2022-2023学年宁夏石嘴山九中八年级下学期期末物理试卷(word版含答案解析)
展开2022-2023学年宁夏石嘴山九中八年级下学期期末物理试卷
一、单项选择题(选出各题唯一正确的答案,每题2分,共34分)
1.(2分)下列物体所受的重力最接近1N的是( )
A.一张课桌 B.一瓶500mL的矿泉水
C.两个鸡蛋 D.一头牛
2.(2分)物理书放在水平桌面上处于静止状态,下列说法正确的是( )
A.物理书受到重力和物理书对桌面的压力相互平衡
B.物理书对桌面的压力和桌面对物理书的支持力相互平衡
C.物理书对桌面的压力和桌面对物理书的支持力是一对相互作用力
D.桌子受到的重力和地面对桌子的支持力是一对平衡力
3.(2分)关于下面四幅图的说法正确的是( )
A.如图:将竖直玻璃管倾斜,水银柱的高度变大
B.如图:盆景中的水位能保持一定高度,是利用了连通器原理
C.如图:A管中水面上升,是因为流体中流速越大的位置压强越大
D.如图:把水气压计从山下移到山顶,细管内的水柱上升
4.(2分)如图所示四个重力的示意图中正确的是( )
A.空中上升的排球 B.斜面上的木块
C.推出去的铅球 D.挂在墙上的篮球
5.(2分)如图所示的四个实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A.行李箱下面装有轮子
B. 在轴承中装有滚珠
C.汽车轮胎上有凸起的条纹
D. 给自行车加润滑油
6.(2分)如图所示的生活用具中,使用时属于费力杠杆的是( )
A.筷子 B.托盘天平
C.核桃夹 D.瓶起子
7.(2分)如图所示的四种情景中,力对物体做功的是( )
A.用力推小车没有推动
B.将货物从地面拉到高处
C.用力搬石头没有搬动
D.提着滑板车在水平路面上前行
8.(2分)如图所示的事例中,目的是为了增大压强的是( )
A.坦克履带很宽 B.书包带做得比较宽
C.切鸡蛋的铜丝很细 D.图钉帽面积大
9.(2分)下列事例中,利用大气压强的是( )
A.船闸 B.洗手池下水的回水管
C.高压锅 D.用吸管吸饮料
10.(2分)如图所示,列车的轨道旁画有黄线,是警示人们当有列车高速通过时不要距列车太近,否则容易被吸进铁轨,这其中的物理原理是( )
A.车与人之间的空气流速较小,气体压强较小
B.车与人之间的空气流速较大,气体压强较大
C.车与人之间的空气流速较小,气体压强较大
D.车与人之间的空气流速较大,气体压强较小
11.(2分)如图甲所示,小明用弹簧测力计拉木块,使它在同一水平木板上滑动,图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图象。请根据图象判断:在相等的时间内,两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别为P1,P2,下列判断正确的是( )
A.F1<F2 B.F1=F2 C.P1<P2 D.P1=P2
12.(2分)2022年北京冬奥会期间,石景山区将进行高台滑雪的比赛。当滑雪运动员从高处滑下的过程中,下列判断中正确的是( )
A.动能增加,重力势能减小
B.动能增加,重力势能增加
C.动能减小,重力势能减小
D.动能不变,重力势能增加
13.(2分)某校举行爬楼梯比赛。若要比较参赛者的功率大小,需测出的物理量是( )
A.登楼所用的时间
B.参赛者的体重,所登楼层的高度
C.参赛者的体重,所登楼层的高度以及登楼所用的时间
D.参赛者的体重,所登楼层的高度,登楼所用的时间以及参赛者通过的路程
14.(2分)小亮同学在研究液体内部压强的规律时,大胆探索,用甲、乙两种液体多次实验,根据实验数据画出了液体压强随深度变化的图象如图1所示,则甲、乙两种液体的密度关系是( )
A.ρ甲<ρ乙 B.ρ甲=ρ乙
C.ρ甲>ρ乙 D.条件不足,无法判定
15.(2分)由于不遵守交通法规酿成的交通事故频繁发生,国家加大了对违反交通法规的惩罚力度,关于汽车安全行驶的规定和措施,下列说法中正确的是( )
A.汽车在雨水路面上刹车距离长,是因为惯性力减小
B.汽车的限速和限载,都是为了减小汽车的惯性
C.汽车在匀速上坡时,汽车的重力势能增大动能减小
D.安全带主要是在汽车突然刹车时减小惯性对司机带来的危害
16.(2分)如图所示:A为木块,B为铝片,C为铁球,而且VA=VB=VC,把它们都浸没在水中,则它们受到的浮力FA、FB、FC之间的关系是( )
A.FA>FB>FC B.FA<FB<FC C.FA=FB=FC D.FA>FB=FC
17.(2分)小明用两个相同的滑轮,组成不同的滑轮组如图所示,分别将同一物体匀速提高到相同高度,绳子的自由端移动的拉力为F1、F2,图中左、右滑轮组的机械效率分别为η1、η2,下列关系正确的是(忽略绳重及摩擦)( )
A.F1>F2η1=η2 B.F1>F2 n1>η2
C.F1<F2η1=η2 D.F1<F2η1>η2
二、选择说明(选出各题唯一正确的答案,填在题后括号内,并说明理由。每题4分,共8分)
18.(4分)如图所示,物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),以下最省力的是 。
A.F1
B.F2
C.F3
D.F4
选择理由: 。
19.(4分)把重8N、体积为 1.0×10﹣3m3 的物体投入水中,当物体静止时,物体所处的状态和所受浮力是 。
A.漂浮,F浮=10N
B.悬浮,F浮=8N
C.漂浮,F浮=8N
D.沉在水底,F浮=10N
