2022-2023学年陕西省榆林市定边七中八年级(下)期末物理试(含解析)
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2022-2023学年陕西省榆林市定边七中八年级(下)期末
物理试卷
一、选择题(本大题共10小题,共40分)
1. 下列对生活中物理量的估测正确的是( )
A. 一位中学生爬楼梯的功率约为15W
B. 正常体态中学生游泳时受到的浮力约50N
C. 一位中学生单脚站立时对地面的压强约为2×106Pa
D. 一个大拇指指甲盖受到的大气压力约为10N
2. 有一架飞机沿水平方向向右做匀速直线运动,每隔1秒钟从飞机上轻轻释放一小球,若不考虑空气阻力和风力的影响,当三个小球落至地面前,站在地面上的人看到这三个小球在空中的排列情况应是下图中的哪一个( )
A. B. C. D.
3. 在2022北京冬奥会短道速滑男子1000m比赛中,中国选手获得金牌,图甲是他正全力通过弯道,图乙是他获胜后站立在水平赛场中央大声欢呼的情形。下列说法正确的是( )
A. 通过弯道过程中他处于平衡状态
B. 站立时他受到的重力和冰面对他的支持力是一对相互作用力
C. 站立时他受到的重力和他对冰面的压力是一对平衡力
D. 图甲中他的手对冰面的压力与冰面对他手的支持力是一对相互作用力
4. 门的设计与使用蕴含着许多物理知识,下列说法错误的是( )
A. 门把手离门轴远,利用力的作用效果与力的作用点有关
B. 门轴上的合页加润滑油是为了减小摩擦
C. 门把手(轮轴)是费力杠杆
D. 硅胶门吸利用了大气压的作用
5. 冬奥媒体中心有一种“打盹儿神器”——睡眠休息舱。如图所示,只要用手机扫描休息舱的二维码,相当于给二维码拍了一张照片,就可以打开舱门进入休息舱休息。下列相关说法中正确的是( )
A. 休息舱上的二维码是光源
B. 二维码位于手机摄像头的二倍焦距以外
C. 此时手机摄像头成像原理与放大镜相同
D. 当二维码超出手机上设定的方框时,应把手机靠近二维码
6. 2022年2月6日,中国女足凭着“不畏强敌、顽强拼搏”的精神,成功夺得了亚洲杯冠军。足球运动蕴含着许多物理知识,下列分析正确的是( )
A. 踢出去的足球在空中运动过程中,脚仍对球做功
B. 踢球时,脚对球的作用力大于球对脚的作用力
C. 守门员接住飞来的足球,说明力可以改变物体的形状
D. 足球在草地上滚动时受到重力、支持力和摩擦力的作用
7. 下列说法中正确的是( )
A. 图甲:快递车安装较多的轮子是为了减小与地面间的摩擦力
B. 图乙:在高铁站站台人必须站在安全线以外的区域候车,原因是流体流速大的位置压强小
C. 图丙:桌面对托盘秤的支持力不是弹力
D. 图丁:把自制气压计从山脚带到高山顶峰,细管中的液面会下降
8. 如图是甲、乙两只完全相同的试管内装有两种液体,放在水平桌面上,甲试管竖直放置,乙试管倾斜放置,两试管液面相平,若液体对两试管底部压强相等,则下列判断正确的是( )
A. 液体的质量m 甲
C. 液体的体积 V 甲>V 乙
D. 试管对桌面的压力 F 甲=F 乙
9. 如图所示为2022年1月19日交付使用的我国第二大半潜船“新耀华”号。它主要用于运输无法分割吊装的超大型装备,该船满载时的排水量为8万吨,配有108个压载水舱,下潜吃水30.5米。用DGPS(利用GPS卫星信号)、激光、雷达三套系统进行精准动力定位。下列有关说法正确的是(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)( )
A. “新耀华”号满载时所受的浮力为8×107N
B. “新耀华“号达到最大下潜吃水时,船底所受水的压强为3.05×105Pa
C. 当“新耀华”号要上浮时,应向压载水舱注入水
D. DGPS是利用超声波实现精确定位的
10. 如图所示,分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体M匀速提升至相同高度(绳长不变),测得各拉力大小如图,则( )
A. 利用机械丙提升物体最省力 B. F乙和F丙两个力所做的功相同
C. 机械丙比机械乙的机械效率低 D. 机械乙比机械丙的额外功多
二、非选择题(共60分)
11. 负压救护车在抗击“新冠肺炎”中发挥了很大作用。如图是负压救护车的原理图,车内空间为负压舱,它能滴水不漏地防护病毒再传播。这个装置主要部分是一个抽气机,被污染的空气经过消毒、杀菌处理后,用抽气机将其______ (选填“从车内抽出”或“抽入至车内”),使车内气压______ (选填“高于”、“低于”或“等于”)车外大气压,在______ 作用下,清洁的空气只能由车______ 流向车______ ,并使空气由清洁区(医务人员区)流向感染源区(病人区)。
12. 如图所示,斜面高为1m、长为2m,工人用600N沿斜面方向的力将重为900N的箱子匀速推到车上,在这个过程中工人推力做的功是______ J,箱子与斜面之间的摩擦力是______ N,斜面的机械效率是______ 。
