山东省青岛市市南区2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含答案)
展开2022-2023学年山东省青岛市市南区八年级(下)期末物理试卷
1. 高空抛物是极不文明的行为,会造成很大的危害。因为高处的物体具有较大的( )
A. 重力势能 B. 弹性势能 C. 压强 D. 重力
2. 小雨同学穿上旱冰鞋静止站在墙前,向右用力推墙时,发现自己向左运动。关于该现象,下列说法正确的是( )
A. 使小雨向左运动的力,施力物体是小雨
B. 小雨推墙的力小于墙推小雨的力
C. 小雨由静止变为运动,说明力可以改变物体的运动状态
D. 小雨最终会停下,是因为物体的运动需要力来维持
3. 下列做法中,为了减小摩擦的是( )
A. 拔河比赛中,运动员握紧绳子 B. 旅行箱安装小轮子
C. 结冰的路面上撒煤渣 D. 汽车轮胎上制有花纹
4. 小明同学梳理了教材中相关的力学知识,如图所示,其中分析错误的是( )
A. 图甲,用力捏玻璃瓶,细管中水面升高,说明力能改变物体的形状
B. 图乙,所砌的墙壁与铅垂线平行时,说明墙壁竖直
C. 图丙,撞击锤柄下端,锤头由于惯性就紧套在锤柄上
D. 图丁,用向左的力未将小车推动,因为推力小于摩擦力
5. 如图1表示体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走的情景,为了探究他们对雪地压力的作用效果,现利用海绵、小桌、砝码进行模拟研究,应选择图2中的哪几种情形( )
A. 甲与乙 B. 乙与丙 C. 甲与丙 D. 以上都不对
6. 简单机械在生活中有着广泛的应用,下列有关说法错误的是( )
A. 旗杆顶部的定滑轮,能够改变力的方向
B. 电动起重机里的动滑轮,可以省力但不改变用力方向
C. 天平是等臂杠杆
D. 利用滑轮组提升物体可以省力但不能改变用力方向
7. 2023年5月28日,国产大飞机C919全球首航从上海10时32分起飞,12时31分抵达北京,圆满完成商业首飞。关于国产大飞机的说法错误的是( )
A. 飞机座椅设计的宽大且柔软,利用增大受力面积的方法减小压强
B. 飞机在跑道上滑跑时,随着速度的增大,动能不断增大
C. 飞机离开地面升空,利用了流速越大压强越小的原理获得升力
D. 飞机在空中匀速直线飞行时,不一定受平衡力
8. 装有一定量水的细玻璃管斜放在水平桌面上,如图所示,此时水对玻璃管底部的压强为(g取10N/kg)( )
A. 1.6×103Pa
B. 2×103Pa
C. 1.6×105Pa
D. 2×105Pa
9. 下列有关机械做功、功率、机械效率的说法,正确的是( )
A. 做功越多的机械,功率越大 B. 功率越大的机械,做功越快
C. 做有用功越多的机械,效率越高 D. 效率越高的机械,功率越大
10. 以下关于运动和力的说法中正确的是( )
A. 物体受力,运动状态一定改变 B. 物体不受力,运动状态也可以改变
C. 物体运动状态改变,一定受到力的作用 D. 物体运动状态改变,也有可能不受力
11. 空中下落的篮球越落越快,从力或能量的角度都能解释该现象,以下说法中合理的是( )
A. 篮球受到的重力越来越大,改变了篮球的运动状态,使得篮球越落越快
B. 篮球受到的重力不变,但力可以改变物体的运动状态,使得篮球越落越快
C. 篮球下落过程中,重力势能转化为动能,篮球的动能增大,篮球越落越快
D. 篮球下落过程中,动能转化为重力势能,篮球的动能增大,篮球越落越快
12. 如图所示是小明探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验顺序,以下说法正确的是( )
A. 弹簧测力计在使用前要将指针调零
B. 操作④中,由于小桶内的水倒不干净会导致实验误差
C. 为减小实验误差,最合理的实验顺序是④①②③
D. 为了得到普遍适用的规律,应该用这套实验器材多做几次实验求平均值
13. 如图所示,水平地面的粗糙程度相同,完全相同的甲、乙两个木箱,在水平推力F的作用下,一起向右做匀速直线运动,则以下说法正确的有( )
A. 甲木箱所受的重力不做功
B. 乙木箱对甲木箱的压力大小等于乙木箱的重力
C. 乙木箱受到甲木箱向右的摩擦力
D. 若增大水平推力F,地面对甲木箱的摩擦力变大
14. 在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力为1.8N,斜面长1.2m、高0.3m。下列说法正确的是( )
A. 整个过程中物块的运动状态不变 B. 盘山公路是斜面在生活中的应用
C. 斜面的机械效率是62.5% D. 物块受到的摩擦力大小为1.8N
15. 放在水平桌面上相同的烧杯甲、乙装满水,将体积相同的A、B两个小球分别放入甲、乙烧杯中,小球静止时如图所示。下列说法正确的是( )
A. 小球的密度大小关系为:ρA<ρB
B. 小球受到的浮力大小关系为:FA>FB
C. 水对烧杯底的压强大小关系为:pA>pB
D. 烧杯对桌面的压力大小系为:F甲
16. 探究重力的大小跟质量的关系。
(1)分别测量不同物体的质量和重力,并将实验数据填入表中。在第六次实验测量时,弹簧测力计的示数如图1所示,弹簧测力计的读数为______ N。
次数
l
2
3
4
5
6
质量m/kg
0.04
0.10
0.15
0.20
0.30
0.36
重力G/N
1.6
1.0
1.6
2.0
3.0
(2)根据表中数据在图2坐标系中描点,请描出第六个数据点,画出G-m图象。
(3)分析数据和图象,重力与质量的关系是:重力与质量成______ 。
(4)完成实验后,小明又找来一个相同的弹簧测力计,用两个弹簧测力计来探究相互作用的两个力的关系。如图3所示,在水平方向上将两个弹簧测力计互相钩挂在一起,向相反的方向拉动,通过多次实验,发现两个弹簧测力计的示数相等,说明相互作用的两个力______ 。(至少写出两个特点)
