河北保定市涿州市2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含答案)
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这是一份河北保定市涿州市2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含答案),共29页。
2023学河北省保定市涿州市八年级(下)期末物理试卷
一.选择题(共18小题,满分40分)
1、(2分)国际计量大会出于该科学家对蒸汽机发展做出的重大贡献,于1960年第11次会议采用他的名字为国际单位制中功率的单位,这位科学家是( )
A.牛顿 B.焦耳 C.瓦特 D.安培
2、(2分)如图升旗时,旗杆顶端的装置是( )
A.定滑轮﹣可改变用力的方向
B.动滑轮﹣﹣可以省力
C.动滑轮﹣可改变用力的方向
D.定滑轮﹣﹣可以省力
3、(2分)物体在太空中处于失重状态,如图所示叶光富将冰墩墩抛向王亚平(忽略空气阻力)。冰墩墩被抛出后,沿原有方向匀速前进。下列说法正确的是( )
A.冰墩墩在空中能持续飞行,靠的是叶光富对它的推力
B.冰墩墩在空中能持续飞行,靠的是冰墩墩受到的惯性作用
C.“太空抛物实验”说明了牛顿第一定律是正确的
D.叶光富对冰墩墩的推力大于冰墩墩对叶光富的作用力
4、(2分)某同学对预防新冠肺炎措施中使用的一些物品进行了估测,其中最接近实际的是( )
A.“测体温”:一只测温枪所受的重力约为40N
B.“勤洗手”:一瓶家用洗手液的质量约为50kg
C.“要消毒”:一张消毒湿巾的厚度约为0.2mm
D.“戴口罩”:拿起一只长方形口罩所做的功约为10J
5、(2分)如图所示,氦气球和空气球的体积相同,氦气球上浮受到的浮力为F1,空气球下沉受到的浮力为F2,下列说法正确的是( )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2 D.无法判断
6、(2分)如图所示的四种剪刀中,最适用于剪开较硬物体的是( )
A. B.
C. D.
7、(2分)一根粗细不均的实心圆木横放在水平地面上,用竖直向上的力F将其细端略提离地面,如图所示。若F=300牛,则该圆木的重力可能是( )
A.300 牛 B.500 牛 C.600 牛 D.800 牛
8、(2分)下面关于功、功率、机械效率说法正确的是( )
A.功率大的机械做功一定多
B.功率大的机械做功一定快
C.机械做功少,功率一定小,机械效率一定低
D.做有用功多的机械,机械效率一定高
9、(2分)一个重4.9N的物体,放入装满水的容器中时,溢出了0.4kg的水,则此物体在水中静止时将( )
A.漂浮 B.悬浮 C.沉入底部 D.无法确定
10、(2分)小华把掉在教室地上的物理书拾起放在书桌上,他克服书的重力所做的功大约为( )
A.0.5J B.2J C.10J D.50J
11、(2分)如图所示,力对物体做功的是( )
A.用力搬石头,搬而未动
B.提着滑板在水平路面上前行
C.手举杠铃静止不动
D.物体在拉力的作用下升高
12、(2分)把一个重4N,体积为500cm3的实心物块轻放入盛水的烧杯中,当物块静止时在水中的状态及物块所受浮力是( )
A.漂浮 4N B.悬浮 4N C.下沉 3N D.漂浮 5N
13、(2分)一本书的长宽厚分别是30厘米、20厘米、10毫米,这本书共有100页,如果将这本书立放在书架上,对书架的压强大约是( )
A.50帕 B.150帕 C.300帕 D.2000帕
14、(2分)如图所示,底端装有电子阀门的圆柱形容器放在水平桌面上,容器中装有适量的水,一木块漂浮在水面上,控制阀门,使容器中相同时间内流出的水量相等。下列物体受到的浮力F浮,桌面所受的压力大小F,木块底部所受水的压强p1和容器对桌面的压强p2随时间t变化的关系图线中,正确的是( )