13. 玩滑板是青少年喜爱的一种运动。玩滑板时,用脚向后蹬地面,滑板就会前行,说明了力的作用是______ 的。小明同学站在滑板上匀速直线前行时,滑板受到______ (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用;若小明和滑板的总重为600N,滑板轮子与水平地面的总接触面积约为8×10−4m2,则水平地面受到的压强为______ Pa。
14. 如图所示,为某“护眼小分队”用一个水凸透镜来展示近视眼、远视眼的成因和矫正方法的实验装置。
此时光屏上恰好得到了烛焰清晰的像。接着他拉动活塞使水凸透镜变薄,发现光屏上的像变模糊了,为S使像再次清晰,他应将蜡烛适当______ (选填“靠近”或“远离”)透镜;若不移动蜡烛,要让光屏上的像变清晰,可在蜡烛与水透镜之间适当的位置安装一个______ (选填“凸”或“凹”)透镜,此过程模拟的是______ (选填“近视眼”或“远视眼”)的成因及矫正方法。
15. 如图所示的秤,使用前要调整重垂线,即利用重力的方向始终______,直到重垂线正指下方小立柱时,底板水平。接着观察到固定悬挂在P点的置物盘空载时左端下沉,应向______(选填“左”或“右”)调节平衡螺母使横梁处于水平平衡状态;将一木块放入置物盘,在右边适当位置悬挂钩码使横梁再次水平平衡;已知钩码质量m1=100g,测得OP=L、OQ=4L,则木块质量m2=______g。
16. 置于水平桌面上的容器底部放有一个边长为10cm,密度为0.9×103kg/m3的正方体物块,如图甲所示,此时物块对容器底的压强为______Pa;当逐渐向容器内倒入某种液体(物块与容器底未紧密接触,液体未溢出),记录物块所受浮力F浮与容器内液体的深度ℎ关系如图乙所示,则液体密度为______kg/m3;当ℎ=10cm时,物块处于______(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)状态。(g=10N/kg)
17. 如图所示,木块竖立在小车上,随小车一起以相同的速度在水平地面上向右做匀速直线运动,不考虑空气阻力,请在图中画出木块所受到的力。
18. 如图为运动员用冰球杆用力击打冰球的瞬间,请在图乙冰球杆的简图上画出作用在A点的最小动力F1和F1的力臂l1。
19. 请完成与下列实验有关的填空。
(1)如图1,明在探究“杠杆的平衡条件”实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉,此时,应把杠杆两端的平衡螺母向______ (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)如图2为琳琳设计的“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验方案。把一个木块放在长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做______ 运动时,根据______ 的知识,木块所受滑动摩擦力f的大小等于弹簧测力计的示数F。
(3)如图3,在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,分析实验步骤A、B、C、D,得出结论:当液体密度一定时,______ 越大,浮力越大。
20. 在探究凸透镜成像规律的实验中,小王同学所在的实验小组画出了如图甲所示的物距u和像距v对应关系图象。
(1)分析图甲可知,小王实验小组所用凸透镜的焦距是______ cm,当物体靠近凸透镜时,它所成的像离凸透镜的距离______ (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)他们认真总结了凸透镜成像的规律,发现在图乙中左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是______ (选填“A、B、C、D”中的一个选项)。
(3)小组中小李同学,把自己的眼镜放在了蜡烛和凸透镜之间,如图丙,发现光屏上的像变模糊了,小李将光屏远离凸透镜移动时,像又变清晰了,他戴的是______ 眼镜。小组同学讨论,如果开始放上眼镜后,不移动光屏和凸透镜,只移动蜡烛,要想在光屏上成清晰的像,应将蜡烛______ 凸透镜(选填“远离”或“靠近”)。
21. 小雨同学在研究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)压强计通过U形管两端液面的______ 来反映液体压强的大小,这里采用的研究方法是______ 法(选填“控制变量”或“转换”)。
(2)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两端的液面应当相平,而她却观察到如图甲所示的情景,调节的方法是______ (选填“A”或“B”)。
A.将此时右边支管中高出的液体倒出
B.取下软管重新安装
(3)压强计调节正常后,小雨将金属盒先后浸入乙、丙的两杯液体中,她发现乙杯中U形管两边的液柱高度差较大,于是认为乙杯中盛的是密度较大的盐水。小雨的结论是______ 的(选填“可靠”或“不可靠”),因为______ 。
(4)在乙杯中,保持金属盒在液体中的深度不变,转动金属盒上橡皮膜的朝向,发现U形管两侧水面的高度差不变,说明液体内部向各个方向的压强______ 。
