的方法是 (写出一种即可)。
25.(5分)在“比较铁块和木块表面的粗糙程度”实验中:
(1)实验应在同一水平桌面上进行,同时要保持 一定。
(2)如图所示,将木块叠放在铁块上,用弹簧测力计 拉动它们。弹簧测力计的示数如图所示,则摩擦力是 N。
(3)接着, (填两物块的放置情况),重复上述过程。若这次测得的摩擦力是2.2N。则 的表面粗糙程度大一些。
26.(4分)小明做“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验。
(1)实验前,手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜,观察到U形管中液面不发生变化,说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”),小明进行了调整。
(2)对比甲、乙两图所示实验,说明液体内部压强与液体的 有关。
(3)为了探究液体内部同一深度处向不同方向的压强大小是否相等,小明手应直接转动图乙装置中的 (填序号)。
(4)在探究液体内部压强与液体密度的关系时,小华认为两烧杯中液面必须相平,你 (选填“赞同”或“不赞同”)此观点。
27.(5分)小亮想用弹簧测力计、物体、烧杯和水“探究浮力的大小与哪些因素有关”,如图所示:
(1)图乙中物体受到的浮力大小为 N。
(2)由 两图可知,物体受到的浮力大小跟物体浸在水中的体积有关;由丙、丁两图可知,浸没在水中的物体受到的浮力大小与其浸没在水中的深度 (选填“有关”或“无关”)。
(3)在实验过程中小亮惊喜地发现:由如图所测数据及该物体浸没在盐水中测力计的示数0.8N,可算出盐水的密度为 kg/m3,同时说明浮力的大小与 有关。
2023年吉林省松原市前郭县南部学区中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(每题2分,共12分)
1.(2分)许多同学都见证过小鸡的孵化过程,刚孵化的小鸡的重力约为( )
A.0.04N B.0.4N C.4N D.40N
【分析】首先估计小鸡的质量,然后利用G=mg计算重力,确定符合题意的选项。
【解答】解:一只鸡蛋的质量约50g,刚孵化的小鸡的质量比鸡蛋的质量小,在40g左右,受到的重力为G=mg=0.04kg×10N/kg=0.4N。
故选:B。
【点评】物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一,这种能力的提高,对我们的生活同样具有很大的现实意义。
2.(2分)一杯水喝掉一部分后,剩下的水与原来的水相比仍具有相同的( )
A.体积 B.质量 C.重力 D.密度
【分析】物体所含物质的多少叫质量,质量大,物体含有物质多;质量小,物体含有物质少;物体所受的重力与它的质量成正比,质量大,重力大;
密度是物质的一种特性,它不随物质的质量或体积的变化而变化;同一种物质在同一种状态的密度是一个确定的值。
【解答】解:一杯水喝掉一部分后,剩下的水与原来的水相比,质量变小、体积变小,重力变小;
密度是物质的一种特性,它不随物质的质量或体积的变化而变化,所以剩下的水与原来的水相比仍具有相同的密度。
故选:D。
【点评】本题考查的是对物质的特性﹣﹣密度的理解,虽然密度是物质的一种特性,但并不是在任何状况下都一成不变的,其前提的确定是非常关键的。
3.(2分)下列杠杆正常使用时属于费力杠杆的是( )
A.道钉撬 B.筷子
C.瓶起子 D.定滑轮
【分析】观察图片,结合生活经验,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。
【解答】解:A、道钉撬在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C、瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D、定滑轮在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】杠杆包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
4.(2分)如图所示,运动员由助滑区高速滑下,通过过渡区后沿起跳台的斜坡起跳,上升到空中做各种动作,最后落地并滑到终点。运动员由起跳台的斜坡起跳上升后( )
A.动能增大,重力势能减小
B.动能增大,重力势能增大
C.动能减小,重力势能增大
D.动能减小,重力势能减小
【分析】动能大小的影响因素:质量和速度;物体的质量越大,速度越大,其动能越大;
重力势能大小的影响因素:质量和高度;物体的质量越大,高度越高,其重力势能越大。