选择理由: 。
三、填空题(每空1分,共17分)
20.(5分)2020年6月4日至10日,第21届国际泳联跳水世界杯在武汉体育中心游泳馆举行。如图所示,跳板被跳水运动员压弯的过程中,施力物体是 。此现象说明力可以改变物体的 。继而运动员被跳板弹起说明力还可以改变物体的 ,同时也说明 。但最终运动员会落到水里是受 作用。
21.(2分)茶壶嘴与壶身相通,构成一个 ;茶壶的盖子上有一个小孔,是利用 使水容易倒出来。
22.(3分)如图所示,用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱,则支架会绕 点倾翻。已知AB长40cm,AC长30cm。室外机的重力为300N,正好处在AB中点处,则A处螺钉的水平拉力为 N(支架重力不计)。为了安全,室外机的位置应尽量 (选填“靠近”或“远离”)墙壁。
23.(2分)小明手拿如图所示的自制气压计,乘电梯由11楼下至1楼,气压计液面 (选填“上升”、下降”或“不变”),判断依据是: .
24.(2分)如图所示,一个未装满水的瓶子,正立在水平桌面上时,瓶对桌面的压强为p1,瓶底受到水的压力为F1;倒立时瓶对桌面的压强为p2,瓶盖受到水的压力为F2,则p1 p2,F1 F2.(选填:“大于”、“小于”或“等于”)
25.(3分)2019年12月17日,中国首艘自主建造航空母舰正式命名“山东舰”,“山东舰”为常规动力航母,满载时的排水量约为65000吨,它满载时受到的浮力约为 N,如果航母由渤海驶入黄海(ρ渤海<ρ黄海),航母所受浮力将 (选填变大、变小或不变),航母将 (选填上浮一些、下沉一些或不变)(g=10N/kg)。
四、作图题(每题2分,共6分)
26.(2分)如图所示,小球漂浮在水中,画出小球所受力的示意图。
27.(2分)在图中,画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图(要求保留作图痕迹)。
28.(2分)请画出如图中滑轮组最省力的绕绳方法。
五、实验探究题(共28分)
29.(7分)如图所示,小明用a、b两球探究“物体动能大小与哪些因素有关”。小球质量 ma>mb 让小球从同一斜面由静止释放,撞击水平面上的木块。
(1)该实验中物体的动能指 (选填“小球”或“木块”)的动能,通过观察 判断它的动能大小,此处用到的物理学方法是 ;
(2)对比甲图和丙图是为了探究动能大小与 的关系;
(3)对比甲图和乙图,该实验可得到的结论是 ,此处用到的物理学方法是 。
(4)若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
30.(9分)小甲在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量均为50g的钩码若干个。
(1)如图A所示,实验前,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,此时杠杆 (是/不是)平衡状态,则应把杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,可使杠杆在水平位置达到平衡状态。这样做的目的是便于测量 ;支点选在杠杆的中点是为了消除杠杆 对实验的影响。
(2)小甲同学所在实验小组完成某次操作后,实验现象如图B所示,他们记录的数据为:动力F1=1.5N,动力臂L1=0.1m,阻力F2=1N,阻力臂L2= m。
(3)于是小甲得出了结论 (用文字或符号表述均可),同组的小乙同学认为通过上面数据得出结论有不妥,原因是 。
(4)如图B所示,如果将两边同时加上一个相同的钩码则会出现 。
A.左端下沉
B.右端下沉
C.继续平衡
D.以上都有可能
(5)同样这组数据,小丙得出来的结论是:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。他们交流后,小乙同学为了证明小丙同学的结论是错误的,他做了如图C的实验,此实验 (选填“能”或“不能”)说明该结论是错误的。
31.(6分)在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小丽用同一滑轮组提升不同的物体,如图甲、乙所示,小红用同一滑轮组,改变绳子的绕线方法,提升相同的物体,如图丙所示,实验数据记录如下:
(1)在实验中,测量绳子端拉力F时,应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计,读出乙图中弹簧测力计的示数为(①处数据) N;
(2)表格中②处数据应为 %;表格中③处数据应为 m;
(3)分析1、2组实验数据可得:同一滑轮组提升的物体重力越大,机械效率 (选填“越大”“越小”“不变”);
(4)分析1、3组实验数据可得:同一滑轮组的机械效率与绳子绕线 (选填“有关”“无关”)。
实验次数
物体重力/N
提升高度/m
拉力/N
绳端移动的距离/m
机械效率η
1
3
0.1
2.0
0.3
50%
2
6
0.1
①
0.3
②
3
3
0.1
3.0
③
50%
32.(6分)在初二的物理实验课上,某实验小组的同学分别对浮力及阿基米德原理的相关实验进行了验证。
(1)实验一:小明进行了如图甲所示的实验:用量程为10N的弹簧测力计挂着金属块a缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F(液体均未溢出),并将其示数记录在下表中:
实验步骤
A
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数N
4.9
4.7
3.4
3.4
3.8
①图甲实验步骤A中弹簧测力计的示数为 N。分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟排开液体的 有关;分析实验步骤A、D、E,可以说明当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同时,浮力大小跟物体没入的深度 (选填“有关”或“无关”);
②小明用表格中的数据算出了图F中某液体的密度是 kg/m3。
(2)实验二:如图乙,小欣想要验证阿基米德原理,她将装满水且足够高的平底溢水杯放在水平升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。然后将一重为5N的实心物块用轻质细线悬挂于弹簧测力计A的正下方,调节升降台使物块下底面刚好与水面相平。随后她将一个空烧杯用轻质细线悬挂于弹簧测力计B的正下方。当小欣逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A的示数在 (选填“增大”“减小”或“不变”),且弹簧测力计A的示数变化量 (选填“大于”“小干”或“等于”)B的示数变化量,从而证明了F浮=G排。
六、应用题(共7分)
33.(7分)2020年11月28日,“奋斗者”号全海深载人潜水器成功完成万米海试并胜利返航,此次“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟坐底深度为10909米,创造了中国载人深潜新纪录,任务完成后,起重机把空载的“奋斗者”吊到母船上,起重机滑轮装置原理如图,“奋斗者”体积约为10m3,空载时质量约为6t。(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)这次创纪录深潜10000米时,海水对“奋斗者”号潜水器的压强是多少帕?
(2)在滑轮装置作用下,“奋斗者”离开水面后缓慢竖直上升7m后到达甲板,若绳子拉力F控=2×104N,拉力做的功为多少焦?
(3)则该滑轮组的机械效率为多少?
参考答案与试题解析
一、单项选择题(选出各题唯一正确的答案,每题2分,共34分)
1.【答案】C
【分析】结合对生活中常见物体质量的了解,运用G=mg,可做出选择。
【解答】解:A.一张课桌的质量约10kg,故重力约G=mg=10kg×10N/kg=100N,故A不符合题意;
B.一瓶500mL的矿泉水的质量约500g=0.5kg,故重力约G=mg=0.5kg×10N/kg=5N,故B不符合题意;
C.两个鸡蛋的质量约100g=0.1kg,故重力约G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,故C符合题意;
D.一头牛的质量约500kg,故重力约G=mg=500kg×10N/kg=5000N,故D不符合题意。
故选:C。
2.【答案】C
【分析】平衡力:作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
相互作用力:相互作用力是两个物体之间的相互作用。作用在不同的物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
【解答】解:A、物理书受到重力和物理书对桌面的压力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故A错误;
B、物理书对桌面的压力和桌面对物理书的支持力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C、物理书对桌面的压力和桌面对物理书的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同的物体上,是一对相互作用力,故C正确;
D、地面对桌子的支持力等于书和桌子的总重力,桌子受到的重力和地面对桌子的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故D错误。
故选:C。
3.【答案】D
【分析】(1)玻璃管倾斜只会改变水银柱的长度,而高度不会发生变化;
(2)上端开口,下部连通的容器称为连通器,注入同一种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持在同一水平面上,这就是连通器的原理;
(3)流体流速越快的位置压强越小,据此判断;
(4)把水气压计从山下带到山上时,发生变化的是海拔高度,而大气压随海拔的升高而减小,因此可从瓶内外的气压差来分析。
【解答】解:A、在托里拆利实验中,水银柱的高度是指管内水银面到水银槽中水银面的竖直高度,这一高度的大小是由外界大气压决定的,所以不会因玻璃管的倾斜而改变。如果把玻璃管倾斜一定角度,则水银柱的长度就会相应变长,故A错误;
B、盆景水位保持一定高度是大气压支撑水没有流出来,故B错误;
C、A管中水面上升,是因为流体中流速越大的位置压强越小,故C错误;
D、把水气压计从山下带到山上,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱的高度会升高,故D正确。
