安徽省淮北市2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含答案)
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这是一份安徽省淮北市2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含答案),共23页。试卷主要包含了填空题,选择题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年安徽省淮北市八年级(下)期末物理试卷
一、填空题(每空2分,作图题2分,共30分)
1.(4分)如图所示,弹簧测力计的分度值为 N;手对弹簧测力计的拉力大小为 N。
2.(4分)如图所示,吃汤圆、拉兔子灯是我国元宵节的风俗,将面团揉成汤圆,说明力可以使物体的 发生改变,停着的兔子灯被小朋友拉起,说明力可以使物体的 发生改变。
3.(2分)早在几千年前,我国劳动人民就知道利用圆木来移动巨石可以省力,如图所示,这是通过 来减小摩擦的。
4.(2分)2023年5月30日神舟十六号飞船发射成功。搭载神舟十六号飞船的长征二号火箭加速升空过程中,飞船中的三名航天员的机械能 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
5.(4分)少林功夫驰名中外,武术爱好者以如图所示的姿势练功时,他对水平地面的压力是由于 (选填“鞋”或“地面”)发生形变而产生的;若他的质量为60kg,双脚与地面接触的总面积为500cm2,则他对地面的压强为 Pa。
6.(4分)如图所示,取一个瓶子,装入适量带色的水,再取一根两端开口的玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h,这就做成了一个自制气压计。往瓶内吹气后,瓶内气压 瓶外大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”);把这个自制气压计从1楼带到10楼的过程中,水柱高度h会 (选填“变高”、“变低”或“不变”)。
7.(2分)如图是小兰在练习“斜身引体”项目时的情景。把人体视为杠杆,O为支点,动力等效为F1。请画出F1的力臂L1。
8.(2分)如图所示,斜面与水平地面夹角为30°,某快递员用500N的力,将重800N的货物沿斜面匀速推上车厢,已知斜面长2m,不考虑斜面形变,则斜面的机械效率为 。
9.(6分)如图所示是自制的简易密度计,它是在木棒上的一端缠绕一些铜丝做成的。将这支密度计放入盛有不同液体的甲、乙两烧杯中。它都会竖直立在液体中。若液体对密度计的浮力为F浮,则F浮甲 F浮乙;若液体密度为ρ,则ρ甲 ρ乙;若液体对密度计底部的压力为F,则F甲 F乙。(三空均选填“>”、“<”或“=”)
二、选择题(每小题3分,共27分;每小题给出的四个选项中,只有一个符合题意)
10.(3分)下列事例中不是利用惯性的是( )
A.上岸后的鸭子,振动翅膀,把身上的水抖掉
B.投掷铅球,铅球离开手后继续向前运动
C.汽车行驶时,司机系着安全带
D.拍打窗帘清除上面的浮灰
11.(3分)如图所示的杠杆在使用过程中,属于费力杠杆的是( )
A.用羊角锤起钉子 B.用钳子夹导线
C.用起子起瓶盖 D.用镊子夹取砝码
12.(3分)如图所示的装置中不是利用连通器原理工作的是( )
A. 茶壶 B. 锅炉水位计
C.盆景的自动给水装置 D. 乳牛自动喂水器
13.(3分)绳索攀爬,是消防救援人员重要技能之一,对体能、心理、身体协调性等综合素质的考验极大。如图所示,消防员正在进行爬绳训练,若他匀速竖直上爬时受到的摩擦力为f1,匀速竖直下滑时受到的摩擦力为f2,下列说法正确的是( )
A.匀速竖直上爬时摩擦力f1与消防员的重力是一对平衡力
B.匀速竖直下滑时摩擦力f2与消防员的重力是一对相互作用力
C.摩擦力f1和f2大小相等,方向相反
D.摩擦力f1和f2都属于滑动摩擦力
14.(3分)关于做功,下列说法正确的是( )
A.用手托起物理书向上移动一段距离,手的支持力对书做了功
B.用手托着物理书静止不动,手的支持力对书做了功
C.用手托着物理书在路面上水平向前匀速移动一段路程,手对书做了功
D.用手抛出物理书,离开手后书在空中向前运动的过程中,推力对书做了功
15.(3分)下列情景都与气压有关,其中有一种情景与其他三种的原理有所不同,这种情景是( )
