河北省沧州市2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含答案)
展开A. 鞋长约0.7mB. 体重约500N
C. 跳远约10mD. 物理课本质量约2kg
2. 课本静止放置在水平桌面上,下列属于一对平衡力的是( )
A. 课本的重力与课本对桌面的压力B. 课本对桌面的压力与桌面对课本的支持力
C. 课本的重力与桌面对课本的支持力D. 课本的重力与课本对地球的吸引力
3. 下列做法是为了减小摩擦的是( )
A. 下雪天,汽车轮胎套上防滑链B. 拔河比赛中用力抓紧拔河绳
C. 给自行车的轮轴上加润滑油D. 轮胎的表面做得凹凸不平
4. 动车进站时,为了避免乘客被“吸”向动车而造成人身伤害事故,站台上都标有“安全黄线”,乘客必须站在安全黄线以内,是因为动车进站时车厢附近( )
A. 气流速度大,压强小B. 气流速度大,压强大
C. 气流速度小,压强小D. 气流速度小,压强大
5. 如图所示,同一物体浸在甲液体中悬浮(图a),浸在乙液体中漂浮(图b)。比较物体在两种液体中所受浮力F甲和F乙的大小,及两种液体的密度ρ甲和ρ乙的大小,可以确定正确的是( )
A. F甲=F乙,ρ甲=ρ乙B. F甲=F乙,ρ甲<ρ乙
C. F甲
6. 成成同学课外实验时,把鸡蛋放入盛水的杯中,鸡蛋沉在杯底,如图甲;向杯中加盐并搅拌,直到鸡蛋悬浮,如图乙。此过程中( )
A. 杯中液体密度不变B. 鸡蛋的重力变小
C. 鸡蛋的浮力变大D. 容器底受到液体的压力不变
7. 现在许多商店和宾馆都安装了弹簧门,弹簧门在被推开后能自动关闭。关于门在自动关闭过程中能的转化的说法中,正确的是( )
A. 弹簧的动能转化为门的势能B. 弹簧的弹性势能转化为门的动能
C. 门的势能转化为弹簧的动能D. 门的动能转化为弹簧的弹性势能
8. 如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体静止的放在水平地面上,它们对地面的压强相同,则下列判断正确的是( )
A. 甲的密度大,甲受到的重力大B. 甲的密度小,甲受到的重力小
C. 甲的密度大,甲受到的重力小D. 甲的密度小,甲受到的重力大
9. 利用如图所示的滑轮组匀速提升200N的重物,动滑轮重为10N(不计绳重与摩擦),则拉力F的大小为( )
A. 70N
B. 100N
C. 105N
D. 110N
10. 如图所示,杠杆处于平衡状态且刻度均匀,各钩码质量相等,如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相等的钩码,杠杆会( )
A. 右端下沉B. 左端下沉C. 杠杆仍然平衡D. 无法判断
11. 某实验小组分别用图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮重相同)匀速提起相同的重物,上升相同的高度.不计绳重及摩擦,则下列说法正确的是( )
A. 甲图更省力,两图机械效率相同
B. 甲图更省力,而且机械效率高
C. 乙图更省力,两图机械效率相同
D. 乙图更省力,而且机械效率高
12. 一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业,关于该洒水车,下列说法正确的是( )
A. 机械能不变,重力势能不变B. 机械能变小,动能变小
C. 机械能不变,动能变小D. 机械能变小,动能不变
13. 测力计是测量______(选填“质量”或”力”)的大小的仪器;在图中,弹簧测力计的读数是______N。
14. 如图A物体放在水平桌面上,用大小为20N的水平拉力F拉着物体匀速运动,则物体受到的摩擦力为______ N,撤去力F后,物体由于惯性会继续运动,物体受到的摩擦力将______ (选填“变大”“变小”或“不变”)。
15. 随着人民生活水平的提高,轿车已逐渐进入百姓家庭,如图,是小华家购买的一辆小轿车,他发现轿车的外形类似于飞机的机翼。则轿车在快速行驶过程中,车子上方空气的流速______车子下方空气的流速,因而车子上方气体的压强______车子下方气体的压强,从而使得轿车对地面的压力______车的重力。(均填“大于”、“等于”或“小于”)
16. 很多同学在喝完袋装酸奶后,又用力吸一下,会发现奶袋变瘪了,这个实验可以证明______是存在的。
17. 甲、乙两个完全相同的容器中,分别盛有两种不同的液体,液体的质量相同,深度相同,都放在水平桌面上,如图所示,则液体对甲、乙两容器底部的压强p甲______p乙,甲、乙容器对水平桌面的压强p甲'______p乙'。
18. 如图所示的圆柱体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互______ ,其下表面受到液体向上的压力比上表面受到液体向下的压力______ ,这就是浸没在液体中的物体受到浮力的原因。
19. 如图所示的杠杆(自重和摩擦不计),O是支点,A处挂一重为50N的物体,为保证杠杆在水平位置平衡,在中点B处沿______(选填“F1”、“F2”或“F3”)方向施加的力最小,为______N.
