河南省新乡市获嘉县2022-2023学年八年级下学期期末物理试卷(含答案)
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2022-2023学年河南省新乡市获嘉县八年级(下)期末物理试卷
1. 为了纪念物理学家作出的突出贡献,通常用他们的名字来命名相关物理量的单位。例如用帕斯卡来命名压强的单位,用______ 来命名______ 的单位。
2. 如图所示为我国特警借助特殊装备“飞檐走壁”的情景。爬墙时,特警队员背上的气泵工作,将吸盘中的空气抽掉,在______ 的作用下吸盘紧紧地贴在墙壁上;特警队员枪支的背带较宽,是通过______ 的方式减小压强。
3. “考古盲盒”是河南博物院首先打造的文创产品,如图是小王用洛阳铲挖掘出来的令牌。施加相同大小的力,洛阳铲凹形的一端比圆形的一端对土面的______ 更大;轻轻向下挥动毛刷清扫令牌上的泥土时,毛刷受到的摩擦力方向向______ ;最后将令牌放在桌面上,桌面受到的压力是由______ (选填“桌面”或“令牌”)发生形变产生的。
4. 当汤圆刚放入水中时会沉入锅底,而当汤圆煮熟后则会浮出水面,如图是模拟同一个汤圆刚下锅和煮熟后的状态。若汤圆沉底时受到浮力为F1,漂浮时受到浮力为F2,则F1______ F2(选填“<”“>”或“=”);若煮熟后汤圆的体积约为20cm3,那么它在上浮过程(未露出水面)中所受浮力为______ N;将汤圆盛入碗中,在水平移动的过程中,托着碗底的手对碗______ (选填“做功”或“不做功”)。(假设整个过程中水的密度不变,忽略汤圆质量的变化ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
5. 小明借助如图所示的斜面将重为60N的物体从斜面底端向上匀速推上与斜面顶端相平的水平面,斜面长20m、高10m,已知斜面的机械效率为75%,他用时20s,则小明对物体做功的功率为______ W,物体所受到的摩擦力大小为______ N。
6. 一到麦收季节就会有不少农户把公路当成晒麦场,随意在道路上打场晒粮。这样做不仅影响交通秩序,还极易诱发交通事故。假如汽车正在通过的路面上晒有麦子,遇到紧急情况,刹车之后容易出现如下危险情况,请你解释其中的原因。
情景:刹车之后车速不容易降下来,且若车轮停止转动,滑行距离更远。
解释:______ 。
情景:避险失败后撞到大树,车身停止,未系安全带的乘客容易飞出窗外。
解释:______ 。
7. “估测”是物理学中常用的一种重要方法。下列对一些物理量的估测,最接近实际的是( )
A. 一瓶普通矿泉水的重力约为5N
B. 八年级的小华同学称体重时,对水平体重计的压力约5000N
C. 八年级的小华同学上一层楼克服重力做功约15000J
D. 日常生活中郑州市大气压可达1.0×107Pa
8. 如图中的工具在正常使用时属于费力杠杆的是( )
A. 门把手 B. 食品夹
C. 瓶盖起子 D. 尖嘴钳
9. 生活处处有物理,留心观察皆学问。对下列现象解释正确的是( )
A. 教室的门窗打开时,“过堂风”会把门关闭是由于空气流速变小,压强变小
B. 先磨刀后切肉,是为了增大压力,增大压强
C. 洗手池下方排水管的“反水弯”是一个连通器
D. 升国旗时利用动滑轮改变力的方向
10. 在劳动实践课上,小华学做开封火烧,下列说法正确的是( )
A. 擀面团时,面团既是受力物体也是施力物体
B. 面团能被揉捏成各种形状体现了面团的弹性
C. 抖落围裙上的面粉时利用到了惯性的作用
D. 擀好的面饼受到的重力与它对案板的压力是一对平衡力
11. 如图所示是大熊猫锦心大仔荡秋千时的情景。忽略空气阻力,不考虑绳与支架间的摩擦,下列说法正确的是( )
A. 锦心荡秋千的过程中机械能不守恒
B. 锦心到达最低点时动能最小
C. 锦心在上升过程中,重力势能转化为动能
D. 到达最高点时,所有力都消失,锦心将静止在空中
12. 在如图所示的装置中,每只滑轮质量均相同。两位师傅分别用甲、乙装置,将质量相同的沙袋缓慢提升到四楼,若不计绳重及摩擦,则下列说法正确的是( )
A. 甲比乙更省力
B. 甲做的额外功更多
C. 与甲相比乙的优点是可以改变力的方向
D. 乙滑轮组的机械效率更高
13. 分别由A、B两种物质制成的质量相等的实心球甲(A)、乙(B),分别缓慢放入两个相同的盛满水的烧杯内,这两种物质的质量和体积关系的图象如图所示。当甲、乙两实心球在水中静止时,下列判断正确的是( )
A. 甲球的密度小于乙球的密度
B. 甲球所受浮力小于乙球所受浮力
C. 水对甲球所在烧杯底部的压强更大