A.刮大风时会有房屋顶部被大风掀起的情况
B.打开的窗户外有平行于墙壁的风吹过时,窗帘会飘出窗外
C.等候列车的乘客应站在安全线以外,否则会被“吸”向列车
D.将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手后吸盘会被“吸”在瓷砖上
16.(3分)跳远是通过高速助跑的冲击,迅速地改变运动方向,以争取更大远度效果的运动。经常从事跳远运动,可以发展练习者的速度、弹跳、意志力以及协调性。跳远运动的几个阶段如图所示,空气阻力不能忽略,则运动员( )
A.助跑时机械能不变
B.起跳后升空的过程中,重力势能转化为动能
C.经过最高点时动能为零
D.起跳离开地面一瞬间的速度大于落地前一瞬间的速度
17.(3分)如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2.下列判断正确的是( )
A.水对溢水杯底部的压强 p甲<p乙
B.水对溢水杯底部的压力 F甲>F乙
C.铁块受到的浮力 F 浮=F2﹣F1
D.小烧杯中水的重力 G=F1﹣F2
18.(3分)如图所示,当水平拉力F=40N时,恰好可以使物体沿水平地面向左做匀速直线运动。已知物体重为300N,所受地面的摩擦力为60N,假如在5s时间内,物体水平移动了0.8m,不计绳和滑轮的自重,则在此过程中( )
A.拉力F做功为32J
B.物体重力做功为240J
C.额外功为48J
D.该装置的机械效率为75%
三、实验题(每空2分,第19题8分,第20题4分,第21题10分,共22分)
19.(8分)小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中:
(1)小明先将杠杆装在支架上,发现杠杆左端下沉,这时应将杠杆左侧的平衡螺母向 调,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)实验前调节杠杆在水平位置平衡,其主要目的是 ,并消除杠杆自重对实验的影响;
(3)将杠杆调整好后,如图甲所示,在A点挂3个钩码,则应在B点挂 个钩码,才能使杠杆在水平位置平衡;
(4)如图乙所示,小明用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计逐渐向右倾斜,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.(4分)如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状为一凹面。它可以用来做“探究液体压强是否跟深度、液体密度有关”的实验。
(1)在容器两侧倒入深度不同的水,实验现象如图所示,分析现象可得出初步结论: 。
(2)若要检验“深度相同时液体压强与液体密度有关”这一结论,请写出相关的操作: 。
21.(10分)小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验,请你根据小明的实验探究回答下列问题。
(1)在C与E两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与 的关系。根据A与E两图所示的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力 N。
(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关。对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而 ,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度 。
(3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为 kg/m3。
四、计算题(第22小题6分,第23小题7分,第24小题8分,共21分;解答要有必要的公式和过程,只有最后答案的不能得分)
22.(6分)2023年5月28日国产大飞机C919圆满完成载客首飞,C919从研制、投产、交付到最终商用,意味着我国在工业制造业领域上实现了新的突破。若某次飞行中,C919以900km/h的速度匀速直线飞行了1h,发动机的总功率约为5.2×107W,则在这段航程中:
(1)发动机做的功是多少?
(2)C919受到的空气阻力是多大?