22. 某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示:
实验
次数
钩码重
量G/N
钩码上升
高度ℎ/m
绳端拉
力F/N
绳端移
动距离s/m
机械效
率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
4
8
0.1
2.5
80%
(1)实验中应沿竖直方向______缓慢拉动弹簧测力计,某同学在该实验中加速向上提升重物,所测滑轮组的机械效率会______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(2)通过比较______(填实验次数的序号)两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关;比较2、3两次实验得出结论:同一滑轮组,______越大,滑轮组的机械效率越高。
(3)表格中第4次实验空格中数值:绳端移动距离s=______m;通过比较3、4两次实验数据可得出结论;不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越______(填“高”或“低”);
(4)若每个滑轮的质量为100g,第三次实验中克服摩擦做的额外功为______J(不计绳重)。
23. 某建筑公司在修建大桥时,需要把一长方体材料用钢丝绳匀速放入河水中,如图甲所示。长方体材料匀速下降的速度为0.2m/s,正方体材料匀速下降所受浮力及钢丝绳所受拉力随时间变化的关系图象如图乙所示,河水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)该材料受到的重力和浸没时的浮力;
(2)图乙中力F1的大小;
(3)长方体材料的密度;
(4)从计时开始,在长方体材料匀速下降30s时,长方体的下表面受到水的压强。
24. 中央电视台的《我爱发明》栏目播出了一起节目:“水陆机甲”,即“水陆两栖挖掘机”,这个挖掘机下面是两个巨大的浮箱。它的有关数据如下表所示:
项目
数值
整机质量(t)
36.5
发动机最大功率(kW)
150
标准斗容(m3)
1.0
铲斗质量(t)
0.25
每条履带与地面接触的面积(m2)
2.5
(1)求挖掘机静止且不工作时对水平地面的压强。
(2)求挖掘机在足够深的水中静止时,所排开水的体积。
(3)挖掘机在从水中挖掘、运送泥沙过程中,正好装满泥沙的铲斗用4s以2.4m/s的平均速度从图乙中最低点A移到最高点B,接着再用2s沿水平方向移动4m将泥沙卸到汽车上。如果挖掘机在上述运送泥沙过程中的平均功率为60kW,设泥沙的密度为1.8×103kg/m3。求:此过程挖掘机的机械效率。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A、一中学生以正常速度从一楼登上三楼所做功为:W=Gℎ=mgℎ=50kg×10N/kg×6m=3000J,用时间约30s,功率:P=Wt=3000J30s=100W,故A错误;
B、中学生游泳时,处于漂浮状态,受到的浮力约为其重力,即约500N,故B错误;
C、中学生单脚站立时对地面的压力约为:F=G=500N,
单脚站立时的受力面积约为:S=200cm2=0.02m2,
单脚站立时对地面的压强:p=FS=500N0.02m2=2.5×104Pa,故C错误;
D、中学生大拇指指甲盖面积是1×10−4m2,大气压对大拇指指甲盖的压力F=pS=105Pa×1×10−4m2=10N,故D正确。
故选:D。
首先对题目中涉及的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。
物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一,这种能力的提高,对我们的生活同样具有很大的现实意义。
2.【答案】C
【解析】解:飞机沿水平向右做匀速直线运动,每隔1秒钟从飞机上轻轻释放一小球,小球由于惯性,保持原来的运动状态不变。同时三个小球在重力的作用下向下落,都是以原来的速度向前运动,小球受地球引力的作用下,同时向下做自由落体运动,故三个小球下落时,在同一竖直的直线上。
故选:C。
根据惯性知识,可以判断三个小球在脱离飞机落下后跟飞机竖直位置的关系,因此就容易判断其位置的变化了。
本题以典型的情景考查了惯性的知识,在分析时,要充分考虑到惯性的存在以及重力的存在,同时要注意其前提:不计空气阻力。
3.【答案】D
【解析】解:A、通过弯道过程中,任子威的运动方向不断变化,所以他处于非平衡状态,故A错误;
B、站立时他受到的重力和他对冰面的压力方向相同,所以不是一对相互作用力,故B错误;
C、站立时他受到的重力和他对冰面的压力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故C错误;
D、图甲中他的手对冰面的压力与冰面对他的手的支持力同时作用在冰面和他的手上,符合相互作用力的条件,所以是一对相互作用力,故D正确。
故选:D。
(1)平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态;