20. 如图所示,用一动滑轮拉物体A以1m/s的速度在水平面上作匀速直线运动,物体A重为40N,受到的摩擦力是物重的0.2倍,滑轮组的机械效率是80%,则拉力F为______N,拉力的功率为______W.
21. 如图,杯子静置在斜面上,请你画出杯子对斜面的压力的示意图;
22. 如图所示,O为杠杆AC的支点,在B处栓一小球,AO=OB=BC,为使杠杆在水平位置平衡,请画出施加在杠杆上的最小动力F1及相应的力臂L1。
23. 利用如图所示的滑轮组,用300N向下的拉力将重为900N的物体匀速提升到高处(绳、滑轮的自重及摩擦不计),请画出滑轮组上绳的绕法。
24. 物理学习兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究了斜面的机械效率跟什么因素有关。如表是他们在同一斜面上沿斜面拉动木块匀速向上运动时得到的数据和根据数据计算出的机械效率,请你利用这些数据计算和回答下列问题。
(1)若第1次实验中木块由斜面底端匀速移动到顶端,移动1m的距离所用的时间为5s,求木块移动的速度及拉力对木块做功的功率;
(2)计算第3次实验斜面的机械效率;
(3)比较实验结果可以得出:在接触面粗糙程度和木块沿斜面移动的距离相同的情况下,影响斜面机械效率的因素是______ 。
25. 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:
A.可能与物体浸没在液体中的深度有关;
B.可能与物体的密度有关;
C.可能与物体的体积有关;
D.可能与物体浸在液体中的体积有关;
E.可能与物体的重力有关。
为了验证上述猜想,小明利用下列器材做了如图所示的实验。
器材:体积相等的铁块、铜块,弹簧测力计,一杯水,一杯盐水,细绳。
(1)分析比较实验③④,可以验证猜想______是正确的;分析比较实验④⑤,可以验证猜想______是错误的(选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”);
(2)分析比较实验______和______,可以验证猜想B是错误的;
(3)分析比较实验⑥⑦可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小与______有关;
(4)在完成以上探究后,小明又选用了不同液体并进行了多次实验,其目的是为了______(选填字母序号)。
A.寻找普遍规律 B.取平均值减小误差。
26. 如图所示,是用来测量滑轮组机械效率的实验装置:
(1)实验时要竖直向上______拉动弹簧测力计。
(2)若钩码总重6N,由图可知拉力为______ N。若将钩码上升10cm,则弹簧测力计需向上移动______ cm,该滑轮组的机械效率为______。
(3)实验结束后,在全班交流实验结果时,老师提出:如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变,改变其它因素,是否会影响它的机械效率呢?大家积极思考,提出了各种猜想,概括起来有如下几种:
猜想1.可能与匀速提升的速度大小有关;
猜想2.可能与被提升的钩码重有关;
猜想3.可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重都有关;
猜想4.可能与钩码被提升的高度有关。
小红和小华分别根据各自的猜想进行了探究,实验记录如下表:
①请帮助完成小华表中的一项计算;
②请根据她俩的实验记录,分别写出探究结果。
小红的实验记录:
小华的实验记录:
小红的探究结果是:______。
小华的探究结果是:______。
27. 如图所示,质量为500g的薄壁容器放在水平地面上,容器底面积为80cm2,内装1.5L的水,已知g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)容器对水平桌面的压强;
(2)水对容器底部的压力。
28. 如图所示,司机师傅利用滑轮组把汽车从泥坑里拖出来(泥坑可近似看成水平面),在此过程中汽车匀速移动了1m,共用时5s,已知汽车所受阻力为1200N,司机师傅的拉力功率为300W,在考虑滑轮组摩擦阻力影响因素条件下,求:
(1)司机师傅的拉力为多大?
