湖北省荆州市松滋市2021-2022学年八年级下学期期末物理试卷
展开这是一份湖北省荆州市松滋市2021-2022学年八年级下学期期末物理试卷,共24页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年湖北省荆州市松滋市八年级(下)期末物理试卷
一、选择题(本大题共15小题,每小题2分,共30分)
1.(2分)俗话说“一个巴掌拍不响”,这是因为( )
A.一个巴掌的力太小
B.力是物体对物体的作用
C.人不会只有一个巴掌
D.一个物体也能产生力的作用
2.(2分)如图所示,网球拍击中飞过来的网球,网球发生了明显的形变。下列说法错误的是( )
A.球拍击中网球,球拍和网球都发生了弹性形变
B.球拍能将网球弹开,说明球拍对网球的弹力大于网球对球拍的弹力
C.网球离开球拍后能在空中飞行一段距离,是由于网球具有惯性
D.网球和球拍接触的过程中,弹性势能和动能相互转化
3.(2分)如图所示,小红提着包站在水平地面上,下列各对力中属于平衡力的是( )
A.手对包的拉力与包对手的拉力
B.小红所受的重力与包对手的拉力
C.手对包的拉力与包所受的重力
D.包所受的重力与地面对小红的支持力
4.(2分)如图所示,用50N的水平压力将一重20N的木块压在竖直的墙壁上,当木块沿竖直方向匀速下滑时,木块受到的摩擦力的大小是( )
A.20N B.30N C.50N D.70N
5.(2分)冰壶运动是在室内水平冰面上开展的一项冬奥项目,其中包含着许多物理知识。图示中的场景均与冰壶运动有关,其中错误的是( )
A.图中,掷球运动员蹬冰脚(通过蹬冰调整人的运动姿态)和滑行脚(用来滑行)的鞋底材料不同,是为了获得不同大小的摩擦力
B.图中,掷球运动员推着冰壶一起向前运动时,推力对冰壶做了功
C.图中,离手后的冰壶在冰面上滑动时,冰壶的速度不变
D.图中,领球队员通过快速刷冰,减小了冰壶所受摩擦力,使冰壶的速度减小较慢
6.(2分)现代农业利用喷药无人机喷洒农药,安全又高效,如图所示,喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷洒农药,此过程中,喷药无人机的( )
A.动能减小、重力势能减小
B.动能减小、重力势能不变
C.动能不变、重力势能减小
D.动能不变、重力势能不变
7.(2分)2020年7月23日,我国“天问一号”火星探测器由长征四运载火箭发射升空,先沿地球轨道运动,再变轨,到达火星附近时,通过“刹车”减速进入环绕火星运行的轨道(“天问一号”在火星大气层外运行,不受火星大气阻力)。在环绕火星的椭圆轨道上运行时,“近火点“A高度约280km,“远火点”B高度约5.9×104km。下列说法错误的是( )
A.长征四运载火箭发射时是沿着地球自西向东方向发射
B.“天问一号”在火星附近“刹车”减速后,具有的机械能减小
C.“天问一号”从“近火点”A运动到“远火点”B的过程中,动能转化为势能
D.“天问一号”从“近火点”A运动到“远火点”B的过程中,势能转化为动能
8.(2分)四幅图中,对物体做功了的是( )
A.人推小车在水平路面上通过一段距离
B.人用力搬石头,石头没有被搬动
C.叉车托举货物沿水平面匀速移动一段距离
D.人提书包站在水平输送带上通过一段距离
9.(2分)关于功率,下列说法正确的是( )
A.功率表示做功的快慢程度
B.机械效率越大,机械的功率就越大
C.机器的功率越大,所做的功就越多
D.使用省力的机械,可以提高机械做功的功率
10.(2分)某同学将一漂浮在水面不开口的饮料罐缓慢按入水中,当饮料罐全部浸入在水中后,继续向下压一段距离,共用时t。此过程中,饮料罐所受的浮力随时间变化的图像可能是下图中的( )
