广东省深圳市宝安区2022-2023学年八年级下学期期末物理试题(含答案)
展开2022-2023学年广东省深圳市宝安区八年级(下)期末物理试卷
1. 下列物体中,所受的重力约为500N的是( )
A. 一辆轿车 B. 一只鸡蛋 C. 一本八下物理课本 D. 一名中学生
2. 如图为小明测量体重时的情境,静止时体重计对他的支持力为F1,他对体重计的压力为F2,若他受到的重力为G,则( )
A. F1与F2是一对平衡力
B. F1与G是一对平衡力
C. F1与G是一对相互作用力
D. F2与G是一对相互作用力
3. 如图所示的四个实例中,为了增大摩擦的是( )
A. ①垫上滚木搬运重物 B. ②磁悬浮列车悬浮行驶
C. ③体操运动员在手上涂镁粉 D. ④给门轴上的合页加润滑剂
4. 如图所示的情境中,下列说法正确的是( )
A. 甲:市民接种疫苗,用注射器将药液注入肌肉时利用了大气压
B. 乙;塑料挂钩的吸盘能贴在光滑墙壁上,是因为吸盘对光滑墙壁有吸引力
C. 丙:把自制气压计从山脚拿到山顶,可观察到管中液面上升
D. 丁:用真空采血管抽血,血液流入管中时,管内气压高于人体血压
5. 如图所示,甲、乙、丙三个质量相同的物体,在相等的力F的作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s,已知它们的速度v甲>v乙>v丙,在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,则( )
A. W甲=W乙=W丙 B. W甲
A. 过山车从A点运动到C点,重力势能全部转化为动能
B. 过山车在B点的机械能大于在C点的机械能
C. 过山车在B点的重力势能小于在D点的重力势能
D. 过山车从A点运动到E点的过程中,机械能守恒
7. 如图,甲、乙两人在完全相同的沙滩散步,留下深浅相同、大小不同的脚印。则( )
A. 甲对沙滩的压强较大 B. 甲对沙滩的压强较小
C. 甲对沙滩的压力较大 D. 乙对沙滩的压力较大
8. 如图所示,水平桌面上两个完全相同的烧杯中分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的实心小球A、B分别放入两烧杯中,当两球静止时,两液面高度相同,下列说法正确的是( )
A. A球密度大于乙液体密度 B. 甲液体对烧杯底的压强较大
C. 两种液体对烧杯底的压强相等 D. 乙液体对烧杯底的压强较大
9. 下列对实验的分析正确的是( )
A. 甲图使用定滑轮虽然不省力但是能省功
B. 乙图将货物从地面装载到车厢里,可以省力
C. 丙图比较手指上的凹痕可以得出压力的作用效果与压力大小有关
D. 丁图木块在木板上运动越来越快时,所受摩擦力变大
10. 两个量筒均装有50mL的水,往量筒分别放入甲、乙两个不吸水的物块,物块静止后如图所示,g取10N/kg,则( )
A. 甲排开水的体积为60mL
B. 乙排开水的重力小于乙的重力
C. 甲受到的浮力大于甲的重力
D. 甲受到的浮力小于乙受到的浮力
11. 如图所示,小球在水中保持静止,请画出小球的受力示意图。
12. 如图,是一名男生奔跑过程中左脚腾空、右脚着地的一瞬间,请画出此刻地面对他的支持力和摩擦力的示意图(A点是作用点)。
13. 小明利用气球做了以下几个小实验:
(1)如图甲所示,小明用左手掌和右手指顶住气球,静止的气球右侧明显凹下去。这个现象说明力可以使物体发生______ ;手掌对气球的力和手指对气球的力属于一对______ (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
(2)如图乙所示,松开气球口的夹子后,气球向右运动,使气球向右运动的施力物体是______ ;此现象说明力可以改变物体的______ 。
(3)如图丙所示,气球紧靠在热水烫过的玻璃瓶瓶口,过一会在______ 的作用下气球被“吸”住。
14. 如图甲所示是探究“阻力对物体运动影响”的实验装置。
(1)实验时,让小车从斜面相同高度静止下滑,目的是使小车到达水平面时的速度大小______ (选填“相等”或“不相等”)。
(2)由图甲可知,水平面越光滑,小车运动的距离越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越______ 。(选填“快”或“慢”)