(2)滑轮组的机械效率是多少?
29. 如图所示,某人用滑轮组将重为600N的物体匀速提高2m,绳子自由端的拉力为400N.不计绳重和摩擦力,求这次提升物体过程中:
(1)滑轮组的机械效率;
(2)动滑轮的重力;
(3)当所挂物体重为500N时,绳子自由端的拉力是多少?
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A、中学生的鞋长在25cm左右;故A错误;
B、中学生的质量一般在100斤即50kg左右,根据重力与质量的关系可得重力G=mg=50kg×10N/kg=500N;故B正确;
C、中学生跳远成绩在7m左右;故C错误;
D、物理课本质量约200g;故D错误;
故选:B。
首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
2.【答案】C
【解析】解:A、课本受到重力和课本对桌面的压力作用在两个物体上,方向相同,故不是平衡力;故A错误;
B、课本对桌面的压力与桌面对课本的支持力,这两个力满足大小相等、方向相反、在同一条直线上,作用在两个物体上,是一对相互作用力,故B错误;
C、重力和支持力都是课本受到的力,且这两个力满足大小相等、方向相反、在同一条直线上,故是一对平衡力;故C正确;
D、课本的重力与课本对地球的吸引力,这两个力满足大小相等、方向相反、在同一条直线上,作用在两个物体上,是一对相互作用力,故D错误。
故选:C。
运用二力平衡的四个条件进行判断,特别要注意“作用在同一个物体上”这一关键条件。还要将平衡力与相互作用力区分开来。
此题考查了二力平衡的条件,当两个力满足四个条件时,才是一对平衡力,即“作用在同一个物体上、大小相等、方向相反、在同一条直线上”,特别要抓住“是否作用在同一个物体上”这一关键条件。
3.【答案】C
【解析】解:
A、汽车轮胎上装有防滑链,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A不合题意。
B、拔河比赛中用力抓紧拔河绳,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B不合题意;
C、自行车的车轴处加润滑油,在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,故C符合题意;
D、轮胎的表面做得凹凸不平,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:C。
(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(2)减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力;在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力;使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦。
本题考查摩擦力大小的影响因素,以及增大和减小摩擦的方法,摩擦力问题在生活中应用非常广泛,解答此题类问题时要利用控制变量法研究。
4.【答案】A
【解析】解:当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢,根据流体压强与流速的关系可知:人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险。故A正确。
故选:A。
当火车驶过站台时会带动周围空气流动速度加快,从而造成人周围空气流速不同,结合流体压强与流速的关系即可解决此题。
解答这类题目的思路是先确定哪里的流体流速大,压强小,在这个压力差的作用下便产生了什么现象。
5.【答案】B
【解析】解:同一物体不管漂浮或悬浮,浮力都等于自身重力,所以物体在两种液体中所受浮力F甲和F乙大小相等;
同一物体,在甲中悬浮,说明液体甲的密度等于物体的密度,ρ甲=ρ;在乙中漂浮,说明液体乙的密度大于物体的密度,ρ乙>ρ,所以ρ乙>ρ甲。
故选:B。
当物体漂浮或悬浮时浮力等于物体自身的重力,物体漂浮时,物体密度小于液体密度,物体悬浮时,物体密度等于液体密度。
本题考查物体的沉浮条件及其应用,关键知道物体漂浮或悬浮时浮力等于自身的重力,漂浮时物体密度小于液体密度,悬浮时物体密度等于液体密度。