A. B.
C. D.
11.(2分)水平桌面上两个容器中分别盛有甲、乙两种液体。将小球A先后放入两个容器中,静止时小球状态如图所示(两个容器液面相平)。下列说法正确的是( )
A.两种液体的密度ρ甲>ρ乙
B.小球所受浮力F甲<F乙
C.小球所受浮力F甲>F乙
D.两容器底受到液体压强p甲=p乙
12.(2分)如图所示,将边长为10cm的正方体木块放入装有某种液体的圆柱形容器中,木块静止时,有的体积露出液面,此时液面比放入木块前升高2cm,容器底部受到的压强变化了160Pa(取g=10N/kg),则下列判断错误的是( )
A.液体的密度是0.8×103kg/m3
B.木块的密度为0.6g/cm3
C.木块受到的浮力是6N
D.使木块完全浸没需要4N向下的压力
13.(2分)一辆汽车在平直的公路上做直线运动,其v﹣t图象如图所示,汽车在第10s时已行驶了150m,速度达到了20m/s,随后匀速前进,若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2000N,以下说法正确的是( )
A.在0﹣20s内汽车的平均速度为15m/s
B.在0﹣10s内汽车的牵引力大小恒为2000N
C.在10﹣20s内汽车牵引力做的功为4×105J
D.在10﹣20s内汽车牵引力做功的功率为4×105W
14.(2分)如图所示,王瑞同学通过斜面用平行于斜面F=200N的推力,将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上,斜面长s=2m。(g取10N/kg)下列说法中错误的是( )
A.推力的功率为80W
B.斜面的机械效率为75%
C.推力做的额外功100J
D.斜面对物体的摩擦力100N
15.(2分)如图所示,物体A在拉力F的作用下,5s内水平匀速运动了1m,物体A与地面间滑动摩擦力是50N,拉力F为40N。下列物理量计算正确的是( )
A.绳子自由端移动的速度是0.2m/s
B.拉力F的功率为10W
C.拉力F做功为40J
D.该滑轮组的机械效率是62.5%
二、填空题(本大题共6小题,第16-18题每空1分,第19-21题每空2分,共22分)
16.(3分)赛龙舟不仅是一项体育娱乐活动,更能体现我国悠久历史文化传承。如图为某比赛场景,选手用力齐心向后划桨,龙舟就加速向前运动,说明力可以 ,使龙舟向前运动的力的施力物体是 ;选手划龙舟时的桨是 杠杆(选填“等臂”、“省力”或“费力”),龙舟冲过终点后不能立即停下来,说明龙舟具有 。
17.(4分)如图1所示,在装修房屋时,工人师傅常用一根足够长的透明塑料软管,里面灌入适量的水(水中无气泡)。两人各持管的一端靠在墙面的不同地方,当水面静止时,在与水面相平的位置做标记,这是利用了 原理,目的是保证两点在 。如图2所示,是河水中的漩涡,漩涡边沿水的流速相对中心处的流速较 ,压强较 ,从而形成压力差,导致周边物体易被“吸入”漩涡。(温馨提示:严禁学生私自下河游泳)
18.(3分)酒瓶上的软木塞很难拔出,因此人们用开瓶器达到方便省力的目的。首先把钻头对准软木塞,用手转动旋转手柄,使钻头插入软木塞,同时压把会翘起;然后再用力按压压把,钻头就能把软木塞“带”出来。以上结构中属于杠杆的是 ;属于增大压强的是 ;属于斜面的是 。(填这些结构名称前的序号)
19.(4分)把重5N,体积为600cm3的实心物体投入水中,当物体静止时,物体处于 状态(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”),物体所受的浮力是 N。
20.(4分)一人质量为68kg,他每只脚接触地面的面积是170cm2,人的重力为 N,这个人站立时对地面的压强是 Pa,人走路时对地面的压强是 Pa(g=10N/kg)。
21.(4分)如图所示,一建筑工人用150N的水平推力推重500N的小车,使小车在水平地面上以1m/s的速度水平向左匀速前进了10m。则这段过程中,推力做功的功率为 W。撤去推力,小车仍然能继续向前运动0.4m,继续向前是由于小车具有 。在上述小车前进10.4m的过程中,建筑工人对小车做的功为 J。
三、作图题(本大题包括2小题,22题2分,23题4分,共6分)
22.(2分)如图甲所示,是小花沿滑道下滑的情景,现用一个方框替代人体,如图乙所示,请在图乙中画出小花受到的重力和支持力的示意图。
23.(4分)如图所示,轻质杠杆AB上悬挂一重物。为了使杠杆在图中位置静止,需要施加一个动力F1,请在杠杆上画出阻力臂l2和动力最小时F1的示意图。
四、实验探究题(本大题包括5小题,每空1分,共28分)
24.(6分)“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图所示:将小车从斜面上高h处由静止释放,运动至木板上后与木块碰撞。通过改变小车释放时高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法,得到了图2虚线框内的四个实验场景。
(1)为探究小车动能与质量的关系,应选用场景①和 (选填“②”、“③”或“④”)进行实验;选用场景③和④进行实验时,可探究小车动能与 的关系。