A. B.
C. D.
(多选)15.(3分)对下列现象涉及的物理知识描述正确的是( )
A.运动员把杠铃从地上举过头顶﹣﹣﹣运动员对杠铃做了功
B.学生做引体向上﹣﹣﹣静止时人所受重力与单杠对人的拉力是一对平衡力
C.船由河里驶向海里会上浮一些﹣﹣﹣船所受到的浮力减小
D.抛出去的实心球在空中运动时﹣﹣﹣实心球运动状态不断改变
(多选)16.(3分)“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”,如图所示,人将一根有弹性的绳了系在身上,另一端固定在跳台上。人从跳台跳下,落至图中A点时弹性绳刚好被拉直,下落至图中B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等,图中C点是人能达到的最低点。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.从A点到B点,绳子弹性势能增大,重力做功变快
B.到达C点时,人的动能为零,受到的合力为零
C.从B点到C点,人的重力势能转化为动能
D.从B点到C点,人的动能一直在减小
(多选)17.(3分)水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四个完全相同的圆柱形容器,容器内分别盛有等质量的液体,其中甲、丙、丁容器中的液体密度相同。将小球A放在甲容器的液体中,小球A静止时漂浮:将小球A放在乙容器的液体中,小球A静止时悬浮;将小球A用一段不计质量的细线与丙容器底部相连,并使其浸没在该容器的液体中,小球A静止;将小球A放在丁容器的液体中,用一根不计质量和体积的细杆压住小球A,使其浸没,且不与容器底接触,小球A静止。以下说法正确的是( )
A.液体对容器底的压强p乙<p甲<p丙<p丁
B.物体A在液体中受到的浮力F浮甲=F浮乙<F浮丙=F浮丁
C.容器中液体的密度ρ甲=ρ丙=ρ丁>ρ乙
D.容器对桌面的压力F甲=F乙<F丙<F丁
(多选)18.(3分)用图甲所示的滑轮组装置将放置在水平地面上,重为100N的物体提升一定高度。当用图乙所示随时间变化的竖直向上的拉力F拉绳时,物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)下列计算结果正确的是( )
A.0 s~1 s内,拉力F做的功是15 J
B.2 s~3 s内,拉力F的功率是24 W
C.0.5 s时,物体对地面的压力是30 N
D.动滑轮重20 N
二.填空题(共6小题,满分20分)
15、(3分)做功的两个必要因素是:有 作用在物体上,并且物体沿 通过了一段 。
16、(3分)中国跳水队被称为“梦之队”,跳水运动员在向下压跳板的过程中,跳板由于发生 (填“弹性”或“塑性”)形变,产生竖直向上的 力使运动员向上运动,说明力可以改变物体的 。
17、(3分)如图甲所示,物体甲重40N,被50N的水平压力F甲压在竖直墙壁上保持静止,如图乙所示,物体乙重60N,在35N的水平拉力F乙作用下,沿水平桌面匀速向右运动,则物体甲受到的摩擦力f甲为 N,物体乙受到的摩擦力f乙为 N;水平拉力F乙停止作用而物体乙继续滑行的理由是 。
18、(4分)浮沉条件的应用:
(1)密度计是依据 原理制成的。密度计在各种液体中受到的浮力 。
(2)轮船:轮船在不同的水中都处于 状态,但 不同,载重量即为排水量。
(3)潜水艇:靠改变 达到上浮和下沉的目的。
(4)热气球:依靠改变 达到上浮和下降的目的。
19、(3分)如图所示,是铺在钦州市新体育馆走廊上的一种花岗岩石块,每一石块长为0.6m,宽为0.3m,厚为0.045m,体积为0.0081m3,质量为21.06kg,这种石块的密度为2.6×103 kg/m3,一石块放在水平地面时,对地面的最小压强为 Pa.(g=10N/kg)
20、(4分)如图甲所示,滑轮组在竖直向上的拉力F作用下,将重为105N的物体匀速提起,在5s内绳子自由端移动的距离s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动的距离s的关系图象。则图乙中阴影部分的面积所表示的物理量是: ;物体上升的速度是 m/s;滑轮组提升该物体时的机械效率为 ,拉力做功的功率是 W。
三.实验探究题(共4小题,满分25分)
21、(5分)小明在探究“弹簧的长度与拉力的关系”时,利用图1所示器材并记录了相应数据,如表。
钩码质量(g)
0
50
100
150
200
250
300
400
指针位置(cm)
2
3
4
5
6
7
7.5
7.5
(1)此弹簧原长为 cm,每增加1N的拉力弹簧伸长 cm。
(2)分析数据,可得出的结论是 。
(3)小明作出了弹簧受力与弹簧长度的关系图2,其中正确的图象是 。
(4)小明用这根弹簧自制了一个弹簧测力计。他找来一个质量为600g的物体进行测量,测量后,指针又回到0.5N处,小明犯了什么错误?
(5)小明又将实验器材如图3放置,每个物重G=1N,则弹簧秤A的示数为 ,B的示数为 。
(6)如图4,小明用弹簧测力计测一个钩码的重力,示数为G.将弹簧测力计倒过来,将钩码挂在吊环上,手提秤钩,则弹簧测力计的示数将 (“大于”“等于”“小于”)G。
22、(6分)在“推断物体不受力时的运动”实验中,小车自斜面顶端滑下,小车分别停在如图所示的位置。
(1)让小车从斜面同一高度滑下的目的是:使小车到斜面底端的 相同。
(2)300多年前,意大利科学家伽利略对类似的实验进行了分析,得出:运动的小车受到的阻力越 ,它的速度减小得就越慢。他还进一步推理得出如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,它将做 运动。