D. 放入甲球的烧杯对水平桌面的压强更大
14. 5月1日上午,河南省第十届中华轩辕龙舟大赛暨中国(漯河)美食嘉年华之2023漯河龙舟公开赛开幕式在沙澧河交汇处举行。关于龙舟大赛下列说法正确的是( )
A. 龙舟健儿们上船的过程中,船始终处于漂浮状态,船受到的浮力不变
B. 比赛中桨对水的力大于水对桨的力
C. 水对桨的作用力推动船向前进,说明力可以改变物体的运动状态
D. 龙舟加速前进过程中,受到非平衡力的作用
15. 早在4000年前,中国就有了春分立蛋的传统,当时是为了庆祝春天来临。图甲是小朋友们小心翼翼在桌上竖起来的鸡蛋,请在图乙中画出鸡蛋所受力的示意图(均画在重心上)。
16. 石磨是用于把米、麦、豆等粮食加工成粉、浆的一种机械。如图甲所示为小明家门口闲置的石磨,图乙为其俯视图,O为支点,请在图乙中画出推动石磨绕O点逆时针转动时,所施加的最小力F及其力臂l。
17. 在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中:
(1)实验过程中探头受到的液体压强大小是通过______ 来反映的。
(2)比较图中的乙和丙所示实验,可以初步得到结论:液体的压强与______ 有关,为了得出普遍规律,应该______ 。
(3)如图丁,将烧杯中的水换成盐水,继续探究液体的压强跟液体的密度的关系,比较丙、丁两图可以得到结论:当液体深度相同时,液体的密度越大,液体内部的压强越______ 。
18. 在“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验中,弹簧测力计的量程大于5N,则:
(1)分析图中的甲、丙、丁三次实验数据,可知浮力的大小与物体浸没在液体内的______ 无关;分析图中______ 三次实验数据,可知浮力的大小与液体的密度有关;分析图中的甲、乙、丙,说明浮力的大小与物体______ 有关。
(2)物体浸没在水中时受到的浮力是______ N;若先完成实验乙,再完成实验甲,测得的浮力将______ (选填“偏大”或“偏小”)。
(3)根据图中的数据计算出物体的体积为______ m3,密度为______ kg/m3(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
19. 在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示位置,此时杠杆处于______ (选填“平衡”或“非平衡”)状态;调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,其目的有①______ ;②______ 。
(2)杠杆调节好后,在A点挂3个钩码,如图乙所示,则应在B点挂______ 个钩码,才能使杠杆在水平位置再次平衡。(所用钩码的规格都相同)
(3)改变钩码的位置和个数,多次实验并记录数据如表,第3次杠杆平衡时阻力臂的数据为______ m。
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
1.5
0.1
0.5
0.3
2
2
0.15
1.5
0.2
3
5
0.1
2
分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件:______ 。
(4)在利用弹簧测力计代替钩码进行实验时,当弹簧测力计从图丙的位置缓慢左转,最终位置如图丁所示,杠杆一直保持在水平位置平衡,则弹簧测力计拉力的力臂______ ,拉力______ (均选填“增大”或“减小”)。
20. 如图为某加油站储油罐与加油机连接示意图。已知储油罐的容积为50m3,此时罐内油面距离地面4m。某轿车油箱距离地面1m,某次加油40L,在高速上匀速行驶162km,用时1.5h,汽车行驶时所受阻力为2.1×103N,整车的质量为1.6t,每个车轮与地面之间的接触面积为0.02m2,ρ油=0.71×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)车静止在水平路面时对地面的压强。
(2)不考虑储油罐油面深度变化,求该车加完油,克服油的重力所做的功。
(3)车在行驶过程中发动机的功率。
21. 建过工人用如图所示的滑轮组沿竖直方向提升重为960N的货物A。工人对绳子的拉力F为400N,当货物以0.1m/s的速度匀速上升3m时,若不计绳重及摩擦,求:
(1)拉力F做功的功率。
(2)滑轮组的机械效率。
(3)动滑轮的重力。
(4)在实际应用中,提高该滑轮组的机械效率的方法有哪些?