17. 探究牛顿第一定律。
(1)事实上“牛顿第一定律”的形成,经历了伽利略、笛卡尔和牛顿等科学家的不断完善。伽利略经过图1所示的实验和推理得出结论:如果没有摩擦力和空气阻力的影响,在水平面上运动的物体将会一直运动下去。结合伽利略的结论写出图1中各实验和推理的先后顺序______ (用字母表示);
(2)某实验小组利用如图2所示的装置来研究“阻力对物体运动的影响”。
①运动的小车在水平面上滑行距离的长短除了与小车受到的摩擦阻力有关外,你认为还应该与小车______ 有关(写出一个即可),实验中是如何控制这个因素不变的?______ ;
②实验现象:同一小车分别在粗糙程度不同的水平面上滑行时,图2小车受到的摩擦力阻力越小,滑行的距离越______ ,速度减小得越______ ;
③根据实验现象,可推理得出:运动的小车如果所受的阻力为零,小车将做______ 。
18. 探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)小雨同学首先进行了如图甲、乙、丙三次实验,每次他们都用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,根据______ 原理,可知此时滑动摩擦力与拉力的大小相等;
(2)分析______ 两图可知:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)分析甲、丙两图可知:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越______ ;
(4)小明同学利用木块和其他实验器材设计了如图丁装置进行“物体动能跟哪些因素有关”的探究。
①将木块放在水平面上的同一位置,将同一个小球分别从斜面的10cm和20cm高处由静止释放,小明要探究的是动能与______ 的关系;
②物体动能的大小是通过木块______ 来反映的;
③请为小明的实验设计一个记录实验数据的表格。
19. 探究液体内部的压强。
(1)如图①,液体压强计使用前用手指反复按压橡皮膜,发现U形管两边液面高度相等,说明此时液体压强计的橡皮管______ (选填“漏气”或“不漏气”),此时U形管与日常生活中______ 的工作原理相同。
(2)根据“人在水中下潜的深度是有限的”这一事实,小明认为液体内部的压强与______ 有关,通过比较______ 两图可以初步验证她的猜想。
(3)比较③和④两图,可以发现同一深度,液体各个方向的压强______ 。
(4)比较③和⑤两图,能初步得出液体内部压强与液体密度有关的结论吗?______ 为什么?______ 。
20. 探究杠杆的平衡条件。
(1)图甲中,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向______ (选填“左”或“右”)移。
(2)图乙中,每只钩码重为0.5N,小明为了使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计竖直向下拉时其示数应为______ N,此时为______ (选填“省力”或“费力”)杠杆,请举出生活中该杠杆的应用______ (写出一例即可),使用该杠杆______ (选填“省”或“费”)距离。
(3)图乙中,小明为了得到普遍适用的规律,除了可以改变钩码的个数和位置进行实验外,还可以改变拉力F1的方向进行多次实验,小明的想法______ (选填“有”或“没有”)道理。
(4)小明用如图丙装置进行探究,发现总是无法得到教材上所给出的杠杆平衡条件,其原因是______ 。
21. 如图所示,木块在水平粗糙地面上向右滑动并压缩弹簧。
(1)请画出木块的受力示意图;
(2)木块压缩弹簧过程中,速度逐渐减小,弹簧的形变逐渐增大,______ 能转化为______ 能。
22. 如图所示,把一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到自己鼻子附近的A点,稳定后松手。
(1)请画出铁锁摆到左侧最高点B时的受力示意图;
(2)铁锁摆回时不会打到鼻子,摆动幅度越来越小,铁锁的机械能______ (选填“守恒”或“不守恒”),若铁锁摆到B点时,所受外力全部消失,铁锁将保持______ 状态。
23. 为助力青岛中小学“十个一”活动,小明利用身边的塑料瓶进行了一次研学活动。
(1)如图1,小明用手握住瓶子在空中静止时,此时瓶子的重力和受到的摩擦力______ (选填“是”或“不是”)一对平衡力;
(2)如图2,小明将塑料瓶内装满水,瓶口盖上硬纸片,然后将瓶子倒过来,瓶中的水不会流出,这个现象说明了______ 的存在;
(3)如图3,小明用塑料瓶和细玻璃管做成了自制气压计,此时瓶内封闭气体的压强______ (选填“大于”、“等于”或“小于”)外界大气压强,小明拿着自制气压计乘坐电梯从1楼到达30楼,细玻璃管内的液面会______ (选填“升高”或“降低”);
(4)如图4,小明利用软管等器材,将塑料瓶改装成了潜水艇模型悬浮在水中,从进气孔吹气,塑料瓶内的水从进、排水口流出,潜水艇的重力______ (选填“增大”、“不变”或“减小”),潜水艇会______ (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)。
24. 如图所示,一根质地均匀、形状规则的木棒重力为G,在力F的作用下,要使它与水平地面成60∘夹角静止。
(1)请画出最小的力F和它的力臂l;
(2)这个最小的力F=______ 。