(3)牛顿在伽利略等科学家研究成果的基础上,通过科学推理概括出了著名的牛顿第一定律。可见,牛顿第一定律 (选填“能”或“不能”)直接由实验得出。
23、(7分)如图所示是小陶子用压强计“探究影响液体内部压强大小因素”的实验,除②图烧杯中装的是浓盐水外,其余烧杯中装的都是水,且①②③④中探头所处深度相同。
(1)压强计是通过U形管中液面的 来反映被测压强大小的;使用前检查装置是否漏气的方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)组装完好的压强计中的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器,压强计U形管两边的液面应该 。
(3)比较②③两次实验,可以得出的结论是:当 相同时, 越大,液体压强越 (选填“大”或“小”)。
(4)比较①③④三次实验,可以得出的结论是:在同一液体的同一深度,液体内部压强与探头方向 (选填“有关”或“无关”)。
24、(5分)斜面是一种省力机械,斜面的省力情况与哪些因素有关呢?小明做了如下猜想:
猜想1:斜面的省力情况与斜面的表面材料有关;
猜想2:斜面的省力情况与斜面的倾斜程度有关;
猜想3:斜面的省力情况与物体受到的重力大小有关;
小明为验证上述猜想,利用如图所示的装置进行了实验,物体在沿斜面拉力的作用下做匀速直线运动,实验数据记录如下。
实验序号
1
2
3
4
5
6
斜面倾角/°
30
30
30
30
45
60
斜面的表面材料
木板
毛巾
木板
木板
木板
木板
物块重G/N
2.0
2.0
4.0
6.0
2.0
2.0
沿斜面拉力F/N
1.35
1.52
2.70
4.05
1.52
1.70
根据实验数据,回答下列问题:
(1)通过对比实验1,2中的数据可知使用斜面省力的情况与斜面的 有关。
(2)通过对比实验1、5、6中的数据,得出的结论是:在其他条件相同时, ,提升物体越省力。
(3)为验证猜想3,小明做了实验 (填写实验序号),分析实验数据后,他认为这几次实验省力情况相同,依据是沿斜面的拉力与物块重力比值 (“相等”或“不等”)。
(4)完成实验后,小明沿斜面用1.8N的拉力将重为4N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端,已知斜面长1.2m、高0.3m,则斜面的机械效率是 。
四.计算题(共2小题,满分15分)
25、(6分)如图所示,有一个5.4kg、质量分布均匀的长方体物块水平放置在桌面上,物块长0.2m,宽0.1m,高0.1m,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3.求:
(1)物块的密度;
(2)如图甲中,物块水平放置时对桌面的压强;
(3)如图乙中,把物块竖直放置于足够大的容器内,然后倒入水,直至水深0.3m,物块受到水的浮力。
26、(9分)如图所示,把重为200N的物体沿高2m、长5m的粗糙斜面以0.5m/s的速度由底端匀速拉到顶端,拉力F恒为100N,求:
(1)拉力的功率;
(2)物体与斜面间的摩擦力。
2023学河北省保定市涿州市八年级(下)期末物理试卷1参考答案
1、(2分)国际计量大会出于该科学家对蒸汽机发展做出的重大贡献,于1960年第11次会议采用他的名字为国际单位制中功率的单位,这位科学家是( )
A.牛顿 B.焦耳 C.瓦特 D.安培
【解答】解:物理学中,各个物理量都有自己专用的单位,功率的国际单位是瓦特,简称瓦,符号为W;为了纪念在蒸汽机发展中作出杰出贡献的科学家瓦特,用他的名字作为功率的单位。
故选:C。
2、(2分)如图升旗时,旗杆顶端的装置是( )
A.定滑轮﹣可改变用力的方向
B.动滑轮﹣﹣可以省力
C.动滑轮﹣可改变用力的方向
D.定滑轮﹣﹣可以省力
【解答】解:A、定滑轮可以实现改变力的方向的目的。符合题意;
B、动滑轮可以省力,但是无法实现改变力的方向的目的。不符合题意;
C、动滑轮可以省力,但是无法实现改变力的方向的目的。不符合题意;
D、定滑轮不省力。不符合题意;
故选:A。
3、(2分)物体在太空中处于失重状态,如图所示叶光富将冰墩墩抛向王亚平(忽略空气阻力)。冰墩墩被抛出后,沿原有方向匀速前进。下列说法正确的是( )
A.冰墩墩在空中能持续飞行,靠的是叶光富对它的推力
B.冰墩墩在空中能持续飞行,靠的是冰墩墩受到的惯性作用
C.“太空抛物实验”说明了牛顿第一定律是正确的
D.叶光富对冰墩墩的推力大于冰墩墩对叶光富的作用力
【解答】解:A、冰墩墩在空中能持续飞行,是因为其具有惯性,故A错误;
B、惯性不是力,不能用“受到”“惯性作用”描述,故B错误;
C、“太空抛物实验”说明了物体不受任何外力作用时保持静止或匀速直线运动状态,证明牛顿第一定律是正确的,故C正确;
D、叶光富对冰墩墩的推力和冰墩墩对叶光富的作用力是一对相互作用力,因此大小相等,故D错误。
故选:C。
4、(2分)某同学对预防新冠肺炎措施中使用的一些物品进行了估测,其中最接近实际的是( )
A.“测体温”:一只测温枪所受的重力约为40N
B.“勤洗手”:一瓶家用洗手液的质量约为50kg
C.“要消毒”:一张消毒湿巾的厚度约为0.2mm
D.“戴口罩”:拿起一只长方形口罩所做的功约为10J
【解答】解:A、一只测温枪的质量约为50g,它所受的重力约为0.5N,故A错误。
B、一瓶家用洗手液的质量约为0.5kg,故B错误。
C、一张消毒湿巾的厚度约为0.2mm,故C正确。
D、一个口罩大约是10g左右,重力为0.1N,故拿起一只长方形口罩所做的功约为0.05J,故D错误。
故选:C。
5、(2分)如图所示,氦气球和空气球的体积相同,氦气球上浮受到的浮力为F1,空气球下沉受到的浮力为F2,下列说法正确的是( )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2 D.无法判断