答案和解析
1.【答案】牛顿 力
【解析】解:为了纪念物理学家作出的突出贡献,通常用他们的名字来命名相关物理量的单位。例如用帕斯卡来命名压强的单位,用牛顿来命名力的单位。
故答案为:牛顿;力。
根据对常见物理量及其单位的掌握作答。
此题考查的是我们对常见物理量及其单位的掌握情况,属于识记性知识的考查,比较简单,容易解答。
2.【答案】大气压 增大受力面积
【解析】使用吸盘时,首先将吸盘内的气体挤出,盘内不存在气体,气压几乎为零,在盘外大气压的作用下将吸盘压在墙壁上,这是应用大气压。
减小压强的方法是增大受力面积,减小压力,特警队员枪支的背带较宽,是通过增大受力面积的方式减小压强。
故答案为:大气压;增大受力面积。
通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
减小压强的方法是增大受力面积,减小压力。
本题考查大气压的有关问题,物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释。
3.【答案】压强 上 令牌
【解析】解:(1)施加相同大小的力,洛阳铲凹形的一端比圆形的一端受力面积更小,对土面的压强更大;
(2)轻轻向下挥动毛刷清扫令牌上的泥土时,毛刷受到的摩擦力方向向上;
(3)将令牌放在桌面上,桌面受到的压力是由令牌发生形变产生的。
故答案为:压强;上;令牌。
(1)影响压力作用效果的因素是压力的大小和受力面积的大小。要增大或减小压强就要从这两个方面来着手。
(2)摩擦力的方向与相对运动(相对运动趋势)方向相反。
(3)压力属于弹力,是由于施力物体发生弹性形变引起的。
本题主要考查了影响压强大小的因素、摩擦力方向和弹力产生原因等知识的考查,正确理解相关的知识点是解题的关键。
4.【答案】<0.2不做功
【解析】解:(1)若汤圆沉底时,汤圆受到的浮力为F1
汤圆在未露出水面时受浮力约为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-5m3=0.2N;
(3)端着碗水平移动的过程中,拖着碗底的手对碗不做功,因为力的方向竖直向上,距离方向水平向前,水在力的方向上没有移动距离。
故答案为:<;0.2;不做功。
(1)若汤圆沉底时,汤圆受到的浮力为F1
(3)做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致);二者缺一不可。
本题考查浮沉条件、阿基米德原理、力是否做功的判断等的有关问题,综合题,难度不大。
5.【答案】40 10
【解析】解:(1)推力做的有用功:
W有用=Gh=60N×10m=600J,
由η=W有用W总得推力做的总功:
W总=W有用η=600J75%=800J,
推力做功功率:
P=W总t=800J20s=40W;
(2)推力做的额外功:
W额=W总-W有用=800J-600J=200J,
由W额=fs得物体受到的摩擦力:
f=W额s=200J20m=10N。
故答案为:40;10。
(1)利用W=Gh求推力做的有用功,知道斜面的机械效率,利用η=W有用W总求推力做的总功,再利用P=Wt
求推力做功功率;
(2)推力做的额外功W额=W总-W有用,再利用W额=fs求物体受到的摩擦力。
本题考查了使用斜面时有用功、总功、功率、摩擦力的计算,明确有用功和额外功以及总功的含义是关键。
6.【答案】车轮与地面之间有麦子,滑动摩擦容易变为滚动摩擦,摩擦力变小 乘客具有惯性要继续保持原来的运动状态不变
【解析】解:刹车之后车速不容易降下来,且若车轮停止转动,滑行距离更远是因为车轮与地面之间有麦子,滑动摩擦容易变为滚动摩擦,摩擦力变小,所以滑行距离更远;
避险失败后撞到大树,车身停止,而乘客具有惯性要继续保持原来的运动状态不变,所以未系安全带的乘客容易飞出窗外。
故答案为:车轮与地面之间有麦子,滑动摩擦容易变为滚动摩擦,摩擦力变小;乘客具有惯性要继续保持原来的运动状态不变。
(1)减小摩擦力的方法:减小压力,减小接触面的粗糙程度,使接触面脱离,用滚动代替滑动。
(2)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性,惯性是物体的一种属性,惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系。
此题通过农户把公路当成晒麦场现象考查了惯性,减小摩擦的方法,体现了物理物理源于生活,服务于生活的理念,是一道好题。
7.【答案】A
【解析】解:A、一瓶普通矿泉水的质量约500g=0.5kg,受到的重力为G=mg=0.5kg×10N/kg=5N,故A符合实际;