(2)在实验中,小车动能越大,发生碰撞时对木块所做的功就越 ,木块被碰撞后在木板上 。
(3)若将场景①和②中的木块均移走,利用这两个场景可探究 对物体运动的影响。为提高实验结论的准确性,还需再增加一次实验,为此,在场景①的基础上,你所作的调整是: 。
25.(6分)如图甲、乙、丙所示,小明利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察 来比较压力作用效果的。实验中用到的研究方法有 和 。
(2)通过比较图甲、乙,说明在受力面积一定时, 压力的作用效果越明显。
(3)通过比较图 (填序号),说明在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p p′(选填:“>”、“<”或“=”)。
(5)课后,善于思考的小明想对甲和丙进行比较,你认为是否可以? 。理由: 。
26.(5分)小明同学做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示,杠杆上相邻刻度线间的距离相等。
①组装好实验器材,杠杆在如图(甲)所示的位置静止时,杠杆 处于平衡状态(选填“是”或“不是”)。
②为使图(甲)杠杆在水平位置平衡,应将左端的平衡螺母向 端调节,或将右端的平衡螺母向 端调节(两空均选填“左”或“右”)。
③如图(乙)所示,调节杠杆在水平位置平衡后,在A点悬挂两个钩码,每个钩码重0.5牛,在B点竖直向下拉弹簧测力计,仍使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数为 牛。若弹簧测力计改为斜拉时,再次使杠杆在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
④小明同学改变钩码的个数和位置进行了多次实验,其目的是 。
27.(6分)小华在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,器材有:弹簧测力计一个,实心铜块一块,相同的大烧杯若干,水,某混合液体,细线等。
(1)小华进行了如图所示的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为 N;用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将数据记录表中:
步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.6
2.5
2.4
2.4
2.1
(2)步骤B中,铜块所受浮力F浮= N。
(3)分析步骤A、B、C、D、E,可以说明:浮力大小跟 有关;分析步骤A、D、E,可以说明:浮力大小跟物体在液体中的深度 (填“有关”或“无关”);分析步骤A、E、F,可以说明:浮力大小跟 有关。
(4)用表格中的数据,可算出该混合液体的密度是 kg/m3。
28.(5分)小明想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力做功的平均功率(不计绳重)。
(1)实验需要测量的物理量:①用 (填测量器材)测量自己的质量m;②估测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度);③用 (填测量器材)测量跳n次所用的 (填物理量与其对应符号)。
(2)跳绳时平均功率表达式:P= 。
(3)小明和小华两人想比较跳绳的平均功率(假设两人跳起的平均高度相同),则 。
A.频率相同,体重大的功率大
B.频率相同,跳的时间长的功率大
C.体重相同,频率高的功率小
D.体重相同,跳的时间长的功率大
五、计算题(本大题包括2小题,每小题7分,共14分。解答过程要求写出必要的文字说明和公式,只写出最后答案的不得分。)
29.(7分)如图所示,一质量为0.15千克、底面积为2×10﹣3米2平底薄壁玻璃容器放在2米2的水平桌面中央,内装有体积为1.5×10﹣4米3的水,水面距容器底的深度为0.1米。
求:①水对杯底的压强;
②水对杯底的压力;
③若在容器中轻轻放下一块质量为0.1千克的木块,木块漂浮在水面上,求木块浸在水中的体积。
30.(7分)搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120N的物体匀速提升3m,所用的拉力为50N,不计绳重及摩擦。求:
(1)滑轮组的机械效率;
(2)动滑轮的重;
(3)若用该滑轮组同时拉4个这样的物体,拉力为多大。
2021-2022学年湖北省荆州市松滋市八年级(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共15小题,每小题2分,共30分)
1.【分析】根据力是物体对物体的作用知,出现力必然出现施力物和受力物。
【解答】解:“一个巴掌拍不响”说明了力的作用是物体对物体的作用,一个物体是不会有力的作用的。
故选:B。
2.【分析】(1)力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状即使物体发生形变。②力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。