故选:D。
4.【答案】D
【分析】用力的示意图画出小球所受到的重力时,要将重力的三要素:大小、方向、作用点表示出来。
【解答】解:
物体受到重力的方向是竖直向下的,由图可知,ABC选项中重力的方向是错误的,D选项重力的示意图是正确的。
故选:D。
5.【答案】C
【分析】(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。
【解答】解:A、行李箱下面装有轮子,是用滚动代替滑动来减小摩擦力。故A不合题意;
B、在轴承中装有滚珠,是用滚动代替滑动来减小摩擦力。故B不合题意;
C、汽车轮胎上有凸起的条纹,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、给自行车加润滑油,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力。故D不合题意。
故选:C。
6.【答案】A
【分析】结合图片和生活经验,先判断它们在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。杠杆的分类:动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆;动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆;动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆。
【解答】解:
A.筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;故A正确;
B、托盘天平在使用时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故B错误;
CD、核桃夹、酒瓶起子在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;故CD错误。
故选:A。
7.【答案】B
【分析】做功必须具备两个必要因素:①作用在物体上的力,②物体在力的方向上通过距离。判定有没有做功,就从是否具备这两个必要因素入手。
【解答】解:
A、用力推小车但没有推动,有力作用在小车上,但小车没有通过距离,所以力对物体不做功,故A不合意题。
B、将货物从地面拉到高处,人给货物一个向上的拉力,货物在拉力的方向上通过的距离,所以力对物体做功,故B符合题意;
C、人用力搬石头但没有搬动,有力作用在石头上,但石头没有通过距离,所以力对物体不做功,故C不合题意。
D、提着滑板车在水平路面上前行,人给滑板车一个向上的拉力,滑板车没有在拉力的方向上通过距离,所以力对物体不做功,故D不合题意。
故选:B。
8.【答案】C
【分析】压强大小跟压力大小和受力面积大小有关。
增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在压力一定时,在受力面积一定时,增大压力;
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解答】解:A、坦克履带很宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A不合题意;
B、书包带做得比较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B不合题意;
C、切鸡蛋的铜丝很细,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C符合题意;
D、图钉帽面积大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不合题意。
故选:C。
9.【答案】D
【分析】(1)上端开口、底部连通的容器叫连通器,连通器中装有同种液体,在液面不流动时,总保持相平;
(2)沸点与气压有关,气压越小,沸点越低;
(3)用吸管吸饮料是利用大气压强原理,在大气压的作用下饮料进入口中。
【解答】解:
AB、船闸、洗手池下水的回水管,上端开口、底部连通,利用了连通器原理,故AB不合题意;
C、用高压锅煮饭,是因为大气压强越大,水的沸点越高,不是利用大气压强,故C不合题意;
D、用吸管吸饮料在大气压的作用下饮料进入口中,故D符合题意。
故选:D。
10.【答案】D
【分析】流体压强与流速的关系:流速越大的地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大。依据此原理分析可做出判断。
【解答】解:列车高速通过时,若人离列车太近,导致列车与人之间的空气流速增大、压强减小,而人外侧的空气流速慢、压强大,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险;所以候车时应该注意安全,站在黄线以外。
故选:D。
11.【答案】B
【分析】(1)先判断木块两次的运动状态,然后根据二力平衡的条件分析拉力和摩擦力的关系;
(2)根据在相同时间内,在拉力方向上通过的距离比较速度的大小;根据P==Fv判断功率的大小。
【解答】解:AB、从图象上可以看出,用弹簧测力计拉木块沿水平木板匀速滑动,木块做匀速直线运动,不论其速度大小如何,都受到平衡力的作用,在水平方向上,摩擦力和拉力是一对平衡力,故两次实验的拉力和摩擦力均相等,故A错误,B正确;