【解答】解:因为体积相同,所以排开空气的体积相同,根据公式F浮=ρ空气gV排可知,两球所受浮力相同。
故选:B。
6、(2分)如图所示的四种剪刀中,最适用于剪开较硬物体的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
剪开较硬的物体,就需要一把省力的剪刀,因此需选用动力臂大于阻力臂的剪刀,即手柄比刀口长的剪刀,所以A最适合。
故选:A。
7、(2分)一根粗细不均的实心圆木横放在水平地面上,用竖直向上的力F将其细端略提离地面,如图所示。若F=300牛,则该圆木的重力可能是( )
A.300 牛 B.500 牛 C.600 牛 D.800 牛
【解答】解:如图,假设实心圆木粗细均匀,则其重心在中点,稍抬起一端后,可将圆木看成支点为另一端的杠杆,动力臂为AO,阻力臂为BO,且AO=2BO,根据杠杆平衡的条件可得:F×AO=G×BO,
则圆木的重力为G=F×AOBO=F×2BOBO=2F=2×300N=600N,
根据生活经验可知,粗细不均的实心圆木的重心应该靠近其粗端,
故其动力臂应该大于阻力臂的2倍,
所以,根据杠杆平衡条件可知,圆木的重力应该大于600N。
只有D选项符合题意。
故选:D。
8、(2分)下面关于功、功率、机械效率说法正确的是( )
A.功率大的机械做功一定多
B.功率大的机械做功一定快
C.机械做功少,功率一定小,机械效率一定低
D.做有用功多的机械,机械效率一定高
【解答】解:
AB、功率大的机械,做功快,但不一定多,故A错误,B正确;
C、机械做功少,做功不一定慢,功率不一定小,与机械效率无关,故C错误;
D、从 η=W有用W总×100%可知,有用功多,机械效率的大小还要看总功的大小。故D错误。
故选:B。
9、(2分)一个重4.9N的物体,放入装满水的容器中时,溢出了0.4kg的水,则此物体在水中静止时将( )
A.漂浮 B.悬浮 C.沉入底部 D.无法确定
【解答】解:由阿基米德原理可得物体受到的浮力:
F浮=G排=m排g=0.4kg×9.8N/kg=3.92N,
比较可知G物>F浮,则物体静止时会沉在水底,故C正确。
故选:C。
10、(2分)小华把掉在教室地上的物理书拾起放在书桌上,他克服书的重力所做的功大约为( )
A.0.5J B.2J C.10J D.50J
【解答】解:一本物理课本的质量m=250g=0.25kg,
G=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N,
课桌高度约为0.8m,
人对课本做的功:
W=Gh=2.5N×0.8m=2J。
故选:B。
11、(2分)如图所示,力对物体做功的是( )
A.用力搬石头,搬而未动
B.提着滑板在水平路面上前行
C.手举杠铃静止不动
D.物体在拉力的作用下升高
【解答】解:A、用力搬石头但没有搬动,人给石头一个向上的力,石头向上没有移动距离,人对石头没有做功。故A不符合题意。
B、提着滑板在水平地面上匀速前进,人给滑板一个向上的力,滑板向上没有移动距离,人对滑板没有做功。故B不符合题意。
C、举着杠铃原地不动,人给石杠铃一个向上的力,杠铃向上没有移动距离,人对杠铃没有做功。故C不符合题意。
D、物体在拉力的作用下升高,在力的方向上通过了距离,所以对物体做了功。故D符合题意。
故选:D。
12、(2分)把一个重4N,体积为500cm3的实心物块轻放入盛水的烧杯中,当物块静止时在水中的状态及物块所受浮力是( )
A.漂浮 4N B.悬浮 4N C.下沉 3N D.漂浮 5N
【解答】解:物体完全浸没时,排开水的体积V排=V=500cm3=5×10﹣4m3,
则物体所受浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣4m3=5N,
因为F浮>G,
所以物体会上浮,最后漂浮;
物体漂浮,则浮力与重力相等,F浮′=G=4N。
故选:A。
13、(2分)一本书的长宽厚分别是30厘米、20厘米、10毫米,这本书共有100页,如果将这本书立放在书架上,对书架的压强大约是( )
A.50帕 B.150帕 C.300帕 D.2000帕
【解答】解:100页书的质量约为m=300g=0.3kg,
对书架的压力:
F=G=mg=0.3kg×10N/kg=3N,
受力面积:
S=20cm×1cm=20cm2=0.002m2,
对书架的压强:
p=FS=3N0.002m2=1500Pa,
结合选项可知,结果最接近2000Pa。
故选:D。
14、(2分)如图所示,底端装有电子阀门的圆柱形容器放在水平桌面上,容器中装有适量的水,一木块漂浮在水面上,控制阀门,使容器中相同时间内流出的水量相等。下列物体受到的浮力F浮,桌面所受的压力大小F,木块底部所受水的压强p1和容器对桌面的压强p2随时间t变化的关系图线中,正确的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
A.水刚开始流出时,木块仍然处于漂浮状态,木块受到的浮力不变;等到水快流完时,木块排开水的体积变小了,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体受到的浮力会变小,所以整个过程中物体受到的浮力F浮先不变后变小,故A错误;
B.桌面所受的压力大小F等于整个装置的重力,由于容器中相同时间内流出的水量相等,减小的水的重力相同,所以流水时,整个装置的重力的图象为一条斜向下的直线,当容器中的水全部流出后,重力不变,F不变,故B正确;