6.【答案】C
【解析】解:
A、鸡蛋在图甲中沉入水底,则ρ甲<ρ鸡蛋;在图乙中悬浮,则ρ乙=ρ鸡蛋,
所以,液体的密度ρ甲<ρ乙,即杯中液体密度变大,故A错误;
B、鸡蛋的质量不变,根据G=mg可知,重力不变,故B错误;
C、鸡蛋在图甲中沉入水底,则F浮甲
故选:C。
(1)根据图示,利用物体浮沉条件分别比较鸡蛋与甲乙中液体密度,得出杯中液体密度的变化;
(2)根据质量不变,利用G=mg判断重力变化;
(3)根据图示,利用物体浮沉条件分别比较鸡蛋与甲乙液体中的浮力关系,得出鸡蛋的浮力变化;
(4)首先根据p=ρ液gh可判断器底受到液体的压强变化,然后根据p=FS判断容器底受到液体的压力变化。
本题考查了物体浮沉条件的应用,阿基米德原理,液体压强公式和压强定义式的应用,记住条件是关键,要注意同一只鸡蛋的重力不变。
7.【答案】B
【解析】解:弹簧门被推开后自行关闭的过程中,弹簧恢复原状,它的弹性势能转化成门的动能,这样门就能自动关上了。
故选:B。
弹簧门是利用弹簧的弹性工作的,推门时,弹簧形变,门的动能转化成弹簧的弹性势能;关门时,弹簧复原,弹性势能转化成门的动能。
本题考查机械能转化在生活中的应用,重点是弹性势能和动能间的转化,要从影响动能和弹性势能大小的因素上去分析。
8.【答案】D
【解析】解:∵它们对地面的压强相等,由图示可知,h甲>h乙,
∴由p=ρgh可知,ρ甲<ρ乙;
∵甲、乙对水平地面的压强p相等,由图示可知,S甲>S乙,p=FS=GS,
∴由G=F=pS可知,G甲>G乙,故ABC错误,D正确。
故选:D。
实心均匀正方体对地面的压力等于物体自身的重力,对地面的压强p=FS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh,由p=ρgh可以求出甲、乙两个实心正方体的密度大小关系;
根据公式p=FS的变形公式可求两者的重力大小关系。
本题考查压强公式及其变形的灵活运用,还要知道在水平面上物体对地面的压力等于物体自身的重力。
9.【答案】C
【解析】解:
由图知,n=2,不计绳重和摩擦,则绳子自由端的拉力:
F=12(G+G动)=12(200N+10N)=105N,故C正确;
故选:C。
不计绳重和摩擦,根据F=1n(G+G动)求出绳子自由端拉力F的大小。
本题考查了力的计算,根据题图确定n的大小(直接从动滑轮上引出的绳子股数)是本题的突破口,利用好不计绳重和摩擦时拉力和物重的关系是本题的关键。
10.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了杠杆平衡条件的应用,杠杆是否平衡取决于力和力臂的乘积是否相等,只比较力或力臂大小不能得出正确结果。
原来杠杆平衡,是因为两边的力和力臂的乘积相等,现在各加一个同样的钩码,就要看现在的力和力臂的乘积是否相等,据此分析得出结论。
【解答】
设一个钩码重为G,一格为L,
原来:2G×4L=4G×2L,杠杆平衡,
现在:3G×4L>5G×2L,所以杠杆不再平衡,杠杆向逆时针方向转动,即左端下沉。
故选:B。
11.【答案】C
【解析】解:不计绳重及摩擦,
因为拉力F=1n(G物+G轮),n1=2,n2=3,
所以绳子受的拉力:
F1=12(G物+G轮),F2=13(G物+G轮),
所以F1>F2,乙图更省力;
因为动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W额=G轮h,W有用=G物h,
所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同,
因为η=W有用W总,
所以两滑轮组的机械效率相同.
故选C.
由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n,则绳子自由端移动的距离s=nh;把相同的重物匀速提升相同的高度,做的有用功相同;不计绳重及摩擦,利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度,做额外功相同;而总功等于有用功加上额外功,可知利用滑轮组做的总功相同,再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系.
本题考查了使用滑轮组时n的确定方法,有用功、额外功、总功的计算方法,不计摩擦和绳重时拉力的求法;本题关键在于确定额外功相等.