【解答】解:运动员在起跳台的斜坡起跳后在上升的过程中,运动员的质量不变,速度减小,则动能减小;同时高度增大,其重力势能增大,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了动能、重力势能的影响因素,难度不大。
5.(2分)利用四个相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把质量相等的重物G提升了相同的高度,所用的拉力分别为F甲、F乙,机械效率分别是η甲、η乙(忽略绳重与摩擦),下列关系式正确的是( )
A.F甲>F乙,η甲<η乙 B.F甲=F乙,η甲=η乙
C.F甲<F乙,η甲<η乙 D.F甲<F乙,η甲=η乙
【分析】(1)甲滑轮组中承担重物和动滑轮由3段绳子,则有:F甲=(G+G动);
乙滑轮组中承担重物和动滑轮由2段绳子,则有:F乙=(G+G动),物体重力和动滑轮重力均相等,据此得出F甲和F乙的大小关系;
(2)忽略绳重与摩擦,根据W有=Gh得出有用功的大小关系,根据W额=G动h得出额外功的大小关系,根据W总=W有+W额得出总功的大小关系,根据η=可机分析甲、乙的机械效率的大小关系。
【解答】解:(1)甲滑轮组中承担重物和动滑轮由3段绳子,则有:F甲=(G+G动);
乙滑轮组中承担重物和动滑轮由2段绳子,则有:F乙=(G+G动),物体重力和动滑轮重力均相等,所以F甲<F乙;
(2)忽略绳重与摩擦,额外功用来提升动滑轮,所以甲、乙滑轮组中,动滑轮重力相等,提升高度相等,所做的额外功均为:W额=G动h,即额外功相等;
甲、乙滑轮组中,所做的有用功均为:W有=Gh,物体重力相等,提升高度相等,所以有用功相等;由W总=W有+W额得,甲、乙滑轮组的总功相等。
由η=可知,因为有用功和总功均相等,所以机械效率大小相等。
故选:D。
【点评】准确判断绳子段数,熟练运用功、机械效率的公式,可解答此题。
6.(2分)将质量相等的甲、乙两个实心球放入水中,待两球静止时,甲、乙两球所受浮力分别为F甲、F乙。已知:ρ甲>ρ水>ρ乙,则( )
A.F甲=F乙 B.F甲<F乙 C.F甲>F乙 D.无法判断
【分析】物体的沉浮与物体的重力大小以及物体所受浮力的大小无关,它是由物体所受重力与浮力的合力决定。当合力向上则物体上浮;当合力向下,则物体下沉;当合力为0,则物体处于漂浮或悬浮状态。
【解答】解:根据G=mg可知,质量相等的甲、乙两个实心球的重力也是相等的;由于甲的密度大于水的密度,则甲在水中处于下沉状态,此时受到的浮力小于重力,即F甲<G;由于乙的密度小于水的密度,则乙在水中处于漂浮状态,浮力等于重力,即F乙=G,所以F甲<F乙,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了物体浮沉条件的应用,难度不大。
二、填空题(每空1分,共18分)
7.(2分)跳板能被跳水运动员压弯,说明力可以改变物体的 形状 ;运动员用力向下蹬跳板后,高高跃起,这利用了物体间力的作用是 相互 的。
【分析】(1)力的作用效果:力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态;
(2)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的。
【解答】解:跳板能被跳水运动员压弯,即跳板的形状发生变化,说明力可以改变物体的形状;
运动员用力向下蹬跳板,给跳板一个力,由于物体间力的作用是相互的,跳板也会给运动员一个力使运动员高高跃起。
故答案为:形状;相互。
【点评】本题考查了力的作用效果和力作用的相互性等知识了解和掌握,属于基础知识的考查。
8.(2分)多功能消毒车在水平路面上匀速行驶消毒作业的过程中,消毒车的机械能 减小 ;消毒车受到地面的摩擦力 减小 。(选填“增大”或“减小”)
【分析】摩擦力大小跟压力大小、接触面粗糙程度有关,据此判断摩擦力的变化;动能的大小与质量和速度有关,重力势能的大小与重力、高度有关,物体具有的机械能是指动能和势能的总和。
【解答】解:在水平路面上匀速行驶的消毒车作业时,其质量减小,速度不变,则动能减小;高度不变,重力势能减小,故机械能减小;
根据G=mg可知,消毒车的重力减小,所以对地面的压力减小,由于接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力会变小。
故答案为:减小;减小。
【点评】本题考查了摩擦力的大小、机械能的大小,属于基础知识,要掌握。
9.(2分)如图所示是公交车配备的安全锤。紧急情况下,应使用安全锤的 B (填“A”或“B”)端砸向玻璃窗的边角,破窗逃离,这是用 减小受力面积 的方法,来增大压强。