(2)物体间力的作用是相互的,物体受到力的同时,也对另一个物体施加了力;两个力大小相等。
(3)任何物体都有惯性,即保持运动状态不变的性质。
(4)动能和势能可相互转化;动能的大小与质量和速度有关;弹性势能与弹性形变大小有关。
【解答】解:A、球拍击中网球,球拍和网球的形状都发生改变,即都发生了弹性形变;故A说法正确。
B、球拍与网球发生相互作用;球拍对网球的弹力等于网球对球拍的弹力;故B说法错误。
C、网球离开球拍后能在空中飞行一段距离,是由于网球具有惯性;故C说法正确。
D、网球和球拍接触的过程中,先是动能转化为弹性势能,后来网球飞出时,弹性势能转化为动能;即体现了弹性势能和动能相互转化。故D说法正确。
故选:B。
3.【分析】一对平衡力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,分析两力间的关系,然后判断两力是否为平衡力。
【解答】解:A、手对包的拉力与包对手的拉力,作用在两个不同的物体上,它们不是一对平衡力,是一对相互作用力,故A错误;
B、小红和包的总重力与包对手的拉力大小不相等,它们不是一对平衡力,故B错误;
C、手对包的拉力与包的重力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,它们是一对平衡力,故C正确;
D、包的重力与地面对小红的支持力,作用在不同的物体上,它们不是一对平衡力,故D错误;
故选:C。
4.【分析】首先要明确静止和匀速下滑时,物体都处于平衡状态,受平衡力,只要找出哪两个力是平衡力,然后根据平衡力的特点解题就可。
【解答】解:物体静止和匀速下滑时受平衡力作用,在这两种状态下摩擦力都是和重力为平衡力,摩擦力的方向和重力相反,即摩擦力为f=G=20N,方向竖直向上。
故选:A。
5.【分析】(1)增大摩擦的方法:在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。在接触面的粗糙程度一定时,增大压力;
(2)首先根据做功的两个必要因素分析图中运动员对冰壶是否做功;
(3)冰壶在冰面上滑动时受到冰面的摩擦力,而摩擦力会阻碍冰壶的运动;
(4)减小摩擦的方法:减小压力、减小接触面的粗糙程度、以滚动代替滑动、使接触面彼此分离。
【解答】解:A、掷球运动员蹬冰脚(通过蹬冰调整人的运动姿态)和滑行脚(用来滑行)的鞋底材料不同,接触面粗糙程度不同,是为了获得不同大小的摩擦力,故A正确;
B、冰壶受到推力的作用,并且在推力的方向上通过了距离,所以做了功,故B正确;
C、冰壶在冰面上滑动时受到冰面的摩擦力,而摩擦力会阻碍冰壶的运动,即冰壶的速度减小,故C错误;
D、领球队员通过快速刷冰,使接触面变得更光滑,减小了冰壶所受的摩擦力,使冰壶的速度减小的较慢,故D正确。
故选:C。
6.【分析】动能大小的影响因素:质量、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、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大
【解答】解:
无人机在农田上空的某一高度水平匀速飞行,同时均匀喷洒农药,飞机的速度和高度均不变,但质量变小,所以无人机的动能减小,重力势能减小。
故选:A。
7.【分析】(1)根据地球的自转分析。
(2)机械能等于动能和势能之和,动能与物体的质量和速度有关,重力势能与物体的质量和高度有关;机械能为动能、势能的和。
【解答】解:
A、由于地球是自西向东旋转的,长征四运载火箭发射时是沿着地球自西向东方向发射,可以增大火箭的发射速度,故A正确;
B、天问一号”在火星大气层外运行,不受火星大气阻力,其机械能守恒;“天问一号”在火星附近“刹车”减速后,质量不变,速度变小,动能变小;质量不变,高度变小,重力势能变小,机械能为动能、势能的和,所以具有的机械能减小,故B正确;
CD、“天问一号”从“近火点”A运动到“远火点”B的过程中,质量不变,高度变大,势能变大,速度变小,动能变小,所以是动能转化为势能,故C正确,D错误。
故选:D。
8.【分析】本题要抓住做功的两个必要因素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离。二者缺一不可。
【解答】解:A、人推小车在水平路面上通过一段距离,人对小车有推力的作用,小车在推力的方向上通过了距离,所以推力对小车做了功,故A正确;
B、人用力搬石头,石头没有被搬动,有力作用在石头上,但石头没有通过距离,故力对物体没有做功,故B错误;
C、叉车托举货物沿水平面匀速移动一段距离,此过程中,货物在力的方向上没有移动距离,故力没有做功,故C错误;
D、人提书包站在水平输送带上通过一段距离,此过程中,书包在力的方向上没有移动距离,故拉力没有做 功,故D错误。
故选:A。
9.【分析】(1)物体单位时间内所做的功叫功率;
(2)功率的计算公式是P=,由公式可知,功率的大小与做功多少和做功所需时间的长短有关,与其它因素无关。
(3)功率表示物体做功快慢的物理量;机械效率是W有用与W总的比值,是个百分数,二者间没有必然联系。