CD、从图象上可以看出,相同时间内,第一次移动的距离大,故第一次的速度大;木块所受的拉力不变,根据公式P==Fv可知,拉力第一次做功的功率大,故CD错误。
故选:B。
12.【答案】A
【分析】(1)动能大小的影响因素:质量、速度;质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举高的高度;质量越大,高度越高,重力势能越大。
【解答】解:运动员在从高处滑下的过程中,其质量不变,速度增大,所以他的动能增大;又因为他所处的高度减小,质量不变,所以他的重力势能减小。
故选:A。
13.【答案】C
【分析】爬楼梯是克服自身的重力做功,功除以时间就是功率。需要测出楼高、登楼时间、每个人的体重。
【解答】解:爬楼梯的功率P===。
需要测量的物理量是参赛者的体重、所登楼层的高度以及登楼所用的时间,不需要参赛者通过的路程。
故选:C。
14.【答案】C
【分析】同种液体的压强随深度增加而增大;不同液体的压强还跟密度有关。要比较甲、乙两种液体的密度关系,可控制两种液体的深度相同,通过比较两种液体的压强大小来判断其密度关系。
【解答】解:由图可知:当甲、乙两种液体的深度都是h0时,甲液体的压强大于乙液体的压强,因此ρ甲>ρ乙,所以选项A、B、D不正确。
故选:C。
15.【答案】D
【分析】(1)惯性是物体的固有属性,它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质,而不是一种力;
(2)惯性是物体的固有属性,其大小只取决于物体的质量;
(3)动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;动能和势能统称为机械能;
(4)安全带是为了防止在紧急刹车时人会前冲而带来的伤害。
【解答】解:
A、惯性是物体本身的一种属性,而不是力,不能说因为惯性力的作用,故A错误;
B、惯性是物体的固有属性,惯性大小只与物体的质量有关,与速度大小无关;限制速度的目的是为了减小汽车的刹车距离,故B错误;
C、汽车匀速上坡时,质量不变,速度不变,动能不变;质量不变,高度增大,重力势能增大,故C错误;
D、根据惯性知识可知,突然启动时人是向后仰的,安全带不起任何作用;安全带主要是在汽车突然刹车时对驾乘人员起到保护作用,故D正确。
故选:D。
16.【答案】C
【分析】物体浸没时排开液体的体积和本身的体积相等,已知三者的体积相等,根据阿基米德原理可知,三者所受浮力的关系。
【解答】解:由于物体浸没时排开液体的体积和本身的体积相等,且VA=VB=VC,
则把它们都浸没在水中时,排开水的体积相等,
由F浮=ρgV排可知:三者受到水的浮力相等,即FA=FB=FC。
故选:C。
17.【答案】A
【分析】由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n,
①不计绳重及摩擦,根据F=(G物+G动),可判断拉力的大小关系;
②把相同的重物匀速提升相同的高度,做的有用功相同;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。
【解答】解:不计绳重及摩擦,
(1)因为拉力F=(G物+G动),n1=2,n2=3,
所以绳子受的拉力:F1=(G物+G动),F2=(G物+G动),所以1>F2;
(2)因为动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W额=G动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,由η=可知,滑轮组的机械效率相同,即η1=η2;故A正确。
故选:A。
二、选择说明(选出各题唯一正确的答案,填在题后括号内,并说明理由。每题4分,共8分)
18.【答案】C;图中使用的是滑轮组,承担物重的绳子股数n=3,则F3=G,F3最小、最省力。
【分析】不计机械自重和摩擦:
(1)使用定滑轮时,可以改变力的方向,但不能省力,F=G;
(2)使用动滑轮时,n=2,拉力F=G;
(3)使用滑轮组时,先判断出承担物重绳子的股数n,拉力F=G;
(4)先判断动力臂和阻力臂关系,再根据杠杆平衡条件F1L1=GL2得出动力F和重力G的大小关系。
【解答】解:由题知,不计机械自重和摩擦;
A、图中使用的是定滑轮,使用定滑轮不能省力,F1=G;
B、图中使用的是动滑轮,使用动滑轮,省一半的力,F2=G;
C、图中使用的是滑轮组,承担物重的绳子股数n=3,则F3=G;
D、设杠杆上一格长度为L,重物拉力的力臂L1=2L,拉力F4的力臂L2=3L,
由杠杆平衡条件可得:G×L1=F4×L2,
G×2L=F4×3L,
解得:F4=G,
可见,F3最小、最省力。
故答案为:C;图中使用的是滑轮组,承担物重的绳子股数n=3,则F3=G,F3最小、最省力。
19.【答案】C;当物体完全浸没在水中时,物体受到的浮力大于重力,物体将上浮,最终漂浮在水面上,静止时浮力等于重力。
【分析】知道物体的体积和水的密度,利用阿基米德原理求全浸入水中物体受到的浮力;又知道物重,再利用物体的浮沉条件判断物体所处的状态和受到的浮力。
【解答】解:当物体全浸入水中时,排开水的体积为:
V排=V=1.0×10﹣3m3,
物体受到水的浮力为:
F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×1.0×10﹣3m3×10N/kg=10N;