【分析】增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。
【解答】解:由图知,B处比A处的面积小,所以用B端砸向玻璃窗的边角,在用力相同的情况下,产生的压强越大,玻璃更容易破碎。这是用减小受力面积的方法增大压强。
故答案为:B;减小受力面积。
【点评】掌握压强大小的影响因素,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。
10.(2分)地铁作为现代地下交通工具,大大减轻了地面交通压力。地铁进站前,乘客必须站在站台安全线以外。这是因为地铁进站时,车体与人体之间空气流速 增大 ,压强 减小 (选填“增大”或“减小”),容易造成安全隐患。
【分析】流体压强与流速的关系:流速大的地方,压强小。
【解答】解:地铁进站前,乘客必须站在站台安全线以外,这是因为地铁进站时,车体与人体之间空气流速增大,压强减小,而人身后的空气流速较小,压强较大,形成向地铁一侧的压强差,容易产生安全隐患。
故答案为:增大;减小。
【点评】本题考查流体压强与流速的关系,难度不大。
11.(2分)一潜水艇悬浮在水中,如图所示。当用压缩气体把水舱中的水排出一部分时,潜水艇将 上浮 (选填“上浮”或“下沉”)。在未露出水面之前,潜水艇所受的浮力将 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】由物体的浮沉条件可知当排出一部分水时潜水艇的运动状态;由浮力公式可知浮力的变化。
【解答】解:当将水舱内的水排出一部分后,潜水艇的重力减小,故重力小于浮力,潜水艇将上浮;
在未露出水出之前,由于排开水的体积不变,故潜水艇所受到的浮力不变。
故答案为:上浮;不变。
【点评】潜水艇为物体的浮沉条件中最典型的应用,应熟练掌握。
12.(2分)现有两球a与b,a由密度为7.5g/cm3的材料1组成,b由密度为2.5g/cm3的材料2组成,两球中只有一个实心,已知ma=3mb,2Va=Vb,则 b (选填“a”或“b”)球是空心的,若空心球的体积为100cm3。则空心部分的体积为 50 cm3。
【分析】(1)知道两种材料的密度、两小球的质量之比,根据ρ=求出a、b两种材料的体积之比(即实心部分的体积之比),然后与两球的实际体积相比较,从而判断只有一个球是空心时哪个球是空心的;
(2)根据两球材料的体积之比设出a球材料的体积,从而得出b球材料的体积,球的体积等于材料体积加上空心部分的体积,根据两球的体积之比列出空心球空心部分体积与实心部分体积的比例关系,即可求出空心部分体积。
【解答】解:(1)因为ma=3mb,2Va=Vb,
所以=,=,
根据可得,1、2两种材料的体积之比(即实心部分的体积之比):
==×=×=1:1>,(即大于两球的体积之比),
若只有一个球是空心,由前面计算可知b球的体积大于其材料的体积,故b球一定是空心,a球一定是实心,
因两球的体积之比为Va:Vb=1:2,可设a球的体积为V,则b球的体积为2V,由前面计算可知b球材料的体积为V,
所以,空心球空心部分的体积与空心球的体积之比:
Vb空:Vb=(Vb﹣Vb实):Vb=(2V﹣V):2V=1:2,
若空心球的体积为100cm3,Vb空:Vb=Vb空:100cm3=1:2,
则空心部分的体积为:Vb空=50cm3。
故答案为:b;50。
【点评】本题考查密度公式的应用,关键是利用密度来判断物体是实心还是空心,这也是鉴别物质的一种方法。
13.(2分)如图所示,钢珠沿竖直平面上的光滑轨道abcd从a点运动到d点,钢珠在 b 点动能最大。钢球在a点的机械能 = 钢球在c点的机械能。(选填“<”“>”或“=”)(不计空气阻力)
【分析】重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越大,重力势能越大;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;物体上升时动能转化为重力势能,下降时重力势能转化为动能。忽略阻力,各点的机械能相同,机械能=动能+势能。
【解答】解:从a点运动到d点的过程中,因为轨道光滑,没有阻力,所以各个点的机械能相同;机械能=动能+势能,而b点的高度最低,其重力势能最小,所以其动能最大。
故答案为:b;=。
【点评】掌握动能、重力势能大小的影响因素,根据影响因素能判断动能、重力势能的大小变化。掌握不计阻力时,机械能守恒。
14.(2分)如图所示的一轻质硬棒,AB=BC=CD,在A点悬挂重物G,硬棒在F作用下处于水平平衡,则硬棒的支点可能在杠杆上的 D (A/B/C/D)点,当G=150N时,F1的大小为 900 N。