B、小华同学的质量约为50kg,其重力约G=mg=50kg×10N/kg=500N,站在体重计上对体重计的压力的大小等于其重力,约500N,故B不符合实际情况;
C、一层楼高约3m,小华同学上一层楼克服重力做功约W=Gh=500N×3m=1500J,故C不符合实际;
D、我们生活的环境气压在105Pa左右,过大或过小的气压都不适合人类生存,故D不符合实际。
故选:A。
不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
估测是一种科学的近似值,它不仅是一种常用的解题方法和思维方法而且是一种重要的科学研究方法,在生产和生活中也有着重要的作用,应用日常知识积累解答此题。
8.【答案】B
【解析】解:
A、门把手在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B、食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C、瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D、尖嘴钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选:B。
结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,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。
此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种:
①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
9.【答案】C
【解析】解:A、教室的门窗打开“过堂风”经过时,门外空气流速大、压强小,门内空气流速小、压强大,在压强差的作用下门被关闭,故A错误;
B、磨刀将刀刃磨薄,切肉时受力面积比较小,压强比较大,但压力不会改变,故B错误;
C、洗手池下方排水管的U形“反水弯”上端开口,底部连通,利用了连通器原理,故C正确;
D、升国旗时利用定滑轮改变力的方向,故D错误。
故选:C。
(1)在气体和液体中,流速大的位置压强小;
(2)磨刀,刀刃会变薄,减小了受力面积,从而增大压强;
(3)上端开口,底部连通的仪器叫做连通器;
(4)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。
本题考查了用物理知识解释生活中的现象,难度不大。
10.【答案】A
【解析】解:A、揉捏面团时,根据物体间力的作用是相互的可知,面团既是受力物体也是施力物体,故A正确;
B、面团能被揉捏成各种形状,面团不能自行恢复原状,说明面团具有塑性,故B错误;
C、我们拍打围裙时,围裙振动,面粉由于有惯性要保持原来的静止状态,这样二者分离,这是利用了面粉的惯性,不能说是惯性的作用,故C错误;
D、擀好的面饼受到的重力与它对案板的压力是作用在不同物体上的两个力,且方向相同,不是一对平衡力,故D错误。
故选:A。
(1)物体间力的作用是相互的;
(2)具有塑性的物体,受力时会发生形变,不受力时不能自动恢复原来的形状;
(3)物体都有保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都具有惯性;
(4)处于平衡状态的物体受到的力是平衡力,一对平衡力必须大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一物体上。
本题考查了物体间力的作用是相互的、塑性、力的作用效果、惯性的应用,难度不大。
11.【答案】D
【解析】解:A、锦心荡秋千的过程中由于空气阻力和摩擦力的作用,机械能不断减小,故A错误;
B、锦心到达最低点时速度最大、动能最大,故B错误;
C、锦心在上升过程中,速度变小、高度变大,动能转化为重力势能,故C错误;
D、到达最高点时,所有力都消失,根据牛顿第一定律,锦心将静止在空中,故D正确。
故选:D。
(1)只有不计空气阻力和摩擦时,机械能才守恒;
(2)荡秋千到达最低点时,高度最小、重力势能最小,动能最大、速度最大;
(3)上升时,动能转化为重力势能;
(4)根据牛顿第一定律可做出判断。
本题以大熊猫荡秋千为背景,考查了对机械能的转化与守恒、牛顿第一定律的理解,属基础题。
12.【答案】C