C.水刚开始流出时,木块仍然处于漂浮状态,木块浸入水中的体积不变,深度不变,根据p=ρgh可知,木块底部所受水的压强p1保持不变;等到水快流完时,木块底部在水中的深度变小,根据p=ρgh可知,木块底部所受水的压强p1再变小,则木块底部所受水的压强p1是先不变后变小,故C错误;
D.由于容器中相同时间内流出的水量相等,由于接触面积不变,根据p=FS可知,流水时,容器对桌面的压强p2与桌面所受的压力大小F的图象是相同的,故D错误。
故选:B。
(多选)15.(3分)对下列现象涉及的物理知识描述正确的是( )
A.运动员把杠铃从地上举过头顶﹣﹣﹣运动员对杠铃做了功
B.学生做引体向上﹣﹣﹣静止时人所受重力与单杠对人的拉力是一对平衡力
C.船由河里驶向海里会上浮一些﹣﹣﹣船所受到的浮力减小
D.抛出去的实心球在空中运动时﹣﹣﹣实心球运动状态不断改变
【解答】解:A、运动员拉着杠铃从地面举过头顶,有力作用在杠铃上,杠铃在力的方向上通过了距离,运动员对杠铃做了功,故A正确;
B、做引体向上时,当人拉住单杠静止时,他所受重力与单杠对他的拉力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一个物体上,所以是一对平衡力,故B正确;
C、船由河里驶向海里会上浮一些,船处于漂浮状态,则所受浮力始终等于船的重力,且船的重力不变,则所受浮力大小不变,故C错误;
D、球在空中运动的过程中,只受到重力和阻力的作用,且这两个力不是平衡力,所以运动状态将不断发生改变。故D正确。
故选:ABD。
(多选)16.(3分)“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”,如图所示,人将一根有弹性的绳了系在身上,另一端固定在跳台上。人从跳台跳下,落至图中A点时弹性绳刚好被拉直,下落至图中B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等,图中C点是人能达到的最低点。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.从A点到B点,绳子弹性势能增大,重力做功变快
B.到达C点时,人的动能为零,受到的合力为零
C.从B点到C点,人的重力势能转化为动能
D.从B点到C点,人的动能一直在减小
【解答】解:A、蹦极者从最高点到A时,重力势能转化为动能,重力势能越来越小,动能越来越大;从A点到B点的过程中,受到向下的合力做加速运动,所以速度越来越快,动能越来越大;在B点时,合力为零;在B点以下,受到向上的合力做减速运动,速度越来越小,动能越来越小,最低点时速度为零。所以蹦极者从A到B过程中,动能增大;在B到C的过程中动能减少,在C点动能为零。
综上所述,从A点到B点,绳子弹性势能增大,重力做功变快,即重力做功的功率增大,A正确;
B、到达C点时,人的动能为零,但受到的合力不为零,B错误;
C、从B点到C点,动能减少,故不是重力势能转化为动能,C错误;
D、从B点到C点,人的动能一直在减少,D正确。
故选:AD。
(多选)17.(3分)水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四个完全相同的圆柱形容器,容器内分别盛有等质量的液体,其中甲、丙、丁容器中的液体密度相同。将小球A放在甲容器的液体中,小球A静止时漂浮:将小球A放在乙容器的液体中,小球A静止时悬浮;将小球A用一段不计质量的细线与丙容器底部相连,并使其浸没在该容器的液体中,小球A静止;将小球A放在丁容器的液体中,用一根不计质量和体积的细杆压住小球A,使其浸没,且不与容器底接触,小球A静止。以下说法正确的是( )
A.液体对容器底的压强p乙<p甲<p丙<p丁
B.物体A在液体中受到的浮力F浮甲=F浮乙<F浮丙=F浮丁
C.容器中液体的密度ρ甲=ρ丙=ρ丁>ρ乙
D.容器对桌面的压力F甲=F乙<F丙<F丁
【解答】解:
AC.小球A在甲液体中漂浮,则ρ甲>ρA;小球A在乙液体中悬浮,则ρ乙=ρA;由于甲、丙、丁容器中的液体密度相同,则:ρ甲=ρ丙=ρ丁>ρA=ρ乙;
丙和丁中液体的深度大于甲中液体的深度,即:h丙=h丁>h甲;
则根据p=ρgh可知:ρ乙<p甲<p丙=p丁;故A错误,C正确;
B.小球A在甲液体中漂浮,则:F浮甲=GA;小球A在乙液体中悬浮,则:F浮乙=GA,所以F浮甲=F浮乙;
小球在甲中部分浸入液体中,丙和丁中全部浸没,则:V甲排<V丙排=V丁排;
由于ρ甲=ρ丙=ρ丁,根据F浮=ρgV排可知:F浮甲<F浮丙=F浮丁,所以F浮甲=F浮乙<F浮丙=F浮丁;故B正确;
D.相同的容器内分别盛有等质量的液体,把容器、液体、小球当做一个整体来看,则在甲液体中,小球漂浮容器对桌面的压力为:F甲=G容器+G液体+GA;
在乙液体中,小球悬浮水中,容器对桌面的压力:F乙=G容器+G液体+GA;
在丙液体中,小球被拉细线入水中,容器对桌面的压力:F丙=G容器+G液体+GA;
在丁液体中,小球被按入水中,把容器、液体、小球当做一个整体来看,除受到重力外,另外受到向下的压力F,则容器对桌面的压力:F丁=F+G容器+G液体+GA;
由以上分析可知,F甲=F乙=F丙<F丁;故D错误。
故选:BC。
(多选)18.(3分)用图甲所示的滑轮组装置将放置在水平地面上,重为100N的物体提升一定高度。当用图乙所示随时间变化的竖直向上的拉力F拉绳时,物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)下列计算结果正确的是( )
A.0 s~1 s内,拉力F做的功是15 J
B.2 s~3 s内,拉力F的功率是24 W
C.0.5 s时,物体对地面的压力是30 N
D.动滑轮重20 N
【解答】解:由图甲可知,动滑轮上承担物重的绳子股数n=3;
(1)由图丁可知,在0~1s内的拉力,重物上升高度为0,拉力端移动的距离为0,拉力不做的功,故A错;