25. 某同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示,物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示,物体的质量为450g,绳子自由端的拉力F为1.8N,在0∼2s的过程中。求:
(1)在图甲中画出绕线方式;
(2)有用功;
(3)拉力F的功率;
(4)滑轮组的机械效率。
26. 一个装有水的圆柱形容器放在水平地面上,容器底部有一个阀门。将一个质量为2.4kg、边长为10cm的正方体物块用上端固定的细绳吊着浸入水中,物块静止时有15的体积露出水面,此时水深30cm,如图所示。求:
(1)此时物块受到的浮力;
(2)打开阀门,水面下降2cm时,绳子的拉力(画出此时物体的受力示意图);
(3)若细绳能承受的最大拉力是20N,打开阀门,水缓慢流出,当绳子断的瞬间,水对容器底部的压强。
27. 力与速度的关系。
材料一:在力学中,同一条直线上的两个力,若方向相同,它们的合力大小等于两个力之和,方向与这两个力的方向相同;若方向相反,它们的合力大小等于两个力之差,方向与这两个力中较大的力方向相同。
材料二:物理学中,物体的速度与所受合力之间存在着密切的关系。若合力与速度方向相同,物体做加速运动;若合力与速度方向相反,物体做减速运动。
(1)将一个小球从空中某点静止释放,落在竖直放置的轻弹簧上。小球在A点与弹簧刚刚接触;运动到B点时,重力与弹力大小相等;C点是弹簧被压缩的最低点。则小球从A点到B点运动过程中,速度______ ,从B点运动到C点过程中速度______ 。
(2)小球速度最大的位置是______ 。
A.A点
B.B点
C.A与B点之间的某个位置
D.B与C点之间的某个位置
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:由题意可知,高空抛物现象之所以会造成危害,是因为物体被举高后具有了重力势能,而且物体的质量越大、高度越高,重力势能越大。因此高空抛物会造成很大的危害。
故选:A。
物体由于被举高而具有的能叫重力势能,重力势能的大小与物体的质量和高度有关。
本题主要考查我们对重力势能的掌握,了解其概念和影响因素,可顺利做出判断,难度不大。
2.【答案】C
【解析】解:A、小雨向右用力推墙,对墙壁有力的作用,由于力的作用是相互的,墙壁对小雨产生向左的反作用力,所以使小雨向左运动的力的施力物体是墙壁,故A错误;
B、小雨对墙的力和墙对玥玥的力是一对相互作用力,两个力大小相等,故B错误;
C、小雨受力由静止变为运动,小雨的运动状态发生了改变,说明力可以改变物体的运动状态,故C正确;
D、小雨最终会停下,是因为受到阻力的作用,物体的运动不需要力来维持,故D错误。
故选:C。
(1)力是物体对物体的作用,施加力的物体是施力物体,承受力的物体是受力物体;
(2)物体间力的作用是相互的,且这两个力是同时产生、同时消失的。相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
(3)力的作用效果:改变物体的运动状态、改变物体的形状;
(4)力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持。
此题考查了力的作用相互性的理解和应用,是一道基础题。
3.【答案】B
【解析】解:A、拔河比赛中,运动员握紧绳子,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故A不合题意。
B、旅行箱安装小轮子,是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力,故B符合题意。
C、结冰的路面上撒煤渣,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C不合题意。
D、汽车轮胎上制有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故D不合题意。
故选:B。
(1)摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度。
(2)增大摩擦的方法: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。
(3)减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动。
本题在考查影响滑动摩擦力大小的两个因素的同时,也考查了学生运用所学知识分析实际问题的能力,要求学生在生活中多注意观察,并学会应用。
4.【答案】D
【解析】解:A、用力捏玻璃瓶,玻璃瓶的形状发生了改变,使得细管中水面升高,说明力能改变物体的形状,故A正确;
B、重力的方向是竖直向下的,应用于重锤线(铅垂线);在甲图中,所砌墙壁与铅垂线平行时,说明墙壁竖直,故B正确;
C、当锤柄向下撞击凳子时,锤柄由运动变为静止,锤头由于惯性继续向下运动,就紧套在锤柄上,故C正确;
D、用向左的力未将小车推动,小车处于静止状态,水平方向上的推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,故D错误。
故选:D。
(1)力的作用效果有两个:改变物体的形状、改变物体的运动状态;
(2)重力的方向是竖直向下的,利用此原理制成了重锤线;
(3)一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,叫做惯性;
(4)根据二力平衡条件分析。
本题综合考查了重力的方向、惯性、摩擦力大小、力的作用效果等知识的掌握情况,要注重对实验的理解和分析,这是学习的重点内容之一