【分析】杠杆的平衡条件,动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,动力与阻力使杠杆的转动方向相反,一个顺时针则另一个为逆时针;
根据杠杆的平衡条件求出力的大小。
【解答】解:动力与阻力使杠杆的转动方向相反,若一个力能使杠杆顺时针转动,则另一个力需使杠杆逆时针转动;
当A、C为支点时,支点不能和力的作用点相同,否则力臂为0,所以A、C两点不能作为支点;
当B点为支点时,F1、G使杠杆转动的方向相同,均使杠杆沿逆时针方向转动,所以B点不能作为支点;
当D点为支点时,F1、G使杠杆转动的方向相反,所以支点应为D点;
根据数学关系可知,F1的力臂为CD的一半,即L1=0.5CD;
根据杠杆平衡条件可知:G×AD=F1×0.5CD,则:F1==6G=6×150N=900N。
故答案为:D;900。
【点评】此题考查杠杆平衡条件的应用和杠杆的动态分析,关键是知道力臂是指从支点到力的作用线的距离,同时还要知道动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆。
15.(2分)甲、乙两个完全相同的烧杯盛有密度不同的盐水,放在水平桌面上。将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中,当鸡蛋静止时,如图所示,两烧杯中液面恰好相平,则甲、乙两杯盐水对容器底的压强p甲 小于 p乙,鸡蛋排开盐水的质量分别是m甲 等于 m乙。
【分析】根据物体的浮沉条件判断两者所受浮力关系和液体密度关系,再根据p=ρgh判断对杯底的压强关系。
【解答】解:(1)因为ρ液>ρ物时物体漂浮,ρ液=ρ物时物体悬浮,所以乙杯中盐水的密度大于甲杯中盐水的密度,因为p=ρgh,且两杯中液面相平,所以乙杯底压强大于甲杯底压强;
(2)由图可知,鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态,因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等,都等于鸡蛋的重力,因为F浮=G排=m排g,浮力相同,所以鸡蛋排开盐水的质量相同。
故答案为:小于;等于。
【点评】本题考查了物体浮沉条件和液体压强公式的应用,一定要掌握物体浮沉情况与密度的关系,同时要搞清不同状态下(漂浮、悬浮)物体所受重力与浮力的大小关系。
三、计算题(每题5分,共10分)
16.(5分)排水量为5000t的轮船在长江中航行,轮船满载时,求:(g取10N/kg,江水的密度取1×103kg/m3)
(1)轮船受到的浮力。
(2)轮船排开江水的体积。
【分析】(1)根据阿基米德原理和G=mg可求出轮船受到的浮力;
(2)根据阿基米德原理的应用可求出轮船排开江水的体积。
【解答】解:(1)轮船受到的浮力:F浮=G排=m排g=5×106kg×10N/kg=5×107N;
(2)由F浮=G排=ρ水gV排可得,轮船排开江水的体积:V排===5×103m3。
答:(1)轮船受到的浮力为5×107N;
(2)轮船排开江水的体积为5×103m3。
【点评】本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理的应用,知道轮船的排水量是指满载时排开水的质量是本题的关键。
17.(5分)用如图所示的装置提升重物,人在6s内用30N的拉力向下拉绳子,将80N的重物匀速拉高40cm,不计绳重和摩擦。
求:(1)对重物做的功;
(2)拉绳子的功率;
(3)装置的机械效率。
【分析】(1)知道重物的重力和提升的高度,根据W=Gh求对重物做的功,即拉力做的有用功;
(2)由图知,使用该装置时承担物重的绳子股数n=4,拉力端移动的距离s=nh,利用W=Fs求出拉力做的总功,再利用P=求拉绳子的功率;
(3)该装置的机械效率等于有用功与总功之比。
【解答】解:
(1)重物上升的高度h=40cm=0.4m,
对重物做的功,即拉力做的有用功:
W有=Gh=80N×0.4m=32J;
(2)由图知,使用该装置时承担物重的绳子股数n=4,
拉力端移动的距离s=nh=4×0.4m=1.6m,
拉力做的总功:
W总=Fs=30N×1.6m=48J,
拉绳子的功率:
P===8W;
(3)该装置的机械效率:
η==×100%≈66.7%。
答:(1)对重物做的功为32J;
(2)拉绳子的功率8W;
(3)装置的机械效率约为66.7%。
【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算,属于基础题目。
四、简答题(每题2分,共6分)
18.(2分)平常我们用吸管吸饮料,为什么饮料会被“吸入”口中呢?