(3)如图乙是小车在不同物体表面上运动时,速度与时间的变化图线,其中属于在木板上运动的图线是______ (填字母)。
(4)根据这个实验推理:在光滑水平面上滑行的小车,如果受到阻力为0,它将做______ 。
(5)通过上面的探究,如图丙所示,当足球踢出后,到达最高处,受到的外力全部消失,运动轨迹将会是______ (填下列选项)。
A.a
B.b
C.c
D.立即静止
15. 同学们利用如图甲所示的实验装置,探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。
(1)在进行图甲a、b、c三次实验时,拉动弹簧测力计使物块A做匀速直线运动目的是使弹簧测力计的拉力与物体A所受的滑动摩擦力______ 。
(2)由图甲a、b两图可知;当压力一定时,______ ,滑动摩擦力越大。
(3)第一组同学在同一木板上进行了多次实验,根据测量数据作出图乙的图象。分析图象可以得出的结论是:当接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与压力的大小成______ 比,多次实验的目的是为了______ 。
(4)第二组同学发现实际操作中弹簧测力计示数不稳定,于是改进了实验,设计了如图甲d所示的实验方案,此方案的优点是______ 。
16. 在探究“杠杆的平衡条件”实验中:
(1)小明安装好杠杆后,发现其左端下沉,如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向______ 调节。
(2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A处悬挂3个钩码,每个钩码重0.5N。如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡,当方向为______ 时,拉力最小,大小为______ N。如果在B处悬挂钩码,则应挂______ 个钩码,才能使杠杆水平平衡。
(3)课后,小明用一轻直杆把飞机机翼模型固定在一个轻质杠杆上,直杆始终与杠杆垂直,用弹簧测力计(不计重力)竖直向下拉,使杠杆始终在水平位置平衡。如图丙所示,弹簧测力计示数为______ N,当对模型水平向右吹风时,弹簧测力计的示数将______ (选填“变大”、“不变”或“变小”),原因是______ 。
17. 2023年5月28日东航MU9191航班由上海飞抵北京首都国际机场,国产大飞机C919的商业首飞圆满成功。如图所示是某架C919大型客机,其空载时质量为45t。它在某次飞行时,最大巡航速度为950km/h,飞机发动机的巡航推力为3×104N,求(g取10N/kg):
(1)该客机空载停在水平地面时,若轮胎与地面总接触面积为0.5m2,则它对地面产生的压强为多大?
(2)该客机以最大巡航速度飞行3800km,需要多长时间?
(3)在题(2)过程中,该客机所做的功是多少?
18. 截至2023年6月,深圳市体育中心改造提升工程项目又有新进展了!在施工过程中,工人师傅用如图甲所示的滑轮组,将重为500N的物体匀速提升到6m高的楼上,图乙为物体提升过程中的s-t图象。已知动滑轮重为100N,不计绳重及摩擦。求:
(1)拉力F的大小。
(2)拉力F的功率。
(3)滑轮组的机械效率(计算结果保留一位小数)。
19. 如图甲所示,小明学习完八年级物理后,做了如下实验。把底面积为80cm2的水槽放置在水平地面上,“潜艇”是由高20cm、底部嵌有金属块的塑料制成的实心柱体ρ塑料=0.8×103kg/m3。缓慢向图甲所示容器中注水,直到容器中水的深度h=24cm时停止注水。h随时间t的变化关系如图乙所示。当把“潜艇”水平切掉一部分后,剩余部分放入水中恰好悬浮(如图丙所示),测得“潜艇”剩余部分的质量为0.5kg。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)由图乙分析可知,当t=40s时,“潜艇”恰好处于______ (选填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”)状态,“潜艇”对容器底部压力为______ N。