23.(7分)如图所示的平底水桶底面积为5×10﹣3m2,质量为1kg。桶内装有30cm深的水,放在水平地面上,水对桶底的压强比桶对地面的压强小800Pa。g取10N/kg。
求:(1)水对桶底的压强p;
(2)桶对地面的压力F;
(3)桶内水的质量m。
24.(8分)如图所示是小胡家的一种手摇升降晾衣架示意图,它由四个定滑轮和两个动滑轮组成,绳子的尾端绕在一个固定在墙壁上的旋轮上,旋转摇柄可以使晾衣架升降。小胡将40N的衣物挂在晾衣架上后,发现旋转摇柄损坏无法使用,小胡直接用手在钢丝绳上的A点施加竖直向下16N的力,使衣物匀速上升0.5m,不计绳重及摩擦,上升过程中衣架横梁始终保持水平。求:
(1)此时该装置的机械效率;
(2)第二次将60N的衣物挂在晾衣架上,小胡仍然是直接竖直向下拉钢丝绳,使衣物匀速上升0.5m,求第二次小胡做了多少功;
(3)与直接用手拉钢丝绳比,请写出使用旋转摇柄的一个优点。
2022-2023学年安徽省淮北市八年级(下)期末物理试卷
(参考答案)
一、填空题(每空2分,作图题2分,共30分)
1.(4分)如图所示,弹簧测力计的分度值为 0.2 N;手对弹簧测力计的拉力大小为 1.4 N。
【解答】解:弹簧测力计的1大格表示1N,有5小格,所以分度值是0.2N,读数为1.4N。
故答案为:0.2;1.4。
2.(4分)如图所示,吃汤圆、拉兔子灯是我国元宵节的风俗,将面团揉成汤圆,说明力可以使物体的 形状 发生改变,停着的兔子灯被小朋友拉起,说明力可以使物体的 运动状态 发生改变。
【解答】解:
将面团揉成汤圆,说明力可以使物体发生形变;停着的兔子灯被小朋友拉动,说明力可以使物体的运动状态发生改变。
故答案为:形状;运动状态。
3.(2分)早在几千年前,我国劳动人民就知道利用圆木来移动巨石可以省力,如图所示,这是通过 用滚动代替滑动 来减小摩擦的。
【解答】解:由图可知,利用圆木来移动巨石可以省力,这是通过用滚动代替滑动来减小摩擦的。
故答案为:用滚动代替滑动。
4.(2分)2023年5月30日神舟十六号飞船发射成功。搭载神舟十六号飞船的长征二号火箭加速升空过程中,飞船中的三名航天员的机械能 增大 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【解答】解:火箭加速升空过程中,飞船中的三名航天员质量不变、速度增大,故动能增大;同时高度增大,故重力势能增大;由于动能与重力势能均增大,所以其机械能也增大。
故答案为:增大。
5.(4分)少林功夫驰名中外,武术爱好者以如图所示的姿势练功时,他对水平地面的压力是由于 鞋 (选填“鞋”或“地面”)发生形变而产生的;若他的质量为60kg,双脚与地面接触的总面积为500cm2,则他对地面的压强为 1.2×104 Pa。
【解答】解:他对水平地面的压力,施力物体是鞋,则他对地面的压力是由于鞋发生形变而产生的;
他受到的重力为:
G=mg=60kg×10N/kg=600N;
他双脚站立时对地面的压力:
F=G=600N;
受力面积S=500cm2=0.05m2,
对地面的压强:
p===1.2×104Pa。
故答案为:鞋;1.2×104。
6.(4分)如图所示,取一个瓶子,装入适量带色的水,再取一根两端开口的玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h,这就做成了一个自制气压计。往瓶内吹气后,瓶内气压 大于 瓶外大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”);把这个自制气压计从1楼带到10楼的过程中,水柱高度h会 变高 (选填“变高”、“变低”或“不变”)。
【解答】解:(1)往瓶内吹气后,此时瓶内的气压等于外界大气压与高度为h的水柱所产生的压强之和,故瓶内气压大于瓶外气压;
(2)由于瓶内的气压等于外界大气压与水柱所产生的压强之和,且瓶内气压几乎不变,当把这个自制气压计从1楼带到10楼的过程中,由于高度增加,大气压减小,则瓶内的气压高于瓶外大气压,水柱高度h变高;
故答案为:(1)大于;(2)变高。
7.(2分)如图是小兰在练习“斜身引体”项目时的情景。把人体视为杠杆,O为支点,动力等效为F1。请画出F1的力臂L1。
【解答】解:将F1反向延长,从支点做反向延长线的垂线段,是力臂L1,如图所示:
8.(2分)如图所示,斜面与水平地面夹角为30°,某快递员用500N的力,将重800N的货物沿斜面匀速推上车厢,已知斜面长2m,不考虑斜面形变,则斜面的机械效率为 80% 。
【解答】解:斜面倾角为30°,
斜面高度为:h=s=×2m=1m,
推力做的有用功:W有用=Gh=800N×1m=800J,
推力做的总功:
W总=Fs=500N×2m=1000J,
斜面的机械效率:
η==×100%=80%。
故答案为:80%。