(2)由图丙可知,在2~3s内,重物做匀速运动,v物=0.2m/s,由图乙可知此时拉力F1=40N,
绳子自由端移动速度v绳=3v物=3×0.2m/s=0.6m/s,
因为P=Wt=Fst=Fv,
所以拉力做功功率(总功率):P总=F1v绳=40N×0.6m/s=24W,故B正确;
(3)由图丙可知在2~3s内,重物做匀速运动,由图乙可知此时拉力F2=40N,
不计绳重和绳与轮之间的摩擦,则绳端拉力F=13(G+G动),
所以G动=3F2﹣G=3×40N﹣100N=20N,故D正确;
(4)由图乙可知在0~1s时,拉力F3=30N;由图丙可知,此时重物处于静止状态,
因为F3=13(F拉+G动),
所以物体对滑轮组的拉力:
F拉=3F3﹣G动=3×30N﹣20N=70N,
所以,0.5s时,物体对地面的压力:
F压=G﹣F拉=100N﹣70N=30N,故C正确;
故选:BCD。
二.填空题(共6小题,满分17分)
15、(3分)做功的两个必要因素是:有 力 作用在物体上,并且物体沿 力的方向 通过了一段 距离 。
【解答】解:力对物体做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离。
故答案为:力;力的方向;距离。
16、(3分)中国跳水队被称为“梦之队”,跳水运动员在向下压跳板的过程中,跳板由于发生 弹性 (填“弹性”或“塑性”)形变,产生竖直向上的 弹 力使运动员向上运动,说明力可以改变物体的 运动状态 。
【解答】解:跳水运动员在向下压跳板的过程中,跳板由于发生弹性形变,产生竖直向上的弹力使运动员向上运动,说明力可以改变物体的运动状态。
故答案为:弹性;弹;运动状态。
17、如图甲所示,物体甲重40N,被50N的水平压力F甲压在竖直墙壁上保持静止,如图乙所示,物体乙重60N,在35N的水平拉力F乙作用下,沿水平桌面匀速向右运动,则物体甲受到的摩擦力f甲为 40 N,物体乙受到的摩擦力f乙为 35 N;水平拉力F乙停止作用而物体乙继续滑行的理由是 物体具有惯性 。
【解答】解:以物体甲为研究对象,甲物体在水平方向受到压力和墙壁的支持力,竖直方向受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,由于甲物体静止,因此这两对力都是平衡力,所以甲受到的摩擦力为:f甲=G甲=40N;
以乙物体为研究对象,乙物体在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,水平方向受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力,由于乙匀速向右运动,因此拉力和摩擦力是一对平衡力,所以乙受到的摩擦力为:f乙=F乙=35N;
物体在35N的水平拉力F乙作用下,沿水平桌面匀速向右运动,当停止施加拉力F乙时,物体由于惯性,仍保持向前的运动状态向前滑行。
故答案为:40;35;物体具有惯性。
18、(4分)浮沉条件的应用:
(1)密度计是依据 漂浮 原理制成的。密度计在各种液体中受到的浮力 相等 。
(2)轮船:轮船在不同的水中都处于 漂浮 状态,但 排开水的体积 不同,载重量即为排水量。
(3)潜水艇:靠改变 自身重力 达到上浮和下沉的目的。
(4)热气球:依靠改变 气体的密度 达到上浮和下降的目的。
【解答】解:(1)密度计是利用漂浮的原理制成的;因为是同一支密度计在不同种液体中都是处于漂浮状态的,浮力都等于密度计自身的重力,即密度计在各种液体中受到的浮力都相等;
(2)轮船在不同的水中都处于漂浮状态,浮力都等于其自身重力,即所受浮力相等,根据F浮=ρ液gV排可知,排水体积不相同;
(3)在水中,潜水艇受到水的浮力和重力的作用,
因为F浮=ρ水v排g,潜水艇的体积不变,排开水的体积不变,
所以潜水艇受到水的浮力不变;
把压缩空气压入潜水艇的压力舱,将海水排出,潜水艇自重G减小,当F浮>G时,潜水艇上浮;
打开压力舱的阀门,让海水进入压力舱内,潜水艇自重G增大,当F浮<G时,潜水艇下沉;
当F浮=G时,潜水艇悬浮,可以停留在任何深度;
由此可见,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的;
(4)当给热气球内的气体加热时,气球内的气体膨胀、体积增大、密度减小,当自身所排开空气的重力大于本身的重力,即:F浮>G,热气球上浮;
当停止加热时,气球内的气体温度降低,体积收缩、密度增大,当自身所排开空气的重力小于本身的重力,即:F浮<G,热气球下降;由此可见,热气球是通过改变气体的密度来实现上升或下降。
故答案为:(1)漂浮;相等;(2)漂浮;排开水的体积;(3)自身重力;(4)气体的密度。
19、(3分)如图所示,是铺在钦州市新体育馆走廊上的一种花岗岩石块,每一石块长为0.6m,宽为0.3m,厚为0.045m,体积为0.0081m3,质量为21.06kg,这种石块的密度为2.6×103 kg/m3,一石块放在水平地面时,对地面的最小压强为 1170 Pa.(g=10N/kg)
【解答】解:石块的重力G=mg=21.06kg×10N/kg=210.6N;平放时与地面的接触面积S=0.6m×0.3m=0.18m2;
对地面的最小压强为P=FS=GS=210.6N0.18m2=1170Pa。
故答案为:1170。
20、(4分)如图甲所示,滑轮组在竖直向上的拉力F作用下,将重为105N的物体匀速提起,在5s内绳子自由端移动的距离s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动的距离s的关系图象。则图乙中阴影部分的面积所表示的物理量是: 拉力做的总功 ;物体上升的速度是 0.2 m/s;滑轮组提升该物体时的机械效率为 70% ,拉力做功的功率是 30 W。