5.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查影响压力作用效果的因素,考查了实验现象分析,应用控制变量法分析图示实验现象即可正确解题。
根据控制变量法的要求,根据实验控制的变量与实验现象分析图示现象,然后答题。
【解答】
体重大致相同的滑雪者和步行者,对雪地的压力大致相同,滑雪板比人的鞋子的受力面积大的多,故在雪地里行走时,人对雪地的压强大,所以下陷的程度深,这说明压力的作用效果与受力面积有关,
研究压力的作用效果与受力面积是否有关,应控制压力相同而受力面积不同,由图示可知,甲与乙受力面积相同,压力不同,不符合题意;
甲与丙,受力面积不同,压力也不同,没有控制变量,故不符合题意;
乙、丙两个实验,压力相同而受力面积不同,可以研究压力的作用效果与受力面积是否有关。故B正确,ACD错误。
故选B。
6.【答案】D
【解析】解:A、旗杆顶部的定滑轮,能够改变力的方向,故A正确;
B、电动起重机里的动滑轮,可以省力但不改变用力方向,故B正确;
C、天平是等臂杠杆,故C正确;
D、利用滑轮组提升物体可以省力也可以改变用力方向,故D错误。
故选:D。
(1)定滑轮既不能省力也不能省距离,可以改变力的方向。
(2)动滑轮可以省力,不能改变力的方向。
(3)天平是一个等臂杠杆。
(4)利用滑轮组是可以省力也可以改变力的方向的。
本题考查的是定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点,本题属于基础性题目。
7.【答案】D
【解析】解:A、客机座椅设计得很柔软,可以增大受力面积,在压力一定时,可以减小乘客对座椅的压强,故A正确;
B、飞机在跑道上滑跑时,质量不变,速度增大,动能不断增大,故B正确;
C、机翼被设计成“上凸下平”的形状,利用“流速越大压强越小”的原理获得升力,故C正确;
D、飞机在空中匀速直线飞行时,运动状态不变,一定受平衡力,故D错误。
故选:D。
(1)在压力一定时,增大受力面积,可以减小压强;
(2)动能的大小与质量、速度有关;
(3)在流体中,流速越大的位置,压强越小;
(4)物体处于静止或匀速直线运动状态时,物体受力平衡。
知道流体的压强与流速的关系、减小压强的办法、动能的影响因素、平衡状态等知识是解题的关键。
8.【答案】A
【解析】解:
如图,h=16cm=0.16m,
此时水对玻璃管底部的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1.6×103Pa。
故选:A。
由图可知,此时细玻璃管内水的深度,根据p=ρgh求出水对玻璃管底的压强。
本题考查了液体压强的计算,要注意p=ρgh中h是指液体的深度。
9.【答案】B
【解析】解:A、由P=Wt可以看出,功率大小决定于做功多少和所用时间。做功较多,时间不确定,功率大小不能确定,故A错误;
B、功率描述的是物体做功的快慢,所以功率越大的物体,做功越快,故B正确;
C、机械效率是有用功与总功的比值,有用功较多,总功不确定,机械效率不能确定,故C错误;
D、机械做功快慢与机械效率没有关系,故D错误。
故选:B。
(1)功率是单位时间内做的功,表示的是做功的快慢;
(2)机械效率是指有用功与总功的比值,机械效率高说明有用功与总功的比值大。
本题考查了我们对机械效率、功率的理解和应用,使用机械时省力情况、功率大小、效率高低之间没有必然联系。
10.【答案】C
【解析】解:A.物体受力,运动状态不一定改变,比如受平衡力时,运动状态不变,故A错误;
B.物体不受力,运动状态不变,因为力是改变物体运动状态的原因,故B错误;
CD.物体运动状态改变,一定受到的作用,因为力是改变物体运动状态的原因,故C正确,D错误。
故选:C。
(1)物体不受力或受平衡力时,总是保持静止状态或匀速运动状态;
(2)改变物体的运动状态一定有力的作用。
正确理解力是改变物体运动状态的原因,惯性是保持物体运动状态不变的原因。
11.【答案】BC
【解析】解:
AB、空中下落的篮球受到重力的作用,重力的大小不变,在重力的作用下,篮球的运动速度越来越大,是由于重力改变了它的运动状态,故A错误、B正确;
CD、篮球下落过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,是重力势能转化为动能,篮球的动能增大,篮球越落越快,故C正确、D错误;
故选:BC。
(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)动能的大小与质量、速度有关,重力势能的大小与质量、高度有关,弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关,机械能为动能、势能的和。
本题考查了力的作用效果、动能和重力势能的转化,属于基础题。
12.【答案】ABC
【解析】解:A.根据弹簧测力计使用规则,为了读数准确,实验前应先在竖直方向对弹簧测力计进行调零,故A正确;
BC.探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的时,应先测空桶的重力G桶和物体的重力G物,然后再将物体浸没在液体中,测出拉力,最后测出排开的水和空桶的总重力G总;根据称重法即可求出浮力;物块排开水所受的重力G排=G总-G桶;因此,为减小实验误差,最合理的实验顺序是④①②③,故C正确;
若倒出水后再测小空桶的重力,由于小桶内的水倒不干净,会导致测出的小空桶的重力G桶偏大,根据G排=G总-G桶;测得排开液体所受重力G排偏小,故B正确;
D.探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验是探究规律性实验,多次测量的目的是寻找普遍规律,用这套实验器材多做几次实验求平均值没有意义,故D错误;