【解析】解:A、若不计绳重及摩擦,甲图中拉力F甲=12(G物+G动),乙图中拉力F乙=12(G物+G动),因为物重和动滑轮重相等,所以甲、乙拉力相等,故A错误;
B、不计绳重和摩擦,两图中对动滑轮做的功为额外功,根据W额=G动h结合题意知,甲、乙做的额外功相等,故B错误;
C、甲图中的动滑轮改变了用力的大小,乙图中的滑轮组不但改变了力的大小而且也改变的力的方向,故C正确;
D、不计绳重和摩擦,机械效率η=W有用W总×100%=W有用W有用+W额×100%=GhGh+G动h×100%=GG+G动×100%,题中甲、乙物体和动滑轮重都相等,则两图中的机械效率相等,故D错误。
故选:C。
(1)若不计绳重及摩擦,甲图中拉力F甲=12(G物+G动),乙图中拉力F乙=12(G物+G动);
(2)不计绳重和摩擦,两图中对动滑轮做的功为额外功,根据W额=G动h结合题意知,甲、乙做的额外功相等;
(3)甲图中的动滑轮改变了用力的大小,乙图中的滑轮组不但改变了力的大小而且也改变的力的方向;
(4)不计绳重和摩擦,机械效率η=W有用W总×100%=W有用W有用+W额×100%=GhGh+G动h×100%=GG+G动×100%,题中甲、乙物体和动滑轮重都相等,则两图中的机械效率相等。
本题考查了滑轮组的相关计算,要求学生能够灵活运用学过的公式解决实际问题。
13.【答案】BD
【解析】解:A、根据图象数据可知:ρ甲=m甲V甲=8.0g1.0cm3=8g/cm3,ρ乙=m乙V乙=2.0g2.0cm3=1g/cm3,已知水的密度ρ水=1g/cm3,所以ρ甲>ρ水=ρ乙,故A错误;
B、由于甲、乙两个实心球的质量相同的,根据G=mg知甲、乙两个实心球的重力相同,由于ρ甲>ρ水=ρ乙,根据物体的浮沉条件可知:甲球沉底,甲球的重力大于甲球受到的浮力,乙球悬浮,乙球的重力等于乙球受到的浮力,所以甲球受到的浮力小于乙球受到的浮力,故B正确;
C、由于甲、乙两个相同烧杯内盛满了水,所以分别放入实心球后容器里的水的深度不变,根据p=ρgh知水对容器底部的压强相等,故C错误;
D、已知甲球沉底,乙球悬浮,根据阿基米德原理和浮沉条件可知:GA溢=F浮A
(1)先根据图象给出的数据求出甲、乙两物质的密度,从而推出浮沉条件即可判断甲、乙两球在水中的状态;然后根据浮沉条件判断球的浮力与重力的关系;
(2)根据压强公式判断水对容器底部压强的关系;
(3)根据阿基米德原理和浮沉条件判断出放入物体后烧杯对水平桌面压力的变化,由p=FS判断出放入小球的烧杯对水平桌面压强的大小。
本题可得图象分析、浮沉条件和液体压强公式的应用,关键是根据图象得出物体的密度大小。
14.【答案】CD
【解析】解:A、龙舟健儿们上船的过程中,船始终处于漂浮状态,船的重力增加,根据浮沉条件可知,浮力等于重力,故浮力变大,故A错误;
B、划桨时,桨对水的力与水对桨的力是相互作用力,二者大小相等,故B错误;
C、当用力划桨时,水对桨的作用力推动船向前进,说明力可以改变物体的运动状态,故C正确;
D、龙舟加速前进过程中,运动速度增加,所以龙舟受到非平衡力的作用,故D正确。
故选:CD。
(1)物体漂浮时,浮力等于重力;
(2)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;
(3)力可以改变物体的运动状态;
(4)静止状态和匀速直线运动状态都是平衡状态,平衡状态受力平衡。
本题考查了力的作用效果、浮沉条件、相互作用力以及力与运动的关系等知识点,是一道力学综合题,考查的知识点较多,都是力现象重要的规律,要掌握这些规律,应用规律解决实际问题。
15.【答案】解:鸡蛋静止在桌面上,受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力作用,过重心O分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条带箭头的线段表示出重力和支持力,二者大小相等,并标出G和F,如图所示:
【解析】先确定鸡蛋静止在桌面上时受几个力,明确各个力的方向、作用点,再根据力的示意图的画法作图。
作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点。
16.【答案】解:由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,因此OA作为动力臂l最长,动力的方向应该向右,过点A垂直于OA向右作出最小动力F的示意图。如图所示:
。
【解析】(1)力臂的概念:力臂是指从支点到力的作用线的距离。