【解答】解:A、功率表示做功的快慢程度,做功越快功率越大,故A正确;
B、功率大小与机械效率无关,故B错误;
C、由公式P=可得,W=Pt,所以做功的多少不仅与功率有关还与时间有关,故C错误;
D、功率与做功的大小和做功的时间有关,但与是否使用省力的机械无关,故D错误;
故选:A。
10.【分析】当饮料瓶全部浸入水中后,排开水的体积不再变化,根据阿基米德原理可知所受浮力大小的变化。
【解答】解:根据公式F浮=ρgV排可知,排开水的体积一定时,受到的浮力将不再变化;
在A中,表示一开始就受到浮力作用,然后浮力逐渐增加,最后保持不变,故A符合题意;
在B中,表示物体逐渐浸没,所受浮力从零逐渐变大,最后不变,故B不合题意;
在C中,表示物体完全浸没后的图像,不管怎样移动,排开水的体积不再变化,受到的浮力保持不变;故C不合题意;
在D中,表示物体受到的浮力逐渐增加,但是饮料罐缓慢向下运动,可看做是匀速运动,浮力随时间的增加应该也是均匀的,故D不合题意;
故选:A。
11.【分析】(1)根据浮沉条件即可判断液体密度的大小;根据p=ρ液gh比较容器底面受到的压强大小;
(2)由图可知:A在甲液体中漂浮,在乙液体中悬浮,则根据漂浮和悬浮的条件来即可判断浮力大小关系。
【解答】解:
AD、小球A在甲液体中漂浮,则密度ρA<ρ甲,小球A在乙液体中悬浮,则密度ρA=ρ乙,所以ρ甲>ρ乙,因为:ρ甲>ρ乙,两容器液面相平即容器底部深度h相同,根据液体压强计算公式 p=ρgh 可知,p甲>p乙,故A正确,D错误;
BC、小球A在甲液体中漂浮,则浮力F甲=G,在乙液体中悬浮,则浮力F乙=G,所以F甲=F乙,故BC错误。
故选:A。
12.【分析】(1)已知压强变化了160Pa,根据公式p=ρgh即可求出液体的密度;
(2)由题意知,木块静止时,有的体积露出液面,根据漂浮条件和阿基米德原理即可求出木块密度;
(3)求出木块的体积,根据G=mg=ρgV求出木块的重力,根据漂浮条件即可求出浮力;
(4)根据阿基米德原理求出浸没时所受的浮力,然后利用F=F浮﹣G求出压力。
【解答】解:
A、根据公式p=ρgh可得液体密度:ρ液===0.8×103kg/m3;故A正确;
B、木块静止时,有的体积露出液面,则V排=(1﹣)V木=V木,根据漂浮条件可得:
F浮=G木,即:ρ液gV排=ρ木gV木,
所以,ρ木=ρ液=×ρ液=×0.8×103kg/m3=0.6g/cm3;故B正确;
C、木块的体积V木=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,木块的重力G木=m木g=ρ木gV木=0.6×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=6N;则F浮=G木=6N;故C正确;
D、木块完全浸没浮力F浮′=ρ液gV木=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=8N;
则压力F=F浮﹣G木=8N﹣6N=2N;故D错误。
故选:D。
13.【分析】A、知道汽车在10~20s内的速度,利用s=vt求出行驶的路程;求出在0﹣20s内行驶的总路程s=s1+s2,再利用速度公式求在0~20s内汽车的平均速度;
B、由图可知,在0~10s内,汽车做加速运动,牵引力大于阻力;
C、汽车在10~20s内做匀速运动,处于平衡状态,牵引力等于阻力,利用W=Fs求汽车在10﹣20s内牵引力做的功;
D、利用P=求汽车在10~20s内牵引力做功功率。
【解答】解:
A、由图象可知,汽车在10~20s内做匀速运动,其速度为v2=20m/s,
汽车在10~20s内行驶的路程s2=v2t=20m/s×10s=200m,
在0~20s内行驶的总路程s=s1+s2=150m+200m=350m,
则在0~20s内汽车的平均速度v===17.5m/s,故A错误;
B、由图象可知,在0~10s内,汽车做加速运动,牵引力大于阻力,即牵引力大于2000N,故B错误;
C、汽车在10~20s内做匀速运动,处于平衡状态,牵引力等于阻力,即F=f=2000N,
则牵引力做的功:W2=Fs2=2000N×200m=4×105J,故C正确;
D、汽车在10~20s内牵引力做功的功率:P2===4×104W,故D错误。
故选:C。
14.【分析】(1)根据功的计算公式W=Fs可求出拉力做的功,即总功,再根据P=可求功率。
(2)再根据W=Gh求出有用功,然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率η。
(3)根据总功与有用功的差得出额外功,再根据W额=fs,变形后可求摩擦力f。
【解答】解:A、推力做功为:W总=Fs=200N×2m=400J,推力功率为:P===80W,故A正确;
B、物体重力为:G=mg=30kg×10N/kg=300N,所做有用功为:W有=Gh=300N×1m=300J,
斜面机械效率为:η===75%,故B正确;
CD、所做额外功为:W额=W总﹣W有=400J﹣300J=100J,由W额=fs得:摩擦力f===50N,故C正确,D错误。
故选:D。
15.【分析】(1)由图知,n=2,绳子自由端移动距离等于物体移动距离的2倍,利用速度公式求绳子自由端移动的速度;