【解答】解:(1)阴影部分的面积是横纵坐标物理量的乘积,纵坐标是拉力F,横坐标是距离s,由W总=Fs可知,阴影部分的面积表示拉力做的总功:
W总=Fs=50N×3m=150J;
(2)绳子自由端移动的速度:
v=st=3m5s=0.6m/s,
由图可知n=3,物体上升的速度:
v物=v3=0.6m/s3=0.2m/s;
(3)滑轮组的机械效率:
η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF=105N3×50N=70%;
(4)拉力做功的功率:
P=W总t=150J5s=30W。
故答案为:拉力做的总功;0.2;70%;30。
三.实验探究题(共4小题,满分18分)
21、(5分)小明在探究“弹簧的长度与拉力的关系”时,利用图1所示器材并记录了相应数据,如表。
钩码质量(g)
0
50
100
150
200
250
300
400
指针位置(cm)
2
3
4
5
6
7
7.5
7.5
(1)此弹簧原长为 2 cm,每增加1N的拉力弹簧伸长 2 cm。
(2)分析数据,可得出的结论是 在一定的范围内,弹簧的伸长量跟受到的拉力成正比 。
(3)小明作出了弹簧受力与弹簧长度的关系图2,其中正确的图象是 B 。
(4)小明用这根弹簧自制了一个弹簧测力计。他找来一个质量为600g的物体进行测量,测量后,指针又回到0.5N处,小明犯了什么错误? 测量的力超过了它的最大量程
(5)小明又将实验器材如图3放置,每个物重G=1N,则弹簧秤A的示数为 1N ,B的示数为 1N 。
(6)如图4,小明用弹簧测力计测一个钩码的重力,示数为G.将弹簧测力计倒过来,将钩码挂在吊环上,手提秤钩,则弹簧测力计的示数将 大于 (“大于”“等于”“小于”)G。
【解答】解:(1)由表格中数据知,当拉力为0时,弹簧的长度为2cm,所以弹簧的原长为2cm;拉力每增大1N即钩码增大的质量m=Gg=1N10N/kg=0.1kg=100g,表中所示钩码增大100g时,弹簧伸长2cm;
(2)表中数据可知:在0~250g的范围内,弹簧的长度随物体质量的增大而加长,即:在一定的范围内,弹簧的伸长量跟受到的拉力成正比;
(3)结合表中数据读图象可知,弹簧的原长为2cm,所以横坐标应从2cm处开始,所以A错误;当超过弹簧的弹性限度,即使再增加物体的重力,弹簧也不会再伸长,故C错误;所以只有B符合题意。
(4)弹簧有一定的弹性限度,使用弹簧秤时要看好量程和分度值,该同学最后一次挂质量600g,测量的力超过了它的最大量程,所以去掉力后指针不能恢复到原来位置;
(5)甲图中弹簧测力计右端由于物体的重力,受到了一个水平向右的1N的拉力;弹簧测力计的左端也受到了一个力的作用,因为重力通过绳子对弹簧测力计施加了一个1N的向右的拉力,弹簧测力计就会通过绳子对左端固定点施加了一个1N的拉力,由于物体间力的作用是相互的,所以固定点也会对弹簧测力计施加一个1N的向左的拉力。
乙图中物体由于重力的作用会对弹簧测力计分别施加一个向左和一个向右的1N的拉力,弹簧测力计受到的力和甲图是一样的,弹簧测力计的示数也就是相等的。
弹簧测力计虽然两端都受到了力的作用,但弹簧测力计只能显示其中一个力的大小,所以两次弹簧测力计的示数都是1N。
(6)将弹簧测力计倒过来使用时,测力计外壳、拉环等的重力都由弹簧来承担,会在测力计上显示一定的示数,从而使最终的测量结果偏大。
故答案为:(1)2;2;(2)在一定的范围内,弹簧的伸长量跟受到的拉力成正比;(3)B;(4)测量的力超过了它的最大量程;(5)1N;1N;(6)大于。
22、(6分)在“推断物体不受力时的运动”实验中,小车自斜面顶端滑下,小车分别停在如图所示的位置。
(1)让小车从斜面同一高度滑下的目的是:使小车到斜面底端的 速度 相同。
(2)300多年前,意大利科学家伽利略对类似的实验进行了分析,得出:运动的小车受到的阻力越 小 ,它的速度减小得就越慢。他还进一步推理得出如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,它将做 匀速直线 运动。
(3)牛顿在伽利略等科学家研究成果的基础上,通过科学推理概括出了著名的牛顿第一定律。可见,牛顿第一定律 不能 (选填“能”或“不能”)直接由实验得出。
【解答】解:
(1)实验中,我们让小车从同一光滑斜面的同一高度自由下滑,目地是为了让小车每次到达水平面时的速度都相同,便于比较;
(2)实验表明:接触面越光滑,摩擦力阻力越小,小车滑行的距离越远,小车的速度减小得慢,它运动的时间就越长,由此推理得出:假如小车受到的阻力为零,小车将做匀速直线运动;
(3)由上分析可知,牛顿第一定律是在实验的基础上,通过推理得出的,不是用实验直接得出的。
故答案为:(1)速度;(2)小;匀速直线;(3)不能。
23、(7分)如图所示是小陶子用压强计“探究影响液体内部压强大小因素”的实验,除②图烧杯中装的是浓盐水外,其余烧杯中装的都是水,且①②③④中探头所处深度相同。
(1)压强计是通过U形管中液面的 高度差 来反映被测压强大小的;使用前检查装置是否漏气的方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置 不漏气 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)组装完好的压强计中的U形管 不是 (选填“是”或“不是”)连通器,压强计U形管两边的液面应该 相平 。
(3)比较②③两次实验,可以得出的结论是:当 深度 相同时, 液体密度 越大,液体压强越 大 (选填“大”或“小”)。
(4)比较①③④三次实验,可以得出的结论是:在同一液体的同一深度,液体内部压强与探头方向 无关 (选填“有关”或“无关”)。