【分析】要解答本题需掌握:我们在吸饮料的时候,是大气压把饮料压入嘴里的。
【解答】解:用吸管吸饮料时。先将吸管内的空气吸走,使吸管内的气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下,将饮料压入吸管中。
【点评】本题主要考查学生对:大气压综合知识的了解和应用。
19.(2分)矿泉水瓶盖侧面刻有凹凸不平的竖条纹,联系所学的物理知识说明竖条纹的作用。
【分析】增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
【解答】答:矿泉水瓶盖侧面刻有凹凸不平的条纹,可以在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度,从而增大摩擦。
【点评】本题考查增大摩擦力方法的应用,难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
20.(2分)小明在乘公共汽车上学的时候,发现公共汽车到要爬坡的时候却减速慢行,请你帮小明解释一下这是为什么?
【分析】利用功率的变形公式P===Fv进行分析,即当功率一定时,动力F与速度v成反比,要获得较大的动力,速度就要变慢。
【解答】答:因为功率P===Fv可知,在功率一定时,速度v越小,牵引力F越大,汽车上坡时,需要的牵引力大,所以要慢速行驶,以提供较大的牵引力。
【点评】本题考查了功率公式P=Fv的运用,知道当功率一定时,动力F与速度v成反比。
五、作图、实验与探究题(第21题每小题2分、第22~26题每空1分,共24分)
21.(2分)由于土壤松动,一棵珍稀古树摇摇欲坠。园艺师用绳子将古树系住,通过山体进行固定,对古树展开救助。如图甲所示,把古树视为杠杆,O点为支点。请画出:绳子拉力F的力臂L。
【分析】力臂的画法:①首先根据杠杆的示意图,确定杠杆的支点;②确定力的作用点和力的方向,画出力的作用线;③从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂。
【解答】解:过支点O做力F作用线的垂线段,即为所求作的动力臂L,如下图所示:
【点评】此题考查力臂的画法,属于常考题目,难度不大。
22.(2分)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。
【分析】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。
【解答】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:
【点评】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。
23.(3分)小明利用如图所示的实验装置“测量小车的平均速度”,小车沿斜面从A处由静止开始下滑,在A、B、C三处均有电子表显示时间(数字分别表示“时:分:秒”),即可测出AB段的小车的平均速度。请回答下列问题:
(1)小车在AB段的运动时间t= 4 s。
(2)小车在AB段的平均速度VAB= 0.125 m/s。
(3)小车在水平面C点与斜面A点所受的重力方向 相同 (选择:“相同”或“不同”)。
【分析】(1)由图可知小车在AB段的运动时间;
(2)根据速度公式计算小车在AB段的平均速度;
(3)重力方向是竖直向下的。
【解答】解:(1)由图可知小车在AB段的运动时间为4s;
(2)小车在AB段的平均速度VAB===12.5cm/s=0.125m/s;
(3)重力方向是竖直向下的,所以小车在水平面C点与斜面A点所受的重力方向相同。
故答案为:(1)4;(2)0.125;(3)相同。
【点评】本题考查速度公式的灵活运用、学生的读图能力、重力的方向,题目难度不大。
24.(3分)小宇在家利用长刻度尺、细线、橡皮筋、螺母(60g)等身边物品制作了一把可测物体质量的“杠杆秤”。操作如下:
(1)在刻度尺两端分别扎上橡皮筋a和b,再把刻度尺用线悬挂起来,若此时刻度尺的左端下沉(如图甲所示),则应调节橡皮筋a向 右 移动,使刻度尺在水平位置平衡。
(2)如图乙所示,小宇用螺母当“秤砣”,把苹果悬挂在离O点6cm处时,螺母挂在右侧离O点15cm处,刻度尺在水平位置平衡,则苹果的质量是 150 g,为了使这把“杠杆秤”的测量范围增大,你的方法是 增加螺母的个数(换用更长的刻度尺) (写出一种即可)。
【分析】(1)调节杠杆在水平位置平衡时,平衡螺母向上翘的一端移动;
(2)根据杠杆平衡条件求得苹果的质量;
螺母的个数适当增加,说明杠杆一侧的力增大,在力臂关系相同的情况下,另一侧的力也会增大,换用更长的刻度尺也可以增大测量范围。
【解答】解:(1)在刻度尺两端分别扎上橡皮筋a和b,刻度尺相当于杠杆,a和b相当于杠杆两端的平衡螺母;
调节杠杆在水平位置平衡,杠杆右端偏高,左端的平衡螺母应向上翘的右端移动,即应调节橡皮筋a向右移动,使刻度尺在水平位置平衡;
(2)把苹果悬挂在离O点6cm处时,螺母挂在右侧离O点15cm处,刻度尺在水平位置平衡,
则AO=6cm=0.06m,OB=15cm=0.15m,m螺母=60g=0.06kg,
由杠杆平衡条件可得,G苹果×OA=G螺母×OB,即m苹果g×OA=m螺母g×OB,
m苹果===0.15kg=150g。
螺母的个数适当增加时,说明杠杆一侧的力增大,在力臂关系相同的情况下,另一侧的力也会增大,即该“杠杆秤”的量程将增大;
若换用更长的刻度尺,力臂增大,力也随之增大,则“杠杆秤”的测量范围增大。
故答案为:(1)右;(2)150;增加螺母的个数(换用更长的刻度尺)。
【点评】本题是探究杠杆平衡条件的实验,同时还考查了杠杆平衡条件的应用,有一定的综合性。
25.(5分)在“比较铁块和木块表面的粗糙程度”实验中:
(1)实验应在同一水平桌面上进行,同时要保持 压力 一定。
(2)如图所示,将木块叠放在铁块上,用弹簧测力计 沿水平方向匀速直线 拉动它们。弹簧测力计的示数如图所示,则摩擦力是 1.8 N。
(3)接着, 将铁块叠放在木块上 (填两物块的放置情况),重复上述过程。若这次测得的摩擦力是2.2N。则 木块 的表面粗糙程度大一些。
【分析】探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,因控制物体间的压力相等而接触面的粗糙程度不同,实验时水平匀速拉动物体,让物体做匀速直线运动,处于平衡状态,物体受到的滑动摩擦力等于弹簧测力计的拉力。先确定弹簧测力计的分度值,然后读出弹簧测力计的示数。
【解答】解:(1)因为要比较两者表面的粗糙程度,所以在同一水平桌面上做实验时,应保持压力不变。
(2)先将木块叠放在铁块上,用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动它们,此时的拉力等于滑动摩擦力;由图示可知,弹簧测力计的分度值是0.2N,弹簧测力计的示数是1.8N。
(3)然后,将铁块叠放在木块上,此时的压力不变,重复上述过程摩擦力大小是2.2N,第二次的读数比第一次大,则木块的表面粗糙程度大一些。
故答案为:(1)压力;(2)沿水平方向匀速直线;1.8;(3)将铁块叠放在木块上;木块。
【点评】当物体沿水平方向做匀速直线运动时,弹簧测力计的水平拉力等于滑动摩擦力;熟练应用控制变量法是正确解题的关键。
26.(4分)小明做“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验。
(1)实验前,手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜,观察到U形管中液面不发生变化,说明该装置 漏气 (选填“漏气”或“不漏气”),小明进行了调整。
(2)对比甲、乙两图所示实验,说明液体内部压强与液体的 深度 有关。
(3)为了探究液体内部同一深度处向不同方向的压强大小是否相等,小明手应直接转动图乙装置中的 ④ (填序号)。