(2)相互作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上;
(3)二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上;
此题考查平衡状态的判断、平衡力与相互作用力的区别,平衡力与相互作用力的区别主要在于:平衡力是作用在同一物体上的两个力;相互作用力是作用在两个物体上的力。
4.【答案】C
【解析】解:
A、门把手离门轴远,推门时所需力越小,说明力的作用效果与力的作用点有关,故A正确;
B、门轴上的合页加润滑油减小了接触面的粗糙程度,减小摩擦,故B正确;
C、门把手(轮轴),动力在轮上,阻力在轴上,故门把手(轮轴)是省力杠杆,故C错误;
D、硅胶门吸上的吸盘压在墙上,将吸盘内的空气排出,吸盘另一侧在大气压的作用下,使吸盘不能轻易移动,起到固定门的作用,故D正确。
故选C。
A、力的三要素是力的大小、方向和作用点;门把手离门轴远,推门时所需力越小;
B、减小摩擦的方法:(1)使接触面变光滑;(2)减小压力;(3)用滚动代替滑动;(4)使接触面分离;(5)变干摩擦为湿摩擦等;
C、门把手为轮轴,轮轴可以省力;
D、硅胶门吸上的吸盘压在墙上,将吸盘内的空气排出,吸盘另一侧在大气压的作用下,使吸盘不能轻易移动,据此分析。
本题考查力的三要素、摩擦力、轮轴和大气压的有关知识,综合性强,难度适中。
5.【答案】B
【解析】解:A、本身能够发光的物体叫做光源,二维码本身不发光,所以二维码不是光源,故A错误;
B、给二维码拍照片时,手机摄像头相当于照相机,成倒立、缩小的实像,此时物距大于二倍焦距,则二维码位于摄像头的二倍焦距之外,故B正确;
C、放大镜成正立、放大的虚像,而手机摄像头成倒立、缩小的实像,两者的成像原理不相同,故C错误;
D、二维码超出手机上设定的方框,说明所成的像太大,应使像变小一些,需增大物距,减小像距,所以应把手机远离二维码,故D错误。
故选:B。
(1)自身能发光的物体称为光源。
(2)手机摄像头的镜头是凸透镜,是利用物体在2倍焦距以外,像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立缩小实像的原理工作的。凸透镜成实像时,有“物远像近像变小”的动态变化规律。
此题考查了凸透镜成像规律的应用,关键要明确凸透镜成实像时,有“物远像近像变小”的动态变化规律。
6.【答案】D
【解析】解:A、踢出去的足球由于惯性在空中运动过程中,脚对球没有作用力,脚对球不做功,故A错误;
B、踢球时,脚对球的作用力等于球对脚的作用力,故B错误;
C、守门员接住飞来的足球,足球的运动方向发生改变,说明力可以改变物体的运动状态,故C错误;
D、足球在草地上滚动时,足球始终受到重力的作用、草地对足球有向上的支持力、草地对足球有向后的摩擦力,故D正确。
故选:D。
(1)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。
(2)一对相互作用力大小相等。
(3)力可以改变物体的形状,也可以改变物体的运动状态。
(4)对物体受力分析:
一是分析重力:地面附近的物体都受重力;
二是分析弹力:指的是压力、支持力、推力、拉力;
三是分析摩擦力:只有物体相互接触,并且发生相对滑动或者有相对运动的趋势时才产生摩擦力。
此题是一道力学综合题,考查了做功的必要因素、力的作用相互性、受力分析及力的作用效果,包含的知识点较多,正确、全面理解概念和规律是解答的关键。
7.【答案】B
【解析】解:
A、快递车安装较多的轮子,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对地面的压强,防止地面被压坏,所以其目的不是减小与地面间的摩擦力,故A错误;
B、当列车驶进站台时,会带动车厢附近的空气流动速度加快,而车厢远处的空气流动速度慢,根据流体压强与流速的关系可知车厢远处的气体压强大,而车厢附近的气体压强小,会产生一个指向列车的压力差,将人推向火车而发生危险,所以人必须站在安全线以外的区域候车,故B正确;
C、桌面对托盘秤的支持力,是由于桌面和托盘秤间相互挤压而产生的,也属于弹力,故C错误;
D、把自制气压计从山脚带到高山顶峰,瓶内气体压强p不变,而外界大气压p0变小,则在瓶内较大气体压强的作用下,细管中的液面会升高,故D错误。
故选:B。
(1)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;
(2)流体在流速越大的地方压强越小;
(3)物体由于发生弹性形变而产生的力叫弹力,生活中的压力、支持力、拉力都属于弹力,弹力产生的条件是接触并挤压;
(4)瓶内气体压强不变,大气压随着高度的增加而降低,据此分析玻璃管内水柱高度如何变化。
本题考查了减小压强的方法、大气压与高度的关系、弹力、流体压强与流速的关系等知识,综合性较强,但难度不大。
8.【答案】A
【解析】解:C、由图可知,两支完全相同的试管液面相平时,乙试管中液体的体积较大,即V 甲
A、由密度公式m=ρV可知:密度相同的情况下,乙液体的体积大、质量大,即:m甲
(1)理解ℎ的概念:是指液面到某点的竖直高度;利用公式p=ρ液gℎ求出两液体的密度;