12.【答案】B
【解析】
【分析】
掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素,利用控制变量法能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
(1)动能大小跟质量、速度有关。质量一定时,速度越大,动能越大;速度一定时,质量越大,动能越大。
(2)重力势能大小跟质量、被举得高度有关。被举得高度一定时,质量越大,重力势能越大;质量一定时,高度越高,重力势能越大。
【解答】
一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业,洒水车的质量减小,速度不变,动能变小;洒水车在水平路面上行驶,重力势能为零;洒水车没有发生形变,不具有弹性势能;机械能=动能+重力势能,机械能变小。
故选B。
13.【答案】力 4.4
【解析】解:
弹簧测力计是测量力的大小的仪器;
由图知,弹簧测力计的分度值是0.2N,指针在4N以下两格处,则测力计的示数为4.4N。
故答案为:力;4.4。
弹簧测力计是测量力的工具;
弹簧测力计读数时首先认清分度值,然后根据指针位置读数。
此题考查的是弹簧测力计的作用和读数,弹簧测力计是力学实验中经常用到的工具,需要掌握其正确使用方法。
14.【答案】20 不变
【解析】解:(1)物体匀速运动时,竖直方向上受到重力和支持力,水平方向上受到拉力和滑动摩擦力作用,重力和支持力是一对平衡力,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,拉力大小是20N,所以滑动摩擦力大小是20N。
(2)撤去力F后,压力不变,接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力保持20N不变。
故答案为:20;不变。
(1)首先对物体进行受力分析,根据匀速直线运动的物体受到平衡力的作用,根据平衡力条件,判断滑动摩擦力大小。
(2)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟物体的运动速度、接触面积大小都没有关系。
滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟物体的运动速度、接触面积大小都没有关系。这点学生不容易理解,但是题目中经常出现。
15.【答案】大于 小于 小于
【解析】解:空气从汽车的前方分开,到车尾汇合,所用的时间相同,而s上>s下。
据公式:v=st可知:v上>v下,
即车子上方空气的流速大于车子下方空气的流速。
在流体中,流速越大的位置压强越小。所以车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强。
对汽车在竖直方向上进行受力分析:向下有重力G、向上的有地面对汽车的支持力F支、
因车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强而产生的向上的空气压力F压。
汽车在竖直方向上处于平衡状态即受平衡力,所以G=F支+F压,变形得:F支=G-F压,
由此可知地面对汽车的支持力小于重力。因为汽车对地面的压力与地面对汽车的支持力是作用力与反作用力,两者相等。所以,汽车对地面的压力也小于重力。
故答案为:大于;小于;小于。
空气从汽车的前方分开,到车尾汇合,所用的时间相同。由汽车的形状可知车上方空气走的路程大于车下方空气走的路程。根据速度的计算公式可知,车子上方空气的流速与车子下方空气的流速的大小关系。
根据流体压强的特点可判断汽车上下方气体压强的大小。
汽车在竖直方向上处于静止状态,受平衡力的作用。利用力的平衡,来分析汽车对地面压力与本身重力的大小关系。
对汽车进行受力分析,利用汽车对地面的压力与地面对汽车的支持力是作用力与反作用力,两者相等进行转换,是此题较难理解的地方。
16.【答案】大气压
【解析】解:喝完酸奶后,又用力吸一下,里面的空气吸走了,在外面大气压的作用下,将酸奶袋压瘪。
故答案为:大气压。
发生此现象是大气压力的作用效果,因此证明大气压的存在。