(2)当t=140s,水对容器底部的压强为______ Pa,压力为______ N。
(3)图丙中“潜艇”剩余部分悬浮于水中时受到的浮力为______ N,排开液体的体积为______ ,此时若往水中加盐,“潜艇”将______ (选填“沉底”、“悬浮”或“上浮”)。
(4)“潜艇”水平切掉的高度Δh为______ cm。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:根据重力公式G=mg可得重力为500N的物体的质量:
m=Gg=500N10N/kg=50kg=50000g;
A、一辆轿车的质量约为约为1500kg,故A不符合题意;
B、一只鸡蛋的质量约50g左右,故B不符合题意;
C、一本物理课本约为200g,故C不符合题意;
D、一名初中学生的质量约为50kg,故D符合题意。
故选:D。
新课程标准要求我们能根据日常经验或自然现象粗略估测一些物理量。例如:长度、质量、时间、温度、力、速度、电功率、电流、电压等。解答估测选择题的方法:利用生活中我们熟悉的一些数据作为根据,进行单位换算,有时要利用基本公式求未知物理量。
本题考查了对重力的估测,注重理论与实际差异的应变能力的培养,体现新课程的基本理念。
2.【答案】B
【解析】解:A、体重计对他的支持力为F1,他对体重计的压力为F2,支持力和压力是小明和体重计之间的相互作用,则二力是一对相互作用力,不是一对平衡力,故A错误;
BC、体重计对他的支持力F1作用在小明上,他的重力作用在小明上,即这两个力作用在同一个物体上,所以F1与G不是一对相互作用力,是平衡力,故B正确、C错误;
D、他对体重计的压力F2作用在体重计上,他的重力作用在小明上,这两个力作用在两个物体上,且方向相同,所以F2与G不是一对相互作用力,故D错误。
故选:B。
二力平衡的条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一个物体上;
相互作用力的条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在两个物体上。
本题考查平衡力和相互作用力的辨别,属于对基础知识的考查,难度不大。
3.【答案】C
【解析】解:A、垫上滚木搬运重物,是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力,故A不合题意。
B、磁悬浮列车悬浮行驶,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力,故B不合题意。
C、体操运动员在手上涂镁粉,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符合题意。
D、给门轴上的合页加润滑剂,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力,故D不合题意。
故选:C。
(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,增大有益摩擦,减小有害摩擦,使其更好地为人类服务。
4.【答案】C
【解析】解:A、注射时,医生用力将针筒内的药水推入病人肌肉中,与大气压无关,故A错误;
B、塑料吸盘挂钩能贴在瓷砖上挂毛巾,需要先用力挤压塑料吸盘,把盘内的空气挤出,然后吸盘就被外界的大气压紧压在了墙壁上,故B错误;
C、把自制气压计从山脚拿到山顶,海拔升高气压降低,故C正确;
D、用真空采血管抽血,血液流入管中时,管内气压低于人体血压,故D错误;
故选:C。
(1)大气压的大小与高度有关,高度越高,气压越小;我们生活在空气中,经常利用大气压为我们服务,例如:钢笔吸墨水、吸管吸饮料、注射器吸药液、抽水机抽水、吸盘吸在光滑墙壁上等;
(2)塑料挂衣钩受竖直向下的重力、竖直向上的静摩擦力、垂直于墙壁向里的大气压力、垂直于墙壁向外的墙壁的支持力;
(3)大气压的大小与高度有关,高度越高,气压越小;
(4)挂用真空采血管抽血,气压就越小。
本题考查了大气压与高度的关系、大气压的应用等,属于基础题目。
5.【答案】A
【解析】解:由题知,力F大小相等,物体沿力的方向移动相同的距离s相等,根据W=Fs可知,在三种情况下做的功相等,即W甲=W乙=W丙,故A正确。