则F浮>G=8N,物体将上浮,最后静止在水面上漂浮,
当物体漂浮时,受到水的浮力F浮′=8N。
故答案为:C;当物体完全浸没在水中时,物体受到的浮力大于重力,物体将上浮,最终漂浮在水面上,静止时浮力等于重力。
三、填空题(每空1分,共17分)
20.【答案】运动员;形状;运动状态;物体间力的作用是相互的;重力。
【分析】(1)弹力是相互接触的两个物体之间的作用。
(2)力的作用效果:力可以改变物体的运动状态;力可以是物体发生形变。
(3)物体间力的作用是相互的。
(4)物体只受到重力作用时会落向地面。
【解答】解:(1)跳板被跳水运动员压弯,是运动员对跳板有一个力的作用,施力物体是运动员,受力物体是跳板。
(2)力改变了跳板的形状,跳板受到运动员的压力作用,同时跳板给运动员一个向上的力,使运动员向上跳起,改变了运动员的运动状态。
(3)运动员给跳板一个向下的力,跳板给运动员一个向上的力,说明物体间力的作用是相互的。
(4)最终运动员会落到水里是因为运动员受到重力作用。
故答案为:运动员;形状;运动状态;物体间力的作用是相互的;重力。
21.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)上端开口、底部相连通的容器叫连通器;
(2)壶盖开一个小孔,可以使壶内气体和外界大气相通,从而便于将水倒出来。
【解答】解:(1)茶壶嘴与壶身相通,构成一个上端开口、底部相连通的连通器;
(2)壶盖上的小孔是为了让壶内气体和外界大气相通,在大气压的作用下水可以更容易的倒出。
故答案为:连通器;大气压。
22.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)三角支架ABC可看作杠杆,如果A处螺钉松脱,则支架会绕C点倾翻;
(2)分析杠杆五要素,根据杠杆的平衡条件求出A处螺钉的水平拉力;
根据杠杆的平衡条件,分析不变的量和可变的量,得出要减小水平拉力F的措施。
【解答】解:
(1)用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱,则支架会绕C点倾翻;
(2)C点是支点,空调受到重力而作用在支架上的力是阻力,由杠杆平衡条件可知:F×AC=G×AB;
A处螺钉的水平拉力为:
F=×G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①。
代入已知量得:
F=×300N=200N;
为了安全,即减小水平拉力F;由①知,在AC、G不变的前提下,要减小AB,故室外机的位置应尽量靠近墙壁。
故答案为:C;200;靠近。
23.【答案】下降;海拔越高、大气压越低。
【分析】大气压和海拔的关系:海拔越高、大气压越低;
【解答】解:海拔越高、气压越低,当将气压计由第11层楼拿到第1层楼时,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的减小而增大,此时在大气压的作用下,会有一部分水从玻璃管中压入瓶中,因此管内水柱的高度会下降。
故答案为:下降;海拔越高、大气压越低。
24.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)水平桌面上物体的压力和自身的重力相等。倒置后,由液体压强公式得出压强的变化情况;
(2)水对瓶盖和瓶底的压力,可以根据水产生的压力和水重力的关系进行分析,注意上下粗细一样的容器中,水对容器底的压力等于水的重力;上面粗、下面细的容器中水对容器底的压力小于水的重力;上面细、下面粗的容器中水的压力大于水的重力。
【解答】解:(1)由于瓶子放在水平桌面上,则对桌面的压力等于瓶子和水的总重力,即F=G,
所以,倒置后容器对桌面的压力不变,而受力面积减小,
由p=得:倒置后对桌面的压强变大,即:p1<p2;
(2)正放时,瓶子中的水柱是粗细相同的,瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力;
倒放时,瓶子中的水柱上面粗,下面细,一部分水压的是瓶子的侧壁,瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力;
因此即F1>F2。
故答案为:小于;大于。
25.【答案】6.5×108;不变;上浮一些。
【分析】(1)知道航母满载时的排水量(满载时排开水的质量),利用阿基米德原理F浮=G排=m排g求航母受到的浮力;
(2)当航母从海水密度较小的港口驶达密度较大的远海时,始终处于漂浮状态,浮力大小等于重力,据此分析浮力大小变化,根据阿基米德原理判定排开的水的体积的变化。
【解答】解:(1)由阿基米德原理可得,航母满载时受到的浮力:
F浮=G排=m排g=65000×103kg×10N/kg=6.5×108N;
(2)当如果航母由渤海驶入黄海(ρ渤海<ρ黄海)时,始终处于漂浮状态,浮力等于其重力,且航母受到的重力不变,所以航母所受到的浮力不变,由F浮=ρ液V排g可得,排开液体的体积会变小,航母将上浮一些。
故答案为:6.5×108;不变;上浮一些。
四、作图题(每题2分,共6分)
26.【答案】见试题解答内容
【分析】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。
【解答】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,如下图所示:
27.【答案】见试题解答内容
【分析】此题是求杠杆最小力的问题,已知点O是动力作用点,那么只需找出最长动力臂即可,可根据这个思路进行求解。
【解答】解:O为支点,所以力作用在杠杆的最右端,并且力臂是支点O到杠杆最右端的距离时,力臂最长,此时的力最小。确定出力臂然后做力臂的垂线即为力F.故答案为:
28.【答案】
【分析】滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数,也就是看有几段绳子连着动滑轮,段数越多越省力。
【解答】解:从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,最后有5段绳子承担物重,这就是最省力的绕法,如图所示:
五、实验探究题(共28分)
29.【答案】(1)小球;木块移动的距离;转换法;(2)速度;(3)物体的速度一定时,物体的质量越大,动能越大;控制变量法(4)不能。
【分析】(1)(2)根据转换法,通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小,据此分析;
(3)根据控制变量法和转换法分析;研究物体的动能与速度的关系,要控制质量相同,只改变速度大小;研究动能与质量的关系,要控制速度一定,改变质量;
(4)根据甲、乙实验可知由控制变量法和转换法可得出动能与物体速度的关系,据此分析回答。
【解答】解:(1)实验中所探究物体的动能是指小球的动能;实验中通过观察木块移动的距离长短,来判断小球动能的大小,这里用到的物理学研究问题的方法是转换法;
(2)对比甲图和丙图可知,小球的质量相同,滚下的高度不同,到达水平面时的速度不同,所以是为了探究动能大小与速度的关系;
(3)对比甲图和乙图,将质量不同的小球从相同斜面的同一高度释放,小球到达水平面时的速度相同,所以探究的是动能大小与质量的关系;在速度相同时,小球的质量越大,推动木块移动的距离越远,动能越大,故可得到的结论是:物体的速度一定时,物体的质量越大,动能越大。这里用了控制变量法;
(4)若水平面绝对光滑,则木块运动时不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动,不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小,所以本实验将不能达到探究目的。
故答案为:(1)小球;木块移动的距离;转换法;(2)速度;(3)物体的速度一定时,物体的质量越大,动能越大;控制变量法(4)不能。
30.【答案】(1)是;右;力臂大小;自身重力;(2)0.15;(3)F1L1=F2L2;实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性;(4)B;(5)能。
【分析】(1)静止时处于平衡状态;为了便于测量力臂大小,杠杆要在水平位置平衡,调节平衡时将螺母向上翘的一端移动;
(2)根据杠杆的平衡条件分析解答;
(3)掌握杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2,根据数据分析,得出力和力臂乘积之间的关系。探究杠杆平衡条件的实验应改变力和力臂进行多次实验得出的结论才具有普遍代表性,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性;
(4)根据杠杆的平衡条件可知,力和力臂的乘积大的一端下沉;
(5)力臂是支点到力的作用线的距离,据此分析。
【解答】解:(1)如图A所示,实验前发现杠杆静止时,右端高,此时处于平衡状态;
实验前,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,则应把杠杆两端的平衡螺母向右调节,直到杠杆在水平位置达到平衡状态。这样做的目的是便于测量力臂大小;支点选在杠杆的中点是为了消除杠杆自身重力对平衡的影响;
(2)如图B所示,杠杆在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件有:F1L1=F2L2,即1.5N×0.1m=1N×L2,解得L2=0.15m;
(3)小甲同学得出杠杆平衡条件为:F1L1=F2L2;
由实验数据可知,只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性,为得出普遍结论,应改变力和力臂,即钩码个数和悬挂位置进行多次实验;
(4)如果将两边同时加上一个相同的钩码,4G×2L<3G×3L,所以杠杆右端下沉,故选B;
(5)小乙同学做的如图C的实验中,将弹簧测力计拉力的方向不再与杠杆垂直,则力臂的大小不等于支点到力的作用点的距离,所以此实验能说明“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”这一结论是错误的。
故答案为:(1)是;右;力臂大小;自身重力;(2)0.15;(3)F1L1=F2L2;实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性;(4)B;(5)能。
31.【答案】(1)匀速;3.2;(2)62.5;0.2;(4)越大;(5)无关。
【分析】(1)实验中沿竖直方向缓慢匀速拉动测力计,处于平衡状态,测力计示数等于拉力大小;弹簧测力计读数时,先明确其分度值,再根据指针位置读数;
(2)根据η==求出机械效率;根据连接动滑轮绳子的段数求出距离的大小;