故选:ABC。
(1)弹簧测力计测重力前,应先在竖直方向对弹簧测力计进行调零;
(2)探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验是探究规律性实验,为寻找普遍规律,应多次测量。实验时应先测空桶G桶和物体的重力G物,然后再将物体浸没在液体中,测出拉力,最后测出排开的水和空桶的总重力G总;根据称重法即可求出浮力;物块排开水所受的重力G排=G总-G桶,据此分析。
本题考查了阿基米德原理的实验,将实验中的各过程分解、验证,充分考查学生对基础知识的掌握程度。
13.【答案】AB
【解析】解:A、木箱受到重力方向是竖直向下的,木箱没有沿该力的方向移动距离,故重力没有做功;故A正确;
B、乙木箱对甲木箱的压力大小等于乙木箱的重力,故B正确;
C、完全相同的甲、乙两个木箱,在100N的水平推力F的作用下,一起以0.2m/s的速度向右做匀速直线运动,乙相对于甲没有运动趋势,乙不受摩擦力,故C错误;
D、增大水平推力F,木箱对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,故地面对甲木箱的摩擦力不变,故D错误。
故选:AB。
(1)功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在这个力的方向上通过的距离;
(2)乙木箱对甲木箱的压力大小等于乙木箱的重力;
(3)根据摩擦力产生的原因分析解答;
(4)影响滑动摩擦力的因素有压力大小和接触面的粗糙程度,据此分析解答。
本题主要考查功、功率及滑动摩擦力的知识,是一道综合题。
14.【答案】ABC
【解析】解:A、物体匀速拉到高处做匀速直线运动,运动状态不变;故A正确;
B、盘山公路是斜面在生活中的应用,故B正确;
C、已知物重G=4.5N,拉力F=1.8N,斜面长s=1.2m,高h=0.3m,
所做的有用功为:W有用=Gh=4.5N×0.3m=1.35J;
拉力F对物体做的总功为:W总=Fs=1.8N×1.2m=2.16J;
斜面的机械效率为:η=W有用W总×100%=1.35J2.16J×100%=62.5%,故C正确;
D、克服摩擦力所做的额外功:W额=W总-W有用=2.16J-1.35J=0.81J,由W额=fs可得,物体所受斜面的摩擦力:f=W额s=0.81J1.2m≈0.7N,故D错误。
故选:ABC。
(1)匀速直线运动的物体运动状态不变;
(2)斜面的应用有盘山公路、螺丝钉等;
(3)已知物体的重力和提升的高度(斜面高),根据公式W=Gh可求重力做功,即提升物体所做的有用功;已知拉力的大小和拉力移动的距离(斜面长),根据公式W=Fs可求拉力对物体做的总功,根据总功和有用功求出额外功;
求出了有用功和总功,可利用公式η=W有用W总计算出机械效率;
(4)总功减去有用功即为克服摩擦力所做的额外功,根据W额=fs求出物体所受斜面的摩擦力。
本题考查了运动状态、斜面应用、功和摩擦力的计算,明确有用功和总功、额外功之间的关系以及额外功为克服摩擦力所做的功是关键。
15.【答案】AD
【解析】解:A.根据物体的沉浮条件可知,A球漂浮,ρA<ρ水,B球下沉,ρB>ρ水,故ρA<ρB,故A正确;
B.两球体积相同,A球排开水的体积比B球小,根据F浮=ρ液V排g可知A球受到的浮力小于B球,FA
D.小球A漂浮时有F浮A=G排A=GA,
小球B沉底时有F浮B=G排B
由F甲=G容+(G水-G排A)+GA=G容+G水,
F乙=G容+(G水-G排B)+GB>G容+G水,
可知,F甲
(1)A球漂浮,ρA<ρ水,B球下沉,ρB>ρ水,据此分析ρA和ρB的大小关系;
(2)两球体积相同,A球排开水的体积比B球小,根据F浮=ρgV排可知FA和FB的大小关系;
(3)两容器底部水的深度相同,根据p=ρgh可知水对烧杯底的压强大小关系;
(4)由阿基米德原理和物体浮沉条件比较小球的重力与所受浮力的关系,容器对桌面的压力等于容器中加上水的重力、减去排开水的重力然后加上小球的重力,据此比较容器对桌面的压力关系。
本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理、液体压强公式的综合应用等,要注意物体对水平面的压力和自身的重力相等。
16.【答案】3.6正比 大小相等,方向相反
【解析】解:(1)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,图中弹簧测力计的示数为3.6N,即物体的重力为3.6N;
(2)在表格中进行描点,描点时要剔除错误数据,图像不一定要经过所有点,如下所示描点连线:
(3)根据表中数据可知,物体所受的重力跟质量的比值是一个定值,满足正比例函数关系,分析图象也能发现这两个量是成正比的,由此可知物体所受的重力跟质量成正比;
(4)在水平方向上将两个弹簧测力计互相钩挂在一起,向相反的方向拉动,通过多次实验,发现两个弹簧测力计的示数相等,说明相互作用的两个力大小相等,方向相反。
故答案为:(1)3.6;(2)如上图;(3)正比;(4)大小相等,方向相反。
(1)根据测力计的量程和分度值读数;
(2)横坐标代表物体的质量,纵坐标代表物体的重力,利用描点法进行作图,描点时要剔除错误数据;
(3)分析表格和图象,得出图中物体所受的重力跟质量的关系;
(4)一对相互作用力的特点是:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。
本题是物体所受的重力跟质量关系的探究过程,考查学生实验数据的分析能力、作图能力以及概括能力。
17.【答案】C、A、B 下滑到水平面的速度 使小车从斜面的同一高度滑下 远 慢 匀速直线运动