故选:A。
物理中,功的大小等于力与在力的方向上通过的距离的乘积,即W=Fs。
深入理解功的大小的计算方法,是解答此题的关键。
6.【答案】B
【解析】解:A.过山车从A点运动到C点,由于有摩擦力阻力存在,重力势能一部分转化为动能,一部分转化为内能,故A错误;
B.由于机械能转化为内能,过山车在B点的机械能大于在C点的机械能,故B正确;
C.过山车在B点高度比D高,故B点的重力势能大于在D点的重力势能,故C错误;
D.过山车从A点运动到E点的过程中,由于有阻力,机械能减小,故D错误。
故选:B。
(1)影响重力势能大小的因素有:质量和高度;质量越大,高度越高,则重力势能越大;
影响动能大小的因素有:质量和速度;质量越大,速度越快,则动能越大;
(2)如果忽略摩擦阻力,则动能和势能相互转化时,物体的机械能是守恒的;若存在摩擦阻力,一部分机械能会转化为内能,机械能减小。
本题考查机械能的转化,由于阻力存在,机械能总量减小。
7.【答案】C
【解析】解:AB、由于甲、乙两人在沙滩上留下的脚印深浅相同,即压力的作用效果相同,所以甲、乙对沙滩的压强相等,故AB错误;
CD、由图知,甲的脚印大,对沙滩的受力面积大,根据F=pS可知,甲对沙滩的压力大,故C正确,D错误。
故选:C。
强是表示压力作用效果(形变效果)的物理量,可用脚印在沙滩上留下的深浅程度来反应压力的作用效果,即压强的大小;已知甲、乙两人脚印面积大小关系,根据压强公式判断甲、乙对沙滩的压力大小关系。
本题考查了压强大小和压力大小的比较,会根据脚印的深浅得出压强关系是关键。
8.【答案】B
【解析】解:由于A球漂浮,B球悬浮,根据物体的浮沉条件可知:ρ甲>ρA,ρ乙=ρB,
则两种液体的密度大小关系是:ρ甲>ρ乙,ρ乙=ρA。
且两烧杯中液面相平即h甲=h乙,根据液体压强的计算公式p=ρgh可知:p甲>p乙。
故ACD错误、B正确。
故选:B。
根据漂浮和悬浮时液体密度和球的密度关系,找出两种液体的密度关系,又知道两容器液面等高(深度h相同),利用液体压强公式分析两种液体对容器底压强的大小关系。
本题考查物体的浮沉条件以及液体压强公式的应用,是一道综合题。
9.【答案】B
【解析】解:A、由甲图可知,右图中弹簧测力计伸长和左图相同,所以右图弹簧测力计对绳的拉力等同于两钩码的拉力,说明使用定滑轮不省力,故A错误;
B、使用斜面时费距离,但省力,故B正确;
C、丙图铅笔处于平衡状态,说明左手与右手给铅笔的作用力相等,因为力的作用是相互的,所以铅笔给两手的压力相等。通过比较手指上的凹痕,说明同一压力作用在支承物的表面上,受力面积小时,压强大,可以得出压力的作用效果与受力面积有关,故C错误;
D、影响滑动摩擦力的因素是压力的大小与接触面的粗糙程度,木块在木板上运动越来越快时,滑动摩擦力与速度无关,所受摩擦力不变,故D错误。
故选:B。
(1)定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变作用力方向;
(2)使用斜面时,可以省力,但费距离;
(3)同一压力作用在支承物的表面上,若受力面积不同,所产生的压强大小也有所不同.受力面积小时,压强大;受力面积大时,压强小;
(4)影响滑动摩擦力的因素是压力的大小与接触面的粗糙程度。
本题考查了定滑轮及其工作特点、摩擦力的大小、压强等知识点,综合性强,难度较大。
10.【答案】D
【解析】解:
量筒中装有50mL的水,放入乙后,乙全部浸没在水中,处于悬浮状态,乙所受的浮力等于自身的重力,根据阿基米德原理可知乙所受的浮力等于乙排开水的重力,故乙排开水的重力等于乙的重力,故B错误;
量筒的示数为70mL,乙的体积等于排开水的体积为:V乙=V排乙=70mL-50mL=20mL=20cm3=2×10-5m3;
放入甲后,甲没有全部浸没在水中,处于漂浮状态,甲受到的浮力等于自身的重力,故C错误;
量筒的示数为60mL,甲排开的水的体积为:V排甲=60mL-50mL=10mL=10cm3=1×10-5m3,故A错误;
根据阿基米德原理可知,甲受到的浮力为:F浮甲=ρ水gV排甲=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-5m3=0.1N;