(3)(4)根据表格中的数据,利用控制变量法得出结论。
【解答】解:(1)实验中应沿竖直方向缓慢匀速拉动测力计,此时滑轮组处于平衡状态,测力计示数等于拉力大小;图乙中弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.2N;
(2)表格中②处的机械效率为:η===×100%=62.5%;
根据图丙可知,两段绳子拉着动滑轮,物体上升的高度为0.1m,则绳子自由端移动的距离为2×0.1m=0.2m;
(3)分析1、2组实验数据可得:其它条件不变时,同一滑轮组提升的物体重力越大,机械效率越大;
(4)分析1、3组实验数据可得:绳子的绕线不同,其它条件相同,机械效率相同,故结论为:同一滑轮组的机械效率与绳子绕线无关。
故答案为:(1)匀速;3.2;(2)62.5;0.2;(4)越大;(5)无关。
32.【答案】(1)①5.4;体积;无关;②0.8×103;(2)减小;等于。
【分析】(1)①知道物体的重力和物体浸没在盐水中弹簧测力计的示数,求出物体受到的浮力,比较后得出结论;
②浸在液体中的物体受到浮力作用,浮力大小跟液体密度和物体排开液体的体积有关,物体浸没在液体中时,浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关。在液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;
物体A浸没在水中和浸没在液体中都受到浮力作用,根据阿基米德原理分别求出物体A排开水和排开液体的体积,这两个体积都等于物体A的体积,根据体积相等列出等式可求出液体的密度;
(2)在液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,弹簧测力计示数越小;
浸在液体中的物体受到浮力大小等于物体排开液体受到的重力。
【解答】解:(1)①由A图知,图甲实验步骤A中弹簧测力计的示数为5.4N,即,物体A的重力是5.4N;
由表知,B图弹簧测力计示数是4.9N,根据F浮=G﹣F得,B图物体A受到的浮力是5.4N﹣4.9N=0.5N,
C图弹簧测力计示数是4.7N,根据F浮=G﹣F得,C图物体A受到的浮力是5.4N﹣4.7N=0.7N,
D图弹簧测力计示数是3.4N,根据F浮=G﹣F得,D图物体A受到的浮力是5.4N﹣3.4N=2N,
由实验步骤A、B、C、D得,浮力大小随着排开水的体积的增大而增大,可以说明浮力大小跟排开液体的体积有关;
分析实验步骤A、D、E,D、E两图物体A都浸没水中,但深度不同,由表知,D、E图弹簧测力计示数都是3.4N,根据F浮=G﹣F得,D、E图物体A受到的浮力都是5.4N﹣3.4N=2N,可以说明当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同时,浮力大小跟物体没入的深度无关;
②由A、E图知,物体a浸没在水中受到的浮力:F浮水=2N,
根据阿基米德原理,物体a排开水的体积:V排水=,
由A、F图知,物体a浸没在液体中受到的浮力:F浮液=G﹣FF=5.4N﹣3.8N=1.6N,V排液=,
物体A分别浸没在水和液体中,物体A排开水和液体的体积都等于物体A的体积,
故=,即,=,则液体的密度:ρ液=0.8×103kg/m3;
(2)如图乙,当小欣逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,重物排开水的体积越来越大,物体受到的浮力越来越大,物体的重力不变,根据F浮=G﹣F得,弹簧测力计A的示数越来越小;
弹簧测力计A的示数变化量是物体受到浮力的大小,B的示数变化量是物体排开液体受到的重力,当两者相同时,物体受到的浮力等于物体排开液体的重力,即F浮=G排。
故答案为:(1)①5.4;体积;无关;②0.8×103;(2)减小;等于。
六、应用题(共7分)
33.【答案】(1)这次创纪录深潜10000米时,海水对“奋斗者”号潜水器的压强是1×108Pa;
(2)拉力做的功为5.6×105J;
(3)则该滑轮组的机械效率为75%。
【分析】(1)利用p=ρgh计算出深潜10000米时,海水对“奋斗者”号潜水器的压强;
(2)根据图中信息可知吊起动滑轮绳子的股数,利用W=Fs得出拉力做的功;
(3)利用G=mg计算出“奋斗者”号的重力;利用η=×100%=×100%=×100%=×100%计算出该滑轮组的机械效率。
【解答】解:(1)深潜10000米时,海水对“奋斗者”号潜水器的压强:p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10000m=1×108Pa;
(2)根据图中信息可知,吊起动滑轮绳子的股数:n=4,
拉力做的功W总=F拉s=2×104N×4×7m=5.6×105J;
(3)“奋斗者”号的重力:G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N;
该滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=75%。
答:(1)这次创纪录深潜10000米时,海水对“奋斗者”号潜水器的压强是1×108Pa;
(2)拉力做的功为5.6×105J;
(3)则该滑轮组的机械效率为75%。
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