9.(6分)如图所示是自制的简易密度计,它是在木棒上的一端缠绕一些铜丝做成的。将这支密度计放入盛有不同液体的甲、乙两烧杯中。它都会竖直立在液体中。若液体对密度计的浮力为F浮,则F浮甲 = F浮乙;若液体密度为ρ,则ρ甲 < ρ乙;若液体对密度计底部的压力为F,则F甲 = F乙。(三空均选填“>”、“<”或“=”)
【解答】解:由图可知,密度计在两液体中均处于漂浮状态,根据物体浮沉条件可知,F浮=G密,密度计重力不变,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等;即F浮甲=F浮乙;根据浮力产生的原因可知
,密度计上不受液体的压力,因而下部的压力等于浮力,液体对密度计底部的压力F甲=F乙。
由图知,甲中密度计排开液体的体积大于乙中排开液体的体积,根据F浮=ρgV排可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,即ρ甲<ρ乙。
故答案为:=;<;=。
二、选择题(每小题3分,共27分;每小题给出的四个选项中,只有一个符合题意)
10.(3分)下列事例中不是利用惯性的是( )
A.上岸后的鸭子,振动翅膀,把身上的水抖掉
B.投掷铅球,铅球离开手后继续向前运动
C.汽车行驶时,司机系着安全带
D.拍打窗帘清除上面的浮灰
【解答】解:
A、鸭子抖动翅膀,水由于惯性保持静止,因此与翅膀脱离,是利用惯性,故A不符合题意;
B、投掷铅球,铅球离开手后由于惯性要继续向前运动,是利用惯性的,故B不符合题意;
C、汽车高速行驶时,如果遇到紧急情况要刹车,但人由于惯性还要保持原来的高速运动,会撞到前面物体造成损伤,所以司机要使用安全带,这是防止惯性带来伤害,故C符合题意;
D、拍打窗帘清除它上面的浮灰,是利用惯性,使浮灰与窗帘脱离,故D不符合题意。
故选:C。
11.(3分)如图所示的杠杆在使用过程中,属于费力杠杆的是( )
A.用羊角锤起钉子 B.用钳子夹导线
C.用起子起瓶盖 D.用镊子夹取砝码
【解答】解:A、用羊角锤起钉子时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A错误;
B、用钳子夹导线时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B错误;
C、用起子起瓶盖时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C错误;
D、用镊子夹取砝码时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D正确。
故选:D。
12.(3分)如图所示的装置中不是利用连通器原理工作的是( )
A. 茶壶 B. 锅炉水位计
C.盆景的自动给水装置 D. 乳牛自动喂水器
【解答】解:A、茶壶的壶嘴与壶身底部相通,上端开口,壶嘴和壶身在同一高度,倒满水后,液面相平,故茶壶是连通器;不符合题意;
B、锅炉水位计是利用连通器的原理制成的,不符合题意;
C、盆景的自动给水装置是利用气压原理供水的,符合题意;
D、乳牛自动加水器左右两个容器上端开口,底部相连,构成了一个连通器,不符合题意。
故选:C。
13.(3分)绳索攀爬,是消防救援人员重要技能之一,对体能、心理、身体协调性等综合素质的考验极大。如图所示,消防员正在进行爬绳训练,若他匀速竖直上爬时受到的摩擦力为f1,匀速竖直下滑时受到的摩擦力为f2,下列说法正确的是( )
A.匀速竖直上爬时摩擦力f1与消防员的重力是一对平衡力
B.匀速竖直下滑时摩擦力f2与消防员的重力是一对相互作用力
C.摩擦力f1和f2大小相等,方向相反
D.摩擦力f1和f2都属于滑动摩擦力
【解答】解:A、匀速竖直上爬时,人受力平衡,竖直方向受到摩擦力与重力,摩擦力f1与消防员的重力是一对平衡力,摩擦力方向向上,故A正确;
BC、匀速竖直下滑时,人受力平衡,竖直方向受到摩擦力与重力,摩擦力f2与消防员的重力是一对平衡力,摩擦力方向仍向上,故BC错误;
D、匀速竖直上爬时,手抓着绳子,没有滑动,但有下滑的趋势,属于静摩擦力,匀速竖直下滑时,手与绳子有滑动,属于滑动摩擦力,故D错误。
故选:A。
14.(3分)关于做功,下列说法正确的是( )
A.用手托起物理书向上移动一段距离,手的支持力对书做了功
B.用手托着物理书静止不动,手的支持力对书做了功
C.用手托着物理书在路面上水平向前匀速移动一段路程,手对书做了功
D.用手抛出物理书,离开手后书在空中向前运动的过程中,推力对书做了功
【解答】解:A、用手托起物理书向上移动一段距离,书在支持的方向上通过了距离,所以手的支持力对书做了功,故A正确;
B、用手托着物理书静止不动,书在手的支持力方向上没有通过距离,所以手的支持力对书不做功,故B错误;
C、用手托着物理书在路面上水平向前匀速移动一段路程,在水平方向移动了距离,手的支持力沿竖直方向,所以手对书不做功,故C错误;
D、用手抛出物理书,离开手后书在空中向前运动的过程中,此时书不再受到人的推力,所以推力对书不做功,故D错误。