(2)根据图判断液体体积的大小,根据密度关系比较质量,则根据F=G试管+G液=m试管g+m液g可判断试管对桌面压力的大小。
此题考查了液体压强的判断,需掌握液体压强的公式,根据已知条件判断出两液体的密度大小是解决此题的关键。
9.【答案】B
【解析】解:
A、船满载时,船受到的浮力F浮=G排=m排g=8×107kg×10N/kg=8×108N,故A错误;
B、“新耀华“号达到最大下潜吃水时,船底所受水的压强为:p=ρ液gℎ=1.0×103kg/m3×10N/kg×30.5m=3.05×105Pa,故B正确;
C、“新耀华”要上浮时,在浮力不变的情况下,应将压载水舱的水排出舱外,此时“新耀华”的重力变小,重力小于浮力,会上浮,故C错误;
D、DGPS是利用电磁波实现精确定位的,故D错误。
故选:B。
(1)根据G=mg算出满载时排开水的重力,即满载时该船受到的浮力;
(2)根据液体压强的计算公式p=ρ液gℎ就可以计算出水下30.5m处的压强;
(3)根据物体的浮沉条件分析;
(4)电磁波可以传递信息。
本题考查了物体浮沉条件的应用、阿基米德原理的应用、液体内部压强的计算、电磁波的应用,难度不大。
10.【答案】C
【解析】解:
A、由图可知,甲直接提升物体,此时的拉力为10N;乙通过定滑轮提升物体,此时的拉力为11N;丙通过动滑轮提升物体,此时的拉力为11N,大于直接提升物体所用的力,所以利用机械丙提升M时不省力,故A错误;
B、F乙和F丙两个力的大小相同,物体上升相同的高度,由定滑轮和动滑轮的特点可知,F乙移动的距离是F丙移动距离的一半,根据W=Fs可知,F丙所做的功要大,故B错误;
C、机械丙和机械乙把相同的物体提升相同的高度,根据W=Gℎ可知,所做的有用功是相同的,F丙所做的总功要大,根据η=W有W总可知,机械丙的机械效率比机械乙的低,故C正确;
D、所做的有用功是相同的,F丙所做的总功要大,根据W额=W总−W有可知F丙所做的额外功要大,故D错误。
故选:C。
(1)根据拉力的大小分析;
(2)根据W=Fs分析功的大小;
(3)比较有用功和总功的大小,从而判定机械效率的大小;
(4)根据W额=W总−W有分析额外功的大小。
本题考查了使用定滑轮、动滑轮时机械效率大小的比较,难度不大。
11.【答案】从车内抽出 低于 大气压 外 内
【解析】解:负压救护车的原理:车内空间为负压舱,小于外界大气压,因此必须用抽气机将被污染的空气经过消毒、杀菌处理后从车内抽出,使车内气压低于车外大气压,在大气压作用下,清洁的空气只能由车外流向车内,并使空气由清洁区(医务人员区)流向感染源区(病人区)。
故答案为:从车内抽出;低于;大气压;外;内。
负压救护车是利用负压技术是使救护车内的大气压强小于外界的大气压强。据此分析即可解答。
此题考查大气压的综合应用,理解负压救护车的工作原理是关键。
12.【答案】1200 150 75%
【解析】解:
(1)拉力做的功(总功):
W总=Fs=600N×2m=1200J;
(2)推力做的有用功:
W有用=Gℎ=900N×1m=900J,
推力做的额外功:
W额=W总−W有用=1200J−900J=300J,
由W额=fs可得摩擦力:
f=W额s=300J2m=150N;
(3)斜面的机械效率:
η=W有用W总=900J1200J×100%=75%。
故答案为:1200;150;75%。
(1)利用W=Fs求出推力做的功(总功);
(2)知道箱子重力、斜面高,利用W=Gℎ求推力做的有用功;克服摩擦力做的功为推力做的额外功,其大小等于总功减去有用功,再利用W额=fs求摩擦力大小。
(3)斜面的机械效率等于有用功与总功的比值。
本题考查了使用斜面时有用功、总功、机械效率、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。
13.【答案】相互 平衡力 7.5×105
【解析】解:
(1)因力的作用是相互的,脚向后蹬地,脚对地面施加向后的作用力,地面对人产生向前的反作用力,所以滑板向前滑行;
(2)滑板在地面上匀速直线前行时,由于滑板处于匀速直线的运动状态,是平衡状态,即所受的力是平衡力;
(3)水平地面受到的压强:p=FS=GS=600N8×10−4m2=7.5×105Pa。
故答案为:相互;平衡力;7.5×105。
(1)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;
(2)物体处于平衡状态时,所受的力是平衡力;
(3)已知小明和滑板的总重力,此时他对地面的压力等于其重力,根据公式p=FS求出水平地面受到的压强。
本题以学生比较熟悉的滑板运动为内容考查相关的物理知识,注重了物理和生活的联系,属于基础知识的考查。
14.【答案】远离 凸 远视眼
【解析】解:他拉动活塞使水凸透镜变薄,焦距变大,像距变大,为使像再次清晰,需要增大物距,应将蜡烛适当远离透镜;
若不移动蜡烛,要让光屏上的像变清晰,需要使光线提前会聚,故可在蜡烛与水透镜之间适当的位置安装一个凸透镜,凸透镜可以矫正远视眼。
故答案为:远离;凸;远视眼。
凸透镜成实像时,物距增大时,像距应减小;凸透镜的焦距越大,会聚能力越弱;远视眼镜是凸透镜,根据对光有会聚作用分析即可。
本题考查近视眼的形成以及矫正,难度不大。
15.【答案】竖直向下 右 400