(4)在探究液体内部压强与液体密度的关系时,小华认为两烧杯中液面必须相平,你 不赞同 (选填“赞同”或“不赞同”)此观点。
【分析】(1)用手指轻轻按压探头的橡皮膜,发现U形管两边的液面高度差变化都很小,这说明该压强计的气密性很差;若液面灵活升降,则装置不漏气,压强计的气密性好;
(2)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
(3)根据实验要求,要使金属盒的橡皮膜朝向不同;
(4)由控制变量法结合深度的含义分析。
【解答】解:(1)实验前,手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜,观察到U形管中液面不发生变化,说明该装置不漏气,小明进行了调整;
(2)对比甲、乙两图所示实验可知,液体密度相同,而深度不同,由转换法,液体产的压强不同,说明液体内部压强与液体的深度有关。
(3)为了探究液体内部同一深度处向不同方向的压强大小是否相等,小明手应直接转动图乙装置中的 金属盒,使金属盒的橡皮膜朝向不同,故选④;
(4)深度是指液体内某一点到液体自由面的高度,在探究液体内部压强与液体密度的关系时,要改变液体的深度大小,故实验中两烧杯中液面不一定相平,故不赞同此观点。
故答案为:(1)漏气;
(2)深度;
(3)④;
(4)不赞同。
【点评】本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法的运用和对实验操作过程的理解。
27.(5分)小亮想用弹簧测力计、物体、烧杯和水“探究浮力的大小与哪些因素有关”,如图所示:
(1)图乙中物体受到的浮力大小为 0.6 N。
(2)由 乙、丙 两图可知,物体受到的浮力大小跟物体浸在水中的体积有关;由丙、丁两图可知,浸没在水中的物体受到的浮力大小与其浸没在水中的深度 无关 (选填“有关”或“无关”)。
(3)在实验过程中小亮惊喜地发现:由如图所测数据及该物体浸没在盐水中测力计的示数0.8N,可算出盐水的密度为 1.1×103 kg/m3,同时说明浮力的大小与 液体密度 有关。
【分析】(1)由甲图知,弹簧测力计的示数,即物块所受的重力为3N,由称重法得出图乙中物体受到的浮力;(2)研究所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关,要控制排开液体的密度相同;
由丙、丁两图,根据称重法分析;
(3)由甲、丙两图得出物体浸没在水中所受的浮力;由阿基米德原理可知得出物体的体积,由称重法得出物体在盐水中所受的浮力,由阿基米德原理可知盐水的密度;物体浸没在不同液体中受到的浮力大小不同,据此回答。
【解答】解:(1)由甲图知,弹簧测力计的示数为3N,即物块所受的重力为3N,图乙中物体受到的浮力为:
F浮=G﹣F=3N﹣2.4N=0.6N;
(2)对比乙、丙两图可知,物体排开液体的体积不同,受到的浮力不同,所以浸没在液体中的物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
由丙、丁两图可知,因测力计示数相同,由称重法,故受到的浮力相同,故浸没水中的物体受到的浮力大小跟物体浸在水中的深度无关;
(3)由甲、丙两图可知,物体浸没在水中所受的浮力为:F'浮=G﹣F'=3N﹣1N=2N;
由阿基米德原理可知,物体的体积为:
V=V排水==2×10﹣4m3;
物体在盐水中所受的浮力为:
F浮''=G﹣F''=3N﹣0.8N=2.2N;
因物体浸没在盐水中,所以排开盐水的体积:V排盐水=V=2×10﹣4m3,
由阿基米德原理可知,盐水的密度为:
ρ盐水==1.1×103kg/m3;
物体浸没在不同液体中受到的浮力大小不同,故同时说明浮力的大小与液体的密度有关。
故答案为:
(1)0.6;
(2)乙、丙;无关;
(3)1.1×103;液体的密度。
【点评】本题探究浮力的大小与哪些因素有关,考查控制变量法及阿基米德原理的运用。
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