【解析】解:(1)事实上“牛顿第一定律”的形成,经历了伽利略、笛卡尔和牛顿等科学家的不断完善。伽利略经过图1所示的实验和推理得出结论:如果没有摩擦力和空气阻力的影响,在水平面上运动的物体将会一直运动下去。结合伽利略的结论可以想象出,他所进行各实验和推理应该是先有空气阻力、斜面粗糙,再推理出无空气阻力、斜面光滑的情况,因此其先后顺序应该是C、A、B。
(2)①运动的小车在水平面上滑行距离的长短除了与小车受到的摩擦阻力有关外,还应该与小车下滑到水平面的速度有关;为控制小车下滑到水平面的速度相同,使小车从斜面的同一高度滑下;
②实验现象:同一小车分别在粗糙程度不同的水平面上滑行时,图2小车受到的摩擦力阻力越小,滑行的距离越远,速度减小得越慢;
③根据实验现象,可推理得出:运动的小车如果所受的阻力为零,小车的速度不会减小,将做匀速直线运动。
故答案为:(1)C、A、B;(2)①下滑到水平面的速度;使小车从斜面的同一高度滑下;②远;慢;③匀速直线运动。
(1)根据实验的推理过程,应该是先有空气阻力、斜面粗糙,再推理出无空气阻力、斜面光滑的情况。据此判断;
(2))①结合实际情况,运动的小车在水平面上滑行距离的长短还与小车下滑到水平面的速度有关;使小车从斜面的同一高度滑下可控制小车下滑到水平面的速度相同;
②根据实验现象分析回答;
③根据实验现象推理得出结论。
本题探究牛顿第一定律,考查实验操作过程、推理法和控制变量法的运用
18.【答案】二力平衡 甲、乙 大 速度 移动的距离
【解析】解:(1)用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动时,木块所受的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,根据二力平衡的知识,滑动摩擦力大小等于拉力大小,可以通过弹簧测力计的示数反映滑动摩擦力的大小;
(2)甲、乙两次实验中,接触面的粗糙程度相同,图乙中木块对水平面的压力大,弹簧测力计的示数大,由此可知:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)甲、丙两次实验中,压力相同,图丙中的接触面粗糙程度大,弹簧测力计的示数大,由此可知:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(4)①动能大小跟质量和速度有关,将同一个小球分别从斜面的10cm和20cm高处由静止释放,小球到达水平面时的速度不同,根据控制变量法,小明要探究的是动能与速度的关系;
②在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中,根据转换法,实验中通过观察木块移动的距离来比较物体动能的大小;
③在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中,需要记录小球的质量、小球自由滚下时的高度、木块被撞后运动的距离,表格设计如下所示:
实验序号
小球的质量m/g
小球自由滚下时的高度h/cm
木块被撞后运动的距离s/m
1
2
3
故答案为:(1)二力平衡;(2)甲、乙;(3)大;(4)①速度;②移动的距离;③见解答。
(1)用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动时,木块所受的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,根据二力平衡的知识,滑动摩擦力大小等于拉力大小;
(2)(3)滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,运用控制变量法进行分析;
(4)①动能大小跟质量和速度有关,运用控制变量法进行研究;
同一小球从同一斜面的不同高度滑下,到达水平面时的速度不同;
②在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中,根据转换法,实验中通过观察木块被推动的距离来比较物体动能的大小;
③根据实验目的设计表格。
本题探究影响滑动摩擦力大小的因素以及影响动能大小的因素,考查了转换法、控制变量法的运用,体现了对实验过程和实验原理的考查。
19.【答案】漏气 连通器 液体深度 ②③ 相等 能 ⑤图中金属盒所处液体中较浅,而U形管高度差和③图一样
【解析】解:(1)液体压强计使用前用手指反复按压橡皮膜,发现U形管两边液面高度相等,说明此时液体压强计的橡皮管漏气;
压强计的橡皮管漏气,此时的压强计是上端开口,下端连通的容器,与日常生活中连通器的工作原理相同;
(2)根据“人在水中下潜的深度是有限的”知,液体内部的压强可能与液体的深度有关;
研究液体压强与深度的关系,要控制液体的密度相同,比较图②和图③,可以初步验证她的猜想:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大;
(3)由③和④两图,液体密度相同,金属盒所在深度相同,但方向不同,而受到的液体压强相同,所以结论为:同种液体,同一深度,向各个方向的压强都相等;
(4)由③和⑤两图可知,⑤图中金属盒所处液体中较浅,而U形管高度差和③图一样,说明该处的压强相等,由p=ρgh可知图⑤液体的密度更大,所以能初步得出液体内部压强与液体密度有关的结论。
故答案为:(1)漏气;连通器;(2)液体深度;②③;(3)相等;(4)能;⑤图中金属盒所处液体中较浅,而U形管高度差和③图一样。
(1)检查装置是否漏气时,用手轻轻按压几下橡皮膜,看液体能否灵活升降;上端开口,下端连通的容器叫连通器;
(2)(3)(4)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。