(2)杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2),在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小。
本题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出:在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小的结论。
17.【答案】U形管两侧液面的高度差 液体深度 换不同密度的液体重复实验 大
【解析】解:(1)液体压强的大小通过压强计U形管两侧液面的高度差来反映,液面高度差大,液体产生的压强大,这是转换法的运用;
(2)甲、乙两图液体的密度、橡皮膜的方向相同,液体的深度不同,所以甲、乙两图是探究液体压强跟液体深度的关系的;
为了得出普遍规律,应该换不同密度的液体重复实验,避免实验结论的偶然性;
(3)比较丙、丁两图,盐水的密度大于水的密度,探头的橡皮膜所处的深度相同,且丁中U形管的高度差更大,故丁图探头的橡皮膜所受的液体压强更大,可得到结论:当液体深度相同时,液体的密度越大,液体内部的压强越大。
故答案为:(1)U形管两侧液面的高度差;(2)液体深度;换不同密度的液体重复实验;(3)大。
(1)液体压强的大小通过压强计U形管两侧液面的高度差来反映;
(2)液体的压强可能跟液体的深度和密度有关,根据控制变量法原则,探究液体压强跟深度关系时,保持液体的密度、方向相同;为了得出普遍规律,应该换不同密度的液体重复实验;
(3)影响液体压强的因素有:液体的密度和液体的深度,在探究与其中的一个因素时,就要控制另一个因素一定。
本题考查了探究液体压强的特点实验,在此实验中控制变量法的运用非常关键。
18.【答案】深度 甲、丁、戊(或甲、丙、戊)排开液体的体积 4 偏大 4×10-4 1.25×103
【解析】解:(1)分析图中的甲、丙、丁三次实验数据可知液体密度相同,物体排开液体的体积相同,受到的浮力相同,浮力的大小与物体浸没在液体内的深度无关;
分析图中甲、丁、戊(或甲、丙、戊)三次实验可知物体排开液体的体积相同,液体密度不同,浮力大小不同,所以浮力的大小与液体的密度有关;
分析图中的甲、乙、丙可知液体密度相同,物体排开液体体积变大,所受浮力变大,可以说明浮力大小跟排开液体的体积有关;
(2)根据称重法可知物体浸没在水中的浮力F浮=G-F=5N-1N=4N,
若先完成实验乙,再完成实验甲,物体上有水,测得的重力偏大,根据称重法可知测得的浮力将偏大;
(3)根据阿基米德原理可知,物体的体积为:V=V排=F浮ρ水g=4N1.0×103kg/m3×10N/kg=4×10-4m3,
物体的质量:m=Gg=5N10N/kg=0.5kg,
物体的密度:ρ=mV=0.5kg4×10-4m3=1.25×103kg/m3。
故答案为:(1)深度;甲、丁、戊(或甲、丙、戊);排开液体的体积;(2)4;偏大;(3)4×10-4;1.25×103。
(1)物体浸在液体中所受浮力大小与液体密度和物体排开液体体积有关,根据控制变量法、称重法结合图中数据分析;
(2)根据称重法计算物体浸没在水中时受到的浮力;先完成实验乙,再完成实验甲,所测物体的重力偏大,据此分析;
(3)根据阿基米德原理计算物体的体积,根据m=Gg计算物体的质量,根据密度公式计算物体的密度。
“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验考查控制变量法、称重法、重力公式、密度公式的灵活运用。
19.【答案】平衡 便于测量力臂 消除杠杆自重对实验的影响 20.25F1l1=F2l2 减小 增大
【解析】解:(1)如图杠杆在此位置处于静止状态,杠杆在此位置处于平衡状态。
杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,并且能消除杠杆重对实验的影响。
(2)设每个钩码的重力为G,杠杆每一个格长为L,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,
3G×2L=nG×3L,
解得,n=2;
要使杠杆再次在水平位置平衡,需要在B点挂2个钩码。
(3)①根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得,
5N×0.1m=2N×l2,
解得第3次杠杆平衡时阻力臂的数据为:
l2=0.25m;
②分析表格中的数据知,
1.5N×0.1m=0.5N×0.3m,
2N×0.15m=1.5N×0.2m,