故选:A。
15.(3分)下列情景都与气压有关,其中有一种情景与其他三种的原理有所不同,这种情景是( )
A.刮大风时会有房屋顶部被大风掀起的情况
B.打开的窗户外有平行于墙壁的风吹过时,窗帘会飘出窗外
C.等候列车的乘客应站在安全线以外,否则会被“吸”向列车
D.将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手后吸盘会被“吸”在瓷砖上
【解答】解:
A、风刮过屋顶,屋顶上方的空气流动速度大,压强小;屋内空气流动速度小,压强大,屋顶受到向上的压强大于向下的压强,受到的向上的压力大于向下的压力,产生一个向上的压力差,把屋顶掀开,其原理是流体压强和流速的关系;
B、刮大风时,风沿着外墙吹过,窗帘外侧空气流速大,压强小,内侧空气流速慢,压强大,窗帘受到向外的压强大于向内的压强,把窗帘压向窗户外面,其原理是流体压强和流速的关系;
C、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,故乘客被“吸”向列车,其原理是流体压强和流速的关系;
D、将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手后吸盘会被“吸”在瓷砖上,利用的是大气压强。
综上分析可知,与其他三种的原理不同的是D。
故选:D。
16.(3分)跳远是通过高速助跑的冲击,迅速地改变运动方向,以争取更大远度效果的运动。经常从事跳远运动,可以发展练习者的速度、弹跳、意志力以及协调性。跳远运动的几个阶段如图所示,空气阻力不能忽略,则运动员( )
A.助跑时机械能不变
B.起跳后升空的过程中,重力势能转化为动能
C.经过最高点时动能为零
D.起跳离开地面一瞬间的速度大于落地前一瞬间的速度
【解答】解:A、加速助跑过程中,人的质量不变,速度增大,所以人的动能变大、机械能变大,故A错误;
B、起跳到最高点的过程中,质量不变,速度减小,高度增加,则动能减小,重力势能增大,所以是动能转化为重力势能,故B错误;
C、运动员在最高点的一瞬间,其速度不为零(具有水平向前的速度),所以动能不为零,故C错误;
D、空气阻力不能忽略,从起跳到落地的过程中机械能减小,起跳点和落地点高度相同,重力势能相同,所以起跳离开地面一瞬间的速度大于落地前一瞬间的速度,故D正确。
故选:D。
17.(3分)如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2.下列判断正确的是( )
A.水对溢水杯底部的压强 p甲<p乙
B.水对溢水杯底部的压力 F甲>F乙
C.铁块受到的浮力 F 浮=F2﹣F1
D.小烧杯中水的重力 G=F1﹣F2
【解答】解:A、甲乙液面相平,且液体均为水,根据p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强相等,即p甲=p乙,故A错误;
B、溢水杯的底面积不变,受到的压强相同,根据F=pS可知容器底部受到的水的压力的大小不变,即F甲=F乙,故B错误;
C、F1为铁块浸没水中前的拉力(等于铁块的重力),F2为铁块浸没水中后的拉力,根据称重法测浮力可知,铁块受到的浮力F浮=F1﹣F2,故C错误;
D、根据阿基米德原理可知,铁块所受浮力等于排开水的重力,所以小烧杯中水的重力(排开水的重力)G=F浮=F1﹣F2,故D正确。
故选:D。
18.(3分)如图所示,当水平拉力F=40N时,恰好可以使物体沿水平地面向左做匀速直线运动。已知物体重为300N,所受地面的摩擦力为60N,假如在5s时间内,物体水平移动了0.8m,不计绳和滑轮的自重,则在此过程中( )
A.拉力F做功为32J
B.物体重力做功为240J
C.额外功为48J
D.该装置的机械效率为75%
【解答】解:A、由图可知,n=2,则拉力做的总功为:
W总=Fs绳=Fns物=40N×2×0.8m=64J,故A错误;
B、由于物体水平移动,物体在重力的方向上(竖直向下)没有移动距离,所以重力不做功,即重力做功为0J,故B错误;C、拉力做的有用功为W有=fs物=60N×0.8m=48J,
W额=W总﹣W有=64J﹣48J=16J,故C错误;
D、该装置的机械效率为:
η==×100%=75%,故D正确。
故选:D。
三、实验题(每空2分,第19题8分,第20题4分,第21题10分,共22分)
19.(8分)小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中:
(1)小明先将杠杆装在支架上,发现杠杆左端下沉,这时应将杠杆左侧的平衡螺母向 右 调,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)实验前调节杠杆在水平位置平衡,其主要目的是 方便测量力臂 ,并消除杠杆自重对实验的影响;
(3)将杠杆调整好后,如图甲所示,在A点挂3个钩码,则应在B点挂 2 个钩码,才能使杠杆在水平位置平衡;