本题考查液体压强的特点,涉及到两种物理学方法:控制变量法和转换法,解题时注意实验过程的分析和实验结论的表述都要采用控制变量法,领悟这两种方法的真谛。
20.【答案】左 2 费力 镊子 省 有 杠杆的自重对杠杆平衡有影响
【解析】解:(1)如图1所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向左移,使杠杆重心向左移,调节水平平衡的目的是便于直接读出力臂;
(2)如图乙所示,在刻度线A处挂3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,解得F=2N;
由图丁可知此时OB
(4)利用如图丁所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
故答案为:(1)左;(2)2;费力;镊子;省;(3)有;(4)杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
(1)调节杠杆平衡的原则是螺母的调节方向是向上翘的那端调节,调节水平平衡的目的是便于直接读出力臂;
(2)根据杠杆的平衡条件计算即可;分析动力臂大小的变化,根据杠杆的平衡条件分析即可解答;
动力臂小于阻力臂为费力杠杆,省距离;
(3)从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂;从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂;
(4)根据杠杆自身具有重力分析。
本题考查了杠杆平衡的条件,杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂,因此在此实验中我们应调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,以便直接读出力臂,探究杠杆平衡的条件就是动力×动力臂=阻力×阻力臂。
21.【答案】动 弹性势能和内
【解析】解:(1)木块在水平粗糙地面上向右滑动并压缩弹簧,木块在水平方向上受到水平向左的摩擦力、水平向左的弹簧的弹力;在竖直方向上受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力的共同作用,这几个力都作用在木块的重心上,如图所示:
;
(2)木块压缩弹簧过程中,木块的质量不变,速度逐渐减小,动能逐渐变小,弹簧的形变逐渐增大,弹性势能变大,由于地面粗糙由摩擦力,部分动能转化为内能,所以该过程总是动能转化为弹性势能和内能。
故答案为:(1)见解析;(2)动;弹性势能和内。
(1)对木块受力分析,然后画出力的示意图;
(2)动能的大小与质量、速度有关,重力势能的大小与质量、高度有关,弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关,机械能为动能、势能的和。物体克服摩擦做功,机械能转化为内能。
本题考查了物体的受力分析、力的示意图的画法、动能和弹性势能的转化,属于基础题。
22.【答案】不守恒 静止
【解析】解:(1)铁锁摆到左侧最高点B时,受竖直向下的重力和沿着绳子方向的拉力,都画在重心上,根据受力示意图的画法作出;如图所示:
(2)铁锁摆回时不会打到鼻子,摆动幅度越来越小,说明受到了空气的阻力,把铁锁的机械能转化为了内能,故机械能不守恒,若铁锁摆到B点时速度为0,所受外力全部消失,铁锁将保持静止。故答案为:(1)如图见解答;(2)不守恒;静止。
(1)铁锁摆到左侧最高点B时,受重力和绳子的拉力,根据受力示意图的画法作出;
(2)在不计能量损失的情况下,机械能是守恒的,但如果计入能量的损失,机械能是不守恒的;
(3)一切物体在不受任何外力时,总保持静止或匀速直线运动状态。
本题考查力的示意图、机械能的转化、牛顿第一定律,属于中档题。
23.【答案】是 大气压 大于 升高 减小 上浮
【解析】解:(1)小明用手握住瓶子在空中静止时,处于平衡状态,根据二力平衡的条件,瓶子受到的重力和摩擦力是一对平衡力;
(2)小明将塑料瓶内装满水,瓶口盖上硬纸片,然后将瓶子倒过来,瓶中的水不会流出,是因为硬纸片被大气压给“支持”住了,这个现象说明了大气的存在;
(3)自制压强计瓶内气体的压强等于外界大气压加细管内液柱的压强;此时瓶内封闭气体的压强大于外界大气压强;
大气压强随着会随着海拔的升高而降低,拿着自制气压计乘坐电梯从1楼到达30楼,外界大气压变小,瓶内气体的压强不变,细玻璃管内的液面会升高;
(4)潜水艇模型悬浮在水中,重力等于浮力,从进气孔吹气,塑料瓶内的水从进、排水口流出,潜水艇的重力减小,浮力不变;重力小于浮力,潜水艇上浮。
故答案为:(1)是;(2)大气压;(3)大于;升高;(4)减小;上浮。
(1)根据二力平衡的条件进行分析;
(2)大气向各个方向都有压强,
(3)自制压强计瓶内气体的压强等于外界大气压加细管内液柱的压强;大气压强随着会随着海拔的升高而降低;
(4)潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮或下沉的。
本题考查了二力平衡的条件、大气压强以及物体浮沉条件的应用,是一道综合题。
24.【答案】14G
【解析】解:(1)在力F的作用下,要使它与水平地面成60∘夹角静止,当杠杆的长度作为动力臂时,动力臂是最大的,根据杠杆的平衡条件可知,此时的动力是最小的,如图所示:
;
(2)根据杠杆平衡的条件和三角形知识可知:FL=GL',则:FL=G×12L×cos60∘,则F=14G。
故答案为:(1)见解析;(2)14G。
(1)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,据此可解决此题;
(2)根据杠杆的平衡条件求出拉力的大小。