【解析】解:(1)重力的方向始终竖直向下,秤使用前要调整重垂线,使重垂线正指下方小立柱时,底板水平;
(2)定悬挂在P点的置物盘空载时左端下沉,应向右调节平衡螺母,使横梁处于水平平衡状态;
(3)由杠杆平衡条件得,木块质量满足m1g×OQ=m2g×OP,因为OP=L,OQ=4L,
所以木块质量m2=m1×OQOP=100g×4LL=400g。
故答案为:竖直向下;右;400。
(1)重力的方向是竖直向下的;
(2)根据杠杆的下沉情况确定重心在支点的哪一侧;
(3)根据杠杆的平衡条件求出木块的质量。
本题考查了重力的方向以及杠杆平衡条件的应用,属于基础性题目。
16.【答案】900 1.0×103 漂浮
【解析】解:(1)正方体物块的体积:
V=L3=(0.1m)3=1×10−3m3,
由ρ=mV可得,正方体的质量:
m=ρV=0.9×103kg/m3×1×10−3m3=0.9kg,
正方体的重力:
G=mg=0.9kg×10N/kg=9N,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,此时物块对容器底的压强:
p=F S=GL2=9N(0.1m)2=900Pa;
(2)由图可知,容器内水的深度为9cm时,正方体受到的浮力为9N,
正方体排开液体的体积:
V排=Sℎ=L2ℎ=(0.1m)2×0.09m=9×10−4m3,
由F浮=ρgV排可得,液体的密度:
ρ液=F浮gV排=9N10N/kg×9×10−4m3=1.0×103kg/m3;
(3)由图可知,容器内液体的深度大于9cm后正方体受到的浮力不变,
此时物体受到的浮力和自身的重力相等,且此时物体没有浸没(ℎ浸
故答案为:900;1.0×103;漂浮。
(1)知道正方体物块的边长可求体积,又知道正方体的密度,根据m=ρV求出其质量,水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,受力面积等于正方体的底面积,根据p=FS求出此时物块对容器底的压强;
(2)由图可知,容器内液体的深度为9cm时正方体受到的浮力为9N,根据V=Sℎ求出正方体排开水的体积,根据阿基米德原理求出液体的密度;
(3)由图可知,容器内液体的深度大于9cm后正方体受到的浮力不变,即浮力和自身的重力相等,且此时物体没有浸没,据此判断物块的状态。
本题考查了密度公式和重力公式、压强公式、阿基米德原理、物体浮沉条件的应用等,要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等。
17.【答案】解:由于木块和小车一起匀速运动,它们相对静止,所以木块不受摩擦力的作用,只受重力和支持力的作用;然后从木块重心沿竖直向下的方向和竖直向上的方向表示出重力G和支持力F.因为这两个力是一对平衡力,所以作图时两条线段长度要相等。如图所示:
【解析】木块竖立在小车上,随小车一起以相同的速度在水平地面上向右做匀速直线运动,不计空气阻力,物体受到两个力的作用:它的重力G,小车对它的支持力F,这两个力是一对平衡力,力的作用点都画在物体的重心。
画力的示意图,要先确定力的三要素,用一条带箭头的线段把三要素表示出来,标上字母符号,有的要标出力的大小,是平衡力的线段长度要相等。
18.【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作为动力臂最长,动力方向垂直于杆向球的一侧,据此作出最小动力的示意图;如下图所示:
故答案为:见上图。
【解析】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;
力臂的概念:力臂是指从支点到力的作用线的距离。
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。
19.【答案】左 匀速直线 二力平衡 物体排开液体的体积
【解析】解:(1)由图1知,左端较高,所以应将平衡螺母向左端调节;
(2)实验时,将木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,并使木块做匀速直线运动,根据二力平衡可知,弹簧测力计拉力大小与摩擦力大小相等,可以测出木块在木板上滑行时受到的摩擦力;
(3)分析实验步骤A、B、C、D,随着金属块排开液体的体积增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,金属块所受浮力也增大,可以得出结论:液体密度一定,物体排开液体的体积越大,浮力越大。
故答案为:(1)左;(2)匀速直线;二力平衡;(3)物体排开液体的体积。
(1)在调节杠杆平衡时,平衡螺母总向较高的一端调节;
(2)物体处于平衡状态时,水平方向上的两个力构成平衡力;
(3)根据控制变量法,找出不变的量和变化的量,确定浮力大小与变化量之间的关系。
本题考查探究杠杆的平衡条件、探究摩擦力大小与哪些因素有关的实验和探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验,难度不大。
20.【答案】8 变大 B 近视 远离
【解析】解:(1)当u=2f 时,成倒立、等大的实像,此时像距v=2f,由图甲可知u=v=2f=16cm