(2)利用W=Fs求拉力做的总功,再利用P=求拉力做功功率;
(3)利用W=fs物求拉力做的有用功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
【解答】解:
A、由图知,n=2,绳子自由端移动距离s=2s物=2×1m=2m,绳子自由端移动的速度v===0.4m/s,故A错误;
BC、拉力做的总功:W总=Fs=40N×2m=80J,
拉力做功功率:
P===16W,故B、C错误。
D、拉力做的有用功:W有用=fs物=50N×1m=50J,
滑轮组的机械效率:
η==×100%=62.5%。故D正确。
故选:D。
二、填空题(本大题共6小题,第16-18题每空1分,第19-21题每空2分,共22分)
16.【分析】力的作用效果有两个,包括改变物体的形状和改变物体的运动状态;力的作用是相互的,让龙舟前进的力来自于水;划桨时,处于上部的手为支点,下部的手为动力作用点;物体保持原来运动状态的性质为惯性。
【解答】解:力的作用效果有两个,包括改变物体的形状和改变物体的运动状态,龙舟向前加速,运动状态发生改变;力的作用是相互的,让龙舟前进的力来自于水,人向后划水,龙舟向前运动;划桨时,处于上部的手为支点,下部的手为动力作用点,此时动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;物体保持原来运动状态的性质为惯性,龙舟继续往前运动,说明龙舟具有惯性。
故答案为:改变物体的运动状态;水;费力;惯性。
17.【分析】连通器的特点: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是相平的。
流体压强与流速的关系:流体流速大的地方、压强小,流体流速小的地方、压强大,据此分析回答。
【解答】解:由题意可知,透明塑料软管是上端开口下端连通的容器,利用了连通器的原理,连通器中的同种液体自由静止时,液面是相平的,因此,标记下此时两液面的高度一定在同一水平面上。
漩涡边沿水的流速相对中心处的流速较小,压强较大,而漩涡中心处水的流速较大,压强较小,形成一个向旋涡中心的压强差、压力差,从而导致周边物体易被“吸入”漩涡。
故答案为:连通器;同一水平面上;小;大。
18.【分析】从压强角度分析尖锐的钻头;从杠杆角度分析省力杠杆、钻杆上的螺纹和旋转手柄。
【解答】解:用力按压压把,钻头就能把软木塞“带”出来,压把是一个省力杠杆;
尖锐的钻头,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积来增大压强的;钻杆上的螺纹利用斜面省力;
旋转手柄利用轴轮省力是省力杠杆。
故属于杠杆的是①②;属于增大压强的是④;属于斜面的是③。
故答案为:①②;④;③。
19.【分析】(1)根据F浮=ρ水gV排算出物体完全浸没时受到的浮力,利用物体的浮沉条件判定,物体完全浸没时浮力与重力的关系,得出物体漂浮在水面上;
(2)物体漂浮在水面上,浮力等于物体重力。
【解答】解:(1)物体完全浸没时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×600×10﹣6m3=6N;
G物<F浮,物体上浮,最后漂浮;
(2)物体浮在水面上,所以F浮=G物=5N。
故答案为:漂浮;5。
20.【分析】根据压强公式即可解答此题,解答此题时要注意人站立时对地面压力相同,但受力面积和走路时的受力面积是不同的。
【解答】解:F=G=mg=68kg×10N/kg=680N,
站立时对地面的压强为P1,受力面积为S1;
则P1===2×104Pa。
人走路时对地面的压强为P2,受力面积为s2,
P2===4×10﹣4Pa。
也可不用计算P2,从压力不变,受力面积减小一半,压强就增大一倍这方面叙述一下。
故答案分别为:680;2×104;4×104。
21.【分析】(1)已知一建筑工人用150N的水平推力推小车,使小车在水平地面上以1m/s的速度水平向左匀速前进了10m,由P===Fv可求得推力做功的功率;
(2)物体具有的保持运动状态不变的性质叫惯性;
(3)由于惯性运动的小车,不受力的作用,这段距离不做功,建筑工人对小车做的功根据公式W=Fs可求。
【解答】解:(1)推力做功的功率P===Fv=150N×1m/s=150W;
(2)撤去推力,小车仍然能继续向前,这是由于小车具有惯性,仍保持原来的运动状态;
(3)小车匀速前进,则小车受到的阻力:f=F=100N;
撤去推力,小车靠惯性继续向前运动,建筑工人不做功,
整个过程建筑工人对小车做的功:W=Fs=150N×10m=1500J。
故答案为:150;惯性;1500。
三、作图题(本大题包括2小题,22题2分,23题4分,共6分)
22.【分析】首先对所要表示的力进行分析,再用带箭头的线段来表示出力的大小、方向、作用点。
【解答】解:小花受到的重力G方向竖直向下,作用点在重心;所受支持力F方向垂直于斜面向上,作用点画在重心,摩擦力方向沿下面向上,作用点画在重心,如图所示:
23.【分析】(1)阻力为重物对杠杆的拉力,支点到阻力作用线的垂直距离是阻力臂;