根据阿基米德原理可知,乙受到的浮力为:F浮乙=ρ水gV排乙=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-5m3=0.2N,大于甲受到的浮力,故D正确。
故选:D。
根据乙在水中的状态和量筒中液面升高的高度分析乙的体积的大小和乙排开水的体积;
根据量筒中液面升高的高度分析甲排开的水的体积的大小;根据阿基米德原理求出甲受到的浮力的大小;
乙全部浸没在水中,处于悬浮状态,乙所受的浮力等于自身的重力,根据阿基米德原理可知乙所受的浮力等于乙排开水的重力,据此电磁乙排开水的重力与乙的重力的大小关系;
甲没有全部浸没在水中,处于漂浮状态,甲受到的浮力等于自身的重力;
根据阿基米德原理求出乙受到的浮力,然后与甲的浮力对比。
本题考查浮沉条件和阿基米德原理的应用,是一道基础题。
11.【答案】解:小球漂浮在水面上,重力和浮力是一对平衡力,二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上,二力的作用点在小球的重心,如下图所示:
【解析】小球在水中受到重力和浮力的作用,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,由于小球漂浮,因此受到的力是平衡力,重力和浮力大小相等。
画力的示意图时要考虑到物体的运动状态,当物体处于静止或匀速直线运动时,受到的力就是平衡力。
12.【答案】解:
向右奔跑的男生,与地面接触的这只脚有向左滑动的趋势,因此鞋底受到地面对它向右的摩擦力,作用点在鞋底与地面的接触点(A点);支持力的作用点也在A点,方向竖直向上;过A点分别沿水平向右和竖直向上的方向画一条带箭头的线段,并标明字母f和F;如图所示:
【解析】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。
本题易错点在摩擦力方向的判断上,摩擦力的方向与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反,摩擦力方向与物体运动方向无关,要判断摩擦力的方向应先判断出物体与接触面间的相对运动方向或相对运动趋势方向。
13.【答案】形变 平衡力 气球喷出的气体 运动状态 大气压
【解析】解:手对气球的力使气球的形状发生改变,说明力可以使物体发生形变。
把封口的夹子松开,气球向左喷出气体,在气体推力的作用下向右运动,施力物体是气球喷出的气体;此现象说明力可以改变物体的运动状态杯子静止。
当放有气球的玻璃瓶遇冷后,瓶内气压减小,外界气压不变,于是在外界大气压的作用下,气球被压入瓶中。
故答案为:(1)形变;平衡力;(2)气球喷出的气体;运动状态;(3)大气压。
力可以使物体发生形变。
物体间力的作用是相互的。
气体温度升高,体积变大,一部分气体排出瓶外;温度降低,体积变小,气压变小。
本题考查力的作用效果和摩擦力的有关知识,是一道综合题。
14.【答案】相等 慢 a 匀速直线运动 A
【解析】解:(1)实验时,让小车从斜面相同高度静止下滑,目的是使小车到达水平面时的速度大小相等。
(2)由图甲可知,水平面越光滑,小车运动的距离越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。
(3)如图乙是小车在不同物体表面上运动时,速度与时间的变化图线,其中属于在木板上运动的图线是a,木板的阻力最小,小车运动的时间最长,速度减小得最慢。
(4)根据这个实验推理:在光滑水平面上滑行的小车,如果受到阻力为0,它将做匀速直线运动。
(5)如图丙所示,当足球踢出后,到达最高处,水平方向有速度,受到的外力全部消失,它将沿着该方向做匀速直线运动,故A正确,BCD错误。
故选:A。
故答案为:(1)相等;(2)慢; (3)a; (4)匀速直线运动; (5)A。
(1)让小车从斜面相同高度静止下滑,目的是使小车到水平面的速度相等。
(2)小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。
(3)小车在水平面上受到的阻力越小,速度减小得越慢,运动时间越长。
(4)如果物体不受力,将做匀速直线运动。
(5)当足球踢出后,到达最高处,受到的外力全部消失,足球将做匀速直线运动。