所以焦距为f=12×16cm=8cm;
当凸透镜成实像时,物体靠近凸透镜时,它所成的像离凸透镜的距离变大。
(2)A.根据凸透镜成像规律可知,当u>2f时,成倒立、缩小的实像,故选项A不符合题意;
B.凸透镜所成的实像都是倒立的,虚像都是正立的,在什么情况下也不能成正立、缩小的实像,故选项B符合题意。
C.根据凸透镜成像规律可知,当f D.根据凸透镜成像规律可知,当u
(3)小李把自己的眼镜放在了蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上的像变模糊了,将光屏远离凸透镜移动时,像又变清晰了,说明小李的眼镜对光有发散作用,由凹透镜对光有发散作用,且用凹透镜制成近视镜,所以他戴的眼镜是近视镜。
若将近视镜放在光蜡烛和凸透镜之间,像会远离凸透镜,所以将光屏向远离凸透镜的方向移动,才能使蜡烛的像变清晰;若不移动光屏,在光屏上仍成清晰的像,则相当于像距减小,所以需要增大物距,故将蜡烛远离凸透镜。
故答案为:(1)8;变大;(2)B;(3)近视;远离。
(1)U=2f,光屏上得到倒立、等大的实像,求出焦距;当凸透镜成实像时,物体靠近凸透镜时,它所成的像离凸透镜的距离变大;
(2)根据物距和焦距的关系判断凸透镜成像情况,u>2f时,光屏上能得到倒立、缩小的实像;f (3)近视镜是凹透镜,且凹透镜对光线有发散作用,若将凹透镜放在蜡烛和凸透镜之间,光线经凹透镜发散后,成的像会远离凸透镜,据此判断蜡烛的移动方向。
此题是探究凸透镜成像的规律,主要考查了实验的探究过程及成像规律的应用。此题看似复杂,其实只要用心,仔细审题,并不难。
21.【答案】高度差 转换 B 不可靠 没有保持金属盒在两杯液体中的深度相同 相等
【解析】解:(1)液体压强大小通过U形管内两端液面的差来反映的,液面高度差越大,液体的压强越大,这是转换法的运用;
(2)安装好左侧软管,发现U形管内水面已有高度差,说明软管内的气压和大气压不相等,将此时右边支管中高出的液体倒出不能使液面相平,拆除软管重新安装,是最便捷的方法,故B正确,A错误;
(3)因液体压强与液体密度与所处深度均有关,故探究液体压强与液体密度的关系时,应控制压强计的金属盒所在液体中的深度相同,而由图中乙和丙可知,乙图中深度深,U形管液面的高度差大,液体内部的压强大,不能判断出液体密度的大小,故无法判断哪种液体的密度较大,故小雨的结论是不可靠的;
(4)保持金属盒在此深度不变,转动金属盒的方向,U形管两侧水面的高度差不变,由转换法知液体产生的压强相等,说明液体内部向各个方向的压强相等。
故答案为:(1)高度差;转换;(2)B;(3)不可靠;没有保持金属盒在两杯液体中的深度相同;(4)相等。
(1)液体压强大小通过U形管内两端液面的差来反映的,液面高度差越大,液体的压强越大,这是转换法的运用;
(2)安装好左侧软管,使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,需要重新安装软管;
(3)(4)液体的压强与液体的密度和液体的深度有关,根据控制变量法分析解答。
本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法的运用。
22.【答案】匀速 偏小 1、2 物重 0.4 低 0.03
【解析】解:(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使物体匀速升高,此时系统处于平衡状态,测力计示数才等于拉力大小;
某同学在该实验中加速向上提升重物,提升物体的力变大,总功变大,而有用功不变,故滑轮组的机械效率变小;
(2)比较1、2两次的实验数据,同一滑轮组,绳子段数不同,机械效率相同,可得出结论:使用同一滑轮组提升重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关;
比较第2、3次的实验数据,同一滑轮组提升不同重物,物重不同,机械效率不同,可得出结论:同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率越高;
(3)由图丁可知绳子的有效段数为4,绳端移动距离:s4=4ℎ4=4×0.1m=0.4m;
比较第3、4次的实验数据,不同滑轮组提升相同重物,动滑轮重不同,机械效率不同,可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低;
(4)由表中数据可知,第三次实验中,有用功:W有3=G3ℎ3=8N×0.1m=0.8J,
总功:W总3=F3s3=3.1N×0.3m=0.93J,
动滑轮的重力:G动=m动g=100×10−3kg×10N/kg=1N,
则克服动滑轮重力做的功:W动=G动ℎ3=1N×0.1m=0.1J,
不计绳重,由W总=W额+W有和W额=W动+W摩擦可得,克服摩擦做的额外功:W摩擦=W总3−W有3−W动=0.93J−0.8J−0.1J=0.03J。
故答案为:(1)匀速;变小;(2)1、2;物重;(3)0.4;低;(4)0.03。
(1)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,拉力大于等于测力计示数;某同学在该实验中加速向上提升重物,提升物体的力变大,据此分析滑轮组的机械效率变小化;