大气压在现实生活中的存在和应用特别广泛,生活中要注意观察,此题属于生活常识。
17.【答案】<<
【解析】解:如图所示,液体的深度相同,甲容器内部液体的体积大于乙容器内部液体的体积,
据ρ=mV可知,由于两种液体的质量相同,所以甲液体的密度小于乙液体的密度,
据p=ρgh得,甲的密度小,所以甲液体对容器底的压强小,即p甲
液体的质量相同,杯子的质量相同,所以总质量相同,总重力相同,
此时桌面所受杯子的压力等于杯和液体的总重力,两杯对桌面的压力相同,
据p=FS可知,乙容器对桌面的接触面积小,
所以乙容器对桌面的压强大于甲容器对桌面的压强,即p甲'
故答案为:<;<;
(1)据液体的质量相等,而后结合容器内的体积关系,可判断出容器内部液体的密度关系,而后据液体内部压强的计算公式计算即可;
(2)静止在水平面上的物体对桌面的压力大小等于自身的重力,据p=FS分析即可判断。
此题考查了密度公式、液体内部压强公式的应用和分析,是一道综合题。
18.【答案】平衡 大
【解析】解:据相同深度处液体向各个方向的压强相等的特点可知,圆柱体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,即可以相互抵消;
而圆柱体上、下表面所受的液体压力是不同的,
设上表面所处的深度为h1,下表面所处的深度为h2。
则上表面受到的压强为p向下=ρ液gh1,受到的压力为F向下=p向下S=ρ液gh1S;
下表面受到的压强为p向上=ρ液gh2,受到的压力为F向上=P向上S=ρ液gh2S。
因为h1
所以F向上>F向下,
则液体对物体产生向上的压力和向下的压力不相等,压力差就产生了浮力,即F浮=F向上-F向下。
故答案为:平衡;大。
解答此题的关键是利用压力、压强的公式求浸在液体中的正方体受到的液体对它产生的压力,分析所受压力的合力,从而得到浮力产生的原因。
此题综合考查学生对浮力产生的原因,实际主要考查液体产生的压力、压强的计算。
19.【答案】F2100
【解析】解:
为使拉力最小,动力臂要最长,拉力F的方向应该垂直杠杆向上,即竖直向上(F2),动力臂为OB最长,
杠杆在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件:
F2×OB=G×OA,由于OA是OB的二倍,所以:F=2G=100N。
故答案为:F2;100。
若在杠杆上B点施加最小的力F,使杠杆在水平位置平衡,该力的方向应该垂直杠杆向上,使动力臂最长,即竖直向上;
B是杠杆的中点,则OA=2OB,又知道物重大小,利用杠杆平衡条件求拉力大小。
本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用,根据动力臂最长时最省力找出动力臂是本题的关键。以支点到力的作用点的距离当成力臂时是最大的力臂。
20.【答案】5 10
【解析】解:(1)由η=W有用W总=F阻⋅S物F拉⋅S绳=F阻2F拉可得F拉=F阻2η=0.2G2η=0.2×40N2×80%=5N
(2)P=Wt=F拉S绳t=F拉⋅2S扔t=F拉⋅2v物=5N×2×1m/s=10W
故本题答案为:5;10
当滑轮组水平使用时,克服的就不是物体的重力,而是物体受到的摩擦力.从图中可以看出,有两段绳子在拉重物,即绳端移动距离为物体移动距离的二倍.
(1)可利用机械效率的推导公式η=W有用W总=F阻⋅S物F拉⋅S绳=F阻2F拉求出拉力大小.
(2)可利用功率的推导公式P=Wt=F拉S绳t=F拉⋅2S扔t=F拉⋅2v物来求拉力的功率.
本题主要考查对机械效率和功率的这两个推导公式的掌握情况.
21.【答案】解:在斜面上选取杯子与接触面的中点为压力的作用点,过压力作用点画一条垂直于斜面向下、带箭头的线段即为压力示意图,如图所示:
【解析】(1)先确定压力的作用点,即压力是接触面受到的力,因此作用点在斜面上,然后根据压力与接触面垂直的关系确定压力的方向;
(2)物体位于斜面上,压力与重力的大小、方向、作用点均不相同.
(1)很多同学把压力和重力混淆,认为压力就是重力,这是不正确的,物体只有位于水平面上时,压力的大小、方向才与重力相同;
(2)本题的关键是知道压力的作用点在接触面上,以及压力的方向是垂直于接触面,且指向被压物体的.