本题考查的是探究阻力对物体运动的影响;会分析实验现象得出结论。
15.【答案】大小相等 接触面越粗糙 正 寻找普遍规律,避免偶然性 木板不必做匀速直线运动或弹簧测力计示数稳定,方便读数
【解析】解:(1)实验时,使物块A做匀速直线运动目的是使弹簧测力计的拉力与物体A所受的滑动摩擦力大小相等,此时拉力和滑动摩擦力是一对平衡力。
(2)由图甲a、b两图可知;当压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)分析图象可以得出的结论是:当接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比,多次实验的目的是为了寻找普遍规律,避免偶然性。
(4)第二组同学发现实际操作中弹簧测力计示数不稳定,于是改进了实验,设计了如图甲d所示的实验方案,此方案的优点是:木板不必做匀速直线运动或弹簧测力计示数稳定,方便读数。
故答案为:(1)大小相等;(2)接触面越粗糙;(3)正;寻找普遍规律,避免偶然性;(4)木板不必做匀速直线运动或弹簧测力计示数稳定,方便读数。
(1)物体做匀速直线运动时,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力。
(2)在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)当接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比;多次测量是为了寻找普遍规律,避免偶然性。
(4)改进方案的优点是弹簧测力计稳定,方便读数。
本题考查的是探究影响滑动摩擦力大小的因素;知道控制变量法在本实验中的应用。
16.【答案】右 竖直向下 243.2变小 流速越大的位置,压强越小
【解析】解:(1)如图甲所示,杠杆左端下沉,其右端偏高,应将平衡螺母向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡;
(2)设杠杆每格长为1,钩码的重力为G,
根据杠杆的平衡条件,F1l1=F2l2知,要使力最小,需要使力臂最大,当力的方向竖直向下时,力臂最长,力最小;
在A点悬挂3个钩码,则由杠杆的平衡条件得:3G×4l=FB×3l,
解得:最小的力FB=4G=4×0.5N=2N;
(3)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数为F=3.2N;
当对模型水平向右吹风时,模型上方的空气流速比下方的空气流速大,模型上表面受到的空气压强比下表面受到的空气压强小,使得模型受到了一个向上的升力,导致杠杆左端所受的拉力减小,由杠杆的平衡条件可知,阻力和动力臂不变时,杠杆右端的拉力变小,即测力计的示数变小。
故答案为:(1)右;(2)竖直向下;2;4;(3)3.2;变小;流速越大的位置,压强越小。
(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)根据杠杆平衡条件判断钩码的数量,可得出可使杠杆保持水平平衡的最小力;
(3)根据弹簧测力计的分度值读出其示数;
根据“流体压强与流速的关系”得出对模型水平向右吹风时杠杆左端的拉力变化,根据杠杆的平衡条件判断出弹簧测力计的示数变化。
本题考查了杠杆平衡的条件、弹簧测力计的读数和流体压强与流速的关系的应用,是一道较为简单的应用题。
17.【答案】解:(1)已知客机空载时的质量m=45t=4.5×104kg,
由于客机水平停放,故客机对水平地面的压力F=G=mg=4.5×104kg×10N/kg=4.5×105N
客机对地面的压强p=FS=4.5×105N0.5m2=9×105Pa;
(2)客机以最大巡航速度飞行3800km,需要的时间t=sv=3800km950km/h=4h;
(3)该客机所做的功W=F's=3×104N×3800×103m=1.14×1011J。
答:(1)客机对地面的压强为9×105Pa。
(2)客机以最大巡航速度飞行3800km,需要的时间为4h。
(3)客机做的功为1.14×1011J。
【解析】(1)由G=mg得到客机空载时的重力,客机对水平地面的压力与其重力大小相等,利用p=FS得到客机对地面的压强。