(2)使用杠杆时,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,越省力;因此只需找出使动力臂最长的动力作用点,然后作动力臂的垂线即可;
【解答】解:阻力为重物对杠杆的拉力,方向竖直向下,反向延长阻力画出阻力的作用线,则支点O到阻力作用线的垂直距离为阻力臂l2;
为使杠杆平衡,则动力F1的方向应向上,由杠杆平衡条件可知,在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下,要最省力,则动力臂应最长,由图知OB比OA长,所以OB作为动力臂l1时最长,则过B点作垂直于OB向上的力即为最小动力F1的示意图;如图所示:
四、实验探究题(本大题包括5小题,每空1分,共28分)
24.【分析】(1)动能大小与物体的质量和速度有关,在探究过程中应用控制变量法,并通过小车推动木块做的功来反映动能的大小。
(2)若一个物体能够对外做功,我们就说该物体具有能量,在实验中我们一般将物体具有能量的多少转化为其能对外做功的多少,故此实验把物体具有动能的大小转换为木块被撞击后滑动的距离,距离越远表明小车的动能越大,运用了转换法。
(3)探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,平面越光滑,小球运动的距离越长,说明小球受到的阻力越小,速度减小得越慢;为提高实验结论的准确性,应选择不同水平面材料进行实验。
【解答】解:
(1)由图知,场景①和场景②中小车的质量相同,场景①②③中小车最初所处的高度相同,且场景③④中小车的总质量更大,而场景④中小车最初所处的高度最小;
为探究小车动能与质量的关系,应控制小车到达水平面时的初速度相同(即释放时的高度相同),而小车的质量不同,所以应让两质量不同的小车分别从同一斜面同高度由静止滑下,则由图中信息可知应选场景①和③。
选用场景③和④进行实验时,控制了两小车的质量相同,而由静止释放时的高度不同,则小车到达水平面时的初速度大小不同,所以可探究小车的动能与速度的关系。
(2)在实验中,小车动能越大,发生碰撞时对木块所做的功就越多,木块被碰撞后在木板上滑行的距离越长。
(3)若将场景①和②中的木块均移走,完全相同的两小车到达水平面时初速度相同,水平面的粗糙程度不同,小车的滑行距离不同,据此场景可以探究摩擦力对物体运动的影响。
为提高实验结论的准确性,应改变水平面的粗糙程度进行重复实验,得到普遍性规律,还需再增加一次实验;为此,在场景①的基础上,所作的调整是:在木板上铺设玻璃板(或毛巾)。
故答案为:(1)③;速度;(2)多;滑行的距离越长;(3)阻力(摩擦力);在木板上铺设玻璃板(或毛巾)。
25.【分析】(1)本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
(2)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,根据控制变量法,研究压力的作用效果与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。
【解答】解:(1)本实验是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的。实验中用到的研究方法有控制变量法和转换法。
(2)比较图甲、乙可以看出,受力面积相同,压力不同,故可得出结论:在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)要想说明在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显,应控制压力一定,改变受力面积,故可通过比较图乙、丙得出结论。
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,与图丙相比,两者的压力大小相同,受力面积也相同,因此,图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小相等。
(5)对甲和丙进行比较是不能得出有效结论的,因为两次实验压力大小和受力面积大小均不同,没有控制变量唯一(或变量不唯一)。
故答案为:(1)海绵的凹陷程度;控制变量法;转换法;(2)压力越大;(3)乙、丙;(4)=;(5)不可以;没有控制变量唯一(或变量不唯一)。
26.【分析】①杠杆的平衡状态包括两种:静止状态或匀速转动状态;
②杠杆使用前应调节在水平位置平衡,需要将螺母向上翘的一端移动,杠杆在水平位置平衡便于测量力臂的大小;
③设每个钩码重为G,杠杆每格长为L,根据杠杆平衡条件进行分析即可;
④为了得到普遍规律,避免偶然性,实验中应进行多次测量。
【解答】解:①杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态,图甲中杠杆处于静止状态,因而杠杆是处于平衡状态;
②如图杠杆左端低右端高,应将杠杆两端的平衡螺母向右端调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是为了方便测量力臂的大小;
③设每个钩码重为G,杠杆每格长为L,根据杠杆平衡条件有:2G×3L=F×2L,解得:F=3G=3×0.5N=1.5N;