(4)如图乙所示,小明用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计逐渐向右倾斜,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 大 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【解答】解:(1)杠杆左端下沉,杠杆的右端高于左端,平衡螺母向上翘的右端移动,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)杠杆在水平位置平衡,其主要目的是方便测量力臂,并消除杠杆自重对实验的影响;
(3)设杠杆每一小格长度是L,一个钩码重是G,在B处挂n个钩码,则3G×2L=nG×3L,解得:n=2,应在B点挂2个钩码;
(4)当拉力向右倾斜时,拉力的力臂变小,要保持杠杆仍在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件,因阻力和阻力臂不变,则拉力将变大。
故答案为:(1)右;(2)方便测量力臂;(3)2;(4)大。
20.(4分)如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状为一凹面。它可以用来做“探究液体压强是否跟深度、液体密度有关”的实验。
(1)在容器两侧倒入深度不同的水,实验现象如图所示,分析现象可得出初步结论: 同种液体,深度越深,液体压强越大 。
(2)若要检验“深度相同时液体压强与液体密度有关”这一结论,请写出相关的操作: 在容器两边装入深度相同的不同液体,观察橡皮膜的形变。 。
【解答】解:(1)控制液体密度相同,深度不同,看到橡皮膜向液体浅的一边凸起,说明同种液体,深度越深,液体压强越大;
(2)若要探究“液体压强跟液体密度的关系”,要控制液体深度相同,密度不同,则应在容器两侧倒入深度相同的不同液体,观察橡皮膜的形变。
故答案为:(1)同种液体,深度越深,液体压强越大;(2)在容器两边装入深度相同的不同液体,观察橡皮膜的形变。
21.(10分)小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验,请你根据小明的实验探究回答下列问题。
(1)在C与E两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与 液体密度 的关系。根据A与E两图所示的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力 2.4 N。
(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关。对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而 增大 ,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度 无关 。
(3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为 1.2×103 kg/m3。
【解答】解:(1)比较C与E两图可知,排开液体的体积相同,而液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,根据F浮=G﹣F可知,物体受到的浮力不同,这是研究浮力与液体密度的关系;
由A知,物体的重力G=8N;
由E知,物体在盐水中时测力计的示数为F=5.6N;
则物体浸没在盐水中所受浮力:
F浮盐水=G﹣F=8N﹣5.6N=2.4N;
(2)B、C两图中,物体排开水的体积不同,测力计的示数也不同,物体所受浮力不同,且排开水的体积增大时,所受浮力的大小也增大;
C、D两图中,物体浸没在水中的深度不同,物体排开水的体积相同,而测力计的示数相同,物体所受浮力相同,可得浸没在液体中的物体所受浮力与深度无关;
(3)由A、C两图知,物体浸没在水中所受浮力:F浮=G﹣F′=8N﹣6N=2N;
由F浮=ρ液gV排得,物体的体积:
V=V排===2×10﹣4m3;
根据1小题可知,F浮盐水=2.4N,
由F浮=ρ液gV排得,盐水的密度:
ρ盐水===1.2×103kg/m3;
故答案为:(1)液体密度;2.4;(2)增大;无关;(3)1.2×103。
四、计算题(第22小题6分,第23小题7分,第24小题8分,共21分;解答要有必要的公式和过程,只有最后答案的不能得分)
22.(6分)2023年5月28日国产大飞机C919圆满完成载客首飞,C919从研制、投产、交付到最终商用,意味着我国在工业制造业领域上实现了新的突破。若某次飞行中,C919以900km/h的速度匀速直线飞行了1h,发动机的总功率约为5.2×107W,则在这段航程中:
(1)发动机做的功是多少?