【解答】解:(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的;用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气;
(2)U形管的一端不开口,故组装完好的压强计中的U形管不是连通器,压强计U形管两边的液面应该相平;
(3)盐水的密度大于水的密度,比较②③两次实验,可知探头所处深度相同,但②中U形管液面高度差较大,故②中探头所处位置的液体压强较大,可以得出的结论是:当深度相同时,液体密度越大,液体压强越大;
(4)比较①③④三次实验,液体密度相同,探头所处深度相同,橡皮膜的朝向不同,U形管的液面高度差相同,故三次实验中探头所处位置的液体压强相同,可以得出的结论是:在同一液体的同一深度,液体内部压强与探头方向无关。
故答案为:(1)高度差;不漏气;(2)不是;相平;(3)深度;液体密度;大;(4)无关。
24、斜面是一种省力机械,斜面的省力情况与哪些因素有关呢?小明做了如下猜想:
猜想1:斜面的省力情况与斜面的表面材料有关;
猜想2:斜面的省力情况与斜面的倾斜程度有关;
猜想3:斜面的省力情况与物体受到的重力大小有关;
小明为验证上述猜想,利用如图所示的装置进行了实验,物体在沿斜面拉力的作用下做匀速直线运动,实验数据记录如下。
实验序号
1
2
3
4
5
6
斜面倾角/°
30
30
30
30
45
60
斜面的表面材料
木板
毛巾
木板
木板
木板
木板
物块重G/N
2.0
2.0
4.0
6.0
2.0
2.0
沿斜面拉力F/N
1.35
1.52
2.70
4.05
1.52
1.70
根据实验数据,回答下列问题:
(1)通过对比实验1,2中的数据可知使用斜面省力的情况与斜面的 表面材料 有关。
(2)通过对比实验1、5、6中的数据,得出的结论是:在其他条件相同时, 斜面的倾斜程度越小 ,提升物体越省力。
(3)为验证猜想3,小明做了实验 1、3、4 (填写实验序号),分析实验数据后,他认为这几次实验省力情况相同,依据是沿斜面的拉力与物块重力比值 相等 (“相等”或“不等”)。
(4)完成实验后,小明沿斜面用1.8N的拉力将重为4N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端,已知斜面长1.2m、高0.3m,则斜面的机械效率是 56% 。
【解答】解:(1)通过对比实验1,2中的数据可知二者的倾角和物重均相同,但表面材料不同,故通过对比实验1,2中的数据可知使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关;
(2)对比实验1、5、6中的数据可知,在斜面的表面材料、物重相同的情况下,倾角越小,拉力越小,故结论是:在其他条件相同时,斜面的倾斜程度越小,提升物体越省力;
(3)探究斜面省力的情况与重力大小有关时,根据控制变量法可知,实验中需要控制倾角相同、表面材料相同,物体的重力不同;所以需要对比1、3、4的实验数据;
根据1、3、4的实验数据可知,物体的重力变为原来的几倍,拉力会变为原来的几倍,即沿斜面的拉力与物体的重力G的比值大小相等;
(4)有用功为:W有=Gh=4N×0.3m=1.2J;拉力做的总功:W总=Fs=1.8N×1.2m=2.16J;
斜面的机械效率:η=W有W总=1.2J2.16J×100%≈56%。
故答案为:(1)表面材料;(2)斜面的倾斜程度越小;(3)1、3、4;相等;(4)56%。
四.计算题(共2小题,满分6分)
25、(6分)如图所示,有一个5.4kg、质量分布均匀的长方体物块水平放置在桌面上,物块长0.2m,宽0.1m,高0.1m,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3.求:
(1)物块的密度;
(2)如图甲中,物块水平放置时对桌面的压强;
(3)如图乙中,把物块竖直放置于足够大的容器内,然后倒入水,直至水深0.3m,物块受到水的浮力。
【解答】解:
(1)长方体物块的体积为V=abh=0.2m×0.1m×0.1m=0.002m3,
物体的密度为:ρ=mV=5.4kg0.002m3=2.7×103kg/m3;
(2)图甲中,物体对桌面的压力:F=G=mg=5.4kg×10N/kg=54N,
受力面积(物体与桌面的接触面积):S=ab=0.2m×0.1m=0.02m2,
物体对桌面的压强:p=FS=54N0.02m2=2.7×103Pa;
(3)由(1)知,ρ物>ρ水,所以水深h=0.3m时,物体浸没在水中,
此时物体受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m3=20N。
答:(1)物块的密度是2.7×103kg/m3;
(2)物块水平放置时对桌面的压强是2.7×103Pa;
(3)物块受到水的浮力是20N。
26、如图所示,把重为200N的物体沿高2m、长5m的粗糙斜面以0.5m/s的速度由底端匀速拉到顶端,拉力F恒为100N,求:
(1)拉力的功率;
(2)物体与斜面间的摩擦力。
【解答】解:(1)拉力做的功W总=Fs=100N×5m=500J,
物体运动的时间t=sv=5m0.5m/s=10s,
拉力的功率P=W总t=500J10s=50W;
(2)有用功W有用=Gh=200N×2m=400J,
克服摩擦力做的额外功为W额=W总﹣W有用=500J﹣400J=100J,
物体与斜面间的摩擦力f=W额s=100J5m=20N。
答:(1)拉力的功率为50W;
(2)物体与斜面间的摩擦力为20N。
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