5N×0.1m=2N×0.25cm,
故可得出杠杆平衡的条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,表达式为F1l1=F2l2。
(4)根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,阻力和阻力臂不变时,弹簧测力计倾斜,弹簧测力计拉力的力臂减小,拉力增大。
故答案为:(1)平衡;便于测量力臂;消除杠杆自重对实验的影响;
(2)2;
(3)0.25;F1l1=F2l2;
(4)减小;增大。
(1)杠杆处于静止状态或匀速转动状态都属于平衡状态;
杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,并且能消除杠杆重对实验的影响;
(2)设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆的平衡条件判断右端钩码数;
(3)①根据第三次实验中所挂钩码的数量和位置分析解答;②将数据中的各自的力与力臂相乘,然后分析实验数据,归纳出杠杆的平衡条件;
(4)根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可判断F的大小变化。
本题考查了杠杆平衡条件的探究实验,实验中要明确动力臂、动力、阻力臂和阻力。
20.【答案】解:(1)整车的重力:G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N,
车对地面的压力:F压=G=1.6×104N,
车静止在水平路面时对地面的压强:p=F压S=1.6×104N4×0.02m2=2×105Pa;
(2)油的质量:m油=ρ油V油=0.71×103kg/m3×40×10-3m3=28.4kg,
该车加完油,上升的高度:h=4m+1m=5m,
克服油的重力所做的功:W=G 油h=m油gh=28.4kg×10N/kg×5m=1420J;
(3)车匀速行驶,牵引力和阻力是平衡力,牵引力:F=f=2.1×103N,
牵引力做的功:W'=Fs=2.1×103N×162×103m=3.402×108J,
车在行驶过程中发动机的功率:P=W't=3.402×108J1.5×3600s=6.3×104W。
答:(1)车静止在水平路面时对地面的压强是2×105Pa;
(2)不考虑储油罐油面深度变化,该车加完油,克服油的重力所做的功是1420J;
(3)车在行驶过程中发动机的功率是6.3×104W。
【解析】(1)根据G=mg得到整车的重力,对地面的压力等于重力,根据p=FS得到车静止在水平路面时对地面的压强;
(2)根据m=ρV得到油的质量,根据W=Gh=mgh得到该车加完油,克服油的重力所做的功;
(3)车匀速行驶,牵引力和阻力是平衡力,根据W=Fs得到牵引力做的功,根据P=Wt得到车在行驶过程中发动机的功率。
本题考查压强、功和功率的计算,要注意物体对水平面的压力和自身的重力相等。
21.【答案】解:(1)由图可知承担物重的绳子段数为:n=3,
拉力F的功率为:
P=W总t=Fst=Fv绳=F⋅nv物=400N×3×0.1m/s=120W;
(2)承担物重的绳子段数为:n=3,
所以滑轮组的机械效率为:
η=W有用W总=GhFs=GhF⋅3h=G3F=960N3×400N×100%=80%;
(3)若不计绳重及摩擦,根据F=13(G+G动)得动滑轮的重力为:
G动=3F-G=3×400N-960N=240N;
(4)由η=W有用W总=W有用W有用+W额知增加所提升的物体重力、选用质量更小的动滑轮、给滑轮轴抹润滑油都可以提高滑轮组的机械效率。
答:(1)拉力F做功的功率为120W;
(2)滑轮组的机械效率为80%;
(3)动滑轮的重力为240N
(4)增加所提升的物体重力、选用质量更小的动滑轮、给滑轮轴抹润滑油。
【解析】(1)由图确定承担物重的绳子段数n,拉力端移动速度等于物体移动速度的n倍,根据P=W总t=Fst=Fv求出拉力的功率;
(2)已知承担物重的绳子段数和工人对绳子的拉力,根据η=W有用W总=GhFs=GhF⋅3h=G3F求出滑轮组的机械效率;
(3)若不计绳重及摩擦,根据F=13(G+G动)算出动滑轮的重力;
(4)由η=W有用W总=W有用W有用+W额,通过减小额外功,增加有用功可以提高滑轮组的机械效率。
本题主要考查功率、机械效率的计算,熟练公式即可解答。
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