22.【答案】解:杠杆平衡时,动力F1要最小,F1的力臂应最大,即CO为动力臂,力F1作用点在C点,竖直向上拉,如图所示:
【解析】根据杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,动力F1要最小,F1的力臂应最大,因为力F1的作用点一定在杠杆上,从而确定出最大的力臂。
有关杠杆最小力的问题,关键是能够确定其中的最长力臂,从支点到力的作用线的距离最长。
23.【答案】解:此滑轮组承担物重的绳子的段数为:
n=GF=900N300N=3
同时用力方向向下。
故答案为:
【解析】要解决此题,需要掌握滑轮组的省力特点:滑轮组由几段绳子承担物重,提起绳子的力就是物重的几分之一。
首先根据拉力和物重确定绳子的段数,后确定绳子的绕法。
此题主要考查了滑轮组绕法,首先要掌握滑轮组的省力特点。确定承担物重的绳子的段数。
24.【答案】斜面的倾斜程度
【解析】解:(1)第1次实验中,木块移动的速度:
v=st=1m5s=0.2m/s,
拉力对木块做功的功率:
P=Wt=F1st=F1v=1.6N×0.2m/s=0.32W;
(2)第3次实验斜面的机械效率:
η=W有W总×100%=G3h3F3s×100%=4.0N××1m×100%≈52.6%;
(3)由表格数据可知,第1次和第2次实验数据中接触面粗糙程度和木块沿斜面移动的距离相同,同时物体(木块)的重力相同,而木块上升的高度即斜面的倾斜程度不同时,斜面的机械效率不同,故可得:在接触面粗糙程度和木块沿斜面移动的距离相同的情况下,影响斜面机械效率的因素是斜面的倾斜程度。
答:(1)第1次实验中,木块移动的速度为0.2m/s,拉力对木块做功的功率为0.32W;
(2)第3次实验斜面的机械效率为52.6%;
(3)斜面的倾斜程度。
(1)知道木块移动的距离和时间,根据v=st求出移动的速度,又知道拉力的大小,根据P=Wt=Fst=Fv求出拉力对木块做功的功率;
(2)根据η=W有W总×100%=GhFs×100%结合第3次实验数据得出机械效率的大小;
(3)从表格中找出符合接触面粗糙程度和木块沿斜面移动的距离相同的实验数据,然后分析实验数据得出结论。
本题考查了速度、功率、机械效率的计算和分析实验数据得出影响斜面机械效率的因素,从表格中找出符合接触面粗糙程度和木块沿斜面移动的距离相同的实验数据较关键。
25.【答案】D A ①② ⑤⑥ 液体的密度 A
【解析】解:
(1)由图③④所示实验可知,铁块排开水的体积不同,测力计的示数不同,则铁块受到的浮力不同,由此可知,物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关,即猜想D是正确的;
由图④⑤所示实验可知,铁块排开水的体积相同而铁块浸没在水中的深度不同,测力计的示数相同,即铁块受到的浮力相等,由此可知,物体受到的浮力与物体浸没在液体中的深度无关,即猜想A是错误的。
(2)①②两物体的密度不同,体积相同,由①⑤可知,铁块受到的浮力为3N-1N=2N;
由②⑥可知,铜块受到的浮力为4N-2N=2N;
由上可知物体在液体中受到的浮力与物体的密度无关,猜想B错误;
(3)由⑥⑦所示实验可知,铜块排开液体的体积相同而液体密度不同,测力计的示数不同,即铜块受到的浮力不同,由此可得,浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
(4)实验分为探究性实验和测量型实验,测量型实验的目的是取平均值减小误差,而此实验是探究性实验,多次测量的目的是寻找普遍规律,故A正确。
本题是探究影响浮力大小的因素实验,考查了实验现象分析,应用控制变量法分析图示实验即可正确解题,本题难度不是很大。
26.【答案】匀速 2.43083.3%滑轮组的机械效率和物体提升速度无关 滑轮组的机械效率与所挂物体的重力有关。(或同一滑轮组,所提物体越重,其机械效率越高)
【解析】解:(1)如果不匀速提升,将会使读数不等于绳子自由端的拉力,影响计算,因此应该匀速拉动;
(2)弹簧测力计的分度值是0.2N,拉力F=2N+0.4N=2.4N;
动滑轮有3段绳子承担,拉力移动的距离就是物体移动距离的3倍,因此弹簧测力计需向上移动30cm;
机械效率:η=W有用W总=GhFs=6N××0.3m≈83.3%,
(3)小华的机械效率η'=W有用'W总'=G'h'F's'=8N3×3.2N×100%≈83.3%,
小红改变了提升的速度,但机械效率不变,因此小红的探究结果:滑轮组的机械效率和物体提升速度无关;
小华改变了物体的重力,机械效率变大,因此小华的探究结果:滑轮组的机械效率与所挂物体的重力有关;