本题考查了最小动力和力臂的作法。作力臂关键是要画出支点到力的作用线的垂线段。要知道力和力臂成反比的关系。
25.【答案】解:
(1)由图可知,在0∼2s的过程物体上升的高度为10cm,绳子自由端竖直移动的距离是30cm,绳子自由端竖直移动的距离是物体上升的高度3倍,根据n=sh=3,绳子的有效段数为3,绕线方式如下所示:
(2)在0∼2s的过程物体上升的高度为10cm;拉力做的有用功:
W有=Gh=mgh=0.45kg×10N/g×0.1m=0.45J;
(3)由图可知,在0∼2.0s的过程中绳子自由端移动的距离s=0.3m,
拉力F做的总功:
W总=Fs=1.8N×0.3m=0.54J,
拉力F的功率:
P=W总t=0.54J2.0s=0.27W;
(4)滑轮组的机械效率:η=W有用W总=0.45J0.54J×100%=83.3%。
答:(1)见解析中的图;
(2)有用功为0.45J;
(3)拉力F的功率为0.27W
(4)滑轮组的机械效率为83.3%。
【解析】(1)由图可知,在0∼2s的过程物体上升的高度和绳子自由端竖直移动的距离,根据n=sh可知绳子的有效段数,确定绕线方式;
(2)已知在0∼2s的过程物体上升的高度;根据W=Gh=mgh得出拉力做的有用功:
(3)由图可知,在0∼2.0s的过程中绳子自由端移动的距离,根据W总=Fs得出拉力F做的总功,根据功率公式求出拉力F的功率;
(4)根据η=W有用W总×100%得出滑轮组的机械效率。
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,从图象中获取有用的信息是关键。
26.【答案】解:(1)正方体M的体积V=(10cm)3=103cm3=10-3m3,
正方体排开水的体积V排=(1-15)V=45×10-3m3=8×10-4m3;
正方体受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3=8N;
(2)物块静止时有15的体积露出水面时,其下表面浸入水中的深度h=(1-15)×10cm=8cm=0.08m,
打开阀门,水面下降2cm时,其下表面浸入水中的深度h'=8cm-2cm=6cm=0.06m,
正方体排开水的体积V排'=Sh'=(10cm)2×6cm=600cm3=6×10-4m3,
此时正方体受到的浮力为:
F浮'=ρ水gV排'=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N;
物体的重力为:
G=mg=2.4kg×10N/kg=24N,
绳子的拉力为:
F=G-F浮=24N-6N=18N;
如下图所示:
;
(3)细绳断裂前,正方体受到浮力、重力和绳子拉力的作用下保持静止,
此时当细绳拉力为20N时,细绳断裂,此时正方体受到的浮力:
F浮 ' '=G-F拉=24N-20N=4N,
由F浮=ρ液gV排可知,正方体排开水的体积:
V排 ' '=F浮 ' 'ρ水g=4N1.0×103kg/m3×10N/kg=4×10-4m3;
正方体的底面积S=10cm×10cm=100cm2=0.01m2,
根据V=Sh可知,正方体下表面浸入水中的深度:
h ' '=V排 ' 'S=4×10-4m30.01m2=0.04m,
所以,从开始放水到细线断,水面下降的高度:
Δh=h-h'=0.08m-0.04m=0.04m=4cm,
若细绳断的瞬间,此时容器内水的深度为:
h' ' '=h水-Δh=30cm-4cm=26cm=0.26m,
此时水对容器底的压强为:
p=ρ水gh' ' '=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.26m=2600Pa。
答:(1)此时物块受到的浮力为8N;
(2)打开阀门,水面下降2cm时,绳子的拉力为18N,物体的受力示意图见解答;
(3)若细绳能承受的最大拉力是20N,打开阀门,水缓慢流出,当绳子断的瞬间,水对容器底部的压强为2600Pa。
【解析】(1)求出正方体的体积,物块静止时有15的体积露出水面,求出正方体排开水的体积,再利用F浮=ρ液gV排求出物体受到的浮力;
(2)物块静止时有15的体积露出水面时,算出其下表面浸入水中的深度,打开阀门,水面下降2cm时,再算出其下表面浸入水中的深度,由V=Sh算出正方体排开水的体积u,由F浮'=ρ水gV排'算出此时的浮力,由G=mg算出物体的重力,由平衡力算出绳子的拉力;
(3)当细绳拉力为20N时,细绳断裂,对正方体受力分析可知正方体受到的浮力;利用F浮=ρ液gV排求出此时正方体排开水的体积,根据V=Sh求出正方体下表面浸入水中的深度,进而可求水面下降的高度,从而求出此时容器内水的深度,根据p=ρgh可求出此时水对容器底的压强。
本题考查液体压强公式、重力公式、阿基米德原理的应用,以及对物体进行受力分析,是一道综合题,有一定的难度。
27.【答案】变大 变小 B
【解析】解:小球由静止运动到A点时,小球只受重力作用,速度不断增大;
小球从A点运动到B点时,受到竖直向下重力和竖直向上弹力的作用,重力大于弹力,合力竖直向下,小球还在加速;
小球在B点时,受到竖直向下重力和竖直向上弹力的作用,重力等于弹力;
小球从B点运动到C点时,受到竖直向下重力和竖直向上弹力的作用,重力小于弹力,合力竖直向上,小球做减速运动,所以小球在B点的速度是最大的;
综上所述,小球从A点到B点运动过程中,速度变大,从B点运动到C点过程中速度变小;小球速度最大的位置是B点。
故答案为:(1)变大;变小;(2)B。
根据小球的受力情况分析小球运动速度的变化。
本题考查了小球运动状态的分析,明确重力和弹力的大小关系是解题的关键。
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