(2)C919受到的空气阻力是多大?
【解答】解:(1)根据P=得发动机做的功为:
W=Pt=5.2×107W×3600s=1.872×1011J;
(2)根据P===Fv得C919受到的牵引力为:
F===2.08×105N,
因为C919速度匀速直线飞行,所以C919受到的空气阻力是:
f=F=2.08×105N。
答:(1)发动机做的功是1.872×1011J;
(2)C919受到的空气阻力是2.08×105N。
23.(7分)如图所示的平底水桶底面积为5×10﹣3m2,质量为1kg。桶内装有30cm深的水,放在水平地面上,水对桶底的压强比桶对地面的压强小800Pa。g取10N/kg。
求:(1)水对桶底的压强p;
(2)桶对地面的压力F;
(3)桶内水的质量m。
【解答】解:(1)水桶内水深h=30cm=0.3m,
水对桶底的压强为:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa;
(2)水对桶底的压强比桶对地面的压强小800Pa,则桶对地面的压强为:p桶=3×103Pa+800Pa=3.8×103Pa;
桶对地面的压力F为:F=p桶S=3.8×103Pa×5×10﹣3m2=19N;
(3)水和水桶的总重力为:G总=F=19N;
水和水桶的总质量为:m总===1.9kg;
水的质量为:m水=m总﹣m桶=1.9kg﹣1kg=0.9kg;
答:(1)水对桶底的压强为3×103Pa;
(2)水桶对地面的压力为19N;
(3)水桶内水的质量为0.9kg。
24.(8分)如图所示是小胡家的一种手摇升降晾衣架示意图,它由四个定滑轮和两个动滑轮组成,绳子的尾端绕在一个固定在墙壁上的旋轮上,旋转摇柄可以使晾衣架升降。小胡将40N的衣物挂在晾衣架上后,发现旋转摇柄损坏无法使用,小胡直接用手在钢丝绳上的A点施加竖直向下16N的力,使衣物匀速上升0.5m,不计绳重及摩擦,上升过程中衣架横梁始终保持水平。求:
(1)此时该装置的机械效率;
(2)第二次将60N的衣物挂在晾衣架上,小胡仍然是直接竖直向下拉钢丝绳,使衣物匀速上升0.5m,求第二次小胡做了多少功;
(3)与直接用手拉钢丝绳比,请写出使用旋转摇柄的一个优点。
【解答】解:(1)由图知,通过动滑轮绳子的段数n=4,
直接用手拉钢绳时,该装置的机械效率:
η=×100%=×100%=×100%=×100%=62.5%;
(2)不计钢丝绳的重和摩擦力,F=(G+G滑),
当提起40N的衣物时,可得动滑轮重:
G滑=4F﹣G=4×16N﹣40N=24N,
当第二次提起60N衣物时,拉钢绳的力:
F'=(G'+G滑)=×(60N+24N)=21N,
所以第二次小胡拉力做的功:
W=Fs=F'nh=21N×4×0.5m=42J;
(3)由图知,旋转摇柄的实质是一个轮轴,人手作用在轮上可以省力。
答:(1)此时该装置的机械效率为62.5%;
(2)第二次小胡拉力做了42J功;
(3)与直接用手拉钢丝绳比,使用旋转摇柄可以省力。
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