故答案为:(1)匀速;(2)2.4;30;83.3%;(3)83.3%;
小红的探究结果:滑轮组的机械效率和物体提升速度无关;
小华的探究结果:滑轮组的机械效率与所挂物体的重力有关。(或同一滑轮组,所提物体越重,其机械效率越高)。
(1)测滑轮组机械效率时,匀速提升才能使二力平衡,才能使读数等于绳子自由端的拉力;
(2)动滑轮有几段绳子承担,拉力移动的距离就是物体移动距离的几倍;根据公式η=W有用W总=GhFs,可求出机械效率。
(3)利用控制变量法,根据表中数据可得出结论。
滑轮组的机械效率与物体重力、摩擦力、机械本身重力有关。要提高机械效率,应尽量减小摩擦和机械本身重力的同时,最大限度的增加被吊物体重力。
27.【答案】解:(1)水的体积:V=1.5L=1.5×10-3m3,
根据ρ=mV可得水的质量:
m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg,
则容器对水平桌面的压力:
F=G=(m水+m容)g=(1.5kg+0.5kg)×10N/kg=20N,
容器对水平桌面的压强:
p=FS=20N80×10-4m2=2.5×103Pa;
(2)水对容器底部的压强:
p'=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa,
则水对容器底部的压力:
F'=p'S=1×103Pa×80×10-4m2=8N。
答:(1)容器对水平桌面的压强为2.5×103Pa;
(2)水对容器底部的压力为8N。
【解析】(1)利用G=mg和ρ=mV求出水的重力,容器对水平桌面的压力等于容器与水的总重力,又知容器底面积,即受力面积,利用p=FS计算容器对水平桌面的压强;
(2)利用p=ρgh求出水对容器底部的压强,然后根据p=FS计算水对容器底部的压力。
此题考查压强的大小计算,难度适中,属于中档题目,解答本题时需要注意:①容器对水平桌面的压力等于容器与水的总重力;②计算液体压强时,深度是指某点到液面的垂直高度;③单位换算。
28.【答案】解:
(1)由图知,n=3,绳子自由端移动的距离s=ns汽车=3×1m=3m,
绳子自由端移动的速度:
v=st=3m5s=0.6m/s,
由P=Fv得,工人的拉力:
F=Pv=300W0.6m/s=500N;
(2)拉力所做总功:W总=Fs=500N×3m=1500J;
工人所做有用功:W有用=fs汽车=1200N×1m=1200J,
滑轮组的机械效率:η=W有用W总=1200J1500J×100%=80%。
答:(1)司机师傅的拉力为500N;
(2)滑轮组的机械效率是80%。
【解析】(1)确定滑轮组承重绳子的有效股数,绳子自由端移动的距离s=ns汽车,求出绳子自由端速度,知道功率,利用P=Fv求工人师傅的拉力;
(2)求出绳子自由端移动的距离,利用W总=Fs计算出总功,利用W有用=fs计算有用功,利用η=W有用W总计算机械效率。
使用滑轮组沿水平方向拉物体时,若物体移动s,承担汽车与水平面间的摩擦力的绳的股数是n股,则绳自由端移动的距离s'=ns,动力作用的绳端移动的速度是物体移动速度的n倍。
29.【答案】解:
(1)η=W有W总=GhFs=G2F=600N2×400N=75%
(2)因为不计摩擦和绳重,由F=12(G物+G动)可得G动=2F-G物=2×400N-600N=200N
(3)当所挂物体重为500N时,可得拉力F=12(G物+G动)=12×(500N+200N)=350N
答:(1)机械效率75%;(2)动滑轮重200N;(3)拉力350N。
【解析】从图中看出,此滑轮组有2段绳子在拉重物,故S=2h,同时在不计绳重和摩擦力的情况下,可得F拉=12(G物+G动)。
本题是滑轮组机械效率的基础题,本题的目的在于通过计算,能更清楚地分辨出相关公式中各字母所代表的物理量,对学生刚学完新课后的巩固很有帮助。
实验次数
木块(粗糙程度相同)
木块的重力G/N
木块上升的高度h/m
沿斜面的拉力F/N
木块移动的距离L/m
机械效率η
1
木块1
2.0
0.3
1.6
1
38%
2
木块1
2.0
0.5
1.9
1
53%
3
木块2
4.0
0.5
3.8
1
钩码重(N)
绳端拉力(N)
机械效率
较小提升速度
4
2.1
63.5%
较大提升速度
4
2.1
63.5%
钩码重(N)
绳端拉力(N)
机械效率
大致相同的提升速度
4
2.1
63.5%
8
3.2
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