当弹簧测力计倾斜拉动杠杆时,拉力的力臂减小,为保持杠杆平衡,拉力要增大,所以弹簧测力计示数会变大;
④改变钩码的个数和位置进行了多次实验,得到多组实验数据,分析数据得到结论,这样做的目的是得到普遍规律,避免偶然性。
故答案为:①是;②右;右;③1.5;变大;④得到普遍规律,避免偶然性。
27.【分析】(1)认清弹簧测力计的分度值,然后读数;
(2)由弹簧测力计的示数,根据“称重法”算出物体受到的浮力;
(3)运用控制变量法,找出不变的量和变化的量,确定浮力与变化量之间的关系;
(4)在步骤E和F中,根据铜块排开液体的体积不变(等于自身的体积)列方程,求出液体的密度。
【解答】解:(1)弹簧测力计的分度值为0.1N,其示数为2.7N;
(2)步骤B中,铜块所受浮力F浮=G﹣F示=2.7N﹣2.6N=0.1N;
(3)分析步骤A、B、C、D、E,排开液体的密度不变,其中步骤B、C、D中排开液体的体积逐渐增大,根据F浮=G﹣F示,浮力大小也逐渐增大;
在步骤D、E中,铜块排开液体的体积大小保持不变,所受浮力大小也保持不变,综上,铜块所受的浮力大小跟物体排开液体的体积有关;
分析步骤A、D、E,液体的密度相同、液体排开液体的体积相同,弹簧测力计的读数相同,深度不同,浮力相同,可以说明:浮力大小跟物体在液体中的深度无关;
由A、E、F实验可知,物体排开液体体积相同而液体密度不同,物体受到的浮力不同,这说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小跟液体密度有关。
(4)在步骤E中,铜块受到的浮力F浮水=G﹣F示E=2.7N﹣2.4N=0.3N,
在步骤F中,铜块受到的浮力F浮液=G﹣F示F=2.7N﹣2.1N=0.6N,
铜块排开液体的体积都等于自身的体积,所以,V排水=V排液,
根据阿基米德原理,=,
所以ρ液=×ρ水=×103kg/m3=2×103kg/m3。
故答案为:(1)2.7;
(2)0.1;
(3)排开液体的体积;无关;液体的密度;
(4)2×103。
28.【分析】(1)估测自己跳绳时克服重力的平均功率,根据P=,需要测出在一段时间里做的功。要知道跳绳时克服重力做的功,就要测出自己的体重m和跳起的高度h.算出跳一次做的功,再数出在一段时间里跳的次数。算出总功,由秒表测出时间。
(2)根据功率的计算公式写出功率的表达式。
(3)比较功率的大小可由P=作出判断。当功一定时,时间越短,功率越大;当时间一定时,功越多,功率越大。
【解答】解:(1)实验中,除了测人的质量和起跳高度外,还应用秒表记录跳一定次数时所用的时间t;
①用磅秤测出质量m,则重力为G=mg;
②测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度),则每次克服重力所做的功W=Gh=mgh;
③用秒表记录跳n次所用的时间t;
(2)跳绳的平均功率为:P==;
(3)AB、频率相同,体重大的,在相同时间里做的功多,功率大,故A正确、B错误;
C、体重相同,频率高,在相同时间里做的功多,所以功率大。故C错误;
D、体重相同,只要频率相同,功率与跳的时间长短无关,故D错误。
故选:A。
故答案为:(1)①磅秤;③秒表;时间t;(2);(3)A。
五、计算题(本大题包括2小题,每小题7分,共14分。解答过程要求写出必要的文字说明和公式,只写出最后答案的不得分。)
29.【分析】(1)已知水的深度,根据公式p水=ρ水gh可求水对杯底的压强;
(2)根据公式F=PS可求水对杯底的压力;
(3)木块漂浮,受到的浮力等于自身的重力,根据浮力公式可求木块浸在水中的体积。
【解答】解:①水对杯底的压强
p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa;
②水对杯底的压力
F水=p水S
=980Pa×2×10﹣3m2
=1.96N;
③∵漂浮
∴F浮=G木=m木g=0.1kg×9.8N/kg=0.98N
木块浸在水中的体积就等于木块排开的水的体积
V排===1×10﹣4m3;
答:(1)水对杯底的压强为980Pa;
(2)水对杯底的压力为1.96N;
(3)木块浸在水中的体积为1×10﹣4m3。
30.【分析】根据图示得出滑轮组绳子的有效股数;
(1)根据η===即可求出滑轮组的机械效率;
(2)根据F=(G+G动)的变形公式即可求出动滑轮的重力;
(3)根据F=(G+G动)即可求出拉力的大小。
【解答】解:由图可知,n=3;
(1)滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=×100%=×100%=80%;
(2)由F=(G+G动)可得,动滑轮的重:
G动=3F﹣G=3×50N﹣120N=30N;
(3)若用该滑轮组同时拉4个这样的物体,则拉力:
F′=(4G+G动)=(4×120N+30N)=170N。
答:(1)滑轮组的机械效率为80%;
(2)动滑轮的重为30N;
(3)若用该滑轮组同时拉4个这样的物体,拉力为170N。
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