(2)用v=st得到客机以最大巡航速度飞行3800km,需要的时间。
(3)用W=Fs得到客机做的功。
本题考查了重力公式、压强公式、速度公式、功的公式的应用,考查公式较多,难度不大。
18.【答案】解:(1)由图可知,n=2,
F=1n(G+G动)=12×(500N+100N)=300N;
(2)由图乙得:当h=6m时,t=30s,则物体移动的速度为:
v物=st=ht=6m30s=0.2m/s,
v绳=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s,
P=Wt=Fst=Fv绳=300N×0.4m/s=120W;
(3)滑轮组的有用功为W有=Gh=500N×6m=3000J,
s=nh=2h=2×6m=12m,
总功为W总=Fs=300N×12m=3600J,
则滑轮组的机械效率为:
η=W有W总=3000J3600J=83.3%。
答:(1)拉力F的大小为300N;
(2)拉力F的功率为120W;
(3)滑轮组的机械效率为83.3%。
【解析】(1)根据滑轮组装置确定绳子股数,不计绳重及摩擦,F=1n(G+G动)求出拉力F的大小;
(2)根据图乙求出物体移动速度,利用v绳=nv物求出自由端移动的速度,根据P=Wt=Fst=Fv绳求出拉力F的功率;
(3)根据W有=Gh和W总=Fs分别求出有用功和总功,利用η=W有W总求出滑轮组的机械效率。
本题考查了滑轮组自由端的拉力、功率、有用功、总功和机械效率的计算,确定滑轮组绳子的股数和获取s-t图象的信息是关键。
19.【答案】漂浮 02.4×103 19.255×10-4m3 上浮 10
【解析】解:
(1)由图乙可知,当注入水的深度在18cm时,图象出现拐点,且此后注入相同深度的水时水的质量增大,而“潜艇”高是20cm,所以,当注入水的深度h1=18cm时,即t=40s“潜艇”恰好处于漂浮状态,此时“潜艇”对容器底部压力刚好为0;
(2)注水到24cm时停止,水的深度h2=24cm=0.24m,
水对容器底部的压强:p=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.24m=2.4×103Pa,
水对容器底部的压力:F=pS=2.4×103Pa×80×10-4m2=19.2N;
(3)由题知,“潜艇”剩余部分的质量为0.5kg,剩余部分放入水中恰好悬浮,
此时“潜艇”受到的浮力:F浮=G剩=m剩g=0.5kg×10N/kg=5N,
由F浮=ρ水gV排知排开液体的体积为:
V排=F浮ρ水g=5N1.0×103kg/m3×10N/kg=5×10-4m3;
此时若往水中加盐,液体的密度变大,假设还是浸没,由F浮=ρ水gV排知浮力变大,浮力大于重力,“潜艇”将上浮;
(4)当注入水深度h=18cm=0.18m时,“潜艇”恰好处于漂浮状态,
由浮漂条件有:F浮=G总=G切+G剩,
所以:ρ水gV排=m切g+m剩g,
即:ρ水gS潜×0.18m=ρ塑gS潜×Δh+m剩g------①
当把“潜艇”水平切掉一部分后,剩余部分放入水中恰好悬浮时,F浮'=G剩',
即:ρ水gS潜(0.2m-Δh)=m剩g------②
①式-②式,化简解得:Δh=0.1m=10cm。
故答案为:(1)漂浮;0;(2)2.4×103;19.2;(3)5;5×10-4m3;上浮;(4)10。
(1)根据图乙判断“潜艇”在加水过程的浮沉状态变化,从而得到“潜艇”对容器底部压力刚好为0时注水深度;
(2)由图乙可知,注水停止时水的深度,由p=ρgh计算此时水对容器底部的压强,由F=pS计算水对容器底部的压力;
(3)根据浮沉条件计算“潜艇”剩余部分悬浮于水中时受到的浮力大小,由F浮=ρ水gV排知排开液体的体积;此时若往水中加盐,液体的密度变大,由F浮=ρ水gV排判断出浮力的变化,由浮沉条件判断出物体的运动状态;
(4)当“潜艇”恰好处于漂浮状态、“潜艇”剩余部分悬浮于水中时,根据浮沉条件、阿基米德原理公式以及密度公式列式可求出水平切掉的高度Δh。
本题考查了压强公式、阿基米德原理公式以及浮沉条件的综合应用,根据图象正确的判断出潜艇在水中的状态、列出平衡方程求出潜艇的横截面积是关键,难度较大。
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