(2)研究同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时,要控制提升物体的质量相同,改变绳子的有效段数;
比较2、3两次实验的相同和不同量,结合表中数据得出结论;
(3)由图丁可知绳子的有效段数,根据s=nℎ求出绳端移动的距离;对比3、4两次实验的相同和不同量,结合表中数据得出结论;
(4)根据W有=Gℎ求出有用功,根据W总=Fs求出总功,根据G=mg和W动=G动ℎ求出克服动滑轮自重,不计绳重,再根据W总=W额+W有和W额=W动+W摩擦求出克服摩擦做的额外功。
本题测滑轮组机械效率,考查注意事项、s=nℎ的运用、功的公式和机械效率公式的运用及控制变量法、数据分析的能力。
23.【答案】解:(1)由图象可知,0~10s,物体没有接触水面,物体的重力为:G=12×10⁴N=1.2×105N;
20s后物体全部浸没在水中,浸没时的浮力为:F浮=8×104N;
(2)图乙中力F1对应的是物体全部浸没在水中时钢丝绳所受的拉力,则:
F1=G−F浮=12×104N−8×104N=4×104N,
(3)物体浸没时受到的浮力为:F浮=8×104N,由F浮=ρ液gV排可知,长方体的体积为:
V=V排=F浮ρ水g=8×104N1.0×103kg/m3×10N/kg=8m3
由G=mg=ρVg可知,长方体材料的密度为:
ρ=GVg=12×104N8m3×10N/kg=1.5×103kg/m3
(4)由图象可知,从第10s开始物体下表面接触水面,第20s物体刚好全部浸没,故从第10s到第30s时,物体下表面距水面的深度为:
ℎ=s=vt=0.2m/s×(30s−10s)=4m
长方体下表面受到水的压强为:
p=ρgℎ=1.0×103kg/m3×10N/kg×4m=4×10⁴Pa
答:(1)物体的重力为1.2×105N,浸没时受到的浮力为8×10⁴N;
(2)图乙中力F1的大小为4×10⁴N;
(3)长方体材料的密度是1.5×103kg/m3;
(4)从计时开始,在长方体材料匀速下降30s时,长方体的下表面受到水的压强为4×10⁴Pa。
【解析】(1)准确分析图乙获取重要信息,可得出该材料受到的重力和浸没时的浮力;
(2)根据F=G−F浮可求出图乙中力F1的大小;
(3)根据F浮=ρ液gV排可求出浸没时排开液体的体积即长方体的体积,根据G=mg=ρVg可求出长方体材料的密度;
(4)根据图像获取下表面距水面的深度ℎ,运用p=ρgℎ,可得出压强。
准确分析图像中提供的信息,熟练运用速度公式、液体压强公式、阿基米德原理,可解答此题。
24.【答案】解:(1)挖掘机静止且不工作时对水平地面的压力:
F=G机=m机g=36.5×103kg×10N/kg=3.65×105N,
受力面积:
S=2×2.5m2=5m2,
对地面的压强:
p=FS=3.65×105N5m2=7.3×104Pa;
(2)挖掘机在足够深的水中静止时处于漂浮状态,则挖掘机受到的浮力:
F浮=G机=3.65×105N,
由F浮=ρ液gV排可得,挖掘机所排开水的体积:
V排=F浮ρ水g=3.65×105N1.0×103kg/m3×10N/kg=36.5m3;
(3)装满铲斗的泥沙重力:
G=mg=ρVg=1.8×103kg/m3×1m3×10N/kg=1.8×104N,
挖掘机运送泥沙过程中做的有用功:
W有=Gℎ总=1.8×104N×(5m+3m)=1.44×105J,
由P=Wt可得,挖掘机运送泥沙过程中做的总功:
W总=P送t总=6×104W×6s=3.6×105J,
挖掘机运送泥沙过程中的机械效率:
η=W有W总×100%=1.44×105J3.6×105J×100%=40%。
答:(1)挖掘机静止且不工作时对水平地面的压强为7.3×104Pa;
(2)挖掘机在足够深的水中静止时,所排开水的体积为36.5m3;
(3)运送泥沙过程中挖掘机的机械效率为40%。
【解析】(1)挖掘机静止且不工作时对水平地面的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,受力面积等于2条履带与地面接触的面积之和,利用p=FS求出对地面的压强;
(2)挖掘机在足够深的水中静止时处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,根据F浮=ρ液gV排求出挖掘机所排开水的体积;
(3)装满铲斗时泥沙的体积等于标准斗容,又知道泥沙的密度,根据G=mg=ρVg求出装满铲斗的泥沙重力,挖掘机把泥沙从3m深处挖起时,克服泥沙的重力做功,当沿水平面运送时,不对泥沙做功,根据W=Gℎ求出挖掘机运送泥沙过程中做的有用功,根据W=Pt求出挖掘机运送泥沙过程中做的总功,利用η=W有W总×100%求出挖掘机运送泥沙过程中的机械效率。
本题考查了重力公式和压强公式、物体浮沉条件、阿基米德原理、密度公式、做功公式、机械效率公式的综合应用,要知道物体对水平面的压力和自身的重力相等,最容易出错的是在水平方向移动距离时挖掘机对泥沙不做功。
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